hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己免疫疾患におけるC3b受容体遺伝子の発現

全身性エリテマトーデスにおいて赤血球のC3bレセプター(CR1)が低下しており,これが病勢によって影響を受けず,また血縁者にも認められるため,疾患素因の良きマーカーになり得る事を,我々は報告してきた.加えて, CR1の免疫複合体除去に演ずる役割を考えると, SLEにおけるこの所見が,病因的にも重要な意味があることを指摘したきた.今回明らかになったことは,先ず第1に,この異常がSLE以外にも,微少変化型のネフローゼと,悪性血液疾患にみられることである.ただ,現われ方が両疾患で差があり,前者ではsute数が, SLEと同じくメンデル遺伝の法則に従うにの対して,後者では,血縁者に比して異常に低い値が認められた.第2は, SLEにおいて赤血球のみならず,顆粒球のCR1も低下していることが判った.恐らく他の血球でもCR1の発現は低下していると思われ,この異常が幹細胞レベルで既に存在することを示唆する.第3に,悪性血液疾患において,腎糸球体上皮のCR1も著明に減少していた.血液細胞と腎糸球体上皮細胞が発生学的に近縁であることを考え合わせると,この異常は個体発生のかなり早期に出現していることを考えさせる.この所見はSLEにおいても認められている.第4に, in vitroの系で,赤血球CR1 ste数が,確かに赤血球の免疫複合体結合能を左右し,また, CR1活性の低い赤血球では,小分子免疫複合体を結合し得ないことが確かめられた.以上より, SLE,微少変化型ネフローゼ,悪性血液疾患にはC3bレセプターの活性低下という共通した免疫異常が,体細胞に広範に認められ,これは疾患発現に重要な役割を演じているものと思われる.これが遺伝子レベルでの異常によるものか否かという点に関し,現在検討中である.全身性エリテマトーデスにおいて赤血球のC3bレセプター(CR1)が低下しており,これが病勢によって影響を受けず,また血縁者にも認められるため,疾患素因の良きマーカーになり得る事を,我々は報告してきた.加えて, CR1の免疫複合体除去に演ずる役割を考えると, SLEにおけるこの所見が,病因的にも重要な意味があることを指摘したきた.今回明らかになったことは,先ず第1に,この異常がSLE以外にも,微少変化型のネフローゼと,悪性血液疾患にみられることである.ただ,現われ方が両疾患で差があり,前者ではsute数が, SLEと同じくメンデル遺伝の法則に従うにの対して,後者では,血縁者に比して異常に低い値が認められた.第2は, SLEにおいて赤血球のみならず,顆粒球のCR1も低下していることが判った.恐らく他の血球でもCR1の発現は低下していると思われ,この異常が幹細胞レベルで既に存在することを示唆する.第3に,悪性血液疾患において,腎糸球体上皮のCR1も著明に減少していた.血液細胞と腎糸球体上皮細胞が発生学的に近縁であることを考え合わせると,この異常は個体発生のかなり早期に出現していることを考えさせる.この所見はSLEにおいても認められている.第4に, in vitroの系で,赤血球CR1 ste数が,確かに赤血球の免疫複合体結合能を左右し,また, CR1活性の低い赤血球では,小分子免疫複合体を結合し得ないことが確かめられた.以上より, SLE,微少変化型ネフローゼ,悪性血液疾患にはC3bレセプターの活性低下という共通した免疫異常が,体細胞に広範に認められ,これは疾患発現に重要な役割を演じているものと思われる.これが遺伝子レベルでの異常によるものか否かという点に関し,現在検討中である.我々は、自己免疫疾患の代表である全身性エリテマトーデス患者の赤血球において、活性型補体第3成分であるC3bに対する受容体(CR1)の活性が先天的に低値であることを最初に報告した。この異常は同疾患の他の血球成分や腎糸球体上皮細胞にもみつかっている。今回、エリテマトーデス以外に、類似の免疫異常をもつとされる微小変化群ネフローゼ症候群においても、赤血球CR1の異常が証明され、この異常が免疫異常を伴なう疾患に広く存在する可能性がでてきた。さらに、白血病やリンパ腫など悪性血液疾患の赤血球、のみならず腎組織でも同様の異常のあることがわかり、悪性腫瘍性疾患における免疫異常、また自己免疫疾患と悪性腫瘍との関連性の点で、新たな展開がみられた。以上の知見はCR1発現の異常が、細胞分化のかなり早期に起ることを示唆する。我々は、どの段階でCR1遺伝子の発現が障害されているかを明らかにするため、細胞のmRNAレベルを定量しようとしている。CR1の精製に必要とする抗CR1モノクローナル抗体は、市販のものは高価で、かつアフィニティーが低いため、新たにモノクローナル抗体を作製中である。また、免疫粘着法で赤血球CR1の経過を観察している症例のうち、今回原病の活動性の上昇に伴ない、CR1が陽性から陰性に転じた症例がみつかり、CR1の発現が病勢によって影響をうける可能性が示唆された。
4.0MPaまでの高圧環境における予混合乱流燃焼

本研究は、一定圧力・高圧雰囲気中にノズルバ-ナにより保炎された乱流予混合火炎に対して、乱流火炎構造の詳細な観察、乱れ強さ・乱流スケール等への圧力の影響と火炎構造との関係の解明、乱流燃焼速度に対する圧力の影響を明らかにすることを目的として実施された。混合気としては、メタン-空気、エチレン-空気、プロパン-空気混合気を用いた。その結果、以下のような知見を得た。1)大気圧および高圧下では乱流特性の測定を行った結果、平均流速の増大と共に乱れ強さは増大するが、大気圧下では乱れの減衰が激しいため平均流速の小さい領域で乱れ強さの増大は緩やかとなった。高圧下では、平均流速のほぼ全域で乱れ強さは直線的に増大した。2)高圧下で火炎構造は微細化・複雑化した。また、乱れの弱い領域(u'/S_L<1)においてS_T/S_Lはu'/S_Lとともに急激に増大し、3.0MPaのメタン火炎ではS_T/S_Lは最大30まで増大することが確認された。高圧下では、乱れの特に弱い領域でのS_T/S_Lの増大が著しく、これは火炎の流体力学的不安定性の効果が高圧下で著しいことが原因といえる。3)高圧下におけるS_T/S_Lの増大率はプロパン火炎の方が、メタン火炎およびエチレン火炎よりも小さい。これは高圧における流体力学的不安定性による火炎面積の増大が、プロパン-空気混合気では大きなルイス数による熱・物質拡散相互作用によって抑制されるためと考えられる。4)乱れ強さの広い範囲において、エチレン火炎に対するS_T/S_Lとu'/S_Lの関係はメタン火炎とほぼ一致する。一方、プロパン火炎の_T/S_Lはエチレン火炎およびメタン火炎に比較して小さい。5)従来から提案されている_T/S_L、u'/S_Lおよび乱流レイノルズ数R_Lに関する一般関係が高圧火災に適用できるかを検討した結果、Abdel-Gayedら(1987)の一般関係と傾向は一致するが、本実験結果の_T/S_Lはそれより大きい値を示した。乱れの強い領域(u'/S_L>1.0)における_T/S_LにはR_Lに関する1/4乗則が見られ、Gouldin(1987)によるフラクタル理論に基づく乱流燃焼モデルと一致する。6)本実験結果をu'/S_Lの全域で最も適切に表すことができる一般関係式はS_T/S_L∝[(P/P_0)(u'/S_L)]^nであり、その指数nは0.4に近いことが明らかとなった。本研究は,燃焼学的に未開拓な高圧乱流燃焼に対して,4.0MPaまでの一定圧力・高圧雰囲気中に保炎された乱流予混合火炎を研究対象とし,

(1)高圧下の乱流火炎構造の詳細な観察,(2)乱れ強さ・乱流スケール等への圧力の影響と火炎構造との関係の解明,(3)乱流燃焼速度に対する圧力の影響を明らかにすることを目的とする.本年度は,出口部に乱れ発生用多孔板を内蔵したノズルバ-ナを製作した.開口比を50%とした数種類の穴径の円板を製作した.弱い乱れを発生するためメッシュを円形に切断したものも用いた.これらに対して,熱線風速計を用いて,大気圧および3.0MPaまでの高圧下で,乱流特性の測定を行った.その結果,いずれの乱れ発生板においても,平均流速の増大と共に乱れ強さは増大するが,大気圧下では平均流速の小さい領域で乱れ強さの増大が穏やかとなった.これは,大気圧下では乱れの減衰が激しいためである.一方,高圧下では,平均流速のほぼ全域で乱れ強さは直線的に増大した.バ-ナ下流方向への乱れの減衰に対する圧力の影響を調べるため,バ-ナ出口部に延長筒を取り付け,減衰の程度を表すパラメータである(U/u')^2/(U_0/u'_0)^2の下流方向への分布を測定した.その結果,いずれの圧力において(U/u')^2/(U_0/u'_0)^2は下流に向かって直線的に増大するが,その勾配は圧力が小さいほど大きい,すなわち減衰が激しいことがわかった.圧力が増大すると(U/u')^2/(U_0/u'_0)^2の勾配は小さくなるが,1.0MPaより高い圧力ではほぼ一定となることがわかった.このことは,大気圧環境における乱れの減衰が非常に大きいことを意味している.火炎安定試験は,メタン-空気火炎に対しては,3.0MPaまで,エチレン-空気火炎は1.0MPaまで,プロパン-空気火炎は0.5MPaまでの圧力で行った.その結果,メタン火炎では,逆火せず実験可能な当量比として0.9以下,エチレン火炎では0.7以下,プロパン火炎では0.9以下が適当であると判断された.本年度は,昨年度行われた高圧下の乱流特性および火炎安定範囲に関する計測結果を踏まえ,高圧容器内に安定化されたブンゼン型乱流予混合火炎に対して火炎観察を行うことに,CCDカメラを用いたレーザートモグラフィーと画像解析によって乱流燃焼速度の測定を行った.容器内最大圧力は,3.oMPaまで実験に成功した.混合気として,メタン-空気,エチレン-空気,プロパン-空気混合気を用いた.その結果,以下のような知見を得た.1)高圧下では火炎構造では微細化・複雑化した.また,火炎ブラシの広い範囲で火炎が引きちぎられる様子が観測された.2)高圧下では,乱れの弱い領域(u'S_L<1)においてS_T/S_LはU'/S_Lとともに急激に増大し,3.0MPaのメタン火炎ではS_T/S_Lは最大30まで増大することが確認された.高圧下においては,乱れの特に弱い領域でのS_T/S_Lの増大が著しく,これは火炎の流体力学的不安定性の効果が高圧下で激しくなることが原因といえる.3)高圧下におけるS_T/S_Lの増大率はプロパン火炎の方が,メタン火炎およびエチレン火炎よりも小さいことが明らかとなった.これは,高圧における流体力学的不安定性による火炎面積の増大が,プロパン-空気混合気では大きなルイス数による熱・物質拡散相互作用によって抑制されるためと考えられる.4)乱れ強さの広い範囲において,エチレン火炎に対するS_T/S_Lとu'/S_Lの関係はメタン火炎とほとんど一致する.一方,プロパン火炎のS_T/S_Lはエチレン火炎およびメタン火炎に比較して小さいことが明らかとなった.5)これまでに提案されているS_T/S_L,U'/S_Lおよび乱流レイノズル数R_Lに関する一般関係が高圧火炎に適用できるかを検討した結果,Abde1-Gayedら(1987)の一般関係と傾向は一致するが,本実験結果のS_T/S_Lはそれより大きい値を示した.
糖鎖修飾を標的とした前立腺がん診断マーカーの開発

前立腺がんの診断には前立腺特異抗原(PSA値)が用いられるが、グレーゾーンといわれる検出範囲、4-10 ng/mlには良性疾患患者が7割も含まれ、不必要な針生検が行われているのが現状である。そこで、前立腺がん患者血清由来ハプトグロビン(Hpt)とIgGからがん特異的な糖鎖修飾ペプチド抗体を作製し、多項目同時測定が可能なマルチプレックスビーズ結合抗体検出法の開発を行た。前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者間の血清HptおよびIgGの糖鎖修飾量を比較した。その結果、前立腺がん特異的に糖鎖構造が変化し、がん患者を識別できる可能性を示した。前立腺がんの針生検を必要としない確定診断法の可能性が示された。「目的」:前立腺がんの診断には前立腺特異抗原(PSA値)が用いられているが、グレーゾーンといわれる検出範囲、4-10 ng/mlには良性疾患患者が7割も含まれ、不必要な針生検が行われているのが現状である。これまで申請者は前立腺がん患者血清ハプトグロビン(Hpt)からがん特異的な糖鎖修飾ペプチド抗体を作製し、ELISA法の開発を行ってきた。今回新たに、前立腺がん患者血清IgGの糖鎖構造変化を見出した。糖鎖修飾を標的としたHptとIgGによる多項目同時測定が可能なマルチプレックスビーズ結合抗体検出法を開発し、針生検を必要としない高感度、高精度な確定診断法を確立し臨床導入を目指す。患者への身体的負担と医療経済的負担の軽減を図る。「研究実施計画」:悪性前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者由来の血清中からProtein Gカラムを用いてIgGを精製する。それぞれから精製したIgGを還元アルキル化後、ゲル濾過法を用いて重(H)鎖と軽(L)鎖を分離精製し、重(H)鎖をトリプシン消化後HPLCで糖鎖修飾ペプチドを精製する。精製した糖鎖修飾ペプチドを抗原にして抗体を作製する。がん患者、良性疾患患者、健常者の血清を用いてウエスタンブロットを行い、IgGに対する反応性からがん患者由来の糖鎖修飾ペプチド抗体(anti IgG抗体)の特異性の評価を行う。既に得られているanti Hpt抗体および悪性度(グリソン・スコア:210)と病期(ステージ:AD)の相関関係も比較し診断マーカーとしての評価を行う。anti Hpt抗体とanti IgG抗体のマルチプレックスビーズ結合抗体を作製し多項目同時測定が可能な抗体検出法を開発する。前立腺がんの針生検を必要としない確定診断法を確立し臨床導入を目指す。「研究実施計画」:スクリーニングとして前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者の血清を用いてウエスタンブロットを行い、それぞれの血清IgGに対する反応性の違いからがん患者由来の糖鎖修飾ペプチドG0F、G1F、G2F抗体の特異性の評価を行った。既に作成したanti Hpt抗体とanti IgG抗体を組み合わせることにより、健常者とグレーゾーン(4-10 ng/ml)値を示すがん患者の診断区別の可能性を示した。作製した抗体を用いてELISA法が構築できるか検討中である。前立腺がんの針生検を必要としない確定診断法の確立を目指す。「糖鎖修飾ペプチドの精製」悪性前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者由来の血清中からProtein Gカラムを用いてIgGを精製、トリプシン消化後、悪性前立腺がん患者由来血清IgGの糖鎖修飾ペプチドを精製した。「糖鎖修飾ペプチド抗体の作製」悪性前立腺がん患者由来血清からIgG由来の糖鎖修飾ペプチドG0F、G1F、G2Fから糖鎖修飾ペプチド抗体を作製した。抗体の特異性をウエスタンブロット法で確認した。「スクリーニング」スクリーニングとして前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者の血清を用いてウエスタンブロットを行い、それぞれの血清IgGに対する反応性の違いからがん患者由来の糖鎖修飾ペプチドG0F、G1F、G2F抗体の特異性の評価を行った。anti Hpt抗体とanti IgG抗体を組み合わせることにより、健常者とグレーゾーン(4-10 ng/ml)値を示すがん患者の診断区別の可能性を示した。[目的]:前立腺がんの診断には前立腺特異抗原(PSA値)が用いられているが、グレーゾーンといわれる検出範囲、4-10 ng/mlには良性疾患患者が7割も含まれ、不必要な針生検が行われているのが現状である。

糖鎖修飾を標的としたHptとIgGによる多項目同時測定が可能なマルチプレックスビーズ結合抗体検出法を開発し、針生検を必要としない高感度、高精度な確定診断法を確立し臨床導入を目指す。患者への身体的負担と医療経済的負担の軽減を図る。[研究実施計画]:スクリーニングとして前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者の血清を用いてウエスタンブロットを行い、それぞれの血清IgGに対する反応性の違いからがん患者由来の糖鎖修飾ペプチドG0F、G1F、G2F抗体の特異性の評価を行った。既に作成したanti Hpt抗体とanti IgG抗体を組み合わせることにより、健常者とグレーゾーン(4-10 ng/ml)値を示すがん患者の診断区別の可能性を示した。特異性が明らかとなったantiHpt抗体とanti IgG抗体を蛍光ビーズに結合し、作製した抗体を用いてELISA法が構築できるか検討した。実証実験として患者血清を試料に用いビーズ結合抗体、蛍光標識ストレプトアビジンを逐次反応させ結合量を測定した。前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者間の血清HptおよびIgGの糖鎖修飾量を比較した。その結果、前立腺がん特異的糖鎖構造変化が有意にがん患者を識別できる可能性を確認を示した。前立腺がんの針生検を必要としない確定診断法の可能性が示された。前立腺がんの診断には前立腺特異抗原(PSA値)が用いられるが、グレーゾーンといわれる検出範囲、4-10 ng/mlには良性疾患患者が7割も含まれ、不必要な針生検が行われているのが現状である。そこで、前立腺がん患者血清由来ハプトグロビン(Hpt)とIgGからがん特異的な糖鎖修飾ペプチド抗体を作製し、多項目同時測定が可能なマルチプレックスビーズ結合抗体検出法の開発を行た。その結果、前立腺がん特異的に糖鎖構造が変化し、がん患者を識別できる可能性を示した。「糖鎖修飾ペプチドの精製」悪性前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者由来の血清中からProtein Gカラムを用いてIgGを精製する。それぞれから精製したIgGを還元アルキル化後、ゲル濾過法を用いて重(H)鎖と軽(L)鎖を分離精製し、重(H)鎖をトリプシン消化する。トリプシン消化した糖鎖修飾ペプチドを含むペプチド混合物をSepharose CL4Bを用いる和田らの方法(Wada Y et al. Anal. Chem. 2004)に従って糖鎖修飾ペプチドを分離精製した。予備実験で悪性前立腺がん患者由来血清IgGの糖鎖修飾ペプチドを精製した。「糖鎖修飾ペプチドの糖鎖構造解析」N結合型糖鎖:悪性前立腺がん患者、良性疾患患者、健常者由来血清IgGの精製した糖鎖修飾ペプチドの一部を用いて、西村らのBlotGlyco法(Nishimura S et al.Anal. Chem.2004)により糖鎖構造解析を行った。その結果、悪性前立腺がん患者由来血清IgGの糖鎖が健常者に比べ変化していた。O結合型糖鎖:精製した糖鎖修飾ペプチドの一部を用いて、篠原らの方法(ShinoharaY et al. Anal. Chem. 2011)により糖鎖構造解析を行ったが、IgGにO結合型糖鎖を確認することが出来なかった。「糖鎖修飾ペプチド抗体の作製」悪性前立腺がん患者
有機非線形光学材料を用いたゾル・ゲル薄膜光変調デバイスに関する研究

本研究は、大きな非線形性を持つ有機材料の利点を生かしつつ、機械的なもろさを克服することのできる可能性のある有機・無機ゾル・ゲル薄膜を用いて非線形光学効果を利用した光変調デバイスを開発することである。そこで、本年度は、有機材料としてカロテノイドに注目し、1.カロテノイドを用いた有機・無機ゾル・ゲルの作製、2.カロテノイド溶液の非線形光学特性の時間分解測定、3.カロテノイドを用いた有機・無機ゾル・ゲルの時間分解非線形光学特性の時間分解測定を行った。・1.テトラエトキシシラン、エタノールを用いて有機材料β,β-カロテンをドープした有機・無機ゾル・ゲルを初めて作製した。・2.カロテノイドであるβ,β-カロテン、カンタキサンチンの溶液に関して、光ヘテロダイン検出フェムト秒時間分解カー効果測定を行い、次のことを明らかにした。すなわち、これらのカロテノイド分子がフェムト秒域で応答する大きな負の非線形性を持つこと、これらの非線形性発現メカニズムは2光子過程によるものであること、である。3.カロテノイドを用いた有機・無機ゾル・ゲルの光ヘテロダイン検出フェムト秒時間分解カー効果測定を行い、このゲルがフェムト秒時間域で応答する大きな負の非線形性を持つことを明らかにした。これにより、カロテノイドを用いた有機・無機ゾル・ゲルが、高効率光変調デバイス用材料として有望であるといえる。
実用的かつ証明可能安全なブロック暗号利用モードに関する研究

本研究の最も重要な目的は「OMACがCBC MACに代わる国際標準になること」である。その後、2006年2月、CMACはIEEE.802.16eで標準のメッセージ認証コードとして採用された。これは、メトロポリタン・エリア・ネットワーク(MAN)のための標準規格である。また、研究代表者は2006年3月現在IETFのインターネット・ドラフト「draft-songlee-aes-cmac-03.txt」及び「draft-songlee-aes-cmac-prf-128-03.txt」を書き進めている。さらにCMACはISOでの国際規格化が進められているほか、産業界ではMicrosoft社のWindowsのCOPPと呼ばれるプロトコルで使用され、そして次世代DVDのブルーレイ・ディスク及びHD-DVD上の著作権保護技術である、AACSでの採用も進められている。CMACはNISTに推奨方式として採用され、IEEE 802.16eでも標準のメッセージ認証コードとして採用された。IETFやISOでも採用の方向にあり、今後もますます広範に利用されていくと考えられ、本研究の目的としていた成果を得られた。次世代携帯電話システム(W-CDMA)の標準化機関である3GPPによって策定されたf8とf9はブロック暗号KASUMIに基づくブロック暗号利用モードである。本研究の2番目の目的はf8とf9の安全性解析を行うことである。FSE2004において、KASUMIが関連鍵攻撃に対して安全である、という仮定の下でf8が安全な暗号化モードであり、f9が安全なメッセージ認証コードであることを示した。しかし、KASUMIが関連鍵攻撃に対して安全である、という仮定は従来のブロック暗号に対する仮定より強い。たとえばOMACでは、ブロック暗号が擬似ランダム置換である、という仮定でその安全性が証明されている。そこで、FSE2005においてf8+とf9+を提案した。f8+とf9+はf8とf9を改良し、安全性を高めたブロック暗号利用モードである。KASUMIが擬似ランダム置換である、という仮定の下で、f8+は安全な暗号化モードであり、f9+は安全なメッセージ認証コードであることを示した。これは、f8+とf9+がCTRモードとOMACと同等の高い安全性を有していることを示している。また、f8+とf9+はf8とf9に対して非常に細かな修正しか要求せず、既存の実装の大部分を流用して実装することが可能であるという利点を有する。
超硬質窒化炭素薄膜の合成とナノトライボロジー

本研究では,我々がシールド型アークイオンプレーティング法を用いて合成に成功したアモルファス窒化炭素(a-C:N)薄膜を,ハードコーティング材料として実用化するための基礎的研究を行った.作製膜について,赤外吸収分光法およびX線光電子分光法によって化学結合状態を,またトライボスコープを用いて作製膜のナノトライボロジー特性を評価し,両者の相関を調査した.【化学結合状態】成膜パラメータとして,窒素圧力および基板バイアスを変化させた.窒素圧力を増加させると,a-C:N薄膜中の窒素濃度は増加し,N/C原子数比=0.45まで達するが,高い圧力で作製した膜ほど,グラファイトライクおよびピリジンライクな成分で構成される平面的な結合状態となることがわかった.負バイアスの印加は,成長膜表面へのイオン衝撃効果をもたらし,膜中のsp3成分の形成が促進されるが,過剰な負バイアスの印加は,逆にsp^3成分のグラファイト化を促すと同時に,窒素含有率の低下をも引き起こした.圧力が高い条件では,気相中のイオンの平均自由行程が短く,負バイアス印加の効果が減少した.このように,sp混成比率およびN/C原子数比は,窒素ガス圧力および基板に印加する負バイアスによって制御可能であることがわかった.【機械的特性】基板バイアスおよび窒素圧力をさまざまに変化させてa-C:N成膜を行い,トライボスコープにより超微小硬さを評価した.膜厚は150nm一定とした.その結果,基板バイアスを上げるほど,また圧力を高くするほど硬さが減少した.作製膜の結合状態分析から,過剰な負バイアスの印加は,膜中のカーボンネットワークをsp^2化させること,また窒素圧力の増加は,窒素含有率を高めるものの,C-Nの3次元構造ではなくピリジン的な結合を作りやすくさせることが示された.最も硬いa-C:N膜では,現在広く応用されているハードコーティング材料であるTiNよりも超微小硬度が高かった.また,1μm×1μmの領域を低荷重でスキャンし,その領域をAFM観察する摩耗試験を行ったところ,a-C:N薄膜の耐摩耗特性は,耐摩耗材料としてすでに実用化されているダイヤモンドライクカーボン薄膜よりもはるかに優れていた.このことより,本研究で合成されたa-C:N薄膜は,トライボロジー関連分野で有用な材料であることが明らかとなった.本研究では,我々がシールド型アークイオンプレーティング法を用いて合成に成功したアモルファス窒化炭素(a-C:N)薄膜を,ハードコーティング材料として実用化するための基礎的研究を行った.作製膜について,赤外吸収分光法およびX線光電子分光法によって化学結合状態を,またトライボスコープを用いて作製膜のナノトライボロジー特性を評価し,両者の相関を調査した.【化学結合状態】成膜パラメータとして,窒素圧力および基板バイアスを変化させた.窒素圧力を増加させると,a-C:N薄膜中の窒素濃度は増加し,N/C原子数比=0.45まで達するが,高い圧力で作製した膜ほど,グラファイトライクおよびピリジンライクな成分で構成される平面的な結合状態となることがわかった.負バイアスの印加は,成長膜表面へのイオン衝撃効果をもたらし,膜中のsp3成分の形成が促進されるが,過剰な負バイアスの印加は,逆にsp^3成分のグラファイト化を促すと同時に,窒素含有率の低下をも引き起こした.圧力が高い条件では,気相中のイオンの平均自由行程が短く,負バイアス印加の効果が減少した.このように,sp混成比率およびN/C原子数比は,窒素ガス圧力および基板に印加する負バイアスによって制御可能であることがわかった.【機械的特性】基板バイアスおよび窒素圧力をさまざまに変化させてa-C:N成膜を行い,トライボスコープにより超微小硬さを評価した.膜厚は150nm一定とした.その結果,基板バイアスを上げるほど,また圧力を高くするほど硬さが減少した.作製膜の結合状態分析から,過剰な負バイアスの印加は,膜中のカーボンネットワークをsp^2化させること,また窒素圧力の増加は,窒素含有率を高めるものの,C-Nの3次元構造ではなくピリジン的な結合を作りやすくさせることが示された.最も硬いa-C:N膜では,現在広く応用されているハードコーティング材料であるTiNよりも超微小硬度が高かった.また,1μm×1μmの領域を低荷重でスキャンし,その領域をAFM観察する摩耗試験を行ったところ,a-C:N薄膜の耐摩耗特性は,耐摩耗材料としてすでに実用化されているダイヤモンドライクカーボン薄膜よりもはるかに優れていた.このことより,本研究で合成されたa-C:N薄膜は,トライボロジー関連分野で有用な材料であることが明らかとなった.

本研究では,我々がシールド型アークイオンプレーティング法を用いて合成に成功した超高硬度の窒化炭素薄膜を,ハードコーティング材料として実用化するための基礎的研究を行うこと,さらに,高い窒素含有率とsp^3結合率とを同時に満足する窒化炭素薄膜の作製プロセスを見いだし,結晶相窒化炭素β-C_3N_4合成への方向性を探ることを目的とした.本年度は,設備備品として申請したトライボスコープを,現有の原子間力顕微鏡(AFM)に取り付ける改造を行い,作製膜の微小硬さと摺動特性を測定するとともに,圧痕や摩耗部分をAFM観察できるようにした.さらに,それらの結果と赤外吸収分光分析およびX線光電子分光分析による膜の結合状態分析結果との相関を調査した.基板バイアスおよび窒素圧力をさまざまに変化させて窒化炭素成膜を行い,トライボスコープにより微小硬さを評価した.膜厚は150nm一定とした.その結果,基板バイアスを上げるほど,また圧力を高くするほど膜硬さが減少した.作製膜の結合状態分析から,基板バイアスの印加は,膜中のカーボンネットワークをsp^2化させること,また窒素圧力の増加は,窒素含有率を高めるものの,C-Nの3次元構造ではなくピリジン的な結合を作りやすくさせることが示された.これらの結合状態変化が,膜硬さの低下をもたらしたと考えられる.最も硬い窒化炭素膜の作製条件は,バイアスなし,窒素圧力0.01Paであった.このときの微小硬さは約30GPaであり,同装置で実測したサファイア(0001)単結晶(28GPa)よりも高かった.トライボスコープを用いた硬さ試験における圧子の押し込み深さは10nm程度であり,膜厚の1/10を大きく下回った.従って,本研究で作製した窒化炭素膜のように,残留応力による剥離のため薄い膜しか堆積できない場合でも,トライボスコープにより測定した硬さ値は,十分信頼できるといえる.また,1μm×1μmの領域を荷重75nNでスキャンし,その領域をAFM観察する摩耗試験を行ったところ,窒化炭素膜の摩耗深さはサファイア単結晶のそれの約1/5であり,窒化炭素の優れた摺動特性が示された.本研究では、我々がシールド型アークイオンプレーティング法を用いて合成に成功した超高硬度の窒化炭素薄膜を、ハードコーテイング材料として実用化するための基礎的研究を行うことを目的とした。本年度は、平成10年度に設備備品として購入したトライボスコープを用い、アモルファス窒化炭素(a-C:N)薄膜の硬度および摩耗特性の評価を行った。さらに、電界放射特性評価を行った。なお、同じ成膜手法を用いてアルゴン含有アモルファス炭素(a-C:Ar)薄膜を作製し、特性の比較を行った。【化学結合状態】sp混成比率およびN/C原子数比は、基板に印加するバイアスによって制御できた。しかし、これらの事象は独立でなく、過剰の負バイアス値によってsp^3混成成分の減少と窒素含有率の低下が同時に起こる。結晶性β-C_3N_4を多結晶状態で合成するには、sp^3結合と高い窒素含有率を同時に実現させなければならないため、今後、結合状態と窒素含有率を独立に制御するプロセス・作製条件を見出す必要がある。【機械的特性】トライボスコープによるナノレベルでの摩耗試験の結果、a-C:N膜がa-C:Ar膜よりはるかに優れた耐摩耗性を有することがわかった。特に、基板バイアス-300Vで作製したa-C:N膜は耐摩耗性が最も高く、今回の試験方法(荷重20μN,30回繰り返し)では摩耗が検出できないほどであった。A-C:N膜の優れた耐摩耗性には、C-N化学結合状態、特に窒素のβ-C_3N_4的結合成分が重要な役割を果していると考えられる。【電界放射特性】a-C:N膜は、約10V/μmという低いしきい値電界で電界放射現象を起こし、a-C:N膜の電界放射デバイスとしての応用の可能性が明らかとなった。また、低い負バイアス値で作製した膜の方が優れた電界放射特性を示した。本研究では,我々がシールド型アークイオンプレーティング法を用いて合成に成功したアモルファス窒化炭素(a-C:N)薄膜を,ハードコーティング材料として実用化するための基礎的研究を行った.
カルシウム依存性プロテアーゼのドメイン構造と活性の発現制御

カルシウム依存性中性プロテアーゼ(CANP)の活性発現とその制御機構を解析した。CANPにはカルシウム感受性を異にするμ、m2種のアイソザイムがあり、大小2個のサブユニットからなる。小サブユニットはm,μで共通なため、μ,mの差は大サブユニットの差に帰属できる。大サブユニットは4つのドメイン(IIV)からなり、I,IIはプロテアーゼドメインでμ,mでほとんど同じである。IIは成熟プロテアーゼ部分でIはプロペプチドに相当する。CANPはプロ酵素を呼んだ方がよく、自己触媒的にIが欠けると活性を持つ。この活性化は細胞膜植えでリン脂質、カルシウムの存在下でおこる。小サブユニットは2個ドメイン(V,IV')からなる。Vはリン脂質との相互作用に重要で、IV,IV'は共にカルモジュリンドメインである。CANPのカルシウム感受性は基本的にはIV,IV'に対するカルシウムの結合で規定される。IV,IV'中にある4個のEFハンド構造のどこにカルシウムが結合するかを部位特異的変異を使って解析し、IV'deha第1、4番目のEFハンドが結合部位であることを明らかにした。また、μおよびmのIVでもカルシウムの結合部位は同じであったが、mのIVはもう一ケ所第2番目のEFハンド構造にも結合した。大サブユニット中のEFハンド構造に対するカルシウムのみかけの解離定数は、CANPの活性発現に要するカルシウム濃度と平行していた。μ,mCANPには4および5個のカルシウムが結合し、その結果、構造変化がおこって疎水性部分が露出し、この部分が細胞膜と結合するのに最も重要である。ドメインIIIはカルモジュリン結合タンパク質として機能し、カルシウム非存在下ではIIを相互作用してプロテアーゼ活性を阻害し、カルシウム存在下ではIVまたはIV'と相互作用するのでIIが遊離状態となって活性を発現すると考えている。カルシウム依存性プロテアーゼ(CANP)のドメイン構造と活性発現の関係を明らかにするため,プロテアーゼドメインとカルモデュリンドメインに焦点をあてて研究した.1.カルモデュリンドメインについては,部位特異的な変異をDNAレベルで行い,カルシウムの結合部位を決定した.小サブユニットのカルモデュリンドメイン部位を大腸菌で発現させ,カルシウムの結合を測定し, 2モルのカルシウムが結合することを示した.次に, 4個あるEFハンド構造中のカルシウム配位部位のアミノ酸3個をすべてアラニンに変換しカルシウムが結合しなくなった分子腫を作った.これらの発現,精製し,カルシウム結合能を解析した.その結果,第1,第4のEFハンド構造にカルシウムが結合し第2,第3ドメインにはカルシウムが結合しないことを証明した.以上は小サブユニットを用いた実験であるが,大サブユニットには3モルのカルシウムが結合する.大,小サブユニットのアミノ酸配列の相同性から,大サブユニットのカルシウム結合部位は第1,2,4EFハンドであると推定した.以上の結果,ウサギCANPのカルシウム結合部位がすべて明らかになり,これらの部位に対するカルシウムの結合と活性発現の関係を調べている.2.プロテアーゼドメインに対するcDNAを大腸菌で発現させ,そのプロテアーゼ作用を検討することを試みた.今のところプロテアーゼを高濃度で発現する系を確立するには到っていない.高発現系がえられないのは,大腸菌中でプロテアーゼ活性が発現するので,大腸菌が有害なプロテアーゼ活性を除去する機構が働き出してしまうためと考えられる.プロテアーゼドメインの前後に続くドメインはプロテアーゼ活性を阻害することがわかったので大腸菌中ではプロテアーゼ活性を発現しないが,菌体外でプロセシングを行えば汚性を出す系の開発を行っている.カルシウム依存性プロテアーゼ(CANP)のインヒビターの解析を中心におこない次の結果をえた。

プロテアーゼインヒビターの阻害部位と思われるTIPP×YRを含む4個のドメインに相当する34個のペプチドを合成し、その阻害作用を検討した。その結果、各ドメインの阻害の強さはI、IV、IIIの順で、IIはm、μCANPを阻害しなかった。このうちIVについてはさらに断片化し、24残基のペプチドをえて阻害作用を検討した。このペプチドはm型およびμ型CANPのいずれをも阻害し、IC50値はほぼμm程度であった。しかし、TIPP×YRを中心に9残基のペプチドは全く活用がなく、ペプチドの長さが阻害と密接に関係することがわかった。適当な阻害作用を示すIIIを使って阻害の格式を調べ、阻害は拮抗的であることを明らかにした。次にCANPを不可逆的阻害するE65の阻害に対するペプチドインヒビターの効果を調べた。CANPをあらかじめIIIIと保温した後E64反応を阻害する強さは並行でなかった。ペプチドインヒビターはプロテアーゼ活性を拮抗的に阻害するが、直接活性中心と結合するのではなく、CANPの活性中心の近傍に結合して活性を阻害することが示唆された。ペプチドインヒビターに共通な配列をエポキシコハク酸に結合させると今までで最も強い阻害剤であるE64よりさらに強くCANPと特異的に反応する化合物がえられた。これらは細胞や血小板に対しても作用するので、今後CANPの細胞内機能を解析する有効な手段となることが期待される。
世界文学としてのアンデルセン『人魚姫』の超領域的研究と教養教育への応用モデル

言語・時代の枠組みを超えた文学の超領域的研究と、教養教育・社会人教育における研究成果の還元モデルの確立を目的に、各研究者がアンデルセン『人魚姫』に内包される諸テーマを緩やかに共有した。個々の研究者が「人魚姫」「世界文学」「教養教育」などのテーマで成果を発表した。また、ブース発表「「人魚」文学を扱う授業の実践報告ー多言語文学間の共同研究と教養教育への還元モデル」、シンポジウム「異界との交流」、シンポジウム「高畑勲の《世界》と《日本》」(映画監督・高畑勲氏を招聘)において、共同・連名で成果を発表した。本研究の目的は、アンデルセン『人魚姫』を軸に、異言語を扱う文学研究者同士が連携し、以下の2点を行うことである。1多言語の専門領域を持つ文学研究者による超領域的な研究。この成果を「人魚」をテーマとした論文集にまとめる。2専門研究の成果を教養教育に直接的に反映するモデルの提示。その成果として、『人魚姫』を扱った教養教育の教科書を刊行する。1に関しては、2点の具体的実績があった。1点目は、中丸禎子(研究代表者)のアンデルセン『人魚姫』に関する口頭発表(2013年9月)と、それに基づく論文の発表(2014年4月刊行予定)である。この実績を通じて、メンバーそれぞれが『人魚姫』に関する知見を深め、それぞれの専門研究との関連を考察することができた。また、デンマーク文学に関する論文が『ドイツ文学』に掲載されることにより、多くのドイツ文学者に北欧文学の視点・知識を提供することが期待できる。2点目は、川島隆(研究分担者)を中心に日本ハイジ児童文学研究会と共同で開催した一般公開の国際シンポジウム「ヨハンナ・シュピーリと『ハイジ』の世界」である。当シンポジウムでは、外国人招待講師および西岡亜紀(研究分担者)が講演を行った。児童文学と児童文学を原作としたアニメ作品は、文学受容の重要な一形態でありながら、従来の文学研究では看過されてきた。文学研究の立場から両者に光をあてる当シンポジウムは、当初想定していた言語の超領域化のみならず、分野の超領域化の萌芽である。2に関しては、2013年8月の研究会で田中琢三(研究分担者)が授業報告を行った。当授業で、田中は「文学と音楽」というテーマのもと、ドヴォルザークのオペラ『ルサルカ』(筋には『人魚姫』と共通点が多い)を採りあげた。この発表を通じ、2014年秋に日本独文学会で、田中・川島・中丸が共同で行う授業報告の方向性が決定した。研究代表者・研究分担者各々が個人および共同で「超領域的研究」および「教養教育」に関する研究を推進し、成果を公開した。個人研究では、研究代表者および研究分担者がそれぞれ関連テーマでの研究を遂行し、担当授業において教養教育への還元を実践した。共同研究では、以下の3点を行った。1点目は、日本独文学会秋季研究発表会での共同発表である。中丸・川島・田中は、2014年度前期に人魚文学を用いた教養教育を実践した。第11回プロジェクト人魚研究会において分担者全員で準備を行い、日本独文学会秋季研究発表会で三名による報告を行った。加藤は発表会に出席し、質疑応答に参加した。この報告により、ドイツ文学・語学・ドイツ語教育に関心を持つ日本独文学会の会員に対し、文学を題材とした教養教育の重要性と実践例を示すことができた。また、フランス文学研究者の田中と日本文学研究者の加藤が独文学会に参加することにより、言語・地域を超えた学術交流が実現した。2点目は、日本児童文学学会での中丸および川島による口頭発表である。この発表により、児童文学学会会員と児童文学・北欧文学・ドイツ文学の研究の状況および手法についての情報交換を行うことができた。また「教養教育」とも関連する児童文学研究特有の方法論に着目することができた。3つ目は一般向けシンポジウムの開催である。日本ハイジ児童文学研究会および川島を研究代表者とする科研費若手研究(B)「ドイツ語圏における国民意識とジェンダーの形成についての研究」との共催企画として、スイス人作家ジャン・ミシェル=ヴィスメールおよび翻訳家の若松宣子を招聘し、一般公開のシンポジウムを開催した。川島は講演、中丸は司会進行、加藤・兼岡は当会場運営を担当した。このシンポジウムにより、一般への成果公開と国際研究者交流が実現した。また、来年度以降に向けての準備を行った。共同研究では、以下の2点を行った。1点目は、シンポジウム「高畑勲の≪世界≫と≪日本≫」の開催である。当プロジェクトでは、2013年度および2014年度に、海外からの研究者を招き、国際シンポジウム「ヨハンナ・シュピーリとハイジの世界」を開催した。これらの活動の総決算として、アニメ『アルプスの少女ハイジ』の演出を手掛けた映画監督の高畑勲氏を招き、中丸・西岡の口頭発表、および、加藤・兼岡による高畑氏への公開インタビューを行った。このことにより、翻訳、ジェンダー、世界文学、文化の東西比較など、当プロジェクトの研究を、広く一般に知らせるとともに、アニメやメディア文化へと視野を広げることができた。

また、高畑勲氏やアニメ『アルプスの少女ハイジ』については、これまでにも、他所の講演やインタビュー、研究論文などでその制作動機などは明らかにされてきた。今回は、先行研究を踏まえたうえで、加藤と兼岡が日本文学研究者として「絵」と「ことば」を軸にしたインタビューを行い、近年、日本を舞台にした作品で国際的に高い評価を受けている高畑氏独自の日本文化論の提示に成功した。2点目は、2016年度に田中を中心に開催するお茶の水女子大学比較日本学教育センター主催のシンポジウムの準備である。「異界との交流」と題した同シンポのため、個別の打ち合わせを重ね、2016年4月にプログラム確定のための研究会を開催した。研究代表者・研究分担者それぞれが、「超領域的研究」「教養教育」を実践したほか、独自のシンポジウム開催を通じて成果を一般に還元できた。当初の予定にはなかった高畑勲氏を招いてのシンポジウムを開催したため、予定していたお茶の水女子大学のシンポジウムを開催することができなかった。ただし、お茶の水女子大学のシンポジウムは、2016年7月の開催が内定しており、進捗に大きな遅れはない。2016年度は、1.「お茶の水女子大学比較日本学教育研究センター第18回国際日本学シンポジウムイメージと伝達の国際日本学<セッションI>異界との交流」における口頭発表と同センター紀要論文の執筆、2.書籍『高畑勲論集』(仮)の準備を中心に研究を進めた。1.シンポジウム「異界との交流」は、毎年一般公開される「比較日本学教育研究センター国際日本学シンポジウム」の枠内で、研究分担者・田中琢三(お茶の水女子大学)を中心に進めた企画である。田中の司会のもと、研究分担者で日本文学を専門とする兼岡理恵および加藤敦子、研究代表者で北欧文学を専門とする中丸禎子が口頭発表を行った。また、「異類婚」について多数の著書がある篠田知和基(フランス文学)、韓国から高永爛(日本文学)を招聘した。シンポジウムでは、異なる言語の文学研究者が協同し、共通テーマ「異界との交流」について多角的な考察をすることができた。口頭発表をまとめた論文および田中による総括は、『比較日本学教育研究センター研究年報』第13号掲載論文として刊行された。2.『高畑勲論集』(仮)は、映画監督・高畑勲を招いて一般に公開したシンポジウム「高畑勲の《世界》と《日本》」(2015年9月1日、於:東京理科大学神楽坂キャンパス)の成果を中心に、高畑作品、および関連する文学・文化を扱う論集である。シンポジウムにより、高畑作品が、東西比較、図像表現、メディア、文学カノンなど代表者・分担者が関心を共有するテーマを多く内包することが明らかになった。異なる言語のみならず、異なるテーマを、畑作品を軸に連動させるため、2015年度下半期以降、代表者・分担者・招聘研究者による『高畑勲論集』(仮)の刊行を目指している。その準備として、執筆者による口頭発表会を順次開催中である。お茶の水女子大学シンポジウムおよび『年報』掲載論文により、当科研は、中丸禎子・川島隆・田中琢三「「人魚」文学を扱う授業の実践報告ー多言語文学間の共同研究と教養教育への還元モデル」(日本独文学会秋季研究発表会、2014年10月12日、於:京都府立大学)に続き、広く一般に向けて共同で成果を公開することができた。
アルゴリズム微分による微分不可能点の区分的線形化を活用する最適化

機械学習の活性化関数のReLU関数など,工学における最適化問題の目的関数は絶対値演算や最大最小値演算を含み得る.従来は微分不可能点を避けて最適化手法が設計されるが,本研究では微分不可能点の情報を積極的に活用する最適化手法の開発に取り組む.具体的には微分不可能点に対するAbsolute Normal Form (ANF)と命名された形式に対し,絶対値演算|x|の一般化である二乗和平方関数hypot(x,y)= √(x*x + y*y)(直角三角形斜辺関数)を導入する.これにより微分不可点の劣勾配情報を活用したより広い目的関数に対する最適化手法の開発を可能にすることが目的である.機械学習の活性化関数のReLU関数など,工学における最適化問題の目的関数は絶対値演算や最大最小値演算を含み得る.従来は微分不可能点を避けて最適化手法が設計されるが,本研究では微分不可能点の情報を積極的に活用する最適化手法の開発に取り組む.具体的には微分不可能点に対するAbsolute Normal Form (ANF)と命名された形式に対し,絶対値演算|x|の一般化である二乗和平方関数hypot(x,y)= √(x*x + y*y)(直角三角形斜辺関数)を導入する.これにより微分不可点の劣勾配情報を活用したより広い目的関数に対する最適化手法の開発を可能にすることが目的である.
伝統的食用油の特性を生かした新規健康志向型食用油の創成に関する研究

秋田の伝統的食用油であるアケビ油は1,2-ジアシルグリセロ-3-アセテート(DAGA)を主成分とし、体脂肪がつきにくく肥満予防に有効であるが、原材料の確保が困難で大量製造による実用化が困難な状況である。本研究では、アケビ油の特性を活かした大量製造可能な新規健康志向型食用油の開発を目的として研究を行った。新規油脂の開発については、酵素法及化学合成法の2つを検討した。前者では、アケビ種子酵素を活用してDAGAを合成することができた。後者では、ピリジン-無水酢酸法で大量にDAGAを合成することができた。これらを使用して、有効性及び安全性を検証し、新たな新規健康志向型食用油を開発することができた。伝統食であるアケビ種子油の主成分は、通常の食用油のトリアシルグリセロールとは異なる1,2-ジアシルグリセロ-3-アセテート(DAGA)であり、リパーゼで分解されにくいために消化吸収率が低く、体脂肪が付きにくく太りにくい特性を有する。しかし、原材料の確保が困難なことから、大量製造が困難で実用化には至っていない。本研究では、酵素反応やアセチル化反応を利用した手法によって、通常の植物油を材料として同等の栄養学的特性を持った油脂を低コストで製造する方法を確立し、製造した食用油脂の安全性及び有用性を検証することで、現代の生活者ニーズに適合した新規健康志向型食用油を開発することを目的とした。1.アケビ種子酵素を利用した1,2-DAGA製造手法の確立:アケビ種子にDAGA生合成酵素であるジアシルグリセロール(DG)アセチルトランスフェラーゼ活性が存在することを見出した。しかし、搾油する時期(秋)の成熟種子では酵素活性が失われており、急激に種子中に油脂が蓄積する夏期の種子で最大の活性を有することが分かった。本酵素を使用して、人工的に1,2-DAGAを製造することに成功した。2.無水酢酸を用いたアセチル化反応によるDAGA製造手法の確立:無水酢酸をアセチル基供給物質とし、ピリジン触媒で、DGをアセチル化し、1,2-DAGA及び1,3-DAGAの混合物を化学合成することに成功した。また、触媒のピリジンを除去する条件を検討した。3.製造した新規アセチル化油脂の品質安定性の確認と有効性・安全性の検証:化学合成したDAGAから、不純物を取り除く方法を検討し、脱ガムや脱酸の至適条件を確立した。また、製造した油脂をマウスに与える摂食実験を開始し、現在実験が進行中である。トリアシルグリセロールを主成分とする食用油脂と比較して、体脂肪がつきにくく肥満予防に有効な1,2-ジアシルグリセロ-3-アセテート(DAGA)を主成分とするアケビ種子油は秋田な伝統的食用油である。しかし、原材料の不足による製造の困難さのため、復活には至っていない。これを克服するため、本研究では、アケビ種子油と同等の特性を持った新規油脂を開発することを目的としている。昨年度までの研究で、アケビ種子酵素を利用した1,2-DAGAの製造に成功し(酵素製造法)、ジアシルグリセロール(DG)のアセチル化反応による1,3-DAGAと1,2-DAGAの混合油の製造法を確立した(化学合成法)。本年度は、酵素製造法による大量製造を目指して、酵素遺伝子のcDNAクローニングを検討した。酵素活性が最大になる時期の種子からmRNAを抽出してcDNAライブラリーを作成し、そこから目的遺伝子のスクリーニング法を確立した。現在、クローニングのためのスクリーニング作業を遂行している。また、昨年度化学合成法により大量製造法を確立した新規アセチル化油脂(1,3-DAGAと1,2-DAGAの混合油)について、マウスを用いた動物実験を行ない、安全性と有効性を検証した。新規油脂は肝臓障害などの有害性を示すことなく、各種生化学的指標からも安全性が高いことが確認された。また、通常の食用油であるトリアシルグリセロール油や体脂肪がつきにくいとされるジアシルグリセロール油と比較しても、新規アセチル化油脂の方が体脂肪がつきにくく、肥満予防に有効であることを明らかにすることができた。搾油可能な成熟したアケビ種子にはDAGA合成酵素は検出されなかったが、成長段階の種子には同酵素活性が検出されたことから、cDNAライブラリーを作成しDAGA合成酵素であるジアシルグリセロールアセチルトランスフェラーゼ(DGAT)遺伝子のクローニングに成功した。その塩基配列は通常の植物種子の主要油脂であるトリアシルグリセロールを合成するジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼと相同性が高かった。DGAT遺伝子を大腸菌に発現させた結果、ミクロソーム画分に酵素活性が検出され、これを酵素源としてDAGAを合成することに成功した。また、ピリジン-無水酢酸法で大量に化学合成したDAGAを使用して、有効性及び安全性を検証した。合成DAGAも特に有害な作用はなく、天然のアケビ油と同様に体脂肪がつきにくく肥満予防に有効な特性を示すことを明らかにした。

現段階では、化学合成油脂は食用として利用できないが、酵素法と組み合わせて、食用として利用可能な新規健康志向型食用油の開発を進めていく計画である。秋田の伝統的食用油であるアケビ油は1,2-ジアシルグリセロ-3-アセテート(DAGA)を主成分とし、体脂肪がつきにくく肥満予防に有効であるが、原材料の確保が困難で大量製造による実用化が困難な状況である。本研究では、アケビ油の特性を活かした大量製造可能な新規健康志向型食用油の開発を目的として研究を行った。新規油脂の開発については、酵素法及化学合成法の2つを検討した。前者では、アケビ種子酵素を活用してDAGAを合成することができた。後者では、ピリジン-無水酢酸法で大量にDAGAを合成することができた。これらを使用して、有効性及び安全性を検証し、新たな新規健康志向型食用油を開発することができた。昨年度までの研究で達成した酵素製造法の確立に引き続いて、大量製造を目指してバイオテクノロジー的手法を使用するために、酵素のcDNAの活用に向けて、必要な実験を進展させることができた。この方法を用いれば、より安全性の高い油脂を開発することができる。また、化学合成法により大量製造法を確立した新規アセチル化油脂についても、マウスを用いた動物実験により、安全性と有効性を確認することができ、順調に研究を進展させることができた。これまで最も有用とされてきたジアシルグリセロール油と比較しても、新規アセチル化油脂の方が体脂肪がつきにくく、肥満予防に有効であることを示すことができ、研究が発展する可能性を見出すことができた。以上のように3ヵ年で計画している本研究課題の2年目として、おおむね順調に研究をすすめることができ、一部予想以上の成果を得ることができた。栄養生化学これまでの成果を踏まえて、以下の研究を遂行して行く。1製造した新規アセチル化油脂のさらなる有効性の検証:DAGA分子種を分析する手法を用いて、各種臓器・組織におけるDAGAの存在とその代謝産物の有無を検証する。また、新規アセチル化油脂が肥満・メタボリック症候群及び糖尿病予防に有効かどうかを解析する。その際、疾病の指標となる各種遺伝子の発現をRealtime-PCR法によって解析する。2膵リパーゼを用いたDAGAの基質としての消化酵素分解特性の解析:作成した新規アセチル化油脂について、膵リパーゼを用いて加水分解特性を解析する。Lineweaver-Burkプロットを行ってMichaelis-Mentenの式で近似し、酵素と各種基質との親和性を比較する。また、胆汁酸等の界面活性剤の影響を評価する。3培養腸管由来細胞をいた新規アセチル化油脂の消化吸収過程の解析:ヒト結腸由来のCaco-2細胞を用いて、新規アセチル化油脂の細胞への取り込み及びその後の細胞内での代謝の過程を解析する。細胞内での代謝産物や関連分子の発現を測定することで、DAGA各種分子の代謝特性を解析する。4新規アセチル化油脂の調理・加工特性の評価:製造した新規アセチル化油脂を様々な食品の調理・加工に活用し、官能評価等により食用油としての調理特性を解析し、食生活における活用法を検討する。具体的には、揚げ物や炒めもののような普段の食生活で植物油を多く使用する料理や、ドレッシングやマヨネーズなどのような調味料への活用法を検証する。
活性型内在性レトロウイルス遺伝子の包括的単離と多因子疾患への関わり

1.活性型HERV遺伝子同定およびcDNA単離(familyごとに記載)(3)ERV9:胎盤で強く発現している特定のlocusは認めなかった。(4)HERV-H:ノーザン解析で、gag, pol, envを含むfull-lengthの約7kbの転写産物が胎盤特異的に認められた。これは7q31.1-q31.3に座位を持つHERV-H由来であることを確認した。2.膵臓・甲状腺特異的新規HERV遺伝子(ERVE1)の機能解明膵臓および甲状腺に特異的に発現するERVE1遺伝子からの主な転写産物は3.3kbのenvを含むスプライス型であり、その核酸塩基配列から2つのORFが予想された。in vitro解析により以下のことを明らかにした。(2)GFP-fusion蛋白による局在解析では、細胞質内にやや顆粒状に局在するのが観察された。(3)N末に疎水性アミノ酸配列が存在すること及びPSORTで(細胞壁を含む)細胞外局在が予測されたが、上清からは検出されなかった。(4)Yeasttwo-hybridで膵臓組織由来のクローン(2.6x10^6)をスクリーニングした結果、Nogo receptor2クローンが陽性と判断された。(5)Nogo receptorは脳で豊富に発現していたが、次いで膵臓および肝臓での発現を確認した。3.IDDMK_<1,2>-22と1型糖尿病の関連研究スーパー抗原をコードする領域にアミノ酸置換を伴う多型(A to G transition)を見出し、77例の1型糖尿病患者と54例の対照者でIDDMK_<1,2>-22と1型糖尿病の関連性を検討した。Gの出現頻度が患者群で多かったが有意差は得られなかった。しかし発症様式あるいは発症時期でサブグループ化すると5才未満発症の早期型(n=24)で弱い有意の増加(p=0.03)が認められた。現在更に早期発症型症例を集積中である。