hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
協奏機能分子触媒による高効率炭素-炭素、炭素-窒素、炭素-酸素結合形成反応の開発

協奏機能を有するキラルCp*Irアミド錯体およびアレーンRuアミン錯体を触媒とし、基質の複数の反応点を同時かつ精緻に制御することで、効率的な不斉炭素-炭素および炭素-ヘテロ原子結合形成反応の開発を行った。これまで、シアノ酢酸エステルとアゾジカルボン酸エステルとの不斉炭素-窒素結合形成反応が、キラルIr触媒を用いたとき高エナンチオ選択的に進行することを報告してきた。この反応は、基質同士のみで進行するラセミ反応の混在により、選択性の低下が観察された。酸性度の低いシアノ酢酸アミドを供与体に用いることでラセミ反応を抑制し、IrのみならずRu触媒を用いた場合でも、高い不斉収率で目的付加生成物が得られることを明らかにした。一方、シアノ酢酸エステルとアセチレンジエステル類の反応はラセミ反応が進行しないため、キラルIrおよびRuアミド触媒いずれも最高95%eeで、高エナンチオ、高ジアステレオ選択的に目的物が得られる。アミド錯体とシアノ酢酸エステルとの反応では、ニトリル窒素で配位したツヴィッターイオン型のアミン錯体が得られるが、このアミン錯体は、M-NC軸の回転により、複数の異性体が平衡状態で存在する。生成物の絶対配置と詳細な計算化学的な解析の結果、アゾジカルボン酸エステルを受容体とした反応とアセチレンジエステルを受容体とした反応では、触媒活性種となるアミン錯体の構造が異なり、前者が分子内水素結合を持たないアミン錯体、後者が分子内水素結合を持つアミン錯体であることが明らかになった。さらに、触媒反応の各ステップは、アミンプロトンにより基質の配向、反応活性が制御され、高い選択性の発現に繋がっていることがわかった。さらなる不斉炭素-炭素結合形成反応として、受容体にニトロスチレンを用いた反応の検討を行った結果、最高72%eeで目的物が得られた。より反応条件を改良することで、有効な炭素骨格形成法になることが大きく期待できる。まず研究計画に基づき、協奏機能を有するイリジウムおよびルテニウムアミド錯体を触媒に用いて、様々な触媒反応を検討した。以下に示す反応はいずれも当量のプロトン供与体(ラセミ体)と受容体を原料とする反応で、アトムエコノミーの観点からも有用性が高い。まず、これまでシアノ酢酸エステルとアセチレンモノエステルとの付加反応が79%eeという中程度のエナンチオ選択性およびE/Z異性体比13で進行することを報告していたが、今年度の研究では、受容体をアセチレンジエステルにすることで、選択性がそれぞれ95%ee、Z/E=25まで向上することを明らかにした。一方、受容体にフマル酸ジエステルおよびマレイン酸ジエステルを用いた反応も試みたが、いずれも進行しなかった。さらに、供与体をシアノ酢酸アミドとし、アゾジカルボン酸エステルへの付加反応を試みたところ、Irアミド触媒存在下最高99%eeで目的とする付加生成物が得られることが明らかになった。以上の結果をもとに、計算化学的な解析を行った。シアノ酢酸エステルとアセチレンジエステルとの触媒的付加反応では、反応中間体であるアミン錯体を特定し、主生成物であるS体の化合物がいかにして生成するかを明らかにした。
家族性ゴキブリ類の社会生態に関する分子生態学および行動学的研究

前年度までに設計したマイクロサテライトマーカーを使用して,特にクチキゴキブリ属の集団遺伝学的解析を詳細に行った。5月に屋久島(エサキクチキゴキブリ),9月に西表島(タイワンクチキゴキブリ)に赴き,多数の家族を採集し,家族構造を解析した上で,個体群内や家族間および家族内の個体間血縁度を求めた。まず,家族間の地理的距離と成虫問の血縁度の関係について回帰分析を行った結果,相関はほとんど見られなかった。雌雄成虫が共に採集された家族の成虫同士の血縁度は,全成虫個体間の平均血縁度と有意な差が見られなかった。次に,家族内の血縁関係を単数ブルードと複数ブルードに分けて解析した。単数ブルードの全ての家族で,成虫と若虫間の血縁度に雌雄成虫で有意な違いは見られなかった。一方,複数ブルード家族では,成虫と若虫間の血縁度に雌雄で有意な違いがある場合が見られた。ただしその場合でも,ブルード間とブルード内における若虫間の血縁度には有意な差がなかった。以上の結果から,本属の成虫は,少なくとも設定したコドラート程度の移動は容易である可能性が高い。また,成虫や若虫は,家族形成後に移動することはほとんどなく,長期的な一夫一妻制の家族構造が維持されていることが強く示唆された。一方で,家族形成後に雌雄成虫で移動の相違がある可能性も示唆された。複数ブルードの成立要因の詳細は不明だが,同じ雌雄成虫が2回以上の繁殖を比較的頻繁に行っている可能性も考えられる。食材性かつ亜社会性の昆虫類で,マイクロサテライトDNAマーカーを使用して,家族内の血縁度を測定した研究例はこれまでないので,本研究の結果は非常に重要な知見である。なお研究成果の一部は,第15回国際社会性昆虫学会(ワシントンD.C.)にて発表すると同時に,2つの国際学術雑誌および和文雑誌に投稿し,受理されている。クチキゴキブリ属(オオゴキブリ亜科)における家族構造の把握とマイクロサテライト領域の探索のため,5月に鹿児島県屋久町に赴き,エサキクチキゴキブリSalganea esakiiを採集した。これまでの予備的な調査の通り,5月は有翅虫生産の時期にあたり,多数の雌雄の成虫ペアを採集することが出来た。飼育下において,産卵するペアが1例観察されたが,産子数は一般的なオオゴキブリ科の分類群に比べると少ない(約20個体)ことが明らかとなった。明確な家族性の社会構造をもち,子虫への保護育成行動が発達していることが影響していると考えられる。現在,引き続き飼育を続け,社会構造の発達に伴う子虫間の利他行動の差異を検出することを試みている。マイクロサテライトの探索は,非RI(ビオチン)標識したプローブを用いる方法を使用した。まず,複数家族の個体からトータルDNAを抽出し,RAPD法を用いて多数のDNA断片を得た。GA^<10>,AT^<10>,GC^<10>,GT^<10>の4種類のプローブを用い,Imaging-High (TOYOBO)を使ってプローブと結合するドットを検出した。次に,ポジティブなドットからスクリーニングを繰り返し,候補となるマイクロサテライト領域を挟むプライマーをいくつか設計した。現在いくつかの候補領域が得られており,近々多数のサンプルにおける多型の有無とアリル数の確認を行う予定である。キゴキブリに関しては,北米産のサンプルCryptocercus speratusの複数家族をC.A.Nalepa博士(ノースカロライナ州立大)から送付してもらい,上述と同様の方法でマイクロサテライトの探索を開始した。なお,北米産のキゴキブリは,マイクロサテライトを含む様々な遺伝マーカーを利用して,集団間レベルでの遺伝的差異の検出も試みている。現在のところ,極めて近接した個体群間(特にアパラチア山脈のノースカロライナ州内)においても,非常に大きな遺伝的な差異が存在することが示唆されている。本年度は,クチキゴキブリ属およびキゴキブリ属のマイクロサテライトマーカーの探索を集中的に行った。5月に屋久島及び種子島に赴き,多数の家族を採集した。前年度から使用しているGA^<10>, AT^<10>, GC^<10>,GT^<10>以外に新たにAGC^7, AGT^7, ACG^7, ATG^7の4つのプローブを作製の上,Imaging-High (TOYOBO)を使ってプローブと結合するドットを検出した。ポジティブなドットからスクリーニングを繰り返し,候補となるマイクロサテライト領域を挟むプライマーペアを前者は8つ,後者は9つ設計した。設計したプライマーを用いてPCRを行い,複数の個体群からポリアクリルアミドゲル電気泳動を行って各マーカーの多型の確認を行ったところ,前者は少なくとも3つ,後者は5つのアリルに多型があり血縁構造の推定に使うことが可能であることが判明した。更にアリル数を増やすためにスクリーニングを繰り返しているところであるが,今後これらを使い,コロニー内外の血縁構造を詳細に解析する予定である。更に,子虫の発達状態を定量的に評価するために,7月に北海道大学へ赴き,走査型電子顕微鏡(JSM-5510LV)を用いて,複眼や翅芽等の発達を詳細に観察した。現時点での研究成果を,第65回日本昆虫学会(岡山大学,9月)および第5回アジア・太平洋昆虫学会(韓国・済州島,10月)にて口頭発表した。

後者の国際会議では,Y.C.Park博士(ソウル大)と韓国産キゴキブリの家族構造解析などについての意見交換と,今後の予定等の綿密な打ち合わせを行うことが出来た。なお今年度までの研究成果については,2つの国際学術雑誌および2つの和文雑誌に投稿し受理された。前年度までに設計したマイクロサテライトマーカーを使用して,特にクチキゴキブリ属の集団遺伝学的解析を詳細に行った。5月に屋久島(エサキクチキゴキブリ),9月に西表島(タイワンクチキゴキブリ)に赴き,多数の家族を採集し,家族構造を解析した上で,個体群内や家族間および家族内の個体間血縁度を求めた。まず,家族間の地理的距離と成虫問の血縁度の関係について回帰分析を行った結果,相関はほとんど見られなかった。雌雄成虫が共に採集された家族の成虫同士の血縁度は,全成虫個体間の平均血縁度と有意な差が見られなかった。次に,家族内の血縁関係を単数ブルードと複数ブルードに分けて解析した。単数ブルードの全ての家族で,成虫と若虫間の血縁度に雌雄成虫で有意な違いは見られなかった。一方,複数ブルード家族では,成虫と若虫間の血縁度に雌雄で有意な違いがある場合が見られた。ただしその場合でも,ブルード間とブルード内における若虫間の血縁度には有意な差がなかった。以上の結果から,本属の成虫は,少なくとも設定したコドラート程度の移動は容易である可能性が高い。また,成虫や若虫は,家族形成後に移動することはほとんどなく,長期的な一夫一妻制の家族構造が維持されていることが強く示唆された。一方で,家族形成後に雌雄成虫で移動の相違がある可能性も示唆された。複数ブルードの成立要因の詳細は不明だが,同じ雌雄成虫が2回以上の繁殖を比較的頻繁に行っている可能性も考えられる。食材性かつ亜社会性の昆虫類で,マイクロサテライトDNAマーカーを使用して,家族内の血縁度を測定した研究例はこれまでないので,本研究の結果は非常に重要な知見である。なお研究成果の一部は,第15回国際社会性昆虫学会(ワシントンD.C.)にて発表すると同時に,2つの国際学術雑誌および和文雑誌に投稿し,受理されている。
変形誘起変態のマルチスケールモデルの構築と材料の組織と機能の創生

変形誘起変態が変形,応力,温度,ひずみ速度によって影響され易い性質を最大限活用して,変形誘起相変態の発生に伴う微視組織の創生ならびに成長を制御し,使用目的に応じた,材料の強度,延性,靭性等の機械的特性を発現させることを目指し,実験によりマイクロからマクロスケールに至る変形誘起相変態現象を詳細に検討し,以下に示す各スケールにおける変態のメカニカルモデルを構築し,その応用の可能性を示した.1.分子動力学的手法を用いて,結晶格子構造の安定性を評価することにより,マイクロスケールの相変態発生過程を検討し,対応した相変態のマイクロメカニカルモデルを構築した.2.結晶方位に依存したマルテンサイト構造を考慮しつつ,メゾスコピックなマルテンサイトエンブリオの発生とその成長を表現可能なメゾメカニカルモデルを構築した.3.近い2つの階層のモデルに均質化法を適用することによりこれらを連結し,マイクロ・メゾとメゾ・マクロメカニカルモデルを構築し,マルチスケールメカニカルモデルを提案した.4.相変態のマルチスケールメカニカルモデルにより,材料に発生するひずみ,応力,ひずみ速度,温度等のマクロスケールの物理量を操作することにより変形誘起変態を誘導することによって所定の特性を具備する材料の創生方法を提案した.5.磁気力顕微鏡によって得られたマルテンサイト相の分布形態ならびにそれを平滑化して得られた体積含有率と提案したモデルによるシミュレーションによって得られた結果を比較することで提案したメカニカルモデルの妥当性を検討した.本研究によって得られた変態のメカニカルモデルをシミュレーション過程に導入することにより,メゾスケールの材料構造を制御した機能性材料の新しい創生法の提案の可能性に加えて,従来困難とされてきた,材料の機械的特性の自由な設計に対して途が開かれると同時に,形態設計と融合することで新しい設計あるいは製造技術の開発に貢献する.変形誘起変態が変形,応力,温度,ひずみ速度によって影響され易い性質を最大限活用して,変形誘起相変態の発生に伴う微視組織の創生ならびに成長を制御し,使用目的に応じた,材料の強度,延性,靭性等の機械的特性を発現させることを目指し,実験によりマイクロからマクロスケールに至る変形誘起相変態現象を詳細に検討し,以下に示す各スケールにおける変態のメカニカルモデルを構築し,その応用の可能性を示した.1.分子動力学的手法を用いて,結晶格子構造の安定性を評価することにより,マイクロスケールの相変態発生過程を検討し,対応した相変態のマイクロメカニカルモデルを構築した.2.結晶方位に依存したマルテンサイト構造を考慮しつつ,メゾスコピックなマルテンサイトエンブリオの発生とその成長を表現可能なメゾメカニカルモデルを構築した.3.近い2つの階層のモデルに均質化法を適用することによりこれらを連結し,マイクロ・メゾとメゾ・マクロメカニカルモデルを構築し,マルチスケールメカニカルモデルを提案した.4.相変態のマルチスケールメカニカルモデルにより,材料に発生するひずみ,応力,ひずみ速度,温度等のマクロスケールの物理量を操作することにより変形誘起変態を誘導することによって所定の特性を具備する材料の創生方法を提案した.5.磁気力顕微鏡によって得られたマルテンサイト相の分布形態ならびにそれを平滑化して得られた体積含有率と提案したモデルによるシミュレーションによって得られた結果を比較することで提案したメカニカルモデルの妥当性を検討した.本研究によって得られた変態のメカニカルモデルをシミュレーション過程に導入することにより,メゾスケールの材料構造を制御した機能性材料の新しい創生法の提案の可能性に加えて,従来困難とされてきた,材料の機械的特性の自由な設計に対して途が開かれると同時に,形態設計と融合することで新しい設計あるいは製造技術の開発に貢献する.TRIP鋼に見られる変形誘起マルテンサイト相変態のメカニカルモデルを構築することを目標として,実験ならびに計算機シミュレーションを行い下記の結果を得た.(1)TRIP鋼において顕著に見られる変形誘起マルテンサイト相変態現象の実験的検討環境温度,ひずみ速度を変化させて,変形を加えた試験片の各種変形段階の断面を電解研磨し,X線結晶方位測定装置にて,観察領域にある結晶粒のすべり面を特定し,走査型プローブ顕微鏡(AFM)に磁気プローブを取り付けて磁気力顕微鏡(MFM)として,相変態したマイクロ,メゾスケール領域の詳細な情報を得た.同時により大きな領域に対して,結晶のすべり方位とマルテンサイト変態相の関係を超微小硬度計によって定量的に明らかにした.(2)変形誘起相変態のメカニカルモデルの構築分子レベルにおける相変態は,駆動力が与えられることによって生じる変形場と結晶格子構造の不安定が連成したメカニカルな現象と理解される.そこで,分子動力学的手法を用いて,結晶格子構造の安定性を評価することにより.マイクロスケールの相変態発生過程を検討し,対応した相変態のマイクロメカニカルモデルを構築するための基礎研究を行った.ついで,結晶の形状,方位に依存したメゾスコピックなマルテンサイトエンブリオの発生とその成長を表現可能なメカニカルモデルを構築するために,単結晶の場合と2結晶,3結晶の場合について対応したモデルを構築した.このモデルは,結晶方位に依存したマルテンサイト構造を考慮しつつ,さらに高位の,平均的なマルテンサイト相体積分率を用いたモデルへ直接関係付けることが可能なメゾメカニカルモデルである.今後3次元多結晶体への一般化によって,均質化されたマクロメカニカルモデルへ発展させる.結晶すべり面上に生じるひずみエネルギから変態の力学的駆動力を評価し,微視的な領域の相変態を律するマイクロメカニカルモデルを構築した.

これを結晶のすべり変形を考慮した結晶塑性理論に基づく構成式に導入し,マルテンサイト変態に伴う結晶構造の変化ならびに体積変化を忠実に表現可能な有限要素単結晶モデルを作成した.ついで,ランダムな結晶方位を有する多くの単結晶からなる代表体積要素で多結晶体を表現し,マクロスケール相変態モデルを作成した,このようにして構築した相変態のマイクロ,メゾ,マクロメカニカルモデルを用いて,単結晶体及び結晶の相互作用を含む多結晶体の変態挙動を解析し,単結晶体の相変態挙動は初期結晶方位に大きく依存し,初期結晶方位により,変形抵抗が大きく延性特性が良好となる場合があることを,多結晶体の解析では,個々の結晶粒は,周囲の結晶粒の変形・相変態挙動の影響を強く受け,単結晶における相変態とは大きく異なること,比較的変態が進行すると,個々の結晶粒の変形・相変態挙動を平均化したものは,体積分率で表した巨視的な変形・相変態挙動に漸近してくることを示した.ついで,シミュレーションの対象と同じ材料に変形を加え,実験的に変態量,機械的性質の変化を評価した.シミュレーションによって予知されたマルテンサイト相の分布形態とそれを平均化して得られた体積含有率,変形抵抗,延性と実験によって得られた対応する結果を比較検討することにより,モデルの妥当性の確認ならびにモデルの高度化を図っている.同時に,多量の計算機処理を高速化し,大規模モデルを構築している.また分子動力学を援用して,格子不安定発生点として変態発生を評価するナノモデルとの連結を推進している.変形誘起変態が変形,応力,温度,ひずみ速度によって影響され易い性質を最大限活用して,変形誘起相変態の発生に伴う微視組織の創生ならびに成長を制御し,使用目的に応じた,材料の強度,延性,靭性等の機械的特性を発現させることを目指し,実験によりマイクロからマクロスケールに至る変形誘起相変態現象を詳細に検討し,以下に示す各スケールにおける変態のメカニカルモデルを構築し,その応用の可能性を示した.1.分子動力学的手法を用いて,結晶格子構造の安定性を評価することにより,マイクロスケールの相変態発生過程を検討し,対応した相変態のマイクロメカニカルモデルを構築した.2.結晶方位に依存したマルテンサイト構造を考慮しつつ,メゾスコピックなマルテンサイトエンブリオの発生とその成長を表現可能なメゾメカニカルモデルを構築した.3.近い2つの階層のモデルに均質化法を適用することによりこれらを連結し,マイクロ・メゾとメゾ・マクロメカニカルモデルを構築し,マルチスケールメカニカルモデルを提案した。4.相変態のマルチスケールメカニカルモデルにより,材料に発生するひずみ,応力,ひずみ速度,温度等のマクロスケールの物理量を操作することにより変形誘起変態を誘導することによって所定の特性を具備する材料の創生方法を提案した.5.磁気力顕微鏡によって得られたマルテンサイト相の分布形態ならびにそれを平滑化して得られた体積含有率と提案したモデルによるシミュレーションによって得られた結果を比較することで提案したメカニカルモデルの妥当性を検討した.
乾式および湿式輸送が切り花の流通過程での品質・鮮度に与える影響

輸送形態の違いが切り花の品質・鮮度に与える影響を比較するため、ヒマワリ切り花を試料として、36時間の乾式輸送と湿式輸送モデルにより実験をした。その結果、外観では、36時間の乾式輸送直後は葉にしおれがみられたが、水揚げ後は葉のしおれは回復した。乾式,湿式とも実験開始後7日目で花弁がしおれ観賞価値がなくなった。新鮮重は、36時間の乾式輸送後水揚げをしても初期の94%までしか回復しなかった。曲げ弾性係数による茎の硬さの測定を行ったが、乾式、湿式に違いは見られなかった。今回の測定の結果より、36時間程度の輸送時間であれば、輸送後の水揚げを行うことでその後の花持ちに大きな違いは見られなかった。また、湿式輸送中の活け水に電解水を用いpHの違いによる除菌効果をバラ切り花によって比較した。活け水として塩化カリウム水を原水として強酸性電解水(pH2.7)と弱酸性電解水(pH5.6)および対照区として水道水を設定し、それぞれにブドウ糖1%を添加した。水道水区は実験開始後5日目にベントネックが見られ観賞価値が失われた。強酸性電解水区では、一般生菌の増殖はみられなかったが、茎の変色、葉のしおれがみられ新鮮重及び吸水量が減少した。弱酸性電解水区でも、一般生菌の増殖はみられず、しおれや変色など切り花の品質を低下させることもなく、殺菌剤としての効果が認められた。今回の測定結果より、弱酸性電解水は殺菌剤として有効と思われるがpHの値によっては外観等に障害が発生することがわかった。切り花の流通過程での鮮度・品質の低下を計測し、輸送形態の違いが切り花の鮮度・品質に与える影響を比較検討することを目的として研究を実施し以下の成果を得た。供試材料として予定していた千葉県安房郡産のヒマワリ切り花は実験に用いることができたが、新潟県産チューリップについては、中越地震の影響により予定していた試料を集めることができなかった。今後、新潟県産チューリップ以外の試料を検討する。ヒマワリ切り花を試料として実験室で乾式および湿式の低温輸送を想定した実験を行い、輸送中および輸送後の外観,新鮮重,吸水量,クロロフィル量の測定を行い鮮度・品質保持について比較を行った。12時間程度であれば、乾式,湿式輸送の違いによる花持ちにほとんど差はなかったが、24時間以上になると乾式輸送の花持ちが湿式輸送と比べ短くなった。切り花の茎の曲げ弾性係数の測定によるしおれの評価を行うため、ガーベラ切り花を用い測定箇所について検討を行い、複数箇所の測定により新鮮重,吸水量と曲げ弾性係数の間に正の相関が認められた。湿式輸送中の活け水の管理については、実験室内で行った水道水を用いた実験では、活け水中の菌の繁殖は確認できたが、輸送想定期間中に外観に影響を及ぼすことはなかった。今後、後処理剤として糖を添加した場合について菌の繁殖と外観への影響について引き続き検討を行う。今後は、乾式およびバケット輸送と保水材を用いた湿式輸送において、輸送時間の違いで品質・鮮度に与える影響について評価検討を行う。

今回の測定の結果より、36時間程度の輸送時間であれば、輸送後の水揚げを行うことでその後の花持ちに大きな違いはよられなかった。また、湿式輸送中の活け水に電解水を用いpHの違いによる除菌効果をバラ切り花によって比較した。活け水として塩化カリウム水を原水として強酸性電解水(pH2.7)と弱酸性電解水(pH5.6)および対照区として水道水を設定し、それぞれにブドウ糖1%を添加した。水道水区は実験開始後5日目にベントネックが見られ観賞価値が失われた。強酸性電解水区では、一般生菌の増殖はみられなかったが、茎の変色、葉のしおれがみられ新鮮重及び吸水量が減少した。弱酸性電解水区でも、一般生菌の増殖はみられず、しおれや変色など切り花の品質を低下させることもなく、殺菌剤としての効果が認められた。今回の測定結果より、弱酸性電解水は殺菌剤として有効と思われるがpHの値によっては外観等に障害が発生することがわかった。
アザイソオキサゾロファンを基体とする機能性シクロファンの合成と機能に関する研究

本研究では、アザシクロファンの芳香環の一成分としてイソオキサゾール環を持つ新規なテトラアザイソオキサゾロファン(TAIZO)類の合成と機能化について検討し、次のような成果が得られた。1,(1)標的化合物TAIZOの出発物質として3,5-ビス(p-ブロモメチルフェニル)イソオキサゾール(BMIZO)を選び、その高収率合成法を確立した。(2)炭酸ナトリウム存在下、BMIZOとm-およびp-ビス(N-アルキルアミノメチル)ベンゼンとの高度希釈条件下の反応により、2:2縮合体の大環状m-TAIZOおよびp-TAIZOを好収率で合成することに成功した。2,m-およびp-TAIZOを酢酸存在下ラネ-ニッケル(W-2)で還元後、希塩酸で処理することにより、それぞれ対応するテトラアザ[3.3.3.3.3.3]シクロファンビス(β-ジケトン)への変換に成功した。3,m-およびp-TAIZOとメチルトシラートとの反応によって生成したアンモニウムトシラートをアニオン交換することによって、水溶性の塩化アンモニウム塩、m-TAIZOC1およびp-TAIZOC1の合成に成功した。4,NMR滴定の検討により、TAIZOC1の芳香族化合物に対する包接能を明らかにした。(1)p-体は二環性芳香族ゲストとのみ1:1包接錯体を形成するのに対し、m-体は単環性および二環性芳香族ゲストと1:1包接錯体を形成し、Ks値よりp-体の70倍も強く二環性芳香族ゲストを取り込むことが明らかとなった。(2)TAIZOC1と二環性芳香族ゲストとの包接錯体はエクアトリアル型であることが示唆された。(3)m-TAIZOC1と単環性芳香族ゲスト間に静電的相互作用があることが明らかとなった。以上の結果を、現在学会誌に投稿中である。
"極小規模離島村"における持続可能な博物館活動モデル構築のための実践的研究

本研究では、"極小規模離島村"をフィールドとした実践的研究を行い、そうした地域にとって望ましい博物館活動のあり方についてのモデルの提示を目指した。住民の誇り・アイデンティティの回復につながる埋もれた文化資源の掘り起こしや、それらの意義づけなどを住民と協同で実施し、住民自身による広義の博物館活動を持続的に維持するためのモデル構築を特に目標とした。本研究での活動を通じて文化財や歴史に多くの住民が関心を持つようになり、住民側から活動の具体的な提案を受けるまでに至ったことが、アンケート調査結果からも住民の様子からも看取できた。文化財から地域の歴史を復元し、住民がその歴史に誇りをもつ過程を記録・分析することができ、文化財の新たな活用法、博物館建設が不能な地域における新たな博物館活動のあり方が提示できた。本研究の主な対象である鹿児島県三島村の住民や関係諸機関等の理解を得るためパンフレット類を作成し、同村役場・村教育委員会に出向き本研究の主旨や実施内容の説明を行った。また、村内の小中学校の校長にも協力を求めたほか、折に触れて地元住民へも説明等を行うなどして、幸い理解を得ることができた。その上で、予備的調査で見出し基本的資料化を行っていた資料について、本研究に活用するためその整理等の作業を行うことともに、新たな埋もれた資料の発見のために聞き取りなどを実施した。また、三次元レーザースキャナを導入し、地元住民が所蔵する古代末中世の滑石製石鍋をはじめとした資料について、三次元形状計測を実施した。これは万一の毀損・喪失に備え、レプリカ作成を容易にするだけでなく、精度よいデータを得ることで資料の価値を高めるのに役立ったと考える。住民の注意・理解を喚起するために説明や交流を行うよう努力し、2月には黒島の大里生活センターにおいて、研究協力者等の参加を得て本研究の説明会を住民を対象に実施し、同時に地元の考古資料の簡易展示も試験的に実施したが、非常に盛り上がりを見せ、協力の申し出があるなど効果があった。地元の文化財等の文化的資源を用いた博物館活動の重要性や、それが「極小規模離島村」の基本的な活性化を支えることになるという本研究の理念・計画の有効性が看取された。加えてアンケートも実施し、博物館等に関する体験や意識、また本説明会等の効果を測定する貴重なデータが得られるなど、多くの成果を得た。なお、研究の遂行過程で考古学・博物館学・民俗学等、関連諸分野の専門家の協力があり、また、教育委員会等の理解もあったことから、多くの資料の評価が可能となった。また、住民からの積極的な情報提供も見られるようになった。こうして平成23年度は、住民、専門家等との情報交換の基本的仕組み作りについても重要な進展があった。前年度に構築した活動・研究の基盤をもとに、さらに具体的に実施内容の検討や新たな試みを実践した。6月には、関係諸分野の研究者を含めた研究会「みしま研究会2012ー三島の歴史遺産と島の可能性を考えるー」を、鹿児島国際大学みしま研究会と共同で実施した。これまでの研究成果を含む展示を会場ロビーで実施し、こうした実践が博物館機能の一部を果たすことが可能であることを確認した。積極的に住民からの情報の取得をめざし、三島村の文化財・歴史について講演と地元の文化財を用いた展示を3島で実施した。定期船の船内でのパネル展示も実施することができた。住民への意識調査を実施したが、アンケートでは取得できない住民個々の持つ情報を得るため、詳細な聞き取り調査も実施した。また、文化財の三次元レーザースキャナでのデータの取得、3Dプリンタを用いたレプリカの制作、専門家からの文化財の意義づけ、地元の文化財を用いた住民との共同展示などが、住民の意識ややる気の向上に役立つことが明確になった。活動で得られた情報を踏まえて、極小規模離島村におけるパッケージのやり取りによる理解と交流の活発化を可能とするための試験研究を実施した。「はこぶつかん」と名付けたパッケージは、島の歴史がうかがえる写真パネルや考古遺物、ポスター、パンフレットなどを収納でき、持ち運びが可能であるため、展示場所を選ばないという利点をもつ。これについては今後の活用について地元教育委員会と協議し、理解を得ることができた。前年度は文化財や歴史に多くの住民が関心を持つようになったことが看取されたが、今年度は、住民側から活動の具体的提案を受けるまでに至った。さまざまな文化財から歴史が復元され、住民がその歴史に誇りをもつ過程を記録することができ、文化財の活用法についてのモデル化に結びつくなど、今後展開可能な意義ある成果が得られた。住民への聞き取りをはじめ考古遺物等の資料化等は、関係者の理解を得てほぼ順調に進展している。

本事業の推進の前提として重要な住民の理解については、説明会や簡易展示の開催を含めて満足できる成果を挙げた。さらにアンケートの実施も進展するなど、次年度に向けての基礎固めができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。基本的に計画通りに推進する。本事業に関して住民その他の理解をいっそう進めるため、さらに説明・交流・実践を行っていくが、近く公開研究会を実施し本研究に資する。また、計画に基づき現地で住民主体の実質的博物館活動を実施するが、多方面からの支援を得て取り組み、十分な成果を上げたい。さらに、「極小規模離島村」での博物館活動モデルの構築のために、客観的なデータを得るなどの配慮をする。
精密研磨における研磨粒子形状の影響に関する研究

本研究は、球状研磨粒子がどのように被研磨面に影響を与えるかを評価する事を目的とする。昨年度の研究では主として研磨機の整備、研磨粒子の分級、研磨基板の初期粗さ計測を行った。本年度の研究では、シリコン基板の研磨実験を行うと共に、被研磨面の計測、解析を行った。まず研磨実験では、平均粒径φ8μmの球状シリカ研磨粒子を用いて、シリコン基板の研磨を試みた。シリコン基板は直径30mm、厚さ10mmで、研磨面にはあらかじめ光学研磨を施しておいた。つまり、平均粒径がφ8μmと大きな研磨粒子を用いて研磨面に積極的に研磨傷を付けて観察する戦略である。研磨条件は、回転速度150rpm、面圧15N、時間30min、研磨液濃度30w%(溶媒は純水)、研磨パッド:発泡ネオプレンの場合と、面圧10N、時間15min、潤滑用純水100mL/30min付加の場合の2パターンを用いた。予備実験の結果から純水に研磨粒子を溶かした研磨液だと滴下ノズルがつまったり、沈殿して濃度が変わってしまう事が明らかとなっていたため、一定間隔および均一濃度での研磨液の投入のために、ディスペンサーの導入と振動モーターによる攪拌を行い、これらの課題を克服した。また、研磨機自身の振動による研磨表面への影響をモニターするためにピエゾ加速度計を導入し、環境ノイズもチェックした。研磨した表面の計測にはZYGO社製非接触表面形状測定器NewView6000を用い、2.5倍、20倍の対物レンズを使用して幅広いレンジの表面形状を計測した。NewView6000による計測では、初期の頃には神戸大工学部、以降は産総研の協力を得た。計測データの解析では、表面形状のパワースペクトル(PSD)解析法を用いた。解析プログラムは、基本的に以前重力波検出器TAMAの鏡の解析を行った際に自作したものを使用したが、データの入力形式などが以前と異なるため若干の修正を加えた。解析の結果、表面形状のPSDは非常に滑らかであり、研磨粒子の粒径に対応したピークは現れないことを確認した。これは、球状研磨粒子が不用意な研磨傷を残しにくいことを意味しており、球状研磨粒子の長所を立証できたと考えている。またPSDによりNewViewはレンズによる癖があることも明らかとなり、表面形状測定器の性能に関しても新たな知見を与えた。本研究は、研磨粒子の形状がどのように被研磨面に影響を与えるかを評価する事を目的とする。本年度の研究では主として研磨機の整備、研磨粒子の分級、研磨基板の初期粗さ計測を行った。まず、研磨機の整備については、本機構・機械工学センターで所有する研磨機(Struers, RotoPol-11)を利用することとし、超純水による徹底した洗浄を行った上で、自作したクリーンブース内に設置した。研磨粒子に関しては、精密研磨に最も適するシリカ微粒子を用いることとし、アドマテックス製真球状微粒子と林化成製破砕微粒子を採用した。これらの研磨粒子は平均粒径および粒度分布が一致していないため、直接比較検討できるように分級処理を行い、研磨粒子の合わせ込みを行った。分級処理はホソカワミクロン(株)に発注し、レーザー式粒度分布計を用いて平均粒径および粒度分布の計測を行った。この結果、平均粒径0.5μm、2μm、3μm、10μmの4サイズの研磨粒子をそれぞれ得ることができ、粒度分布もよく一致させることが出来た。研磨基板に関しては、光学研磨されたφ30×5mmの単結晶サファイア基板と単結晶シリコン基板を採用した。研磨粒子による被研磨面への影響を正確に評価するためには、基板表面の初期状態を調べておく必要があり、初期基板表面粗さの計測を行った。計測には神戸大学工学部の協力を得てZYGO New View 6000を用いた。計測した空間波長はおおよそ0.1μm50μmであり、研磨粒子の平均粒径範囲を十分カバーすることができた。測定の結果、サファイア基板ではおおよそ50nm_<PV>、シリコン基板ではおおよそ20nm_<PV>の粗さを持っていることが分かった。現在はこれらの計測結果に基づいた基板の最適な研磨条件を検討しているところであり、まもなく研磨実験を開始できる見込みである。

予備実験の結果から純水に研磨粒子を溶かした研磨液だと滴下ノズルがつまったり、沈殿して濃度が変わってしまう事が明らかとなっていたため、一定間隔および均一濃度での研磨液の投入のために、ディスペンサーの導入と振動モーターによる攪拌を行い、これらの課題を克服した。また、研磨機自身の振動による研磨表面への影響をモニターするためにピエゾ加速度計を導入し、環境ノイズもチェックした。研磨した表面の計測にはZYGO社製非接触表面形状測定器NewView6000を用い、2.5倍、20倍の対物レンズを使用して幅広いレンジの表面形状を計測した。NewView6000による計測では、初期の頃には神戸大工学部、以降は産総研の協力を得た。計測データの解析では、表面形状のパワースペクトル(PSD)解析法を用いた。解析プログラムは、基本的に以前重力波検出器TAMAの鏡の解析を行った際に自作したものを使用したが、データの入力形式などが以前と異なるため若干の修正を加えた。解析の結果、表面形状のPSDは非常に滑らかであり、研磨粒子の粒径に対応したピークは現れないことを確認した。これは、球状研磨粒子が不用意な研磨傷を残しにくいことを意味しており、球状研磨粒子の長所を立証できたと考えている。またPSDによりNewViewはレンズによる癖があることも明らかとなり、表面形状測定器の性能に関しても新たな知見を与えた。
卵母細胞特異的に発現するTAp63α-Bnc1シグナルの機能解析

本研究ではTAp63 alphaが卵母細胞において、生殖細胞特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の遺伝子発現を制御するメカニズムに焦点を当てて、TAp63 alphaの役割について解析を試みた。卵母細胞にTAp63 alphaを過剰発現させたところ有意なBnc1の発現変化を認めなかった。質量分析器を用いてBnc1に結合する新規蛋白質候補を探索したところ、TAp63 alphaの発現を制御する蛋白質"X"を同定した。免疫沈降反応でもBnc1と標的蛋白質"X"は結合することから、Bnc1と"X"は協調してTAp63 alphaの発現を制御する可能性を見出した。卵母細胞の成熟過程における卵胞発育障害は早発閉経や高齢不妊患者において治療困難な病因であり、病因の大半が原因不明である。本研究はp53ファミリーに属するp63 isoformであるTAp63αの卵母細胞における生理的意義について、生殖細胞特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の直接的な遺伝子発現制御メカニズムに焦点を当てて、分子レベル・遺伝子レベルで解析し、早発閉経や加齢におけるTAp63αの役割について明らかにすることを目的としている。今年度に得られた知見は以下の通りである。マウス卵母細胞においてTAp63αの発現を実際に確認した。すなわちTap63αは共焦点レーザー顕微鏡を用いた免疫蛍光染色法で一次卵胞から初期の胞状卵胞まで発現していたが、成熟卵母細胞においてはTAp63αの発現を認めなかった。これまでにルシフェラーゼアッセイの実験系でp63はBnc1プロモーター領域に結合し、Bnc1遺伝子発現を促進することが報告されているが、TAp63αやBnc1の発現を認めないことが判明しているHeLa細胞(子宮頸部腺細胞)にTAp63αを過剰発現させても、Bnc1の発現を認めなかった。卵母細胞ではBnc1は1細胞期胚まで発現することが分かっている。これらの結果はp63-Bnc1シグナル伝達経路はDNAのメチル化などによって細胞特異的に制御されている可能性を示唆している。また、TAp63αやその他のp63 isoformのプラスミド精製や抗体のクオリティチェックを済ませ、これまで報告されているTAp63αについての知見を確認し、卵母細胞にTAp63αを発現させるためのマイクロインジェクション用mRNAを作製するため、プラスミドを作製し、mRNAの精製まで終了させた。Bnc1遺伝子が極微量に発現しているHEK293細胞にTAp63αを過剰発現させた場合、細胞増殖が抑制され、Bnc1遺伝子の発現が減少した。これまでにルシフェラーゼアッセイの実験系でp63はBnc1プロモーター領域に結合し、Bnc1遺伝子発現を促進することが報告されているが、逆の結果となった。去年までに日齢4日目の仔マウスから卵母細胞を回収する方法・技術は確立したが、長期培養でTAp63αの過剰発現下において卵母細胞を培養することができなかった。日齢4日目の卵母細胞を収集して顆粒膜細胞を除去して培養すると、そのほとんどが早期に死滅した。Tap63αは共焦点レーザー顕微鏡を用いた免疫蛍光染色法で一次卵胞から初期の胞状卵胞まで発現するが、成熟卵母細胞においてはTAp63αの発現を認めない。生殖細胞特異的に高発現するBnc1遺伝子は293細胞にも極少量発現するようであるが、ウェスタンブロットでは蛋白レベルで確認できない。そのため、質量分析器を用いてBnc1に結合する蛋白質候補を検出し、TAp63αが関与しそうなシグナル伝達経路の蛋白質を探索した。本研究ではp63 isoformであるTAp63 alphaが卵母細胞において、生殖細胞特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の遺伝子発現を制御するメカニズムに焦点を当てて、TAp63 alphaの役割について解析を試みた。TAp63alphaによるBnc1の発現制御について確認するため免疫蛍光染色法でTAp63 alphaの局在を検索したところ、一次卵胞から初期の胞状卵胞まで発現していたが、成熟卵母細胞においてはTAp63 alphaの発現を認めなかった。TAp63alphaとBnc1の関連性を免疫染色で検討するため、数種類の抗Bnc1抗体やGFPタグを付加させたBnc1を用いてBnc1の局在を検討したところ、PFA固定で検出される局在とTCA固定やエタノール固定で認められる局在では見え方が異なることが判明した。

これまでにルシフェラーゼアッセイの実験系でp63はBnc1プロモーター領域に結合し、Bnc1遺伝子発現を促進することが報告されているが、TAp63 alphaやBnc1が発現していないHeLa細胞や、Bnc1が低発現しているHEK293細胞にTAp63 alphaを過剰発現させても、Bnc1の発現変化を認めず細胞増殖が抑制され、Bnc1遺伝子の発現が減少した。卵母細胞を用いて解析するため、日齢4日目の仔マウスから卵母細胞を回収する方法・技術は確立したが、長期培養でTAp63 alphaの過剰発現下において卵母細胞を培養することができなかった。そのため、質量分析器を用いてBnc1に結合する蛋白質候補を検出し、TAp63 alphaが関与しそうな蛋白質を探索した。MS解析の結果、あるシグナル伝達経路に関与する標的蛋白質Xが同定され、分子生物学的に生理的意義をまとめつつある。その他標的蛋白質がいくつか同定され、現在解析中である。本研究ではTAp63 alphaが卵母細胞において、生殖細胞特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の遺伝子発現を制御するメカニズムに焦点を当てて、TAp63 alphaの役割について解析を試みた。卵母細胞にTAp63 alphaを過剰発現させたところ有意なBnc1の発現変化を認めなかった。質量分析器を用いてBnc1に結合する新規蛋白質候補を探索したところ、TAp63 alphaの発現を制御する蛋白質"X"を同定した。免疫沈降反応でもBnc1と標的蛋白質"X"は結合することから、Bnc1と"X"は協調してTAp63 alphaの発現を制御する可能性を見出した。申請書通りのペースで研究が進んでいるわけではないが、概ね計画書通りに進んでいる。震災のため故障したマニュピレーターの替わりにマイクロインジェクションをできる施設を借りて、卵母細胞にmRNAをマイクロインジェクションできる環境を確立できた。子宮頸部腺細胞HeLa細胞と同様に、HEK293細胞においてTAp63αがBnc1の遺伝子発現を正に制御するわけではないことを示すことができたのは、これまでの報告とは逆の結果であり、TAp63αの役割について真実を明らかにすることができる可能性が高まった。マウス卵巣から一次卵胞などの未熟卵母細胞を収集する技術を確立し、リアルタイムPCRで遺伝子発現レベルを検討することができた。また、質量分析器を用いたMS解析の結果は、TAp63α- Bnc1シグナルの機能を解明する上で強力なツールとなった。TAp63αが関与するシグナル伝達経路の下流について解析することができたことは研究計画書にはない解析ではあるが、本来の目的を達成することができた。生殖医学これまでの計画書通りに進めていく。その他の追加実験として、質量分析器を用いたMS解析が順調に進んでいるので、TAp63α-Bnc1シグナルの下流を明らかにしていくと共に、TAp63αがBnc1遺伝子発現を細胞特異的に(卵母細胞特異的に)制御するシステムを、1次卵胞期の卵母細胞と成熟したGV期の卵母細胞を用いて、TAp63αが結合するBnc1のプロモーター領域のメチル化について比較検討する。同時に加齢卵ともBnc1プロモーター領域のメチル化を比較検討する。未だ震災後の建物建て替え工事中のため、実験室の引っ越し移動と実験スペースの間借りを繰り返しているため、申請書通りのペースで研究が進んでいるわけではないが、概ね計画書通りに進んでいる。引っ越し中のためマイクロインジェクションをできる施設を借りて、卵母細胞にmRNAをマイクロインジェクションできる環境を確立できた。HeLa細胞を用いて、子宮頸部腺細胞においてはTAp63αがBnc1の遺伝子発現を制御するわけではないことを示した。
損傷特異的プローブ分子を用いたDNA損傷の高感度定量法の開発と応用

脱塩基部位(AP site)は,最も普遍的なDNA損傷であり,生物の遺伝情報変異機構を解明する上で極めて重要な損傷である.本研究では、プローブ分子(ARP)を用いたAP siteの高感度定量法の確立とDNA修復研究への応用を行った.DNAの固相化に用いるプレートの検討では,従来のUV照射プレートに比べアミノプレートは約10倍のDNA結合能を有していること,さらに、プロタミンプレートでは固相化時間が短縮できることが明らかとなった。また,微量なAP siteを定量するために、スタンダードDNAを異なる濃度で固相化し,シグナルとの相関性を調べた結果,異なったDNA濃度で固相化しても測定値が比較可能であることが示された.生存率に影響を与えない濃度のMMSで処理したRC355細胞のDNA中に生じるAP siteの定量を試みた結果,100%生存濃度(0.5mM)のMMS処理細胞のDNAにおいても,10^5ヌクレオチドあたり約0.5個のAP siteを検出した.hMPGの損傷に対する活性を,ARP法および従来の酵素プローブ法を用いて比較検討した.酵素活性の測定は,3-mA,7-mG,Hx,εAを含むDNAとhMPGを反応後,AP siteをARPを用いて直接的に,あるいは,Endo IV処理により鎖切断に変換して定量した.その結果,メチルプリン(3-mAおよび7-mGを含む)に対するhMPG活性は,他の基質に村する活性の約5倍高いことが明らかとなった.ARPの広範な応用を目指して基礎・応用研究を重ねた結果,本試薬は新製品としてDOJIN社より市販が開始され,その後,標準DNA及びDNA固相化プレートを組み合わせることによりキット化された.以上,本研究の結果,簡便かつ高感度なDNA損傷検出システムが確立され汎用されるに至った.脱塩基部位(AP site)は,最も普遍的なDNA損傷であり,生物の遺伝情報変異機構を解明する上で極めて重要な損傷である.本研究では、プローブ分子(ARP)を用いたAP siteの高感度定量法の確立とDNA修復研究への応用を行った.DNAの固相化に用いるプレートの検討では,従来のUV照射プレートに比べアミノプレートは約10倍のDNA結合能を有していること,さらに、プロタミンプレートでは固相化時間が短縮できることが明らかとなった。また,微量なAP siteを定量するために、スタンダードDNAを異なる濃度で固相化し,シグナルとの相関性を調べた結果,異なったDNA濃度で固相化しても測定値が比較可能であることが示された.生存率に影響を与えない濃度のMMSで処理したRC355細胞のDNA中に生じるAP siteの定量を試みた結果,100%生存濃度(0.5mM)のMMS処理細胞のDNAにおいても,10^5ヌクレオチドあたり約0.5個のAP siteを検出した.hMPGの損傷に対する活性を,ARP法および従来の酵素プローブ法を用いて比較検討した.酵素活性の測定は,3-mA,7-mG,Hx,εAを含むDNAとhMPGを反応後,AP siteをARPを用いて直接的に,あるいは,Endo IV処理により鎖切断に変換して定量した.その結果,メチルプリン(3-mAおよび7-mGを含む)に対するhMPG活性は,他の基質に村する活性の約5倍高いことが明らかとなった.ARPの広範な応用を目指して基礎・応用研究を重ねた結果,本試薬は新製品としてDOJIN社より市販が開始され,その後,標準DNA及びDNA固相化プレートを組み合わせることによりキット化された.以上,本研究の結果,簡便かつ高感度なDNA損傷検出システムが確立され汎用されるに至った.本研究では、DNA中のAbasic(AP) siteの高感度定量を目的としたARP法の測定条件検討と、アルキル化剤処理細胞のDNA中に生じた微量なAP siteの定量を試みた。DNAの固相化に用いるプレートの検討では、従来のUV照射プレートに比べ、アミノプレートは約10倍のDNA結合能を有していること、さらに、プロタミンプレートでは固相化時間が短縮できることが明らかとなった。また、微量のAP siteを定量するためには、スタンダートDNAとサンプルDNAを等濃度でプレートに固相化する方法では十分なシグナルが得られないため、これを解決するために、スタンダードDNAを異なる濃度で固相化し、シグナルとの相関性を調べた。今回使用した2種類の基質(ABTS,o-PDA)どちらの場合においても、固相化時のDNA濃度と熱処理時間に対するシグナルの傾きとの間に直線的な相関が認められた。[^3H]-チミジンでラベルしたDNAを用いて調べた結果、DNA濃度0-2.0μg/mLの範囲でDNAの結合量に直線性が確認された。したがって、この範囲では、異なったDNA濃度で固相化しても比較可能であることが明らかとなった。以上の結果に基づき、実際に生存率に影響を与えない濃度のMMSで処理したRC355細胞のDNA中に生じるAP siteの定量を試みた。この際、スタンダードDNAと低濃度(0.5-2.5mM)のMMS処理細胞より抽出したDNAの固相化時の濃度は、それぞれ、0.2と1.0μg/mLとし、基質に高感度のo-PDAを使用した。この結果、100%生存濃度(0.5mM)のMMS処理細胞のDNA中においても、10^5ヌクレオチドあたり約0.5個のAP siteを検出した。フルオロデオキシウリジンはチミジル酸合成酵素の阻害剤であり,染色体脆弱部位を誘発することが知られている.

この薬剤処理の結果,細胞内チミンヌクレオチドプールの枯渇が起こり,ヌクレオチドプールに深刻な不均衡が生じる.このストレスは,葉酸感受性脆弱部位の生成と関連していると考えられているが,詳細な機構は明らかではなかった.本研究では,脆弱部位の少なくとも一部が,誤って染色体に取り込まれたウラシルに由来するものと考え,これまでに開発してきたARP法を応用することにより,ウラシルの検出を行った.国産ネコの皮膚より樹立した培養繊維芽細胞を,フルオロデオキシウリジン,続いてカフェインで処理し,染色体DNAを抽出した.DNAをウラシルグリコシラーゼで処理しない場合は,自然デプリネーションに由来する脱塩基部位が1万ヌクレオチドあたり約2.7個の割合で検出された.一方,過剰量のウラシルグリコシラーゼ処理により含まれるウラシルを脱塩基部位に変換し,ARP法により定量した結果,1万ヌクレオチドあたり約4.9個の脱塩基部位が検出された.この結果は,染色体脆弱部位が生じる条件下において,染色体中に存在するウラシルの量が明らかに増加することを示すとともに,今後,ARP法が種々の研究分野へ応用される可能性を示唆したものである.ARP試薬の広範な応用を目指して,試薬の合成法の開発と応用研究を重ねてきたが,平成10年度に新製品としてDOJIN社より市販されるに至った.ARP試薬と標準DNA,DNA固相化プレートを組み合わせることによりキット化し,より簡便な遺伝子損傷検出システムを開発していく予定である.ヒトN-methylpurine DNA glycosylase(hMPG)は,DNA中に形成されたメチルプリン[3-メチルアデニン(3-mA),7-メチルグアニン(7-mG)],エテノアデニン(eA),ヒポキサンチン(Hx),さらに,酸化損傷の1つである8-オキソグアニン(8-oxoG)を除去することが報告されている.しかしながら,これら全ての基質を用いて,各基質に対するhMPG活性を直接比較した報告はなされていない.本研究では,hMPCの各基質に対する活性を,当研究グループがこれまでに開発してきたARP法および従来の酵素プローブ法を用いて比較検討した.酵素活性の測定は,3-mA,7-mG,Hx,eAあるいは8-oxoCを含むDNA,あるいは5'-^<32>P標織オリゴヌクレオチドとhMPGを反応後,DNA中に形成された脱塩基(Ap)部位を,これに特異的な化学プローブ(ARP)を用いて直接的に,あるいは,大腸菌のEndo IV処理により鎖切断に変換して定量した.メチルプリン,HxあるいはeAをそれぞれ含む高分子DNAを基質とし,AP部位をARP法で直接定量した場合,メチルプリン(3-mAおよび7-mGを含む)に対するhMPG活性は,他の基質に村する活性の約5倍であった.また,単一の損傷を含む4種類のオリゴヌクレオチドを用いてhMPGの各基質に村するK_mおよびk_<cat>を求めた.eA,Hx,7-mGに対するhMPGのK_mとk_<cat>の比は,それぞれ2.5,1.4,0.4x10^<-3>min^<-1>nM^<-1>であり,hMPGは,7-mGよりもeA,Hxに対して親和性が高いことが明らかになった.以上の結果より,hMPCは3-mA,eA,Hx,7-mGの順に高い活性を示すことが示唆された.
腫瘍の放射線分割照射に関する基礎研究

放射線は標的である腫瘍組織(Target volume)に確実にエネルギーをデボジットできることが特徴(薬剤の分布は血流に依存する)である。しかし、腫瘍細胞の浸潤性のため、かなり大きな照射野で正常組織が照射を受けることは回避できず、その障害が照射線量限界となる。照射野のがん細胞を有効に殺す一方、正常組織の障害をおこさぬよう修復させることが必要で、両組織間の生物学的因子の違いを利用する。個々の器官、腫瘍の放射線リスポンスの特異性に基づく、よりよい時間的線量配分を理論的に導き出すための基礎研究を目的とした。1)放射線による細胞死とくにアポトーシスに関し、ヒト及びマウス腫瘍系を用いて解析した結果によれば腫瘍細胞の中にはアポトーシスを起しやすい細胞集団と分裂死を起しやすい細胞集団があり、分割照射の有用性と密接に関連している可能性が示唆された(新部)。2)p53(変異型、正常型)の分割照射経過中での発現と腫瘍の照射反応との関連について、ヒト症例での解析も進みつつある(小川、新部)。3)重イオン治療の分割照射のための基礎データ(主として正常組織について)を集積した(安藤)。4)アポトーシスや放射線抵抗性誘導のメカニズム(佐々木)の解明の一環として、照射後誘導又は、リン酸化・脱リン酸化される蛋白質の検索をヒト腫瘍細胞で行った。照射後のMolt4細胞が死に至る過程の早期に出現するP41タンパクを見出し、この解析を進めた結果、このタンパクは新規合成ではなく、既存のタンパクのリン酸化他のプロセスが関与していることが判明した(鈴木)。その抗体の作製やcDNAのクローニングを計画し、これらについて先行指標としての可能性や細胞死を誘発する条件や因子を解析し、放射線治療研究の新たな方向づけをする必要がある。