hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
破骨細胞分化に関与するbHLHファミリーの研究

mi/mi変異マウスにおいては,TRAP(酒石酸耐性酸性フォスファターゼ)陽性の細胞が観察されているが,正常マウスでみられるような多核の細胞は全くなく,いずれも単核の細胞であることが報告されている.したがって,miは,破骨細胞の分化過程で,多核化に関与していると考えられた.そこで,多核の細胞形成にTRAP陽性細胞を誘導する,1,25-dehydroxyvitaminD_3を破骨細胞誘導系として知られる培養骨髄細胞に加えて,miの遺伝子発現をノーザンブロットにより調べたが,変化は観察されなかった.しかしながら,骨芽細胞のconditioned mediumによってその発現レベルが2倍に増加した.すなわち,骨髄細胞におけるmiの遺伝子発現レベルは,骨芽細胞由来因子によって調節されると考えられた.骨芽細胞のconditioned mediumによって骨髄細胞にTRAP陽性多核細胞が形成されることはないので,多核形成には他のbHLH-ZIP転写因子と結合する可能性が考えられた.一般にこの構造をもつ転写因子はダイマーを形成することが知られており,いくつかのmiの変異マウスのなかでも破骨細胞に異常がみられるのは,basicの領域に変異があるものに限られていることがこの可能性を支持している.basicの領域は,標的遺伝子に結合する領域である.そこで我々は,miと結合する分子の同定を2-ハイブリッドスクリーニング法により試みており,また,骨髄細胞のどのようなpopulationの細胞がmiを発現しているのか,in situ hybridizationおよび免疫細胞染色により同定を試みている.mi/mi変異マウスにおいては,TRAP(酒石酸耐性酸性フォスファターゼ)陽性の細胞が観察されているが,正常マウスでみられるような多核の細胞は全くなく,いずれも単核の細胞であることが報告されている.したがって,miは,破骨細胞の分化過程で,多核化に関与していると考えられた.そこで,多核の細胞形成にTRAP陽性細胞を誘導する,1,25-dehydroxyvitaminD_3を破骨細胞誘導系として知られる培養骨髄細胞に加えて,miの遺伝子発現をノーザンブロットにより調べたが,変化は観察されなかった.しかしながら,骨芽細胞のconditioned mediumによってその発現レベルが2倍に増加した.すなわち,骨髄細胞におけるmiの遺伝子発現レベルは,骨芽細胞由来因子によって調節されると考えられた.骨芽細胞のconditioned mediumによって骨髄細胞にTRAP陽性多核細胞が形成されることはないので,多核形成には他のbHLH-ZIP転写因子と結合する可能性が考えられた.一般にこの構造をもつ転写因子はダイマーを形成することが知られており,いくつかのmiの変異マウスのなかでも破骨細胞に異常がみられるのは,basicの領域に変異があるものに限られていることがこの可能性を支持している.basicの領域は,標的遺伝子に結合する領域である.そこで我々は,miと結合する分子の同定を2-ハイブリッドスクリーニング法により試みており,また,骨髄細胞のどのようなpopulationの細胞がmiを発現しているのか,in situ hybridizationおよび免疫細胞染色により同定を試みている.
インフラ設備の迅速探査にむけたエネルギーウインドウ型ミュオグラフィ手法の開発

近年火山やピラミッドなどの透視に用いられる宇宙線ミュオグラフィを、橋梁や小型焼却炉、治水施設などの小・中規模なインフラ設備探査に発展させることを目的として、エネルギーウインドウ型ミュオグラフィ検出器を開発する。開発した検出器によるインフラ設備を模擬した対象の実測結果から、検出器の密度分解能や空間分解能を明らかにするとともに、本手法を用いて達成可能な計測時間の短縮効率を定量的に示す。
ユーザーインターフェース重視の腹腔鏡用細径多自由度鉗子の開発とNOTESへの展開

本研究の目的は,新生児の狭小な体内でも直感的に使用可能な,腹腔鏡用細径多自由度鉗子を開発することである.先端に屈曲1自由度と屈曲部よりも先の先端部長軸回り回転1自由度,把持の1自由度の計3自由度を持ちながら,鉗子径3. 5mmかつ屈曲部よりも先の長さが15mmという持針器を開発した.シミュレータを駆使して作成した操作部を接続して評価実験を施行した結果,縦方向の運針を従来型持針器よりも容易化することが確認できた.本研究の目的は,新生児の狭小な体内でも直感的に使用可能な,腹腔鏡用細径多自由度鉗子を開発することである.先端に屈曲1自由度と屈曲部よりも先の先端部長軸回り回転1自由度,把持の1自由度の計3自由度を持ちながら,鉗子径3. 5mmかつ屈曲部よりも先の長さが15mmという持針器を開発した.シミュレータを駆使して作成した操作部を接続して評価実験を施行した結果,縦方向の運針を従来型持針器よりも容易化することが確認できた.まず,細径でありながら多自由度を有する鉗子の機構開発を行った.鉗子の仕様は新生児にも使用可能となるように鉗子径を3mmとし,また,多方向運針を容易化するために,鉗子先端部に屈曲1自由度(090°),屈曲部よりも先の先端部長軸周り回転1自由度(±180°),および開閉(把持)1自由度(060°)の3自由度を持たせることとした.鉗子の駆動方法としてワイヤを採用し,把持部の開く動作のみV字バネの復元力を利用した.試作した鉗子の動作評価では,全自由度での動作が確認されたが可動範囲が理論値に達しなかった.屈曲の理論値は±90°であったが実験値では±60°程度であった.回転の理論値は±180°であったが実験値は±45°であった.把持開閉の理論値は60°であったが実験値では30°程度であった.可動範囲が理論値に達しなかった原因として,V字バネの復元力の弱さ,ワイヤ同士もしくはワイヤが通るシャフト内壁とワイヤとの干渉・摩擦などが考えられた.現在,ギアを用いた新機構の2号機を開発中であり,平成22年度に試作する.また,開発中の鉗子は先端に多自由度を有するため術者の操作が複雑となる可能性が高い.術者が直感的に使用できる,使いやすい鉗子操作部を提案することが必須である.まず,指と手首の動作パターンと3自由度の組み合わせから操作部候補を網羅的に列挙した.次に,明らかに使いにくいものや誤動作の可能性が高いものを除外した.腹腔鏡下の運針・縫合動作において把持動作は独立していると考えられるため,第1段階として把持動作入力部のない,屈曲と回転動作の入力部のみを備えた6パターンの操作部に絞り込み,プロトタイプを作成した.それらを独自に開発したシミュレータに接続して医師を対象とした評価実験を行い,最終的に最も使いやすい鉗子操作部を決定した.平成22年度は,把持動作入力部を追加した操作部を作成する予定である.本研究の目的は,操作者の使いやすさを重視した,細径で多自由度をもつ腹腔鏡用持針器を開発することであり,持針器を駆動部と操作部の2つに分けて各部の開発を並行して行ってきた.平成22年度までの2年間で,直感的に動かすことが可能な持針器操作部を作成することができた.しかし駆動部に関しては,良好な動作範囲を得られるようになったものの,把持力不足で十分な縫合動作ができるまでには至っていなかった.そこで本年度は,まず,機構を見直して把持力強化のための改良を行った.具体的には,ギアのモジュールを極限まで増大させた.また,把持面にゴムコーティングを施した.この改良駆動部を平成22年度に完成済みの操作部と接続して動作評価を行い,運針結紮が可能であることを確認した.続いて開発持針器の有用性評価実験を行った.対象は医師6名であり,持針器挿入方向に対して横方向と縦方向の運針をドライボックス内で課した.評価項目は刺入・刺出の正確性とタスク遂行時間であり,操作性に関するアンケート調査も行った.その結果,横方向,縦方向運針ともに正確性,タスク遂行時間において両持針器間に有意差を認めなかった.アンケートでは,6名中5名が従来型持針器の方が横方向運針をやりやすいと回答したが,縦方向運針に関しては4名が開発持針器の方がやりやすいと回答した.本研究で開発した持針器は,従来型持針器では困難だった持針器挿入方向に対して縦方向の運針を容易化することに成功した.本持針器が臨床使用可能となれば,小児内視鏡手術の適応がさらに拡大し,安全で低侵襲な手術をより多くの患児に提供することが可能となる.本研究の目的は,操作者の使いやすさを重視した,細径で多自由度をもつ腹腔鏡用持針器を開発することであり,持針器を駆動部と操作部の2つに分けて各部の開発を並行して行ってきた.平成22年度までの2年間で,直感的に動かすことが可能な持針器操作部を作成することができた.

しかし駆動部に関しては,良好な動作範囲を得られるようになったものの,把持力不足で十分な縫合動作ができるまでには至っていなかった.そこで本年度は,まず,機構を見直して把持力強化のための改良を行った.具体的には,ギアのモジュールを極限まで増大させた.また,把持面にゴムコーティングを施した.この改良駆動部を平成22年度に完成済みの操作部と接続して動作評価を行い,運針結紮が可能であることを確認した.続いて開発持針器の有用性評価実験を行った.対象は医師6名であり,持針器挿入方向に対して横方向と縦方向の運針をドライボックス内で課した.評価項目は刺入・刺出の正確性とタスク遂行時間であり,操作性に関するアンケート調査も行った.その結果,横方向,縦方向運針ともに正確性,タスク遂行時間において両持針器間に有意差を認めなかった.アンケートでは,6名中5名が従来型持針器の方が横方向運針をやりやすいと回答したが,縦方向運針に関しては4名が開発持針器の方がやりやすいと回答した.本研究で開発した持針器は,従来型持針器では困難だった持針器挿入方向に対して縦方向の運針を容易化することに成功した.本持針器が臨床使用可能となれば,小児内視鏡手術の適応がさらに拡大し,安全で低侵襲な手術をより多くの患児に提供することが可能となる.
瞬間爆発法を用いた新しい急冷手段による高いチウムイオン伝導性ガラスの開発

Li_1.-_4Sc_0.-_4Ge_1.-_6(PO_4)_3-LiCl系についてガラス化を行った結果、ガラス電解質は多結晶体と比較して導電率は約5倍向上した。また、Li_1+x-Sc_xGe_2-x(PO_4)_3-LiCl系の添加量(X)に対する室温導電率、ならびに、活性化エネルギーの変化を調ベた結果、室温導電率はXが0.1で少し減少するものの0.3以上添加することにより導電率は上昇し、添加量(X)が0から0.5の添加範囲内ではX=0.5で最大値を示すことがわかった。一方、活性化エネルギーはScの添加量が00.4まではほぼ同じであるがX=0.5では最小の値となった。このようにLiGe_2(PO_4)_3へのScの添加(X=0.5)はイオン伝導の活性化エネルギーを下げるとともにイオン伝導率を大きく向上させることがわかった。このScの添加(X=0.5)は可動リチウムイオン量を増大させるとともにリチウムイオンが伝導しやすい解放的な構造をガラス中に生成させることに有効に働く。ただし、Sc添加量が0.5を越えるとLi_1+xScxGe_2-x(PO_4)_3-LiCl系のガラス化がたいへん困難になることからScの最適添加量はX=0.5程度と言うことができる。このように、還元させ易い4価のチタンを含まないLi-Sc-Ge-P-O系をガラス化することによりLi-Sc-Ge-P-O系結晶体と比較して導電率を約5倍増大させることができた。また、LiGe_2(PO_4)_3-LiCl系のガラス化の過程でScを系中に添加することによりリチウムイオン伝導が向上することもわかった。これまでに報告したリチウムイオン伝導の優れたLi_1+x-AlxTi_2-x(PO_4)_3系結晶体ではチタンは必須元素であるがLi_1+xScxGe_2-x-(PO_4)_3このように、還元させ易い4価のチタンを含まないLi-Sc-Ge-P-O系をガラス化することによりLi-Sc-Ge-P-O系結晶体と比較して導電率を約5倍増大させることができた。これまでに報告したリチウムイオン伝導の優れたLi_1+x-AlxTi_2-x(PO_4)_3系結晶体ではチタンは必須元素であるがLi_1+xScxGe_2-x-(PO_4)_3-LiCl系ガラス系では還元され易い4価のチタンを全く用いなくてもScを添加することにより、LiClを含有するLi_1+x-AlxTi_2-x(PO_4)_3系ガラスと同等のイオン伝導率が得られ、全固体型電池用の実用電解質に近づけることができた。

これまでに報告したリチウムイオン伝導の優れたLi_1+x-AlxTi_2-x(PO_4)_3系結晶体ではチタンは必須元素であるがLi_1+xScxGe_2-x-(PO_4)_3-LiCl系ガラス系では還元され易い4価のチタンを全く用いなくてもScを添加することにより、LiClを含有するLi_1+x-AlxTi_2-x(PO_4)_3系ガラスと同等のイオン伝導率が得られ、全固体型電池用の実用電解質に近づけることができた。
EGFR遺伝子変異と肺腺癌組織分類の関連性の解析

近年、肺癌患者、特に、非小細胞肺癌患者において、EGFR(Epidermal Growth Factor Receptor)遺伝子変異がチロシンキナーゼ活性阻害薬の感受性および抵抗性と関連があると報告され、薬剤感受性患者のみに投与することで、効率かつより副作用の少ない肺癌治療を行うことが求められてきている。治療薬の効果予測については、EGFR遺伝子変異の有無との関連性について非常に多くの研究がなされ明らかにされている。一方で、診断時に重要な病理学的所見との関連性については、EGFR遺伝子変異を持つ非小細胞肺癌の多くは腺癌であることは報告されているが、病理診断に基づく肺腺癌組織型とEGFR遺伝子変異の詳細な報告はされていない。本研究では、肺腺癌組織標本を、HE染色法、AB-PAS染色法、分化マーカー(転写因子SOX2、CDX2、PDX1、TTF-1)、ムチンコア蛋白マーカー(MUC2、MUC5AC、MUC6)などの各種の免疫染色と治療反応性のマーカーとしてEGFR遺伝子変異の解析を行うことで、病理学的分類と治療反応性の関連性を検討し、分子生物学的裏づけを行うことを目的とした。その結果、本検討においても、非小細胞肺癌と分類された肺癌標本でEGFR遺伝子変異が高頻度(約40%)に認められた。さらに、非小細胞肺癌の組織分類(粘液産生性腺癌と粘液非産生性腺癌、さらには肺型腺癌と胃腸の粘液細胞に分化した胃腸型腺癌)とEGFRの遺伝子変異に相関が認められることがわかった。特に、胃腸の粘液細胞に分化した胃腸型腺癌の10例では、EGFR遺伝子変異が認められなかった。これらの結果は、病理組織学的分類とEGFR遺伝子変異有無の関連性を示唆するものである。
TeVガンマ線連星系における衝突恒星風モデルと降着モデルの評価

超高エネルギーガンマ線を放射する連星系の示す複雑な活動性の起源を統一的に理解するために、性質の異なる3つの超高エネルギーガンマ線連星系に対して、衝突恒星風モデルと降着モデルに基づく3次元数値シミュレーションを行った。詳細なシミュレーションの結果、それぞれの系における相互作用の3次元非定常構造が、これまでにない精度で明らかになった。また、Be星をもつ連星系では、Be星ガス円盤の密度が系の振る舞いに大きな影響を及ぼすことを見出した。研究目的は、超高エネルギーガンマ線(TeVガンマ線)を放射する連星系の示す複雑な活動性の起源を統一的に理解するために、性質の異なる3つのTeVガンマ線連星系に対して、衝突恒星風モデルと降着モデルに基づく3次元数値シミュレーションを行い、各モデルの評価を行うことである。平成20年度は、研究の第一段階として、恒星風のシミュレーションにおいては、恒星風に対する重力の影響と放射の影響が打ち消し会うことを仮定し、状態方程式としては等温か断熱の場合のみを考えた。Be星ガス円盤のシミュレーションにおいては等温を仮定した。主な結果は次の通りである。1.PSR B1259-63(Be星と中性子星の連星系で、離心率0.87という非常に細長い軌道を持つ)Be星ガス円盤とパルサーの潮汐相互作用の3次元SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)シミュレーションを行い、この天体ではBe星ガス円盤は近星点付近のパルサー軌道を越えて広がっていることがわかった。さらに、数値結果を用いて粒子加速の起こる場所を推定し、そこから期待される高エネルギー放射を計算した。その結果、電波、X線、ガンマ線光度がふた山構造(近星点前後でピークになる構造)を持つことがわかった。この結果は観測と定性的に一致する。2.LS5039(O型星とコンパクト天体の連星系であるが、コンパクト天体が中性子星かブラックホールかはわかっていない)降着モデル(O型星恒星風のブラックホールへの降着)の立場に立ち、3次元SPHシミュレーションを1周期に渡って実施した。その結果、(1)ブラックホールへの降着率は解析解と良い一致を示す、(2)得られた降着率はジェットを放出するのに十分な値であり、マイクロクェーサーモデルと矛盾しないことがわかった。超高エネルギーガンマ線(TeVガンマ線)を放射する連星系の示す複雑な活動性の起源を統一的に理解するために、性質の異なる3つのTeVガンマ線連星系に対して、衝突恒星風モデルと降着モデルに基づく3次元数値シミュレーションを行った。主な結果は次の通り。1. PSR B1259-63(Be星と中性子星の連星系。周期3.4年、離心率0.87)パルサー風、Be星からの恒星風、およびBe星ガス円盤の三者すべてを取り入れた3次元SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)シミュレーションを行い、近星点前後約100日にわたる系の振る舞いを調べた。その結果、近星点付近では、(1)パルサー風はBe星恒風を圧倒すること、(2)パルサー風はBe星ガス円盤の外部領域を吹き飛ばし、Be星ガス円盤の内部領域に対しても大きな摂動を与えることがわかった。2. LSI+61 303(Be星と中性子星かブラックホールの連星系。周期26.5日、離心率0.537)軌道の離心率として従来の値(0.72)よりもかなり小さい値(0.537)が報告されたことを受け、降着モデルのシミュレーションをやり直した。得られた結果は、定性的には以前の離心率0.72の場合と同じだが、定量的には降着率が小さくなるなどの違いがあった。3. LS 5039(O型星と中性子星かブラックホールの連星系。周期3.9日、離心率0.35)放射による恒星風の加速の簡単なモデルを取り入れ、降着モデル(0型星恒星風のブラックホールへの降着)の3次元シミュレーションを実施した。その結果、(1)ブラックホールの降着率は解析解と良い一致を示すこと、(2)一般的な大質量星の恒星風の観測にあう速度分布を与えた場合には、得られる降着率はマイクロクェーサーモデルと矛盾しないことがわかった。シミュレーションは、光学的に薄い場合の放射冷却を取り込み、分散処理を行うために部分MPI化したコードを用いて行った。主な結果は次の通り。パルサー風、Be星恒星風、Be星ガス円盤の間の複雑な相互作用を、Be星ガス円盤の密度を変えて調べたところ、ある密度を境にして衝撃波面の大域構造が大きく変化することがわかった。

ガス円盤の密度が小さいときには、,ガス円盤は力学的に重要でなく、衝撃波面の構造はパルサー風とBe星恒星風の相互作用により決まる単純な形状をとる。ところが、ガス円盤の密度がある値を超えると、パルサー風はガス円盤を吹き飛ばすことができなくなり、結果としてパルサーがガス円盤に衝突する現象が生じる。シミューションのデータを用いて放射計算を行ったところ、そのような衝突の時には、パルサーがガス円盤の物質に囲まれ、大さな非熱的放射が出るという結果を得た。これは、なぜ超高エネルギーガンマ線連星系にBe星を持つものが多いのかという問題に一つの解答を与えるものである。衡突恒星風モデルに基づいたシミュレーションを1周期にわたって行い、その結果を降着モデルの結果と比較したところ、モデルの違いがBe星ガス円盤の構造に観測可能な違いを与えることを見出した。降着モデルに基づき高エネルギーガンマ線放射を計算し、観測をほぼ説明できることを見出した。
超高ひずみ速度域における鉄鋼材料の変形応力のひずみ速度依存性

本研究の目的は、低速域から高速域、さらにはひずみ速度で1×10^4/s以上の超高ひずみ速度域でみられる鉄の大きな変形応力のひずみ速度依存の機構を調べることにある。まず,超高ひずみ速度(5×10^4/s)を達成できる高速圧縮試験装置を考案した.本装置は,良く知られたホプキンソン棒装置から入射圧力棒を取り除き,出力棒端面に接着された試験片を打撃棒が直接圧縮変形するシステムである。実験は,主にひずみ速度4×10^3/sから5×10^4/sの領域を中心に行った。さらに、広範囲ひずみ速度域における変形応力のひずみ速度依存の機構を調べるために、ひずみ速度100/secならびに準静的領域における変形応力の測定も行った。また、高ひずみ速度域における変形応力が瞬間のひずみ速度に依存しているか、それともひずみ速度履歴に依存しているかを調べるために、ひずみ速度1×10^4/sから2×10^4/sの間で速度急変実験を行った。その結果、変形応力に対しては瞬間ひずみ速度の影響が支配的であることが明らかとなった。さらに,鉄の高ひずみ速度域における変形応力のひずみ速度依存の機構を,既に得られている信頼できる鉄の活性化エネルギーE(τ)を用いて比較、検討した.その結果,準静的領域における変形は運動転位と林転位との切り合いによって律速されており、またひずみ速度l/s程度の低速域からひずみ速度およそ2×10^4/sの間の変形応力のひずみ速度依存の機構は転位がキンク対を形成する際の単一の熱活性化過程で表すことが出来る。しかし、それ以上の超高ひずみ速度領域においては,変形応力の急な上昇をそれ以下の領域における律速機構で表すことは出来ず、他の機構が支配的になるのではないかと考えられる.まず、ひずみ速度1×10^35×10^4/sの高ひずみ速度を達成できる高速圧縮試験装置を考案した。本装置は、良く知られたホプキンソン棒装置から入射圧力棒を取り除き、出力棒端面に接着された試験片を打撃棒が直接圧縮変形するシステムになっている。出力棒は直径が4mmで長さが400mmのタングステン丸棒で作成した。また、出力信号の測定システムは出力棒に接着された半導体ひずみゲードと今回購入したシグナルコンディショナを中心に構築した。つぎに、ひずみ速度10^2/s付近の中速域では高ひずみ速度域と同様のホプキンソン棒システムを採用したが、得られる出力波形の時間的問題を考慮に入れ出力棒は直径が25mmで長さは3mと非常に長いものとなった。ひずみ速度1×10^35×10^4/sの領域で高ひずみ速度試験を行うには、実験装置意外にも試験片の形状や大きさも制約を受ける。これは試験片内部の応力均一状態が短時間で達成されなければならないことや慣性力の影響を取り除くためであり、高速度域ほど試験片の形状は小さくしなければならない。本実験では、直径と長さがそれぞれ1mm×1mm,1.5×1.5mm,2.0mm×2.0mmの円柱形試験片を使用することとし、その作成は専門業者に外注した。また、ひずみ速度10^2/s付近の中速域では高速域におけるような厳しい制約を受けることはなく、直径、長さ共に10mmまたは15mmの試験片を採用した。つぎに、試験片の結晶粒径を30μm程度に統一するために800°C、3時間の真空焼き鈍し処理を行った。現在、実験装置ならびに電気測定系の調整を行いながら、ひずみ速度1×10^3/sから1×10^4/sの領域における実験データを採取している。研究期間:平成11年11月平成12年3月本研究の目的は、低速域から高速域、さらにはひずみ速度で1×10^4/s以上の超高ひずみ速度域でみられる鉄の大きな変形応力のひずみ速度依存の機構を調べることにある。さらに,鉄の高ひずみ速度域における変形応力のひずみ速度依存の機構を,既に得られている信頼できる鉄の活性化エネルギーE(τ)を用いて比較、検討した.その結果,準静的領域における変形は運動転位と林転位との切り合いによって律速されており、またひずみ速度l/s程度の低速域からひずみ速度

およそ2×10^4/sの間の変形応力のひずみ速度依存の機構は転位がキンク対を形成する際の単一の熱活性化過程で表すことが出来る。しかし、それ以上の超高ひずみ速度領域においては,変形応力の急な上昇をそれ以下の領域における律速機構で表すことは出来ず、他の機構が支配的になるのではないかと考えられる.本研究の目的は、低速域から高速域、さらにはひずみ速度で1×10^4/s以上の超高ひずみ速度域でみられる鉄の大きな変形応力のひずみ速度依存の機構を調べることにある。まず,超高ひずみ速度(5×10^4/s)を達成できる高速圧縮試験装置を考案した.本装置は,良く知られたホプキンソン棒装置から入射圧力棒を取り除き,出力棒端面に接着された試験片を打撃棒が直接圧縮変形するシステムである。出力棒は直径が4mmで長さが400mmのタングステン丸棒を使用した.また,ひずみ速度10^2/s付近の中速域では高ひずみ速度域と同様なホプキンソン棒システムを採用したが,得られる出力波形の時間的問題を考慮に入れ出力棒は直径が25mmで長さは3mと非常に長いものとなった.ひずみ速度1×10^35×10^4/sの領域で高ひずみ速度試験を行うには,実験装置以外にも試験片の形状や大きさも制約を受ける.本実験では,直径と長さがそれぞれ1mm×1mm,1.5×1.5mm,2.0mm×2.0mmの鉄の円柱形試験片を使用した.また,ひずみ速度10^2/s付近の中速域では高速域におけるような厳しい制約を受けることはなく,直径,長さ共に10mmまたは15mmの試験片を採用した.実験は,高ひずみ速度4×10^3/Sから5×10^4/Sの領域を中心に行い,広範囲ひずみ速度域における変形応力のひずみ速度依存性を調べた.さらに,鉄の高ひずみ速度域における変形応力のひずみ速度依存の機構を,鉄の活性化エネルギーE(τ)を用いて比較、検討した.その結果,ひずみ速度1/S程度の低速域からひずみ速度およそ2×10^4/Sの間の変形応力のひずみ速度依存の機構は転位がキンク対を形成する際の単一の熱活性化過程で律速されているが,それ以上の超高ひずみ速度領域においては,他の律速機構が支配的になるのではないかと考えられる.
児童期におけるコミュニケ-ション障害の研究

本研究は,特殊教育諸学校小学部及び小学校特殊学級に在籍する心身障害児を対象に,主として教育指導の場において,彼らとのコミュニケ-ションがより効果的に成立するための環境条件について検討した。視覚障害児については,かかわり手がどのように音声言語情報を与えることにより正確にかかわり手の意図を伝達できるかを検討した。聴覚障害児については,通常学級への適応過程においてコミュニケ-ションの果たす役割,聴覚障害児のためのテレビ番組における字幕挿入方法について検討した。精神薄弱児については,母子関係への教師のかかわり方,絵カ-ドや身振り等ノンバ-バルな手段をつかってかかわり手の意図を伝える方法,集団における有効な指示の出し方について検討した。肢体不自由児については,授業におけるメッセ-ジの伝達方法,及びコミュニケ-ション・エイドを利用した指導法について検討した。情緒障害児については、自閉症児の能動的な行為を促すためのかかわり手のあり方,援助の仕方について検討した。重度・重複障害児については、コミュニケ-ション関係の形成を図るために,活動の場,伝達内容,伝達手段という観点から検討した。学習障害児については、その診断及び評価の方法,ならびにその診断・評価に基づく指導方法について検討した。また、全障害にかかわる観点として,障害のある子どもとその父兄にかかわる教師のあり方,及びノンバ-バルなやりとりが人間のコミュニケ-ションにおいて持つ意味とその障害児教育における有効性について検討した。
アルコール発酵粕の超・亜臨界水接触ガス化プロセスの開発

本研究では、現時点ではメタン発酵法しか有効な処理方法のない酒類発酵粕(酵母等のタンパク質を主成分とするバイオマス)を、懸濁状態のままで前処理することなく、固体触媒存在下で亜・超臨界水反応させてエネルギー資源化する、安価で低エネルギーな処理プロセスを開発することを目的とした。その結果、本反応に有望な触媒系を見出し、その寿命特性から流通式超臨界水反応装置の最適操作条件を探索して、とくに触媒寿命の観点から本反応系のプロセスパラメーターを明らかにし、その最適値を特定した。以上の結果をいくつかの国際会議において報告し、また国際的な学術誌に2報の論文として発表し、国内特許1件を取得した。本研究は、現時点ではメタン発酵法しか有効な処理方法のない酒類発酵粕(酵母等のタンパク質を主成分とするバイオマス)を、懸濁状態のままで前処理することなく、固体触媒存在下で亜・超臨界反応させてエネルギー資源化する、安価で低エネルギーの処理プロセスを開発することを目的としている。本年度は昨年度からの継続として、1.昨年度に前倒しで試作した流通型超臨界水反応装置(流量0.4mL/min)の改良ならびに大流量反応装置(最大流量150mL/min)の試作、2.これらの反応装置を用いた最適操作条件の探索・決定(反応圧力、反応温度、バイオマス濃度、滞在時間等)を実施した。その結果、1.昨年度回分型超臨界水反応装置により見出した有望な触媒系数種を米焼酎粕(固形分約7wt%)の流通式ガス化に応用した。2.これら触媒の寿命特性を検討し、長期の反応に耐えうる有望な触媒を特定した、3.流通式超臨界水反応装置の最適操作条件を探索し、とくに触媒寿命の観点から最適条件を確立した、4.これにより、本反応系において触媒を長寿命化するためのプロセスパラメーターを明らかにし、その最適値を特定することができた。以上の結果は、本プロセスの確立とその実用化に向けて必要となる基礎データの収集という面から、大きな意義を有するものである。本年度は昨年度からの継続として、本研究で試作した流通型超臨界水反応装置(流量0.4mL/min)ならびに大流量反応装置(最大流量150mL/min)を用いた最適操作条件の探索・決定(反応圧力、反応温度、バイオマス濃度、滞在時間等)を実施し、また新たに触媒寿命改善の方策も探索した。その結果、1.これまで本研究で見出した有望な触媒系の寿命特性を検討し、長期の反応に耐えうる有望な触媒を特定した、2.流通式超臨界水反応装置の最適操作条件を探索し、とくに触媒寿命の観点から最適条件を確立した、3.本反応系において触媒を長寿命化するためのプロセスパラメーターを明らかにし、その最適値を特定した。この結果をいくつかの国際会議において報告し、また国際的な学術誌に2報の論文として発表した。本年度は当初計画として、1.回分型超臨界反応装置の継続的改良、2.これを用いた触媒系の探索、3.流通式超臨界反応装置の設計、の実施を予定した。実際には、1.回分型超臨界反応装置の継続的改良、2.これを用いた触媒系の探索ならびに触媒反応特性の測定、3.これらに基づく触媒調製方法の探索、4.流通式超臨界反応装置(流量0.4mL/min)の設計・試作、5.最大流量150mL/minの流通式反応装置の設計、を行った。その結果、1.回分型超臨界反応装置を用い米焼酎粕(固形分約7wt%)を反応物とした触媒探索により、有望な触媒系数種を見出した、2.これら触媒の反応特性(ガス発生量、ガス組成、およびこれらの反応転化率依存性など)を検討し、本反応系は構造鈍感である可能性を見出した、3.流通式超臨界反応装置(流量0.4mL/min)を設計・試作し、これら触媒系の寿命測定方法を確立した、4.これにより、これら触媒系を長寿命化するための触媒調製方法の検討を開始した。

本研究は、現時点ではメタン発酵法しか有効な処理方法のない酒類発酵粕(酵母等のタンパク質を主成分とするバイオマス)を、懸濁状態のままで前処理することなく、固体触媒存在下で亜・超臨界反応(SCWG)させてエネルギー資源化する、安価で低エネルギーの処理プロセスを開発することを目的としている。具体的には、1.最適反応条件ならびに触媒の探索、2.ベンチスケール反応装置の試作・運転条件確立、3.SCWGによる酒粕廃液処理プロセスの確立、4.タンパク質系バイオマスのSCWGに関する基礎的知見の集積、を当初目標とした。その結果、1.回分型超臨界反応装置を用い米焼酎粕(固形分約7wt%)を反応物とした触媒探索により、本反応系に有望な触媒系数種を見出し、2.これら触媒の反応特性(ガス発生量、ガス組成、およびこれらの反応転化率依存性など)を検討し、3.流通式超臨界反応装置(流量0.4mL/min)を設計・試作してこれら触媒系の寿命測定方法を確立し、4.これら触媒の寿命特性を検討して長期の反応に耐えうる有望な触媒を特定し、5.流通式超臨界水反応装置の最適操作条件を探索・確立し、6.本反応系において触媒を長寿命化するためのプロセスパラメーターを明らかにしてその最適値を特定した。以上の結果は、本プロセスの確立とその実用化に向けて必要となる基礎データの収集という面から、大きな意義を有するものである。この結果をいくつかの国際会議において報告した。その内1件は優秀ポスター賞を受賞した。本研究結果を国際的な学術誌に3報の論文として発表した。また国際会議において本研究に関する依頼講演3件を行った。工業物理化学「研究実績の概要」にも示したように、本年度の研究は当初計画、1.流通型超臨界水反応装置の試作・改良、2.これらの反応装置の最適操作条件の探索・決定(反応圧力、反応温度、バイオマス濃度、滞在時間等)、に加えて、触媒寿命の観点から流通式超臨界水反応装置の最適操作条件を探索し、本反応系において触媒を長寿命化するためのプロセスパラメーターを明らかにして、その最適値を特定することができた。すなわち本研究は当初の計画以上に進展していると評価できる。・当初計画では、本年度に超臨界水ガス化による酒粕廃液処理プロセスに関して寿命も含めた最適触媒系および最適反応条件を確立してベンチスケール反応装置の試作を行うこととなっていたが、触媒寿命の改善に手間取って、その完了が本年度末までずれ込んだ。・そのため試作中のベンチスケール反応装置のうち反応器の設計パラメータが確定できず、反応器の組み立てが年度内に終了しなかった。・そのため事業期間を1年延長して、当初目標を完了することとした。「研究実績の概要」にも示したように、本年度の研究は当初計画、1.回分型超臨界反応装置の継続的改良、2.これを用いた触媒系の探索、3)流通式超臨界反応装置の設計、に加えて、1.回分型超臨界反応装置を用いた触媒系の探索ならびに触媒反応特性の測定、2.これらに基づく触媒調製方法の探索、3.最大流量150mL/minの流通式反応装置の設計、を行った。本研究計画は全体として、次の三段階からなっている。1.最適反応条件ならびに触媒の探索:回分型反応器による酒粕ガス化に適した反応条件ならびに不均一系触媒の探索。反応速度、触媒安定性などの観点から、最適な触媒組成、担持様式、調製方法、前処理条件などを決定。
金属のナノ組織化に基づく摩擦係数制御のための組織因子の解明

摩擦係数(トライボロジー特性)に及ぼす金属組織(格子欠陥)の影響を調査した。高密度に格子欠陥を有するナノ組織により、潤滑油・添加剤の性状が顕在化し、摩擦係数(トライボロジー特性)を制御できることが分かった。これは、ナノ組織(格子欠陥)と潤滑油・添加剤分子との相互作用が強められたことに起因する。この現象は、ナノ組織化の手法(例えば、巨大ひずみ加工法,物理的気相成長法)に依らず生じる。ナノ組織化による摩擦係数μ制御(低μ化・高μ化)は、巨大ひずみ加工で高密度に格子欠陥(結晶粒界,転位,空孔(クラスター)等)を導入することにより、結合フリーな原子(電子の偏り)が試料表面で増加することに起因して可能となると考えられる。この点に着目して、格子欠陥種・密度の異なる鉄鋼材料について調査し、μ制御のための組織因子を明らかにすることで、金属の組織制御に基づいた新たなμ制御の指導原理を提案することを目的とする。平成27年度は、ナノ組織と潤滑油との相互作用・反応を活用した摩擦係数μ制御の可能性を検証するため、ナノ組織化した鉄鋼材料(軸受鋼SUJ2,純Fe)について、以下の項目を調査した。【a】強い原子ー分子間相互作用(物理吸着)の活用による低μ化ナノ組織化により金属表面原子と潤滑油分子との誘起双極子and/or永久双極子による相互作用が強くなることが予想される。そのため、低μ化に及ぼす潤滑油分子のもつ極性の影響を調査した。ナノ組織化した鉄鋼材料では、極性のないポリ-α-オレフィン(PAO)系潤滑油と比較して、極性のあるエステル系潤滑油でより低μ化することが分かった。このことから、極性のある潤滑油を用いることで、ナノ組織化による低μ化への影響を顕在化できることが明らかとなった。【b】高い反応性(化学吸着)の活用による高μ化潤滑油中の極圧添加剤が化学吸着膜を金属表面に形成することで、高μ化することが期待できる。化学吸着膜の形成はナノ組織化により促進することが予想されることから、化学吸着膜を形成する極圧添加剤(リン酸トリクレジル, TCP)を配合したPAO系潤滑油を用いて、高μ化に及ぼす影響を調査した。ナノ組織化により、TCP配合PAO系潤滑油下での高μ化への影響が顕在化することが明らかとなった。平成27年度は、表層ナノ組織化摩擦加工により作製した表層ナノ組織化軸受鋼SUJ2と、HPT(High-Pressure Torsion)加工により作製したバルクナノ組織化純Feを用いて、摩擦係数μに及ぼすナノ組織の影響を調査した。「研究実績の概要」に記述の通り、平成27年度の当初の目的である「ナノ組織と潤滑油との相互作用・反応を活用した摩擦係数μ制御の可能性」を明らかにし、順調に進展していると言える。また、HPT加工と熱処理により、格子欠陥種・密度を制御した試料の作製に成功したことで、摩擦係数μに及ぼす格子欠陥の影響について系統だった調査を進めている。さらに、走査型プローブ顕微鏡法や反射率法による物理吸着膜の調査や、電子顕微鏡法による化学吸着膜の調査も進めている。これらの調査から、平成28年度は、ナノ組織化による膜の構造や形成メカニズムの変化などを明らかにする。ナノ組織化による摩擦係数μ制御(低μ化,高μ化)は、高密度に格子欠陥(結晶粒界,転位等)を導入することにより、結合フリーな原子(電子の偏り)が試料表面で増加することに起因して可能となると考えられる。平成28年度は、ナノ組織と潤滑油との相互作用(物理吸着,化学吸着)・反応(化学反応)を活用したμ制御の可能性を検証するため、平成27年度に引き続いてナノ組織化した軸受鋼SUJ2,純Feを供試材とし、加えて粒界偏析元素(C, P, S)を添加した純Feも用いて、以下の項目を調査した。【a】強い原子ー分子間相互作用(物理吸着,化学吸着)の活用による低μ化物理吸着膜を形成する、極性のないポリ-α-オレフィン(PAO)系潤滑油と比較して、極性のあるエステル系潤滑油において、ナノ組織化(結晶粒微細化(粒界の高密度化),転位の高密度化)により低μ化が顕在化することが分かった。これは、走査型プローブ顕微鏡法, X線小角散乱法等の調査から、ナノ組織化により物理吸着膜の厚さや結合の程度が増加することに起因することが明らかとなった。粒界偏析元素(C, P, S)の添加による顕著な摩擦係数の変化は認められていない。また、化学吸着膜を形成するオレイルアミン配合PAO系潤滑油においても、ナノ組織化により低μ化が顕在化することが分かった。【b】高い反応性(化学反応)の活用による高μ化化学反応膜を形成する極圧添加剤(リン酸トリクレジル, TCP)を配合したPAO系潤滑油において、リン酸Fe膜が形成し、ナノ組織化によりその形成形態が変化することで高μ化が顕在化することが分かった。表層ナノ組織化摩擦加工により作製した表層

ナノ組織化軸受鋼SUJ2と、HPT加工により作製したバルクナノ組織化純Feおよび粒界偏析元素(C, P, S)を添加した純Feを用いて、摩擦係数μに及ぼすナノ組織の影響を調査した。また、HPT加工と熱処理により格子欠陥種・密度を制御した試料を供試材として、μに及ぼす格子欠陥の影響について系統だった調査を行なった。「研究実績の概要」に記述の通り、ナノ組織化(結晶粒微細化(粒界の高密度化),転位の高密度化)により、潤滑油との相互作用(物理吸着(PAO系,エステル系潤滑油),化学吸着(オレイルアミン配合PAO系潤滑油))・反応(化学反応(TCP配合PAO系潤滑油))を活用して、μ制御が可能であることを明らかにした。また、走査型プローブ顕微鏡法, X線小角散乱法,電子顕微鏡法等の調査から、ナノ組織化による膜の構造や形成メカニズムの変化を明らかにしつつあり、順調に進展していると言える。平成29年度はそれらと共に、異なるナノ組織化手法(例えば物理的気相成長法(PVD))により作製した試料を用いて、ナノ組織と潤滑油との相互作用(物理吸着,化学吸着)・反応(化学反応)を活用したμ制御の普遍化を進める。ナノ組織化による摩擦係数μ制御(低μ化,高μ化)は、高密度に格子欠陥(結晶粒界,転位等)を導入することにより、結合フリーな原子(電子の偏り)が試料表面で増加することに起因して可能となると考えられる。この点に着目して、格子欠陥種・密度の異なる鉄鋼材料について調査し、μ制御のための組織因子を明らかにすることで、金属の組織制御に基づいた新たなμ制御の指導原理を提案することを目的とする。【a】原子ー分子間相互作用(物理吸着,化学吸着)の活用による低μ化構成分子が極性をもつエステル系潤滑油中のボールオンディスク(BonD)試験において、巨大ひずみ加工にてナノ組織化することにより低μ化が生じる。これは、FM-AFM, FT-IR等の調査から、ナノ組織化により物理吸着膜の厚さや表面原子と潤滑油分子との結合の程度が増加することに起因することが分かった。その起源は、XPSの結果から、ナノ組織化による電子的な構造変化であると考えられる。また、巨大ひずみ加工と異なる手法である物理的気相成長法(PVD)により作製したナノ組織化膜においても、ナノ組織化により低μ化することが明らかとなった。PVD法は既に工業的に広く用いられているプロセスであり、成膜条件を最適化して組織制御することで、低μ化できることは意義深い。これらのことから、原子ー分子間相互作用の活用による低μ化は、組織微細化に伴う普遍的な現象であることが分かった。【b】反応性(化学反応)の活用による高μ化極圧添加剤(リン酸トリクレジル, TCP)を配合したポリ-α-オレフィン(PAO)系潤滑油中のBonD試験において、リン酸Fe膜(化学反応膜)が形成する。ナノ組織化により、その形成形態および摩擦・摩耗挙動が変化することで高μ化が顕在化することが分かった。摩擦係数(トライボロジー特性)に及ぼす金属組織(格子欠陥)の影響を調査した。高密度に格子欠陥を有するナノ組織により、潤滑油・添加剤の性状が顕在化し、摩擦係数(トライボロジー特性)を制御できることが分かった。これは、ナノ組織(格子欠陥)と潤滑油・添加剤分子との相互作用が強められたことに起因する。この現象は、ナノ組織化の手法(例えば、巨大ひずみ加工法,物理的気相成長法)に依らず生じる。ナノ組織化による摩擦係数μ制御(低μ化・高μ化)は、巨大ひずみ加工で高密度に格子欠陥(結晶粒界,転位,空孔(クラスター)等)を導入することにより、結合フリーな原子(電子の偏り)が試料表面で増加することに起因して可能となると考えられる。
腎臓KチャンネルcDNAのクローニング

腎集合管より単離された、pH感受性のK channel(RACTK1)を用いホモロジークローニングを試みた。40種類のPCR増幅産物よりホモロジーの高い物から、低い物10種類についてラット腎cDNAライブラリーをスクリーニングし、3つのcDNAが単離された。しかし、1つはchannelとは無関係でtransposonの1つであった。1つは、Shaker K channelの一部にホモロジーを有する678塩基95アミノ酸をコードする2回膜貫通構造を有する蛋白であるが、K channel特有のアミノ酸配列は有していない。現在この蛋白について、発現などを検討中である。今1つのcDNAはRACTK1と90%以上のホモロジーを有し、exonskippingを有した940塩基であった。サザンブロットの結果は、RACTK1と同一のRFLPでisoformと考える。ゲノム上でのsplicingを検討するためにPCRを行ったが、exon内のskippingの可能性もあり、またtissue specificなisoformの可能性もあり、この点を明らかにするために現在ゲノムのクローニングと発現を進めている。また同じisoformは人よりも得られている。さらに新しいファミリーの検索としてPCR増幅の位置を膜貫通部位に変更し検討しているが、この場合は増幅産物の期待値が大きくmismatchの増幅産物になる可能性がある。腎外臓器についても検討し、免疫染色ではRACTK1が存在しない臓器からもホモロジーの高いプローベが得られた。結論;3つのcDNAが単離された。Alternativesplicing typeのRACTK1が得られた。さらに腎外臓器では、期待できるプローベが得られcDNAを単離中である。ホモロジーの低い産物についても検討できた。
高生物活性エンジイン化合物の発現制御機構と新規分子設計

特異な化学構造と強力な抗癌活性をもつエンジイン抗生物質の構造-活性相関や活性発現機構に関しては国際的に大きな注目を浴びている。本研究では我が国で発見されたクロモプロテイン系エンジイン抗生物質C-1027の活性発現の分子機構解明のために必須であるC-1027とDNAとの複合体の相互作用様式を高分解能NMR法を駆使して解明した。その結果、C-1027エンジインクロモホア-は、ベンゾキサジン環部分で5'-T4・A5間にインターカレートし、マイナ-グルーブ側からDNAに結合していることが明らかになった。また、C-1027クロモホア-3位のラジカルは3'側のA塩基を攻撃し、6位のラジカルは反対鎖3'側のT塩基あるいは中央のA塩基を攻撃していることが示唆された。クロモホア-のH3位はA5塩基のH1'から3.67Aの距離にあり、またH6位はT4塩基のH4'から2.86A、そしてA3塩基のH4'から2.89Aの距離にあることが評価され、クロモホア-芳香環ビラジカルによるこれら核酸塩基のデオキシリボースのプロトン引き抜きを示唆している。さらに、C-1027クロモホア-がある種のRNAに対してDNAと同様の切断反応を引き起こすことを見出した。他方、作用機作に基づく新規分子設計の面では新しいインターカレーターや糖鎖を導入したエンジインアナログを合成し、高いDNA切断活性と細胞毒性を有することを明らかにした。特に、新しい糖鎖を導入した新規エンジイン化合物は抗癌活性や生体標的の面から今後の発展が大いに期待されるなど、本研究で得られた成果は国際的に高い評価を受けている。エンジイン型抗癌抗生物質は、新奇な化学構造を備え、抜群の抗癌活性を示すことから、世界中で意欲的に研究が進められている。エンジイン環を含み環構造を特徴とする抗癌抗生物質ダイナミシンAに関して、標的DNAとの相互作用を追究し、本薬物が示す独特な作用発現を分子レベルで理解することを意図した。ダイナミシンAは、アドリアマイシン等のアンスラサイクリン系抗生物質の部分構造であるアンスラキノン環とエンジイン10員環とを合わせもったハイブリッド型分子であることが最大の特徴である。本薬物は、アンスラキノン環を介してDNA塩基対間にインターカレートし、DNA鎖切断を引き起こす。特筆すべきは、他のエンジイン系薬物と比べてDNAの局所的な高次構造を鋭敏に認識する能力をもつ点で、癌細胞に多いDNA構造を認識することによって、選択毒性を発揮している可能性が示唆される。癌細胞を殺傷する原因の最も重要な点は、その遺伝子の本体であるDNAの両鎖を切断する能力である。そこで、分子生物学的ならびに物理化学的手法を駆使して、ダイナミシンAが示すDNA両鎖切断様式を検討した。その結果、ダイナミシンAによる切断は(1)ギャップ反対鎖の一塩基3'側のヌキレオチドに起こり、(2)特に5'-pupu/3'pypupyの配列に強い切断が見られ、(3)切断不活性なダイナミシンHによりほとんど阻害されないことが判明した。以上により、癌細胞に致命傷を与えるDNA両鎖切断は、2分子のダイナミシンAによる配列依存的な2段階反応を経て進行することが立証された。強い抗癌活性の誘起に大きく関与しているC-1027の高いDNA切断活性とユニークな2本鎖同時切断の作用機構を解明するため、高分解能NMR法を駆使してDNA-C-1027クロモホア-複合体の構造解析を行った。

C-1027のエンジイン型クロモホア-は還元剤非存在下でもバーグマン反応が進み不安定であるので、芳香環化されたクロモホア-を用い、またDNAとしてはオリゴヌクレオチドd(GTATAC)_2を使用した。NMRの測定法としては、NOESY,COSY,およびHOHAHAを用い、スペクトルの帰属を行った後、NOESYスペクトルのDNA-クロモホア-複合体の分子間NOEピークから、2分子間の相互作用を明らかにした。その結果、C-1027クロモホア-はベンゾキサジン環部分でTA塩基対間にインターカレートし、またアミノ糖鎖部分でAおよびT塩基と静電的相互作用を行い、DNAマイナ-グルーブ側からDNAに結合していることが明らかになった。さらに、C-1027のエンジイン型クロモホア-は、その3位のラジカルがDNAの3側のAを攻撃し、6位のラジカルが反対鎖のTを攻撃していることが示唆された。これらの研究成果をもとに、DNA2本鎖同時切断能が高く、また強い制癌活性が期待される新規エンジイン化合物の分子設計を行うと共に、エンジインの化学に新しい道を開いた。本研究では、エンジイン抗癌抗生物質の主作用と予想されるDNA切断反応を化学レベルで詳細に追究し、構造・活性相関を明らかにすると共に、活性発現制御の分子作用機序の解明とそれに基づく有用な新規分子の設計・創製を目指している。本年度は特にDNA切断の心臓部となる高度に歪んだ9員環エンジインの開発、トリガーシステムの導入によるビラジカル種発生の制御、DNA認識部位の導入による塩基選択的なDNA鎖切断を目的とした超歪み9員環分子の設計、合成および機能について検討を行った。インターカレーターや塘鎖の導入されたエンジインアナログを新規合成し、DNA切断活性の向上とDNA塩基配列の認識について調べた結果、ナフトエ-ト基をもつアナログの活性はナフトエ-ト基のないアナログよりもDNA切断活性が1桁向上し、10μM程度の濃度でDNA切断活性を示した。また、塘鎖アナログでは、DNA塩基配列を認識していることが明らかになった。そこで、様々な塘を有するエンジインアナログを合成し、そのDNA切断特性を検討したところ、グルコサミンを有するアナログよりもガラクトースや2-デオキシグルコースを有するアナログの方が高いDNA切断活性を与えた。さらに、ガラクトースや2-デオキシグルコースを有するアナログはDNAの5'-CGG,5'-CAG,5-CGCの位置のプリン塩基を選択的に切断していることがわかった。新しい塘鎖を導入した新規エンジイン化合物は抗癌活性やバイオターゲッティングの面から、今後の発展に大きな道をひらくものとして期待される。