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ヘマタイト粒子サスペンションの特異的機能性発現現象の解明とその制御法の構築

ヘマタイト粒子サスペンションにおける逆磁気粘性効果に関する実験的な研究,配向分布関数に基づいた理論解析,ブラウン動力学法による逆磁気粘性効果の解明のための理論的研究を推進した.実験的研究においては,磁場中での凝集構造の相転移現象や逆磁気粘性効果の諸因子への依存性を詳細に解明した.ブラウン動力学シミュレーションにおいては,スピン回転ブラウン運動を考慮した分子動力学シミュレーション法を構築するとともに,逆磁気粘性効果に及ぼす諸因子の影響を詳細に解明した.以上の実験および理論解析より,逆磁気粘性効果を磁場および流れ場により,効果的に制御する方法の知見を得ることに成功するに至った.ヘマタイト粒子サスペンションにおける逆磁気粘性効果に関する実験的な研究,配向分布関数に基づいた理論解析,ブラウン動力学法による逆磁気粘性効果の解明のための理論的研究を推進した.実験的研究においては,磁場中での凝集構造の相転移現象や逆磁気粘性効果の諸因子への依存性を詳細に解明した.ブラウン動力学シミュレーションにおいては,スピン回転ブラウン運動を考慮した分子動力学シミュレーション法を構築するとともに,逆磁気粘性効果に及ぼす諸因子の影響を詳細に解明した.以上の実験および理論解析より,逆磁気粘性効果を磁場および流れ場により,効果的に制御する方法の知見を得ることに成功するに至った.平成23年度の本研究の主たる目的は、逆磁気粘性効果の磁場の強さ、および、ずり速度への依存性を理論的に詳細に解明するとともに、24年度で予定している実験装置システムの構築を効率的に行えるような基礎データを取得することにある。このような目的を達成するために、新たにスピン回転ブラウン運動を考慮した粒子の配向分布関数の基礎方程式を構築するとともに、その基礎方程式を数値解析法で解くことで、スピン回転ブラウン運動が逆磁気粘性効果に及ぼす影響を理論的に詳細に解明した。主な結果の数例を示すと次のようになる。スピン回転ブラウン運動は粒子の配向分布関数には大きな影響を及ぼさないが、負の粘度の効果をかなり減少される影響を及ぼす。ただし、負の粘度の磁場への依存性は定性的に非常によく一致する。スピン回転ブラウン運動の影響は、磁気モーメントの方向と直接関係する磁化の強さに非常に敏感に現れる。次にこの理論的な結果を踏まえ、ブラウン動力学シミュレーションのための計算プログラムの開発を行った。開発を進めるに伴い、ヘマタイト粒子分散系特有の困難な問題が生じることが明らかとなり、ブラウン動力学法の適用に際しての種々の問題点の解明の研究を行った。得られた結果の数例を示すと次のようになる。理論的な逆磁気粘性効果の特徴は、本シミュレーションの結果でも定性的に非常によく再現する。ただし、定量的な一致は磁場の強さが比較的小さな領域を除いてあまりよくない。シミュレーションにおいては、磁場の弱い領域ではスピン回転ブラウン運動を考慮した方法を用い、磁場の強い領域ではスピン回転運動は考慮するがスピン回転ブラウン運動を考慮しない方法を用いることで、理論解とよく一致することを明らかにした。現在、粒子間相互作用を考慮したブラウン動力学シミュレーションを実行している段階であり、ほぼ初期の目的は達成していると言うことができる。本年度の本研究の主たる目的は、種々のヘマタイト粒子サスペンションを調製し、前年度までに構築したレオロジー測定装置システムを用いた磁気粘性効果の広範囲な実験を行うとともに、分子シミュレーションも並行して行い、レオロジー特性の詳細な検討を行うことであった。ヘマタイト粒子サスペンションの調製においては、従来の調製法を工夫して、ある程度所望のアスペクト比を有するヘマタイト粒子の調製法の構築に成功した。それらの粒子をグリセリン水溶液に分散させて、実験用のヘマタイト粒子サスペンションの調製を行い、従来から課題であった、種々の濃度のサスペンションを作製することも可能となった。以上の種々のアスペクト比のヘマタイト粒子を懸濁した種々の濃度のサスペンションを対象に、印加磁場下での粘度が負になる現象、すなわち、逆磁気粘性効果の実験的な検討を行い、貴重な結果を得ることに成功している。つまり、逆磁気粘性の及ぼすずり速度の大きさ、印加磁場の強さならびに粒子の体積分率の影響を詳細に解明することに成功した。さらには、広範囲な実験環境下での精度良い結果を得るための実験的なノウハウも取得でき、今後のさらなる実験データの効果的な取得を可能にする状態まで研究を達成させることができた。この実験的な研究として平行して進めた分子シミュレーションにおいては、棒状粒子系のブラウン動力学法のシミュレーション・プログラムの構築を行っている。このシミュレーション・プログラムを用い、逆磁気粘性効果に寄与する要因を諸因子に分解する理論的な考察を行い、それらの因子による寄与を詳細に解明することに成功している。以上の分子動力学シミュレーションにおいては、より詳細な検討を行う上でのシミュレーション技法面でのノウハウの蓄積にも成功し、今後のシミュレーション的な研究の拡張にも容易に対応できるレベルまで研究を進展させることに成功している。平成24年度の本研究の主たる目的は、昨年度の研究で得られたシミュレーションによる基礎データを用いて、磁場下で精密なレオロジー特性を測定できるコーン型回転粘度計を主構成要素とするレオロジー測定装置システムの構築を行うことであった。本研究目的達成のために、昨年度に行った理論解析と分子シミュレーションをさらに実行し、本実験装置システムの構築に際しての追加の基礎資料を取得することを行った。配向分布関数に基づく理論解析やブラウン動力学法や格子ボルツマン法による分子シミュレーションの結果により、磁気粘性効果に及ぼす磁場の強さの影響やずり速度の影響を詳細に解明することで、レオロジー測定システムの効果的な設計を行うことに成功している。

また、分子シミュレーションによる、より効果的に逆磁気粘性効果を測定するための分散媒の選定の指針や印加すべき磁場の強さの範囲を有する電磁石の選定の指針の下に、本実験的研究の推進を可能にするレオロジー測定装置の構築はほぼ完了を見た。並行して進めた微粒子の創製の実験的研究により、分散媒を工夫した調製法の改善を行い、従来よりもアスペクト比の大きなスピンドル状のヘマタイト粒子の調製に成功している。この粒子を分散媒に分散させたサスペンションを用いて、上記レオロジー測定システムを用いた予備実験を行うことにより、逆磁気粘性効果が測定可能であることを確認している。平成25年度で詳細な逆磁気粘性効果に関する広範な実験的研究を推進することになる。平成26年度の本研究の主たる目的は、昨年度までに開発したスピンドル状ヘマタイト粒子の調製法のノウハウを駆使してさらなる調製法の拡張改善を試みるとともに、スピンドル状ヘマタイト粒子サスペンションを対象に、ブラウン動力学法による分子シミュレーションを駆使して、磁気粘性効果の詳細な検討を行うことであった。ヘマタイト粒子の調製法の改善に関する実験的な研究により、エージングなどのファクターと針状ヘマタイト粒子のアスペクト比との関係を広範囲に検討した結果、所望の特性を有する針状粒子の創製に関するノウハウを構築することに成功した。現在このようなヘマタイト粒子をグリセリン水溶液に分散させたサスペンションを調製し、逆磁気粘性効果の洗練された制御法のさらなる構築に精力的にチャレンジしている段階である。ブラウン動力学シミュレーションより、棒状粒子の通常の並進および回転のブラウン運動に加えて、スピン回転ブラウン運動を考慮したブラウン動力学法による分子シミュレーションを駆使して、粒子の凝集構造ならびに配向分布に及ぼす逆磁気粘性効果への影響を詳細に検討し、制御法に関する重要な知見を得ることに成功した。この研究においては、逆磁気粘性効果の特性をより深く議論するために、磁場と磁気モーメントの相互作用による粘度成分、粒子間磁気力に基づく力およびトルクに起因する粘度成分に分解して、その寄与の大きさを詳細に解明した。本研究は、さらなる効果的な制御技術の構築を目指して研究を推進している段階である。さらには、次に応用が非常に有望な扁平ヘマタイト粒子分散系に拡張し、凝集構造の相転移現象と(逆)磁気粘性効果との関係の解明を行うべく研究計画を作成している段階である。26年度が最終年度であるため、記入しない。工学26年度が最終年度であるため、記入しない。ブラウン動力学シミュレーションのプログラムを構築する段階で、ヘマタイト粒子分散系特有の問題が生じることが明らかとなったが、その原因ならびに解決法を詳細に解明した。さらには、新たにスピン回転ブラウン運動を考慮した理論構築を行い、逆磁気粘性効果への影響を詳細に明らかにした。以上より、平成24年度の実験装置システムの構築を効率的に行うことを可能にする基礎データを十分取得することに成功している。
両親媒性ブロックオリゴマーを用いた機能性金属錯体の元素ブロック超分子創成

金属錯体を非共有結合の弱い相互作用を用いて配列し、金属錯体の分子団として機能する材料を開発することは、個々の金属錯体の性質を協同的に発現させるだけでなく、単独では見出されない準安定構造を形成するうえで重要である。我々はこれまでに、両親媒性ポリペプチドや、両親媒性イソプロピルクリルアミドオリゴマーなどの高分子化合物を用いて、ナノワイヤやナノわらじ、ナノスクエア、ナノ長方体、ナノネットワークなどの構造が形成され、金属錯体がナノ集積化されることを見出してきた。特に、親水部と疎水部を持つ両親媒性ジブロックコポリペプチドは、単純な分子構造やシークエンスであるにも関わらず、弱い分子間相互作用を有しながらアモルファス状に金属錯体を集積できることが明らかとなっている。これらの部分的な配列によってもたらされる準安定的な構造によって、逆スピン転移や、金属-金属間相互作用などの単独な金属錯体とは異なる物性が発現される。そこで本研究では、両親媒性ブロックポリペプチドと磁性金属錯体との複合化において、単独の両親媒性ジブロックコポリペプチドが本来有しない下限臨界共溶温度(LCST)型相転移を獲得するだけでなく、金属錯体が水溶液中でスピンクロスオーバー現象を発現し、それらの相乗効果について評価した。本年度は、スピンクロスオーバー現象の温度変化やLCST型相転移現象について、両親媒性ブロックポリペプチドと金属錯体の複合体からもたらされるナノ構造の相違が起因していることを見出した。さらにそれらの構造変化は、両親媒性ポリペプチドの親水性・疎水性のバランス、それらからもたらされる水和状態の変化がファクターとして考えられる。よって、両親媒性ポリペプチドの組成やそれらから形成されるナノ構造体、並びにそれらの集積状態を制御することにより、金属錯体の電子状態とマクロな溶液物性を制御できることが期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。・リビング重合によるブロック型オリゴマーの合成昨年度までに、Co(PMe)4を開始剤として、リビング重合によるブロック型オリゴペプチド(重合度100以下、PDI<1.1)の合成手法を利用して、ナノ構造を形成するオリゴペプチドの最適重合度並びに最適親・疎水性の制御手法を確立している。今年度は、リビングラジカル重合を駆使して、親水性部位としてアニオン性モノマーを導入した。また、特徴的な構造を形成することが予想される疎水性モノマーを組み込み、オリゴマー同士のステレオコンプレックスや、下限臨界共溶温度(LCST)、上限臨界共溶温度(UCST)が制御できるナノ構造の制御を検討する。合成は、グローブボックス内にて嫌気下にて行い、NMR、FT-IR、GPCによって評価し、その2次構造、3次構造をCD、DSC、TEMなどにて評価した。・自己集合特性の制御とスピン平衡型の金属錯体の界面集積化スピン平衡特性を有するCo(II)錯体、Fe(II)錯体を合成し、オリゴマーとの複合体を作製した。ポリマーの重合度やブロックの比率(m : n)を変化させることによって、スフェア、ベシクル、チューブ、ファイバーを系統的に作り分けることが可能となった。さらに、ファイバー形成条件(m>>n)下では、ハイドロゲルの形成が期待できる。このように、シークエンスの1次構造、2次構造、3次構造を自在に制御し、水溶液中での自己集合能を系統的に評価した。研究実績で述べたように、Co(PMe)4を開始剤として、リビング重合によるブロック型オリゴペプチド(重合度100以下、PDI<1.1)の合成手法を利用して、ナノ構造を形成するオリゴペプチドの最適重合度並びに最適親・疎水性の制御手法を確立しており、さらに、リビングラジカル重合を駆使して、親水性部位としてアニオン性モノマーを導入することができている。また、スピン平衡特性を有するCo(II)錯体、Fe(II)錯体を合成し、オリゴマーとの複合体を作製できている。このように、シークエンスの1次構造、2次構造、3次構造を自在に制御し、水溶液中での自己集合能を系統的に評価できており、論文発表や学会発表ができている。よって、おおむね順調に進展しているといえる。

そこで本研究では、両親媒性ブロックポリペプチドと磁性金属錯体との複合化において、単独の両親媒性ジブロックコポリペプチドが本来有しない下限臨界共溶温度(LCST)型相転移を獲得するだけでなく、金属錯体が水溶液中でスピンクロスオーバー現象を発現し、それらの相乗効果について評価した。本年度は、スピンクロスオーバー現象の温度変化やLCST型相転移現象について、両親媒性ブロックポリペプチドと金属錯体の複合体からもたらされるナノ構造の相違が起因していることを見出した。さらにそれらの構造変化は、両親媒性ポリペプチドの親水性・疎水性のバランス、それらからもたらされる水和状態の変化がファクターとして考えられる。よって、両親媒性ポリペプチドの組成やそれらから形成されるナノ構造体、並びにそれらの集積状態を制御することにより、金属錯体の電子状態とマクロな溶液物性を制御できることが期待される。今後は、これまでの元素ブロック超分子錯体を用いて、以下の点を重点的に進めていく。・自己集合体の磁性揺らぎの評価:スピン平衡性のCo(II)金属錯体を用いたオリゴマー集合体を形成する。この集合体は、オリゴマーのアロステリックな集合構造転移に基づき、単核錯体にはないスピンクロスオーバー特性が発現できるかどうかをSQUIDやメスバウアー測定によって評価する。さらに、複合体の局所構造をレーザー光などで励起することによって、ナノ構造が伝播する様子を走査型プローブ顕微鏡にて評価する。このことから、金属錯体の室温付近における分子間コミュニケーションを物性と構造の両面から相互的に評価する。・高圧シェアストレスをもたらす衝撃波を用いた新しい分子集合体配列技術の創出:上記までに得られた自己集合性高分子化金属錯体を、衝撃波を用いて基板上に配列固定化する手法を開拓する。10GPa程度のシェアストレスがかかる爆発衝撃波の状態、方向、パターンを制御することによって、自己組織体の配列方向を力学的に制御し、新しい配列構造を形成する。このことによって、多彩な衝撃波からもたらされる新しい分子整列状態を形成し、金属錯体間の分子間コミュニケーションを制御する。以上のことから新しい有機無機融合材料というべき物質群を形成し、磁性材料のみばかりでなく、誘電材料、導電材料、触媒材料としての新しいパラダイム創成を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。
国際競争力を身につけるための創造教育ネットワークの構築

グローバル化の進む21世紀において国際的に活躍できる技術者を育成するには、専門知識に加えて、外国人とのプロジェクトを円滑に推進するためのコミュニケーション能力が必要である。そこで、本研究では、学生がWeb上の共同実験施設を外国人とチームを組んで利用し、プロジェクト活動を推進する国際交流型の工学教育を実践できる教育ネットワークを構築することを目的とし、Webブラウザでコントロールできる遠隔操作ロボットシステムの開発を試みた。開発したシステムの有効性を検証するためシステムー式を協力機関に設置した結果、本システムが使えそうであることを明らかにできた。そこで、本研究では、学生がWeb上の共同実験施設を外国人とチームを組んで利用し、プロジェクト活動を推進する国際交流型の工学教育を実践できる教育ネットワークを構築することを目的とする。今年度は、Webブラウザでコントロールできる遠隔操作ロボットをLego Mindstormsを用いて試作し、これを使った国際交流を検討した。ロボットには2輪のみで倒立する2輪倒立振り子型ロボットと3輪ロボットの2つをを試作した。さらにロボット競技用のフィールドを試作し、Webカメラの設置場所および設置方法を検討した。また遠隔操作するロボットの目となるRebカメラの選定および取り付け方を検討した。試作したロボットの国際交流利用を考えるために、これらのロボットを台北日本人学校、シンガポール日本人会およびオーストラリアBrisbane School of Distance Education Australiaに持ち込み、打合せをおこなった結果、試作した2輪倒立ロボットには子ども達(小学生)は強い関心を示すが、その不安定さ故に遠隔操作による競技は難しいとの結論に達した。従って、2輪倒立ロボットでロボットに対する子どもたちの興味・関心を引き出した後、遠隔操作による交流は3輪ロボットを使用することにした。ロボットには2輪のみで倒立する2輪倒立振り子型ロボットと3輪ロボットの2つを試作した。また遠隔操作するロボットの目となるWebカメラの選定および取り付け方を検討した。今年度は、昨年度改良した遠隔操作ロボットシステムを協力機関(Brisbane School of Distance Education Australia:BSDE)で使いその有効性を検証するために、BSDE学校内にシステム一式を設置した。セキュリティーの関係上、学校内(イントラネット内)だけでの利用となるが、将来的にはインターネットに接続し、どこからでもアクセス可能なものとする予定である。このシステム設置によりWebを使った操作におけるインターフェース部、Webを使ったコミュニケーションシステム、教材のインターフェースを検証し、本システムが使えそうであることを明らかにできた。また、昨年度に引き続きシンガポール日本人会でLego Mindstormsを使った科学教室を実施し、子供達の工作とコンピュータ利用のスキルを調査した。さらに、両校におけるネットワーク環境の調査と日本の学校との交流ネットワーク構築についても打ち合わせ、遠隔操作ロボットシステムの教育利用方法を検討した。
ショウジョウバエ成虫の正中線形成過程における細胞死とその制御機構

ショウジョウバエにおいて細胞死抑制遺伝子p35を組織特異的に局所的に発現させると、成虫の正中線に異常が生ずることを見いだされた。これは、正中線形成に細胞死が関与していることを示唆するものである。正中線形成過程において、細胞死が起こっているかどうか検証した。腹部では、幼虫表皮細胞が囲蛹殻形成後24-36時間の間に消失していた。この時、幼虫表皮細胞は,核が凝縮し、分断し、アポトーシス小体を経て死にいたることが示された。幼虫表皮細胞にアポトーシス抑制因子p35を強制発現させると、本来の幼虫表皮細胞の細胞死が抑制され、成虫まで生き残り、成虫腹部背側正中線に異常な透明クチクラを生じさせることがわかった。細胞死制御遺伝子の一つhid遺伝子の突然変異体を調査した結果、hp35の強制発現と同様、幼虫細胞の細胞死が抑制され、正中線不全を引き起こすことが示された。このことから、hid遺伝子がこの幼虫表皮細胞の細胞死を制御することが明らかになった。胸部背側正中線では、左右の翅原基の成虫細胞が融合する正中部域で、Tunel法にて染色される細胞死を起こしている細胞が観察された。この領域で細胞死制御遺伝子であるreaperが発現しているか、reaper-lacZの発現を指標に調査した結果、reaper遺伝子が発現している可能性が示された。さらに、dpp-lacZ系統を調査することにより、同じ領域でDppが発現していることを確認した。このことは、Dppシグナル因子が細胞死を制御している可能性を示唆している。そこで、dpp突然変異やDppの受容体を強制発現させ、reaper-lacZの発現に与える影響を調査した。しかし、reaper-lacZの発現に影響は見られなかった。Dppシグナル因子が細胞死を制御している可能性は捨てきれないが、他の因子についてさらに検討する必要がある。我々は、ショウジョウバエにおいて細胞死抑制遺伝子p35を組織特異的に局所的に発現させると、成虫の正中線に異常が生ずることを見いだした。ショウジョウバエ成虫の正中線形成過程における細胞死の役割を解明するために、蛹期の正中線形成過程において、実際に細胞死が起こっているかどうか検証した。その結果、正中線形成部において、幼虫表皮細胞および成虫表皮細胞で細胞死が起こっていることが明らかとなった。幼虫表皮細胞はヒストブラストから増殖してきた成虫表皮細胞に左右から押されるように正中線に集まり、囲蛹殻形成後24-36時間の間に消失していた。この時、幼虫表皮細胞は、核が凝縮し、分断し、アポトーシス小体を経て死にいたることが示された。また、胸部背側正中線では、左右の翅原基の成虫細胞が融合する正中部域で、Tunel法にて染色される細胞死を起こしている細胞が観察された。さらにp35の強制発現による正中線の異常が細胞死が抑制されたために生じたものかどうかを調査した。その結果、幼虫表皮細胞にp35を強制発現させることにより、本来の幼虫表皮細胞の細胞死が抑制されることが明らかになった。また、p35の強制発現により成虫腹部背側正中線に生ずる異常な透明クチクラ部位の下には、幼虫の表皮細胞が残っていることがわかった。これは、本来細胞死を起こすべき幼虫細胞がp35の強制発現により細胞死が抑制され、この細胞死を免れた幼虫表皮細胞が幼虫型のクチクラを形成していることを示している。

今後は、この正中線形成過程において観察される細胞死が、どのような細胞死関連遺伝子により制御され、またその細胞死誘導過程にホルモンやDppなどの外部因子がどのように関わっているか明らかにしていきたい。我々は、ショウジョウバエにおいて細胞死抑制遺伝子p35を組織特異的に局所的に発現させると成虫の正中線に異常が生ずることを見いだした。これは、正中線形成に細胞死が関与していることを示唆するものである。昨年度の研究により、蛹期の正中線形成過程において、胸部成虫表皮細胞および腹部幼虫表皮細胞で細胞死が起こっていることが明らかとなった。成虫細胞の細胞死が観察される胸部背側正中線領域で、細胞死制御遺伝子reaperが発現しているか検討した。reaper-lacZの発現を指標に調査した結果、この領域でreaper遺伝子が発現している可能性が示された。さらに、dpp-lacZ系統を調査することにより、同じ領域でDpp(TGF-β-スーパーファミリーに属する液性因子)が発現していることを確認した。このことは、Dppシグナル因子が細胞死を制御している可能性を示唆している。そこで、dpp突然変異やDppの受容体を強制発現させ、reaper-lacZの発現に与える影響を調査した。しかし、reaper-lacZの発現に影響は見られなかった。Dppシグナル因子が細胞死を制御している可能性は捨てきれないが、他の因子についてさらに検討する必要があると思われる。腹部では、幼虫表皮細胞に細胞死がおこる。本年度は、細胞死制御遺伝子の一つhid遺伝子がこの幼虫細胞の細胞死に関与しているか、突然変異を利用して調査した。その結果、hid突然変異により、p35の強制発現と同様、幼虫細胞の細胞死が抑制され、正中線不全を引き起こすことが示された。このことから、hid遺伝子がこの幼虫表皮細胞の細胞死を制御することが明らかになった。また、結紮実験からこの細胞死の誘導にはホルモン(エクジソン)の関与が示唆された。今後、果たしてエクジソンがhid遺伝子の活性化を誘導するのか、興味深い課題として残された。
可溶性インスリン受容体による血中インスリンの不活化と糖尿病

ヒト血中に、インスリン受容体の切断により、その細胞外ドメインから構成される可溶性インスリン受容体(Soluble Insulin Receptor, sIR)が存在し、糖尿病患者の血中では、その量が増加している。sIR産生の生理的意義を明らかにするために、HepG2細胞を用いてsIR産生のin vitroモデルを構築した。HepG2細胞におけるsIRの産生は培養液中のグルコース濃度依存的であり、O型糖鎖修飾が重要であった。また、カルシウム依存性のプロテアーゼがIRの切断酵素である可能性が示唆された。HepG2細胞を用いてsIR産生の分子メカニズムをin vitroで解析することが可能となった。ヒト血中には、インスリン受容体の切断により、その細胞外ドメインから構成される可溶性インスリン受容体(Soluble Insulin Receptor, sIR)が存在し、糖尿病患者の血中では、健常者と比べてその量が増加している。インスリン受容体は細胞内糖代謝と糖尿病の発症において中心的な役割を担っており、その切断はインスリン抵抗性や糖毒性に深く関与している。本研究では、sIR産生の生理的意義を明らかにするために、培養細胞を用いたsIR産生のin vitroモデルを構築した。検討を行ったヒト細胞株のうち、ヒト肝がん細胞株であるHepG2細胞においてのみ、sIRの産生が認められた。興味深いことにHepG2細胞におけるsIRの産生は培養液中のグルコース濃度依存的であった。すなわち、培養液中のグルコース濃度を高くすることにより、sIR産生量が増加した。このHepG2細胞モデルを用いて、sIR産生の分子メカニズムについて検討したところ、sIR産生にはO型糖鎖修飾が重要であることが明らかとなった。以上、本研究により、HepG2細胞を用いることにより、sIR産生の分子メカニズムをin vitroで解析することが可能となった。さらに研究を進めることにより、インスリン受容体切断の分子メカニズムが明らかとなり、sIR産生の生理的な意義が解明されることが期待される。本研究では、生化学的及び細胞生物学的手法を用いて、1sIRとインスリンの結合、2sIRによるインスリンシグナル伝達系の阻害、3sIRと結合したインスリンの定量、4マウスsIRの同定と定量について検討し、糖尿病とsIRとの関連を明らかにする。平成24年度中に、化学架橋法により組み替え型sIRと標準品インスリンが結合しうることを明らかにした。また、HepG2細胞におけるインスリンよるAktのリン酸化が、高濃度の組み替え型sIRにより、阻害されることを示した。さらに、遠心式限外ろ過フィルターを用いて、組み替え型sIRと標準品インスリンにおいて、sIR結合インスリンの定量法を確立した。また、インスリン受容体に対する抗体を用いても、sIR結合インスリンの定量法を確立した。最後に、マウスsIR定量法のために、組み替え型マウスsIRの培養細胞における発現系を作成した。これらの結果は、ヒト血中でsIRがインスリンと結合し、不活化していることを支持している。また、sIR結合インスリンの定量法が確立できたことので、ヒト血中でsIRと結合し、不活化されているインスリンを定量することが可能となった。組み替え型マウスsIRが作成可能となったので、マウスsIRの同定と定量法の確立が期待される。本研究では、糖尿病とsIRとの関連を明らかにするために、1sIRがインスリンと結合できることを化学架橋剤およびFPLCによるゲル濾過を用いて証明する、2培養細胞を用いて、Aktのリン酸化やGLUT4のトランスロケーションなど、インスリンシグナル伝達系のsIRによる阻害について検討する、3遠心式フィルターによりインスリンをsIR非結合型と結合型に分離後、超高感度ELISA法により定量し、sIR結合型インスリンの定量法を開発する、4超高感度ELISA法によるマウスsIRの同定と定量法を確立し、糖尿病モデルマウスにおけるsIRの定量を行う。これまでに、1sIRとインスリンが結合すること、2培養細胞においてsIRがインスリンシグナリングを阻害すること、3sIR結合インスリン定量を確立、4組み替え型マウスsIRの発現系を確立することができた。平成24年度の計画に対して約70%の達成度であり、やや遅れている感は否めない。理由としては、14を明らかにするためには、新しい実験系を確立する必要があり、その過程において予想外の現象が観察されたことがあげられる。

例えば、1sIRとインスリンの化学架橋実験では、インスリンがsIRに結合して高分子量化するだけでなく、高濃度のインスリンを用いると、sIR非依存的にインスリンが多量体を形成し、高分子量化し、区別を難しくした。また、2の実験では組み替え型sIRを産生するCHO細胞の培養上清そのものに、インスリンシグナル阻害物質が含まれていて、解析を難しくした。しかし、平成24度中にこれらの困難を克服し、今後は計画通りに研究が進行することが期待される。平成25年度においては、まず、平成24年度に得られた知見をさらに深め、確実なものとしていく。すなわち、1sIRとインスリンの結合をより確かなものにするために、FPLCを用いた解析を行う。2Aktのリン酸化のsIRによる阻害が認められたので、その表現型としてインスリンによるGLUT4のトランスロケーションへのsIRの影響を調べる。3標準品を用いたsIR結合インスリンの定量法が確立できたので、今後は健常人ヒト血清を使って測定を行う。4組み替え型マウスsIRの培養細胞における発現系が作成できたので、マウスsIRに結合する抗体のスクリーニングを行う。得られた抗体を用いて血中マウスsIRの同定、定量法の確立、さらにその高感度化を行う。平成24年度中に、生化学的、細胞生物学的手法を用いて、sIRがインスリンと結合し、不活化しうることを示し、またsIR結合インスリンの定量を確立できたので、今後はヒトやモデル動物を用いて、sIRと糖尿病との関連をさらに明らかにしていく予定である。平成24年度と同様に、生化学的、細胞生物学的実験に必要な実験器具、試薬が必要となるので購入する予定である。さらに平成25年度は、マウスを用いた実験を計画しているので、これに費用を充てることを計画している。
色素上皮由来因子(PEDF)の初期糖尿病性網膜症における血管透過性の抑制

糖尿病腎症の進展阻止が期待される蛋白質として色素上皮由来因子(Pigmentepithelium-derived factor:以下PEDF)に着目した。PEDFの抗酸化ストレス活性が腎症の初期病変を改善するのか検討するために、テトラサイクリン投与によりヒトPEDFの発現が誘導されるマウスを作製して、ストレプトゾトシン投与による糖尿病モデルを用いて糖尿病網膜症の抑制効果を確認することが可能になった。初期糖尿病網膜症で色素上皮由来因子(Pigmentepithelium-derivedfactor:PEDF)遺伝子の影響を検討するために、ヒトPEDF遺伝子を導入したトランスジェニックマウス(PEDF-Tgマウス)を作製し、ストレプトゾトシンで糖尿病を発症させるモデル動物が有用である。だが、これまでヒトPEDFのトランスジェニックマウスは作製できておらず、PEDFの作用によりマウス胎児の正常な発生を妨げられたためと思われた。そこでまず、ヒトPEDF導入トランスジェニックマウスの作製にあたり、テトラサイクリンの存在下のみでヒトPEDFを発現するテトラサイクリン誘導型PEDF発現ベクターを作製した。ヒトcDNAライブラリーより色素上皮由来因子(Pigmentepithelium-derivedfactor:PEDF)遺伝子をPCRにて単離し、発現ベクター(pTRE-Tight:rtTA応答ベクター)に組み込んで、ヒトPEDF発現プラスミドを構築した。得られたプラスミドを、テトラサイクリン応答的にrtTAを発現するベクター(pTet-On-Advanced)と共にHEK293細胞に導入したところ、ヒトPEDF蛋白質がテトラサイクリン誘導的に発現することを確認した。この結果、これまで産生が困難であったヒトPEDFトランスジェニックマウスを、高効率で得られると期待された。今後は得られるトランスジェニックマウスについて、ヒトPEDF遺伝子のテトラサイクリン誘導的な発現を確認後、当初の予定に基づき初期糖尿病網膜症における白血球接着と血管透過性亢進の阻害効果を検討する。検討に当たりPEDFの抗酸化活性に着目し、組織の顕微鏡観察・生化学的手法・分子生物学的手法により評価をおこなう。糖尿病では、「慢性の血管合併症」を予防することが、治療戦略上最も重要な課題であり、糖尿病腎症においても同様であると考えられている。まず糖尿病腎症の初期において、酸化ストレスの亢進が増悪、進展因子といわれており、それらを抑制することで糖尿病腎症の進行を止めることができると予想される。初期糖尿病網膜症で色素上皮由来因子(Pigment epithelium-derived factor : PEDF)遺伝子の影響を検討するために、ヒトPEDF遺伝子を導入したトランスジェニックマウス(PEDF-Tgマウス)を作製し、ストレプトゾトシンで糖尿病を発症させるモデル動物を用いる。初期糖尿病網膜症において白血球接着と血管透過性の亢進が認められることがわかっている。そこでモデル動物でPEDFが白血球接着を阻害するのか、血管透過性亢進を抑制するのか検討する。テトラサイクリン依存的にPEDFの発現が誘導されるプラスミドベクターを構築し、マウス胚に注入したところヒトPEDF遺伝子を有するマウスを作製する事が出来た。現在のところ、交配による当該遺伝子の子孫への伝達が確認できており、引き続きPEDF-Tgマウス株の確立をおこなっている。本研究により,テトラサイクリン投与によりPEDFの発現が誘導されるマウスを用いて、ストレプトゾトシン投与による糖尿病モデルを用いて糖尿病網膜症の抑制効果を確認することが可能になった。
高悪性度EGFR変異型肺腺癌の分子病理（MUC21を指標とした網羅的変異検索）

我々の研究ではこれまでに、高悪性度EGFR肺腺癌が微小乳頭状成分を伴うこと(Matsumura M et al. 2016 PLoS One)を示し、微小乳頭状組織亜型の悪性度を規定する分子基盤の解明を目標としてきた。さらにムチンタンパク質のひとつであるMUC21がこのような微小乳状成分に特異的に発現していること、MUC21を高発現するがん細胞はリンパ管侵襲性が極めて強く特に悪性度が高いことを明らかにし、平成30年度にはこの成果は国際誌に掲載された(Matsumura M et al. 2019 PLoS One)。本課題では、我々は、1例のEGFR肺腺癌凍結検体からマイクロダイセクションを用いて、MUC21染色陽性となる微小乳頭状成分と、MUC21染色陰性の非微小乳頭状成分、正常肺組織を単離した。それぞれからDNAを抽出し、全エクソーム解析を行った。その結果、tumor mutational burden(1MBあたりの体細胞変異の数)は微小乳頭状成分の方が非微小乳頭状成分よりも多く、微小乳頭状成分の悪性度の高さとの関連が示された。さらに、微小乳頭状成分に特異的に変異を有する1762個の体細胞遺伝子変異(1707個のsingle nucleotide variantsと55個のinsertion/deletion)を同定した。KEGG pathway解析によって、これらの候補遺伝子には、MAP signaling pathwayやcell cycleという発がんに関わる遺伝子、またproteoglycanやfocal adhesionやECM-receptor interactionなど細胞接着に関わる遺伝子が多く含まれていることが明らかになった。(松村舞依他,日本病理学会学術総会, 2019年)。微小乳頭状成分を伴うEGFR肺腺癌の凍結組織切片は希少であり、現在のところ全エクソーム解析まで持ち込めたのは1例にとどまっている。またバイオインフォマティクス解析については最良の解析手法を模索している段階であり、経験豊富な同学医学部バイオインフォマティクス解析室の研究者の協力を得ながら、手探りで進めている。我々は、ホルマリン固定・パラフィン包埋材料については微小乳頭状成分を有するEGFR肺腺癌症例を50例近く有している。仮に今後も複数の凍結組織切片が確保できない場合は、これまでの結果から微小乳頭状亜型の出現に寄与する候補遺伝群を絞り込み、ホルマリン固定・パラフィン包埋材料を対象に、変異検索を行い、目的達成を目指す。今後は、EGFR肺腺癌の微小乳頭状成分に特異的に変異を有する1762個の遺伝子について、過去文献やデータベースも参照し、候補遺伝子10変異ほどに絞り込む。その候補遺伝子変異を、全エクソーム解析を行った同一症例に対しサンガー法で検証する。検証できた遺伝子変異について、EGFR肺腺癌30症例程度の別検体(ホルマリン固定・パラフィン包埋材料)で検証する。検証方法(研究計画書と一部内容を変更)は、次世代シークエンサーによるamplicon sequence解析を用いて、候補遺伝子の全エクソンにおける変異の頻度を調べる。これらを完遂し、高悪性度病変に特有の遺伝子異常を同定するという研究目標を達成する予定である。

仮に今後も複数の凍結組織切片が確保できない場合は、これまでの結果から微小乳頭状亜型の出現に寄与する候補遺伝群を絞り込み、ホルマリン固定・パラフィン包埋材料を対象に、変異検索を行い、目的達成を目指す。今後は、EGFR肺腺癌の微小乳頭状成分に特異的に変異を有する1762個の遺伝子について、過去文献やデータベースも参照し、候補遺伝子10変異ほどに絞り込む。その候補遺伝子変異を、全エクソーム解析を行った同一症例に対しサンガー法で検証する。検証できた遺伝子変異について、EGFR肺腺癌30症例程度の別検体(ホルマリン固定・パラフィン包埋材料)で検証する。検証方法(研究計画書と一部内容を変更)は、次世代シークエンサーによるamplicon sequence解析を用いて、候補遺伝子の全エクソンにおける変異の頻度を調べる。これらを完遂し、高悪性度病変に特有の遺伝子異常を同定するという研究目標を達成する予定である。本研究課題において、全エクソーム解析結果のバイオインフォマティクス解析に時間がかかっている。候補遺伝子の絞り込みを早急に進め、次年度に次世代シークエンサーによるamplicon sequence解析で、助成金を使用する予定である。
金属酵素を範とした有機・無機ハイブリッド触媒の開発

金属酵素は天然のナノハイブリッド触媒であり、環境適合型の理想的な触媒系の1つである。本研究では、天然の金属酵素を模範とした有機・無機ハイブリッド触媒の開発を行った。金属酵素は、高活性・高選択的であるが、構造安定性に欠けるという欠点を持ち、応用範囲が狭い。そこで、ナノ空間材料と金属錯体等の組み合わせにより、天然酵素を凌駕する機能をもつバイオインスパイアード触媒の開発に成功した。本研究では、天然の金属酵素を模範とした有機・無機ハイブリッド触媒の開発を行う。金属酵素は、活性・高選択的であるが、構造安定性に欠けるという欠点を持ち、応用範囲が狭い。そこで、ナノ空間材料と金属錯体等の組み合わせにより、天然酵素を凌駕する機能をもつ触媒系を開発し、革新的触媒の発見を目指す。本研究ではビタミンB12酵素機能に注目する。生体触媒の妙は活性部位を取り巻くミクロ環境にあるので、金属錯体とナノ空間材料を組み合わせて、ハイブリッド触媒を構築するという戦略をとる。ナノ空間を利用する特性としては、反応加速・高選択性・特殊反応場効果が期待でき、環境適合型の画期的な触媒系の構築(機能イノベーション)が期待できる。特に、天然タンパクと金属錯体の組み合わせ、二酸化チタンやシリカゲルのような無機物と金属錯体の組み合わせによる新規触媒の開発を行う。1)光増感剤とビタミンB_<12>誘導体の協奏機能による触媒系の構築ビタミンB_<12>のCo(I)種は超求核剤として有機ハロゲン化物と反応し、ハロゲンイオンとCo-C結合を形成する。Co(I)種の発生法として、従来水素化ホウ素ナトリウムのような化学還元剤や電解還元が用いられてきたが、必ずしもクリーンな手法とは言えない。そこで、光反応を利用したCo(I)種の生成法を考案した。この反応では、光増感剤として良く用いられるルテニウム(II)トリスビピリジン錯体を用い、光駆動型電子移動反応を利用した触媒サイクルの構築を行った。Ru(II)トリスビピリジン錯体は可視光照射により励起され、犠牲還元剤(トリエタノールアミンなど)共存下では還元的消光を受け、高い還元力を有するRu(I)錯体を与える(-1.35V vs.Ag/AgCl)。従って、Ru錯体の還元力を利用すればB_<12>錯体(E_<l/2>(Co^<II>/Co^I)=-0.6V vs.Ag/AgCl)を触媒活性なCo(I)種へと還元することが出来る。実際に光増感剤によるCo(II)錯体の還元は、ESRによる反応追跡により確認できた。ビタミンB_<12>錯体を触媒として用い、エタノール中Ru光増感剤及び犠牲還元剤存在下で、環境汚染物質であるDDT(有機塩素化合物)に可視光照射したところ、3時間でほとんどのDDTが消失し、主生成物としてDDD(塩素が1つ脱離した化合物)が得られた。暗所やビタミンB_<12>錯体不在の場合では反応はほとんど進行せず、光駆動型電子移動反応により生成するCo(I)種が活性種となり、反応が進行していると推察できる。2)人血清アルブミン(HSA)とビタミンB_<12>誘導体の協奏機能による人工酵素系の構築ヒト血清アルブミン(HSA)とビタミンB_<12>誘導体との組み合わせにより、新規ビタミンB_<12>人工酵素系を構築できた。HSA中に取り込まれたビタミンB_<12>誘導体は、バルク水相から隔離され非極性なミクロ環境に存在しており、分子運動が抑制された特殊環境にあることが明らかになった。本ハイブリッド触媒を用いることにより、ビタミンB_<12>酵素に特徴的な官能基の1,2-転位反応が進行する。また、本人工酵素と上記のRu錯体のような光増感剤と組み合わせることにより、可視光照射により反応が進行する触媒システムを構築出来た。本触媒を用いることにより、水中で環境汚染物質であるDDT(有機塩素化合物)がHSA中に濃縮され、DDTの脱ハロゲン化反応が触媒的に進行した。触媒設計のコンセプトとして、金属酵素の活性部位の構造から重要な金属錯体部位を取り出し、単純化した金属錯体を分子設計し、ナノ空間材料を組み合わせてハイブリッド触媒を構築した。本年度は以下のようなバイオインスパイアード触媒によるDDTの脱ハロゲン化反応に成功した。1)光増感剤とビタミンB_<12>誘導体の協奏機能による人工酵素系の構築ビタミンB_<12>錯体を触媒として用い、エタノール中Ru光増感剤及び犠牲還元剤存在下で、環境汚染物質であるDDT(有機塩素化合物)に可視光照射したところ、3時間でほとんどのDDTが消失し、主生成物としてDDD(塩素が1つ脱離した化合物)が得られた。本触媒システムは、人血清アルブミン(HSA)をタンパクモデルとする人工酵素系にも適用できた。

HSAをアポタンパクモデルとして用いることにより、水中でのDDTの分解反応が可能となった。水中で疎水的なDDTはHSA中に濃縮され、添加したRu錯体の光増感反応により活性化されたCo(I)種の疎水性ビタミンB_<12>と反応し、脱ハロゲン化生成物が生じた。触媒回転率は10回程度であり高効率とは言えないが、水中での触媒サイクルに成功した。2)二酸化チタンとビタミンB_<12>誘導体の協奏機能によるハイブリッド触媒の構築ビタミンB_<12>ハイブリッド酸化チタンをエタノールに懸濁し、紫外線照射すると、Co(I)種の生成を示す暗緑色へと変化した。基質としてDDT(有機塩素化合物)を加え、光照射しながら反応させると、脱塩素化体が生じた。本ハイブリッド触媒は、紫外線照射によりDDTが効率良く分解でき、グリーンケミストリーの観点からも興味深い反応システムである。触媒設計のコンセプトとして、金属酵素の活性部位の構造から重要な金属錯体部位を取り出し、単純化した金属錯体を分子設計し、ナノ空間材料を組み合わせてハイブリッド触媒を構築した。本年度は以下のようなバイオインスパイアード触媒による環境汚染物質の分解および物質変換反応に成功した。1)二酸化チタンとビタミンB12の組み合わせによる有機・無機ハイブリッド触媒の創製に成功し、環境汚染物質の1つであるDDTの高効率分解に成功した。また、このハイブリッド触媒を用い、アシル基の1, 2-転位反応を利用した環状ケトン類の環拡大反応について詳細に検討し、反応機構を明らかにした。更に、酸化チタンについて、ナノチューブやナノロッドを用いると、触媒であるビタミンB12誘導体が高密度で修飾できることを見出した。2)血清アルブミン(HSA)と疎水性ビタミンB12により人工酵素系を構築した。このB12-HSA複合系にルテニウム錯体を組み込み、光増感反応によりB12を還元活性化して効率的な触媒系を構築した。本触媒を用いて、可視光を照射するのみで、水中でのDDTの分解反応が進行することを見出した。3)メチル化した疎水性ビタミンB12により、高効率で無機ヒ素をトリメチル化できる反応を見出した。無機ヒ素は猛毒であるが、メチル化すると毒性が下がり、トリメチル体であるアルセノベタインは無毒である。本手法により、無機ヒ素の新たな無毒化法の開発が可能であることが明らかになった。金属酵素は環境適合型の理想的な触媒系の1つであり高活性・高選択的であるが、構造安定性に欠けるという欠点を持ち、応用範囲が狭い。そこで本研究では、天然酵素に学び、協奏機能を活用した新しい有機・無機ハイブリッド触媒の開発を行っている。すなわち、ナノ空間材料と金属錯体等の組み合わせにより、天然酵素を凌駕する機能をもつ触媒系を開発し、革新的触媒の発見を目指している。本年度は、光増感剤とビタミンB_<12>誘導体の協奏機能を利用した物質変換システムについて検討し、以下のような新規の物質変換反応に成功した。1)二酸化チタンとビタミンB12の組み合わせによる有機・無機ハイブリッド触媒を構築し、種々の物質変換反応に成功した。
大動脈瘤の人工血管置換術による左心室と動脈系の相互作用の変化に関する研究

1996年4月から12月までに、同意を得た腹部大動脈瘤患者5名(全例男性、平均67.8歳±4.4)に対し、造影用圧センサー付カテーテルを用い、人工血管置換術前および術後のEa(実効動脈エラスタンス)を算出した。Eaは術前に比べ平均36.08%±9.73増大した。全末梢血管抵抗は増大し、収縮期圧の上昇および拡張期圧の軽度上昇あるいは低下がみられた。これらより、Eaは全末梢血管抵抗の増大により変化したのではなく、人工血管置換によるコンプライアンスの低下および収縮期圧の上昇により増大したものと考えられた。以上より腹部大動脈瘤に対する人工血管置換は、心機能に影響を及ぼすものと考えられた。これまでに行ってきた心臓カテーテル検査による方法では、人工血管置換術前後におけるEaの評価しかできず、術直後あるいは術後遠隔期におけるEaの評価はできなかった。しかし、超音波ドップラーエコーにより経時的に左心室の容積変化を計測し、橈骨動脈の圧波形を同時記録することで得られた一回心拍出量とdicrotic notchの圧で近似された収縮末期圧より、Eaが算出される。この方法を用いることで、術前後だけではなく、術直後あるいは術後遠隔期におけるEaの評価が可能である。大動脈の一部を人工血管に置換し、その結果変化した血管特性は心機能に与える影響を評価するには、術直後あるいは術後遠隔期におけるEaの算出が必要である。本研究を、心臓カテーテル検査に加え超音波ドップラーエコーを用いた総合的研究に発展させたいと考える。
冥王代生命学の創成

H29年度は立案した計画に基づき、以下の活動を実施した。1.キックオフWSの開催:H29年度から14課題からなる第二期の公募班が新たに領域に加わった。計画班と公募班との連携を強めるために、キックオフWSを開催した。2.中規模WSの開催:領域全体での合同班会議を白馬八方文化会館にて開催した。3. Origin of Life国際シンポジウムの開催:新学術領域研究「ゆらぎと構造の協奏」と合同で、化学進化および初期生命体に関する国際シンポジウムを開催した。4.総括班会議を年6回開催した。会議後には計画班横断WSを開催し計画班間の連携を強めた。5.地球生命アーカイブの開発:微生物統合データベースの開発ならびに東工大地球史資料館のデータベースの整理作業を継続した。また、領域の最先端研究内容をわかりやすく発信するために製作している映像ライブラリ「全地球史アトラス映像」をインターネットで配信できるよう、YouTubeチャンネルを開設した。さらに、「全地球史アトラス映像vol.3」を完成させた。6.地域活性化イベント:中規模WSと同時に長野県白馬村役場にて教育講演会「白馬とカガクの奇跡episode2」を長野県教育委員会および白馬村の後援を受け開催し、最新の研究成果および白馬と生命起源との関係性に関する講演を行った。また、白馬高校(2017年10月19日)および大町岳陽高校(2017年12月21日)に出張講義を行った。また、大町岳陽高校では、理数科の生徒の課題研究に協力し、3つの班の課題を引き受け、共同研究を実施した。3班のうち1班の研究は、日本ゲノム微生物学会第12回年会にてポスター発表をした。上述した当初の計画はほぼ全てにわたり遂行することができている。映像ライブラリの製作も進め、第三弾の映像ライブラリが完成しYouTubeチャンネルから配信予定である。YouTubeチャンネルでは、チャンネル登録者が350名を突破し、合計の再生回数は8万回を超えている。地域活性化においても、温泉サンプリングで協力頂いている長野県白馬村で教育講演会を開催するとともに、長野県大町市ならびに白馬村において高校への出張講義をし、新聞にも取り上げられるなど、予想以上の成果を継続的に出す事ができている。大町岳陽高校では課題研究を提案し、3班から構成されるグループとともに地球起源、生命起源に関する課題研究に取り組んだ。また、5つの計画班の密接に連携させるために、合同WSを頻繁に開催し領域の一体化につとめた。今後も引き続き、総括班が全体的な研究方針の策定と周知を役割とし、計画研究群および公募研究群を束ね学際融合研究を効率的にマネジメントする。最終年度となるH30年度は、本研究領域が研究期間終了後も発展する事を目指して、特に海外の有力な研究者を招聘した国際シンポジウムをH30年11月に開催する予定である。H26年度は立案した計画に基づき、以下の活動を実施した。1.地球生命グローバルセンターの設置:WPI-ELSI内にセンターを設置し、総括班活動、各計画研究班との連絡など、領域全体の事務処理を一元化した。2.領域ウェブサイトの立ち上げ:領域の活動内容を広く周知するためのウェブサイトを立ち上げた(http://hadean.jp/)。3.キックオフシンポジウムの開催:2014年9月9日にキャンパスイノベーションセンター東京にてキックオフシンポジウムを開催した。100名の参加者による活発な議論が実施された。4.地球生命アーカイブの開発:微生物統合データベースを開発するとともに、地球史試料データベースの開発に着手した。また、領域の最先端研究内容をわかりやすく発信するために、研究内容の映像ライブラリ化の検討を開始した。5.共同巡検の開催:A01班、A03班共同で、2014年10月16日18日に長野県白馬村の八方温泉のサンプリングを実施した。6.中規模シンポジウムの開催:2015年3月13日15日に、長野県白馬村にて第2回領域シンポジウムを開催した。本シンポジウムでは、長野県教育委員会および白馬村の後援を受けた。7.地域活性化イベント:2015年3月15日に、長野県白馬村にて地元学生や一般を対象とした教育講演会を開催した。【H26年度当初計画】本研究組織は、総括班が全体的な研究方針の策定と周知を役割とし、計画研究群および公募研究群を束ね学際融合研究を効率的にマネジメントする。H26年度は、キックオフシンポジウムを開催し、本領域の研究目標と戦略について説明する。運営委員会を年4回開催し、領域全体の進行状態の把握と調整、全体的な研究・運営方針、リスク管理の策定を行う。さらに、内部評価および外部評価を実施する。「地球生命研究グローバルセンター」を設置し、「地球生命アーカイブ」の整備・管理・運用を開始する。また、中規模WSの開催や外国人招聘などを実施する。本研究領域に関する広報を展開するためのウェブサイトを構築し、情報公開を徹底する。【H26年度の実績】上述した当初の計画はほぼ全てにわたり遂行することができている。また、地域活性化などにおいては、当該研究領域の研究拠点として重要である長野県白馬村において、長野県教育委員会ならびに白馬村の後援を受けながら、教育講演会を開催し地元の方々に当該領域研究の内容を広める事ができ、新聞やテレビなどのマスメディアにも取り上げられるなど、予想以上の成果を出す事ができた。また、5つの計画班の密接に連携させるために、運営会議を頻繁に開催するなど、領域マネジメントも良好であった。

一方で、地球生命アーカイブの開発において、地球史試料データベースおよび映像ライブラリ製作に関しては遅れが生じていた。H27年度は立案した計画に基づき、以下の活動を実施した。1.第1回合同班会議の開催:A06公募班を加え、領域全体での合同班会議を開催した。2.冥王代化学進化WSの開催:A02班の研究を領域全体で共有し加速するために、「冥王代化学進化研究WS」を計4回開催した。3. π造形科学合同WSの開催:同じく新学術領域研究である「π造形科学」と合同でWSを開催し、化学進化研究において有機化学の専門家らと問題点を共有し、解決の糸口を模索した。3.地球生命アーカイブの開発:微生物統合データベースの開発を継続した。また、領域の最先端研究内容をわかりやすく発信するために、研究内容の映像ライブラリ「全地球史アトラスvol. 1, 2」を製作した。4.共同巡検の開催:2015年7月14日に長野県小谷村および白馬村で共同巡検を開催した。また、2015年8月4日には、白馬八方温泉にて共同サンプリングを実施した。5.若手研究者支援活動:領域内の若手研究者の支援として、論文投稿料の補助を行った。6.広報パンフレットの作成:領域の活動を研究者のみならず広く一般に広報するためのパンフレット作成に着手した。7.地域活性化イベント:2015年9月14日に、銀座NAGANOにて白馬八方温泉の科学的側面に関する講演をおこなった。また、白馬高校(2015年10月28日)および大町岳陽高校(2016年2月26日)に出張講義を行った。【H27年度当初計画】本研究組織は、総括班が全体的な研究方針の策定と周知を役割とし、計画研究群および公募研究群を束ね学際融合研究を効率的にマネジメントする。H27年度も引き続き、運営委員会を年4回開催し、領域全体の進行状態の把握と調整、全体的な研究・運営方針、リスク管理の策定を行う。さらに、内部評価および外部評価を実施する。「地球生命研究グローバルセンター」にて、「地球生命アーカイブ」の整備・管理・運用を行う。中規模WSの開催や外国人招聘などを実施する。【H27年度の実績】上述した当初の計画はほぼ全てにわたり遂行することができている。遅れていた映像ライブラリの製作も進め、第一弾の映像ライブラリが完成した。さらに、他の新学術領域と合同でWSを開催し、化学進化研究における問題を議論するなど、新たな活動も展開できた。地域活性化においても、長野県大町市ならびに白馬村において、高校への出張講義をし、新聞やテレビなどのマスメディアにも取り上げられるなど、予想以上の成果を出す事ができた。また、5つの計画班の密接に連携させるために、合同WSを頻繁に開催し領域の一体化につとめた。一方、スケジュール調整が難航し、計画していた中規模WSを開催することができなかった。H28年度前半に開催する予定としている。H28年度は立案した計画に基づき、以下の活動を実施した。1.中規模WSの開催:領域全体での合同班会議を東工大にて開催した。