hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
過去100年の亜熱帯モード水水温の構築：海洋温暖化評価と数十年周期変動機構解明

世界中の研究機関から収集した水温データを用いて、北太平洋亜熱帯モード水水温の長期変化・長期変動を調べた。その結果、亜熱帯モード水はこの100年で1度を超える速いペースで昇温していることを発見した。そして、亜熱帯モード水水温は混合層深度発達に伴うエントレインメント過程により約10年周期で変動することがわかった。さらに、数値実験により、亜熱帯モード水を取り込んだ暖水渦に起因した気温上昇は上空4000mにまで及ぶことを見出した。本課題の研究対象は、日本南東沖に数千キロメートルにわたり分布する北太平洋亜熱帯モード水(層厚は400m程度)である。そして、亜熱帯モード水の水温変動を理解することで大気海洋系気候システムの解明を目指す。そこで、本年度は、過去100年にもおよぶ北太平洋亜熱帯モード水水温の長期時系列の作成を主目的とした。まず、この目的を達成するために、各国研究機関が所有する水温データを収集した。中でも、国立研究開発法人・水産研究教育機構中央水産研究所が独自に所有している膨大なデータを入手できた点は非常に大きな成果であった。そして、収集した水温データをもとに、観測地点・時期の偏りの影響や観測深度の不確実性を低減するために、本研究独自に開発した品質管理アルゴリズムを適用し、長期水温時系列を作成することに成功した。本研究独自に作成した亜熱帯モード水水温の時系列に、ウェーブレット解析を適用することで周波数特性を調べた。その結果、10年周期が卓越することがわかった。そこで、この10年周期の変動要因を同定するために、大気場などの多種のデータが利用可能になる1970年以降を対象に解析を行った。その結果、亜熱帯モード水水温の10年周期変動は、これまで考えられていた大気強制(大気海洋間の熱交換関係)によって形成されるのではなく、海洋亜表層の成層構造に応じて作られることがわかった。つまり、亜表層成層が弱い(強い)ことで、冬季混合層が深くまで発達し(発達せず)、結果、深い層の冷たい水を取り込むことになり(取り込むことはなく)、それゆえに、冷たい(冷たくない)亜熱帯モード水が形成されるというシナリオを新たに構築し、提案した。一連の研究成果は、国内外の学会で広く公表し、国際学術誌に掲載された。世界各国研究機関所有の水温データを入手することができ、当初の目的であった過去100年におよぶ北太平洋亜熱帯モード水水温の時系列作成を達成できた。これは本研究課題の最終目標である北太平洋表層の温暖化信号の検出に資する指標である。それゆえに、本課題は、最終目標に向け、おおむね順調に進展しいていると判断する。大気海洋系気候変動の物理機構を理解するために、日本南方の海洋亜表層に広範囲にわたり分布する北太平洋亜熱帯モード水に着目して解析を行った。まず、人工衛星海面高度計資料を用いて解析を進めた結果、北太平洋亜熱帯モード水は黒潮続流から切離した直径数百km程度の中規模渦に取り込まれることで北方の黒潮親潮混合水域に分布する年代とそうではない年代に大別されることがわかり、その変動周期が約10年であることを示した。そこで、この亜熱帯モード水を取り込んだ高温の渦が直上大気場に及ぼす影響を定量的に評価するために、気象庁気象研究所開発の領域大気モデル(NHM)を用いて数値実験を行った。その結果、高温の渦による大気場への影響は冬に顕著であり、渦から大気に向けて膨大な熱が放出されていることがわかった。そして、この熱が、大気境界層の気温上昇をもたらすことを見出した。さらに、運動量の鉛直混合メカニズムにより渦上で海上風が強化され、その結果、渦の東端で水平風が収束し、これに伴う上昇流が生じることで対流性降水が増加することを明らかにした。一連の成果は、大気の強制により形成された亜熱帯モード水からのフィードバックによる大気応答の実態を示したものであり、西部北太平洋での大気海洋相互作用系の解明に資する知見である。つづいて、海洋亜表層水温の長期変化傾向を解明するために、世界の研究機関が所持している水温観測資料を収集し、過去100年におよぶ北太平洋・北大西洋の亜表層水温の時系列を作成した。作成にあたっては、本研究独自に品質管理を行い、観測時期や観測地点の影響を低減するアルゴリズムを開発して適用した。その結果、過去100年間で亜熱帯モード水の昇温が顕著であり、その昇温率は全球平均海面水温よりも大きいことを明らかにした。この発見は、海洋の熱分配機構の解明に資する知見である。当初の主目的であった過去100年間におよぶ亜熱帯モード水水温の長期時系列の作成を達成した。この時系列を解析した結果、モード水水温の昇温を抽出することに成功した。さらに、多種の海面水温資料を用いて解析を行うことで、気候変動のなかでの海洋亜表層の昇温の重要性を示すことができた。また、領域大気モデルを新規導入したことで、亜熱帯モード水が大気場に及ぼす影響の定量化に成功し、大気海洋系10年規模変動の物理機構解明に資する知見を得ることができた。以上の点から、おおむね順調に進展していると判断する。本研究課題では、亜熱帯海洋の長期変化と変動、そして上空大気場へのその影響解明を目的とした。これを実現するために亜熱帯海洋に分布する巨大な水塊である亜熱帯モード水を主たる研究対象とした。

(1)全球亜熱帯モード水の顕著な水温上昇:前年度までにデータ収集および品質管理作業を終えた。本年度は、観測データおよび歴史実験再現データを併用して解析を行った結果、全球の亜熱帯モード水は過去100年あたり1度を超える速いペースで昇温していることを発見した。そして、この昇温は亜熱帯モード水形成域での水温上昇を反映した結果であることを見出した(Sugimoto et al. 2017)。本成果は、海洋が吸収した熱の移流・蓄積過程解明に資するものである。(2)北太平洋亜熱帯モード水水温の10年規模変動機構の確立:(1)で作成した時系列にwavelet解析を行った結果、北太平洋亜熱帯モード水水温は10年周期が卓越することを発見した。そして、水温変動の要因は1990年頃を境に変わっていることを見出した。すなわち、1990年までは冬季北西季節風に伴う冷却効果が要因であり、1990年以降では黒潮続流流路形態変化に起因した海洋成層変化に伴う下層水取り込み過程変化が主因であることを発見した(Sugimoto and Kako 2016)。(3)北太平洋亜熱帯モード水の大気場への影響評価:亜熱帯モード水を取り込む暖水渦に着目し、「暖水渦がある海」と「ない海」で大気モデルを駆動し、アンサンブル実験を実施した。その結果、暖水渦は、顕熱加熱により大気境界層内を暖めることがわかった。さらに、この加熱に起因した運動量鉛直混合機構により海上風収束場が形成され、これに伴う上昇流が降水をもたらし、その結果生じた潜熱加熱が境界層上の大気を暖めることが示された(Sugimoto et al. 2017)。世界中の研究機関から収集した水温データを用いて、北太平洋亜熱帯モード水水温の長期変化・長期変動を調べた。その結果、亜熱帯モード水はこの100年で1度を超える速いペースで昇温していることを発見した。そして、亜熱帯モード水水温は混合層深度発達に伴うエントレインメント過程により約10年周期で変動することがわかった。さらに、数値実験により、亜熱帯モード水を取り込んだ暖水渦に起因した気温上昇は上空4000mにまで及ぶことを見出した。今後は、100年超の時系列を全面活用することで、北太平洋亜熱帯モード水水温の長期トレンド(温暖化信号)の検出を目指す。そして、これまでに整備・公開されている過去100年にわたる海面水温データや海上風データ等を利用することで、亜熱帯モード水水温トレンドの要因の特定を目的とする。そして、亜熱帯モード水をキーワードとすることで、北太平洋および地球規模での気候変化の実態を解明する。そして、得られた研究成果は、国内外の学会で報告することを計画している。今後は、亜熱帯モード水昇温の物理機構の解明、すなわち、海洋内部での熱分配機構の解明を目指す。既存の観測資料のデータ長は30年程度であり、昇温の物理機構を研究することは極めて困難である。そこで、IPCC第五次評価報告書で使用された気候モデル出力のアーカイブであるCMIP5(Climate Model Intercomparison Phase 5)の歴史再現実験結果(Historical run)を用いて研究を実施する予定である。そして、亜熱帯モード水を基軸とすることで、気候の「変動」と「変化」に果たす海洋の役割の解明を目指す。本年度が最終年度であるので、得られた研究成果は国内外の学会発表や国際学術論文などの形で広く公表する予定である。
乳酸菌を使った食品安全性の向上に関する研究

ニワトリおよびヒト糞便から腸管上皮細胞モデル(ニワトリそのう切片、Caoo-2細胞、HT-29細胞、固定化細胞外マトリックスタンパク質)に付着性の高い菌株をスクリーニングした。この時、糞便材料からはLactobacillus crispatusやLb.gasseriが分離されることが多いが、これまでLb.crispatusを他のいわゆるLactobacillus acidophilusグループの乳酸菌から鑑別して迅速に同定する方法は無かった。そこで、S-layerタンパク質遺伝子断片を増幅させるPCR法を考案し、Lb.crispatusの迅速同定を可能にした(研究発表・雑誌論文欄に記載)。当研究室保存のビフィズス菌株を用いても付着性の高い菌株をスクリーニングした。付着性の高い菌株乳酸桿菌やビフィズス菌株はサルモネラ菌などの病原菌の付着を阻害した。付着付着性が高かった菌株のうち、Lb.crispatus MH315のアドヘシンが46.5kDaのS-layerタンパク質と同定した。塩基配列から推定したアミノ酸配列を既知のS-layerタンパク質と比較し、ラミニン分子への結合ドメインを推定した(研究発表・雑誌論文欄に記載)。さらに、Lb.gasseri MH411のアドヘシンが58.7kDaのタンパク質であることをファーウェスタン法により明らかにした。また、これらLactobacillus菌株のアドヘシンの発現条件についても明らかにした。ビフィズス菌についても付着因子を推定した。ニワトリおよびヒト糞便から腸管上皮細胞モデル(ニワトリそのう切片、Caco-2細胞、HT-29細胞、固定化細胞外マトリックスタンパク質)に付着性の高い菌株をスクリーニングした。この時、糞便材料からはLactobcillus crispatusが分離されることが多いが、これまでLb.crispatusを他のいわゆるLactobacillus acidophilusグループの乳酸菌から鑑別して迅速に同定する方法は無かった。付着付着性が高かった菌株のうち、Lb.crispatus MH315のアドヘシンをファーウェスタン法などの技法を用いて46kDaのS-layerタンパク質と同定した。この時、糞便材料からはLactobcillus crispatusやLb.gasseriが分離されることが多いが、これまでLb.crispatusを他のいわゆるLactobacill acidophilusグループの乳酸菌から鑑別して迅速に同定する方法は無かった。さらに、Lb.gasseriMH411のアドヘシンが58.7kDaのタンパク質であることをファーウェスタン法により明らかにした。
高リスク大気中六価クロムの極微量分析技術の高度化・評価活用と発生源・発生機構解明

本研究では、大気中で極微量の六価クロムの分析技術を高度化するとともに、これを用いて大気のリスク評価と発生源の調査を行うことを目的とした。開発した測定方法で、大気中の六価クロムを測定、評価すると、注意を要する濃度レベルであることが示唆された。夏期や冬期にはやや濃度が高く、小さい粒径ほど六価クロムを多く含有した。幹線道路周辺では高濃度で測定されることがあり、道路周辺での詳細調査の必要性が示唆された。平成23年度は、以下のように「一般大気環境濃度レベル・広域分布と環境中動態の把握と分析技術の高度化研究」を行った。1.国内3地域(関東(神奈川)、東海(静岡)、九州(長崎))において一般環境濃度レベルの測定を行った。サンプラーを各地域に設置し、捕集した試料は横浜国立大学に集約して微量な六価クロムの分析を行った。測定された濃度では、横浜では0-1ng/m^3程度と長崎や静岡よりやや濃度が高かった。2.大気捕集-前処理-定量の各操作の最適化・高感度化の検討を行った。初年度は特に使用器具や分析操作を見直し、感度の向上を検討することで、全粒径の捕集では1週間、粒径別の捕集では3週間の捕集期間で、定量できるようにした。各操作において、以下のことを検討した。(1)大気捕集:必要十分な大気捕集量の検討、捕集期間中の還元反応の抑制効果の確認を行った。(2)前処理:抽出・濃縮・精製操作、分析条件の効率化・高感度化、ブランク低減を検討した。(3)定量:「IC-ICP/MS法」では1週間という短期間捕集が可能であり、粒径別の分析も可能となるよう、各分析条件の最適化、高感度化を検討し定量条件を提案できた。「IC-DPC法」では、一般大気の濃度レベルを定量することは困難であることが確認された。以上より、全粒径では0.05ng/m^3(1週間捕集)、粒径別では0-01ng/m^3(3週間捕集)まで定量が可能となったが、捕集期間を更に短縮するためには更なる高感度化が必要と考えられた。また、主要発生源の探索や大気中酸化還元挙動の把握、地域別・季節別・粒径別六価クロム濃度の測定・予測結果に基づく人への吸入リスク詳細評価を行うための体制整備および予備的な調査を開始した。1.一般大気環境濃度レベル・広域分布と環境中動態の把握と分析技術の高度化前年に引き続き、関東、東海および九州地域等の一般環境濃度レベルの測定を行った。横浜では平均値が0.09ng/m3程度と長崎や静岡より濃度がやや高かった。排出源近傍の堆積粉塵や構造物への付着粉塵の測定を行い、幹線道路の交差点やめっき工場周辺でやや高濃度となる傾向が示唆された。また、大気中六価クロムの定量手法や注意点をまとめ、0.05ng/m3(1週間捕集)まで定量可能となった。2.主要発生源の探索と国内排出源による環境負荷の推計、大気中酸化還元挙動の把握前年に引き続き、PRTR情報等で把握した発生源での六価クロム排出実態の調査を行った。国内の六価クロムの主要な排出源からの大気排出量と産総研METI-LISモデルを用いた発生源近傍での濃度分布を解析した。メッキ工場や廃棄物焼却施設等からの排出は、一般大気中六価クロム濃度を高める主要な原因とは考えられなかったが、路盤塗料の寄与は比較的寄与が大きいと推算された。また、一般大気より、路面標示用黄色塗料がある幹線道路近傍での大気中Cr(VI)濃度は数十倍高いこともあり、気象条件(降雨や風向風速)に大きく影響されることが示唆された。道路近傍の体積粉塵中の六価クロム濃度と、鉛や全クロムの濃度は、それぞれ相関係数が0.76と0.54とやや正の相関が見られた。更に、大気中のオキシダントにより三価から六価クロムに形態変化する可能性も示唆された。3.六価クロム濃度の整理と人への吸入リスク詳細評価前年に引き続き1と2で得た各地域の各季節の実測・予測濃度、肺ガンのユニットリスク等の情報を用いて、リスク評価を行った。各地域の一般環境においては、生涯発がんリスクは10-5以下となったが、幹線道路周辺では10-5リスクレベルを超過することがあり、詳細調査の必要性を示せた。平成24年度は、前年度に引き続き以下のような「一般大気環境濃度レベルと環境中動態の把握、主要発生源や健康リスクレベルを明らかにするための研究」を行った。1.前年度に引き続き国内3地域(関東(神奈川)、東海(静岡)および九州(長崎))の一般環境濃度レベルの測定を行った。

横浜では0.060.07ng/m3程度と長崎や静岡より濃度がやや低く、前年度までと比べて低減傾向にあると考えられた。排出源近傍の堆積粉塵等の測定を行い、幹線道路の交差点やめっき工場周辺でやや高濃度となる傾向が示唆された。2.主要発生源の探索のために、PRTR情報により把握した国内の主要発生源からの六価クロムの排出実態の調査を開始した。主要な排出源からの排出量情報を用いて、産総研のMETI-LISモデルやADMERモデルにより大気の濃度分布を算出し、各排出源の大気濃度への寄与について考察した。路盤塗料(黄色線)の寄与が比較的大きくなる推算結果となり、幹線道路近傍での捕集・測定を行うなど、より詳細な調査が必要であることが分かった。3.地域別・季節別・粒径別に六価クロム濃度等の情報を整理し、人への健康リスクの詳細評価のための準備を行った。1と2で得た各地域の各季節の実測・予測濃度から10万人に1人の生涯発がんリスクレベルには達しないが、その10分の1以内という要懸念なリスクレベルにあり、発生源周辺での詳細な調査が求められることが示唆された。また、粒径別の肺への沈着率、肺ガンのユニットリスク等の情報を収集・整理した。横浜では、六価クロムは粒径2.5μm以下のPM2.5に多く分布し、比較的高濃度となるときは、PM2.5中の濃度が高くなっていることが示唆された。ほぼ予定どおりに分析方法についての確認・検討を進めることができ、国内3地域にて六価クロムの分析が進行できているとともに、平成24年度からの研究のための下準備も行えているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定どおりに、国内3地域(神奈川、静岡、長崎)の一般環境濃度レベルの測定と、排出源情報に関する調査やシミュレーション予測を実施することができ、人への健康リスクの詳細評価のための準備を行うことができた。また、平成25年度の研究を行うための課題も整理でき、関連情報も収集することができたため。平成24年度も、前年度に引き続き各機関で連携して、「一般大気環境濃度レベル・広域分布と環境中動態の把握と分析技術の高度化研究」「主要発生源の探索と国内排出源による環境負荷の推計、大気中酸化還元挙動の把握」「地域別・季節別・粒径別六価クロム濃度の整理と人への吸入リスク詳細評価研究」のための研究を推進する。特に、分析方法の感度の向上とともに、実測値および予測計算モデルを活用して効率的に調査やリスク評価を試みる。平成25年度は、前年度に引き続き以下のように研究を行う。1.「一般大気環境濃度レベル・広域分布と環境中動態の把握と分析技術の高度化研究」として、(1)前年度に引き続き関東地域、東海地域および九州地域等の一般環境濃度レベルの測定を行う。(2)排出源近傍地域のリスク評価のため主要排出源と想定される地点周辺の堆積粉塵等の測定を行う。調査は、これまでと同様に既に協力関係にある研究協力者の協力を得ながら実施する。(3)引き続き大気捕集ー前処理ー定量の各操作の最適化・高感度化を検討し、とりまとめる。2.「主要発生源の探索と国内排出源による環境負荷の推計、大気中酸化還元挙動の把握」として、引き続き(1)PRTR情報により把握した国内の主要発生源における六価クロムの排出実態の調査を行う。PRTR情報等と測定結果を活用して、国内の六価クロムの主要な排出源からの環境負荷を推計する。(2)産総研のMETI-LISモデルを用いた発生源近傍での濃度分布、産総研のADMERモデルを用いた広域大気の濃度分布を、季節別、粒径分布別など解析する。
NMRによる遍歴-局在複合スピン系の微視的研究:新電子相の開拓

本研究課題では,分子性物質における複合物性へのアプローチとしてスピン自由度に注目している.広帯域フーリエ変換NMR測定システムを整備し,微視的な観点から測定を行っている.平成13年度の主な成果は以下の通りである.(1)擬一次元二本足梯子系(BDTFP)2X系のスピン状態表題の物質は有機擬一次元二本足梯子系として量子スピン系の基本問題として興味深く,我々は微視的な観点からの測定を行った.その結果,温度変化・アニオンの違いにより,spin-singlet・電荷分離相が競合することがわかった.また,スピン自由度の残っている電荷分離相では二本足梯子系に起因すると考えられるスピンギャップが成長するが,梯子間の相互作用により有限温度で反強磁性相が安定化することを見いだした.我々はESRのg主値解析を詳細に行い,この系が新規な局在-遍歴複合スピン系であることを見いだした.NMR緩和時間測定からTCNQ側のスピンが2段階に減少・消失していることがわかった.この相転移は電気抵抗のjumpを伴うことから,複合スピン系の協力現象として興味深い.伝導電子密度の高い分子中央二重結合部のC原子をNMR測定にかかる安定同位体13Cに置換した(TMTTF)2Brについて13C-NMR測定を行い,SDW転移頂上で電荷が不均一になっていることを見いだした.また,電場勾配に関する情報が得られるBrについても測定を行い,電荷揺らぎに由来すると思われる現象を観測できた.本研究課題では、分子性物質における遍歴-局在複合スピン系の電子構造を微視的な手法により明らかにし、新規なスピン状態の探索を目的としている。NMRは微視的な情報を得るための強力な実験手法であり、平成11年度は、広帯域フーリエ変換NMR観測システムを構築した。平成11年度は、(CPDT-STF)-TCNQ系およびEDT-TTF系に着目し研究を行った。前者の塩は、本特定領域研究分担者である京大工の御崎らにより開発された分離積層型の電荷移動錯体である。我々はEPR測定により、CPDT-STFに起因する電子が伝導を担い、TCNQ上では電子が局在しCurie的な磁性を示すことを見いだした。^<1]>H-NMR測定から、低温で反強磁性揺らぎが大きく成長していることがわかった。この現象は、最近我々がBEDT-TTFで見いだした新規な電荷局在状態のものと似ており、酸化物系など他の分野の研究者からも注目されている。この新電子相の起源にせまるため、次年度はさらに詳細な微視的アプローチを行う。ドナー・アクセプターの電子状態を精密かつ分離して行うために、御崎グループとの共同研究により、^<13>C同位体置換した試料によるNMR測定を計画している。EDT-TTF系は低次元電子系のモデル物質として注目されているだけでなく、いくつかの興味深い複合スピン系も知られている。平成11年度は、分子性導体の絶縁化の機構・電荷局在状態に関する基本的な性質を理解するために、代表的な塩である1/4バンド占有系(EDT-TTF)_2AuBr_2について研究を行った。次年度は、さらにこの系の詳細について理解するとともに、複合スピン系についても研究をおこなう。本研究課題では,分子性物質における複合物性へのアプローチとしてスピン自由度に注目している.具体的には,「伝導電子」スピンと「それと対称性を異にした」スピンとの複合系ならびにその周辺領域を対象としている.NMRは微視的な情報を得るための強力な実験手法であり,平成11年度には広帯域フーリエ変換NMR測定システムを構築した.平成12年度は,温度および磁場といった物性条件を精密にコントロールしながらNMR測定を行うために,温度可変インサート・温度コントローラー・マグネット電源を導入した.これにより,特に相転移近傍での精度良い測定が可能となった.前年度から研究を開始しているEDT-TTF系について,その代表的な塩である1/4バンド占有系(EDT-TTF)_2AuBr_2に関して詳細な物性測定を行いJ.Phys.Soc.Jpn.誌に報告した.これまで未解決だった擬一元系SDW相のsub-phaseの起源について,反強磁性磁気構造の再構築であるという可能性を報告した.さらに選択的同位体置換した単結晶試料についての詳細な測定を行い,これを支持する報告を行った(Mol.Cryst.Liq.Cryst誌:印刷中).上記の系に加え今年度は,1)擬一次元二本足梯子系(BDTFP)_2X系,2)複合スピン系(CHTM-TTP)_2TCNQの低温電子相についても研究を行っている.1)は,温度変化ならびにアニオンの微妙な違いにより,spin-singlet・電荷分離・反強磁性といった電子相が競合することがわかった(Mol.Cryst.Liq.Cryst誌:投稿中).2)に関しては,新規な局在-遍歴複合スピン系であることを見いだしている.この系は大きな磁化率のトビを伴う多段階の相転移を示し,複合スピン系の協力現象として興味深く,現在NMR測定を行っている.本研究課題では,分子性物質における複合物性へのアプローチとしてスピン自由度に注目している.広帯域フーリエ変換NMR測定システムを整備し,微視的な観点から測定を行っている.平成13年度の主な成果は以下の通りである.(1)擬一次元二本足梯子系(BDTFP)2X系のスピン状態

表題の物質は有機擬一次元二本足梯子系として量子スピン系の基本問題として興味深く,我々は微視的な観点からの測定を行った.その結果,温度変化・アニオンの違いにより,spin-singlet・電荷分離相が競合することがわかった.また,スピン自由度の残っている電荷分離相では二本足梯子系に起因すると考えられるスピンギャップが成長するが,梯子間の相互作用により有限温度で反強磁性相が安定化することを見いだした.我々はESRのg主値解析を詳細に行い,この系が新規な局在-遍歴複合スピン系であることを見いだした.NMR緩和時間測定からTCNQ側のスピンが2段階に減少・消失していることがわかった.この相転移は電気抵抗のjumpを伴うことから,複合スピン系の協力現象として興味深い.伝導電子密度の高い分子中央二重結合部のC原子をNMR測定にかかる安定同位体13Cに置換した(TMTTF)2Brについて13C-NMR測定を行い,SDW転移頂上で電荷が不均一になっていることを見いだした.また,電場勾配に関する情報が得られるBrについても測定を行い,電荷揺らぎに由来すると思われる現象を観測できた.
細胞壁物性による作物選別のための新型クリープメーターの開発と携帯化

草型形成の主要因の1つである細胞壁の物性に着目し、新理論に基づいた簡易測定システムの開発と、それを用いたいくつかの実践例の蓄積を目的とした。1)山電製の粘弾性計測装置レオナーは、本来食品の粘弾性の計測を目的とするクリープ測定装置であったが、これを改良し、柔らかい根や葉鞘の細胞壁といった植物組織のクリープ伸展性計測用に改良することが出来た。また、携帯化を目的としてウィンドウズ対応型への改良を試みた。2)新型クリープメータ用の解析・計算プログラムの開発を行い、あわせてオクラ幼植物体を用いた実験と従来より用いられていた「応力緩和法」と今回の「クリープ法」での力学モデルの比較検討を行い、この計画で用いたクリープ計測法が細胞壁の物理的性質を調べる上で有効であることを立証した。3)クリープ計測法による細胞壁物性データの生理学的裏付を検討するため、水分とpH条件の変化、またジベレリンとオーキシンによる物性変化時における各種細胞壁粘弾性パラメータに関する検討を行った。4)クリープ法を用いてジベレリン処理を施した矮性イネ葉鞘の細胞壁の物性について解析し、草丈の伸長に細胞壁の粘弾性が大きな影響を与えることを明らかにした。5)イネの稈の耐倒伏性向上を目的として、稈の老化過程における細胞壁構成多糖類と関連遺伝子の解析を行った。以上の結果から、新型クリープメータの植物組織細胞壁物性測定に関する有効性が証明された。従って、本研究の当初の目的は達成されたと考えている。今後は、この装置の改良をさらに押し進め、携帯化と圃場現場での利用が必要となる。今後もこの研究の伸展を図りたい。平成10年度の研究成東を以下に示す。1)細胞壁物性測定機器の改良:予備荷重機構の導入によって、細胞壁伸展曲線の初期過程の計測精度を上昇させることができた。これにより、特に弾性率の計測値の信頼度が上昇した。微少な試料挾みを改良した。これによって、イネの根、およびエンドウの側根など直径1mm以下の根について、根端部から1mm間隔で細胞壁の伸展性が計測できるようになった。さらに、アラビドプシスの胚軸や根の計測も可能であることが分かった。また、伸展曲線の解析ソフトウエアにおいて、最小二乗法を使い、従来より単純な粘弾性パラメータを導入することによって、伸展性パラメータの変化の熱力学的な解析の糸口が掴めた。計測器の軽量化については、まず、ノート型パソコンによるウインドーズ対応プログラムの開発を目指しているが完成にはまだしばらく時間が必要である。2)イネ葉鞘における細胞壁物性の測定初期イネ葉鞘伸長における細胞分裂/細胞肥大、細胞内浸透溶質、細胞壁物理的伸展性についての経時的変化を解析し、これら葉鞘伸長の生理的背景を明らかにした。伸長は主として分裂を終えた細胞の縦方向への急速な肥大により賄われており、併せて行った葉鞘細胞壁の物理的伸展性と細胞内浸透圧の測定から、ジベレリンにより促進される細胞肥大が細胞内膨圧の増大を伴わない細胞壁の′′ゆるみ′′によって制御されることを明らかにした。3)イネ稈における細胞壁物性の測定出穂後のイネの桿の細胞壁物性(強度)の推移に桿のヘミセルロース含量の低下が関与している可能性が示唆されたことから、今年度はこの時期におけるヘミセルロース分解酵素の遺伝子発現を調べた。イネの(1-3,1-4)-β-グルカン分解酵素Gnsl遺伝子の発現を観察したところ、登熟期の桿での発現がきわめて強いことが明らかとなった。

このように、出穂後の桿でヘミセルロース分解が進行することが遺伝子発現からも確認できた。草型形成の主要因の1つである細胞壁の物性に着目し、新理論に基づいた簡易測定システムの開発と、それを用いたいくつかの実践例の蓄積を目的とした。1)山電製の粘弾性計測装置レオナーは、本来食品の粘弾性の計測を目的とするクリープ測定装置であったが、これを改良し、柔らかい根や葉鞘の細胞壁といった植物組織のクリープ伸展性計測用に改良することが出来た。また、携帯化を目的としてウインドウズ対応型への改良を試みた。2)新型クリープメータ用の解析・計算プログラムの開発を行い、あわせてオクラ幼植物体を用いた実験と従来より用いられていた「応力緩和法」と今回の「クリープ法」での力学モデルの比較検討を行い、この計画で用いたクリープ計測法が細胞壁の物理的性質を調べる上で有効であることを立証した。3)クリープ計測法による細胞壁物性データの生理学的裏付けを検討するため、水分とpH条件の変化、またジベレリンとオーキシンによる物性変化時における各種細胞壁粘弾性パラメータに関する検討を行った。4)クリープ法を用いてジベレリン処理を施した矮性イネ葉鞘の細胞壁の物性について解析し、草丈の伸長に細胞壁の粘弾性が大きな影響を与えることを明らかにした。5)イネの稈の耐倒伏性向上を目的として、稈の老化過程における細胞壁構成多糖類と関連遺伝子の解析を行った。以上の結果から、新型クリープメータの植物組織細胞壁物性測定に関する有効性が証明された。従って、本研究の当初の目的は達成されたと考えている。今後は、この装置の改良をさらに押し進め、携帯化と圃場現場での利用が必要となる。今後もこの研究の伸展を図りたい。
多数ユーザへの同時提供を目的とした超高精細映像内任意領域アクセス方式

超高精細映像を対象とし,多数ユーザからの異なる映像内領域に対する視聴要求に応じて,対応する視聴領域映像を高品質且つ低遅延に提供する『多数ユーザへの同時提供を目標とした超高精細映像内任意領域オーディオビジュアルメディアアクセス方式』のための研究及び実装を行った.本システムの実現性を示すとともに映像生成速度性能が従来比20倍以上まで達成する符号変換方式を実現した.その成果は2010年2月産学連携事業会社設立へと至った.超高精細映像を対象とし,多数ユーザからの異なる映像内領域に対する視聴要求に応じて,対応する視聴領域映像を高品質且つ低遅延に提供する『多数ユーザへの同時提供を目標とした超高精細映像内任意領域オーディオビジュアルメディアアクセス方式』のための研究及び実装を行った.本システムの実現性を示すとともに映像生成速度性能が従来比20倍以上まで達成する符号変換方式を実現した.その成果は2010年2月産学連携事業会社設立へと至った.平成21年度は,領域分割ベース符号化方式のアルゴリズムを確立し,領域サイズ導出アルゴリズムを品質面の観点から導き出すことを目的として研究を実施した.また,分割領域符号変換方式を確立し,ソフトウェア実装によるファイル変換処理実験から評価を行ことを目的とした.具体的には,高速符号変換処理のための変換用フラグを多用した領域開始・終了マーカ高効率挿入アルゴリズム,高速アクセスを可能とするマルチビットストリーム出力アルゴリズム,の研究を行った.実際は,分割領域サイズが小さい程,後続の符号変換処理にて柔軟な変換が可能であるが,各種予測符号化の効率の低下は否めないため,領域サイズと品質特性を導出し,許容符号量に対する最適分割領域サイズ導出可能方式を検討した.一方,「分割領域符号変換方式確立と処理量・映像品質評価」については,分割領域べース符号化ストリームから,視聴領域符号化ストリームを高速かつ高品質に作成する変換アルゴリズムを研究した.具体的には,マルチストリームから一つのストリームへの高速ストリーム抽出アルゴリズムを確立した.次に,動きベクトル,量子化パラメータ等に別領域からの予測符号化を適用し符号化効率を高める予測符号変換アルゴリズムについて研究した.アルゴリズムを実現する符号変換ソフトウェアを実装し,領域マーカ,マルチストリーム化による処理量低減効果,予測符号化導入による品質向上について評価した.最後に,簡単なプロトタイプシステムを構築した.平成22年度は,視聴領域情報の移動に伴う最適符号量制御方式とシステム実装によるユーザ評価を行うことで,研究方式及びシステムの有効性検証を行った.まず,領域移動速度に応じた領域間最適符号量制御方式では,表示領域だけでなく周辺領域も合わせて視聴領域符号化ストリームに含めて送信することにより,視聴領域の移動に対する即応性を高める方式を研究する.但し,表示されることが保証されない周辺領域に対して,実際の表示領域と同等品質を割り当てることは,符号化効率,ネットワーク利用効率の観点から望ましくない.そこで,視聴領域(=表示領域+周辺領域)の移動速度に応じた領域間最適レート制御アルゴリズムの研究を行った.具体的には,移動する視聴領域の移動速度および移動方向に応じて,視聴領域内の各領域が実際にディスプレイ上に表示される可能性を示す表示確率マップ生成アルゴリズムを確立した.一方,映像動きベクトルと視聴領域移動速度とから表示ディスプレイに対する相対的映像動き量を求めることで,移動速度と誤差検知感度との対応を示す誤差感度マップ生成アルゴリズムを確立した.これらのマップ情報を元に,移動速度と移動方向とから一意に導き出される領域毎の要求品質を導出し,固定レートを制約条件とした,領域間最適符号量配分制御アルゴリズムを確立した.最後に,携帯端末を対象としたアクセスシステム構築とし,表示側受信クライアントは,第3世代携帯電話システム標準化規格である3GPP/3GPP2マルチメディアシステム,及びIETFシステムに準拠する形で,携帯端末への組み込み実装を行い,実ネットワーク上で評価を行った.その結果,ネットワーク変動にはまだ問題があるが,現在のインターネット速度で十分に実用性のあるシステムが構築することが確認できた.
紀元前5世紀末から4世紀のアテーナイにおける民主政と市民参加に関する研究

本年度はまず、アテーナイ民主政が、紀元前4世紀(とりわけ380年代)の国際環境と国内世論とのせめぎ合いの中で如何にして政策決定に至ったのか、諸要素の相互関係について、外交に関わる二枚の民会決議碑文の検討を行なった。この成果に関しては、論文'ATHENS, PERSIA, CLAZOMENAE, ERYTHRAE : AN ANALYSIS OF INTERNATIONAL RELATIONSHIPS IN ASIA MINOR AT THE BEGINNING OF THE 4TH CENTURY BCE.'として、『Bulletin of the Institute of Classical Studies』誌第49号(2006年)に掲載される予定である。また同時に、紀元前4世紀アテーナイにおける贈収賄言説についての分析を行なった。当該期の弁論史料中に見出される膨大な賄賂言説を整理し、贈収賄に関する非難が発生する文化的、社会的背景に対して検討を加えること通じて、民主政アテーナイには如何なる権力観が共有されていたのかを考察し、更に民主政への市民参加社会層との関わりについて考察を加えた。この件については、その成果の一部を、5月にロンドン大学キングスカレッジ古典学部に於いて、口頭報告の形式で発表した。さらに、この調査全体を、東京大学大学院に提出する学位請求論文としてまとめた。給付された科学研究費補助金は、以上の諸テーマに関する、欧米各国で出版されている研究文献、一時史料の入手、及びデータ整理等に要するパソコン周辺機器の購入に充てられた本年度は、昨年来取り組んできていた、五世紀末、ペロポンネーソス戦後のアテーナイ市民たちの意識の有り様を探る試みとして研究対象としていたソークラテース裁判に関する調査をまとめ、「内戦後、アニュートス、ソークラテースを告発す」として発表するにいたった。本報告は、ソークラテース告発者にして戦後アテーナイの有力政治家であったアニュートスのプロソポグラフィを調査した上で、リューシアース、アンドキデースの弁論作品を中心に当時のアテーナイ市民達の意識の有り様を検討し、当時のアテーナイ社会におけるソークラテース告発行為の正当性について分析したものである。同時に、今年度より研究に着手した四世紀末葉のアテーナイ市の政治、社会状況を分析するべく、弁論作品、および金石文の検討をすすめている。本年度は、とりわけカイローネイアーの戦い直後のアテーナイに焦点を絞り、この時期の国内情勢をデーモステネース、ヒュペレイデース、リュクールゴスなどの弁論作品から分析し、反僭主/民主政擁護法が如何なる国内情勢の中で成立を見たのか、如何なる法制上の意義を有したのか、戦後イデオロギーとの関わりは如何なるものであったのかについて調査した。この結果は昨年六月の歴史学研究会西洋古代史部会定例会において中間報告をした。夏期には、アテネ、アゴラ博物館に展示されている反僭主法を刻字した碑文の現物を調査、検討する機会を得た。この件に関して、学術雑誌に投稿すべく、現在論文として執筆中である。なお、この主題から派生し、四世紀後半のアレイオスパゴス評議会と民主政との関わりに関しても考察をすすめる予定である。また、本研究全体を進行させるため、四世紀末葉のアテーナイに関わる諸文献史料、金石文史料の調査、整理もすすめており、平行して国内外で発表されている二次文献の収集、検討も行っている。本年度前半は、古典期アテーナイの置かれた文化的、歴史的文脈を見直す作業の一貫として、広く古代ギリシアに浸透していた体育文化、殊にオリュンピア競技祭に注目し、その実態と共に、これら競技に向けられた社会からの眼差し、同時代人による意味付けについて考察した。その研究成果の一部は『岩波新書古代オリンピック』第3章第1節「走る、闘う」として公刊されている。夏期に渡英し、現在取り組んでいる4世紀のアテーナイ民主政と市民参加に関する研究を主たるテーマとして、ロンドン大学の古代ギリシア史研究者と意見交換した。本年度後半は、とりわけ、4世紀のアテーナイの民会、法廷弁論を主たる史料として用い、贈収賄を巡る言説を検討、そこから、市民たちが如何なる権力像を描いていたのか、そうした権力像が醸成されるには如何なる構造が存在していたのか、以上の点について分析を進めている。その成果に関しては、次年度始めに、ロンドンで開かれる研究会に於いて口頭報告される予定であり、さらに検討を加えた後、論文として公刊される予定である。また、民主政下のアテーナイに於ける政策決定と世論、その他の諸要素との関係を検討する為に、ケーススタディとして、小アジア、ペルシアなどとの国際関係を巡るアテーナイの民会決議を刻んだ二つの碑文を検討し、当該の政策決定に、アテーナイの市民世論を含め、外憂内患、当事国それぞれの思惑などの諸要素について検討した。この成果については、既に研究会「古代史の会」に於いて口頭報告済みであり、さらに検討を加え、考察を深めたものを論文として執筆しており、近く公刊される予定である。給付された科学研究費補助金は、以上の諸テーマに関する、欧米各国で出版されている研究書、一次史料の入手、及びデータ整理等に要するパソコン周辺機器の購入に当てられた。

この成果に関しては、論文'ATHENS, PERSIA, CLAZOMENAE, ERYTHRAE : AN ANALYSIS OF INTERNATIONAL RELATIONSHIPS IN ASIA MINOR AT THE BEGINNING OF THE 4TH CENTURY BCE.'として、『Bulletin of the Institute of Classical Studies』誌第49号(2006年)に掲載される予定である。また同時に、紀元前4世紀アテーナイにおける贈収賄言説についての分析を行なった。当該期の弁論史料中に見出される膨大な賄賂言説を整理し、贈収賄に関する非難が発生する文化的、社会的背景に対して検討を加えること通じて、民主政アテーナイには如何なる権力観が共有されていたのかを考察し、更に民主政への市民参加社会層との関わりについて考察を加えた。この件については、その成果の一部を、5月にロンドン大学キングスカレッジ古典学部に於いて、口頭報告の形式で発表した。さらに、この調査全体を、東京大学大学院に提出する学位請求論文としてまとめた。給付された科学研究費補助金は、以上の諸テーマに関する、欧米各国で出版されている研究文献、一時史料の入手、及びデータ整理等に要するパソコン周辺機器の購入に充てられた
固相反応における動的過程の解析

固相化学反応の動的過程を原子レベルで定量的に解明するために,反応途中の各段階における結晶構造の変化を追跡することがきわめて重要であるとの観点から,1時間以内で構造解析に必要な単結晶X線回折デ-タ測定を完了することを目指した新しい実験室系の迅速X線カメラ系を開発した。平成元年度のハ-ド部分及び基本ソフトの開発整備に引続いて,本年度は光学系・デ-タ記録系・ソフトウェアを改良し,装置を完成させた。またイメ-ジングプレ-トの詳細な特性評価を行った。光学活性コバロキシム錯体の固相・結晶相ラセミ化反応やβ→α異性化反応については,種々の新しい反応系を見いだすと共に,多数の結晶構造をX線解析により明らかにし,反応速度と置換基の立体構造や結晶内反応空間との関係を系統的に議論した。また時間分割の動的X線解析により,結晶相ラセミ化反応の途中段階にある分子の準安定構造を捕えることに初めて成功した。さらに結晶基盤上での有機金属分子の反応,導電性LB膜の光照射による異性化反応,有機電荷移動錯体のエピタクシアル成長,金属錯体結晶中の光励起緩和,固体水素結晶等における水素の結合組替えトンネル反応など,種々の固相反応あるいは結晶表面の関わる有機化学反応について,それぞれの動的過程をX線回折・高分解能電子顕微鏡観察・高速電子線エネルギ-損失分光。フ-リエ変換赤外分光。表面ラマン分光・表面偏光EXAFS・ペニングイオン化電子分光・電子スピン共鳴などのさまざまな物理化学的手法により研究し,固相・表面相の化学反応について多大の知見を得ることができた。また,これらの研究を可能とするため,各種分光法に関係した装置の開発・改良を進めた。
ヒト妊娠初期絨毛および脱落膜におけるGnRHとその受容体の遺伝子発現に関する研究

1)PCRを行うため、ヒトGnRHcDNAおよびGnRH受容体cDNAの塩基配列をもとにそれぞれ1組ずつのプライマーを作成した。2)ヒト妊娠初期絨毛組織、脱落膜組織よりのRNAの抽出人工妊娠中絶術が施行され、患者の同意のもとに得られたヒト妊娠初期(妊娠610週)の絨毛組織、脱落膜組織をドライアイス上で急速凍結させ、-70°Cで保存。Chomczynskiらの方法によりtotal RNAを抽出するため、これらの組織をポリトロンにてホモゲナイズし、酢酸ナトリウム、フェノールを加え9500回転20分間遠心分離した。上清にイソプロパノールを加え-20°Cにて一晩放置後、同様に遠心分離してtotal RNAを得た。得られたtotal RNAの2μgをオリゴdTおよび逆転写酵素を用いてcDNAとした後、PCRを行う。PCR試薬キットを用いてサーマルサイクラ-上で94°C30秒、60°C1分、72°C1分のサイクルを30回60回行なった。PCR産物は2%アガロースゲルで電気泳動し、エチジウムブロマイドにて染色し、バンドの大きさを確認した。結果妊娠6-7週の脱落膜および絨毛組織で、RT-PCR法によりGnRH mRNAが検出された。今後さらにそのPCR産物をダイレクトシークエンス法により塩基配列を決定し、GnRHmRNAであることを確認する予定である。
マレーシアにおける新生児Gilbert症候群の分子疫学的調査

1(目的)我々は、マレーシアにおける新生児Gilbert症候群の頻度を調べるために、105人のマレー・マレーシア人新生児(黄疸群55人と非黄疸群50人)を対象に、UGT1A1遺伝子変異の有無をDHPLC法でスクリーニングし、塩基配列解析によって確認した。また、変異TATA boxの有無をGeneScan法で検討した。2(G71R変異)G71R変異については、黄疸群ではG/G型52人、G/R型3人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.027であった。非黄疸群ではG/G型47人、G/R型3人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.030であった。従って、黄疸群と非黄疸群の遺伝子型の分布については有意差を認めなかった。また、黄疸群のG/R型3人は母児間血液型不適合を有していたのに対し、非黄疸群のG/R型3人は母児間血液型不適合を有していなかった。3(G493R変異)G493R変異については、黄疸群ではG/G型54人、G/R型1人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.009であった。非黄疸群ではG/G型50人、G/R型0人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.000であった。また、黄疸群のG/R型1人は母児間血液型不適合その他の黄疸危険因子を有していなかった。5(結論)「黄疸の有無にかかわらず、UGT1A1遺伝子変異を有する新生児を新生児Gilbert症候群と定義する」ならば、マレーシアにおける新生児Gilbert症候群の頻度は、出生児の30%にも達することが明らかになった。また、マレー・マレーシア人集団のUGT1A1遺伝子においては、変異TATA boxの頻度が他の変異の頻度よりも高かったことが注目される。しかも、統計学的な有意差を生じるには至らなかったが、黄疸群の変異TATA boxの頻度のほうが非黄疸群のそれよりも高い傾向は明らかであった。このことより、変異TATA boxはマレーシアにおいては新生児黄疸の危険因子になるものと思われた。アジアでは、新生児黄疸の発現頻度は高く、重症化しやすい。最近、東アジアの新生児黄疸では、UGT1A1遺伝子G71R変異(コドン71のグリシンがアルギニンに置換されている)に基づくGilbert症候群が強く関連していることが明らかにされた。我々は、この変異が東南アジアで多発する新生児黄疸にも寄与しているか否か調べるために、ジャワ・インドネシア人とマレー・マレーシア人を対象に、この変異のスクリーニングを行った。

本研究では、68人のジャワ・インドネシア人成人と68人のマレー・マレーシア人新生児(黄疸のある児32人と黄疸のない児36人)を被検者として検討した。G71R変異をスクリーニングするためにDIIPLCを用い,結果を塩基配列解析によって確認した。DHPLCスクリーニングで、2人のジャワ・インドネシア人成人および5人のマレー・マレーシア人新生児のUGT1A1遺伝子にG71R変異が存在していることが明らかになった。68人のジャワ・インドネシア人成人において、G/G型66人、G/R型2人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.015であった。68人のマレー・マレーシア人新生児において、G/G型63人、G/R型5人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.037であった。また、マレー・マレーシア人新生児の黄疸群と黄疸なし群の遺伝子型の分布については、有意差を認めなかった。結論としては、ジャワ・インドネシア人、マレー・マレーシア人においてもUGT1A1遺伝子上にG71R変異は存在するが、その頻度は非常に低かった。現在、マレーシア人新生児に多く認められるUGT1A1遺伝子変異を検索しているところであり、今後Gilbert症候群とglucose-6-phosphate-dehydrogenase欠損症との合併が新生児黄疸の重症度に及ぼす影響についても検討する予定である。1 (Gilbert症候群と新生児黄疸)最近、東アジアの新生児黄疸では、UGT1A1遺伝子G71R変異に基づくGilbert症候群が強く関連していることが明らかにされた。我々は、昨年に引き続き、UGT1A1遺伝子変異が東南アジアの新生児黄疸にも寄与しているか否か調べるために、105人のマレー・マレーシア人薪生児(黄疸群55人と非黄疸群50人)を被検者として、変異の有無をDHPLC法でスクリーニングし、結果を塩基配列解析によって確認したところ、G71R、G493R変異を検出した。2 (G71R変異)G71R変異については、黄疸群ではG/G型52人、G/R型3人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.027であった。非黄疸群ではG/G型47人、G/R型3人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.030であった。従って、黄疸群と非黄疸群の遺伝子型の分布については有意差を認めなかった。また、黄疸群のG/R型3人は母児間血液型不適合を有していたのに対し、非黄疸群のG/R型3人は母児問血液型不適合を有していなかった。3 (G493R変異)G493R変異については、黄疸群ではG/G型54人、G/R型1人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.009であった。非黄疸群ではG/G型50人、G/R型0人、R/R型0人であり、その71Rアリル頻度は0.000であった。また、黄疸群のG/R型1人は母児間血液型不適合その他の黄疸危険因子を有していなかった。4 (結論)マレー・マレーシア人集団ではUGT1A1遺伝子変異の頻度が少なく、同集団の新生児黄疸多発の原因と考えることはできなかった。また、UGT1A1酵素の活性は、遺伝子変異によって異なっていることが予想された。
金属ポルフィリン固定化担体の人工固体酵素としての機能発現メカニズムの解析

本研究の目的は,人工酵素の開発とその機能発現のメカニズムの解明を介して,申請者の退職に伴う測定など技術を伝承することである.既に,申請者は,金属ポルフィリンを用いて,人工酵素(触媒)を開発してきたが,その機能発現メカニズムは,未だ明確にできていない.そこで,新たな触媒機能の開発とそのメカニズムの解明を試み,以下に示す結果を得た.1)アドレナリンなどのカテコールアミン類に対してカテコールアミン酸化触媒機能をもつ人工触媒として,担体に固定化したマンガンポルフィリンを開発した.これらは,アドレナリンなどを対応するクローム体やルチン体へと酸化する機能を持つ.この酸化触媒機能は,中心金属であるマンガンイオンの酸化・還元のサイクルに起因している可能性を示すことができた.2)触媒機能以外に,金属ポルフィリン固定化担体の新たな用途を開発するため,HPLC用充填剤としての可能性を検討した.3)金属・八臭化ポルフィリン,Fe^<3+>-OBTM, Co^<3+>-OBTM,およびMn^<3+>-OBTMについて,有機過酸化物などに対するペルオキシダーゼ機能を検討し,Fe^<3+>-OBTMが酵素に比肩する機能を持つことを明らかにした.さらに,Fe^<3+>-OBTMの持つペルオキシダーゼを機能のメカニズムを,共鳴ラマンスペクトル法で解明するため,連続流れ方式でのセルなどを開発した.さらに,得られた結果から,中心金属のFe^<3+>⇔Fe^<4+>のサイクルによってペルオキシダーゼ様機能が発現していることを明らかにした.なお,18年度および今年度の研究を通じて,共鳴ラマンスペクトルなどの振動スペクトルの測定技術の伝承をすることができた.本研究の目的は,人工酵素の開発とその機能発現のメカニズムの解明を介して,申請者の退職に伴う測定など技術を伝承することである.既に,申請者は,金属ポルフィリンを用いて,人工酵素(触媒)を開発してきたが,その機能発現メカニズムは,未だ明確にできていない.そこで,新たな触媒機能の開発とそのメカニズムの解明を試み,以下に示す結果を得た.1)アドレナリンなどのカテコールアミン類に対してカテコールアミン酸化触媒機能をもつ人工触媒として,担体に固定化したマンガンポルフィリンを開発した.これらは,アドレナリンなどを対応するクローム体やルチン体へと酸化する機能を持つ.この酸化触媒機能は,中心金属であるマンガンイオンの酸化・還元のサイクルに起因している可能性を示すことができた.2)触媒機能以外に,金属ポルフィリン固定化担体の新たな用途を開発するため,HPLC用充填剤としての可能性を検討した.3)金属・八臭化ポルフィリン,Fe^<3+>-OBTM, Co^<3+>-OBTM,およびMn^<3+>-OBTMについて,有機過酸化物などに対するペルオキシダーゼ機能を検討し,Fe^<3+>-OBTMが酵素に比肩する機能を持つことを明らかにした.さらに,Fe^<3+>-OBTMの持つペルオキシダーゼを機能のメカニズムを,共鳴ラマンスペクトル法で解明するため,連続流れ方式でのセルなどを開発した.さらに,得られた結果から,中心金属のFe^<3+>⇔Fe^<4+>のサイクルによってペルオキシダーゼ様機能が発現していることを明らかにした.なお,18年度および今年度の研究を通じて,共鳴ラマンスペクトルなどの振動スペクトルの測定技術の伝承をすることができた.本研究では,人工固体酵素としての金属ポルフィリン固定化担体の開発とその機能発現メカニズムの解明を目的にし,しかも,申請者が平成20年3月に退職するため,持てる技術の継承もおこなうことも目的のひとつである.そのため,下記に示す研究を行い,結果を得るとともに技術の伝承を行った.1)ベタインについて,その赤外スペクトル測定法を検討し,標準スペクトルを得る方法を確立した.2)ラマンスペクトルを用いて,各種錠剤について,主薬のみの結晶状態を見出す方法を確立した.4)Mn^<3+>-octabromo-tetrakis (4-sulfbphenyl)porphineが過酸化脂質に対してペルオキシダーゼ様の触媒機能を持つことを見出した,また,この触媒機能は,中心金属であるマンガンイオンの酸化・還元のサイクルによることを明らかにした.5)アドレナリンなどのカテコールアミン類に対してカテコールアミン酸化触媒機能をもつ人工触媒として,シリカゲルに固定化したマンガンポルフィリンを開発した.この場合も,触媒機能は,中心金属であるマンガンイオンの酸化・還元のサイクルに起因している可能性を示すことができた,6)上記以外に,金属ポルフィリン固定化担体の新たな用途を開発するため,HPLC用充填剤としての可能性を検討した.7)金属ポルフィリンの持つペルオキシダーゼを機能のメカニズムを,共鳴ラマンスペクトル方で解明するため,連続流れ方式でのセルなどを現在開発中である.本研究の目的は,人工酵素の開発とその機能発現のメカニズムの解明を介して,申請者の退職に伴う測定など技術を伝承することである.既に,申請者は,金属ポルフィリンを用いて,人工酵素(触媒)を開発してきたが,その機能発現メカニズムは,未だ明確にできていない.そこで,新たな触媒機能の開発とそのメカニズムの解明を試み,以下に示す結果を得た.1)アドレナリンなどのカテコールアミン類に対してカテコールアミン酸化触媒機能をもつ人工触媒として,イオン交換樹脂に固定化したマンガンポルフィリンを開発した.