hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高IgM症候群の原因遺伝子同定によるヒト免疫グロブリンクラススイッチ機構の解明

高IgM症候群(HIGM) 4型を含む抗体産生不全症に対する全エクソン解析の結果、20遺伝子の異常症を明らかにした。T細胞新生能を示すTREC低下群から、活性化PI3Kδ症候群(APDS)1型患者22例を同定した。移行B細胞・濾胞T細胞・形質芽細胞の増加、CD4ヘルパーT細胞の減少が特徴であり、診断に有用であること、長期無イベント生存率が39.6%と不良であり、造血幹細胞移植が有効であることを示した。血清のIgG2低下が90%に見られ、試験管内でもIgG2の産生異常を確かめたが、活性化したPI3KδがIgG2クラススイッチを阻害する機構については、今後の検討課題である。今回の研究では、研究代表者らが2003年に提唱した原発性免疫不全症であるB細胞特異的高IgM症候群(HIGM)であるHIGM4型の病態解明および原因遺伝子の同定とその機能解析により、ヒト免疫グロブリンクラススイッチ再構成機構を解明することを目的とする。原因遺伝子の同定には既に施行した国内HIGM症例の次世代シークエンサー(NGS)による全エクソン解析の結果を用いる。平成27年度は、既知遺伝子を同定した抗体産生不全患者について10本の論文を報告し、新たに8患者8遺伝子異常を同定した。T細胞新生能を示すTRECの低下例ではV(D)J再構成異常を伴い放射線高感受性であることを想定していたが、活性化PI3K症候群患者8例(PIK3CD: 4例、PIK3R1: 2例、PTEN: 2例)が含まれていた。これらの患者では、NGSによるB・T細胞受容体のレパトア解析、IgV領域体細胞突然変異解析においても異常を認めなかった。そのため、APDS患者では、免疫細胞の老化亢進によるTREC低下であると考えられた。APDS1については、全国で21例を同定し、IgG2の低下は90%に見られた。IgA, IgG3,G4については、半数の症例で低下していた。k患者では、sCD40L+IL10,IL21刺激時のAID転写の低下、IgG2, G4の胚細胞型転写(GLT)、機能型転写(FT)の誘導低下が見られた。平成28年度は、Taqman法あるいはddPCRを用いて、こうした転写産物について検討し、APDSにおけるクラススイッチ異常の機構について検討したい。当初計画にあるNGSを用いたIgS-SHMの検討、IgS-DSBのTaqman法あるいはddPCR法による検討、Sμ/Sεの3D-FISHによる検討についても行う。また、WES解析結果から、新たな原因遺伝子の同定を目指したい。1)全エクソンシークエンスによるHIGM4原因遺伝子の同定:申請段階で同定していた12遺伝子の異常症については、10本の論文にまとめて報告しており、さらに投稿後修正中、投稿準備中である。新たに、8患者について、8遺伝子の異常を同定し(CTLA4, FOXP3, IKZF1, NFKB1, NFKB2, TACI, TRNT1, XIAP異常)、一部については投稿準備中である。それ以外の未同定の患者については、家系分析を加え、SNPchipを用いた連鎖解析も加えて、同定を試みている。2)HIGM4の病態解析a) TREC定量、KREC定量とV(D)J再構成についての検討:T細胞の新生能を反映するTREC陰性患者の中に4例、機能獲得型PIK3CD異常症(APDS)患者を同定した。これらの患者では、FACS解析においてもCD31+45RA+CD4+ナイーブT細胞の減少、CD27+メモリーB細胞の減少とCD10+19+20+24++38++移行B細胞の上昇を認めた。また、PIK3R1異常症患者、PTEN異常症患者についても同様の所見を認めたが、B細胞については、IgD-CD27+メモリーB細胞が存在する例もあり、PIK3CD異常症とは若干異なる可能性が考えられた。また、TRECs低値を示したAPDS患者2例で、V(D)J領域の配列解析、IgV-SHMの変異塩基解析をNGSにより行ったが、健常者との大きな違いは認めなかった。b)定量PCRによるgermline, functional, circle transcriptの評価法の検討:in vitro CSRを検討する際、特に、APDSのようなシグナル伝達異常の際、どこが阻害され、クラススイッチが阻害されているかをみるためにも、germline, functional, circle transcriptについて、刺激サイトカイン毎、各Igクラス毎に検討が必要である。APDS1患者では、sCD40L+IL10, IL21刺激時のAID転写の低下、IgG2, G4の胚細胞型転写(GLT)、機能型転写(FT)の誘導低下が見られた。ただ、IgG1/2、IgA1/2の環状転写(CT)は、配列の相同性が高いため、定量PCRでの検討では、分別することができなかった。今回の研究では、研究代表者らが2003年に提唱した原発性免疫不全症であるB細胞特異的高IgM症候群(HIGM)であるHIGM4型の病態解明および原因遺伝子の同定とその機能解析により、ヒト免疫グロブリンクラススイッチ再構成機構を解明することを目的としている。原因遺伝子の同定には既に施行した国内HIGM症例の次世代シークエンサー(NGS)による全エクソン解析の結果を用いた。

昨年度までに、T細胞新生能を示すTRECの低下例の中から、活性化PI3K症候群患者8例(PIK3CD: 4例、PIK3R1: 2例、PTEN: 2例)を同定していたため、機能解析を行い、NGSによるB・T細胞受容体のレパトア解析、IgV領域体細胞突然変異解析においても異常を認めなかった。そのため、APDS患者では、免疫細胞の老化亢進によるTREC低下であると考えられた。APDS1については、全国で22例を同定し、IgG2の低下は90%に見られた。IgA, IgG3,G4については、半数の症例で低下していた。患者では、sCD40L+IL10,IL21刺激時にNFKBのリン酸化は障害されていなかったが、AID転写の低下、IgG2, G4の胚細胞型転写(GLT)、機能型転写(FT)の誘導低下が見られた。成果発表を第1回アジア太平洋免疫不全症学会にて行い(Yeh, et al.; Okano, et al.; Imai)、3本の論文発表を行った(Coulter et al. JACI; Elkaim et al. JACI; Tsujita et al. JACI)。さらに、今年度、新たに、ノックアウトマウスでIgAクラススイッチが障害されるとされている遺伝子に変異を持つ1症例を世界で始めて同定した。本患者における、抗体産生不全の機構について、詳細に検討しすることを平成29年度の目標としたい。1)全エクソンシークエンスによるHIGM4原因遺伝子の同定:申請段階で同定していた12遺伝子の異常症については、10本の論文にまとめて報告しており、さらに投稿後修正中、投稿準備中である。新たに、8患者について、8遺伝子の異常を同定し(CTLA4, FOXP3, IKZF1, NFKB1, NFKB2, TACI, TRNT1, XIAP異常)、一部については投稿準備中である。それ以外の未同定の患者については、家系分析を加え、SNPchipを用いた連鎖解析も加えて、同定を試みた。今年度新たに抗体産生不全症の中からDNMT3B変異のICF症候群の成人姉妹例2例や、CD40L欠損症でニューモシスチス肺炎で亡くなった乳児、日本で2例目のICOS欠損症に加え、NFKBを制御するIkB kinase複合体をユビキチン化するユビキチンリガーゼHOIL1の異常症を日本で始めて同定した。さらに、複数の新規遺伝子を同定しており、その蛋白発現、機能異常についても検討中である。定量PCRによるgermline, functional, circle transcriptの評価法の検討:in vitro CSRを検討する際、特に、APDSのようなシグナル伝達異常の際、どこが阻害され、クラススイッチが阻害されているかをみるためにも、germline, functional, circle transcriptについて、刺激サイトカイン毎、各Igクラス毎に検討が必要である。APDS1患者では、sCD40L+IL10, IL21刺激時のAID転写の低下、IgG2, G4の胚細胞型転写(GLT)、機能型転写(FT)の誘導低下が見られた。ただ、IgG1/2、IgA1/2の環状転写(CT)は、配列の相同性が高いため、定量PCRでの検討では、分別することができなかった。
関節周囲組織の網羅解析から拘縮の発生メカニズムとリハビリテーションの効果を探る

本研究では,ギプス等による関節の不動によって発生する拘縮と呼ばれる機能障害の発生メカニズムを明らかにする目的で,ラットの実験モデルから得た骨格筋,関節包,皮膚といった関節周囲組織を組織学的・免疫組織学的・分子生物学的検索に供し,網羅的に解析した.結果,骨格筋由来の拘縮にはTGF-βと呼ばれるサイトカインシグナルが活性化し,線維芽細胞の亜型である筋線維芽細胞への分化が促され,タイプI・IIIコラーゲンが増加するといった線維化の発生が関与し,この線維化は機械的刺激の減少によって進展する可能性があることが示唆された.また,不動によって関節包においては滑膜に,皮膚においては皮下組織に顕著な線維化が発生・進行することが明らかとなり,これらの組織に由来する拘縮の発生メカニズムに関与している可能性があることが示唆された.本研究では,ギプス等による関節の不動によって発生する拘縮と呼ばれる機能障害の発生メカニズムを明らかにする目的で,ラットの実験モデルから得た骨格筋,関節包,皮膚といった関節周囲組織を組織学的・免疫組織学的・分子生物学的検索に供し,網羅的に解析した.結果,骨格筋由来の拘縮にはTGF-βと呼ばれるサイトカインシグナルが活性化し,線維芽細胞の亜型である筋線維芽細胞への分化が促され,タイプI・IIIコラーゲンが増加するといった線維化の発生が関与し,この線維化は機械的刺激の減少によって進展する可能性があることが示唆された.また,不動によって関節包においては滑膜に,皮膚においては皮下組織に顕著な線維化が発生・進行することが明らかとなり,これらの組織に由来する拘縮の発生メカニズムに関与している可能性があることが示唆された.今年度は、骨格筋の不動によって筋線維自体の伸張性を制御しているtitinが、また、筋膜の中でも最も伸張性を有する筋内膜のtypeI・III collagenの動態が変化するのかを検証した。実験動物は、Wistar系雄性ラット60匹で、群分けとしては1、2、4週間両側足関節を最大底屈位で不動化する不動群とこれらと週齢を合致させた対照群を設けた。各不動期間終了後は一部のヒラメ筋から筋抽出液を作成し、電気泳動法によって得られたバンド像の画像解析からmyosinに対するtitinの比を求めた。結果、不動群は対照群より有意に低値を示したが、不動期間による有意差は認められなかった。そして、以前の研究で不動によってラットヒラメ筋の筋節構造が乱れることを報告したが、この変化にはtitinの減少が関与していると推測された。また、これまでは不動によって筋線維自体の伸張性が低下すると仮説されてきたが、それを制御するtitinが減少するのであればこの仮説は疑問視され、今後はこの点についての検討を予定している。一方、一部のヒラメ筋から凍結横断切片を作成し、抗type I・III collagen抗体ならびに蛍光標識を含んだ二次抗体を用いた蛍光免疫染色を実施した。そして、画像解析によって筋内膜の単位面積あたりの累積輝度を算出し、type I・III collagenを定量した。結果、type I・III collagenいずれも不動群は対照群より有意に高値を示した。また、type I collagenは不動期間の延長に伴う有意な増加を認めたが、type III collagenは不動期間による有意差は認められなかった。つまり、拘縮は不動期間の延長に伴い進行するが、上記の結果からこのメカニズムには筋内膜において組織の硬度を規定するtypeI collagenが増加することが関与している可能性が示唆された。今年度は、ラットを用いて(1)足関節を底屈位で不動化した拘縮モデル、(2)膝関節を屈曲位で不動化した拘縮モデルを用いて以下の検索を行った。(1)のモデルでは1・2・4・8・12週間不動化した後のヒラメ筋を検索材料に用い、筋内膜と筋周膜におけるtype I・III collagenの動態変化を蛍光免疫染色ならびにその染色像の発光輝度の画像解析に基づく半定量分析から検討した。結果、筋内膜においてはすべての不動期間でtype I・III collagenの増加を認め、しかもtype I collagenにおいては不動4週まで不動期間の延長に伴う増加が認められた。筋周膜においてもすべての不動期間でtype I・III collagenの増加を認めたが、不動期間による違いは認められなかった。次に、(2)のモデルでは4週間不動化した後の膝後面の皮膚ならびに後方関節包を検索材料に用い、Picrosirius Red染色あるいはElastica van Gieson染色によってこれらの組織を構成するcollagenを可視化し、線維化の発生状況を検索した。結果、皮膚においては真皮ならびに皮下組織におけるcollagenの増生を認め、特に皮下組織においては脂肪細胞の縮小・消失とその周囲でのcollagenの増生が著しかった。また、関節包においても特に滑膜においてcollagenの増生を認めた。以上のことから、骨格筋、皮膚、関節包といった関節周囲軟部組織にはcollagenの増生といった線維化の徴候が認められ、このことが拘縮の一因になっていることは明らかといえる。そして、骨格筋においては筋内膜、皮膚では皮下組織、関節包では滑膜といったように、各組織の中でも元来から伸張性・柔軟性に富んだ部位に線維化の発生が著しいことも明らかになってきており、今後はそのメカニズム解明が課題である。

(1)のモデルでは1・2・4・8・12週間不動化した後のヒラメ筋を検索材料に用い、RT-PCR法にてtypeI・III collagen、筋線維芽細胞のマーカーであるα-SMAならびにサイトカインの一つであるTGF-ssのmRNAレベルでの動態変化を検索した。結果、上記すべての分子のmRNAは不動1週より対照群に比べ発現増加を認め、さらに、typeIcollagen mRNAにおいては不動4週まで不動期間の延長に伴う発現増加が認められた。次に、(2)のモデルでは1・2・4週間不動化した後の膝後面の皮膚ならびに後方関節包を検索材料に用い、Picrosirius Red染色によってこれらの組織を構成するcollagenを可視化し、画像解析によって線維化の発生状況を半定量化した。結果、皮膚においては不動1週より真皮から皮下組織におけるcollagenの増生、すなわち線維化の発生を認め、半定量解析の結果でも対照群との有意差が認められ、この傾向は不動4週でさらに進行した。また、後方関節包の滑膜においても不動1週よりcollagenの増生を認め、半定量解析の結果でも対照群との有意差が認められ、この傾向は不動4週でさらに進行した。加えて、同部位のコラーゲンの密生化に関しては不動1週では明らかではなかったが、不動2・4週では顕著となり、この半定量解析の結果でも不動2・4週は対照群ならびに不動1週と有意差が認められた。以上のことから、拘縮発生時は骨格筋、皮膚、関節包といったすべての関節周囲軟部組織にcollagenの増生に伴う線維化の発生が認められ、これは拘縮の病態メカニズムとして重要な変化であることが明らかとなった。また、骨格筋に限っては不動によってTGF-ssのサイトカインシグナルが活性化し、線維芽細胞の亜型である筋線維芽細胞への分化が促され、その結果としてtype I・III collagenが増加するといった筋性拘縮の発生機序に関する分子メカニズムが明らかになりつつある。
短歌・俳句の作品評価の脳内基盤

本研究では、特に俳句の認知過程とその脳内基盤について検討した。平成17-18年度に行った俳句印象に関するSD法データによる因子分析結果から、俳句印象の構造が他の感性刺激と同様に、評価性・活動性・力量性であることが明らかになっている。19年度は、MD法という研究者らが過去に開発した手法を用いて、それぞれの俳句刺激が、どの程度、モダリティに関連性があるのかを検討した。その結果、俳句印象と視覚の関連性が非常に高いものであることが認められ、また他の近刺激受容モダリティ、遠刺激受容モダリティがまとまった因子として浮かび上がってきた。次に、俳句の読みにおける速度感について心理学的に検討し、俳句刺激の速度印象と、俳句を読んでいる時の時間の印象との間に相関があることが明らかになった。つまり、ゆっくり時間が流れるように感じる俳句を読んでいる時には、その間の物理的な時間もゆっくりと感じる(あるいはその逆)というものである。さらに、俳句印象に関する脳内基盤についても機能的磁気共鳴画像診断法(fMRI)を用いて検討した。個別の俳句刺激に対し「美しい-醜い」や「静かな-賑やかな」などのSD法評定を行っている時の脳活動計測を行った。俳句印象の評価性・活動性・力量性ごとの因子評価と脳内活動との関連性について検討し、評価性については前頭前野、活動性については側頭葉や視覚野、力量性については補足運動野や前頭前野の活動が高くなることが明らかになった。これらの結果は、心理学的に印象評価の因子が個別性が高いことが認められているが、脳内活動のレベルでも同様のことが言えることを示すことができた。本研究課題が目指すのは,美しさ(あるいは芸術作品に対する印象評価)が現れる条件というものが何なのか,またどのような前提が美的判断に正当性を与えるのか』という美学におけるカント問題を心理学および脳認知科学の視点から解明することであり,日本の伝統的文学芸術形式である短歌・俳句の現代作品を題材として取り上げている.3年間で,作品から感じられる「意味」「語感」「音韻」「視覚イメージ]と「美しさ」「面白さ」といった作品評価との関係を,創作熟達者と未経験者の比較を心理と脳活動の2つのレベルから検討する.平成17年度は,まず,俳句の作品評価の際にどのような印象形成が行われるのかについて,自由記述による作品評価から尺度構成を行い,評価に作品としての良し悪しと,用いられる形容詞を整理し,SD法質問紙を構成し,俳句の作品評価質問紙を作成し検討した.最終的に,「評価性」「活動性」「力量性」というこれまで絵画評価に用いられてきたSD法の因子因子構造と同様のものが得られたが,絵画研究とはことなり,それらの因子間の関係に高い相関が認められた.またそれぞれの作品の感覚関連度の評定値と併せて共分散構造分析を行い,俳句の作品評価に及ぼす要因の影響関係を検討した.(加えて,作者ごとの分析,季節をもとにした分析を通して,印象の一貫性の問題についても検討した)さらに,これらの研究結果に基づき,作品評価の脳内基盤について検討するべく,予備実験を開始した.まだ具体的な活動データは得られていないが,平成18年度の中心課題として設定ができ,実験が可能な状態まで準備が完了した.平成18年度は,(1)fMRIを用いた俳句における印象評価の脳内基盤についての研究,(2)俳句の速度感(はやい-おそい)が俳句の読みにおける時間知覚に与える影響に関する心理学的実験,の2つについて研究を進めた.(1)については現在実験中であるが,平成17年度に示したように,SD法による印象評価では俳句の印象も絵画印象と同じように「評価性」「活動性」「力量性」の3因子構造になっており,3因子間で異なる場所が脳内活動として現れることが示されつつある.またSD法の形容詞項目に対する印象の強さについても,それぞれの因子内では一貫性が認められるが,因子間では異なることが明らかになりつつある.このことは絵画刺激を用いた検討との一貫性が示され,印表評価一般の現象として明らかになると期待できる.(2)については,速度感によって時間知覚が歪むことが示されたが,極端な速度感の表れの時にはその時間知覚の歪みは生じず,むしろ緩やかな速度感印象が生起される場合に,読みのときの時間知覚の歪みを生じさせることが明らかになった.つまり,「余韻」のようにはっきりとした速度感ではなく,その曖昧さが時間知覚を歪ませるという結果になった.これらの結果は,19年度に論文化・学会発表する計画であり,5・7・5という少ない文字数の中に表現が盛り込まれた俳句という題材であっても絵画など他のメディアと同じように複雑な印象を盛り込むことが可能であり,その脳内基盤明らかになっていくものと期待できる.本研究では、特に俳句の認知過程とその脳内基盤について検討した。

次に、俳句の読みにおける速度感について心理学的に検討し、俳句刺激の速度印象と、俳句を読んでいる時の時間の印象との間に相関があることが明らかになった。つまり、ゆっくり時間が流れるように感じる俳句を読んでいる時には、その間の物理的な時間もゆっくりと感じる(あるいはその逆)というものである。さらに、俳句印象に関する脳内基盤についても機能的磁気共鳴画像診断法(fMRI)を用いて検討した。個別の俳句刺激に対し「美しい-醜い」や「静かな-賑やかな」などのSD法評定を行っている時の脳活動計測を行った。俳句印象の評価性・活動性・力量性ごとの因子評価と脳内活動との関連性について検討し、評価性については前頭前野、活動性については側頭葉や視覚野、力量性については補足運動野や前頭前野の活動が高くなることが明らかになった。これらの結果は、心理学的に印象評価の因子が個別性が高いことが認められているが、脳内活動のレベルでも同様のことが言えることを示すことができた。
擬二次元有機超伝導体のマイクロ波電気伝導度測定

有機超伝導体では、BCS理論で考えられているフォノンを媒介とした引力相互作用以外の引力相互作用により超伝導状態が実現されている可能性がある。対波動関数の対称性はBCS理論では等方的s波であるが、超伝導発現に電子相関が重要な役割を果たすと考える理論では、対波動関数は異方的なd波の対称性を持つと考えられている。我々は、マイクロ波の表面インピーダンス測定により磁場侵入長の温度依存性の精密測定を行い、有機長伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2で特異な対波動関数の対称性を持った超伝導状態が実現されているか検証した。磁場侵入長・表面抵抗の温度依存性から、κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2に対しs波超伝導体で期待される熱活性型の温度依存性と矛盾しない結果を得た。また、マイクロ波表面インピーダンス測定を混合状態にあるκ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2に適用することにより、層間がジョセフソン結合した層状超伝導体に期待されるジョセフソンプラズマ共鳴の観測を試みた。その結果この物質において、酸化物高温超伝導対以外で初めてジョセフソンプラズマ共鳴と考えられる共鳴吸収を観測した。一方、層状構造を持つ超伝導体では、各種の長さが層間隔に等しくなるところで次元のクロスオーバーが期待される。我々は小さな試料でも高精度で磁化の測定できる微小ホール素子を用いて、κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の局所磁場ヒステリシスにピーク効果が見られることを明らかにした。このピーク効果は、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>で知られている磁束線のパンケーキボルテックスへの分解に起因すると考えられる。
タバコモザイクウイルスRNA複製複合体前駆複合体の解析

タバコモザイクウイルス(TMV)は一本鎖RNAゲノムをもつ。ゲノムRNAは宿主細胞内の膜上に形成される複製複合体の中で相補鎖RNAを介して複製する。我々は、複製複合体の形成に先だって、ウイルスにコードされた複製タンパク質とゲノムRNAを含むリボ核タンパク質複合体(PMTC)が形成されることを見いだした。本研究では、PMTCの分子的実体とその形成機構の解明を目指して解析を行った。その結果、PMTCは複数の複製タンパク質を含む巨大な複合体で、その形成には約70塩基にわたるACAに富む配列が必要であること、また、PMTC形成には宿主由来の因子が必要である可能性が示唆された。タバコモザイクウイルス(TMV)にコードされる130Kタンパク質は、そのリードスルー産物である180Kタンパク質とともにゲノムRNAの複製を司るタンパク質である。130Kタンパク質は、翻訳と共役してゲノムRNAの5'非翻訳領域を含む約70ヌクレオチドの領域に結合し、非膜結合性複合体(pre-membrane-targeting complex: PMTC)を形成する。TMVのRNA複製複合体は膜上に形成されるが、PMTCは複製複合体の前駆複合体と考えられ、その形成はRNA複製における最初の鍵段階となっている。本年度は、PMTCの形成に必要なTMV RNA上の配列を、実験に先立って推定するため、TMVが属するトバモウイルス属に含まれる複数のウイルス種のゲノムRNA 5'末端領域の配列の解析を行った。これにより、ACAの3塩基のブロックが繰り返しあらわれることが重要であることが示唆された。また、これまでの成果をとりまとめ、Annual Review of Phytopathology誌に総説を投稿した。諸事情により計画した実験を進めることができなかった。脱液胞化タバコプロトプラスト抽出液(BYL)から遠心により生体膜を除去し、これを用いてTMV RNAを翻訳すると、130K複製タンパク質が合成される。このとき130Kタンパク質は、翻訳と共役してゲノムRNAの5'非翻訳領域を含む約70ヌクレオチドの領域に結合し、非膜結合性複合体(pre-membrane-targeting complex: PMTC)を形成する。PMTCは複製複合体の前駆複合体と考えられる。我々は、先に、130Kタンパク質のMetIR断片(約70 kDa)が、翻訳とは独立してTMV RNAの当該領域に結合することを見いだした。H28年度の研究により、MetIR断片はAとCに富む70ヌクレオチド以上の長さの標的RNAに結合し、blue native PAGEにより区別可能な2種の複合体を形成すること、そのうち質量約1 MDaと見積もられる複合体は複数のMetIR分子を含み、安定である(一旦形成されるとMetIR分子の交換がほとんど起こらない)ことを明らかにした。タグ融合MetIR断片を標的RNAと混合したあと、タグによりアフィニティー精製した画分を透過型電子顕微鏡で観察することにより、いくつかの特徴的なネガティブ染色像を得た。以上の結果から、MetIR断片が形成した1 MDa複合体のより詳細な解析が可能であることが示唆された。さらに、5'非翻訳領域を複製タンパク質コード領域の下流に移し、代わりにジャガイモXウイルスRNAの5'非翻訳領域配列を挿入したTMV RNA誘導体を、BYLを用いて翻訳しRNA合成基質を添加したが、マイナス鎖RNAの生成はみられなかった。当初計画した実験を行い、結果を得たため。遠心により生体膜を除去した脱液胞化タバコプロトプラスト抽出液(mdBYL)を用いてタバコモザイクウイルス(TMV) RNAを翻訳すると、130K複製タンパク質が合成される。PMTCは複製複合体の前駆複合体と考えられている。我々は先に、130Kタンパク質のN末端側に相当するMetIR断片(分子量約7万)が、翻訳とは独立してTMV RNAの当該領域に結合することを見いだした。本年度は、PMTCに宿主因子が含まれる可能性を検討するため、FLAGタグを付したMetIRと結合標的配列を含むRNAを混合して複合体を形成させた後に抗FLAG抗体による精製を行った。精製画分にはMetIRに加え、分子量約10万の宿主タンパク質が含まれ、これをLC-MS/MS法により同定した。この宿主タンパク質は、標的RNAを添加しなければMetIRと共精製されなかった。この宿主タンパク質がTMV RNAの複製あるいはPMTC形成に関与するかは不明のままであり、それを明らかにすることは今後の課題である。昨年度から取り組んでいる電子顕微鏡によるPMTCの観察に関しては、いくつかの方法改変を試みたが、その形態に関して確定的な情報を得るには至らなかった。また、アフィニティー精製したMetIRと結合標的配列を含むRNAを混合しても複合体は形成されないが、mdBYLを添加すると複合体が形成されることを見いだした。この結果は、PMTC形成に宿主因子が必要であることを示唆するものである。

本研究では、PMTCの分子的実体とその形成機構の解明を目指して解析を行った。その結果、PMTCは複数の複製タンパク質を含む巨大な複合体で、その形成には約70塩基にわたるACAに富む配列が必要であること、また、PMTC形成には宿主由来の因子が必要である可能性が示唆された。実験再開の目処が立ったので、本年度の成果を考慮しつつ当初の計画に沿って研究を進め、遅れを取り戻すべく最善を尽くす。具体的には、PMTC形成に必要十分なTMVゲノムRNA上の領域の同定、当該領域のゲノム上の位置の変更のマイナス鎖RNA合成能への影響の解析、PMTCの形状の電子顕微鏡観察等を行う。MetIR断片と標的RNAの1 MDa複合体が安定であることが判明したので、これを各種クロマトグラフィー等により精製し、その形態を電子顕微鏡観察により解析するとともに、精製画分に宿主タンパク質が含まれないかを調べる。29年度が最終年度であるため、記入しない。植物病理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
大量のタンパク質リガンドデータより相互作用の構造的特徴をマイニングする方法の開発

本研究が行ったのはタンパク質リガンド相互作用の解明において鍵となる、結合中の化合物の部分構造とタンパク質のドメインの対を探索する方法の開発であり、以下の特徴をもつ。1)大量のタンパク質と大量のリガンドを同時に解析できる。2)立体構造が得られない場合にも利用出来る。3)既存のモチーフや商用の記述子のライブラリーを必要とせず、構造データのマイニング法により新規の相互作用モチーフも発見できる。本研究が行うのはタンパク質リガンド相互作用の解明において鍵となる、結合中の化合物の部分構造とタンパク質のドメインの対を探索する方法の開発であり、以下の特徴をもつ。2)タンパク質の立体構造が得られない場合にも利用出来る。3)既存のモチーフや商用の記述子のライブラリーを必要とせず、構造データのマイニング法により新規の相互作用モチーフを発見できる。主要な統計的学習法として正準相関解析及び偏最小二乗回帰を用いてタンパク質とリガンドの間の相互作用予測を行うが、リガンドをグラフとして、その巨大な部分グラフ空間をデータ(グラフ)マイニングするのが特徴である。タンパク質情報としてはPFAMのモチーフやJAPICの副作用情報を用いる。これらの情報はしばしば数千以上に昇り、高価なグラフマイニングの呼び出し回数も比例して増えてしまいがちだが、Lanczos法の利用によりグラフマイニングの呼び出し回数を抑えることができる。これらは本研究の独自性を特徴づける点となっている。当研究は国際情報交換を伴うものであり、フランスの統計の専門家とはアルゴリズムを実際に試すデータの提供を受け、現実に起こる問題について議論を交わした。またスイスの研究所を訪問し、化学や計算機化学の専門家の方々より、運用面で実際に役に立つ方法について議論し、ベンチマークデータを提供して頂いた。本研究で開発するのは、創薬の際に薬の候補の化合物を絞り込むバーチャルスクリーニングの手法の一つである。化合物が薬として作用する際には、標的のタンパク質と結合する必要があるが、両者がどのように結合するかを実験で調べる、もしくは正確に予測することは必ずしも容易ではない。例えば創薬の重要なターゲットである膜タンパク質は構造を実験で決定することが困難であることが知られている上、従来主流の予測手法であるドッキングシミュレーションは立体構造未知のタンパク質に適用することはできない。そこで本研究ではデータマイニング及び統計的手法を用いて立体構造が得られない場合でも、化合物とタンパク質の相互作用の対を探し出す方法を開発する。具体的には、代表者がKDD2008で発表した方法を拡張する。この方法は化合物とその活性値との間の相関(正確には共分散)を最大化するような化合物の部分構造を探索して、逐次予測モデルに追加する。ドッキングシミュレーションと比較した本研究手法の重要な長所としては、大量のタンパク質と化合物(リガンド)を同時にスクリーニング出来るという点がある。また、複数のタンパク質と化合物を同時に解析することにより、タンパク質同士、もしくは化合物同士の相関や独立といった統計の概念を導入することも可能である。平成23年度は山西博士やPerret博士と打ち合わせを行い、研究提案手法の実装方法や、その他応用可能な分野等について議論した。また、山西博士とは正準相関解析で化合物とタンパク質の相互作用を予測する研究を国際誌上で共著で発表している。研究計画では平成23年度中に本手法では「正準相関解析に必要な正規化が難しい」という問題を解決する予定であった。この点に関しては、山西博士との議論の結果、化合物タンパク質間相互作用の予測精度の向上が目的であれば相関の最大化よりも共分散の最大化の方が適しているだろうということで解決した。相関の最大化と異なり、共分散の最大化は正規化を必要としないからである。当初の目標は「化合物とタンパク質の相互作用部位の対を大量のデータよりマイニングする」ことであったが、山西博士との議論の結果、市販されている薬物とそれらの副作用情報を複数同時に使用することにより、ある種の薬物に共通する特徴的な部分構造を抽出するという研究の需要が大きいことが判明したので、このテーマを推進することとする。基本的実装方法及び使用機器に変更はない。平成24年度の研究費は、学会発表や論文発表、共同研究者との相互訪問に充てる予定である。尚、平成23年度の研究費に残金が生じているが、これは共同研究者との相互訪問の実施時期が遅れている為であり、同名目で平成24年度に行う予定である。
子どもの運動成就の動画質問による適応型コンピュータテスト開発

本研究では,新しいテスト理論である項目反応理論(IRT)と動画データベース技術を適用して,疾走・投球・蹴球などの基本運動における運動動作の習熟度から運動技能を測定するための動画質問による適応型コンピュータテストを開発することを目的とした.そのために,以下の検討課題について成果を得た.1)運動動作構造に基づく運動動作習熟項目を用いた運動動作の絶対評価テストを作成した.2)項目反応理論(IRT)分析を適用してテスト項目特性とテスト特性を分析し,運動動作技能の絶対評価テストの精度と妥当性を分析した.3)動画質問を用いた適応型コンピュータテストのアルゴリズムを検討した.対象は大学生200人,小学生243人であった.手順は1)対象とする運動ごとに,運動動作技能領域にテスト項目を対応させた測定モデルを作成した.5名の体育の専門家を対象とするデルファイ法を伴う特性要因分析法を実施し,各運動について運動局面と運動動作構造を構成し,内容的妥当性を満足する動作テスト項目と習熟動作基準を作成した.2)サッカーの蹴球,パントキック,スローインの各動作を撮影した.2回実施し運動成績の良い方の動作を選択した.3)VTRを再生し,習熟動作基準に従い動作の習熟度を評定した.4)自己評定による質問紙を用いて疾走,反復横跳び,立ち幅跳び,ボール投げの運動成就を測定した.合否判定型の運動動作達成度テストデータに,基本2値モデルの項目反応理論(IRT)分析を適用して,テスト項目特性曲線(ICC),テスト項目情報量(IIF),テスト特性曲線(TCC),テスト情報量(TIF),テストの精度,テストの1次元性,テスト項目特性値の不変性,能力推定値の不変性,テスト項目特性曲線(ICC)の適合度を分析した.対象者と対象者の所属組織には実験の主旨を説明し,対象者として研究に参加することの同意を得た.本研究では新しいテスト理論である項目反応理論(IRT)と動画データベース技術を適用して,走行などの基本運動における運動動作の習熟度を測定する動画質問による適応型コンピュータテストを開発することを目的とし,以下の検討課題を順次検討した.1)運動動作構造に基づき,動作達成項目を用いた運動動作の達成度(絶対)評価テストを作成し,2)項目反応理論(IRT)分析を適用してテスト項目特性とテスト特性を分析し,3)運動動作達成度テストの精度と妥当性を分析した.【対象】運動動作が成熟している大学生男女計100人以上【手続き】1)運動動作技能領域にテスト項目を対応させた測定モデルを作成した.5人の体育の専門家を対象とするデルファイ法を伴う特性要因分析法を実施し,各運動について運動局面と運動動作構造を構成し,内容的妥当性と局所独立性を満足する動作テスト項目と習熟動作基準を作成した.2)走行動作,サッカーボールキックの蹴球動作とヘディング動作,競歩動作を撮影した.2回実施し運動成績の良い方の動作を選択した.3)項目反応理論(IRT)分析を適用し,テスト項目特性とテスト特性を分析した.【調査項目】各運動の達成度テスト項目は2件法尺度を用いた20項目程度で構成した.【データ分析】達成度テストデータに基本2値モデルの項目反応理論(IRT)分析を適用して,テスト項目特性曲線(ICC),テスト項目情報量(IIF),テスト特性曲線(TCC),テスト情報量(TIF),テストの精度,テストの1次元性,テスト項目特性値の不変性,能力推定値の不変性,テスト項目特性曲線(ICC)の適合度を分析した.テスト項目特性値の推定にはベイズ推定法を用いた.1因子分析とスクリープロットからテスト項目の1次元性を分析した.本研究では,新しいテスト理論である項目反応理論(IRT)と動画データベース技術を適用して,疾走・投球・蹴球などの基本運動における運動動作の習熟度から運動技能を測定するための動画質問による適応型コンピュータテストを開発することを目的とした.そのために,以下の検討課題について成果を得た.1)運動動作構造に基づく運動動作習熟項目を用いた運動動作の絶対評価テストを作成した.2)項目反応理論(IRT)分析を適用してテスト項目特性とテスト特性を分析し,運動動作技能の絶対評価テストの精度と妥当性を分析した.3)動画質問を用いた適応型コンピュータテストのアルゴリズムを検討した.対象は大学生200人,小学生243人であった.手順は1)対象とする運動ごとに,運動動作技能領域にテスト項目を対応させた測定モデルを作成した.5名の体育の専門家を対象とするデルファイ法を伴う特性要因分析法を実施し,各運動について運動局面と運動動作構造を構成し,内容的妥当性を満足する動作テスト項目と習熟動作基準を作成した.2)サッカーの蹴球,パントキック,スローインの各動作を撮影した.2回実施し運動成績の良い方の動作を選択した.3)VTRを再生し,習熟動作基準に従い動作の習熟度を評定した.4)自己評定による質問紙を用いて疾走,反復横跳び,立ち幅跳び,ボール投げの運動成就を測定した.合否判定型の運動動作達成度テストデータに,基本2値モデルの項目反応理論(IRT)分析を適用して,テスト項目特性曲線(ICC),テスト項目情報量(IIF),テスト特性曲線(TCC),テスト情報量(TIF),テストの精度,テストの1次元性,テスト項目特性値の不変性,能力推定値の不変性,テスト項目特性曲線(ICC)の適合度を分析した.対象者と対象者の所属組織には実験の主旨を説明し,対象者として研究に参加することの同意を得た.
現代日本画技法による制作における膠の張力実験

日本画制作において膠が和紙に与える影響のうち、張力についての実証実験を行う。複数の日本画制作をする過程において、数種類の膠を使用し各作品で使う膠を統一し、和紙に与えるダメージ(張力)を計測する。この実験から膠の新たな特性を明らかにする。
血管障害後の新生内膜肥厚形成におけるマクロファージ由来のヒアルロン酸の重要性

ヒアルロン酸は、我々の身体を構成する細胞外マトリックスの主成分として、様々な疾患において重要な役割を果たすことが知られてきた。循環器領域においては、動脈硬化血管や経皮的冠動脈治療後のステント再狭窄部位に、ヒアルロン酸が過剰に蓄積することが知られている。本研究では、マクロファージ由来のヒアルロン酸が、動脈硬化進展に関わるメカニズムについての基礎的検討を行い、マクロファージの遊走能やサイトカイン産生能を高めることを示した。in Vivo実験(血管傷害モデル)にて、マクロファージにおけるヒアルロン酸過剰産生モデルにおいて、新生内膜肥厚の増強を確認した。さらに、ヒアルロン酸合成を特異的に阻害することができる4-methylumbelliferoneを経口投与することでヒアルロン酸産生をノックダウンさせ、血管傷害後の新生内膜肥厚の程度を検討したところ、有意に新生内膜肥厚の進展を抑制することが確認された。したがって、マクロファージ特異的なヒアルロン酸過剰産生が新生内膜肥厚に強く関与していることが示唆されており、現在はそのメカニズムを検討するため、in Vitro実験を開始している。4% Thiolycolate溶液をマウス腹腔内注射し、4日後に腹腔マクロファージを採取した。マクロファージ特異的にヒアルロン酸を過剰発現させたHAS2/CreLysマウスからのマクロファージを、交配前のHAS2、CreLysから通常のマクロファージをそれぞれのマウスから採取しコントロールとして使用し、マクロファージの性質の差異について検討した。交配前のHAS2、CreLysからコントロールのマクロファージに対し、ヒアルロン酸を溶解したメディウムで培養し刺激を加え、その影響について検討したところ、培養上清中のサイトカイン産生能の増強が確認され、ヒアルロン酸がマクロファージから産生される炎症性サイトカイン産生能の増強に関与していることが示唆された。今後はさらに、ヒアルロン酸がマクロファージに与える影響についてのメカニズムの詳細を検討すべく、とくにシグナル伝達機構の解明を行っていく方針としている。本研究は、マクロファージ由来のヒアルロン酸が血管傷害後の新生内膜肥厚を増強させるメカニズムを解明を目的としており、Cre-mediated activationにより、マクロファージ特異的にHAS2(ヒアルロン酸合成酵素)を強制発現させ、マクロファージ特異的にヒアルロン酸を過剰発現させるモデルを作成し、血管傷害後の新生内膜肥厚について検討を行った。このマクロファージのヒアルロン酸過剰産生マウスは、コントロール・マウスに比して、wire-mediated injury modelによる血管傷害モデルを作成すると、新生内膜肥厚は著明に増強されることを確認した。また、マウス大腿動脈にcuff-mediated injury modelによる血管障害モデルを作成したところ、同様にHAS2 conditional transgenic miceとCreLys miceをコントロールとし、マクロファージ特異的にヒアルロン酸を過剰発現させたHAS2/CreLys miceにおける新生内膜肥厚の程度は増強していた。HASによるヒアルロン酸合成を特異的に阻害することができる4-methylumbelliferoneを経口投与することで、ヒアルロン酸をノックダウンさせ、血管傷害後の新生内膜肥厚の程度を検討したところ、有意に新生内膜肥厚の程度を抑制できた。マウス腹腔マクロファージを採取し、マクロファージ特異的にヒアルロン酸を過剰発現させたHAS2/CreLysからのマクロファージを、交配前のHAS2、CreLysから通常のマクロファージをそれぞれのマウスから採取し、マクロファージの性質の差異について検討したところ、ヒアルロン酸はマクロファージの遊走能とサイトカイン産生能の増強させたが、ヒアルロン酸はマクロファージの細胞表面にあるCD44を介して、それらの作用を発現させていた。当初予定していた、in vivoでの検討およびin vitroの検討は、概ね計画通りに進行させることができた。in vivoでの検討は、マクロファージにヒアルロン酸を強制発現させると、血管傷害後の新生内膜肥厚が増強すること、また、4-MUにてヒアルロン酸合成能を低下させると、血管傷害後の新生内膜肥厚の程度は軽減した。in vitroの検討で、そのメカニズムについて検討を行ったが、ヒアルロン酸は、マクロファージのサイトカイン産生能と遊走能を増強させていたが、当初の目的であるシグナル伝達機構について、CD44を介することが明確に示すことができた。以上より、当初の計画していた検討事項をね達成することができており、進捗状況としては順調であったものと考えている。本研究は、マクロファージ由来のヒアルロン酸が血管傷害後の新生内膜肥厚を増強させるメカニズムを解明することである。マクロファージ由来のヒアルロン酸過剰産生マウスでは、コントロール・マウスに比して、wire-mediated injury modelによる血管傷害モデルを作成すると、新生内膜肥厚は著明に増強された。また、HASによるヒアルロン酸合成を特異的に阻害することができる4-methylumbelliferoneを経口投与することで、ヒアルロン酸をノックダウンさせたところ、血管傷害後の新生内膜肥厚の程度が軽減することも確認できた。上記のマクロファージ由来のヒアルロン酸が血管傷害後の新生内膜肥厚を増強するメカニズムを検討するため、in Vitro実験を行った。4% Thiolycolate溶液をマウス腹腔内注射し、4日後に採取した腹腔マクロファージを使用した。マクロファージ特異的にヒアルロン酸を過剰発現させたHAS2/CreLysからのマクロファージを、交配前のHAS2、CreLysから通常のマクロファージをそれぞれのマウスから採取し、マクロファージの性質の差異について検討を行った。

ヒアルロン酸はマクロファージの遊走能、サイトカインおよび参加ストレス産生能を増強されることが確認できた。マクロファージにおけるヒアルロン酸のシグナル伝達機構に関する検討は、研究代表者の知る限りでは現在までに報告されていないが、マクロファージ表面のCD44を受容体とし、遊走能に関してはRho Aが関与していることが確認できた。ヒアルロン酸は、我々の身体を構成する細胞外マトリックスの主成分として、様々な疾患において重要な役割を果たすことが知られてきた。循環器領域においては、動脈硬化血管や経皮的冠動脈治療後のステント再狭窄部位に、ヒアルロン酸が過剰に蓄積することが知られている。本研究では、マクロファージ由来のヒアルロン酸が、動脈硬化進展に関わるメカニズムについての基礎的検討を行い、マクロファージの遊走能やサイトカイン産生能を高めることを示した。当初の予定通り、in Vivo実験にてマクロファージ特異的なヒアルロン酸過剰産生モデルマウスにおいて血管傷害モデルを作成すると、新生内膜肥厚が増強することが確認できた。平成26年度の計画を継続し、マクロファージ由来のヒアルロン酸が血管傷害後の新生内膜肥厚を増強させるメカニズム、とくにマクロファージにおけるヒアルロン酸によるシグナル伝達について、さらに詳細な検討を加えたい。血管平滑筋細細胞では、ヒアルロン酸が細胞表面に存在するCD44を受容体として、細胞内シグナル伝達機構を介することに、その増殖能と遊走能を高めることを示した(Kashima Y et al PLoS One. 2013;8(3):e58760)。しかしながら、マクロファージにおけるヒアルロン酸のシグナル伝達機構に関する検討は、申請者の知る限りでは報告されていない。前年度までの検討により、ヒアルロン酸がマクロファージの遊走能やサイトカイン産生能に影響を与えていることが確認できたため、それらがどのようなシグナル伝達を介しているのかを中心に検討したい。当初計画していた事項についての検討を概ね終了できており、今後はその成果について学会発表および論文報告をする段階となっている。速やかに成果をまとめ、報告できるよう準備を行っているところである。ヒアルロン酸の動脈硬化や冠動脈形成術後ステント再狭窄の進展に関与するメカニズムの解明は、ヒアルロン酸の過剰産生や、異常なヒアルロン酸合成を正常化することで、動脈硬化の進展を阻止することを可能とすると考えられる。したがって、ヒアルロン酸糖鎖合成を作用点とした抗動脈硬化治療薬、ステント再狭窄予防法を開発できる可能性が考えられる。今後はさらに、ヒアルロン酸が血管内皮細胞に与える影響や、心筋梗塞モデルにおけるヒアルロン酸の関与についての検討を計画している。循環器内科今後の研究は、主にin vitro実験を中心に進めていく。マウス腹腔マクロファージを採取し、ヒアルロン酸で刺激を加えたうえでタンパク採取を行い、シグナル伝達機構の解明を行っていく。
炭素クラスターの効率的合成と化学変換

フラーレンはユニークな分子形態と縮合多環式芳香族電子構造に基ずく熱力学的安定性、曲面電子構造に基ずく反応性が期待できその新規機能性材料としての可能性は非常に大であると考えられる。本研究ではフラーレンおよびその曲型元素同族体の効率的合成・分離法を検討しC_<60>を中心に反応性、化学変換法、誘導体合成法を検討し、これらの物性、化学反応性、生理活性などについても検討を進め新機能性材料開発の基礎的研究を押し進めることを目的としている。本年度の研究実施計画にそって検討した結果を以下各項目毎に要約した。1)江口らはC_<60>の各種複素環縮合および連結系を設計し、複素環キノジメタンルート、ヘテロDiels-Alderルート、新たに見出した酸化的〔2+3〕ルートによる一連のフラ-ロ複素環誘導体の合成法を開発した。2)石川・山中らは新規シリコンクラスレート、層状シリコンクラスター(Ba,M)_XSi_<46>やBa_5Si_<46>の合成に世界で初めて成功し、これらが超伝導性を有することを発見した。これらはそのユニークなケイジ構造により大気にも安定な新型超伝導材料として注目される。3)伊藤らはパラジウム、白金錯体の合成とこれらが種々の支持配位子を持つ錯体誘導体合成に有用であることや白金イソニトリル錯体ではPt-C結合への新規な挿入反応を見出した。シリルメチルマグネシウム試薬との反応で1,2-および1,4-付加体の選択的合成とSi原子上の官能基変換に成功しこれらが種々の機能材料設計に利用可能であることを示した。4)市川らはモリブデンカルボニルクラスターC_<60>複合錯体およびメソポアーゼオライト細孔内導入複合錯体合成に成功し、これらによるプロピレンの選択的光酸化反応やオレフィンメタセシス触媒活性を見出した。5)西村らはベンゾシクロブテン誘導体とC_<60>との付加反応に成功し、また多付加体の選択的合成法として架橋型キノジメタン法を考案して位置選択的ビス付加合成法を開拓し各種フェノール連結型誘導体の合成に成功した。6)山本らはフラーレンの部分構造に関連した非平面型縮合芳香族[5][5]および[7][7]サ-キュレンの合成に成功し、これらのレドックス性を電気化学的に解明した。フラーレンは分子形態がユニークであるばかりでなく縮合多環式芳香族電子構造に基ずく熱力学的安定性と曲面電子構造に基ずく反応性が期待できその新規機能性材料としての可能性は非常に大であると考えられる。フラーレンおよびその典型元素同族体の効率的合成・分離法を検討しC_<60>を中心に反応性、化学変換法、誘導体合成法を検討し、これらの物性、化学反応性、生理活性などについても検討を進め新機能性材料開発の基礎的研究を押し進めることを目的としている。1)江口らはスーツから直接C_<60>を分離精製する簡便かつ効率的方法を開発し、環化付加反応性の検討を進めた。その結果o-キノンメチドとのヘテロDiels-Alder反応、シロキシジエンとのDiels-Alder反応に成功した。またC_<60>+C_<70>とAIBNとの反応ではC_<60>が選択的に高い反応性を有することを見いだしている。2)石川らはCaSi_2層状結晶を合成し層間からの脱Caにより層状シリコン誘導体の合成に成功した。また三次元カゴ状シリコンクラスターとしてMxSi_<46>やMxSi_<136>型分子の合成と構造の検討を行った。3)伊藤らはC_<60>PdL_2錯体の合成に成功しこれらの特異的触媒機能を見いだした。また、有機金属反応剤により新規有機ケイ素官能基を持つ誘導体合成にも成功した。4)市川らはC_<60>およびC_<70>のアルカリ金属錯体にH原子移動の高活性触媒機能の発現に成功した。またフラーレン類の光触媒機能についても興味ある活性を見いだした。5)西村らはベンゾシクロブテン誘導体とC_<60>との付加反応し成功し、またニトレン付加、フラロール誘導体合成も検討した。さらにC_<60>や誘導体を触媒とする水の光還元についても成功している。6)山本らはC60,C70の部分構造をもつ非平面型縮合芳香族[5][5]および[7][7]のサーキュレンの合成検討を行って重要中間体の合成に成功した。フラーレンは分子形態がユニークであるばかりでなく縮合多環式芳香族電子構造に基ずく熱力学的安定性と曲面電子構造に基ずく反応性が期待でき、その新規機能性材料としての可能性は、非常に大であると考えられる。本研究ではフラーレンおよびその典型元素同族体の効率的合成・分離法を検討しC_<60>を中心に反応性、化学変換法、誘導体合成法を検討し、これらの物性、化学反応性、生理活性などについても検討を進め新機能性材料開発の基礎的研究を押し進めることを目的としている。1)江口らはC_<60>の環化付加反応性の検討を進めた。