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微生物由来D-立体特異的ペプチダーゼと擬似基質を用いたペプチド合成に関する研究

Bacillus cereus DF4-B株由来のD-立体特異的ペプチダーゼ(アルカリD-ペプチダーゼ)はフェニルアラニンのオリゴペプチドをD-立体特異的に加水分解するエンドペプチダーゼであり、その一次構造は細菌由来のβ-ラクタマーゼやD-立体特異的アミノペプチダーゼと相同性を有するユニークな酵素である。本研究ではラセミ体アミノ酸アミドの光学分割やD-アミノ酸含有ペプチドの合成にしか利用されてこなかったD-立体特異的ペプチダーゼの新規利用法を開拓するため、Substrate mimeticsとよばれる擬似基質を用いたペプチド合成への本酵素の応用可能性を検討することを目的とした。前年度に引き続き、アルカリD-ペプチダーゼ及び、アルカリD-ペプチダーゼ相同タンパク質によるペプチド合成を検討した。ペプチド合成の収率や応用範囲に関してより優れた酵素を得るため、上記2種の酵素遺伝子にerror-prone PCR等の遺伝子操作によりランダム変異を導入し、ペプチド合成にかなう性質をもった変異酵素の取得を試みた。変異酵素を組換え大腸菌より精製し、酵素化学的な諸性質を明らかにして、野生型酵素と比較した。さらに、変異遺伝子の塩基配列を決定して、変異部位を同定し、その部位に対してその他のアミノ酸にランダムに変異を導入する、いわゆるサチュレーション変異を行い、酵素の性質がさらに向上した変異酵素の取得を試み、ペプチド合成への応用を検討した。Bacillus cereus由来のアルカリD-ペプチダーゼはフェニルアラニンのオリゴペプチドにD-立体選択的に作用するエンドペプチダーゼであり、その一次構造は細菌由来のβ-ラクタマーゼやD-立体選択的アミノペプチダーゼと相同性を有するユニークな酵素である。本研究ではラセミ体の光学分割やD-アミノ酸含有ペプチドの合成にしか利用されてこなかったD-立体選択的加水分解酵素の新たな活用法を開拓するため、Substrate mimeticsとよばれる擬似基質を用いたペプチド合成に本酵素を応用することを目的とした。B. cereus由来のアルカリD-ペプチダーゼ遺伝子は申請者らにより既にクローニングされている。この遺伝子を組み込んだ発現プラスミドを作製し、大腸菌における大量発現を検討した。酵素精製を容易にするため、His-tag等との融合たんぱく質としての発現も検討した。次いで、各種クロマトグラフィーの手法及び、FPLC等を用いて組換え大腸菌からアルカリD-ペプチダーゼを単一に精製した。一方、ドイツ、マックスプランク研究所のフランク・ボルドゥサ博士らの協力を得て、酵素法によるペプチド合成のためのアシル供与体(擬似基質)及びアシル受容体を化学合成した。精製したアルカリD-ペプチダーゼを用いてペプチド合成を検討した。既に、アルカリD-ペプチダーゼ遺伝子近傍に発見しているアルカリD-ペプチダーゼ相同タンパク質遺伝子を組換え大腸菌にて発現させた。本相同タンパク質もペプチド合成に応用することを目的として、組換え大腸菌から酵素精製を行った。
無線マルチキャリア信号のためのピーク電力抑圧に関する研究

OFDM伝送に代表されるマルチキャリア伝送方式では、送信電力のピーク対平均電力比が高くなることが問題となる。本研究課題では、マルチキャリア信号のピーク電力を低減する方式を開発することを目的とする。本年度は、本研究改題において開発したピーク電力抑圧技術の特性を改善し、複数のアンテナ素子を有する移動無線通信システムにおける実用可能性を確認した。(1)本研究課題において開発したピーク電力抑圧方式の改良を行い、種々の条件下における特性を評価した。開発したターボ符号化OFDM信号に対するピーク電力抑圧方式に関して、符号化率の異なるターボ符号に対する提案方式の特性を明らかにした。(2)LDPC符号化OFDM信号に対するピーク電力抑圧方式を新たに開発し、その基本特性の評価を行った。(3)開発したピーク電力抑圧方式を複数の送受信アンテナを有する(MIMO-OFDM)無線通信システムに適用した。複数の送信ストリームを同時送信する(SDM方式の)場合においても提案方式が有効であることを示した。受信アンテナ本数が送信アンテナ本数よりも少ない状況においても、ブロック誤り率特性のさほど劣化させることなく、MIMO-OFDM信号のピーク電力抑圧が可能であることを明らかにした。(4)適応プレディストータによる非線形歪み補償とピーク電力抑圧技術を併用した場合のOFCM方式とシングルキャリア方式の特性評価を行った。その結果、変調多値数が少なQPSKを用いる場合は、シングルキャリア方式がOFDM方式より38%程度高い電力効率を示すが、64QAMを用いる場合は、OFDM方式とシングルキャリア方式の電力効率はほぼ同一となることを明らかにした。OFDMやOFCDM(MC-CDM)に代表されるマルチキャリア伝送方式では、送信信号のピーク電力が上昇することが問題となる。本研究では、OFDM信号とOFCDM信号を対象として、新しいピーク電力抑圧方式を開発した。概要を以下に示す。(1)ターボ符号化OFDM信号に対する新しいピーク電力抑圧方式を開発した。この方式は、検査ビットが割り当てられたサブキャリア位相を適応的に反転させることによりピーク電力を抑圧するものである。受信側のターボ復号器では、符号の性質を利用して、検査ビット反転の有無を反復的に推定することにより、冗長な制御情報を送ることなく元の情報を復元する。本方式を用いることにより、ターボ復号の誤り訂正効果をさほど劣化させることなく、ピーク電力を約22.5dB低減できることを明らかにした。また、本方式は、多値変調を用いたOFDM信号に対して特に有効であり、変調多値数の増加に伴い、誤り訂正効果の劣化量が減少することを明らかにした。(1)の方式に関して特許を出願した。(2)キャリア位相を制御することによるピーク電力抑圧方式において、周波数ダイバーシチ伝送と併用することにより、受信側で位相制御量を推定する方式を開発した。(3)ピーク抑圧信号を加算することでOFCDM信号のピーク電力を抑圧する新しい方式を開発した。従来、基準値を超える信号成分をピークリミタにより検出し、それを送信信号に逆極性で加算する方式が知られている。この方式では、送信信号の一部が失われるため、信号品質の劣化が生じる。本方式は、従来方式におけるピークリミタ部に単調増加関数を用いてピーク電力を低減し(ピーク抑圧信号を生成し)、その逆関数を用いて生成したピーク復元信号を受信信号に加算することで信号品質劣化を補償するものである。本方式を用いることにより、所要の伝送品質を維持しつつ、従来方式よりも優れたピーク電力抑圧特性を達成できることを明らかにした。
改変型自殺遺伝子Baxを用いた抗癌剤の感受性を強化する新しいシステム

目的培養細胞に改変型自殺遺伝子Bax(YFP-GyrB-Bax)を遺伝子導入することにより、抗生物質クママイシン添加時のみにおいて、抗癌剤によるアポトーシス感受性を飛躍的に高めるシステムを開発した。本システムではクママイシン添加によりYFP-GyrB-Baxが細胞に傷害を与えずにミトコンドリアに移行する。このため、低濃度の抗癌剤(内在性BaxおよびYFP-GyrB-Baxがミトコンドリア移行せずアポトーシスを誘導できない濃度)でも、クママイシン添加によりYFP-GyrB-Baxが導入された細胞に選択的なアポトーシスを誘導できる。成果・クママイシン-GyrB相互作用によりYFP-GyrB-Baxの単量体-2量体を可逆的に制御可能であった・単量体-2量体の可逆的変化がYFP-GyrB-Baxの細胞質-ミトコンドリアのシャトリングを規定した。・単量体-2量体の可逆的変化がYFP-GyrB-Baxのコンフォメーション変化(mAb 6A7反応性)を規定した。・単量体かつ細胞質に局在し6A7未反応性のYFP-GyrB-Baxにのみ結合する分子を単離した。・従来ミトコンドリア局在を規定すると考えられていたBaxの疎水領域はYFP-GyrB-Baxの可逆的なコンフォメーション変化による細胞質-ミトコンドリアのシャトリングには関与しなかった。以上より改変型自殺遺伝子Bax(YFP-GyrB-Bax)は細胞質中で特異的に会合する分子により細胞質への局在が規定されていることが示唆され、この分子が内在性Baxの細胞内局在をも規定しうることが強く示唆された。自殺遺伝子Bax産物はミトコンドリア移行と高分子量複合体の形成によりアポトーシスを正に制御することが知られている。申請者は培養細胞に改変型自殺遺伝子Bax(YFP-GyrB-Bax)を遺伝子導入することにより、抗生物質クママイシン添加時のみにおいて、抗癌剤によるアポトーシス感受性を飛躍的に高めるシステムを開発した。本システムでは、クママイシン添加により細胞質に常在するYFP-GyrB-Baxが、細胞に障害を与えずにミトコンドリアに移行する。このため、低濃度の抗癌剤(内在性BaxおよびYFP-GyrB-Baxがミトコンドリア移行せずアポトーシスを誘導できない)でも、クママイシン添加によりYFP-GyrB-Baxがミトコンドリア移行した細胞のみが選択的にアポトーシスにより除去される。平成17年度は、Bax遺伝子に様々な欠失変異を導入したYFP-GyrB-Baxシステムを用いてBaxのミトコンドリア移行の分子機構を解析し、以下の知見を得た。1 Baxのミトコンドリア移行は従来膜貫通領域と考えられたC末端には依存しない。2 Baxのミトコンドリア移行はN末端の構造変化に依存する。3 Baxに結合することによりN末端の構造変化を阻害する因子が細胞質に存在することを架橋試薬を用い証明した。
談話に基づくフィリピン諸語フォーカスシステムの研究

この研究では、フィリピン諸語とりわけタガログ語の談話を観察することで、フィリピン諸語に特有のヴォイスシステムとされるフォーカスシステムの特徴および機能の解明に取り組んだ。具体的には、フィリピン共和国においてフィールドーワークを2回・合計6週間の長期にわたって行い、談話の録音、文字起こし、分析を行った。研究成果としては、以下のものがある:(I)タガログ語の指示表現。タガログ語の指示表現には、名詞句、人称代名詞、指示代名詞、ゼロ代名詞があるが、この研究では、この指示表現に「好まれるパターン」が存在し、そのパターンが人称および主題性の二つのパラメターによって支配されていることを指摘した。すなわち、言語行為参与者および三人称トピックは人称代名詞で指示される傾向があるが、三人称非トピックはゼロ代名詞または指示代名詞で指示される。さらに、このパターンがヴォイス現象やリファレンストラッキングという機能まで持つことも主張した。(II)タガログ語の情報構造。タガログ語のフォーカス・システムはかねてより情報構造との関わりが指摘されてきた。この関連について、この研究では次のような発見をした:タガログ語では異なる焦点構造に異なる構文を用いる。広焦点構造にはcanonical constructionを、項狭焦点には分裂構文を、そして付加詞狭焦点には前置構文を用いる。この結果、タガログ語においては焦点の当たっている要素が常に節の一番前にくることが明らかになった。(III)タガログ語の自他交替。本研究では聞き取り調査も行い、タガログ語の自他交替ためのメカニズムとしてフォーカスシステムを分析した。
自己組織化単分子層を用いた細胞膜表面におけるアクチノイドの電子授受機構の解明

官能基を自発的に一分子層だけ配列させた金薄膜を電極として、細胞膜(SAM)-酵素-U間の電子授受機構を解明する研究を行った。その結果、U(VI)-有機酸錯体の還元挙動は錯形成定数の小さい場合にはU(IV)の沈殿を生じ、大きな場合には可溶性のU(IV)-有機酸を生じた。また、官能基として4-ピリジンに配位したU(VI)への電子授与を電気化学的に検出し、錯形成定数のおおよその値を得た。さらに、微生物レベルではU(VI)を還元できない酵母由来のチトクロームCを介したU(VI)への電子授与を捉えることに成功した。地下環境におけるアクチノイドの化学状態を明らかにするためには、硫酸あるいは鉄を還元する微生物の細胞膜で起こっている還元機構を解明する必要がある。還元菌とUとの電子授受への膜タンパク質の関与する機構を解明するため、微生物の呼吸に関わる酵素を微生物などから抽出し、模擬細胞膜を作成し、Uなどのアクチノイドと作用させ、酸化還元を直接測定することから電子授受機構を解明する。18年度は、U(VI)の還元挙動を明らかにするため、U(VI)-クエン酸錯体の還元挙動を電気化学的手法により測定し、U(VI)-クエン酸錯体の化学種の違いにより還元電位が変化することを明らかにした。模擬細胞膜を用いる研究として、有機配位子の有機物単分子としてフェロセンを用い金表面に自発的に一分子層だけ配列させて自己組織化単分子層(SAM)を形成する実験を行った。その結果、0.4(V vs.Ag/AgCl)においてフェロセンの還元に起因すると考えられる電流が観測された。電圧掃引速度を変えたところ速度の上昇に伴い電流値が増加した。これらの結果から、フェロセンが金薄膜上に自己組織化したことが確認された。溶液中の陰イオン種を変えて同様に実験を行ったところ、過塩素酸を加えた系で酸化還元電流値が最も安定した。これは過塩素酸系でフェロセンが金薄膜に安定に自己組織化していることを示す。さらに、ウランを加えた系で電位-電流曲線を測定した結果、ウランを加えることに起因して還元電流が観測される電位が変化した。したがって、ウランがフェロセンに吸着し、フェロセンの酸化還元に何らかの作用を及ぼしている可能性がある。18年度は、模擬細胞膜を用いる研究として、有機物単分子としてフェロセンを用い金表面に自発的に一分子層だけ配列させて自己組織化単分子層(SAM)を形成し、ウラン(VI)の還元に起因した電流を検知した。19年度は、金薄膜上にチオール基を介して形成した有機酸単分子層に酵母由来のチトクロームCを付加させ、酸化還元電流を調べる実験、及びITO導波路上にチトクロームを付加させて酸化還元電流並びに吸光スペクトルを測定する実験を行った。その結果、チトクロームCを付加したSAM金薄膜電極では、チトクロームCの酸化還元に起因すると考えられる電流を検知できた。一方、チトクロームCを付加したITO電極では、チトクロームCの酸化還元に起因するピーク電流とともに吸光スペクトルで、チトクロームCのらソーレー帯(420nm)付近に明確な吸収ピークが検知できた。さらに、酸化電位及び還元電位でピークの波長が変化し、チトクロームCの酸化還元変化を捉えることに成功した。これらの結果から、有機単分子上に酸化還元酵素を付加させることに成功するとともに、電極とチトクロームの間の電子授受を捉えることに成功した。18年度、及び19年度は、模擬細胞膜を用いる研究として、有機物単分子としてフェロセンを用い金表面に自発的に一分子層だけ配列させて自己組織化単分子層(SAM)を形成し、ウラン(VI)の還元に起因した電流を検知するとともに、金薄膜上にチオール基を介して形成した有機酸単分子層に酵母由来のチトクロームCを付加させ、チトクロームCの酸化還元に起因すると考えられる電流を検知できた。

20年度は、酵母由来のチトクロームCを付加したITO電極をU(VI)溶液中に浸けて、酸化還元電流の検知を試みた。その結果、U(VI)/U(IV)のレドックス反応に起因すると考えられる還元電流を検知することに成功した。さらに、チトクロームCを付加しないITOを用いて測定したU(VI/U(IV)の還元電流の電位と比較した結果、電位が性電位側にシフトしていることが分かった。この結果は、チトクロームCの触媒作用によるU(VI)への電子の移動を示唆している。酵母はU(VI)を還元することができないことから、酵母由来のチトクロームCがU(VI)に電子を授与するとは考えられなかった。我々のデータは、従来の予測の範疇外のものである、新しい発見と考えられる。今後、チトクロームCを介した電子授受の機構を解明することにより、チトクロームの電子授受機構の新しい機構の発見に繋がる可能性があると考えている。
呼吸機能をもつ高分子材料の研究

外界の湿度が低い時には通気性があり、湿度が高くなると通気性を抑え、内部の湿度を一定に保つ能力を持つ布材料の開発を目指して、セルロースにアクリル酸およびその誘導体をグラフト重合させ、その水分特性を検討した結果を箇条書きで列挙する。1)綿・キュプラを原料、過硫酸カリウム・硝酸セリウムアンモニウムを開始剤として、アクリル酸・アクリル酸メチル・アクリロニトリルをそれぞれグラフト重合させ、反応条件を検討した。アクリル酸メチルグラフト共重合物ならびにアクリロニトリルグラフト共重合物については、更にこれらを加水分解させ、ニトリル基ならびにメチルエステル基をアミド基・カルボキシル基に変換させた。生成物の構造確認は赤外吸収スペクトルならびにカルボキシル基の定量分析により行った。2)グラフト化物の水分特性および熱特性を購入した熱分析用精密流量調節計(島津FC-30)、パーソナルコンピュータ(NEC-PC9801VM2)ならびにアイカ万能粉砕器(柴田科学M-20)を用いて解析した。3)開始剤に硝酸セリウムアンモニウムを用い、キュプラのアクリル酸メチルグラフト共重合させたものの加水分解物は反応条件により、自重の20倍から60倍の水を吸収した。4)生成したグラフト化キュプラ布について、顕微鏡観察により吸水に伴う繊維の膨潤と織物組織の空隙閉鎖が観察された。5)綿・羊毛・ポリエステル布の各々の通気性を乾燥時、湿潤時について検討し、いずれについても、通気抵抗と通気量の間に一次の直線関係のあることを見出し、この手法で、上記高分子材料の呼吸機能を評価できることが判った。
5型コラーゲンα3鎖が有する癒着防止に関する新機能の解明とその応用

癒着は手術による創傷刺激に対して起こる組織線維症であり、術後の機能回復と患者のQOL維持に影響する。本研究により希少コラーゲン分子であるV型コラーゲンα3(以下α3(V))が創傷部線維化の初期に発現し癒着を防止していること、α3(V)の存在するコラーゲン線維は低密度で細い形態をしていること、抗癒着効果の機序として、コラーゲン分子の集束を直接阻害すると考えられること等が明らかとなった。α3(V)抗癒着活性は有効な癒着防止治療に応用できるものと考えられる。V型コラーゲンα3鎖(以下α3(V))が有する癒着防止機能を調べるため実験計画に基づき以下の実験を行った。(1)マウス背部皮膚と筋層を切開し、絹糸を用いて体腔内部と筋・皮下にそれぞれ結び目を残すように縫合し、治癒させた。結果、6日10日かけてそれぞれの結び目を核として肉芽組織が形成され、体空内部の肉芽では肝臓、脾臓、腸管、卵巣、脂肪組織、など広範な臓器との癒着が確認できた。一方皮下の結び目と皮下組織との間には分離層が形成され、癒着が抑えられていた。(2) In-situ hvbridizationにより型別コラーゲン発現を調べたところ、癒着を引き起こしていた肉芽ではα3(V)の発現は特に少なく、縫合糸の周りに少し見られるだけであった。一方、癒着の抑えられた皮下の肉芽では分離層境界面に特に強いα3(V)の発現が確認できた。(3)電子顕微鏡によりα3(V)の発現の多い部位のコラーゲン組織を観察したどころ、太いコラーゲンと細いコラーゲンが混在し、コラーゲン間に不定形の電子密度の高い物質が絡みついている所見が見られた。これに対し、癒着を起こしている部位の肉芽組織では、初期にはコラーゲン線維が殆ど見られないものの、迅速に太くて滑らかなコラーゲン線維が規則正しく形成される傾向があった。(4)肉芽を形成する線維芽細胞について、骨髄由来FibrocyteのマーカーとされるCD13の所在を免疫染色にて調べたところ、癒着を形成しやすい部位の線維芽細胞は特に強く染色されたが、癒着を形成しにくい皮下浅筋膜由来の線維芽細胞はあまり染色されなかった。これらの綿維芽細胞は前者は星状紡錘形、後者は平坦形であり、形態にも違いがみられた。(5) α1(V)とα3(V)のN末ドメインを融合タンパク質として生産させ、ラットを免疫動物として抗体作成を行った。その結果、In-situ hybridizationの組織分布とよく合致する染色パターンの一組の抗体を得ることが出来た。(6)の初代細胞培養を用いたin vivoアッセイは現在継続して培養を行っている。V型コラーゲンα3鎖(以下α3(V))が有する癒着防止がどのような機序で起こっているかを調べるため、実験計画に基づき以下の実験を行った。(1)コラーゲンα3(V)と、ヘパリン硫酸、コンドロイチン硫酸鎖の電子顕微鏡上での免疫二重染色。(2)培養細胞におけるα3(V)鎖強制発現と培養下で合成されるコラーゲン線維の形態観察。(3)α3(V)鎖によるバイオアッセイ法の検討。繰り越し分は(2)(3)について詳しく記述する。(2)PCRによりα3(V)遺伝子の全領域のDNA断片を組み、pcDNA3ベクター上に組み込んでα3(V)発現ミニジーンを得た。これを、NIH3T3細胞に導入し、コラーゲンスポンジ上で培養を行い、培養後に電子顕微鏡で観察を行った。しかしながら培地中にα3(V)産生はみられるものの、培養担体上へのコラーゲン蓄積を遺伝子導入の有無に関わりなく認めなかった。これは、分泌されたコラーゲンを線維に束ねるために細胞以外の要素が必要であることを示している。このことは新たな事案として検討されるべき課題である。(3)大腸菌発現ベクターを用いて、α3(V)の機能ドメインであるヘパリン硫酸結合領域の蛋白を作製し、培養シャーレ上にコーティングして、初代線維芽細胞に対するバイオアッセイを行ったところ、強い細胞接着活性、細胞伸展活性が確認された。細胞増殖には影響しなかった。α3(V)による細胞の伸展はポリリジンより、細胞の触手が星状に長く伸展するなど、より生体に近い特徴がみられた。この蛋白をマウス個体創傷部へ投与したが特別な効果は見られなかった。今後ネイティブなα3(V)による試験が必要である。

(1)創傷部のコラーゲンα3(V)を含む、癒着を生じにくい一部のコラーゲンマトリックスと、ヘパリン硫酸の局在が一致するという結果に対し、臍帯、羊膜等の常時α3(V)を多く含む別の組織で免疫電顕二重染色による観察を行ったところ、同様にコラーゲン線維周囲にα3(V)鎖が絡み付くように局在すること、そしてα3(V)とヘパリン硫酸鎖が共局在すること、そしてコラーゲン線維収束の抑制が確かめられた。α3(V)鎖を含まない正常真皮の発生ではヘパリン硫酸鎖は全く見られなかった。対照的にコンドロイチン硫酸鎖は全てのコラーゲン組織に均等に存在し、コラーゲン線維の集束の抑制は観察されなかった。これにより、ヘパリン硫酸鎖がコラーゲンα3(V)鎖の局在に対し特異性をもって配置し、両者が線維束周囲に位置することによって部分的なコラーゲン線維の集束を抑制するメカニズムが考えられる。(2)前年度に作製したpcDNA3ベースα3(V)発現ミニジーンを、NIH3T3細胞に導入し、コラーゲンスポンジ上で培養を行った。しかしながら培地中へのα3(V)産物はみられるものの、培養担体上へのコラーゲン蓄積が認められなかった。分泌されたコラーゲンを沈着させる条件について検討が必要である。(3)α3(V)のバイオアッセイを行う目的でマウスの胎盤と羊膜より、α3(V)を含むコラーゲンを抽出した。しかしながら確保できる量が少ないため、培養細胞による強制発現、ウシを用いた精製物がどのくらい使えるか等の検討が必要である。大腸菌由来のα3(V)蛋白を用いた初代線維芽細胞に対するバイオアッセイを行ったところ、強い細胞接着活性、細胞伸展活性が確認され、細胞増殖は影響がなかった。マウス個体創傷部への投与では、特別な効果は見られなかった。今後ネイティブなα3(V)による試験が必要である。
第10族元素を含む複合核有機金属錯体の合成と応用

有機金属錯体の構造と物性・反応性の相関関係を解明することは、新しい合成手法の開発や材料創製にとって重要な鍵となる課題である。本研究の目的は、主としてニッケル、パラジウムおよび白金の第10族金属の複合核有機金属錯体の合成と構造、物性、反応性の解明を行い、単核錯体には見られない複合核錯体独特の化学的特性を利用した新規触媒反応と材料開発法を確立することである。まず共役炭化水素を鋳型とする鎖状ポリパラジウムサンドイッチ錯体の生成過程についてあらたな知見が得られた。1,4-ジフェニルブタジエンとヘキサキスアセトニトリルジパラジウム(I)との反応を行ったところ、このジエンに2つのパラジウムがサンドイッチ状に挟み込まれた錯体Aが生成した。Aの構造はX線解析で明らかにした。ついでAに等モルのPd(0)錯体を反応させると、鎖成長が起こり直鎖状3核サンドイッチ錯体であるビスジエン-トリパラジウムBが得られた。Bの構造もX線解析で決定した。さらにBとPd(0)錯体との反応で、4核サンドイッチ錯体、ビスジエン-テトラパラジウムCが生成することを生成物の構造解析から明らかにした。以上のパラジウム鎖の段階的成長過程の観測は、今後の機能性複合核錯体の設計・構築に有用な情報となる。つぎにNi(0)上にオレフィンとカルボニル基の両方がπ配位する錯体を単離し、構造をX線解析で決定した。この錯体にMe_3SiOTfを複合化させると、酸化的環化が促進され、対応する5員環オキサニッケラサイクルが生成した。この知見はNi触媒反応によるオレフィン-カルボニル-有機金属3成分カップリング機構解明に貢献する。有機金属錯体の構造と物性・反応性の瀾関関係を解明することは、新しい合成手法の開発や材料創製にとって鍵となる課題である。本研究の目的は、主としてニッケル、パラジウム、白金の第10族金属の複合核有機金属錯体の合成と構造、物性、反応性の解明を行い、単核錯体には見られない複合核錯体独特の化学的特性を利用した新規触媒反応と材料開発法を確立することである。本年度はこれらの目的を目指した計画を実施し、2つ.の主要な成果を得た。まず単核2価パラジウム錯体とゼロ価パラジウムの複合化により、配位子置換活性なPd(I)-Pd(I)錯体を合成し、この2核錯体を鎖状共役ポリエンや多環式芳香族化合物と反応させることにより、きわめて新規なサンドイッチ構造を持つ不飽和配位子-ポリパラジウム複合化物を得ることができた。一部のサンドイッチ錯体の単結晶のX線構造解析により、これらの複合化錯体は、不飽和配位子からポリパラジウム鎖への連続する配位結合で組み立てられていることが実証された。次に不飽和カルボニル化合物(共役エノン、共役エナール)が配位するゼロ価パラジウム、白金錯体に対してルイス酸を複合化させると、アルミニウムや硼素原子がカルボニル酸素に配位して新しい型のπ-メタロキシアリル金属錯体が生成することが判明した。一部の複合体はやはりX線構造解析で構造を決定した。またルイス酸の代わりにブレンステッド酸であるトリフリック酸(TfOH)を反応させると、ヒドロキシが1位に置換したπ-アリルパラジウムおよび白金錯体が生成した。

本研究の目的は、主としてニッケル、パラジウムおよび白金の第10族金属の複合核有機金属錯体の合成と構造、物性、反応性の解明を行い、単核錯体には見られない複合核錯体独特の化学的特性を利用した新規触媒反応と材料開発法を確立することである。本年度の研究成果として、共役炭化水素を鋳型とする鎖状ポリパラジウムサンドイッチ錯体の生成過程について詳しく検討した結果を報告する。鋳型分子として1,4-ジフェニルブタジエンを選び、ヘキサキスアセトニトリルジパラジウム(1)との反応を行ったところ、このジエンに2つのパラジウムがサンドイッチ状に挟み込まれた錯体Aが生成した。Aのそれぞれの配位子の片方のフェニル基は、3つの炭素を使うπ-ベンジル型で1つのパラジウムに配位することをX線構造解析から確認した。ついでAに等モルのPd(0)錯体を反応させると、鎖成長が起こり直鎖状3核サンドイッチ錯体、ピスジエン-トリパラジウムBが得られた。Bの構造もX線解析で決定し、配位子中のすべてのフェニル基がπ-ペンジル型に両端のパラジウムに配位していた。さらにBとPd(0)錯体との反応で、4核サンドイッチ錯体、ビスジエン-テトラパラジウムCが生成した。Cの配位子中のフェニル基は、4つの炭素を使って2つのパラジウムをバインドしており、残りの2つのパラジウムにはジエン部分の炭素がバインドすることが、X線構造解析から判明した。以上のパラジウム鎖の段階的成長過程の観測は、今後の機能性複合核錯体の設計・構築に有用な情報となる。
高等教育における高度情報通信技術の活用

高等教育における、高度情報通信・マルチメディア技術を活用した新しい教育方法・教育形態の研究開発推進の必要性に関して、産・官・学のさまざまな分野で提案がなされてきた。こうした各界の論議をふまえ、本研究では、当該技術を利用した日本の高等教育のシステム、学習リソース、教授法の改革に資するべく、基礎的調査を実施した。日本の高等教育改革を、衛星通信、インターネット、マルチメディア等の高度情報通信技術によって支援するため、欧米、アジア、大洋州における先進事例を調査研究した。次世代技術の教育利用に関する最新動向に加え、デジタルコンテンツの開発流通、ファカルティに対する情報化研修、学生に対する情報教育、情報化を推進するための学内外の支援機関について調査分析を行った。成果として、世界における衛星通信利用、欧州の大学等における著作物デジタル化の権利処理、欧米における教育ソフトウエアの品質評価基準、欧米の障害児教育におけるメディア活用、日本における情報通信技術を活用した大学教育の改革、アメリカにおけるバーチャル・ユニバーシティの現状などのほか、北米・欧州・大洋州・アジアの各大学・機関における35の事例報告を得ることができた。本研究の成果は、研究成果報告書にまとめられたほか、ホームページを開設公開し、高等教育機関に対するサービスとして、すみやかな情報提供を図る計画で、すでにサーバー等の準備を完了した。本研究の成果は、高度情報通信・マルチメディア技術を活用した日本の高等教育改革に資するものと期待される。本研究の目的は、欧米・アジア・オセアニア地域における、高度情報通信技術の教育利用の先進事例を調査研究し、日本の現状と比較検討することで、日本における同技術の教育利用の改善に資することである。今年度は、北米・欧州・アジア・オセアニアの高等教育機関で、衛星通信、インターネット、マルチメディア等高度情報通信技術を活用し、高度な教育を行っている実情を調査し、その理念、哲学、仕組み、組織、予算、活用法、学習実態、教育効果、将来計画等について分析した。訪問した機関は以下の通りである。なお、調査内容は、最終年度をまたず、ホームページ等を通じて公開する計画である。北米:アメリカ・サンディエゴ州立大学、フェニックス遠隔大学、米教育省、連邦通信委員会、アメリカ・コミュニティー・カレッジ協会教育通信委員会、遠隔教育訓練委員会、公共放送サービス(PBS)成人学習サービス、マサチューセッツ工科大学、サウスカリフォルニア大学、アメリカ映画協会専門訓練部門、ノースウエスタン大学、カナダ:ブリテイシュ・コロンビア技術大学、ブリティシュ・コロンビア州政府カリキュラム・テクノロジー・センター、アサバスカ大学、コンコーディア大学、マギル大学欧州:英国:リーズ大学、ロンドン大学、英国教育研究ネットワーキング連盟、ベルギー:EU本部、フランス:フランス国立図書館、イタリア:フィレンツェ大学、ヨーロッパ遠隔教育ネットワーク、ヴェニス大学、デンマーク:国立遠隔教育センター、アジア:イスラエル:イスラエル公開大学、トルコ:アナドル大学、トルコ教育省、キルギス:キルギス教育省アカデミー・オブ・マネジメントオセアニア:オーストラリア:クイーンズランド工業大学、クイーンズランド・オープン・ラーニング・ネットワーク、サウスクイーンズランド大学、クイーンズランド大学、マカリー大学、ウオロンゴン大学、シドニー工業大学高等教育における、高度情報通信・マルチメディア技術を活用した新しい教育方法・教育形態の研究開発推進の必要性に関して、産・官・学のさまざまな分野で提案がなされてきた。こうした各界の論議をふまえ、本研究では、当該技術を利用した日本の高等教育のシステム、学習リソース、教授法の改革に質するべく、基礎的調査を実施したものである。日本の高等教育改革を、衛星通信、インターネット、マルチメディア等の高度情報通信技術によって支援するため、欧米、アジア、大洋州における先進事例を調査研究し、日本の現状と比較検討した。今後、これらの調査結果を踏まえ、高度情報通信技術を活用した、日本の高等教育改革の具体策を提言する予定である。本年度は、計画の2年目にあたり、1年目の調査を補完する形で下記の調査研究を実施した。1)前年度から引き続き、北米、欧州、アジア・大洋州の高等教育機関で、衛星通信、インターネット、マルチメディア等高度情報通信技術を活用して高度な教育を行っている事例を調査し、その理念、哲学、制度、組織、予算、活用法、学習実態、教育学習効果、将来計画等について、総合的に資料を収集し分析した。

新たに調査を実施した機関は、アメリカ合衆国(国立公文書館)、スペイン(マドリッド工科大学)、イギリス(ロンドン大学、著作権・メディア法研究所)、ドイツ(ブレーメン大学、ベルリン工科大学等)、オーストリア(グラーツ工科大学)、オランダ(オランダ公開大学)、フランス(第2パリ大学)、中華人民共和国(AAOU)、大韓民国(韓国教育研究情報サービス、慶北大学校等)、タイ(チュラロンコン大学)、カンボジア(プノンペン大学、プノンペン芸術大学等)、である。前年度訪問した機関については、ホームページや電子メールによる通信により、調査を継続した。2)調査結果については、ホームページを開設公開し、高等教育機関に対するサービスとして、すみやかな情報提供を図る計画で、現在準備中である。映像、画像、インタビュー等の権利関係およびその配信技術の点で問題があり、現在検討を進めている。高等教育における、高度情報通信・マルチメディア技術を活用した新しい教育方法・教育形態の研究開発推進の必要性に関して、産・官・学のさまざまな分野で提案がなされてきた。こうした各界の論議をふまえ、本研究では、当該技術を利用した日本の高等教育のシステム、学習リソース、教授法の改革に資するべく、基礎的調査を実施したものである。日本の高等教育改革を、衛星通信、インターネット、マルチメディア等の高度情報通信技術によって支援するため、欧米、アジア、大洋州における先進事例を調査研究し、日本の現状と比較検討した。本年度は主に、ホームページや電子メールによる通信により、調査を継続した。こうして、調査された項目は、世界における衛星通信利用、欧州の大学等における著作物デジタル化の権利処理、欧米における教育ソフトウエアの品質評価基準、欧米の障害児教育におけるメディア活用、日本における情報通信技術を活用した大学教育の改革、アメリカにおけるバーチャル・ユニバーシティの現状などのほか、北米・欧州・大洋州・アジアの各大学・機関における35の事例である。本研究の成果は、研究成果報告書にまとめられたほか、来年度以降ホームページを開設公開し、高等教育機関に対するサービスとして、すみやかな情報提供を図る計画で、すでにサーバー等の準備を完了した。本研究の成果は、高度情報通信・マルチメディア技術を活用した日本の高等教育改革に資するものと期待される。
活褶曲地帯における地震に伴う斜面変動と地形発達過程に関する研究

芋川流域で火山灰分析に基づく段丘編年を行った.芋川流域で最も高位の段丘から浅間草津火山灰(As-K)が検出されなかったことから,この段丘面は16,500年以降に形成された面と推察される.段丘形成年代から小松倉背斜の成長速度の見積もると,0.81.9×10^<-6>/年となり,西山丘陵の活褶曲の成長速度や小千谷地区の活褶曲の成長速度と,オーダー的には同程度である.長野県・新潟県県境付近の地震では,逆断層の上盤側で,地質,地質構造,既存活断層の分布等に支配される形で地盤災害が集中しており,今回の地震に伴い松之山背斜が成長した可能性が指摘できた.芋川流域で火山灰分析に基づく段丘編年を行った.芋川流域で最も高位の段丘から浅間草津火山灰(As-K)が検出されなかったことから,この段丘面は16,500年以降に形成された面と推察される.段丘形成年代から小松倉背斜の成長速度の見積もると,0.81.9×10^<-6>/年となり,西山丘陵の活褶曲の成長速度や小千谷地区の活褶曲の成長速度と,オーダー的には同程度である.長野県・新潟県県境付近の地震では,逆断層の上盤側で,地質,地質構造,既存活断層の分布等に支配される形で地盤災害が集中しており,今回の地震に伴い松之山背斜が成長した可能性が指摘できた.山古志地区(特に芋川流域)を対象に調査を行った。航空写真判読と航空レーザ測量による1m間隔等高線図の読図により連続平坦面の区分を行い、河床縦断面図を作成した。また、芋川沿いの主要な段丘面に載るローム層のサンプリングを行い、火山灰分析を行い、その結果を基に芋川流域の段丘編年を行った。また、主要な露頭で弾性波探査による風化度の調査を行った。河床縦断面図を作成すると連続性の良い段丘面が最低でも3つ確認できた。最も低い段丘には風成層は載らず、中間の段丘の風成層にはテフラは認められず、最も高い段丘には風成層の下部に火山ガラスや斜方輝石が認められた。屈折率の測定や化学分析の結果、このテブラは約15kaに噴出した浅間-草津火山灰(As-K)や同じ浅間火山起源で約10kaに噴出したとみられる立川ローム上部ガラス質火山灰(UG)の可能性は否定された。魚野川との合流部に近い標高150mの地点に断片的に存在する段丘からはUGに対比される火山灰が検出された。以上のことから、芋川流域では1.0万年前より古い連続した地形面は存在しない。周辺には中期更新世の古い地形面が存在するのに、芋川流域には新しい地形面が存在しないのは、芋川流域の隆起速度が極めて大きいためと考えられる。芋川流域で最も古い段丘面は現河床とは下流部で比高約20m、上流の東竹沢付近で約30mあり、単にその比高を隆起量のみに限定して考えると、年間23mm以上の隆起量となる。弾性波探査による露頭の風化度調査では、中越地震の崩壊地の露頭と中越地震では崩壊していない切土の露頭とで比較を行い、5m離れた弾性性速度が崩壊地および地すべり土塊の近傍で遅いことを確認した。芋川流域について、航空レーザ測量による1m間隔等高線図の読図から段丘区分を行った。段丘は上位から1面8面の8段に分かれぐ5面はローム層を載せず、3面はローム層を載せテフラが検出されたが、既知のテフラとは対比されていない。1面から1万年前よりやや古い時期に降下したとみられるUGが検出されたのに対し、3面では7千年程度前に降下したK-Ahが検出され、UG以前のテフラは顕著にはみられないため、3面は7千年1.2万年前に形成された面と推察される。一方、魚野川流域の段丘については、約15kaに噴出したAs-K(浅間-草津火山灰)を報告されているLf4面の同層準において、化学分析の結果からUGに対比可能な火山ガラスを検出した。魚野川流域の段丘の編年が従来よりも新しい年代に編年し直される可能性がある。3面の現河床との比高差は、下流の魚野川合流点付近と上流の小芋川合流点付近とで約10mある。小松倉背斜は小芋川合流点付近を通り、魚野川合流地点から750m程度離れているので、小芋川合流地点の現河床からの比高が大きいのは小松倉背斜の成長によると仮定すると、小松倉背斜の成長速度=((比高/水平距離)/段丘形成年代)=1.11.9×10^<-6>/年となる。西山丘陵の活摺曲の成長速度について8.3×10^<-7>/年(灰爪層の基底の高度差から算出)、小千谷地区の活摺曲の成長速度については1.01.2×10^<-7>/年(Aso-4を載せる小粟田原面)1.1×10^<-6>/年(As-Kを載せる小千谷面)となるので、オーダー的には同程度である。

2011年3月12日に発生した長野県・新潟県県境付近の地震では、地震による隆起域の松之山地区で斜面崩壊が集中しており、2004年新潟県中越地震や2007年新潟県中越沖地震とも共通する事象である。地震に伴う松之山背斜の成長域で斜面変動が卓越した可能性が考えられる。芋川流域や魚野川流域で検出されたテフラを給源近くまで遡って対比を検討するなど、魚野川周辺の段丘編年をより明確化することにより、活褶曲の成長速度の計算など、地殻変動と地形発達史の関連性の解明に努めた。その結果、魚野川流域は古い方から、高位面3段(H1H3)、中位面3段(M1M3)、低位面4段(L1L4)に区分することができた。芋川流域の最も古い段丘面(L3)から検出されたテフラは、破間川沿いの低位段丘から検出されたテフラ(Ab-t1)に対比される可能性がある。魚野川流域の低位面(L2).から検出されたテフラは、浅間火山から約16,500年前に噴出した浅間一草津火山灰(As-K)に対比される可能性が高い。L3面はAs-Kを載せないので、約7,50016,500年前に形成された面と推察される。芋川流域に新しい地形面しか存在しないのは、芋川流域の隆起速度が極めて大きいためと考えられる。芋川上流と下流でのL3B面の現河床との比高差から小松倉背斜の成長速度を求めると、0,81.9×10^-6/年となった。長野県・新潟県県境付近の地震では、逆断層の上盤側の地殻変動量の大きな地域において、地形や地質、褶曲等の地質構造、既存活断層の分布に支配される形で地盤災害が集中しており、今回の地震に伴い松之山背斜が成長した可能性が指摘できた。斜面崩壊の発生の程度は、地震による隆起量(活褶曲の成長量)との対応が良い。隆起量は中越地震で1m程度、長野県・新潟県県境付近の地震で20cm強、中越沖地震で10cm弱であるが、斜面崩壊の発生密度もその順番で多い。東山丘陵の東山背斜や小松倉背斜の成長速度は、後期更新世や完新世における小千谷地区の活褶曲の成長速度とオーダー的に同レベルである。なお、同じ東山丘陵内でも斜面変動量に差が出ているが、地震による隆起量の他に、地すべり地形末端の下方谷壁斜面における浸食量の違いなど、地形発達史的な視点での斜面形成過程のステージの違いなどの地形的な素因も、影響を及ぼしていると考えられる。テフラの分析により芋川流域の段丘編年が行えたこと、魚野川の段丘編年に対して見直す必要性を提示できたこと、西山丘陵、小千谷地区等と活褶曲の成長速度を比較できたことなど、新しい知見を得ることが出来た。2011年3月12日に発生した長野県・新潟県県境付近の地震でも、2004年新潟県中越地震や2007年新潟県中越沖地震とも共通する事象が見られたことから、松之山地区にある松之山背斜が地震に伴い成長して、そこで斜面変動が卓越した可能性もありうる。最終年度は、長野県・新潟県県境付近の地震も含めて検討していきたい。
咳飛沫・飛沫核への曝露量評価に基づく感染伝播メカニズムの解明

室内環境において病原体が伝播する経路には主に飛沫感染、接触感染、飛沫核(空気)感染の3つがあり、有効な対策は異なるが、各感染経路の相対的な重要性は未だ明らかになっていない。本研究では感染伝播メカニズムを解明する鍵となる知見を得るために、模擬咳発生装置を用いた実験により咳飛沫核への発生源近傍における曝露量に室内温熱環境が与える影響に関して明らかにし、得られた知見とこれまでの研究成果を合わせた感染経路別の咳飛沫・飛沫核への曝露量を評価するシミュレーションにより、主にインフルエンザを想定して各感染経路の相対的な重要度や対策の効果を評価し、効果的な感染予防策と衛生的な室内環境のあり方を追求する。
太陽地球圏環境予測における国際連携研究の推進

以下のように国際共同研究活動を多角的に進めた。(1)Finish MeteorologicalInstituteとの電離圏トモグラフィを用いた電波伝搬シミュレータに関する共同研究を実施した。(2)太陽フレア予測に関する国際共同研究をH29年度に実施した名古屋大学宇宙地球環境研究所国際ワークショップに基づき米国NorthWest Research Associateの研究者らと協力して3篇の論文としてまとめた。(3)中国雲南天文台太陽観測所と協力し、彩層微細構造に関する共同研究を実施した。(4)米国Minnesota University及びIowa Universityと協力した、あらせ衛星とVan Allen Probes衛星による電場計測結果の評価に関する共同研究を実施した。(5)UN/COPUOS期間中に開催されるUNISPACE50+に参加し、Space2030アジェンダにおける宇宙天気科学の動向を調査した。(6)英国、ラザフォード・アップルトン研究所,ケンブリッジ大学などと協力し、過去の黒点スケッチのデータ化を行い、グランドミニマムにおける太陽活動の詳細を解析した。(7)中国雲南省麗江市に移設した国立天文台乗鞍観測所のコロナグラフを用いた太陽コロナの長周期的研究と安定したコロナ定常観測環境の構築に関する国際共同研究を進めた。(8)英国MSSLと協力し、太陽フレアがコロナ質量放出を発生させる条件を探るため、太陽活動領域12087で発生したフレアの観測的・数値的研究を進めた。(9)ペルーUniversidad deBuenos Airesの大学院生を招聘し、ペルーに設置されたフレア監視望遠鏡の彩層画像解析を進めた。(9)ハンガリーのEotvos UniversityのVLFグループと地球磁気圏におけるコーラス波動の地上+衛星観測の共同研究を実施した。下記の通り、太陽地球圏環境予測に関わる様々な国際共同研究を拡大する活動を実施した。(1)米国の研究者を我が国へ招聘し太陽フレアにおける高エネルギー粒子の加速と宇宙天気影響に関する研修会を京都大学で開催すると共に、国際共同研究を順調に発展させることができてた。(2)欧州の太陽フレア予測プロジェクトとの連携を強化すると共に、通信に対する宇宙天気影響に関する国際共同研究を進めている。さらに、欧州の宇宙天気会合で本領域の企画セッションを実施し、本領域の国際展開を強化することができた。(3)我が国の若手研究者を英国を中心として欧州へ長期派遣し、過去の太陽活動の文献調査を進め、その成果を複数の論文として出版することができた。(4)中国とは古気候研究、太陽コロナ研究に関する共同研究を進展させた。(5)ペルーに設置した太陽望遠鏡に基づく共同研究を進展させることができた。(6)ポーランドSpace Reaerch Cnetre, Poland Academy ofScienceの女性研究者を招聘し、太陽圏内で観測される恒星間空間起源の中性粒子についての共同研究を開始した。将来のIBEXプロジェクトとの協力に関する基礎を築くことができた。(1)米国:ロッキード・マーチン宇宙太陽研究所に若手研究者と大学院生を派遣し、コロナ質量放出の形成機構及び太陽コロナのシグモイドの自動検出に関する共同研究を進展させ、コロナ質量放出の発生予測を実現する。日本の「あらせ」衛星と米国のVan Allen Probes衛星のデータを使った地球磁気圏における波動粒子相互作用に関する共同観測を拡大する。NASAより研究者を招聘し、太陽高エネルギー粒子の予測に関する共同データ解析を組織的に進める。(2)チェコ:Department of Space PhysicsIAP, Czech Academy of Scienceとあらせの波動データについての共同解析を進める。(3)ドイツ:German AerospaceCenterから研究者を招聘し、合成開口レーダーとGNSS全電子数の比較による伝搬性電離圏擾乱に伴う超微細全電子数変動の共同研究を進める。ベルリン大学の研究者を招聘し、極端宇宙天気現象に伴う大気中の炭素同位体の大気循環シミュレーションを共同で開発する。(4)カナダ:カルガリー大学の大学院生を招聘し、地磁気誘導による送電異常のデータについての共同研究を進める。(5)ロシア:North-Eastern Federal Universityの研究者を招聘し、DMSP衛星とあらせ衛星によるSARアークの共同解析を行う。(6)イタリア:トリエステで行われるInternational Space Weather Initiative Workshopに研究者を派遣し、国際的な人材育成に貢献する。(7)韓国:名古屋大学の大学院生1名を韓国の慶熙大学に派遣し、機械学習による太陽活動予測についての共同研究を進める。(8)フランス:大学院生1名をパリ天文台に派遣し、過去の太陽活動に関する古文献検索を実施する。平成27年度は本計画の採択が11月となり、研究実施期間が短かったため、今後の国際連携に向けたさまざまな情報収集と予備研究を行った。このため、ストックホルム大学、スタンフォード大学、アメリカカリフォルニア州に若手研究者を中心として派遣し、国際共同研究の打ち合わせを行った。また、京都大学よりタイのビマーイ大気科学観測所に3名を派遣し、京都大学とタイのチュラロンコン大学で協力して行っているタイ東北部における地磁気と気象の観測点の整備を行った。さらに、東京大学より中国に大学院生1名を派遣し、華東師範大学と共同で行っている古気候研究のための採掘資料の分析準備を進めた。一方、イランのマシャド大学から研究者1名を京都大学に招聘し、黒点磁場構造の共同観測研究を進めた。また、今後の国際共同研究で重要な役割を果たす本年度打ち上げ予定の日本のERG衛星に関連したデータと解析環境の整備のため、国際的に共通化したプラットフォームとデータ解析環境を構築することで、国際共同研究を推進する基盤を築いた。

また、国際科学会議(ICSU)における国際的な研究組織であるSCOSTEP(太陽地球系物理学・科学委員会)の国際プロジェクトであるVarSITI(太陽活動変動とその地球への影響)の推進のため、国際ニュースレターを名古屋大学から4回発刊し、62か国700名以上にメールで送付する活動を行った。本年度は研究期間が短かったが、米国、欧州、中国、タイなどへそれぞれ研究者の派遣を行い、今後の国際共同研究の具体的な準備を進めることができた。米国へは名古屋大学研究員の栗田氏がエアロスペース社に滞在し、放射線帯に存在する高エネルギー粒子の計測器開発と粒子データの解析手法及びその解釈について議論を行うことで、放射線帯モデルと観測の比較を行う際の実データに関する知見を得ることができた。また、京都大学の大村氏はスダンフォード大学へ滞在し、放射線帯の粒子加速に関する共同研究を実施した。同じく京都大学の家森氏と大学院生らはタイのピマーイで、チュラロンコン大学理学部と共同で行っている地磁気・GPSおよび気象観測を維持する作業をピマーイ大学と協力して行った。また、JAXA宇宙科学研究所のQuintero-Noda研究員はストックホルム大学に滞在し、太陽大気の輻射輸送モデルを用いた彩層磁場導出の検討に関する共同研究を実施した。東京大学の坂下氏は中国の華東師範大学に滞在し、古気候研究のためのトラバーチン堆積物の処理方法の最適化のための打ち合わせを行い、今後の共同研究の準備を進めた。イランのマシャド大学からはAbbassi氏を京都大学に招聘し、飛騨天文台の観測による黒点磁場構造の共同研究を展開した。これらの派遣・招聘と同時に、名古屋大学では国際プロジェクトVarSITIのニュースレターを4回発刊し、全世界へ配布することで、国際共同研究のための情報交換に大きな役割を果たした。さらに、衛星データ解析環境を整備し、今後の国際共同研究の展開のための基盤を構築した。(1)韓国Jeju市で開催されたAsia Oceania Space Weather Alliance(AOSWA-4)に協力し、アジア・オセアニアにおける宇宙天気予報研究を連携強化を進めた。(2)米国NWRAへ研究者を派遣し、太陽フレア発生予測に関する共同研究を推進した。(3)スペインIACに研究者を派遣し、GREGOR太陽望遠鏡を用いた新たな彩層磁場観測の国際共同研究を実施した。(4)NASA/CCMCとの相互派遣を実現し宇宙天気モデル研究に関する国際協力について検討した。特に、コロナ質量放出の磁場予測に関する国際共同研究を推進した。また、カリフォルニア大学サンディエゴ校より研究者を招聘し、名古屋大学における太陽風地上観測データを用いた共同研究を進めた。
コンディショナルレスキュー法による組織または発生時期特異的な遺伝子機能の解析

本研究の目的は我々が開発したコンディショナルレスキュー法などの新規の実験手法を用いることより、Inv遺伝子の左右軸決定や腎臓形成などにおける生理学的な機能を明らかにすることである。これらの研究で得られる知見はヒトのINV遺伝子変異により生じる形態形成異常や多発性嚢胞腎の原因の解明や治療に役立つものと考えられる。さらに本研究過程で開発したコンディショナルレスキュー法などの新たな技術を応用することにより、多くの遺伝子の機能解析が進展することが考えられる。平成30年度の研究ではすでに作成を終えたInv遺伝子に対する第1世代のコンディショナルレスキューマウスとP0-Creマウスとの間で交配を進め、神経特異的にInv遺伝子が欠失したマウスを作成しその解析を行った。現在までに明白な行動や外観上の異常は観察されていないが、引き続きその表現型の解析を進めている。また神経以外の組織においても、発生時期特異的な遺伝子の欠失誘導を可能とするER2-CreマウスならびにPitx2-Creトランスジェニックマウスを理化学研究所から入手し、現在交配により目的とする遺伝子背景へ変換するとともに実際のCre遺伝子の発現パターンの確認を行っている。そのほか、特定の遺伝子が欠失した組織と正常な組織をそれぞれ異なった蛍光タンパク質の発現で判別を可能とする第2世代のコンディショナルレスキューマウス作成ベクターの開発を進め、特定の遺伝子の発現抑制や蛍光タンパク質の切り替わりをin vitroにおいて確認を行った。さらにマウスの造血幹細胞や始原生殖細胞(PGC)ならびにメラノサイトの増殖や移動において中心的な働きをしているレセプター分子であるKit遺伝子とそのリガンドであるSl遺伝子を第2世代のベクターに導入を試み、これら新規の遺伝子に対するコンディショナルレスキューマウスの作成を開始した。本研究課題における第2世代のコンディショナルレスキューマウス作成ベクターの構築ならびに組織特異的Cre遺伝子発現マウスの入手は予定どおりに進行している。また本研究の遂行において最も重要な課題である、実際の遺伝子導入マウスの作成に関しては、昨年度文部科学省先端モデル動物支援プラットフォームプロジェクトに採択されたことから、より高度な専門知識や技術を有した研究機関による援助が可能となったため、第2世代のベクター系を用いたコンディショナルレスキューマウスの作成が、当初の予定よりも短期間かつ確実に遂行されることが予想される。これまでに作成を終えたInv遺伝子に対する第1世代のコンディショナルレスキューマウスに関しては、P0-Creマウスとの交配により作成された神経組織特異的なInv遺伝子欠損マウスの表現型の解析を進め、その神経組織における機能を明らかにする。また、新たに入手したPitx2-Creマウス等の複数の組織特異的Creマウスとの間で交配を進め、神経以外の組織におけるInv遺伝子の機能を調べる。さらにInv遺伝子に限らす、多くの遺伝子の機能解析に対応可能な第2世代のコンディショナルレスキューベクターの構築を完了し、Kit Sl遺伝子などの動物の発生過程において重要な機能を有した遺伝子をターゲットとしたコンディショナルレスキューマウスを作成しその解析を進める。これらの研究の推進より、コンディショナルレスキューマウスを用いた新規の実験系の有効性を明らかにする。また、新たに入手したPitx2-Creマウス等の複数の組織

特異的Creマウスとの間で交配を進め、神経以外の組織におけるInv遺伝子の機能を調べる。さらにInv遺伝子に限らす、多くの遺伝子の機能解析に対応可能な第2世代のコンディショナルレスキューベクターの構築を完了し、Kit Sl遺伝子などの動物の発生過程において重要な機能を有した遺伝子をターゲットとしたコンディショナルレスキューマウスを作成しその解析を進める。これらの研究の推進より、コンディショナルレスキューマウスを用いた新規の実験系の有効性を明らかにする。顕微鏡ならびに遺伝子合成やマウス購入等に必用とされる物品費が、実験の進捗状況により少し変更が生じたため、予定より少ない使用額となった。これらの繰り越し分は次年度以降の物品購入費として必要となるため、次年度以降の予算と合わせて使用する。