hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規の歯根膜幹細胞表面抗原および歯根膜マーカーを活用した歯周組織再生法の開発

不死化したヒト歯根膜細胞から得られたクローンのキャラクタライゼーションによって、“多分化能を有する未分化な歯根膜幹細胞クローン"および“分化能が著しく低い歯根膜細胞クローン"が存在することが明らかになったため、この2つの特徴の異なる歯根膜細胞クローン間の遺伝子発現量の差をマイクロアレイ法を用いて解析した。“多分化能を有する未分化な歯根膜幹細胞クローン"において発現の高い遺伝子群からSemaphorin3A(Sema3A)に注目して、その発現ならびに機能について検討した。その結果、マウス歯胚の発生過程でSema3Aは歯根膜組織の由来組織である歯小嚢に限局して発現しており、ラット成熟歯根膜組織においてもその一部に発現していた。また、in virtoではヒト歯髄細胞と比較してヒト歯根膜細胞におけるSema3Aの発現が有意に高く、多分化能を有する歯根膜細胞クローンにおいて最もその発現が高かった。ヒト歯根膜細胞クローンはSema3AのレセプターであるNRP1, PlexinAをともに発現していた。この結果から、Sema3Aが歯根膜幹細胞において重要な因子である可能性が考えられたため、次にSema3Aの機能を検討した。Sema3A遺伝子を、分化能を示さないヒト不死化歯根膜細胞クローン(2-52)に遺伝子導入し、その多分化能を検討したところ、骨芽細胞分化ならびに脂肪細胞分化誘導がともに促進した。また、間葉系幹細胞マーカー(CD73、CD90、CD105、CD146およびCD166)の発現ならびにES細胞マーカー(Nanog, Oct4およびE-cadherin)の発現が上昇し、細胞増殖能も上昇していた。以上の結果から、Sema3Aは歯根膜幹細胞誘導に重要な役割をになっている因子であることが示唆され、今後の幹細胞を用いた歯周組織再生における有用性が期待された。申請時の初年度の予定では、当研究室にて樹立したヒト不死化歯根膜細胞(Fujii et al.,2006)から限外希釈法によりクローン細胞株を単離し、各クローン群のキャラクタライゼーションを行い、多分化能を有する歯根膜幹細胞クローンと分化能が低くかつ歯根膜細胞マーカーを発現している細胞クローンを抽出するとしていた。実績概要に示す通り、クローンの抽出およびそのキャラクタライゼーションはin vitro実験系では詳細に検討することができた。一方で、in vivoマウス皮下移植モデルによる解析が予定より時間がかかったため予定の期日より遅れが生じたが、最終的には各クローンのキャラクタライゼーションにより、“多分化能を有する歯根膜細胞クローン"と、いずれにおいても分化を示さなかった“分化能が著しく低い歯根膜細胞クローン"の各2クローンずつを同定でき、歯根膜幹細胞に特異的なマーカー分子の同定に有用な細胞ツールの樹立に成功したと考えている。また、当初の予定では、歯根膜幹細胞に特異的に発現する細胞表面抗原タンパクの同定にプロテオーム解析を予定していたが、遺伝子レベルでの網羅的解析を平成24年度に終了しており、細胞膜表面抗原遺伝子の差異的発現も認められた。以上のことから、当初の予定を一部変更しながら、おおむね達成できていると考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初は平成23年度に歯根膜幹細胞に特異的に発現している因子の同定を行い、平成24年度は歯根膜細胞としての機能維持に重要な新規分子の同定を予定していた。しかしながら、本年度は歯根膜幹細胞誘導および維持に重要な因子Sema3Aの同定および機能解析を行った。
パタ-ンの秩序性・無秩序性発見に基づく画像解析に関する基礎的研究

本年度は画像の初期特徴抽出の新たな原理と方法の開発を目的として研究を進めた。すなわち認識、特に生物認識機構にとって最も重要な「特徴」とは、パタ-ンが最も強い秩序性を有する部分かその反対に秩序性を完全に失った部分に存在するとの仮説に立脚し、濃淡パタ-ンや両眼ステレオ画像に関してその秩序性を定量化する理論を構築し、それらを画像の特徴抽出演算子として利用する方法を提案した。具体的な成果を下記に列挙する。1)局所濃淡パタ-ンを、画像関数とそのx微分とy微分で張られる3次元空間に射影したときに生じる分布の秩序性と無秩序性をその共分散行列の固有値の振る舞いにより判定し、画像関数の構造線(尾根線、谷線、稜線、頂点)を検出する方法を確立した。2)両眼ステレオ系の左右像に含まれる秩序性と無秩序性を左右和とその視差方向微分と左右差とで張られる3次元空間分布の階数により判定し、物体表面と隠蔽境界の分離、ならびに滑らかに接続した物体表面の高精度標高分布を得る方法を確立した。3)上記の原理を既存の微分立体視システムに組み込み、ソフトウエアシミュレ-ションの段階ではあるがその有効性をおおよそ検証することができた。4)研究代表者が従来提案した画像強調法である「確率密度勾配法」の理論の中で、特徴の画像への逆写像の設計法に含まれていた未解決部分を、秩序性・無秩序性の理論に基づき解決することができ、反復回数の減少による演算処理量の大幅な低減化の見通しを得ることができた。
含硫黄Discorhabdin類の全合成研究と創薬への展開

Discorhabdinアルカロイド類は、1980年代後半に海綿より単離・構造決定された新しいタイプの多環式海洋天然物であり、ピロロイミノキノン骨格とスピロ環骨格を併せ持つ特異な構造を有している。当研究室ではこれまでに、PhI(OCOCF_3)_2(PIFA)を用いたジアステレオ選択的スピロ閉環反応を鍵反応としてdiscorhabdin類の中でin vitroで最も強い活性を持つdiscorhabdin Aの世界初の不斉全合成に成功している。そのような背景下、私はdiscorhabdin類の創薬研究に着手した。これまでに、discorhabdin Aのa)ピロロイミノキノン部とb)縮環N,S-アセタール部に着目して類縁体合成を行った。a)16,17-dehydropyrroloiminoquinone構造を持つprianosin Bの全合成を行った。b)縮環N,S-アセタール部の歪みのある五員環架橋を六員環架橋構造に変え、硫黄原子を酸化条件に対して安定な酸素原子に変換したdiscorhabdin Aoxaアナログ設計し、合成した。さらに最近、in vivoでの活性発現が報告されているdiscorhabdin Bと同様の架橋型ジエノン構造を有するアナログの合成も達成した。生物活性試験の結果、prianosin Bの持つ16,17-dehydropyrroloiminoquinone構造は、活性を大幅に減弱させてしまうことがわかった。一方、oxaアナログはdiscorhabdin Aの4倍以上の活性を示すことが確認された。さらに種々のdiscorhabdin類を合成し、構造活性相関研究を行い、次のように活性発現に必須な構造情報が得られた。1)スピロ構造およびピロロイミノキノン構造2)C2およびC4位に1つ以上のハロゲン原子3)Nの保護基は電子求引基4)硫黄or酸素架橋構造5)ただし、8位置換基の種類および立体は影響しない。さらにヒト培養がん細胞(HCC)パネルアッセイを行った結果、discorhabdin類が既存の抗癌剤にはない新規作用機序を持つ可能性があることが見出されたDiscorhabdinアルカロイド類は、1980年代後半に海綿より単離・構造決定された新しいタイプの多環式海洋天然物であり、ピロロイミノキノン骨格とスピロ環骨格を併せ持つ特異な構造を有している。私は、先の結果を受けてdiscorhabdin類の創薬研究への展開に着手した。1)スピロ構造およびピロロイミノキノン構造2)2,4-位に1つ以上のハロゲン原子3)Nの保護基は電子求引基4)硫黄or酸素架橋構造5)ただし、8位置換基の種類および立体は影響しない。さらにヒト培養がん細胞(HCC)パネルアッセイを行った結果、discorhabdin類が既存の抗癌剤にはない新規作用機序を持つ可能性があることが見出された。

一方、oxaアナログはdiscorhabdin Aの4倍以上の活性を示すことが確認された。さらに種々のdiscorhabdin類を合成し、構造活性相関研究を行い、次のように活性発現に必須な構造情報が得られた。1)スピロ構造およびピロロイミノキノン構造2)C2およびC4位に1つ以上のハロゲン原子3)Nの保護基は電子求引基4)硫黄or酸素架橋構造5)ただし、8位置換基の種類および立体は影響しない。さらにヒト培養がん細胞(HCC)パネルアッセイを行った結果、discorhabdin類が既存の抗癌剤にはない新規作用機序を持つ可能性があることが見出された
一細胞RNA-Seqとリキッドバイオプシー技術を応用した膵癌の病態解明と予後予測

膵臓癌は、5年生存率が`5-9%と予後不良な固形癌である。予後が不良である要因の一つとして、長期予後が望める化学療法が限られていることが挙げられる。近年癌周囲微小環境や腸内細菌叢などが治療効果に様々な影響を与えているとの知見が得られており、実臨床症例を使用し、その臨床的意義を評価するため研究を行っている。まずは腸内細菌叢については、超音波内視鏡下針生検を行った際の穿刺針内腔の洗浄液を用いて、細菌DNAが検出可能であるか評価するために16S ribosomal DNAの検討を行った。穿刺状況や洗浄液の総量にばらつきがあるサンプルの中で、定量評価は困難であったが、まずは2mlの洗浄液を用いてbacterial DNAを回収し解析し、一定症例において細菌DNAが検出されることが判明した。今後は、治療効果に関与するとされる細菌のDNA検出と、臨床的意義を検討する予定である。癌周囲微小環境のscRNA-seqについては、臨床検体を用いて施行試みたが、肝臓とは異なり、線維化成分が多いためかsingle cell化が困難であることが判明した。現在、signle cell化するために使用するenzyme等の条件設定を再度行っている。針生検による膵癌サンプルのsingle cell化が、サンプルサイズの問題もあり困難であることが判明した。近年、EUS-FNAの穿刺針の径も19G→22G→25Gと徐々に細くなってきており、組織診というよりかは、確実な細胞診という意味合いが強くなりつつあり、今後も状況の変化はないと考える。このEUS-FNAの位置付けの変化が進捗の遅れにつながっていると考える。今後は、微小サンプルにおいても、サンプルロスなく、scRNA-seqにつなげることが可能な採取法等検討する予定である。マウス膵臓等を使用し、再度条件設定を行う。細菌叢解析に関しては、引き続き検討を進めていく。先述した、scRNA-seqを行う上での条件設定で進捗が滞ったため、次年度使用額が生じた。
外因系血液凝固開始系の再構成及び開始因子の機能発現の解析

血液凝固外因系は血管損傷により血管外膜に存在する組織因子が血漿に露出し,血漿Gla含有凝固VII因子がリン脂質存在下;組織因子と複合体を形成することにより開始する。申請者は抗凝固VII因子モノクロ-ナル抗体カラムを用いることによりVII因子を大量に精製することに成功した。さらに不溶化VII因子カラムを利用し,組織中に微量しか含まない組織因子を単離することにも成功した。以上を基盤として,今回申請者はリン脂質存在下における組織因子・VII因子の複合体を再構成することにより,血液凝固開始反応系における両因子の相互作用を解析し下記の結果が得られた。1.各因子の精製標品を用い,血液凝固外因系を再構成した。phosphoーlipidと組織因子を添加した完全系はVIIa因子単独系に対しVinax1km値が50万倍に上昇した。2.カルホビンディンをホスファチジルセリンに対しモル比で1%添加することにより組織因子のcofactor活性をほぼ完全に阻害した。従って,組織因子のcofactor活性発現にはホスファチジルセリンが重要な役割を担っていることが示された。3.VII因子の高親和性Ca結合能に対し、中和活性を持つモノクロ-ナル抗体C6のエピト-プを解析した結果,VII因子のGlaドメインと第1EGFドメインを含む残吉1ー85上にあることを証明した。従ってVII因子と組織因子の相互作用はVII因子のN末端側領域のGlaドメインと第1EGFドメインが必須であることが明らかとなった。
ドイツの音楽科教育における学力育成に関する研究

スタンダードやコンピテンシーを学力の指標として捉えた上で、ドイツの音楽科教育において求められる学力を分析した。音楽科のスタンダード構想の議論を検討したところ、美的教科にはなじまないという否定的見解が多かったものの、スタンダード化の可能性を模索していたことが明らかとなった。また、各州の学習指導要領を分析したところ、およそ半数の州において音楽科の学力を明示する傾向がみられるものの、学力の内容は州によって多様であることも改めて明らかになった。本年度は、世界各国がリテラシーやコンピテンシーを主軸とした教育を展開する中で、ドイツの音楽科教育において児童・生徒に獲得させようとする能力がどのようなものなのか、その現状と可能性を明らかにすることを目的に、以下のとおり実施した。1.比較教育学関連の文献を収集し、教育スタンダード作成の枠組みとなったクリーメ鑑定書と常設文部大臣会議の教育スタンダードに関する発表を照合し、スタンダード構想の経過を整理した。ここで議論されたスタンダードの要求水準は、音楽教育分野において実践をとおして議論の対象となっていたことが明らかとなった。音楽科教育もスタンダード化へ傾倒する学校教育全体の変化に少なからず影響を受けていた。これによって、音楽科教育におけるスタンダードをめぐる議論および改革に関する研究の重要性が高まった。2.教育スタンダードが作成されはじめた2002年以降を対象として、音楽科教育の実践的雑誌Musik und Bildungの記事を精査し、音楽科教育における教育スタンダードに関する議論を検討した。この時期の議論にはスタンダードに対する肯定的、否定的、両者の見解が含まれていたが、芸術領域に属する音楽科のスタンダードに関しては、あくまで音楽科教育の文脈で理論的検討および経験的検討が必要であり、本質的な授業の質的向上をめざそうとするものであった。これによって、現在までの音楽科教育における教育スタンダードに対する見解の一端が明らかとなった。3.教育スタンダードにみられるコンピテンシー・モデルを踏襲した学習指導要領としてバーデン・ヴュルテンベルク州の音楽科カリキュラムをとり上げ、同州のギムナジウムの学校カリキュラムとの整合性を検討した。学校カリキュラムは学習指導要領で規定された内容をさらに細分化、補足・発展するものであった。これによって、実践レベルにおけるカリキュラムの変容をさらに明らかにする必要性が高まった。本年度は、ドイツの音楽科教育における学力の捉え方を明らかにするために、以下のとおり研究を実施した。1.ドイツの音楽教育学領域における教育スタンダードをめぐる議論について、教育スタンダードが作成された2002年から現在までを対象に整理し、議論の焦点を明らかにした。具体的には、音楽教育学の専門雑誌Diskussion Musikpadagogikから教育スタンダードに関する記事を抽由し、その内容を検討した。その結果、芸術教科の特性上、音楽科教育にスタンダードを全面的に当てはめることに限界があることを見い出しつつも、学校教育の一部を担う教科としてどのようにスタンダード化することが可能なのか模索していることが明らかとなった。その際には、アメリカの事例を検討することを通して、スタンダードの内容の妥当性・現実性、法的に拘束力がないことが引き起こす問題、教育政策のインプリケーションに注意を払うことの必要性、そして改革の可能性そのものを批判的にみることの重要性などを議論しており、これらが教育スタンダード導入に関して教科教授法の中心課題となることを再認識していることが明らかとなった。2.「スタンダード」や「コンピテンシー」をキーワードとする音楽科教育の構築に向けた取り組みを明らかにするために、ドイツの音楽教育関連協会・学会における教育スタンダードに関する研究を一部集約した。これについては、次年度においても継続的に研究を進める。3.前年度に引き続き、ドイツの音楽科教科書および指導書の収集を行った。次年度も資料収集を継続する。これらの資料を基に、各州のスタンダードで示された内容を教科書レベルで分析することは、ドイツの音楽科教育におけるスタンダードと教科書の関連性を明らかにする上で今後重要となる。本年度は、ドイツの音楽科教育における学力の捉えについて、音楽科学習指導要領の到達目標の内容を精査することによって明らかにした。研究方法としては、ドイツ各州の音楽科学習指導要領を参照し、ドイツ全体を捉えながらも、州による教育の差異を考慮し、バーデン・ヴュルテンベルク州、ブレーメン州、ニーダーザクセン州、ザクセン・アンハルト州、テューリンゲン州の5つの州に限定した上で、音楽科学習指導要領に示された到達目標の内容を精査した。まず、ドイツ全16州の音楽科学習指導要領における到達目標の提示方法を分類した。その結果、1国家レベルの教育スタンダードの影響を直接的に受けた「スタンダード型」、2スタンダードという文言は使用しないもののコンピテンシーを示すことによってその代わりとする「コンピテンシー型」、3到達目標を明確には明示しない「学習内容型」の3つに大きく分類できた。本年度の研究では、スタンダード型およびコンピテンシー型をとる州のうち、到達目標の提示学年が2学年ずつにまとめられている先述の5州に焦点を絞った。到達目標の内容を、(A)音楽の知覚・理解、(B)音楽の形成、(C)音楽の思考、の3領域に整理した上で、5州の検討を行った。その結果、義務教育段階修了時の学力の重点領域が州によって異なることが明らかとなった。

バーデン・ヴュルテンベルク州は(A)の割合が最も高い「構成理解重視タイプ」、ブレーメン州は(C)の割合が高い「社会的考察力重視タイプ」、ザクセン・アンハルト州は(B)の割合が最も高い「実践的技能重視タイプ」であった。他の2州はどの領域もバランスよく配置した「バランスタイプ」といえる。このことから、国家レベルの教育スタンダードをもたない音楽科は、州によって目指す学力の方向性が拡散していることが明らかとなった。現在までに、ドイツの常設文部大臣会議が教育スタンダードを決議した後の、音楽科教育領域における議論については明らかにできている。それらの議論に基づく音楽教育関連協会・学会レベル、および州レベルの取り組みは目下調査中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、現在調査中である音楽教育関連協会・学会、および州レベルにおけるコンピテンシー・モデルに基づく音楽科教育の構築に関する取り組みを明らかにするとともに、スタンダードで示された内容の扱いについて教科書レベルで調査する。
乳癌術前化学療法におけるクローン交替が治療効果に与える影響の解析とその克服

アレイCGHの技術を用いて、治療抵抗性で予後不良な特殊型乳癌である乳腺扁平上皮癌の腫瘍内不均一性を検討した。稀な疾患である乳腺扁平上皮癌の細胞遺伝学的プロファイルが明らかになったとともに、腫瘍間不均一性、腫瘍内不均一性ともに大きいことが明らかになった。腫瘍内不均一性の検討により、NST部がSCC部の発生母地であることが示唆された。次に、次世代シークエンサー技術を応用することによって、より微量なDNAから、より精細なコピーナンバー解析が可能となった。この技術を応用して、血漿中のctDNAを用いたコピーナンバー解析が可能となり、術前化学療法前後のctDNAを用いたクローン交替の解析が進行中である。本研究の目的は、分子遺伝学的手法を用いて、乳癌術前化学療法における腫瘍内不均一性およびクローン交替の実態を明らかにし、治療効果に与える影響を解析するものである。具体的な研究項目は以下の3項目である。1)乳癌術前化学療法中のクローン交替と治療効果・予後との関連、2)乳癌術前化学療法前後のctDNA中のHER2 amplificationの変化と治療効果・予後との関連、3)クローン交替を指標とした乳癌術前化学療法の新たな臨床試験。本年度は我々の持つアレイCGHの技術により腫瘍内不均一性およびクローン交替を検出できるかを調べるため、病理形態学的に特徴的な形質をもつ乳腺扁平上皮癌(SCC)と通常型乳癌(NST)の混合癌においてcytogeneticな解析を試みた。5例の扁平上皮癌を対象に、通常型乳癌の混在を示す3症例においては各々の部位よりtumor DNAを抽出し、SurePrint G3 8x60k microarray(Agilent社)を用いたアレイCGH解析を行い、各症例および同一症例内のSCC部とNST部の細胞遺伝学的プロファイルを比較した。コピー数変化領域の数は2か所から160か所と症例によって大きな変化を認めたが、SCCで共通の変化領域は認められなかった。同一症例内でSCC部とNST部の比較を行った3例では、2例で細胞遺伝学的プロファイルはほぼ一致した。1例ではSCC部で多数のコピー数変化を認め、NST部で見られるコピー数変化はすべて一致していた。これにより、稀な疾患である乳腺扁平上皮癌の細胞遺伝学的プロファイルが明らかになったとともに、腫瘍間不均一性、腫瘍内不均一性ともに大きいことが明らかになった。この成果は全国学会・国際学会で発表し、学術雑誌に投稿予定である。昨年度は4月に研究代表者の異動があったため、研究環境を整えるため時間がかかり、進捗状況において若干の遅れが発生した。前年度に引き続き、我々の持つアレイCGHの技術により腫瘍内不均一性およびクローン交替を検出できるかを調べるため、病理形態学的に特徴的な形質をもつ乳腺扁平上皮癌(SCC)と通常型乳癌(NST)の混合癌においてcytogeneticな解析を継続した。また、1例の混合癌においてSCC部がNST部より発生したことを示唆する所見を得た。この結果はBreast Cnacer誌に受理され、掲載予定である。上記1)2)については、CGHアレイよりも次世代シークエンサーを利用したコピーナンバー解析の方がより精細に検出できることが明らかとなった。また、クローン交替に関してもBulkでの解析よりも単一癌細胞解析を行った方がよりclonal evolutionを分かりやすく描出することが可能である。現在、これらの技術を習得するために、MD Anderson Cancer Center (USA)、Nicholas Navin Labにて研修を行っている。平成29年度帰国後に、ストックしたサンプルの解析を行う予定である。H29年1月より米国に渡米し、MD Anderson Cancer Center (USA)、Nicholas Navin Labにて研修を行っている。そのため、若干の遅れが生じた。サンプルの収集は継続中である。我々の持つアレイCGHの技術によって腫瘍内不均一性およびクローン交替を検出できるかを調べるため、病理形態学的に特徴的な形質をもつ乳腺扁平上皮癌(SCC)と通常型乳癌(NST)の混合癌においてcytogeneticな解析を継続した。この結果はBreast Cnacer誌に受理され、掲載された(Breast Cancer 2017)。アレイCGHの技術を用いて、治療抵抗性で予後不良な特殊型乳癌である乳腺扁平上皮癌の

腫瘍内不均一性を検討した。稀な疾患である乳腺扁平上皮癌の細胞遺伝学的プロファイルが明らかになったとともに、腫瘍間不均一性、腫瘍内不均一性ともに大きいことが明らかになった。腫瘍内不均一性の検討により、NST部がSCC部の発生母地であることが示唆された。次に、次世代シークエンサー技術を応用することによって、より微量なDNAから、より精細なコピーナンバー解析が可能となった。この技術を応用して、血漿中のctDNAを用いたコピーナンバー解析が可能となり、術前化学療法前後のctDNAを用いたクローン交替の解析が進行中である。昨年度、異動先の研究施設でも予定していた研究内容を実行可能であることが明らかになったため、サンプルが集まり次第、随時実験と解析を進めていく予定である。1)乳癌術前化学療法中のクローン交替と治療効果・予後との関連については、大学病院および関連施設での倫理委員会に審査を諮る予定である。承認され次第、サンプル収集を行う。2)乳癌術前化学療法前後のctDNA中のHER2 amplificationの変化と治療効果・予後との関連についは、既に大学病院および関連施設での倫理委員会で承認されている。現在、サンプルも着実に集まってきており、今年度中に実験と解析を行う予定である。3)クローン交替を指標とした乳癌術前化学療法の新たな臨床試験については、前述の2項目で有用な知見を得られた際に、試験を計画する予定である。これまでの準備実験により、CGHアレイよりも次世代シークエンサーを利用したコピーナンバー解析の方がより精細に検出できることが明らかとなった。また、クローン交替に関してもBulkでの解析よりも単一癌細胞解析を行った方がよりclonal evolutionを分かりやすく描出することが可能である。現在、これらの技術を習得するために、MD Anderson Cancer Center (USA)、Nicholas Navin Labにて研修を行っている。臨床検体からのSingle CTCの単離、DNAの抽出とWGA、マルチプレックスライブラリの作成、次世代シークエンサーによるコピーナンバー解析、エクソーム解析、phylogenic treeの作成、ctDNAからのtumor DNA抽出、コピーナンバー及びエクソーム解析が可能になった。また、再発乳癌症例のCTC, ctDNAの経時的解析に関する前向き観察研究を予定している。平成29年度帰国後に、ストックしたサンプルの解析を行う予定である。乳腺外科学昨年度は4月に研究代表者の異動があったため、研究環境を整えるため時間がかかり、進捗状況において若干の遅れが発生した。そのため、予定されていた研究資材を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。昨年度は1月に、研究代表者が本課題に関する技術習得のため渡米したため、サンプル収集以外の研究活動を休止しなければいけなくなった。1)乳癌術前化学療法中のクローン交替と治療効果・予後との関連:化学療法
トンボの種多様性決定メカニズムの解明と地域の種多様性指標としての役割の評価

喪失の著しい湿性生態系の健全性を持続的に維持するためには、水の循環サイクルを包括する流域スケールでの管理・モニタリングが欠かせない。本研究ではトンボ目昆虫を対象に、新たに作られた水域に飛来してくる種から、移入ポテンシャル(周囲がどのような種をどのくらい供給する力を持っているか)を予測することを可能にすることを目標に、トンボのハビタット選好性や、池の周囲環境の影響を、個体群および群集生態学両方の視点からより具体的に明らかにすることを目的とする。本年度は、異なる生息場所(樹林および水域)の空間配置と種の生態的特性(成虫期間の長さ)が、ランドスケープスケールレベルでのトンボ個体の移入ポテンシャルに及ぼす影響のシミュレーションモデルを用いた定量的把握を試みた。これらの要因を明示的に組み込んだ移動分散モデルにおける個体の移動分散に関するパラメーターは、茨城県霞ヶ浦流域に位置する22の池(20002001年の冬に新たに造成)において前年度(2005年)までに観測したトンボの移入量のパターンとシミュレーション結果との整合性を系統的に照合することによって妥当な値の範囲を特定した。シミュレーションの結果、移入ポテンシャルの予測値は、樹林および水域生息場所の空間配置に強く影響をうけることが示された。また、成虫期間が長い種の移入ポテンシャルは短い種に比べ、より敏感に水域および樹林の空間配置に反応することが示された。さらに、両者の間では、同じランドスケープ上であっても水域生息場所間の分散成功率が大きく異なることが示された。これらのシミュレーション結果は、既往研究における観察結果と矛盾せず、モデルによる予測の妥当性が示唆された。さらに、パラメーターを推定する際に実測パターンとの検証を繰り返し行うことで、対象としたランドスケープにおけるトンボ個体の移入ポテンシャルの定量的な予測がある程度まで可能なことが示唆された。本研究ではトンボ目昆虫を対象に、新たに作られた水域に飛来してくる種から、周囲の種供給ポテンシャル(周囲環境がどのような種をどのくらい供給する力を持っているか)の推定を可能にするために、トンボのハビタット選好性や、池の周囲の景観構造の影響を、個体群および群集生態学両方の視点から明らかにすることを目的とする。本年度は、茨城県霞ヶ浦流域に位置する54ケ所の人工的な一時的水域において、成虫のトンボの調査を実施し、2003年度にすでに行った同様の調査の結果とあわせて、(1)トンボの種多様性に、池の植生構造がどのような影響を持っているかを検討した。その結果、トンボの種数は、池の植被率が中程度のところで最大になることが明らかになった。また、池が樹木などで覆われてしまうと、トンボの種数は減少することが明らかになった。このことは、池に飛来するトンボの種多様性を最大化するには、池を、明るく、適度に植生が茂った状態に管理する必要があることを示している。さらに、(2)池の空間配置や樹林の分布など池の周囲の景観構造の影響を受けやすいのはどのような生活史特性をもった種であるかを検討した結果、池から羽化した後、繁殖を始めるまでの期間(前生殖期間)が長い生活史戦略をもつ種が、期間が短い種に比べて、池の空間配置や池の周囲の樹林地の分布に強く影響を受けることが明らかになった。これは、陸上での滞在期間が長くなることで、陸上環境の質により強く影響をうけるためと考えられた。したがって、前生殖期間が長い生活史をもつ種は池の周囲の環境の質をモニタリングする対象として適している可能性があることを示唆された。なお、(1)の結果は現在論文を執筆中であり、(2)の結果は国際誌に投稿中である。

さらに、パラメーターを推定する際に実測パターンとの検証を繰り返し行うことで、対象としたランドスケープにおけるトンボ個体の移入ポテンシャルの定量的な予測がある程度まで可能なことが示唆された。
遷移金属錯体を用いた水の酸化反応

本研究では、[CoIII(μ-OH)(TPA)]2(ClO4)4 (1) (TPA =トリス(2ーピリジルメチル)アミン)を触媒とする水の酸化反応を行った。錯体1の電気化学測定、DFT計算、および水の触媒的酸化反応におけるH218Oを用いた同位体ラベル実験の結果、錯体1がCo(III)-ビス-μ-オキシル複核錯体に酸化され、分子内でO-O結合形成が進行することがわかった。また、Ru(II)ートリス(ビピリジン)錯体を光増感剤、S2O8(2-)を酸化剤として、ホウ酸緩衝液中(pH 9.3)での錯体1を用いた光触媒的な水の酸化反応では、最大触媒回転数742を観測した。本研究は、コバルト(III)錯体を用いた水分子の酸化反応について、特に酸素ー酸素結合形成過程、及びO2分子生成過程について明らかにすることを目的としている。平成25年度においては、主として以下に述べる成果を得た。トリス(2ーピリジルメチル)アミン(TPA)を配位子とするビスヒドロキソ架橋コバルト(III)複核錯体による水の酸化反応の詳細について検討した。その複核錯体による水の酸化反応は、2電子酸化体を形成する過程が律速段階である。その2電子酸化体は、DFT計算の結果、ビスオキソ架橋Co(IV)錯体ではなく、3重項ビスオキシル架橋Co(III)複核錯体であることが示唆された。また、そのオキシル架橋部分での分子内ラジカルカップリング反応によりO-O結合が形成されることがわかった。さらに、CSI-MS測定の結果、ビスヒドロキソ架橋コバルト(III)複核錯体が、中性水溶液中でその複核構造を保持していることが明らかとなった。別途合成したパーオキソ及びヒドロキソ架橋Co(III)複核錯体について、水溶液中で、パーオキソ架橋ビスアクアCo(III)複核錯体と平衡状態にあり、その平衡定数の温度依存性から、その平衡の熱力学的パラメータをΔH°= 5.6 kJ/mol及びΔS°= 16 J/mol・Kと決定した。また、水の光酸化触媒反応の条件の最適化を行った。ビスヒドロキソ架橋コバルト(III)複核錯体を触媒、[Ru(bpy)3]2+を光増感剤、NaS2O8を電子受容体とし、ホウ酸緩衝液中(pH 9.3)で水の光酸化反応を行ったところ、触媒回転数は742回、量子収率は88%に達した。一方、反応過程で形成されるパーオキソ中間体を安定化するため、TPAの1つのピリジン環の6位にネオペンチルアミノ基を導入した配位子した。そのCo(III)錯体の合成を試みている。水の酸化反応の触媒として、Co(III)複核錯体(1)を得た。錯体1のキャラクタリゼーションはX線結晶構造解析等により行った。Britton-Robinson(BR)緩衝液中で錯体1のサイクリックボルタンメトリー(CV)測定を行ったところ、1 V vs SCE付近に触媒電流を観測した。この触媒電流が、0.1 mAに達するのに必要な電位のpH依存性を測定したところ、各pH領域に存在する錯体1の化学種に応じて、プロトン共役電子移動(PCET)過程、および電子移動過程をそれぞれ観測した。したがって、錯体1による触媒反応の律速段階は、Co(III)複核錯体が、Co(IV)複核錯体(2)に酸化される過程であることが示された。このCV測定で観測された触媒過程が、水の酸化による酸素発生に基づくことを検証するために、BR緩衝液中において錯体1と化学酸化剤を反応させた。この際に発生した気体が酸素であることを、ガスクロマトグラフ測定により確認した。この時、pH 8における酸素発生量から求めた触媒回転数は4.3であった。また、18-Oでラベルした水を溶媒に用いた同位体ラベル実験により、水が酸素源であることが裏付けられた。この際、発生した酸素の同位体比から、1回転目の酸素発生において、錯体1の架橋配位子である2つのO原子同士が分子内で結合して分子状酸素となっている、すなわち分子内でO-O結合形成が進行していることが示された。以上の結果を踏まえて、錯体1による水の酸化の反応機構を推定した。この反応中では、錯体1から錯体2へのPCET過程が律速段階であるため、中間体であるパーオキソ錯体3を触媒反応条件下で単離・検出することは困難だった。

そこで、別の合成ルートから合成した錯体3を用いて、錯体3と酸化剤を反応させた際に酸素が発生することを確認し、パーオキソ錯体3が水の酸化反応の中間体であることを示した。本研究の当初の目的であるコバルト(III)複核錯体を用いた水の触媒的酸化反応に、研究初年度早々に成功した。また触媒電流値のpH依存性からCo(IV)複核錯体の生成が、触媒過程の律速段階であることを明らかにし、さらにそこから分子内でO-O結合を形成している証拠を得るなど、当初の計画通り触媒反応機構に関しても多くの知見を得た。そのハイライトの1つが、別途合成したパーオキソ錯体を用いて、この結晶構造を明らかにし、さらにこれが酸化剤と反応することで酸素発生することを実証したことである。さらに、[Ru(bpy)3]2+ (bpy = 2,2'-ビピリジン)を光増感剤、Na2S2O8を犠牲酸化剤として水の光酸化触媒系を構築し、触媒回転数174回、酸化剤に対する収率72%で酸素分子の生成を達成した。昨年度、既にCo(III)複核錯体を用いて、当初の研究目的である水の触媒的酸化反応を達成した。昨年度の成果のなかで問題点を挙げるとすると、触媒電流が発生する電位が1.1 V vs SCE以上と高く、大きなオーバーポテンシャルが残っている点である。またもう1点は、化学酸化剤、および光駆動触媒反応を行う際の、光増感剤兼電子伝達剤として用いている、ルテニウム(III)-トリス(ビピリジル)錯体が、触媒反応最適pHであるpH 7以上の水溶液中で不安定なことに起因して、触媒回転数がまだ不十分な点である。上述の問題点を克服し、より実用性の高い触媒系の開発を本年度の目標とする。1つは、オーバーポテンシャルの低下を目指して、Co(III)錯体の配位子を工夫することである。具体的には、補助配位子として用いているポリ(ピリジルメチル)アミン配位子の、ピリジン環に電子供与性置換基を導入することを目指す。これによりCo中心のCo(III)/Co(IV)の酸化還元電位を低下させ、結果的に触媒の動作電位の低下を目指す。もう1つは、より高pHでも安定で、より効率よく電子伝達する酸化剤を探索することである。具体的な候補としては、水溶性ポルフィリンなどの色素を用いることを計画している。試薬の購入、学会出張旅費、論文別刷代など。平成24年度実施状況報告書(収支状況報告書)の次年度使用額欄の34,000円(残額)は、年度末に出張した際の旅費(研究成果発表のため日本化学会第93春季年会に出張:3/22-3/25)であり、4月に支払われる予定である。
国際社会において戦略的行動を抑止する社会的意志決定手続き

社会の意志決定手続きは、実現可能な選択肢に関する社会構成員の選好や態度を表明させ、それらを集約するもの、と一般的には捉えることができる。国際社会における決定手続きも同様である。社会選択論では、社会の決定手続きを、社会の構成員の選好プロファイルの集合から選択肢の集合への関数として、数学的に定式化し、Social Choice Functions(社会的選択関数)と呼ぶ。今年度は、特に分配経済(Allotment Economy)モデル、すなわち分割可能な私的財がひとつのみ存在し、人々がその財について非単調な選好を持つモデルにおいて、Strategy-Proofness(戦略的選好表明を抑止する社会的選択関数の性質)、Pareto-EfficiencyおよびSymmetry(二人の消費者が同一の選好を持てば、その二人は無差別な量を配分されるという社会的選択関数の性質)を同時に満たす社会的選択関数が存在し得る社会選択関数の定義域について研究した。その結果として、以下のことを証明した。本研究では、社会の決定手続きを、杜会の構成員の選好プロファイルの集合から選択肢の集合への関数として、数学的に定式化し、Social Choice Functions(社会的選択関数)と呼ぶ。本年度は、純粋交換経済のケースについて、すなわち私的財のみが複数存在し、財の生産がないケースについて、Strategy-Proofness(戦略的選好表明を抑止する社会的選択関数の性質)、Pareto-EfficiencyおよびMinimal Consumption Condition(全ての消費者が最低限の量を消費することを保証する社会的選択関数の性質)を同時に満たす社会的選択関数の存在可能性ついて研究した。Minimal Consumption ConditionはIndividual Rationalityの条件とは、数学的に独立であるが、実質的にはずっと弱い条件である。現在この結果を論文としてまとめ、学術誌へ投稿するための準備中である。
Riemann多様体の測地流と無限遠

本研究では,完備Riemann多様体とAlexandrov空間の無限遠の分析を行った。無限遠の定義にはrayの同値類として定義する方法が一般的であるが、これはHadamard多様体に対してのみ有効で、その他の場合にはどのような定義が本質的であるのか模索されていた。その中で、本研究では、Busemann関数の分析から、Gromovの理想境界が無限遠の定義として有効であるとの結論に至った。Riemann多様体の理想境界は、多様体上の連続関数C(M)の定数値関数Rによる同値類集合C(M)/Rの部分集合として定義されている。この定義の最大の弱点は幾何学的な意味付けが不明確な点にあった。本研究では、各rayに対して定義されるBusemann関数を理想境界上の点とみなし、それと前田の定数の間の関係式を証明する事によってGromovの理想境界に幾何学的な意味付けを与えた。本研究の主要結果は次の定理である。定理Mは完備Riemann多様体またはAlexandrov空間とする。もしMの曲率が非負なら、理想境界上の点とみなした二つのBusemann関数の差は前田の定数の1/8以下である。また、この系として、代表者が以前証明した、前田の定数と極の間の関係式が得られる。さらに、曲率が下に有界な場合にも同様の結果が成り立つ事も示せた。また、幾つかの具体的な空間にたいして無限遠からの最短測地流を決定する事により、理想境界を具体的に決定する事にも成功した。これらの例においては、理想境界の直径はBusemann関数の間の差で実現されている事も判る。これが、一般の場合に成り立つかは否かは今後の興味ある課題である。
ガス充填型スペクトログラフの建設と加速器質量分析への応用

ガス充填型スペクトログラフの建設と周辺機器の設置、試験を終わり、設計仕様を確認すると共に、^<36>Cl-AMSの方法確立をおこなった。まず、設計値の^<36>Clと妨害イオンである^<36>Sの空間分離性能を確かめるために標準^<36>Clサンプルをイオン化、加速、ガス充填型スペクトログラフに入射し、平衡電荷スペクトルを得た。平衡電荷スペクトルにあらわれる^<36>Clと^<36>Sのピークから両者の空間分離は当初設計値を若干上回る値を得た。これは、荷電変換に用いられる気体(窒素を採用)と気体の圧力の最適化が設計時に簡略化した計算にはあらわれない効果をもつためであると考えられる。具体的には設計時には経験的な平衡電荷分布をもちいたが、媒体の違いや荷電変換の素過程がこの方法では考慮されないことがひとつの原因と考えられる。また、最適化されたスペクトログラフを用いて標準サンプルの濃度測定とその濃度の再現性、および、装置-測定法の測定限界を調べる実験をおこなった。装置自身の性能は、加速器により付与されるエネルギーの限界から妨害同重体のサプレッションはそう高いものにはならないが、エネルギー損失測定や、サンプルごとに妨害同重体^<36>Sに装置の磁場をあわせ積極的に測定することで、我々の実験条件ではほぼ理想的な状態をつくることに成功した。加速器質量分析法は、基本的に、質量(比電荷)分析法であるために、なんらかの方法をもって、原子番号の違う同重体の分離を行わなければならない。その方法として、気体中での平衡電荷の原子番号依存性に注目して、ガス充填型スペクトログラフを製作した。スペクトログラフ建設にあたり、気体中における、重イオンと気体分子との衝突過程を考慮し、荷電状態の変化、エネルギー損失によるエネルギー変化、衝突によるビームの拡がり等をシミュレートし、重イオンの軌道解析をおこなった。この軌道解析により、分析するための、必要磁場強度、均一磁場の必要範囲が、決定され、スペクトログラフの設計・建設を行うことができた。スペクトログラフの空間的同重体分離性を補完・向上させるために適当な標的に重イオンを衝突させることにより、発生する重イオンの特性X線検出を用いることを本研究において提案しているが、スペクトログラフ建設に並行して、検出すべき重イオン(^<36>Cl,^<53>Mn,^<59>Ni,^<60>Fe)と同重体(それぞれ対応して、^<36>S,^<53>Cr,^<59>Co,^<60>Ni)との、特性X線検出による分離の有効性をテストした。これらの安定同位元素を用いた特性X線検出実験では、最適X線収量(すなわち、最適検出効率)を与えるのは、分析すべき重イオンと原子番号が近い標的を選び、重イオンのエネルギーとしては、標的核との相対速度が光速の約5%程度(入射粒子のK殻電子の速度程度)になるように選ぶときであることが、経験的に得られた。加速器質量分析法(AMS)は、基本的に、質量(比電荷)分析法であるために、なんらかの方法をもって、原子番号の違う同重体の分離を行わなければならない。その方法として、気体中での平衡電荷の原子番号依存性に注目して、前年度にガス充填型スペクトログラフを製作した。今年度は、ガス充填型スペクトログラフの焦点面に設置し、空間分離されたイオンの位置検出をおこなうためのチャンバを作成した。さらに、このチャンバを用いて、スペクトログラフの空間的同重体分離性を補完・向上させるために、適当な標的に重イオンが衝突したときに発生する重イオンの特性X線検出(PIXE)を行うことができる。チャンバの製作と並行して、充分なX線収量を得るための最適エネルギー、最適イオン価数、最適ターゲットの調査を行った。また、簡単なチャンバを用い、ガス充填型スペクトログラフを含めた、AMSビームコースのイオン光学的パラメータの最適化をはかる実験を行った。現在、チャンバをガス充填型スペクトログラフに接続し、前年度に製作したウィンドウチャンバ、ガス充填型スペクトログラフそして、焦点面チャンバ

全系で、ガスの流量と系内のガス圧力の関係調査、ガス圧力の安定化の方法の開発、また、高真空に保たれた上流のAMSビームコースへの影響調査を行っている。加速器質量分析法(AMS)は、基本的に、質量(比電荷)分析法であるために、なんらかの方法をもって、原子番号の違う同重体の分離を行わなければならない。その方法として、気体中での平衡電荷の原子番号依存性に注目して、8年度にガス充填型スペクトルログラフを、そして、前年度は、ガス充填型スペクトログラフの焦点間に設置し、空間分離されたイオンの位置検出をおこなうためのチャンバを製作し、スペクトログラフの空間的同重体分離性を補完・向上させるために、適当な標的に重イオンが衝突したときに発生する重イオンの特性X線検出(PIXE)を行うことができるシステムを完成させた。充分なX線収量を得るための最適エネルギー、最適イオン価数、最適ターゲットの調査、簡単なチャンバを用い、ガス充填型スペクトログラフを含めた、AMSビームコースのイオン光学的パラメータの最適化をはかる実験、全系でのガスの流量と系内のガス圧力の関係調査、ガス圧力の安定化の方法の開発、また、高真空に保たれた上流のAMSビームコースへの影響調査を行った。さらに実際に^<36>Clを系に入射し測定を行っているが、施設の加速器本体の故障のため予定していたイオン光学パラメータの微調節、環境サンプルへの応用測定が殆ど行うことができない状況となり、復旧のなった加速器を使い現在データを収集しているところである。
砕屑源重鉱物による飛騨帯・舞鶴帯・領家帯・黒瀬川帯の砂質片麻岩の後背地解析

砂岩や砂質片麻岩に含まれる砕屑源性重鉱物のなかで,含Th,U,Pb鉱物であるモナザイトとジルコンに着目し,その化学組成から飛騨帯・美濃帯・舞鶴帯の砂岩および飛騨帯・領家帯・黒瀬川帯の砂質片麻岩の起源について検討を行なった。研究実績の概要は,以下の通りである。(1).モナザイトやジルコンに小量含まれるTh,U,PbをEPMAで正確に定量し,それに基づいて両鉱物の年代(トリウム-ウラン-全鉛アイソクロン年代)を求める方法(CHIME法)を考察した(Suzuki et al.,1991)。(2).このそCHIME法を使って,美濃帯および飛騨帯のジュラ紀砂岩中の砕屑性モナザイトの年代を測定した結果,砕屑性モナザイトの年代の大半が上麻生礫岩中の片麻岩の主要変成時期とほぼ等しい約17001450Maの集中することが明らかとなった(Suzuki et al.,1991,Adachi et al.,1992)。(3).一方,舞鶴帯の上部三畳系難波江層群砂岩中の砕屑性モナザイトのCHIME年代は約400500Maであり,美濃帯や飛騨帯のジュラ紀砂岩中の砕屑性モナザイトよりも,時代的に,ずっと若いことが分かった。難波江層群砂岩中の砕屑性ジルコンのCHIME年代は,モナザイトの年代に比べてバラツキが大きく,約2501100Maであった(足立・鈴木,1992)。(4).飛騨帯の“灰色花崗岩"の年代をCHIME法を駆使して再検討したところ,“灰色花崗岩"のモナザイトおよびジルコンのCHIME年代はともに約250Maで,従来言われていたような先カンブリア時代の花崗岩ではなく,二畳期末に形成されたものであることが判明した(Suzuki and Adachi,1991a)。(5).飛騨外縁帯の石炭系荒城川層に貫入しているメタガブロのK-Ar年代は約250Maで,飛騨外縁帯にも飛騨帯と同様に古生代末期の火成作用があったことが分かった(Adachi and Shibata,1991)。(6).黒瀬川帯の花崗岩類・片麻岩類に対比できる南部北上山地の氷上花崗岩および壷ノ沢片麻岩中のモナザイト・ジルコンのCHIME年代を測定した結果,氷上花崗岩は約350Maに貫入固結したことが分かった。壷ノ沢片麻岩中の砕屑性ジルコンには,20003000Maという古い年代の粒子が存在することも明らかとなった(Suzuki and Adachi,1991b)。

壷ノ沢片麻岩中の砕屑性ジルコンには,20003000Maという古い年代の粒子が存在することも明らかとなった(Suzuki and Adachi,1991b)。砕屑性重鉱物の中でモナザイトとジルコンに着目し,その化学組成から美濃帯・舞鶴帯の砂岩および飛騨帯・領家帯・黒瀬川帯の砂質片麻岩の起源について検討を行なった。研究実績の概要は,以下の通りである。(1).モナザイトやジルコンに小量含まれるTh,U,PbをEPMAによって正確に定量し,それに基づいて両鉱物の年代を求める方法(CHIME法)を考案した。その有効性については,KーAr法やRbーSr法で年代測定済みの上麻生礫岩中の先カンブリア時代の片麻岩礫に含まれるモナザイトで確かめた(Suzuki et al.,1991)。(2).CHIME法を使って,美濃帯のジュラ紀砂岩中の砕屑性モナザイトを約600個分析した結果,砕屑性モナザイトの年代の大半が上麻生礫岩中の片麻岩の主要変成時期とほぼ等しい約1700Ma(中期先カンブリア時代)に集中することが明らかとなった(Suzuki et al.,1991)。(3).北上山地の氷上花崗岩および壷ノ沢片麻岩に含まれるモナザイト・ジルコンのCHIME年代を測定した結果,氷上花崗岩は約350Maに貫入したことが分かった。壷ノ沢片麻岩中のジルコンには,2000Maよりも古い先カンブリア時代の岩石に由来する粒子が存在することが明らかとなった(Suzuki and Adachi,1991a)。(4).CHIME法で飛騨帯の“灰色花崗岩"の年代を再検討したところ,従来言われていたように先カンブリア時代の花崗岩ではなく,約250Maの三畳紀末に形成されたことが判明した(Suzuki and Adachi,1991b)。(5).舞鶴帯の上部三畳系難波江圏洋砂岩中の砕屑性モナザイトのCHIME年代は約400500Maであった。一方,ジルコンのCHIME年代はモナザイトの年代に比べてバラツキが大きく、約2501100Maであった(足立・鈴木,1992,印刷中)。砂岩や砂質片麻岩に含まれる砕屑源性重鉱物のなかで,含Th,U,Pb鉱物であるモナザイトとジルコンに着目し,その化学組成から飛騨帯・美濃帯・舞鶴帯の砂岩および飛騨帯・領家帯・黒瀬川帯の砂質片麻岩の起源について検討を行なった。(1).モナザイトやジルコンに小量含まれるTh,U,PbをEPMAで正確に定量し,それに基づいて両鉱物の年代(トリウムーウランー全鉛アイソクロン年代)を求める方法(CHIME法)を考案した(Suzuki et al.,1991)。(2).このCHIME法を使って、美濃帯および飛騨帯のジュラ紀砂岩中の砕屑性モナザイトの年代を測定した結果,砕屑性モナザイトの年代の大半が上麻生礫岩中の片麻岩の主要変成時期とほぼ等しい約17001450Maに集中することが明らかとなった(Suzuki et al.,1991,Adachi et al.,1992)。(3).一方,舞鶴帯の上部三畳系難波江層群砂岩中の砕屑性モナザイトのCHIME年代は約400500Maであり,美濃帯や飛騨帯のジュラ紀砂岩中の砕屑性モナザイトよりも,時代的に,ずっと若いことが分かった。難波江層群砂岩中の砕屑性ジルコンのCHIME年代は,モナザイトの年代に比べてバラツキが大きく,約2501100Maであった(足立・鈴木,1992)。(4).飛騨帯の“灰色花崗岩"の年代をCHIME法を駆使して再検討したところ,“灰色花崗岩"のモナザイトおよびジルコンのCHIME年代はともに約250Maで、従来言われていたような先カンブリア時代の花崗岩ではなく,二畳期末に形成されたものであることが判明した(Suzuki and Adachi,1991a)。(5).飛騨外縁帯の石炭系荒城川層に貫入しているメタガブロのKーAr年代は約250Maで、飛騨外縁帯にも飛騨帯と同様に古生代末期の火成作用があったことが分かった(Adachi and Shibata,1991)。
新規多相系知能材料を用いたバイオミメティックセンサの開発

酵素などの生体物質を活用した計測法として、バイオセンサはいまや実用の域に達した。しかし、安定性や操作性の面で、まだ数多くの問題を残している。一方、高性能化学センサを構築する新しい研究の流れに“バイオミメティックセンサ"がある。これは、生体の精緻な作用機構に学び、対象物質との相互作用の電気信号への変換といったセンサ作動プロセスを確立するアプロ-チをとる。この点で、生体物質を直接センサ素子に用いたバイオセンサとは大きく異なり、生体物質に代わる優れた人工知能材料の開発が重要となる。我々は、生体類似機能をもった人工材料として、ポリ-Lーグルタミン酸(PLG)を感応部位として持つ多相系高分子を合成した。これを修飾電極に応用することで、生体膜類似の「イオンチャンネル原理」に基づくバイオミメティックセンサの開発に成功した。まず、本修飾電極は、2価カチオンが共存する場合にその応答電流値が著しく変化することがわかった。電流値変化量と2価カチオン濃度の対数の間には良好な直線関係がみられ、μMレベルでの検出が可能である。また、その応答は数秒以内と速い。このセンサ-膜はビニルボリマ-に支えられているため非常に安定であり、少なくとも2カ月以上再現性よく働く。一方、このセンサ-は1価カチオンには全く応答しない。応答機構に関する詳細な検討から、本センサはPLGのコンホメ-ション変化を介して応答することが明かとなった。そこで、タンパク質の変性剤として知られる尿素の検出に応用した。その結果、電流応答値と尿素濃度の間には良好な直線関係がみられることが明かとなった。これまで尿素の電気化学的検出には酵素ウレア-ゼが不可欠であると考えられてきた。本研究では、酵素に頼ることなく人工材料によりこれに成功した。非酵素的な尿素センサの初めての例である。筆者らは最近、安定なビニルポリマ-膜中に化学情報応答性の第二の高分子成分として合成ポリペプチドを埋め込むことに成功した。更に、種々の化学的刺激に基づく膜中のポリペプチド鎖のコンホメ-ション変化に対応して、膜透過性が可逆的に変化することを証明した。本試験研究では、筆者らが独自に開発したこの多相系知能材料を用いて、梅澤らが提唱する「イオンチャンネルセンサ」の概念を一般化し、実用化に結び付けることを目的とする。「イオンチャンネルセンサ」の応答原理は、化学情報に基づく膜透過性変化である。本研究で開発したポリペプチドを含む多相系材料では、ポリペプチド鎖のコンホメ-ション変化がそのための機構を提供していると考えられる。本年度は、まずこの点について詳細に研究した。高分子膜のキャラクタリゼ-ションならびにセンサシステムの応答原理を明かにする目的のため、フ-リエ変換赤外分光装置を備品として購入した。これにより、ポリペプチド鎖が固体膜中でヘリックス構造をとっていることが示された。また、分析対象イオンの存在によりポリペプチド鎖の構造が変化していることが示唆された。一方、実試料への適用についてであるが、測定条件の検討により著しい感度の向上を計ることができた。すなわち、本試験研究申請時の予備的検討結果では、mMオ-ダ-のカルシウムイオンに応答することが明かにされていたが、今回、測定系のイオン強度を変化させることにより検出限界を3桁下げることに成功した。以上の研究により、本センサシステムのイオン性物質に体する応答性が明かとなった。次年度は、感応部位であるポリペプチド鎖を適宜修飾し、非イオン性物質に対して応答を示すセンサの開発を試みる。酵素などの生体物質を活用した計測法として、バイオセンサはいまや実用化の域に達した。