hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グラファイト表面と金属錯体分子との界面相互作用の解明

鉄クラスターを基にして鉄カルボニル錯体分子をグラファイト表面のテラス上に高分散させて形成させた.加熱をすると鉄カルボニル錯体分子は脱離をせずに表面で分解し,200350Kにおいて一酸化炭素を放出することが明らかとなった.一酸化炭素の脱離温度は単結晶の鉄表面の場合(450K)に比べて約100Kも低い.これはグラファイトとカルボニル錯体分子との相互作用に起因していると考えられ,特異な一酸化炭素の脱離過程が本研究により明らかとなった.鉄クラスターを基にして鉄カルボニル錯体分子をグラファイト表面のテラス上に高分散させて形成させた.加熱をすると鉄カルボニル錯体分子は脱離をせずに表面で分解し,200350Kにおいて一酸化炭素を放出することが明らかとなった.一酸化炭素の脱離温度は単結晶の鉄表面の場合(450K)に比べて約100Kも低い.これはグラファイトとカルボニル錯体分子との相互作用に起因していると考えられ,特異な一酸化炭素の脱離過程が本研究により明らかとなった.本研究は単純構造を持つ金属錯体分子とグラファイト表面との界面相互作用を詳細に明らかにすることを目的としている。平成21年度は、まずグラファイト表面の電子状態変化がガスの吸着散乱ダイナミクスにどのように影響を及ぼすかを分子線散乱実験から明らかにした。金属との結合形成や欠陥導入によりグラファイトのπ共役系の崩れが一旦起こると、その場所から45nm程度の広範囲にわたりガス吸着特性に影響を与える(分子衝突によるエネルギー移動が多くなる)領域が形成されることがわかった。次に、グラファイト表面上での鉄カルボニル錯体分子の熱的安定性と吸着状態についての知見および温度変化に伴う動的挙動(ダイナミクス)に関する知見を得た。まず、超高真空中で650Kに保持した高配向性熱分解グラファイト表面上に鉄微粒子を真空蒸着させた後、200Kで一酸化炭素を吸着させることで鉄カルボニル錯体分子が形成することをヘリウム原子線散乱と昇温脱離種計測を駆使して初めて明らかにすることに成功した。このような方法で形成した鉄カルボニル錯体分子はグラファイト表面上に高分散して吸着し、表面温度200-350Kにおいて一酸化炭素分子を放出する。一酸化炭素分子を放出して残った鉄微粒子は表面温度300-400Kにおいて表面上を拡散し平坦面を有する鉄アイランドをグラファイト表面上に形成する。一酸化炭素の脱離温度は単結晶の鉄表面の場合(450K)に比べて約100Kも低い。これは吸着エネルギーにすると約45%程度も激減したことを示している。この一連の過程は、繰り返し測定しても再現良く観測されるため、鉄カルボニル形成を利用した一酸化炭素の吸着と脱離についての一種の触媒過程を見出したことになる。本研究は単純構造を持つ金属錯体分子とグラファイト表面との界面相互作用を詳細に明らかにすることを目的としている。平成22年度は、走査トンネル顕微鏡を用いてカルボニル錯体分子の形成を起こす鉄クラスターのサイズについて解析を行うと同時に、昨年度に引き続きグラファイト表面上での鉄カルボニル錯体分子の熱的安定性と吸着状態についての知見および温度変化に伴う動的挙動(ダイナミクス)に関する知見を得た。超高真空中で200Kおよび650Kに保持した高配向性熱分解グラファイト表面上に鉄微粒子を真空蒸着させると、いずれの場合もStranski-Krastanov成長を示し、それぞれ直径2nm及び2040nmの鉄クラスターが形成する。サイズが2040nmの鉄クラスターに200Kで一酸化炭素を吸着させると鉄カルボニル錯体分子が形成することがヘリウム原子線散乱と昇温脱離種計測を駆使して明らかとなった。鉄カルボニル錯体分子はグラファイト表面のテラス上で高分散し、表面温度200-350Kにおいて一酸化炭素分子を放出する。これはグラファイトとカルボニル錯体との相互作用に起因していると考えられ、吸着エネルギーにすると約45%程度も激減したことを示している。この一連の過程は、繰り返し測定しても観測され、鉄カルボニル形成を利用した一酸化炭素の吸着と脱離についての特異な触媒過程が見いだされた。
超高圧中における量子弾性測定法の開発

1.量子弾性測定用超高圧試料セルの実用評価平成12年度の研究において,非磁性超堅材料(MP35N)を用いた超音波量子弾性測定用の一定加重型ピストンシリンダー超高圧試料セルを製作した。実際製作した試料セルは,試料空間(テフロンカプセル内部)の直径φ5を確保する内径φ6の内部シリンダーと内部シリンダーを支える外部シリンダー(外径φ34,全長120mm)から構成される。圧力の印可は,現有の油圧ジャッキで行った。12年度の予備実験では,試料空間内部に3GPaの圧力を発生することに成功した。このセルに,超音波実験に必要な同軸ケーブルを導入するため,圧力保持と低温実験に最適な極細の同軸ケーブル各種の試験を繰り返し,最終的にレークショアー社のSC100型が最適であることが判明した。しかしながら,シールド部分からの圧力漏れが無視できず,最高圧方は1GPaとなった。最高圧力を高めるためには同軸ケーブルを導線に代える必要がある。超音波装置を一部変更し,基本周波数を下げることによって音波の波長を長くし導線を用いることによる高周波の損失を防ぐ工夫を行った。現在,2GPaまで安定に量子弾性を実測できる装置が完成した。また,試料セル空間における圧力媒体の体積を現在より減らす工夫を現在行っているが,これにより予備実験の3GPaも実測において達成できる。2.強相関電子系における多重極限物性本年度の研究では以下のテーマについても探求した。単結晶LSCOの低・高ドープ単結晶における超高圧下電気抵抗測定から高温正方晶における超伝導相図の完成および伝導機構の解明を行った。単結晶LSCOの磁場中における量子弾性の精密測定から超伝導転移における臨界指数を見積もった。p波超伝導体Sr_2RuO_4の量子弾性測定から初めて超伝導転移温度の一軸圧力依存性を初めて明らかにした。また,量子弾性から直接時間反転非対称2次元秩序変数の存在を示唆した。1.量子弾性測定用超高圧試料セルの製作低温・強磁場中における多重極限下における測定を視野に入れ,非磁性超堅材料(MP35N)を用いて一定加重型ピストンシリンダー超高圧試料セルを製作した。セル作製に従来用いられてきたBeCuでは最高発生圧力が2GPa程度に限られてきたが,この新材料MP25Nを用いると45GPaの発生が可能である。ただし,本研究では単結晶を用いた超音波実験を目指しているため,試料空間を電気抵抗測定などの用いられる通常のピストンシリンダー試料セルより太くする必要がある。このため,最高圧力は減少するが,本研究では低温において最低限3GPaを確保して量子弾性測定を可能にする超高圧セルの作製を行った。予備実験として,圧力セルを壊さないよう慎重に圧力をかけていった結果,室温において3GPaの印可に成功した。以上により,来年度において低温に到っても3GPaを達成し,従来の超音波測定では到達できなかった超高圧下における量子弾性測定を可能にする基礎を完成した。2.強相関電子系物質における価数相転移の圧力依存性本研究では,電子ドープ型酸化物高温超伝導体Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4(NCCO)の弾性率測定,超高圧下電気抵抗測定およびYbInCu_4における価数相転移に伴う比熱以上の圧力依存性の測定を行った。この結果,NCCOにおける超伝導転移温度の圧力・歪み依存性には,従来の多結晶からの報告と異なり,LSCOと類似の異方性が存在するがその大きさはLSCOと比較して1桁近く小さいことが分かった。YbInCu_4については,転移エントロピーの圧力依存性測定から,Ybの価数の相対的な変化量が0.9程度に及ぶことが分かった。これは,体積弾性率の異常から見積もられたYb価数の変化量と一致する。

2.強相関電子系における多重極限物性本年度の研究では以下のテーマについても探求した。単結晶LSCOの低・高ドープ単結晶における超高圧下電気抵抗測定から高温正方晶における超伝導相図の完成および伝導機構の解明を行った。単結晶LSCOの磁場中における量子弾性の精密測定から超伝導転移における臨界指数を見積もった。p波超伝導体Sr_2RuO_4の量子弾性測定から初めて超伝導転移温度の一軸圧力依存性を初めて明らかにした。また,量子弾性から直接時間反転非対称2次元秩序変数の存在を示唆した。
日本古代の畿内・近国における牧の総合的研究

30年度は補助事業の初年度として、研究代表者・研究分担者で手分けをして、近畿の古代牧の個別研究の調査・分析の積み上げに努めた。各自の研究状況は、随時研究会の形式で報告して、情報を共有し、積極的にフィールドワークを行った。現地研究者の協力を得て、近畿古代牧の推定地である大和国室原牧(奈良県田原本町)、摂津国豊島牧(大阪府箕面市)、大和国宇陀肥伊牧(奈良県宇陀市)、伊賀国広瀬牧・薦生牧(三重県名張市)を複数名で現地踏査し、現地比定の妥当性を確認し合っている。また、東国・南九州の牧推定地を巡見した。『日本書紀』に「甲斐の黒駒」「駒ならば日向の駒」と歌われ、甲斐・日向が古代の良馬の産地と認識されていたことを踏まえ、山梨県(北杜市・南アルプス市等)と宮崎県(串良町都井岬)・鹿児島(志布志市・姶良市等)を巡見先とした。いずれにおいても、現地の研究者にご協力をいただき、地域ごとの牧の特質を認識するとともに、近畿の牧を相対的に理解することが可能となった。都井岬では放牧され自然繁殖を行う岬馬の実見と、現地職員への聞き取りにより、自由放牧による牧運営の環境条件などを学んだ。以上の踏査において得た知見の一部は、本年度の成果として発表した研究代表者の論文に関わり、引き続き各研究者が論文への反映に努める。なお、各巡見先では現地研究者との活発な情報交換を行い、各地における牧研究への関心の高揚にも寄与できたと自負する。近畿の牧に留まらず、遠隔地の研究者との交流と協力の体制を築くことができたのも成果であった。計画の通りに進捗している。5で挙げた牧以外にも調査対象を広げて、研究を継続中である。文献史学班と考古学班が中心となって個別の牧の現地比定を行い、推定地に対する地理学班の助言を受けつつ、近畿の古代牧が立地した地理的環境のパターンを徐々に集積できてきている。文献史班のメンバーが取り組む、牧の運用や時代に伴う変容の検討も進めている。発掘調査を伴わない研究計画であるため、考古学班の取り組みには制約が大きいが、これについては、現地踏査において、近隣の遺跡の分布や特徴をも検討するなどして、検討や意見交換を行っている。今後は比定地周辺の遺跡の情報をより多く収集して、牧を含み込む各地域の人為の在り方を復元するよう、検討の範囲を広げていくことを課題とする。関西圏内の現地踏査、東国・九州への巡見も計画通りに実施し、想定通り、あるいはそれ以上の手応えを感じている。巡見を機に、31年度における本事業のメンバーと鹿児島の研究者とによる大隅国野神牧の共同研究及び論文作成を企画することもできた。当初の計画では地域ごとの研究班を分けたが、史料・資料の偏りなどもあり、現状では地域ごとの班分けは有効ではないと判断し、現在は各メンバーがアプローチ可能な牧を模索しつつ研究対象を選ぶ体制となっている。今後も、研究の成果を見込める牧を模索しつつ、順次研究を進め、最終年度に個々の成果を整理・総合することとした。31年度は、朝鮮半島の統一新羅時代の牧を巡見する。乗馬の風習が5世紀頃に朝鮮半島から伝来したことは周知であるが、伝来の時代から時間を経て、両国の牧がいかなるバリエーションを見せるようになるのかを比較検討し、日本古代の牧の特性を相対化する。韓国においても、古代牧の研究は途についたばかりと寡聞しており、現地研究者と意見交換することで、相互の研究の活性化を図りたい。大がかりな巡見は31年度までに実施し、助成事業最終年度となる令和2年度には研究成果の公開とさらなる課題検討のためのシンポジウムを予定する。それに向けて、近畿の古代牧の立地・運営形態などの特徴の類型化や、有効な研究方法の提示を行えるよう、成果の蓄積と整理を行っていく。

なお、各巡見先では現地研究者との活発な情報交換を行い、各地における牧研究への関心の高揚にも寄与できたと自負する。近畿の牧に留まらず、遠隔地の研究者との交流と協力の体制を築くことができたのも成果であった。計画の通りに進捗している。5で挙げた牧以外にも調査対象を広げて、研究を継続中である。文献史学班と考古学班が中心となって個別の牧の現地比定を行い、推定地に対する地理学班の助言を受けつつ、近畿の古代牧が立地した地理的環境のパターンを徐々に集積できてきている。文献史班のメンバーが取り組む、牧の運用や時代に伴う変容の検討も進めている。発掘調査を伴わない研究計画であるため、考古学班の取り組みには制約が大きいが、これについては、現地踏査において、近隣の遺跡の分布や特徴をも検討するなどして、検討や意見交換を行っている。今後は比定地周辺の遺跡の情報をより多く収集して、牧を含み込む各地域の人為の在り方を復元するよう、検討の範囲を広げていくことを課題とする。関西圏内の現地踏査、東国・九州への巡見も計画通りに実施し、想定通り、あるいはそれ以上の手応えを感じている。巡見を機に、31年度における本事業のメンバーと鹿児島の研究者とによる大隅国野神牧の共同研究及び論文作成を企画することもできた。当初の計画では地域ごとの研究班を分けたが、史料・資料の偏りなどもあり、現状では地域ごとの班分けは有効ではないと判断し、現在は各メンバーがアプローチ可能な牧を模索しつつ研究対象を選ぶ体制となっている。今後も、研究の成果を見込める牧を模索しつつ、順次研究を進め、最終年度に個々の成果を整理・総合することとした。31年度は、朝鮮半島の統一新羅時代の牧を巡見する。乗馬の風習が5世紀頃に朝鮮半島から伝来したことは周知であるが、伝来の時代から時間を経て、両国の牧がいかなるバリエーションを見せるようになるのかを比較検討し、日本古代の牧の特性を相対化する。韓国においても、古代牧の研究は途についたばかりと寡聞しており、現地研究者と意見交換することで、相互の研究の活性化を図りたい。大がかりな巡見は31年度までに実施し、助成事業最終年度となる令和2年度には研究成果の公開とさらなる課題検討のためのシンポジウムを予定する。それに向けて、近畿の古代牧の立地・運営形態などの特徴の類型化や、有効な研究方法の提示を行えるよう、成果の蓄積と整理を行っていく。遠隔地への実地踏査において、事情により参加人数が当初予定より少ない人数での実施となったため、残額を生じた。31年度は外国への巡見を予定しているが、日数を増やし、より充実した成果を得るために、前年度の残額を旅費として充当したい。
逆浸透濃縮排水処理の省エネルギー化を実現する回転円板型促進酸化装置の開発

酸化チタン/ゼオライト複合シートを搭載した回転円板型促進酸化装置(RAOC)の実用化に向けて、水温およびUVA強度が純水中クロタミトンの除去に及ぼす影響評価を行った。温度上昇にともない、吸着速度および分解速度が上昇するとともに、クロタミトン分解に対する協奏効果の増大が確認された。UVA強度の上昇により、分解速度定数は直線的に増加することも示された。次に、前処理としての凝集沈殿の効果を検討した。ポリ塩化アルミニウムを用いたRO濃縮排水の凝集沈殿処理では、pH5の条件が有機物除去の観点から適切であり、注入率を06 mmol Al/Lへと増加させることで除去率は向上した。RAOCにUV照射を行うことで、クロタミトンは吸着と光触媒分解により除去され、主要な分解産物が複合シートに捕捉された。以上より、凝集沈殿後にRAOC処理を行うプロセスがRO濃縮排水の有機物除去に有効であることが示された。また、RAOCは淡水養殖廃水や廃棄処分場浸出水など様々な排水へ適用可能であることも示された。パイロット装置の製作に向けて、短網型抄紙機を用いた酸化チタン/ゼオライト複合シートの連続生産を試みた。ラボスケールと同様の坪量のシートを製造した際の機能性材料の歩留まりは98%以上であり、目標を達成した。シート強度に関しても取り扱いに十分な強度を発現した。RAOCに搭載してクロタミトンの除去試験に供した際、ラボスケールで作製したシートと同程度の除去性能を示し、複合シートの連続生産の可能性が示された。また、パイロットスケールのRAOCによる消費エネルギー評価を行い、太陽光活用による消費エネルギーの大幅削減の見通しが示された。ゼオライト/酸化チタン複合触媒によるサルファメタジンおよび分解生成物の除去機構のモデル化を行った。プロトタイプのモデルを作成するとともに、物質画分の定義等の今後の課題を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。下水再利用のための限外ろ過+逆浸透(RO)パイロットプラントから、RO原水およびRO濃縮排水を採取し、その性状を明らかにするとともに凝集沈殿処理による溶存有機炭素除去特性を評価した。その結果、RO濃縮排水の前処理としてPACによる凝集沈殿処理が有効なことが示された。ゼオライト/酸化チタン(TiO2)複合シートを用いてサルファ系抗菌剤SMTの処理を行い,シート化が医薬品除去性能に及ぼす影響ならびにUV照射強度が除去速度に及ぼす影響を評価した。また、複合シートによりRO濃縮排水中のクロタミトンが効率的に除去できることを明らかにした。次に、回転円板型促進酸化装置(RAOC)に適用するシートの最適化を行った。PETを主成分とする主体繊維と熱融着繊維を併用し、シート成型後に加熱によるバインダー処理を施すことで、フレキシブルで水中での使用に適した複合シートを調製した。目標の歩留まり90%を達成できる凝集剤添加量を決定し、この時のシート強度は回転円板への装着および運転に充分であることが示された。また、シート中の機能性材料の配合割合は70wt%まで高めることが可能であり、機能性材料の配合割合と要求される強度に応じて、バインダー繊維の配合量と乾燥温度を調整する必要が示された。合成繊維を利用して調製した複合シートをRAOCに搭載し、3ヶ月間の水中での連続運転を行った結果、複合シートは充分な強度を有することが示された。初期濃度10 mg/LのSMT水溶液をラボスケールのRAOCにて処理した結果、6時間で約96%のSMTが水中から除去された。一方、シート中のSMT量は増加後に紫外線の照射によって減少したことから、吸着後に光触媒反応により分解されたと考えられた。本研究では、逆浸透濃縮排水処理の省エネルギー化を実現する回転円板型促進酸化装置(RAOC)の開発を目的としており、処理水水質目標(溶存有機炭素(DOC):15mg/L、微量化学物質:90%除去)を、単位消費エネルギー1kwh/m3(従来より80%以上削減)で達成することを目指している。平成28年度は、RO濃縮排水の性状と基本処理特性の評価を行った。また、RAOCに適用するシートの最適化およびラボスケール装置によるRO濃縮排水の処理特性評価と処理メカニズムの解明を開始した。RO濃縮排水の性状と基本処理特性の評価については、1)有機物の生物分解性を評価、2)凝集沈殿処理によるDOCの除去特性、3)吸着材による微量化学物質およびDOCの除去特性の評価を完了した。4)酸化チタン(TiO2)による微量化学物質・DOCの光触媒分解特性と生物分解性の変化については、平成29年度に持ち越しとなったが、ほぼ予定通り研究が進捗した。RAOCに適用するシートの最適化に関しては、平成29年度のRAOCパイロット装置の製作を見据えて、有機繊維・バインダーを使用したシートを試作と最適化を進めるとともに、耐久性の評価を行うなど、平成28年度計画を超えた進捗がなされた。また、ラボスケール装置によるサルファ系抗菌剤SMTの処理特性を評価するとともに、複合シートによりSMTが吸着された後に光触媒反応により分解されるという処理メカニズムの解明がなされた。以上より、現在までに本研究は概ね順調に進展していると自己評価した。

回転円板型促進酸化装置(RAOC)に適用するシートの最適化検討では、凝集剤・バインダー使用量やシート作成条件を調整し、シートの細孔構造を制御することで、活性低下を抑えたシート調整条件を見出した。また、抄紙・紙加工設備での生産を想定し、有機繊維・バインダーを使用したシートを試作した。パイロットスケール装置の製作については、積水アクアシステム株式会社および廣瀬製紙株式会社に所属する研究協力者の協力を得て、設計図ならびに設置方針を確定した。RO濃縮排水の処理特性評価と処理メカニズム解明については、酸化チタン/高シリカ型ゼオライトの粉末複合材料を用いて、RO濃縮排水の原料となる下水二次処理水からの医薬品(クロタミトン)およびその分解産物の除去特性を明らかにし、論文発表を行った。酸化チタン/高シリカ型ゼオライト複合材料を用いることにより、クロタミトン初期濃度が低い場合には共存物質によるクロタミトン除去の阻害が緩和されること、光触媒反応による分解産物も複合材料に吸着されることなどを明らかにした。次に、酸化チタン/高シリカ型ゼオライト複合シートによる逆浸透濃縮排水からのクロタミトンの除去特性を明らかにし、論文発表を行った。複合シートは、RO濃縮排水中のクロタミトンを共存物質による明確な阻害なく吸着除去でき、クロタミトン初期濃度が120 ug/Lの条件では吸着・光触媒分解が速やかに進行した。主要な分解産物もシートに吸着されたことから、複合シートは促進酸化処理における分解産物による二次汚染も緩和しうることを明らかにした。さらに、複合シートを搭載したRAOCを用いて、純水および各種の実廃水を対象として、微量化学物質の吸着・分解速度の評価と影響因子の検討を行うとともに、微量化学物質の分解生成物・分解経路の推定ならびに粒子画像流速測定法によるRAOCリアクターの流動特性の検討を行った。本研究において、3カ年で計画していた実施項目のうち、「RO濃縮排水の性状と基本処理特性評価」は完了した。「RAOCに適用するシートの最適化」については、活性低下を抑えたシート調整条件を見出し、抄紙・紙加工設備での生産を想定した有機繊維・バインダーを使用したシートの試作も完了している。「ラボスケール装置によるRO濃縮排水の処理特性評価と処理メカニズムの解明」では、装置内の流動特性を粒子画像流速測定法により明らかにするとともに、微量化学物質(医薬品および1,4-ジオキサン)の吸着・分解速度の評価と影響因子(UVA強度)の検討を純水および各種排水(RO濃縮排水、淡水養殖排水、廃棄物処分場浸出水)を対象に実施した。さらに、微量化学物質の分解生成物・分解経路の推定についても、クロタミトンおよびサルファモノメトキシンを対象に実施済みである。「パイロットスケール装置の製作と処理特性の評価」については、設計図・設置方針の確定を完了している。「RO濃縮排水処理のモデル化と最適設計・操作因子の提示」については、粉末複合材料による医薬品(サルファメタジン)とその分解産物の吸着・分解反応のモデル化に着手するとともに、RAOCにおける流動・物質移動モデルの基礎となる装置内流動特性の評価を行った。「耐久性評価・単位消費エネルギー評価」については、シートの耐久性評価を実施した。平成29年度までに実施予定の項目で一部未達成の項目もあるが、当初計画には無かった対象排水(淡水養殖排水、廃棄物処分場浸出水)および微量化学物質(1,4-ジオキサン)へのRAOCの適用性を検討するなど、当初計画を超えた研究の進展もある。
胸部特異的助骨形成における組織間相互作用とその分子機構

脊椎動物は分節的に構成されていると考えられるが,その発生的基本単位は体節である.体節自身から発生する骨格や筋はもとより,脊髄神経や交感神経系の分節的形成も体節によって支配されている.本研究では脊椎動物のボディプラン形成機構を考察するため,体節から中軸骨格が形成される機構,とくにその胸部を特徴づける肋骨の部域特異的形態形成機構を題材に取り上げた.1.肋骨形成の3区画:体節周囲組織の肋骨形成との関わりを調べ,椎骨と結合している短い部分(近位肋骨)は神経管の底板や脊索に,その遠位にある長い部分(遠位肋骨)は表皮外胚葉に依存して発生することを示した.遠位肋骨はさらに壁側板に進入する部分(遠位肋骨胸骨部)としない部分(遠位肋骨椎骨部)の2区画に分けられる.これは近年提唱された(Burk, A),abaxial, primaxial区画にそれぞれ対応する.2.遠位肋骨形成と体節分化:表皮外胚葉と体節との相互作用を物理的に阻害すると,皮筋板の外側部(Sim 1),皮筋板辺縁近傍の椎板(Scleroaxis)の形成不全が示された.これらの遺伝子発現領域が遠位肋骨の形成に関わるのであろう.3.体壁筋の部域特異的形態形成腹壁筋の発生的分節性(1)体節の発生運命:腹壁の筋はほぼ第27体節のみからできることを移植実験から示した.その他の腰部体節は,肋骨のみならず,体壁筋も形成しないのである.(2)神経支配:ところが腹壁筋の支配神経は胸神経であった.筋の発生由来と支配神経の由来する分節が異なっており,支配神経からは筋の発生由来をいうことはできない.4.四肢形成と肋骨形成:胸部に四肢を誘導すると遠位肋骨胸骨部ができなかった.abaxial区画については,体壁と四肢が相補的に形成されるのである.5.中軸骨格原基の部域特異性の決定:体節形成の最も初期,原始線条から陥入する直前に,すでに決定されていることを,当該部位の移植と,そのHox遺伝子群の発現,形態形成能から示した.脊椎動物は分節的に構成されていると考えられるが,その発生的基本単位は体節である.体節自身から発生する骨格や筋はもとより,脊髄神経や交感神経系の分節的形成も体節によって支配されている.本研究では脊椎動物のボディプラン形成機構を考察するため,体節から中軸骨格が形成される機構,とくにその胸部を特徴づける肋骨の部域特異的形態形成機構を題材に取り上げた.1.肋骨形成の3区画:体節周囲組織の肋骨形成との関わりを調べ,椎骨と結合している短い部分(近位肋骨)は神経管の底板や脊索に,その遠位にある長い部分(遠位肋骨)は表皮外胚葉に依存して発生することを示した.遠位肋骨はさらに壁側板に進入する部分(遠位肋骨胸骨部)としない部分(遠位肋骨椎骨部)の2区画に分けられる.これは近年提唱された(Burk, A),abaxial, primaxial区画にそれぞれ対応する.2.遠位肋骨形成と体節分化:表皮外胚葉と体節との相互作用を物理的に阻害すると,皮筋板の外側部(Sim 1),皮筋板辺縁近傍の椎板(Scleroaxis)の形成不全が示された.これらの遺伝子発現領域が遠位肋骨の形成に関わるのであろう.3.体壁筋の部域特異的形態形成腹壁筋の発生的分節性(1)体節の発生運命:腹壁の筋はほぼ第27体節のみからできることを移植実験から示した.その他の腰部体節は,肋骨のみならず,体壁筋も形成しないのである.(2)神経支配:ところが腹壁筋の支配神経は胸神経であった.筋の発生由来と支配神経の由来する分節が異なっており,支配神経からは筋の発生由来をいうことはできない.4.四肢形成と肋骨形成:胸部に四肢を誘導すると遠位肋骨胸骨部ができなかった.abaxial区画については,体壁と四肢が相補的に形成されるのである.5.中軸骨格原基の部域特異性の決定:体節形成の最も初期,原始線条から陥入する直前に,すでに決定されていることを,当該部位の移植と,そのHox遺伝子群の発現,形態形成能から示した.哺乳類,および鳥類の中軸骨格では肋骨を持つ胸部とそれを持たない腹部が分化している点で他の脊椎動物と異なっている.個体発生において,中軸骨格は体節に由来するが,肋骨形成能をもっているのは胸部体節のみである.一方,肋骨はその大部分を占める遠位部と根本の小部分とからなり,前者が表皮外胚葉や皮筋板に依存して発生してくること,肋骨原基は,皮筋板と椎板の境界付近にあることまでは分かっているが,その詳細は未だ定かでない.本研究では,肋骨形成,とくにその遠位部の形成機構を明らかにすることにより個体発生における部域特異的か中軸骨格の形成機構,さらには系統発生における胸部の分化機構を明らかにしたいと考えている.本年度は,孵卵2日ニワトリ胚において表皮外胚葉と体節中胚葉との間を物理的に遮断し,その結果生じた体節およびその派生物におけるいくつかの遺伝子の発現パターンの変化を調べた.

その結果;皮筋板の外側部は,内側部と異なり,表皮の影響を受けてPax3,Sim1を発現し上皮構造を保っている;皮筋板の直近の間充織細胞は強くPax1を発現しているが,これも表皮に依存している;さらに,皮筋板を取り囲むような発現の見られるγ-FBPや,隣接する筋板の接合部付近の間充織で発現するScleraxisも表皮-体節間が遮断されると発現が見られなくなることがわかった.これら表皮によってその発現が調節される遺伝子の発現領域は,肋骨遠位部の原基と目される皮筋板椎板の境界領域を含んでおり肋骨形成との関わりが示唆される.次年度以降,これらの遺伝子の肋骨形成における機能を探るとともに,これらをマーカーとして肋骨形成のin vitro実験系の確立に取り組みたい.哺乳類や鳥類では,肋骨が特定の部分に限局し胸部と腹部を明瞭に区分している.この肋骨を指標として,我々は鳥類胚における中軸骨格の部域特異的形態形成機構を明らかにしようとしている.これまでの内外の一連の研究から,肋骨は,頭,頚,結節および体の近位部の一部からなる比較的小さな近位肋骨と,肋骨体の大部分をしめる遠位肋骨とに分けられることが明らかにされてきた.我々は,ニワトリ2日胚において,体節中胚葉と表皮外胚葉との間に薄いフィルムを挿入すると,遠位肋骨が形成されなくなることを見た.今回,この系における体節中胚葉の分化過程において,何が正常胚と異なっているのかを明らかにしようと,組織標本および,皮筋板,筋板,椎板に特異的な遺伝子の発現パターンを調べ,以下の結果を得た.(1)正常胚の皮筋板の外側部で強い発現が見られるPax3とSim1の発現が共に検出できなかった.(2)Myf5およびMyoDを発現する筋板と考えられる領域が,正常側では側方に薄く伸展していくのに対し,実験側では神経管付近にとどまり大きな細胞集合塊を作っていた.(3)椎板は,形態的にも,またPax1の発現からも実験側と正常側の違いが認められなかったが,隣接する2つの皮筋板の境界付近の細胞で発現するγFBPとScleraxisが実験側では発現していなかった.以上のことから,実験側では,対照側に比べ,(1)皮筋板の外側部が欠損している,そのため,筋板は背側内側部にのみ存在している;(2)椎板は,一見正常であったが,皮筋板の頭側縁と尾側縁の隣接部周辺が欠損している;という結論を得た.肋骨遠位部の形成には皮筋板外側部,皮筋板辺縁に接する椎板細胞のいずれか,あるいは両者がともに必要と考えられる,脊椎動物のうちでも鳥類と哺乳類では,肋骨が胸部にのみ限局している.これは椎骨と肋骨の原基である体節中胚葉が頭尾軸に沿って部域特異的な発生をするためである.本研究では,これまでに,肋骨原基,特にその部域差を担うと考えられる遠位肋骨の原基を同定し,その形成機構を分子的に明らかにするために,遠位肋骨原基に特異的に発現する遺伝子を探索してきた.その結果,scleraxisとγ-F-crystalin binding proteinが遠位肋骨原基と考えられる部分に限局して発現し,また表皮外胚葉の除去によりそれらの発現低下が見られることから,(表皮外胚葉を除去すると遠位肋骨の欠損が起きる)これらの遺伝子が遠位肋骨の形成に関わっている可能性がある.
微細構造表面プラズモン共鳴による近接場光の波長制御とエネルギー変換

本研究において、ピラーアレイ構造表面を対向させることにより、ピラー間隙間の表面プラズモン共鳴より波長制御輸送が可能となること、およびピラートップ面においてs偏光波となる電磁波はピラー側面おいてp偏光波となることから、長波長成分のエネルギー輸送はむしろ平滑面に比べて抑制されることが示された。また、スプリットリング共鳴器アレイ構造を利用した白熱電球により、電気から可視光への変換効率が通常の2倍となることが示された。本研究は、放射体表面に誘起される近接場光(エバネッセント波)、およびこの近接場光と表面近傍の伝ぱ光との合成波である表面プラズモンを自在に波長制御できる、周期的な微細構造や薄膜構造などの表面性状を、放射体表面近傍の電磁波動論や固体物性論などに基づいた分光学的アプローチにより明らかにするとともに、それを用いた、電力や光照明さらに電磁波輸送など画期的なエネルギー変換を試みることを目的とする。本年度(平成25年度)においては、近接場光輸送を波長制御可能なピラー構造をタングステン表面に製作し、ピラー高さにより近赤外光(波長0.91.7ミクロン)の透過性が増大することを明らかにしている。また製作可能なピラー構造のアスペクト比による数値計算により、ピラー間の隙間が狭いときにはその隙間に生ずる表面プラズモンによる増強効果が支配的となり、広い場合にはピラートップ面間のエバネッセント波輸送による増強効果が支配的となることを明らかにしている。また、加熱されたタングステン平滑面にGaSb半導体光起電力電池表面をスペーサーを介して数百ナノオーダーまで近づけられる実験装置を製作し、発電実験を可能とした。さらに、クロム金属表面にミクロンオーダーのAu製スプリットリング共振器を多数配列し、放射光の波長制御が可能となることが実験的に示され、波長選択照明の可能性が示唆された。本年度(平成24年度)に行った数値シミュレーションを通して、向い合せた2つのピラーアレイ表面構造により,近接場ふく射輸送の波長制御が可能となることが明らかとなった。このとき、ピラー側面間の隙間には表面プラズモン干渉に伴う強電界が生じるとともに、その表面の電子の粗密波が、隙間の深さ(ピラー高さ)により、特定の波長において共鳴が生ずることがこの波長制御の基本原理であることを示唆した。さらに、このピラーアレイ構造は、電子線描画装置および反応性イオンエッチング装置を用いて製作可能であることも示した。一方、GaSb半導体(感度波長1.8ミクロン)を用いた光起電力電池を製作し、平滑面放射体を上記の波長以下まで近づけることにより、発電密度は、通常の伝ぱ光を用いた場合のおよそ4倍まで高くなることを明らかにした。本年度においては、独自に開発した数値シミュレーション法を用いて、向かい合うピラーアレイ構造間の近接場光波長選択エネルギー輸送について、詳細に検討した。その結果、向かい合うピラー側面間に生ずる表面波の波長と、その隙間の底面と上面間の長さとのファブリペロー干渉により波長選択が生じていることが明らかとなった。また、長波長域におけるふく射輸送は、ピラートップ面におけるS偏光波が支配的であるが、ピラー側面においては、P偏光波となる確率が高くなるため、長波長域のふく射輸送量が減少することが明らかとなり、波長選択性の幅を拡張できることが明らかとなった。さらに、発電実験においては、シリカナノ粒子をスペーサーとした発電システムを構築し、通常の伝ぱ光に比べて、平滑面を向い合せた場合、2倍の発電量となることを実証できた。一方、クロム金属表面にシリカ薄膜を製膜し、ミクロンオーダーのAuスプリット共振器を周期的に配列することにより、従来のタングステンフィラメント電球の2倍の明るさを得られる選択波長白熱電球の開発に成功している。その光への変換効率はさらに高くなることが示唆されている。26年度が最終年度であるため、記入しない。熱工学26年度が最終年度であるため、記入しない。

昨年度より、表面1000Kのタングステン表面と、GaSb電池表面を真空容器内でナノオーダーの距離まで近づけることに苦慮しているが、ようやく、ナノ粒子シリカあるいはシリカのスパッタにより、構築することができた。また、波長制御白熱電球照明を目指し、Au製スプリットリング共鳴器をクロム金属表面に製作できたことも大きな進捗となった。周期的微細構造のピラーアレイによる近接場光の波長制御のメカニズムが数値計算により明らかにされつつある。また、この波長制御効果が向かい合うピラーアレイ構造の配置に依存しないことなど、その詳細についても明らかにされつつある。また、24年度に導入した反応性イオンエッチング装置により、このピラーアレイ構造がタングステン表面に製作可能であることも確かめられている。さらにそれと組み合わせる光起電力電池の製作を行い、近接場光効果による発電密度の向上も捉えることに成功している。この電池表面に周期的構造を施すことには着手できていないが、概ね順調に進展していると思われる。数値シミュレーションにより、様々なアスペクト比のピラー構造による波長制御ふく射輸送を見積もることができ、さらに材料物性とアスペクト比を最適化することで、ふく射輸送を強調できる波長チューニングが可能となることから、発電実験にこのピラー構造を組み込むことを計画している。また、スプリットリング共鳴器のサイズを小さくすることを試み、可視光全域の放射率向上を目指す。高温に維持された放射体と光起電力電池を数百ナノオーダーの隙間を介して設置する方法について、苦慮している。研究レベルでは、双方を完全に切り離して保持することができるが、その隙間を定量的に把握することができない。一方、スペーサーを挟むことも考えられるが、それによる熱損失あるいは電池の熱破損をどのように避けるか、が今後の大きな課題となる。現在、シリカによる細いスペーサーの製作に挑戦している。また、ピラー構造のアスペクト比を高くする手法について、レジストの耐消耗性を向上する方法を数種類試すことを計画している。これらを総合して、ピラー構造を向い合せた選択波長近接場光発電システムの構築にこぎつけることを目指す。さらに、これらの構造をタングステンフィラメントに施すことにも着手し、選択波長白熱電球の実現を目指す。
過熱水蒸気および高湿度空気中における水蒸気の非定常相変化現象の解析とその応用

気流乾燥を行う際、乾燥後の排気を循環して利用することにより、排気の無い、熱効率の高い乾燥が可能となる。しかし、気流湿度が高くなるため、低温の被乾燥物を乾燥熱風である過熱水蒸気あるいは高湿度気流中に投入すると、初期に水蒸気が凝縮(結露)し、その後、凝縮水が再び蒸発する特有の変化過程を経る。本研究では、過熱水蒸気中での同変化過程モデルを高湿度空気に拡張するため、高湿度気流中での凝縮(結露)、蒸発の一連の過程ならびにその効果を実験的・理論的に検討することとした。昨年までに、過熱水蒸気中での反転過程とその特性値ついて、凝縮が終了する時間と、凝縮した水がすべて蒸発して被乾燥物の初期水分量が元に戻るまでの時間の比が、一般に4倍となることを示してきたが、高湿度空気中では、初年度までの研究により、湿度によってその比は変化すること、反転過程のモデル化には被乾燥物の初期温度と気流の露点温度、気流温度に加えて、湿球温度が重要なパラメータとなることを示し、旧来の反転過程モデルを高湿度空気に拡張したモデルを提案した。さらに本年度は、被乾燥物として、塗料などに含まれることの多い低沸点物質(エタノール水溶液)を用いた場合の反転過程について調べるため、気液界面近傍の温度を25μmの極細熱電対を用いた詳細な測定により、水蒸気・エタノールのそれぞれの物質流束を求めた。その結果、初期のエタノール濃度が高いほど、初期の水蒸気凝縮速度は遅く徐々に増加していくのに対し、濃度が低いと、逆に初期の水蒸気凝縮速度は速いが、時間とともに減少することがわかった。また、濃度変化の推算結果と実験結果は良く一致し、さらに、エタノール・水系は共沸点を有することから、その平衡状態に達するまで水蒸気凝縮が続くことを示した。また、反転過程が実際の食品加工時の被乾燥物に与える影響について、アマランス種子のポッピング加工実験結果から論じた。様々な特徴を有する大気圧近傍の高温高湿度空気や過熱水蒸気を乾燥熱風として用いる乾燥方法の技術確立が期待されている.この乾燥法では,処理初期に材料表面に結露(水蒸気凝縮)が起き,その後,凝縮水が再び気流中に蒸発する特有のプロセスがあり,これを凝縮から蒸発への反転過程と呼んでいる.本過程は,含水率を変化させずに材料を直接接触凝縮により急速に加熱できることから,近年,食品加工や殺菌,熱処理などの工業的な利用方法への応用が期待されている.本年度は,この反転過程について,平板状処理物を想定して,直交座標一次元伝熱モデルを用いて,研究代表者らが提案してきた過熱水蒸気乾燥における反転過程モデルを,低湿度空気から過熱水蒸気に至る幅広い湿度条件に拡張した.また,反転過程における処理物の質量変化,温度変化を数値計算により予測し,また,幅広い湿度条件で実験可能な装置を製作し,ジャガイモを用いた実験結果と計算結果を比較することにより計算モデルの有用性を示した.加えて,これらの結果を,無次元数の導入により一般化し,含水率を変化させずに直接接触凝縮により急速に材料を加熱する際の,気流温度・湿度条件と処理時間の簡易な予測方法を提案した.また,球状の多孔質材料(赤レンガ)を試料として,乾燥中の詳細な質量変化ならいに温度変化の測定,ならびに数値計算により乾燥特性について調べた.その結果から,乾燥に必要な時間に与える,反転過程,恒率乾燥区間の乾燥速度,限界含水率,減率乾燥区間における乾燥速度低下などの諸特性の影響を整理した.特に,本試料・実験条件の場合には湿度が高いほど限界含水率が低下すること,380°C以上では湿度が高いほど恒率乾燥区間の乾燥速度が大きいこと,200°C以上であれば凝縮時間を含めても乾燥時間の短縮が期待できることなどについて実験ならびに数値計算により示した.気流乾燥を行う際、乾燥後の排気を循環して利用することにより、排気の無い、熱効率の高い乾燥が可能となる。
消費者にとっての性能を考慮した情報伝達機器の環境影響評価方法

本研究では、情報のデジタル化を代表するICTとして電子書籍端末(以降、E-reader)を取り上げた。前年度におこなったインタビューやアンケート調査の結果によると、E-readerで本を読む人は、紙の本のみ読む人と比べて読書量が多いという結果を得た。しかし、これらの調査ではE-readerの所有と読書習慣の差異の因果関係が把握できない。アンケート調査の結果の再確認と因果関係の把握のため、E-readerを使用した社会実験の実施に至った。結果、電子書籍は必ずしも紙の本の追加消費にならないということが分かった。この結果をもとに、読書における一人あたりの環境負荷をライフサイクル評価から計算した。読書における環境負荷で大きく占める項目は紙の本の消費であり、電子端末の負荷は紙の本を電子書籍で代替することによって絶対的な影響は減る。社会実験では、Kindle Testerの環境負荷の絶対値がPaper Onlyに比べて低い結果が出た。電子書籍が紙の本を代替することによって環境負荷の値も減少したのだと考える。さらに、書籍入手数あたり(i.e.本一冊あたり)の環境負荷も、Kindle Testerの方がPaper Onlyよりも低い値を示しており、消費行動の変化を組み入れても電子書籍の導入は環境負荷を減らすという結論に至った。消費者のE-readerの利用状況を定量的に捉えることにより、間接的な影響も含めた環境影響評価をおこなうことができた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
糖鎖とレドックスの融合による新規病態メカニズムの解明

研究の目的は、「糖鎖」と「レドックス」という細胞が持つ一見独立した2つのシステムが密接に制御し合う協調システムを新たに見出し、"Glyco-Redox"制御異常を背景とする様々な疾患の病因解明と治療法探索につながる新しい知見を得ることである。平成30年度は、昨年度までの成果を発展させ、抗酸化酵素であるSOD3の糖鎖解析を中心に行なった。糖鎖構造の異なるSOD3を細胞株より精製し、あるいは発現させることで、これまでに知られているがん抑制効果がどのように変化するのか検証している。これまでのところ、複合型糖鎖を欠損するSOD3は通常のSOD3とは異なる作用を示すことがわかっており、SOD3は糖鎖構造の違いでその機能を変化させ、がんなどの疾病の進展に関与する可能性が考えられた。現在その詳細なメカニズム解析を行なっている。さらに、がん患者においてSOD3の糖鎖構造がどのように変化しているのかを明らかにするため、日本医科大学との共同研究を実施している。また、過酸化水素によって実験的に酸化ストレスを惹起したマクロファージでは、糖鎖合成酵素の発現が変化していることを見出した。中でもN型糖鎖の分岐構造の合成酵素が変動しており、その結果、異物貪食能が亢進することを見出した。また酸化ストレス未刺激においても、N型糖鎖の合成酵素の発現を高めるだけで、同様の貪食能亢進を確認した。以上の結果は、生体が酸化ストレスを受けた時、糖鎖構造を変化させることで異物排除能を高める可能性を強く示唆するものであり、Glyco-redoxシステムの一端であると考えられる。現在この成果は論文としてまとめつつある。本研究の目的は、「糖鎖」と「レドックス」という細胞が持つ一見独立した2つのシステムが密接に制御し合う協調的システムを新たに見出し、"Glyco-Redox"制御異常を背景とする多くの疾患の全体像の解明・治療法探索につながる新しい知見を得ることである。平成27年度は、アルツハイマー病の病態を悪化させるバイセクト糖鎖の発現が、加齢やアミロイドβの蓄積によって生じる酸化ストレスによって亢進することを明らかにした。この成果はBiochemical Journal誌に掲載されている。また、バイセクト糖鎖を合成する糖鎖遺伝子GnT-IIIは、CdやCoなどの2価金属によって誘導を受け、その制御には転写制御因子Nrf2が関わっていることを明らかにし、その一部はArchives of Biochemistry and Biophysicsに掲載された。レドックス制御の破綻により生じる代表的な疾患の一つであるCOPDのバイオマーカーとして、肺特異的糖タンパク質SP-Dに発現するフコース含有糖鎖が候補になる可能性を示すデータを得た。またこの成果はJournal of Proteomics誌に掲載された。さらに、レドックス制御において中心的な役割を果たすSOD(スーパーオキシドジスムターゼ)のアイソフォームの一つ、EC-SODの機能が糖鎖によって制御されていることを示す知見を得ている。この成果は現在論文としてまとめている。また理化学研究所の田中克典博士らとの共同研究で、酸化産物やカルボニル化合物の検出システムの構築も進めている。これらの成果により、Glyco-Redoxシステムの一端と、それに起因する疾患の発症メカニズムが明らかになりつつあり、この制御機構についての提案を上記のArchives of Biochemistry and Biophysics誌に掲載した。平成27年度は、本研究課題に直接関連する成果として原著論文4報を報告するに至った。それらはCOPD、がん、アルツハイマー病といった現代医療が抱える大きな課題に関するものであり、本研究の成果によりそれらの発症メカニズムの解明や治療法の開発へとつながることが期待できる。またこれらの成果をまとめた総説論文がArchives of Biochemistry and Biophysics誌に掲載され、またGlycoconjugate Journal誌にも現在投稿している。これらの成果により、グライコレドックスシステムと、その破綻による疾患発症機構の一端が明らかになりつつある。本研究の目的は、「糖鎖」と「レドックス」という細胞が持つ一見独立した2つのシステムが密接に制御し合う協調的システムを新たに見出し、"Glyco-Redox"制御異常を背景とする多くの疾患の全体像の解明・治療法探索につながる新しい地検を得ることである。平成28年度は、肺や血管に発現し、ROSの解毒化を行う分子であるSOD3に着目した研究を行った。SOD3の糖鎖を欠損した変異体の解析から、本分子の糖鎖はSOD3の細胞外への分泌に必須であり、それは多量体化の抑制を介したものであることを示唆する結果を得た。この成果はFEBS Letter誌に掲載され、糖鎖が肺でのレドックス制御やひいては慢性閉塞性肺疾患(COPD)の発症にかかわることを示す知見であると考えられる。さらに現在、SOD3分子のC末端の切断と糖鎖との関連性を示す結果が得られつつある。また、様々な酸化ストレスを引き起こし、肥満の原因となる高脂肪食を摂取させたマウスの脂肪細胞における糖鎖および糖転移酵素の発現変動を解析した。その結果、脂肪細胞の増大に伴いα2,6シアル酸が減少すること、その生合成に関わるシアル酸転移酵素ST6GAL1の発現が低下すること、その低下はDNAメチル化によることなどが明らかになった。この成果はJournal of Biological Chemistry誌に掲載され、肥満と糖鎖の新しい関連を示す知見が得られたと考えらえる。また、これらの成果の一部を、総説としてGlycoconjugate JournalおよびArchives of Biochemistry and Biophysics誌に報告した。本年度は、本研究課題に直接関連する成果として原著論文2報と総説論文

2報の掲載に至った。それらはCOPD、がん、アルツハイマー病などの現代社会が抱える大きな医療課題に深く関連するものであり、本研究の成果によりそれらの発症メカニズムの解明や新たな治療法の開発へとつながることが期待できる。こうした各論の成果が着実に上がりつつあり、グライコレドックスシステムとその破綻による疾患発症機構の一端が明らかになりつつある。本研究の目的は、「糖鎖」と「レドックス」という細胞が持つ一見独立した2つのシステムが密接に制御合う協調的システムを新たに見出し、"Glyco-Redox"制御異常を背景とする多くの疾患の全体像の解明・治療法探索につながる新しい知見を得ることである。平成29年度は、昨年度までの成果を発展させ、肺や血管に発現し、ROSの解毒化を行う分子であるSOD3に着目した研究を行った。SOD3分子上のN型糖鎖を改変すると、FurinによるSOD3のC末端の切断、および細胞外への分泌が変化することがわかった。特に、C末端の切断や細胞外への分泌には末端にシアルを持つ糖鎖を持つことが重要であることが明らかになった(Ota et al., Glycobiology, 2017)。また現在、SOD3の糖鎖構造と肺疾患との関連性を見出しつつある。また、糖鎖の合成材料である糖ヌクレオチドに着目し、新規の糖ヌクレオチドであるUDP-マンノースを動物細胞において初めて同定した(Nakajima et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 2017)。さらに、先天性免疫に重要な働きを持つTLR4の糖鎖に着目し、細菌由来成分によるTLR4を介した免疫応答の際、TLR4のコアフコース糖鎖がその機能に不可欠であることを見出した(Iijima et al., Glycobiology, 2017)。これらの成果は、糖鎖とレドックスの融合という細胞の制御システムの存在を支持し、糖鎖の新しい機能と疾患との関連性を示すものである。さらに、得られた成果の一部をBiochim. Biophys. Acta誌に総説論文として発表した(Kizuka et al., 2017)。本年度は、本研究課題に直接関連する成果として原著論文3報と総説論文1報の掲載に至った。それらは、COPDやアルツハイマー病などの現代社会が抱える大きな医療課題に深く関連するものであり、本研究の成果によりそれらの発症メカニズムの解明や新たな治療法の開発へとつながることが期待できる。ただ、現在までにSOD3の糖鎖構造と肺疾患との関連性を示すデータを得ており、その研究を完結させるために、期間の延長を申請した。