hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生活習慣病予防を目標とした完熟ゴマ種子および登熟過程ゴマの調理加工の設計

まず黒ゴマ10種、白ゴマ11種、金ゴマ5種、野生種2種の完熟ゴマ計28種についてセサミン、セサモリンを定量したところ、白ゴマと金ゴマにセサミン含量の高い系統が多く見られ、野生種は2種類ともセサモリン含量が高かった。ゴマの利用を考えるにあたり、栽培するゴマの系統に含まれる機能性成分量とおいしさを明らかにすることは重要であり、今回はリグナン含量の基礎資料を得ることができた。次にごまぞうの開花5日目から30日目までの登熟過程で、p-クマル酸配糖体が急激に減少するとともにセサミン、セサモリンが増加していく挙動は、以前に行った白ゴマの登熟過程における成分変化に類似であった。しかし35日目以降に白ゴマでは減少するセサミン含量が、ごまぞうでは56日目においても保たれているということが明らかになり、登熟過程ゴマの利用段階を考える基礎資料として興味深い結果を得ることができた。さらに低温微粉砕ゴマについて、70°C恒温保存中の酸化安定性を重量変化でみたところ、比較とした常温1分間擂りゴマでは25日目以降に油の酸化による重量増加がみられたのに対し、低温微粉砕ゴマでは30日間重量増加はみられなかった。しかしヘキサンで抽出した油を用いてのPOV測定では、これらの間に差はみられなかった。この結果から、微粉砕されることで空気に触れる面積が大きいにも関わらず、低温微粉砕ゴマは普通の擂りゴマと同様酸化安定性が高いことが確認でき、機能性成分含量の高いゴマを低温微粉砕することで、より生活習慣病予防に寄与できるゴマ加工品の製造が可能になることが示唆された。
クローン植物ヒメモチの花粉流動と繁殖成功に関する研究

本研究は、雌雄異株性のクローン植物であるヒメモチの送粉パターンと雌雄の繁殖成功の解明を通じて、クローン植物個体群のジェネット形成における有性繁殖に対する適応的意義を解明することを目的としている。雌性繁殖成功度は、種子生産数で測定される。一方、雄性繁殖成功度は、交配頻度として測定される。近年、マイクロサテライトマーカーを用いた花粉親の推定により、雄性繁殖成功の推定が可能となった。平成17年度には、主に以下の研究成果が得られた。1.マイクロサテライトマーカーを用いて、ヒメモチが散在している集団とパッチを形成している集団のジェネットを識別し、遺伝的構造の程度を把握した。また、ヒメモチの果実を調査した結果、複数の種子が認められ、それらは全兄弟の関係にあることが明らかになった。果実内の家系構造を用いて遺伝的構造をシミュレーションした結果、ヒメモチが散在している集団の遺伝的構造は、果実内の種子の同時散布によって説明された。一方、パッチを形成している集団はシミュレーションの結果よりも強い遺伝的構造を示し、集団の発達に伴う「距離による隔離」効果による遺伝的構造化が示唆された。2.様々な性比を示すヒメモチのパッチを10個選定し、オスとメスの開花フェノロジー、およびメスの繁殖成功を調査した。その結果、オスのラメートはメスのラメートよりも一日あたりの開花数が多いことが明らかになった。また、メスの繁殖成功には、資源制限よりも花粉制限が関連していることが明らかになった。さらに、オスのラメートの開花の強度が低い場合、雄花との開花の同調性がメスの繁殖成功にとってより重要であることが示唆された。平成15年度には、主に以下の研究成果が得られた。1.ヒメモチの遺伝子型を決定するための道具として、マイクロサテライトマーカーを開発した。ヒメモチのゲノムライブラリーを作成し、189個のDNA断片においてマイクロサテライト部位が含まれていたことが認められた。そして、これらのDNA断片の塩基配列から92組のプライマーを設計した。これらのプライマーを用いてヒメモチのDNAをPCRにより増幅を試みた結果、13個のプライマー組で単一のマイクロサテライト部位に由来すると考えられるDNA断片の増幅が認められた。2.開発された13個のマイクロサテライトマーカーの多型性を検討した。ヒメモチの分布範囲から12集団を抽出し、各集団からサンプルDNAを3個ずつ、合計36サンプルのDNAを解析に供した。その結果、各マーカーあたり3から27個の対立遺伝子が検出された。種の遺伝的多様性を表す遺伝子多様度は、各マーカーあたり0.133から0.971までの値を示した。3個のマイクロサテライトマーカーにおいて、ヘテロ接合体の観察頻度が期待頻度よりも有意に少ないことが認められた。平成16年度には、主に以下の研究成果が得られた。1.マイクロサテライトマーカーを用いて、2つヒメモチ集団の遺伝的構成パターンを、クローン多様性、遺伝的変異、ハーディ・ワインバーグ平衡からの遺伝子型頻度の偏りの程度、遺伝的構造を調べることにより明らかにした。その結果、ジェネットレベルと対立遺伝子レベルの変異は必ずしも同じ傾向を示さないことが明らかになった。さらに、ジェネットレベルにおいて両方の集団で強い遺伝的構造が認められた。2.ヒメモチのモジュール形成と有性生殖の機会の間の関連性を明らかにするために、異なるモジュールレベル(シュート、ラメート、ジェネット)における性的二型性の有無を調査した。その結果、性的二型性はモジュールごと、年ごとに変動することが明らかになった。さらに、ジェネットサイズ(ジェネットを構成するラメート数)が増大するにつれて生殖ラメートの最小サイズは低下することが明らかになった。このことから、ジェネットサイズと有性生殖の機会の間には相加的でない関係が認められた。

果実内の家系構造を用いて遺伝的構造をシミュレーションした結果、ヒメモチが散在している集団の遺伝的構造は、果実内の種子の同時散布によって説明された。一方、パッチを形成している集団はシミュレーションの結果よりも強い遺伝的構造を示し、集団の発達に伴う「距離による隔離」効果による遺伝的構造化が示唆された。2.様々な性比を示すヒメモチのパッチを10個選定し、オスとメスの開花フェノロジー、およびメスの繁殖成功を調査した。その結果、オスのラメートはメスのラメートよりも一日あたりの開花数が多いことが明らかになった。また、メスの繁殖成功には、資源制限よりも花粉制限が関連していることが明らかになった。さらに、オスのラメートの開花の強度が低い場合、雄花との開花の同調性がメスの繁殖成功にとってより重要であることが示唆された。
電子スピンユーテーション法による電荷を有する高スピン有機分子の電子構造

安定な超高スピン有機分子の開発と新規な量子効果の出現を目的とする基礎的研究として、高い対称性を有する高スピン有機分子を分子設計・合成し、ESR法・二次元電子スピンニューテーション(2D-ESTN)法を用いて電子状態・分子構造を調べた。LUMO近傍に3つのの擬縮重分子軌道を有するデカサイクレンは、金属接触を用いた多段階還元により生成する3価のアニオン状態においてLUMOに導入される電子スピンが電子対を作らず、基底状態において4重項状態を形成することを示した。そして、ESRスペクトルから決定した微細構造定数をもとに4重項状態における電子構造を明らかにすると共に、電荷の揺らぎとスピン分極の相関を検討した。一方、テルフェニル或いは1,3,5-トリフェニルベンゼンなどのポリフェニルを骨格に複数のニトレン前駆体を導入した分子を合成し、超高圧水銀ランプを用いた光照射により生成する高スピン分子の電子・分子構造を微細構造ESRスペクトルの測定から明らかにした。特に、1,3,5-トリフェニルベンゼンを骨格にもつトリニトレン高スピン分子が基底7重項状態であることをESRスペクトルの温度依存性から証明し、スペクトルシミュレーション法により決定したトリニトレンの微細構造定数からその分子構造の対称性が低下していることを示した。また、2D-ESTN法が異なるスピンの混在系や複雑な超微細構造を示す系に適用し、複雑なESRスペクトルの分離・同定に有用であることを示した。ESTN分光におけるニューテーション周波数が遷移モーメントと密接に関係していることを理論と実験の両面から明らかにし、ニューテーション分光法を準位間のエネルギー差により遷移を区別する従来の分光法と異なる新しい遷移モーメント分光法として確立した。有機分子の多段階還元により生成する安定な高スピン多価アニオン分子の電子構造を明らかにする目的で、複数のカルボニル基を有する1,3-ジベンゾイルベンゼンや3回対称軸をもつ高対称性分子デカサイクレンの多価アニオン状態をESR法及びパルスESRを用いた電子スピンニューテーション法により調べた。アルカリ金属を用いた金属接触還元により化学的に生成したl,3-ジベンゾイルベンゼンの多段階還元状態の無秩序配向ESRスペクトルは、スピン多重度の異なる複数の高スピン状態が混在する複雑なスペクトルを示した。磁場掃引を行いながら磁化のニューテーション運動を観測するニューテーションスペクトルの多次元化(2次元電子スピンニューテーション法)により、複雑なスピン混在系のESRスペクトルを分離、スピン多重度の決定および多重項種の同定を行った。2次元電子スピンニューテーションスペクトルの解析から、観測されたスペクトルには1価(S=1/2)及び2価(S=1)のモノ及びジアニオン状態以外にアルカリ金属イオンを介した分子間相互作用によりS=3/2、2などの高スピンクラスターに由来する信号が含まれていることを示した。さらに、ニューテーションスペクトルの結果を考慮した無秩序配向ESRスペクトルのシミュレーションにより、多価アニオン状態の微細構造パラメーターを決定し、1,3-ジベンゾイルベンゼンのジアニオン状態が擬縮重したLUMOとNLUMOの2つの軌道に電子が収容されることにより形成された基底3重項状態であることを明らかにした。一方、デカサイクレン分子では、アルカリ金属接触還元により生成した3価のトリアニオン状態がこれまで考えられていた基底2重項状態ではなく、同様に擬縮重したLUMOとNLUMOが関与した基底4重項状態であることを無秩序配向ESR法により示した。
Aminopeptidase-Nの制御による癌転移の抑制の検討

癌転移を抑制するという目的で,我々は細胞運動抑制モノクローナル抗体を作製してきた.これらの中で,MH7-5およびMH8-11は同じエピトープを認識しており,およそ150kDaの糖蛋白であるということが判明した.この遺伝子をクローニングしたところ,2904個のopen reading flameを持つ遺伝子で,これは既にGenBankに登録されており,Aminopeptidase-N(APN)であった.これの性格を検討するために,マウスのメラノーマの低転移株であるF1にトランスフェクションしたところ,F1-APN細胞は高率に肺転移をきたした.また,ヌードマウスに移植したところ,母細胞のF1よりも高率に移植可能であり,増殖能も高まることが判明した.驚くべき事に,F1-APN腫瘍においては,高頻度に血管新生が見られ,APNは血管新生をも促進している可能性がでできた.そこで我々は,Human Umbilical Vein Endothelial Cell(HUVEC)を用い,抗APN抗体MH8-11による影響を検討した.HUVECは本来APNを細胞膜に持っており,このMH8-11抗体によりtube formationが抑制されることが判明した.そこで実際の臨床材料での相関を見るために114例の大腸癌症例で検討してみたところ、3年生存率において陽性例が80.8%であるのに対し、陰性例は95.6%と有意に(P=0.023)陽性例の予後が不良であることが判明した。また、無病率で検討してみたところ、陽性例は39.8%であるのに対し、陰性例では78.1%と、やはり有意に(P=0.014)陽性例の予後が不良であることがより鮮明に判明した。膵癌でも50例において検討したところ、中間生存期間で比較すると陽性例が9.5ヶ月であるのに対し、陰性例が13.2ヶ月と有意に陽性例のほうが不良であることが判明した。癌転移を抑制するという目的で,我々は細胞運動抑制モノクローナル抗体を作製してきた.これらの中で,MH7-5およびMH8-11は同じエピトープを認識しており,およそ150kDaの糖蛋白であるということが判明した.この遺伝子をクローニングしたところ,2904個のopen reading flameを持つ遺伝子で,これは既にGenBankに登録されており,Aminopeptidase-N(APN)であった.これの性格を検討するために,マウスのメラノーマの低転移株であるF1にトランスフェクションしたところ,F1-APN細胞は高率に肺転移をきたした.また,ヌードマウスに移植したところ,母細胞のF1よりも高率に移植可能であり,増殖能も高まることが判明した.驚くべき事に,F1-APN腫瘍においては,高頻度に血管新生が見られ,APNは血管新生をも促進している可能性がでできた.そこで我々は,Human Umbilical Vein Endothelial Cell(HUVEC)を用い,抗APN抗体MH8-11による影響を検討した.HUVECは本来APNを細胞膜に持っており,このMH8-11抗体によりtube formationが抑制されることが判明した.また,ヌードマウス移植腫瘍に対して,この抗体を投与したところ,腫瘍の血管新生が抑制されることも判明した.そこで大腸癌の切除標本を用いて,APNの発現と癌患者の予後との関係を検討してみた.その結果,APNの高発現はリンパ節転移と関係していることが判明した.

また,実際の予後においても,APNの高発現は予後不良因子となることが判明した.現在,膵癌,肺癌,胃癌,食道癌でAPNの臨床的意義を検討中である.我々は細胞運動抑制モノクローナル抗体を作製しそのエピトープを解析してきた。これらの中で、MH7-5およびMH8-11は同じエピトープを認識しており、遺伝子クローニングによりAminopeptidase-N(APN)であることが判明した。マウスのメラノーマの低転移株であるF1にトランスフェクションしたところ、F1-APN細胞は高率に肺転移をきたした。ヌードマウスに移植したところ、母細胞のF1よりも高率に移植可能であり、増殖能も高まることが判明した。またAPNは血管新生をも促進している可能性がでてきた。そこで我々は、Human Umbilical Vein Endothelial Cell, (HUVEC)を用い、抗APN抗体MH8-11による影響を検討した。HUVECは本来APNを細胞膜に持っており、このMH8-11抗体によりtube formationが抑制されることが判明した。また、ヌードマウス移植腫瘍に対して、この抗体を投与したところ、腫瘍の血管新生が抑制されることも判明した。そこで実際の臨床材料での相関を見るために114例の大腸癌症例で検討してみたところ、3年生存率において陽性例が80.8%であるのに対し、陰性例は95.6%と有意に(P=0.023)陽性例の予後が不良であることが判明した。また、無病率で検討してみたところ、陽性例は39.8%であるのに対し、陰性例では78.1%と、やはり有意に(P=0.014)陽性例の予後が不良であることがより鮮明に判明した。膵癌でも50例において検討したところ、中間生存期問で比較すると陽性例が9.5ヶ月であるのに対し、陰性例が13.2ヶ月と有意に陽性例のほうが不良であることが判明した。また、MH8-11を用いマウスで抗体療法を行ったところ、有意に肺転移を加えることが判明した。
触覚による表情模倣の神経基盤－晴眼者と視覚障害者の比較

本年度の研究実績は次の3点からなる。3EBAが果たして視覚障害者でも存在するかどうかを明らかにするため、視覚障害者と晴眼者を対象にfMRI実験を実施した。まず晴眼者では触覚を用いようと視覚を用いようと、他のカテゴリの物体に比べ、身体部位に対して反応特異性を示すことを明らかにした。現在、視覚障害者の活動パターンに関して、詳細な解析を実施している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、心理物理学的手法と機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を駆使して、触覚による表情模倣に関わる心理物理的特性を明らかにし、表情模倣に関わる神経基盤の多感覚性と可塑性について明らかにしようとするものである。本目的を達成するために今年度は主に3つの活動を行った。1.視覚障害者による顔表情認識に関わる脳内表象の研究2009年度から継続している視覚障害者の顔表情の認識に関する実験成果を最終的な研究成果としてまとめ、日本心理学会およびInternational Multisensory Research Forumで発表した。さらに追加実験および解析を行い、学会発表や科学雑誌の査読の過程で指摘された問題点を解決した。現在、Cerebral Cortex誌において本論文は査読中である。またこれらの研究から得られた脳機能イメージングにおける実験方法論を心理学研究法(分担執筆)に概説した。2.顔模型および統制物体の開発開眼した状態で感情を表出した顔模型と統制条件に使用する手・急須・車の模型の開発を行った。最適なモデル造形条件から表情を表出するモデルの選定および訓練までを行い、本年度内にほとんどの模型の製造を完了した。これにより来年度から本研究計画の実験に着手する。3.素材特徴に関わる心理物理学的研究本研究課題では実験刺激として主にプラスチック製の模型を用いているが、ヒトの肌の情報が物体の認識およびそれに伴う情動にどのように寄与するのかは不明である。その予備的な検討として素材特徴の弁別に関する心理物理学研究を行い、その成果をPerception誌に発表した。顔模型および統制刺激の開発に予想以上に時間がかかり、これらの刺激を必要とする実験の実施が遅れている。しかし本研究に最適な刺激を製作できなくては得られた研究成果の解釈も難しくなるため、やむを得ないことと考えている。時間はかかったが刺激の製造がほぼ一段落したことで、計画していた実験の実施に取り掛かる。表情模倣に関連する心理物理学実験およびfMRI実験の準備を行う予定である。初めに予備的な心理物理学実験を晴眼者で行い、その結果に応じて本実験を開始する。晴眼者で得られた結果がおおむね良好であれば、前回の実験に参加した視覚障害者の方を中心に幅広く集める予定である。
シリコンカーバイド表面の酸化及び金属薄膜との反応過程の解析と界面制御技術の確立

最終年度となる本年度もひきつづき、『シリコンカーバンド表面の酸化及び金属薄膜との反応過程の解析と界面制御技術の確立』というテーマに沿って研究活動を進めた。本年度主に注目した研究は、(1)シリコンカーバイド炭素終端面の構造・電子状態および金属との初期反応過程、(2)同位体を利用した酸化・酸窒化処理における窒素、炭素、酸素の挙動解析である。まず前者に関して、代表的な表面構造として3x3周期構造が知られているが、表面処理法により異なる3種類の3x3構造を取ることを新たに発見した(Surface Science印刷中)。また、産業技術総合研究所(関西センター)との共同研究の下これらの表面に対する第一原理理論計算を行い、その構造的安定性や局所電子状態に関し理論的にアプローチした。さらに、異なる構造を有する表面にNiを蒸着すると、表面モーフォロジーや界面電子状態に大きな違いが生じることが分かった。これら原子層レベルでの系統的な研究により、初期表面構造が金属半導体界面物性大きな影響を与えること示した。一方、後者の同位体を用いた酸窒化過程の研究では、酸素、窒素の深さ分布を中エネルギーイオン散乱および共鳴核反応(パリ第6・7大学ナノサイエンス研究所)により原子層レベルで測定し、反応初期における各原子の振舞を研究した(Surface Science 601,706(2007).)。また、基板に13Cを用い成長させたSiC基板を利用し、酸化処理による炭素の挙動を共鳴核反応法を用い分析した。これら一連の研究は、1月にレヴューとしてJournal of Physics Dに投稿された。シリコンカーバイド炭素終端面の表面構造と初期酸化過程を、高分解能中エネルギーイオン散乱及び放射光励起光電子分光を用いて、原子層レベルで解明した。まず、シリコン過剰な条件で表面清浄化処理を施すことにより、最も安定な清浄表面が得られることを見いだした。反射高速電子線回折により、基板表面の周期に比べ、2倍の表面周期性を持つことが分かった。つづいて、イオン散乱・光電子分光を用い、この表面の原子配列及び電子状態を決定した。その結果、バルク終端上に、2層のシリコン吸着原子層が存在していることが明らかになった。さらに第一原理分子動力学計算により、理論的にもこの表面は非常に安定に存在しうることを確認した。一方、この炭素終端シリコンカーバイド表面を500°Cで熱酸化することにより、ある周期性を持った単原子層エピタキシャルシリコン酸化膜が形成された。さらに高温で酸化することにより、シリコンのバックボンドに酸素が入り込むことがイオン散乱と光電子分光の複合分析により明らかになった。また酸素同位体を用いることにより熱酸化における酸素の挙動をトレースし、シリコンカーバイドの熱酸化カイネティクスを原子層レベルで解明した。さらに熱力学的な考察から、シリコンのバックボンドに入り込む酸素の活性化エネルギーを決定した。一方でデバイス応用を目的とし、分子線エピタキシー法を用い、様々な条件で作製されたn型窒化ガリウムとp型シリコンカーバイドヘテロ界面の価電子帯不連続値を光電子分光を用いて高精度で決定した。本年度も、『シリコンカーバイド表面の酸化及び金属薄膜との反応過程の解析と界面制御技術の確立』というテーマに沿って研究活動を進めた。まず、今までほとんど注目されることのなかったSiC(000-1)炭素終端清浄表面の構造と電子状態を高分解能中低エネルギーイオン散乱(MEIS/LEIS)及び放射光励起光電子分光(SR-PES)を用い、原子層レベルで解明した(発表論文[2])。また、産業技術総合研究所(関西センター)との共同研究の下この表面に対する第一原理理論計算を行い、その構造的安定性と局所電子状態に関する貴重な情報を得た。次に、このように原子的および電子的にもよく定義された表面に数原子層(0-20ML)のNiを蒸着し、その成長過程および界面反応過程をMEIS/SR-PESにより分析した。1ML以下のNiを蒸着した表面は、特異な擬(3x1)周期構造を示した(発表論文[1])。1000°Cで加熱することにより、この表面は(2√3×2√3)周期に構造転移し、さらに金属的であった電子状態も非金属的に転移した。このような特異な表面状態(表面構造・電子状態)が発現する理由を、MEIS/LEISにより決定した表面構造と電子状態の相関、および初期の(2x2)表面が果たす役割という観点から考察した。一方、シリコンカーバイドのデバイス応用という観点から、シリコンカーバイド酸化膜中における炭素の深さ分布を核反応を用いて測定するために、京都大学において炭素同位体13Cを用いたSiCエピ成長に着手した。今後パリ第6・7大学において、酸化膜の作製と核反応による13Cの深さプロファイリングを行う予定である。

さらに、異なる構造を有する表面にNiを蒸着すると、表面モーフォロジーや界面電子状態に大きな違いが生じることが分かった。これら原子層レベルでの系統的な研究により、初期表面構造が金属半導体界面物性大きな影響を与えること示した。一方、後者の同位体を用いた酸窒化過程の研究では、酸素、窒素の深さ分布を中エネルギーイオン散乱および共鳴核反応(パリ第6・7大学ナノサイエンス研究所)により原子層レベルで測定し、反応初期における各原子の振舞を研究した(Surface Science 601,706(2007).)。また、基板に13Cを用い成長させたSiC基板を利用し、酸化処理による炭素の挙動を共鳴核反応法を用い分析した。これら一連の研究は、1月にレヴューとしてJournal of Physics Dに投稿された。
光表面波平面回路の閉じ込め壁に関する研究

1.図1(A)に示す4種類の実効的屈折率差を用いた横方向閉じ込め壁の電磁波動論的特性(表面波入射角による放射損,モード変換損等)を図1(B)のように上下を導体で覆う形で近似して解析した事。2.1の結果を通して、図1(B)に示す横方向閉じ込め壁の特性を解析する電算機プログラムを開発した事。3.横方向閉じ込め壁を2つ用いた2種類の平面的伝送線路の伝搬定数を計算し、本来横方向の閉じ込め壁が不完全で放射損があるときでも伝送線路幅を適当に取ると損失が低減する事を確立した。4.本研究を通して、閉じ込め壁が完全に動作する範囲を明確にする事ができた。5.対応した回路を光波帯で作成し、理論と実験結果との比較を行うべく努力した事。
歯槽骨破壊におけるRANKとToll-like receptorシグナルの解明

LPSによる破骨細胞形成におけるMyD88とTRIFの役割を検討するために,骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養を行った。その結果,LPSおよびIL-1は,正常マウスとTRIF遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導したが,MyD88遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導しなかった.次に,LPSの成熟破骨細胞に対する延命促進作用を検討した.培養ディッシュ上で純化した破骨細胞は,無刺激下においては24時間でほとんどが死に至ったが,RANKL, LPSおよびIL-1は破骨細胞の延命を促進した.TRIF欠損破骨細胞における延命促進効果は正常マウスと同様であったが,MyD88欠損破骨細胞はLPSとIL-1による延命促進効果が認められなかった.次にLPSによる骨芽細胞からのIL-6産生におけるMyD88とTRIFの役割を検討した.その結果,LPS刺激において,MyD88欠損骨芽細胞はIL-6を産生しなかったが,TRIF欠損骨芽細胞はIL-6を産生した.骨髄マクロファージは以前の報告と同様,MyD88とTRIF,どちらの欠損マウスにおいてもIL-6を産生しなかった.LPS刺激におけるMyD88とTRIFの必要性が細胞により違っていたことから,骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の3種類の細胞におけるMyD88,TRIFおよびTRIFシグナルに関与するもう一つのアダプター分子であるTRAMの発現をRT-PCR法で検討した.その結果,MyD88とTRIFは正常マウス由来の骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の全てに発現していたが,TRAMは骨髄マクロファージのみで発現しており,骨芽細胞と破骨細胞では発現していなかった.以上の結果から,LPSによる破骨細胞の分化誘導と延命,さらに骨芽細胞からのIL-6産生にはMyD88シグナルのみが関与することが明らかとなった.また,MyD88とTRIFの両方のシグナルを必要とするマクロファージとの違いは,骨芽細胞と破骨細胞においてTRAMが発現していないためであると考えられる.LPSによる破骨細胞形成におけるMyD88とTRIFの役割を検討するために,骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養を行った。その結果,LPSおよびIL-1は,正常マウスとTRIF遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導したが,MyD88遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導しなかった.次に,LPSの成熟破骨細胞に対する延命促進作用を検討した.培養ディッシュ上で純化した破骨細胞は,無刺激下においては24時間でほとんどが死に至ったが,RANKL, LPSおよびIL-1は破骨細胞の延命を促進した.TRIF欠損破骨細胞における延命促進効果は正常マウスと同様であったが,MyD88欠損破骨細胞はLPSとIL-1による延命促進効果が認められなかった.次にLPSによる骨芽細胞からのIL-6産生におけるMyD88とTRIFの役割を検討した.その結果,LPS刺激において,MyD88欠損骨芽細胞はIL-6を産生しなかったが,TRIF欠損骨芽細胞はIL-6を産生した.骨髄マクロファージは以前の報告と同様,MyD88とTRIF,どちらの欠損マウスにおいてもIL-6を産生しなかった.LPS刺激におけるMyD88とTRIFの必要性が細胞により違っていたことから,骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の3種類の細胞におけるMyD88,TRIFおよびTRIFシグナルに関与するもう一つのアダプター分子であるTRAMの発現をRT-PCR法で検討した.その結果,MyD88とTRIFは正常マウス由来の骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の全てに発現していたが,TRAMは骨髄マクロファージのみで発現しており,骨芽細胞と破骨細胞では発現していなかった.以上の結果から,LPSによる破骨細胞の分化誘導と延命,さらに骨芽細胞からのIL-6産生にはMyD88シグナルのみが関与することが明らかとなった.また,MyD88とTRIFの両方のシグナルを必要とするマクロファージとの違いは,骨芽細胞と破骨細胞においてTRAMが発現していないためであると考えられる.最近、ショウジョウバエの病原体認識分子Tollの哺乳類のホモログであるToll-like receptor (TLR)が各種発見され、TLRを中心とした自然免疫機構が明らかになりつつある。LPSはTLR4を介して信号が伝達されるが、その後の信号はアダプター分子であるMyD88依存性の経路と非依存性の経路があることが知られている。また、TLR2とTLR6を介して作用を発揮する細胞表層成分としてジアシルリポペプチドが知られている。そこで、破骨細胞の分化におけるLPSとジアシルリポペプチドの作用とMyD88の必要性について解析したところ、MyD88を介する信号伝達が破骨細胞の分化を強力に促進することが明らかとなった。また、LPSによる破骨細胞延命促進作用もMyD88依存性であった。MyD88のin vivoにおける重要性を検討するために、14週齢のMyD88^<-/->マウスにおける骨形態計測を行った。その結果、骨吸収マーカーである破骨細胞数と破骨細胞面が共に、正常マウスと比較して有意に低下しており、我々の細胞培養の結果を裏づける結果となった。また、興味深いことに、骨形成マーカーである類骨量と骨芽細胞面も正常マウスと比較して有意に減少していた。さらに、骨量と骨梁数は正常マウスと比較して、MyD88^<-/->

マウスにおいて有意な減少が認められた。この結果は、MyD88^<-/->マウスは、骨吸収と骨形成の両者の抑制により、低回転型の骨粗鬆症を呈することを示しており、MyD88シグナルは生理的な骨代謝においても重要な役割を担っていることが示唆された。LPSによる破骨細胞形成におけるMyD88とTRIFの役割を検討するために,骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養を行った.その結果,LPSおよびIL-1は,正常マウスとTRIF遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導したが,MyD88遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導しなかった.次に,LPSの成熟破骨細胞に対する延命促進作用を検討した.培養ディッシュ上で純化した破骨細胞は,無刺激下においては24時間でほとんどが死に至ったが,RANKL, LPSおよびIL-1は破骨細胞の延命を促進した.TRIF欠損破骨細胞における延命促進効果は正常マウスと同様であったが,MyD88欠損破骨細胞はLPSとIL-1による延命促進効果が認められなかった.次にLPSによる骨芽細胞からのIL-6産生におけるMyD88とTRIFの役割を検討した.その結果,LPS刺激において,MyD88欠損骨芽細胞はIL-6を産生しなかったが,TRIF欠損骨芽細胞はIL-6を産生した.骨髄マクロファージは以前の報告と同様,MyD88とTRIF,どちらの欠損マウスにおいてもIL-6を産生しなかった.LPS刺激におけるMyD88とTRIFの必要性が細胞により違っていたことから,骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の3種類の細胞におけるMyD88,TRIFおよびTRIFシグナルに関与するもう一つのアダプター分子であるTRAMの発現をRT-PCR法で検討した.その結果,MyD88とTRIFは正常マウス由来の骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の全てに発現していたが,TRAMは骨髄マクロファージのみで発現しており,骨芽細胞と破骨細胞では発現していなかった.以上の結果から,LPSによる破骨細胞の分化誘導と延命,さらに骨芽細胞からのIL-6産生にはMyD88シグナルのみが関与することが明らかとなった.また,MyD88とTRIFの両方のシグナルを必要とするマクロファージとの違いは,骨芽細胞と破骨細胞においてTRAMが発現していないためであると考えられる.
第三者異議の訴えの異議事由拡張過程に関する研究

今年度の研究は、第三者異議事由の拡張過程とそこでの一般的基準の解明を目的とした研究に従事した。この研究で特に注目したのは、所有権を中心とした物権的請求権を異議事由としてきた第三者異議の訴えが、債権的請求権をその異議事由とするに至った異議事由の拡張過程であった。これまでの研究で明らかとなったのは、次のことである。まずこの過程では、近世初頭の経済的取引の飛躍的発展に伴う商品所有権の地域的に広範な流動という背景が存在した。そこでは、所有権と債権的返還請求権とは分離されることが頻繁に生じ、その結果、所有権についての証明軽減または所有権移転の中間に属する者に執行救済を得させるために、実務上、債権的請求権を有するにすぎない者にも第三者異議の訴えの原告適格が認められるに至り、それは今日的意味における訴訟担当の形により行われた。そして、債権的請求権は物権的請求権と競合しうる取戻請求権(Herausgabeanspruch)と交付をもとめるにすぎない交付請求権(Verschaffungsanspruch)とに分けられ、前者についてのみ第三者異議の訴えが許容された。しかし、その後、後者についても第三者異議の訴えは拡張された。ドイツでは、破産否認権に基づく返還請求権-Verschaffungsanspruch-が異議事由として認められた。この背後には、否認状況における執行排除の必要性という具体的妥当生重視の思考が存在した(もっとも、1990年のBGHの判例はこれまでの判例を変更し、否定説をとり、非難されている)。また、わが国では、こうした権利から出発する思考だけでは第三者異議事由の範囲としては狭いと考え、戦後以降、第三者と債権者との関係における実体的違法性による思考傾向が強まり、平成5年3月4日静岡地裁浜松支部判決はこの思考から債権的請求権一般につき第三者異議の訴えを認める。この結果は、現在執筆中であり、これまでの研究もあわせ論文集にまとめる予定である。
ダイナミック癌幹細胞仮説に基づいた新規癌幹細胞標的治療の開発

消化器癌細胞株に対してJARID1Bの転写活性を可視化するウィルスベクターの作成を行い、標識と追跡を実施。Fucci Systemを用いた実験系においてJARID1Bが細胞周期に関与することが分かった。ChIP AssayによりJarid1bの標的遺伝子は癌抑制遺伝子p16INK4Aであることを同定した。また、マウスを用いた異種間移植実験においてJarid1bを阻害した場合、造腫瘍能の低下と治療抵抗性の低下を認めることが分かった。その細胞内では、活性酸素レベルが上昇し、細胞老化タンパク質であるβ-Galactosidaseの蓄積が見られた。既存の癌幹細胞マーカーによりCD133、CD44、ALDHを用いて展開、Flow cytometryで得られた細胞分画はJarid1bを阻害した場合、癌幹細胞分画は有意に減少することが分かった。本研究は、Jarid1Bが「ヒストンH3第4リジン残基の脱メチル化反応を触媒する」ことにより、「癌抑制遺伝子(p16/INK4A等)のプロモーター領域をヘテロクロマチンにして癌細胞形質が悪性化する」ことを明らかにした。エピジェネティック阻害実験により、腫瘍全体の増殖が阻止されることを確認し本年4月にInternational Journal of Oncology誌において報告した。今後の展開として、大阪大学工学部とのJarid1B結晶化を進め、阻害剤ライブラリー(65,000化合物)の検索を実施し、大学をあげて早期探索および創薬の具現化に向けて事業を推進している。本研究の成果を基にして、『癌幹細胞のエピゲノム創薬』がわが国の喫緊焦眉の課題であることを踏まえて、Jarid1B創薬の開発を更に加速するために、癌幹細胞に特異性の高いJarid1B類縁のエピジェネティック制御因子にまでスクリーニングの枠を広げて幅広く展開し臨床応用のための基盤を構築する。
損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ・イータの立体構造に基づく機能解析と阻害剤の開発

未だに代表的な制がん剤であるシスプラチンと併用することによってその制がん効果の増強を目指して、損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ・イータ(以下、Polη)の活性を阻害する低分子化合物の開発を目的に、異なる二つのアプローチでPolηに対して阻害効果を示す化合物のスクリーニングを実施した。第一のアプローチとして、天然物由来の低分子化合物を固定化した理化学研究所の化合物アレイを用い、まずPolηに結合する44化合物を抽出した。その中からPolηの持つプライマー伸長活性に対して阻害効果を示す4種類の化合物を絞り込んだ。それらの構造類似物質である28化合物に対して同様の活性阻害効果を調べた結果、新たに14化合物で阻害効果が認められた。これら計18化合物について、大腸菌DNAポリメラーゼIに由来するKlenow fragment(Kf)及び真核細胞の複製ポリメラーゼの一つであるDNAポリメラーゼ・アルファ(Polα)に対する阻害効果を調べることにより、Polηに対する特異性が期待できる5種類の化合物を特定した。第二のアプローチは、理研NPDepoが保有する化合物バンクを代表する376種類の化合物パイロットライブラリーに対してPolηへの阻害効果を検討し、9化合物に阻害効果を認め、Aグループとした。さらに、濃度依存性実験を行うことで5化合物まで絞り込み、Bグループとした。また、Aグループの構造類似物質39種類に対して阻害効果を検討した結果、新たに9化合物で阻害効果を認め、Cグループとした。そこで、BグループとCグループの化合物についてKf及びPolαに対する阻害効果の有無を判定した結果、Bグループから2化合物とCグループから3化合物が残った。これにより、異なる二つのアプローチで、それぞれ5化合物、計10化合物をPolηへの特異性が期待できる候補物質として特定するに至った。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。ヒトPolηの構造に基づいて、鋳型DNAとの相互作用に重要と考えられるアミノ酸残基42番目および64番目のトリプトファン、378番目のロイシンをそれぞれアラニン、アラニンとセリン、アラニンとグリシンに置換した点変異体を作成し、それらのタンパク質を大腸菌にて発現・精製後、生化学的な解析を行った。W42とW64はアミノ酸置換によりDNA結合活性が低下し、特にW42AのDNA結合活性はW64AおよびW64SのDNA結合活性よりも低かった。L378はアラニンへの置換により野生型ヒトPolηとの間に顕著な差は認められなかったが、グリシンへの置換によりDNA結合活性が若干低下した。主たる紫外線損傷であるCPDを有する鋳型DNAと、それに相補的でCPDの手前までの16 merのプライマーを使用したプライマー伸長反応の結果、L378Aを除くすべての変異体で野生型と比較して17 merと19 merの生成物の蓄積がみられた。この結果から、鋳型DNAとの相互作用が弱い変異体は全て野生型よりDNA鎖の伸長反応が進みにくいことが示唆された。やはりヒトPolηの構造情報から、297番目のトリプトファンを中心とした疎水性ポケットがヌクレオチドとの相互作用に重要であると考えられたので、W297変異体を作成してそれらの性質を調べた。その結果、野生型およびW297Kにおいて高濃度のdATPによるポリメラーゼ活性の阻害がみられたのに対し、W297YおよびW297Aではこの阻害がみられなかった。dATPのアナログについて阻害効果を調べたところ、dGTPにも若干の阻害効果がみられ、プリン環、デオキシリボース、リン酸基が重要であることが示唆された。本研究を開始するにあたって準備状況が整っていたことなどから、ほぼ順調に進んでいる。ただPolη変異体のうち欠失変異体については、組換えタンパク質が不溶性になる傾向がみられ、生化学的な解析が十分には出来ていない。一方で、変異体を発現するXP-V細胞の作成やヒトPolηの野生型や変異体と相互作用するタンパク質の探索、そしてヒトPolηを阻害する化合物の探索系の構築については次年度に向けての準備が順調に進んでおり、全体的には「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。前年度までに生化学的な解析を行ったヒトPolηの点変異体を発現するベクターを導入したXP-V細胞(XP2SA SV3)について、コロニー形成法による紫外線(ultraviolet: UV)感受性および6-チオグアニン(6-TG)耐性による突然変異率の測定を行った。XP-V細胞に野生型ヒトPolηを発現させた場合、ポジティブコントロールであるWI38 VA13細胞とほぼ同じUV感受性を示した。同様にXP-V細胞にヒトPolηW42A、W64A、W64S、L378Gを発現させた場合、程度の差はあるもののいずれも野生型ヒトPolηを発現させた場合に近いUV感受性の回復が見られた。一方、XP-V細胞にヒトPolηL378Aを発現させた場合には、UV感受性が高いままであった。このことは、in vitroでの生化学的な解析結果から予想されるのとは逆の結果であり、大変興味深い。UV誘発突然変異率に関しては、XP-V細胞に野生型ヒトPolηを発現させた場合とW42A変異体、W64A変異体、L378A変異体を発現させた場合とで、いずれもXP-V細胞とは異なり、低い変異率しか示さなかった。また自然突然変異率はいずれの場合にも低かった。

組換えタンパク質の不溶性の問題から、解析が進まなかった欠失変異体ヒトPolηについては、N末にGSTタグを、C末にHisタグを付けることによって可溶性が増すことが分かった。天然化合物のライブラリーからヒトPolηと結合する化合物をスクリーニングし、それらの中からポリメラーゼ活性を阻害するものを絞り込むことに成功した。生化学的解析と並んで、Polηの変異体を発現する細胞の解析からin vivoのデータを得た。それらを総合的に考察すると、in vivoではPolηが他のタンパク質と相互作用しているため、必ずしもin vitroのデータとは合致しない結果になった。さらに深く考察して、Polηの構造と機能についてもっと多くの知見を得ることが出来ると考える。その他の実験では、Polηと相互作用するタンパク質の同定の実験にやや手こずっているものの、その他の実験は着実に進んでおり、「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。未だに代表的な制がん剤であるシスプラチンと併用することによってその制がん効果の増強を目指して、損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ・イータ(以下、Polη)の活性を阻害する低分子化合物の開発を目的に、異なる二つのアプローチでPolηに対して阻害効果を示す化合物のスクリーニングを実施した。第一のアプローチとして、天然物由来の低分子化合物を固定化した理化学研究所の化合物アレイを用い、まずPolηに結合する44化合物を抽出した。その中からPolηの持つプライマー伸長活性に対して阻害効果を示す4種類の化合物を絞り込んだ。それらの構造類似物質である28化合物に対して同様の活性阻害効果を調べた結果、新たに14化合物で阻害効果が認められた。これら計18化合物について、大腸菌DNAポリメラーゼIに由来するKlenow fragment(Kf)及び真核細胞の複製ポリメラーゼの一つであるDNAポリメラーゼ・アルファ(Polα)に対する阻害効果を調べることにより、Polηに対する特異性が期待できる5種類の化合物を特定した。第二のアプローチは、理研NPDepoが保有する化合物バンクを代表する376種類の化合物パイロットライブラリーに対してPolηへの阻害効果を検討し、9化合物に阻害効果を認め、Aグループとした。さらに、濃度依存性実験を行うことで5化合物まで絞り込み、Bグループとした。また、Aグループの構造類似物質39種類に対して阻害効果を検討した結果、新たに9化合物で阻害効果を認め、Cグループとした。そこで、BグループとCグループの化合物についてKf及びPolαに対する阻害効果の有無を判定した結果、Bグループから2化合物とCグループから3化合物が残った。これにより、異なる二つのアプローチで、それぞれ5化合物、計10化合物をPolηへの特異性が期待できる候補物質として特定するに至った。Polη変異体を発現するXP-V細胞のin vivoでの解析を進め、これまでに得られているin vitroでの生化学的な解析の結果と併せて、それぞれのアミノ酸残基の役割について総合的な判断をする。一方、組換えタンパク質が不溶性になる傾向の見られた欠失変異体については、タグを変更するなどして可溶性に出来ないかトライする。またヒト
地球環境に優しいグリーンコンポジットの加水分解挙動制御・設計方法の確立

光解離性保護基導入生分解性樹脂のフィルム状試験片を作製し,使用時の分解・劣化の抑制および廃棄時の分解促進が可能であることを示した.また,光解離性保護基導入により,加水分解にともなうポリ乳酸のクリープ破断時間の低下が抑制されること,加水分解制御が界面近傍での選択的分解・劣化挙動に影響を及ぼすことがわかった.さらに,ケナフ繊維のランダムマットと光解離性保護基導入生ポリ乳酸を複合化したフィルム状試験片を作製し,その破壊特性に及ぼす光解離性保護基導入の影響を評価した.本研究では,生分解性樹脂に光解離性保護基を導入して加水分解抑制・促進のスイッチ機能を創製する方法を提案・構築し,これを天然繊維/生分解性樹脂グリーンコンポジットに組み込むことで,グリーンコンポジット(GC)が本質的に解決すべき課題である「使用時の分解・劣化の抑制」と「廃棄時の分解促進」の両立,すなわち加水分解挙動を制御する方法を,地球環境に優しい方法で達成することを目的とした.これにより,あらゆる天然繊維と生分解性樹脂の組み合わせにも対応可能な加水分解挙動制御原理の確立に寄与できると期待される.最終年度の成果は,以下のように要約される.1)光解離性保護基のひとつであるo-ニトロベンジルアルコールを生分解性樹脂であるポリ乳酸に導入して作製した光解離性保護基導入生ポリ乳酸のフィルム状試験片を用いた耐久性評価法を構築し,光解離性保護基導入がポリ乳酸の加水分解環境中での耐久性に及ぼす影響を評価した.その結果,光解離性保護基導入によって,加水分解にともなうポリ乳酸のクリープ破断時間の低下が抑制され,加水分解期間が長くなるにつれてその傾向が大きくなることがわかった.2)ガラスロッドを挿入したモデル複合材料の破壊過程のその場観察結果と有限要素法を用いた界面での応力解析により,加水分解制御が界面近傍での選択的分解・劣化挙動に影響を及ぼすこと,および界面特性の変化によってこれらの挙動が大きく影響を受けることがわかった.3)ケナフ繊維のランダムマットと光解離性保護基導入生ポリ乳酸を複合化したフィルム状試験片を作製し,加水分解にともなう複合材料破壊特性の変化に及ぼす光解離性保護基導入の影響を評価した.その結果,負荷方向に対して垂直に配置されたケナフ繊維の界面から破壊が生じること,不完全制御部で集中的に加水分解が生じ,加水分解にともなって急激に複合材料破壊特性が低下することが示唆された.光解離性保護基導入生分解性樹脂のフィルム状試験片を作製し,使用時の分解・劣化の抑制および廃棄時の分解促進が可能であることを示した.また,光解離性保護基導入により,加水分解にともなうポリ乳酸のクリープ破断時間の低下が抑制されること,加水分解制御が界面近傍での選択的分解・劣化挙動に影響を及ぼすことがわかった.さらに,ケナフ繊維のランダムマットと光解離性保護基導入生ポリ乳酸を複合化したフィルム状試験片を作製し,その破壊特性に及ぼす光解離性保護基導入の影響を評価した.本研究では,生分解性樹脂に光解離性保護基を導入して加水分解抑制・促進のスイッチ機能を創製する方法を提案・構築し,これを天然繊維/生分解性樹脂グリーンコンポジットに組み込むことで,グリーンコンポジット(GC)が本質的に解決すべき課題である「使用時の分解・劣化の抑制」と「廃棄時の分解促進」の両立,すなわち加水分解挙動を制御する方法を,地球環境に優しい方法で達成することを目的とした.これにより,あらゆる天然繊維と生分解性樹脂の組み合わせにも対応可能な加水分解挙動制御原理の確立に寄与できると期待される.1年目の成果は,以下のように要約される.1)光解離性保護基のひとつであるo-ニトロベンジルアルコールを,生分解性樹脂であるポリ乳酸に導入し,光解離性保護基導入生分解性樹脂のフィルム状試験片を作製することができた.2)作製した試験片について,フーリエ変換赤外分光光度計等を用いて,光解離性保護基の導入位置や導入量を同定した結果,加水分解の自己触媒として働くカルボキシル基に光解離性保護基を導入できたことが同定された.3)光解離性保護基導入により加水分解にともなう劣化挙動が大きく抑制されたことから,本研究で試みた光解離性保護基導入による「使用時の分解・劣化の抑制」が可能であることが示唆された.また,紫外線照射により加水分解挙動が促進されたことから,本研究で試みた光解離性保護基の脱保護による「廃棄時の分解促進」が可能であることが示唆された.4)ガラスロッドを挿入したモデル複合材料の破壊過程のその場観察結果と有限要素法を用いた界面での応力解析により,加水分解制御が界面近傍での選択的分解・劣化挙動に影響を及ぼすことが示唆された.これまでの取組みで,生分解性樹脂であるポリ乳酸への光解離性保護基であるo-ニトロベンジルアルコールの導入は可能となり,フーリエ変換赤外分光光度計を用いて光解離性保護基の導入位置もおおまかに推定した.しかしながら,光解離性保護基の導入量の同定や光解離性保護基導入の最適化・安定化には至っていない.また,成形したフィルム上試験片を用いた引張試験によって,光解離性保護基導入による加水分解抑制効果と脱保護による加水分解促進効果を定性的に確認することができた.

さらに,フィルム上樹脂試験片内に埋め込んだガラスロッドとの界面の内部損傷過程のその場観察法を確立し,界面はく離発生時の内部応力分布の有限要素解析手法を構築した.これにより,繊維/樹脂界面近傍での選択的分解・劣化挙動に及ぼす光解離性保護基導入の影響について,実験・解析両面から定性的な評価を実施した.しかしながら,天然繊維数本と光解離性保護基導入生分解性樹脂ならなるフィルム状モデル試験片内部の微視的破壊挙動のその場観察には至っていない.まず,天然繊維と光解離性保護基導入生分解性樹脂ならなるフィルム状のモデル試験片を作製し,一定期間加水分解条件に浸漬後に,高速度カメラを用いて内部の微視的破壊挙動を高速その場観察するための撮影条件を決定する.その後,光解離性保護基導入生分解性樹脂と天然繊維の複合化プロセスを確立し,これまでに構築したその場観察方法と解析・シミュレーション方法により,変形・破壊特性および加水分解挙動と,繊維/樹脂界面での選択的な分解・劣化挙動を定量的に明らかにする.以上の結果を総合的に検討し,光解離性保護基導入量に対応したGCの分解・劣化挙動を記述・予測できる数理モデルを構築する.また,並行して,分子動力学などを用いて,生分解性樹脂への光解離性保護基の最適導入条件を決定する.ポリ乳酸などの大量に必要な消耗品が比較的安価に入手できたことと,試験用の器具などの代用品が入手できたため,本年度は計画よりも経費がかからなかった.次年度は,本年度の詐差引額とあわせて,将来的に加水分解環境中でのその場観察や疲労特性評価などが可能な専用の試験装置を設計・作製する.また,生分解性樹脂への光解離性保護基の最適導入条件を決定するためには,分子動力学による解析・設計のみならず,設計の結果を実証する試験を大量に実施する必要がある.そのために,ポリ乳酸・天然繊維・光解離性保護基をはじめとする消耗品が大量に必要である.
半導体レ-ザにおける超高速非線形光学現象に関する基礎研究

1.目的光学利得の非線形性は半導体レ-ザの直接変調周波数の究極的上限を決定するとともに,レ-ザや進行波型増幅器における非縮退4光波混合効果をもたらす。しかしながら,非線形利得の物理的起源は必ずしも明確になっていない。本研究では,非線形利得の起源解明を目的とし,その有力候補であるスペクトルホ-ルバ-ニングとキャリアヒ-ティングの両者を考慮した理論を構築し,進行波型増幅器における非縮退4光波混合効果の解析を行うと共に実験的険討を行った。2.理論の構築半導体レ-ザ-における非線形光学現象を理解するためには,光と相互作用する電子系の挙動の正確な記述が肝要である。特に,半導体中の非平衝電子系は,バン内電子数の変化を伴うナノ秒のバンド問緩和((1))と電子数を保存するサブピコ秒のバンド内緩和((2))を示す。さらに,レ-ザ中のキャリア温度は格子への熱緩和((3))のレ-トが有限であるために格子温度とは異なっている。4光波混合効果や,縦モ-ド間の競合など周波数の異なる複数の光波が存在する場合には,光強度のビ-トによってキャリアの脈動が誘起される。本研究では,時定数と性格を異にする上記3つの緩和過程を考慮することにより,(1)キァリア密度脈動,(2)レ-ザ遷移準位の占有数の脈動,(3)キャリア温度脈動の3種の脈動の統一的記述に初めて成功した。キャリアの脈動は光波の一つと結合して他の光波の周波数に分極を生じ,これが4光波混合効界やモ-ド間結合を引き起こす。3.非縮退4光波混合効果スペクトルホ-ルバ-ニングとキャリアヒ-ティングの双方を考慮した上記新理論により4光波混合効果の解析を行った。両者の寄与は質的に異なる離調特性を持ち,従って,非縮退4光波混合の測定は非線形利得の起源解明及び直接変調周波数の上限を知るために有効な手段であることが明らかになった。
細胞増殖のalternative splicingによる調節

(A)ヒトβグロビン遺伝子の第1イントロン中の特定部位に、consensus donorまたはSV40ウィルスのt donorの配列を挿入し、遺伝子をBom H1で切断してin vitroで転写した。このRNAは、第1エクソン-第1イントロン-第2エクソンを含み、in vitroスプライシング系において、本来のdonor siteとともに、挿入した。donor配列がalternative donorとして働く。この系において、スプライシング反応のpHを変化させると、本来のdonorに対するalternative donorの相対活性が変化することが見出された。また、温度を通常の30°から37°に変えると、この相対活性はあまり変化しなかった。このような解析をin vivoで行うため、アフリカツメガエル卵母細胞核にRNA前駆体を注入する系の確立を現在試みている。(B)PDGF RNA前駆体を用いるalternative splicingの解析はまだ行っていない。一つのイントロンの両端に存在する2つのエクソンまたはdonorとacceptorの間で通常スプライシングが起る。この説明の一つとして、それらが、スプライシングの効率が高くなるような特別の組合せとして進化したという仮説が考えられるが、当初の計画の代りに、この仮説の検証を行っている。上記現象の機構の解明はalternative splicingの解明にとっても重要と考えられる。具体的には、ヒト遺伝子中の100塩基前後のイントロンと隣接するエクソン部分からなる転写RNAを4種類調整した(それぞれ、β-グロビン第1イントロン、がん遺伝子H-ras第2イントロン、ステロイド水酸化酸素第3または第4イントロンを含む)。また、これらのうち2つずつの全ての組合せについて、イントロン内部(donorとbranch pointの間)で互いに組換えたRNA計12種類を作製した。これらについて、in vitroスプライシング効率を比較した結果、前記の仮説はほぼ否定された。