hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網羅的なDNAメチル化解析による若年者大腸癌と高齢者大腸癌の遺伝子発現の比較

大腸癌において異常なメチル化が発生している遺伝子を網羅的に検索するために、Methylation-sensitive representational difference analysis (MS-RDA)法を用いて若年者大腸癌症例を対象とした検索を施行した。25才と27才の女性で大腸癌の家族歴を有さないにS状結腸癌2例を対象とした。腫瘍部でメチル化を認め正常粘膜部ではメチル化を認めない遺伝子をMS-RDA法によって検索した。その結果、計33個のPCR産物を抽出した。33個中、1個がalpha-1-B-adrenergic receptorのexon1 (ADRA1B)とexon2の間のintron領域であることが同定された。ADRA1Bは、G蛋白結合膜蛋白である。34例の大腸癌の癌DNAでは、Region 3とRegion 4の両領域に4例(11.8%)でメチル化が認められた。背景粘膜DNAでは、全領域にメチル化は認めず、大腸癌ではADRA1B promoter領域のメチル化は癌特異的なものであった。つぎに、34例の胃癌症例を対象とした。ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は、胃癌組織では34例中24例(70.6%)に、また、周囲粘膜では14症例(41.2%)で認められた。これら34症例の検索において、ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は腸上皮化生粘膜では41.6%に、腸上皮化生を有さない粘膜では25%に認められた。ADRA1Bの発現の減少は、検索した胃癌18例中12例に認められ、これら12例中11例で、ADRA1Bのプロモーター領域のメチル化を認めた。以上より、ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は、胃癌において高頻度に認められることが明らかとなった。従って、ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は胃癌の発生において重要な役割を果たす可能性が考えられた。MS-RDAによる癌異常メチル化領域の単離網羅的なDNAメチル化解析を施行し、以下のような結果を得た。2例の大腸癌から計33個のPCR産物を抽出し、33個中、1個がalpha-1-B-adrenergic receptorのexon1とexon2の間のintron領域であることを同定した。残りの32個のPCR産物中、28個のPCR産物はmitochondrial DNAであり、残りの4個はgenome中の存在部位が同定できなかった。大腸癌及び胃癌におけるADRA1B promoter領域のメチル化の頻度34例の大腸癌の癌DNAではRegion 1とRegion 2にはメチル化は認めないものの、Region 3とRegion 4の両領域に4例(11.8%)でメチル化が認められた。一方、背景粘膜DNAではRegion 1からRegion 4まで全領域にメチル化は認めず、大腸癌ではADRA1B promoter領域のメチル化は癌特異的なものであった。今後の方針ADRA1B promoter領域のメチル化は、大腸癌では癌特異的なものと考えら得た。さらに、他の消化器癌として胃癌を対象とし、胃癌におけるADRA1B promoter領域のメチル化の頻度とその傾向について、分析する予定である。前年度までの研究では、2例の若年性大腸癌組織の網羅的DNAメチル化解析を行い計33個のPCR産物を抽出し、そのうちの1個がalpha-1-β-adrenergic receptor(ADRA1B)のexon1とexon2の間のintron領域であることを同定した。

残りの32個のPCR産物中、28個のPCR産物はmitochondrial DNAであり、残りの4個はgenome中の存在部位が同定できなかった。大腸癌におけるADRA1Bのpromoter領域のメチル化は、34例中4例に認められたが、これらの症例の背景粘膜にはADRA1Bのpromoter領域のメチル化はみとめられなかった。今年度は、胃癌におけるADRA1Bのpromoter領域のメチル化の頻度とその傾向について分析した。34例の胃癌症例を対象とした。ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は、胃癌組織では34例中24例(70.6%)に、また、周囲粘膜では14症例(41.2%)で認められた。さらに、これら34症例の検索において、ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は腸上皮化生粘膜では41.6%に、腸上皮化生を有さない粘膜では25%に認められた。ADRA1Bの発現の減少は、検索した胃癌18例中12例に認められ、これら12例中11例で、ADRA1Bのプロモーター領域のメチル化を認めた。これらの結果から、ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は、胃癌において高頻度に認められることが明らかとなった。従って、ADRA1Bのpromoter領域のメチル化は胃癌の発生において重要な役割を果たす可能性が考えられた。
専門職開発力を育成する「看護師の学び方を学ぶプログラム」の効果検証

本研究は、看護系大学4年生に対し「Learning to Learn for Nurses Program(看護師の学び方を学ぶプログラム)」(以下、LLNP)を施行し、専門職開発力向上における効果を検証することを目的としている。2018年度は、本プログラムの構築と研究方法に関する検討を行った。これまでの予備研究により、プログラム内で対象者が学習する内容は、「看護学生と看護職との学び方の違い」、「新人看護師研修の概要」、「省察の行い方(実践力の課題発見と質改善に向けた改善方法の理解)」、「越境学習の行い方(キャリア開発と学習の場)」、「情報収集と統合の方法(信頼できる情報の収集、実践への活用可能性を高める統合方法)」、「協同学習の行い方(臨床における知の共有方法)」となった。プログラムを学習する方法は、臨床状況で行われる学習状況や場に基づくデザインとする。大学における学び方に関する教育活動の文献レビューから、大学の講義科目として1-2単位の時間数で展開されるプログラムが多く、15-20時間の設定とした。また、学び方に関する知識を学習するだけでなく、実際にこれらの知識を活用しながら実際の課題に取り組むことで学習効果が高まることが提示されており、臨床で新人看護師が課題と感じるファーストラウンドまでの場面や実践後の振り返りの場面を再現し、シミュレーション学習を行う。以上より学習時期は、9月後半の2日間(12時間)と2-3月の1日間(6時間)と設定した。研究方法は、2群比較準実験研究デザイン(非ランダムサンプリング)を用いる。実験群は上記のプログラムをすべて行う者、対照群は新人看護師研修の内容を学ぶパンフレットを送付する者とする。2019年度は、本プログラムを実施し、看護職の学習方略の使用程度、看護実践能力における効果を検証する。2018年度のプログラム構築により、プログラム実施時期について、期間を経た2回の実施が学習効果を高めることが確認された。そのためプログラム実施が2019年度に順延となり、研究の進捗を遅らせる原因となった。2019年度は本科研の最終年度であり、教育プログラムの確実な実施が必要となる。それに向けて、教育プログラム実施に協力が得られる、臨床教育者に参加を要請し人数を確保したところである。本研究は看護系大学学生の専門職開発力を向上させる「学び方を学ぶプログラム」を評価することを目的としている。今年度は、本プログラムの構築にあたり、学生が看護師の学び方を大学での学習の中で行っている程度と関連要因を調査した。質問紙調査の結果から、〈将来の展望-希望あり〉、〈社会的外向性〉、〈看護に対する期待と価値〉、〈学習に対する期待と価値〉、〈責務認識〉、〈人的資源〉、および〈タイムマネジメント行動〉が高いほど自己調整学習方略の使用程度が高いことが示された。また〈将来の展望-希望あり〉のものは<希望なし>の2倍、〈看護に対する期待と価値〉、〈学習に対する期待と価値〉、〈責務認識〉、および〈タイムマネジメント行動〉が1スコア上昇するごとに1.14-1.40倍、学習方略の使用頻度が多い状況が認められた。さらに他の自己調整学習方略の得点率が70%台であるのに対し、向上的志向的学習方略では50%台であった.以上より、本プログラムの構築に向け、1.臨地で展開されるダイナミックな学習における、物理的および人的資源の理解を促すこと、2.モチベーションをマネジメントするための知識やスキルを提供すること、3.将来展望を考える機会を提供すること、4.経験を学びにつなげる省察の具体的方法を獲得するトレーニングを行うこと、5.学習に関連する個人の要因の把握する機会を提供すること、5.具体的な学習方略のトレーニングを行い、学習に対する効力期待を高めること、の有効性が示唆された。研究開始時の計画では、H27年度に本プログラムのパイロットスタディを実施する予定であった。しかし、プログラムの充実に向け、看護系大学生の学習方略使用程度に関する情報収集する必要があり、H27年度はそのデータ収集ならびに分析を行った。本研究は看護大学学生の専門職開発力を向上させる「学び方を学ぶプログラム」を評価することを目的としている。今年度は本プログラムの構築にあたり、昨年度の調査を基にプログラム内容の構築を行った。本プログラムは、専門職開発力の向上を目標としており、「看護職の学びのプロセス」、「看護職の学び方トレーニング」で構成する。前者は、学生と社会人との学び方の違いならびに新人看護職員研修として厚労省で提案されている内容について学ぶ。後者は、「学習方略トレーニング」を具体的に遂行する中で、そのプロセスをモニタリングする「メタ認知トレーニング」と学習の継続を支持する「モチベーションマネジメント」の要素を取り入れる。「学習方略トレーニング」の【省察的学習方略】では、今までの経験の中で印象的であった看護実践について、臨床看護師の思考過程を示すTannerの「臨床判断モデル」のプロセスに沿ってグループでの対話を進める。これにより、臨床看護師の思考のプロセスを学ぶとともに、実践経験から学ぶ方法を獲得する。ファシリテーターに対しては、Jay and Johnsonが示す「リフレクションの類型-特徴とガイダンスとなる質問」を参考に、「経験の中心にあるものを焦点化する」、「経験のなかにある感情を認識する」、「経験のなかにある知を見出す」ことを支援するための準備を行う。【向上的学習方略】では、自らの関心領域における継続教育のリソースを探索する演習を行う。リソースは、所属機関内外の研修、学会、メンターとする。【情報処理方略】では、EBNのための論文検索、研究論文から知見を得るトレーニングを行う。

また、短い時間で実践に使用できる情報の統合を練習する目的で、信頼性のあるウェブリソースの検索等も行う。全プログラムを通して臨地で起こる場面を再現し、学習方略を実際に使用しながら学ぶ機会を提供する。本プログラムはH28年にパイロットスタディを実施する予定であった。しかし、予定していた研究協力者数を獲得することが困難であり、今年度はプログラム自体の日数変更、これに伴うプログラムの再構築を行った。本研究は看護大学学生の専門職開発力を向上させる「看護師の学び方を学ぶプログラム」を評価することを目的としている。今年度は本プログラムの構築にあたり、今までに行った看護系大学生と看護師の用いる学習方略の差異を分析した。看護師の学習方略は、【省察的学習方略】、【向上志向的学習方略】、【メタ認知方略】、ならびに【協同学習方略】により構成されていた。看護系大学生の学習方略は、同一の4側面の構造であった。看護師と看護系大学生が用いる学習方略の差異がみとめられたものは、看護学生の方が高い得点の項目で、「情報の共有」、「同僚との協同学習」、「実践の記述」であり、看護師の得点の方が高い項目で、「学習できる場への参加」、「課題の認識」であった。また、両者とも「あまり行わない」と回答した項目は、「教材の工夫」、「研究論文等を読む」であった。以上から、職業につきながら学習する際に人材資源を効果的に活用する方法、行っている実践を記述し自己の成長を促す省察を行う方法、学習する場や媒体のバリエーション、研究論文の活用方法、時の成長に関する目標設定の方法について、強調した教育プログラムを開発する必要性が示唆された。教育プログラムにおいてファシリテーターとなる人材の確保と育成に時間を要している。また、対象者が教育プログラムを受けやすい時期にばらつきがあり、評価にかなう対象者を獲得することができなかったため。本研究は、看護系大学4年生に対し「Learning to Learn for Nurses Program(看護師の学び方を学ぶプログラム)」(以下、LLNP)を施行し、専門職開発力向上における効果を検証することを目的としている。2018年度は、本プログラムの構築と研究方法に関する検討を行った。これまでの予備研究により、プログラム内で対象者が学習する内容は、「看護学生と看護職との学び方の違い」、「新人看護師研修の概要」、「省察の行い方(実践力の課題発見と質改善に向けた改善方法の理解)」、「越境学習の行い方(キャリア開発と学習の場)」、「情報収集と統合の方法(信頼できる情報の収集、実践への活用可能性を高める統合方法)」、「協同学習の行い方(臨床における知の共有方法)」となった。プログラムを学習する方法は、臨床状況で行われる学習状況や場に基づくデザインとする。大学における学び方に関する教育活動の文献レビューから、大学の講義科目として1-2単位の時間数で展開されるプログラムが多く、15-20時間の設定とした。
共創ビジョンに基づく半導体産業のビジネスモデル進化と、知財・人材の組織的流動化

本研究では、過去30年間の半導体産業における世界の成長と日本の停滞を比較分析し、イノベーションとビジネスモデルの進化に着目して、世界競争力ある産業形態を実現する提案を目指した。進化の3段設計法の構築に向け、当該産業の分析と進化方策、次世代サプライ・チェーン管理の研究を並走させた。研究開発コンソーシアムの国際比較の結果、成功しているリストラクチャリングは、産業革新と地域振興課題の間でよく動機づけされた協業に基づくことを明らかにした。その上で、研究途上の地域活性化の方法論研究に進み、全国共通の情報インフラとなるデータベースと地域活性化指標を開発し、125市町村に応用して評価事例を示した。H25年度には、日本半導体産業とその周辺分野に関連して、経営組織を社会運営の重要インフラと捉え、経営組織の「進化の3段階設計法」を構築することを目的とした。その目的を達成するために、1)日本半導体産業に関する現状分析と進化方策の研究、および、2)次世代デバイスのサプライチェーン・マネジメントに関する技術研究を並走させた。1)については、A)半導体研究開発コンソーシアムの日米欧比較に基づく日本エレクトロニクス産業への提言、および、B)地域活性化事業の思想・方法論の研究を実施した。A)に関しては、欧米と日本の相違点を1)トップダウン・マネジメントの問題として大分類5項目中分類11項目、ボトムアップ・マネジメントの問題として経営組織/文化の影響を大分類2項目中分類3項目にまとめた。前者の分類には、ビジョン(動機、課題認識、成長戦略)、体制(リーダーシップ、パートナー選定、基盤顧客)、制度(評価制度、評価方法)、資金(年度予算、投資、設備経営)を、また、後者の分類として、技術戦略(技術戦略)、運用(組織と人材の関与、競争意識)を設定し、定性分析・定量分析を合わせて日米欧比較結果をまとめた。B)については、地域活性化事業や環境経営のビジョンを踏まえた進化の議論を進めた。以上の成果は、経営工学会年次研究大会に3件の論文発表、国際会議での1件の展示として公開した他、今春の各種講演会等を経て広く共有していく。2)については、今後の製品設計(3次元デバイス)とサプライチェーン設計・運営に関する技術研究を並走させ、国内企業との協業により、実データを用いた技術応用効果の事前検証を行った。その結果、従来法では達成できなかった優良な結果を得た。これらの成果は、2件の国際学会での発表およびIEEE国際学会誌2件の投稿(PCT特願に関連し2014年7月以降に公開可能となる)他の成果物としてまとめられた。本研究では、1、過去30年間、高成長を見せた世界の半導体産業と停滞し続けた日本半導体産業を、イノベーションとビジネスのモデル進化に着目して比較分析し、2、世界水準で競争できる産業形態を実現する実質的リストラクチャリングの方法論を提案することを目指した。そのために、H25年度は、1)日本半導体産業に関する現状分析と進化方策の研究、および2)次世代サプライ・チェーン・マネジメントに関する技術研究を並走させた。続くH26年度は、1、で実施した(1)研究開発コンソーシアムの国際比較と提言、(2)地域活性化事業の思想・方法論の研究のうち、具体的な一手として(2)に集中し、「地域活性化のためのデータベースと指標の設計・評価」を全国共通の情報インフラとして研究開発した。この選択理由は、半導体産業の成功事例に共通してみられた産学公連携の強力な動機とパートナーシップに先進国共通の活路を見出したこと、改めて人の仕事・暮らしに根差した「地域」という単位・可能性への回帰、および社会の地域活性化の要請による。他方の、(1)は、技術経営の多くの面で教訓を与えた一方、産学官連携の体制・制度・評価など多面的に、社会・組織の革新を要する。短期戦の本研究では、社会の資産づくり(まず情報・人材)と普及・展開に急ぐ選択をした。2、次世代サプライ・チェーンの設計・運営に関しては、H25年度の産学技術研究に加え、より広範な対象を念頭に、新たなバリュー(サプライ)・チェーン・デザインに関する理論的考察と、幾つかの事例調査・定量分析を行った。例えば、(1)ビジネスモデル・イノベーションとコンカレント製品設計の統合、(2)地域経済・環境資源に立脚したサプライ・チェーン、等で、それぞれ実データに適合するモデルを構成できた。これらのイノベーション・ツールは、未だ完成形ではない。更に洗練させ、今後の研究・教育に活かしていく。生産システム工学、技術経営申請時に、研究の目的として、以下を記した。世界の半導体産業は過去30年間に亘って急速なオープンイノベーションの展開・ビジネスモデルの進化等を繰り広げ、毎年10%以上の成長率を維持してきた。一方、日本半導体産業は30年間停滞し続けている。この要因は、日本の各企業が新しいイノベーション・ビジネスモデルの進化などに十分に対応してこなかったためと考えられる。

本研究では、日本半導体産業の復権に向けて、個別企業に対する各論と業界全体の特徴・動向を捉え、世界水準で競争できる産業形態を実現するリストラクチャリングの方法論の確立を目指す。申請者はこの産業を過去15年間研究対象としてきたので、研究目標の実現可能性を強く信じる。この目的に従い、日本半導体産業の停滞の要因を「研究実績の概要」に前述した通り、まとめた。ここで、決定的な日米欧の相違は、産業や技術に留まらず、より大局的な世界観や社会の制度・文化に根付くものが多く、また、悲観的・単眼的ビジョンが、未来創造に負の影響をもたらしていることもわかってきた。それらの認識に基いて、改めて社会起業家精神に基づく地域活性化事業と環境経営をふまえたビジョン策定と産学官協業事業の方法論を検討するとともに国内の首都圏一地域を対象として事例研究を進め、経済財・自然財の生み出す価値とその流れを構想した。当該企画と特区制度との関連から、内閣府・地域活性化統合事務局へ提案するなどの活動も行ってきた。2)については、国内の最大手半導体企業ほかの2企業および国立台湾大学と技術交流を図り、うち国内一企業とフィージビリティスタディを先行させ、新たな技術的進歩を加えた。2014年度内に産学共同研究プロジェクトを立ち上げ、実証研究フェーズに進むことで企業と合意済みである。こちらについては、研究代表者の過去10年の生産システム工学の研究成果を総合して、社会に技術を実装していく。1.変更点は、体制面と研究内容の追加にある。まず、当初より、研究室内の実施体制が小さく(10名→7名)、学外の協業者の体制が大きくなるものの、予定通り問題なく進められる見込みがある。また、研究内容として、少子高齢社会の実態調査(幸福度、困難度)と人工社会シミュレーションによる一般化・汎用化を加える予定であるが、先行研究や同所属の関連研究者との協力、また志高い若者達との邁進により、早期の進捗を目指していく。2.厳しい時間との闘いがあることを十二分に認識して、迅速かつ確実に成果をあげ、社会に還元していく。そのために、自身の研究もまたコンカレント・エンジニアリングの思想に基づいて移管容易かつ迅速な産学連携あるいは産学官連携体制で実施する。また、従来以上に、社会とのオープンな対話を推進していく。3.今後の最大の課題は、「地域活性化の研究」に関わる幅広い研究者の組織化にあると考えている。既存の地域活性化学会などとも交流を深めつつ、足元の筑波大学の社会工学域(社会経済、経営工学、都市計画)、および、システム情報系(構造エネルギー工学、コンピュータ・サイエンス、知能機能システム、リスク工学、)の研究者の分野横断的な組織化を志し、つくば国際戦略特区のフィールドも活用していく。このような取り組みが社会と大学の両方の発展につながると強く信じる。納品・清算手続きはH25年度内に終了しているが、支払い(振込等)がH26年度4月にずれこんだため研究成果公開Webサイト制作費用,出張旅費
かんばん方式の多回輸送における道路負荷の軽減法

かんばん方式は、ジャストインタイム生産を実現するための物流管理方式で、わが国で独自に開発された方式である。かんばん方式の有効性は各種の企業で実証され、近年では諸外国においても取り入れられており、広く産業界に定着してきている。しかしながら、かんばん方式の実施に際しては、資材の多頻度(多回)輸送が行われることが多く、交通渋滞の原因であるなどの、批判がなされている。そこで本研究では、多回輸送において輸送手段の総使用量が増加しない方法が可能であるかどうかを検証し、道路負荷を抑制したかんばん方式の確立を目的としている。本年度は、わが国の場合を対象に、親企業と納入企業との位置関係を調査し距離データなどを収集した。収集したデータを反映させて、かんばん方式におけるデポ方式と巡回混載方式の数理モデルの構築および、かんばん方式を採用していない従来の輸送方式における数理モデルを構築した。今後、構築したモデルをコード化し、かんばん方式・従来方式の両方式について、引き取り方式等によって異なる道路負荷をシミュレーションにより導く。シミュレーションにより得られたデータを分析整理し、道路負荷を抑制したかんばん方式における輸送法を確立する。
社会人類学におけるセクシュアリティの基礎的研究-調査・記述・比較の理論的検討

本研究の目的は、性に関する調査体験と資料をもつ研究者による合同討議によって、将来の人類学的な性研究における理論と方法についての指針を探究することにあった。その目的を達成するために主として以下の課題を検討した。1.性行動、性表象と社会・文化体系との関連性、およびそうした関連性についての通文化的比較の可能性。2.社会(文化)人類学における性研究の意味、可能性、および限界にかかわる理論的問題。3.研究者各自の調査資料の再分析と再解釈。本研究では合同討議において研究分担者のほかに霊長類学研究者および女性人類学者にも参加してもらい、多様な角度から活発な論議をおこなうことができた。その結果、以下のことが判明した。1.従来の研究では当該社会での性的に活発な世代の行動にのみ過度に焦点が当てられ、子供や老人たちの性行動にかんする研究が等閑に付されてきた。ライフサイクル全体との関連で性研究をすすめ無ければ、セクシュアリティと社会組織、文化価値との関連性を発見することが困難である。2.性行動はそれぞれの社会のジェンダー関係と密接に関連しており、そのため夫婦間の性行動のありかたはたとえば人口抑制策としての避妊法の選択にも多大の影響をおよぼしている。3.人類学者のフィールドワークにおいて、セクシュアリティ調査が困難な社会と比較的容易な社会がある。これはその社会の社会組織と宗教的態度に由来する性観念やジェンダー関係と密接に関わっている。本研究は、性に関する調査体験と資料をもつ研究者が、社会(文化)人類学における性研究の意味、可能性、限界を検討し、性情報を収集整理し、通文化的に比較研究することを目的としていた。そこから、研究会を1回(於都立大・2月2729日)、資料収集を4回(国立民族学博物館・神戸大学・関西学院大学・広島市立大学)おこなった。研究会では、特に異文化における性に関するフィールドワークの困難さが検討され、また収集された性に関する資料の提示についての問題点も検討された。具体的な問題の討議により、性研究の実践がさらに明確なものとなった。4回の資料収集では、世界各地域(アジア・アセアニア・中東・アフリカ・南米)の性に関する文献の収集がおこなわれ、地域と内容の区分にもとづいた目録と注釈の作成がすすめられた。この作業はまだ進行中であるが、今後は各研究者がフィールドワークで収集した一次データと他の地域との比較が容易となり、通文化的な研究へとつながるはずである。そこから、研究会を1回(於京都文教大学・1996年7月1314日)、資料収集を3回(広島市立大学/東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所/国立民族学博物館)おこなった。研究会では、前年度の成果をさらに発展させることをめざし、性に関するフィールドワークの困難さをのりこえる実践的な方法論が検討された。また収集された性に関する資料の整理がすすみ、その結果を出版物として刊行する検討がおこなわれた。3回の資料収集では、前年度と同様に、世界各地域(アジア・アセアニア・中東・アフリカ・南米)の性に関する文献の収集がおこなわれ、地域と内容の区分にもとづいた目録と注釈の作成がすすめられた。この結果、今後は各研究者がフィールドワークで収集した一次資料と印刷された文献資料の照らし合わせが容易となった。この成果は、通文化的な比較研究をさらに推し進めるはずである。
歯周疾患病原細菌に対して選択的な抗菌活性を示す唾液蛋白に関する研究

シスタチンSはシスティンプロテアーゼに対する阻害括性を持つ。植物由来のパパインをラットの口腔内に投与すると、このタンパクが誘導される。この事象は外来(食物、細菌)プロテアーゼによる障害(炎症)に対する防御機構の一つであると考えている。一方、歯周病の原因細菌の一種であるPorphyromonas gingivalisの一連の変異株(381,381P,W50,W83,VPI14018,ATCC 33277,NCTC1 1834)に対して選択的かつ殺菌的な抗菌活性を示す。しかし、高度に精製された標品中の微量成分が抗菌活性の本体である可能性を否定できない。シスタチンSまたは微量成分が歯周病の治療薬となりうる可能性を追求することが、本研究の目的である。交感神経β-受容体作動薬であるイソプロテレノールを連続投与したラット顎下腺唾液を大量に採取した。試料をSephadex G-75カラムによるゲルクロマトグラフィーによってG-I、G-IIとG-IIIに分画した。抗菌活性は画分G-IIとG-IIIに認められた。シスタチンSが分離される画分G-IIはDEAE-sepharose 6Bによるion chromatographyとCM-papain agaroseによるaffinity chromatographyによって精製した。単離したシスタチンSは抗菌活性を示した。そのアミノ酸配列データに基づいて、複数のペプチドを合成し、その抗菌活性を評価した結果、シスタチンSと同程度の活性は認められた。より効果的な誘導体の合成が今後の課題である。G-IIIには複数の低分子量ペプチドが存在した。この物質の抗菌活性はシスタチンSよりも数段高いことが認められた。抗菌活性ペプチドの特定が今後の課題である。「研究目的」シスタチンSは、パパイン等のシスティンプロテアーゼに対する阻害活性を持つ。一方、歯周病の原因細菌の一種であるP.Gingivalis 381Pを選択的かつ殺菌的な抗菌活性を示すことを見い出した。続いて、この細菌の一連の変異株(381,W50,W83,VPI14018,ATCC 33277,NCTC1 1834)に幅広く作用することを確認した。シスタチンSまたは微量成分が歯周病の治療薬となりうる可能性を追求すること。「研究実施計画」1、ラット顎下腺唾液の採取とシスタチンSの精製・分離。試料をSephadex G-75カラムによるゲルクロマトグラフィーおよびにCM-パパインアガロースによるアフィニティークロマトグラフィーによって分画し抗菌活性を検討した。2、各精製段階で、総ての画分の抗菌活性を詳細に検討。パパイン阻害活性と抗菌活性のピークは一致していた。シスタチンSに特異的な抗体を作成するために、シスタチンSのアミノ酸配列データに基づいて、抗原となり得るペプチドを合成した。抗菌活性の本体がシスタチンSであるか否かを確定するため、この抗体の特異性を利用して検討している。「研究目的」シスタチンS、はパパイン等のシスティンプロテアーゼに対する阻害活性を持つ。「研究実施計画」1、各精製段階で、総ての画分の抗菌活性を詳細に検討。交感神経β-受容体作動薬であるイソプロテレノールで処理したラット顎下腺唾液をSephadex G-75カラムによるゲルクロマトグラフィーで画分G-I,G-IIおよびG-IIIに分画した。更に、シスタチンSが溶出するG-IIは、CM-パパインアガロースによるアフィニテイークロマトグラフィーよって精製した。精製したシスタチンS以外に低分子量ペプチドが溶出するG-IIIに抗菌活性が認められた。一方、シスタチンSのアミノ酸配列データに基づいて、抗原となり得るペプチドを2種類合成し、抗体を作成した。精製したシスタチンS溶液に抗体を添加して、シスタチンSを除去して得た検体には、抗菌活性が認められなかった。G-IIIをSDS-電気泳動法で分析した結果、多数のバンドが検出された。現在、どの成分が抗菌活性を示すのか、また活性成分とシスタチンSとの関連性について検討中である。

2、活性ペプチドの合成と評価。シスタチンSのアミノ酸配列情報等の成績を参考にして、2種類のペプチド断片を作成し、抗菌活性を検討している。シスタチンSはシスティンプロテアーゼに対する阻害括性を持つ。植物由来のパパインをラットの口腔内に投与すると、このタンパクが誘導される。この事象は外来(食物、細菌)プロテアーゼによる障害(炎症)に対する防御機構の一つであると考えている。一方、歯周病の原因細菌の一種であるPorphyromonas gingivalisの一連の変異株(381,381P,W50,W83,VPI14018,ATCC 33277,NCTC1 1834)に対して選択的かつ殺菌的な抗菌活性を示す。しかし、高度に精製された標品中の微量成分が抗菌活性の本体である可能性を否定できない。シスタチンSまたは微量成分が歯周病の治療薬となりうる可能性を追求することが、本研究の目的である。交感神経β-受容体作動薬であるイソプロテレノールを連続投与したラット顎下腺唾液を大量に採取した。試料をSephadex G-75カラムによるゲルクロマトグラフィーによってG-I、G-IIとG-IIIに分画した。抗菌活性は画分G-IIとG-IIIに認められた。シスタチンSが分離される画分G-IIはDEAE-sepharose 6Bによるion chromatographyとCM-papain agaroseによるaffinity chromatographyによって精製した。単離したシスタチンSは抗菌活性を示した。そのアミノ酸配列データに基づいて、複数のペプチドを合成し、その抗菌活性を評価した結果、シスタチンSと同程度の活性は認められた。より効果的な誘導体の合成が今後の課題である。G-IIIには複数の低分子量ペプチドが存在した。この物質の抗菌活性はシスタチンSよりも数段高いことが認められた。抗菌活性ペプチドの特定が今後の課題である。
難治性心疾患の病態形成に関連したゲノム多様性の解明と治療戦略の開発

本研究では、特発性心筋症、特挙性不整脈、心筋梗塞などの難治性心疾患の発症ないし進展に関連する遺伝子群を同定し、それらの機能解析を通じて病態形成機構を解明するとともに、その知見に立脚した治療戦略の開発を目的とする。本年度の主な研究成果は以下のとおりである。1.昨年度までに網羅的マイクロサテライト解析によって見出したMI-1座内の遺伝子AについてのSNP解析から、プロモーター領域のSNPが心筋梗塞と関連することを見出していたが、本年度は患者一対照数を増やして(患者630-対照1230)本SNPが冠動脈硬化症と関連することを確認し、また、別の日本人集団(患者1,110-対照2,120)および韓国人集団(患者830-対照750)でも関連することを見出した。さらに、当該SNPは遺伝子Aの転写活性に関わること、SNPによって核内因子との結合性が異なることを解明した。2.機能連関から候補遺伝子を選択する手法によって、新たに4種の拡張型心筋症原因遺伝子(FHL2,LMN4A,ILK,BMP10)および1種の肥大型心筋症原因遺伝子(OBSCN)を発見し、それぞれの変異による機能異常を解明した。3.トランスジェニックマウスの系を用いて心筋細胞のCa感受性を亢進することで肥大型心筋症の病態形成に至ることを見出したが、この効果にはPP1MのM110サブユニットのリン酸化制御が関わることを明らかにした。一方、PP1Mのラージサブユニット(M110,M130)とスモールサブユニット(M20,M21A,M21B)との結合特異性はサブユニット間で異なることを明らかにするとともに、それぞれの結合ドメインをマッピングした。4.高安動脈炎や慢性関節リウマチの疾患感受性遺伝子であるIKBLの機能解析を行い、これがスプライシングに関わる因子であることを見出した。心筋梗塞、特発性心筋症、特発性不整脈などの致死性難治性心疾患は、病因または病態形成機構が不明なため有効な治療法や予防法がほとんどない。本研究の目的は、これら難治性心疾患の発症ないし進展に関連する遺伝子群を同定し、それらの機能解析を通じて病態形成機構を解明するとともに、最終的には成果に立脚した治療戦略を開発することにある。本年度の具体的成果は以下のとおりである。(1)網羅的マイクロサテライト解析により同定した心筋梗塞感受性6座位のうち2座位についてtagSNPを用いた関連解析と新規SNP探索を行い、MI-1座内遺伝子のプロモーターSNPが責任多型であることを解明した。また、機能解析を行うことにより、感受性遺伝子は高発現型であることが判明した。一方、MI-2座内の遺伝子は脂質代謝に関わることが判明しているが、責任SNPを同定し、これが高脂血症を伴う心筋梗塞と関連することを明らかにした。一方、LTA、LGALS2、PSMA6多型は、いずれも日本人、韓国人いずれの集団においても心筋梗塞との関連は認められなかった。(2)拡張型心筋症の新しい原因遺伝子として、FHL2変異を同定した。この変異はタイチンへの結合性を低下させるものであった。一方、Cypher/ZASPに結合するタンパクを同定し、拡張型心筋症の原因となるCypher変異はこのタンパクへの結合性を低下することを解明した。一方、PP1Mスモールサブユニットを高発現するトランスジェニックマウスが肥大型心筋症のモデルとなることを示した。(3)LQT症候群やCPVTなどの不整脈患者集団で多数の病因変異を同定したが、複合ヘテロ接合体でのみ発症するHerg変異は興味ある知見であった。一方、原因不明のBrugada症候群症例にサルコレンマタンパク変異を見出した。
ハロゲン置換不斉炭素構築法の開発と生物活性ハロゲン含有天然物の全合成

我々は有機ハロゲン化合物の創製の新手法開発と塩素化された特異な構造からなる抗生物質napyradiomycin A1(NA)の合成経路の確立に向けた研究を展開した.検討の結果,(±)-NAの全合成を達成すると共に,人工的に創製した種々のアミン類のスクリーニングにより,アリルアルコールの不斉ジクロル化に有効な触媒を得た.また,(DHQD)2PHAL-PhICl2を用いるNicolaou条件下,デヒドロ-α-ラパコン誘導体のジクロロ化が若干ながら不斉を誘起することを見出し,上記天然物の不斉合成に繋がる知見を得た.さらに,NA誘導体の抗菌活性評価によって医薬資源開拓に資する化合物を見出した.興味深い生物活性を有する不斉有機ハロゲン化合物が自然界に数多く見出され、近年、創薬における活用への期待が高まっている。それゆえ、不斉有機ハロゲン化合物の人工的獲得をもたらす化学合成法の確立が望まれているが、この要求に十分に応え得るものは未だ必ずしも多くはない。我々は、顕著な生物活性を示す天然有機ハロゲン化合物の全合成経路を開拓し、医薬リードを創製するとともに、触媒的不斉ハロゲン化の新手法を開発すべく研究を展開した。平成24年度の研究において、我々は、分子状塩素の代替物として機能するN-クロロコハク酸イミド(NCS)・トリフェニルホスフィン(Ph3P)(2:1)複合塩素化剤を用いるアルケン類の新規ジクロル化手法を開発した。さらに、本反応剤によるデヒドロ-α-ラパコン誘導体のジクロル化を活用して抗生物質ナピラジオマイシンA1の合成中間体を調製した。平成25年度の研究では、引き続き、本全合成経路の開拓を進め、立体選択的四置換炭素構築と続く官能基化を含む数工程を経て、側鎖末端部分を除く構造単位を備えたナピラジオマイシンA1の骨格分子を得ることに成功した。また、これまで調製に多工程を要していたデヒドロ-α-ラパコン誘導体の新たな合成経路を開拓し、その獲得における短工程高効率化に成功した。さらに、不斉ジクロル化反応の開発に向けた触媒システムの創製とその評価により、低光学収率ながらアリルアルコール類の不斉ジクロル化に有効な触媒を見出した。今年度見出した上記の数々の新知見は、本研究の今後の進展に大いに寄与するものである。興味深い生物活性を有する不斉有機ハロゲン化合物が自然界に数多く見出され、近年、創薬における活用への期待が高まっている。それゆえ、不斉有機ハロゲン化合物の人工的獲得をもたらす化学合成法の確立が求められているが、この要求に十分に応え得るものは未だ必ずしも多くはない。我々は、独自に開発したハロゲン化手法を鍵として、顕著な生物活性を示す天然有機ハロゲン化合物の不斉全合成経路を開拓し、医薬リードの創製に貢献するとともに、触媒的不斉ハロゲン化の新手法の開発を目指し、研究を展開した。本平成24年度においては、主に、不斉エポキシドの立体特異的デオキシジクロル化手法を基盤とする生物活性有機ハロゲン化合物の全合成研究に主眼を置いた研究を推進した。本計画に従って研究を展開した結果、分子状塩素の代替物として機能するクロロホスホニウム複合塩素化剤を新たに開発することに成功した。さらに、本反応剤を用いるアルケン類のジクロル化を足掛かりとして抗生物質napyradiomycinの合成中間体を獲得することができた。興味深い生物活性を有する有機ハロゲン化合物が自然界に数多く見出され、近年、医薬・機能性物質資源としての活用への期待が高まっている。我々は、顕著な生物活性を示す天然有機ハロゲン化合物の全合成経路を開拓し、医薬リードを創製するとともに、触媒的不斉ハロゲン化の新手法を開発すべく研究を展開してきた。これまで我々は、放線菌Chainia rubra MG802-AF1の培養液から見出され、塩素原子によって修飾された特異な化学構造を有する抗生物質ナピラジオマイシンA1の全合成研究を進め、デヒドロ-α-ラパコン誘導体のジクロル化と立体選択的四置換炭素構築を鍵として、側鎖末端部分を除く構造単位を備えた標的天然物の骨格分子を得ることに成功している。本年度の研究では、上記天然物の全合成の完了に向け、これまで課題となっていた鍵中間体の四置換炭素構築における収率改善に取り組んだ。その結果、モレキュラーシーブ存在下、銀反応剤によるラパコン誘導体へのアリル基導入が再現性良く進行することを見出し、鍵中間体の安定供給路を確立することに成功した。また、全合成経路の開拓の途上で得た数種の誘導体を生物活性評価に付した。現在のところ、有意な抗菌活性を示す誘導体の発見には至っていないが、本年度改善に成功した合成手法により、多岐にわたる誘導体の安定供給が可能となることから、本成果をもとに引き続き全合成の完了と各種誘導体の生物活性評価による医薬資源開拓を目指した研究を進めていく。

本平成27年度においては、まず、塩素原子によって修飾された特異な化学構造を有する抗生物質napyradiomycin A1の全合成の完了に向けた研究に取り組んだ。すなわち、鍵合成中間体の堅牢な供給路を確立した昨年度に続き、本年度新たに、不飽和側鎖の導入に関する条件検討を進め、目的とする天然物の全合成経路を確立することに成功した。また、シンコナアルカロイド型触媒とWillgerodt反応剤(PhICl2)によるアルケン類の不斉ジクロル化手法の開発も併せて進め、ピリダジンで架橋したC2対称性触媒が低い光学純度ながらジクロリドを与えることを見出した。さらに、Nicolaouらの反応条件下、ホモアリルアルコール類の不斉ジクロル化を試みたところ、クロロエーテルの生成を伴ったものの、対応するジクロリドが低光学純度ながら生成することが明らかとなった。以上の研究を通じて得た新知見は、生物活性天然有機ハロゲン化合物の合成戦略とハロゲン置換不斉炭素の構築法の更なる発展に寄与することが期待される。我々は有機ハロゲン化合物の創製の新手法開発と塩素化された特異な構造からなる抗生物質napyradiomycin A1(NA)の合成経路の確立に向けた研究を展開した.検討の結果,(±)-NAの全合成を達成すると共に,人工的に創製した種々のアミン類のスクリーニングにより,アリルアルコールの不斉ジクロル化に有効な触媒を得た.また,(DHQD)2PHAL-PhICl2を用いるNicolaou条件下,デヒドロ-α-ラパコン誘導体のジクロロ化が若干ながら不斉を誘起することを見出し,上記天然物の不斉合成に繋がる知見を得た.さらに,NA誘導体の抗菌活性評価によって医薬資源開拓に資する化合物を見出した.本研究の目的の一つであるナピラジオマイシンA1の全合成に関して、我々は、前年度までの研究で既に標的天然物の骨格を備えた化合物を得ることに成功していた。しかしながら、以前の合成経路は、鍵となるラパコン誘導体の四置換炭素構築に改善を要する等の課題を抱えており、これが全合成経路開拓における大きな障壁となっていた。本年度の研究によってこの課題を克服することに成功し、合成中間体の安定した供給が可能となった。全合成経路が現時点で未確立であるため、研究の達成度としてはやや遅れているといわざるを得ないが、全合成経路開拓に著しく寄与する上記の改善を成し得たことは今後の研究の進展にとって大きい。化学系薬学今年度得た知見をもとにして、ナピラジオマイシンA1の全合成経路の確立に挑む。既に標的天然物の骨格を有する合成中間体の創製に成功していることから、本中間体に対する側鎖導入をさらに検討し、全合成経路を確立する。また、ナピラジオマイシン合成中間体の生物活性評価を引き続き行い、医薬資源の開拓に繋げたい。前年度に引き続き、放線菌Chainia rubra MG802-AF1由来の抗生物質ナピラジオマイシンA1の全合成経路の開拓を進め、ナピラジオマイシンの側鎖末端部分を除くすべての構造単位を備えた骨格分子を得ることに成功した。また、これまで調製に多工程を要していたデヒドロ-α-ラパコン誘導体の新たな合成経路を開拓し、その獲得の短工程高効率化に成功するなど、全合成経路の開拓に関しては、計画通り、概ね順調に進んでいるといえる。
発がんプロモーションのメカニズム解明のための鍵化合物の開発

発がんプロモーターのターゲットは、細胞内情報伝達の鍵酵素であるプロテインキナーゼC(PKC)と考えられている。しかし、PKCを活性化する化合物がすべて発がんプロモーションを引き起こすわけではなく、PKCの活性化だけでは発がんプロモーションを説明できない。本研究者は、PKCが多くのアイソザイムよりなり、それぞれに複数の発がんプロモーター結合部位(ClA、ClBドメイン)が存在することがその大きな理由と考えている。本研究の目的は、天然発がんプロモーターをリードとして、PKCアイソザイムあるいはあるアイソザイムの特定のClドメイン選択的な薬剤を開発することにある。本研究者らは最近、全PKCアイソザイム(PKCα,β,γ,δ,ε,η,θ)のClAおよびClBを個別に化学合成し、これらのホルボールエステル(PDBu)に対する解離定数を正確に決定することに成功した。そこで、これらのペプチドライブラリーと[^3H]PDBuを用いた結合阻害試験によって、いくつかの天然発がんプロモーターの全PKCアイソザイムClドメインに対する結合定数(K_i)を測定した。その結果、インドールアルカロイド系の発がんプロモーターであるインドラクタムVが、novel PKC(δ,ε,η,θ)のClBドメインに選択的に結合することを見いだした。さらに、インドラクタムVのチオアミド誘導体を合成したところ、2はカルシウム依存性のconventional PKC(α,β,γ)に対して1と同様の結合活性を示したが、novcl PKC(δ,ε,η,θ)に対する結合能は約10倍弱かった。本結果は、novcl PKCがconventional PKCと比べて1のアミドカルボニル基を強く認識していることを示唆している。本知見は、PKCアイソザイム選択的な薬剤開発を行う上で、有用な指針となる。
光ソリトンの振舞とその超長距離超高速通信への応用に関する研究

本特別推進研究において以下の成果を得た。1.分布帰還型半導体レーザと電界吸収型重量子井戸半導体変調器を組み合せたソリトン光源に関する実験を行い、10GHzのソリトン列を生成することに成功した。また、分散補償ファイバを用いることによって、パルスに含まれる周波数チャーピングを低減できると同時に波長多重ソリトン伝送時の初期重なりを除去できることを明らかにした。さらに、同様のレーザと変調器の組み合わせによってダ-クソリトンを発生できることを確かめた。2.1周20kmのファイバループを用いてソリトン伝送実験を行い、1チャネル(毎秒10ギガビット)で1万6千km、2チャネル(毎秒10ギガビット×2)の波長多重で数千kmの伝送距離を達成した。3.ソリトンがもつ固有値に情報をのせる固有値通信方式の概念を提案した。またソリトン伝送において位相変調や偏波面分割多重の効果を利用すると、通常の強度変調を用いる場合よりも伝送速度ならびに伝送距離を拡大できることを理論的に示した。さらに、ダ-クソリトンやNRZパルスの長距離伝送特性を解析した。4.ソリトンがもつ非線形性を積極的に利用してソリトンの伝送を安定化する伝送制御技術に関して新しい提案を行った。特に、非線形ループミラーを伝送路に周期的に挿入することによって雑音を除去する方法、および、光波間の4光波混合や変調ラマンポンプの効果を利用してソリトンの時間ジッタを抑圧する方法について検討し、ソリトンの伝送距離を飛躍的に増大できることを明らかにした。5.周期的に光増幅を行う伝送系において増幅器間のファイバの分散性を適切に制御する、いわゆる分散マネージメントの手法を用いることによって増幅器間隔を拡大できることを理論的に明らかにし、かつ、この方法が波長分割多重ソリトン伝送におけるチャネル数を増加させるために有効であることを示した。1.波長分割多重通信におけるソリトン同士の衝突とその影響の低減光ソリトンが入力端で重ね合わされたり増幅器のなかで衝突したりすると線形的に重畳されることになり,非線形波動であるソリトンは擾乱を受けて中心周波数や位置が変化する。ソリトンを用いる波長分割多重通信では,このような衝突の影響を低減することは極めて重要なテーマになる。我々は,各チャンネルの搬送波長にピークを持つ狭帯域フイルタの使用,および隣接チャンネルソリトンの偏光面を互いに垂直にすることで衝突効果を低減する方法を試み,数値シミュレーションによりこれが可能であることを示した。2.周期的フイルタによるソリトンの不安定性伝送路に狭帯域フイルタを挿入することでソリトン速度と振幅を安定化させ,光増幅器の雑音による影響を回避できる。しかしながら,ソリトンがこのフイルタを何度も通過するとソリトンが不安定となることが数値シミュレーションの結果わかった。これはソリトンがフィルタを通過する時に分散波が発生し,伝送系の過剰利得でその振幅が指数関数的に増大するからである。幸いこの問題は3で示すソリトンと雑音が分離する性質を用いることにより解決できる。3.ソリトン通信における信号と雑音の分離ソリトン通信システムでは,ソリトンが線形波動と異なった速度で伝搬するか,あるいはこれを可能にできるため,同じ周波数帯に混在する雑音を除去できる。例えばファイバ中のラマン効果のため,ソリトンの速度は振幅の4乗と伝搬距離に比例して減少するが,雑音を構成する線形波動はこの効果を受けない。この結果,混在する雑音はソリトンの伝搬と共に時間的に分離する。またこのことを用いると,フイルタを周期的に通過させたときのソリトンに発生する不安定性を除去することができる。4.MQW半導体変調器を用いた光ソリトンパルスの発生DFBレーザ連続出力光を吸収型半導体光変調器で振幅変調を行うと,光パルス列が生成できる。

変調器にMQW半導体変調器を用いた場合,変調出力波形は理想的なソリトン波型であるsech^2からずれているが,適切に設計したフイルタを伝送路に挿入することにより,安定にソリトンが伝搬することを示した。また実験で1Gbit/sのフーリエ変換限界に近い光パルス列を発生した。1.MQW変調器を用いた光パルス列発生とソリトン周回伝送実験DFB半導体レーザと電界吸収型半導体光変調器を用いて繰返し周波数10GHz,幅27psecのフーリエ変換限界に近い光パルス列を発生した。発生した光パルスを1周20kmの分散シフトファイバループを周回させて伝送実験を行った。伝送距離200kmにおいて、光パルスのピークパワーに応じてパルス圧縮・パルス拡がりを観測した。さらにピークパワーがソリトンパワーの時、伝送距離1,000kmにおいてもパルス幅の変化は見られず光ソリトンが形成されたことを確かめた。2.非線形増幅ループミラーによるソリトン制御光ソリトン伝送路に過度に帯域の狭い帯域制限フィルタをおいた時ソリトンが不安定になる。この不安定性が、非線形増幅ループミラー(NALM)による非線形利得を伝送路中に挿入することで効果的に抑圧できることを数値シミュレーションで証明した。さらに、NALMを用いて光ソリトンの断熱圧縮が可能であることを証明した。また、波長分割多重ソリトン伝送系にNALMが挿入された時のソリトン衝突の影響を計算し、NALM中での衝突を避けるシステム構成が望まれることがわかった。3.摂動逆散乱法を用いた2ソリトン解の解析摂動逆散乱法を用いて2ソリトン解の厳密解を解析することを提案した。自己誘導ラマン効果を考慮した伝送系について解析を行い、ソリトン相互作用のメカニズムを散乱パラメータの変化により説明可能であることを明らかにした。4.帯域制限フィルタによるサブピコ秒短光ソリトンの制御サブピコ秒の極短光ソリトンでは、自己誘導ラマン効果や3次の分散効果のような、ファイバ中の高次の非線形効果の影響が顕著に現れる。ここでは光ファイバの帯域を制限し、位相変調または帯域制限特性に利得勾配を持たせることで、サブピコ秒ソリトンの速度を固定し、安定に伝送しえることを明らかにした。5.光ソリトンIM-DDと光ソリトンPSKの伝送距離比較光ソリトンの位相を変調する光ソリトンPSK方式を提案した。本方式では、パルス全体にわたって一定である位相を検出するため、隣接ソリトンとの相互作用による位置ずれの影響が通常のソリトンIM-DD方式より少なくなる。数値シミュレーションを行った結果、ソリトンPSK方式の方が無歪伝送距離が長いことを明らかにした。1.非線形利得特性を伝送路に与えることで帯域制限増幅ソリトンの不安定を抑制できることを明らかにした。2.2.非線形増幅ループミラーによるソリトンの断撚増幅に関する研究を行った。3.国内距離の超高速伝送をめざしたソリトンの分布的断熟増幅伝送方式について検討した。
植物ー微生物間相互作用の天然物ケミカルバイオロジー

植物における病原菌感染の各過程に関与する天然物を用いて、その機構解明と制御を試みた。植物宿主非選択的毒素をベースとして、植物免疫調節に寄与する分子の開発を行った。立体異性体を用いる独自の方法論を開発して標的タンパク質への親和性を変化させ、ドッキングシミュレーションを併用した論理的分子設計によって、その生物活性をチューニングすることに成功した。開発した分子は、GUS-レポーター実験より、植物体内でも標的選択制を示すことが確認された。その結果、2つのシグナル伝達経路の内ひとつのみを選択的に活性化することに成功し、副作用である生長抑制を伴うことなく、病原菌感染耐性を選択的に向上させる分子を開発した。また、遺伝子発現解析並びに各種変異体植物を用いた遺伝学的実験によって、この分子の作用機構解析を行った。立体生体を用いる生物活性のチューニングという方法論を確立することが出来た。植物の気孔に作用する植物毒素に関しては、各種光親和性プローブの合成と生物試験を行い、生物活性をもつプローブの開発に成功した。標的候補遺伝子として植物ホルモンシグナル伝達関連遺伝子を想定し、その機能破壊変異体を用いた光親和性標識化実験を行い、作用機構解析を試みたが、現在の所、変異体で消失するラベルかバンドは明確には確認できず、標的同定には至っていない。また、植物宿主選択的毒素に関しては、構造展開に必要なEDAユニットの酵素を用いる速度論的光学分割を用いる大量合成法を確立し、化学ライブラリーの構築を行った。植物宿主非選択的毒素をベースとして、植物免疫調節に寄与する分子を開発した。また、植物宿主選択的毒素の構造展開に必要なEDAユニットの大量合成法を確立し、化学ライブラリーの構築を行った。これらは、植物宿主選択的毒素に関しては計画通り、植物宿主非選択的毒素に関しては計画を超えた展開である。植物宿主非選択的毒素に関しては、標的選択性を任意に制御できる新たな手法の開拓と、それに用いる分子ツールの開発を行う。植物宿主選択的毒素に関しては、化学ライブラリーの活性評価と作用機構解析を進める。