hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト人工染色体を用いたセントロメアの高次調節機構の解析

これまでセントロメア近傍のヘテロクロマチンは、この領域に挿入された遺伝子が不活性化される位置効果を示すことから、遺伝子発現のサイレント化と深く係わっていることもよく知られている。代表者らによる研究でも人工染色体上の薬剤耐性遺伝子からの転写と人工染色体形成効率には密接な関連があることが解ってきた。そこで本研究では、哺乳動物の染色体・クロマチンレベルでの転写とセントロメア機能との関連や基本的な染色体機能装置相互間の高次調節機構を解明することを目的として、ヒト人工染色体を用いながら、(1)セントロメア形成に必須な要素の解析、(2)セントロメア形成に伴うクロマチン構造の解析、(3)ヘテロクロマチン化と遺伝子のサイレント化に関する解析、(4)人工染色体のマウス個体への導入法の検討、等の研究を進めた。その結果(1)アルフォイド配列中のCENP-B boxが新規セントロメア構造形成に必要であること。(2)セントロメア形成に関わる蛋白質CENP-BとCENP-Cは相互作用すること。(3)導入DNAに依存したセントロメアのクロマチン構造形成がヘテロクロマチン化により不活性化すること。この時薬剤耐性遺伝子からの転写も低下していること。逆に耐性遺伝子の転写活性化やヒストン脱アセチル化酵素の阻害がYAC上のクロマチン構造を変化させ、不活性化セントロメアを再活性化できること等を明らかにした。(4)マウス受精卵へ人工染色体候補DNAをインジェクションし、導入DNAを保持するトランシュジェニックマウスは得られたが、まだ独立の人工染色体を保持する個体は得られていない。本代表者らは、ヒト培養細胞へヒト染色体セントロメア由来DNAを導入して人工染色体を高い頻度で形成させる系を開発した。このヒト人工染色体にはセントロメア・キネトコア蛋白群が集合し、機能するセントロメア構造が形成される。人工染色体上の薬剤耐性遺伝子からの転写活性は人工染色体形成効率に大きな影響を与えることが解ってきた。本来の染色体セントロメアの近傍にはヘテロクロマチンが形成され、このヘテロクロマチン領域の転写は不活性化されている。そこで本研究では、クロマチンレベルでの転写とセントロメア機能との関連や基本的な染色体機能装置相互間の高次調節機構を解明することを目的として、ヒト人工染色体とクロマチン免疫沈殿法(ChIP)を用いながら、(1)セントロメア形成に必須な要素の解析、(2)セントロメア形成に伴うクロマチン構造の解析、(3)セントロメア不活性化と遺伝子のサイレント化に関する解析、等の研究を進めた。その結果(1)ヒトセントロメア由来のアルフォイド配列中にCENP-B結合能のあるCENP-B boxが存在することが、導入アルフォイド配列上へのCENP-Aを含むセントロメア・クロマチン構造形成に必要であること。(2)CENP-BとCENP-Cは相互作用すること。CENP-Bと相互作用する新規のクロマチン関連因子が存在すること。(3)セントロメア構造はクロマチン構造の変換(サイレント化・ヘテロクロマチン化)によって不活性化すること。この時アルフォイド配列に隣接する薬剤耐性遺伝子からの転写も大幅に低下していること。
全光環境と将来ネットワーク技術の融合を図る新たなネットワーク設計

本研究では,下位レイヤとして全光ネットワークを伝送基盤とし,上位レイヤとしてコンテンツ指向ネットワーク技術やSDNといった将来ネットワーク技術を用いる新しいネットワーク設計方法を確立することを目的として研究を行ってきた.上位レイヤの技術として,コンテンツ指向ネットワークではコンテンツ配置やキャッシング手法等を用いたネットワーク設計の確立を,また,SDNではフローエントリ制限を考慮したネットワーク設計を行った.また下位レイヤでは,エラスティック光パスネットワークの設計を,複数の観点から行った.本研究では,シミュレーション実験及び数値実験により,これらのネットワーク設計の有効性を示した.近年,ネットワーク仮想化やコンテンツ指向ネットワークといった将来ネットワーク技術が提唱され,上位レイヤの形態が急速に変化してきている.本研究では,これらの上位レイヤとしての将来ネットワーク技術と,下位レイヤとしての全光ネットワークの相互作用を考慮した統合的なネットワーク設計手法を確立するために,課題を「(a)コンテンツ指向全光ネットワーク設計」,「(b)仮想全光ネットワーク設計」,「(c)統合ネットワーク設計」の三つの小課題に分け遂行している.課題(a)においては,平成27年度では,課題の第一段階として,コンテンツ指向ネットワーク技術におけるコンテンツキャッシュ問題に取り組んだ.具体的には,分散ハッシュテーブルを用いた情報共有によるコンテンツダウンロード手法を提案し,その有効性を示した.課題(b)においては,仮想ネットワークを実現する技術の一つであるSDN(Software-Defined Networking)に着目し,研究を遂行した.SDNにおいては,データの転送は各SDNスイッチが保持するフローエントリに従い行われるが,SDNスイッチが保持できるフローエントリ数には限りがある.本研究では,フローエントリ集約を用いた経路制御手法を提案し,リンク利用率とフローエントリ数が削減できることを示した.課題(c)においては,課題(a),(b)の統合のために,平成27年度ではまず基盤となる全光ネットワーク設計に着目し,研究を遂行した.具体的には,最適化手法を用いて省電力かつ信号品質劣化の原因となる非線形光学効果の影響の削減を行う全光ネットワーク設計手法を提案し,その有効性を示した.また,将来の光ネットワーク技術であるエラスティック光パスネットワーク設計も併せて行った.研究実績の概要で述べたとおり,本研究は三つの小課題に取り組んできた.「課題(a)コンテンツ指向全光ネットワーク設計」においては,コンテンツ指向ネットワーク技術と全光ネットワークが相互に与える影響を明らかにすることを最終的な目的としているが,平成27年度の段階においては,当初の予定通り主にコンテンツ指向ネットワーク技術に着目し研究を遂行し,新たなコンテンツダウンロード手法を提案した.本研究成果は国内学会において発表している.「課題(b)仮想全光ネットワーク設計」においては,仮想ネットワークを実現する技術であるSDNに着目し,SDN独自の制約であるフローエントリ数を考慮した新たな経路制御手法の提案を行った.本研究成果は国内学会において発表しており,概ね当初の予定通り研究を遂行しているといえる.「課題(c)統合ネットワーク設計」に関しては,平成27年度の段階では,基盤となる全光ネットワーク設計を検討した.本課題では,当初の予定通り,将来の光ネットワーク技術であるエラスティック光パスネットワークに着目し,利用周波数を効果的に削減するようなネットワーク設計を,最適化手法を用いて行った.また,消費電力や非線形光学効果の影響にも着目し,これらを削減するためのネットワーク設計手法の提案を行った.これらの研究成果は,国際学会及び国内学会において発表を行っている.以上により,概ね順調に研究を遂行しているといえる.近年,将来ネットワーク技術の発展により,ネットワークの上位レイヤの形態が急速に変化してきている.本研究では,上位レイヤとしての将来ネットワーク技術と,下位レイヤとしての全光ネットワークの相互作用を考慮した統合的なネットワーク設計手法を確立することを目的とする.そこで,課題を「(a)コンテンツ指向全光ネットワーク設計」,「(b)仮想全光ネットワーク設計」,「(c)統合ネットワーク設計」の三つの小課題に分け遂行してきた.課題(a)においては,コンテンツ指向ネットワークにおけるコンテンツキャッシュ問題及びコンテンツ配置問題に取り組んだ.コンテンツキャッシュ問題では,平成27年度において提案した分散的情報共有によるコンテンツダウンロード手法の改良を行い,その有効性を評価した.また,コンテンツ配置問題では,コンテンツダウンロード時の輻輳発生の回避を目的として,コンテンツ配置場所の決定を行った.その際,問題を数理計画問題として定式化し,その有効性を示した.課題(b)においては,仮想ネットワークを実現する技術の一つであるSDNに着目し,研究を遂行した.本研究では,平成27年度に提案した,フローエントリ集約を用いた経路制御手法の改良を行い,また,数理計画問題として定式化し,その有効性を示した.さらに,SDNをより有効に利用するために,輻輳制御に関する検討も行った.課題(c)においては,課題(a),(b)の統合に向け,全光ネットワーク設計に着目し,研究を遂行した.具体的には,将来の光ネットワーク技術であるエラスティック光パスネットワークにおいて,信号品質の劣化の要因となるクロストークの削減を行うネットワーク設計を行った.また,エラスティック光パスネットワークの周波数利用効率の最適化を行うネットワーク設計も併せて行った.さらに,省電力全光ネットワーク設計も行った.研究実績の概要で述べたとおり,本研究は三つの小課題に取り組んでいる.「課題(a)コンテンツ指向全光ネットワーク設計」においては,コンテンツ指向ネットワーク技術と全光ネットワークが相互に与える影響を明らかにすることを最終的な目的としているが,平成28年度では,コンテンツ指向ネットワーク技術に主に着目し研究を遂行してきた.その結果,コンテンツダウンロード手法の改良及びコンテンツ配置手法の提案を行った.これらの研究成果は国内研究会及び国際会議において発表している.「課題

(b)仮想全光ネットワーク設計」においては,仮想ネットワークを実現する技術であるSDNに着目し,SDN独自の制約であるフローエントリ数を考慮した経路制御手法の改良を行った.また,問題を数理計画問題として定式化することにより,最適設計を行った.さらに,SDNを有効利用するために,輻輳制御に関する検討も行った.これらの研究成果は国内研究会及び国際会議において発表しており,さらに,論文誌へ投稿済みであり,概ね当初の予定通り研究を遂行しているといえる.「課題(c)統合ネットワーク設計」に関しては,基盤となる全光ネットワーク設計を検討した.本課題では,将来の光ネットワーク技術であるエラスティック光パスネットワークに着目し,伝送信号品質の劣化の要因となるクロストークの削減を行う全光ネットワーク設計を行った.また,周波数利用効率の最適化を行う全光ネットワーク設計や,省電力全光ネットワーク設計も併せて行った.これらの成果は,国内研究会,国際会議,および英文論文誌において発表している.以上により,概ね順調に研究を遂行しているといえる.近年,将来ネットワーク技術の発展により,ネットワークの上位レイヤの形態が急速に変化してきている.本研究では,上位レイヤとしての将来ネットワーク技術と,下位レイヤとしての全光ネットワークの相互作用を考慮した統合的なネットワーク設計手法を確立することを目的とする.そこで,課題を「(a)コンテンツ指向全光ネットワーク設計」,「(b)仮想全光ネットワーク設計」,「(c)統合ネットワーク設計」の三つの小課題に分け遂行してきた.課題(a)においては,コンテンツ指向ネットワークにおけるコンテンツキャッシュ問題及びコンテンツ配置問題に取り組んだ.コンテンツキャッシュ問題では,これまでに提案した分散的情報共有によるコンテンツダウンロード手法の改良を行い,その有効性を評価した.また,コンテンツ配置問題では,コンテンツの人気度に応じたコンテンツ配置問題を数理計画問題として定式化し,それを解決する手法の提案を行い,その有効性を示した.課題(b)においては,仮想ネットワークを実現する技術の一つであるSDNに着目し,研究を遂行した.本研究では,これまでに提案した,フローエントリ集約を用いた経路制御手法の改良を行い,その有効性を示し,その成果を英文論文誌で公表した.さらに,SDNをより有効に利用するために,TCPの輻輳制御に関する検討も行った.課題(c)においては,課題(a),(b)の統合に向け,全光ネットワーク設計に着目し,研究を遂行した.
長期TPN施行の及ぼす薬物体内動態への影響

【目的】長期TPN施行下における薬物体内動態への影響を明らかにするために、ラットを用いin vivoにおいて長期TPNの及ぼす薬物体内動態への影響の可能性を検討することを目的とする。まず、検討のためのモデル動物の確立を第一の目的とする。【方法】使用動物:SD系雄性ラット(9週齢)方法:ラットに1夜絶食後、エーテル麻酔下、頚静脈にカテーテル留置術を行った。その後TPN液の投与を開始し、14日後に小腸サンプルを採取した。群構成:TPN(脂肪0%)群、ミキシッド群、Sham群(Sham群:カテーテル留置したが、輸液は投与せず、飼料にて飼育)評価項目:小腸組織病理検査(絨毛高)、パラフィン切片を作成、HE染色の後、光顕下にて絨毛高を測定【結果および考察】各群4から5匹で行い、小腸組織の病理組織像を、十二指腸、空腸、回腸の3部分に分け評価した。小腸絨毛高は、コントロールである経口飼料で飼育されたSham群に比較し、TPN群(脂肪0%および脂肪20%配合)のどちらも減少傾向が認められた。空腸および回腸での萎縮が大きく、十二指腸での萎縮はやや小さかった。2週間のTPNにおいても感染を起こさず、飼育可能でありかつ腸管壁の萎縮が認められた。in vivoにおける体内動態試験を行えるモデル動物の確立ができたことから、動態試験に展開させることが可能であることが確認された。腸管壁に発現する薬物体内動態規定因子(CYP3A4,MDR1)の、蛋白レベルおよび遺伝子レベルでの検討および、シクロスポリン、バルプロ酸の薬物体内動態の検討に発展させて行くことが可能となった。
内皮細胞分化調節遺伝子の心臓発生、分化に対する役割

内皮細胞の分化や血管発生における分子生物学的機序を明らかにする目的で、胎生早期に血管内皮細胞に特異的に発現し、心臓・血管の分化、発生を調節する遺伝子のクローニングを行った。
奥羽地方における宗教勢力展開過程の研究

戦国時代江戸時代前期に、奥羽地方に中央仏教勢力がどのように浸透していったか。この点に焦点をしぼり、次のような作業を行い、考察をくわえた。(1)清浄心院所蔵の清浄心院・金光院供養帳の整理とデータ・ベース化により、秋田・庄内・仙北地方での高野山勢力の浸透は、大名・家臣クラスから次第に町・湊・鉱山の富裕者にひろがってゆく。秋田藩主佐竹家の清浄心院と師檀関係を結んでいることに見られるように、政治権力と提携する形で展開した。(2)また盛岡藩には厖大な藩史料が残されているが、その一部の翻刻・吟味をくわえた。南部家も遍照光院との師檀関係を江戸期にも継続していることが確認されるが、それが領内真言宗寺院統制の中心になっている。佐竹・南部らの大名家は戦国期からの師檀関係を領内全域に広げつつ、領域統治の基礎固めに利用していた。(3)大谷大学所蔵の粟津申物帳の奥羽関係記事のデータ・ベース化を行い、曹洞宗信者の最上氏の一部にも浄土真宗がはいっていること、また越前三国から津軽鰺ヶ沢に移住した盛家は越前以来の本願寺との関係を継続していることが確認される。この盛家の近世文書には本願寺参詣を示す史料もみられるが、こうした文化的力量は同家が津軽藩にて役負担に応ずる基礎を形成していた、と考えられる。こうしてみると、奥羽地方では、大名家と中央仏教勢力とが師檀関係などにより結びつつ、領内に教線を広げたのであり、これが文化的領内統合の基礎のひとつとなっていた、と予測される。本年度は、高野山・岩手県盛岡市を中心に、以下のような史料収集を中心とした調査を実施し、あわせて関係史料の写真撮影と目録化を行った。1、高野山清浄心院に所蔵されている中世・近世期の史料群のうちから、過去帳・月牌帳を中心に中世・近世以降の秋田・庄内地方の真言宗教団と信徒の動向についての史料を収集し、整理・目録化を行った。2、盛岡市を中心として、旧盛岡藩領の寺社支配と寺社の動向について史料を収集・整理した。3、盛岡藩領の寺社支配と寺社の動向の確認のために、本年度は、秋田県鹿角市周辺に点在する寺社について縁起などの史資料を収集した。4、盛岡藩の寺社政策が藩政にとっていかなる位置を占めていたかを、藩政史料をもって明らかにするために、盛岡市中央公民館の南部家関係史料を調査・収集した。5、教団・信徒の動向に関する史料収集のために京都・叡山文庫、大谷大学図書館・龍谷大学図書館等への調査を行った。6、上記の作業にあわせて、対比のために北関東を中心とした自治体史編纂室及び公共の図書館・資料館・博物館への史料調査を実施した。7、本年度の調査によって得られた成果を、逐次、公開を目的としたデータベース化をはかった。本年度は、和歌山高野山・岩手県盛岡市を中心に、以下のような史料収集を中心とした調査を実施し、あわせて関係史料の写真撮影と目録化を行った。1、高野山清浄心院に所蔵されている中世・近世期の史料群のうちから、過去帳・月牌帳により中世・近世以降の秋田・庄内地方の真言宗教団と信徒の動向について史料を収集し、整理・目録化を行った。4、盛岡藩の寺社政策が藩政にとっていかなる位置を占めていたかを、「雑書」「寺社」、また江戸藩邸とのかかわりをみる上で「御在府留」を中心とする藩政史料を検討素材に選定した。これらの調査・収集を盛岡市中央公民館の南部家関係史料によって行った。

5、教団・信徒の動向に関する史料収集のために、大谷大学図書館・龍谷大学図書館等への調査を行い、大谷大学所蔵「粟津申物帳」については筆耕を進めた。6、上記の作業にあわせて、対比のために北関東を中心とした自治体史編纂室及び公共の図書館・資料館・博物館への史料調査を実施した。7、本年度の調査によって得られた成果を、逐次、公開を目的としたデータベース化をはかっていった。(1)本研究は、奥羽地方における宗教勢力、特に中世・近世の歴史的なあり方を追求しようとするものである。そのための方法の一つとして、本年度は咋年度に引き続いて高野山清浄心院の所蔵する奥羽地方関係の供養帳の調査を行なった。この資料の分量は多く、調査研究による充実した学問的成果が期待できるものである。また、研究に便宜ならしめるために、データ入力を続けており、今年度も追加のデータ入力を行なった。(2)近世における盛岡藩領の寺社政策の研究も、興味あるものである。本年度は、これも昨年度に引き続き同藩の記録である『寺社』を中心としての解読によって、基本的な資料を得るべく作業を行なった。当然ながら、この記録の成立と特質とを明らかにする必要もある。そのため、盛岡藩領内とその周辺地域の実地調査を行ない、研究成果として報告できるような基礎作業を行なった。また、過程で寺社政策に関する新たな史料を発見することもできたので、その研究も始めている。(3)北陸地方から南奥羽地方における寺院調査も行ない、本研究の主な対象としている地域の寺院との比較も行なった。南奥羽地方では、中世から近世に移行する過程で、かなりの寺院が転派している。例えば浄土真宗が曹洞宗に転派し、寺名も微妙に変えているが、しかし本尊は浄土真宗に一般的である仏像であるといったようなことがある。このようなことにために、ために調査の作業が複雑になることも多いが、しかし興味深い成果も得られている。(4)主に浄土真宗を中心とする京都の寺院に所蔵する関係史料の調査も行ない、本研究の進展に寄与すべく作業を進めた。1.昨年度までの、高野山清浄心院の東北・関東関係の供養帳の調査結果のデータベース化を補足的に充実させ、真言宗の戦国末から近世中期にまでいたる地域ごとの特徴について分析を行った。このことによって、秋田三郡などにおけるこれまで不明であった秋田氏支配下の宗教状況が判明し、戦国期の秋田氏家臣団や有力商人の存在、および秋田氏の転封と佐竹氏の入部という近世への展開のなかでの変容について、新たな史料化が可能になった。2.近世における宗教勢力展開の動向を、盛岡藩の『寺社』の解読を継続することによって明確化した。とくに、修験における羽黒派の動きを基軸とする本山派との対抗関係の歴史具体的なあり方を、盛岡藩という政治権力の指向を中心的に調査し考察し得た。この点において、とくに、中世から近世前期にいたる寺社政策の展開が具体的に把握できる同史料の巻一について翻刻と対校を行った。この成果は同時に、3.で掲げる新たな研究視角を現化することになった。3.『寺社』のなかから、盛岡藩の菩提寺となった高野山遍照光院関係の史料を重点的に取り上げ、盛岡藩家老席日誌『雑書』などの藩政史料との対象を行い、同院が盛岡藩領に持った布教・宗教行為の実態と権力の関わりを考察した。この中で、津軽地方における近世に入っての高野山遍照光院から遍照尊院への菩提寺の変更の政治的経緯が明らかになった。4.研究成果として報告する内容の補充的な調査を行い、奥羽地方と浄土真宗に代表される宗教勢力の中核となった各教団の所在する畿内及び北陸などの寺院調査を継続し、大谷大学に所蔵される「粟津申物帳」の分析を行った。
網膜軸索路形成に及ぼすコンドロイチン硫酸の構造多様性の効果

MO-225モノクローナル抗体によって認識されるコンドロイチン硫酸(CSs)は(1)網膜軸索路形成期のニワトリ胚において網膜軸索路を取り囲むneuropilに高密度で存在するとともに、(2)視索の深層で網膜軸索路を取り囲むMO-225陽性のneuropilに接して走行する網膜軸索の細胞膜外表面に提示されていた。これらの結果はMO-225によって認識される特定の構造を有するCSは網膜軸索路の境界の規定に関わるとともに、視索の内部に認められる発生段階に依存した網膜軸索の層状の走行(chronological sorting;初期に走行する軸索は視索の深層を、後期に走行する軸索は視索の浅層を走行する)に関わることを示唆した。MO-225の認識するCSの構造を詳しく解析するために、AからEユニットをそれぞれ濃縮したCS標品の脂質誘導体(CSs-PE)を疎水的に吸着させたポリスチレンビーズ(CSビーズ)を作成した。CSビーズのフローサイトメトリーを行い、MO-225の抗原特異性を検討したところ、D,E,およびCユニットを豊富に含むCSビーズに高い親和性を示した。以上の結果はD,E,またはCユニットを含むCSsが網膜軸索路形成とchronological sortingに関わることを示唆している。MO-225によって認識されるCSsの網膜軸索路形成における機能を調べるために、MO-225陽性CSの時間的空間的分布を胚において操作することを試みている。DユニットCSの生成に深く関わる酵素、ヒトUronyl 2sulfotransferase(UST) cDNAを入手し、UST-IRES-GFP vectorを作成した。その他の酵素についても同様のvectorを作成中である。現在、ニワトリ胚へ電気穿孔法によって導入を行いつつある。
複合汚染農地の客土による更正

複合汚染農地の水田転用は、稲体へのカドミウムの移行が懸念される。本研究では、青森県内のリンゴ園土壌中の各種重金属濃度を調査したうえで,複合汚染農地の水田転用を想定して成層水田模型を作製し、客土(層厚や混層耕)及び浸透型が稲に及ぼす影響を調査した。土壌調査では、銅などの重金属濃度が高い園地が観察された。成層水田模型実験で、客土厚を12.5cmと薄くしても下層の汚染土濃度を1.0mg/kg以下にすると浸透型に関わらず汚染米が検出されず、また客土厚25cm以上が浸透型の如何によらず安全という結果となった。混層耕と組み合わせた経済的な客土厚及び浸透型の相違による玄米への影響が明らかとなった。リンゴ園の土壌は長年銅などを含む農薬の使用がなされ、各種重金属の蓄積が嫌煙されている。こうした背景のもと、津軽地方で代表的な土壌タイプ(黒ボク土、褐色森林土、沖積土)のリンゴ園(いずれも30年以上利用)で鉛直方向のカドミウム、ヒ素、銅、鉛及び亜鉛の濃度についてライナー採土器を用いて採土し、その実態を調査した。なお、併せて基本的な鉛直方向の物理性も解明した。その結果、どのリンゴ園でも5成分の濃度は鉛直方向に低下する結果となった。但し、褐色森林土のリンゴ園では、下層のカドミウム、鉛、銅及びヒ素濃度が上層に比べ高く、リンゴ園造成時の切り盛りの影響が認められた。しかし、各成分とも表層が高く、下層への移動量は少なく、土壌の吸着力が強いことが明らかとなった。この3地区は、年降雨量が1,300mmと少ないことも一因と推測された。今回のリンゴ園では、一般農地に比べ5成分の濃度が高い傾向にあったが、黒ボク土ではヒ素及び亜鉛の濃度基準以上の結果となった。なお、地下水位は1m未満で、かつライナー採土器の圧縮率はほぼ5%未満であった。カドミウム汚染農地から採取した水田土及び人工的に銅濃度を汚染基準以上にした土を用い、成層水田の模型を作製しその浸透型(開放浸透、閉鎖浸透)を切り替えて、稲の生育収量及び玄米中のカドミウム濃度を測定した。その模型は、作土(10cm)、すき床(10cm)心土(約45cm)とし、汚染土及び非汚染土を所定の密度で充填し作製した。試験には、カドミウム濃度が約2ppmの土を用いた客土厚20.0cm及び25.0cmの模型4と銅濃度150ppmで客土厚12.5cmを目標とした模型2の合計の6模型を用いた。その結果、各模型の開放浸透層は酸化層となり、閉鎖浸透層は還元層となった。このことより、稲のカドミウム吸収が旺盛な出穂前後3週間の根環境の相違が明確な試験条件となった。統計処理の結果、草丈や茎数などの生育及び穂数や玄米数などの収量における有意差は認められなかった。しかし、開放浸透層を下層に持つ模型の玄米中のカドミウム濃度は、客土厚12.5cmで0.17ppm、客土厚20cmで0.1ppm、客土厚25cmで0.05ppmとなった。これらの値の間に5%水準の有意差が認められた。更に、全層閉鎖浸透模型では、玄米中のCd濃度は、いずれも日本の非汚染地の玄米濃度以下となった。このように、浸透型の違い、及び客土厚の相違により玄米中のCd濃度が大きく異なることがわかった。銅を用いた模型でも玄米中の濃度は、開放浸透層を持つ模型が全層閉鎖浸透層模型に比べ、高い値となることが判明した。成層水田模型の6模型において、複合汚染となるヒ素や鉛の濃度も測定したが玄米中の濃度における有意差は明確とはならなかった。本研究により、農地の土壌汚染対策に重要な客厚の最小化や汚染が浸透型により制御されることは実際の復旧工事における費用の低減や環境破壊の改善の一助となる意義が高い。初年目は、汚染農地の実態解明を実施し、2年目は汚染農地の模型を作製し、浸透型を明確にしつつ、生育収量や銅やカドミウムの濃度を相違を解明する予定であった。2年目は、8模型を作製し、銅やカドミウムの汚染と玄米中の濃度などを解明でき、かつ論文を受理されたことより、概ね順調に進展していると判断した。本研究では、日本一のりんご産地である青森県のリンゴ園における重金属濃度の鉛直分布とその影響が懸念されるカドミウム(Cd)、ヒ素(As)及び銅(Cu)を中心として、重金属濃度の実態解明と水田転換時のCd及びCu等の複合汚染農地対策を中心に検討した。初年度は、沖積土、クロボク土、褐色森林土からなるリンゴ園地で、ライナー採土器で深度別に土を採取し重金属濃度分布を調査した。その結果、クロボク土樹園地の表層土で日本の樹園地のCd平均値のより1.5倍、Asでは20mg/kg台、亜鉛で400mg/kgと高かった。Cu濃度は、褐色森林土下層で125mg/kgを越えていた。樹園地によりかなり変動が激しいことが分かった。労働力不足からこのような樹園地を水田戻した場合は、重金属の影響が懸念された。

2年目は、客土(12.5cm)をもつCd汚染成層水田模型を作製し、下層の汚染土にCdを想定し、この濃度を0.5mg/kg、1.0mg/kg、2mg/kgに希釈し、かつ下層の浸透型(閉鎖浸透と開放浸透)を制御し、薄い客土の場合の混層耕の効果を調査した。その結果、同一客土厚では、下層のCd濃度を1.0mg/kg以下にした場合、玄米中の濃度が非汚染地のCd濃度と近似し、安全(危険率5%)であることを浸透型の如何にかかわらず明らかにした。3年目は、Cd汚染土濃度を2mg/kgとし、客土厚(12.5cm、20.0cm、25.0cm)と浸透型を制御した成層水田模型を作製し、玄米中のCd濃度への影響を調査した。その結果、客土厚が25cmの成層水田模型の玄米中のCd濃度は、浸透型の如何にかかわらず、非汚染地の玄米中のCd濃度と同じくなった。しかし、20cm以下の場合は、汚染米となることが判明した。以上のことより、浸透型を明確にした汚染対策の有効性が明らかとなった。複合汚染農地の水田転用は、稲体へのカドミウムの移行が懸念される。本研究では、青森県内のリンゴ園土壌中の各種重金属濃度を調査したうえで,複合汚染農地の水田転用を想定して成層水田模型を作製し、客土(層厚や混層耕)及び浸透型が稲に及ぼす影響を調査した。土壌調査では、銅などの重金属濃度が高い園地が観察された。成層水田模型実験で、客土厚を12.5cmと薄くしても下層の汚染土濃度を1.0mg/kg以下にすると浸透型に関わらず汚染米が検出されず、また客土厚25cm以上が浸透型の如何によらず安全という結果となった。混層耕と組み合わせた経済的な客土厚及び浸透型の相違による玄米への影響が明らかとなった。予定では、リンゴ園の土壌の汚染状況を代表的な土壌タイプである黒ボク土、褐色森林土、沖積土のリンゴ園で、鉛直方向のカドミウム、ヒ素、銅、鉛及び亜鉛の濃度についてその実態及び基本的な鉛直方向の物理性も解明することとしていた。津軽地方の3タイプの土壌での4成分の濃度解明と基本的物理性の解明をほぼ修了した。その成果は、地域の試験場との情報交換会でポスターとして展示した。銅汚染模型の稲の生育収量及び銅の吸収特性の解明を進める予定である。具体的には、銅汚染土壌を農地の汚染濃度基準125ppmより大きな値の2模型と小さな値の2模型を作製し、下層の浸透型を制御し、影響を解明する計画である。この濃度の制御は、混層耕という方法をとるが、室内実験で所定の濃度の土を作製し、客土厚を12.5cmとして実施する予定である。また、生育収量調査の他に、土壌及び玄米中のヒ素などの濃度測定をし、複合汚染対策に混層耕が有効であることを、浸透型を明確にした条件下で解明する予定である。農学複合汚染土の土壌を用いた研究の解明のために、イネを植えた成層模型を作製し、生育収量を調査し、各種汚染物質の濃度を解明する。特に、下層の汚染を銅のみの汚染となるように作製し、下層の浸透型と銅の移動や生育収量への影響を客土厚が薄い条件(10cm)で実施し、その影響を解明する。来年度以降、複合汚染土を用いたイネの各部位(玄米、茎葉、根)の濃度分布を統計処理できる検体数確保する必要がある。そのため、本年度は来年度の分析数が十分確保できることを目標とした。そのため費用を繰り越すこととした。複合汚染土を用いたイネの各部位(玄米、茎葉、根)の濃度分布を統計処理できる検体数確保する必要がある。そのため、本年度は分析数が十分確保できることを目標とし、そ昨年度の分と併せて費用を使用することとした。
インタエレメント化合物の錯体触媒反応に関する研究

我々は14族元素化合物の触媒的活性化反応研究の一環として,ケイ素の強い酵素親和性を活用するシリル化,シアノ化,ならびにアシル化反応の開発を行ってきた。このうちシアノ化反応に対しては,対応する触媒反応活性種に対応する金属錯体を単離あるいは別途合成し,その構造並びに反応性を検討した。その結果,酸化的付加反応ならびに金属交換反応は極めて速いものの,生成物であるシアノ化体を与える還元的脱離反応は遅く,過剰のトリメチルシリルシアニドが存在するときにのみ進行することを明らかにした。炭素13でラベルしたトリメチルシリルシアニドを用いた反応により,触媒活性種のパラジウムシアノ種とトリメチルシリルシアニドのシアノ基が交換することにより,強く相互作用していることを明らかにした。さらに,シアノ化反応をプロパルギルエステル類のシアノ化反応に適用した。反応はパラジウム錯体触媒の存在下容易に進行し,対応するシアノ化アレンを高収率で与えた。反応溶液の^<29>SiNMRを測定すると,未反応のトリメチルシリルシアニドの吸収の他に,メトキシシランの吸収が現れた。反応においては,脱炭酸の後に発生したメトキシ基をトリメチルシリル基が有効に補足していることが明らかになった。さらにトリメチルシリルシアニドを過剰用いた場合,さらにシアノ化が進行し,ビスシリル化生成物が高収率で得られた。
知識工学の概念による波浪エネルギー変換器の最大エネルギー変換制御

波浪エネルギーは化石燃料やウランのように枯渇することなく,かつ日本の周辺に豊富に存在するため,我国の將来の重要なエネルギー源となりうる.しかし,実用化のためには入波するエネルギーレベルや波形,波長などが著しく変動するため,最大エネルギー変換器を維持する制御を行う必要がある.1)まず,最適浮体形状に対する研究を行った.入射波によってエネルギー変換の浮体を上下および回転運動させる場合に浮体の形状が大きく変動効率に影響する.そこで規則波入射に対して2浮体型システムにおける最適浮体形状を理論的に検討した. (論文1).2)また,不規則入射波に対して最大エネルギー変換のできるように予測制御を理論的に研究し,シミュレーションによって実証した.対象は1浮体とし,入射波による上下運動について研究を行った(論文2).このときの制御則はPI, PID制御則である.3)所で知識工学による制御は現在のところ静的な問題を扱うことが主であるから,直ちに本対象に適用するには理論的,実際的に困難である.そこでまず, 2次安定系や不安定系を対象としてプロダクションシステム,適応プロダクションシステムを構成して理論的に検討した.この結果によれば知識工学の概念によって動的制御も可能なことが判明した. (論文予定3)従って複雑なエネルギーシステムにも知識工学の概念は適用できる見通しがついた.4)さらに,不規則入射波に対して浮体の回転運動も含む予測理論を研究し現在発表を準備中である. (論文予定4)今後の研究の展開に関する計画知識工学の概念を動的制御に適用するには(1)適切な制御則,(2)学習制御のアルゴリズム,(3)適切な計画速度が必要であり,今後は2浮体変換器について大型計算機による研究をを計画中である.波浪エネルギーは化石燃料やウランのように枯渇することなく,かつ日本の周辺に豊富に存在するため,我国の將来の重要なエネルギー源となりうる.しかし,実用化のためには入波するエネルギーレベルや波形,波長などが著しく変動するため,最大エネルギー変換器を維持する制御を行う必要がある.1)まず,最適浮体形状に対する研究を行った.入射波によってエネルギー変換の浮体を上下および回転運動させる場合に浮体の形状が大きく変動効率に影響する.そこで規則波入射に対して2浮体型システムにおける最適浮体形状を理論的に検討した. (論文1).2)また,不規則入射波に対して最大エネルギー変換のできるように予測制御を理論的に研究し,シミュレーションによって実証した.対象は1浮体とし,入射波による上下運動について研究を行った(論文2).このときの制御則はPI, PID制御則である.3)所で知識工学による制御は現在のところ静的な問題を扱うことが主であるから,直ちに本対象に適用するには理論的,実際的に困難である.そこでまず, 2次安定系や不安定系を対象としてプロダクションシステム,適応プロダクションシステムを構成して理論的に検討した.この結果によれば知識工学の概念によって動的制御も可能なことが判明した. (論文予定3)従って複雑なエネルギーシステムにも知識工学の概念は適用できる見通しがついた.4)さらに,不規則入射波に対して浮体の回転運動も含む予測理論を研究し現在発表を準備中である. (論文予定4)今後の研究の展開に関する計画知識工学の概念を動的制御に適用するには(1)適切な制御則,(2)学習制御のアルゴリズム,(3)適切な計画速度が必要であり,今後は2浮体変換器について大型計算機による研究をを計画中である.波浪エネルギー変換器は作動状態が気象によって頻繁に変り、特に入力エネルギーレベル,周波数特性が変化するため、最大エネルギー変換効率制御が必要である。工学的制御方式は定係数線形システムに対する方式が大半であり、状態変動を補うには適応制御があるが、その制御則は十分明らかでない。所が人間の制御動作には融通性があり、状況に応じて最適条件を追求できる可能性をもつ。しかし、現在の知識工学では時間的要素が十分考慮されてないので動的制御には適用し難い。本研究では直接、制御対象を最適制御する人間の制御動作を実験的に観測し、解析して制御則を見出そうとするものであり、第1年目の研究実績は以下の通りである。研究経過1.制御対象をまず、2次および3次の低次線形システムと仮定し、計算機によってシミュレートさせ、操作と応答の時間的経過をデイスプレイ上に表示させた。2.人間の手動操作による入力はA-D変換器を通してシステムに与え、実時間で応答させ、人間に連続的に応答を観測しつつ対応する制御を行せた。3.主な制御法は目標値変化に対する人間による最短時間制御とした。4.操作と制御応答の評価のためFFTを用いて周波数スペクトルに変換した。主な研究成果1.本研究手法によれば広範囲のパラメータ変化に対するデータが求まる。2.操作と応答の周波数スペクトルから人間の制御動作の熟練に伴う経過にはかなり著しい特色があることを見出した。第2年目には以上の研究手法を主目的である2学体型エネルギー変換器を対象として最大エネルギー変換効率を維持することのできる制御則を求める計画である。
麻薬・覚醒剤中毒の脳内代謝に関与する酵素系についての酵素学的・免疫組織学的研究

麻薬・覚醒剤の代謝に関与する酵素系について検討した。今回は、フラビン(FAD)含有モノオキシゲナーゼ(FMO)に注目し、酵素学的・免疫組織学的に検討した。第1に、ラット肝ミクロゾーム中のFMO活性の死後変化について検討した。メチマゾール(MEM)とトリメチルアミン(TMA)を基質に用い、分光学的に活性を測定した。いずれの基質を用いた場合でも、死後6時間で最高の活性が得られ、それ以後FMO活性は徐々に低下し、死亡直後の活性と比較し、死後48時間での活性は、それぞれ、9±1%(MEM)、23±5%(TMA)であった。このような結果から、FMO活性は薬物代謝酵素活性の死後の安定性の指標として寄与し得ることが示唆された。第2に、人屍例について、その各臓器でのFMO活性の特性について検討した。人屍脳11例での皮質、髄質、視床、橋、延髄等、各部位ごとにミクロゾーム分画を調製しFMO活性を測定した。その結果、MEMを基質に用いた場合、皮質での活性が高値を示し、髄質、橋、延髄での活性は極めて低値を示し、FMO活性の脳内での局在性が示唆された。さらに、FMOの組織中の分布をブタ肝から精製したFMOのポリクローナル抗体を用い、免疫組織学的に検討したところ、腎では、近位・遠位尿細管および集合管は染色されたが、糸球体は染色されず、FMOの局在性が認められた。また、肝では、肝細胞はすべて染色されるが、染色性は均一ではなく、中心静脈周辺領域(ゾーン3)に濃染された。これらの結果から、薬物代謝の局在性の検索には、免疫組織学的検索が優れた手法であることが明らかにされた。第3に、薬物代謝にFMOは関与することから、実際の薬物中毒死事例で、その薬物代謝の動態について法中毒学的に考察した。法医学領域において、麻薬・覚醒剤中毒の発現機序は、代謝経路を含め解明すべき多くのことが残っている重要なテーマである。従来、麻薬・覚醒剤の代謝産物についての検出同定については多くの研究がなされてきたが、特に脳での麻薬・覚醒剤代謝に関与する薬物代謝の酵素系については未だ充分には解明されていない。そこで、麻薬・覚醒剤の代謝に関与するといわれる酵素系について検討した。本年度は基礎実験として特に、人屍例21例にて肝臓ミクロゾーム中の薬物代謝酵素系についてその活性相関を検討した。パラメーターとしては、肝組織1gあたりの蛋白質量、NADPH-シトクロムP-450レダクターゼ活性、シトクロムb_5量、シトクロムP-450量、アニリンパラハイドロキシレース活性、パラニトロアニソールO-デメチレース活性、UDP-グルクロニルトランスフェラーゼ活性、グルタチオンS-トランスフェラーゼ活性を選択した。その結果、第1相の薬物代謝酵素の酵素群は互いによく正の相関関係が得られた。第2相の薬物代謝酵素であるUDP-グルクロニルトランスフェラーゼ活性は、いくつかの第1相の薬物代謝酵素と正の相関関係が得られた。グルタチオンS-トランスフェラーゼ活性はいくつかの第1相の薬物代謝酵素と負の相関関係が得られた。以上のことより各薬物代謝酵素は、相互に相関関係にあることが分かった。今後は、人屍脳の皮質、髄質、視床等、各部位ごとにミクロゾーム分画を調製し各部位ごとのFAD含有モノオキシゲナーゼ活性を測定し、酵素活性の分布領域について検討する予定である。

法医学領域において、麻薬・覚醒剤中毒の発現機序は、代謝経路を含め解明すべき多くのことが残っている重要なテーマである。従来、麻薬・覚醒剤の代謝産物についての検出同定については多くの研究がなされてきたが、特に脳での麻薬・覚醒剤代謝に関与する薬物代謝の酵素系については未だ充分には解明されていない。そこで、麻薬・覚醒剤の代謝に関与するといわれる酵素系について検討し、特に、メタンフェタミン、コカインのN位の水酸化を触媒するとされるFAD含有モノオキシゲナーゼに注目した。本年度は人屍脳7例での皮質、髄質、視床、橋、延髄等、各部位ごとにミクロゾーム分画を調製し各部位ごとのFAD含有モノオキシゲナーゼ活性を測定し、酵素活性の分布領域について検討した。活性は基質にメチマゾールとチオベンザマイドを用い、NADPHの340nmでの吸光度の変化を測定することによって測定した。その結果、メチマゾールを基質に用いたFAD含有モノオキシゲナーゼ活性は皮質での活性が高値を示し、髄質、橋、延髄での活性は極めて低値を示した。一方チオベンザマイドを基質に用いた場合には髄質や延髄での活性が高値を示し、皮質での活性が低値を示した。また、全般的にチオベンザマイドを基質に用いたFAD含有モノオキシゲナーゼ活性が、メチマゾールを基質に用いた場合より酵素活性は高かった。このことから、FAD含有モノオキシゲナーゼ活性の脳内での局在性と基質特異性が示唆された。現在論文作成中であり、今後さらに、症例を増やして検討していく予定である。従来、麻薬・覚醒剤の代謝産物についての検出同定については多くの研究がなされてきたが、特に麻薬・覚醒剤代謝に関与する薬物代謝の酵素系については未だ充分には解明されていない。本年度は、ヒトフラビン(FAD)含有モノオキシゲナーゼ(FMO)のヒト腎組織中の分布を剖検例で得た腎組織を用い免疫組織学的に検討した。ヒト腎ミクロゾーム中でのメチマゾール(MEM)を基質に用い、NADPHの340nmでの吸光度の変化を測定することによるFMO活性は、l.754.50ナノモル/分/ミリグラムタンパクであった。ブタ肝から精製したFMOを用い作成した抗体は、ヒト腎ミクロゾームでのFMO活性を抑制し、免疫学的に反応するタンパク質を認めた。ヒト腎組織を、この抗体を用い免疫組織学的に検索したところ、近位・遠位尿細管および集合管は染色されたが、糸球体は染色されず、FMOの局在性が認められた。次いで、同様な方法でフラビン(FAD)含有モノオキシゲナーゼ(FMO)のヒト肝組織中の分布を検討した。その結果、肝細胞はすべて染色されるが、染色性は均一ではなく、中心静脈周辺領域(ゾーン3)に濃染された。これらの結果から、薬物代謝の局在性の検索には、免疫組織学的検索が優れた手法であることが明らかにされた。
アーベル多様体の退化と大域的構造

本年度は,代数曲線上のトーラス束のネロン・セベリ群や,楕円曲面(1次元アーベル多様体の代数曲線上の変形族)の重複ファイバーに関して以下の研究を行った.●代数曲線上のトーラス束のネロン・セベリ群について.Brinzanescu,上野健爾による,代数曲線のnon-Kahlerなトーラス束のネロン・セベリ群に関する構造定理を,ファイバーの有限位数の自己同型での捻りも許した,より一般のトーラス束,すなわち,エタール・トーラス束へと拡張するとともに,以前は,相対的一次微分加群層が自明か,または,相対的一次微分加群層が大域切断を持たない場合のどちらかだけについて得られていた,全空間のケーラー性,射影性の判定法を,一般のエタール・トーラス束へと拡張することに成功した.現在は,これらの結果を,重複ファイバーも許した,エタール・トーラス擬束へと拡張すべく計算を続けている.●楕円曲面の重複ファイバーについて.一般のファイバーが超特異楕円曲線で,アルバネーゼの次元が1であるような射影直線上の楕円曲面について,アルバネーゼ・ファイブレーションと純非文理被覆およびp-閉ベクトル場の理論を有効に活用することにより,重複ファイバーが1本だけならば,その重複度はかならず定義体の標数と等しくなることを証明した.この結果よって,永らく未解決であった,超特異楕円曲線を台とし,重複度が標数の2乗で割りきれる重複ファイバーの存在性に関する問題に対して,部分的にではあるが,不定的解決を与えたことになる.本年度は,代数曲線上のトーラス束のネロン・セベリ群や,楕円曲面(1次元アーベル多様体の代数曲線上の変形族)の重複ファイバーに関して以下の研究を行った.●代数曲線上のトーラス束のネロン・セベリ群について.Brinzanescu,上野健爾による,代数曲線のnon-Kahlerなトーラス束のネロン・セベリ群に関する構造定理を,ファイバーの有限位数の自己同型での捻りも許した,より一般のトーラス束,すなわち,エタール・トーラス束へと拡張するとともに,以前は,相対的一次微分加群層が自明か,または,相対的一次微分加群層が大域切断を持たない場合のどちらかだけについて得られていた,全空間のケーラー性,射影性の判定法を,一般のエタール・トーラス束へと拡張することに成功した.現在は,これらの結果を,重複ファイバーも許した,エタール・トーラス擬束へと拡張すべく計算を続けている.●楕円曲面の重複ファイバーについて.一般のファイバーが超特異楕円曲線で,アルバネーゼの次元が1であるような射影直線上の楕円曲面について,アルバネーゼ・ファイブレーションと純非文理被覆およびp-閉ベクトル場の理論を有効に活用することにより,重複ファイバーが1本だけならば,その重複度はかならず定義体の標数と等しくなることを証明した.この結果よって,永らく未解決であった,超特異楕円曲線を台とし,重複度が標数の2乗で割りきれる重複ファイバーの存在性に関する問題に対して,部分的にではあるが,不定的解決を与えたことになる.
CD8陽性T細胞におけるヒストンメチル化の制御ネットワークの解明

CD8陽性T細胞の分化の機序及びエフェクター機能がどのように制御されているかはいまだ不明である。申請者らはエピジェネティックス機構の中でもヒストン修飾(ヒストンアセチル化・メチル化)による遺伝子発現の制御が、CD8陽性T細胞の機能・分化において重要であることを報告してきた。本研究では、ピストン修飾がどのようにCD8陽性T細胞において制御されているかを調べるために、CD8陽性T細胞の機能・分化に重要な役割を持つヒストンメチル化修飾酵素の同定及び機能の解析を行う。今年度得られた結果としては、メモリーCD8陽性T細胞で特異的に発現しているヒストンメチル化修飾酵素の同定するために、マウスCD8陽性T細胞からナイーヴ細胞(CD62L陽性、CD44陰性)とメモリー細胞(CD62L陰性、CD44陽性)を分離した後、total RNAを抽出し、cDNAを作成した。これらのcDNAを用いて、ヒストンメチル化酵素とピストン脱メチル化酵素の遺伝子発現を定量的(リアルタイム)PCR法にて比較したところ、メモリーCD8陽性細胞において特異的に発現している酵素としてヒストンメチル化酵素Ezh2とNsd1、ヒストン脱メチル化酵素Fbx110を同定した。今後、これらの酵素のCD8陽性T細胞における機能、形成する複合体、その複合体中の分子のCD8陽性T細胞における機能の解明を調べる予定である。これらの結果は、CD8陽性T細胞におけるヒストンメチル化の制御ネットワークの解明につながる。細胞分化の一つのモデルとしての末梢血液中のCD8陽性T細胞を用いて、ヒストンメチル化を調節するエピジェネティックス機構を明らかにする事により、将来的にCD8陽性T細胞の分化・機能を人為的に操作する事が可能になると申請者は考えている。その結果、ウイルスなどに対するワクチンの効率的な作成などへの臨床応用が期待される。
超短パルス光と光ファイバを用いた光量子状態の制御と応用

近年、光量子状態を制御した非古典的な新しい光としてスクイズド光が注目されている。このスクイズド光を用いることにより、量子揺らぎをこれまでの限界以下に抑圧することができるため、光計測や光技術の高精度化を計ることができる。また、量子暗号通信が量子コンピュータなどの新たな分野への応用も期待されている。本研究の目的は光ファイバと超短パルスを用いて、パルス光の光量子状態を制御し、それを応用することにある。我々は空間的な光の重ねあわせを用いない新たな生成系である非線形偏光干渉計(NOPI)を考案した。この干渉計を用いることにより、光ファイバを通過させるだけで容易に安定にスクイズド光を生成させることができる。さらに液晶空間光変調器(SLM)を組み合わせることによりスクイズド光の生成の最適化制御を行った。また、波長可変ソリトンパルス光源を用いて、広帯域波長可変スクイズド光源の構築を行い、以下のような成果を得た。1.SLMを用いたスペクトルフィルタ(SLMフィルタ)を構築し、スクイジングの最適化を実現した。本研究で構築したSLMフィルタは光パルスに位相変調・振幅変調を作用させられ、古典的強度雑音の除去やパルスに相当する。このように、SLMフィルタとNOPIを用いてスクイジングの最適化に成功した。2.次に広帯域波長可変性とさらに大きくスクイジングしたスクイズド光の生成を目指し、波長可変ソリトンパルス光源を用いた。実験を行った結果、中心波長1.61.65mmと広帯域に渡りスクイズド光が得られた。最大の雑音低減量は-2.4dBで、これは-4.2dBのスクイジングに相当する。今回構築したシステムは全光ファイバシステムを達成している。このように、本研究では実用的な広帯域波長可変スクイズド光源を実現した。
微量複雑海洋天然物の合理的構造単純化及び作用解析

本年度は前年度に引き続き,複雑海洋天然物イリオモテオリド-2aの全合成研究を行った。昨年度末までに,イリオモテオリド-2a提出構造式には帰属の誤りがあることが明らかとなった。そこで,本天然物に含まれる不斉炭素原子の立体配置の帰属を再検証することにした。合成品と天然標品のNMRスペクトルデータを比較した結果,C12/C13の相対配置の帰属に誤りがあり,C13位を起点に相対配置が決定されたC15及びC16位の立体配置も誤っているものと考えた。以上の経緯から,提出構造式の13,15,16-epi体を新たなターゲット分子に設定した。この際,ビステトラヒドロフラン部分構造は,Sharpless不斉エポキシ化とエポキシド連続環化反応を一挙に達成する新しい戦略で立体選択的に構築することに成功した。その後は提出構造式の全合成法に則り,13,15,16-epi体の全合成を達成した。しかしまたも,合成品の1H及び13C NMRスペクトルデータは天然標品のそれと一致しなかった。本年度はまた複雑海洋天然物ネオペルトリドの蛍光標識プローブを創出し,生細胞における局在解析を行った。独自の構造活性相関解析の知見を踏まえ,8,9-デヒドロネオペルトリド(8,9-DNP)のC11位を修飾して蛍光色素を連結させ,数種の蛍光標識プローブを取得した。細胞増殖阻害試験と生細胞染色試験でプローブを評価した結果,BODIPY-FLを導入した8,9-DNP-BODIPYが最も優れたパフォーマンスを示した。8,9-DNP-BODIPYとオルガネラマーカーによる生細胞二重染色試験を行った結果,本化合物は主として小胞体に速やかに集積し,親化合物である8,9-DNPにより蛍光染色が競争的に阻害された。領域内の共同研究者による線虫初期胚の染色実験でも同様の結果が得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。海洋マクロリド天然物イリオモテオリド-2aの全合成研究:我々は既に本天然物の全合成に必要な部分構造の合成を完了したので,本年度は部分構造の連結及び全合成の達成を目標とした。C6-C18部分構造とC19-C28部分構造とを鈴木ー宮浦反応により連結し,同時にC18-C19三置換オレフィンの立体制御構築を収率よくかつ立体特異的に行った。続いてC1-C5部分構造を山口法によるエステル化を用いて導入したあと,閉環メタセシス反応により大環状骨格を収率よく形成した。このときC5-C6二重結合の幾何異性はE/Z = 5:1程度で,所望とするE体を優先した。最後に保護基の除去を行ったが,この際にアシル転位反応が副反応として起こり,目的とするイリオモテオリド-2a提出構造式のほかに,環拡大した異性体を得た。これら化合物を分取HPLCにて分離・精製したところ,提出構造式の合成品のNMRスペクトルが天然物のものと一致しないことが明らかとなった。ネオペルトリドの蛍光標識類縁体の合成:我々は既に本天然物の構造活性相関を網羅的に解析することに成功しているので,その結果をもとに蛍光標識化合物の設計・合成を行った。具体的には,天然物のC11位ヒドロキシ基を足がかりとした類縁体及びC16位をアジド基で修飾した類縁体をもとに,適切な長さ・種類のリンカーを介して蛍光団を導入することにした。C11位ヒドロキシ基をウレタン化し,2種類の長さのアルキル鎖を介してフルオレセインジアセテートを導入した類縁体の合成を完了したが,細胞増殖阻害作用を顕著に失う結果となった。一方,C16位アジド体をHuisgen付加環化反応に付してフルオレセインジアセテートを導入した類縁体は弱いながら細胞増殖阻害作用を示した。細胞増殖阻害試験と生細胞染色試験でプローブを評価した結果,BODIPY-FLを導入した8,9-

DNP-BODIPYが最も優れたパフォーマンスを示した。8,9-DNP-BODIPYとオルガネラマーカーによる生細胞二重染色試験を行った結果,本化合物は主として小胞体に速やかに集積し,親化合物である8,9-DNPにより蛍光染色が競争的に阻害された。領域内の共同研究者による線虫初期胚の染色実験でも同様の結果が得られた。イリオモテオリド-2aの全合成:提出構造式に誤りがあることが分かった点は想定外であったが,当初計画通り,全合成終盤の部分構造のカップリング(鈴木ー宮浦反応,山口法によるエステル化)及び閉環メタセシス反応による大環状骨格構築を達成することができた。天然物は提出構造式の立体異性体である可能性を考えているので,本年度までに確立した全合成戦略を応用することで,天然物の全合成と全立体配置の決定を成し遂げられるものと考えている。ネオペルトリドの蛍光標識類縁体の合成:天然物の構造活性相関解析の結果から示唆された2箇所の修飾点についてフルオレセインジアセテートの導入を試み,C16位がより好ましい修飾点であることを見出した。今後,リンカーの最適化を行えば,ライブセルイメージングの実用に耐える蛍光標識化合物を取得できるものと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。イリオモテオリド-2aの全合成:本年度の研究により,提出構造式の誤りが明らかとなった。現段階では,天然物に含まれる不斉中心の帰属に誤りがあるものと考えている。今後,合成品と天然物とのNMRスペクトルデータの詳細な比較検討により帰属の誤りが考えられる箇所を特定する。必要に応じて分子力場計算等の計算化学的手法を取り入れる。最終的には,構造改訂を行い,全合成により天然物の全立体配置の決定を行う。ネオペルトリドの蛍光標識類縁体の合成:本年度の研究により,C16位を修飾して蛍光団を導入する方針が適当であることが分かった。今後は,蛍光団がリガンド部分と標的分子との相互作用を阻害しないよう,適切な長さ・種類のリンカーを検討し,充分な強度の細胞増殖阻害作用を示す蛍光標識類縁体の取得を目指す。