hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝障害からその後の組織修復におけるプロテオグリカンの役割に関する研究

ラット・D-galactosamin肝障害モデルを作成し、肝障害とその後の再生過程におけるプロテオグリカン(PG)の動態を検討した。免疫組織学的検討からは障害早期(6時間)に特異的にヘパラン硫酸PGの肝細胞からの一過性の消失とIto細胞でのコンドロイチン硫酸PGの産生が起こることが判明した。特にコンドロイチン硫酸PGについては障害早期に門脈域から中心静脈に向けて肝類洞の沿って放射状に染色性が一過性に増強する相と障害後3日以降に線維化に平行して染色性が増強する相の異なる2相があることが判明した。コンドロイチン硫酸PGの発現動態をdecorinおよびbiglycanのcDNAをprobeとしてin situ hybridization法とnorthern blottingにより検討したところdecorinとbiglycanはいずれも障害後4-7日でシグナルの1増強が認められたことから、これらの変化は障害後の線維化を反映していることが示唆された。障害早期(6h-3日)に抗Δdi抗体を用いて類洞に沿って一過性に検出されたコンドロイチン硫酸PGについては163kDaと152kDaのコア蛋白を有する別のPGであることが判明した。一方、障害早期で一過性に肝細胞膜から消失するのヘパラン硫酸PGはnorthern blottingによりfibroglycanである可能性が示唆された。我々の別の研究でfibroglycanはHGFと結合することが判明していることから、肝細胞増殖因子であるHGFの刺激を調節している可能性が示唆された。障害早期の一過性のコンドロイチン硫酸PGの増加とヘパラン硫酸PGの消失は、それぞれ協調して肝再生に必要な細胞の周囲環境提供していると考えられた。ラット・D-galactosamin肝障害モデルを作成し、障害発生から8週にわたり組織と血清サンプルおよびヒト劇症肝炎の剖検組織を対象とした。これらを材料として、collagen type I III IV,fibronectin,lamininのほか、decorin、ヘパラン硫酸側鎖、コンドロイチン硫酸側鎖の組織染色を行ったところ、障害早期(6時間)に特異的にヘパラン硫酸の肝細胞からの一過性の消失とIto細胞でのコンドロイチン硫酸PGの産生が起こることが判明した。特にコンドロイチン硫酸系のプロテオグリカンについては障害早期に門脈域から中心静脈に向けて肝類洞の沿って放射状に染色性が一過性に増強する相と障害後3日以降に線維化に平行して染色性が増強する相の異なる2相があることが判明した。Collagenや構造糖蛋白の染色性の亢進はむしろ障害後3-4日を経て起こることが判明した。こうした組織化学的な変化がどのようなPG遺伝子の発現に依存しているのかを検索するため、ヘパラン硫酸系とコンドロイチン硫酸系PGに分けてそれぞれのコア蛋白遺伝子のcDNAをcloningしている。現在までヘパラン硫酸系PGに属するfibroglycanとコンドロイチン系PGに属するdecorin、biglycanのcDNAがほぼ調製できている。FibroglycanについてはcDNAに対応する蛋白を発現させmouse monoclonal抗体を作成する過程に入っている。ラット・D-galactosamin肝障害モデルのコンドロイチン系プロテオグリカン(CSPG)の発現動態をdecorinおよびbiglycanのcDNAをprobeとしてin situ hybridization法とnorthern blottingにより検討した。昨年の免疫組織染色結果に一致するようにdecorinとbiglycanはいずれも障害後4-7日でsignal増強が認められたことから、これらの変化は他の報告とも併せて障害後の線維化を反映していることが示唆された。免疫組織学的検討で、障害早期(6h-3日)に抗△di抗体を用いて類洞に沿って一過性に検出されたCSPGについては今年度では分子種類の同定はできなかった。

しかし、ラットでの70%肝切除モデルにおいても障害肝と同様に抗△di抗体を用いて類洞に沿う一過性のCSPGの発現が認められることが判明した。このCSPGを生化学的に分析したところSDS-PAGE上で163kDaと152kDaのcore蛋白を有するPGであることが判明した。一方、肝細胞膜のヘパラン硫酸PGは障害早期(6h)で一過性に染色性が消失することは昨年報告した。この分子は文献的にfibroglycanである可能性が示唆されたので、これに対応するcDNAを作成し障害肝での発現動態を検討した結果、組織染色の結果に一致するように障害6hで一過性にfibroglycan mRNAの発現低下が認められた。このことは、我々の別の研究でfibroglycanはHGFと結合することが判明していることから、肝障害時には肝細胞の膜上のfibroglycanが一過性失われ、肝細胞増殖因子であるHGF刺激が影響を受ける可能性があることが示された。
ホモ糖、ホモアザ糖およびこれらを構成ユニットとするC-グリコシドの合成

糖の中で最も天然分布の広いグルコースのホモアザアナログの合成に成功した。出発原料としてグルコースの3,4,5,6-位と同じ立体配置を有するアラビノースを選び、1位以外の水酸基をベンジル基で保護する。この2,3,5-tribenzylarabinofuranoseをmethyl(triphenyl phosphoranylidene)acetateを用いるwittig反応により、二炭素増炭したα,β-不飽和エステル体へと誘導する。このαβ-不飽和エステル体のエステル部分をDIBALで還元し生成する1級アルコールをTBDMS基で保護した後、共存する2級水酸基を立体を反転させ、クロロメタン硫酸エステルへ変換した。得られたクロロメタン硫酸エステル体中のTBDMS基を脱保護した後、生成するアリルアルコール体をSharpless酸化により立体選択的にエポキシドに変換した。さらに本分子内のクロロメタン硫酸エステル基をSN^2反応でアジド置換した後、還元条件でアジド基をアミノ基に変換すると、本アミノ基のエポキシドへの分子内求核攻撃が同時に進行し、環化生成物が収率良く得られた。最後の保護基であるベンジル基を接触還元条件下で脱保護を行い、目的とするホモアザグルコースの合成を達成した。本ホモアザグルコースの側鎖部はgem-ジオール構造をとっており、過ヨウ素酸酸化とそれに続く還元的アミノ化によりホモアザグルコサミンアナログへも変換できる。本合成スキームは他の糖類の合成にも適応できる一般性の高い方法論である。
窩洞形成及び歯髄除去用ウォータージェット装置の試作と応用研究

1.バーやポイントに依存していた従来研削法は、モーター音の低減化に対する多くの研究が行われているが、いまだに十分なものとはいえない。Airbrasion装置やウォータージェット装置の噴射音はきわめて小さく、恐怖心を誘発する高音域を伴わないため、患者の音による恐怖心をかなり軽減できるものと期待される。測定の結果、タービンの騒音は大きく、ローとハイを切り替えても騒音の大きさにほとんど変化は見られなかった。ウォータージェットはエンジンよりも小さな値を示し、騒音軽減に効果的であると考えられる。2.酸により人工的に形成した脱灰エナメル質表面を水噴流の噴射圧力を変えて除去加工し、表面性状と研削孔の形態を観察した。0.5Mリン酸や酢酸で6hr処理した面は、9.8MPa/6sec-30secの噴射条件では、処理面の変化は全く観察されなかった。しかし、噴射条件を19.6MPa/6secにすると、深さ約10μmの研削孔が観察された。噴射時間を12、18secと増加すると、研削孔の深さは約20μmから約30μmと増加した。しかし、30sec以上噴射しても、研削孔の深さに変化が見られなかった。3.ウォータージェットをエナメル質う蝕部除去に応用するための可能性について検討した。その結果、健全な象牙質やエナメル質を残すには、シリンダー圧を300kgf/cm^2以下で高速水を噴射すれば良いこと、また、噴射圧は最大でも500kgf/cm^2以下でよいことがわかった。4.試作した小型ウォータージェット装置で、歯科用セメント及びコンポジットレジンの加工性能を検討した。試験片にくぼみを作ることができる375kgf/cm^2のシリンダー圧の場合、試験片が受ける荷重は60-70gfである。通常の咬合圧から推測すると、この荷重は歯牙や歯根膜にほとんど影響を及ぼさないものと考えられる。工業用ウォータージェット切断加工機は、水圧を調整することにより材質を選ばない加工ができる、切断中に粉塵を発生しない、熱やバリを発生させない、自由な形状に加工できるなどの特徴から幅広い分野で応用されており、装置の小型化が進み、食品などの切断にも利用されたり、ウォータージェットメスとして医療用に応用されたりするようになってきた。そこで、この優れた加工方法を歯科に応用するために、臨床的に使用可能な装備と形状を持った歯科用ウォータージェット装置として、臨床的な操作性の評価を行いながら、装置本体およびハンディノズルの試作を行っている。現在、この作業と平行して、この装置を使った研究として、歯列模型用石こう上に配列したウシおよびヒト抜去歯牙に希釈した酢酸溶液およびリン酸溶液を作用させることにより、人工的にカリエス(脱灰エナメル質部)を作製したのち、歯科用ウォータージェット装置のハンディノズルに試作した専用ノズルを取り付け、水噴流による窩洞形成を行い、噴射水の圧力と加工効率の関係を明らかにする研究に取りかかっている。今後は、装置の細部の調整及び改良を行ないながら、試作した歯科用ウォータージェット装置の性能試験を行うため、根管模型と疑似歯髄を使った歯科用ウォータージェット装置の除去効率の測定や抜去歯牙を使った窩洞形成実験での歯科用ウォータージェット装置の加工効率の測定を行っていくための準備を行っている。1.試作装置について臨床的に使用可能な装備と形状を持った歯科用噴流水装置として、臨床的な操作性の評価を行いながら、装置本体およびハンディノズルの試作改良を行っている。現在、この装置を酸性溶液で使用できるように、腐食の起こりやすい金属面をプラスチックなどに改良中である。

2.試作装置を用いた研究歯列模型用石こう上に配列したウシ抜去歯牙に希釈した酢酸溶液およびリン酸溶液を作用させることにより、人工的にカリエス(脱灰エナメル質部)を作製したのち、歯科用噴流水装置のハンディノズルに試作した専用ノズルを取り付け、水噴流による窩洞形成を行い、噴射水の圧力と加工効率の関係を明らかにした。その結果、0.5Mリン酸や酢酸で6hr処理した面には白濁が見られたが、100kg/cm^2、6secの噴射条件では、処理面の変化は全く観察されなかった。しかし、噴射条件を200kg/cm^2、6secにすると、深さ約10μmの研削孔が観察された。さらに噴射時間を12、18secと増加すると、研削孔の深さは約20μmから約30μmと増加した。しかし、30sec以上噴射しても、研削孔の深さに変化が見られなかった。このことから、30sec以上の噴射では、噴流水が健全エナメル質に到達したものと考えられる。一方、0.5Mリン酸や酢酸で1hr処理したものは、200kg/cm^2、6secの噴射条件では、顕微鏡で僅かな痕跡が認められるものの、研削孔としての深さは検出できなかった。このように、200kg/cm^2の圧力は、エナメル質表面の性質(硬さ)の違いにより選択的に研削孔を作ることができることがわかった。(1)近年、牛海綿状脳症(BSE)の流行により、ウシ歯の入手が困難になってきた。本研究のように、健全歯質が必要な場合、代用品を検討する必要がある。本研究では、エナメル質の代用品として、アパタイト焼結体を使ってアブレッシブジェットによる研削性を検討した。900°C及び1000°C焼結のアパタイトに、懸濁液をそれぞれ30秒間当て、表面を表面形状測定装置で測定した結果、表面性状に差異が見られなかった。このことから、アブレッシブジェットが齲蝕エナメル質部を選択的に削除するのに適切な方法であることが示唆された。(2)罹患した歯髄はリーマやクレンザー等の機械的方法で除去しているが、リーマ等が根管内で破折して、そのまま根管内に残存する症例がある。また、感染などの観点から歯髄を非接触で除去できる装置があると、臨床的に有用であると考えられる。人工歯根を使って、80kg/cm^2の水圧のウォータージェットで歯髄(Wax代用)の除去を行うと、ほとんど付着も見られず除去できる。しかし、根尖部に直径0.2-0.3mm程度の穴を開けて、同条件で高圧水を噴射すると、歯髄(Wax代用品)の一部が根尖部の穴から吹き出し、完全には上部に掻き出すことができなかった。このことから、歯髄除去には根尖部の穴が完全除去の妨げになることが分かった。このことから、歯髄除去へのウォータージェットの応用は難しいとの結論に至った。(3)ウォータージェットを口腔内で使う場合、水や研磨材の飛散が起こる。従来の回転式研磨装置も同様に水による冷却を使うために水の飛散が起こる。現在、これらの動きをビデオカメラで撮影し、水や研磨材の飛散状態を分析する準備を行っている。
メンヨウの腎臓機能の季節変動に関する研究

「目的」メンヨウの腎臓機能を糸球体濾過量(Glomerular Filtration Rate,GFR)を指標として年間を通じて測定したところ、夏期は冬期に較べて有意に高い値を示した。その原因を調べるため、GFRに対する飲水量の影響、日中と夜間の相違、さらにズートロンを用いて日長および温度による影響を調べた。次に明暗周期により分泌変動が生ずると云われる松果体ホルモンであるメラトニンを皮下に連続注入し、その効果についても調査した。「方法」メンヨウ(♀、平均体重47kg)5頭を用いた。飼料は体重の2%相当量のアルファルファヘイキーブを与えた。GFRの測定にはイヌリンを用いた。イヌリンの一定量(1mg/kg/min)を1側頚静脈内に5時間にわたり連続注入し後半2.5時間を測定期間とした。ズートロン内実験では日長は24L:0D,12L:12D,0L:24D,温度は20°C、30°Cとし、各条件下にメンヨウを1週間おき、8、9日目に実験を行った。メラトニンの皮下注入実験では20°C、24L:0D環境下で20mug/hを1日、16時間、1週間にわたり注入し、8、9日目に実験を行なった。「結果」1)飲水量に関する実験では、GFRは自由飲水時が絶水時に比べ有意に高かった。2)日中および夜間におけるGFRは両者に差は見られなかった。3)20°C環境下で日長を変化させた場合、GFRは24L:0D,12L:12D,0L:24D環境下でそれぞれ3.76,3.06,2,37ml/min/kgとなり日長の減少に伴い有意(p<0.05)に低下した。一方、血中メラトニン濃度は日長の減少に伴い有意に増加した。一方、30°C環境下では一定の変化は見られなかった。4)メラトニンの皮下注入実験では対照時(3.76ml/min/kg)に対し、試験時(2.45ml/minn/kg)において有意に低下した。これらの結果から冬期におけるメンヨウのGFRの低下にはメラトニンの分泌変動が関与している可能性があることが示された。
ガドキセト酸ナトリウム構造異性体を利用した薬物輸送担体の異性体認識性の研究

【研究目的】ガドキセト酸ナトリウムは、輸送担体を介した薬物動態を示す肝特異性MRI用造影剤である。この造影剤には構造異性体の存在が知られているが、その薬物体内動態に関する報告はない。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による簡便な分析法を確立し、血中及び、胆汁中のガドキセト酸ナトリウム濃度推移を評価したところ、その構造異性体の肝臓からの排泄速度に差があることを確認した。このことは、ガドキセト酸ナトリウムに対する輸送担体の異性体認識性に差がある可能性を示唆するものと考えられた。そこで本研究では、ガドキセト酸ナトリウム構造異性体に対する輸送担体の異性体認識性を明らかにすることを目的とする。【研究方法】ガドキセト酸ナトリウム構造異性体の分離と分取は、HPLC装置とC18カラム及び、キラルカラムを用いて分離・分取可能な条件検討を行うこととした。輸送担体の異性体認識性は、培養細胞(caco-2細胞)にガドキセト酸ナトリウム構造異性体希釈液を曝露し細胞内に取り込ませた後、細胞外へ排泄されるガドキセト酸ナトリウムを前処理後に定量する方法で評価を行うこととした。【研究成果】構造異性体の分離については、4本ピークが得られたとする報告を基に検討を重ねてきたが、うまく分離ができず、移動相やキラルカラムを変えて至適分離条件の検討を継続中である。現在までに、分離できている2本の構造異性体ピークの単離について検討を行った。Caco-2細胞を曝露実験に用いた際、現在使用している薬物濃度ではトランスポーターの寄与に関する評価が十分でないと考えられたため、各異性体の濃縮作業を行うための適切な前処理法を検討している。また、現在までにCaco-2細胞を用いた実験系以外に排泄トランスポーター発現ベシクルを用いた評価法を確認しており、各異性体の濃縮が可能になれば輸送担体の異性体認識性の一部を明らかにすることができると考えられる。
近世朝廷の都市的基盤に関する基礎的研究

課題とした近世朝廷の商業・経済面からみた都市的基盤について、本年度の成果は大きく分けて2点である。1点目は、京都の豪商と朝廷の各種の関係について、多角的に解明したことである。具体的には、1朝廷・幕府の会計部門とその御用を請け負う両替商の関係、この関係が明治維新後の新政府財政にもった意義。2豪商の複数の当主が朝廷の各種の下級役人(地下官人)となり、また朝廷側の引き留めにも関わらずそれを辞職する事例。3式内社の復興と祖先祭祀、江戸の支店と特定神社との関係、神道の本所である堂上公家吉田家の権威をかりたこれらの荘厳化。4陰陽道の土御門家による豪商のための祈祷。5これらの関係が、いずれも巨大経営体内部の権力闘争、内紛と統合の動きと密接にかかわっていたこと。これらについて、三都に店舗を展開する近世最大級の商家三井家(呉服屋・両替商)を事例に具体像を解明した。これは天皇・朝廷研究と都市史・経済史、さらに宗教社会史にまたがって、具体的な関係性のひろがりを解明した成果であり、近日刊行予定の書籍によって公表する予定である。2点目は連携研究者による成果で、京都における金融業者と朝廷構成員の関係についての新たな史料群の分析である。五摂家の一つ鷹司家に幕府から与えられた運用資金(名目金)をあつかった茶染屋五兵衛なる商人の貸付文書群から、貸付の規模・傾向・変化を明らかにし、近世後期に長年関白をつとめ朝廷を支配した鷹司政通の権力基盤との関係性について検討した。公家と商人の金融・財政面における関係は、従来断片的にしか明らかになっておらず、開拓的な研究といえる成果であり、全国学会での口頭報告に加え、研究成果を学会誌(既刊)および書籍(近日刊行予定)によって公表する。本研究は、近世の朝廷が、幕府や朝廷構成員などから期待される役割を果たす上で、どのような基盤を都市(特に京都)に有していたのかを、複数の事例から明らかにすることを目的とする。平成28(2016)年度においては、中途の採択であり時間が限られていたが、中核的な史料群として二条家文書(慶應義塾大学文学部古文書室蔵)および土山家文書(国立国会図書館蔵)の2つ、また論点として(イ)経済的基盤・(ロ)組織的基盤・(ハ)朝廷内部の経済関係・(ニ)朝廷への都市的基盤の規定性、の4つを設定し、基礎的な人名や事項の情報を収集することを計画した。上記の2つの文書郡については、基礎的な情報を収集し、鋭意分析にとりかかった段階であるが、当初の予想通り、二条家文書については論点(イ)経済的基盤・(ハ)朝廷内部の経済関係、土山家文書については論点(ロ)組織的基盤・(ニ)朝廷への都市的基盤の規定性について、それぞれ豊富な情報を含むことが確認できている。また、朝廷が政治化していく幕末段階における上記の諸論点に関わる副次的な調査として、福井市立郷土歴史博物館蔵の越葵文庫・越前松平家家譜、福井県立図書館蔵松平文庫の調査を、研究協力者の協力により行った。また関連して、勤務機関である三井文庫所蔵の史料群においても、近世の三井家と朝廷の諸関係についての検討を、関連する諸史料群の調査と連動させて行い、上述の主要2史料群および論点(イ)経済的基盤・(ニ)朝廷への都市的基盤の規定性に関わる諸事実の発掘を進展させ、派生的な論考を発表することができた。全体について、参考図書類の収集および関連する研究会等への出張については積極的に行っている。二条家文書・土山家文書をつうじた基礎的な人名情報や事実関係の発掘については、計画よりやや進捗していないと判断されるが、反面で付随的な幕末期の史料調査や、三井文庫史料に見出される関連諸事実についての史料調査を進めることができたので、全体としてはおおむね予定通りの進捗と考えてよいものと思われる。全体に史料調査は進捗しなかったが、従来蓄積した情報から、いくつかの具体的な展開がみられた。まず三井家が朝廷と取り結んでいた多様な関係が明らかになった。祖先祭祀や土地の清めにおいては神道の本所吉川家と、一族全体の祈祷において陰陽道の本所土御門家と、芸能においては飛鳥井家と関係を築き、また身分上は当主たちが各種地下官人(駕輿丁・主殿寮門部・同寮火炬師・木工寮官人)に就任しており、いずれも経済的な対価を伴ったと考えられるが、これらが三井内部の権力闘争と結びついているとの見通しが得られた。また連携研究者の佐藤雄介(東京大学史料編纂所)により、鷹司家の貸付金が公家など朝廷関係者を含めて広い範囲に貸し付けられており、その運用には京都商人が関与しており、この商人の記録からかなり詳細な解明が可能であるとの見通しが立てられた。また連携研究者の高槻泰郎(神戸大学経済経営研究所)により、禁裏造営にかんする細川家史料が分析・紹介された。近世朝廷の存立において、都市京都との経済上の関係が多様に存在し、特に都市商人との関係が大きな意味を持っていると見通され、その具体的な実態解明についての糸口が得られた。また研究会レベルであるが、口頭での発表を、研究代表者が1回(「18世紀後期の三井家の内部対立と『朝廷権威』」、近世史フォーラム、於三井記念美術館、2月24日)、連携研究者の佐藤が2回(「近世後期-幕末の鷹司家における貸付金」

3月8日、東京大学史料編纂所所内研究会、「近世後期・幕末の鷹司家の貸付金と心観院」3月14日、朝幕研究会例会、於学習院大学)おこなった。関係図書の収集は順調であるが、研究代表者および連携研究者のうち1名が所属機関を変更したことに伴う想定外の多忙化により、史料調査についてはあまり進捗しなかった。他方、従来集積した図書や資料に基づく分析は進展しており、研究代表者および連携研究者各々が順調に成果を発表している。課題とした近世朝廷の商業・経済面からみた都市的基盤について、本年度の成果は大きく分けて2点である。1点目は、京都の豪商と朝廷の各種の関係について、多角的に解明したことである。具体的には、1朝廷・幕府の会計部門とその御用を請け負う両替商の関係、この関係が明治維新後の新政府財政にもった意義。2豪商の複数の当主が朝廷の各種の下級役人(地下官人)となり、また朝廷側の引き留めにも関わらずそれを辞職する事例。3式内社の復興と祖先祭祀、江戸の支店と特定神社との関係、神道の本所である堂上公家吉田家の権威をかりたこれらの荘厳化。4陰陽道の土御門家による豪商のための祈祷。5これらの関係が、いずれも巨大経営体内部の権力闘争、内紛と統合の動きと密接にかかわっていたこと。これらについて、三都に店舗を展開する近世最大級の商家三井家(呉服屋・両替商)を事例に具体像を解明した。これは天皇・朝廷研究と都市史・経済史、さらに宗教社会史にまたがって、具体的な関係性のひろがりを解明した成果であり、近日刊行予定の書籍によって公表する予定である。2点目は連携研究者による成果で、京都における金融業者と朝廷構成員の関係についての新たな史料群の分析である。五摂家の一つ鷹司家に幕府から与えられた運用資金(名目金)をあつかった茶染屋五兵衛なる商人の貸付文書群から、貸付の規模・傾向・変化を明らかにし、近世後期に長年関白をつとめ朝廷を支配した鷹司政通の権力基盤との関係性について検討した。公家と商人の金融・財政面における関係は、従来断片的にしか明らかになっておらず、開拓的な研究といえる成果であり、全国学会での口頭報告に加え、研究成果を学会誌(既刊)および書籍(近日刊行予定)によって公表する。さしあたり二条家文書および土山家文書の分析に傾注する。いずれも本研究のような視座からは本格的に検討されていない史料群であり、本研究において重要な人名・事実等基礎的な事項を、新たに豊富に見出すことが十分に期待できる。また三井文庫所蔵史料についても、特段の支出を要さない作業であるが、上記の調査をふまえた情報の抽出を行ってゆく。これらを踏まえ、従来の研究成果の収集・分析や、他の史料群の調査を進めていく予定である。引き続き史料調査、情報の分析・整理を進める。三井家と朝廷諸構成員との諸関係、鷹司家を中心とする公家と商人の関係については、重点的に解明に取り組んでいく。本年度は最終年度となるので、研究成果の集約にむけ、学会発表・論文執筆にも取り組みたい。その他の費目から支出すると予想した、出張先の史料所蔵機関における資料複写費がほとんど発生しなかったため。研究代表者および連携研究者の移籍に伴い、史料調査等の実施に支障が生じたため。本年度は夏季に集中的に史料調査を実施する。また、研究代表者が昨年度まで所属していた機関が保有していた史料については、移籍にともないアクセスが難化したため、必要な史料については有料での複写をおこなう予定である。史料調査および史料収集を積極的に行う。
照射下材料中の非平衡欠陥集合体核生成の機構論的解明と体系化

原子炉や核融合炉などの照射環境下における欠陥集合体の形成は,材料劣化を引き起こす要因である.本研究では,現象のマルチスケール性を踏まえた欠陥集合体核生成の理論モデルを構築した.また,本研究モデルを用いた解析によって,欠陥集合体核生成プロセスの損傷速度(dpa/s)依存性を評価し,体系的に整理した.これらの知見は,加速照射等の損傷速度の異なる照射データから,実際の照射環境下における損傷速度での材料劣化を予測するために重要である.原子炉や核融合炉などの照射環境下における欠陥集合体の形成は,材料劣化を引き起こす要因である.本研究では,現象のマルチスケール性を踏まえた欠陥集合体核生成の理論モデルを構築した.また,本研究モデルを用いた解析によって,欠陥集合体核生成プロセスの損傷速度(dpa/s)依存性を評価し,体系的に整理した.これらの知見は,加速照射等の損傷速度の異なる照射データから,実際の照射環境下における損傷速度での材料劣化を予測するために重要である.高エネルギー中性子やイオンの照射を受ける核分裂炉材料や核融合炉材料では,内部のナノスケール程度の局所領域に、多くのはじき出し欠陥が高密度に生成する.それらの非平衡格子欠陥は,熱活性化過程により拡散するので,照射の影響は時間とともに徐々に材料全体にひろがっていく.このとき,たとえば原子空孔どうしが集合化するとボイドと言われる空洞が形成され,また,格子間原子どうしが集合化すると転位ループとよばれる格子間原子集合体が作られる.こうしたミクロ構造変化は,材料の寸法安定性や機械特性に大きな影響(劣化)を及ぼすので,照射による材料ミクロ構造変化を予測することは,照射下で使われる材料の寿命評価・健全性の評価に重要である.平成21年度においては,MDや連続体モデルの解析において成立することが明らかになっている欠陥エネルギー論を用いて,ボイド形成の反応速度式をモンテカルロ法を使って解いた.欠陥反応速度式を通常の数値積分法で解くのとは違い,「モンテカルロ法」を使って解くという方法は極めて独創的であり,こうした工夫により,これまでにない知見を得ることができた.すなわち,従来,反応速度論解析において,仮定せざるを得なかった集合体の核生成プロセス(エンブリオの挙動)をうまくモデル化することに成功した.その結果,核生成の照射損傷速度依存性を明らかになった.これまで,ボイド成長速度に対する損傷速度依存性は明らかになってはいたが,ボイド核発生率の損傷速度依存性が得られたのは今回が初めてである.こうした知見は,既存の照射材料データを用いて,未知の核融合炉環境下の照射下材料挙動を予測するのに有用な知見である.高エネルギー粒子の照射を受ける原子炉材料や核融合炉材料では,内部のナノスケール程度の領域に、多くのはじき出し欠陥が生成する.そうした格子欠陥は,熱活性化過程により拡散するので,照射の影響は時間とともに徐々に材料全体にひろがっていく.このとき,たとえば原子空孔どうしが集合化すると,ボイドと言われる空洞(直径ナノマイクロメートル)が,また,格子間原子どうしが集合化すると転位ループとよばれる格子間原子集合体が作られる.このようなミクロ構造変化は,材料の寸法安定性や機械特性に大きな影響(劣化)を及ぼすので,照射による材料ミクロ構造変化を予測することは,照射下で使われる材料の寿命評価・健全性評価に重要である.特に,実物が存在しない核融合炉においては,炉設計に必要となる材料照射特性の評価に,代替照射施設(中性子エネルギースペクトルや温度などの照射条件の異なる核分裂炉やイオン加速器など)を用いることになるが,このとき,それら代替照射施設をいかに用いれば,実際の核融合炉環境下の材料挙動を予測することができるかの方法論が必要になる,これには計算機シミュレーションを用いたモデリング研究が有効である.本研究計画2年目であった平成22年度においては,欠陥集合体形成の反応速度式をモンテカルロ法を使って積分することにより,集合体の核生成をうまくモデル化することができた.その結果,たとえば,タングステン材料中のボイド核生成の照射速度(dpa/s)依存性を明らかにするとともに,従来の核生成モデルの問題点を明らかにすることができた.さらには,ヘリウムバブルの核生成モデルやSiC材料中のボイド核生成のモデルを提案することができた.高エネルギーの中性子やイオンの照射を受ける原子炉材料や核融合炉材料の内部では,ナノメートル程度の領域に,はじき出し欠陥が高密度に生成する.こうして生成した格子欠陥は,熱活性化プロセスとして拡散する結果,照射の影響は時間とともに徐々に材料全体にひろがっていく.このとき同種の点欠陥どうしが集合化すると,ボイド(材料内の空洞)や転位ループとよばれる欠陥集合体が作られる.こうしたミクロ構造変化は,材料の寸法安定性や機械特性に大きな影響するので,照射による材料ミクロ構造変化を予測することは,照射下で使われる材料の寿命評価・健全性評価に重要である.今年度に実施した検討は以下のとおり.(1)まず,これまでモンテカルロ解析によって検討を行ってきた欠陥集合体の核生成プロセスについての知見をまとめた.ボイドや格子間原子ループに関する核生成速度のdpa/s依存性や温度依存性の物理的解釈,HeバブルのHeの役割,各種集合体の核生成潜伏期間と点欠陥が十分に蓄積するまでの期間の比較等の検討を行った.(2)次に,欠陥集合体核生成成長を模擬するキネティックモンテカルロ(KMC)解析と,系全体のミクロ構造の時間発展を追跡する反応速度論法をカップリングすることを試みた.

反応速度式の定常解に対してKMC解析は実現できたが,それらを連成して解くことについては,両手法の時間・空間スケールの違いを陽に取り込む必要があることから,今後の課題とすることにした.(3)材料の中性子照射効果をイオン加速器照射等によって模擬する場合の加速係数の評価について考察を行い,原子力学会2011年度秋の大会にて発表した.
光ビームスキャナを用いた野外運動の実時間遠隔計測システムの開発

〈目的〉野外で動くプレーヤやボールの3次元的軌跡を光ビームスキャナーで計測し、その結果を実時間でプレーヤに伝達すれば、自分のプレーとその結果としての身体又は対象物の動きの因果関係を正確に理解することが可能になると期待される。これによりプレーの分折やトレーニングの新しい方法を開発できる可能性が期待できる。そこで本研究では人又は運動体の動きを光学的に遠隔地点から実時間計測する装置の開発を試みた。〈方法〉2台の光ビームスキャナーを用いて測定空間(直径50m)を光走査し、測定対象運動体にとりつけた反射材による反射光の再帰時刻を決定し、水平面内の動きを360Hzで計測する。また垂直方向の動きは1次元PSDセンサの位置出力から求める。〈成果〉2台の大型ポリゴン・ミラーとXeランプを用いて360Hzで光走査できるスキャナーを開発した。またDSP及びトランスピュータを各々2コづつ使用した高速演算処理ボードを開発した。対象物体の3次元位置を短時間で算出できるアルゴリズムを開発した、実測の結果最大11個の運動体の各々の3次元的位置を算出するに要する時間が2550μsecであることを確認した。したがって360Hzの周波数で実時間計測できることを確認した。測定分解能を実測によりべた結果、水平方向には、距離14.5mの場合0.12mm,30mでは0.31mm,45.5mでは3.6mmであることが確認された。また垂直方向の測定分解能は距離14.5mの場合1.2mm,20mでは4.9mmであった。〈目的〉野球の投球コ-ス(3次元曲線)や短距離走における加速の様子を実時間で計測できれば、自分の動作とそれによってもたらされた結果の因果関係を理解でき、効果的なトレ-ニングが可能となる。本研究はこのような応用を想定して3次元運動を遠隔地点から実時間計測するシステムの開発を目的としている。〈方法〉大型ポリゴン・ミラ-(鏡面70mm×55mm,6面)をエアスピンドルモ-タで3600rpmで回転し、クセノン光源から巾1mmのスリットを通して作ったスリット光を360Hzで測定空間内を走査する。運動体(特殊反射シ-トでカバ-、又はガラスビ-ズを表面に塗布)からの反射光をポリゴンミラ-、半透鏡で反射させ入射光と分離した後走査面に対して垂直に配置した1次元位置検出素子上に結像させる。水平方向の位置は反射光が検出された時刻におけるポリゴンの角度から、垂直方向の位置は1次元位置検出素子上の結像位置から算出される。〈成果〉(1)光スキャナ-から10m30mの距離に光反射体を設置し、再帰光強度と距離の関係を求めた結果距離が2倍で光強度が10^<-1>に低下することが判明した。(2)光検出器のSN比は現状で1200(12.5m)である。A/D変換器のビット数を8bitから10bitに変更することによって量子化雑音の低減をはかり、光源の先出力を更に30%増強させることによってSN比を現状の約3倍に改善できるので、50mの遠隔地点からの計測で10mmの位置分解能(水平方向)が得られる見通しを得た。(3)垂直方向は半導体位置検出素子の感度を検討した結果12.5m及び50mの距離でそれぞれ0.25mm及び25mmの位置分解能が得られる見通しを得た。(4)複数対象物体に異なるパタ-ンの反射体を貼付することにより同時に10個以上の運動体を識別して計測できる見通しを得た。

〈目的〉野外で動くプレーヤやボールの3次元的軌跡を光ビームスキャナーで計測し、その結果を実時間でプレーヤに伝達すれば、自分のプレーとその結果としての身体又は対象物の動きの因果関係を正確に理解することが可能になると期待される。これによりプレーの分析やトレーニングの新しい方法を開発できる可能性が期待できる。そこで本研究では人又は運動体の動きを光学的に遠隔地点から実時間計測する装置の開発を試みた。〈方法〉2台の光ビームスキャナーを用いて測定空間(直径50m)を光走査し、測定対象運動体にとりつけた反射材による反射光の再帰時刻を決定し、水平面内の動きを360Hzで計測する。また垂直方向の動きは1次元PSDセンサの位置出力から求める。〈成果〉2台の大型ポリゴン・ミラーとXeランプを用いて360Hzで光走査できるスキャナーを開発した。またDSP及びトランスピュータを各々2コづつ使用した高速演算処理ボードを開発した。対象物体の3次元位置を短時間で算出できるアルゴリズムを開発した。実測の結果最大11個の運動体の各々の3次元的位置を算出するに要する時間が2550μsecであることを確認した。したがって360Hzの周波数で実時間計測できることを確認した。測定分解能を実測により調べた結果、水平方向には、距離14.5mの場合0.12mm,30mでは0.31mm,45.5mでは3.6mmであることが確認された。また垂直方向の測定分解能は距離14.5mの場合1.2mm,20mでは4.9mmであった。
分子標的抗がん剤創製を指向した天然活性物質の探索

がん細胞特異的に作用する抗がん剤のリード化合物創製を目的に、海綿などの海洋生物の抽出エキス、海洋由来微生物の培養物および薬用植物の抽出エキスから、最新の分子生物学の知見に基づいて構築した評価系を使用し、活性天然物の探索を行った。そして合計7種の活性物質を見出し、全合成、構造活性相関の解析、モデル化合物合成ならびに作用メカニズム解析等の検討を行った。本研究は、副作用が少ない新しい抗がん剤シ-ズの創製を目的に、最新の分子生物学的知見に基づいたスクリ-ニング法を用いて、がん細胞特異的な因子に選択的に作用する活性天然物を、薬用植物の抽出エキス、海綿類を中心とする海洋生物の抽出エキスや海洋由来微生物の培養物ライブラリ-から探索する。発見した活性物質の抗腫瘍作用をin vitroおよびin vivoモデル系で評価し、有望な微量活性物質については、全合成による供給を検討する。また、モデル化合物合成による構造活性相関の解析、より簡便に合成できる活性類縁体の合成等の合成化学的な検討を加え、新たな分子標的抗がん剤としての展開を図る。さらに、得られた活性物質を用いるケミカルバイオロジ-研究により、その標的分子を明らかにし、制がんに関わる新規薬剤タ-ゲットの開拓を目指す。最新の分子生物学的知見に基づいたスクリーニング法を用いて、副作用が少ない新しい抗がん剤シーズとして期待出来るがん細胞特異的な因子に選択的に作用する活性天然物を、海綿類を中心とする海洋生物の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから探索する。発見した活性物質の抗腫瘍作用を詳細に評価し、有望な微量活性物質については、全合成による供給を検討する。また、モデル化合物合成による構造活性相関の解析、より簡便に合成できる活性類縁体の合成等の合成化学的な検討を加え、新たな分子標的抗がん剤としての展開をはかる。さらに、得られた活性物質を用いてプローブ分子を設計・合成し、その標的分子を探索することで制がんに関わる未知のターゲットを開拓したい。本年度は、以下の成果を得ている。1)海綿から見出した血管新生阻害活性を有するプロモチロシン誘導体bastadinについて、構造と活性の相関を検討するための種々のアナログ合成をするとともに、標的分子を探索するためのプローブ分子の設計・合成を検討した。2)海綿からヒトさい帯静脈血管内皮細胞HUVECに対して3000倍以上の選択性を持って増殖抑制活性を示す4種の微量活性成分cortistatin A-Dを見出した。Cortistatin類は、側鎖にイソキノリンを有する特異なステロイドアルカロイドで、さらに、同種の海綿から類縁体を見出し、構造と活性の相関を調べるとともに、cortistatinの合成研究を開始した。2)p21プロモーター領域を活性化する物質を探索する活性試験法を用いて、薬用植物、海綿や海洋微生物の培養物エキスをスクリーニングし、数種の活性物質を見出している。最新の分子生物学的知見に基づいたスクリーニング法を用いて、副作用が少ない新しい抗がん剤シーズとして期待出来るがん細胞特異的な因子に選択的に作用する活性天然物を、海綿類を中心とする海洋生物の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから探索した。発見した活性物質の抗腫瘍作用を詳細に評価し、有望な微量活性物質については、全合成による供給を検討した。また、モデル化合物合成による構造活性相関の解析、より簡便に合成できる活性類縁体の合成等の合成化学的な検討を加え、新たな分子標的抗がん剤としての展開をはかった。1)海綿から血管新生阻害活性物質として見出した側鎖に共役ペンタエノン構造を有するトリテルペンglobostellatic acid X methyl ester類の合成研究を行ない、HUVECに選択的増殖抑制活性を示すモデル化合物の合成に成功した。2)海綿から見出している微量抗腫瘍活性物質arenastatin Aについて、これまでの合成法では最終段階の側鎖のエポキシ基の構築の立体選択的な合成が困難でHPLCを用いる異性体の分離が必要であったが、新たに立体選択的に合成する手法を開発した。3)海綿からグルタミン酸毒性に対する神経保護物質としてアルカロイドcrambescidin 800を見出し、その作用機構について詳しく解析した。4)G2チェックポイントを阻害する物質を探索する活性試験法を用いて、海綿や海洋微生物の培養物エキスをスクリーニングし、数種の活性物質を見出している。最新の分そ生物学的知見に基づいたスクリーニング法を用いて、副作川が少ない新しい抗がん剤シーズとして期待出来るがん細胞特異的な因子に選択的に作用する活性天然物を、海綿類を中心とする海洋生物の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから探索した。

さらに、得られた活性物質を用いてプロープ分子を設計・合成し、その標的分子を探索することで制がんに関わる未知のターゲットを開拓したい。本年度は、以下の成果を得ている。1)海綿から血管新生阻害活性物質として見出した大環状ブロモチロシン誘導体bastadin類の構造活性相関研究を行い、分子全体の構造が活性発現に重要であることを明らかにした。2)海綿から血管新生阻害活性物質として見出した新規ステロイドアルカロイドcortistatin Aの合成研究を行い、CD環フラグメントの立体選択的合成に成功した。3)Scratchアッセイを用いて、毒性を示さずにがん細胞の転移を抑制する活性物質の探索を行い、数種の活性物質を見いだすとともにそのメカニズムを解析した。4)低酸素環境下で選択的にがん細胞の増殖を抑制する物質を探索する活性試験法を用いて、海綿や海洋微生物の培養物エキスをスクリーニングし、数種の活性物質を見出している。最新の分子生物学的知見に基づいたスクリーニング法を用いて、副作用が少ない新しい抗がん剤シーズとして期待出来るがん細胞特異的な因子に選択的に作用する活性天然物を、海綿類を中心とする海洋生物の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから探索した。発見した活性物質のin vivoでの抗腫瘍作用の評価と詳細な作用メカニズムを解析するとともに、有望な微量活性物質については、全合成による供給を検討した。また、モデル化合物合成による構造活性相関の解析、より簡便に合成できる活性類縁体の合成等の合成化学的な検討を加え、新たな分子標的抗がん剤としての展開をはかった。1)新たなin vivoでの血管新生阻害作用を有する活性物質として、海底土壌から分離した真菌からpyripyropene類を、また生薬セネガからsenegasaponin類を見出し、詳細な活性評価と作用メカニズムの解析を行なった。2)海綿から血管新生阻害活性物質として見出した新規ステロイドアルカロイドcodistatin Aについて、短工程で合成可能なアナログ化合物の合成研究を行い、血管内皮細胞選択的に増殖抑制作用を示す化合物を見いだした。3)Scratchアッセイを用いて、毒性を示さずにがん細胞の転移を抑制する活性物質の探索を行い、活性物質として新規環状ペプチドを見いだすとともにそのメカニズムを解析した。4)低酸素環境下で選択的にがん細胞の増殖を抑制する物質を探索する活性試験法を用いて、海綿や海洋微生物の培養物エキスをスクリーニングし、インドネシア産海綿より活性物質furospinosulin-1を見いだすとともに、in vivoで抗腫瘍活性を示すことを明らかにした。また、数種の類縁体を合成して構造活性相関を解析した。
技術哲学における「非本貭主義」の意義と射程

現代の技術論の特徴のひとつは「社会構成主義」(social constructivism)の興隆という点に見られる。この見方によると、技術的製品やその働き方は、技術の論理のみによって決定されるのではなく、さまざまな社会的要因によって規定され、合理性や効率性という技術固有の論理に見えるものも一義的に規定されるのではなく、社会的要因の影響を受けるものであり、一定の範囲で「解釈の柔軟性」が成立することが示される。他方で、この観点からは社会決定論が帰結するのではなく,むしろ、技術の成立は多元的に決定されることが強調され、その意味で、一種の非決定論、そして、「非本質主義」が帰結する。この観点は、技術哲学を「本質」を巡る抽象的議論から解放し、技術史や技術社会学などの経験的探究と結び付ける功績を持っている。しかしながら他方で、このような方向性は、技術に対する批判的視点を取ったり、変革の可能性を示唆したりする哲学固有の役割を不可能にするのではないかという批判もなされてきた。この批判に対して、本研究では、「非本質主義」は必ずしも否定的、消極的意味を持つだけではなく、積極的な意義を持ちうることを次の点において示した。技術の「非本質主義」は技術の根源的両義性、そして、両価性を示すことになる。どれほど優れた設計であれ、どれほど安全に思われ、使いやすい設計であれ、決して完壁な設計というものはありえないのであり、技術的人工物はひとつの機能の面で成功すれば、必ず他の機能の面で「失敗」の可能性を含むことになる(技術の「他者性」)。この「他者性」という観点を考慮に入れることによって、設計の原則を単に使いやすさや確実性の追求という観点から、失敗への配慮、未知への対処という観点に変換することが可能となり、また必要となることが示される。1.技術の両義性と創造性:技術の道具説と技術決定論とは,しばしば技術に関する正反対の見方とみなされている。しかし,道具という概念に備わる「潜在的知性」ないし「共同行為者」という側面に注目すると,両者とも使用の場面では,「解釈の柔軟性」を可能な限り限定し、ブラックボックス化するという面で共通性の備わることが明らかとなる。社会構成主義が「解釈の柔軟性」を強調するのも,ほとんどは製作やデザインの過程であり,使用の過程にまでその概念を拡大することは少ない。それに対して、技術を使用する場面で「解釈の柔軟性」に注目することによって、技術の本質的両義性とその「創造性という特質を取り出すことができる。2.技術と近代:技術論のひとつの主要問題は技術の近代性をどう考えるかという点にある。換言すると,近代技術と古典技術を区別する基準は何かという問題でもある。こうした問題を扱う多くの場合、近代技術が古典技術と本質的に異なっていることが前提されているしかし、非本質主義を真剣に受け取るなら、こうした前提自体を問題にしなければならない。このような観点から、日本の近代化の過程を具体例として取り上げて、非本質主義の観点のもとで技術の近代性を扱うひとつの可能な方法を提示した。3.西田哲学と技術論:これまでの西田研究の中では、西田哲学における技術概念の重要性は必ずしも注目されてこなかった。それに対して、西田の「作られたものから作るものへ」という概念や「逆限定」といった概念が非本質主義的な技術論にとって重要な示唆を与えてくれるものであることを示した。ここであげた各論点をまとめるような英文の論考「技術の創造性と日本の近代化」を書き上げ、近々、出版の予定。

1.自然と技術:プラトン、アリストテレスらによる「自然の模倣」としての技術という観点が、中世から、近代初頭にかけて「自然支配の道具」としての技術という見方へと転回する過程を歴史的状況の変化との連関で捉えなおした。2.科学と技術:科学と技術の分離というイデオロギーは、むしろ両者が接近してくる近代から現代になるに従って強固になってくるという「パラドクシカル」な事態が捉えられることを示した。また、それに基づいて、技術は科学の応用だという、伝統的見方がそのままでは維持できないこと,むしろ、「応用」と呼ばれている過程の中にこそ技術的知ばかりではなく、知識概念一般を考える上で決定的に重要な特徴が備わっていることが示された。3.技術と社会:決定論と道具主義の連関という観点に基づいて、技術の「他者性」、「創造性」へと目を向ける必要性を示した。こうした観点から、非本質主義の観点を重視したデザインの原則が可能であり、かつ必要であることを示した。その際、デザイン、そして技術は必然的に失敗するものである点に注目することの必要性が、H.ペトロスキーの事例研究などを参照しながら示された。
現在バクテリアにおける翻訳途中脱離ペプチジルtRNAの産生メカニズムの解明

細胞内の翻訳途中脱離ペプチジルtRNAを調べるために、RNA単離技術とLC/MS解析法を確立した。その結果、様々なペプチジルtRNAの同定に成功した。各pep-tRNAを単離し詳細に解析した結果、大腸菌遺伝子にはコードされていない配列をもつpep-tRNAが見つかった。このことは誤って生成されたpep-tRNAはペプチジル転移反応以降に新規の翻訳精度維持機構によって翻訳系から排除されるといったシステムの存在を示唆するものである。平成24年度では、前年度に観察された大腸菌遺伝子にコードされていないペプチド配列をもつ翻訳途中脱離pep-tRNA(noncognate pep-tRNA)について解析を行った。その結果、複数のnoncognate pep-tRNAが同一のmRNAから産生されており、そのmRNAの5番目のコドンがAAAのリジンとなっていた。PTHが失活するとリジンのアミノアシルtRNAが枯渇するためこのAAAコドンがハングリーコドンとなりnoncognateなアミノアシルtRNAが空のAサイトにエントリーし脱離していると考えられる。次に、4番目のコドンをAAAとしたレポーター遺伝子をPTHTs細胞で発現させ、レポーター由来のtetra、penta pep-tRNAを観察したところ、tetra pep-tRNAについてはcognateなpep-tRNAの他にnoncognate pep-tRNAが有意に検出されたが、それは翻訳の次のステップに持ち越されないことが分かった。従って、誤って産生されたpep-tRNAは積極的にリボソームから脱落させられるといった精度維持機構があることが示唆された。本研究期間、LC/MSを用いた細胞内pep-tRNA解析法の確立に成功し、従来法よりも簡便かつハイスループットなpep-tRNA解析を実現した。また、この解析方法とRNA単離技術を駆使した結果、細胞内でnoncognateなpep-tRNAが産生していることが判明し、そのメカニズムからペプチジル転移反応以降に全く新しい翻訳精度維持機構がある可能性を示唆することができた。また、並行してdrop off亢進rRNA変異を網羅的に解析したところ、新生ペプチド鎖が通るリボソームトンネルの変異体において亢進が見られたことから、新生ペプチド鎖とリボソームトンネルの相互作用を示唆すると考えられる。平成23年度は細胞内における翻訳途中脱離ペプチジルtRNA(drop off pep-tRNA)のLC/MSによる測定法の確立とその解析について研究を進めた。LC/MSを用いて、大腸菌Pth温度感受性株を非許容温度で培養した際に細胞内に蓄積するpep-tRNAのキャラクタリゼーションとプロファイリングを行った。キャラクタリゼーションについては、大腸菌細胞内の全48種類のtRNAをpep-tRNAの状態で単離精製し個々のtRNAについて解析を行った。pep-tRNAの単離解析はアイソアクセプターtRNAを区別した解析ができるだけでなく、個々のpep-tRNAを濃縮できるメリットがあり、全RNA画分の解析よりも検出感度が向上し、単離解析では56アミノ酸残基のpep-tRNAの検出に成功した。56pep-tRNAはMS/MS解析によってペプチド部分の配列を同定できることが判明し、それに基づいてdrop off由来遺伝子を特定することができ、その遺伝子の欠損株では野生型で見られていたpep-tRNAが観察できなかったことから、本研究で観察しているpep-tRNAは実際にmRNAを翻訳している中途に脱落したものであることが実証された。単離解析の結果から、停滞したリボソーム上でAサイトコドンと対応していないアミノアシルtRNAがAサイトに入り、ペプチジル転移反応によってPサイトのペプチドを引き受けた後drop offしている可能性があることが分かった。また、全pep-tRNA画分のプロファイリングでは、MC、MHを除く18種類のdipep-tRNAを安定的に検出できるようになり、drop off亢進rRNA変異を網羅的に解析したところ、新生ペプチド鎖が通るリボソームトンネルの変異体において亢進が見られたことから、新生ペプチド鎖とリボソームトンネルの相互作用を示唆すると考えられる。申請時は、平成23年度は質量分析を用いて1)細胞内におけるpep-tRNAのプロファイリング、2)2番目のコドン認識の曖昧性とdrop offの関係を主に研究する予定であった。1)については、大腸菌細胞から安定的にpep-tRNAを抽出し、LC/MS解析を行う系を確立でき、全pep-tRNA画分解析では細胞内の19種類のaa-tRNAと18種類のdipep-tRNAについて定量的な情報を一度に得ることが出来る。これは電気泳動による従来法と比較すると労力や情報量の面で大きく改善したといえる。また、tRNA単離技術と組み合わせることで個々のpep-tRNAについて数アミノ酸残基ペプチドの検出やその配列の特定も行うことができる。以上のことから細胞内のdrop off pep-tRNAのキャラクタリゼーション、プロファイリング解析系はほぼ確立したと考えている。