hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種温度馴化,運動鍛錬が老化促進モデルマウス(SAM)の寿命に及ぼす影響

熱産生の指標となる褐色脂肪組織量はP/2>R/1(P<0.05)で、P/2の代謝促進が示唆された。更に食物摂取量,水分摂取量もP/2>R/1(P<0.01)でまたdd系と比較してもSAM群で有意の増加を示した。これらの生理的形質が遺伝するかどうかについてP/2♂とR/1♀のF_1交配実験を行ってみた。その結果全ての生理的特性はR/1系依存型を示した。特に体重,食物および水分摂取量、VO_2など代謝に関する項目ではほとんどR/1≒(P/2♂×R/1♀)となった。この結果からR形質が優性と考えられるが、今後P×F_1の戻し交配(Test cross)により確認する。本研究よりP/2の高い代謝および熱放散がその短命化をもたらしている可能性が強く、その遺伝性も大きい。これらの追求の他に運動鍛錬,寒冷馴化などの人工的な代謝亢進負荷を与え、それらがSAMの寿命におよぼす影響をみること,各種交配SAMの生理的特性およびその寿命を研究し明らかにしていきたい。老化促進モデルマウス(SAM)において、我々は短命系のP/2(寿命約8.8ケ月)と長命系(寿命約12.4ケ月)を用い、それらの生理学的特性を両系統間で比較してみた。その結果P/2の代謝は食餌性を中心とする食物および水分摂取量、身体全体の代謝を示す酸素消費量(Vo_2)がR/1より著しく高いことを見い出した。また体温を考慮した熱貫流率では、P/2の系統の熱効率が悪いという結果となった。両群の毛皮重量を比較するとR/1>P/2(P<0.01)となり、Vo_2の上昇は断熱性の減少が原因していると考えられた。これらの結果はP/2群では無駄なエネルギーの消費が行われ、それが短命に結びついていることが示唆された。生理学的形質の遺伝をみるためにP/2♂とR/1♀のF_1交配実験を行った。その結果、全ての生理学的特性はR/1系依存型を示した。特に体重、食物および水分摂取量、Vo_2など代謝に関する項目では、ほとんどR/1≒(P/2♂×R/1♀)となった。これは明らかにR形質が優性であると考えられる。そこでPXF_1の戻し交配をP♂×F_1♀で求め、さらにその生理学的特性を調べてみた。この結果はP/2とR/1の中間的な値が得られたが、完全に生理学的特性が遺伝的であるという証明は得られなかった。なぜならばそれらの値は幼児期のバラツキが小さく、成長に伴いバラツキが増大すという結果となり、老化との関係が強いことも示唆されたからである。代謝は馴化温度で著しく変化することはよく知られている。そのため、馴化温度を30、24、10°Cの3階段でマウスを飼育し、生理的形質および寿命を検討してみた。その結果30°Cの温度馴化によりP/2のみ、Vo_2の増加が認められ、この群が中性温度域の狭いことが確認された。また寿命もこの群で短縮された。次にショウジョジョエで見い出されたJP蛋白投与により延命効果がR/2で認められた。次回は運動鍛錬と寿命との関係を明らかにする予定である。老化促進モデルマウス(SAM)において我々は短命系のP2と長命系のR1を用い,更にこのF1雑種,F2および戻し交配群などの交配群を作成し,その生理学的特性と寿命を検討した。その結果まずP2ではR1と比較し,成長の遅延,食物水分摂取量の増大,酸素消費量の亢進という,いわゆる代謝亢進型動物であるという特徴をつかんだ。次にF1雑種においては全くR1と殆んど同じ代謝過程をもつことがわかった。このことはR1の特性がP2のそれに対して優性であることを示唆させた。戻し交配群における特性はおよそR1およびP2の中間値を示すが,個体数の不足でまだ遺伝的特性とまではいえない。
部分安定化ジルコニアの高精度成形研削加工の研究

ファインセラミックスの中でも特にじん性が高く,断熱性に富み,熱膨張係数が鉄系材料に近いという特性を有する部分安定化ジルコニアは機械構造用材料として注目されている.本研究はこの部分安定化ジルコニアの高精度成形研削加工を基礎的に解明するために,ダイヤモンド単粒切れ刃を用いて円弧形切削実験を行った.本年度の研究で得られた主な結論は以下の様である.(1)部分安定化ジルコニアの円弧形切削においては,切れ刃の干渉深さにより,弾性変形領域,塑性変形領域および切削領域の3つの異なる領域が存在する.(2)工作物が切れ刃との干渉によって塑性変形及び切削され始める点での限界切削及び限界切込み深さは,切れ刃の切込み角には無関係に一定である. (3)分分安定化ジルコニアを円弧形切削する場合には,切れ刃の理論最大干渉深さによって,次の3種類の接触形態が存在する.(i)弾性変形だけの場合(ii)弾性変形→塑性変形→弾性変形の場合(iii)弾性変形→塑性変形→切削状態→塑性変形→弾性変形の場合.なお,干渉開始点側と終了点側での現象は中央点に対してほぼ対称的である.(4)溝表面は,工作物の塑性変形と脆性破壊の両者で生成される.次に成形研削加工に用いるメタルボンドダイヤモンド砥石にV型形状をつけるツルーイング・ドレッシング方法について実験的に考察した.その結果, GC砥石を用いてメタルボンド砥石を成形すると,砥石先端部は理想的なV型形状とはならず,成形先端角に内接する円弧状となること,成形先端角が大きくなるほど先端円弧半径も大きくなること.先端円弧半径はWA砥石を成形する場合の10倍程大きく,シャープなV型には成形しにくいことなどを明らかにした.ファインセラミックスの中でも特にじん性が高く,断熱性に富み,熱膨張係数が鉄系材料に近いという特性を有する部分安定化ジルコニアは機械構造用材料として注目されている.本研究はこの部分安定化ジルコニアの高精度成形研削加工を基礎的に解明するために,ダイヤモンド単粒切れ刃を用いて円弧形切削実験を行った.本年度の研究で得られた主な結論は以下の様である.(1)部分安定化ジルコニアの円弧形切削においては,切れ刃の干渉深さにより,弾性変形領域,塑性変形領域および切削領域の3つの異なる領域が存在する.(2)工作物が切れ刃との干渉によって塑性変形及び切削され始める点での限界切削及び限界切込み深さは,切れ刃の切込み角には無関係に一定である. (3)分分安定化ジルコニアを円弧形切削する場合には,切れ刃の理論最大干渉深さによって,次の3種類の接触形態が存在する.(i)弾性変形だけの場合(ii)弾性変形→塑性変形→弾性変形の場合(iii)弾性変形→塑性変形→切削状態→塑性変形→弾性変形の場合.なお,干渉開始点側と終了点側での現象は中央点に対してほぼ対称的である.(4)溝表面は,工作物の塑性変形と脆性破壊の両者で生成される.次に成形研削加工に用いるメタルボンドダイヤモンド砥石にV型形状をつけるツルーイング・ドレッシング方法について実験的に考察した.その結果, GC砥石を用いてメタルボンド砥石を成形すると,砥石先端部は理想的なV型形状とはならず,成形先端角に内接する円弧状となること,成形先端角が大きくなるほど先端円弧半径も大きくなること.先端円弧半径はWA砥石を成形する場合の10倍程大きく,シャープなV型には成形しにくいことなどを明らかにした.
難治性気管支喘息の病因解明と抗マクロファージ遊走阻止因子抗体による治療の試み

・抗MIF抗体のアトピー型気管支喘息モデルに対する効果昨年度は,BNラットを卵白アルブミンで感作したアトピー型気管支喘息モデルにおいて,1)吸入誘発後の肺胞洗浄液中のMIF濃度は,未処置群に比して有意に上昇していた,2)坑MIF抗体は卵白アルブミンによる特異的気道収縮を著明に抑制した.3)抗MIF抗体は肺胞洗浄液中の総細胞数はを有意に減少した,その分画の検討において,この減少は主に好酸球と好中球の減少によることが判明した,4)感作ラットでは卵白アルブミンに対する特異的IgGが上昇するが,抗MIF抗体はその上昇には影響を与えなかった,との結果を得た.これらの結果より,抗MIF抗体はアトピー型喘息モデルにおいて,特異的IgEの産生には影響を与えないが,特異的気道収縮および気道炎症を抑制することが示唆された.今年度はさらに,1)抗MIF抗体は,メサコリンに対する気道反応つまり非特異的気道収縮を抑制した.2)吸入後の肺組織を用いて,定量的real time PCR法により,好酸球の走化因子であるエオタキシンの発現を検討した結果,抗MIF抗体はエオタキシンの発現を抑制した.との結果を得た.現在,好中球の走化因子であるCINCについて肺胞洗浄液を用いて,抗MIF抗体の効果を検討中である.さらに,今後は肺組織標本を用いて,MIF発現部位,時間的推移などについて更なる検討を加える予定である.研究1ヒトにおけるMIFと気管支喘息の関係健常者,ステロイド投与されている気管支喘息患者,ステロイドを投与されていない気管支喘息患者,COPD患者を用いて血清中のMIF濃度を測定したところ,ステロイドを投与されている気管支喘息患者のみが健常者より有意に高値であった.また,誘発喀痰中のMIF濃度は,3群とも健常者に比して有意に高値であった.種々のパラメーターと誘発喀痰中のMIF濃度との関係を検討したが,COPD群のeosinophil cationic protein濃度および好中球エラスターゼ濃度のみがMIF濃度と相関していた.研究2抗MIF抗体のアトピー型気管支喘息モデルに対する効果BNラットを卵白アルブミンで感作し,アトピー型気管支喘息モデルを作成した.1.抗MIF抗体を感作時から連続投与し.17日目に行った吸入試験において,以下の結果を得た.1)感作ラットにおいて吸入誘発後の肺胞洗浄液中のMIF濃度は,未処置群に比して有意に上昇していた.2)抗MIF抗体は特異的気道収縮を著明に抑制した.3)抗MIF抗体投与群の肺胞洗浄液中の総細胞数はコントロール(normal IgBG)群に比して有意に減少していた.その分画の検討において,この減少は主に好酸球と好中球の減少によることが判明した.4)感作ラットでは卵白アルブミンに対する特異的IgGが上昇するが,抗MIF抗体はその上昇には影響を与えなかった.以上より,抗MIF抗体はアトピー型喘息モデルにおいて,特異的IgEの産生には影響を与えないが,特異的気道収縮および気道炎症を抑制することが示唆された.2.感作ラットにおいて,抗MIF抗体を吸入誘発直前に一回投与した実験においては,肺胞洗浄液中の炎症細胞数(分画)は抑制されなかった.・抗MIF抗体のアトピー型気管支喘息モデルに対する効果昨年度は,BNラットを卵白アルブミンで感作したアトピー型気管支喘息モデルにおいて,1)吸入誘発後の肺胞洗浄液中のMIF濃度は,未処置群に比して有意に上昇していた,2)坑MIF抗体は卵白アルブミンによる特異的気道収縮を著明に抑制した.3)抗MIF抗体は肺胞洗浄液中の総細胞数はを有意に減少した,その分画の検討において,この減少は主に好酸球と好中球の減少によることが判明した,4)感作ラットでは卵白アルブミンに対する特異的IgGが上昇するが,抗MIF抗体はその上昇には影響を与えなかった,との結果を得た.これらの結果より,抗MIF抗体はアトピー型喘息モデルにおいて,特異的IgEの産生には影響を与えないが,特異的気道収縮および気道炎症を抑制することが示唆された.今年度はさらに,1)抗MIF抗体は,メサコリンに対する気道反応つまり非特異的気道収縮を抑制した.2)吸入後の肺組織を用いて,定量的real time PCR法により,好酸球の走化因子であるエオタキシンの発現を検討した結果,抗MIF抗体はエオタキシンの発現を抑制した.との結果を得た.現在,好中球の走化因子であるCINCについて肺胞洗浄液を用いて,抗MIF抗体の効果を検討中である.さらに,今後は肺組織標本を用いて,MIF発現部位,時間的推移などについて更なる検討を加える予定である.
半導体ガスセンサ-による血中アンモニアの連続測定法の開発

血液のアンモニア濃度を電気的に連続的に測定することを目的として、Ir-Pd-MOSダイオ-ドを用いた半導体センサ-の作成を試みた。その結果、0-15ppmのアンモニアの濃度変化に対して、200mVの変化が得られた。またSnO2を主成分とする焼結型半導体についてもアンモニアに対する応答性を検討し、0ー80ppmの間でセンサ-抵抗値の対数が直線性を示した。さらに応答範囲の広い方法を得るため、アンモニア透過膜としてpolytetrafluoroethyleneを用いたアンモニアガスセンサ-型電極についてもその性能を検討したところ、0.1-20mMの広い範囲で直線性を示した。またこの方法はガス及び溶液のいずれをもサンプルとして使用可能であり、またハウジングの組立や、使用目的に応じた測定系の変更も容易であるため、この電極法を用いて以下の検討を行った。全血の尿素(BUN)を連続的に測定するため、ビ-ズ状のホルミルセルロファインにウレア-ゼを固定化し、この酵素を微小カラムに充填して血液を通し、その際に発生するアンモニアから尿素を連続的に測定した。その結果尿素濃度として0.1-100mMの範囲で尿素濃度の対数と電極電位の間に直線関係が得られ、血液や尿などの体液の尿素濃度を連続的に測定することが可能となった。この尿素の連続測定法をヘマットクリト値の連続測定法と同時に用いて、腎透析患者の血中尿素と循環血液量の指標としてのヘマトクリット値を連続的に測定することに成功した。この方法は、他の酵素を用いることにより各種の蛋白代謝産物やアミノ酸の血中動態及び代謝の解析にも応用が可能である。また、今後人工透析経過の自動的なモニタリング、さらには腎透析装置の自動運転化への臨床応用が可能と考えられる。その他この方法はスペ-スステ-ションなどの閉鎖環境内の汚染度をモニタ-することなどへの応用も可能と考えられる。従来血中アンモニアの測定には、主として比色法が用いられているが、この方法には除蛋白および発色操作が必要である。また電極法においてはサンプルを強アルカリ性にする必要があり、いずれも血中アンモニアを連続的に測定することは不可能である。そこでこれらの操作を加えることなく血中のアンモニアを測定することを目的として、半導体アンモニアガスセンサーの開発を試みた。IrーPdーMOSガスセンサーの作成:Pー型シリコンウェーハー上に酸素ガスを流し、酸化膜を生成させその両面にA1を蒸着し、さらにその上にPdを抵抗加熱法により蒸着し、その水素センサーとしての性能を確認した。これにIrを電子ビーム蒸着法によりスポットとして付け、IrーPdーMOSを作成した。このセンサーを平板ヒーターと組み合わせ、A1面およびIrからリード線を取り出すことによりアンモニアガスセンサーを作成した。本年度はこの各ステップにおける条件の決定に大幅な時間を要した。現在の段階では、このようにして得られたセンサーはDCバイアス0ー0.5Vの範囲でアンモニア濃度に反応し、センサー容量変化が認められた。またフィガロ製の特殊ガス検出器のセンサーについてもアンモニアに対する反応性を検討し、センサー抵抗値の対数がアンモニア濃度0ー100ppmの間で直線性を示すことを確認した。上記の検討と並行して、血中尿素を連続的に測定するため、尿素をウレアーゼによりアンモニアに分解するシステムについて検討を加えた。方法としては、輸液用フィルターに特注したアフィニデイクロマトグラフィ用のホルミル化セルロース粒子(0.3ー0.5mm)を詰め、これにウレアーゼを吸着させ、血液ラインに結ぐシステムを作成した。

その他現在MOSセンサーのアンモニアへの応答性について検討を加えると共に、センサー部と血液部とを出来るだけ近接し得るセルおよびそのハウジングについて検討を加えている。昨年度に作成したIr-Pd-MOSダイオ-ドを用いて、その測定系に改良を加えた。すなわち負荷容量を一定とし、アンモニア濃度の変化によるバイアス電圧の変化を測定した。その結果、0-15ppmのアンモニアの濃度変化に対して200mVの変化が得られた。つづいてSnO_2を主成分とする焼結型半導体についてもアンモニアに対する応答性を検討し、0-80ppmの間でセンサ-抵抗値の対数が直線性を示すことが明らかになった。またアンモニア透過膜としてpolyterafluoroethyleneを用いたアンモニアガスセンサ-型電極についてもその性能を検討したところ、0.1-20mMの広い範囲で直線性を示した。またこの方法はガス及び溶液のいずれをもサンプルとして使用可能であり、またハウジングの組立や、使用目的に応じた測定系の変更も容易であるため、以後の解析にはこの電極法を用いた。この電極法を用いて、全血の尿素(BUN)の連続に測定法を試みた。方法としてはホルミルセルロファインにウレア-ゼを固定化し、この酵素を微小カラムに充填し、このカラムに血液を通してその際に発生するアンモニアから尿素を連続的に測定した。その結果、尿素濃度として0.1-100mMの範囲で尿素濃度の対数と電極電位の間に直線関係が得られ、血液や尿などの体液の尿素濃度を連続的に測定することが可能となった。この尿素の連続測定法をヘマトクリット値の連続測定法と同時に用いて、腎透析患者の血中尿素と循環血液量の指標としてのヘマトクリット値を連続的に測定することに成功した。その結果、人工透析経過のモニタリングが自動的に行いうることが明らかとなり、今後腎透析装置の自動運転化への応用の可能性が開かれた。またこの方法はスペ-スステ-ションなどの閉鎖環境内の汚染度をモニタ-することなどへの応用が可能と考えられる。
^<19>F化合物によるNMR画像診断用造影剤の開発研究

本研究は、【^(19)F】-NMR法により、生体内の【^(19)F】化合物を画像化して、従来のX線診断法における造影剤のような効果を得ようとする試みである。【^(19)F】化合物は自然状態で生体内にほとんど存在せず、適当な【^(19)F】化合物を投与してやれば、【^(19)F】が【^1H】に次ぐ高いNMR感度を有する核種であることから、その画像化も可能と考えた。使用した【^(19)F】化合物は、2-デオキシ-2フルオロ-D-グルコース(FDG)で、これをマウスに静脈注射して、一定時間後に臓器を摘出したものを、【^(19)F】NMR測定し、臓器内濃度、緩和時間などを求めた。マウスは、FDG投与前に16時間の絶食を行った群と、絶食をしなかった群の2つに分けた。その結果、臓器内へのFDGの取り込み(臓器重量1g当りの、FDG全投与量に対する臓器内FDG量の割合)は、絶食マウス群で、脳が最も高く、次に心臓、肝臓、血液などでほぼ同程度の取り込みが認められた。また、非絶食マウス群では、心臓が最も高く、次に脳が高く、肝臓、血液が同程度でこれらに次いでいた。臓器中でのFDGの緩和時間は、脳で1.1秒、血液で0.9秒、心臓及び肝臓で0.8秒であった。以上の結果より、臓器内濃度が最も高かった絶食マウスの脳で、【^(19)F】NMRイメージングを試みた。まず、絶食したマウスにFDGを体重1g当り0.3mg投与して、30分後に脳を摘出した。脳内のFDG濃度は2mMであった。この脳の切片を10mmのNMR試料管中に置いたファントムを作製し、日本電子製スペクトロメーターFX-100(2.34T)を使用して、4方向より測定したものを投影再構成法により、画像化した。これにより得られた画像は、臨床応用のためには、まだ全く不充分なものであり、測定にも約40時間を要するなど、測定感度の向上や、画像法の改良など、さらに検討されるべき項目が多いと言えるが、【^(19)F】-NMR法によるイメージングの臨床応用への可能性を示したものと考える。
植物病原細菌における病原性遺伝子発現制御機構のグローバルネットワークの解明

解析の進んでいるaefR欠損変異株、唾欠損変異株の表現型解析、並びにAefR、Vfrの病原性における機能については、日本細菌学会で報告するとともに、国際誌において公表した.また、未解析の病原性に必要な転写因子遺伝子として、psyR(菌体密度感知機構の転写制御因子遺伝子)とmarR(多剤耐性・病原性に必要な転写因子遺伝子)の欠損変異株(△psyRと△marR)を作出し、それらの表現型を解析した.その結果、両変異株とも病原性は低下した.また、両変異株の遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイで解析した結果、△psy変異株は本菌の菌体密度感知分子であるアシルホモセリンラクトン(AHL)の合成酵素遺伝子psyIの発現が著しく低下したが、△psyI変異株と異なり、hrpタイプ3分泌システム関連遺伝子の発現が有意に増高した.また、△marR変異株において顕著に発現量の変化する遺伝子に病原性に関与することが明白な遺伝子は見出されなかった.△marR変異株の表現型解析から得られた結果は、日本細菌学会で報告するとともに、結果をまとめて現在国際誌に投稿準備中である.また、大腸菌でAHL合成に必要な転写因子の一つであるAefRを大量に生産し、ゲルシフトアッセイで標的候補プロモーターとの結合能を解析した.その結果、AefRは多剤耐性遺伝子mexEやpsyIのプロモーターには結合しなかったが、psyRのプロモーターと結合する可能性が示された.また、PsyRがmexEやpsyIのプロモーターに結合する可能性が示された.今後、詳細な解析が必要である.今回作出の変異株に加え、既作出のさまざまな病原性が低下した変異株のマイクロアレイ解析の結果を比較解析し、病原性の制御には菌体密度感知機構(AHL)を直接・間接的に制御するPsyR,AefR,GacAとcAMP結合性転写因子であるVfrの2つのシステムが存在することが推察された.PsyRとVfrの標的遺伝子を同定するため、両遺伝子にFLAGの配列を付加させたPsyR-FLAG菌、Vfr-FLAG菌を作出した。しかしながら、PsyR-FLAG菌はAHL合成能を失ったため、その後の実験には供試できなかった。その対策としてPsyRのペプチド抗体を作成したので、今後はこのペプチド抗体あるいは組換えPsyRに対する抗体を用いクロマチン免疫沈降法を実施する予定である。一方、Vfr-FLAG菌の表現型は野生株と大きな違いはなかったので、抗FLAG抗体を用いててクロマチン免疫沈降法を実施した。その後、DNAを精製し、次世代シークエンサーを用いて解読した。その結果、hrpRやflgMのプロモーターにピークが観察された。これらの配列はVfrの標的遺伝子の候補と言える。菌体密度感知分子であるアシルホモセリンラクトン(AHL)の合成能を欠損、あるいは著しく低下したpsyI, psyR, aefR遺伝子の変異株で共通して転写活性が低下する遺伝子群(PSPPH_16091615)を見出した。marR遺伝子(PSPPH_1617)はそれらの遺伝子群の端に存在している。また、その遺伝子群の中にはAHL合成遺伝子(psyI, PSPPH_14)、AHL受容体転写因子遺伝子(psyR, PSPPH_1615)の他、5つのopenreading frame (ORF15, PSPPH_16091613)が存在し、その中のORF5はRieske (2Fe-2S)ドメイン含有タンパク質の遺伝子(orf5, PSPPH_1609)である。marR遺伝子の欠損変異株は、上述のorf5遺伝子の欠損変異株と同様、swarming能を欠損し、宿主タバコに対する病害力が低下した。さらに活性酸素や酸化窒素に対する耐性が低下した。これらの結果は、MarRとRieske (2Fe-2S)ドメイン含有タンパク質はともに病害力やストレス応答に必要とされることを示唆している。Vfrの標的遺伝子を同定するため、クロマチン免疫沈降法を実施した。その結果、昨年実施した時と異なり、各種遺伝子のプロモーターに明瞭なピークが観察された。それらの一つにhrpLプロモーターがあったことから、Vfrの標的遺伝子の一つがhrpLであり、VfrはHrpタイプIII分泌システム(T3SS)関連遺伝子の転写制御を行っている可能性が示唆された。また、マイクロアレイ解析からVfrにより発現が制御される転写因子と考えられたArsRについて、その欠損変異株を作出したところ、arsR変異株では付着能やT3SS遺伝子発現の低下が観察された。ArsRはバイオフィルム形成やT3SSの発現を制御していると推測された。一方、本菌の菌体密度感知分子であるアシルホモセリンラクトン(AHL)が結合する転写因子PsyRについては、マイクロアレイ解析を実施し、psyR変異株においてhrpLやHrpLにより制御されている多くのHrp T3SS関連遺伝子の発現が増高していることから、PsyRがhrpLプロモーターに対し転写制御機能を持つ可能性を考え、大腸菌で生産した組換えPsyRを用いて、各種遺伝子プロモーターとの結合をゲルシフトアッセイにより解析した。その結果、PsyRは単独でhrpLプロモーターと結合すること、そこにAHLが共存するとPsyRはhrpLプロモーターから遊離することを見いだした。このことは菌体密度の低い時にPsyRがhrpLプロモーターに対しリプレッサーとして発現を抑制し、菌体密度が上昇すると抑制が解除される可能性を示している。

これらのことからVfr, ArsR, PsyRなどの異なる病原力制御転写因子はいずれもhrpLの発現制御に関わることが推測され、HrpLが病原性発現ネットワークの中心的転写因子であると考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。植物病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。AefRとVfrのそれぞれについて、変異株の表現型解析と機能、並びに本菌の病原性についての総説を、国際的に評価の高い科学誌で公表した.Δ△marR変異株の表現型については投稿準備中である.AefRを用いてDNA・転写因子結合の解析基盤も確立した.PsyRとVfrについて、それぞれの遺伝子にFLAGのコード配列を導入したところ、PsyRは本来の機能を失ってしまい、クロマチン免疫沈降法はVfrでしか実施できなかった。Vfrについては推定制御遺伝子のプロモーターが検出された。また、MarR変異株の解析から本転写因子はストレス応答や病害力に必要であることが判明した。AHLを介した転写制御機構の鍵因子としてPsyRを、AHLを介さない転写制御機構の鍵因子としてVfrに特に着目しhrp遺伝子群の発現に及ぼす負、正の制御機構の解明を目指す.それぞれの転写因子の標的プロモーターをクロマチン免疫沈降法により単離する.研究対象の転写因子のうち、Vfrについては標的遺伝子候補を得たので、今後ゲルシフトアッセイ等により、Vfrと候補遺伝子プロモーターの直接的な結合を確認する。また、菌体密度感知機構の転写因子PsyRの遺伝子欠損変異株の解析から、PsyRは、従来考えられていたようにAHLに結合してpsyI遺伝子などの転写を上昇させる機能に加え、AHLと結合しない状態では特定遺伝子の転写抑制制御を行っている可能性が推察されたため、特に集中的に解析を進める。その方法としてAHLを合成できないpsyR遺伝子変異株と野生株に対しPsyRのペプチド抗体で免疫沈降を行い、前者から調整されたDNA情報から、後者から得られたDNA情報を差し引くことにより、PsyRが特異的に結合するDNA配列を同定する方法を検討する。研究費の多くはDNA組換え実験、ゲルシフトアッセイ、免疫沈降法などの試薬等に使用する.また、一部の研究費は研究支援者の雇用費、学会発表のための参加費・旅費、論文発表のための英文校正費・投稿料・印刷費等に使用する.PsyRが結合するDNA断片は、PsyRのカルボキシ末端にFLAGの配列を導入し、抗FLAG抗体を用いて免疫沈降法で得る予定であったが、FLAG配列の導入により本菌の菌体密度感知分子であるアシルホモセリンラクトンが合成されなくなり、このことからPsyR-FLAGは本来のPsyRの機能を果たさない可能性が考えられた。使用する抗体を抗FLAG抗体からPsyRのペプチド抗体に変更したため、次年度使用額が生じた。研究費の多くは染色体免疫沈降法の実施、DNA組換え実験、ゲルシフトアッセイなどの試薬等に使用する.また、一部の研究費は研究支援者の雇用費、学会発表のための参加費・旅費、論文発表のための英文校正費・投稿料・印刷費等に使用する.
ユーザコンテキストに応じた電力管理による省電力コンピューティング環境の研究

フロントエンド系の情報システムの省電力化を目指す。これらのシステムでは常にユーザからの処理要求があるわけではない。そのため、通常は電源を切断しユーザからの要求に応じて処理に必要な部分を起動すれば電力消費は抑えられるが、その場合、起動に時間を要するため、ユーザの快適さが大きく損なわれる。本研究はこの問題を解決すべく、ユーザと情報システムの間に介在するユーザコンテキストを正確に把握し、ユーザコンテキストに応じてシステムの電力を管理することで、省電力性とユーザの快適性を両立させる手法を研究した。実際に、無線LANインタフェース、ディスプレイ、ハードディスクに提案手法を適用しその有効性を確認した。ユーザとのインタラクションで処理を行うフロントエンド系の情報システムの省電力化を目指し、特に、ユーザコンテキストのモデリングと省電力アルゴリズムに関する研究を実施した。エンドユーザの行動こそが情報システムの消費電力を最終的に決定する要素であり、究極的にはあらゆる最適化の目的はエンドユーザの要求を満たすことであると考えるからである。そのためにまずディスプレイを対象とし、・ディスプレイを見ているか否か・ユーザによって起動されたアプリの名前とそのメモリ使用率・フォアグラウンドにあるアプリ名・キーボード/マウス入力のあった時刻・1秒間のネットワーク通信量の和・1秒ごとのCPU使用率、といったユーザとコンピュータシステムの間の実際のインタラクションのログを採取した。そして、この情報をもとに、キー入力やマウス操作が一定時間検出されないとディスプレイの電源を落とす、というタイムアウト時間に基づく従来の省電力化手法の問題点の整理を行った。その結果、ディスプレイが見られていても入力がない状態が全体の5%程あり、また、もし1分をタイムアウト時間と設定した場合には、ディスプレイを注視中、すなわち作業中にもかかわらずディスプレイがオフになり、ユーザにストレスを与える頻度が大きいことが分かった。さらに、今回はディスプレイの注視状態をカメラを用いて検出したが、その検出機構の低電力化も重要であることが分かった。ユーザとのインタラクションで処理を行うフロントエンド系の情報システムの省電力化を目指し、ユーザコンテキストのモデリングと省電力アルゴリズム、および省電力ハードウェアに関する研究を実施した。前者に関しては、前年度に得られた、従来機器のタイムアウト時間に基づく省電力化手法の問題点整理に基づき、ユーザからのリクエスト間隔を予測し、省電力効果:タイムアウト時間を待つことなく迅速に電源を遮断、ユーザストレス低減:次のリクエスト到着を予測し十分事前に立ち上げる、の2つの指標を達成可能な動的電源制御の実現を目指した。電源管理対象ハードウェアとして、立ち上がりに時間を要しユーザにストレスを与えることの多いネットワークインタフェースとHDDを取り上げ、過去のリクエスト間隔から次のリクエスト到着時刻を予測するアルゴリズムを複数提案し、実際に複数ユーザに対し採取した使用状況のログをもとに評価を行った。具体的には、常にリクエスト間隔が一定であるとみなすもの、次のリクエスト到着予想時刻を直前の予測とのずれに応じて線形に修正するもの、次のリクエスト到着予想時刻を過去の全ての予測とのずれに重みを付けて修正するもの、である。その結果、次のリクエスト到着時刻と過去のリクエスト状況の間の相関に2種類あり、直前の使用状況に大きく依存する場合と、遠い過去の使用状況に依存する場合があることが判明した。また、これらの結果から、時間に関して階層的に過去の履歴を用いることの有効性も示唆された。また、ハードウェアに関しては、性能と消費電力のモデリングが必要となることから、フロントエンド系の情報端末でも近年採用されつつあるマルチコアプロセッサの性能と消費電力のモデリングを実施し、スケジューリング時の性能低下を抑える方策について検討した。ユーザとのインタラクションで処理を行う情報システムの省電力化を目指し、(1)ユーザコンテキストのモデリングと省電力アルゴリズム、(2)省電力ハードウェアシステム、(3)省電力システムソフトウェア、(4)これらを統合した省電力統合システムの実現、の各項目の研究を実施した。(1)では、電源制御対象をディスプレイモニター、ユーザコンテキストを在室状況ととらえ、オフィスへの入退室イベントでコンテキストが変わるとし、そのイベントをとらえる機構として無線センサによるユーザ距離測定、ある閾値以上を離席状態とするモニターの電源制御を行った。その結果、閾値固定のアルゴリズムでは、ユーザの歩く速度、オフィス環境依存の無線強度測定の誤差などの要因によりユーザの快適さが失われること、認識エラーが発生した場合は閾値を長くし、モニターのoff状態が続いた場合には閾値を短くするという適応的閾値制御で、省電力効果と快適さの両方が改善することを確認した。(2)(3)(4)は、ハード・ソフトを統合したシステム開発として、補助記憶装置に着目して以下を実施した。SSDはHDDに比ベランダムアクセス性能が高く、省電力であるという特徴を持つが,SSDの容量単価はHDDに比べて高いという欠点を持つ。そこで、SSDをHDDのディスクキャッシュとして用いるSSDディスクキャシュシステムを想定し、省電力化のためにHDDの電源制御を行う手法を開発した。この制御では、SSD上のディスクキャッシュヒット率が高くHDDをアクセスしないときの待機時間を検出し、自動的にHDDをスピンダウンし省電力化を行う。

このディスクキャッシュと電源制御機構をLinuxのブロックデバイスドライバとして実装し、各種ファイルシステムに適用したところ、この制御によりエネルギー効率が改善されることを確認した。ユーザとのインタラクションで処理を行うフロントエンド系の情報システムの省電力化を目指し、ユーザコンテキストのモデリングと省電力アルゴリズム、および省電力ハードウェアの研究を実施した。前者に関しては、前年度までも実施していたリクエスト間隔の予測を改良した。対象とするハードウェアを無線LANアダプタとした場合、ユーザからの要求とシステムからの要求が混在し、それぞれの要求が異なるリクエスト間隔を有することがわかった。そこで、要求元はプロセスIDからわかることに着目し、要求元ごとにリクエスト間隔を予測する手法を提案したところ予測精度を上げることに成功した。次に、タイムアウトでスリープし予測リクエスト間隔に基づき事前にウェイクアップする省電力アルゴリズムを提案した。ユーザの快適さと省電力化を両立させるため、要求元ごとに予測したリクエスト間隔に基づき、次にユーザからのリクエスト到着が予想されるときだけ予測間隔に基づきプリウェイクアップするが、そうでない場合はプリウェイクアップせずに要求を受け付けてからオンデマンドで起動する手法を提案した。これにより、ユーザの快適さを担保しつつ省電力効果を向上できることを確認した。省電力ハードウェアとしては、立ち上がりに時間を要しユーザにストレスを与えることの多い無線LANアダプタと補助記憶装置を引き続き検討した。補助記憶装置に関しては、容量の観点からHDDを主とし、そのキャッシュとしてSSDを使う構成を検討した。HDDは非アクセス時も動作中は物理的な動作(スピン)を伴うため消費電力が大きい。OSの関与でアクセスをSSDへ集中させることができればHDDをスピンダウンすることがするため大きな省電力化が期待できる。一方、ユーザへのストレスを提言するためには、SSDキャッシュミス時にアクセスするHDDのプリウェイクアップも望まれることが分かった。目的にある、ユーザとのインタラクションで処理を行うフロントエンド系の情報システムの省電力化を目指すために最も基本となる省電力アルゴリズムの部分で、当初予定通り前年度の改良を実施できた。25年度が最終年度であるため、記入しない。最も基本となる省電力アルゴリズムの部分で省電力効果を確認することができた、さらにハードウェアとシステムソフトウェアの連携による省電力化の見通しが補助記憶部において得ることができた。これらは当初予定通りの進展である。
ヒト絨毛浸潤制御機構を起点とした新たな癌浸潤制御機構の解明-Extravillous trophoblastの浸潤制御機構に関与する分子を用いた分子生物学的解析-

着床成立・胎盤形成時に母体子宮内膜に浸潤する絨毛細胞の主体をなすExtravillous trophoblast(EVT)は、無制限な浸潤能を有する癌細胞とは異なり、母体側への浸潤深度・妊娠経過に伴いその浸潤能が低下する。我々はこのEVT特有の浸潤制御機構を解析することを目的とした解析を行い、その結果EVTに発現する種々の分子がEVTの浸潤制御に関与することを見出した。更にこれらの分子の1つCD9抗原がヒト子宮内膜癌由来細胞株の浸潤制御にも関与していることが判明したことから、EVTに発現する分子-EVT関連分子-が癌の浸潤・転移制御にも関与する可能性が示唆された。そこでEVTを対象とした我々の検討から得られた情報を基に、本研究ではEVT関連分子の癌浸潤・転移における機能につき解析することをその目的とした。まず正常女性骨盤臓器・婦人科癌組織におけるEVT関連分子の発現を検討したところ、浸潤能の低下したEVTに発現するDipeptidyl peptidase IV(DPP-IV)は子宮内膜の癌化に伴いその発現が低下し、一方未分化な絨毛細胞に発現する機能未知の分子EST9は子宮内膜においては一部の子宮内膜癌にのみその発現が確認された。その他のEVT関連分子であるephrin A1はその受容体であるEph Aと共に正常子宮内膜、子宮内膜癌にその発現を認めた。次にこれらの分子の機能を解析したところ、DPP-IV活性はケモカインであるRantesの分解を介して絨毛癌細胞株の浸潤能を抑制することが判明した。以上の結果より、近年血球細胞の遊走における役割が注目されているケモカインや神経血管系の発達・分化における重要性が注目されているephrin-Ephシステムが癌細胞の浸潤・転移機構にも関与する可能性が示唆され、特殊な浸潤能を有するEVTに発現する分子を手掛かりとした解析により癌浸潤機構における新たな知見が得られる可能性が示唆された。まずヒト子宮内膜におけるEVT関連分子の発現をNorthern blot法により検討した結果、DPP-IVは分泌期子宮内膜上皮に発現を認め多くの子宮内膜癌組織ではその発現が低下していた。更に未分化な絨毛細胞に発現するExpressed sequence tag(EST9)は正常子宮内膜では発現を認めず、子宮内膜癌の1部にのみ発現を認めた。現在これらの分子の発現部位を免疫組織染色法により検討中であり、更にEST9に関しては細胞株への遺伝子導入による機能解析を施行中である。以上、本研究により未分化な絨毛細胞及びEVTに発現する分子の中に子宮内膜の癌化に伴いその発現が変動する分子が存在することが確認された。今後、個々の分子の機能を解析することにより癌浸潤・転移機構に関する新たな知見が得られることが期待される。我々はこのEVT特有の浸潤制御機構を解析することを目的にEVTに発現する分子の同定に着手し、その結果EVTに発現するCD9抗原・Dipeptidyl peptidase IV(DPP-IV)がEVTの浸潤制御に関与することを見出した。更にCD9抗原はヒト子宮内膜癌由来細胞株の浸潤制御にも関与することが明らかになった。この結果から、EVTの浸潤制御機構に関与する分子を癌の浸潤・転移機構の解析に応用することにより従来の方法では得られなかった情報が得られる可能性があると考えられた。

そこでEVTを対照とした我々の検討から得られた情報を基に、本研究ではEVTに発現する分子-EVT関連分子-の癌浸潤・転移における機能につき解析することをその目的とした。【平成14年度の研究実績】EVTの浸潤制御分子の1つであるDPP-IVは絨毛癌細胞に対しても浸潤抑制効果を有することが明らかになった。このDPP-IVの浸潤抑制効果はケモカインの1つであるRantesを分解することが作用機序の1つであることが判明し、血球細胞の遊走における役割が近年注目されているケモカインが癌浸潤にも重要な役割を果たしている可能性が考えられた。更に我々がEVTにおける発現を見出したephrin-Ephシステムが子宮内膜癌にも発現しており、神経血管系の発達・分化における重要性が注目されているephrin-Ephシステムが癌細胞の浸潤・転移機構にも関与する可能性が示唆された。以上の検討から、特殊な浸潤能を有するEVTに発現する分子を手掛かりとした解析により癌浸潤機構における新たな知見が得られる可能性が示唆された。
生体内視顕微鏡法による膵β細胞インスリン放出と血糖値制御機構の解明

生体深部に存在する細胞の生理機能をマルチサイトで観察するために分岐型ファイバー式共焦点顕微鏡法(FCM)を構築した。FCMは蛍光標識した分泌顆粒の強度変化を多数の膵β細胞において同時計測するのに十分な時空間性能を有していた。FCM法により血管へ向けてのインスリン放出を反映するグルコース依存性の蛍光強度変化を計測することができた。本法は血糖値の制御および異常発生機序解明に有用な技術と考えられた。本研究課題では生体深部に存在する細胞の超微細形態を低侵襲観察する生体内視顕微鏡法を開発し、膵β細胞におけるインスリン放出のリアルタイム観察を可能とすることで、糖尿病研究モデルの確立ならびに血糖制御機構を解明する。21年度は高解像度レンズ付イメージングファイバ(IF)の製作、2)ファイバー結合式共焦点顕微鏡(FCM)の構築、3)FCMの性能評価を行った。IFは単一分泌顆粒を捉えるために製作を行い、純化石英製の素線の有効径1ミクロンを約1万本(縦横解像度は各100)束ねたものに専用のミニチュア対物レンズを結合させて先端部を直径1.5mmとした。組み立て時の接着剤を無蛍光性とすることで自家蛍光を軽減できた。IFの保持および先端位置決め用の専用ホルダを設計・製作することで、生体への挿入角度が易調整でき、先端の位置も安定化できた。FCMはIF、レーザー光源、レーザースキャナ(ニポーディスク)、ビーム径調整レンズ、カップルレンズ、ピエゾ素子、高感度冷却CCDカメラで構成した。光源、カップルレンズ前側焦点面、ファイバ端面が光学的共役関係となるよう微調節することで光学結合率および共焦点蛍光画像のS/N比を向上でき、蛍光画像は毎秒30枚以上取得できた。蛍光画像の空間解像力は蛍光ビーズを用いて評価した。カバーガラスに貼りつけた直径1ミクロンの蛍光ビーズの画像を取得して、ピント位置を変位させたときの明るさプロファイル変化量からXY平面の空間分解能は2.5ミクロン、Z軸方向は5ミクロンと判定した。構築したFCMを用いて、培養膵β細胞株(insulin-GFPで蛍光標識したINS1細胞)の観察を行ったところ、GFP蛍光画像は取得できたが、単一β顆粒までは解像できなかったため、22年度はIFの性能ならびに照明法の改良を行うことから着手する。平成22年度は1)高解像度レンズ付イメージングファイバ(IF)の改良製作、2)分岐式イメージングファイバ(IF)の製作、3)膵β細胞における分泌顆粒の画像化と追跡を行った。1)高解像度レンズ付イメージングファイバ(IF)の改良製作単一のβ顆粒を解像するために21年度までに達成したIFの光学仕様(素線数、開口数、ミニレンズ性能)を改善させた。ファイバ素線は縦横各100(約1万本バンドル構成)、開口数値0.4を達成した。IF先端に設置する専用のミニレンズは、非球面で倍率2.5倍、作動距離0.8ミリ、平坦性は補正できたが色補正の範囲は波長480550nm、空間分解能は2ミクロンだった。IF専用のホルダ、動物固定専用具を製作した。2)分岐式イメージングファイバ(IF)の製作同時に複数の対象を観察するために分岐式IFを製作する。21年度に調達したIFを4本束ねて構成できた。ファイバ顕微鏡において分岐されたIFへ入射する光は収差補正対物レンズ(UPlanSApo)を用いることで選択光走査できた。4分岐型IFにおける光結合効率の低下は少なく、4箇所同時に観察が可能だった(例:脳1箇所、膵を含む消化管組織3箇所)3)膵β細胞における分泌顆粒の画像化と追跡B-IFの基本性能を向上するために、22年度までに達成したIFの光学仕様(素線数、開口数、ミニレンズ性能)に改良を加えた。ファイバ素線は1.5ミクロン縦横各128(約1.6万本バンドル構成)、視野を直径300ミクロンとした。IF先端に設置する専用のミニレンズは、倍率2倍、作動距離0.5ミリ、波長470640nmの色補正した。IFを4分岐させ、各IF先端部を生内に長期間滞留しておくための留置カテーテルを製作し、ホルダに装着・保持して生体内視鏡とし、空間分解能は1ミクロン、時間分解能は毎秒30枚で、膵β細胞顆粒の解像ならびにインスリン放出の検出を試行した。膵β細胞の観察は、麻酔下ラットにおいてB-IFを腹腔内へ挿入、先端を腺尾部領域へ近接させて行った。腺β細胞は2種類の蛍光色素で標識し、一方の蛍光色素は焦点調整用、他方は分泌測定用とすることでβ顆粒に対する光毒性を軽減した。β顆粒は高輝度スポットの集団として画像化できた。グルコース刺激に対する蛍光強度変化を計測したところ、数本のファイバ素線にわたる範囲において、グルコース刺激してから30秒後から数分間にわたって強度の急激な低下が検出された。強度の変化率は観察部位によって異なっていた。

以上の結果から、複数のβ顆粒における開口放出反応を計測したと推察された。1時間以上の長時間にわたる連続モニタリングも試みたが、同一部位では最長で20分だった。出血等による励起光率の低下は防げたが、同一視野の確保が困難だった。膵β細胞だけでなく、関連臓器の形態機能の同時観察も試みた。肝細胞のCa応答、腎糸球体や小腸絨毛の微細構造を観察することができ、多臓器同時モニタリングへの有用性も確認できた。
高次分子マシンを志向したヘテロ[3]ロタキサンの合成と位置変換シャトリングの実現

本年度は大環状分子を有するカテナン構造の精密合成を検討した。両末端にアルケン部位を有するビス(2,2'ービピリジン)を導入することで、大環状分子前駆体を合成した。ここに銅(I)錯体を添加したところ、ビピリジン部位における1H NMRスペクトルの変化かららせん構造の形成が確認された。続くアルケンメタセシス反応を行ったところ、らせん構造によって接近した末端アルケン同士の分子内閉環反応を経て、大環状分子の形成が確認された。従って本手法は大環状構造を有する超分子合成への基幹技術となることが示された。また、研究を進める中で偶然にも、発光部位を有する[3]ロタキサン構造がサーモクロミック応答を示すことを見出した。[3]ロタキサンにおける2つの環状分子は室温では発光部位に近接しているものの、加熱によって熱的なシャトリングを生じ、露出した発光部位が周囲の分子と相互作用することで、熱的に発光変化が誘起された。この変化は加熱・冷却のサイクルに対して可逆的であったことから、熱によって光学特性が変化するサーモクロミック応答であることが明らかとなった。ロタキサン構造の熱シャトリングは分子機械領域において比較的初期から報告されいたものの、停留点(ステーション)制御が困難であることから材料物性を向上させる設計としてはほとんど用いられてこなかった。一方本手法は超分子構造の熱シャトリングによって、シャトリングを起こさない材料よりも鋭敏な熱応答性を発現したことから、センサ材料における新しい設計指針を示したといえる。本研究の目的は、ロタキサンのシャトリングに基づく分子マシンの高次機能化を志向して、複数環状分子が導入された高次ロタキサン構造の新規合成法の開拓、並びに複数環状分子間の位置変換シャトリングを実現することである。複数環状分子の有無やその位置・数を精密に制御したロタキサンや、異なる環状分子が導入されたヘテロロタキサンの合成を目指す。さらに、巨大環状分子が導入されたヘテロロタキサンは、一方の環状分子が他方の環状分子を貫通するために、従来困難とされてきた大環状分子が貫通したロタキサンの実現が期待される。これを達成するための本研究の特色として、大環状分子が貫通したロタキサンという、本来エントロピー的に不利な構造を二重らせん構造の導入によって解決する点にある。この戦略は従来のロタキサン合成法と両立性が高く、既存ユニットとの組み合わせによって多様な超分子構造へと展開が可能である。即ち本研究では、既存のロタキサン合成法と自己組織化に基づく二重らせん構造を組み合わせた環状分子を合成する。らせん構造によって環状分子は従来のサイズまで形式的に縮小され、ロタキサン合成に適した立体を形成する。らせんを解くことによって構築される大員環ロタキサンは、2つ目の環を貫通し位置変換が可能となる。シャトリングにおける環サイズ依存性を評価するとともに、カテナンなどの他の超分子構造へと応用することで、本手法の汎用性を明らかにする。今年度は、ヘテロな超分子構造を有する高次ロタキサンの合成と、高次シャトリング実現に向けての大環状分子の合成検討を行った。まず、ロタキサン構造を形成する環状分子の位置と数を精密に制御したヘテロ[n]ロタキサンの精密合成法を確立した。これは逐次的な反応において反応溶媒系を制御することで、軸分子に対する環状分子の数や位置をコントロールできる新規合成法であり、最終的には[11]ロタキサンという超巨大超分子の精密合成を成功するに至った。本研究は学術誌に掲載が決定するとともにそのBack coverに採用された。続けて、金属錯体を用いたロタキサン合成法を開発するために、その前駆体として二重らせん骨格のモチーフが導入された分子の合成を試みた。Lehnらによって報告されたビス(2,2'-ビピリジン)銅(I)錯体をらせん骨格として採用した。2,2'-ビピリジンの数を変化させることで環サイズを調節する目的で、2,2'-ビピリジンを1つ有する前駆体の合成に成功した。またこの研究を行う中で偶然にも、単一のアミノ酸の縮合反応をある条件で行ったところ巨大環状分子を形成することが明らかとなった。この結果は巨大環状分子を用いる本研究と有機的に作用して、新しい合成アプローチの開拓が期待される。この様に、本研究は当初の研究計画を着実に遂行し成果をあげており、一部においては研究計画を超える成果も見受けられた。

この変化は加熱・冷却のサイクルに対して可逆的であったことから、熱によって光学特性が変化するサーモクロミック応答であることが明らかとなった。ロタキサン構造の熱シャトリングは分子機械領域において比較的初期から報告されいたものの、停留点(ステーション)制御が困難であることから材料物性を向上させる設計としてはほとんど用いられてこなかった。一方本手法は超分子構造の熱シャトリングによって、シャトリングを起こさない材料よりも鋭敏な熱応答性を発現したことから、センサ材料における新しい設計指針を示したといえる。今後は、ビス(2,2'-ビピリジン)銅(I)錯体を導入した大環状分子を合成し、環サイズに依存しない大環状分子の効率的合成法を確立する。閉環反応としては官能基許容性に優れたオレフィンメタセシス反応を利用する。銅錯体に基づくらせん形性によって末端反応点が近接するため、環サイズに依らず大環状分子が高収率で構築される。骨格中の2,2'-ビピリジンの数をオリゴマーから高分子領域まで変化させて、反応効率の環サイズ依存性を明らかにする。環状構造の形成はサイズ排除クロマトグラフィーや拡散・粘弾性測定によって評価する。環状分子は銅イオンの添加に基づく巨大構造変化が期待され、これがマクロ物性に与える影響も併せて評価する。加えて、らせん構造への自己組織化と従来のロタキサン・カテナンテンプレート合成法を融合することで大環状分子をロタキサンやカテナンなどの超分子合成へと応用し、本分子設計の妥当性を評価する。