hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代膵島移植を目指した幹細胞ニッチのカプセル化による膵島再生の研究

再生膵島によるドナー不足問題の解決と同時にマイクロカプセルによる免疫隔離で移植成績の向上も期待できる次世代の膵島移植の開発を試みた。まず、マウス膵で膵幹細胞ニッチ組織全体をマイクロカプセル化する組織加工条件を確立した。マイクロカプセル内に分化誘導後の内胚葉系細胞群をスフェロイドの形で選択培養でき、そこでは再生におけるケモカイン受容体CXCR4陽性細胞を認めた。最終的に、マイクロカプセル化ニッチ組織から比較的純度の高い膵前駆体を培養する方法を確立することができた。障害を受けたマウス膵臓内において膵島細胞が再生する過程で、成体膵の組織幹細胞がどのような分化シグナルを受け分化するのかそのメカニズムを解明する。マイクロカプセルの中に膵島幹細胞を含む組織を入れ、これを分化誘導因子の探索プローブとして用いる。マイクロカプセル化膵島幹細胞をマウスの膵臓内に移植した後、膵管を結紮して炎症障害を与える。その後、カプセルごと組織を回収してシグナル・プロファイルを解析する。1.膵島細胞へと分化する中心腺房細胞を取り囲む組織(ニッチ組織)を、そのままマイクロカプセル化する為の、組織加工条件を解明する。これまでの実験と結果:成体膵幹細胞含有していると考えられているマウス膵外分泌・膵管組織を、ドナー・マウスの膵臓をコラゲナーゼPで消化し、比重遠心膵島分離法で採取した。これらは数百数千個の組織塊(直径200-300μm)として得られ、その約400個をゼラチンでカプセル化することに成功した。2.1.のマイクロカプセル化ニッチ組織をマウスの膵臓に移植し、膵管を縛って膵障害を起してマイクロカプセル内で膵島細胞に再生を促した後、マイクロカプセル化組織を回収する移植・摘出条件を確立する。これまでの実験と結果:マイクロカプセル化膵島幹細胞200個をヌードマウス膵臓の主膵管領域の小葉内に22Gの注射針を用いて移植。膵管を結紮して炎症障害を与えた後、組織の回収を行った。しかしながら、回収検体がかなり少なく実体顕微鏡下でマイクロカプセル化組織を確認できなかった。マイクロカプセル化膵島幹細胞の移植手技と移植後に膵管を結紮して炎症障害を与える手技は確立できた。しかし、まだ十分な組織を回収できる程ではない。マイクロカプセル化した中心腺房細胞を取り囲む組織(ニッチ組織)の膵島様細胞塊への再生誘導法を開発する。前年度に確立した組織加工条件を用いて、ニッチ組織をそのままマイクロカプセル化した後、膵内分泌細胞へと分化しうる幹細胞を増殖培養する。これにいくつかの分化誘導シグナルを外から加えて分化培養を試みる。1.マイクロカプセル化ニッチ組織(膵外分泌・膵管組織)の増殖培養:ゼラチンまたはマトリゲル(GF-reduced)でニッチ組織(膵外分泌・膵管組織)をマイクロカプセル化し、Advanced DMEM/F12培地内で3週間浮遊培養した。結果:ゼラチンカプセルでは、最初の1ー2週間はカプセル内組織の増殖が認められ、カプセル内に留まって成長した。しかし、2週を過ぎる頃からカプセル内に留まった組織は萎縮し、一方その他の組織の多くはカプセル外に排出され、お互いに接着し合うことなく膵島様組織を形成した。一方、マトリゲルカプセルでは、マトリゲルと絡まった状態で、3週間分化誘導培地内で、ほぼ一定の組織増殖を認めた。2.マイクロカプセル化ニッチ組織(膵外分泌・膵管組織)の分化培養:上記の増殖培養したマイクロカプセル化ニッチ組織に、分化誘導シグナル候補と考えられたアクチビン、BMP4を加えてその後2週間ほど継続培養した。結果:細胞塊からbudding outしてきていると考えられるスフェロイドの存在を認めた。3.サイトメトリーによる細胞解析:これらの細胞塊を酵素Accutaseでシングルセル化し、抗CXCR抗体で染色し、FACS AriaIIで解析した。結果:再生におけるケモカイン受容体CXCR4+細胞を約1割認めた。このことから、培養・分化の方法をさらに最適化することで、より純度の高い膵島様細胞の前駆体を培養できる可能性が示唆された。私達はドナー不足問題解決に向けて、膵島分離後の廃棄組織から膵幹細胞を分離培養して、高いインスリン分泌機能を持つ再生膵島の増殖培養法を発明した。本研究では、この技術を応用して、幹細胞ニッチ組織を丸ごとマイクロカプセル化し、間質系細胞と膵幹細胞との細胞間シグナルに着目して移植実験系でカプセル内の幹細胞分化再生プロセスの解析を試みた。まず、マウス膵を用いて膵幹細胞である中心腺房細胞がニッチ組織内で生存し、膵島細胞への分化能を維持した状態で、ニッチ組織全体をマイクロカプセル化する組織加工条件を確立した。移植後十分な組織を回収できなかったため、カプセル内幹細胞の分化再生プロセスは解析できなかった。そこで増殖培養したマイクロカプセル化ニッチ組織に、分化誘導シグナル候補と考えられたアクチビン、BMP4を外から加えて分化培養を試みたところ、細胞塊からbudding outしてきていると考えられるスフェロイドの存在を認めた。つまり、マイクロカプセル内に分化誘導後の内胚葉系細胞群をスフェロイドの形で選択培養できた。サイトメトリーによる細胞解析ではこれらの細胞塊に再生におけるケモカイン受容体CXCR4陽性細胞を認めた。

最終年度には、マイクロカプセル化ニッチ組織を分化培養したサンプルから、Pdx1, Sox9の発現を認め、一時的なNgn3も検出でき、マイクロカプセル化ニッチ組織から比較的純度の高い膵前駆体を培養する方法を確立した。しかしながら、これらを糖尿病モデルマウスに移植し、血糖値の安定化を得ることはできなかった。マイクロカプセル化のまま高機能の再生膵島を分化誘導する培養法を確立できたので、さらに移植実験系で糖尿病を治すことが出来れば、ドナー不足問題の解決と同時にマイクロカプセルによる免疫隔離で移植成績の向上も期待できる次世代の膵島移植を開発出来ると考えている。再生膵島によるドナー不足問題の解決と同時にマイクロカプセルによる免疫隔離で移植成績の向上も期待できる次世代の膵島移植の開発を試みた。まず、マウス膵で膵幹細胞ニッチ組織全体をマイクロカプセル化する組織加工条件を確立した。マイクロカプセル内に分化誘導後の内胚葉系細胞群をスフェロイドの形で選択培養でき、そこでは再生におけるケモカイン受容体CXCR4陽性細胞を認めた。最終的に、マイクロカプセル化ニッチ組織から比較的純度の高い膵前駆体を培養する方法を確立することができた。マイクロカプセル化した中心腺房細胞を取り囲む組織(ニッチ組織)の膵島様細胞塊への再生誘導法の開発において、分化誘導後に内胚葉系の細胞群をスフェロイドの形で選択培養できることを示唆するデータを得ることができた。培養・分化の方法をさらに最適化することで、より純度の高い膵島様細胞の前駆体を培養できると考える。移植外科学既報では、部分的にインスリンやグルカゴン産生細胞を含むヘテロな組織塊を作成できるところで留まっているが、これに対して、ゼラチンとマトリゲルの両方の良さを持つマイクロカプセル化ニッチ組織(膵外分泌・膵管組織)から純度の高い膵前駆体を培養する方法を確立していく。そして、再生膵島となったマイクロカプセル化ニッチ組織を糖尿病モデルマウスに移植し、血糖値の安定化を試みる。もし、再生膵島となったマイクロカプセル化ニッチ組織の移植による糖尿病の治療効果に限界がある場合は、通常の膵島移植モデルにおいて移植膵島を補助する組織としての治療効果を評価する。膵島細胞へと分化する中心腺房細胞を取り囲む組織(ニッチ組織)を、そのままマイクロカプセル化する為の、組織加工条件を確立した。マイクロカプセル化膵島幹細胞の移植手技及び移植後に膵管を結紮してマイクロカプセル化膵島幹細胞に炎症障害を与える手技は確立できた。しかしながら、未だ十分な組織を回収できる程ではないため、この点においてはもう少し改善が必要。マイクロカプセルの中に膵島幹細胞を含む組織を入れ、これを分化誘導因子の探索プローブとして用いる。マイクロカプセル化膵島幹細胞をマウスの膵臓内に移植した後、膵管を結紮して炎症障害を与えた後、カプセルごと組織を回収してシグナル・プロファイルを解析する。具体的には、カプセルをプローブとして再生シグナル(特にレセプター分子)の網羅的解析を行う。そのために、カプセル化膵外分泌・膵管組織の移植に必要なサンプル調製や量を最適化する。また、カプセル化した膵外分泌・膵管組織の膵島様細胞塊への分化培養法の確立も試みる。
薬剤耐性イネいもち病菌の網羅的ハイスループット遺伝子診断技術の開発

イネで長期残効型薬剤の育苗箱処理が広く普及し、水田における薬剤防除回数の削減に大きく貢献したが、耐性菌の出現により脱水酵素阻害型メラニン合成阻害剤(MBI-D剤)のいもち病防除効果が各地で低下している。また、新たなストロビルリン系薬剤(QoI剤)の登場により、耐性菌の発生がいもち病でも危惧される。そこで、MBI-D剤、QoI剤に対する耐性菌を、網羅的かつ迅速に検出できる新しい遺伝子診断技術を開発する。MBI-D剤耐性菌におけるシタロン脱水酵素遺伝子の1塩基変異に基づいてDNAオリゴプローブを作製し、PCR-Luminex法によって耐性菌と感受性菌を識別する方法を確立した。野生型チトクロームb遺伝子をもつQoI剤感受性菌を用いて、部位特異的突然変異法によりQoI剤耐性変異をもつプラスミドを作出した。また、この耐性変異をPCR-RFLPやPCR-Luminex法、リアルタイムPCRにより検出することを可能にした。最近イネ種子の流通によるMBI-D剤耐性菌の広域伝搬が問題化している。そこで、MBI-D剤耐性及びQoI剤耐性をもたらすシタロン脱水酵素遺伝子やチトクロームb遺伝子の変異を、培養菌体から精製したDNAのほかイネの罹病種子や葉から直接抽出したDNAを用いて、PCR-Luminex法で特異的に診断することに成功した。以上のように、いもち病防除剤として重要なMBI-D剤とQoI剤に関して、耐性菌の同時迅速・ハイスループット遺伝子診断法を開発した。今後この方法は、耐性菌の発生、蔓延による被害の未然防止に活用されることが期待される。なお、PCR-Luminex法の採用は、作物保護などの農業分野においてこれが世界で最初であり、将来は病原微生物の遺伝子診断・同定などにも幅広く活用されよう。イネで長期残効型薬剤の育苗箱処理が広く普及し、水田における薬剤防除回数の削減に大きく貢献してきた。しかし最近、耐性菌の出現によって脱水酵素阻害型メラニン合成阻害剤(MBI-D剤)のいもち病防除効果が各地で低下している。また、ストロビルリン系薬剤(QoI剤)についても、今後いもち病でも耐性菌の発生が危惧される。そこで本研究では、MBI-D剤、QoI剤、さらにはイネの種子消毒に汎用されてきたベンゾイミダゾール剤に対する耐性菌を、網羅的かつ迅速に検出できる新しい遺伝子診断技術を開発する。初年度は、MBI-D剤耐性菌におけるシタロン脱水酵素遺伝子の変異配列(コドン75:ATG)をシークエンシングと制限酵素処理によって確認した。耐性菌と感受性菌(野生型GTG)における1塩基の違いに基づいて2種類のDNAオリゴプローブを作製し、Luminex法によって耐性菌と感受性菌を識別する方法を確立した。本法では、培養菌体から精製したDNAのほか葉いもち病斑から直接抽出したDNAを用いても、耐性菌の診断が可能であった。薬剤無添加培地で40回継代を繰り返しても、耐性菌、感受性菌のシタロン脱水酵素遺伝子の塩基配列には変化がみられず、耐性変異は安定していた。PCRによってチトクロームb遺伝子を増幅し、シークエンシングや制限酵素処理を行ったが、QoI剤耐性変異をもつと思われる菌株等はこれまでのところ見つかっていない。また、アゾキシストロビンやアゾキシストロビン+没食子酸n-プロピル(QoI剤処理で活性が増大するalternativeoxidaseの阻害剤)添加培地上の菌糸生育試験でも、感受性が低い菌株は検出されていない。

チオファネートメチルに対してはすべて感受性菌と判断され、薬剤作用点たんぱく質β-チューブリンの遺伝子の塩基配列も野生型であった。今後も耐性菌のモニタリングを継続するとともに、QoI剤については部位特異的突然変異法などで耐性菌を作出して、遺伝子診断系の開発に役立てる。イネで長期残効型薬剤の育苗箱処理が広く普及し、水田における薬剤防除回数の削減に大きく貢献してきたが、耐性菌の出現によって脱水酵素阻害型メラニン合成阻害剤(MBI-D剤)のいもち病防除効果が各地で低下している。また、育苗箱に使用される新たなストロビルリン系薬剤(QoI剤)の登場により、耐性菌の発生がいもち病でも危惧される。そこで本研究では、MBI-D剤、QoI剤等に対する耐性菌を、網羅的かつ迅速に検出できる新しい遺伝子診断技術を開発する。18年度は、QoI剤耐性菌の検出法開発に資するため、野生型チトクロームb遺伝子をもつQoI剤感受性菌を用いて、部位特異的突然変異法によりコドン143部位に耐性変異をもつプラスミドを作出した。また、これを用いてQoI剤に対する耐性変異をPCR-RFLPやリアルタイムPCRにより検出することを可能にした。さらに、野生型と変異型チトクロームb遺伝子断片を合成し、これらを識別する目的でオリゴDNAプローブを設計、合成して、蛍光ビーズとカップリングした。今後、QoI剤耐性変異のPCR-Luminex法による検出を試みる。MBI-D剤耐性いもち病菌は32府県で検出されているが、最近とくに、イネ種子の流通による耐性菌の広域伝搬が問題化している。そこで、それぞれMBI-D剤、QoI剤耐性をもたらすいもち病菌の変異型シタロン脱水酵素遺伝子とチトクロームb遺伝子を、イネの罹病種子や罹病葉から特異的に検出することに成功した。今後も耐性菌のモニタリングを継続するとともに、QoI剤についてはREMI法などで耐性菌を作出し、これを用いて遺伝子診断系の開発に役立てる。19年度は、MBI-D剤耐性菌とQoI剤耐性菌の同時診断を目的として、PCR-Luminex法の適用を試みた。いもち病菌のチトクロームb遺伝子のコドン143部位にQoI剤耐性型変異(GCT)を導入したプラスミドと野生型配列(GGT)を持つプラスミドのDNAから、それぞれチトクロームb遺伝子断片をPCR増幅した。次いで、QoI剤耐性型配列と野生型配列からデザインしたオリゴヌクレオチドプローブを蛍光標識ビーズにカップリングし、これらをそれぞれのPCR産物とハイブリダイズさせた。その結果、チトクロームb遺伝子の野生型配列とQoI剤耐性変異型配列における1塩基の違いを、蛍光値の違いによって特異的に識別することができた。PCR-Luminex法によるチトクローム
食品廃棄物を含めた未利用たんぱく質から新規蛍光物質への簡易変換

食品ロスや食品廃棄物の低減に世界中で関心が寄せられている。我々は、非バイオプロセスで3-O-メチルガレート(3-MGA)から蛍光物質が生じることを見出した。そこで、食品中たんぱく質を蛍光物質に化学変換する方法を検討した。3-MGAとトリプトンを中性pH、28°Cで2日間反応すると効率よく蛍光物質が生成した。抗酸化物質は生成反応を阻害したが、他の食品成分は阻害しなかった。種々のたんぱく質のパンクレチン分解物から蛍光物質が生成し、最終的に、牛乳から得られた粗カゼインのパンクレチン分解物から蛍光物質を生成できた。この簡便な変換法は、食品ロスや食品廃棄物中のたんぱく質の有効利用に貢献すると考えられた。これまでの研究により、3-O-Methylgallate (3-MGA)とカゼイン分解物であるトリプトンを混合すると、高分子量で、構造中にベンゼン環を有しないにも係わらず蛍光を示す有機蛍光物質が生成することを見出した。このことは、たんぱく質を適切に処理することで蛍光物質を簡便に作り出すことができること、また食品ロスとして世界的に問題となっているゴミとして捨てられている食品廃棄物も原料資源対象とすることができ、その変換プロセスの簡便さから未利用たんぱく質利用技術の新たな展開を拓ける可能性を示唆する。本研究では、未利用たんぱく質から蛍光物質への変換プロセスの構築並びにその蛍光物質の構造解明を目的として、まず、蛍光物質生成の基質となる成分の探索を試みた。3-MGAとその構造類似物を用い、トリプトンとの反応性を観察したところ、3-MGAしか蛍光物質生成が認められず、3-MGAの特徴的な構造が蛍光発光に重要であると考えられた。次いで、トリプトン中の主成分である、カザミノ酸、カゼインダイジェスト、ラクトアルブミン水解物と3-MGAとの反応性を検討したところ、カゼインダイジェスト由来の蛍光物質が、トリプトン由来の蛍光物質に最も近い蛍光スペクトル、蛍光強度を示した。さらに、15種類のアミノ酸と3-MGAとの反応を検討した結果、ArgとLysのみ蛍光が観察された。本蛍光物質の蛍光強度はトリプトン由来のものよりもやや弱く、また蛍光スペクトルがそれぞれに異なっていたが、より単純な系でも蛍光物質が生成することが判明した。また、これらアミノ酸は塩基性アミノ酸であることから、2つ以上のアミノ基が蛍光物質生産に重要な役割を果たすと考えられた。3-MGAとその構造類似物を用いた構造活性相関の検討から、3-MGAしか蛍光物質の生成が認められず、3-MGAがその生成には必須であること、また3位メトキシ基、4位ヒドロキシ基が蛍光物質生成には重要であることが示された。さらに、3-MGAとの反応基質の探索から、カゼイン(α, β, κ)やラクトアルブミンなどのたんぱく質と3-MGAを混合しても蛍光物質生成は認められず、カゼインのブタ膵酵素分解物であるカゼインダイジェストからは蛍光生成が認められた。しかし、カゼインの酸加水分解物であるカザミノ酸やアミカーゼからは蛍光生成は認められず、その分解条件が蛍光物質生成に重要であることが示唆された。他方、塩基性アミノ酸でのみ蛍光生成が認められたことから、その生成メカニズムの一端が明らかとなった。先行研究において、Pseudomonas sp. ITH-SA-1は低分子リグニンであるシリングアルデヒドSYALよりベンゼン環を有さない新規高分子蛍光物質NAPSFAを生産することを見出した。SYALが3-O-Methylgallate (3-MGA)に代謝され、これが培地中のN源であるトリプトン(カゼイン酵素分解物)と菌体外で反応して蛍光物質を生成することが判明し、3-MGAと混合するだけの非培養系でもNAPSFAを生産することが可能となった。昨年度において、3-MGAはカゼインや他のたんぱく質からは蛍光物質を生成せず、たんぱく分解物や塩基性アミノ酸からスペクトルの異なる蛍光物質を生成することを明らかにした。そこで、今年度はたんぱく質の分解条件の検討や蛍光物質の阻害因子ついて検討した。まず、カゼインを様々な酵素(パンクレアチン、ペプシン、キモトリプシン、トリプシン)で分解したのち、3-MGAと反応させたところ、いずれの酵素分解物も蛍光物質を生成した。さらに、種々のたんぱく質を酵素パンクレアチンで消化すると、蛍光強度の強弱はあるものの蛍光物質を生成した。HPLC分析から共通の成分は認められず、様々なペプチドと反応して、異なった蛍光物質を生成すると考えられたが、様々なたんぱく質を酵素分解し、3-MGAと混合することで蛍光物質を生産し得る可能性が示された。一方、蛍光物質生成の阻害因子について検討した。反応温度は常温低温の方が安定的に生成され、また液性は弱アルカリ条件の方が生成しやすいことが判明した。さらに、糖類(単糖、二糖、多糖)は蛍光物質生成を阻害しなかったが、一部のアミノ酸及び酸化防止剤は蛍光物質生成を抑制した。今年度の主たる目的は1蛍光基質ペプチドを含む各種たんぱく質分解物の調製と探索と2蛍光物質生成の最適化法の確立と反応阻害因子の明確化である。今年度の検討結果より、種々のたんぱく質(ミルクカゼイン、大豆たんぱく質、ピーナッツたんぱく質)から蛍光生成基質となるペプチドの調製法を確立でき、また蛍光物質生成反応を亢進並びに抑制する因子が明らかになってきた。これらの因子(蛍光生成反応の温度、液性、並びに試料中からの低分子反応阻害物質の除去)は容易に調節できることから、効率よく蛍光物質の生産が可能になると考えられる。

以上のことから、最終目的である食品廃棄物を含めた未利用たんぱく質からの新規蛍光物質の変換が可能になると思われる。リグニン及び低分子リグニン類を、微生物を用いたバイオプロセスにより高付加価値物質へ変換する研究を行う中で、東日本大震災直後の海水より見出したPseudomonas sp. ITH-SA-1株は低分子リグニンであるシリングアルデヒド(SYAL)を基質として用いた場合、SYALを3-O-メチルガレート(3-MGA)へと代謝し、その後有機蛍光物質(NAPSFA)を生成すること、培養時の窒素源としてトリプトン(カゼイン酵素分解物)を添加するとNAPSFAを効率よく生産すること、さらに非バイオ系で3-MGAとトリプトンを混合するだけでもNAPSFAが生産されることを明らかにした。3-MGAはリグニン及び低分子リグニンから供給可能であることから、その相手方となるペプチド類を食品廃棄物中に求めることで、食品廃棄物を有機蛍光物質に変換する、すなわち食品廃棄物の再資源化が可能となることが考えられ、最終年度である本年度はその実現に向けた最適条件の確立について検討した。まず、市販カゼインの酵素分解条件を検討した。NAPSFA生成は、酵素の種類、添加量、反応時間に大きく依存したが、パンクレアチンで処理することで効率よくNAPSFAを生成した。一方、様々な食品成分(糖、アミノ酸、アミン類)を共存させたところ、その多くはNAPSFA生成を抑制しなかったが、システインは生成を強く阻害した。さらにアスコルビン酸やカテキンも生成抑制したことから、高濃度の抗酸化物質の存在はNAPSFA生成反応を阻害することが判明した。市販牛乳をpH調整することでカゼイン沈殿物と乳清を得、これらをパンクレアチンで酵素分解し、3-MGAと混合させたところ、カゼイン沈殿物及び乳清の酵素分解物のどちらからもNAPSFAの生成が認められ、牛乳を簡便な手順で有機蛍光物質へ変換することが可能であった。食品ロスや食品廃棄物の低減に世界中で関心が寄せられている。我々は、非バイオプロセスで3-O-メチルガレート(3-MGA)から蛍光物質が生じることを見出した。そこで、食品中たんぱく質を蛍光物質に化学変換する方法を検討した。3-MGAとトリプトンを中性pH、28°Cで2日間反応すると効率よく蛍光物質が生成した。抗酸化物質は生成反応を阻害したが、他の食品成分は阻害しなかった。種々のたんぱく質のパンクレチン分解物から蛍光物質が生成し、最終的に、牛乳から得られた粗カゼインのパンクレチン分解物から蛍光物質を生成できた。この簡便な変換法は、食品ロスや食品廃棄物中のたんぱく質の有効利用に貢献すると考えられた。様々な物質との反応により蛍光物質が得られることから、トリプトン以外の他成分、特にアミノ酸から合成される蛍光物質の特性、分子量、ベンゼン環の有無について検討する。一方、蛍光物質生成におけるアミノ基の関与から、より単純なアミン類との反応性を検討することにより、蛍光物質の構造はより単純なものになることが予想される。他方、塩基性アミノ酸との反応物をHPLCで分析すると、多くの生成物ピークが観察されることから、3-MGAの反応部位は1つではなく複数存在すると考えている。そこで、3-MGAとの反応部位を明らかにするため、3-MGAの合成を試みる。
建築設計図書資料の保存・収蔵・分類・活用に関する研究

研究の目的本研究は、今回東京芸術大学に寄贈されることとなった建築家・故吉村順三の建築設計資料(485件、43.568点)の全ディジタル記録化とデータベース化を主体とし、なおこれをモデルとして、近代の建築設計資料一般の今日的な保存・活用の方法を探ろうとするものである。研究計画今回のモデルとした吉村順三建築設計資料について、次のことを行った。1全資料の分類、整理法の検討。順列の設定。2図面類のディジタル記録化にあたって、原資料のオリジナリティ(質感、精度)の保持、再現法についての研究。3資料検索や利用に向けてのファイリングフォーマットの検討と設定。4本資料をもとにして、芸大美術館所蔵の建築史料全体の保存・公開・活用についての検討。結果上記の研究と作業によって、今回芸大美術館に寄贈された吉村順三建築設計資料のすべてが整理され、データベース化が完了した。それらは記録保存用CD-R/38枚と一般公開・活用用22枚に収録され、今後の本資料の多面的な研究や活用に十分供される基礎データとなった。また、これをさらに国内外の状況に照らし、近代建築設計図書のより普遍的な保存・活用への研究を進める基盤が形作られた。研究目的建築の設計図書の収蔵・保存・活用に供するシステム等に関する調査・研究を行う。その資料の主体をなす設計原図類は一般的にトレーシングペーパー等に記述され、劣化しやすいその宿命から保守管理そのものの困難さと同時に、研究や学習対象としての公開・閲覧・活用はほぼ不可能な現状である。本研究は、今回本学美術館に寄贈されることとなった建築家・故吉村順三の全設計図書(485件、図:36000点、ほか)をモデルとし、これらのデータベース化を通して、今日的な保存および活用な方法を探ろうとするものである。研究計画・平成11年度今回モデルとする吉村順三建築設計資料・全図について次のことを行う。1)デジタル記録することについて、原図の持つオリジナリティ(精度、質感度)の保持、再現法等についての検討2)全資料の分類、整理と各物件別IDの設定。3)記録結果の資料検索、利用に向けてのファイリングフォーマットの検討と設定。4)上記をもとにした資料全図(写真資料等を含む)のデータベース化作業。5)資料の公開、活用に向けて、おもに個人住宅等に付帯するプライバシー関連情報のプロテクト、削除等。結果上記の検討と作業によって、今回芸大美術館に寄贈された吉村順三関連資料のすべて(485件、図/36000点、ほか写真等)が整理され、データベース化がなされた。それらはCD-R/39枚に収録され、それぞれに付された「件名」「通称」「竣工年」「工事種別」「用途」「担当者」ほかのアイテム設定によって、資料検索はたやすく可能になった。また、原資料のスキャンニング精度を図面:150dpi,写真:300dpiとした結果、原図等はオリジナルに近い質感も記録され、今後の多面的な研究や活用に十分供される基礎データとなった。平成12年度本データを基礎として、これらの国内外の他機関の保存・活用の状況例に照らし、より普遍的な建築設計図書の収蔵・保存・活用の方法を研究する。順列の設定。研究の目的本研究は、今回東京芸術大学に寄贈されることとなった建築家・故吉村順三の建築設計資料(485件、43,568点)の全ディジタル記録化とデータベース化を主体とし、なおこれをモデルとして、近代の建築設計資料一般の今日的な保存・活用の方法を探ろうとするものである。順列の設定。

それらは記録保存用CD-R/38枚と一般公開・活用用22枚に収録され、今後の本資料の多面的な研究や活用に十分供される基礎データとなった。また、これをさらに国内外の状況に照らし、近代建築設計図書のより普遍的な保存・活用への研究を進める基盤が形作られた。
成熟社会における信託活用に向けた信託制度改革

「復興」、「老朽化インフラの整備」、「高齢化社会」の各テーマにおける社会的ニーズに対し、信託制度がどのように活用・利用できるのかについて、1指図権者と受託者との権利義務、2高齢化社会における信託の重要な機能のうち、受託者の裁量権限および信託の受益権の差押適格性、3信託の受益権に関する情報開示規制、という3点を、1および2については、アメリカ・イギリスの議論から、3については、我が国の規制法の立法までさかのぼり、詳細に検討を行った。平成26年度においては、「復興」、「インフラ整備」、「高齢化社会」の各テーマにおける信託の利用方法、およびその障壁となる事項(制度、規制等)について、以下の検討を行った。第一に、民事信託研究会および公益財団トラスト未来フォーラムの研究会に参加し、遺言信託などを推進する弁護士等やインフラ等の信託の受託者である実務家との意見交換等を通じ、それらの信託の利用推進の障壁となっている法制度や整備が必要な法制度について解明を行った。そこでは、民事信託を広めていくには、受託者など信託事務を遂行する者の間の内部統制や金融庁などの外部機関を含めたガバナンスの構築・整備が重要であるとの認識を深めた。また、小口の民間資金をインフラ整備などに活用することにおいて信託を一層活用するには、信託の受益権に関する開示制度を、充実、整備することが必要であると認識した。第二に、信託制度の沿革・発展経過(利用、規制を含む)、および信託活用事例に関する文献(国内外)を調査分析した。近年、国内外で、指図権者など受託者以外の者に信託財産の管理を依存する信託が増加している。そこで、「信託」の定義や仕組みを詳細に分析して、信託がどのような構造となっているのかを考察し、これらの者にどのような権限があり、義務を負うのかを検討した。第三に、以上の研究を踏まえ、信託事務を遂行するための与えられる権限や義務の内容がどのように決定されるのかについて、「指図権者等が関与する信託における受託者等の権限および義務」(南山法学第38巻第2号1頁)を公表した。また、インフラ整備等を目的とする信託に関する開示制度の在り方の基礎調査として、信託銀行等の実務家に現状の課題等の聞き取り調査を行い、それを踏まえた現状の課題等について公益財団未来フォーラムの研究会で発表した。なお、この成果は、27年度中を目標に、公表する予定である。実務家(平成27年4月16日)および研究者・弁護士・実務家(平成27年7月18日)に対し、平成26年度に公表した論文「指図権者等が関与する信託における受託者等の権限および義務」の内容を報告し、意見交換を行った。また、「復興」および「インフラ整備」における信託の利活用の問題については、実務家との意見交換で、金融商品取引法の開示規制がインフラファンドの組成等の阻害要因となっているとの指摘を受けたことから、金融商品取引法の信託受益権の「開示制度」を、その立法経緯から詳細な調査を行い、どのような問題があるのか、検討を行った。その調査・検討内容については、公益財団法人トラスト未来フォーラムの研究会で報告を行い、研究者や実務家と意見交換を行った。その研究会での意見交換によって得られた知見を含め、信託の受益権に関する金融商品取引法の開示規制の内容およびその問題点ならびに改善策について、論文「信託の受益権等の発行開示および流通開示に関する規制」を、平成27年11月に公表した。さらに、「高齢化社会」における信託の利活用については、アメリカの研究者からアメリカの福祉型信託の事例に関する報告を受けた。その報告によって得られた情報を基盤に、アメリカでの福祉型信託の発展の歴史、種類、法律上の課題・特色、実務運営等について、文献等により、詳細な調査を行った。その調査の結果、我が国の福祉型信託で検討すべき課題として、浪費者条項の有効性、受益者における倒産隔離の可否、受託者の裁量権の範囲、業者規制、開示規制の四つの問題が今後の検討課題として明らかになった。なお、この調査内容については、研究者・弁護士・実務家(平成28年3月26日)の参加する研究会で、報告を行い、意見交換を行った。実務家の意見、研究者の意見など、信託の研究・実務に携わる幅広い実務家や研究者に途中経過ではあるが、研究内容を公表し、意見を求めることができた点では、研究は予定通り進捗している。多くの文献、情報の入手が完了したことから、当初予定していた内容の理論的分析は順調である。なお、新たな論点・視点からの分析・調査は今後も行う必要がある。平成27年度は、学内公務、体調および海外事情の問題から、海外調査が行えなかった。この点で、計画よりやや研究の遅れがあると考えている。2016年度においては、「復興」、「インフラ整備」、「高齢化社会」の各テーマにおける信託の利用方法、およびその障壁となる事項(制度、規制等)について、以下の検討を行った。第1に、アメリカなどにおいて活発に利用されている特別支援信託(Special Needs Trust)について、その沿革、機能、法の枠組みの調査し、分析を行った。その分析を踏まえ、同様の制度を我が国に導入した場合の法的課題を検討した。また、2017年3月18日には、高齢社会信託研究会が主催する福祉型信託に関するシンポジューム「福祉型信託の役割と機能-スペシャル・ニーズ・トラスト(Special Needs Trust)を事例としたシンガポールとの国際共同研究-」において、この研究成果の一部を発表し、シンガポールの研究者・実務家と意見交換を行った。

なお、これらの研究成果は、論文「信託の利用方法の再考ー商事の領域での利用から民事の領域での信託の利用へ」にまとめ、2017年1月、南山法学40巻2号で公表した。第2に、信託の受益権に関する情報開示制度のあり方について、わが国の法制度(信託業法、金融商品取引法、信託法など)を調査し、その問題点・課題を分析した。そして、現行法制における問題点・課題をどのように解決すべきか、検討を行った。これらの分析、検討においては、公益財団トラスト未来フォーラムの研究会で研究成果(中間報告)を発表し、他の学者、実務家から、多くの意見をいただいた。また、わが国の開示制度などの規制との比較を行うため、欧州のファンド規制の調査を目的として、2016年10月29日から11月7日に、ロンドン、ルクセンブルクで調査を行った。なお、以上の研究成果は、2017年7月を目途に、論文「(仮称)信託の受益者に対する情報開示規制」にまとめ、公表する予定である。「復興」、「老朽化インフラの整備」、「高齢化社会」の各テーマにおける社会的ニーズに対し、信託制度がどのように活用・利用できるのかについて、1指図権者と受託者との権利義務、2高齢化社会における信託の重要な機能のうち、受託者の裁量権限および信託の受益権の差押適格性、3信託の受益権に関する情報開示規制、という3点を、1および2については、アメリカ・イギリスの議論から、3については、我が国の規制法の立法までさかのぼり、詳細に検討を行った。民事信託を推進する実務家および商事信託の受託を行っている実務家との意見交換等を通じ、現行の法制度における課題やより信託の利用を推進するための障壁等を把握することができた。また、理論面については、海外での論文などを調査することによって、信託事務を遂行するための権限や義務がどのように創出されるのかについて、検討した。これについては、論文(「指図権者等が関与する信託における受託者等の権限および義務」〔南山法学第38巻第2号1頁〕)としてまとめ、公表した。次の2点について、研究を深める。第一に、信託の受益権の開示制度については、現行制度の大枠は維持し、しかしながら、現行の開示制度を信託の利用の阻害とならないよう、親和性を持たせるには、開示制度をどのような修正・補正すべきかについて、検討を進める。第二に、福祉型信託については、明らかになった四つの問題点のうち、信託法に関連する部分である、浪費者条項の有効性、受益者における倒産隔離の可否、および受託者の裁量権の範囲について、倒産関連法など、関連法令を含め、研究を進める。また、業者規制、開示規制については、金融商品取引法の信託関連規制全般に、信託の受益権の開示制度に関する研究の範囲を広げて、調査・検討を進める。社会科学次の2点について、研究を深める。第一に、信託受益権等の集団投資スキームの開示制度である。インフラ整備等に民間資金を活用するために信託を利用するには、開示制度の整備が重要となる。そこで、国内外における信託を含めた集団投資スキームの開示制度の現状について、比較検討を行い、その在り方を探求する。第二に、信託事務遂行に関与する者の権限とその義務の内容、範囲である。
破壊エネルギー等価の概念を用いた各種FRP補強RC部材の衝撃応答解析手法の開発

偶発作用時における新素材繊維材を用いて補強された鉄筋コンクリート(RC)部材の動的(衝撃)挙動特性および終局状態を適切に評価可能な信頼性の高い解析手法の確立を最終目的として,本年度は以下の内容を実施した。既往の新素材繊維材料で補強されたRC梁の形状寸法を基本として,信頼性の高い解析手法の確立のために重要となる衝撃荷重載荷実験を実施した。本年度は,シート補強量(目付量)を4種類(280, 415, 830, 1660 kg/m2)に変化させた全19体を対象に,鋼製重錘(質量:300 kg)を用いた衝撃荷重載荷実験および静的な耐荷性状を確認するための静載荷実験を実施した。衝撃荷重載荷実験に関しては,重錘の落下高さを漸増させる繰り返し衝撃荷重載荷実験および重錘を一度だけ落下させる単一衝撃荷重載荷実験の2種類を実施した。実験は全31ケース実施した。測定項目は,既往の研究と同様に,重錘衝撃力,支点反力,たわみ分布,FRPシートの軸方向ひずみ,および破壊性状とした。なお,破壊の推移は高速度カメラで撮影した。その結果,1)静載荷実験結果より,その破壊形式は既往の研究と同様に,上縁コンクリートが圧壊した後にシートが剥離する「曲げ圧壊型」と,圧壊前にシートが剥離して終局に至る「剥離破壊型」に分類されること,2)衝撃荷重載荷実験結果より,シート補強RC梁の最大変位は,無補強RC梁と比較して1535%程度抑制できること,3)衝撃荷重を受けるRC梁の破壊形式は,シート補強量によって異なり,補強量が小さい場合(静載荷時には曲げ圧壊型に分類)には「シート破断」,大きい場合(静載荷時には剥離破壊型に分類)には「シート剥離」によって終局に至る傾向があること,および4)残留変位を考慮した絶対最大変位は,シート破断や剥離にかかわらず,累積入力エネルギーと線形関係にあること,などを明らかにした。補強量の異なる全19体のRC梁を対象に,漸増繰り返し衝撃荷重載荷実験,単一衝撃荷重載荷実験および静載荷実験を実施し,その耐衝撃挙動の把握と耐衝撃性向上効果を実験的に確認した。また,既往の静載荷時に関する研究成果と同様に,シート補強量によって,破壊形式(シート破断もしくはシート剥離)が異なることを確認した。シートの破壊形式を含めた,より精度の高い解析手法の確立に向けて重要となる貴重な実験データを多数収集できたことより,研究は概ね順調に進展している。同程度の補強量を有するRC梁に関して,提案の解析手法は補強材の形状や種類にかかわらず実験結果の動的挙動特性を精度よく再現可能であることが明らかになっている。一方で,提案解析手法の汎用性を高めるためには,異なる条件下での妥当性検証が重要となる。したがって,今後は提案解析手法のさらなる高精度化を目的に,本年度実施した補強量の異なるRC梁を対象に,繰り返し衝撃荷重載荷実験や単一衝撃荷重載荷実験に関する数値解析を実施し,提案の解析手法の妥当性検証を行う予定である。既往の新素材繊維材料で補強されたRC梁や無補強RC梁に関する衝撃荷重載荷実験成果を分析し,数値解析手法確立のために重要となるデータ(コンクリートおよび鉄筋の物性値,重錘の実測衝突速度および各種応答波形等)を整理した。無補強や新素材繊維シートあるいはロッドで補強されたRC梁を対象に,実験条件と同一となるようにRC梁のみならず鋼製重錘の形状や支点治具までを含めた詳細なモデルを構築した。無補強RC梁を対象に弾塑性衝撃応答解析を実施し,実験結果から得られた各種応答波形(重錘衝撃力,支点反力および載荷点変位)との比較によって,引張破壊エネルギー等価の概念を適用するための適切な基準要素長を探索し,結果として基準要素長25mmを同定した。シート補強あるいはロッド補強されたRC梁を対象に,無補強RC梁で同定された基準要素長を基本に,破壊エネルギー等価の概念を適用して要素長を数種類に変化させた弾塑性衝撃応答解析を実施し,要素長が各種応答性状に与える影響について検討した。その結果,同概念を適用し要素長を6mm程度とすることにより,実験結果の最大変位や残留変位をほぼ適切に再現できることを明らかにした。また,重錘衝突後のシートあるいはロッドに発生するひずみの時系列分布に関しても,解析結果は実験結果を精度よく再現可能であり,新素材繊維材料の補強効果を数値解析的に適切に評価できることを示した。さらに,本提案の解析手法は,新素材繊維材料の種類(アラミド繊維やカーボン繊維)や形状(シートおよびロッド)にかかわらず,実験結果の再現が可能であることも確認した。新素材繊維材による補強量がほぼ等しいRC梁を対象に,その衝撃挙動を適切に評価可能な解析手法を提案し,その妥当性を検証した。また,補強材の形状(シートやロッド)および種類(アラミドおよびカーボン繊維)にかかわらず,提案手法は実験結果を再現可能であることを明らかにしており,研究は概ね順調に進展している。偶発作用時における新素材繊維材を用いて補強された鉄筋コンクリート(RC)部材の動的(衝撃)

挙動特性および終局状態を適切に評価可能な信頼性の高い解析手法の確立を最終目的として,本年度は以下の内容を実施した。既往の新素材繊維材料で補強されたRC梁の形状寸法を基本として,信頼性の高い解析手法の確立のために重要となる衝撃荷重載荷実験を実施した。本年度は,シート補強量(目付量)を4種類(280, 415, 830, 1660 kg/m2)に変化させた全19体を対象に,鋼製重錘(質量:300 kg)を用いた衝撃荷重載荷実験および静的な耐荷性状を確認するための静載荷実験を実施した。衝撃荷重載荷実験に関しては,重錘の落下高さを漸増させる繰り返し衝撃荷重載荷実験および重錘を一度だけ落下させる単一衝撃荷重載荷実験の2種類を実施した。実験は全31ケース実施した。測定項目は,既往の研究と同様に,重錘衝撃力,支点反力,たわみ分布,FRPシートの軸方向ひずみ,および破壊性状とした。なお,破壊の推移は高速度カメラで撮影した。その結果,1)静載荷実験結果より,その破壊形式は既往の研究と同様に,上縁コンクリートが圧壊した後にシートが剥離する「曲げ圧壊型」と,圧壊前にシートが剥離して終局に至る「剥離破壊型」に分類されること,2)衝撃荷重載荷実験結果より,シート補強RC梁の最大変位は,無補強RC梁と比較して1535%程度抑制できること,3)衝撃荷重を受けるRC梁の破壊形式は,シート補強量によって異なり,補強量が小さい場合(静載荷時には曲げ圧壊型に分類)には「シート破断」,大きい場合(静載荷時には剥離破壊型に分類)には「シート剥離」によって終局に至る傾向があること,および4)残留変位を考慮した絶対最大変位は,シート破断や剥離にかかわらず,累積入力エネルギーと線形関係にあること,などを明らかにした。補強量の異なる全19体のRC梁を対象に,漸増繰り返し衝撃荷重載荷実験,単一衝撃荷重載荷実験および静載荷実験を実施し,その耐衝撃挙動の把握と耐衝撃性向上効果を実験的に確認した。また,既往の静載荷時に関する研究成果と同様に,シート補強量によって,破壊形式(シート破断もしくはシート剥離)が異なることを確認した。シートの破壊形式を含めた,より精度の高い解析手法の確立に向けて重要となる貴重な実験データを多数収集できたことより,研究は概ね順調に進展している。提案の解析手法は,ほぼ同程度の補強量に関しては,補強材の形状や種類にかかわらず実験結果の動的挙動特性を精度よく再現可能であることが明らかになっている。したがって,今後は異なる補強量の場合について,その妥当性の検討が必要となる。次年度は,その検討に必要となる補強量を変化させた補強RC梁を製作し,基礎的な知見を得るための静載荷実験および解析手法の妥当性検証のための衝撃荷重載荷実験を実施する。なお,限られた予算を有効に活用するために,これまでの研究結果を踏まえ,新素材繊維材の種類と形状を1つ(アラミド繊維シート)に固定し検討する予定である。同程度の補強量を有するRC梁に関して,提案の解析手法は補強材の形状や種類にかかわらず実験結果の動的挙動特性を精度よく再現可能であることが明らかになっている。一方で,提案解析手法の汎用性を高めるためには,異なる条件下での妥当性検証が重要となる。したがって,今後は提案解析手法のさらなる高精度化を目的に,本年度実施した補強量の異なるRC梁を対象に,繰り返し衝撃荷重載荷実験や単一衝撃荷重載荷実験に関する数値解析を実施し,提案の解析手法の妥当性検証を行う予定である。当初,数値解析補助のための謝金を計上していたが,今後予定している実験試験体の製作費に充当するために,謝金には他の予算を充てた。これにより,次年度使用額が生じた。
半導体超格子の超高速トンネル分光

半導体へテロ界面を通しての電子・正孔系のトンネル過程の実時間領域での様相を明らかにする事を目的として、以下の3つの研究を推進してきた。〈垂直電場引加下でのGaAsーAl_<0.29>Ga_<0.71>Asの非線型発光分光〉垂直電場引加下で、GaAsーAl_<0.29>Ga_<0.71>Asの励起子発光、および、光電流の非線型性を励起レーザー光を二つに分け、別々の周波数でONーOFF変調をかけ和周波成分を選択的に検出する事により研究した。この研究により、垂直電場引加下で競合する二つの過程ー励起子生成と電子のトンネル過程ーの競合の様子が初めて明らかになった。〈混晶量子井戸AlxGa_<1-x>AsーAlAsの光学的研究〉混晶量子井戸AlxGa_<1-x>Asの系は、xを変化させる事により、AlxGa_<1-x>As井戸中のΓ点とAlAsバリア中のX点を交差させる事ができる。この交差に併い、井戸中のΓ点電子がバリア中のX点へ、ヘテロ界面を通してトンネル過程がおこる事が期待できる。このΓーX交差の光スペクトルへの反映を研究する事をねらってルミネッセンスおよび、吸収飽和分光の研究を行なった。この研究により、井戸厚が100A程度のときx=0.2程度でΓ-X交差がおき、ルミネッセンスに顕著な変化が観測された。〈Al_<0.34>Ga_<0.66>AsーAlAsの超高速ポンプ・プローブ法により層間ΓーX散乱の研究〉約200fsの時間分解能をもつポンプ・プローブ分光計を作成し、Al_<0.34>Ga_<0.66>AsーAlAsの最低エネルギー励起子の吸起子の吸収飽和の時間特性から、層間ΓーX谷間散乱のダイナミクスを初めて研究した。吸収飽和の1.2ps程度での速い回復の様子から、層間ΓーX散乱が、1.2ps程度でおこっていると結論した。この時間は井戸中のΓ電子のバリア層へのわずかなしみ出しに起因すると推論した。半導体多重量子井戸(MQW)GaAsーAlD20.29_<Ga>0.71D2Asの垂直電場引加下での光励起電流と励起子発光の競合についての研究を,共振器ダンパー付きのピコ秒色素レーザーを励起光として行った.特に,励起子系に初めてPopulation Mixing法を適用することにより,別々の光子により作られる励起子(NonーGeminate Excitons:NGE)の概念が明らかにされた.

まず,光励起電流と励起子発光の通常の成分は,両者の競合領域においては,励起密度に対して,それぞれSublinear, Superlinearに変化する.また,これらのPopulation Mixing成分は, 2本の励起光の重なり具合いによっても異なるが,励起密度に対して12乗で変化する.また,光励起担体が1:1の割合で光励起電流と励起子発光になるような電場Fcは励起密度により変化する.以上の事柄はNGEの生成速度と電子のトンネル速度との兼ね合いにより全て説明できることが明らかにされた.また,時間相関単一光子計数法による垂直電場下での励起子発光は2重指数関数型の緩和があり,その遅い方の信号成分は励起子の解離と電子のトンネルにともなうNGEにより生じることが明らかにされた.また,電場の上昇とともに電子の量子準位間の共鳴トンネルが起こるところに近づいていくが,このとき,ちょうど共鳴点では長い成分が消え,それがすぎると長い成分だけが残ることが明らかになった.これから,共鳴点では,電子のトンネル速度が急激に増加し, NGEを作れなくなることが明らかにされた.前年度の研究により混晶を量子井戸とする多重量子井戸構造Al_<0.34>Ga_<0.66>As-AlAsはAl_<0.34>Ga_<0.66>As井戸中のГ点よりAlAsバリア中のX点がエネルギー的に低い位置にある事が、吸収スペクトルや発光スペクトルにより明らかにできた。今年度は、この試料を対象として、井戸中のГ点からバリア中のX点への層間Г-X散乱(トンネル過程)を時間的に追跡する事を目的として、フェルト秒域、ポンプ・プローブ分光計を作成し、次にこの分光計を用いて層間Г-X散乱を初めて測定する殊に成功した。なお、作成したフェムト秒域、ポンプ・プローブ分光計は、約200fsの時間幅の白色光(波長領域:300nm1000nm)を発生でき、物質中のフェムト秒域の超高速緩和過程を研究する事ができる。Al_<0.34>Ga_<0.66>As-AlAs中の最低エネルギー励起子は、バンド間を励起する事により、吸収の飽和する事が観測されるが、この吸収飽和の時間特性は、約1.2psの速い緩和と400ps経過しても、ほとんど変化しない二つの成分をもっている。井戸中のГ点よりもバリア中のX点がエネルギー的に高い位置にある。Al_<0.12>Ga_<0.88>As-AlAsでは、速い緩和は観測されない事から、Al_<0.34>Ga_<0.66>As-AlAsで観測される1.2psの緩和は、層間Г-X散乱に依るものと考えられる。観測された層間Г-Х散乱は、GaAsバルク結晶中で観測されたГ-X散乱に比べ20倍遅く、Г電子のバリア層へのしみ出し成分を考慮に入れると説明できる事がわかった。この研究により、半導体のヘテロ接合を通しての電子の谷間散乱の速度が初めて明らかにされた。
カイコ消化管でのアポトーシス現象に関わる27Kヌクレアーゼの機能

カイコ消化液の27K蛋白質画分に、二本鎖RNA分解酵素(dsRNase)、およびDNaseの存在を見い出し、加えて塩基性セリンプロテアーゼが含まれることを示してきた。この画分から等電点分画法により、アルカリの等電点を持つdsRNase、DNaseおよびプロテアーゼの分離を行った。単離された27Kプロテアーゼについては、その生理機能を解明するため、遺伝子解析および転写・翻訳レベルでの発現パターンを明らかにした。1.27Kプロテアーゼは、キモトリプシン人工基質分解活性においてpH10.0に至適性があり、塩基性ポリペプチド(pl=11.0)から構成されていた。遺伝子解析から推定した本酵素のアミノ酸配列には、セリンプロテアーゼに共通の一次構造やキモトリプシン特異性残基が保存されていた。2.この酵素は盛食期に速やかに消化液に分泌されるものの、吐糸期以降の中腸皮膜および脱落細胞に前駆体蛋白質として蓄積した。3.哺乳類で見つかったアポトーシス誘導因子であるRNA結合蛋白質の一種、TIA-1との相同性を有するカイコTIA-1ホモローグを、27K蛋白質N末端領域とオーバーラップする形でコードしているmRNAの存在が27Kプロテアーゼの遺伝子解析の過程で示された。4.5齢1日目と吐糸・蛹化の時期に中腸細胞内でTIA-1ホモローグmRNA量が増加した。5.吐糸開始とともに、蛹型細胞が中腸の幼虫型細胞の外側に新生しはじめ、幼虫型細胞は徐々に脱落する様子が観察された。蛹化頃をピークとして中腸内腔において幼虫細胞の崩壊が観察された。蛹期の中腸内腔において断片化したDNAが観察された。したがって、27Kプロテアーゼとその前駆体、およびTIA-1ホモローグがカイコ消化管の変態期における細胞死に関与した役割を担うことが推察された。カイコ消化液の27K蛋白質画分にはヌクレアーゼ活性があることを明らかにしてきたが、更に、この画分にはプロテアーゼ活性が存在することを確認した。5齡幼虫から蛹に至る変態プロセスでの本プロテアーゼの生理機能を明らかにするため、遺伝子解析および転写・翻訳レベルでの発現パターンを明らかにした。1.27K蛋白質のプロテアーゼ活性はpH=11付近に至適があり、塩基性単一ポリペプチド(pI=11)から構成されていた。2.27K蛋白質コード領域から推定されるアミノ酸配列には、セリンプロテアーゼ共通の活性触媒残基およびキモトリプシン型の基質特異性残基が保存されていた。4.27K蛋白質m-RNAとその翻訳産物の消長パターンから、次のことが確認された。(1)27K蛋白質は分泌シグナルを含む前駆体蛋白質(30K)として中腸皮膜細胞で合成され、盛食期には、前駆体蛋白は速やかにプロセッシングを受け、多量の27K蛋白質が消化液中に分泌される、(2)一方、熟蚕期以降の中腸皮膜細胞および前蛹期の脱落細胞中には、前駆体蛋白が蓄積する。これらの知見は、27K蛋白質およびその前駆体蛋白質が変態に伴う中腸皮膜細胞のプログラム細胞死と関連していることを示唆している。カイコ消化液の27K蛋白質画分から、塩基性セリンポロテアーゼである27K蛋白質の他に二本鎖NA分解酵素(dsRNAse)およびDNAseの存在を見い出してきた。

27K蛋白質の遺伝子クローニングの結果から、哺乳類で見つかったアポトーシス誘導因子であるRNA結合蛋白質(TIA-1)と相同性を有する蛋白質(カイコTIA-1ホモローグ)が、27K蛋白質N末端領域とオーバーラップする形で染色体にコードされていることも判明している。5齢幼虫から蛹に至る変態過程での中腸組織の崩壊と、組織崩壊関連因子の発現パターンとの相関を調べるため、(1)中腸細胞の構造変化とDNA断片化の解析、および(2)TIA-1ホモローグmRNAの発現変動解析を行った。(3)一方、27K蛋白質画分のdsRNAseとDNAseが発育に連動した機能を持つと考えられ、これらの酵素の精製について検討した。(1)吐糸開始とともに、蛹期に見られる細胞が新生細胞として中腸の幼虫型皮膜細胞の外側に現れた。その後、幼虫型細胞は中腸内腔では断片化したDNAが検出された。(2)5齢1日目と吐糸一蛹化の時期に中腸細胞内でTIA-1ホモローグmRNA量が増加した。以上の結果より、中腸内腔における幼虫皮膜細胞の崩壊にいたる過程にTIA-1ホモローグは役割を果たすものと示唆された。(3)また、27K蛋白質画分から等電点分画法により、dsRNAse、DNAseおよびプロテアーゼの分離に成功した。このことは、これら酵素の同定・精製に活用され、カイコ消化管の細胞死における加水分解酵素の役割の解明に繋がるものと期待される。
エイズウイルスの感染阻害と破壊性を有する流酸化多糖の合成

硫酸化多糖がエイズウイルスの増殖をin uitroで抑制することが分かり、われわれはカ-ドラン硫酸を合成した。本研究ではカ-ドランのオリゴマ-やでん粉のオリゴマ-部分がウイルスに接着するであろうこと、またウイルス外殻を形成するリピドニ分子膜にはアルキル鎖が侵入できるであろうことに着目し、硫酸化アルキルオリゴ糖を合成した。オリゴ糖の還元末端に種々の触媒で長鎖アルキル基をつけた。触媒としてルイス酸やヘテロポリ酸を用いると、前者は1,3ーβ結合したラミナリペンタオ-ス,後者は1,4α結合したマルトペンタオ-スから主鎖切断することなく,アルキル化オリゴ糖を与えた。硫酸化剤としてピペリジン硫酸を用いて作った硫酸化アルキルオリゴ糖につき,in uitroで抗エイズウイルス活性を測定した。アルキル鎖のつかない硫酸化ラミナリペンタオ-スのEC_<50>(=50%のエイズウイルス増殖抑制作用を示す濃度)は235μg/mlであったのに対し、デシル基(C_<10>H_<21>)およびヘキサデジル基(C_<16>H_<33>)のついたアルキルラミナリペンタオ-スの硫酸化物は、それぞれEC_<50>=67および17と高い抗エイズウイルス活性を示した。次に、糖鎖の長さおよびアルキル鎖長の生理活性に及ぼす影響を調べた。糖鎖長7の硫酸化オクタデシルβーマルトヘプタオシドは、糖鎖長3の硫酸化オクタデシルβーマルトトリオシドより2.4倍高い活性を示した。そこで,平均重合度約10のラミナリオリゴグルコ-スを使って作った硫酸化ドデシルラミナリオリゴグルコ-スについて抗エイズウイルス活性を調べたところ,EC_<50>=0.074μg/mlと非常に高い(カ-ドラン硫酸はEC_<50>=0.62μg/ml)活性を持つことが分った。硫酸化度は高くないと高活性は得られなかった。