hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イオン対HPLCを用いる天然生理活性物質の探索と創薬に関する研究

塩素酸ナトリウムをイオン対試薬とする分取HPLCを用いて、生理活性を有するアルカロイド類の分取を行い、ケニア国産バンレイシ科(Annoaceae)植物Monodora junodii, Xylopia parvifloraならびにMonanthotaxis fornicataに適用して多数の3,4級イソキノリンアルカロイド類を単離しその構造を決定した。そのなかには新規化合物5種を含んでいる。精製した化合物について次の活性試験を行った。1.抗マラリア活性を調べた結果ではプソイドベルベリンアルカロイド類、特にpseudocoptisine, pseudoberberineに強い活性を認めた。2.E.coliをはじめ5種の菌に対する抗菌活性を検討した結果では、アポルフィンアルカロイドについて活性を認め、特に1,2-位にメチレンジオキシ基を有する化合物の活性が高かった。3.Monanthotaxis fornicataについて抗腫瘍活性を調べる目的で単離したアルカロイド類のヒト白血病細胞株HL-60に対する増殖抑制作用を検討した結果、いくつかのベンジルイソキノリンアルカロイドに活性を認めた。4.Xylopia parvifloraのアルカロイドの鎮痛活性を検討したところ、強い活性を認めた。特に4級アルカロイド画分の活性が強い。この植物のアルカロイドは極めて多種類であるので、特に活性の強い成分の同定が今後の課題である。本課題で研究した分取法は、全く同一の溶媒系でアルカロイドだけでなくフラボノイドの分取にも使用できる(イオン抑制法として)。そこで日本、中国、アフリカなど多くの薬用植物から種々のフラボノイドを単離し、構造を確認した。得られたフラボノイド類について抗酸化活性、抗腫瘍活性を検討し、HL-60やヒト大腸ガン培養細胞(WiDR)に強い増殖抑制活性を持つフラボノイドを見いだした。今年度は、守安らが開発した過塩素酸ナトリウムをイオン対試薬とする分取HPLCを用いて、生理活性を有するアルカロイド類の分取を行い、特にケニア国でマラリア治療薬として用いられているバンレイシ科(Annonaceae)薬用植物Monodra junodiiに適用して多数の3,4級アルカロイド(ベンジルイソキノリン、アポルフィン、プロトベルベリン、プソイドベルベリン類)を単離し、その構造を決定した。そのうち4級アルカロイドについては既知化合物が得られ、これについてはすでにNatural Medicine誌に発表した(論文リスト参照)。また3級アルカロイドについては新規化合物も含まれており、それらの構造研究については2000年3月の日本薬学会年会にて発表し、さらに速やかに論文誌にも発表する準備をしている。またプソイドベルベリン類は坑マラリア活性が期待され、他の化合物についても抗腫瘍活性など種々の活性が期待できるので、今後植物をより多くの量入手し、分取HPLCで多量の化合物を精製し、得た化合物の生理活性試験を行う予定である。フラボノイドについて、多量の分取精製法を確立した。そしてこれを重要な薬用植物であるオウゴンに適用し、20種を越えるフラボノイドを生理活性試験を行うだけの量を得た。これらの化合物について抗腫瘍活性をターゲットとして活性試験に着手し、主にヒト大腸ガン培養細胞を用いて腫瘍細胞増殖抑制活性を調べた。主成分のバイカレインに強い増殖抑制活性を認め、これについては2000年3月の日本薬学会年会にて発表する。それ以外の化合物についても抗腫瘍活性を中心とした生理活性を今後幅広く検討する予定である。

昨年度に引き続きイオン対試薬とする分取HPLCを用い、生理活性を有するアルカロイド類の分取を行い、バンレイシ科(Annonaceae)薬用植物Monodra junodiiについては新規化合物を含め多数の2,3級アルカロイド類(ベンジルイソキノリン、アポルフィン、プロトベルベリン、プソイドベルベリン類)を単離し、新規化合物を含むその構造を決定した(Natural Medicine誌に発表)。同様にAnnonaceae属植物であるXylopia parbifloraならびにMonanthotaxis fornicataについてもアルカロイドの検索を行い、両植物より新規化合物を含む多数の化合物を単離し、その構造を決定した(いずれも2001年9月日本生薬学会年会(東京)にて発表し、また論文を作成中である)。次にこれらの化合物の生物についても検討を着手した。抗菌活性についての検討結果では、ベンジルイソキノリンならびにアポルフィンアルカロイドについて、E.coliをはじめ5種の菌に対する抗菌活性を検討したが、アポルフィンアルカロイド類に活性を認め、特に1,2-位にメチレンジオキシ基を有する化合物の活性が高いことを認めた。またいくつかの化合物については抗マラリア活性の検討も行い、プソイドベルベリン型アルカロイドに強い活性を認め、その中にはマラリア治療薬として使用されるキニーネに匹敵する活性を有する化合物があることを認めた。これらの化合物の活性については興味ある知見が得られつつあり、場合によっては治療薬として期待できる可能性もあることから、研究最終年度にあたる来年度は抗菌、抗マラリア活性を中心として、単離、構造決定した化合物の生理活性について掘り下げて検討する予定である。本年度はこの課題の最終年度であるので、主に分取イオン対HPLCによって取得した化合物の生物活性の研究を中心に取り組んだ。その結果次に示す結果を得た。(1)アフリカケニア国産バンレイシ科薬用植物であるXylopia parbifloraについてアルカロイドの鎮痛活性を検討したところ、いくつかのベンジルイソキノリンアルカロイドに強い鎮痛活性を認めた。この結果はこの薬用植物の現地での使用実績を裏付ける結果である(平成14年3月薬学会年会(千葉)にて発表、論文作成準備中)。(2)同属植物Monanthotaxis fornicataについて抗腫瘍活性を調べる目的で単離したアルカロイド類のヒト白血病細胞株HL-60に対する増殖抑制作用を検討した結果、いくつかのベンジルイソキノリンアルカロイドに活性を認めている(発表予定)。またバンレイシ科薬用植物Monodragrandidieriについては成分検索を行った。そのアルカロイド成分を解明した。この点についてはNatural Medicine誌に発表を予定している。また今後得られた化合物の生物活性試験(鎮痛、抗炎症活性など)も行う予定である。本課題で研究した分取法は、全く同一の溶媒系でアルカロイドだけでなくフラボノイドの分取にも使用できる(イオン抑制法として)。そこでハンシレン、ジュウヤク、オウギ、ランソウ、マンケイシなどの和漢生薬からフラボノイドを単離し、抗酸化活性、抗腫瘍活性、抗糖尿病活性などの検討を行った。
シリカガラスおよびエルビウムドープシリカガラスの真空紫外域における光学特性

(2)シリカガラス中の酸素欠乏欠陥のキャラクタリゼーションを行うため、シンクロトン放射光(シングルバンチ運転)を利用して、時間相関単-光子計数法による真空紫外域(>6eV)励起下でのナノ秒・サブナノ秒時間分解蛍光測定を行った。真空紫外励起下で酸素欠乏欠陥の2つの配置間でのinterconversionを初めて観測することが出来た。(第54回応用物理学会学術講演会および電気学会研究会誘電・絶縁材料研究会の計2件の報告を行った。)その他、エルビウムドープシリカガラスのgamma線誘起損失の解析、ゲルマニウムドープシリカガラスのエキシマレーザ誘起ルミネッセンスの観測、ゾル-ゲル法シルカガラスの光学特性に及ぼすNa不純物の影響に関して、第54回応用物理学会学術講演会にて3件の報告をすることが出来た。
ホルモン作用機構におけるCaイオンの役割

ホルモン作用機序における【Ca^(2+)】の役割を明らかにするため本年度はホルモン作用初期にみられる迅速な【Ca^(2+)】の変化を正確に把握することに主眼を置いた。この目的のために、(1)ホルモンがひきおこす細胞膜イオン透過性の変化を電気生理学的方法で測定する、(2)ホルモンによっておこるイノシトールリン脂質代謝回転(PI回転)の調節機構を検討する、(3)ホルモン投与によりおこる細胞内【Ca^(2+)】濃度(〔【Ca^(2+)】〕c)変化を正確に測定することを行ってきた。その結果、(1)a)腎尿細管細胞由来のJTC-12細胞が自発的過分極をおこし、これが【Ca^(2+)】依存性【K^+】チャンネルによることを明らかにした(Pfl【u! ̈】ger Arch.405,223,1985)。副甲状腺ホルモンが同様な過分極をおこすことから現在その機序を検討中である。b)下垂体【GH_3】細胞において成長ホルモン分泌刺激ホルモンが電位依存性【Ca^(2+)】チャンネルを抑制することを明らかにした(J.Membrane Biol.87,241,1985)。c)ヒト下垂体腺腫培養細胞においてソマトスタチンは電位依存性【Ca^(2+)】チャンネルを抑制するが、これが【K^+】チャンネルの活性化によることを明らかにした(投稿中)。(2)最近TPAがアゴニストによるフォスフォリパーゼC活性化を抑制することが示され、Cキナーゼガアゴニスト作用にネガティブフィードバックをかける可能性が示唆されている。我々は副腎皮質細胞においてこのTPAの作用が薬理的作用であることを明らかにした(Biochem.J.in press)。(3)【Ca^(2+)】感受性蛋白エクオリンを用いて鋭敏な〔【Ca^(2+)】〕cの測定法を確立した。この方法で副腎細胞、肝細胞、腎糸球体メサンギウム細胞、線維芽細胞などで〔【Ca^(2+)】〕cの測定法を確立した。これらの系で、従来cAMPがそのメッセンジャーであると考えられていたホルモン、例えばACTHやグルカゴンがまた〔【Ca^(2+)】〕cをも上昇させることが明らかとなった(投稿中)。現在、この〔【Ca^(2+)】〕c上昇作用とcAMPの関係について検討中である。
糖尿病で生じる高グルコース・高インスリン状態がアミロイドβ産生に及ぼす影響

糖尿病(DM)がアルツハイマー病(AD)発症の後天的危険因子になることが多くの疫学研究で示されている.糖尿病で生じる高グルコース状態がADの病態に与える影響を明らかにするため,本研究を実施し次の知見を得た.1)高グルコース状態では,神経系培養細胞でβアミロイド(Aβ)の産生が亢進する.2)高インスリン状態では,Aβが増加する.これらの知見から,DM患者でみられる高血糖・高インスリン血症は神経細胞でのAβの産生を増加させることで,AD病態を加速させる可能性が示唆された.糖尿病(DM)がアルツハイマー病(AD)発症の後天的危険因子になることが多くの疫学研究で示されている.糖尿病で生じる高グルコース状態がADの病態に与える影響を明らかにするため,本研究を実施し次の知見を得た.1)高グルコース状態では,神経系培養細胞でβアミロイド(Aβ)の産生が亢進する.2)高インスリン状態では,Aβが増加する.これらの知見から,DM患者でみられる高血糖・高インスリン血症は神経細胞でのAβの産生を増加させることで,AD病態を加速させる可能性が示唆された.脳内のアミロイドβ(Aβ)沈着は,アルツハイマー病の病態機序の初期イベントとして認識されており,Aβ蓄積からリン酸化タウ蓄積,神経細胞死にいたる「アミロイドカスケード」仮説を中心に,アルツハイマー病の治療方法の開発が進められている.また糖尿病やインスリン抵抗性がアルツハイマー病発症の後天的リスク因子となることが国内外の疫学調査から明らかにされている.本研究課題では,糖尿病に伴い生じる高グルコース・インスリン状態およびインスリン抵抗性がアルツハイマー病発症にかかわる機序について検討するため,高グルコース状態,高インスリン状態を神経系培養細胞で再現するアッセイ系を構築し,その条件下における神経系培養細胞のAβ蓄積産生,糖利用などについて解析を行う.本年度は,高グルコース状態におけるAβ産生量について検討を行った.スウェーデン型APP変異安定発現細胞(N2a swe)を高グルコース状態で培養を行い,培養液中に存在するAβについてウエスタンブロットおよびELISAによる検討を行った.ELISAを用いた検討では,Aβ42/40の変化を認めなかったが,N2a swe培養液中総Aβは,200mg/dL以上の高グルコース状態で増加を認めた.より生理的なAβ分泌に及ぼす影響を検討するため,野生型N2a細胞においても同様の検討を行い,培養液中に分泌される内在性Aβを高感度ELISAにより検討した.N2a sweでの実験結果と同様に,Aβ42/40の変化は認めなかったが、高グルコース状態では総Aβ量が増加した.脳内のアミロイドβ(Aβ)沈着は,アルツハイマー病の病態機序の初期イベントとして認識されており,Aβ蓄積からリン酸化タウ蓄積,神経細胞死にいたる「アミロイドカスケード」仮説を中心に,アルツハイマー病の治療方法の開発が進められている.また糖尿病やインスリン抵抗性がアルツハイマー病発症の後天的リスク因子となることが国内外の疫学調査から明らかにされている.本研究課題では,糖尿病に伴い生じる高グルコース・インスリン状態およびインスリン抵抗性がアルツハイマー病発症にかかわる機序について検討するため,高グルコース状態,高インスリン状態を神経系培養細胞で再現するアッセイ系を構築し,その条件下における神経系培養細胞のAβ;蓄積産生,糖利用などについて解析を行うことを目的とした.本年度は,高インスリン状態におけるAβ産生量について検討を行った.スウェーデン型APP変異安定発現細胞(N2a swe)を高インスリン状態で培養を行い,培養液中に存在するAβについてウエスタンブロットによる検討を行った.生理的なインスリン濃度を超える濃度(10 nM以上)においてN2a swe細胞培養液中のAβ量が増加する傾向を認めた.高インスリン条件(10 nM)下においてN2a細胞を培養した際のインスリンシグナル伝達について解析を行った.高インスリン条件培養下ではインスリン刺激に伴い時間依存性に増加するpAkt/pGSK3βの活性化が抑制される傾向を示した.これらの結果から,高インスリン状態では,Aβ産生量の増加が示唆された.26年度が最終年度であるため、記入しない。認知症学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に記載した予定にほぼ沿った形で研究が進行しているため平成25年度に検証した高グルコース,高インスリンがAβ産生に及ぼす効果を,生理的な条件で検証するために,初代神経培養細胞が産生する内在性Aβにおいて検証を進める.初代神経培養細胞における内在性Aβ量はウエスタンブロットによる検出感度に達しないために,高感度Aβ特異的ELISAアッセイを用いる.また,高グルコース,高インスリン状態が神経細胞の糖利用に影響を与えるかについて,特にインスリン依存性/非依存性glucosetransporterに着目して検討を行う.
Functional Health Literacy 尺度の開発

我が国の医療環境下で使用され、患者が実際に触れる医療用語や、医療情報の計算・理解・読解能力に困難のある患者を、客観的にスクリーニングできるFunctionalHealthLiteracyテストを開発するために研究を行った。開発手法は、一般的なテスト開発法に準じた。開発されたテストの信頼性・妥当性は、先行研究で推奨される基準値を満たしていた。このテストは、患者を能力別に3群に分けることができ、分けられた3群の患者の特性は、国際的な先行研究の結果と一致した。我が国の医療環境下で使用され、患者が実際に触れる医療用語や、医療情報の計算・理解・読解能力に困難のある患者を、客観的にスクリーニングできるFunctional Health Literacyテストを開発するために研究を行った。はじめに、外来患者を対象者にして得られたデータを基に、開発したテスト内容の分析を行った。その結果、(1)テストの信頼性として、内的整合性を示すクロンバックα係数は、先行研究で推奨される基準値を十分に満たしていた。(2)内容的妥当性として、医療分野の専門家による、構成概念の評価結果から算出した内容妥当性指数(CVI)は、先行研究で推奨される基準値を十分に満たしていた。(3)併存的妥当性として、類似する概念のテストと考えられたJapanese Health Knowledge Testと、本テストとの相関係数(妥当性係数)は、先行研究で推奨される基準値を十分に満たしていた。(4)項目反応理論(IRT)を用いて分析された全テスト設問の弁別力・難易度は、先行研究で推奨される基準値を十分に満たしていた。次に、IRTとReceiver Operating Characteristics(ROC)曲線を用いて、対象者を3つのFunctional Health Literacy群(低・中・高群)に分け、その3群それぞれの基本的属性の傾向を分析した。その結果、(5)高齢者や低所得者、教育年数の少ない者、健康知識量の低い者などは、低・中群になるリスクが有意に高く、先行研究と同様の結果となった。上記の結果から、信頼性・妥当性の確保された日本人用Functional HealthLiteracyテストを開発できたと判断した。我が国でも医療職者の発言内容や説明文書などの読解・理解に困難をきたすFunctional Health Literacy (FHL)の低い患者が2割から3割程度いると推測でき、医療サービス上の不利益や健康障害を引き起こしている可能性が考えられた。恐らく、我が国の医療職者はコミュニケーションを取る中で経験的にそのような患者を見分けられる者もいると思われたが、この方法では医療職者の経験や観察力による差が現れやすく見落とされる患者も多いと推測できた。また、医師の説明に関して看護師が患者や家族に補足を行う場面があるが、患者の説明への理解度を確認しづらい点や多事過密業務などから、看護師は患者・家族の申し出がない場合は進んで補足説明をしにくいのではないかと思われた。このテストによりFHLの低い患者を選別できれば、看護師は説明すべき対象者を明確にでき短時間で効率の良い説明を行えると期待できた。そこで、我が国の医療環境下で実際に使用されている医療用語や医療情報を用いて、その計算・理解・読解能力に困難のある患者を客観的にスクリーニングできるFHLテストの開発研究を開始した。まず、16問からなる試作版テストを作成し、外部基準となる4つの尺度を決定した。開発方法は、項目反応理論をベースにすることとした。今年度は、400名の対象者から協力が得られた。外部基準の尺度と低FHL患者の分布を参考に、カットオフ値の候補を算出できた。さらに、カットオフ値の妥当性を得るため、年齢や最終学歴などの基本属性を分析した。その結果、日本人用FHLテストの開発手順は先行研究から妥当であると判断でき、信頼性係数、妥当性係数なども良い数値が算出された。よって、日本人用FHL Testは信頼性と妥当性の高いテストであり、外来患者のFHLレベルを適格に弁別できると考えられた。研究対象者が計画予定よりも順調に集まってデータ収集できているため。来年度はテスト開発の結果を学術雑誌に投稿する予定である。研究者間では、その開発・分析過程から、すでに本研究は十分な信頼性・妥当性を確保していると考えている。そこで、本研究の専門家の集まる国際的な学術集会でその成果を発表し、他の研究者の意見を収集する。さらに、学術的な外部評価を得るため国際的な学術研究論文へ投稿し、その掲載の決定をもって開発の完成とする予定である。そして、完成の後はテストの使用を推進するため本テストのホームページを開設する予定である。次年度の研究費の使用計画は、国際学会への参加費用、国際的な学術雑誌への投稿準備のための英語校正会社による費用と、テスト開発後のホームページ作成費用を計上する予定である。
社会主義圏で活動した卒業生の資料によるマイアー主導バウハウス建築教育の総合的解明

本年度は主に本研究課題の中心となる次の2点について重点的に研究した。(1)マイアー主導のバウハウスのデザイン教育における建築教育の位置づけ、(2)個別のバウハウス学生作品についての研究。まず、2019年3月に「ハンネス・マイアー主導のバウハウスにおける分析重視のデザイン教育」と題した論文を所属機関の研究報告(紀要相当)に提出した。この論文では、マイアー主導の建築教育とバウハウスの予備教育課程におけるデザイン教育の連続性について指摘した。つぎに、マイアー主導のバウハウス建築教育における個別の建築作品について、K.ピュシェルが担当した「小市場の再整備」案(1929-1930)について、「第58回日本建築学会九州支部研究発表会」(大分)で研究発表した。この発表をとおして細かな事項ではあるが学生達の設計当時の状況や学生作品相互の具体的な関連が明らかになった。このような本年度の成果により、バウハウスの建築教育を評価する際の方向性を形作ることができた。本研究は、未だ不明な点が多いマイアー主導バウハウス建築教育の内容について、1.バウハウス建築科のカリキュラムの変遷の把握、2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析、この2点から明らかにすることを目標としている。研究2年目の平成30年度は、おおよそ当初の計画どおりの成果が得られたため「おおむね順調に進展している」と評価した。平成30年度の計画としては、具体的に次の3点を予定していた。(1)デッサウ市の資料館での資料収集と分析、(2)学生作品の整理と研究成果発表、(3)国際学会での研究経過の発表。1.バウハウスのカリキュラム関係の資料の収集と分析については、予定どおり(1)デッサウ市の資料館での資料収集を行った。複写作業を職員へ依頼する必要がなくなり、自分で作業を行うように変更されたため、当初の計画より効率よく作業できた。2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析については、重点的に(2)学生作品の整理と研究を進め、成果を発表する事ができた。特に、複数の学生作品を同時に研究をすることで、さまざまな相互関連する事項があることが分かってきた事は、おおきな成果である。研究成果の発表は所属機関および国内学会だけでなく、国際学会でも発表ができた。本研究は、マイアー主導バウハウス建築教育の内容について、1.バウハウス建築科のカリキュラムの変遷の把握、2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析、この2点から明らかにすることを目標としており、過去2年間は2について成果を上げたため、最終年度は1について重点的に成果を発表する。作業としては、本年度は主として、過去2年間の作業についてより総合的に考察を加え、論文集における研究成果の発表のための作業を集中して行う。まず1.バウハウス建築科のカリキュラムの変遷については、今年度のバウハウス創立100周年の展覧会により、他の研究者による研究成果の公表が想定される。そのため、建築を専門とする本研究は、より広く建築教育の文脈で建築史上に位置付けることを目指す。つぎに2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析については、すでに分析作業は7割程度終えているため、原稿の作成・校正作業に入り、早期に論文誌へ投稿する。1と2のいずれのテーマも、今年度は建築史における建築教育のより広い文脈の中にいちづける作業を重点的に行う。以上の内容を関連付けて論じることでその成果を総合的に明らかにし、バウハウスの建築教育の内容を近代建築史の上に位置づけて、マイアーの建築教育の歴史的な意義を明らかにする。本年度は次の内容を研究発表し、当該研究課題の研究的枠組みを示した上で、特にバウハウス建築教育の成果としての学生作品に関する内容を重点的に明らかにした。資料調査としては、2018年2月にヴァイマール・バウハウス大学資料館にてバウハウス卒業生コンラート・ピュシェル関係の資料収集を行い、同資料館が所蔵するピュシェル関係の資料は閲覧を済ませた。【研究実績の概要】に示したように、今年度は前年度から所属大学の制度を利用しドイツに研究滞在したため、本課題のスケジュールを前倒しして実施し、国際学会で論文も発表できたため「当初の計画以上に進展している」と評価した。平成29年度は主として、1.バウハウスのカリキュラム関係の資料(トルツィナー資料)の収集と分析、2.学生作品の図面・写真資料(トルツィナー資料、ピュシェル資料、その他)の収集と分析、3.国内学会での研究経過の発表を予定していた。具体的には、1.バウハウスのカリキュラム関係の資料の収集と分析については、(1)当初予定していたデッサウ・バウハウス財団での資料収集は、同資料館が2019年まで閉館する事になったためできなかった。(2)しかし、当初予定していなかったデッサウ市資料館およびヴァイマール・バウハウス大学資料館において、これまでの研究で未使用と思われる資料を収集できた。2.学生作品の図面・写真資料についてはスケジュールを前倒しして平成28年度中から断続的に収集できた。特に分析用に高解像度でデジタルスキャンした写真資料は、閉館中のバウハウス資料館とデッサウ・バウハウス財団でも入手できたため、断続的に依頼し、データを入手した。

3.研究成果の発表は国内学会だけでなく、国際学会でも2件の発表ができた。本年度は主に本研究課題の中心となる次の2点について重点的に研究した。(1)マイアー主導のバウハウスのデザイン教育における建築教育の位置づけ、(2)個別のバウハウス学生作品についての研究。まず、2019年3月に「ハンネス・マイアー主導のバウハウスにおける分析重視のデザイン教育」と題した論文を所属機関の研究報告(紀要相当)に提出した。この論文では、マイアー主導の建築教育とバウハウスの予備教育課程におけるデザイン教育の連続性について指摘した。つぎに、マイアー主導のバウハウス建築教育における個別の建築作品について、K.ピュシェルが担当した「小市場の再整備」案(1929-1930)について、「第58回日本建築学会九州支部研究発表会」(大分)で研究発表した。この発表をとおして細かな事項ではあるが学生達の設計当時の状況や学生作品相互の具体的な関連が明らかになった。このような本年度の成果により、バウハウスの建築教育を評価する際の方向性を形作ることができた。本研究は、未だ不明な点が多いマイアー主導バウハウス建築教育の内容について、1.バウハウス建築科のカリキュラムの変遷の把握、2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析、この2点から明らかにすることを目標としている。研究2年目の平成30年度は、おおよそ当初の計画どおりの成果が得られたため「おおむね順調に進展している」と評価した。平成30年度の計画としては、具体的に次の3点を予定していた。(1)デッサウ市の資料館での資料収集と分析、(2)学生作品の整理と研究成果発表、(3)国際学会での研究経過の発表。1.バウハウスのカリキュラム関係の資料の収集と分析については、予定どおり(1)デッサウ市の資料館での資料収集を行った。複写作業を職員へ依頼する必要がなくなり、自分で作業を行うように変更されたため、当初の計画より効率よく作業できた。2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析については、重点的に(2)学生作品の整理と研究を進め、成果を発表する事ができた。特に、複数の学生作品を同時に研究をすることで、さまざまな相互関連する事項があることが分かってきた事は、おおきな成果である。研究成果の発表は所属機関および国内学会だけでなく、国際学会でも発表ができた。本研究は、マイアー主導バウハウス建築教育の内容について、1.バウハウス建築科のカリキュラムの変遷の把握、2.学生作品の網羅的収集とその特性の分析、この2点から明らかにすることを目標としており、平成29年度は2について成果を上げたため、平成30年度は1について重点的に分析を加える。作業としては、本年度は主として、平成29年度の1と2の成果についての総合的考察、および追加の資料調査と国際会議における研究成果の発表を行う。まず1.バウハウス建築科のカリキュラムの変遷については、今年度のバウハウス資料館とデッサウ・バウハウス財団での新規の資料収集はできないため、デッサウ市の資料館での資料収集を行う。それらと既に収集しているトルツィナー資料とを対照する事で、バウハウス建築科のカリキュラムの変遷を把握する。この点は本年度重点的に分析を行う。
脳磁図の三次元ベクトル計測による脳機能イメージングの研究

本研究で提案した脳磁図(MEG)の三次元ベクトル計測は,同一の部位で同時に磁界の三成分,すなわち,従来の頭表に垂直な磁界成分(法線磁界成分)に加えて,新たに頭表に水平な磁界成分(接線磁界成分)をも計測する方法で,国内外においてもその報告が極めて少ないのが現状である。そこで,本研究では脳磁図の三次元ベクトル計測により脳内のニューロン群の活動電流源の位置,大きさ,向きを三次元的に求め,活動状態が空間的・時間的に解析できる脳機能イメージングの実現を目指したものである。以下に主要な結果を示す。1.三次元ベクトル計測における接線磁界検出用コイルは,信号源の直上で最大感度となる検出特性を有するので,磁界分布には極値となる単峰性パターンが現れ,この成分の利用により信号源の数や方向を提供することが示された。2.接線磁界成分検出用コイルを二次勾配型にすることによって,検出磁界は小さくなるが空間分解能の向上と分布電流の影響を低減することが分かった。この結果,複数信号源からなる複雑なパターンで見られる空間周波数の高い成分の検出に有効に働き,複数信号源の分離と同定が可能であることが示された。3.上述の三次元ベクトル計測法の特徴を踏まえ,従来の法線磁界成分をも同時に考慮した信号源推定アルゴリズムを開発した。その際,信号源に対する初期条件の定量的な獲得に,固有値分解や時間・周波数解析の導入を行なった。このアルゴリズムの検証に正中神経および聴覚への同時刺激による体性・聴覚誘発脳磁界の複数信号源からなる実験データに適用し,推定結果について頭部MR画像との照合によりその有効性が示された。以上のことより,本研究の目的であった脳機能イメージングシステムの開発に向けた基礎が確立できた。脳の神経細胞の電気的興奮に基づいて発生する微小磁界すなわち脳磁図(MEG)の三次元計測法と解析法の開発を中心に研究を行った。特に,MEG計測法においては,従来,頭表に垂直な磁界成分(法線磁界成分)のみを測定し,そのデータに基づいた脳内の信号源の推定,いわゆる,逆問題を解いてきた。しかしながら,複数の信号源が存在する場合は,単純な双極子磁界分布とはならず複雑になり,信号源の数や向きなどの事前条件の不確定性が高くなり逆問題解の獲得が困難となる。そこで,本年度は,この逆問題解法の事前条件を実際の測定から得るために,三次元計測に基づいた逆問題解法アルゴリズムの開発を行うと共に,保有している三次元二次勾配型べクトルSQUID(超電導量子干渉素子)磁束計により,被験者の聴覚と体性感覚(右手正中神経)に刺激を与え,頭部で誘発される脳磁界(脳磁図)の計測を行い,脳内の複数信号源の分離と同定の可能性について実験的に検討した。その結果,従来の法線磁界成分のみからは推測できない2個の信号源が,接線磁界成分より求めた磁界分布からは明確に確認できた。また,開発した逆問題解法アルゴリズムを用いて信号源推定を行い,その推定位置を披験者の頭部MR画像上へ挿入した結果,解剖学的に知られている脳の聴覚野と体性感覚野に推定結果が同定され,脳磁図の三次元計測法の基礎が確立された。これらの成果について学術雑誌に投稿し,1998年度の各論文誌(電気学会論文誌A:1編,日本応用磁気学会誌:3編,アメリカ物理学会誌1編)において掲載決定となっている。来年度は,本三次元ベクトル計測法の更なる進展を計りたいと考えている。

脳の電気的興奮に基づいて発生する微小磁界すなわち脳磁図(MEG)の三次元計測法と解析法の開発を中心に前年度の成果を踏まえて研究を行った。特に,MEG計測法は,従来,頭表に垂直な磁界成分(法線磁界成分)のみを測定し,そのデータに基づく信号源推定,いわゆる逆問題を解いてきた。しかしながら,複数の信号源が存在する場合は単純な双極子分布とはならず複雑になり,信号源の数や向きなどの事前条件の不確定性が高くなり逆問題解の獲得が困難となる。そこで,昨年度はこの逆問題解法の一つとして,磁界の三成分の内,法線成分と接線成分の二成分に分け,個々に推定するという計算アルゴリズムを開発し.MEGの実測より得られた事前条件(制約条件)の下で複数信号源の推定を行ない三次元計測法の特徴を示してきた。本年度は,信号源推定に際し,接線成分(二成分)の利用により信号源の初期条件(数,強度,位置)を与え,磁界の三成分を同時に評価した探索法による推定アルゴリズムの開発を行ない,MEGの実測データへの適用および被験者の頭部MR画像との照合を行った。また,新しいMEG信号処理法として,脳内の信号源の時間・空間的な変動を見るために,時間・周波数解析を導入し,MEGの三次元ベクトル計測に基づく脳機能イメージングシステムの開発に向けた信号処理法の基礎が確立した。これらの成果は,学術誌に投稿し,1998年度および1999年度の各論文誌(電気学会論文誌:A分冊1編,E分冊1編,AppliedSuperconductivity:1編,日本応用磁気学会誌:1編掲載決定)において掲載または掲載決定となっているとともに,第11回生体磁気国際会議(4編),第20回IEEE医学生物工学年次国際会議(1編)等に発表した。
肝臓癌増殖機構におけるプライミングファクターの同定とその制御に関する基礎的研究

1)ヒト肝細胞癌(HCC)42例の凍結標本を用いて,IL-8の発現の生物学的・臨床的意義について検討した.RT-PCR法により,32例のHCC組織中にIL-8 mRNAの発現を確認した.IL-8は癌組織内では,血管新生に関与することが指摘されてきたが,CD34免疫染色で確認した癌組織腫瘍血管の増生程度とIL-8発現の明らかな関わりはみられなかった.一方,IL-8陽性群は,陰性群よりも,明らかに血管浸潤頻度が高く,さらにTNM Stageの進行したものが多かった.したがって,HCC内のIL-8発現は,腫瘍細胞のtransmigrationなどに関与し,より悪性化を進めることが示唆された.2)Diethylnitrosamine(DEN)を用いたラット肝発癌モデルにおいて,肝組織過酸化脂質の上昇(ROSの増加)とNF-κBの活性化,iNOSの増加がみられ,さらにDEN投与17週目の肝重量,癌部体積は増大した.これに対し,抗血管新生薬(TNP470)や14環系マクロライド抗生剤のロキシスロマイシン(RXM)の投与(10-17w)は,これを有意に抑制した.3)ヌードマウスを用いたDorsal bagmodel実験で、RXMは,ヒト肝癌細胞の血管新生も制御することを確認した.この時、RXM100mg/kgは、TNP470 50mg/kgの抑制効果に相当した。1)肝発癌モデルの作成(Solt and Farbar's model)を習得・円滑にすべく,8週齢のC57BL/6マウスにジニトロソアミンを投与し,さらに3週目に部分肝切除を加えて,13週後の発癌をGST-P免疫染色で確認した.2)ヒト肝細胞癌(HCC)42例の凍結標本を用いて,IL-8の発現の生物学的・臨床的意義について検討した.RT-PCR法により,32例のHCC組織中にIL-8mRNAの発現を確認した.IL-8は癌組織内では,血管新生に関与することが指摘されてきたが,CD34免疫染色で確認した癌組織腫瘍血管の増勢程度とIL-8発現の明らかな関わりはみられなかった.一方,IL-8陽性群は,陰性群よりも,明らかに血管浸潤頻度が高く,さらにTNM Stageの進行したものが多かった.したがって,HCC内のIL-8発現は,腫瘍細胞のtransmigrationなどに関与し,より悪性化を進めることが示唆された.1)発癌モデルの作成(Solt and Farbar's model)を変法し,8週齢のC57BL6マウス(wild type24尾,IL6KOマウス24尾,同じくTNFaNOマウス24尾に対し,10-16週にわたり,DEN(ジニトロソアミン)を経口で投与,発癌モデルを作成継続中である.発癌が認められたため,その摘出標本を組織学的・分子生物学的にそれぞれの群で比較を開始した.2)上記モデルで,癌部の重量,組織変化また増殖能(MIB1にて)を検討した.Wild typeに対し,IL6KO群では発癌数の抑制(免疫染色による癌部の確認また肝全重量の比較にて)が認められたが,TNFaNO群では逆に発癌数が増加しており,これらについてさらに検討を重ねている.3)また分子生物学的に検討すべく,標本を凍結保存し,また核蛋白およびRNAの抽出を行い,ストック中である.4)ヒト肝細胞癌(HCC)42例において,そのIL-8発現の意義と臨床学的パラメータを比較した.IL-8の発現(RT-PCRで確認)は癌細胞増殖や血管新生との関連は明らかではなく,それよりも血管浸潤などの悪性度に関与する結論を得た.これらをさらにHepG2を用いたin vitro実験系(Proliferation assay, Chemotaxis assay, MTT assayなど)で検証したところ,臨床実験結果と同様の結論を得たため,論文としてまとめ投稿した.1)肝発癌モデルの作成(Solt and Farbar's model)を行い,Wild typeおよびIL-6ノックアウト,TNFR1ノックアウト間で,比較検討

.2)ヒト肝細胞癌(HCC)42例の凍結標本を用いて,IL-8の発現の生物学的・臨床的意義について検討した.RT-PCR法により,32例のHCC組織中にIL-8 mRNAの発現を確認した.IL-8は癌組織内では,血管新生に関与することが指摘されてきたが,CD34免疫染色で確認した癌組織腫瘍血管の増勢程度とIL-8発現の明らかな関わりはみられなかった.一方,IL-8陽性群は,陰性群よりも,明らかに血管浸潤頻度が高く,さらにTNM Stageの進行したものが多かった.したがって,HCC内のIL-8発現は,腫瘍細胞のtransmigrationなどに関与し,より悪性化を進めることが示唆された.この結果は,Ann Surg Oncolに投稿中.3)ジニトロソアミン投与によりラット肝発ガンモデルを作成し,そのメカニズムに酸化ストレス,NF-kBの活性化さらにNOの亢進が関与していることを確認した.さらにこれに対して,マクロライド系抗生物質のRoxithromycin(RXM)が制御作用を有することを実験的に確認した.4)さらにRXMは,ヒト肝癌細胞の血管新生も制御することを確認した.1)ヒト肝細胞癌(HCC)42例の凍結標本を用いて,IL-8の発現の生物学的・臨床的意義について検討した.RT-PCR法により,32例のHCC組織中にIL-8 mRNAの発現を確認した.IL-8は癌組織内では,血管新生に関与することが指摘されてきたが,CD34免疫染色で確認した癌組織腫瘍血管の増勢程度とIL-8発現の明らかな関わりはみられなかった.一方,IL-8陽性群は,陰性群よりも,明らかに血管浸潤頻度が高く,さらにTNM Stageの進行したものが多かった.したがって,HCC内のIL-8発現は,腫瘍細胞のtransmigrationなどに関与し,より悪性化を進めることが示唆された.2)ジニトロソアミン投与によりラット肝発ガンモデルを作成し,そのメカニズムに酸化ストレス,NF-κBの活性化さらにNOの亢進が関与していることを確認した.さらにこれに対して,マクロライド系抗生物質のRoxithromycin(RXM)が制御作用を有することを実験的に確認した.3)さらにRXMは,ヒト肝癌細胞の血管新生も制御することを確認した.
カイコにおける遺伝暗号拡張のための基盤研究

本研究では、21番目のアミノ酸をコードできるカイコ系統を作出するための基盤研究を実施した。具体的には、終止コドンを利用して遺伝暗号を拡張する際に妨害要因となりうるNMD(nonsense-mediated mRNA decay)関連遺伝子をノックアウトし、本来NMDの標的となるmRNAを安定化できるか試みた。カイコNMD関連遺伝子を標的とするTALEヌクレアーゼをカイコ培養細胞に投与し、標的遺伝子配列の変化を解析するとともに、NMDに感受性の蛍光タンパク質の発現量変化を追跡した。その結果、標的遺伝子配列の変化は認められたものの、蛍光タンパク質発現量の明らかな変化は確認できなかった。本研究では、カイコ(B.mori)の遺伝暗号を拡張して21番目のアミノ酸をコードできる系統を作出するための基盤研究を実施する。具体的には、終止コドンを利用して遺伝暗号を拡張する際に妨害要因となり得るNMD(nonsense-mediated mRNA decay)関連遺伝子を遺伝子ターゲッティング法によりノックアウトし、本来NMDの標的となるはずのmRNAが安定化されるかを明らかにする。昨年度までに、カイコNMD機構に関連すると推定される遺伝子3種(BmUpf1, 2, 3)の部分配列を解読し、これら配列をターゲットとするTALEヌクレアーゼ(TALEN)遺伝子を設計・構築した。また、ショウジョウバエで見出された特定の3'非翻訳領域配列をもつmRNAが、カイコにおいてもNMDの標的になりうることを確認した。本年度は、以下の3点を実施した。(1)NMD感受性および非感受性の配列をもつ2種の蛍光タンパク質(GFPおよびDsRed2)を同時に発現する組換え培養細胞(BmN)を作出した。(2)1で作出した培養細胞に対して昨年度構築したTALEN遺伝子mRNAをトランスフェクションし、ゲノム中のターゲット配列の切断が生じるかどうかを解析した。その結果、BmUpf3遺伝子をターゲットとするTALEN mRNAを投与した際に、ゲノムの切断が生じたことを示唆する結果が得られた。一方で、蛍光タンパク質の相対的発現量の明確な変化を観察するには至っていない。本研究では、カイコ(B. mori)の遺伝暗号を拡張して21番目のアミノ酸をコードできる系統を作出するための基盤研究を実施する。具体的には、終止コドンを利用して遺伝暗号を拡張する際に妨害要因となりうるNMD(nonsense-mediated mRNA decay)関連遺伝子を遺伝子ターゲッティング法によりノックアウトし、本来NMDの標的となるはずのmRNAが安定化されるかを明らかにする。(1)カイコNMD機構に関連すると推定される遺伝子3種をカイコゲノムDBから推定し、遺伝子ターゲッティングに適すると推定した部位をゲノムDNAからPCR増幅して塩基配列を確定した。(2)上記(1)で確定したターゲット配列に対してTALENを設計し、それらをコードするプラスミドDNAを構築した。(3)ショウジョウバエにおいて特定の3'非翻訳領域配列をもつmRNAがNMDによる分解を受けるという既報を参考に、カイコ培養細胞において同様の実験を行い、カイコにおいても特定の3'非翻訳領域配列を持つときに発現量が低下することを確認した。初年度の主な目的は、カイコNMD関連遺伝子のノックアウト実験を行うための材料を整備することであった。必要な材料のうち、カイコNMD関連遺伝子に対して設計したTALENプラスミドの構築は予定通り完了し、さらに、ノックアウト実験に用いるカイコ培養細胞に導入するレポータータンパク質遺伝子の設計と構築も完了した。また、それら遺伝子をゲノム中に組み込んだカイコ培養細胞株の作出にも既に着手している。以上のことから、当所の計画に従っておおむね順調に進展していると判断した。次年度は、本年度作出したTALENを用いたカイコNMD関連遺伝子のノックアウト実験を中心に以下の2点を実施する。(1)初年度に作出したTALENを蛍光タンパク質を発現するカイコ培養細胞に投与し、その際の蛍光タンパク質の発現量変化を解析する。(2)上記(1)で変化が見られた場合、細胞からゲノムDNAを抽出し、標的遺伝子へどのような変異が導入されたかをPCRで明らかにする。試薬やプラスチック器具等の消耗品を効率的に使用した結果、本年度の研究費に若干の余剰が生じた。それらは次年度の研究費と合わせて、主に細胞実験に必要な試薬類やプラスチック器具類の購入に使用する。
大地と天体を結ぶ新学習法-星空地球塾におけるプログラム開発と実践研究-

本研究は環境問題や減災・防災教育とも相まって現代的な社会・教育課題としてますます注目をされるようになってきた理科、地球領域における課題を解決するために行っているものである。平成32年度からの新学習指導要領の実施に伴い、現代的な理科教育の課題を整理・勘案したときに、科学的な知識・理解に加え、防災教育や環境教育の観点や扱いが重要になってきた。同時に単元・教科横断的な学習や社会に開かれた教育課程が重視されるにあたり、「地球」領域にでは、これまで独立的に行われてきた「大地に関係する単元」と「天体に関係する単元」とを関連させる授業展開・教材開発が児童・生徒にとっては時間・空間概念の獲得に向けて効果的であると考え実践教育を伴う研究を進めている。平成30年度は、研究代表者がこれまで培ってきた野外学習支援のプログラムを「星空地球塾」として確立し、児童・生徒の科学リテラシーのうち「地球」領域の時間・空間概念の獲得・向上と教員を目指す大学生・大学院生の指導力向上を目的として行った。概要として、島根県内(主に松江市)の小学校を中心として合計20回の野外学習支援をとおした実践研究を行う事ができた。内訳は、島根県内の小学校(松江市)13校に対して島根半島や斐伊川を用いた野外学習支援研究を、市内の小学校1校に対して環境教育に関わる室内研究授業を、島根県内の小学校(邑南町)7校に対しては天体に関わる室内研究授業を行う事ができた。また、市内の中高一貫校に対して島根半島における野外学習授業を、岡山県の岡山大学附属中学校の生徒に対しても島根半島において地学特別授業を行う事ができた。また本研究の成果や成果の普及を目指して13本の研究発表を学術学会にて発表することができた。特にそのうち2本は海外での国際発表であった。特筆すべきは、ブラジルで行われた国際会議にて、次回開催国として日本の招致を獲得した点である。当研究は、当初の計画以上に進展をしていると言える。その理由として本研究は小学校を中心とする野外学習や天体に関する観察を中心にその教授法や教材を開発していくものであるが、初年度の平成30年度は20もの学校において、児童・生徒を交えての実践教育研究を実践できた点である。また、途中経過ではあるが13本の研究発表を国内外の学術学会において発表できた点である。加えて、4年後の国際地学教育学会の日本招致を獲得できた点も大きい。開催地は島根県松江市として国内の調整が終わったところである。今後の研究の推進であるが、研究2年目、及び3年目についても初年度(平成30年度)と同数程度の小学校を中心とした学校の児童・生徒に対して実践授業を行う予定である。それらの実践授業を通して、これまでは地学分野でも別々におこなわれてきた大地の学習と天体の学習の融合した学習・授業の開発を目指す。具体的には地学(大地)と天文(星空)の融合学習を目指している観点から3段階にわけて推進方策を考えている。まず一つ目として、「地球」領域のそれぞれの単元学習において本物、もしくは本物を実感させるような事物・現象を観察させる教材を開発する。また、その学習上の有効性を明らかにすることである。具体的には、小学校5年生の「流れる水の働き」、6年生の「土地のつくりと変化」、中学校1年生の「変動する大地」の3つの単元を中心に、島根県・鳥取県の野外学習地点の選定と実際の野外学習を実施する。二つ目として、単元間をつなぐ学習が生徒・児童の「地球」領域における見方・考え方である「時間的・空間的」なものをどの程度高める事に繋がるかについて明らかにしていく。三つ目として、本研究では野外学習や天体学習が地域の中での環境学習、故郷学習、防災・減災学習に繋がるような工夫を行い、これらの学習を用いて新学習指導要領で重視されている「社会に開かれた教育課程」として学校を拠点として地域と結びつくような仕組みの構築を目指している。

また本研究の成果や成果の普及を目指して13本の研究発表を学術学会にて発表することができた。特にそのうち2本は海外での国際発表であった。特筆すべきは、ブラジルで行われた国際会議にて、次回開催国として日本の招致を獲得した点である。当研究は、当初の計画以上に進展をしていると言える。その理由として本研究は小学校を中心とする野外学習や天体に関する観察を中心にその教授法や教材を開発していくものであるが、初年度の平成30年度は20もの学校において、児童・生徒を交えての実践教育研究を実践できた点である。また、途中経過ではあるが13本の研究発表を国内外の学術学会において発表できた点である。加えて、4年後の国際地学教育学会の日本招致を獲得できた点も大きい。開催地は島根県松江市として国内の調整が終わったところである。今後の研究の推進であるが、研究2年目、及び3年目についても初年度(平成30年度)と同数程度の小学校を中心とした学校の児童・生徒に対して実践授業を行う予定である。それらの実践授業を通して、これまでは地学分野でも別々におこなわれてきた大地の学習と天体の学習の融合した学習・授業の開発を目指す。具体的には地学(大地)と天文(星空)の融合学習を目指している観点から3段階にわけて推進方策を考えている。まず一つ目として、「地球」領域のそれぞれの単元学習において本物、もしくは本物を実感させるような事物・現象を観察させる教材を開発する。また、その学習上の有効性を明らかにすることである。具体的には、小学校5年生の「流れる水の働き」、6年生の「土地のつくりと変化」、中学校1年生の「変動する大地」の3つの単元を中心に、島根県・鳥取県の野外学習地点の選定と実際の野外学習を実施する。二つ目として、単元間をつなぐ学習が生徒・児童の「地球」領域における見方・考え方である「時間的・空間的」なものをどの程度高める事に繋がるかについて明らかにしていく。三つ目として、本研究では野外学習や天体学習が地域の中での環境学習、故郷学習、防災・減災学習に繋がるような工夫を行い、これらの学習を用いて新学習指導要領で重視されている「社会に開かれた教育課程」として学校を拠点として地域と結びつくような仕組みの構築を目指している。次年度使用額が生じた額は、1万円以下であり、当初計画もしくは当初の研究計画において概ね予定どおりの執行であった。差額の7,944円については、研究者の努力により生じた者と考えており、次年度に合わせて使用した方が本研究推進のためには有効であると判断した。
ミトコンドリア呼吸鎖超複合体へのコエンザイムＱ１０輸送機構の解明

加齢に伴いミトコンドリア呼吸機能は低下するが,その原因は解明されていない.ミトコンドリア電子伝達系は呼吸鎖超複合体を形成しており,コエンザイムQ10(CoQ10)もこの中に含まれて存在しているらしい.CoQ10の細胞全体中の濃度は加齢に伴い減少する.しかしながら加齢により呼吸鎖超複合体中へのCoQ10輸送量がいかに変化するかは不明である.本研究は,呼吸鎖超複合体へのCoQ10の輸送機構と加齢がこれに及ぼす影響の解明を目的とする.本研究により,加齢によるミトコンドリア呼吸機能低下の一因が解明されるとともに,より有効なCoQ10補充法の開発が期待される.加齢に伴いミトコンドリア呼吸機能は低下するが,その原因は解明されていない.ミトコンドリア電子伝達系は呼吸鎖超複合体を形成しており,コエンザイムQ10(CoQ10)もこの中に含まれて存在しているらしい.CoQ10の細胞全体中の濃度は加齢に伴い減少する.しかしながら加齢により呼吸鎖超複合体中へのCoQ10輸送量がいかに変化するかは不明である.本研究は,呼吸鎖超複合体へのCoQ10の輸送機構と加齢がこれに及ぼす影響の解明を目的とする.本研究により,加齢によるミトコンドリア呼吸機能低下の一因が解明されるとともに,より有効なCoQ10補充法の開発が期待される.
原始地球の遊離酸素とバイオマーカーに関する国際共同研究

本研究の目的は,太古代の生物種の時空分布を知り、生命を取り巻く地球化学的環境を調べ、これらの共進化を規制した地球物理学的要因を明かにすることである。本年度はオーストラリア、ピルバラ地域において昨年度目的を達することができなかったTumbiana Formation(2.76Ga)中のストロマイト堆積層を再度掘削した。アメリカNASA生物学研究所、オーストラリアの研究者に加えて、本年度はアメリカの研究グループ、Deep Time Drilling Projectが加わって続行した。現在まで室内実験で基礎的顕微鏡観察、生物化石の電子顕微鏡観察、有機炭素のC, H, N, Sの含有量およびSとCの同位体組成から生物種の特定,岩石の主要・微量化学組成から地球化学的環境の推定、岩石磁気の測定と古地磁気の推定を行った。その結果は、平成16年3月4月に行われたにNASAで行われる宇宙生物科学国際会議を皮切りに、ヨーロッパ地球物理学連合、国際地質学会、ゴールドシュミット国際会議、アメリカ地球物理学連合であわせて21件の国際発表で成果を報告した。国内学会で18件の発表を行った。さらに一般向けの講演会を行ったほか、その成果を伝えてほしいとの要請を受けて、筑波大学の集中講義も行った。成果のほとんどはまだ口頭発表の段階にある。主な成果は、生物の多様化の歴史を明らかにしたことである。34.6億年前には鉄バクテリアやメタン生成細菌が活動していたが、27.7億年前には急激に多様化し、メタン生成細菌、メタン酸化細菌、硫酸還元バクテリア、シアノバクテリア、さらに真核生物の可能性も示唆した。さらに、34.6億年前の地球の磁場の存在を明らかにした。これは地球最古のダイナモ磁場である。地球の磁場がさらに強力になってきた28億年前に、生物の多様化が急激に進んだと考えられる。「原始地球における生命誕生と地球環境の共進化」は多くの人々に関心がもたれている研究課題である。我々は人類と地球の未来を予測することと,宇宙生物学の構築といういう2つの大きな目標に向かって,この課題に取り組んできた。本研究では,古細菌や原核生物,真核生物に由来する有機化合物の抽出に重点をおいて,原始地球の表層環境,海洋環境,気候条件,ダイナモ磁場発達とこれらの相互関係を解明するためにオーストラリアにおいて掘削事業を計画した.本年度は予備調査と,共同研究体制の構築を行なった.鹿児島大学を中心とした日本グループとペンシルヴァニア州立大学,西オーストラリア大学,西オーストラリア地費調査所の間で協力することにして協定書を作ると同時に,NASA関係者にも協力を呼び掛けた。一方予備調査のために2002年8月にオーストラリアに赴き地表調査から掘削候補地を選んだ。26億年前から35億年前までの全域にわたって調べ次の地層及び場所が適切であると判断した。現在まで室内実験で有機炭素の含有量,有機炭素の同位体組成,岩石磁気学的性質を調査してきた。本研究の目的は,電子顕微鏡、有機炭素の同位体組成、バイオマーカーの抽出から太古代の生物種の時空分布を知り、これらの生命を取り巻く地球化学的環境を調べ、生命と環境の共進化を規制した地球物理学的要因を明かにすることである。この目的のために,本年度はオーストラリア、ピルバラ地域において合計6本の掘削事業を行った。アメリカ、オーストラリアの研究者との間で共同研究協定を交わす一方,NASA生物学研究所の協力を得て行った。掘削は以下の年代の地層で行った。5の地層だけは目的の地層を外れたため再度掘削する必要がある以外は、全て目的の地層からコアを回収することができた。