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社会問題に触発される社会企業家：環境系ビジネスの構築に関する理論的・経験的研究

平成27年度の研究実績は、1関連学会での研究報告、2学術誌への論文投稿および掲載の二点で構成される。まず1関連学会での研究報告については、日本ベンチャー学会第18回全国大会(2015年11月1日)において、「地域活性化における地方自治体夫役割に関する理論的・経験的研究」の研究報告を行った。2学術誌への論文投稿および掲載については、研究期間初期より調査を行ってきたイーブイ愛知株式会社のコンバージョンEV事業事業について、「イーブイ愛知株式会社によるコンバージョンEV事業構築の事例分析」として日本経営情報学会誌第35巻3号に査読付き論文として掲載された。学術誌への論文投稿・掲載に加えて、一昨年度より調査を進めてきた環境系ベンチャーとしての第一次産業経営の事例分析を行い、首都大学東京GBSリサーチペーパーとして「多摩地域における林業の6次産業化:一般社団法人TokyoWood普及協会の事例」(VB-15-01)、首都大学東京社会科学研究科リサーチペーパーシリーズとして「我が国の農業振興を支える構造に関する予備的考察:新技術の導入・普及を支える構造と不労所得の循環」(No. 162)が発刊された。これらのリサーチペーパーの成果は、本研究課題の成果物をまとめた書籍として、将来的に発刊する企画を進めている。本研究課題は、環境問題に事業機会を見出し、資源動員を図ることで新規事業を構築する社会企業家の理論的・経験的研究である。第一に、2000年代以後の社会企業家研究およびソーシャルイノベーション研究の学説史の整理を行った上で、近年の研究において理論的基盤として期待される制度派組織論との理論的架橋を図り、具体的な調査方法論として言説分析、ネットワーク分析、社会運動論の導入を行った。第二に愛知県の中小企業ネットワークによるコンバージョンEV事業、沖縄県座間味村における珊瑚礁保護を可能とするエコツーリズム、東京都多摩地域における林業の6次産業化による持続可能な事業構築を中心とした経験的研究を行った。本研究課題は、平成26年度を終えて、全4カ年の研究機関のうち、3カ年が修了した。平成26年度を終えた時点での達成度については、当初に計画していた研究計画について、想定外の事象からいくつかの変更が迫られたものの、全体として予想以上の進捗状況であるといえる。その理由については、以下の通りである。第一に、研究実績の概要で報告しているように、本研究課題に基づいて蓄積されてきた研究活動のうち、理論的基盤である制度派組織論に関する理論研究と、コンバージョンEV事業の構築を目指すベンチャー企業の経験的調査について、編著の一部として出版された。第二に、本研究課題に関わる方法論の検討の一環として実施してきた言説分析およびネットワーク分析にかんする試論について、日本情報経営学会学会誌にそれぞれ査読付き論文として掲載差入れた。
亜鉛フィンガーを利用した人工転写因子の創製と人工遺伝子回路形成への展開

人工的な遺伝子回路形成は様々なフィードバック制御を理解する上での新しい方法になると期待されている。そのような遺伝子回路において機能する転写因子などの調節タンパク質は、様々なDNA結合特性を有しており、系統的に特性の異なる人工タンパク質や、その機能を人為的にスイッチできるタンパク質は、モデル系の構築に有用であると考えられる。そこで本研究では、標的DNA結合配列、親和性、選択性、速度論的特性、などのDNA結合特性が異なる人工亜鉛フィンガー型DNA結合タンパク質および人工転写因子の創製を行った。また、金属イオン応答性のDNA結合能および転写活性化能を示す人工DNA結合タンパク質および人工転写因子の創製に成功した。本年度は、代表的なDNA結合ドメインとして知られる亜鉛フィンガードメインを用い、機能調節が可能な人工転写因子の創製とその評価に取り組んだ。DNA結合ドメインと転写制御ドメインとを融合し、その遺伝子配列選択的な機能発現を調べるにあたり、まず、作製したDNA結合ドメインのDNA結合親和性の測定を行った。そして、それらを転写因子化し細胞内で発現させた場合に、亜鉛フィンガー型人工転写因子の転写活性化能がDNA結合親和性を反映していることを確認した。また、外部刺激によって、配列特異的に働く転写因子としての機能をスイッチすることができる人工転写因子の創製を行った。具体的には、亜鉛フィンガー型人工転写因子に、核内受容体のリガンド結合ドメインを融合させることによって、ホルモンの添加によって速やかに機能発現が生じる人工転写因子を作製した。また、リガンドの結合によって、タンパク質の安定性が向上することが知られているドメインと融合させることによって、リガンド添加時から転写因子の蓄積が開始されて機能発現につながる人工転写因子を作製した。いずれの場合もリガンド濃度依存的に、その活性をコントロールすることができた。細胞内には、フィードバック機構を介して遺伝子の発現が調節され、リズミックな発現パターンを示すものがあるが、その発振メカニズムの詳細は不明な点が多い。本年度作製した、機能発現をリガンドでコントロールすることのできる人工転写因子は、単純化された遺伝子回路を真核細胞内で人工的に構築し、発振メカニズムを理解するためのツールとして、重要な役割を果たすと期待される。本年度は、亜鉛フィンガーをはじめとするDNA結合タンパク質を利用した人工転写因子の創製と、それらを用いた細胞内での遺伝子制御に取り組んだ。具体的には、「DNA結合モチーフを利用したDNA結合スイッチの高機能化」として、代表的なDNA結合モチーフであるロイシンジッパーのヘリックス部分に化学的な修飾を施し、コバルトイオンに応答してDNA結合能がスイッチされる人工DNA結合タンパク質の創製に成功した。また、C2H2型亜鉛フィンガーモチーフの配位子を他のアミノ酸に置換した、配位子置換型フィンガーを作製した。天然型では亜鉛イオンとの結合親和性が高すぎるため、亜鉛イオン濃度依存的にDNA結合能をコントロールすることは困難であった。一方、配位子置換型フィンガーでは、亜鉛イオン濃度が高いときには天然型と同様のDNA結合能を示し、また金属キレーター存在下では、顕著なDNA結合力の低下が見られた。次に、「細胞内での遺伝子制御」に向けて、この配位子置換体に転写活性化ドメインを融合させた人工転写因子を細胞内で発現させた。標的結合DNA配列を含むレポーターベクターを用いて、転写活性化の亜鉛濃度依存性を検討したところ、作製した人工転写因子は亜鉛イオン濃度に依存した転写活性化能を示すことが明らかとなった。また、細胞内環境で作製した人工亜鉛フィンガーのDNA結合選択性を検討した結果、高い選択性を有することが明らかと成った。このような人工転写因子は、人工遺伝子回路の制御にとって、重要なツールとなると考えられる。
造血転写制御への新規介入方法の探索とその臨床応用に向けた研究

造血器腫瘍の発症においては造血関連転写因子が重要な役割を果たす。白血病関連染色体転座から同定されたRUNX1 (AML1)転写因子は、不活化遺伝子変異によって白血病発症に係るとされるが、逆に、白血病細胞の生存がRUNX1に依存するとの報告もなされている。いずれの場合も、RUNX1活性を細胞外から制御できれば、血液疾患に対する新規標的治療となりうることを示している。当該研究ではRUNX1の機能制御機構の解析を徹底的に進め、得られる知見を総合してRUNX1の機能や活性を細胞外から調節する方法を探ってゆく。もって、白血病発症の分子機構解明と、新規治療法の開発へ貢献することを目指すものである。
量子不等式の研究

量子不等式は非可換無限次元の解析である量子解析において基本となる不等式一般を指す.関数解析学と古典的な解析学の最大の差異は非可換性と可換性,有限次元性と無限次元性であるが,特に関数解析学の一分野としての量子解析は非可換性の表現としての行列解析的な重層構造にその典型的な特徴を有する.本研究では,汎関数演算(functional calculus)A〓f(A)に焦点を当てた.特に作用素単調関数によって定義された作用素平均の多様性とそれらの間に成り立つ不等式の解析的理論を,電気回路モデルからの問題意識のもと,関数解析学の手法を用い,数値解析的な実験を伴って,解析関数論として深める端緒を掴んだ.数式処理を援用することで問題となる不等式の背後に潜む固有値問題の構造も明らかになりつつある.研究の具体的な成果は以下の通りである.作用素単調関数に関連した作用素平均の電気回路的な観点から自然な組み合わせに依ってできる作用素平均の間の不等式に関して,数値解析学的な実験を行ってその正しさを確信することができた.証明に関しては,数式処理を用いたある散乱行列の確定方法とその行列の特異値問題に対して行列のある種の対称性とフラクタル的な構造など様々な知見を得ることができた.特に回路的な意味で双対的な一組の平均の間の不等式に関して,今まで得られていたものより複雑な不等式を得ることができた.量子不等式は非可換無限次元の解析である量子解析において基本となる不等式一般を指す.関数解析学と古典的な解析学の最大の差異は非可換性と可換性,有限次元性と無限次元性であるが,特に関数解析学の一分野としての量子解析は非可換性の表現としての行列解析的な重層構造にその典型的な特徴を有する.本研究では,汎関数演算(functional calculus)A〓f(A)に焦点を当てた.特に作用素単調関数によって定義された作用素平均の多様性とそれらの間に成り立つ不等式の解析的理論を,電気回路モデルからの問題意識のもと,関数解析学の手法を用い,数値解析的な実験を伴って,解析関数論として深める端緒を掴んだ.数式処理を援用することで問題となる不等式の背後に潜む固有値問題の構造も明らかになりつつある.研究の具体的な成果は以下の通りである.作用素単調関数に関連した作用素平均の電気回路的な観点から自然な組み合わせに依ってできる作用素平均の間の不等式に関して,数値解析学的な実験を行ってその正しさを確信することができた.証明に関しては,数式処理を用いたある散乱行列の確定方法とその行列の特異値問題に対して行列のある種の対称性とフラクタル的な構造など様々な知見を得ることができた.特に回路的な意味で双対的な一組の平均の間の不等式に関して,今まで得られていたものより複雑な不等式を得ることができた.
直立葉イネの密植増収効果の検証及びイネ農業重要形質を支配するQTLの同定・単離

ブラシノステロイド(BR)受容体遺伝子の育種的利用BR受容体遺伝子の変異体d61は,生殖器官への作用(小粒化・稔性低下)の強さが直立葉のメリットを相殺し,収量増加に至らなかった.しかしながら,乾物重の推移など圃場試験データを詳細に検討した結果,密植条件下においては直立葉化に伴う光利用効率向上によるものと思われる同化能向上あるいは生育後期の同化能低下の抑制傾向を認めることができた.これは,直立葉のみを示す作用力の弱いアリルの密植栽培による増収の可能性を示唆している.BR受容体のカイネースドメインのみを強発現させ内生BR受容体遺伝子の発現を抑制させると直立葉を示しながら穂や粒形は正常な固体が得られる.これらの後代固定系統の閉鎖系温室における栽培試験の結果,一株当たり収量は非組み換えイネと同等以上であることが明らかになった.先の変異体の圃場試験において密職条件下で認められた同化能の差異が直立葉化のみでもたらされるものと仮定して直立葉形質転換イネの圃場における生産性を試算したところ,3倍密度で栽培した場合に同条件下の原品種より2630%の増収が推定された.イントログレッションラインの解析少けつ,矮性(弱性)が分離した日本稲とインド稲ないし野生稲とのイントログレッションライン6系統について,分子マーカーにより大まかに推定した関与領域がヘテロの個体の次代を展開した.表現型が3:1の分離を示した系統のうち1系統について高密度マッピングを実施し,第2染色体上の11.9kbまで関与領域を狭めることができた.弱性表現型はこの領域がO.nivara型に固定された個体で観察されるが,両親いずれにも見られない表現型であることから複数因子の関与が推察される.この弱性表現型の発現機構の解明には今後,この第2染色体上の領域がnivara型で固定し,弱性個体が分離する系統を解析する必要がある.1.直立葉イネの収量試験ブラシノステロイド受容体遺伝子の変異体d61のアリルd61-7および原品種`台中65号'(以下T65)を用いた.栽植密度3水準,施肥2水準を設定し,収量調査を行った.直立葉イネとして,より弱い矮性表現型を示すT65の突然変異系統(TM_3-2008)も供した.d61-7については,1穂籾数が約3割増加したが稔実率と千粒重は低下し,いずれの区も単位面積あたり収量は対照品種T65の8割10割にとどまり,増収は認められなかった.d61の表現型には籾の小粒化や稔性低下が付随する.そのため表現型が最も弱いアリルを今回は供したが,直立葉および矮性のメリットを活かすには作用力がまだ強すぎるものと考えられた.TM_3-2008については,穂長の短縮,1穂籾数減少,d61-7より程度は弱いが小粒化に伴う千粒重の低下が見られた.このため標準栽植密度での単位面積あたり収量は,T65の9割程度にとどまるが,密植区では特に多肥条件で11%の増収が認められた。この密植・多肥条件下の単位面積あたり収量は,標準密度・標準施肥条件のT65と比較して25%の増収となった.本変異系統の1株穂数は密植条件下で対照の45%程度増加していた.すなわち,密植条件下で受光態勢改善によりもたらされる有効分げつ数維持効果が短穂,小粒といったデメリットの補償にとどまらないことが示唆された.2.農業上重要遺伝子の同定日本稲とインド稲ないし野生稲とのイントログレッションラインの分離集団から少けつ,矮性が分離する6系統選出した.これらは雑種弱性や分けつ数の制御に関与する遺伝子の同定に有効である可能性がある.本年度は各系統について分子マーカーによる候補領域の推定を行った.本年度種子数が確保できた系統については来年度に圃場で大規模展開する予定である.ブラシノステロイド(BR)受容体遺伝子の育種的利用BR受容体遺伝子の変異体d61は,生殖器官への作用(小粒化・稔性低下)の強さが直立葉のメリットを相殺し,収量増加に至らなかった.しかしながら,乾物重の推移など圃場試験データを詳細に検討した結果,密植条件下においては直立葉化に伴う光利用効率向上によるものと思われる同化能向上あるいは生育後期の同化能低下の抑制傾向を認めることができた.

これは,直立葉のみを示す作用力の弱いアリルの密植栽培による増収の可能性を示唆している.BR受容体のカイネースドメインのみを強発現させ内生BR受容体遺伝子の発現を抑制させると直立葉を示しながら穂や粒形は正常な固体が得られる.これらの後代固定系統の閉鎖系温室における栽培試験の結果,一株当たり収量は非組み換えイネと同等以上であることが明らかになった.先の変異体の圃場試験において密職条件下で認められた同化能の差異が直立葉化のみでもたらされるものと仮定して直立葉形質転換イネの圃場における生産性を試算したところ,3倍密度で栽培した場合に同条件下の原品種より2630%の増収が推定された.イントログレッションラインの解析少けつ,矮性(弱性)が分離した日本稲とインド稲ないし野生稲とのイントログレッションライン6系統について,分子マーカーにより大まかに推定した関与領域がヘテロの個体の次代を展開した.表現型が3:1の分離を示した系統のうち1系統について高密度マッピングを実施し,第2染色体上の11.9kbまで関与領域を狭めることができた.弱性表現型はこの領域がO.nivara型に固定された個体で観察されるが,両親いずれにも見られない表現型であることから複数因子の関与が推察される.この弱性表現型の発現機構の解明には今後,この第2染色体上の領域がnivara型で固定し,弱性個体が分離する系統を解析する必要がある.
NTSB(アメリカ国家運輸安全委員会)の海難事故調査手法・手段・目的の詳細研究

我々は、海難事故の研究調査体制に関する、日米の比較検討を行い、海難事故の減少という目的に近付くために、我が国の制度をいかに改善すべきかを研究することを最終目標としている。そのために、まずNTSBの活動状況を把握すべく、1975年にNTSBが創設されて以降、1988年までに公刊された海難事故調査告書と、改善勧告書とを、バックナンバ-としてそろえることを、平成2年度に実施した。海難事故調査報告書の公刊数は年によって前後するが、年平均約10冊である。これはNTSBは毎年平均約10件の海難事故の詳細な調査研究をするということを意味する。NTSBは、重大に海難な絞って、調査研究をするのである。NTSBにもオリジナルのストックがなく、手を尽くしたがコピ-も入手できなかった海難事故調査報告書が5冊、改善勧告書は全部そろえることができた。平成2年度には、報告書類の収集と並行して、橋が関係する海難に関する事故調査報告書を3編精読して、現在我が国で建設が進んでいる大規模橋梁付近の安全運航との関係を探ることを試みた。計画では、平成3年度は収集した報告書類のデ-タベ-ス作成を行うことにしていたが、アラスカで発生した、EXXON VALDEZ座礁事故に伴う海洋汚染を調査研究した海難事故調査報告書が入手できたので、地球環境保全問題が世界的関心事となった時点に我々の研究をマッチさせることを先行させることにして、平成2年度の後半から平成3年度にかけて、この一編の報告書の詳細研究を行い、研究用文献としての翻訳書(225ペ-ジ)を作成した。現在デ-タベ-ス作成作業中である。1975年,NTSB(アメリカ国家運輸安全委員会)が創設されて以来,同委員会が公刊している海難事故報告書と改善勧告書とを網羅的に収集することに努めた。その結果,1988年までに公刊されたものは数篇を除いて,印刷物もしくは復写を入手することができた。入手できない数篇は,いずれも海難事故報告書である。これらはNTSBにもオリジナルがない。現在23のアメリカ研究機関に対して,そららの所持の有無を照会中である。何とかして全篇を整備すべく努力中である。本年度は,これら入手し得た海難報告書の中から,橋の存在が関係して発生した海難事故の報告書3篇を選び出して,ほとんど全訳に近い抄訳を完成した。これは現在わが国各地で建設が進められている,船舶交通の輻輳する水域での大規模橋(たとえば明石海峡大橋や東京湾横断道路)周辺の海の,安全確保手段の参考にしようとするためである。抄訳した3篇のうちの1篇は,ニュ-ヨ-ク港に架るウイリアムスバ-グ橋から,橋梁下を通航中のタンカ-に,灼熱した鉄片が落下して,タンカ-が爆発沈没した事故の研究調査;第2篇はいわゆる水路の側壁影響のために,通航船が操縦の自由を失った事故の解析;第3篇は橋の直前まで接近した時点で発生した,操舵装置の突発的故障のために,橋脚に衝突して橋梁を崩壊させた事故の調査報告である。目下,1989年3月24日に発生した,アラスカにおけるEXXON VALDEZ座礁(大規模海面油濁を伴った)事故に関する詳細な報告書を研究中である。大事故にもかかわらず,事故発生から報告書公刊までに僅か16ケ月を要したにすぎない敏速さでの成果物である。

地球環境の破壊の典型的事故として一躍有名になった超大型タンカ-EXXON VALDEZの座礁事故についての,詳細をきわめる,NTSB(アメリカ)国連運輸安全委員会)による海難事故調査報告書が入手できた。この事故で海面に流出した原油の総量は,これまでにイギリス海狭付近で発生した事故などに比べれば、むしろ少量なのであるが,事故にかかわった海技者のヒュ-マン・ファクタ-の側面が問題とされた。この報告書は,総ペ-ジ数255,そのうち本文178ペ-ジ,77ペ-ジが付録という構成である。178ペ-ジの本文を全訳した。NTSBが本報告で,この事政のもつとも確からしい原因と結論づけているのは,下記の諸項目である;(1)三等航海士が,過重労働の連続による疲労のために,適切な繰船ができなかったこと,(2)船長が,アルコ-ル障害のため,適切な航海当直体制を指示できなかったこと,(3)Exxon社の,乗組み配乗の不適正,(4)USCG(アメリカ沿岸警備隊)の,装備保守不適正・人員配置不十分・訓練不足などのために,VTS(船舶交通サ-ビス)が有効に機能しなかったこと,(5)パイロット業務の提携が不十分だったこと。なお訳文は研究資料として,100部をワ-プロ印刷した。
膵腫瘍におけるガラクトース転移酵素の発現に関する免疫組織化学的研究

膵腫瘍診断の指標として膵組織中βl,4-galactosyltransferase(GalTase)発現の応用の可能性を検討する目的で、正常膵組織および膵腫瘍組織におけるGalTaseの発現を検索した。材料として胃癌膵脾合併切除例9例の手術時に得た正常膵組織と、膵腫瘍切除例9例の膵腫瘍組織を用いた。膵腫瘍の内訳は膵管内乳頭腺腫2例、膵管内乳頭腺癌1例、浸潤性膵管癌6例であった。マウス抗ヒトGalTaseモノクロナール抗体(Mab8628)を用いて、GalTaseの発現の程度と局在を光顕および電顕レベルで免疫組織化学的に検討した。正常膵組織の膵管細胞と腺房細胞では、全例でGolgi装置のtrans領域にGalTaseの軽度中等度の発現を、44%でjunctional complex(tight junctonとadherens junction)に軽度の発現を認めた。膵腫瘍組織では全例でGolgi装置にGalTaseの高度発現を、junctional complexに軽度中等度の発現を認めた。しかし腫瘍の悪性度・組織型とGalTasの発現強度との間に明確な関連はみられなかった。本研究では、正常膵組織および膵腫瘍組織において、Golgi装置およびjunctional complexの両者にGalTaseの発現が認められた。これはGalTaseが膵細胞間の接着と情報伝達に大きな役割を担っている可能性を示している。また正常膵組織と比べ膵腫瘍組織でGalTaseの高度発現を認めたことから、膵腫瘍診断においてGalTaseが有力なマーカーとなる可能性を示唆している。膵腫瘍診断の指標として膵組織中β1,4-galactosyltrsnsferase(Gal Tase)発現の応用の可能性を検討する目的で、正常膵組織および膵腫瘍組織におけるGal Taseの発現を検索した。材料として胃癌膵脾合併切除例9例の手術時に得た正常組織と、膵腫瘍切除例9例の膵腫瘍組織を用いた。マウス抗ヒトGal Taseモノクロナール抗体(Mab8628)を用いて、Gal Taseの発現の程度と局在を光顕および電顕レベルで免疫組織化学的に検討した。正常膵組織の膵管細胞と腺房細胞では、全例でGolgi装置のtrans領域にGal Taseの軽度中等度の発現を、44%でjunctional complex(tight junctonとadherens junction)に軽度の発現を認めた。膵腫瘍組織では全例でGolgi装置にGal Taseの高度発現を、junctional complexに軽度中等度の発現を認めた。しかし腫瘍の悪性度・組織型とGal Taseの発現強度との間に明確な関連はみられなかった。本研究では、正常膵組織および膵腫瘍組織において、Golgi装置およびjunctional complexの両者にGal Taseの発現が認められた。これはGal Taseが膵細胞間の接着と情報伝達に大きな役割を担っている可能性を示している。また正常膵組織と比べ膵腫瘍組織でGal Taseの高度発現を認めたことから、膵腫瘍診断においてGal Taseが有力なマーカーとなる可能性を示唆している。膵腫瘍診断の使用として膵組織中β1.4-galactosyltransferase(GalTase)発現の応用の可能性を検討する目的で、正常膵組織および膵腫瘍組織におけるGaTaseの発現を検索した。

正常膵組織の膵管細胞と腺房細胞では、全例でGolgi装置のtrans領域にGalTaseの軽度中等度の発現を44%でjunctional complex(tight junctonとadherens junction)に軽度の発現を認めた。膵腫瘍組織では全例でGolgi装置にGalTaseの高度発現を、Junctional complexに軽度中等度の発現を認めた。しかし腫瘍の悪性度・組織型とGalTaseの発現強度との間に明確な関連はみられなかった。本研究では、正常膵組織および膵腫瘍組織において、Golgi装置およびjunctional complexの両者にGalTaseの発現が認められた。これはGalTaseが膵細胞間の接着と情報伝達に大きな役割を担っている可能性を示している。また正常膵組織と比べ膵腫瘍組織でGalTaseの高度発現を認めたことから、膵腫瘍診断においてGalTaseが有力なマーカーとなる可能性を示唆している。
平滑筋・心筋における細胞膜Mg^<2+>輸送機構の同定と定量的解析

モルモット盲腸紐平滑筋上条片に蛍光Mg指示薬furaptra(mag-fura-2)を導入し、その蛍光強度比から細胞内Mg濃度([Mg^<2+>]_i)を測定した。細胞外無Ca条件下でNa濃度を低下させると、[MG^<2+>]_iは時間と共に上昇し、その上昇速度はNa濃度が低いほど大きく、勾配係数3-4、最大速度0.16μM/s、Na濃度が約30mMで最大の半分の速度になるHillの式で近似することができた。酵素処理により単離したラット心室筋細胞にfuraptraを導入し、同様に[Mg^<2+>]_iを測定した。上記平滑筋と異なり、細胞外無Ca条件下でNa濃度を低下させても[Mg^<2+>]_iの上昇は認められなかった。しかし、細胞を高Mg条件下(10mM)でイオノマイシンで処理すると、[Mg^<2+>]_i上昇が観察され、この上昇速度は細胞外Naが低いほど有意に大きかった。また、この処理によりMgを負荷した細胞を正常Mg条件に戻した時おこるMgの流出速度は細胞外Naの存在により著明に抑制された。これらの結果より、心筋・平滑筋の細胞膜にはNaと交感にMgをくみ出す輸送体(Na^+-Mg^<2+>交換機構)が存在し、その輸送速度はモルモット盲腸紐平滑筋では0.026pmol/cm^2・s、ラット心室筋では0.085pmol/cm^2・s程度であることが示唆された(細胞外10mM Mg、25°C)。さらに、このNa^+-Mg^<2+>交換機構がNa^+-Ca^<2+>交換機構と同一の輸送体によるものかどうかを、培養株化細胞(CCL39細胞)にNa^+-Ca^<2+>交換輸送蛋白を発現させた系で検討を行った。NA^+-Ca^<2+>交換輸送蛋白の発現によりNa^+-Mg^<2+>交換活性が現れたが、その輸送速度は心筋で得られたものに比べて非常に低く、Na^+-Mg^<2+>交換機構はNa^+-Ca^<2+>交換輸送蛋白以外の輸送体によっていると考えられた。モルモット盲腸紐平滑筋条片に蛍光Mg指示薬furaptra(mag-fura-2)を導入し,350nmと380nm励起による500nm(FWHM 40 nm)の蛍光強度比(R)をMg信号として解析した(25°C)。標本をイオノフォア(bromo-A23187,monensin,nigericin)で処理後細胞外Mg濃度を種々に変えて(0ー49mM),細胞内外のMg濃度が平衝に達した時点でのR値と細胞内Mg濃度([Mg^<2+>]i)との関係(較正曲線)を求めた。

以後の実験では,この関係方法を用いて得られた盲腸紐平滑筋細胞内Mg濃度は,平均0.98mMであった。細胞外無Ca条件下でNa濃度を低下させると,[Mg^<2+>]iは時間と共に上昇した。その上昇速度はNa濃度が低いほど大きく,勾配係数3-4,最大速度0.16μM/s,Na濃度が約30mMで最大の半分の速度となるHillの式で近似することができた。この関係は細胞外高Kによる脱分極で右にシフトし,細胞外低Kによる過分極で左にシフトした。これらの結果より,モルモット盲腸紐平滑筋細胞に,Naと交換に細胞内MgをくみだすNa^+-Mg^<2+>交換機構の存在が示唆された。また,この機構が起電性であり,輸送方向が逆転可能であると推測した。初年度の結果よりモルモット盲腸紐平滑筋の細胞膜にはNa^+と交換にMg^<2+>をくみ出すNa^+-Mg^<2+>交換機構が存在することが示唆された。このMg^<2+>輸送がNa^+-Ca^<2+>exchangerによって輸送されている可能性を検討するため、ハムスター肺繊維芽細胞由来の株化細胞CCL39に心筋Na^+-Ca^<2+>exchanger(NCX1)を発現させた細胞を用い、細胞内Ca^<2+>濃度(Ca^<2+>_i)、Mg^<2+>濃度(Mg^<2+>_i)を蛍光指示薬で測定した。イオノフォア(イオノマイシン)投与によるCa^<2+>_iの上昇はcontrol cellでは細胞外Na^+濃度に依存しなかったが、NCX1発現細胞では細胞外Na^+存在下で著明に抑制された。細胞外Na^+による抑制はNCX1によるCa^<2+>くみ出しを反映していると考えられた。同様に、細胞外Ca^<2+>-free条件下でイオノマイシン投与により、Mg^<2+>_iの上昇を観察した。Mg^<2+>_iの上昇は、control cellでは細胞外Na^+濃度に依存しなかったが、NCX1発現細胞では細胞外Na^+存在下で著明に抑制された。この結果から、NCX1がMg^<2+>くみ出しを行っていることが示唆された。同様の結果が、骨格筋・脳で発現しているNa^+-Ca^<2+>exchanger(NCX3)を発現させた細胞でも得られた。次年度は、体内でNCX1を高度に発現していることが知られている心筋細胞を用い、このNCX1によるMg^<2+>輸送が心筋細胞でどの程度生理的に重要な役割を果たしているか、さらに実験を行う予定でモルモット盲腸紐平滑筋上条片にMg指示薬furaptra(mag-fura-2)を導入し、その蛍光強度比から細胞内Mg濃度([Mg^<2+>]_i)を測定した。細胞外無Ca条件下でNa濃度を低下させると、[Mg^<2+>]_iは時間と共に上昇し、その上昇速度はNa濃度が低いほど大きく、勾配係数3-4、最大速度0.16μM/s、Na濃度が約30mMで最大の半分の速度になるHillの式で近似することができた。酵素処理により単離したラット心室筋細胞にfuraptraを導入し、同様に[Mg^<2+>]_iを測定した。上記平滑筋と異なり、細胞外無Ca条件下でNa濃度を低下させても[Mg^<2+>]_iの上昇は認められなかった。しかし、細胞を高Mg条件下(10mM)でイオノマイシンで処理すると、[Mg^<2+>]_i上昇が観察され、この上昇速度は細胞外Naが低いほど有意に大きかった。また、この処理によりMgを負荷した細胞を正常Mg条件に戻すした時おこるMgの流出速度は細胞外Naの存在により著明に抑制された。これらの結果より、心筋・平滑筋の細胞膜にはNaと交換にMgをくみ出す輸送体(Na^+-Mg^<2+>交換機構)が存在し、その輸送速度はモルモット盲腸紐平滑筋では0.026pmol/cm^2・s、ラット心室筋では0.085pmol/cm^2・s程度であることが示唆された(細胞外10mM Mg、25°C)。
転写抑制因子に特異的に結合する新しい細胞蛋白質の生物活性とその応用

GCFについては、昨年までに以前に報告されたこの遺伝子cDNAの塩基配列に複数の誤りがあることを見い出した。修正したcDNAは2661個の塩基対からなり、781個のアミノ酸をコードすることができる。またin vitro transcription/translation及び特異抗体を用いた細胞抽出液のwestern blot法による解析から、修正された本来の蛋白質は約110kdaの分子量を持つことが明らかになった。この蛋白質については、GCに富む塩基配列特異的なDNAへの結合活性は示さず、転写因子であること肯定する実験成績が得られていない。GCF結合蛋白質であるD40については、D40遺伝子のヒト染色体上の局在については、FISH法により、15q14-15に存在することが明らかになった。また、D40mRNAの発現は組織特異的であることが明らかになった。即ち正常ヒト各組織由来のmRNAを用いてノーザン法を行ったところ、精巣においてのみ強い発現が認められた。その他の組織については、纔に発現している胎盤を除いて、D40の発現は全く認められなかった。また、D40mRNAの発現は種々のヒト癌において認められることが明らかとなった。GCFは転写抑制蛋白質として報告されたが、今年度の我々の研究から、その構造に複数の間違いがあることが明らかになった。5'RACE(Rapid Amplification of cDNA ends)法によりGCFの5'末端を再検討したところ、報告されている塩基配列とは全くことなる31塩基対よるなる新しcDNAを見い出すことができた。報告されているGCFは、そのcDNA5'側約300塩基対は3'側約2500塩基対との人口的なハイブリッドGCFであると考えられる。現在までのところ両cDNAとは全く関係のないcDNAと考えられ、cDNAライブラリー作成時に起こるア-テファクトと考えられる。また、報告されてGCFの787番目のTは実際には存在しないことがRT-PCRを用いた実験から明らかになった。GCFに特異的に結合する蛋白質として、我々は、D40蛋白質を報告している。この新しいヒト蛋白質に関して以下の様な知見を得た。クローニングしたD40のcDNA全長をT7プロモタ-の下流にサブクローニングしてIn vitro transcription/translationを行わせるとSDS-PAGE上で分子量約120から150kdaの間に2つのバンドが認められた。D40蛋白質の転写活性化能を検討するために、Ga14のDNA結合ドメインとD40との融合蛋白質を発現させるプラスミドを作成し、これとGal4の結合部位と持つレポタ-プラスミドとをCos細胞に導入した。その結果、Gal4のDNA結合ドメインとD40との融合蛋白質は転写活性化作用を示さなかった。GCFは転写抑制蛋白質として報告されたが、昨年度の我々の研究から、その5'末端構造に間違いがあることが明らかになった。また、報告されているGCFcDNAの787番目のTは実際には存在しないことがRT-PCRを用いた実験から示唆された。今年度はさらにこれを確認するために、A431細胞や正常白血球などの複数の細胞からのmRNAを用いたRT-PCRとその産物の塩基配列の決定を行った。その結果、複数の細胞からのcDNAの787番目のTは存在しないことが確認された。また、ゲノムDNAの塩基配列を決定したところ、cDNAの787番目のTに相当する塩基はゲノムDNAにおいても確認されなかった。さらに、cDNAの一部に114塩基対からなる新しい配列が存在するという予備的な実験結果をえている。この新しいヒト蛋白質に関して、今年度は以下の様な知見を得た。D40蛋白質の細胞内の局在を検討するため配列、D40のN末にtag(FLAG)を付加した蛋白質を発現するプラスミドを作成した。これをCos細胞に導入して、抗FLAG抗体を用いた間接免疫蛍光法を行い、D40蛋白質の細胞内局在を共焦点レーザー顕微鏡にて検討した。その結果、D40蛋白質の大部分は細胞質に存在することが示された。
色素分子の構造変形を利用したスピン多重度変換分子システムの構築

スピン多重度変換分子システムの実現に向けて量子化学計算を用いた分子設計を実施し、実際にモデル分子の前駆体の合成を行い、酸化によって生じるカチオンラジカルの磁気物性を調べた。スピン発生部位となる芳香族アミンのカチオンラジカルの磁気物性に関する知見を得るために、アミン部位が複数存在する芳香族アミンの合成を行い、酸化後に生じるカチオンラジカルの電子状態を電子スピン共鳴法(ESR)を用いて調べた結果、高スピン状態となっている事がわかった。これらの知見をもとに、テトラフェニルエチレンを基本骨格とし、そのフェニル基にニトロキシドラジカルとジフェニルアミンを置換した分子の合成を行った。得られた分子はシス体とトランス体の混合物であり、2つのニトロキシド部位間の距離の違いを反映して、観測されたESRスペクトルは、2つのスピン三重項種の重ね合わせとして解釈されることがわかった。また磁化率の温度変化の測定結果から、2つのニトロキシド部位間には強い磁気的相互作用が働いていることがわかった。次に電気化学的測定の結果、得られた分子は酸化により、エチレン部位から酸化されることがわかり、2当量の酸化剤で処理することにより、エチレン二重結合部位で大きく捻れた分子構造を有するジカチオンラジカルが発生することが示唆された。実際、ジカチオンラジカルのESRスペクトルは磁気的相互作用が無い場合に観測されるモノニトロキシドラジカルに由来するものが観測された。またパルスESR法によっても、ジカチオン状態において2つのニトロキシドラジカル間に磁気的相互作用が存在しないことが確認された。さらにジカチオンは適当な還元剤で処理することにより、もとの中性状態に戻ることがわかり、酸化還元によって、この分子のスピン多重度を変化させることが可能であることがわかり、当初の目的を達成することができた。スピン多重度変換分子システムの実現に向けて、本年度は量子化学計算を用いた分子設計、ならびにモデル分子の合成の検討を行った。テトラフェニルエチレンを基本骨格とし、そのフェニル基に(1)ニトロキシド部位と(2)分子全体の2電子酸化を容易にするジフェニルアミン部位をそれぞれ2つ導入したモデル分子の中性とジカチオン状態の構造最適化を行い、電子状態を調べた。その結果、中性状態に較べて、ジカチオン状態では中心のエチレン結合のねじれ角が増大し、ほぼ90度に近くなっていることがわかり、テトラフェニレンユニットは予想通り酸化還元により、その分子構造を大きく変えることがわかった。また中性状態の基底状態はスピン三重項であるのに対し、ジカチオン状態では一重項と三重項がほぼ縮退していることがわかった。以上の理論計算の結果を受けて、実際にモデル分子の合成を検討した。部分骨格(1)と(2)を含んだ非対称ベンゾフェノンの合成を行い、最終的にマクマリーカップリング反応を用いて、2種類のケトンからテトラフェニルエチレン骨格を合成する経路を調べた。現在は最終段階のマクマリーカップリング反応を行った後の反応生成物の同定を行っている。一方、目的化合物の酸化還元能に影響を与える部分骨格(2)から得られるある種のトリフェニルアミンの酸化還元能と酸化体のスピン多重度についても検討し、多量の酸化剤で処理することにより、高スピン種が発生することが明らかとなった。スピン多重度変換分子システムの実現に向けて、本年度は前年度に引き続き、前駆体となる各種の芳香族アミンの合成とそのポリラジカルの電子状態について検討した。とりわけ2つのトリアリールアミンをスピロ結合したジアミンについては、2電子酸化により安定なジラジカルを生じ、ラジカル問に強磁性的相互作用が働くことを明らかにした。

また最終目的化合物である、テトラフェニルエチレンを基本骨格とし、そのフェニル基に(1)ニトロキシド部位と(2)分子全体の2電子酸化を容易にするジフェニルアミン部位をそれぞれ2つ導入した分子の合成を検討した。部分骨格(1)と(2)を含んだ対称ベンゾフェノンの合成を行い、最終的にマクマリーカップリング反応を用いて、2種類のケトンからマクマリーカップリング反応を用いテトラフェニルエチレン骨格を合成する経路を確立した。最終的にニトロキシドラジカルを導入し前駆体の合成に成功した。前駆体のメタ体とパラ体は酸化前は、2つのニトロキシド部位間にパイ共役を介した強い磁気的相互作用が働くのに対し、酸化後においてはその磁気的相互作用が非常に弱くなることがわかり、スピン多重度が酸化前後で明瞭に変化することがわかった。またパラ体の酸化が2段階の酸化還元挙動を示すのに対し、メタ体では2電子酸化がほぼ同時に起こることが明らかとなった。また酸化後の電子状態も両異性体で全く異なることが、量子化学計算の結果から予測することができた。以上の結果は本系がスピン多重度変換分子として適切であると同時に、異性体では酸化後の電子状態が異なり、変化に富んだ分子系を構築することができることを示している。
火星の地下に巨大な海が存在したか―新しい仮説の提唱と複合的アプローチによる検証

火星にはかつて強い磁場があり、液体の水が大量に存在していたことなどから、生命が誕生していた可能性があると議論されている。本研究は将来の火星生命探査も視野に入れ、海や温暖湿潤気候という観点から火星固有の水循環の様式について多角的に検討した。特に海仮設の大きな矛盾点とかねてから指摘されていた海岸線の欠如という問題点については、へスペリア代に発生した巨大津波による地形改変の証拠を見つけることに成功し、長年続いた論争に終止符を打つことができた。地下に大量に蓄積された水(氷)がアウトフローチャネルの形成に本質的に重要であったことなども明らかにし、将来の探査計画における着地点候補もまとめることができた。火星には、かつて強い磁場があり、液体の水が大量に存在していたことから、生命が誕生した可能性が最も高い地球外天体は火星であると考えられている。本研究は、ここで重要となる火星における海と湿潤気候の有無について、「地下に海が存在した」という全く新しい仮説を提唱するとともに、火星固有の水循環の様式について検討しようとしている。今年度については実際に地形をマッピングする作業を開始することが最も重要な目標であった。そこで各種リモートセンシングデータの収集を進めるとともに、特にHebrus VallisおよびHephaestas Vallis地域を中心に、崩落地形のマッピングをTHEMIS IR(day)をベースマップとして行った。この際、特にアウトフローチャネルに着目して検討を進めたが、この陥没地域の地域的な分布をより具体的に明らかにするために、GISベースの定量的な陥没体積の計算手法を開発した。これを用いることで、流量の最大値が求まったため、これを地下の滞水層の水量と仮定して矛盾しないこどを初めて示すことに成功し、現在国際誌に投稿中である。これをさらに極域の堆積物や低地における堆積物の体積と比較したり、その地域性を議論することができるようになったことは、今後の議論を進める上で重要な進展であったと考えている。過去の火星において、磁場や大量の水が存在していたことが明らかになったことから、生命が誕生していた可能性が議論されている。本研究はここで重要となる火星における海と湿潤気候の有無について、「地下に海が存在した」という全く新しい仮説を提唱するとともに、火星固有の水循環の様式について検討しようとしており、さまざまな水循環を示唆する地形に着目してマッピングを行っている。昨年度に引き続き、泥火山や円形の地形についての検討を行い、その結果は現在投稿論文としてまとめている。今年度はさらに、こうした考えに沿っているが、ごく近年になって新たに発見された地形(リカリング・スロープ・リニア)についての調査を行った。この際、昨年度までに確立した高精度の高度の解析手法がうまく適用できた。その結果、こうした地形形成のメカニズムとして、これまでに指摘されてきたような流水という形ではなく、乾燥と湿潤を繰り返すことによる風化層の形成が重要であるという結論に達した。またこれと関連して、アウトフローチャネルやバレスマリネレス峡谷とリカリング・スロープ・リニアとの関連についても調べた。その結果、特に過去の複雑な水の関与を示唆する硫酸塩鉱物の堆積物と、現在も活動的でかつ水が関連していると考えられるリカリング・スロープ・リニアの分布が、空間的に関連して存在している場所があることがわかった。これは現時点で生命探査を行う上で最も有望な場所といえる。こうした発見は、現在NASAで検討している火星探査計画に対する機器提案への貢献と、着陸候補地点の提案という形でまとめることができた。本研究は、ここで重要となる火星における海と湿潤気候の有無について、「地下に海が存在した」という全く新しい仮説を提唱するとともに、火星固有の水循環の様式について検討しようとしており、さまざまな水循環を示唆する地形に着目してマッピングを行っている。今年度は、火星の衛星画像の中で最も解像度の高いHiRISEのステレオペア画像を用いて、超高解像度(解像度約1メートル)の数値標高モデルを作成することに成功した。この成果をベースとして、北部平原における地下の水の挙動についての情報を得るために、北部平原にみられる円形の小丘について検討を行った。その結果、こうした地形が泥火山起源であることを強く示唆しており、その粘性は水を多く含む泥水に調和的な10^4Pas程度であることが明らかになった。またこうした泥水の噴出条件から、地下のある一定深度(およそ100-200m)に滞水層が存在するとする説が最も整合的であることを示した。火星にはかつて磁場や大量の水が存在していたことが明らかになったことから、生命が誕生していた可能性が議論されている。本研究はここで重要となる火星における海と湿潤気候の有無について、「地下に海が存在した」という全く新しい仮説を提唱するとともに、火星固有の水循環の様式について検討しており、さまざまな水循環を示唆する地形に着目してマッピングを行っている。特にアウトフローチャネルの上流部に相当するメラスカズマやジュバンテカズマにおいてもRSLと呼ばれる季節変動する地形が数多く見つかったことの着目して解析を行い、その成果を論文にまとめ投稿しただけでなく、日本の火星探査計画MELOSにおける主要な着陸候補地点として、同計画の立案に大きく貢献した。さらにNASAの火星探査計画Mars2020Roverの着陸候補地点としても提案に至っている。

さらにクリュセ地域南部におけるアウトルローチャネルの調査から、この地域の巨大洪水は実際にはアマゾン代中期に生じていたとする結論を得て、論文にまとめた。火星にはかつて強い磁場があり、液体の水が大量に存在していたことなどから、生命が誕生していた可能性について議論されている。本研究は将来の火星生命探査も視野に入れ、海や温暖湿潤気候という観点から火星固有の水循環の様式について多角的に検討し、最終的には将来の火星探査計画における着地点候補を示そうとするものであった。前年度までの研究により、RSLと呼ばれる季節変動する地形が最も有力であるとする結果を得ていたため、地形学的な検討をさらに進めた上で、着地点候補地の具体例を提示するものも含めた複数の査読付き論文にまとめた。また、アウトフローチャネルの特に上流部の構造をつぶさに調査することで、北部平原への水の供給が繰り返し生じることで広範囲にわたり海が形成されていたことを示し、さらにここで地下のかつて大量に水が存在していた場所が陥没地形として存在し、これがアウトフローチャネルとして認められていることを、Scientific Reports誌に報告した。これに関連して、アウトフローチャネルの内部および周辺地域におけるダークパッチと呼ばれる地形を、膨大な量の画像ファイルの比較から抽出する作業を進めており、現在この内容を投稿論文にまとめている。さらにアージャイル盆地周辺においては、生命の前駆物質が多分に存在し、かつ形成後にもエネルギー勾配が存在し、かつ液体の水が存在し続けられた可能性があることから、アストロバイオロジーの観点で重要である旨、論文として公表した。火星にはかつて強い磁場があり、液体の水が大量に存在していたことなどから、生命が誕生していた可能性があると議論されている。本研究は将来の火星生命探査も視野に入れ、海や温暖湿潤気候という観点から火星固有の水循環の様式について多角的に検討した。特に海仮設の大きな矛盾点とかねてから指摘されていた海岸線の欠如という問題点については、へスペリア代に発生した巨大津波による地形改変の証拠を見つけることに成功し、長年続いた論争に終止符を打つことができた。地下に大量に蓄積された水(氷)がアウトフローチャネルの形成に本質的に重要であったことなども明らかにし、将来の探査計画における着地点候補もまとめることができた。本研究の大きな目的の一つは、現在の火星における液体の水の存在を明らかにしたうえで、この循環の可否を知り火星探査計画に反映することであった本研究の過程で、あらたにリカリング。スロープ・リニアと呼ばれる地形が液体の水に関連していることを明らかにでき、その結論を基に火星における生命の直接探査という可能性について検討することができた。これに関連し、NASAの火星探査機計画の着陸候補地点の提案につなげることができた。さらに本研究の内容は、日本の火星探査計画MELOSの立案おいて大きな役割を果たした。このことから、研究年度の途中ではあるが、大きな目標を既に達することができたと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。惑星科学
多孔性配位高分子の空隙を利用したガス分子超高感度NMR

本研究の目標は、酸素、水素、一酸化炭素、二酸化炭素などのガス分子の核磁気共鳴(NMR)の検出感度を劇的に上昇させることである。NMRの検出感度の向上させる方法として、核スピン超偏極法を選択し、金属イオンと有機配位子が自己集合で組み上がる多孔性配位高分子の細孔を核スピン超偏極の場として注目した。(1)多孔性配位高分子の空隙に取り込んだガス分子のダイナミクス、及びに(2)多孔性配位高分子の空隙を利用した核スピン超偏極に取り組んだ。空隙内の二酸化炭素の特異的な運動状態を発見し、多孔性配位高分子の骨格の水素から二酸化炭素の炭素に磁化を移すことに成功した。燃料電池の電極やガス分離貯蔵材料などの環境・エネルギー材料開発において、材料内部を拡散するガス分子運動の分光学的分析は重要である。金属イオンと有機配位子が自己集合で組み上がる多孔性配位高分子の細孔にガス分子を固定化し、予め細孔内に取り込んだ超偏極源から超偏極をガス分子に転写することに取り組んでいる。平成27年度は、超偏極源となるペンタセンを内包した多孔性配位高分子の合成を実施した。ランタンイオンと1,3,5-benzenetrisbenzoate(BTB)から組み上がる多孔性配位高分子(LaBTB)に、0.05mMー0.15Mのモル濃度でペンタセンを内包することに成功した。また、ペンタセンを良く分散させるために、ナフタレンに予めペンタセンを添加し、その複合体をLaBTBに導入することを試みた。結果、LaBTBに対し、約1wt%のペンタセン内包にも成功した。他にも、亜鉛イオンと2,5-dioxidoterephthalateから組み上がる多孔性配位高分子(MOF-74)等の複数種類のMOFにペンタセンを内包することに成功している。得られた化合物に対して、UV-vis測定を行い、ペンタセン由来の吸収スペクトルを確認した。申請書に記載した平成27年度の研究実施計画に従って研究を進めた。結果、平成27年度の研究目標である、ペンタセンを安定して内包できる細孔に関する基礎的な知見獲得、及びにペンタセンを内包した多孔性配位高分子を合成に成功した。平成28年度は、ランタンイオンと1,3,5-benzenetrisbenzoate(BTB)から組み上がる多孔性配位高分子(LaBTB)にペンタセンを含ませた試料に対して、超偏極実験を行った。レーザの周波数、強度等の条件を変えながら実験を行ったが、超偏極スペクトルを得ることはできなかった。他にも、亜鉛イオンと2,5-dioxidoterephthalateから組み上がる多孔性配位高分子(MOF-74)等にペンタセンを内包させ、超偏極実験を行ったがうまくいかなかった。空隙内部に存在する微量な酸素が、緩和時間を短くしており、効率よく系内で超偏極が拡散していないことが予想される。異なる方法として、ペンタセンをドープした安息香酸を予め超偏極をさせ、その安息香酸を空隙に導入する試みを行った。結果、超偏極を示唆する巨大なNMRピークが確認できた。空隙内部に超偏極させた安息香酸が導入できたことを示唆している。研究目標に挙げていた気体分子の超偏極に至らなかったが、多孔性配位高分子の空隙内部に超偏極分子を導入することに成功した。今後は、その超偏極を気体分子に移す事で、目標を達成できると考えている。申請書に記載した平成28年度に従い、平成27年度で得られたペンタセンを内包した多孔性配位高分子に、二酸化炭素を取り込ませて、ガス分子の核スピン超偏極実験に取り組む。核磁気共鳴謝金の支払い(11160円)が4月になったため。4月に謝金の支払い(11160円)をする予定。
細胞壁構築遺伝子群の総括的発現解析による軸性形成の制御機構の解析

植物の軸性の基盤となる安定な細胞極性の成立と維持において中心的な役割を担う細胞壁に焦点を当て、その構築に関わる762種の遺伝子について、各組織内での発現パターンを体系的に解析し、その発現制御に係わる制御機構の解明を最終目的として研究を進め以下の成果を得た。1)シロイヌナズナの細胞壁構築に関連した768遺伝子(28種の遺伝子ファミリー)を選抜し、個々の遺伝子を特異的に識別可能なオリゴDNAプローブを設計し、それを打ち付けたDNAマイクロアレーの解析法を確立した。2)シロイヌナズナ花茎の表皮細胞の長さの分布と、成長に伴う分布の変化を解析した。この系を用いて、花茎の細胞伸長中および、細胞伸長後に発現の高まる細胞壁構築遺伝子群をそれぞれ特定した。3)ブラシノステロイド合成に係わるDIM遺伝子を欠損したdiminute変異体を熱処理によりコンディショナルに相補できる形質転換体を用いて、ロゼッタ葉展開過程に増減する細胞壁関連遺伝子群をDNAマイクロアレー法を用いて特定した。4)根特異的発現細胞壁関連遺伝子群をDNAマイクロアレー法により特定した。5)茎の伸長、葉の展開、根の伸長に、それぞれ係わる遺伝子群は、それぞれの器官に特異的であることが明らかとなった。