hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋微生物を用いた濃縮海水からのレアメタル回収

その内訳は東京湾:130株中15株、大槌湾:29株中9株、橘湾:26株中7株、久米島:9株中1株であった。培養液中のBSを調べたところ、金属イオンとの結合が見込まれるアニオン性のBSが確認された。また、大槌湾より分離された1株は既存の細菌種との16S rRNA遺伝子の相同性が98.8%であり、新種とみなされる基準(98.7%)に近く、新種の可能性が考えられた。さらに、最も相同性が高かった既存の細菌種においてBSに関する報告はないため、本研究がこれらの細菌種のBS生産について初めての知見となることが示唆された。研究計画どおりに、本学の練習船「ひよどり」を活用し、東京湾の荒川・江戸川・多摩川の河口域などで海底堆積物を採取することができた。また、当初計画の東京湾に加え、日本各地(岩手県大槌湾、長崎県橘湾および沖縄県久米島)で採取された海底堆積物や砂についても、微生物の分離源として試みることができた。初年度はレアメタル回収能を有する微生物の探索と同定を目的としており、クロムを対象として微生物の探索を行った結果、六価クロム耐性を有する15株を選抜することができた。また、バイオサーファクタント(BS)生産菌の分離も行い、BS生産菌を32株分離することができた。培養液中のBSの性質を調べたところ、金属イオンとの結合が見込まれるアニオン性のBSが確認された。さらに、16S rRNA遺伝子の塩基配列に基づいて同定したところ、新種の可能性が考えられるBS生産菌も確認された。以上のことから、レアメタル回収能についてはさらに調べることが必要であるが、概ね計画通りに進行していると考えられる。2年目は、レアメタル回収能を有する微生物の探索と同定、および分離された微生物の分類学的性状や種々の条件でのレアメタル回収能について調べることを目的とした。初年度に引き続き、本学の練習船「ひよどり」を活用し、東京湾の荒川・江戸川・多摩川の河口域などで海底堆積物を採取し、微生物の分離源とした。種々の濃度の六価クロムを含有する寒天培地を用い、微生物を分離・培養した後、新たな培地に分離した菌株を画線し、純粋分離を行った。次に、六価クロム(150 mg/L)含有培地で更なるスクリーニングを行い、29菌株を新たに六価クロム耐性菌として分離した。これらの菌株については六価クロムを含有した液体培地での培養を行い、培養液中の六価クロム濃度の変化を調べ、クロムの回収能について調べているところである。また、海洋由来細菌が産生するバイオサーファクタント(BS)を活用した重金属の除去が報告されていることから、初年度に引き続き、BS生産菌の分離も行った。上述した東京湾の海底堆積物を分離源とし、唯一の炭素源として滅菌したOlive oilもしくはEngine oilを加えた培地にて微生物を分離・培養した後、分離菌株のBS生産をOil spreading testにより評価した。その結果、BS生産が確認された菌株は86株であった。これらの菌株に対し、クロムなどの重金属の除去・回収に関して、今後さらに解析を行う予定である。また、初年度に大槌湾より分離され、新種の可能性が考えられた菌株について、最も相同性が高かった既存の細菌種2株との種々の分類学的諸性状を比較し、その2株との違いが明確であることを確認した。
蛋白質分子認識過程における水和構造のダイナミクス

1.グルタミン酸脱水素酵素のドメイン運動と水和構造変化高分解能X線結晶構造解析により、グルタミン酸脱水素酵素のドメイン運動のスナップショットの立体構造を水和水も含めて明らかにし、液中GDH六量体の分子動力学(MD)計算を実施した。また、原子間力顕微鏡(AFM)によるGDH結晶の表面構造観察して、ドメイン運動の頻度を見積もった。2.蛋白質のX線結晶構造解析と水和構造解析ブラストサイジンSデアミナーゼの結晶構造をその反応機構を追跡可能な、様々な反応中間状態で明らかにした。SPring-8のマイクロビームを用いて青色光受容蛋白質Phototoropin1,2 L0V1ドメインの結晶構造解析を行った。いずれのドメインも結晶学的非対称単位中で二量体を形成しており、その安定化に水分子が大きく寄与していた。アリールマロン酸脱炭酸酵素(AMDase)の立体構造を実験室での重原子多重同型置換解析によって結晶構造を決定した。結晶学的非対称単位中に4分子が含まれ、それぞれが微妙にドメイン運動によって構造変化するとともに、活性ポケットの入り口にあるループがヘリックス-コイル変化をし、水和水や基質の出入りを妨げる可能性が示唆された。3.データベースを用いた蛋白質水和の研究水和構造予測プログラムの開発を行った。PDBに登録されている高分解能X線結晶構造解析による立体構造モデル座標から、親水性アミノ酸残基、極性原子周囲の水和構造を抽出し、各原子団周囲での経験的な分布確率密度を得た。これを利用して、任意の水溶性蛋白質の水和構造を予測するプログラムコードを開発した。また、抗体FVフラグメント高次構造決定因子を統計的に解析するためのプログラムコードを開発し、決定因子が重鎖の相補性決定領域3内の特定の領域にあることを見出すことができた。4.サブゼロ温度領域X線回折実験用結晶冷却装置の開発前年度からの開発を継続して行い、より冷却効率の高い熱交換器を搭載した。シタロン脱水酵素の置換体結晶を用いて、データ収集のための手技を検討中した。本研究では、"蛋白質分子認識過程における水和構造変化"をX線散乱・回折実験や分子動力学計算によって詳細かつ具体的に解析することを目的とする。今年度は、この研究目的に適した、機能発現時に大規模ドメイン運動や水和構造変化を伴う酵素蛋白質、生体内情報伝達の初発反応を担う光受容蛋白質の試料調製技術の確立、試料性状の検討など、来年度からの本格的な研究に向けての基盤整備を行った。また、新たな回折・散乱実験技術開発の検討を開始した。本研究の目的に適した蛋白質として、シタロン脱水酵素、グルタミン酸脱水素酵素、アリールマロン酸脱炭酸酵素、ブラストサイジンSデアミナーゼなどを取り上げ、それら大量発現系の構築と試料調製・結晶化に勤めた。シタロン脱水酵素に関しては、変異体の結晶構造を解析し、酵素補足機能に重要なC末端領域が異なる立体構造をとることが明らかとなった。Val75Met+Phe162Ala変異体に関しては、同酵素の新たな阻害剤開発にかかわる解析も行った。また、他の変異体についても結晶化に成功した。グルタミン酸脱水素酵素とアリールマロン酸脱炭酸酵素に関しては構造解析に適した結晶を取得できた。光受容蛋白質として植物の光形態形成初発反応を担うフォトトロピン1,2のフラグメントとフィトクロムAを取り上げ、試料標品の性状と高次構造を知るためにX線小角散乱実験を実施した。フォトトロピンについては、機能ドメインの高次構造を決定することができ、光照射によって機能ドメインの相互作用が変化し、散乱強度変化を与えるほどの大規模なドメイン配置の変化が明らかとなった。フィトクロムAはこれまでの懸案であった赤色光照射下での高次構造変化の検出に成功し、機能ドメインの大規模な再配置が形態形成反応の引き金となることが強く示唆された。将来の実験に備えてサブゼロ温度領域での高輝度高強度放射光実験技術の開発・検討を行うとともに、光照射下でX線回折実験を行うための同時測定装置を試作した。水中蛋白質の分子動力学計算で得られるトラジェクトリーについて、水素結合ネットワークに着目した水和構造の解析を行った。本研究では、機能発現における蛋白質水和構造変化の追跡を目指し、X線散乱・回折実験と分子動力学計算などを通じて以下の成果を得た。(1)グルタミン酸脱水素酵素単斜晶系結晶の分解能を1.9Åまで拡張し、詳細な水和構造変化解析を可能にした。また、正方晶系での結晶構造を分解能2.9Åで決定した。正方晶系結晶の回折パターンではドメイン運動由来の散漫散乱が顕著であり、今後その解析を行う。ハプテン結合状態抗体Fvの結晶構造を1.8Åで決定し、ハプテン結合に伴う大規模構造変化を明らかにすると共に、ごく少数の水分子が構造変化を制御することを見出した。シタロン脱水酵素の変異体について、結晶構造解析とCD測定を行い、基質結合時のC末端領域構造形成メカニズムを推定した。その他にも酵素および膜蛋白質の結晶化と結晶構造解析を試みた。(2)分子動力学計算によって得られるトラジェクトリーに関して、蛋白質固定座標系を設定し、長時間平均して得られる水和構造を解析した。蛋白質周囲の水素結合形成確率と水素結合ネットワークは低温結晶構造解析で見出された水和構造の静的特徴と良い一致を示した。

(4)高干渉性X線による蛋白質分子の時間相関関数測定を目指し、測定方法の開発を進めた。金コロイドとグルタミン酸脱水素酵素結晶の時間分割X線散乱・回折データを取得し、データ取得に悪影響を及ぼす諸機械要因を洗い出すとともに、時間相関解析のための計算コードを作成した。また、サブゼロ温度領域でのX線散乱・回折実験に向けた試料槽を試作している。(5)原子間力顕微鏡によって蛋白質の運動を直接測定する技術の開発を試みている。本研究では、蛋白質のダイナミクス、機能と水和の相関解明に向けて、機能発現における蛋白質水和構造変化の追跡を目的とした、X線散乱・回折実験と分子動力学計算などを実施し以下の成果を得た。1.グルタミン酸脱水素酵素斜方晶系結晶の構造を分解能1.9Åで決定し、また、正方晶系結晶で観測された散漫散乱パターンからドメイン運動の様態を解析中である。ハプテン結合状態抗体Fv-fragmentの結晶構造では、ごく少数の水分子が構造変化を制御することを見出した。シタロン脱水酵素の変異体について、阻害剤結合状態、非結合状態の結晶構造解析などから、基質結合メカニズムを推定した。他にも結晶構造解析が進行中である。2.分子動力学計算において、タンパク質表面近傍での水分子挙動に焦点をあて、蛋白質周囲の水素結合形成確率と水素結合ネットワークを調べた。得られた結果は、低温結晶構造解析で得られた水和構造の静的特徴とよく一致した。3.PASドメイン含有し、植物の光形態形成で主要な役割を担う光受容蛋白質の高次構造をX線小角散乱実験によって解析した。暗中と光照射下での散乱パターンを比較した結果、Phytochrome Aにおいては、光照射による大規模な構造変化が結論付けられた。4.高強度X線マイクロビームの利用技術開発を行い、構造研究に応用した、さらに、高干渉性X線による蛋白質分子の時間相関関数測定を目指し、測定方法の開発を進めた。サブゼロ温度領域でのX線散乱・回折実験用試料槽を試作し、実用試験中である。5.原子間力顕微鏡によって蛋白質の運動を直接測定する技術の開発を試みている。現在、lysozyme、グルタミン酸脱水素酵素などの蛋白質結晶について、表面蛋白質分子配列を解像できるようになった。1.グルタミン酸脱水素酵素type II結晶の構造解析分解能を1.8Åにまで拡張し、構造精密化を完了した。これで、type I結晶の結果と合わせてドメイン運動の6つの準安定状態を明らかにし、水和構造変化とドメイン運動の協奏を見出した。また、基準振動解析プログラム:コードを開発し、ドメイン運動に関わる低振動モードが、水和構造や隣接サブユニットとの相互作用によって極限られたものであることを明らかにし、分子動力学計算を開始した。2.シタロン脱水酵素のC末端領域の役割や構造変化の知見を得るべく、Phe156Ala, Phe158Ala, Gly170Ala変異体のリガンド非結合状態(各1.4Å分解能)、活性ポケット上部のVal75Met変異体をリガンド結合(2.5Å分解能)・非結合(1.8Å分解能)状態で、念願のリガンド非結合野生型の構造解析(2.0Å分解能)に成功した。3.サブゼロ温度領域において、キャピラリー封入蛋白質結晶を効率よく冷却し、実用に耐える冷却装置の開発に成功した。現在、試運転を行いながらシタロン
日本古典籍における表記情報学の発展的研究

国内外において、研究成果を発表するとともに、研究会やセミナーを通して多くの研究者と討論を交わし、情報収集を行いつつ本研究に関わる成果を挙げることができた。学会発表・図書等による研究成果の発表については別掲の通りである。本科研の課題である日本古典籍の表記情報の研究のため、国内外において古典籍の調査を実施した。国内においては、京都府井手町の西福寺・福島県会津若松市の自在院・奈良県生駒市の宝山寺・神戸女子大学古典芸能研究センター・和歌山県立博物館等、国外においては、カリフォルニア大学バークレー校東アジア図書館(2018年8月9月、2019年3月)・ホノルル美術館(2019年3月)等である。カリフォルニア大学バークレー校東アジア図書館の調査の際、同図書館及びカリフォルニア大学バークレー校日本学研究所と共催で、同大学の教員・学生やアメリカ日本学会所属の研究者を対象とした日本古典籍に関するセミナー(2018年9月6日)を開催し、日本古典籍の書誌や表記情報について意見交換を行った。ホノルル美術館の調査の際、ハワイ大学マノア校と共催で、同大学の教員・学生を対象とした日本古典籍に関するセミナー(2019年3月1日)を開催し、日本古典籍の書誌や表記情報について意見交換を行った。国内では、2018年6月、書誌情報に関わる、古典籍の表紙裏に貼り込まれた版本の反古紙について研究する「表紙裏反故ワークショップ」を開催した。また「日本古典籍の比較書誌学的研究」に関する研究会を二回にわたって開催した。本科研の基礎となる日本古典籍の調査については、年度当初に計画した箇所が所蔵者の都合により当該年度に実施できなかった例などもあるものの、国内・国外を通じておおむね着実に進めている。海外における日本古典籍のワークショップ(セミナー)も、平成28年度のホノルル美術館・カリフォルニア大学バークレー校、平成29年度のホノルル美術館、平成30年度のカリフォルニア大学バークレー校・ホノルル美術館と、毎年続けて実施し、現地の研究者や学生との討議を通して、表記情報や書誌について研究を深める機会を得ている。また平成29年度以前に行った、表記情報の教育・普及に関する研究会について報告書をまとめる(別掲[図書]欄参照)など、本科研を踏まえた成果発表を毎年積み重ねている。以上により、(2)の評価とした。基本的には昨年度までと同様、日本古典籍の表記情報の調査、それを踏まえた表記情報の研究、その教育・普及への応用、を軸に進めて行く。カリフォルニア大学バークレー校における日本古典籍の調査を継続し、北米の研究者・ライブラリアンとの交流を通じて書誌用語の国際化を図る。また、本科研のメンバーが中心となって2019年10月12月に国文学研究資料館において日本古典籍をテーマとする展示会を開催し、表記情報や書誌に関する研究成果を発表するとともに、日本古典籍の一般への普及の機会とする。国内外において、研究成果を発表するとともに、多くの研究者と討論を重ね当該研究に関する多くの成果を上げることが出来た。具体的には以下の通である。第1回日本語の歴史典籍国際研究集会(2015年7月31日、8月1日)において、「総合書物学への挑戦」のタイトルでパネルを組み、研究成果の一端を発表した。医学書に関しては2015年6月27日、10月31日に公開の研究会を開催した。表記については2015年7月31日、10月16日に公開の研究会を行い、分担者以外のゲストスピーカーを招いて討論を行った。また、佐賀大学で行われた地域学シンポジウム「薬種商烏犀圓からみる江戸時代の佐賀「野中家資料」の可能性を探る」(2015年9月27日)に参加し、烏犀圓における研究成果を発表した。書誌用語に関しては、2016年2月26日に妙法院の蔵書調査を行うとともに、現物を前にしての研究討論を行った。更に、書誌用語の国際化に関して、カリフォルニア大学バークレー校の調査を行う(2016年3月7日から10日)とともに、3月11日には同校においてワークショップを開催し、現地の研究者とともに討論を行った。青少年に向けた古典籍インターフェイスの開発では、2016年3月1日に、共同研究会を開催し、意見交換と研究討論を行った。また、実践的な試みとして、文部科学省情報広場において、八王子みなみ野君田小学校(2015年11月5日)、新宿区立愛日小学校(2015年12月11日)を対象とした普及授業を行った。各研究においては、必要に応じて下記の箇所において調査研究を行った。奈良大学博物館、仏光寺、妙法院、烏犀圓、カリフォルニア大学バークレー校、くにたち郷土文化館、東京大学駒場図書館、東京都立中央図書館、石川県立博物館、刻律ハングル博物館、高麗大学校、国立台北大学、韓国外国語大学校、ソウル女子大学校、南栄科技大学等。計画していた調査や研究発表はおおむね計画通り進行している。その上に、計画外であった海外でのワークショップの計画・開催、あるいは、海外の学会における研究発表などを行うことが出来たため。第2回日本語の歴史典籍国際研究集会(2016年7月29日、30日)において、「アジアの中の日本古典籍」のタイトルでパネルを組み、研究成果の一端を発表した。

書誌用語の国際化に関して、カリフォルニア大学バークレー校の調査を行う(2017年8月8日から12日、2017年2月27日から3月2日)とともに、3月3日には同校において古典籍に関するワークショップを開催し、現地の研究者とともに討論を行った。各ブランチにおいてもワークショップ等を開催し、分担者が研究発表するとともに、内外の研究協力者を招聘し、研究推進に関する討議等を積極的に行った。全体会は5回開催し、各班の進捗状況を報告するとともに、相互の情報共有を行い、また今後の活動についての討議を行った。古典籍インターフェース開発に関わる班では、2017年1月16日に富士ゼロックス京都株式会社との共同研究会を行い、複製技術を応用したインターフェースの開発についての可能性を討議した。これは、産学連携研究の一環でもある。各研究においては、必要に応じて下記の箇所において調査研究を行った。瑞光寺、天理図書館、野中家烏犀圓、カリフォルニア大学バークレー校、くにたち郷土文化館、東京大学駒場図書館、東京都立中央図書館、大東急記念文庫、等々。表記に関する成果として、『漢字・カタカナ・ひらがな表記の思想』(入口敦志著、2016年12月、平凡社)を刊行した。研究実績の概要に示すとおり、計画に随った調査・研究・討議・研究成果発表が順調に行われたため。国内外において、研究成果を発表するとともに、研究会やセミナーを通して多くの研究者と討論を交わし、情報収集を行いつつ本研究に関わる成果を挙げることができた。論文・学会発表・図書等による研究成果の発表については、別掲の通りである。本科研の課題である日本古典籍の表記情報の研究のため、国内外において古典籍の調査を実施した。国内においては、東京大学駒場図書館・西尾市立図書館岩瀬文庫・金城学院大学図書館・藤園堂文庫・本居宣長記念館・叡山文庫・奈良県立図書情報館・神戸女子大学古典芸能研究センター・岡山大学附属中央図書館等、国外においては、カリフォルニア大学バークレー校東アジア図書館(2017年8月及び2018年3月)・ホノルル美術館(2018年3月)等である。ホノルル美術館の調査の際、ハワイ大学マノア校と共催で、同大学の教員・学生を対象とした日本古典籍に関するセミナー(2018年3月1日)を開催し、日本古典籍の書誌や表記について意見交換を行った。表記情報学の教育・普及のため、「初中等学校における古典教育」をテーマとする研究会(2017年9月11日)を国文学研究資料館で行ったほか、立川市キッズドリームチャレンジにおける小学生へのくずし字入門レクチャー(2017年7月28日)・江戸川区立子ども未来館の夏休み応援プロジェクト「読めるかな?書けるかな?くずし字で遊ぶ百人一首」(2017年8月22日)に参加し、くずし字の手ほどきを行った。本科研の基礎となる日本古典籍の調査については、年度当初に計画した箇所が所蔵者の都合により当該年度に実施できなかった例などもあるものの、国内・国外を通して毎年度おおむね着実に進めている。海外における日本古典籍のワークショップ(セミナー)も、平成28年度のホノルル美術館・カリフォルニア大学バークレー校、平成29年度のホノルル美術館と、毎年続けて実施し、現地の研究者や学生との討議を通して、表記情報や書誌について研究を深める機会を得ている。
高度技術社会における設備投資理論の構築

「設備投資理論の課題」に関しては、主に設備投資と物流(在庫管理)に関する資料の収集(洋書購入、論文収集)と整理を行い、現在これらの資料にもとづいて、研究・調査を進めている段階である。来年度は、政府刊行物の収集と工場訪問に基づくニ-ズ調査を加え、「技術革新下の設備投資理論の展望」として研究成果を取りまとめる予定である。本年度研究実施計画の重点課題としてとりあげた「補修部品の在庫管理と情報ネットワ-ク化投資」に関しては、研究発表覧に記述した「補修部品の在庫管理方策」と「補修部品在庫管理システムの情報ネットワ-ク化投資」の2つの観点から理論構築を行った。前者の研究では、需要が予防保全と事後保全から生るという補修部品の特徴と、予防保全需要の予測可能性を考慮した新しい定期発注方策を提案し、提案方策が従来方策に比して経済的に有利となることを理論的(確率的動的計画法)および数値実験的に明らかにした。研究成果は平成4年度日本OR学会春期研究発表会で発表の予定である。来年度はこの問題を情報ネットワ-ク・システムの特性をより反映させた問題へと拡張する予定である。後者の研究は、補修部品の在庫管理の情報ネットワ-ク化を投資の観点から取りあげ、その経済的効果の定量的評価法と複数地点での情報ネットワ-ク化投資の優先順位の決定法を与えた。情報ネットワ-ク・システムが盛んに構築されている今日、その経済的効果を結果としてではなく事前に把握できる評価システムを確立することが今後益々重要になると考えられる。「革新的技術進歩下の設備更新行動の拡張」と「市場構造を取り込んだ拡張投資モデル」に関しては、「設備投資理論の展望」の研究経過をふまえて、現在モデル化の方向を研究分担者と検討しつつある。最適化技法に関する研究分担者による研究成果(図書出版)と併せて、来年度はモデルを具体的に構築する予定である。
原子捕獲に用いる可変型円環レーザー光発生に関する研究

可変型center axiconを持つW-axicon共振器でのレーザー発振に成功した.本年度はまず,ポンプパワーが共振器の損失を上回れない問題を解決するため,励起LDを2W級(Hamamatsu L8828)×2の並列とし,W-axicon共振器は誘電体多層膜コーティングを施したものを再度製作した.しかし,製作した共振器は,角度が設計値(45度)に対して0.025度の誤差があり,最も空隙が小さい発振モードでも直径が5mmを下回わらないことがわかった.一方,Nd:YAG結晶の小信号利得を励起範囲直径1.0mmで計測したところ一往復あたり12.1%という結果を得た.これは,発振モードの直径が3mm以下なら充分共振器の損失を上回る値だが,前述のように共振器のモード半径が5mm以下にならないため発振は不可能である.そこで,YAGレーザーでの発振を断念し,色素をレーザー媒質として提案した共振器が機能することを実証することとした.共振器は平成15年度作成の金コート,色素は媒質長2.0mmのセルに充填した140mg/lのSulforhodamine 101で,これを510mJ/pulseのSHG YAGで励起した.その結果,理論計算と一致する円環状のレーザー出力が得られた.遠視野パターンを取得したところやはり円環で,理論通り高次Laguerre-Gaussianモードで発振していることが確かめられた.W-axiconの中央コーンを前後にスライドすることにより円環の中央空隙は近視野でほぼ0から5mmの間で任意に制御できた.図らずも,「レーザー媒質を選ばない」本研究提案の光共振器の特徴が実証された形となった.まとめると,原子捕獲を前提に,近視野でも遠視野でもドーナツ型でかつ空隙の直径が実時間,任意に可変のビームを生成できる可変W-axicon型共振器を理論計算により提案,レーザー発振実験を行い理論計算の正しさを実証することが出来た.今後は固体媒質による連続発振でその実用性を実証するとともに,研究中に明らかになった「径方向電場を持つ円環ビームの集光」の持つ様々な興味深い現象について,開発した共振器をツールとして使い追求して行きたい.標記目的を達成するため,研究代表者が開発,使用していた「PaCS2D」光共振器シミュレーシュンコードの改良を行った.改良の結果,シミュレーションコードは光エネルギー進行方向に直角な任意のベクトル電場よりなる光ビームの記述が可能となった.このコードを利用して,W-axicon型光共振器のシミュレーションを行った.モデルとした光共振器は,円環型(toric)、ミラー,W-Axicon,そして平面,円形の部分透過鏡の三つの要素から構成されている.光共振器のモードは,円形の部分を出発,W-axiconで折り返されてtoricミラーで反射する.W-axiconの中心コーンは光軸に対して前後に動くと仮定した.計算した光共振器の基本モードはユニークな構造を持っていることが明らかになった.共振器モードは,外周(toric部)のtoric Gaussianモードと,内周のLaguerre-GaussianモードがW-axiconで結合した形を持つが,外周モード次数が内周モードの次数-2のForward rotatingモード,外周モード次数が内周モードの次数+2のbackwardrotatingモードの二つのモードが存在できることが明らかになった.そして,内側次数が同じ二つのモードは縮退しており,これらの合成が2n個の節と腹を持つ合成モードを形成することを明らかにした.内側コーンの移動により,最も損失の低いモード次数が任意に制御可能であることを計算によって示した.計算によれば,中心コーンの2mm移動で,最低損失モードが4次から30次まで変化し,それに従ってドーナツ状ビームの中心空隙が大きくなることを示した.約1mにわたりドーナッツ状を保つビームを生成可能であることを計算により示した.このビームは,f=1mのレンズで集光され,その焦点位置でもドーナツ状である.以上の成果により,平成15年度より製作を開始する原子捕獲用円環ビーム発生共振器の基本設計案が得られた.平成14年度の研究成果を基にして,可変型center axiconを持つW-axicon型共振器を設計した.製作を,国内のDiamond turning加工専門メーカーに依頼し,表面のコーティングについてはs偏光とp偏光の反射率位相差が180度でないことが共振モードに影響を与えることが明らかになったため,金蒸着を選定した.その結果,有効径36mmのW-axiconミラー,toricミラーのペアが完成した.一方,レーザー媒質については,LD励起光源とYAGの結晶を選定した.Nd濃度1%,直径5mm,厚さ2.5mmのYAG結晶を入手して,808nmのLD(Hamamatsu L8446)にて励起,通常の安定型共振器によってレーザー発振を行った.始めに,結晶をブリュースタ角に設置し,斜入射励起で発振させた.結晶の角度を変化させることにより共振器の損失が変わるため,Rigrodの式を利用すれば媒質の基本的特性が得られる.

その結果,ポンプ密度がおよそ2×10^4[W/cm^2]のとき,小信号利得66[m^<-1>],飽和強度3×10^7[W/cm^2],ポンプパワー吸収係数3.5[cm^<-1>]という結果を得た.ポンプパワーの吸収係数と結晶の厚みを考えると,ポンプ光の単一パスではエネルギー結合効率が悪い.そこで,YAG結晶表面にダイクロイックコーティングを施し,ポンプパワーを全反射させると同時にこれをYAGレーザーの共振器鏡としても使ようにした.これによりポンプパワー利用率が倍増する.テストの結果,容易にレーザー発振が観測された.続いて,現有のダイクロイックコーティングYAG結晶,L8446のほぼ垂直入射という条件で,製作したW-axicon型共振器の動作に必要な,直径3mmの円形領域に発振閾値の小信号利得を与えるポンプ光パワーを見積もった.ミラー反射面が金のため,共振器1往復の小信号損失は13%(直入射×1+45°斜入射×4)となる.従って,6.5%/passの利得が発振閾値となるが,計算の結果必要なLDパワーは9.3Wとなり,予算の関係上実現は難しい.そこで,対策として1)ビーム径の最大値を1.5mm程度に制限し,原理実証2)ミラーのコーティングを誘電体多層膜でやり直すといったことが考えられる.可変型center axiconを持つW-axicon共振器でのレーザー発振に成功した.本年度はまず,ポンプパワーが共振器の損失を上回れない問題を解決するため,励起LDを2W級(Hamamatsu L8828)×2の並列とし,W-axicon共振器は誘電体多層膜コーティングを施したものを再度製作した.しかし,製作した共振器は,角度が設計値(45度)に対して0.025度の誤差があり,最も空隙が小さい発振モードでも直径が5mmを下回わらないことがわかった.一方,Nd:YAG結晶の小信号利得を励起範囲直径1.0mmで計測したところ一往復あたり12.1%という結果を得た.これは,発振モードの直径が3mm以下なら充分共振器の損失を上回る値だが,前述のように共振器のモード半径が5mm以下にならないため発振は不可能である.そこで,YAGレーザーでの発振を断念し,色素をレーザー媒質として提案した共振器が機能することを実証することとした.共振器は平成15年度作成の金コート,色素は媒質長2.0mmのセルに充填した140mg/lのSulforhodamine 101で,これを510mJ/pulseのSHG YAGで励起した.その結果,理論計算と一致する円環状のレーザー出力が得られた.遠視野パターンを取得したところやはり円環で,理論通り高次Laguerre-Gaussianモードで発振していることが確かめられた.W-axiconの中央コーンを前後にスライドすることにより円環の中央空隙は近視野でほぼ0から5mmの間で任意に制御できた.図らずも,「レーザー媒質を選ばない」本研究提案の光共振器の特徴が実証された形となった.まとめると,原子捕獲を前提に,近視野でも遠視野でもドーナツ型でかつ空隙の直径が実時間,任意に可変のビームを生成できる可変W-axicon型共振器を理論計算により提案,レーザー発振実験を行い理論計算の正しさを実証することが出来た.今後は固体媒質による連続発振でその実用性を実証するとともに,研究中に明らかになった「径方向電場を持つ円環ビームの集光」の持つ様々な興味深い現象について,開発した共振器をツールとして使い追求して行きたい.
日本二院制度の統一後韓国憲法への導入可能性に関する研究

昨年の日本二院制度の歴史(明治憲法における二院制の特徴、日本国憲法における参議院制度の成立過程)に関する研究に引き続き、今年度は参議院の存在意義、多様な改革論について研究してきた。すなわち、憲法改正を前提とした抜本的改革案をも視野におきながら、主として参議院の運営の実態に焦点を合わせた改革論を中心として研究したのである。そこに一貫したテーマは、参議院の独自性の確保を衆議院との関係から如何にして構築し、その存在意義を高めるかという点である。これまでは、議会制度に関する翻訳書や論文をまとめるに留まらず、日本国憲法の全般に関する著書や論文も発表または準備している。たとえば、『議会法論』(仮名、準備中)、「政党国庫補助制度の憲法的研究」(東亜法学33号、発表済み)、『日本国憲法の解釈』(仮名、準備中)、「日本の参議院改革と統一韓国憲法の展望」(発表予定)などである。これからは、以上の研究に基づいて統一韓国憲法上における日本両院制の導入可能性という観点から、第一院の「補完と抑制」、「良識と理性の府」としての参議院の存在意義を改めて確認し、国民的視野にたった統一後の韓国議会制度の行方を展望していきたい。これまでは(本年度)、日本二院制度の歴史、具体的には明治憲法における二院制の特徴と日本国憲法における参議院制度の成立過程などを中心として研究してきたのである。こうした研究からわかるように、まず明治憲法における二院制は、一口にいえば君主制擁護を目的とする、下院抑制型の保守的装置であった。そして、現行参議院制度を日本国憲法の成立過程に則してみると、次の点が指摘できよう。第一は、制憲過程をリードした総司令部民政局では、当初一院制を構想していたことである。第二は、日本政府は、この一院制案を受けて、二院制への変更させたことである。第三は、3月2日案で二院制の存在を確認したことである。第四は、憲法改正の可決段階の付帯決議(貴族院)で、政府に職能代表制の考慮を促したことである。第五は、その後帝国議会で参議院選挙法が検討されたが、全国区と地方区といった二本立てが可決されたことである。いずれにせよ、日本国憲法とともに、現行の参議院が発足したが、間もなく「二院制ではなく、一・五院制だ」ともいわれたこともあり、その存在意義、改革論などの様々な論議がなされてきたようである。これからは、この点を中心として研究していきたいと思う。さらには、これなでの研究に基づいて、発表論文をまとめており、その関連の翻訳書の出版も計画している。
高度好熱菌ATPaseのサブユニットの結晶化と高分解能X線構造解析

本研究は,好熱菌ATPaseのF_1およびV_1の個々のサブユニットの結晶化を行い,高分解能のX線構造解析によって原子レベルでの三次元構造を得ることを目的とする.本年度は主に,大量発現系が確立されている,好熱菌PS3のF_1で,触媒反応に直接関与すると考えられるβサブユニットを研究対象とし,まず,高純度に精製されたwild-typeおよび数種のmutantの結晶化条件を検索した.その結果,いくつかの条件で結晶が得られたが,とくに,wild-typeとY341L mutant(Tyr341→Leu)については,形状のきれいな単結晶が得られた.しかし,大きさが不十分であったため,シーディング法によって結晶を大きくすることを試みた.ミクロ・シーディング法とマクロ・シーディング法を段階的に併用する方法を開発することによって,Y341L mutantにおいてX線回折実験可能な大きさの結晶を得ることに成功した.しかし,wild-typeについては,同様にシーディング法を行ったにもかかわらず,結晶を回折実験可能な大きさに成長させることができなかった.βサブユニットY341L mutantの結晶について,実験室系の回転対陰極型X線発生装置ならびに高エネルギー物理学研究所放射光実験施設のシンクロトロン放射光を用いて,X線回折実験を行った.シンクロトロン放射光では3A分解能を越える反射が観測された.結晶は斜方晶系に属し,空間群I2_12_12_1(またはI222),単位格子の大きさは,a=232,b=66,c=80Aであることを決定できた.この結晶のシンクロトロン放射光を用いたnative回折データの測定,ならびに重原子同形置換法の検索を現在進めている.一方,高度好熱菌Thermus thermophilusのV_1のαサブユニットについても(wild-typeおよび各種mutant),大量発現系の構築,精製,ならびに結晶化を進めている.本研究は,好熱菌ATPaseのF_1およびV_1の個々のサブユニットの結晶化を行い,高分解能のX線構造解析によって原子レベルでの三次元構造を得ることを目的とする.本年度は主に,大量発現系が確立されている,好熱菌PS3のF_1で,触媒反応に直接関与すると考えられるβサブユニットを研究対象とし,まず,高純度に精製されたwild-typeおよび数種のmutantの結晶化条件を検索した.その結果,いくつかの条件で結晶が得られたが,とくに,wild-typeとY341L mutant(Tyr341→Leu)については,形状のきれいな単結晶が得られた.しかし,大きさが不十分であったため,シーディング法によって結晶を大きくすることを試みた.ミクロ・シーディング法とマクロ・シーディング法を段階的に併用する方法を開発することによって,Y341L mutantにおいてX線回折実験可能な大きさの結晶を得ることに成功した.しかし,wild-typeについては,同様にシーディング法を行ったにもかかわらず,結晶を回折実験可能な大きさに成長させることができなかった.βサブユニットY341L mutantの結晶について,実験室系の回転対陰極型X線発生装置ならびに高エネルギー物理学研究所放射光実験施設のシンクロトロン放射光を用いて,X線回折実験を行った.シンクロトロン放射光では3A分解能を越える反射が観測された.結晶は斜方晶系に属し,空間群I2_12_12_1(またはI222),単位格子の大きさは,a=232,b=66,c=80Aであることを決定できた.この結晶のシンクロトロン放射光を用いたnative回折データの測定,ならびに重原子同形置換法の検索を現在進めている.一方,高度好熱菌Thermus thermophilusのV_1のαサブユニットについても(wild-typeおよび各種mutant),大量発現系の構築,精製,ならびに結晶化を進めている.
プロトン駆動力で回転する生体分子モーターATP合成酵素の1分子計測

1.大腸菌由来のF_0F_1-ATP合成酵素(EF_0F_1)のATP合成活性を多分子計測により徹底的に調べ、回転子を構成するεサブユニットがATP加水分解時のみでなくATP合成時においても、基質の結合と生成物の解離を抑制することを明らかにし、阻害の新規モデルを提案した。2.基板支持人工脂質二重膜に再構成したEF_0F_1の回転(ATP加水分解駆動)を直接可視化することに成功した。さらにF_0モーターのプロトン輸送が低下した変異体を作製し、プロトン輸送律速の36°ステップを直接観察することに世界で初めて成功した。本年度はまず、井出ら(Ide et al., BBRC1999)が開発した水平平面膜法を改変し、分子モーターであるATP合成酵素のプロトン駆動力(細胞膜を介するプロトンの濃度差と膜電位により形成)による回転運動を直接観察する実験系の構築を行った。その結果、大腸菌由来F型ATP合成酵素および好熱菌由来V型ATP合成酵素の、ATP加水分解駆動による回転の観察に成功した。しかしながら、1)回転の発見頻度が非常に低い、2)回転速度に対する明確な膜電位依存性がみられない、という問題点に突き当たった。上記1)の問題点を解決するためにまず、平面膜に再構成したATP合成酵素が機能を保持していることの確認実験に取り組んだ。具体的には、ATP合成酵素の触媒部位に結合した蛍光化ATP(ADP)の解離が膜電位によって促進されるかを検証した。また、上記2)の問題を解決するため、我々が回転観察に用いているATP合成酵素のATP合成活性を多分子計測により徹底的に調べた。ATP合成活性の基質濃度依存性、プロトンの濃度差および膜電位依存性を調べた結果、1)プロトンの濃度差と膜電位はATP合成の駆動力としてほぼ等価であることおよび、2)ATP合成に必要なプロトン駆動力には閾値が存在しF型ATP合成酵素およびV型ATP合成酵素のどちらもプロトン駆動力が150mV以下ではほとんどATPを合成しないこと、を明らかにした。さらに平面膜の代わりに巨大膜小胞(ジャイアントリポソーム)を利用した実験系の開発に取り組んだ。本年度は、ATP合成酵素を再構成したジャイアントリポソームの調製に成功した。本年度は、1)ガラス基板に支持された脂質二重膜の作製、2)基板支持膜へのF_0F_1-ATP合成酵素の再構成、3)再構成したATP合成酵素のATP加水分解駆動による1分子回転観察、4)基板支持膜を電気的にシールし膜電位をかけるための微小開口電極の作製、を行った。詳細を下記に示す。1)基板支持膜の形成には、基板に結合させた脂質膜小胞の乾燥および再水和を用いた。様々な種類および組成のリン脂質を試した。その結果DOPEの添加により、面積数100μm^2にわたる大きな脂質二重膜をNi-NTA修飾ガラス基板上に再現性よく形成させることが可能になった。2)ATP合成酵素の再構成には、a)ATP合成酵素を再構成した膜小胞を、あらかじめ形成させた基板支持膜に融合させる、b)基板支持膜形成時にあらかじめ上記のATP合成酵素再構成膜小胞を加えておく、の2つの方法を試した。その結果、後者の方法で基板支持膜へATP合成酵素を効率よく組み込むことが可能になった。3)再構成したATP合成酵素は、F_0-cサブユニットまたはF_1-βサブユニットを介してNi-NTA修飾基板上に固定した。直径200nmのラテックスビーズをプローブに用いてATP駆動による回転を1分子観察した結果、以前の水平平面膜法を用いた結果とは異なり、どちらの固定法でもATP飽和条件において、プローブの負荷にのみ依存しか高い最高回転速度が得られた。この結果から、基板支持膜に再構成したATP合成酵素の活性は阻害されておらず機能を保持していることが明らかとなった。4)中央に円錐状構造を持つ金属板を鋳型にし、直径20-30μm程度の開口を持つポリジメチルシロキサン(PDMS)シートを作製した。これを用いて基板支持膜を電気的にシールすることを試みたが、現時点では、数メガオーム程度の抵抗値しか得られておらず、改善が必要である。より小さな開口径の形成や、PDMSシートの表面処理を試みている最中である。今年度の研究成果は下記の2点である。大腸菌由来のF_0F_1-ATP合成酵素(EF_0F_1)のATP合成活性を多分子計測により徹底的に調べ、回転子を構成するεサブユニットがATP加水分解時のみでなくATP合成時においても、基質の結合と生成物の解離を抑制することを明らかにした。この成果は、酵素が触媒する化学反応の可逆性を考える上で重要な成果である。

基板支持人工脂質二重膜に再構成したEF_0F_1の回転(ATP加水分解駆動)を直接可視化することに成功した。さらにF_0モーターのプロトン輸送が低下した変異体を作製し、プロトン輸送律速の36゚ステップを直接観察することに世界で初めて成功した。また、頻繁バックステップも観察された。この結果は、1)ATP合成酵素のEF_0モーターの回転子は10回対称性を持つこと、および2)F_0モーターはブラウニアンラチェットで駆動することを支持する。特に後者は、F_0モーターの作動機構を一端を明らかにした成果で非常に重要であると自負している。
イギリスにおける大学の「質保証」に関する歴史的研究

本研究は、1900年代のイングランドにおける質保証の歴史的展開について検討した。教育の質は19世紀末まで、大学補助金諮問委員会の視察によって、技術・専門職教育とは一線を画すアーツアンドサイエンス教育の実施状況という視点から評価されていた。1900年代に、カレッジから昇格した「市民大学」において多種多様な学位が創設されたことに伴い、試験科目にも変化が見られるようになった。そこで政府は、大学教育の質を保証するために、それまでの大学補助金諮問委員会による視察に加えて、各大学にピアレビューを義務づけた。両者は、相互補完的に連関しながら質保証としての機能を果たしたと考えられる。本研究課題の1年目である平成24年度は、以下の3点を主に行った。(1)先行研究の整理・検討:まず、質保証や大学評価に関する先行研究を概観し、質保証に関する理論研究の動向を把握した。同時に、本研究課題の分析対象である市民大学(バーミンガム、マンチェスター、リヴァプール、リーズ、シェフィールド、ブリストル)の歴史に関する文献を検討し、各大学の設立の経緯やその地域特性、教育内容の傾向(教養主義と技術・専門主義のバランス)はいかなるものであったかについて把握した。(2)英国にて資料収集:英国での現地調査で、1900年から1919年までの市民大学のカレンダーと公文書を収集した。大学カレンダーについては、特に学位試験の変遷を中心に、カリキュラム編成や実際の試験問題等の閲覧・複写を行った。また、公文書館では、当時の市民大学に関連する政府文書(大蔵省・枢密院・教育院)を閲覧・複写した。(3)中央政府の大学政策の分析:海外調査で収集した政府文書を分析した結果、以下の点が明らかとなった。まず、大学補助金諮問委員会の文書からは、1900年代でも大学補助金はアーツアンドサイエンス重視であったことがわかる。そこでは、技術・専門教育は否定されないまでも評価の対象外であった。一方、市民大学設立に係る枢密院文書からは、1900年代に市民カレッジが大学へと昇格して学位授与権を獲得したために、技術・専門教育科目も大学の学位カリキュラムに入れることが可能となったことがわかる。このことから、市民大学の技術・専門主義への「回帰」は、市民カレッジが大学へと昇格したことと深く関わっていることが推測できる。この点については、平成25年度の課題として検討する予定である。本研究課題の最終年度である平成25度は、前年度の英国調査で収集した一次資料をもとに、分析を行った。また、国家と大学の関係に着目しながら高等教育史の研究を行っているK.ヴァーノン博士(セントラル・ランカシャー大学)を訪問し、教養教育が支配的であった当時のイングランドにおいて技術・専門職教育が受容されていった社会的背景について、聞き取りを行った。明らかになった点は以下のとおりである。1900年代にイングランドの地方都市に設立された市民大学では、その地域のニーズに沿って工学士や商学士、農学士、建築学士など新たな学位が創設された。新たな学位の試験においては、それまでのような幅広い知識を問うものから、より専門的で詳細な科目が課されるようになった。新たな学位が創設されたことにより、大学補助金諮問委員会における「大学水準の教育」の定義は、国庫補助金交付開始当初の「技術教育ではないアーツアンドサイエンス教育」から、「アーツアンドサイエンスを含む十分な教育」へと変化した。つまり、技術教育であっても、十分な水準が保たれていれば、大学教育として認められるようになったのである。このように、アーツアンドサイエンスが核であることは維持されつつ、大学教育の概念が拡大した。これに伴って質保証の方法にも変化がもたらされ、それまでのような政府の補助金諮問委員会による視察だけではなく、各大学間での相互チェックが導入された。まず、先行研究の整理・分析については、高等教育に関する主要な学会誌・雑誌や6つの市民大学の大学史の閲覧を終えたので、おおむね順調に進んでいるといえる。ただし、現段階では網羅的な閲覧にとどまっているため、今後一次資料の分析を行っていくうえで明らかとなるより詳細な論点について、追加で資料を閲覧する必要が出てくると考えられる。また、一次資料の収集に関しては、公文書館所蔵の公文書については、収集がほぼ完了している。大学カレンダーについては、6校中2校の資料収集は完了している。残りの2校の資料は一部年代分の複写が未完了のため、平成25年度に予定している追加の海外調査で行う予定である。また、当時の中央政府の大学政策の分析については、当初の予定通り大学補助金に関する諮問委員会と大学設立勅許状の一次資料の分析は一通り完了したため、おおむね順調に進んでいるといえる。

分析から、大学設立勅許状の学位に関する条文の重要性が明らかとなった。平成25年度は、引き続き、この点についてのさらなる分析を行う予定である。そして、大学補助金に関する公文書については、これまでの分析からは技術主義への「回帰」は確認できなかったが、市民カレッジの大学昇格が大学補助金政策にも何らかの変化をもたらしたのか否かについて、より詳細に検討する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、平成24年度イギリス調査で収集した一次資料の分析を主に行う予定である。まずは、市民大学のカレンダーのデータを用いて、学位の種類の変遷を明らかにする。その際に、全市民大学(6校)の比較を行う。また、一つの大学を事例として取り上げ、入学試験科目の変遷、カリキュラムの変遷、そして学位試験科目についても分析を行う予定である。現段階では、リヴァプール大学について扱う予定であるが、この大学を取り上げる理由は、イングランドの大学の中で一番最初に建築学(当時は技術教育科目とみなされていた)を大学のカリキュラムに導入したといわれているためである。一通りの分析を終えた後で、英国の高等教育史研究者であるセントラル・ランカシャー大学(University of Central Lancashire)のキース・ヴァーノン博士(Dr. Keith Vernon)にインタビューを実施し、当時のイングランドにおける教養主義と技術・専門主義の相克について、また、質保証の在り方について、意見交換する予定である。また、最終的には研究成果を学会誌に投稿することを予定しているが、その前段階として平成25年度中に国内学会にて研究発表を行い、その後の論文執筆に役立てる予定である。
抗原特異的TLR4刺激抗体アジュバントと新規免疫抑制経路阻害薬の複合がん免疫療法

免疫抑制経路阻害療法は、免疫原性が高く抗腫瘍T細胞が誘導されたがんに奏功しやすい一方、免疫原性が低く内在性免疫応答が不十分ながんへの奏効率は低く、内在性抗腫瘍T細胞の誘導が鍵となる。免疫抑制経路も冗長で多様なため、PD-1/PD-L1経路「非」依存的経路を標的とした新規治療薬が必要である。本研究は、抗原特異的TLR4刺激抗体アジュバントとCD73免疫抑制経路阻害、PD-1/PD-L1免疫抑制経路阻害による複合がん免疫療法と、新規低分子免疫抑制経路阻害薬の開発を目的にした。本年度は、OVAをモデルがん抗原として導入したH-2Kb陽性EG7、陰性B16F10細胞を同系C57BL/6に皮下移植し、TLR4刺激抗体の抗腫瘍効果を解析した。その結果、TLR4刺激抗体とOVAの同時投与は、担がん腫瘍の成長を有意に抑制した。一方、OVA、TLR4刺激抗体単独では有意な腫瘍抑制効果は認められず、OVA陰性EL4、B16F10細胞に対するOVA/TLR4刺激抗体投与の効果も認められなかった。MHC-I、II拘束性OVA257-264、OVA323-339特異的TCR組換マウス(OT-I、OT-II)由来脾臓細胞の養子移入解析等から、TLR4刺激抗体はOVA特異的CD4、CD8 T細胞の活性化を増強し、特に、IFN-γ産生CD8 T細胞が抗腫瘍効果の主要なエフェクター細胞であることを見出した。CHO細胞発現系を用いて調製した分泌型CD73蛋白質とマラカイトグリーンリン酸定量法により本研究科化合物ライブラリー6000種をスクリーニングし、CD73阻害化合物候補約140種を得た。マウス脾臓細胞を用い、TLR刺激誘導性PD-L1発現を抑制する化合物をFACSで探索した。基本骨格の異なる化合物約600種類をスクリーニングし、細胞毒性なく、PD-L1発現を抑制するリード化合物候補1種類を見出した。当初の予定通り、TLR4刺激抗体とがん抗原の同時投与による抗腫瘍効果とそのメカニズムの一端を明らかにできた。OVAペプチド1ー2分子をTLR4刺激抗体1分子に導入することはできたが、さらに高いモル比で導入する必要があり、当初の想定以上に難航している。CD73阻害化合物の探索は、CD73組換蛋白質とマラカイトグリーン定量法による1次スクリーニングを予定よりも早く行い、候補化合物を複数得ることができた。PD-L1発現抑制薬についても、予定よりも早く1次スクリーニングが終わり、予定通り候補化合物を得ることができた。概ね予定通りかそれよりも早く研究は進捗している。TLR4刺激抗体とがん抗原の同時投与による抗腫瘍効果を明らかにできたため、CD73阻害抗体、PD-1阻害抗体、PD-L1阻害抗体との複合がん免疫療法の有効性について、MHC-I、CD73、PD-1、PD-L1発現様式の異なる各種担がんマウスを用いて明らかにする。OVAペプチドとTLR4刺激抗体の結合について、高いモル数での結合ができる反応条件の検討を行う。また、OVAとTLR4刺激抗体の融合リコンビナント蛋白質の調製も試みる。CD73阻害候補化合物を一次スクリーニングで140種類得ることができたので、その阻害効果と特異性に着目し、さらになる選別を行う。PD-L1発現阻害薬のリード化合物候補を一次スクリーニングで得ることができたので、類縁化合物をライブラリースクリーニングし、より効果の強い阻害薬の探索を進める。

基本骨格の異なる化合物約600種類をスクリーニングし、細胞毒性なく、PD-L1発現を抑制するリード化合物候補1種類を見出した。当初の予定通り、TLR4刺激抗体とがん抗原の同時投与による抗腫瘍効果とそのメカニズムの一端を明らかにできた。OVAペプチド1ー2分子をTLR4刺激抗体1分子に導入することはできたが、さらに高いモル比で導入する必要があり、当初の想定以上に難航している。CD73阻害化合物の探索は、CD73組換蛋白質とマラカイトグリーン定量法による1次スクリーニングを予定よりも早く行い、候補化合物を複数得ることができた。PD-L1発現抑制薬についても、予定よりも早く1次スクリーニングが終わり、予定通り候補化合物を得ることができた。概ね予定通りかそれよりも早く研究は進捗している。TLR4刺激抗体とがん抗原の同時投与による抗腫瘍効果を明らかにできたため、CD73阻害抗体、PD-1阻害抗体、PD-L1阻害抗体との複合がん免疫療法の有効性について、MHC-I、CD73、PD-1、PD-L1発現様式の異なる各種担がんマウスを用いて明らかにする。OVAペプチドとTLR4刺激抗体の結合について、高いモル数での結合ができる反応条件の検討を行う。また、OVAとTLR4刺激抗体の融合リコンビナント蛋白質の調製も試みる。CD73阻害候補化合物を一次スクリーニングで140種類得ることができたので、その阻害効果と特異性に着目し、さらになる選別を行う。PD-L1発現阻害薬のリード化合物候補を一次スクリーニングで得ることができたので、類縁化合物をライブラリースクリーニングし、より効果の強い阻害薬の探索を進める。本年度は、消耗品は概ね予定通り購入したが、高額なMHCテトラマーによるT細胞解析を行うには早計であったため、必要に応じて来年度以降に購入、検討する予定である。OVAペプチドとTLR4刺激抗体の結合が難航したため、動物実験用のマウスと分子・細胞生物学実験試薬、免疫学実験試薬の購入費用が予定よりも安価になった。一部の研究成果が予定よりも早く得られたため、当初発表予定の日本薬学会以外で発表することができ、他のプロジェクト予算から旅費を支出することができた。マウスの購入、飼育費用は高額なため、本年度の未使用額はマウス購入費用を中心に来年度以降に使用する予定である。