hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
立体化学用語の再編による化合物立体化学データベースの研究

本研究は,本研究代表者らの提案したUSCI法(Unit-subduced-cycle-index approach)に基づいて,立体化学用語の再編による化合物立体化学データベースのシステムを構築することを目的としている.まず,立体化学の基礎固めから始め,この一年間で次に列挙する項目を検討してきた.(1)立体化学に関する情報をコンピューターで取り扱えるように,立体化学や立体異性の理論を数学的に再構築すること,(2)再構築した厳密な理論にもとづいて,実験化学者にもわかりやすい直感的な表現方法を編み出すこと,(3)これらの方法を,コンピューターアルゴリズムとして確立すること.その上で,立体化学の情報を含んだ有機反応データベースの検索手段としての有効性を確かめることを目的としてきた.このうち,(1)に関しては,RS立体異性体の概念をステレオイソグラムによって考察することにより,従来混乱を極めていたプロキラリティとプロステレオジェニシティの関係について,最終的な決着を付けることができた.化学者に受け入れられるようにするには,さらに若干の補足が必要なので,現在補強をおこなっているところである.また,(2)に関しては,マンダラ概念を開発し,USCI法を図形的なアプローチで理解する方法を考案することができた.マンダラ概念は有力な方法であるので,モノグラフとしてまとめ,2007年前半には刊行の予定である(Shinsaku Fujita, "Diagrammatical Approach to Molecular Symmetry and Enumeration of Stereoisomers", Kragujevac, 2007 in press).さらに(3)に関しては,USCI法よりも情報が少ないが,簡便な数え上げ法としてプロリガンド法を新しく開発し,その一般的な展開を図っている.この方法を,モノ置換アルカンおよびアルカンの個数を求めるのに応用して,興味深い結果を得ている.モノ置換アルカンの数え上げの際に,再帰的な繰り返し計算のアルゴリズムを3種類見出しMapleおよびMathematicaによるプログラミングをおこなった.今後は,個数だけでなく,実際に描画できるところまで研究を進めたい.プロリガンド法の簡便さにより,この方法を応用して広範な数え上げが可能であることがわかったので,モノ置換アルカンやアルカンをいろいろな場合に類別して,さらに詳細に数え上げをおこなう作業に集中した.このため,当初予定していたUSCI法に必要なマーク表・USCI-CF表などの整備については着手できなかった.今後の課題としたい.本研究は,本研究代表者らの提案したUSCI法(Unit-subduced-cycle-index approach)に基づいて,立体化学用語の再編による化合物立体化学データベースのシステムを構築することを目的としている.まず,立体化学の基礎固めから始め,この一年間で次に列挙する項目を検討してきた.(1)立体化学に関する情報をコンピューターで取り扱えるように,立体化学や立体異性の理論を数学的に再構築すること,(2)再構築した厳密な理論にもとづいて,実験化学者にもわかりやすい直感的な表現方法を編み出すこと,(3)これらの方法を,コンピューターアルゴリズムとして確立すること.その上で,立体化学の情報を含んだ有機反応データベースの検索手段としての有効性を確かめることを目的としてきた.このうち,(1)に関しては,RS立体異性体の概念をステレオイソグラムによって考察することにより,従来混乱を極めていたプロキラリティとプロステレオジェニシティの関係について,最終的な決着を付けることができた.化学者に受け入れられるようにするには,さらに若干の補足が必要なので,現在補強をおこなっているところである.また,(2)に関しては,マンダラ概念を開発し,USCI法を図形的なアプローチで理解する方法を考案することができた.マンダラ概念は有力な方法であるので,モノグラフとしてまとめ,2007年前半には刊行の予定である(Shinsaku Fujita, "Diagrammatical Approach to Molecular Symmetry and Enumeration of Stereoisomers", Kragujevac, 2007 in press).さらに(3)に関しては,USCI法よりも情報が少ないが,簡便な数え上げ法としてプロリガンド法を新しく開発し,その一般的な展開を図っている.この方法を,モノ置換アルカンおよびアルカンの個数を求めるのに応用して,興味深い結果を得ている.モノ置換アルカンの数え上げの際に,再帰的な繰り返し計算のアルゴリズムを3種類見出しMapleおよびMathematicaによるプログラミングをおこなった.今後は,個数だけでなく,実際に描画できるところまで研究を進めたい.プロリガンド法の簡便さにより,この方法を応用して広範な数え上げが可能であることがわかったので,モノ置換アルカンやアルカンをいろいろな場合に類別して,さらに詳細に数え上げをおこなう作業に集中した.このため,当初予定していたUSCI法に必要なマーク表・USCI-CF表などの整備については着手できなかった.今後の課題としたい.本研究は,本研究代表者らの提案したUSCI法(Unit-subduced-cycle-index approach)に基づいて,立体化学用語の再編による化合物立体化学データベースのシステムを構築することを目的としている.まず,立体化学の基礎固めから始め,この一年間で次に列挙する項目を検討してきた.(1)立体化学に関する情報をコンピューターで取り扱えるように,立体化学や立体異性の理論を数学的に再構築すること,(2)再構築した厳密な理論にもとついて,実験化学者にもわかりやすい直感的な表現方法を編み出すこと,(3)これらの方法を,コンピューターアルゴリズムとして確立すること.その上で,立体化学の情報を含んだ有機反応データベースの検索手段としての有効性を確かめることを目的としてきた.このうち,(1)に関しては,RS立体異性体の概念をステレオイソグラムによって考察することにより,従来混乱を極めていたプロキラリティとプロステレオジェニシティの関係について,最終的な決着を付けることができた.

化学者に受け入れられるようにするには,さらに若干の補足が必要なので,現在補強をおこなっているところである.また,(2)に関しては,マンダラ概念を開発し,USCI法を図形的なアプローチで理解する方法を考案することができた.マンダラ概念は有力な方法であるので,モノグラフとしてまとめ,2007年前半には刊行の予定である(Shinsaku Fujita, "Diagrammatical Approach to Molecular Symmetry and Enumeration of Stereoisomers", Mathematical Chemistry Mornographs Series IV, Kragujevac, 2007 in press).さらに(3)に関しては,USCI法よりも情報が少ないが,簡便な数え上げ法としてプロリガンド法を新しく開発し,その一般的な展開を図っている.この方法を,モノ置換アルカンおよびアルカンの個数を求めるのに応用して,興味深い結果を得ている.モノ置換アルカンの数え上げの際に,再帰的な繰り返し計算のアルゴリズムを3種類見出しMapleおよびMathematicaによるプログラミングをおこなった.今後は,個数だけでなく,実際に描画できるところまで研究を進めたい.プロリガンド法の簡便さにより,この方法を応用して広範な数え上げが可能であることがわかったので,モノ置換アルカンやアルカンをいろいろな場合に類別して,さらに詳細に数え上げをおこなう作業に集中した.このため,当初予定していたUSCI法に必要なマーク表・USCI-CF表などの整備については着手できなかった.今後の課題としたい.
ある区分線形電気回路にみられる特異な分岐現象について

非線形計の解析は一般的にいって難しい。非線形問題への強力なアプローチの1つに、区分線形化法、すなわち非線形特性を折れ線近似する方法がある。現在、非線形系の解析において区分線形化法が多用される傾向にある。これに対し、本研究は、ある簡単な電気回路から導かれる区分線形系において、滑らかな系、すなわち実在する系には決して観測されるはずのない分岐現象が至るところで発生するという興味深い事実を明らかにしたものである。まず、本研究では、区分線形系とその折れ線接続部をわずかに丸めた滑らかな系の分岐ダイヤグラムを作成した。分岐ダイヤグラムは、適当なポアンカレ写像を定義し、その解の定常状態をプロットすることにより作成した。周期解からカオスへの転移に着目して計算機実験を行ったところ、滑らかな系では周期倍分岐と呼ばれる滑らかなカオスへの転移現象が観察されたのに対し、区分線形系では周期解から突然カオスへ移転する現象が観察された。区分線形系において折れ線接続を細かくして実験を行ったがこの違いは変わらなかった。この点は実に興味深い点であると思われる。この現象を理論的に解析するため、申請者がすでに提案している特異摂動法を適用を試みた。この方法を用いると系は劇的に簡略化されるため解析が簡単になる。この系を用いて数値実験を行ったところこの系にも同様な現象が発生することが確認された。この特異摂動された系を用いて、区分線形系に生じる現象を理論的に解明す非線形計の解析は一般的にいって難しい。この特異摂動された系を用いて、区分線形系に生じる現象を理論的に解明す
ウシ内在性レトロウイルスK1由来エンベロープの受容体分子の探索

ウシやスイギュウなどの胎盤では、胎子由来の細胞と母体由来の細胞が融合するという現象がみられる。これは、胎子が産生したホルモンなどを母体に伝えるために生じるもので、妊娠を正常に遂行するために非常に重要な過程である。この細胞融合の役割を担うものとして、古代に感染し、現在ゲノムに痕跡として残っているレトロウイルスの遺伝子の一部が候補として挙げられる。研究代表者らはこれまでに、そのレトロウイルス由来分子を発見している。本研究では、そのレトロウイルス由来分子が相互作用するタンパク質を発見することで、当該細胞融合の詳細な分子メカニズムを明らかにしていく。
筑紫筝の音響学的研究

1.準備期(平成8年5月)文献所蔵者・「正派邦楽会」(中島靖子方)に文献の覆刻の交渉を行ったが、正派記念事業として全資料を影印発行するとの所蔵者の強い希望があり、主要文献の翻刻・評釈のみとした。2.第一期(平成8年6月11月)(1)超譽徳應著『筑紫筝秘録』,松隅桃仙著『筑紫筝秘録口訣』,武富咸亮著『月下記』(米川操軒の項)について,解読と評釈を終え,出版用原版を作成した。前二者について,平成8年4月,6月に発行の予定である。(2)伊東龍卿著『筑紫樂詠曲秘訣訓解』については,新たに上野学園大学附属図書館・日本音楽資料室所蔵本のあることが判明,これと照合中であり,本年度中には原版完成の予定。(3)この期間中に,『筑紫筝秘録口訣』の検討から,筑紫筝の演奏姿勢について,従来の立て膝説に対立する坐り方のあることを発見。その報告を『東洋音楽研究』に投稿,受理された(62号・平成9年8月発行予定)。また,初期において筑紫筝の理論整理にあたったのは三代・超譽徳應であるらしいことが判明した。3.第二期(平成8年12月9年2月),第三期(平成9年3月)NHK放送ライブラリー殿のご好意により,「富貴」テープ(村井れい、井上ミナ演奏の2種)のコピーを入手し解析に着手,次の知見が得られた。(1)両者の演奏とも歌謡に半音が明らかに混入しており、初期の楽譜との手法のずれがあり、古格を保存したものとはいえない。井上ミナ演奏のものは筝の調弦にもずれがあり、資料としての価値が低い。(2)両者とも伊東龍卿著『筑紫樂詠曲秘訣訓解』に記載のある演奏手法・唱法の細目には則っていない。(3)基本的な手法,「掻き手」,「ワキ」,「打ち」,「引く」,「長連」等について解析し,類似の響きを出すことを得た。これらの手法の,例えば「ワリ」,「ウラ」,「スル爪」等に生田流の影響が入っている。(4)復元には,『糸竹初心集』や室町時代の雅樂の「越殿樂」譜にむしろ拠るべきである。上記の知見に基づき、復元作業を継続中である。(平成9年3月10日現在の報告)1.準備期(平成8年5月)文献所蔵者・「正派邦楽会」(中島靖子方)に文献の覆刻の交渉を行ったが、正派記念事業として全資料を影印発行するとの所蔵者の強い希望があり、主要文献の翻刻・評釈のみとした。(平成9年3月10日現在の報告)
大地震による開削トンネルの崩壊を防ぐための中柱の免震化に関する研究

土木学会地震工学委員会の減震・免震・制震小委員会からの要請により,「減震・免震・制震構造設計法ガイドライン(案)」の分担執筆を行い,本研究で開発した免震装置を紹介した.その過程で,この装置の実用化のためには,まずその性能を簡便な形で表現することが必要であることが明らかになった.そこで装置の回転および水平方向に対する剛性を,装置性能を決定するパラメーターである,サイズ(高さと幅),側面のくぼみ量,鋼板の厚さの4つのパラメーターで表現することを試みた.まず,これら4つのパラメーターを個々に変化させて,装置の物理的な考察を行ったところ,回転剛性については側面の鋼板のくぼみが小さい場合にはほぼ鋼板のみの剛性に等しいが,くぼみ量が大きくなるにつれ,ゴムの影響が顕著になることがわかった.くぼみ量の代わりにそれを装置高さでわった量を考えることでサイズの影響を包含した考察が可能になった.一方,水平方向剛性については,くぼみが0の時にはゴムのみの剛性に等しくなるが,くぼみ量が大きくなるにつれ鋼板の影響が顕著に現れるようになった.これは鋼板に大きな軸方向力が作用するためである.回転の場合と同様,くぼみ量を装置高さでわった量を考えサイズの影響を取り込んだ.以上の考察を元に,回転,水平方向の剛性の近似表現を試み,それに成功した.またこれら4つのパラメータを説明変数,剛性の値の対数値を目的変数にとり重回帰分析を行った.その結果,やはり良好な近似結果が得られた.免震効果を確認するため,導いた近似表現を中柱端部に適用し,トンネルに加力した.その結果,中柱に発生する断面力の低減が見られたが,中柱以外の部材の断面力は若干増加し,またトンネル全体としての変形量も増加した.装置の実用化のためには,その性能を実験によって検証することも重要であり,現在そのための準備を進めている.今年度はゴムと鋼板からなるトンネル中柱の免震装置の最適形状について,数値解析によって検討を行った.まず,最も簡単でかつ鋼板に応力集中が起こりにくい形状として,装置側面の鋼板に円弧形状を設定して,免震装置の形状最適化を図ることにした.形状最適化にあたっては,円弧状側面鋼板の窪み量を免震装置形状を決定する設計変数として考慮し,鉛直方向剛性を大きく,回転剛性を小さくする目的関数の最小化を図ることになるが,その際,装置側面の鋼板が降伏しないよう配慮する必要がある.そこで形状最適化を行なう前に,装置に上載荷重が載荷した際の鋼板の応力状態について検討した.検討にあたっては,側面鋼板の厚さを5,10,15mmの3種類設定し,降伏ひずみを0.2%とした上で軸方向力を載荷した.その結果,鋼板が5mmの場合には1,000(tf)程度の荷重が載荷すると鋼板が降伏に至る場合があり,その場合鋼板降伏後の耐荷能力は著しく低下することが明らかになった.そこで鋼板の厚さを一定とした上で,鋼板の窪み量を変化させた場合の上載荷重耐荷能力を検討した結果,鋼板が最も降伏に至りにくい,すなわち免震装置が最も線形性を保持することの可能な形状が存在することがわかった.装置側面の初期形状が円弧の場合には,この装置の線形領域を最大にする形状が概ね,鉛直方向剛性を大きく,回転剛性を小さくするような最適形状にもなっていることがわかった.このことは,ゴム材と鋼板の荷重分担率が最適に近い値になっているものと思われる.その後,免震装置の側面形状をフーリエ級数で表現し鉛直および回転に対する剛性の値を検討した.その結果,鋼板形状を円弧に設定した場合と比べ応力集中が顕著であること,また側面形状を滑らかにするためには,装置鉛直方向について相当に細かくメッシュ分割を行う必要があり,そのために多大な計算時間を強いられることが明らかになった.土木学会地震工学委員会の減震・免震・制震小委員会からの要請により,「減震・免震・制震構造設計法ガイドライン(案)」の分担執筆を行い,本研究で開発した免震装置を紹介した.その過程で,この装置の実用化のためには,まずその性能を簡便な形で表現することが必要であることが明らかになった.そこで装置の回転および水平方向に対する剛性を,装置性能を決定するパラメーターである,サイズ(高さと幅),側面のくぼみ量,鋼板の厚さの4つのパラメーターで表現することを試みた.まず,これら4つのパラメーターを個々に変化させて,装置の物理的な考察を行ったところ,回転剛性については側面の鋼板のくぼみが小さい場合にはほぼ鋼板のみの剛性に等しいが,くぼみ量が大きくなるにつれ,ゴムの影響が顕著になることがわかった.くぼみ量の代わりにそれを装置高さでわった量を考えることでサイズの影響を包含した考察が可能になった.一方,水平方向剛性については,くぼみが0の時にはゴムのみの剛性に等しくなるが,くぼみ量が大きくなるにつれ鋼板の影響が顕著に現れるようになった.これは鋼板に大きな軸方向力が作用するためである.回転の場合と同様,くぼみ量を装置高さでわった量を考えサイズの影響を取り込んだ.以上の考察を元に,回転,水平方向の剛性の近似表現を試み,それに成功した.またこれら4つのパラメータを説明変数,剛性の値の対数値を目的変数にとり重回帰分析を行った.その結果,やはり良好な近似結果が得られた.免震効果を確認するため,導いた近似表現を中柱端部に適用し,トンネルに加力した.

その結果,中柱に発生する断面力の低減が見られたが,中柱以外の部材の断面力は若干増加し,またトンネル全体としての変形量も増加した.装置の実用化のためには,その性能を実験によって検証することも重要であり,現在そのための準備を進めている.
トポロジカル絶縁体におけるコヒーレント表面フォノン誘起量子相転移の研究

本研究では、トポロジカル絶縁体(Topological Insulator: TI)における低波数ベクトル領域のコヒーレント表面フォノンを高感度に観測し、表面における電子ーフォノン相互作用に関する知見を得ることを目的としている。また、大振幅コヒーレントフォノン励起によるTIのバンドギャップ変調の可能性を探り、フォノンによるトポロジカル絶縁体ーノーマル絶縁体間の量子相転移の観測を目指している。今年度は、昨年度導入した光電子増倍管(PMT)を、現有のレーザー光源であるフェムト秒レーザー発振器(中心波長830 nm,パルス幅20 fs,繰り返し80 MHz, 3 nJ/pulse)を光源とした時間分解過渡反射測定装置に組み込み、主にSb2Te3の3次元TI薄膜試料からの微弱な表面第二高調波(SHG)信号の検出からコヒーレント表面フォノン(光学モード)の観測を試みた。標準試料としては半導体GaAs単結晶を用いているが、未だSHG信号の検出には至っていない。また、Bi1-xSbx合金の試料作製を前倒しで行い、バルク領域からのコヒーレント光学フォノン信号の取得には成功している。Bi1-xSbx合金は近年、混晶比xの値に依存してトポロジカル絶縁体あるいはワイル半金属になり得るとされている材料である。バルク領域からのコヒーレント光学フォノン信号にも表面状態の寄与が含まれると考えられるため、解析を進めている。今年度は当初の予定通り、導入した光電子増倍管(PMT)を用いて、表面第二高調波による表面フォノン観測の実験を進めることはできたが、十分な信号雑音比が得られずフォノン観測には至っていない。昨年度主に使用したフェムト秒レーザー発振器用の励起グリーンレーザーが老朽化のため出力が5W以上出なくなったことも一因と考えられるが、多結晶試料の配向性の検討も含めて多角的に検討を要する。一方では、Bi1-xSbx合金の試料作製を前倒しで行い、バルク領域からのコヒーレント光学フォノン信号の取得には成功しており、論文執筆にも着手している。昨年度主に使用したフェムト秒レーザー発振器用の励起グリーンレーザーが老朽化のため出力が5W以上出なくなったので、実験を継続するために新しく導入する予定である。その上で、表面SHG検出によるコヒーレント表面フォノンの観測および、それによる表面における電子ーフォノン相互作用ダイナミックスの研究を行う。また、四光波型コヒーレントフォノン分光装置を立ち上げ、Sb2Te3やBi1-xSbx合金試料で表面フォノンの波数ベクトル依存性を測定することも試みる。典型的なTIであるSb2Te3では4 QL(5原子からなる1層をQuintuple Layer: QLと定義する)以下で、またBi2Te3では3 QL以下で3次元TIから2次元TIへと量子相転移すると考えられており、2次元TIではエッジにのみディラック・コーンで特徴付けられるスピン偏極した金属状態が存在する。今年度は、現有のレーザー光源であるフェムト秒レーザー発振器(中心波長830 nm,パルス幅20 fs)を用いて、Sb2Te3およびBi2Te3の高配向多結晶薄膜における、膜厚に依存した(すなわち3次元TIと2次元TI状態における)電子ーフォノン相互作用を評価した。Sb2Te3およびBi2Te3を1 nm(1 QL)10 nm(10 QL)の膜厚範囲でマグネトロン・スパッタリングにより高配向多結晶薄膜を作製し、絶縁体の酸化防止膜を20 nm付けて試料として用いた。また測定は室温かつ大気中で行った。ポンプープローブ型時間分解過渡反射率測定の結果、膜厚が2 nm以上の試料において明瞭なコヒーレントフォノン信号が得られ、2次元TIから3次元TIへと量子相転移する膜厚(3 4 QL)よりも厚い膜厚の3次元TI試料に対してフーリエ変換スペクトルの時間変化を追うことにより、Diracプラズモンとバルクフォノンの相互作用の結果生じる動的なファノ干渉の観測に成功した。またファノ干渉効果の解析からDiracプラズモンのコヒーレンス時間を200フェムト秒と見積もった。この成果は米国物理学会のPhysical Review B誌に掲載された。今年度は当初の目標通り、大気中かつ室温において、典型的なTIであるSb2Te3やBi2Te3の様々な膜厚の試料においてコヒーレントフォノン測定を行い、信号の取得に成功している。さらに、3次元TIから2次元TIへと量子相転移する膜厚において、3次元TI状態でのみ上述した動的なファノ干渉が観測されること、そして励起光強度依存性(電子密度依存性)が見られることから、その原因が表面のDiracプラズモンに由来することを議論することができた(Physical Review B誌で公表)。観測したフォノンは、その周波数が大きくシフトしていないことから、現状では表面フォノンよりもバルクフォノンの可能性が高いと考えている。

また、大振幅コヒーレントフォノン励起によるTIのバンドギャップ変調の可能性を探り、フォノンによるトポロジカル絶縁体ーノーマル絶縁体間の量子相転移の観測を目指している。今年度は、昨年度導入した光電子増倍管(PMT)を、現有のレーザー光源であるフェムト秒レーザー発振器(中心波長830 nm,パルス幅20 fs,繰り返し80 MHz, 3 nJ/pulse)を光源とした時間分解過渡反射測定装置に組み込み、主にSb2Te3の3次元TI薄膜試料からの微弱な表面第二高調波(SHG)信号の検出からコヒーレント表面フォノン(光学モード)の観測を試みた。標準試料としては半導体GaAs単結晶を用いているが、未だSHG信号の検出には至っていない。また、Bi1-xSbx合金の試料作製を前倒しで行い、バルク領域からのコヒーレント光学フォノン信号の取得には成功している。Bi1-xSbx合金は近年、混晶比xの値に依存してトポロジカル絶縁体あるいはワイル半金属になり得るとされている材料である。バルク領域からのコヒーレント光学フォノン信号にも表面状態の寄与が含まれると考えられるため、解析を進めている。今年度は当初の予定通り、導入した光電子増倍管(PMT)を用いて、表面第二高調波による表面フォノン観測の実験を進めることはできたが、十分な信号雑音比が得られずフォノン観測には至っていない。昨年度主に使用したフェムト秒レーザー発振器用の励起グリーンレーザーが老朽化のため出力が5W以上出なくなったことも一因と考えられるが、多結晶試料の配向性の検討も含めて多角的に検討を要する。一方では、Bi1-xSbx合金の試料作製を前倒しで行い、バルク領域からのコヒーレント光学フォノン信号の取得には成功しており、論文執筆にも着手している。上述したとおり、今年度観測に成功したフォノンは、その周波数が大きくシフトしていないことから、表面フォノンよりもバルクフォノンの可能性が高いと考えている。従って、今年度導入した光電子増倍管(PMT)を用いて、計画通り表面第二高調波(SHG)発生による表面フォノン観測の実験を次に進める予定である。昨年度主に使用したフェムト秒レーザー発振器用の励起グリーンレーザーが老朽化のため出力が5W以上出なくなったので、実験を継続するために新しく導入する予定である。その上で、表面SHG検出によるコヒーレント表面フォノンの観測および、それによる表面における電子ーフォノン相互作用ダイナミックスの研究を行う。また、四光波型コヒーレントフォノン分光装置を立ち上げ、Sb2Te3やBi1-xSbx合金試料で表面フォノンの波数ベクトル依存性を測定することも試みる。
配列データベース由来人工L-アミノ酸脱水素酵素群の合理的設計とその応用

L-アミノ酸脱水素酵素の幾つかは、血中アミノ酸の濃度定量に応用が期待されている。本研究ではそのような酵素の中で、特にL-スレオニン脱水素酵素(SDR-TDH)を研究対象とした。SDR-TDHを高機能化するため、配列データベースを用いて人工SDR-TDHを2つ設計した。いずれの人工SDR-TDHも自然界由来SDR-TDHと比べ、耐熱性、NAD+親和性及び生産性に優れることが判明し、酵素活性パラメータも遜色がないことを確認した。また本研究遂行の過程で得られたモノマー型SDR-TDHの構造機能解析を通して、SDR-TDHの生成物脱離機構を解明することに成功した。H28年度は安定かつ高性能な配列データベース由来人工L-スレオニン脱水素酵素(TDH)の設計と機能解析を目的として研究を進めてきた。まずは人工TDHの設計について説明する。Cupriavidus necator由来TDH (CnTDH)の配列をBlastpで解析し、配列データベースより5000個の類似配列を得た。独自に開発した配列解析ソフトウェア"INTMSAlign_Angler"を用いることで、TDH活性を有すると期待された候補配列を87個予測した。この候補配列を基に完全コンセンサスタンパク質を設計することで、人工TDH (FcTDH)の一次配列を設計した。FcTDHをコードする遺伝子を合成し、pET15bベクターにクローニングしたのち、大腸菌発現系を用いてFcTDHの発現を試みた。結果、1LのLB培地を用いた培養で、50 mg以上のFcTDHを得ることに成功し、その精製プロトコルを確立した。次に精製したFcTDHを用いて酵素化学解析を行った。20種類のL-アミノ酸に対する特異性を調べたところ、FcTDHはL-スレオニンに対して高い特異性を示すことが判明した。さらに酵素熱安定性について調べた結果、FcTDHのTm値はCnTDHに比べて約20°C向上することが判明した。FcTDHの速度論的パラメータを決定したところ、FcTDHのkcat/Km値はCnTDHに比べて約20%向上していた。以上の結果から、設計したFcTDHはCnTDHに比べて、熱安定性・酵素触媒効率に優れることが判明した。またFcTDHのX線結晶構造解析も進めており、現在までに2.8Å分解能でapo型の立体構造を決定している。当初の計画通りH28年度に"安定かつ高性能な人工TDH"を設計することができたといえる。事実、設計したFcTDHは鋳型とした既知のCnTDHと比べて、熱安定性および酵素触媒効率が向上していた。本成果の一部に関しては1件の特許出願を含め成果発表を進めており、その進捗状況は順調であると考えている。H29年度は、短鎖型L-スレオニン脱水素酵素(TDH)の基質選択性拡大に向けて、祖先型設計法により人工L-スレオニン脱水素酵素を新たに設計した。H28年度に取得した、87個のTDH候補配列から構成されるライブラリを用いて、MAFFTによる多重配列アラインメントを行い、MEGAによる最尤法を用いた系統解析を行ったのち、FASTMLを用いて、TDHの祖先型配列(AncTDH)の設計を行った。AncTDHに関して人工遺伝子合成を行い、pET15bベクターにサブクローニングを行い、大腸菌発現系を用いてAncTDHを大量発現させた。結果30mg/L以上のAncTDHを得ることができた。精製したAncTDHに関して各種酵素化学解析を行った結果、AncTDHは微弱ながらR-3-ヒドロキシ酪酸やS-3-ヒドロキシ酪酸に活性を有することが判明した。加えて新規に取得した単量体型TDH (mtTDH)について構造機能解析を行い、TDHの生成物脱離機構の解明を行った。X線結晶構造解析によりmtTDHに関してapo, NAD+結合型、NAD+-L-Ser結合型、及びNADH-2-アミノ-3-ケトブチル酸(AKB)結合型の4構造を1.2-1.9Åという高分解能で決定した。フラグメント分子軌道法(FMO法)を用いたタンパク質ーリガンド間の相互作用解析、及び各種変異体を用いた酵素化学解析により、mtTDHのAsp179が反応完了を感知するセンサーとして働き、TDHの開閉構造の切り替えを制御しながら、生成物の脱離を行っていることを予測した。本成果について、Biochemistry誌にて発表を行った。H29年度は決定したFcTDHの立体構造を参照し、その活性中心に部位特異的変異を導入することで、基質特異性の変換などを行う予定である。具体的にはL-セリンや(R)-3-ヒドロキシ酪酸への特異性を獲得させることを目指す。

またH28年度の研究遂行の過程で、TDHのアロステリック効果に関する新たな知見が得られる、新規TDHを取得することに成功した。H29年度は本酵素の構造機能解析も併せて行う予定である。タンパク質工学
器官培養法を用いた歯周組織の分化誘導機構の解明

未分化間葉系細胞から骨、軟骨、筋、脂肪細胞などの細胞への分化誘導機構が研究され、特定の分化誘導物質や分化に必須な転写調節因子が明らかにされている。歯周組織中にも間葉系幹細胞が存在し、この細胞が歯周組織形成細胞(歯根膜細胞、セメント芽細胞、骨芽細胞)へと分化することが予想されているが、その分化誘導機構は不明のままである。本研究では、歯胚の器官培養法を用いて、歯周組織形成過程を詳細に調べ、歯周組織への分化誘導機構を明らかにし、歯周組織再生治療の基礎を確立することを目的とする。本研究の最終年度である当該年度では平成2829年度で得られた結果を基にして、研究計画に従い、以下の研究を行なった。「1.動物実験系での歯周組織の形成」歯周組織に分化した細胞の由来を明確にするため、GFP遺伝子組み換えマウスの歯胚を用いた移植実験を行なった。胎生16.5から18.5日齢のC57BL/6-Tg(CAG-EGFP)マウスから摘出した歯胚を通常のC57BL/6マウス背部皮下に移植した。移植歯胚に形成された歯周組織(セメント質、歯根膜)を形成した細胞はGFP陽性で、C57BL/6-Tg(CAG-EGFP)マウス由来であることが確認できた。一方、移植歯胚の周辺部に形成された骨細胞はGFP陰性で、C57BL/6マウス由来であった。「2.培養系での歯周組織の分化誘導機構の検討」器官培養歯胚系にBMP阻害剤であるLDN193189、TGF-beta阻害剤であるSB431542、進行性骨化性線維異形成症に適用されているRapamycuinを添加して培養した結果、LDN193189を添加群の発育は著しく抑制され、SB431542添加群ではエナメル質形成が一部阻害され、Rapamycuin添加群では形成された歯胚はやや小型化するが、エナメル質形成や象牙質の石灰化は影響を受けないことが確認された。未分化間葉系細胞から数多くの細胞への分化誘導機構が研究され、分化誘導物質や分化に必須な転写調節因子が明らかにされている。歯周組織中の間葉系幹細胞も歯周組織細胞(歯根膜細胞、セメント芽細胞、骨芽細胞)へと分化することが予想され、器官培養歯恨の歯周組織への分化誘導物質の検索を行った。歯胚構成成分として、顎骨骨膜由来成分を含まない胎生16日齢のマウス臼歯と、歯胚の最外層をなす歯小嚢と付着した骨膜由来成分を含む胎生17.5日齢のマウス臼歯を用いて、10週間に渡り、長期間器官培養法を用いて歯根形成を行い、器官培養歯根の歯周組織の形成分化能の比較を行った。顎骨骨膜由来成分を含まないエナメル器、歯小嚢、歯乳頭の歯胚成分のみからなる胎生16日齢のマウス臼歯歯胚を用いた長期間器官培養法では形成された歯根の表面にはセメント質および歯根膜の形成が認められたが、形成された歯根に面した部位には歯槽骨の形成が認められなかった。一方、歯胚の最外層をなす歯小嚢に顎骨の骨膜由来成分が付着した状態で摘出される胎生17.5日齢のマウス臼歯歯胚を用いた長期間器官培養では、形成された歯根にはセメント質および歯根膜線維の形成と歯根に面した部位には歯槽骨の形成が認められた。この実験結果は歯胚構成成分である歯小嚢は歯周組織を構成するセメント質とセメント質側の歯根膜線維の分化形成に関与しており、歯周組織の歯槽骨及び歯槽骨側の歯根膜線維の分化形成には顎骨由来の骨膜成分が直接関与している可能性を示唆している。鶴見大学歯学部分子生化学講座に研究拠点を移動し、研究を再開したため、以前行っていた歯胚の器官培養法を再稼働するための実験システムの再構築に時間を要してしまっため動物実験の開始が予定より遅れてしまった。そのため、予定していた器官培養実験を当該年度に行うことができず、次年度に繰り越す予定である。鶴見大学歯学部分子生化学講座に研究拠点を移動し、研究を再開したため、以前行っていた歯胚の器官培養法を再稼働するための実験システムの再構築に時間を要してしまった。その結果、動物実験の開始が予定より遅れてしまった。歯根形成を目的とする歯胚の器官培養は10週間という長期間の培養を必要とすること、さらに培養に必要な培地に添加する血清を更新するためのLot Checkが必要であったため、実際に予定していた器官培養実験のすべてを当該年度に行うことができず、次年度に繰り越すことになった。今回用いた歯根形成の器官培養の実験系に関しては予備実験と同様な結果が得られる事が明らかとなり、次年度にさらに器官培養実験を重ねることにより、歯周組織、特にセメント質形成と歯槽骨分化形成に及ぼす影響を観察できる。

本研究では、歯胚の器官培養法を用いて、歯周組織形成過程を詳細に調べ、歯周組織への分化誘導機構を明らかにし、歯周組織再生治療の基礎を確立することを目的とする。当該年度では研究実施計画に従い、以下の研究を行った。「1.動物実験系での歯周組織の形成」胎生16から18日齢のICR系マウスの歯胚を背部皮下に移植した結果、歯周組織を持つ歯根の形成が認められた。歯周組織の分化した細胞の由来を明確にするためのGFP遺伝子組み換えマウスの移植実験を行う準備として、ICR系マウスとC57BL/6マウスの歯胚の各発育段階における移植実験での歯根形成の影響を調べた結果、C57BL/6マウスは約0.5日齢の歯胚の発育が遅延していることを確認した。胎生16.5から17.5日齢のC57BL/6-Tg(CAG-EGFP)マウスから摘出した歯胚を通常のC57BL/6マウス皮下に移植する実験を行い、歯周組織(セメント質、歯根膜、歯槽骨)の形成が確認できた。現在形成された歯周組織にGFPに対する免疫染色を行い、それらの細胞の由来を確認している。「2.培養系での歯周組織の分化誘導機構の検討」器官培養歯胚系にBMP阻害剤であるLDN193189、TGF-beta阻害剤であるSB431542、進行性骨化性線維異形成症に適用されているRapamycuinを添加濃度を変えて適用した結果、培養歯胚の形成、石灰化などに影響を与えていることが確認され、現在は実験数を増やし組織学的検討を行っている。前年度は新しい研究拠点での新たな歯胚の器官培養法の稼働のため、実験システムの再構築に時間を要してしまい、動物実験の開始が予定より遅れてしまった。その結果、当該年度では前年度から繰り越してしまった動物実験も含め、動物実験を実験計画に従い、予定通りに実施することが出来た。また、当該年度から予定していた歯胚の器官培養実験に、歯胚の分化誘導因子に対する阻害剤を適用する培養系での歯周組織の分化誘導機構の解明のための研究を開始し、歯周組織、特にセメント質形成、歯槽骨形成におよぼす分化誘導因子の影響に対する検討を開始したことにより、研究の進展がなされた。未分化間葉系細胞から骨、軟骨、筋、脂肪細胞などの細胞への分化誘導機構が研究され、特定の分化誘導物質や分化に必須な転写調節因子が明らかにされている。歯周組織中にも間葉系幹細胞が存在し、この細胞が歯周組織形成細胞(歯根膜細胞、セメント芽細胞、骨芽細胞)へと分化することが予想されているが、その分化誘導機構は不明のままである。本研究の最終年度である当該年度では平成2829年度で得られた結果を基にして、研究計画に従い、以下の研究を行なった。「1.動物実験系での歯周組織の形成」歯周組織に分化した細胞の由来を明確にするため、GFP遺伝子組み換えマウスの歯胚を用いた移植実験を行なった。胎生16.5から18.5日齢のC57BL/6-Tg(CAG-EGFP)マウスから摘出した歯胚を通常のC57BL/6マウス背部皮下に移植した。移植歯胚に形成された歯周組織(セメント質、歯根膜)を形成した細胞はGFP陽性で、C57BL/6-Tg(CAG-EGFP)マウス由来であることが確認できた。一方、移植歯胚の周辺部に形成された骨細胞はGFP陰性で、C57BL/6マウス由来であった。「2.培養系での歯周組織の分化誘導機構の検討」
移植心冠状動脈硬化症に対する新しい分子治療法開発に関する研究―CCケモカイン、接着分子阻害による移植心への単球浸潤の阻止―

ラット心再移植と大動脈移植モデルでの移植後動脈硬化症に重要なケモカイン・受容体システムを同定した。ラット既知ケモカイン・ケモカイン受容体遺伝子の全てに対して、定量RT-PCR法(TaMan assay)による遺伝子発現量側定系を新たに確立し、まず心再移植モデルの全時間経過中での血管病変の程度と各遺伝子発現量を検討した。その結果、IP10-CXCR3,RANTES-CCR5,MCP1-CCR2の3系が、移植後動脈硬化症の進展に重要と考えられた。本知児の普遍性を検討するために、3種の異なったラットの組み合わせで大動脈移植を行い、同様に全ケモカイン受容体遺伝子発現量と動脇狭窄率の相関を移植後1,2.4,8週後に行った。その結果、上記3系の遺伝子発現量が移植血管の新生内膜形成と時間的および量的に大変良く相関することが、全ての組み合わせで確認された。また、特にIP10は病的血管周囲に限局して、CXCR3は新生内膜最内層に限局して発現することが明らかになった。ケモカイン・受容体系遺伝子発現の診断的および病因上の意義が示された。以上の知見に基づき、選択的ケモカイン拮抗療法が移植後動脈硬化症の治療法となり得るかの予備的検討を行った。上記3系に対する拮抗物質と知られるviral MIP-11を大量合成すると同時に、抗ラット抗MCP1抗体を作成して、両者の効果を大動脈移植モデルで行った。しかし、残念ながら予備実験では有意な効果を得ることが出来ず、移植後動脈硬化症に対するケモカインをターゲットとした分子活療法の開発にはなお検討すべき点があると考えられた。具体的にはより効果的な拮抗物質の創出と局所療法の開発が必要であると孝えられた。まず、ラット心移植による慢性拒絶反応モデルの再現と治療試薬としての抗インテグリン抗体(LFA-1,Mac1,ICAM1,VCAM1)とケモカイン拮抗分子(抗MCP-1抗体、vMIP-II)の大量作成を試みた。治療試薬の大量作成は順調に行え、治療実験に必要な量の各試薬を準備し、活性検定を行った。しかし、驚いたことに心再移植法での慢性拒絶モデル作成に実績のある研究者が行っても、WKY心のLEWラットへの単純心移植による慢性拒絶反応の作成は極めて困難で、狭窄スコア0.3-0.5程度の軽度の病変しか作成出来ないことが明かとなった。そこで、動物系統を他に論文報告のある、WKAH→LEW,LEW→F344,ACl→LEWに変更して各々血管病変の発生を組織学的に検討したが、いずれの場合にも血管病変以外の心筋への障害(急性拒絶病変)が強い点と血管内膜に浸潤する細胞がa-smooth muscle陽性細胞でない点から、慢性拒絶反応の治療モデルとしては不適切であることが明かとなった。現在、実験モデルを心移植から大動脈移植モデルに変更して、ACl→LEW,F344→LEW,WKY→LEWの3種の組み合わせで、適切な慢性拒絶反応モデルの作成が可能かどうかを検討しているが、数匹の限られた予備結果では、組織学的に適切な慢性拒絶反応モデルの作成がラット大動脈移植によって可能となることが示唆された。予想し難い障害から本実験の進行はやや遅れているが、大動脈移植法の開発によって今後の研究の進行には期待が持てる。また平行して行っている心再移植による慢性拒絶反応の病態解析から、慢性拒絶反応に関与するケモカイン/ケモカイン受容体はIP-10-CXCR3,RANTES-CCR5,MCP1-CCR2であることが明らかになっているのでケモカインを対象とした本治療法の裏付けデータは集積しつつある(第36回移植学会総会にて報告)。

昨年度、ラット心再移植モデルにおいて、移植心冠状動脈硬化症に特徴的なケモカイン・受容体遺伝子の発現(IP10-CXCR3,RANTES-CCR5,MCP1-CCR2)を同定したので、本年度はその普遍性をラット大動脈移植モデルにて検討した。(第37回日本移植学会シンポジウムにて発表)。F344 to LEW, BN to LEW, ACI to LEW allograftの3種の組み合わせの慢性拒絶反応モデルを新たに作成した。何れの場合も移植後4週から血管病変が出現し、8週での血管狭窄率(%)は各々29.6+/-1.1,25.0+/-5.3, 49.0+/-7.6(Isograft :1.8+/-0.6)であった。3種の組み合わせ全てで移植後1, 2, 4, 8週後に移植大動脈を摘出し(各点n=6)、血管狭窄度と全てのラットケモカイン、ケモカイン受容体遺伝子の発現量を定量PCR法(TaqMan法)で測定した。得られたケモカイン受容体遺伝子発現パターンは、心再移植の場合とほぼ等しく、かつ慢性拒絶反応に特徴的な3組のケモカイン・ケモカイン受容体遺伝子の発現量は、血管成分のみからなる大動脈移植片では、心筋成分が主体となる移植心の数倍高かった。したがって、我々が同定したケモカイン受容体遺伝子は慢性拒絶反応で普遍的に発現するのみならず、病変血管周囲に高く発現することが示唆された。実際、IP10とCXCR3の免疫組織染色を行うと、IP10は病変血管周囲に、CXCR3は病変内膜最内層に限局した発現を認めた。以上、ラット移植心冠状動脈硬化症に特徴的なケモカイン・受容体遺伝子の発想が同定され、その診断的および病因上の意義が示唆された。同ケモカイン受容体の阻止による本症活療の予備実験を行っているが、確実な活療効果を得るには、更なる検討が必要である。
光電子イメージング分光のための10フェムト秒深紫外光パルス発生

光化学反応過程を直接的に測定する強力な手法である光電子イメージング分光に適した深紫外超短光パルス発生装置を開発した。超短光パルスが気体中を集光されたまま伝播するフィラメンテーションという現象を使って、パルス幅を短く保ったまま、近赤外から深紫外へ効率の高い波長変換を行うことに成功した。発生された10fs程度のパルスを使って、これまでの多原子分子の光電子分光の時間分解能を一桁向上させることができた。研究計画どおり、チタンサファイアレーザー出力の基本波と二倍波を気体中に混合し、深紫外領域(200300nm)で超短光パルスを発生させる実験を行った。260nmの成分に関しては20uJ、200nmでは4uJのパルスエネルギーを達成した。このようなパルスの圧縮がもっともやりやすい回折格子を用いた圧縮器を作成し、パルス圧縮を試みた。エネルギーが十分高いので、損失の大きな回折格子を用いた圧縮器を使用しても、十分強いパルスが得られた。260nmでは、数uJ、200nmでは、0.5uJ程度である。このエネルギーでは、精密なパルス幅測定や、光電子分光などが可能と考えられる。パルス幅測定は、超短光パルスを測定するのにもっとも信頼できる過渡回折格子周波数分解ゲート法によって測定した。これにより、パルス幅は260nmについて14fs、200nmの成分については、16.5fsと測定された。200nmの成分については、以前は200fs程度が最短であったが、それを一桁以上縮めることができた。この圧縮器は260nmと200nmの成分を同時に圧縮することができており、二つのパルスの遅延時間を後で制御し、試料に照射することで、時間分解能が20fs程度の分光を行うことができる。このような高時間分解能の分光は、これまでは可視領域が主流であったが、このパルスレーザーによって、深紫外光領域で実験ができるようになった。これは、深紫外光領域に共鳴した小さい分子を対象とした化学反応の基礎的な研究に大きな進歩をもたらすと考えられる。6月に開かれる国際会議にこの研究内容を発表予定である。研究計画どおり、前年度に開発した二色(260、200nm)深紫外光15fsパルス対を超高速光電子分光に応用した。回折格子を用いた圧縮器を通過してくる二色のパルスが空間的にシフトするように圧縮器を組み替え、相対的な遅延時間を高精度位置決め装置によって制御できるようにした。二つのパルスを真空チャンパーに入射し、分子ビームにおいて重なるように調整した。この光電子分光の時間分解能は、アルゴンで希釈したエタノールを試料とした非共鳴二光子過程により発生するイオン数を測定することで、22fsと決定した。この相互相関の細部にわたる形まで、前年度に測定したパルス電場によって再現できるため、この相互相関測定は極めて妥当であることを確認した。さらに、この装置を用いて、実際にピラジン、ベンゼン、トルエン、フランなど、260nmや200nmに共鳴する多原子分子を対象として光電子イメージング分光を行った。これらの試料について、50fs程度の周期で振動する分子振動の様子や、20fs程度の寿命の内部転換過程など、直接的に測定することができた。さらに、この方法では、光電子の角度分布についての情報も得られることから、短寿命にしか存在できない電子状態について、重要な知見が得られている。さらに、このフィラメンテーションを用いた深紫外光パルス発生機構について、理論的な詳しい考察を行った。これらの結果についていくつかの論文を投稿予定である。さらに、これらの深紫外光パルス開発研究は、国内、国外に高く評価されており、2009年には招待講演の依頼が、国内の1件、国外で2件予定されている
包接クロマトグラフィ-の生体内ステロイド分析への応用

本研究はシクロデキストリン(CD)を高速液体クロマトグラフィ-(HPLC)の移動相に添加する包接クロマトグラフィ-の優れた分離能に着目したもので、従来法では困難な生体体ステロイドの分析法を確立し、それを基に臨床診断、病態解析に信頼度の高い方法論を提供する目的で行われた。1.生体内エストロゲン分析への応用近年、エストロゲン服用と発癌との関係が示唆されている。そしてエストロゲンの代謝経路を明らかにすることはこれらの解明の一助になると考えられ、数多くの試みがなされている。しかし、優れた分析法のないエストリオ-ルのそれについては未だ十分な検討がなされていない。そこでまず包接クロマトグラフィ-を用いて予想代謝産物である2-及び4-ヒドロキシエストリオ-ルの分析法を確立した。ついでラット肝ホモジネ-トを酵素源として検討したところ、エストロン、エストラジオ-ルとは異なり、2位の水酸化のみが見られ、4位へのそれは認められなかった。2.胆汁酸分析への応用近年、肝胆道疾患と抱合型胆汁酸の消長との関係が注目されている。現在HPLCがプロファイル分析に優れることから汎用されているが、分離に長時間を要するなど多くの問題点を有している。そこで包接クロマトグラフィ-を用いて各種胆汁酸の化学構造と溶出挙動の関係を明らかとすると共に、従来法に比し短時間で可能な一斉分析法を確立した。さらに実試料への応用も検討中である。以上のようにCDを用いる包接クロマトグラフィ-は、生体内ステロイドの分析に極めて有用なことが明らかとなった。
味蕾の味覚受容機構に関する電顕的酵素組織化学的研究

味覚刺激が刺激物質の吸着によって引き起こされるのは、明瞭である。そこで味覚の受容機構を調べるために甘味受容機構について実験を行った。糖が味細胞に与えられると、糖は受容膜上の甘味受容タンパク質に吸着する。またラット舌上皮にも糖と複合体を作るタンパク質の存在が見いだされている。しかも甘味は主として舌表面の前部において感じられる。つまり同部に存在する茸状乳頭の味蕾が関係すると考えられる。したがってヒトと同様に各種の糖を好むラットの茸状乳頭を用いて研究を行った。まず免疫組織化学的に検索する目的でOmni Tagsのキットを用いA.B.C.法にて2次抗体としてNeuron Specific Enolase及びS_<100>を使用した。正常ラットの茸状乳頭及び味覚変革物質として甘味の選択的抑制物質であるグムネマ酸の1%および5%溶液を1週間ラット舌に作用させた茸状乳頭を試料とし、比較検索を行った。現在その他の抗体を作用させている。一方電顕酵素組織科学的研究においては、ATPASEに、ついて組織科学的検素を行う。まず正常ラットの茸状乳頭味蕾の電子顕微鏡的検索のために、正常ラットの舌を切り出し還流固定後通法どうり透過電顕用試料を作成し、検索を行った。またDNA分子の切断とATP依存性リカーゼを阻害するブレオマイシンを投与したラットについても同様の実験を行った。味覚刺激が刺激物質の吸着によって引き起こされるのは明瞭である。そこで味覚の受容機構を調べるために甘味受容機構について実験を行なった。またラット舌上皮にも糖と複合体を作るタンパク質の存在が見出されている。つまり同部に存在する葺状乳頭の味蕾が関係する。したがってラットの茸状乳頭を用いて研究を行った。まず味覚変革物質として甘味の抑制物質であるインド産の植物ギムネマ・シルベスタから抽出されるギムネマ酸を用いて行なう予定であったが、精製されたギムネマ酸の米国よりの入手が困難であったため、インドよりギムネマ・シルベスタの葉を入手し、約50%濃度のギムネマ酸を精製した。ヒトにおいて本剤の甘味抑制効果を実験したところ、ショ糖溶液の甘味を抑制することが示されたので、今後ギムネマ酸を作用させたラットの茸状乳頭において、ATPaseについて電顕的に酵素組織化学的検索を行なう予定である。一方、その前に正常なラットの茸状乳頭味蕾の微細構造を知るために、現在ウィスター系ラットを用い、還流固定後、舌の茸状乳頭を切り出し、固定液でさらに一晩固定した後、1%カコジル酸ナトリウム緩衝液で後固定を行ない、エタノール脱水後、エポン樹脂に包埋し、透過電顕試料を作製し、JEM-1200EXにて、検索を行なっている。
クロバエ類の移動分散能力の評価と鳥インフルエンザウイルス伝播の可能性について

1)鳥インフルエンザウイルスの伝播への関与が示唆されるオオクロバエの移動分散能力をパルミトオレイン酸(C16:1)の増加と翅の破損度から考察した。冬季飛来したと推定されるオオクロバエの本脂肪酸の増加率は43%で、室内実験で得られた増加率から推定すると、羽化後20日から25日のオオクロバエが採集されたことが示唆された。これら個体の翅の破損度は、京都で採集した個体の平均4.2よりも有意に大きかった(平均4.5)ことから、長距離移動した個体と推察されるものの、記号放逐実験から得られた1-2km/日の移動能力から約200kmの朝鮮海峡の移動が可能かは疑問であり、さらに移動生理を加味した議論が必要であると総括した。2)海外よりの飛来地と推定される西日本の4県(山口,福岡,佐賀,宮崎)で、2004年10月2007年2月にオオクロバエを採集しインフルエンザウイルス遺伝子の検出を行った。合計1,887個体96プールを対象にマトリックスタンパク(M)遺伝子およびヘマグルチニン(HA)遺伝子を検出した結果、2006年11月佐賀県西有田町で採集された集団(620個体31プール供試)の1プールからM遺伝子断片が検出された。この採集地には水禽類も集まることから、水禽類が有するウイルスの伝播にオオクロバエが関わる可能性が強く示唆された。3)西日本の飛来地において採集された個体と、東日本の各地に生息する個体との両者で遺伝的差異を判別する分子マーカーを作成し、地理的変異を評価しようと試みた。現在西日本における採集は2年間の本研究期間でほぼ終了し、オオクロバエからのDNA抽出とPCRによる判別作業を進めている。しかし、東日本における採集は未だ継続中であり、今後個体数を増やして結果の集計を行う予定である。2004年23月京都府丹波町において鳥インフルエンザウイルスが検出・分離されたオオクロバエの移動分散能力を脂質代謝の面から考察し、実験室内において実施したウイルス感染実験からオオクロバエの本ウイルス伝播能を検討した。17年度は、オオクロバエを異なる栄養条件下で飼育し脂肪酸組成の変動を調査した。その結果、水と砂糖を与えた個体では、体重の増加とそれに比例して融点の低い脂肪酸、特にパルミトオレイン酸(C16:1)が著しく増加する結果が得られた。本脂肪酸の増加率は飼育温度20°Cで45%、10°Cで41%であり、冬飛来した個体と推定されたオオクロバエの測定値は43%であった。捕集地での冬季の平均気温は10°C以下であったことから、羽化後20日から25日のオオクロバエが捕集されたと考えられた。一方、H5N1インフルエンザウイルス弱毒株を用いたオオクロバエへの室内摂食実験から、本ウイルスはオオクロバエ体内で少なくとも24時間は感染性のあるウイルス力価が維持されることが示唆された。他の長距離移動性昆虫の飛翔開始は羽化直後から数日以内に起こることが知られており、この結果が本種クロバにも該当するならば、当時捕集されたオオクロバエは長距離移動直後ではない可能性が高い。また、摂食実験から得られたオオクロバエのウイルス媒介能から、オオクロバエは長距離移動前にウイルスを保有したのではなく、定着後に摂取した可能性が高いことが示唆された。本結果は、ウイルスの国内への移入と、ハエ類によるウイルスの分散に新たな知見が加えられた。