hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リン酸欠乏が気孔閉鎖を誘発するメカニズムの解析および気孔-光合成関係の再検証

植物はCO_2と水を獲得し、光エネルギーを利用して炭水化物を生産する。葉の表面には気孔と呼ばれるミクロの孔が散在し、気孔が開くと濃度勾配に沿ってCO_2が葉内へ流入する。また、気孔が開くと体内の水分が大気中へ蒸発して陰圧が発生し、これが根に伝わって土壌水分が体内へ引き込まれる。したがって、気孔は生命活動の最も重要なプロセスに影響を与える因子であり、気孔について理解することは意義が大きい。気孔運動が、様々な環境因子に影響を受けることは知られている。私達は、リン欠乏の植物が気孔を閉鎖する現象を見出し、そのメカニズムを説明する以下のようなモデルを導き出した。すなわち、気孔は葉内CO_2濃度を維持するように開閉するが、リン欠乏の植物はCO_2固定活性が低いために葉内CO_2濃度があまり変化せず、気孔もあまり開かないというものである。しかし、リン欠乏の植物では根から気孔に到る水の通路で障害が発生し、気孔へ到達する水量が減少するので、水分欠乏を回避するために気孔が閉じやすくなるとの報告もある。そこで、根に水圧を掛けて強制的に植物体内へ水を流入させ、気孔へ到達する水量を増加させることで、水分欠乏による気孔閉鎖の可能性を消去した条件下でもリン欠乏で気孔が閉鎖するか現在検証中である。また、リン欠乏の植物では、気孔密度(単位葉面積あたりの気孔の数)が小さくなる現象も発見した。大気から葉内へCO_2が流入する速度(葉内から大気へ水分が蒸発する速度)は、気孔開度(気孔の開き具合)と気孔密度によって決定する。リン欠乏の植物では葉内CO_2濃度があまり変化しないので、大気から葉内へのCO_2流入量を増加させる必要がない。そこでリン欠乏の植物は、無駄な水分損失を抑制するためにも、気孔開度だけではなく気孔密度も小さくする可能性があり現在この仮説を検証中である。したがって、気孔運動は生命活動の最も重要なプロセスに影響を与える因子であり、この現象を理解することは意義が大きい。本研究はリン栄養に着目するが、リン栄養に限らず無機養分と気孔運動の関係を研究した例は少なく、統一された見解はない。しかし私達は、リン欠乏の植物が気孔を閉鎖する可能性を見出しており、本研究ではその現象をさらに検証するとともにメカニズムも解明しようとした。生きた植物で気孔運動を直接観察するのは難しいため、葉の一部にマニキュアを塗布して表面のレプリカを作製し、それを顕微鏡で観察した。その結果、リン欠乏の植物では孔の面積が有意に減少していた。次に、サーモグラフィーで葉の温度を測定した。気孔が開いて水分が蒸発すると葉の温度が低下するため、葉の温度を測定すれば葉全体で気孔の開き具合を推定できる。その結果、リン欠乏の植物では葉の温度が高かった。以上から、リン欠乏が気孔閉鎖を誘発することが証明された。また葉内CO_2濃度は、リン欠乏とリン充足の植物で有意差はなかった。葉内CO_2濃度の変動の履歴を示す葉の^<13>C/^<12>C比も両者に有意差がなかったことから、リン栄養に拘わらず葉内CO_2濃度は一定になると推測できた。次に、CO_2から炭水化物が生成される代謝経路におけるCO_2固定活性を比較すると、リン欠乏で固定活性が低かった。以上から、気孔は葉内CO_2濃度を維持するように開閉するが、リン欠乏の植物はCO_2固定活性が低いために葉内CO_2濃度があまり変化せず、気孔もあまり開かないというモデルを導き出した。

そこで、根に水圧を掛けて強制的に植物体内へ水を流入させ、気孔へ到達する水量を増加させることで、水分欠乏による気孔閉鎖の可能性を消去した条件下でもリン欠乏で気孔が閉鎖するか現在検証中である。また、リン欠乏の植物では、気孔密度(単位葉面積あたりの気孔の数)が小さくなる現象も発見した。大気から葉内へCO_2が流入する速度(葉内から大気へ水分が蒸発する速度)は、気孔開度(気孔の開き具合)と気孔密度によって決定する。リン欠乏の植物では葉内CO_2濃度があまり変化しないので、大気から葉内へのCO_2流入量を増加させる必要がない。そこでリン欠乏の植物は、無駄な水分損失を抑制するためにも、気孔開度だけではなく気孔密度も小さくする可能性があり現在この仮説を検証中である。
放射性臭素を用いた抗腫瘍活性ペプチドの標識合成と治療的診断法への応用

本研究では、難治性乳癌であるトリプルネガティブ乳癌(TNBC)に対して効果があるハロゲン化疎水性環状ペプチドSA-Brを母骨格にもつ放射性臭素標識化ペプチドの合成法を開発し、分子改変により治療と診断の機能を兼ね備えたSA-Br類縁体の開発について研究を行った。その結果、従来法よりも効率よく放射性臭素標識化ペプチドを得るための基礎的な知見を得ることができた。一方、薬物動態の改善を指向して水溶性を向上しつつ抗TNBC活性を維持したSA-Br離縁体の合成を試みたが実現できなかった。しかし、これらの類縁体の細胞毒性試験を通じてSA-Iが誘導する細胞死メカニズムに関する新しい知見が得られた。本年度は、親ペプチドであるSA-I(cyclo[Phe(4-I)-Leu-MeLeu-Val-Leu])中の疎水性アミノ酸残基(Leu及びVal)を極性アミノ酸やD-アミノ酸で置換した環状ペプチドアナログ体を10種類合成した。また、培養トリプルネガティブ乳がん細胞(MDA-MB-231,MDA-MB-157)に対する細胞毒性評価と細胞死メカニズムの解明に向けた研究を行い、以下の知見を得た。1.懸案事項であった合成収率の改善について鋭意検討した結果、環化に最適な一次配列を見いだすことができ、逆相HPLCによる副生成物除去に適した分離条件を確立することができた。これらの知見を踏まえ、次年度は副生成物を生じない合成法の検討(具体的にはFmoc法による合成)を進める。さらに前年度の成果をもとにSA-Iを出発物質とした標識前駆体合成プロセスを確立し、実際の標識化実験につなげていく。2.合成したアナログ体10種類の生物活性評価を行った結果、残念ながら全て親化合物と比較して細胞毒性が低下することが分かった。今後は、SA-I中のPhe(4-I)残基やMeLeu残基のN-メチル基を親水性官能基で置換した化合物を合成し、引き続き活性評価を行っていく。一方、親化合物のSA-Iの細胞死誘導機構についても研究を行った結果、アポトーシスやネクローシスなど既知の細胞死とは異なる機構で細胞死を誘導するという予期せぬ新知見を得ることができた。本研究は、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)に対して顕著な抗腫瘍活性を示すハロゲン含有疎水性環状ペプチドSA-Xを親化合物として放射性臭素による標識合成法の確立と治療的診断への応用を目的とする。本年度は、効率的な標識合成のために環化に適したペプチド配列の検討と環状ペプチド型の標識前駆体合成に取り組んだ。まず、SA-X中のL-アミノ酸をD-体に置換した一連のアナログ体を合成し、親化合物の場合よりも収率が向上したことを確認した。得られた環状ペプチドのNMR構造解析を行った結果、置換位置の違いがコンホメーション特性を大きく左右することを明らかにした。現在、これらの合成ペプチドを用いて培養TNBC細胞(MDA-MB-231)及び通常の培養乳がん細胞(MCF-7)に対する細胞毒性試験を行っており、単一コンホマーを与えるペプチドと複数のコンホマーを与えるペプチドで活性に差が生じるか検討している。また、環状ペプチドを原料として標識前駆体の直接合成を試みた。Pd(0)触媒の存在下で、ビス(トリブチルすず)作用させることで、標識前駆体を中程度の収率で得ることができた。以上の結果より、鎖状前駆体の調製・標識化・ペプチド環化の3ステップからなる従来法よりも効率よく標識化合物を得るための基礎的知見が得られた。本研究では,トリプルネガティブ乳癌に対して顕著な抗腫瘍活性を示すハロゲン含有疎水性環状ペプチドSA-Xを親化合物として治療的診断に資する放射性臭素標識ペプチドの合成に関する研究を行い、以下の成果を得た。1)ヨウ素化環状ペプチドを原料として標識前駆体の直接合成を試みた。Pd(0)触媒の存在下で、ビス(トリブチルすず)作用させることで、スズ置換標識前駆体を良好な収率で得ることができた。これにより、鎖状前駆体ペプチドの調製・標識化・環化の3ステップからなる従来法よりも効率よく標識前駆体を得ることができた。2)スズーハロゲン交換反応を利用した放射性ハロゲン標識化ペプチドの標識合成では,スズ置換基が酸処理に不安定であるためスズ置換アミノ酸をN末端以外に導入できないことがネックであった。そこで,配列中の任意の位置に標識可能な新規前駆体ペプチドの合成を行った。具体的には,スズの同族元素であるケイ素で置換したフェニルアラニン誘導体Boc-Phe(p-Et3Si)-OMeの合成とBr-77を用いた標識合成を行った。

その結果,次亜塩素酸tert-ブチルを酸化剤としてEtOH中、室温で15分間反応させることにより対応するBr-77体へと変換できることを見出した(標識率95%以上)。また、ペプチド合成中の酸塩基処理でもケイ素置換基が脱離しないことも確認した。これらの知見は配列中の任意の位置で標識可能な放射性臭素標識ペプチドの合成に有用であると考えられる。3)親水性の向上による腫瘍集積性の改善を目指して新規放射性臭素標識SA-Xアナログの合成について検討を行った。親水性基導入位置を決定するためにD-アミノ酸や塩基性アミノ酸で置換したSA-Xアナログを合成したところ,いずれも抗腫瘍活性を示さなかった。そのため親化合物と同等の抗腫瘍活性を示す親水性SA-Xアナログの合成を達成できなかった。合成化学計画通り環状ペプチドアナログ体を合成し、これらのアナログ体の生物活性を明らかにすることができたため化合物の精製方法の検討とNMR構造解析に予想以上の時間を要したが、当初計画の大半を実施することができた。本年度の研究にてSA-I中のLeu及びValを置換すると活性が著しく低下することが分かったので、それ以外のアミノ酸残基の置換による親水性付与の可能性を検討していく。また、計画にある親化合物の構造改変による親水性付与が困難だと判断された場合には、SA-Iそのものを親水性単分子ミセルなどの薬物キャリアに封入して薬物動態を調査することも考えている。また、上記研究と並行して細胞死誘導機構に関する研究を展開する予定である。平成25年度は以下の方針に沿って研究を実施する。1)新しい標識前駆体としてケイ素置換アミノ酸及びこれを含む環状ペプチドを合成し、基礎検討用核種Br-77を用いた標識合成を実施する。また、標識率や放射化学純度を対応するスタニル体の場合と比較する。2)水溶性置換基(糖アミノ酸、ピリジンアミノ酸、PEG修飾アミノ酸など)の導入により親水性の尺度となる水-オクタノール間の分配係数や培養細胞に対する殺細胞活性がどのように変化するか調べる。3)標識合成に成功すればノーマルマウスにおける薬剤体内分布の調査を行う。今年度、動物実験用に物品費を計上し、分担研究者に配分していたが、活性を維持した水溶性前駆体の合成が遅れたことにより行わなかったので未使用のままになっている。次年度には標識実験と担癌マウスを用いた実験を行う予定であり、今年度の繰り越し分と分担研究者に配分した次年度分を合算して上記研究に必要な物品購入のために使用する。ノーマルマウス購入・維持にかかる費用(新たに追加した分担研究者に配分)や標識前駆体合成に必要な試薬品の購入に充てる。
ベトナム戦争のオーラル・ヒストリーと「戦争の記憶」に関する複合的研究

ベトナム国内で退役軍人・元青年突撃隊隊員に戦争体験について聞き取り調査を実施した。北部山間部のトゥエンクアン省、南端のカマウ省といった僻地、韓国軍の駐屯地だったビンディン省、それから知識人層を中心にハノイ市とホーチミン市においてである。カマウ省では40年代から一貫して解放勢力側の基地が存続していたことが確認できた。ビンディン省では韓国軍による虐殺の記憶について確認することができたが、いわゆる「ライダイハン」問題はそれほど大きな問題になっていないと感じた。ホーチミン市での聞き取り調査では、北部の退役軍人会や青年突撃隊とのありようの違いが浮き彫りになった。ハノイでは学徒出陣兵の調査を行なった。今年度は次の3か所において聞き取り調査を実施した。1カマウ省カマウ市(8月)、2トゥエンクアン省トゥエンクアン市(11月)、3ホーチミン市(12月)。1カマウ省はベトナム最南端の省であり、サイゴンから遠くサイゴン政権の影響が及びにくいということもあり、解放勢力が40年代後半から一貫して強い地盤を築いていた地方でああひとる。のちにベトナム共産党の最高指導者となるレ・ズアン、レ・ドゥック・ト、ファム・フンなども50年代なかばまで当地で活動していた。その足跡をたどることができた。2トゥエンクアン省はハノイの北西方向の山間部に位置する省で、45年以降に移住してきたキン族が多くおり、ここからディエンビエンフーの戦いに動員された人たちもいた。奇遇だったのは、75年4月30日に旧南ベトナム大統領官邸に一番最初に突入した戦車の乗員に聞き取り調査できたことである。3ホーチミン市では、他の場所のように退役軍人会に頼って聞き取り調査をすることができなかった。このことを見ても、ホーチミン市の退役軍人会がハノイ市の退役軍人会とは異なる位置づけがされていることがわかる。インタビューした人はいずれも解放勢力側で活動してきた人ばかりであるが、なかには今の共産党について堂々と批判する人もいて驚かされた。解放勢力側の人ちっても、南部の人は北部の人とはまた異なった複雑性を抱えていることが改めて認識させられた。今年度に執筆した論考は、1972年のハノイのクリスマス爆撃の被災者、戦争捕虜だった人々、そしてクアンチ省退役軍人と元青年突撃隊隊員の戦争の記憶についてまとめた。前者2つは「戦争の記憶の社会化」といった観点から考察を試みた。本研究プロジェクトは、ベトナム国内でのベトナム戦争の記憶に関する聞き取り調査を実施し、それに基づいて聞き取り資料を作成し、報告書にまとめていくのを任務としている。平成26年度は2回のベトナム国内での聞き取り調査を行なった。第1回目は、7月5日7月27日にハノイ市とホーチミン市で実施した。ハノイ市では本研究のベトナム側受け入れ機関となったハノイ人文社会科学大学ベトナム学センターと研究についての打ち合わせと諸手続きを行なった。ホーチミン市では、同市の元青年突撃隊隊員会の斡旋で、元隊員8人(全員女性)にインタビューした。北部の青年突撃隊と比べて、同市の青年突撃隊は次のような特徴があることがわかった。1多数、多様、長期。2カンボジア戦争にも参加。3大きな農場建設にも参加。同市郊外のクチ県で行なった調査では、当地の解放区では独自の通貨がなく、サイゴン政権の通貨を使っていたほか、北部からニセ通貨を運び込んでいた。米は現地で調達し、武器はサイゴン政府軍兵士から購入することもあったという。ハノイ市では退役軍人会の活動が活発であるが、ホーチミン市ではそうではなく、むしろ抑えられている面があり、退役軍人をめぐっては複雑な面があることが窺えた。第2回目は、平成27年1月4日12日にハノイ市で実施した。第2回目の主たる対象は、旧ハノイ総合大学の学徒出陣兵である。今回は、自然科学系の元学徒出陣兵6人にインタビューした。北部では1970年72年に学徒兵が動員されるようになり、それは学部を問わず動員されたことがわかった。第二次大戦の時の日本と比べると、文理の区別があまりなかったようである。次回は人文社会科学系の学徒兵についてインタビューしたいと考えている。平成27年度は、本研究プロジェクト関連の研究実績としては、エッセー1本、現地調査1回、研究会での発表1回、訳書1冊となる。エッセーは『女性史学』第25号(2015年)に発表した「ベトナム戦争と女性兵士」で、本科研でこれまでに行なってきた聞き取り調査のなかで、女性を対象とした聞き取り調査の成果を反映したものである。抗仏・抗米の戦争中、傷痍軍人との結婚を奨励される運動があったこと、抗米戦争になると、いっそう女性の戦争への動員が高まったこと。それは正規軍人や民兵といった戦闘員ばかりでなく、青年突撃隊という、補給物資の運搬や道路建設などに従事した、女性が約8割を占める後方支援組織に顕著に見られること、などを論じた。現地調査は2015年7月8月にかけて、ベトナム中部のビンディン省で実施した。ここはベトナム戦争中、韓国軍が駐留していたことで有名で、それにまつわる虐殺記念碑なども多い。韓国軍に対する現地退役軍人の印象は予想通り「非常におそろしかった」というものであった。混血児の「ライダイハン」の数はそれほど多くないとのことであった。

当時、解放側の駐屯地に、韓国軍の戦闘ぶりを視察するために北朝鮮軍兵士がきていたとの情報は耳新しかった。11月に社会主義圏の戦争の記憶をめぐる研究会があり(於明星大学)、「ベトナムにおける社会主義国間の連帯と軋轢の記憶ー中越戦争の記憶・語りを中心にして」を発表した。20世紀後半の冷戦期、ベトナム戦争、中越戦争などがどのように記憶されてきたのかう、社会主義国間の連帯と軋轢の記憶という観点から考察し、ベトナム戦争が単なる「代理戦争」ではなかったことを明らかにした。ベトナム戦争を描き、ベトナムにおける新たな戦争の記憶の在り方を示した小説、ホアン・ミン・トゥオン著『神々の時代』を拙訳で2015年度末に東京外国語大学出版会から刊行した。2015年度も研究を着実に進めてきたが、ホアン・ミン・トゥオン著『神々の時代』(全570ページ)の翻訳・編集作業に予想以上に時間をとられた。この翻訳自体は本科研の研究遂行にとって十分に意味のあるものであるが、これに時間がとられたことによって、現地調査が1回しか実施できず、また聞き取り調査の報告論文をまとめることもできなかった。最終年度である平成28年度は、「知識人と戦争の記憶」を中心に研究をおこなった。具体的には、申請者がかつて留学していたことがあるハノイ総合大学(現ハノイ人文社会科学大学とハノイ自然科学大学)などの「学徒出陣兵」経験者と文学者へのインタビューを試みた。前者では、2016年8月に3人にインタビューすることができた。このインタビューにより、ベトナム戦争中における北ベトナムでの「学徒出陣」は1970年頃から活発になったこと、文系・理系の区別があまりなかったこと、訓練期間が短くて戦場に投入されたことなどが分かった。また後者では、作家のホアン・ミン・トゥオン氏、詩人のファム・ドゥック氏、作家のチン・ディン・コイ氏にインタビューした。印象的であったのはコイ氏で、氏の家系は科挙合格者を輩出した名家で、そのため革命後は「履歴が悪い」とされてしまった。コイ氏はその履歴を変えるために、成績優秀であったにもかかわらず、大学に進学せず、高卒で志願して出征したという。「履歴の悪い」人々にとって、戦争で兵士になることは名誉回復のよい手段であったという。上記の調査とともに、平成28年度は、中越戦争の記憶についても調査した。これは、ベトナム国内で多く語られる「ベトナム戦争の記憶」とあまり語られない「中越戦争の記憶」を対照して考察するためである。6月には「戦争と社会主義のメモリースケープ」研究会で「ベトナムにおける社会主義国間の連帯と軋轢の歴史ー中越戦争の記憶・語りを中心にして」と題し、研究発表した。7月には、1984年の中越戦争の激戦地であったハーザン省ヴィスエンに行き、ヴィスエン戦線記念館および同県烈士共同墓地を見学した。年末には、ドイモイ以降のベトナムにおける、ベトナム戦争の傷跡と戦争の記憶についてまとめた論文を執筆した。ベトナム国内で退役軍人・元青年突撃隊隊員に戦争体験について聞き取り調査を実施した。北部山間部のトゥエンクアン省、南端のカマウ省といった僻地、韓国軍の駐屯地だったビンディン省、それから知識人層を中心にハノイ市とホーチミン市においてである。カマウ省では40年代から一貫して解放勢力側の基地が存続していたことが確認できた。
血色素異常症の病態解析とその発現に関する研究

血色素異常症の疑われる患者やその家族構成員について、ヘモグロビン(Hb)を構成するグロビン鎖の量的異常症であるサラセミア(Thal)や質的異常症である異常Hb症の解析をHb分析、グロビン構造解析、Hb生合成試験や分子生物学的手法による遺伝子解析を行ないそれらの血液学的異常との関係を明らかにした。1. Thal症:無効造血、小球性低色素性赤血球が観察されるほか、標的、大小不同、奇形赤血球の形態異常をもつ遺伝性の疾患で、遺伝子異常に起因する。-31CapA→Gの日本人特有の異常やβIVS2-1G→A,βIVS2-654C→Tのスプライシング異常、β17AAG→TAGの停止コドンの新生やβ42TTTへのTの挿入によるβ43コドンのTGAの停止コドンの新生など新しい型のβ^0-サラセミアを同定した。また、これまでの実績と韓国のThal症との遺伝子比較は高い共通性を示した。α-Thal症では遺伝子欠損型の-α^<37>や--^<SEA>型が多くみられ、両遺伝子を継承したHbH症も見られた。さらに、Thal遺伝子の発現をin vitro実験で行い病態との関連を究明している。3.新しいHb検出法:異常Hbの検出には等電点電気泳動が有力な手段である。しかし、従来の方法は、ゲルの保存性、pHの安定性、分析の再現性に問題があった。今回アガロースゲルを支持体とした調製ゲル等電点電気泳動は非常によいHb分析結果を得、さらに、タンパク質分析化学に十分応用されるものと考えられた。
10の13乗Ω抵抗付増幅器を用いたピコグラムレベルの極微量鉛高精度同位体分析

10の13乗Ω抵抗付増幅器をトータルエバポレーション法、ダブルスパイク法を併用したTIMS分析法(TE-DS-TIMS)に適用し、1pg程度の極微量の鉛について複数のファラデーカップを用いた多重検出による高精度同位体分析手法の確立を目指す。本年度は同位体比が既知である同位体スタンダード(NIST981標準物質)の測定を行い、10の13乗Ω抵抗付増幅器を使用した場合のTE-DS-TIMS法の同位体比測定精度・確度を検証するための実験を進めた。まず、今後の分析に使用する濃縮同位体スパイクについて、ダブルスパイク法による同位体比キャリブレーションを行った。キャリブレーションの正確さを確かめるために10の13乗Ω抵抗付増幅器を導入する装置を使用して同位体比既知のスタンダードの測定を行った結果、先行研究と同位体比測定結果が測定誤差の範囲内で一致したため、ダブルスパイクの同位体組成についてキャリブレーションの正確さが確認できた。10の13乗Ω抵抗付増幅器は年度後半に納品され、装置への取り付け・調整を行った後、スタンダードの測定を行いTE-DS-TIMS法に適用した場合の特性について調べた。2ngのPb量を用いたスタンダード測定において、検出器に使用する増幅器がすべて10の11乗Ω抵抗の場合と、最も存在度の低い204Pbのみに10の13乗Ω抵抗を適用した場合を比較した結果では、測定精度について顕著な違いは見られなかった。一方で、より少量の100pgの測定においては、10の13乗、12乗Ω抵抗を併用して適用した場合、207Pb/206Pb比の測定精度について、すべて10の11乗Ω抵抗を使用した場合と比較して約10分の1程度に改善されることが分かった。10の13乗Ω抵抗付増幅器が年度後半に取り付けであったため、10の13乗Ω抵抗を適用した実験時間は当初の計画よりも少なくなった。一方で、最も懸念のあった、抵抗値の異なる増幅器間において信号強度の変化に対する時間応答性が異なることに起因する同位体比のずれについて、TE-DS-TIMS法においては予想よりも小さく、時定数τを用いた補正の有無で測定値に誤差の範囲を超えた差は見られなかったため、補正法の検討時間が計画当初よりも短縮できた。測定装置については大きなトラブルもなく順調に稼働しており、実験全体の進捗状況は概ね予定通りである。当初の計画通り引き続き同位体スタンダードの測定を行い、基礎データを取得する。測定に最適なフィラメント電流や測定値計算に使用する信号強度の閾値については前年度の実験により条件が明らかになっており、次年度は測定に使用するPb量を100pg以下に減少させていき、使用量・測定精度の限界を明らかにする実験を進める。ここまで行ってきた同位体スタンダードを用いた精度・確度の検証についてまとめ、論文として投稿する。上記の実験と並行して測定の前処理として行う化学分離操作時に混入する汚染鉛について、複数回の空実験を行い、混入しうる同位体比の変動幅を把握することで、測定値から汚染鉛の影響を除くための補正を検討する。また、使用する酸や容器の見直しを行い、絶対的な汚染鉛量を低減を試みる。

一方で、最も懸念のあった、抵抗値の異なる増幅器間において信号強度の変化に対する時間応答性が異なることに起因する同位体比のずれについて、TE-DS-TIMS法においては予想よりも小さく、時定数τを用いた補正の有無で測定値に誤差の範囲を超えた差は見られなかったため、補正法の検討時間が計画当初よりも短縮できた。測定装置については大きなトラブルもなく順調に稼働しており、実験全体の進捗状況は概ね予定通りである。当初の計画通り引き続き同位体スタンダードの測定を行い、基礎データを取得する。測定に最適なフィラメント電流や測定値計算に使用する信号強度の閾値については前年度の実験により条件が明らかになっており、次年度は測定に使用するPb量を100pg以下に減少させていき、使用量・測定精度の限界を明らかにする実験を進める。ここまで行ってきた同位体スタンダードを用いた精度・確度の検証についてまとめ、論文として投稿する。上記の実験と並行して測定の前処理として行う化学分離操作時に混入する汚染鉛について、複数回の空実験を行い、混入しうる同位体比の変動幅を把握することで、測定値から汚染鉛の影響を除くための補正を検討する。また、使用する酸や容器の見直しを行い、絶対的な汚染鉛量を低減を試みる。計画当初に購入予定であった実験器具について、共用の物品で代用することが可能になったためその差額が次年度使用額として生じた。計画よりも測定や実験回数が増加した場合に備え、測定に必要な消耗品の購入に充てる予定である。
核酸の機能構造とその蛋白質認識における役割

最近の核酸合成法や遺伝子工学の発展によって、核酸分子の相互作用を利用して遺伝子の発現を抑制する試みが可能になってきた。いろいろな機能をあわせもつ機能性核酸分子の開発もいよいよ現実化してきたと言える。この機能性核酸分子として最も有望なのが、リボザイム(ribozyme)である。リボザイムは、エイズや癌などの遺伝子を切断する新しいタイプの′′核酸薬剤′′として期待されている。また、遺伝子の発現を抑制するアンチセンス法やアンチジーン法においても有効であることが報告され始めている。しかしながら、このような機能性核酸分子の開発にあっては、解決しなければならない問題も少なくない。その主な問題点は、リボザイムがヌクレアーゼなどに対して非常に不安定であることである。そこで、本研究では、この問題の改善のために、ヌクレアーゼ耐性に勝るDNAをリボザイムに導入すること(キメラ型リボザイムの作成)を考え、キメラ型リボザイムの作成する前に、RNA/DNAハイブリッドの安定性を検討した。このハイブリッドの安定性が予測できるような方法が開発できれば、多様なリボザイムの開発が容易になるからである。この核酸の安定性予測に関して、我々はRNA/DNAハイブリッドの安定性の予測モデルといて最近接塩基対モデル(nearest-neighbr model)の適用が妥当であることを明らかにした。また、異なる塩基配列を有する60種のRNA/DNAハイブリッドの熱力学的諸量を実験より求め、その熱力学的諸量より、精度の最近接塩基対パラメータを開発した。その結果、通常のカチオン存在下で、RNA/DNAハイブリッドの安定性を、6%以内の誤差精度で予測することが可能となった。さらにDNA/DNAの安定性に関するパラメータの新たに開発したことより、キメラ型リボザイム作成の指標が得られたものと考えれる。核酸と相互作用する蛋白質の代表例であるRecA蛋白質は、DNAの組み換えや修復の際に作用し、DNA鎖の一本鎖と二本鎖を認識する。このRecAの一本鎖核酸結合ドメインのモデルペプチドIle-Arg-Met-Lys-Ile-Gly-Val-Met-Phe-Gly-Asn-Pro-Glu-Thr-Thr-Thr-Gly-Gly-Asn-Ala-Leu-Lys-Phe-Thrを合成し、RecA蛋白質による一本鎖DNA認識機構について本年度は検討した。ここで用いたすべてのオリゴヌクレオチドおよびモデルペプチドは化学合成したものを用いた。核酸およびモデルペプチドの構造変化は、円二色性(CD)により測定した。またモデルペプチドに対する核酸の結合挙動は表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて測定した。CD測定からRecA蛋白質の一本鎖DNA結合ドメインモデルペプチドは一本鎖DNAに結合し、その後ペプチドのみが構造変化していくことが示された。また、SPR測定から、dACCTAGTC及びPoly(dT)とRecAモデルペプチドの結合の速度定数がほぼ同じであり、DNAの配列によらず結合機構が同一であることも見い出された。さらにこの結合にはDNA鎖の負電荷が必須であり、RNA鎖に対しては、DNA鎖と比較して結合定数が1/3になることがわかった。また、このモデルペプチドは、RecAの一本鎖核酸結合ドメインと同様、二本鎖DNAやヘアピン構造部位には結合しないことも明かとなった。最近の核酸合成法や遺伝子工学の発展によって、核酸分子の相互作用を利用して遺伝子の発現を制御する試みが可能になってきた。リボザイムは、エイズや癌などの遺伝子を切断する新しいタイプの“核酸薬剤"として期待されている。

また、遺伝子の発現を制御するアンチセンス法やアンチジーン法においても有効であることが報告され始めている。しかしながら、このような機能性核酸分子の開発にあたっては、解決しなければならない問題も少なくない。その主な問題点は、リボザイムがヌクレアーゼなどに対して非常に不安定であることである。そこで、本研究では、この問題の改善のために、ヌクレアーゼ耐性に勝るDNAをリボザイムに導入すること(キメラ型リボザイムの作成)を考え、キメラ型リボザイムの作成する前に、RNA/DNAハイブリッドの安定性を検討した。このハイブリッドの安定性が予測できるような方法が開発できれば、多様なリボザイムの開発が容易になるからである。この核酸の安定性予測に関して、我々はRNA/DNAハイブリッドの安定性の予測モデルとして最近接塩基対モデル(nearest-neighbor model)の適用が妥当であることを明らかにした。また、異なる塩基配列を有する60種のRNA/DNAハイブリッドの熱力学的諸量を実験より求め、その熱力学的諸量より、精度の高い最近接塩基対パラメータを開発した。その結果、通常のカチオン存在下で、RNA/DNAハイブリッドの安定性を、6%以内の誤差精度で予測することが可能となった。さらにDNA/DNAの安定性に関するパラメータも新たに開発したことより、キメラ型リボザイム作成の指標が得られたものと考えられる。
準天頂衛星を利用したマルチコプター自動飛行による超効率型農業経営のモデル研究

研究開始時の測位衛星が1基体制から4機体制に移行し準天頂衛星による測位の24時間運用に伴い、高精度測位が常時利用可能となったことから運用時間帯に制約がなくなり農業利用に対して有利になった。また、これまで山間部では上空の開口角が狭くGPS測位では精度が落ちることがあったが準天頂衛星では高精度測位を維持することが可能であることを利用し、山間部斜面の段々畑への自動農薬農薬散布実験に成功した。これにより高齢過疎地域での省力化を進めることが可能となり、効率化への足がかりとなった。研究当初はマルチコプターを主に進めていたが、実際に研究を進めていくと固定翼機の利用価値が非常に高いことが証明され、マルチコプターだけではなく、固定翼機、飛行船、地上走行車両、水上艇などの多様な農作業に合わせて、マルチコプターだけではなく様々な機器を開発し実証実験を行った。また、準天頂衛星運用可能地域は日本だけではなく、オーストラリア、東南アジア諸国でも利用可能であることから、実際にバヌアツ共和国で火山噴火口の観察の運用実験をおこなった、農作業用ドローンは災害時の情報収集や状況観察に利用できることを確認した。この成果は、近年日本でも頻発している、地震、水害などの情報収集に非常に有効な手段となること実証できた。本研究成果は、学会での口頭や論文での発表のほか講演などで発表したほか、テレビ放送、新聞などに取り上げられ、先進農業技術や災害対策技術として広く国民に広報することができた。本年度は既存マルチコプターの積載重量50kgの大型、積載重量20kgの農業情報収集用の2機を農業用に改良し安定飛行を実現するとともに作業のシミュレーションをおこなった。マルチコプターを用いて農薬散布作業シミュレーションをおこなうことで飛行制御・作業制御のアルゴリズムに関する蓄積を得ることができたことから、農業用飛翔体の自動飛行に関するデータの蓄積ができたほか、飛翔体の操縦経験がない者でも簡単に飛ばすことができるためのインターフェイスや制御方法の技術蓄積となった。実験からのフィードバックでモーター、プロペラなどの飛翔関係装置類の見直しや、作業効率、安全性の向上のためにフレーム構造の変更など利用者の視点に立った農業用マルチコプターとしての性能向上をはかった。本年度の研究では、農業情報の取得にはマルチコプターではなく固定翼の利点が多いことが判明したため、農業情報取得用固定翼機の開発も同時に行い上空からの映像取得に良好な成果を得ることができた。固定翼の利用にあたり離着陸時の滑走路が必要となることが問題となったが、機体の改良と運用方法の開発により超短距離離着陸を実現し回転翼機に遜色ない面積で運用可能とした。また、従来のGPSによる測位に対して本件急の特徴である準天頂衛星を利用した高精度測位を利用することで、機体の測位誤差が5m程度から10cmレベルにまで飛躍的に向上し向上したことから、自動飛行時による作業時に機体位置精度が向上し農薬散布、空中播種などで狙った位置に最適量の散布ができるなど精密農業へ向けた実験をおこなった。準天頂衛星による機体位置精度の向上は自動離着陸における位置精度を向上させた。これは回転欲による垂直離着陸のみならず固定翼機にお置ける滑走着陸にも有効利用し効果を得た。マルチコプターを主体に考えていたUAV利用をみなおす事で、農業情報収集には固定翼機が有効であることが実証された。これにより固定翼機の開発が進み、超短距離離着陸や自動離着陸を実現したことで回転翼機に匹敵する運用性を得るとともに、飛行効率の良さから長時間、広範囲の情報収集能力を得ることができた。それにより当初の計画を超えた運用が可能となるにいたった。また、当技術の応用として農村部の災害対策を研究計画に織り込んでいたが、緊急医療に応用が可能であるということから島嶼部、山間部への緊急医療対策の研究チームに技術提供するにいたり応用範囲の拡大による計画進捗が見られた農業情報取得や農薬散布などに代表される農作業へのマルチコプター(ドローン)利用が一般的になってきた。農業利用に一番注目されているマルチコプターはバッテリーの制約から1回のフライトが15分程度と短く、作業効率の点から実際の各種農作業においてマルチコプターが最適ではなく、速度とコストから固定翼機による情報収集が望ましい場面や、田植え直後の水田においては空を飛ばずに水面を滑走するプロペラボートの利用が望ましい場面など、これまでの実地調査によると作業状況を検討し最適な物を選ぶことが作業効率を上げコストを低減することが実証された。平成28年度は実験により問題が見つかった既存機体の改良のほか、長時間情報収集に用いる固定翼機の新規製作、水田農薬散布用プロペラボートの機体製作を行った。また、取得した農業情報を伝送するための無線装置類の開発と、準天頂衛星「みちびき」の高精度測位データを活用し高精度自律飛行のための機体開発と飛行アルゴリズム開発を行った。これにより非常に位置精度の高い機体制御が可能となった事で精度の高い農薬散布などの作業が行えるようになったことで、情報と作業の高度な連携が実現可能となりドローンを使った精密農業の高度化を進めることが可能となった。そのほかに、農村、過疎地区の災害時における支援対策として鹿児島県大島医師会と協力し血液、薬品等の物資輸送のシミュレーションを行い、鹿児島県、海上保安庁、鹿児島県立病院、奄美市等と合同で災害救助訓練を行い溺者救助、救援物資の投下実験に成功した。これにより単なる農機具としてのマルチコプターだけではなく、近年頻発する農村部での災害に対し初動救援の活用として利用できる事が確認された。

予定されていた飛翔体の製作、改良は順調に進行したことで、マルチコプター、固定翼機、ヘリコプターを用いて作業実験、情報収集実験をこなすことで、各機体の特性による作業適応性の知見を得る事ができた。また、実験を進める中で空からの作業のみならず地上作業の優位性に着目し無人地上走行車両、水上農薬散布用プロペラボートの開発、実験を行うことで多角的な視点からのドローン利用の研究に成果を得ることができた。また、精密農業に向けたドローンは災害発生時に物資輸送などに利用できる事から救難訓練に参加し、情報収集用固定翼機や輸送用の大型ドローンを利用して捜索、物資輸送、救命浮環投下などの実践訓練において利用可能であることを実証した。準天頂衛星「みちびき」を利用した高精度測位を実現する精密農業に用いる無人航空機の研究開発を行った。そのなかで、回転翼機ではマルチコプターによる重量物運搬、ヘリコプターの自動離着陸およびプログラムコースの自動巡回など回転翼機が持つ特有の6軸機動を使った飛行特性を生かした無人航空機運用方法の開発を行った。また、固定翼機では上空からの情報収集や肥料散布だけにとどまらず、離島間の薬品輸送や長時間飛行による地上の状態監視などの回転翼機とは異なる飛行特性を利用して農業利用やその他の災害対策を含めた応用利用の可能性を示した。他に水田での田植え直後の除草剤散布では、従来用いられてきた回転翼機による散布方式ではなく、新たに開発したプロペラボートを使って水上走行での直接投入が有効であることを実証し、高精度即位を有効に利用し他精密制御を用い自動運用を可能にするなど、飛翔体を利用した方法よりも危険が少なく、コストパフォーマンスに優れるなど、マルチコプター(ドローン)だけではなく、様々な無人機を用いる事により精密農業を効率的に進めるとともに、経営的にも有効な手段となりえる事を解明した。また、精密測位を使った飛翔体の精密誘導に必要な技術も蓄積したことにより、サブメートルの測位精度に応じた飛翔体制御と撮影や物品投下などの運用制度を著しく向上させた。この測位技術、制御技術の両方の高度化により研究成果は精密農業に留まらず広く利用できるものとなった。マルチコプター、ヘリコプター、固定翼機の精密農業用飛翔体は、目標としていた自動離陸、自動飛行等、自動散布などの技術を実現し実証実験に成功した。この成果により、従来熟練を必要としていた無人航空機の操縦を事実上自動にした。また、無人航空機の位置の高精度即位と航空機の精密制御の2つの効果により的確な位置に無人航空機誘導が可能となったため、広範囲の圃場に対して必要場所に必要な量という精密農業に欠かせない農薬散布を可能にした。これは単なる作業量減少という農作業の省力化にとどまらず、減農薬農業、害虫・病気対策、適正追肥などの精密農業に必要な要素を自動運用するためのツールとして運用が可能であることを証明した。また、当初予定されていた無人航空機のみではなく、研究中の調査により得られた知見で、飛翔体だけではなく、プロペラボート、地上走行車両など多岐に渡る農業用UAV等の試作を行うことで、必ずしも飛ばなくても良い自動化技術のについての応用研究を開始し、水田の初期除草などに利用するプロペラボートの試作を行った。
自然体験からみる都市域の緑地の利用と変遷

都市緑地の持つ文化的サービスに着目し,日本,中国,インドネシアにおいて,自然体験からみる都市域の緑地の利用と変遷を明らかにすることを試みた。日本では成熟した都市が多かったこともあり,急激な都市化の進んでいる中国の青海省西寧市の方が自然体験の変化を民族別に把握できた。日本では札幌市,練馬区,江戸川区,埼玉県,横浜市で,公園,緑道や河川などの研究をした。インドネシアでは,風景や伝統的広場,緑地への意識を調査した。これら研究成果により,都市における緑の量的な確保だけでなく,より効果的に都市の魅力向上をはかれる緑地計画技術の方法に新たな知見が得られた。都市緑地は「生態系サービス」という自然の恵みをもたらしている。都市インフラとして良質な緑地整備を進めていくためには、生態系サービスを指標として、それを最大限活用するような緑地計画技術が望まれる。これまで、都市域の緑地評価では、緑被率や種数、樹木データや不透水面積など計測できるデータが利用されてきた。本研究では、4つの生態系サービス(基盤、供給、調節、文化的)の中でも最も計測が難しいと言われている文化的サービスに着目し、自然体験からみる都市域の緑地の利用と変遷を明らかにすることを目的とした。本年度には、1.発展経緯の異なる都市の自然体験の違い、2.現在の緑地における自然体験の特徴を明らかにすることとした。日本国内では、前年度の東京都に引き続き、札幌市と江戸川区の緑地に対する意識の研究を推進している。これらの研究が一般市民を対象としているのに対して、小学生を対象とした調査も練馬区で調査中である。また、横浜市の運河から緑地への変遷の研究もしている。国外では、西寧市をフィールドとした研究を実施した。この研究では、自然体験の視点から見た都市住民の緑地の利用現状と印象を調査した。緑地に対する意識を民族別に調査している。また、韓国のソウル市での調査、インドネシアのジャカルタ、ニュージーランド、フィージーなどでの調査も実施している。こちらは、言語での調査が難しいので風景写真やイメージスケッチを使った調査とした。本研究では、4つの生態系サービス(基盤、供給、調節、文化)の中でも最も計測が難しいと言われている文化サービスに着目し、自然体験からみる都市域の緑地の利用と変遷を明らかにすることを目的とした。具体的には、次の4点を明らかにする。1.国内外の文化サービスの評価手法の整理、2.発展経緯の異なる都市の自然体験の違い、3.緑地の変遷と自然体験の変化、4.現在の緑地における世代別自然体験の特徴。前述の研究目的でのべた研究を推進する。1.の目的では、国内外の複数の国を対象にして、風景評価や自然体験、自然体験制度について調査した。2.と3.の目的では、アンケート調査により世代別の自然体験を調査した。アンケートは配布式で、在住もしくは通勤・通学している人を対象とする。各世代の利用状況を把握する予定である。各都市での回収予定部数は200部である。なお、児童と70代以上の高齢者に対するアンケートは、調査の意図が伝わるように地図への自由回答式ではなく選択式のアンケートとし、対面式で聞き取りながら調査する。平成24年度に1ヶ所の論文を公表した。4.の目的では、1.から3.で得られた成果を基に自然と都市の関係を具体的な事例として、成果をまとめて印刷する予定である。本研究では、生態系サービスの一つである文化的サービスに着目し、自然体験からみる都市域の緑地の利用と変遷を明らかにすることを目的とした。当初、日本のみで調査を予定していたが、本研究の研究テーマに関心を持った海外大学との共同研究や、指導学生の留学などに伴い海外調査が可能となり、日本以外にも調査範囲を広げた。日本以外に、中国、インドネシアなどでも調査を行った。まず、緑地の変遷の研究として,日本では埼玉県荒川低地の変遷を地形と旧河道との関係で分析した。札幌市では中島公園と大通公園などの大規模公園の成立過程と変遷を研究した。インドネシアでは伝統的広場であるAlun-Alunの空間構成変化を研究した。これらの成果から、河川、公園、広場について、緑地の変遷を事例調査することができた。次に、緑地の利用の研究では,中国西寧市における都市住民の身近な自然体験と緑地変遷を調査した。さらに、自然体験の対象となる緑地(風景)への評価を、千葉大学の学生とインドネシアのボゴール農科大学との学生間で比較した。この調査では、フォトモンタージュした写真とオリジナル写真の比較などの手法を使用した。

インドネシアの伝統的広場Alun-Alunについては、ボゴール農科大学生を対象に空間利用の変化を調査した。さらに、これら緑地の利用には、実際に緑地保全活動に参加して利用する自然体験もあると考え、ボゴール農科大学の学生を対象とした調査を行った。これらの成果から、中国西寧市の市民、インドネシア・ボゴール農科大学の学生、千葉大学の学生の緑地利用に対する意識を明らかにできた。主に都市域の緑地を対象として利用と変遷を事例調査から明らかにした。その結果、自然体験の内容が、広範であることが明らかになった。また、経済発展のさなかにある中国やインドネシアでは、緑地の変遷と自然体験の変化を感じていることが明らかになった。造園計画学韓国には研究代表者の指導学生がソウル国立大学に短期留学し研究を進めた。インドネシアの研究では、指導学生がボゴール農科大学へ短期留学して研究を進めた。ニュージーランドの研究では、指導学生がニュージーラーンドで調査した。これらの成果が、1st Asia Parks Congress JAPAN 2013の国際会議と、Japan Geoscience Union2014大会の国際セッションにアブストラクト査読として採用された。次に、中国青海民族大学の協力で西寧市における自然体験の民族比較研究を推進した。チベットからの博士後期留学生を研究代表者が受け入れて研究をすすめた。この研究では4民族を対象に自然体験を比較する研究をすすめ、研究成果が、ランドスケープ研究オンライン論文集の査読付き論文に採用された。札幌市の研究は、研究分担者とオーストラリアGriffith大学との共同研究である。国内外の生態系の持つ文化サービスの評価手法を整理した。特に、日本と韓国、日本とインドネシア、日本とロシアの風景評価の比較研究をすすめた。韓国には研究代表者の指導学生がソウル国立大学に短期留学し研究を進めた。インドネシアの研究では、ボゴール農科大学から博士前期課程の留学生を研究代表者が受け入れて研究を進めた。両研究の成果が、Japan Geoscience Union2013大会の国際セッションにアブストラクト査読として採用された。ロシアの研究では研究分担者を中心に研究代表者、連携研究者が研究を進めてきた。これまでの研究成果をまとめて、Forest Policy and Economicsの査読論文として公表された。次に、チベットにおける自然体験の民族比較研究を推進した。この研究では4民族を対象に自然体験を比較する研究をすすめ、研究成果が、The 13th International Symposium of Landscape Architectural Korea, China and Japanの査読付き論文に採用された。オーストラリアにはエコツーリズムの認証制度があり、この制度の評価基準には、環境や自然への理解に関する項目があるので、参考に調査した。
生物を基盤とした化学発光の励起・緩和過程におけるエネルギー制御

発光基質分子2-methyl-6-(4-methoxyphenyl)imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-oneのピラジン環と2-フェニル環との二面角を人為的に調節し、二面角が発光効率に及ぼす効果を検討した(Table 1参照)。その結果、二面角の増加とともに中性分子種を発光種とする水溶液中での発光効率が顕著に減少し、特に、蛍光効率の著しい減少が発光効率の減少を支配することが明かとなった。一重項励起効率に関しては、二面角に影響されず、5位へのアルキル基の導入により無置換のものよりも一重項励起効率が増加される結果となった。一方、同様な発光基質をDMF中で発光させた場合には、アニオン分子種が発光種となるが、上記二面角の発光効率に及ぼす影響は少なく、また、一重項励起効率・蛍光効率におよぼす影響も大きく無いことが判明した。発光分子種が中性種であるのかアニオン種であるのかにより二面角の影響が顕著に異なるのは、その蛍光効率に大きな差異があるためであるが、発光タンパク質の場合、発光種はアニオン種であるので、タンパク室内部でのcoelenterazineのピラジン環と2-フェニル環との二面角は、数倍の発光効率に影響を与えるものの、顕著な影響を与えるものではないことが明かとなった。ウミホタルが持つ発光基質ルシフェリンや発光クラゲの発光基質セレンテラジンは、イミダゾピラジノン環を共通骨格として持っている。これら天然の発光基質は、酸素やアポ蛋白質の存在下、高効率の酸化発光を示すが、酵素がない水溶液中においてはその1/1000の発光効率でしか発光を示さない。これらの発光基質を用いた微量分析法は水溶液中で行われることが多く、その発光強度の低下は発光分析の利用を制限しており、高感度に発光する発光プローブが望まれている。本研究では、イミダゾピラジノン骨格を有する2-メチル-6-フェニル-イミダゾ[1,2-a]ピラジン-3-オンを基本発光基質分子とする発光プローブの分子デザインおよび化学合成を検討した。2-メチル-6-フェニル-イミダゾ[1,2-a]ピラジン-3-オン分子の置換基と水溶液中での発光効率との相関を調べるため、各置換体を合成しpH8.0燐酸緩衝液中での発光を行った。その結果、6位フェニル基の置換基が電子供与性の場合に一重項励起効率が高められることが判明した。この理由は、電子供与基の寄与により分子のエネルギー順位に変化が生じエネルギー変換効率のよい異なった励起体を形成するためと判明した。以上の電子供与性基を持った2-メチル-6-フェニル-イミダゾ[1,2-a]ピラジン-3-オンを分子認識能を有する各種の環状オリゴ糖に共有結合させ、それらの発光効率の向上を検討した。その結果、g-シクロデキストリンの疎水性空洞の広い2級水酸基側への結合体が44倍の発光増強を示し、水溶液中においても高い発光強度を示す発光体の創製に成功した。発光クラゲの発光基質セレンテラジンは、アポ蛋白質に取り込まれ、高効率の酸化発光を発現するが、タンパク質がない水溶液中においてはその1/1000以下の発光効率でしか発光を示さない。本研究では、イミダゾピラジノン骨格を有する2-メチル-6-フェニル-イミダゾ[1,2-a]ピラジン-3-オンを基本発光基質分子とする発光プローブの効率的な光への変換を行なうため、発光過程におけるエネルギーの励起及び緩和における分子環境の制御を検討した。分子環境を制御するにあたりその制御機能を効率的に担う制御機能分子の構築が必要であり、環状構造が固定されているシクロデキストリンを制御機能分子に用い、その構造変換を行なった。

シクロデキストリンの空洞口の広い2級水酸基側の特定の2点を選択的に化学変換する方法を開発に成功し、これを用いたシクロデキストリンダイマー-結合型2-メチル-6-フェニル-イミダゾ[1,2-a]ピラジン-3-オン発光基質の合成に成功した。本化合物は二枚貝の形状をしその中に、発光基質が閉じ込められる構造をしており発光基質は外部環境から遮蔽されている。本化合物の水溶液中での発光活性は、シクロデキストリンが結合していないものよりも著しく上昇することが確認された。発光基質分子2-methyl-6-(4-methoxyphenyl)imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-oneのピラジン環と2-フェニル環との二面角を人為的に調節し、二面角が発光効率に及ぼす効果を検討した。その結果、二面角の増加とともに中性分子種を発光種とする水溶液中での発光効率が顕著に減少し、特に、蛍光効率の著しい減少が発光効率の減少を支配することが明かとなった。一重項励起効率に関しては、二面角に影響されず、5位へのアルキル基の導入により無置換のものよりも一重項励起効率が増加される結果となった。一方、同様な発光基質をDMF中で発光させた場合には、アニオン分子種が発光種となるが、上記二面角の発光効率に及ぼす影響は少なく、また、一重項励起効率・蛍光効率におよぼす影響も大きく無いことが判明した。発光分子種が中性種であるのかアニオン種であるのかにより二面角の影響が顕著に異なるのは、その蛍光効率に大きな差異があるためであるが、発光タンパク質の場合、発光種はアニオン種であるので、タンパク室内部でのcoelenterazineのピラジン環と2-フェニル環との二面角は、数倍の発光効率に影響を与えるものの、顕著な影響を与えるものではないことが明かとなった。
農作業受委託の進展と法的制度的条件に関する実証的研究

農作業受委託の進展について、関係機関の聞き取り調査及びアンケート調査の結果から、北海道(十勝)においてはまだ萌芽的状態であり、農業者は関心を示しているものの、受委託利用については抵抗感をもっていることが明らかとなった。経営形態別に作業受委託の浸透度合をみると、酪農の飼料作部門が最も進んでおり、畑作に関しては作業受委託化の困難性が高いことが確認された。受委託の展開プロセスを先行事例から考察すると、農協あるいは自治体が中核となって事業体をつくる機械銀行方式が、我国の実態に馴染むといえた。そして、初期の段階から民間のコントラクターをそこに組み込んで地域の受委託システムを構築して行くことが、民活によるコスト意識の高揚、取引費用の軽減といった観点からも望ましいといえた。段階的に受委託の目的をみると、(1)過剰投資の解消、(2)高能率の機械利用による余剰労働力の形成、(3)農業生産以外の領域への機械・労働力利用、(4)労働力の高度利用および余暇形成、といった序列となった。また、受委託を効率的に進めるために土地利用調製や栽培方法の統一化を図ることが求められ、そのためには情報を集中管理する体制が必要となることが指摘された。農作業受委託の進展と法制度条件に関しては、受委託の先進国ドイツと比較して、次の点が指摘できた。(1)土建業会社などが農作業請負をするケースが増えてきており、民間企業が行う作業請負に対する補助事業を検討する必要があること、(2)公共緑地整備など農業生産以外に受委託の領域が拡大してきているため、補助金受給によって導入された機械施設の利用の弾力化が求められること、(3)受委託仲介による労働力派遣と職安法との関係を整理する必要があること、(4)受委託の進展に対応して車両・傷害保険制度を見直す必要があること、(5)地域保全に関する事業の農家請負を可能にする指名入札あるいは委託制度の開発が求められること、が指摘できた。
心筋細胞の発生分化における核内がん遺伝子産物の役割

Mybは従来末分化造血系細胞の増殖の制御に関与する転写因子と考えられてきた。しかし最近血液系以外の細胞でも発現していることが見出され、mitogen刺激による血管平滑筋細胞の増殖にはMybが機能していることが示されている。私達はMyb過剰発現トランスジェニックマウスでは心筋細胞のサイズが増大し、心肥大の症状を呈することをすでに報告した。本年度は実際に生体内でMybが心筋細胞の増殖制御に関与しているかどうかを検討するため、MybのDNA結合ドメインやインヒビター結合ドメイン内に点変異を導入した変異マウスの作製をES細胞での二段階相同組み換え法を用いて開始した。c-myb遺伝子の完全欠損マウスは造血不全のため胎児13日目の段階て致死となるが、これらのマウスではMyb活性が野生型の1/10または10倍になり、発生途上で致死とならず、心筋細胞等の増殖制御におけるMybの役割を検討できることが期待される。現在までにES細胞クローンの分離を終え、変異マウスの作製を行いつつある。またMyb蛋白質内のロイシンジッパーを壊すと活性が上昇することからこの領域にインヒビターが結合して活性を負に制御していると推定している。私達はこのロイシンジッパーに結合する2種類の蛋白質のcDNAクローニングを行い、この因子がある種のMyb標的遺伝子の転写を抑制することを見い出した(IMVS、Tom Gondaとの共同研究)。現在これらの因子の心筋細胞における発現を解析しつつある。