hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロアレイおよび次世代シークエンスを用いた知的障害原因遺伝子の探索

知的障害(ID)は知能指数が70未満で小児期に発症する病態である。人口の13%が罹患し小児科や遺伝科を受診する機会の高い疾患の一つであるが、その原因は半数以上で不明である。本研究ではID患者専用の「ID外来」を開設し、3年間で109名の患者の研究協力同意を得て、段階的に遺伝学的検査を行った。1マイクロアレイ染色体検査と染色体G分染法、2次世代シークエンサーを用いたID既知遺伝子パネル解析、3臨床または全エクソーム解析を行い、27/109名(24.8%)で原因が判明した。今後の健康管理や遺伝カウンセリングに活かす事が出来、ID患者に対する系統的な遺伝学的検査は有用であることが示唆された。知的障害(intellectual disability; ID)は知能指数(IQ)70未満の状態であり、全人口の13%に認め非常に頻度の高い病態の一つであるが、IDの原因は約半数で不明と言われている。欧米ではIDの原因検索の第一段階としてマイクロアレイ染色体検査、第二段階として全エクソーム解析を行い成果を上げているが、本邦ではまだ体制が整っていない。本研究はIDに対する遺伝学的解析を体系化し、長野県におけるID患者の病因および臨床像を明らかにすることを目的とする。1.「ID外来」の設立:平成26年4月に信州大学医学部附属病院遺伝子診療部にID患者に対する健康管理・療育的支援、原因検索、および遺伝カウンセリングを提供する包括的外来「ID外来」を立ち上げた。当院および信州小児神経診療ネットワークを中心に本研究を周知させ、ID患者のリクルートを行った。小児科医(小児神経専門医、臨床遺伝専門医)、認定遺伝カウンセラーで診療を行っている。2.ID原因検索における遺伝学的検査の体系化(1)マイクロアレイ解析:第1次スクリーニングとして、古典的染色体G分染法と共にマイクロアレイ染色体検査を行う。(2)次世代シークエンス解析:第1次スクリーニング陰性患者は第2次スクリーニングとしてデスクトップ型次世代シークエンサーIon PGMを用いたID遺伝子パネル解析を行う。第1、2次スクリーニングを含めた本研究は信州大学遺伝子解析倫理委員会の承認を受けて行われている。3.成果:平成27年3月末までにID外来受診患者のうち49名の研究参加同意が得られ臨床症状および検体収集を行い、遺伝学的解析を開始した。第1次スクリーニングは44名(研究参加前に既にマイクロアレイ解析陰性であった患者35名を含む)で終了し、臨床的意義のあるゲノムコピー数変化を1名に認めた。第2次スクリーニングは25名で終了し3名に病的変異を認めた。知的障害(intellectual disability; ID)は知能指数(IQ)70未満の状態であり、全人口の13%に認め非常に頻度の高い病態の一つであるが、その原因は約半数で不明と言われている。欧米ではIDの原因検索としてマイクロアレイ染色体検査、全エクソーム解析を行い成果を上げているが、本邦ではまだ体制が整っていない。1.「ID外来」: ID患者に対する健康管理・療育的支援、原因検索、および遺伝カウンセリングを提供する包括的外来「ID外来」は平成26年4月に信州大学医学部附属病院遺伝子診療部に開設され、この2年間で県内で広く周知されるようになった。当院および信州小児神経診療ネットワークを中心にID患者をリクルートし、研究代表者(小児神経専門医、臨床遺伝専門医)と認定遺伝カウンセラーで週1回診療を行っている。2.ID原因検索における遺伝学的検査の体系化(1)マイクロアレイ解析:第1次スクリーニング。(2)次世代シークエンス解析:第1次スクリーニング陰性患者に対し、第2次スクリーニングとして次世代シークエンサーIon PGMを用いたIDパネル解析を行っている。上記2検査陰性患者に対し、平成27年度後半から当施設で臨床エクソーム解析が可能となった。3.成果:平成28年3月末までにID外来受診患者のうち73名の研究参加同意が得られた。第1次スクリーニングは73名(研究参加前に既にマイクロアレイ解析陰性であった患者39名を含む)で終了し、臨床的意義のあるゲノムコピー数変化を2名に認めた(2/34=5.9%)。第2次スクリーニングは65名で終了し5名に病的変異を認めた(5/65=7.7%)。またIDパネル解析で原因が判明した患者の症例報告を英文雑誌で発表した(Takano K, et al. 2016. Am J Med Genet A. 170:322-8.)。1.「ID外来」:「ID外来」について当施設小児科および信州小児神経診療ネットワークを通じて長野県内で周知されてきており、順調に紹介患者数を伸ばしている。本研究では合併症の有無を問わずID患者を広く対象とし、平成28年3月末までに73名の研究参加同意を得た。うち69名は長野県内の患者で、男40人、女33人、受診時平均年齢6.7歳であった。患者IQは軽度、中等度、重度、最重度それぞれほぼ同数であった。また合併症状として小奇形を半数以上、自閉スペクトラム症、低身長、低出生体重それぞれを約1/3の患者に認めた。

2.ID原因検索における遺伝学的検査の体系化:第1次スクリーニングのマイクロアレイ解析は計73名(研究参加前に既にマイクロアレイ解析陰性であった患者39名を含む)で解析が終了し、臨床的意義のあるゲノムコピー数変化を2名に認めた。2名の患者(9q34.3欠失症候群および17p13.3欠失症候群)の臨床症状は、既報告と合致していた。第2次スクリーニングは前年度設計したID関連既知遺伝子カスタムパネル(IDパネル:常染色体優性22、常染色体劣性6、X連鎖性21遺伝子を含む)を用い、次世代シークエンサーIon PGMで解析、データ処理(変異の絞り込み)を行い病的意義が疑われる変異について、サンガー法で変異の再確認を行い、可能であれば患者の両親解析を行い最終的に変異の意義を決定している。現時点で計65名で終了し5名に病的変異を認めた。これらの検査で原因が判明しなかった患者の一部に対し、3次検査として次世代シークエンサーMiSeqにて臨床エクソーム解析(TruSight One、約4800疾患関連遺伝子)を開始している。1および2の成果は平成27年小児神経学会、小児遺伝学会、米国人類遺伝学会、日本人類遺伝学会で発表した。またIDパネル解析でWDR45遺伝子変異が判明した患者の症例報告を英文雑誌で発表した(Takano K, et al. 2016. Am J Med Genet A. 170:322-8.)。知的障害(intellectual disability; ID)は全人口の13%に認め非常に頻度の高い病態の一つであるが、その原因は約半数で不明である。欧米ではIDの原因検索としてマイクロアレイ染色体検査、全エクソーム解析を行い成果を上げているが、本邦では体制が整っていない。本研究はIDの遺伝学的解析を体系化し、長野県におけるID患者の病因および臨床像を明らかにすることを目的としている。平成26年4月に信州大学医学部附属病院遺伝子診療部にID患者専門外来「ID外来」開設し、当院および信州小児神経診療ネットワークを中心にID患者をリクルートし、週1回外来診療を継続している。平成28年度は新たに27名の研究参加同意が得られ、登録患者は計110名となった。遺伝学的解析結果は以下であった。1)第1次スクリーニング:古典的G分染法と共にマイクロアレイ染色体検査を行い(研究参加前に施行し陰性例含む)新たに4例で陽性、本研究全体で6/110陽性であった。2)第2次スクリーニング:次世代シークエンサーIon PGMを用いてID遺伝子パネル解析を行った。当初解析対象遺伝子は49であったが、平成28年度より80遺伝子に増やした。新たに10例で陽性、解析終了例全体で15/92陽性であった。3)第3次スクリーニング:上記陰性例の一部について、臨床エクソーム解析(TruSightOneシーケンスパネル)または連携研究施設にてトリオ全エクソーム解析を行い、それぞれ4/19、2/11で陽性であった。現時点で研究参加者の遺伝学的検査結果は110名中27名(24.5%)で陽性あった。本研究参加患者の約1/4で原因が判明し、今後の健康管理や次子再発率を含めた遺伝カウンセリングに活かす事が出来た。本邦においてもID患者に対する系統的な遺伝学的検査は有用であることが示唆された。知的障害(ID)は知能指数が70未満で小児期に発症する病態である。
咀嚼筋由来マイオカインの概念確立　―次世代シーケンシングによる生体内網羅的解析―

本申請は,咀嚼をする際に働く咀嚼筋において,咀嚼運動時に産生されるマイオカイン(筋活動によって筋組織内から産出される生理活性物質)を網羅的に探索し,「口から食事をとることが全身健康に与える影響」を科学的に証明することを目的として実施する。具体的には,1咀嚼時に咀嚼筋の筋細胞内で産生されるマイオカインは,手や足の筋由来のものとは異なるか,2それらが体内でどのように循環するか,経時的な変化に着目し,健全な口腔機能が全身健康に与える影響を,咀嚼筋のバイオロジーから紐解く基盤を形成する。
項目応答理論を援用した英語学習者の文法能力発達過程解明とその方法論の研究

本研究は、日本人英語学習者の文法能力発達過程を探求することを目的とする。まず、過去の研究で蓄積した日本人英語学習者の文法性判断タスク(特に非対格動詞と非能格動詞)のデータについて再分析を加えた。このデータを変異性の理論的枠組みから分析し、従来のSoraceのモデルとは異なる結果が判明した。次に、新しい文法性判断タスクとして新たに冠詞を追加した。その結果、冠詞の文法性判断は、学習者の文処理方略の変化に伴い変化していた。加えて、日本人と韓国人の英語学習者のデータ比較も行った。非対格動詞・非能格動詞と関係詞の文法性判断タスクのデータ分析の結果、韓国人英語学習者の方が全般的に得点は高かったが、文法性判断においてはかなりの類似性がみられた。最後に、これまでの統計的分析の欠点を補うべく、新たにニューラルテスト理論に基づくデータ分析が行われた。その結果、非対格動詞・非能格動詞に関しては、発達段階に基づいた4つの群に学習者を分類することができた。平成19年度の研究活動としては、新しい文法性判断テストの作成に着手したことが挙げられる。今回はまず、受動態、使役構文、冠詞に焦点を当て、担当者が調査すべき項目の検討を開始した。平成20年度の早い段階で完成予定である。同時に、前回までの科研助成研究で使用した文法性判断テストに関して、新たな被験者を対象にデータ収集を開始した。加えて、海外被験者のデータ収集に関して、韓国人英語学習者に焦点を当てて、現在協力を要請中である。また、前回の科研助成研究で得られた項目応答理論を援用した統計データ(日本人英語学習者1200名分)を再分析した。この結果は、平成20年度6月のe-FLT(Electronic Journal of Foreign Language Teaching)に掲載予定である。学会発表としては、平成19年12月にタイのパタヤで開催されたThe 12th Conference of Pan-Pacific Association of Applied Linguisticsで口頭発表1件とポスター発表2件を行った。すべて前回の科研助成研究で得られた項目応答理論のデータを基にした考察である。1つ目の口頭発表では、英語の非対格動詞と非能格動詞の習得について、日本人英語学習者を対象に行った文法性判断テストのデータを、Soraceの非対格動詞の階層理論の枠組みから再分析した。その結果、この理論ではうまくデータを説明できないことが判明した。また後者の2件の発表では、複数の文法性判断テスト(非対格動詞、非能格動詞、与格交替)を、意味上の主語を判断する能力と絡めて、語彙機能文法の観点から分析し、2つの段階に分けてまとめたものである。その結果、これら複数の文法性判断テストで現れた項目の習得順位(難易度順位)について統一的な見方を提示した。研究論文としては、上記の発表3件が上記学会のProceedingsに所収されたものが挙げられる。執筆内容は上記の発表の通りである。平成20年度の研究活動としては、新しい文法性判断タスク(冠詞)のデータ収集および分析と考察を行ったことが挙げられる。本研究グループで開発したウェッブ上で解答可能な文法性判断タスクを日本人大学生に実施し、学習者の文法性判断の際の特徴(意味的方略重視または統語的方略重視)によって、冠詞の習得に違いが存在するかどうかを検討した。その結果、意味的処理重視から、統語的処理重視に方略が移行するにつれ、冠詞の文法性判断の得点が上昇していた。しかしながら、上位群についても、冠詞の完全な理解というものは観察されなかった。また、韓国人英語学習者の文法能力の発達が、日本人英語学習者とどのように異なるのかを調べるために、韓国人英語学習者のデータ収集を本格的に開始した。これは平成21年度も継続して行っていく予定である。学会発表としては、上記の冠詞テストの分析結果について、平成20年12月にシンガポールのシンガポール国立大学で開催されたThird CLS International Conferenceで発表を行った。平成21年度の研究活動としては、まず、PAAL(環太平洋応用言語学会)で2件の発表を行った。1件めでは、オンラインによる英文法能力テストと、非対格動詞と非能格動詞に関する文法性判断テストを日本人と韓国人の英語学習者に与え、それぞれ34名のデータを分析した。

その結果、日本人と韓国人の学習者の両方に関して、非対格性の仮説は支持され、過剰受動化の誤りの原因としてはNP移動説が支持された。また、動詞間や構文間で多様な変異性が確認された。加えて、それぞれの母語の学習者の比較に関しては、韓国人学習者のほうが有意に非対格動詞の平均点が高かった。全般的に、2つの母語の学習者の反応は類似していた。2件めでは、上記と同じ被験者にオンラインによる英文法能力テストと、関係節に関する文法性判断テストを与えた。その結果、適格文の判断に関しては、それぞれの母語の学習者には差は見られなかったが、非文の判断に関しては、それぞれの母語の下位群は類似した反応を示したが、上位群に関しては韓国人学習者のほうが有意に平均点が高かった。次に、AAAL(アメリカ応用言語学会)で1件の発表を行った。日本人英語学習者369名に対して行った非対格動詞と非能格動詞に関する文法性判断テストのデータについて、ニューラルテストネットワーク理論を用いて分析した。今回のデータは、学習者を4つの群に分けることによって、群間の発達段階が明確になることが判明した。そして、各群の発達段階の記述を行った。文法性判断テストの問題カテゴリの正答順序は、過去に行った分析と類似していたが、上級者になるにしたがって、正解率が単に上昇するのではなく、正反対の選択肢を選択する率が同様に上昇することも判明した。
siRNA/リポソームによる関節リウマチの新規分子標的治療法の開発

関節リウマチ(RA)は関節の破壊に至る疾患であり、わが国には約70万人の患者が存在する。治療抵抗性や副作用のため、既存の治療法が使用できない患者が少なくない。本研究は、特定の遺伝子機能の発現を抑制するRNA干渉(RNAi)という現象に着目し、RAの新規治療法の開発を目指した。その結果、siRNA(RNAiを誘導する分子)/リポソーム(脂質の一種)複合体は、関節に効率良くsiRNAを送達するための手段となること、さらに、マクロファージ等、炎症に深く関わる細胞の働きを抑え、RAの新規治療法として活用しうることが判明した。目的:関節リウマチ(RA)は、関節破壊を引き起こす慢性の自己免疫疾患である。本研究はRAの治療法としてRNA干渉(RNAi)を用い、そのデリバリーシステムとしてliposomeを利用することを目標としている。今年度は、関節炎モデルマウスにおけるLiposome/siRNA(small interfering RNA)複合体の体内動態の解析を行った。方法:DBA/1Jマウスにコラーゲン誘導関節炎を生じさせ、Cy5標識ランダム配列siRNA/リポソーム複合体、コントロールとしてCy5標識ランダム配列siRNA単体、生理食塩水を静注。蛍光実体顕微鏡で経時的に四肢におけるCy5蛍光レベル(siRNA集積レベル)を解析。また、24時間後、滑膜組織および諸臓器から細胞を分離しCy5蛍光レベルをFlow cytometerを用いて解析。結果:(1)Cy5-siRNA/リポソーム複合体投与マウスは、Cy5-siRNA単体投与マウスに比較し、関節炎足肢により強いCy5蛍光レベルを呈した。Cy5蛍光レベルは関節炎スコアの高い足肢に、より強く認められ、投与後12時間をピークに48時間まで比較的高く、72時間後には減衰した。(2)滑膜細胞の平均蛍光強度は、Cy5-siRNA単体投与マウスに比較し、Cy5-siRNA/リポソーム複合体投与マウスにおいて高値を示した。複合体投与条件において、Cy5陽性細胞の98%はCD11b陽性細胞であった。Cy5陽性率は、CD3、CD19陽性細胞に比較し、CD11b、F4/80陽性細胞において明らかに高かった。脾細胞、骨髄および気管支肺胞洗浄回収細胞におけるCy5蛍光レベルは、両条件において有意差を認めなかった。考察:siRNA/リポソーム複合体は、関節炎四肢および滑膜に強く集積を認め、本リポソームは本実験系におけるsiRNAのキャリアとして有用と考えられる。また、siRNA/リポソーム複合体は単球・マクロファージ系細胞をターゲットとした関節炎治療法として期待される。現在、TNF-αを標的としたsiRNAを用いて関節炎モデルマウスの治療実験を施行中である。本研究はRAの治療法としてRNA干渉(RNAi)を用い、そのデリバリーシステムとしてリポソームを利用することを目標としている。今年度は、TNF-αを標的としたsiRNA(small interfering RNA)を用いて、関節炎モデルマウスに対するリポソーム/siRNA複合体の関節炎抑制効果を解析した。結果:関節炎発症は、ランダム配列siRNA 10μg/WL投与群と比較してTNF-αsiRNA 10μg/WL投与群では遅延していた。関節炎スコアはランダム配列siRNAloμg/wL投与群と比較してTNF-αsiRNA 10μg/WL投与群ではDay7、10で統計学的に有意に低値であった。また、四肢の厚みはランダム配列siRNA 10μg/WL投与群と比較しTNF-αsiRNA10μg/WL投与群ではDay5、7で統計学的に有意に低値であった。考察:静脈投与されたTNF-αsiRNA/WLは、CIAマウスの関節炎の発症を遅延させ、関節炎の程度を軽減させた。そのメカニズムとしては、前年度の結果より、siRNA/WL複合体投与によりsiRNAは関節炎部位に効率的に送達され、炎症性サイトカイン産生を担う単球・マクロファージ系の細胞に強く集積するためと推測される。本方法は単球・マクロファージ系の細胞をターゲットにした、関節炎抑制療法の手段として非常に有用であると考えられた。
ピエール・コルネイユの中・後期の演劇における作劇法の変遷について

ピエール・コルネイユの中・後期の戯曲を検討し、作劇法の特質と変遷を明らかにした.所謂四大傑作に比して、それ以後特に1660年頃までの作品に目立つのは、ロマネスクなものへの強い志向である.つまり、作者は、傑作悲劇の長所である人間心理の正確かつ迫真の描写を犠牲にしても、観客を驚愕、感嘆させるストーリーの展開、山場の設定にドラマツルギーの重点を置いた.その典型的な例が『ロドギュンヌ』であって、最終幕の毒杯の生み出す視覚的サスペンス等によって大成功を収めるが、登場人物の心理面には明らかな不自然さが存在した.また、『ニコメード』などのフロンド期の作品では、こうしたロマネスク性に加えて、現実の事件、人物を作中て暗示する時事性が、観客の好奇心に大いに訴えた.劇壇復帰作となる『エディップ』においても、自由意志の尊厳を認めるコルネイユ的世界と宿命の悲劇であるオイディブス伝説の間に存在する本質的な矛盾を、悲劇を,サスペンスをメインに据えた娯楽作品に仕上げることで解消し、成功を博した.晩年の特に『オトン』以降の作品では、「政略結婚劇」とでも呼ぶべき構成が主流を占めるようになり、先祖返りつまり初期喜劇の手法への回帰現象が見られる.また、一種のリアリズム志向が『ソフォニスブ』、『オトン』等で顕著となる.加えて最晩年の作品に至ると、ラ・ロシュフーコーの『箴言集』を思わすペシミスティックな世界観が戯曲を支配するようになって、それが作劇法にも影響を与える.古典演劇理論の観点から言えば、コルネイユは「真実らしさ」より「真実」を重視する異端派である.彼はこうした立場に立つことで、『ロドギュンヌ』など中期作品でのバロック的異常美の追求や、後期作品におけるリアリズムの追求を正当化しようとした、と考えられる.ピエール・コルネイユの中・後期の戯曲を検討し、作劇法の特質と変遷を明らかにした.所謂四大傑作に比して、それ以後特に1660年頃までの作品に目立つのは、ロマネスクなものへの強い志向である.つまり、作者は、傑作悲劇の長所である人間心理の正確かつ迫真の描写を犠牲にしても、観客を驚愕、感嘆させるストーリーの展開、山場の設定にドラマツルギーの重点を置いた.その典型的な例が『ロドギュンヌ』であって、最終幕の毒杯の生み出す視覚的サスペンス等によって大成功を収めるが、登場人物の心理面には明らかな不自然さが存在した.また、『ニコメード』などのフロンド期の作品では、こうしたロマネスク性に加えて、現実の事件、人物を作中て暗示する時事性が、観客の好奇心に大いに訴えた.劇壇復帰作となる『エディップ』においても、自由意志の尊厳を認めるコルネイユ的世界と宿命の悲劇であるオイディブス伝説の間に存在する本質的な矛盾を、悲劇を,サスペンスをメインに据えた娯楽作品に仕上げることで解消し、成功を博した.晩年の特に『オトン』以降の作品では、「政略結婚劇」とでも呼ぶべき構成が主流を占めるようになり、先祖返りつまり初期喜劇の手法への回帰現象が見られる.また、一種のリアリズム志向が『ソフォニスブ』、『オトン』等で顕著となる.加えて最晩年の作品に至ると、ラ・ロシュフーコーの『箴言集』を思わすペシミスティックな世界観が戯曲を支配するようになって、それが作劇法にも影響を与える.古典演劇理論の観点から言えば、コルネイユは「真実らしさ」より「真実」を重視する異端派である.彼はこうした立場に立つことで、『ロドギュンヌ』など中期作品でのバロック的異常美の追求や、後期作品におけるリアリズムの追求を正当化しようとした、と考えられる.ピエール・コルネイユの中・後期戯曲の作劇法の特徴を把握しながら、同時に、フランス等の当時の政治状況がどのように作品に反映されているか、また、中期以前の戯曲と比較して作者の英雄観や政治観に変化が見られるかを調査、検討した。中・後期の作劇法の特徴は、筋立てや登場人物の本当らしさをある程度犠牲にしても、観客に激しい衝撃を与えるバロック的効果の創出に重きを置いた点である。たとえば、フロンドの乱の最中に発表された『ベルタリート』では、夫の仇をとるために息子の殺害も厭わぬ母親の凄まじい情念が描かれた。確かに、コルネイユ的人物に特有の強靱な意志力と理性の重視、あるいは栄光や名誉の追求といった点からすると、中・後期の戯曲も、それ以前の作品と共通性を有する。しかし、それらが超人的な反自然の域にまで達し、時として通常のモラルを超えてしまうところに、この時期の特徴がある。また、作品に時事性を賦与して、観客の興味を惹こうとする傾向が顕著になる。『ペルタリート』でも、その構成は同時代の清教徒革命やフロンドの乱を連想させずにおかない。政治劇の性格の強い彼の芝居では、作劇上のこうしたテクニックがきわめて有効に作用した。コルネイユの中・後期の戯曲から普遍的な作者の政治姿勢を抽出することは容易でない。この問題は今後ともなお多くの検討を要する。ただ概括的に言えば、『ニコメード』以前には王権寄りであった作者の姿勢が、『ニコメード』を境としてむしろコンデ等の王権と対立する大貴族に親近感を示すようになった。実際ルイ14世紀の親政開始以後もコルネイユは、モリエールやラシーヌのように王の寵愛厚い劇作家となれなかった。これが、晩年のコルネイユの劇失墜の一因であろう。

コルネイユが劇壇復帰を果たした1659年の『エディップ』以降の戯曲を中心に、中・後期作品の作劇法の変遷を調査、検討した。『エディップ』は、宿命の悲劇であるソフォクレスの作品とは、大いにドラマツルギーを異にしている。人間の自由意志の尊厳を認めるコルネイユ的世界とギリシア悲劇とは本質的にミスマッチなのだが、彼は、オイディブス伝説をサスペンスをメインに据えた娯楽作品に作り替えることで、大成功を収めた。次の『ソフォニスブ』や『オトン』になると、リアリズム志向が顕著になり、自己愛、権力欲、虚栄心などに動かされる人間精神の暗部に照明が当てられる。もともとコルネイユは、正統的な古典演劇理論からすれば異端意見の持ち主であり、「真実らしさ」よりも「真実」を優先させてきた。この「真実」の重視は、『エラクリユス』の頃には、バロック的異常美を追求する理論的根拠となったし、『ソフォニスブ』の場合にはリアリズム的作風を正当化する支えとされたのである。また、特に『オトン』以降は、ルイ十四世下の安定した治世を反映する、「政略結婚劇」とでも呼ぶべき構成の戯曲が大部分となり、ドラマツルギーの面で言うと、『メリート』を始めとする彼の初期喜劇への回帰現象が起こったと考えられる。『ピュルケリ』など最晩年の三作品は、ラ・ロシュフーコーの『箴言』を思わすペシミスティックな雰囲気が戯曲を支配している。特に『シュレナ』はエレジーに近い作品で、コルネイユ劇としては異色なほど単調な構成の下に、英雄と王権の間の和解の余地のない悲劇的対立を描いて、注目される。
他個体との社会的接触に伴うザリガニ逃避行動馴化の可塑的な変化

研究成果の概要:他個体との社会的接触によって優劣地位が成立した後、ザリガニの逃避行動馴化の成立及びその維持過程にどのような可塑的な変化が起こるのか解析した結果、優位・劣位個体ともコントロール個体に比べ有意に馴化成立過程が遅れることがわかり、その効果は再隔離後も一週間以上持続することも判明した。セロトニン・オクトパミン存在下でも、同様の馴化成立過程の遅れが確認され、セロトニンの効果はcAMPを介したカスケードが、一方オクトパミンの効果はIP3を介したカスケードが活性化されることで引き起こされることを明らかにした。アメリカザリガニは尾部への強い接触刺激に対し、巨大ニューロンLGを介した逃避行動を示すが、繰り返し刺激を与えると、馴化を起こしてLGは発火しなくなる。アメリカザリガニはまた縄張り社会性を持ち、二匹のアメリカザリガニが出会うと、互いに接近し、ハサミを持ち上げ闘争を開始する。数回のファイトの後、凡そ30分以内に優位個体、劣位個体という社会的地位が成立し、優位個体が劣位個体に接近すると、劣位個体は戦うことなく、その場から後退するようになる。このように優劣という社会的地位成立により、それぞれのアメリカザリガニの攻撃性に著しい違いが見られることから、優劣それぞれのアメリカザリガニの逃避行動馴化の成立過程を本年度は行動学的・神経生理学的に解析した。(1)極を埋め込み、LGの活動を長時間モニターしながら、水槽内をアメリカザリガニが自由に歩行できる装置の開発を目指し、実用化できる一歩手前まで来た。まだSN比が悪く、改善の必要性はあるが、闘争中アメリカザリガニの行動パターンとLGの活動性の相互作用についてある程度解析することに成功した。(2)アメリカザリガニの腹部単離標本を作成し、繰り返し刺激に対するLGの応答性の変化を単独飼育、優位個体、劣位個体で比較したところ、予想通り、劣位個体の馴化成立までの試行回数は胆道飼育の個体たちに比べ有意に増加することが判明した。本研究遂行前には優位個体の馴化成立過程は有意に早まるものと想定していたが、結果は逆で劣位個体同様に単独飼育個体に比べ有意に遅くなることが明らかとなった。アメリカザリガニは強烈な尾部への接触刺激に対し、巨大ニューロンLGを介した逃避行動を示すが、繰り返し刺激を与えると、馴化を起こしてLGは発火しなくなる。ザリガニはまた縄張り社会性を持ち、二匹のザリガニが出会うと、互いに接近し、ハサミを持ち上げ闘争を開始する。優劣という社会的地位成立により、優劣それぞれのアメリカザリガニの逃避行動馴化の成立過程は遅くなることを前年度明らかにした。そこで本年度はどのような神経修飾物質が優劣個体の馴化抑制に関与しているのか、生体アミンのセロトニン・オクトパミンをその候補に解析した。(1)行動実験より、セロトニンの生体内投与により、ザリガニに優位個体が示すような姿勢変化が生じること、またオクトパミン投与により、劣位個体様の姿勢変化が生じることを確認した。(2)生理実験より、セロトニン灌流下、オクトパミン灌流下で共に、ザリガニのLG馴化の成立過程は優位・劣位個体同様遅くなることが明らかになった。(3)二次メッセンジャー系の酵素活性化を阻害する薬剤の灌流実験より、セロトニンの効果はcAMPを介したカスケードが、一方オクトパミンの効果はIP3を介したカスケードが活性化されることで引き起こされることが明らかになった。
大腸癌死亡の栄養疫学的因子の解明に関する研究

大腸がん結腸がん,直腸がんの調整死亡率を1955年より集計し,相互の関係を追求した。大腸がんは,戦後35年間に2倍に増加して,男子に顕著に増えている。その中結腸がんは3.3倍に増加し,男子では3.9倍に及んでいた。女子は2.8倍に止まり,男子に明らかに上昇を認める。直腸癌は戦後の35年間に1.2倍の上昇率に止まり,大腸がん死亡の増加は,結腸がんの増加なかんずく男子の増加に由来するものであることが分った。都道府県別ブロック別の特徴は解析中である。食物纎維摂取量の全国レベルでの年次推移は,多少の増減は認められるものの余り大きな変化を認めない。全国を国民栄養調査方式で12ブロックに区分すると,地域ブロック差は認められるが,年次的な大きな変化は認められなかった。食物纎維を全国平均値の推移で捉えると,国民の摂取量にそれ程の変化は年次推移でみる限り認められない。食品毎の食物纎維の摂取量としてみると,米の摂取減からくる米食物線維の減少が,結腸がん増加と逆相関の関係が示されている。大腸がんにはその傾向が認められていない。食物纎維の総量摂取量に大きい変動はこの20年間にみられないことから,食品群別に食物線維の量的配分の変動を,結腸がんを中心に解析する方向で取り組んでいる。大腸がん死亡の著名な増加をもたらしている因子は,結腸がんの増加によるものなので,大腸がん死亡として全体でみるよりも,結腸がんに重点をおいて解析する必要がある。そのために地域ブロック別の死亡率解析を,結腸がん中心に推進するようにしている。摂取食品毎の食物纎維の摂取量についてブロック別の分析と,食生活要因と関わりのある社会経済的要因も,死亡率との関わりでブロック別の因子を求めるべく,展開してゆきたいと計画している。
アイチウイルス複製複合体形成機構の解析

アイチウイルスは急性胃腸炎関連ウイルスである。感染症制御には病原体の増殖機構の理解が不可欠であるが、本ウイルスの複製機構には未だ不明な点が多い。アイチウイルスの複製機構の分子生物学的解明を目的として本研究を行った結果、本ウイルスの複製に関与する二つの宿主因子を明らかにした。これらの宿主タンパク質は本ウイルスに限らず他のウイルスの複製にも重要であることが報告され、ウイルス増殖制御のターゲット分子として期待される。アイチウイルスは胃腸炎の原因となることが示唆されているピコルナウイルスである。ピコルナウイルスを含むプラス鎖RNAウイルスのゲノム複製は、細胞オルガネラ膜上に形成される複製複合体でおこり、複製複合体中では、ウイルスRNA、ウイルスタンパク質および宿主タンパク質が、お互いに複雑に相互作用していると考えられている。本研究では、アイチウイルス感染細胞における複製複合体形成に伴う細胞オルガネラの構造変化の観察、および複製複合体形成やゲノム複製に関わるウイルスタンパク質や宿主タンパク質の同定ならびに機能解明を目的とする。今年度はまず、感染細胞の細胞オルガネラ膜の構造変化を観察した。アイチウイルス感染細胞のゴルジ体マーカー、小胞体マーカーを免疫蛍光染色した結果、小胞体マーカーは非感染細胞と細胞内局在に変化は観察されなかったが、ゴルジ体マーカーは、感染細胞では細胞質へ拡散していた。この結果から、ウイルス感染がゴルジ体の構造や機能を変化させることが示唆された。今後、細胞内の小胞体-ゴルジ体間の物質輸送への影響について解析する必要がある。加えて、これまでに我々はウイルス非構造タンパク質同士の相互作用を網羅的に解析し、2Aと3CD(プロテアーゼ活性を有する)が強く結合することを明らかにしている。本年度、ウイルスポリプロテインのプロセシングを解析した結果、全ての切断部位のうち、2AのN末端のみ3Cではなく3CDという形のプロテアーゼが必要であり、その切断には3CDと2A間の相互作用が深く関与している可能性を明らかにした。他のピコルナウイルスで、ポリプロテインの切断にプロテアーゼの強い結合が必要とされるという報告はこれまでに無く、ユニークな知見である。今年度は、ウイルス複製に関与する宿主因子の探索を行った。HeLa細胞cDNAライブラリーの酵母ツーハイブリッドスクリーニングにより、ウイルスタンパク質3Aと相互作用する宿主タンパク質を同定した。哺乳動物細胞ツーハイブリッド解析および共免疫沈降法による解析を行い、これらの相互作用をさらに確認した。siRNAにより宿主因子発現をノックダウンした細胞に、ルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだアイチウイルスレプリコンRNAをトランスフェクトし、ウイルスゲノム複製を調査したところ、この宿主タンパク質ノックダウンによる複製阻害が認められた。以上の結果は、本研究で得られた宿主タンパク質が、3Aと結合し、ウイルスゲノム複製において重要な役割を果たしていることを示唆している。3Aは膜タンパク質であり、他のピコルナウイルスでは、ウイルス複製複合体形成のための膜構造再構成に関与することも知られている。本研究で得られた宿主タンパク質が、ウイルス複製複合体形成過程で重要な働きをしている可能性が考えられ、現在、詳細な解析を行っている。本研究は胃腸炎関連のピコルナウイルスであるアイチウイルス(AiV)について、ウイルスゲノム複製複合体形成に関わるウイルス・宿主タンパク質の同定や機能解明を目的とする。本研究において、ウイルスタンパク質2B、2BC、2C、3A、3ABと相互作用するゴルジタンパク質、ACBD3を同定した。さらに、最近エンテロウイルス(EV)の複製に必要な宿主因子であることが示されたPI4KBと、ACBD3が相互作用することを新たに明らかにした。ウイルスタンパク質とPI4KBとの直接の相互作用は認められなかった。感染細胞の免疫染色により、ウイルスタンパク質、ACBD3、PI4KB、PI4KBにより産生される脂質PI4Pがウイルス複製部位に存在することを示した。ACBD3やPI4KBをノックダウンした場合も、ウイルスRNA複製を阻害した。以上の結果は、AiVゲノム複製部位でウイルスタンパク質/ACBD31/PI4KB複合体が形成され、PI4Pを産生することがウイルスRNA複製に重要であることを示唆する。EVは3A/GBFl/Arf1を介してPI4KBをリクルートすることが報告されていたが、我々の論文発表後にEVの3AがACBD3にも結合することが報告され、ACBD3を介したゲノム複製部位へのPI4KBのリクルート法をEVも利用していることが示唆された。さらに、C型肝炎ウイルス(HCV)では、PI4KBとは別のキナーゼ、PI4KAを利用してPI4Pをウイルス複製部位に蓄積させていることが報告されている。

PI4Pは膜輸送に関わるシグナル分子であることから、複製複合体形成に必要な細胞内膜構造変化に関わっている可能性も考えられる。本研究は、EV、HCVと同様AiVでのPI4Pの必要性を示したことに加え、PI4Pを複製部位に蓄積させるための新たな方法を明らかにした点で、ウイルス学的に重要であると考えられる。
カルボニルストレスによる腎循環調節と高血圧発症メカニズムの解析

糖の代謝産物であるカルボニル物質の代表であるメチルグリオキサールの経口投与はラットにおいて食塩感受性高血圧、インスリン抵抗性および腎障害を呈し、慢性腎臓病の病態に関与することが示された。これらのメカニズムには酸化/カルボニルストレスが関与し、腎臓においては腎髄質血流を減らし、腎虚血を呈する可能性が示唆された。腎酸化ストレス活性化機序にはNAD(P)Hoxidaseの活性化の他、腎髄質尿細管の酸素代謝とミトコンドリアの電子伝達系を介したミトコンドリア酸化ストレスが関与すると考えられた。本研究では慢性腎臓病の病態に対するメチルグリオキサール(MGO)の役割について検討することを目的とした。慢性腎臓病モデルのDah1食塩感受性高血圧(Dah1S)ラットにMGOを8-12週間経口飲水投与すると血圧の上昇とともに尿中アルブミン排泄が増加し、糸球体障害と尿細管障害が観察された。さらに、尿細管中心にMGOの代謝産物であるカルボキシルエチルリジン(CEL)と酸化ストレスのマーカーである8-デオキシグアノシンの発現増加がみられた。ヒトの慢性腎臓病やDah1Sラットでみられるインスリン抵抗性や食塩感受性高血圧がMGOに依存しているかどうかを検証するためにSprague-Dawley(SD)ラットに対して高血圧に呈しない量のMGO(経口飲水投与)と高食塩食(4%食塩食)を投与した。それぞれ単独群では血圧の上昇はみられなかったが、併用群では血圧が上昇したことから、MGOが食塩感受性を高め高血圧を発症することが示された。この時、腎臓内のカルボニルストレスと酸化ストレスが亢進することをCELおよびN-ニトロタイロシン(酸化ストレスのマーカー)の免疫染色で確認し、これらがMGOによる食塩感受性亢進のメカニズムと考えられた。さらにSDラットにMGOを投与するとグルコースクランプ法によるM値は低下しインスリン抵抗性が高まることが明らかになった。これはカルボニルストレスの消去剤であるNアセチルシステインやTM2002で抑制できた。血圧の上昇自体が酸化ストレスの亢進につながるかどうかを検討するために麻酔したラットの左腎を動脈縮作により血圧を上昇しマイクロダイアライシス法で腎間質液のH_2O_2を測定し計測したところ、血圧の上昇ともに腎内酸化ストレスは増加した。以上のことから、カルボニルストレスはインスリン抵抗性と食塩感受性を亢進し腎内酸化ストレスを亢進し慢性腎臓病を進行さえることが示された。慢性腎臓病は心血管疾患発病の強い危険因子になることが大規模臨床試験で明らかになっているが、そのメカニズムについては依然明らかになっていない。一方、最近我々はMethylglyoxal(MGO)などのカルボニル物質は慢性腎臓病で増加し、血圧上昇などを介し、病態進展に関与することを報告している。従って、本研究ではMGOは腎血流に対する影響とそのメカニズムを検討した。まず、ラットにMGOを慢性静脈内投与し、動脈圧の変化を検討した所、MGOの投与により、急性毒性反応と考えられる血圧の低下がみられた。また、腎髄質間質慢性投与によるカテーテルの先端部の線維化が懸念されたため、線維化が起きる以前の反応を検討した。MGOをDahl食塩感受性高血圧ラットを麻酔下に、体液および呼吸を管理し左大腿動脈の動脈圧をモニターした。腎髄質間質にカテーテルを埋め込み、薬液を注入した。また、同部に光ファイバーを埋め込み、レーザードップラー法により腎髄質局所血流を評価した。腎髄質間質内に生理食塩液を投与しコントロールをとったのちMGOに切り替えた。MGOの投与により血圧が上昇したが、腎髄質血流の低下は認められなかった。腎髄質血流を増やす作用のあるNOの関与を検討するためにNO合成酵素阻害薬のL-NAMEを前投与し、同様の実験を行ったが、有意な腎髄質血流の低下はみられなかった。腎髄質血流は血圧により大きく影響を受けるため、血圧の上昇がMGOによる腎髄質血流の低下を抑制している可能性が示唆された。平成22年度は、血圧が低下しない用量で検討する予定である。メチルグリオキサールは解糖系から産生されるカルボニル物質であり、その血中濃度上昇は食塩感受性高血圧を引き起こし、慢性腎臓病を引き起こすことが明らかになった。今まで、麻酔下静脈内投与や腎髄質直接投与による腎髄質血流調節メカニズムを検討してきたが、全身急性作用が強いため、腎髄質血流調節に対するメチルグリオキサールの直接作用を解析することが困難であった。過去に我々は腎髄質尿細管の酸化ストレスが腎髄質血流を調節することを報告していることから、本年度はメチルグリオキサールの腎髄質に対する直接作用を培養した腎髄質尿細管でin vitro実験により検討した。ラットから尿細管を単離培養し、灌流した腎髄質

外層ヘンレのループ尿細管(mTAL)に、活性酸素や過酸化水素特異的蛍光色素を用いて、細胞内酸化ストレスをリアルタイムで観察できる実験系を開発した。この実験系で細胞質過酸化水素標識色素PF6-AM、ミトコンドリア特異的過酸化水素標識色素MitoPY1、ミトコンドリア特異的活性酸素標識色素MitoSOXを用いて、それぞれ細胞質の過酸化水素、ミトコンドリア内の過酸化水素、ミトコンドリア内の活性酸素をリアルタイムに蛍光顕微鏡下に観察した。灌流液のブドウ糖濃度が増加すると400秒以内に細胞内活性酸素および過酸化水素量は増加した。とくにブドウ糖によるミトコンドリア内活性酸素量の上昇は、アンジオテンシンII受容体拮抗薬で抑制が認められなかった。しかしながら、Na-K ATPaseポンプ阻害薬のouabainで抑制が認められた。さらにミトコンドリアcomplex阻害薬のrotenoneによりミトコンドリア内活性酸素量の上昇は有意に抑制され、メチルグリオキサールが電子伝達系を介して活性酸素を産生している事が示唆された。さらにメチルグリオキサールの投与においても細胞内酸化ストレスの増加が観察され、ブドウ糖濃度増加によるミトコンドリア内活性酸素量上昇がメチルグリオキサールによる高血圧および腎障害のメカニズムになっていると考えられた。
可干渉・非可干渉光源による干渉パターンの実時間復調型画像センシングの研究

本研究では,申請者がこれまで提案した実時間ヘテロダイン干渉撮像システムの応用展開を広げるとともに,非可干渉光にも適用し,高速・高波長分解能の画像センシングシステムを実現することを目的とする.可干渉光,非可干渉光いずれについてもパターン復調原理は共通であり,ともに時間相関イメージセンサを用いて干渉波形の振幅・位相を実時間で画像として復調することが最大の特色である.本年度の成果は以下の通りである.○位相スタンプ型レンジファインダの提案と実時間距離画像計測の実現レーザシート照明を用いた三次元計測において,時間相関イメージセンサ(CIS)および三相正弦波参照信号を用いることにより,実時間で距離画像計測を行うシステムを提案した.この計測系では,シート照明を連続走査しつつCISにより三次元対象物体を撮像すると,各画素にはレーザシート照明が観測された時刻の参照信号の位相がスタンプされる.スタンプされた位相はレーザシート照明の走査角と1対1に対応している.したがって,CISの毎フレーム出力画像からスタンプ位相を復調し走査角に変換することにより,各画素で観測される対象物体までの距離がフレームレートで計測できる.この理論に基づき,レーザダイオード,ガルバノスキャナ,円筒レンズ,200×200画素三相CIS,PC,D/Aボードを用いて計測システムを試作し,フレームレートでの距離画像生成を実現した.また,実用化に向けてばらつき誤差を改善する必要があることが分かった.本研究では,申請者がこれまで提案した実時間ヘテロダイン干渉撮像システムの応用展開を広げるとともに,白色光源などの非可干渉光にも適用し,可視-赤外波長領域を対象としてフーリエ変換法に基づく高速・高波長分解能の分光画像センシングシステムを実現することを目的とする.可干渉光,非可干渉光いずれについてもパターン復調原理は共通であり,ともに時間相関イメージセンサを用いて干渉波形の振幅・位相を実時間で画像として復調することが最大の特色である.本年度の成果は以下の通りである.1.液晶パネルの複屈折分布の動的計測液晶ディスプレイ(LCD)は大型化,高精細化が進み,需要が急速に拡大している.液晶自体は複屈折素子であり,しかも複屈折の状態が画素ごとに動的に変化することにより動画を表示する.本年度は,市販LCDパネルの2次元複屈折分布を動的に計測するためのシステム開発を行った.計測には申請者が提案しているヘテロダイン復調型実時間複屈折イメージャを用いた.複屈折イメージャは透過物体にしか適用できないが,LCDパネルは反射型が多く光を透過できない.そこで光を透過させつつLCDを駆動するための基板を製作した.マイクロコンピュータでLCDを駆動し動的パターンを表示させたところ,複屈折が画素ごとに変化する様子を実時間で可視化することに成功した.2.高速フーリエ変換分光撮像システムの検討フーリエ変換分光は高波長分解能の分光計測法であり,赤外領域では実用化されている.しかし,2次元走査と時間軸干渉波形の計測によるトレードオフが実時間動作の障害となっている.本年度はフーリエ変換分光撮像を高速に行うためのシステムを構築し,特にマイケルソン干渉計における走査鏡の動作を検証した.安定化レーザを用いて干渉波形を調べたところ,一般の直線ステージでは走査の等速性に問題があること,また特定の分光画像のみを常に抽出するには,ステージの速度を常時モニタリングしそれに合わせて干渉波形の周波数を選択する必要があることが分かった.本研究では,申請者がこれまで提案した実時間ヘテロダイン干渉撮像システムの応用展開を広げるとともに,非可干渉光にも適用し,高速・高波長分解能の画像センシングシステムを実現することを目的とする.可干渉光,非可干渉光いずれについてもパターン復調原理は共通であり,ともに時間相関イメージセンサを用いて干渉波形の振幅・位相を実時間で画像として復調することが最大の特色である.本年度の成果は以下の通りである.○位相スタンプ型レンジファインダの提案と実時間距離画像計測の実現レーザシート照明を用いた三次元計測において,時間相関イメージセンサ(CIS)および三相正弦波参照信号を用いることにより,実時間で距離画像計測を行うシステムを提案した.この計測系では,シート照明を連続走査しつつCISにより三次元対象物体を撮像すると,各画素にはレーザシート照明が観測された時刻の参照信号の位相がスタンプされる.スタンプされた位相はレーザシート照明の走査角と1対1に対応している.したがって,CISの毎フレーム出力画像からスタンプ位相を復調し走査角に変換することにより,各画素で観測される対象物体までの距離がフレームレートで計測できる.この理論に基づき,レーザダイオード,ガルバノスキャナ,円筒レンズ,200×200画素三相CIS,PC,D/Aボードを用いて計測システムを試作し,フレームレートでの距離画像生成を実現した.また,実用化に向けてばらつき誤差を改善する必要があることが分かった.
世界金融危機前のイタリア労働市場改革：EU・党派性・デモクラシーの観点から

本研究の目的は、2000年代のヨーロッパ福祉改革をEUの影響と加盟国国内党派性の視点から分析することである。具体的には、「右派政権の改革で、EUが影響している場合としていない場合があるのはなぜか」という問いを設定し、その答えとしてEUの影響の大小に着目した。その上で、加盟国の右派政権では、「EUの影響が大きい福祉政策領域」および「EUの影響が小さい福祉政策領域」で政府中心の政策決定を意味する「調整」型の過程を経た「フレキシブルな」改革が行われた、という仮説を提示した。本研究は、イタリア・第二次ベルルスコーニ中道右派政権の雇用、失業給付、年金改革の事例研究を行い、当該仮説の妥当性を明らかにした。本研究の目的は、2000年代におけるヨーロッパ諸国の福祉改革をEUの影響と加盟国国内党派性の視点から分析することである。当該仮説の妥当性を示すために、本研究は当初の計画を部分的に変更し、イタリア・第二次ベルルスコーニ中道右派政権(2001ー2005年)の雇用、失業給付、年金改革の事例研究を行った。研究方法として、関連する先行研究やその他資料の分析、研究者へのインタビュー等によって、ベルルスコーニ政権の各改革における政府、労働組合、経営者団体間の政策決定過程を明らかにした。さらに、EUが公表した各種福祉政策についてのガイドライン、各加盟国の改革に対する評価を示した報告書、各加盟国への勧告(雇用の場合のみ)等の資料をその内容と公表された時期に注目しつつ分析を行った。その上で、以上二点を時系列に並べることによって、各改革はEUの影響を受けたか否かを考察した。以上より、加盟国の右派政権では、「EUの影響が大きい福祉政策領域」および「EUの影響が小さい福祉政策領域」で「調整」型の政策決定過程による「フレキシブルな」改革が行われたと結論づけた。これは、EUの影響と右派政権(本研究ではベルルスコーニ政権)の福祉に対する選好の双方が改革に反映されたことを示しており、分析対象時期の福祉改革では、EUと加盟国国内政治がともに重要であったと解釈できる。この結論は、先進国の福祉改革および福祉政治についての先行研究とは異なる視点である。27年度が最終年度であるため、記入しない。政治学27年度が最終年度であるため、記入しない。
エキゾチックコロイド系の新規時空間構造の研究

本研究では異方性を有するコロイド粒子系の形成する構造に関する実験的研究を行った。形状異方性粒子として、種々の軸比を有する楕円体粒子の2次元高濃度分散系が示す構造を並進秩序と配向秩序に注目して解析を行った。その結果、軸比の増加とともに並進秩序は消失し、配向秩序が形成されることが実験的に明らかとなった。また、相互作用に異方性を有する球状ネマチックコロイド系では、光ピンセットを用いて粒子を操作し、従来のコロイド系では実現できない隙間の多い樹枝状(デンドリックな)や隙間の空いた斜方格子構造などを実現することに成功した。本研究では従来研究されていないエキゾチックなコロイド系を実現し、それらの2次元および3次元時空間構造を1粒子レベルで直接観察することで、これらが示すと期待されるガラス系、液晶系、準結晶系等の新規構造とそのダイナミクスに関する知見を実験的に得ることを目指している。このために平成25年度は以下の2種類のエキゾチックなコロイド粒子作成とそれらの示す構造形成に関する研究を行った。[1]形状異方性粒子系の実現とその相挙動の研究本年度は市販の粒径分布が狭い直径3ミクロンのポリスチレン粒子を加熱延伸して、長軸短軸比が2である回転楕円体粒子を作成した。作成した粒子を高濃度で水に分散し、その溶液を厚さが粒径程度の狭い空間に閉じ込め、2次元の楕円体粒子分散系の作成した。顕微鏡下を用いて1粒子の分解能でその重心位置および配向を決定した。これをもとに密度分布関数や中間相関関数などを算出し、その構造およびダイナミクスに関する知見を得た。[2]ハードコアーソフトシェル粒子系の実現と評価本年度は、市販のカルボキシル基で表面修飾された球状粒子を原料として、ストレプトアビジンコートされたコロイド粒子を作成し、これに末端をビオチン化したλDNAを結合させ、長いひげの生えたコロイド粒子作成を行った。現在までに、DNAを蛍光染色して表面にDNAが結合していることを確認している。種々の軸比を持った楕円体粒子の高濃度分散系における充填構造を顕微鏡を用いて観察し、その画像をもとに並進秩序および方向秩序の定量的解析を行った。軸比が小さい粒子の場合(2:1)には2次元的な並進秩序は見られないが、重心位置の動径分布関数に明確なピークが出現し、対応する距離から近距離では粒子が1軸にひずんだ六方格子の空間秩序を維持していることがわかった。一方、軸比が大きい粒子の場合(8:1)には、動径分布関数は明確なピークを持たないが、配向秩序が成長し、かつ長距離となり、大きな配向ドメインが出現することがわかった。このような配向秩序の出現が、1軸的な並進の自由度を増加させ、その結果、動径分布関数がピークを示さないようになったと考えられる。本研究により、軸比の変化に伴い、結晶、ランダム配列、液晶構造間の構造変化を明らかにすることに成功した。一方、配向秩序を有するネマチック液晶中に球状粒子を分散させ、分子のように複数の結合ボンドを持つコロイド分子(ネマチックコロイド)系を実現し、新規空間構造の作成を行った。具体的にはこれらコロイド分子を光ピンセットを用いて操作し、複雑な構造体を実現した。ことに通常のコロイド粒子系では実現されない、樹状や斜交格子などの形状異方性を有する充填率の低いコロイド構造体の作成に成功した。ソフトマター物理[1]形状異方性粒子系の実現とその相挙動に関しては、分散の少ない楕円体粒子作成に成功して、それを用いた2次元分散系の実験的観察に成功しており、さらにそのデーターを用いて系の構造やダイナミックスに関する知見を得ることに成功している。また、球と楕円体の2成分系に関しても、その割合の変化による構造変化を明らかにしている。[2]ハードコアーソフトシェル粒子系の実現と評価に関しては、DNAコート粒子の作成に成功した。楕円粒子系の研究においては、重力による沈降のみではいまだに系をガラス転移濃度まで濃縮することには成功していない。そこで、来年度は遠心分離による強制的な沈降を行い、全体の濃度を凝縮することでガラス状態を実現することを計画している。これとは別に、ポリスチレン粒子がレーザーによる温度勾配に従って、レーザースポットから遠ざかる性質を利用して、空間的にレーザーをスキャンして作った領域の内部に粒子を閉じ込め濃縮し、濃度を自在に変化可能な系を作成することを計画している。これに加え、来年度は市販の蛍光粒子を原料として楕円体粒子を作成し、共焦点レーザー顕微鏡を用いた観察を行い、3次元のガラス状態の構造やダイナミクスに関する知見を得ることを目指す。

ハードコアーソフトシェル粒子系では、DNAがコロイド粒子表面に吸着する様子が観察されており、これを防ぎつつ、より高濃度にDNAのひげを生やせる条件探索を行う。来年度は作成した粒子を前述の方法で濃縮し、準結晶の作成を試みる。さらに、第2の方法であるミクロゲル粒子で表面コートした粒子を作成し、同様に濃縮してその相図の作成を行う。粒子濃縮を行わずに重力による沈降を用いて局所的に濃度を高める方法に成功したために、原料として必要な粒子が少量で済んたこと、ならびに解析プログラムの開発を中心に研究を行ったために、本年度の経費が抑えられた。ハードコアーソフトシェル粒子系では海外のグループが研究を加速させていることもあり、独自性のあるDNAコート粒子の研究を優先させた結果、合成に必要な原料費は次年度に回すことになった。次年度は3次元構造を研究するため、大量の原料粒子が必要となる点、およびハードコアーソフトシェル粒子系では合成を必要とするアプローチを次年度に回したこともあり、大量の消耗品のための経費を次年度に回すことで効率的に研究を推進できる。また、関連する理論的研究グループとの交流を行い、効率的に研究を推進するため、次年度は国内研究打ち合わせ旅費が計画よりも必要となる。