hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA複製異常とゲノム不安定性におけるY-familyポリメラーゼの作用

RNA干渉法によってPolηの発現を抑制すると、c-Myc発現細胞は増殖が阻害され、G2期への蓄積、アポトーシスが強まった。また、Myc活性化によるDNA複製に関連するDSBの増加、複製フォーク停止を相乗的に促進した。また、Polηドミナント・ネガティブ変異体を過剰発現するとDSBを増加させ、変異体蛋白がDSBに局在した。さらに、この時のDSB形成がMUS81-EME2というS期特異的エンドヌクレアーゼによることを証明した。以上の知見は、PolηによるMyc誘導性複製ストレスを軽減して細胞生存を促進することを示している。また、PolηとMUS81-EME2による合成致死が新しい治療法の開発に利用できる可能性を示唆する。がん遺伝子の活性化が引き起こすDNA複製ストレス(RS)への耐性が腫瘍細胞の増殖に必要である。今回、私たちはがん遺伝子Myc活性化細胞において、RSへの耐性に損傷乗り越えポリメラーゼPolηが重要な役割を果たすことを見出した。また、Polηが作用しない時にはMUS81-EME2というDNA切断酵素がRSへの耐性に関与することを見出した。したがって、これら分子の機能を阻害することは新しい治療開発につながることが期待される。(2)Pol-etaの働きとその他のfork restartとの関係性。(3)他のモデル細胞系や発がん遺伝子についての検討。Myc発がん遺伝子で見出した知見が、その他のがん遺伝子でも見られるのかどうか?他の損傷乗り越えDNAポリメラーゼの関与はどうなのか?他の複製フォーク再開経路との相互作用はどうなのか?Polη欠損腫瘍においてMUS81-EME2が治療標的になりうるのか?という疑問を解決したい。旅費や消耗品費用が予想よりも少額で済ます事ができた。平成28年度の研究費が交付されるまでの消耗品の購入に使用する。
風浪中に於ける海洋構造物の非線形応答解析

3次元特異点分布法によるラディエ-ション及びディフラクション流体力を用い,変動波浪漂流力,変動風荷重及び潮流抵抗の非線形外力を加えた係留浮体の風浪下における運動応答計算プログラムを開発した。これは波スペクトルとしてブレットシュナイダ-・光易型を用い,風スペクトルはダ-ベンポ-トのものを用いて非線形の係留特性を有する係留システムで保留されている浮体の時刻歴解析を行なう計算プログラムである。同プログラムの有効性を確認するためにノルウェ-の国際的な比較計算プログラム(FPS2000)に参画して検証すると共に,岸壁は近に保留された浮体の運動と係留力に関する実験結果との比較によっても計算結果の妥当性を確めた。また,係留ラインの変動張力に関して,ランプド・マス法による係留ラインの動的解析プログラムを開発し,準静的解析と動的解析との相違を調べた。これらの研究成果を総合し,係留設計への応用を考察し,今後の合理的設計法を開発する上での知見を得た。3次元特異点分布法を用いてラディエ-ション及びディフラクション流体力を周波数領域で求め、これをインパルス応答法によって時間領域の流体力係数に変換し、変動波浪源流力、変動風荷重及び潮流抵抗の非線形外力も加えた時間領域での運動方程式を解く計算プログラムを開発した。この、いわゆる複合外力下のシミュレ-ションプログラムに於ては、海洋波のスペクトルとしてブレットシュナイダ-・光場のものを用い、変動風のスペクトルとして強風時に於けるダ-ベンポ-トのものを用い、不規則変動する時間領域での外力を作成した。係留系としては任意の変位・反力特性を有するフェンダ-や係留ラインで係留することを想定した。これらによる非線形の係留復原力特性を有する浮体が上述の不規則変動外力下におかれた時の非線形応答解析を行える計算プログラムを利用し、岸壁付近に係留された浮体の運動と係留力の解析を行った。その解析においては、浮体と岸壁と距離の影響や水深の影響をはじめ岸壁の反射率の影響を調査する目的で、これらに関するパラメ-タを種々変えてシリ-ズ計算を行ない運動や係留力に及ぼすこれらの影響を明らかにし、その成果の一部を学会誌に発表した。また、3次元特異点分布法の流体力計算において、高周波数領域での解が不安定なことや計算時間が膨大であることなど改良すべき点がいくつか明らかになった。前年度は岸壁付近に係留された浮体の複合外力下に於ける非線形応答解析を行なった。本年度はこの計算プログラムを改良し,変動波浪漂流力等の非線形外力による係留浮体の長周期運動の大きさおよびそれらが係留力に及ぼす影響を種々の海象条件についてシミュレ-ション計算によって考察した。浮体及び係留システムはノルウェ-・ハイドロ・リサ-チ・センタ-主催の国際的な比較計算プログラム(FPS2000)で取り上げたものとし,流体力及び線形応答計算の有効性を確認した後に,ビュフォ-ト階級で5,8,11についての複合外力下に於ける非線形応答解析を行なった。また浮体の係留条件を比較計算プログラムのものよりも大きくした場合についても解析し,長周期運動も含めた浮体の最大変位に及ぼす海象の影響をはじめ,浮体の相違や係留系の影響を調査した。また,係留ライン張力の推定に関し,準静的な解析と動的解析との相違を調べた。これらの研究によって,海象条件が厳しくなると,浮体の運動応答や係留力が増加するのは当然であるが,非線形応答の一つである長周期運動は線形応答の増加に比して小さくなる。また,係留ラインの動的影響は変動張力の小さいときに大きく,最大張力の推定に対しては準静的な解析でも十分な精度が期待できる。ことなどがわかった。前年度までの研究成果を総合し,保留システムの設計への応用を考慮し,風浪中に於ける海洋構造物の非線形応答の程度を調べた。臓体的には,ノルウェ-FPS2000比較計算プロジェクトに参加した流体力デ-タをベ-スにして,風荷重,潮流抵抗,波浪漂流力による非線形応答の程度を,種々のパラメ-タを変えて調査した。その結果,パ-ジ型浮体に対しては波浪漂流力と風荷重の影響が大きく,半潜水式浮体に対しては潮流抵抗の影響が顕著であることなどがわかった。

また,係留ラインの動的解析をLumped mass法で行ない,非線形流体力の影響により微小振幅の振動の方が動的影響が大きいことなどがわかった。これらのことから,より精度良い非線形応答解析を行なうべく,多方向不規則波中に於ける波浪漂流力の計算方法を検討し,計算プログラムを開発した。この計算結果によると,長波頂不規則波としての従来の計算結果に比べ,短波頂不規則波としての新たな計算結果は波浪漂流力に対しても2030%の相差があることがわかった。したがって,今後の風浪中に於ける海洋構造物の非線形応答計算に於いては多方向不規則外力として扱いが重要であるとの知見を得た。
海洋生物由来の抗腫瘍性リガンド

未開拓の海洋生物資源として深海性海産無脊椎動物と海洋微生物を選抜し、これらの生物種に浅海性海産無脊椎動物を加えて探索源とし、抗腫瘍性を示す低分子リガンドの創出を目的とした。浅海ならびに深海で採取した海産無脊椎動物ならびに海洋微生物の抽出物に対して、細胞試験および酵素阻害活性試験を行い、活性成分を単離しその構造決定を行うとともに、構造活性相関を導出し、活性化合物の構造の最適化を試みた。1.試料天然抗腫瘍性リガンド探索のための試料として、研究代表者研究室に所蔵の(1)浅海産海産無脊椎動物、(2)深海性海産無脊椎動物、および(3)海洋微生物由来の抽出物ライブラリーを用いた。また、練習船による航海においてドレッジを行い、深海性無脊椎動物の試料を増強した。2.生物活性試験細胞応答試験は、細胞毒性試験[(1)p53の突然変異状態の異なる3つのがん細胞および(2)多剤耐性および標準型HeLa細胞に対する細胞毒性の感受性の差違を指標とした。酵素阻害活性はヒストンデアセチラーゼ(HDAC)およびカテプシンBに対する影響を調べた。3.単離・構造決定活性を示した試料数種からの活性成分の単離・構造決定が現在進行中である。ここでは、単離構造決定が完了した1例について述べる。海洋由来の真菌Penicillium sp.の培養液が顕著な細胞毒性を示したため、大量培養を行い活性成分の探索を行った。その結果、多数の成分が得られた。その内の主要成分は、陸上起源の真菌から発見されたgliotoxinであり、それ以外の活性成分の多くは既知のgliotoxin類縁化合物であった。それらに加えて、2つの新規化合物が発見された。1つはbis(dethio)-10a-methylthio-3a-deoxy-3,3a-didehydrogliotoxin、もう1つは6-deoxy-5a,6-didehydrogliotoxinであり、これらの構造決定は機器分析データおよび化学誘導体化により導かれた。今回単離された化合物のヒストンメチル基転移酵素に対する阻害活性の構造活性相関を明らかにした。わが国周辺の浅海および深海で採取した海産無脊椎動物、深海底泥から分離した放線菌および真菌類、さらに、カイメンから分離した放線菌などを原料として、がん細胞に対する細胞毒性、白血病細胞の分化誘導活性、がんの悪化と密接な関係のあるカテプシンB阻害、ならびに抗がん剤開発の実績がある有望な標的のヒストンデアセチラーゼ阻害などの生物活性を指標に、活性物質の探索および化合物の構造決定を行った。底泥から分離された海洋性放線菌Streptpmyces sp.からsurugamideと命名した環状ペプチドを発見した。Surugamide類はD型およびL型のアミノ酸残基が混在する環状オクタペプチドで、カテプシンBに対して阻害活性を示す。Surugamide類の構造決定において最も困難な点は、D-Ile残基とL-Ile残基のペプチド中の位置の決定であったが、部分加水分解物とLCMSを組み合わせて、絶対配置決定に重要なフラグメントを選抜する手法を確立した。深海カイメンPetrosia sp.から単離したmiyakosyne Aはがん細胞に対して細胞毒性を示す鎖状アセチレン化合物で鎖中に分岐メチルを有する。この分岐メチル基の絶対配置は未決定であったが、化学分解物と合成標品の赤坂-大類試薬による誘導体化物の1H NMRデータの解析により決定することができた。別種の海洋性放線菌Streptomyces sp.からカテプシンB阻害を示す化合物として、ペプスタチンと類縁のペプチドを数種単離している。大島新曽根で採取した深海性カイメンBiemna sp.から白血病細胞の分化誘導物質を単離し、その構造研究を行っている。また、同所で採取したカイメンTheonella sp.からヒストンデアセチラーゼ阻害性の鎖状物質を単離し、その構造研究を進めている。多くのがん化学治療薬は、DNAや細胞周期に関連するタンパク質を標的としており、がん細胞の細胞周期の停止および細胞死を引き起こす。そのため、細胞周期を停止する海洋天然物は、創薬のシードとして期待される。そこで、細胞周期を可視化する蛍光プローブが導入されたFucci2-HeLa細胞を海洋天然物の活性評価に応用した。まず、当研究室で単離および構造決定を行った29種の海洋天然物のFucci2-HeLa細胞に対する作用を評価した。化合物種によって細胞周期への作用や細胞が示す形態は異なっていた。顕著な例として、onnamide BがS/G2期で細胞周期の停止を誘導した。これらの結果から、Fucci2-HeLa細胞を用いた活性評価系の有用性が支持された。そこで、約1000種類のカイメン抽出エキスライブラリーをスクリーニングしたとこと、S/G2期での細胞周期停止を特異的に誘導する試料を20種選別した。これらの試料を対象として、活性成分の単離・構造決定を順次進める予定である。まず、最初に用いたのは宮古曽根で採取したカイメンSpongia sp.で、抽出物を溶媒分画、フラッシュクロマトグラフィーおよびHPLCに付して、5種類の化合物を単離した。このうちの3種は過去にカイメンから見いだされたmetachromin C、J、およびTであった。今回得られた2種類の新規化合物をmetachromin XおよびYと命名し、それらの構造決定を、NMR、質量分析、化学誘導体化およびキラルカラムを用いたHPLCなどにより行った。3Y1ラット繊維芽

細胞は生物活性物質の存在下様々な表現型の変化を示し、その変化が投与した化合物の活性発現機序を反映することが知られるため、培養細胞と顕微鏡観察を組み合わせた化合物探索スクリーニングにおいてしばしば用いられる。そこで、この試験系を用いて、深海で採取した海洋生物および海洋微生物の培養液からの活性物質の探索を試みた。大島新曽根産カイメンS12-302の抽出物が長時間かけて当該細胞を細胞死に至らせるため、その遅効性細胞毒性物質の単離構造決定を行った。5つの活性成分を得て、スペクトルデータの解析をおこなったところ、既知化合物のpoecillastrin CおよびDならびにその新規誘導体であることが判明した。新規化合物の構造は、2次元NMRデータの詳細な解析により導いた。なお、poecillastrin類は液胞型ATPaseの強力な阻害剤で、この阻害活性に基づき抗腫瘍活性を示すことが知られていて、抗がん剤としての応用が期待されている。しかし、カイメンからの収量が少なく、分子内の24の不斉中心の絶対配置が未決定で、一部について相対配置が提唱されているのみである。そこで、本化合物の今後の有効利用を視野に入れ、絶対配置の決定を試みた。未開拓の海洋生物資源として深海性海産無脊椎動物と海洋微生物を選抜し、これらの生物種に浅海性海産無脊椎動物を加えて探索源とし、抗腫瘍性を示す低分子リガンドの創出を目的とした。浅海ならびに深海で採取した海産無脊椎動物ならびに海洋微生物の抽出物に対して、細胞試験および酵素阻害活性試験を行い、活性成分を単離しその構造決定を行うとともに、構造活性相関を導出し、活性化合物の構造の最適化を試みた。海洋生物には、植物や土壌微生物由来の化合物とは別種の化合物を含むことが知られる。ケミカルバイオロジーは、生物に対する低分子リガンドの作用の観察およびその作用機序の解析を基礎とする研究領域で、その根幹に位置すべきは、ユニークな構造と比類のない作用機序を有する低分子リガンドの発見である。このようなリガンドなくして、生命現象の神髄に触れる生体内での相互作用を解析することはできない。本研究では、未開拓の海洋生物資源である海産無脊椎動物と海洋微生物から、抗腫瘍性を示す低分子リガンドの創出を行った。まず、海底泥から分離した真菌Penicillium sp.に含まれるがん細胞に対する細胞毒性成分の探索を行い、2種の新規化合物を含む7種のジケトピペラジン誘導体を単離した。これらの化合物にはヒストンメチル基転移酵素阻害活性を示すことが知られているキートシン中の活性部位と共通構造が含まれたため、同酵素に対する阻害活性を調べ構造活性相関を明らかにした。ついで、深海性カイメンEpipolasis sp.から低濃度でがん細胞に対して細胞毒性を示す化合物を2種単離した。いずれも複雑な構造のマクロライドで、かつ、核磁気共鳴スペクトルにおいてシグナルを与えない部分が含まれるため構造決定は難航した。しかし、部分構造がカイメン由来の既知化合物のspirastrellolideメチルエステル類と似ていたため、メチルエステル化したところ同一物質を与えた。
インドネシア人移住労働者における帰還後のライフステージに向けた再統合

平成30年度も前年度に続き、フィールドでの調査を中心に行った。東ジャワ州での調査は大阪の台風の影響で、予定していた9月には遂行できず平成31年2月に行った。その際、継続してフィールドを訪れ、自立組織を調査するほか、移住労働者の家族のため、残された子どものための支援組織を初めて訪れたことで、移住労働の抱える問題を新たに知った。また自立支援に深くかかわる活動家についてより詳細に知るため、何人かの活動家に会って、インタビューをした。さらに西ジャワ州をフィールドとするメンバーが家事労働者として移住労働に携わった人たちが帰還後に都市部で家事労働者として、しかしステップアップした形で自立するライフステージを追った。また前年度に続いて11月には台湾共同調査を行った。台湾南部の高雄で移民コミュニティを再訪した。コミュニティはより大規模になり、メンバーが自立して運営できるように発展していた。インドネシアも台湾も何度も訪れることでラポールが構築され、より意義のある調査ができるようになったと感じた。平成31年3月には2日間、大阪で研究会を行い、初日は今年度の調査報告と、最終年度となる平成31年度の計画をたてた。そして翌日には公開研究会を開催し、東洋大学の長津一史准教授にインドネシア海域部でのこれまでの調査と気仙沼のインドネシア人コミュニティについて講演をしていただいた。外部から10名程度の研究者の参加があり、懇親会も含めて、活発な議論ができた。最終年度は、3月に議論した結果、共同発表と報告書の制作を計画している。研究開始年度に予定していた以上の調査を行うことができ、またそれによって今後の研究の方向性も順調に見通せる状況にきているためメンバーそれぞれのテーマと役割もほぼ固まったので、最終年度は調査を行い、まとめて報告書という形にできるようにする。その詳細は、7月に横浜で研究会を行い話し合う予定である。その時に、今後(今年度終了後)の研究発展についても議論する予定である。そのほか本科研の成果発表として、12月に国際学会でメンバー全員によるパネル発表をすることが決定している。さらに国内でも発表をできればと考えている。平成29年度はフィールドでの調査を中心に行った。8月にジャカルタで移動労働者送り出し機関とインドネシアの政府機関を訪問し、インタビューを行った。9月には東ジャワ州で共同調査をした。東ジャワ州の集落(カンプン)を訪れ、元移動労働者の自立組織の事例を知ることができた。その後、11月には台湾共同調査を行った。台湾ではインドネシアからの移民の声を聞くととともに、台湾政府の移民政策について関係者に聞き取りをし、移民コミュニティを訪問することで支援側と移民側の双方について知ることができた。またインドネシアから日本への移動労働者の例として、元EPA看護師にインタビューを行った。インタビューでは、日本での労働体験や海外体験が帰国後の人生のライフステージ構築にどう関わるのかライフストーリーを語ってもらった。平成30年3月に科研研究会を行い、今年度の共同調査を踏まえて、各自の担当の再確認と今後の方向性についての議論を交わした。そして東ジャワ州を再訪した。今後は自立支援組織の調査に主眼をおいた。NPOによる支援活動と元移動労働者自らが立ち上げた自立支援組織を訪問することができ、その経緯や苦労、展望等を知るとともに各地域や組織を比較することもできた。今後は、継続調査を行うとともに、東ジャワ州以外の動向、そしてインドネシアにおいて活動家が元移動労働者支援に至った流れ等をみていくことで、本科研での課題が明らかになると考えられる。研究開始年度に予定していた以上の調査を行うことができ、またそれによって今後の研究の方向性も順調に見通せる状況にきているため。

研究開始年度に予定していた以上の調査を行うことができ、またそれによって今後の研究の方向性も順調に見通せる状況にきているため帰還者がインドネシアで自立できるように様々な活動が行われており、それを継続的に追うことで、再統合に向けての動きを追う。また、このような活動を支えているのがインドネシアにおける活動家の存在である。そもそも活動家はどのような流れを経て、今、元移動労働者への支援に従事しているケースが多いのかについても調べる必要がある。さらに、東ジャワ州を主フィールドとしているが、それ以外の地域での状況についても可能な限り、調査を行いたい。そして、これら研究の成果についての発表についても具体的に検討していく必要がある。メンバーそれぞれのテーマと役割もほぼ固まったので、最終年度は調査を行い、まとめて報告書という形にできるようにする。その詳細は、7月に横浜で研究会を行い話し合う予定である。その時に、今後(今年度終了後)の研究発展についても議論する予定である。そのほか本科研の成果発表として、12月に国際学会でメンバー全員によるパネル発表をすることが決定している。さらに国内でも発表をできればと考えている。最終年度に予定より多くの額の使用が見込まれたため、残した。それは、12月に予定している国際学会発表の際、連携協力者の旅費が必要となるためである。
ESDとISOの統合による教育効果の高い総合的環境教育プログラムの構築

ESD(持続可能な発展のための教育)理論に基づいて設計されたドイツのリューネブルク大学で実施されている環境教育プログラムを日本の教育体制に合わせて圧縮したプログラムを、国際的な環境規格ISO14001の規定上、毎年すべての構成員に対して実施することが義務付けられている「一般教育訓練」として、学生を対象にして実施することで、高い教育効果を挙げることができる。本研究の目的は、持続可能な社会を創るための教育(ESD)の理念に国際的な環境規格であるISO14001の手法を取り入れて教育効果の高い環境教育プログラムを構築することである。本年度は、1.信州大学松本キャンパス各学部(人文学部・経済学部・法科大学院・理学部)および全学教育機構のシラバス等を利用して作成した環境教育授業のリストをもとにして、信州大学の環境教育の現状・利点・問題点を確認した。2.国内において先進的なESD活動を展開している岡山大学とヨーロッパの環境教育・環境研究をリードしているドイツのリューネブルク大学の環境教育を訪問調査するための準備的研究を行った。3.夏季休業中の9月、リューネブルク大学を訪問し、マイク・アドムセント准教授の協力を得て、同大学のESDの取り組みについて調査した。同大学訪問で得た資料とアドムセント准教授に対するインタビューによって得られた情報をもとにして、同大学のESDに関する取り組みの研究を開始した。4.同じく夏季休業中の9月、ヨーロッパの環境教育・環境研究をリードしているスイスのチューリッヒ工科大学を訪問し、環境管理責任者ゴッチュ氏の協力を得て、高い教育効果を挙げている同大学のESDの取り組みを翌年詳細に研究するための予備的調査・資料収集を行った。5.11月、岡山大学を訪問し、同大学で開催された「HESDフォーラム2009」に出席し、国外4大学および岡山大学はじめ国内12大学等におけるHESDの情報を収集し、岡山大学等におけるHESDの研究を開始した。本研究の目的は、持続可能な社会を創るための教育(ESD=Education for Sustainable Development)の理念に国際的な環境規格であるISO14001の手法を取り入れて教育効果の高い環境教育プログラムを構築することである。本年度は、1.国内において先進的なESD活動を展開している岡山大学とヨーロッパの環境教育をリードしているオーストリアのグラーツ大学の環境教育を訪問調査するための準備的研究を行った。2.夏季休業中の9月に、グラーツ大学を訪問し、同大学地球宇宙研究学部のフリードリヒ・ツィマーマン教授の協力を得て、同大学のESDの取り組みについて聞き取り調査を行った。同大学訪問によって得られた資料どツィマーマン教授へのインタビューによつて得られた情報をもとにして、同大学のESD活動に関する研究を行った。ツィマーマン教授によると、同大学では現在、一般学生を対象とする環境教育カリキュラムを現在構想中で、来年度には実施可能な環境教育カリキュラムが作成されるということである。3.9月東京で開催されたHESDフォーラム2010に出席し、環境人材育成コンソーシアム準備会によって開発された一般教育課程における環境教育プログラムの情報を得たので、環境人材育成コンソーシアム準備会の環境教育プログラムに関しても研究を開始した。4.春季休業中の3月に岡山大学を訪問し、同大学環境学研究科の小西助手の協力を得て、同大学のESDの取り組みについて聞き取り調査を行い、提供された資料と同氏に対するインタビューによって得られた情報をもとにして、現在同大学のESD活動に関する研究を進めている。1.環境省と「環境人材育成コンソーシアム」(EcoLead)によって環境人材育成のために作成された「大学における教養科目としての「環境力」を有するT字型人材育成プログラムガイドライン(2010年度版)」をもとにして、育成を目指す環境人材像、そのために育成すべき環境能力、身につけるべき知識・スキル・態度、全ての授業において提供すべき環境教育内容等、大学の一般教育課程における全学生対象の環境授業のあり方について研究を行った。2.平成21年度に訪問調査した際に実施した聞き取り調査とその際入手した資料をもとにして、ドイツのリューネブルク大学における先進的な一般学生対象の環境教育プログラムについて研究を行った。3.信州大学の共通教育において実施されている一般学生対象の環境教育授業に関する資料(平成22年度のもの)をもとにして、「環境人材育成コンソーシアム」によって作成された「大学における教養科目としての「環境力」を有するT字型人材育成プログラムガイドライン」と、リューネブルク大学において実施されている一般学生対象の環境教育プログラム等を比較検討して、育成を目指す環境人材像、そのために育成すべき環境能力、身につけるべき知識・スキル・態度、全ての授業において提供すべき環境教育内容等、大学の一般教育課程における全学生対象の環境教育プログラム、および環墳学習に積極的な学生を対象とするESDとISOを統合した教育効果の高い環境教育プログラムについての研究報告書を作成した。
肺線維化病態におけるエクソソームを介した肺と骨髄のクロストークに関する研究

C57BL/6マウスにブレオマイシン(BLM)をosmotic pumpで100mg/kg投与しBLM誘発肺線維症モデルマウスを作製した。BLM投与後1週間、2週間、3週間、4週間のマウスに加え、BLM非投与マウス(normal control)をそれぞれサクリファイスし、ExoQuick(System Biosciences)で血清中エクソソームを濃縮した。採取したエクソソーム内のmiRNAを解析するため、miRNA array(3D-Gene)を行い、BLM投与後2週で採取したエクソソーム(Ex2)内で発現が上昇していたmiR16について、HFL-1の細胞を用いて線維化との関連における解析を行った。BLM投与マウス、非投与マウスでのvalidationにおいて、BLM投与後2週目のマウス血清中エクソソーム内でmiR16の発現が上昇していた。次に、BLM投与後2週間でmiR16mimic (4 nM)を静脈投与し、4週間でmiR16非投与群と比較したところ、肺の線維化を表すashcroft socreがmiR16投与群において有意に低値であった。同様のモデルで肺内hydroxyprolineも測定したが、有意差は認めなかった。HFL-1にmiR16mimic (50 nM)を投与し、48時間後にTGF-β1 (10 ng/mL)を投与した結果、α-SMA、collagen typeI、SPARCのmRNAの発現がmiR16非投与群と比較し有意に低下していた。BLM投与後1週間、2週間、3週間、4週間のマウスに加え、BLM非投与マウス(normal control)をそれぞれサクリファイスし、ExoQuick&#174;(System Biosciences)で血清中エクソソームを濃縮した。同検体中のタンパク濃度は、normal control群で3401μg/ml、BLM投与1週間後の群では3774μg/ml、2週間後の群は3202μg/ml、3週間後の群は4673μg/ml、4週間後の群は4542μg/mlであった。同検体でEXOCET&#174;(System Biosciences)を用いてexosomeの定量を行ったところ、それぞれ1408×107個/μl、1249×107個/μl、1324×107個/μl、824×107個/μl、1413×107個/μlであり、normal control群と比較し有意な増加はみられなかった。また、exosomeの表面マーカーであるCD9、CD63、CD81でウェスタンブロットを解析したところ、すべての検体で表面マーカーのバンドを認めた。BLM投与後1週間、4週間のマウスをそれぞれサクリファイスし、肺組織を3週間培養した後、serum freeのmediumに変更後3日目にExoQuick-TCを用いて培養上清からexosomeを濃縮した。同検体を用いてCD9、CD63のウェスタンブロットの解析を行ったが、有意なバンドは確認できなかった。また、normal controlマウス、BLM投与後2週間、3週間のマウスの肺を同様に培養し、培養上清からexosomeを濃縮した検体でタンパク濃度を解析したところ、それぞれ324μg/ml、588μg/ml、388μg/mlであった。当初の計画通り進展している。研究計画では、平成27年度の予定は肺線維症特異的exosomeの同定、肺線維症特異的exosomeによる骨髄細胞のeducateとその肺線維化病態への関連の解明であり、平成28年度以降も同様の研究を継続していく予定である。現在はBLM投与マウス中の血清や肺組織のエクソソームを同定できており、今後GFPトランスジェニックマウスに投与し、骨髄移植を通してexosomeの肺線維化への影響を解析していく予定であるため、当初の予定通り研究は進んでいると考えられる。同検体中のタンパク濃度は、各群間で有意な差を認めず、同検体でEXOCET(System Biosciences)を用いて行ったexosomeの定量解析でも各群間で有意な差を認めなかった。同様に採取したエクソソーム内のmiRNAを解析するため、miRNA array(3D-Gene)を行った。BLM投与後1週で採取したエクソソーム(Ex1)内には、miRNA 122、1a、192、21などの発現が上昇、Ex2内にはmiRNA 21、144、16などが上昇、Ex4内には202などが上昇していた。また、miRNA 21、122の発現を確認するため、同検体で行ったRT-PCRでは、miRNA 21、122ともにEx2で有意に上昇を認めた。同様に採取したエクソソーム(Ex1-4)とnormal controlのエクソソーム10μgをfibroblast cell line(3T6)に添加し、FCS投与/非投与で3日間培養した。

FCS非投与におけるα-SMA、FCS投与/非投与におけるcollagen、ペリオスチンをRT-PCRで解析したが、Ex1-4群、normal control群で有意差は認められなかった。研究計画では、平成27-28年度の予定は肺線維症特異的exosomeの同定、肺線維症特異的exosomeによる骨髄細胞のeducateとその肺線維化病態への関連の解明であり、平成29年度以降も同様の研究を継続していく予定である。現在はBLM投与マウス中のエクソソームと、エクソソーム内のmiRNAの一部を同定できており、今後骨髄細胞やエクソソームの肺線維化への影響を解析していく予定である。C57BL/6マウスにブレオマイシン(BLM)をosmotic pumpで100mg/kg投与しBLM誘発肺線維症モデルマウスを作製した。BLM投与後1週間、2週間、3週間、4週間のマウスに加え、BLM非投与マウス(normal control)をそれぞれサクリファイスし、ExoQuick(System Biosciences)で血清中エクソソームを濃縮した。採取したエクソソーム内のmiRNAを解析するため、miRNA array(3D-Gene)を行い、BLM投与後2週で採取したエクソソーム(Ex2)内で発現が上昇していたmiR16について、HFL-1の細胞を用いて線維化との関連における解析を行った。BLM投与マウス、非投与マウスでのvalidationにおいて、BLM投与後2週目のマウス血清中エクソソーム内でmiR16の発現が上昇していた。次に、BLM投与後2週間でmiR16mimic (4 nM)を静脈投与し、4週間でmiR16非投与群と比較したところ、肺の線維化を表すashcroft socreがmiR16投与群において有意に低値であった。同様のモデルで肺内hydroxyprolineも測定したが、有意差は認めなかった。HFL-1にmiR16mimic (50 nM)を投与し、48時間後にTGF-β1 (10 ng/mL)を投与した結果、SMA、collagen typeI、SPARCのmRNAの発現がmiR16非投与群と比較し有意に低下していた。現在はBLM投与マウス血清中エクソソーム内のmiRNAの一部を同定できており、今後さらに線維化への影響を解析していく予定である。
異所性PTH産生腫瘍の副甲状腺特異的新規lncRNAの発現/Ca感知受容体の欠落

現在、何らかのドライブ機能を持つ遺伝子発現を見出そうとするわれわれの試みにおいて、上述のlncRNAが、その役割を担う可能性を検討することを目的として、これを培養乳がん細胞へ導入し、この外来性lnRNA特異的に発現する遺伝子群のマイクリアレイ解析を網羅的に行っている。その一方で、エキソーム解析のプロファイリングを通じて、コピー数変動の見られる染色体部位、および腫瘍部のみで変異を起こしている遺伝子群を同定し、ダイレクトPCR、サンガーシークエンシングによって種々の新しい知見を集積しているところである。さらにこの組織に特異的に発現しているであろうmiRNAの発現についても網羅的な解析を進めつつある。一方の胃がん細胞においては解析のための手続きがほぼ完了し、そのホルマリン固定標本サンプル(FFPE)のRNA解析を中心とする次世代シークエンシング解析が緒についた段階である。1)マイクロアレイにおいては、種々のPTH非産生MFHのデータがオープンアクセスとなっており、われわれのサンプルとの間で種々の比較検討を行っているところである。2)異所性PTH産生MFHの解析から得たフレームシフト変異の入った遺伝子群のうちのATRXやmed1および脱ユビキチン化酵素USP24についてCrispr-Cas9やsiRNAを用いた遺伝子導入またはノックインする実験を計画している。そして、現在、3)上述のlncRNAの機能検証実験をT47D培養乳がん細胞を用いてRNA-seq実験とマイクロアレイ解析を組み合わせて進行させている。これまでの予備的検討からサイトカイン遺伝子の普遍的な核内転写因子であるSTAT1ファミリーに属する種々の遺伝子のlncRNA特異的発現が確認されている。これらのアプローチを通じて、究極的には、組織特異的発現の厳格な制御のもとに「生理的に」産生されるPTH遺伝子発現の未知の分子機構に迫り得ると確信している。さらに、国内で、最近報告された異所性PTH (決してPTHrPではない)産生胃がん細胞を信州大学、飯田市民病院との共同研究により同様の方法で解析して今回の結果と比較検討することを開始した。ホルマリン処理サンプルであるため取り扱いには慎重を要するが、最近開発されたFFPE-PCR法を駆使していく予定である。また、種々の培養癌細胞では、しばしばPTHと受容体を共有するPTHrP(PTH関連ペプチドまたはタンパク)の産生を認める。このPTHrP発現の特徴を規定する分子機構は全く未解明であり、このPTHrPの産生機構についても、上記の研究を基盤にした何らかのヒントが見えてくる可能性に期待している。われわれは、軟部組織肉腫(MFH)からの副甲状腺ホルモン(PTH)の過剰産生が高Ca血症をもたらしした異所性PTH産生腫瘍において、(1)本腫瘍と、別患者の副甲状腺腫細胞の両者のみに発現する1500塩基から成るlncRNAの発現と(2)この腫瘍での、異所性PTH産生に必要な2個のブレーキである、CaSR(Ca感知受容体)とビタミンD受容体(VDR)の両者の無低発現と、ビタミンD不活性化酵素CYP24A1の大量発現を認めた。(An Excess of CYP24A1, Lack of CaSR, and a Novel lncRNA Near the PTH Gene Characterize an Ectopic PTH-Producing Tumor. J. Endocrine Soc. 1, 2017, 691-711。)そして現在、このlncRNAが、異所性PTH産生腫瘍の発症の主原因の一つであるという仮説を立てエキソーム解析を行っている。われわれは、1)このエキソーム解析のプロファイリングを通じて、コピー数変動の見られる染色体部位、および腫瘍部のみで変異を起こしている遺伝子群を同定し、サザン法、ダイレクトPCR、サンガーシークエンシングを行っている。マイクロアレイにおいては、種々のPTH非産生MFHのデータがオープンアクセスとなっており、われわれのサンプルとの差を検討できる段階にある。そして、2)異所性PTH産生MFHの解析から得たフレームシフト変異の入った遺伝子群のうちのATRXやmed1についてCrispr-Cas9やsiRNAを用いいた遺伝子導入またはノックインする実験を計画しているところである。全部で26個という少数の変異のみが得られているので、これらの遺伝子の系統的なノックダウンアッセイも試みたい。現在、上述のlncRNAの機能検証実験をRNA-seq実験と並行させて進行中である。このRNAはこれまでのデータベースからは知られていないlncRNAであり、その解析は全くオリジナルのアプローチ法を用いて行わざるを得ないことから、必ずしも平易ではないと予測されるが、今のところは内容的にも時間的にも順調に進んでいる。究極的には、組織特異的発現の厳格な制御のもとに「生理的に」産生されるPTH遺伝子発現の未知の分子機構に迫り得ると確信している。今後は国内で、ごく散発的に報告されているに過ぎない異所性PTH(決してPTHrPではないもので未発表を含め国内で2例の解析可能例が存在することは確認済みである)産生腫瘍を共同研究により同様の方法で解析して今回の結果と比較検討していく予定である。また、種々の培養癌細胞では、量の差はあるものの、上述の異所性のPTH発現ではなく、その多くの場合にPTHと受容体を共有するPTHrP(PTH関連ペプチドまたはタンパク)の産生を認める。このとき認められる癌の悪性度が進行してきたときに急激に発現上昇するPTHrP発現の特徴を規定する分子機構は全く未解明である。

近年、随伴する高Ca血症のみならず、PTHrPの発現自体が担がん患者のQOLを著しく落とすことが判明しつつあるようになっており、今回の研究で得られたPTH発現に特徴的と考えられるような知見を集積すると、このPTHrPの産生機構についても何らかのヒントが見えてくる可能性が大きい。また、この、悪液質に通じる病態は、尿毒症におけるPTH(この場合はPTHrPではない)の作用機構にも通じるものがあることは非常に興味あるところでもあり、研究の進行とともに新たな視野が開けてくることが期待できる。現在、何らかのドライブ機能を持つ遺伝子発現を見出そうとするわれわれの試みにおいて、上述のlncRNAが、その役割を担う可能性を検討することを目的として、これを培養乳がん細胞へ導入し、この外来性lnRNA特異的に発現する遺伝子群のマイクリアレイ解析を網羅的に行っている。その一方で、エキソーム解析のプロファイリングを通じて、コピー数変動の見られる染色体部位、および腫瘍部のみで変異を起こしている遺伝子群を同定し、ダイレクトPCR、サンガーシークエンシングによって種々の新しい知見を集積しているところである。さらにこの組織に特異的に発現しているであろうmiRNAの発現についても網羅的な解析を進めつつある。一方の胃がん細胞においては解析のための手続きがほぼ完了し、そのホルマリン固定標本サンプル(FFPE)のRNA解析を中心とする次世代シークエンシング解析が緒についた段階である。上記でも触れたように、国内で、ごく散発的に報告されているに過ぎない異所性PTH (決してPTHrPではないもので未発表を含め国内で2例の解析可能例が存在することは確認済みである)産生腫瘍を同様のアプローチで解析していく予定である。lncRNA機能の解析は、現在研究を行えば行うだけの数の機能解析に繋がる状況と考えられるため、早急に結果をまとめていくことをまず念頭に置いている。具体的には、PTHの組織特異的発現にかかわる種々のRNA分子およびタンパク分子とこのlncRNAの相互関係・結合様式を網羅的に解析することを考えている。またこのlncRNAの全体像を5'-RACE法などの標準的分子生物学的解析法によって明らかにしていく予定である。さらに、われわれは、1)このエキソーム解析のプロファイリングを行い、コピー数変動の見られる染色体部位、および腫瘍部のみで変異を起こしている遺伝子群を同定し、サザン法、ダイレクトPCR、サンガーシークエンシングを行っていきたい。マイクロアレイにおいては、種々のPTH非産生MFHのデータがオープンアクセスとなっており、われわれのサンプルとの差を検討できる段階にあることが期待される。そして、2)異所性PTH産生MFHの解析から得たフレームシフト変異の入った遺伝子群のうちのATRXやmed1について遺伝子を導入またはノックインする実験を計画しているところである。全部で26個という少数の変異のみが得られているので、これらの遺伝子の系統的なノックダウンアッセイも試みたい。そして、ここに挙げたlncRNAから、センス・アンチセンス方向の発現ベクターを作成し、Crispr-Cas9やsiRNAを用いた遺伝子導入またはノックインする実験を計画しているところである。
細胞の癌化における蛋白質燐酸化酵素の役割

現在、チロシンキナーゼやCキナーゼなどの蛋白質燐酸化酵素と発癌の関係が注目されているが、数多く見つかった癌遺伝子産物由来のチロシンキナーゼを含め、発癌と直接関係すると考えられる。これらの蛋白質燐酸化酵素の生体内基質についてはまだほとんど明らかにされていない。私共はこのような蛋白質燐酸化酵素の基質の解析を中心に研究を行っている。本年度は細胞質に存在するチロシンキナーゼの完全精製に成功した。今日まで多くのチロシンキナーゼが報告されているが、この大部分は細胞膜由来であり細胞質チロシンキナーゼに関与する研究は少ない。我々は細胞質においても脾臓のような組織には細胞質チロシンキナーゼが多量に存在することを見い出し、この脾臓の細胞質のチロシンキナーゼの完全精製に成功した。分子量は約4万であり、酵素化学的に細胞膜由来のチロシンキナーゼとは異なる性質を有している。基質蛋白質について検索したところヒストンやミエリン塩基性蛋白質、チュブリン等を燐酸化するが、生理的な反応か否かはまだ解答を持っていない。このキナーゼはヘパリンやポリアミンによって活性が変動するが、用いる基質によってその活性の動きは複雑である。またポリ塩基性アミノ酸の添加によっても基質特異性は大きく変動する。即ち血清アルブミンやカルモデュリン、ホスホリラーゼbのような蛋白質は通常ほとんど基質にはならないが、ポリ塩基性アミノ酸が存在すると非常に良い基質となる。このように細胞質チロシンキナーゼは、ポリ塩基性アミノ酸やポリアミンのような物質によって基質認識が左右される。生体内においてもこのような物質が存在しチロシンキナーゼの基質認識に重要な役割を演じている可能性があり、さらに追求していきたい。同様な現象が細胞膜に存在する燐脂質によっても見られ、チロシンキナーゼの基質認識における様々な因子の関与が生理的に重要な可能性があり、今後明らかにしたい。
体内受精の成立に関わる精子運動開始機構の適応的進化に関する研究

本研究では、精子運動開始因子(SMIS)の作用様式の適応的変化を解明するために、1)電子顕微鏡観察、2)免疫学的解析、3)遺伝子構造解析を行った。アカハライモリ体内受精に重要な、SMISを含む顆粒は、シリケンイモリ(体内受精種)とモリアオガエル(樹上受精種)の卵外被に見られ、後者ではその局在が著しく異なった。顆粒は、イベリアトゲイモリ(体内受精種)とアズマヒキガエル(体外受精種)には見られず、受精様式に加え、更なる要因に適応した作用様式の多様化が示唆された。一方、アカハライモリSMIS遺伝子の構造と発現制御を解明し、種間比較のために、RNAseqによるSMIS遺伝子の新同定法の確立に成功した。両生類において、体内受精様式は体外受精様式から進化的に確立され、陸上環境への適応に貢献したと考えられる。しかし、この受精様式の進化の中核となった適応的変化の詳細は不明である。私たちは、アカハライモリの卵外被であるジェリー層において、体内受精に適応して特殊化した精子運動開始機構の鍵となるsperm motility-initiating substance (SMIS)をコードするcDNAを単離同定し、両生類種間でSMISが分子的な特徴の変異を伴って保存されていることを見いだした。このことは、SMISを介した精子運動開始機構が受精様式の進化と体内受精の確立に関連して適応的に変化したことを示唆する。本研究では、SMISを介した精子運動開始機構がどのように改変されているのかを理解するために、アカハライモリにおいてSMISが局在し、精子先体反応と連携して体内受精の成立を保証するジェリー層表面の微細構造とSMISの遺伝子構造に焦点をあて、両生類種間での相違を電子顕微鏡学的手法および分子生物学的手法等によって解析する。これまでに、ジェリー層表層の電子顕微鏡解析により、アカハライモリジェリー層の表層に存在し、SMISが局在する顆粒がモリアオガエル、ツメガエルには存在しないことが明らかになった。一方、アカハライモリの近縁種であるシリケンイモリではジェリー層表面に顆粒が観察され、アカハライモリと同様に体内受精を行うイベリアトゲイモリではこれまでのところ顆粒が観察されていない。これらのことから、ジェリー層表層におけるSMISを介した精子運動開始機構は、体内受精様式を行う種の一部において受精に機能していることが示唆される。一方、アカハライモリSMISの遺伝子構造をゲノミックPCRによって解析したところ、mRNAの146番目から267番目の塩基の間に少なくとも2つの長大なイントロンが存在することが明らかになった。両生類において、体内受精様式は体外受精様式から進化的に確立されたが、この進化に必要な適応的変化の詳細は不明である。卵ジェリー層等、両生類の卵管分泌マトリクスは、種によって形状や性状が異なり、淡水中や陸上の様々な環境に応じた受精環境を作り出している。一方、卵管分泌マトリクスの強い関与の下で起こる卵ー精子相互作用には、しばしば種特異的な特徴が見られる。これらのことは、両生類の生殖様式の進化において、卵管分泌マトリクスの変化に受精機構が適応したことを示唆する。本研究では、有尾両生類の体内受精特異的な精子運動開始機構を手掛かりとして、両生類における卵管分泌マトリクスに依存した受精機構の適応的な変化の実体を明らかにする。本年度は、タングステン型、及び電解放射型走査型電子顕微鏡を用いてアカハライモリの卵ジェリー層表層を詳細に観察した。その結果、精子運動開始因子(sperm motility-initiating substance; SMIS)が局在する直径約2μmの顆粒が直径約54 nmの粒子によって構成されていることが明らかになった。このことは、未解明のSMIS活性化機構の解明に重要と考えられる。一方、イロワケガエル、モリアオガエル及びアフリカツメガエルの卵管分泌マトリクスの形状を詳細に観察したところ、それぞれ、ネットワーク状、繊維状などの特徴的な形態が観察されたが、顆粒状構造は見られなかった。このことから、アカハライモリ卵ジェリー層表層の精子運動開始機構は、有尾類の体内受精様式に適応して進化したものである可能性がある。今後、SMISの局在様式を調べ、さらに検討する。一方、SMISの遺伝子及び分子構造における変化を調べるために、アカハライモリゲノムDNAを鋳型としたPCR解析を開始し、SMISの活性部位に結合する抗体を作成した。これらの実験は、次年度に継続して行う予定である。脊椎動物の進化において、両生類に生じた体外受精からの受精様式の多様化と体内受精の確立は、陸上環境への適応に大きく貢献したことが示唆されている。

私たちがアカハライモリの卵外被であるジェリー層から単離・同定したsperm motility-initiating substance (SMIS)は、その作用機構が受精様式の多様化と体内受精の進化に関連して適応的に変化したことが示唆されている。本研究では、SMISの作用機構の変化の実体を調べ、受精様式の多様化と体内受精の進化に関連した分子機構の適応的な変化を明らかにする。本年度は、前年度に行ったシリケンイモリ、モリアオガエル、及びイベリアトゲイモリに加えて、ヒキガエルの卵ジェリー層表層の微細構造を走査型電子顕微鏡により観察した。その結果、アカハライモリにおいてSMISが局在する顆粒がヒキガエルでは見られなかった。また、抗SMIS抗体を用いた免疫染色により、シリケンイモリの卵ジェリー層表層、及びモリアオガエルの卵外被の構成成分である輸卵管分泌物中の顆粒状物質に特異的な蛍光が観察された。一方、1172 bpの転写領域を含む4794 bpのSMIS遺伝子塩基配列をゲノムウォーキング法により決定した。転写領域の上流にはTATAボックス、CATボックス等が見られたが、特徴的な転写調節配列は見られなかった。一方、RT-PCR法によって、SMISの転写がエストラジオールによって抑制的な調節を受けることが示された。RNAseq法によりSMIS cDNAの塩基配列を解読することを試みた。その結果、SMIS cDNAと99.2%の相同性をもつ配列を含む1395 bpのcontig配列を得ることに成功し、RNAseqによるSMIS cDNAの同定が有効であることが示された。生殖生物学予定した研究計画のうち、ジェリー層表層の電子顕微鏡観察は計画以上の成果をあげているが、遺伝子構造解析については、当初予想していなかった長大なイントロンの存在が示唆され、塩基配列の解読に多くの時間が必要となっている。また、ジェリー層中のSMISの免疫学的な検出については、アカハライモリを除く多くの種のジェリー層が、極めて吸水性に富み、解析用のサンプル調整が困難を極めている。卵ジェリー層マトリクスの微細形態観察についてアカハライモリを含む4種において実施し、良好な結果を得ることができ、アカハライモリ卵ジェリー層の微細構造の特異性が明らかになった。また、精子運動開始因子(sperm motility initiating subsatnce; SMIS)の機能部位を構成するアミノ酸配列を認識する抗体の作成に成功した。これにより、精子がSMISに対して反応するモリアオガエル等の種におけるSMISの特徴を生化学的に解析することが可能になった。また、アカハライモリSMIS遺伝子構造の解明のため、ゲノムDNAを鋳型としてPCRによる解析を開始した。この実験は、本プロジェクトの中で、難易度が高いものであるが、現状では順調に実験が進んでおり、今後、良好な結果を得られるものと期待している。電子顕微鏡観察は現在観察中のイベリアトゲイモリに加えてさらに複数種について観察を行い、種間に見られるSMISを介した精子運動開始機構の相違の特徴を解明する。遺伝子構造解析については、イントロンの配列決定とともにORFの上流および下流配列に焦点をあてて塩基配列の解読を進めアカハライモリSMIS遺伝子の構造的特徴を解明する。さらに、他種のSMIS
特異的表面構造を有する鉄系複合酸化物をベースにしたLED光殺菌システムの開発

本研究では、アルカリ土類フェライト:AFe2O4(A=Mg,Ca)に着目し、特異的微細構造の制御やヘテロ接合界面を最適化し、室内灯照射下で高効率な光殺菌能を有する光触媒の開発を目指した。最終年度は、1異種元素(ランタノイド=Dy,Gd,Sm,Nd,La)添加によるMgFe2O4の微細化機構の解明、2異種元素を添加したMgFe2O4微粒子の物性の評価、3WO3による大腸菌群の光殺菌性能を重点的に評価した。1では、ランタノイドを添加したMgFe2O4のラマン分光測定を行い、添加元素,添加量,原子間距離の変化を調べた。FeーO間の結合距離は、イオン半径が小さいランタノイドを添加すると拡張し、大きい元素では逆に収縮することがわかった。La添加MgFe2O4の光電子分光(XPS)測定では、La添加により酸素空孔が生成することが示唆された。粉末X線回折(XRD)測定により、イオン半径の小さい元素添加は、MgFe2O4結晶内に大きな格子歪を引き起こすことがわかった。この格子歪が結晶子成長を抑制し、微粒子化を促進している可能性が指摘された。さらに、La添加MgFe2O4の透過型電子顕微鏡(TEM)分析では、添加量が5mol%まではLaはMgFe2O4の格子間に存在し、10mol%ではMgFe2O4表面に析出し、LaFeO3相を形成することがわかった。2では、La添加MgFe2O4について、電気的特性を確認するためにCOガスに対する電気抵抗変化を調べた。その結果、10mol%添加試料が優れた特性を示し、p型半導体と類似した挙動を示した。このことは、n型半導体であるWO3とヘテロ接合することでWO3で光誘起された電子やホールの再結合の抑制効果があることを示唆する。3では、WO3について、可視光照射下(λ>420nm)で大腸菌に対する殺菌能を評価したところ、殺菌効果が期待できることがわかった。本研究では、資源量が豊富で、熱的及び化学的に安定なアルカリ土類フェライト:AFe2O4 (A = Mg, Ca)に着目し、特異的微細構造の制御やヘテロ接合界面の最適化を行うことで、室内灯(LED)照射下で高効率に作用する光殺菌システムを開発するものである。具体的には、(1)異種元素添加によるアルカリ土類フェライトの微細構造変化メカニズムの解明,(2)異種元素添加によるアルカリ土類フェライトの多孔体形成条件の最適化,(3)室内灯(LED)による大腸菌群の光殺菌システムの開発を目的とし、研究を進めている。平成28年度では、CaFe2O4の微細構造制御に重点を置いて、WO3/CaFe2O4系光触媒の可視光照射下におけるイソプロパノール分解活性の改善を試みた。CaFe2O4は、ヘテロ金属多核錯体法,マイクロ波加熱法,リンゴ酸錯体法,錯体重合法により合成した。XRD測定から、リンゴ酸錯体法及び錯体重合法により、固相反応よりも低温でCaFe2O4が得られた。リンゴ酸錯体法で、CaFe2O4にSi及びZrを添加すると表面形態が多孔質化し、Ti, Hfを添加すると微細化した。可視光照射下におけるイソプロパノールの分解活性試験を実施したところ、クエン酸錯体法から合成したWO3ナノ粒子とネットワーク構造を有するZrを添加したCaFe2O4を組合せた光触媒が効果的に分解できた。さらに、CaFe2O4にZrを添加すると、ガス検知特性のような機能性が発現することも明らかになった。また、リンゴ酸錯体法で、MgFe2O4にSi及びLaを添加すると微粒子が得られた。可視光応答性のWO3を用いて大腸菌Escherichia coli K-12に対する光殺菌効果の評価系を検討した。攪拌の有無や照射量、時間を様々に検討した結果、生菌数をCFUレベルで評価する条件を確立した。平成28年度は、アルカリ土類フェライト(CaFe2O4)について、(1)微細構造変化メカニズムの解明, (2)異種原子添加によるアルカリ土類フェライト多孔体形成条件の最適化,(3)室内(LED)灯による大腸菌群の光殺菌システムの開発を目的としている。項目(1)の微細構造変化について、XAFS解析を実施したが、表面構造に関する有益な情報は得られなかった。しかしながら、項目(2)及び(3)は、概ね順調に進展している。本研究では、熱的及び化学的に安定なアルカリ土類フェライト:AFe2O4 (A = Mg, Ca)に着目し、特異的微細構造の制御やヘテロ接合界面の最適化を行うことで、室内灯(LED)照射下で高効率に作用する光殺菌システムを開発するものである。具体的には、1異種元素添加によるAFe2O4の微細構造変化メカニズムの解明,2異種元素添加によるAFe2O4の多孔体形成条件の最適化,3室内灯(LED)による大腸菌群の光殺菌システムの開発を目的とし、研究を進めている。平成29年度では、具体的に1ランタノイドを添加したMgFe2O4、及び2Zr元素を添加したCaFe2O4の微細構造制御、3蛍光顕微鏡観察による生菌数評価システムの開発について重点的に研究を行った。