hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神保健福祉領域のソーシャルワーク実践における対等性の研究

精神保健福祉領域で働くソーシャルワーカーとサービス利用者に対してインタビュー調査を行い、利用者と援助者の対等な関係の在り方を検討した。援助者は非対等な現実を前に専門性と対当性の両立を目指して援助関係を模索し、特別な利用者との出会いによって対等性を見いだす。利用者は、「内なる偏見」を抱えた状態から、徐々に自己肯定感と他者との対当性を見いだすが、援助者の「話を聞いてくれる」姿勢が主体性を高め対等性の確保に役立つと考えられた。本研究は、精神保健福祉領域におけるソーシャルワーカーと利用者間の対等性に関して、両者が共有できる概念とその成立条件を明らかにし、利用者主体を推進する援助関係のあり方を見いだすことを目的とするものである。研究方法としては、精神保健福祉領域で働くソーシャルワーカーと精神保健福祉サービスの利用者を対象に半構造化質問によるインタビュー調査を行い、得られたデータを質的研究の手法を用いて分析し、援助関係における対等性の概念とその成立要件を明らかにすることとした。平成20年度は、調査内容の検討と、北海道、新潟県、長野県においてソーシャルワーカー4名、ソーシャルワーカー以外の援助者(指導員)1名、利用者9名の計14名に対するインタビュー調査を実施した。これまでの調査結果については、現在分析を進めているところであるが、対等性に関係する概念を形成する要素として、利用者からは「利用者自身の自己肯定感の回復」、「業務外の会話が形作る関係性」、「話を聞いてもらうことの重要性」などの要素が見いだされた。また、ソーシャルワーカーのインタビューからは「業務と業務外の切り替え」、「非対等性を生む要素を消そうとする努力」、「援助関係の中で成立する対等性の模索」などの要素が見いだされた。平成21年度は、これまでの調査結果の分析と平行して、対象者を拡大した追加のインタビュー調査を実施し、対等性概念の整理とその成立要件を明らかにして行きたい。本研究は、精神保健福祉領域におけるソーシャルワーカーと利用者の対等性に関する概念とその成立条件の検討から、利用者主体の援助関係のあり方を見いだすことを目的とするものである。平成21年度は、平成20年度のインタビューデータの分析を基に対等性に対する利用者の想いや専門職に対する希望、精神保健福祉士が意識していることについて考察を深めた。加えて追加データを得るためのインタビュー調査を行った。精神保健福祉士へのインタビューとしては、拒否的な利用者に対して積極的な訪問活動を行っている精神保健福祉士2名(宮城県、静岡県)から話をうかがった。関わりを拒否されても積極的にアプローチしていき、医療への繋がりをつけていくという活動を続ける中で、どのように対等性が意識されているのかを確認した。そこでは、利用者が望む生活を実現することを目的とし、医療も単なる手段の一つであると位置づけることで、利用者と対等な人間として共に「遊べる」関係を作りつつ信頼関係を結んでいくという実践がなされていた。また、利用者側の視点からの追加データとしては、精神障害を抱えたピアスタッフとして相談支援の業務に就いている利用者1名(宮城県)から話をうかがった。援助者と利用者との中間的な立場にあることの難しさがあるものの、業務とは別なところで当事者同士の友人としての関係も大切にしていることや、相談においては専門職と同様の意識を持って取り組んでいること等がうかがわれた。平成20年度の調査と併せて検討した結果、現時点では両者の間に非対等性が存在していることを認識した上で、対等な関係に近づこうとする様々な行為を通して限定的に対等性が成立し、その経験がまた次の支援における対等性の成立に向けた動機へと結びついていくと考えられた。
古細菌ゲノムの体系的・網羅的機能解析を支援する逆遺伝学的方法論の開発

1.ピリミジン生合成系遺伝子のうちのpyrFEを選択遺伝マーカーとして利用する系を確立した.in silico解析からゲノム上にpyrB,pyrC,pyrO,pyrE(URA5),pyrF(URA3)が存在し,ピリミジン生合成がオロト酸を代謝中間体として経由すると推測された.また,オロト酸の類似体5-フルオロオロト酸(5-FOA)を180μg/mlの濃度で合成培地に添加すると,90°Cにおいて古細菌Aeropyrumpernix野生株の増殖が完全に阻害された.さらに,野生株にUVを照射してpyrEまたはpyrFにナンセンス変異を導入した変異株では5-FOA耐性/ウラシル要求性の表現型が現れることが確認された.以上から,pyrFEを選択遺伝マーカーとして用いて5-FOA耐性/感受性あるいはウラシル要求性の有無によって,pyrFE変異株と野生株を選別できることが示された.2.染色体DNAと部分的に相同領域を有する線状DNA断片を古細菌細胞に導入し,相同組み換え能を利用して標的遺伝子をワンステップで破壊する手法を確立した.pyrFEコード領域の大部分を欠失し,相同領域としてpyrFEの5'および3'隣接領域をもつ線状DNA断片をin vitroで作製し,M.HaeIIIメチラーゼでメチル化後,エレクトロポレーションによりA.pernix野生株細胞に導入した.90°Cの高温でも融解しないGellan Gumプレート培地上で5-FOA耐性となったコロニーを選択した結果,pyrFE欠失株K121(ΔpyrFE)を得た.また,既にゲノム配列情報から機能推定ができているORFのうち任意に選んだ14個(例えば,recA/RAD51ホモログであるradA[APE0119]など)について,コード領域にpyrFE遺伝子マーカーを挿入したDNA断片をK121(ΔpyrFE)株に導入後,ウラシル不含培地に生育するクローンとして破壊株を分離した.これら各破壊株についててはPCRやサザン分析で遺伝子破壊を確認するとともに表現型の解析も行った.1.ピリミジン生合成系遺伝子のうちのpyrFEを選択遺伝マーカーとして利用する系を確立した.in silico解析からゲノム上にpyrB,pyrC,pyrO,pyrE(URA5),pyrF(URA3)が存在し,ピリミジン生合成がオロト酸を代謝中間体として経由すると推測された.また,オロト酸の類似体5-フルオロオロト酸(5-FOA)を180μg/mlの濃度で合成培地に添加すると,90°Cにおいて古細菌Aeropyrumpernix野生株の増殖が完全に阻害された.さらに,野生株にUVを照射してpyrEまたはpyrFにナンセンス変異を導入した変異株では5-FOA耐性/ウラシル要求性の表現型が現れることが確認された.以上から,pyrFEを選択遺伝マーカーとして用いて5-FOA耐性/感受性あるいはウラシル要求性の有無によって,pyrFE変異株と野生株を選別できることが示された.2.染色体DNAと部分的に相同領域を有する線状DNA断片を古細菌細胞に導入し,相同組み換え能を利用して標的遺伝子をワンステップで破壊する手法を確立した.pyrFEコード領域の大部分を欠失し,相同領域としてpyrFEの5'および3'隣接領域をもつ線状DNA断片をin vitroで作製し,M.HaeIIIメチラーゼでメチル化後,エレクトロポレーションによりA.pernix野生株細胞に導入した.90°Cの高温でも融解しないGellan Gumプレート培地上で5-FOA耐性となったコロニーを選択した結果,pyrFE欠失株K121(ΔpyrFE)を得た.また,既にゲノム配列情報から機能推定ができているORFのうち任意に選んだ14個(例えば,recA/RAD51ホモログであるradA[APE0119]など)について,コード領域にpyrFE遺伝子マーカーを挿入したDNA断片をK121(ΔpyrFE)株に導入後,ウラシル不含培地に生育するクローンとして破壊株を分離した.これら各破壊株についててはPCRやサザン分析で遺伝子破壊を確認するとともに表現型の解析も行った.
低温による平滑筋収縮反応増強のメカニズムの解析

ラットの抽出回腸標本のアセチルコリンによる収縮が、正常体温より低い温度域で増強されることを従来報告した。本年度は、まずこの現象をアセチルコリンに対する容量-反応曲線を用いて検討した。正常体温(37±1.0°C)と収縮反応増強効果が最大となる30±1.0°Cの液温で容量-反応曲線を作成した。その結果、従来同様摘出回腸標本のアセチルコリン収縮が、低温で増強されることを確認した。容量-反応曲線の型から、低温下では高濃度のアセチルコリン(10^<-6>、10^<-5>、10^<-4>)投与による収縮高が特に増大することがわかった。すなわち、低温ではアセチルコリンに対する最大収縮反応が大きくなるという結果を得た。アセチルコリンはムスカリン性受容体と結合し、イノシトール-3リン酸を増加させることで回腸標本の収縮を起こすと考えられる。低温が、イノシトール-3リン酸とは別の細胞内のセカンドメッセージャーを利用する収縮にどう影響するかをセロトニン収縮を用いて検討した。この場合、ラットの回腸標本に対するセロトニンの効果は一定しないので、モルモット結腸紐の摘出標本を用いた。その結果、セロトニン収縮も低温により増強されること、容量-反応曲線もアセチルコリンと同様に低温で最大反応が増大する型を示すことがわかった。このことから、サイクリックAMPをセカンドメッセンジャーとする平滑筋収縮も低温により反応が増大すると考えられる。次に、各々の神経伝達物質の阻害剤を用いて、阻害曲線への温度効果を調べるのが当初の計画であった。このためには、温度変化によっても伝達物質と結合できる受容体の数が不変であるという仮定が成立することが必須である。しかし、現在までこの仮定は証明されていない。従って、受容体を介さずにセカンドメッセンジャーを賦活して起こる収縮への温度効果を先に検討することにした。現在これを、摘出標本、単離細胞標本の両面から検討中である。
CEAの癌特異性の解明:大腸粘膜におけるその産生動態の生理と病理

正常大腸粘膜でも大量に産生されているCEAが何故最も有用な腫瘍マーカーたりうるのかを解明するのが本研究班の目的である。1.CEA産生動態の生理に関する研究(1)正常大腸粘膜のcryptのみを単離してコラーゲンゲル中で培養すると、上皮細胞は少なくとも16時間程度は形態学的、生化学的に全一性を保ち、活発にCEAを産生する。この際、crypt下半部の分裂増殖の強い細胞より、crypt上半部の分裂しない上皮細胞の方がCEA産生は活発である。産生されたCEAは上皮細胞のapical sidcに局在するが、その細胞からの放出は内因性リパーゼによるらしい(黒木求、松岡)。(2)CEAはN-結合糖鎖を2427個もったCPI型膜結合蛋白質であるが、fluoro-deoxyglucoseで、CPIの合成を阻害すると膜結合型にならず、細胞外へ分泌される。MannosamincでGPIのみならず糖鎖の合成まで阻害するとCEAは細胞内に蓄積されるようになる(池原)。(3)CEAの示す細胞接着活性にはドメインNが最も強く関与する(中里)。(4)正常大腸粘膜で産生されるCEA(NFA-2)の糖鎖はType1鎖を基本骨格としているが、癌細胞の産生するCEAの糖鎖はTypc2鎖を基本骨格としている。これらの糖鎖には硫酸基が結合している(山下)。2.CEA産生動態の病理に関する研究。(1)癌患者血清中のCEA分子に比べ、正常人血清中に極く少量存在するCEA分子は分子量が小さく、C端部ペプチドの一部が欠落しており、血中への流入機序の差異が示唆される(黒木政)。(2)レクチンTJA-1による組織染色性は正常大腸粘膜と癌組織で明瞭な差異がみられる(村田)。(3)CEAmRNAの発現は胃癌では癌組織に強いが大腸癌では正常と差異がない(磯部)。(4)大腸癌組織には正常組織に比べがん抑制遺伝子p53(森)や細胞外基質分解酵素マトリライシン(谷内)の発現が強い。以上のように各班員の研究はそれぞれの局面で進展をみており、CEAの癌特異性の本態の解明に一歩ずつ近づきつつある。今後更に総合的共同研究により、その全容の解明を試みる。
熱音響冷却を用いた肝臓ガン周囲局部冷凍技術の開発

切離手術時間を短縮するための切離技術の一つとして,肝臓ガン局部凍結技術の開発を目的として,(1)将来肝臓の冷凍技術として提案している音波を用いた熱音響冷凍技術の開発,(2)冷却切離抵抗の研究および(3)肝臓冷凍針の開発と冷却特性の3つの実験が実施された.熱音響冷凍では汎用スピーカー(最大出力70W)を駆動源として使用した簡易型音響冷却装置を用いて冷却実験を実施した.内径26mm,長さ1500mm(約1/4波長)の真鍮円管を共振管とし,スタックには内径1mmの絶縁管を100本束ねたものを用い,作動流体に空気およびヘリウムガスを用いて常温常圧下で冷却実験を行った.その結果ヘリウムでは空気の場合の約3倍増の冷却効果が得られた.また,スタック表面積,内部圧力,および振動振幅は冷却効果に強い影響を与え,本実験で用いた簡易型装置でも,1mm^3程度の肝細胞であれば冷凍することが可能となる.冷却切離抵抗の実験では,ロボットによる肝臓の切離を行う際,正常な部位まで損傷させることは望ましくなく,正確な切離開始位置の決定が求められる.また,切離中に加わる抵抗が小さい程,滑らかな切離動作が実現でき,さらに刃物の損傷を防ぐことが可能である.視覚情報を用いた正確な切離開始位置の決定,及び,力覚情報により切離抵抗を低減するロボットシステムを提案する.視覚情報を用いた切離開始位置の決定手法では,肝臓の色の変化と温度の関係から,半冷凍部分(-1-3°C)の決定を行っている.また,力覚情報を用いた切離動作においては,インピーダンス制御を用いることで刃物の側面方向からの加重を低減し,目標とする切離抵抗による切離動作を実現している.肝臓の冷却特性および物性値を調べるため,豚の肝臓を用いた.血流を模擬して肝臓内に生理水を流し,その際の血管寸法の相違による熱伝導率の変化を実験データから逆解析することにより明らかにした.また,冷却温度,時間,冷却針からの位置をパラメータとした実験式を導出し,冷却予測が可能となった.切離手術時間を短縮するための切離技術の一つとして,肝臓ガン局部凍結技術の開発を目的として,(1)将来肝臓の冷凍技術として提案している音波を用いた熱音響冷凍技術の開発,(2)冷却切離抵抗の研究および(3)肝臓冷凍針の開発と冷却特性の3つの実験が実施された.熱音響冷凍では汎用スピーカー(最大出力70W)を駆動源として使用した簡易型音響冷却装置を用いて冷却実験を実施した.内径26mm,長さ1500mm(約1/4波長)の真鍮円管を共振管とし,スタックには内径1mmの絶縁管を100本束ねたものを用い,作動流体に空気およびヘリウムガスを用いて常温常圧下で冷却実験を行った.その結果ヘリウムでは空気の場合の約3倍増の冷却効果が得られた.また,スタック表面積,内部圧力,および振動振幅は冷却効果に強い影響を与え,本実験で用いた簡易型装置でも,1mm^3程度の肝細胞であれば冷凍することが可能となる.冷却切離抵抗の実験では,ロボットによる肝臓の切離を行う際,正常な部位まで損傷させることは望ましくなく,正確な切離開始位置の決定が求められる.また,切離中に加わる抵抗が小さい程,滑らかな切離動作が実現でき,さらに刃物の損傷を防ぐことが可能である.視覚情報を用いた正確な切離開始位置の決定,及び,力覚情報により切離抵抗を低減するロボットシステムを提案する.視覚情報を用いた切離開始位置の決定手法では,肝臓の色の変化と温度の関係から,半冷凍部分(-1-3°C)の決定を行っている.また,力覚情報を用いた切離動作においては,インピーダンス制御を用いることで刃物の側面方向からの加重を低減し,目標とする切離抵抗による切離動作を実現している.肝臓の冷却特性および物性値を調べるため,豚の肝臓を用いた.血流を模擬して肝臓内に生理水を流し,その際の血管寸法の相違による熱伝導率の変化を実験データから逆解析することにより明らかにした.また,冷却温度,時間,冷却針からの位置をパラメータとした実験式を導出し,冷却予測が可能となった.切離手術時間を短縮するための切離技術の一つとして,肝臓ガン局部凍結技術の開発を目的として,(1)将来肝臓の冷凍技術として提案している音波を用いた熱音響冷凍技術の開発,(2)冷却切離抵抗の研究および(3)肝臓冷凍針の開発と冷却特性の3つの実験が実施された.熱音響冷凍では汎用スピーカー(最大出力70W)を用いて冷却実験を行い,スタックが冷却性能に及ぼす影響を調べた.実験では内径1mmの絶縁管を100本束ねたものと,紙ヤスリを渦巻き上に巻いた2種類のスタックをそれぞれ用いて実験し,55Hzで16°Cの温度差を得た.また,スタックの表面積は冷却効果に大きく寄与し,温度降下が最大値を示す断面積が存在することが明らかになった.冷却切離抵抗の実験では,ガン細胞の切離を2次元的に行うため,切離抵抗の小さい冷却温度として0°C-3°Cの範囲(不完全冷凍範囲)を明らかにした.また,冷却速度の違いによって,切離抵抗が変化することを明らかにしている.この冷却速度は細胞の生死に強く依存するパラメータであることが知られているため,冷却制御を精度良く行うシステムを開発する.

肝臓冷凍針は肝臓内を流れる血液を凍結させることによって止血する働きと上述の切離抵抗を下げる働きを持っている.本開発実験では,冷凍針の形式として針の中に冷却液を通す通過式と,針に冷熱を伝導させる伝導式の二つを考案し,模擬肝臓(豚レバー)を用いて冷凍針の冷却特性を調べた.肝臓局部冷凍は5分以内の時間制限があり,冷凍針単体の冷却能力は通過式が優れている.一方,複数針を利用することによって伝導式でも十分に冷却可能であることが明らかとなった.また,肝臓の冷凍には異方性はなく同心円上に冷凍されており,本研究結果は,数値解析の基本データとして利用し,肝臓固有の熱伝導率の逆予測,冷却針の大きさや間隔の最適化が行われている.切離手術時間を短縮するための切離技術の一つとして、肝臓ガン局部凍結技術の開発を目的として、(1)将来肝臓の冷凍技術として提案している音波を用いた熱音響冷凍技術の開発、(2)冷却切離抵抗の研究および(3)肝臓冷凍針の開発と冷却特性の3つの実験が実施された。熱音響冷凍では汎用スピーカー(最大出力70W)を駆動源として使用した簡易型音響冷却装置を用いて冷却実験を実施した。内径26mm,長さ1500mm(約1/4波長)の真鍮円管を共振管とし、スタックには内径1mmの絶縁管を100本束ねたものを用い、作動流体に空気およびヘリウムガスを用いて常温常圧下で冷却実験を行った。その結果ヘリウムでは空気の場合の約3倍増の冷却効果が得られた。また、スタック表面積、内部圧力、および振動振幅は冷却効果に強い影響を与え、本実験で用いた簡易型装置でも、1mm^3程度の肝細胞であれば冷凍することが可能となる。冷却切離抵抗の実験では、ロボットによる肝臓の切離を行う際、正常な部位まで損傷させることは望ましくなく、正確な切離開始位置の決定が求められる。また、切離中に加わる抵抗が小さい程、滑らかな切離動作が実現でき、さらに刃物の損傷を防ぐことが可能である。視覚情報を用いた正確な切離開始位置の決定、及び、力覚情報により切離抵抗を低減するロボットシステムを提案する。視覚情報を用いた切離開始位置の決定手法では、肝臓の色の変化と温度の関係から、半冷凍部分(-1-3°C)の決定を行っている。また、力覚情報を用いた切離動作においては、インピーダンス制御を用いることで刃物の側面方向からの加重を低減し、目標とする切離抵抗による切離動作を実現している。肝臓の冷却特性および物性値を調べるため、豚の肝臓を用いた。血流を模擬して肝臓内に生理水を流し、その際の血管寸法の相違による熱伝導率の変化を実験データから逆解析することにより明らかにした。また、冷却温度、時間、冷却針からの位置をパラメータとした実験式を導出し、冷却予測が可能となった。
生物現象を誘起する新規内因性分子作用機構

特筆すべき成果としては、天然物リガンドの立体異性体が標的選択性のチューニングに有用であることを明らかにした点を挙げることができる。天然物リガンドは「鍵束」のように複数の標的タンパク質と結合する。いくつかの研究成果から、「鍵束」の分解や「親鍵」の構造修飾によって、その標的選択性と活性強度は劇的に変化することが分かってきた。天然物リガンドのもつこの「鍵束」のような複雑な性質は、それらのケミカルツールとしての利用を阻んできたが、一方で、その標的選択性を絞り込むことができれば、医薬品としての副作用低減や生物学ツールとしての有用性向上が期待できる。植物ホルモンミミックコロナチンを用いて、実例を示した。本年度は、植物系および動物細胞系における生理活性配糖体分子の持つ生物活性を詳細に検討することで、新しい生理活性制御機構を見いだし、これまでにない化学的コンセプトを得ることを目標に研究を行った。また、親和性に基づく標的分子探索法として、古典的な分子プローブ法に改良を加えたコンパクト分子プローブ(CMP)法を開発した。CMP法は、標的同定に際して常に問題となる非特異的結合を全く与えない画期的なものであることがわかり、今後の研究遂行における強力な手法と期待された。また、植物系における配糖体分子の機能を探るため、膜標的タンパク質及び輸送体タンパク質の探索を開始した。前者は、CMP法を用いて検討した。4種の立体異性体型CMPを合成し、独自に立ち上げた運動細胞アッセイを用いる生物学的評価を行った。その結果、糖部分の分子認識に関する興味深い知見を得た。抗体結合型半田ビーズをCMP法と組み合わせて用いることで、一層の効率的精製が実現できると考え、実験に着手した。一方後者については、分子遺伝学的方法によって研究を行った。後者の検討には、モデル生物実験系の立ち上げが必要であったため、シロイヌナズナおよびアフリカツメガエル卵母細胞を用いる実験系を構築した。各種変異体の作成と解析を行っている。一方、動物細胞系における配糖体分子の機能を探るため、ステロイド配糖体に着目した。計画班員の半田との共同研究により、配糖体及びアグリコンをリガンドとして固定した半田ビーズを作成し、Hela細胞の細胞質画分を実験材料として、標的タンパク質の探索を開始した。昨年までに、コンパクト分子プローブ(CMP)法による生理活性天然物の高選択的標識化について検討した。CMPは、非特異的標識を全く与えない極めて優れた方法である。しかし、タンパク質に標識を導入するためには共有結合の導入が不可欠で有り、そのために用いる化学反応の収率が、精製を行う際のタンパク質の収量を直接的に決定する。タンパク質の標識化に用いることが出来る化学反応は限られており、低収率(2%程度)の光親和性標識化法や、リジンやシステインなどの限られた官能基をもつアミノ酸残基が基質結合部位近傍に存在する場合にしか効率的な共有結合形成を期待できない、ヨードアセチル基、マレイミド基などが良く用いられる。標的同定には、質量分析で配列解析が可能な量(1 ng程度)の確保が最大の制約で有り、この標識化の低収率が標的同定の成否を分けるボトルネックとなっている。本年度の研究では、非特異的結合を与えないCMP法の特質を生かし、標識化後にプローブが共有結合した標的タンパク質を目印として、クロマトグラフィーによる精製を行うCMP-guided protein chromatography法を開発した。サイズの小さなCMPが結合したタンパク質は、非標識化タンパク質と同じ保持時間に溶出し、プルダウン法などと比較して標的タンパク質の回収量が劇的に改善されることが分かった。昨年度は、アメリカネムノキの就眠運動を誘導するジャスモン酸グルコシド(JAG)、ならびにオキシステロール類であるウワバゲニンの作用機構並びに、標的に関する研究を行った。JAGが就眠運動を引き起こす際の作用機構解明のために、標的細胞である運動細胞へJAGを投与した際の細胞応答を検討した。その結果、活性酸素種がセカンドメッセンジャーとして作用すること、ならびに、活性酸素種が就眠運動のメインプレイヤーとして見出した外向きカリウムチャネルSPORK2の活性化を引き起こすことを見出した。JAGによって発生したセカンドメッセンジャーがチャネルを活性化することで就眠運動が起こる。残念ながら、アメリカネムノキはモデル生物でないため、遺伝子改変をおこなうことができない。このため、異種発現系による標的バリデーションに加えて、カルスからの個体再生系を用いた遺伝子導入植物の作出を検討している。ジャスモン酸類を認識し、輸送する膜タンパク質を同定することにも成功した。ステロイド配糖体の一種ウワバインは、ヒト内因性リガンドとして血圧調節に関与すると考えられている。一方、そのアグリコンであるウワバゲニンは、これまで全く活性を持たない不活性体と考えられていた。我々は、ウワバゲニンが、核内受容体のうち、LXRに作用することを見出した。LXRのアゴニストはENACの発現を抑制することで血圧上昇を抑えるする報告があるので、ウワバゲニンについて同様の検討を行ったところ、同じくENACの発現抑制活性が確認された。また、この活性は、ウワバゲニンがLXRβサブタイプに作用することが原因であることを培養細胞を用いるサブタイプ特異的ノックアウト実験から明らかにした。一連の研究を通じて、活性未知のリガンドに関して、標的同定から新規活性を見出すことに成功した。本研究では、生物活性天然物リガンドの標的同定、作用機構解明と、その活性制御を目的として研究を行った。本年度は、特に活性制御法の新たなコンセプトの確立を目標として研究を行った。

領域内研究によって、天然物リガンドは、「鍵と鍵束」のように標的と1対1の対応関係で作用するので無く、「鍵束」のように複数の標的に同時に作用することが明らかになった。この新たなコンセプトに基づき、「鍵束」リガンドを「鍵」に分解する戦略を得ることができれば、小分子化合物に必ず付随する副作用という深刻な問題を回避できると考えた。我々は、天然物リガンドの多くが複数の不斉中心を持つ立体的な構造を有することに着目した。複数の標的との結合には、分子全体の形が重要な役割を果たすはずであり、その一部の立体化学を反転させて構造にねじれを生じさせた立体異性体の中に、複数の標的の内の一部のみと相互作用するリガンドが存在すると予想した。このようなコンセプトに基づき、多様な生物活性を持つ天然物リガンドである植物ホルモン活性のチューニングを行った。植物ホルモン類縁体である天然物リガンドコロナチンをベースに、その立体異性体から、サブタイプ選択的な標的結合活性を有し、多彩の活性の内、ひとつだけを選択的に活性化するサブタイプ選択的リガンドを開発することに成功した。我々の成果は、天然物リガンドの立体異性体を用いることで、その標的選択性をチューニングし、副作用を低減できる可能性があることを示す重要な成果である。本年度の研究においては、コンパクト分子プローブ法による植物ホルモン類縁体の新規標的タンパク質の精製に成功した。同様に、両鏡像体型分子プローブと遺伝子変異株を用いた生物検定試験を組み合わせることで植物病原菌由来植物毒素の新規標的発見の可能性を見いだすことが出来た。また、遺伝子トランスフェクション細胞系を用いるレポーターアッセイによって、ヒトの内因性ステロイド化合物の新規標的の同定も行った。これらの例から、生体内においては、ある天然物リガンドが構造修飾されることによって、全く異なる生物活性と分子標的を持つに至るという、我々の提唱する「鍵束」説を証明する知見を得ると共に、「鍵束」から目的に応じた「鍵」を取り出すために、生体が用いる巧妙な戦略にもアプローチすることが出来た。このように、本年の研究には大きな進展があり、また、これら成果は、内因性生理活性リガンドの生体内活性制御機構に関する新知見に繋がる発見でもある。これらの研究成果は、単なる標的同定にとどまらず、そこから、生理活性リガンドの活性調節機構に関する新しい化学的知見を得るための分子的基盤をなすものである。新学術領域「天然物ケミカルバイオロジー」の目的は、生理活性リガンドの標的同定の成功例を増やし、統一的知見の蓄積による標的同定の成功率向上を目指すと共に、そこから何らかの新しい科学的知見を得ることで、それを足がかりとして生理活性物質に関する科学を一段上のステージに引き上げることである。その観点から、本年度の成果は、まさにそのフラッグシップ的な内容となった。本年度の研究において、当初想定していた2つの天然物リガンドの標的決定をほぼ終了することが出来た。
自閉症児向け「時刻・時間」を学ぶためのPCアプリケーション作成

知的障害と自閉症の障害は,その認知発達や社会性の発達が明らかに異なること,自閉症の障害特性やその随伴する特性から,知的障害の児童・生徒とすべて,同じ授業をしていくことは難しく,その特性や違いや両者の特性に応じて,適切な指導内容や方法を検討する必要があることが示唆されている。本研究では、自閉症児の障害特性に配慮した支援として用いられるスケジュールの理解や,就労後,見通しをもって働くための構造化を図るための支援として有効な時刻・時間の理解に繋がるための教材を作成した。作成に配慮したこととしては、「(1)視覚的に時計の文字盤と時刻の関係性が理解できること」「(2)時間という見えないものを視覚的に理解できること」を重視した。(1)については、時計の特徴である12進法が理解しやすいようゲーム感覚で取り組めるように作成した。時刻を見て時計の文字盤をクリックすると、文字盤の数字が回転して時刻が確認できるようにしたこと、また、繰り返し取り組むことで定着が図れるよう効果音や演出で楽しく取り組みながら、時刻の関係性に取り組めるようにした。また、デジタル時計とアナログ時計が表現は違っても同じことを示していることが理解できるよう、同時に表現するようにした。(2)については、タイムタイマーのように○分間を開始時刻と終了時刻の間で色で示したり、数直線上で確認できるようにしたりして、確認できるようにした。特に、時計での時間と数直線上での時間を比較しながら伝えることで効果的に子供たちに時間の概念を支援することができた。PCソフトは情報を制限することで,課題に特化することができピンポイントで指導することができた。また,アセスメントとしての効果も高く,体系化していることから,児童の実態把握も行うことができた。
廃棄物処理と環境保全教育

本研究は,廃棄物処理と環境保全教育との係わりの重要性を明確にするとともに,大学等での環境保全,廃棄物処理,資源再利用等に関する活動を通して,環境教育の普及・啓蒙及び環境科学の増進・発展に資することを目的とした。そのため,国内外の大学間ネットワーク組織の構築と環境保全技術移転に対する技術教育・人材養成面での国際協力等について,世界の研究者・教育者・技術者が積極的に討論する必要がある。本研究では韓国,中国などのアジア途上国に焦点を絞り,廃棄物処理に関する国際会議を企画・開催したものである。会議の名称はFirst Asian Symposium on Academic Activity for Waste Treatment(AAWT)である。主催は本研究の組織員が所属する大学等廃棄物処理施設協議会であり,後援は文部省,環境科学会,日本化学会,廃棄物学会である。会議は7月31日8月2日に文部省国立教育会館で開催され,討論内容は廃棄物の管理手法,廃液・廃棄物の処理技術,分析計測の装置・システム,環境教育,環境行政,環境影響評価,地球環境保全と開発,大学間技術協力ネットワーク構築などであった。出席者は大学,官庁等での環境保全・廃棄物処理担当の研究者,教育者,技術者等(中国5名,韓国4名,台湾2名,タイ2名,カナダ1名,アメリカ1名及び日本125名)であり,特別講演1件,内外招待講演14件,ポスターによる発表23件の他,大学廃水・廃棄物処理施設説明発表24件に対して,熱心な討論が行われ貴重な情報が数多く得られた。詳細な講演内容は,本会議のProceedingsに記載されている。第2回Symposiumの開催は中国の予定で,国家環境保護局,国家教育委員会,中国科学院,中日友好環境保護中心,北京大学,清華大学,杭州大学,浙江大学を中心とした組織委員会が発足し,東・東南アジア地域で大学等をネットワークとした環境教育や環境保全技術移転の国際協力を展開するための基盤構築が徐々に進みつつある。
Sporothrix schenckiiの2形性に関する分子生物学的研究

深在性真菌症の病原真菌の多くは菌糸形,胞子形の2形性をもつことが知られている。また,2形性をもつ病原真菌が生体内という真菌にとって厳しい環境の中に侵入した際,菌糸形から胞子形というより抵抗力の強い形態に変化して病原性を発揮することが知られている。そこで我々は,2形性をもつ深在性真菌症の病原真菌の1つであるSporothrik schenckiiを用い,その菌糸形,胞子形に特異的な遺伝子をクローニングし,その遺伝子がどのように菌糸形から胞子形の変換に関わっているかを検討することにした。【研究方法・結果】1.2形性をもつ深在性真菌症の病原真菌の1つであるSporothrik schenckiiの菌糸形は25°C,液体サブロ-培地という条件下で,胞子形は35°C,brain heart infusion(BHI)培地という条件下でそれぞれの形態の真菌を増菌培養した。2.増菌培養した菌糸形,胞子形のそれぞれは,ガラスビーズ,乳鉢等を用いて菌構造を破壊し,それぞれよりmRNAを抽出,それぞれより抽出したmRNAより無細胞蛋白合成系を用いて蛋白を合成し,SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動に流した。その結果,胞子形にはなく菌糸形のみに合成されると考えられる蛋白が検出された。3.さらに,それぞれの形態の真菌から抽出したmRNAよりcDNAライブラリーを作製し,菌糸形,胞子形より抽出したmRNAをプローブとして,スクリーニングを行なう予定であったが,真菌細胞と動物細胞の差異によるものか,通常の方式によるDNA合成がうまくいかず,現在の所まだcDNAライブラリーの作製まで至っていない。
細胞がん化におけるP130^<cas>の役割

活性方Srcやv-Crkにより形質転換した細胞での主要なチロシンリン酸化蛋白質の一つであるp130は、これらの形質転換において重要な役割を担う蛋白質であると考えられていたが、その実体は不明であった。1994年、代表研究社らは、このp130のクローニングに成功し、Casと名付けた。本年度は、Casについて、以下の解析を行った。1 Casのv-Crk、活性型Srcとの結合様式を解析した。活性型SrcはそのSH2領域およびSH3領域の両者を介して、Casと結合していることが判明した。SrcのSH3は、Casの733アミノ酸残基付近のプロリン豊富領域に結合し、SH2は762アミノ酸残基のチロシンに結合すると考えられた。一方、v-Crkは、そのSH2領域が、Casの中でYXXPモチーフが15回繰り返し出現できる基質領域と名付けた領域に、結合することがわかった。また、v-Crkにより形質転換した細胞においても、Srcの結合部位と同部位にチロシンキナーゼ活性が結合していることが判明した。2正常マウス線維芽細胞においても、Casにはチロシンキナーゼ活性が結合しており、それをCask活性と名付けた。様々なチロシンキナーゼのノックアウト細胞において、Cask活性を比較したところ、Fynのノックアウト細胞において、Cask活性の著名な減少を認めた。また、v-Crkの導入にする形質転換に伴うCask活性の上昇も、Fynのノックアウト細胞では認められなかった。これらの事から、Caskの主体はFynであると考えられた。
電子顕微鏡像3次元再構築法による大脳皮質の微細局所神経回路の形態的研究

大脳皮質の非錐体細胞は、その電気生理学的な特徴から2つのグループ(FS(fast-spiking)細胞と非FS細胞)に分類できる。それらはさらに形態的な特徴からサブグループ(ダブルブーケ(DB)細胞、マルチノッチ(MA)細胞等)に分類できる。また、これらのサブグループは、神経化学物質も特有のものを発現する。例えば、FS細胞はカルシウム結合蛋白であるparvalbuminを、DB細胞は神経ペプチドであるvasoactive intestinal polypeptideやcorticotropin releasing factor等を、またMA細胞は神経ペプチドであるsomatostatinを発現している。私は、ラット前頭皮質スライスから電気生理学的に同定・ラベルした非錐体細胞の神経終末を電子顕微鏡で観察し、その連続超薄切片から立体像を再構築し解析した。FS細胞とDB細胞の神経終末のターゲットは細胞体、樹状突起とまれに棘突起であったが、MA細胞はより細い樹状突起と棘突起の頭部であった。また、上記三種類の非錐体細胞の神経終末が形成するシナプス結合部位の面積は、シナプスを受ける樹状突起・棘突起の太さに比例して増加したが、その割合に関しては、サブグループ間で異なっていた。以上のことから、これらのサブグループは、大脳皮質神経回路内で、おそらく機能的に異なる群であると考えられる。従って、シナプス後細胞への抑制作用は異なると推測される。本研究では、生理的形態的に同定された大脳前頭皮質の非錐体細胞の各タイプに関して、電子顕微鏡3次元再構築画像解析システムで、その立体像を作成し解析する。本年度は、ダブルブーケ細胞にしぼり、その終末が形成するシナプスの形態面での特性を検討した。ラットを実験動物に用い、前頭皮質のスライスを作成し、非錐体細胞と思われる神経細胞を選び、ホールセル記録をとり、バイオサイチンを電極を通じてその神経細胞に注入した後、スライスを固定した。次に、ABC液で反応した後にDAB染色を施し注入神経細胞を茶色く染色し、電子顕微鏡解析用にエポンで包埋した。こうして注入記録した細胞のうち、ダブルブーケ細胞様の形を呈する神経細胞の軸索部分を電子顕微鏡で観察した。連続超薄切片上で後シナプス樹状突起(棘突起)を追い、連続画像を電子顕微鏡に装備した高解像度CCDカメラでワークステーションに入力し、3次元再構築画像解析ソフトで前・後シナプス要素の3次元像を再構築することで形態的に解析した。その結果、ターゲットは主に錘体細胞の樹状突起であることがわかった。観察した神経終末9個のうち、3つは棘突起に、1つはautapse、残りの5つはシャフトにシナプスを形成していた。また、シナプス部分とターゲットの樹状突起の大きさに強い正の相関が認められた(傾き=0.093μm)。これは、ダブルブーケ細胞が、ターゲットの神経細胞に対して、効率的で強い抑制作用を持っている可能性を形態的に示唆すものと考えている。今後、さらに観察する数を増やし、より詳細なデータを提供する所存である。
改良型インピーダンス展開法による無線電力伝送システムの等価回路モデリング

高効率な無線電力伝送システムを実現するためには,コイルと電力変換回路を統一的に設計することが望ましい.この要求に応えるために,研究代表者は「インピーダンス展開法」という手法を提案してきた.これは,コイル部分をパワーエレクトロニクス技術者が扱いやすいよう,電気回路としてモデル化するものである.しかしながら,これまでに提案してきた手法の適用範囲は,システムがコイル(金属)のみで構成される場合に限られていた.本研究では,インピーダンス展開法を,コイルの周囲に樹脂,水,人体など多様な媒質が存在する場合も扱えるように拡張することを目標としている.高効率な無線電力伝送システムを実現するためには,コイルと電力変換回路を統一的に設計することが望ましい.この要求に応えるために,研究代表者は「インピーダンス展開法」という手法を提案してきた.これは,コイル部分をパワーエレクトロニクス技術者が扱いやすいよう,電気回路としてモデル化するものである.しかしながら,これまでに提案してきた手法の適用範囲は,システムがコイル(金属)のみで構成される場合に限られていた.本研究では,インピーダンス展開法を,コイルの周囲に樹脂,水,人体など多様な媒質が存在する場合も扱えるように拡張することを目標としている.
金ナノ粒子触媒を用いたエタノールの酸素酸化によるアセトアルデヒドと酢酸の直接合成

バイオマスから生産されるエタノールを安価で豊富に存在する分子状酸素(または空気)を使って選択的に酸化して、酢酸を一段で作ることは環境にやさしい化学プロセスの一つとして注目を集めている。エタノールの液相酸化について金ナノ粒子触媒を使って実験的に調べたところ、金ナノ粒子の担体としては、Cu^+ドープにより半導体性を向上させたNiOが最も有効で、85%以上の選択姓で酢酸を生成することを見出した。また、空気中焼成した金触媒を、水素気流中100°Cで前処理すると、触媒活性および酢酸選択性が向上することから、触媒の前処理が触媒調製の重要な一工程であることを知ることが出来た。そこで、単純系である卑金属酸化物の触媒特性が前処理によってどのように変わるか、最も簡単な反応系であるCO酸化を例にとって詳しく検討を行った。その結果、n型半導体性を示すCo_3O_4,NiO,MnO_2の場合は、150-250°Cの温和な温度条件で、空気、COを含有する空気、または窒素中で前処理によって、COを-80°Cでも酸化できるようになるという驚くべき現象を見出した。速度論的解析、低温からの昇温脱離実験、ガス中の水分の分析などから、上記の前処理は金属酸化物表面に欠陥を作るために必要な操作であることが判明した。Co_3O_4の場合を例にとり、結晶構造に基づいた原子レベルでのCO酸化反応機構を提唱した。これらの研究成果は、室温で働き貴金属を使わない空気浄化触媒やバイオマスを原料とする新しい化学の開拓につながると期待され、その意義は深い。バイオマスから生産されるエタノールを原料とする新しい化学プロセスを開拓することを目的として、気相でエタノールを分子状酸素と反応させて酢酸を一段で合成することを目標とした。先ず、そのための固定床流通式触媒反応器を設計し、その試作を終えた。次に、種々の金属酸化物に金をナノ粒子として分散・固定し、CO酸化反応に対する触媒活性を測定し、エタノール選択酸化に有効な触媒のスクリーニングを行った。先ずTiO_2とCeO_2について比表面積と金ナノ粒子を担持した場合のCO酸化触媒活性との間には相関関係が見られないことが判明した。TiO_2ではDegussa社製のp25が、CeO_2では比表面積が20m^2/gと小さいが純度の高いものが担体として優れていた。次に、Co_3O_4とNiOを担体とする場合は、Auの仕込み担持量を1wt%と低くしても、析出沈澱法より共同沈澱法の方が高いCO酸化触媒活性を与えるという不思議な結果となった。また、Al_2O_3を担体として析出沈澱法で金ナノ粒子を担持する場合は、出発水溶液のpHが7の方が9より高い触媒活性を与えた。さらに、予備的にこれらの触媒の一部について液相でのエタノールの酸素酸化を行った結果、酢酸が50%以上の選択率で得られることがわかった。以上の結果に基づいて、エタノールの気相酸化反応に有望と思われる金触媒の選定を行った。今後はこれらの触媒活性と選択性についてCO酸化とエタノール酸化で比較を行い、新しい触媒を生み出す原理を抽出して行く計画である。そのために設計・試作した固定床流通式触媒反応器を用いて、種々の金属酸化物およびそれに金をナノ粒子として分散・固定した系について、CO酸化反応に対する触媒活性を測定し、エタノール選択酸化に有効な触媒のスクリーニングを気相反応の立場から行った。一方、水溶液相でのエタノールの酸素酸化実験の結果、酢酸合成に相対的に有利な触媒としてAl_2O_3,TiO_2,Co_3O_4,NiO,CeO_2に金ナノ粒子を担持した系を見い出した。そこで、これまで金ナノ粒子の触媒としてほとんど注目されることのなかったCo_3O_4に焦点を当てて、その前処理の効果について調べた。その結果、雰囲気ガスの種類の影響が極めて大きく、中性(N_2またはCO in Air)ガス雰囲気150250°Cで処理すると-80°CでもC0を100%酸化できることがわかった。さらに研究を進めたところ、Ni0についても同様な結果が得られた。その理由は中性ガス雰囲気中での処理により低温で脱離できる分子状と想定される酸素の吸着が促進されるためであることが判明している。この知見は卑金属触媒の開発にとって非常に重要であるので、酸化性や還元性ではなく中性ガスで何故そのようになるか解明することが重要である。以上の結果に基づいて、エタノールの気相酸化反応に有望と思われる金触媒の開発に向けて、新しい境地を拓きつつある。今後はこれらの触媒活性と選択性についてC0酸化とエタノール酸化で比較を行い、新しい触媒を生み出す原理を抽出して行く計画である。

また、空気中焼成した金触媒を、水素気流中100°Cで前処理すると、触媒活性および酢酸選択性が向上することから、触媒の前処理が触媒調製の重要な一工程であることを知ることが出来た。そこで、単純系である卑金属酸化物の触媒特性が前処理によってどのように変わるか、最も簡単な反応系であるCO酸化を例にとって詳しく検討を行った。その結果、n型半導体性を示すCo_3O_4,NiO,MnO_2の場合は、150-250°Cの温和な温度条件で、空気、COを含有する空気、または窒素中で前処理によって、COを-80°Cでも酸化できるようになるという驚くべき現象を見出した。速度論的解析、低温からの昇温脱離実験、ガス中の水分の分析などから、上記の前処理は金属酸化物表面に欠陥を作るために必要な操作であることが判明した。Co_3O_4の場合を例にとり、結晶構造に基づいた原子レベルでのCO酸化反応機構を提唱した。これらの研究成果は、室温で働き貴金属を使わない空気浄化触媒やバイオマスを原料とする新しい化学の開拓につながると期待され、その意義は深い。
絶対増殖不斉重合←自発分割性＋自己不斉触媒性＋不斉増幅性を併せ持つらせん選択重合

水酸基を2つ持つアキラル置換アセチレンモノマーのらせん選択重合(HSSP)がキラル共触媒を用いることなく起こること(自発HSSP)を再度確認した。自発HSSP現象の最適条件として、固相での溶融重合を見出した。次にイミノ基とアミノアルコール残基を2つ持つアキラル置換アセチレンモノマーよりのポリマーが、HSSPのキラル共触媒として機能することを再確認した。HSSPによる生成ポリマーがHSSPのキラル共触媒として用いるポリマーと同一化合物である場合を検討した。最後にHSSPがキラリティー以外の条件でも制御できることをさらに確認した。また、機構の解明をNMR,UVで行った。<1>らせん選択重合の自発性の一般化:水酸基を2つ持つアキラル置換アセチレンモノマー(DoDHPA)において、キラル共触媒を用いることなく、光学純度は低いが、片巻きらせんポリマーが得られる(生成ポリマーに弱いながらも正または負のCD吸収が見られた)ことを再度確認した。まずこの自発HSSP現象の最適条件をDoDHPA(Do=ドデシル)で検討し、さらに他のHSSP活性アキラルモノマーへの適用を検討した。条件としては、高濃度、さらには固相での溶融重合、そして偏攪拌方向制御などを検討した。<2>らせん選択重合への自己不斉触媒性の定着:イミノ基とアミノアルコール残基を2つもつアキラル置換アセチレンモノマー(RDIPA)よりのポリマーが、HSSPのキラル共触媒(不斉源)として機能することを再確認した。本年は上記モノマーを用いてHSSPによる生成ポリマーとHSSPのキラル共触媒(不斉源)として用いる片巻きらせんポリマーが同一化合物である場合を検討し、両者の分離を検討した。<3>らせん選択重合の非線形性の制御の検討:HSSPによる2つの水酸基を持つアキラル置換アセチレンモノマー(DoDHよりの片巻きらせんポリマーの巻き方向は、キラル共触媒(不斉源)のキラリティーの符号だけでなく、他のキラリティー以外の条件(=キラル共触媒の金属触媒に対するモル比)でも制御できることをさらに確認した。このことは不斉制御を行う重合活性種が複数存在し、それぞれがことなる反応性と不斉制御能を有することを示唆しておると考え、機構の解明をNMR等で行った。<4>リビング性の付与:アキラル配位子でのリビング重合の検討を行った。またモノマー構造を改良したリビング重合も行った。本年は上記モノマーを用いてHSSPによる生成ポリマーとHSSPのキラル共触媒(不斉源)として用いる片巻きらせんポリマーが同一化合物である場合を検討し、両者の分離を次のように検討した。1分子量の差2溶解性の差を利用した。このことは不斉制御を行う重合活性種が複数存在し、それぞれがことなる反応性と不斉制御能を有することを示唆しておると考え、機構の解明をNMR,UV等で行った。<4>リビング性の付与:アキラル配位子でのリビング重合を行った。<1>らせん選択重合の自発性の一般化:水酸基を2つ持つアキラル置換アセチレンモノマーにおいて、キラル共触媒を用いることなく、光学純度は低いが、片巻きらせんポリマーが得られる(生成ポリマーに弱いながらも正または負のCD吸収が見られた)ことを再度確認した。

条件としては、高濃度、さらには固相での重合、そして偏攪拌方向制御などを検討する。<2>らせん選択重合への自己不斉触媒性の定着:イミノ基とアミノアルコール残基を2つもつアキラル置換アセチレンモノマー(RDIPA)よりのポリマーが、HSSPのキラル共触媒(不斉源)として機能することを再確認した。本申請研究では、上記モノマーを用いてHSSPによる生成ポリマーとHSSPのキラル共触媒(不斉源)として用いる片巻きらせんポリマーが同一化合物である場合を検討した。<3>らせん選択重合の非線形性の制御の検討:HSSPによる2つの水酸基を持つアキラル置換アセチレンモノマー(DoDHよりの片巻きらせんポリマーの巻き方向は、キラル共触媒(不斉源)のキラリティーの符号だけでなく、他のキラリティー以外の条件(=キラル共触媒の金属触媒に対するモル比)でも制御できることをさらに確認した。このことは不斉制御を行う重合活性種が複数存在し、それぞれがことなる反応性と不斉制御能を有することを示唆しておると考え、機構の解明をNMR等で行った。<4>リビング性の付与:アキラル配位子でのリビング重合の検討を行った。計画としてあげた<1>らせん選択重合の自発性の一般化、<2>らせん選択重合への自己不斉触媒性の定着、<3>らせん選択重合の非線形性の制御、<4>リビング性の付与のすべての検討を、昨年同様それぞれ進めることが出来た。特に<4>がモノマーおよび開始剤の新規開発により進展した。計画としてあげた<1>らせん選択重合の自発性の一般化、<2>らせん選択重合への自己不斉触媒性の定着、<3>らせん選択重合の非線形性の制御、<4>リビング性の付与のすべての検討をそれぞれ進めることが出来た。<1>らせん選択重合の自発性の一般化DoDHPA(Do=ドデシル)以外のHSSP活性アキラルモノマーへの適用を検討する。<2>らせん選択重合への自己不斉触媒性の定着HSSPによる生成ポリマーとHSSPのキラル共触媒(不斉源)として用いる片巻きらせんポリマーが同一化合物である場合を検討し、分離方法を確立する。<3>らせん選択重合の非線形性の制御の検討キラル共触媒の金属触媒に対するモル比以外の要因を用いて制御できることをさらに確認する。他の要因も検討し、制御法に加味する。<4>リビング性の付与リビング性を付与した金属錯体を用意し、両者を両立したリビングHSSPを目指す。<2>らせん選択重合への自己不斉触媒性の定着HSSPによる生成ポリマーとHSSPのキラル共触媒(不斉源)として用いる片巻きらせんポリマーが同一化合物である場合を検討する。<4>リビング性の付与リビング性を付与した金属錯体を用意し、リビングHSSPを目指す。1.合成用試薬に用いる予定です。1.調査研究旅費におもに用いる2.合成用試薬に用いる
XFEL単粒子回折画像処理と三次元生体分子構造の復元

X線自由電子レーザー(XFEL)による単粒子立体構造解析は、結晶化が難しい生体分子や生体組織を自然に近い状態で観察できる新しい構造生物学的手法である。しかし、XFELの強いビームを用いても、単粒子の生体分子から得られる回折強度は極めて弱く、回折画像のSN比は極めて小さい。期待される解像度で立体構造を復元するためには、必要な回折像の量と質を定量的に把握する必要がある。そのために本年度は以下の研究を行った。1.シミュレーションにより作成した回折画像からリボソームの立体構造の回復を試み、分子構造を数nmの高分解能で再構成するための回折像を得るためのXFEL実験条件の最小要件を推定した。さらに、ビーム入射方向推定と波数空間での三次元立体構造復元の過程で、設定が必要なパラメータ値を決定するためのガイドラインも提案した。これらの結果はJ. Synchrotron Radiationより論文出版した。2.ターゲットの分子サイズが異なる場合に期待できる解像度の違いをシミュレーションにより評価した。サイズが大きい分子の方がビーム照射条件が同じなら得られる回折画像の回折強度が高いため、高い解像度での構造復元が期待されると考えられてきた。しかし、回折画像の質は、分子の形状やターゲット分子と検出器の幾何学的配置などにも依存することがシミュレーション画像を用いた検証で明らかになってきた。3.2018年度より、北海道大学の西野教授との共同研究を開始した。実際にXFEL実験によって得られ回折像より、数10 nmサイズの金属微粒子の立体構造復元を試みている。2.ターゲットの分子サイズが異なる場合に期待できる解像度の違いをシミュレーションにより評価している。異なるサイズ形状を持つ分子に対して最適な実験機器の幾何学的配置や画像処理のパラメータの推定を行っている。3.実際にSACLAのビームラインで撮影された金属微粒子の回折画像の画像処理を行っている。ビーム強度や試料に対するビーム照射位置のばらつきを考慮し、有効な画像選別法の探索を行っている。分子のサイズや形状に応じた実験条件と画像処理パラメーターの提示を目指す。また、XFEL単粒子解析で得られる回折画像の信号欠損領域を補いビームのばらつきを補正し、分子構造の復元に有効な画像を選別する手法を開発する。所属機関より、当初予定していなかった研究資金の配賦を得ることができたため。繰越金は計算機の購入と学会発表のための旅費に充てる予定である。