hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己複製システムの実現を目指した新規人工二重らせん分子および高分子の創製と応用

申請者の研究グループではこれまでに、キラルなアミジン基およびアキラルなカルボキシル基を側鎖に有する分子鎖が、塩橋を介して一方向巻きに片寄った相補的な二重らせん構造を形成することを見出している。さらに、人工複製システムの構築を目指し、アミジンあるいはカルボン酸二量体をテンプレートとして用いた、相補的二重らせんのテンプレート合成に関する検討も行っている。しかし、テンプレート上で行った反応はイミン結合形成反応に限られていた。本研究では、種々のリンカー部位を有するキラルなアミジン二量体をテンプレートに用いて、片末端にプロキラルな2位置換アントラセン部位を有するカルボン酸モノマー(1)の光二量化反応を行い、位置および不斉選択的な光二量化が起こるかどうかを検討した。1の重クロロホルム溶液に400 nm以上の光を照射し、反応を1H NMR測定により追跡した。また、得られたキラルな光二量体(syn-HT, anti-HH)をそれぞれ単離し、キラルHPLC測定により、鏡像体過剰率(ee)を見積もった。その結果、フェニレンリンカーを有するアミジン二量体をテンプレートに用いた場合、syn-HT二量体が相対収率73%、48% eeで得られた。興味深いことに、1の光二量化における位置および不斉選択性は、テンプレートの構造と反応温度に著しく依存し、キラルなアミドリンカー部位を有するアミジン二量体テンプレート存在下、-50 °Cで光照射を行ったところ、相対収率60%、88% eeという高い位置及び不斉選択性でanti-HH二量体を得ることに成功した。28年度が最終年度であるため、記入しない。申請者の研究グループではこれまでに、キラルなアミジン基およびアキラルなカルボキシル基を側鎖に有する相補的な分子鎖が、塩橋を介して一方向巻きに片寄った相補的な二重らせん構造を形成することを見出している。本研究では、1)二重らせん構造を足場とした相補鎖の不斉および配列の認識、および2)光二量化を利用した相補鎖の鋳型合成について検討を行った。1)光学活性なアミドリンカー部位を有するアミジン二量体および配列の異なるラセミのアミドリンカー部位を有するカルボン酸二量体をそれぞれ合成し、アミジニウム-カルボキシレート塩橋を介した相補的な二重らせん形成について詳細に検討を行った。その結果、興味深いことに、アミジン二量体は、カルボン酸二量体のリンカー部位の不斉と配列をほぼ100%の選択性で識別して相補的な二重らせんを形成することが分かった。本研究成果は、極めて高い不斉および配列選択性を分子レベルで達成しただけでなく、二重らせん構造の特徴を活用した新規なキラル材料の開発にも繋がると期待される。2)片末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーを新たに合成した。カルボン酸モノマーのCDCl3溶液に400 nm以上の光を照射した結果、アントラセン同士の光二量化反応は進行せず、アントラセンと酸素が反応した酸化体が定量的に生成したことが分かった。一方、アミジンテンプレート存在下で同様の反応を行ったところ、酸化体はほぼ生成せず、アントラセン同士が反応した二量体およびアントラセンとアセチレン部位が反応した二量体が得られた。これは、テンプレート上に塩橋を介してモノマーが配列することによって、光二量化反応が効率良く進行したためと考えられ、テンプレート上での反応として、光反応も有用であることを見出した。本研究では、アントラセンの光二量化反応を利用した相補鎖のテンプレート合成について検討した。片末端あるいは両末端にフェニルエチニルアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーを新規に合成し、フェニレンリンカーを有するアミジン二量体テンプレート存在下、光二量化反応を行い、反応速度や生成二量体の構造について詳細に調べた。片末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーのCDCl3溶液に、光照射(> 400 nm)を行ったところ、溶存酸素存在下では、アントラセンと酸素が反応した酸化体が定量的に生成し、溶存酸素非存在下では、アントラセンとアセチレンの[4+2]環化反応した二量体と、アントラセン同士が[4+4]環化反応した二量体がそれぞれ生成した。次に、テンプレート存在下、同様の光反応を行ったところ、溶存酸素が存在するにも関わらず、酸化反応はほぼ進行せず、[4+2]および[4+4]環化二量体が高収率で得られた。このとき、反応速度は、テンプレート非存在下に比べ、約30倍も加速することが分かった。次に、脱気条件下、両末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーに光を照射したところ、[4+2]と[4+4]環化反応を介した重合反応が進行した。一方、テンプレート存在下では、モノマーは重合せず、高収率で二量体が得られた。テンプレート効果により、中央部に位置するアントラセンのみが速やかに光二量化したためと考えられる。以上の結果から、テンプレート上で行う反応として、光反応も有用であることを見出した。

申請者は、片末端あるいは両末端にフェニルエチニルアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーを新規に合成し、アミジン二量体テンプレート存在下における、光反応挙動ついて詳細に調べた。その結果、テンプレート効果により、アントラセンの光酸化反応がほぼ完全に抑制され、モノマー同士の光二量化反応が効率的に進行することが明らかとなった。さらに、テンプレート存在下で、両末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーに光を照射したところ、モノマーは重合せず、高収率で二量体のみが得られることを見出した。この成果は、論文投稿準備中の段階にある。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断する。申請者の研究グループではこれまでに、キラルなアミジン基およびアキラルなカルボキシル基を側鎖に有する分子鎖が、塩橋を介して一方向巻きに片寄った相補的な二重らせん構造を形成することを見出している。さらに、人工複製システムの構築を目指し、アミジンあるいはカルボン酸二量体をテンプレートとして用いた、相補的二重らせんのテンプレート合成に関する検討も行っている。しかし、テンプレート上で行った反応はイミン結合形成反応に限られていた。本研究では、種々のリンカー部位を有するキラルなアミジン二量体をテンプレートに用いて、片末端にプロキラルな2位置換アントラセン部位を有するカルボン酸モノマー(1)の光二量化反応を行い、位置および不斉選択的な光二量化が起こるかどうかを検討した。1の重クロロホルム溶液に400 nm以上の光を照射し、反応を1H NMR測定により追跡した。また、得られたキラルな光二量体(syn-HT, anti-HH)をそれぞれ単離し、キラルHPLC測定により、鏡像体過剰率(ee)を見積もった。その結果、フェニレンリンカーを有するアミジン二量体をテンプレートに用いた場合、syn-HT二量体が相対収率73%、48% eeで得られた。興味深いことに、1の光二量化における位置および不斉選択性は、テンプレートの構造と反応温度に著しく依存し、キラルなアミドリンカー部位を有するアミジン二量体テンプレート存在下、-50 °Cで光照射を行ったところ、相対収率60%、88% eeという高い位置及び不斉選択性でanti-HH二量体を得ることに成功した。申請者は、光学活性なアミドリンカーを有するアミジン二量体と、配列の異なるラセミのアミドリンカーを有するカルボン酸二量体の二重らせん形成について調べた。その結果、アミジン二量体はカルボン酸二量体のリンカー部位の不斉と配列をほぼ完全に認識し、塩橋を介した二重らせんを形成することが明らかとなった。この成果は、既に論文として国際誌に受理された。さらに、片末端にアントラセンを有するカルボン酸モノマーの光反応挙動についても検討しており、アミジンテンプレート存在下で光を照射することによって、モノマー同士の光二量化反応が効率的に進行することを見出した。今後は、アントラセンの二位に置換基を有するカルボン酸モノマーを新たに合成し、その光二量化反応について検討する。二位置換のアントラセン誘導体はプロキラルな化合物であり、光反応によりキラルな二量体を与える。キラルなアミジン二量体テンプレート上にカルボン酸モノマー二分子が塩橋形成を介して一方向巻きの二重らせん状に配列することによって、光二量化反応が高い不斉選択性で進行すると期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。
地域デザインプロジェクトをテーマとした課題発見解決型デザイン教育プログラムの構築

平成30年度は、授業課題において地域と連携したデザインプロジェクトを行う一方、前年度に地域における課題として対象とした馬頭地区商店街をゼミのプロジェクトのテーマに選び取り組んだ。授業課題における地域デザインプロジェクトは、国史跡・神田城跡と周辺の公園および飲食店を対象に学部3年生およびゼミ生も加わって行なった。那須与一生誕地にも関わらず観光資源としても十分生かされてない現状の課題を鑑み、ロゴマークや広報のあり方、飲食店のブランディング、さらに遺跡を生かす修景計画や施設計画について、解決策に資するデザイン提案の作成に取り組んだ。馬頭地区商店街のプロジェクトは、前述のプロジェクトと並行しながら、取り組み方法について検討した。1該当する事業所や店舗を二人一組で廻り、意見交換をしながらアンケート調査を行う。2街を丹念に歩いて、街の構造を読み解いたり、街の特徴となる特性をピックアップしたりする。312から商店街の課題を明確化し、将来に向けての構想について考え方をまとめる。43のまとめを基に、将来構想案を具体性のある地域計画案としてまとめる。以上の4段階で進め、年度末に地域のホールで町民の方々を前に基本構想案として発表を行なった。最終年度である平成31年度は、新たな授業課題における地域と連携したデザインプロジェクトを行いながら、馬頭地区商店街のプロジェクトについて、2年間の成果を総合して、基本構想案提案に至る過程の検証を行いつつ、実技課題としての可能性・問題点などを検証し、地域プロジェクトと連携したデザイン教育プログラムの有効と思われる試案を作成し、提案を行う予定である。研究代表者による継続した調査や研究室ゼミ生とともに行ったアンケート調査やまち歩き現地調査の結果を踏まえて、将来構想案をまとめ、連携先の町民の方々に向けて発表することができ、全体としては概ね予定通り進行している。新たな授業課題における地域と連携したデザインプロジェクトを並行して進めながら、馬頭地区商店街のプロジェクトについて、2年間の成果を総合して、基本構想提案に至る過程の検証を行いつつ、実技課題としての可能性・問題点などを検証し、地域プロジェクトと連携したデザイン教育プログラムの有効と思われる試案を作成し、提案を行う予定である。平成29年度は、地域デザインプロジェクトの主題となる地域における課題を探り、次年度以降のプロジェクトの課題設定を行うことを目標とした。手始めとして、地域の地元自治体の商工観光課や商工会および地域協力隊の方々と協議し、調査対象を検討した。研究代表者による地域の特性調査を月に1回ほどのペースで行い、研究室ゼミ生による現地実地調査を春から夏に2回、秋に1回行った。地域の社会的文化的資産について、生かすべき地域資源を探る観点から商店街やいくつかの地区において、道の駅・美術館など地域の観光施設、空き家になっている住宅・店舗、そこで扱われている地域産品や情報発信についてを対象とした。一方、地域デザインプロジェクトの参考となる事例として、広島県内の3つの地域をピックアップし、現地調査を行い、地域資源のあり方や活かし方について、調査結果をまとめた。現地調査や参考事例の検討の結果、過疎の中山間地における商店街として様々な課題を抱える馬頭地区商店街を主たるプロジェクト対象とすることにし、当地の地域資源に関わるデータベース化についてもスタートし始めている。平成30年度は、調査結果をもとに馬頭地区商店街に関連した授業課題を設定し、事業所や店舗と連携して草の根的に商店街の課題解決につながる案を作成し提案を行い、並行して、商店街において、さらに関係者との意見交換や空間構造の読み取りにより、その性格付けを明確化し、将来においてあるべき姿としてアイデンティティを研ぎ澄ます方向で、発掘してきた地域資産を生かす地域計画、空き家の保存活用、情報発信、景観保全、事業・商品・イベント企画などの提案を授業課題と連携してまとめ、基本構想案として策定する予定である。研究代表者による継続した調査や研究室ゼミ生とともに行った3回の現地調査、参考事例の現地調査などを行って、プロジェクト課題の対象をおおまかに定めることができ、地域資源のデータベース化には遅れがあるものの、全体としては概ね予定通り進行している。

研究代表者による継続した調査や研究室ゼミ生とともに行ったアンケート調査やまち歩き現地調査の結果を踏まえて、将来構想案をまとめ、連携先の町民の方々に向けて発表することができ、全体としては概ね予定通り進行している。平成30年度は、調査結果をもとに馬頭地区商店街に関連した授業課題を設定し、事業所や店舗と連携して草の根的に商店街の課題解決につながる案を作成し提案を行う。並行して、商店街において、さらに関係者との意見交換や空間構造の読み取りにより、その性格付けを明確化し、将来においてあるべき姿としてアイデンティティを研ぎ澄ます方向で、発掘してきた地域資産を生かす地域計画、空き家の保存活用、情報発信、景観保全、事業・商品・イベント企画などの提案を授業課題と連携してまとめ、基本構想案として策定する予定である。新たな授業課題における地域と連携したデザインプロジェクトを並行して進めながら、馬頭地区商店街のプロジェクトについて、2年間の成果を総合して、基本構想提案に至る過程の検証を行いつつ、実技課題としての可能性・問題点などを検証し、地域プロジェクトと連携したデザイン教育プログラムの有効と思われる試案を作成し、提案を行う予定である。平成29年度の進行状況により、若干の事務用品の発注について、次年度への繰り越しが生じた。
文化の病としての拒食ー拒食聖女からジェンダーの病へー

病的な痩身は、1873年にガル卿が神経性拒食症という病気であると明言する前から、イギリス小説の中で女主人公がかかる病の一種として描き出されていた。その最も古い例としては『クラリッサ』が挙げられる。医学的な命名が遅れた原因として、拒食症という神経性障害が肺結核を併発しやすいことが挙げられる。両者の因果関係が理解されないまま、この二つの病気が混同されやすかったのである。肺結核が不治の病から治癒可能な病にかわり、拒食症が1970年代に再発見されてからは、文学作品における拒食症の描かれ方は変化していく。痩身を理想とする人々の増加と共に、拒食症が精神の病であると認識されるようになったことによる変化である。例えば、アトウッドは『食べられる女』の中で拒食症へと突き進む女性の心理を描き出し、臨床心理医レベンクロンは、拒食症に苦しむ少女に向けて一種の処方箋として『鏡の中の少女』を提示した。またジョージやウォルターズは、女性の異常な大食を犯罪の動機を示す目印として利用した。摂食障害は女性の病としてリアリスティックな小説の中で現在もなお描き出されているのである。『嵐が丘』の最後の場面で、拒食死したヒースクリフやキャサリンが死後子供の幽霊として彷徨っていることが語り手ロックウッドによって語られているが、ヒースクリフが食屍鬼と罵られることやキャサリンが死後もそのままの姿形を保っていたことから、この作品を吸血鬼の物語として読み解くこともできる。1897年の『ドラキュラ』以来、つまり精神科医の権威が吸血鬼の好敵手となって以来、吸血鬼についても一種の摂食障害として解釈することが可能となった。人血以外の食物を受けつけない異食症という摂食障害である。またその一方で、『トワイライト・サガ』や『銀のキス』といった現代の吸血鬼物語群の中にも拒食症と女性とのつながりを見て取ることができる。よって19世紀に小説の中で女性の病として語られた拒食症は現代文学の中にも生き続けているといえよう。18年度は、宗教的な動機による拒食をテーマとした研究を行った。このテーマを取り上げたのは、ギデンズの『社会学』第3版が拒食症を宗教的信条とは無関係な文化の病気と定義しているにもかかわらず、歴史的に見れば、宗教的な動機による女性の拒食症も確かに存在するからである。分析対象としては、リチャードソンの小説の主人公クラリッサ・ハーロー、『源氏物語』宇治十帖の大君を取り上げたほか、宮沢賢治やシモーヌ・ヴェイユのケースについても考察を行った。ただし、ヴェイユの哲学との直接的な関連は見出すことができなかった。英文学史上初の拒食症患者はクラリッサ・ハーローである。彼女の拒食症を、コーエンは近代家族史の観点から権力と女性の自己規定欲求との相克の結果であるとし、エルマンも現代史の観点から抑圧に対する抗議の印と読み解いている。しかし彼女の拒食症はまた、ルドルフ・ベルの説く拒食聖女の歴史の中に位置づけることもできる。この物語の三分の一は彼女の死に費やされており、彼女の死の床に人々が集い、祝福を受けて帰っていくこと、死後の彼女が聖母マリアの花「白百合」として称えられることはさながら聖人の昇天を思わせる。このような聖女性を付与されたクラリッサは、中世以来の拒食聖女の伝統を色濃く残す拒食症患者であったと言えよう。宇治十帖の大君は、中有に彷徨うう父、八の宮に会える唯一の機会を求めて拒食死を選んだ。宗教的な動機はないが、女性は穢れた者であるため成仏できず、極楽浄土に行くことのできる男性とは袂を分かつという当時の宗教的な観念が背後にある。宮沢賢治やヴェイユは共に節食傾向があり、自らの拒否した食物は飢餓線上の人々に神秘的な形で与えられ得ると信じていた。賢治はこの信念に基づいて食物連鎖を断ち切る『よだかの星』という童話を書いている。宗教的な動機による拒食は20世紀初頭まで存在したと言うことができる。『クラリッサ』における抑圧と拒食というテーマは、迫害される処女を描いた多くの小説を媒介として、『嵐が丘』へと受け継がれた。「白百合」と称えられるクラリッサを迫害した「悪魔」ラブレスは「黒い悪魔」ヒースクリフとして登場してくるが、そのヒースクリフですらこの作品では拒食死する結果を迎えている。女主人公キャサリンは、野生児の自分とは対極にある、「文化」を体現するエドガーに性の目覚めの頃から魅了され、彼と結婚する。彼女がエドガーとの文化的な生活に適応するためには、「自分自身よりもっと自分らしい」野生児ヒースクリフを象徴的な意味において抹殺する必要があった。彼女は、自らの内なるヒースクリフ、この生命力に満ちた永遠の野生児を抹殺しようとして、三日間の拒食を試みるが、その結果として精神分裂に至り、最後には「大人」であることの象徴たる出産に耐えきれず死亡する。ここにおいて拒食は、野生児キャサリンの女性としての成熟拒否を示すものとして現れてくる。登場人物の一人ロックウッドの目にしたキャサリンの幽霊が子供の姿であるのはこのためである。同時にこの幽霊の姿は、キャサリンの魂が本来の姿を取り戻したこと、すなわち拒食によって「文化」と出会う前の野生児キャサリンに戻ったことを示している。ヒースクリフもまた自ら進んでの餓死を選択する。

分身であるキャサリンが幽霊となって荒野を彷徨っているのに、彼女を取り戻すことができないからである。拒食死の後キャサリンの魂が子供の幽霊として現世に戻ってきたように、ヒースクリフも魂のままで再び現世に戻ってくることを望んで食を断つのである。棺桶の中の彼女の屍体が朽ちないようにヒースクリフが気を使っていたのは、彼女の魂の宿る場所としての身体が失われるのを恐れていたことを示している。土壌のおかげで二人の屍体が朽ち果てることなく保たれたため、人々は魂の蘇りがあったものと解釈した。荒れ野で暮らす人々の目に二人の亡霊が幾度となく留まることはその証拠であると受け取られたのである。このように『嵐が丘』は拒食による魂の蘇りを描いた物語と考えることができる。病的な痩身は、1873年にガル卿が神経性拒食症という病気であると明言する前から、イギリス小説の中で女主人公がかかる病の一種として描き出されていた。その最も古い例としては『クラリッサ』が挙げられる。医学的な命名が遅れた原因として、拒食症という神経性障害が肺結核を併発しやすいことが挙げられる。両者の因果関係が理解されないまま、この二つの病気が混同されやすかったのである。肺結核が不治の病から治癒可能な病にかわり、拒食症が1970年代に再発見されてからは、文学作品における拒食症の描かれ方は変化していく。痩身を理想とする人々の増加と共に、拒食症が精神の病であると認識されるようになったことによる変化である。例えば、アトウッドは『食べられる女』の中で拒食症へと突き進む女性の心理を描き出し、臨床心理医レベンクロンは、拒食症に苦しむ少女に向けて一種の処方箋として『鏡の中の少女』を提示した。またジョージやウォルターズは、女性の異常な大食を犯罪の動機を示す目印として利用した。摂食障害は女性の病としてリアリスティックな小説の中で現在もなお描き出されているのである。『嵐が丘』の最後の場面で、拒食死したヒースクリフやキャサリンが死後子供の幽霊として彷徨っていることが語り手ロックウッドによって語られているが、ヒースクリフが食屍鬼と罵られることやキャサリンが死後もそのままの姿形を保っていたことから、この作品を吸血鬼の物語として読み解くこともできる。1897年の『ドラキュラ』以来、つまり精神科医の権威が吸血鬼の好敵手となって以来、吸血鬼についても一種の摂食障害として解釈することが可能となった。人血以外の食物を受けつけない異食症という摂食障害である。またその一方で、『トワイライト・サガ』や『銀のキス』といった現代の吸血鬼物語群の中にも拒食症と女性とのつながりを見て取ることができる。よって19世紀に小説の中で女性の病として語られた拒食症は現代文学の中にも生き続けているといえよう。
増殖因子HB-EGFの活性発現におけるヘパラン硫酸PGの役割とその相互作用の解析

HB-EGFはEGFファミリーに属するヘパリン結合性の増殖因子である。HB-EGFの機能的特徴はヘパリン結合性である。HB-EGFのヘパリン結合性の生物学的意義の解明を目的として、我々はまず、HB-EGFのヘパリン結合性という性質およびその分子内ヘパリン結合ドメイン(HBD)が、HB-EGFの生理活性においてどのような役割を果たしているのかを解析するために、HBDを欠失させた変異HB-EGF分子(HB-ΔHB)を作製し、野生型HB-EGFとの性状比較を行ったところ、HB-ΔHBの、EGFR発現細胞に対する増殖因子活性およびジフテリア毒素結合活性は野生型HB-EGFのこれらの活性に比べて著しく高く、野生型HB-EGFにヘパリンが会合した場合と同等の活性を有することがわかった。これらのことから、HBDはHB-EGFのEGFドメインの活性を構造的に負に制御しており、ヘパラン硫酸糖鎖とHBDとの会合がHBDによる負の制御を解除するということが明らかとなった。しかし通常の組織では、ヘパラン硫酸糖鎖はコア蛋白と結合したヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)としての存在状態の方が生理的であると考えられる。そこで、細胞表面のHSPGとの会合がHB-EGFの増殖因子活性に対してどのような影響を与えるかを検討する目的で、HSPGを発現するVero細胞をPFA固定し、その表面にHSPGを介して分泌型リコンビナントHB-EGFを結合させ、その上でDER細胞(EGFR発現IL3-dependent 32D細胞)を共培養する、という実験系を確立した。すると、DER細胞は、培養液中IL-3の有無に関わらず、HSPGに結合したrB-EGF量依存的にその増殖が著しく抑制される、ということを見いだした。この実験系において、DER細胞の増殖抑制が細胞周期停止(GO/G1)であること、またそのHB-EGF及びHSPG依存性、EGFRのkinase活性及び細胞内領域Y1068モチーフが必須であること、さらにHB-EGFに対するHS鎖添加の場合はEGFR-MEK-ERKシグナルの活性化が一過性であるのに対し、HSPG結合型HB-EGFの場合これらの活性化が持続的であり、DER細胞の細胞周期停止にはEGFR-MEK-ERKシグナルの持続的活性化が必要かつ十分であることがわかった。これらのことから、HB-EGFは細胞表面HSPGと会合することで、その活性が増殖促進から抑制に転換することが明らかとなった。HB-EGFはEGFファミリーに属する増殖因子である。分泌型は増殖促進活性を、膜結合型はジフテリア毒素(DT)との結合活性を持つ。HB-EGFはヘパリン結合領域を有し、ヘパリンやヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)と結合する。これまで、HB-EGFはヘパリンやHSPGとの相互作用によりDTとの結合活性を上昇させることが明らかになっていた。しかし、HSPGとの相互作用がHB-EGFの増殖因子としての活性にどのように関与するのか明らかでなかった。我々は、1)分泌型の増殖因子としての機能におけるHSPGの機能的相互作用と2)膜結合型の活性におけるHSPGの機能的相互作用の解析を明らかにするため、分泌型ΔHBと膜型ΔHBを作成し、ヘパリン存在下、非存在下における活性を、野生型と比較した。EGF-like domainの活性はEGF Receptorを過剰発現している細胞を用いた細胞塔殖の検出、およびEGF-like domainを介して結合するDTとの結合活性の検出により評価した。ΔHBとDTとの結合活性は、ヘパリン非存在下において、野生型よりも高かった。野生型の活性は、ヘパリンの濃度依存的に、ΔHBと同じ程度まで上昇した。ΔHBの増殖因子活性は、ヘパリン非存在下において、野生型よりも高かった。したがって、HBDはHB-EGFのEGF様ドメインの活性を抑制していて(申請書、研究実施計画1)(1)、2)(1))、ヘパリンはHBDの抑制効果を解除し、活性を上昇させる(申請書、研究実施計画1)(2)、2)(2))ことが示唆された。695私は、細胞表面のHSPGとHB-EGFの相互作用による影響を見るために、EGF受容体を高発現し、IL-3依存的に増殖する血球系細胞(DER細胞)を用いて、HB-EGFの増殖活性を検出した。HSPG発現細胞としてVero細胞を用い、DER細胞との共培養系を確立し、HSPG結合型HB-EGFの増殖活性を評価した。DER細胞はHB-EGF依存的に増殖する。しかし、HB-EGFを結合したVero細胞(HB/Vero)上で、DER細胞は増殖を抑えられ、細胞周期を停止した。私は、HB/Vero依存的な増殖抑制が1)接着依存的におこり2)HSPGを要し3)HB-EGF依存的であること、をトランスウェルや活性阻害剤を用いた実験より明らかにした。また、このHB/HSPGの増殖抑制効果はEGF受容体を解しており、HB/HSPG上のDER細胞のEGF受容体の活性化状態は、HB-EGF依存的に増殖する場合と比べて、長期的であった。EGF受容体の下流ではErkの活性化が知られており、Erkの長期的な活性化も見られた。そこでDER細胞に活性化型Rasを高発現させたところ、DER細胞の増殖はVero細胞非存在下で抑制された。

したがって、私は、細胞表面のHB/HSPGがEGF受容体を介してRas/Raf/MAPK経路を長期的に活性化することで、増殖停止シグナルを送ることを明らかにした。771HB-EGFはEGFファミリーに属するヘパリン結合性の増殖因子である。HB-EGFの機能的特徴はヘパリン結合性である。HB-EGFのヘパリン結合性の生物学的意義の解明を目的として、我々はまず、HB-EGFのヘパリン結合性という性質およびその分子内ヘパリン結合ドメイン(HBD)が、HB-EGFの生理活性においてどのような役割を果たしているのかを解析するために、HBDを欠失させた変異HB-EGF分子(HB-ΔHB)を作製し、野生型HB-EGFとの性状比較を行ったところ、HB-ΔHBの、EGFR発現細胞に対する増殖因子活性およびジフテリア毒素結合活性は野生型HB-EGFのこれらの活性に比べて著しく高く、野生型HB-EGFにヘパリンが会合した場合と同等の活性を有することがわかった。これらのことから、HBDはHB-EGFのEGFドメインの活性を構造的に負に制御しており、ヘパラン硫酸糖鎖とHBDとの会合がHBDによる負の制御を解除するということが明らかとなった。しかし通常の組織では、ヘパラン硫酸糖鎖はコア蛋白と結合したヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)としての存在状態の方が生理的であると考えられる。そこで、細胞表面のHSPGとの会合がHB-EGFの増殖因子活性に対してどのような影響を与えるかを検討する目的で、HSPGを発現するVero細胞をPFA固定し、その表面にHSPGを介して分泌型リコンビナントHB-EGFを結合させ、その上でDER細胞(EGFR発現IL3-dependent 32D細胞)を共培養する、という実験系を確立した。すると、DER細胞は、培養液中IL-3の有無に関わらず、HSPGに結合したrB-EGF量依存的にその増殖が著しく抑制される、ということを見いだした。この実験系において、DER細胞の増殖抑制が細胞周期停止(GO/G1)であること、またそのHB-EGF及びHSPG依存性、EGFRのkinase活性及び細胞内領域Y1068モチーフが必須であること、さらにHB-EGFに対するHS鎖添加の場合はEGFR-MEK-ERKシグナルの活性化が一過性であるのに対し、HSPG結合型HB-EGFの場合これらの活性化が持続的であり、DER細胞の細胞周期停止にはEGFR-MEK-ERKシグナルの持続的活性化が必要かつ十分であることがわかった。これらのことから、HB-EGFは細胞表面HSPGと会合することで、その活性が増殖促進から抑制に転換することが明らかとなった。
長崎の原爆関連遺構・場所に関する再考とツーリズムのための計画学的再構

平成30年度はまず、被爆建造物の一つである旧長崎県庁舎第3別館(旧長崎警察署)について調査と保存計画に時間を費やし、研究発表、市民講座を行い、学生の研究指導にも取り組んだ。この建物は長崎県庁の移転に伴い、取り壊しの立場にあり、行政や市民を含め、より広い理解を得なければならないという緊急性があったから、重点作業の一つとなった。該当建物はこれまでの長崎市の被爆建造物等についてのランク付け(A、B、C、D)において、Dランクに付けられており、保存の必要性は低い立場にある。しかし、この建物の歩んできた歴史、市街地における立地状況、原爆当時の市内の被災状況を示す物証などの側面から考察すると、行政によるランク付け以上の保存の意義がある。研究ではこれらを通して明らかにし、保存と利用のあり方などについて提案した。被爆建造物等についての調査は平成30年度においても行ってきた。平成29年度の継続作業として、今年度は主に被爆構造物、被爆樹木などについて調査し、評価を行ってきた。調査作業自体はまだ完了していないため、令和元年の前半において調査を続く予定である。この調査は、被爆建造物等の最新の状況を記録しており、今後の評価と計画的な保存・利用の基礎資料を作成する。作業の中で、過去、原爆50周年の時にまとめられた被爆建造物等のリストに含まれていないものをも新たに発見し、今後のリストアップになるように取り組んでいるところである。また、原爆50周年の時の調査の背景や、ランク付けの根拠などについても再検討をしている。大学教育において、担当科目数が増える状況にあるうえ、平成30年度は学生の海外研修(建築学海外研修)の引率にあたり、年度前半はそれの準備のために多くの時間を費やした。また、研究実績概要でも触れたように、旧長崎県庁第3別館の保存の緊急性が上がってきたため、その調査研究についても多くの時間を配分した。よって、初期の研究計画に予定していた広い視点での「空間資源」と「景観資源」についての調査と評価作業はまだ十分に着手できていない状況にある。令和元年の夏までに被爆構造物と被爆樹木についての調査と評価を完了する。年度後半は被爆の記憶としての「空間資源」について調査し、評価を行う。現状や実態の調査は重要な基礎であるため、この作業をしっかり遂行していく予定である。教育においては、学生の卒業研究指導において、被爆建造物等を対象とした町歩きと平和学習(長崎では「さるく」という)のコース計画の内容を取り組み、研究効果を上げようとしている。これを通して、観光学への応用を実験的に検証する。今年度は長崎市における原爆関連の被爆遺構を再調査と再リスト化を目標に、文献調査と実地調査を行った。いわゆる「被爆遺構」は種類として、主に「建築物」、「工作物・橋梁」、「樹木」が挙げられ、長崎市では平成8年、「長崎被爆50周年記念事業」において大規模な調査が行われた。当時のリストを参考に、本研究では再調査を行った。今年は主として「建築物」類の45か所について網羅的な考察を行った。滅失したものや、現存しているものの状況などについて、新たな調査資料を作成した。調査においては、教育と連携をとり、学生の参加を促し、そして、長崎県・長崎市役所の関連部署、長崎平和推進協会との連携をも図った。今年度の活動の中で、新たに取り壊しの可能性が出た物件(旧長崎警察署)については、特に多くの時間を投入し、詳細な調査を行い、図面資料を作成した。今年度の成果としては、「長崎市における被爆建造物等の保存の課題」(長崎総合科学大学地域科学研究所紀要)、「被爆建造物をどう保存するか旧長崎警察署をめぐる課題」(長崎総合科学大学平和文化研究所紀要)などの形で発表した。これらの成果は2018年度において、長崎歴史文化協会主催の市民講座などにて発表する予定となっている。被爆建造物の保存のあり方や必要性については、地元の有識者や建築家を対象にヒアリング調査も行った。長崎総合科学大学平和文化研究所の定例の研究会においては、他の所員との意見交換を行い、研究交流を行った。被爆遺構の中の「工作物・橋梁」と「樹木」については、文献調査を行い、基礎資料を作成した。2018年度においては実地調査を行う計画を立てている。そして、今年度の成果は2018年度の学会などにおいて発表する予定である。研究計画の中で立てていた年度内の計画内容をおおむね順調に進展している。

調査作業自体はまだ完了していないため、令和元年の前半において調査を続く予定である。この調査は、被爆建造物等の最新の状況を記録しており、今後の評価と計画的な保存・利用の基礎資料を作成する。作業の中で、過去、原爆50周年の時にまとめられた被爆建造物等のリストに含まれていないものをも新たに発見し、今後のリストアップになるように取り組んでいるところである。また、原爆50周年の時の調査の背景や、ランク付けの根拠などについても再検討をしている。大学教育において、担当科目数が増える状況にあるうえ、平成30年度は学生の海外研修(建築学海外研修)の引率にあたり、年度前半はそれの準備のために多くの時間を費やした。また、研究実績概要でも触れたように、旧長崎県庁第3別館の保存の緊急性が上がってきたため、その調査研究についても多くの時間を配分した。よって、初期の研究計画に予定していた広い視点での「空間資源」と「景観資源」についての調査と評価作業はまだ十分に着手できていない状況にある。本研究の基礎作業は、長崎市における被爆関連の遺構について再調査をした上、再評価をすることである。よって、次年度の主な遂行内容として、実地調査の継続と基礎資料の作成である。2018年度は、「工作物・橋梁」、「植物」についての実地調査を行い、そして、被爆建造物等を都市空間の中で再評価し、歴史の記憶としての「場所」の価値などについて研究をさらに進めていく。長崎の被爆建造物等が抱えている大きな課題は、「保存」のあり方である。方法的な検証にあたり、他の先進地域との比較研究もこれから進める予定である。令和元年の夏までに被爆構造物と被爆樹木についての調査と評価を完了する。年度後半は被爆の記憶としての「空間資源」について調査し、評価を行う。現状や実態の調査は重要な基礎であるため、この作業をしっかり遂行していく予定である。教育においては、学生の卒業研究指導において、被爆建造物等を対象とした町歩きと平和学習(長崎では「さるく」という)のコース計画の内容を取り組み、研究効果を上げようとしている。これを通して、観光学への応用を実験的に検証する。今年度は長崎市内での実地調査に多くの時間が取られ、特に年度後半は、ゼミ生の卒業研究の指導も重なり、一部の調査物件に集中的な調査を行わなければならない状況にあった。その影響で、計画していた学会発表と国際会議への参加は間に合わなかった。よって、旅費等は発生しなかった。なお、これらの費用は次年度の学会と国際会議で使う予定となっている。予定していた調査(海外調査を含む)が遅れ、該当年度内での使用ができず、次年度にずれていることによる。
ダイノルフィントランスジェニックマウスの作製-その脂質摂取規定因子としての分子行動学的解析-

Dynorphin(ダイノルフィン)は、脳及び腸管に存在する代表的なオピオイドペプチドのしつであり、脳内では摂食行動や学習、記憶、情動行動に関与し、また末梢では胃腸運動や胃酸分泌・膵内外分泌等、消化管機能に深く関与している。そこで今回我々は、ダイノルフィンを過剰に発現させたトランスジェニックマウスを作製し、その摂取行動や学習、情動行動を一生涯という時間軸で解析し、脳腸ペプチドとしてのダイノルフィンの病態生理学的意義を明らかにし、将来のopioid drugの臨床応用に資することを考えた。我々の研究及び現在までの進展状況は、以下の様である。1)ダイノルフィンを過剰発現させるためのプリモーターとしては、まず、Thy1-AB1を用い、ダイノルフィンを中枢神経系のみに限定して発現させることを考えた。多くの脳腸ペプチドは中枢及び末梢で正反対の作用を示し、ダイノルフィンの摂食促進作用も中枢でのみ発現されると考えられる。マウスダイノルフィンはPCRでクローニングし、Thy1-ダイノルフィントランスジーンを作製した。2)ダイノルフィントランスジェニックマウスの作製今回の阪神大震災により、このプロセスが決定的に遅れることになった。神戸大学医学部動物舎に保管していたトランスジェニックマウス作製用のマニュプレーターが破損し、新型機が入手できたのは予算の関係で秋以降となった。更に動物舎はセンダイウィルス等で汚染され、その消毒や、汚染されたNPYトランスジェニックマウスのSPF化等余分な操作に手をとられることとなった。したがって、現時点では、ようやく、トランスジェニックマウスの作製にかかれるようになったところであり、研究は大幅に遅れている。ニューロサイエンスの領域へのトランスジェニックマウスの応用はまだ比較的日が浅いが、我々はすでにNPYトランスジェニックマウスを誕生させ、現在解析をすすめている。急性投与実験ではうかがいしれないような、不安と関連した、興味あるモデル動物が誕生している(投稿中)。脳腸ペプチドの研究で最も欠落している点はその病態生理学的意義の解明であり、トランスジェニックマウスの技術は、極めて有力な方法であると思われる。今後、部位選択性(例えば本研究のような脳内視床下部)や発現時期特異性を考慮にいれたモデル動物が作製され、ますますその有用性が増加してゆくものと思われ、ダイノルフィントランスジェニックマウスもモデル動物として大変興味がもたれ、是非すすめてゆきたいと考えている。
フランス中世宮廷騎士道物語のドイツにおける受容と翻案

1.中世フランスの宮廷騎士道物語がドイツの作家たちによってどのように翻案・受容されたか、特にクレチアン・ド・トロワの作品とハルトマン・フォン・アウエ、ヴォルフラム・フォン・エッシェンバハ、更にフランスの13世紀の逸名作家の『散文ランスロ』とドイツの『ランツェレット』の比較研究によって検討した。その結果、従来は単なる量的な付加ないし修辞学的な洗練度のレベルで捉えられてきたドイツの翻案作品の問題が、作品の本質的な性格にかかわる重要な問題であることが明らかになった。即ちフランスの騎士道物語はドイツにおいて非聖化=写実主義傾向の物語に変質していたのである。この事実は一つの重要な示唆を含んでいる。ハルトマンらが活躍した12世紀末・13世紀にはフランスにおいても同じように写実的傾向の冒険物語(roman d'aventure)が輩出しており、その背景には社会の変化、それに伴う意識の変化などが想定されるのであるが、ドイツにおいても同じことが起っていたのではないかということである。この問題は単なる受容・影響関係からだけではなく、一種の平行関係が存在したことを想定して再検討が必要である。2.騎士道物語の主要なテ-マに愛の問題があったが、純粋愛(fin'amor)・宮廷風恋愛(amour courtois)がドイツでどのように受容されたかを検討した。クレチアン=ハルトマン型の夫婦愛の理想はやがて反社会的な愛の本質を追求した『トリスタン』と世俗の愛に神の愛を対置した『聖杯物語』へと二極分化した。純粋愛は他方ではダンテ、ペトラルカを経て神秘主義・ネオ=プラトニスム的傾向の強い近代の抒情詩に進んでゆくことが明らかとなる。今後西ヨ-ロッパ諸国の社会状況を考慮に入れながら更に徹底した比較研究を進めてゆくことが必要であろう。1.(共同研究)共同研究の成果があがるように、隔月に各人の研究成果を持ち寄って研究報告会を開き、討論と情報交換を通して各研究が有機的にリンクされてゆくように留意した。2.(個人研究)神沢はクレチアンのYvainとハルトマンのIweinについて、特に前者の昔話的性格が後者でどのように変化したかを調査して、後者のもつ騎士道物語の非聖化=写実的傾向を明らかにし、かつドイツにおけるこの傾向が同時代のフランスのヌーヴェルにも見ることができる点から、ドイツの宮廷文学がフランス文学の受容という一方向的見方ではすまされない可能性を示唆、その成果を国際アーサー王学会日本支部大会(63年10月1日、明星大学)および名大文学部研究論集に発表。小栗はクレチアンのPercevalとヴォルフラムのParzivalのそれぞれの前半部分の表現上の、特に語り手の口上と場面場面の描写を比較検討し、また名大中世文学研究会においてペルクセンの『中世ドイツ叙事詩における語り手』について報告した。植田は散文アーサー王ロマンス諸篇が三つの物語世界(年代記の世界、聖史の世界、変愛に基づく宮廷騎士の世界)を背景として成立しているとの視点を得て、独仏のランスロ物語の比較を手がけ、また比較的初期の散文作品について分析した成果を名大文学部研究論集に発表予定。伊東はクレチアンのErecと比較しながらハルトマンのErecの物語構造、とくにモティーフのくり返しと二重コース論を具体的に調査してその成果を国際アーサー王学会日本支部大会(同上)および名大中世文学研究会において発表し、またその調査過程で二重コース論とTypologie的解釈の関係に関心を持ち、フランスの武勲詩とドイツのその受容を比較した研究の成果を中部大学国際関係学部紀要に発表の予定。

1.(共同研究)共同研究の成果が上がるように、隔月に各人の研究成果を持ち寄って研究報告会を開き、討論と情報交換を通して各研究が有意義にリンクされてゆくように留意した。その結果、神話的・民話的であったフランスの宮廷騎士道物語がドイツでの受容と翻案にあっては写実主義的性格の物語となっていくこと、それが単にフランスとドイツという文化的背景の相違によるばかりでなく、フランスとドイツに共通した文学傾向の歴史的変化の反映であることについて意見の一致を見た。2.(個人研究)神沢は宮廷騎士道物語の主要テ-マのひとつである宮廷風恋愛についてそのトルバドゥ-ル以来の起源からルネッサンス期にいたる流れに注目し、その成果を『國學院雑誌』に発表した。小栗はフランスの『ベルスヴァル』とそのドイツでの翻案作品である『パルチヴァ-ル』とについて、主人公の少年時代の描き方という点から比較研究しその成果を本報告書に発表予定。植田はフランスの散文ロマンスの物語構造の特質を明らかにすべく、「編み上げの技法」の概念を整理した上で、とくに『散文ランスロ』における物語の技法を研究し、その成果を名大中世文学研究会において口頭発表した。伊東は同じ類型の男女の組み合わせとして、ドイツ作品のエ-レクとエ-ニ-テ(ハルトマン)およびオルリスとエシュ-テ(ヴォルフラム)をそれぞれもとのフランス作品のエレックとエニッド(クレチアン)および『ペルスヴァル』中のある男女を取り上げて比較検討し、その成果を名大中世文学研究会で口頭発表して、さらに詳細に本報告書で発表する予定である。
内耳発生におけるβ-カテニンの機能

ラット内耳の発生は、菱脳域、ロンボメア5/6に対応する表皮が周囲の組織からのシグナルを受け肥厚することに始まる。表皮は2-3層の細胞層からなる耳プラコードを形成し、体幹内部に陥入して耳ピットとなり、ついで耳胞を形成する。耳胞は表皮から分離し、菱脳に面した壁から内リンパ管が背方に突出し、上方が卵形嚢、下方が球形嚢となる。耳胞の腹域からは聴神経細胞が遊出し、神経堤由来のシュワン細胞・サテライト細胞等とともに聴神経節を形成する。ラット胚内耳形成過程で、耳ピット内面に一過的にβ-カテニンが多く発現・蓄積されていた。9.5日ラット胚をβ-カテニン遺伝子に対するアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチドを添加したラット血清中で培養することにより、β-カテニンノックダウン胚・胎仔が作成された。それらの胚・胎仔では、耳ピット内面の強いβ-カテニン発現・蓄積が消失していた。カテニンノックダウン胚・胎仔の耳プラコード、耳ピット、耳胞の総細胞数は対と比べ有意に低下していたが、耳胞の形態形成は対照と同様に進行し、β-カテニンノックダウン胚・胎仔においても外表皮から分離した耳胞が形成された。しかし、顔面・聴神経細胞分化は抑制されていた。これらの結果は、ラット胚内耳形成過程で耳ピット内面に一過的強く発現するβ-カテニンは、耳プラコード細胞の増殖を促進させ、さらに、増殖した細胞の遊出・移動、及び、聴神経細胞分化促進に関わっていることを示唆している。1)ラット胚発生期内耳におけるβ-カテニン分布変化の免疫染色による観察β-カテニン染色は、発生期ラットで偏在していたが、濃い染色が、形態形成に対応するかたちで、一時的に、脳、耳胞、眼胞、体節に見られた。濃い染色は、心臓、端脳の背域の表皮、顎弓、肢芽にも見られたが、これらの染色は胎生11.5日胚でも引き続き観察された。耳プラコードは、胎生9.5、10.0日胚ではまだ形成されておらず、10.25日胚のロンボメア5/6に対応する頭側表皮の肥厚として認められた。この時期、耳プラコードはわずかに陥入していたが、まだβ-カテニンの染色は見られなかった。耳プラコードが陥入するにつれて、耳窩内面に濃い染色が出現し(胎生10.5、10.75、11.0日)、耳胞形成とともに染色は淡くなった(胎生11.25、11.5日)。2)ラット全胚培養とアンチセンスノックダウン法の結合胎生9.5日ラット胚を、β-カテニン遺伝子に対するアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチド(5'-CAGGTCAGCTTGAGTAGC-3')を添加したラット血清中で培養した。2μMを添加すると、耳窩内面の濃い染色は認められなくなった。培養30時間後(胎生10.75日に対応)の全胚のβ-カテニン量を、ウエスタンブロット法で測定すると、対照に比べ、有意に減少していた。1)ラット胚発生期内耳における細胞増殖胎生9.5日ラット胚を、ラット血清中(A)正常、(B)βカテニン遺伝子に対するアンチセンスODN添加、及び(C)同センスODN添加、で全胚培養した。培養27時間後、プロモデオキシウリジン(BrdU;50μg/ml)を培養液に添加、3時間後に胚を固定、パラフィンの連続切片を作成し、耳プラコードにおける細胞増殖を観察した。培養30時間後の耳プラコードの全細胞数は、(A)1314±244、(B)1042±237(2μM添加)、(C)1339±207(2μM添加)で、アンチセンスODN添加で、対照に比べ、有意に低下していた。

BrdUを取り込んでいない細胞の割合は、(A)32.1±6.4%、(B)49.3±14.1%(2μM添加)、(C)29.4±8.4%(2μM添加)で、アンチセンスODN添加で、対照に比べ、有意に増加していた。これらの結果は、ラット内耳発生過程で、耳プラコードに一過的に強く発現するβカテニンの役割の一つは、細胞の増殖を促進させることであることを示唆している。2)ラット胚発生期内耳における細胞分化上記1)と同様に、胎生95日ラット胚を全胚培養した。培養54時間後、胚を固定、パラフィンの連続切片を作成し、2H3(抗ニューロフィラメント抗体)で染色し、耳プラコードにおける細胞分化を観察した。染色は、耳胞には見られなかったが、聴神経コンプレックスに認められた。(A)、(C)に比べ、(B)では、染色は殆ど見られなかった、これらの結果はβカテニンにより増殖した耳プラコードから遊出してきた細胞が、聴神経コンプレックスの中で、聴神経細胞に分化している可能性を示している。ラット耳プラコードに一過的に強く発現するβ-カテニンは、耳プラコードの細胞増殖を促進させ、そこから遊出する聴神経細胞の分化に関わっていると考えられる。聴神経細胞群にはβ-カテニンの発現は認められなかったが、ネスチンの発現が一過的に観察された。ネスチン発現を攪乱させても、聴神経細胞群の遊出に変化は見られなかった。1)ラット発生期内耳におけるネスチンの発現SDラット胚を経時的に抗ネスチン抗体で染色し、内耳発生におけるネスチンの発現を調べた。胎生10.5日では、染色は、耳プラコード域の神経管腹側外層から遊出する細胞群、第2鰓弓中の顔面・聴神経細胞群に、繊維状に観察されたが、耳プラコードには認められなかった。胎生11.5日に、耳プラコードは耳胞に発生する。耳胞にも染色は見られなかったが、耳胞から腹側域に分布する聴神経細胞群に、繊維状の染色が観察された。この染色は、発生が進むと消失した(胎生13.5日)。これらの結果は、聴神経細胞群に一過的に発現するネスチンが、聴神経細胞の遊出・分化に関わっている可能性を示唆している。2)カリクリンA(CA)処理ラット胚における聴神経細胞発生SDラット9.5日胚を、CA、あるいは、K252aを含むラット血清中で48時間培養し、聴神経細胞分化を調べた。CA処理されたラット胚では、対照では神経管中に繊維状に認められるネスチン染色が、神経管外層に点状に認められ、神経管細胞の配列は乱れていた。しかし、対照と同様、耳プラコードに染色は見られなく、耳プラコード細胞の配列も正常であった。耳プラコードから遊出した聴神経細胞群の分布・量は、対照と同様であったが、ネスチン染色は繊維状ではなく点状を示しており、聴神経細胞の形態も、紡錘形でなく球形を示すものが多く観察された。聴神経細胞の遊出・分化に、ネスチンは関わっていないと推定される。1.カリクリンA(CA)、及びK252a処理ラット胚における聴神経節細胞発生SDラット9.5日胚をCAあるいはK252aを含むラット血清中で全胚培養し、聴神経節細胞分化を調べた。50nMCA処理で胚は発生しなかったが、20nM処理で胚は対照と同様に発生した。処理胚の内耳発生は対照と同様であった。対照と同様、発生期内耳にネスチン染色は見られなかったが、将来、顔面・聴神経節になる神経堤細胞集団で、対照では繊維状に見られる染色が点状に認められた。それらの神経堤細胞集団の形状・量は、対照とほぼ同様であった。500nMK252a処理で変型胚が出現したが、100nM処理では胚発生、あるいは内耳発生は対照と同様であった。神経管、あるいは将来、顔面・聴
実空間オーダーN法による大規模な第一原理分子動力学シミュレーション

前年度までに、以下について、プログラム開発とテスト計算が終了している。(1)密度汎関数理論のオーダーN法を、タイトバインディング理論のオーダーN法へと帰着させるための、局在基底関数の構成。(2)タイトバインディング理論のオーダーN法による、約4000原子までのテスト計算。本年度はこれらをうけ、以下の2点を行った。(1)オーダーN法の基礎となる、局在一電子軌道描像の理論を構築した。それは、数学的にはある種の平均場方程式の解として定義でき、仮想的な不純物状態へと帰着させることができる。その局在性は、不純物準位が価電子帯からエネルギー的に孤立していることに起因する。そのエネルギー差から、局在の特徴的長さが定義でき、計算結果で得られた波動関数との間に、定量的な一致を見た。これら基礎理論は、オーダーN法の基礎方程式から完全な一般論として導かれており、化学結合という直感的概念と、変分法に基づく現代的電子構造理論とを直接結びつけられるものになっている。(2)オーダーN法をもちいた動的シミュレーション(分子動力学計算)のテスト計算を行った。そこでは、局在一電子軌道の中心座標を、一電子軌道の重心として定義した。この中心座標からの距離によって、局在領域の動的制御が可能になった。また、上記平均場方程式の数値解法アルゴリズムとして、ランチョス法を用いた。これにより、計算時間の大半は、「大規模疎行列から部分行列を取り出し、それらのかけ算する」ことに帰着された。実際のプログラムでは、計算時間とメモリ容量との双方を最適化するため、原子数の2乗のサイズをもつ配列を用いた。これは厳密な意味でのオーダーN法にはならないが、現在の目標である、数万原子数以下の計算においては問題とはならない。問題点として、金属系の計算においては、カーパリネロ法でも知られている「準位交差」問題があり、この点については完全な解決へと至ってはいない。1、タイトバインディング法と密度汎関数法との両方に適応可能な、プログラムコードを作成した。前者の範囲で、ダイアモンドについて、約4000原子を含むまでの系のテスト計算を実施した。計算には1CPUの標準的ワークステーションを用い、約4000原子の系でも1時間以内に計算が完了した。一方、対角化法は500原子程度の系が限界であり、約4000原子の系では1000時間弱の計算時間が予想される。対角化法とオーダーN法とでさらに詳しくCPU時間を比較したところ、100-200原子程度を境界にして、オーダーN法が優位になることが分かった。これは以下の理由による。我々のオーダーN法はワニア関数を用いるものである。このテスト計算では、1つのワニア関数は約20個の原子を含む空間に広がっており、上記計算における境界値は、この広がりによって決まっている。2、オーダーN法の本質である、ワニア関数の局在性に関し、基礎理論を明らかにした。ワニア関数の局在性に関しては、これまで、1次元単一バンド系からの類推でバンドギャップと直接関係のあるものと思われてきた。これに対し我々は、以下の方法で、こうした関係が一般的なものでないことを示した。(1)ダイアモンド構造をとる物質(炭素、シリコンなど)に対し、タイトバインディング法の範囲で厳密なワニア関数を得た。さらに、得られたワニア関数を従来知られていた摂動理論によって解析し、その局在性はバンドギャップには敏感でないことを示した。(2)オーダーN法の基礎方程式からワニア関数を直接導いた。また、完全な一般論として、その局在性を論じた。それによると、ワニア関数は形式的に、不純物原子のつくる不純物状態として一体問題へと帰着させることができる。これらの結果は、現在、論文投稿中である。

これは厳密な意味でのオーダーN法にはならないが、現在の目標である、数万原子数以下の計算においては問題とはならない。問題点として、金属系の計算においては、カーパリネロ法でも知られている「準位交差」問題があり、この点については完全な解決へと至ってはいない。