hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規蛋白質濃度感受性蛍光蛋白質を用いた分化と蛋白質濃度の関係の解明

例えば、1蛋白質混雑と未分化維持、分化の関係の解明の実験系において、定常発現株で簡単にサイレンシングが起きてしまうことや、また、2分化によるクロマチン構造の変化の検出の実験系において、GimRET-H2Bは、HeLa細胞では核に局在するが、ES細胞では局在しないことなどがあげられる。さらに加えて、フローサイトメーターを用いて分離したES細胞は、ほぼすべて死滅しており、さらなる条件検討が必要であると考えている。しかし、定常発現でなく一過性発現を用いて実験系を組みなおしたり、他のクロマチン蛋白質と組み合わせたGimRETを構築したりなど、申請した実験系を順次組み直し、問題点に関しては解決案をきちんと考え、本来の予定と同程度に進展できていると考えている。1蛋白質混雑と未分化維持、分化の関係の解明昨年度の結果では、GimRETの蛍光強度比の高い細胞、低い細胞の間に、未分化維持に関係する遺伝子発現の差は見られなかった。GimRETの蛍光強度比が高いか低いかで分けただけだったため、明確な違いがなかったのではないかと考えている。なので、蛍光強度比によって35段階に分けて、同様の実験を行う予定である。2分化によるクロマチン構造の変化の検出HeLa細胞において発現させたGimRET-H2Bを観察したところ、核内のGimRETの蛍光強度比は一定であった。理由としては、H2Bがヌクレオソームに取り込まれていないためではないかと考えられる。また、GimRETーH2BをES細胞で発現させた際には、核内に局在しなかった(図2b)。GimRETを融合したため、H2Bが本来の働きを行えなかったのではないかと考えられる。今後の予定としては、H2B以外のヌクレオソームに取り込まれるような蛋白質、例えば、ヒストンH4などにGimRETを融合し、ES細胞で発現させ、分化誘導を行う予定である。
環境発がんにおけるメタロチオネインの生理学的意義

環境発がんにおけるメタロチオネインの役割を明らかにする目的で、メタロチオネイン-I/II欠損マウスを用いて、7,12-dimethylbenz[a]anthracene(DMBA)/12-O-tetradecanoylphorbol-13-actatae(TPA)二段階皮膚発がん、DMBA単独経口投与による多臓器発がんおよびN-ethyl-N-nitrosourea(ENU)による次世代肺発がんに対するメタロチオネインの効果を検討した。また、化学発がん物質や放射線による発がん過程のイニシエーションやプロモーションへのメタロチオネインの関与を明確にする目的で、DMBA/TPA併用、benzo[a]pyren(B[a]P)および放射線による遺伝子損傷に対するメタロチオネインの効果を検討した。その結果、メタロチオネイン-I/II欠損マウスは、野生型マウスに比べてDMBA/TPA併用による皮膚での腫瘍の発生、DMBA単独経口投与による胃・肝および肺での腫瘍の発生並びにENUを妊娠16日目に投与して出生した子マウスの肺での腫瘍の発生に対して感受性が高いことが明らかとなった。また、メタロチオネインは、DMBAによる皮膚での遺伝子損傷、B[a]Pによる染色体異常および放射線による染色体異常や酸化的DNA損傷に対して防御効果を示すことが見いだされた。さらに、DMBA/TPA併用において、イニシエーションおよびプロモーションの発がん過程にメタロチオネインが深く関与することも明らかとなった。本研究結果より、メタロチオネインは、化学発がん抑制因子として重要な役割を果たしており、環境発がん感受性要因としてのメタロチオネインの重要性が明らかとなった。環境発がん感受性要因としてのメタロチオネイン(MT)の重要性を明らかにする目的で、MT-IおよびMT-IIの発現を抑えたMT遺伝子欠損マウスを用いて、化学発がんに対するMTの防御効果を検討した。10週齢雌のMT遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスの背部を剃毛し、背部皮膚にDMBA(0.05and0.1mg/mouse)を1回塗布した。その1週間後から発がんプロモーターとしてTPA(10mg/mouse)を2回/週、連続20週間塗布して、皮膚での腫瘍の有無を観察した。その結果、DMBA/TPAを塗布したMT遺伝子欠損マウスでは野生型マウスに比べて、皮膚での腫瘍(パピローマ)の発生時期、発生率並びにマウス1匹あたりの平均腫瘍発生数が有意に増加した。また、その際に誘発された皮膚での腫瘍においてc-Ha-rasのcodon 61のA(182)からTへの変異が認められた。(2)DMBA単独による胃での腫瘍発生10週齢雌のMT遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスにDMBA(12.5mg/kg)を週1回6週連続で経口投与し、32週後に胃での腫瘍の有無を観察した。その結果、DMBAを投与したMT遺伝子欠損マウスの前胃における乳頭腫の発生率は70%であり、うち40%に扁平上皮がんの形成が認められた。一方、DMBA投与による野生型マウスの乳頭腫発生率は20%で、扁平上皮がんの形成は認められなかった。以上の結果より、MTは、DMBA/TPA併用による皮膚での腫瘍並びにDMBA単独による胃での腫瘍の発生に対する生体内防御因子として重要な役割を果たしていることが明らかとなった。環境発がん感受性要因としてのメタロチオネインの重要性を明らかにする目的で、メタロチオネイン-Iおよび-IIの発現を抑えたメタロチオネイン遺伝子欠損マウスを用いて、化学発がんに対するメタロチオネインの防御効果を検討した。妊娠16日目のメタロチオネイン遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスにENU(30mg/kg)を1回腹腔内投与して、その後出生して6ヶ月目の子マウスの肺での腫瘍の有無を観察した。

その結果、ENUを塗布したメタロチオネイン遺伝子欠損マウスでは野生型マウスに比べて、肺での腫瘍の発生率並びにマウス1匹あたりの平均腫瘍発生数が有意に増加した。8週齢雌のメタロチオネイン遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスの背部を剃毛し、アセトンに溶解したDMBA(0.05mg/mouse)をそれぞれ1回塗布して、3日後の皮膚での遺伝子傷害性をp53並びにp21の発現細胞の有無を指標に調べた。その結果、DMBAを塗布したメタロチオネイン遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスの皮膚では共にp53並びにp21の陽性細胞が観察され、陽性率はメタロチオネイン遺伝子欠損マウスの方が有意に高かった。以上の結果より、メタロチオネインは、ENUによる肺での腫瘍の発生やDMBAによる皮膚での遺伝子損傷に対する生体内防御因子として重要な役割を果たしていることが示唆された。環境発がん感受性要因としてのメタロチオネインの重要性を明らかにする目的で、メタロチオネイン-Iおよび-IIの発現を抑えたメタロチオネイン遺伝子欠損マウスを用いて、化学発がんに対するメタロチオネインの防御効果を検討した。10週齢雌のメタロチオネイン遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスにDMBA(12.5mg/kg)を週1回、6週間連続経口投与し、その32週間後に肝臓並びに肺での腫瘍の有無を観察した。その結果、DMBAを投与したメタロチオネイン遺伝子欠損マウスの腫瘍発生率は、肝臓で57%、肺で43%であった。一方、DMBAを投与した野生型マウスでは、肝臓で22%の腫瘍発生率を示したが、肺での腫瘍の発生は認められなかった。6週齢雄のメタロチオネイン遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスに、コーン油に溶解したB(a)P(250mg/kg)を1回経口投与して、その24時間後に末梢血(網状赤血球)小核誘発頻度並びに血清中8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OHdG)量を測定した。その結果、B(a)Pを投与したメタロチオネイン遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスでは、共に小核誘発頻度が増加し、両マウス間を比較すると、メタロチオネイン遺伝子欠損マウスの方が野生型マウスに比べて小核誘発頻度の有意な増加が認められた。また、血清中8-OHdG量は、B(a)P投与により両マウス共に増加したが、両マウス間で有意な差は認められなかった。以上の結果より、メタロチオネインは、DMBAによる肝臓および肺での腫瘍の発生や末梢血小核誘発頻度を指標にしたB(a)Pによる遺伝子損傷に対して防御的に作用することが示された。
脊髄損傷者の下肢他動運動時の循環応答

本研究は脊髄損傷者の麻痺部下肢他動運動中の循環動態を明らかにすることを目的とした。他動運動は市販のエルゴメータを改造し、任意の回転数を設定できる電気モータ駆動とした。被験者は12人の男子脊髄損傷対麻痺者であった。他動運動は椅坐位姿勢において、20回転および40回転の負荷でそれぞれ7分間行った。定常状態となった最後の2分間の心拍出量、酸素摂取量、二酸化炭素排出量、血圧および心拍数を測定した。また、運動終了直後に下肢後部および大腿前部の皮膚血流量を測定した。酸素摂取量、血圧、心拍数、および下肢の皮膚血流量は他動運動の回転数にかかわらずほぼ一定した値を示した。一方、二酸化炭素排出量は40回転の方が20回転より有意に高い値を示した。40回転の運動時の方が換気量が多かったことから、40回転では過呼吸状態であったと思われる。さらに、一回拍出量は安静時と比較して、40回転の方が有意に高い値であった。心拍数が変わらなかったことから、心拍出量は一回拍出量の増加のために安静時より有意に増加した。これらの結果は40回転の他動運動中は静脈環流が増加したことを示唆するものである。この静脈環流は麻痺部である下肢にうつ血していた血液が、他動運動により循環してきたものと考えることができる。したがって、他動運動自体は脊髄損傷者の循環動態促進には効果があったものと思われる。しかし、下肢が麻痺している脊髄損傷者に他動運動を負荷することによって循環が促進し、麻痺部の皮膚血流量も増加するのではないかという仮説は今回の実験からは実証できなかった。この原因の一つとして運動姿勢が考えられることから、今後は椅坐位姿勢から徐々に身体を横たえることによる姿勢変化の影響を検討する予定である。
サイトメガロウイルスの経母乳感染における抗ウイルス活性因子に関する研究

サイトメガロウイルス(CMV)の母子感染では、分娩後早期の初乳よりも1ヵ月以降の母乳の乳清へのウイルスの排出が重要な役割を担っていることが推定されている。また初乳中のslgAなどの局所抗体およびラクトフェリンなどの抗ウイルス活性物質の関与あるいは乳腺局所における再活性化の成立なども示唆されていた。札幌市内の産科において分娩した抗HCMVIgG抗体陽性の母親65名より分娩後3日目の初乳と1ヵ月時の母乳ならびに同時期の血清を採取した。乳清成分からは、PCR法でHCMV DNAの検索を行い、ELISA法にて血清抗CMV抗体価を測定した。乳清成分の抗CMV活性の検討は、HCMV AD169株を接種後のMRC-5細胞に、培養液で希釈した種々の濃度の上清を加え、細胞毒性および細胞変性効果(CPE)を観察するとともに、前初期(IE)および初期(E)抗原に対する単クローン抗体を用い、CMV抗原陽性細胞数を対照群と比較した。また分娩後3日目の初乳と1ヵ月時の母乳の上清、同時期の血清中の可溶性IL-2レセプター(sIL-2R)、IL-4、IFN-γ、TNF-α活性をELISA法で測定した。分娩後3日目と1ヵ月目で抗CMV1gG抗体価の有意な変動およびIgM抗体の上昇は認めなかった。CMV DNAは分娩3日目の乳清では検出されなかったが、1ヵ月では抗体陽性者65名中14名の乳清において検出された。また組織培養では初乳上清の抗CMV活性は確認されなかった。分娩後の血清sIL-2R活性値の有意な上昇は認めなかったが、1ヵ月のCMV DNA陽性の母親では有意な上昇を認めた。TNF-α値は分娩後3日目の初乳および1ヵ月目の乳清成分のCMV DNA陰性例で上昇が認められた。IFN-γは少数の乳清で上昇が認められたが、IL-4活性は血清及び乳清成分よりは検出されなかった。分娩後1ヵ月時の乳清へのCMVの排出に際しては、乳腺局所におけるHCMVの再活性化が推定され、血清sIL-2Rなどのサイトカインの動向に影響を及ぼすことも推定された。サイトメガロウイルス(CMV)の母子感染では、1ヵ月以降の母乳の乳清へのウイルスの排出が重要な役割を担っていることが推定された。また初乳中のsIgAなどの局所抗体およびラクトフェリンなどの抗ウイルス活性物質の関与あるいは乳腺局所における再活性化の成立なども示唆された。札幌市内の産科において分娩し、1カ月乳児検診にて小児科を受診した母親74名より分娩後3日目の初乳と1カ月時の母乳ならびに同時期の血清を採取した。乳清成分からは、PCR法でHCMVDNAの検索を行い、ELISA法にて血清抗CMV抗体価を測定した。乳清成分の抗CMV活性の検討は、HCMVAD169株を接種後のMRC-5細胞に、培養液で希釈した種々の濃度の初乳上清を加え、細胞毒性および細胞変性効果(CPE)を観察するとともに、前初期(IE)および初期(E)抗原に対する単クローン抗体を用い、CMV抗原陽性細胞数を対照群と比較した。

また分娩後3日目の初乳と1カ月時の母乳の上清、同時期の血清中の可溶性IL-2レセプター(sIL-2R)、IFN-γ、TNF-α活性をELISA法で測定した。分娩後の母親74名中65名(87.7%)で分娩後3日目と1ヵ月目で抗CMVIgG抗体の保有が認められたが、抗体価の有意な変動およびIgM抗体の上昇は認めなかった。CMVDNAは分娩3日目の乳清では検出されなかったが、1カ月では抗体陽性者65名中14名の乳清において検出された。またCMVDNA陰性の初乳上清の抗CMV活性は確認されなかった。分娩後の血清sIL-2R活性値の有意な上昇は認めなかった。TNF-α値は分娩後3日目の初乳および1ヵ月目の乳清成分、特ににCMVDNA陰性例で上昇が認められた。IFN-γは分娩後3日目の初乳で有意な上昇が認められた。分娩後1ヵ月時の乳清へのCMVの排出に関しては、初乳および母乳上清のTNF-αおよびIFN-γなどのサイトカインが乳腺局所における再活性化に何らかの役割を果たすことも推定された。サイトメガロウイルス(CMV)の母子感染では、分娩後早期の初乳よりも1カ月以降の母乳の乳清へのウイルスの排出が重要な役割を担っていることが推定されている。また初乳中のsIgAなどの局所抗体およびラクトフェリンなどの抗ウイルス活性物質の関与あるいは乳腺局所における再活性化の成立なども示唆されていた。札幌市内の産科において分娩した抗HCMV IgG抗体陽性の母親65名より分娩後3日目の初乳と1カ月時の母乳ならびに同時期の血清を採取した。乳清成分からは、PCR法でHCMV DNAの検索を行い、ELISA法にて血清抗CMV抗体価を測定した。乳清成分の抗CMV活性の検討は、HCMV AD169株を接種後のMRC-5細胞に、培養液で希釈した種々の濃度の上清を加え、細胞毒性および細胞変性効果(CPE)を観察するとともに、前初期(IE)および初期(E)抗原に対する単クローン抗体を用い、CMV抗原陽性細胞数を対照群と比較した。また分娩後3日目の初乳と1カ月時の母乳の上清,同時期の血清中の可溶性IL-2レセプター(sIL-2R)、IL-4、IFN-γ、TNF-α活性をELISA法で測定した。分娩後3日目と1カ月目で抗CMV IgG抗体価の有意な変動およびIgM抗体の上昇は認めなかった。CMV DNAは分娩3日目の乳清では検出されなかったが、1カ月では抗体陽性者65名中14名の乳清において検出された。また組織培養では初乳上清の抗CMV活性は確認されなかった。分娩後の血清sIL-2R活性値の有意な上昇は認めなかったが、1カ月のCMV DNA陽性の母親では有意な上昇を認めた。TNF-α値は分娩後3日目の初乳および1カ月目の乳清成分のCMV DNA陰性例で上昇が認められた。IFN-γは少数の乳清で上昇が認められたが、IL-4活性は血清及び乳清成分よりは検出されなかった。分娩後1カ月時の乳清へのCMVの排出に際しては、乳腺局所におけるHCMVの再活性化が推定され、血清sIL-2Rなどのサイトカインの動向に影響を及ぼすことも推定された。
タンパク質物性から振動の理論生物学へ

本研究は、タンパク質のアロステリック構造転移の転移経路と自由エネルギーランドスケープを計算する新しい方法を開発し、その成果をタンパク質間相互作用のシステム生物学と結び付け、分子から細胞機能への融合分野を開拓することを目的としている。このため、27年度は以下のテーマに取り組んだ。その1つは、タンパク質アロステリック転移を表現する自己無撞着な粗視化モデル(カメレオンモデル)の開発である。カメレオンモデルをNtrCに適用し、遷移状態で構造の乱れがおきる様子を計算で示した。もう1つは、KaiABC系の1分子レベルのモデルである。27年度に明らかになった、生化学的実験データ、原子間力顕微鏡観測データ、構造データをもとに26年度までに構築した1分子モデルを再検討し、合理的なモデルに向けて整備を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、タンパク質のアロステリック構造転移の転移経路と自由エネルギーランドスケープを計算する新しい方法を開発し、その成果をタンパク質間相互作用のシステム生物学と結びつけ、分子から細胞機能への融合分野を開拓することを目的としている。このため、26年度は以下の3つのテーマに取り組んだ。その1つは、タンパク質のアロステリック構造転移の理論モデルの開発である。具体例としてヘモグロビンとAdKを取り上げて自由エネルギーランドスケープの分析を行い、ヘモグロビンの酸素結合の協同性、AdKのフォールディング転移など、実験との比較によってモデルの改良を行った。2つめは、KaiABC系の1分子レベルでの理論モデルの構築である。とりわけ、タンパク質のアロステリック転移とATP加水分解反応、およびKaiCのリン酸化反応のカップリングに注目し、KaiC6量体1分子におけるATP加水分解反応とリン酸化反応が構造変化によっていかに制御されているか、またその逆に、構造変化がATP加水分解とリン酸化状態によっていかに制御されているかについて、簡単化されたモデルの範囲でパラメータを網羅的に探索することによる分析を行った。その結果、KaiCのC1ドメインにおけるATP加水分解反応速度の変化がC2ドメインにおけるリン酸化リズムの周期変化と相関する可能性を示唆する結果を得た。3つめは、KaiABC系のシステムレベルでの理論モデルの構築である。実験で観測されたATP加水分解反応の速度論を説明する反応機構を分析して、理論モデル構築の手がかりとなるデータを得た。27年度以降は、これらの3つのレベルの異なるモデルを統合して、マルチスケールの理論モデルを構築することを目標とする。研究の目的である分子からシステムへ向かうマルチスケールの理論を構築するため、3つの階層の理論モデルの分析と改良を進めて、27年度研究の基盤となる成果を得た。26年度の成果に立脚して、実験と整合的なマルチスケールの理論構築に向けて、研究を推進する。
多様な利己的DNaseがゲノム切断で作り出す生・死・進化の分岐点

「自己」ゲノムを守り「非自己」ゲノムを破壊するDNA切断分解酵素が、生き物にどう働きかけ進化させてきたかを、実験とゲノム配列比較から解明した。1.制限修飾系の制御でのアンチセンスRNAの役割を示した。2.制限酵素がDNA複製フォークを切断することを示した。3.制限酵素による染色体攻撃を例に感染への自殺型防御戦略の成功条件を示した。4.制限修飾系が新しいしくみで認識配列を切り替えている証拠を得た。1.綱引き型制限酵素の複製フォークの切断モデルDNA複製フォークを綱引き型制限酵素が切断するかを検討した。1型制限酵素EcoR124Iが、フォーク分岐点を切断することを証明した。DNA損傷時に細胞死を起こさせるという役割を提唱した。2.超利己的なDNA切断酵素遺伝子の存続条件ホーミングエンドヌクレアーゼ遺伝子という超利己的な遺伝子の集団中での存続条件を理論的に示した。コストを考えれば、集団間の水平遺伝子伝達が無くても、長期に存続できる。3.網羅的なゲノム比較解析による、制限修飾遺伝子とゲノム再編の関わりの解明近縁細菌のゲノム間で網羅的ゲノム比較を行い、大規模ゲノム多型(挿入欠失、置換、逆位)に連鎖している制限修飾系遺伝子を探索した。「長い標的配列の繰り返しを伴う挿入」を、II型、I型、III型、IV型の制限系について発見した。制限修飾系が繰り返し配列に挟まれていることが多い事を示した。逆向き繰り返し配列に挟まれたDNA型トランスポゾン様の制限修飾遺伝子、サイト特異的組み換え酵素遺伝子ホモログとともに挿入されている制限修飾系遺伝子ホモログなど、制限修飾遺伝子の動く遺伝子としてのあらたな形を発見した。それらのうち別のファミリーのISの順向き配列に挟まれた形のものについて、中の遺伝子がコードする制限酵素R.PluTIを精製し、認識配列と切断サイトを決定した。反応機構を解析しIIF型であることを示した。新しい基本立体構造の可能性が示唆された。大量精製し結晶構造解析を開始した。隣接修飾遺伝子ホモログの発現実験から、それらが制限修飾系を作ることを示した。種内比較から、染色体逆位に連鎖したDNA重複機構を発見した。4.スモールRNAによる発現制御EcoRI遺伝子内の逆向きのプロモーターからのアンチセンスRNAが、修飾遺伝子プロモーターからの発現へ影響することを発見した。1.綱引き型制限酵素の複製フォークの切断。モデルDNA複製フォークを綱引き型制限酵素が切断するかを検討した。I型制限酵素EcoR124Iが、フォーク分岐点を切断することを証明した。IV型制限酵素McrBCが、フォーク分岐点を切断することを証明した。ゲノムDNAのエピジェネティックな修飾の高感度での検出と排除という役割を提唱した。2.網羅的なゲノム比較解析による、制限修飾遺伝子とゲノム再編の関わりの解明。近縁細菌のゲノム間で網羅的ゲノム比較を行い、大規模ゲノム多型(挿入欠失、置換、逆位)に連鎖している制限修飾系遺伝子を探索した。それらのうち別のファミリーのISの順向き配列に挟まれた形のものについて、中の遺伝子がコードする制限酵素R.Plu TIを精製し、認識配列と切断サイトを決定した。ピロリ菌種内比較から、染色体逆位に連鎖したDNA重複機構を発見した。3.スモールRNAによる発現制御。EcoRI遺伝子内の逆向きのプロモーターからのアンチセンスRNAが、修飾遺伝子プロモーターからの発現へ影響することを発見した。4.制限修飾系がISによってゲノム内で転移する事を示した。制限修飾系は、転移の起きた細胞を選択的に生き残させる効果がある。5.I型制限修飾系の配列特異性サブユニットについて、「ドメイン間の配列移動」という新しい遺伝子再編機構を発見した。これは、メチル化配列の変換をもたらし、エピゲノムの多様化に寄与すると推定した。6.日本のピロリ菌の全ゲノムを解読し、世界の株と比較し、その特徴を明らかにした。7.制限修飾系の使用によって、実験進化を加速した。8,ピロリ菌cagA発がん遺伝子の組み換えによる進化を明らかにした。多様な制限修飾系が、ゲノムをどう造り替えてきたかを、ゲノム比較と実験から明らかにした。1.EcoRI制限酵素遺伝子内の逆向きのプロモーターからのアンチセンスRNAが、修飾遺伝子プロモーターからの発現へ影響すること、EcoRIによるホストゲノム攻撃に影響することを発見した。

制限修飾系の使用によって、細菌の実験進化を加速することに成功した。生き残り株では、細胞間コミュニケーションに関する遺伝子などが変異によって壊れていた。制限修飾遺伝子の自己増幅と制限修飾系の間のメチル化サイトをめぐるせめぎ合いの生物学的意義を検討した。2.綱引き型制限酵素による複製フォーク切断。IV型(メチル化DNA特異的)制限酵素McrBCが、両腕にメチル化のあるモデルDNA複製フォークで、分岐点を切断することを証明した。「ゲノムDNAのエピジェネティックな修飾の高感度での検出と排除」という役割を提唱した。3.IV型(メチル化DNA特異的)制限酵素McrBCの働きに基づいて、細菌をモデルホスト、ファージをモデル病原体とする大規模感染実験系を作り、数理モデルおよびシミュレーションとリンクさせた。「感染に対する自殺型防御」戦略が、空間構造のあるところで成り立つことを、明らかにした。生き残り病原体には、ホストに自殺させない変異が起きていた。4.日本のピロリ菌4株の全ゲノムを解読し、世界各地の株と比較し、その特徴を明らかにした。モリブデンに関する遺伝子機能が、東アジア株では壊れていた。ピロリ菌10株の全ゲノム配列から、相同組換えの痕跡を数え上げ、それらの多い遺伝子少ない遺伝子を明らかにした。ゲノム配列比較から、一つの遺伝子の複数のサイト間をドメイン配列が動く「ドメイン間の配列移動DoMo」という新しい遺伝子再編機構を発見した。これは、1型制限修飾系の配列特異性サブユニットで起きており、メチル化配列の変換をもたらし、エピゲノムの多様化に寄与すると推測した。これからエピジェネティクスに駆動される適応進化という新しい進化機構モデルを提出した。III型制限修飾系のゲノム配列比較から、DNA配列認識ドメインが、非オーソロガスな制限修飾系の遺伝子間を動き回ることを発見した。
細胞内シグナル伝達分子の活性化が髄質内層集合管の水・尿素透過性に及ぼす影響の検討

皮質部集合尿細管にタンパク質キナーゼAアンカータンパク質(AKAP)とタンパク質キナーゼA(PKA)の結合阻害薬を添加すると水透過性が亢進するという予備実験結果に基づき、尿素輸送体とアクアポリン2(水チャネル2)の両方が豊富に発現している腎髄質内層集合尿細管にタンパク質キナーゼAアンカータンパク質(AKAP)とタンパク質キナーゼA(PKA)の結合阻害薬を添加した際に、尿素透過性や水透過性が亢進するか否かを微小単離尿細管灌流実験法を用いて検討を試みた。腎髄質部における細いヘンレの上行脚の単離には慣れていたため、腎髄質内層集合尿細管の単離も細いヘンレの上行脚と同程度であろうと予測していた。しかし、実際に研究を開始してみると細いヘンレの上行脚に比べて、腎髄質内層集合尿細管の単離は難しく、特に微小単離尿細管灌流実験法に用いることが可能な十分な長さの腎髄質内層集合尿細管を単離できない状況が続いている。そのため、今後も灌流実験に必要な十分な長さの腎髄質内層集合尿細管を単離できない状況が続く場合は、当初の研究実施計画にも記載したように腎髄質内層集合尿細管細胞の懸濁液を作成し、少なくともタンパク質キナーゼAアンカータンパク質(AKAP)とタンパク質キナーゼA(PKA)の結合阻害薬を加えた際に、腎髄質内層集合尿細管細胞内でcAMPの産生亢進が生じていないことや管腔側膜上の尿素輸送体やアクアポリン2の発現量の変化などを調べ、尿素透過性や水透過性の変化が生じるメカニズムの一端を証明したいと考えている。研究実績の概要に記載したが、腎髄質内層の細いヘンレの上行脚と同程度と予想していた腎髄質内層集合尿細管の単離が非常に難しいため、微小単離尿細管灌流実験が行えておらず、進捗状況は遅れていると自己評価した。今後も当初の研究実施計画に沿って研究を継続するが、マウス腎臓から腎髄質内層集合尿細管の単離が困難であれば、腎髄質内層集合尿細管細胞の懸濁液を作成し、代替の方法で研究を推進する。また、動物種(例えばラットを用いる)を変更することで、腎髄質内層集合尿細管の単離状況が大きく変わる可能性もあるため、研究の進捗状況をみながら動物種の変更を判断したい。腎髄質内層集合尿細管の単離が困難だったため、初年度に予定して研究を遂行することができず、研究に必要な消耗品などの購入が当初の予想よりも少なかったため、次年度使用額が発生してしまった。研究の遅れを取り戻すために、次年度は研究を推し進める予定なので、分子生物学的実験試薬、生理学的実験試薬や実験用動物の購入費用に助成金を充てる計画である。
建築基準法改定に向けたエコスクールの設計基準・改修指針

学校建築の多くは環境性能が脆弱であり,地球環境保全と室内環境の適正化を図るため,新たな設計基準が必要とされている。本研究では,まず,自治体が持つ学校建築の設計基準の実態を調査し,明らかにした。次に,都市部で有効と思われるナイトパージ等の効果を実験実測により示した。また,ドイツ,イギリスのエコスクールの実態調査を行った。それらの結果を踏まえ,学校建築が持つべき新たな性能目標値を提案した。学校建築は全国に約44000校あるが,その大部分は断熱や日除けが無いなど環境性能的に非常に脆弱な建築である。それを改善するためには,学校建築が持つべき新たな性能目標値を設定し,また,その目標値を達成するような設計基準・指針を(改修を行う場合も含めて)策定することが必要である。これを達成するために,本年度は1年目として,まず建築の性能に大きく影響する設計基準・指針および補助金制度について,学校施設整備指針や建築基準法,国庫負担等に関する各種法律,また普通教室に冷房を行っていない杉並区や横浜市の標準仕様などを収集し,さらに学校建築の設計者にヒアリングを行って検討した。次に,教室の大きな「窓」の日射遮蔽や通風が室内環境に及ぼす影響が大きいことから,実際の教室を用いて,熱・光環境調整手法の効果に関する実験・実測およびアンケート調査を行い,窓開けによる通風量(排熱量)が換気扇によるものより圧倒的に大きいことなどを明確に示した。また,2008年度に竣工した目黒区のエコスクールを実測し,南面のルーバー庇や高断熱の室内環境調整効果が秀逸であることとともに,太陽高度が低くなる冬季への対策や照明電力削減などの必要性を示した。さらに,室内環境の向上および省エネルギーには,教員の啓発が不可欠であることも明らかにした。また,エコスクール先進国で,環境共生建築・学校建築の最先端を行くドイツおよびイギリスのエコスクールの現地調査を行った。ドイツでは設計者へのヒアリング調査から,エコスクールを実現するための実際的な問題解決策などの情報を得た。また,ドイツ・イギリス両国の調査から,エコスクールの実現(成功)には地域住民の理解・協力が不可欠であることも明らかになった。それを改善するためには,学校建築が持つべき新たな性能目標値を設定し,また,その目標値を達成するような設計基準・指針(改修も含む)を策定することが必要である。これを達成するために,今年度は,学校建築に関係する関係法規および補助金に関して,まず,全国アンケートの予備調査として,温暖地の東京都区内および四日市市,寒冷地域の秋田市,などでヒアリング調査を行った。次に,それらの結果を踏まえて,全国47都道府県計282市町村にアンケート調査を行い,96の回答を得た。その解析結果として,設計基準や指針の現状,すなわち,2003年頃から普通教室への冷房設置が増えてきたこと,校舎の断熱は行われるようになってきたが断熱基準を設けている自治体は24%程度であること,IV地域以南で複層ガラスを基準とするところも現れてきたがまだごく少数であることなどを明らかにした。また,オープンプランの持つ環境的な課題は設計基準に反映されてなく,オープンプラン自体が減少傾向にあることも示した。一方,校舎の温熱環境改善手法として,夏季の暑さ対策について,冷房の入っていない普通教室を対象として,自然通風,特に夜間の通風・換気などの効果について,精算法によるシミュレーションおよび気流解析により検討し,換気・通風時の性状と各手法の効果を明らかにした。また,外断熱,深い庇,クール・ヒートトレンチ(CHT)などの手法を採り入れて設計され,2009年4月に開校した東京都内の小学校について実測を行った。CHT内および教室内温熱環境の測定結果から,CHTの効果を明らかにした。これを達成するために,21昨年度までの調査結果を踏まえ,22年度は,設計基準について検討した。その結果,設計基準は,まず,室内の温熱環境や光環境などの環境およびエネルギー消費量についての「性能基準」を定め,次にその性能基準を満たすことができる建築や設備の「仕様基準」を作成するという2段階で行うのが最善という結論に至った。「性能基準」については,筆者らのものを含めた既往研究から,熱,光,空気などを中心に検討し,一覧表として提案した。また,仕様基準については,各地域の気候特性に合致した典型的な組み合わせ(Typical Solution Sets for School:TSS-S)を順次作成することとした。

一方,校舎の温熱環境改善手法の効果の一つとして,昨年度に引き続き,クール・ヒートピット(CHP)などの手法を採り入れて設計され,2009年4月に開校した東京都内の小学校について実測解析を継続した。その成果として,CHPはこの小学校のように直接教室内に吹き出す方式よりも,空調機に接続して条件に応じて直接吹き出すようにした方が効果的であることや,CHPの長さが50mを超えると効果が小さくなること,などを明らかにした。震災の影響を受けて研究期間を延長した23年度は,これまでの成果を冊子にまとめるとともに,学会や建築雑誌に発表した。なお,最近建設されたCHTを持つエコスクール,および,上記TSS-Sについて,引き続き検討を行っている。
インフルエンザウィルスのプロトンチャネルの高次構造の一分子観測

温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための1分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をQdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布(点像分布関数)は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、2個の分子の位置決定精度(解像度)を見積もったところ、焦平面方向が3 nm、光軸方向が18 nmであった。研究目的はインフルエンザウィルスのチャネルタンパク質の開閉機構の解明のために、光によって、タンパク質の高次構造を1分子ごとに決定する新たな手法を開発することにある。NMRやX線によって得られた平均構造から、チャネルの開閉に伴い、その高次構造(特に四次構造)が大きく変化すると予想されている。しかし、このモデルだけでは、実際の系での機能を理解し、制御するのは難しい。それは、生体膜中では、開いた状態と閉じた状態にあるチャネルや、異なる種類のタンパク質が混在し、それぞれが組織立って機能を呈しているからである。このため、1種類のタンパク質を取りだして平均構造を観測するだけでは情報として不十分である。そこで、本課題では、混在系の中から目的のタンパク質を選択し、その高次構造を1分子観測できる方法論を確立する。この目標を達成するため、平成23年度は、「温度数Kの三次元レーザー走査型の顕微分光システム」の開発をおこなった。その結果、405nm、445nm、532nm、635nmの4色のレーザーで同時励起できる顕微システムの構築に成功した。成功の鍵は、顕微鏡で用いる光学部品をすべて反射光学系をもちいたことによる。また、この技術の核となる三次元走査機構が実際に動作することを実験的にたしかめた。数Kの実験を想定し、対物レンズと試料は数K中で固定したまま、レーザーの光学特性を変えるだけで、試料上をレーザースポットが三次元に走査できるようにした。来年度以降は、タンパク質試料の制作や、分光測定を行っていく予定である。本課題は液体ヘリウム中での実験を指向している。しかし、昨年度から液体ヘリウムの供給が不安定であることと、昨年度に実施した実験で、1分子の構造解析を行うには精度が1桁足りないことが分かった。そこで、本年は、低温用の反射対物レンズの性能を限界まで向上させた新しいレンズの開発に取り組んだ。結果として、幸い液体ヘリウムの供給も始まったことから、低温での検査まで成功した。これは論文を準備中である。これらを含めて、本課題を遂行するための準備が整ったため、今年度が最終年度であるが本研究を継続していきたい。この研究課題を遂行するために、本年度は(1)課題Bの仕上げとして、3次元レーザー走査型の1分子分光装置の評価と(2)課題Aとして、プロトンチャネルのモデル分子の製作および評価をおこなった。まず、(1)の装置の評価として、波長405, 532, 635 nmで温度1.5 Kにある量子ドットの発光イメージングをおこなった。得られた試料位置における3次元のスポット像(3次元点像分布関数)のサイズは、光学シミュレーションから得られた理想値の1.1倍以内であり、非常に高い就航性能を持つことを確かめた。

次に(2)のモデル分子の製作では、プロリンを20個つなげて出来るポリプロリン分子の両端に2色の色素を結合したペプチドを合成し、蛍光測定により欲しい分子が製作されていることを確認した。さらに、課題Cとして行ったきた装置の安定化の投稿論文がChemical Physics誌に掲載された。23年度は、課題Aとして試料調整、課題Bとして顕微システム開発、課題Cとして装置の高安定化を目標にした。このうち、課題Bと課題Cは順調に進んだ。特に、課題Cは来年度分の一部も達成している。一方で、課題Aは達成できておらず、来年度に達成したい。よって、(2)のおおむね順調に進展している。という評価である。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、当初の予定通り、おおむね順調にすすんでいる。しかし、世界的な液体ヘリウムの供給不足により、低温実験が半年間に渡り停止しているため、試料タンパク質の合成やその評価に重点を置き、研究を進めた。上記のように、24年度に達成すべき課題は当初から予定していた課題Cと、23年度に積み残しになった試料作製である。どちらも、23年度にすでに下準備は終えており、24年度中に達成できると考えている。上に述べた液体ヘリウムの供給不足は本年度も続く可能性が高いが、昨年度末の完全停止という状況よりは良化すると言われている。そこで、本年度は低温実験を研究課題の中心に置くとともに、ヘリウム供給状況に応じて、室温ないし、液体窒素温度での実験を推進することで、本研究課題を実現する。
新規ミトコンドリアタンパク質Apop-1の女性健康科学への応用

Apop-1は、マウスにおいて動脈硬化の発症に関与する可能性が示されている。本研究はヒトにおいて、動脈硬化に関連があるかどうかを明らかにすることを目的とした。対象者のApop-1遺伝子多型(SNP)と身体計測値や血液検査値との関係を統計解析した結果、体重や血清脂質、血清インスリンなどにおいて、Apop-1遺伝子のリスク型を持つ群と持たない群に有意な差があることが示され、肥満や脂質異常症、糖尿病など動脈硬化リスクに関連する項目で影響が確認され、ヒトにおいてもApop-1は動脈硬化の病態に関連する可能性が推察された。Apop-1は、アポトーシスの誘導作用を有し、動脈硬化の発症機序に関与する可能性があること、ヒトApop-1遺伝子の一塩基多型(SNP;rs12889403)が内臓脂肪蓄積や脂質異常と関連することがこれまでの研究で明らかとなっている。本研究は、このSNPがヒトにおいて動脈硬化の発症・進展と関連があるかを明らかにすることを目的とし、本学女子学生とその両親(若年・成人女性)や地域の在宅高齢者といった、年齢層の違う各集団を対象として硬化病変の進展度とこのSNPとの関係を解析することで、Apop-1を健康科学に応用しようとするものである。書面による同意を得た地域の高齢者を対象として、生活調査の他、食事についてもアンケートにより調査を行った。さらに、骨密度や体脂肪量の測定などを含む身体計測や血液検査を実施し、対象者の臨床的指標となる測定値を収集した。これらの結果から、動脈硬化の促進にも関連する血清脂質の高値や肥満傾向の対象者が多く確認された。そこで、Apop-1遺伝子多型の解析を実施するとともに、肥満関連遺伝子として知られるFTO (Fat mass and obesity associated)遺伝子多型(rs1558902)についても解析を行った。これらの測定結果、遺伝子解析結果を用いて統計解析を行ったところ、若年女性においてApop-1遺伝子多型のリスクアリルであるTアリルを持つ群で、血中リポ蛋白リパーゼ(LPL)活性が有意に低値を示した。母親の群においても同様の結果が得られた。このことから、Apop-1遺伝子多型は血中LPL活性を介して動脈硬化のリスク因子と関連することが示唆された(発表準備中)。また、高齢者の群でFTO遺伝子多型の解析を行ったところ、リスクアリルも持つAA型の群で体重やBMIが有意に高値を示し、肥満との関連が示唆された。さらにこのAアリルを持つ群では、骨密度が有意に低値を示し、このFTO遺伝子多型は肥満と骨密度低下の関係に関与していることが推察された(論文投稿中)。これまでの研究から、Apop-1は、アポトーシスの誘導作用を有し、動脈硬化の発症機序に関与する可能性があること、ヒトApop-1遺伝子の一塩基多型(SNP;rs12889403)が内臓脂肪蓄積や脂質異常と関連することが明らかとなっている。本研究は、このSNPがヒトにおいて動脈硬化の発症・進展と関連があるかを明らかにすることを目的としたものである。書面による同意を得た地域住民(本学周辺地区在住の高齢者および、北海道端野町壮瞥町(現:北見市)、本学学生・卒業生とその両親)を対象として、身体計測や血液検査を実施し、対象者の臨床的指標となる測定値を収集した。また、Apop-1遺伝子多型の解析は、対象の血液を用いてTaqMan PCR法により解析した。これらを統計解析した結果、1.若年女性においてApop-1遺伝子多型のリスクアリルであるTアリルを持つ群で、血中リポ蛋白リパーゼ(LPL)活性が有意に低値を示した。このことから、Apop-1遺伝子多型は血中LPL活性を介して動脈硬化のリスク因子と関連することが示唆された(学会発表)。2.高齢者では、ジェノタイプTT群では、CT群、CC群に比し、体重や腹囲が有意に高値を示し、肥満との関連が示唆された。3.全ての対象者(2401名)において、遺伝子多型と測定結果の関係を解析すると、TT群では他群に比し拡張期血圧が有意に高値を示し、高血圧との関連が示唆された。ライフステージの年齢層別に3群((1)青年期+壮年期(49歳)、(2)実年期(5064歳)、(3)高齢期(65歳))にわけて解析したところ、実年期の群では体重や腹囲、血清インスリン、インスリン抵抗性指数HOMA-IRなどでリスクアリルTを含む群が有意に高値を示した。青年期+壮年期群や高齢者群に比し、動脈硬化リスクが高くなる実年期では多くの測定項目でジェノタイプ間に有意な差が見られ、ライフステージによって遺伝子多型の影響が異なることが示唆された。
技術革新と希少な公共資源の配分政策～無線周波数及び空域を例に～

本研究は、無線通信及び航空管制分野を具体例に挙げて、希少な公共資源の利用技術において技術革新が生じた場合に、政府の資源配分制度はどのように変化したのか、あるいは変化すべきなのかを、公共経済学のアプローチから考察した。公共資源の管理のために政府に費用が発生することに着目し、資源配分方法と利用料(課金制度)との関係、各国における現行の利用料体系の背景にある思想、資源利用技術の物理的・経済的特徴、技術の変化と配分制度の変遷を明らかにした。そのうえで、資源利用者による費用負担、「ただ乗り」問題回避などの観点から、技術変化に伴って望ましい制度のあり方を論じた。本研究は、無線通信及び航空管制分野を具体例として挙げ、希少な公共資源の利用技術において技術革新が生じる場合に、政府の資源配分制度はどのように変化するのか、あるいは変化すべきなのかを、公共経済学のアプローチから考察することを目的としている。平成24年度には、23年度に収集しきれなかった各国・地域の周波数割当制度、電波利用料制度、航空管制システム及び航空機への課金制度についての情報収集を実施した。とくに、情報入手の効率化を図るために、主要国の航空路に対する課金制度について、国際民間航空機関(ICAO)の航空輸送局(ATB)に協力を求め、長谷川通氏及びMr. Julian de laCamara氏にヒアリングを実施した。また、同氏らの協力で、8月と9月の2度に分けて、半世紀にわたる重要国の航空路の使用料金の料金表データを複写・入手した。11月には国際通信学会(ITS)の世界大会で"Effects of a Spectrum Auction on Mobile Operators' Choices of Technology"と題する報告を行い、移動通信サービスの提供に当たり、周波数資源の投入量と機器性能の向上との間にトレード・オフの関係があること(シャノン・ハートレーの法則)に着目し、周波数オークションの導入により周波数価格が変化すると、携帯電話事業者が両投入要素をどのように変化させるのかを、部分均衡モデルで説明した。この報告内容は、"Communications & Strategies"に投稿し、24年度末時点で査読中である。また、25年3月に、『相模女子大学紀要』(76C)に「『経済学のなかの燈台』の現代政策上の意義わが国の電波利用料制度をめぐって」を掲載した。本研究は、無線通信及び航空管制分野を具体例に、希少な公共資源の利用技術において技術革新が生じる場合に政府の資源配分制度はどのように変化するのかを、公共経済学のアプローチから考察することを目的とする。公共資源の管理のために政府に費用が発生することに着目し、資源配分方法と利用料(課金制度)との関係、各国における現行の利用料体系の背景にある思想、資源利用技術の物理的・経済的特徴、技術の変化と配分制度の変遷を明らかにする。そのうえで、資源利用者による費用負担、「ただ乗り」問題回避などの観点から、技術変化に伴って望ましい制度はどうあるべきかを論ずる。本研究は、無線通信及び航空管制分野を例に、希少な公共資源の利用技術に技術革新が生じる場合に、政府の資源配分制度はどのように変化するのか、あるいは変化すべきかを、公共経済学のアプローチから考察することを目的としている。公共資源の管理費用の存在に着目し、資源配分方法と利用料(課金制度)との関係、利用料体系の背後にある考え方、資源利用技術の変化と配分制度の変遷を明らかにする。1年目の平成23年度は、その第1段階として、関係当局のウェブサイトを用い、主要国・地域の周波数割当制度(周波数オークション・二次取引制度の導入時期、免許不要局等)、電波利用料制度、航空管制システム及び航空機への課金制度(上空通過料・管制料の体系)を調査した。英語での情報提供がない機関も多いことから、ICAO、IATA等の国際機関が発行する有料刊行物(精算上、費用は24年度計上)も利用した。現行の制度に関する情報の7割程度を入手できた。電波監理制度については、International Telecommunications Society(ITS)のアジア太平洋地域大会(台北、6月)及びITSアジア・オセアニア・アフリカ地域大会(パース、11月)に参加して電波利用技術と周波数への価値付けに関する理論モデル構築のためのアプローチについて報告するとともに、政府関係者や有識者と情報交換し、本研究に必要な情報入手方法や研究方針に関してアドバイスを得た。しかし、授業期間中の出張であったため、関係機関への訪問の時間はとれず、ヒアリングは24年度に実施することにした。一方、航空管制制度については、ICAOの長谷川通氏に電話及びメールで問合せを行い、過去の制度に関する情報の入手方法を確認できた。また、研究成果を評価してもらう観点から、3月に鬼木甫大阪大学名誉教授を大学に招き、公開ディスカッションの形式で講評を得た。本研究は、無線通信及び航空管制分野を具体例に、希少な公共資源の利用技術において技術革新が生じる場合に、政府の資源配分制度はどのように変化するのか、すべきなのかを、公共経済学のアプローチから考察することを目的としている。

公共資源の管理のために政府に費用が発生することに着目し、資源配分方法と利用料との関係、各国における現行の利用料体系の背景にある思想、資源利用技術の物理的・経済的特徴、技術の変化と配分制度の変遷を明らかにしてきた。そのうえで、資源利用者による費用負担、「ただ乗り」問題回避などの観点から、技術変化に伴って望ましい制度はどうあるべきかを論じた。無線通信では、電波利用が増加するにつれ、配分方法は先願主義から比較審査、抽選制、オークション制へと変化し、利用周波数の狭帯域化が進んだが、現在、高容量の無線通信需要の高まりを背景に、周波数拡散技術やセンシング技術、MIMO技術、キャリアアグリゲーション技術などが開発されるに至り、狭帯域化から周波数共用による広帯域化利用に変化しつつある。わが国では周波数オークション導入が今なお叫ばれているが、欧州では利用料を適切に課金することにより周波数共用を進めるべく、制度設計に向けた動きが見られる。また、航空管制分野では、地上の航行援助施設を結んだ航空路の利用から衛星による広域航法(RNAV)に変わりつつある。従来、自国空港への離着陸を前提とした管制料制度が採用してきたが、航空機の性能が向上し、上空通過にとどまる傾向が強まる中で、航空機重量をベースとした課金体系から航行距離など受益に応じた課金体系に変化してきた。本研究では、このような資源利用面での変化と技術革新とを結びつけ、公共資源の利用や公共サービスの利用にかかる適切な費用負担のあり方を検討してきた。最後に応用例として最近話題の「ドローン」を例に適切な規制枠組みを考察した。公共経済学航空管制分野に関して概ね必要なデータがほぼ入手できたことから、分析段階に入ることができた。また、無線通信分野では制度の変化が早いことから逐次情報更新が必要であることから、継続的にデータ収集を進めているが、分析段階に入っている。現時点では、分野別の分析、報告にとどまり、それらを統合した包括的な分析、成果報告の段階に達していないが、研究期間のちょうど半ばであり予定どおりの展開である。専門家による研究の外部評価は校務日程上の都合で行えなかったが、無線通信分野については総務省の研究会で発表しているほか、25年6月に国内外の学会で研究報告を行うことから同等の評価を得られるものと認識している。以上の点から、研究は概ね順調に進展していると評価している。無線周波数分野、航空管制分野双方において、入手した情報を整理し、分析する段階に入っていることから、ほぼ当初計画どおりと言える。一方、海外での学会報告や論文化に時間をとられたことから、情報通信学会大会において報告は実施したものの、国内専門家による研究評価をじっくりと受けるような討論会を開催することができなかった。周波数割当て方法や及び航空機への課金制度について、現行の制度に関する情報はかなり入手することができたが、変遷に関する情報の入手が遅れている。
トリアニオン化学の創成と高周期異核三重結合化合物への展開

化学において重要な概念である芳香族性がどのような場合に発現するかは完全に見極められていない。今回、スズよりもさらに高周期の元素である鉛に着目してジリチオプルンボールを合成し、実験及び実在系の理論計算を併せ用い、これが鉛を炭素π電子系骨格に有する初めての芳香族化合物であることを明らかにした。炭素と鉛の組み合わせでベンゼンと同様な芳香族系を構築できることを示したこの成果は、芳香族性の概念が第6周期の元素の系にまで拡張され得ることを示した基礎化学的に重要な、従来の常識を覆す革新的な成果であり、当該論文がScience誌に掲載された。チオフェン縮環がジリチオスタンノールの芳香族性にどのような影響を及ぼすのかについて興味を持ち、いくつかのチオフェン縮環スタンノールを合成し、その還元反応を検討したところ、チオフェン縮環リチオスタンノールの合成に初めて成功し、理論計算を併せ用いてその特異な分子構造を明らかにした。また、物性化学の観点から興味深い9-ヘテラフルオレンに着目し、これを分子内に複数個有するいくつかの新規なヘテロロトリフェニレン、さらにはヘテラスマネンの合成に成功し、その特異な構造や物性を明らかにした。さらに実在系の理論計算を行い、それらの物性がどのような電子状態に起因するのかを明らかにした。さらに、トリリチオスタンナンとトリクロロスタンナンの反応により、スズ-スズ三重結合を有するジスタンニンの合成に成功し、トリリチオスタンナンが三重結合化合物の合成のためのよい前駆体となることを示した。これは高周期14族元素を含む三重結合化合物の合成のための革新的な方法である。当研究室は既にかさ高いm-テルフェニル型置換基を有するトリス(ジメチルシリル)スタンナンを合成し、そのトランスメタル化反応によってトリアニオン等価体であるトリリチオスタンナンの発生に成功している。このようなトリアニオン種の構造には非常に興味が持たれるものの、トランスメタル化後にポリマー状の化合物が生成するため、現在のところ、その単離には至っていない。そこで本研究では、ジメチルシリル基の換わりにトリメチルスタンニル基やトリメチルシリル基を用いると反応がきれいに進行するのではないかと考え、トリス(トリメチルスタンニル)スタンナン及びトリス(トリメチルシリル)スタンナンを合成し、そのトランスメタル化を検討した。THF中、かさ高いm-テルフェニル型置換基を有するアリールトリクロロスタンナンと塩化トリメチルスズに金属マグネシウムとトリエチルアミンを加え、室温で撹拌すると、トリス(トリメチルスタンニル)スタンナンを収率42%で得た。得られたアリールトリス(トリメチルスタンニル)スタンナンに室温で過剰量のメチルリチウムを加え、2時間撹拌した。これに過剰量のヨードメタンを加えると、アリールトリメチルスタンナンが収率68%で得られた。従って、反応系中にはトリリチオスタンナンが生成していることが明らかになった。しかし、アリールトリス(トリメチルスタンニル)スタンナンとメチルリチウムとの反応混合物を再結晶し、得られた結晶のX線構造解析を行ったところ、生成物はトリリチオスタンナンではなく、リチオ[ビス(トリメチルスタンニル)]スタンナンであった。トリス(トリメチルシリル)スタンナンとメチルリチウムの反応でも同様な反応が起こり、リチオ[ビス(トリメチルシリル)]スタンナンを得た。