hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中性子散乱による準結晶の原子構造の観察

Al-Mn合金中に5回対称を持つ20面体相が発見されて以来、準結晶の研究が活発に行なわれてきている。本研究では、準結晶の原子構造を中性子散乱の特徴を生かして観察し、原子構造に関する知見を得ることを目的とする。本年度はまずAl_<80>V_<17>Si_3準結晶を雰囲気調整可能な液体急冷装置を用いて作製した。この準結晶が単相であることをX線回折で確認した後、中性子回折実験を行った。Al_<80>V_<17>Si_3の一成分であるV原子は、中性子に対する干渉性核散乱振幅がほとんど零であるので、中性子回折ではV原子は見えず、またSi原子は合金組成量がAl原子に比べて極端に少いので、散乱強度に対するSi原子の寄与は非常に小さくなる。故に、Al_<80>V_<17>Si_3準結晶の中性子回折実験を行うことにより、我々は、Al-Al原子対相関のみを直接観察することが出来た。準結晶中の部分相関を観察した例はこれまで無く、本研究により、世界で初めて準結晶の部分構造因子を導出することができた。このAl-Al部分構造因子をフーリエ変換することによって得られたAl-Al部分動径分布関数(RDF)の第1ピークの面積から、第1隣接の原子数は12.1個となり、これはまさに第1隣接原子配列が20面体からなっていることを示している。X線回折実験から得られた2体分布関数g(r)と中性子回折実験から得られたg(r)の差をとると、V-M相関(M=Al,VorSi)のみを導出することができた。このV-M相関を示すgV-M(r)とAl-Al相関のみを示すgAl-Al(r)の比較により、splitした第2ピークの相対強度がお互いに異なっていることが観察された。この結果は、準結晶中のAl原子が占める位置とV原子が占める位置が異なっていることを示唆している。
シミュレーション計算によるヌクレオソーム構造形成の自由エネルギー地形解析

ヒストンやDNAのアセチル化やメチル化が転写誘導、細胞の発生、分化状態と強く相関していること、それらの遺伝情報は物理的実体を持つDNAに記録され、この情報の書き込み読み出しは、動的なヌクレオソーム構造形成、再構築により制御されていることが明らかになってきた。本研究では、ヌクレオソームコアの構成要素であるヒストンタンパク質とDNAの相互作用を分子動力学計算によって解析し、ヌクレオソーム構造形成の素反応の自由エネルギー地形を明らかにすることを目的として研究を進めた。ヌクレオソームを構成しているDNAは約150塩基対であることが知られているが、最近、リモデラータンパク質RSCを作用させたモノヌクレオソームの原子間力顕微鏡観察や電子顕微鏡像から、約180塩基対のDNAが巻きついた緩んだ状態があることが示されている。本研究では、そのような状態を計算機上で作り、ヌクレオソームの位置変化の自由エネルギー計算を行った。通常の平衡系分子動力学シミュレーションでは、大きな構造変化を追跡することは現実的に不可能である。そこで、ヌクレオソームを構成している任意の原子に任意の方向に外力を加えることができる計算コードを開発した。これと凸凹した自由エネルギー面を効率よくサンプリングするアルゴリズムとを組み合わせて、反応座標に沿って自由エネルギー計算を行った。結果、自由エネルギーへの寄与は静電相互作用が支配的で、マイナーグルーブとヒストンが好ましい相互作用をしている状態が準安定状態であることを見出した。また、計画班の胡桃坂らが近年、立体構造を決めたヒストンH3バリアント、H3Tを含むヒストンコアについて自由エネルギー計算を行った。結果、H3Tを含むヌクレオソームが不安定になる原因のひとつは、111番目のアミノ酸がバリンになることによって、H3TとH4が形成するH3T-H4テトラマーが大きく不安定になることにあることを示した。真核生物のDNAはクロマチン構造を取っている。クロマチンは、ヒストンタンパク質とそれに巻きついたDNAから構成されたヌクレオソームの繰り返し構造である。DNAはヒストンに巻きついているため、転写や遺伝子制御に関わる結合タンパク質はDNAへの結合を阻害される。しかし、ゲノム中でヌクレオソームはその位置を変えていること、位置を変えさせるタンパク質(一般にリモデラーと呼ばれている)が存在していることが生化学実験により次々と明らかにされてきた。そこで、構造的に最も基本的な系であるヌクレオソーム単体において、DNAをピストンから引きはがす計算機実験を通して、ポジショニング変化機構を明らかにするのが本研究の目的である。リモデラーの原子座標は、未だ決定されていない。そこで、リモデラーの役割を仮想的な外力として取り込むことを行った。そのため、DNAやピストン分子の任意の部位に対して、反応座標に応じてさまざまな方向に外力を加えることができるように分子動力学計算プログラムAMBERを改変することを行った。次に、反応座標の取り方や外力の加え方などの計算条件を検討した。この条件設定が難しく、外力の加え方によってヌクレオソーム構造が大きく崩れてしまうことがあった。最終的にDNAを緩ませた状態を用意し、その状態へゆっくりと構造変化をさせた後外力を加えるというプロセスにより、安定な計算、つまり、精度の高い計算が行えることがわかった。このDNAを緩ませるというプロセスは、生化学的な知見にもとついて提唱されているポジショニング移動モデルとも矛盾しない。今後、作成したプログラムを使って、ヌクレオソームが位置を変えるために必要なエネルギーコスート、ヒストンバリアントでそのコストがどのように変化するか、詳細に調べていく。
アブラナ科種間キメラを用いたミトコンドリア、葉緑体ゲノムの改変

本研究実施計画の下記の3項目について以下の成果が得られている。本研究の目的は以下のようであった。(1)B.rapaおよびB.oleraceaの人為合成キメラで得られた細胞質雄性不稔がオルガネラ、ミトコンドリアおよび葉緑体の異種ゲノム分子種のシフト(ヘテロプラズミー)明らかにする。(2)そのためのオルガネラ、特に雄性不稔ミトコンドリアゲノムの構分子種造を明他にする。(3)これらの分子種の構造とその改変メカニズムを明確にする。ことであった。研究の結果、その結果,ミトコンドリアのorf138を指標とするPCRR、FLP、Northern実験のパターンから、ミトコンドリア、葉緑体の主要ゲノムがオグラ型に近いことが分かり、オルガネラゲノムが雄性不稔型に変動していることが分かった。また、ミトコンドリアには3種類ゲノム分子種があることが分かり、主要雄性不稔関連分子種のorf138より3'側へ3kb伸ばし塩基配列を決めた結果、ダイコンのオグラ型と99%以上相同であることがわかった。現在、ゲノム分子全体をクローン化し、構造と配列を完全に極めることをめざしている。しかし、基本的には細胞質ゲノム全体が異種ゲノムのヘテロプラズミーにおける異種分子種タイプの変動と若干の変位によることが本研究でわかった。これらの成果は、国内外の学会、雑誌に発表されてきている。さらに、こうしたミトコンドリアを中心とする細胞質オルガネラのorf138やヘテロ分子の存在をアブラナ科で調べてきたが、Sinapis albaを初めとして、B.rapaおよびB.oleraceaを含む数種の野生種、栽培種で確認している。従って、分類や種分化の点からもヘテロプラズミーの存在とその量的変動による雄性不稔に出現が明らかとなった。大変興味あることに、正常ダイコンとキャベツとの細胞融合系統からもほとんど同じ分子種タイプのキャベツが多雄性不稔系統が得られており、細胞融合によってもキメラと同様な制御が可能であることが示された。現在こうした母本を用い、アブラナで将来有望とならざるを得ない雄性不稔利用のハイブリッド育成がより可能になると期待できる。ことであった。キャベツとコマツナとの種間キメラに由来する細胞質雄性不稔のミトコンドリアの構造を中心に葉緑体ゲノムの構造と特徴を調べた。その結果、既知のミトコンドリア遺伝子をプローブにしたRFLPパターンは雄性不稔系統ではやはりダイコンのオグラ細胞質とほぼ同様であり、これまでと同様、ヘテロゲノム分子種の構成の割合を変更する調節変異である可能性が高くなってきた。そのため、ダイコン属以外のB.rapaやB.oleraceaおよび他の材料についてタイコンの指標遺伝子であるorf138とオグラatp6の特異的プライマーを使って探索したところ、小コピー数ながら、ブラシカ属両種の数品種とMoricandia arvensisにその存在が認められた。このことは、もともとオグラ型雄性不稔関連遺伝子を含むゲノム種がアブラナ科分化の過程で保存されてきていることを示している。しかし、なぜそれらゲノム種が選択的増減を生じえるかは回復系統の発見や導入などを行い、核ゲノムとの相互作用、雄性不稔の創成などを目的的に進めなければならない。

現在材料の育成を行いつつある。また、これまでは個別遺伝子やそのプローブを用いて調べてきたが、ゲノムのマップを作るなどして、個々の遺伝子を越えたゲノムレベルの解析が必要である。葉緑体ゲノムについても、これまではイネのプローブをもとに解析を進めてきたが、アラビドプシスの葉緑体地図を参考にして、雄性不稔と平行して変異しているゲノム構造を明らかにするための、クローニングを進めている。研究計画に沿って、主にキャベツとコマツナとの種間キメラから得られたオグラ型雄性不稔細胞質を持つハクサイの細胞質ゲノムの解析を続けている。現在まで、以下のような成果が得られ、一部論文として発表した。1.アブラナ科近縁10属、40種、キャベヅとハクサイ451品種のorf138およびオグラ型atp6の特異的プラマーでその存在を調べたところ、やはり低コピーでorf138やオグラ型atp6を持つ材料が見いだされた。これは、すでにアブラナ科分化前にダイコンのオグラ型細胞質雄性不稔遺伝子が分化していたことを示している。そして、オグラ型細胞質の導入は必ずしもダイコンから行う必要がないことが明らかとなった。さらに現在解析中である。2.葉緑体ゲノムは、未だ物理地図も作成されず、手がかりが少ないので、オグラ型の葉緑体ゲノムの特徴的な構造を見いだせていない。3.また、ミトコンドリアのマップはorf138の周辺についてオグラ型細胞質雄性不稔型構造が完全に存在し、さらにフルマップの作成をめざして進行中である。ただし、BACクローン作成が比較的困難である。4.日本および中国ハクサイ品種より、本研究の材料であるハクサイ型オグラ細胞質を回復させると思われる2系統を見いだした。これを元に解析を更に進める。また、B.napusに導入された回復系の機能は解析中である。本年の目標は(1)ミトコンドリアの雄性不稔指標遺伝子であるorf138遺伝子近傍の関連分子の配列を決める。また、関連アブラナ科における分化過程のorf138の分布、分化を調べる。(2)回復系遺伝子を持つ他で得られているRf系統を交配したF1から、回復に関する遺伝子構造を決める。(3)また可能である限り、葉緑体の雄性不稔関連遺構造、使用遺伝子を見いだす。そして、これらの成果を国際学会や雑誌で報告する。ことであった。その結果、Orf138とその3'側へ配列を1Kbのばし左結果、種間キメラで得られた細胞質雄性不稔系統は3つの分子種を持ち、雄性不稔の発現と常に関連するorf138を持つ雄性不稔型ゲノム種は、これをメインとして、それ以外に2つのサブ分子を1/1000程度持ち、やはりヘテロプラズミー状態にあることが分かった。塩基配列では99パーセント以上、ダイコンのオグラ型と一致し、基本的にオグラ型であることも明らかとなった。さらに、頃に基づき、アブラナ科分類群でのorf138の存在を追跡した結果、少なくともアブラナ属、それと関係のない属の栽培種や野生種の探索から、数種の中にその存在が確認された。こうしたことから、ミトコンドリアのヘテロプラズミーの存在と分子シフトが証明された。また、正常ダイコンとキャベツの細胞融合より、キメラと全く同様なキャベツ型雄性不稔が見いだされ、これらのヘテロプラズミーが制御可能であることが示され、論文として公表された。
働くことの意味と所得保障政策との規範的な関連性の検討

本研究の目的は、「働くことの意味と所得保障政策との規範的な関連性」について検討することにあった。労働を取り巻く日本社会の現状を踏まえて、「働くことの意味とは何であるのか」「働く権利というものを人々に付与することは可能であるのか」「ベーシックインカムのような所得保障政策と労働への権利は両立可能であるのか」といった諸問題を本研究では考察した。この研究の成果として、賃労働だけが「働く」ことではなく、社会貢献的な活動も「働く」ことであるとみなすことができ、こうした広義の「働くこと」を有意義な仕方で全ての市民に保障するためには、ベーシックインカムという所得保障政策が実施される必要があることが判明した。平成26年度は労働の問題にウェイトを置き、「労働の権利」と「有意義な労働・仕事」という二つのテーマを考察することによって「働くことの意味」を探求した。我々はコミュニティの一員として「生きる権利」を有していると考えられているが、では「労働の権利」を有していると考えられているのか、という問題設定のもと、この問題に関する内外の文献研究を行った。労働は賃金だけでなく、人との関わりや規則正しい生活(健康)、そして自尊心をも与えてくれる。このように労働という活動は他の活動とは異なる特別な地位を有しているため、「労働の権利」を人びとに保証すべきだという要求が一方には存在する。しかしながら労働が有しているこうした特別な価値は労働それ自体の本質に由来するものなのか、それとも労働に対して我々の社会(資本主義的福祉国家)が付与している意味づけから由来しているものであるのだろうか。私は後者の見解の立場から、「働くことの意味」を相対化し、全ての人がフルタイムで働くことが不可能である社会状況のもとでは、賃金労働を特権的な活動と見なすのではなく(それゆえ「労働の権利」を要求するのではなく)、それ以外の社会貢献的な活動によっても自尊心や人との関わり、そして健康が得られる社会が望ましく、公正な社会でもあるという結論に至った。更に「有意義な労働・仕事」とは働いている本人の理性的な視点・解釈によって定められるものであり、客観的なものではないという結論にも至った。非労働的な社会貢献的活動を行うための土台として、そして自分の行っている活動が(賃金労働も含めて)有意義であると本人が見なすことを可能とするためには、一定の所得保障というものが必要であるということが研究の結果、判明した。平成26年度の研究の成果の一部は『「格差の時代」の労働論』(2014年9月現代書館)で発表した。前年度の研究成果を踏まえ、平成27年度は1「財産所有の民主制」の可能性の探求と、2国家の正統性と所得保障政策との連関性についての研究を行った。1に関しては、ロールズを修正資本主義的福祉国家の擁護者と見なしていた従来的な見解が見直され、よりラディカルな社会保障制度をロールズは提案していたという解釈が現在優勢となっている。私もこの解釈を支持しているが、では財産所有の民主制にあってはどのような制度編成を理想的なものとしてロールズは構想しており、その理想を実現するためにはどのような具体的な制度が必要となるのか、またこの社会体制においては人びとの「労働の権利」や「働くことの意味」はどのようなものとして理解されるべきであるのかについて、内外の文献研究を行った。この研究を通じて、自由で平等な、理性的な市民として「生きがいのある生」を送ることを可能とするような制度編成が構築されなければならないという結論に至った。2に関しては、ロールズ的な視座から、国家の統治権力の正統性の規範的な根拠を探求することを通じて、個人の所有権と国家の領土権についての類比的な関係について考察し、この考察を踏まえて、国家間の規範的な関係(節度ある平和、他国に対する援助義務、対外的な正統性)について吟味することを内外の文献研究を通じて行った。人権を実効的に保障していることが国家の正統性の根拠であるとロールズは見なしているが、この研究を通じて、その人権の中にはベーシック・インカムのような所得保障への権利が含まれるべきであるという結論に至った。平成27年度においては、国家の正統性やグローバル・ジャスティスの観点から所得保障政策(ベーシック・インカム)についての考察を行ったため、当初の研究計画を拡張することになったが、研究はおおむね順調に進展している。これまでの二年間の研究成果を踏まえ、平成28年度は1ジョン・ロールズが構想する財産所有の民主制におけるベーシックインカムの新たな位置づけと、2AI化された社会における人生の意味と幸福についての研究を実施した。1に関しては、ロールズは社会保障制度としてベーシックインカムに反対している立場を取っていると一般的には解釈されている。しかしながら「個人的な財産への権利」や「有意義な労働への機会」、そして「基礎的なヘルスケア」といった拡張された社会的基本財が市民の「自尊の基礎」として認められるに至った後期ロールズの財産所有の民主制構想にあっては、ベーシックインカム政策を施行することが「生きがいのある生」を、(職に就いていない、あるいは就くことができない市民も含めた)全ての市民が送ることを保障するためには必須であることをこの研究において明らかにした。2に関しては、AIロボットが多くの労働を代替すると想定されている「AI化された社会」においても、人々は有意味で幸福な人生を送ることは可能であるのかについて、内外の文献研究を行った。現代社会にあっては人生の意味や幸福を現在従事している仕事の中に見いだしている人々は少なくない。

しかしながらAI化された社会においても政府が所得保障政策としてベーシックインカムを実施し、そして適切な教育システムを確立するならば、労働以外の活動からも人々は人生の意味と幸福を獲得することは可能であるという結論に至った。当初の計画にあったように、ベーシックインカムに関する国際学会において研究発表を行うことができた。これまでの三年間の研究成果を踏まえ、平成29年度は引き続き、1ジョン・ロールズが構想する財産所有の民主制におけるベーシックインカムの新たな位置づけと、2AI化された社会における人生の意味と幸福についての研究を実施した。またこれらの研究を土台にして、政治哲学において近年盛んに論じられている「理想理論Ideal Theory/非理理想理論Nonideal Theory」の観点から、「非理想理論としてのベーシックインカム」という問題にも取り組んだ。ロールズはすべての健康な成人が有意義に働く(所得を得る)ことができる状況を理想的な社会・経済状況であると考えていたが、現今や将来のグローバル化とAI化を鑑みるならば、この理想を実現することは困難であるように思われる。それゆえロールズの当初の政治的理想・理念を実現することが不可能な状況(非理想的な状況)下にあっては、彼が重視する「自尊の基礎」や「生きがいのある生」をすべての市民に保障するために、ベーシックインカムの実施が非理想理論の観点から正当化できるのではないか、という問題ついて考察を行った。この研究の結果、ロールズの政治哲学を「理想的である」として批判する論者たちに対する応答として、ベーシックインカムが「秩序だった社会」における経済・政治政策の代替案(非理想理論)として擁護しうるという結論に至った。本研究の目的は、「働くことの意味と所得保障政策との規範的な関連性」について検討することにあった。労働を取り巻く日本社会の現状を踏まえて、「働くことの意味とは何であるのか」「働く権利というものを人々に付与することは可能であるのか」「ベーシックインカムのような所得保障政策と労働への権利は両立可能であるのか」といった諸問題を本研究では考察した。この研究の成果として、賃労働だけが「働く」ことではなく、社会貢献的な活動も「働く」ことであるとみなすことができ、こうした広義の「働くこと」を有意義な仕方で全ての市民に保障するためには、ベーシックインカムという所得保障政策が実施される必要があることが判明した。本研究の目的は「働くことの意味と所得保障政策との規範的な関連性」について検討することにある。労働を取り巻く日本社会の現状を踏まえて、1「働くことの意味とはなんであるのか」、2「働く権利を人びとに付与することは可能であるのか」、3「ベーシック・インカムのような所得保障政策と労働への権利は両立可能のであるのか」といった諸問題を本研究では考察している。平成26年度はとりわけ1と2の問題を探求し、研究実績の概要のような結論に至った。それゆえ研究はおおむね順調に進展している。前年度、前々年度に引き続き、「働くことの意味」という観点から望ましい所得保障政策について平成28年度も考察する。
職業性心理ストレス要因が視床下部－下垂体－副腎皮質系の活動に及ぼす影響

【毛髪の破砕方法】毛髪の破砕用に小片組織破砕用の金属製マイクロチューブ(2mL)とメタルクラッシャーが新たに市販された。この金属製マイクロチューブとクラッシャーを本学の小片組織破砕装置で使用したところ、良好な破砕を確認できた。以上より、本研究の毛髪の破砕には、金属製マイクロチューブとメタルクラッシャーを使用することとした。【メタノール浸析による毛髪コルチゾールの抽出条件】昨年行った、コルチゾール抽出のためのメタノール浸析時間や温度、振盪の有無の条件設定では、明らかな違いはみられなかった。そこで、その条件の中で最も効率の良い抽出条件によりコルチゾールを抽出することとしていた。しかし、その条件を使用した他の文献は渉猟したかぎり、ほとんどなかった。そこで今年は、抽出時間を1、2、4、8、12、14、16、18、20、24、28、32の12通り、温度(室温もしくは50°C加温)と振盪(有もしくは無)の4条件の計48の条件を検討した。その結果、温度と振盪の4条件で浸漬時間による抽出量に一定の傾向がなく、有意な差は認められなかった。そのため、文献で示されている16時間、50°C、振盪ありをメタノール浸漬の条件設定とした。【疫学調査】昨年、3事業所(卸売り業、倉庫業、児童福祉施設)に勤務する労働者を対象として研究の説明をし、同意を得た58名について、毛髪の採取と仕事に関する質問紙調査を行った。本年、上記の破砕、浸漬条件により、コルチゾールを抽出し、保存した。また、質問紙調査の結果を集計した結果、3事業所で職業性心理ストレス要因の多寡に有意な差は認められなかった。【毛髪の粉砕方法】毛髪の量が10mg程度の場合、液体窒素を用いたハンマー粉砕およびガラスホモジナイザーによる粉砕は可能だが、研究に必要な200mgの場合、時間をかけても測定サンプルの均質な粉砕が困難であった。また、ハンマー破砕は毛髪が飛散し回収困難な場合があることが判明した。今後、組織破砕用ボールを用いた組織・細胞破砕機器の使用を検討する。【メタノール浸析による毛髪コルチゾールの抽出条件】文献上、抽出の時間や温度などの条件に未だ一定の見解が得られていない。そこで、研究計画1年目の当該年度は本研究対象者以外の被検者1名の毛髪を採取し、毛髪中に蓄積したコルチゾールの正確性・再現性のある抽出条件について検討した。毛髪をメタノールに浸析してコルチゾールを抽出する時間は8、16、24、32時間の4条件、抽出中の温度と振盪は(室温で振盪なし、室温で振盪あり、45°Cで振盪あり)の計3条件とし、その組み合わせの計12条件について3サンプルずつ測定に用いた。測定サンプルには免疫抗体法(ELIZA法)を応用した唾液コルチゾールキットを用いた。その結果、設定した抽出時間、温度、振盪の条件間におけるコルチゾール抽出量について、統計学的に有意な差はみられなかった。今後、より短時間で効率的かつ正確に抽出できる条件について検討する。【疫学調査】複数の事業所に勤務する労働者を対象として、自記式質問紙調査により職業性心理ストレス要因を調べ、そのうち同意を得た対象者39名の頭頂と後頭部の間の頭皮直上から毛髪100本程度を採取した。質問紙調査と毛髪採取は3ヶ月間隔で2回実施した。質問紙調査には職業性ストレスモデルを応用した2つの尺度と新たな職場の資源に関する項目を含む調査票の計3尺度を用いた。今後、職業性心理ストレス要因の多寡を算出し、その変化と測定した毛髪コルチゾール量の変化の関連を解析する予定である。毛髪に含まれるコルチゾールは、その含有量が数か月間の分泌量を反映することが報告されるなど、毛髪が長期間のストレス状態の把握に適した生体試料である可能性に脚光があたっている。Raulら(2004)によってメタノールを用いたヒトの毛髪コルチゾールの抽出に関する報告がなされたが、抽出時間や温度などの抽出条件に未だ一定の見解が得られていない。そこで、本研究では毛髪コルチゾール抽出時間、温度、振盪の有無ついて検討した。対象者から採取した毛髪を直近の3か月に伸長した部位にあたる頭皮側から3cmに切りそろえ、質量および本数を測定する。毛髪を鋏と細胞破砕装置を用いて粉状にした。毛髪10mgに対してメタノールを1mL加え、後述する抽出条件による抽出を終えた後、抽出液を10,000rpmで2分間遠心し、上澄みを蒸発させ、残留物を緩衝液にて懸濁し測定サンプルとした。測定サンプルは免疫抗体法を応用した血漿コルチゾール測定キットを用いて吸光度を二重測定した。メタノールによる抽出時間は、1、2、4、8、12、14、16、18、20、24、28、32時間の12通りとした。抽出条件は50°Cまたは室温で、さらに振盪の有無の組み合わせの4条件で、時間との組み合わせの計48通りについて6サンプルずつ測定した(n=288)。2-プロパノールで3回毛髪を洗浄した後、乾燥する。

金属マイクロチューブに対象者の毛髪とメタルクラッシャーを入れ、小片細胞破砕装置を常温で使用し、細かい粉状に粉砕する。粉砕した毛髪の質量を測定した後、50°C振盪ありの条件でメタノールに16時間浸漬し、抽出液を遠心後、上澄みを乾燥して得られた残渣を検体とする。高速液体クロマトグラフィー(HP-LC)で測定したコルチゾール濃度の検査結果を粉状毛髪の質量で除して、毛髪質量あたりのコルチゾール量を算出し、対象者の職業性心理ストレス要因の結果の関連を分析し、有意な差は認められなかった。産業保健文献でいくつか示されている毛髪コルチゾールの抽出方法を、研究結果と合わせて決定することができた。毛髪からコルチゾールを抽出する時間を12通り、温度(室温もしくは50°C加温)と振盪の有無による4通りとし、温度・振盪の4条件の中では浸漬時間により一定の傾向はなく、有意な差は見られなかった。一方、温度・振盪の4条件間で比較すると、50°C加温、振盪ありでは、一部の時間で他の条件より有意な差が認められた。そのため、メタノールへの浸漬条件を50°C加温、振盪ありとし、抽出時間は文献で近年一般的となりつつある16時間を採用した。また、毛髪破砕に最適な容器が入手できたことは、今後の研究に大変意義がある。これまで大型の金属クラッシャーと金属チューブでは、試料のロスが大きく、頭皮側から遠心へより長く毛髪を採取する必要があり、減衰のリスクがある過去3か月以前の毛髪を使用する必要があった。もしくは、対象者から多くの毛髪の採取をする必要があり、毛髪採取の特徴である侵襲の少ない試料である特性を活かしきれていない面があった。毛髪のような微細な試料の破砕に最適な金属マイクロチューブと金属クラッシャーを使用していく。当該年度に予定していた抽出条件の検討および毛髪の破砕方法に関する検討と疫学調査を開始した。一方で、新たな検討の必要性も生じたことから、本評価とした。イソプロパノールによる洗浄・乾燥後に毛髪を粉末状にする方法として液体窒素を用いたハンマー粉砕およびガラスホモジナイザー使用は本研究には不向きであったため、ハサミの使用を選択した。その後、学会で粉砕用小型ボールを用いた組織・細胞粉砕器の使用を提案された。毛髪をハサミで刻む場合、サンプル間の均質性に問題があることから、粉砕用小型ボールを用いた組織・細胞粉砕機器を導入する必要性があると判断された。当該年度に毛髪コルチゾールの抽出条件を調べ、8、16、24、32時間では温度、振盪によらず安定して毛髪コルチゾールを抽出できることが明らかとなった。そこで、疫学調査で収集した毛髪サンプルからのコルチゾール抽出は8時間室温、振盪なしの条件で行う。ただし、より短時間で効率的な抽出時間や、抽出時の加温、振盪の有無による影響についてを継続して検討する。複数の事業所に勤務する労働者を対象として、職業性心理ストレス要因に関する自記式質問紙調査と、そのうち同意を得た対象者39名の毛髪100本程度の採取を2回実施した。質問紙調査には、Demand-Control-Support ModelおよびEffort-RewardImbalanceModelを応用した2つの尺度と、職場の資源に関する新たな項目が採用された新職業性ストレス簡易調査票を使用した。今後、サンプル粉砕方法の検討とデータの入力、集計により職業性心理ストレス要因の多寡を算出する。年齢や性別などを調整したうえで、職業性心理ストレス要因の変化が測定した毛髪コルチゾール量に与える影響、もしくはその関連を解析する予定である。対象者から採取した毛髪を直近の3か月に伸長した部位にあたる頭皮側から3cmに切りそろえ、質量および本数を測定する。2-プロパノールで3回毛髪を洗浄した後、乾燥する。
ウシ妊娠におけるエンドセリン1のインパクト:胎盤機能局所調節機構

エンドセリン-1(ET-1)は強力な血管収縮作用をもつ血管作動性物質である。本研究は、ET-1のウシ妊娠中の胎盤機能の局所調節機構における生理的役割を明らかにすることを目的とした。本研究では、胎盤組織におけるET-1前駆体、変換酵素および受容体のタンパク質発現局在および妊娠期間中の末梢血中ET-1分泌動態の解析とともに胎盤組織遺伝子発現に及ぼすET-1の効果を検証した。その結果、ウシ胎盤局所で産生されたET-1は母体末梢血中に分泌されるとともに、胎盤機能や血管緊張の調節において、他の血管作動性物質や血管新生因子との相互作用や胎盤ホルモン産生に関与することにより重要な役割を担う可能性が示された。1)ウシ妊娠期間中の末梢血中における血管作動性物質分泌動態の解析人工授精により受胎させたホルスタイン種未経産牛から、妊娠期間を通して月に一度および分娩1カ月後に採血を行い、血中エンドセリン1(ET-1)、アドレノメデュリン(ADM)、アンジオテンシンII濃度を測定した。血中ET-1濃度は妊娠前期から後期にかけて増加し、ADM濃度は妊娠後期で他の時期より高かった。血中動態は胎盤における遺伝子発現動態とほぼ一致しており、胎盤由来の血管作動性物質が末梢血中に反映されていることが示唆された。2)胎盤外植片培養を用いた、ET-1がウシ胎盤機能調節機構に及ぼす影響の検証強力な血管収縮因子であるET-1が、ウシ胎盤局所の血管作動性物質および胎盤ホルモンの遺伝子発現に及ぼす効果を検証するため、妊娠150日齢のウシから採取した胎盤を裁断した外植片に、ET-1単独(0, 1, 10, 100nM)、ET-1+ET受容体Aアンタゴニスト、ET-1+ET受容体Bアンタゴニストをそれぞれ添加し12時間培養した。リアルタイムPCRを用いて、5種類の血管作動性物質のリガンド、合成酵素、受容体および3種類の胎盤ホルモンの遺伝子発現の変化を解析した結果、ET-1は血管作動性物質であるADMとその受容体および内皮型一酸化窒素合成酵素、胎盤ホルモンである胎盤性ラクトジェンおよびプロラクチン関連タンパク質1のmRNA発現を刺激した。これにより、ウシ胎盤の血管緊張や胎盤機能の調節において、1)血管作動性物質は相互作用をしている2)ET-1は胎盤ホルモン分泌に関与している可能性が示された。ウシ妊娠期間中の子宮動脈血流変動と血管作動性物質の内分泌動態の相互関係を検証するため、黒毛和種雌牛に胚移植を施して受胎させ、採材を継続している。また、エンドセリン-1(ET-1)のウシ胎盤機能の局所調節機構における生理的役割を、外植片培養を用いることにより生体外で検証した。胎盤におけるET-1系のmRNA発現が最も高い、妊娠約100日目のウシから採取した胎盤を裁断し、細胞培養ディッシュ内に設置したポリエステル製微孔膜上に静置した。馴化培養後、対照区、ET-1単独(1nM, 10nM, 100nM)、ET-1 (100nM)+ET-1受容体Aアンタゴニスト(BQ123, 1000nM)、ET-1(100nM)+ET-1受容体Bアンタゴニスト(BQ788, 1000nM)をそれぞれ添加した無血清培地に交換して12時間培養した。胎盤特異的因子である胎盤性ラクトジェン(PL)、妊娠関連糖タンパク質1およびプロラクチン関連タンパク質1、血管作動性物質である内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)およびアドレノメデュリン(ADM)、血管新生因子である血管内皮増殖因子(VEGF)、アポトーシス調節因子であるカスパーゼ3およびBAXの胎盤外植片におけるmRNA発現を解析したところ、ET-1 100nM添加区において、PL、eNOS、ADMおよびVEGF発現の増加が見られた。このうち、eNOSはET-1+BQ788添加区で、VEGFはET-1+BQ123添加区ではmRNA発現が刺激されなかったことから、これらの因子はそれぞれET-1受容体AおよびET-1受容体Bを介して発現が調節されている可能性が示された。今後、マイクロアレイ法を用いて遺伝子発現プロファイルを網羅的に解析し、ウシ胎盤においてET-1により特異的に制御される細胞間および時系列間の遺伝子ネットワークを特定する。本研究は、ウシ生体から摘出した胎盤組織試料をex vivo(体の外で)解析する手法で進められている。摘出胎盤組織を使った研究は、「培養下」ではなく、「体外で」解析するスタンスであり、この方法論に拠ることで、培養中のアーティファクトを回避して、新鮮な組織で実験する事が可能になった。

本年度は、ET-1がeNOS、ADM、VEGFおよびPLの発現を促進的に調節している事が見いだされ、「ウシ胎盤に発現する血管作動性物質」の意義付けに一歩近づいた。胎盤外植片培養実験は本年度で完了しており、今後、マイクロアレイ法を用いた遺伝子発現プロファイルの網羅的解析により、ウシ胎盤においてET-1により調節される遺伝子ネットワークの詳細が明らかとなることが期待される。また、ウシ妊娠期間中の子宮動脈血流変動と血管作動性物質の内分泌動態の相互関係を検証するため、供試牛を受胎させてサンプリングを継続している。今後、子宮動脈の血流量や血流速度の変動の解析と血管作動性物質の濃度変化を測定することで、妊娠中のウシ生体における、血管作動性物質の内分泌動態の変化と子宮動脈血流像の変動との関連が明らかになると考えられる。本年度からの継続として、妊娠中のウシ生体における血管作動性物質群の内分泌動態の変化と子宮動脈血流像の変動との関連を決定するため、ウシの妊娠期間中における、子宮動脈の血流量や血流速度の変動の解析と血管作動性物質の濃度変化を測定する。また、胎盤外植片培養実験サインプルのマイクロアレイ法による遺伝子発現プロファイルの網羅的解析と、培地中のステロイドホルモン濃度および血管作動性物質濃度を測定する。これにより、ウシ胎盤においてET-1により特異的に制御される細胞間および時系列間の遺伝子ネットワークを特定する。さらに、次年度において、ウシ生体レベルでの妊娠制御メカニズムに胎盤局所ET-1が及ぼす影響を検証するため、妊娠中のウシ生体の胎盤にET-1を直接感作させ、全身の内分泌動態の変化と胎盤局所の遺伝子発現プロファイルの変化の解析を試みる。次年度使用予定の助成金は、本年度中の投稿と受理を予定していた現在査読中および投稿準備中の原著論文があるため、これらの論文投稿のために計上した「英文校閲料」および「論文投稿料」が未使用となり生じたものである。これらの論文は次年度での受理を目指す。次年度は、物品費として、血中および培養液中の血管作動性物質濃度を測定するための、「血管作動性物質測定キット」および時間分解蛍光法によるステロイドホルモン測定のための「ホルモン測定試薬」に使用する。また、マイクロアレイ解析を行うための「マイクロアレイ用試薬」および「遺伝子発現解析用試薬」が必要となるとともに、ウシ生体実験に必要な、「生体実験用試薬」および「外科手術用器具」を計上する。また、成果を公表するための「学会発表費」、論文投稿のための「英文校閲料」および「論文投稿料」を計上する。
カーボンナノチューブを用いた1/fゆらぎの発生機構解明

平成17年度の実験としては、カーボンナノチューブを直径0.1mmのガラスキャピラーに充填しこれを抵抗体としてその電気抵抗のゆらぎの測定を行なった。試料のカーボンナノチューブは単層および多層で単純な円筒状のものと多層で先端部がコーン状に閉じたものの計3種類を用い、温度を300Kから100Kまで変化させながら測定を行なった。その結果カーボンナノチューブの抵抗のゆらぎは1/f型のスペクトルを持ち、温度の低下とともにその強度が減少する事がわかった。スペクトル強度の現象度合いは円筒状構造のカーボンナノチューブが1/70程度に減少するのに対し、先端がコーン状に閉じたカーボンナノチューブではわずか1/4程度であった。また、抵抗値そのものの変化はどちらの試料も2倍程度の増加であった。コーン状の先端構造は円筒の軸方向と円周方向の振動モードの結合に寄与し、試料温度が下がってもモード間相互作用が頻繁に起こると考えられる。以上より、抵抗の1/fゆらぎが、原子振動のモード間相互作用に関連して発生する事が推測された。さらにシミュレーションとしては、構造は1次元でありながら3次元的な変位が可能な系での電子の散乱確率の変動が1/fゆらぎとなることを示した。このような系ではフォノンモード間の相互作用が容易に行なわれるため1/fゆらぎが発生すると考えられた。その内容は18th International Conference on Noise and Fluctuations, 2005, 795-798に報告した。また、非平衡のフォノン分布ではt^<1/2>で緩和し、そのゆらぎが1/f型スペクトルをもつ事がわかった。その内容はJournal of the Physical Society of Japan, Vol.74 No.10, 2005, 2708-2711に報告した。本研では1/fゆらぎの発生機構を解明するため、実験としてカーボンナノチューブを試料とし、その電気抵抗のゆらぎの測定と解析を行うとともに、シミュレーションとして複数の自由度を持つ1次元鎖状原子系による電子の散乱確率のゆらぎの計算を行った。実験で使用したカーボンナノチューブは多層構造のものである。粉末状のカーボンナノチューブをガラスキャピラーに充填し、その両端に電極を設置して抵抗を構成した。このような抵抗体をブリッジの一部として、そのゆらぎの測定を室温から50Kの温度環境下で行った。その結果、以下のことがわかった。1)抵抗値そのものは温度の低下によって増大する。2)抵抗値のゆらぎは1/f型であり、温度を下げるに従って200Kまではその大きさが減少する。3)200K以下ではゆらぎのスペクトル形状が1/f型ではなく、より傾きの大きいものとなる。一般に抵抗そのものの値が大きくなるとそれに伴ってゆらぎも増大するが、本実験ではその逆の現象を示している。その理由としては温度低下にともなう格子振動の非線形成分の減少によってフォノンモード間の相互作用が減少し、エネルギーのやり取りが少なくなったことが考えられる。スペクトル形状が低温で1/f型でなくなったこともフォノンモード間の相互作用の減少に起因することが考えられ、1/fゆらぎの発生がフォノンモード間の相互作用に起因していることが推測された。また、シミュレーションでは1次元的な鎖状の原子配列でありながら鎖の軸方向以外の運動自由度を持つ系における電子の散乱確率が1/f型でゆらぐことが示され、多くのフォノンモード間の相互作用が1/fゆらぎの発生に関係することが示された。

平成17年度の実験としては、カーボンナノチューブを直径0.1mmのガラスキャピラーに充填しこれを抵抗体としてその電気抵抗のゆらぎの測定を行なった。試料のカーボンナノチューブは単純な円筒形のものと先端部がコーン状に閉じたものの2種類を用い、温度を300Kから100Kまで変化させながら測定を行なった。その結果カーボンナノチューブの抵抗のゆらぎは1/f型のスペクトルを持ち、温度の低下とともにその強度が減少する事がわかった。スペクトル強度の現象度合いは円筒状構造のカーボンナノチューブが1/70程度に減少するのに対し、先端がコーン状に閉じたカーボンナノチューブではわずか1/4程度であった。また、抵抗値そのものの変化はどちらの試料も2倍程度の増加であった。コーン状の先端構造は円筒の軸方向と円周方向の振動モードの結合に寄与し、試料温度が下がってもモード間相互作用が頻繁に起こると考えられる。以上より、抵抗の1/fゆらぎが、原子振動のモード間相互作用に関連して発生することが推測された。さらにシミュレーションとしては、構造は1次元でありながら3次元的な変位が可能な系での電子の散乱確率の変動が1/fゆらぎとなることを示した。このような系ではフォノンモード間の相互作用が容易に行なわれるため1/fゆらぎが発生すると考えられた。その内容は18th International Conference on Noise and Fluctuations,2005,795-798に報告した。また、非平衡のフォノン分布ではt^<-1/2>で緩和し、そのゆらぎが1/f型スペクトルをもつ事がわかった。その内容はJournal of the Physical Society of Japa, Vol74 No.10, 2005, 2708-2711に報告した。
副格子の自由度を持つ結晶構造における新奇な強相関物性の開拓

Cd_2Re_2O_7はパイロクロア型酸化物で唯一の超伝導体であるが、近年、200K付近の構造相転移に注目が集まっている。低温相では反転対称性が破れており、光第2次高調波が発生する。また、構造相転移に関わるソフトフォノンが観測されている。こうしたポーラー金属状態への転移に対する共有結合性の効果を明らかにするために、よりイオン結合的なCa_2Re_2O_7と、より共有結合的なPb_2Re_2O_7に対する精密物性測定を行った。帯磁率と比熱から、Pb_2Re_2O_7では構造相転移温度が280Kに上昇する一方で、Ca_2Re_2O_7では転移は消失していることを見出した。透過電子顕微鏡により、Pb_2Re_2O_7の低温相が、空間群F43mあるいはその部分群で記述される事を明らかにした。共有結合が強まるにつれ反転対称性の破れた結晶構造が安定化される点は、強誘電体物質の典型であるペロブスカイト型Ti酸化物と類似している。Ca_2Re_2O_7,Cd_2Re_2O_7,Pb_2Re_2O_7いずれの物質においても、ポーラー金属相は良い金属伝導を示す一方で、空間群Fd3mで記述される高温相では、電気抵抗率がほとんど温度変化を示さない。この異常の起源として、ソフトフォノンと電子の結合に由来するポーラロン伝導を、新たに提案した。ポーラー金属状態と超伝導状態との相関を調べるために、100mKまでの極低温磁化測定を行った。その結果、Ca_2Re_2O_7とPb_2Re_2O_7は、超伝導転移を示さない事が分かった。超伝導相の有無は、極性金属状態の有無とは対応が無く、他の制御パラメーターに支配されている事が明らかとなった。MgSiO3系におけるolivine-spinel-perovskiteの高圧変態に着目し、温度圧力相図に現れる種々の構造における電子物性の研究を行った。低圧側の結晶構造であるolivine構造を持つ硫化物Mn2GeS4,Fe2GeS4の単結晶の育成に初めて成功した。その結果、異方的な磁気特性の測定が可能となった。磁気イオンがFe2+の場合は反強磁性に転移した後、磁化容易軸をb軸からa軸に変化させ、それに伴い弱強磁性が発生することが明らかとなった。磁気イオンがMn2+の場合は、かつて信じられていたような、弱強磁性から反強磁性への熱力学的な相転移は存在せず、クロスオーバーであることを明らかにした。転移温度付近で見られる、弱強磁性は熱揺らぎにより生じていると考えられる。磁気対称性の議論から、磁気構造はFe,Mn両者の系で、三角格子を構成要素とする擬一次元鎖内で強磁性をなしていることが推論され、これは平坦バンド強磁性の可能性を示唆している。spinel構造の高圧側にはpost-spinel構造と呼ぶことの出来るトンネル構造が存在する。不純物を含んでいないCuRh2O4が同様の構造を取ることを初めて見出し、高圧下で単相試料の合成に成功した。磁気的性質をスピネル構造を持つ同組成式を持つ物質と比較することで、スピネル構造のAサイトにおける幾何学的フラストレーションの存在を明らかにした。最近、地球科学の分野で話題を集めているpost-perovskite構造を持つ物質CaIrO3の単相試料の合成に初めて成功した。転移温度110Kの弱強磁性体であるMott絶縁体であることを明らかにした。前年度、単相試料の合成に成功したpost-perovskite型構造を持っCaIrO_3と、その関連物質に関する研究を行った。CaサイトのNa置換系、Ca_<1-x>Na_xIrO_3を開発した。x=0における反強磁性転移温度はx0.2程度で消失し、ほぼ同時に絶縁体から金属に転移することを見出した。本系は、新たな2次元正方格子上におけるfiling制御型のMott転移系である。金属領域における磁化率は低温に向けて徐々に増加するが、これはx=0における弱強磁性を伴う反強磁性状態の揺らぎに対応している。Post-perovskite型構造を持つCaIrO_3の多形であるperovskite型CaIrO_3の単相試料を合成した。Perovskite型CaIrO_3は低圧高温で安定な相であるため、合成にはpiston-cylinder型の高圧発生装置を用いた。Perovskite型CaIrO_3はPauli常磁性を示す金属であり、これからpost-perovskite型CaIrO_3は系の低次元化(2次元化)によりMott絶縁体となっていることが明らかになった。新たなpost-perovskite型構造を持つCaPtO_3単相試料の合成に成功した。系はバンド絶縁体であり、反磁性的振る舞いを示す。地球惑星科学の研究グループと共同研究を行った。我々が提供した試料を用いたTEM観察、及び一軸圧力下における変形実験により、マントル下部のD"相の性質に対する知見が得られた。

こうしたポーラー金属状態への転移に対する共有結合性の効果を明らかにするために、よりイオン結合的なCa_2Re_2O_7と、より共有結合的なPb_2Re_2O_7に対する精密物性測定を行った。帯磁率と比熱から、Pb_2Re_2O_7では構造相転移温度が280Kに上昇する一方で、Ca_2Re_2O_7では転移は消失していることを見出した。透過電子顕微鏡により、Pb_2Re_2O_7の低温相が、空間群F43mあるいはその部分群で記述される事を明らかにした。共有結合が強まるにつれ反転対称性の破れた結晶構造が安定化される点は、強誘電体物質の典型であるペロブスカイト型Ti酸化物と類似している。Ca_2Re_2O_7,Cd_2Re_2O_7,Pb_2Re_2O_7いずれの物質においても、ポーラー金属相は良い金属伝導を示す一方で、空間群Fd3mで記述される高温相では、電気抵抗率がほとんど温度変化を示さない。この異常の起源として、ソフトフォノンと電子の結合に由来するポーラロン伝導を、新たに提案した。ポーラー金属状態と超伝導状態との相関を調べるために、100mKまでの極低温磁化測定を行った。その結果、Ca_2Re_2O_7とPb_2Re_2O_7は、超伝導転移を示さない事が分かった。超伝導相の有無は、極性金属状態の有無とは対応が無く、他の制御パラメーターに支配されている事が明らかとなった。
結晶構造解析を用いた、HIV-1のEFdA耐性獲得機序の解明

本研究は、現在メルク社による臨床試験が実施されている抗HIV剤(EFdA/MK-8591)に耐性を有するHIV-1変異株(HIV-EFdA-R)由来の逆転写酵素(RT-EFdA-R)の結晶構造解析を行い、HIV-1がEFdAに対して耐性を獲得する機序を解明する事を目的とする。本研究は、現在メルク社による臨床試験が実施されている抗HIV剤(EFdA/MK-8591)に耐性を持つHIV-1変異株(HIVEFdAR)由来の逆転写酵素(RTEFdAR)の結晶構造解析を行い、HIV-1がEFdAに対して耐性を獲得する機序を解明する事を目的とする。平成29年度は、(1) RTEFdARsの効率的な発現方法と精製方法の確立とDNA非存在下におけるRTEFdARsの結晶化を試みた。更に、(2) NIHのDebananda Das博士等と協力し、ウイルス学的及び分子動力学的手法を用いてHIV-1がEFdA耐性を獲得する機構を検討した。其々の研究実績は下記にて詳細に記載する。(1) RTEFdARsの発現・精製方法の確立とRTEFdARsの結晶化条件の検討: 2008年に、Arnold等によってRTのC末端を削除した変異体RT52Aを用いる事で、X線回析実験により得られる結晶構造の解像度が向上する事が報告された。平成29年度は大腸菌株BL21 codon plus (DE3) RILを用いて発現した結晶化用RTEFdARs変異体(RT52AEFdAR)を高純度(95%以上)に精製する手法の確立に成功、精製したRT52AEFdARの結晶化条件を検討した。(2)ウイルス学的及び分子動力学的手法を用いたHIV-1のEFdA耐性獲得機構の解明: 2016年にSarafianos SGのグループによって発表されたHIV-1野生株由来のRT (RTWT)とEFdAの複合体の結晶構造解析を基に耐性化機構の解析を行った。解析の結果、RTの184番目のアミノ酸MetがValに変異する事により、化合物とRTの間で形成されるファンデルワールス力の低下が起こる事が明らかとなった。また、より詳細に解析する事で、EFdAがこれまでの核酸系HIV-1阻害剤よりも薬剤耐性が生じにくい理由の一端を明らかにする事が出来た。平成29年度は、RTEFdARsのC末端を削除した変異体RT52AEFdARsのクローニングを行い、発現・精製方法を確立する事に成功した。一方で、300種以上の溶媒条件を用いて精製したRT52AEFdARsの結晶化条件を検討したが、現在のところRT52AEFdARsの結晶を得る事は出来ていない。また、RT52AEFdARs結晶化以外に新たな試みとして上述の様に2016年にSarafianos SGのグループによって発表されたHIV-1野生株由来のRT (RTWT)とEFdAの複合体の結晶構造解析を基に分子動力学的手法を用いた薬剤耐性化機構の検討を行い、M184Vの変異がEFdAとRTの結合に及ぼす影響を明らかにした。M184VはRTが核酸系抗HIV剤に対して耐性を獲得する為の重要な変異であり、EFdAに関してもRTにM184Vが導入されることによって10倍以上抗HIV活性が低下することが知られている。当初の計画では、平成29年度に発現・精製方法の確立とRT52AEFdARsの結晶化条件の決定までを予定していが、実際には結晶化条件の検討までしか到達せず最適な結晶化条件を決定する事が出来なかった。一方で、分子動力学的手法を用いた解析によりRTの184番目のアミノ酸MetがValに変異する事により、EFdAとRTの間で形成されるファンデルワールス力の低下が起こる事を明らかにするなど、HIV-1がEFdAに対して耐性を獲得する機構の一端を明らかにした。上述の様に、各実験項目を見ると進捗が遅れており目標到達点に達していない項目も存在するが、一方で一部の項目ではよそ以上の成果が挙がっている事から研究全体としては概ね順調に進んでいると考えられる。EFdAのHIV-1野生株(HIVWT)に対するEC50値は0.001 μMであり、EFdAはHIVWTに対して非常に高い阻害効果を示すが、HIVEFdARに対するEC50値は0.15 μMとなり活性が低下する。一方で、その他のNRTIのHIVEFdARに対するEC50値は、Ed4T, AZT, 3TC, FTCで10 μM以上、TDFで8 μMとEFdAに比して非常に高い値を示す。すなわち、EFdAはEFdAに耐性を獲得したHIVEFdARに対してさえ、最も効果的なNRTIであると言える。平成30年度の研究に関しては、これまで行ってきたRT52AEFdARsの結晶化条件の検討を継続して行い、RT52AEFdARsの結晶構造解析を目指す。結晶が得られた場合、RT52AEFdARsの結晶構造を用いてHIV-1がEFdAに対して耐性を獲得する機構を明らかにする。

実際の結晶構造を用いることで分子動力学的手法を用いた解析よりも詳細なデータを得る事が出来るだけでなく、分子動力学的手法では不可能である活性中心近傍以外の変異が薬剤耐性に及ぼす影響を検討する事が出来る。HIV-1のプロテアーゼは活性中心近傍以外の変異も薬剤耐性の獲得に強く関与している事が明らかとなっていることから、RTに関しても、同様の解析結果が得られる可能性がある。また、分子動力学的手法を用いた薬剤耐性化機構の検討に関しても同様に継続して行う。RTの活性中心近傍に存在するアミノ酸の中でもEFdAに特徴的な部分構造であるethynyl基と相互座要しているアミノ酸(A114, Y115, M184, D185及びF160)に着目して解析を進め、薬剤耐性化機構だけでなく上述の様に、EFdAがHIVEFdARに対してさえ、最も強力な抗HIV活性を発揮できるメカニズムに関しても解析を進める。