hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ビナフチル骨格を有した新規キラル配位子の合成と、それを利用した不斉触媒反応の開発

2,2'-二置換-1,1'-ビナフタレン類は軸不斉を有する化合物であり、近年、この軸不斉を利用した金属類への各種不斉配位子が合成されてきている。それらの中で、ルテニウムやロジウムなどの後周期遷移金属を対象として合成されたものは、主としてリン原子が金属への配位部位となるタイプの配位子が多く、他のものはあまり検討がなされてきていない。本研究は、後周期遷移金属を対象とした、新たなビナフチル誘導体型の不斉配位子を合成し、不斉触媒反応に応用していくことを目的とした。上記の目的に従い、リン酸の酸素原子が金属への配位部位となる、各種リン酸ビナフチル誘導体を合成した。これらの化合物をそれぞれロジウムアセテートと配位子交換させたところ、リン酸誘導体を4個配したロジウム二重体錯体を得ることができた。まず、無置換の(R)-1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジイルホスフェートを配位子とした錯体を触媒として用い、3-オキソ-2-ジアゾ-6-フェニルヘキサン酸エステル類を基質とする不斉5員環形成反応を行ったところ、エステル類のアルコール側置換基の嵩高さに応じて、生成するシクロペンタノン類の不斉配置がR体からS体へと大きく変化するという、興味深い結果を得ることができた。また、(S)-1,1'-フェナンスレン-2,2'-ジイルホスフェートを配位させた錯体を触媒として同様の反応を行ったところ、最高52%eeでシクロペンタノン誘導体を得ることができた。触媒の反応部位にさらに込み入った不斉環境を作ることが予想された(R)-3,3'-ジフェニル-1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジイルホスフェートを配位子とした錯体では、触媒としての反応性が低下した。立体的に嵩高過ぎたため、基質がロジウム表面に接近するのが妨げられたためと考えられる。
四足動物のゲノム進化における霊長類特異的変異の解析

霊長類と他の生物の違いを作る原因の一つに、霊長類に特異的な遺伝子制御領域の進化がある。近年、脊椎動物全般で高度に保存されるタンパク質非コード領域(HCNS:highly Conserved Noncoding Sequence)が発見され、その多くにエンハンサー活性が認められており、HCNSは脊椎動物に共通した遺伝子制御領域であると考えられる。そこで、霊長類特異的な遺伝子制御領域を特定する為、霊長類のみで強く保存する領域を抽出し、その領域が、霊長類の進化にどのように寄与したのかを調べた。ヒト・オランウータン・アカゲザル・マーモセットを始めとする全13種の脊椎動物ゲノムを比較し、計8,198個の霊長類特異的なHCNSを同定した。SNP解析から、これらの霊長類特異的HCNSはpurigying selectionを受けていると考えられ、制御領域である可能性が高い。さらに、同定した霊長類特異的なHCNSの内、強く進化的制約を受けているHCNS1,000個と、脊椎動物に共通して存在するHCNSの代表的な例としてUCE(Ultra-Conserred Element,(Bejerano et al.2004)を用いて、近傍遺伝子の機能を比較した。その結果、霊長類特異的なHCNSの近傍遺伝子(LHF gene:Lineage-specific Highly conserved gene)の多くはUCE近傍遺伝子と異なっており、特に、UCE近傍遺伝子には多く見られない発生に関与するprotein binding function機能が多いことから、タンパク質の相互作用の変化が霊長類特異的な進化に影響している可能性が示唆された。また、UCBと共通なLHF gene数のランダム解析により、これらの遺伝子の数は少ないが、予想されるより有意に多いことがわかった。UCEと共通なLHF geneには、発生に関連する転写因子を制御する機能が多いことから、ある特定のグループの遺伝子が、すでに存在する起源の古い脊椎動物共通のHCNSに加え、新しいHCNSとも相互作用している可能性が示唆された。これらの解析により、霊長類の進化に寄与する霊長類HCNSは二つのグループ1)霊長類特異的なHCNSだけが持つLHF geneのセット、2)UCE等多くの生物が持つHCNSと共通するLHF geneセット、の発現制御の違いが霊長類特異的な特徴を発達させてきたと考えられる。本研究の目的は、霊長類への進化を引き起こした可能性のある遺伝的変化を同定することである。霊長類と他の生物の違いを作る原因の一つは、霊長類特異的な変異によって引き起こされる遺伝子制御の機能変化と考えられている。また、遺伝子制御領域の一部が、脊椎動物全般で高度に保存されるタンパク質非コード領域(CNS: Conserved Noncoding Sequence)に多く存在することが知られている。そこで、本研究では、脊椎動物の中でも特に多くの基本的ボディプランが共有される四足動物全体で強い遺伝的制約を受けているCNSを抽出し、その領域に存在する霊長類特異的な変異を同定する。各CNSからの霊長類特異的な変異の同定は、これまであまり行われていない一塩基座位での解像度で行う。この高い解像度を実現する統計的な検出力を得るため、哺乳類ゲノムに加え、霊長類に対し十分な変異が蓄積している鳥類・爬虫類・両生類のゲノムを用いる。現在、霊長類以外の四足動物特異的CNSの特定はほぼ終わり、霊長類特異的な変異が存在する領域の機能推定を行うデータが集まりつつある。本年度の成果は進化学会(東京)とSMBE2011(Lyon, France)で発表された。

これらの解析により、霊長類の進化に寄与する霊長類HCNSは二つのグループ1)霊長類特異的なHCNSだけが持つLHF geneのセット、2)UCE等多くの生物が持つHCNSと共通するLHF geneセット、の発現制御の違いが霊長類特異的な特徴を発達させてきたと考えられる。
高気圧(1気圧以上)中でのフリーラジカルの生成とその機能薄膜形成への応用

1気圧の雰囲気の中で、マイクロ波電力(2.45GHz,1kw)を用いて、酸素および窒素プラズマを生成し、そのとき発生するこれらのラジカル(0*777.6nm,N*674.4nm)はじめ励起温度(Texc)や電子密度(ne)のマイクロ波電力(W)などによる空間分布依存性を明らかにした。これらのプラズマの生成には、岡本が研究開発したOkamoto Cavity(Anal.Sci.,7(1991)283)を用い、まず安定に動作する領域を明らかにした。次に、これらラジカルの強度を発光強度から、プラズマのTexcをFeの原子線の発光強度のボルツマンプロットから、さらにneをSahaの式をベースにFeの原子線とイオン線の強度比から得た。マイクロ波電力W=1kwでプラズマ生成のためのガス流量10l/minのとき、Texc=5-6x10^3K,ne=10^<13>-10^<14>cm^3が得られた。このとき、ラジカル(0*777.6nm,N*674.4nmなど)をかなり選択的に制御できることが明らかになった。今後は、これらプラズマ中のラジカルの輸送過程を明らかにすると共に、これらラジカルを用いて、アッシングはじめ機能性薄膜などの創製を検討し、大気圧ラズマの新しい応用を拓く予定である。
保守的会計慣行に影響を与える要因に関する研究

本研究の目的は,会計実務方針の一つである保守主義に着目し,保守的会計慣行に影響を与える要因,及びその影響の方向や程度を明らかにすることである。4年計画の最終年度にあたる平成30年度では,主として,第2年度にまとめた実証的研究のサーベイに基づいて,株式所有構造と会計上の保守主義との関係性を分析した。国内外企業を対象とした先行研究では,主に,株式所有主体の観点から,株式所有構造の違いが会計上の保守主義の違いに結びついていることが示されており,ガバナンス・ツールとして利用されていることが示唆されている。本研究では,株式所有の集中度合いの観点から,保守主義との関係性の分析を行った。現代企業のように,株式が分散所有され,株式の譲渡を通じて株主が頻繁に交代する場合には,経営者に対する規律づけを行うことが株主全体の利益になるとしても,集団的行動の組織化の困難性から,経営者に対する監視・監督や働きかけは難しくなる。このような中,経営者を規律づける企業統治メカニズムとして,支配株主の存在がある。支配株主は分散投資を行わないことによるコストを負担することとなり,経営者の業務執行を監視・監督するインセンティブを有しており,また集団的行動の必要はなく,経営者に対して規律づけを行うことができると考えられる。そこで,支配株主が存在する企業と,存在しない企業とで,条件付会計保守主義(損失認識の適時性)に違いがあるかを検証した。検証の結果,支配株主が存在する企業とそれが存在しない企業との間で保守主義の程度に差があることは確認されなかったものの,非上場親会社や主要株主が支配株主として存在する場合には,支配株主が存在しない企業と比べ,保守主義が高いことが確認された。これらの結果は,部分的ではあるが,支配株主が存在する企業において,経営者の監視・監督に適時的な損失認識が用いられていることを含意している。本研究の目的は,会計実務方針の一つである保守主義に着目し,保守的会計慣行に影響を与える要因及びその影響の方向や程度を明らかにすることである。4年計画の初年度にあたる平成27年度では,国内外の実証的研究のサーベイを行った。なお,当初は,会計報告の保守性の定義や測定モデルの理論的特徴を取りまとめ,また2年目以降で行う実証分析の基礎として,日本企業のデータの収集と,保守性の測定を行うことを計画していた。しかしながら,サーベイを進める中で,本研究の基礎となるこれまでの研究成果の全体像を捉えられると考え,測定モデルに関する文献とあわせて,会計保守主義を対象とした研究の成果も取りまとめていくこととした。また,より最新のデータを分析サンプルに加えることで,データ分析の結果がより頑健的なものになると考え,保守性の測定は次年度以降にすることとした。本研究では,保守的会計慣行の要因として,コーポレート・ガバナンスと株式所有構造に着目するが,先行研究のサーベイしたところ,少なくとも16の国内外の実証研究が公表されていた。それぞれの研究において,対象企業や対象期間,分析対象の保守主義のタイプ(条件付保守主義・無条件保守主義)やその測定モデルなど,リサーチ・デザインが統一されていないため,分析結果の解釈やインプリケーションには注意が必要であるものの,利益マネジメント研究の領域と同様に,会計保守主義に対して,企業ガバナンスや株式所有構造がその要因となっていることが示唆されている。ただし,それぞれの文献が,それぞれの研究目的にあわせて,リサーチ・デザインを構築しているため,その分析結果や結論は体系的なものとなっていないことが明らかとなった。なお,本年度行った先行研究のサーベイの成果の一部は,会計保守主義の影響を実証的に分析している大橋(2016)に組み入れている。平成27年度は,当初の研究計画を変更して,年間を通じて,先行研究のサーベイを行った。当初想定していた保守性の測定に関する研究のサーベイに加え,当初2・3年目に予定していた企業ガバナンスと会計情報との関連性,株式所有構造と会計情報の関連性に関する研究をサーベイの対象とした。本年度予定していた保守性の測定については,平成28年度以降に行うこととしたが,代替として先行研究のレビューを進めることができたため,今後の研究計画に大きな変更を必要とするような影響はないと考え,「おおむね従業に進展している」に該当すると判断した。4年計画の第2年度にあたる平成28年度では,主として,初年度に行った国内外の実証的研究のサーベイの結果を研究ノートにまとめた。本研究では,保守的会計慣行に影響を与える要因として,利益マネジメントに影響する要因であることが確認されているコーポレート・ガバナンスと株式所有構造に着目している。企業ガバナンスと会計上の保守主義の関連性については,ガバナンスの全体的水準や,それを支える個々の特性(取締役会の独立性や規模,取締役の専門性など)の観点から分析結果を整理したところ,分析サンプルにより差はあるものの,概ね強いガバナンスがより高い程度の保守主義に結びついていることが確認された。このことは,会計上の保守主義が経営者のモニタリングに有用であることを示唆している。株式所有構造と会計上の保守主義の関連性については,株式所有の集中度合いと株式所有主体の観点から検証結果を整理した。前者に関し,証券取引所への上場や大株主・支配株主との関連性が検証されており,集中度合いが低い企業では,情報の非対称性の緩和に,私的な情報伝達の代わりに,保守的な会計報告が用いられていることが示唆されている。

後者に関し,経営者,機関投資家およびその他の主体をとりあげ,株主と経営者とのエージェンシー問題が深刻な場合により高い保守主義が採用されていることを示す分析結果が提示されている。以上のように,利益マネジメント研究の領域と同様に,企業ガバナンスと株式所有構造が会計上の保守主義の要因となっていることが明らかとなっている。ただし,これらの分析結果は,米国企業を中心とした諸外国企業を対象とした研究で得られた知見であり,日本企業を対象とした研究はやや限定的であった。平成28年度は,当初の研究計画を変更して,前年度の先行研究のサーベイの成果を研究ノートにまとめた。その結果,当初予定していた企業ガバナンスと会計上の保守主義との関連性に関する実証分析がやや遅れているものの,先行研究のレビューをまとめたことで,仮説の設定や必要データの把握など実証分析に必要な手順を確認できたため,今後の研究計画に大きな変更を必要とするような影響はないと考え,「おおむね順調に進展している」に該当すると判断した。本研究の目的は,会計実務方針の一つである保守主義に着目し,保守的会計慣行に影響を与える要因,及びその影響の方向や程度を明らかにすることである。4年計画の第3年度にあたる平成29年度では,主として,前年にまとめた実証的研究のサーベイに基づいて,企業ガバナンスの特性と会計上の保守主義との関係性を分析した。諸外国企業を対象とした先行研究では,概ね強いガバナンスがより高い程度の保守主義に結びついていることが確認されており,保守主義がガバナンス・ツールとして利用されていることが示唆されているものの,日本企業に関する先行研究は限定的であった。そこで,本研究では,コーポレートガバナンス・コード発効後の監査役会設置会社,2015年施行の改正会社法で導入された監査等委員会設置会社,2003年商法改正で導入された指名委員会等設置会社を対象とし,それぞれの企業統治形態において,企業経営を監査・監督する会社機関の特徴(規模・社外性・会計専門性)と保守主義との関係性の統計的な分析を行った。主たる発見事項は下記のとおりである。(1)監査役会設置会社では,監査役会の特徴が保守主義と関連していることを確認できなかった一方で,取締役会の特徴のうち社外性が高いと保守的な会計が行われていることが示唆された。(2)監査等委員会設置会社では,監査等委員会の規模が大きい企業,社外性が高い企業,及び会計専門性が高い企業において,保守的な会計が行われていることが示唆された。(3)指名委員会等設置会社においては,(A)監査役会設置会社と同程度の保守的な会計が行われていること,そして(B)監査委員会が小さいほど,及び会計専門家の割合が低いほど保守的な会計が行われていることが示唆された。以上の分析結果は,諸外国企業を分析している先行研究と整合的に,保守的な会計が企業ガバナンスのツールとして利用されていることを含意している。平成29年度は,前年度・平成28年度の研究計画の変更を受け,企業ガバナンスと会計上の保守主義との関連性の実証的分析を中心に行った。研究成果は,日本会計研究学会東北部会で報告し,また2本の論文にまとめた。
正常血圧者を含む地域の中高年を対象とした減塩キャンペーン手法とその評価法の開発

カリウムを強化することで十分な高血圧予防効果を期待できる減塩調味料である、低Na/K比調味料(醤油、みそ、食塩、だしつゆ)を開発し、これらの家庭での使用によるスポット尿中Na/K比の変化を、地域住民を対象としたパイロット研究を行い検証した。標準調味料使用期間に比べて、低Na/K比調味料を使用した期間にスポット尿中Na/K比は有意に低下した。他、日本人の食生活において、和食傾向の食事をとることが食塩摂取量増加因子であること、簡易版食傾向問診票の妥当性評価の研究を行い、この問診票を用いて今後行う大規模介入研究において食習慣評価に用いることができることを示した。岩手県矢巾町では、食生活改善推進協議会(食改協)が数年前より減塩料理の普及をめざして活動を継続している。ポピュレーションアプローチの展開には同会との共同が有用であると考え、今年度は減塩キャンペーンを実施のための基礎的研究として、1一般住民対象および食改協会員を対象とした「塩と健康」についての知識、および減塩の取り組み状況のアンケート調査、および、2塩味に対する順応の起こり方についての住民対象の実験、を行った。さらに、3我が国における有効な高血圧予防料理として、食事性Na/K比を改善することを手段とすることを確認した。1では一般住民226名および食改協会員288名の回答を得た。高血圧と関連する生活習慣として、過剰食塩摂取および肥満は7割以上の認知を得ていたが、野菜・果物の摂取不足や多量飲酒の高血圧の原因としての認知は半数に満たなかった。食改協会員に対するアンケートで、実際に調味料の使用量を控えていると答えた者は、半数程度であり、「減塩で苦労していること」では、「自分は減塩で構わないが同居家族が減塩料理では食べてくれない」など、従来の減塩料理は家族に不評であると普及が困難であることが伺えた。2では各種塩分のだし汁を指定の順番で飲んだ時に感じる塩味の強さを尋ねる実験を、一般住民を対象として行った。有効な回答を得た100名について解析を行ったところ、高塩分刺激後には薄味に感じるという現象に加えて、低塩分刺激後には塩味をむしろ強く感じることが示された。調理中に味見を繰り返さない、食べる時は薄味のものから食べ始めるといったことが、減塩調理、および減塩献立の受容性の向上に有用であると考えられた。以上より、調理者だけでなく、その家族を含めて美味しく食べられる減塩料理の開発・普及が課題であり、また調理時に調味料を量って使うことも調味料を使いすぎない調理のために重要であることが示された。岩手県矢巾町では、食生活改善推進協議会(食改協)を通じて、数年来減塩料理の普及活動を継続している。今年度は、Na/K比改善献立(3品)を考案し提案した。栄養講習会28会場(688名参加)で、カリウムの高血圧予防効果を啓発するとともに、料理の試作講習が行われた。試食後のアンケートでは3品はいずれも約9割が「美味しい」と評価し、74.4%がNa/K比を改善したしょう油を家庭で「使いたい」と回答した。平成21年に岩手県で実施された県民生活習慣実態調査結果について目的外利用による再解析を行った。岩手県では特に高齢者の食塩摂取量が多く(男12.7g、女10.8g)、男女ともに20歳代との差が2g程度と大きかった。この差は国民健康・栄養調査で報告されている年代間の差より大きく、高齢者での減塩が緊急を要する課題であると考えられた。また、高齢者では高塩分日本食から1日7.5gの食塩を摂取しており、これら食品の塩分を低下させることが効果的な減塩に必須と考えられた。血圧に対してナトリウムとは逆に低下作用を有するカリウムは認知度は低く、教育・啓発が必要である。H27年11に矢巾町で開催された健康イベント会場で、血圧に対するNa, Kの健康影響をクイズ形式で啓発する「ナトカリ博士クイズ」を行った(111名が参加、8割が60歳代以上)。「カリウムには高血圧予防効果がある」という選択肢を82%が選択した。栄養講習会等での啓発が一定の成果をもたらしているものと考えられた。岩手県矢巾町では特定健診受診者において随時尿中Na, K濃度を測定している。平成23-25年度の特定健診、随時尿検査結果を用いて、24時間尿中推定Na排泄量、推定K排泄量、およびNa/K比との関連を検討した。血圧値と24時間尿中推定Na排泄量、Na/K比に有意な正の関連、血圧値と24時間尿中推定K排泄量に有意な負の関連を認めた。平成24年国民・健康栄養調査結果の再解析に先立って、研究対象地域である岩手県の平成21年県民生活習慣実態調査結果の栄養調査結果の再解析を優先して行った。Na/K比改善食品の開発にやや遅れが生じているため、これら食品を用いた介入研究を行うことができなかった。しょうゆ、みそなど発酵調味料の摂取による食塩摂取過多を特徴とする、日本人集団を対象とした有効な減塩手法として、減ナトリウム(Na)かつカリウム(K)補給が可能な低Na/K比調味料の開発推進に、岩手県矢巾町とともに取り組んだ。

2016年秋には、低Na/K比(従来品と比較して25%低Na、20%高K)のしょう油、味噌、および食塩が公表、発売となった。これら調味料の実用性、及び使用によりNa、Kの摂取プロファイルが改善するかの検討を目的として、2016年1112月に矢巾町一般住民を対象として低Na/K調味料使用の実証実験を行った。33名が参加し、標準調味料(2週間)、低Na/K調味料(2週間)を使用し、各期間の後半1週間継続して随時尿を採取し、随時尿中のNa/K比を比較した。低Na/K比調味料使用中の尿Na/K比(3.28)は標準調味料使用時(3.96)に比べ有意に低下した(P=0.001)。また尿中Na/K比の差は、介入前Na/K比の低い群で小さく、高い群で大きかった(-0.277 vs. -1.388, P<0.001)。美味しさを損なわず普段通りに使用され、特に塩味嗜好が強く減塩がより必要な対象において有効な高血圧予防手法であると考えられた。また、国際共同疫学研究(INTERMAP研究)において日本人集団を対象に収集した24時間思い出し法による詳細な食品摂取データと24時間蓄尿による尿中ナトリウム排泄量を用いて、低/高Na摂取集団における食品摂取傾向を詳細に検討し論文公表した。高Na摂取集団で塩干魚や漬け物などの高塩分食品の摂取量が多いほかに、低Na摂取集団においてはパン、牛乳、清涼飲料水など洋食傾向の食品摂取量が多い傾向があることを示した。これら、低Na/K比食品の開発や、日本人集団におけるNa摂取傾向の解析結果は、本邦における減塩施策の推進に重要と考える。平成28年度に計画していた矢巾町特定健診受診者を対象とした調査を、準備が間に合わず実施することができなかった。前年度までの研究で、一般家庭で低Na/K比調味料を実際に岩手県矢巾町の住民(33名)が家庭で使用した場合に、7日間連続で採取したスポット尿を用いた評価において、低Na/K比調味料を使用した期間に、尿中Na/K比が有意に低下したことを示した。血圧値の評価においては、全体としては有意でなかったが、高血圧者において低Na/K比調味料使用中の血圧値低下が大きい傾向が示された。小規模パイロット研究において、低Na/K比調味料の尿中Na/K比に対する効果を示すことができたが、今後は多数の対象において、血圧値を含めた評価指標における有用性を示す必要がある。今年度は、大規模研究において必要となる対象の食習慣評価手法として、簡易版食傾向問診票(short dietary propensity questionnaire, SDPQ)の有用性についての検討、論文公表を行った。79名を対象として、半定量的食品摂取頻度調査(food frequency and quantity survey, FF Quantity)とSDPQを2-3週間の間隔をおいて行い、その結果を比較した。SDPQの結果はFF Quantityの結果とよく相関した。前年度の小規模介入研究では低Na/K比調味料使用中の生体指標評価として7日間連続スポット尿の使用について評価することができたが、今回のSDPQ評価の結果より、今後食事の大規模介入研究において、対象の食習慣が変化したかを評価する方法として有用と考えられた。また、医療機関や行政などで行われる保健指導の場においても、活用可能と考えられた。カリウムを強化することで十分な高血圧予防効果を期待できる減塩調味料である、低Na/K比調味料(醤油、みそ、食塩、だしつゆ)を開発し、これらの家庭での使用によるスポット尿中Na/K比の変化を、地域住民を対象としたパイロット研究を行い検証した。標準調味料使用期間に比べて、低Na/K比調味料を使用した期間にスポット尿中Na/K比は有意に低下した。
開放系電子状態理論による界面光分子科学の基礎研究

近年特にその発展が顕著な界面光分子科学の理論研究に必要な方法論として,開放系クラスターモデルに基づいた第一原理電子状態計算の実行を可能とするプログラムを開発した。開放系クラスターモデルは,吸着分子近傍のモデルクラスターを開放系として扱うことにより,低コストで物理的に正しい結果を与える理論モデルである。Cs/Cu(111)系の電子励起状態および光誘起ダイナミクスの問題に適用し,励起状態の帰属を正しく与えること,またフォノン系とは異なる光誘起ダイナミクスの励起機構が明らかとなった。さらに,グランドカノニカル系への拡張,誘電体モデルとの融合により,電気化学現象への適用も可能となった。量子開放系電子状態理論に基づいて様々な系のモデリングを行うために,密度汎関数法に基づく量子開放系電子状態計算プログラムに環境の効果を取り入れる手法を導入した.その第一はイオン結合性で正負の電荷が周期的に存在する場合に部分系が外部から受けるMadelungポテンシャルである.Madelungポテンシャルの導入により,実用上有用な酸化物半導体表面についてもモデルクラスターのサイズに依存しない電子状態の記述が可能となった.また,溶媒を分極連続体として記述するPolarizable continuum model (PCM)を導入することにより,固体液体界面のモデリングが可能となった.これらの手法の導入により,実際に利用されている光機能界面の環境に則したより現実的なシミュレーションが実行可能となった.具体的な応用計算は未だテスト段階にあるが,色素増感太陽電池のモデル系として,酸化チタン表面に吸着した色素分子の問題についてMadelungポテンシャルの影響を考慮することによる励起状態の電子移動速度の依存性の変化を調べ,その重要性を確認している.また,PCMを考慮した開放系電子状態計算によって実際の電極反応,特に金電極への銀イオンのアンダーポテンシャルデポジションと呼ばれる現象を半定量的に議論できることが明らかとなっている.また,これらの方法論の開発と並行して増感物質の設計についても取り組み,小さな11族元素クラスターのプラズモン励起の最適化によって各種光学応答の大幅な増感が可能であることを数値計算によって実証した.近年,界面分子の光励起が関与する現象の重要性が強く認識され,多くの先端的な実験研究が行われている.本研究では,実験研究が先行する界面光分子科学のための理論開発およびその基礎研究を行った.「量子開放系クラスターモデル」に基づく大規模数値計算が可能なプログラムの開発を行った.このモデルは,界面分子の電子状態を適切に計算する手法として我々が提案したもので,分子と近傍の原子からなるクラスターを開放系として扱うことによって,従来のクラスターモデルの欠点を補う点に特徴がある.開発した計算プログラムでは,グリッド基底による密度汎関数法を採用し,各種の並列化の工夫によって100万グリッド程度を必要とする大規模なシステムの励起状態計算を可能とした.また,Madelungポテンシャルや分極連続体による溶媒効果の考慮によって,実用上重要な酸化物界面および電極反応などで本質的な固体液体界面のモデリングも可能となっている.界面分子科学の基礎的な問題を取り上げ,開発したプログラムによって以下のような知見を得た. (1) Cs/Cu(111)系において3.0 eVに観測される励起状態の帰属の問題を解決し,これが銅基板からCs(5dσ)への励起であることを明らかにした.(2)開放系としての取扱いによって化学ポテンシャルに基づく議論ができることを活かし,アンダーポテンシャルデポジションを例に,電極反応の定量的な議論ができることを明らかにした.(3)色素増感太陽電池のモデルとして酸化チタン表面に吸着した金属ナノクラスターの系を考え,ナノクラスターは励起状態からの電子移動が十分高速で増感剤として有用であることを示した.(4) CO/Cu(100)系のパルスレーザー照射で生じるhot electron状態で起こるCO分子のダイナミクスを,有効ポテンシャルと摩擦係数によって表現することに成功した.近年特にその発展が顕著な界面光分子科学の理論研究に必要な方法論として,開放系クラスターモデルに基づいた第一原理電子状態計算の実行を可能とするプログラムを開発した。密度汎関数法に基づく量子開放系電子状態計算プログラムの高効率化を行い,数十原子からなる開放系モデルクラスターの計算を可能とした.具体的にはまず,(1) Sakurai-Sugiura法の導入によってKohn-Sham Fock行列の対角化計算の並列化を行い,数十万次元数十根の複素対称行列の対角化問題を安定に解けるようにした.Sakurai-Sugiura法の実装に関連して(2) Poisson方程式の求解において疎行列に対する直接解法を適用しHartreeポテンシャルの計算の高速化に成功した.また,(3)線形応答計算に必要な行列要素の評価における積分計算についても並列化を行い,大きな開放系モデルクラスターの励起状態計算が可能となった.効率化されたプログラムを用いて,大きなモデルクラスターを用いたベンチマーク計算を実行した.対象としたのは詳細な実験結果のあるCs/Cu(111)系で,特に興味が持たれるのはCsの被服率の低い極限で励起エネルギー3.0 eVに観測される励起状態である.

CsCun (n=1, 7, 13, 19, 31)クラスターの計算の結果,開放系電子状態理論を用いることで,Cs/Cu(111)系はCsCu13という小さなクラスターで適切にモデル化されることが明らかとなった.線形応答計算の結果,3.0 eVに存在する励起状態はCu基板からCs(5dσ)への励起であることが明らかとなった.この状態は従来Cs(6spσ)へのであるとされてきたが,近年Cs(5dσ)への励起の可能性が指摘されていたものである.また,この状態の電子寿命は42 fsと計算され,実験値の50 fsを定量的に再現する.このように界面分子の励起状態は,開放系電子状態理論によって低い計算コストで適切に記述できることが明らかとなった.本研究では光機能界面の機能設計を視野に入れたシミュレーションの基板技術の確立を目的として,本研究代表者が最近開発した開放系電子状態理論に基づく第一原理電子状態計算プログラムの拡張をはかり,光の関与する界面分子素過程の理論解析を低い計算コストで実現可能とすることにある,本年度は,モデルクラスターに対する環境の効果を適切に考慮するためのモデリング手法との融合によって,より実在系に近いモデルの計算が可能となるようプログラムの開発を行った.Madlungポテンシャルの導入によって酸化物半導体表面が,連続誘電体モデルによって固体液体界面の問題が扱えるようになり,それらの有効性をテスト計算によって実証することに成功した.また,色素物質の理論設計にも大きな進展が得られ,これらを総合的に判断することにより,現在までの達成度としては,おおむね順調に進展していると判断した.本研究では光機能界面の機能設計を視野に入れたシミュレーションの基板技術の確立を目的として,本研究代表者が最近開発した開放系電子状態理論に基づく第一原理電子状態計算プログラムの拡張をはかり,光の関与する界面分子素過程の理論解析を低い計算コストで実現可能とすることにある.本年度は,主に計算プログラムの並列計算機能の大幅な拡充を図り,実在系の計算を可能とすることに主眼を置いた.研究実施計画において掲げた効率化手法を全て実装したのち,さらにPoisson方程式の求解における大幅な効率化にも成功した.このように高度化されたプログラムを用いてCs/Cu(111)系に対するベンチマーク計算を行い,励起エネルギーや電子寿命の定量的な計算に成功した.現在は数十万次元数十根の問題を日常的に扱えるようになっており,光機能界面で重要な遷移金属を含む酸化物表面への適用が視野に入ってきている.
不妊専門相談センターのあり方に関する研究

(目的)本年度の研究は,不妊経験者か不妊専門相談センターをとのように認識し,利用しているのかを明らかにし,不妊専門相談センターの改善と支授の充実を図ることを目的とした。(方法)日本産科婦人科学会の見解に基づく登録施設593施設に研究の趣旨を説明し,同意を得られな55施設にアンケート用紙を各30部ずつ(1施設のみ200部)送付した。外来に配置または配布してもらった。アンケート用紙には依頼文書をつけ,個人が特定されないこと,調査への協力が自由であることを伝え,同意した者が各自で投函するよう,倫理的配慮を行った。(結果)回収されたアンケートは481名であり,そのうち「不妊相談センターの存在自体を知っているか」の問いに,「知っている」と答えたのは,121名(25.2%)程度であり,357名(74.2%)が「知らない」,と答えた。また不妊専門相談センターを利用したことがあるのは41名(8.5%)であり,その内訳は面接相談が41名中23名(56.1%),次いで電話相談13名(31.7%),助成金申請8名(19.5%)であった.利用したことがない430名(89.4%)にその理由を尋ねたところ,最も多かった理由は,「不妊専門相談センターの存在自体を知らなかった」であり,280名(65.1%)に上った.次いで「その他」が37名(8.6%),「相談するほど悩んでいない」が6.5%)であった。(考察)全国に設置されている不妊専門相談センターは不妊当事者の7割以上に認知されていない現実が明らかになった。今まで不妊専門相談センターの利用者からのニーズの実態が明らかにされることは多かったが,全国の不妊治療登録施設を利用する不妊患者を対象にしたことで,不妊専門相談センターの問題点が浮き彫りになる結果となった。まずは広報活動が重要であるといえる。センターの認知度を上げるとともに,更なる支援の充実を図るために,今回得た不妊治療患者のセンターに対するニーズ,支援に対するニーズを分析していき,不妊専門相談センターに還元していく必要がある。厚生労働省雇用均等・児童家庭局母子保健課調べによる全都道府県の不妊専門相談センター(以下センターとする)とセンター設置者である県に「不妊専門相談センター担当者」宛とし調査依頼票と調査票を郵送し、同意を得た調査協力者より調査票を郵送で回収した。回収結果は有効回収189票であった。136名(72%)が兼任で任務を遂行しており、勤務先は都道府県保健所43名(31.6%)医学部附属病院36名(26.5%)などであった。センターでの役割で多かったのは、電話相談118名(62.4%)であり、次いで面接相談111名(58.7%)であった。対象者が従事するセンターの設置場所は都道府県保健所が最も多く71名(37.6%)、次いで医学部附属病院・大学病院が42名(22.2%)であった。これに対し適切と考える設置場所について質問したところ、都道府県保健所、医療機関、健康センター、女性センター、どこでも良いなどと意見が分かれた。設置場所に関しては一長一短あり、常に検討していく姿勢が必要であることがわかった。また136名(72%)が兼任で任務を遂行しており、時間的制約や人員不足によりセンターが有効に機能していないことを示唆する意見もあり、兼任業務でセンターを運営することの限界を加味しながら、センターの検討を行う必要があると考える。従事するセンターが有効に機能しているかの問いに対し、「はい」と答えたのは96名(50.8%)に留まった。有効に機能していないと答えた77名(40.7)の大半がその理由に利用者不足を挙げており、実際、電話相談の利用者を尋ねたところ、幅こそあるものの相談を実施している161名のうち4割以上が02名/日もしくは数人(5人以下)/月程度しか不妊当事者の利用が無いと答え、全国に設置された不妊専門相談センターがまだ充分に機能していない現状が明らかになった。(目的)不妊専門相談センター従事者対象にインタビュー調査を行い、業務の中での取り組みや活動の実際、苦労していること、およびセンターに対する見解を明らかにし、不妊専門相談センターのあり方を検討することを目的とした。(対象)対象者は平成17年度アンケート調査と同時に行ったインタビュー依頼で返答があった24名と山口、九州の8県に改めてインタビュー依頼を行い、同意を得た10名(7ヶ所の不妊専門相談センター)である。(倫理的配慮)研究以外の目的で使用しないこと、協力の可否で不利益が生じることがないこと、途中で断ってもいいことを、文書と口頭で脱明し、倫理的配慮とした。(結果)対象者の背景は、不妊専門相談センターの専任従事者5名、兼任従事者5名であった。センターの活動の工夫としては、チラシ・案内の工夫、医療者・当事者対象の研修会やイベントの開催、そして従事者自身のスキルアップ(研修会への積極的参加)が行われていた。センター設置が保健センターの場合は専任従事者と県担当者が同施設にいるため県の意向が反映しやすぐ、なおかつ専任従事者がセンター業務を積極的に行えるためセンターの充実が図れる。また大学病院にセンターを設置している場合、セカンド・オピニオン的な役割をあえて伝える努力をし、センター充実を図っている。

保健センター保健師が兼任でセンターに従事する場合、専門的な対応ができず苦労している実態が明らかになった。不妊専門相談センターが有効に機能するために何か必要かを尋ねたところ、「他の不妊専門相談センターがどんな活動をしているかわからない」、「他のセンターとのネットワークがほしい」と答え、不妊専門相談センター間のネットワークの必要性が示唆された。また「不妊専門相談センターに従事しているスタッフの不妊相談に対するスキルに差がありすぎる」、「不妊専門相談センターの設置の目的がそもそも何なのか、もっと明らかにするべき」「不妊専門相談センターの設置場所は重要。専門的な対応ができる設置場所を選ぶ必要がある」などの意見があり、個々の現状を見据えた意見が多かった。(考察)不妊専門相談センターは独自の試みで開設されているが、試行錯誤しながら従事している様が明らかになった。今後不妊専門相談センターが有効に機能するためには、センター間のネットワーク作りが重要であることが示唆された。(目的)本年度の研究は,不妊経験者か不妊専門相談センターをとのように認識し,利用しているのかを明らかにし,不妊専門相談センターの改善と支授の充実を図ることを目的とした。(方法)日本産科婦人科学会の見解に基づく登録施設593施設に研究の趣旨を説明し,同意を得られな55施設にアンケート用紙を各30部ずつ(1施設のみ200部)送付した。外来に配置または配布してもらった。アンケート用紙には依頼文書をつけ,個人が特定されないこと,調査への協力が自由であることを伝え,同意した者が各自で投函するよう,倫理的配慮を行った。(結果)回収されたアンケートは481名であり,そのうち「不妊相談センターの存在自体を知っているか」の問いに,「知っている」と答えたのは,121名(25.2%)程度であり,357名(74.2%)が「知らない」,と答えた。また不妊専門相談センターを利用したことがあるのは41名(8.5%)であり,その内訳は面接相談が41名中23名(56.1%),次いで電話相談13名(31.7%),助成金申請8名(19.5%)であった.利用したことがない430名(89.4%)にその理由を尋ねたところ,最も多かった理由は,「不妊専門相談センターの存在自体を知らなかった」であり,280名(65.1%)に上った.次いで「その他」が37名(8.6%),「相談するほど悩んでいない」が6.5%)であった。(考察)全国に設置されている不妊専門相談センターは不妊当事者の7割以上に認知されていない現実が明らかになった。今まで不妊専門相談センターの利用者からのニーズの実態が明らかにされることは多かったが,全国の不妊治療登録施設を利用する不妊患者を対象にしたことで,不妊専門相談センターの問題点が浮き彫りになる結果となった。まずは広報活動が重要であるといえる。センターの認知度を上げるとともに,更なる支援の充実を図るために,今回得た不妊治療患者のセンターに対するニーズ,支援に対するニーズを分析していき,不妊専門相談センターに還元していく必要がある。
北太平洋におけるサブダクション過程の定量的・実証的解明

北太平洋における,表層混合層の水が等密度面に沿って沈み込む速さ,すなわちサブダクション率を,高精度・高解像度等密度面気候値データおよび冬季混合層気候値データを用いて,水温・塩分階級ごとに見積もり,これを永年密度躍層の水温・塩分特性と比較した.その結果,通気密度躍層(永年密度躍層のうち,混合層から沈み込んだ水が直接流入し得る部分)下部の海水特性は,混合層から沈み込む水よりも高温・高塩分傾向にあることを示した.これは,非拡散的なサブダクションによる永年密度躍層の水温・塩分関係の維持という古典的描像と矛盾する特徴といえる.船舶観測やプロファイリングフロート観測などを実施して,通気密度躍層下部の海水の沈み込み域である亜熱帯・亜寒帯移行領域の前線構造が,上記の密度躍層の特徴と密接に関わっていることを以下のとおり明らかにした。密度変化を補償するような水温・塩分前線の亜寒帯側に発達する低温・低塩分の冬季混合層において,通気密度躍層下部を代表する低渦位水である中央モード水と同程度の密度を持ちながら,より低温・低塩分の低渦位水が形成されることを見出し,これを移行領域モード水と名付けた。移行領域モード水の上に,春季以降,より高温・高塩分で,かつ、密度が同程度の亜熱帯系の海水が乗り上げることにより,活発なソルトフィンガー型二重拡散対流が生じて,移行領域モード水は数ヶ月以内で高温・高塩分の中央モード水に変質していた。この過程こそが,沈み込み域と通気密度躍層との海水特性の食い違いの原因であった。永年密度躍層の水温・塩分構造が,非拡散的なサブダクション過程では維持されず,海洋内部での鉛直混合がその維持に本質的な役割を担っているという知見は,永年密度躍層の構造とその成因を精密に理解するための基礎となり,長期の気候変動予測に耐える海洋大循環モデルや物質循環モデルの開発にも資するものと考えられる。高精度・高解像度等密度面平均海洋気候値データおよび冬季混合層気候値データから見積もった,水温・塩分階級ごとの,混合層から永年密度躍層へのサブダクション率と,永年密度躍層を構成する主要水塊の体積分布との比較を行った.その結果,北太平洋中央モード水の密度帯で沈みこむ海水の水温・塩分特性と,躍層内に分布する中央モード水の特性との間に系統的なずれがあることを見出し,躍層構造の維持に沈み込み後の混合過程が重要であることを示唆した.上記の冬季混合気候値を,Argoデータから求めた混合層深度の分布と比較して、その妥当性を確認した.WOCE(世界海洋循環実験)で得られたフロンデータを解析し,モード水の形成時のフロン濃度が飽和に達していないことを示唆した.この結果は,海洋内部への気体の取り込み過程の理解や,永年密度躍層を構成する水の年代評価にとって重要な情報といえる.海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸のKH-04-4次航海により,北太平洋亜熱帯循環西部におけるCTD観測,採水観測,XCTD観測を9月10月に実施し,冬季混合層で形成された水塊の変質過程の考察に有効なデータを取得した.平成14年度に投入した等密度面追随型プロファイリングフロートによる,亜熱帯・亜寒帯境界域におけるサブダクション過程のラグランジュ観測を継続し,3年近くに及ぶ長期時系列データを取得した.酸素センサー付きの等密度面追随型プロファイリングフロートの仕様を検討・確定し,これを購入した.

当初,平成17年度以降に投入する予定だったが,フロートの納期が予定よりも早く,また,水産庁調査船照洋丸の協力が得られたことから,計画を早めて平成17年2月に,中央モード水形成の現場に投入した.中央モード水の形成から変質までをラグランジュ的に観測するために理想的な投入にといえる.フロートからは順調にデータが送信されてきている.高精度・高解像度等密度面平均海洋気候値データおよび冬季混合層気候値データから見積もった,サブダクション率と流跡線に沿う冬季海面密度の水平勾配とから,モード水の低渦位の起源について調べた.その結果,北太平洋中央モード水の低渦位生成には,主に,小さな水平密度勾配が寄与していること,軽いタイプの中央モード水については,大きなサブダクション率も部分的に寄与していることを明らかにした.WOCE等で得られた複数のシノプティック観測断面を組み合わせて用いて,中央モード水の移流経路を調べ,上記の気候値データから推測される移流経路と比較した.その結果,中央モード水のコアに相当する低渦位舌は気候値データによる流線を,亜熱帯循環の中心に向かって横切りつつ広がっていることが示された.利用可能な全てのプロファイリングフロートデータを用いて,北太平洋の冬季混合層の時間発展を詳細に調べ,冬季混合層の深度と密度が最大となる時期が必ずしも同じではないこと,それらの時期に海域による違いがあることを見出した.平成16年度に投入した酸素センサー付等密度面追随型プロファイリングフロートの酸素データを船舶観測データと比較するなどして,その精度を検討した.一定のバイアスが存在するものの,センサーの時間安定性は来分けて高いことを確かめた.上記フロートの振る舞いを検討し,浮上沈降サイクル,測定層設定など,仕様に改良を加えて,平成18年度に投入するフロートを購入した気象庁165°E定線観測および白鳳丸本州東方観測に参加して,フロートデータとの比較に使用する高精度データを取得した.高精度・高解像度等密度面気候値データおよび冬季混合層気候値データから見積もった水温・塩分階級ごとのサブダクション率と,永年密度躍層の水温・塩分特性との詳細な比較から,北太平洋中央モード水下部に相当する永年密度躍層下部の海水特性は,混合層から直接沈み込む水よりも,高温・高塩分傾向にあることを,これまでに示してきた。この原因を調べるために,混合層から沈み込む水と永年密度躍層下部の水について,水温・塩分ダイアグラム内での水温変化と塩分変化それぞれの密度変化に対する寄与の比(密度比あるいはターナーアングル)を評価した.その結果,混合層の水は,ソルトフィンガー型の二重拡散によって変質して,高温・高塩分化していることが示唆された.上述の低温・低塩分の混合層は,亜熱帯循環北縁部の,密度変化を補償するような水温・塩分前線で特徴づけられる亜熱帯・亜寒帯移行領域に位置している.この海域の冬季混合層での水塊形成過程について,船舶観測データとプロファイリングフロートデータを用いて調べた結果,中央モード水と同程度の層厚を持ちながら,それよりも低温・低塩分の低渦位水塊が形成されていることが明らかになった.この水を移行領域モード水と名づけて,本研究で投入した等密度面追随型プロファイリングフロートによるラグランジュ的な解析,Argo計画のもとで多数展開されている通常のプロファイリングフロートデータ等の統計的な解析から,冬季に形成された移行領域モード水の上部に,春季以降,より高温・高塩分の亜熱帯系の海水が乗り上げてくることにより,活発なソルトフィンガー型二重拡散対流が生じて,移行領域モード水は数ヶ月以内で高温・高塩分の「中央モード水」に変質していくことが示された.
タンデム型二次元クロマトグラフィーによるグライコーム解析

糖鎖機能の理解はポストゲノム時代における重要課題の一つであるが,分析技術の発達が不十分なことから核酸やタンパク質に比べて研究が大きく立ち後れているのが現状である.タンパク質に結合した糖鎖は,N-結合糖鎖,ムチン型糖鎖,グリコサミノグリカンの三つに大別できるが,目的とする生体試料中のこれら糖鎖を一気に解析する方法論は確立されておらず,タンパク質を網羅的に解析するプロテオーム研究に二次元電気泳動という世界標準というべき方法論が確立しているのとは対照的である.そこで本研究では,簡便で再現性がよいタンデム型二次元クロマトグラフィーを検討し,糖質研究への応用を試みた.分析装置は4液の低圧グラジエントポンプとオートサンプラー,イオン交換カラムおよびタンデムに連結された逆相カラム,蛍光検出器および記録計により構築した.N-結合糖鎖には2-アミノピリジンによる蛍光標識を,また0-結合糖鎖であるムチン型糖鎖とグリコサミノグリカンは2-アミノベンズアミドによる蛍光標識を行った.イオン交換樹脂の種類,逆相カラムの種類,溶離液の種類,グラジエントプログラムを検討し,これらの蛍光誘導体の分離を試みたところ,NaCl濃度が0Mの時はN-結合糖鎖とムチン型糖鎖が,0.15Mではシアル酸結合型糖鎖が,0.5Mでは低硫酸化グリコサミノグリカンが,また,1Mでは通常のグリコサミノグリカンがイオン交換カラムから溶出し,それぞれ有機溶媒のグラジエントによって逆相カラムで良好に分離できることが明らかになった.ヒト尿中ビクニンには硫酸化度の異なる4種類の低硫酸化コンドロイチン4硫酸の存在が報告されているが,本法を応用した結果,さらに微細な構造多様性を有することを明らかにすることができた.糖鎖機能の理解はポストゲノム時代における重要課題の一つであるが,分析技術の発達が不十分なことから核酸やタンパク質に比べて研究が大きく立ち後れているのが現状である.タンパク質に結合した糖鎖は,N-結合糖鎖,ムチン型糖鎖,グリコサミノグリカンの三つに大別できるが,目的とする生体試料中のこれら糖鎖を一気に解析する方法論は確立されておらず,タンパク質を網羅的に解析するプロテオーム研究に二次元電気泳動という世界標準というべき方法論が確立しているのとは対照的である.そこで本研究では,簡便で再現性がよいタンデム型二次元クロマトグラフィーを検討し,糖質研究への応用を試みた.分析装置は4液の低圧グラジエントポンプとオートサンプラー,イオン交換カラムおよびタンデムに連結された逆相カラム,蛍光検出器および記録計により構築した.N-結合糖鎖には2-アミノピリジンによる蛍光標識を,また0-結合糖鎖であるムチン型糖鎖とグリコサミノグリカンは2-アミノベンズアミドによる蛍光標識を行った.イオン交換樹脂の種類,逆相カラムの種類,溶離液の種類,グラジエントプログラムを検討し,これらの蛍光誘導体の分離を試みたところ,NaCl濃度が0Mの時はN-結合糖鎖とムチン型糖鎖が,0.15Mではシアル酸結合型糖鎖が,0.5Mでは低硫酸化グリコサミノグリカンが,また,1Mでは通常のグリコサミノグリカンがイオン交換カラムから溶出し,それぞれ有機溶媒のグラジエントによって逆相カラムで良好に分離できることが明らかになった.ヒト尿中ビクニンには硫酸化度の異なる4種類の低硫酸化コンドロイチン4硫酸の存在が報告されているが,本法を応用した結果,さらに微細な構造多様性を有することを明らかにすることができた.糖鎖機能の理解はポストゲノム時代における重要課題の一つであるが,分析技術の発達が不十分なことから核酸やタンパク質に比べて研究が大きく立ち後れているのが現状である.タンパク質に結合した糖鎖は,N-結合糖鎖,ムチン型糖鎖,グリコサミノグリカンの三つに大別できるが,目的とする生体試料中のこれら糖鎖を一気に解析する方法論は確立されておらず,タンパク質を網羅的に解析するプロテオーム研究に二次元電気泳動という世界標準というべき方法論が確立しているのとは対照的である.そこで本研究では,簡便で再現性がよいタンデム型二次元クロマトグラフィーを検討し,糖質研究への応用を試みた.分析装置は4液の低圧グラジエントポンプとオートサンプラー,イオン交換カラムおよびタンデムに連結された逆相カラム,蛍光検出器および記録計により構築した.N-結合糖鎖には2-アミノピリジンによる蛍光標識を,またO-結合糖鎖であるムチン型糖鎖とグリコサミノグリカンは2-アミノベンズアミドによる蛍光標識を行った.イオン交換樹脂の種類,逆相カラムの種類,溶離液の種類,グラジエントプログラムを検討し,これらの蛍光誘導体の分離を試みたところ,NaCl濃度が0Mの時はN-結合糖鎖とムチン型糖鎖が,0.15Mではシアル酸結合型糖鎖が,0.5Mでは低硫酸化グリゴサミノグリカンが,また,1Mでは通常のグリコサミノグリカンがイオン交換カラムから溶出し,それぞれ有機溶媒のグラジエントによって逆相カラムで良好に分離できることが明らかになった.糖鎖機能の理解はポストゲノム時代における重要課題の一つであるが,分析技術の発達が不十分なことから核酸やタンパク質に比べて研究が大きく立ち後れているのが現状である.

タンパク質に結合した糖鎖は,N-結合糖鎖,ムチン型糖鎖,グリコサミノグリカンの三つに大別できるが,目的とする生体試料中のこれら糖鎖を一気に解析する方法論は確立されておらず,タンパク質を網羅的に解析するプロテオーム研究に二次元電気泳動という世界標準というべき方法論が確立しているのとは対照的である.そこで本研究では,簡便で再現性がよいタンデム型二次元クロマトグラフィーを検討し,糖質研究への応用を試みた.分析装置は4液の低圧グラジエントポンプとオートサンプラー,イオン交換カラムおよびタンデムに連結された逆相カラム,蛍光検出器および記録計により構築した.N-結合糖鎖には2-アミノピリジンによる蛍光標識を,またO-結合糖鎖であるムチン型糖鎖とグリコサミノグリカンは2-アミノベンズアミドによる蛍光標識を行った.イオン交換樹脂の種類,逆相カラムの種類,溶離液の種類,グラジエントプログラムを検討し,これらの蛍光誘導体の分離を試みたところ,NaCl濃度がOMの時はN-結合糖鎖とムチン型糖鎖が,0.15Mではシアル酸結合型糖鎖が,0.5Mでは低硫酸化グリコサミノグリカンが,また,1Mでは通常のグリコサミノグリカンがイオン交換カラムから溶出し,それぞれ有機溶媒のグラジエントによって逆相カラムで良好に分離できることが明らかになった.ヒト尿中ビクニンには硫酸化度の異なる4種類の低硫酸化コンドロイチン4硫酸の存在が報告されているが,本法を応用した結果,さらに微細な構造多様性を有することを明らかにすることができた.
5SrRNA立体構造の分子進化的変遷

タンパク合成器官として細胞内で活躍するリボリームは、その反応中心部に5SrRNAとよばれる約120塩基長よりなる核酸分子をもっている。5SrRNAはリボリーム内でCentral Protuberanceという構造をとっている。この5SrRNAの立体構造は、ある程度、予測されているが、その根拠となっているものは各種生物由来の5SrRNAの1次回列比較を行うことによって、種々のRNA分子内で共通に熱力学的に安定な構造がとれる場所を抽出するという方法であった。このことから、さらに多数の生物種から、その5SrRNAを抽出し、1次配列決定をすすめ、より普遍的なモデルを推定する必要がある。すでに核酸1次配列から、その配列のみで分子内における対結合(ペアリング)状態の自由エネルギーを計算する多くのプログラムが開発されているので、それを利用し、モデルの精密化をはかる。本年度1年間で決定した5SrRNAは原核生物内では、脱窒菌数種の配列決定が完了した。真核生物内では、紅藻類の5SrRNA、4種について、さらに褐藻類、黄金藻類、緑藻類珪藻類からも総計11種の構造決定が終了している。このデータから、5SrRNAの高次構造モデルをもとめると、生物の進化系統樹に従ってバクテリアと高等真核生物の中間に、真核生物では紅藻類が位置することがわかった。この紅藻類の二次構造モデルは、その一部に原核生物の特徴を残す部分があり、モデルからも系統関係が類推できた。またバクテリア(原核生物)では、我々がメタバクテリアと呼んでいるグループに、その1部の構造で真核生物型の性格が新たに出現していることも判明した。また原核生物と真核生物の間でその置換の様相を比較すると、原核生物の5SrRNAの置換様式は、よりモデル依存性が強い事も判明した。