hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中南米における早期胃癌診断率向上のための継続的遠隔医療教育システムの構築

2.中南米からの医師および技術研究者の招聘研修プログラム(清水、工藤、江崎、森山智彦):今年度もアジア学術ネットワーク会議の時期に合わせ、8月に中南米から医師及び技術者各3名(計6名)を招聘し、約1か月の医学的および技術的な研修プログラムを開催した。研修後には自国との接続および遠隔発表を企画して、それぞれ研修報告を行った。なお1月に開催予定だった冬の研修プログラムについてはアジア学術ネットワーク会議の時期が3月の最終週へと変更になり、年度末が重なったため見送ることとなった。3.対象国および拠点病院の拡大(清水、森山大樹):メキシコ、コロンビア、ブラジルの3カ国においてそれぞれ4施設、2施設、2施設の医療施設へ新たな接続が構築された他、拠点病院以外のアルゼンチンにおいても新たな1施設が活動に参加した。また10月にアメリカ・オーランドで開催された世界消化器病学会において、ペルーからの代表者と本プロジェクトへの参加について協議した他、ウルグアイからの医師の招聘についても話し合った。4.技術的問題点の抽出と解決へ向けた取り組み(工藤、中島、岡村):チリにおいて中南米では初めてとなる第1回遠隔医療ワークショップを企画・開催した。国内の北から南まで20施設から医師と技術者が集まり、技術的な問題点や医療プログラムの作成などについて発表や討論を行った。共同開催されたチリの内視鏡学会においては、日本からの遠隔講演のデモンストレーションも行われた。今年度も年度当初より活動を開始し、5月のアップデートミーティングで昨年度の活動報告や今年度の活動計画について、face-to-faceでの活発な討議が行われた。中南米地区における遠隔医療教育の活動は順調に拡大しており、定期的に行われる早期胃癌の診断を主な目的としたラテン遠隔カンファレンスも昨年度は3回開催され、それぞれ1315施設が参加し、各テーマについての発表や活発なディスカッションが行われた。また11月には中南米で初めてとなる第1回遠隔医療ワークショップがチリで行われた意義は大きく、今後チリ国内での活動の拡大は元より周辺国での同様の企画・開催に向けて継続的な推進が不可欠である。また7月にはコスタリカ、3月にはブラジルを訪問し、主要施設の見学や現地スタッフとの協議を行ったことは、今後の活動の展開にとって非常に有意義であったと感じている。1.プロジェクト会議の開催(清水、森山智彦): 6月にアメリカ・ワシントンDCで開催された消化器病週間(DDW)に合わせ、拠点5カ国からの主要メンバーに加えボリビアの代表を加えて第3回目となるミーティングを開催した。ブラジルのミナスジェライスからはビデオ会議で参加する形で各国の活動報告や今年度の計画について協議した。2.招聘研修プログラム(森山智彦、工藤、森山大樹):8月に医師4名、1月には医師4名と技術者2名の計6名を招聘し、それぞれ1か月間の研修プログラムを開催した。
プラスチック光アイソレ-タの開発

光アイソレ-タは光技術の発展に不可欠な光学素子であるが、従来、これらはYIG結晶などで構成されていて高価であり、その低コスト化や新しい材料の開発が強く望まれている。このような背景から本研究では、これまで誘電体光導波路として主に利用されていた透明プラスチックによる光アイソレ-タの構成が可能であることを指摘し、その開発研究を進めた。以下に本課題で得られた研究成果の概要を記す。先ず、数多くの透明プラスチック材料の磁器光学特性を測定し、その結果、ポリスチレン(PS)やポリαメチルスチレン(PαMS)などのプラスチックは反磁性材料の中でも比較的大きな部類に属するヴェルデ定数を有することを初めて明かにした。また、これらポリスチレン誘導体のヴェルデ定数の分散特性や性能指数を種々のレ-ザ光を用いて測定し、特にPαMSは490nmの短波長域に性能指数のピ-ク値を有してArレ-ザ用(波長488nm)の磁器光学材料として利用できる可能性を示した。次いで、上述の結果を基にArレ-ザ用プラスチック光アイソレ-タを試作し、その動作特性の測定と実用化への問題点を検討した。その結果、パルス磁場型でアイソレ-ション約20dB、挿入損17dBが得られ、短波超域パルスレ-ザ用光アイソレ-タとしての実用化が期待できることを初めて具体的に示した。さらに、永久磁石型プラスチック光アイソレ-タの試作も行い、新たに提案した磁石の配置法を用いたときに約12dBのアイソレ-ションを得た。この場合、プラスチック試料に含まれる複屈折の影響が大きいため、アイソレ-ションとしてはまだ十分ではないが、複屈折の低減化によってその値を実用レベルまで改善することは可能である。以上のように、光学的に有用な結果が数多く得られたが、今後も新しい材料の探索と磁器光学素子化の検討を進めていきたい。
テラヘルツ周波数領域分光法によるプラズマ中のフリーラジカル検出

本研究の目的はプラズマ中に生成された少量の不安定分子をテラヘルツ領域キャビティリングダウン法を用いた測定手法を確立することにより、プラズマ素反応をその場で観測することにある。実験においては、構築した測定系の時間的、機械的安定度が十分でない為、周波数掃引した時に測定データへ大きな誤差が重畳し安定した測定ができなかった。結果、より安定度の高い分光器と熱対策を十分に行ったプラズマチャンバを用いないと測定が行えないことが判明した。プラズマ中に生成された少量の不安定分子をテラヘルツ(THz)領域キャビティリングダウン(CRD: Cavity Ring-Down)法を用いた高感度な測定手法を確立することにより、プラズマ素反応をその場で解析することを目的として研究を行っている。23年度はTHz周波数領域分光装置(THz-FDS)の構築を行い観測を行う予定であったが、予算給付の遅れからTHz-FDS構築を半ばまでしか遂行する事が出来なかった。そこで、本年度は引き続きシステム構築を続けた。立ち上げ当初からレーザーダイオード発信器の安定度が予定していたレベルに達せず、レーザーヘッドベースの交換や、より高安定度が望める光ファイバーへの交換などを行なった。これらの改良により安定度は向上したが依然として取り出せるレーザー光強度が予定していたレベルに達せず、分光器の信号対雑音比(SNR)が予定より低い状態である。高い感度が要求されるプラズマ分光を行うにはSNRが不十分なのでCRDの構築へそのまま進んだ。本年度の研究目的であるTHz-FDSへのキャビティの導入によるCRDの実現では、金属エレメントの面積が大きいスパイラルアンテナを用いることでアンテナエレメント面をキャビティミラーとして動作させることにした。これによりクオリティファクターが凡そ10程度となる。キャビティ長を自動ステージで微調整することで共鳴周波数を選択できるよう改良する。これらの作業を現在実行中である。本研究はプラズマ中に生成された少量の不安定分子をテラヘルツ(THz)領域キャビティリングダウン(CRD: Cavity Ring-Down)法を用いた測定手法を確立することにより、プラズマ素反応をその場で解析することにある。プラズマによる反応過程や反応生成物の解析を行うためには反応過程に極力影響を与えないよう非接触かつ遠隔走査での診断が必須である。昨年度まで開発を行った光混合法を用いた分光器にTHz領域キャビティを組み込みTHz-CRDシステムを構築した、是を用いて気相プラズマ中の不安定分子のその場観測に挑戦した。実験において、構築した分光器の時間的、機械的安定度が十分でない為、周波数掃引した時に測定データへ大きな誤差が含まれることとなった。特に周波数の再現性に問題が有り、リファレンス測定とサンプル測定時に起きる僅かな周波数差が大きなノイズ成分を生成してしまった。また、連続的なプラズマを生成するためプラズマチャンバ部における発熱がかなり大きくチャンバの窓部材である高抵抗シリコンが膨張し、これが原因で窓やチャンバ内における多重反射の作り出すスペクトル特性が周囲の温度や時間で変動し、単一周波数での測定においても値が大きく変動してリファレンスデータにより規格化することが不可能となってしまった。以上のような状況であるためTHzキャビティの調整も困難を極め目的の周波数にきちんと調整が取れているのかどうか、また調整が取れたとしても直ぐにずれてしまうため測定そのものが不可能な状況であった。以上の結果から、より安定度の高い分光器と熱対策を十分行ったプラズマチャンバを用いないと目的の測定が行えないことが判明した。本研究の目的はプラズマ中に生成された少量の不安定分子をテラヘルツ(THz)領域キャビティリングダウン(CRD: Cavity Ring-Down)法を用いた高感度な測定手法を確立することにより、プラズマ素反応をその場で解析することにある。従って、本研究の目的は光混合法を用いた分光器にTHz領域キャビティを組み込みTHz-CRDシステムを開発し、気相プラズマ中の不安定分子のその場観測を行うことにある。本研究ではプラズマプロセスの反応素過程を明らかにするために、プラズマ中の不安定分子に注目し、光混合法を用いた実験装置の開発を行い反応素過程の解明を行う。マイクロ波からTHz波領域でプラズマ中の不安定分子の回転遷移の直接検出を行う事は、これらの分子がプラズマ中に含まれる数の少なさや極性の低さから比較的難しい上、電磁波と検出しようとしている分子との相互作用が小さいため低感度なので感度向上に限界がある。また、パルスタイプの分光器を用いた不安定分子に対する測定において、プラズマ中の分子の回転遷移が細い線幅を持つことから、パルス分光システムで十分な分解能を得るためには長い測定時間を要する。これらの困難を克服するためには、高い分解能と高い感度を持った検出方法を用いなければならない。そこで、これらの点を改善するために高感度かつ高分解能なプラズマ中の不安定分子診断システムを構築する。

平成23年度は、本研究に必要な半導体レーザー光源を製作し、光混合法によるTHz周波数領域分光器(THz-FDS)の開発、製作を行なった。また、ここまでの結果を持って国際学会へ参加し発表を行った。予算をぎりぎりまで絞り、安価な部品を使用して分光器を立ち上げているため様々な問題が発生している。理由としては1.光源のダイオードレーザー発振器の安定度問題修正に多大な時間が掛かったため大きく遅れた2.レーザー光源の強度不足により、分光器のSNRが予定していたレベルに達しなかったため、それを補う改良を施している等が挙げられる。本研究では実験機材の価格を抑えるためにギリギリの機材購入計画を行ったため、政府の第三次補正予算が成立しない限り、研究計画の変更をせざるを得ず、機材発注を見合わせるしかなかった。このため当初の計画と比較し、研究の進展が半年以上遅れることになった。一部の年度当初から購入を進めていた物品を除き、予算成立を待って発注を行ったため、殆どの機材購入は11月末となり実験機材の構築はこの時点から始めることとなったのが遅延の理由である。その後12月一杯、研究の遅れを取り戻すべく尽力し、その結果昨年末までに分光器を組み立てることができた。これ等の遅延が元で、現在は分光器の調整中であり、当初の目標であったプラズマチャンバを導入したうえでのフリーラジカル検出測定を行えていない。即急に分光装置の立ち上げを進め、今年度中に測定を行うことを目標とする。課題としては1.測定プログラムへのキャビティ長の調整ルーチンの導入2.プラズマチャンバへのブリュースター窓の追加3.レーザーダイオードの周波数を調整するプログラムの更なるルーチン改良が挙げられる。基本的にはプログラムなどの修正により対応が可能である。発生する費用については翌年度の予算より支出し、不足分については連携研究者から現物で貸与を受ける。可能な限り早急に分光器の調整を行い、当初の計画通りにプラズマ中のフリーラジカル検出を試みる。同時にテラヘルツキャビティの設計、発注、組立を行いキャビティリングダウンを実現する。該当なしテラヘルツキャビティのミラーおよびホルダの部品購入に使用する予定である。
魚類装着型画像ロガーによる水中画像情報収集システム構築のための実験研究

平成17年度は魚に装着した記録計の切り離し装置、浮上装置、浮上後の位地確認のためのテレメータ装置を一体化したシステムの開発を行なった。また、水深数百メートルの深海性の魚類などに無人的に装着するシステムについて検討を行なった。平成18年度はこれらを利用して現場実験を行ない、システムの検証をした。平成17年度に検討した、切り離し装置の一層の小型化を行った。また、切り離し装置の装着作動実験を繰り返し行う際に高価な離し装置を多数利用するのを避けるため、簡易切り離し装置の開発も行った。1)現場実験:相模湾下田海域においてネコザメ、ウシエイ、エイラクブカに装着回収実験を行った。また、平成17年度に引き続き揚子江山峡ダム下流のヨウスコウチョウザメについても産卵のため回帰した親魚にも装着回収実験を行った。下田湾海域においては数回の実験をVHF発信器および超音波発信器を利用して回収を行った。装置全体を小型化するため短時間の回収実験では超音波発信器により回収が可能であることが確認された。揚子江実験ではチョウザメの活発な移動と速い流れのため回収はかなり困難であったが、4個体の内2個体から回収に成功した。長距離を移動する動物からの回収にはアルゴスシステムの利用が必要と考えられた。2)無人装着・回収システムの開発:システムはロガー部、釣得部、切り離し部、タイマー切り離し部からなる。装着魚の確認はカメラロガーで行う。今年度はカメラロガーの開発が遅れたため、生け簀において実験を行った。実験からは原理的確認が得られたが今後改良が必要である。3)切り離し装置の一層の小型化:切り離し装置は、タイマー部、バッテリー部、切り離し部からなる。全ての部分の小型化を目指した。4)簡易切り離し装置の開発:温度・流速に対応した飴による簡易型切り離し装置の開発に取り組み基礎データを取得した。5)以上の他画像ロガーデータベースを作製し、ウェブサイト(http://www.bio-logging.com/)に公開した。水中で生活する動物の行動や生態の情報を得るためにデータロガーを動物に装着して生態や行動を計測記録するバイオロギング研究は、陸上繁殖場でのロガーの回収が容易なペンギン、アザラシで普及し多くの成果を得た。しかし、終生水中で生活する魚類などの動物ではバイオロギング研究は遅れている。本研究では、ボトルネックとなっているロガー回収システムの開発を中心に行なった。本年度は小型切り離し装置として、プリセットタイマー、切り離しブースター、方向探知送受信機、浮上材の開発を中心に行なった。切り離し装置として、径16mm、長さ25mm、重量10g、耐圧2000mのタイマー起動型切り離し装置を完成した。方向探知送受信機も出力10mWの低出力送信機を開発し、現在テストを行なっている。浮力材としては耐圧200m、600mのウレタンフォーム(比重0.3)を整形して用い、小型高性能浮上装置を完成した。これらのシステムを三陸沿岸の大槌湾においてシロサケに装着し、切り離し回収実験を行ない、回収に成功した。さらに画像ロガーを装着し、サケの回帰行動中の画像の収録に世界ではじめて成功した。また、開発したシステムを利用して中国山峡ダムにおいて絶滅が危惧されているヨウスコウチョウザメの生態解明を行いたいという研究協力の依頼を受けて同地においてチョウザメ4個体にシステムを装着し、2日後に回収に成功した。回収においては地形的に電波の方向

探知が非効率的になるため超音波ピンガ-も併行して利用した。本年度予定した新開発の高精度画像ロガーによる現場実験は、画像ロガーのテストや現場実験の準備の遅れから来年度に先送りとなった。本年度の研究成果は一部学会において発表した。また論文としても鋭意準備している。平成18年度は、予定されていた高分解能画像ロガーの開発が遅れ、使用が困難となったため、予定を変更し、画像ロガーを組み込まない加速度ロガーのみによる小型魚などからの切り離し回収現場実験を行った。切り離し回収装置は平成17年度に開発した装置を使用し、魚体への装着方法を含めてシステム全体の性能向上を目指した。本年度はさらに、切り離し回収システムの利用対象種の範囲を広げるため、無人装着・回収システムの開発も本年度に追加して行った。無人装着・回収システムは水圧や温度ストレスのため捕獲が困難な深海性の魚類(当初計画で予定したキンメダイへの装着を想定して)などにも画像データロガーシステムの装着を可能にするものであった。この装着方法の改善研究においては、平成17年度に使用した、切り離し装置の一層の小型化を行った。また、切り離し装置の装着作動実験を繰り返し行う際に高価な離し装置を多数利用するのを避けるため、簡易切り離し装置の開発も行った。1)現場実験:相模湾下田海域においてネコザメ、ウシエイ、エイラクブカに装着回収実験を行った。また、平成17年度に引き続き揚子江山峡ダム下流のヨウスコウチョウザメについても産卵のため回帰した親魚にも装着回収実験を行った。下田湾海域においては数回の実験をVHF発信器および超音波発信器を利用して回収を行った。装置全体を小型化するため短時間の回収実験では超音波発信器により回収が可能であることが確認された。揚子江実験ではチョウザメの活発な移動と速い流れのため回収はかなり困難であったが、4個体の内2個体から回収に成功した。長距離を移動する動物からの回収にはアルゴスシステムの利用が必要と考えられた。2)無人装着・回収システムの開発:システムはロガー部、釣得部、切り離し部、タイマー切り離し部からなる。装着魚の確認はカメラロガーで行う。今年度はカメラロガーの開発が遅れたため、生け簀において実験を行った。実験からは原理的確認が得られたが今後改良が必要である。3)切り離し装置の一層の小型化:切り離し装置は、タイマー部、バッテリー部、切り離し部からなる。全ての部分の小型化を目指し、本年度はタイマー回路の改良を専門家依頼した。切り離し部の小型化に取り組み、バッテリーを1/5に減量することを可能にした。4)簡易切り離し装置の開発:温度・流速に対応した飴による簡易型切り離し装置の開発に取り組み基礎データを取得した。5)以上の他画像ロガーデータベースを作製し、ウェブサイト(http://www.bio-logging.com/)に公開した。
人工脂質膜リポソ-ムを応用した癌化学療法の腫瘍選択性向上に関する研究

1.フラグメント化モノクロ-ナル抗体結合によるアドリアマイシン封入リポソ-ム(LipーADM)の網内系捕促対策と抗腫瘍効果増強LipーADMのタ-ゲティングに当初用いた抗AFP抗体(19ーFー12IgG2b)は、ペプシン消化によりFabフラグメント化した。そのFabには抗体活性が存在しs'PDP法にて結合したLipーADM=Fabは、肝、脾への取り込みが減少し、抗腫瘍効果は、非フラグメント化抗体結合のLipーADM=Abと同等であった。次に用いた抗CEA抗体(21Bz IgG1)は、ペプシン消化にてF(ab')_2化した。これを還元したFab'にCEA産生胃癌株MKNー45に反応性が存在した。Fab'は架橋剤を必要とせずLipーADMに結合可能であり、LipーADM=Fab'はLipーADM=Ab他の剤型に比し有意の抗腫瘍効果増強(腫瘍増殖抑制,組織学的効果)を示した。しかし網内系捕捉の減少は不十分であり、抗体処理だけでなくリポソ-ム組成の変更が必要で現在gangliosideGM_1の検討を行っている。2.温度感受性リポソ-ムと腫瘍局所加温併用による抗腫瘍効果増強相転移温度(Tc)41°CのDppcにて作製したTSーLipーADMは、42°Cにピ-ク有する温度感受性ADM放出とヌ-ドマウスシステムにおける抗腫瘍効果を示したが、血中で不安定であることからcholesterolの添加を検討した。温度感受性と剤型の安定性の兼ね合いからDppc:cholesterol比は10:1が至適であった。このTSーLipーADMは、腹水肝癌株AH66を担癌したラットでRF加温装置BSDー1000による腫瘍局所加温の併用により温度非感受性の他の剤型に比し、ADMの腫瘍到達性と抗腫瘍効果の向上を示した。今後は、網内系捕捉対策を加えたリポソ-ム組成の改良が必要である。3.CDDP系薬剤封入りリポソ-ム剤型の開発CDDPのような毒性の強い薬剤は、リポソ-ム封入りによる毒性軽減とともに腫瘍選択性が向上すれば有用性が高い。CDDPおよび誘導体NKー121のリポソ-ム封入とヌ-ドマウスシステムでの至適投与量の検討を行った。1.フラグメント化モノクローナル抗体結合によるアドリアマイシン封入リポソーム(LIP-AFP)の網内系補足対策とターゲテイング効果抗ヒトα-fetoprotein(AFP)モノクローナル抗体(19-F-12)をペプシン処理し、F(ab')^2フラグメント化をはかったが、本抗体がIgG_2bであり、SDS-PAGEによる検討ではFabであった。このFabフラグメントの抗体活性は、酵素抗体法による検討は処理前の抗体(Ab)とほぼ同等であった。

Fc除去の目的のひとつである網内系対策は、Fabフラグメントを結合したLip-ADM=Fabは、Ab結合のLip-ADM=abに比し肝、脾への取り込みが減少した。一方の目的である抗腫瘍効果は、ヌードマウスシステムのAFP産生性ヒト肝癌株Li-7に対し、LiP-ADM=FabはLiP-ADM=Abと同等以上の増殖抑制を示した。現在、抗腫瘍効果増強のためF(ab')^2フラグメント化が可能なIgG_1抗体について検討を行っている。2.アドリアマイシン封入・温度感受性リポソーム(TS-LIP-ADM)の改良と抗腫瘍効果相転移温度が41°Cであるdipalmitoylphosphatidylcholine(DPPC)により作製したリポソームは、42°Cにピークを有する温度感受性薬剤放出を示し、局所加温したヌードマウス可移植ヒト肝癌株NUEに対し、非加温の場合に比し、ADMの腫瘍集積性と抗腫瘍効果の向上を示したが、DPPC単独では、in ViVOでの剤型の安定性が不十分であることから、コレステロール混合によるリポソームの血清中での安定化をはかった。コレステロール20mol%混合までは温度感受性が保持されることを確認したが10mol%の至的混合によるTS-LiP-ADMを用い、AH66肝癌株を標的としたラットの実験系で抗腫瘍効果増強を得た。CDDPおよび誘導体NK-121の封入を行い毒性軽減の検討を予定している。1.フラグメント化モノクロ-ナル抗体結合によりアドリアマイシン封入リポソ-ム(LipーADM)の抗腫瘍効果増強と網内系捕捉対策抗ヒトCEAモノクロ-ナル抗体(IgG_1)をペプシン処理して得られたF(ab′)^2フラグメントを還元処理してFab′とし、架橋剤を使用せずにアドリアマイシン封入リポソ-ム(LipーADM)に結合させ、LipーADM=Fab′を作製した。Fab′化することにより、未処理抗体結合LipーADM=Abに比し抗体結合数が増し、ヌ-ドマウス可移植性ヒト胃癌株MKNー45を標的とした実験において、LipーADM=Fab′がLipーADM=Ab他の対照群に比し有意のADM腫瘍内到達性向上および腫瘍増殖抑制効果増強を認めた。一方、Fab′化することによる網内系捕捉抑制効果は、なお十分でないことが判明したため、リポソ-ムの組成を変更しganglioside GM、添加による対策を行っている。2.CDDP系薬剤のリポソ-ム封入剤型の作製封入抗がん剤を、アドリアマイシンからシスプラチンおよびその誘導体であるNKー121にかえた封入剤型を作製した。CDDP自体はなお封入効率に問題点を残している。NKー121の封入剤型を用いて、ヌ-ドマウスシステムにおける至適投与量の検討を行っている。3.アドリアマイシン封入温度感受性リポソ-ム(TSーLipーADM)と腫瘍局所加温併用による抗腫瘍効果増強実験系をヌ-ドマウスシステムと水侵加温法から、AH66肝癌株を移植したラットの系に移し、加温もマイクロ波加温装置BSDー1000を用いた。TSーLipーADMの温度感受性ADM放出は、本実験系によっても得られ、ADMの腫瘍集積向上を認めた。さらに腫瘍増殖抑制効果も認められた。さらに血中での安定性、シャ-プは温度感受性を得るべくDPPC、chelesterolの他にDSPCを添加する組成変更の検討を行っている。
酸化LDL受容体(CD36)欠損動物の開発とそれによるCD36の生理的意義の解明

我々はCD36欠損症患者を見いだし、世界に先駆けてその遺伝子異常を報告してきた。また、その欠損マクロファージを用いて、酸化LDLの取り込みがコントロールに比し、約50%低下し、酸化LDLによるコレステロールエステル蓄積も低下していることを明らかにした。本研究においては、さらに、このCD36がヒト大動脈動脈硬化巣のマクロファージに発現していること、また、泡沫化マクロファージにその発現の程度が強いことを免疫組織学的に明らかにした。また、in vitroにおいては、マクロファージの分化とともにCD36の発現は増強し、そのリガンドである酸化LDLの添加によりその細胞表面の蛋白量及びmRNA量が増加した。このようなin vitroの検討から、動脈硬化巣においても、マクロファージはCD36を介して酸化LDLを取り込み、一層泡沫化を促進する機構が示唆された。また、CD36欠損症患者より得たマクロファージを用いて、その脂肪酸の取り込みを観察した結果、脂肪酸の取り込みが約30%低下しており、多機能な受容体として知られているCD36が脂肪酸受容体としても働くことを示唆する結果である。これらの分析に平行して、ターゲッチングコンストラクトを作成する目的で、マウスCD36cDNAをプローブとしてマウスC129 genomic libraryをスクリーニングし、ゲノムDNAを得た。さらにNeo耐性遺伝子の上流及び下流にエクソンを分断するよう5-10kbのゲノム遺伝子断片を挿入し、3'端にヘルペスジンプレックスウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子を付加し、ターゲッチングコンストラクトを完成させた。
ゴーランド・コレクション総合研究の新知見に基づく日本古墳時代像・研究史の再構築

大英博物館所蔵ゴーランド・コレクションの基礎的な資料調査の成果と新知見をもとに、新たな分析手法を活用し、国内関連資料との総合的な比較研究を進め、横穴式石室や出土遺物の評価、古墳の変遷過程の検討などから古墳時代研究に新展開をもたらすことが本研究の目的である。膨大な量に及ぶゴーランドの記録書類の資料化を進め、遺物とリンクさせた総合的な検討をおこない、ゴーランドの調査・研究手法や当時の日欧における考古学史的な再評価する。さらに英日両国を中心とする研究諸機関と協力関係を推進し、パブリック・アーケオロジーの視点から研究成果の国際的な発信をはかる。大英博物館(以下、大英博)の調査は、鹿谷古墳と芝山古墳出土品を中心に小破片資料の実測及び接合検討、出土地同定、付着有機物などの科学的な検討作業は終了した。大英博・関係研究機関と研究成果の共有・確認作業を進め、デーベース基礎資料を作成し、大英博の収蔵品全体のデータベースに収められ、大英博ホームページ上で公開される。平成30年度は、大英博物館の日本ギャラリーがリニューアルで閉館されていたが、その間、ガラス玉や銅鏡などキャプション文の検討や背景パネルの作成の協力を行った。9月の再公開に合わせた形で英国版の成果概要やゴーランド・コレクションの英文図録の原本を作成した。得られた基本資料と関連資料との比較検討、個々の分析結果から新たな古墳時代像の評価と構築を進めた成果の公開として、明治大学博物館と共催で特別展「ウィリアム・ガウランドと日本の古墳研究」開催した。これにはレプリカ及び三次元データなどの展示に関わった。国内外ともの研究成果を盛り込んで、京都府京都市鹿谷古墳の悉皆的な報告書を刊行した。これに伴って地元の亀岡市文化資料館と共催でワークショップを行った。この度の研究で得た基礎資料について、今後も研究成果の活用・公開・発信活動に努めていきたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。大英博物館所蔵のゴーランド・コレクションの古墳資料を中心に、図化・写真撮影・計測を行うことによって総合的な資料化を2011年から本格的に進めてきた。それらで得た資料は、成果の概要としてまとめ、順次、学術雑誌への投稿やニュースレターの作成・発行により紹介している。また、一点ごとについては、大英博物館とともに現在、データベースを構築中であり、一部、大英博物館ホームページにも掲載しはじめている。さらに、ゴーランドが日本で調査した中でも鹿谷古墳、芝山古墳出土品の再検討を行いながら、本格的な報告書の作成にかかっているところである。この報告書には、ゴーランドがイギリスに残した調査書類やメモについては、発掘および調査所見として盛り込むために現地での翻刻作業も進めている。本研究は、そうした成果と新知見をもとに、新たな分析手法をも活用し、国内関連資料との総合的な比較研究を進め、横穴式石室や武具、馬具、須恵器などの遺物の評価、古墳の変遷過程の検討などから古墳時代研究の再構築の段階に入った。京都国立博物館所蔵の鹿谷古墳絵図について実物大の複製品を作成し、大英博物館に残る出土品との照合を行った。国内ではゴーランドが調査した白鳥塚古墳、甲塚古墳横穴式石室の三次元計測した。ゴーランド・コレクションには出雲の土器や写真資料が多くあり、島根県立古代出雲歴史博物館で地元研究者などとワークショップを行い、ここでも新知見が得られた。大英博物館での調査後には、博物館グレートコート下のサックラー室において資料調査の現時点での到達点と今後の重点的に展開すべき課題についてのワークショップを博物館スタッフとともに行った。こうした調査成果のなかでも、ゴーランドの記録書類の資料化は出土品や写真資料と有機的にリンクさせるには欠かせない総合的研究につながることが再認識された。大英博物館所蔵のゴーランド・コレクションの基礎的な資料調査である、図化・写真撮影・計測の資料化はほぼ終了した。その成果と新知見をもとに、新たな分析手法をも活用し、国内関連資料との総合的な比較研究のための横穴式石室や武具、馬具、須恵器などの遺物の国内調査も進んでいる。そして、新たな研究段階に位置づけている、資料化したものを有機的にリンクさせるゴーランドの記録書類の目録化もほぼ整った。このことで、翻刻するための書類の絞り込みも可能となったからである。今後、資料化した遺物とリンクさせた総合的な検討をおこない、ゴーランドの調査・研究手法や当時の日欧における考古学史的な再評価できるものと考える。さらに、報告書を作成するとともに、これまでの共同調査・検討を通じて構築した、大英博物館をはじめとする英日両国を中心とする研究諸機関と研究者の協力関係を推進し、パブリック・アーケオロジーの視点から、研究成果の国際的な発信をはかる見通しも立ったことによる。本研究は大英博物館所蔵ゴーランド・コレクションの基礎的な資料調査の成果と新知見をもとに、レーザー3次元計測や科学分析など新たな分析手法を活用し、国内関連資料との総合的な比較研究を進め、横穴式石室や、武具、馬具、須恵器などの遺物の評価、古墳の変遷過程の検討などから古墳時代研究に新展開をもたらす。同時に、膨大な量に及ぶゴーランドの記録書類の資料化を進め、遺物とリンクさせた総合的な検討をおこない、ゴーランドの調査・研究手法や当時の日欧における考古学史的な再評価するものである。

さらに、これまでの共同調査・検討を通じて構築した、大英博物館をはじめとする英日両国を中心とする研究諸機関と研究者の協力関係を推進し、パブリック・アーケオロジーの視点から、研究成果の国際的な発信をはかることを目的とする。本年度は、大英博物館所蔵ゴーランド古墳資料の悉皆調査とゴーランド文書・記憶の調査研究を引き続きおこない、出土地、器種などの基礎的情報を確定した。それらをもとに現在掲載される大英博物館のHPの作成基本データを提供した。大英博物館の調査では武装・馬装復元の基礎情報にかんする調査・記録し、金属器関係の博物館での調査は終了した。得られた研究成果の発信として、本年までの調査成果をもとに、鹿谷古墳群の総合的な研究成果報告書の原稿をほぼまとめた。京都橘大学大学院研究論集には玉類の報告、本グループの作成発行物はニュースレターを2冊と兵庫県白鳥塚古墳・山本古墳群の報告書を作成した。研究の公開の一つとして、英国の研究協力者であるサイモン・ケイナーを招聘し、公開ワークショップ「大英博物館所蔵ゴーランド・コレクション調査プロジェクト(京都編)」をキャンパスプラザ京都でおこなった。また、世界考古学会議第8回京都大会と日本考古学協会においても学会発表した。本研究は4カ年計画であり、おおきく5項目ある研究の課題は以下に記すように、半分は目処がついたと言える。大幅に遅れ気味の4の学史資料の検討をのぞいては軌道に乗り、きわめて順調である。1、大英博物館所蔵ゴーランド古墳資料の悉皆調査の発展、検討がある。現地での調査は玉類と須恵器の残調査があるが、平成29年中に終了する。2、ゴーランド文書・記憶の調査研究の英国調査も同様である。3、新知見の古墳研究への活用はニュースレター等でその成果を順次、発表している。4、ゴーランドをめぐる学史資料の検討は遅れ気味であるが、平成29・30年度に集中的におこなう予定である。5,大英博物館ほか日英研究機関との共同による研究成果の活用・公開・発信活動は大英博物館のホームページ掲載など、軌道に載っている。これらの成果を、欧米の研究者・一般市民にも理解できる形で情報発信するが、今年度は京都でのワークショップが実施できた。このように、英国での調査はおおむね終了しており、得られたデータの活用と公開、報告書作成を残す状況である。本研究は大英博物館所蔵ゴーランド・コレクションの基礎的な資料調査の成果と新知見をもとに、レーザー3次元計測や科学分析など新たな分析手法を活用し、国内関連資料との総合的な比較研究を進め、横穴式石室や武具、馬具、須恵器などの遺物の評価、古墳の変遷過程の検討などから古墳時代研究に新展開をもたらす。同時に、膨大な量に及ぶゴーランドの記録書類の資料化を進め、遺物とリンクさせた総合的な検討をおこない、ゴーランドの調査・研究手法や当時の日欧における考古学史的な再評価するものである。これまでの共同調査・検討を通じて構築した、英日両国を中心とする研究諸機関と研究者の協力関係を推進し、研究成果の国際的な発信をはかることを目的とする。本年度は、ゴーランド・コレクションの調査の核をなす大英博物館(以下、大英博)での調査は、まず鹿谷古墳と芝山古墳出土品を中心とした科学的に検討を要する作業を終了した。大英博・関係研究機関と調査研究成果の共有
低温型雪結晶と極域エアロゾルに関する研究(第2次)

昭和62年度にノールウェイ北極圏の現地調査で得られた膨大な資料は、主として、菊地と上田が低温型雪結晶の成長に関する考察を行い、谷口、遠藤、太田がエアロゾル粒子の電子顕微鏡およびエネルギー分散型X線分析装置を用いて成分分析等を行った。また、エアロゾル数濃度の解析および流跡線解析は谷口によって行われた。低温型雪結晶の中心核および大気中のエアロゾルとの関係は主として菊地によって総括された。現在までに得られた成果は次のようなものである。1.これまでの低温型雪結晶の最も代表的なものとしては、「御幣型;Gohei twin」、「かもめ型;Sea gull」、「矛先型;Spearhead」等がある。今回の観測では、従来の御幣型の他に、中心から左右対象に御幣型成長をしている「二重御幣型;Double gohei twin」とでもいうべき新しい型の雪結晶が発見された。これらの結晶の成長は、上田・菊地による半球状微小水滴の単結晶の底面による凍結実験で得られた結果で説明された。更に、これらの結晶の一部の成長温度領域は、いわゆる暖かい角柱の成長領域である可能性が示唆された。2.これまでに報告がなかった御幣型の底面に角板または樹枝状結晶が成長したものが数多く発見された。そのため、従来まで不足していたa一軸方向の情報も考慮することができた。その結果、御幣型の先端のなす角度約78°の場合は二個の柱面は平行に近いが、他の場合は、柱面間のなす角度はかなり大きいものがあり、御幣型の結晶方位の組合せに多数の可能性があることが示唆された。3.一方、御幣型、かもめ型、矛先型の成長相互の関連について、これまでに極域で観測された数多くの顕微鏡写真と、結晶成長の室内実験の結果からも考察が行われた。その結果、矛先型は、cー軸のなす角度が約116°で、柱面同士のなす角度は30°である。矛先型は、(101^^-3)面を接合面とする双晶で、結晶先端の角度が約56°の御幣型結晶に対応する。また、矛先型結晶は、内側に曲がったかもめ型結晶の羽根の一つである。内側に曲がったかもめ型結晶は、母結晶となる矛先型結晶の接合部から、結晶構造が母結晶と同様な羽根が二次的に成長してできた結晶である。もう一つのタイプの、羽根が外側に曲がったかもめ型結晶は、二つの羽根のなす角度が約130°であり、その羽根の結晶構造は、矛先型結晶と同じである。また、それらは矛先型結晶の形成時に貫入双晶によって形成される可能性がある。矛先型結晶と御幣型結晶の形成機構は、立方晶構造モデルと底面上での回転双晶によって説明できそうである。4.第1次カナダ北極圏イヌビックでの観測で研究代表者の菊地によって発見された十八花の雪結晶は、その後、菊地・上田によってその成長機構が論じられた。しかし、十二花結晶を含む多花結晶の成長機構は、従来まで、主としてcー軸方向からみた結果にもとづいていた。今回の観測で、数多くの十二花結晶が観測されたので、cー軸に直交する方向からの観察に重点を置いてその成長機構を考察した。その結果、回転双晶説で期待される22°と28°のピークはそれほど顕著ではなく、また凍結雲粒説と考えられる凍結雲粒の頻度もそれほど多くはなかった。これらのことから、多花結晶の多くは雪片説であると結論された。5.低温型雪結晶の中心核の成分分析では、土壌起源、人為起源、海洋起源で分類した結果、選択的に海洋起源の物質を中心核にし易いという傾向は、はっきりとは認められなかった。6.アルタ観測点で、パーティクルカウンターによるエアロゾルの数濃度の日変化と気塊との相互関係を流跡線解析から考察した。その結果、北極海周辺から流入してきた気塊に覆われた時期は数濃度が低く、北ヨーロッパの工業地帯を通過してきた気塊の時期は数濃度が高いという傾向がみられた。今後は、これまでに得られたデータの詳細な解析、および観測例の少ないグリーンランド等での観測を行い、最終的に低温型雪結晶の成長条件およびその成長機構を明らかにする予定である。尚、成果報告書は英文180頁に括められ、平成元年3月に印刷公表された。

更に、これらの結晶の一部の成長温度領域は、いわゆる暖かい角柱の成長領域である可能性が示唆された。2.これまでに報告がなかった御幣型の底面に角板または樹枝状結晶が成長したものが数多く発見された。そのため、従来まで不足していたa一軸方向の情報も考慮することができた。その結果、御幣型の先端のなす角度約78°の場合は二個の柱面は平行に近いが、他の場合は、柱面間のなす角度はかなり大きいものがあり、御幣型の結晶方位の組合せに多数の可能性があることが示唆された。3.一方、御幣型、かもめ型、矛先型の成長相互の関連について、これまでに極域で観測された数多くの顕微鏡写真と、結晶成長の室内実験の結果からも考察が行われた。その結果、矛先型は、cー軸のなす角度が約116°で、柱面同士のなす角度は30°である。矛先型は、(101^^-3)面を接合面とする双晶で、結晶先端の角度が約56°の御幣型結晶に対応する。また、矛先型結晶は、内側に曲がったかもめ型結晶の羽根の一つである。内側に曲がったかもめ型結晶は、母結晶となる矛先型結晶の接合部から、結晶構造が母結晶と同様な羽根が二次的に成長してできた結晶である。もう一つのタイプの、羽根が外側に曲がったかもめ型結晶は、二つの羽根のなす角度が約130°であり、その羽根の結晶構造は、矛先型結晶と同じである。また、それらは矛先型結晶の形成時に貫入双晶によって形成される可能性がある。矛先型結晶と御幣型結晶の形成機構は、立方晶構造モデルと底面上での回転双晶によって説明できそうである。4.第1次カナダ北極圏イヌビックでの観測で研究代表者の菊地によって発見された十八花の雪結晶は、その後、菊地・上田によってその成長機構が論じられた。しかし、十二花結晶を含む多花結晶の成長機構は、従来まで、主としてcー軸方向からみた結果にもとづいていた。今回の観測で、数多くの十二花結晶が観測されたので、cー軸に直交する方向からの観察に重点を置いてその成長機構を考察した。その結果、回転双晶説で期待される22°と28°のピークはそれほど顕著ではなく、また凍結雲粒説と考えられる凍結雲粒の頻度もそれほど多くはなかった。これらのことから、多花結晶の多くは雪片説であると結論された。5.低温型雪結晶の中心核の成分分析では、土壌起源、人為起源、海洋起源で分類した結果、選択的に海洋起源の物質を中心核にし易いという傾向は、はっきりとは認められなかった。6.アルタ観測点で、パーティクルカウンターによるエアロゾルの数濃度の日変化と気塊との相互関係を流跡線解析から考察した。その結果、北極海周辺から流入してきた気塊に覆われた時期は数濃度が低く、北ヨーロッパの工業地帯を通過してきた気塊の時期は数濃度が高いという傾向がみられた。今後は、これまでに得られたデータの詳細な解析、および観測例の少ないグリーンランド等での観測を行い、最終的に低温型雪結晶の成長条件およびその成長機構を明らかにする予定である。尚、成果報告書は英文180頁に括められ、平成元年3月に印刷公表された。
リジリエンシーの評価および育成による有効な生活習慣介入法

肥満、正常血圧高値を示す学生の精神回復尺度は低下した。生活習慣改善支援後に減量可能群は精神回復尺度の増加を認めた。特に肯定的な未来志向度が有意に増加した。介入直後の減量効果が出る前の精神回復尺度を測定すると、減量可能であった肥満学生において、精神回復尺度は有意な増加を認めた。減量後も精神回復尺度は減量可能群において高値を継続した。以上から介入後の精神回復尺度の変化で減量効果を予測できる。今回、肥満や正常血圧高値を呈する学生において、精神回復尺度は低値で、かつ悪い生活習慣を有していた。また、肥満や正常高値血圧を有さない学生においても生活習慣得点が低く、悪い生活習慣を有すれば精神回復尺度も低値となった。今回の研究では、運動習慣が乏しい群では精神回復尺度も低く、特に精神回復尺度の中で肯定的未来志向が低かった。これまでスポーツ活動経験とレジリエンスの関連性を研究した報告^<1)>において、レジリエンスの「肯定的な未来志向」にスポーツ成長感と時間的展望体験が大きく影響しているとしているが、運動習慣がレジリエンスの形成に関与している可能性が考えられた。今後、生活習慣の介入に参加を望むか否かでレジリエンスの違いは見られないか、介入参加者間にレジリエンスの違いがあった場合、介入効果に違いはないか、検証するための研究が必要である。また、レジリエンスの定義は研究者間でまだ一致しておらず、今回使用した精神回復尺度以外にも様々な指標が提案されており、今後異なる視点からレジリエンスを捉えることで予防的な能力について研究を進める必要がある。参考文献1)葛西真記、渋江裕子、宮本友弘、松田保.スポーツ活動経験とレジリエンスの関連、兵庫教育大学教育実践論集2009 p39-50増加する保健指導対象者に効果的に対処するために、これまで保健指導の点で評価されたことの無い「心の回復力(レジリエンシー)」を評価、育成することで、「真に予防的な対応」のできる保健指導受診者を増加させ、効果的生活習慣改善法(減量効果と生活習慣改善の継続性)を創出することを目的とし、有所見者および保健指導介入希望者のレジリエンシーを評価した。前回、肥満や正常血圧高値を呈する学生において、精神回復尺度は低値で、かつ悪い生活習慣を有していた。前回の研究では、運動習慣が乏しい群では精神回復尺度も低く、特に精神回復尺度の中で肯定的未来志向が低かった。今回、生活習慣介入希望の有無により介入希望者では精神回復尺度がさらに低値であり、特に感情調節得点が有意に低値であったが、肯定的な未来志向や新規性追求得点には有意な差異は見られなかった。以上から、介入を希望する対象者にはレジリエンスを高める指導が効果的で、かつ感情調節に働きかける介入が必要と考えられた。感情調節尺度には不眠、うつ状態が関与しており、これらに効果的な介入方法を検討する価値があると予想された。これまでスポーツ活動経験とレジリエンスの関連性を研究した報告14}において、レジリエンスの「肯定的な未来志向」にスポーツ成長感と時間的展望体験が大きく影響しているとしているが、運動習慣がレジリエンスの形成に関与している可能性が考えられた。以上より、生活習慣介入希望の有無によらず、肯定的未来志向を高めるために運動療法を用いた介入方法がレジリエンスの全体的な向上に期待でき、直接的な生活習慣改善につながると考えられる。糖尿病患者は年々増加傾向にあり、特定健康診断により増加する保健指導対象者に効果的なアプローチをするためにこれまで保健指導で評価されたことのない「心の回復力(リジリエンシー)」を評価育成することで、「真に予防的な対応」のできる保健指導受診者を増加させ、効果的生活習慣改善法を創出することを目的とし有所見者のレジリエンシーを評価した。前回、肥満学生に対して生活習慣改善支援後に減量が可能であった群は有意ではないが、レジリエンシーの指標である精神回復尺度の増加をみとめ、特に肯定的な未来志向度が有意に増加した。減量による二次的変化か否か検討すべく、介入直後の減量効果が出る以前の精神回復尺度を測定すると減量可能群の肥満学生において有意な増加を認め、減量後も精神回復尺度は高値を継続した。今回、学生ではなく、特定健康診断にて要支援と判定された職員に対してレジリエンシーを評価すると積極的支援群では異常なし群より高値であった。これまでと同様に支援を希望しない群で精神回復尺度は高く、減量支援効果を認める群では支援後、有意に精神回復尺度が増加し、効果が認められない群では変化が認められない結果が得られた。

以上より、レジリエンスの改善は支援効果を促進し、一方で減量効果が認められない群では精神回復尺度は増加せず、一般的な減量支援が減量効果が認められない群では精神回復尺度を高めない何らかの理由が示唆された。増加する保健指導対象者に効果的に対処するために、これまで保健指導の点で評価されたことの無い「心の回復力(レジリエンシー)」を評価、育成することで、「真に予防的な対応」のできる保健指導受診者を増加させ、効果的生活習慣改善法(減量効果と生活習慣改善の継続性)を創出することを目的とし、有所見者および保健指導介入希望者のレジリエンシーを評価した。前回、肥満や正常血圧高値を呈する学生において、精神回復尺度は低値で、かつ悪い生活習慣を有していた。また、肥満や正常高値血圧を有さない学生においても生活習慣得点が低く、悪い生活習慣を有すれば精神回復尺度も低値となった。今回、肥満の学生に対して生活習慣改善支援後に減量可能であった群は有意ではないが精神回復尺度の増加を認め、特に肯定的な未来志向度が有意に増加した。減量による二次的変化か否かを検討すべく、介入直後の減量効果が出る前の精神回復尺度を測定すると減量可能群の肥満学生において有意な増加を認め、減量後も精神回復尺度は減量可能群で高値で、介入直後、および介入後の精神回復尺度の変化で減量効果を予測できる可能性がある。同様にして職員特定健康診断にて、情報提供以上の要支援群においてレジリエンスを評価すると、支援を希望しない群より、支援を希望する群において精神回復尺度は低値で、支援希望群において、減量可能であった群は、有意に精神回復尺度得点が増加した。以前からレジリエンスの「肯定的な未来志向」にスポーツ成長感と時間的展望体験が大きく影響しているとしているとの報告があることより、運動習慣がレジリエンスの形成に関与している可能性とレジリエンスが減量効果に及ぼす要因である可能性が考えられた。健診項目有所見者、保健指導介入希望者に関するレジリエンスを精神回復尺度より評価し、有所見者および保健指導希望者の特徴が把握でき、これまでの保健指導がレジリエンスに与える影響を検討可能になった。25年度が最終年度であるため、記入しない。肥満学生に対する調査より、減量効果が出る以前にリジリエンスが改善し、その後減量しており、リジリエンスが減量効果を上げる可能性がある。特定健診受診者を対象とした研究でも同様の効果が認められ、学生から成人まで同様の効果と生活習慣改善支援の減量効果が認められない群でレジリエンスは改善しないことから、リジリエンスの評価により生活改善支援効果を予測できる可能性が考えられた。今後、これまでの保健指導がレジリエンスにどれだけ影響を与えうるのか、保健指導の効果とレジリエンスの変化にはどのような関連性があるのか検討し、さらには保健指導の継続性とレジリエンスの関連性を検討する予定である。今後、対象を肥満学生より特定健康診断受診対象者とし、レジリエンスの評価と生活習慣支援効果の関連性の検討を継続する。これまでの保健指導希望の有無とレジリエンスの関連性、保健指導の効果とレジリエンスの変化にはどのような関連性があるのか検討する。また、保健指導の継続性とレジリエンスの関連性を検討する予定である。
非天然核酸を導入した新規ジーンチップの開発

ポストゲノムシーケンス研究において、ジーンチップ(DNAチップ)を用いたマイクロアレイは強力なツールとして広く用いられている。しかしながら、一塩基の違いによって二本鎖の熱力学的安定性に生じる差違は非常に微少であるため、解析は容易でない。また、標的となる分子の一次構造以外の情報を得ることは非常に困難である。本研究では従来法に代わる手法として、新規な機能性分子を用いた超機能性DNAチップの開発を行った。まず、二本鎖に加えて三本鎖と四本鎖の熱力学的安定性の解析を行った結果、一本鎖のみならず二本鎖核酸などを解析対象とするDNAチップの条件設定をすることができた。また、構造の安定性がpHや金属イオンの種類や濃度によってどのような影響を受けるかを定量的に評価した。一例を示すと、細胞内を模倣した環境では、d(G_4T_4G_4)の構造がアンチパラレル型からパラレル型の四本鎖へ遷移することを見いだした。これは、希薄溶液中の実験で得られた知見を細胞抽出液などの生物由来試料を扱うDNAチップ解析に適用することの危険性を示しており、本研究で得られた構造安定性のエネルギーパラメータは、効率の良いDNAチップ解析に不可欠な指標となると考えられる。また本研究では、触媒機能を有するDNAであるデオキシリボサイムをDNAチップへ適用した。このデオキシリボザイムチップを表面プラズモン共鳴のセンサーチップとして用いたところ、非常に精度良くかつ厳密に標的RNAに存在する一塩基の違いを識別し、かつ固相上で触媒機能を発現することができた。このチップは、既存のDNAチップで行うことができる解析はもちろんのこと、基質鎖の高次構造解析デバイスとして、あるいは基質鎖の標識を必要としない優れたRNA切断反応解析デバイスとして利用でき、画期的な「超機能性ジーンチップ」が構築できたと言える。遺伝子の機能を迅速かつ簡便に解明する手法の1つに、DNAチップ法がある。これは、相補的な核酸同士が互いに"認識"することを利用した技術である。しかしながら、"機能"を有するDNAチップの開発は未だなされていない。一方、核酸の未知の機能が次々と発見され、生体系の共有結合の切断に対して触媒機能を有するデオキシリボサイムが注目されている。このデオキシリボサイムは、金属イオンの助けを借りながら遺伝子を"認識"し、さらに切断するという"機能"を有する分子である。このような機能性分子をチップ上に固定化できれば、相補鎖認識だけでなく機能も併せ持つ機能性DNAチップとして活用できるという期待が高まっている。本研究では、短鎖デオキシリボサイムを機能性分子として捉え、核酸の"認識"と切断の"機能"を併せ持つ超分子認識素子(デオキシリボサイム素子)の開発について検討した。インビトロ選択法により見いだされたオリジナル・デオキシリボザイムの活性部位のダウンサイジングを行い、ループ内の塩基配列及び金属イオンの種類の両方により、RNA切断反応性を制御できるCa2+依存型短鎖デオキシリボサイムを開発した。この短鎖デオキシリボサイムを利用した超分子認識素子を創製するために、短鎖デオキシリボザイムの5'末端をアビジン-ビオチン相互作用を利用してAvidin Gelに固定化した。このデオキシリボザイム素子を用いてCa2+存在下でRNA(rGAAGACA_UGCCAGCG;_はRNA切断部位を示す)切断反応を行った結果、RNA切断部位はrAU間の1ヶ所を特異的に切断することがわかった。核酸の未知の機能が次々と発見され、生体系の共有結合の切断に対して触媒機能を有するデオキシリボザイムが注目されている。

このデオキシリボザイムは、金属イオンの助けを借りながら遺伝子を"認識"し、さらに切断するという"機能"を有する分子である。一方、遺伝子の機能を迅速かつ簡便に解明する手法の1つに、DNAチップ法がある。これは、相補的な核酸同士が互いに"認識"することを利用した技術である。しかしながら、"機能"を有するDNAチップの開発は未だなされていない。このような機能性分子をチップ上に固定化できれば、相補鎖認識だけでなく機能も併せ持つ機能性DNAチップとして活用できるという期待が高まっている。本研究では、短鎖デオキシリボザイムを機能性分子として捉え、核酸の"認識"と切断の"機能"を併せ持つ超分子認識素子(デオキシリボザイム素子)の開発について検討した。インビトロ選択法により見いだされたデオキシリボザイムの活性部位のダウンサイジングを行い、ループ内の塩基配列及び金属イオンの種類の両方により、RNA切断反応性を制御できるCa^<2+>依存型短鎖デオキシリボザイムを開発した。この短鎖デオキシリボザイムを利用した超分子認識素子を創製するために、短鎖デオキシリボザイムの5'末端をアビジン-ビオチン相互作用を利用してカラムに固定化した。このデオキシリボザイム素子を用いて、Ca^<2+>存在下で切断部位がヘアピン・ループ構造内にあるRNAの切断反応を行った結果、RNA切断活性がヘアピン・ループの塩基数に依存することがわかった。ポストゲノムシーケンス研究において、未知なる蛋白質情報の探索や、個人差を遺伝情報のレベルで解明しようとする一塩基多型(SNPs)の解析が急速に発展してきている。このような研究において、ジーンチップを用いたマイクロアレイは強力なツールとして広く用いられている。現在用いられている様々なジーンチップは、いずれも天然型核酸の持つ相補鎖認識能を利用している。しかしながら、一塩基の違いによって二本鎖の熱力学的安定性に生じる差違は非常に微少であるため、解析は容易でない。また、標的となる分子の一次構造以外の情報や、相補鎖認識以外の相互作用に関する情報を得ることは非常に困難である。本研究では、天然型の一本鎖核酸を用いる従来法に代わる手法として、新規な機能性分子を用いた"超機能性"ジーンチップの開発を行った。まず、一本鎖核酸のみならず二本鎖核酸などを解析することを目的として、三重鎖核酸と四重鎖核酸の熱力学的安定性の解析を行った。その結果、得られた熱力学的パラメータを用いて、様々な条件下での相補鎖認識能を予測することが可能となった。次に、RNA切断を触媒するという機能を有する核酸であるデオキシリボザイムを用いて、新たなジーンチップを作製した。また、このデオキシリボザイムのRNA切断活性に対する溶媒組成の影響も定量的に解析した。このデオキシリボザイムを固定化したジーンチップを、表面プラズモン共鳴のセンサーチップとして用いたところ、チップによる標的鎖の認識に関して、熱力学的な解析と同時に速度論的な解析をすることが可能になった。このチップは、非常に精度良くかつ厳密に標的RNAに存在する一塩基の違いを識別することも見いだされた。加えて、これまでのジーンチップでは成し得なかった標的分子の高次構造情報も得ることができた。