hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低原子価希土類金属化合物を用いた新規反応活性種の合成及び利用

本研究においては、希土類金属を有機合成へ利用するため、用いる希土類金属錯体の生成機構と反応特性を明らかにすることを目的とした。その結果次の二つの成果を得た。i)二ヨウ化サマリウムとα-ハロエステルとから得られるβ-ケトエステルエノラート等価体調製法の開発α-ハロエステルとカルボニル化合物との混合物に二ヨウ化サマリウムを作用させると効率よくReformatsky反応を行えることは既に知られている。今回、α-ハロエステルと二ヨウ化サマリウムとの反応の条件を詳しく検討した。その結果、β-ケトエステルエノラートの等価体を調製することが可能になり、それがカルボニル化合物と反応しδ-ヒドロキシン-β-ケトエステルを与えるという新規な分子変換反応を見出すことができた。ii)塩化クロム触媒存在下金属サマリウム、二ヨウ化サマリウム、及びgem-ジブロモアルカンとから得られる反応剤によるアルキリデン化反応gem-ジメタル反応剤はカルボニル化合物のアルキリデン化反応剤として利用することができる。しかし、この反応剤をgem-ジハロアルカンから還元反応により直接合成するには還元途中のカルベンの生成等の副反応を押さえることが必要となる。今回三塩化クロムを触媒として加えると二ヨウ化サマリウムからgem-ジハロアルカンへの電子移動が効率良く進行し、gem-ジメタル反応剤を得ることができアルキリデン化反応を行うことができた。この際、二ヨウ化サマリウムを単独で使用するのではなく、金属サマリウムと二ヨウ化サマリウムの混合物を用いることにより反応は効率良く進行する。
世界最小径再生型人工血管の開発とその成長性の可能性

生体内組織形成術を利用した、世界最小径(内径:0.6mm)の人工血管"microbiotube"作成して、ラットの大腿動脈へ移植し、その生着性及び開存性を評価した。移植後1ヶ月後の時点では、12例(75%)の開存が得られていた。その12例は全例で12ヶ月後までの開存が得られていた。移植後12ヶ月での病理組織学的所見では、母血管同様の層構造が完全に再構築されており、microbiotubeの移植後長期間における、高い生着性、安定性及び耐用性が確認された。近い将来microbiotubeは、微小血管手術領域において、有用なgraftになり得るものと確信している。着実に移植は実施できており、画像follow upも行うことができている。生体内組織形成術を利用した、世界最小径(内径:0.6mm)の人工血管"マイクロバイオチューブ"作成して、ラットの大腿動脈へ移植し、その生着性及び開存性を評価した。マイクロバイオチューブは鋳型をラットの皮下に2ヶ月間埋没させた後、周囲の結合組織ごと鋳型を摘出して、余剰組織をトリミングすることで作成した。これをラットの両側大腿動脈(内径:0.5mm)に移植して、12ヶ月間観察した。7T-MRAによる開存性の評価は3ヶ月ごとに行った。12ヶ月後に一部の移植片を取り出し、病理組織学的所見の評価を行った。その12例は全例で12ヶ月後までの開存が得られており、MRAでの血管描出所見にも変化はなかった。またその大部分で、12ヶ月後のMRA所見では吻合部が特定困難となるほど、自己化が進んでいた。2例で吻合部に瘤形成が確認されたが、いずれも経過観察中に徐々に縮小していた。移植後12ヶ月でのマイクロバイオチューブの病理組織学的所見では、母血管同様の層構造が完全に再構築されており、またその内腔は、再生された血管内皮細胞で完全に覆われていた。その他、マイクロバイオチューブ壁内に、顕著な炎症細胞の浸潤や、明らかな石灰化も認めなかった。本研究結果から、マイクロバイオチューブの移植後長期間における、高い生着性、安定性及び、耐用性が確認された。近い将来マイクロバイオチューブは、切断指の再接着といった微小血管手術領域において、有用なgraftになり得るものと確信している。長期間のfollow up結果をまとめて、論文で発表する予定。脳神経外科物品費及びその他の使用金額が、予定よりも少なく出来たため。適宜、物品費、旅費、及び論文執筆時の英文校正費等に当てる予定。
東北農村の農業経営と工業化政策の矛盾的構造と主体形成

日本農業の近代化と国際化により、農業経営が長期的危機のなかにあり、家族経営の社会的再生産が困難になっている事態について、(1)農林工業化による「第二程兼業農家」の増大と定着化の新しい矛盾的構造の発達、(2)農業担い手の「第三世代」の「積極層」の極端な減少と農民的自己意識の変容とに焦点づけて研究した。農民「第三世代」の農民意識が「第一世代」「第二世代」から著しく差異化していること、彼らは「第二世代」の近代化路線、とりわけ「機械化と化学化」による農業経営の拡大方針について否定的に評価していること、彼らはむしろ自然農法、有機農業に強い関心を抱いていて、その関連で都市的な生活様式と生活価値を摂取していることなどを明らかにした。農民「第三世代」の大量の「消極層」と少数の「積極層」の容観的な相互依存性を比較研究して、両者の新しい関係性の構築が日本農業の今後にとって必要である。1.現地調査を3回実施し,計画目標を越える,のべ40人以上の対象者にインタヴュー調査を行った。2.この実地調査では,(1)農協と「農業を守る会」の対抗関係にあける「戦後農業第三世代,39才以下」の農業経営者としての新しい世代形成,(2)対象地の伝統産業としての「鋳物工場」を参与観察し,その労働者層の老令化,女性化の問題と若年労働者不足問題,(3)「第三世代」の農業経営に対する積極層と消極層の人生設計,(4)「戦後農業第一世代,65才以上」と「戦後農業第二世代,40才64才」の農業者としての生活史などを調査した。3.「第三世代」を積極層と消極層に区分して調査することにより,(1)農業後継者としての自己形成の特殊な困難性,(2)フルタイマー的な賃労働者化により生起する農業者的立場性との深刻な矛値と,自己形成の遅延化ないし離反化の問題を明らかにし,(3)「第二世代」と「第三世代」の対抗的両極化が進み,「第三世代」に日本農業の現状と将来に関する差異的認識が生成していることを発見した。1.1975年以後の工業化政策と第二種兼業農家の共依存性の問題、小高工業高校卒業生の活用を目的にした中規模工場の導入政策の経過を解明した。2.伝統的鋳物工場のケース研究を継続して行ない、第一次大戦から今日までの農村工業の近代化、技術革新と農村的工業労働力の関係性についての知見を得た。3.第二種兼業農家の相対的安定性が1975年以後の学習者層(第三世代農民)の農民的自己形成を困難にしていた事態について分析し、そのなかから、「第三世代農民の積極層」を抽出し、そのケース研究を行った。4.農村の新しい世代形成において、その「積極層」の不十分性、不安定性を補完する要素として、都市で自己形成し、都市的な生活様式と生活要求をもつ「農村移住者」層の独自な文化的存在意義を発見して、その事例について研究した。
ブラジルにおける企業法制および株式市場法制の研究

本研究によりブラジル会社法の特質を明らかにすることができた。特に支配株主の責任と義務規定は、強大な外資がブラジル企業を支配してきた社会的現実に焦点をあてた注目すべき規定であり、本研究によりその詳細が本邦にはじめて紹介されたものである。また同国資本市場法は、我が国では先行研究が乏しい。本研究は、その概要をはじめて紹介した先駆者的試みであり、今後さらに継続した研究が望まれる。平成22年度は、本研究に関わる資料の収集および現地での情報収集が主な作業となった。国内で入手できる資料は限定されており、現地弁護士のアドバイスに従って関連資料を収集した。現在、資料の整理・分析を進めているが、これらの資料は国内では唯一のブラジル会社法・証券市場法制関連の資料である。また、現地でブラジル証券委員会(CVM)との面談も実施し、証券市場法関連の最新情報も入手することができた。これらは本年度前半に論文として掲載すべく現在商事法務と協議中である。また、ブラジル企業にとって重要である遺伝資源に関する研究を行いこれをNBLで公表した。企業法制の外縁部分の研究となるが、包括的なブラジル法研究に向けた取組みを行っている。ブラジルは、IFRSの導入など株式会社法制(特に上場企業法制)を整備し、企業の国際競争力強化を推進している実態が把握できた。また、株式市場の整備によってブラジル企業の国内における資金調達を容易にし、かつ外国からの資本導入を推進している。これらの研究成果を今年度より逐次公表してゆき、ラテンアメリカ法研究の再興に役立てる方針である。平成23年度は、本研究の第2年度として、学会(ラテンアメリカ政経学会)における研究成果の発表を行ったほか、ブラジル弁護士との打合せやブラジル証券取引委員会(CVM)とも意見交換等を通じて研究を深化させることができた。また、研究テーマと密接に関係する、ブラジルの新法令「競争保護法」について和訳を行い、日系企業のコンプライアンスに役立てるため、ブラジル日本商工会議所のホームページに和訳を掲載したほか、複数の研究グループに和訳を配布して情報提供に務め、さらに企業法務実務家への講演や共同研究などを通じて、実務とも密接な関係を有する奥深い成果を得ることができた。また、これらの研究成果は平成24年1月より順次著名な法律雑誌『国際商事法務』において連載しており、これらは80年代以降一時途絶えていたブラジル企業法研究の再興として法学界のみならずラテンアメリカ社会・経済研究者の注目を集めることができた。上記の通り、ブラジル会社法および証券市場法制の研究を中核としつつ、研究範囲を拡大して競争法(独禁法)の研究にも注力した背景としては、同法が平成23年11月に全面改正され、カルテルの取締りなど執行が強化・厳罰化されつつあり、同国内のみならず世界的注目を集めつつある現状をあげることができる。因みに競争法は、ブラジルにおいても経済法規の中核的存在である。その他、国際ビジネスに関連する贈賄関連法などを含め、ブラジル経済法全般に研究領域を拡大している。最終年度にあたる平成24年度おいては、会社法や資本市場法を中心に、ブラジルにおける企業活動に重要な経済法関連領域の研究成果の集大成を行い、これらの成果をより幅広い範囲で公表し、情報発信することが優先課題である。2012年5月に中国人民大学において、ブラジル企業法(競争法を含む)について講演を行った。その成果は、中国競争法律政策研究報告(2012年度)に中国語論文として掲載された。また、同月には、公正取引協会においてブラジル企業法(競争法を含む)についてセミナーを開催した。2012年9月に、国際商事法研究所主催の「国際通商法研究会」において、ブラジル企業法(競争法)に関する講演を行った。2012年11月に国際商取引学会(全国大会)において、「ブラジル企業法の現代的展開」と題する講演を行った。この講演については、国際商取引学会年報第15号に掲載された(査読付論文)。さらに、2012年12月に、ラテンアメリカ政経学会の学会誌「ラテンアメリカ論集2012 No.46」に、「ブラジル株式会社法における支配株主の義務」(査読付論文)を掲載した。法律専門誌「国際商事法務」に、「ブラジル企業法制の基礎」を連載した(連載5回)。その内訳は、第1回「コーポレートガバナンス改革に向けた取組み」、第2回「ブラジル会社法の概要」、第3回ブラジル資本市場法の概要」、第4回「ブラジル反トラスト法の概要」(以上は掲載済み)、第5回「腐敗行為防止に向けた取組み」(2013年6月号に掲載決定)である。その他、2013年1月には、二宮正人サンパウロ大学教授を一橋大学に招いて、「ブラジル進出企業が直面する法律問題」と題するセミナーを開催し、ブラジル企業法について議論した。本研究は順調に推移している。ブラジル会社法および証券市場法について、その概要を把握し論考として発表したほか、同国競争保護法まで範囲を拡大して、その成果をWEBで公表するなど研究内容は充実している。24年度が最終年度であるため、記入しない。過去2年間の成果を集大成することが平成24年度の目標である。

ブラジル会社法および証券市場法について、ブラジル弁護士や現地証券委員会との協力・取り纏めが順調に推移しているので、平成24年度はこの成果の公表に注力する。また、日本の企業法務部のブラジル法務担当者との情報交換や国内弁護士でブラジル法を担当している者に加え、中国競争法研究家との連携も進んでいる。平成24年度はこれらの成果も公表すると共に、今後のさらに幅広いブラジル経済法研究に役立てていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。
診療所スタッフと認知症認定看護師が協同で取り組む認知症高齢者の在宅支援

認知症高齢者の在宅生活継続支援のために、認知症看護認定看護師と協同して地域住民と診療所看護師へセミナー等を定期開催し認知症理解の促進を図った。次に認知症高齢者支援プロトコルを作成し、外来認知症患者へ導入して実用化に向けた検討を行った。プロトコル実施の課題や評価について検討するため、診療所看護師へフォーカスグループインタビューと職務満足度を調査した。プロトコルの導入により医師や事務との連携強化とカンファレンスでの情報共有や方針の確認を行うことができた。更に、地域における認知症高齢者支援体制構築ため、地域包括支援センター、社会福祉協議会、診療所スタッフと協同して認知症カフェ開設を達成した。平成25年度は、診療所における認知症患者用プロトコル最終版を完成させた。診療所を受診した認知症疑いの患者を継続的にフォローできるプロトコルとするために、どのような項目が必要で、どのような時期に行っていくかなど、研究者、診療所看護師、医師、事務局がともに話し合いながらプロトコルを作成した。これをパイロットスタディとして実際に記載してもらい、不足している内容や記入のし易さ等の再検討を行った。プロトコルは、事務、医師、看護師それぞれが記載するものである。事務では受付時に受信日、同伴者の有無とその続柄、待合室での患者の状況などを記載する。また、会計時にも薬局への処方箋提出が可能か、表情に不機嫌さなどがないかなどをチェックしていく。医師は診断名の記載や問診内容などについてチェックを行う。看護師の記録については、アネムネの聴取や10分間スクリーニング、内服状況、ケアマネージャーとの連携などについてチェックするとともに、次回の介入プランや気になったエピソード、カンファレンスの調整などについても記載し、プロトコルの記載が次の支援につながるよう工夫した。次に、本プロトコルの効果検証のために、評価項目と研究手順についての検討を行った。研究者が所属する研究倫理審査委員会の承認を得た後、診療所看護師へ協力依頼を行った。平成26年度は、承諾の得られた患者に対して本プロトコルを実施し、長期的にプロトコルの効果を検証していく予定である。在宅認知症高齢者とその家族への支援につなげるため、診療所スタッフと診療所関連施設スタッフ及び管理者に対し、認知症認定看護師・研究者・診療所医師による勉強会を計5回開催した。勉強会の内容は、認知症の疾患と治療に関する基礎的知識、認知症高齢者の心理、行動心理徴候(BPSD:Behavioral and psychological Symptom of Dementia)の理解と環境へのアプローチ、認知症高齢者と家族へのケア、スウェーデン、タイ、米国の認知症高齢者施設とコミュニティ査察報告などであった。勉強会を実施しない月については、診療所スタッフとプロトコール作成に向けた打ち合わせや、現在認知症高齢者への対応で困っている点、診療所における医療者の役割と連携の現状、診療所における認知症ケアの現状、高齢者ケア外来の目標などについて話し合いを行った。これらの取り組みは、診療所看護師の意欲向上と認知症高齢者理解の促進につながったと考える。診療所における初診からの経時的支援プロトコールの作成のために、クリニカルパスやケアガイドライン、ケーススタディに関する文献検討を行い、診療所スタッフとその内容を共有した。現在診療所スタッフが中心となり、プロトコールのドラフトを作成中である。今後はプロトコール作成と並行し、これまでに対応してきた認知症高齢者の事例を検討し、誰が、どのタイミングでどのような支援を行うことが適切かなどを明確化していく予定である。平成26年度は、作成したプロトコルを実際の外来認知症患者に適応し、実用化に向けた検討を行った。更に、認知症カフェ立ち上げに向けた勉強会及びセミナー等を定期的に行い、診療所のある区では初の認知症カフェ開設を達成した。診療所に通院している認知症患者の中で、継続的に見守りや支援が必要で本研究に同意の得られた方3名に対しプロトコルを実施した。また、プロトコル実施の課題や評価について検討するため、診療所看護師へ実施3か月後、6か月後にフォーカスグループインタビューを、実施前、3か月後、6か月後に職務満足度を調査した。インタビューでは、プロトコルを実施することで認知症患者への意識は高まってきているが、十分活用していくためには内容の見直し等を行っていく必要のあることが示された。今後はプロトコルを改編し、電子カルテに組み込むことを検討している。認知症カフェ開設に向けて、診療所近隣に位置する地域包括支援センター、社会福祉協議会スタッフ、認知症看護認定看護師と協力し、認知症カフェのボランティア育成も兼ねてサポートセミナーを3回開催した。その後具体的必要物品や開催場所等について企画運営会議を重ね、2月に予備カフェ、3月に本格的カフェをスタートした。約8名の地域住民がカフェ運営ボランティアとして今後も本活動に参加予定である。今後はカフェを継続し、その効果を検証していくことが必要であろう。

老年看護学診療所における在宅認知症高齢者支援のためのプロトコルを完成させ、その効果検証の道筋もつけたことから、研究は順調に進展していると考える。認知症認定看護師、診療所医師、研究者による勉強会を実施し、診療所スタッフの意欲向上と認知症高齢者理解を促進した。また、診療所看護の現状から、診療所スタッフ自身が在宅認知症高齢者とその家族への統一した質の高いケアの必要性を認識し、文献検討の結果を踏まえながら、スタッフが中心となってプロトコールのドラフト作成を開始している。本研究の共同研究者である認知症看護認定看護師が、今年度本学の認知症看護認定看護師コース講師に着任したため、十分な協力を得ることが難しかった。来年度は現場(病院)に復帰するため、認知症看護認定看護師の力を活用して本研究を推進していく。特に研究代表者の所属が変更となり研究フィールドが遠方となったため、今まで以上に共同研究者との連携を高めていく必要がある。診療所スタッフと定期的に話し合いの場を持ち、プロトコールの完成を支援していく。また、事例検討を行いながら診療所における認知症高齢者とその家族への看護の質の向上に努める。診療所スタッフについては、認知症ケアの知識、やりがい、意欲等について、質問紙やインタビュー調査により効果を検証していく。また、認知症高齢者とその家族が在宅で生活していくためには、地域住民の理解と支援も大切である。認知症に関する地域住民の理解を深めるため、認知症の勉強会を兼ねたコミュニティカフェを開催していく。これまでの研究成果について学会発表を予定していたが、学会発表時期が平成26年5月となったためその分を次年度会計とした。また、研究代表者の所属変更により研究のための旅費が従来より多くなると予測できたことから、その点を考慮して次年度会計へ組み込んだ。次年度は、学会発表と論文執筆により研究成果の還元を実施していく(予算の約1/3を充当)。また、共同研究者、研究協力者と定期的な会議を持ちプロトコルの効果検証を確実に実施していく(予算の約1/4を充当)。更に、認知症看護認定看護師の協力を得ながら地域住民を巻き込んだ交流会を企画・実施していく(予算の1/6を充当)。残る予算1/4で研究にかかる消耗品や物品の購入、会議費などを支出する予定である。今年度は、旅費の使用が少なかったために若干予算を繰り越すこととなった。これは、参加した学会が大学近郊であったことや、会議参加の交通費が少額で済んだことなどによる。次年度の予算は主にプロトコールの完成とその効果検証のために使用するが、他にも学会等へ積極的に参加し、研究成果の公表につなげたい。また、研究活動を効果的・効率的に行うために、資料作成や事務作業を行う研究補助員を継続して依頼していく。
トランスジェニック植物の後代における遺伝子発現解析

本研究は、遺伝子導入により植物個体に組み込まれた外来遺伝子の安定性ならびに染色体上での連鎖に関する基礎的知見を得る目的で行われた。タバコやイネを用い様々の外来DNAを導入した。用いた遺伝子は、カナマイシン耐性(NpTーII)、ハイグロマイシン耐性(HPT)の各遺伝子である。さらに、Riプラスミドのholc遺伝子も用いられた。タバコの場合、エレクトロポレ-ションあるいは、アグロバクテリアを用いた導入法によった。以上の手法によりトランスジェニック植物個体を得た。さらに、後代を育成し、交雑により連鎖分析の材料を得る事が出来た。形質転換したタバコより、自殖あるいは野生株の戻し交配により種子を得た。その様な種子をカナマイシン(200400mg/l)を含んだ培地に蒔き、12週間後に耐性・非耐性の個体数を測定した。その結果、自殖により得られた種子はほとんどの場合3:1に分離し、戻し交配では1:1となった。この事は、導入されたNpTII遺伝子は対合する染色体上の一方にのみ存在し、メンデル遺伝子するものと思われる。導入された外来DNAは、6世代まで、安定に遺伝した。得られたトランスジェニック植物を用いて外来DNAの存在様式を明らかにし、遺伝解析を行った。その結果、使用したベクタ-の一部のみがタバコゲノム中に組み込まれていることが判明した。さらに、2つの系統を用いて連鎖分析を行った。すなわち、もし、外来遺伝子が同じ染色体上の異なる部位、もしくは、異なる染色体上に導入されていれば、形質転換植物間の後代は、優性ホモ:ヘテロ:劣性ホモ=1:2:1に分離し、耐性と非耐性が3:1に分離する。本研究においては、その後代における分離比から判断して、導入されたDNAは、各々異なった染色体上に存在することが示された。一方、rolCを保持する個体の後代を分析した所、本遺伝子がタバコの開花を約1ヶ月間促進する事が判明した。
金属フラーレン・カーボンナノチューブの新規ハイブリット物質の創製

本研究では、名古屋大学グループが過去12年の間に創製してきた、各種の金属原子を内包したフラーレン(金属内包フラーレン)を高収率で単層カーボンナノチューブ(SWNTs)あるいは多層カーボンナノチューブ(MWNTs)に内包させ、新規のカーボンナノチューブのハイブリッド物質を創製することに成功した。この場合、SWNTsでは1次元的に、MWNTsでは3次元的に金属内包フラーレンをチューブ内部の空間に内包することができた。これらの新規ナノ炭素物質は、金属内包フラーレンからナノチューブへ電子移動のために、今後、通常のナノチューブにはない極めて特異な性質(高い金属性、超伝導性)を示す可能性が高い。カーボンナノチューブの合成には、主に直流アーク放電法と化学蒸着(CVD)法を併用しんた。CVD法ではSWNTが生成されていなかった。しかし、最近になって本研究グループにより、ゼオライト基盤を用いたCVD法によって、高純度にSWNTとDWNTが合成されるようになった。ピーポッドの電子物性と電子輸送特性はさらに興味深い。高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)をエネルギー損失分光(EELS)と併用することにより、ピーポッドの内包構造と電子状態の評価を行った。また、高感度ラーマン分光法により、ナノチューブやピーポッドのサイズ(太さ)分布の決定に成功した。さらに、超高真空走査トンネル顕微分光(UHV-STM)とトンネル分光(STS)を併用することにより、単一(individual)ナノチューブとピーポッドのバンドギャップ測定とその位置依存性を評価することが可能となった。本研究ではさらに、金属内包フラーレン・ピーポッドをFETのチャネルとして組み入れ、その電子輸送特性を評価した。ピーポッドではバンドギャップエンジニアリングだけでなく、FETを作ることによって、ゲート電圧の調整だけで、p, n型の両タイプの半導体特性を実現できることを世界に先駆けて成功した。80%以上の収率でC70,C76,C78,C80,C82,C84などの高次フラーレンやSc2@C84,La@C82,Sm@C82,Gd@C82などの金属内包フラーレンをチューブ内部に内包したSWNTsを合成することに成功した。金属内包フラーレンをSWNT中にドープすることにより、空のSWNTでは実現できない電子物性が期待できる。例えば、金属内包フラーレンからSWNTへの電子移動により、より金属性を帯びたSWNTを生成することが可能であることが解明された。SWNTの内部空間がもつ大きな可能性と重要性がある。内径1.0nmのSWNTの空間(反応場)に、直径1.0nmの金属内包フラーレンが1次元的に、かつ最密に充填されている。あたかも、これから起こるSWNTの内部でのフラーレンの反応を待っているかのようである。反応容量がマイクロスケールの空間を利用したマイクロリアクター(microreactor)が近年注目を浴びている。マイクロリアクション(microreaction)は精密工学や医療・診断分野のみならず、化学工学の分野でも大きな関心を集めている。しかしSWNTはマイクロリアクターよりもさらに1000分の1小さい極微の反応容器になる可能性がある。SWNTの内部空間を化学反応の"場"に積極的に利用できないであろうか?直径1.0nm前後で長さが100-300nmの空間は将来、究極の極微サイズ(ナノスケール、サブナノスケール)の化学反応の場になり得るのではないか。実際われわれは、単層カーボンナノチューブの内部空間で、金属内包フラーレンが極めて効率良く、融合反応することを観測することに成功した。サマリウム金属内包フラーレン(Sm@C82)を内包したSWNTのTEM写真の時間変化の観察に成功した。

TEM観測を始めた直後は、Sm@C82は完全に1次元的に整列しており、その分子間距離は1.1nmであった。観測開始後約4分後、分子の再配列が起こり始める。あるSm@C82分子は互いに近づき、ダイマーやクラスターを形成し始めている。さらに観測時間10分が経過すると、Sm@C82が重合し、ダイマーやクラスターになり、最終的に約20分後には、筒状のナノカプセルヘと変化する。さらにTEM観測と同条件下で、Sm@C82ピーポッドの時間分解EELS測定をおこなった。その結果からSm原子の荷数は約10分の寿命で+2から+3へと変化していることがわかった。TEM像の時間変化と併せて考えると、Sm@C82のケージが破れると同時に、Smは新しい化学結合をカーボンケージと形成し、結果として荷数が+2から+3へと変化していると結論できる。フラーレンや金属内包フラーレンはバルクの状態では、容易にこのようなクラスタリングや融合反応を起こすことはない。つまり、予想通り、カーボンナノチューブの内部空間は「非常に効率の良い1ナノメータースケールの化学反応の場」であることが理解される。活性化エネルギーが極めて低いのである。これが、カーボンナノチューブ内の反応場の極めて顕著な特徴である。近い将来、フラーレン内包のカーボンナノチューブを短く切断し、各種溶媒に溶ける全く新しいフラーレン・ナノチューブのコンポジット物質を創製できるであろう。本研究では、名古屋大学グループが過去12年の間に創製してきた、各種の金属原子を内包したフラーレン(金属内包フラーレン)を高収率で単層カーボンナノチューブ(SWNTs)あるいは多層カーボンナノチューブ(MWNTs)に内包させ、新規のカーボンナノチューブのハイブリッド物質を創製することに成功した。この場合、SWNTsでは1次元的に、MWNTsでは3次元的に金属内包フラーレンをチューブ内部の空間に内包することができた。これらの新規ナノ炭素物質は、金属内包フラーレンからナノチューブへ電子移動のために、今後、通常のナノチューブにはない極めて特異な性質(高い金属性、超伝導性)を示す可能性が高い。カーボンナノチューブの合成には、主に直流アーク放電法と化学蒸着(CVD)法を併用した。CVD法ではSWNTが生成されていなかった。しかし、最近になって本研究グループにより、ゼオライト基盤を用いたCVD法によって、高純度にSWNTとDWNTが合成されるようになった。ピーポッドの電子物性と電子輸送特性はさらに興味深い。高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)をエネルギー損失分光(EELS)と併用することにより、ピーポッドの内包構造と電子状態の評価を行った。また、高感度ラーマン分光法により、ナノチューブやピーポッドのサイズ(太さ)分布の決定に成功した。さらに、超高真空走査トンネル顕微分光(UHV-STM)とトンネル分光(STS)を併用することにより、単一(individual)ナノチューブとピーポットのバンドギャップ測定とその位置依存性を評価することが可能となった。
脊髄虚血に対する脊髄保護液と新しい運動誘発電位(MEP)法の開発

胸部下行大大動脈瘤、胸腹部大動脈瘤手術時の大動脈遮断に伴う術後下肢麻痺は重篤な合併症であり、その確実な予防法、術中モニターは未だ一定の見解はない。今回、(1)予防法として、cold protectionの効果の確認と、脊髄保護液(spinal plegia)の開発、(2)磁気刺激装置を用いたMotor evoked potential(MEP)が、大動脈遮断に伴う脊髄虚血のモニタリングとして有用か否かにつき研究を行った。(1)(方法)家兎を用いて左腎動脈分岐下大動脈、腸骨動脈分岐上大動脈、後腸間膜動脈を30-45分間遮断し脊髄虚血モデルを作製し、control群、cold saline one shot群、点滴静注としてPGI_2群、Fluosol DA群、Adenosine群に分類し、各々の脊髄保護効果を検討した。下肢機能の判定は、術後24時間後にオブザーバーによってTarlovの基準を用いて行われた。(結果)coldsaline one shot群では、control群に比べ有意差をもって脊髄保護効果が認められた。また、PGI_2,Fluosol DAの大動脈遮断前後の点滴静注は、有意差はないものの脊髄障害を軽減する効果が認められた。Adenosineには明らかな効果は認められなかった。脊髄保護効果の機序が虚血に対する効果か、再灌流障害に対する効果であるのかは今後の検討を要する。(2)(方法)同様に家兎を用いた脊髄虚血モデルを作製し、8字形コイル(doublecone coil)による磁気刺激装置を用いて経皮的に胸髄、腰髄に刺激を加えた。刺激脊髄レベル、刺激強度を変化させ針電極を用いて腓腹筋より誘発筋電図を導出した。全例で比較的安定したMotor cvoked potentialの記録が可能であった。大動脈遮断後10-12分後にMEP波形のamplitudeの低下が認められ、15-20分後に完全消失した。24時間後の下肢機能回復が良好な例は、MEPamplitudeが術前に近い傾向にあり、今後詳細な波形の解析及びモニタリングとしての有用性の評価を進めていく予定である、。
走査型アトムプローブによる絶縁性薄膜からの光励起電界放射の原子レベルでの研究

負電位にある半絶縁性または絶縁性の材料に光を当てると、電界放射電流が激増する。また、正電位を印加した場合も、光励起電界放射や電界蒸発が起こる。そこで、本研究では、この現象を生かして、電導率の低い化学蒸着(CVD)と高圧高温(HPHT)ダイヤモンド、純度が99.8と99.99%のグラファイト、ガラス状炭素、カーボンナノチューブ(CNT)、微細加工を施したシリコン、シリコン(111)面上のシリコンピラミッド、シリコン細粉の電界放射特性と表面状態との相関が走査型アトムプローブ(Scanning Atom Probe,SAP)を用い調べられた。試料には電圧パルスとYAGレーザー光を照射して光励起効果を確認した。分析結果は、ダイヤモンドに大量の水素が含まれており、その濃度がダイヤモンドの成長過程での水素分圧に比例して高まることを示した。また、全ての炭素材料からは会合数が奇数のクラスターが多く検出され、高純度グラファイトでは特に多い。弗酸で処理したシリコンでは、表面層内の酸素量は激減するが、炭素は残留すること、また、微細加工したシリコンマイクロティップは、弗酸処理により汚染され易く、弗素、酸素、炭素がシリコン内部深くまで侵入・拡散する事も明らかにした。光励起電界放射を調べる試料として、ガラス面上に電導性透明薄膜を蒸着し、その上を絶縁性のSiO_2薄膜で覆ったが、膜の厚みが不均一であり、微細な亀裂を通して電子が放射されたので、光励起電界放射を確認するに至っていない。F-N Plotの傾きを縦軸とし、F-N Plotがlog(I/V^2)軸と交わる切片を横軸とするチャートは、本研究で調べられた試料の内、CNTの仕事関数が最も低く、水素を吸着させると、仕事関数がやや増加した。これに対して、シリコンでは、水素吸着により仕事関数が下がるという逆の効果が観察された。猶、SAPに位置感知型イオン検出器を導入し、組成分布を原子レベルの分解能で表示する機能の開発も進められた。金属または半導体の表面上に負の電界を印加すると、表面内へ電子を閉じ込めているポテンシャル障壁の幅と高さが減少し、電子が障壁をトンネル抜けして外部に放出される電界放射と呼ばれる現象が起こる。この場合、半絶縁性または絶縁性の材料に光を当てると、電流量が激増する。また、正の電界の場合も、表面に接近したガス原子と表面原子との間のポテンシャル障壁が縮小し、ガス原子から表面へ電子のトンネルが起こり、ガス原子が陽イオン化する電界イオン化が起こるが、この場合も、半絶縁性材料の表面上でのイオン化確率が光の照射により飛躍的に増大する。更に、表面原子が電界により陽イオンとして脱離する電界蒸発と呼ばれる現象も光照射により促進される。このような光励起電界放射・イオン化・電界蒸発現象は、表面近傍の電導性が光電導により格段と向上するためと説明されている。しかし、光照射に敏感に反応する表面の構造と電導性や電子状態、照射光の強度と波長、更に照射時間等による放射特性の変化を調べた研究例は、極めて少ない。その理由は、高電界を発生させるために求められる鋭い針状の試料の作製が困難な点にある。

そこで、研究代表者が考案したのが、平らな下地の上に成長したダイヤモンドの結晶等のように、微細な凹凸があれば、電界放射特性と組成分布を原子レベルで調べられる走査型アトムプローブ(Scanning Atom Probe,SAP)である。SAPの特異な点は、凹凸のある試料面上を微細な引出電極が走査する点にあり、この電極により試料面上の微細な突起の先端に高電界を発生させることが可能になった。この特性を生かして化学蒸着法により成長したダイヤモンドの薄膜を分析したところ、炭素原子がクラスターとして検出され、ダイヤモンド内の結合状態が均一でないことが明らかにされた。また、ダイヤモンドには大量の水素が含まれており、その濃度が深さと共に減少することも認められた。更に興味ある点は、試料に電圧パルスを印加した場合と、YAGレーザー光を照射して分析した場合とでは異なるマススペクトルが得られという注目するべき結果が得られた事である。本研究の目的は、走査型アトムプローブ(SAP)の特異な機能を生かして絶縁性薄膜からの光励起電界電子放射の機構を明らかにすると共に、電子放射の最適条件を見出すことにある。そこで、抵抗率の高い化学蒸着法(CVD)や高圧高温法(HPHT)により作製されたダイヤモンド、純度が99.8と99.99%のグラファイト、ガラス状炭素、酸化膜に覆われたシリコンと弗酸により表面の処理したシリコン、更に微細加工を施したシリコン表面などをパルスレーザー光を照射してSAPにより分析した。注目するべき成果は、ダイヤモンドに大量の水素が含まれており、その濃度がダイヤモンドの成長過程での水素分圧に比例して高まることを明らかにした事である。また、全ての炭素材料から炭素原子のクラスターが検出されたが、会合数が奇数のクラスターが多い事と、高純度のグラファイトから多数の高会合数のクラスターが検出されたことも注目に値する。次に、弗酸で処理したシリコンでは、表面層内の酸素量は激減するが、炭素は残留すること、また、微細加工したシリコンマイクロティップでは、弗酸処理により表面層が著しく汚染され、弗素、酸素、炭素がシリコン内部深くまで侵入・拡散する場合があることも明らかにした。光励起電界放射を調べる試料は、ガラス薄板上に碁盤の目状に溝を切り、電界放射に適した微細な突起を形成させ、次に、ガラス面上に電導性透明薄膜を蒸着し、絶縁性のSiO_2薄膜で覆って作製した。電導性透明薄膜からSiO_2薄膜を通しての電界電子放射を期待したが、膜の厚みが不均一であり、微細な亀裂を通して下地の電導性透明薄膜より電子が放射されたので、光励起電界放射を確認するに至っていない。基盤のガラス面に切り込んだ溝による凹凸が亀裂の要因と考えられるので、この様な凹凸のある面上に均一な厚みを持つSiO_2薄膜を形成する新たな手法の開発に努めると共に、絶縁性の有機薄膜を通しての光励起電界放射の可能性を探っている。そこで、平成11年度では、炭素とシリコンの電界放射特性の表面状態による変化を調べた。試料は、昨年度と同様、化学蒸着法(CVD)や高圧高温法(HPHT)により作製されたダイヤモンド、純度が99.8と99.99%のグラファイト、ガラス状炭素、カーボンナノチューブ(CNT)、微細加工を施したシリコン、シリコン(111)面をダイシングソーで碁盤の目状に溝を切り、先端に微小な(111)面が切り残されたシリコンピラミッド、シリコンウエーファーを粉砕した小片等である。表面層をSAPで分析する前に、分析領域の電界放射特性を調べた。
東アジアにおける禅宗伽藍の成立と展開

(1)中国における禅宗寺院の成立と展開に関する研究(前年度研究の補足)(1)唐代における初期禅宗寺院-伽藍の構成要素(仏殿、法堂、方丈、僧堂、庫院など)、僧侶の組織を中心に、百丈懐海(749-814)によって独立した初期禅宗寺院と既存の寺院との関係を明らかにし、また禅宗寺院史における百丈懐海の位置づけをし直した。(2)宋・元代の禅宗寺院-宋代以降の禅宗寺院を特徴づける僧堂の建築的な原形が、唐代の寺院の食堂であることを究明。-元代の禅宗寺院における伽藍構成の変化の一面として、寝堂が法堂と方丈とに吸収され、伽藍の中からその姿が消え、最後は方丈内の一空間として名称のみが残存するようになっていく過程を究明。(2)韓国における禅宗寺院の成立と展開(1)統一新羅末-高麗初期における九山禅門寺院-9世紀から10世紀前半にかけて、主に入唐留学僧たちによって成立した九山禅門寺院の沿革、開山祖の活躍、伽藍の立地、配置、構成要素、そして当時の中国(唐末・五代十国)の禅宗寺院との関係を分析した。(2)高麗後期の禅宗寺院:松広寺-「大乗禅宗曹渓山修禅社重創記」(1207)、「修禅社形止記」(1221頃)、『曹渓山松広寺史庫』(1928編集)の分析に基づいて、高麗時代(918-1392)後期に、宋からの直接的な影響がない状況で禅宗を中興させた知訥(1158-1210)が拡張(1025)した松広寺の伽藍構成を把握し、それと宋代の禅宗寺院との比較考察を行った。(3)高麗末の禅宗寺院:桧巌寺-高麗末に入元留学(1347-58)僧の懶翁慧勤(1320-76)が拡張(1376)した桧巌寺について、寺址の発掘遺構と文献史料(李穡の「天宝山桧巌寺修造記」など)の分析及び中国の禅宗寺院との比較分析に基づいて伽藍配置の復原考察を行い、伽藍構成上の特徴を東アジア禅宗寺院史の中で位置づけることを試みた。本年度の研究目標は、中国、韓国における禅宗伽藍の成立過程とそれの特徴を究明することである。その中でも特に中国における禅宗伽藍の成立と展開過程を中心に研究を進め、下記のような成果を得た。なお日本、韓国を含む東アジアの禅宗、禅院の元となった中国における禅宗伽藍の成立と展開過程及び禅宗伽藍としての特徴を究明したこの研究実績は、これからの東アジア禅宗建築史の研究における基礎として意義がある。1.中国における禅宗伽藍の成立と展開に関する研究(1)唐代(1)初唐の『関中創立戒壇図経』、『中天竺舎衛国祇〓寺図経』、中唐以後の『歴代名画記』、『寺塔記』・『入唐求法巡礼行記』などを分析し、当時寺院の伽藍構成、主要堂宇の使われ方、僧侶の組織などを究明し、禅宗寺院が独立する以前における寺院の一院として存在していた禅院の在り方を明らかにした。(2)『宋高僧伝』や禅僧の語録などの分析を通して、百丈懐海(749-814)以降の独立した初期禅宗寺院の姿、そして他の寺院との異同関係を明らかにした。(2)宋代(1)北宋時代の『参天台五台山記』、『禅苑清規』、『石門文字禅』、地方志、寺志などの分析し、南宋時代に五山十刹制度が定められる以前の禅宗伽藍の姿及び他宗派伽藍との異同を把握した。(2)『五山十刹図』に記されている南宋時代の主要禅宗寺院における伽藍構成、構造と様式、各種の法具と什物、各種儀礼の内容などを復元的に考察した。(3)宋・元時代の禅宗伽藍の研究(1)寝堂:今までその実体が明らかになってなかった宋・元時代の禅宗寺院における寝堂という堂宇の機能、伽藍配置上の特徴などを究明した。(2)衆寮:宋・元時代の禅宗寺院における衆寮の機能、建築構成と規模、伽藍配置上の特徴、成立時期、そして禅宗伽藍として衆寮という堂宇が持つ意義を明らかにした。2.韓国の高麗時代の禅宗寺院に関する研究高麗時代(918-1392)末に大拡張された桧巌寺の発掘遺構に対し、当時の状況を記した李稿の「天宝山会巖寺修造記」の分析及び中国の禅宗寺院との比較分析に基づき、伽藍配置の復原考察を行った。

-元代の禅宗寺院における伽藍構成の変化の一面として、寝堂が法堂と方丈とに吸収され、伽藍の中からその姿が消え、最後は方丈内の一空間として名称のみが残存するようになっていく過程を究明。(2)韓国における禅宗寺院の成立と展開(1)統一新羅末-高麗初期における九山禅門寺院-9世紀から10世紀前半にかけて、主に入唐留学僧たちによって成立した九山禅門寺院の沿革、開山祖の活躍、伽藍の立地、配置、構成要素、そして当時の中国(唐末・五代十国)の禅宗寺院との関係を分析した。(2)高麗後期の禅宗寺院:松広寺-「大乗禅宗曹渓山修禅社重創記」(1207)、「修禅社形止記」(1221頃)、『曹渓山松広寺史庫』(1928編集)の分析に基づいて、高麗時代(918-1392)後期に、宋からの直接的な影響がない状況で禅宗を中興させた知訥(1158-1210)が拡張(1025)した松広寺の伽藍構成を把握し、それと宋代の禅宗寺院との比較考察を行った。(3)高麗末の禅宗寺院:桧巌寺-高麗末に入元留学(1347-58)僧の懶翁慧勤(1320-76)が拡張(1376)した桧巌寺について、寺址の発掘遺構と文献史料(李穡の「天宝山桧巌寺修造記」など)の分析及び中国の禅宗寺院との比較分析に基づいて伽藍配置の復原考察を行い、伽藍構成上の特徴を東アジア禅宗寺院史の中で位置づけることを試みた。
萩市立図書館所蔵「秘録」の研究と萩郷土博物館未整理文書仮目録の作成

本研究でもっとも重点をおいたことは、萩郷土博物館所蔵文書類の整理を行ないながら、元禄年間までの「秘録」(萩図書館所蔵)類を翻刻・基礎的注釈作業を行ない、その文学史における位置付けを行うことである。文書類の整理と仮目録の作成から着手し、幕末までの主要資料のデジタル写真化を行ない、幕末までの「秘録」類の概説を行なう準備は、翻刻作業を中心に終えることができたが、目録化作業では、仮目録に至るまでの作業で、分類等に至るまでの完全なものは行い得なかった。01年には、薩摩藩にも同様の資料が存在することの教示を受けたので、鹿児島で調査を行ったが、今年度は新たに中国の図書館に類似の資料があるとの情報を得たので、夏休みに本補助金の大半を旅費に当て、この研究調査に、天津市立図書館の日本学研究センターを訪れた。調査は当初予想されていたより困難なものとなり、デジタルカメラでの撮影や、コピーの許可が得られずに終わった。しかし、同図書館には日本植民地時代に集められた日本古典籍が未整理のままに放置されていることを確認しえた。その一部には、本研究とも重なりうる漂流資料(主に山陰海岸よりのもの。須佐・益田関連)があり、本研究の今後の展開には有意義な調査であった。萌芽研究の目的は果たしえたと考えている。本研究の大きな収穫は、「秘録」同様の類似資料が、各地に残存していることが判明したことである。文学資料と歴史資料の狭間をいかなる形で埋めていくかが今後の大きな課題となった。特に、萩市立図書館や鹿児島大学図書館玉里文庫・中国の天津市立図書館日本学センターに残存する近世記録には、巷の噂話や漂流記を収集したものもあり、従来版本を中心に研究が進められてきた近世初期文芸研究にも大きな意味を持つものである。6月16日から17日、大阪府立中之島図書館において、西日本の地方史研究文献目録の調査を行った。これは、6月30日から7月3日まで行った、福岡県立図書館の調査並びに7月8日から、10日まで、国際日本文化研究センターで行った調査と同様に、萩藩における「萩藩秘録」研究の予備的調査であると同時に、福岡藩・杵築藩他西国諸藩の秘録関係書類の調査である。8月13日から、17日までと、9月5日から8日までの調査で萩市立図書館で、「萩藩秘録」の撮影をデジタルカメラで行った。分量的には秘録関係が約十冊(各冊約五十丁から七十丁)で、その周辺文書が40点ほどである。又その際、薩摩藩にも同様の資料が存在することの教示を受けたので、12月15日から鹿児島で調査を行った。猶3月中にも、萩における調査を行った。元禄年間までの秘録の翻刻作業も進んでいるが、地方資料との突き合わせに多くの時間を要し、所期の目的の半分程度に終わっている。次年度は翻刻作業にも多くの時間を割くつもりである。本年度のもっと大きな収穫は、「秘録」同様の類似資料が、文学関係ではなく藩の公式文書として、残存していることが判明したことである。文学資料とと歴史資料の狭間をいかなる形で埋めていくかが今後の大きな課題となった。特に、萩市立図書館や鹿児島大学図書館玉里文庫に残存する近世初期の裁判記録には、巷の噂話を収集したものもあり、従来版本を中心に研究が進められてきた仮名草子研究にも大きな意味を持つものと思われる。猶萩郷土博物館の未整理文書目録の作成はほとんど進行せず、次年度の課題として残った。
高等動物脳神経細胞の電気活動による代謝機能の調節

高等動物神経細胞の電気活動が、細胞の遺伝子発現等の代謝機能をどのように調節するかを解析することを目的とし、vesl遺伝子に焦点を絞り、この遺伝子の構造、発現調節の仕組み、機能等を探索した。この遺伝子は、ラット海馬において電気的な活動に依存して発現誘導される遺伝子として、我々(及び米国)のグループが見出したもので、本研究において次のような知見を得た。1.この遺伝子には少なくとも3つの類縁遺伝子があり、そのうちvesl-1と2にはスプライス変異体がある。2.電気活動に依存して発現誘導されるのは短型スプライス変異体Vesl-1Sであり、その他は全て構成的に発現しており、電気活動によって発現が誘導されることはない。3.Vesl蛋白質は全て、代謝調節型グルタミン酸受容体とそのN末端側領域で結合する。4.Vesl-1S以外のものは全て自己同士及び他と相互にC末端側半分の領域で結合し、この領域を持たないVesl-1Sは相互結合しない。5.Vesl-1Sの発現量の調節には、プロテアソームによる分解が重要である。6.Vesl-1Sは平常時には神経細胞全体に広く分布しているが、フォルボールエステル刺激を受けるとシナプス後膜部位に凝集し局在化してくる。以上の知見からvesl遺伝子の機能について次のような仮説を提案するに至った。即ち、構成的に発現している長型Vesl蛋白質は代謝調節型グルタミン酸受容体と結合し、かつ相互に結合凝集することによって、受容体のクラスターを形成する。電気活動によって発現する短型Vesl-1Sは、長型Vesl蛋白質と競合して受容体に結合することによって受容体をクラスターから解放し、受容体の再配分を容易にし、結果としてシナプスの再編成を促進する形で機能する、との仮説である。本研究の目標は、高等動物神経細胞の電気生理学的な活動が、細胞の遺伝子発現等の代謝的な機能をどのように調節しているか、ということを解析することにある。このためには、電気生理学的な活動と代謝的な活動を、同一の細胞で測定する必要がある。この目的のために、細胞の代謝的な活性(ここでは遺伝子発現の活性を見る目的で細胞内mRNAを測定することを検討した)を、出来うる限り単一細胞のレベルで測定することを目指した。本年度はまず、ある程度素性の知れた単一細胞から逆転写PCR法によってmRNAを出来るだけ確実に採取、検出する方法を確立することを目指した。まず最も単純なモデル系として株細胞培養系(胚性ガン細胞)を用い、レチノイン酸処理によって神経細胞様に分化を誘導する前と後の状態の細胞で比較した。ホールセル・パッチクランプ法により電気生理学的な特性を比較解析した単一細胞について、細胞内容物を回収し、ニューロフィラメントLのmRNAを検出することを試みた。mRNAをより確実に回収し、より高い感度で検出するための諸条件を検討し、これまでに以下のような結果を得ている。1:回収用のピペットは、サイズ、形状等の点からパッチ・ピペットとは区別し、2種類のピペットを使い分けるのがよいと考えられる。2:回収操作のばらつきを補正するために、内部標準を用いるのが好ましい(本研究ではアクチンを例として用いた)。3:逆転写反応やPCR反応の条件等について、より高い感度を得るためにはいろいろなポイントがあるが、それらの幾つか(溶液組成、反応温度等)が明らかになってきた。これらの試みをさらに確実なものとし、モデル細胞である程度見通しをつけたら、より生理的に意味のある細胞系にそれらの方法を適用する方向に進む計画である。本研究の目標は、高等動物神経細胞の電気活動が、細胞の遺伝子発現等の代謝的な機能をどのように調節しているか、ということを解析することにある。

この目的のため、vesl遺伝子に焦点を絞り、この遺伝子の発現調節の仕組みや機能を探索した。この遺伝子は、ラット海馬において電気生理学的な活動に依存して発現誘導される遺伝子として、我々(及び米国)のグループが見出したものである。本年度は、この遺伝子及びその遺伝子産物(蛋白質)のより詳細な特徴付けを行い、次のような知見を得た。1:この遺伝子は少なくとも3つの類縁遺伝子(vesl-1、2、3)よりなるファミリーをなし、そのうち少なくともvesl-1と2にはスプライス変異体がある。2:電気活動に依存して発現誘導されるのはvesl-1の短型スプライス変異体vesl-1Sであり、その他はいずれも電気活動によって発現が誘導されることはない。3: 3つの遺伝子によってコードされる蛋白質は、いずれも代謝調節型グルタミン酸受容体と結合し、その結合はこれらの蛋白質のN末端側半分の領域で起こる。4:電気活動によって発現が誘導されないもの(すなわちvesl-1S以外のもの)は全て、自己同士及び他と相互に結合する。結合はこれらの蛋白質のC末端側半分の領域で起こり、この領域を持たない短型スプライス変異体vesl-1Sは結合しない。これらの知見から現在のところ、Vesl遺伝子の機能について次のように推定出来る。すなわち、構成的に発現したvesl蛋白質は代謝調節型グルタミン酸受容体と結合し、かつ相互に結合凝集することによって、受容体のクラスターを形成する(シナプス後膜において期待される)。電気活動によって発現するvesl-1Sは、受容体をクラスターから解放することによってシナプスの再編成を促進する形で機能することが期待される。本研究の目標は、高等動物神経細胞の電気活動が、細胞の遺伝子発現等の代謝的な機能をどのように調節しているか、ということを解析することにある。この遺伝子は、ラット海馬において電気生理学的な活動に依存して発現誘導される遺伝子として我々(及び米国)のグループが見出したもので、これまでの研究により、少なくとも3つの類縁遺伝子(vesl-1,2,3)よりなるファミリーをなしていること、電気活動に依存して発現誘導されるのはvesl-1の短型スプライス変異体vesl-1Sであり、その他の遺伝子産物はいずれも電気活動によって発現誘導されることはない、ということを明らかにして来た。本年度は、この短型スプライス変異体vesl-1Sのより詳細な特徴付けを行い、次のような知見を得た。(1)この短型スプライス変異体の発現量の調節には、生成過程の調節だけでなく分解過程の調節機構も少なくとも部分的には重要な関与がある。特にプロテアソームによる分解が重要である。(2)この短型スプライス変異体は、平常時には神経細胞全体に広く分散して存在しているが、フォルボールエステルによる刺激を受けるとシナプス後膜部位に凝集して局在化してくる。この過程は、シナプスの強い電気活動に伴って起きる現象とよく似ており、電気活動による神経細胞内局在化機構を検討するモデル系と考えることが出来る。
翻訳終結と共役したmRNA分解制御機構の構造生物学的解明

(1)PABPの多量体化についての解析PABPは4個のRNA認識モチーフ(RRM)、蛋白質結合ドメインPABC、およびそれらを繋ぐリンカー領域から構成される蛋白質である。真核生物のmRNA3'末端に付加しているポリAは、約200塩基ほどの長さがあり、23-24塩基あたり1分子のPABPが結合していることが知られている。このポリA結合型PABPは、ポリA非結合型PABPと相互作用し多量体化していることが報告されている。このPABPを介したGSPT/eRF3とポリA分解酵素との共役機構を解明するためには、まず、ポリA上でのPABP多量体機構を明らかにする必要がある。本年度の研究において、ポリA上でのPABP分子間の相互作用を定量的に評価し、相互作用領域をPABP中のドメインRRM1、RRM2およびリンカー領域に存在することを明らかにした。また、得られた結果に基づき、多量体状態モデルを提唱した。(2)PABP依存性ポリA分解酵素とPABPの相互作用解析遺伝情報発現の最終段階である「翻訳」過程において、蛋白質の発現量はmRNAの寿命によって制御される。真核生物におけるmRNA分解の最初の段階は、mRNA3'末端のポリAの分解であるが、これを担うポリA分解酵素はポリAに結合しているPABPによりリクルートされる。このPABP依存性ポリA分解酵素は、酵素活性を有するRNaseサブユニットおよびPABP結合サブユニットからなる。本研究において、各サブユニットを大量発現・精製し、サブユニット間相互作用を熱力学的に解析した。また、PABP結合サブユニットは立体構造を形成するN末端ドメインと、特定の立体構造を形成しないC末端領域からなり、前者がRNaseサブユニットと、後者がPABPと相互作用することを明らかにし、そしてその親和性を定量的に求めた。さらに、C末端領域の中でPABPと直接相互作用する12残基からなる領域を同定した。(1)PABPの多量体化についての解析PABPはRNA認識モチーフ(RRM)、蛋白質結合ドメインPABC、およびそれらを繋ぐリンカー領域から構成される蛋白質である。これまでに、PABP一分子はRRMにおいて24塩基のポリAを認識するが、このポリA結合型PABPは、ポリA非結合型PABPと相互作用し多量体化していることが報告されている。この多量体化状態を熱力学および立体構造の見地から明らかにするため、核磁気共鳴(NMR)、RRMとリンカー領域がポリA依存的に相互作用することを明らかにした。また、表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて、A48に結合した2分子のPABPの間には相互作用があることを示した。これらのことから、ポリA上で隣り合うPABP同士は一方の分子のRRMと他方のリンカーとの相互作用により多量体化していることが強く示唆された。今後、NMRを用いて多量体化の原因となる領域をアミノ酸残基レベルで同定する。現在、RRMおよびリンカーのNRシグナルの帰属を推進している。本研究において、a)PABP依存性ポリA分解酵素の各サブユニットを大量発現・精製する方法を確立し、b)各サブユニットのサブユニット間相互作用およびPABPとの結合親和性を熱力学的に解析した。また、c)PABP結合サブユニットについては立体構造解析を推進している。