hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子ホール系における半導体核スピンの電気的コヒーレント制御に関する研究

GaAsを構成する原子核は核スピン3/2を持ち、磁場中で4準位系を形成する。この4準位間の遷移を選択的に制御することができれば、原理的には2量子ビット操作を実現できる。本年度は、試料に意図的に歪みを加えてエネルギー準位の電気四重極分離を拡大し、準位間の遷移の選択的かつコヒーレントな制御を行った。試料はGaAs/AlGaAsヘテロ接合の2次元電子系をホールバー型に加工したものを用い、表面にポリイミドを塗布することにより歪みを印加する。量子ホール効果ブレークダウンを用いて核スピンを動的に偏極し、抵抗検出型NMRを測定した。ポリイミドを塗布していない試料では1つのピークだったスペクトルが、準位間隔の違いに対応した3つのピークに分離した。分離したスペクトルのそれぞれのピークにおけるRabi振動の観測や、スピンエコー法を用いた核スピンのコヒーレント時間T2の測定を行ったところ、ラビ振動の減衰時間・コヒーレント時間が増大していることが確認された。この結果は、半導体核スピンの制御性が向上したことを意味しており、核スピン量子ビット開発に向けた重要な一歩になった。また一方で、核スピン-電子スピン間超微細相互作用が弱いため、核スピン量子ビットが確立された場合にきわめて長いコヒーレンス時間が期待される新材料グラフェンに着目し、微細加工技術・量子ドット作製技術の確立に取り組み、グラフェンを利用した基本的量子回路が作製可能であることを実験的に示すことに成功した。1.量子ホール効果ブレークダウンを利用した核スピンの偏極・検出GaAS/AlGaAs二次元電子系を利用して、ホールバー型の試料を作製した。二次元電子系に対して垂直に磁場を印加することで電子系を量子ホール状態し、試料中央部に電子スピンがアップ↑に偏極した電子状態(バルク状態)を形成した。電流端子間にDC電流を印加することで量子ホール効果ブレークダウンを引き起こし、電子スピンを↑⇒↓へ散乱させる。すると超微細相互作用を通じて核スピンが動的に偏極し、偏極した核スピンが縦抵抗値(Rxx)の変化によって検出された。この手法は、従来の「端状態-端状態間非平衡分布」や「端状態・バルク状態間非平衡分布」を利用した手法に比べてより多くの核スピンを偏極できるため、量子情報処理技術への応用可能性が高い。量子ホール効果ブレークダウンを利用して核スピンを偏極した後、高周波磁場をパルス的に印加することで核スピンのアップとダウンの2準位間のコヒーレントな振動(ラビ振動)の観測・スピンエコー法による位相緩和時間(T2)の精密測定を行った。また、アンテナ電極に電圧を印加することで、核スピンのコヒーレンスを阻害する主な要因である核スピン-電子スピン間相互作用を抑制した状態での核スピンのコヒーレント制御を実現した。また、素子構造を改良し核スピンの偏極・検出感度を向上させることで、従来の「端状態-端状態間非平衡分布」を利用した手法に比べて高い温度(T=1.1K)でのラビ振動の観測に成功したGaAsを構成する原子核は、核スピン3/2を持ち、磁場中で4準位系を形成する。この4準位間の遷移を選択的に制御することができれば、2量子ビット操作を実現できる。そこで我々は、試料に歪みを加えて、エネルギー準位の電気四重極分離を拡大し、準位間の遷移の選択的かつコヒーレントな制御を行った。試料はGaAs/AlGaAsヘテロ接合の2次元電子系をホールバー型に加工したものを用い、表面にポリイミドを塗布することにより歪みを印加した。量子ホール効果ブレークダウンを用いて核スピンを動的に偏極し、抵抗検出型NMRを測定したところ、ポリイミドを塗布していない試料では1つのピークだったスペクトルが、準位間隔の違いに対応した3つのピークに分離した。さらに、ここに高周波磁場をパルス的に印加することにより、準位間のコヒーレントな振動であるラビ振動の観測に成功した。この結果は、2量子ビット操作実現にむけての重要な一歩である。一方で、近年スピントロニクス技術への応用が期待されている、グラファイト単層膜グラフェンにおいても実験を行った。SiO2基板上に貼り付けた単層グラフェンに、形状の異なる2つのNi強磁性電極を作製した。2端子抵抗値の磁場依存性を測定したところ、±80mT付近で抵抗値の急峻な上昇を観測した。この変化は、単層グラフェンを介したスピン依存伝導の観測に成功したことを示している。さらに、パルス強磁場技術を利用した単層グラフェンの磁気輸送特性測定技術を確立し、単層グラフェンにおいて半整数量子ホール効果を観測することに成功した。この結果は、単層グラフェンの強磁場下電子輸送特性解明に向けての一歩である。AFMリソグラフィー技術を利用した単層グラフェンの加工技術を確立し、幅55nm,長さ500nmのグラフェンナノリボン素子において、電子の閉じこめによるエネルギーギャップの生成を確認した。

量子ホール効果ブレークダウンを用いて核スピンを動的に偏極し、抵抗検出型NMRを測定した。ポリイミドを塗布していない試料では1つのピークだったスペクトルが、準位間隔の違いに対応した3つのピークに分離した。分離したスペクトルのそれぞれのピークにおけるRabi振動の観測や、スピンエコー法を用いた核スピンのコヒーレント時間T2の測定を行ったところ、ラビ振動の減衰時間・コヒーレント時間が増大していることが確認された。この結果は、半導体核スピンの制御性が向上したことを意味しており、核スピン量子ビット開発に向けた重要な一歩になった。また一方で、核スピン-電子スピン間超微細相互作用が弱いため、核スピン量子ビットが確立された場合にきわめて長いコヒーレンス時間が期待される新材料グラフェンに着目し、微細加工技術・量子ドット作製技術の確立に取り組み、グラフェンを利用した基本的量子回路が作製可能であることを実験的に示すことに成功した。
決定理論における最適性に関する研究

従来、高次漸近理論において正則条件が仮定されて論じられることが多い。そこで正則条件が必ずしも成り立たない場合に、正則な場合と同様な結果が得られるであろうかという問題が生じる。本研究では両側指数分布を含む指数α(1<α<3/2)をもつ両側ワイブル型分布の場合に、位置母数の推定問題について考察した。位置母数θをもつ両側ワイブル型分布では、θに関して最大尤度をもつ点において微分不可能となるために非正則な場合の典型的なものと考えられる。まず大きさnの標本に基づく2α次の漸近中央値不偏推定量の漸近分布の限界を2α次まで、すなわちn^<-(2α-1)/2>の次数まで求めた。また最尤推定量の漸近分布を2α次まで求めてその限界と比較することによって、最尤推定量が2α次の漸近的有効にならないことを示し、さらに最尤推定量の情報量損失も求めた。これらの結果は正則な場合と著しく異なるものである。次に高次漸近理論において漸近有効推定量を区別するために、漸近欠損性の概念が有効である。一方、最近エフロン等がリサンプリング法を開発しその妥当性等について検討している。そこで本研究では、高次漸近理論の観点からリサンプリング法の1つであるジャックナイフ法による推定量の漸近欠損量を真のモデルおよび仮定されたモデルの下で求めさらに仮定されたモデルの真のモデルからの「ズレ」についても考察した。その結果、適当な正則条件の下では、修正された最尤推定量に対するジャックナイフ推定量の漸近欠損量は、いずれのモデルの下でも、0になることが示された。また上で述べたモデルの「ズレ」はその分布がもつ局外母数の漸近的な動きと見なされ、さらにそれと局外母数の推定誤差との差が、真のモデルの下でのジャックナイフ推定量に対する仮定されたモデルの下でのそれの漸近欠損量になっていることも示された。
薬物による不飽和脂肪酸生合成制御の試み

ラット肝臓において、オレイン酸の合成はエネルギー代謝と密接に関係している。抗高脂血症薬であるクロフィブリン酸や、ステロイドホルモンの一種であるデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)は肝臓において、Δ9不飽和化酵素(SCD)とパルミトイル-CoA炭素鎖伸長酵素(PCE)を誘導し、肝臓におけるオレイン酸の割合を顕著に増加させ、逆にリノール酸やドコサヘキサエン酸の割合を低下させた。グルコースやフルクトースの負荷によってオレイン酸やパルミトオレイン酸の割合が増加し、リノール酸やアラキドン酸の割合が低下した。I型糖尿病ラットでは良好その活性は著しく低下した。糖とクロフィブリン酸を組み合わせると、PCE活性とオレイン酸の割合はさらに上昇したがSCD活性には変化がなかった。したがって、糖およびクロフィブリン酸によってSCDとPCEの調節はやや異なり、PCEもオレイン酸合成を調節していることが明らかとなった。DHEA投与ではミトコンドリアにおける脂肪酸分解も同時に亢進していた。以上の結果から、DHEAやクロフィブリン酸は、糖とはやや異なる脂肪酸組成の変化をもたらすこと、また、クロフィブリン酸や糖を組み合わせると、それぞれ単独とは合成および分解酵素系が異なる調節をうけることが明らかとなった。平成12年度は、脂肪酸のΔ9不飽和化酵素の活性調節機構について研究を行った。Δ9不飽和化酵素は高脂血症治療薬クロフィブリン酸によって誘導されるが、この誘導がペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPAR)を介したものであるかについて検討を加えた。Δ9不飽和化酵素は絶食や高度不飽和脂肪酸によって低下し、高炭水化物食やインスリンにより増加することが知られている。ラットに20%グルコース水やフルクトース水を与えると経時的に活性が上昇した。クロフィブリン酸を皮下投与した場合にも活性は上昇した。しかし、両者を同時に行った場合には、それぞれ単独の場合と有意な差がなかった。生理的条件下においてΔ9不飽和化酵素と非常によく似た活性変動を示すパルミチン酸炭素鎖伸長酵素活性は、グルコース水やフルクトース水、およびクロフィブリン酸により活性上昇を示した。両者を同時に与えると、それぞれの単独よりも有意に高い値を示した。一方、PPARによって調節されることが明かとなっている、アシルCoA合成酵素はクロフィブリン酸を投与した場合にのみ活性が上昇した。以上の結果から、クロフィブリン酸によるΔ9不飽和化酵素活性誘導は、糖/インスリンを介した二次的なものである可能性が示唆された。Δ9不飽和化酵素の遺伝子のプロモーター領域にはPPREがあるという報告もあるが、実際に生理的意義があるかどうかについては不明であった。本研究によって、クロフィブリン酸による活性の誘導には何らかのかたちで糖代謝が関係していることが明かとなった。次年度以降はさらにこの点について詳細な解析を進めていく予定である。平成13年度は平成12年度に引き続いて、脂肪酸のΔ9不飽和化酵素(SCD)およびパルミトイルCoA炭素鎖伸長酵素(PCE)の活性調節機構を比較検討した。平成12年度の結果からクロフィブリン酸によるΔ9不飽和化酵素の誘導は糖代謝が関与する可能性が示唆されたので、糖尿病モデルラットにおける両酵素の活性変動を検討した。ストレプトゾトシン誘導糖尿病(STZ-DM)ラットでは、SCDおよびPCE活性は著しく低下した。STZ-DMにインスリンを投与すると活性は回復した。また、STZ-DMにグルコースを負荷しても活性はほとんど変化しなかったのに対し、フルクトースを負荷すると活性が正常レベルに回復した。STZ-DMではクロフィブリン酸を投与しても活性は上昇しなかった。以上の結果から、SCDとPCEは同様の機構によって、糖およびインスリンによる活性調節を受けることが示唆された。また、グルコースフルクトースの中間代謝物が活性調節に重要であると考えられる。両酵素はオレイン酸の生合成に必須の酵素であるので、両者が協調して変動することによってオレイン酸の量が調節されるものと推察された。実際に、肝臓におけるオレイン酸の量は両酵素の活性の変動とよく一致していた。一方、遺伝的肥満モデルであるZuckerラットでは両酵素活性は上昇していた。

Zuckerラットにクロフィブリン酸を投与しても活性はそれほど上昇しなかった。Zuckerラットはインスリンレベルが高いことが知られている。したがって、これが両酵素活性が高い原因である可能性が考えられる。また、クロフィブリン酸による両酵素活性の調節にはインスリンも関与している可能性が示唆された。我々はステロイドホルモンの一種であるデヒドトエピアンドロステロン(DHEA)がオレイン酸合成に関与するΔ9不飽和化酵素およびパルミトイルCoA炭素鎖伸長酵素を誘導することを明らかにしている。本年度はDHEAが不飽和脂肪酸、特にオレイン酸量の調節にどのように関わっているかについて検討を行った。DHEAを投与するとin vivoにおけるステアリン酸からオレイン酸への変換が顕著に亢進した。このことは誘導されたオレイン酸合成酵素が実際に機能していることを示すものである。一方、DHEAは脂肪酸の分解に関与する酵素群を誘導することも知られている。DHEAを投与したラットの肝ホモジネートにおける脂肪酸の酸化速度を検討したところ、ミトコンドリアおよびペルオキシソームにおける酸化速度が上昇していた。しかし、DHEAを投与したラット肝から調製した初代培養肝細胞を用いたところ、ミトコンドリアにおける脂肪酸の酸化速度は上昇していたが、ペルオキシソームではほとんど変化が認められなかった。本投与条件においてはペルオキシソームの脂肪酸β酸化酵素は顕著に誘導されている。これらの事実から、酵素が誘導されていても必ずしも生体内で機能していない可能性が示唆された。肝臓における脂肪酸の収支を調べるためにVLDLの分泌速度を調べたところ、DHEAを投与することによって顕著な分泌低下が認められた。以上の結果から、DHEAはラット肝臓において、オレイン酸の合成速度を上昇させる一方、ミトコンドリアでの酸化を亢進させ、また、VLDLの分泌を促進し、これらの総合的な結果として、肝臓におけるオレイン酸の量を増加させるものと考えられた。
賃金交渉制度としての春闘の現状と将来展望に関する実験的・実態的・事例分析的研究

(1)春闘は,これまで日本の賃金交渉制度として安定的に機能してきた.だが,近年,春闘から離脱する企業が現れたり,交渉方式を見直す組合が出てくるなど,明らかに根本的転換期に入っている.本研究の目的は,賃金交渉制度としての春闘の現状とその将来展望を明らかにすることにある.その際,本研究のもっとも特徴的な点は,春闘当事者である労使の賃金交渉責任者や組合員個人に対してアンケート調査を行い,春闘の現状と変化方向を厳密に把握することにある.(2)本年度は,昨年度の《実態的》アンケート調査(連合組合員調査)を補完する2つの調査を実施した.第1は,連合調査と同一フォーマットによる上部団体に加盟しないA社組合の組合員調査である.この調査により,パターン・セッターに追随するようなタイプの企業における従業員の意識を知ることができる.第2は,企業の人事部の調査である.この調査により,経営側がどのような態度をもつかを明らかにすることができる.前者のA社組合員調査によれば,(1)企業内格差はここ数年で拡大してきており,組合員側も個人成績によるボーナス変動を中心に格差拡大に受容的である.(2)連合組合員と比較して主観的賃金格差に下方バイアスがあり,人事評価結果の納得度も相対的に低い.(3)こうしたことが起こるのは,格差情報が主に社内のロコミで入手されているためである.(4)社外の類似属性をもつ労働者との比較も連合組合員よりも少ない.後者の企業調査によれば,(1)40歳ポイントで23.7%,165万円の格差が発生しており,その格差をさらに拡大させたいと考えている.(2)制度改訂の主たるものは,「賞与の業績化」「年齢給魔止」「業績給導入」である.(3)以上の結果は,人事管理の個別化の結果として,平均賃上げ額を交渉する制度としての春闘の意義は低下せざるを得ない反面,個別賃金レベルでの準拠枠組みの存在や,格差情報が企業内に限定された場合の納得度の低迷という新たな問題の発生を示しており,賃金交渉制度としての春闘の今後の展開にとって重要と思われる.(1)春闘は,これまで日本の賃金交渉制度として安定的に機能してきた.だが,近年,春闘から離脱する企業が現れたり,交渉方式を見直す組合が出てくるなど,明らかに根本的転換期に入りつつある.本研究の目的は,《実験的》・《実態的》・《事例分析的》調査方法を用いて,賃金交渉制度としての春闘の現状とその将来展望を明らかにすることである.その際,本研究のもっとも特徴的な点は,春闘当事者である労使の賃金交渉責任者に対して,《実験的》ならびに《実態的》アンケート調査を行い,加えて《事例分析的》聞き取り調査を実施することにより,春闘の現状と変化方向を厳密に把握するところにある.本年度は,先行する研究や調査の展望を行った上で,春闘における賃金交渉を実際に行っている担当者を対象として,《事例分析的》聞き取り調査を実施した.(3)しかる後に,聞き取り調査を実施した.調査対象は賃金交渉担当者である.とりわけ,春闘による賃金交渉方式に見直しを行う予定のある組合に対して,その具体的内容,実施時期,背景などに関する調査を実施した.具体的には,本年から複数年協定に移行する鉄鋼労連,すでに個別賃金方式に移行し65歳定年制要求なども揚げた電機連合,及びそれらとは一線を画するパターン・セッター自動車総連の担当者にヒアリングを行った.なお,当初計画では、第1年度からアンケート調査を行う予定であったが,予備的研究を行い計画を慎重に見直した結果,まず聞き取り調査によって,調査対象の実態を把握することとした.(1)春闘は,これまで日本の賃金交渉制度として安定的に機能してきた.だが,近年,春闘から離脱する企業が現れたり,交渉方式を見直す組合が出てくるなど,明らかに根本的転換期に入っている.本研究の目的は,《実験的》・《実態的》・《事例分析的》調査方法を駆使して,賃金交渉制度としての春闘の現状とその将来展望を明らかにすることにある.その際,本研究のもっとも特徴的な点は,春闘当事者である労使の賃金交渉責任者や組合員個人に対してアンケート調査を行い,春闘の現状と変化方向を厳密に把握するところにある.(2)本年度は,昨年度の《事例分析的》聞き取り調査の成果に立脚して,《実態的》アンケート調査を実施した.幸いにして,労働組合員3万サンプルを対象として賃金やその他の処遇制度に関する大規模アンケート調査を実施する機会を与えられた(回収数は20,761人).このため,実態的アンケート調査の対象を企業の労使から組合員個人へと変更し,本研究とリンクさせることにした.なぜなら,労使が交渉し妥結した賃金を受け取る一般組合員が,その賃金に対してどのような態度をとるのかをみることができるため,研究上きわめて有益だからである.この個票データの解析により,以下の点が明らかとなった.第1に,同一企業内で同一属性をもつ従業員間で上下17%(30歳)から25%(40歳)程度の賃金格差が発生している.第2に,こうした格差は,民間部門を中心にここ数年で拡大してきており,また労働者もそうした格差の拡大を受容してきている.

第3に,賃金比較の対象は同一企業の同一属性の労働者がもっとも多いものの(49.9%),同業他社の同一属性の労働者という回答も少なくない(24.0%).以上の結果は,人事管理の個別化の結果として,平均賃上げ額を交渉する制度としての春闘の意義は低下せざるを得ない反面,個別賃金レベルでの準拠枠組みの存在や世間相場形成の可能性を示唆しており,春闘の今後にとってきわめて興味深いと思われる.(1)春闘は,これまで日本の賃金交渉制度として安定的に機能してきた.だが,近年,春闘から離脱する企業が現れたり,交渉方式を見直す組合が出てくるなど,明らかに根本的転換期に入っている.本研究の目的は,賃金交渉制度としての春闘の現状とその将来展望を明らかにすることにある.その際,本研究のもっとも特徴的な点は,春闘当事者である労使の賃金交渉責任者や組合員個人に対してアンケート調査を行い,春闘の現状と変化方向を厳密に把握することにある.(2)本年度は,昨年度の《実態的》アンケート調査(連合組合員調査)を補完する2つの調査を実施した.第1は,連合調査と同一フォーマットによる上部団体に加盟しないA社組合の組合員調査である.この調査により,パターン・セッターに追随するようなタイプの企業における従業員の意識を知ることができる.第2は,企業の人事部の調査である.この調査により,経営側がどのような態度をもつかを明らかにすることができる.前者のA社組合員調査によれば,(1)企業内格差はここ数年で拡大してきており,組合員側も個人成績によるボーナス変動を中心に格差拡大に受容的である.(2)連合組合員と比較して主観的賃金格差に下方バイアスがあり,人事評価結果の納得度も相対的に低い.(3)こうしたことが起こるのは,格差情報が主に社内のロコミで入手されているためである.(4)社外の類似属性をもつ労働者との比較も連合組合員よりも少ない.後者の企業調査によれば,(1)40歳ポイントで23.7%,165万円の格差が発生しており,その格差をさらに拡大させたいと考えている.(2)制度改訂の主たるものは,「賞与の業績化」「年齢給魔止」「業績給導入」である.(3)以上の結果は,人事管理の個別化の結果として,平均賃上げ額を交渉する制度としての春闘の意義は低下せざるを得ない反面,個別賃金レベルでの準拠枠組みの存在や,格差情報が企業内に限定された場合の納得度の低迷という新たな問題の発生を示しており,賃金交渉制度としての春闘の今後の展開にとって重要と思われる.
運動能の制御による悪性腫瘍の基底膜浸潤・転移の抑制法の開発

われわれは、これまでにマトリゲルを用いたin vitro invasion assay等を用いて基底膜浸潤における分子機構を明らかにしてきた。従来の研究成果を発展させ、腫瘍細胞の運動能の解析のもと、運動に関与する遺伝子発現の制御による浸潤・転移抑制法の実用化の道を探ることを目的とした。まず、腫瘍壊死因子(TNFα)により7種類のヒト骨肉腫細胞株において基底膜浸潤能が亢進することが確認された。さらに、基底膜浸潤に重要な3つの段階である接着、基質分解、運動におけるTNFαの影響を検討したところ、すべての段階が種々の程度に促進されることが確認された。また、これら3つの段階の中で細胞の運動が基底膜浸潤に最も相関していることが示唆された。われわれはTNFαによって亢進する運動能において転写因子であるNFκBを介した分子機構の関与を認めることを報告した。そこで、骨肉腫細胞においてTNFαにより発現が亢進し、かつその発現にNFκBの活性化が関与する遺伝子の同定を試みたところ、そのひとつとしてcyclooxygenase(COX-2)の関与が示唆された。COX-2の下流にある分子のひとつであるプロスタグランディンE2もこれらの骨肉腫細胞においてTNFαにより亢進する運動能、基底膜浸潤能に関与する可能性が示唆された。従来の研究成果を発展させ、腫瘍細胞の運動能の解析のもと、運動に関与する遺伝子発現の制御による浸潤・転移抑制法の実用化の道を探ることを目的としている。腫瘍壊死因子(TNFα)により2種類のヒト骨肉腫細胞株において基底膜浸潤能が亢進することを確認してその分子機構について検討し、報告したが、今回はその普遍性を検討するために、新たにヒト骨肉腫より樹立された細胞株を5種入手し、それらの基底膜浸潤能について検討した。これら7種のヒト骨肉腫細胞株ではin vitro invasion assayにおいて各々異なった浸潤能を有していることが確認された。また、基底膜浸潤において重要とされる細胞外基質への接着、基質分解、運動能の各段階について検討したところ、各々異なった表現型を示すことが確認された。さらに、これら7種のヒト骨肉腫細胞株の基底膜浸潤能に対するTNFαの効果を検討したところ、細胞によって反応は様々であったが、全ての細胞で浸潤能が亢進することが確認された。接着、基質分解、運動に関しても種々の反応を示すことが確認されたが、これら3段階の中で細胞の運動が基底膜浸潤に最も相関していると考えられた。これらの現象は、TNFαと同様に炎症性サイトカインに属すinterleukin-1(IL-1)においても確認された。現在、これらの細胞における運動能、基底膜浸潤能を規定している分子機構の解析中であり、今後その分子を標的とした細胞の運動、浸潤の抑制を試みる予定である。われわれは、これまでにマトリゲルを用いとin vitro invasion assay等を用いて基底膜浸潤における分子機構を明らかにしてきた。腫瘍壊死因子(TNFα)により7種類のヒト骨肉腫細胞株において基底膜浸潤能が亢進することを確認した。さらに、基底膜浸潤に重要な3つの段階である接着、基質分解、運動に関しても種々の反応を示すことが確認されたが、これら3段階の中で細胞の運動が基底膜浸潤に最も相関していると考えられた。また、われわれはTNFαによって亢進する運動において転写因子であるNFκBを介した分子機構の関与の可能性を報告した。現在、これらの骨肉腫細胞においてTNFαによって促進される運動能、基底膜浸潤能を規定している分子機構の解析中であり、今後その分子を標的とした細胞の運動、浸潤の抑制を試みる予定である。また今年度には、骨軟部悪性腫瘍の中で骨肉腫と並んで高悪性度を示すEwing肉腫の転移・浸潤についても検討を加えた。臨床的には脊柱管周囲に発生する未熟神経外胚葉性腫瘍(PNET)や骨外性Ewing肉腫は極めて稀であるが、予後不良である。その臨床的特徴を検討するため、経験した4例を報告し、過去に英文論文に報告された28例についてreviewして報告した。

われわれはTNFαによって亢進する運動能において転写因子であるNFκBを介した分子機構の関与を認めることを報告した。そこで、骨肉腫細胞においてTNFαにより発現が亢進し、かつその発現にNFκBの活性化が関与する遺伝子の同定を試みたところ、そのひとつとしてcyclooxygenase(COX-2)の関与が示唆された。COX-2の下流にある分子のひとつであるプロスタグランディンE2もこれらの骨肉腫細胞においてTNFαにより亢進する運動能、基底膜浸潤能に関与する可能性が示唆された。
母乳育児経験のある更年期女性の糖・脂質代謝に対するエクオールサプリメントの効果

本研究の目的は、授乳経験のある更年期女性の糖・脂質代謝亢進予防のために大豆イソフラボン活性代謝物(エクオール)サプリメント摂取の効果を検証することである。また授乳期女性のエクオール産生能や脂質代謝を調査し、授乳期と更年期の脂質代謝状態との関連を推察する。これまで有病者以外の中高年女性の糖・脂質代謝へのエクオールの効果は検証されておらず、予防的な摂取を促進する一助となることが期待される。平成30年度は、昨年度に本学研究倫理・安全委員会の承認を受けた授乳期女性の調査を実施した。正常経過で、母乳育児を希望する妊娠36週以降の妊婦をリクルートした。出産までに、尿中エクオールを調査し、産後1か月と34か月時に、血中脂質、HbA1c、血中骨代謝マーカー等を測定した。また、年齢、出産回数、授乳の状態、更年期類似症状と食物摂取頻度調査票(FFQ)も実施した。平成31年3月に第33回日本助産学会で結果の一部を報告した。エクオール産生者は対象者10名のうち4名(40.0%)であった。TCは1か月時に基準値を超えており、34か月には有意に低下(p=0.005)し、LDLーCも1か月時に基準値上限であるが、34か月には有意に低下していた(p=0.005)。TGは基準値内であるが、1か月より34か月は有意に低下していた(p=0.038)。P1NPは1か月から34か月には有意に上昇しており(p=0.005)、NTXも34か月で有意に上昇し基準値を超えていた(p=0.007)。1か月時のTCやLDLーCが基準値より高値なのは、分娩直後のエストラジオール低下により代償的に上昇したと考えられ、34か月時の低下は、母乳育児による脂質消費の促進によるのではないかと推察される。骨代謝マーカーは、エストラジオールの低下と授乳により骨吸収・骨形成の骨代謝回転が促進されているためと考えられる。本研究の目的は、授乳経験のある更年期女性の糖・脂質代謝亢進予防のためにエクオール産生能の状態に合わせた大豆イソフラボン活性代謝物(エクオール)サプリメント摂取の効果を検証することである。また授乳期女性のエクオール産生能や脂質代謝も合せて調査することにより、授乳期の脂質代謝サイクルと更年期の脂質代謝サイクルとの関連を推察する。これまでに一般の中高年女性の糖・脂質代謝へのエクオールの効果は検証されておらず、予防的な摂取を促進する一助となることが期待される。平成27年度は、エクオールサプリメントの効果に関する先行研究の検討とエクオール産生能の測定方法についてヘルスケアシステムズ(株)の説明を受けた。その上で、健常な更年期女性のエクオール摂取前後の糖・脂質・骨プロフィールや更年期症状を調査し、効果を検討することを目的として研究計画書を作成し、9月の大分県立看護科学大学研究倫理・安全委員会に提出して研究実施の承認を得た。エクオールサプリメント摂取開始前に尿中エクオール、採血により総たんぱく、総コレステロール、HDLーC、LDLーC、TG、カルシウム、HbA1c、P1NP、NTX、エストラジオール等を測定した。また、SMI(Simplified Menopausal Index)、年齢、月経有無、月経状態、妊娠・出産回数、出生児ごとの児への栄養法や運動習慣についての調査票と教育ソフトウエア社の食物摂取頻度調査票(FFQ)、オムロン社製Active style Proを装着し、総消費カロリー等の調査を行った。さらに、エクオールサプリメントを12週間摂取後に、採血と活動量、調査票による調査を再度実施した。現在までに28名が終了している。データの詳細な解析中であるが、調査者の約半数がエクオール産生能を有しており、倦怠感などの改善傾向や便通改善がみられている。調査対象予定者は50名の予定であるが、初年度で、28名の調査実施ができたため計画通り順調に進展している。今後も調査協力者のリクルートを地道に実施していきたいと考えている。平成28年度は、平成27年度から実施している調査を継続して実施中である。調査は、エクオールサプリメント摂取開始前に尿中エクオール、採血により総たんぱく、総コレステロール、HDLーC、LDLーC、TG、カルシウム、HbA1c、P1NP、NTX、エストラジオール等を測定した。

平成27年度に28名が終了し、平成28年度は19名のリクルートを行い、調査継続中である。平成28年10月に第57回日本母性衛生学会で途中結果を報告した。主な報告内容は、エクオール産生者は対象者の40.7%で、本邦の先行研究の50%より少ないこと、HbA1cや中性脂肪は、エクオール産生の有無にかかわらずエクオール摂取後に低下傾向であった。SMIは低下傾向で、対象者からは便通改善、倦怠感の改善、調子が良いとの声が聞かれた。調査予定者は50名の予定で、2年間で47名のリクルートができたため、概ね計画通り実施できている。研究2の授乳期女性のエクオール産生能に関する計画が進まなかったため、平成29年度に計画を進める予定である。本研究の目的は、授乳経験のある更年期女性の糖・脂質代謝亢進予防のために大豆イソフラボン活性代謝物(エクオール)サプリメント摂取の効果を検証することである。また授乳期女性のエクオール産生能や脂質代謝も合せて調査し、授乳期の脂質代謝状態と更年期の脂質代謝状態との関連を推察する。これまで一般の中高年女性の糖・脂質代謝へのエクオールの効果は検証されておらず、予防的な摂取を促進する一助となることが期待される。平成29年度は、平成27年度から実施している調査を継続実施した。調査は、エクオールサプリメント摂取開始前に尿中エクオール、採血により血中脂質、HbA1c、血中骨代謝マーカー等を測定した。また、SMI(Simplified Menopausal Index)、年齢、月経状態、児への栄養法や運動習慣などの調査票と食物摂取頻度調査票(FFQ)、活動量の調査を行った。エクオールサプリメントを12週間摂取後に、採血と活動量、調査票による調査を再度実施した。平成29年10月に第58回日本母性衛生学会で閉経後対象者の結果の一部を報告した。報告内容は、エクオール産生者は対象者23名のうち10名(43.5%)で、本邦の先行研究の50%より少なかった。中性脂肪については、エクオール摂取前は授乳群よりも非授乳群の方が高く、エクオール摂取後は非授乳群のみ低下していた(p=0.096)。SMIは両群ともにエクオール摂取前より摂取後に低下傾向で、授乳群の66.7%、非授乳群の71.4%が低下していた(p=0.06)授乳経験の有無にかかわらず、閉経後女性がエクオールを摂取することは、脂質代謝や更年期症状を改善する可能性が示唆された。また、授乳期女性のエクオール産生能や脂質代謝の調査を実施するために、大分県立倫理・安全委員会の審査を受け、対象者のリクルート及び調査を開始した。更年期女性の調査は終了し、データを回収することができた。授乳期女性の調査についての研究計画を本学倫理・安全委員会に申請し、承認を得て調査の開始を行えた。また授乳期女性のエクオール産生能や脂質代謝を調査し、授乳期と更年期の脂質代謝状態との関連を推察する。これまで有病者以外の中高年女性の糖・脂質代謝へのエクオールの効果は検証されておらず、予防的な摂取を促進する一助となることが期待される。平成30年度は、昨年度に本学研究倫理・安全委員会の承認を受けた授乳期女性の調査を実施した。正常経過で、母乳育児を希望する妊娠36週以降の妊婦をリクルートした。
実数関数作用素の多項式時間計算可能性に関する研究

今年度は引き続き、実数計算の計算量を測る方法について研究してきた。これまでの計算量は整数の上の計算に対して定義されてきたので、実数計算の計算量を量るには、何らかの意味で実数計算を整数の計算と比較しなければならない。そのために、何らかの形で実数の上の計算を、整数の計算として表現する必要がある。実数を表現する方法にはこれまで幾つか知られている。その代表的なものが、数論的関数による実数の表現と、計算可能性構造によるものである。数論的関数による実数の表現は、ドイツ、ハーゲン放送大学のバイハラーフ教授らによって提唱されているまた計算可能性構造による方法は、ミネソタ大学のプルエル教授や京都産業大学の八杉教授らによって提唱されている。今年度の研究では、この両者の方法を比較するのに実効的極限作用素を導入した。そして、数学的構造が計算可能であることと、実効的極限作用素が計算可能であることが重要に関連していることを指摘した。実数計算の計算量を測る際には、位相が極めて重要な役割を果たしている。この成果はフランスで行なわれた国際会議「実数と計算機」にて発表した。今年度は、実数計算を形式的な計算体系の中で表現する方法について研究してきた。計算量を量るには形式的計算体系が必要である。これまでの形式的計算体系は整数の上の計算に対して定義されてきた。よって、何らかの形で実数の上の計算を、形式的計算体系の中で、整数の計算として表現する必要がある。数論的関数による実数の表現は、ドイツ、ハーゲン放送大学のバイハラーフ教授らによって提唱されているまた計算可能性構造による方法は、京都産業大学の八杉教授らによって提唱されている。今年度の研究では、この両者の方法を比較した。従来より、この両者は本質的に同等であろうということは予想されていたが、本研究では、具体的に比較の方法を定義し、それによって実際に同等であることを示した。それは、両者それぞれの方法によって、計算可能関数を定義し、それぞれの計算可能関数の集合が互いに一致する、ということである。またその中で、位相が極めて重要な役割を果たしていることを指摘した。この成果は、京都大学数理解析研究所短期共同研究の研究集会で発表した。また、講究録に掲載される予定である。
空間注意課題を用いた虚偽検出検査法に関する研究

本研究課題は,Posner(1980)の空間注意課題を用いた隠匿情報検査の利用可能性を検討することを目的とした。協力者が記憶した内容である裁決項目と,それと類似するが記銘はしていない非裁決項目を空間注意手がかりとして提示し,各々に対して生じる復帰抑制の大きさを比較した。その結果,裁決項目を手がかりとして提示した時には,非裁決項目提示時に比べて復帰抑制現象が大きくなった。また,手がかり刺激の感情価と復帰抑制の大きさについても検討を行った。本研究は、現在の我が国において犯罪捜査においてしばしば虚偽検出検査とも呼ばれているポリグラフ検査を補う新しい検査として、空間注意課題の利用可能性を探ることを目的としている。実際のポリグラフ検査は、事件に関わったものにしか知りえない犯罪内容に関する被検査者の記憶の有無を調べることを目的として実施され、ある事件について犯人しか知り得ない犯罪内容に関する裁決質問と、裁決情報と同じカテゴリーに属するが当該事件とは直接関係しない非裁決質問を呈示し、それぞれの質問に対する生理反応の変化を基に、犯罪内容を知っているかどうかを判定する。本研究では被検査者にとって有意な刺激である裁決情報には、注意がより向けられやすくなるという仮説の下に、視覚定位課題を用いた検査の可能性について検討することで、時間的・経済的コストにすぐれ、かつ従来の方法では調べられなかった事項についても適用可能性を持つ新たな検査方法の開発を目指す。本年度は、視覚定位課題(Posner,1980)を用い、裁決・非裁決の違いが空間注意に影響を与えるのかどうかを確認するため、トランプのカードを1枚選ばせ、その数字を裁決情報、それ以外の数字を非裁決情報とした実験を実施した。その結果、裁決情報を空間注意の誘導手がかりとして提示した場合には、手がかり提示位置に出現した標的への反応が遅延する復帰抑制が大きくなるという結果が得られた。また、この結果を受けて、比較データを得るためと先行知見の確認を目的として、注意誘導手がかりとして情動刺激を提示する基礎実験や、視覚定位課題以外のパラダイムの利用可能性について予備的な検討を行った。前年度は、視覚定位課題(Posner, 1980)を用い、裁決・非裁決の違いが空間注意に影響を与えるのかどうかを確認する研究を行った。この結果を受けて、比較データを得るためと先行知見の確認を目的として、注意誘導手がかりとして情動刺激を提示する基礎実験や、視覚定位課題以外のパラダイムの利用可能性について特に潜在連合テストを用いた実験を行った。本研究は、我が国の犯罪捜査において実施され、しばしば虚偽検出検査とも呼ばれているポリグラフ検査を補う新しい検査として、空間注意課題の利用可能性を探ることを目的とした。実際のポリグラフ検査は、事件に関わったものにしか知りえない犯罪内容に関する被検査者の記憶の有無を調べる。その手続き旨は、隠匿情報検査と呼ばれ、ある事件について犯人しか知り得ない犯罪内容に関する項目(裁決項目)と、裁決項目と類似しているが事件とは直接関係しない項目(非裁決項目)を呈示し、それぞれの質問に対する生理反応の変化を基に、犯罪内容を知っているかどうかを判定する。本研究では被検査者にとって有意な刺激である裁決項目は、注意をよりひきつけるという仮説の下に、視覚定位課題(Posner,1980)を用いた隠匿情報検査の利用可能性について検討した。その結果、標的刺激の検出を求める視覚定位課題において、裁決項目を注意誘導手がかりとして提示した場合には、非裁決項目よりも復帰抑制効果が大きくなる傾向が見られた。続いて、本研究の計画の基礎となった先行知見の確認を目的として、注意誘導手がかりとして情動喚起スライドを提示する基礎実験を行った。その結果、写真刺激の情動価が復帰抑制効果に及ぼす影響は、視覚定位課題時の課題要求(検出課題か同定課題)によって異なることを示唆する新たな知見が得られた。

そこで今度は、同定課題を求める視覚定位課題による隠匿情報検査実験を行ったが、やはり裁決項目を手がかりとして提示した場合には、非裁決項目を手がかりとして提示したときよりも復帰抑制効果が大きくなる傾向がみられた。視覚定位課題における裁決,非裁決間の復帰抑制効果の大きさの違いは、検出課題でも同定課題でも全体的に小さく、現時点で実際の応用は困難であると考えられる。その他、効果量の比較的大きいと期待される潜在連合テストの応用可能性については、さらなる検討が必要である。
網膜および視神経の虚血性障害の形態学的研究と薬物による抑制

ラット眼に高眼圧状態を作り網膜に虚血を発生させ、網膜と視神経における虚血-再潅流による障害の発生と進行状態を形態学的に観察した。前房内へ生理食塩水を潅流することにより眼圧内を110mmHgに上昇させ、全眼虚血を30、45、60、90、120分間負荷させた後、高眼圧を解除し血液の再潅流を図った。再潅流後7日目に、光学顕微鏡(光顕)で網膜と視神経を、電子顕微鏡(電顕)を用いて視神経の変化を形態学的に調べた。さらに単位面積当たり(10mum×10mum)の軸索数を測定して、各虚血時間の視神経障害の程度を定量評価した。高眼圧による虚血30分間持続例では、全例で光顕及び電顕所見で網膜の全層と視神経に変化を認めなかった。虚血45分間持続例で初めて、網膜神経節細胞の部分的な脱落消失と、神経線維層と内網状層の萎縮による網膜内層の菲薄化をみた。しかし外顆粒層から色素上皮細胞層の外層には全く変化をみなかった。視神経にも光顕所見では軸索の消失や細胞成分の増加はなかったが、電顕所見では軸索内にミトコンドリアの膨化したものや、ミエリン鞘の層状構造の乱れを所々にみた。虚血60分では、障害が明らかとなりその程度も強くなった。虚血90分間以上持続例では細胞の不可逆的な変性壊死がみられた。次に軸索の数を勘定することによって、視神経障害の程度を定量評価した。コントロール群では、119.1±10.2(Mean±SD)本、n=4、45分群は、79.2±6.4本、n=8、60分群では、48.1±9.1本、n=4、90分群は、33.3±5.5本、n=4、120分群は、25.1±4.5本、n=4だった。各群間には、統計学的に有意に差があった。虚血45分から60分の間で網膜と視神経に障害の発生がみられ、虚血時間が長くなるに従って障害は増強した。一番最初に障害を受ける神経細胞は、網膜神経節細胞とその軸索だった。網膜と視神経の障害の程度は、その虚血時間と相関していた。
顔面皮膚血流を用いた情動と味覚の判別手法の開発

我々は,おいしいと感じると瞼の血流が増加し,まずいと感じると鼻の血流が低下することを報告した.顔面血流から味覚を容易に判別することが可能かを検討するために,男女89名を対象に,おいしい飴とまずい飴をなめた際の顔面皮膚血流を簡易的に記録した.特異的な変化はなく,いわゆる実験環境以外で味覚を判別するのは困難であった.次に,皮膚血流に部位差が表れる要因を解明するため,顔に温度刺激を与えた.頬,額では,温度変化に伴い血流が変化した一方,瞼では温熱に伴う血流増加はなく,鼻でも冷却に伴う血流減少はなかった.顔面皮膚血流の特異的応答は,血管の拡張・収縮の容易さではなく,神経性因子によるものと示唆された.研究代表者らは,健常者が感じている主観的な味覚の良し悪しに伴って顔面の皮膚血流が特異的に変化することを報告している(2011, 2013).この手法を用いて,簡便に味覚の良し悪しを外的に簡便に評価することが可能であるかを検討することを本年度の目的とした.そこで,多くの対象者において,厳密な実験室環境ではない状況でも,顔面の皮膚血流応答が,味覚に伴って変化するのかについて検討した.大学のオープンキャンパスの研究室見学に来場した男女91名を対象に実験を行った.なお,本研究実施に当り東京工業大学疫学研究等倫理審査委員会の承認を得た.安静時の顔面皮膚血流をレーザースペックル法によって10秒間記録した.その後,市販の日本製のフルーツキャンディと,日本人の多くがまずいと評価する飴(フィンランド製,ドイツ製)をなめさせ,その際の顔面皮膚血流を10秒間記録した.記録終了後に飴の主観的味覚をvisual analog scaleにて確認した.飴の投与間には,水でうがいをさせ,口の中に味が残っていないことを本人に確認してから次の試行を行った.主観的な味覚は,日本製の飴で3.8,海外製の飴でー2.3となり,日本製の飴はおいしい,海外製の飴はまずいと評価された.使用した飴が,味覚の良し悪しを引き起こしたことが確認された.一方,顔面の皮膚血流には特異的な変化は観察されなかった.我々の先行研究とは異なる結果であった.これは,被験者来室前の状態が食前・食後などの状態を含めて一定ではないことや,実験室に不慣れであることなど,様々な要因が影響したものと考えられる.顔面の皮膚血流を用いて,いわゆる実験室環境以外で,主観的な味覚の良し悪しを評価することは難しい可能性が考えられた.我々は,健常者が感じている情動と味覚の良否に伴って顔面の皮膚血流が特異的に変化することを発見した(2011, 2013).この知見を応用し,顔面皮膚血流の応答から情動や味覚を客観的に評価する伝達する手段を開発することを目的としている.本年度は,ビデオ提示に伴う情動変化が,顔面の皮膚血流応答を特異的に変化させるかについて検討した.被験者15名に対して,様々な情動を起こすビデオを視聴させた.その際の顔面皮膚血流を計測した.アンケート結果から,情動変化は起こったものの,それに伴う特異的な顔面皮膚血流の変化は観察されなかった.これは,情動変化が起きた場面を同定することが困難であったことや,情動の変化自体が少なかったことに起因すると考えられた.また,顔面皮膚血流の地域差が起こる要因を,情動とは別の要因から検討しはじめた.最終的には,地域差が血管の収縮・拡張のしやすさに由来するのかを検討するため,本年度は,運動に伴う血圧上昇に伴う顔面皮膚血流の変化を12名の被験者を用いて観察した.心拍数が120,140,160拍/分に相当する運動強度で15分間自転車運動をしている際の顔面皮膚血流は,ほぼ一様に運動強度に応じて増加した.160拍/分強度では,安静時に比較して50%程度の増加が観察された.部位毎の温度刺激に伴う地域差を平成28年度に検討するための予備実験を開始し,温度刺激直後のデータと温度刺激を与えている周囲のデータを解析することで,地域差を検討できることを確認した.平成27年度の研究実施計画で予定していた実験は完了した.ただし,昨年度に指摘した,主観的な味覚の良し悪しの簡便な評価をするための計算法についての検討はできなかった.これについては,血流計を扱う企業によって新たな解析ソフトが開発中とのことであり,その利用を含めて今後検討する.味覚に伴い顔の皮膚血流が部位特異的に変化することを我々は報告した(Kashima and Hayashi. 2011など).すなわち,快感情を伴う刺激と関連して瞼の皮膚血流量が増加し,不快感情を伴う刺激と関連して鼻の皮膚血流量が低下した.こうした部位差が生じるメカニズムは不明である.先行研究では,交感神経に伴う血管応答が仮説として提案されている.一方,血管が拡張あるいは収縮しやすい部位が反応した可能性もある.

そこで,本研究では,顔の複数の部位に温度刺激を与えた際の応答を先行研究と比較し,顔の皮膚血流が部位特異的に応答した要因を検討することを目的とした.健常男性14名を対象に,頬,瞼,鼻,額をそれぞれ20°Cから40°Cまで連続的に上昇する温度で刺激する上昇条件と,40°Cから20°Cまで連続的に下降する温度で刺激する下降条件とを行った.顔の皮膚血流量をレーザースペックルフローグラフィーにて測定した.また,主観的温度感覚を視覚的アナログスケールにより測定した.その結果,瞼への刺激温度を変化させても,瞼の皮膚血流量は有意な変化を示さなかった.頬,鼻,および額への刺激温度を上昇させると,これらの部位の皮膚血流量が増加した.一方,鼻への刺激温度を低下させても,鼻の皮膚血流量は変化しなかった.皮膚血流量変化率と刺激箇所の主観的温度感覚との間に有意な相関が認められた部位は,右頬,鼻(上昇条件のみ),額であった.主観的な温度感覚が同程度であれば,上昇条件では,鼻,頬,額,下降条件では,頬,額の順で皮膚血流変化率が大きくなるという可能性が示唆された.主観的な温度感覚を考慮しても,刺激温度と皮膚血流変化率の関連が得られ,それらの間には部位差が認められた.以上の結果から,先行研究で示された瞼の血流増加および鼻の血流減少を起こす要因は,血管機能ではなく,神経性の応答に起因することが示唆された.我々は,おいしいと感じると瞼の血流が増加し,まずいと感じると鼻の血流が低下することを報告した.顔面血流から味覚を容易に判別することが可能かを検討するために,男女89名を対象に,おいしい飴とまずい飴をなめた際の顔面皮膚血流を簡易的に記録した.特異的な変化はなく,いわゆる実験環境以外で味覚を判別するのは困難であった.次に,皮膚血流に部位差が表れる要因を解明するため,顔に温度刺激を与えた.頬,額では,温度変化に伴い血流が変化した一方,瞼では温熱に伴う血流増加はなく,鼻でも冷却に伴う血流減少はなかった.顔面皮膚血流の特異的応答は,血管の拡張・収縮の容易さではなく,神経性因子によるものと示唆された.平成26年度の研究実施計画で予定していた実験は完了した.ただし,主観的な味覚の良し悪しの簡便な評価法については,計算法を含めて検討する余地が残されており,これについては今後の検討課題として残された.皮膚血流の評価を容易にするソフトウェアを導入して,解析を進める.また,温度刺激に伴う血流増減の地域差を観察し,情動に伴う顔面皮膚血流の応答機序を明らかにしていく.28年度が最終年度であるため、記入しない。応用生理学,健康科学当初通り,27年度には100名程度を対象として,情動を引き起こすビデオ視聴時の顔面の皮膚血流を記録し,顔面の皮膚血流の応答から主観的な情動を判別可能かについて検討する.また,温度刺激についての検討を開始する.皮膚血流の評価法を改良する余地があるので,以下のような手法を検討する.これまでは額の血流であれば,額の血流の安静値からの相対変化といったような算出方法を取っていたが,鼻の血流を基準にした評価方法などを検討する.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
機能の創生を目指すオリゴヌクレオチドの化学合成

ハンマーヘッド型リボザイムの機能構造を知るためには,三次元構造の解析が必要である.ハンマーヘッド型リボザイムのX線結晶解析を目的としたリボザイムの設計と大量合成を行った.また,リボザイムと基質RNA間基塩対の安定性がリボザイムの基質切断に影響を与えると考えられるので,リボザイム反応の効率化を目的としたリボザイムの構造と活性の相関の研究を行った.リボザイムによって標的RNAが切断される場合1)リボザイム/基質複合体の形成,基質の切断,2)切断反応後の生成物の解離,3)リボザイムへの基質の結合,と言うサイクルをとる.このため,効率のよい切断反応を行わせるためには,標的RNAと複合体を形成しやすく,かつ切断反応後の生成物が速やかに解離がするように,適当な長さのステムIとステムIIIを形成するようなリボザイムをデザインした.リボザイム基質間で形成する塩基対数を変え,これらの切断活性とリボザイム/基質複合体の安定性について検討を行った.結晶化を目的としたリボザイム・基質complexとしては基質の高次構造を少なくすると同時に切断部位に2'-O-メチルまたはフッ素を置換したGGUC(X)UAGCAと二本鎖酵素の大量合成を行った.核酸塩基の特異的性質の一つに水素結合形成による塩基の相補的認識能がある。本班においてはこの核酸の“塩基の相補的認識能"を積極的に利用し、新しい機能創出を目指したオリゴヌクレオチドを化学合成した。本年度は化学合成した種々のオリゴヌクレオチドを活用あるいは分光化学的アプローチによりRibozyme分子の改変体を系統的に化学合成し、この知見に基づきRNAを精密に分子機構することによりRNAに新たな酵素活性機能をデザインすることも併せて検討した。NMRによる溶液中での構造と同時に結晶化を行ないX線結晶学的アプローチを試みた。方法は、1.特異的機能を持つハンマーヘッド型リボザイムを大量合成し、結晶用サンプルを得た。このリボザイムの三次元構造解析のために蛍光誘導体の合成を行なった。2.前年度の研究によって明らかになった修飾構造の相関に関する情報をもとに、DNAプローブ法に用いる蛍光、電気スピン、酵素ラベルオリゴヌクレオチドを合成し、さらには膜透過性分子、インターカレーター分子レベルオリゴヌクレオチドを合成した。またこれらの分子の核酸との二重鎖形成能の評価も行なった。3.バクテリオファージT4の前駆体RNAのループとヘリックス部分の塩基を変換したRNAを合成し重要なヌクレオチドを明らかにした。4.リボザイムのステム部分のイミノプロトンシグナルの帰属のため、ステム部分の塩基配列を含むモデル二重鎖RNAを合成し、そのイミノプロトンスペクトルを測定した。ハンマーヘッド型リボザイムの機能構造を知るためには,三次元構造の解析が必要である.ハンマーヘッド型リボザイムのX線結晶解析を目的としたリボザイムの設計と大量合成を行った.また,リボザイムと基質RNA間基塩対の安定性がリボザイムの基質切断に影響を与えると考えられるので,リボザイム反応の効率化を目的としたリボザイムの構造と活性の相関の研究を行った.リボザイムによって標的RNAが切断される場合1)リボザイム/基質複合体の形成,基質の切断,2)切断反応後の生成物の解離,3)リボザイムへの基質の結合,と言うサイクルをとる.このため,効率のよい切断反応を行わせるためには,標的RNAと複合体を形成しやすく,かつ切断反応後の生成物が速やかに解離がするように,適当な長さのステムIとステムIIIを形成するようなリボザイムをデザインした.リボザイム基質間で形成する塩基対数を変え,これらの切断活性とリボザイム/基質複合体の安定性について検討を行った.結晶化を目的としたリボザイム・基質complexとしては基質の高次構造を少なくすると同時に切断部位に2'-O-メチルまたはフッ素を置換したGGUC(X)UAGCAと二本鎖酵素の大量合成を行った.