hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中卒就職者のライフヒストリーからみる学校教育の意義と課題

そのため研究計画の修正を行い、収集した雑誌『職業指導』の概要把握を行うとともに、内容整理とそのデータ入力のための構想を行った。当初計画していた聞き取り調査が、妊娠・出産の関係から予定通り進めることができなかったため。産前産後休暇ならびに育児休暇取得のため、研究を中断していたため、顕著な実績はない。育児のため居住地を離れての調査が行い難く、岩手でのインタビュー調査を計画通りに行うことが困難なため。(1)岩手県でのライフヒストリー調査主に研究期間の前半に、岩手県において1960年代に教員をしていた方(2名)、および中学校卒業後に集団就職をした方(3名)にライフヒストリーをお聞きするためのインタビュー調査を行った。うち当時の教員1名および生徒であった方1名については複数回のインタビューに応じて頂くことができた。このライフヒストリー調査を通し、高度経済成長期に集団就職をした方々の困難さだけでなく、楽しさ、教育的な環境についてもあわせて明らかにすることができた。また、当時の教員たちは、可能な範囲で生徒が卒業後も補導を行い、中学校から職業生活への移行を支えているケースがあることも明らかにすることができた。これらの研究成果は、1「高度経済成長期における中卒就職者の学校から社会への移行の実態」(中等教育史研究会、2014年)、2「高度経済成長期における中学校職業指導の実態:岩手県葛巻町での聞き取り調査をもとにした事例研究」『人間文化創成科学論叢Vol.17』(2015 pp.227 -235)としてまとめた。(2)雑誌『職業指導』の分析研究期間中に、予期せず1947年から1981年に発行された雑誌『職業指導』を入手可能な状況になり、研究費により購入することができた。最終年度はその分析を中心に行った。分析第一段階として、雑誌に掲載された記事の全ての目次のデータベースを作成中であり、研究機関中に1968年発行(第41巻)分までの入力を完了することができた。葛巻町出身者以外の聞き取り調査対照に現在のところ接触できていないため。岩手県内の地域設定を柔軟にする、あるいは場合によっては他県での聞き取り調査も視野にいれ調査を進めていこうと考えている。岩手県でのフィールドワークの予定が遅れているため、時間を確保して調査を行うことが第一の課題である。計画当初はフィールドワークと資料分析を並行して行う予定であったが、予定よりも多くのデータを入手できている資料分析の方を先に行うなどスケジュールの調整を行い、最終的には計画に近い成果を出せるようにしたい。研究計画を修正し、聞き取り調査の比重を下げ、まとまって収集することができた雑誌分析に焦点を当てることにした。当初よりも雑誌分析を集中的に行うこととし、内容の質的分析に加え、内容項目のデータベース化による量的な分析を試みる予定であある。高度経済成長期における中学校の職業指導の実態を明らかにする、という目的は維持し、その方法を岩手県でのインタビュー調査を中心に据えたものから、雑誌等の資料分析や、居住地近郊でのインタビュー調査へと変更することで、当初の研究目的を果たせるように努める。資料分析と聞き取り調査を継続していく。資料については引き続き収集と分析を継続する。また、聞き取り調査については、現在二戸並びに一関で教員をしていた方々への聞き取りを打診中である。葛巻町での調査をより深めるため、同時期に葛巻で教員をしていた方、中卒就職経験者の方への聞き取りも引き続き模索する予定である。
ポストトゥルースの時代における新しい情報リテラシーの学際的探求

本研究は、第一に、インターネット上の悪質な情報の流通とそれに起因する現代の諸問題の根本的な要因・メカニズム・影響を明らかにする。第二に、そのような問題に対処するための新しい情報リテラシーの概念を探求し、その基礎になる技術哲学理論を構築する。第三にその概念と理論に則した情報リテラシー向上のための方法を探求する。このことによって本研究は情報技術と社会が互いに調和しながら発展していくことに貢献する。インターネット上で増幅されるフェイクニュースやヘイトスピーチなど、情報技術の発展とともに生じているコミュニケーションの質的低下の問題に対処するために、本研究では情報リテラシー概念の新たな理論的基礎の構築をはかるとともに、リテラシー向上のための新たなインタラクティヴ・ツールの開発と、その操作実践を通じてネットワーク上の人々の倫理的行動を促す実証実験を試行し、それらの有効性を明らかにする。クリティカル・シンキングなど従来の情報リテラシー概念を批判検討し、現在の情報環境と民主主義社会、公共性、個人の倫理的行動性の関係を分析することで、情報リテラシーの新たな理論的基盤の拡充をはかる。また、「同じネットワークにいる人々の使用語彙」を可視化するようなインタラクティヴ・ツールの開発と、その操作実践を通じて人々の情報リテラシー向上をはかる点で、社会的意義のある研究成果が期待される。
大社造の起源と変容に関する歴史考古学的研究 -出土新資料の分析から-

近世「大社造」本殿と平面の共通する九水柱の建物は、山陰地方において弥生時代中期に初現するが、それが大社造の源流とは必ずしもいえない。しばらくの空白期間を経て古墳時代中期以降に九本柱遺構は数を増していく。そのなかに、ごく少数ではあるけれども、特殊な施設とみなされる遺構を含んでいる。一辺約25mの方形柵列の中に並列する百塚第7遺跡の57号、60号掘立柱建物がその早い例である。六世紀後半以前とされる菅原III遺跡の建物2も山間部の湧水地にたつ九本柱建物で、一般的な高床倉庫とはみなし難い。八世紀代と推定される三田谷I遺跡SBO1や杉沢IIISBO1など、神社本殿跡として有力視される遺構に連続する要素をそなえている。湧水・井泉等と係わる立地性、付属する1棟もしくは複数の建物群という類似点が確認され、建物個体については心柱が他の柱と同等もしくはやや小さい傾向を読み取れる。現状では、杉沢IIISBO1が8世紀の神社本殿跡として最も蓋然性の高い遺構であるが、天武朝頃とされる神祇官社成立の後の遺構であるという点をまずもって重視しなくてはならない。三田谷I遺跡SBO1も官社制成立以降の年代におさまる建物であろう。ところが、菅原IIIの建物2は六世紀後半以前の遺構であって、官社制の成立をはるかにさかのぼる。これが「神社本殿」と呼べる施設かどうかを保留するにしても、古墳時代後期における土着的な祭祀施設であった可能性はきわめて高いから、官社制成立以降の神社は古墳時代の祭祀施設の立地性や「本殿」の構造を継承しつつ、整備が計られたものと推定できる。要するに、古墳時代後期から奈良時代にかけての九本柱建物こそが、「大社造」本殿のプロトタイプと呼びうるものであり、その特徴を整理すると、平面が正方形に近くて、まれに横長長方形の場合があり、床面積は10m^2前後に平均化され、心柱は床束であった。初年度の研究は、大社造社殿の起源をさぐるため、山陰地域の弥生古墳時代の掘立柱建物についてひろくデータを収集するとともに、2004年11月4日5日の2日間、「山陰地方の掘立柱建物」と題するシンポジウムを開催した。セッションA「総論:山陰地方の掘立柱建物」では、3人の考古学者が弥生古墳時代の掘立柱建物の類型・編年・地域性・集落との関係について講演した。続くセッションB「遺跡各論I」では伯耆地方、セッションC「遺跡各論II」では出雲・石見地方の主要遺構について、発掘担当者が報告した。工楽善通氏の特別講演「朝鮮半島の掘立柱建物」を介して、最後は参加者全員で山陰地域の掘立柱建物に関する総合討議をおこなった。今回のシンポジウムでは、大社造と平面構成が近似する9本柱建物や、その源流と目される5本柱建物に話題を収斂させるのではなく、弥生古墳時代にみられる掘立柱建物範囲で把握することに務めた。その結果、梁間1間の高床倉庫建物跡以外では、5本柱・9本柱建物跡、長棟建物跡、独立棟持柱建物跡、布掘建物跡、庇付き建物跡など多彩な類型の存在することがあきらかになった。

また、5本柱・9本柱建物跡については伯耆地方に集中的な分布をみる一方で、最古の遺構は松江市田和山遺跡の山頂に所在することも確認された。ただし、弥生中期にさかのぼる田和山山頂の9本柱建物跡については、2間×1間の建物ではないか、という疑念も提出された。来年度は、初年度の研究成果をふまえ、古墳時代以前の5本柱・9本柱建物跡の特徴を整理した上で、飛鳥時代鎌倉時代の出土遺構を整理し、これに建築学・歴史学的解釈を加えて、大社造社殿の起源と変容に関する新しい解釈を示したい。これについては、第2回のシンポジウムを松江で開催する予定である。初年度におこなった第1回シンポジウム「山陰地方の掘立柱建物」(弥生・古墳時代)に引き続き、第2年度は第2回シンポジウム「大社造の起源と変容」を2005年9月2021日に松江で開催した。シンポジウムは、セッション1「大社の創建と大社造の成立をめぐって」と題して、セッション2「考古学からみた山陰の掘立柱建物跡」、セッション3「出雲大社境内遺跡出土本殿遺構の復元」、セッション4「中近世の杵築大社造営をめぐって」、セッション5「総合討論」によって構成される。セッション1で古代出雲の神観念と初期祭祀施設の概要を論じ、セッション2では昨年度までのまとめとして「古墳時代までの9本柱建物」を整理した上で、飛鳥時代から鎌倉時代までの掘立柱建物を整理した。セッション3では、2000年に発見された出雲大社境内遺跡の大型本殿跡(鎌倉時代初期)について、3人の研究者がそれぞれの復元案を示した。セッション4では、中世から近世にいたる出雲大社の遷宮と造替について、おもに文献史学と建築史学の立場から検討を加えた。そして、セッション5の「総合討論」では、昨年のシンポジウムの成果をあわせて、大社造本殿の起源と変容に関する討論を展開した。現状の認識としては、古墳時代中期奈良時代に展開する9本柱の掘立柱建物こそが大社造本殿の源流であり、おそらく古墳時代に成立していた祭祀施設としての9本柱建物が7世紀後半における官社制成立後、「神社本殿」として整備されていくものと推定しうるであろう。出雲大社本殿については、出雲地域に多数存在した9本柱の大社造本殿の伝統をうけつぎながらも、ごく早い段階から大和や伊勢の影響をうけ、「心御柱」や「宇豆柱」(独立棟持柱)、あるいは丹塗りの塗装などを導入し、特異な変容を遂げたものと考えられる。
天敵種間の相互作用が害虫の個体群動態に及ぼす影響評価と理論的基盤の構築

寄生蜂-捕食者-植食者の系で、捕食者(ギルド内捕食者)の存在が寄生率に及ぼす影響として、(1)ギルド内捕食者による既寄生寄主の捕食と、(2)ギルド内捕食者が存在する場所での寄生蜂による産卵回避(以下、ギルド内捕食回避)が考えられる。本研究では、ギルド内捕食とギルド内捕食の回避が寄生率に及ぼす影響を評価するために、以下の実験を行った。1)ギルド内捕食回避の発生頻度の評価、2)ギルド内捕食回避のメカニズムの特定、3)ギルド内捕食の発生頻度と、それに影響する諸要因の評価。この結果、アルファルファ草地において、多くの寄生蜂(エルビアブラバチ)の成虫が、アブラムシに産卵を行っている期間に、捕食者(ナナホシテントウ)が多い場所ほど、その場所での寄生率が低くなることがわかった。また、ナナホシテントウ由来の痕跡が存在する場所で、寄生蜂雌成虫が寄主探索をあまり行わないことが、ギルド内捕食回避のメカニズムであることが明らかになった。ギルド内捕食の発生頻度に関しては、捕食者が既寄生アブラムシよりも未寄生アブラムシを頻繁に攻撃し、既寄生アブラムシに対するナナホシテントウの捕食頻度は、アブラムシ体内の寄生蜂の日齢が進むほど減少することがわかった。以上の結果から、捕食者の存在が寄生率に影響するメカニズムは、従来考えられていたギルド内捕食ではなく、寄生蜂成虫による捕食回避であることが分かり、捕食者の存在が必ずしも寄生蜂による害虫防除に悪影響を及ぼすとは限らないことが示唆された。
生体物質の磁場配向と血栓への磁場効果に関する研究

本研究では、血液凝固・血栓線維素溶解に及ぼす8Tの強磁場の影響の有無を明らかにする事を目的とし、特に酵素プラスミンによる血栓線維素(フイブリン)の溶解反応について調べた。フイブリン平板中での溶解過程に8T磁場を印加した場合磁気力が最大の場所において90%のフイブリン溶解量増加が認められた。さらに、反磁性液体である溶液に水平方向の磁気力が作用した結果、溶液の水面が傾斜を持ち水が磁場の弱い方向へ這い登る現象、すなわち水の水面が磁場により二分される現象を見い出した。磁気力の作用によりプラスミンを含んだ溶液が穴の外のフイブリン・ゲルの表面に広がっていくことにより、浸食されるフイブリンの面積は増加する。このメカニズムにより、フイブリン溶解量が顕著に変化したと考えられる。また、8T磁場中で凝固したフイブリン平板において、楕円形の溶解パターンの出現、およびフイブリン溶解量の増加が観察された。溶液中の高分子が磁場中においてどのようなふるまいを示すかについて計算機実験を行った結果、フイブリン・ポリマが勾配磁場で並進運動を行い濃度変化が生じることを明らかにした。基質の局所的濃度変化は酵素反応の進行に影響を与えるため、フイブリンや水などの反磁性物質が強磁場中において受ける力学的作用が酵素反応への磁場効果を引き起こすと考えられる。反磁性物質の磁場配向に関連し、磁性微粒子がフイブリンの磁場配向に与える影響について調べるため、磁性微粒子を混入したフイブリン・ゲルの観察を行った結果、磁性微粒子のクラスタとフイブリン・ポリマがそれぞれ磁場配向する際に回転運動の競合が生じることを見い出した。
バイオウルトラサウンド薬学：マイクロダイアフラム開発から覚醒脳への応用展開

本研究課題では,非侵襲的に中枢神経系を刺激して,中枢系や末梢系に神経信号を正確に送信する新技術の開発を目指している.その実現に向け,ミリサイズの脳領域に対して,超音波(ウルトラサウンド)の機械的な振動を用い,低侵襲的に神経活動を誘起する方法をデバイスレベルから開発することを目的としている.さらに,電気生理学的実験や光学的な計測によって,試作デバイスと装置の性能をモデル動物の脳刺激で実験的に評価する.最終的に,ヒトに医療応用するために,空間高分解能の特性をもつ中枢神経系の低侵襲性の刺激システムを構築する基盤技術を確立することを目的としている.研究課題全体では,その実現に向けて,次の4つの小課題を実施する.【課題1】微細加工技術を用いて脳深部刺激用の超音波微小ダイアフラムをデバイスレベルから開発する.【課題2】脳切片などの生体組織を用いて超音波振動に誘起される神経細胞活動の機序を細胞レベルで解明する.【課題3】経頭蓋用の超音波多配列トランスデューサとその駆動システムを独自に開発する.【課題4】齧歯類モデル動物を用いて,機械的な振動刺激における神経活動誘起の機序を解明する.本年度は,本研究課題の実施期間の初年度に当たるために,本格的に各研究課題に取り組む前に,主に,デバイスの初期設計,および,その数値シミュレーションによる材料や構造の適切な条件を算出した.また,各実験系を構築し,その実験系を用いて,本格的な実験に取り組む前に,予備的な実験を実施した.そして,それらの実験に関する結果を報告した.本研究課題では,超音波領域の周波数による機械的振動を用いて,中枢系の神経活動を誘発する刺激システムを開発し,その神経活動の誘発機序を細胞レベルで明らかにすることを研究目的としている.本年度は,研究期間の初年度に当たるために,主に装置の設計と開発に関する材料や構造の諸条件について,次の3つ課題を中心に実施した.【課題1:脳刺激用の微小ダイアフラム製作に向けた数値計算】超音波領域の周波数で神経細胞活動を誘起するマイクロサイズのダイアフラムからなる単一トランスデューサを製作するために,微小電気機械システム(MEMS)数値計算ソフトウェアを用いて,振動板と共振周波数の関係を算出した.その結果,数メガヘルツの共振周波数をもつ振動板を作成するための構造や材料の積層法に関する諸条件を得ることができた.【課題2:経頭蓋用の超音波トランスデューサの複数配列の設計】単一トランスデューサの刺激パワーは非常に小さいことが予想される.強力集束超音波の生成を目的とし,複数個のマイクロサイズのトランスデューサを配列化した経頭蓋用の刺激システムの設計案について音圧強度を推定した.その結果,脳神経活動を誘発するトランスデューサ配列とその構造に関する数値結果を得ることができた.【課題3:超音波振動に誘起される神経細胞活動の機序解明に向けた実験系の構築】超音波による細胞レベルでの神経活動の誘発機序については,複数の作業仮説は存在するものの,未解明といってよい.このため,脳組織切片を用いた細胞レベルの生理学的実験により,ダイアフラムの機械的振動が細胞膜イオンチャネルをどの様に活性化するかを生理学的に解明する必要がある.このため,超音波振動子と脳組織切片活動を計測する多電極配列基板の測定系を組み合わせた実験系を構築した.これにより,来年度に向けて本格的な実験を行う基盤が構築された.研究期間の2年目となる次年度は,本年度の数値計算による最適な諸条件の数値データを基に設計と試作を行い,トランスデューサ等のデバイスを完成させ,その物理特性を評価する.また,来年度の後半では,それらのデバイスをin vitro脳組織の生理学実験によって評価する.具体的には,下記の小課題を実施する.[課題1:脳刺激用の超音波微小ダイアフラムのデバイス開発]期間の前半では,昨年度の数値計算結果に基づき,シリコン(SOI)基板上に圧電材料(PVDFポリマー,もしくは,PZT)の円形薄膜構造を製作して齧歯類動物用音響センサを試作する.この音響センサは,既に製作済みであるヒト可聴域の音響センサから,超音波領域に共振周波数特性を拡張して試作する.次に,本課題では,入出力を逆転させることで,マイクロサイズの振動薄膜をトランスデューサとして応用する.その設計と試作を行い,物理的な特性を音響的および電気的に計測して,設計目標を達成しているかを評価する.[課題2:超音波振動に誘起される神経細胞活動の機序解明]In vitro脳組織切片を対象にして,課題1で試作したデバイス先端を脳組織に接触させて,電圧を印加した後に超音波領域周波数で機械的に組織表面を振動させる.脳組織の誘発応答に関しては,多電極配列基板を用いた電気生理学的計測法を用いて神経活動を測定する.[課題3:経頭蓋用の超音波多配列トランスデューサの開発]経頭蓋刺激用にパワー強度の大きな集束超音波を得るため,マイクロ振動デバイスを複数個配列したトランスデューサを作製し,その物理的特性を評価する.特に,課題1で試作したマイクロ振動デバイスを平面状に複数個配置し,各ダイアフラム振動の制御システムを構築する.超音波が集束し易いように,各トランスデューサの配置を数値計算ソフトウェアで算出しておく.本研究課題では,非侵襲的に中枢神経系を刺激して,中枢系や末梢系に神経信号を正確に送信する新技術の開発を目指している.

その実現に向け,ミリサイズの脳領域に対して,超音波(ウルトラサウンド)の機械的な振動を用い,低侵襲的に神経活動を誘起する方法をデバイスレベルから開発することを目的としている.さらに,電気生理学的実験や光学的な計測によって,試作デバイスと装置の性能をモデル動物の脳刺激で実験的に評価する.最終的に,ヒトに医療応用するために,空間高分解能の特性をもつ中枢神経系の低侵襲性の刺激システムを構築する基盤技術を確立することを目的としている.研究課題全体では,その実現に向けて,次の4つの小課題を実施する.【課題1】微細加工技術を用いて脳深部刺激用の超音波微小ダイアフラムをデバイスレベルから開発する.【課題2】脳切片などの生体組織を用いて超音波振動に誘起される神経細胞活動の機序を細胞レベルで解明する.【課題3】経頭蓋用の超音波多配列トランスデューサとその駆動システムを独自に開発する.【課題4】齧歯類モデル動物を用いて,機械的な振動刺激における神経活動誘起の機序を解明する.本年度は,本研究課題の実施期間の初年度に当たるために,本格的に各研究課題に取り組む前に,主に,デバイスの初期設計,および,その数値シミュレーションによる材料や構造の適切な条件を算出した.また,各実験系を構築し,その実験系を用いて,本格的な実験に取り組む前に,予備的な実験を実施した.そして,それらの実験に関する結果を報告した.本研究課題では,超音波領域の周波数による機械的振動を用いて,中枢系の神経活動を誘発する刺激システムを開発し,その神経活動の誘発機序を細胞レベルで明らかにすることを研究目的としている.本年度は,研究期間の初年度に当たるために,主に装置の設計と開発に関する材料や構造の諸条件について,次の3つ課題を中心に実施した.【課題1:脳刺激用の微小ダイアフラム製作に向けた数値計算】超音波領域の周波数で神経細胞活動を誘起するマイクロサイズのダイアフラムからなる単一トランスデューサを製作するために,微小電気機械システム(MEMS)数値計算ソフトウェアを用いて,振動板と共振周波数の関係を算出した.その結果,数メガヘルツの共振周波数をもつ振動板を作成するための構造や材料の積層法に関する諸条件を得ることができた.【課題2:経頭蓋用の超音波トランスデューサの複数配列の設計】単一トランスデューサの刺激パワーは非常に小さいことが予想される.強力集束超音波の生成を目的とし,複数個のマイクロサイズのトランスデューサを配列化した経頭蓋用の刺激システムの設計案について音圧強度を推定した.その結果,脳神経活動を誘発するトランスデューサ配列とその構造に関する数値結果を得ることができた.【課題3:超音波振動に誘起される神経細胞活動の機序解明に向けた実験系の構築】超音波による細胞レベルでの神経活動の誘発機序については,複数の作業仮説は存在するものの,未解明といってよい.このため,脳組織切片を用いた細胞レベルの生理学的実験により,ダイアフラムの機械的振動が細胞膜イオンチャネルをどの様に活性化するかを生理学的に解明する必要がある.このため,超音波振動子と脳組織切片活動を計測する多電極配列基板の測定系を組み合わせた実験系を構築した.
多機電力系統における非線形動的構造の数値的解析法

電力系統は通信事業と同様に、その市場が開放される方向に進んでいる。その結果、新規電源の参入や相対契約などの新しい取引の割合が増加し、これまでとは異なった運用制御方式が必要となってくるものと思われる。こうした中で、系統の安定度に対する考え方も変化し、既存の送配電網の中でできるだけ効率的に電力を輸送しようという動きが加速している。その結果、これまで以上に厳しい運用状態の中で安定に発送電を継続することが求められている。一方、電力系統は他の実システム同様、多くの非線形を含む大規模非線形システムである。システムの非線形性とは飽和、リミタなど文字通り線形でない全ての特性を指し、その影響の出方は千差万別である。2から3次の小規模システムにおいては、理論的な解明が進み周期軌道やカオスに至る様々な現象が解析的に説明されている。しかしながら、少しシステムの規模が増大すると、もはや解析的な説明は不可能となる場合が多く、大規模システムである多機電力系統ではその解析は容易ではない。これに対して、本研究では、大規模な系統における大域的安定領域について、数値的な解析手法を確立することを目的に研究を行ってきた。一般の多機系統に対して適用可能な手法を開発することは、大規模システムの非線形性解析の困難さから見ても簡単な話ではない。そこで、西日本の60Hz系統でしばしば観測される23秒周期の長周期動揺に起因する安定度に焦点を絞り非線形動特性の解析手法の検討を進めた。その方法としては、系統動揺データを用いてそこから非線形多項式近似した2次微分系を導き、そこから非線形性を詳細に解析するものである。以上の検討を行った結果、長距離大容量送電系統やくし形連系系統における非線形周期軌道に起因する大域的安定領域がこれまでのいわゆる過渡安定領域よりも狭くなるケースがあり、それらがある動作点における系統動揺データの観測によって推定できるようになった。また、このときの周期軌道を形成する直接の要因である励磁系におけるリミタの影響を考慮できるようになったことも本研究の成果である。本研究では非線形動的システム理論に基づいた電力系統の安定領域について、多機電力系統を対象とした解析手法の構築を行っている。この場合の非線形性は従来論じられている不安定平衡点周りの動特性が作り出す同期はずれの問題とは異なり、Hopf分岐理論によって論じられる周期軌道によって作り出される大域的安定度領域に関するものである。この点において、従来の解析では見つけ出すことができない新しい観点に基づく電力システムの安定性を予測する手法を構築しようとするものである。本年度の研究では、電力システムにおける動揺時の波形観測によって得られる系統動揺データを用いて上述の非線形性を近似的に表現して特性を解析する手法を構築した。とくに、発電機の励磁系の影響を解析手法に取り込み、安定領域を正確に求める手法を開発した。この手法では、電力システム内の注目する発電機の位相角、位相角速度、発電機出力の動揺データから最小二乗法によって非線形項の係数を推定することにより、運転点周りに存在する周期軌道の大きさ、安定性を調べるものである。その結果、不安定周期軌道が存在することが判明した場合は、これが安定領域を形成しており、周期軌道の大きさから安定領域の大きさに関する情報を得ることができる。

この安定領域は大局的安定性に基づくものであり、システム運用者にとっては、その領域を越えるような擾乱が発生しない限りその存在に気付くことがないため、通常は意識されることがないが、電力システムを安定に運転継続するためには考慮すべき重要な概念である。発電機の安定性は、通常、位相角(δ)-位相角速度(ω)の位相平面上で論じられるが、本研究の主題である非線形特性をδ-ω平面上で論じるために発電機励磁系の影響を組み込んだ。また、励磁系のリミッタ効果を考慮するための数値的解析手法を新たに構築した。電力系統は通信事業と同様に、その市場が開放される方向に進んでいる。その結果、新規電源の参入や相対契約などの新しい取引の割合が増加し、これまでとは異なった運用制御方式が必要となってくるものと思われる。こうした中で、系統の安定度に対する考え方も変化し、既存の送配電網の中でできるだけ効率的に電力を輸送しようという動きが加速している。その結果、これまで以上に厳しい運用状態の中で安定に発送電を継続することが求められている。一方、電力系統は他の実システム同様、多くの非線形を含む大規模非線形システムである。システムの非線形性とは飽和、リミタなど文字通り線形でない全ての特性を指し、その影響の出方は千差万別である。2から3次の小規模システムにおいては、理論的な解明が進み周期軌道やカオスに至る様々な現象が解析的に説明されている。しかしながら、少しシステムの規模が増大すると、もはや解析的な説明は不可能となる場合が多く、大規模システムである多機電力系統ではその解析は容易ではない。これに対して、本研究では、大規模な系統における大域的安定領域について、数値的な解析手法を確立することを目的に研究を行ってきた。一般の多機系統に対して適用可能な手法を開発することは、大規模システムの非線形性解析の困難さから見ても簡単な話ではない。そこで、西日本の60Hz系統でしばしば観測される2(8160)163秒周期の長周期動揺に起因する安定度に焦点を絞り非線形動特性の解析手法の検討を進めた。その方法としては、系統動揺データを用いてそこから非線形多項式近似した2次微分系を導き、そこから非線形性を詳細に解析するものである。以上の検討を行った結果、長距離大容量送電系統やくし形連系系統における非線形周期軌道に起因する大域的安定領域がこれまでのいわゆる過渡安定領域よりも狭くなるケースがあり、それらがある動作点における系統動揺データの観測によって推定できるようになった。また、このときの周期軌道を形成する直接の要因である励磁系におけるリミタの影響を考慮できるようになったことも本研究の成果である。
単結晶X線構造解析による光励起分子の構造と機能の解明

光触媒分子Acr^+-Mesの光励起構造について、放射光X線を利用したPump-Probe単結晶X線構造解析によって直接観察することに成功した。従来の分光研究ではAcr^+-Mesの励起最安定状態は電子移動状態と三重項励起状態の2つの異なる報告が行われていたが、本研究で直接観察した光励起構造は電子移動状態の生成を強く示唆する結果であった。直接観察した光励起構造とDFT計算結果との比較でも電子移動状態の生成が支持され、今後さらに分光実験の補足によってAcr^+-Mesの励起最安定状態が電子移動状態であることを明確に示すことが可能であると考えられる。これによって議論が続いていたAcr^+-Mesの励起最安定状態に関して結論を得ることが可能であり、今後のAcr^+-Mesを利用した光触媒反応の研究開発が飛躍的に発展することが期待できる。また、結晶内における分子周辺環境に注目して考察を行った結果、Acr^+-Mesの光励起構造変化が結晶中で立体障害の少ない方向に起こることを明らかにした。加えてAcr^+-Mesの光励起構造変化に伴い、結晶内で共存する対アニオンであるClO_4^-の位置と配向も協同的に変化することがわかった。これらの結果は結晶内部における光励起分子構造変化が結晶構造と密接に関係していることを意味しており、本研究のもう一つの対象分子である3配位金(I)錯体の研究成果と共通することから、Acr^+-Mesの光触媒機能も分子周辺環境をデザインすることで変化させることが可能であると期待できる。これまでに緑色発光を示す[AuCl(PPh_3)_2]結晶について、この発光が光励起による金属-配位子結合の収縮変形と関係があることを、単結晶X線構造解析による光励起構造の直接観察から明らかにしてきた。今年度はさらに結晶析出速度の調整によって、青色へと発光色が変化した[AuCl(PPh_3)_2]の新規多形結晶を得ることに成功した。この新規結晶中での光励起構造を単結晶X線結晶構造解析から直接観察したところ、青色発光はAu-Cl結合周辺からPPh_3配位子へ光励起電荷移動した構造と関係していることが明らかになった。これらの2つの結晶中で生成される光励起構造が異なる原因について、結晶構造、発光スペクトル、DFT計算の比較から検討したところ、新規結晶中では隣接分子の立体障害によって光励起収縮変形が阻害され不安定化するため、代わりに光励起電荷移動状態が励起最安定状態として結晶中に生成されることを解明した。以上により、[AuCl(PPh_3)_2]の光励起構造と発光色が結晶中の分子周辺環境に依存して変化することが、そのメカニズムとともに解明された。上記の結果は[AuCl(PPh_3)_2]の発光機能が分子の性質ではなく分子集合形態である結晶の性質によって決まることを意味している。そこで、ハライド配位子を交換した[AuBr(PPh_3)_2]と[AuI(PPh_3)_2]でも同様のことが成り立つかを検証した。X線結晶解析、発光スペクトル測定、DFT計算の結果を比較したところ、[AuBr(PPh_3)_2]と[AuI(PPh_3)_2]は[AuCl(PPh_3)_2]の新規結晶と同形の結晶構造を持ち、Au-ハロゲン結合周辺からPPh_3配位子への光励起電荷移動状態の構造が結晶中で生成し、青色の燐光を示すことがわかった。以上により、[AuX(PPh_3)_2](X=Cl,Br,I)の光励起構造と発光色がハライド配位子に依らず結晶中の分子周辺環境に依存して決まることが解明された。
オリゴアルギニン固定化高分子を内包するナノ粒子を用いたバイオ医薬の経口吸収改善

バイオ医薬の経口吸収改善技術の開発が困難を極める要因として、技術の安全性と消化管内の希釈による技術の機能低下が挙げられる。我々は、薬物と吸収促進剤が共存するコアーシェル型腸溶性微粒子を設計し、エレクトロスプレー法により同粒子を調製した。薬物と吸収促進剤が低分子有機化合物の場合、粒子化を通して両成分の消化管内動態を連動させることにより、吸収促進剤の効果は増強された。バイオ医薬のインスリンの経口吸収性はオリゴアルギニン固定化高分子により促進されたが、同効果は粒子化により低下した。処方成分間の相互作用が原因と考えられ、今後、処方の最適化が必要である。バイオ医薬の経口吸収改善技術はDDSを中心に研究されているが、臨床的に価値のある技術は見出されていない。その主な要因として、技術の安全性と消化管の広い空間で技術の機能不全を引き起こす希釈の問題が挙げられる。本研究において、前者の要因を解決する要素技術はオリゴアルギニン固定化高分子である。細胞が本来備えている貪食作用の1つのマクロピノサイトーシスを誘導し、薬物の細胞内取り込みを促進する新規の膜透過促進剤である。少量の添加で、安全かつ効率的に薬物の膜透過を促進することが期待される。後者の要因を解決する要素技術は同軸二重エレクトロスプレー法である。サブミクロンサイズのコアーシェル型微粒子を提供する新規の粒子設計技術である。腸溶性微粒子内に薬物と吸収促進剤を共存させ、吸収部位近傍で両成分を同時に放出させることにより、希釈の問題が軽減されることが期待される。まず、Dーオクタアルギニン固定化高分子によるインスリンの吸収促進効果を検討した。マウス十二指腸内に同高分子を共投与した結果、インスリンの血中移行量が増加した。吸収促進効果に及ぼす高分子濃度の影響は明確に認められなかった。別にロピナビルとリトナビル(ロピナビルの小腸上皮細胞内での代謝を阻害して同薬の血中移行を促進する)を用いて、薬物と吸収促進剤の消化管内動態の連係効果を検討した。両成分を含む溶液製剤及び両成分を含有する腸溶性微粒子をラットに経口投与したところ、ロピナビルの平均滞留時間が延び、後者のロピナビルのAUCは前者の約1.5倍となった。ロピナビルとリトナビルを単独で含有する腸溶性微粒子を同時に投与しても、同様の上昇効果は確認されなかった。以上のことから、薬物と吸収促進剤を微粒子内に共存させることにより、両成分の消化管内動態が吸収部位近くまで制御され、吸収促進剤の機能がより効果的に現れる可能性が示された。臨床的に有用なバイオ医薬の経口吸収改善技術は見出されていない。主な要因として、技術の安全性と消化管内の希釈による技術の機能低下が挙げられる。前者の要因を解決する本研究の要素技術は、マクロピノサイトーシスを誘導して薬物の細胞内取り込みを促進する新規の膜透過促進剤のオリゴアルギニン固定化高分子である。後者の要因を解決する要素技術は、コアーシェル型微粒子を提供する同軸二重エレクトロスプレー法を用いた新規の粒子設計技術である。まず、ロピナビルとリトナビル(ロピナビルの小腸上皮細胞内での代謝を阻害して同薬の血中移行を促進)を用いて、薬物と吸収促進剤の消化管内動態の連係効果を検討した。両成分を含む水溶液及び両成分を含有する腸溶性微粒子をラットに経口投与したところ、ロピナビルの平均滞留時間が延び、後者のロピナビルのAUCは前者の約1.5倍となった。ロピナビルとリトナビルを単独で含有する腸溶性微粒子を同時に投与したときのAUCは、両成分を含有する腸溶性微粒子の約1/3(水溶液の約1/2)であった。以上のことから、両成分の消化管内動態の連係効果が吸収促進剤の機能を増強する本研究のアイディアの有用性が示された。次に、インスリンとDーオクタアルギニン固定化高分子が共存する腸溶性微粒子を用いて、本アイディアのバイオ医薬への適用を目指した。マウス十二指腸内に同微粒子を投与した結果、インスリンの吸収はインスリン単独投与に比べて低下した。両者を水溶液で投与したところ、インスリン単独投与に比べてインスリンの吸収が増加したことから、製剤中での両者の何らかの相互作用がインスリンの吸収を阻害していると考えられた。高分子を変更するなど鋭意工夫したが、この問題の解決には至らなかった。摂南大学薬物送達学研究室ホームページ

薬物送達学バイオ医薬を用いた検討を通して、Dーオクタアルギニン固定化高分子の吸収促進効果を確認している。この効果のばらつきの大きさ等が解決すべき課題として残っており、H26年度に解決を目指す。腸溶性微粒子内に薬物と吸収促進剤を共存させたときの吸収促進剤の効果増強については、HIV治療薬とその代謝阻害剤を含有する製剤を調製し、阻害剤の効果増強によりHIV治療薬の吸収が促進されることを確認している。H26年度は、バイオ医薬とDーオクタアルギニン固定化高分子を含有する製剤を調製し、研究目的通りの吸収促進効果が得られるかを検証する。エレクトロスプレー技術を有する研究分担者が既に、インスリンを内包するコアーシェル型の腸溶性微粒子を調製している。まずは同製剤とインスリン溶液製剤を比較する。現在までの達成度に記載した問題を別に解決し、オリゴアルギニン固定化高分子の吸収促進効果の安定化を図る。そして、同高分子とインスリンが共存する腸溶性微粒子を調製し、コアの両成分の消化管内挙動を制御して安全かつ効率的にバイオ医薬の膜透過を促進する同粒子を用いた経口吸収改善戦略の可能性を見極める。平成26年4月1日に摂南大学薬学部内に発足した薬物送達学研究室を主宰することが平成25年度中に決まっていた。平成25年度、本研究開始前から旧所属の薬剤学研究室が保有していた備品や消耗品を有効活用し、科研費の予算執行を可能な限り抑えて研究を進めてきた(インスリンの血中濃度を測定するキット製品を中心に購入)。平成26年度、本研究に必要な備品や消耗品を新研究室にまず揃えなければならない。その後、研究進捗に応じて消耗品を購入するとともに、研究分担者との打ち合わせ、学会発表等の目的で旅費を支出する。新研究室のウェブサイトを新たに立ち上げ、同ウェブサイトで本研究の成果を公開するための費用支出も考えている。
光合成膜タンパク質間相互作用と膜形態変化を時空間で追跡する３次元超解像顕微分光法

シアノバクテリアや植物葉緑体が示す可視光領域の自家蛍光スペクトルには光合成色素が示す光化学特性などの豊富な情報が含まれている。近赤外レーザー励起の時に放つ蛍光スペクトルについて調べたところ、パルスレーザー励起の時に2光子励起蛍光スペクトルが見られたほかに、連続発振レーザー励起においても1光子励起が原因である蛍光スペクトルが観測された。この近赤外1光子励起では光化学系I蛍光が容易に観測されることが分かり、通常の可視光線励起では低温で専ら測定される光化学系Iを常温で高選択的に観測できる新手法の発見となった。酸素発生型光合成反応は、植物などの葉緑体とシアノバクテリア細胞内のチラコイド膜(光合成膜)で行われるが、その光化学的性質と微細構造は、成長、細胞機能分化、環境などに応じて様々な時間スケールで変化していく。その有様を生理的条件下で直接捉えるための研究方法論と必要な顕微分光法を開発するのが本研究課題の目的である。従来の回折限界を超える空間分解能の達成をチラコイド膜の観察で達成すし、蛍光スペクトル、顕微吸収スペクトルをはじめとする多角的な分光手法の統合により、葉緑体毎や微細構造毎の光化学反応に関する詳細な情報を得る。まず、現有するラインスキャン蛍光スペクトル顕微鏡の改良および光合成膜研究への応用を行った。新たに励起光の偏光を回転させて、蛍光強度が励起光の偏光に依存する様子を調べた。この実験は植物葉緑体で特に精密に行った。その結果、明確なチラコイド膜の配向性を示唆する結果を得た。チラコイド膜およびそこに埋め込まれた色素タンパク質の配向性があるのは当然であるが、光化学系IIなどのクロロフィルの遷移双極子モーメントがかなり揃っていることを示している。この現象の意味することについて、今後、結晶構造を基に、2光子励起確率がどの程度偏光依存性を示し、それがどの程度のチラコイド膜の配向性を意味するのか調べる必要がある。また緑藻、シアノバクテリアについても通常の光独立栄養培養(明培養)の場合と糖を与えた従属栄養培養(暗培養)の場合で顕微蛍光スペクトルがどのように異なるのかを精密に調べた。蛍光強度、蛍光スペクトル、細胞内チラコイド膜分布の全てが異なっていることが示された。今後は、明から暗、暗から明の環境条件変化を追跡することを可能としたいが、そのための予備データとして十分な情報が収集できた。次世代の蛍光スペクトル顕微鏡として2つの対向する対物レンズを用いた照明方式による奥行解像力の向上を図っている。そのために必要なステージ類を購入し、顕微鏡の中核部分の組立を終えた。市販のXY透過型手動ステージでは独自設計顕微鏡に組み入れにくいため、独自設計の透過型ステージを設計し、顕微鏡に組み入れることが出来た。既に稼働中のライン走査蛍光スペクトル顕微鏡を用いてトウモロコシの葉緑体に関する研究をさらに推進した。維管束鞘細胞と葉肉細胞の間で特徴的な蛍光スペクトルの差異を見出した。ただし、これは一見従来の知見と異なっており、いくつかの原因を考察した。従来法との大きな違いの原因の一つは、従来は葉緑体を単離して葉緑体の蛍光を極低温で調べているのに対し、本研究では常温で二光子励起を用いていることである。このような差異をもたらす原因をより詳細に明らかにするため、二光子励起レーザーの励起波長や強度による蛍光スペクトルの変化を詳細に調べ、近々国際誌に報告する。また、稼働中のライン走査顕微鏡において、励起レーザーの偏光を直線偏光や円偏光にして、いわゆる直線偏光二色性、円偏光二色性をクロロフィルの蛍光波長領域650-750nmにおいて取得することに成功した。これはチラコイド膜の内部構造を生理条件下で得る上において重要な手段になると期待される。また従来の回折限界を超えた空間分解能を達成する顕微鏡の独自開発を行っており、クロロフィル蛍光を見るために最適な構成を考慮して設計を進めている。その重要な要素である上下の等価光学系の倍率と焦点距離を一致させるベく対物レンズと結像レンズについて詳細に焦点距離を調べ、2000分の一以内で焦点距離と倍率が一致する干渉光学系をそろえる準備ができた。これを用いると従来よりも奥行き方向の空間分解能を4倍以上改善できる見込みである。1)稼働中のラインスキャン蛍光スペクトル顕微鏡について、顕微吸収スペクトル測定との長時間にわたり個々の細胞への同時適用を実証し、顕微スペクトル測定の信頼性を確認することができた。特に、クロレラ細胞を15%のアセトンを含んだ培養液に浸して10時間以上にわたって葉緑体の変化を観察した。

その結果無傷の葉緑体から、アセトンの影響を受けて部分的に光合成色素が非生理的な会合体となっていく様子を顕微蛍光スペクトルおよび顕微吸収スペクトルによって整合的に観察・解析することができた。2)シアノバクテリアのうち、窒素欠乏条件で窒素固定を行うための細胞分化を示すものがある。この異型細胞が通常の光合成を行うための栄養細胞の中に出現する際のチラコイド膜の機能変化について、60時間以上にわたる長時間測定に成功した。通常の光合成細胞では見られず、また成熟した異型細胞にも見られない過渡的な特徴をいくつか捉えることができ、光合成色素タンパク質複合体がチラコイド膜上で集合して機能するメカニズムを解明する上で重要な知見となることが期待される。3)これまで近赤外パルスレーザーを主な励起光源としてきたが、可視光線励起の場合との違いを明確にするために、488nmの可視レーザー光線を導入できる光学系を整備し、単一葉緑体や単一細胞から可視光線励起と近赤外光線励起の2種類の蛍光スペクトルと画像を得ることができるようになった。4)超解像顕微鏡への準備状況:EMCCDカメラとインコヒーレント照明を用いた広域の蛍光強度を一度の露光で取得するデータ取得系について、上下の対物レンズからの蛍光像を一つのカメラ上で重ね合わせる手順を確立することができた。1)超解像顕微鏡への準備状況:EMCCDカメラとインコヒーレント照明を用いた広域の蛍光強度を一度の露光で取得するデータ取得系について、上下の対物レンズからの蛍光像を一つのカメラ上で重ね合わせる手順を確立することができた。2)稼働中のラインスキャン蛍光スペクトル顕微鏡について、近赤外連続発振レーザー光源を導入し、パルス励起(2光子励起が主)の場合と連続発振レーザー励起(1光子励起)の場合で大幅に異なる蛍光スペクトルを得て、植物葉緑体や藻類の葉緑体から光化学系I蛍光の特有成分を効率よく得ることができるようになった。それを用いて、緑藻の一種であるクロレラとC4植物の代表例であるトウモロコシの葉肉細胞と維管束鞘細胞の葉緑体について連続発振レーザーで特異的に強く見える蛍光成分を解析した。その結果、室温の測定であっても、従来77Kなどの低温で測定されてきた光化学系Iの蛍光極大波長位置に相関が高い蛍光成分を得ることができることを確認した。3)近赤外励起のアンチストークス蛍光を常温で用いることで、やはりこれまで蛍光量子収率が低いことにより蛍光法で観察例の乏しかったクロロフィル会合体の蛍光スペクトルを感度高く得ることも可能となった。特に、クロレラ細胞を15%のアセトンを含んだ培養液に浸して10時間以上にわたって葉緑体の変化を観察した。植物やシアノバクテリアが有する光合成膜(チラコイド膜)の微細構造と光化学特性の関係性を生理的条件下で観察する能力を最大化し、これまで未知のチラコイド膜の特性を解明するのが研究目的である。本年度は特に、窒素固定が細胞分化で生成する際のチラコイド膜変化の経時変化の観測に注力した。一部のシアノバクテリアは窒素栄養源が不足する環境でも安定なN2からアンモニアなどの窒素化合物を作り出すので、最も貧栄養な環壌でも生態系の初期基盤を形成できる。窒素固定酵素、ニトロゲナーゼは酸素によって不活性化されてしまうので酸素発生を行う光化学系IIと共存できない。
硬X線・γ線観測による、宇宙空間での粒子加速現象の探査

宇宙γ線衛星GLASTに向けた気球実験のデータ解析を、昨年度に引き続き推し進めた。昨年度すでにGeant4シミュレーターと宇宙線フラックスモデルを構築して実データとの比較を行い、トラッカーでの荷電粒子の反応を20%以内で再現することに成功したが、これに加えトラッカー中の飛跡の特質から粒子の弁別を試み、飛跡の曲がり具合から陽子、アルファ粒子、そして高エネルギーのミュー粒子とその他の粒子を効率よく区別できることを示し、これらの粒子を選び出してその角度分布を調査した。その結果、過去の観測データが最も豊富な陽子とアルファ粒子の鉛直成分フラックスについて、我々のデータが過去のそれと不定性の範囲で一致することを確認し、我々の宇宙線モデルとシミュレーターが正しく構築できたことを実証した。さらに、これまでほとんど観測データのない、大きな天頂角成分のデータも得ることができた。視野の広いGLASTにとって、この大天頂角のフラックスは大変貴重なデータである。これらの結果を2002年4月の米国物理学会、9月の日本物理学会で発表し、内外の研究者にその成果を紹介し議論を行った。さらに、GLAST他のγ線衛星、気球実験のための汎用的なシミュレーションの枠組みの構築に着手し、GLASTに向けた気球実験シミュレーターを組み込むとともに、この気球実験のための宇宙線モデルをもとにした宇宙線バックグラウンドモデルを構築した。これと平行して、GLASTで荷電粒子事象の除去に用いるプラスチックシンチレーターのビーム試験を行い、高エネルギー荷電粒子に対するバックスプラッシュ(反跳)の実験データを取得するとともに、Geant4によるシミュレーターを構築し、その比較を行っている。さらにX線偏向検出を目指し、プラスチックシンチレーターを用いた基礎実験とシミュレーターの開発にも着手した。これらの実験データ解析、シミュレーションのため、ノートパソコンを購入し使用した。
人工環化ｍＲＮＡを用いた生体内標的細胞特異的な遺伝子発現制御技術の開発

本年度、人工mRNAの化学修飾及び5'非翻訳領域配列について種々の検討を行い、それらの結果をもとにmiR-122の標的配列を1-4つ有するFLuc mRNAを作成した。それぞれのmRNAをInvivofectamine mRNAと複合体を形成させ、ヌードマウスに20 ug/headで投与した。4時間後のイメージングにおいて、コントロールFLuc mRNAでは肝臓での発現が認められたが、miR-122の標的配列を持つFLuc mRNAを投与したマウスの肝臓ではルシフェラーゼ発現量が顕著に低下していた。また、同マウスの脾臓においてルシフェラーゼの活性が認められることからmiR-122応答型mRNAスイッチが肝臓において内在性miR-122に応答し、発現を低減させていることが示された。次にこれらのmRNAを肺へ導入し、その発現をIVISにて評価した。その結果、全てのmRNAで同程度のFLucの活性が肺で確認され、miR-122応答型mRNAスイッチが肝臓の内在性miR-122特異的に応答していることが示された。次にmiR-122特異的にmRNAの発現がONになる単純回路を構築した。L7Aeが発現しているとKink-turn (Kt)を持つmRNAに結合し、その翻訳を妨げる。一方、miR-122によりL7Ae mRNAが分解されると、Ktを持つFLuc mRNAはL7Aeによる翻訳阻害が低下し、翻訳がONの状態となる。まず、L7Ae mRNAとFLuc mRNAの投与量比を検討した。その結果、L7Ae mRNA量対FLuc mRNA量が1:1のときに脾臓でのFLucの発現を顕著に抑制できた。また、予備検討段階ではあるが、臓器特異的にmRNAの発現をONすることに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度、まず初めに、ヒトiPS細胞で活性が高いことを確認したhsa-miR-302-5pの標的配列を有するBNA修飾型オリゴ核酸を設計した。また設計したオリゴ核酸のmiRNA標的配列部位が二本鎖構造を採らないことをCentroidFoldで確認した。mRNAの合成において、当初予定していたCap analogが販売中止になっており、合成手法を探索し、その合成法を明らかにした。また、mRNAのキャップ構築に関して検討を行いVaccina Viruscapping酵素が高効率にキャップ構造を構築できることを明らかにした。さらにmRNAへの2'-Fluoro-uridine (2'FU)の導入は、市販されるDuraScribe T7transcription kitを用いることで達成されたが、RNA収量が天然のUを使う時と比べてやや低いことが問題となっている。一方、mRNAにおいて、自然免疫惹起性を低減し、発現量を飛躍的に向上させる新たな化学修飾体として1mPseudo-Uに注目した。現在、2'-FU及び1mPseudo-Uのどちらが、本研究に適しているか検討を行っている。次に、BNA修飾型オリゴ核酸とmRNAのライゲーションにおいて、主にT4 RNA ligaseを使用し、種々のライゲーション条件を検討したが、BNA修飾型オリゴ核酸を7mGの3'末端に結合させることができなかった。現在、Inverse DNAを用いたライゲーションを検討中である。マウスにmRNAを投与するにあたり、デリバリー担体の評価を行った。Invivofectamine 3.0を用いて蛍光タンパク質をコードするmRNAをマウスに投与したが、標的臓器である肝臓で十分な蛍光強度を得ることができなかった。現在、2つの新規デリバリー担体とコードする遺伝子を検討中である。現在、ライゲーションに問題を抱えているが、これは当初の予想通りである。今後はInverse DNAを用いたライゲーション法など種々のライゲーション法を検討する。また、土台となるmRNAの合成やキャップ構造の構築などの基本的知見を明らかにできた。動物実験においては、デリバリー担体の選定を行った。さらには新規デリバリー担体であるInvivofectamine Rxを開発するThermo Fisher Scientific社と共同研究を結ぶことができた。以上のことから、研究の主たる目標である「生体内での臓器特異的な遺伝子発現制御」の実現に向け着実に研究が進捗している。

L7Aeが発現しているとKink-turn (Kt)を持つmRNAに結合し、その翻訳を妨げる。一方、miR-122によりL7Ae mRNAが分解されると、Ktを持つFLuc mRNAはL7Aeによる翻訳阻害が低下し、翻訳がONの状態となる。まず、L7Ae mRNAとFLuc mRNAの投与量比を検討した。その結果、L7Ae mRNA量対FLuc mRNA量が1:1のときに脾臓でのFLucの発現を顕著に抑制できた。また、予備検討段階ではあるが、臓器特異的にmRNAの発現をONすることに成功した。昨年度、BNA修飾型オリゴ核酸のライゲーションが困難であったことからmRNAの5'及び3'末端配列で特定の内在性タンパク質が結合する特異的な構造(アプタマー)を形成するよう設計し、標的タンパク質存在下で環化される戦略を考案した。その際に、タンパク質に結合し翻訳を制御できるRNA配列を取得する新たなスクリーニング手法を開発した。L7Aeタンパク質をモデルとして本スクリーニング系を用いると、その結合配列モチーフであるBoxC及びBoxDが濃縮されてくることが明らかとなり、コンセプトが証明された。現在は、ヒト細胞ライセートを用いた系へと発展させ、その成熟化に取り組んでいる。また、もう一つの環化手法として、[3+2]双極子付加環化反応を利用した方法を考案した。この手法ではmiRNAの標的配列を入れておけば、その部分の開裂により環化が解け、余分な部分がヌクレアーゼにより処理され、翻訳が開始される形態となる。そのため、理論的にはmiRNA標的配列だけでなく、様々な核酸素子を組み込むことが可能となり、当初の想定を超える汎用性が期待される。現在、TLCを用いて、アジド基を有する化合物とDBCOを有する化合物で反応条件の最適化を進めている。マウスを用いたin vivo実験において、まずmRNAを効率的に肝臓に送達するためのデリバリー単体を複数検討した。化学修飾した蛍ルシフェラーゼをコードしたmRNAをC57BL/6Jマウスに150 mg/headで投与し、4時間後に発光を評価した。その結果、VIROMER in vivoにおいてルシフェラーゼの活性を肝臓で強く検出することができた。現在、miR-122応答配列を1-4カセット組み込んだmRNAを作成し、基本的な発現量の減弱度合いなどを評価している。昨年度、BNA修飾型オリゴ核酸のライゲーションが困難であり、当初予定されていた手法自体が困難であると考えられた。しかし、現在は2つの新規手法を考案し、両方法について検討している。特にクリックケミストリーを利用した手法は、理論的にはmiRNA標的配列だけでなく、様々な核酸素子を組み込むことが可能となり、当初の想定を超える汎用性が期待される。現在使用しているDIBO基とアジド基の反応効率は低いが、これは反応条件を整えることで容易に改善される。また、in vivo実験において、若干の遅れはあるが、概ね順調に進捗している。