hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者支援のための心理社会的介入プログラムの開発

介護家族を対象としたアプローチでは、英国においてすでに実証研究で成果が示されているSTART(STrAtegies for RelaTives)という心理教育的プログラムを導入し、原著者の許可を得た上で一部社会制度の異なる部分を修正し、日本語版STARTを作成した。現在まで軽度認知障害・軽度認知症の家族成員を持つ介護家族10名に対して介入研究を起こった(内1名は実施中)。全体的には介入後において介護家族の気分の改善や主観的介護負担の軽減、生活の質の向上など前向きな結果が示され、6ヶ月後フォローアップ時でも比較的得られた効果は持続されていた。介護家族支援が喫緊の課題であるわが国において、有効な支援法となりうるアプローチの開発に着手できたといえる。研究計画遅延は、高齢者を対象とした介入研究によるところが大きい。軽度認知障害・軽度認知症を対象としているため、病識の欠如を示す高齢者や意思決定が不安定な高齢者が多く、研究リクルートが想像以上に難航してしまったこと、これに加え、高齢者であるが故の突発的な体調不良の多さにより介入の中断や開始の見送りなどを強いられたことが主な理由としてあげられる。介護家族を対象とした介入においても、計画通りの参加者数を募ることが難しい。この理由としては隔週に一度のペースで全8回のカウンセリングを受けなければならず、日々の介護に加えて家事や仕事など日常生活でしなければいけないことが多い多忙な介護家族にとっては、通院負担も多くのしかかったことで参加者の数を伸ばすことが難しかったこともあげられる。本研究は、軽度認知障害および軽度認知症の高齢者(以下、高齢者)、介護家族(以下、家族)を対象とし、気分や生活の質を改善させるための心理社会的介入プログラムの開発、その安全性と有用性の検討を行うことを目的とした。研究期間全体を通し、高齢者と家族への介入プログラムの開発を終え、試験的な介入を実施するところまで辿り着くことができた。期間の最終年度においては、家族への介入プログラムの開発者である英国の研究者とコミュニケーションを図り、今後共同研究を行うという形で関係構築を果たせたこと、直接指導を受けることができたこと、そして継続中であった数名の介入トライアルを無事に終了することができた。高齢者への介入については、全8回の認知行動療法に基づくプログラムを作成し、まずは主に軽度認知障害の高齢者10名を対象にプログラム内容の理解度の確認を行い、実施回数や時間、内容ともに問題ないと判断された。その後、5名の軽度認知障害の高齢者を対象に介入トライアルを実施し、介入後で高齢者の抑うつや不安、生活の質が改善され、参加満足度も高い結果が示された。また、介護家族を対象としたプログラムは、英国で開発されたSTARTと呼ばれる認知行動療法に基づく心理教育プログラムの日本語版を作成し、これまで10名の家族を対象に介入トライアルを実施した。介入後では家族の抑うつや不安、生活の質が改善され、介護負担感も軽減しており、この結果は介入終了から6ヶ月後の時点においてもおおよそ維持されていた。
飛騨山脈北部での氷河分布の全貌の把握と氷河の特性の解明

2012年4月に飛騨山脈北部で日本にも氷河が現存していることが判明した。本研究では、飛騨山脈の未調査の多年性雪渓で氷河の可能性を探る現地観測を行った。その結果、鹿島槍ヶ岳カクネ里雪渓と剱岳池ノ谷雪渓、立山内蔵助雪渓が新たに氷河であると判明した。日本で氷河と判明した多年性雪渓は合計6つになった。また、飛騨山脈の氷河の特性を現地観測データから検討した。気候条件的に飛騨山脈では氷河が分布可能であること、雪崩による積雪の集積で氷河氷がつくられていること、この地域の氷河は近年ゆっくりと縮小していることが分かった。2012年4月、立山の御前沢(ごぜんざわ)雪渓、剱岳の三ノ窓雪渓、小窓雪渓が国内初の現存する氷河であるとした論文が日本雪氷学会誌「雪氷」に発表され、立山連峰に氷河が現存することが学術的に認められた。氷河が形成されないとされていた温暖な地域である立山連峰で氷河が確認されたことは、日本唯一の貴重な存在であるのみならず、その特性が世界的に注目されている。平成25年度に行った観測結果の概要を以下に示す。・三ノ窓氷河で、日本の氷河としては初めて深度20mに達するボーリング調査を行った。また、御前沢氷河では深度7mのボーリング調査を行った。各氷河の内部構造として、上部に数mの積雪(フィルン)層が存在し、最初の汚れ層(年層)付近から急激に氷河氷に遷移することがわかった。また、それ以深の氷層は、気泡氷、クリアーバンド、汚れ層が互層となっていた。・三ノ窓氷河では深度5m、御前沢氷河では深度0.6mで積雪(フィルン)が急激に氷河氷に変化していることを、コアサンプルの密度測定から定量的に明らかにできた。また、両氷河とも、昨年秋の汚れ層より上部で氷化が確認されたことから、氷化過程の進行が世界の氷河と比較して格段に速いことが確かめられた。また、深度12.5m以下で気泡の伸長が顕著になることが確認され、この氷河に内部流動が生じていることが示唆された。・池ノ谷右俣雪渓では、2013年秋期の観測で42日間で20cm前後の有意な流動が観測された。氷体の厚さは最大で40mに達することから、現存する氷河である可能性が高い。・内蔵助雪渓では、アイスレーダー観測により、現在でも塑性変形可能な厚さ30mの氷河氷が存在することを確認できた。また、751日間で31cmの有意な流動が観測された。1年間に換算すると約15cmと流動速度は小さいものの、内蔵助雪渓も氷河である可能性が高くなった。2012年4月、立山の御前沢(ごぜんざわ)雪渓、剱岳の三ノ窓雪渓、小窓雪渓が国内初の現存する氷河であるとした論文が日本雪氷学会誌に原著論文として発表され、立山連峰に氷河が現存することが学術的に認められた。氷河が存在しないと考えられていた立山連峰で氷河が確認されたことは、日本唯一の貴重な存在であるのみならず、どのように氷河が形成維持されているのか?その特性が世界的に注目されている。平成26年度に行った観測結果の概要を以下に示す。・2014年9月上旬に御前沢氷河の上流部で深さ15mに達するアイスコア掘削を実施した。採取したコアは融解させずに博物館の低温室へ持ち帰った。コアの層相は2013年に採取した三ノ窓氷河や御前沢氷河下流部のアイスコアと同様、最上部だけが積雪層(フィルン層)、それ以下が気泡氷、クリアーバンド、汚れ層の互層であった。・2014年9月下旬10月下旬にかけて名古屋大学と共同でブータンヒマラヤのガンジュラ氷河でアイスレーダーを使った氷厚観測を行った。ガンジュラ氷河は全長1.1kmの小規模なサドル氷河(鞍部にできる氷河)で小規模な点や氷河の全域が消耗域になっているといった点で剱岳の三ノ窓氷河や小窓氷河に通じるものがある。氷厚観測の結果、氷河中流部の氷の厚さは50m、上流部の厚さは75mであった。この氷厚は三ノ窓氷河とほぼ同じで有り、ヒマラヤの小型氷河の中には立山連峰の氷河と同じ規模のものがあることが実証された。2012年4月、立山の御前沢(ごぜんざわ)雪渓、剱岳の三ノ窓・小窓雪渓が国内初の現存する氷河であるとした論文が日本雪氷学会誌に原著論文として発表され、立山連峰に氷河が現存することが学術的に認められた。今まで氷河が存在しないと考えられていた立山連峰で氷河が確認されたことは、日本唯一の貴重な存在であるのみならず、どのように氷河が形成維持されているのか?その特性が世界的に注目されている。平成27年度に行った観測の概要を以下に示す。・立山連峰以外の山域で氷河の可能性を探るために大町市立山岳博物館、信州大学と共同で後立山連峰、鹿島槍ヶ岳のカクネ里雪渓で氷体の流動観測を実施した。

カクネ里雪渓の氷体は9月下旬から10月中旬の24日間で最大17cm最大傾斜方向に流動しており、氷河の可能性が非常に高いことが分かった・新潟大学と共同でアイスレーダーを用いた白馬大雪渓の氷厚観測を実施した。大雪渓は大部分が積雪からなり、厚い氷体を持っていないため氷河の可能性が低いことが分かった。鹿島槍ヶ岳カクネ里雪渓はアプローチが非常に困難で過去60年間研究が行われていなかった。平成27年度の観測で氷河であることを決定づける氷体の流動データが得られ、カクネ里雪渓は後立山連峰で初の氷河である可能性が濃厚となった。カクネ里雪渓と同じく後立山連峰にある白馬大雪渓は氷河の可能性が低いことが分かった。平成27年度の観測で国内の主要な多年性雪渓の観測はおおよそ終了したといえ、国内の氷河分布の全貌がほぼ分かってきた。したがって、研究はおおむね順調に推移しているといえる。本研究では、飛騨山脈の氷河分布の全貌と氷河の特性を明らかにすることを目的としている。平成28年度は氷河の特性を解明するための観測を重点的に行った。概要を以下に示す。2016年秋は20年ぶりと言われるほど融雪が大きく進んだため飛騨山脈北部のほとんどの多年性雪渓では氷体全部が姿を現した.調査対象の多年性雪渓の現在の氷体面積を明らかにするため2016年9月27日と10月7日にヘリコプターまたはマルチコプター(DJI社製Phantom4)で各雪渓の空中写真を50枚ほど連続撮影した.撮影画像をSfMソフト(Agisoft社製PhotoScan1.3)を用いてオルソ画像に変換し,GISソフト(ESRI社製ArcGIS10.3)にオルソ画像を取り込んで氷体分布図を作成した.内蔵助雪渓では、2016年9月に2011年に設置した2本の流動観測用ステークが5年ぶりに現れた。ステークの位置をGPS測量し,2011年9月7日2016年9月24日の1,844日間(約5年間)の流動量を求めた。流動量は11,14 cmであった。年間に換算した流動速度は2,3 cmと極めて小さいものの内蔵助雪渓は多年性雪渓に移行しつつある氷河であることが分かった。御前沢雪渓(氷河)では、2012年に設置した質量収支観測用のステークが4年ぶりに現れた。2012/2016年の平均質量収支は全域マイナスであった。研究成果は日本地球惑星連合大会、雪氷研究大会(2016・名古屋)、日本地理学会2017年春季学術大会で発表した。また、前年度までの研究成果と合わせて地理学評論に論説として投稿した。2012年4月に飛騨山脈北部で日本にも氷河が現存していることが判明した。本研究では、飛騨山脈の未調査の多年性雪渓で氷河の可能性を探る現地観測を行った。その結果、鹿島槍ヶ岳カクネ里雪渓と剱岳池ノ谷雪渓、立山内蔵助雪渓が新たに氷河であると判明した。日本で氷河と判明した多年性雪渓は合計6つになった。また、飛騨山脈の氷河の特性を現地観測データから検討した。気候条件的に飛騨山脈では氷河が分布可能であること、雪崩による積雪の集積で氷河氷がつくられていること、この地域の氷河は近年ゆっくりと縮小していることが分かった。・御前沢氷河上流部(氷厚30m)で深さ15mに達するアイスコア掘削に成功した。この氷河の内部には礫が多く混入しているので掘削は困難であると考えられていたが、場所を選べば、氷河底に達する掘削が可能である目処がついた。氷河底まで掘削できれば、氷河の形成年代の解明やアイスコアを使った古環境復元が可能になる。・ブータンヒマラヤのガンジュラ氷河で氷厚観測に成功し、立山連峰の氷河と同程度の氷厚であることを確認した。立山連峰の氷河は規模の点でもヒマラヤの小型氷河と同程度であることが実証できた。ガンジュラ氷河の観測結果は名古屋大学と共同で論文発表する予定である。今後は日本の氷河がどのような気象条件下で維持されているのか明らかにしていく。
TGF-βレセプター抗体による伊東細胞活性化の抑制とその臨床応用

1. TGF-βII型レセプターのN末端150個に相当する塩基配列を持った遺伝子を用いて作成したリコンビナント抗原でウサギとマウスでそれぞれポリクロナール抗体とモノクロナール抗体を作成した.Western blotting法にて,いずれの抗体もリコンビナント抗原および精製TGF-βII型レセプフタ-蛋白質(Santa Cruz製)を認識したが,我々の確認し得たTGF-βレセプター高発現細胞株を用いた免疫組織染色法による検討では抗TGF-βII型レセプターポリクローナル抗体が有用であった.しかしながら,作成した種々の抗体を用いてTGF-βの生理活性が阻止できるか否かについて検討したところ,いずれの抗体ともTGF-β中和活性は認められなかった.2.慢性肝炎および肝硬変患者での組織内TGF-βレセプター発現について検討した結果,肝実質細胞では弱い発現が見られたのに対して,活性化伊東細胞および繊維芽細胞においてより強い発現がみられた.ヒト伊東細胞を用いてその活性化阻害効果についても検討したが,本抗体による阻害効果は認められなかった.3.ヒト由来の伊東細胞の培養上清中の各種サイトカインを測定した結果,TGF-βとIL-6およびCSF-1の産生がみられ,TGF-βレセプターもI型およびII型とも発現が確認された.さらに,伊東細胞にTGF-βを添加すると,ラミニンやヒアルロン酸およびIV型コラーゲンの産生は増加し,形態変換の指標であるα型アクチンの発現も亢進していた.しかし,TGF-βと同時にTGF-βレセプター抗体を添加しても上述した伊東細胞の活性化の抑制は認められなかった.1. TGF-βII型レセプターのN末端150個に相当する塩基配列を持った遺伝子を用いて作成したリコンビナント抗原でウサギとマウスでそれぞれポリクロナール抗体とモノクロナール抗体を作成した.Western blotting法にて,いずれの抗体もリコンビナント抗原および精製TGF-βII型レセプフタ-蛋白質(Santa Cruz製)を認識したが,我々の確認し得たTGF-βレセプター高発現細胞株を用いた免疫組織染色法による検討では抗TGF-βII型レセプターポリクローナル抗体が有用であった.しかしながら,作成した種々の抗体を用いてTGF-βの生理活性が阻止できるか否かについて検討したところ,いずれの抗体ともTGF-β中和活性は認められなかった.2.慢性肝炎および肝硬変患者での組織内TGF-βレセプター発現について検討した結果,肝実質細胞では弱い発現が見られたのに対して,活性化伊東細胞および繊維芽細胞においてより強い発現がみられた.ヒト伊東細胞を用いてその活性化阻害効果についても検討したが,本抗体による阻害効果は認められなかった.3.ヒト由来の伊東細胞の培養上清中の各種サイトカインを測定した結果,TGF-βとIL-6およびCSF-1の産生がみられ,TGF-βレセプターもI型およびII型とも発現が確認された.さらに,伊東細胞にTGF-βを添加すると,ラミニンやヒアルロン酸およびIV型コラーゲンの産生は増加し,形態変換の指標であるα型アクチンの発現も亢進していた.しかし,TGF-βと同時にTGF-βレセプター抗体を添加しても上述した伊東細胞の活性化の抑制は認められなかった.
脂肪細胞分化におけるPI3キナーゼ活性化機構の検討

本研究計画では、まず脂肪細胞の分化におけるPI3キナーゼの活性化機構とPI3キナーゼの活性化の意義について研究を進めた。その結果、脂肪細胞分化過程ではIRS-1のチロシンリン酸化によりPI3キナーゼの活性化が誘導されることが明かとなった。IRS-1をリン酸化するキナーゼについては、その分子量や特性についての検討は終了し、現在その遺伝子クローニングを試みている。また、脂肪細胞分化におけるPI3-キナーゼの作用点についての研究をすすめた結果、PI3-キナーゼは分化過程での蛋白翻訳の促進に機能することも明かとなった。さらに、PI3-キナーゼ依存性の蛋白翻訳の促進の過程ではセリン・スレオニンキナーゼAktが下流のエフェクターとして機能し、Aktは4E-BP1のリン酸化を促進させることにより、蛋白翻訳を制御することも明かとした。また、脂肪細胞において、atypical PKCのアイソフォームであるPKCλもPI3-キナーゼの下流で機能することを見い出した。dominant negative分子を用いた検討からは、PKCλはインスリン依存性の糖輸送には必須の因子であるものの、脂肪細胞の分化には主要な機能を果たさないことも見い出した。脂肪細胞の分化の促進にはcAMPの上昇により惹起される情報伝達機構も重要である。また、PI3-キナーゼの下流のシグナルが脂肪細胞におけるcAMP濃度制御に関与することも知られている。そこで、PI3-キナーゼ依存性のcAMP濃度制御機構についても研究を展開させ、この過程ではcAMP水解酵素であるphosphodiesterase3Bが主要な機能を果たすこと、また、phosphodiesterase3Bの活性制御にもAktは関与することを見いだした。脂肪細胞分化過程におけるPI3-キナーゼ活性化機構を明らかとするため、本年度は分化の過程で発現するP13-キナーゼ結合蛋白の同定を試みた。3T3-Llや3T3-F442Aといった培養前駆肪細胞を分化誘導すると、分化中期にPI3-キナーゼの一過性の活性化が生じる。この時期に一致して、少なくとも3種の蛋白が強くチロシンリン酸化を受けるが、研究代表者はそのうち分子量約180kDaの蛋白がIRS(jnsulin receptor substrate)-1であることを見い出した。IRS-1は分化過程でチロシンリン酸化を受けるとともにPI3-キナーゼと結合し、これを活性化することも明らかとなった。また、IRS-1に類似した分子であるIRS-2も脂肪細胞の分化過程でチロシンリン酸化を受けるが、IRS-2はPI3-キナーゼの主要な結合蛋白ではないことが示唆された。さらに、ドミナントネガティブ型変異PI3一キナーゼを過剰発現させると脂肪細胞の分化が分化後期におけ脂肪細胞特異的蛋白の翻訳のステップで抑制された。このことから、PI3-キナーゼの活性化は分化における蛋白の翻訳調節に重要な機能を果たすことが明らかとなった。また、既知のチロシンリン酸化酵素が分化過程で活性化されるか否かも検討したが、すでにIRS-1をリン酸化することが知られているJakファミリーチロシンリン酸化酵素(Jak1、Jak2、Jak3、Tyk2)、また受容体型チロシンリン酸化酵素であるインスリン受容体やIGF-1受容体は有意な活性化を受けないことが明らかとなり、これらのチロシンリン酸化酵素は脂肪細胞分化過程におけるPI3-キナーゼ活性化には関与しないことが示唆された。前年度までの研究により、PI3-キナーゼの活性化は脂肪細胞の分化過程で、蛋白翻訳の促進に機能することも明らかとなっていた。そこで、PI3-キナーゼからのシグナルがどのような機構で蛋白翻訳を促進させるかについて研究をすすめた。

その結果、PI3-キナーゼ依存性の蛋白翻訳促進の過程ではセリン・スレオニンキナーゼAktが下流のエフェクターとして機能し、Aktは4E-BP1のリン酸化を促進させることにより、蛋白翻訳を制御することが明かとなった。また、脂肪細胞において、atypical PKCλもPI3-キナーゼの下流で機能することが明かとなった。しかし、dominamt negative分子を用いた検討からは、PKCλはインスリン依存性の糖輸送には必須の因子であるものの、脂肪細胞の分化には主要な機能を果たさないことが見い出された。脂肪細胞の分化の促進にはcAMPの上昇により惹起される情報伝達機構も重要であることも知られている。また、脂肪細胞においてはPI3-キナーゼからのシグナルがcAMP濃度制御に関与することも報告されていらう。そこで、脂肪細胞におけるPI3-キナーゼ依存性のcAMP濃度制御機構についても研究を展開させた。この過程ではcAMP水解酵素であるphosphodiesterase3Bが主要な機能を果たすことが明かとなり、また、セリン・スレオニンキナーゼAktがphosphodiesterase3Bを直接リン酸化することにより活性化し、細胞内cAMP濃度の低下を促すことも明かとした。
X線レーザー回折による機能構造モデリング法の開拓

生命現象を理解するには、構成要素である生体粒子が機能を発現している状態の構造を捉えることが不可欠である。超短パルスのX線レーザーを利用したコヒーレントX線回折イメージングは、10ナノメートルからマイクロメートルのスケールで起こる生命現象を解き明かすポテンシャルをもつ。本研究では、その実現のために、X線レーザー回折で得られる2次元スナップショットから、生体粒子構造をモデリングし、機能に関わる構造情報を抽出する方法論を開発し、X線自由電子レーザー施設SACLAの実験データ解析に適用することを目的とする。平成29年度までに、物質構造を球状の疎視化粒子の集合体としてモデリングし、その疎視化粒子の配置を回折パターンに対して最適化する手法の開発を行った。平成30年度は、既知情報の制約を加えるモジュールを組み込んだ。さらに、疎視化粒子を球状以外のものにも拡張するために、生体粒子の電子密度を異方的なガウシアンの集合体としてモデリングした場合に、X線回折パターンが精度よく再現できることを確認した。さらに、実際の実験データの解析に応用するために、XFEL施設SACLAのMAXIC-S実験を想定した溶液中の100Sリボソームからの回折パターンを、試料の個数・配向を変えて複数シミュレートし、測定条件を見積もった。その条件をもとにSACLAの利用実験を行ない100Sリボソームからにシグナル検出が出来た。現状では、想定外に高いバッググラウンドノイズの影響や入射強度等の問題により、解析できる回折パターンを取得出来ていないが、良質データの取得に向けて実験を継続する予定である。超短パルスのX線レーザーを利用したコヒーレントX線回折イメージングは、ナノメートルからマイクロメートルのスケールで起こる生命現象を解き明かすポテンシャルをもつ。平成28年度は、まず、生体粒子の原子モデルから溶液試料の回折パターンをできる限り実験に近い条件でシミュレートするソフトウェアを開発し、約30nmの大きさをもつリボソーム溶液の回折パターンを、粒子の方位を変えて複数計算した。さらに、リボソームをサイズ約1nmの球の集合体として表す粗視化モデルを構築し、そのモデル構造を用いてリボソーム溶液の回折パターンを、原子モデルと同じ粒子方位で計算した。計算した回折パターンを原子モデルと粗視化モデルで比較したところ、5nm分解能ではほぼ一致したが、2-5nmの分解能領域で差がみられた。そこで、今回構築した粗視化モデルの球配置を初期値として、原子モデルから計算した回折パターンにできる限り一致する球配置を求めるソフトウェアの開発を現在進めている。このソフトウェアを実験データに適用できるようになれば、溶液構造をナノメートル分解能で解釈することが可能となると考えている。リボソーム溶液の回折パターンを解釈するための粗視化モデルの構築が順調に進んでいる。平成29年度は、平成28年度の研究成果に基づき、X線回折パターンの位相回復結果(2次元電子密度)に対して疎視化粒子を初期配置し、その粒子配置を実験データに合うように精密化する手法の開発を行った。具体的には、疎視化粒子モデルより計算したX線回折パターンと実験値との差を最小化するように粒子配置を最適化する。計算機シミュレーションで生成したX線回折パターンに対して、その有効性を確認したところ、ノイズ等が大きい場合には、特にX線照射方向の粒子位置の最適化が難しいことが分かった。今後は、生体粒子に対する既知情報の制約を加えた最適化計算を検討している。また、本手法では、疎視化粒子の初期配置に結果が依存する。そこで、初期配置の確度を向上させるために、位相回復結果である2次元電子密度を精密化する手法の開発も行った。具体的には、ベイズ統計を利用することで、X線回折パターンに対して、最も確からしい2次元電子密度を精密化する。計算機シミュレーションを援用することにより、この2次元電子密度精密化法が有効であることを確認した。計算機シミュレーションを援用して、2次元回折パターンから生体粒子の構造をモデリングする手法の開発が順調に進んでいる。

平成29年度までに、物質構造を球状の疎視化粒子の集合体としてモデリングし、その疎視化粒子の配置を回折パターンに対して最適化する手法の開発を行った。平成30年度は、既知情報の制約を加えるモジュールを組み込んだ。さらに、疎視化粒子を球状以外のものにも拡張するために、生体粒子の電子密度を異方的なガウシアンの集合体としてモデリングした場合に、X線回折パターンが精度よく再現できることを確認した。さらに、実際の実験データの解析に応用するために、XFEL施設SACLAのMAXIC-S実験を想定した溶液中の100Sリボソームからの回折パターンを、試料の個数・配向を変えて複数シミュレートし、測定条件を見積もった。その条件をもとにSACLAの利用実験を行ない100Sリボソームからにシグナル検出が出来た。現状では、想定外に高いバッググラウンドノイズの影響や入射強度等の問題により、解析できる回折パターンを取得出来ていないが、良質データの取得に向けて実験を継続する予定である。引き続き、実験データを解釈するための粗視化モデルの構築を進める。平成28年度は、シミュレーションを援用するモデリングを中心に行ったため、結晶構造解析により原子構造が解かれているリボソームの溶液を2nm分解能で捉えることを想定した研究を実施した。この実験は、SACLAで現在開発が進められている新しい実験チャンバーで実現する見込みである。平成29年度以降に実際の実験データの解析に応用していく。一方、研究代表者らは数百ナノメートルサイズの生きた細胞を数十ナノメートル分解能でイメージングする実験も行っている。これらの実験回折パターンから細胞構造をモデリングする手法の構築を、リボソームを用いた研究の知見に基づき、今後進めていく予定である。平成29年度までは、計算機シミュレーションで生成した回折パターンに対して、生体粒子の構造をモデリングする手法を開発してきた。今後は、現在分かっているX線照射方向の配置最適化困難の問題を、生体粒子の既知情報に基づく制約を加える等の工夫をしながら解決していく。さらに、実際の実験データに対して、開発した手法を適用し、必要に応じて改良していく予定である。旅費に利用する予定であったが、その支出が無くなったため。(理由)ほぼ当初計画通りに使用できたが、「その他」として計上していた経費の使用がなかったため。(使用計画)次年度使用額約5万円を成果発表を効果的に行うために使用する。その他は当初計画通りに使用する。次年度使用額約10万円を成果発表を効果的に行うために使用する。その他は、当初計画通りに使用する。
立体構造にもとづいた損傷乗り越え複製DNAポリメラーゼ・イータの機能解析

ヒトの主要な損傷乗り越え合成酵素Poletaについて、紫外線照射とシスプラチン処理に応答した翻訳後修飾や細胞内局在変化、細胞の感受性において重要なアミノ酸残基とアミノ酸配列を、Poletaの立体構造から得られる特徴を元に予測し検証する事で、その機能に重要であるアミノ酸残基とアミノ酸配列を独自に特定する事ができた。特筆すべき成果は、特定のアミノ酸残基やアミノ酸配列に結合する新規相互作用分子が多数同定された事であり、それらにはPoletaに対して阻害効果を示す分子やクロマチン構造変換に関わる分子が複数含まれていた。今後これらの成果が、Poletaを中心とした新たな研究の端緒となる事が期待できる。研究実施計画に基づいて以下の項目について研究を進めた。第一に、ヒトPolηとその出芽酵母ホモログであるRad30との立体構造レベルの比較から、ヒトPolηに特徴的なアミノ酸の置換変異および部分アミノ酸欠失変異を導入したヒトPolη変異体の発現と精製、さらにDNA合成活性、DNA結合活性、損傷乗り越え合成活性の評価を行った。その結果、アミノ酸点変異体についてDNA結合活性、DNA合成活性、損傷乗り越えDNA合成活性を調べることができ、当初の目的とした基礎情報の収集がかなった。一方で、欠失型変異体については可溶化に問題が生じたことから、タグの種類を変更する準備を進めた。第二にヒトPolη変異体を発現する細胞を樹立し、それらの紫外線に対する感受性からヒトPolηが単独でTLSを行うことが可能な反応におけるアミノ酸置換変異ならびに欠失変異の影響を調べた。その結果、紫外線損傷応答でのヒトPolηの機能に重要なアミノ酸を複数明らかにすることができた。一方で、シスプラチン等のDNA傷害剤が及ぼす影響の解析については次年度以降に持ち越すこととした。第三に、ヒトPolηと相互作用するタンパク質の探索を行い、予定通りマススペクトル解析に供するサンプルを多数得た。これらは、次年度以降に解析を行う予定である。第四として、ヒトPolηのW297変異体のヌクレオチドによる活性阻害試験を行った。様々なヌクレオチドアナログを用いた解析の結果、W297とdATPの特異的な相互作用が、ヒトPolηと基質DNAとの過度な親和性を回避する機構が示唆された。この結果を踏まえ、次年度以降にはW297変異体ヒトPolηを発現する細胞のDNA傷害剤に対する感受性を調べる予定である。このほか、次年度以降に行う予定であったヒトPolηの活性を特異的に阻害する物質の探索に向け、アッセイ系の確立と予備的実験を行った。本年度は、研究実施計画に基づいて初年度で得られた結果を足掛かりとした以下のxつの項目について研究を進めた。第一に、欠失型変異体ヒトPolηの発現精製を目的としてN末端にGSTタグを付加することで、可溶性の向上と部分精製に成功した。これにより、初年度に得られたアミノ酸点変異体ヒトPolηの生化学的解析と同様の研究の実施に向けて大きく前進した。第二に、初年度での実施が適わなかったシスプラチンン対する感受性を、アミノ酸点変異体ヒトPolηおよび欠失型変異体ヒトPolηを発現する細胞で実施し、紫外線損傷に対する感受性との比較を行うことができた。結果として、主に欠失型変異体ヒトPolηにおいて紫外線への抵抗性に重要と予想される領域を見出すことに成功した。第三に、DNA損傷誘発時のヒトPolηの細胞内局在の変化について各種変異体発現細胞を用いて解析した。その結果、紫外線損傷への抵抗性と核内の紫外線損傷部位へのヒトPolηの集積に相関を見いだせた。これにより、紫外線依存的なヒトPolηの損傷部位への集積に重要な新規の領域の存在を確認できた。第四として、初年度に実施したヒトPolηと相互作用する因子の解析結果を発展させ、従来、DNA二本鎖切断修復への関与が報告されているUSP11とヒトPolηの相互作用を新規に見出した。この相互作用の生理的意義について、次年度以降に解析を行うこととした、第五として、理化学研究所の天然化合物ライブラリーを用いてヒトPolηを阻害する化合物の探索を行った。約30,000種類の化合物を代表する3,400種類の化合物と結合実験を行い、相互作用する結合分子と構造の類似した化合物を足掛かりとして、試験管内でのヒトPolηの活性への影響を調べた。結果として、複数種類の化合物でヒトPolηに特異性が期待される阻害効果が見いだせた。初年度の研究成果に基づいて、概ね当初の予定通り進展しているといえる。しかしヒトPolηの関与が期待される反応の試験管内再構成で遅延があるなど、全体の計画遂行への影響は少ないものの、最終年度への持越しを余儀なくされた項目もある。一方で、相互作用タンパク質の解析と活性阻因子の探索において次年度以降の展開が大いに期待できる結果も得られている。したがって全体的に評価すると、「2おおむね順調に進展している」と評価できる。1ヒトPolηの活性を阻害する化合物の特異性を調べるため、複製型DNAポリメラーゼであるマウスPolαおよび大腸菌PolIのDNA合成活性をもつ断片であるKlenowフラグメントをコントロールとして、プライマー伸長反応を指標に化合物の濃度依存性実験を行った。結果、約30,000種類の化合物から、ヒトPolηへの特異的な阻害作用を示す10種類の化合物を明らかにした。

2ヒトPolηと相互作用する因子として同定したUSP11について、組換えタンパク質同士で相互作用実験を行った結果、ヒトPolηのユビキチン結合ドメインを含む領域とUSP11のユビキチン類似配列であるUBL領域を含む領域が相互作用する可能性を見出した。また、USP11をGFPとの融合タンパク質として発現できるレトロウィルスを作成した。これを、昨年度までに樹立・解析を進めていたヒトPolη点突然変異体および欠失変異体の発現細胞と組み合わせて用いることで、DNA損傷に応じたヒトPolηの局在と損傷部位でのUSPタンパク質の局在を解析する予定である。第三として、昨年度までに行った欠失変異体発現細胞の紫外線感受性と細胞内局在の解析を基に見出されたヒトPolηの紫外線応答に重要な147-192アミノ酸と相互作用する因子を同定し、クロマチン構造変換因子やヌクレオソームシャペロンを見出した。現在、DNA損傷に応じたヒトPolηの細胞内局在とクロマチン構造変換との関係について解析を進めている。第四として、紫外線、MMS、シスプラチン、臭素酸カリウムなどのDNA障害剤で処理した細胞から経時的に核抽出液を調製し、PolηやPCNA、H2AXなどの挙動をウェスタンブロットにより調べた。その結果、紫外線照射に応答したPolηの顕著な減少、臭素酸カリウム処理後のH2AXのリン酸化細胞の感受性がPolη依存的に増すこと、などを明らかにした。ヒトPolηの立体構造にもとづいた損傷乗り越え機構の解析を目指し、様々なアミノ酸点変異体や欠失変異体を発現する細胞を用いた解析によって、DNA損傷に応答したPolηの細胞内局在と感受性について、機能に重要なアミノ酸残基やアミノ酸領域に関する知見を得ることができた。またそれらの領域と相互作用する分子の同定も進み、主にPolηの翻訳後修飾に関わることが予想される分子との関係について理解を深めた。さらに、Polηの活性を特異的に阻害する化合物の同定についても一定の成果を上げることに成功し、総合的には「おおむね順調に進展している」と評価できると考えている。一方、精製タンパク質を用いてPolηの構造と機能の関係を生化学的に解析する予定であったが、最終年度の開始と同時に所属機関に異動があったため、当該項目については当初予定の計画に比べ大幅に遅延が生じた。本申請計画の当初の最終年度であった平成28年度に所属機関が変更したことでヒトPoletaの構造的特徴と機能面での相関を検討する実験に遅れが生じたが、延長を認められた期間で、懸案であったヒトPoletaのアミノ酸点変異体の調製と試験管内DNA合成の解析を実施することができ、構造と機能の相関について一定の理解を得ることができた。また、立体構造から他の因子との結合が予想され、かつ細胞内での局在に影響を与えるヒトPoletaの領域と結合する複数の因子を質量分析法によって新たに同定することができた。その中には二本鎖DNA切断の修復に関わる因子やクロマチン構造変換に関わる因子などが含まれ、今後、ヒトPoletaの生理的機能を明らかにする上で貴重な知見になると期待している。
中胚葉分化誘導因子による細胞分化の決定と形態形成に関する分子生物学的研究

アクチビンは未分化細胞であるアニマルキャップ(予定外胚葉片)に対して、低濃度(0.1-0.5ng/ml)では腹側の血球や体腔内上皮、中濃度(1-5ng/ml)で筋肉や神経、高濃度(50ng/ml)で背側の脊索を分化誘導する。まずツメガエルの初期胚(st.1-5)1万個から生化学的方法をつかってアクチビンおよびフォリスタチンの単離、精製を行った。フォリスタチンはアクチビンの約40倍の量が存在し、1個の卵当り、アクチビン約1pg、フォリスタチンは約40pgがすでにタンパク質の形で存在している。またアクチビンとレチノイン酸の混合によって原腎管の分化を誘導することをみているが、この時、単に形態学的な分化だけでなく、XlimlやXlcaaxの遺伝子も正常胚の原腎管とまったく同じように発現していることがわかった。また、アクチビンは未授精卵の卵黄小板のなかに存在していることが、アクチビンの抗体を用いて免疫電顕によって調べられた。アクチビンが卵黄タンパク質であるビテロジェニンとも結合するので、アクチビン-フォリスタチン-ビテロジェニンの複合体と卵形成時の蓄積と発生過程での活性化が重要であることが示唆された。また初期発生におけるアクチビン応答遺伝子としてsonichedgehogの遺伝子のクローニングや神経形成に関与する新しい遺伝子もいくつか解析され、大きな成果を得た。ツメガエルとイモリ胚の予定外胚葉である末分化細胞を用いてアクチビン処理を行った。今年度はアクチビン処理(10ng/ml)を行って初めて外植体に心臓を分化誘導することができた。またアクチビン(10ng/ml)とレチノイン酸(10^<-5>M)を混合して外植体に与えると原腎管が100%分化誘導することを見つけた。腎管(腎臓)の分化誘導を行うことは発生生物学のノフの夢であったが,それを可能にした。またツメガエルの原腸胚からC-DNAライブラリーの作製を行った。神経分化に関与する遺伝子を新しくとるためにアクチビン処理した外植体と末処理の外植体とのサブトラクションを行うことによって新しくいくつかのC-DNAをとることができた。一方,ツメガエルのXTC培養細胞株の培養上清から新しくアクチビンA,AB,Bおよびフォリスタチンをタンパク質として初めて単離・精製することができた。従来までこの培養上清中にアクチビンAのm-RNAがあることはわかっていたが,このようにしてネイティブなタンパク質として単離したのである。その結果,従来のフォリスタチンとは異ってN-末端のアミノ酸配列等が明らかになった。また,これら3種類のアクチビンとフォリスタチン,アクチビンレセプターについて1315個のアミノ酸の合成ペプチドをつくり,各々についてのポリクローナル抗体をつくることができた。これらを用いてツメガエルの成体の色々な臓器や卵,胚などの免疫組織学的研究がなされた。その結果,腎臓,精巣,脳下垂体などにおいてアクチビン,フォリスタチン,アクチビンレセプターが共に存在し,局在性において非常に異なる分布を示していた。このことはアクチビン関連タンパク質が各々の臓器の構造と機能に大きく関与している可能性を示している。またアクチビンA,Bともすでに卵形成中にこれらのタンパク質が卵母細胞中に貯臓され,母性因子として存在していることを示した。平成5年度の研究実績は以下の通りである。まず、アクチビン(10ng/ml)とレチノイン酸(RA)をいろいろな濃度で混合すると、細胞分化の質の変化がおこる。RAを10^<-6>Mとの混合では著しく筋肉の分化がおこり、RAを10^<-5>Mでは非常に高率に腎管を分化誘導がおこった。未分化細胞に既知の物質(アクチビンとRA)を与えて腎管を分化誘導したのはこれが初めてである。次に、ツメガエルの初期胚のCa^-、Mg^-free

溶液中に入ると、各割球にバラバラになる。その時、背側割球と腹側の割球と分離して取り出して、各々、別々にアクチビン処理する。すると、背側割球には筋肉や脊索を分化し、腹側割球は血球や体腔内上皮を分化する。つまり、8細胞期の割球にはすでに背側と腹側との割球にプレパターンが存在する。また、筋肉分化を分化誘導するアクチビンのタンパク質の精製を行った。まずアクチビンとファリスタチンを精製・単離する方法を確立した。N末端のアミノ酸配列から、3種類のアクチビンA、AB、B、およびフォリスタチンをタンパク質としてはじめて精製することができた。フォリスタチンについてはN^-末端尾アミノ酸配列の決定も行われた。ツメガエルのフォリスタチンと他の哺乳類動物との比較検討を行った。更に、ツメガエルの初期胚そのものから胚発生で筋肉分化をひきおこすと考えられるアクチビンの単離を試みた。ツメガエルの非常に早い初期胚(stl-5)1万個から、上記の方法をつかってアクチビンとフォリスタチンが存在することがわかった。アクチビンBが他のアクチビンAまたはABよりも少し多く、フォリスタチンはアクチビンの約40倍の量が存在し、1個の卵当り、アクチビンは約1pg、フォリスタチンは約40pgがタンパク質の形で存在している。アクチビンは未分化細胞であるアニマルキャップ(予定外胚葉片)に対して、低濃度(0.1-0.5ng/ml)では腹側の血球や体腔内上皮、中濃度(1-5ng/ml)で筋肉や神経、高濃度(50ng/ml)で背側の脊索を分化誘導する。まずツメガエルの初期胚(st.1-5)1万個から生化学的方法をつかってアクチビンおよびフォリスタチンの単離、精製を行った。フォリスタチンはアクチビンの約40倍の量が存在し、1個の卵当り、アクチビン約1pg、フォリスタチンは約40pgがすでにタンパク質の形で存在している。またアクチビンとレチノイン酸の混合によって原腎管の分化を誘導することをみているが、この時、単に形態学的な分化だけでなく、Xlim1やXlcaaxの遺伝子も正常胚の原腎管とまったく同じように発現していることがわかった。また、アクチビンは未受精卵の卵黄小板のなかに存在していることが、アクチビンの抗体を用いて免疫電顕によって調べられた。アクチビンが黄卵タンパク質であるビデロジェニンとも結合するので、アクチビン-フォリスタチン-ビテロジェニンの複合体と卵形成時の蓄積と発生過程での活性化が重要であることが示唆された。また初期発生におけるアクチビン応答遺伝子としてsonichedgehogの遺伝子のクローニングや神経形成に関与する新しい遺伝子もいくつか解析され、大きな成果を得た。
順送金型方式高度微細成形における基本成形の要素技術開発と体系化の研究

プレス加工技術(せん断,曲げ,絞り,板鍛造)を複合化した複雑形状創成技術の一般化を目的とする工法,「要素技術」の技術開発を行った.事例研究として「真直なかえりなし穴の創成」を重要事例研究として取り上げ,原理の具現化を試みた.実験と解析より良好な結果を得た.さらにこれらの基本技術であるシェービングとかえりなしせん断についてそれらの技術の高度化を図った.プレス加工技術(せん断,曲げ,絞り,板鍛造)を複合化した複雑形状創成技術の一般化を目的とする工法,「要素技術」の技術開発を行った.事例研究として「真直なかえりなし穴の創成」を重要事例研究として取り上げ,原理の具現化を試みた.実験と解析より良好な結果を得た.さらにこれらの基本技術であるシェービングとかえりなしせん断についてそれらの技術の高度化を図った.1.研究目的と意義プレス加工はせん断加工,曲げ加工・絞り加工,板鍛造加工の基礎技術からなるが,これらを複合化した複雑形状創成技術の一般化は行われていないことに鑑み,重要な成形を実現する順送成形技術(「要素技術」と呼ぶ)の確立を目指し,実験と解析支援により技術開発を行った.なお,全体の体系化を念頭に置きつつ,研究を進めているが,重要な技術開発を優先している.2.具体的内容重要な基本的要素技術を策定し,この幾つかについて技術開発を行った,一つは真直な穴抜き技術であり,いま一つは高精度かえりなしせん断技術である.基本的にはいずれも成功した.(1)真直な穴抜き技術だれ,破断面,バリの生じない技術開発とそこで考慮すべき加工パラメーターを明らかにした.すなわち,(1)慣用的穴抜き,(2)穴周辺を圧縮加工,(3)シェービング加工の組み合わせでほぼ当初の目的を達成し,加工の適正化に必要な加工パラメーターとして,(1)ではクリアランス,穴抜きアスペクト比,(2)では圧縮領域,圧縮深さ,圧縮時の潤滑,(3)ではクリアランスと取り代であることを提示した.さらにここで重要なこととして,穴抜き後圧縮では穴内面への材料張出しが大きく,シェービング取り代が不均一となる問題があり,これについては次年度の研究で一層の改善を図ることとした(2)かえりなしせん断技術の高精度化実加工の利便性より,平押し法を用い,各種加工との複合化を図る前提の基に,寸法精度について調べた.この結果,第2工程で生じる材料変形が,第1工程で生じた,だれ,わん曲等の影響を受け,寸法精度を悪化させることが実験と解析より明らかとなった.さらにクリアランス部材料の流動の影響も大きく,これを小さく抑え,寸法精度を高める手法の開発については次年度への継続とした.1.研究目的と意義せん断加工・曲げ加工・絞り加工・板鍛造加工を複合化した複雑形状創成技術の一般化が十分でないことに鑑み,かかる成形を実現する工法(要素技術と呼ぶ)の技術開発を行っている.前年度は事例研究として重要性の高い真直な穴抜き技術の開発とかえりなしせん断技術の高度化を検討した,今年度は主に昨年度検討した技術の高度化研究を以下のように押し進めた.2.具体的な内容だれがなく真直な穴抜き技術に関しては,加工機構の詳細,加工条件の明確化を,また平押し法によるかえりなしせん断に関しては寸法精度の向上を積極的に図る工法について研究した.(1)真直な穴抜き技術の高度化(1)慣用的穴抜き,(2)穴周辺の圧縮加工,(3)シェービング加工の組み合わせでほぼ当初の目的を達成できている.本年度は,加工機構の異なる小穴抜き(板厚以下の穴)と慣用穴抜きについて,機構の詳細を検討し,切りくず形状やくずの干渉などシェービング工程における切削機構の差違を明らかにした.さらに,だれをほぼゼロにできる工程(2)の圧縮量を解析的に求める手法を確立した.なお,シェービング工程については,シェービング方向,工具形状改善で穴内面を改善できる見通しを得ており,これは次年度の継続研究課題とした.(2)かえりなしせん断技術の高精度化実加工の利便性より,平押し法を用い各種加工との複合化を図ることを前提とし,前年度は寸法精度が第1工程で生じる形状不良に起因していることの概要を明らかにした.本年度は,第1-2工程の材料変形の検討と画像解析により,第1工程で生じる材料移動に起因する誤差,第2工程の材料跳ね上がりに起因する誤差が大きく,この不良を抑制する材料拘束の効果を明らかにした.さらなる寸法精度の高度化と作業性の向上を目指し,ゼロクリアランス付近で分離を容易にする技術開発と,新たな材料拘束方法の開発は次年度の継続研究課題とした.1.研究目的と意義プレス加工技術(せん断,曲げ,絞り,板鍛造)を複合化した複雑形状創成技術の一般化が十分でないことに鑑み,これを実現する工法,「要素技術」の技術開発を行ってきた.初年度は「真直なかえりなし穴の創成」を重要事例研究として取り上げ,原理の具現化を試みた.二年目はこれらの技術の多様性の検討と洗練をおこなった.今年度は本要素技術の中核をなす基礎技術である,シェービング加工とかえりなしせん断法について,以下のように新たな技術開発を行い要素技術の底上げを図った.2.具体的な内容シェービングはだれ低減,平滑内面を創成に効果的な方法であるが,クリアランスや取り代に制約される.そこで,工具形状や加工方向の変更で制約条件を緩やかなものとする研究を行った.

さらにかえりなしせん断においても,成功条件と切り口面性状の良さは条件的に相いれない場合が多い.この対策を試みた.(1)シェービング工具切刃形状,ならびに加工方向の検討:シェービング工程が基本的に切削であることに注目し,すくい角,逃げ角を付与することを試みた.単純ではあるが,これまで体系的に調べられていないこの方法で,緩やかな加工条件下でだれを大幅に低減し,なおかつ,平滑面の伸張に成功した.さらに,逆方向シェービングがだれをゼロ近くできることを実験とFEM解析で明らかにした.(2)材料拘束の強化によるかえりなしせん断技術の高精度化:平押し法についてこれまで検討してきている.分離が容易なクリアランス領域では製品寸法精度,ならびにだれが大きくなる点に関し,第一工程で行う材料拘束(板押さえ力,逆押さえ力)をかなり大きなものとすること,例えば,板押さえ力は材料の降伏点近傍まで近づけることで,寸法誤差の低減,だれの減少を図れることを明らかにした.以上,要素技術中で重要な基礎技術の高度化を図ることができた.実務家の意見等を聴取しつつ研究を進めている,複雑な工程を伴う実験の難しさはあるが,概ね順調に進捗していると考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はプレス加工の高度化を図り,実務に貢献することを前提としている.その意味では加工方法が容易であることが望まれる,現在は原理的な可能性を追求している部分もあり,実用に供せるように工法を洗練することが必要なことから,その方向で最終年度の研究を進めようと考えている。なお,成果報告に遅れがあり,改善する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
中性分子クラスターの紫外光解離により誘起される化学反応生成物の赤外吸収測定

予備的な実験としてFe(CO)_5を光解離して生成するCOの観測を長光路のフローセルを用いて行なった。また超音波自由噴流を用いた実験の感度を上げるためパルススリットノズルの製作を行なった。●フローセルを用いた測定光解離により開始された反応の生成物であるCOを検出することに比べて、光解離により直接生成したCOを観測することは容易である。今回は予備的な実験としてFe(CO)_5を光解離して生成するCOの観測を長光路のフローセルを用いて行なった。COの吸収スペクトルv=2←1,P(3)およびv=1←0,R(3)が観測できた。吸収量は約7%であった。予備的な実験の結果光解離により生成したCOの吸収の測定は容易であることが分かった。●超音速自由噴流を用いた装置の改良超音速自由噴流中でプロパルギルクロリドを光解離して生成する回転冷却されたプロパルギルラジカルの赤外吸収を,現在の装置ですでに検出した。光解離により開始された反応で生成したCOの吸収はプロパルギルラジカルの場合と比較して,1桁以上弱くなると考えられるので現在の装置の感度では観測が難しい。そのため感度の向上が必要である。感度を向上させるためパルススリットノズルを製作した。パルススリットノズルを用いることにより吸収の有効光路長を長くすることができる。パルススリットノズルはすでにNesbitt,およびBuelowらによって報告されている。今回はBuelowのタイプのノズルを改良したものを製作した。スリットの長さは1cmとした。このノズルを用いて光解離により開始された反応で生成したCOの吸収を測定する準備を現在進めているところである。
ヨードフルオロカーボン類と硝酸ラジカルの反応過程とヨウ素置換効果の解明

ヨードフルオロカーボン類(IFCs)は,近年注目を集めている新規代替フロンであり,その大気除去過程を調べることは非常に重要である。本研究では,IFCsのうちCF2HI,CF3CH2I,CF3(CH2)2I,CF3(CH2)3Iに対して,硝酸ラジカル(NO3)との反応の測定と速度定数の決定を行った。その結果,これらのIFCsが大気中に放出された際,NO3により約数十時間で大気中より除去されることがわかった。また,これらIFCsに対して吸収スペクトル測定と吸収断面積の決定も行った。結果として,これらIFCsが大気中に放出された際,太陽光分解により数十数百時間で大気中より除去されることがわかった。平成25年度では,主にLP-FTIR装置を用いて実験を行うこととした。この実験では,N2O5の平衡反応を利用しNO3を生成させ,まずは,NO3とヨードフルオロカーボン類の反応速度の決定を相対速度法で決定することを目的に実験を行った。しかしながら,実際に測定を行ってみると反応物と反応生成物の赤外吸収バンドが重なり合っているなどの理由で,吸収スペクトルを単離することができず,この反応に対しては相対速度法での反応速度定数の決定が非常に困難であることが判明した。そこで,相対速度法ではなく,LP-FTIR装置を用いた新たな速度定数決定法を開発することとした。試行錯誤の結果,LP-FTIR装置を用いて反応物と生成物の同時多成分濃度解析と化学反応シミュレーションを組み合わせた速度定数決定法を確立し,その測定法のテストとして,NO3と単環式モノテルペンの一種であるリモネントの反応の反応性数の測定にこの新たな速度定数決定法を適用しその妥当性の検討をすることとした。ここで,NO3とリモネンの反応を選んだ理由は,この反応は従来までの相対速度法を用いての測定も行えるため,新たな速度定数決定法の妥当性の検証ができるとともに,この反応自体も実は速度定数がしっかりわかってないため,それを決定することは大気環境科学的な重要性があったからである。結果として,新たな速度定数決定法を用いて決定したNO3とリモネンの反応速度定数は,相対速度法により決定したものと等しく,その測定法の妥当性を確認することができた。このことより,このLP-FTIR装置を用いた同時多成分濃度解析と化学反応シミュレーションを組み合わせた速度定数決定法を用いて,ヨードフルオロカーボン類とNO3の反応速度定数の測定することができるようになった。平成26年度では,時間分解型キャビティーリングダウン分光法装置(TR-CRDS装置)を用いてヨードフルオロカーボン類のうちジフルオロヨードメタン(CF2HI)と1,1,1-トリフルオロ-4-ヨードブタン(CF3(CH2)2CH2I)に対して,硝酸ラジカル(NO3)との反応の測定と反応速度定数の決定を行った。実験では五酸化二窒素(N2O5)とヨードフルオロカーボンを反応管に流入しておき,そこに光分解光として266 nmのナノ秒パルスレーザーを照射して,N2O5の光分解によりNO3を瞬時に生成させ,その後のNO3濃度の時間変化をCRDS法により測定した。NO3はヨードフルオロカーボンと反応するため,反応管内に存在するヨードフルオロカーボンの濃度により,NO3の濃度の減衰が変化するため,それを解析することにより反応速度定数を決定することができる。そのような測定をCF2HIとCF3(CH2)2CH2Iに対して行った。結果として,CF2HI + NO3とCF3(CH2)2CH2I + NO3反応速度をそれぞれ(0.9±0.3)×10-13 cm3 molecule-1 s-1と(1.1±0.1)×10-13 cm3 molecule-1 s-1であると決定することができた。この速度定数を用いることにより,CF2HIとCF3CH2CH2CH2Iが大気中に放出された際,それぞれ13時間と11時間でNO3ラジカルにより大気中より除去されることがわかった。一般的に地表で放出された化学物質が成層圏に到着するまでには1カ月程度かかると言われている。このことより,CF2HIとCF3(CH2)2CH2Iは大気中に放出しても,成層圏オゾンの破壊に繋がらないことを本研究で明らかにした。本研究では,ヨードフルオロカーボン類と硝酸ラジカルの反応過程とヨウ素置換効果の解明を目的に、時間分解型キャビティーリングダウン分光法装置(TR-CRDS装置)を用いてヨードフルオロカーボン類のうちジフルオロヨードメタン(CF2HI),1,1,1-トリフルオロ-2-ヨードエタン(CF3CH2I),1,1,1-トリフルオロ-2-ヨードプロパン(CF3(CH2)2I),1,1,1-トリフルオロ-4-ヨードブタン(CF3(CH2)3I)に対して,硝酸ラジカル(NO3)との反応の測定と反応速度定数の決定を行った。結果として、NO3とそれらのヨードフルオロカーボン類との反応速度を決定することができた。これらの結果より、ヨードフルオロカーボン類とNO3の反応性に対するヨウ素原子の置換位置や水素原子置換位置や数による影響についての知見が得られた。また、実験により決定された速度定数を用いることにより,それらヨードフルオロカーボン類が大気中に放出された際,NO3によりおおよそ数十時間で大気中より除去されることがわかった。