hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチンリガーゼCblによる白血病細胞増殖シグナル調節機構の解明と治療への応用

研究目的は、Cb1遺伝子によるユビキチン・プロテアソームシステムを介したPI3-kinase(PI3K)シグナル伝達経路の負の制御機構の解明と、造血細胞におけるCblの機能を明らかにすることである。1、Cbl-siRNA発現ベクターの遺伝子導入によりCb1発現を抑制したヒト赤白血病細胞F-36P細胞(F-36P-siCb1)を用いた解析(2)F-36P-siCb1細胞では、恒常的なAktの活性化が認められたが、未刺激のmock細胞では、Aktの活性化は認めなかった。また、両者ともにEPO刺激によりAktの活性が増強した。しかし、F-36P-siCb1およびmock細胞におけるEPO刺激後のErk1/2の活性化の経時的な変化には、差を認めなかった。2、Cb1によるPI3Kシグナル伝達経路の制御機構:F-36P細胞では、EPO刺激によるCb1-Y731(PI3Kの調節サブユニットの結合部位)のリン酸化が、Srcキナーゼ阻害剤PP1あるいはdominant-negative Src発現により阻害されたが、Jakキナーゼ阻害剤AG490では阻害されなかった。COS7細胞を用いた共発現により、Jak2ではなくSrcが、Cb1-Y731をリン酸化することによりCb1はp85と会合した。これらの結果より、EPO受容体を介するシグナル伝達において、SrcがCb1-Y731をリン酸化することにより、PI3Kと会合し、PI3K/Aktシグナル伝達経路を負に調節している。本研究の目的は、Cb1遺伝子によるユビキチン・プロテアソームシステムを介したPI3-kinase(PI3K)シグナル伝達経路の負の制御機構を明らかにすることである。今年度は、ヒト赤白血病細胞F-36P細胞を用いて、Cb1の細胞増殖・生存に及ぼす影響について明らかにするとともに、SrcによるCb1のユビキチンリガーゼ活性の制御機構について解析した。1、Cb1の細胞増殖・生存に及ぼす影響Cb1に対するsiRNAを恒常的に発現するF-36P-siCb1細胞を樹立し、エリスロポエチン(EPO)存在下および非存在下における細胞増殖・生存について、WST-1を用いて解析した。その結果、F-36P-siCb1細胞は、コントロール細胞に比べ、低濃度のEPO存在下において有意に増殖した。2、Cb1のユビキチンリガーゼ活性の制御機構(1)F-36P細胞では、EPO刺激によるCb1のチロシンリン酸化が、Srcキナーゼ阻害剤PP1により阻害されたが、Jakキナーゼ阻害剤AG490では阻害されなかった。Dominant-negative Srcを発現させたF-36P細胞では、EPO刺激によるCb1のチロシンリン酸化が見られなかった。COS7細胞を用いた共発現により、Jak2ではなくSrcが、Cb1をチロシンリン酸化した。(2)EPO刺激によるp85(PI3Kの調節サブユニット)の結合部位であるCb1-Y731のリン酸化は、AG490ではなく、PP1により阻害された。また、COS7細胞を用いた共発現により、Srcは、Cb1-Y731をチロシンリン酸化した。F-36P細胞では、EPO刺激後Cb1はp85と会合した。これらの結果より、EPO受容体を介するシグナル伝達において、SrcがCb1-Y731をリン酸化することにより、PI3Kと会合し、PI3K/Aktを介するシグナル伝達を調節している。本研究の目的は、Cb1遺伝子によるユビキチン・プロテアソームシステムを介したPI3-kinase(PI3K)シグナル伝達経路の負の制御機構の解明と、造血細胞におけるCb 1の機能を明らかにすることである。1、siRNAの遺伝子導入によりCbl発現を抑制したヒト

赤白血病細胞F-36P細胞(F-36P-siCb1)を用いた細胞増殖・生存に対する影響の解析エリスロポエチン(EPO)存在下および非存在下における細胞増殖・生存について、WST-1およびannexin V assayを用いて解析した。その結果、F-36P-siCbl細胞は、mock細胞に比べ、低濃度のEPO存在下において有意に増殖するとともに、annexin V陽性細胞の比率も減少していた。また、F-36P-siCbl細胞は、EPO非存在下でのannexin V陽性細胞の比率もmock細胞に比べ、減少していた。(1)F-36P-siCb1細胞では、恒常的なAktの活性化が認められたが、未刺激のmock細胞では、Aktの活性化は認めなかった。また、両者ともにEPO刺激によりAktの活性が増強したが、F-36P-siCbl細胞では、Aktの活性化がより長く続いた。(2)F-36P-siCblおよびmock細胞におけるEPO刺激後のErk1/2の活性化の経時的な変化には、差を認めなかった。2、CblによるEPO受容体を介するシグナル伝達の調節これらの結果より、Cb1は、Ras/Erkシグナル伝達経路ではなく、PI3K/Aktシグナル伝達経路を負に調節することにより、EPOにょる細胞の増殖・生存を負に制御していると考えられる。
神経細胞におけるmtDNAの動態と役割の解明

ミトコンドリアは真核細胞において大半のエネルギーを産生する細胞小器官であり、その機能を良好に保つことが正常な生命活動に必要となる。ミトコンドリアが機能するために必須である呼吸鎖複合体を構成するサブユニットの多くはミトコンドリアゲノムmtDNA上に存在する。ミトコンドリア毎に含有するmtDNAの数は異なるため発現する呼吸鎖複合体の量も一定ではないはずだが、mtDNAの動態とミトコンドリアの機能との関係については未だ未知な点が多い。本研究では、ゲノム可視化プローブをミトコンドリアに局在させた上で、所属研究室で開発されたATPバイオセンサーを使用し、生細胞中のミトコンドリアにおけるmtDNAの局在と機能のダイレクトな因果関係を調べることで、複雑な動態をもつミトコンドリアがどのようにして機能を維持しているか解明することを目的とする。mtDNAの染色にはTALEを用いる予定であったが、難航したため近年核ゲノムを染色するのに頻用されているCas9/CRISPRシステムを使用してテロメア配列を染色したところ、一定の精度で染色できることがわかった。比較検討した結果、Cas9-GFPを用いて染色した場合よりも、MCP-GFPと結合するMS2配列を繰り返し付与したsgRNAを用いた方がよりS/N比の高い染色画像が得られた。過去の報告から、sgRNAのゲノム認識配列以降に変異を加えることでCas9とsgRNAの結合率が高くなることが知られていたため、これを試した所より多くのテロメア領域を可視化することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。mtDNAの染色にはTALEを用いる予定であったが、難航したため近年核ゲノムを染色するのに頻用されているCas9/CRISPRシステムを使用して特定の核領域をテストしたところ、一定の精度で染色できることがわかった。ただし、染色可能な部位が未だ限定的であるため、今後はよりシグナルを得られるような条件を探していくことにする。また、ミトコンドリア上に存在するタンパク質に蛍光タンパク質を付与し発現させてその動態を観察することに成功している。アデノ随伴ウイルスを用いる事によって、簡便に細胞に発現させることを可能にしている。mtDNAの染色法にTALEをもちいる予定であったが、未だ十分な染色を行えていない。代替法として、dCas9による染色を検討しており、一定の精度での染色は行えるようになった。しかしこの手法においても偽陽性および偽陰性の程度が問題となっているため、現在改善を試みている。想定していたよりもS/N比が悪いことや、外部より発現させた蛍光タンパク質が一部の細胞において顕著にクラスターを作ってシグナルに影響を与えることが確認されている。dCas9などのタンパク質を用いたゲノム染色法を推し進めると同時に、蛍光色素による染色もテストしていく。バイオセンサーに関しては現在使用しているU2OSにおいても使用できることを確認しているので、今後は現在行っている手法を統合していく。
microRNAセンサーベクターを用いた白血病幹細胞の同定と新規治療法の開発

マイクロRNA(miR)は、造血器腫瘍において治療反応性マーカーや治療標的として研究が進められているが、本研究では小児急性リンパ性白血病のmiR発現解析結果に基づき、miR-146aに着目し、細胞内でのmiR発現レベルを可視化出来るmiR sensing vector並びに、活性を抑制できるmiR knockdownvectorを用いて種々の急性リンパ性白血病細胞株のmiR発現を解析した。発現はおしなべて高く、同一株内であってもその発現に多様性があることを見出した。また、miR-146aのノックダウンによってコロニー形成能を30-50%抑制しことから、その分子機構を解析している。小児急性リンパ性白血病のmicroRNAの発現プロフィール解析の結果に基づき(国立成育医療研究センター清河信敬先生)、同疾患で高発現が認められたmiR-146aを含む3つのmicroRNAをピックアップして、それぞれに対するmicroRNAsensing lentivirus vectorを作成した。このsensor vectorが細胞に導入されると2つのレポーター遺伝子であるNGFRとGFPを発現するが、細胞内にターゲットのmicroRNAが存在すればvectorに組み込まれたmicroRNAbinding siteを通してGFPの発現のみが低下し、フローサイトメトリーでGFPの蛍光強度を測定することにより、細胞内のmicroRNA発現レベルを半定量化できるシステムである。作成したsensor vectorを様々な白血病細胞株に感染させ、フローサイトメトリーによってGFP発現量をスクリーニングしたところ、ALL細胞株であるREH細胞においてmiR-146a発現に多様性があることを見出した。次に、REH細胞からmicroRNA-146a高発現分画と低発現分画をソーティングにより分取し、それぞれの生物学的差異について検討を行った。両分画は1ヶ月以上培養を続けてもmicroRNA-146a発現量に変化は見られず、互いの分画を生じることもなく、microRNA発現量が一定量に維持されていた。通常培養においては増殖曲線に差は見られなかったが、細胞数を減じてコロニーアッセイを行うと、microRNA-146a低発現分画において、有意にコロニー形成能が高いという結果が得られた。そこで、両者の細胞周期やアポトーシスについて解析を行ったが、有意な差は確認できなかった。また抗癌剤に対する薬剤感受性について検討を行ったが、有意な差は得られなかった。現在、microRNA発現の差がもたらす生物学的特徴の差につき、検討を重ねている。先行研究でmicroRNA-126に対するsensor vectorを使用していたが、本研究では新たな候補microRNAに対するsensor vectorの作成から開始した。当初の計画通り、小児急性リンパ性白血病で高発現しているmicroRNAのリストから、広く高発現していた3つのmicroRNAに対するsensor vectorを作成することができた。これらのsensor vectorを使って簡便にsingle cell levelでのmicroRNA発現をフローサイトメトリーで観察することが可能になり、均一な集団と考えられている細胞株内でもmicroRNA発現の多様性があり得ることを見出した。これはmicroRNAsensing vectorを用いることによって初めて明らかにできた知見であり、今後生物学的意義について研究を深める重要なデータが得られたと考えている。近年様々ながんにおいてmicroRNA発現の異常が認められており、バイオマーカーとして期待が高まっている。本研究では、小児急性リンパ性白血病のmicroRNA(miR)の発現プロフィール解析の結果に基づき同疾患で高発現が認められたmiR-146aを含む3つのmicroRNAをピックアップして、それぞれに対するmicroRNAsensing vector virusを作成した。このsensor vectorが細胞に導入されると2つのレポーター遺伝子、NGFRとGFPを発現するが、ターゲットmicroRNAが存在すればvectorに組み込まれたmiR binding siteを通してGFPの発現のみが低下し、フローサイトメトリーで細胞内のmiR発現レベルを可視化/半定量化できるシステムである。我々はbiding sitesを入れ替えることで、それぞれのmiR発現を可視化出来るsensor vectorの作成に成功した。様々な白血病細胞株にこのvectorを導入してmiR発現をスクリーニングしたところ、急性リンパ性白血病細胞株であるReh細胞株をはじめ、急性骨髄性白血病を含む複数の細胞株においてmiR-146a発現に多様性があることを見出した。Reh細胞株を用いてmiR-146a高発現分画と低発現分画をソーティングにより分取して、生物学的差異について検討を行ったところ、それぞれの分画において当該miR発現は長期にわたってほぼ一定量に維持されていることが示されたが、この実験系を用いることで初めて示された知見である。低発現分画において有意にコロニー形成能に差があることを見出したが、両細胞分画で遺伝子発現を網羅的に解析したところ、幾つかの遺伝子発現が有意に変化しており、それらのリストから想定される機能的差異についての検討を行っている。microRNA発現レベルの差がもたらす生物学的な変化につき、表面抗原、増殖速度、アポトーシス、薬剤感受性、免疫不全マウスへの移植を通したin vivoでの解析などを行っているが、現在、コロニー形成能に有意差を確認している。また、発現変動遺伝子解析を行い、生物学的差異とその分子額的背景について検討中である。本研究では小児急性リンパ性白血病(ALL)のmicroRNA(miR)発現プロフィール解析の結果に基づき、本疾患におけるmiRの生物学的特徴を明らかにし、新規治療法開発へむけた基礎的研究を目的としている。miR発現解析からmiR-146aに注目し、miR sensing lenti-virus vectorを作成した。

同vectorが細胞に導入されると2種のレポーター遺伝子であるNGFRとGFPを発現するが、細胞内に当該miRが存在すればGFPの下流にあるmiR binding siteを通してGFP発現が低下し、フローサイトメトリーで半定量的にmiR発現を測定できるシステムである。このvectorを用いてALL細胞株をスクリーニングしたところ多くの細胞株で同miRの高発現を確認した。さらに多くの細胞株でmiR発現レベルが段階的に異なることを見出した。代表的なReh細胞株を用いてmiR-146a高発現と低発現分画をソーティングすると、いずれの分画も長期にわたって発現レベルは維持され、細胞株であってもシングルセルレベルではmiR発現に多様性があることを見出した。しかしながら、両分画において、増殖性、アポトーシス、薬剤感受性などで有意差はなく、引き続きmiR knock down lenti-virus vectorを作成し研究を続けた。同vectorはmicroRNAbinding siteを細胞内で大量に発現することで細胞内のmiR活性を阻害するsponge vectorである。miR-146aが高発現しているHB11;19やKOCL44などの細胞株でこのvectorによりmiR-146aをノックダウンすると、コロニー形成能を3050%抑制することを見出した。引き続き、RNA-Seqを用いて増殖抑制の分子学的メカニズムの解析を行っている。マイクロRNA(miR)は、造血器腫瘍において治療反応性マーカーや治療標的として研究が進められているが、本研究では小児急性リンパ性白血病のmiR発現解析結果に基づき、miR-146aに着目し、細胞内でのmiR発現レベルを可視化出来るmiR sensing vector並びに、活性を抑制できるmiR knockdownvectorを用いて種々の急性リンパ性白血病細胞株のmiR発現を解析した。発現はおしなべて高く、同一株内であってもその発現に多様性があることを見出した。また、miR-146aのノックダウンによってコロニー形成能を30-50%抑制しことから、その分子機構を解析している。引き続き、REH細胞を用いてmicroRNA-146aの高発現分画と低発現分画の生物学的差異についての検討をおこなう。次の計画としてはそれぞれの分画を免疫不全マウスであるNOGマウスへ移植して、生着性、増殖性に差がないかを検討する。また、両細胞集団で網羅的遺伝子解析を行い、有意に発現パターンの異なる遺伝子群を同定し、機能的差異を推定することを計画しいている。
ハワイ・クレオールの文法的変異の社会的及び言語内的要因

本研究課題の第一義的目的は、米国ハワイ州で使用されている、英語を基礎語彙とするクレオール言語であるハワイ・クレオール(HC)の文法的変異のうち、過去時制マーカーと補文マーカーの変異について社会言語学の変異理論の研究手法を用いて記述して、変異の要因となる言語外的(社会的)要因と言語内的要因を探求することである。また、HCの話者がHCと標準アメリカ英語について持っている言語的イデオロギーおよび言語意識がどのようにHCの使用に関わっているかを分析することが第二の目的である。過去時制マーカーの変異についての研究の目的はこれまでの成果を踏まえて、動詞の形態的カテゴリーとの相関を詳しく再分析し、この強い相関の原因がどこにあるのかを探ることである。平成29年度は、再分析の結果を学会で報告し、有益な助言をいただいたが、平成30年度中にはその成果を論文にまとめる作業が終えられなかった。補文マーカーの変異については、コピュラについて行ったのと同様の分析を行い、変異のパターンを量的に分析して変異の言語外的(社会的)要因と言語内的要因を明らかにすることが目的である。平成29年度に英語系クレオール言語の補文マーカーの文法的記述と変異に関する文献を収集し、29年度と30年度にハワイ・クレオールの母語話者である研究協力者と文法性判断について行った研究打ち合わせに基づいて、30年度3月にHCにおける補文マーカーの使用を記述する研究を発表することができた。これについては順調に進んでいる。文法的変異の話者の認識における文法的変異についての研究を平成29年度に得た知見をもとにその成果を論文にまとめる予定であったが、遅れている。しかし、HCのメディアでの使用に関する言語態度を話者のインタビューデータから分析する研究がまとまったため、こちらを論文として出版することができた。やや研究が遅れているのは、本研究課題の二義的目的である言語態度の研究(HCのメディアでの使用に関する言語態度の研究)にも時間をかけたことにより、予定していた研究内容が遅れたからである。平成31年度には、過去時制マーカーの変異に関しては、平成29年度に国際学会で発表した内容を論文にまとめる予定である。また、文法的変異の話者の認識における文法的変異についての研究も、平成29年度に得た知見をもとにその成果を論文にまとめたい。平成29年度の文献収集し、29年度と30年度の研究打ち合わせに基づいて、30年度3月にはHCにおける補文マーカーの使用を記述する研究を国際シンポジウムにて発表することができた。その結果予測に反して補文マーカーの使用に関しては変異がほとんど見られなかったため、変異のパターンを量的に分析するという手法はこの現象の分析手法としては適切でないということがわかった。しかし、変異が見られないということが多くの話者に一般的に見られる現象だとすると、そのことはクレオール連続体をめぐる理論的な問いに大きな意義を持つこととなる。新たな視点で研究の問を立て直して平成31年度にさらに研究をすすめたい。最終年度である平成31年度には補文マーカーの分析を完了し、研究成果を国内外の学会・研究会で報告して、結果についての考察を深めたい。具体的には12月に研究協力者を招聘して成果報告と質疑応答のためのワークショップを開催し、さらに研究打ち合わせをすることによってその後の研究論文執筆へとつなげる予定である。本研究の第一義的目的は、米国ハワイ州で使用されている、英語を基礎語彙とするクレオール言語であるハワイ・クレオール(HC)の文法的変異のうち、過去時制マーカーと補文マーカーの変異について社会言語学の変異理論の研究手法を用いて記述して、変異の要因となる言語外的(社会的)要因と言語内的要因の果たしている役割を探求することである。平成29年度は、過去時制マーカーについての論文と、話者の言語についての認識についての論文を国際学会で発表し、それぞれ参加者より貴重なフィードバックを得る機会を持った。また、9月と平成30年2月には補文マーカーの分析の準備のために、2名の国外の研究協力者と研究打ち合わせを行った。平成29年度は、再分析の結果を学会で報告し、有益な助言をいただいたが、まだ成果を論文にまとめる作業が終わっていない。補文マーカーの変異については、コピュラについて行ったのと同様の分析を行い、変異のパターンを量的に分析して変異の言語外的(社会的)要因と言語内的要因を明らかにすることが目的であるが、平成29年度は英語系クレオール言語の補文マーカーの文法的記述と変異に関する文献を収集し、またハワイ・クレオールの母語話者である研究協力者と文法性判断についての研究打ち合わせをすることができたが、まだ今後の分析手法を確定するには至っていない。しかし、文法的変異の話者の認識における文法的変異についての研究をすすめることができた。母語話者にハワイ・クレオールの文法について質問した質問票の結果とインタビューを分析することによって、話者が文法性について持っている認識における変異と、実際のスピーチに現れる文法の変異とのずれ(また一致)についても考察を深めることができたので、こちらも今後論文にまとめたい。

やや研究が遅れているのは、話者の認識における文法的変異についての研究にも時間をかけたことにより、文法的変異研究の幅は広がったが、あらかじめ予定していた研究内容が遅れたからである。本研究課題の第一義的目的は、米国ハワイ州で使用されている、英語を基礎語彙とするクレオール言語であるハワイ・クレオール(HC)の文法的変異のうち、過去時制マーカーと補文マーカーの変異について社会言語学の変異理論の研究手法を用いて記述して、変異の要因となる言語外的(社会的)要因と言語内的要因を探求することである。また、HCの話者がHCと標準アメリカ英語について持っている言語的イデオロギーおよび言語意識がどのようにHCの使用に関わっているかを分析することが第二の目的である。過去時制マーカーの変異についての研究の目的はこれまでの成果を踏まえて、動詞の形態的カテゴリーとの相関を詳しく再分析し、この強い相関の原因がどこにあるのかを探ることである。平成29年度は、再分析の結果を学会で報告し、有益な助言をいただいたが、平成30年度中にはその成果を論文にまとめる作業が終えられなかった。補文マーカーの変異については、コピュラについて行ったのと同様の分析を行い、変異のパターンを量的に分析して変異の言語外的(社会的)要因と言語内的要因を明らかにすることが目的である。平成29年度に英語系クレオール言語の補文マーカーの文法的記述と変異に関する文献を収集し、29年度と30年度にハワイ・クレオールの母語話者である研究協力者と文法性判断について行った研究打ち合わせに基づいて、30年度3月にHCにおける補文マーカーの使用を記述する研究を発表することができた。これについては順調に進んでいる。文法的変異の話者の認識における文法的変異についての研究を平成29年度に得た知見をもとにその成果を論文にまとめる予定であったが、遅れている。しかし、HCのメディアでの使用に関する言語態度を話者のインタビューデータから分析する研究がまとまったため、こちらを論文として出版することができた。やや研究が遅れているのは、本研究課題の二義的目的である言語態度の研究(HCのメディアでの使用に関する言語態度の研究)にも時間をかけたことにより、予定していた研究内容が遅れたからである。平成30年度には、過去時制マーカーの変異に関しては、平成29年度に国際学会で発表した内容を論文にまとめる予定である。補文マーカーの変異に関しては、平成29年度に収集した資料に基づき分析手法(どのような言語内的環境にもとづきコーディングを行うか、またどのような使用例をコーディングから除外するべきかを決定する)を確定した上で、変異理論の枠組みで分析を始めたい。平成30年度は予備的分析の結果を国際学会で発表し、文法的記述と分析手法に関するフィードバックを得ることを目標とする。文法的変異の話者の認識における文法的変異についての研究も、平成29年度に得た知見をもとにその成果を論文にまとめたい。最終年度である平成31年度には補文マーカーの分析を完了し、結果を国内外の学会で報告して、結果についての考察を深め、研究論文の執筆に入りたい。
希土類賦活によるペロブスカイト型化合物の合成と蛍光特性

岩塩型のSrO層とペロブスカイト型のSrSnO_3層とが組み合わさった層状ペロブスカイト型構造のSrx_<+1>SnxO_3x_<+1>について、Eu^<2+>イオンを賦活した蛍光体を合成し、構造の特徴である次元性、あるいはEu^<2+>イオンの分布などが蛍光特性に及ぼす影響について系統的に検討することを目的とした。合成実験は、SrCO_3とEu_2O_3とを所定比に秤量してアルゴンガス中1500°C、3時間で焼成後、SnO_2を加えて、アルゴンガス中1300ー1500°C、3時間の条件で行なわれ、(Sr_<1ー>yEuy)x_<+1>SnxO_3x_<+1>を合成した。得られた試料は、X=1,2,3の相として同定されたが、Eu^<2+>イオンが賦活された系として再現良く得られたのはX=1,2であった。拡散反射スペクトルの測定結果から、SrSnO_3,Sr_2SnO_4およびSr_3Sn_2O_7は、各々約4.27eV,4.95eVおよび5.06eVに吸収端をもつことがわかった。蛍光スペクトルの測定結果から、K_2NiF_4型構造の(Sr_<1ー>xEux)_2SnO_4は、400ー500nmにわたる幅広いスペクトルを示したが、Sr_<1->xEuxSnO_3や(Sr_<1->xEux)_3Sn_2O_7では、確認できる蛍光は観測されなかった。歪みペロブスカイト型構造のYA10_3にCe^<3+>,Tm^<3+>,Pr^<3+>の各イオンを賦活し、結晶場の対称性が蛍光スペクトルに与える影響について調べるために、Tm^<3+>やPr^<3+>系では、大気中1500ー1700°Cで、Ce^<3+>系では、アルゴン雰囲気下、1500°Cで焼成し試料を得た。得られた試料はいずれも所定の単一相であった。(Y_<0.99>Ce_<0.01>)A10_3における励起、及び発光スペクトルを測定した結果、いづれもブロ-ドでCe^<3+>の4f→5d遷移に帰属されるものであることがわかった。一方、Tm^<3+>,Pr^<3+>を賦活したものは、各イオン濃度X=0.01付近で蛍光強度の最大となる濃度消光が顕著に現われた。こうした結果を踏まえて、YA10_3では、三次元的なエネルギ-回遊の起こっているものと考えられ、高濃度賦活を行なうには、K_2NiF_4型構造のように母結晶の次元性が重要であると考えるに至った。(Y_<0.99>Ce_<0.01>)

A10_3における励起、及び発光スペクトルを測定した結果、いづれもブロ-ドでCe^<3+>の4f→5d遷移に帰属されるものであることがわかった。一方、Tm^<3+>,Pr^<3+>を賦活したものは、各イオン濃度X=0.01付近で蛍光強度の最大となる濃度消光が顕著に現われた。こうした結果を踏まえて、YA10_3では、三次元的なエネルギ-回遊の起こっているものと考えられ、高濃度賦活を行なうには、K_2NiF_4型構造のように母結晶の次元性が重要であると考えるに至った。
文法と知識-- ドイツ語研究を文法と知識のインターフェイスで捉えるための基礎的研究

言語構造・文法を抽象的な規則の体系とみなす近代の構造主義的言語理論と並んで、文法構造とコンテクストの不可分な関係を重視する言語理論がある。前者は構造言語学、生成文法と引き継がれて、意味構造・統語構造・音韻構造の一定の自律性を前提としているのに対し、後者は、コンテクスト・発話状況・日常知識・発話者の意図を出発点とし、文法(意味・統語・音韻)のコンテクスト依存性に着目する。だが、このふたつの観点は必ずしも互いに対立するものではなく、むしろ相互補完的な働きをしている。言語能力と言語活動の全体像を捉えるためには、他方を排除するのではなく、この相互補完的な観点に立脚する必要がある。この考え方は「文法と知識のインターフェイス」というキーワードに集約することができる。本研究では研究分担者がそれぞれ独自の領域を研究することによって、全体像を捉えようとするものであり、各研究者の成果は、個別の論文並びに、平成15年度に作成した成果報告集にまとめられている。細かな4年間の活動については成果報告書にまとめられているが、特に次のような活動を行ってきた。1.4年間にわたる、研究成果報告集の作成を行い、そのために2003年9月21日に研究分担者が集まる会合を都立大学で開いた。2.毎年研究分担者との会合を開くとともに、海外の研究者を招き、講演会並びに討論会を開催してきた。3.研究分担者の研究を進めるために、研究代表者並びに研究分担者がドイツ語圏(オーストリア・ドイツなど)へ資料収集並びに研究発表に出かけた。4.日本独文学会(年二回)で口頭発表並びにポスターセッションでの発表を行った。本年度は,平成13年度以降の研究の基礎となる理論的、および物理的な整備を中心として、以下のことを行った。1.コーパス分析のためのパソコン、ならびに中世ドイツ語等の特殊文字処理のためのOS(Unix,Unicode-OSの超漢字など)の購入。2.言語データ(文字コーパス、会話コーパス等)の収集。3.音声分析のためのソフトを購入。平成13年度からは具体的な利用に入る。4.2000年8月2日(水)に都立大学において、第一回の研究会を開き、本研究の研究目的と今後の研究方針を確認。不変化詞を担当の幸田が「ドイツ語テキストの語彙的・統語的難易度の判定-基礎語彙リストとtree-tagger(品詞付与ソフト)の出力に基づいて」の発表を行う。この発表はPerlを使ったデータ処理によるテクストの語彙分析を扱ったものであり、複雑な構文の扱いについてさらに論議された。5.理論的な整備については、岡本が認知意味論からのアプローチが本研究に大きな貢献をなしうることを示したが、分析対象の選定や理論的な統合については今後の研究にゆだねられた。また、分担者(生成文法)の保阪が語順が音声出力とのインターフェイスの問題の可能性を指摘している。生成文法に代表される文法知識とドイツ語のような固有言語の語順知識がどのようなインターフェイスで繋がれるのかが本研究の重要な課題の一つであることが認識された。6.本年度3月(3月8日から3月26日まで)には、コーパス分析担当の中川がドイツのIDS(国立国語研究所)に出張し、IDS研究発表会に参加するとともに、文字コーパス検索研究・談話資料収集の可能性について、ドイツ語圏研究者との意見交換を行なう。本年度は、平成12年度の作業を基礎として、パソコンの環境整備、図書の購入などを中心につぎのような活動をした。1.文字処理のためにUNIX用のパソコンを購入し、ドイツ語のデータベースを構築するための、適切なデータ構造に関して検討した。2.謝金を使って、中世ドイツ語ならびに現代ドイツ語の言語データの収集ならびに、整理をおこなった。

3.音声分析ソフト「Sugi Speech Analyzer」を使って、日本人のドイツ語発音が母国語話者とどのようにずれているかを検証した。4.2001年12月2日(日)に都立大学において第二回研究会を開き、各研究者の研究方針を確認する。今年度は認知言語学担当の岡本が、「不変化詞動詞の冗語性(Pleonasmus)」について発表し、不変化詞前つづりと、その動詞が要求する前置詞が同じものになる場合はどのようなものがあり、それはどうしてか、という分析を認知の立場から検討した。5.ドイツ語分析に関する書籍を購入。6.本年度3月に、研究代表者である福本が、オーストリア・ドイツへ出張する。これは、「ドイツ語圏における公的言語使用の研究」がメインのテーマであり、テクスト分析・(批判的)談話分析・論証分析の観点からドイツ語圏におけるジャーナリズム・メディア関係の公的言語に現れる語彙・構文・慣用句・ステレオタイプ・トポス等の表現形式の分析研究を行なうため、その調査研究のためにオーストリア(ウィーン大学)、ドイツ(ベルリン大学)において現状調査および資料調査を実施する。オーストラリア・ドイツへ出張し、資料収集を行う。本年度は、平成13年度の研究の理論化をすすめ、「知識構造」の理論化を進めた。具体的には次のようなことを行った。1.海外出張者向けのノートブックパソコンを購入した。2.言語データの収集と、論文の整理を主に謝金を使って行った。行ったのは大学院生で、その作業指示は、福本、岡本、保阪が担当した。3.平成14年9月9日(月)に、研究分担者が集まって、ミーティングを行った。その際の発表は、中川裕之「話し言葉の枠外化」と、保阪靖人「Word2TeXについて」であった。中川発表は、話し言葉に踏み込んだ研究であり、書かれたテキストだけでなく、音声をも考慮に入れていて、コーパスの研究を推し進める上で重要なステップである。このミーティングでの議論の成果は、日本独文学会2002年国際会議・秋季研究発表会で「枠外化の再検討-転写前後の談話を手がかりに」に結実している。保阪の発表は現在普通に使われているWordファイルをTeX化するユーティリティーの解説で、いわゆるドキュメントファイルをテキストファイル形式で保存することを進める上でのサポートとなることを目指した。4.文法理論に関わる図書を購入した。5.具体的に論文の形では印刷されていないが、研究分担者の幸田薫による、Java-ScriptとCGIを用いた「ドイツ語基本単語オンライン演習Ver.2」(東京大学教養学部2002年10月)や、研究分担者の保阪靖人によるドイツ語のオンライン学習のサービスなどが行われている。これらはドイツ語のコーパス研究と密接に結びついているものであり、本研究の副産物である。6.平成15年3月に研究分担者である荻野蔵平が「中高ドイツ語の文法化分析」をテーマとして資料収集のために、ドイツ連邦共和国のベルリンに出張する。オンラインが進んだいまでも収集困難な資料を集めることを目的としている。言語構造・文法を抽象的な規則の体系とみなす近代の構造主義的言語理論と並んで、文法構造とコンテクストとの不可分な関係を重視する言語理論がある。
網羅的遺伝子解析による膵液を用いた膵管内乳頭粘液腫瘍(IPMN)の悪性度診断

1.IPMNの癌化の早期診断のための膵液中の遺伝子発現の網羅的解析2.同一症例におけるIPMN摘出標本の各段階での遺伝子発現の網羅的解析平成18年度の研究実績は以下の通りである。本研究に対し同意が得られた膵IPMN患者で術前の内視鏡的逆行性膵管造影時に採取された膵液と同一症例の膵IPMNの手術標本16例を対象とした。膵IPMNの病理組織学的診断は腺腫8例、上皮内癌2例、微小浸潤癌4例、浸潤癌3例であった。1.膵液2.IPMN組織手術摘出直後のIPMN組織をcryo-dishに入れ、-80°Cで保存した。そしてCryostatで10umに薄切し、腺腫、上皮内癌、浸潤癌と正常膵組織のそれぞれの部位より選択的にlaser capture microdissectionした。選択的にmicrodissectionを行った組織よりTotal RNAを抽出した。今後はこれらのサンプル間(膵および組織)での遺伝子発現パターンの相関性と臨床的背景因子との関係を解析し、遺伝子発現プロファイルの作成を行う。
SH3ドメインをもつアダプター蛋白質の活性化と高次構造変化のメカニズム

食細胞NADPHオキシダーゼの酵素本体は、細胞膜のシトクロムb_<558>(b_<558>)である。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>とp40^<phox>:それぞれSH3ドメインをもつ)と低分子量G蛋白質Racが刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してb_<58>と相互作用する必要がある。平成11年度は以下のような成果を得た。(1)b_<558>と細胞質因子の相互作用は、p47^<phox>SH3ドメインとp22^<phox>(b_<558>の小サブユニット)の細胞質領域との結合に依存するが、p47^<phox>C末領域の3つのセリン残基のリン酸化が、SH3ドメインのunmasking、p22^<phox>との結合、及びオキシダーゼ活性化能誘導に必要であること、更にアラキドン酸がリン酸化と協同的に働いてp47^<phox>の構造変化を引起しオキシダーゼを活性化することを示した。(2)Racの活性化を検出する新しい測定法を開発し、好中球刺激時のRacの上流で作用するシグナル分子を同定した。Racは、p67^<phox>のN末領域に存在するTPRドメインを介して作用し、オキシダーゼを活性化すること明らかにした。(3)p40^<phox>は休止時細胞でp67^<phox>と会合しているが、これは新規なドメイン間(それぞれPCモチーフとPB1ドメイン)の新しいタイプの蛋白質間相互作用によるものであることを示した。PB1ドメインは酵母のシグナル伝達蛋白質Bem1pにも存在し、その役割を明らかにすると共に、その3次構造決定に成功した。(4)p47^<phox>のN末領域に新規ドメイン(PB2ドメイン)を見い出し、その3次構造決定すると共に、PB2ドメインがPIP結合ドメインであり、p47^<phox>の膜移行に必須であることを明らかにした。
ジメチルエーテルと炭酸ガスからの炭酸ジメチル直接合成を目指した新規触媒反応開発

ジルコニア触媒の表面修飾による酸性・塩基性の強さ及び量の制御を行い、触媒反応により最適な反応活性点の構築を試みた。それらの中で特にリン酸で修飾した触媒が高い活性を維持した。そのとき、想定される副反応であるメタノールの脱水反応が進行する可能性があるが、上記の触媒ではそれは全く進行せず、炭酸ジメチルが選択的に生成した。FTIR、ラマン分光法、核磁気共鳴法、昇温脱離法などを用いた触媒表面のキャラクタリゼーションの結果から、リン酸修飾ジルコニア触媒では、単なるジルコニア触媒は持たない弱いブレンステッド酸点が生成しており、これが活性をあげる原因となっていることが分かった。さらに、金属酸化物の探索を行い、あらたにセリアが高い炭酸ジメチル合成活性を持つことを見出した。セリアはジルコニア系触媒と異なった挙動をとった。ジルコニア系触媒は、高温で焼成すると表面積が低下し、活性が低下していくのに対して、セリア触媒は、高温焼成することによって表面積が低下するほど、活性が向上してくると言う挙動をとった。現在、その理由については検討中であるが、高温焼成により結晶化度が向上したことによる表面状態の変化が関連しているものと考えている。さらに、セリアージルコニア系固溶体触媒も調製し、触媒作用を検討したところ、固溶体生成にともない、活性がさらに向上した。特に、低温活性も高く、100°C以下でも炭酸ジメチルの生成が観測された。これについても今後、表面構造解析やキャラクタリゼーションを行い、活性構造を解明していく必要がある。本研究では、ジメチルエーテルやメタノールと炭酸ガスのみを原料とする炭酸ジメチル合成用触媒反応プロセスの構築につながる触媒開発を目指す。これに対して、最近、私は酸塩基両機能性を持ったジルコニア触媒が、炭酸のジエステルであるDMCを炭酸ガスとメタノールから直接合成する触媒であることを見いだしました(2CH_3OH+CO_2→(CH_3O)_2CO+H_2O)。ここでの副反応としてはメタノールの脱水によるジメチルエーテル(CH_3OCH_3,DME)が想定できるが、現時点においては、DMEは観測されず、DMC選択率100%となっている。しかし、メタノール高転化率においては、DMEの副生は避け難く、その際はH_2OによるDMCの分解から収率の低下を引き起こすことは容易に予想される。実際に、私が見いだした反応系においても、水共存によるDMC合成反応の抑制効果は著しいものであった。そこで、水が関与しないあたらしい反応系としてDMEと炭酸ガスからのDMC合成(CH_3OCH_3+CO_2→(CH_3O)_2CO)法の開発を目指してきた。反応場の水を化学反応により除去し、平衡的な制約を超える収率を目指している。この反応としてCOによる水性ガスシフト反応、またエーテルの加水分解を検討している。
施灸によるパーキンソン病治療法の探索的研究

正常と薬剤投与パーキンソン病モデル動物について、施灸がドパミン分泌、運動・非運動症状に与える影響の判定を試みた。正常動物で線条体ドパミン分泌、c-fos遺伝子発現、夜間行動量増加が示された。6OHDA投与動物では、黒質のドパミン合成が低下し、線条体c-fos遺伝子発現が消失した。これは、施灸によるドパミン分泌の線条体機能制御への関与を示すと考えた。レセルピン投与動物では、施灸による体温の上昇が観察された。これらの施灸に対する動物の反応、線条体のドパミン分泌と引き続いて起こる組織活性化、個体レベルでは動物の行動活発化と体温上昇、これらの知見はパーキンソン病の症状改善に有用と推測された。パーキンソン病は原因不明の難治性神経疾患であり、ドパミン補充療法が成功してきた。一方、運動以外の症状やドパミン補充療法の副作用に対しては必ずしも十分に対処できていない。そこで、補完代替医療の一方法として施灸を用いる可能性を動物実験により探った。正常および薬剤で作製したパーキンソン病モデル動物について、施灸が脳におけるドパミン分泌にどのような影響を与えるかを示す。モデル動物の運動症状と非運動症状に与える影響と黒質のドパミン神経細胞の機能に与える影響の判定を試みる。パーキンソン病のモデル動物としては神経毒6-OHDAあるいはレセルピンにより作製した。6-OHDAはラットの線条体に定位脳手術により片方の中前脳側に直接注入する。レセルピンはラットに腹腔注射する。灸による運動量(運動活性)増加作用と非運動症状の変化を観察する。ドパミン分泌の判定にはマイクロダイアリシス法を行うとともにPET(ポジトロン断層法)を試みる。運動症状の把握のために、行動計測装置またはビデオ撮影による自動測定を行った。非運動症状の把握のために、オープンフィールドテスト、強制水泳テスト、カタレプシーテストを行い、動物のうつ状態の指標とした。神経細胞の機能の評価は、免疫染色(ドパミン合成酵素TH・early immediate gene c-fos・細胞死マーカー)によった。
バイオポリエステル分子量低下機構の解明と高分子量体合成への応用

グラム陽性細菌Bacilluscereusが有するポリエステル重合酵素が、重合活性と共にエンド型の分解活性を有していることに関して、本研究では、その分解機構がエタノールを用いたアルコーリシス分解であることを明らかにした。また、宿主のアルコール代謝を抑制することで、B. cereusの重合酵素を用いても高分子量体ポリエステルが合成可能であることを示した。グラム陽性細菌Bacillus cereusが有するポリエステル重合酵素が、重合活性と共にエンド型の分解活性を有していることに関して、本研究では、その分解機構がエタノールを用いたアルコーリシス分解であることを明らかにした。グラム陽性細菌Bacillus cereusが有するバイオポリエステル(PHA)重合酵素が、PHAの重合活性と共にエンド型の分解活性を有していることを見出した。このような重合酵素によるPHAの分解は、B.cereus系の重合酵素以外では報告されていない新規な現象である。一方で、B.cereus由来重合酵素は、大腸菌内で多量のPHAを合成できる優れた酵素でもある。本研究では、この酵素によるPHA分解機構を分子レベルで明らかにし、分解活性が抑制された重合酵素の創出、そして、高分子量体PHA合成に応用することを目的としている。平成23年度は、B.cereusとB.megateriumの2つクラスIVに属するPHA重合酵素に着目して実験を行った。これらの細菌が有するPHA重合酵素は、B.cereusおよびB.megateriumのそれぞれの近縁種間では非常に高い相同性(99%)を有するが、B.cereus-B.megaterium間の相同性は若干低下する(70%)。これまでに、B.cereus YB-4株の遺伝子をクローニングし、大腸菌内でPHA合成を行ったところ、PHAの分子量が経時的に低下することを確認している。一方で、B.megateriumの遺伝子についてもクローニングし、大腸菌内でPHA合成に利用したが、B.megateriumの酵素では分子量の低下は確認することができなかった。そこで、PhaC_<Bc>。とPhaR_<Bm>、および、PhaC_<Bm>とPhaR_<Bc>、(添字は由来を表す)を組み合わせたサブユニット置換型酵素を作成し、大腸菌内で発現させPHAの分子量の変化を調べた。その結果、PhaC_<Bc>、サブユニットを有する酵素においてのみ、PHAの顕著な分子量低下が観察され、このことから、PhaC_<Bc>、サブユニットに分解活性が備わっていることが示唆された。グラム陽性細菌Bacillus cereusが有するバイオポリエステル(PHA)重合酵素が、PHAの重合活性と共にアルコーリシス分解活性を有していることを見出した。このような重合酵素によるPHAの分解は、B. cereus系の重合酵素以外では報告されていない新規な現象である。一方で、B. cereus由来重合酵素は、大腸菌内で多量のPHAを合成できる優れた酵素でもある。最終年度は、アルコーリシス活性に関与するアミノ酸残基として、システイン以外の触媒残基の特定を行った。まず、いくつかのBacillus属由来重合酵素のアミノ酸配列を比較し、保存されているアミノ酸残基を調べた。一般的に活性三残基は、システインまたはセリンの他は、ヒスチジンとアスパラギン酸で構成されている場合が多い。アミノ酸配列を解析したところ、保存性の高いヒスチジンとアスパラギン酸を見つけた。そこで、これらのアミノ酸を置換した酵素変異体を作成し、アルコーリシス活性測定に供した。その結果、アルコーリシス活性が消滅することを確認し、これらのアミノ酸残基が活性発現に関与することを明らかにした。しかし、これらアミノ酸残基は、重合活性中心でもあるため、分解活性だけが抑制された改変体酵素を作製することは不可能である。一方で、アルコール非存在下ではアルコーリシス活性が抑制され、本酵素を用いても高分子量のPHAを合成できることが分かった。したがって、当初の計画とは異なるが、生産宿主のアルコール代謝を抑制することで、本研究の目的を達成することができた。平成24年度は、分解活性を検出するためのインビボアッセイ系を確立し、活性発現に関与するアミノ酸残基の特定を行った。このアッセイ系では、高分子量ポリエステルを生合成する大腸菌に、外部から検定遺伝子を導入し、合成されたポリエステルの分子量を測定するものである。これにより、分解活性の有無および強弱を調べた。B. cereus由来重合酵素遺伝子に、種々の部位特異的変異を導入し、インビボアッセイ系で評価したところ、活性中心アミノ酸残基の一つを特定することに成功した。

また、分解活性中心と重合活性中心の関係性を調べた結果、これらはお互い密接に関連していることが分かった。さらに、精製酵素を用いたインビトロでのアッセイ系の構築にも取組んだ。今後は、分解メカニズムの解明と分子量制御技術の確立に向けて、代謝改変株の作成および重合酵素遺伝子の改変に取り組む。初年度に分解活性はPhaCサブユニットにあることを突き止めることができ、また、分解活性抑制のための手掛かりを得ることができた。よって、研究はおおむね順調に進展していると考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。分解活性の発現に必要なアミノ酸を一部特定することができ、また、分解活性抑制のための手掛かりを得ることができた。平成24年度は、(1)インビトロ系での分子量低下現象の再現、(2)分解における活性中心サイトの同定を目的として検討を進める。(1)に関して、精製した重合酵素を用いてポリマーの重合を行い、その分子量の経時変化を測定することを試みる。(2)に関して、分解の活性中心はシステインとアスパラギン酸で構成されていると予想している。既に、システイン残基は同定済みであるため、今年度はもう一方の活性残基であるアスパラギン酸について同定を行う。平成25年度は、1分子量低下を引き起こす必要条件の探索、2分解に関与するアミノ酸の同定を目的として検討を進める。1に関して、培養実験を繰り返し行うことで、分子量低下が観察される場合とされない場合の差異を見出すことに注力する。2に関して、分解の活性中心はシステインとアスパラギン酸で構成されていると予想される。既に、システイン残基は同定済みであるため、今年度は、昨年度に引き続き、もう一方の活性残基であるアスパラギン酸について同定を行う。
励起分子のポテンシャルとダイナミックスに関する理論的研究

本研究では、励起分子のエネルギーと物性、化学反応とダイナミックスを記述するための量子化学理論の完備とその応用を第一の目的としている。この線に沿って本年度に行った主な研究は次の通りである。1.SAC/SAC-CI法によるファン・デル・ワールス分子の基底状態と励起状態のポテンシャル曲線に関する研究---前年度の報告書にも示した通り、我々が開発したSAC/SAC-CI理論は、分子の励起状態やイオン化状態を研究するうえで信頼性が高く、極めて有用な方法である。この方法によって、ファイ・デル・ワールス分子のポテンシャル曲線を系統的に研究する手始めとして、Ar_2の基底状態・励起状態・イオン化状態のポテンシャルを研究した。得られた結果は種々のスペクトルの実験値をほぼ完全に再現しており、極めて信頼性の高いものであることが分かった。これによって、今後の傾倒的研究の基礎が得られた。2.ラジカルの超微細結合定数のSAC-CI法による計算---ラジカルの超微細結合定数は、波動関数の原子核の位置での値という極めて局所的な物性であるため、理論的にも再現の難しい情報である。本研究では核位置での波動関数の必要条件であるカスプ条件を満たす波動関数を求める方法を考案し、これによって超微細結合定数の良好な記述を得ることを試みた。その結果、今迄の理論値に比して、より実験との一致が良好であり、かつ、理論的にも自然な結果を得ることができた。この方法を種々の有機δおよびπラジカルに応用した。3.任意の分子の任意の励起状態の波動関数とポテンシャル曲線を信頼度高く計算するための理論の開発とプログラムの作成。4.銀クラスターによる酸素分子の化学吸着に関する理論的研究。5.プラチナクラスターによるアルカリ金属分子の化学吸着に関する理論的研究本研究では、励起分子のエネルギーと物性、化学反応とダイナミックスを記述するための量子化学理論の完備とその応用を第一の目的としている。5.プラチナクラスターによるアルカリ金属分子の化学吸着に関する理論的研究
究極の立体保護による高活性化学種の実現

高い化学反応性をもつ化合物は、周りを安定な壁で取り囲むことによって安定に単離でき、その性質を詳細に検討することが可能となる。本研究では、炭素原子が球状に結合して構成されるフラーレンの内部に小分子を導入する方法を開発し、内部に小分子を包接した開口フラーレンを合成してその性質を明らかにした。特に、酸素分子を内包させた開口フラーレンでは、分子錯体の常磁性が極低温下でも失われず、三重項状態が保たれることが明らかとなった。望みの内包フラーレンを高効率で得るためには,有機反応の手法を用いてフラーレンに開口部を設け,その開口部より小分子・原子を内部に導入し,その後開口部を修復するという最も明快かつ選択的な内包フラーレン合成法の開発が望まれる.申請者らはフラーレンの炭素骨格の変換反応を機軸とし,これまでにヘリウム原子や水素分子,水分子を内包したフラーレンの合成法を開発してきた.しかし,N2やCO2等のさらに大きな分子を内包させるには,開口部のサイズを効果的に拡大する手法を開発することが重要である.本研究では,フラーレンC60の開口部を拡大する反応を開発し,H2O,N2,CO2分子を内部に導入することを目的に以下の検討をおこなった.理論計算による検討から,最近合成した開口C60は窒素分子が容易に通過できる大きさの開口部をもつことが予想されたため,この内部への窒素分子の導入を検討した.まず原料に内包されている水分子を放出させるために開口体粉末を真空下,100度で加熱した後,高圧の窒素ガスを室温で接触させた.次に,内包された小分子の放出を抑制するために,得られた粉末をODCBに溶解させ,0度でNaBH4と反応させることで,4つのカルボニル基のうち1つを選択的にアルコールへと還元した.得られた生成物をHPLCを用いることにより,窒素内包体を単離精製することに成功した.同様の手法により,二酸化炭素内包体も合成・単離した.得られた窒素内包体および二酸化酸素内包体の単結晶をそれぞれ作製した.X線結晶構造解析の結果,窒素分子および二酸化炭素分子は誘導体の骨格中央に位置し,長軸を開口部に向けて静止していることが明らかとなった.これらの結果は,電子的・磁気的に活性な小分子を内包したC60の合成に発展できることが期待され,それらの基礎物性に興味がもたれる.当初予定していた窒素分子の開口フラーレンへの導入に成功している。また、当初は困難であると考えていた二酸化炭素分子も開口フラーレンへ導入出来ることを見いだし、更なる発展が期待できるため。巨大な開口部をもつフラーレンC60誘導体に、高圧の酸素ガスを室温で接触させることにより、酸素分子を内包させた。得られた化合物を素早くNaBH4と反応させることにより、開口部のカルボニル基の一つをアルコールへと変換させ、内包された酸素分子の放出を抑制することに成功した。このように合成された酸素分子内包開口体は、HPLCにより単離され、その物性評価をおこなった。1H NMRおよび13C NMRを測定した結果、水分子内包体のスペクトルと比較して、著しくブロードなシグナルを与えることがわかった。これは内包された酸素分子の常磁性に起因していると考えられる。また、ESR測定の結果、内包された酸素分子の三重項間の遷移に由来するシグナルが明確に観測され、酸素分子内包体が基底三重項をもつことが示された。磁化率測定においては、反強磁性転移を伴わない常磁性の振る舞いが観測され、キュリー・ワイスの法則に従うことがわかった。これは、多孔質錯体(PCP)およびカーボンナノチューブ(SWCNT)中に内包された酸素分子が、分子間で反強磁性相互作用を示す結果とは明瞭に異なり、内包された酸素分子がフラーレン骨格により効果的に隔離されていることを示している。さらに、酸素分子内包体は前述のPCPおよびSWCNTsと比較して、19倍以上の最大磁化率を示し、高いスピン密度を保持していることがわかった。また、内包された酸素分子は溶液および固体状態において、特徴的な近赤外発光を示し、理論計算の結果と組み合わせることで、酸素分子の束縛された運動がその発光に関与していることが示された。当初計画していた酸素分子を内包した開口フラーレンを合成し、単離精製することに成功している。その固体状態における常磁性を明らかにした。さらに、可視光照射による燐光発光を観測したところ、予想外のピーク分裂が観測され、これは内包酸素分子の制限された回転運動に由来するものであることを明らかにすることができた。この化合物は、内包された酸素分子に由来する常磁性をもつことが、1H NMRならびにESRスペクトル測定から明らかとなっている。研究期間の延長により、本年度は、その発光特性を詳細に評価した。溶液中に溶解した酸素分子は、励起状態にある物質からのエネルギー移動により近赤外領域に幅広なリン光スペクトルを1272 nmに示すことが知られている。