hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウスES細胞の細胞周期因子制御と未分化性維持機構の解析

未分化マウス胚性幹細胞(以下ES細胞)の細胞周期進行は、分化細胞のそれとは際立って異なる。増殖サイクルは10時間程であり、大部分S期とM期からなり、G1期とG2期は大変短い。ES細胞の自己複製はこのような特徴的な細胞周期進行の上になりたっており、未分化能の維持も細胞周期制御と関連していると考えられているが、その分子基盤に関する研究は少ない。我々は、未分化マウスES細胞と胚性繊維芽細胞とにおいて、種々の複製因子および細胞周期制御因子の発現レベルを比較した結果、ES細胞ではCdc6(M期終期に複製準備複合体の形成に必須)、ASK(Cdc7キナーゼの活性化サブユニット;S期の開始と進行に必須)、CyclinA(S期からG2/Mへの移行に必須)およびCyclinB(M期の開始に必須)の4つのタンパク質が大量発現していることを見出した。また、これらの因子の発現量は、ES細胞の分化誘導に伴い急速に低下した。以上の結果から、これらの複製制御因子の協調的な大量発現により未分化ES細胞に特有の細胞周期制御が支持される可能性が示唆された。体細胞の細胞周期においてCdc6はG1期初期にユビキチンリガーゼAPC/Cdh1を介したタンパク質分解を受けるが、ES細胞では細胞周期を通じて安定に保たれる。我々は、ES細胞ではAPC/Cdh1の活性阻害因子であるEmi1が大量発現しており、その発現レベルは分化誘導により急激に低下することを見い出した。Emi1の転写制御領域にはE2F転写因子結合部位が複数個存在し、そのプロモーター活性はE2F1-3により顕著に活1生化される。プロモーターの変異解析から一方、未分化細胞ではE2Fが促進的な複合体を形成するが、分化誘導により抑制型の複合体に変換されることが明らかとなった。Emi1をsiRNAでノックダウンすると、CyclinA, BおよびGemininなどの発現量が低下するがCdc6は変化しない。このことからCdc6とこれらの因子はタンパクレベルで異なる制御をうけている可能性が示唆された。Emi1の大量発現がES細胞の分化誘導にどのような影響を与えるかにっいて現在検討している。また、これらの因子の細胞周期変動について、蛍光タンパクとの融合分子を用いて解析している。Emi1の転写制御領域にはE2F転写因子結合部位が複数個存在し、そのプロモーター活性はE2F1-3により顕著に活性化される。一方、Emi1転写開始部位近傍にはOct-3/4結合配列が存在し、in vitroでこの領域へのOct-3/4の結合が確認された。現在、ES細胞におけるEmi1発現制御機構が、未分化状態の維持に関与する転写因子と共役しているかどうかの解析を進めるとともに、Emi1の増産が一群の細胞周期制御因子の安定化を介して未分化ES細胞に特有な細胞周期進行を司る可能性を追求している。

以上の結果から、これらの複製制御因子の協調的な大量発現により未分化ES細胞に特有の細胞周期制御が支持される可能性が示唆された。体細胞の細胞周期においてCdc6はG1期初期にユビキチンリガーゼAPC/Cdh1を介したタンパク質分解を受けるが、ES細胞では細胞周期を通じて安定に保たれる。我々は、ES細胞ではAPC/Cdh1の活性阻害因子であるEmi1が大量発現しており、その発現レベルは分化誘導により急激に低下することを見い出した。Emi1の転写制御領域にはE2F転写因子結合部位が複数個存在し、そのプロモーター活性はE2F1-3により顕著に活1生化される。プロモーターの変異解析から一方、未分化細胞ではE2Fが促進的な複合体を形成するが、分化誘導により抑制型の複合体に変換されることが明らかとなった。Emi1をsiRNAでノックダウンすると、CyclinA, BおよびGemininなどの発現量が低下するがCdc6は変化しない。このことからCdc6とこれらの因子はタンパクレベルで異なる制御をうけている可能性が示唆された。Emi1の大量発現がES細胞の分化誘導にどのような影響を与えるかにっいて現在検討している。また、これらの因子の細胞周期変動について、蛍光タンパクとの融合分子を用いて解析している。
培養細胞系を用いたWnt/Winglessシグナル伝達経路の生化学的解析

Wnt/Wingless(Wg)内情報伝達経路について、その生化学的解析に理想的なDrosophila翅原基由来細胞clone-8を用いた培養細胞系を確立し、この系を用いて、Wg経路で生じる生化学的変化につき解析した。1) Wnt/Wgシグナル伝達におけるマウス及びDrosophila Axin分子の機能に関する比較解析Axinはβカテニン、GSK3-βそして癌抑制遺伝子産物APCをともに直接結合するドッキング蛋白質であり、GSK3-βによるβカテニンの特異的リン酸化を著しく促進する事によって、βカテニン蛋白量を負に調節していると考えられている。このAxinはβカテニンの負の制御因子であるとの報告に対し、我々はDrosophilaのSchneider S2細胞内でマウスAxin蛋白質を強制発現すると、著しいArmの蓄積が誘導されることを見いだした。この効果の分子機構を解析した結果、マウスAxin蛋白質の過剰発現により、S2細胞内で、マウスAxin,ZW3からなる複合体が多く形成される為に、Armの分解を促進する機能を備えたDrosophia Axin,ZW3,Armの三者を含む複合体の形成が阻害され、Arm蛋白の蓄積が生じると考えられた。2)マウスDishevelled,Dvl-1,Dvl-2のWnt/Wgシグナル伝達経路における生化学的機能の解明マウスNIH3T3,L,C57MG細胞を可溶性Wnt-3A蛋白で3時間処理すると、βカテニン蛋白の著しい細胞質内蓄積が観察され、さらにそれと同時にDvl-1,2分子のSer/Thrリン酸化の亢進が生じた。ここに始めてDshと同様に、DvlもWnt刺激によりリン酸化を受け、活性化されることが確認された。
赤血球系細胞分化における転写制御因子ＺＦＡＴの機能解析

自己免疫性甲状腺疾患感受性遺伝子として同定したZFAT(zinc-finger gene in AITD susceptibility region)の赤血球分化における機能的役割の解明とその機能発現のための分子機序の解明を目指して、コンディショナルZFAT欠失マウスの胎児発生期における赤血球分化を中心にZFATの機能解析を進め、以下のような研究成果を得た。タモキシフェン投与による時期特異的にZFATを欠失したコンディショナルZFAT欠失マウスの表現型解析により、胎生12.513.5日での胎児肝臓において赤血球系細胞の細胞数の減少が示され、赤血球分化が抑制されていることが示唆された。フローサイトメトリー解析等の結果から、赤血球の各分化段階での細胞数の減少が示され、分化過程にみられる表面抗原の発現変化にも差異が示された。赤血球分化においてZFATの転写制御標的遺伝子の同定による分子機序の解明を試みるため、ZFAT発現抑制時の網羅的発現アレイ解析により造血細胞関連遺伝子を含む発現変動遺伝子群を取得し、胎生12.5日での胎児肝臓を対象にChIP-seq(クロマチン免疫沈降シークエンス)解析により、ZFATのゲノム結合領域を同定した。さらに、マウス胎児肝臓において赤血球分化抑制が細胞内因性によるものかを検討するためにex vivo培養系を試みた。マウス胎児肝臓から赤芽球系前駆細胞を分離後、分化培養系でのZFAT発現抑制の影響を検討した結果、ZFAT発現抑制により分化抑制傾向およびアポトーシス感受性の増大が示された。これらのコンディショナルZFAT欠失マウスの解析から得られた表現型解析、発現プロファイルおよびChIP-seq解析の結果に基づき、ZFATの機能とZFATの転写制御標的遺伝子およびZFAT欠損による発現変動遺伝子との関連性を検討した。タモキシフェン投与による時期特異的にZFATを欠失したコンディショナルZFAT欠失マウスの表現型解析により、胎生12.5日13.5日での胎児肝臓において赤血球細胞数の減少が示され、赤血球分化が抑制されていることが示唆された。ZFATを欠失させたときの、赤血球分化段階におけるフローサイトメトリー解析等による表現型解析の結果、各分化段階での細胞数の減少が示された。さらに、ZFAT欠失による発現変動遺伝子の発現プロファイル取得のための網羅的発現アレイ解析を実施し、造血細胞関連遺伝子を含む発現変動遺伝子群を取得した。また、ヒト慢性骨髄性白血病細胞K562細胞では、ZFAT発現抑制時においてNaB(酪酸ナトリウム)による赤芽球系細胞への分化誘導を行い、コンディショナルZFAT欠失マウスを用いた解析に加え、K562細胞の分化誘導時におけるZFATの機能を検討した。タモキシフェン投与による時期特異的にZFATを欠失したコンディショナルZFAT欠失マウスの表現型解析により、胎生12.5日13.5日での胎児肝臓において赤血球細胞数の減少が示され、赤血球分化の抑制における更なるZFATの分子機序の解明に向けて研究が進んでいる。ZFAT発現抑制時の胎生12.5日13.5日でのマウス胎児肝臓において赤血球細胞数の減少が示され、赤血球分化抑制が示唆されている。胎生12.5日13.5日での胎児肝臓を対象にChIP(クロマチン免疫沈降)-seq解析によるZFAT転写制御遺伝子の同定を試みた。独自に樹立した抗ZFAT抗体を用いて、最適化したChIP法により、マウス胎児肝臓におけるChIP-seq解析を行い、ZFATのゲノム結合領域を同定した。同定したZFATのゲノム結合領域のうちFDR (False Discovery Rate)とFold enrichmentにより抽出したZFATゲノム結合領域の近傍遺伝子には免疫関連遺伝子およびエピジェネティック関連遺伝子が含まれており、前年度までに得られたZFAT発現抑制時の表現型解析結果および発現変動遺伝子群とを統合したデータ解析、分子メカニズムの解析を進めている。胎生12.5日13.5日でのマウス胎児肝臓を対象にChIP-seq解析法によるZFATのゲノム結合領域からZFAT転写制御遺伝子の同定を試みた。得られたZFATの標的候補遺伝子と、ZFAT発現抑制時の表現型解析結果および発現変動遺伝子群から推察されるZFATの機能の解明に向けて研究が進んでいる。ZFAT発現抑制時の胎生12.513.5日でのマウス胎児肝臓において赤血球細胞数の減少が示され、赤血球分化抑制が示唆されている。マウス胎児肝臓において赤血球分化障害が細胞内因性によるものかを検討するためにex vivo培養系を試みた。マウス胎児肝臓を対象にセルソーターを用いて赤芽球系前駆細胞を分離後、ZFAT発現抑制時における分化培養系でのZFAT発現抑制の影響を検討した結果、ZFAT発現抑制により分化抑制の傾向が示された。さらに、赤血球分化におけるZFATの機能解明とZFATの転写制御標的遺伝子の同定によるZFATを中心とした生物学的機能ネットワークの解明を試みるため、コンディショナルZFAT欠損マウスおよびK562細胞の解析から得られた表現型解析、発現プロファイルおよびChIP-seq解析の結果に基づき、ZFATの機能とZFATの転写制御標的遺伝子およびZFAT欠損による発現変動遺伝子との関連性の検討を進めている。胎生12.513.5日のマウス胎児肝臓より赤芽球系前駆細胞を分離し、ex vivoでの分化培養系でZFAT発現抑制時の影響を検討した。また、ZFAT転写制御遺伝子とZFAT発現抑制時の表現型解析および発現変動遺伝子群から推察されるZFATの機能解明に向けて研究を進めた。

自己免疫性甲状腺疾患感受性遺伝子として同定したZFAT(zinc-finger gene in AITD susceptibility region)の赤血球分化における機能的役割の解明とその機能発現のための分子機序の解明を目指して、コンディショナルZFAT欠失マウスの胎児発生期における赤血球分化を中心にZFATの機能解析を進め、以下のような研究成果を得た。タモキシフェン投与による時期特異的にZFATを欠失したコンディショナルZFAT欠失マウスの表現型解析により、胎生12.513.5日での胎児肝臓において赤血球系細胞の細胞数の減少が示され、赤血球分化が抑制されていることが示唆された。フローサイトメトリー解析等の結果から、赤血球の各分化段階での細胞数の減少が示され、分化過程にみられる表面抗原の発現変化にも差異が示された。赤血球分化においてZFATの転写制御標的遺伝子の同定による分子機序の解明を試みるため、ZFAT発現抑制時の網羅的発現アレイ解析により造血細胞関連遺伝子を含む発現変動遺伝子群を取得し、胎生12.5日での胎児肝臓を対象にChIP-seq(クロマチン免疫沈降シークエンス)解析により、ZFATのゲノム結合領域を同定した。さらに、マウス胎児肝臓において赤血球分化抑制が細胞内因性によるものかを検討するためにex vivo培養系を試みた。マウス胎児肝臓から赤芽球系前駆細胞を分離後、分化培養系でのZFAT発現抑制の影響を検討した結果、ZFAT発現抑制により分化抑制傾向およびアポトーシス感受性の増大が示された。これらのコンディショナルZFAT欠失マウスの解析から得られた表現型解析、発現プロファイルおよびChIP-seq解析の結果に基づき、ZFATの機能とZFATの転写制御標的遺伝子およびZFAT欠損による発現変動遺伝子との関連性を検討した。ZFATの生物学的機能ネットワークの解明を目指して、時期特異的にZFATを欠失したコンディショナルZFAT欠失マウスおよびK562細胞を対象にChIP-seq解析法による赤血球細胞におけるZFAT転写制御遺伝子の同定を試みる。既に、得られた表現型解析結果および発現変動遺伝子群から推察されるZFATの機能が、どのような標的遺伝子を転写制御することにより、もたらされている現象であるのかを解明を試み、研究を遂行する。ZFATの生物学的機能ネットワークの解明を目指して、マウス胎児肝臓における赤血球前駆細胞のex vivo培養系によって、赤血球分化障害が細胞外因子性であるのか、細胞内因子性であるのかを検討し、これまでに得られた表現型解析、発現プロファイルおよびChIP-seq解析の結果に基づき、ZFATの機能とZFATの転写制御標的遺伝子およびZFAT欠損による発現変動遺伝子との関連性を検討する。ZFATの生物学的機能ネットワークの解明を目指して、マウス胎児肝臓における赤芽球系前駆細胞のex vivo培養系においての追加実験等および、これまでに得られた表現型解析、発現プロファイルおよびChIP-seq解析の結果に基づき、ZFATの機能とZFATの転写制御標的遺伝子およびZFAT欠損による発現変動遺伝子との関連性を検討する。
恐怖条件づけの獲得・消去・再発の個人差に関わる認知機能と神経基盤

本研究の目的は,恐怖条件づけの獲得,消去,そして再発の個人差に関わる認知機能と神経基盤を明らかにすることである。恐怖条件づけ研究によって,不安症の発症/維持メカニズムについて研究が進み,それに基づく心理的介入が展開されてきているが,人を対象とした恐怖の再発に関する研究はまだ多くなく,さらに学習過程の個人差に関する研究は少ない。本研究では,恐怖による驚愕反射増強パラダイムにおいて,恐怖条件づけの獲得・消去・再発の過程を命題アプローチとベイジアン認知モデリングを用いて検討する。さらに,学習過程の個人差にかかわるものとして認知機能と神経基盤の検討を行う。最終的には,恐怖条件づけに関するニューラルネットワークモデルを更新し,これまでの研究の統合と新たな視点を提供することを目的とする。平成28年度から29年度にかけては,恐怖条件づけにおける命題の生成・評価過程と認知機能との関連を検討した。恐怖の予期とメタ認知との関連を検討したところ,メタ認知と恐怖の消去に関して関連が認められた。こちらは現在論文として執筆中になる。平成30年度は,恐怖条件づけの獲得・消去・再発における命題の生成・評価過程について脳波実験を実施した。実験にあたり,半年ほど予備実験を行い,最適な条件刺激と無条件刺激(恐怖刺激)の設定を行った。参加者の負担を考えると再発の検討を別日に設定するのは難しく,また無条件刺激の強度を上げると条件反応はロバストに生じるが,それが強すぎると参加者の苦痛が強くなるため,調整に多くの時間が必要であった。現在,収集した脳波実験データの解析を行っている。この結果を踏まえて,恐怖条件づけのニューラルネットワークモデルの提案を行う。なお,ニューラルネットワークモデルを含む計算論的アプローチについてまとめた『計算論的精神医学:情報処理過程から読み解く精神障害』を平成30年度に出版した。平成28年度から29年度にかけて,恐怖条件づけにおける命題の生成・評価過程と認知機能との関連を検討した。近年,心理学の再現性の危機が問題視されているが,恐怖条件づけにおいても同様であり,実験パラダイムの選択や実験パラメータの調整には多くの時間と試行錯誤が必要であった。恐怖の獲得,消去,復元に関わる神経基盤について,脳波を測定して検証するために,平成28年度から脳波計のセットアップを始めた。平成29年度は先行研究の蓄積が多く波形が明らかになっている視覚的オドボール課題を実施し,先行研究と同じ事象関連電位を確認した。実験パラダイムの選択,刺激強度の調整に多くの時間が必要であった。平成31年度は,上記の研究知見を踏まえて,恐怖条件づけのニューラルネットワークモデルの提案を行う。これに関しては,『計算論的精神医学:情報処理過程から読み解く精神障害』,「臨床心理学と認知モデリング(心理学評論)」や「うつに対する計算論的アプローチ:強化学習モデルの観点から(心理学評論)」などの書籍や論文をまとめる中で検討する枠組みの検討や方法論の整理ができてきている。なお,平成31年度は,国里が国内におらず,国内でのデータ収集が難しいため,ウェブ実験を行うことを予定している。既に平成30年度にウェブ実験を実施し,メタ認知,内受容感覚,不安との関連について検討を行った。平成31年度も引き続き,生理データだけでなく,ウェブ経由での実験についても行うことで研究知見の幅を広くすることを予定している。最後に,上記の実験データを基にして,恐怖条件づけに関するニューラルネットワークモデルを提案することを予定している。これに関しては,すでに,先行研究で用いられたプログラムコードを取得している。しかし先行研究のニューラルネットワークモデルは強化学習モデルがベースになっており,ネットワークモデルにこだわらずに強化学習モデルやベイズ推論モデルも視野にいれて計算論モデルの構築を目指すことを予定している。本研究は,恐怖条件づけの獲得,消去,そして再発の個人差に関わる認知機能と神経基盤を明らかにすることを目的とした。これまで不安症の発症/維持メカニズムについて多くの研究がなされ,それに基づく心理的介入が展開されてきている,しかし,人を対象とした恐怖の再発に関する研究はまだ多くなく,さらに学習過程の個人差に関する研究は少ない。平成28年度は,恐怖条件づけにおける命題の生成・評価過程と認知機能との関連を検討する研究1を実施した。それにあたり、恐怖による驚愕反射増強について予備実験を行った。最適な実験パラメータや測定が定まっておらず検討段階だが、ロバストな測定が可能になれば、国内では研究が少ない恐怖による驚愕反射増強パラダイムの確立につながる。また、研究3で用いる脳波計購入・セットアップを行った。現在、比較的シンプルな課題を用いて脳波計の測定と解析を行っており,先行研究と同様の波形が得られている。成果発表に関しては,日本認知・行動療法学会第42回大会において,「連合学習理論の展開と臨床との接点」と題する自主企画シンポジウムを企画・開催した。本研究課題は、最終的には認知行動療法の実践に還元されることを目指している。

本シンポジウムにおいて,恐怖条件づけを含む連合学習について最新の研究動向について実践家に広めることができた。また,有斐閣から出版された『対人援助と心のケアに活かす心理学』にて,「Chapter 3心の表れとしての行動」を執筆した。主に対人援助職を対象に,連合学習理論を含む学習理論の知見を実践にどのように活かすのかについて解説している。平成28年度は,研究1をおこなった。研究1の目的は,恐怖条件づけにおける命題の生成・評価過程と認知機能との関連を検討することである。実験手続きとしては,最初に条件刺激が呈示され,その呈示中に命題の評価が求められ,最後に無条件刺激が呈示される。無条件刺激は,ある条件刺激時には一定の確率で呈示され,ある条件刺激の場合に呈示されない。条件刺激呈示中の命題の評価では,条件刺激後に無条件刺激がどのくらい来るかを評定する。条件刺激に対する条件反応は,皮膚電位と恐怖による驚愕反射増強パラダイムを用いる。条件反応の獲得をしたあとは,条件刺激のみの呈示を行って,消去を行う。研究1は恐怖による驚愕反射増強現象が前提になるため,複数回にわたり予備実験を行い,恐怖による驚愕反射増強が生じるか検討を行った。条件刺激の明瞭度や弁別のしやすさの変更,無条件刺激の強度などの実験パラメータの調整を繰り返し,一部の参加者においては恐怖による驚愕反射増強が確認されるものの,参加した者全員でロバストに確認できるわけではなかった。恐怖による驚愕反射増強がロバストに確認できるように,今後は,電気刺激をUSに使うことも視野にいれながら,引き続き実験パラメータの調整を行う。研究1の恐怖による驚愕反射増強の検討には、やや遅延があるが、その分、研究3で行う脳波実験の準備を行った。平成28年度は、脳波計を購入し、脳波実験が可能なセットアップを行い、適切に測定がなされているか、オドボール課題を用いて脳波計の測定を行った。オドボール課題を行っている際の脳波を解析したところ,先行研究と同様の波形が得られている。このように、研究1の恐怖による驚愕反射増強パラダイムの設定が確定しだい,研究2や3を行う準備ができている。本研究の目的は,恐怖条件づけの獲得,消去,そして再発の個人差に関わる認知機能と神経基盤を明らかにすることである。恐怖条件づけ研究によって,不安症の発症/維持メカニズムについて研究が進み,それに基づく心理的介入が展開されてきているが,人を対象とした恐怖の再発に関する研究はまだ多くなく,さらに学習過程の個人差に関する研究は少ない。本研究では,恐怖による驚愕反射増強パラダイムにおいて,恐怖条件づけの獲得・消去・再発の過程を命題アプローチとベイジアン認知モデリングを用いて検討する。さらに,学習過程の個人差にかかわるものとして認知機能と神経基盤の検討を行う。
水素結合クラスターのイオン化エネルギーの研究

1.水素結合クラスターのイオン化エネルギーに関する研究のうち、昭和61年度は、アンモニアニ量体【(NH_3)_2】とフッ化水素二量体【HF_2】について主として研究を進めた。補助金のうち、備品費は分子線光イオン化質量分析装置を制作する第一歩として大排気量油拡散ポンプおよび補助用の大型油回転ポンプの購入にあてた。その他は真空容器製作用材料の一部としてのステンレス材料や研究論文別刷の購入、資料収集等のための旅費などに使用した。研究は計画に従って順調に進行し、次のような成果を得た。2.アンモニア量体のイオン化エネルギーについては、これまで光イオ化による【(NH_3)(_2^+)】および【NH(^+_4)】の出現電圧が知られていたが、この2つのデータは従来の考え方では【(NH_3)(_2^+)】の解離エネルギーとしてあまりにも小さすぎる値(【!】0.05eV)を与えるという矛盾があった。今回、【(NH_3)-2】と【(NH_3)_2^+】の構造を十分考慮してab intio法によるエネルギー計算を行い、二量体および単量体の各種イオン化エネルギーを求めた。その結果、次の結論を得た。(1)【(NH_3)_2】の真の断熱イオン化エネルギーはこれまでの実験では得られていない。(2)したがって、2量体カチオンの【NH_3】+【NH(^+_3)】および【NH(^+_4)】+【NH_2】への解離エネルギーはそれぞれ約1eV大きな値に修正されるべきである。(3)このような結果に至るのは、【(NH_3)(_2^+)】イオンはプロトン移動によって【NH(^+_4)】...【NH_2】の形のイオン錯体を形成し大きく安定化するためである。この成果は詳しく論述しChemicalPhysics 110巻に発表した。3.フッ化水素二量体についても同様な理論的解析を進め、イオン化状態ではアンモニアや水と類似のプロトン移動による安定化がおこることを明らかにした。この成果は分子構造総合討論会(1986年11月、大阪)で発表し、また現在論文として投槁中である。
中山間地域におけるITSのための安価な埋設型車両検出センサーの開発

本研究は、地方部における高度道路交通システム(ITS)の普及促進に資する新しい埋設型車両検出センサー(以下埋設型センサー)を開発することを目的とする。埋設型センサーは、既存の車両センサーと比べて安価で、設置工事が簡単、電源線、信号線の配線が不要であり、全体的なコスト面で利点がある。本研究助成期間中に埋設型センサーの試作機を製作し、実道実験によって有効性を検証した。本研究では、地方部における高度道路交通システム(ITS)の普及促進に資する新しい埋設型車両検出センサー(以下埋設型センサー)を開発することを目的とする。本研究助成期間中に埋設型センサーの試作機を製作し、実道実験によって有効性を検証する。平成21年度は、校内実験と車両検出部、通信部の試作機製作を行い、実道実験に向けた課題を整理した。・振動電圧変換回路検討振動に反応して圧電素子から出力される電圧を検出するための回路を検討した。・地磁気センサーによる車両の検出実験学内通路にて車両通過時の出力電圧を観測した。結果を元に抵抗乗数等を決定し、試作基板の回路を作成した。・無線通信規格の選定400MHz帯通信機にて電界強度測定、伝搬距離測定を行った。今後さらに2.4GHz帯の無線通信器による実験を以て本センサーの通信規格を決定する。実道における実験方法について、これまで1.5車線的道路整備における中山間道路走行支援システムや道路表示板の検討を通じて協力関係にある高知県土木部道路課を交えて協議した。平成22年10月以降、県道385号沿線の狭隘な区間に埋設型センサーを設置して既存赤外線センサーとの検出精度比較を行う予定である。中山間道路走行支援システムを整備するにあたり、車両検出センサーの簡単な施工・調整方法の確立、長期的な精度の担保とメンテナンス回数低減、といったことを道路管理者から強く要望されている。これらの問題を解決するため、可能な限り早く埋設型センサーの実用化を目指したい。本研究では、地方部におけるITS(高度道路交通システム)の普及促進に資する新しい埋設型車両検出センサー(以下埋設型センサー)を開発することを目的とする。平成22年度は、車両検出部の回路再設計を行い、省電力化・コンパクト化を図った。・地磁気センサー回路の再設計ICチップの再選定によって回路を再設計し、デジタル化したことでアンプ回路の削減が可能になり当初の設計より省電力化、感度向上を確認した。・試作器による検出実験軽自動車・コンパクトカー・小型トラック・中型一般バスの検出実験を行い、車種判別が可能であった。また、必ずしもセンサーの真上を通過せずとも検出することは可能であり応用範囲が広がった。さらにベクトル解析により地磁気センサー1個で車両の進行方向が判別可能であった。センサー1個で大型・小型の車種判別でき、さらに進行方向の検出が可能で検出範囲も広いことから、中山間道路走行支援システムはもとより、簡易な渋滞計測、高速ジャンクションなどでの交通量計測、駐車場の満空検知など応用発展が期待でき、今後ハードウェア改良によってさらなる高精度化、3次元解析などアルゴリズムの開発を行い汎用的な製品として実用化していく。
イエズス会日本報告の基盤研究：芸能史を中心に

新しいバックアップ措置を購入し、数箇所に分けて資料をより安全に保管できる方法を開発した。イエズス会日本報告総合目録の内容を紙焼き資料に照合し、当時ヨーロッパで出版された日本報告集の内容とヨーロッパ各地に伝わる報告原本諸本との関係性を目録に加えてきた。ポルトガル国立アジュダ宮殿図書館に現存する、澳門イエズス会資料の残りの複写(9,513枚)を購入した。特にフロイス『日本史』の写本はWicki校訂版と違う箇所が見られ、ウィーンでの研究報告やそれに基づく論文で画像を利用した。なお、論集『近代人文学はいかに形成されたかー学知・翻訳・蔵書』(勉誠出版、2019年2月25日)のために「西洋の文字文化と日本との出会いを巡る原題人文学の課題」について書く依頼をいただいた。これに応えて、大航海時代に成立した地球規模のネットワークを代表する資料として、前年度発見した徳川家康文書を紹介し、データサイエンスや広告業界が支配的となった現在に至る展開と現代における人文学の課題について考察した。これを機に、市場、金融、情報文化、人種概念などの学術書を購入し、背景知識を拡大することによってイエズス会日本報告の今後の研究の発展を図った。更に、イタリアの同僚はIl grande viaggioという題名で慶長遣欧使節についての論集を編集しており、そのために日本イエズス会の日本語による文学活動について論文を書き、その際本研究で得た資料を参考にした。最後に、本年はポルトガルの日葡研究雑誌Bulletin of Portuguese/Japanese Studiesを編集することになっており、自分も以上の家康の資料を英語で紹介し、今度は帝国と知的財産という観点から論じることにした。他にも、資料の翻刻・解題の書きかけは10数件ある。本研究の成果もあり、2019年度から准教授に昇級することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。新しいパソコンを購入し、全ての研究活動が円滑になり、本研究の対象である資料の整理に最適の環境を整えることができた。イエズス会日本報告総合目録を様々な情報源から拡大、洗練した。その結果、プロジェクト開始前に約2,500通知っていた報告の総数が3,000通をも上回るということがわかった。なお、ある写本の画像を入手しているかどうか、同時代または現代の印刷版の有無と書誌情報など、研究の道具として充実させてきた。ポルトガル国立アジュダ宮殿図書館に現存する、澳門イエズス会資料の大部分の複写(19,792枚)を注文した。英語による『能楽ハンドブック』のために、イエズス会日本報告をも出して「大航海時代の国際史料に見る能」の章を書いた。近日出版の予定である。同時に、1578年から1615年にかけて、紹介する価値の高い写本の翻刻、英訳、和訳を行ってきた。準備を進めているものには例えば、1578年、大友宗麟のもとの宣教活動を詳述したフロイスのイエズス会総長宛機密報告がある。これは写本でしか伝わらないものとして貴重な資料であり、どこにも紹介されていないと考えられます。なお、秀吉の伴天連追放令発布直後の様子を報告した1588年年報の原本を入手しており、これは副管区長コエリョの自筆本で、フロイスや巡察師ヴァリニャーノの手による削除と書き足しが見えるため、出版されたバージョンと比較するなど、分析を進めている。更に、秀吉の死去より前からメキシコ貿易に進出しようとしてきた徳川家康がフィリピンに宛てた1599年の手紙をヴァリニャーノが手に入れ、その複写にコメントを付けてスペイン国王のフェリペ二世にその内容について密告している自筆本もある。これらの資料についてそれぞれ論文を書くために準備を進めてきた。子供の誕生などの事情で出張を控えることになったにもかかわらず、既成の人脈を通して新しい画像を購入できた。資料の応募資料で示したエフォートのパーセンテージを維持することができた。

最後に、本年はポルトガルの日葡研究雑誌Bulletin of Portuguese/Japanese Studiesを編集することになっており、自分も以上の家康の資料を英語で紹介し、今度は帝国と知的財産という観点から論じることにした。他にも、資料の翻刻・解題の書きかけは10数件ある。本研究の成果もあり、2019年度から准教授に昇級することができた。イエズス会日本報告総合目録をグーグル・スプレッドシートにして、厳選した同僚と共同で編集していけるようにする。遂には一般公開、出版する予定である。百何万円分の科研費を使って集めている写本のデータを保護するために、2TBのポケットドライブを購入し、大学の個人研究室に残すバックアップドライブとして使う。このようにして、データのバックアップが三つあり、この三つ目が簡単に移動できるようになる。アジュダ図書館から、澳門資料の残りの9,513枚の写真を注文し、このアーカイブの悉皆撮影を完成にする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
不活化ウイルス粒子を用いたグリオーマに対する多角的免疫療法の開発

マウスグリオーマ細胞株GL261およびRSV-M、また人工グリオーマ幹細胞株TSにおいて、HVJ-Eを用いてPD-L1 siRNAを導入し、細胞レベルでのPD-L1発現抑制が得られることを確認した。siRNA封入HVJ-Eの投与量に応じた発現抑制効果を検討したところ、幅広い投与量で同等の抑制効果が認められ、腫瘍細胞に対する治療域が広いことが分かった。以降の動物実験においては、腫瘍生着率が高く成長速度も速い人工グリオーマ幹細胞株TSを用いた。皮下腫瘍モデルにおいて、PD-L1 siRNA封入HVJ-Eを腫瘍内投与することにより、PD-L1発現が効果的に抑制されることを、免疫組織化学染色およびWestern blot法で確認した。同条件での皮下腫瘍モデルに対する治療実験を行ったところ、PD-L1 siRNA封入HVJ-Eを腫瘍内に3回投与することで、未治療群およびHVJ-E単独群(negative control siRNA封入)に比べて、PD-L1 siRNA封入HVJ-E治療群で有意に腫瘍体積が縮小することが明らかとなった。皮下腫瘍モデルマウスの生存期間を解析すると、PD-L1 siRNA封入HVJ-E治療群において、他の2群と比べて有意に生存期間が延長していた。治療後に腫瘍を摘出して腫瘍浸潤リンパ球の評価を行ったところ、PD-L1 siRNA封入HVJ-E治療により、CD4陽性Tリンパ球とCD8陽性Tリンパ球が増加し、一方で制御性Tリンパ球が減少していることが明らかとなった。また、HVJ-E単独治療後にも、制御性Tリンパ球の減少とCD8陽性Tリンパ球の軽度増加が認められた。このように皮下腫瘍モデルでの解析から、HVJ-Eにより制御性Tリンパ球抑制が生じること、またPD-L1 siRNA導入により腫瘍増大抑制効果が得られることが明らかとなった。次年度は脳腫瘍モデルを用いた解析をすすめていく予定である。研究初年度に予定していた細胞実験と皮下腫瘍モデルでの実験は、複数設計したsiRNAによる標的分子発現抑制効果が十分であったこともあり、予定通りに進んでいる。次年度からは脳腫瘍モデルでの実験をすすめていくが、すでにモデル作成は確立していることから、研究分担者とも協力して多くの免疫学的解析手法を用いた幅広い解析を行っていく予定である。
精度良い降雪量観測に向けた降雪粒子自動観測の試行

本研究は、南極などの寒冷地に降る弱い降雪の量を光学式雨量計を用いてより精度良く降雪量を推定する方法を見出すことである。光学式雨量計で測定された粒径と落下速度から個々の粒子体積と密度を与え、その和から求めた降水量と電子天秤を用いた重量法から求めた降雪量との比較を行った。両者の差は、降雪粒子の形状やタイプに依存すると考え、降雪粒子の顕微鏡写真を連続自動で観測できる装置を作成した。平成27年度は、USB顕微鏡を用いた降雪粒子連続観測装置の試作およびそれを用いた降雪粒子比較試験観測を行った。降雪粒子連続観測装置は、降雪粒子撮影部と降雪粒子除去部から成り、連続して降雪粒子の形状が記録できるような装置を試作した。降雪粒子撮影部は、USB顕微鏡カメラ(Dino-Lite)を鉛直上向きに設置しその上のガラス板に落下した粒子を下から撮影し、USBケーブルを介して接続したパソコンに30秒間隔で横2.7mm×縦1.8mmの静止画像を連続記録するようにした。また、降雪粒子除去部は、顕微鏡上のガラス板に降り積もった雪粒子を除去するためノズルから間欠的に圧縮空気が送られるようタイマー、電磁弁、ポンプなどを配置し、30秒間隔で顕微鏡画面がクリアになるように送風装置を組み立てた。降雪粒子比較試験観測として、日本一寒い町と知られる陸別町で降雪観測を12月18日から2月7日に行った。観測項目は、光学式降水量計(OTT Parsivel,LPM)による降雪粒子の粒径および落下速度、天秤式降雪量計による高感度の微小降雪量変化、降雪粒子観測装置による降水粒子の形状である。観測期間中の17日間、のべ約52時間に降雪が記録されたので、今後これらの結果を相互に比較し光学式降水量計の特性を明らかにし、精度良い降水量推定法の向上に活かす予定である。平成27年度は補助金の採択が10月末と遅かったので、夏季に行う予定の予備実験等があまり行えず冬季に入って慌てて準備をするという問題もあったが、雪結晶観測装置などの冬季観測に主体となる観測測器の試作や設置は間に合い、12月から2月に陸別で降雪観測を予定通り行うことができた。観測には光学式降水量計3種5台、天秤式降雪量計1台、降雪粒子観測装置4台などを用い、12月18日から2月7日の観測期間中に、暴風雪により測定器が雪に埋もれたり、予期せず停止したこともあったものの、観測装置はほぼ順調に動作しデータを収録することができた。降雪は17日間、のべ約52時間に記録され、今後、収録したデータを用いて降雪量推定法の向上に活かす予定である。本研究は、光学式降水量計(ParsivelとLPM)で測定した降雪粒子の粒径と落下速度のデータを利用した降雪量推定法をより精度良くするために、実際に降った降雪粒子の形状やタイプの補正が必要であると考え、降雪粒子の連続自動観測法の開発とその試行を行うものである。平成27年度は、USB顕微鏡を用いた降雪粒子の連続自動観察装置の試作を行ったのち、冬季に北海道陸別で光学式降水量計とともに降雪粒子比較試験観測行った。平成28年度は、前年度に観測したデータを用いて、まず降水量検証のデータ解析を行った。天秤式や光学式降水量計で求めた降雪量と降雪粒子連続自動観測装置で得られた降雪粒子の形状との比較検討を行い、相対的に降水粒子が大きく落下速度の小さい粒子が多いとき(樹枝状の雪片の場合)は、降水量の見積もり値が小さく、相対的に降水粒子が小さく落下速度の大きい粒子が多いとき(霰状の雪粒子の場合)は、降水量の見積もり値が大きい傾向が見出され、例数は少ないものの降雪量を見積もる方法を改善する必要があることがわかった。また、比較観測の例数を増やすため平成28年度の冬季も引き続き陸別で降雪量観測を継続した。光学式降水量計を前年に引き続き地上高2mに設置しただけでなく、地吹雪等の影響を少なくする場合と比較するため高さ10mの場所にも設置し、比較観測を行った。これらは順調に動作し、今後精度良い降雪量推定法の向上に向けて比較検討する予定である。平成28年度は、自動降雪粒子観察装置の改良も行い、順調にデータを取得することができた。また、光学式雨量計2種3台や天秤式雨量計を11月から3月まで動作させ、途中中断することなく気温風速などの気象データとあわせて順調にデータを取得することができた。今後はこれら降雪粒子の形状や粒径や落下速度の数値データとの相互比較を行い、より精度良い降雪量推定法について考察を行う予定である。本研究の目的は、降雨量より測定が難しい降雪量を近年利用されるようになった光学式雨量計を用いて、南極などの寒冷地に降る降雪量をより精度良く推定する手法を見出すことである。降雪量は降雨量の測定に比べ難しく、自動で連続的に正確に計測できる測器は、未だ存在しない実情がある。光学式雨量計は、幅数cmのシート状のレーザー光中を落下する降水粒子の遮光幅と遮光時間から粒径と落下速度を測定する。粒子を球形と仮定し体積を求め、落下速度に応じて密度を与えると、降水量を計算上推定することができる。この推定値と電子天秤を用いた重量法から求めた降雪量の測定値を比較し、仮定した粒子の密度を降雪粒子の形状やタイプ毎に改善するため、降雪粒子の連続自動観測法の開発も合わせて行った。

平成27年度は、まずUSB顕微鏡を用いた降雪粒子の連続自動観測装置の試作を行ったのち、冬季に北海道陸別で光学式雨量計などの降雪量観測と共に降雪粒子観測の比較観測を行った。次に平成28年度は、観測したデータを用いて、降雪量の観測値と推定値の比較を行い、降雪粒子連続自動観測装置で得られた降雪粒子の形状との比較検討を行った。その結果、樹枝状の雪片のような相対的に粒径が大きく落下速度が小さい粒子が多いときは、降水量の推定値は小さくなり、逆に霰状の雪粒子のように相対的に粒径が小さく落下速度が大きい粒子が多いときは、降水量の推定値が大きくなる傾向が見出され、例数は少ないものの降雪量を見積もる方法を改善する必要があることを示した。これを受けて、平成2829年度は比較観測の例数を増やすため、降雪粒子連続自動観測装置の個数も6台に増やし陸別で降雪量観測を継続し、比較観測を行った。これらは順調に動作し、データは得られたが現時点ではまだ解析途上で、精度良い降雪量推定法の向上に向けて比較検討する予定である。本研究は、南極などの寒冷地に降る弱い降雪の量を光学式雨量計を用いてより精度良く降雪量を推定する方法を見出すことである。光学式雨量計で測定された粒径と落下速度から個々の粒子体積と密度を与え、その和から求めた降水量と電子天秤を用いた重量法から求めた降雪量との比較を行った。両者の差は、降雪粒子の形状やタイプに依存すると考え、降雪粒子の顕微鏡写真を連続自動で観測できる装置を作成した。まず平成27年度冬季の観測データを整理し、降雪量推定法の向上に活かす予定である。具体的には次の4項目のデータ解析(1.天秤式降水量計データによる降雪期間の抽出。2.降雪粒子観察装置の画像による降雪期間の降雪粒子判別。3.降雪期間の光学式降水量計による粒径および落下速度分布比較。4.降雪期間の気温風速等の気象要素変動比較。)を行ったうえで、これまで使用していた降雪量推定法の改善を行う。例として粒子の形状(板状であるか柱状であるか)の違いによって、光学式降水量計の測定値から推定した降雪量にどのような差が生じているか、あるいは風速によって捕捉率がどの程度変化するかを調べ、粒子の形状や風速による降雪量の補正係数を求めるなどの考察を行う。次に平成28年度の観測に向けて、大雪時でもメンテナンスなく長期間測定できる天秤式降雪量計の開発を行う。天秤式降雪量計は風袋内に溜まる降雪の質量から降雪強度を測定するので積雪深が風袋の高さを超える場合は測定不可となる。この回数を減らすためにできるだけ深くかつ揺れにくい安定した風袋を用いた天秤式降雪量計を観測期間前までに試作し、天秤式降雪量計の観測期間の延長を目指す。冬季の観測項目は平成27年度と同様に光学式降水量計、天秤式降雪量計、降雪粒子観測装置を用いて行う予定である。これらを通して、光学式降水量計の種々の降雪に対する基礎データを取得し、降雪強度のより良い推定法に活かす予定である。平成27年28年冬季の降雪データを整理し、降雪量推定法の向上に生かす予定である。具体的には次の6項目のデータ比較を行う。1).天秤式降水量計による降雪量、2).光学式降水量計(parsivel)による推定降雪量、3).標準高に設置した光学式降水量計(LPM)による推定降雪量、、4).10m高に設置した光学式降水量計(LPM)による推定降雪量、5).降雪粒子自動観察法による降雪粒子の形状、6).気温風速値。その結果を比較検討後、降雪量推定法の改善について考察する。
二次元クラスターとしての極薄膜固体の物理化学的挙動

星間空間における化学進化において、極低温化学反応、特にトンネル反応が重要な役割を果すという仮説が提案されているが、いまだに実験的に検証されていない。本研究は、原子のなかで最も大きなドブロイ波長をもつ水素原子が関与する極低温化学反応を詳細に検討したものである。10Kにおいて、プラズマによって生成した水素原子と10-50分子層の飽和、不飽和炭化水素極薄膜を反応させたところ、数秒という時間スケールにおいて、トンネル化学反応により、水素引き抜き反応及び水添反応が起こることが確認された。また、イソプロパノールやアセトンにおいても同様の低温トンネル化学反応が観測された。水素原子を反応系とする化学反応では、水素付加反応が水素原子引き抜き反応に比べてはるかに発熱であるにも拘らず、水素引き抜き反応が優勢に起こることが分かった。また、低温トンネル反応はきわめて選択性が高いことも明かとなった。これらの結果は、星間塵が水素分子生成の反応場であるというこれまでの仮説を検証するものである。水添反応及び付加反応の膜厚及び反応時間依存性を詳細に検討した。膜厚の増加で収率は急減した。また、反応時間の増加で、反応収率は時間に依存しなくなった。これより、炭化水素試料においては、水素原子は膜中を長距離拡散せず、反応は薄膜表面近傍で起こっている可能性が高いことが分かった。水素原子はCOマトリックス中を長距離拡散するので、水素原子の拡散能は媒質に大きく依存することが分かった。今後の課題としては、新機能性物質の合成や、同位体効果の検討を詳細に行う必要がある。
フラグメント集合方式によるレセプター型味覚センサーの開発

味物質のためのレセプターの分子構造を分割して合成後、それらのフラグメント分子を電極上に固定し、その表面でレセプター構造を再構築する新規なセンサー作成方法の開発に取り組んだ。この目的のために、メチルキサンチン類(苦味)や酸性アミノ酸塩(うま味)を水中で認識することができる人工レセプター分子を開発した。フラグメント分子を固定した電極を用いて、味物質の水溶液のインピーダンスを測定したところ、リアクタンスまたはレジスタンスの値と濃度の対数値の間にはある程度の直線性が認められた。しかし、センサーとしての実用的耐久性に解決すべき課題も見出された。レセプター分子構造を有する味覚センサーをフラグメント集合方式に基づいて開発する方法論を確立するために、苦味物質をセンシングするための人工レセプター分子に関しては、前年度までに絞り込んだ分子構造を芳香環ごとに3つのフラグメント分子に分割し、金薄膜上へ固定するための結合部を有する化合物の合成を行った。一方、うま味を呈する物質をセンシングするための人工レセプター分子に関しては、まず、フラグメント構造へ分割する以前のレセプター分子全体を合成し、標的分子に対するその複合体形成能力を調べた。実際の標的分子としては、酸性アミノ酸(グルタミン酸、アスパラギン酸)を想定した。水中においてこれらの化合物を認識する際に、主な分子間力として非極性相互作用は期待できないため、比較的強い静電的相互作用を利用する戦略とした。水中でルイス酸性を保持するスカンジウムイオンとルイス塩基性を持つ配位子を組み合わせた有機金属錯体を用いることにより、アミノ酸のカルボキシル基とアミノ基の同時認識を可能にした。リガンドの構造を変化させることにより、5つの新規錯体を合成した。これらは全て難水溶性であったため、アミノ酸水溶液へ添加後、その懸濁液を激しく攪拌し、上澄みからのアミノ酸の除去率を調べることで、各金属錯体(レセプター)のアミノ酸への親和性を評価した。これらの錯体すべて、中性アミノ酸に対しては何の作用も示さないが、それらの中の幾つかは酸性アミノ酸を吸着することが明らかとなった。さらに、それらの錯体がアルギニン等の塩基性アミノ酸を認識することも判明した。これらの研究成果は、レセプター機能を有する味覚センサーの効率的構築に有益であるばかりでなく、親水性物質の水中での分子認識の新たな方法論開発に重要な意味を持つものである。レセプター分子構造を有する味覚センサーをフラグメント集合方式によって構築する方法論を確立するために、金表面への固定化を試みた。苦味物質センシング用のレセプターに関して、前年度までに合成した2種のフラグメント分子を2:1のモル比で混合した溶液を用い、それらを金表面上に形成したアルキル鎖膜の末端カルボキシル基に対してアミド結合による固定化を行った。一方で、本研究における苦味用レセプターとして用いている非環状芳香族分子構造の分子認識のメカニズムを解明するために、代表的な苦味物質の一つであるカフェイン等のメチルキサンチン類について、核磁気共鳴による手法を用いて、より詳細な検討を行った。その結果、メチルキサンチン類のメチル基やその他の水素原子とレセプター分子の芳香環との間のCH/π相互作用が複合体形成に重要な働きをしていることが示唆された。カフェインより1つメチル基の少ないテオフィリンに対するこれらのレセプター分子の結合能力は、カフェインの場合の半分ほどであった。さらに、メチルキサンチン類と同様にプリン骨格を有するアデニル酸、グアニル酸、イノシン酸についても複合体形成を調べたが、結合はほとんど観測されなかった。また、ピリミジン骨格を持つ他の核酸化合物も複合体を形成しなかった。上述のプリン系核酸化合物はいずれもうま味物質であり、本研究における非環状芳香族分子の構造がメチルキサンチン類やポリフェノール類といった苦味物質のためのレセプターとして機能することが示唆された。レセプター分子構造を有する味覚センサーをフラグメント集合方式に基づいて開発する方法論を確立するにあたって、当該年度は、センシングの標的分子に対するフラグメント構造へ分割する以前のレセプター分子の複合体形成能力を、NMR滴定法を用いて結合定数を算出し、定量的に評価した。標的となる味物質としては、苦味を呈するメチルキサンチン類とその構造類似体について検討を行った。レセプター分子がメチルキサンチン類との間の主要な分子間相互作用として非極性相互作用が効率的に利用できるように、その基本骨格は種々の芳香環によって構成する計画とした。将来的なフラグメント構造への分割を考慮し、それらの芳香環構造は幾つかのパートに分割された。各パートは合成操作が容易で比較的反応収率が高い官能基により連結できるようにした。さらに、これらのレセプター分子に適度な水溶性を持たせるために、その分子内に幾つかの親水性官能基を配置するように分子設計を行った。

以上の方針に基づき、新規化合物3種類を含むレセプター分子6種類を合成した。それらのレセプター分子に対して、メチルキサンチン類およびその類縁体7種類を用いて複合体形成能力を調べたところ、新たに合成された新規化合物の中に、メチルキサンチン類に対して相対的に大きな結合定数を有するものが見出され、目的に合致した苦味センシングレセプターの化学構造候補を絞り込むことができた。さらに、非極性相互作用と親水性官能基の数と配向関係がこれらの複合体形成に及ぼす影響に関し、解明すべき課題も見出されたことは、今後の分子設計の立案にとって重要な成果である。人工レセプターによって味物質を検出する味覚センサーを効率的に構築するために、一つの方法論の開発を試みた。これは、レセプターの分子構造を幾つかのフラグメントに分割して合成後、それらのフラグメント分子をセンサー基盤上に固定することによって、最終的なレセプター構造を再構築するという方法である。対象とする味物質として、カフェイン(苦味)、グルタミン酸・アスパラギン酸(うま味)を設定した。カフェインに対するレセプター分子としては、3環性の非環状ファン化合物が優れた分子認識能力を示した。これらは、他のメチルキサンチン類であるテオフィリンとも結合したが、その結合力はカフェインに比べ劣った。さらに、これらのメチルキサンチン類と同様にインドール骨格を有しながら、うま味を呈するアデニル酸、グアニル酸、イノシン酸に対しては、ほとんど複合体を形成しないことも明らかになった。これらの分子認識では、分子間の芳香環/芳香環相互作用よりも、CH/pi相互作用が重要であることが示唆された。グルタミン酸等に対するレセプターとしては、芳香環から構成される配位子をもつスカンジウム化合物群が有効であった。これらの化合物は、中性アミノ酸を認識することは殆ど無いが、塩基性アミノ酸に対しては親和性を有することが明らかになった。カフェインのためのレセプターについて、センサー基板へのフラグメント分子の固定と標的分子の検出について検討を行った。分子の固定化は進行したと考えられたが、そのシステムでは試料濃度と応答値の間に不整合な点がみられた。センサー構築の方法論開発の一方で、本研究の根底にある最も重要な点の一つは、水中における有機分子の認識である。今回の標的化合物は、従来から認識が難しいと考えられてきたものであるが、本研究成果は分子認識化学的観点から今後の分子設計に新たな指針を与えることができるものとして期待される。有機化学当初の計画通り、苦味物質をセンシングするための人工レセプターに関してはフラグメント分子の合成を行い、うま味物質については、新規人工レセプター分子を開発したため。当初の計画通り、フラグメント化合物を金薄膜上へ固定化することができたため。当初の計画通り、苦味を呈するメチルキサンチン類に対して優先的に複合体を形成する人工レセプター分子を合成することができたため。当初の計画通り、平成24年度に引き続いて、うま味物質をセンシングするための人工レセプター分子の合成と親和性の評価を行い、適切なレセプター分子構造を解明する。