hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規メカニズムによるイオンチャネル作用薬の効率的探索法の開発

現在、汎用されている代表的なオキソノール系蛍光色素としてDiBAC_4(n)やDisBAC_4(n)などが挙げられる。陰イオンであるDiBACは細胞膜を良く透過するため、細胞外液中に存在させると膜電位差が減少した時には細胞内へより多く分布し、不特定の細胞質蛋白と結合して、細胞内からの蛍光強度を増す。細胞外のfreeのDiBACは微弱な蛍光しか発しない。アーチファクトが生じやすい理由は、本来は極めて短い色素の蛍光寿命が、不特定の細胞質蛋白との結合により延長されて測定が可能となっているという根本的な測定原理に由来する。蛋白と色素の結合に影響を与える化合物は、イオンチャネルに作用しなくても蛍光強度を変化させるからである。上記の欠点を解消するため、次のような系を考案した。DiBAC系膜電位感受性蛍光色素に標識化学構造を化学合成により付加した。一方、その標識部位を特異的に認識する蛋白を遺伝子導入により細胞に高発現させることを試みた。付加的化学構造を持つ色素は特異的結合蛋白に優先的に結合するため、不特定の細胞内蛋白との結合は防がれ、かつより高効率の蛍光を発することが可能性となると考えた。構造が比較的単純な精巣型アンジオテンシン転換酵素タンパクの一部とその阻害薬カプトプリル類縁化合物の利用を検討した。特異的結合蛋白を低分子化することにより色素との結合・解離速度を上昇させることができると想定した。以上から、当方法によりアーチファクトの減少と反応速度の上昇が得られると推測し検討を加えたものの、現在のところ従来と比較して明らかな反応速度の変化は観察されていない。DiBACが既に細胞質のタンパクのうちでも比較的低分子なものに良く結合していた可能性、まだ低分子化が不足している可能性、細胞内では何らかの理由で結合能が低下しているなどの理由が考えられるのでさらに検討が必要である。現在、汎用されている代表的なオキソノール系蛍光色素としてDiBAC_4(n)が挙げられる。アーチファクトが生じやすい理由は、本来は極めて短い色素の蛍光寿命が、不特定の細胞質蛋白との結合により延長されて測定が可能となっているため、蛋白と色素の結合に影響を与える化合物は、イオンチャネルに作用しなくても蛍光強度を変化させるからである。一方、その標識部位を特異的に認識する蛋白を遺伝子導入により細胞に高発現させることに成功した。付加的化学構造を持つ色素は特異的結合蛋白に優先的に結合するため、不特定の細胞内蛋白との結合は防がれ、かつより高効率の蛍光を発することが可能性となる。構造が比較的単純な精巣型アンジオテンシン転換酵素とその阻害薬カプトプリル類縁化合物の利用を検討した。特異的結合蛋白を低分子化することにより色素との結合・解離速度を上昇させることができる。以上から、アーチファクトの減少と反応速度の上昇が得られると推測され、現在その点に検討を加えている。
歯冠修復及び歯欠損補綴樹脂系修復材の強化材開発とその応用に関する研究

アレルギーの患者さんやパラジウムの価格変動に伴い,歯冠修復を行う際の金属代替材料が注目を集めている.しかし,セラミックスやレジン材料による大規模な補綴処置では口腔内の過酷な環境に耐えうることが不可能である.そこで、ハイブリッド型レジンのグラスファイバー補強を目的とした基礎的実験としてSTICTEC社(フィンランド)のプリプレグ状のEグラスファイバーとクラレ社のレジンを用いファイバーの補強位置,量,長さ,ボンディング材の種類の補強効果におよぼす影響を検討してきた.その結果, 1.各種ファイバーで補強した歯冠用ハイブリッド型レジンの曲げ強さ2.グラスファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの機械的性質3.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの曲げ強さに及ぼすボンディング材の影響4.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの曲げ強さに及ぼすボンディング材フィラー含有率と水中浸漬の影響5.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの疲労に関する研究6.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンブリッジの応力解析等の実験を終了して,現在論文投稿予定です.歯冠用ハイブリッド型レジンの重合率および生体適合性に及ぼす加熱重合時間の影響についてUniversity of Turuku for Biomaterialと日本歯科大学,東京理科大学の協同研究による報告を補綴歯科学会で行います.アレルギーの患者さんやパラジウムの価格変動に伴い,歯冠修復を行う際の金属代替材料が注目を集めている.しかし,セラミックスやレジン材料による大規模な補綴処置では口腔内の過酷な環境に耐えうることが不可能である.そこで、ハイブリッド型レジンのグラスファイバー補強を目的とした基礎的実験としてSTICTEC社(フィンランド)のプリプレグ状のEグラスファイバーとクラレ社のレジンを用いファイバーの補強位置,量,長さ,ボンディング材の種類の補強効果におよぼす影響を検討してきた.その結果, 1.各種ファイバーで補強した歯冠用ハイブリッド型レジンの曲げ強さ2.グラスファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの機械的性質3.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの曲げ強さに及ぼすボンディング材の影響4.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの曲げ強さに及ぼすボンディング材フィラー含有率と水中浸漬の影響5.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンの疲労に関する研究6.ファイバー補強歯冠用ハイブリッド型レジンブリッジの応力解析等の実験を終了して,現在論文投稿予定です.歯冠用ハイブリッド型レジンの重合率および生体適合性に及ぼす加熱重合時間の影響についてUniversity of Turuku for Biomaterialと日本歯科大学,東京理科大学の協同研究による報告を補綴歯科学会で行います.
地震観測記録と地盤構造データを用いた入射波動場の解析

不整形性の強い地盤ではこれに起因した増幅現象が生じることが指摘されており,平行成層地盤における一次元重複反射理論とともに不整形地盤における増幅率の推定手法の検討が必要である.本研究では地盤構造が既知で入射波が未知の場合を前提としたときの不整形地盤の増幅特性の評価指標を検討することを目的として,基盤層の単位長さの境界に入射した波動が地表面上の着目点に与える寄与を入射境界増幅率として,境界要素法に基づく定式化を行った.また,入射波を平面波の重ね合わせで表し,波数領域の複素振幅について簡単な確率分布を仮定して,入射波の基盤層の境界上でのパワースペクトルと地表面上の着目点のパワースペクトルの比を分布入射波平均増幅率としてその定式化を行った.次に神戸市東灘区付近の地盤モデルを用いて上記の増幅率を算定した.得られた入射境界増幅率の検討から,地表面近くの不整形境界への入射波が堆積層上の各点に振動数依存性の低い寄与を与えることなどを指摘した.また,得られた分布入射波平均増幅率と一次元重複反射理論による増幅率,単一平面波入射に対する増幅率との比較検討を行い,分布入射波平均増幅率が単一平面波に対する増幅率の包絡線に近い形状を示し,他の増幅率と比べて安定した増幅特性の評価が可能であることを示した.以上のことから,地震動予測において入射波の想定が困難である場合に分布入射波平均増幅率が有効な指標となり得ることを結論付けた.不整形構造に起因して一次元重複反射理論では説明できない増幅現象が生じることが数多く指摘されており,不整形地盤を対象とした増幅率・入射波動の推定手法を検討することが必要である.このため二次元SH波動場における境界要素法を用いて,増幅率の算定手法と入射波の推定手法について検討した.[1]不整形地盤における増幅率の算定手法不整形地盤の増幅特性を表す指標として,基盤層境界上の各点における入射波に対する増幅率(入射境界増幅率)を提案し,以下の点を指摘した.(1)地表近くの不整形境界への入射波は不整形境界から離れた点にも大きな寄与を与え得る.(2)(1)で述べた寄与は振動数依存性の低い波線論的な寄与である.(3)不整形境界から離れるにつれて着目点直下からの寄与も受けるようになるが,この寄与は振動数に依存した重複反射的な寄与である.さらに,入射波の分布を確率論的に評価し,それに対する平均的な増幅率(分布入射波平均増幅率)を提案し,以下の点を指摘した.(4)一次元重複反射理論による増幅率は振動数依存性が強く,また,平面波入射に対する応答値は入射角と着目点の位置に対する依存性が強い.(5)分布入射波平均増幅率は特定の入射角に起因する局所的な増幅特性を十分に表すものではないが,平面波入射に対する応答値の包絡線に近い形状を示し,振動数と着目点の位置に対する依存性の低い,安定した増幅率を与える.(6)(5)から不整形地盤の構造のみが既知で震源を特定できない場合,分布入射波平均増幅率が不整形地盤の増幅特性を考える上で有効な指標となる.[2]入射波の推定手法入射境界増幅率を用いて,数点の観測記録から入射波の主たる入射角とその時間関数の推定手法を示し,簡単な2次元半円形堆積盆地モデルで計算を行い,その妥当性を示した.不整形性の強い地盤ではこれに起因した増幅現象が生じることが指摘されており,平行成層地盤における一次元重複反射理論とともに不整形地盤における増幅率の推定手法の検討が必要である.本研究では地盤構造が既知で入射波が未知の場合を前提としたときの不整形地盤の増幅特性の評価指標を検討することを目的として,基盤層の単位長さの境界に入射した波動が地表面上の着目点に与える寄与を入射境界増幅率として,境界要素法に基づく定式化を行った.また,入射波を平面波の重ね合わせで表し,波数領域の複素振幅について簡単な確率分布を仮定して,入射波の基盤層の境界上でのパワースペクトルと地表面上の着目点のパワースペクトルの比を分布入射波平均増幅率としてその定式化を行った.次に神戸市東灘区付近の地盤モデルを用いて上記の増幅率を算定した.得られた入射境界増幅率の検討から,地表面近くの不整形境界への入射波が堆積層上の各点に振動数依存性の低い寄与を与えることなどを指摘した.また,得られた分布入射波平均増幅率と一次元重複反射理論による増幅率,単一平面波入射に対する増幅率との比較検討を行い,分布入射波平均増幅率が単一平面波に対する増幅率の包絡線に近い形状を示し,他の増幅率と比べて安定した増幅特性の評価が可能であることを示した.以上のことから,地震動予測において入射波の想定が困難である場合に分布入射波平均増幅率が有効な指標となり得ることを結論付けた.
悪性脳腫瘍に対する腫瘍壊死因子(TNF)の抗腫瘍効果に関する基礎的研究

悪性脳腫瘍に対する腫瘍壊死因子(TNF)の抗腫瘍効果を検討して次の結果を得た。1.フッシャー344ラットにOK432及び大腸菌エンドキシンを静脈内投与することによってTNFを含む血清(TNS)を作成した。2.ラットTNSの抗腫瘍効果をin vivoで検討した。同系ラット脳腫瘍9Lを脳内に接種し、1日目、4日目に0.5mlのTNSを静脈内投与した群(n=9)では29.9±12.6日の生存日数であった。正常ラット血清(NRS)投与群(n=8)では20.8±4.4であり、有意に(P<0.05)生存日数を延長させた。3.in vitroでは50%TNS添加群では、NRS添加群に比して有意に(P<0.05)細胞障害性、細胞増殖抑制効果を示した。これらの効果は3日、5日、7日目まで認められた。ラットTNSの部分精製を行った。DEAE-セファデックスA50とG-200カラムを用いて分画した。その結果第4分画に9L4やL929細胞のTNF感受性クローンであるL(S)細胞に対する障害性が存在したが、TNF抵抗性クローンであるL(R)細胞には全く障害性を示さなかった。以上、ラットでTNFを含む血清(TNS)を作成し、部分精製を行った。5.遺伝子組み換えTNF(γ-TNF、大日本製薬)の抗腫瘍効果をin vivoで検討した。ラット背部に9Lを接種し、10mm径に達した時点でγ-TNF5000μを単独あるいはLAK細胞と混合した局所および静脈内投与を行った。この中で最も効果を示したのは(P<0.005)γ-TNFをLAK細胞と併用し、静脈投与した群であった。今後は更にTNFの臨床応用を目的として、副作用の検討、投与法、投与経路、投与量を検討したいと考えている。悪性脳腫瘍に対する腫瘍壊死因子(TNF)の抗腫瘍効果を検討する目的で実験を行い,昭和62年度中に次の結果を得た.1.フィッシャー344ラットに,一次刺激剤としてOK432,二次刺激剤として大腸菌エンドトキシンを静脈内投与することによって, TNFを含む血清(TNS)を作成した.2.ラットTNSのin vivoでの抗腫瘍効果を検討した.同系のラット脳腫瘍9Lを脳内に接種し, 1日目, 4日目に0.5mlのTNSを静脈内投与した群(n=9)では29.9±12.6日の生存日数であった.これに対して,正常ラット血清(NRS)を投与した群(n=8)では20.8±4.4日であり,有意に生存日数を延長させた(P<0.05).3.ラットTNSのin vitroでの抗腫瘍効果について検討した. 50%のTNS添加群では, NRS添加の対象群に比して有意に(P<0.005)細胞障害性が増加した.また細胞増殖抑制効果も示した.いづれの効果も, 3日目, 5日目, 7日目まで認められた.4.ラットTNSのpartialpurificationを行った.カラムはDEAE-セファデックスA50とセファデックスG200を用いた.その結果,第4分画が9LおよびL929細胞のTNF感受性クローンであるL(S)細胞に高い細胞障害性を示したが,抵抗性であるL(R)細胞には全く影響を与えなかった.またTNSの他の分画やNRSはいづれの細胞にも障害性を示さなかった.以上の結果から, TNFの存在が強く示唆された.しかしながら, TNFは副作用が大きいと考えられているので,投与方法,投与量など慎重な検討が必要である.最近は遺伝子操作によるγecombinantヒトTNFも作成されているので,今後はヒトTNFを用いて検討を行いたいと考えている.悪性脳腫瘍に対する腫瘍壊死因子(TNF)の抗腫瘍効果を検討して次の結果を得た。

ラット背部に9Lを接種し、10mm径に達した時点でγ-TNF5000μを単独あるいはLAK細胞と混合した局所および静脈内投与を行った。この中で最も効果を示したのは(P<0.005)γ-TNFをLAK細胞と併用し、静脈投与した群であった。今後は更にTNFの臨床応用を目的として、副作用の検討、投与法、投与経路、投与量を検討したいと考えている。悪性脳腫瘍に対する腫瘍壊死因子(TNF)の抗腫瘍効果を検討し、前年度(昭和62年度)に次の結果を得た。(1)フィッシャーラットにOK432と大腸菌エンドトキシンでTNFを含む血清(TNS)を作成した。(2)TNSの抗腫瘍効果を同系ラット脳腫瘍9Lを用いてin vivoで検討した。9Lを脳内接種して1日目、4日目にTNSを静脈内投与することによって有意に生存日数を延長させた。(P<0.05)。(3)TNSはin vitroにおいて、9Lに対して有意差をもって細胞障害、細胞増殖抑制効果を示した。(4)DEAEセファデックスA50およびG-200カラムを用いてTNSの部分精製を行い、第4分画にTNF活性を認めた。以上の結果を踏まえて昭和63年度には9Lを背部皮下に接種し、10mm径に達した時点で遺伝子組換えTNF(r-TNF、大日本製薬)を投与する実験を行い、以下の結果を得た。TNF投与は1週間に1回の割で計5回を腫瘍内又は静脈内投与した。(1)腫瘍接種のみの対照群の生存日数は73.8±9.7であったのに対し、TNF腫瘍内注入群では78.3±6.1、静脈内投与群では77.4±6.3とやや延長する傾向にあったが、有意差は認められなかった。(2)遺伝子組換インターロイキン2(r-IL2)で活性化したラットLAK細胞との併用実験を行った。その結果は、LAK細胞のみを静脈内あるいは腫瘍内注入群では対照群と有意差は認められなかった。しかし、r-TNFとLAK細胞を混合した5回静脈内投与した群では、対照の73.8±9.7日に対し100.3±11.4と有意に(P<0.005)生存日数を延長させた。以上の結果より投与経路、投与方法をさらに検討することにより、より効果的で臨床応用可能なTNFの使用を考えていきたい。
東アジア各国における世界史教育の教育理念に関する研究

本研究の課題は、東アジア各国において世界史教育がどのような教育理念の下で行なわれているのかを明らかにすることにある。最終年度である今年度においては、現地調査と資料分析を継続するとともに、昨年度の調査の結果を整理し、報告することに努めた。その中で、第一に、中国・韓国・モンゴルの世界史教科書の分析を通じて東アジア各国の世界史教育の現状と課題を提示した。第二に、現地調査をもとにしてモンゴル国での教育改革下における世界史教育を含めた社会科教育の状況を整理した。第三に、前項の報告の中から特にモンゴル国でのモンゴル史と世界史の教育の内容と方法に関わる取り組みについて報告した。そして第四に、中国・韓国・モンゴルの東アジア各国の自国史と世界史の教育における「国家」の枠組みの問題点を明示し、日本を含めた東アジア諸国の世界史教育が解決すべき課題を提起した。以上の報告を含め、2年の研究期間における現地調査、資料収集、文献調査等を通じて、東アジア各国が各々に抱える教育課題がいかなるものであるのか、その条件下で歴史教育に課された役割がいかなるものであるのか、そして世界史教育にいかに反映されているのか、さらに思考力育成の模索が世界史教育にいかなる影響を及ぼしているか等の解明に取り組むことで、現在の東アジア各国の世界史教育の教育理念の一端を示すことができた。また、このことは東アジア各国が世界史教育という共通の枠組みを失いつつある現状の問題点を提起する結果ともなった。東アジア各国が歴史教育を通じて、相互理解を進めていくための基盤を、萌芽研究としての本研究によって提供することができたが、目標達成のためには、さらなる取り組みが必要となろう。本研究の課題は、東アジア各国において世界史教育がどのような教育理念のもとで行なわれているのかを明らかにすることにある。具体的には韓国、中国、モンゴルの各国を主な対象として、世界史教育の目標、世界史教育の制度上の位置づけ、世界史教育の内容とその構成、世界史教科書の記述、世界史教育の方法、世界史授業の実践、世界史教師の養成などの諸点について調査を行なう。そして日本の世界史教育と比較・考察することで、東アジア各国における世界史教育の教育理念を解明することを目指している。本年度においては、特に次のような研究・調査を進めた。成果の一部は口頭で発表したが、次年度には雑誌等で公表していく予定である。(1)世界史および関連した教科書・教師用書をはじめとする資料の収集と分析を進めている。東アジア各国における世界史教育の現状把握を試みる一方で、教育内容、教育方法への変革、さらには「世界史」の枠組みに対する検討が進行していることが確認できた。(2)モンゴル国の世界史・自国史教育への現地調査を行なった。この中で学校での授業の取材、歴史担当教師・教育相担当者・歴史教育研究者・歴史学者への聞き取り等を実施した。次年度においても、教科書等の資料分析とともに現地調査を進め、上記の研究目的の達成に努める。特に歴史的な背景の解明にも分析を進める予定である。
ｉｎ　ｖｉｖｏイメージングによる犬リンパ腫特異的分子の時空間的解析と治療への応用

犬のリンパ腫に特異的に発現する遺伝子のin vitroおよびin vivoにおける機能について検討した。解析した3つの分子については、機能解析に有用な抗体を作成した他、ある分子については定量ELISA系も確立した。さらにin vitroおよびin vivoにおいて機能を明らかにできたものも存在し、今後の犬のリンパ腫治療に応用できることが期待される。(1)in vivoイメージンク"を用いた犬リンパ腫の時空間的発症モニター系の確立(1)A本研究室が保有する犬リンパ腫由来細胞株に、in vivoイメージングを可能にするluciferase(luc)遺伝子をレンチウイルスにより導入し、薬剤耐性遺伝子でluc発現細胞をスクリーニングし、luc遺伝子を持続的に発現する犬リンパ腫細胞株10種類を得た。今後はin vivoにおいてlUCモニターにより腫瘍細胞の動的挙動について検討する予定である。(1)B犬リンパ腫由来細胞株を免疫不全マウスであるNOD/SCIDマウスに異種移植し、その生物学的挙動について検討した。その結果,用いた細胞株によりリンパ腫の発症動態が異なることが明らかとなった。今後はで樹立したIUC安定発現細胞株を用いて時空間的発症モニターを検討する予定である。(2)リンパ腫特異的に発現する遺伝子についてのin vitro機能解析(2)A以前にマイクロアレイにより同定した犬のリンパ腫に特異的に発現する遺伝子のうち、犬リンパ系腫瘍細胞株および犬リンパ腫症例20例のほとんと'において健常犬由来T細胞より発現増強か'認められた遺伝子4種を同定した。これら分子に対するモノクローナル抗体を日本全薬との共同研究により作成中であり、各クローンの反応性を現在検討中である。(2)C上記において同定した4分子について、リンパ腫細胞株において強発現させる安定発現細胞株を既に作成し、現在その腫瘍細胞の増殖、抗癌剤に対する耐性度なと'をin vitroにおいて比較検討している。犬リンパ腫特異的に発現する遺伝子2種類について、過剰発現細胞株およびノックダウン細胞株を作成し、それらにIN VIVO光イメージング可能なluciferase遺伝子も導入した。また、上記作成した細胞株を用いて、in vitroにおいて細胞増殖アッセイ、細胞周期の解析を実施中である。また特異的に発現する遺伝子を大腸菌を用いて蛋白発現させ、それらを用いてモノクローナル抗体の作成も実施中である。リンパ腫特異的に発現する遺伝子として、同定した3つの遺伝子(A,B,C)について、その発現量について、予後情報のわかっているリンパ腫サンプル約40症例分を用いて、それぞれの遺伝子の発現量をrealtime PCRにより検討した。その結果、A, B, Cのいずれもリンパ腫サンプルにおいては、健常犬由来リンパ節やPBMCサンプルより発現量の著しい亢進が認められたが、予後との関連は認められなかった。また昨年度より引き続き行っていたそれぞれの分子に対する抗体作成については、分子Aについては残念ながら免疫沈降に用いることができる抗体しか得られず、western blottingや免疫染色に用いることができるものは得られなかった。分子Bについては、western blotting, ELISAに用いることができるモノクローナル抗体が作成でき、サンドイッチELISAの系を確立できたため、今後の分子Bのリンパ腫症例における血清中における発現量の定量も可能となった。分子Cについては、モノクローナル抗体を作成でき、フローサイトメトリーで使用可能なことがわかった。また市販されている人の分子Cに対するポリクローナル抗体が非常に高い特異性をもって犬の分子Cに当たることも確認でき、同抗体を用いて犬のリンパ腫組織を用いた免疫染色を実施した。その結果、29症例中5症例について著しい発現が確認できた。また同定した分子Bについては、それをマウスリンパ腫細胞株に過剰発現させた細胞株を作成し、Balb/cマウスへ投与後、腫瘍の大きさの変化を確認したところ、過剰発現させていない細胞株を投与したマウスと比較して、予想外に腫瘍の増殖抑制が認められた。リンパ腫において過剰発現している分子Bが腫瘍の増殖抑制機能をもつことの意味については不明であるが、この分子の調節が治療に生かせる可能性について現在も検討中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。臨床腫瘍学26年度が最終年度であるため、記入しない。犬のリンパ腫に特異的に発現する分子の同定は既に済み、またin vivoイメージングに用いることができる細胞株の作成も終了しており、ほぼ予定通りに進んでいる。ノックダウン細胞株の作成に苦戦しているところがある。ノックダウン細胞株をうまく用いることができなれば、遺伝子欠損細胞株をCrisper/Casの系を導入することにより実施することも考えている。H24年度に作成したlucベクターを導入した犬リンパ腫細胞株をNOJマウスへ異種移植し、リンパ腫細胞の動的挙動を検討する。また、H24年度に同定した犬のリンパ腫において発現過剰している分子を同細胞株に導入し、それらの分子がリンパ腫細胞のin vivoにおける動的挙動に及ぼす影響について検討する。作成中の抗体が出来次第、症例の腫瘍組織の免疫染色により発現解析と予後の関係を明らかにする。

ターゲット遺伝子の過剰発現およびノックダウン細胞株をNOD/SCIDマウスに導入することにより、in vivoイメージングで腫瘍の挙動確認をおこない、それら遺伝子の腫瘍発生における役割について検討する。26年度が最終年度であるため、記入しない。未使用額は、技術職員が見つからず雇用がおくれたことから生じたものである。今年度はその分を含めて、NOJマウスへの異種移植実験に主に費用を支出する予定である。また、分子の過剰発現細胞株などを作成するための、分子生物学試薬、細胞生物学試薬などにも支出する予定である。また、昨年度雇用がおくれた分については、本年度に共同研究先の協力も仰ぎながら、より効率よく研究を進める予定である。当初の予定より研究の進展が若干遅れたため。次年度使用額については、遺伝子発現およびノックダウン細胞株の作成のための試薬類、それら細胞株の樹立確認のための試薬類に用いる。
超高速度デジタル撮影による喉頭機能温存手術後の音源定位に関する研究

本邦では、喉頭癌の進行例や放射線治療後再発例に対して、一般的に喉頭全摘術が行われている。術後、患者は音声機能を失い、永久気管孔での生活となり、著しいQOLの低下をきたす。それに代わって喉頭亜全摘術は喉頭機能温存手術である。患者のQOLがより重視する昨今、本術式の必要性が益々増加すると考える。それに伴って、音声機能,嚥下機能を支える基礎知識の確立のために、明確なエビデンスが必要である。従来、術後の音源定位については喉頭ストロボスコピーを用いた解析は散見される。しかし新声門での粘膜振動が比較的不安定な本術後症例においては約半数の症例にストロボでは検出が困難なものが存在するとされている。我々は超高速度デジタル撮影を用いて、より安定した生理的エビデンスの解析をした。その結果、新声門において残存披裂部と喉頭蓋の相互作用により音源が生成されることが明確に認められた。その結果超高速度デジタル撮影の有用性も確かめられた。喉頭亜全摘術は喉頭機能温存手術である。当大学は1997年に本邦ではじめて本手術を施行して以来、2008年10月までに55症例に実施してきた。治療成績は、喉頭全摘術より予後が低下していない。それに伴って、音声機能,嚥下機能を支える基礎知識の確立のために、高速度デジタル撮影による、明確なエビデンスを図ることにした。その結果、本手術では両側声帯が切除されることから、残存披裂部と喉頭蓋の相互作用により音源が生成されることが明確に認められ、まず典型的な2症例を英語論文として国外に発表し、掲載が認められた。また、21例の症例をまとめ結果、粘膜振動のパターンは2群に大きく分けることができ、国際学会において発表した。また、21例の症例をとりまとめ、粘膜振動のパターンは2群に大きく分けることができた。
衝撃風洞流れの解離原子密度の測定法の開発

極超音速流れの研究は、我が国の宇宙開発計画の基礎を支え、HOPE-Xあるいは日本の有人スペースシャトル計画を推進するデータベースとなる。特に、宇宙船が大気圏に再突入するときの熱防御法の精密設計には、現有の衝撃波管を改良して、大気圏再突入状態を模擬できる装置を完成することが必須である。3年度にわたって、極超音速衝撃波管の開発に関する実験研究を実施して、得たる結果を要約すれば:(1)断面100mm×180mm衝撃波管の高圧部をデトネーション駆動方式に変更した。また、無隔膜方式を採用してその特性を実験的に数値解析的に明らかにした。(2)デトネーション試験槽を用いて、化学量論比の酸素水素混合気、初気圧10から100kPa、の中でアジ化銀ペレット1から10mgをレーザー起爆して、曝燃波で駆動される衝撃波がデトネーション波に遷移する過程をホログラフィー干渉計法で観察した。その結果、デトネーション波の遷移現象に有効な知見を得た。(3)二次元および軸対称ノズルについて、ノズル始動過程を実験的にまた数値解析的に明らかにした。特に軸対称ノズルでは、平行光線を用いる定量的可視化を行うために非球面形状のノズルを作製して、従来に計測法の不備を改善した。(4)定量的な実験結果との対比を目的に、高精度数値解法の開発を行い、非構造格子を用いる三次元非定常流れの差分解法を確立した。本研究の目的は、衝撃風洞で生成される極超音速の流れの化学的状態を実験的に測定する装置を開発する事である。衝撃風洞は、本来の目的に従い科学技術庁の航空宇宙技術研究所角田宇宙推進技術研究センターに設置された物を対象にする。本年度では、前年に他の研究費で購入された分光器、光源及び本科研費で購入された機材を使い、本研究目的達成の可能性の評価が行われた。目的達成には(1)分光器の性能が十分である事、つまり波長解像度と光の信号に対する光電子管の電圧出力が十分である事、(2)光源の性能が十分である事、つまり使用波長である120から130ナノメートルでの真空紫外線の光出力の強度が十分であることおよびその強度が時間的に変化しない事、および(3)衝撃風洞の性能が十分である事、つまり生成された化学種の量が測定可能の最低値より高い事が要求される。(1)と(2)は衝撃波風洞の外部で行われる。評価の結果としては、分光器の性能は十分であるが、光源の性能はかろうじて目的達成に可能であると分かった。その理由は光出力の強度が想定値より弱く、しかも若干の時間的変動が見られたからである。衝撃風洞の性能は分光器と光源を衝撃風洞にどう組み合わせ装着するかによる。今年度には、その装着の設計が完成された。その装着にもとづいて最新の二つの計算コードを使い性能評価をした。その一つは衝撃波風洞の流れの予測をするコードであり、も一つはその予測された化学状態のもとでの真空紫外線の吸収度を計算するコードである。その評価結果、これもまたかろうじて目的達成可能であると判断された。極超音速流れの研究は、我が国が目指すHOPE-Xあるいは有人シャトル計画で、特に、宇宙船の大気圏再突入の軌道設計と熱防御システムの開発を支援する重要な基礎研究である。一方、大気圏再突入の極超音速流れでは、高温にさらされた空気が解離あるいは電離し理想気体の状態方程式から非常に異なる性質、すなわち実在気体効果を示す。極超音速流れの数値計算では実在気体モデルの確立と評価が重要な課題となっているにも関われず、信頼できる実験結果は数少ない。試作するマッハ数20のデトネーション駆動衝撃波管は、極超音速流れで実在気体効果の検証を確実にする実験装置である。この装置開発に関して本年度に得た結果は:(1)デトネーション駆動衝撃波管の本体は昨年度に完成し、本年度でその隔膜部を設計製作した。

(2)隔膜部におけるデトネーション波の三次元的な振る舞いを明らかにするために、酸水素混合気中における爆燃駆動衝撃波がデトネーション波に遷移する過程を可視化し、爆燃波面の加速過程を詳細に検証した。特に、局所的な混合層の渦度を制御すれば、爆燃波面の加速を制御できる見通しを得ている。(3)二次元流れについて、直通型の極超音速ノズルの始動過程および反射型極超音速ノズルのノズル隔膜の位置と材質がその始動に及ぼす効果を詳細に明らかにした。この結果に基づいて、軸対称ノズル内の流れの可視化を目指して非球面レンズ形状の断面を持つ極超音速ノズルを設計製作した。(4)非構造格子を用いる効率的な三次元非定常流れの数値解析法を開発した。極超音速流れの研究は、我が国の宇宙開発計画の基礎を支え、HOPE-Xあるいは日本の有人スペースシャトル計画を推進するデーターベースとなる。特に、宇宙船が大気圏に再突入するときの熱防御法の精密設計には、現有の衝撃波管を改良して、大気圏再突入状態を模擬できる装置を完成することが必須である。3年度にわたって、極超音速衝撃波管の開発に関する実験研究を実施して、得たる結果を要約すれば:(1)断面100mmx180mm衝撃波管の高圧部をデトネーション駆動方式に変更した。また、無隔膜方式を採用してその特性を実験的に数値解析的に明らかにした。(2)デトネーション試験槽を用いて、化学量論比の酸素水素混合気、初気圧10から100kPa、の中でアジ化銀ペレット1から10mgをレーザー起爆して、爆燃波で駆動される衝撃波がデトネーション波に遷移する過程をホログラフィー干渉計法で観察した。その結果、デトネーション波の遷移現象に有効な知見を得た。(3)二次元および軸対称ノズルについて、ノズル始動過程を実験的にまた数値解析的に明らかにした。特に軸対称ノズルでは、平行光線を用いる定量的可視化を行うために非球面形状のノズルを作製して、従来に計測法の不備を改善した。(4)定量的な実験結果との対比を目的に、高精度数値解法の開発を行い、非構造格子を用いる三次元非定常流れの差分解法を確立した。
ワイドギャップ導電性カルコゲナイド及びオキシカルコゲナイドの合成

本研究では、既存の透明導電性材料の電気特性の改善ではなく、新規な材料(特に透明P型半導体)の探索・発見を目的とした。以前の研究の知見より、典型的な酸化物では価電子帯においてホールが局在するため、透明P型伝導性の発現が困難である。透明電極への応用だけでなくデバイス化までの応用を考慮すると透明P型伝導性材料が必須となる。半導体分野で良く知られているII-VI系硫化物など数多くの硫化物半導体が存在するが、本研究では、それらのような従来の共有結合性の強い硫化物ではなく、イオン結合性の強い硫化物に注目して透明伝導性を見出すことが目標である。酸化物に類似して比較的イオン性の強い硫化物(アルカリ土類や希土類金属イオンイオンを含む系)を用いて新規透明伝導性材料を合成することが課題であった。本研究では、希土類金属を含む硫化物・オキシ硫化物(特にLnCuOS(Ln=希土類イオン)など)を粉末・薄膜の形状で合成し、ドーパント添加による光学的・電気的特性の変化を観察した。その結果、Ln=La, Pr, Ndの場合が、約3eVのエネルギーギャップをもつワイドギャップp型半導体であることを見出した。CuS層を有するオキシ硫化物が透明性とドーピングによって制御可能なp型伝導性を併せ持つことを我々は以前見出した。さらに、そのオキシ硫化物中において光励起によりCuS層に室温エキシトンが生成することも初めて見出した。これらの電気的・光学的特性は、結晶構造中に存在するCuS層の二次元性に由来するものと考えている。本研究では、この予測を拡張して、結晶構造にCus一次元鎖を有する物質が、どのような電気的・光学的性質を示すかについて検討した。CuS一次元鎖を有する物質としてBaLaCuS_3を選択した。試料は、各単純硫化物を原料として、固相反応法により合成した。p型伝導性の発現を目的としたホール導入において、Ba欠損、BaのK置換、LaのBa・Sr置換を試みた。その結果、Ba欠損の導入においてのみ、試料にp型伝導性が発現し、その伝導性はBa欠損量はって制御可能であることが見出された。拡散反射率によって見積もったエネルギーギャップは約2.1eVであり、可視域全域において透明ではないものの、Cu(I)を含有する硫化物としては、比較的大きいバンドギャップであった。BaLaCuS_3におけるp型伝導性の発現およびBaLaCuS_3のワイドバンドギャップは、CuS四面体が頂点共有するCuS一次元鎖の低次元性に由来するものと考えられる。
オリゴアミン誘導型ポリマー修飾法によるシスプラチン低毒化の検討

制癌剤シスプラチンの制癌効果の低下を最低に抑えながら、かつ、毒性を極力低下させうる可能性を探るために、ポリマーないしオリゴマーの白金錯体の系統的な合成化学的研究を行い、錯体の構造並びに化学的性質を明らかにし、薬理作用の初期的検討を行った。交付年度内において以下の研究成果を得た。1)トリエチレンテトラミン(N4アミン)及びペンタエチレンヘキサミン(N6アミン)の五員環保護体とジカルボン酸ジクロリドとを重縮合させてそれぞれ直鎖状のポリアミドを得たのち、これらのポリアミドから保護基を脱離して連続した-CH_2CH_2-NH-シーケンスをもち、水中で高分子電解質的挙動を示す水溶性ポリアミド調製する方法を確立した。2)この合成方法を適用することによってジエポキシドとの重付加反応により、親水性のポリエーテルポリアミンを得ること、及び三元共重合型のポリアミドも合成できた。3)上記ポリアミド類とK_2PtCl_4の反応でcis-PtCl_2単位を含むポリアミド錯体を得る方法を確立した。4)上記1,3)の合成方法を用いることにより、N4アミン及びN6アミンの両末端にアミノ酸を導入したオリゴアミドの調製が効率よく行えることがわかった。5)上記ポリアミド塩酸塩の白金錯体を水溶液として、マウスを使用し、大腸癌を発生させた後に上記水溶液を静脈注射し、生存日数及び癌細胞の発達の程度とをブランクと比較する手法で毒性及び薬理活性試験を行ったところ、毒性は見られなかった。制癌効果はともにかなり弱いものであったが、少なくとも、毒性の低いcis-プラチン型の錯体が見出された。6)この成果から、今後も関連した化学構成をもつポリマーまたはオリゴマーについて幅広く合成して、毒性及び薬理活性試験を継続することの必要性が明らかになった。7)上記両末端にアミノ酸を導入したオリゴアミドの試料について生物試験を依頼中である。制癌剤シスプラチンの制癌効果の低下に抑えながら,かつ,毒性を極力低下させうる可能性を探るために,ポリマ-ないしオリゴマ-の白金錯体の系統的な合成化学的研究を行い,錯体の構造並びに化学的性質を明らかにし,薬理作用の初期的検討を行うことを本年度の主眼した.平成3年度において以下の研究結果を得た.1)トリエチレンテトラミン(N4アミン)及びペンタエチレンヘキサミン(N6アミン)のホルムアルデビド保護体とアジピン酸ジクロリドとから直鎖状のポリアミドの合成に成功した.2)上記ポリアミドから保護基を脱離して連続したーCH_2CH_2ーNHーシ-ケンをもつ水溶性ポリアミドが調製できた.これは水中で高分子電解質的挙動を示した.3)上記2)で得たポリアミドとK_2PtCl_4との反応は冷水溶液中で進行し,cisーPtcl_2単位を含むポリアミド錯体を得ることに成功した.この白金錯体は塩酸塩の形であった.4)上記3)で得たポリアミド塩酸塩の白金錯体は水溶性であったので,このまま水溶液として次の条件で毒性及び薬理活性試験を行った.即ち,マウスを使用し,大腸癌を発生させた後に上記水溶液を静脈注射し,生存日数及び癌細胞の発達の程度とをブランクと比較した.その結果,本ポリアミド塩酸塩の白金錯体の毒性は見られなかった。

制癌効果は末だかなり弱いものであったが,生存効果はdose量に鋭敏であると思われる兆候が観察された.少なくとも,毒性の低いcisープラチン型の錯体が見出されたことから,関連した化学構成をもつポリマ-またはオリゴマ-について幅広く研究を進めることの必要性が明らかになった.5)上記1)の反応により三元共重合型のポリアミドが合成でき,これらも水溶性cis型白金錯体を与えることが分った.6)ジエポキシドとの重付加反応により,親水性のポリエ-テルポリアミンを得る方法を開発できた.制癌剤シスプラチンの制癌効果の低下を最低に抑えながら,かつ,毒性を極力低下させうる可能性を探るために,ポリマーないしオリゴマーの白金錯体の系統的な合成化学的研究を行い,錯体の構造並びに化学的性質を明らかにし,薬理作用の初期的検討を行った.交付年度内において以下の研究成果を得た.1)トリエチレンテトラミン(N4アミン)及びペンタエチレンエキサミン(N6アミン)の五員環保護体とジカルボン酸ジクロリドとを重縮合させてそれぞれ直鎖状のポリアミドを得たのち,これらのポリアミドから保護基を脱離して連続した-CH_2CH_2-NH-シーケンスをもち,水中で高分子電解質的挙動を示す水溶性ポリアミド調製する方法を確立した.2)この合成方法を適用することによってジエポキシドとの重付加反応により,親水性のポリエーテルポリアミンを得ること,及び三元共重合型のポリアミドも合成できた.3)上記ポリアミド類とK_2PtCl_4との反応でcis-PtCl_2単位を含むポリアミド錯体を得る方法を確立した.4)上記1,3)の合成方法を用いることにより,N4アミン及びN6アミンの両末端にアミノ酸を導入したオリゴアミドの調製が効率よく行えることがわかった。5)上記ポリアミド塩酸塩の白金錯体を水溶液として,マウスを使用し,大腸癌を発生させた後に上記水溶液を静脈注射し,生存日数及び癌細胞の発達の程度とをブランクと比較する手法で毒性及び薬理活性試験を行ったところ,毒性は見られなかった.制癌効果はともにかなり弱いものであったが,少なくとも,毒性の低いcis-プラチン型の錯体が見出された.6)この成果から,今後も関連した化学構成をもつポリマーまたはオリゴマーについて幅広く合成して,毒性及び薬理活性試験を継続することの必要性が明らかになった.7)上記両末端にアミノ酸を導入したオリゴアミドの試料について生物試験を依頼中である.
“東側”の原子力―旧ソ連邦・東欧諸国における原子力“平和利用”の展開に関する研究

福島第一原子力発電所の事故以来,改めて世界における原子力“平和利用"の展開に関心が寄せられているなか進められた本研究では,原子力“平和利用"を冷戦マターとして位置づけ,東西両陣営間の競争=科学力の誇示,人々の潜在的な不安となっていた放射線問題を鎮静化させる対応,それらを通じた同盟強化といった政治史的事象と関連づけ,“平和利用"の展開について,公正な事実探求のうえに再解釈を試みた.計6回の現地資料調査によって収集された文書記録類などを基礎に,科学者による原子力国際広報活動,放射線影響研究の複雑な展開など,新たな史実の解明に成功し,“東側"における原子力“平和利用"に関する知見の豊富化に貢献した.2013年9月,および2014年3月にそれぞれ10日間,モスクワに出張し,ソヴィエト科学者,とりわけ物理学分野の科学者の,初期“平和目的"原子力開発にたいする態度を探るため,ロシア科学アカデミー・文書館に保管されている同時代資料を渉猟・閲覧・摘記した。また,並行してロシア国立図書館で1950年代の原子力に言及した出版物を渉猟したところ,9月の出張では,旧ソ連邦から東欧“同盟"諸国,とりわけ旧東ドイツ,チェコスロヴァキアへの原子力技術輸出に関する興味深い資料を見つけたので,当初予定を変更し,旧ソ連邦からの東欧・中国への原子力技術輸出を当該年度の重点課題に位置づけることとした。また,3月の出張では,1950年代末における放射線の生体への影響をめぐる有力科学者の対応について興味深い文献を発見したので,これも重点課題とすることにした。これに加え,3月の出張では,旧ソ連が東欧“同盟"諸国が共同で設立した,“東側"における国際共同研究拠点=「合同原子核研究所」を訪問し,多量の刊行物とともに今後の研究情報提供についても協力をえられることとなった。以上のように,いくつか重要な発見が初年度からえられたため,研究成果の発表もさかんにおこなった。まず,2013年9月21日,ドイツ現代史学会(福岡大学)で,つづいて10月26日には日本国際政治学会2013年度大会(新潟市)で,2014年1月には冷戦研究会(東京大学)で,それぞれ1950年代における旧ソ連邦から中国・東欧への原子力技術の伝播,旧ソ連国内における放射線研究の方向性に重点をおいた研究成果の発表をおこなった。2014年9月,2015年3月,モスクワにおいて資料調査を実施した。9月の出張では,昨年度以来ひとつの重点となっていた,1950年代後半のソ連邦における放射線の生体への影響研究の進展に関する資料調査に従事するとともに,再び,旧"東側諸国"共同の原子力研究機関であった「合同原子核研究所」を訪れ,古参のユーリー・オガネシヤン博士に同研究所における各国研究者との初期の協同についてインタビューを実施した。また,世界初の原子力発電所であったオブニンスク原発を訪ね,創業当時から研究に携わってきたレフ・コチェトコフ博士に同発電所最初期の様子についてインタビューを実施した。3月の出張では,科学アカデミー文書館を中心に,おもに1950年代後半における原子力分野でのソヴィエト科学者と外国の科学者との交流・接触について資料調査を実施した。2015年5月にモスクワにおいて資料調査を実施した。ロシア科学アカデミー文書館における資料調査では、1955年8月の国連第1回原子力平和利用会議、およびその直前のタイミングで、モスクワにおいて開催されたソ連邦科学アカデミー「原子力平和利用セッション」に関連した資料を新たに発見し、そのいくつかを摘記、または複写した。これらを通じ、原子力研究分野の成果の国際化をめざすソ連邦科学アカデミーの1950年代半ばにおける動向について新たな知見をえることができた。また、ソ連における初期の放射線影響研究については、ロシア国立中央医科学図書館において文献調査を実施し、1955年に来日したアンナ・コズローヴァ博士の帰国後の動向など、貴重な研究情報をえることができた。9月には、ソ連から“同盟諸国"への原子力技術伝播の帰結等を探るため、ドレースデン近郊のHelmholtz-Zentrum, Dresden-Rossendolf(もとのドイツ民主共和国中央原子核研究所)を訪問し、古参研究員Wolfgang Matz博士らにインタビューし、旧東ドイツ初期の原子力研究開発に関する膨大な資料を提供していただいた。福島第一原子力発電所の事故以来,改めて世界における原子力“平和利用"の展開に関心が寄せられているなか進められた本研究では,原子力“平和利用"を冷戦マターとして位置づけ,東西両陣営間の競争=科学力の誇示,人々の潜在的な不安となっていた放射線問題を鎮静化させる対応,それらを通じた同盟強化といった政治史的事象と関連づけ,“平和利用"の展開について,公正な事実探求のうえに再解釈を試みた.計6回の現地資料調査によって収集された文書記録類などを基礎に,科学者による原子力国際広報活動,放射線影響研究の複雑な展開など,新たな史実の解明に成功し,“東側"における原子力“平和利用"に関する知見の豊富化に貢献した.資料調査では,興味深い資料を次々と発見し,研究成果も順調に発表できているが,2014年度はソ連から東欧諸国,中国への原子核物理学研究普及の中核となった「合同原子核研究所」再訪をはたしたものの,諸般の事情(母の健康悪化など個人的事情が大きい)により,当初計画していたドイツ(旧東独)などでの資料調査は実現できず,最終年度の課題となった。その最終年度においても,チェコスロヴァキアに関する現地調査は難しい見通しであり,この点で計画遂行がやや遅れ気味である。科学社会学・科学技術史引き続き現地での資料調査を重視する。

今年度は9月にドレスデン近郊のHelmholtz-Zentrum,Dresden-Rossendolf(もと東独の中央原子核研究所)を訪問し,古参研究員Wolfgang Mats博士らにインタビューし,資料調査を実施する。必要に応じて通訳をお願いする予定である。また,5月には,モスクワの科学アカデミー文書館,ロシア国立図書館,ロシア国立公共科学技術図書館などで原子力技術のソ連邦から同盟諸国への伝播に関する資料調査を実施する。また,国内でも収集可能な資料は着実に収集する。最終年度であることに鑑み,収集した研究情報の整理,まとめ,研究成果の発表に力を尽くしたい,と考えている。研究成果の発表では,8月に開催される第9回国際中東欧研究連合・2015年世界大会(ICCEES2015)において研究仲間とセッションを組み,研究発表を行うことが決まっている。このセッションのためにカナダよりAlexei Kojevnikov博士を招くことを計画している。また,原子力"平和利用"理念の普及に果たしたソ連の科学者の動向に関する研究成果を日本科学史学会の欧文誌,_Historia Scientiarum_に論文を投稿する計画である。上記,「研究業績の概要」欄記載の通り,2回の現地資料調査などにより,興味深い知見がえられ,当初の予定を超過して研究が達成できる部分も明らかになってきたが,まだ端緒についたばかり,ないしは見通しもえられていない課題もあり,それらを併せ,上記のように評価した。ひきつづき,現地資料調査を重視する.モスクワでは,ロシア国立社会=政治史文書館,ロシア科学アカデミー文書館,ロシア国立図書館などで資料調査を実施したい.また,再度,モスクワ郊外のドゥブナ市に出かけ,「合同原子核研究所」に関する資料・研究情報(インタビュー含む)の収集に努めたい.さらに,条件があれば,ドイツ,チェコに出向き,特徴ある発展を見せたラインスベルク原発,ボフニチェ原発A-1炉の顛末について現地で調査をおこないたい。引続き,逐次刊行されているソヴィエト政治史,科学史,原子力史関連の図書資料を積極的に収集し,研究に活用したい.国内で入手可能な資料について,東京工業大学図書館,北海道大学スラブ研究センターに出かけ,資料収集にあたりたい.収集した資料の読解(翻訳・抄訳)については,引き続き,日本語をよく解する在日ロシア人などに,収集した資料の整理・抄訳などをお願いするとともに,必要のある場合は,チェコ語,ドイツ語の文献の抄訳を,それぞれの語をよく解する人にお願いしたいと考えている.
ダイオキシン「2378?TCDD」を標的とする持続的広域的環境修復技術の創出

本研究は、多塩素置換ダイオキシン(2,3,7,8-TCDD)が、Geobacillussp.UZO?3株の生産する酵素により還元解裂される事を明らかにし、その酵素遺伝子のクローニングに成功した。2,3,7,8-TCDD還元解裂酵素遺伝子は、351塩基から構成され116アミノ酸をコードし、その還元解裂酵素は特徴的なCoA結合部位を持ち、CoAを補因子として2,3,7,8-TCDDの還元解裂を触媒している事を解明した。本研究の第一の目的は、最も毒性の強いダイオキシン、2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin(以下TCDD)を分解する好気高温菌、Geobacillus midousuji SH2B-J2株(以下SH2B-J2株)の分解機構を解明し、科学的に認知されるTCDD分解酵素研究を確立する事である。第二の目的は、TCDD分解酵素機能の高感度検出を可能にするダイオキシン蛍光アナログ基質を設計合成し、SH2B-J2株ゲノムライブラリーよりTCDD分解酵素遺伝子を単離する事である。さらに本研究の第三の目的は、単離したTCDD分解酵素遺伝子を、広域的な土壌汚染環境下で粗放的管理でも生育可能な組換え植物を育成し、根の表層で分解酵素を機能させる事により、持続的広域的なダイオキシン汚染土壌の浄化技術を開発する事である。本年度の研究成果は、(1)DCDDに対する酵素活性検出の最適条件(界面活性剤や培養条件、粗酵素画分の調製方法、PH、NADHやGSHなどの補因子の評価など)を調査し、その条件下でのDCDD分解酵素反応をほぼ100%の再現性で検出され、得られる分解中間物質の構造同定に成功した。本年度の成果は、(2)SH2B-J2株のプロモーター配列が大腸菌において十分機能するか否かをプロモーター検定用ベクターpPR9TZを用いて解析した結果、230クローンのうちJ2株由来プロモーターによる発現が高頻度(156個)で確認された事である。それを受けて、大腸菌プラスミドベクターpUC119および、大腸菌フォスミドベクターpCC1FOSを用いてSH2B-J2株のゲノムライブラリーを作製する事が出来た。本年度の成果は、(3)ポプラおよび芝草の根で強力な遺伝子発現を可能にするイネ科植物用およびポプラ用発現ベクターの構築に成功した。本年度の成果は1、これまで使用して来た微生物SH2B-J2株粗酵素が、塩素化ダイオキシンに対する分解活性を安定に示さない事から、改めて安定な分解活性を示す新たな菌株を探索し、Geobacillus sp.UZO3株を単離した(寄託済、受託番号NITEP-1023)。2、新たに単離した微生物株の粗酵素は、2,7-Dichlorobenzo-P-Dioxin(2,7-DCDD)を還元的に解裂して、分解産物Chlorophenolを生成する事を明らかにした。3、本研究が標的とするTCDDの分子内エーテル結合を還元的に開裂する酵素活性を高感度に検出するためにTCDDに類似の構造を有する2塩素置換蛍光アナログ基質(8,9-Dichloro-4-methyl-1,6,11-trioxa-naphthacen-2-one)を合成した。またこの基質の粗酵素反応中間体(6(1',2'-dichlorophenoxy)-4-methylumbeliferone)を合成した。4、高感度ダイオキシン蛍光アナログ基等を用いて、新たに分離したUZO3株から安定な分解活性を有する粗酵素調製と反応条件の構築に成功した。5、塩素化ダイオキシンに対する分解酵素遺伝子のクローニングを目的に、新たに単離したUZO3株からゲノムライブラリーを改めて作製し、2,7-DCDDに対する還元解裂活性を示す複数のクローンの取得に成功した。6、汚染土壌をGeobacillus sp.UZO3で浄化するには、塩素化ダイオキシンを吸着したタンパク・脂質からに抽出する必要がある。水溶性フミン酸が、汚染シルトから塩素化ダイオキシンの30%を抽出する能力を持つ事を見いだした。本年度の研究成果は以下の3点に要約できる。2.Geobacillus sp.UZO3株のエーテル結合還元開裂に関与する酵素遺伝子のクローニングするために、昨年度ゲノムライブラリーより2,7-DCDD分解活性を指標として選抜した2種のクローンに重複する20kb中の8.4kbBamH1断片に機能領域が存在することが明らかとなった。この8.4kb断片のシークエンス解析を行った結果、19個のORF(ORF119)の存在が予測された。さらに解析を進めた結果、ORF6を含むEcoRV-NheI断片に2.7-DCDD、2,3,7,8-TCDDの分子内エーテル結合還元開裂活性がコードされていることが明らかになった。