hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リン脂質の巨大分子集合体を基盤とする新規フォトニックソフトマテリアルの創製

生体由来のリン脂質を主成分とした巨大分子集合体を基盤とする構造発色性フォトニックソフトマテリアルの開発に向けた基礎的検討を行った。リン脂質やコレステロールを含む有機相と電解質を含む水相からなる2相溶液系を利用した独自の分子集合体形成プロセスにより、直径が1mm以上に達し、青色(波長約450 nm)から赤色(波長約650 nm)まで広範な発色性を発現する新規な巨大分子集合体の作製に成功した。研究代表者は、最近、リン脂質をはじめとする生体脂質が水溶液中で直径1ミリメートル以上にも及ぶ巨大な分子集合体を形成し、さらに周囲の環境に応じて特徴的な発色(構造色)を示すというユニークな現象を見出した。本研究では、この巨大分子集合体をベースとする新規な発色性材料の創製を目指している。初年度(平成25年度)の検討では、本法における構造発色性リン脂質分子集合体の発現条件と、得られる集合体の構造および特性との関連を明らかにし、リン脂質分子集合体による構造発色性の発現機構の解明に向けた検討を行った。まず、リン脂質、コレステロールをはじめとする両親媒性脂質を含む有機溶媒相と、電解質を含む水相とからなる2相溶液系から穏やかな条件下で有機溶媒を除去する独自の自己組織化プロセスにより、直径が数ミリメートルに達し、かつ鮮やかな発色を示す巨大分子集合体を形成できる手法を確立した。さらに、本分子集合体においては、温度および水相の組成により、その形状および光学特性が変化することを見出した。特に、構造発色性の発現には外水相中の電解質濃度が顕著な影響を及ぼすことを明らかにし、当初目標であった青色(波長約450 nm)淡赤色(波長約650 nm)にわたる波長範囲で色彩を制御できた。また、小角X線散乱測定による相構造評価についても、本研究で実際に得られた分子集合体の分析を通じて実験系および測定条件を確立することができ、今後、温度や電解質濃度をはじめとする様々な要因による集合体の構造変化を詳細に調べる準備が整った。また、可視光の反射特性を解析するための実験装置を構築し、本分子集合体の発色挙動の評価を行ったところ、発色性分子集合体内部に200250 nmの周期をもつ微細構造が存在することを示唆する結果が得られ、発色メカニズムの解明につながる有意義なデータを得ることができた。初年度に引き続き、リン脂質およびコレステロールを主成分とする巨大分子集合体のフォトニックソフトマテリアルへの応用を目指して、巨大分子集合体の作製条件、微細構造および発色特性の評価を行った。研究2年目となる平成26年度の検討では、まず、巨大分子集合体の形成挙動ならびに微細構造に対する構成成分の影響について調べた。1年目(平成25年度)の検討で、分子集合体の構成脂質を含む有機溶媒と、電解質を含む水溶液からなる2相溶液系から有機溶媒を除去することで巨大分子集合体が得られ、水相の電解質濃度を変化させることで分子集合体の発色を制御できることが明らかとなっている。しかし、電解質溶液中で形成する本分子集合体内部での分子の配列状態や相構造に関する知見は得られていなかった。そこで、偏光顕微鏡および小角X線散乱測定を利用した分子集合体の構造評価を行った。1年目の検討で確立した試料作製・測定条件に基づき、分子集合体内の相構造を反映したX線散乱パターンを得ることができた。解析の結果、本巨大分子集合体は、構成脂質組成および温度により、キュービック相、ヘキサゴナル相、ラメラ相といった多形相構造をとることが明らかとなった。偏光顕微鏡観察ならびに水分含有量測定からも、これらの相構造を支持する結果が得られた。さらに、電解質濃度の調製による、本巨大分子集合体の発色特性についてもより詳細な検討を行った。1年目の検討で青色(波長450 nm程度)から淡赤色(波長650 nm程度)の範囲で色彩が変化することを見出しており、色彩の角度依存性および温度依存性について実験データを蓄積することを試みた。電解質濃度、観察角度および温度により巨大分子集合体の色彩が変化することを明らかにすることができ、フォトニックマテリアルとしての基礎特性に関する有意義な知見が得られた。前年度までの検討で、リン脂質とコレステロールを主成分とする巨大分子集合体が、その作製条件によって多形の液晶相構造をとることが明らかとなった。この相構造を詳細に調べることで、分子集合体内での脂質分子の配列状態が明らかになり、これを制御できれば多様な特性を引き出せると考え、平成27年度は、小角/広角X線散乱測定、偏光顕微鏡測定による相挙動の評価を中心とした検討を行った。リン脂質とコレステロールに加えて、重量割合として5%に満たない微量の第3成分を添加することで、キュービック相、ヘキサゴナル相、ラメラ相など、分子集合体の相構造を制御でき、球状やフィルム状といった異なる形態の分子集合体が得られることを明らかにした。さらに、水相のpHによっても分子集合体の相構造および巨視的な形状が異なることを示した。以下に全年度を通じた本研究の成果を要約する。1.リン脂質とコレステロールに少量のモノアルキル化合物を添加した脂質混合物を用いて、大きさがミリメートル以上に達するこれまでにない分子集合体の作製方法を確立した。2.本巨大分子集合体は、外部水相の電解質濃度や温度に応答して青色(波長450 nm程度)から淡赤色(波長650 nm程度)の可視光線を選択的に反射することを明らかにし、新規フォトニック材料への利用が期待できる全く新しい素材であることを示した。

3.小角/広角X線散乱、各種顕微鏡観察および分光学的な種々の測定により、本巨大分子集合体が多形の液晶相構造を示すことを明らかにし、その相構造は集合体を構成する脂質組成や温度、pHといった外部条件によって変化することを明らかにした。これまでにリン脂質を中心とする生体脂質成分を利用したフォトニック材料に関する研究は見当たらず、生体脂質成分の生体適合性や構造多様性を活かした新ジャンルの材料へと展開できる可能性を示す有意義な成果が得られた。生体由来のリン脂質を主成分とした巨大分子集合体を基盤とする構造発色性フォトニックソフトマテリアルの開発に向けた基礎的検討を行った。リン脂質やコレステロールを含む有機相と電解質を含む水相からなる2相溶液系を利用した独自の分子集合体形成プロセスにより、直径が1mm以上に達し、青色(波長約450 nm)から赤色(波長約650 nm)まで広範な発色性を発現する新規な巨大分子集合体の作製に成功した。初年度に確立した実験手法をさらに発展させ、生体脂質からなる巨大分子集合体の特性について詳細なデータを得ることができた。特に、初年度の実績報告書において2年目の研究推進方策として取り上げた、機器分析手法を駆使した微細構造の分析に関して顕著な進展がみられている。合わせて、外部環境の変化に応答した分子集合体の発色挙動についても新たなデータを蓄積することができ、当初計画に照らしても順調に研究が進展していると考えられることから、「概ね順調」と判断した。生物化学工学、生体分子機能化学、分子集合系材料工学リン脂質やコレステロールといった生体脂質を主成分とする巨大分子集合体の構造評価ならびに光学特性について、さらにデータを蓄積することでフォトニックソフトマテリアルとしての展開に向けた知見を得る。今年度明らかにした、構成脂質成分による構造変化ならびに発色特性に対する外部環境の影響に関する知見をさらに深めることを目的として、小角および広角X線散乱測定に基づく構造解析を進める予定である。特に、構成脂質により巨大分子集合体の形状が球状やフィルム状になる点に注目し、巨視的な形状と微細構造(分子配列)との関連性を調べることで、ユニークな光学特性の発現原理を明らかにすることを目指す。また、平成27年度は最終年度であることから、これまでの成果公表も積極的に行い、他の研究者との意見交換を通じて本マテリアルの独自性を明確にするとともに今後の展開に向けた具体的指針を得ることも計画している。研究の開始年度として、実験設備の立ち上げと、本研究で検討する様々な実験・解析の手法の確立に関しては、予定通り実施することができた。また、研究開始時に目的としたリン脂質を主成分とする巨大分子集合体の作製手法についても、予備実験の成果も踏まえたかたちで十分確立できたといえる。実験の立ち上げがスムーズに進行したため、前述の「研究実績の概要」でも述べた通り、発色性リン脂質分子集合体の形成条件について初年度から有用な知見を得ることができた。さらに、開始当初目標としていた「青色(波長約450 nm)淡赤色(波長約650 nm)にわたる波長範囲での色彩の制御」が可能となる条件も明らかにすることができた。小角X線散乱測定をはじめ、微細構造の評価に必要な機器分析手法についても種々の測定条件を確立することができ、開始1年目として十分な成果が得られていると考え、「概ね順調」と判断した。
生体膜のキュービック相の構造・安定性・相転移の研究とそのバイオテクノロジーへの応用

モノオレイン(MO)の膜は過剰水の存在下でキュービック相(Q^<224>相)であるが、高い表面電荷密度を持つジオレオイルホスファチジン酸(DOPA)とMOの混合脂質膜は、L_α相の多重層リポソーム(MLV)を形成することを我々はすでに見出している(Biophys.J.81,983-993,2001)。本研究ではまず、L_α相のDOPA/MO-MLVに対するCa^<2+>の効果をX線小角散乱(SAXS)により調べたが、キュービック相には相転移しなかった。そこで、負電荷を持つ脂質としてDOPAの代わりにジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)を用いて、MOの構造安定性に対する表面電荷密度の効果をSAXSにより調べた。DOPGの濃度が増大するにつれて、Q^<224>相から別のキュービック相であるQ^<229>相に相転移し、次にL_α相に相転移した。L_α相のDOPG/MO-MLVに対するCa^<2+>の効果を調べたところ、低濃度のCa^<2+>がキュービック相(Q^<224>相およびQ^<229>相)を誘起することを見出した。このことは、低濃度のCa^<2+>によりこの膜の相構造を効果的に制御できることを示している。また、DOPG/MOの単分子膜の自発曲率はCa^<2+>濃度の増加につれて増大した。この結果より、Ca^<2+>によるL_α相からキュービック相への相転移においては、単分子膜の自発曲率の増加による弾性エネルギーの変化が一つの主要な要因であると考えられる。さらに、直径が100nm程度のDOPG/MO膜のLUV(Large Unilamellar Vesicle)を作成し、Ca^<2+>との相互作用をSAXSにより調べた。その結果、低濃度のCa^<2+>がLUVをキュービック相に構造転換することを見出した。
ナノスケール領域における電気化学・ラマン分光の同時オペランド新奇測定法の開発

本研究で用いたナノ電気化学顕微鏡は、一般的に電解液と参照極を充填した開口径:100 nm程度のピペットを探針として用い、その探針が形成するメニスカスを局所的な電気化学反応場、微小電気化学セルを利用する。本研究では、この顕微鏡を更に改良し、探針先端でチップ増強ラマン分光を励起させることで規定領域においてラマン分光計測と電気化学反応を同時に行うことを目的とした。また、本測定ではリチウムイオン電池などの電極を測定試料とすることで試料表面でイオンの脱離ないし挿入反応に伴う充放電過程を動作させながら、オペランド計測にてラマン分光測定を行うことを目的とした。本研究において、不活性ガス雰囲気などの測定環境の整備や探針の改良及び、ラマン散乱光を取得するための光路の確保及び制御を行った。その結果、測定環境としては、本計測システムが搭載されたグローブボックス内は酸素・水分ともに1 ppm以下を達成し、50 nm程度の先端開口径を持つピペットに銀ないし金コートを施したプローブの作製に成功した。また、ラマン分光計測に関しても514.5 nmのレーザー導入とラマン散乱光の計測をグラファイトを用いて確認することが出来た。また、全ての計測機器を導入し、レーザー機構の搭載に伴うナノ電気化学顕微鏡のファラデーケージの新規改良や外部電源によるノイズ対策を行うことで、通常の電気化学測定を行うナノ電気化学顕微鏡におけるノイズレベルを0.2 pA程度に抑制することも出来ている。先のグラファイト試料を用いて、すでに同時オペランド計測の測定にも成功しており、規定領域でイオンの移動に伴う充放電過程時におこる構造変化やSEI被膜の形成の解明が可能となりつつある。ナノ電気化学顕微鏡は、プローブ顕微鏡の一種であり、電解液と参照極を充填たナノピペットをプローブとして用いる。これにより、電極表面における電気化学反応をその場観察にて評価・イメージングをナノスケールにて可能とする。本顕微鏡は、形状・電気化学反応の測定は同時に電流応答から分析をすることが出来るものの、試料表面における電極反応による生成物を反応過程を追いながら特定するオペランド計測が困難であった。H29年度は主にナノ電気化学顕微鏡に用いるナノピペットの改良とラマン分光器と併設機構の構築を行った。具体的には、通常のラマン分光法と同様の測定を電気化学測定を動作中に行う反応機構として、銀コートしたピペットの作製とその測定機構の構築及び動作確認の検証を行った。その際に用いたナノピペットは開口径が50 nmから数umを有するものを用いた。また、既存のナノ電気化学顕微鏡にラマン分光用のレーザーの搭載を行った。これによりレーザーの光路の確保とそれに伴うレーザーの焦点位置の調整をパターン基板を用いて行った。また、レーザー機構の搭載に伴うナノ電気化学顕微鏡のファラデーケージの新規改良や外部電源によるノイズ対策を行い、レーザー導入時に通常の電気化学測定が影響を受けないような電気化学・光学顕微鏡一体機構の設計が完成した。この際のノイズレベルは通常のナノ電気化学顕微鏡におけるノイズレベレである0.2 pA程度に抑えることが出来た。これにより、リチウムイオン電池の電極材料表面におけるイオンの挿入脱離過程や水素発生反応などの電極触媒反応をナノスケール領域のイオン・光学の同時計測が可能となりつつある。本研究の要となるのは局所領域の電気化学測定が可能なナノピペットを用いて、ラマン分光測定を行うことである。銀・白金を蒸着した金属ピペットを作製し、既存のナノ電気化学顕微鏡にラマン分光器の導入を行った。また、それに伴う同時測定機構の開発や動作確認を行い、当初の狙い通りの測定が可能となった。H30年度は、本同時オペランド機構を用いて、ナノスケールでの電気化学・光学特性の検証を行う。特にリチウムイオン電池の電極材料における電極表面の反応や電極表面における被膜形成機構の解明を行う予定である。
交通安全に着目した自転車空間の構成方法に関する研究

近年、自転車は環境に優しいモードとして再認識され、その環境創出のため様々な視点で研究されている。しかし、交通安全の視点からみた自転車空間のあり方に関する研究は十分でない。交通安全に着目した研究も、そのほとんどが歩道内での自転車と歩行者の錯綜が対象であり、この状況では自転車空間のあり方を十分に議論できない。こうした現状を踏まえ、自転車事故に関する危険性分析をもとに、現在、多くの自転車にみられる歩道走行の危険性を定量的に評価する。また、その結果をもとに自転車利用者へ車道走行を誘導する方策として、車道走行する自転車の台数が、自転車の車道走行を促すインセンティブ効果を明らかにする。本年度の研究では、自転車の車道走行時の危険意識に着目する。それを把握するため、実験を行い、その取得データから自動車の自転車追越時における自転車利用者の危険意識を把握し、それに与える影響要因を考察する。実験は、側道の自転車を自動車が追い越す状況を設定した。その際、自動車速度、自転車速度、自動車と自転車との距離がそれぞれ異なる組み合わせをいくつか設定した。また、同時に被験者への危険意識調査も実施している。得られたデータを解析した結果、自転車利用者の危険意識は、「自動車と自転車との距離>自動車速度>自転車速度」の順に影響が大きいことが明らかとなった。また、属性別に見ると、男性よりも女性の方が危険意識への感度が高いことも示された。これら要因の定量化を目的とした回帰分析により、自転車利用者が車道走行をする際に危険を感じなくなる距離を、追越をする自動車速度と自動車と自転車との距離の関数にて示すことができた。これにより、実際の道路における自動車走行速度の規制や自転車走行のための幅員の拡幅などの検討が可能となる。しかしながら、交通安全の視点からみた自転車空間のあり方に関する研究は十分ではない。交通安全に着目した研究も、そのほとんどが歩道内での自転車と歩行者の錯綜を対象にしており、この状況では自転車空間のあり方を十分に議論できない。こうした現状を踏まえ、本研究は、自転車事故に関する危険性分析をもとに、現在、多くの自転車にみられる歩道走行の危険性、および車道走行の安全性を定量的に評価する。また、その結果をもとに自転車利用者へ車道走行を誘導する方策として、車道走行する自転車の台数が、どれだけ自転車の車道走行を促すインセンティブとなるか明らかにする。これまでの2年間で、自転車の車道走行の安全性を定量的に評価する方法論の構築(1年目)、走行実験に基づいた自動車が自転車を追い越す環境下における利用者の危険意識の定量化(2年目)を行ってきた。最終年度では、車道走行する自転車の台数が、どれだけ自転車の車道走行を促すか分析を行った。具体的には、自転車の車道走行による更なる自転車の車道走行促進効果を明らかにするため、あらかじめ、自転車台数・歩行者数・自動車数・道路幅員など、道路環境を構成する種々のデータを変化させたビデオを作成し、その映像をもとに被験者が車道走行・歩道走行を行うか意識調査を実施した。このデータ分析の結果、路肩幅員や、歩行者数が自転車の車道走行へ大きく影響していることが明らかとなった。また、車道走行自転車台数は、自転車の車道走行を促進する可能性があることも明らかとなった。車道走行自転車台数が0台から2台になることで、自転車の車道走行が大きく促進されることを明らかにできた。近年、交通事故件数全体に占める自転車事故の割合が増加する中、自転車対歩行者の錯綜や、交差点部での自転車対自動車の錯綜に関する研究が行なわれてきた。しかし単路部での自転車対自動車の錯綜を対象にした研究は少ない。本研究では、まず、単路部の車道を走行する自転車と自動車の錯綜モデルを構築した。単路部において自転車と自動車の動線は平行である。つまり両者の錯綜はどちらかがハンドルを切らないかぎり生じない。そのため、錯綜モデルにおいて自転車および自動車のハンドル操作が重要なパラメータになる。モデル形式はTTCの考え方を援用し、ハンドル操作特性を含める形で表現した。次に、ハンドル操作パラメータを求めるために、試験走路にて走行実験を実施した。実験は、安全性を考え自転車・自動車個別に実施している。この実験により、ハンドル操作パラメータのみならず、両者の移動軌跡を詳細に取得できた。最後に、構築されたモデルを実道路空間に適用し、安全性を評価した。道路空間特性の異なる3地点においてあてはめた結果、自転車と自動車の空間分離が図られている地点において、高い安全性が得られることを定量的に示すことができた。自転車利用者の危険意識を明らかにするための実験を何のトラブルもなく実施でき、当初、予定していた自転車利用者の危険意識を十分に解析できた。本年度の研究課題としてあげた、

(1)自転車の車道走行における危険性を評価するモデル構築、(2)実道路での車両走行データの収集および危険性について、どちらのテーマについても当初の予定どおり成果を得ている。平成25年度は、本研究の最終年度であり、申請時に計画していた、1)平成24年度研究までに得られた結果に基づく、望ましい自転車空間のありかたについての検討、および、2)自転車ネットワークの階層化に関する分析を実施する予定である。今年度は、車道での自動車・自転車並走に対する危険意識の分析、および望ましい自転車空間の考察について、研究を進める予定である。前者については、調査内容として、自転車乗車時に感じる意識調査のみならず、実際に自転車に乗車する状況で、自動車との相対速度・相対距離がどの程度になると危険を感じるかの体験調査を実施する。自動車運転者に対しても、運転時に自転車の存在が気になる自転車交通量、またそのときの速度変化量等に関する意識調査を実施する。これら結果をもとに並走による危険意識を明らかにする。後者については、昨年度の成果と本年度の成果をもとに、道路空間において自転車と自動車の相互にとって望ましい幅員を検討する。たとえば、道路幅員を変更できない制約下において、自動車の走行速度が高い状況でも自転車空間を確保する必要があるときは、自転車の安全性・安心感に配慮すると、自転車空間の幅員をどの程度にするとよいか明らかにする。次年度使用額が0円でない理由は、研究成果の国際会議発表における旅費支出が大学より満額認められないことにある。この状況も年度末に明らかとなり、十分な対応ができなかった。この研究費については、自転車ネットワークの階層化に関する分析において、解析補助の謝金などに使用したいと考えている。ネットワーク階層分析については、平成24年度より一部着手しているが、解析が予想より複雑であることがわかり、重点的に取り組む必要性を感じている。次年度は、自転車ネットワークの階層化に関する分析を行う予定である。そのためには、現状の調査が必要であり、そのための調査費・調査補助謝金などが必要である。また、これまでの研究成果を論文発表することにより、現地でのディスカッション等を通じて、研究内容の方向性を確かなものにする。そのために、旅費や学会参加費などが必要になる。
酵素バイオ燃料電池による電気エネルギーと有用物質の同時生産

PQQ-GDHによるD-ガラクツロン酸酸化でガラクタル酸を生産できることが従前の研究で分かった。この酵素が幅広い糖を基質とすること、立体異性の活用でより幅広い応用展開を期待できることなどを勘案し、他の生物由来ヘキスロン酸からのガラクタル酸ジアステレオマー生成も試みた。D-グルクロン酸はウルバンやヘミセルロース、D-マンヌロン酸とL-グルロン酸はアルギン酸を構成する。GDHで前二者の酸化を試みた。加えてCoprinopsis cinerea由来ピラノース脱水素酵素のPQQドメイン(DHPDH)でL-グルロン酸酸化を試みた。DHPDHもアノード触媒として適している。D-グルクロン酸とL-グルロン酸からD-グルカル酸、D-マンヌロン酸からD-マンナル酸を得られたので論文として発表した。ガラクタル酸と電力を同時生産する酵素バイオ燃料電池に関する検討も行った。GDH電極によるD-ガラクツロン酸酸化によりガラクタル酸とその1,4-ラクトンがファラデー効率99%で生成したことをNMRで確認した。O2とD-ガラクツロン酸がGDH電極とビリルビン酸化酵素(BOD)電極の触媒電流にそれぞれ有意に影響していないことをCV測定と二元配置分散分析で明らかとした。続いてポリガラクツロン酸をペクチナーゼで加水分解してD-ガラクツロン酸を収率86%で得た。不純物による反応の阻害が予想されたが、加水分解物水溶液中での上記2電極のCV測定では、純品溶液と比較し触媒電流の減少は観測されなかった。GDH電極をアノード、BOD電極をカソードとする電池の開回路電圧はCV測定で各電極の触媒電流が出力し始めた電位の差と一致していた。電池の対照測定と比較して最大電流と最大出力は大きく、D-ガラクツロン酸とポリガラクツロン酸加水分解物のどちらを燃料とする場合でも、電池として機能することを確認できた。論文投稿準備を進めている。29年度が最終年度であるため、記入しない。バイオマス由来の化成品の環境調和的生産に向けて、高い反応特異性を有する酵素が触媒として期待されている。化成品生産が酸化を介する場合、取り出された電子は酸素などの電子受容体に通常捨てられている。しかし、電池のアノードを電子受容体として利用し、カソードの酸素還元反応と組み合わせられれば、化成品と同時に電力を生産できる。そこで、ピロロキノリンキノンを補酵素とするグルコース脱水素酵素(PQQ-GDH)をアノード触媒とし、ペクチンからガラクタル酸と電力を生産する電池を構築する研究を進めている。ペクチンは藻類や殆どの陸生植物に含まれている多糖であり、果皮や甜菜パルプなどの食品加工残渣などからも大量・安価に得ることが出来る。D-ガラクツロン酸という糖酸が主要構成単位であり、その1位の酸化で得られるガラクタル酸は基幹化合物として期待されている。PQQ-GDHは本来D-グルコースの1位部分を酸化する酵素であり、D-ガラクツロン酸のような糖酸の酸化は報告されていなかった。PQQ-GDHによるD-ガラクツロン酸酸化触媒反応の進行を観測し、核磁気共鳴分光法によりガラクタル酸とそのラクトンの生成を確認した。そこでPQQ-GDHを電極触媒とする電極を作製し、電気化学的なガラクタル酸生産を実現した。以上に関する研究内容について学術雑誌に論文として投稿・掲載すると共に国際学会において発表を行っている。アノードとしてPQQ-GDH修飾電極、カソードとしてビリルビン酸化酵素を修飾した電極を用いてD-ガラクツロン酸を燃料とするバイオ燃料電池を構築し、静置溶液を用い求めた至適条件で電池特性の評価を行った。これらに加えて藻類に含まれる多糖の構成成分からの酵素を用いた数種類の基幹化合物の合成も実現した。酵素を電極上に固定する方法を開発するため共同研究を進めた。D-ガラクツロン酸を燃料とし、ガラクタル酸と電力を同時生産する酵素バイオ燃料電池を構築するという平成28年度の目標を達成した。加えて、藻類中の多糖からの別の基幹化合物の生産を実現し、酵素を電極上に固定する方法を開発するための共同研究を進めることができた。その為当初の計画以上に研究成果を得ることが出来たと考えている。

GDH電極によるD-ガラクツロン酸酸化によりガラクタル酸とその1,4-ラクトンがファラデー効率99%で生成したことをNMRで確認した。O2とD-ガラクツロン酸がGDH電極とビリルビン酸化酵素(BOD)電極の触媒電流にそれぞれ有意に影響していないことをCV測定と二元配置分散分析で明らかとした。続いてポリガラクツロン酸をペクチナーゼで加水分解してD-ガラクツロン酸を収率86%で得た。不純物による反応の阻害が予想されたが、加水分解物水溶液中での上記2電極のCV測定では、純品溶液と比較し触媒電流の減少は観測されなかった。GDH電極をアノード、BOD電極をカソードとする電池の開回路電圧はCV測定で各電極の触媒電流が出力し始めた電位の差と一致していた。電池の対照測定と比較して最大電流と最大出力は大きく、D-ガラクツロン酸とポリガラクツロン酸加水分解物のどちらを燃料とする場合でも、電池として機能することを確認できた。論文投稿準備を進めている。ペクチン分解によるD-ガラクツロン酸生産系と酵素バイオ燃料電池とを連結し、溶液のフローにより燃料(D-ガラクツロン酸)の供給と生成物(ガラクタル酸)の分離を容易に行う同時生産系を構築することが本研究の最終目標である。そのために、これまでの実験データから溶液の流速、基質の濃度、用いる酵素量などを決定する。フローセル型のバイオ燃料電池による同時生産を実現し、最適化を行った上で論文として報告する。また、藻類由来の多糖からの基幹化合物の生産に関して論文として発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
屎尿上で洗剤混用施行時の生成毒物と、その代謝物によるコリンエステラーゼ阻害の研究

洗剤混用を屎尿の上で行ったとき生成する一物質のクロラミンの毒性がどの様なコリナ-ジック因子に影響するかを研究し以下の結果を得た。1。クロラミンは神経伝達物質のアセチルコリンを分解する酵素アセチルコリン・エステラーゼの活性を阻害することを見出した。この阻害はクロラミンの塩素が不可逆的に、この酵素を構成している、あるアミノ酸残基に結合することによるらしい。2。クロラミンは上記の機序でコリン作動性ムスカリンの(m-)性受容体とニコチン(n-)性受容体へのアセチルコリンの作用を増強する。この事は上記それぞれのレセプター・モデルとしてトノサマガエル腹直筋(m-受容体)とモルモット右心房(n-受容体)を用いた実験で明かとなった。3。上記のm-レセプター・モデルを用いた時に偶偶みつけた現象で興味深いものとしてクロラミンのβ-レセプター刺激作用がある。このβ-作用はβ-ブロッカーのプロプラノロールで抑えられた。洗剤混用で多彩な臨床症状を呈することが、我々によって報告されているがその機序の一部は上述の様なものと考えられた。1。2。3。
日本の企業・アメリカの企業・ドイツの企業－総合電機企業の比較史的研究－

I戦略と組織構造前年度の成果と議論を受け、多角化戦略と事業部制組織の各企業での展開を検討し、多角化戦略展開の動機と、事業部制組織形成の誘因を明らかにし、通説的理解の再検討を行うことができた。その結果、総合電機企業の多角化戦略が必ずしも未利用資源の有効活用を動機として展開されたのではないこと、また、「組織は戦略に従う」という命題に従って、多角化戦略が直ちに事業部制組織へと帰結するわけでもないことも明らかになってきた。さらに、多角化企業の優位性の根拠とされる「範囲の経済」の発生のメカニズムの解明と、複数の事業を自社の境界内に内包することによって発生するコスト(範囲の不経済)の解明が必要なことも分かってきた。その成果の出版に向けての準備を進めた。II機能各研究者が担当する研究で得た諸機能に関する資料と情報を整理蓄積し、次期の研究の土台形成に努めた。III社会関係成果の刊行を目指して研究を進展させるとともに、第32回富士コンファレンスの報告の基礎となる研究を進展させることができた。そこでは、ある戦略と組織がどのような協働の仕組みを作り上げ、人びとはどのような関係(社会関係)を取り結んだのか、そこでは、基幹労働者、技術者、マネージャーのカテゴリーが重要であり、その重要性は戦略の変化によって変化することが明らかになってきた。IV国際関係経営史前年度と同様に、これまでの研究を比較検討し、研究すべきトピックを確定して研究を開始しすることができた。V国際会議富士コンファレンスを開催し、これまでの研究成果を報告すると同時に、外国の研究者と研究を交流することができた。それを通じて、知識依存型の産業である電気産業における組織能力は、従来型の産業のそれとは異なったものが形成されると想定されるので、その研究が重要であることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。I戦略と組織構造全体の研究の基礎あるいは前提条件となるので、その骨格を確定する必要があったが、研究会での報告などを通じ、おおむね確定することができ、その一部は、経営史学会第52回全国大会統一論題で報告された。さらに次年度以降の研究テーマを絞ることができた。III社会関係1,ガバナンスの構造とトップマネジメント、2.仕事と雇用・昇進・報酬、3.従業員の教育システムについて、これまで蓄積されてきた研究を比較検討し、そのテーマについて一定の結論を得るために必要な研究を進めた。その成果を経営史学会第52回全国大会統一論題で報告し、さらなる研究の足場を築くことができた。また、3.を中心に統一論題報告を基礎にした研究成果の出版計画の検討を開始した。IV国際関係経営史1.特許をめぐる国際経営関係史、2.戦前期の競争と協調、3.戦後期の競争と協調、4.アメリカ的経営の移入・受容・反発・変容(戦前期)ー所有と経営をめぐる関係史ー、5.アメリカ的経営の移入・受容・反発・変容(戦後期)ーアメリカナイゼーションーについて、研究すべきトッピックスを確定し、研究を開始し、次年度以降の研究の基礎を固めることができた。とくに1.については医療機器の特許を巡る国際関係経営史の研究が進展した。V国際会議開催に向けての準備を開始することができた。「研究は「I戦略と組織構造」「II機能」「III社会関係」「IV国際関係経営史」の4つ「カテゴリー」について行われる。「カテゴリー」ごとに課題を達成するための複数の「テーマ」が設定され、その「テーマ」を解明するために設定された複数の「トピック」を研究者が個別にあるいは共同で担当する。研究は収集されている資料と今後収集される資料をデジタル化し、それを共同利用することによって進められる。カテゴリーIについては29年度にほぼ研究を完了させる。IIについては、蓄積された資料と情報に依拠して、今後研究すべきトピックを発見する。IIIについては、30年度に中心部分の研究をまとめる。IVについては、テーマごとにこれまでの研究を比較検討し、一定の結論を得るために必要なトピックの研究を進め、研究をまとめる基礎を築く。」というのが当初の計画であったが、それらはおおむね順調に進展している。。その成果を第53回経営史学会全国大会のパネルで発表した。さらに、出版に向けての準備を開始した。III社会関係一昨年度の経営史学会大会統一論題へ向けての研究の成果を土台にして、成果の刊行を目指して以下の項目について研究を進展させるとともに、来年度に開催される第32回富士コンファレンスの報告の基礎となる研究を進展させることができた。1.総合電機企業の戦略展開と人的資本。2.GEにおける基幹労働者とエンジニアー企業内徒弟制とテストシステムを中心に。3.日立製作所における基幹労働者とエンジニアー日立工業専修学校を中心に。4.シーメンスにおける基幹労働者とエンジニア。5.GEにおける研究所の展開とエンジニア。6.日立製作所における研究所の展開と技術研修所。7.シーメンスにおけるエンジニアの雇用と教育。

8.GEにおける経営者養成とクロトンビル経営研修所。9.日立製作所における経営者養成と日立総合経営研修所。10シーメンスにおける経営者養成IV国際関係経営史前年度と同様に、これまでの研究を比較検討し、研究すべきトピックを確定して研究を開始しすることができた。1.特許をめぐる国際経営関係史;2.戦前期の競争と協調;3.戦後期の競争と協調、については第18回世界経済史学会と富士コンファレンス出の報告の準備を開始した。V国際会議富士コンファレンスの応募が採択され、その準備を開始した。「研究は「I戦略と組織構造」「II機能」「III社会関係」「IV国際関係経営史」の4つ「カテゴリー」について行われる。「カテゴリー」ごとに課題を達成するための複数の「テーマ」が設定され、その「テーマ」を解明するために設定された複数の「トピック」を研究者が個別にあるいは共同で担当する。研究は収集されている資料と今後収集される資料をデジタル化し、それを共同利用することによって進められる。カテゴリーIについては29年度にほぼ研究を完了させる。IIについては、蓄積された資料と情報に依拠して、今後研究すべきトピックを発見する。IIIについては、30年度に中心部分の研究をまとめる。IVについては、テーマごとにこれまでの研究を比較検討し、一定の結論を得るために必要なトピックの研究を進め、研究をまとめる基礎を築く。」というのが当初の計画であったが、「研究実績の概要」に記したように、それらはおおむね順調に進展している。I戦略と組織構造前年度の成果と議論を受け、多角化戦略と事業部制組織の各企業での展開を検討し、多角化戦略展開の動機と、事業部制組織形成の誘因を明らかにし、通説的理解の再検討を行うことができた。その結果、総合電機企業の多角化戦略が必ずしも未利用資源の有効活用を動機として展開されたのではないこと、また、「組織は戦略に従う」という命題に従って、多角化戦略が直ちに事業部制組織へと帰結するわけでもないことも明らかになってきた。さらに、多角化企業の優位性の根拠とされる「範囲の経済」の発生のメカニズムの解明と、複数の事業を自社の境界内に内包することによって発生するコスト(範囲の不経済)の解明が必要なことも分かってきた。その成果の出版に向けての準備を進めた。II機能各研究者が担当する研究で得た諸機能に関する資料と情報を整理蓄積し、次期の研究の土台形成に努めた。III社会関係成果の刊行を目指して研究を進展させるとともに、第32回富士コンファレンスの報告の基礎となる研究を進展させることができた。そこでは、ある戦略と組織がどのような協働の仕組みを作り上げ、人びとはどのような関係(社会関係)を取り結んだのか、そこでは、基幹労働者、技術者、マネージャーのカテゴリーが重要であり、その重要性は戦略の変化によって変化することが明らかになってきた。IV国際関係経営史前年度と同様に、これまでの研究を比較検討し、研究すべきトピックを確定して研究を開始しすることができた。V国際会議富士コンファレンスを開催し、これまでの研究成果を報告すると同時に、外国の研究者と研究を交流することができた。
感覚性強化による動物のオペラント行動の形成と脳内ドパミン作動性神経系との関連性

本研究はインターネット依存やオンラインゲーム依存の背景に視聴覚刺激による行動の強化の問題が関与すると考え,視覚刺激や聴覚刺激による感覚性強化学習の動物モデルを構築し,その神経機序を調べた。23年度には音楽やノイズ(聴覚刺激),24年度にはライトの点灯(視覚刺激)を強化子として利用し,ラットにレバー押しを条件づけられることを確かめた(感覚性強化のモデル)。その後,依存のメカニズムと関与すると考えられる脳内ドパミン作動性神経に焦点をあて,25年度はドパミン神経の終末部が所在する側坐核破壊の効果を,26年度は側坐核のドパミン神経の破壊の効果をそれぞれ検討した。本年度は条件性場所選好事態において,音楽刺激を用いた感覚性強化がラットに形成できるかを調べた。T字型走路のスタート地点にラットをおき,左右のゴールを目指して走るようにラットを訓練した。自由摂食時の85%の体重を維持する摂食制限下でラットを飼育し,ゴールでは45mgのエサ粒を報酬として与えた。ラットが左右のどちらのゴールに到達してもエサ粒を与えたが,一方のゴール地点では音楽刺激を,他方のゴール地点ではノイズ刺激をそれぞれ90秒提示した。どちらかのゴールを選択した場合,ラットがそこから引き返すことができないよう,ギロチン式ドアでラットをゴールエリアに閉じ込めた。このような条件づけを10日間実施した後,ラットに走路内を15分間,自由に探索させて,ラットがどのエリアを好んで探索したかを調べたところ,音楽を提示したゴール付近を探索する時間が,ノイズを提示したゴール付近の探索時間より長いことがわかった。このことは,条件性場所選好事態でも,ラットが音楽への選好を示すことを示唆している。また,今年度は光刺激(=視覚刺激)を強化子として用いた感覚性強化実験を試みた。レバーを装備したオペラント実験箱にラットを入れ,ラットがレバーを押している最中に7W電球を点灯させた。このことを摂食制限を行っていない12匹のラットで試したところ,ラットのレバー押し行動が統計的に有意に増加することがわかった。さらに,別の12匹のラットでは,自由摂食時の体重の85%を維持するような摂食制限下で飼育を行い,同様の実験を行ったところ,同じくレバー押し行動の増加が認められたが,摂食制限のなかった場合に比べて,より顕著な反応数の増加があった。以上の行動実験の結果を踏まえ,25年度には摂食制限下で飼育したラットを対象とし,光刺激を強化子としたレバー押し実験により,感覚性強化と脳内ドパミン系との関連性を追求する。24年度の研究では,ラットを被験体とし,光刺激(=視覚刺激)を強化刺激として用いた感覚性強化の実験モデルを構築した。ラットのレバー押しに対して光刺激を提示することにより,エサを報酬として提示しなくても,ラットのレバー押しが増加するようになることが確認された。更に,そのような現象が,動物の摂食を制限し,標準体重の85%を維持するような飼育条件下で飼育することにより増強されることも確認した。これらの実験から,光刺激の提示が一次的報酬のような強化機能をもち,動物の道具的行動の発現を促進させることがわかった。このような行動実験系を好奇心の行動モデルと位置づけ,好奇心の神経メカニズムを探る研究をスタートさせた。25年度は,光刺激を用いた好奇心の行動モデルを用いて,脳内の神経系がどのように好奇心と関わっているのかについて研究を進めることにした。特にこれまでの研究から脳内ドパミン神経が強化効果という現象と密接に関わっていることが知られている。そこで,まずは腹側被蓋野から投射するドパミン神経が神経終末をおく側坐核と呼ばれる部位に焦点をあて,ラットにおける側坐核の破壊が好奇心の行動モデルの遂行に与える影響について分析を行った。更に,側坐核におけるドパミン伝達に特異的な破壊を施すため,6-OHDAを用いた破壊実験を現在進行中である。インターネット依存やオンラインゲーム依存の背景には,視聴覚刺激による行動の強化の問題,すなわち感覚性強化の問題が関与すると考えられている。本研究では視覚刺激や聴覚刺激など,感覚性強化子を用いた強化学習の動物モデルを構築し,感覚性強化の神経機序を明らかにしたい。23年度は,視覚刺激や聴覚刺激を感覚性強化子とする学習モデルを構築することを目標に研究を行ったが,現段階では聴覚刺激を使った感覚性強化のモデルを構築するところまで到達し,視覚刺激を使ったモデルの構築が若干遅れている状況にある(平成24年6月に着手予定)。我々は聴覚刺激として音楽を使用した。装置内の2本のレバーのうち一方のレバーをラットが押すといつも音楽が提示される仕掛けにした。他方のレバーを押した場合にはノイズが提示されるようにした。

2本のレバーのうちラットがどちらのレバーを多く選択するかというラットの選択行動を分析することにより,ラットが音楽を聴きたいと思っているかどうか(音楽への選好)がわかる。音楽として,ビバルディの「四季」,サラブライトマンが歌う「Time to say goodby」,鼓童という創作和太鼓のグループによる「彩」(いずれも約15秒のさわりの部分)のどれかを提示した。一方,ノイズについては,音楽刺激として使用した3曲につきパワースペクトルを調べ,それとまったく同じパワースペクトルを有するノイズを作成し,使用した。実験の結果,8匹中,6匹のラットは音楽が提示されるレバーを好んで選択したことから,ラットが音楽刺激を選好した可能性が考えられた。ラットがノイズを忌避した可能性なども考えられることから,さらに補助的な実験も行った上で,ラットの音楽に対する選好について結論付けたいと考えている。本研究はインターネット依存やオンラインゲーム依存の背景に,視聴覚刺激による行動の強化の問題,すなわち感覚性強化の問題が関与すると考え,視覚刺激や聴覚刺激などによる感覚性強化子を用いた強化学習の動物モデルを構築し,感覚性強化の神経機序を明らかにする目的で行われた。最初の段階では聴覚刺激(23年度)や視覚刺激(24年度)を感覚性強化子とする学習モデルをラットを実験対象として構築した。その後,ラットによる感覚性強化学習実験をベースに,感覚性強化と脳内のドパミン作動性神経との関連性を調べた。25年度の研究ではドパミン作動性神経の神経終末が集中する側坐核を破壊した場合の感覚性強化への影響について検討した。26年度はドパミン作動性神経を選択的に破壊する神経毒である6-hydroxydopamine (6-OHDA)を側坐核に注入することで,側坐核に所在するドパミン作動性神経と感覚性強化との関連性について検討した。スキナー箱内のレバーをラットが押下している間,電球を点灯させることでスキナー箱内を60ルクスで明るくした。22匹の雄性ウィスタラットを被験体として用いたが,手術中または手術後に3匹が死亡した。また,6-OHDAの投与の問題により側坐核のドパミン含量が低下しなかった4匹の実験データを分析に加えなかった。結果的に6-OHDA投与群8匹とコントロール群7匹のデータを分析に用いた。分析の結果,2群間の消去抵抗に有意な差が認められた。6-OHDA投与群の消去抵抗は,コントロール群に比べて小さいという結果であった。感覚性強化子を用いたオペラント条件づけは,エサや水など,一次性強化子を用いた条件づけに比べてそもそも強化力が弱いと考えられるが,そのような弱い学習効果を維持することに側坐核ドパミンが関与していた可能性が考えられた。実験心理学動物を被験体として感覚性強化という問題に取り組んでいる。研究の第一段階において,感覚性強化の行動モデルを確立し,次の段階で,その行動モデルを利用して感覚性強化の神経機序を解明することが当初の予定であった。研究の第一段階において,音楽を強化刺激とする感覚性強化の行動モデルの作成に着手したが,動物が行動モデルを習得するのに要する訓練期間が予想外に長く,訓練期間を短縮できるような行動モデルを探索する作業を開始した。
消化管ペプチドの骨代謝における役割の解明と骨粗鬆症治療への応用

消化管から分泌され、骨代謝、特に骨芽細胞に強力に作用するペプチドの分離\精製をおこない、その機能を解析した。まず、ラットの消化管からペプチド画分を抽出し、骨芽細胞に作用するペプチドを分離\精製し構造決定した。次に、分離・精製したペプチドを合成し、骨芽細胞に投与し骨芽細胞の細胞増殖、分化への作用を検討した。また、骨粗鬆症ラットモデルを作成しペプチドを投与し骨密度の変化を測定した。結果この新規ペプチドは骨芽細胞の分化を促進し骨密度を上昇させた。この研究にて同定した新規ペプチドは今後新たな骨粗鬆症治療製剤の開発につながるものと考える。消化管から分泌され、骨代謝、特に骨芽細胞に強力に作用するペプチドの存在が推測され、今回そのペプチドの分離・精製をおこない、その機能を解析した。【方法】まず、ラットの消化管からペプチド画分を抽出し、各種クロマトグラフィーにて展開し、骨芽細胞に反応させ、細胞内セカンドメッセンジャーの変化を測定した。このアッセイ法を指標としてペプチドを分離・精製し、構造決定した。次に決定したアミノ酸配列をペプチド合成器にて合成し、天然ペプチドと合成ペプチドの比較を行った。まず逆相クロマトグラフィーにて析出時間の比較を行った。またそれぞれのペプチドによる骨芽細胞における細胞内Caイオン濃度の変化を測定した。さらにペプチドの生理作用を検討した。まずラット骨芽細胞を用い細胞内のカルシウム濃度の変化を確認した。さらにラットへの腹腔内投与により血中のカルシウムイオン濃度の変化を測定した。【結果】(1)ラットの胃からのペプチド抽出液から骨芽細胞内のカルシウム濃度を上昇させるペプチドを分離し、精製に成功した。結果、24アミノ酸配列のペプチドを同定した。質量分析の結果、ペプチドの質量は2763.4Daであった。(2)分離精製した天然ペプチドと合成ペプチドとの比較を行った。RP-HPLCにおいて差を認めず構造が一致していることが証明された。また骨芽細胞内のカルシウムイオン濃度測定においても、天然物と合成物との問に差を認めず、機能的にも一致していることが証明された。(3)ペプチド投与により、骨芽細胞においてdose dependentな細胞内カルシウムの上昇をもたらすことを確認した。骨芽細胞以外の細胞においては細胞内カルシウム濃度の上昇は認めず、骨芽細胞に特異的に作用することを確認した。(4)ラットへの腹腔内投与によって、血中のカルシウムイオン濃度の低下を引き起こすことを証明した。消化管から分泌され、骨代謝、特に骨芽細胞に強力に作用するペプチドの分離・精製をおこない、その機能を解析した。【方法】(1)分離・精製したペプチドを合成し、骨芽細胞に投与し骨芽細胞の細胞増殖、分化への作用を検討した。細胞増殖はMTT assayを用い検討した。分化マーカー(アルカリフォスファターゼ:ALP、オステオカルシン:OCN)についてreal-time PCR、ALP activity assayを用い検討した。(2)骨粗鬆症ラットモデルを作成しペプチドを投与し骨密度の変化を測定した。ペプチドは浸透圧ポンプを使用し腹腔内への投与を4週間行った。(3)ペプチド投与を行ったラットより血清を採取し血中のALP、OCNの濃度を測定した。(4)ペプチド投与を行ったラットの骨を採取しμCTにて解析を行った。【結果】(1)骨芽細胞への投与により骨芽細胞の分化マーカーの有意な上昇を認めた。またペプチドのdose dependentな促進作用を明らかにした。細胞増殖への作用は認めなかった。(2)ペプチド投与により生食投与群(対照群)と比べ有意に骨密度の上昇を認めた。(3)ラットへの投与により血中の骨形成マーカーであるALP、OCNの有意な上昇を認めた。(4)ペプチドを投与したラットの骨において骨形成が促進されていることがμCTを用いた形態計測においても証明された。
シナプス形成期における選択的聴覚器細胞死に関する研究

今年度は遺伝性難聴マウス(bv)の聴力スクリーニング法の確立を目的として内耳蝸牛有毛細胞機能を生理学的に検討し、さらに成熟期での難聴マウスの中枢神経系機能変化をシナプス関連蛋白やイオンチャネルの発現を指標として検討した。成熟bvマウス25例にf2周波数7996Hzと6006Hzの2種類の耳音響放射(OAE)によってDP値を求めたところDP growthrateは平均15dB SPL以上群と5dB SPL以下群に二大別され、5dB以下群は聴覚反応が乏しく、回転運動を示す例が多かった。反応不良群は蝸牛ラセン神経節のニューロン数が少なかった。OAE異常雄と正常雌から生まれた仔は生後2週で全例OAE値が低く、1.5ヵ月から正常群と異常群に判別できた。HE染色上OAE異常群は正常群と比べて側脳室が軽度拡大している印象があった。また、異常群のsomatosensory cortexではエオジン好性の錐体細胞のニューロンが層をなして観察されることがあったが、auditory cortexではそれが明瞭でなかった。OAE異常群のSynaptophysinやSNAP25蛋白の免疫組織学的染色性やWestern blot法に明かな差はなかった。G蛋白質活性型内向き整流性K^+チャネル免疫染色と遺伝子発現ではサブタイプ2と3の発現がsomatosensorycortexで軽度増加していた。本マウスは生後1.5ヵ月以降難聴の診断が可能で、両側DP低値がHomozygoteのパターンと思われた。感覚系ニューロン興奮性の保持に関してシナプス形成機序に加えイオンチャネルなど膜電位機能亢進の可能性が推測された。今年度は遺伝性難聴マウス(by)における聴見器および中枢神経系での神経伝達物質放出機構の解明のため以下の実験を行った。対象はICRマウスの制須骨を生直後に摘出し実体顕微鏡下で蝸牛、前庭を分離し、各回転を分離後培養した蝸牛組織で生後5日目、7日目に4%PFAて固定した。脳は同日齢と2ヵ月時に4%PFAで還流固定しパラフィン切片作成後のものを用いた。今年度はイオンチャネル遺伝子に注目し、聴覚器特異的に発現するとされるG蛋白質結合型内向き整流性K^+チャネル(GIRK)mRNA発現をIn situ hybridization法により検討した。プローブ作成は以下の手順で行った。すなわち新生仔ICRマウス大脳あるいは心臓からトータルRNAを抽出後、GIRK遺伝子塩基配列からRT-PCRによって得た増幅産物(cDNA)プラスミド(pBluescript SK)に組み込みサブクローニングし、in Vitro transcriptionによってDIGラベルしたcRNAプローブを作成した。GIRK1は360bp、GIRK3は283bp、GIRK4は362bpのサイズであった。内耳蝸牛ではGIRK1、GIRK3発現はラセン神経節に軽度観察され、コルチ器では見られなかった。一方、GIRK4は内有毛細胞領域に生後早期から発現が観察された。GIRK1、GIRK3中枢神経系で生後早期から多く発現していた。大脳皮質ではGIRK1発現が先行し、GIRK3が遅れた。海馬CA1CA3ではGIRK3の発現が強かった。成bvでは内耳に発現の違いは明瞭でなかったが、成コントロールと比べ大脳皮質ニューロンGIRK3発現が弱かった。遺伝性難聴マウスのイオンチャネル遺伝子発現が大脳皮質において低下していることが示唆され本遺伝子が難聴での聴覚認知障害機構と関わる可能性があると思われる。