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知的財産権と憲法－標識法と表現の自由を中心に

また、商標侵害要件から事業者間の「競合」や消費者の「混同」が外されている。同要件により限定されていた商標保護の範囲は、ここでもまた拡張され、したがって、自由使用できる「言語」の幅は狭まっていると言える。このように商標保護に傾きかけている天秤を表現の自由保護に揺り戻す法理論として、商標のフェア・ユースや報道目的や非営利使用の適用除外があり得る。しかし、この研究を通して、わが国ではこうした自由な言論を保護する法理論が確立されているとはいえないことがわかった。知的財産法は、管理可能性なき無体物に管理権を設定することで、当該無体物の私物化、商品化を可能にしている。知財法は、有益な情報の生産、頒布に仕えているといえる。ただ、この法制度は、無体物の自由利用を制約するものでもある。知財法制なかりせば自由利用できたはずの情報は、いまでは生産者、権利者の許諾なく利用できない。そして、この法規制の枠組は、憲法上の重要な価値とされている表現の自由との関係においてとくに顕著である。本研究は、知的財産のうち標識法(営業上の信用に化体する標識を保護するもの)に分類される商標をとりあげ、同権利を保護することの表現規制的側面について憲法学の視点から分析したものである。知的財産権(著作権、特許権、商標権等)は、それらを保障する目的や機能の面から分類すると「創作」に関するものと「標識」に関するものに分類できるとされています。著作権や特許権は前者に、商標権は後者に分類されています。平成26年度は、知的財産権のうち「創作」にかかわる権利と憲法理論との関係に関する自らの研究を整理し、著作権および特許権について、基礎理論を確認することができました。そのことにより、知的財産権の保護と憲法上の権利のバランスをとる上で、一定の理由、要件のもとで「フェアである」と言えるようなときには、あるいは、ときに権利主体の意思に反する場合でも憲法上の価値を実現するためなら、知的財産権を制約できる場合があるとする思考にたどり着くことができました。また、本年度は、こうした知的財産権と憲法上の権利の関係をみる基本的視点をもとに、「標識」に関わる権利であるとされる商標権について、昨年度につづき継続的に文献渉猟をしました。本年度は、いままでの研究成果を整理し公表することに割いた時間があったために、商標権に関する十分な資料収集ができたわけではありませんが、それでも、期間内における研究の進み具合という点では、(2)に該当すると判断しました。憲法学平成27年度は本事業(「知的財産権と憲法ー標識法と表現の自由を中心に」)の最終年度にあたります。したがって、標識法に分類される商標権をとり上げ、同権利ととくに表現の自由について、いままでの研究成果を論説として公表いたします。また、上の論説執筆の過程では、憲法学および知的財産法学の両研究会、学会に出席し、研究報告を通じて両学問分野からの知見を得る予定にしております。平成25年度は、知的財産法に関する法理論を再検討し、憲法理論との関係で検討すべき課題を、再度、洗い出すことが目標でした。その手法として、本年度は、知的財産法および憲法に関する和書を中心に、文献の渉猟を行いました。ただ、もともとこのテーマを意識的に扱っている文献は少なく、当初は、成果の実現を危ぶんでおりました。ただ、情報やデータ等に管理権を設定して、当該無体物を情報・データ主体の管理下におくという法理論は、従来から、憲法学でも検討してきたテーマでした。個人情報保護法制、名誉保護法制、プライヴァシー権理論などが、これにあたります。
電子スペックル干渉カメラによる新しい材料劣化診断技術の確立

従来の電子スペックル干渉法(ESPI)においては、定量化のアルゴリズムに位相シフト法を採用しており、変形前後の個々のスペックル位相を決定するために、光波長レベルで厳密に静止した状態を保持して複数(3枚以上)のスペックルパターンを撮像する必要があることから、動的変形過程を動いている状態で連続的に計測することができない。それに対して、本研究で新たに提案した動的電子スペックル干渉法(DESPI)においては、独自の位相解析法を提案し、動的変形過程を連続的に高精度位相解析可能な、動的スペックル干渉(DESPI)カメラとして試作した。3年間の成果の概要は以下の通りである。(1)変形の動的過程を時空間で解析可能な位相解析アルゴリズムとして、(1)和作法および(2)時間軸におけるヒルベルト変換法を新たに開発した。(2)高精度位相解析機能をそなえたDESPIカメラを試作した。試作機の主な性能は以下の通りである。(1)引張試験および疲労試験を想定し、面内変形2成分の変形の差画像法による実時間観察可能、(2)和作法およびヒルベルト変換法による高精度位相解析、解析精度は20ナノメータ、(3)撮像速度は毎秒1000フレームまで可能(3)試作DESPIカメラによる材料劣化診断における成果は以下の通りである。(1)アルミ合金の引張り試験において、塑性変形の脈動的進展の定量解析がなされた、(2)ステンレスUSU304の引張り試験において、局在するひずみ伝播現象が観察され、これが応力誘起変態の空間的伝播現象であることがX線解析およびホールセンサによる解析から明らかにされた、(3)炭素綱の引張り試験において、リューダース帯の生成の初期過程および伝播過程の詳細が明らかにされた、(4)ステンレスSUS304の疲労試験において、可視的きれつ発生以前の予兆現象を捉えることに成功し、劣化の早期診断の可能性が示された。(4)植物の開花における花弁の変形過程の定量解析に成功し、開花の非一様な進展が明らかにされた。(4)顕微鏡下におかれた物体の変形解析を可能にするマイクロDESPIを別途試作した。成果は以下の通りである。(1)線膨張係数の異なる素材からなる接合材(ステンレスとセラミックを銅の薄層ではさんだ構造)の熱変形を時空間で定量解析を行い、接合部の非一様な変形解析に成功した、(2)MEMS(微小電子機械システム)の一つであるスクラッチドライブアクチュエータの動作解析を行い、従来法では予知できなかった動作不正を検出し、解析することに成功した。これらデバイスは、SEMなどによる形態計測は進んでいるが、動作解析については点計測に頼らざるを得なかったが、本研究が2次元視野における動作解析のツールとして有効であることが示された。

これらデバイスは、SEMなどによる形態計測は進んでいるが、動作解析については点計測に頼らざるを得なかったが、本研究が2次元視野における動作解析のツールとして有効であることが示された。電子スペックル干渉法(ESPI)において、物体の変形に伴って刻々変化するスペックルパターンを連続的にコンピュータに取り込み、一定のフレーム間隔で差画像を計算し、連続表示することによる動的現象観察用のシステム(DESPI)を構築し、金属材料の塑性変形過程の観察を行っている。初年度に得られた実績は次のとおりである。(1)独自に開発した、差画像と和画像の比の逆正接を計算する位相解析法アルゴリズム(和差法)において、バイアス強度揺らぎの補正法などに改良を加え、安定した高精度解析を実現した。今後はノイズフィルタに工夫を加え、信頼性の向上を目指す。(2)アルミ合金A2017材の引張試験のDESPI観察において、塑性変形過程には前期過程と後期過程があること、前期過程においては、ひずみ局在帯の伝播に伴う激しい振動現象が、後期過程においては局在帯の向きにおける2つの安定状態(引張方向にたいして+45°または-45°)間の遷移が起こることを新たに発見した。(3)SUS304引張試験のDESPI観察において、従来はひずみ局在現象は知られていなかったが、引張速度を遅くし、5μm/s以下にすると、ひずみ局在が生じることを新たに見出した。局在帯はアルミ合金で見られるストライプ状のものではなく、X字状のパターンであり、塑性変形後期過程において試験片を掃引する様子が観察された。アルミ合金のひずみ局在帯が結晶すべりによるのに対して、ステンレスの場合は全く異なるメカニズムによるものであることを示唆している。DESPIで観察したのと同じ試験片をX線回折および漏洩磁束測定にかけて詳しく調べ、DESPIで観察される現象の材料物性からの意味についても詳細な検討を行っている。研究課題名にも記載の「電子スペックル干渉カメラ」(DESPI)の試作をほぼ完了した。装置の概要を以下に示す。(1)一定の時間間隔における面内2成分の変形(時間差分)を連続的に解析し、表示することができる。(2)差分時間は、ビデオレートのレベルから高速度カメラ使用のレベルまで、種々の使用に耐えるものとするために、スペックル干渉計とカメラ部を分離できる構成とした。(3)位相解析法として、前年度は和差法を開発したが、問題点を解決するために、新たにヒルベルト変換法による位相解析法を開発した。これにより、10ナノメータ以下の誤差レベル変形解析を行うことに成功した。新しく開発したDESPI装置により得られた計測結果を以下に示す。(1)炭素鋼、ステンレス鋼の引張試験にいて塑性変形過程における非一様変形の葉動的伝播過程が明らかに示され、磁気的方法およびX線回折により、微視的組成変化との対応が明らかにされた。(2)ステンレス鋼などの金属の疲労試験に応用し、継続的なDESPI観察により、き裂発生以前に相関縞の非一様パターンが得られることがわかり、材料診断への有用性が確かめられた。(3)植物の変形測定に適用し、開花過程および草の茎外部負荷に対する応答としての変形をサブ秒の時間間隔で連続的に観察することに成功した。これらの観察より、植物の運動は時間的に連続的ではなく、間歇的であることなど、従来あまり知られていない生命活動の微視的な側面が実験的に示された。
膵癌循環腫瘍細胞のシングルセル解析による肝転移形成機序の解明

(1)膵癌肝転移のバイオマーカーとしての肝静脈血中CTCの有用性の検討:膵癌患者3例を選定し、肝静脈血、門脈血、末梢血を採取した。2例は手術時肝転移のないStage IIBの膵癌、1例は肝転移を有するStage IVの膵癌症例であった。各血液から微小流路デバイス法(Microfluidic Chip;日本遺伝子研究所)によりCTCを捕捉し、CK(+),Vimentin(-),CD45(-):上皮系または、CK(-),Vimentin (+),CD45(-):間葉系のCTC数をカウントした。Stage IIB症例の門脈血、肝静脈血いずれにもCTCは存在していることを確認した。一方、Stage IV症例では他2例と比較して肝静脈血、門脈血中のCTCは多く、特に間葉系CTCが多く存在していた。特筆すべきは上皮系、間葉系の両極の特性をもつ"metastable cell"が肝静脈血中にのみ認めたことであり、異なるphenotype (転移形成能)をもつCTCの可能性を示唆した。(2)肝静脈血中CTCのトランスクリプトーム解析:異なるphenotypeをもつCTCのゲノム変化を網羅的、統合的に解析するべく、オンチップ・バイオテクノロジーズとの共同研究にてフローサイトメトリーを用いたCTCソーティングを行い、RNAを抽出する予備実験段階である。具体的には健常人末梢血およびPC9細胞株を使用し、CD45,CD16,CD19,CD163,CD235a陰性条件でEpCAMとVimentinを用いて純度高くCTCが採取できるようゲート設定を行った。また同条件で採取した血球細胞のRNA-QCを行い、解析に足ることを確認した。申請時の予定におおむね沿い、本年度は膵癌切除症例を対象とした微小流路デバイス法によるCTCの補足を行った。当初10例を予定していたが、肝転移を有する症例で明らかにphenotypeが異なるCTCが肝静脈血中に含まれていたことから3例の解析とし、トランスクリプトーム解析の予備実験に移った。CTCのシングルセル解析を予定していたが、CTCの補足に際して純度高く行うことが困難であり、各血液から採取したCTC全体をRNAseq解析を行うこととし、予備実験まで完了した。微小流路デバイス法により補足したCTCは肝転移を有する症例で肝静脈血、門脈血中のCTCは多く、特に間葉系CTCが多く存在しており、さらに上皮系、間葉系の両極の特性をもつ"metastable cell"が肝静脈血中にのみ認めたことから、肝静脈血中CTC特有に変化している遺伝子が肝転移形成能獲得につながる新規ドライバー遺伝子であるという当初の仮説を裏付けうると考えられ、症例集積、解析を進めていく予定である。具体的にはフローサイトメトリーを用いたCTCソーティングの予備実験が終了したため、今後、膵癌切除患者の肝静脈血、門脈血のサンプル収集を行い、RNAseq解析を行っていく予定である。得られたデータをもとに肝静脈血、門脈血中のCTCの遺伝子発現を直接比較し、肝静脈血中のCTCに発現する特有の遺伝子を同定する。

微小流路デバイス法により補足したCTCは肝転移を有する症例で肝静脈血、門脈血中のCTCは多く、特に間葉系CTCが多く存在しており、さらに上皮系、間葉系の両極の特性をもつ"metastable cell"が肝静脈血中にのみ認めたことから、肝静脈血中CTC特有に変化している遺伝子が肝転移形成能獲得につながる新規ドライバー遺伝子であるという当初の仮説を裏付けうると考えられ、症例集積、解析を進めていく予定である。具体的にはフローサイトメトリーを用いたCTCソーティングの予備実験が終了したため、今後、膵癌切除患者の肝静脈血、門脈血のサンプル収集を行い、RNAseq解析を行っていく予定である。得られたデータをもとに肝静脈血、門脈血中のCTCの遺伝子発現を直接比較し、肝静脈血中のCTCに発現する特有の遺伝子を同定する。研究初年度に予備実験まで終了し、対象症例に関してRNAseq解析を行いうると想定していたが、予備実験終了後に対象症例がなかったため、差引額が生じた。当該年度の差引額を次年度に繰越して今後の対象症例のRNAseq解析として使用する計画である。
発蛍光性不斉誘導体化試薬を用いた光学活性化合物の超微量立体配置解析システムの開発

不斉構造の解析手段としての、円二色性スペクトル(CD)、NMR、HPLCの各種分析法が一つの誘導体化試薬によって、高感度にさらに効率良く行えることができれば簡便で実用的な絶対構造解析法の開発が可能であると考え、これを満足する新しい試薬の設計と合成を試みた。その結果、この条件を全て満たすうえに、高い蛍光性を有した、新規不斉誘導体化試薬、(+)-TBMB並び(+)-TBBカルボン酸の開発を行うことができた。さらに、X-線結晶解析により、その絶対配置を(2S)-配置と決定した。次に、生体成分の絶対配置の解析に両試薬を用いた高感度分析法の開発を試み、以下の分析システムを開発することができた。i)糖のD,L-分析システムの開発還元糖を1-ブロモアセテート体に変換後、TBMBカルボン酸でラベル化を行う反応系を考案し、定量的にラベル化する条件を確立した。本ラベル化反応の開発により、NMR法による簡便分析法、HPLCによる超微量分析法を開発する事ができた。ii)アミノ酸のD,L-分析システムの開発アミノ酸のラベル化は、遊離アミノ酸のアミノ基に直接ラベル化を行う方法と、カルボキシル基をメチルエステル化後ラベル化する方法の2種類を考案した。そしてNMRによる簡便D,L-識別法と、HPLCによる、超微量分析法を確立することができた。iii)グリセリド類のD,L-分析システムの開発光学活性ジグリセリドをシリル誘導体に変化後、アシル基をグリニャ-ル試薬で外したのちTBMB化するラベル化法を確立した。そして、CDを用いた立体配置解析を開発した。また、光学純度を精度良く決定するための、光学活性カラムHPLC法を開発した。本法により、トリグリセリドのリパーゼによる加水分解反応の立体化学を世界に先駆けて明らかとすることができた。iv)絶対構造分析オンラインシステムの試作TBMBラベル化後のHPLCとCDをオンライン化した分析システムを試作した。これにより、標準品を必要とすることなく、グリセリド類の光学純度並びに絶対配置を簡便に決定することが可能となった。本年度は糖およびアミノ酸TBMB誘導体化の条件を確立した。(1)糖のTBMB誘導体化の反応条件糖0.1mMolを触媒量のHC10_4を含む無水酢酸に加え15分間室温で反応させ、アセチル化する。反応液はKHCO_3で中和後、濾過し、濾液はエタノ-ルトルエンを用いて水を除き、25%HBr酢酸溶液と30分間反応させ、ベンゼンを加えて濃縮し、グリコシルブロマイドとする。糖ブロマイドは、2mlのDMFに10mMのKHCO_3と0.15mMのTBMBカルボン酸を加え60°C、1時間反応させる。反応液はNaHCO_3溶液でHBrを洗いNa_2SO_4で乾燥後、(Rf=0.6-0.7,ベンゼン:酢酸エチル=3:1)をかき取り、HPLCの試料とする。

ピラノ-スとしてαおよびβグルコ-ス、ガラクト-ス、マンノ-ス、フコ-ス、ラフィノ-ス、キシロ-ス、アラビノ-ス、リボ-スの12種類の(+)(-)TBMB誘導体を合成した。(2)アミノ酸のTBMB化の反応条件TBMBはヘキサフロロペンテンジエチルアミンを用いてTBMBブロリドに導き、一方アミノ酸はHC1-メタノ-ルを用いてアミノサンメチルエステルとし、TBMBブロリドと反応させた。これによりアミノ酸15種類の誘導体を合成した。昨年度ラベル化条件を設定できた20種類の異なるアミノ酸について、HPLC、NMR,CDを用いた分析を行ない、(1)プロリンとトリプトファンを除くすべてのアミノ酸は、シリカゲルカラム(n-ヘキサン:メタノール)を用いてD,L-分離を可能とすることを明らかとした。(2)同条件において、セリンとスレオニンを除くすべてのアミノ酸においてD-型が先に溶出することを見いだした。(3)NMR分析においてすべてのアミノ酸のD,L-配置並びにその光学純度を決定できることを明らかとした。(4)円二色性スペクトル(CD)分析を行ない、芳香族アミノ酸(Tyr,Phe,Trp)が、D型では、負のL型では正の分裂型コットン効果を230nm付近に与えることを明らかとした。以上の知見をデータベースとし、現在、すべてのアミノ酸、HPLC-CD、NMRによる分析システムの構築を検討中である。TBMB試薬の糖分析システムの開発を検討するため、昨年度ラベル化を行なったTBMB化糖の、HPLC,NMR,CD分析をアミノ酸と同様にして行ない、以下の結果を得た。(5)検討を行なったすべての中性糖のD,L-異性体が逆相型HPLC(ODSカラム、アセトニトリル:水:イソプロパノール)において分離分析可能であることをあきらかとした。(6)NMR分析により、糖誘導体の絶対立体構造を明らかとする方法を確立した。(7)CD分析において、TBMB化糖の立体配置とCDの符号を関連づけた経験則を見いだし、HPLC-CDを組合せた糖の立体構造微量分析が可能であることを示した。アミノ酸と糖分析の他に、分析データベースの拡張のため、グリセロール誘導体を含む7種類のアルコールの誘導体化を行ない、NMRによって分析が可であることをあきらかとした。前年度までに、各種アミノ酸、糖類の(+)-TBMBカルボン酸による立体配置分析法について、検討を行ない、既に、HPLC-円二色性(CD)オンラインシステムを用いた高感度分析システムの試作を行なった^<3、4)>。本年度は、本システムを用いて、脂質の高感度立体配置分析法について検討を行なった。まず、光学活性グリセリドをCD分析に適したベンゾイル誘導体に導くための反応ルートを考案した。つまり、第一級水酸基をtert-butyldimethlsilyl基で保護した後、グリニャール試薬で脱アシル化、OH基のベンゾイルクロリドによるベンゾイル化によって、安定な光学活性グリセリド体へと変換する事ができた。本反応と、順層HPLC-CDオンラインシステムを用いた立体配置解析について検討を行ない、その結果、光学活性グリセリドのR,S-配置を決定するための新しい方法の開発を行なうことができた。この方法をリパーゼによるトリグリセリドの加水分解反応の立体化学をはじめて明らかとすることができた。^<1)>本方法は、光学純度の決定に精度低いため、これを改善すべく、新しく、光学活性カラム-CDオンラインシステムを試作し、これによって光学純度と立体配置が同時に精度良く決定できることが判明した。^<2)>
未解明遺伝性脊髄小脳変性症の臨床・分子遺伝学的解析

2004年に同定した、3p26.1-25.3に連鎖する常染色体優性遺伝性SCDの家系(spinocerebellar ataxiatype15;SCA15)(Neurology2004;62:648-651)について、候補領域内にさらに詳細なマイクロサテライトマーカー5つをデザインし解析した結果、有力な候補遺伝子領域を3番染色体短腕上の約165kbpに絞り込んだ。2.未解明常染色体劣性遺伝性脊髄小脳変性症の遺伝子座および原因遺伝子の探索3.家族性多系統萎縮症(familial MSA)の遺伝子座および原因遺伝子の探索2.未解明常染色体劣性遺伝性脊髄小脳変性症の遺伝子座および原因遺伝子の同定未知の常染色体劣性遺伝性脊髄小脳変性症(AR-SCD)の家系を集積する過程で、既知のAR-ACDの一つであるSacsin遺伝子異常によるSCDの新たな家系を2家系見いだした。両者とも新規の変異であった。一方、Early onset cerebellar ataxia with retained tendon reflexと考えられる6家系について、また、Freidreich失調症の原因遺伝子であるfarataxin遺伝子のGAAリピートの増大を欠くFreudreich型の失調症6家系について、それぞれ全ゲノム(811遺伝子座)のgenotypingを終了した。3.家族性多系統萎縮症(familial MSA)の遺伝子座および原因遺伝子の同定2004年に同定した、3p26.1-25.3に連鎖する常染色体優性遺伝性SCDの家系(spinocerebellar ataxiatype15;SCA15)(Neurology2004;62:648-651)について、候補領域内にさらに詳細なマイクロサテライトマーカー5つをデザインし解析した結果、有力な候補遺伝子領域を3番染色体短腕上の約165kbpに絞り込んだ。2.未解明常染色体劣性遺伝性脊髄小脳変性症の遺伝子座および原因遺伝子の探索3.家族性多系統萎縮症(familial MSA)の遺伝子座および原因遺伝子の探索
金ナノ構造/酸化チタン電極界面におけるプラズモン励起電子移動プロセスの解明

我々は、金ナノ構造/酸化チタン電極界面に波長1050nm付近の近赤外光を照射することにより、金ナノ構造に誘起される局在表面プラズモン共鳴に基づき光電流が観測されることを見出した。しかし、金ナノ構造が示す局在プラズモンがどのようなメカニズムによって金属ナノ構造/酸化チタン基板界面における電子移動を誘起するかについては明らかになっていない点が多く、電子移動ダイナミクスを追跡して、原理を解明する必要がある。そこで、本年度はフェムト秒レーザー励起の光電子顕微イメージングシステムを構築して、金ナノ構造に誘起されるプラズモンを高い空間分解能で観察することを試みた。パルス幅7fsのフェムト秒レーザービームを光電子顕微鏡に導入し、サンプルに集光照射した。サンプルには、金ナノブロック構造(100nm×200nm×40nm)を配列したニオブドープ(0.05wt%)の単結晶酸化チタン基板を使用した。金の仕事関数(4.8eV)よりエネルギーの大きい紫外光をサンプルに照射した場合、走査型電子顕微鏡で観察される金ナノブロック構造と同様の形状の光電子顕微鏡像が観測されたのに対して、波長800nmのフェムト秒レーザービーム(1.55eV)を照射した場合は、構造全体ではなく、構造のエッジ付近が明るい像が得られた。時間領域差分法により金ナノブロック構造の光電場強度分布をシミュレーションしてみたところ、光電場強度の高い構造のエッジにおいて光電子が多く放出されていることが明らかになった。つまり、プラズモン励起によって形成された強い近接場光が、多光子吸収を誘起し、光電場強度分布の高い位置で空間選択的に光電子を放出させ、光電場強度分布を可視化することが可能であることを明らかにした。なお、観測された光電子数は入射光レーザー光強度の3.8乗に比例しており、ほぼ4光子吸収過程を介して光電子顕微鏡像が得られており、金ナノブロック構造が高い光電場増強効果を示すことが明らかになった。
低エネルギー電子による生体分子損傷の第一原理シミュレーション法の開発

放射線照射によって生成する2次電子のエネルギーがイオン化エネルギーより低い場合でも生体損傷を起こすことが最近指摘されている。本研究課題では、低エネルギー電子による生体分子の損傷過程を分子レベルで解明するために、理論的な立場から研究を行った。水や極性分子による余剰電子の束縛機構を理論的に明らかにし、軽い原子の核量子効果の重要性を指摘した。また、低エネルギー電子による多原子分子の解離性電子付着過程の断面積を計算する計算コードを開発した。水アニオンクラスター(H_2O)_nは、凝縮相中の水和電子のモデルとして、これまで盛んに研究されてきた。本年度は、経路積分分子動力学理論を使って核の運動を量子力学的に取り扱い、クラスター構造における核の量子効果について検討した。水アニオンクラスターの経路積分計算を行うには、ポテンシャルエネルギー曲面が必要になる。水-電子ポテンシャルおよび水-水ポテンシャルについては、半経験的関数を利用した。核の位置に応じて、一電子波動関数を離散的なグリッド法によって求め、ポテンシャルエネルギー曲面を得、水の5量体アニオンを対象として経路積分計算を行った。クラスターの構造変化を避けるため、温度は50Kの低温で行い、約200個のビーズを使って計算を行った。計算の結果、水素原子は、量子的なゼロ点振動効果および温度効果によって大きな振幅を持っていることを見出した。また、水素結合の強さによって水素原子の分布は大きく変化ことがわかった。このことは、単にクラスターの構造最適化では理解できないことを示している。経路積分計算で得られた構造揺らぎを用いて電子脱離のスペクトルシミュレーションを行った。また、D置換体についても計算を行い、H原子をD原子に置き換えると、スペクトルのピーク位置が若干シフトし、スペクトル幅も狭くなることを見出した。この結果は、電子脱離スペクトルが原子のゼロ点振動の振幅によって変化することを示している。余剰電子、水および極性分子からなる2成分アニオンクラスターは、生体内における反応や水溶液中での電子移動反応など様々な現象と深い関わりがあり、極めて重要な研究対象である。本年度は水に溶媒和された電子が極性分子へと移動し、分子アニオンが生成する反応機構を理解するため、ニトロメタンと水分子からなる2成分アニオンクラスターについての研究を行った。この系は、最近永田グループによって光電子分光実験が行われた。彼らは、電子束縛エネルギーの異なる2種類の余剰電子の束縛形態が存在すること、電子束縛エネルギーの小さなクラスターについては、脱離エネルギーより小さいエネルギーをもつ光を照射すると、水分子が3つ蒸発したニトロメタン-水3量体のフラグメントアニオンが生じることも見出している。なお、ここで生じるアニオンは余剰電子が原子価軌道にトラップされたアニオンである。そこで本年度は、[CH_3NO_2・(H_2O)_n]^-(n=0-6)クラスターについての非経験的分子軌道計算および長距離補正を取り入れた密度汎関数法計算を行い、余剰電子の特殊な束縛機構について考察した。詳細な構造最適化の結果、水クラスターとニトロメタンによって余剰電子が挟まれた(H_2O)_n{e^-}CH_3NO_2型クラスターと、互いが双極子を同方向に向けている{e^-}(H_2O)_n・CH_3NO_2型クラスターの存在を見出した。エネルギー的には後者の方が安定であったが、前者の構造は溶媒和電子から分子アニオンが生成する過程の中間体とみなすことができ、極めて興味深い。また計算で得られたエネルギーダイアグラムから、光照射実験の結果を定性的に説明することができた。今後、クラスターの構造変化を伴う現象を理解するためには動力学的な取り扱いが必要である。10eV以下という分子のイオン化エネルギーよろも低い運動エネルギーを有する電子が、解離性電子付着過程を経てDNA等の生体関連分子に損傷させることできるが実験的に見出されて以来、電子ビームと分子線を組み合わせた実験的研究が欧米を中心にこれまで盛んに行われてきた。しかしながら、解離の詳細なメカニズムは分子系が複雑であることもあり、よく理解されているとは言いがたい。解離性電子付着過程を理解するには、一時的な寿命をもつアニオンの電子状態を記述できる散乱理論をベースにした、すべての解離過程を記述できる新しい理論が必要である。本年度は多原子分子の解離性電子付着断面積を理論的に計算できる比較的簡便な方法論の開発を行った。一時的なアニオン状態を共鳴状態として取り扱うLocal Complex Potential Mode1に基づいて、まず分子の全自由度を考慮したポテンシャルエネルギー曲面を作成する。分子の中性基底状態のポテンシャルエネルギー曲面上で量子論に基づく経路積分分子動力学計算を実行し、分子構造とそのときの運動量をサンプリングする。これらを初期条件として、アニオンのポテンシャルエネルギー曲面上で古典的なトラジェクトリー計算を行い、同時に電子脱離確率を積算する。これによって、ある程度の量子効果を含んだ解離性電子付着断面積を計算できる。

本年度は、この方法をH_20とCF_3C1の解離性電子付着過程に適用した。H_20については厳密な量子論の結果と比較して良好な結果を得た。また、CF_3C1については実験と比較したところ、解離断面積の温度効果をうまく再現することができることを見出した。今後は、この方法を生体関連分子に適用していく必要がある。
機能性表示食品の消費者行動に関する日欧比較研究

本研究は、以下の2課題を明らかにすることを目指す。1機能性表示食品に対する規制が緩やかな日本と規制が厳しいEUのそれぞれの消費者を対象に、規制の違いが消費者行動に与える影響を明らかにする。2機能性表示食品のヘルスクレームに対する消費者の態度が「肯定」「否定」「中立」の3つのカテゴリーに分類されると仮定し、各カテゴリーの機能性表示食品に対する消費者行動の違いを明らかにする。
王国体制下のコミュニティ支配に関する研究-コンバウン王国の事例から-

王国内の地方村落コミュニティはアティー(平民)とアフムダーン(王務員)で構成されており,これらは人格的紐帯に基づく別々の支配体系に組み込まれていたので,村落の中で住民相互の利害が一致しなかった。日常生活は同一サイクルで展開されていたが,集落に住む人びとの心理的凝集性,すなわち村という社会単位への帰属意識は二次的であった。従ってこうしたコミュニティの中での我われ意識は流動的で,民族なる自覚(エスニシティ)はいまだ生まれていなかった。まずインド史,タイ史,ミャンマー史の研究者を招請して研究会を開催し,前近代における村落社会研究の分析視角についての意見交換を行ない,これまで多くの研究が現代社会の抱える問題との関係を等閑視したところで展開されてきたことを確認した。次いで,前近代社会の人間観とりわけ「民族」意識に関する問題を,ミャンマーにおける古典歌謡(主としてカレン・オーダン)やインドネシアの古典舞踊を題材にして検討する研究会を開催した。その結果,前近代社会における「民族」呼称は,人間を入れる器の形を示したものにすぎないとの結論を得た。これらと並行して,コンバウン王国において住民の半分を占めたアフムダーン・コミュニティの分布とその民族的属性を明らかにする作業を進めた。まず植民地時代最初期に出された,Settlement ReportやGazetteerに含まれる,県(District)ごとの社会経済調査記録から,王朝時代末期,各地に存在したアフムダーン・コミュニティの職能と分布のデータベース化を行ない,ザガイン県,パコックー県,ミンジャン県について完了した。その結果,中央平原地域には騎馬隊アフムダーンが主として存在するという仮説を得ることができた。またシュエボー県に限り,緬暦1145年(1783年)の人口調査簿から,村落別のアフムダーンとアティーの分布を明らかにし,シュエボー県とザガイン県について19世紀中期におけるアフムダーンの地理的分布を地図上で確認することができた。この他,これまでミャンマーで発表されたコンバウン王国史関係の学術論文(博士・修士論文)64点のデータベース化を行ない,広く研究者の利用に供する体制を整えた。また19世紀後半におけるコンバウン王室の動向を知るうえで第1級の史料となるMandalay Diaryを収集・整理し,これを公開すべくpdf化した。まず,大英図書館で,1850年代後半の行政報告書に散見される南部デルタや東部山地の村落支配に関する文書を閲覧し,とくに1856年から58年にかけて当該地域で発生した「カレンの反乱」の内容を明らかにすることにより,近代的民族意識はいまだ創生されているとは見做しがたく,「カレン」は単に同じ言葉を話す人々を総称する際に使われた他称を、自らの敵を明確にするため、首謀者によって使用されたものにすぎないことを指摘した。次に,ミャンマー国中央部で,王国体制下のコミュニティ支配に関する史料,とりわけ騎馬隊アフダーンや異人(「異民族」)に関する史料の収集を行なった。王国時代,騎馬隊が居住したモンユワ周辺の村落やミンジャン地域のタロッミョウやカンナー村などを訪れ,立地や異人に関する痕跡の調査を行なった。そしてパカンヂーでは,18世紀ニャウンヤン期の窟院に描かれた壁画に見られる異人の出で立ちを調査し,「101人種」に関する異人種像を撮影した。この解析により騎馬隊の「民族」構成と,異人が当時の社会に有した意味がかなり明らかになるはずである。この壁画像は,当時の「民族」観を探るうえでも,重要な発見であることは間違いない。加えて愛知大学にて,中国史および日本史の研究者を招いて,第4回「前近代社会へのまなざし研究会」を開催し,ミャンマー以外の近世村落との比較を行ない,やはり前近代国家における村落の支配様式は,文化を中心とするものではなかったことを確認した。さらに第5回の同研究会では,ミャンマー研究者を招請し,ミャンマーにおける民族概念の創生について検討を行ない,その時期は19世紀末期ごろからという合意を得た。その他,前年度からの課題であったアフムダーン・データベースを一応完成させ,ビルマ地図のデータベース化,愛知大学所蔵の,ミャンマーの大学に提出された修士・博士論文のデータベース化を進めた。ミャンマー国ヤンゴン市,マンダレー市,メイッティーラー市,パコックー市の現地調査を2回行い,王国時代における王務員(アフムダーン)と「異民族」に関する史料の収集,とりわけエーヤーワディー川流域にそってパコックー県やザガイン県に現存するニャウンヤン王国時代後半およびコンバウン王国時代前半期の窟院壁画のなかに見られる「異民族」の画像を調査した。以上の史料を精査した結果,王室側が,「異民族」を兵士や宮廷警備隊として積極的に取り込んでいたこと,一集落内にアティー(平民)とアフムダーンが,また別々のアフムダーンが同居しており,こうしたコミュニティが畿内のみならず,王国内に偏在していたことが明らかとなった。

その結果,アティーとアフムダーンは別系統の機構によって支配されていたので,村落の中で住民相互の利害が一致せず,日常生活は同一サイクルで展開されていたが,集落全体が一致して何かに当たるということはほとんどなく,村の縛りなどは存在しなかったという結論が導きだされた。集落に住む人びとの心理的凝集性,すなわち村という社会単位への帰属意識も二次的であった。従ってこうしたコミュニティの中で「民族」は,いつでも変更できる属性としての意味しか有していなかったと考えられる。また副次的に,大英図書館に所蔵されているGovernment of India, Foreign DepartmentのPolitical Proceedings中に散在する「マンダレー日記」の1864年4月13日から1867年4月6日までを収集・校訂し,資料としてPDFで公開できるようにした。さらに,主として植民地時代に作成された5万分の1地図をデジタル化し,これをPC上で容易に検索でき,かつ画面上で拡大縮小できるようシステムを構築し,内外のミャンマー史研究者に配布した。カレンと称される人々の間に,王国時代,われわれカレン人意識が存在したかどうかの解明に集中しすぎたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後のポイントは,かつてE.ゲルナーが指摘したように,王国時代のコミュニティ(村落)は,生活様式,生業形態,言語,儀礼,慣行などがメンバー間で一致せず,彼らが政治的,経済的に生き残れるかは,このような多義性を巧妙に操作し,状況に応じて,アフムダーンであるかアティーであるか,もしくは村民であるかというアイデンティティの中で生きていることを証明することである。その際,前近代社会にあっては,政治と文化は,切り離して考えるということを忘れないようにしたい。
ノロウイルス流行予測のための、下水からノロウイルスを選択的に濃縮する技術の開発

遺伝子定量法であるqPCR法は、培養できないウイルスも定量できるため、環境サンプルや水サンプルだけでなく、臨床サンプルでも広く用いられている。しかし、遺伝子の存在量のみを定量するため、感染性のウイルスを正確に定量できないという課題がある。培養法に頼らない感染性ウイルスの定量法の確立を目的として、抗体濃縮(Immunoprecipitation (IP))とqPCRを組み合わせた手法(以下,IP-qPCR)に注目し、その有効性について基礎検討した。今年度は、食品でのノロウイルス分析法として公定法になっているパンソルビントラップ法を参考にして、ヒト免疫グロブリン製剤を用いたIP-qPCRを流入下水に適用した。GII-ノロウイルス(GII-NoV)とトウガラシ微斑ウイルス(PMMoV)を定量した。そして、従来のqPCRと比較したところ,IP-qPCRのGII-NoVの検出濃度は従来qPCRの25%であった。IP-qPCRのPMMoVの検出濃度は従来のqPCRの513%であった。流入下水中の感染性をもつGII-NoVとPMMoVの量は従来のqPCRで検出される量よりも少ないと示唆された。また、流入下水を希釈してIP-qPCRを適用したところ、GII-NoVは検出されなかった。抗体濃縮によってGII-NoVの量がqPCRの検出下限値を下回ったためと考えられる。そのため、今後GII-NoV濃度の低い放流水や環境水にIP-qPCRを適用する場合、濃縮水量を増やすなどの工夫が必要である。今年度の研究ではGII-NoV及びPMMoVに対して抗体濃縮が有効であると示唆されたが、今後その定量性について調べる必要がある。具体的には、培養可能なウイルスを用いて、培養法、IP-qPCR及び従来qPCRの検出濃度を比較し、定量値がどのように異なるのかを調べる必要がある。パンソルビン法で使われているヒト免疫グロブリン製剤を使った抗体濃縮によって下水中の感染性ウイルスを濃縮できる可能性を示すことができた。研究は順調に進展している。当初の計画とはことなり磁気ビーズは用いていないが、これは、最初の検討段階としては高価な磁気ビーズを用いるよりも、安価なセファロースビーズを用いて検討する方が良い、との判断による。今年度の研究結果からは、もともとノロウイルス濃度が低い水試料に抗体濃縮法を適用すると、GII-NoVの量がqPCRの検出下限値を下回ってしまうことが考えられた。今後この点を検討していく。具体的には、培養可能なウイルスを用いて、培養法、IP-qPCR及び従来qPCRの検出濃度を比較し、定量値がどのように異なるのかを調べる。

そのため、今後GII-NoV濃度の低い放流水や環境水にIP-qPCRを適用する場合、濃縮水量を増やすなどの工夫が必要である。今後この点を検討していく。今年度の研究ではGII-NoV及びPMMoVに対して抗体濃縮が有効であると示唆されたが、今後その定量性について調べる必要がある。具体的には、培養可能なウイルスを用いて、培養法、IP-qPCR及び従来qPCRの検出濃度を比較し、定量値がどのように異なるのかを調べる。当初計画にあった磁気ビーズは、高価なため、初期検討段階で使用するのはふさわしくないと判断し、より安価なセファロースビーズでの検討実験に切り替えたため、物品費を節約することができた。翌年度は、ウイルス濃度が薄い水試料へ対応するための大容量の水試料への適用検討など、当初計画になかった検討項目があるので、その分の消耗品費の増加が見込まれる。また、最終的には磁気ビーズを用いた簡易濃縮法へと移行するので、その意味でも消耗品費の増加が今後見込まれる。このような使用計画に従って、「次年度使用額」と「翌年度分として請求した助成金」と合わせて研究を遂行していく。
心筋L型カルシウムチャネルのクラスタリング機構の解明

骨格筋や心筋が正常に収縮するために, L型カルシウムチャネル(LTCC)とリアノジン受容体が形質膜・筋小胞体膜接合部(接合部)に集積することが必要不可欠である。本研究では心筋型LTCCが接合部に集積するメカニズムを明らかにするための検討を行った。その結果,心筋型LTCCのα_<1C>サブユニットのC末端部位1681-1700に存在するアミノ酸配列が,接合部への局在に必要なモチーフであることが示唆された。横紋筋におけるL型Ca^<2+>チャネル(LTCC)は,形質膜・筋小胞体膜接合部(接合部)でリアノジン受容体とクラスターを形成している。心筋のLTCCが接合部に局在することは効率的な興奮収縮連関に不可欠であるが,LTCCがどのように接合部へ局在するかは明らかでない。骨格筋のLTCCを構成するα1sサブユニットを欠損したマウス由来の骨格筋細胞株GLTは,正常な興奮収縮連関を起こすことが出来ない。しかしGLT細胞にα1sを強制発現させると,α1sは接合部に集積しVDCRを生じる。また驚くべきことに,GLT細胞株に心筋細胞のLTCCを構成するα1cサブユニットを強制発現させても,α1cサブユニットはクラスターを形成しCICRを生ずる。本研究では,このGLT細胞に着目し,心筋LTCCが接合部に局在する機序を明らかにするための検討を行った。α1cサブユニットの細胞内領域を,接合部に局在しないことが知られているP/Q型Ca^<2+>チャネルのα1Aサブユニットおよびイエバエのα1Mサブユニットに置換したキメラ遺伝子を作製した。これらの遺伝子をGLT細胞に発現させた結果,C末端のキメラではクラスターの形成が認められなくなった。さらに詳細な欠失変異体,キメラについて検討を行った結果,α1cサブユニットのC末端に存在する1677-1708番目のアミノ酸残基が,クラスタリングに必要であることが明らかになった。今回同定したモチーフの詳細な機能は現在不明であるが,クラスタリングに関わる他のタンパク質との相互作用に関わる可能性がある。横紋筋におけるL型カルシウムチャネル(LTCC)は,形質膜・筋小胞体膜接合部(接合部)でリアノジン受容体と機能的複合体を形成している。この分子メカニズムを明らかにするために,α1Sサブユニット(骨格筋型LTCCのポアサブユニット)を欠損したdysgenicマウス由来の骨格筋細胞株GLTを用いた研究を行った。昨年までの研究でα1Cサブユニット(心筋型LTCCのポアサブユニット)のC末端に存在する1677-1708番目のアミノ酸残基が,接合部への局在に必要であることを明らかにした。今回,この部位のアミノ酸残基をアラニンに置換し,接合部局在化への影響について検討を行った。その結果,^<1681>LQAGLRTL^<1688>と^<1693>PEIRRAIS^<1700>の2つの部位が接合部へのターゲッティングに重要であることが示唆された。コンピュータシミュレーションによる立体構造予測では,この部位がそれぞれ異なるα-ヘリックスを形成していると予想されており,他のタンパク質との相互作用に関わる可能性もある。また,この部位をアラニン置換した変異体を導入したGLT細胞は,野生型を導入したものと比べて,電気刺激によってカルシウムトランジェントを引き起こす可能性が低下していた。この結果から,今回同定したモチーフが機能的にも重要な意味を持つことが示唆された。
膜タンパク質の1分子レベルでのイメージング,ナノマニピュレーション

キメラ菌体の構築,計測への最適化本間らによって構築されたナトリウム駆動型とプロトン駆動型のバクテリアべん毛モーターのキメラ菌体を用いて回転計測系への最適化を図った.このキメラ菌体はローターはプロトン駆動型由来,ステーターはプロトン駆動型とナトリウム駆動型とのキメラタンパクを有し,ナトリウムイオンの流れによって回転発生することができる.菌体自体はプロトン駆動型である大腸菌を用いるため,安定した回転計測,タンパクの発現の制御,走化性などの情報伝達との関連,など様々なメリットがある.今回我々は,本間らによって構築された菌体を回転計測に適するように改変を行った.具体的には,ニードル状タンパク,Pili,の除去,プロトン駆動型ステータータンパク,MotA,MotBの除去,フィラメントタンパク,FliC,の除去,Stickyフィラメントタンパク,Sticky FliC,の導入,などである.これらの改変により,安定して,正確な回転計測が期待できる.このようにして得られた新キメラ菌体のべん毛の回転はナトリウム依存性を示していることが確認できた.・キメラ菌体を用いた回転計測新しく構築したキメラ菌体を用いて,まず回転の安定性を確認した.その結果,ビブリオ菌を用いた結果に比べて,新キメラ菌体を用いた結果は,非常に安定していることがわかる.これは,ビブリオ菌は極毛のため,斜め,もしくは直立した菌体を用いてしか計測ができないのに対し,新キメラ菌体は側毛であるため,ガラス上に菌体がしっかりと固定されているため,安定した回転計測が可能になったものと思われる.膜タンパク質の研究においては,1分子レベルでの観察,操作といった研究はほとんど手つかずの状況である.これは,膜タンパク質が脂質二重膜という特殊な環境下のみで機能を発現できるため,顕微鏡下で人工的に再構成することが困難であるためと考えられる.本研究では,1分子イメージング,1分子ナノ操作システムに人工平面膜作成技術を利用し,顕微鏡上で直接観察,測定するが可能な脂質二重膜を形成させることを試みた.テフロンの薄板に直径約100ミクロン程度の穴をあけ,デカン,もしくはデカン-クロロホルム溶媒に分散させた脂質を穴に添加した.穴に張られた脂質分子は最初バルク状態であるが,しばらく放置すると中央部に新たなエリアが形成されるようになる.このエリアが脂質二重膜であると考えられる.この二重膜が生体中と同じ状態であるかを確かめる目的で,その流動性に着目した.1分子の脂質分子の運動を見るために,平面膜にあらかじめごく微量のビオチン化した脂質分子を混入し,アビジン化したビーズを結合させ,ビーズの運動から脂質分子1分子の流動性を評価した.また,レーザートラップ技術を用い,ビーズと平面膜状の脂質との結合を促進した.このようにして,平面膜状に結合したビーズの運動を計測することにより,平面膜の拡散定数を見積もることに成功した.その結果は以前の別の手法による結果とほぼ一致するものであった.また,コレステロールを添加することによって,ゲル層の膜の流動性が上昇することが以前から知られているが,平面膜にコレステロールを添加することにより,流動性が上昇することも確認できた.これらの研究から,光学顕微鏡上で平面膜を観察,操作するための基礎技術を確立することができた.現在,この平面膜に鞭毛キーターを組み込み,その回転運動を直接観察することを試みている.膜タンパク質の研究においては,1分子レベルでの観察,操作といった研究はほとんど手つかずの状況である.これは,膜タンパク質が脂質二重膜という特殊な環境下のみで機能を発現できるため,顕微鏡下で人工的に再構成することが困難であるためと考えられる.本研究では,1分子イメージング,1分子ナノ操作システムに人工平面膜作成技術を利用し,顕微鏡上で直接観察,測定するが可能な脂質二重膜を形成させることを試みた.テフロンの薄板に直径約100ミクロン程度の穴をあけ,デカン,もしくはデカンークロロホルム溶媒に分散させた脂質を穴に添加した.穴に張られた脂質分子は最初バルク状態であるが,しばらく放置すると中央部に新たなエリアが形成されるようになる.このエリアが脂質二重膜であると考えられる.この二重膜が生体中と同じ状態であるかを確かめる目的で,その流動性に着目した.1分子の脂質分子の運動を見るために,平面膜にあらかじめごく微量のビオチン化した脂質分子を混入し,アビジン化したビーズを結合させ,ビーズの運動から脂質分子1分子の流動性を評価した.また,レーザートラップ技術を用い,ビーズと平面膜状の脂質との結合を促進した.このようにして,平面膜状に結合したビーズの運動を計測することにより,平面膜の拡散定数を見積もることに成功した.その結果は以前の別の手法による結果とほぼ一致するものであった.また,コレステロールを添加することによって,ゲル層の膜の流動性が上昇することが以前から知られているが,平面膜にコレステロールを添加することにより,流動性が上昇することも確認できた.これらの研究から,光学顕微鏡上で平面膜を観察,操作するための基礎技術を確立することができた.現在,この平面膜に鞭毛モーターを組み込み,その回転運動を直接観察することを試みている.バクテリアは菌体表面に生えるらせん状のべん毛

繊維をスクリューのように回転させることにより,推進力を得て溶液中を遊泳する.バクテリアの細胞膜にはべん毛を回転させる役割を持つモータータンパク質が埋め込まれており,バクテリアはそこから細胞質内に流入するイオンのエネルギーからモーターの回転力(トルク)を作っている.べん毛モーターは現在,H^+駆動型とNa^+駆動型が知られている.H^+駆動型モーターの研究が先行しているが,H^+イオンは水の中で一般的に存在し,モーター部以外にも様々な影響を与えるため,イオンの流れにともなうエネルギー変換の解析は難しく,制限されている.これに対し,Na^+駆動型モーターはイオン勾配を自在に変化させることができ,さらにH^+駆動型モーターにはない回転の特異的阻害剤を用いることができるなど,モーターの機能解析にはよい材料であるといえる.我々は,このNa^+駆動型の菌体を用いて入力であるNa^+の濃度(流入量)を様々に変化させ,またべん毛にかかる負荷を変化させ,出力であるモーターの回転数を計測している.計測は,カバーガラス上に付着させた菌体を位相差顕微鏡で観察し,回転するビーズの像を4分割フォトダイオードに投影する.ダイオードから得られる出力波形の周波数より回転速度,振幅より回転半径を求める.これらの値はトルクを見積もる時に必要となる.Na^+濃度に対する回転速度を計測した結果,べん毛モーターの回転速度はNa^+濃度の増加にともない速くなりNa^+濃度がおよそ50mMに達した時,最高速度に達し飽和状態となった.これは遊泳速度の傾向と一致する.また,異なる大きさのビーズを結合させることにより求めた回転速度と回転半径の実験結果を用いて,べん毛モーターにかかる負荷を変化させた時のトルクを求めた.その結果,Na^+駆動型べん毛モーターのトルク特性として粘性抵抗の上昇のともないトルクは増加し,あるところで一定となる.この結果はNa^+駆動型べん毛モーターがトルク可変型モーターであることを示している.つまり,このモーターは周りの環境に応じてトルクを変化させるメカニズムを持っている可能性を示唆している.本研究の目的は,ナトリウム駆動型べん毛モーターの回転メカニズムを解明することにある.そのために,様々な負荷を与えた状態でのモーターの回転をナノメーターレベルでの計測を行った.回転の計測には,べん毛部にポリスチレンのビーズを固定し,その位相差像を4分割フォトダイオードに投影することにより行った.ビーズを結合することにより,べん毛モーターには生理的環境下とは違う負荷を与えてしまうが,逆に様々なサイズのビーズを固定した状態での回転速度を計測することにより,モーターに様々な負荷を与えることができる.モーターの発生トルクは回転角速度×粘性抵抗係数で表すことができる.この粘性抵抗係数は固定したビーズの自転項,公転項に加えて,べん毛自体にかかるものの和となる.ビーズの径を0.4ミクロン1.6ミクロンまで変えて実験を行った結果,ほぼ回転速度全域におけるトルク特性を計測することに成功した.その結果,発生トルクは低回転域(300Hz)では一定となり,それ以上の回転域において減少する傾向となった.この結果は,プロトン駆動型のモーターと同様であり,ナトリウム駆動型のべん毛モーターと,プロトン駆動型とでは回転メカニズムは共通のものであることを示唆する.さらに,外液のナトリウム濃度を変化させたときの回転速度-トルク関係を計測し,その結果を単純な4状態モデルでシミュレートした結果,非常によい結果を導き出すことに成功した.