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女性大統領と女性の政治的代表性：韓国の朴槿惠を中心に

東アジアの女性国家首班に対する初めての事例分析である意義がある。政治と選挙は極めてジェンダー化された領域であり、女性と男性は異なる機会や困難に向き合う。大統領のような国のトップリーダーは女性にとって最も高いガラスの天井と言われ、とりわけ男性化されたポジションでもある。本研究では、韓国の初の女性大統領の朴槿恵を事例に、彼女が大統領選挙に当選された経緯と選挙キャンペーンをジェンダー視点で分析し、女性大統領の誕生が議会を含む政治領域における「女性」の代表性にどのような影響を与えるのかを分析した。本研究は、ジェンダーは選挙において中心的役割を果たしたが、朴大統領のリーダーシップは女性の政治的代表性を進展させる効果はなかったことを明らかにした。おおむね順調に進展している。分析のための韓国語の資料や各種論文収集を行った。また、ソウルへの出張を実施し、関係者とのインタビューも行ったほか、海外学会での報告も予定通りに行った。2016年は、9月までソウルでの在外研究を続くので引き続きソウルでのフィールドワークを実施し、朴槿恵政権における女性政策についての分析を行う予定である。女性家族省の政策が主な対象になるが、それに限らず、大統領選挙の時に朴槿恵大統領があげたジェンダー関連の公約がどのように実施されているのかを評価する予定である。また、2016年4月に行われた韓国の総選挙の結果を女性の政治的代表性の理論的視点から分析する。女性大統領時代に、女性の議会代表制にはどのような変化が生じたのか。ジェンダー平等は「政治の常識」になったのか、それともむしろ政治的イシューとして新鮮味を失ってしまったのか。これらの質問を選挙の結果だけでなく、選挙キャンペーン、選挙戦略、女性嫌悪的な表象といった側面を含め、選挙過程全般を総合的に取り上げ分析する。2016年11月から朴大統領をめぐる韓国の政治状況が急変し、2017年3月に憲法裁判所によって弾劾が確定したことによって、2017年度の研究計画を当初の計画から変更せざるを得なくなった。当初の計画によると、最終年度は、論文の執筆や研究成果の発信に努める予定であった。ただし、大統領の弾劾という未曾有の政局を経ながら、「女性の政治的代表性」はこれまで以上に議論になった。したがって、2017年度は、2016年度まで行った研究成果をまとめ論文に執筆するとともに、弾劾の過程で明らかになった「女性大統領」をめぐる言説の分析を加えたい。夏には弾劾過程について追加資料の収集を目的としてソウルにフィールドワークを実施する予定である。ジェンダーと政治、比較政治学、韓国政治、東アジア本年度は後期から在外研究を実施することになり、10月12月までソウルに滞在する計画である。そのため、当初の研究計画を実施するに特段の困難はないと思われる。ソウル市の延世大学の国際学研究所に所属しながら現地の研究者らと女性運動関連者と幅広く交流する予定である。また、韓国語の資料も引き続き収集分析することを計画している。
MRIによるSjogren症候群の新しい診断基準の確立

本年度はSjogren症候群(SS)患者の大唾液腺にどのような組織変化が起こっているのかを明らかにすることを目的として、画像診断装置であるMRIおよびCTを用いて組織の同定を行った。その結果、1)MRIのT1強調像において耳下腺内部に認められた高信号領域はSTIR法、FS法の両法において信号が抑制された。2)SS患者耳下腺のCT値は同年代の健常者に比べて、有意に低下していた。3)SS患者顎下腺もT1強調像において高信号を示し、CTでは著明なCT値の低下を認め、耳下腺と同様の変化が起こっていると考えられた。4)サクソンテストによる唾液分泌量の計測では、脂肪変性の程度に相関して低下が認められた。以上の結果により、SSによる唾液腺の組織変化は脂肪変性あるいは脂肪組織への置換であり、不可逆性の変化であることが明らかとなった。このことは、SSが進行した症例では唾液腺組織のほとんどが脂肪組織に変化しており、唾液の分泌が得られないばかりでなく、どのような治療においても口腔乾燥症の良好な改善を図ることは困難であることを示唆したものである。つまり、進行性病変であると考えられている本疾患においては早期診断ならびに有効な早期治療が重要であると考えられた。Sjogren症候群の患者45名及び健常者40名に対し、我々独自の耳下腺MR画像の定量解析を行った。健常者はSjogren患者と年齢分布が同一になるように選定した。解析方法は1.5T(テラス)の超伝導MR装置により得られたMR画像を画像入力装置(レーザーキャナー)によりデジタル化し、画像表示装置のモニタ上(TospixII)で耳下腺内部に一定の大きさ(0.89cm2)の関心領域(ROI)を後耳介静脈、唾液腺導管等の解剖構造を含まないように設定した。次にROI内の画像データに対し解析用コンピュータを用いて定量解析を行い、MR画像上でのSjogren患者の耳下腺内部組織構造と正常例の耳下腺内部構造との比較を行った。定量解析法は、耳下腺内部の信号強度のばらつきをstanderd diviation(SD)で表し、さらにフーリエ解析(FFT)を応用し、空間周波数を求めテクスチャー解析を行った。その結果、定量解析結果のすべてにおいてこの2群間で明らかな有意差を認めた。特に、SD値による解析では100%のspecificityとsensitivityをもって分離できた。以上の結果より、Sjogren症候群の診断におけるMRIの有用性は非常に高いことが明らかになった。さらに我々は、T1強調像においてSjogren患者に特異的に認められる耳下腺内部に散在する高信号領域に着目し、唾液腺組織とは明らかに異なるこの高信号領域の唾液腺全体に占める割合が本疾患の重症度を表していると考え、その割合による重症度の分類を定性的に行った。MRIの重症度の分類は耳下腺内部の組織変化を直接評価したものであり、今後確立されると考えられるSjogren症候群の治療において、治療方針の決定や予後の判定に重要な指標となると考えられた。以上の結果をAJR(1996年、印刷中)に報告した。本年度はSjogren症候群(SS)患者の大唾液腺にどのような組織変化が起こっているかを明らかにすることを目的として、画像診断装置であるMRIおよびCTを用いて組織の同定を行った。以上の結果により、SSにより唾液腺の組織変化は脂肪変性あるいは脂肪組織への置換であり、不可逆性の変化であることが明らかとなった。
パミール高原宇宙線実験による超高エネルギーハドロン相互作用

1993年にモスコ-大学の共同研究のグループからパミール高原(4200米)に露出した厚型鉛チャンバー(60cm厚)の共同解析の提案があって本研究はスタートした。それまで我々の続けて来たチャカルタヤ及びパミールにおける宇宙線超高エネルギー現象の研究は大面積の炭素層をはさんだ2段型エマルションチェンバーによるものが主流であったが、物質中の高エネルギーハドロンによるシャワーの遷移の振舞いを完全に捉えるためには、均一物質中の研究が是非とも必要であると痛感していたところであった。共同解析の提案の後、2度にわたって10平方米単位の合計5チェンバーが、きびしい情勢の中でモスコ-大学の努力によって早稲田大学に送られてきた。全体をあわせて3000平方米におよぶロシア製のX-線フィルムで、宇宙線総露出量は57平方米年にあたる。その後、この鉛厚型チェンバーに捉えられた宇宙線現象の検出、測定を続けて来たが、ほぼ完了した。現在までに得られた宇宙線現象の全統計は次のようである。観測エネルギー100TeVを超える宇宙線ファミリーは57事例、ファミリー中に含まれる4TeVを超えるエネルギーのハドロン300筒、単独飛来の4TeVを超えるハドロン(シングルハドロンと呼ぶ)4623事例、シングルガンマ線3097事例に達した。60cm厚の鉛物質中でのハドロン検出効率は90%を超える事がわかっており、上記の大統計によって、ファミリー頻度、宇宙線ハドロンのエネルギースペクトルなどが満足の行く統計ではかられた。これらの量は一次宇宙線が大気中に入射し、相互作用を繰り返す宇宙線ファミリーの大気中伝播を考える際の基礎となる量であり、加速器のエネルギー領域で知られているハドロン相互作用の特性がはたして宇宙線の高いエネルギー領域まで成り立っているかどうか、新しい相互作用の特性が現れるかどうかについて重要な知識を与える。加速器エネルギー領域の実験データをよく再現する粒子多重発生のいくつかの模型を採用し、宇宙線エネルギー領域に外挿したシミュレーション計算を行ったが、そのいずれの模型も宇宙線の実験結果を説明出来ない事がわかった。ファミリー及びシングルハドロンともにその頻度は期待されるより有意に小さく、大気中での減衰が大きい事を示しており、相互作用の性質が変化していると考えざるを得ない事が明らかとなった。この鉛厚型チェンバーの特質は、60cm厚の均一物質から成り立つ手いることであり、高エネルギーハドロンの鉛中での相互作用をシャワー曲線の遷移を見る事によって完全に観測する事が可能である。このために、鉛物質中での高エネルギーハドロンの減衰を充分によい精度で測定が可能であり、4-50TeVのシングルハドロンについての観測結果はλ(attnuation)=217【+-】38g/cm^2とほぼ幾何学的断面積で減衰している事が明らかとなり、これはこれまでの実験とたいへんよい一致を見た。一方、モスコ-大学で測定された観測エネルギー700TeVを超える17事例の超高エネルギーの宇宙線ファミリーに含まれる143筒の高エネルギーハドロン(E_h(γ)>10TeV)の減衰はこの値より有意に小さく、λ(attenuation)=170【+-】35g/cm^2を与えている。この結果を見ると、10^<16>eVを超える超高エネルギーのハドロン相互作用で発生するハドロンが既知のハドロンであるのか、それとも新しい型の粒子であるのかたいへんに興味をひくところとなっている。更に、観測エネルギー100TeV領域の高エネルギーハドロンの中には特異な鉛物質中の遷移曲線をもつ事例が数例発見された。それらの事例は、チェンバー入射直後にシャワーを発生し、ほとんど減衰しない遷移曲線をもってチェンバーを貫通している。加速器エネルギー領域の相互作用をもとにした多数のシミュレーション計算の事例にはそのような極端のものは見いだされず、このことも、超高エネルギー宇宙線相互作用から発生する粒子群の中には、これまでに既知の粒子ではない新しい型の粒子が含まれている事を示唆している可能性が強いと考えられる。この問題をめぐって、60cm[1λ(geo)]の炭素層を2段含むチェンバーの建設が行われ、2年間の露出の後モスコ-大学で現像処理されたX-線フィルムが1996年春早稲田大学に送られて来て、現在測定、解析を行っている。鉛及び炭素と異なった物質層での観測は問題を明らかにすると思われ、その結果が待たれる。これまでのチャカルタヤ及びパミールにおける共同研究の実験データを含めて、10^<15>-10^<16>eVにおいてスペクトルのベキの変化する、いわゆる"knee"領域における一次宇宙線の化学組成についてのファミリーデータの解析からの結論は、観測されるファミリーの88【+-】15%は陽子或はα粒子の衝突によるものと結論される。シミュレーション計算を用いて、大気頂上に入射する一次宇宙線の化学組成についての議論が可能であって、その結果は、気球飛揚のチェンバーによって直接観測で10^<11>-10^<12>eVの領域ではかられている標準的な化学組成から大きく変化しておらず、knee領域においても陽子及びα粒子はあわせて60%を占め、重い原子核成分が急激に増えるという説は否定される事が示された。ここに述べた主たる結論は現在モスコ-大学の共同研究者との検討中で、3篇の論文の発表が用意されている。

1993年にモスコ-大学の共同研究のグループからパミール高原(4200米)に露出した厚型鉛チャンバー(60cm厚)の共同解析の提案があって本研究はスタートした。それまで我々の続けて来たチャカルタヤ及びパミールにおける宇宙線超高エネルギー現象の研究は大面積の炭素層をはさんだ2段型エマルションチェンバーによるものが主流であったが、物質中の高エネルギーハドロンによるシャワーの遷移の振舞いを完全に捉えるためには、均一物質中の研究が是非とも必要であると痛感していたところであった。共同解析の提案の後、2度にわたって10平方米単位の合計5チェンバーが、きびしい情勢の中でモスコ-大学の努力によって早稲田大学に送られてきた。全体をあわせて3000平方米におよぶロシア製のX-線フィルムで、宇宙線総露出量は57平方米年にあたる。その後、この鉛厚型チェンバーに捉えられた宇宙線現象の検出、測定を続けて来たが、ほぼ完了した。現在までに得られた宇宙線現象の全統計は次のようである。観測エネルギー100TeVを超える宇宙線ファミリーは57事例、ファミリー中に含まれる4TeVを超えるエネルギーのハドロン300筒、単独飛来の4TeVを超えるハドロン(シングルハドロンと呼ぶ)4623事例、シングルガンマ線3097事例に達した。60cm厚の鉛物質中でのハドロン検出効率は90%を超える事がわかっており、上記の大統計によって、ファミリー頻度、宇宙線ハドロンのエネルギースペクトルなどが満足の行く統計ではかられた。これらの量は一次宇宙線が大気中に入射し、相互作用を繰り返す宇宙線ファミリーの大気中伝播を考える際の基礎となる量であり、加速器のエネルギー領域で知られているハドロン相互作用の特性がはたして宇宙線の高いエネルギー領域まで成り立っているかどうか、新しい相互作用の特性が現れるかどうかについて重要な知識を与える。加速器エネルギー領域の実験データをよく再現する粒子多重発生のいくつかの模型を採用し、宇宙線エネルギー領域に外挿したシミュレーション計算を行ったが、そのいずれの模型も宇宙線の実験結果を説明出来ない事がわかった。ファミリー及びシングルハドロンともにその頻度は期待されるより有意に小さく、大気中での減衰が大きい事を示しており、相互作用の性質が変化していると考えざるを得ない事が明らかとなった。この鉛厚型チェンバーの特質は、60cm厚の均一物質から成り立つ手いることであり、高エネルギーハドロンの鉛中での相互作用をシャワー曲線の遷移を見る事によって完全に観測する事が可能である。このために、鉛物質中での高エネルギーハドロンの減衰を充分によい精度で測定が可能であり、4-50TeVのシングルハドロンについての観測結果はλ(attnuation)=217【+-】38g/cm^2とほぼ幾何学的断面積で減衰している事が明らかとなり、これはこれまでの実験とたいへんよい一致を見た。一方、モスコ-大学で測定された観測エネルギー700TeVを超える17事例の超高エネルギーの宇宙線ファミリーに含まれる143筒の高エネルギーハドロン(E_h(γ)>10TeV)の減衰はこの値より有意に小さく、λ(attenuation)=170【+-】35g/cm^2を与えている。この結果を見ると、10^<16>eVを超える超高エネルギーのハドロン相互作用で発生するハドロンが既知のハドロンであるのか、それとも新しい型の粒子であるのかたいへんに興味をひくところとなっている。
宇宙放射線防御と推進力発生機構を兼ね備えた磁気プラズマシールドの開発

本研究は、宇宙飛行士や衛星を、宇宙放射線から守るための磁気シールドを、プラズマ噴射によるリングカレント形成によって強化させる手法を実験によって実証する。平成30年度は、200[MeV]に相当するエネルギーの宇宙線に対するシールド生成条件をさらに拡張し、宇宙放射線(0.5320[MeV])に対し磁気シールドによる防御手法について、リングカレントを用いた場合の検討を行った。宇宙機を防御する目的で、磁気シールドを形成した場合、コイル(半径2m、電流:127[A])とリングカレント(半径:10[m],電流:200[A]):磁気モーメント50倍で320MeVの宇宙線を9割減できることが分かった。この結果を再現するため、JAXA宇宙科学研究所の共同利用施設である先進プラズマチャンバーを用い、実験による実証を行った。実験は、宇宙放射線を模擬するプラズマ源に対し、磁気シールドを模擬するコイルを設置し、磁気シールドON,OFF時のシールド(コイル内部)に侵入するプラズマの量を数密度を測定するダブルプローブ法を用いて測定し、シールドの効果を確認することに成功した。また、シールド生成用のコイル近傍に、新たに開発したLaB6(六ホウカランタン)を熱陰極としたプラズマ源を設置し、低電力かつ高密度のプラズマの生成に成功した。磁気シールドを作動させた際にリングカレント構造がコイル周辺に生成され、その撮像に成功し、シールド中にリングカレント構造を生成することができることを確認した。それらの結果は、宇宙環境シンポジウム等の学会で発表を行った。本研究は、宇宙飛行士や衛星を宇宙放射線から守るための磁気シールドの検討において、プラズマ噴射によるリングカレント形成によって強化させる手法を実験によって実証するものである。平成28年度は、3次元数値シミュレーションを実施し、宇宙放射線のエネルギー、コイルの磁気モーメント、宇宙機周辺に形成するリングカレントの大きさをパラメトリックに変更し、宇宙機内部(半径2mの空間)に突入する宇宙線の個数を評価した。その結果、コイル(半径=2[m],電流=127[A])が作る磁気シールドに加え、リングカレント(半径=10[m],電流=200[A])を形成した場合、280[MeV]に相当する高エネルギーの宇宙線に対して、磁気シールドとして機能(シールドが無い場合と比較して突入宇宙線を90%防御できることを機能する基準とした)することがわかった。このことは、コイル及びリングカレントを用いて宇宙線を防御できることを示した結果であり、実験に先駆けて実証できたことは非常に有益である。また、この時の、太陽風から得られる推力について、コイル磁場のみの場合、0.000394[μN]の推力が得られ、リングカレント(半径=10[m],電流=200[A])を形成した場合、0.0159[μN]の推力が得られることがわかった。次に、真空チェンバー実験への準備については、磁気シールド強化を行うためのリングカレント形成用のプラズマ噴射源を新たに設計、製作し、生成されたプラズマの密度や温度などの測定を中心に実験を実施した。その結果、kWオーダーの電力規模でプラズマを生成できることを確認した。このことは、リングカレント生成のためのプラズマ源が低電力で動作可能であることを示した結果で、次年度の実験に向けた重要な成果である。平成28年度は、3次元数値シミュレーションを実施し、宇宙放射線のエネルギー、コイルの磁気モーメント、宇宙機周辺に形成するリングカレントの大きさをパラメトリックに変更し、宇宙機(半径2mの空間)に突入する宇宙線の個数を評価した。一方、本結果は、静磁場に対して解析を行った結果であり、次年度は宇宙線が作る磁場やリングカレント自身が形成する磁場の影響を自己矛盾なく解く手法で解析を行い、さらに精度を向上させる必要がある。真空チェンバー実験への準備については、磁気シールド強化を行うためのプラズマ噴射源を新たに設計、製作し、生成されたプラズマの密度や温度などの測定を中心に実験を実施し、当初の計画以上に進展している。平成29年度は、昨年度実施した、200[MeV]に相当するエネルギーを持つ宇宙線に対するシールド生成条件をさらに拡張させ、0.5320[MeV]のエネルギーを持つ宇宙放射線を防御する磁気シールドについて、リングカレントを用いた場合の性能検討を行った。これらのエネルギーに対し、宇宙機を防御する目的で、磁気シールドを形成した場合、コイル(半径2m、電流:127[A])とリングカレント(半径:10[m],電流:200[A]):磁気モーメント50倍で320MeVの宇宙線を9割減できることが分かった。実験は、宇宙放射線を模擬するプラズマ源に対し、磁気シールドを模擬するコイルを設置し、磁気シールドON,OFF時のシールド(コイル内部)に侵入するプラズマの量をダブルプローブ法を用いて測定し、シールドの効果を確認することができた。磁気シールドを作動させた際にリングカレント構造の撮像に成功し、シールド中にリングカレント構造を生成することができることを確認した。これらの結果は、宇宙環境シンポジウム等の学会で発表を行った。

平成29年度は、3次元数値シミュレーションを実施し、宇宙放射線のエネルギー、コイルの磁気モーメント、宇宙機周辺に形成するリングカレントの大きさをパラメトリックに変更し、宇宙機(半径2mの空間)に突入する宇宙線の個数を評価し、磁気シールド性能の評価を行った。一方、本結果は、静磁場に対して解析を行った結果であり、次年度は宇宙線が作る磁場やリングカレント自身が形成する磁場の影響を自己矛盾なく解く3次元ハイブリッド粒子モデルを用いる手法で解析を行い、さらに精度を向上させる必要がある。真空チェンバー実験については、数値解析結果をもとに、プラズマ放出によるリングカレント形成時の磁気シールド性能を定量的に評価することを目的として実施した。その結果、磁気シールドを作動させた際のリングカレント構造の撮像に成功し、シールド中にリングカレント構造を生成することができることを確認した。このように当初の実験計画に対し、順調に進展している。本研究は、宇宙飛行士や衛星を、宇宙放射線から守るための磁気シールドを、プラズマ噴射によるリングカレント形成によって強化させる手法を実験によって実証する。平成30年度は、200[MeV]に相当するエネルギーの宇宙線に対するシールド生成条件をさらに拡張し、宇宙放射線(0.5320[MeV])に対し磁気シールドによる防御手法について、リングカレントを用いた場合の検討を行った。宇宙機を防御する目的で、磁気シールドを形成した場合、コイル(半径2m、電流:127[A])とリングカレント(半径:10[m],電流:200[A]):磁気モーメント50倍で320MeVの宇宙線を9割減できることが分かった。この結果を再現するため、JAXA宇宙科学研究所の共同利用施設である先進プラズマチャンバーを用い、実験による実証を行った。実験は、宇宙放射線を模擬するプラズマ源に対し、磁気シールドを模擬するコイルを設置し、磁気シールドON,OFF時のシールド(コイル内部)に侵入するプラズマの量を数密度を測定するダブルプローブ法を用いて測定し、シールドの効果を確認することに成功した。また、シールド生成用のコイル近傍に、新たに開発したLaB6(六ホウカランタン)を熱陰極としたプラズマ源を設置し、低電力かつ高密度のプラズマの生成に成功した。磁気シールドを作動させた際にリングカレント構造がコイル周辺に生成され、その撮像に成功し、シールド中にリングカレント構造を生成することができることを確認した。それらの結果は、宇宙環境シンポジウム等の学会で発表を行った。今後の研究の計画については、宇宙線と磁気シールドの数値シミュレーションにおいて、イオンの粒子効果を考慮し、イオン電流による磁場も自己無撞着に解く3次元ハイブリッドプラズマ粒子ツールを用いて解析を実施し、平成28年度に得られた結果と比較し、シールド性能を評価した結果の妥当性を確認し、実験に向けたパラメータセットを算出する。また、リングカレント生成のためのプラズマ生成源について、プラズマ生成時のパラメータとして、流量、熱陰極(LaB6)への通電電流、陽極電圧、放電室形状などを変化させた際のプラズマパラメータの測定を行い、より効率の良い動作パラメータを把握する。
細胞透過性ペプチドを応用した新規幹細胞創薬の開発

生後5日目のマウスの大腿筋から採取した初代筋芽細胞に同様のPTD-Tat-MyoDによる分化誘導処理をおこなったところ、管状構造をとり鼓動する多核細胞が得られた。また,RT-PCRを行いMyoDおよび骨格筋分化マーカーの発現を確認した。骨格筋細胞特異的抗ミオシン抗体で細胞を染色し分化した多核細胞が骨格筋細胞であることを示した。MyoDはbHLH構造をもつ転写因子である。近年このbHLH構造自身が細胞膜透過性を示すという知見が発表されたため、PTD-TatがないMyoDを大腸菌発現システムで作成、精製を行った。また半減期を延ばす目的で、MyoDのアミノ酸配列の5番目と200番目のセリンをアラニンに変換したPTD-Tat-MyoDS5.200Aを大腸菌発現システムで作成、精製を行った。MyoDのシグナルを伝えるMyoGにPTD-Tatを付加したPTD-Tat-MyoGを大腸菌発現システムで作成、精製した。今後これらの有用性について確立したアッセイ法で評価する予定である。
赤血球造血因子エリスロポエチンの遺伝子発現制御機構の解明

酸素は、人体にとって必要不可欠な分子の一つであり、体内の酸素濃度の恒常性を維持することは、生体機能を正常に保つ上で必須な条件である。貧血等に起因する低酸素状態は、腎臓と肝臓において感知され、赤血球造血因子エリスロポエチンが生合成される。そして、血流を介して骨髄に到達したエリスロポエチンは、赤血球前駆細胞の分化増殖を促す。成熟した赤血球は、肺で酸素を受け取り末梢組織に酸素を運搬することにより、酸素濃度の恒常性を維持している。すなわち、エリスロポエチン遺伝子の発現制御機構を解明することにより、生体内における酸素濃度の感知機構(酸素センサー)や、低酸素ストレスに対する応答機構が、解明できるものと考えられる。我々は、低酸素状態において活性化されるエリスロポエチン遺伝子のプロモーター領域を確定した。そして、この領域に特異的に結合する蛋白が、腎臓と肝臓の核抽出物中に複数存在していることを見い出した。さらに、エンハンサー領域にも複数の核蛋白が特異的に結合することを見い出し、それらの中から低酸素状態において活性化される組織特異的転写因子(HNF-4)を同定した。
超高温・高輝度領域拡大に向けたマルチトーチプラズマアークの電極ノズル角度最適化

マルチトーチプラズマアークは、超高温・高輝度という特徴を持ち、年々増加する医療廃棄物の高効率処理への応用が期待されている。本研究では、このマルチトーチプラズマアークの電極ノズル角度を変化させることにより、超高温・高輝度領域拡大を図り、その最適化角度を検討することを目的とし研究を行った。本研究の最終年度ある今年度は、下記の3点に関し研究を行った。(1)昨年、一昨年度に設計・製作した20kW級マルチトーチプラズマに関する計測系の充実を図った。具体的には、LabVIEWを導入し、電圧、電流、受熱の計測環境を整えた。この結果、電極ノズル角度と受熱量や受熱効率の関係を把握することができ、ノズル角度が60度の場合が、入力に対する受熱効率が最も高くなる知見を得た。(2)昨年度に引き続き、電極ノズルの設計のために必要な基礎データを得るために、高温気体の熱力学輸送特性や波長別放射特性などを計算すると共に、180度対向ツイントーチプラズマアークの温度・放射分布に関しモデリングを行い、実験とモデリングとの比較を行った。特に、重力や浮力の影響についての考察を行った。結果として、重力や浮力が温度・放射分布に対し影響が大きいことが示唆された。また、プラズマアークに混入される鉄蒸気の影響に関しても解析を行い、温度・放射分布に多大な影響を与えるとの知見を得た。(3)プラズマアークの姿態解析を画像処理により行う手法をさらに改良し、電圧や受熱量とローレンツカの関係に関する検討を行った。ローレンツカによりアークが変形し、その変形具合が電圧や受熱量に大きく影響することについての知見を得た。これら成果は、査読付論文誌に1件掲載された。また、現在、1編投稿中であり、来年度の採録が決定している。なお、国内・国際会議にて5件の発表・討論を行った。本研究では、このマルチトーチプラズマアークの電極ノズル角度を変化させることにより、超高温・高輝度領域拡大を図り、その最適化角度を検討することを目的とし研究を行っている。本研究の初年度ある今年度は、下記の4点に関し研究を行った。(1)高周波電源を用いず20kW級マルチトーチプラズマを直接発弧発生することが可能な電極ノズルの設計、及び、電極角度を可変可能なチャンバーの設計・製作を行った。チャンバーは、30度毎可変型と45度毎可変型の2シリーズのフランジ群を設計・制作した。また、観察窓を設けることで、プラズマ診断を簡便に出来るようにした。(2)電極ノズルの設計のために必要な基礎データを得るために、高温気体の熱力学輸送特性や波長別放射特性などを計算すると共に、プラズマアークの温度・放射分布に関しモデリングを行い、温度と放射パワーとの関係に関し調査を行った。特に、波長別放射特性に関しては、あまり検討されなかったバイバーマンファクターと吸収に関し検討を行い、紫外線領域における精度の高い計算を行った。モデリングに関しては、熱力学輸送特性や放射計算のデータを基に計算を行い、プラズマアークの受熱や紫外線の効果について知見を得た。(3)アルゴンを用いた20kW級シングル、ツイントーチ、マルチの各トーチプラズマアークを発生させ、二次元温度分布を分光器により算定した。プラズマ温度は、マルチトーチが一番高く18,000Kとなった。また、各トーチの受熱量の実測も行い、ジュール発熱が小さいと考えられるツインやマルチトーチであっても、医療廃棄物処理を行うことが可能であるということの知見を得た。(4)プラズマアークの姿態解析を画像処理により行う手法を開発すると共に、電圧、受熱量、ローレンツカの検討を行った。ローレンツカによりアーク姿態が変形することについて知見を得た。これら成果は査読付論文誌に5編採録されると共に、約20件の国内・国際会議にて発表・討論を行った。本研究の2年目である今年度は、下記の3点に関し研究を行った。(1)昨年度に設計・製作した高周波電源を用いず20kW級マルチトーチプラズマを直接発弧発生することが可能な電極ノズルと電極角度を可変可能なチャンバーに付属する観察窓、ゲージヘッダ、シールフランジ、フローセンサを設けることで、プラズマの安定性を高め、診断をしやすくした。(2)電極ノズルの設計のために必要な基礎データを得るために、高温気体の熱力学輸送特性や波長別放射特性などを計算すると共に、180度対向ツイントーチプラズマアークの温度・放射分布に関しモデリングを行い、実験とモデリングとの比較を行った。結果として、実験に非常に近いモデリング結果を得た。また、プラズマアークの受熱や紫外線の効果について知見を得た。(3)プラズマアークの姿態解析を画像処理により行う手法をさらに改良し、電圧とローレンツ力の検討を行った。ローレンツ力によりアーク姿態が変形し、その変形具合が電圧に影響することについての知見を得たこれら成果は、雑誌論文として、4件(査読付論文誌に1件、解説レビュー記事に3件)掲載された。また、その他2件投稿中であったが、今年度の採録決定は行われなかった。

なお、国内・国際会議にて約20件の発表・討論を行った。マルチトーチプラズマアークは、超高温・高輝度という特徴を持ち、年々増加する医療廃棄物の高効率処理への応用が期待されている。本研究では、このマルチトーチプラズマアークの電極ノズル角度を変化させることにより、超高温・高輝度領域拡大を図り、その最適化角度を検討することを目的とし研究を行った。本研究の最終年度ある今年度は、下記の3点に関し研究を行った。(1)昨年、一昨年度に設計・製作した20kW級マルチトーチプラズマに関する計測系の充実を図った。具体的には、LabVIEWを導入し、電圧、電流、受熱の計測環境を整えた。この結果、電極ノズル角度と受熱量や受熱効率の関係を把握することができ、ノズル角度が60度の場合が、入力に対する受熱効率が最も高くなる知見を得た。(2)昨年度に引き続き、電極ノズルの設計のために必要な基礎データを得るために、高温気体の熱力学輸送特性や波長別放射特性などを計算すると共に、180度対向ツイントーチプラズマアークの温度・放射分布に関しモデリングを行い、実験とモデリングとの比較を行った。特に、重力や浮力の影響についての考察を行った。結果として、重力や浮力が温度・放射分布に対し影響が大きいことが示唆された。また、プラズマアークに混入される鉄蒸気の影響に関しても解析を行い、温度・放射分布に多大な影響を与えるとの知見を得た。(3)プラズマアークの姿態解析を画像処理により行う手法をさらに改良し、電圧や受熱量とローレンツカの関係に関する検討を行った。ローレンツカによりアークが変形し、その変形具合が電圧や受熱量に大きく影響することについての知見を得た。これら成果は、査読付論文誌に1件掲載された。また、現在、1編投稿中であり、来年度の採録が決定している。なお、国内・国際会議にて5件の発表・討論を行った。
ハイブリッド型洋上エネルギー開発システムの実海域性能に関する基礎的検討

本研究では、広大な海に囲まれたわが国の特徴を生かした自然エネルギーの積極的活用を目指して、新形式の浮体式洋上風力発電システムを提案し、その実現可能性を検証した。本システムは600kW級風車を搭載した双胴船型浮体の下部に水中翼を設置することで、波エネルギーを利用して浮体の動揺や係留系に働く力を大幅に軽減することを期待するものである。模型実験の結果、水中翼が波浪中動揺を低減する効果は主に粘性減衰力に基づくこと、条件によっては翼形状でなく平板でも高い減揺効果や波漂流力低減効果が得られること等が明らかになった。本研究では沿岸域で設置可能な中規模の風力発電システムを提案する。これは浮体式洋上風力発電システムに波浪推進装置を組み合わせたハイブリッド型洋上風力発電船であり、波による漂流、動揺を抑え、係留系にかかるコストを軽減することをその特徴とするものである。これまでに、想定実機の概念設計を行うと共に実験模型を用いた規則波中性能実験を行った。その結果、船体下部の水中翼により、波に逆らって船体を前進させようとする推力が幅広い波周期で働くと共に、波浪中ピッチ運動が大きく(最大90%減)軽減される等、本システムの実現に向けて十分期待を持てる結果を得ることができた。しかし、実際に船体下部の水中翼が流体力学的にどのように船体運動低減に寄与するのか、その詳細は分かっておらず、翼部の最適設計のためにはそれを明らかにする必要がある。そこで本年度は、ハイブリッド型洋上エネルギー開発システムの実現に向けて、水中翼が波浪中ピッチング動揺減衰性能や係留力低減性能に及ぼす流体力学的影響を模型実験により調べた。プラットフォーム模型に働く波浪荷重について、翼条件を様々に変化させたディフラクション実験を行い、模型船に働く波強制力と波漂流力を求めた。その結果、波浪中ピッチ運動の原因となるピッチ強制モーメントは、翼が無い場合に比べると、翼や平板の存在によって逆に生じる力が小さくなっており、波浪荷重においても、翼や板の存在が動揺低減にプラスに働いていることが分かった。また固定翼でもはっきりとした波漂流力低減効果が得られており、さらに翼形状では無い単なる平板の場合でも漂流力低減効果が得られており、本システムの構造をよりシンプルにできる可能性を示唆している。結局、翼条件による違いは、ただの平板も含めて波強制力にはその影響はほとんど生じておらず、一方波漂流力は翼形状や可動、固定の違いによって大きく異なることが改めて分かった。その結果、船体下部の水中翼により、波に逆らって船体を前進させようとする推力が幅広い波周期で働くと共に、波浪中ピッチ運動が大きく軽減(最大90%減)される等、本システムの実現に向けて十分期待を持てる結果を得ることができた。しかし、実際の洋上では波の入射角は一定でなく不規則性も大きい上、風や潮流も存在する。そこで本年度は、ハイブリッド型洋上エネルギー開発システムの実現に向けて、実海域の自然環境条件下における本システムの有効性を検証するために、プラットフォーム浮体に作用する潮流力特性を模型実験より方向特性も含めて明らかにした。水面下の船体に働く潮流力を双胴船型の浮体部、水中翼部、水中翼を支える機構部のそれぞれについて潮流の入射角も含めて詳しく計測した結果、機構部と翼の受ける荷重がかなり大きく、浮体部のみが受ける荷重の半分近くを占めることが分かった。また、水中翼の形状により、波浪中動揺性能や漂流力特性が大きく変わるが、潮流抵抗については、調べた範囲では翼形状の違いはほとんど無いことが分かった。潮流が斜めに入射する場合、特に船体の先端部に取り付けられている機構部に働くヨーモーメントが大きく発生し、1点係留された船体のヨー傾斜をより大きくする方向に働くことが分かり、潮流の強い海域での設置を考える場合、機構部の構造を含めて、よりヨー運動に対する安定性の高い船体形状を検討しなければならないことが分かった。今年度は、6月に研究代表者が左膝を負傷し、年度末現在までリハビリ治療を続けている状態で当初予定していた研究計画の遂行が困難になったため、特筆すべき研究実績はありません。このような状態のため、補助事業期間延長の申請を行い、承認されています。その結果,船体下部の水中翼により、波に逆らって船体を前進させようとする推力が幅広い波周期で働くと共に、波浪中ピッチ運動が大きく(最大90%減)軽減される等、本システムの実現に向けて十分期待をもてる結果を得ることができた。しかし、実際には船体下部の水中翼が流体力学的にどのように船体運動低減に寄与するのか、その詳細は分かっておらず、翼部の最適設計のためにはそれを明らかにする必要がある。

そこで本年度は、ハイブリッド型洋上エネルギー開発システムの実現に向けて、水中翼が波浪中ピッチング動揺減衰性能に及ぼす流体力学的影響を模型実験により調べた。プラットフォーム模型の波浪中ピッチング運動に関する付加慣性モーメントや減衰力などのラディエーション流体力の特性を明らかにするために、ピッチ運動に関する静水中強制動揺実験を行った。その結果、減衰力は造波減衰力の影響は小さく、ほとんどが粘性減衰力であることが分かった。これは水中翼が十分深い位置に設置されていることによる。また、様々な翼形状や単なる平板も含めて比較した結果、これら減揺板の翼(板)面積や投影面積が等しければ、付加慣性モーメントや減衰力に大きな差異が無いことが分かった。また、可動翼と固定翼を比較した結果、可動翼の方が短周期域において付加慣性モーメントが小さくなることも分かった。また、弦長の大きい翼板は長周期域における減衰効果が高いことが分かった。本研究では、広大な海に囲まれたわが国の特徴を生かした自然エネルギーの積極的活用を目指して、新形式の浮体式洋上風力発電システムを提案し、その実現可能性を検証した。本システムは600kW級風車を搭載した双胴船型浮体の下部に水中翼を設置することで、波エネルギーを利用して浮体の動揺や係留系に働く力を大幅に軽減することを期待するものである。模型実験の結果、水中翼が波浪中動揺を低減する効果は主に粘性減衰力に基づくこと、条件によっては翼形状でなく平板でも高い減揺効果や波漂流力低減効果が得られること等が明らかになった。今年度6月に研究代表者が左膝を負傷し、長期のリハビリ治療を続けていた関係で、今年度予定していた研究計画がほとんど遂行できなかったため。海事流体工学本システムは実海域の自然環境条件下における本システムの有効性を検証する必要がある。この場合、初期モデルでは双胴船型プラットフォームを採用したが、より実海域性能に優れた浮体形状の検討も必要となる。そこで、以下の検証を実施する予定である。・水中翼が波浪中ピッチング動揺減衰性能や係留力低減性能に及ぼす影響を模型実験等により調べる。・多点係留型システムへの適用を視野に入れて、セミサブ型プラットフォームなど種々のプラットフォーム形状と水中翼を組み合わせた場合の波浪中動揺低減効果、漂流力低減効果を明らかにし、風、波、潮流の影響を総合的に加味した上での本システムの技術的可能性を評価する。本年度は、プラットフォーム模型に働く波浪荷重特性を調べるディフラクション実験とともに、水中翼が波浪中ピッチング動揺減衰性能に及ぼす影響を調べるラディエーション実験を行う予定であったが、計測環境を整えることができず、後者の実験を実施することができなかったため。本年度は、プラットフォーム模型に働く潮流抵抗特性を調べるとともに、水中翼が波浪中ピッチング動揺減衰性能に及ぼす影響をを模型実験により調べる予定であったが、計測システムの故障や水槽設備の不具合などが生じたため、後者の実験を実施することができなかったため。2014年6月に、研究代表者の砂原俊之が左膝を負傷し、半月板損傷と診断されました。負傷後、3ヶ月近く杖歩行を余儀なくされ、現在もリハビリ治療を続けています。年度末現在、まだ歩行に支障があり、膝を深く曲げられないなど日常生活に不自由している状態です。このような状況下で、本研究の今年度内の遂行が困難になりました。
脳腫瘍指向性リポソームの開発

【目的】liposomeは、有効なdrug deliveryの手段であり、脳神経外科領域に於いても有用性を示唆する研究が行われているが、liposome自体の血液脳関門(BBB)透過性については充分な知見が得られていない。我々はin vitro BBBモデルとして、牛脳微小血管内皮細胞(BMEC)の初代培養を用い、liposome封入cisplatinのBBB透過性について基礎的な検討を行なった。【方法】BMECはAudus and Borchardtらの方法に準じて分離し、ポリカーボネイト製の膜上に培養した。BMECがconfluent monolayerに達した後、side-by-side diffusionsystemを用い透過実験を行った。egg-PCを使用し逆相蒸発法にてcisplatinを封入したliposomeを作製、対照としてfree cisplatinを用い、BMEC monolayerを透過したPt.濃度を経時的に測定した。【結果】本モデルにおいては、37°Cでは両者間に有意差を認めなかったが、4°Cの条件ではfree cisplatinに比し、liposome封入cisplatinの透過性が有意に抑制された。liposomeはtranscellular transportによりBBBを透過する可能性が示唆された。
価値づくりの技術経営：意味的価値と組織能力の理論・実証研究

本研究では、価値づくりを機能的価値と意味的価値を合わせた統合的価値の視点から説明する枠組みを理論的に発展させ、その妥当性を実証した。生産財と消費財の両方で、価値づくりの効果的な経営に関する概念を創出できた。生産財では、顧客の利益向上を提案するソリューション価値の創出が鍵を握る。消費財では、機能、使用性、デザインなどを統合した価値が求められる。これらを理論構築、事例分析(ダイソン、ソニー、シスメックス、横河電機、マツダ、アップルなど)、質問票調査(197社の生産財企業)によって、理論的・実証的に明らかにした。統合的価値の重要性と、そのマネジメントへの示唆を提示できた。平成25年度は、意味的価値を創出するためのメカニズムと、それを達成するマネジメントについて、具体的に、理論化および実証することが最大の目的であり、それがおおむね実現できた。特に、生産財における意味的価値に関する顧客価値の中身について具体的に解明できた事が最大の成果であり、内容は「生産財における真の顧客志向」のタイトルで一橋ビジネスレビューに掲載した。生産財における顧客価値は、経済性と潜在性の2つの要因で構成されることがわかった。つまり、まず最初に、顧客価値の中心は、生産財によってもたらされる経済的な価値である。顧客が企業である限り、特定の生産財企業から商品やサービスを購入する最大の目的は、それによって、企業の業績が高まることである。つまり、顧客企業が購入する部品などの商品によってコスト削減や販売増加が実現できてこそ顧客価値は高い。次に、経済的なニーズに対応するのではなく、顧客の潜在ニーズに対応した商品の方が顧客価値は高い。つまり、同じような経済的な価値をもたらす商品であっても、顧客企業から要望された商品を提供するのではなく、経済的価値の創出方法も含めて顧客が気付いていない商品を提案する場合に、顧客価値は高くなる。これらの理論的な枠組みに対して、「生産財における真の顧客志向」の論文でも、キーエンスの事例を活用して、実務に役立つ議論が展開できたが、更には、シーメンスの研究において、顧客価値の内容をさらに具体的に議論する事ができた。その内容は、「ビジネスケースシーメンス」(一橋ビジネスレビュー)に掲載した。意味的価値の内容が明らかになり、さらにそれを支えるのが組織能力であるが、それらのロジックと実証データが一段と明確になったことが、平成25年度の最大の実績である。研究計画に従って、本年は、価値づくりのための、組織能力と顧客価値の定性的な研究と、理論の開発を実施した。理論開発のために実施した実証研究としては、1クラレやキーエンス、ディスコなど価値づくりに長けた企業の事例研究、および、2日本開発銀行の企業財務データを活用した価値づくりのための条件の探索を実施した。具体的な発見事実としては、以下の5点があげられる。1価値づくりのためには、他の企業がとてもできないくらいに長期間にわたり蓄積した、独自の組織能力が必要である。2特に重要なのは、顧客企業の事業の中身をある意味では顧客以上によく知り、顧客企業の利益が高まるような提案ができる能力である。3マクロデータの分析によると、エレクトロニクス企業の中でも特に売り上げが一兆円を超える大企業は、技術の複雑性と事業の複雑性の両方が過度に高まり、先に述べたような独自の組織能力の構築に必要とされるマネジメントができていない。4顧客価値についても、独自の組織能力を活用して、表面的に把握できる機能的価値だけではなく、顧客企業の中に入り込んで共創する意味的価値が重要になっている。5組織能力の長期間にわたる構築と、意味的価値の創出の両面を蓄えることが価値づくりの条件である。上記の研究実績を、「一橋ビジネスレビュー(東洋経済新報社)」「品質(日本品質管理学会)」のジャーナルにパブリッシュし、さらには、編著である「日本企業研究のフロンティア(有斐閣)」において発表した。研究計画通り、2014年度は、定性的調査に加えて定量的な調査を実施した。生産財企業における、意味的価値の創造とその価値づくりへの影響について、生産財企業200社に向けてネット上での質問票調査を行い、統計的な分析と論文の執筆がほぼ完了した段階にある。結果としても、技術的優位性と同時に、顧客のビジネスを熟知し、ソリューション提案を行うという形での意味的価値創出が、利益率に強い影響をもつことが、他の多くの変数を制御した上でも明らかになった。加えて、消費財についても、意味的価値の理論的な内容についてさらに深掘りし、ダイソン社(英国、シンガポール、東京)での、聞き取り調査も加え、デザイン価値の議論を展開した。一橋ビジネスレビューで特集号(2015年デザインエンジニアリング機能かデザインかの二者択一ではない)を編集し、デザイン価値(意味的価値)のマネジメントとしての「デザインエンジニアリング」の概念化と事例研究を実施した。その中で、本研究における意味的価値・デザイン価値の成果をさらに社会的に展開させるために、6本の論文と、2本のインタビュー記事を集め、広く世の中に提案することができた。その中で、本研究から「デザイン価値の創造ーデザインとエンジニアリングの統合に向けて」という論文を執筆し、デザインとエンジニアリングの融合の必要性とメリットを理論的、実証的に議論した。さらには、「リスクマネジメントTODAY」においては、「模倣をされない価値づくり経営」と題して、意味的価値と積み重ね技術の総合的なマネジメントこそが、模倣を避けるための最大の武器になるとの理論を展開した。

このように、生産材の意味的価値について、定量的調査、消費財については、主に定性的調査、また、総合的に模倣をされないマネジメントに結びつく議論、と本研究テーマについて質量ともに計画通りの成果がうまれた。本研究の目的は模倣されない価値づくりを実現するために、機能的価値と意味的価値からなるフレームワークを理論的に深堀し、かつ、価値づくり成果を決定する要因を検証し、そのための戦略と組織のあり方を明らかにすることである。平成27年度では、理論的な枠組みとしては、意味的価値の概念をさらに発展させることができた。生産財に関しては、顧客の利益を高めることこそが、意味的価値の最重要点であることを議論し、消費財ではこれまで議論してきた「デザイン価値」に加えて「アート思考」の理論を展開した。また、平成27年度は、本研究の成果の全体像を議論するための論文として「ものづくりと価値づくり」を出版し、価値づくりの条件として、「擦り合わせ型商品+意味的価値」の両特性を持つことを明確にした。これまで、研究期間全体を通じて、生産財の意味的価値の議論をサポートする定性的実証研究として、キーエンスの事例に加えて、シスメックス、クラレ、ディスコの3社に関して詳細な聞き取り調査をした上で、個々事例を3本の論文として出版することができた。一方、消費財については、理論的な枠組みとして、「デザイン価値」の理論を発展させ新たなタイポロジーを創出し、ダイソンの事例研究によって、妥当性を実証した。デザイン価値の創出には、デザインとエンジニアリングの役割分担を再考し、融合させる組織戦略が必要である点を明らかにしてきた。平成27年度は上述のように、「デザイン思考」に対して「アート思考」の重要性を議論する枠組みを提示した。その議論は、マツダのデザインに関する事例研究によって、サポートされた。その中では、特に、顧客に迎合するのではなく、強い信念の表現が必要であること、及び、その表現のためには、機械や情報技術に依存するだけでなく、クラフツマンシップの活用が重要である点を強調した。本研究では、価値づくりを機能的価値と意味的価値を合わせた統合的価値の視点から説明する枠組みを理論的に発展させ、その妥当性を実証した。生産財と消費財の両方で、価値づくりの効果的な経営に関する概念を創出できた。生産財では、顧客の利益向上を提案するソリューション価値の創出が鍵を握る。消費財では、機能、使用性、デザインなどを統合した価値が求められる。これらを理論構築、事例分析(ダイソン、ソニー、シスメックス、横河電機、マツダ、アップルなど)、質問票調査(197社の生産財企業)によって、理論的・実証的に明らかにした。統合的価値の重要性と、そのマネジメントへの示唆を提示できた。生産材の意味的価値について、定量的調査、消費財については、主に定性的調査、また、総合的に模倣をされないマネジメントに結びつく議論、と本研究テーマについて質量ともにおおむね順調に進展させることができた。本年度は研究計画通り、定性的調査に加えて定量的な調査を実施した。上の研究実績に書いた通り、生産財企業における、意味的価値の創造とその価値づくりへの影響について、生産財企業200社に向けてネット上での質問票調査を行い、統計的な分析と論文の執筆がほぼ完了した段階にある。
球状蛋白質のフォールディング自由エネルギー地形と中間体構造アンサンブルの探索

球状蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ及びウマアポミオグロビンのフォールディングを速度論的手法と変異体解析を駆使して特徴付けた。スタフィロコッカル・ヌクレアーゼはフォールディング反応初期に特にβ-バレルドメイン内で顕著な凝縮が認められた。ウマアポミオグロビンは、反応開始後100マイクロ秒以内に中間体を蓄積し、更に逐次的に少なくとも二種類の中間体を経て天然状態に至ることが明らかになった。研究の目的本研究計画は、蛋白質のフォールディングの物理化学的機構を解明し、特に中間体の役割を明らかにすることを目標としている。モデル蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ(SNase)について、フォールディングの速度論や安定性を詳細に検討し、そのフォールディング機構を定量的に明らかにする。研究内容1.連続フロー法とストップト・フロー法との観測時間領域の補間:フォールディング初期からの構造形成を観測するために、連続フロー法とストップト・フロー法とを用いる。これまで、連続フロー法とストップト・フロー法とで観測時間領域にギャップがあり、反応開始後0.7ミリ秒から5ミリ秒近辺の時間領域についての観測ができなかった。新たにフローセルの断面積を従来の四倍とした連続フロー装置を作成し、反応開始後0.5ミリ秒から3ミリ秒までの時間域を観測することが可能になった。2.SNase単一トリプトファン(single-Trp)変異体の作成と特徴付け:SNaseのsingle-Trp変異体として、V66W/W140H(W66)、F34W/W140H(W34)変異体を作成し、その安定性とフォールディング速度論とを調べた。どちらの変異体も穏和な変性条件下で平衡論的中間体を蓄積した。さらに連続フロー法とストップト・フロー法とを組み合わせてフォールディング初期から天然状態までの速度論を観測し、フォールディング初期中間体が平衡論的中間体に対応することを示唆する結果が得られた。3.蛍光ラベル変異体の作成と特徴付け:2.で作成、特徴付けを行ったW34、W66変異体にシステインを導入したsingle-Trp/Cys変異体を作成した。また、蛍光共鳴エネルギー移動のドナーとしてトリプトファンを用い、アクセプターとしてCysにラベルしたTNBを用いることにした。TNBのラベル反応条件を検討した。研究の目的本研究は、蛋白質フォールディングの物理化学的機構を解明し、特に中間体の役割を明らかにすることを目標としている。モデル蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ(SNase)について、フォールディングの速度論や安定性を詳細に検討し、その機構を定量的に明らかにする。研究内容1.蛍光ラベル変異体の特徴付け:F34W/W140H(W34)およびV66W/W140H(W66)SNaseについて、5チオ2ニトロ安息香酸(5-thio-2-nitrobenzoic acid ; TNB)ラベルした変異体を作成した。W34SNaseについては、Y85とK127に、W66SNaseについては、K16とK134にそれぞれシステイン(Cys)を導入し、これらの部位をTNBでラベルした。すべての変異体について、平衡論的中間体を蓄積することがわかった。中間体においてトリプトファン(Trp)とTNBとの距離は天然状態における距離と同程度であり、中間体がコンパクトであることを示唆した。TNBラベル変異体作成に際して、Cysを導入するだけで不安定性が認められた。これはラベル導入のホスト蛋白質である単一Trp変異体自体が、野生型蛋白質に比べて不安定化していることに起因する。野生型は多くの場合充分安定で、分子表面、特にループ領域などにCysを導入することによる不安定化による影響は実質上ない。この単一Trp変異体の不安定性に対処するために、より安定な単一Trp変異体を作成することとした。2.より安定な蛍光ラベル単一Trp変異体の作成と評価:1.で示されたように、安定な単一Trp/Cys変異体を得ることが必須である。このため、F76W/W140H(W76)SNaseのTNBラベル変異体を作成中である。システイン導入部位としては、S3、K45、Q123を想定している。これまでに組換え体の発現・精製まで終了した。今後平衡論および速度論測定を行う。モデル蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ(SNase)について、フォールディングの平衡論と速度論を詳細に検討する。SNase内に導入した唯一のTrp残基と5チオ2ニトロ安息香酸(5-thio-2-nitrobenzoicacid ; TNB)との間の距離を蛍光共鳴エネルギー移動によって評価し、部位特異的に構造形成を追跡することによってフォールディング機構を明らかにする。研究内容安定な蛍光ラベル修飾