hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＩＬー１０による皮膚血管炎の制御機構の解析

抑制性のサイトカインであるIL-10が欠如しているIL-10KOマウスでは、炎症反応が抑制されず、浮腫や出血が強くおこったと考えられる。逆に、野生型マウスでは、血管炎が惹起された際に、炎症性サイトカインと同時に、抑制性のサイトカインも作用して、炎症反応の規模を制御しているものと推測された。本年度は、野生型マウスおよびIL-10KOマウスを用いて、皮膚アルサス反応における炎症反応を比較検討する計画であった。実際にマウスにおいて皮膚アルサス反応を安定して惹起でき、注射4時間後の浮腫、8時間後の出血斑を測定し有意義な結果も得られた。また組織学的検討も予定通り遂行できた。ただ、計画ではさらに、抗原抗体反応処理4時間後および8時間後の皮膚を採取し、組織中の炎症性サイトカインのmRNA量の解析までを行う予定であったが、まだその部分が全部は解析しきれていない。採取した皮膚より全RNAを分離し、cDNAに逆転写するところまでは達成できたが、real-time PCR法により、組織内のTNF-α、IFN-γ、IL-6のmRNAレベルを解析する段階で、やや遅延している。その理由として、当初計画していた、ABI Prism 7000sequence detector (Applied Biosystems)の機械を使用することができず、研究所内にある別の機種MyiQ(Biorad)を使用することを余儀なくされたのだが、そのため、ABI Prism 7000sequence detectorを使用していた既存の報告でのプロトコールではうまく結果が得られず、PCRの温度や反応時間の設定を至適化するのに時間がかかった。また、融解曲線での確認をすると、TNF-αのmRNAがどうしても非特異的増幅が多く、プライマーを何度も設定し直したり、PCRの反応条件をいろいろ変えたりして時間がかかった。組織中の炎症性サイトカインのmRNAレベルを比較検討し終えたら、リコンビナントILー10タンパクを投与した場合の野生型マウスにおける皮膚アルサス反応の変化を解析する予定である。マウスリコンビナントIL-10タンパクはR&D sysytems社、もしくは他社で商品化されたものを購入する。リコンビナントIL-10タンパクを用いて、皮膚アルサス反応のどの時期に投与すると効果的に炎症を抑制できるか検討する。具体的には、抗原抗体処理前、処理後2時間、4時間、6時間後といったスケジュールで、それぞれリコンビナントIL-10タンパクを投与し、肉眼的な浮腫および出血の程度、組織学的に観察される好中球数および肥満細胞数、炎症性サイトカインのmRNA量をそれぞれ検討する。なお、研究を計画していた当初は、投与時期のみを検討する予定であったが、投与ルート、具体的には静脈注射、皮内注射、腹腔内投与などの違いでのアルサス反応へどのような影響をもたらすかも比較検討したいと新たに考えている。研究計画を遂行するための研究体制として、佐藤伸一教授(東京大学)からの情報や技術の供与・支援を受けることが可能である。該当なし
日本人地質学者の倫理観・価値観の変遷 -体系的聞き取り調査による資料収集・分析-

1.前年度に引き続き,地質学研究者への聞き取り調査を下記の通り実施した(6件):(1)猪俣道也氏(2007年7月20日,於東京農業大学)(2)橋本光男氏(2007年7月20日,於金沢工業大学赤坂研究所)(3)加藤誠氏(2007年11月24日,於北海道大学総合博物館)(4)周藤賢治氏(2008年2月4日,於新潟大学)(5)沓掛俊夫氏(2008年2月11日,於愛知大学)(6)田崎和江氏(2008年2月28日,於金沢大学)2.昨年度と今年度に行った聞き取り調査から得られたインタビュー記録(全10件)と研究代表者が一昨年度までに得ていた本研究と密接に係わるインタビュー記録(全7件)の,合わせて17件のインタビュー記録の分析を行った.得られた知見・成果は以下の3点にまとめられる:・抽出された価値には,「公衆の安全」「研究上の誠実さ」「(データ解釈どの)保守性」「(研究成果などの)社会への還元」などが挙げられる.・上記の価値は一般的なものだが,これらの価値の行動への反映のされ方には,地質学の特徴が出ており興味深い.例えば,「公衆の安全」では,震災予防の観点から,人々の防災意識を高めるために敢えて危険性を強調して地質調査結果を発表することがありえる.また,「研究上の誠実さ」「保守性」では,地質学がフィールド科学であることから,「調査データなどの精確な記載」「フィールドの事実の尊重」の程度が大きい.・日本地質学史の観点からは,理論や学説の受容の基準の一つとして「社会的有用性」が見られることは,195060年代の日本地質学における政治的側面の影響が見て取れる,と解釈できる可能性がある.この点の分析について,今後の研究課題が与えられた.1.地質学史料の分析・検討を行った:(a)本研究の概要を科学技術社会論学会第5回年次研究大会にて発表し,聞き取り調査での質問項目などの妥当性や調査対象者の検討を行った.(b)第一次聞き取り調査を行うべき対象者を絞り込み調査協力依頼を行った.協力依頼を送付先は次の10件である:今井良子氏,北川芳男氏,伊東敬祐氏,橋本光男氏,沓掛俊夫氏,在田一則氏,諏訪兼位氏,大森昌衛氏,猪俣道也氏,八木健三氏(c)対象者への質問項目を決定した.具体的には,質問の要素を,社会的責任について,科学と社会のつながりについて,地質学という学問分野についての三つに大きく区分して各氏の考えを語ってもらうこととして,各区分毎に2い3の質問項目を設けた.以上を,全ての聞き取り調査で共通して尋ねることとした.2.以上を踏まえ,聞き取り調査に応じた対象者への聞き取り調査を下記の通り実施した(4件):1.伊東敬祐氏(2007年2月26日,於公立はこだて未来大学東京サテライト)2.大森昌衛氏(2007年3月5日,於大森氏自宅)3.在田一則氏(20O7年3月9日,於北海道大学総合博物館)4.諏訪兼位氏(2007年3月12日,於金沢エクセルホテル東京)3.得られた聞き取り記録の分析を行っている.過去に行った聞き取り調査の記録(上記4氏の内,伊東氏・大森氏は過去の調査においても聞き取りを行っている)も含めて分析を行っている.震災予防への関わりといった地質学/地球科学特有の事情を踏まえた社会的責任についての考え方など,興味深い知見が得られつつある.1.前年度に引き続き,地質学研究者への聞き取り調査を下記の通り実施した(6件):(1)猪俣道也氏(2007年7月20日,於東京農業大学)(2)橋本光男氏(2007年7月20日,於金沢工業大学赤坂研究所)(3)加藤誠氏(2007年11月24日,於北海道大学総合博物館)(4)周藤賢治氏(2008年2月4日,於新潟大学)(5)沓掛俊夫氏(2008年2月11日,於愛知大学)(6)田崎和江氏(2008年2月28日,於金沢大学)2.昨年度と今年度に行った聞き取り調査から得られたインタビュー記録(全10件)と研究代表者が一昨年度までに得ていた本研究と密接に係わるインタビュー記録(全7件)の,合わせて17件のインタビュー記録の分析を行った.

得られた知見・成果は以下の3点にまとめられる:・抽出された価値には,「公衆の安全」「研究上の誠実さ」「(データ解釈どの)保守性」「(研究成果などの)社会への還元」などが挙げられる.・上記の価値は一般的なものだが,これらの価値の行動への反映のされ方には,地質学の特徴が出ており興味深い.例えば,「公衆の安全」では,震災予防の観点から,人々の防災意識を高めるために敢えて危険性を強調して地質調査結果を発表することがありえる.また,「研究上の誠実さ」「保守性」では,地質学がフィールド科学であることから,「調査データなどの精確な記載」「フィールドの事実の尊重」の程度が大きい.・日本地質学史の観点からは,理論や学説の受容の基準の一つとして「社会的有用性」が見られることは,195060年代の日本地質学における政治的側面の影響が見て取れる,と解釈できる可能性がある.この点の分析について,今後の研究課題が与えられた.
中性粒子ビーム加熱と磁気リコネクション加熱を駆使した超高ベータ配位の安定維持

昨年度までにTS-4装置において極限的ベータ値を持つ磁場反転配位(FRC)を、異極性合体の磁気リコネクションによるイオン加熱および中性粒子ビーム入射による電子加熱と安定化効果を利用して、生成することに成功した。今年度はその大型FRCに外部からトロイダル磁場を急速に印加することにより、FRCに比べて良好な閉じ込め性能を持つ球状トカマク(ST)の立ち上げを行った。その高い圧力勾配と低い磁気シアを持つSTはFRC由来の反磁性なトロイダル磁場分布を持ち、トロイダルベータ値が50%を超える超高ベータ状態が約50μsの間維持された。また反磁性なトロイダル磁場分布を持つ高ベータなSTが絶対極小磁場分布を有していることを見出した。外部トロイダル磁場の印加中において安全係数qが低いことがグローバルな不安定性に対して問題となるが、高速コンデンサバンクを使用することによって、不安定モードの成長時間よりも十分に短い立ち上げを実現し、低次トロイダルモードの成長が抑制されていることを実験的に確認した。圧力駆動型不安定性の解析によると、立ち上げ中の高ベータSTは磁気軸付近のqが1を下回る磁気面の領域で部分的に理想バルーニングモードに対して不安定であることを示した。さらにそれに起因すると考えられる空間的にコヒーレントな磁場揺動が観測された。またその強度は合体生成後から外部トロイダル磁場を立ち上げていくに連れて段々小さくなっていくことを観測した。一方、スフェロマックから形成した比較的低ベータなSTではそのような磁場揺動が観測されなかった。以上、高ベータなFRCからSTの立ち上げ過程において、全ての磁気面においてバルーニング安定となるような平衡状態へ緩和していると考えられる。(抄録なし)今年度は磁場反転配位(FRC)への中性粒子ビーム入射(NBI)実験を中心に研究した。FRCへのNB入射についての研究では、NBIによりFRCプラズマの安定性や閉じ込めが世界で初めて改善されたことを示した。プラズマ合体法により生成したFRCは、電磁流体力学的(MHD)領域において低次のモードに対して不安定であるが、FRCのプラズマ電流と同方向へのNB接線入射により、エネルギー減衰時間の大幅な伸長を確認し、低次モードの安定化に寄与しうることを初めて実証した。また、非MHD領域にあって低次モードに対する安定性を有するFRCに対してNB接線入射を行うことにより、FRCプラズマからの全損失パワーがNB入射パワー以上に低減されたことから、NBIはFRCプラズマを加熱しただけでなく、それに伴い平衡や輸送が変化したことが示唆された。以上の結果は、FRCにおいてNBIは単なる加熱効果だけでなく、圧力や電流分布の制御による閉じ込めの改善をもたらしていることを示しており、FRCプラズマの性能向上に不可欠な要素であると同時に、将来のFRC核融合装置におけるNBIの工学的価値を飛躍的に高めるものである。上記研究に必要なNBI装置に関して、今年度はさらに追加して2基のNBI装置を製作し、現在開発中である。目標のビーム特性(ビームエネルギーが15keV、ビーム電流が20A)に対して、既に15keV、15Aを達成した。来年度は合計3基のNBIによるFRCの更なる長時間維持を行う予定である。さらにプラズマ合体法によるFRC生成に必要な基礎研究である磁気リコネクションに関して、磁気リコネクションの高速化機構を明らかにし、磁気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率を高めるプラズマ合体生成を可能にした。磁場反転配位(FRC)への中性粒子ビーム入射(NBI)実験において、FRCの安定性や閉じ込めの改善が明らかになった。まずビームイオンがFRC中において捕捉されていることが測定によって確認された。これは軌道計算でも明らかであったことだが、ビームイオンはFRCの磁気軸外側において捕捉され、局所的にプラズマ電流を駆動し、電子加熱効果ももたらすことが分かった。そして捕捉された高速イオンがシミュレーションで予想されていたように安定化に働くことが計測によっても明らかになった。さらに磁気リコネクション由来の径方向内向きの電場がNBIによって増加することが分かった。この電場がFRCの回転不安定性を抑制し、プラズマ端付近で生成されるフローのシア(shear)により粒子閉じ込めの改善に結び付いていると考えられる、以上の効果によりFRCの寿命の伸長を達成することができた。FRCなどの高ベータフラズマの加熱や長時間維持を目的として新たにNBI装置を開発し、最大で約0.8MWのビーム電力を達成した。これにより球状トカマクの熱圧力の増加や寿命の改善を得ることができている。大きな磁束と高い熱圧力を持つ高ベータプラズマを得るために磁気リコネクションを利用しているが、そのリコネクションの高速化機構や加熱機構を物理的に明らかにしつつある.再結合を起こす磁場に垂直な磁場(ガイド磁場)が小さくなるにつれて、ホール効果が顕著になりリコネクション電場の増加をもたらす。またインフローを外部から駆動することで電流シートの3次元性をもたらしリコネクションを高速化させることが分かった。これらはガイド磁場が非常に小さいFRC生成において非常に重要である。またホール効果でできる静電ポテンシャルがフラズマを加速するが、ガイド磁場印加によるホール電流との相互作用による力によりその加速が弱められると考えられる。

その高い圧力勾配と低い磁気シアを持つSTはFRC由来の反磁性なトロイダル磁場分布を持ち、トロイダルベータ値が50%を超える超高ベータ状態が約50μsの間維持された。また反磁性なトロイダル磁場分布を持つ高ベータなSTが絶対極小磁場分布を有していることを見出した。外部トロイダル磁場の印加中において安全係数qが低いことがグローバルな不安定性に対して問題となるが、高速コンデンサバンクを使用することによって、不安定モードの成長時間よりも十分に短い立ち上げを実現し、低次トロイダルモードの成長が抑制されていることを実験的に確認した。圧力駆動型不安定性の解析によると、立ち上げ中の高ベータSTは磁気軸付近のqが1を下回る磁気面の領域で部分的に理想バルーニングモードに対して不安定であることを示した。さらにそれに起因すると考えられる空間的にコヒーレントな磁場揺動が観測された。またその強度は合体生成後から外部トロイダル磁場を立ち上げていくに連れて段々小さくなっていくことを観測した。一方、スフェロマックから形成した比較的低ベータなSTではそのような磁場揺動が観測されなかった。以上、高ベータなFRCからSTの立ち上げ過程において、全ての磁気面においてバルーニング安定となるような平衡状態へ緩和していると考えられる。FRCプラズマへのNB入射を行い、加熱効果や安定化効果を実験的に示すことができたといえるから。また、新規NBI装置の製作・開発が順調に進んでいるといえるから。FRCへの高いビーム電力を持つNBIの適用実験において、安定性や閉じ込めの改善に関する物理が明らかになってきた。またFRCを生成するために重要なプロセスである合体リコネクションにおける高速化機構や加熱機構が明らかになってきた。合計3基のNBI装置によるFRCプラズマへの入射実験を行うことにより、FRCの長時間維持を達成する。また、それに伴い、プラズマ合体で生成したFRCの平衡・安定性・輸送といった物理を開発済みの計測システムを用いて詳細に検証していく予定である。高いビーム電力のNBIによるFRCなどの高ベータプラズマへの入射実験を行い、加熱機構や安定性の物理を明らかにする。また、ビームがFRCに吸収されやすい初期状態を得るため、磁気リコネクションの高速化機構や加熱機構の解明をさらに勧める。(抄録なし)
薬理遺伝学的特性に基づいた治療脱落例早期検出によるオーダーメイドうつ病治療の研究

本年度は、paroxetineを内服中のうつ病患者57名を対象にparoxetine (PAX)による消化器系副作用に及ぼすserotonin transporter遺伝子のintron 2のvariable number of tandem repeats (VNTR)多型、serotonin 2A receptor遺伝子の-1438A/G多型の影響を検討した。嘔気・胃痛、便秘、下痢といった消化器系副作用が出現した群(14名)と副作用を認めなかった群(33名)の両群間で、性別や年齢、PAXの用量、PAX血漿濃度に有意差はなかったが、intron 2のVNTR多型の10型アレルの保有個体では、消化器系副作用の出現頻度は7例中0だったのに対し、10型アレルを保有しない個体での頻度は37例中13例(約35%)であり、カイニ乗検定で10型アレルの有無により消化器系副作用の出現頻度に差がある傾向(P=0.062)が見られた。今回の検討では、serotonin 2A receptorの-1438A/G多型による消化器系副作用の出現頻度の差は見られなかった。PAXによる副作用出現へのこれら多型の関与についてさらに検討が必要である。次に、以前PAX20mg投与にてうつ病は改善したが、せん妄を呈した症例のうつ病再発に対し、前回有効だったPAXをごく少量の5mgより開始、10mgに漸増しながらPAX血漿中濃度を測定したところ、PAX10mg投与1週目では34.6ng/mlに対し、4週目では59.6ng/mlと約1.7倍の濃度上昇を認めた。今回重篤な副作用は見られなかったが、投与継続により同一用量でも血漿濃度が上昇する特異な薬物動態の可能性が示唆され、引き続き検討が必要と考えられた。なお、いずれの研究も参加に先立ち、説明の上書面にて同意が得られた患者を対象に行われた。選択的セロトニン再取込み阻害薬paroxetine(PAX)によるうつ病治療の反応性や副作用による脱落例と関連する薬理遺伝学的な特性を調べるために、(1)PAXの臨床効果に5-HTTLPRの1・s多型が及ぼす影響、(2)副作用出現に5HTTLPRの1・s多型の及ぼす影響について検討した。(1)では、PAXを2週以上服用中のうつ病患者14名を対象に、PAX開始時、2週後、3-4週後、5-8週後の時点にHamilton rating scale for depression(HAM-D)により症状評価を行った。(2)では、PAXを2週以上服用中のうつ病患者57名の診療録記載から副作用の有無を後向きに調査した。PAXの血漿中濃度はHPLCにて定量し、末梢血からDNAを抽出し、5-HTTLPRの1・s多型をHeilisら(1996)の方法に基づきPCR法で検出した。本研究は、滋賀医科大学倫理委員会の承認を受け、趣旨を説明の上、同意が得られた患者を対象とした。(1)の結果、5-HTTLPRの1/s遺伝子型(n=5)、s/s遺伝子型(n=9)の両群で、PAX投与後HAM-D評価点は開始時に比べ改善を示したが、両遺伝子型群間で各時点でのHAM-D評価点、HAM-D改善率に有意差は認められなかった。(2)の結果、PAXで治療中に何らかの副作用を認めた群(24名)と副作用なしの群(33名)の群間で、性別、年齢、体重、また、PAX1日用量、PAX血漿中濃度、1 allele保有頻度を比較したところ、有意差は認められなかった。
原子・ナノ積層構造制御による超高輝度な面放射型ホットエレクトロン放出デバイス

MOS(金属/酸化膜/半導体)構造からなる平面型電子放出素子は、真空中にホットエレクトロンを放出する電子源で、動作電圧が低い、ビーム指向性が良い、低真空動作可能など、従来の針状の電子放出素子にはない優れた特長を有している。しかしながら、電子取り出し効率(電子放出効率)が低いという欠点があり、デバイス実用化を妨げている。本研究では、効率の飛躍的な向上を実現するため、グラフェン/極薄酸化ナノ結晶シリコン膜/シリコン構造からなる平面型電子放出素子を開発して動作検証を行うと共に、電子放射機構を明らかにし、ホットエレクトロンの機能を活かした新たな電子ビーム応用への展開を目指すものである。
液体燃料表面上の非定常蒸気濃度分布測定と火炎伝ぱ機構に関する研究

液体燃料表面上の火炎伝ぱ機構の解明に不可欠である、火炎先端部の燃料表面上に形成される非定常蒸気濃度分布および火炎面への空気流入流入過程に関する研究を行った。その結果、以下の研究目的が達成された。(1)火炎先端部の燃料表面上に形成される非定常蒸気濃度分布の測定非燃焼状態においてアルコール燃料であるメタノール、プロパノールについて燃料表面上に形成される蒸気濃度分布をホログラフィ干渉法により非定常計測を行った。その結果、以下の知見が得られた。1)燃料の蒸発から準定常状態に達するまでの蒸気濃度分布が明らかになった。2)燃料蒸気の可燃層厚さと燃料温度の関係より引火点の物理的意味が明らかになった。3)消炎距離における蒸気濃度が希薄膜限界に達するまでの時間が明らかになった。4)燃料の蒸発に伴い液体表面温度および気液界面の蒸気濃度が変化することが明らかになった。(2)火炎先端近傍の空気流入過程振動伝ぱ領域における火炎先端部近傍の気相速度分布を、レーザーシート法とParticle Track Velocimetry法により測定した。その知見、以下の結果が得られた。1)振動伝ぱ領域における火炎先端近傍の詳細な空気速度分布が明らかになり、気相を含めた振動伝ぱモデルを提案した。2)数値計算において予測されていた火炎先端部前方に形成される再循環領域(渦)の存在を明らかにした。
SUMO化蛋白の凝集現象を応用した抗癌剤のアポトーシス関連標的分子群の解析と創薬

SP6プロモーターを利用したin vitro翻訳マウス脾臓由来cDNAライブラリーを作製し、in vitro sumoylation assayのよりSUMO修飾基質の同定スクリーニングを行った。約100クローン中5クローンが陽性で、活性化T細胞転写因子NFAT1が同定された。全長NFAT1はin vitro sumoylation assayやSUMO-1との共発現でSUMO修飾された。3つのリジン残基のmutagenesisによる変異NFAT1ではリジン684と897がSUMO修飾され、リジン684はリジン897の修飾後に修飾されたことが判明した。細胞内局在では正常NFAT1が非刺激状態で細胞質内に、刺激状態で核内に存在する。リジン897のSUMO修飾はNFAT1の核内保持の重要であった。ルシフェラーゼによる転写活性の検討で、リジン684のSUMO修飾が転写活性を促進した。T細胞の活性化に重要なNFAT1はリジン684、897がSUMO修飾され、リジン684のSUMO修飾はリジン897の修飾に必要であり、転写活性亢進に関与していた。一方、リジン897のSUMO修飾は核内保持に重要であった。これはT細胞における免疫抑制を考える上で重要な発見である。GFP-SUMO-1強制発現ヒト白血病細胞株K562(K562/SUMO-1)での抗癌剤処理のSUMO化動態とその意義について検討した。各種抗癌剤処理でGFP-SUMO-1の局在が変化し、3群に分けられた。TPA処理では核内に均一に見られ、ミトキサントロン処理では核内ドットの形成が見られた。K562にGFP-SUMO-1を強制発現させると、TPAやミトキサントロンに対する細胞の感受性が増強し、アポトーシスが誘導された。抗癌剤のアポトーシス感受性はSUMO化により増強され、SUMOタンパク質は癌の分子標的になり得る。SUMO修飾基質を同定するため、in vitro翻訳蛋白をスクリーニングし、in vitro sumoylation assayを行った。実際にはマウス脾臓由来cDNAをin vitro翻訳ベクターに組み込み、SP6プロモーターを利用したin vitro翻訳蛋白のライブラリーを作製した。その蛋白をin vitro sumoylation assayシステムに添加し、SUMO修飾基質を同定スクリーニングを行ったところ、約100クローン中5クローンが陽性で、その中に活性化T細胞転写因子であるNFAT1が同定された。全長NFAT1を用いたin vitro sumoylation assayやSUMO-1遺伝子との共発現により、NFAT1がSUMO修飾されることを確認した。また、SUMO修飾モチーフの検索から3カ所のSUMO修飾リジン残基が予測されたため、mutagenesisによりリジンをアルギニンに変換した変異NFAT1を作製したところ、リジン684と897がSUMO修飾され、リジン684のSUMO修飾がリジン897のSUMO修飾に必要であることが判明した。細胞内局在に関しての検討では変異のないNFAT1は非刺激状態で細胞質内に存在し、刺激状態では核内に存在するが、変異NFAT1は核内維持ができず、リジン897のSUMO修飾がNFAT1の核内保持に重要な働きをもっていることが解明された。さらに、その転写活性をルシフェラーゼassayにより検討したところ、リジン684のSUMO修飾が転写活性促進に必要であることが明らかとなった。

以上より、T細胞の活性化に重要なNFAT1はリジン684と897がSUMO修飾され、リジン684のSUMO修飾はリジン897のSUMO修飾に必要であり、転写活性亢進に関与しており、リジン897のSUMO修飾は核内保持に重要であると考えられた。このことはT細胞における免疫抑制を考える上で重要な発見である。目的:GFP-SUMO-1を強制発現させたヒト白血病細胞株K562(K562/SUMO-1)を作成し、抗癌剤処理によるSUMO化の動態とその意義について検討した。方法:(1)SUMO-1をpEGFPに組込み、K562にトランスフェクトした。G418による選択的クローニングを行い、ウエスタンブロットと蛍光顕微鏡でGFP-SUMO-1の発現の強いクローンを選択した。(2)各種抗癌剤(TPA、アドリアマイシン、シスプラチン、ミトキサントロン、CPT-11、イマチニブなど)処理による核内Foci形成を共焦点レーザー走査顕微鏡で解析した。(3)PML, Ubc9,PIASなどのSUMO関連蛋白質の発現、局在をウエスタン解析や共焦点レーザー走査顕微鏡にて解析した。結果:各種抗癌剤処理でGFP-SUMO-1の局在が変化し、その形式から3群に分けられた。GFP-SUMO-1の発現は、TPA処理では、核内で均一に見られ、一方、ミトキサントロン処理では、核内でドットの形成が見られた。K562にGFP-SUMO-1を強制発現させると、TPAやミトキサントロンに対する細胞の感受性が増強し、アポトーシスが誘導された。結論:抗癌剤のアポトーシス感受性は、SUMO化により増強され、SUMOタンパク質は、癌の分子標的になり得ると思われる。
EBウイルス再活性化制御因子の同定と解析

Epstein-Barr(EB)ウイルスは伝染性単核球症、バーキットリンパ腫、上咽頭癌、胃癌などの原因となりうる臨床的に重要な病原性ウイルスである。EBウイルスの潜伏感染からの再活性化のような、感染様式の変化は病態とも深く関係しており、その解析は重要である。本研究ではこのEBウイルスの再活性化を制御する転写因子や、それらによってもたらされるエピジェネティックヒストン修飾について詳細に解析し、報告した(Murataetal., JBC 2010, 2011, Murata et al., JV 2012)。EBウイルスは初感染ののち主にBリンパ球内で潜伏状態を維持しているが、一部が再活性化して溶解感染に至り、子孫ウイルスを放出して感染を拡大する。本研究では再活性化において重要な働きをするEBウイルスBZLF1遺伝子に着目し、EBウイルス再活性化を制御する因子を包括的かつ詳細に解析することを目的としている。当該年度の研究は概ね順調であった。再活性化において重要な働きをするEBウイルスBZLF1遺伝子産物のSUMO修飾による再活性化制御メカニズムについては、すでに学術雑誌に受理されている(Murata et al., JBC 2010)。JDP2というリプレッサーによるBZLF1遺伝子転写および再活性化抑制については、解析を終えて学術誌に投稿し、最近リバイスの再投稿をおこなったばかりである。低酸素刺激による再活性化については、レポーターアッセイで同定したBZLF1プロモーター上のHRE(低酸素応答エレメント)が、残念ながら実際のウイルスゲノム中では機能していないことが、ウイルスへの点変異導入で明らかになった。今後は組み換えウイルスを駆使してより丁寧な解析をおこない、正しいHREの同定を目指していきたい。さらに、スクリーニングで得られたこれら以外の因子についても詳細な解析をおこない、EBウイルスの潜伏感染の維持と再活性化の分子メカニズムについての包括的な研究を推進していく。潜伏感染の維持、再活性化の切り替えにおいて重要な働きをするEBウイルスBZLF1遺伝子産物の転写抑制に関わるJDP2というリプレッサーについて、解析を終えて学術誌に投稿、受理された(Murata et al.,JBC2011)。このほかの網羅的解析の詳細な検討に関しては、現在までに変異導入組み換えウイルスの作製、性状解析まで含め、ほとんどの解析を終えており、投稿準備中である。これまで過去の類似の研究ではレポーターアッセイが主に用いられてきたが、申請者の確立した組み換えウイルスの作製系は非常に精度が高くスピーディーなもので、革新的なものとなっていると自負している。この中では特に、再活性化におけるMEF2(myocyte enhancer factor2)ファミリー転写因子の重要性について詳細に解析した。このようなEBウイルス感染様式の変化は、ウイルス増殖のみならず病態や細胞増殖性にも深く関係しており、その解析は非常に意義深いといえる。
抗皮膚基底膜部抗体を示す各種自己免疫性水疱症の新しい分子生物学的診断法の確立

まず、培養ケラチノサイトのmRNAより作製したcDNAライブラリーをテンプレートとしたPCRを用い、BP230の全長cDNAをカバーする3部位のcDNAを得、大腸菌発現ベクターpGEXに組み込み、リコンビナント蛋白を作成した。その各種リコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、水疱性類天疱瘡血清中の抗表皮基底膜部抗体がBP230上の多数のエピトープに特異的に反応することを見いだした。次いで、同様にBP180の細胞外部位の全長cDNAをカバーする3部位のcDNAを得、リコンビナント蛋白を作成した。その各種リコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、水疱性類天疱瘡血清がN末端部に反応するのに対して、瘢痕性類天疱瘡はC末端部に反応することを見いだした。また、lamina lucida型線状IgA水疱性皮膚症血清がBP180の細胞外部位のN末端に近いC15部位に反応することを見いだした。次にVII型コラーゲンのNC1およびNC2部位のリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、後天性表皮水疱症とbullous SLEが主にNC1部位に反応すること、一部はNC2部位にも反応すること、sublamina densa型線状IgA水疱性皮膚症血清はこれらの部位に反応しないことを見いだし、疾患によりエピトープの部位が異なる可能性を示した。さらに、新しい200kD基底膜抗原の性状を明らかにするため、ケラチノサイトcDNAライブラリーを免疫スクリーニングし、この蛋白がVII型コラーゲンないしラミニン1である可能性を示した。現在、これらのリコンビナント蛋白を用いて、より簡便でまた多数の試料を検索できるELISA法を検討中である。これらのリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法ないしELISA法は今後、抗基底膜部自己抗体を示す各種自己免疫性水疱症の診断に非常に有用なものとなると考えられる。まず、RT-PCRおよびcDNAスクリーニングに用いるため正常ケラチノサイトのmRNAよりcDNAライブラリーを作成した。主要な類天疱瘡(BP)抗原であるBP230のC末端cDNAをPCRにより作成し大腸菌発現ベクターに組み込みリコンビナント蛋白を作成した。そのリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、大多数のBP患者血清中の抗表皮基底膜部抗体がこの部位に特異的に反応することを示した。同様にもうひとつBP抗原であるBP180についても、まず、細胞外部位全長のcDNAを単離し、各種の部分欠損cDNAを得て、そのリコンビナント蛋白を作成した。そのリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、BPおよび妊娠性疱疹患者血清中の抗表皮基底膜部抗体がBP180の細胞膜に近いNC16a部位に反応することが判明した。また、瘢痕性類天疱瘡患者血清は、BP180のC末端部に反応するIgG,IgA抗体を有することも示された。次いで、係留線維の主成分であるVII型コラーゲンのNC1と呼ばれるN末端球状部位、中央部コラーゲン部位およびC末端NC2部位のリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、後天性表皮水疱症とbullous SLEの主要なエピトープかNC1部位に、透明層型線状IgA水疱性皮膚症患者の主要なエピトープが中央のコラーゲン部位にあることを示した。また、BP180のNC16a部位のリコンビナント蛋白を用いたELISA法を作成し、現在そのの有用性を検討中である。また、種々の生化学的な方法を用いて、基底板下型線状IgA水疱性皮膚症の97kD抗原がBP180の分解産物である可能性を示した。

さらに、現在、新しい200kD基底膜抗原の検討のため、患者血清をプローブとして用いてケラチノサイトcDNAライブラリーをスクリーニングしている。各種自己免疫性水疱症の診断には、蛍光抗体法の他に、免疫ブロット法・免疫沈降法などの生化学的手法を用いられる。本研究では、さらに確実な自己免疫性水疱症の診断を目指して、新しい分子生物学的手法を用いた種々の検査法を開発した。まず、BP180のNC16a部位のリコンビナント蛋白を用いた免疫プロット法を開発し、この方法が水疱性類天庖瘡と妊娠性疱疹の診断に非常に有用であることを示した。さらに、このリコンビナント蛋白を用いたELISA法を開発し、さらに有用な手法となる可能性を示した。次ぎに、BP180のすべての細胞外部位をカバーする3種めのリコンビナント蛋白を作成し、多くの瘢痕性類天疱瘡血清がBP180のC末端と反応するIgG/IgA抗体を有することを示し、この方法が瘢痕性類天疱瘡の診断に有用であることを示した。次ぎに、もう一つの類天庖癒抗原である、BP230のC末端約1000アミノ酸をカバーするリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法を開発し、水疱性類天疱瘡血清がこの部位に特異的に反応することを示した。このリコンビナシト蛋白とBP180のリコンビナント蛋白を用いたEUSAはより完全な診断法となると思われる。一方、係留線維の主成分であるVII型コラーゲンのN末端球状NCl部位、中央部コラーゲン部位およびC末端NC2部位のリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、後天性表皮水疱症とbullous SLBの主要なエビトーブがNCl部位に、透明層型線状IgA水疱性皮膚症患者の主要なエピトープが中央のコラーゲン部位にあることを示した。最後に、新しい200kD基底膜抗原の検討のため、患者血清をプローブとしてケラチノサイトcDNAライブラリーをスクリーニングし、この抗原が、ラミニン5のgamma5サブユニットに関連している可能性を示した。まず、培養ケラチノサイトのmRNAより作製したcDNAライブラリーをテンプレートとしたPCRを用い、BP230の全長cDNAをカバーする3倍位のcDNAを得、大腸菌発現ベクターpGEXに組み込み、リコンビナント蛋白を作成した。その各種リコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、水疱性類天疱瘡血清中の抗表皮基底膜部抗体がBP230上の多数のエピトープに特異的に反応することを見いだした。次いで、同様にBP180の細胞外部位の全長cDNAをカバーする3部位のcDNAを得、リコンビナント蛋白を作成した。その各種リコビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、水疱性類天疱瘡血清がN末端部に反応するのに対して、瘢痕性類天疱瘡はC末端部に反応することを見いだした。また、lamina lucida型線状IgA水疱性皮膚症血清がBP180の細胞外部位のN末端に近いC15部位に反応することを見いだした。次にVII型コラーゲンのNC1およびNC2部位のリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、後天性表皮水疱症とbullous SLEが主にNC1部位に反応すること、一部はNC2部位にも反応すること、sublamina densa型線状IgA水疱性皮膚症血清はこれらの部位に反応しないことを見いだし、疾患によりエピトープの部位が異なる可能性を示した。
生体吸収性材料とチタン合金を用いた自家骨再生・修復デバイス開発-治験申請を目指す

本年は、生体吸収性を有するリン酸カルシウムコーティング膜として、擬似体液中における迅速なアパタイト形成及びカルシウムイオン溶出が確認された非晶質リン酸カルシウム(ACP)に着目し、その生体内外評価を行うと共に、β型チタン合金の人工歯根としての可能性を検討した。(1)ACP膜の生体外評価:ACPコーティング膜のチタン基板との密着力をアルミニウムスタッド引き抜き法により評価した。コーティングままでは、60MPa以上の密蒲力が得られたが、擬似体液中へ浸漬後の密着力は30MPaへと低下した。これに対し、ブラスト処理を施したチタン基板においては、擬似体液浸漬後においてもコーティングままと同等以上の密着力が得られた。インプラント用コーティング膜の密着力としては50MPa以上が必要とされているが、それを満足するものと評価できる。(2)ACP膜の生体内評価:前年にビーグル犬下顎骨に埋入したACPコーティングを施したチタンシリンダーと骨界面の骨接触率を評価した。その結果、8-12週埋入後において、ACPコーティング膜の存在が骨接触率を有意(P<0.05)に上昇させることを見出した。また、インプラント-骨界面における新生骨量に関しても、ACPコーティング材において有意(P<0.05)に大きいことがわかった。(3)コーティング膜総合的評価:生体内外評価によりRFマグネトロンスパッタリング法により作製した生体吸収性ACPコーティング膜はチタンの骨適合性を向上させることが明らかとなった。(4)β型チタン合金の人工茜根への応用:本年はβ型リン酸三カルシウムターゲット(βTCP)を用いたRFマグネトロンスパッタリングによるチタン基板上へのリン酸カルシウム膜作製とその生体内外評価を行った。(1)リン酸カルシウム膜の作製:RF出力、全ガス圧、酸素濃度などのスパッタ条件と生成相の関係を明らかにした。基板温度を室温にした場合には、非晶質リン酸カルシウムとオキシアパタイトが得られた。基板温度を773Kとした条件および873Kでの熱処理により、βTCPの形成が確認された。しかしながら、現時点でβTCPの単相は得られておらず、今後の課題である。(2)生体外評価:得られた非晶質リン酸カルシウム膜とオキシアパタイト膜について生体外評価を行った。生体外評価には擬似体液浸漬と細胞を用いたAPL活性について調査した。非晶質リン酸カルシウム膜の擬似体液浸漬実験において、24時間後には表面に結晶質アパタイトの形成が確認され、非晶質リン酸カルシウム膜の優れた生体活性が示唆された。オキシアパタイト膜のヒト骨芽細胞Saos-2によるAPL活性は、チタンとハイドロキシアパタイトの中間程度であった。(3)生体内評価:生体内評価には動物埋入実験を行った。非晶質リン酸カルシウム、オキシアパタイト、c軸配向オキシアパタイトの3種類のコーティングを施したチタンシリンダーをビーグル犬下顎骨へ埋入した。所定期間後、チタンシリンダーと下顎骨の界面付近を光学顕微鏡で観察したところ、2週間および4週間埋入後のコーティング材界面でコントロール材であるコーティング無しのものと比較して新生骨の増生が活発であることが確認された。(4)β型チタン合金の人工茜根への応用:
新規細胞周期制御機構の解明

電離放射線・抗がん剤や複製中のDNA切断等の原因で染色体DNAに二重鎖切断が起った場合、そのシグナルはATMによってp53やMre11/Rad50/Nbs1複合体蛋白質のNbs1がリン酸化され、p53およびNbs1を活性化し細胞周期を止めることが知られている。多くの研究によりp53経路による細胞周期制御機構はその詳細が分かりつつあるが、Mre11経路に関しては全く分かっていない。そこで、申請者はMre11経路で働く因子を同定することを目的とした。まず、NBS1遺伝子に変異のある細胞株(ナイミンヘン症候群の患者から樹立された繊維芽細胞:NBS1遺伝子に点変異が生じており、蛋白質が全長創ることができない細胞でNbs1蛋白質の機能をほとんど失っているもの)に野生型NBS1遺伝子およびベクターのみを導入した細胞を作成した。これらの細胞をγ線照射によってDNA二重鎖切断を誘発し、その生存率を測定した。その結果、15Gyの照射時で野生型NBS1遺伝子を導入した細胞は、ベクターのみを導入したものに比べて約100倍の抵抗性を示した。この結果より、野生型NBS1遺伝子を導入した細胞は正常細胞と同様に、γ線照射によって生じるDNA二重鎖切断を修復できることが分かった。次ぎに、これらの細胞にγ線照射によってDNA二重鎖切断を誘発し、DNAマイクロアレイを用いて発現変化が異なる遺伝子を網羅的に検索した。その結果、野生型NBS1遺伝子を導入した細胞では発現が上昇し、ベクターのみを導入したもので変化がない遺伝子、および、野生型NBS1遺伝子を導入した細胞では発現が減少し、ベクターのみを導入したもので変化がない遺伝子を同定した。今後、これらの遺伝子の蛋白質機能を解析していく予定である。研究目的および成果:最近、高頻度に乳児白血病(ALL)患者のNBS1にアミノ酸置換が見つかり、Mre11/Rad50/Nbs1の変異は特定の遺伝病患者の発がんに関与しているだけでなく、一般のがん発症に深く関与している可能性が出て来た。これら患者の細胞は電離放射線によってDNA損傷を誘導した場合に所謂cell-cycle checkが働かない(この点に関しては、酵母のXrs2やMre11欠損株でもcell-cycle checkが働くことが知られており、高等生物に特異的な現象と思われる)。そこで、申請者はMre11経路で働く因子を同定し、その機能解析を行った。がん患者から見つかったNBS1遺伝子の変異解析を行う目的で、NBS1の全長cDNAにPCR変異法を用いて変異を導入した。この変異型と野生型NBS1、野生型RAD50および野生型MRE11の全長cDNAを用いて昆虫細胞で蛋白質をつくらせ、複合体形成能および酵素活性を調べたがin vitroで変異型Nbs1と野生型Nbs1で違いを検出できなかった。現在、変異型および野生型NBS1の全長cDNAをNBS1の発現がほとんどみられない細胞に導入し恒常的に発現する細胞株を樹立した。今後、この細胞株を用いて、放射線障害による感受性や細胞周期阻害を調べていきたい。

電離放射線・抗がん剤や複製中のDNA切断等の原因で染色体DNAに二重鎖切断が起った場合、そのシグナルはATMによってp53やMre11/Rad50/Nbs1複合体蛋白質のNbs1がリン酸化され、p53およびNbs1を活性化し細胞周期を止めることが知られている。多くの研究によりp53経路による細胞周期制御機構はその詳細が分かりつつあるが、Mre11経路に関しては全く分かっていない。そこで、申請者はMre11経路で働く因子を同定することを目的とした。まず、NBS1遺伝子に変異のある細胞株(ナイミンヘン症候群の患者から樹立された繊維芽細胞:NBS1遺伝子に点変異が生じており、蛋白質が全長創ることができない細胞でNbs1蛋白質の機能をほとんど失っているもの)に野生型NBS1遺伝子およびベクターのみを導入した細胞を作成した。これらの細胞をγ線照射によってDNA二重鎖切断を誘発し、その生存率を測定した。その結果、15Gyの照射時で野生型NBS1遺伝子を導入した細胞は、ベクターのみを導入したものに比べて約100倍の抵抗性を示した。この結果より、野生型NBS1遺伝子を導入した細胞は正常細胞と同様に、γ線照射によって生じるDNA二重鎖切断を修復できることが分かった。次ぎに、これらの細胞にγ線照射によってDNA二重鎖切断を誘発し、DNAマイクロアレイを用いて発現変化が異なる遺伝子を網羅的に検索した。その結果、野生型NBS1遺伝子を導入した細胞では発現が上昇し、ベクターのみを導入したもので変化がない遺伝子、および、野生型NBS1遺伝子を導入した細胞では発現が減少し、ベクターのみを導入したもので変化がない遺伝子を同定した。今後、これらの遺伝子の蛋白質機能を解析していく予定である。
EC統合とヨーロッパ政治

(1)現在EC統合は、1992年2月に調印された「ヨーロッパ連合に関する条約(マ-ストリヒト条約)」を画期として、新たな局面を迎えつつある。本研究は、こうしたEC統合の現状を全体として把握するために、その「完成」(市場統合)、「深化」(経済・政治統合へ向けての試行錯誤)、「拡大」(例えばEFTA諸国との間で形成される欧州経済領域EEA、あるいは旧ソ連、東欧諸国との連合協定)の三つの側面の総合的理解が必要であるとの共通認識を確立し、それぞれの側面について、また三者間の関係についての理解を深めた。(2)EC統合過程の中核となる域内大国(独、仏、英)はもちろん、その他の域内中・小諸国、さらには域外近接諸国までをも含めて、EC統合過程と各国の国内政治の変容との相互作用を検証した。経済問題のみならず、ヨーロッパ規模の環境問題、民族問題、あるいは福祉国家の再編といった政治争点を題材として具体的に分析を進めた結果、新しい政党(緑の党、あるいは極右政党ないし民族・地域政党)の参入、既成諸政党の戦略転換(典型的にはドイツ社民党の綱領改正)などの各国の政治変容が、EC統合過程の影響との関係において、その共通性と各国の固有性の両側面から把握されるに至った。(3)政治組織としてのECは、その超国家的な地域機構としての性格を深めつつあり、国家主権の観念を中心とする近代国民国家の地位を揺らがせている。そこで本研究では、国家に対する下からの挑戦(国家の下位単位としてのサブナショナルないしエスニックな諸集団の政治的・経済的主張の高まりと運動の組織化)をも考慮にいれながら、EC統合過程の展開を、国民国家の機能の相対化という観点から把握することの重要性を確認し、その過程を分析すると同時に国民国家の将来の姿を展望した。1.EC授合の歴史的発展と現状を評価し、今後を展望するに当っては、その「完成」(市場統合)、「拡大」(新規加盟問題だけではなく、例えばEFTA諸国との間で形成される欧州経済領域EEA、旧ソ連・東欧諸国との間の連合協定も重要なフィクターである)、「深化」(共通通貨・中央銀行創設を梃とする経済統合、及び共通安全保障政策・環境政策・農業政策・社会政策等における合意調達を緊急の課題とする政治統合)の三つの側面の総合最理解が必要であることが全体として確認され、各研究分担者間での共通認識が深まった。2.特にEC統合過程に中核となるヨーロッパ諸大国(独・仏・英)の政治変容の実態についても、その固有性(独についとは統一過程との相互作用が、仏については社会党及び保守中道政党双方における内部対立との連関が、また英については特に主権委譲並びに社会政計の進展への抵抗の強さ等が問題になる)と共通性の両面からの理解が深まった。またその際、既成政党並びに政府の動向だけではなく、国民世論との関係では、新しいエコロジー政党・運動や最近の外国人排斥運動の高まりと連動する極石政党の伸長が、今後の統合過程の行方に大きな影響を与える要因として見逃させないことが確認された。3.以上の到達点を踏まえ、残りの期間ではさらにEC周辺国の政治変容の個別研究を進め、中心国集団と周辺国集団との相互関係を、「協調」と「対抗」の両側面から明らかにしていくことが求められている。また特に最近注目を集めるに当っているヨーロッパ全域にかかわる(しかもしばしば国境横断最な)民族関題がEC統合過程に与えるインパクトの対面的かつ総合的な検討も課題となっている。(1)現在EC統合は、1992年2月に調印された「ヨーロッパ連合に関する条約(マーストリヒト条約)」を画期として、新たな局面を迎えつつある。

本研究は、こうしたEC統合の現状を全体として把握するために、その「完成」(市場統合)、「深化」(経済・政治統合へ向けての試行錯誤)、「拡大」(例えばEFTA諸国との間で形成される欧州経済領域EEA、あるいは旧ソ連、東欧諸国との連合協定)の三つの側面の総合的理解が必要であるとの共通認識を確立し、それぞれの側面について、また三者間の関係についての理解を深めた。(2)EC統合過程の中核となる域内大国(独、仏、英)はもちろん、その他の域内中・小諸国、さらには域外近隣諸国までをも含めて、EC統合過程と各国の国内政治の変容との相互作用を検証した。経済問題のみならず、ヨーロッパ規模の環還問題、民族問題、あるいは福祉国家の再編といった政治争点を題材として具体的に分析を進めた結果、新しい政党(緑の党、あるいは極右政党ないし民族・地域政党)の参入、即成諸政党の戦略転換(典型的にはドイツ社民党の綱領改正)などの各国の政治変容が、EC統合過程の影響との関係において、その共通性と各国の固有性の両側面から把握されるに至った。(3)政治組織としてのECは、その超国家的な地域機構としての性格を深めつつあり、国家主権の観念を中心とする近代国民国家の地位を揺らがせている。そこで本研究では、国家に対する下からの挑戦(国家の下位単位としてのサブナショナルないしエスニックな諸集団の政治的・経済的主張の高まりと運動の組織化)をも考慮にいれながら、EC統合過程の展開を、国民国家の機能の相対化という観点から把握することの重要性を確認し、その過程を分析すると同時に国民国家の将来の姿をを展望した。
コヒーレント二次元電子分光による強い相互作用系の量子コヒーレンス効果の解明と制御

平成30年度は、強い相互作用系における振動コヒーレンスの効果を検証するため電子供与性溶媒中の色素系における超高速電子移動に関する研究および光化学系II(PSII)のエネルギー移動経路ついての研究を行った。電子供与性溶媒中の色素系に関する研究では、前年度までに電子受容性色素としてbis-phenylethynylnaphtacene、電子供与性溶媒として5つの種々のアニリン誘導体を用いて、系統的に広帯域ポンププローブ測定を行ない、低波数振動モードの位相緩和時間が、電子移動速度が速くなるにつれて短くなっていくことを明らかにしていた。今年度は追加実験、より詳細な解析を行い、高波数の振動モードにおいてもいくつかの振動モードの位相緩和時間は電子移動速度と相関があることを明らかにした。また、位相緩和と電子移動速度に相関が見られた振動モードは、反応状態と生成状態のHuang-Rhys factorが大きいものであることが明らかとなった。PSIIに関する研究では、その複雑なエネルギー移動経路を明らかにし、光合成初期過程におけるコヒーレンスの効果を検証することを目的に研究を行なっている。PSIIは35個のクロロフィル分子を持ち、それらの吸収・発光スペクトルはほとんど重なっており、特定の結合位置のクロロフィルのダイナミクスを選択的に励起・観測することは困難である。一方でPSIIに含まれるβカロテンの数は11個と少ないため、特定のβカロテンを選択励起したダイナミクスを観測することによって、PSIIの複雑なエネルギー移動経路を解明できる可能性がある。白色光型フェムト秒過渡吸収測定の励起波長依存性から、510nmの励起光を用いた場合、反応中心に隣接するBcr651と呼ばれるβカロテンを選択励起することに成功し、そのエネルギー移動経路に関する知見を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、強い相互作用系としてphotosystem II dimerのエネルギー移動過程、ハイブリッドアンテナ複合体のエネルギー移動機構についての基礎的な研究を行い、さらにそれらの量子コヒーレンス効果を捕らえるための二次元電子スペクトル測定システムの構築に取り組んだ。Photosystem IIに関する研究では、フェムト秒過渡吸収測定を応用し基礎的なエネルギー移動ダイナミクスに関する知見を得た。興味深いことに、励起高強度に依存したダイナミクスを測定したところ、photosystem II dimerは反応中心を二つ持つにもかかわらず、複数励起子が生じた場合annihilationによって励起子が減少していき、最終的に生じる電荷分離状態は一つになることが確認された。ハイブリッド型アンテナのエネルギー移動に関する研究では、エネルギー供与性分子である人工色素の吸収・発光波長を変化させることによって、ドナー蛍光・アクセプター吸収のスペクトル重なり積分のエネルギー移動速度に対する依存性を調べた。その結果、エネルギー移動速度は単純にスペクトルの重なり積分に比例しないことがわかり、一般的なエネルギー移動機構のFRETの範疇を超えたケースであることが確認された。二次元電子スペクトル測定システムの構築に関しては、まずは科研費で購入したパソコンと変換ケーブルを用いて縮退四光波混合測定システムを構築した。新システムにおいてサファイア板を用いたautocorrelation信号の取得に成功し、パルス幅を20フェムト秒まで圧縮することができた。これを参照用の色素分子であるNile Blueに応用したところ、592cm-1のコヒーレントな核波束運動を捕らえることに成功した。Photosystem IIのエネルギー移動過程に関する研究では、フェムト秒過渡吸収測定を応用することにより、基礎的なエネルギー移動ダイナミクスに関する知見を得ることができている。また並行して行っていた励起高強度に依存したダイナミクスに関する結果をJournal of the American ChemicalSociety 138 (2016) 11599として出版している。また、ハイブリッド型アンテナ複合体のエネルギー移動機構に関する研究では、エネルギー移動速度がスペクトルの重なり積分に単純には比例せず、従来の一般的なエネルギー移動機構であるForster resonance energy transferの範疇を超えたケースであることが確認された。さらに、二次元電子スペクトル測定システムに関しても、その前駆段階として四光波混合測定システムを構築することに成功しており、コヒーレントな核波束運動を捕らえるには十分な時間分解能を得ることができている。上記の通りいくつかのエネルギー移動系に関しては基礎的なデータも取得しつつ、装置開発も順調に進んでいる。本年度は、強い相互作用系として、電子供与性溶媒中の色素系における超高速電子移動およびハイブリッド型光合成アンテナの超高速エネルギー移動についての研究を行った。電子供与性溶媒中の色素系における超高速電子移動に関する研究では、電子受容性色素としてテトラセン誘導体、電子供与性溶媒として種々のアニリン誘導体を用いて、広帯域ポンププローブ測定を行なった。これらアニリン誘導体は、置換基によって電子移動速度が異なるため、系統的な研究が可能である。また、広帯域ポンププローブ測定では自作の波長変換器を利用することによって10フェムト秒程度の高い時間分解能を得ることができ、これによって1500cm-1程度までの振動のコヒーレンスを実時間上で観測可能である。実験結果の詳細な解析により、高波数振動のコヒーレンスは電子移動速度によらず位相緩和時間が保たれているが、低波数振動のコヒーレンスは、電子移動速度の上昇とともに位相緩和時間が減少して行くことが明らかとなった。このことから、低振動数の振動モードが電子移動反応とカップルしていることが示唆された。