hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
定常期におけるROS受容体としてのPrxの機能解析

gpx1∆株は野生株と比較してオレイン酸培地で生育が低下することを見出している(Ohdate and Inoue, BBA, 2012)。昨年度、その原因を明らかにするためにDNAマイクロアレイ解析を行い、gpx1∆株では細胞壁の構成因子の発現が減少していることを見出した。減少していた細胞壁構成因子のうち、細胞壁マンノースタンパク質をコードするCCW12遺伝子をgpx1∆株に導入したところ、オレイン酸培地におけるgpx1∆株の生育低下を回復することを新たに見出した。gpx1∆株では、Ccw12のmRNAレベルだけでなく、細胞全体のタンパク質レベルでもCcw12の減少が観察された。Ccw12は翻訳後、ERとゴルジ体で糖鎖修飾を受け細胞膜、そして細胞壁へ輸送される。我々は、gpx1∆株のオレイン酸培地での生育低下には、Ccw12の量の減少だけでなく、Ccw12の輸送も関与しているのではないかと考え検討を行った。酵母細胞を可溶性画分と膜画分に分画したところ、野生株では、オレイン酸培地に移したあと、各画分のCcw12は徐々に消失していた。gpx1∆株では、野生株よりもCcw12の消失速度が遅くなっており、gpx1∆株ではCcw12の輸送が遅延していると考えられた。このことから、gpx1∆株はCcw12の量が少ないだけでなく、輸送速度が遅いことで、オレイン酸培地に移した時にかかるストレスに野生株ほど対処できなくなっており、gpx1∆株がオレイン酸培地で生育が低下したと考えられる。オレイン酸培地での生育低下は、Gpx1の機能に必要なシステイン残基の置換体では回復しないことから、Gpx1のレドックス制御がなんらかの形でCcw12の発現や輸送に影響していると推測される。(抄録なし)出芽酵母グルタチオンペルオキシダーゼ1(以下Gpx1)を介したレドックスリレーを明らかにするために、酵母ツーハイブリッド法によりGpx1とシステイン残基を介して結合している分子の同定を行った。Gpx1は酸化的ストレスによりperoxidatic Cysが酸化され、スルフェン酸(SOH)となった後にresolving Cysとジスルフィド結合を形成する。本研究においては、システインを介して結合したGpxlと相互作用因子複合体を安定した状態で存在させるためにresolving Cysをセリンに置換した変異体Gpx1を用いて酵母ツーハイブリッド法を行った。取得されたコロニーからプラスミドDNAを回収し解析を行い、Gpx1とシステイン残基を介して相互作用する因子として転写抑制因子Cyc8を同定した。Cyc8はTup1と複合体を形成し、遺伝子の発現を抑制する。このことから、Cyc8の転写抑制能がレドックスにより制御されている可能性が考えられた。また、DNAマイクロアレイ解析により野生株とgpx1Δ株で発現量が異なる遺伝子の探索を行った。WTあるいはgpx1Δ株を定常期まで培養した後にRNAを抽出し、DNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、栄養源飢餓時に発現が上昇するIME1遺伝子の発現の上昇が認められた。IME1遺伝子の発現もCyc8-Tup1複合体により制御されることが知られている。また、脂肪酸のβ-酸化の初発の酵素Pox1、ならびにβ-酸化が行われるペルオキシソームに局在するペルオキシソーム型カタラーゼCta1の発現もgpx1Δ株において上昇していた。Pox1とCta1の発現にCyc8-Tup1複合体が関与しているとの報告はなく、Cyc8-Tup1複合体によるPox1とCta1の転写制御の可能性も考えられた。出芽酵母グルタチオンペルオキシダーゼ1(以下Gpx1)の細胞内機能を明らかにするために、以下の研究を行った。gpx1Δがオレイン酸培地で生育低下を示すこと、ならびにgpx1Δ株ではペルオキシソームの形成が遅れることを報告した(BBA,1821,1295-1305,2012)。オレイン酸培地での生育低下の原因を探るため、オレイン酸培地で形成が大きく誘導される油滴(Lipid droplet、以下LD)に着目した。その結果、gpxlΔ株ではLDの蓄積量が減少していることを見いだした。しかしながら、トリアシルグリセロールの合成に関わる因子を高発現し、LDの合成を促進させても、gpx1Δ株のオレイン酸培地での生育低下は回復しなかったことから、gpx1Δ株のLD蓄積量の減少は直接的な要因ではないと考えられた。次にペルオキシソームの形成遅延、LDの蓄積量の減少から、ペルオキシソームとLDの膜の供給源として知られる小胞体(ER)に着目した。ERストレス応答として、UPR(unfolded protein response)とERAD(ER associated protein degradation)について検討を行ったところ、gpx1Δ株ではERストレス応答が野生株より減少していた。このことから、gpxlΔ株ではERストレス応答を正常に惹起できないため、ERからの膜の供給が滞っているのではないかと考えられた。また、DNAマイクロアレイによりWTとgpx1Δ株の遺伝子発現量の違いを検討したところ、大変興味深いことに、細胞壁のマンノプロテインの発現量が大幅に減少していることを見いだした。細胞壁の恒常性はオレイン酸の毒性を軽減するために必要であることが知られている(Lockshon et al.,Genetics,2007)。

これらのことから、gpx1Δ株のオレイン酸培地での生育低下には細胞壁の脆弱性も関与している可能性が考えられた。gpx1∆株は野生株と比較してオレイン酸培地で生育が低下することを見出している(Ohdate and Inoue, BBA, 2012)。昨年度、その原因を明らかにするためにDNAマイクロアレイ解析を行い、gpx1∆株では細胞壁の構成因子の発現が減少していることを見出した。減少していた細胞壁構成因子のうち、細胞壁マンノースタンパク質をコードするCCW12遺伝子をgpx1∆株に導入したところ、オレイン酸培地におけるgpx1∆株の生育低下を回復することを新たに見出した。gpx1∆株では、Ccw12のmRNAレベルだけでなく、細胞全体のタンパク質レベルでもCcw12の減少が観察された。Ccw12は翻訳後、ERとゴルジ体で糖鎖修飾を受け細胞膜、そして細胞壁へ輸送される。我々は、gpx1∆株のオレイン酸培地での生育低下には、Ccw12の量の減少だけでなく、Ccw12の輸送も関与しているのではないかと考え検討を行った。酵母細胞を可溶性画分と膜画分に分画したところ、野生株では、オレイン酸培地に移したあと、各画分のCcw12は徐々に消失していた。gpx1∆株では、野生株よりもCcw12の消失速度が遅くなっており、gpx1∆株ではCcw12の輸送が遅延していると考えられた。このことから、gpx1∆株はCcw12の量が少ないだけでなく、輸送速度が遅いことで、オレイン酸培地に移した時にかかるストレスに野生株ほど対処できなくなっており、gpx1∆株がオレイン酸培地で生育が低下したと考えられる。オレイン酸培地での生育低下は、Gpx1の機能に必要なシステイン残基の置換体では回復しないことから、Gpx1のレドックス制御がなんらかの形でCcw12の発現や輸送に影響していると推測される。酵母ツーハイブリッド法を用いた解析により、出芽酵母Gpx1とシステイン残基を介して相互作用する因子として転写抑制に関与するCyc8を同定したから。DNAマイクロアレイを用いた解析により、オレイン酸培地でのgpx1Δ△株の生育低下の原因を把握でき、あらたなレドックスシグナルの解明に一歩近づいたと考えられるから。Gpx1とCyc8のin vivoにおける関係について明らかにする。Cyc8は様々な遺伝子の転写抑制に関与することが知られているため、どのような条件下においてGpx1とCyc8が相互作用するかについて検討する。Gpx1と細胞壁ストレスの関連を検討し、Gpx1による細胞壁タンパク質のレドックス制御機構を検討する。(抄録なし)
高齢者と女性を中心とする新しい“働き方"についての研究

第一部での新しい知見としては、ワーカーズ・コレクティブを新しい視点から位置づけ直す可能性が得られた。生活クラブ生協から発生したワーカーズ・コレクティブの担い手が、社会階層としては比較的高所得な社会階層である場合が多く、そのために、理念としては高いものがあっても、社会的経済的な基盤を十分に持ち得ないという危険性を抱えている。そこで、たんに日本全体の市場競争に従属するのではなく、地域にとっての有益な仕事づくりの試みとしての位置づけのなかから採算を考えることが重要だということになる。また、その意味で言えば、理念と採算性とのきびしい緊張関係そのものが、むしろ新しい運動の試みとして積極的にとらえられるべきだと考えられる。第二部においては、中高年者が積極的な生き方を模索している新たな状況が明らかになった。これまでの地域の血縁地縁関係に依存せず、いわば新しい連帯の基盤として、「高齢者協同組合」の結成にいたったことはきわめて注目に値する。と同時に、生きがい支え合いの新しい組織としての可能性は大きいものの、働き続けるための企業体としてどういう可能性があるかについて言えば、高齢者だけの組織形態では多くの限界があることも見えてきた。つまり、新たな職種を作り出すという点では、働き方の実現の場所としては職種が限定され、むしろ、農業などの方が積極的な展開を見込めるといえよう。つまり、利潤性から言えば、周辺に追いやられそうな職種の方が、かえって、高齢者の新しい生き方と働き方に可能性を提供するかも知れないということが推察された。平成7年度の研究は、二つの方向に分けて実施された。1.高齢者の仕事づくりに関する研究-長寿化が進むなかで、高齢期の経済保障と生きがいを実現する仕事づくりの実験がある。高齢者協同組合は、国の施策や労働市場の成り行きにまかせるのではなく、高齢者自身とこれから高齢者になるものとが協同組合方式で高齢期の仕事と高齢者のための地域福祉をつくろうとする試みである。そのなかから代表的な3事例(1)ワーカーズコープベ-カリ・はじめ工房(神奈川県相模原市)、(2)川崎市高齢者協同組合準備会(ヘルパー事業・給配食事業)、(3)センター事業団(緑化事業)をとりあげ、調査研究を実施した。組合員全員を対象とした調査内容は、設立にいたるプロセス、組合員になった経過、事業内容、組織内容、就労形態などである。その聞き取り調査から明らかになったのは、収入よりも、安全・安心をコンセプトにした地域環境整備や食関連事業を通して地域の住民に貢献しているという意識が高齢者の働く意欲を支えているという事実である。1996年度は、高齢者協同組合の事例調査をさらに重ねることにより、高齢者協同組合の可能性と問題点を分析する予定である。2.女性を中心とするワーカーズ・コレクティブの調査研究-一つはもっとも安定した事業実績をあげている企業組合「凡」(東京都町田市)を事例としてとりあげ、メンバー全員を対象とした綿密な面接調査を実施し、自主管理型の仕事づくりにかかわる過程で「労働」概念や地域で働くことの意味世界がどのように変容してきたのかをあきらかにした。加えて「凡」が事業体としてどのように自立していったのか、その過程にどのような問題があったのかについて、「凡」の歴史的軌跡をまとめた。もう一つは、東京都の生活クラブ系のワーカーズ・コレクティブ46事業体をとりあげ、代表者を対象としたアンケート調査を試みた。仕事づくりの理念と事業実績との間の葛藤、メンバーが主婦であることが明らかにされた。1996年度は、さらに聞き取り調査を重ねることにより、考察を深めていく予定である。現代社会の働き方に異変が生じていることに着目し、「新しい働き方」を模索する動きを研究テーマとした。研究は、ふたつの対象に分けて進められた。一つは、生活クラブ生協の中から生まれた、女性のワーカーズコレクティブである。東京都内の14ワーカーズを対象にアンケート調査を実施し、10年間の発展の実態を調べた。

また、「凡」を事例研究の対象としてとりあげ、12年間にわたる歴史を明らかにし、またメンバー個人に焦点をあて、メンバーの内側から、また運動が内包している矛盾や葛藤に焦点をあてて分析した。もうひとつは、高齢者協同組合をとりあげ、高齢者にみる「新しい働き方」をもとめる動きがどのように展開しつつあるかを、いくつかの事例を調査して分析した。また、中年男性が、従来の男性の生き方を問い直すなかで結成されたじゃおクラブを対象にして、男性の自己変革の試みを調べた。その結果、ポスト産業社会における仕事や働くことへのとらえ直しが、女性と高齢者のなかに確実に生まれていることを確認した。また、現役男性のなかにも、女性や高齢者と共通する問題意識とム-ブメントが生まれつつあることが確認された。以上の諸ム-ブメントは、ポスト産業社会への移行期に対応する新しい実験ととらることができた。
地域文化の再生を通じた「持続可能な社会」の実現に向けた事例研究

「地域再生」や「持続可能な社会の構築」を論じる時に地域文化の再生は避けて通れない課題である。継承、保護といった文化そのものの課題だけではなく、地域社会に与える社会的な機能の回復や伝統的な知識の発掘といったその複合的機能の再生も注目されている。本研究では、石川県能登半島、岐阜県長良川地方、和歌山県みなべ・田辺地方の3つの「世界農業遺産」登録地域で、文化の複合的機能の再生と地域の価値を新しく創り生み出すために奮闘している若者の動向を注目し、調査を実施することで、日本社会における地域文化の再生を通じた「持続可能な社会」の実現の現状を把握し、文化再生における地域的な課題解決のヒントを探るものである。
超高速時間分解分光による溶液中およびミクロ環境場での光化学ダイナミクスの研究

ピコ秒フェムト秒領域では、異性化、解離、水素移動などが進行し、またそわらの背景にある電子緩和、振動緩和、溶媒緩和等を実時間で観測できる。これら様々な現象が複雑に組み合わさって成立する化学反応を理解するため、電子状態に対する分光、振動状態に対する分光、核波束運動を実時間観測する分光を駆使して研究を行った。主な成果を以下に列挙する。1.光パラメトリック増幅(OPA)によりサブ10fsの光パルスを発生させ、数10fsの時間分解能をもつポンプープローブ測定装置を製作した。光励起直後のトランスースチルベンS_1状態の過渡吸収の時間変化を測定、200cm^<-1>のS_1状態ν_<25>振動に由来するビート信号を観測し、この振動モードのみがビート信号としてあらわれる機構を議論した。2.溶液中で多原子分子をS_n状態へ励起した後おこる緩和過程について、テトラセンを例にとリフェムト秒蛍光分光で研究した。S_n蛍光、S_1蛍光の強度変化および偏光異方性測定により、電子緩和、IVR過程、振動冷却、回転緩和等の一連の緩和ダイナミクスを明らかにした。3.アゾベンゼンのS_2励起に伴う光異性化をピコ秒ラマン分光およびフェムト秒蛍光分光を用いて研究し、S_2状態からほぼ収率1で平面型のS_1状態が生成することを明らかにした。これにより、これまでいわれていたS_2状態から直接すすむ回転型の異性化経路は実は存在せず、平面型のS_1(nπ*)状態に緩和してから反応が進むということがわかった。4.1,8-ジヒドロアントラキノンの分子内光プロトン移動反応をフェムト秒蛍光分光法で研究した。互変異性体型の蛍光が光励起後50fs以内に現れること、すなわち励起状態でのプロトン移動が50fs以内で起こること、を見出した。分子内振動再分配に誘起されたプロトン平均位置の変化を反映していると考えられるスペクトル変化をサブピコ秒領域で観測した。1.溶液中で、多原子分子のS_n状態への光励起後に起こる緩和過程について、テトラセンを例にとり、フェムト秒時間分解蛍光分光法によって研究した。S_n蛍光とS_1蛍光の両方を時間分解観測することに成功し、その強度変化および偏光異方性の測定から、(1)約120fsでおこるS_n→S_1電子緩和、(2)電子緩和直後のIVR過程、(3)振動冷却、および(4)回転緩和、など一連の緩和ダイナミクスを明らかにした。2.ピコ秒時間分解ラマン分光により、最も基本的な反応でありながらその詳細がわかっていないアゾベンゼンの光異性化反応を研究した。光励起直後に現れる過渡吸収に共鳴させて寿命110ps(溶媒に依存)のS_1状態のラマンスペクトルを測定した。^<15>N同位体シフトに基づいてS_1状態のNN伸縮振動数を決定し、S_1状態でNN結合が二重結合性を保っていること、よって分子はNN結合まわりで平面構造を保っていること、を明らかにした。さらにピコ秒アンチストークスラマンスペクトルの測定によって、S_1状態およびS_0状態における振動緩和過程を明らかにした。

これらにより、アゾベンゼンのππ*(S_2)励起に伴う光異性化はこれまで言われていたのとは異なって、反転(inversion)機構による異性化である可能性が高いことを示した。3.光学領域の時間分解測定の分解能を極限まで高めるため、光パラメトリック増幅(OPA)を用いて500nm-750nmの範囲で波長可変なサブ10fsの光パルスを発生する装置を製作した。さらにこの極短パルスをプローブ光に、またその2倍波をポンプ光に用いる時間分解吸収測定システムを製作した。製作した装置を使って、光励起直後の分子の振動コヒーレンス(核波束運動)の観測を行った。1.光パラメトリック増幅(OPA)により発生させたサブ10fsの光パルスを用いたポンプープローブ測定によって、光励起直後のトランスースチルベンS_1状態の過渡吸収の時間変化を測定し、200cm^<-1>のS_1状態C=C-Φ面内変角振動(ν_<25>)に由来するビート信号を観測した。観測されたν_<25>ビート信号の振幅の大きさを議論し、このタイプの時間領域分光実験で観測されるビート振幅が、振動数領域の二つ分光におけるスペクトル強度と定量的と結び付けられることを示した。また、ポンプ光源とプローブ光源に別々のOPAを用いることでポンプ光とプローブ光の波長を独立に変えることができるように装置を拡張した。2.アゾベンゼンのS_2(ππ*)励起に伴う光異性化は、これまで信じられていたのとは異なり、平面型のS_1(nπ*)状態に緩和してから進むということがわれわれの昨年度のピコ秒時間分解ラマン分光の研究で示唆されている。この問題をさらに調べるために、アゾベンゼンの蛍光を定常的および時間分解的に測定した。S_2(ππ*)状態からの蛍光にあわせて、吸収スペクトルと良い鏡像関係を示すS_1状態からの蛍光を観測し、S_2励起によって確かに平面型のS_1状態が生成していることを確かめた。また、S_2蛍光とS_1蛍光の強度比較から、S_2→S_1緩和の量子効率はおおよそ1であることを見出した。これまでいわれていたS_2状態から直接すすむ回転型の異性化経路が実は存在していないことを明らかにした。3.1,8-ジヒドロアントラキノンの分子内光プロトン移動反応をフェムト秒蛍光分光法で研究した。互変異性体型の蛍光が光励起後50fs以内に現れること、すなわち励起状態でのプロトン移動が50fs以内で起こること、を見出した。分子内振動再分配に誘起されたプロトン平均位置の変化を反映していると考えられるスペクトル変化をサブピコ秒領域で観測した。
人工血管を指向した生体融和多機能タンパク質材料の構築

生体内で使用する人工血管等の高分子材料に高密度配向集積するタンパク質材料を開発するため、構造部位として人工血管内面に集積する基本骨格配列を設計した。一方機能部位として、細胞接着能を有するペプチド配列を利用した。上記の構造部位、機能部位を組み合わせて設計したタンパク質の遺伝子構築を行い、組換え大腸菌を作製し、目的のタンパク質を得た。得られたタンパク質の疎水性高分子材料表面への集積状態は、免疫化学的手法により評価した。その結果、タンパク質が疎水性高分子材料表面に、強固に集積できることが明らかとなった。さらに、タンパク質を集積した疎水性高分子材料表面は優れた細胞接着性を有することが明らかとなった。生体内で使用する人工血管等の高分子材料に高密度配向集積する多機能タンパク質材料を開発するため、構造部位として人工血管内面に集積する基本骨格配列を、天然エラスチンの配列に基づいて設計した。エラスチンに存在する(APGVGV)nや(GVGVP)nといった特徴的な繰り返し配列は疎水性に富み安定な構造を形成するため、ePTFEの疎水性表面に疎水性相互作用により容易に集積することができる。またもともと生体由来の配列であるため、生体適合性に優れているという大きな利点がある。一方機能部位として、細胞接着能を有するフィブロネクチン由来のRGD配列、ラミニン由来のIKVAV配列等を利用した。これらの配列はそれぞれ細胞膜表面のレセプターを介して細胞接着することが知られている。血管内皮細胞が生着すれば、血小板の吸着を抑制できるため材料表面に血小板の凝集、血栓形成が起こらず、小口径動脈用の人工血管が構築可能であり、また長期使用に耐え得ることが期待される。以上の、構造部位、機能部位を組み合わせて設計したアミノ酸配列に基づいて遺伝子構築を行い、大腸菌で遺伝子発現が可能な発現ベクターを作製した。このベクターを大腸菌に導入して組換え大腸菌を作製し、目的のタンパク質を得ることができた。得られたタンパク質を、人工血管材料として多用されているePTFE表面に集積した。集積状態は抗体を利用した免疫化学的手法により評価した。その結果、タンパク質がePTFE表面に、疎水性相互作用により強固に集積できることが明らかとなった。本研究は、生体内で使用する人工血管等の高分子材料に高密度配向集積する多機能タンパク質材料の開発を目的として行っている。この目的を達成するために、現在までに基本骨格となるタンパク質の構造ユニット、および細胞機能を制御する機能ユニットを設計し、これらのユニットを一体化したタンパク質材料を遺伝子工学的に合成した。さらに、これらのタンパク質をePTFE表面に集積して、人工血管材料としての基本的特性を評価した。研究は予定通り順調に進んでおり、現在までのところ当初の目標をほぼ達成できている。エラスチンに存在する(APGVGV)nや(GVGVP)nといった特徴的な繰り返し配列は疎水性に富み安定な構造を形成するため、疎水性高分子であるePTFEの表面に疎水性相互作用により容易に集積することができる。また元来生体由来の配列を元に設計しているため、生体適合性に優れているという大きな利点がある。上記の構造部位、機能部位を組み合わせて設計したアミノ酸配列に基づいて遺伝子構築を行い、大腸菌で遺伝子発現が可能な発現ベクターを作製した。得られたタンパク質を、人工血管材料として多用されている疎水性高分子材料表面に集積した。その結果、タンパク質が疎水性高分子材料表面に、疎水性相互作用により強固に集積できることが明らかとなった。さらに、タンパク質を集積した疎水性高分子材料表面に血管内皮細胞を播種し、観察することにより、優れた細胞接着性を有することが明らかとなった。本研究において当初作製を計画していたタンパク質に加え、アミノ酸配列を変更したタンパク質をいくつか作製した。その結果、疎水性高分子材料表面への吸着特性において、非常に良好な結果を得ることができた。さらにこれらのタンパク質を集積した材料表面で血管内皮細胞を播種したところ、良好な細胞接着が観測された。以上のように、新たなタンパク質が予想以上に優れた特性を有し、研究は当初の計画以上に進んでいる。

エラスチンに存在する(APGVGV)nや(GVGVP)nといった特徴的な繰り返し配列は疎水性に富み安定な構造を形成するため、疎水性高分子であるePTFEの表面に疎水性相互作用により容易に集積することができる。また元来生体由来の配列を元に設計しているため、生体適合性に優れているという大きな利点がある。一方機能部位として、細胞接着能を有するフィブロネクチン由来のRGD配列、ラミニン由来のIKVAV配列等を利用した。これらの配列はそれぞれ細胞膜表面のレセプターを介して細胞接着することが知られている。血管内皮細胞が生着すれば、血小板の吸着を抑制できるため材料表面に血小板の凝集、血栓形成が起こらず、小口径動脈用の人工血管が構築可能であり、また長期使用に耐え得ることが期待される。上記の構造部位、機能部位を組み合わせて設計したアミノ酸配列に基づいて遺伝子構築を行い、大腸菌で遺伝子発現が可能な発現ベクターを作製した。このベクターを大腸菌に導入して組換え大腸菌を作製し、目的のタンパク質を得ることができた。得られたタンパク質を、人工血管材料として多用されている疎水性高分子材料表面に集積した。集積状態は抗体を利用した免疫化学的手法により評価した。その結果、タンパク質が疎水性高分子材料表面に、疎水性相互作用により強固に集積できることが明らかとなった。さらに、タンパク質を集積した疎水性高分子材料表面に血管内皮細胞を播種し、観察することにより、優れた細胞接着性を有することが明らかとなった。以上の結果より、本研究で構築した多機能タンパク質材料は、小口径人工血管を実現するための材料として利用できる可能性が示された。生体内で使用する人工血管等の高分子材料に高密度配向集積するタンパク質材料を開発するため、構造部位として人工血管内面に集積する基本骨格配列を設計した。一方機能部位として、細胞接着能を有するペプチド配列を利用した。上記の構造部位、機能部位を組み合わせて設計したタンパク質の遺伝子構築を行い、組換え大腸菌を作製し、目的のタンパク質を得た。得られたタンパク質の疎水性高分子材料表面への集積状態は、免疫化学的手法により評価した。その結果、タンパク質が疎水性高分子材料表面に、強固に集積できることが明らかとなった。さらに、タンパク質を集積した疎水性高分子材料表面は優れた細胞接着性を有することが明らかとなった。これまでに設計・合成したタンパク質の機能評価を行う。主として細胞、血液等の生体成分に接触させたときの生体融和性を調べる。タンパク質材料に求める具体的な目標性能は、1集積強度:通常血管内面が受ける血流によるシェアストレスより大きなストレス下においても集積したタンパク質がはがれない、2細胞接着能:通常血管内面が受ける血流によるシェアストレスより大きなストレス下においても接着した細胞がはがれない。細胞の接着能としては、天然のコラーゲンと同等あるいはそれ以上を目標とする、3血小板吸着:通常血管内面が受ける血流によるシェアストレスより小さいストレス下においても血小板が吸着せず血栓が生じない。
人工糖認識ドメインを利用した糖転移酵素の機能解明

ムチン型糖鎖の還元末端に位置するα-GalNAc構造は、糖転移酵素の1種であるppGalNAcTs(pol-ypeptide N-α-acetylgalactosaminyltransferases)により導入が行われる。ppGalNAcTsは、他の糖転移酵素と異なり触媒ドメインのほかに糖認識能を有するレクチンドメインを有している。このレクチンドメインの機能は未だ未解明な部分も多いが、基質糖ペプチド中の糖の認識に関与していることがこれまでの研究により示唆されている。本研究では、新たなppGalNAcTsの基質特異性解明法として基質糖ペプチド中の糖構造に変化を持たせ、糖転移活性に与える影響を検証することとした。最初に、本研究室で開発されたマイクロ波照射下のFmoc固相合成法によりそれぞれ異なった種類の糖で修飾された糖ペプチドライブラリーの作製を行った。続いて、作製した糖ペプチドに対し3種類のppGalNAc-Tアイソサイムを用いてGalNAc転移反応を行った。すると、アイソサイムにより基質糖ペプチドに対する活性の違いが確認された。一部のppGalNAcTアイソサイムに関してレクチンドメインを除去した変異体を作製し、レクチンドメインが関与している反応の詳細について確認した。GalNAc分子以外の糖が導入された基質糖ペプチドに対してppGalNAcT転移活性を確認した前例はない。本研究より、レクチンドメインが基質中の糖の種類および結合様式を正確に認識していることが証明された。また、本研究手法を応用し、糖をグリコシダーゼで選択的に除去可能な保護基として利用した新規ムチン型糖ペプチドの化学酵素合成法へと発展させた。ムチン型糖鎖の還元末端に位置するα-GalNAc構造は、糖転移酵素の1種であるppGalNAcTs(polypeptide N-α-acetylgalactosaminyltransferases)により導入が行われる。最初に、本研究室で開発されたマイクロ波照射下のFmoc固相合成法により異なった6種類の糖から成る糖ペプチドライブラリーの作製を行った。続いて、作製した糖ペプチドに対し、ppGalNAcT-2(ht2)およびレクチンドメイン除去型ppGalNAcT-2(ht2CD)を用いてGalNAc転移反応を行ったところ、いずれの基質に対してもht2/ht2CD両酵素によるGalNAcの転移活性が確認された。GalNAc分子以外が導入された基質糖ペプチドに対してppGalNAcT転移活性を確認したのは本研究が初めてである。現在、そのGalNAc転移サイトの決定を行っている。本研究よりレクチンドメインの新たな糖認識能の解明が期待される。
掘削データ融合によるインテリジェント掘削システムの開発

科学掘削航海期間中に、前年度に開発した掘削データ取得装置の長期作動試験を実施し、長期データ取得の信頼性を確認した。また、掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システムや、掘削地層把握を進めるためには、掘削データを入力データとする計測融合演算を行う必要があり、汎用的プログラム言語であるMatlabでの演算を想定し、掘削データのMatlab Libraryとしての読み込みを可能とするインターフェイス・ソフトの開発を行った。船上掘削データからドリルビット挙動推算、ならびに想定されるコア採取率や掘進率を提示する手法を構築進めた。ドリルビット挙動に関しては、数理モデルの構築、過去に実施した模型試験結果を用いた検証、更には、過去の科学掘削で得られたデータをもとにした検証を進めた。コア採取率に関しては、過去の航海で得られた掘削データとコア採取率を統合したデータベースの構築を進めており、一つの航海において、人工知能技術を活用した相関推定を勧めている。掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、実管疲労試験の結果や表面粗度影響の考察を進めている。また、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析を実施した。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、初年度に得た非接触給電特性を鑑みて、多段式非接触給電で十分な性能を得るために、周期回路理論を適用した新たな非接触給電手法の考案を行った。更に、給電に加えて通信も行う、多段式非接触給電・通信同時伝送の基本特性の把握を行った。掘削データ取得装置に関しては、長期連続作動試験による信頼性確認、Matlab Libraryによる読み込みを可能とするソフト開発など、当初計画以上の進展を得た。船上掘削データからドリルビット挙動推算に関しては、数値モデルの構築や模型実験データや実海域掘削データを元にした検証を進めており、計画通りである。また、船上掘削データからコア採取率の推定に関しては、先進的な情報科学の手法を取り入れ、従来の計画より先進的な展開を図っている。掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析を実施し、監視システム構築に向けて概ね順調な進展である。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、平成28年度の結果を受けて新たな手法の考案を行い、順調な進展を得た。掘削データ取得装置に関しては、データを活用した融合解析を効率的に行うために、更なる汎用プログラム言語での読み込みを実現するインターフェイス・ソフトの開発を進める。具体的には、Pythonでの読み込みを行う。船上掘削データからドリルビット挙動推算に関しては、過去の実海域掘削データを元にした数理モデル検証を行い、掘削データ取得装置で得られたデータを入力データとする計測融合解析へと展開する。また、船上掘削データからコア採取率の推定に関しては、解析に加えて人工知能技術の活用を行う。このためにも、開発した掘削データ取得装置で得られる航海データの分析や学習を行う。掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析結果や実管疲労試験結果をもとに、更には、作業中に作用する種々の応力の分類結果をもとに、システム構築を進める。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、前年度に考案した新たな手法である、周期回路理論を適用した多段式非接触給電・通信同時伝送技術を用いて、実際のドリルパイプを用いた給電・通信試験を行い、特性の評価を行う。地球深部探査船「ちきゅう」において、掘削機器の統合的制御・監視を行う装置から、リアルタイムで船上掘削データを取得する装置の構築を行った。掘削機器は各々、PLC(Programmable Logic Controller)を有しており、更に、それらを統合的に制御・管理する上位制御PLCがある。運用安全面でアクセス領域に懸念が生じるため、仮想サーバを構築し、それを介して、上位制御PLCのアクセスを行う手法を適用した。掘削データを用いたドリルパイプ強度監視手法の構築に向けて、最大応力および疲労の観点からのドリルパイプ強度検討手法の検討を行った。最大応力の観点では、作業中に生じる多岐に亘る応力を分類し、その畳重による最大応力算出手法の検討を行った。また、疲労強度の観点では、船体動揺を加味した応力の発現確率をもとにした累積疲労被害度算出手法の検討を実施した。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けて、ケーブル経路を含めた概念検討を行うと共に、水中非接触通信・給電に関する基本試験を実施し、その減衰特性の考察を行った。その際、ドリルパイプへの適用を鑑みて、鉄環境において問題となる鉄の透磁率と損失係数に起因する非接触給電特性低下、および海水環境において問題となる塩化ナトリウムのイオン伝導による電界への影響に起因する性能低下の影響の考察も行った。対のコイルにコンデンサを直列に配した共振器では、単段での減衰は比較的小さいが、ドリルパイプに適用した場合、つまり、多段となった場合は減衰が大きく新たな手法考案の必要性を認めた。当初は早い時期に新掘削制御装置における掘削データの通信確認を行い、新掘削制御装置対応のデータ取得装置の開発を行う予定であったが、「ちきゅう」の運航スケジュールの変更により、掘削パワー制御システムの換装の時期が変更となり、それに伴い、新掘削制御装置における掘削データの通信確認の一部に遅延が生じた。しかし、掘削パワー制御システム換装後に速やかに通信試験を行い、全体計画に影響を及ぼすような遅延を生じることなく、掘削データ取得装置の構築を行った。

掘削データを用いたドリルパイプ強度監視手法の構築に向けての、最大応力および疲労の観点からのドリルパイプ強度検討手法の検討においては、計画通りに遂行している。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けての中核となる水中非接触通信・給電に関しては、実験によりその基本特性の把握を行った。実験を行うに当たり、事前のシミュレーションにより共振器設計を行うことで、効率的な準備を行い、水中環境のみならず、ドリルパイプへ適用した場合に問題となる鉄環境の考察も実施した。科学掘削航海期間中に、前年度に開発した掘削データ取得装置の長期作動試験を実施し、長期データ取得の信頼性を確認した。また、掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システムや、掘削地層把握を進めるためには、掘削データを入力データとする計測融合演算を行う必要があり、汎用的プログラム言語であるMatlabでの演算を想定し、掘削データのMatlab Libraryとしての読み込みを可能とするインターフェイス・ソフトの開発を行った。船上掘削データからドリルビット挙動推算、ならびに想定されるコア採取率や掘進率を提示する手法を構築進めた。ドリルビット挙動に関しては、数理モデルの構築、過去に実施した模型試験結果を用いた検証、更には、過去の科学掘削で得られたデータをもとにした検証を進めた。コア採取率に関しては、過去の航海で得られた掘削データとコア採取率を統合したデータベースの構築を進めており、一つの航海において、人工知能技術を活用した相関推定を勧めている。掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、実管疲労試験の結果や表面粗度影響の考察を進めている。また、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析を実施した。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、初年度に得た非接触給電特性を鑑みて、多段式非接触給電で十分な性能を得るために、周期回路理論を適用した新たな非接触給電手法の考案を行った。更に、給電に加えて通信も行う、多段式非接触給電・通信同時伝送の基本特性の把握を行った。掘削データ取得装置に関しては、長期連続作動試験による信頼性確認、Matlab Libraryによる読み込みを可能とするソフト開発など、当初計画以上の進展を得た。船上掘削データからドリルビット挙動推算に関しては、数値モデルの構築や模型実験データや実海域掘削データを元にした検証を進めており、計画通りである。また、船上掘削データからコア採取率の推定に関しては、先進的な情報科学の手法を取り入れ、従来の計画より先進的な展開を図っている。掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析を実施し、監視システム構築に向けて概ね順調な進展である。ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、平成28年度の結果を受けて新たな手法の考案を行い、順調な進展を得た。掘削データ取得装置開発に関しては、掘削機器が作動した状態での長期間の連続運用に向けた信頼性確認試験の実施が不可欠であり、科学掘削航海期間中に長期作動試験を実施する。
方策勾配法に基づく強化学習法と複雑システム制御への応用

近年提案されたNatural Actor-Critic法と呼ばれる方策勾配法は、速く確実に学習できる強化学習法として注目されている。しかし、方策を改善するごとに過去の方策の下で生成したサンプルを捨てなければならないという問題があった。これに対して、昨年我々が提案した「方策オフ型Natural Actor-Critic法(Off-NAC法)」と呼ぶ方策勾配法は、過去の方策の下で生成したサンプルを現在の方策勾配の推定に再利用することができる。このため、サンプルの生成が困難である実システム(複雑システム)の制御則獲得課題に対しても、少ないサンプル数で速く学習することができると考えられ、シミュレーション実験によりその有効性を示した。本年はまず、Off-NAC法の分散分析を行い、過去の方策の下で生成した系列の長さに依存して、方策勾配推定の分散が指数関数的に大きくなることを検証した。この問題を回避するためには、系列の長さを有限にする必要があるが、従来のTD法を用いて方策勾配推定を行った場合、方策勾配推定が発散する可能性が生じる。しかし、off-NAC法では、最小二乗法に基づくTD法である「方策オフ型LSTD(λ)法」を提案し用いており、従来のTD法と収束条件が異なる。我々は、方策オフ型LSTD(λ)法が、任意の長さの系列を用いた場合でも収束することを証明し、従来のTD法では発散するシミュレーション課題において、収束することを示した。これにより、off-NAC法が、これまで提案されてきた重点サンプリングに基づく方策オフ型強化学習法の中で、唯一収束が保証されることを示すことができた。その他、近年提案された隠れマルコフモデルに基づく方策勾配法をマルチエージェント課題に適用した。他のエージェントのダイナミクスの特徴を、内部状態遷移モデルとして抽出することができ、従来法よりも良い性能を持つことを示した。近年、方策勾配法に基づく強化学習法の一種であるNatural Actor-Critic (NAC)法が提案された。この手法は、actorの学習に自然方策勾配法、criticの学習に最小二乗法に基づくLSTD-Q(lambda)法を用いたもので、高次元の力学系に対する比較的効率の良いモデルフリー強化学習法として注目されている。しかしながら、NAC法は方策オン型、すなわち現在の方策に依存した学習法であることにより、二つの問題点がある。第一に、方策勾配の推定には、現在の方策の下で生成したサンプル系列が必要であり、過去の方策の下で生成した系列は用いることができない。第二に、強化学習において重要な問題である探索・搾取の制御の導入には大きな制約がある。これらの問題を解決するために、我々は重点サンプリング法に基づき、方策オフ型、すなわち現在の方策に直接依存しないLSTD-Q(lambda)法を提案しNAC法のcriticの学習法として採用した。これを方策オフ型NAC(off-NAC)法と呼ぶ。提案手法では、過去の方策の下で生成された系列を用いて現在の方策に対する方策勾配を推定できるため、方策勾配推定のバリアンスを下げることができる。また、方策最適化と別に探索制御を行うことができるため、探索・搾取を効果的に制御するができる。ヘビ型運動シミュレータを用いた計算機実験により、提案手法がNAC法よりも少ないサンプル数で、かつ安定して学習できることを示した。また、二足歩行運動シミュレータに対しても適用した。
食用昆虫の栄養機能および生理活性機能に関する研究

1タンパク質含量の測定(ケルダール法)タンパク質含量はクロスズメバチ幼虫15g/100g、キイロスズメバチ幼虫23g/100g、トビケラ幼虫16g/100g、イナゴ21g/100g、蚕サナギ27g/100g、カミキリ虫幼虫lOg/lOOgで、肉類、魚介類に匹敵する含有量であった。2アミノ酸分析1985 (FAO/WHO/UNU) (2-5歳)パタンによると、スズメバチ幼虫、トビケラ幼虫、蚕サナギのアミノ酸スコアはほぼ100であり、良質な動物性タンパク質であることを確認できた。一方、イナゴとカミキリ虫幼虫は含硫アミノ酸の含量が少なくスコアも低かった。3生理活性物質の探索(1)抗酸化性試験蚕サナギ、クロスズメバチ幼虫、イナゴのリン酸緩衝液抽出物に強いラジカル捕捉活性がみられた。(2)抗菌性試験イナコ、トビケラ幼虫、蚕サナギのメタノ叫抽出物に黄色ブドウ球菌に対する増殖阻害作用がみられた。(3)α-グルコシダーゼ阻害作用蚕サナギの熱水抽出物に強いα-グルコシダーゼ阻害作用がみられた。品種別に活性を比較した結果、「青白」、「世紀二一」の抽出物に強い活性がみられた(50%阻害濃度150μg/ml)。4食用昆虫(蚕サナギ)の安定供給の検討群馬県の製糸工場と情報交換を行った。製糸後に残るサナギは鯉の飼料として出荷している。以上のことより、食用昆虫の中には栄養学的に優れているものや、強い生理活性成分を含むものがあり、新しい食品素材として利用できる可能性が示唆された。特に、蚕サナギは良質タンパク質、α-リノレン酸を多く含み、a-グルコシダーセ阻害作用も有することから、生活習慣病予防型の素材として期待がもてる。1食用昆虫の採取と試料調製(1)長野県内に生息するクロスズメバチ幼虫、キイロスズメバチ幼虫および天竜川に生息するトビケラ幼虫を採取した。蚕のサナギは養蚕家より入手し、イナゴは水田にて、カミキリ虫幼虫は雑木林にて採取した。試料は沸騰水浴中で間接加熱を行い、凍結乾燥後、粉末化した。2食用昆虫の採取経験調査(1)長野県内の短期大学生の74%に食用昆虫の摂取経験があり、内訳は、トビケラ幼虫51%、イナゴ90%であった。3脂質の抽出と分析(1)試料中の脂質含量はクロスズメバチ幼虫8.1g/100g、キイロスズメバチ幼虫3.9g/100g、トビケラ幼虫4.9g/100g、蚕のサナギ15.5g/100g、イナゴ1.3g/100g、カミキリ虫幼虫9.0g/100gだった。(2)試料中のコレステロール含量はクロスズメバチ幼虫65mg/100g、キイロスズメバチ幼虫19mg/100g、トビケラ幼虫16mg/100g、蚕のサナギ127mg/100g、イナゴ58mg/100g、カミキリ虫幼虫23mg/100gだった。(3)クロスズメバチ幼虫およびキイロスズメバチ幼虫の構成脂肪酸は、パルミチン酸(3437%)とオレイン酸(3640%)が中心だった。(4)トビケラ幼虫には、オレイン酸(59.1%)および未知の特徴的な脂肪酸(12.6%)が含まれていた。(5)イナゴと蚕のサナギにはn-3系脂肪酸であるα-リノレン酸(イナゴ29%、蚕のサナギ36%)が多く含まれていた。(6)カミキリ虫幼虫には、オレイン酸(59.1%)が多く含まれていた。分析した試料の脂質やコレステロールA量は昆虫によって大きく異なった。これは、昆虫が普段エサとしているものに影響を受けてている可能性が示唆された。例として、同じスズメバチ幼虫でもクロスズメバチ幼虫とキイロスズメバチ幼虫ではコレステロール含量に大きな差がみられる。4食用昆虫(蚕サナギ)の安定供給の検討

群馬県の製糸工場と情報交換を行った。製糸後に残るサナギは鯉の飼料として出荷している。以上のことより、食用昆虫の中には栄養学的に優れているものや、強い生理活性成分を含むものがあり、新しい食品素材として利用できる可能性が示唆された。特に、蚕サナギは良質タンパク質、α-リノレン酸を多く含み、a-グルコシダーセ阻害作用も有することから、生活習慣病予防型の素材として期待がもてる。
紙表面上でナノファイバーを直接合成する手法の確立とその機能解析

界面重合法を用いて紙表面上で高分子膜の調製を試みた。本手法により、ナノファイバーの形状の高分子膜を調製することができた。拡張係数および分配係数でだけでなく、有機溶媒の種類や水溶性モノマー濃度のコントロールにより、ファイバー径や形態が変化した。また調製した高分子膜は、アセトアルデヒド吸着能を有していた。さらに、調製した高分子膜に光触媒の機能を損なうことなく、定着させることができた。本年度は、水溶性モノマーとしてエチレンジアミン(EDA)、油溶性モノマーとしてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を用いて、紙表面上で界面重合反応を行った。生成したファイバー状高分子膜のファイバー径および生成率がエチレンジアミン濃度および有機溶媒が及ぼす影響について検討を行った。EDA 25%およびHDI 1%を用いて調製を行った。有機溶媒として、ヘキサン、ヘキサデカン、シクロヘキサンおよびヘプタンを用いた場合のファイバー径は、それぞれ100 nm、120 nm、96 nmおよび70 nmであった。また、同条件におけるファイバー状高分子の生成面積率は、それぞれ82%、77%、27%および2%であった。この結果より、ヘキサンおよびヘキサデカンを用いた場合、高いファイバー状高分子生成面積率が得られた。ヘキサンおよびヘキサデカンを有機溶媒として用い、EDA濃度とファイバー径およびファイバー状高分子生成面積率の関係を検討した。EDA濃度が0%の場合でもポリウレア膜を生成することが可能であった。EDA濃度が5%から25%になるにつれて、ファイバー径は小さくなる傾向を示した。また、ファイバー状高分子生成面積率は変化しなかった。次に基材がファイバー径および生成率に与える影響を検討した。調製条件として、EDA 25%およびHDI 1%、有機溶媒としてヘキサデカンを用いた。基材として、ろ紙、PE不織布、PETフィルム(親水化処理ありまたはなし)、PEフィルム(親水化処理ありまたはなし)を使用した。その結果、親水性が低い基材であるPE不織布、PETフィルム(親水化処理なし)およびPEフィルム(親水化処理なし)の場合、ファイバー状高分子生成面積率が低くなる傾向を示した。ファイバー径は、それほど変化しなかった。このことから、有機溶媒の種類および基材がファイバー状高分子生成面積率に、水溶性モノマー濃度がファイバー径に影響を及ぼすことが分かった。水溶性モノマーとしてエチレンジアミン(EDA)、油溶性モノマーとして二塩化テレフタロイル(TC)およびヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を用いて、紙表面上で界面重合反応を行った。ポリアミド膜(PA)およびポリウレア膜(PU)の生成をFT-IRの分析で確認した。25% EDAおよび1% TC、有機溶媒として、ヘキサデカン、ヘプタン、ヘキサン、ヘプタンおよび2-オクタノールを用いた。ヘキサデカン、ヘプタンおよびヘキサンを用いた場合、カプセル状のPAが生成した。この場合の拡張係数はヘキサデカンがー0.6、ヘプタンが8.5、ヘキサンが10.3であった。2-オクタノールを用いた場合にはフィルム状のPAが確認され、この場合の拡張係数は32.2であった。四塩化炭素を用いた場合、多孔状の構造が確認され、この場合の拡張係数は4.8であった。このことから、拡張係数で明確にカプセル状、フィルム状と区別できなかった。拡張係数だけでなく、他の因子も影響していると考えられる。25% EDAおよび1% HDI、有機溶媒として前述の溶媒に加えて、シクロヘキサンを用いた。有機溶媒にシクロヘキサン、ヘキサデカン、ヘキサンおよびヘプタンを用いた場合にファイバー状のPUが確認された。特に有機溶媒として、ヘキサン、ヘキサデカンおよびシクロヘキサンを用いた場合にナノファイバー生成率が高かった。これはシクロヘキサン、ヘキサデカンおよびヘキサンの水に対する溶解度が比較的低く、有機溶媒から水相への分配もしくは水相から有機溶媒への分配が少なかったことが要因であると考えられる。一方、水への溶解度が高い四塩化炭素および2ーオクタノールでは、フィルム状のPUであった。このことから、有機溶媒の水への溶解度がファイバー生成の有無、ファイバー状PUのファイバー径等に深く関わっていると考えられる。本年度は、ナノファイバー状高分子の機能性についての研究を進め、特にアセトアルデヒドの吸着機能について検討した。その結果、シクロヘキサンおよびシクロヘキサン-クロロホルム混合液を用いて調製したカプセル構造とファイバー構造のポリアクリルアミド(PA)複合シートでは、ブランクシートと比較して高い吸着性能を示した。また、カプセル状PA膜では、カプセル径の増加に伴い、吸着性能が高くなる傾向が得られた。ファイバー状PA膜では、ファイバー生成率の増加とファイバー径の減少に伴い吸着性能が高くなる傾向であった。なお、今回の調製条件では、EDA濃度50%、有機溶媒にシクロヘキサン:クロロホルム=3:1混合液を用いた場合のナノファイバー状PA膜が最も優れたアセトアルデヒド吸着性能を示した。

また、調製したPA膜への酸化チタン光触媒の定着法についても検討した。酸化チタン(TiO2)を使用し、調製したPA膜への担持手法の確立を試みた。調製したPA膜表面に残存する未反応の酸クロリドとシランカップリング剤である3-アミノプロピルトリメトキシシランのアミンがアミド結合を介して結合させた。その後、PA複合シート表面に負のゼータ電位を与えるテトラエトキシシラン加水分解重合物(ポリシロキサン)をプライマー兼バリアー層として修飾し、正のゼータ電位を有する光触媒微粒子を静電的にシート表面に結合させた。その結果、PA-TiO2複合シートでは良好な光触媒活性を示した。シート表面へのTiO2微粒子が効果的に定着できたことにより、良好な光触媒活性が得られたと推測される。この結果、静電効果を利用した複合化方法によって光触媒紙の調製が可能であった。界面重合法を用いた機能紙創製技術は、バインダーレスでの機能材料の複合化ができるだけでなく、その形態的特徴を活かした応用や高分子膜の表面修飾による高度機能化が可能であった。機能紙本研究では、紙を水溶性モノマーに含浸後、再度油溶性モノマーに含浸処理を行うことにより、紙表面上で界面重合反応が生じ、紙表面上でナノファイバーの合成を試みている。このように紙表面上でナノファイバーが生成する考えられる因子が、紙表面上に形成されたナノ界面領域に存在していると推測される。具体的には、水と有機溶媒の液/液界面張力、紙の微細な凹凸などの表面構造因子などの化学的および物理的因子などが考えられる。その因子である1モノマー濃度、2モノマーの種類、3有機溶媒の種類、4基材について検討を行う予定である。今年度は、主に水溶性モノマー濃度、有機溶媒および基材が、生成するファイバー状高分子に及ぼす影響について検討した。その結果、有機溶媒の種類および基材がファイバー状高分子生成面積率に、水溶性モノマー濃度がファイバー径に影響を及ぼすことが示唆された。このことから、EDA濃度および有機溶媒を考慮することで、ファイバー状高分子の生成をコントロールできる可能性が高まった。また、基材については、親水性処理を施すことにより、フィルムや不織布への適用も可能であることも示唆された。今年度は考えられる因子の中で、水溶性モノマー濃度、有機溶媒および基材とファイバー状高分子の生成との関係性について検討し、成果を得ることができた。このことから、ナノファイバー合成条件についての知見を得ることができ、概ね今年度の目標を達成することができた。本研究では、紙を水溶性モノマーに含浸後、再度油溶性モノマーに含浸処理を行うことにより、紙表面上で界面重合反応が生じ、紙表面上でナノファイバーの合成を試みている。