hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢期のフレイル発生・進行予防にヘルスリテラシーが果たす役割の解明

フレイル発生・進行予防にヘルスリテラシー(HL)が及ぼす影響を検証することを目的として、平成30年度は地域在住高齢者を対象としたコホート研究のベースライン調査を開始した。対象は、65歳以上の高齢者向け測定会に参加したもののうち、除外基準該当者を除いた304名(平均72.6歳、男性104名)とした。HLの評価には、栄養成分表示に含まれる健康情報の読解力を問うNewest Vital Signを用い、6点満点中3点以下を不良とした。フレイルは、J-CHSの尺度を用い、1体重減少、2活力低下、3活動量低下、4筋力低下、5歩行速度低下の5項目で評価した。解析の結果、HL不良群は良好群に比較して、フレイル尺度の該当数が2個以上の割合が高く(良好群: 4.8%,不良群: 17.0%)、年齢が高く、教育歴が短く、全般的認知機能(MMSE)得点が低く、服薬数が多く、活動消費エネルギーが少なく、喫煙者が多かった(p<0.05)。ロジスティック回帰分析の結果、HL不良は、単変量(OR[95%CI]=4.03 [1.69-9.58])、多変量(2.78 [1.09-7.14])のいずれのモデルにおいても、有意にフレイル尺度の2個以上の該当に関連していた。HLが低いことは、健康行動(身体活動や禁煙など)への参加度が低いことや、慢性疾患の自己管理(服薬アドヒアランスなど)の不良との関連が報告されており、それらの要因を介して、フレイル発生・進行の危険性を高める可能性が考えられた。さらに、平成30年度ベースライン調査の結果から、HL不良と判定された高齢者60名を抽出・再リクルートし、週1回90分、24週間のアクティブ・ラーニング型健康教育を行う介入群と対照群にランダムに割付を行った。介入群には、「運動・栄養・知的活動による健康づくり」をテーマに健康行動の実践方法を学び、ライフスタイルの変容を促す教育介入を開始した。研究課題の第1段階として、当初の計画通り、平成30年度中にフレイルとHLの関連性を調査する観察研究を開始した。横断的検討の段階ではあるが、フレイルの進行度とHLの良好/不良の間に、独立した関連性が存在することを明らかにした。さらに、調査への参加者からHL不良者のスクリーニングを行い、健康教育介入プログラムの効果検証のためのランダム化比較試験を開始している。これらの状況より、観察研究(課題1)のベースライン調査の実施と介入研究(課題2)のリクルート・ランダム割付・介入開始が完了していることから、本研究課題は概ね計画通りに進展できており、引き続き予定された計画に沿って進行していく。観察研究(課題1)の対象者数を増加させるとともに、12ヶ月後の追跡調査を行い、ベースラインのHLがフレイルの新規発生、または進行(フレイル尺度の悪化)に及ぼす影響を検討する。また、介入研究(課題2)の介入後評価を実施し、24週間の教育介入プログラムによるHL、心身機能、ライフスタイルの向上効果を検証する。ランダム化比較試験の対象者は、介入後評価から24週間後にもフォローアップ評価を実施予定であり、介入の持続効果およびフレイルの予防・進行抑制効果を検証する。

横断的検討の段階ではあるが、フレイルの進行度とHLの良好/不良の間に、独立した関連性が存在することを明らかにした。さらに、調査への参加者からHL不良者のスクリーニングを行い、健康教育介入プログラムの効果検証のためのランダム化比較試験を開始している。これらの状況より、観察研究(課題1)のベースライン調査の実施と介入研究(課題2)のリクルート・ランダム割付・介入開始が完了していることから、本研究課題は概ね計画通りに進展できており、引き続き予定された計画に沿って進行していく。観察研究(課題1)の対象者数を増加させるとともに、12ヶ月後の追跡調査を行い、ベースラインのHLがフレイルの新規発生、または進行(フレイル尺度の悪化)に及ぼす影響を検討する。また、介入研究(課題2)の介入後評価を実施し、24週間の教育介入プログラムによるHL、心身機能、ライフスタイルの向上効果を検証する。ランダム化比較試験の対象者は、介入後評価から24週間後にもフォローアップ評価を実施予定であり、介入の持続効果およびフレイルの予防・進行抑制効果を検証する。
骨膜の軟骨分化のメカニズムと、Gタンパクの関与

この研究において、骨膜からの軟骨・骨分化の機序を解析すべく、Emansらの論文(EmansJetal.,Tissue Engineering,2005)に従い、ウサギ骨膜下軟骨形成モデルの作成を試みた。Emansらの文献ではNew ZealandWhite Rabbit種、6ヶ月齢メスを使用していたが、同ウサギ種の入手が困難であったため、本研究においてはJapanese White Rabbit種、6ヶ月齢メスを代用として使用した。Emansらの方法に従い、脛骨前面の骨膜を切除し、骨膜損傷・再生モデルを作成し、骨膜組織切除後の反応性組織を採取し、骨膜の修復過程を経時的に病理組織学的解析した。それぞれの組織にてmRNAを採取し、cDNAを作成し、PCRにて遺伝子発現を解析した。0日目に切除した正常骨膜組織をコントロールとして使用した。Emansらの論文によると10日で軟骨形成、20日で骨に置き換わると報告されるが、本研究では、10日目、20日目の組織学的には、線維組織を主体とする組織に覆われるのみであり、軟骨・骨形成は認められなかった。PCRにても骨組織に特異的と考えられオステオカルシンの発現もコントロールと同様のレベルであり、遺伝子発現的にも骨への分化は認められなかった。本研究において、軟骨・骨形成が見られなかった理由としてウサギ種の相違が第一に考えられる。今後の研究方針としてEmansらの方法を追随すべくNew Zealand White Rabbitの使用、または他の骨膜からの軟骨分化モデルへの変更が考えられる。
生活と生物資源の環境共生

環境基本計画は、戦略プログラムの一つとして「物質循環の確保と循環型社会の形成に向けた取組」があげている。循環型社会に対する期待は高まっており、とくにバイオマスに関しては、自然の物質循環系と社会経済の循環系を結ぶものとして、大きな可能性が潜んでいると考えられている。バイオマス循環社会とは、木質系資源、農畜産系資源・生活系資源を余すところなく使い、化石燃料依存型、大量生産・大量廃棄型社会を大きく見直すとともに、地域に新たなバイオマス産業が創出され、自然と共存しながら豊かな生活が営める社会であるということができる。この基本設計を構築することこそが「生活と生物資源の環境共生」系社会の実現につながる。そしてそのためには広範な技術と知識の集積が求められている。1.熱帯アジア地域の未利用資源量の調査に基づき、ゼロエミッション型で循環型社会に適合するバイオマスエ業複合体構築のために必要な技術開発の課題について、広い専門分野の研究者でその可能性について討論を進めた。2.また、化石資源からではなくバイオマスから誘導すべき"もの"について検討を加え、科学研究費補助金平成16年度発足特定領域研究として「多糖のナノ材料工学-次元制御による機能リファインメント-」(申請代表者:東京大学大学院農学生命科学研究科教授・磯貝明)をまとめ、提出した。3.さらに、バイオマス工業複合体構築の技術的及び社会経済的可能性を検討し、平成17年度発足特定領域研究申請書作製の準備に入っている。
蛍光性不斉標識化による天然有機化合物の超微量絶対構造式決定システムの開発

光学活性化合物のエナンチオマーの超高感度識別試薬としての蛍光性不斉誘導化試薬(S)-2-^tブチル-2-メチル-1、3-ベンゾジオキソール-4-カルボン酸(1)を開発し,それを用いて海洋性天然物であるシガトキシン、ガンビエール酸の絶対構造式の決定を行なった。また1を用いた新しいキラル分析法オンラィン-HPLC-励起子CD法を開発し、グリセロール類の絶対構造式決定を行なった。さらに、1より不斉識別能の優れた(S)-2-メチル-2-β-ナフチル-1、3-ベンゾジオキソール-4-カルボン酸(2)を開発し、オリゴ糖の構成単糖のD,Lまで決定できる糖のメチル化分析システムを開発した。本システムにより、オゴ海苔食中毒の原因物質であるポリカルベノシドAの絶対構造式の決定を行なった。次に、分岐メチル脂肪酸の超微量絶対配置決定のための試薬、(R,R)-または(S,S)-2-(2,3-アントラセンジカルボキシイミド)シクロヘキサノール(3)を開発し、カルボキシル基から224位までの分岐メチルをもつ脂肪酸のナノグラムレベルでの絶対配置決定システムを開発した。このシステムでセラミド類およびガングリオシド類の絶対構造式の決定を行なった。さらに、光学活性アルコールおよびアミン類の絶対構造式決定のための蛍光性不斉誘導体化試薬、(R,R)-および(S,S)-2-(2,3-アントラセンジカルボキシイミド)シクロヘキサンカルボン酸(4)、と3,4,6-トリ-O-アセチル-2-デオキシ-2-(2、3-ナフタレンジカルボキシイミド)-β-D-グルコピラノシルブロミド(5)を開発した。4を用いる一級および2級アルコールの絶対構造式決定システムの開発を行なった。本年度は我々が既に開発したオンラインHPLC-励起子CD分析システムを使い、末端1、3-,1、4-,1、5-,1、6-,1、7-ジオール類および非末端2、4-,2、5-,2、6-ジオール類の絶対構造式の決定の可能性について研究を行なった。末端ジオール類はdi-O-(S)-TBMB化体に誘導すると1、5-ジオールまではその立体化学を反映した対称的な励起子CDを与え、HPLCでもエナンチオマーを綺麗に分離出来、本分析システムは問題なく使用出来ることが分かったが、1、6-以上となるとdi-O(S)-TBMB化体のエナンチオマーはHPLCで分離は出来るのが、CDは最早励起子CDを与えないので、本システムの通用には工夫が必要であることが分かった。一方非末端ジオール類では2、4-ジオールは問題無く本システムの適用が出来るが、2、5-ジオール以上になると光学異性体のHPLC分離は出来るが、メゾー型も大きなCD吸収を持つようになり本システムの適用にはやはり工夫が必要であることが分かった。カルボキシル基から遠隔位に分岐メチルをもつカルボン酸のエナンチオマーの識別:カルボキシル基から13位以上離れたメチル分岐のHPLCによる識別を研究し1317位までの識別に成功した。さらに、アルコール類の超高感度不斉識別試薬として2、3、4-tri-O-アセチル-6-デオキシ-6-(アントラセン-2、3-ジカルボキシイミド)-α-D-グルコピラノシルブロミドを創製し、本試薬と簡単なキラルアルコール類を用いてのHPLCによるフェムトモルレベルでのキラル識別が出来ることを明らかとした。

前年度までにオンライン-HPLC-励起子CD分析法による絶対配置決定法の開発を行なったが、さらに感度を上げるために、蛍光CD検出の可能性の研究を行なった。クロモファーの組合せ方によってはCD検出が可能であり感度はUV検出の10^2以上向上することを明らかにしたが、全く蛍光CDを与えない組合せもあり、普遍的でないのでこれ以上の研究は一時見合わせることとした。一方、分岐脂肪酸の絶対配置決定はカルボキシル基から224位までのメチル分岐のエナンチオマーを識別しナノグラムオーダーのサンプル量でその絶対構造式を決定出来るシステムを開発した。また、光学活性アルコールおよびアミン類の絶対構造式決定のための蛍光不斉誘導体化試薬として、(R,R)-及び(S,S)-2-(2,3-アントラセンジカルボキシイミド)シクロヘキサンカルボン酸と3、4、6-トリ-0-アセチル-2-(ナフタレン-2、3-ジカルボキシイミド)-2-デオキシ-β-D-グルコピラノシルブロマイドを合成し、不斉識別能を研究したところカルボン酸用試薬と同様の機能を持つことが分かり、これら試薬を使ったHPLCによる絶対配置決定システムの開発を行なっているところである。本絶対構造決定システムの天然物への展開として、新規グリセロ糖脂質S365Aに含まれる分岐メチル脂肪酸類の絶対構造式を試料1ngを使用してそれぞれ(S)配置であると決定した。
植物由来の新規な活性中心を持つグリコシダーゼの構造機能解析

DUF1680に分類される植物由来の機能未知酵素の構造と機能を明らかにすることを当初の目的として研究を行った。シロイヌナズナとイネの遺伝子について異種発現を行い、多数の条件を試みたが、いずれも発現しないか不溶性でしか発現しなかった。新規ファミリーGH146に分類される植物病原菌(Xanthomonas属)由来のβ-L-アラビノフラノシダーゼについて立体構造を決定し、その活性中心がビフィズス菌由来のGH127酵素(HypBA1)と同様にシステインであることを明らかにした。さらに、本酵素が新規な糖質結合ドメインを有することがわかった。我々は、糖質加水分解酵素(GH)ファミリー127および機能未知ドメイン(DUF)1680に分類されるβ-アラビノフラノシダーゼの活性中心が亜鉛に結合したシステインであることを明らかにした。システイン型の酵素はプロテアーゼではよく知られているが、グリコシダーゼでは前例がない。GH127-DUF1680は細菌、真核微生物、植物のゲノムに見つかり、植物細胞壁のヒドロキシプロリン-リッチ糖蛋白質(HPRG)および糖ペプチドホルモンの分解および再構築、ひいては植物の発生と成長に関わると予想されるが、機能と構造が分かっているものはビフィズス菌の酵素1種類のみである。本研究ではシロイヌナズナとイネのDUF1680タンパク質の機能を調べ、立体構造解析などを組み合わせてその作用機構を明らかにすることを目的とする。本年度は、理化学研究所と農業生物資源研究所からシロイヌナズナとイネ(日本晴)のcDNAライブラリーを取り寄せ、シロイヌナズナから2種(AT5G12950,AT5G12960)、イネから3種(Os02g10190,Os06g41020,Os06g41030)のDUF1680遺伝子をクローニングした。現在、大腸菌での発現条件を検討中である。概要我々は、糖質加水分解酵素(GH)ファミリー127および機能未知ドメイン(DUF)1680に分類されるβ-アラビノフラノシダーゼの活性中心が亜鉛に結合したシステインであることを明らかにした。本年度は、昨年度までに理化学研究所と農業生物資源研究所から取り寄せたシロイヌナズナとイネ(日本晴)のcDNAライブラリーからクローニングした5種のDUF1680遺伝子(AT5G12950,AT5G12960,Os02g10190,Os06g41020,Os06g41030)の大腸菌における発現条件を検討した。さらに、植物病原菌Xhantomonas由来のDUF1680から取得した遺伝子を用いて、大腸菌における発現・精製条件の検討から結晶化まで行なった。植物由来の遺伝子の大腸菌での発現において、インクルージョンボディの形成が起こったために、宿主、ベクター、発現条件などの検討を網羅的に行う必要があった。本研究ではシロイヌナズナとイネのDUF1680タンパク質の機能を調べ、立体構造解析などを組み合わせてその作用機構を明らかにすることを当初の目的とした。研究の進展に伴い、植物病原菌が持つDUF1680遺伝子の機能・構造解析も目的に加えた。本年度は、シロイヌナズナとイネ(日本晴)のcDNAライブラリー(理化学研究所と農業生物資源研究所から取り寄せたもの)からクローニングした5種のDUF1680遺伝子の発現条件を、昨年度に引き続き検討した。宿主として大腸菌だけでなくPichia pastoris酵母も用いて、さらに、インクルージョンボディの可溶化条件も検討した。一方、昨年度までに確立した植物病原菌Xhantomonas由来のDUF1680の大腸菌における発現系を用いて、機能解析を行い、さらに結晶化スクリーニングにより結晶化条件を確立、予備的なX線測定を行なった。本年度は引き続き発現条件の検討、Pichia酵母を用いた発現、変性剤を用いた可溶化条件の検討を行ったが、いずれも活性のある可溶化蛋白質は得られなかった。

一方、植物病原菌X. campestrisが持つDUF1680遺伝子産物のうち1種類(XCV)で各種基質を用いた活性測定を行い、本遺伝子産物がビフィズス菌由来のGH127酵素と同程度のβ-L-アラビノフラノシダーゼ活性を持つことを明らかにした。また、X. campestrisの別株由来のDUF1680遺伝子産物(XCV)も用いて、2種類の蛋白質で結晶化を行ったところ、分解能がそれぞれXCCで1.52 A(オングストローム)、XCVで2.30 AのX線回折データセットを取得することに成功した。ただし他の構造既知のDUF1680酵素との相同性は低いため(配列同一性30%以下)、分子置換法が適用できず、初期位相決定に向けて現在セレノメチオニン置換体結晶を作成している。我々は、糖質加水分解酵素(GH)ファミリー127および機能未知ドメイン(DUF)1680に分類されるβ-アラビノフラノシダーゼの活性中心が亜鉛に結合したシステインであることを明らかにした。システイン型の酵素はプロテアーゼではよく知られているが、グリコシダーゼでは前例がない。GH127-DUF1680は細菌、真核微生物、植物のゲノムに見つかり、植物細胞壁のヒドロキシプロリン-リッチ糖蛋白質(HPRG)および糖ペプチドホルモンの分解および再構築、ひいては植物の発生と成長に関わると予想されるが、機能と構造が分かっているものはビフィズス菌の酵素1種類のみである。本研究ではシロイヌナズナとイネのDUF1680タンパク質の機能を調べ、立体構造解析などを組み合わせてその作用機構を明らかにすることを当初の目的とした。研究の進展に伴い、植物病原菌が持つDUF1680遺伝子の機能・構造解析も目的に加えた。本年度は、シロイヌナズナとイネ(日本晴)のcDNAライブラリー(理化学研究所と農業生物資源研究所から取り寄せたもの)からクローニングした5種のDUF1680遺伝子の発現条件を、昨年度に引き続き検討した。宿主としてPichia pastoris酵母を利用し、インクルージョンボディの可溶化条件を中心的に検討した。一方、昨年度までに、結晶化条件を確立した植物病原菌Xhantomonas由来のDUF1680の構造解析を行い、新規なGH146ファミリーの立体構造の決定に成功した。その結果、Xhantomonas由来のβ-L-アラビノフラノシダーゼにはこれまでのGH127ファミリー酵素には含まれない新規なCBM様のドメインが付加しており、その仮想的基質結合部位が活性部位に向いていることが明らかとなった。DUF1680に分類される植物由来の機能未知酵素の構造と機能を明らかにすることを当初の目的として研究を行った。シロイヌナズナとイネの遺伝子について異種発現を行い、多数の条件を試みたが、いずれも発現しないか不溶性でしか発現しなかった。新規ファミリーGH146に分類される植物病原菌(Xanthomonas属)由来のβ-L-アラビノフラノシダーゼについて立体構造を決定し、その活性中心がビフィズス菌由来のGH127酵素(HypBA1)と同様にシステインであることを明らかにした。さらに、本酵素が新規な糖質結合ドメインを有することがわかった。cDNAライブラリからのクローニングにおいてプライマー設計の最適化が必要であった。今後も植物由来の遺伝子の発現条件の検討は行なう。また、変性剤を用いた可溶化条件の検討も行なう。
ユビキチン化による膜タンパク質輸送シグナルの解明

本補助金にてユビキチン化依存的に結合する分子群の同定と、機能解析を行った。E3ユビキチンリガーゼがテトラサイクリンにて発現するシステムにてユビキチン化された基質を含む複合体を精製し、ユビキチン化によって複合体を形成する分子の同定を行った。興味ある分子として、UIM(ubiquitin-interacting motif)、あるいはUBA(ubiquitin-associated domain)を持つ分子群を見出した。その中で、C末端にUIMをタンデムに持ち、N末端にAnkyrin繰り返し領域(ankyrin repeat domain(ARD))を持つAnkrd13Aに注目し解析を行った。さらに、Ankrd13はA、B、C、Dと4つのファミリーメンバーからなることがデーターベースの解析から明らかとなった。Ankrd13Aのユビキチン化による膜タンパク輸送への関与をAnkrd13Aの機能変異体を過剰発現させる事により検討した。UIMを欠損、あるいはARDを欠損させてAnkrd13Aを過剰発現させるとEGFレセプターのエンドサイトーシスが顕著に抑制された。しかしながら、Ankrd13AをsiRNAにてknock downした場合では、顕著なEGFレセプターの抑制は認められなかった。さらに、Ankrd13AのUIMがK63リンクのポリユビキチン鎖と強く結合する事が明らかとなった。このように、Ankrd13AはK63リンクのユビキチン鎖を認識し膜タンパク質のエンドサイトーシスを誘導すると考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本繰越においてユビキチン化依存的に結合する分子群の同定と、機能解析を行った。T-RExシステムにてユビキチン化された基質を含む複合体を精製し、ユビキチン化によって複合体を形成する分子の同定を行った。興味ある分子として、UIM(ubiquitin-interacting motif)、あるいはUBA(ubiquitin-associated domain)を持つ分子を見出した。その中で、C末端にUIMをタンデムに持ち、N末端にAnkyrin繰り返し領域(ankyrin rep eatdomain(ARD))を持つAnkrd13Aに注目し解析を行った。さらに、Ankrdl3はA、B、C、Dと4つのファミリーメンバーからなることがデーターベースの解析から明らかとなった。Ankrd13AのsiRNAにてEGFレセプターの抑制が解除されなかった理由として、Ankrd13A以外のファミリーメンバーが残存している可能性が挙げられた。ユビキチン化依存的に結合するAnkrd13を見出し、その関与の可能性を示した。さらに、この結果を論文に発表する事が出来た事を考えると概ね順調であったと考える。
生物電気化学的な窒素固定促進技術開発のための基礎的研究

本研究テーマでは窒素固定微生物を用いたアンモニア生成技術開発に向けた基礎的な知見を得ることを目的とした。水田土壌を植種源とし、Ashby培地を用いて継代培養を行うことで窒素固定菌の集積を進めた。その際に土壌画分のひとつであるヒューミンを入れる系と入れない系を作成し、個体電子伝達物質の有無による活性の違いを観察した。活性試験は窒素固定菌が有しているニトロゲナーゼがアセチレンをエチレンに還元できるという特徴を利用した簡易的な試験を実施した。また、アセチレン還元活性試験のような間接的な測定に加え、CHNコーダを用いて、培養前後の窒素含有量の測定を行い、直接的な測定も実施した。次世代シーケンサーを用いた大規模塩基配列解析を利用した微生物群集構造解析を実施した。集積培養を行った結果、気相部分の窒素ガスを唯一の窒素源として30回以上の植え継ぎをすることができ、微生物学的な窒素固定が起こっていたと考えられた。また、ヒューミンを添加している系の方がアセチレン還元活性が高いことがほとんどの世代で確認できたこと、CHN解析結果からヒューミン添加系の方が窒素の増加が大きかったことから、ヒューミンの存在によって窒素固定活性が増加することが示唆された。DGGE法を用いて菌相の変化を各世代で追った後、集積度が高くなったことを確認したサンプルで次世代シーケンサーを用いた解析を実施した結果、Clostridiaに属する微生物が優占種であることを確認した。一方で、窒素固定菌の特定には至っておらず、次年度の課題である。窒素固定菌の集積を継代培養によって達成しており、微生物群集構造解析方法を検討してデータはすでに入手している。しかしながら、当初の予定では微生物の特定までを予定しており、対象とする微生物の存在量を明らかにするためのリアルタイムPCR用のプライマーの設計などができていないため。まずはヒューミン存在下で活性が増加する窒素固定微生物の特定を行うため、メタゲノム解析を実施し、16S rRNA遺伝子とニトロゲナーゼ遺伝子の関連づけを行う。窒素固定微生物の特定後に、窒素固定菌微生物とヒューミンとの間の活性増加のメカニズムを明らかにしていく予定である。微生物解析方法について検討段階であり、次年度に解析を繰り下げたため。
アルツハイマー病におけるアポリポ蛋白受容体のはたす個体レベルでの作用の解析

1.リーリンTgマウスの解析CaM-kinase II promoterの制御下にリーリンを発現させるトランスジーンを構築し、7系統の独立なTgマウス系統を確立した。成体脳でのトランスジーンの発現量をノーザンブロットで解析したところ、全ての系統でトランスジーンの発現が認められた。このうちTgR5系統のマウスにおいて比較的高い発現が認められた。全てのTg系統において、タンパク質の発現をイムノブロットで解析したが、成体脳では発現を検出できなかった。また、免疫組織化学によって、海馬、大脳皮質等での局所的なリーリンタンパク質の発現を検討したが、コントロールと比較して顕著な差はみられなかった。リーリンシグナルの下流に存在すると仮定されるDab1分子のチロシンリン酸化、タウ蛋白のリン酸化状態を調査した。成体脳の海馬、大脳皮質からタンパク質を抽出し、抗リン酸化抗体でイムノブロットを行った。現在までのところ、Dab1またはタウ蛋白のリン酸化状態に顕著存変化があるTg系統は見いだされていない。また、抗ホスホチロシン抗体、抗ホスホセリン抗体、抗ホスホスレオニン抗体を用いたイムノブロットの結果からも、Tgマウスにおいて、特異的にリン酸化状態が変化しているタンパク質は見いだされていない。2.リーリンTgマウスとアポEヒト化ノックインマウスの掛け合わせによる二重Tgマウスの作出と解析アポEヒト化マウスは遺伝的背景がリーリンTgマウスと同一のC57Bl/6系統のコンジェニック化に成功した。
超高速分子構造決定法による短寿命分子の構造と反応の研究

超音速分子線で極低温孤立状態に置かれたピラジン分子を、フェムト秒レーザーでコヒーレントに励起し時間発展する回転波束を生成し、その位相回復による波束復活を、光電子画像の強度と角度分布の変化から初めて明確に観測することに成功した。得られた結果を、先にFelker and Zewailがレーザー誘起を用いた回転コヒーレンス分光に対して提出した理論によって解析したところ、S1状態における波束復活は完全に説明することができたが、T1状態に関しては定性的な説明に留まった。スピン軌道相互作用の結果、一つのS1振電準位は20個のT1準位と結合している。したがって、これらのT1準位がわずかに異なる回転定数を持つ結果、把捉の復活がS1の回転周期程度では起こらないことを示しているものと考えられる。一方、このように時間に依存して変化する分子整列状態について、光電子角度分布を解析したところ、波束が最も強い整列状態を示している瞬間にのみ、光イオン化光の偏光に垂直に特徴的な光電子の放出が観測された。これは、ピラジンの二つの窒素を結ぶ軸方向に光電子が多く放出していることを示しており、π^*分子軌道の対象性を反映したものと解釈された。フェムト秒時間分解光電子画像観測法を開発し、分子線中でピラジン分子の電子位相緩和を一重項成分の減衰と三重項成分の増大の両方から観測した。S1状態に由来する高速の電子は励起後100psで消失し、三重項からの低速電子が同じ速度で増大した。さらに、光励起直後にT2(p,p*)が生成しS1と共に減衰することが示唆された。この結果は、スピン軌道相互作用の選択則に基づき、S1より下にT2(p,p*)が存在すると推測したE1-Sayedの主張を支持するものである。ピラジンの電子状態には、二つの窒素原子間のthrough bond相互作用が反映されるため、配置間相互作用を取り込んだ量子化学計算との比較に興味が持たれる。T2(p・p*)から陽イオンの基底状態(n-1〉へのイオン化は二電子過程であり、一光子遷移では非効率と考えられる。実際、[1+1']光イオン化ではT2(p,p*)は明瞭に観測されなかった。この事実は、今回の実験で2光子イオン化を用いたことが本質的であることを意味する。また、ピラジンについてはZEKE(PFI)法による光電子スペクトルが報告されているが、ZEKE状態の寿命のばらつきがスペクトル強度を歪めている可能性がある。我々は高分解能の[1+1']光電子画像分光をナノ秒レーザーで行った。得られた光電子画像の形状はZEKEの結果に近いことが確認された。化学反応を実時間追跡する方法として、フェムト秒pump-probe光電子画像観測法を開発した。電子、振動位相緩和を光電子エネルギー分布の変化から検証した。さらに、超音速分子線中の分子をフェムト秒レーザーで励起電子状態の複数の回転状態にコヒーレントに励起し、回転波束の時間発展を光電子画像の強度と角度分布の変化から観測する方法を開発した。回転波束は光励起直後に分子軸をcos^2θの精度で整列させるが、異なる角運動量成分の干渉が起こり、高速に等方的分布に変わる。回転温度20Kのピラジン分子の場合、これは2.8psであった。ピラジンのS1状態からのイオン化では、光電子は面外に放出されるのが主であるが、面内、おそらく窒素原子の方向に放出される確率が比較的大きいことが判明した。同論文は、光電子角度分布を分子固定系で測定する新手法として注目され、Physical ReviewLettersに現在印刷中である。強レーザー場を導入することで、回転波束の角運動量成分を増やすことが出来るため、分子の空間配向(整列)をより先鋭に確立することも可能である。
微生物由来の特異的細胞致死タンパク質の作用機構解明と新しい細胞検出法の開発

Bacillus thuringiensis B462株のクリスタル蛋白質をProteinase Kで処理する事によって新規な60kDa蛋白質か生成し、ヒトガン細胞HeLa細胞およびHepG2細胞に損傷活性を示すが、ヒトT細胞白血病細胞MOLT-4に対しては損傷活性を示さないことが認められた。このポリペプチドの部分アミノ酸配列に基づき、PCR法によってBacillus thuringiensis B462株のゲノムDNAから60kDa蛋白質をコードしていると考えられる二つの遺伝子を単離した。その一つは既知の遺伝子、即ちParasporin 1Aa1遺伝子であった。もう一つはParasporin 1Aa1遺伝子およびParasporin 1Ac1遺伝子と類似しているが配列の異なる新しい遺伝子であることが判明した。この遺伝子を暫定的にParasporin 1Ac2遺伝子と呼ぶことにした。Parasporin 1Aaは、HepG2、HeLa、及びMOLT-4に対して細胞損傷作用を示す。しかし、B.thuringiensis B462株のクリスタル蛋白質はMOLT-4に対して細胞損傷作用を示さず、このような特性は新しいパラスポリン即ちParasporin 1Ac2によるものと考えられる。Parasporin 1Ac2遺伝子は、その塩基配列解析結果に基づき、777アミノ酸からなる86.8kDaの蛋白質をコードしていると推定された。Parasporin 1Ac2はパラスポリンParasporin 1Aaのアミノ酸配列を比較するとC末端側領域に違いが認められる。前者がMOLT-4に対して損傷活性を示さないのに対して後者が損傷活性を示すのは、これらのアミノ酸配列の違いによるものであると推定している。グラム陽性土壌細菌Bacillus thuringiensis B462株は、胞子形成期に母細胞内に特殊な蛋白質凝集体(クリスタル)を形成する。クリスタルには子宮がん由来のHeLa細胞に対して選択的細胞毒性を示す蛋白質が含まれる事が知られている。本研究ではこの蛋白質の遺伝子クローニング、性状解析、ガン細胞検出法の構築を目指す。B452株のクリスタルを可溶化後プロテイナーゼKで処理するとHeLa細胞に対する細胞損傷活性が発現した。これをSDS-PAGEで解析した結果から60kDaポリペプチド(P60)が活性型分子であると判断された。P60の部分アミノ酸配列からdegenerateDNAプライマーを設計し、B462株の全DNAを鋳型としてPCR法によりP60をコードする遺伝子(p60)を単離しようとした。その結果、長さ13kbの複数のDNA断片が増幅された。このうち、2.9kb断片をクローニング、調査したところ、既知の細胞損傷蛋白質であるパラスポリン-1(PS-1)をコードする遺伝子である事が判明した。この他のサイズの増幅DNA断片のクローニングを現在進めている。PS-1は、プロテイナーゼKを用いた活性化によって15kDa及び56kDaの二つの断片が生じ、これらの会合体が活性型として選択的細胞損傷活性を示すと考えられている。P60は56kDa断片であるので、15kDa断片をコードする遺伝子をPCRにより増幅、70kDaの蛋白質全長(15kDa+56kDa)をコードする遺伝子を単離した。これをグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)融合蛋白質として発現させ、グルタチオンビーズを用いて精製した。70kDa蛋白質全長はHeLa細胞、MOLT-4細胞(白血病由来ガン細胞)のいずれに対しても細胞損傷活性を示さなかった。PS-1活性型を構成する15kDa断片、56kDa断片それぞれの役割は現在のところ明らかにされていないので、これについても詳細に解析する計画である。Bacillus thuringiensis B462株のプラスミドDNAを制限酵素HindIII及びEcoRIで切断したものを、パラスポリンI遺伝子をプローブとしてSouthern hybridizationを行った結果から、B462株には2種類のパラスポリンI遺伝子が存在することが強く示唆された。そこで、Bacillus thuringiensis B462株のプラスミドDNAを鋳型としてPCR法でパラスポリン遺伝子を増幅、塩基配列を調査したところ、2種類のパラスポリンI遺伝子の存在が明らかとなった。1つはパラスポリン1Aa1(Cry31Aa1)遺伝子と塩基配列が完全に一致しており、81kDaポリペプチドをコードする。この遺伝子をGST融合蛋白質発現ベクターpGEX-6P-1に挿入、大腸菌で発現させることが出来る。今回単離されたもう一つの遺伝子は、83kDaポリペプチドをコードするパラスポリン1Aa2(Cry31Aa2)遺伝子と高度に類似していて、塩基配列は96%一致する。主な違いはポリペプチドのC末端側の領域にあることが判明した。これまでに知られているパラスポリン1Aaは、HeLa細胞(子宮ガン由来)及びMOLT-4細胞(白血病由来)の両方に対して細胞損傷活性を示す。しかし、Bacillus thuringiensis B462株のクリスタル蛋白質を可溶化後、プロテアーゼ処理によって活性化すると、HeLa細胞に対しては細胞損傷活性を示すが、MOLT-4細胞に対しては活性を示さない。このことは、Bacillus thuringiensis B462株が新規なパラスポリン遺伝子を保持していることを示唆する。現在のところ、本研究によりB462株から単離された2種類のパラスポリンI遺伝子のうち、後者すなわちパラスポリン1Aa2に類似しているトキシンが新しい標的細胞特異性を示すのではないかと考え、その性状をより詳細に調査する予定である。

Bacillus thuringiensis B462株のクリスタル蛋白質をProteinase Kで処理する事によって新規な60kDa蛋白質か生成し、ヒトガン細胞HeLa細胞およびHepG2細胞に損傷活性を示すが、ヒトT細胞白血病細胞MOLT-4に対しては損傷活性を示さないことが認められた。このポリペプチドの部分アミノ酸配列に基づき、PCR法によってBacillus thuringiensis B462株のゲノムDNAから60kDa蛋白質をコードしていると考えられる二つの遺伝子を単離した。その一つは既知の遺伝子、即ちParasporin 1Aa1遺伝子であった。もう一つはParasporin 1Aa1遺伝子およびParasporin 1Ac1遺伝子と類似しているが配列の異なる新しい遺伝子であることが判明した。この遺伝子を暫定的にParasporin 1Ac2遺伝子と呼ぶことにした。Parasporin 1Aaは、HepG2、HeLa、及びMOLT-4に対して細胞損傷作用を示す。しかし、B.thuringiensis B462株のクリスタル蛋白質はMOLT-4に対して細胞損傷作用を示さず、このような特性は新しいパラスポリン即ちParasporin 1Ac2によるものと考えられる。Parasporin 1Ac2遺伝子は、その塩基配列解析結果に基づき、777アミノ酸からなる86.8kDaの蛋白質をコードしていると推定された。Parasporin 1Ac2はパラスポリンParasporin 1Aaのアミノ酸配列を比較するとC末端側領域に違いが認められる。前者がMOLT-4に対して損傷活性を示さないのに対して後者が損傷活性を示すのは、これらのアミノ酸配列の違いによるものであると推定している。
腐食した鉄筋コンクリート部材の付着割裂メカニズムの解明

本研究は、腐食鉄筋のコンクリートとの付着性能を評価するためのメカニズムを解明することを目標とし、付着応力-すべり関係の算出因子と鉄筋腐食に伴う変状因子の関係を考慮した供試体試験により影響を評価した。その結果、腐食によるコンクリート内部のひび割れ性状はかぶりにより異なること、腐食量の増加に伴う最大付着応力の低下勾配はかぶりが大きいほど顕著であること、横拘束力がある場合の腐食量の増加に伴う最大付着応力の低下は小さいことが確認できた。既存の土木構造物を将来にわたって有効に活用するためには、材料劣化に伴う構造性能の低下を明確に把握することが重要である。特に鉄筋コンクリート(RC)構造物における鉄筋の腐食については、安全性への影響が多大であるため、その影響度を的確に評価する必要がある。本研究は、腐食がRC構造物の構造性能に及ぼす影響を明らかにするため、腐食鉄筋のコンクリートとの付着性状に着目し、その評価のためのメカニズムを解明することを目的とする。本研究では、健全RC部材中の付着割裂における局所付着応力-すべり量関係を、コンクリートの割裂の寄与によるそれと、横補強による拘束効果が発揮される場合のそれとの加算で表現する。腐食RC部材においては、鉄筋の引抜時に生じる付着割裂ひび割れのほかに、腐食ひび割れや節の欠損がコンクリートの割裂の寄与に影響を与え、さらに腐食生成物によるプレストレス効果が拘束効果に影響を与えると仮定する。平成20年度は、電食により鉄筋を腐食させた試験体を引抜試験に供し、因子の鉄筋腐食に伴う変動と、その影響としての付着性状の変動との関係を調査して、腐食RC部材の基本付着性状を確認した。まず、腐食RC部材のコンクリートの損筋を確認するため、コンクリートの内部ひび割れおよび腐食生成物の調査を行った。その結果、試験体表面のひび割れおよび鉄筋軸方向のひび割れは片面のみに集中する傾向があること、かぶりが小さい試験体は放射状に腐食ひび割れが生じる傾向があること、ならびに質量減少率の増加に伴って特定の腐食ひび割れが進展し、かぶりを貫通することを確認した。また、腐食したRC部材における付着性状の把握を行うために、がぶりと腐食程度を実験因子とした腐食RC部材の引抜試験を行った。その結果、最大付着応力は腐食量の増加に伴い小さくなり、その低下勾配はかぶりが大きいほど顕著となる傾向が確認された。特に鉄筋コンクリート(RC)構造物における鉄筋の腐食については、安全性への影響が大きいため、その影響度を的確に評価する必要がある。平成21年度は、鉄筋の断面減少が単独で付着性状へ与える影響を明確化するため、実験により確認を行った。局所腐食を伴う腐食鉄筋の断面減少を鉄筋の切削により模擬し、片引き試験を行った。切削の程度および位置を変動因子とした。模擬腐食鉄筋は、コンクリート中での腐食のばらつきを模擬するため、既往の文献を参照して、全体に平面切削する部分と局所的に曲面切削する部分に分けて切削した。また、一時切削のみを施した試験体で鉄筋の応力勾配を取得し、これから各ゲージ位置での局所付着モデルを設定して、微小区間での力の釣合いを逐次積算する方法で解析を行い、実験結果と対比した。実験および解析結果によると、解析値は実験結果を概ね良好にトレースしており、断面減少が極端に大きいものを除く殆どの試験体の付着特性は荷重端での鉄筋の降伏により決定され、局所的な断面減少が全体の付着特性に与える影響は小さいことが確認された。腐食RC部材においては、鉄筋の引抜時に生じる付着割裂ひび割れの他に、腐食ひび割れや節の欠損がコンクリートの割裂の寄与に影響を与え、さらに腐食生成物によるプレストレス効果が拘束効果に影響を与えると仮定する。

平成22年度は、腐食に伴う膨張圧が付着性状へ及ぼす影響について着目し、これを模擬した実験によって検討を行った。腐食による鉄筋周囲の状態の変化は、電食により模擬することとした。また、横拘束力を鉄筋のみに作用させ、コンクリートの割裂の影響を除去するため、試験体に切込みを入れた。実験の結果、腐食部材においても横拘束力の増大に伴って最大付着応力が増加し、質量減少率の増大に対する最大付着応力の低下の程度は、引抜力により割裂ひび割れが生じる場合よりも小さくなる傾向が確認された。また、腐食膨張に伴う周辺コンクリートの内部ひび割れが付着性状へ及ぼす影響を把握することを目的とし、スリットにより種々の内部ひび割れの進展状況を模擬した実験を行った。この結果、片側のかぶりが割裂した試験体は、最大荷重後の荷重低下が緩やかとなること、腐食による内部ひび割れの進展状況に応じて付着割裂強度が評価できることが確認された。
肝星細胞活性化機構におけるSOCSを介したネガティブフィードバックに関する研究

肝星細胞は、肝臓の線維化において重要な働きを担っているとされるが、その活性化抑制機構については、未解決の領域である。今回の研究では、これまでに解明されていない肝星細胞の活性化抑制機構を明らかにし、さらに、その機構調節により星細胞の活性化を抑制し、肝線維化の改善に向けた治療法を模索することを目的とした。今回の研究課題である、肝星細胞の活性化におけるSOCSの役割を検討する目的で、SOCS-1,およびSOCS-3発現アデノウイルスベクターを分離培養肝星細胞に感染させ、SOCSを強制発現させ、その影響を検討した。SOCS-1,3を強制発現させた肝星細胞では、IL-6下流のJAK/STAT3系のシグナル伝達は有意に抑制されたが、FAKの発現に関してはこれまでに一定の傾向が得られず、さらに検討を進めている。また、肝星細胞のアポトーシスに関する実験でも、コントロール群に対してアポトーシスが容易に誘導される傾向があるが、これに関しても、詳細な検討を加えた後に結論を出す必要があると考えている。今後、他の研究費を使用して研究を継続する予定である。肝星細胞の活性化機構については、サイトカインによる活性化、インテグリンを介した線維性コラーゲンへの結合による活性化、などについて多くの研究が進められてきたが、活性化の抑制機構については、TGF-P下流のinhibitory SMAD (SMAD-7)の研究意外ほとんど未解決のままである。ラット肝星細胞を従来のコラゲナーゼ灌流法及び密度勾配遠沈法を用いて分離した後、プラスティックディッシュ、コラーゲンtypeIコートディッシュ、またはMatrigel上で培養し、それぞれの条件下で星細胞の形態学的活性化状態を経時的に観察したところ、Matrigel上で培養した肝星細胞は、プラスティックおよびコラーゲンtypeI上で培養したものに比べ、形態学的に活性化が抑制されていた。また、インテグリンの細胞内結合分子であるfocal adhesion kinase (FAK)の発現を検討すると、Matrigel上のもので発現が抑制されていた。一方、アデノウイルスベクター'を用いてSOCS-1,3を分離肝星細胞に強制発現させる検討を行ったところ、良好な蛋白発現が認められた。来年度は、強制発現したSOCS-1,3がFAKの発現および星細胞の活性化に与える影響を検討する予定である。
マキシマム・エントロピー法による固体中水素の電子密度分布

本研究の目的は,マキシマムエントロピー法と言う新しい方法により,固体中の水素の電子密度分布を調べることにあった。そのために,マキシマロエントロピー法が,この様な目的に有用であることを証明することから研究を開始する必要があった。それには,本研究の補助金で購入した水素検出用X線回折装置が,大いに威力を発揮した。安定度が高く,高分解能なデータが比較的簡単に測定出来るため,多くの物質に対して実験データを収集することが出来,マキシマムエントロピー法の有用性を実験的に実証することが出来た。この装置なくしては,本研究の遂行は,ほとんど不可能であった。これらの努力により研究代表者は,平成4年度日本結晶学会賞を授与された。この事は,学会もこの新しい方法に大いに注目していることを意味している。固体中水素の電子密度分布に関しても,非常に興味のある知見が得られた。固体中水素の電子密度分布は水素結合をしている時とイオン結合をしている時とでは,大いに異なることが判明した。水素結合をしている時は,共有結合電子の様な振舞を示し,自由原子による近似は非常に不適当であることがわかった。しはしば,X線では最も軽い元素である水素を検出できないと,教科書でも書かれる場合があるが,これは誤解で,自由原子による近似が成り立たないため,マキマムエントロピー法の様な結晶構造モデルに依存しない解析法が必となるだけである。一方,イオン結合の状態では,水素は非常に球対称な電子密度分布を示す。この時は,一見自由原子モデルで記述出来る様に思われるかも知れないが,負のイオンとなっているため,やはり,自由原子モデルは適当ではない。本研究により,近代的なX線回折法により,固体中水素の電子密度分布を詳細に調べることが出来ることが判明した。しかし,その目的には,マキシマムエントロピー法を用いることが必要不可欠となることに留意する必要がある。本年度は、主要な設備備品として、高安定・高分解能な水素検出用X線回折装置一式を購入した。現在、装置の立ち上げを終了し、リン酸二水素カリウム中の水素結合の様子を調べるためにX線回折実験を行っている。装置の立ち上げと平行して、解析方法を確立するために,マキシマムエントロピ-法によりルチル(TiO_2)の解析を行った。それにより,電子レベルの構造としては,(001)および(002)面上でTiO_2を単位とする結合をして居り,さらに,それらが面間のTiとOとの結合により3次元的ネットワ-ク構造を形成することを明らかにした。この結果は、現在結晶学に関しては,最も国際的に権威のあるActa Crystallographica誌に投稿中である。口頭発表としては,日本物理学会あるいは日本結晶学会における数編の一般講演に加え,日本物理学会1990年度秋の分科会において“マキシマムエントロピ-法によって求めた電子密度分布について"と言う題のもとに特別講演を行った。国際会議における発表は,フランスのボルド-で開催された第15回国際結晶学会において2編の論文発表を行った。さらに,同会議のサテライトミ-ティングとして開かれたPowder Diffractionの会議において“Accurate electron density distribution from Xーray powder diffraction datu by use of the maximumentrwpy method"と題した招待講演を行った。これらの研究活動により本研究が国際的にも注目されていることが理解されよう。これら既報の研究に加え,最近氷の構造解析を終了した。

氷は水素結合をしている典型的な物質の一つであり,これまでの方法により非常に詳しく研究されている。しかし,マキシマムエントロピ-法による我々の研究は,それらの報果をはるかに凌ぐものであり,非常に興味のある結果が得られた。即ち,電子レベルの構造では,水素は局在した構造ではなく,完全に1つの分子軌道に取り込まれていることが判明した。氷の研究は,次年度も引き続き行なう。本年度は,昨年度購入したX線回折装置を用い,いくつかの物質に対する測定を行い,詳細な電子密度分布をマキシマムエントロピ-法により求めた。また,固体中水素の構造研究にX線回折法と相補的役割を果たす中性子回折デ-タの理論的取り扱い法を詳細に検討した。中性子回折では重水素が他のほとんどの原子と同様に正の位相を持った原子散乱径を有するのに対し,軽水素は-0.3739×10^<ー12>cmと負の散乱径を持つ。ところがマキシマム・エントロピ-法では負の密度を取り扱うことが不可能で,固体中水素の構造研究には,この負の散乱径の問題を避けることが出来ない。種々検討を重ねた結果,正の散乱径を持つ原子と負の散貼径を持つ原子に対して別々にマキシマム・エントロピ-法の基本式を導くことが出来ることが判明した。それにより,例えば通常の氷H_2Oでは,HとOそれぞれの原子核密度を考えることにより,負の散乱径の問題が解決出来ることが判った。これらの結果は,国内の学会としては,物理学会,金属学会,結晶学会,固体イオニクス討論会等で口頭発表を行った。また,国際会議としては,PICXAM(Pacific International Conference on Xーray Analytical Meeting)に2件,PCIー91(International Symposium on the Physic and chemistry of Ice)に1件,Sagamore会議にて1件発表した。これらの国際会議では,それぞれProceedingsが発行される予定である。PCIー91のProceedingsに詳述したが,氷Ih相では,2中心の水素結合により,Ice Networkが形成されているが,電子密度で見る限り,元々水素に帰属する電子は,プロトンには局在せず,Ice Network全体に非局在化していることが判明した。結果として,氷における水素結合は,非常に共有結合的であることが判った。このことが,氷の誘電率等他の物性に影響しているものと思われる。本年度は、昨年度の研究をさらに発展させ、本一般研究で購入したX線回折装置により、詳細な電子密度分布を得るだけでなく、放射光による研究あるいは中性子回折による原子核密度を求める研究を行った。放射は光による研究では、放射光の様な平行ビーム系に対するソーラースリットの作成を行ない所定の性能が得られることを確認した。これにより、今後有機物の様な、より複雑な化合物中での水素の電子密度分布を求める研究に、新しい展望が開けた。また、放射光とイメージングプレートを組み合わせた実験により、ハイドロキシアパタイトの構造を研究した。ハイドロキシアパタイトは、水素の電子密度だけでなく、種々の興味がある。
遷移金属マイクロクラスターの電子状態

我々の研究目的は、具体的には、反強磁性遷移金属Mnクラスターの電子状態を求め、原子間結合についての知見を得ることである。ところで、Mnは3d遷移金属の中でも他と比べて奇妙な金属だといわれている。すなわち、凝集エネルギーが最も小さい、体積弾性率が最も小さい、原子半径が大きいことなどである。また、+1価のMnマイクロクラスターの魔法数は、単純金属や貴金属クラスターの魔法数と異なり、+1価の稀ガスクラスターの魔法数に近い。スピン分極DV-X_α-LCAO法を用いて、中性および+1価のMn_N(N=25)の電子状態を計算した結果、以下のことが明かになった。(1)中性Mn^0_2クラスターの原子間距離はバルク値の約1.3倍になり、かなり大きい。電子配置は孤立原子の3d54s^2に近い。(2)Mn^0_3、Mn^0_4、Mn^0_5クラスターも、Mn^0_2クラスターより原子間距離は小さくなるが、やはりバルク値より大きい。(3)+1価のクラスターの場合は、電子状態は金属的になる。(4)ただし、Mn^+_2、Mn^+_4クラスターの原子間距離はバルクの値より大きいが、Mn^+_5クラスターは小さい。(5)Mn^+_3クラスターは、Mn^+_4とMn^n_5クラスターの中間的な様子を示す。計算においてMn_5クラスターはピラミッド形を仮定したが、正五角形であるとのESRの実験もあり、さらに、まだMn^0_6およびMn^+_6クラスターの電子状態を求めていないので、現段階では断定的なことを言えないが、以上の結果は、+1価のMnクラスターの質量分析実験における魔法数5に対応していると思われる。なお、上記の研究成果については、裏面に掲げた文献において発表した。