hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動学習における腹側被蓋野の役割解明と同領域の賦活化による運動機能調節の試み

本年度はリーチングによるエサ取り運動学習課題に加え、より簡便な水平ラダー歩行学習課題を導入した。歩行学習ではラング間隔を毎日変更し、10分間の歩行中にステップを踏み外す動作をビデオ撮影し、ラダー歩行の運動パフォーマンスについて解析を行った。踏み外し動作は3段階(0:Total miss/1:Deep Slip/2:Light Slip)で評価し、歩行運動パフォーマンスのスコアを計算した。腹側被蓋野への電気刺激は歩行運動中に0.2Hzで与えた(単一パルス:Duration 0.6ms、Biphasic 50%、Current0.3mA)。その結果、運動学習中に電気刺激を与えた群では5日間の運動学習期間にわたり、運動パフォーマンスのスコア向上が見られた。また、電気刺激群は、非刺激群に対し常に高スコアの運動パフォーマンスを示し、腹側被蓋野への電気刺激が歩行運動学習に有効に作用していることが示唆された。さらに、脳刺激の他候補部位であるマイネルト基底核に電気刺激を与える実験を試みた。膜電位イメージング法を用いた解析の結果、マイネルト基底核の後方部位への電気刺激により、腹側被蓋野の場合と同様、運動野皮質領野に興奮性の神経活動を惹起できることが明らかとなり、マイネルト基底核が新たな運動機能調節ターゲットとなり得る可能性が示唆された。本研究の中では、運動野皮質を局所的に破壊するために紫外線を利用する新しい手法を開発し特許出願を行った。中脳のドーパミン神経核(腹側被蓋野)から運動野皮質への神経投射の役割解明を試みた。一次運動野皮質の神経活動を膜電位イメージング法で解析した結果、腹側被蓋野が一次運動野皮質の神経応答を数十ミリ秒の時間窓で制御していることが明らかになった。また、腹側被蓋野は高次運動野の神経活動も直接・間接的に調節している可能性が示された。さらに、運動学習中の腹側被蓋野に電気刺激を与えることにより、歩行の運動パフォーマンスが改善される可能性が示唆された。運動野損傷モデル動物を作製し、リーチングによるエサ取り運動学習課題を行わせる。また、より簡便なシリンダーテストも併用して実験を進め、腹側被蓋野電気刺激の効果検証を進める。ラット前肢運動に関する領域には、運動野皮質内でセパレートした2領域(RFA,CFA)が存在するため、脳損傷についてもそれぞれの領域を破壊したモデル動物を作成して比較検討を行う。一方、動物の腹側被蓋野には記録兼刺激用の電極を留置し、ニューロン活動の記録と電気刺激を試み、行動実験結果とリンクさせて解析を行う運動野損傷モデル動物にてリーチングによるエサ取り運動学習課題を行わせ、腹側被蓋野電気刺激の効果を検証する。特に、吻側にあるRFA領域損傷の場合には、本年度研究で明らかになった高次運動野皮質の賦活化操作が有効であると期待される。また、腹側被蓋野の電気刺激に経頭蓋電気刺激を重畳させる実験も行う計画である。脳機能イメージング、ニューロモジュレーション当初、運動学習課題に利用する一般的な実験ケージの購入を計画していた。しかし、運動学習中に与える電気刺激のパラメータを決定する予備実験において、予想以上に実験データの収集と解析が進んだことから、実験用ケージの仕様を確定する作業を中断し、論文の執筆投稿を優先させた。
自己組織化法による半導体ナノ粒子の構築

半導体超微粒子は、サイズを選ぶことによって量子箱としての性質を示すことから注目を集めている。しかし、これまでの研究では、超微粒子の物性や機能はコロイドあるいは粉末沈殿の状態において検討されており、配列などを制御した条件下で行った例はほとんどない。われわれは、これまでに機能性有機化合物分子を自己組織化法により固体表面に規則正しく、かつ高い配向性をもって配列・固定化する手法を確立し、種々の機能性表面の構築と構造・物性に関する研究を行ってきた。また、金属や半導体などの無機化合物結晶電極の表面を、走査プローブ顕微鏡(SPM)によって原子レベルの精度で解析する手法を開拓してきた。そこで、本研究では、固体表面に自己組織化法により有機分子を規則正しく配列させ、これに半導体超微粒子を結合させて超微粒子の2次元配列を構築するという新規手法を用いて半導体超微粒子層を作製するとともに、その構造や物性をSPMにより精密に評価することを目的として検討を行った。金電極表面にアルカンジチオールの自己組織化単分子層を形成させ、別にAOT(エ-ロゾルOT:界面活性剤)を用いる逆ミセル中で調製した硫化カドミウム超微粒子を自己組織化膜のチオール基を介して固定させた。さらに、硫化カドミウム超微粒子の表面のAOTをアルカンジチオールで置換し、硫化カドミウムゾルと接触させることにより、多層膜を作製することに成功し、その膜が期待どおりの構造を有することを種々の物理化学的手法を用いて明らかにした。さらに、硫化亜鉛との混合微粒子膜の調製も試み、操作の順序を変えることで積層構造を制御できることがわかった。これらの薄膜について光電気化学特性を調べると、電子供与体存在下でバンドギャップ励起に基づく光アノード電流が認められ、単粒子層膜でも十分に光機能を示すことを見いだした。
体細胞のがん化および幹細胞の分化制御における「細胞の運命維持システム」の機構解析

【目的】造血幹細胞の制御機構としてWnt,HoxB4とともに、哺乳類ポリコーム遺伝子群の関与が報告されてきている。我々も、ポリコーム遺伝子群mel-18が造血幹細胞の自己複製に負の制御をしている結果を示してきた。つまり造血幹細胞中mel-18の発現が増加すると分化し、発現が低下したままであれば自己複製へ運命付けられる。今回、このメカニズムの研究過程で、造血幹細胞の自己複製に関わるHoxb4とmel-18の相互関係を示唆する結果を見いだした。【結果・考察】造血幹細胞のmel-18発現の低下により、Hoxb4発現が増加することで造血幹細胞の自己複製が亢進することが判明した。正常骨髄細胞をex vivoでantisense-oligoを暴露した時も同様にHoxb4発現が増加し、結果として自己複製が亢進し、5倍以上の造血幹細胞ex vivoexpansionが成功した。近年、哺乳類ポリコーム遺伝子群でありながら、rae28やbmi-1はmel-18と対照的に造血幹細胞の自己複製に正の制御をしている可能性が報告された。ポリコーム遺伝子群の中でも、遺伝子によって機能(標的遺伝子?)が異なる可能性、ポリコーム遺伝子群と造血幹細胞の自己複製制御を示唆する結果であった。本研究の目的は、哺乳類ポリコーム遺伝子群が細胞の運命決定とその維持の全ての段階の制御に深く関わっていることを解明することであり、これにより新い細胞増殖・細胞死のバランス制御機構を解明することを目指す。全体計画としては、(1)ポリコーム遺伝子群によるがん化機構、(2)幹細胞及びリンパ球の細胞死調節機構、(3)血液幹細胞の多分化能制御機構およびその維持機構に関して解析を行う予定で、今年度は以下のことを解明した。これまでに我々は、ポリコーム遺伝子群の一つであるmel-18が癌抑制遺伝子として機能し、その+/-マウスの長期観察で腺癌・乳癌が多発することを確認した。その発がん機構の解析から、従来のtwo-hit理論ではなく、Haplo-insufficiencyによることがわかった。ポリコーム遺伝子群は、核内蛋白質複合体として作用することが考えられており、このポリコーム蛋白質複合体のバランス制御機構の破綻が、がん化の原因であることが想定された。つまり、核内のポリコーム蛋白質複合体の不安定化・制御機構破綻が継続すると、細胞のがん化を引き起こすことが分かった。現在その詳細を解析中であり、ヒト腺癌・乳癌の新しい癌抑制遺伝子の発見につながるものと考えている。また、ポリコーム遺伝子群の造血幹細胞における役割について、C57BL/6マウス(WT)とmel-18トランスジェニックマウス、mel-18ノックアウトマウスを用いて検討した結果、造血幹細砲におけるmel-18の有無もしくは発現量の違いによって、造血幹細胞の自己複製能に変化がみられることを発見した。近年、Hox遺伝子群のHoxb4やWntシグナル系が造血幹細胞の自己複製に関わっているという報告が注目されているが、ポリコーム遺伝子群は、Hox遺伝子群の発現制御因子として知られているため、mel-18の造血幹細胞における役割を明らかにすることにより、「細胞の運命維持システム」の機構の解明ができると考えている。
多バンド低次元導体における分子内電荷秩序化の理論的研究

分子性固体(TTM-TTP)I_3は、TTM-TTP分子の積層方向に高い電気伝導度を持つ状態から、温度の低下に伴い非磁性の絶縁体へ転移する。この低温状態は分子の対称性の低下、すなわち分子内での電荷秩序化を伴う2倍周期の秩序状態であり、分子内電荷秩序状態と呼ばれている。これは分子性固体の研究で用いられてきた、1分子を1サイトとみなす単軌道モデルでは説明できない状態であった。申請者らのグループはこれまでに、TTM-TTP塩が単軌道ではなく2つの分子軌道で記述されるべき系であることを明らかにし、配置間相互作用計算による2軌道有効モデルの構築を行ってきた。本年度その導出方法を完成させ、TTM-TTP塩と同じく軌道自由度の存在が指摘されている単一分子性金属[Au(tmdt)_2]への応用と共に、本年論文にまとめて出版された。さらに第一原理計算より得られた有効模型の解析において、分子内電荷秩序状態が2軌道の作る軌道秩序状態として理解できることを提案した。このような分子内秩序化と軌道秩序化の対応は、フェルミ面近傍で分子軌道の準縮退が起きる場合に予想される分子軌道の対称性から一般的なものであると考えられる。本研究によって、分子性固体における軌道自由度の存在を指摘したことに加え、軌道秩序化という軌道自由度がもたらす顕著な物性を分子性固体において発見したことは、今後この分野の研究において理論・実験両面に大きな意義をもたらしうるものと考えられる。また従来の繰り込み群(g-ology)の手法と接続できるWick-ordered法による汎関数繰り込み群の手法を用いて、1次元2軌道系における正確なg-ologyの式を始めて導出し、g-ologyの文脈における軌道秩序化現象を明らかにした。加えて、相互作用の波数依存性がもたらす非磁性相の拡大を見出し、単軌道の1次元拡張Hubbard模型におけるBCDW相の発現との関連を議論した。以上の内容を国際学会において発表し、現在論文として出版準備中である。結果はまとまったが、成果を報告する論文の出版が遅れている。(主な原因:出版論文に必要な配置間相互作用による有効模型パラメータの決定(共同研究)の遅れ。本年1月に出版)本研究課題の大きなメッセージは、(TTM-TTP)I_3の分子内電荷秩序化=軌道秩序化現象を通し、分子性固体において「分子軌道の軌道自由度」という新たな研究対象の存在を提示することであった。これに引き続き多軌道系分子性固体の物性を開拓すべく、BDA-TTPとBDH-TTPが作る分子性固体をとりあげる予定である。これらの分子は、TTM-TTP分子において申請者らが指摘した分子軌道のエネルギー準縮退発生と同様のシナリオによって2軌道系をなすことが期待される。特に、β-(BDA-TTP)_2AsF_6において観測された一軸性圧縮下における超伝導転移温度の奇妙なふるまいは単軌道模型では再現されておらず、これまで考慮されてこなかったこの系の軌道自由度が原因になっていると期待できる。分子性固体(TTM-TTP)I_3は、1次元方向への高い伝導度を持つ状態から、温度の低下に伴い、非磁性の絶縁体へ転移する。この低温状態はTTM-TTP分子の対称性の低下を伴う2倍周期の秩序状態であり、分子性固体の研究で用いられてきた、1分子を1サイトとみなす単軌道モデルでは説明できない状態であった。申請者のグループによる第一原理計算は、TTM-TTP塩が2つの分子軌道で記述されるべき系であることを明らかにし、その有効モデルを構築することに成功した。これら結果は2本の論文にまとめられ、今年度出版された。次に得られた有効モデルを平均場近似によって取扱い、この系の基底状態が分子内で電荷が偏る「分子内電荷秩序状態」であることを明らかにした。この状態は実験で得られた低温状態とよく一致する。さらにこの状態が、2つの分子軌道のエネルギー準位が接近していること、および分子内斥力が分子間斥力よりも小さな値をもつこと、という2条件により成り立つことを示し、これらの結果を論文にまとめ、今年度出版した。以上の結果をもとに、汎関数繰り込み群による解析を行った。はじめに1次元系における従来の繰り込み群と比較するため、この系における後方散乱、前方散乱、およびunklapp散乱の値を求めた。その結果、下部バンドがフェルミ面に大きな寄与を与えないにも関わらず、2軌道間に働くHundカップリングと軌道交換相互作用が、後方散乱とUmklapp散乱を非等価にすることが明らかになった。この値のずれが非磁性の分子内電荷秩序状態を引き起こすことを示し、基底状態の相図を決定した。この結果は平均場計算によって得られた2つの条件と対応するものである。さらに、高エネルギー散乱を繰り込みの過程にとりこむことにより非磁性相が拡大することを示した。この結果は1次元ハーフフィルド系においで見つかっているBCDW相のメカニズムと対応していると考えられる。これらの結果を研究会および学会で発表した。

これは分子性固体の研究で用いられてきた、1分子を1サイトとみなす単軌道モデルでは説明できない状態であった。申請者らのグループはこれまでに、TTM-TTP塩が単軌道ではなく2つの分子軌道で記述されるべき系であることを明らかにし、配置間相互作用計算による2軌道有効モデルの構築を行ってきた。本年度その導出方法を完成させ、TTM-TTP塩と同じく軌道自由度の存在が指摘されている単一分子性金属[Au(tmdt)_2]への応用と共に、本年論文にまとめて出版された。さらに第一原理計算より得られた有効模型の解析において、分子内電荷秩序状態が2軌道の作る軌道秩序状態として理解できることを提案した。このような分子内秩序化と軌道秩序化の対応は、フェルミ面近傍で分子軌道の準縮退が起きる場合に予想される分子軌道の対称性から一般的なものであると考えられる。本研究によって、分子性固体における軌道自由度の存在を指摘したことに加え、軌道秩序化という軌道自由度がもたらす顕著な物性を分子性固体において発見したことは、今後この分野の研究において理論・実験両面に大きな意義をもたらしうるものと考えられる。また従来の繰り込み群(g-ology)の手法と接続できるWick-ordered法による汎関数繰り込み群の手法を用いて、1次元2軌道系における正確なg-ologyの式を始めて導出し、g-ologyの文脈における軌道秩序化現象を明らかにした。加えて、相互作用の波数依存性がもたらす非磁性相の拡大を見出し、単軌道の1次元拡張Hubbard模型におけるBCDW相の発現との関連を議論した。以上の内容を国際学会において発表し、現在論文として出版準備中である。結果はまとまったが、成果を報告する論文の出版が遅れている。(主な原因:出版論文に必要な配置間相互作用による有効模型パラメータの決定(共同研究)の遅れ。本年1月に出版)本研究課題の大きなメッセージは、(TTM-TTP)I_3の分子内電荷秩序化=軌道秩序化現象を通し、分子性固体において「分子軌道の軌道自由度」という新たな研究対象の存在を提示することであった。これに引き続き多軌道系分子性固体の物性を開拓すべく、BDA-TTPとBDH-TTPが作る分子性固体をとりあげる予定である。これらの分子は、TTM-TTP分子において申請者らが指摘した分子軌道のエネルギー準縮退発生と同様のシナリオによって2軌道系をなすことが期待される。特に、β-(BDA-TTP)_2AsF_6において観測された一軸性圧縮下における超伝導転移温度の奇妙なふるまいは単軌道模型では再現されておらず、これまで考慮されてこなかったこの系の軌道自由度が原因になっていると期待できる。
変動電磁界の細胞に及ぼす効果

電磁場環境における酵母のmRNA発現パターンの変動の解析細胞は環境に適応するため、外界からの刺激に対し特定の遺伝子産物の発現調節をおこなっている。温度刺激に対し発現量が急激に上昇するヒートショック蛋白質はそのよい例である。電離放射線に対しても同様の反応がみられる。酵母マイクロアレイを用いて0.4Tの磁界に3時間曝磁したものと否曝磁の対照群からmRNAを分離してハイブリダイゼーションを行い解析し比較したところヒートショック遺伝子群およびRNA代謝に関連する遺伝子群の発現量に変化が認められた。そこで、現在これらの遺伝子群について変動電磁界によるmRNA変動を詳細に解析している。電磁場の生体影響の要因として大きく分けると熱効果と非熱効果の2種類がある。熱効果とは電磁波が生体内で分子を振動して熱を発生させることが生体に影響を及ぼす効果で、非熱効果とは電磁波が生体に入ると単に熱が発生するだけでなく細胞分子間で電子の移動が起き生体に影響を及ぼす効果である。発ガンなどが懸念されるのは非熱効果のほうである。これまでの研究では非熱効果として想定される突然変異の誘発については出芽酵母では変動磁場による増殖率、突然変異率の変化は観察されなかった。電磁場の持つ非熱効果が紫外線や電離放射線と比べると著しく小さいと考えられるのでより微少な変化を測定する必要がある。そこで我々はDNAチップ法による出芽酵母全遺伝子の発現量の変化の分析を試みている。この方法により微少なmRNA量の変化を捕まえることができる。もし磁場照射により増減するmRNAが存在すればそれをコードする遺伝子を手掛かりに磁場影響を解析できると期待している。現在、磁場照射した酵母及び対照として非照射の酵母からmRNAを抽出し逆転写酵素によりcDNAを得た。今後このcDNAをプローブとして整列酵母DNA arrayにハイブリダイゼーションを行いmRNAの増減を解析していく予定である。
ウサギの内リンパ嚢破壊による前庭の機能的および形態学的変化

本研究は内リンパ嚢の障害が前庭の機能と形態に対してどのような影響を及ぼすかを調べることを目的とした。<実験方法>18羽のウサギの一側内リンパ嚢を閉塞し手術前後に頭位検査、回転眼振検査・湿度眼振検査を行い、前庭機能の変化を調べた。また前庭より卵形嚢斑と半規管膨大部稜を摘出して、その形態学的変化を透過電顕で観察した。<結果>1.18例中1例のみに術側への頭位偏奇が認められたがその他には異常なく、回転眼振検査でも全例左右方向の回転眼振に差はなく異常は認めなかった。また18例中7例に術側の温度反応の低下が認められ、内リンパ嚢閉塞により半規管機能が低下したことが示唆された。2.卵形嚢斑では18例中14例に、術側の有毛細胞、支持細胞の空洞化、ミトコンドリアの膨化、崩壊が認められた。これに対して、コントロールの右耳の卵形嚢斑には、手術例で認められた異常所見は全例認めなかった。半規管膨大部稜では、18例中9例に卵形嚢斑と同様の異常所見が術側に認められた。また、内リンパ嚢の閉塞後の期間が長くなるにしたがって、卵形嚢斑、半規管膨大部稜に組織学的異常を来す例が増加するという傾向は明らかではなかった。蝸牛の光顕所見としてライスネル膜の伸展を認めた6例中全例に前庭に組織学的異常を認めており、内リンパ水腫をきたしたものに前庭の障害を示す頻度が有意に高いことが示された。以上より、内リンパ嚢の機能障害は蝸牛だけでなく前庭にも機能的変化及び微細な組織学的変化をもたらすことがわかり、内リンパ嚢は前庭が正常な機能を営む上で重要な器官であることを示した。
角型比が高い垂直磁化膜の磁化反転における前駆現象の解明

希土類-遷移金属アモルファス合金膜は、磁気記録材料の母物質として知られている系である。本研究では主にTbxCo100-x膜について、全磁化曲線測定及び磁気コンプトン散乱測定から算出した、スピン選択、軌道選択、元素選択の磁化曲線の測定を行った。磁気補償組成を境界として、スピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントあるいはTb磁気モーメントとCo磁気モーメント向きが逆転する様子が観察された。本研究で用いた系は希土類であるTbの4f軌道が支配的であり、スピン軌道相互作用が大きい系であるため、スピンと軌道の比、TbとCoの比がほぼ一定でVan Vleckの異方的交換相互作用の理論と一致した。本研究は希土類(RE)-遷移金属(TM)垂直磁化膜について、スピン、軌道、元素別に磁化反転現象を観測し、ミクロスコピックに磁化反転機構を解明することを目的とする。これには円偏光放射光励起による磁気コンプトン散乱及び磁気円二色性測定利用する。特に、より実用に近い角型比の高いRE-TM垂直磁化膜において、磁気スイッチング現象をミクロスコピックな観点から解明する。RE-TM垂直磁化膜は磁気記録材料として多く利用されている物質である。構成要素のREとTMは共に磁性元素であり、その種類及び組成比により膜の磁気的性質が大きく変化する。超高密度記録材料研究分野では、垂直磁化膜の実用化が進み磁気ディスクの大容量化が進んでいる。磁気記録の高速化には磁化反転のスイッチング過程の理解が必須であると考えられる。H27年度はTb-Co系垂直磁化膜において、磁気コンプトン散乱を利用したスピン選択ヒステリシス測定とSQUIDによる全磁化測定を組み合わせ、軌道選択ヒステリシスの算出を行った。また、磁気コンプトン散乱測定を行った試料について、硬X線磁気円二色性測定でTM4p、RE5d成分についての印加磁場依存性を測定した。測定は放射光施設SPring-8のBL08W及びBL39XUで、成膜条件の条件の異なる[Tb20Co80(120 nm)/Al (5nm)]10について行った。SQUID磁力計による測定、MCP測定・MCD測定の結果が一致した。元素別(TbとCo)あるいはスピン・軌道別の磁化反転は系全体の磁化反転挙動と一致する。この系は、磁化反転が各要素で同時に起きており、従来の逆磁区の核発生による磁化反転モデルで記述できる。協同的な磁化反転はよい磁気記録材料の条件と考えられる。本研究では、RE-TM垂直磁化膜のミクロスコピックな磁化過程を観測し、磁化反転機構を解明する。磁化のミクロスコピックな磁化反転挙動は磁気コンプトン散乱、磁気円二色性吸収の磁場依存性を用い測定する。H27年度では、角型比の高い垂直磁化膜について磁気コンプトン散乱と磁気円二色性測定を同一試料二つについて行うことができた。さらに磁気コンプトン散乱測定の結果を解析し、スピン、軌道選択磁化曲線をえることができた。磁気コンプトンプロファイルを成分分離して構成元素別のスピン選択磁化線を得た。これらの磁化曲線を磁気円二色性測定によってえられた元素軌道別磁化曲線と比較した。全磁化曲線の異なる[Tb20Co80(120 nm)/Al (5nm)]10膜の結果を比較したところ、磁気モーメントの大きさや向きがことなっても、磁気の反転は系全体でそろって起きることが観測された。Tb23Co77膜のコンプトン散乱によるスピン、軌道選択磁化曲線では磁化反転の前後で前駆的な挙動が観測されている。今後は、系全体でそろって磁化反転が起きる場合と前駆的な挙動が見られる場合を比較していく。軟X線での実験がまだできていないがコンプトン散乱と磁気円二色性測定を比較するという、平成27年度の最大の目標部分は達成されており、研究計画の進捗状況はおおむね順調と考えている。これらの結果については磁気学会、物理学会でもすでに発表をし、他の研究者とも議論を進めている。また、国内誌に解説記事も寄せており、研究成果を広く発信している。本研究は希土類(RE)--遷移金属(TM)垂直磁化膜について、スピン、軌道、元素別に磁化反転現象を観測し、ミクロスコピックに磁化反転機構を解明することを目的とする。特に、磁気記録材料として実用に近い角型比の高い希土類-遷移金属垂直磁化膜において、成膜条件の違いがどこに現れるかを詳細に捉え、高密度記録の高速書き込み読み出し技術に重要な磁化反転機構を解明する。スピン、軌道、元素別のミクロスコピックな磁化過程の観測には磁気コンプトン散乱及び磁気円二色性吸収の印加磁場依存性を利用する。RE-TM垂直磁化膜は磁気記録材料の母物質として知られている物質である。従来、磁気特性の評価には専らVSM(試料振動型磁力計)やSQUID(超伝導量子干渉素子)などのマクロスコピックな測定が用いられている。今後の磁気記録の更なる高速化には、スピン磁気モーメント、軌道磁気モーメントといったミクロスコピックな観点からの磁化反転機構の理解を目指す。H28年度はTb-Co系垂直磁化膜について、磁気コンプトン散乱を利用したスピン選択ヒステリシス測定とSQUIDによる全磁化測定を組み合わせ、軌道選択ヒステリシスの算出を行った。

特に、補償組成近傍の組成比の異なるTbxCo100-x (x=13-20)垂直磁化膜について磁気コンプトン散乱測定を行った。また、モデル計算を行うための計算環境の整備を行った。H28年度はTb-Co系垂直磁化膜について、SPring-8のBL08Wにおいて磁気コンプトン散乱を利用したスピン選択ヒステリシス測定を行いSQUIDによる全磁化測定を組み合わせ、軌道選択ヒステリシスの算出を行った。特に、補償組成近傍の組成比の異なるTbxCo100-x (x=13-20)垂直磁化膜について磁気コンプトン散乱測定によるミクロスコピックな、つまりスピン磁気モーメント、軌道磁気モーメント、TbとCoの成分別の磁気モーメントに着目した磁化過程を観測した結果、この組成条件ではスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメント、およびTbとCoの磁気モーメントはフェリ的になっていることが観測された。それらのどちらが優勢モーメントを担うかは組成比によって変化することが観測された。また、それが反転する組成として補償組成がx=17であると算出できた。各成分の比の値は、組成比によって変化するが各試料において磁場に対しては一定であることが示された。比が一定であるということは、印加磁場に対する応答がスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメント、およびTbとCoの磁気モーメント、で同じ振る舞いをしていることを示す。この系ではスピン軌道相互作用が強く、磁化反転は系全体で協同的に一斉に起きてるいることが示唆された。計算機としてはIntenl Xeon CPU E5-1650v4 3.60GHz 6コアのワークステーションを選定し、電子状態計算を行うためソフトウェアCRYSTAL14をインストールした。本年度の目標の大部分は達成されており、研究計画の進捗状況はおおむね順調と考えている。これらの結果については磁気学会、物理学会でもすでに発表し、他の研究者とも議論を進めている。また、国内誌に解説記事も寄せており、研究成果を広く発信している。本研究の目的は希土類-遷移金属垂直磁化膜について、スピン、軌道、元素別に磁化反転現象を観測し、ミクロスコピックに磁化反転機構を解明することである。希土類-遷移金属垂直磁化膜は磁気記録材料の母物質として知られる物質であり、その磁化反転機構を明らかにすることは応用上も重要な課題と考えられる。特に、磁気記録材料として実用に近い角型比の高い希土類-遷移金属垂直磁化膜における磁化反転の前駆現象が、スピン、軌道、元素別の状態のどこに現れるかを詳細に観察し、高密度記録の高速書き込み読み出しの基礎となるミクロスコピックな磁化反転機構を考察した。スピン、軌道、元素別のミクロスコピックな測定には磁気コンプトン散乱及び磁気円二色性吸収の印加磁場依存性を利用した。試料は磁気補償組成近傍のTbxCo100-x(13<x<25)を薄膜を用いた。TbとCoのそれぞれの磁気モーメントはフェリ的になっており、磁気構造はスペリ磁性と呼ばれる。H29年度は、これまでにおこなっているスピン選択、軌道選択、元素選択、磁化曲線測定の結果を、磁気円二色性吸収測定の総和則から算出して結果との比較を試みた。また、Tbの磁気モーメントはスペリ磁性のなかでゆらぎ広がっている。
ルソーのアソシエーション論から女性の能動化と戦争を阻止する国家の創出を探究する

戦争一般から革命(内戦)に分析対象を絞り込むことになった本研究の平成30年度の研究課題は「ルソー的視座からの<フランス革命とヨーロッパ政治秩序>の探究」であった。研究課題に沿って、1現代世界研究会での報告「フランス革命における暴力とジェンダーバスチーユ攻撃とヴェルサイユ行進を中心に」2哲学雑誌『nyx』の論文「ルソーの革命とフランス革命ー暴力と道徳の関係をめぐって」3『中央大学経済研究所年報』の論文「フランス革命における暴力とジェンダーバスチーユ攻撃とヴェルサイユ行進を中心に」、4第27回中央大学学術シンポジウムの報告「ルソーの『ポーランド統治論』から見たヨーロッパ政治秩序ーポーランドとフランスの拒否権を対比して」の成果を得た。まず123で、ルソーの革命概念と性的差異論という独自の視座から1789年のバスチーユ攻撃とヴェルサイユ行進という、男性主体と女性中心の主体による2つの民衆の直接行動を対比的に分析した。ジェンダーによって王権に対して行使される暴力のあり様、目的、質がどのように異なるのか、それぞれの直接行動が革命の進展にいかなる影響を及ぼしたかを明らかにした。さらに4で、『ポーランド統治論』においてルソーが下した自由拒否権への特異な評価を参照点として、18世紀後半、祖国存亡の危機にあったポーランドにおける自由拒否権行使と18世紀末のフランス革命期に国王が行使した拒否権とを対比、分析した。その上で、拒否権を軸としてルソー的視座から2016年6月のイギリスのEU離脱国民投票を捉え返した。イギリスの今後は予断を許さないが、そこにポピュリズム現象ではなく、ルソー的なパトリオティズムの萌芽を見た。イギリス一国に留まらず、岐路に立たされるEUに論考を進め、ルソーの政治構想を「もう一つの新たなEU」を模索するための有用な構想として読み直す必要があることを提唱した。平成30年度は、二つの論文を完成させ、大学の紀要、出版社の哲学雑誌に発表するとともに、研究会報告およびシンポジウム報告を行うことができた。とりわけ、12月8日開催の第27回中央大学学術シンポジウム『地球社会の複合的諸問題への応答』は、三年間のプロジェクトの総決算と位置付けられるシンポジウムで、自身も報告を行うとともに、理論研究プロジェクト代表として事前準備を進め、当日の司会も務めた。以上のように、本研究の進展は順調であるが、ただ、シンポジウムの準備やその後の研究叢書の編集作業の影響で、懸案の海外での文献、資料の収集を行うことができなかった。海外での資料収集を次年度に実施、予算執行することになった点を勘案して、以上の進捗状況の区分選択となった。令和元年度の研究課題は「<ジェンダー・暴力・権力>の探究」とする。1論文「ルソー的視座から見たヴェルサイユ行進とその影響圏ー二つの祖国(家族と国家)と拒否権・暴力・権力ー」(仮)を執筆、完成させる。2海外(パリを予定)での資料収集を夏と冬または春の二回実施する。3個人研究と共同研究「ジェンダー・暴力・権力」(平成30年2月3日のシンポジウム「ジェンダー・暴力・デモクラシー」を起点として、平成31年初頭より本格始動)とを連動させて進め、令和元年度内に共同研究の成果をまとめ出版する。本研究は、四年計画で<戦争と女性>をめぐり「国民国家とアソシエーション」論の再検討を通して、戦争をしない国家の創出の論理を探究しようとするものである。本年度は、第一に「ルソーの性的差異論の再検討」および第二に「近代国民国家の論理の検討」の2つを研究課題に掲げ研究を進めた。まず、前年度に行った日仏女性研究学会における口頭発表を論文「戦争と女性ールソーの差異論-国家論の再検討を通してー」としてまとめるとともに、その内容を拡充、発展させた論文「<暴力-国家-女性>とルソーのアソシアシオン論」を完成した。次に、平成23年の社会思想史学会のセッション「パトリオティズム・ナショナリズム・コスモポリタニズムの根本問題」における報告を論文「ルソーの一般意志と意志の定点観測ーフランス革命、フィヒテ、ルナン、第三帝国ー」にまとめた。さらに、論文「「戦争をする国家」から「戦争をしない国家」への転換はいかにして可能かープラトン国家とルソー型国家の比較からの一考察ー」を発表、続いて3月の中央大学経済研究所「ジェンダー研究会」合宿で口頭発表「「暴力・国家・ジェンダー」研究の入口に立って」を行った。以上のように、本年度は、第一課題に関して三論文、第二課題に関して一論文をまとめ、その他口頭発表も行い、当初の予定以上の成果を得ることができた。なかでも、第一課題に関しては仮説<女性の受動性が新しい能動性の源泉となり、女性の受動性が戦争をしない国家を出現させる>を立て論証の道筋を示すことができた。その一方、フランスの現代哲学・フェミニズムからのルソー批判の検討と海外での文献、資料収集については、今後の課題である。フランス現代哲学の研究協力者・棚沢直子氏とは打合わせずみで、次年度の公開研究会の予定が確定している。海外での文献、資料収集についても次年度以降、実施することとしたい。本年度は論文四本を発表し、他にも研究所チームの合宿で口頭報告を行う等、当初の予定を上回る研究成果を挙げることができた。

その一方、予定していたパリとジュネーヴでの文献、資料収集は、パリ同時テロの影響を考慮して、時期を四年の研究期間後半に移動して実施することにしたこと、あるいはフランスの現代哲学・フェミニズムからのルソー批判の検討が今後の課題となっていることとを勘案して、上記の区分選択となった。本研究は、四年計画で<戦争と女性>をめぐり「国民国家とアソシエーション」論の再検討を通して、戦争をしない国家の創出の論理を探究しようとするものである。平成28年度は研究課題「ルソーの戦争論と「膨張しない国家」の論理の探究」を掲げ研究を進めた。本年度の前半は、社会思想史学会第41回大会(鳴子は開催校責任者を務める)・セッションD「社会思想におけるリプロダクション」における報告「ルソーのリプロダクション論と18世紀ー授乳と戦争ー」の準備を進めた。セッションは後藤浩子・法政大学経済学部教授の企画によるもので、リプロダクション(生命の再生産)というテーマは、鳴子にとって新しい研究課題となった。前年度の拙稿「<暴力-国家-女性>とルソーのアソシアシオン論」(『中央大学経済研究所年報』)では、女性と暴力、国家をめぐる問題をルソーの理論を分析視座としつつ現代に拡げて論考したが、本報告では現代から18世紀に分析の場を戻すことになった。今回の作業は図らずもルソーの原理論の再検討、しかもリプロダクションというこれまでと異なった切り口での再検討となり、今後の研究の進展に非常に有意義であった。本年度後半は、学会セッションの報告原稿を基に以下の2論文12を執筆、完成させた。1「ルソーのリプロダクション論と18世紀ー授乳と戦争ー」(学会報告と同タイトル、『経済学論纂』)2「ジェンダー視点から見たルソーの戦争論ールソー型国家は膨張する国家なのかー」(『法学新報』)である。1は学会報告の4章のうちの第1章から第4章第1節までの部分に当たる。2は同第4章部分を基に、ボーヴォワールのルソー批判への再批判および近年のベルナルディの戦争論への疑義を加えて、内容を拡充、発展させた論考である。リプロダクションの視点を得て、ルソーの契約国家も膨張する国家となる危険性ありとしたベルナルディへの反論に踏み出すことができた。本年度は学会報告を行うとともに、2つの論文を執筆、完成することができた。学会報告はセッション企画者の後藤浩子教授からの依頼によるものであり、セッション「社会思想におけるリプロダクション」というテーマからリプロダクション(生命の再生産)という新たな切り口が得られたことは研究の進展に大いに役立った。他方、「膨張しない国家」の論理の探究に関しては、2つ目の論文「ジェンダー視点から見たルソーの戦争論ールソー型国家は膨張する国家なのかー」において着手できたが、今後、さらに検討を深める必要がある。また、ジュネーヴ等、海外での文献、資料収集を次年度以降に実施することにした点も勘案して、上記の区分選択となった。本研究の課題は<戦争と女性>をめぐり「国民国家とアソシエーション」論の再検討を通して、戦争をしない国家の創出の論理を探究することである。当初の計画の、平成29年度研究課題は、「ルソーの「アソシエーション=国家」の論理の追究」であったが、前年度の課題「ルソーの戦争論と「膨張しない国家」の論理の探究」を進めるなかで、戦争一般から革命へと分析対象の重心を移す必要が生じた。
ワイヤ放電加工法により表面改質したチタンの生体適合性評価

筆者らは効率的な生体材料加工法として放電加工を用いた研究を行っているが、イオンを含有する電解液中で放電を生じさせ、被加工物であるチタン表層にイオン修飾を行い、加工と同時に表面処理を行う研究を行った。当初は加工液にリン酸三カルシウム+クエン酸水溶液を用いたが、Caイオン濃度を高めかつ安定した放電を得るため第一リン酸カルシウムを用い予備実験を行ったところ、比較的電気伝導度が高い状態でも放電は可能であるが、パルスの無負荷電圧はリン酸三カルシウム+クエン酸水溶液の場合よりも下げた状態でなければ安定した放電が得られなかった。また、水溶液濃度が高くなるにつれてパルス初期のリークが大きくなり,加工時の放電状態は水溶液濃度が高くなるに従い不安定となり、0.4wt%より高濃度では加工としての安定な放電を維持することが不可能であった。それでも第一リン酸カルシウム水溶液の方がイオン濃度は高く出来るため、加工液は水道よりイオン交換樹脂を通過させた脱イオン水をコントロールとし、これに第一リン酸カルシウムを加え水溶液の濃度を0.4wt%から0.025wt%まで変化させ、加工時の放電状態、加工面の表面分析を行った。各濃度での加工実速度は0.05wt%以下ではコントロールと同等だが、それ以上では放電の不安定化による速度低下が認められた。加工面のSEM観察においてコントロールでは微細な突起が目立つのに対し、水溶液濃度が高い試験片ほど大きく突起の少ない放電痕となり、発生した放電プラズマが短時間で拡散しているものと考えられる。またXPS分析により表層にはCa, Pとも存在するが、深部ではCaもチタンの放電加工層に取り込まれていることおよび取り込まれる量は液中のイオン濃度に依存することが明らかになった。平成12年度に引き続き、形状加工と表面処理を同時に行う効率的な生体材料製造法の探索として、リン酸カルシウム塩水溶液を加工液(電解液)としたワイヤ放電加工によるチタン表層へのカルシウム修飾に関する実験を行った。12年度は加工液にリン酸三カルシウム+クエン酸水溶液を用いたが、Caイオン濃度を高めかつ安定した放電を得るため、13年度では別種の塩を用いた電解液でのワイヤ放電加工を行った。水溶性の塩として第一リン酸カルシウムを用い予備実験を行ったところ、比較的電気伝導度が高い状態でも放電は可能であるが、パルスの無負荷電圧はリン酸三カルシウム+クエン酸水溶液の場合よりも下げた状態でなければ安定した放電が得られなかった。そこで、加工液は水道よりイオン交換樹脂を通過させた脱イオン水をコントロールとし、これに第一リン酸カルシウムを加え水溶液の濃度を0.4wt%から0.025wt%まで変化させ、加工時の放電状態、加工面の表面分析を行った。
中国に関わる地域総合情報の体系的整理--特に内蒙古自治区に関わる地域総合情報--

今年度の学術調査では、中国の内蒙古自治区内の錫林郭勒盟及び烏〓察布盟における草原地帯、及び陰山山脈の南側に広がる河套平原を調査研究対象地域とし、それらの地域における自然条件、生態環境、民族・宗教・言語・文化、並びに社会・経済、等の特徴を調査し、種々のメディアによる各種の情報を収集した。この学術調査によって明らかになった主要な点は、以下の通りである。(1)内蒙古地区は中国の辺境の地にあり、清朝末期頃までは漢文化の浸透も殆ど見られなかった。ここに居住する蒙古族は、蒙古高原の自然条件と生態環境の中で独自の遊牧文化と生活様式を維持してきていた。この地域に漢文化が色濃く浸透しなかったのは、清朝末期に至るまでは、漢族との接触が殆どなかったことによっている。(2)清朝末期以降、この地域への漢族の移住が始まり、最近における漢族の進出は目覚ましい。蒙古族の居住地でありながら、蒙古族の人口比率は最近になって特に減少してきている。このことにより、この地域における伝統的文化である遊牧文化とそれに基づく生活様式が、漢民族の文化の浸透によって大きく変化せしめられてきている。特に注目すべきことは、遊牧民の定住化が急速に進み、それとともに彼らの生活様式が大きく変化しつつあることである。われわれは、この変化がどのように進んできているのかを中心として情報の収集とその整理を行った。今年度の学術調査では、中国の内蒙古自治区内の錫林郭勒盟及び鳥三察布盟における草原地帯、及び陰山山脈の南側に広がる河套平原を調査研究対象地域とし、それらの地域における自然条件、生態環境、民族・宗教・言語・文化、並びに社会・経済、等の特徴を調査し、種々のメディアによる各種の情報を収集した。
火山噴火罹災遺跡における生活・文化環境の復元研究

数次にわたって火山噴火災害を被ったイタリア南部ヴェスヴィオ山北麓域において、2世紀初頭からおよそ350年にわたって利用されたローマ時代の建物遺跡の発掘調査を通じて、当時の自然環境や文化環境の動態を明らかにするとともに、472年の噴火により壊滅的な被害を受けた後の環境変化と、それに伴う「地域」と「人」との関わりの変遷を明らかにすることができた。2004年7月から同10月にかけて、当該遺跡の225m^2の範囲において建物床面まで発掘調査を実施した。発掘調査には、当領域を構成する火山学、日本考古学、西洋史学、物理探査、3次元計測、地理学、農学等の各分野の研究者が参加し、本研究推進のためのデータ採集を行った。出土遺構、建物装飾などは、3次元レーザー・スキャナ、オルソ画像などを駆使してデジタル・データ化に努めるとともに、適宜写真撮影を行い、以後の建築学、美術史学的研究推進のためのデータ整備に努めた。遺物については、当遺跡廃絶時にかかわるものが多数採集された。現在まで基礎的な整理・登録作業を継続中であり、その作業と平行して、個々の遺物の型式学的研究を進めている。検出された遺構に関しては、できうる限り埋没前の状態を復元できるように、調査範囲の屋根掛け、構築物の理化学的手法を用いた保存処置などの作業を、現地の保存修復科学研究者との連携のもとに実施した。当遺跡は、紀元1世紀前半に創建され、その後、改築、廃絶、再利用などの変遷を経たこと、西暦472年のヴェスヴィオ山噴火に伴って発生した土石流によってきわめて短時間のうちに、そのほとんどが埋没したこと、西暦472年の噴火以降も、当地周辺は、幾度となく火山噴火災害に見舞われたこと、当遺跡以外にも、ソンマ・ヴェスヴィアーナ市域には、未調査のローマ時代遺跡が散在している可能性のあることなどが、遺物の出土状況、遺物研究、遺構研究、周辺環境の研究を通じて明らかになった。また、現在までに調査の及んでいる範囲は、かなり大規模な建物群の一角を占めるものであり、その全体的な性格、建物群の配置状況などは、今後の継続的な調査が必要であることも確認された。2005年7月から同10月にかけて、当該遺跡の225m^2の範囲において建物床面まで発掘調査を実施した。遺構・遺物については、当遺跡の最終段階に属するものが多数採集され、時代を追った変遷を検証することができた。検出された遺構に関しては、できうる限り埋没前の状態を復元できるように、調査範囲の屋根掛け、構築物の理化学的手法を用いた保存・修復作業を、現地の保存修復科学研究者との連携のもとに実施した。当遺跡は、紀元1世紀前半に創建され、その後、改築、廃絶、再利用などの変遷を経たこと、西暦472年のヴェスヴィオ山噴火に伴って発生した土石流によってきわめて短時間のうちに、そのほとんどが埋没したこと、西暦472年の噴火以降も、当地周辺は、幾度となく火山噴火災害に見舞われたことなどが、ほぼ確定した。また、先年来の踏査により、ソンマ・ヴェスヴィアーナ市域には、未調査のローマ時代遺跡が散在している可能性のあることなどが、遺物の出土状況、遺物研究、遺構研究、周辺環境の研究を通じて、より明らかになってきた。2006年7月から同10月にかけて、当該遺跡のおよそ220m^2の範囲を新たに拡張し、その一部において建物床面まで発掘調査を実施した。また、既調査区域内のおよそ45m^2の範囲で、建物床面レベル以下の部分の掘削を行った。遺構については、新たに建物北東部分のプランが確認され、紀元後3世紀から4世紀にかけて描かれたと思われる、ギリシア神話の世界を表した極めて美麗な壁画で装飾された巨大なアプシスを有する部屋ならびにその周辺部が検出された。遺物については、建物の創建期に属するものが多数採集された。

今までの調査において検出された遺構に関しては、できうる限り埋没前の状態を復元できるように、調査範囲の屋根掛け、構築物の理化学的手法を用いた保存・修復作業を、現地の保存修復科学研究者との連携のもとに適宜実施した。今年度の調査によって、当遺跡の主要な建物は、紀元2世紀代創建された可能性が高まってきた。これにより、少なくとも調査範囲においては、当遺跡とアウグストゥス帝との直接の関係性については、相対的にその可能性が低下し、むしろその公共性と宗教性がクローズアップされてきたと言うことが出来る。一方、現在までに調査の及んでいる範囲は、かなり大規模な建物群の一角を占めるに過ぎないものであろうという認識には変わりがなく、調査の進行している個別建物の全体像を明確にするのにもあと数年を要し、遺跡全体におよぶ社会的および文化的性格、建物群の配置状況などの把握には、今後の継続的な調査が必要であることも再認識された。2007年7月から同10月にかけて、既存調査範囲の北東方向におよそ150m^2の範囲を拡張して建物床面まで発掘調査を実施した。発掘調査には当領域研究を構成する各分野の研究者が参加し、本研究推進のためのデータ採集、各種解析研究を行った。遺構については、拡張された建物北東部分において、2006年に検出された巨大なアプシスを有する部屋に並んでもう一つ同規模のアプシスを有する部屋が検出され、この建物の壮麗さがますます追認されることとなった。またこうした遺構については、調査範囲の屋根掛け、構築物の理化学的手法を用いた保存・修復作業などを、現地の保存修復科学研究者との連携のもとに適宜実施した。遺物については、噴火罹災直前の時期に属するものの型式学的研究が進展し、地域的土器生産体制と地中海広域交流に基づく土器流通の様相を弁別することができた。今年度の調査によって、当遺跡の主要な建物は、紀元2世紀代の創建から、壁画の描かれた紀元3世紀後半までのおよそ100年間が、その本来の機能を保持していたモニュメンタルな施設であり、その後何らかの理由によって廃絶した後は、噴火による埋没まで手工業的作業場などに改変され利用されていた可能性が高まった。遺構の本来の性格に関しては、建物の構造や装飾から、公共性と宗教性がより一層クローズアップされることになってきた。一方、現在までに調査の及んでいる範囲は、かなり大規模な建物群の一角を占めるに過ぎないものであろうという認識には変わりはなく、この遺構を含めた遺跡全体が有するであろう社会的および文化的意義、あるいは、調査地周辺の、未だに埋没しているであろう建物群の配置状況などの把握には、なお継続的な調査が必要である。2008年7月から同10月にかけて、既存調査範囲の北東方向におよそ150m^2の範囲を拡張して建物床面まで発掘調査を実施した。2007年に検出されたアプシスを有する部屋の全容を明らかにし、建築装飾や遺された什器の痕跡から、構築時から噴火による埋没直前に至る文化的要素を時間軸に沿って復元的に抽出することができた。また、ワイン醸造に関わる生産遺構と推定される一連の埋設甕群も新たに検出され、遺跡全体の機能の変遷を考える上で貴重な情報を得ることができた。こうした遺構については、調査範囲の屋根掛け、彩色壁画の剥ぎ取り保存、構築物の理化学的手法を用いた保存・修復作業などを、現地の保存修復科学研究者との連携のもとに適宜実施した。遺物については、噴火罹災直前の時期に属するものの型式学的研究が進展し、地域的土器生産体制と地中海広域交流に基づく土器流通の様相の理解を深めることができた。
リゾフォスファチジン酸受容体によるリガンド認識機構解明と創薬への応用

申請内容の通りLPA受容体のうちLPA6について、その結晶構造を3.2 Åの分解能で決定することに成功した。共結晶化を試みたリガンドに由来する電子密度は確認できなかったものの、特徴的なリガンド結合ポケットの形状に基づき、生理的なリガンドの結合様式を推定することができた。この結合様式は、現在までに構造が報告されているどのGPCRとも異なる、ユニークなものであった。この推定されたリガンド結合様式の妥当性の検証のため、本年度は細胞を用いたアッセイやリガンド結合実験による変異体解析を進めた。多数の変異体について網羅的に解析を行うことでリガンド認識に特に重要な領域を特定し、その情報に基づき、LPA6によるLPA分子の認識機構のモデルを提唱するに至っている。加えて、ユニークなリガンド結合様式とLPA分子の脂質としての性質を鑑みて、受容体側面からリガンドが受容体に対してアクセスする"Lateral access"の仮説も提唱することができた。この仮説については細胞を用いてのアッセイにより実験的な検証も行っており、実験データに基づき、受容体側面からのリガンドアクセスがLPA6の場合は確かに起こりうることも示すことができた。特に脂質性リガンドの受容体側面からのアクセスの可能性は長らく仮説として提唱されていたものの詳細な議論が行われてこなかったトピックであり、構造情報に基づきこの仮説を支持する傍証を提示することができた点で、脂質シグナリング研究分野にとって大きな意義を持つ。以上のように、本研究成果は、GPCRによる脂質性リガンドの認識機構についての理解を大きく進めるものであり、その重要性から、2017年8月にNature誌にて発表することができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。申請内容の通り、本研究ではリゾホスファチジン酸受容体LPA6を標的とし、その結晶構造に基づきLPA分子の認識機構を理解することを第一の目的としている。申請時点でLPA6の精製、結晶化に成功していたことから、本年度は結晶化条件の最適化と回折データ収集、データ解析を進めてきた。精製方法、結晶化条件の検討を進めた結果、良質な結晶を再現よく産生することに成功した。単独の結晶からでは十分なデータが得られなかったことから、多数の結晶からのデータを統合することで完全なデータを得る戦略をとった。240個を超える数の結晶より大型放射光施設SPring-8 BL32XUにてX線回折データを測定し、これらを統合したところ、3.2 Åという十分な分解能でLPA6の構造を決定した。LPA6の構造は、膜貫通ヘリックス(TM)4とTM5の間に、脂質膜に向かって大きく開いた疎水的な溝を持っており、この溝は受容体中央のリガンド結合ポケットとつながっていた。このことから、LPA分子のアシル鎖がこの疎水的な溝で認識されていることが示唆された。このような脂質性リガンドの認識機構はこれまで構造情報が得られているどのGPCRにも見られない、新規なものである。今後はこの示唆されたリガンド認識機構を、変異体解析を通して検証していく。本研究によりLPA受容体によるリガンド認識機構が明らかになれば、創薬科学、脂質シグナリングの両分野における研究を大きく進展させることができると期待される。前述の通り、条件検討の末に3.2 Åという十分な分解能でLPA6の構造を決定した。予想に反してリガンドは結合していなかったものの、リガンド結合様式についての十分な示唆が得られたことから、リガンド認識機構という目的の達成には近づくことができたと考えている。実験的にリガンド結合様式を検証するため、リガンド結合に関わると予想されるアミノ酸残基の変異体を作成し、in vitroでのリガンド結合実験系や細胞を用いての活性評価系を用いることで、その受容体としての機能を評価する。

リガンド結合や受容体の活性化に大きく影響する残基を実験的に特定することで、想定されるリガンド認識機構が妥当か否かを検証する。現在変異体の作成に着手しており、また、放射性同位体ラベルされたLPA分子を用いての予備的な結合実験も開始している。結合実験においては、LPA分子が疎水的であることから非特異的な結合が強く見られることが予想される。そこで、精製タンパク質をaffinity tagを使って回収する方法の利用や、高親和性のLPAアナログを用いることによる非特異的結合量の測定などにより、特異的な結合のみを定量できる系を構築することを計画している。29年度が最終年度であるため、記入しない。