hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東南アジアで進行中のニジュウヤホシテントウの食草変換：その時間的・空間的動態

フィールド調査、食性実験、DNA解析により、東南アジアで進行中のニジュウヤホシテントウのナス科食からマメ科ムラサキチョウマメモドキ(以下、チョウマメ)への食草の変換・拡大の時空間的動態を調べた。スンダ陸塊主要部ではチョウマメ利用集団が広く見られ、現在も東部に向けて分布域を拡大していると推定された。一方、DNA解析の結果は、チョウマメ利用が各地で独立に生じた事を示唆している。テントウ集団のナス科食とチョウマメ食への分化もしくはナス科食からチョウマメ食への転換の兆しは不明瞭であり、チョウマメ利用が広範に見られる地域においてもテントウはチョウマメに十分に適応してはいない。本研究計画は、アジア熱帯域のニジュウヤホシテントウを材料としてナス科食からマメ科ムラサキチョウマメモドキ(以下、チョウマメと略)への食草の変換・拡大が時間的・空間的にどのような過程を経ながら進行してゆくかを解明する事を目的とする。計画初年度である今年度は2011年6月から2012年2月にかけて、のべ6名がのべ7ヶ月強の期間インドネシア各地およびマレーシア(クアラルンプール)に赴き、現地の共同研究者と以下の研究を実施した。(1)バリ島、スラウェシ島北部、スマトラ島中部・北部、ジャワ島東部、クアラルンプールにおいて2種食草の加害状況を調査し、これらの地域およびボルネオ島東部の集団について成虫の食草選好性を調べた。(2)バリ島、パダン(スマトラ中部)、ボゴール(ジャワ西部)の集団について、幼虫の飼育を行った。その結果、チョウマメ利用には地域間で差があり、選択実験によるチョウマメ選好性はおおむねその地域差と一致すること、自然状態におけるチョウマメの利用は、標高によって減少するチョウマメの現存量および都市化の進行による食草環境の変化の影響を受けているらしいことが明らかになった。上記の調査で得られたサンプルは集団解析および寄主変換の回数の推定を行うためにすべて実験室に持ち帰り、現在DNA解析を実施中である。また、ニジュウヤホシテントウと同時に採集されたナス食いのマダラテントウ3種を用いて食草選択実験を行ったところ、そのうち2種に自然条件下では全く利用していないチョウマメを少量ながら摂食する個体が含まれていた。なお、当初計画していた「選抜実験による食性の進化速度と遺伝的背景の推定」は、東日本大震災発生に起因する配当研究費削減の可能性があった為に本年度の実施を見送った。成果の一部は日本生態学会大会においてポスター発表し、さらに、年度末に成果発表と次年度計画立案のためのミーティングを行った。本研究計画の目的は、アジア熱帯域のニジュウヤホシテントウのナス科食からマメ科ムラサキチョウマメモドキ(以下、チョウマメと略)への食草の変換・拡大が時間的・空間的にどのような過程で進行しているかを解明する事である。計画最終年度である今年度は2013年11月から2014年1月にかけて、計5名がのべ5ヶ月にわたりインドネシアのスラウェシ島南東部、カリマンタン中部、ジャワ島西部、中部東部、ロンボク島、及びマレー半島南部に位置するタイ南部、マレーシア半島部に赴き、現地の共同研究者とともに2種食草への加害状況と成虫の食草選好性を調べた。さらに一部の集団について幼虫の飼育を行った。得られた結果と2011-2012年度の結果から、マレー半島南部、スマトラ島、ジャワ島、およびカリマンタン西部ではチョウマメの利用が広く見られ、テントウのチョウマメ利用能力も高いこと、一方、これらの地域の東に位置するカリマンタン中部・東部、バリ島、スラウェシ島ではチョウマメ利用状況および利用能力に様々な段階がある事があきらかになり、チョウマメ摂食集団が現在も分布域を拡大している可能性が示唆された。また、チョウマメの利用は比較的標高の低い地域に限られていることをジャワ西部の調査によって再確認した。一方、ミトコンドリアDNAの解析結果は、チョウマメ利用が各地で独立に生じた事を示唆している。総じて、ナス科食とチョウマメ食への分化もしくはナス科食からチョウマメ食への転換の兆しは不明瞭であり、チョウマメ利用が広範に見られる地域のチョウマメ食いテントウ集団においてもチョウマメ飼育ではナス飼育にくらべて成育の遅延と体サイズの小型化がみられた。成果の一部は日本生態学会大会において発表し、また、2編の論文としてTreubia誌に公表した。さらに、年度末にインドネシアの共同研究者を招聘して研究成果報告会を行った。本研究計画は、アジア熱帯域のニジュウヤホシテントウのナス科食からマメ科ムラサキチョウマメモドキ(以下、チョウマメと略)への食草の変換・拡大が時間的・空間的にどのような過程を経ながら進行しているかを解明する。計画2年度である今年度は2012年10月から2013年2月にかけて、計5名がのべ8ヶ月弱の期間

インドネシア各地に赴き、現地の共同研究者と以下の研究を実施した。(1)バリ島、スラウェシ島南部、ボルネオ島(カリマンタン)東部・西部、スマトラ島中部、ジャワ島東部において2種食草の加害状況を調査し、成虫の食草選好性を調べ、さらにバリ島、ボゴール(ジャワ西部)、スラバヤ(ジャワ東部)、カリマンタン東部の集団について幼虫の飼育を行った。得られた結果を2011年度の結果とあわせると、スンダ陸塊に属するマレー半島南部、スマトラ島、ジャワ島、およびカリマンタン西部ではチョウマメの利用が広く見られ、テントウのチョウマメ利用能力も高いこと、一方、スンダ陸塊東部のカリマンタン東部、バリ島、およびスンダ陸塊の東に位置するスラウェシ島ではチョウマメ利用状況および利用能力に様々な段階がある事が浮かび上がった。(2)チョウマメ利用状況の標高による変化をボゴール周辺の標高250ー1450m間の25地点で調査した。チョウマメは1000m以上の地点でも見られたが、テントウの利用は標高300m前後の低地に限られていた。(3)バリ島の集団を用い、ナス、チョウマメ上での成育能力に関して親子間の相関解析を実施した(結果は解析中)。(4)昨年度得られたサンプルのDNA解析から、チョウマメ利用が各地で独立に生じた事を示唆する結果が得られた。成果の一部は日本昆虫学会大会、日本生態学会大会およびカナダで開催された進化学の国際学術大会において発表し、さらに、年度末に成果発表と次年度計画立案のためのミーティングを行った。本年度の計画は、概要に記したように選抜実験以外はほぼ計画通りに実施することが出来た。海外共同研究者との協力も順調である。さらに、計画立案段階には重視していなかった標高や都市化による寄主植物利用の違いの存在や、ニジュウヤホシテントウ以外の種にも潜在的なマメ食い能力が認められたこと等、次年度以降の計画立案に影響を与える重要な発見も相次いだ。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の計画は、当初計画していたマレー半島域の調査を除きほぼ計画通りに実施することが出来た。2年間の調査により、調査域におけるチョウマメ利用の空間的パタンの概要(スンダ陸塊西部・中央部における頻繁な利用と東部における様々な利用段階の存在)が浮かび上がってきた。又、ミトコンドリア遺伝子を用いた集団遺伝学的解析も順調に進んでおり、バリ、ジャワ、スマトラの代表集団のサンプルの解析を終えた。計画2年度、3年度も当初の計画(多地点での簡易食草選好テストと重点地域における時系列に沿った詳細な食性の調査の併用)を大きく変更する必要は無いと考えている。さらに、今年度明らかになった標高および都市化の影響を定量的に表現するための調査を重点地域において実施したい。また、マメを利用する能力がニジュウヤホシテントウ以外にも保持されている可能性が高まったため、未調査のナス食マダラテントウについて調査を進めるとともに、マメ食の能力があることが判った種について、マメ飼育における幼虫の成育の可否を検討する。初年度の実施を見送った選抜実験については、残り2年間では顕著な成果を得られない可能性があるので、計画を変更し、3ないし4世代にわたる交配実験によって食草利用能力の遺伝的背景を推定する事としたい。
美白薬の創薬研究を目指した未利用植物資源からの新規機能性物質の探索

亜熱帯、熱帯地域における未利用植物を数種類用いて、それぞれに各種カラムクロマトグラフィーを用いて、含有成分の単離を行い、得られた化合物について、NMRやMSなどをはじめとする各種物理化学データの詳細な解析により、含有成分の構造解析を行った。化学構造が明らかとなった化合物については、当研究室で保有するアッセイにかけ、それら化合物がどのような作用を有するか調べた。今回研究に着手した植物からは、メラニン産生抑制活性や、糖化抑制活性、コラゲナーゼ阻害活性、DPPHラジカル消去活性などが見出された。特に今回は、様々な疾患に関与すると言われる糖化抑制活性作用について非常に強い阻害活性が認められた。遺伝的多様性に富む亜熱帯、熱帯地域産の未利用植物資源から抽出・単離を行うとともに、類似の有用化合物を合成し、各種活性を有する化合物の活性を比較し、構造活性相関を明らかとする。また、メラニン産生抑制、チロシナーゼ阻害活性、糖化抑制活性を併せて検討しアンチエイジング美容薬のシード化合物を見出すことを研究目的とする。今回研究に用いたアカネ科植物Ixoraundulataはエジプトで採取した植物で、観賞用に用いられるほか、現地の民間療法として根部が解熱や下痢に用いられる。本植物の成分探索に着手した結果、非常に珍しい含窒素含硫黄化合物二種を単離し、X-線結晶構造解析を用い絶対立体配置を含めた構造決定するとともに、三種の芳香族誘導体、一種のフラボノイド配糖体をそれぞれ新規化合物として得るとともに、七種の既知化合物を単離・同定した。得られた化合物について、アンチエイジングを目的として糖化抑制活性試験を行い、一般的に用いられているポジティブコントロールのアミノグアニジンの50%阻害濃度(2.48 mM)より約30倍の強度をもつメガスティグマン配糖体とフラボノイド配糖体を化合物を同定し、これらについては国際誌に投稿中である。また、Syzygium grande(和名:シーアップル)より一種の新規フラボノイド配糖体、一種のトリテルペン配糖体を単離・構造決定するとともに十三種の既知化合物を得た。うち二種のフラボノイド配糖体にポジティブコントロールの約10倍の強度のDPPHラジカル消去活性が認められ、国際誌に投稿している。さらに、シノブノキ(Grevillea robusta)よりメラニン産生抑制活性を示すアルブチン誘導体の新規化合物を得、それらについても国際誌に報告している。遺伝的多様性に富む亜熱帯・熱帯地域の未解析植物資源から化合物の単離・精製を行い物理化学データの解析を行い、その化学構造を決定した後に、アンチエイジングを目的とした美肌作用を検討するため、メラニン産生抑制、チロシナーゼ阻害、最終糖化生成抑制、コラゲナーゼ阻害、DPPHラジカル消去活性などの検討をする。また類縁化合物を単離し、それらについて構造活性相関研究を行うことを研究の目的とする。平成26年度に用いた研究材料の一つはアーユルヴェーダ生薬のツボクサ(Centella asiatica)である。ツボクサは若返りのハーブとして東南アジアでは食用とされているが、その詳しい成分などは未詳であり研究に着手したところ、一種の新規化合物を単離構造決定するとともに、ツボクサ含有フラボノイド類に最終糖化生成抑制作用、チロシナーゼ阻害活性が認められ、アンチエイジング植物として有用であることを示した。またこの結果については日本薬学会で発表を行っている。また、エジプトで採取したレンブ(Syzygium samarangense)葉部についての成分探索を行い、新規化合物を三種得ることができた。そのうち、ニトリル基を持った芳香族化合物と、硫酸エステル基を有するフラボノイド配糖体には、ポジティブコントロールとして用いたTroloxよりも強いDPPHラジカル消去活性を示すことを明らかとし、国際学会で発表を行い、国際誌に投稿している。亜熱帯、熱帯地域の未利用植物から、化合物を単離するとともに、活性を有する化合部の構造活性相関を明らかとする。美容薬としての医薬リード化合物の探索を主目的とするため、メラニン産生抑制、糖化抑制活性、コラゲナーゼ阻害活性などを検討した。植物Ixora undulataはエジプトで採取した植物で、本植物からは非常に珍しい含窒素含硫黄化合物二種を単離し、X-線結晶構造解析を用い絶対立体配置を含めた構造を決定した。他に三種の新規芳香族誘導体、一種の新規フラボノイド配糖体を単離するとともに、七種の既知化合物を得た。得た化合物について、糖化抑制活性試験を行った結果、ポジティブコントロールとして用いられているアミノグアニジンの50%阻害濃度の約30倍の強度を持つメガスティグマン配糖体、フラボノイド配糖体を明らかとした。なお、糖化抑制活性を示すメガスティグマン配糖体の報告は初めてである。沖縄県産植物Grevillea robustaから強力なメラニン産生抑制活性を示すアルブチン誘導体の新規化合物を決定した。Linaria japonicaは海岸の砂地に自生し、民間薬として利尿が知られているが、未詳な部分が多かったため研究に着手したところ、3種の新規フラボノイド配糖体を単離するとともに、既知フラボノイドを得た。なお、新規化合物はいずれも糖鎖が数カ所アセチル化されており、そのアグリコンは6位、4'位がメチル化されたpectolinarigeninであった。これらについても糖化抑制活性として、ポジティブコントロールの3660倍強い阻害活性を明らかとした。なお、コラゲナーゼ阻害については、新規化合物には活性が認められず既知化合物に認められた。

以上のことから、未詳の植物についてその含有成分を決定し、それらについての新規有用性を明らかとしたことは、天然物からの創薬に関して重要であると考えられる。亜熱帯、熱帯地域における未利用植物を数種類用いて、それぞれに各種カラムクロマトグラフィーを用いて、含有成分の単離を行い、得られた化合物について、NMRやMSなどをはじめとする各種物理化学データの詳細な解析により、含有成分の構造解析を行った。化学構造が明らかとなった化合物については、当研究室で保有するアッセイにかけ、それら化合物がどのような作用を有するか調べた。今回研究に着手した植物からは、メラニン産生抑制活性や、糖化抑制活性、コラゲナーゼ阻害活性、DPPHラジカル消去活性などが見出された。特に今回は、様々な疾患に関与すると言われる糖化抑制活性作用について非常に強い阻害活性が認められた。平成26年度に新たに研究材料とした植物より、シワなどの原因となる最終糖化生成を抑制する化合物のほかに、チロシナーゼ阻害化合物、またDPPHラジカル消去活性化合物をそれぞれ同定することができている。また、DPPHラジカル消去活性を示す化合物は新規化合物であり、ポジティブコントロールと比較しても強い活性を示すことを明らかにした。また得られた研究結果について、国際学会を始め国内学会でも発表し、国際誌に数報報告できていることからも、おおむね順調に進展していると評価している。天然物化学植物からの単離・構造決定は引き続き行うものとし、今年度新たに立ち上げる抗プラスミン活性について検討を行い、各美肌用薬のリード化合物の決定を行う。また、ほかに検討したい活性試験としては、長年使われてきた活性方法であるヒアルロニダーゼ阻害試験ではあるがスケールが大きいため、一回の必要な試薬、化合物等の量が多いのがネックである。そこで、小スケールでも検討できるように、ヒアルロニダーゼ阻害試験について改良を検討する。また、本試験が形になれば合わせて活性を評価していく予定である。新たに有効成分の探索に着手した植物について、研究実績の概要にも記載したように糖化抑制活性、ラジカル消去活性、メラニン産生抑制活性を示す化合物の単離ができていること、非常に珍しい含窒素含硫黄化合物の単離・絶対立体配置を含めた化学構造の決定ができたことから、おおむね順調に進展していると評価する。今後は類縁化合物における糖化抑制活性の検討を行い、構造活性相関を明白にすること、メラニン産生抑制活性を示す含窒素含硫黄化合物についての誘導体化を行い、活性の増強をはかるとともに、チロシナーゼ阻害についても検討をする。さらに美容薬の活性系としてヒアルロニダーゼ阻害活性、線維芽細胞を用いた賦活化試験等も新たに立ち上げ、未利用植物より有用な化合物の探索を行う予定である。
コンテンツ指向ネットワーキング基盤の大規模モバイルソーシャルネットワークサービス

次のような成果をCCN/NDNにおいて得ることができた。(1)コンテンツ・ソース・モビリティー(CSM)に対する新しい方式を提案し定式化して詳細な性能評価を行った。(2)ソーシャルネットワークで必要なPush方式に、CSM機能を追加した。(3)CCN/NDNパケットのアグリゲイション(統合)・セグリゲイション(分割)の手法を開発し、シミュレーションにより、効率性を確認した。(4)CCN/NDNではコンテンツ名でルーティングを行うため体系的なネーミングスキームの検討が必要である。ネーミングスキームの代表的な提案を整理分類し、ネーミングスキームとしてリゾルバを前提としたものを提案した。平成26年度は、CCN/NDNルータにおける(1)パケットのアグリゲイション(統合)・セグリゲイション(分割)および(2)モビリティについての研究で学会に発表が出来る成果を見ることが出来た。(1)CCNでは、IPアドレスのような位置情報を用いず、コンテンツ名を直接指定する要求パケットを送信することにより、応答パケットを受信し、要求コンテンツを得る。コンテンツ単位ごとに、要求パケットと応答パケットの対が送受信される。しかし、データサイズが小さいコンテンツを多数要求する場合には、この要求ー応答パケットの対の数が増加し、ネットワークの通信効率を低下させる。研究開発した手法は、統合された1つの要求パケットにより、コンテンツを一括して要求し、それらに対する応答パケットを適宜、統合して送り返す。これにより、CCNルータの処理時間および通信負荷を全体として大幅に削減している。ndnSIMを使ったシミュレーションでもこの効果が示された。また、本手法は、従来のCCNに少しの機能の追加で済むという特徴がある。(2)CCNでは、ユーザモビリティは、容易に実現されるが、コンテントソース(producer)モビリティをどのように実現するかが、課題になっている。ここでは、IPプロトコールで使われるPMIPを参考にしたコンテントソースモビリティを提案した。これについては、更なる研究が要求される。なお、このモビリティについては、当初の計画になかったが、必要性により追加した。上記以外の研究計画にあるa)SNSの応用に適したネーミングスキーム、b)Push型通信方式、c)新しいネーミングを考慮したフォアワーディング、d)SNS応用に適したセキュリティ方式の研究については、まだ学会に発表できる成果は得られていないが、平成27年度には、いくつかは、可能であると考えている。ソーシャルネットワークで必要な処理として、Push機能がある。CCN/NDNはPull型の機能が中心であるので、このPush機能をいかに実現するかの研究がいくつか報告されている。この中で、最も評価されているCOPSS(Content Oriented Publish/Subscribe System)を選び、Producer Mobility機能を追加し、学会に発表することができた。COPPSではランデブーポイントを設け、subscriberはこれに要求するコンテンツのPushサービスを登録する。しかし、このsubscriberが移動した場合にはランデブーポイントからsubscriberへのパスが変わるために、新たな登録が必要になる。移動subscriberが多いい環境ではこの登録によるトラフィックが増大する。そこでこのパスの変更を効率的に行うための3つのプロトコルを提案し、その特徴を比較した。また、CCN/NDNで最も重要な課題であるネーミングスキームに対して研究を行い、学会で発表した。CCN/NDNではコンテンツ名でルーティングを行うため体系的なネーミングスキームの検討が必要である。現在までに、様々な役割や情報を持ったネーミングスキームが提案されているが体系的に研究したものは見られない。今までの代表的な提案を整理分類し、コンテンツ流通におけるコンテンツIDやロケータの国際標準および業界標準と照らし合わせ、CCN/NDNのネーミングスキームとして必要な条件や機能について研究した。ネーミングスキームとしてresolverを前提としたものを提案した。また、昨年の研究成果のProxyベースのProducer Mobilityに対する評価を行い、学会に発表することができた。ここではハンドオーバ遅延について既存の提案を比較・評価を行い、我々の提案の有意性を確認した。平成26年度において学会発表ができなかった研究項目について、成果が得られ、学会発表ができた。特に、ネーミングスキームについて、今までの研究について整理整頓し、我々のresolberを前提とした方法を発表した。CCN/NDNにおけるコンテンツ・ソース(producer)モビリティーに対する前年度の提案について定式化して詳細な性能評価を行った。同時に過去の研究成果についての性能比較を行った。この結果を含んだ内容を英文論文誌に投稿し、採録決定をもらった。また、ネットワークにおけるモビリティー管理のための既存のTCP/IPプロトコールにおいては、MIPv6 (Mobile IPv6)、PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6)が開発され、移動通信の標準化組織の3GPPのサービスにも組み込まれている。スマートフォンなどの移動体通信機器が爆発的に増加する中、このモビリティー管理のスケーラビリティが重要である。しかし、MIPv6 PMIPv6では中央管理方式の単一エンティティであるHA(Home Agent)、LMA(Local Mobility Anchor)がそれぞれモビリティー管理を行っている。本研究で分散モビリティー管理(DMM: Distributed Mobility Management)の方法としてMIPv6/PMIPv6に、CCN/NDNの基本概念を導入した方法を提案した。性能評価を通じて、提案した方法が既存のMIPv6、PMIPv6より優れていることを示した。この結果も英文論文誌に投稿し、採録された。また、NEMO(Network Mobility)をCCN/NDNで実現するプロトコールを開発し、国際コンファレンスで発表した。

さらに、CCN/NDNにDTN(Delay Torelant Networking)を適用し、異なるネットワーク間にまたがってダウンロードサービスを効率的に受ける方法についての研究を行い、国際コンファレンスのポスターセッションに採択された。次のような成果をCCN/NDNにおいて得ることができた。(1)コンテンツ・ソース・モビリティー(CSM)に対する新しい方式を提案し定式化して詳細な性能評価を行った。(2)ソーシャルネットワークで必要なPush方式に、CSM機能を追加した。(3)CCN/NDNパケットのアグリゲイション(統合)・セグリゲイション(分割)の手法を開発し、シミュレーションにより、効率性を確認した。(4)CCN/NDNではコンテンツ名でルーティングを行うため体系的なネーミングスキームの検討が必要である。ネーミングスキームの代表的な提案を整理分類し、ネーミングスキームとしてリゾルバを前提としたものを提案した。研究計画書の「研究計画・方法(概要)」の中で、「パケットのアグリゲーション・セグりゲイション」については、CCN/NDNプロトコールを開発し、それについてシミュレーションを行い評価することが出来たので、平成27年度の計画の性能評価を先取りして、行うことが出来き、学会での発表も行った。これについては、さらにジャーナル論文の投稿準備を行っている。これ以外の研究項目では、学会に発表できるまでの成果は、あげられなかったが、基礎研究はできたので、平成27年度中には、学会に発表できる成果をあげられるものと予測している。また、本研究の基盤であるコンテンツ指向ネットワーキングについての関連研究として、ジャーナル論文2件、国際学会1件、招待講演3件があり、科研の支援を受けた本研究と相互連携が取れたものと考えている。平成26、27年度に研究した内容について、拡張および効率的なプロトコルの研究を行い、シミュレーションなどを通して、評価を行いたい。セキュリティについては、公開鍵暗号でない、light-weightの方法について研究したい。工学(コンピュータネットワーク)平成26年度に学会発表できなかった研究項目については、基礎研究を終えたので、順次、成果が得られるもとと考えられる。鋭意、努力を重ねる所存である。出張計画に差異が生じたためです。予定した海外出張が、出来なかったため次年度使用額が生じた。早めに、出張計画(論文投稿を含め)を確定する。海外学会に論文が採択されて、出張できるようにする。
サブ10nm量子ドットの超解像近接場分光

昨年度に作製したサブ10nm量子ドット(ナノカラム)の作製条件最適化を行った。ナノカラムの直径は、シリコン基板表面に存在する自然酸化膜の影響で、エッチングマスクであるフェリチン鉄コアの直径(7nm)よりも大きくなってしまう傾向があった。しかし、エッチングに用いる中性粒子ビームのエネルギーやガスケミストリー(塩素、フッ素)を最適化することで、その影響を最小限に抑制し、直径が細く垂直性が高いサブ10nm量子ドット(ナノカラム)を高密度に作製できることが示された。また、TEMおよびESRの観測より、ナノカラムは結晶構造を完全に維持し、表面は原子レベルで平坦であり、表面における欠陥(Pbセンター)の密度も4.7×10^<11>cm^<-2>と極めて低いことが分かった。超解像近接場光プローブの開発を行った。昨年に引き続き、近接場光を増強するためのBow-tieアンテナ型のプローブを試作し、評価を行った。プローブは、光を集光して増強するアンテナ、およびアンテナを機械的に駆動して効率をあげるための静電駆動機構から構成されている。これまで問題になっていたプローブの形状の非対称性を改善するため、新しい作製方法を開発し、サブ波長の高分解能が達成できた。このプローブを既に導入されている原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバーに設置し、Arイオンレーザーと組み合わせて近接場光を発生させる装置を開発した。また、近接場光による分光ができるかどうかの実験を進めた。さらに、当該プローブを量子ドットに適用する実験を進めた。サブ10nm量子ドット(ナノカラム)の作製条件の最適化を行った。量子ドット構造は、フェリチンと呼ばれるタンパク質の内部に存在する直径7nmの鉄コアをマスクに、低ダメージ・高密度な独自の中性粒子ビーム源を用いてシリコン基板をエッチングすることで得られた。量子ドットの形状とエッチング選択性の観点から、エッチングガス、ビームエネルギーを最適化した。同時に、ESRやTEMを用いて内部欠陥を観察し、欠陥が極めて少ないナノ構造ができていることが分かった。ナノメートルの分解能を達成するためのマイクロプローブを作製し、その基本特性を評価した。測定対象とするSiの量子ドットは数ナノメートルの直径であり、これ以下の分解能がプローブには必要である。対向する金属プローブからなるBow-tieアンテナ型プローブは、近接場光を数ナノの空間に閉じ込め、更に、表面プラズモンの励起により、入射光の数千倍の電場の増強効果が期待されている。しかし、このためには、対向する金属プローブ間のギャップを数nmほどに小さくする必要がある。開発したマイクロマシンプローブは、静電アクチュエータを集積化し、金属プローブ間のギャップを可変して、狭いギャップを得る構造とした。作製したプローブにより、近接場のイメージングが可能であること、およびBow-tieアンテナ型の構造をもつことで、電場が増強されていることを確認した。また、近接場光を検出する際に、プローブを機械的に振動させると近接場光が変調され、ロックイン検出で、S/Nが改善されるとの結果を得た。以上の知見から、開発したプローブがSi量子ドットの分光測定にも十分利用できると期待できる。
CUL3依存的な細胞内膜輸送が制御する血管新生の分子基盤

新しい血管の構築(血管新生)は、個体の正常な発生だけでなく、癌細胞の増殖や転移等の非常に多くの病態に関与する。特に、抗血管新生医薬品は抗癌剤として臨床応用されている。本研究において我々は、ユビキチンE3リガーゼ複合体CUL3/ANKFY1が、血管新生に必須な細胞接着分子である膜タンパク質integrinの細胞内輸送を制御する事で、integrinの細胞膜における存在量を規定し、血管新生を正にコントロールしている事を突き止めた。今後、CUL3/ANKFY1複合体の形成阻害剤を同定、開発する事で、新規な血管新生阻害剤の導出に繋がる可能性がある。血管新生は癌細胞の増殖や転移、糖尿病性網膜症、胎盤の形成といった病理学的及び、生理学的に極めて重要な生命現象である。従って、血管新生の分子基盤を詳細に解析することは、基礎医学研究だけでなく、将来的な医薬品開発標的の導出という意味でも、非常に重要である。本研究においては、血管新生を生に制御する因子として知られているユビキチンE3リガーゼ足場タンパク質CUL3による血管新生制御の分子機構を血管内皮細胞を用いて、細胞内膜輸送を軸に解析を進めた。その結果、CUL3の発現抑制によって、細胞全体におけるタンパク質の発現量の変化はないものの、細胞内局在に異常を示し、細胞内小胞に異常に蓄積してしまう複数の膜タンパク質の同定に成功した。重要な事として、これらの膜タンパク質は全て血管新生に必須な分子群であった。さらに、当該膜タンパク質が乗っている細胞内膜輸送経路を解明し、当該膜輸送経路がCUL3の発現抑制により阻害される事も見出した。次に、CUL3のアダブター分子群であるBTBPファミリー(183種類)のsiRNAスクリーニングを血管内皮細胞に対して進めた結果、CUL3と同様の表現型を示すBTBPを複数分子同定した。今後は、各BTBPによってUb化を受ける基質タンパク質を質量分析法及び、アルファスクリーンシステムによって同定し、当該基質タンパク質の血管内皮細胞における細胞内膜輸送への寄与を詳細に検討していく。平成28年度においては、血管内皮細胞におけるCUL3依存的に制御を受ける細胞内膜輸送経路及び、積荷分子を複数同定する事に成功した。また、siRNAスクリーニングを用いて、当該輸送経路において機能していると推定される複数のBTBPも見出した。血管新生は個体の正常な発生だけでなく、癌細胞の増殖や転移、糖尿病性網膜症等、非常に多くの病態に関与する。従って、血管新生の新規分子基盤を解明する事は、新規血管新生阻害剤開発に供する。本研究において、血管新生のマスター制御因子として我々が同定しているユビキチンE3リガーゼ足場タンパク質CUL3による血管新生制御機構を「細胞内膜輸送」の観点から解析を行った。1年目までに、CUL3とそのアダブター分子ANKFY1が血管新生に必須な接着分子であるintegrin β1の細胞内から細胞膜へのリサイクルに必須である事を見出した。本年度(2年目)では、さらに解析を進め、CUL3とANKFY1の結合及び、ANKFY1のエンドソーム局在にCUL3のNedd8化が必要である事も明らかにした(Maekawa et al., Biol. Open. 2017)。更に、本年度において本研究では、CUL3/ANKFY1依存的にユビキチン化を受ける基質タンパク質を探索するために、膜輸送関連分子群の中からANKFY1と直接結合する分子をスクリーニングした。その結果、結合タンパク質を1つ同定する事に成功した。CUL3及び、ANKFY1を発現抑制しても当該結合タンパク質の発現量は変わらないものの、その細胞内局在に変化が見られた。この結合タンパク質がCUL3/ANKFY1の基質タンパク質であるとすると、ポリユビキチン化により分解を受ける事はなく、モノユビキチン化等による機能制御と推測される。今後は、当該結合タンパク質のユビキチン化のCUL3/ANKFY1依存性を検証しつつ、大規模スクリーニングを実施し、他の結合タンパク質の同定を目指す。また、当該結合タンパク質の発現抑制及び、過剰発現によって血管新生にどのような影響が出るかも検証していく。平成29年度においては、質量分析法やアルファスクリーンを用いて、平成28年度に同定したBTBP依存的にUb化される基質タンパク質の同定及び、その血管新生における機能を解析する。腫瘍生物学
高密度高リュードベリ原子媒質の生成とその相転移

ヘリウム再結合プラズマからの発光を赤外フーリエ分光放射計(オプトリサーチ、Model-101)を用いてスペクトル解析した。その結果n=5→4などの発光線を数本同定することができた。波長214μmの範囲で最も強い発光は4.0454.055μmにあることがわかった。この波長範囲の中にはHeIとしては4f-5d;Sのλ=4.0536μm(A=5.2×10^4s^<-1>)がある。同じ5dから落ちる4p-5d;Sλ=4.1216μm(A=1.53×10^6s^<-1>)に比してA係数が30分の一と小さいにも関わらず強度はむしろ強い。実験的には、(1)ヘリウムガス圧力を高めて再結合の度合いを強くすると6mTorr程度までこのスペクトル強度は増大し、後ガス圧力と共に減少に転ずる。(2)一方、ヘリウムプラズマに水素ガスを入射し、水素ガス圧力を高めてゆくと、通常の三体再結合ではなく、水素分子を介した再結合にとって代わるのであるが、それにも関わらずこのスペクトル線は水素+ヘリウム全ガス圧力が6mTorrで最大となる。後水素ガス圧力と共に減少する。水素原子からの発光の中にはn=5→4、λ=4.048μmが存在する。可視域ではH_γ(2p-5d)が観測されているから同じn=5からの遷移であるからこの存在を仮定するのは正当であろう。現在の分光計の波長分解能はこの波長域で0.01μmであり、λ=4.0536μmと4.048μmの区別ができない。しかし得られた結果を注意深く見ると(1)の場合に長波長のHeIの4.0536μmが、(2)の場合には短波長のHI4.048μmがそれぞれのガス圧力と共に増大しているようにも見える。もしそうだとしてもA係数の小さいHeIがなぜ強く発光するのか疑問が残る。今後衝突輻射モデルとの比較が必要である。高リュードベリ原子群の生成我々の研究室に既設の高密度プラズマ発生装置NAGDIS-IIにおいて高密度ヘリウムプラズマ(密度>10^<19>m^<-3>,温度<7eV)を生成し、さらに冷たい2次ガスとして同じヘリウムを導入することによりプラズマを最低0.2eV程度まで冷却し、強い再結合により高密度の高リュードベリ原子群の生成に成功した。ヘリウムのバルマ-系列の発光スペクトルにおいて主量子数が20までの高リュードベリ原子が確認されている。なお高リュードベリ原子の基本的性質について、専門家である電通大の松澤通生教授を特別講義にお招きして、我々の考えについてコメントいただいた。赤外発光・吸収分光の検討高リュードベリ原子は赤外線を発すると共に赤外線の吸収も強い。我々はフーリエ分光型の赤外線の発光・吸収分光測定系の検討を行いそのシステム構成を明らかにした。0.7200μmの波長の観測の検討を詳細に行い、高密度化に伴うエネルギーレベルの変化の可能性を捉える準備を行った。高リュードベリ原子媒質の多体効果検出の検討高リュードベリ原子媒質の多体効果として赤外線を通してのエネルギー準位への影響のみでなく、音波伝搬特性についても検討を行った。高リュードベリ原子は巨大原子であり、相互には双極子-双極子相互作用が働く。音波の伝搬特性はこれらの原子が多く含まれると著しく異なると思われる。ヘリウムガス圧10mTorrにて音波の励起検出がピエゾ素子と通常のマイクロホンで可能であることを横浜国大の津島晴先生との議論で明らかにした。

しかし得られた結果を注意深く見ると(1)の場合に長波長のHeIの4.0536μmが、(2)の場合には短波長のHI4.048μmがそれぞれのガス圧力と共に増大しているようにも見える。もしそうだとしてもA係数の小さいHeIがなぜ強く発光するのか疑問が残る。今後衝突輻射モデルとの比較が必要である。
日本海側多雪山地の高山・亜高山帯における完新世の景観発達史の復元

平成13年度には,三国山地平標山を例に多雪山岳の土壌に含まれる植物珪酸体(プラントオパール)による古植生・古環境復元の試験的研究を行い,グローバルチェンジに連動した完新世の環境変動史の解明に成功するなど一定の成果と良好な研究見通しを得ていた.そこで,平成14年度はこの手法を更に検証し,有効性のあるものとして確立させるため,これまで集中的な調査を行ってきた山形県鳥海山南斜面亜高山帯の残雪凹地(心字雪雪渓)において土壌試料の採取と地形調査を行った.採取試料の大半は分析途上にあるため,現段階では具体的な結論を得るに至っていない.しかし完新世中期の気候冷涼化や同後期の温暖化などに起因すると考えられる雪田植物・ササ群落の拡大縮小過程を示唆した植物珪酸体組成の変化が検出されつつある.この他,今年度は山形県月山東斜面の残雪凹地(大雪城雪渓)において詳細な完新世地形面マッピングを行い,前年度までの資料と併せて論文公表を可能とした.また長野県白馬岳北斜面の残雪凹地(長池平)でも地形・土壌断面の詳細な調査や炭素14法年代測定を行い,鳥海山や月山などで知られてきたものと同類の景観形成史が成立してきたことを確認した.一方,白馬岳周辺の残雪凹地の一部には地すべり変動成のものがあることも確かめられ,グローバルな環境変動とリンクしない景観形成史を経てきたものがあることが判明した.これは従来指摘されていなかったもので,今後も研究を継続する予定である.さらに,多雪山地の完新世環境変動史を論考する上で参考となる寡雪山地の環境変遷について,赤石山脈仙丈ヶ岳の化石岩石氷河を例に考察し,論文発表した.以上の成果の一部は中国で開催された地形学国際会議においても発表し,日本の多雪山地研究の紹介を行うとともに,現地研究者との情報・意見交換にも役立てた.本年度は,山形県鳥海山南斜面亜高山帯の複数の残雪凹地(通称心字雪雪渓とその周辺)を集中調査地の一つに選定した.研究着手後ただちにカラー空中写真判読と現地予備調査を行い,微地形分類図や相観植生図を作成した.これらを基礎資料として,野外での土壌掘削調査や地形測量,放射炭素年代測定・火山灰(テフラ)分析試料の採取を年度前半に複数回行った.年度後半には,これらの資・試料の室内解析を重点的に実施した.とくに,土壌中から採取した2層の火山灰に含まれる火山ガラスの屈折率測定を行い,それらが十和田a火山灰(西暦915年)と十和田中掫火山灰(約6300年前)であることを新たにつきとめた.また埋没土壌の炭素14年代測定を行った.以上の結果から,他の日本海側多雪山地と同様に,鳥海山でも完新世後半に気候寒冷化に起因する砂礫斜面(おもに残雪性)の拡大が生じ,それによって融雪流水路の流路幅が最大数十メートル拡大したことが判明した.その時代性は今後も追求する余地があるが,現時点では50004000年前だった可能性が高いことが指摘できる.また十和田a火山灰の降下前後にも土壌生成環境が変化した可能性があり,これは世界的な気候温暖期として知られる「中世温暖期」に因むものとの見通しを得た.なお,鳥海山の調査と平行して,申請者が長年調査を進めてきた山形県月山亜高山帯の残雪凹地でも地形測量を行い,今後の研究展開に必要な補備的データを得た.また三国山地平標山の亜高山性泥炭土壌の植物珪酸体(プラントオパール)分析をかねてから進めてきたが,それについて最終的な成果のとりまとめを本年度に行った.この結果,完新世後半には気候変化に起因する顕著なササ草原・雪田草原の景観変化があったことが明らかになった.平成13年度には,三国山地平標山を例に多雪山岳の土壌に含まれる植物珪酸体(プラントオパール)による古植生・古環境復元の試験的研究を行い,グローバルチェンジに連動した完新世の環境変動史の解明に成功するなど一定の成果と良好な研究見通しを得ていた.そこで,平成14年度はこの手法を更に検証し,有効性のあるものとして確立させるため,これまで集中的な調査を行ってきた山形県鳥海山南斜面亜高山帯の残雪凹地(心字雪雪渓)において土壌試料の採取と地形調査を行った.採取試料の大半は分析途上にあるため,現段階では具体的な結論を得るに至っていない.しかし完新世中期の気候冷涼化や同後期の温暖化などに起因すると考えられる雪田植物・ササ群落の拡大縮小過程を示唆した植物珪酸体組成の変化が検出されつつある.この他,今年度は山形県月山東斜面の残雪凹地(大雪城雪渓)において詳細な完新世地形面マッピングを行い,前年度までの資料と併せて論文公表を可能とした.また長野県白馬岳北斜面の残雪凹地(長池平)でも地形・土壌断面の詳細な調査や炭素14法年代測定を行い,鳥海山や月山などで知られてきたものと同類の景観形成史が成立してきたことを確認した.一方,白馬岳周辺の残雪凹地の一部には地すべり変動成のものがあることも確かめられ,グローバルな環境変動とリンクしない景観形成史を経てきたものがあることが判明した.これは従来指摘されていなかったもので,今後も研究を継続する予定である.

さらに,多雪山地の完新世環境変動史を論考する上で参考となる寡雪山地の環境変遷について,赤石山脈仙丈ヶ岳の化石岩石氷河を例に考察し,論文発表した.以上の成果の一部は中国で開催された地形学国際会議においても発表し,日本の多雪山地研究の紹介を行うとともに,現地研究者との情報・意見交換にも役立てた.
簡約型等質空間と非簡約型等質空間のコンパクトClifford-Klein形

SL(p+q, R)の離散部分群Γに対して、Γが簡約型等質空間SL(p+q, R)/SO(p, q)に固有かつ余コンパクトに作用することと、非簡約型等質空間SL(p+q, R)/SO(p, q)_θに固有かつ余コンパクトに作用することは同値である。こうした現象がなぜ起きるのかを考察し、類似の例を系統的に見つけることを目標として研究を行った。昨年度は等質空間G/Hが半単純対称空間の場合に考察を行い、Hのassociated対称部分群が非コンパクトな中心を持つときに、制限ルート系の強直交ルートを用いて、作用の固有・余コンパクト性に関してG/Hと同じ振る舞いをする非簡約型等質空間G/H_θを定義した。今年度は、G/Hが対称空間でない場合で、新しい例を見つけることを試みた。当初は、閉部分群の共役極限を用いた幾何学的手法・Cartan運動群を用いた表現論的手法の2通りの手法で研究することを考えていたが、これらの手法でG/H_θの新しい例を発見するには至らなかった。一方、昨年度に発見した例を利用して、SL(n, R)/SL(m, R)などの半単純対称空間でない簡約型等質空間のClifford-Klein形の存在問題を調べる方法を開発することができた。その他、固有な写像・固有な作用の種々の定義の比較(基礎づけ)、力学系のConley指数の定義の再考、ある種のping-pong補題を用いて自由群よりも複雑な群の作用を構成する方法の検討、などを行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。半単純対称空間は簡約型等質空間の中でも特に良いクラスであり、精緻な構造論が確立されている。そこで2017年度はG/Hが半単純対称空間の場合を考察した。Hのassociated対称部分群が非コンパクトな中心を持つときに、制限ルート系の強直交ルートを用いて、作用の固有・余コンパクト性に関してG/Hと同じ振る舞いをする非簡約型等質空間G/H_θを定義することができた。このG/H_θがコンパクトClifford-Klein形を持たないことは簡単に証明でき、そのことからG/HもコンパクトClifford-Klein形を持たないと分かる。この種のG/HがコンパクトClifford-Klein形を持たないことは、研究代表者の過去の研究によって既に分かっていた。しかし既知の証明はLie環のコホモロジーとde Rhamコホモロジーを比較する手法を用いたものであり、今回得られた証明とは大きく異なっているように思われる。研究計画で予定したとおり、半単純対称空間の場合に一定の結果が得られた。2017年度の結果をもとにして、半単純対称空間とは限らない、一般の簡約型等質空間の場合を探求していきたい。今のところ、下記の2通りの手法が有力であろうと考えている:1)閉部分群の共役極限を用いた、幾何学的な視点からのアプローチ。2) Cartan運動群を用いた、表現論的な視点からのアプローチ。
温度場・濃度場同時計測技術(HI-LIF)の開発と融液晶析への二重拡散対流の影響

熱・物質流体工学分野における液相濃度に支配される現象(融液晶析に伴う二重拡散対流など)について,液濃度の計測技術の停滞がその現象解明を含め,この分野の研究の進展を阻んでいると考えられる.そこで液相濃度場計測システムの新規構築が重要な課題と捉え,2種のレーザ可視化技術を併用した温度場・濃度場同時計測システム,HI-LIFの開発する.基本概念は「干渉縞から屈折率場を計測するレーザホログラフィー(HI)」と「レーザ励起された物質が発する蛍光の温度依存性を利用して温度場を計測するレーザ誘起蛍光法(LIF)」を併用し,水溶液の屈折率と温度・濃度の関係から,それぞれの屈折率場,温度場情報より濃度場を割り出すものである.まず,HIとLIFのそれぞれについて実験技術・イメージ定量化技術の開発に一定の成果を得,また,2計測が同時実施できる専用光学系を考案し,これが濃度場計測という目的達成に有効であることを確認した.計測精度の追求したい次段階において,LIFは環境により蛍光強度(単位はW)に差異を生じることを測定原理とするが,CCDの感度不足等から,従前の強度の二次元計測は十分な精度が期待できなかった.本研究課題におけるLIF計測の特徴は面色分布測定装置を使用するところにあり,同装置は放射光の量を輝度(cd/m^2)として計測するもので,製品としての実績(精度面)も十分である.今回,評価値となる輝度と強度との間に直線関係が見出され,その妥当性が判断できた.また,取得輝度から一意で温度が決定でき,従前の方法(温度誤差±2.0度前後)よりも高精度(±1.0度以内)に温度計測できた.さらに,蛍光の温度感度が波長域により異なることを考慮した解析で,より高精度な計測も期待できることも確認した.今後はHI-LIFシステムとしての実験を重ね,これを完成させる.熱・物質に関わる流体工学分野における液相濃度に支配される現象(例えば,晶析に伴う二重拡散対流)について,液相濃度の計測技術の停滞が現象解明を含め,この分野の進展の大きな障害となっていると考えられる.本研究では新規計測システムの構築が重要な課題と捉え,2種のレーザ可視化技術を併用した温度場・濃度場同時計測システム,HI-LIFを開発している.基本概念は従来別個に使用される「干渉縞から屈折率場を計測するレーザホログラフィー(HI)」と「レーザ励起された物質が発する蛍光の温度依存性を利用して温度場を計測するレーザ誘起蛍光法(LIF)」を同時使用し,水溶液の屈折率と温度・濃度の関係から,それぞれの屈折率場,温度場情報より濃度場を間接的に割り出そうとするものである.昨年までの研究において,LIFについて実験技術的に液相の温度変化を蛍光量の相違として獲得済みであったが,任意箇所の蛍光量を温度情報として定量化する段階で,如何なる方法で,如何にこれを精度良く行うかが問題であった.これまでLIFにおいては分光計測器等による蛍光の点計測が一般的であった中,本研究の本年度は,空間に放射される光の量を輝度(単位はcd/m^2)として二次元計測できる,面色分布測定装置をLIFへ導入することを試みた.まず,同計測器を用いたLIF計測が最良の状態で実施できるよう,装置環境・実験手順・方策を開発した.また輝度と温度の関係は直線的に得られ,それを示温量とできることを確認した.さらに関係の定式化を行った.現時点で輝度から温度が±1°C以内で二次元計測でき,同計測器が本研究で目指しているHI-LIFの完成に大きく資するものであることが分かった.熱・物質流体工学分野における液相濃度に支配される現象(融液晶析に伴う二重拡散対流など)について,液濃度の計測技術の停滞がその現象解明を含め,この分野の研究の進展を阻んでいると考えられる.そこで液相濃度場計測システムの新規構築が重要な課題と捉え,2種のレーザ可視化技術を併用した温度場・濃度場同時計測システム,HI-LIFの開発する.基本概念は「干渉縞から屈折率場を計測するレーザホログラフィー(HI)」と「レーザ励起された物質が発する蛍光の温度依存性を利用して温度場を計測するレーザ誘起蛍光法(LIF)」を併用し,水溶液の屈折率と温度・濃度の関係から,それぞれの屈折率場,温度場情報より濃度場を割り出すものである.まず,HIとLIFのそれぞれについて実験技術・イメージ定量化技術の開発に一定の成果を得,また,2計測が同時実施できる専用光学系を考案し,これが濃度場計測という目的達成に有効であることを確認した.計測精度の追求したい次段階において,LIFは環境により蛍光強度(単位はW)に差異を生じることを測定原理とするが,CCDの感度不足等から,従前の強度の二次元計測は十分な精度が期待できなかった.本研究課題におけるLIF計測の特徴は面色分布測定装置を使用するところにあり,同装置は放射光の量を輝度(cd/m^2)として計測するもので,製品としての実績(精度面)も十分である.今回,評価値となる輝度と強度との間に直線関係が見出され,その妥当性が判断できた.また,取得輝度から一意で温度が決定でき,従前の方法(温度誤差±2.0度前後)よりも高精度(±1.0度以内)に温度計測できた.さらに,蛍光の温度感度が波長域により異なることを考慮した解析で,より高精度な計測も期待できることも確認した.
ポリフェノールによる麻痺性貝毒の分解機構

赤ワインや茶などの植物抽出液中に含まれる没食子酸などの種々のポリフェノール(PPs)が、11位還元型の麻痺性貝毒成分を消失させることを確認した。毒は塩基性条件下で強酸化剤により分解され無毒のプリン化合物を与えるが、中性付近でPPsが作用することで、同じプリン化合物が得られることを確認した。中性リン酸水溶液にPPsを添加すると、+300mV付近にあった酸化還元電位が低下するが、インキュベーションにより分解する毒量は顕著に増加した。以上から、酸化型PPsが毒の分解を引き起こす本体であること、すなわちPPsは溶存酸素による毒の分解反応において、効率の良い触媒として機能していることが明らかとなった。種々のポリフェノール標品、すなわち茶カテキン、プロトカテク酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸、没食子酸プロピル、p-ヒドロキシ安息香酸をそれぞれ10mM含む中性リン酸緩衝液中にネオサキシトキシン(neoSTX)またはデカルバモイルサキシトキシン(dcSTX)を10μMとなるように添加して、37°Cで30分間インキュベートし、毒濃度の経時変化を調べた。これら11位還元型の麻痺性貝毒成分を酸化分解する活性は、茶カテキン、没食子酸ならびに没食子酸プロピルが最も高く、プロトカテク酸や2,5-ジヒドロキシ安息香酸がこれに次ぎ、2,4-、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジヒドロキシ安息香酸およp-ヒドロキシ安息香酸には活性がほとんど確認できなかった。以上の結果からベンゼン環上に複数のヒドロキシル基がオルトもしくはパラ位に配置する成分が上記毒成分を消去する能力を持つと考えられた。没食子酸を含む水溶液中でdcSTXの分解活性のpH依存性を調べたところ、中性水溶液中で活性が確認されたのに対して、pH5以下の弱酸性条件下ではdcSTXの分解は確認されなかった。赤ワインを中性リン酸緩衝液に対し種々の濃度で希釈した溶液中にdcSTXを添加し5分間煮沸し、残存するdcSTXを蛍光HPLC法で定量した。次に、種々の濃度の没食子酸(GA)を含む中性リン酸緩衝液中でdcSTXを加熱処理し、同様に分析した。別途調製した赤ワイン希釈液およびGA水溶液の酸化還元電位(ORP)を、ラコムテスターORP計(アズワン)を用いて測定した。さらに0.5mMのGAを含む種々のpHの水溶液中に、終末で50μMとなるようにdcSTXを添加して同様に処理し、毒の分解能を検討した。GAの毒分解能は中性付近で大きく、pH3付近の弱酸性では効果は確認できなかった。最も高濃度(25%)の中性ワイン溶液、およびこれを5倍程度まで希釈した溶液中で加熱した場合には、dcSTXの分解量は2030μM程度でほぼ横這いであった。ワインをさらに希釈した溶液中では、ワインの濃度低下につれ毒の分解量も減少した。GA溶液中でdcSTXの分解量を調べた場合でも、同様の傾向が認められ、1μMのGAを含む水溶液中では1μMのdcSTXが消失した。ORPは25%ワイン(中性)で130mV、5%ワインで155mV、5mMのGA溶液で119mVであり、ワインおよびGA濃度の低下に伴ってORPは増加し、ポリフェノール(PPs)が含まれない中性リン酸緩衝液では320mVであった。ORPが最も高い中性リン酸緩衝液単体ではdcSTXはほとんど分解されないことを考え合わせると、GAやワインPPsによる毒の分解機構は以下のような2段階で進行するものと考えられる。1)中性水溶液中に溶存する酸素がPPsを酸化する。2)酸化型PPsが毒を酸化分解する。2)の反応で酸化型PPsが還元型PPsに戻るので、GAなどのPPsが反応系中の酸素による毒分子の酸化分解を触媒していることが明らかとなった。デカルバモイルサキシトキシン(dcSTX)標準品を、Wong et al. (1971)の方法に従って塩基性条件下で過酸化水素水で加熱処理して得られる酸化分解物(ピリミジドプリン体)と、dcSTX標準品を中性リン酸緩衝液中で没食子酸プロピルを作用させて得られる反応生成物を、Cosmosil 5C18-AR2(2x150mm)と0.085%ヘプタフロロ酪酸/15%アセトニトリル(0.2mL/min)を用いる四重極LC-MS/MSで分析し比較した。