hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子キャリアを用いたミトコンドリア代謝是正による腎不全患者の身体能力改善法の開発

今後も動物モデルを用いて、骨格筋ミトコンドリア活性化に基づくサルコペニア治療の開発を推進し、十分なデータが得られた後にヒトでの臨床応用に着手する予定である。内分泌代謝学直接経費の端数にて10円の未使用金が発生した。当初計画通り消耗品の購入等に使用予定。
EU化学物質政策における「予防原則」の具体化過程に関する研究

本研究はまず、予防原則及び化学物質規制に関する従来の議論並びにREACH案の規定の分析を通じて、REACHの「登録」「認可」の二制度が(どのような意味において)予防原則の適用といえるのかを考察した。化学物質規制における上市前届出・認可制度は従来一般に予防原則の適用としての「証明責任の転換」と評価されている。しかしながら、研究から、「認可」制度がハザードのみを理由に一旦物質を禁止する措置であって、その導入は環境上の目標の引き上げを伴う予防原則の新たな適用とみなしうるのに対し、「登録」は現行予防的制度の科学的不確実性に関する判断の方法を基本的に維持しつつ、現実の機能不全を改善するため、予防原則とはやや異なる観点から証明責任の再配分を行ったものと評価できることがわかった。関連して、予防原則の適用という観点からは、事前承認制と単なる届出制とは区別する必要性も示唆された。本研究はまた、既存化学物質の情報収集に関し、日米が自主的取組によっているのに対しEUだけが(REACHにより)事業者の法的義務と位置付けた理由を、最大の被規制者である化学工業界及び規制側(EC諸機関及び加盟国)の動向から探った。化学工業界は、当初自主的取組を主張したものの、化学物質白書の公表を境に法的規制を前提とした対象・要件の議論に重点を移す。理由として、EUが目指す広範なリスク管理において自主的取組は機能しがたく、法制化は競争条件の平準化等企業にとって望ましい面があったこと等が考えられる。政策決定者側の要因としては、環境先進国が議論を先導したこと、規別案策定までは環境理事会がイニシアティブをとるなど・、環境政策の枠組みで議論が進められたことが挙げられる。予防的政策決定を可能とする制度的要因については今後さらに実証的な研究が必要と考える。研究初年度である16年度は、まず、REACHと現行EU化学物質法制との内容及び基本的考え方に関する相違点及びREACHにおける予防原則の具体的反映の状況を検討するため、EU法における予防原則の考え方を整理するとともに、REACHの内容の精査及び現行EU化学物質法との比較を行った。その結果、REACHは、(1)化学物質の製造から使用までを一元的に管理しようとするシステムであること、(2)既存化学物質と新規化学物質を使用の前提として一定レベルの情報を要求するという同じ原則に服させることとしたこと、(3)事前審査における予備的リスク評価の責任を事業者に求めること、(4)ある種の物質の製造使用についてハザードのみを根拠に禁止しリスクの観点からこれを解除する制度を取り入れたこと、が現行制度と大きく異なることがわかった。予防原則は、REACH全体の支持原則と位置付けられているが、特に(3)(4)の正当化根拠となっているとみることができる。第二に、このように革新的な側面を持つREACHについてEU域内で一定の合意をみた要因を探るため、特に、政策立案過程における産業界の姿勢及び関係国政府の姿勢に関し文献及びインタビューによる調査を行った。その結果EU化学工業界はREACHの初期よりその基本的な考え方については支持してきたことが認められたものの、それがいかなる動機によるものかは今後さらに探求する必要があると思われる。また、REACH導入のイニシアティブを発揮した国としてスウェーデンとオランダが浮かび上がったが、リード国は議論の段階により異なり、時々の議長国の役割が大きいとの指摘もあり、EU特有の政治システムとの関係に注目する必要性も示唆された。研究2年度はさらに主体と視点を絞って研究を行うことを予定している。EUの新化学物質法REACH提案は、その規定が予防原則によって支持されることを明記している。REACHは日本においても予防原則との関連で紹介されることが多いものの、関連性の具体的な内容は必ずしも明らかでない。

この点につき、REACHの中で日本の化学物質法と比較して特に注目すべき制度、即ち、既存化学物質についても企業の責任においてデータ収集及びリスク評価を行うことを法的に義務付ける「登録」制度、及び、有害性のみを理由として一旦使用を禁止し、企業が提出するデータによってリスクが十分低い等が示される場合にのみ使用を認める「認可」制度を中心に研究を行った。文献及び政策担当者等へのインタビューを通じた検討によれば、「認可」制度については、予防原則の直接的な反映と見ることができる一方、「登録」制度については、予防原則の適用というよりも生産者責任の強化等別の文脈で捉える必要があると考えられる。一方、REACH法案が実現に至った要因についても検討を行った。特に注目したのは、主要先進地域の中でEUだけが既存化学物質のデータ収集を法的に義務付けられた(登録制度)のはなぜか、産業界は政策形成過程でどのような姿勢をとってきたか、という点である。既存化学物質の情報収集については、日本では「自主的取組み」が産業界はもちろん行政からも一定の支持を得ている。REACHの立案過程に関する文献及び関係者へのインタビューから、EUの化学工業界が新たな規制を基本的に支持する方向に転じたのは2001年の化学物質白書が一つの画期であることが認められた。白書が登録制度を始めとする革新的な方向性を打ち出すことができた理由については、十分な資料を得ることができなかったものの、EUにおける環境政策としての化学物質対策の歴史と実態、リード国の戦略、日本と比較しても機能不全が著しい既存EU法の存在、などが可能性として挙げられた。
拡散集団の起源・系統(自然人類学)

1.庵美諸島と沖縄本島の歴史時代人骨206例につき、頭骨の非計測的小変異の出現頻度を調査したが、その分析結果は通説と異なり、南西諸島人はむしろ本土の日本人や東アジアのモンゴロイド集団と近縁であることを示した。2.HLAを指標とした、アジア、アメリカ大陸の多数のモンゴロイド集団の調査に参加し、東アジアの祖先集団の複数の移住・拡散ル-トの存在およびアジアとアメリカのモンゴロイドに共通なHLAハプロタイプの存在を明らかにした。3.継続作成中の遺伝子頻度デ-タベ-スを基に、近隣結合法を用いてモンゴロイドを中心とした50集団の遺伝的近縁図を作成した。4.中国東北部の少頭民族であるエヴェンキおよびオロチョン族より得た血液試料につき4種類の遺伝標識の検査を行ない、中国の他の少数民族および日本人との類縁関係を調べたところ、エヴェンキとオロチョンは互に関係があるが、日本列島諸集団とは遠い遺伝距離を示すことを明らかにした。5.海南島少数民族の染色体標本試料393例につき、染色体の異形性脆弱部位およびDNAを調査し、ミトコンドリアDNA第V領域の9塩基欠損の頻度が黎族で41.5%とアジア集団中きわめて高頻度であることを明らかにした。6.ALDH2^*2ミュ-タント遺伝子は新モンゴロイド系集団でその頻度が高く、旧モンゴロイド系集団ではきわめて低いかあるいは検出されないので、この遺伝子は新モンゴロイドに突然変異として生じ、新モンゴロイドが周辺地域に拡散するにしたがい旧モンゴロイド住民に浸透していったものと推測した。
小規模生活圏における再生可能エネルギー電力事業の地域経済分析

小規模生活圏における再生可能エネルギーの成立について、計画経済の下で政策主導により風力・太陽光発電が導入されている中国吉林省延辺地区(2018年8月)・中央省庁の指導のもとに自治体が主導となりバイオマス発電が導入されている福島県田村市・喜多方市(2018年11月)・同じく自治体主導型の風力発電の導入がみられる天栄村(2018年)を対象に、それぞれ現地調査をおこなった。これらの現地調査と、電力事業に関する国内外の文献サーベイをもとに、学会発表と論文・出版物の刊行をおこなった。代表的な著作として、川﨑興太編著(2018)『環境復興ー東日本大震災・福島原発事故の被災地からー』(八朔社)の第6章で、鹿児島県屋久島の事例として、「再生可能エネルギーの送配電自立型導入の事例ー屋久島の電力事業」を、天栄村の事例として、後藤忍(2018)「福島県天栄村の風力発電事業における収支状況の調査と風車のリプレースに関するシナリオ分析」(福島大学地域創造、29-2)を、それぞれ刊行した。また、原子力発電所事故後の、復興政策としての除染に焦点をあてた刊行物である川﨑興太(2018)『福島の除染と復興』(丸善出版)も、大規模電力事業のリスクについて、同著で言及した。小規模生活圏における再生可能エネルギーの持続可能性を、経済・経営の成立閾値や関連する政府・自治体の諸政策との関係から調査をおこなう予定であったが、2016年度は、主に文献サーベイと、現地調査に入る前の予備調査をおこなった。計画行政学会2016年度全国大会では、ワークショップ「再生可能エネルギーと地域経済ー電力事業経営閾値の視点から(2016年9月、関西学院大学、西宮)」で、藤本典嗣・厳成男・川崎興太・朴美善が、それぞれ研究の中途報告をおこなった。再生可能エネルギーの持続可能性については、日本建築学会都市計画委員会企画戦略小委員会環境都市計画ワーキンググループの「東日本大震災・福島原発事故と環境都市計画(2017年3月、建築会館、東京)」で、「再生可能エネルギー導入の国際比較(報告・執筆:藤本典嗣)」、「"2020年問題"と福島復興に向けた課題(報告・執筆:川崎興太)」というタイトルで、それぞれ報告をおこなった。専門的知識の提供については、2016年9月にドイツのフライブルグ市において、現地通訳(熊崎氏)に、同市内の再生可能エネルギー施設の案内を、2017年1月には、ヨーロッパにおける再エネの現状について、専門家(東邦大学竹内彩乃講師)に説明を東洋大学にて、それぞれおこなっていただいた。これらの研究から、ヨーロッパ、特にドイツでは、小規模生活圏の地域内で、完結・自立的な電力事業が、発・送・配・売電から一貫して成立している事例が多くあるのに対し、日本では、そのようなケースは屋久島などごく少数にとどまっていること、そのためには、電力自由化の対象から大きく外れている日本の電力事業の送配電費用や、関連する諸規制、諸政策について、電力会社の有価証券報告書、ヒアリング、現地調査などをもとに、より詳細を調べていくことが、2017年度の研究に向けての課題として浮かび上がった。文献サーベイは2016年9月の学会ワーキンググループで、現地調査前の予備調査は2017年3月の学会シンポジウムで、専門的知識の提供については、2016年9月の現地調査や2017年1月の専門家招聘で、それぞれおこなったためにおおむね順調に進展したと考えられる。小規模生活圏における自立型発電の現地調査は、木質バイオマス発電所の立地準備状況と生活圏の再編(福島県田村市)、風力発電事業の収支状況や将来性の分析(福島県天栄村)、太陽光パネルの導入による環境配慮型農村まちづくり状況(中国吉林省延辺朝鮮族自治区)、原子力災害被災地の復興計画における電力事業再編(福島県)、被災地区における土地利用の転換(岩手県・宮城県・福島県)を対象として、おこなった。現地調査、統計データ入力、学会発表、報告書・論文の発表については予定どおり進んでいるものの、刊行図書の出版が、2017年度末(2018年3月)発刊予定であったのが、2018年5月に遅れる予定なので、進捗状況はやや遅れている。

これまでのように、研究成果を継続的に学会発表でおこなうこと、専門家の招聘、現地調査(ヨーロッパ、屋久島・葛巻、その他の再エネ導入先進地)に加え、書籍刊行を目指した研究会もおこなうことで、研究体制を万全の体勢にしていく。2018年度前半に、成果物の書籍出版を確実にして、2018年度後半には、公開型研究会を開催し、より専門分野に特化した出版物を刊行する。旅費において、正規料金よりも、安価な手段で移動したために、若干の金額の未使用が発生した。和文出版(出版社、学会との著作権調整のため2か月程度遅れる見込み)、公開型研究会(開催地の選定のため)の開催が、予定通りおこなわれず、次年度繰り越しとして、2018年度中に、それらを遂行するために差が生じた。短距離移動において、旅費として使用する。
がん関連遺伝子および遺伝子産物の組織内検出とそのがん診断への応用

(1)合成オリゴヌクレオチドプロ-ベ又はトランスクリプションベクタ-を用いた標識RNAプロ-ベを用いた組織内mRNAの局在を検出するin situ hybridization法は共にantiーsense,senseプロ-ベを作製し得,特異性が高い。班員により両方法によるin situ hybridization法が基本的には確立された。(2)in situ hybridization法および抗体利用による遺伝子産物の測定の検出により,両方法の測定の半定量化を行った。(3)大腸がん,肺非小細胞癌組織にてp53のmRNAおよび蛋白を組織内に検出し,病変部の臨床病理所見と合わせて検討しその有意の関連性を明らかにした。(4)EBVゲノムの上咽頭癌細胞内における局在およびHPV16E6,7遺伝子の同遺伝子導入トランスジエニックマウスより発生した腫瘍内での発現を共にin situ hybridization法により検出証明した。(5)リンパ系におけるIgおよびTCR遺伝子再構成のリコンビネ-ス関連遺伝子RAGー1およびRAGー2の発現をリンパ系組織にてin situ hybridization法で調べその組織内分布を明らかにした。
空気圧を利用した浮体式海洋構造物の動揺低減法に関する研究

厳しい波浪環境におかれる浮体式海洋構造物の運動性能向上、安全性確保のために、浮体形状の最適化とともに受動的・能動的に動揺を抑制する必要がある。本研究では、小型で着脱可能な空気圧アクチュエータの実現を目標に、制御装置の特性解析及び浮体の動揺解析を行った。本年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.アクチュエータの空気流れの挙動解析及び制御効率の検討:空気圧を有効に制御力に変換するために、まず空気流れの挙動を、圧縮性、空気バネ効果、コンプレッサー、空気室及び送気管を考慮した簡易シミュレーションにより解析した。これにより空気圧、流量の推定が実用精度上可能となり、システムの即応性を空気力学の面から向上させるための条件を明らかにする事ができた。2.空気圧を受ける波浪中浮体に作用する流体力・運動の推定: 2種類の模型実験で、空気圧変動の影響を想定し、エアークッションまたは空気変動を作り出し、空気圧力・運動の計測により実験的に浮体応答の違いを系統的に調べた。また水面下空気室の存在により流体力・波力が変化し、アクチュエータの配置(超大型浮体の場合)が非常に重要であることが分がった。さらに空気圧変動を考慮した理論計算によっても流体力、波強制力および運動応答の変化を確認した。3.任意不規則外力を受ける浮体の運動、弾性応答、制御をした場合の応答も含めて時間領域で計算する数値シミュレーション法を開発した。超大型浮体構造物の弾性応答を視野に入れ、数値計算では固有モード展開に基づく方法を採用した。その結果、浮体剛性の影響や空気アクチュエータの配置、さらに制御方法の違いをパラメトリックに検討する事ができた。また提案制御システムが長波頂不規則波においても一定の制御効果が見られ、制御の最適化をはかることにより更なる動揺低減が可能になることが示唆された。
グリコサミノグリカンの構造多様性に基づく細胞増殖因子の活性制御機構の解明

本研究においては、繊維芽細胞増殖因子(FGF)をはじめとする各種細胞増殖因子とその受容体の結合に関与するグリコサミノグリカン糖鎖の種類や構造を網羅的に解析することにより、リガンドの種類と受容体の種類によってのみ規定されると考えられていた細胞増殖因子を介する生命現象に、グリコサミノグリカンの構造がその特異性を規定する因子として関わっている可能性を検討することを目的とした。まず初年度(平成16年度)には、各種細胞増殖因子をリコンビナント蛋白質として調製し、これらを用いて固定化グリコサミノグリカンカラムへの親和性をアフィニティークロマトグラフィーで解析した。その結果、新規なグリコサミノグリカンと細胞増殖因子との親和性を複数見いだした。次に平成17年度には、繊維芽細胞増殖因子の受容体特異性を解析する目的で、まず、7種のサブタイプのすべての受容体について、免疫グロブリンGのFc領域(IgG(Fc))との融合蛋白質として、可溶性の受容体蛋白質を調製した。これらを用い、各種グリコサミノグリカン共存下における繊維芽細胞増殖因子リガンドと各種受容体の結合特異性を解析した。その結果、親和性を有する新規なリガンドと受容体の組合せが見いだされた。また、特異的構造を有するグリコサミノグリカンが、この親和性を制御する可能性があることも示唆された。今後は、細胞増殖因子の翻訳後修飾や、受容体蛋白質の変異にも着目し、さらなる解析を実施する予定である。本研究においては、繊維芽細胞増殖因子(FGF)をはじめとする各種細胞増殖因子とその受容体の結合に関与するグリコサミノグリカン(GAG)糖鎖の種類や構造を網羅的に解析することにより、リガンドの種類と受容体の種類によってのみ規定されると考えられていた細胞増殖因子を介する生命現象に、GAGの構造がその特異性を規定する因子として関わっている可能性を検討することを目的とした。本年度は、まず、各種細胞増殖因子及びその受容体の遺伝子材料を収集し、これら発現するためのベクターを構築した。これを大腸菌もしくはCOS-1細胞に導入し、リコンビナント蛋白質としての細胞増殖因子や可溶性受容体のパネルを作成した。23種類すべてのFGFの他、肝細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、ヘパリン結合性上皮細胞増殖因子、ミッドカイン、プレイオトロフィン等主たるヘパリン結合性細胞増殖因子をタグ付きの蛋白質として調製した。またFGF受容体に関しては、7種のサブタイプのすべてについて、IgGとの融合蛋白質として可溶性の受容体蛋白質を調製した。次に、各種のGAG糖鎖を担体に固定化したカラムを作成した。このGAG固定化カラムを利用して細胞増殖因子のアフィニティークロマトグラフィーを行う系を構築し、塩濃度を段階的に上げていく過程で溶出された増殖因子を検出した。溶出される塩濃度を指標に増殖因子とGAGの親和性を評価した結果、これまでに報告があるGAGと細胞増殖因子との親和性以外にも、新規な親和性が複数観察された。今後は、さらに多くの細胞増殖因子を用いた解析を進めるとともに、受容体蛋白質のGAGへの親和性の解析や、リガンド-受容体-GAGの3者複合体形成に関わるGAGの機能に着目した解析を実施する予定である。昨年度は、各種細胞増殖因子をリコンビナント蛋白質として調製し、これらを用いて固定化グリコサミノグリカンカラムへの親和性をアフィニティークロマトグラフィーで解析した。

今年度は、FGFの受容体特異性を解析する目的で、まず、7種のサブタイプのすべてについて、免疫グロブリンGのFc領域(IgG(Fc))との融合蛋白質として、可溶性のFGF受容体蛋白質を調製した。これらを用い、昨年度に調製した23種類のFGFとの親和性を、各種グリコサミノグリカンの共存下で評価する実験系を構築した。この系を利用して、各種グリコサミノグリカン共存下におけるFGFリガンドとFGF受容体の結合特異性を解析した結果、これまでに報告があるリガンドと受容体との親和性以外にも、新規な親和性が観察された。また、特異的構造を有するグリコサミノグリカンが、この親和性を制御する可能性があることも示唆された。今後は、細胞増殖因子の翻訳後修飾や、受容体蛋白質の変異に着目し、さらなる解析を実施する予定である。
スイッチングレギュレータのCADによる最適設計に関する研究

スイッチングレギュレータは電力変換部と帰還制御部から構成され,電力変換部として降圧形,昇圧形,昇降圧形を基本とする各種の回路方式が用いられている一方,機関制御部についても出力電圧を帰還信号とする一般的な方法以外にも,出力電圧の微分信号,出力電流,及びリアクトル電流等も帰還する,いわゆる多重ループ制御方式が提案されている.本研究では,当初,出力フィルタの選び方によっては不安定現象を生じる昇圧形及び昇降圧形回路を対象に,その出力フィルタ要素であるリアクトルLと平滑コンデンサCの設計法を検討していた.そこでは,リアクトル巻線の表皮効果や近接効果,寄生インダクタンス等の二次的影響を別にすれば,電力変換部の特性は状態平均化法によりほぼ完全な解析的評価式がえられている.そのため,出力電圧のみを帰還信号とする場合には,レギュレータの静特性及び安定性を含む動特性の条件を基に出力フィルタの設計法を確立することができた.しかし,出力フィルタのLとCに拘束条件として課されるレギュレータの動的安定性の特性は帰還制御方式の違いにより大幅な差を生じることが分かった.特に,リアクトル電流の変動分を帰還する一種の多重ループ制御方式により大幅な安定性改善が達成できる.本研究では,昇降圧形回路における変圧器の巻線電圧を積分することによってリアクトル電流の変動分を検出して帰還する制御方式につき,レギュレータの安定範囲拡大,平滑コンデンサの小形化等の検討を行い,実験的にもその有効性を確認した.更に,比較的広く用いられているPD(比例+微分)制御と比較検討した結果,リアクトル電流帰還方式の方が安定範囲,耐雑音特性の上で優れていることが分かった.次に,メガヘルツ以上の高周波スイッチングでも低損失・低雑音化が可能となる共振形コンバータについて,基本特性の解析を行い,今後必要となる計算機による解析・設計の基礎資料を作成した.スイッチングレギュレータは電力変換部と帰還制御部から構成され,電力変換部として降圧形,昇圧形,昇降圧形を基本とする各種の回路方式が用いられている一方,機関制御部についても出力電圧を帰還信号とする一般的な方法以外にも,出力電圧の微分信号,出力電流,及びリアクトル電流等も帰還する,いわゆる多重ループ制御方式が提案されている.本研究では,当初,出力フィルタの選び方によっては不安定現象を生じる昇圧形及び昇降圧形回路を対象に,その出力フィルタ要素であるリアクトルLと平滑コンデンサCの設計法を検討していた.そこでは,リアクトル巻線の表皮効果や近接効果,寄生インダクタンス等の二次的影響を別にすれば,電力変換部の特性は状態平均化法によりほぼ完全な解析的評価式がえられている.そのため,出力電圧のみを帰還信号とする場合には,レギュレータの静特性及び安定性を含む動特性の条件を基に出力フィルタの設計法を確立することができた.しかし,出力フィルタのLとCに拘束条件として課されるレギュレータの動的安定性の特性は帰還制御方式の違いにより大幅な差を生じることが分かった.特に,リアクトル電流の変動分を帰還する一種の多重ループ制御方式により大幅な安定性改善が達成できる.本研究では,昇降圧形回路における変圧器の巻線電圧を積分することによってリアクトル電流の変動分を検出して帰還する制御方式につき,レギュレータの安定範囲拡大,平滑コンデンサの小形化等の検討を行い,実験的にもその有効性を確認した.更に,比較的広く用いられているPD(比例+微分)制御と比較検討した結果,リアクトル電流帰還方式の方が安定範囲,耐雑音特性の上で優れていることが分かった.次に,メガヘルツ以上の高周波スイッチングでも低損失・低雑音化が可能となる共振形コンバータについて,基本特性の解析を行い,今後必要となる計算機による解析・設計の基礎資料を作成した.スイッチングレギュレータは電力変換部(DC-DCコンバータ)と帰還制御部から構成され、電力変換部に対しては、隆圧形、昇圧形、昇降圧形を基本とする各種の回路方式が用いられる一方、帰還制御部についても、出力電圧を帰還信号とする一般的な方式以外にも、各部の電流を帰還する、いわゆる多重帰還制御方式が提案されている。スイッチングレギュレータの静特性や動特性はこれら電力変換部と帰還制御部の相互関係により決定されるので、両者の組合せにより多種多様なスイッチングレギュレータが構成される。本研究では、まず、最も基本的な昇圧形コンバータに対し出力電圧のみを帰還する場合を対象に、出力電圧精度及び安定条件を含む動特性を拘束条件としてリアクトルのインダクタンス値と平滑コンデンサのキャパシタンス値の有効範囲を決定するプログラムを作成した。その際、リアクトル巻線の寄生抵抗が、高周波領域では表皮効果や近接効果の影響を強く受ける一方、これらの評価式が明らかにされていないため、実験データを用いなければならなかった。スイッチング周波数の最適値を求める議論には、巻線の表皮効果や近接効果の機構を解明し、それらの評価式を得ることが必要となる。次いで、帰還制御方式として出力電圧のみならずリアクトル電流の交流分を帰還する方式の効果について昇降圧形コンバータを対象に検討を行った。その結果、電流帰還定数を増加することにより安定性を改善でき、その分電圧帰還定数を大きく設定できるため、コンバータの静特性及び動特性の改善に有効であることを明らかにした。又、これらの関係の定式化を行った。更に、スイッチングレギュレータの高周波化に伴って、電力変換部の新方式として注目されている共振形コンバータの動作特性を検討した。これは、従来のPWM方式とは異なり解析が困難であるため、特性解析プログラムを含めてCADを検討することが必要となる。
アドリアマイシン含有マイクロスフェアによる緑内障濾過手術後の眼圧コントロ-ル

1、アドリアマイシン(ADR)を含有するポリ乳酸マイクロスフェア(MS)の薬剤徐放性及び家兎眼において、緑内障濾過手術に伴う濾過胞の瘢痕化抑制効果について検討した。2、10%ADR含有MSを液中乾燥法にて作製し、in vitroにおいてADRの放出を測定した。有色家兎20羽両眼に緑内障濾過手術を施行し、無作為に一眼にADR量100μg又は、200μg含有MSの懸濁液0.2mlを濾過部から90°離れた部位に結膜下注射し、他眼にはコントロ-ルとして薬剤を含まないMSの懸濁液を同量結膜下注射した。術後30日間、眼圧測定及び細隙灯顕微鏡検査を施行した。3、in vitroにおいて、ADR含有MSからのADRの放出は、約20日間持続した。家兎眼において、眼圧は、コントロ-ル眼と比較して、ADR100μgの群では術後712日目で、ADR200μgの群では術後616日目で有意に低下した(p<.05)。濾過胞の持続期間は、ADR100μgの群では11.8±1.9日(平均±標準偏差)(コントロ-ル眼では8.9±1.0日)、ADR200μgの群では14.0±1.8日(コントロ-ル眼では8.8±1.4日)で、各々コントロ-ル眼と比べて有意に延長した(p<.05)。合併症としては、ADR200μgの群の25%に可逆性の角膜混濁を認めるのみであった。4、薬剤徐放システムとしてのADR含有MSは、緑内障濾過手術後の濾過胞の瘢痕化抑制に対して有用であることが示唆された。
魚類の行動を支配する脳機能に関する総合的研究

1)昨年度に発注した新設計テレメトリーLSIの動作試験を行った。これは集積化された増幅回路、AD変換回路と無線送信回路からなり、同時に最大10chの入力情報を処理できる。新たに開発した入力段の低インピーダンス対応、低周波ノイズ低減化CMOSオペアンプには、独創的な設計の低雑音回路とオートゼロ回路が組み込まれている。模擬神経信号を用いたシミュレーションでは期待した通りの性能が確認された。すでに相同の装置を用いて、神経筋遮断薬で不動化したキンギョ小脳から神経活動を取得・無線搬送・受信・再現することに成功しているので、当初の目的にふさわしい新規LSIを開発することができたと判断する。しかし、本LSIを実際に魚の脳に装着し、脳神経活動を導出記録するには至らなかった。2)本LSIを元に開発されたCMOS温度センサーを、人間用の「飲むバイオセンサー」として実用化するための研究が進められている。3)心拍動や呼吸運動を指標とする古典的恐怖条件付けを用いた、キンギョ小脳の部分破壊実験と小脳への局所麻酔薬投与実験により、小脳が学習の場の1つであることを確認した。4)海水に馴致したウナギは水分を保持するために海水を飲む。末梢で受容した渇きの情報はペプチドである飲水調節ホルモンを介して脳に伝えられる。渇き情報の感覚一次中枢であるウナギの脳部位を絞り込み、さらに特定するための標本と実験手法を確立した。今後、電気生理学的に証明されることが期待される。1.10チャンネル入力、マルチプレクサ、A/Dコンバータおよび信号送受信部からなるLSIを設計・試作したものの、十分に高い入力インピーダンスを確保できない可能性が示されたため、汎用オペアンプを用いたボルテージフォロワを制作し、LSIの前段におくことにより、高い電極抵抗を経て導出される生体信号を取得することができるようにした。2.運動制御に関わる小脳からのマルチニューロン記録法を検討した。テトロード電極を小脳に刺入し、電極先端近傍にある多数のニューロン活動を同時に記録した。記録された神経活動を、クラスターカッティング法によって分離した結果、一回の記録で24個のニューロン活動を個別に観察できることが明らかとなり、慢性記録への応用の道が開かれた。3.魚類の遊泳制御の神経機構を調べるための、任意に安定的な水流を作り出すことができる装置を試作し評価した。これにより、多くの魚類が生得的に持つ走流性と視運動反応を利用し、任意の速度でキンギョとコイを遊泳させることに成功した。4.上記遊泳装置を用い、遊泳中枢の神経活動と筋電図との同時取得を行った。中枢活動に対応した筋運動の観察に成功し、多数の生理情報を同時取得する方法の一基盤を得た。5.神経活動や筋活動などにともなう電気現象に加え、遊泳中の魚類における循環系の情報を取得するために、光学的技術を用いた心拍動記録法を開発した。6.神経活動依存的な遺伝子・タンパク発現の検出と定量化の検討c-fos遺伝子およびZENKタンパクをマーカーとして用い、キンギョにおける恐怖条件付けをモデルとして特定の行動に関わる脳領域の同定に関する基礎的検討を行った。c-fos発現については明確な結果は得られなかったが、ZENKについては活動依存的・脳領域依存的な発現があるという定性的所見を得た。1)遊泳運動中の感覚情報の取得に関する検討感覚情報としてキンギョの嗅覚を取り上げ、有線方式による嗅覚関連神経信号の導出を試みた。電極を嗅索に装着し、ノイズの混入を防ぐためにボルテージフォロワ回路を電極直近に配置した。自由に遊泳しているキンギョの鼻孔付近に匂い物質を滴下したところ、嗅覚関連神経活動を観察することができた。先行研究にて開発されているマルチニューロン活動記録法と組み合わせ、刺激の受容と運動発現の間に介する神経回路を調べ得ることが示唆された。2)キンギョにおける感覚刺激の連合と行動選択2-1)運動制御中枢である小脳に電極を埋め込み、神経活動を慢性記録しながら運動発現時のニューロン活動を記録することに成功した。その結果、プルキンエ細胞と広樹状突起細胞が旋回運動の開始時にそれぞれ特有の活動変化を示すことが明らかとなった。これにより、感覚刺激に基づく行動選択時の能活動をモニターできることが示唆された。2-2)最初期遺伝子(egr-1)の発現を指標として、古典的条件付けにおける刺激の連合を担う脳部位を探索した。その結果、条件付け操作によって小脳内の大型細胞におけるEgr-1タンパクの量が増大することが明らかとなった。3)テレメトリーLSIのさらなる高機能化特に情報の無線伝送についての検討を行った。この観点に基づいて試作されたLSIチップの評価の結果、人工的に合成された各種の電気信号を、LSI経由で無線的に観察することができた。さらに生体に適用した場合に生じる可能性のある諸問題を洗いだし、その解決策が提案された。1)10ch増幅回路・信号多重化回路・AD変換回路・無線送信回路からなるアナログ・デジタル混載CMOS-LSIの試作と二回の評価を行った。LSIチップの大きさは5mm平方である。また、新規設計による増幅回路の試作・評価と、AD変換回路の設計およびシミュレーションを別途行った。

2)問題の多かった無線送信回路に関しては、デジタル回路からのノイズ侵入の軽減化と、特性の優れたBPSK変復調回路を採用することで、径20mmの送信アンテナと、3V電源を用いて、生きたキンギョ小脳のプルキンエ細胞から金属電極を用いて導出した活動電位を遠隔記録することに成功した。しかし、入力段の増幅回路の性能がまだ不十分なために、その前段に外付けの増幅器を設けなければならなかった。3)次期LSIに搭載する予定の新規設計の個別増幅回路は低雑音特性、低電気消費量、高インピーダンス化、小型化などを実現した。さらに、新規のAD変換回路も高分解能と低電力消費量を実現することが実証され、これらを元に来年度試作されるLSIは、高性能かつ小型化(2.5mm平方)した画期的なものになる見込みである。4)魚類の脳機能では、脳が無くとも胴部が統率のとれた波状運動をすることのできる、例外的に極めて自律性の高いウナギの遊泳制御機構に注目し、本年度は脊髄に繊維を延ばす脳内ニューロンを網羅的に標識し、これまで未記載の新規ニューロン集団を見いだした。5)これまで議論の乏しかった魚類脳の総ニューロン数をキンギョにおいておよそ1億個と見積もった。1)昨年度に発注した新設計テレメトリーLSIの動作試験を行った。これは集積化された増幅回路、AD変換回路と無線送信回路からなり、同時に最大10chの入力情報を処理できる。新たに開発した入力段の低インピーダンス対応、低周波ノイズ低減化CMOSオペアンプには、独創的な設計の低雑音回路とオートゼロ回路が組み込まれている。模擬神経信号を用いたシミュレーションでは期待した通りの性能が確認された。すでに相同の装置を用いて、神経筋遮断薬で不動化したキンギョ小脳から神経活動を取得・無線搬送・受信・再現することに成功しているので、当初の目的にふさわしい新規LSIを開発することができたと判断する。しかし、本LSIを実際に魚の脳に装着し、脳神経活動を導出記録するには至らなかった。2)本LSIを元に開発されたCMOS温度センサーを、人間用の「飲むバイオセンサー」として実用化するための研究が進められている。3)心拍動や呼吸運動を指標とする古典的恐怖条件付けを用いた、キンギョ小脳の部分破壊実験と小脳への局所麻酔薬投与実験により、小脳が学習の場の1つであることを確認した。4)海水に馴致したウナギは水分を保持するために海水を飲む。末梢で受容した渇きの情報はペプチドである飲水調節ホルモンを介して脳に伝えられる。渇き情報の感覚一次中枢であるウナギの脳部位を絞り込み、さらに特定するための標本と実験手法を確立した。今後、電気生理学的に証明されることが期待される。
偏光光反応による、光反応性液晶高分子の3次元配向と、配向の固定化の研究

本研究では新規光反応性液晶高分子デザイン、合成した。偏光光反応する光反応性の液晶、メソゲンにおいて、光反応性基は、液晶メソゲンの長軸と同方向の偏光の電界ベクトル方向に対してより反応性が大きくなるようにするため、シンナモイル基とビフェニル基をメチレンスペーサで結合した種々の高分子液晶を合成した。さらに光配向を容易にし、かつ大きな複屈折を得るために、偏光光反応しないシアノビフェニル基を側鎖に有するモノマーとの共重合体を合成した。次に、これらの化合物のフィルムを種々の条件下で偏光光反応を行い、偏光UVスペクトル、偏光IRスペクトル等で光反応によって誘起されたフィルムの異方性や複屈折を評価した。合成したSLCPはすべてネマチック相、あるいはスメクチック液晶性を示し、シンナモイル基が[2+2]光環化反応により光架橋した。誘起された複屈折の評価は種々の方法で行った。光誘起は、ネマチック性ポリマーの場合、液晶温度範囲において光誘起複屈折が生じ、その大きさは高温ほど大きく等方相では低下することが明らかになった。一方、スメクチック性ポリマーでは、液晶相では複屈折が誘起されず、液晶相-等方相直前のみで大きな複屈折が生じることがわかった。また、生じた複屈折はシアノビフェニル含量が多くなるほど大きくなったが、これは光架橋に関与しないシアノビフェニル基が架橋方向に対して配向しやすいためであると考えられる。さらに、いずれも誘起されたメソゲンの配向方向は照射偏光の電界方向に対して平行であり、誘起された複屈折は0.07で、シアノ基の配向度は0.280.4であった。偏光光反応し光配向可能な新規光反応性液晶高分子として、シンナモイルエトキシビフェニル基とシアノビフェニル基を側鎖に有する共重合体を合成した。これらを種々の条件で偏光光反応を行い、誘起された光学的異方性を評価した。その結果、ネマチックポリマーでは、光反応時の温度が液晶状態全体において複屈折が誘起され、温度が高いほどそれは大きくなり、等方相では低下した。しかし、スメクチックポリマーでは液晶温度で複屈折は誘起されず、等方相への転移温度直前で大きな複屈折が誘起された。これはスメクチック状態では、メソゲンが層状構造を形成するため光反応が分子間あるいはhead-to-headで架橋するために、このように架橋したメソゲンには他のメソゲンを配向させることができないことによるものである。一方、転移温度直前ではネマチックポリマーのように層状構造を形成していないために分子間の架橋構造を形成し、これがメソゲンの配向形成能が大きいものと考えられた。また、偏光を斜めから照射することによって、斜め配向したフィルム形成も可能であり、新規な光学的異方フィルムとして応用が期待される。
腹側被蓋核の振動現象を大脳皮質－大脳基底核－視床の運動性回路との関係から探る

脚橋被蓋核は大脳皮質-大脳基底核回路と脳幹・脊髄を結ぶ中継核であり、機能的には大脳基底核の一部とも考えられている。歩行などの自律的な運動のリズム(振動現象)を生成する機能を持ち、近年この部位への深部脳刺激によるパーキンソン病運動症状の改善が見られることも報告されている。したがって、脚橋被蓋核の振動現象がどのように調整されているかを明らかにすることは臨床的にも重要である。本研究では脚橋被蓋核の入力および出力を明らかにし、同時に脚橋被蓋核細胞の振動現象と皮質および他の領域からの入力によるその制御を明らかにすることを目的とした。本年度は、ドーパミン細胞特異的にCreタンパクを発現する遺伝子改変マウスと逆行性ウイルスベクタを用いて、脚橋被蓋核へ黒質緻密部ドーパミン細胞からの入力があることを明らかにした。これらのドーパミン細胞は黒質緻密部の腹側部に偏在する傾向が見られた。また、パルブアルブミン(PV)細胞特異的なCre系統を用いて、淡蒼球外節PV細胞から抑制性入力が黒質緻密部では腹側部に限局していることを明らかにした。さらに、淡蒼球外節へ大脳皮質運動野から直接投射があることを見出した。以上の結果は、大脳皮質-(一部線条体も介して)-淡蒼球外節-黒質緻密部-脚橋被蓋核の神経回路による脚橋被蓋核細胞の活動制御機構があることを示唆している。また、光遺伝学法により脚橋被蓋核細胞の振動現象への大脳皮質運動野興奮性投射の影響を観察したところ、脚橋被蓋核では周波数1-2Hzのゆっくりとした周期の振動の上に、周波数2040Hzの早い振動が重なっていること、並びに、皮質入力はこれらの振動へ大きな影響を与えないことを見出した。これらの結果から、脚橋被蓋核の振動現象は、皮質からの直接入力よりも、複数のシナプスを介した経路による調節を受けている可能性があると考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、被蓋核の内でも脚橋被葢核(Peduncle pontine nucleus)について詳細な細胞構成とその入出力関係を明らかにし、それを元に脚橋被葢核における振動現象と皮質・大脳基底核における振動現象のかかわりを明らかにすることである。本年度は脚橋被葢核の細胞構成について、免疫組織化学により細胞タイプを同定し、それに基づいて大脳皮質一次・二次運動野からの入力に差異が見られるかどうかを検討した。また、脚橋被蓋核は黒質緻密部と相互に連絡があることが知られており、ドーパミン細胞によってその活動が制御される可能性がある。そこで、黒質緻密部からの入力または緻密部への出力と、皮質入力の多寡との関係を、形態学的に観察した。これらと合わせ、黒質緻密部ドーパミン細胞の活動調節との関連を調べる必要があると考えたため、まず黒質緻密部ドーパミン細胞が受ける抑制性入力について検討した。この過程で、従来明らかでなかった、淡蒼球外節のパルブアルブミン陽性細胞が黒質緻密部の特定の領域に強い抑制を掛けていることを見出した。現在、この細胞群と脚橋被葢核の関係について研究中である。本年度の計画の内、1A)腹側被蓋核前肢領域・後肢領域細胞の細胞種と投射先を明らかにする。1B)腹側被蓋核の各細胞種について、その電気生理学的特性と自発的振動をスライスパッチ記録で観察するについてはほぼ予定通り遂行している。ただし、遺伝子組換マウスの導入と新規のウイルスベクターの導入に時間がかかったため、若干の遅れがある。2腹側被蓋野神経細胞の投射先と細胞種・振動活動の関係を明らかにする3.主に視床下核と淡蒼球内節からの腹側被蓋核への投射について、複数のウイルストレーサーを用いて明らかにする点については予定通り逆行性標識とチャネルロドプシンによる光刺激法を組み合わせた実験を実施できるようになった。ただし、これらの標識には日数がかかるため、日齢の進んだ動物からスライス標本を作る必要があった。脚橋被蓋核は軸策の束が多数通過しているため、状態の良い標本を得るために、スライスの作成方法を検討しビブラトームの構成を替える必要が生じたため、条件設定にやや時間を費やした。そのため、全体的にやや進捗が遅れているとした。

これらのドーパミン細胞は黒質緻密部の腹側部に偏在する傾向が見られた。また、パルブアルブミン(PV)細胞特異的なCre系統を用いて、淡蒼球外節PV細胞から抑制性入力が黒質緻密部では腹側部に限局していることを明らかにした。さらに、淡蒼球外節へ大脳皮質運動野から直接投射があることを見出した。以上の結果は、大脳皮質-(一部線条体も介して)-淡蒼球外節-黒質緻密部-脚橋被蓋核の神経回路による脚橋被蓋核細胞の活動制御機構があることを示唆している。また、光遺伝学法により脚橋被蓋核細胞の振動現象への大脳皮質運動野興奮性投射の影響を観察したところ、脚橋被蓋核では周波数1-2Hzのゆっくりとした周期の振動の上に、周波数2040Hzの早い振動が重なっていること、並びに、皮質入力はこれらの振動へ大きな影響を与えないことを見出した。これらの結果から、脚橋被蓋核の振動現象は、皮質からの直接入力よりも、複数のシナプスを介した経路による調節を受けている可能性があると考えられる。当初計画通りに、脚橋被葢核の細胞タイプ同定とそれと関連する皮質入力について実験を継続する。また、ホールセル記録による振動現象の解析と、大脳皮質入力および黒質緻密部入力がそれに与える影響を調べていく。実験の進捗により、当初予定していた生体からのユニット記録については規模を縮小する可能性があるが、その場合でもスライス記録のデータ解析により、振動現象についての細胞タイプおよび皮質入力依存性の有無を検討できると考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。
上皮増殖因子受容体ErbB2/Neuの膜貫通部位-膜近傍部位の機能構造解析

本研究では細胞膜上での膜タンパク質を介した情報伝達、特に細胞の分化・増殖を調節する受容体型チロシンキナーゼの活性制御機構の解明を目指し、未だ機能構造の解明が遅れている受容体の膜貫通-膜近傍部位の役割に関する知見を得るべく、野生型と変異型の機能構造の比較解析を行った。これまでの研究から、ErbB2/Neuの膜貫通部位はヘリックス構造をとっていること、膜近傍部位はランダムな構造をとっており、また野生型と変異型では膜貫通部位の二量体の会合面が異なる事が示された。さらに蛍光実験から、細胞質内膜近傍部位は生体膜に静電的に結合していること、そしてこの相互作用部位には生体膜に存在するPhosphatidylinositol-4,5-bisphosphate(PIP_2)が深く関与し、野生型と変異型ではPIP_2の添加に伴う蛍光強度の変化の様子が異なることが観察された。そこでこの蛍光実験の結果を構造の視点から観察すべく、膜近傍部位の運動性に注目した固体NMR Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer(INEPT)法による測定を行った。INEPT法は溶液NMR測定においてよく用いられる測定法であり、本実験を行う上で特筆すべき特徴として、運動性が高い場合にピーク検出が可能であることが挙げられる。そこで、野生型と変異型の膜近傍部位に安定同位体標識を施し測定したところ、変異型は高い運動性を持った状態、つまり脂質二重膜から解離した状態にあることが示された。これらの研究結果のまとめとして、リガンド結合を起点とする受容体チロシンキナーゼの構造変化に基づいた活性制御機構モデルを立てた。このモデルはこれまでに報告されている生物学的実験報告に矛盾しないものである。本研究では受容体型チロシンキナーゼの活性化機構の解明を目指した解析を行っている。研究ターゲットであるErbB2/Neuの膜貫通-膜近傍部位について前年度は以下の実験を行い、それぞれ成果を得た。1)受容体膜貫通部位の多量体会合面の解析:膜貫通部位内に常時活性型変異を持つ変異型と野生型における会合面の解析を、固体NMR重水素MAS測定により行った。その結果、野生型と変異型では会合状態が異なること、また変異型では2カ所の会合面を有する多量体の形成が示唆された。この多量体の形成は、これまでに報告されている生物学的実験結果と矛盾しないものであり、今後より詳細な構造解析からモデルを構築していく。2)多量体形成における膜近傍部位の役割:固体NMR重水素MAS測定において、膜貫通-膜近傍部位配列ペプチドと、膜貫通部位配列のみからなるペプチドでは会合面の解析結果が異なった。これは膜近傍部位の有無が膜貫通部位の多量体形成に影響を及ぼしていることを示唆しており、これまでに他のグループが報告している膜貫通部位配列のみの場合の会合状態とは異なる重要な知見をもたらすものである。3)膜近傍部位とPhosphatidylinositol-4,5-bisphosphate(PIP_2)の相互作用の解析:蛍光物質を導入した膜貫通-膜近傍部位配列ペプチドを脂質二重膜中に挿入し、PIP_2を添加したときの挙動を蛍光実験によって観察した。その結果、野生型ではPIP_2による膜近傍部位の集積が観察されたのに対し、変異型ではPIP_2と膜近傍部位の相互作用は観察されなかった。この結果は常時活性型変異がもたらす膜貫通部位の構造の違いが、膜近傍部位の挙動に影響を与えていることを示している。この結果については膜近傍部位の構造的解釈を加えるべく固体NMRによる構造解析を行っている。一回膜貫通型蛋白質である受容体型チロシンキナーゼは、結晶構造解析や生物学的実験から細胞外部位、細胞内部位の活性制御機構は議論されているが、膜貫通、膜近傍領域の機能構造に関する報告は少なく、受容体全体の活性制御機構を解明するには至っていない。受容体型チロシンキナーゼの一つであるErbB2/Neuは膜貫通部位内に常時活性型変異が見出されていることから、私はErbB2/Neuの野生型と変異型の機能構造を比較することで受容体の活性制御機構における膜貫通-膜近傍部位の役割に関する知見が得られると考えた。本研究では構造解析の手法として、部位特異的に安定同位体標識を施した膜貫通-膜近傍部位配列ペプチドを化学合成し、固体NMR測定によって脂質二重膜中での膜貫通部位の多量体会合面ならびに膜近傍部位の構造を観察する。今年度までの固体NMR測定から、膜貫通部位内の変異が膜貫通部位の会合面を変化させること、膜近傍部位の脂質二重膜からの解離を導くこと、ErbB受容体のシグナル伝達に関わるphosphatidylinositol-4,5,-bisphosphate (PIP2)を含む系にて膜近傍部位が脂質二重膜上で会合することが示唆された。これらの結果は、これまでに報告されている生物学的実験結果や私が行った蛍光実験結果を支持するものであり、かつ受容体の活性制御機構における膜貫通-膜近傍部位の挙動を構造の視点から理解する上で重要な知見となることから、私は膜貫通-膜近傍部位についてPIP2を含む系でより詳細に構造解析を行うことが受容体の活性制御機構を解明するに当たりより重要であると判断した。そして固体NMR測定から受容体の活性制御における膜貫通-膜近傍部位の構造変化ならびに多量体化を捉え、既出の細胞外部位、細胞内部位の活性制御機構のモデルと合わせて、構造の視点から受容体全体の活性制御機構の理解を目指す。

本研究では細胞膜上での膜タンパク質を介した情報伝達、特に細胞の分化・増殖を調節する受容体型チロシンキナーゼの活性制御機構の解明を目指し、未だ機能構造の解明が遅れている受容体の膜貫通-膜近傍部位の役割に関する知見を得るべく、野生型と変異型の機能構造の比較解析を行った。これまでの研究から、ErbB2/Neuの膜貫通部位はヘリックス構造をとっていること、膜近傍部位はランダムな構造をとっており、また野生型と変異型では膜貫通部位の二量体の会合面が異なる事が示された。さらに蛍光実験から、細胞質内膜近傍部位は生体膜に静電的に結合していること、そしてこの相互作用部位には生体膜に存在するPhosphatidylinositol-4,5-bisphosphate(PIP_2)が深く関与し、野生型と変異型ではPIP_2の添加に伴う蛍光強度の変化の様子が異なることが観察された。そこでこの蛍光実験の結果を構造の視点から観察すべく、膜近傍部位の運動性に注目した固体NMR Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer(INEPT)法による測定を行った。INEPT法は溶液NMR測定においてよく用いられる測定法であり、本実験を行う上で特筆すべき特徴として、運動性が高い場合にピーク検出が可能であることが挙げられる。そこで、野生型と変異型の膜近傍部位に安定同位体標識を施し測定したところ、変異型は高い運動性を持った状態、つまり脂質二重膜から解離した状態にあることが示された。これらの研究結果のまとめとして、リガンド結合を起点とする受容体チロシンキナーゼの構造変化に基づいた活性制御機構モデルを立てた。このモデルはこれまでに報告されている生物学的実験報告に矛盾しないものである。
鳥類誘致による森林再生手法を探る

森林の天然更新において野鳥が種子散布者として植生回復に果たす役割は大きい。オープンサイトにおいて、野鳥による種子散布量を左右するのはとまり木となる構造物や低木の有無であり、とまり木となるものを設置した場合、その地点に集中的に種子が運ばれるようになるという。本研究では、林相別に人工のとまり木を設置し、鳥類の誘引にどのような効果があるのかを探るとともに、鳥類誘致による効率的かつ経済的な植生回復手法を探ることを目的とした。調査は、樹芸研究所青野研究林内にオープン区(研究用苗畑)、クスノキ人工林伐採区(人工林内20m区画を伐採)、モウソウ竹林区の3タイプの調査地を設定して行った。各調査地内に高さ2mの人工とまり木をそれぞれ4本、計12本設置し、各とまり木の下部には50cm×50cmの糞トラップシートを取り付け、トラップシートに付着した鳥糞を定期的に採取した。また、各調査区内のとまり木のうち2本のとまり木には赤外線センサーカメラを取り付けて、とまり木を利用する野鳥の撮影を行った。調査の結果、もっとも多くの鳥糞が採集された調査区はオープン区で、次いでクスノキ林区となった。モウソウ竹林区では、トラップシート上に鳥糞を確認できなかった。採集した鳥糞の糞中に含まれる種子の選別を行った結果、木本類ではヒサカキが、草本類ではフユイチゴがもっとも多かった。調査区別では、オープン区では糞中の種子はつる性小低木のフユイチゴや草本類が多く、クスノキ林区ではヒサカキなど木本類の種子が多く含まれており、調査区周辺植生の特徴が現れる結果となった。本研究から得られた結果により、当地域での異なる設置環境における人工とまり木の利用効果を確認することができた。これらのデータを元に今後も調査を継続し、より効果的な鳥類誘致手法の確立を目指したい。
自律配向能を有する導電性液晶高分子の合成と分子系超構造的配列制御

共役系高分子の側鎖に液晶基を導入して、導電性と液晶性を併せ持つ新規物質、導電性高分子液晶を開発した。(1)まず、種々の液晶性ポリアセチレン誘導体を合成し、液晶がもつ自律配向能および外力応答性を利用して、モノドメインの分子系超構造を構築して、電気伝導度の二桁の増加と電気的異方性の制御を可能とした。(2)ジアゾベンゼンをメソゲンコアーとする液晶基を側鎖に用いることで、光感応性を有する液晶性ポリアセチレン誘導体を合成し、このポリマーは紫外および可視光線に対して可逆的に異性化することを明らかにした。(3)不斉炭素を含む光学活性な液晶基を側鎖に導入することで、強誘電液晶性を有するポリアセチレン誘導体を合成した。(4)共役主鎖の共平面性を確保し、高い導電性を実現すべく、新たに芳香族系導電性高分子液晶を開発した。具体的には、液晶性ポリパラフェニレン誘導体および液晶性ポリパラフェニレンビニレン誘導体を合成して、特に後者の電気伝導度は無配向時においても、液晶性ポリアセチレン誘導体のそれに比べ、三桁以上の高い導電性であった。(5)共役系高分子のバンドギャップを狭くすることで高導電性を達成する目的で、チオフェン環を主鎖骨格にもち、ベンゾノイド構造とキノイド構造がメチン鎖を介して交互に連結したナロ-バンドギャップ型導電性高分子を対象として、さらにメチン部位の側鎖に液晶基を導入することで、液晶性を有するナロ-バンドギャップ型導電性高分子を合成した。以上、液晶のもつ自律配向能を共役系高分子の側鎖に直接導入することで、モノドメインの分子系超構造を構築したのみならず、外部摂動により分子配向と導電性を制御することが可能であることを示した。本研究で合成した自律配向能を有する多元機能型高分子は、今後、分子設計の改良とともに種々の物性実験を重ねることで、新しい電気・電子材料になり得るものと期待される。