hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高い不斉識別能を有するキトサン誘導体の合成とキラル液体クロマトグラフィ-への応用

Nーアリリデンキトサンの0ーフェニルカルバモイル誘導体は、高速液体クロマトグラフィ-のキラル固定相として用いられる時,高いキラル識別能を示した。その識別能の発現因子について、キラル中心にアリ-ル基を有するオキシラン類、アルコ-ル類、カルボニル化合物を分析対象ラセミ体として検討し、次のような結果および知見を得た。1.ピレニルメチリデンおよび3ーフェノキシベンジリデン誘導体は、1ーナフチルメチリデン誘導体と類似の、大きな分離係数を与えた。4ーフェニルベンジリデン、2ーおよび4ーニトロベンジリデン誘導体もベンジリデン誘導体より大きな分離係数をもち、キラル識別にπ、π相互作用が重要な役割をしていることがわかった。2.9ーアンスリルメチリデン誘導体は1部を除きほとんどのラセミ体に対してキラル識別を示さず、これは、小さな容量化にみられるようにアントラセン環がキラル部位であるキトサン骨格へのラセミ体の接近を妨げているためと考えられる。3.アリ-ルメチリデンキトサンのベンゾイル誘導体のキラル識別能は非常に低く、フェニルカルバモイル体の高いキラル識別能が、カルバモイル基の規則的ポリマ-高次構造保持への関与あるいはラセミ体との水素結合部位としての働きによって発現されていることを示唆した。4.ラセミ体における環形成による立体構造の固定やアルキル基による適度な立体障害もキラル識別に好都合であることを明らかにした。アミノ多糖キトサンの種々の誘導体を合成し,その不斉識別能を高速液体クロマトグラフィ-のキラル固定相(大孔径シリカゲルにキトサン誘導体を担持)として用いることによって評価した。主に,キラル中心にアリ-ル基を有するオキシラン類,アルコ-ル類,カルボニル化合物を分析対象ラセミ体として検討し,次のような結果および知見を得た。1.水酸基のみをフェニルカルバモイル化した場合,キトサンと同じ低い不斉識別能しか与えなかった。一方Nーアリリデンキトサンのフェニルカルバモイル誘導体では,大きな分離係数が得られるものもあった。おそらくこの結果は,Nーアリリデン誘導体でのグルコサミンユニットあたり3個導入された芳香環によるポリマ-主鎖の固定によるものと考えられる。2.Nーアリリデン基の種類による分離係数,容量比の大きな変化や購入した示差屈折率検出器を用いたアルキル置換のラセミ体の分析から,Nーアリリデン基とセラミ体間のπーπ相互作用や立体障害が,Nーアリリデン誘導体の光学分割能に重要な影響を及ぼしていることがわかった。また,高い分割能を得るためにはキラル部位であるキトサン骨格に近い部位での相互作用が必要であることも示唆された。3.NーCBZ芳香族アミノ酸で修飾したキトサンの場合,アミノ酸部位のキラリティ-の違いによるエナンチオマ-の溶出順序の逆転はなく,光学分割にキトサン骨格が重要な役割をしていることがわかった。4.Nー(2ーヒドロキシベンジル)キトサンの銅キレ-トでは,水酸基を有する多環芳香族化合物のみしか光学分割できなかった。
PCRを用いたゲノムワイドな遺伝子解析法の開発とその出生前診断への応用

母体血中有核赤血球を用いた出生前診断法を確立するため、有核赤血球分離法の最適化・細胞レベルの遺伝子診断法の改良に取り組み、現状で最適な有核赤血球分離・回収・診断プロトコールが完成した。このプロトコールを用いた出生前診断のClinical Trialとして97例の羊水染色体検査を行う妊婦を対象に胎児の性別と21番及び18番染色体の数的な異常の診断を行った。その結果、平均18週の妊婦の血液平均12mLから中央値12個(range:1-98)の有核赤血球が回収され、FISH解析された。この97例の中で男児妊娠例は39例あり、合計356細胞中158細胞がXYシグナルを有し、男児細胞であり胎児由来と確認された。男児の診断精度は疑陽性が1例あり、偽陰性が5例あった。性別診断の正診率は93.8%であったが、回収細胞数が3細胞以下であった13症例中の4例は疑陽性、偽陰性であり、回収細胞数を増やす必要性が再認識された。さらに、この97例中に9例の18-トリソミー、6例のダウン症候群があったが、これらの染色体異常の症例は100%正確に診断できた。この結果から、母体血中に確実に有核赤血球が存在することを再確認し、その上で、母体血中有核赤血球を用いた胎児染色体診断法の臨床応用の可能性を証明した。母体血中に存在する有核赤血球を用いた胎児の遺伝子診断は、母体・胎児に無侵襲な理想的検査法である。我々は、レクチン法、自動有核赤血球識別装置、マイクロマニュピュレーション、FISH法を用い、母体血からの有核赤血球分離、解析法を確立し、その診断精度を検討する目的で多施設臨床試験を行っており、その経過を報告する。各施設の倫理委員会の承認のもと、妊娠15週以降の羊水染色体検査を行う妊婦を対象に、同意を得た上で母体血14mLを採取した。母体血から有核赤血球を1.095g/mL比重遠沈法、レクチン法で濃縮し、自動有核赤血球識別装置で同定した後、Micromanipulation法で有核赤血球を単離し、X, Y染色体、及び21番染色体特異的プローブでFISH解析を行い、羊水検査の結果と比較した。80例の母体血で胎児性別を診断した。平均11.7mLの母体血中から、中央値で10細胞(最大-最小:1-98)の有核赤血球が同定され、9細胞(1-22)でFISH診断した。性別診断の正診率は74/80(92.5%)で、偽陽性1例、偽陰性5例であった。男児診断の精度は、感度86.8%,陽性的中率97.1%であった。21番染色体の解析は、53例で終了し、羊水検査で21-トリソミーであった4例(7.6%)は、全例21-トリソミーと診断された。偽陽性、偽陰性はなく、21-トリソミーの正診率は100%であった。男児妊娠例(n=34)で、合計275細胞の有核赤血球のFISH解析が行われ、121細胞(44.0%)が、胎児由来であった。母体血中に存在する有核赤血球を用いて高い精度で胎児の染色体数の診断が可能なことを示した。この多施設研究を通じて無侵襲な胎児遺伝子診断法の精度が確認されれば、本法は臨床応用され、より安全な周産期医療の実現に寄与すると考えられる。母体血中有核赤血球を用いた遺伝子診断を行うために単一細胞レベルで遺伝子診断を行う手法の開発が不可欠である。

そこで、この研究では、全染色体領域を対象にゲノムコピー数の変化を一度に解析することを目的にゲノムワイドの定量的PCRシステムを開発することを目標に研究をすすめている。具体的には、単一細胞から抽出したDNAを全遺伝子増幅した後、21番、18番、13番、X、Y染色体の5種類の染色体で数箇所ずつの特異的遺伝子領域を標的にPCR増幅し、正常の単一細胞で同様に行った遺伝子産物量と比較することで単一細胞レベルでの遺伝子の増減評価を計画している。さらに、SNPs解析も同時に行うことで、その細胞の由来についても同定できるシステムを構築する予定である。その為に、単一細胞から効率的に安定してDNA抽出する方法及び全遺伝子増幅法を確立が不可欠である。DNA抽出法には、熱変性法、酵素法、アルカリ法などがある。今年度、各種方法の中で、高濃度のproteinase Kを用いる方法が最も効率よく単一細胞からDNA抽出できることがわかった。次に、DNAの効率的な全遺伝子増幅法の検討では、Multiple Displacement Amplification (MDA)テクノロジー、REPLI-gテクノロジー(REPLI-g Mini Kit : Quiagen)、GenomePlex&reg ; Whole Genome Amplification(WGA)Kit (SIGMA)などの既存の全遺伝子増幅キットを用いて検討を行った。しかし、どの方法によっても遺伝子増幅される割合は50%程度の細胞サンプルであることもあり、全遺伝子領域が均一に増幅されているかどうかの判断までには至らなかった。そういう状況もあり、単一細胞の遺伝子診断に当面はFISHが最適であるとの認識から、FISH法の最適化にも取り組んだ。母体血中に存在する有核赤血球を用いた胎児の遺伝子診断は、母体・胎児に無侵襲な理想的検査法である。我々は、レクチン法、自動有核赤血球識別装置、マイクロマニュピュレーション、FISH法を用い、母体血からの有核赤血球分離、解析法を確立し、その診断精度の検討を行った。妊娠15週以降の羊水染色体検査を行う妊婦を対象に、同意を得た上で母体血14mLを採取した。母体血から有核赤血球を1.095g/mL比重遠沈法、レクチン法で濃縮し、自動有核赤血球識別装置で同定した後、Micromanipulation法で有核赤血球を単離し、X,Y染色体、及び21番染色体特異的プローブでFISH解析を行い、羊水検査の結果と比較した。80例の母体血を検討した。平均11.7mLの母体血中から、中央値で10細胞(最大-最小:1-98)の有核赤血球が同定され、9細胞(1-22)でFISH診断した。性別診断の正診率は74/80(92.5%)であった。男児診断の精度は、感度86.8%,陽性的中率97.1%であった。21番染色体の解析は、53例で終了し、羊水検査で21-トリソミーであった4例(7.6%)は、全例21-トリソミーと診断された。偽陽性、偽陰性はなく、21-トリソミーの正診率は100%であった。男児妊娠例(n=34)で、合計275細胞の有核赤血球のFISH解析が行われ、121細胞(44.0%)が、胎児由来であった。また、独自に作成したFISHプローブを用いて診断効率の上昇を試みたが、診断効率は上昇しなかった。母体血中に存在する有核赤血球を用いて高い精度で胎児の染色体数の診断が可能なことを示した。本法の臨床応用は、より安全な周産期医療の実現に寄与すると考えられる。
近代日本における西洋古典文化の受容と教養文化の変容に関する歴史社会学的研究

西洋の文学や思想の古典は、昭和期以降の日本の知的中間層(主として高等教育を受けた上層ホワイトカラー層)にとって、教養の中心部分をなすものであり、とりわけ青年期の人格形成において重要な役割を担ってきた。近代日本のエリート文化としての教養主義文化の中心であり、したがって近代日本の指導者の精神形成に重要な影響を与えてきたのが西洋の文学・思想の古典であった。ただし、ドイツのケースと比較するなら、もともと学歴エリート養成の実学的性格が強かった日本では、古典に関する教養が学歴エリートの中心的必要条件として制度化=形式化された度合は低く、殊に西洋の古典はフォーマルな形で学校で伝承されるよりは自由な読書を通じて受容される側面が強かったように思われる。日本において、大量に翻訳・紹介される西洋の書物のうちのどれが読んでおくべき「古典」なのかは、こうして出版メディアのイニシアティヴのもとに定義づけられていった。昭和戦前期に確立された全集・文庫本・読書案内といった出版形態は、読書における取捨選択の指針と体系的な教養を求める読者の要求に応えるものであった。こうした出版形態こそが、今日に至るまで日本人にとっての正統的「古典」(カノン)を事実上決めてきたのである。このようにして整備された書物の体系のなかでは、日本・東洋(主として中国)・西洋の「古典」が並列され、そこには日本の教養主義を特徴づける「あれもこれも」という折衷性、雑種性が明らかに見出されるものの、そのなかで優位が認められていたのは西洋の「古典」であった。なお、本研究では、当初の予定と異なり、大正昭和初期に限って当該古典の受容の社会的ルートについて解明することしかできなかった。そのため、当初予定していた研究課題の一つである、日本の知識人文化における国学・漢学と西洋文化の相対的位置関係という問題は扱いきれなかった。本研究では、近代日本における西洋文化の一連の受容過程のなかで、文学・思想の特定の著作が〈古典〉として選択的に受け入れられ、日本人の教養文化を変容させていった過程を、主に社会的・制度的側面から解明することをめざしている。今年度は、近代日本の出版文化や高等教育などに関わる資料の収集を進めながら、理想史・文学史・メディア史・教育史・比較文学など関連諸分野における先行研究および社会学的分析視角の検討を主に行なった。研究はまだ継続中であるため、まとまった研究成果が披露できる段階ではないが、暫定的に次のようなことは言えそうである。日本の「古典」の制度化過程においては学校教育制度(特に中等教育のカリキュラム)が中心的機能を果たしたのに対して、西洋の「古典」の受容過程においてはむしろ古典の翻訳・出版が最も基本的な要因であった。とりわけ、当初刊行点数の3分の1以上を西洋文学の古典に充てていた岩波文庫(1927年刊行開始)は、これ以降の読書人の必読書目の選別において中心的な役割を果たした。昭和初期の出版市場の拡大によって、当初は外国語の知識のある学歴エリートにほぼ独占されていた西洋の言語文化が、知的中間層の正統的階層文化に組み込まれていったと考えられる。なお、今年度は大正期から昭和初期を中心に研究したこともあって、日本の知識人文化における国学・漢学と西洋文化の相対的位置関係の解明というテーマには着手できていない。これは来年度の課題としたい。
ブルガリア青銅器時代集落の構造分析

バルカン半島東南部の先住民トラキア人の祖先がブルガリアの地に最初に登場したのは青銅器時代の頃で、その後在地の住民と混淆を繰り返しながら民族としての「トラキア人」が形成されたといわれている。それ故青銅器時代の研究はトラキア人の民族形成の問題に直結するテーマとなっている。我々はブルガリア東南部に所在する前期青銅器時代集落遺跡テル・デャドヴォの発掘調査を通じて、トラキア人の民族形成の問題を探っている。過去17次に及ぶ調査の結果、集落内通路を挟んで数軒ずつ住居が塊状となって分布する居住状況が明らかとなり、これは集団構成を反映するものと理解された。ブルガリア前期青銅器時代集落の実態を探るため、隣接するエゼロ遺跡との比較研究を進めたが、集落を画する施設の有無についての問題は未だ解明されずに残されていた。そこで今回ブルガリア側との協定により新たに遺跡東斜面部を本格的に調査することとなり、ここに幅1m、長さ27mのトレンチを設定し、一部について深さ2m-3mの、地山と推測される硬質基盤層まで掘り下げた。その結果深さ120-140cm、検出面の幅310cm、底面部の幅160cmを測る溝状遺構が初めて検出された。但し狭いトレンチ内での検出であり、この「溝」が果たして集落全体を囲む「環濠」として機能していたかどうかは今後の更なる調査・研究に待たなければならない。しかしデャドヴォでは集落形成期に「環濠」が巡っていた可能性を今回初めて具体的に指摘出来たことは大いなる成果であったといえる。ブルガリア考古学界では「溝」が防御施設であったか、祭祀に関わる区画として機能していたかは論議が重ねられているのが現状であるが、今回のデャドヴォ調査により貴重な新しい事例を追加出来たと認識している。なお「溝」の拡がりの実態把握については今後の調査が必要である。標記課題を実施するために、ブルガリア・トラキア平野中にある先史時代遺跡テル・デャドヴォの第18次発掘調査をブルガリア科学アカデミー考古学研究所と共同で行った。調査期間は2006年8月25日から同年9月13日の20日間であった。交付申請書に記載したように、今回の調査目的は前期青銅器時代集落を画する環濠あるいは石塁等の存否をデャドヴォ遺跡において明らかにすることと、及び前期青銅器時代住居址群の調査であった。前者の目的のためにテル東斜面部に幅4mのトレンチを設定し、一部において青銅器時代文化層まで掘り下げた。その過程で検出された鳥形土偶片は特に注目される遺物である。今回は上層にある中世層調査に時間を取られ、目的とする青銅器時代遺構の確認まで至らなかった。中世遺構としては成人骨を残す墓抗が1基検出された。後者の目的としては住居群地区を広く清掃し掘り下げに備えたが、これも時間の関係で調査に着手することはできなかった。以上述べたようにデャドヴォ遺跡の発掘調査としては当初の研究課題のほとんどを次年度に残してしまう結果となった。その他の研究課題、すなわち過去17シーズンにわたる出土資料の写真撮影と、マリッツァ・イーストク地区内の遺跡巡検に関してはほぼ当初予定通り実施することができた。以上の研究は2007年開館の現地博物館で成果発表される予定となっている。そのための準備が調査終了後も続けられている。本研究課題を遂行するため、ブルガリア、上トラキア平野に所在する先史時代遺跡テル・デャドヴォの発掘調査を27艮間にわたって行った。

調査は本遺跡の東側斜面部に幅1m、長さ27mのトレンチを設定し、地山と思われる地表下約3mの黄褐色無遺物層まで、7層にわたる堪積層を掘り下げた。その結果最下層から地山へ約120-140cm掘り込んだ、断面逆台形を呈する溝の一部を検出することができた。検出面での溝の幅は310cm、平坦な底面部の幅は160cmを測る。柵や土塁等の付属施設は検出されていない。その構築時期は溝内の土器より前期青銅器時代あるいはその直前の時期と推測される。この溝が集落の裾部を一周する「環濠」となるかどうかは今回明らかにすることができなかったが、デャドヴォ前期青銅器時代集落の始まりの時期にすでに集落外繰を画する施設があった可能性を示すことができたのは重要な成果であった。従前の少数の調査成果からは、当該期の集蒋にこのような施設が居住地を取り囲んでいたことを明確に示す例はむしろ少数であり、その点でも今回の調査データは貴重であう。本遺啓に隣接するエゼロ遣跡では溝は検出されず、2重の石累が集落を囲んでいた。同時期、同地域に営まれた集落でもその形態・構造に違いがあることが推測される。前期青銅器時代はトラキア人の起源ともからんで、特に民族移動の面から注目される時代である。今回検出された溝が環濠」として集落を取り囲む防偉施設として機能していたものなのか、あるいは聖所のような特別な地区を区画する施設として作られたものなのか、これらの施設をもたなかった集落との比較も含め、「民族移動」の内実と意義を探るためにも、今回検出された「溝」の本格的な性格究明が大きな研究課題として今後に残されている。
大気擾乱と固体振動 -大気境界層での素過程-

近年我々によって発見された常時地球自由振動の励起源として小林の提案した大気励起説と綿田や谷本らが提唱している海洋励起説がある.その問題に迫るため,本研究ではその励起メカニズムを詳細に検討するべく大気擾乱の観測を行った.平成15年度に開発を行った超音波風速計測システムを東京大学千葉演習林に設置させてもらい引き続き観測を行った.動圧を直接検知している風速計のスペクトルは周期100秒を超えたところで風速スペクトルに構造の変化が見られた.mHz帯では比較的なだらかなスペクトルになっており,高周波数側は等方乱流理論に似たスペクトル構造になっていた.このmHz帯で緩やかで10mHz以上で急峻に落ちる風速スペクトルの構造は最近の大気励起モデルが抱えていた10mHz以上の過剰振幅予測という問題を解決する糸口と考えられる.そこで,新たに考案したノーマルモード計算法にて大気擾乱による励起量を見積もった.この計算法は非弾性や大気上端からの波動の放射を含めた計算を容易に扱うことができる.こうした場合,固有周波数は複素数になるので複素平面での根を探す問題となるが,新たに考案した計算法は複素根を効率よく求められ,また周期1秒の固有振動を地球中心から大気上層まで自己重力を含めて計算できるという安定性においても優れものである.この新しいモード計算法を用いて観測した大気スペクトルをもとに加速度スペクトルを計算した結果,(1)大気モードとブランチが重なる3.7mHz,4.4mHz付近で常時自由振動の振幅が大きくなることが説明できた.また,ブランチのモードの前後のスペクトルの増加,減少の具合を良く再現できた.(2)10mHz以上では過去の研究(Fukao et al.2002)では振幅を過剰に見積もっていたが,本研究で得られた大気スペクトルでは地動の加速度スペクトルを10mHz-100mHzでも良く再現できるようになった.(3)更に同じ大気擾乱で脈動帯域も調べたところ,大気擾乱で励起された基本モードと1次に高調モードの重ね合わせで脈動のスペクトルの特徴も再現できることが分かった.特に,これまでの常時自由振動理論,脈動理論地面や解底面にランダムな圧力擾乱を置いて計算していたが,スペクトルの特徴を微細に再現するには圧力擾乱の3次元的な分布が重要であることを示したことは意義が深い.これらの結果は地球惑星科学合同大会および米国のAmerican Geophysical UnionのFall meetingで発表した.近年我々によって発見された常時地球自由振動の励起源として小林の提案した大気励起説と綿田や谷本らが提唱している海洋励起説がある.その問題に迫るため,本研究ではその励起メカニズムを詳細に検討するべく大気擾乱の観測を行った.平成15年度に開発を行った超音波風速計測システムを東京大学千葉演習林に設置させてもらい引き続き観測を行った.動圧を直接検知している風速計のスペクトルは周期100秒を超えたところで風速スペクトルに構造の変化が見られた.mHz帯では比較的なだらかなスペクトルになっており,高周波数側は等方乱流理論に似たスペクトル構造になっていた.このmHz帯で緩やかで10mHz以上で急峻に落ちる風速スペクトルの構造は最近の大気励起モデルが抱えていた10mHz以上の過剰振幅予測という問題を解決する糸口と考えられる.そこで,新たに考案したノーマルモード計算法にて大気擾乱による励起量を見積もった.この計算法は非弾性や大気上端からの波動の放射を含めた計算を容易に扱うことができる.こうした場合,固有周波数は複素数になるので複素平面での根を探す問題となるが,新たに考案した計算法は複素根を効率よく求められ,また周期1秒の固有振動を地球中心から大気上層まで自己重力を含めて計算できるという安定性においても優れものである.この新しいモード計算法を用いて観測した大気スペクトルをもとに加速度スペクトルを計算した結果,(1)大気モードとブランチが重なる3.7mHz,4.4mHz付近で常時自由振動の振幅が大きくなることが説明できた.また,ブランチのモードの前後のスペクトルの増加,減少の具合を良く再現できた.(2)10mHz以上では過去の研究(Fukao et al.2002)では振幅を過剰に見積もっていたが,本研究で得られた大気スペクトルでは地動の加速度スペクトルを10mHz-100mHzでも良く再現できるようになった.(3)更に同じ大気擾乱で脈動帯域も調べたところ,大気擾乱で励起された基本モードと1次に高調モードの重ね合わせで脈動のスペクトルの特徴も再現できることが分かった.特に,これまでの常時自由振動理論,脈動理論地面や解底面にランダムな圧力擾乱を置いて計算していたが,スペクトルの特徴を微細に再現するには圧力擾乱の3次元的な分布が重要であることを示したことは意義が深い.これらの結果は地球惑星科学合同大会および米国のAmerican Geophysical UnionのFall meetingで発表した.近年我々の研究によって地球自由振動が常時揺れていることが明らかとなってきた.その励起源として私が1996年に提唱した大気擾乱運動によるものとするものが有力視されている.しかし,これまでの解析は地震計の記録にのみ頼ったものであり,大気側の運動と固体地球振動を直接関係付けるものではなかった.

そこで,この研究では下層大気の擾乱の構造を解明し,私が次元解析的に与えた大気擾乱が妥当なものであるか否かを観測、データから議論することを目的としている.平成15年度は可搬型高感度風速計システムの構築を行なった.YOUNG社のModel8100超音波風速計のロガーとして小型PCであるmicroPC(HightechSystem)を採用した.記録メディアは省電力化のため,コンパクトフラッシュカードを採用した.このコンパクトフラッシュには制御用OS(FreeBSD 5.2)を最小構成で構築し,データロガー部のメモリを十分確保できるようにした.すなわち,データ蓄積量を圧迫することなく,制御コードとデータロガー部を一枚のCFカードに取り込み,その後のメンテナンス(計測ソフトの変更)を容易にするシステムを作成した.また,この省電力風速計測システムの時刻精度を保証するためFURUNO S-820 GPS時計を基準時計として採用し1ppm時刻精度をNTPプロトコル実装で実現するようにした.高い時計精度は大気擾乱の空間相関を計測するためにも必要なものである.現在,東京大学千葉演習林清澄宿舎にて新システムの性能テストを実行している.1.大気擾乱の観測近年我々によって発見された常時地球自由振動の励起源として小林の提案した大気励起説と綿田や谷本らが提唱している海洋励起説がある.その問題に迫るため,本研究ではその励起メカニズムを詳細に検討するべく大気擾乱の観測を行った.平成15年度に開発を行った超音波風速計測システムを東京大学千葉演習林に設置させてもらい,引き続き観測を行った.それとは別に演習林に設置されている微気圧計記録との比較もおこなった.それによると気圧変動のスペクトル構造は周期200秒以上とそれ以下では構造が違っていることが分かった.動圧を直接検知している風速計のスペクトルには200秒でそのようなスペクトルの傾きに違いが見られずmHz帯で比較的なだらかなスペクトルになっていた.その解釈としては大気圧変動はメソスケールの気圧変動とローカルな大気擾乱(動圧効果)を区別していないが,風速変動は直接動圧を計測しているためだと言えよう.このmHz帯で緩やかで10mHz以上で急峻に落ちる風速スペクトルの構造は最近の大気励起モデルが抱えていた10mHz以上の過剰振幅予測という問題を解決する糸口と考えられる.2.大気を含めたモード計算常時自由振動の励起モデルの確立には大気まで含めた完全な地球自由振動を計算できる必要がある.そのために季節的な変動も示す大気も含めた地球モデルを作成し,新たに考案したモード計算法を使ってmHz帯の自由振動を計算した.地球の非弾性効果(Qの効果および大気上層で振動エネルギーの放射条件)のため固有値が複素数となるが,これまでの手法では固有値への収束が悪くなかなか容易な計算ではなかった.この新しいモード計算法では複素固有値への修正値を予測しすばやく収斂する.この効率の良さを活かし,月毎に平均したグローバルな大気構造を作成し,大気音波モード(OP29)とブランチクロスするOS29周辺の固体モードの固有値および固有関数を月別に計算した.その結果,夏の大気構造の方が固体モードと音波モードが近接しOP29の地表振動への影響が大きくなることが分かった.この結果は,観測されている常時自由振動のOS29の超過振幅を大気音波の寄与で説明できることを示唆し,大気擾乱による常時自由振動の励起仮説を支持する結果となった.
前癌病変BMGから骨髄腫への進展に関わるホルモンDHEAの動態とその機能解析

骨髄腫の前癌病変と考えられる良性M蛋白血症(BMG)は、骨髄腫の約10倍位存在し高齢者の約13%に見出され、その内約10%は数年のうちに骨髄腫に進展してゆく。本研究では、BMGから骨髄腫へ進展するのを早期に検出できる指標を明らかにするものとして、加齢とともにその活性が低下する副腎皮質ホルモンDHEAに注目した。DHEAの骨髄腫細胞に対する作用を明らかにし、その変動の意義を解明する。骨髄腫の前癌病変である良性M蛋白血症(BMG)患者60例および既に骨髄腫に進展した症例180例につき、血清および骨髄中DHEA-S値、IL-6値および骨髄中の形質細胞亜群の動態を解析した。一部の症例の骨髄穿刺液から骨髄腫細胞亜群をセル・ソーターで分取した後、in vitro系でDHEAおよびDHEA-Sの増殖あるいはIL-6産生に及ぼす効果を検討した。血清および骨髄中のDHEA-S値は、骨髄腫および進展期のBMGで対照群および安定期のBMGに比して有意に低下していた。逆に、血清および骨髄中IL-6値は骨髄腫および進展期のBMGで有意に亢進していた。進展期のBMGでは、骨髄中の未熟型形質細胞の比率が有意に増加していた。DHEAおよびDHEA-Sは、in vitro系で骨髄腫細胞の増殖を直接的に抑制でき、しかも骨髄単核球細胞からのIL-6産生を有意に抑制した。更に、in vivo系においても、骨髄腫細胞の増殖を著明に抑制した。DHEAを骨髄腫細胞株U-266や骨髄ストローマ細胞株KM-102に作用させると、PPARβ遺伝子の発現が亢進し、次いでIkB発現が亢進し、結果としてNF-kB活性の抑制を引き起こした。従って、ホルモンDHEAの変動はBMGから骨髄腫への進展に関わる機構の一つを示しているものと考えられた。
2D-DIGE法およびQ-Trap型質量分析によるプロテインキナーゼD基質の解析

申請者らは抗原ペプチドのわずか1アミノ酸残基を置換したアナログペプチドの刺激により、ZAP-70の活性化を伴わない強いT細胞応答が誘導されること、およびこのT細胞応答にセリンスレオニンキナーゼであるプロテインキナーゼD(PKD)の活性化が関わることを報告している。PKDファミリーキナーゼには、PKD13の3種の存在が知られている。界面活性剤入りバッファーで可溶化したT細胞を、PKDに対する特異的な抗体で免疫沈降を行ない、Maldi-四重極-飛行時間(Q-TOF)型高感度質量分析装置を用いた解析を行ったところ、T細胞に主に存在するPKD分子はPKD2であることを明らかにした。T細胞活性化におけるPKD2の役割解析を行い、PKD2はIL-2プロモーターの活性化およびT細胞の細胞死に関与することが判明した。ヒト白血病T細胞株Jurkatの核抽出物と放射性ATPを用い、活性型PKD2のin vitroキナーゼアッセイを行ない、PKD2の作用により特異的にリン酸化される基質分子の同定を試みた。反応生成物を二次元電気泳動法により分離し、オートラジオグラフィーを行ったところ、活性型PKD2作用により特異的に放射能の取込みのみとめられたタンパク質スポットを見出した。これらのタンパク質スポットに該当するスポットを並行して行なった非放射性ゲルより回収し、トリプシン消化後、質量分析法により分子種を同定したところ、SET(別名I2PP2A)であることが判明した。組換えSETタンパク質を大腸菌を用いて調製し、実際にPKD2の基質となることを確認した。大腸菌により調製した種々のSETのセリン/スレオニンの変異体および質量分析計による解析から、PKD2により特異的にリン酸化されるSETの171番目のセリン残基を同定した。今後、PKD2によるセリン残基のリン酸化がT細胞の活性化にどのような影響を及ぼすのか解析を行ない、自己免疫疾患などの好ましくないT細胞応答を制御する創薬などを視野に入れて研究を行なう。T細胞活性化機構におけるPKD2の役割を調べる目的で、常時活性型PKD2を強制発現させたヒトT細胞を、抗T細胞抗原受容体(TCR)抗体を用いて刺激し、その可溶化物より総リン酸化タンパク質を分画した。このリン酸化タンパク質分画を二次元電機泳動により展開し、そのパターンを、PKD2を導入していない対照T細胞のものと比較した。その結果、2種類のリン酸化タンパク質について、常時活性型PKD2を発現するT細胞において著明に増加することを確認した。これらのタンパク質スポットをゲルより回収し、トリプシン消化後、質量分析法により分子種を同定したところ、いずれもヒストンのアセチル化の制御に関わるリン酸化核タンパク質であることが判明した。

これらのタンパク質のcDNA全長をクローニングし、大腸菌を用いてそのタンパク質を調製し、実際にPKD2の基質となるかどうかの確認を行ない、2種のうちの1つはPKD2により特異的にリン酸化されることを確認した。また、蛍光標識した野生型PKD2はTCR刺激により核内に移行し、また常時活性型PKD2は刺激を加えなくても核に存在することを見いだした。これらの結果は、活性化PKD2は核内で何らかの基質をリン酸化する可能性を示唆するものであり、同定されたタンパク質が核タンパク質であったことと合致する。今後、同定した核タンパク質のPKD2によるリン酸化部位を、Q-Trap型質量分析装置を用いた解析する。申請者らは抗原ペプチドのわずか1アミノ酸残基を置換したアナログペプチドの刺激により、ZAP-70の活性化を伴わない強いT細胞応答が誘導されること、およびこのT細胞応答にセリンスレオニンキナーゼであるプロテインキナーゼD(PKD)の活性化が関わることを報告している。PKDファミリーキナーゼには、PKD13の3種の存在が知られている。界面活性剤入りバッファーで可溶化したT細胞を、PKDに対する特異的な抗体で免疫沈降を行ない、Maldi-四重極-飛行時間(Q-TOF)型高感度質量分析装置を用いた解析を行ったところ、T細胞に主に存在するPKD分子はPKD2であることを明らかにした。T細胞活性化機構におけるPKD2の役割を調べる目的で、常時活性型PKD2を強制発現させたヒトT細胞を、抗T細胞抗原受容体(TCR)抗体を用いて刺激し、その可溶化物より総リン酸化タンパク質を分画した。このリン酸化タンパク質分画を二次元電機泳動により展開し、そのパターンを、PKD2を導入していない対照T細胞のものと比較した。その結果、2種類のリン酸化タンパク質について、常時活性型PKD2を発現するT細胞において著明に増加することを確認した。これらのタンパク質スポットをゲルより回収し、トリプシン消化後、質量分析法により分子種を同定したところ、いずれもヒストンのアセチル化の制御に関わるリン酸化核タンパク質であるSETおよびpp32であることが判明した。SETのcDNA全長をクローニングし、大腸菌を用いてそのタンパク質を調製し、実際にPKD2の基質となるかどうかの確認を行なったところ、PKD2により特異的にリン酸化されることを確認した。大腸菌により調製した種々のSETのセリン/スレオニンの変異体および質量分析計による解析から、PKD2およびPKCにより特異的にリン酸化されるSETのセリン残基を同定した。今後、これらのセリン残基のリン酸化がT細胞の活性化にどのような影響を及ぼすのか解析を行ない、自己免疫疾患などの好ましくないT細胞応答を制御する創薬などを視野に入れて研究を行なう。
マウス腹水ガン細胞由来転写伸長因子S-IIのX線結晶構造解析

結晶化のために、S-IIを陽イオン交換、疎水、ゲル濾過の各クロマトグラフィーによりSDS電気泳動で単一のバンドを示すまで精製する方法を確立した。結晶化を試みたところ、塩の共存下でポリエチレングリコールを沈殿剤として使用したときに油状沈殿に混じって球晶状の凝集物が得られたが、再現性が低かった。タンパク質試料の詳細な化学分析から、タンパク質試料中には精製の初期段階で用いられるZnイオンがタンパク質に特異的に結合している量以外にモル比で数%程度過剰に残留しており、それがタンパク質の非特異的凝集を促進している可能性が明らかになった。また、タンパク質をアルカリ性の条件下に保つとシステイン残基が酸化して多量体が形成されることと、アスパラギンの脱アミド反応が生じたタンパク質成分が最終精製試料中にモル比で数%存在していることも明らかとなった。そこで、従来のクロマトグラフィー操作をすべて弱酸性下で行い、かつタンパク質濃度を厳密に制御して硫安沈殿を行うことで、それらの夾雑物を完全に除去できる新しい精製方法を確立した。新精製方法で得られたタンパク質試料からは球晶状凝集物が再現性良く得られたが、三次元的な結晶には成長しなかった。タンパク質試料を動的光散乱法により分析したところ、溶液中では結晶化に適した単分散状態であるが、拡散係数から計算される分子量はアミノ酸配列から計算される分子量よりも40%以上大きい値を示していた。この事実はタンパク質分子の形状が球状からは大きくかけ離れたものであることを示唆している。S-II分子は三つのドメインから構成されているが、それらのドメインが特定の相対配置をとらないために三次元結晶の生成が阻害されている可能性があり、S-IIの複数のドメインと強力な相互作用をする新規タンパク質との複合体が形成できれば、複合体として結晶が得られると考えられる。本年度は、まずラット腹水ガン細胞由来S-IIの大量精製法を確立した。S-IIを発現する大腸菌をファメンターで大量に培養し、凍結融解により菌体を破砕して目的タンパク質を可溶性画分に得た。オープンカラムシステムを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー、HPLCシステムを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー、等電点クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーによる精製方法の検討と最適化を行い、SDS電気泳動により単一の分子量を示すまで目的タンパク質を精製できる方法を確立した。大量精製法によって得られたタンパク質試料は、ゲルろ過クロマトグラフィーによる分析でモノマーであることを確認し、またMALDI TOFMSにより決定した分子量がアミノ酸配列から計算される値と誤差の範囲内で一致したことから翻訳後修飾は受けていないことも明らかにした。このタンパク質試料を用いて結晶化条件を探索したところ、再現性が低いながらも三次元結晶の前段階と考えられる球晶が成長する条件をいくつか発見した。球晶が成長する結晶化条件には微酸性かつ高イオン強度という共通した特徴があった。そのため微酸性かつ高イオン強度という条件がタンパク質の三次元構造を安定に保つのに重要と考え、精製方法を全面的に見直した。低イオン強度かつ高pHの条件となる等電点クロマトグラフィーの代わりに高イオン強度の条件下にタンパク質試料を保つことができる疎水クロマトグラフィーを使い、かつ精製操作全般を厳密に微酸性条件下で行うように精製方法を変更することで、SDS電気泳動により単一の分子量を示す程度まで目的タンパク質を精製できる別の新しい方法を確立した。その結果得られた新しいタンパク質試料からは球晶が再現性良く生じるようになった。現在はX線解析に適した単結晶が成長するように結晶化条件の最適化を行っている。
新規FGF2阻害分子の同定・機能解析と臨床応用

研究成果の概要:新規FGF-2結合蛋白質(FGF-BP3)は成体の前頭葉眼窩野に特異的に発現し、その遺伝子改変マウスは新奇環境下で不安様行動を示した。このとき前頭葉眼窩野においてERKのリン酸化と初期誘導遺伝子c-fosの発現が減弱していた。つまりFGF-BP3はFGF-ERKシグナルに関与し、不安を司る前頭葉の高次機能を制御していた。本研究の結果から、遺伝子とこころを繋ぐ成果が得られたとともに、FGF-BP3が不安障害に対する薬剤開発の対象分子になりうる可能性を示した。これまでにノックアウトマウスの表現型解析は、主に当該遺伝子の発現部位に着目して新生仔期の嗅脳組織を調べてきたが、ノックアウトマウス成体の行動解析を行ったところ、組織学的結果から予想される行動異常とは異なり、Light and dark transition testおよびnovel ty-induced hypophasia testの両方で、ノックアウトマウスは野生型マウスよりも有意に強い不安様行動を認めた。つまり、うつ病という極めて頻度の高い疾患のモデル動物となりうることが明らかとなり、本研究は広く展開しはじめた。実際に、近年では神経幹細胞は、神経疾患だけでなく精神疾患の病態にも深く関わることが注目されている。そこで成体において本遺伝子の発現部位を詳細に調べたところ、本遺伝子は成体の前頭前野の眼窩面皮質(orbital cortex)のみに発現し、幼弱な神経細胞マーカーであるNeuNおよびDCXが陽性で、他のアストロサイトやオリゴデンドロサイトのマーカーであるGFAPと04が陰性であった。つまり本遺伝子は、胎生期だけでなく成体においても神経新生を制御している可能性が示唆された。一方、うつ病の病態に関わるとされてきた海馬には、本遺伝子の発現を認めなかった。これらの結果は、本研究の対象である新規遺伝子が、前頭葉の神経新生に影響を及ぼし、うつ様行動に関わるという全く新しい病態解明につながっていくことを意味している。cDNAmicroarrayを用いた発現解析を用いて、神経幹・前駆細胞が豊富に存在する大脳側脳室の周囲に高発現する遺伝子群を同定した。114個の既知遺伝子と58個の機能未知の新規遺伝子が得られ、次いで、新規遺伝子58個を対象にin situ hybridizationとNorthern解析を行い、発現する臓器と時期を解析した結果、目的に合致する遺伝子群(FGF-BP3, Borealin, Cenpm, Ttyh1)を単離した。それぞれの遺伝子をLacZ遺伝子で置換(Knock-In)した遺伝子改変マウスを作製した。このうちBorealin, Cenpm,Ttyh1の欠損マウスは神経系が発生する前の段階で致死となった。その後、FGF-BP3遺伝子改変マウス(FGF-BP3 KI-LacZ)は、C57BL/6Jへ戻し交配を10回行い、遺伝的背景を均一にした。FGF-BP3は高感度の染色法で解析したところ、成体脳でも眼窩前頭皮質にのみ特異的に発現することが明らかとなった。FGF-BP3欠損マウスに14種類の行動実験を行った結果、Light/Dark transition testで、FGF-BP3欠損マウスは明所での滞在時間の短縮を認め(p<0.05)、FGF-BP3欠損マウスは不安様行動を示すことが明らかとなった。さらに、Novelty-induced hypophasia testを行った結果、FGF-BP3欠損マウスは見慣れない餌に近づく時間の延長を認め(p<0.01)、FGF-BP3欠損マウスが不安様行動を示すことを再現した。さらに明所刺激下での眼窩前頭皮質の活動を知る目的で、初期誘導遺伝子であるc-fosが陽性となる細胞数を調べたところ、野生型に比べて変異型マウスでは数の減少を認め(P<0.05)、変異型マウスの不安様行動は眼窩前頭皮質の機能低下によるものであることを見出した。これらは眼窩前頭皮質が不安という情動を制御していることを示唆した。
ヒトチトクロームP-450遺伝子の多型と発癌剤代謝,発癌との関係

1.CYP1A1には2種類の一次構造の異なったタンパクがヒト集団内において存在しており、Va1型はベンズピレンに対する活性化能が高く、Ile型にくらべ約3倍ほど喫煙由来の肺癌発生に高いリスクをもっていることを既に明らかにした。一方、1A1により生じた活性型メタボライトはPhaseIIの酵素でありMu型のグルタチオントランスフェラーゼの一種であるGST1により解毒されるが、一般集団においては約50%の人がこの遺伝子の一部欠損(変異)のため解毒能が低い。そこで、GST1遺伝子の遺伝子型を判定し、1A1の遺伝子多型と組合わせることによって発癌へのリスクを検討した。GST1が欠損している遺伝子型をホモに有する人は、ヘテロ又は正常な遺伝子をホモに有する遺伝子型をもつ人にくらべ単独で約1.7倍のリスクをもつ。ところが、1A1がVal型でGST1が欠損している遺伝子型を同時にホモに有する人は、Ile型でGST1が存在している人にくらべ、Kreyberg I型の肺癌へ約6.5倍、特に扁平上皮癌には7.3倍ものと高いリスクをもつことが示された。このリスクはsynergisticに増加することにより、各々の遺伝的危険因子がetiologicalに関連していることが示唆された。Val型でGST1を欠損している遺伝子を同時にホモに有する高いリスクがみられることは、発癌剤代謝の活性化と解毒化のバランスがくずれることに起因していると考えられる。今後、環境因子(喫煙量)との相互作用をcombined genotypesとの視点で解析する必要がある。2.CYP2E1遺伝子の5'上流域の多型が転写活性に影響を与えることが明らかになった。今後このような遺伝子型による転写活性の差がmRNAの含量ひいてはタンパクの個人差にまで反映されるかを検討する必要があるかと思われる。
植物細胞壁ペクチン質多糖のホウ酸による架橋に必要な分子の同定

ホウ素は植物の必須元素であり、その欠乏は植物生産に重大な影響を与える。ホウ酸は植物細胞壁の特定の多糖間を架橋する成分として必要であることが知られているが、細胞壁でホウ酸が架橋を形成する分子レベルでのしくみは不明であった。本研究では、モデル植物のシロイヌナズナを用いて、ホウ素欠乏条件においてホウ素を細胞壁に効率的に供給する輸送体分子の同定を始め、ホウ素が細胞壁で架橋をつくるための反応に関連する分子を明らかにした。ホウ素は植物の必須元素であり、その欠乏は農業生産に重大な影響を与える。ホウ素は植物細胞壁の特定のペクチン質多糖ラムノガラクツロナンII(RG-II)間を架橋することが生理的役割とされているが、架橋反応を担う酵素の存在や反応の細胞内部位は全く明らかにされていない。そこで、本研究では「ペクチン質多糖RG-IIのホウ酸による架橋に必要な酵素の同定」に取り組み、ホウ素が細胞に輸送されてから細胞壁成分として生理機能をもつまでの反応過程の解明を目的とした。まず、ホウ素の生理機能である細胞壁ペクチン質多糖の架橋を担う酵素の存在を生化学的に検証するため、単離したRG-IIを用いた試験管内での二量体再構成実験を行った。シロイヌナズナ培養細胞から抽出した細胞抽出液の添加によって、RG-II二量体再構成率が上昇するかを検討したが、有意な変化は認められなかった。本実験では再構成率の値が実験によって大きく異なるなど結果の再現性が乏しく、反応条件の検討が必要であると考えられた。遺伝学的手法によってRG-II架橋にかかわる分子を単離するため、通常条件では生育抑制を示すが、過剰ホウ素によって生育が回復する「高ホウ素要求性シロイヌナズナ変異株」のスクリーニングの準備を進めた。これに加えて新たなアプローチとして、RG-IIに結合するタンパク質を生化学的に単離する試み、シロイヌナズナ培養細胞を用いてホウ素欠乏馴化細胞を作出する試みを進めた。ホウ素の役割は植物細胞壁のペクチン質多糖ラムノガラクツロナンンII(RG-II)間を架橋することであるが、その架橋反応の分子機構は明らかにされていない。そこで、本研究では「RG-IIのホウ酸による架橋に必要な分子の同定」を目指した。RG-IIのホウ酸による架橋に関わる分子を単離するため、分子遺伝学手法による高ホウ素要求性変異株の単離を進めた。低濃度でのホウ酸存在下においてRG-IIとの架橋反応を促進する分子の存在を仮定すると、この分子の機能が低下した場合、通常の細胞内のホウ酸濃度ではRG-IIの架橋がうまく起きないと予想される。一方、過剰のホウ酸を加えた条件では反応基質が過剰となり、RG-IIの架橋が部分的には回復すると考えられる。つまり、機能欠損株は通常のホウ酸濃度条件では、野生型株と比較してホウ素欠乏症状を示し、ホウ素を過剰に添加した条件ではその生育が回復するという、ホウ素依存的な生育を示すことが期待される。そこで、塩基置換を誘発する変異誘起剤で処理を行ったシロイヌナズナCol-0の種子を準備し、ホウ酸通常条件の培地で生育させ、地上部ロゼット葉の展開または根の伸長を指標に生育抑制を示す株を選抜した。高濃度のホウ酸を含む培地へ移植後、生育が回復した株を「高ホウ素要求性変異株」として選抜した。その結果、ロゼット葉の展開を指標として1万4000株のM2から46株、根の伸長を指標として1万8000株のM2から15株の候補株を得られた。遺伝子マッピングの結果、既報の遺伝子の変異に加え、報告のない染色体1番と2番に原因遺伝子の存在が明らかになり、新規変異株の獲得が確認された。加えて、昨年度までに作出した低ホウ酸馴化シロイヌナズナ培養細胞が低いRG-II架橋率を示すことを見出し、網羅的な遺伝子発現解析を進めた。ホウ酸は植物細胞壁のペクチン質多糖ラムノガラクツロナンII(RG-II)間を架橋しており、ホウ酸によるペクチン架橋がホウ素の生理機能であることが示されている。しかし、RG-II合成やホウ酸によるRG-II架橋反応の分子機構は明らかにされていない。そこで、本研究ではRG-IIのホウ酸による架橋の分子機構の解明を目的とした。ホウ酸によるRG-II架橋に関与する分子を同定するため、モデル植物シロイヌナズナを用いて、正常な生育により高濃度のホウ酸を必要とする高ホウ素要求性変異株の探索をした。その結果、ロゼット葉の展開を指標として1万4000株のM2から26株、根の伸長を指標として1万8000株のM2から5株の変異株を単離した。

原因遺伝子の解析を行ったところ、糖転移酵素やUDP-糖合成に関わる酵素、糖加水分解酵素をコードすると予想される遺伝子に原因の変異がそれぞれ見出された。これらの変異株の解析より、RG-II合成やホウ酸とRG-IIの架橋に関与する新規の細胞壁関連遺伝子の同定に成功した。さらに、病原応答の遺伝子発現誘導を抑制する因子群、ビタミンB6代謝に関連する酵素をコードする遺伝子の変異を原因とする変異株が含まれ、ホウ酸が細胞壁とは異なる新規の生理作用をもつ可能性を明らかにした。また、シロイヌナズナホウ酸輸送体BOR2が低ホウ素条件下の根の伸長に重要であることを明らかにした。BOR2機能欠損株では根の全ホウ素濃度には違いがないのに対し、RG-IIの架橋率が低下しており、BOR2がホウ酸をRG-IIへ優先的に分配する働きをもつことが示唆された。これらの結果は、低ホウ素条件下で細胞壁に利用されるホウ酸が輸送タンパク質を介して積極的に分配されるしくみを明らかにした成果となった。「高ホウ素要求性シロイヌナズナ変異株」の探索を行ったところ、実際に独立な候補株が複数得られた。数株については原因遺伝子が座上する染色体部位の同定まで進んでおり、原因遺伝子の同定が期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。単離された「高ホウ素要求性変異株」の原因遺伝子の同定を進めていく。地上部ロゼット葉を指標としたスクリーニングでは46株の候補株が得られているが、生育の培地ホウ酸濃度に対する依存性の強いもの、生育抑制の程度が顕著なものを優先として解析対象とする。
メソレベルの分相組織を利用する高プロトン伝導性無機-有機コンポジットの作製と評価

無機-有機コンポジットを対象として選び、その相分離現象を利用して高いプロトン伝導性をもち、かつ機械的な強度或いは柔軟性を併せ持つ試料の作製条件を検討した。無機質としてはケイリン酸塩を、有機物としては有機シラン及び有機シロキサンを用いて、ゾル-ゲル法により試料を作製した。得られた具体的な項目を次に列挙する。1.シロキサン系の場合には、シロキサンに富んだソフト相、ケイリン酸及びシロキサンがクロスリンクしたハード相及びその中間に界面相とも呼ぶべき相が存在することが判明した。2.プロトン伝導性は親水性の高いケイリン酸塩の相により支配され、機械的な性質はシロキサンの直線状分子により支配されることが推定された。3.分相が生じた系と生じない系の電気伝導性の比較より、分相を生じることによりケイリン酸塩に富む相が三次元的に連結して、プロトンの伝導パスを形成することにより、高い伝導度を発現することが推測された。4.温度と湿度を変化させた電気伝導度の測定結果により、分相が確認された相と確認されなかった相の間には、3桁程度の差があり分相した試料が極めて高い伝導性を有することが確認された。5.機械的な特性に関しては、定量的な評価を行うことはできなかったが、シロキサンによる絡み合い構造が実現しているものと考えられる。6.シラン系に関しては、分相を明確に確認することはできなかったが、親水性領域と疎水性領域に分離していることがこれまでの研究で明らかになっている。7.シラン系では、今後試料の脆さや化学的耐久性を上げることで、電気伝導性を向上させながら機械的な特性を向上させる条件の検討が必要である。固体高分子形燃料電池用の電解質膜に要求される主要な特性は、1)酸化・還元に対する耐久性、2)薄膜等への加工性、3)10^<-2>S/cm以上の導電率、4)優れた機械的な強度、5)ガス或いは液体の不透過性、等である。室温付近で燃料電池を動作させる場合には、現在のところ、これらの条件を満足するのはスルフォン基を付加したフッ化炭素系イオン交換樹脂に限定される。しかし、水の存在が必須であることや加熱下での特性劣化の問題がある。そこで、代替材料の探索が行われている。加熱時の耐久性と導電性を両立させるために、無機-有機複合電解質膜が注目されるようになってきた。複合化の方法は様々であり、フッ化炭素系イオン交換樹脂を含む複合膜化が一つの方法であるが、私達はシラン又はシロキサンを用いて、作製時に自発的に生成するメソレベルのクラスターを利用した無機-有機複合膜を作製した。ケイリン酸ゲルの成分にポリジメチルシロキサン(PDMS)を加えることにより、ケイリン酸ガラス-PDMS複合体を作製した。PDMSは絶縁体であるために、その割合が増えると柔軟性は増すが導電率が減少する。導電率を高くする方法は種々考えられたが、ここではケイリン酸ゲルに対してプロトン導電体(例えばH_3PW_<12>O_<40>・29H_2Oなど)を添加する方法を採用した。通常は酸を添加すると反応が促進され、試料全体として均質性を保ちながら、導電率及び機械的な強度に優れたコンポジットを作製することは困難である。そこで、親水性を示す部分と疎水性を示す部分を併せ持つ組織構造の実現を目指した。Si/P=2を保ちながら、H_3Pw_<12>O_<40>・29H_2OをSiに対して数%添加することにより、加工性に優れた高いプロトン導電性を示す試料を作製できた。