hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アパタイト骨補填材による下顎骨再建に関する研究

本研究ではハイドロキシアパタイトの臨床応用、特に下顎骨再建について検討し以下の結論を得た。I.動物実験による検討成犬下顎骨による顎骨欠損部への補填実験の結果、下顎臼歯部15mmの欠損部の補填では約8週でアパタイト多孔体は近心、遠心両側からの気孔内に至る骨形成により埋めつくされる所見を得た。この場合の骨形成性は顎骨とアパタイト多孔体との固定に大きな関連性があることから、動物実験系での顎骨、頬舌側固定法であるダブルプレ-ト法を開発した。II.臨床応用-下顎骨再建症例の経過観察動物実験の結果をふまえて、臨床応用したアパタイト多孔体ブロックによる下顎骨再建例は現在までに29例、そのうち区域切除後の架橋補填7例での検討から、補填部の骨形成状態はX線所見、骨シンチグラムより推測しうること、またそのうちの1剖検例(73才女性)より高齢者に於ても骨形成が行なわれていることが明らかとなった。これらのことから、一定期間後のX線、骨シンチグラム所見から骨形成性を診断し、その結果によっては補填材としての再建プレ-トの除去が可能となる症例を経験した(35才男性、59才女性)。III.再建下顎骨に対する補綴的処置の検討下顎骨再建29例に対してはほぼ全例再建部への通常の補綴装置の装用を行っており、良好な結果を得ている。以上の検討より、アパタイト多孔体の補填部は骨伝導による骨形成が期待しうること、骨形成がある程度行われた時点で補強材チタンプレ-トの除去は可能で相応の物性が得られること、術式は骨移植に準じるが、人工骨との強固な固定が重要であることなどが確認された。本研究からもアパタイト多孔体は下顎骨再建用の人工骨として十分に臨床適用可能な材料であることが明らかとなった。アパタイト仮補填材を我々は人工骨として発展させるための検討をつづけている。本研究はその一環として特に欠損した下顎骨を新蘚自家骨移植によらないで多孔質アパタイトブロックで再建することへの検討である。I.動物実験多孔質アパタイトブロックを用い、下顎骨連続離断に対する下顎骨再建実験を雑種成犬にて行ってきた。その際、多孔質アパタイトブロック及び下顎骨の固定は頬則よりの1枚のプレートを用いてきたが、実験の一部の個体において補填した多孔質アパタイトブロックの露出が認められたため、新たに頬側及び舌側よりの2枚のプレートによる固定法を考案し雑種成犬にて実験を行った。補填2ケ月後、多孔質アパタイトブロック補填部顎骨を摘出し、非脱灰薄切標本、トルイジンブルー染色にる光学顕微鏡を用い組織学的観察を行った。その結果、頬側よりの1枚のプレートによる固定法と比較し、多孔質アパタイトブロックが露出した個体はみられないこと、組織学的観察においてより早期の多孔質アパタイトブロックと顎骨との一体化などの改善が認められた。以上のことより本材が下顎骨連続離断症例においても人工骨として十分に臨床応用しうることが裏付けられた。II.下顎骨再建症例の長期経過観察アパタイトによる再建下顎骨症例(27症例)、チタンプレートでの架橋補填7症例のうち剖検により骨形成を検索し得た症例では術後2年で下顎骨とアパタイトの一体化が観察され、骨シンチ所見と同一の結果であった。以上の結果から、計3例でプレート除去、いずれも経過良好で臨床的にもアパタイトでの下顎骨再建が有用であることが証明された。

アパタイト骨補填材について顎骨領域における人工骨としての発展を動物実験による検討ならびに臨床応用による検索を行った。I.動物実験下顎骨再建法のうち特に区域切除後の補填結果について検討した。まず実験系での結果は術式中のアパタイトの顎骨に対する固定法に左右されることが明らかとなった。そのため固定時のプレ-トを頬舌側2枚にすることによって確実な維持が得られ、実験結果に反映された。すなわち、区域切除部に補填したアパタイト内へは残存下顎骨両端から骨新生がみられ、最終的に約8週で多孔体はアパタイトで埋め込まれた状態となる。このことからも術中、術後における重要な条件として固定法があげられる。II.臨床適応例の評価下顎骨再建症例29例についてその経時的変化を観察した。X線所見ならびにシンチグラフィ-所見から術後の集積ののちとくにアパタイト内での集積は23年後においてもみられ、骨形成が長期間にわたって持続していることが示唆された。また、術後下顎骨摘出により組織学的に検索し得た剖検例からは73才の高令にもかかわらず、アパタイトブロック内への骨形成が確認され、本症例でTcシンチグラム所見と一致する状態であったことから、アパタイトの臨床例における骨形成性とX線所見、シンチグラム所見などとの関連性が明らかとなった。また、骨形成が確認されたことから、補強材としてのチタンプレ-トは一定期間後には除去しうることが臨床例からも実証された(35才男性、59才女性)。III.再建下顎骨に対する補綴的処置下顎骨再建症例にはほぼ全例に義歯を装用し経過観察を行ったが、特に異常は認められず、通常の補綴治療で十分である結果であった。
大学へのファンディングの変化と大学経営管理改革に関する国際比較研究

本研究の目的は、大学の量的拡大(内的要因)や、大学へのファンディングの額と方法の変化(外的要因)が大学システムや組織変容をもたらし、大学管理経営改革を進行させるという社会学および経営学理論を各国の事例により検証することである。20世紀終わりから各国で進行した大学改革と、政府資金配分方法の変更との関係を理論的に整理し、実証的に分析し、大学教育研究機能の活性化についての知見を得る。具体的には、1)ヨーロッパ、アメリカ、アジアにおける大学改革と資金配分方法との関係を明らかにする。2)各国の事例を比較し、日本の今後の国立大学制度と資金配分方法見直しへの課題を探る。具体的な研究成果は、1)日本の大学の財政財務について、理論的に整理し、統計データを用いて大学の財務管理や資金配分状況の実態を把握した。2)大学の組織について、理論的モデルを検討し、ガバナンス、マネジメント、リーダーシップなど大学の組織的特質をインタビュー調査などによって検討し、明らかにした。3)大学における学生募集について、検討し、大学の授業料や奨学金の設定について考察した。4)アメリカおよびイギリスを中心に、各国の大学の成立と現在の経営状況を海外調査などによって検討し、明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、高等教育のユニバーサル化および高等教育への資金投入額や方法の変更が、高等教育システムや機関の組織にどのような変化を及ぼしたのかを、社会学、経営学、財政学、経済学等に基づいて理論的に検討し、各国の大学ガバナンス、高等教育資金配分組織制度、政府と大学との関係についての改革動向を分析整理した。日本においては、国立私立双方の大学教員に、近年の研究状況、ティーチングへの関与、管理運営への参加、研究費教育費の増減についての郵送法によるアンケートを行い、回答されたデータを数量的に集計した。それらを用いて、大学教員の研究教育および社会貢献の状況をとらえ、大学システム、教育研究費配分方法、大学組織変容の最近の動向と特徴を分析した。また大学基準協会、国立大学協会、私立大学協会など大学支援関連団体、また大学改革支援・学位授与評価機構、高等教育評価機構など大学評価機関、文部科学省へのインタビュ調査を行い、大学と政府の関係、高等教育財政、大学改革の動向と今後の状況を分析した。さらに中国の東北大学その他大学、韓国ソウル国立大学、オーストラリアのメルボルン大学、フランスパリ大学、イギリスオックスフォード大学、アメリカカリフォルニア大学バークレー校など、政府機関、公立および私立大学、大学支援関連団体、大学教職員団体への訪問調査等を通じて、大学への資金配分のあり方、大学組織改革、教育研究についての大学の生産性の動向を検討した。日本の大学組織改革の動向について検討するにあたって、理論的検討、大学教員へのアンケート調査を行い、その結果を集計し分析を行うことができ、当初の理論的実証的研究計画を実行できている。また海外調査も、中国、オーストラリア、フランス、イギリスについて行うことができ、これについても計画通り進んでいる。大学へのファンディングと大学経営管理改革との関係を検討するのが本研究の目的である。平成29年度は、一つには、日本において大学へのファンディングの方法の変化が、大学での研究生産性に及ぼす影響を考察した。大学へのファンディングは、国立大学への運営費交付金など基盤的経費の削減と、他方科学研究費補助金などの競争的資金の増加にシフトしているが、それが研究の生産性にマイナスの効果を持つことを、専門分野の異なる全国の大学の研究者にアンケート調査することによって得られたデータにより証明した。また平成29年秋の参議院選挙まえに突如争点となった自民党や有識者会議「人生100年時代構想会議」等が主張する教育無償化について、それが高等教育機関の経営管理に対する影響も含め、検討した。教育無償化案は、大学進学者や大学経営にポジティブな影響をもたらすものと推測されるが、一方で政府財政の立て直しや、大学に配分される研究費にとって、必ずしもポジティブな効果をもたらさないことを論じた。消費税増税分の一部を無償化に回すことで、国際公約となっている公的債務削減が遅れ、政府財政の健全化に支障をきたすこと。また文教予算のうち高等教育無償化を推進するため、日本学生支援機構への奨学金事業費が増加するものの、その分国立大学運営費交付金および私立大学への経常費補助金が削減される可能性があること、の2つが危惧される。以上2つの研究成果は、論文として平成29年度に公表した。大学へのファンディングの方法の変化に伴う大学経営管理の在り方を検討する本研究を遂行するため、理論研究、データを収集し分析する実証研究、海外の動向を調査する国際比較研究の3つの方法を用いる。理論研究は、教育社会学、教育財政学、教育経済学、高等教育学などを踏まえて順調に行っている。また全国の大学教員を対象にしたアンケート調査も行い、そのデータ分析も進めた。さらに中国、アメリカ、オーストラリア等の大学経営管理改革の最新の動向もおさえた。これまでの研究成果は、論文などにして公表している。以上のことから本研究は順調に進展していると判断できる。

具体的には、1)ヨーロッパ、アメリカ、アジアにおける大学改革と資金配分方法との関係を明らかにする。2)各国の事例を比較し、日本の今後の国立大学制度と資金配分方法見直しへの課題を探る。具体的な研究成果は、1)日本の大学の財政財務について、理論的に整理し、統計データを用いて大学の財務管理や資金配分状況の実態を把握した。2)大学の組織について、理論的モデルを検討し、ガバナンス、マネジメント、リーダーシップなど大学の組織的特質をインタビュー調査などによって検討し、明らかにした。3)大学における学生募集について、検討し、大学の授業料や奨学金の設定について考察した。4)アメリカおよびイギリスを中心に、各国の大学の成立と現在の経営状況を海外調査などによって検討し、明らかにした。引き続き、大学組織および高等教育への資金投入についての社会学、経営学、財政学等の理論的検討をおこなう。さらに日本と諸外国の大学改革の動向についてデータを収集し、検討する。本研究はこれまでのところ、上記のように順調に進んでおり、今後も当初の予定通り研究を遂行する。平成30年度は、本研究の最終年度であり、これまでの研究蓄積を総括し、まとめる作業を行う。研究成果は、論文、著作、学会発表などで公表する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
高度な環境安全性を備えるDTトカマク炉の新概念構築に関する研究

「バウンディング・シーケンス」と呼ばれる極めて過酷な状況下においても、緊急退避を必要としない高いレベルの安全性を確保しうる核融合炉概念の在り方を、可動性放射性物質に対する閉じ込め障壁及び事故影響緩和系に焦点をあてて分析した。その結果、動力炉クラスの出力をもつ核融合炉においても、冷却水全量が瞬時喪失事象、真空容器外での大規模な冷却水主配管の破断事象等に対して、十分な安全性を担保できることを明らかにした。平成25年度は、まず、核融合炉の安全性研究の指標となるトリチウム環境影響を評価した。これは、核融合プラントから放出されたトリチウム量とプラント敷地境界における公衆被ばく(mSv)を関係づけるもので、トリチウムの放出高さや気象条件(風速、大気の乱れ、湿度等)によって幅はあるものの、トリチウム放出量が100gの場合に公衆被ばくは概略10 mSvになることを明らかにした。同時に、安全解析の対象となる核融合炉を基本パラメータを検討し、2050年頃に想定しうる核融合出力1.35 GW、加圧水冷却(15.5 MPa, 290-325°C)、主半径8m程度の核融合炉とした。核融合炉の安全確保の大原則は、トリチウムやダストなどの可動性放射性物質を閉じ込め障壁内部に保持し、環境放出を防止ないしは抑制することである。核融合動力炉において閉じ込め障壁の健全性を脅かす主な要因は、冷却材のエンタルピー、炉内機器の崩壊熱である。初年度はこれらプラント内在エネルギー(当該年度は、冷却水のエンタルピーと炉内機器の放射化による残留熱)に対する閉じ込め障壁の健全性確保の難易度の理解するための初期解析を行った。真空容器外における冷却水マニホールド配管の大破断を仮想した冷却材喪失事故解析では、破断後瞬時に建屋の内圧上限に達し、ブローアウトパネル開放により放出蒸気の一部を環境放出しなければならないという結果を得た。また、第一閉じ込め障壁となる真空容器内で生ずる冷却水喪失事故では、最悪の場合でも冷却水破断口面積の総和が約0.06m2未満となるような設計方策をとれば真空容器の健全性を担保できることを明らかにした。また、冷却材全量喪失が生じた場合の崩壊熱による炉内機器温度の上昇を解析した結果、第一閉じ込め障壁となる真空容器の温度は800°Cを超えることはなく、溶融により障壁が破損する可能性はないことを示した。水冷却方式の核融合炉の仮想事故解析(大規模な冷却材喪失事故)を行い、閉じ込め障壁の健全性を確保し放射性物質の環境放出を防止・抑制するための事故影響緩和系の研究を行った。本件については、平成25年度に単純化した閉じ込め障壁(閉じ込め障壁+過圧時の環境ブローアウト方式)で一次冷却水配管の大破断事故に対する予備解析を実施したが、平成26年度はその結果を踏まえてより実用的な閉じ込め障壁と事故影響緩和系(圧力抑制プール)を組み合わせたモデルで解析を行い、昨年度よりも環境放出を大幅に抑制できる見通しを得た。一次冷却水配管(管内径0.727 m)のギロチン破断を仮定し、初期冷却水条件15.5 MPa、300°C、240 m3の冷却水が破断口から放出されるものとして熱水力解析を行った。破断箇所は熱移送系を取り囲むボールト(耐圧区画)内で生じるものとし、冷却材放出によってボールト内が過圧される場合には区画内の空気と蒸気を圧力抑制プールに送出して蒸気を凝縮し、非凝縮性の空気や凝縮しきれなかった蒸気はプールの先の建屋上部へ排出し、建屋内の大気中トリチウム除去設備で処理するものとした。解析の結果、このような閉じ込め障壁と影響緩和系の組合せによって閉じ込め障壁の健全性の担保と影響緩和効果が明らかになり、平成25年度の検討例と比べて2桁以上トリチウムの環境放出を低減できる見通しを得た。過年度の研究では理解が不十分であった冷却水へのトリチウムの透過率を評価し、最大でも6g/日であることを明らかにした。この結果に基づいて一次冷却水中のトリチウム濃度を1 TBq/cm3と設定し、冷却水放出事故時の環境影響が評価できるようにした。また、過年度の研究から、冷却配管の大規模破断に伴って解放される冷却材(本研究では高温高圧の冷却水)のエンタルピーが、トリチウム等の可動性の放射性核種を閉じ込める障壁の健全性を損ないうる主要因になることが明らかになった。そこで平成27年度は、このエンタルピー解放による閉じ込め障壁の損傷リスクを抑制するため、昨年度の結果を踏まえて、高圧蒸気の凝縮が有効に働くよう核融合プラントの閉じ込め障壁及び影響緩和システムの改良を行った。その改良案をモデル化してMELCORによる熱水力解析を行った結果、核融合炉の真空容器外の冷却材流出事象(真空容器外LOCA)に対しては、ある程度の耐圧機能を持つボールト内に一冷却水主配管を格納し、LOCAによって流出する過圧蒸気を圧力抑制プールに逃がして凝縮させることが最も有効という結論を得た。この場合のケーススタディの一例では、破断後約5秒でボールト内圧は一時的に0.27 MPaに達する(0.17 MPaの圧力上昇)ものの、その後の内圧は0.15 MPa程度まで低下し閉じ込め障壁の健全性確保が可能である。真空容器内への冷却材侵入事象(真空容器内LOCA)に対しては、冷却配管破断面積と真空容器到達圧力の関係を明らかにした。

破断面積が0.06 m2以下であれば、真空容器内LOCAに対しては影響緩和系が有効に働き、第一閉じ込め障壁となる真空容器の健全性を担保できることを示した。「バウンディング・シーケンス」と呼ばれる極めて過酷な状況下においても、緊急退避を必要としない高いレベルの安全性を確保しうる核融合炉概念の在り方を、可動性放射性物質に対する閉じ込め障壁及び事故影響緩和系に焦点をあてて分析した。その結果、動力炉クラスの出力をもつ核融合炉においても、冷却水全量が瞬時喪失事象、真空容器外での大規模な冷却水主配管の破断事象等に対して、十分な安全性を担保できることを明らかにした。本研究の目標は、高度な安全性を備えた核融合炉概念を構築することである。本研究では、水冷却方式の核融合炉に対して、大規模な仮想事故に対する影響緩和系の基礎概念とその効果を熱水力解析を通して評価し、さらにその概念の改良を試みるという、反復的なアプローチで安全システムの概念構築を進めている。核融合炉の安全確保においては、トリチウムなどの可動性の放射性物質に対する閉じ込め障壁の健全性を担保することが肝要である。平成25, 26年度の研究を通して、真空容器外の大規模な冷却水喪失事故に対する影響緩和方策の見通しが立ちつつあり、次年度はこれまでの知見を踏まえて解析を詳細化することにより、事故影響の大幅な低減を示しうると考えられる。真空容器内への冷却水侵入事象については初期解析を行い、ITERのような圧力抑制プールの採用では解決できないことが判明しつつある。この初期解析は、平成27年度は炉内構造・機器に踏み込んで安全系の概念を検討するための基礎データとして有効である。このように、本研究では核融合炉の安全性向上に資する重要な知見が得られており、最終年度となる次年度には安全改善方策の具体例を提示する事が可能で、本研究の当初目標を達成できる見通しである。核融合炉システム平成26年度に考案した真空容器外冷却材喪失事故に対する影響緩和系の効果をより詳しいモデルで解析し信頼性を高めると共に、真空容器内冷却水侵入事故に対する影響緩和システムを考案する。(1)真空容器外冷却材喪失事故解析の改良平成26年度に行った真空容器外の冷却材喪失事故の解析では、トリチウム水を含む蒸気の圧力抑制プールでの凝縮効果を評価して、トリチウム環境放出量の大幅な低減を示した。しかしながら、この解析では、圧力抑制プール水によるトリチウム水の捕捉効果を考慮していないため、最終的なトリチウム環境放出量が過大評価されている可能性が高い。平成27年度の研究では、プール水によるトリチウム水の捕捉効果を評価し、環境影響評価の信頼性を向上する。(2)真空容器内冷却水侵入事故核融合炉の真空容器は放射性物質閉じ込めの第1障壁である。真空容器の容積は4,000m3弱と限定的な上に、真空容器に侵入した冷却水を圧力抑制系に導く接続管径に制約があるため、例えば逃走電子による大規模な第一壁損傷とそれに伴う冷却材侵入を想定すると、圧力抑制系が機能が十分発揮されないうちに真空容器の過圧・損傷が生じうる。この問題に対する解決として、逃走電子を受け止めるバンパーリミタを設置し、大規模な冷却材侵入を回避する安全系の概念検討を行う。本研究の最終目標は、高度な安全性を備えた核融合炉概念を構築することであるが、本研究では次の二つのアプローチを試みた。(1)核融合炉固有あるいは既存の事故防止・影響緩和系の機能を正確に理解しその効果を定量的に理解すること、(2)従来の核融合炉では考慮していなかった新しい事故防止・影響緩和系を提言し、その機能を確認すること、である。
褐色脂肪細胞におけるASK1経路の機能解析および新規生理的意義の解明

肥満をはじめとする代謝性疾患に対抗する手段の一つとして、褐色脂肪細胞の分化促進および活性化が注目されている。各種組織を用いた網羅的な解析の結果、ASK1欠損マウスの褐色脂肪組織において、熱産生に重要な遺伝子の発現が低下していることを見出した。さらなる詳細な検討の結果、褐色脂肪細胞の分化過程においてPKA-ASK1-p38経路が活性化されることによって、Ucp1をはじめとする複数の遺伝子発現が誘導され、完全な成熟褐色脂肪細胞が形成されることを明らかとした。近年先進国において大きな問題となっている「肥満」という病態に対抗するための戦略として、褐色脂肪細胞の活性に注目が集められている。エネルギーを蓄積する白色脂肪細胞とは異なり、褐色脂肪細胞はエネルギーを消費する能力があると考えられている。それ故、褐色脂肪細胞を活性化することが抗肥満に繋がると期待されているが、褐色脂肪細胞内で引き起こされているシグナル伝達経路に関する知見は世界的に見て乏しい。我々はMAPキナーゼ経路に属するASKファミリータンパクの褐色脂肪細胞内での機能に関して精力的に研究活動を行っており、いくつかの成果を得ることに成功した。マウス組織を用いたDNAマイクロアレイなどの解析結果から、ASK1がUcp1をはじめとする褐色脂肪細胞のマーカーともいえる特異的な遺伝子の発現を導く能力があることを発見し、さらには初代培養褐色脂肪細胞系を用いた検討においても、褐色脂肪細胞内の遺伝子発現に対するASK1の重要性が再確認された。また、ASK1の上流および下流のシグナル伝達経路にもアプローチを試みたところ、PKAおよびp38MAPKの関与が示され、PKA-ASK1-p38経路が褐色脂肪細胞内の遺伝子発現に対して重要な機能を担っているということが示された。さらに現在は褐色脂肪細胞のみならず、白色脂肪細胞の培養系の構築にも成功し、それぞれの細胞におけるASK1シグナリングの詳細な解析を続けているところである。昨今の飽食の時代に蔓延している「肥満」に対抗する手立ての一つとして、近年褐色脂肪細胞に注目が集まっている。一般的に広く認識されている白色脂肪細胞とは異なり、褐色脂肪細胞は熱産生を伴いながらエネルギーを消費する。そのため、褐色脂肪細胞の分化誘導や活性促進が一つの治療戦略になり得ると考えられている。我々が長年詳細な検討を行ってきたASK1は、リン酸化カスケードの一部を担うことによって様々な場面で多様な生理応答を導くことが知られている。我々は本研究において、新たにASK1が脂肪組織に高発現していることを見出し、トランスクリプトーム解析などから、脂肪組織における遺伝子発現に対してASK1が寄与していることを見出した。続いて詳細な検討を行うべく、初代培養の褐色脂肪細胞を用いた実験系を構築した。その結果、分化過程においてPKA-ASK1-p38経路が活性化し得ること、そして当該経路の活性化依存的にUcp1をはじめとするいくつかの遺伝子発現が制御されていることを明らかとした。さらに、今回見出した経路の個体レベルでの重要性を検討すべく、ASK1欠損マウスを用いた解析を行った。各種検討の結果、褐色脂肪細胞の成熟化抑制、および褐色脂肪組織の活性抑制が観察された。すなわち、PKA-ASK1-p38経路の活性化依存的な褐色脂肪細胞の成熟化が個体のエネルギー恒常性維持に寄与しているということが、本研究によって明らかになったと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内シグナル伝達26年度が最終年度であるため、記入しない。当初より研究目的の重点項目として位置づけていた、「褐色脂肪細胞内の遺伝子発現に対するASK1の寄与を明らかにする」という内容に対し、予定通りの成果を得ることができた。当初の予定通り、今後は褐色脂肪細胞内の遺伝子発現に対するASK1の機能解析のみならず、白色脂肪細胞における機能に対してもアプローチを試みるつもりである。さらには、より褐色脂肪細胞自体の生理機能に関する解析も行うべく、エネルギー消費の定量的な評価などにも挑んでいきたいと考えている。
非線形,非摂動的な非一様性の影響を考慮した観測的宇宙論の構築

・申請者はこれまでに非コペルニクス的非一様宇宙のモデルとして非一様球対称ダスト宇宙モデルを用いて研究を行って来た.去年度に観測者を中心とした球対称な非一様性を一様等方宇宙における1次の摂動として導入し,その上でのさらに小さな高次の揺らぎを導入する手法を用いて球対称な揺らぎがより小スケールの非等方な揺らぎに与える影響を計算し,結果として非一様性の成長率が一様等方宇宙の場合と顕著に異なることを明らかにした.今年度に入りその結果がPhysical Review Dに掲載された.また,非コペルニクス的な非一様性がダークエネルギーの状態方程式の見積もりにどのように影響するかについての研究を進めている.・去年度に一般相対性理論に基づいた非線形な非一様宇宙モデルについての研究の第1ステップとして,非線形な非一様宇宙のモデルとしてブラックホールが周期的に並んだ宇宙の初期状態を構成することに成功した.また,その成果をPhysical Review Dに投稿し,掲載された.現在この初期条件をもとに,時間発展を数値的に解く研究を進めている.・宇宙の非一様性が観測に及ぼす影響の一つに,重力レンズ効果があげられる.申請者は非線形な非一様性を生む,エキゾチックな天体の重力レンズ効果について研究した.宇宙ひも,ワームホールによる重力レンズ効果における波動効果に注目し,これらの天体がスペクトル観測によって質点レンズの場合と区別でき,原理的に探査可能であることを示した.また,波動効果を取り入れた場合の右巻き,左巻き偏光による光子軌道の違いについての研究を行った.・申請者はこれまでに非コペルニクス的非一様宇宙のモデルとして非一様球対称ダスト宇宙モデルを用いて研究を行って来た.LTB時空中でCMBの非等方性や現在の大規模構造の密度揺らぎを計算するためにはフォトン,バリオン,ダークマターといった宇宙の構成要素に対する摂動及び重力場の揺らぎの計算が必要となる.しかしLTB時空中での摂動計算が十分な精度でなされた例はこれまでにない.そこで第1ステップとして,観測者を中心とした球対称な非一様性を一様等方宇宙における1次の摂動として導入し,その上でのさらに小さな高次の揺らぎを導入する手法を用いて球対称な揺らぎがより小スケールの非等方な揺らぎに与える影響を計算した.結果として非一様性の成長率が一様等方宇宙の場合と顕著に異なることを明らかにした.・近年,宇宙背景放射の観測やその他の観測を説明する上で宇宙論的スケールの非一様性の存在が示唆されている.このような構造の生成機構としてインフレーション中のインフラトン場の量子トンネル効果によるバブル形成に注目し,宇宙論的スケールの非一様性が生み出される可能性について研究を行った.注目していたインフレーションのモデルでは,このようなバブル形成を用いて観測結果を説明することが難しいことが明らかとなり,別のモデルを検討中である.・近年の観測技術の発展に伴い,小さなスケールでの非線形な非一様性が注目されるようになった.一方,一般相対性理論に基づいた非線形な非一様宇宙を厳密に取り扱った研究はこれまでにほとんどない.これまでに用いられてきた近似や仮定を正当化するためにも非線形な非一様宇宙モデルについての研究が不可欠である.そこで我々は極端に非線形な非一様宇宙のモデルとしてブラックホールが周期的に並んだ宇宙を数値的に構成する.第1ステップとして,このような宇宙の初期状態を構成することに成功した・申請者はこれまでに非コペルニクス的非一様宇宙のモデルとして非一様球対称ダスト宇宙モデルを用いて研究を行って来た.去年度に観測者を中心とした球対称な非一様性を一様等方宇宙における1次の摂動として導入し,その上でのさらに小さな高次の揺らぎを導入する手法を用いて球対称な揺らぎがより小スケールの非等方な揺らぎに与える影響を計算し,結果として非一様性の成長率が一様等方宇宙の場合と顕著に異なることを明らかにした.今年度に入りその結果がPhysical Review Dに掲載された.また,非コペルニクス的な非一様性がダークエネルギーの状態方程式の見積もりにどのように影響するかについての研究を進めている.・去年度に一般相対性理論に基づいた非線形な非一様宇宙モデルについての研究の第1ステップとして,非線形な非一様宇宙のモデルとしてブラックホールが周期的に並んだ宇宙の初期状態を構成することに成功した.また,その成果をPhysical Review Dに投稿し,掲載された.現在この初期条件をもとに,時間発展を数値的に解く研究を進めている.・宇宙の非一様性が観測に及ぼす影響の一つに,重力レンズ効果があげられる.申請者は非線形な非一様性を生む,エキゾチックな天体の重力レンズ効果について研究した.宇宙ひも,ワームホールによる重力レンズ効果における波動効果に注目し,これらの天体がスペクトル観測によって質点レンズの場合と区別でき,原理的に探査可能であることを示した.また,波動効果を取り入れた場合の右巻き,左巻き偏光による光子軌道の違いについての研究を行った.

実施計画には大きく分けて3つの内容があった.一つ目の非コペルニクス的宇宙モデルについての研究においてはすでに結果が出て,論文を投稿中であり,二つ目のバブル生成による大規模な構造の形成についても研究に進展が見られる.加えて非線形非一様宇宙モデルについての研究もブラックホールが並んだ宇宙を構成するという内容に置き換わったものの,すでに一定の結果が出ており,論文執筆中である.特に問題点はなく,上に挙げた3つの内容について引き続き研究を行う.また,これに加えて,宇宙に存在しうる非線形な構造として宇宙ひもに注目した研究も推進していく.
古構造学における分析手法構築のための事例研究

本研究は、絶滅した生物を対象とする古生物学に倣い、すでに使われなくなった構造を有する橋梁を対象とする古構造学の確立を大きな目的とする。過去に建設された構造物の中には、構造上の欠陥等があるために否定的に評価され、忘れ去られたものが数多く存在する。しかしこれらを詳細に見ると、失敗と見なされたものが実は設計者による独創的な問題解決の結果であったり、一度は利用されなくなったものの、社会状況の変化によって再び利用されるようになった事例が散見される。しかしながら「古構造」が有する独創性の評価・分析は、従来の発展史観では捉えることが困難であり、新たな手法が必要となる。研究代表者がこれまでに実施した先行研究では、フランスで建設された橋梁群を対象とした事例研究を通じて基礎的な理論と分析手順を提示した。今回の研究では、フランス橋梁史において一度も主流とはならなかった木造アーチ橋を対象に取りあげ、これまでの研究成果となる分析手法を適用し、その汎用性の検討と手法の構築を目指す。今年度は19世紀初頭を主な対象とした事例収集・分析を目的に、1木橋全般を取巻く状況の把握と、2木造アーチ橋に関する特許の調査を実施した。1については、土木技術者の見解、道路橋における木橋の割合、架替え事例の3点に着目した分析を行った。その結果、木橋は石造アーチ橋に比べて経済的で、構造の体系化もなされていたが、耐久性に劣るために橋梁建設の材料としては選ばれにくかったことがわかった。2特許技術については3つの事例を見出し、小部材の集成と耐久性の向上を図ることで木造アーチ橋の普及が試みられていたことがわかった。そのひとつは、実際の橋梁建設に適用されたものの、完成から数年後には大幅な補強を強いられ、最後は鉄橋に架け替えられていたことも明らかになった。平成30年度は主に事例収集を目的として、フランスの土木大学およびセーヌ=サン=ドニ県のアーカイブでの現地調査、フランス産業財産庁(INPI)がWebで提供するデータベースを利用した資料収集を実施した。これらの整理・分析はおおむね順調に進展しており、19世紀初頭のフランスにおいて木橋が置かれていた状況および特許技術に見られる特徴を抽出することができた。さらに、木造アーチ橋に関する特許が実際の橋梁建設に適用されている事例を見出し、計画から架け替えに至る資料も収集することができた。これについて今年度は主に図面資料を中心とした分析をおこない、本橋が有する構造上の特徴を抽出した。また、土木大学での調査では、次年度以降に予定している石造アーチ橋と木造アーチ橋との比較研究に向けた予備調査及び資料収集も実施した。特許適用事例に関する詳細な分析を進め、独創的な構造の実現に至った背景を整理する。さらに、石造アーチ橋の構造原理や技術革新が木造アーチ橋に及ぼした影響に着目し、独創的な木造アーチ構造が出現するに至った背景の解明を試みる。これらの事例分析に基づいて、古構造を分析する手法の構築を目指目指したい。

これについて今年度は主に図面資料を中心とした分析をおこない、本橋が有する構造上の特徴を抽出した。また、土木大学での調査では、次年度以降に予定している石造アーチ橋と木造アーチ橋との比較研究に向けた予備調査及び資料収集も実施した。特許適用事例に関する詳細な分析を進め、独創的な構造の実現に至った背景を整理する。さらに、石造アーチ橋の構造原理や技術革新が木造アーチ橋に及ぼした影響に着目し、独創的な木造アーチ構造が出現するに至った背景の解明を試みる。これらの事例分析に基づいて、古構造を分析する手法の構築を目指目指したい。調査項目の一部次年度延長を受けて、資料購入の一部を次年度に延期したため。
マングローブの胎生種子を通した学習意欲を高める教材開発

本研究の目的は実生活にあるものを教材にすることによって、生徒の学習意欲を高めることである。そのため沖縄固有のマングローブの実生を教材として設定した。研究の方法として、(1)実生の長さをデジタルノギスで測定し、樹上での成長速度を測定した。(2)長さ20cm以上のメヒルギの実生を母樹から採取し、それらをバケツに入れて、その浮沈の様子を1ヶ月に渡って観察した。このときの水は採集地の水を使用した。(3)メヒルギの実生を母樹から採取し、それらを「砂の中」、「砂の上」、「水の中(密度高)」、「水の中(密度低)」の状態で放置し、状況による発根ようすを観察した。(4)上記の観察結果や画像や映像を教材とした授業を中学1年生で試行し、授業に関するアンケートを生徒から採った。教科書どおりの授業を行った学級を対象クラスとして設定した。本研究を通して明らかになったことは、(1)ヤエヤマヒルギの実生は1日で平均3.04mmのびる。また、メヒルギは1.62mm、オヒルギは0.42mmのびる。(2)実生を水に入れると、「水面で浮く」「水中で立つ」「水底に沈む」の3つのパターンが出た、観察初日、浮いた実生は9.30%であったが、16日後には58.13%になった。また、マングローブの母樹が川辺にあると浮く実生がつくられ(22.72%)、内陸部の母樹では浮く実生はつくられなかった。(3)砂に埋もれた実生は3週間もすると90%以上が発根するが、その他では1ヶ月を超えても発根はみられなかった。(4)試行学級と対象学級を比較すると、「授業が楽しかった」「植物について理解できた」「植物についてもっと知りたい」という項目に対しては、試行学級が有意に高い回答を示していた。これらのことから、試行授業では殆どの生徒において学習意欲は高まったと考える。
高機能ゲルによるがん幹細胞リプログラミングと治療薬開発基盤の創出

本研究では、1高機能ゲルの開発は黒川孝幸博士が行い、がん細胞のリプログラミングゲルとして弾性率、荷電状態の異なるゲルを開発する。2メカノレセプターの同定、メカノメモリーの解明など生物学的な解析は研究代表者の研究室の津田博士が行い、その結果を黒川博士にフィードバックすることでより精度の高い高機能ゲルの開発を行う。3高阪真路博士は、国立がん研究センターでNGSによりシングルセルのゲノム解析を行う。4がん幹細胞特異的阻害剤スクリーニングは、北大創薬研究教育センターで前仲勝実センター長がオリジナル化合物ライブラリーを用いて行う。5臨床応用はの田中伸哉が北大病院の臨床各科との共同研究として進める。がん幹細胞の同定とその治療はがんの根治治療に直結する。研究代表者はこれまで高機能ポリマーハイドロゲルを用いた新規技術を開発し、短時間にがん細胞のリプログラミングを誘導することで、がん幹細胞を同定する方法を見いだしている。本研究はこの研究成果をさらに発展させ、高機能ゲルががん細胞リプログラミングを誘導するメカニズムを解明し、がん幹細胞診断法の開発と標的治療薬の創出が計画されている。がん幹細胞診断法の開発ならびに標的治療薬の創出を通して、将来的にはがんの根治治療を目指す基礎研究であり、本研究の重要性と緊急性は高いといえる。研究組織のこれまでの実績や共同研究体制ならびに年次計画のロードマップも含めた綿密な研究計画などから判断し、本研究の実現可能性は高いと思われ、研究成果の波及効果も非常に大きいのではないかと推察される。
絹とセルロースを含む繊維状物質の構造と乱れ

1.天然セルロースの結晶構造精製ラミーを試料として用い、従来報告されている反射数の約2倍50個の反射の積分強度を測定しX線結晶構造解析を行った。得られた結果は、信頼度因子R=16.9%であった。a=8.34〓,b=7.91〓,c(繊維周期)=10.37〓、γ=976^n空間群P2,の単位胞中に存在する独立な2個の結晶サイトをそれぞれ上向きと下向きの分子が統計的にほぼ等確率で存在する結晶構造である。Gordner & Blackwellが測定したヴァロニアセルロースの強度データを用いて上記構造の改良を行ったところR=11.7%の結果を得た。上向きと下向き分子の存在比は約7:3で、結晶構造の種により差異が、1結晶サイトを占める上向きと下向き分子の存在比における差にある事を示している。2.絹の結晶構造やはり、1結晶サイトを4本の向きの異なる分子が統計的に存在するモデルで、現在信頼度因子R=8.5%に結果を得、さらに、モデルの改良を進めている。3.コンニャクグルコマンナンの結晶構造上向き分子と下向き分子が、等確率で1結晶サイトを占めるモデルで、現在、信頼度因子R=16.7%の結果を得ている。4.HVJ(センダイウィルス)ヌクレオカプシドの結晶化HVJ(Heamagglutinating Virus of Japan)のヌクレオカプシドの結晶化を試みたところ、ともかく結晶性は非常に悪いけれども、結晶性のX線回折図を得た。これにより、繊維状ウィルス,ヌクレオカプシドの結晶構造解析への道を開くことができた。1.天然セルロースの結晶構造解析精製ラミーを試料として用い,従来報告されている反射数の約2倍50個の反射を観測し,X線結晶構造解析を行った.その結果,信頼度因子Rが16.9%の結果を得た. a=8.342.コンニャクグルコマンナンの結晶構造現在までのところ, a=7.453.家蚕絹とシゾフィランの結晶構造の改良次年度に引きつづき行う予定.1.天然セルロースの結晶構造解析精製ラミーを試料として用い從来報告されている反射数の約2倍50個の反射の積分強度を測定し、X線結晶構造解析を行った。その結果、信頼度因子R=16.9%の結果を得た。a=8.34〓、b=7.91〓、c(繊維周期)=10.37〓、γ=97.6°、空間群P2_1の単位胞中に2ケ所存在する独立な結晶サイトをそれぞれ上向きと下向き分子が統計的にほぼ等確率で存在する結晶構造である。GasdnerΔBlackwellにより報告されているヴァロニアセルロースの強度データを用いて、上記構造の改良を行ったところR=11.7%の結果を得た。上向きと下向きの分子の存在比は約7:3で、種に結晶構造の差異が、1結晶サイトを占める上向と下向き分子の存在比にあると思われる。2.絹の結晶構造やはり1結晶サイトを4本の向きの異なる分子が統計的に存在するモデルで、現在信頼度因子R=8.5%の結果を得ている。さらにモデルの検討を行っている。3.コンニャクグルコマンナンの結晶構造上向き分子と下向き分子が、等確率で1結晶サイトを占めるモデルで現在、信頼度因子R=16.7%の結果を得ている。4.HVJ(センダイウィルス)ヌクレオカプシドの結晶化HVJ(Heauagglutinatino V rus of Japan)のヌクレオカプシドの結晶化を試みたところ、ともかく結晶性は非常に悪いけれども、結晶性のX線回折図を得た。これにより、繊維状ウィルスの結晶構造解析への道を開くことができた。
人工生物時計(バイオクロック)の開発

今回、申請者は約24時間周期の生物時計を人工的に作成する基礎研究として、マウス時計遺伝子の構造解析、時計遺伝子の発現領域の解析、時計遺伝子を入れる株価細胞の特定、時計遺伝子の導入を行った。1.マウス時計遺伝子の構造解析1)mPer1プロモーターの解析マウスゲノムライブラリーより、mPer1遺伝子のプロモーター領域を含む約30kbpのゲノムを単離した。この領域には、24時間周期の遺伝子発現に重要であると考えられているE-box配列(CACGTG)や、光による発現誘導に必要とされるcAMP応答配列(TGACGTCA)、AP-1配列(TGANTMA)などが多数存在することを明らかにした。2.時計遺伝子における遺伝子発現調節機構の解明翻訳開始コドンより上流約7.2kbpのゲノムDNAをルシフェラーゼ遺伝子とつなぎ、GH3細胞に導入し、各種条件でプロモーター活性が変動することを示すことを明らかにした。3.時計遺伝子を発現させる株化細胞の選定Northern hybridization、PCR法などを用いてどのような時計遺伝子が哺乳類のセルラインに発現するかを検索した。その結果rat-1ではmPer1,mPer2,mPer3,Cry1,Cry2が多く発現していた。しかし、COS7細胞では、mPer1,mPer2の発現が少なかった。4.時計遺伝子の導入rat-1細胞に血清刺激を行い、3周期の約24時間のリズムを認めた。フォルスコリン刺激でも同様であった。不完全な遺伝子発現をしているCOS7細胞にmPer1,mPer2遺伝子を導入してリズム発現の実験を行ったが、現在のところリズム発振現象は認められなかった。
視機能に及ぼす姿勢の影響解析とその維持・回復に関する研究

(1)学生の姿勢調整:無意識に読み書きを行う場合と集中する作業を行う場合の姿勢について学生を被験者にして調査と実験を行った。結果は読む時より書く時の方が視線距離が短く平均値は約26cmであった。集中する作業を行う場合は,全体の約65%の視線距離が20cm以下であり,集中状態において近業になる易いことが実験的に確かめられた。このことから今後近視になる学生の増加が懸念される。(2)眼性疲労負荷による視力特性:まず初めに,眼精疲労負荷時における作業距離を一定にするために,被験者による精度の悪化や負荷距離による応答の変動等があっても,安定な負荷を加えることができるようにするために距離測定装置の開発を行った。被験者の眼球と筆記文字の距離を,文字がはっきり見える限界の近姿勢と遠姿勢との2点について実験を行った。これらの距離を本装置とバイオフィードバックにより一定に保った状態で,英語文章に視点を集中させ丁寧に鉛筆でなぞる眼精疲労負荷を5分間加え,その直後に正答率50%の距離でランドル環20個の正答率を測定し,正答率の変化について検討した。次に,眼精疲労負荷を10分間にして同様の実験を行い,5分間と10分間との比較検討を行った。結果は,筆記時に遠姿勢を保った場合,視力の改善あるいは維持される傾向が見られ,逆に近姿勢を保った場合,視力の改善あるいは維持される傾向が見られ,逆に近姿勢を保った場合,視力の悪化傾向が見られた。特に,近姿勢では眼精疲労負荷時間が長い程視力の低下が激しいことが分かった。また,以前に視力の基礎特性を測定した被験者の中で1ヶ月後に視力が低下した被験者を選び,視作業の適正距離を意識して生活してもらい,3週間後に視力の基礎特性を測定した。その結果は約2ヶ月前とほぼ同様の特性を示し,視力が回復していることを示し,姿勢の善し悪しは視力に大きく影響することが分かった。(1)姿勢調査:被験者が無意識に読み書きする姿勢において,眼球と文字間の視線距離を,読む時の距離に対して書く時の距離が近い場合(Aタイプ),ほぼ等しい場合(Bタイプ),遠い場合(Cタイプ)の3タイプに分類し,1520才の学生男女49名について調査した。結果はAタイプが57%,Bタイプが29%,Cタイプが14%であった。このことから書く動作は読み動作に比べ眼を対象物に近づけ集中が必要な動作が眼に対する負担も大きいと考えられので,これを眼に対する疲労負荷を与える方法として採用した。(2)視力の基礎特性の測定:ランドルト環25個を被験者に提示して正答率100%の距離から正答率0%の距離まで,ランドルト環と被験者との距離を10cmずつ増やすように被験者を後方に移動させ,それぞれの位置での正答率を測定し,距離に対する正答率特性を求めた。被験者はランドルト環の特性上,乱視のない1520才の学生男女16名について測定を行った。この曲線の正答率50%の距離を(3)の実験での基準測定位置とした。眼精疲労負荷時の視力特性:自作した距離測定装置とバイオフィードバックを用いた被験者自身による姿勢制御を用いて負荷距離を近姿勢あるいは遠姿勢に保ち,鉛筆で「英文の文字をなぞる」作業をそれぞれ5分間行った直後の正答率の変化を測定した。被験者は(2)と同様で行った。

結果は遠姿勢に保って負荷を加えた場合の直後では正答率の向上,言い換えると視力の向上傾向が見られた。逆に近姿勢を保った場合は正答率の低下,言い換えると視力の低下傾向が見られた。5分間と短時間の負荷であったが姿勢の違いにより視力特性が影響されることが分かった。また,近姿勢での作業いわゆる近業は眼に対する疲労が大きいことも実験的に確かめられた。(1)距離測定装置の改良:前年度,眼精疲労負荷時の作業距離を一定にするために距離測定装置を製作したが,被験者による精度の悪化や負荷距離による応答の変動等があり,安定な負荷を行うことが難しかった。本年度は,センサー部を超小型化し被験者に装着時の違和感を低減した。また,近距離と遠距離負荷時のモードを設定可能にし距離の測定精度を改善した。眼と文字間の視線距離が設定した距離から外れた場合は,被験者が負荷作業をしている机の前方で赤色LEDを発光させるとともにブザ-音でも知らせ,フィードバック情報の強化を行い姿勢を設定距離に制御し易くした。(2)眼性疲労負荷による視力特性:被験者の眼球と筆記文字の距離を,文字がはっきり見える限界の近姿勢と遠姿勢の2点について実験を行った。これらの距離を(1)の装置により一定に保った状態で,英語文章に視点を集中させ丁寧に鉛筆でなぞる眼精疲労負荷を5分間加え,その直後に正答率50%の距離でランドルト環20個の正答率を測定し,正答率の変化を調べた。また,眼精疲労負荷を10分間にして同様の実験を行い,5分間と10分間との比較を行った。その結果は,筆記時に遠姿勢を保った場合,視力の改善あるいは維持される傾向が見られ,逆に近姿勢を保った場合,視力の悪化傾向が見られた。特に,近姿勢では眼精疲労負荷時間が長い程視力の低下が激しいことが分かった。(3)姿勢による視力特性の経時変化:以前に視力の基礎特性を測定した被験者の中で1ヶ月後に視力が低下したと自覚する被験者を選び,視作業の適性距離を意識して生活してもらい,3週間後に視力の基礎特性を測定した。その結果は3週間前とほぼ同様の特性を示し,視力が維持されていることを示した。
アミノ酸ラセミ化酵素の活性中心ペプチドの合成とコンフォメ-ション

バクテリアの細胞壁のペプチドグリカンの重要構成単位であるDーアラニンはLーアラニンより、アミノ酸ラセミ化酵素により生合成される。アミノ酸ラセミ化酵素の中で酵素化学的に比較的よく研究されているものにBacillus stearothermophilusの耐熱性アラニンラセミ化酵素、Salmonella typhimuriumのdadB、dal両アラニンラセミ化酵素、Pseudomonas striataのアミノ酸ラセミ化酵素などがある。これらの酵素の補酵素ピリドキサ-ルリン酸結合アミノ酸残基Lys周辺のアミノ酸配列も明らかにされている。B.stearothermophilus AlaーValーValーLysーAlaーAsnーAlaーTyr(旧アミノ酸配列:AlaーProーProーLysーAlaーAsnーAlaーTyr);S.typhimuriumdadB:ValーTrpーSerーValーValーLysーAlaーAsnーAlaーTryーGlyーHisーGlyーTle;dal:LeuーValーAlaーValーValーLysーAlaーAsnーAlaーTyrーGlyーHisーGlyーLeu;P.striate:LeuーThrーAlaーValーLeuーLysーAlaーAspーAlaーTyrーGlyーHisーGlyーTle.本研究においては、これらのペプチドを化学的に合成し、合成ペプチドをモデル活性中心としてそのコンフォメ-ションを研究することにより、これらの酵素の反応機構、あるいは有用な阻害剤(抗菌剤)開発の基礎概念を得ることを目的に研究を行った。即ち、まず、5種の活性中心の活性中心のアミノ酸配列の相同性に着目し、合成に際し、多数の保護区分ペプチドを合成し、この保護ペプチドをそれぞれのアミノ酸配列に従い、フラグメント縮合により目的とする保護オクタペプチド2種、テトラデカペプチド3種をすべて液相法により合成した。ここに得られた保護ペプチドのN未端を研究の目的に都合のよいようにNーアセチル基に変換後、それぞれTrimethylsilyltriflateーthioanisole系で保護基を除去し、目的とするN未端がアセチル化されたオクタペプチド2種、テトラデカペプチド3種を得ることができた。また、合成中間体のBocーLeuーThrーAlaーValーLeuーOMe,BocーAlaーProーProーLysーAlaーAsnーAlaーTyr(Bzl)ーOBzlについて ́HーNMRを用いそれらのコンフォメ-ションについても検討を加えた。バクテリアの細胞壁のペプチドグリカンの重要構成単位であるD-アラニンは、L-アラニンよりアミノ酸ラセミ化酵素の作用により生合成される。これらの酵素のうち酵素化学的によく研究されているものにBacillus stearothermophilusのアラニンラセミ化酵素、Salmonella typlimuriumのアラニンラセミ化

酵素、dadBおよびAlr,Pseudomonas striataのアミノ酸ラセミ化酵素がある。これらの酵素の反応機構を明らかにし、有用な阻害剤(新しい概念に基づく抗菌剤)開発の基礎概念を得ることを目的に、まず、モデル化合物として活性中心周辺ペプチドの液相法による大量合成を試みた。まず、B.stearotheromoplilusのアラニンラセミ化酵素の活性中心オクタペプチドのN端がアセチル基で保護されたNAc-Ala-Val-Val-Lys(Z)-AlaーAshーAla-Tyr(BZ)-OBZおよびNAc-Ala-Pro-Pro-Lys(Z)-Ala-Asn-Ala-Tyr(BZ)-OBZ(最近、後者のアミノ酸配列から前者の配列に構造が訂正された。)をそれぞれ約1g合成した。更に、S.typhimuriumおよびP.striataの計3種の酵素の活性中心テトラデカペプチドは、下に示すように類似したアミノ酸配列をもつことにより、その合成に必要な短鎖ペプチド、Boc-Lys(Z)-Ala-OH,Boc-Ala-Tyr(BZ)ーGly-OMe,BocーHisーGlyーLeuーOBZ,BocーHisーGlyーTleーOBZ,BocーLeuーThrーAlaーValーLeuーOMe,Boc-Ala-Val-Val-OBZなどを液相法で大量に合成した。今後、これらの短鎖保護ペプチドを用い、3種の酵素の活性中心テトラデカペプチドの大量合成を行なうと共に、モデル化合物としての合成活性中心ペプチドにつき、NMR,CDスペクトルによるコンフォメ-ションの検討を行なう予定である。バクテリアの細胞壁ペプチドグリカンの重要構成単位であるDーアミノ酸の生合成に際し、重要な働きをするアミノ酸ラセミ化酵素のうちBacillus stearothermophilusのアラニンラセミ化酵素の活性中心オクタペプチドの新、旧のアミノ酸配列、Salmonella typhimurirumの2種のアラニンラセミ化酵素およびPseudomonas striataのアミノ酸ラセミ化酵素の計3種の活性中心テトラデカペプチドの合成を完成させた。既ち、前年度に合成したB.stearoーthermophilus酵素の保護活性中心オクタペプチドをtrimethylsilyltriflateーthioanisole系で保護基を除去し、N末端がアセチル基で保護された目的のオクタペプチド、ACNーAlaーProーProーLysーAlaーAsnーAlaーTyrーOH,およびNAcーAlaーValーValーLysーAlaーAsnーAlaーTyrーOHを得た。また、前年度に合成した合成中間体の保護短鎖ペプチドを用いBocーValーTrp(TPS)ーSer(Bzl)ーValーValーOBzl,BocーValーTrpーSerーValーValーOMe BocーLeuーValーAlaーValーValーOBzl,BocーLeuーThrーAlaーValーLeuー