hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小脳学習における神経細胞の空間形状の機能的役割に関するシミュレーション研究

平成30年度は、単一ニューロンの空間形状が時間情報処理に及ぼす影響について研究した。小脳プルキンエ細胞は巨大な樹状突起を持ち、その上に約20万個のシナプス結合を有している。Branco et al. (2010)は、皮質錐体細胞の樹状突起上に存在する複数のシナプスを順番に刺激すると、ある順番ではスパイクが発射されるが別の順番ではされない、という発見をした。彼らは樹状突起上のインピーダンスの勾配と、NMDAチャネルが重要であると示唆している。小脳プルキンエ細胞でも同様の現象が見られるかどうかを、プルキンエ細胞の数理モデルを用いて数値シミュレーションによって調べた結果、確かにシーケンスの弁別ができることが確認された。しかし、プルキンエ細胞にはNMDAチャネルは存在しないため、別のメカニズムが関与していると考えられる。一つの可能性はCa2+であり、現在その役割を調査中である。また、登上線維刺激によるシナプス可塑性を考慮し、シナプス結合の重みを変化させると、元々スパイクを発射しなかった順番で刺激するとスパイクを発射するようになり、逆に元々スパイクを発射していた順番ではスパイクは発射されなくなった。このことは、平行線維刺激におけるシーケンス弁別能力は、学習によって動的に獲得されうることを示唆する。本成果は、平成31年度に国際会議でポスター発表されることが決まっている。一方、数値シミュレーションの計算法として、イオンチャネルと膜電位の数値計算を安定させるためのstaggard time step法を導入した。これにより、膜電位の波形に見られた非常に小さな振動が消失することを確認した。細胞の空間形状が、単一ニューロンの情報処理に与える影響については順調に研究が進んでいるが、ネットワークのダイナミクスにおよぼす影響については、当初の想定よりは遅れている。遅れの要因の一つは、利用予定であったスパコンが諸事情によって撤去されてしまったことである。現在代替のスパコンを選定中であり、平成31年度は少し規模は小さくなるが、同様のスパコンが利用可能になる予定である。今後も研究計画書通り、小脳微少複合体モデルの完成と大規模シミュレーション、学習における細胞の空間形状の役割について検討していく。平成29年度は、研究実施計画に沿って、小脳皮質のマルチコンパートメントモデルの構築と、GPUを用いた高性能神経計算を行った。前者については、53コンパートメントからなる顆粒細胞1024個、8コンパートメントからなるゴルジ細胞1024個、1600コンパートメントからなるプルキンエ細胞32個を実装し、それらを小脳の解剖学的構造に忠実にシナプス結合させた最低限の小脳皮質モデルを構築した。申請書の内容と比較して、顆粒細胞の数は1/10だが、ゴルジ細胞の数を10倍にしている。理由は顆粒細胞のコンパートメント数が多く数値計算に時間がかなりかかってしまうことと、ゴルジ細胞の数が少なすぎて意味のある神経活動のパターンを生成することができなかったからである。数値シミュレーションにより、顆粒細胞とゴルジ細胞が10--15Hz程度の周波数で同期して発火することを確認した。この挙動は安静時の動物の小脳顆粒層で見られるシータレンジでの電場電位の振動に対応していると考えられ、モデル研究の先行研究(Honda et al. 2011)でも確認された現象である。よって我々のモデルは先行研究ならびに動物実験の結果を再現していると考えられる。後者については、マルチコンパートメントモデルの数値計算を安定しておこなうために、陰解法による数値解法を導入した。係数行列をELL形式で保持することでメモリ使用量を抑え、共役勾配法による連立方程式の求解をGPUを用いて行った。それにより、CPUに比べて最大25倍計算が高速化された。このことは神経回路シミュレーションにおけるGPUの有用性を示している。さらに、共役勾配法のGPU実装は本研究に関わらず様々な場面で利用可能であると考えられる。平成29年度はほぼ研究実施計画通りに進行した。

これにより、膜電位の波形に見られた非常に小さな振動が消失することを確認した。細胞の空間形状が、単一ニューロンの情報処理に与える影響については順調に研究が進んでいるが、ネットワークのダイナミクスにおよぼす影響については、当初の想定よりは遅れている。遅れの要因の一つは、利用予定であったスパコンが諸事情によって撤去されてしまったことである。現在代替のスパコンを選定中であり、平成31年度は少し規模は小さくなるが、同様のスパコンが利用可能になる予定である。平成30年度も同様に、研究実施計画通りに進行させることを目指す。今後も研究計画書通り、小脳微少複合体モデルの完成と大規模シミュレーション、学習における細胞の空間形状の役割について検討していく。当初計画では来年度は旅費のみを計上していたが、研究遂行に必要なプログラム作成用に学生アルバイトの謝金を支払いたいことと、今年度旅費を他の研究費で賄うことができたため、使用を控えて来年度に回すことにした。来年度の謝金および旅費に充当する。翌年度の学会発表と論文執筆の英文校閲費に充当する計画である。
正電荷に基づくタンパク複合体電気泳動Reverse Native PAGEの開発

本研究では、正電荷付与型電気泳動Reverse Natieve (RN-)PAGEを完成させる。はじめに、タンパク質に結合し、かつ、正電荷を付与可能な化合物群を合成する。ここからタンパク質複合体を崩壊させない化合物を絞り込む。そして、実際の生体試料でRN-PAGEの実用性を示す。さらに、Western blottingなどタンパク質研究で用いられる技術への応用に焦点を当て、本法の汎用性を検証する。
タイ国の熱帯果実の栽培及び加工に関する調査研究

熱帯産果実は発展途上国にとって経済上重要な輸出商品の一つに数えられているが,栽培技術,害虫防除技術,加工技術が未発達なために,収量や品質が十分に整っておらず,このことが果実の輸出振興における障壁となっている。そこでタイ国における熱帯果実の栽培,害虫防除,果実の品質や加工について総合的に調査研究し,熱帯地方に即した適切な学術的指針を与えることを目的として本研究を実施した。以下に研究成果の概要を述べるが,詳細は別途レポートとして取りまとめる予定である。1.果実の生育環境と栽培管理バンコク周辺及び東部タイではドリアン,マンゴスチン,ランブータン,カンキツ類などを,北部タイでは,レイシ,ロンガン,イチゴなどを調査した。果実生産者は規摸が小さく,そのため栽培管理が不徹底であり,果実の外観,品質に相当な格差が認められた。バンコク周辺のカンキツ栽培の問題点として,花芽分化と着果の不安定,根腐れ病の発生が明らかになった。その改良策として発芽促進法の導入,優良台木の選抜,圃場に投入する有機質の完熟化が必要である。管理状況において園地間の格差が大きく,栽培技術の指導体制改善の必要性が感じられた。チェンマイ周辺の山岳地域では,温暖帯性果樹は低温遭遇時間が少ないため,低温要求量の少ない品種を導入しているが,果実の品質面での改良が必要とされる。北部タイでおもに栽培されるイチゴは,外観,形状,品質のいずれも,生食用,加工用として見劣りがする。品種の選抜と育種に関する研究を重点に行う必要がある。タイ国産果実の輸出を積極的に図るためには,品質の規格化,均一化に取り組む必要がある。そのための栽培管理の徹底,選果基準の統一,鮮度保持のための流通の改善が今後の課題と考えられる。2.害虫の発生及び被害状態北部タイ地域でロンガン,レイシ,イチゴなど,バンコク周辺及び東部タイでドリアン,マンゴスチンなどの果実の害虫の種類,発生様相,被害の実態について調査した。ミバエ類の存在が輸出上の障壁となっているマンゴスチンに関しては,立木上の果実の被害は,2回の調査でほとんど存在しないことがわかった。これは従来の知見と全く異なる結果であり,今後更に状態を調査する必要があると考えられた。ロンガン及びライチの害虫として,ボクトウガ科,ホソガ科(いずれも鱗翅目)及びカメムシ科(半翅目)に属する3種類が樹幹,枝梢,果実の主要害虫であることが確認された。各種果樹の開花時に,果樹の花器部を加害する害虫の発生量が多く,結果率や障害果の発生に大きな影響を及ぼしており,これらの害虫の発生と被害の実態の究明が今後の重要課題として存在することがわかった。また,カシューナッツの栽培地においては,イトカメムシ近縁のHelopeltis属2種による被害が重大化しつつあり,その生態と防除技術の研究が急務となっていることが判明した。3.果実の品質・加工バンコク周辺,東部及び北部タイで果実の品質・流通・加工を調査した。市場に出荷される果実はその大きさ,形状,熟度が不揃いの上に虫害果,障害果の混在がかなり見られた。収穫後の果実の取扱い,包装の分野も含めてこれらの改善を行う必要がある。果実の加工において,近代的設備をもつ少数の工場,例えばパイン缶詰工場では生産システム,品質管理,衛生管理などのすべての面で整備が進み,缶詰,果汁,冷凍食品がつくられている。しかし,加工の歴史の浅いタイでは零細企業も多く,設備が不十分な上に熟練技術者が乏しい。研究開発を行う体制も整っておらず,大学での専門家の養成が重要な課題と考えられる。タイ国産熱帯果実缶詰の化学分析を実施した。官能評価においては缶詰シラップ漬ではパイナップルが最高のAランク。ロンガン,ランブータン,マンゴはBランク。その他はCランクであった。果汁ではリンゴがAランク。パイナップル,マンゴ,タンジュリンはBランクであり,その他はCランクであった。本研究の一層の発展を図るため,カセサート大学より関係分野の学生を大学院生として3名(果樹園芸学,応用昆虫学,食品加工学)受れ入れ,研究指導を行っている。

チェンマイ周辺の山岳地域では,温暖帯性果樹は低温遭遇時間が少ないため,低温要求量の少ない品種を導入しているが,果実の品質面での改良が必要とされる。北部タイでおもに栽培されるイチゴは,外観,形状,品質のいずれも,生食用,加工用として見劣りがする。品種の選抜と育種に関する研究を重点に行う必要がある。タイ国産果実の輸出を積極的に図るためには,品質の規格化,均一化に取り組む必要がある。そのための栽培管理の徹底,選果基準の統一,鮮度保持のための流通の改善が今後の課題と考えられる。2.害虫の発生及び被害状態北部タイ地域でロンガン,レイシ,イチゴなど,バンコク周辺及び東部タイでドリアン,マンゴスチンなどの果実の害虫の種類,発生様相,被害の実態について調査した。ミバエ類の存在が輸出上の障壁となっているマンゴスチンに関しては,立木上の果実の被害は,2回の調査でほとんど存在しないことがわかった。これは従来の知見と全く異なる結果であり,今後更に状態を調査する必要があると考えられた。ロンガン及びライチの害虫として,ボクトウガ科,ホソガ科(いずれも鱗翅目)及びカメムシ科(半翅目)に属する3種類が樹幹,枝梢,果実の主要害虫であることが確認された。各種果樹の開花時に,果樹の花器部を加害する害虫の発生量が多く,結果率や障害果の発生に大きな影響を及ぼしており,これらの害虫の発生と被害の実態の究明が今後の重要課題として存在することがわかった。また,カシューナッツの栽培地においては,イトカメムシ近縁のHelopeltis属2種による被害が重大化しつつあり,その生態と防除技術の研究が急務となっていることが判明した。3.果実の品質・加工バンコク周辺,東部及び北部タイで果実の品質・流通・加工を調査した。市場に出荷される果実はその大きさ,形状,熟度が不揃いの上に虫害果,障害果の混在がかなり見られた。収穫後の果実の取扱い,包装の分野も含めてこれらの改善を行う必要がある。果実の加工において,近代的設備をもつ少数の工場,例えばパイン缶詰工場では生産システム,品質管理,衛生管理などのすべての面で整備が進み,缶詰,果汁,冷凍食品がつくられている。しかし,加工の歴史の浅いタイでは零細企業も多く,設備が不十分な上に熟練技術者が乏しい。研究開発を行う体制も整っておらず,大学での専門家の養成が重要な課題と考えられる。タイ国産熱帯果実缶詰の化学分析を実施した。官能評価においては缶詰シラップ漬ではパイナップルが最高のAランク。ロンガン,ランブータン,マンゴはBランク。その他はCランクであった。果汁ではリンゴがAランク。パイナップル,マンゴ,タンジュリンはBランクであり,その他はCランクであった。本研究の一層の発展を図るため,カセサート大学より関係分野の学生を大学院生として3名(果樹園芸学,応用昆虫学,食品加工学)受れ入れ,研究指導を行っている。タイ国東南部は純熱帯性の果樹であるドリアン、マンゴスチン、ランブ-タンなど、一方、北部地域はレイシおよびリュ-ガンの主産地である。一般に生産者は零細で、大規模な経営を行っているものは少ない。このため、栽培管理が不徹底となりやすく、生産される果実の外観を含めた品質には相当な変異が生じている。これらの生産物は国内の市場向が主体であるが大規模経営者は、香港およびシンガポ-ルへの輸出を行っている。
スパイロメータを併用した定量的呼気CTによる呼吸機能の重症度に関する研究

ボランティア6人に対し,スパイロメータ(Autospiro AS-302,Minato, Tokyo, Japan)を用い,立位にて通常の呼吸機能測定(VC, FEV1%,TV, ERVを含む)を3回施行.続いてCT検査時と同様に仰臥位になり,立位と同様に呼吸機能測定を3回施行した.肺活量,予備呼気量は各々240ml,500mlと,変動幅が大きかったのに対し,一回換気量の差は40mlと軽度であった.努力呼気では通常行われる立位での測定値とはかなり異なることが明となった.次にこれら各測定値の標準偏差値で見たところ,平均で,臥位では肺活量は156ml,努力呼気では198mlと各測定値間にばらつきが大きかったのに対し,1回換気量では80mlと非常に安定した値を示した.1回換気量のばらつきが小さいことは安静呼気位が一定であることを意味する.努力呼気で行われている通常の呼気CTでは,CT値にばらつきが大きく,値の信頼性に乏しいことが示唆された.今後の問題は努力呼気CTで得られた呼吸機能検査値との相関が,安静呼気位CTでも得られるかどうかである.現在,ボランティア,慢性閉塞性肺疾患患者のデータを蓄積中である.Entry症例がまだ少なく,最終評価には至っていないが,現段階での印象としては,安静時呼気CTとスパイロメータとの相関,特に,%VCやFEV1%との関連が伺われる.ボランティア6人に対し,スパイロメータ(Autospiro AS-302,Minato, Tokyo, Japan)を用い,立位にて通常の呼吸機能測定(VC, FEV1%,TV, ERVを含む)を3回施行.続いてCT検査時と同様に仰臥位になり,立位と同様に呼吸機能測定を3回施行した.肺活量,予備呼気量は各々240ml,500mlと,変動幅が大きかったのに対し,一回換気量の差は40mlと軽度であった.努力呼気では通常行われる立位での測定値とはかなり異なることが明となった.次にこれら各測定値の標準偏差値で見たところ,平均で,臥位では肺活量は156ml,努力呼気では198mlと各測定値間にばらつきが大きかったのに対し,1回換気量では80mlと非常に安定した値を示した.1回換気量のばらつきが小さいことは安静呼気位が一定であることを意味する.努力呼気で行われている通常の呼気CTでは,CT値にばらつきが大きく,値の信頼性に乏しいことが示唆された.今後の問題は努力呼気CTで得られた呼吸機能検査値との相関が,安静呼気位CTでも得られるかどうかである.現在,ボランティア,慢性閉塞性肺疾患患者のデータを蓄積中である.Entry症例がまだ少なく,最終評価には至っていないが,現段階での印象としては,安静時呼気CTとスパイロメータとの相関,特に,%VCやFEV1%との関連が伺われる.
各種官能基を含有する陽極酸化チタニア皮膜の作製と生体活性・表面特性評価

チタン基材に,各種の水溶液中において陽極酸化処理を施すことによって,用いた水溶液に含まれるアニオン,カチオン,官能基を含有するチタニア皮膜を作製した.これらのチタニアで被覆したチタン・インプラントをラット脛骨に14日間埋植し,インプラント表面への硬組織生成量から,骨伝導性を評価した.その結果,皮膜に含まれるアニオン,カチオン,官能基による骨伝導性への影響はほとんど認められなかったものの,骨伝導性はインプラント表面の親水性・疎水性に極めて強い影響を受け,親水性表面ほど高い骨伝導性を示した.チタン基材に,各種の水溶液中において陽極酸化処理を施すことによって,用いた水溶液に含まれるアニオン,カチオン,官能基を含有するチタニア皮膜を作製した.これらのチタニアで被覆したチタン・インプラントをラット脛骨に14日間埋植し,インプラント表面への硬組織生成量から,骨伝導性を評価した.その結果,皮膜に含まれるアニオン,カチオン,官能基による骨伝導性への影響はほとんど認められなかったものの,骨伝導性はインプラント表面の親水性・疎水性に極めて強い影響を受け,親水性表面ほど高い骨伝導性を示した.種々の官能基を含んだ酸,アルカリ水溶液中でTiを陽極酸化することにより,化学的性質の異なるTiO_2皮膜を作製し,これを動物埋植試験に供することにより,骨伝導性の高いTiO_2皮膜作製条件を決定するとともに,TiO_2皮膜表面の化学的性質と骨伝導性との相関関係を明らかにすることを目的とした.使用した水溶液種として,(1)リン酸,(2)硫酸,(3)水酸化ナトリウム,(4)ギ酸,(5)酢酸,(6)アンモニア水,(7)サリチル酸,(8)乳酸の8種を選定し,これらの水溶液中で,表面粗さRa<0.1μmで,およそ100nm程度の膜厚を有するTiO_2(アナターゼ)皮膜を作製し,試料表面の化学的特性評価(静的水滴接触角測定,37°C,PBS(-)中自然電位測定,含有官能基の定性分析,たんぱく質吸着量測定)を行うとともに,ラット脛骨埋植試験によるin vivo評価も行った.その結果,たんぱく質吸着能を有するリン酸ならびに硫酸中にて陽極酸化して作製したTiO_2コーティング材が,高い骨伝導性を示した.しかし,たんぱく質の有するアミノ基と結合することによって高い吸着能を示すと考えられたカルボキシル基,水酸基などを含有する水溶液中((3)(4)(5)(6)(7)(8))で作製した皮膜は,高い骨伝導性を示さなかった.表面の化学的特性評価として行った皮膜のたんぱく質吸着量測定の結果も,このことを支持したものとなっているが,今後,水溶液中の溶質濃度や電解電圧,温度等を変化させることによって,同一の水溶液を使用して異なる化学的性質を有する皮膜を作製し,さらなる検討を行う必要がある.種々の官能基を含んだ水溶液中でTiを陽極酸化することにより,化学的性質の異なるTiO_2皮膜を作製し,これを動物埋植試験に供することにより,骨伝導性の高いTiO_2皮膜作製条件を決定するとともに,TiO_2皮膜表面の化学的性質と骨伝導性との相関関係を明らかにすることを目的とした.使用した水溶液種として,本年度は,(1)りん酸,(2)酢酸,(3)硝酸の3種に限定し,これらの水溶液中で,表面粗さRa<0.1μmで,およそ100nm程度の膜厚を有するTiO_2(アナターゼあるいはルチル)皮膜を主に作製し,試料表面の化学的特性評価(静的水滴接触角測定,37°C,PBS(-)中自然電位測定,含有官能基の定性分析,たんぱく質吸着量測定)を行うとともに,ラット脛骨埋植試験によるin vivo評価も行った.その結果,高濃度りん酸ならびに高濃度酢酸水溶液中でTiを陽極酸化すると,皮膜にりん酸イオンあるいは酢酸(イオン)が混入することによって,結晶性の低いアナターゼ皮膜が生成することが分かった.さらに,硝酸水溶液中陽極酸化では,条件を選択することにより皮膜に硝酸イオンが混入し,低結晶性のルチル皮膜が生成することも分かった.たんぱく質吸着能を有するリン酸中にて陽極酸化して作製した低結晶性のTiO_2コーティング材が,極めて高い骨伝導性を示した.たんぱく質の有するアミノ基と結合することによって高い吸着能を示すと考えられたカルボキシル基を含有する酢酸水溶液中で作製した低結晶性の皮膜ならびに,これまで骨伝導性が全く調べられてこなかった低結晶性のルチル皮膜についても,今後,さらなる検討を行う必要がある.歯根や骨ねじなどのインプラント材表面の骨伝導性を高める表面処理法として,水酸アパタイトやTiO_2のコーティングが注目を集めている.申請者らのこれまでの研究によって,TiO_2コーティングの方が,骨の無機主成分である水酸アパタイト・コーティングよりも高い骨伝導性を示す場合があることを動物埋植試験により見出してきた.本研究では,これまでに明らかにしてきた結果を踏まえて,陽極酸化法に用いる水溶液の種類,すなわち含有するイオンや官能基の異なるTiO_2コーティングを作製し,これらの含有イオン,官能基と骨伝導性の関係に焦点を絞り研究を行った.

具体的には,種々の官能基,アニオン,カチオンを含んだ無機酸,有機酸,アルカリ水溶液中でTiを陽極酸化することにより,これらのアニオンやカチオンを含有し,化学的性質の異なるTiO_2皮膜をTi表面に作製し,これを動物埋植試験に供することにより,骨伝導性の高いTiO_2皮膜作製条件を決定するとともに,TiO_2皮膜表面の化学的性質と骨伝導性との相関関係を明らかにすることを目的とした.その結果,TiO_2皮膜に含まれるアニオンやカチオン,官能基の骨伝導性への影響はほとんどないことがわかった.その一方で,アニオンやカチオン,官能基を含有するTiO_2コーティングの骨伝導性は,インプラント表面の親水性・疎水性(水滴接触角)に極めで強い影響を受けて変化することがわかった.すなわち,親水性表面ほど高い骨伝導性を示した.よってこの事実から,インプラントの生体活性評価法として,工学的評価法のひとつである「水滴接触角」測定が,動物埋植試験に代わる安価で有用かつ簡便な手法,すなわち骨伝導性材料開発の「道しるべ」になりうるものと考えられる.
Ｍｙｂ３０５転写因子のトマト発達における機能解明

本研究は、トマトの転写因子の一つであるMyb305遺伝子の発現を過剰発現及び抑制させた形質転換体の解析を行い、当該遺伝子のトマト果実発達における機能解明を行うことを目的とする。当該遺伝子は、本来トマトの雌蕊で強く発現する遺伝子として同定された点、及びMyb遺伝子は葯・花粉発達に重要と考えられているため、形質転換体の生殖器官の稔性を調査した。次に、形質転換体で見られた表現型の原因を明らかにするため、種子のmucilage、種皮におけるリグニン含量などを調査した。今年度は、前年度に作成したMyb305遺伝子の発現抑制組換え体および過剰発現体の自殖による世代促進を行い、各々3系統のホモ系統が獲得できした。これらホモ系統を栽培し、上記の形質について調査を行った結果、Myb305遺伝子発現抑制体では、開花の抑制、花弁の老化遅延、果実での花柱の老化遅延、リグニン含有量の低下を示唆するシュートの軟弱化、花粉稔性の低下、種子のmucilageの消失、リグニン含有量の低下を示唆する種皮の薄化が観察された。開花の抑制程度は、Myb305遺伝子の抑制程度と相関しており、開花がMyb305遺伝子の制御下にあることを示唆する結果である。一方、Myb305遺伝子過剰発現体では、葉の細葉化やねじれが認められた。次年度に、これらの植物体についてMyb305遺伝子に関連する遺伝子発現解析を行うため、花器官や果実を中心に変化の観察された組織・器官のサンプリングを行い、保存した。本研究計画では、トマトのMyb305転写因子の発現抑制体と過剰発現体を作成し、得られた形質転換体の発達過程の詳細な特徴づけを行い、さらに、変化が認められた場合、遺伝子発現解析も行い、本転写因子によって制御される遺伝子ネットワクークを解明する計画となっている。現時点で発現抑制体および過剰発現体ともホモ系統を獲得し、発達過程の詳細な観察を行い、表現型変化も明らかにした。残りの期間で遺伝子発現解析を行うため、形質転換体からのサンプリングも行った。以上から、研究は計画通りに進んでいると判断した。本研究期間は、本年8月で終了する。残された期間で、今年度までに形質転換体からサンプリングしたサンプルを使って遺伝子発現解析を実施する。このデータも含めて、これまでの成果をまとめて、原著投稿論文の作成を行い、投稿を完了する計画である。本研究は、トマトのMyb305遺伝子の発現を過剰発現もしくは発現抑制させた形質転換トマトの解析を行い、当該遺伝子のトマト果実発達における機能解明を行うことを目的とする。まず、当該遺伝子は、本来トマトの雌蕊で強く発現する遺伝子として同定された点、及びMyb遺伝子は葯・花粉発達に重要と考えられているため、形質転換体の生殖器官の稔性を調査するとともに、雌蕊、葯の発達・分化に関わるとされる遺伝子群のmRNA発現を調査する。次に、形質転換体で見られた表現型の原因を明らかにするため、種子のmucilage、種皮におけるフラボノイド、デンプン、リグニンあるいはアントシアニンの含量を明らかにする。同時に、これらの合成に関与する遺伝子群の発現を調査して、Myb305遺伝子がトマトの発達を制御する機構を解明する。初年度は、当該Myb305遺伝子の発現抑制組換え体及び過剰発現体のホモ系統の獲得、さらに得られたホモ系統の予備的な表現型解析を行った。その結果、Myb305遺伝子の発現抑制組換え体については、世代促進を行い、複数(4系統)のホモ系統が獲得でき、その予備的な解析を行った。ホモ系統では、野生型に比べ、Myb305遺伝子の発現が70から90%抑制されており、それらの系統では開花が抑制されていたことから、当該遺伝子が開花に関わる遺伝子であることが示唆できた。一方、過剰発現組換え体については、生育抑制(矮性など)が見られ、年度末時点で1系のみでホモ系統が得らた。引き続き、栽培を続け、ホモ系統の獲得を進めている。当該年度の計画は、Myb305遺伝子を抑制もしくは過剰発現したトマト組換え体の世代を進め、導入遺伝子に関するホモ系統を獲得すること、続いて、得られたホモ系統の詳細な表現型解析を行い、特に当該遺伝子の発現制御とリンクした表現型変化を明らかにすることを計画していた。Myb305遺伝子を発現抑制した組換え体については、複数のホモ系統の獲得を目指した結果、4系統のホモ系統が得られ、それらのホモ系統では遺伝子発現抑制を確認し、発現抑制程度に合わせて開花が抑制されることを見出した。また、次年度の解析のためのホモ系統を確立できた。一方、Myb305遺伝子を過剰発現した組換え体についても、複数のホモ系統の獲得を目指して世代促進を進めたが、年度末時点で1系統のホモ系統は獲得できたが、複数系統のホモ系統を獲得するに至っておらず、現在もホモ系統の獲得を継続している。

今年度は、前年度に作成したMyb305遺伝子の発現抑制組換え体および過剰発現体の自殖による世代促進を行い、各々3系統のホモ系統が獲得できした。これらホモ系統を栽培し、上記の形質について調査を行った結果、Myb305遺伝子発現抑制体では、開花の抑制、花弁の老化遅延、果実での花柱の老化遅延、リグニン含有量の低下を示唆するシュートの軟弱化、花粉稔性の低下、種子のmucilageの消失、リグニン含有量の低下を示唆する種皮の薄化が観察された。開花の抑制程度は、Myb305遺伝子の抑制程度と相関しており、開花がMyb305遺伝子の制御下にあることを示唆する結果である。一方、Myb305遺伝子過剰発現体では、葉の細葉化やねじれが認められた。次年度に、これらの植物体についてMyb305遺伝子に関連する遺伝子発現解析を行うため、花器官や果実を中心に変化の観察された組織・器官のサンプリングを行い、保存した。本研究計画では、トマトのMyb305転写因子の発現抑制体と過剰発現体を作成し、得られた形質転換体の発達過程の詳細な特徴づけを行い、さらに、変化が認められた場合、遺伝子発現解析も行い、本転写因子によって制御される遺伝子ネットワクークを解明する計画となっている。現時点で発現抑制体および過剰発現体ともホモ系統を獲得し、発達過程の詳細な観察を行い、表現型変化も明らかにした。残りの期間で遺伝子発現解析を行うため、形質転換体からのサンプリングも行った。以上から、研究は計画通りに進んでいると判断した。複数のホモ系統が得られたMyb305遺伝子抑制組換え体については、再度、詳細な表現型解析を行い、当該遺伝子の発現制御とリンクした表現型変化、特に果実発達の表現型変化に対する当該遺伝子の関与の再現性を確認する。加えて、開花、花弁老化、受粉、果実の発達期のデンプン代謝を明らかにするとともに、それぞれの器官、発達時期による関連遺伝子の発現解析を行い、Myb305遺伝子が制御する遺伝子群を明らかにする。一方、複数のホモ系統が得られていないMyb305遺伝子過剰発現組換え体については、ホモ系統の獲得を進める。複数のホモ系統が確立できた時点で、詳細な表現型解析を行い、当該遺伝子の発現制御とリンクした表現型変化、特に果実発達の表現型変化に対する当該遺伝子の関与の再現性を確認する。加えて、開花、花弁老化、受粉、果実の発達期のデンプン代謝を明らかにする。これらの結果から、Myb305遺伝子のトマト発達における役割を明らかにする。本研究期間は、本年8月で終了する。残された期間で、今年度までに形質転換体からサンプリングしたサンプルを使って遺伝子発現解析を実施する。このデータも含めて、これまでの成果をまとめて、原著投稿論文の作成を行い、投稿を完了する計画である。
ミクスト・リーガル・システム論による日本法の比較法的再定位―条理、名誉棄損、信託

日本法はミクスト・リーガル・システム(混合法)であるという観点から、条理、名誉毀損、信託を検討し、他地域(南アフリカ、ルイジアナ、スコットランド、ケベック、インド、セルビア、モンテネグロ)との比較検討を行い、国内外に向けて発信した。具体的な素材を通して、ミクスト・リーガル・システムの方法がどのように有効であり得るか(分類論として(広義ミクスト・リーガル・システム)、また分析の道具として(狭義))、さらに実務と学説で混合態様が異なるなど方法論上の重要な点が明らかになった。国際研究会の企画・発表を行い、ミクスト・リーガル・システム地域の研究者を中心とする海外の研究者との議論、交流を活発に行った。1.比較法学会ミニ・シンポジウム「ミクスト・リーガル・システムと日本法」(京都大学、2012年6月2日)ルイジアナTulane大学Vernon Palmer教授(JSPS短期招聘による)、南アフリカStellenbosch大学Jacques DuP lessis教授、Marius de Waal教授招聘(比較法方法論と信託)2.混合法研究会を開催した。第1回V. Palmer「パーマー教授の混合法系理論ルイジアナ法からの広がりと日本法への示唆」(東京大学、2012年6月8日)、第2回Stelios Tofaris博士(Cambridge大学)「コモン・ローとヒンドウー法ーその邂逅からインド契約法成立までー」(東京大学、2012年9月13日)3.国際シンポジウム『信託の国際的変容ー比較法制史の観点から』(立教大学、法制史学会東京部会、2012年9月15日、日本信託法とインド信託法の検討)4.国際シンポジウム「日加比較の新たな視点ミクスト・リーガル・システム論の展開」(新潟大学、2012年11月11日)関西外国語大学L.Ciano准教授とZurich大学法学部長C.Schwarzenegger教授招聘(教育も含めた方法論の検討と日加比較)5.連続講演会「ギリシア法・ローマ=オランダ法講演会」(東京大学、2013年3月21日、23日)A.Scafuro教授(Brown)、B. Sirks教授(Oxford)招聘。関連して研究会「ミクスト・リーガル・システム論の展開法政コミュニケーション学科の研究教育をどう活かすか」(新潟大学、2013年2月23日)を開催した。オクスフォード、ケンブリッジ、ロンドン、グラスゴー、ライデンにおける調査を行った。ミクスト・リーガル・システム方法論について、過去二年間に行った南アフリカ、ルイジアナ、スコットランド、ケベックの研究者との共同研究の成果をふまえ、日本語、英語、フランス語で本研究の独自の立場を発表した。第一に、分類概念としてではなく、分析の道具として狭義ミクスト・リーガル・システム(大陸法と英米法の混合)を用いる意義を日本法を素材として提示した。第二に、分類概念として広義の混合を採用した上で、特有の混合特徴を日本法と共通に持つグループを想定する必要も認識し、同グループに含まれ得る法を検討して、新たな比較の可能性を探った(セルビアに関し、Sima Avramovic教授研究会開催)。その際、慣習法、伝統法の捉え方が重要であることが認識された(Southern African Society of Legal Historians)。公法にも考察対象を広げ(比較憲法、officium概念)、他の理論との方法上の比較も試みた(「法のクレオール」書評)。条理については21st British Legal History ConferenceおよびSouthern African Society of Legal Historiansにおいて発表を行い、名誉毀損については不法行為の類型論を混合法の観点から見直す英語論稿を提出し、スコットランドおよび国内における研究会で発表した。信託については、これまでのシンポジウム等の業績を公表し、今後の共同研究の方針として、信託問題の理解の鍵としてローマ法を、特にローマン・ダッチ・ローを素材に再検討すべきことを明らかにした。1.南アフリカのローマ法学者Rena vanden Bergh教授(南アフリカ大学)、ブラジルより二宮正人教授((サン・パウロ大学)を招聘し、国際研究会を開催した(2012年2月4日、新潟大学)。ミクスト・リーガル・システムを論じる際の鍵となる「法典化」をテーマとし、法典化しないことを通して法典化を論ずる試みを行った。法典のない場合と法典化した場合とで、法律家の営為はいわれるほど異なるのか、むしろ共通性が見られるのではないか、という重要な作業仮説を得た。「法典化」はミクスト・リーガル・システム法源論の中心というべき課題であり、本研究の三テーマの考察すべてにおいて基礎となる。2.国際学会World Society of Mixed Jurisdiction Juristsの定期大会(2011年6月2023日)イエルサレム・ヘブライ大学)に参加し、Diffusionの観点からミクスト・リーガル・システムを検討すべきことを論じ、ミクスト・リーガル・システム論に於いて日本法研究がなしうる貢献について論じた。3.英国法制史学会(ケンブリッジ大学、2011年7月1316日)において、二つの報告を行った。

一つはギリシア法における手続きを問題として比較(法)の方法論を問い、いま一つは明治期を対象とした日本法における「条理」の考察であった。4.カナダ比較法学会50周年記念大会(シェルブルック大学、2011年2729日)に於いて、信託法をテーマとして、ミクスト・リーガル・システムとして日本法を捉える考察を発表した。日本法に対してもコモン・ローとシヴィル・ローの混合という狭義のミクスト・リーガル・システムを採用して分析を行う意義がある、と論じた。ケベックにおける比較法の力点(mixed systemよりもtrans-systemicの概念が有力である)の違いなどが看取された。本研究の目的は、ミクスト・リーガル・システムの理論枠組みを用いて、条理(equity)、名誉毀損(defamation)、信託(trust)に問題を絞って分析することにより世界における日本法の再定位を行うことであり、日本法とミクスト・リーガル・システム諸地域の法との共通点・相違点を明らかにし、ミクスト・リーガル・システム理論自体の発展に対し日本法からの貢献を行うことである。本年度はとくに、信託分野での比較研究が進捗した。6月の比較法学会、9月の国際研究会において南アフリカおよびインドの信託法との比較を具体的にすすめることができた。また一般理論については、同様に6月の比較法学会、11月の国際シンポジウムが重要な進展をもたらした。一般理論について対照的な立場をとるV.Palmer教授とE.Orucu教授の双方と直接議論をし、意見交換を行う機会を設けることができ、研究の進展上大きな意味を持った。また、比較対象については、南アフリカ、ルイジアナ、カナダ、スコットランドという代表的ミクスト・リーガル・システム4地域をすべて検討対象とすることができた。このいみでも研究上の大きな前進となった。また、憲法(信託概念との関係で重要)やメジェッレ研究(イギリスのトルコ、エジプトとの接触により生じた法的経験を論ずるために決定的に重要)といった新たな分析の糸口を得たことは大変意味があった。両論点とも、他の科研費研究との協働によって得られたものである(基盤研究B「イスラーム法の近代的変容に関する基礎研究:オスマン民法典の総合的研究」(東北大学大河原知樹教授)、基盤研究C「憲法学と各法学分野の役割分担・再考」(慶応大学山元一教授)。この目的は本年度は以下の形で達成された。本年度は、条理について、法源論の論じ方を基礎から問い直し、法典と裁判例の関係においてこれを問うという観点から、大きな進展があった。
「効果のある学校づくり」を促進する教育改善プログラムの開発的研究

「子どもの意識と行動の構造」の可視化とそれに基づく「効果のある指導」の抽出を進めた。特に,研究実践校の小学生(3校),中学生(3校),高校生(4校)の意識と行動の構造を共分散構造分析ソフト(Amos.ver23)を活用して可視化した。さらに,それぞれの学校の子どもの意識と行動の構造に適合した「効果のある指導」を抽出した(指導論)。また,この「効果のある指導」を組織的に展開するために学校組織マネジメントの理論に基づく「教師の主体的統合モデル」(久我,2013)を援用して,全教職員による組織的省察を行った。具体的には,実践研究校の子どもの意識と行動の構造図を提示し,全教職員による組織的省察を通して,各校の「効果のある指導」を組織的に設定した(組織論)。これら指導論と組織論の融合モデルである「教育改善プログラム」を構築し,その効果を検証した。結果,子どもの学びにおける主体性と生活における規範意識の向上が一定程度確認された。一方,教職員の協働意識の向上も一定程度確認された。また,小学校においては,保護者の学校認知の肯定的な評価の高まりが確認された。特に,組織的な勇気づけの言葉掛け(ボイスシャワー)を通して,子どもの「自分への信頼」を高めたことが,学びへの意欲や生活の安定(規範意識の醸成)に効果的に機能することがとらえられた。このことが教職員の指導観を「統制型」から「勇気づけ型」へ転換させ,教育の良質化が進められたことが教職員アンケートから捉えられた。また,教職員の組織化において,組織的省察を通して,自校の子どもが抱える教育課題を共有することにより,協働意識を高めることが確認された。このように本プログラムの効果性が,子どもの意識と行動の変容と教職員の意識と行動の変容にかかるデータに基づいて,エビデンスベースで一定程度検証された。これまで,中学生の学びと生活にかかる「意識と行動の構造」について,共分散構造分析ソフトを活用し,整理してきた。その成果を踏まえ,子どもの「主体的な学び」や「規範意識」を支える構成要素について整理した。また,小学生,高校生についても実践研究校において調査を行い,それぞれの構造の解明を試みた。また,実践研究校において,「子どもの意識と行動の構造」をもとに,子どもの「学び」への主体性や「生活」における規範意識・社会性を育むための「効果のある指導」を抽出し,組織的に取り組むべき具体的指導を仮説的に設定した。その「効果のある指導」を組織的に展開するために学校組織マネジメントの理論を援用し,「教育改善プログラム」の構築をすすめた。小学校,中学校,高等学校にそれぞれ実践研究校を設定し,この「教育改善プログラム」の開発的研究を進めた。結果,一定程度の子どもの変容が確認され,本プログラムの効果性が確認された。実践研究校(小学校,中学校,高等学校)において,子どもの意識と行動の構造を可視化を進めた。この「子どもの意識と行動の構造」に適合させた「効果のある指導」を各校の実態に合わせて抽出し仮説的に設定した。設定した「効果のある指導」を組織的な取り組みとするために学校組織マネジメントの理論を援用した「教育改善プログラム」の開発を進め,実践研究校において展開した。このように実践研究校において,「子どもの意識と行動の構造」に適合させた「効果のある指導」を仮説的に設定し,協働的に展開することによって,その効果が一定程度検証された。特に,研究実践校の小学生,中学生,高校生の意識と行動の構造を共分散構造分析ソフト(Amos.ver23)を活用して可視化した。これら指導論と組織論の融合モデルである「教育改善プログラム」を開発し,その効果を検証した。特に,子どもの「自分への信頼」を高めることが,学びへの意欲や生活の安定(規範意識の醸成)に効果的に機能することがとらえられた。実践研究校(小学校,中学校,高等学校)において,学校アセスメントデータに基づいて各校の子どもの意識と行動の構造の可視化を進めた。この「子どもの意識と行動の構造」に適合させた「効果のある指導」を各校の実態に応じて抽出し仮説的に設定した。設定した「効果のある指導」を組織的な展開とするために学校組織マネジメントの理論を援用した「教育改善プログラム」を開発し,実践研究校において展開した。

本プログラムを小学校,中学校,高等学校という異なる校種へ,また,実態の異なる学校(例えば生徒指導困難な学校,生徒指導上安定した学校等)へ導入し,その効果を検証した。結果,校種,学校の実態にかかわらず一定程度の効果が確認された。「子どもの意識と行動の構造」の可視化とそれに基づく「効果のある指導」の抽出を進めた。特に,研究実践校の小学生(2校),中学生(3校),高校生(2校)の意識と行動の構造を共分散構造分析ソフト(Amos.ver23)を活用して可視化した。さらに,それぞれの学校の子どもの意識と行動の構造に適合した「効果のある指導」を抽出した(指導論)。また,この「効果のある指導」を組織的に展開するために学校組織マネジメントの理論に基づく「教師の主体的統合モデル」(久我,2013)を援用して,全教職員による組織的省察を行った。具体的には,実践研究校の子どもの意識と行動の構造図を提示し,全教職員による組織的省察を通して,各校の「効果のある指導」を組織的に設定した(組織論)。これら指導論と組織論の融合モデルである「教育改善プログラム」を構築し,その効果を検証した。結果,子どもの学びにおける主体性と生活における規範意識の向上が一定程度確認された。一方,教職員の協働意識の向上も一定程度確認された。また,小学校においては,保護者の学校認知の肯定的な評価の高まりが確認された。特に,組織的な勇気づけの言葉掛け(ボイスシャワー)を通して,子どもの「自分への信頼」を高めたことが,学びへの意欲や生活の安定(規範意識の醸成)に効果的に機能することがとらえられた。このことが教職員の指導観を「統制型」から「勇気づけ型」へ転換させ,教育の良質化が進められたことが教職員アンケートから捉えられた。また,教職員の組織化において,組織的省察を通して,自校の子どもが抱える教育課題を共有することにより,協働意識を高めることが確認された。このように本プログラムの効果性が,子どもの意識と行動の変容と教職員の意識と行動の変容にかかるデータに基づいて,エビデンスベースで一定程度検証された。実践研究校(小学校(2校),中学校(3校),高等学校(2校))において,学校アセスメントデータに基づいて各校の子どもの意識と行動の構造の可視化を進めた。この「子どもの意識と行動の構造」に適合させた「効果のある指導」を各校の実態に応じて抽出し仮説的に設定した。設定した「効果のある指導」を組織的な展開とするために学校組織マネジメントの理論を援用した「教育改善プログラム」を構築し,実践研究校において展開した。小学校においては,保護者の肯定的な学校認知の向上も一定程度確認された。特に,研究実践校の小学生(3校),中学生(3校),高校生(4校)の意識と行動の構造を共分散構造分析ソフト(Amos.ver23)を活用して可視化した。
規則性仮説に基づくスラヴ語歴史音韻論の再構築―統計と白樺文書を手がかりに―

本研究は、スラヴ祖語の歴史音韻論の体系の再構築を目的とする研究である。スラヴ語比較言語学にはまだ解決したとはいえない問題が多数存在するが、先行研究で特殊な変化として許容してきたため、あたかもすべての問題が不可逆的に解決済みであるかのような印象を与えるようになってしまっている。そのため、問題の一つ一つを慎重に再検討することが必要となっている。また、純粋なスラヴ語学への貢献に加えて、本研究には、統計等を利用した仮説評価の手法の導入や通時類型論への貢献といった副次的な意義がある。
心筋の興奮収縮連関に関する研究-敵出潅流心における多核種NMRによる検討-

本研究では,虚血・再潅流などによりもたらされる細胞内カルシウム・イオンのホメオスタシス異常の機作を解明することに焦点を当て,以下の結果を得た。いずれの研究においても,摘出潅流心にカルシウム指示薬5F-BAPTAを負荷し,その信号をフッ素核磁気共鳴法(F-NMR)にて観測することにより,細胞内カルシウム・イオン濃度を測定した。核磁気共鳴法は,同時に燐の信号を観測することにより,細胞内のエネルギー代謝を測定できる利点があり,本研究でも有用であった。初年度(平成2年度)では,虚血・再潅流に伴い生じる心筋細胞内のカルシム・オーバーロードの発生機序について検討した。潅流心標本を,30°C,30分間の虚血状態に置き,その後再潅流すると,細胞内カルシウム濃度は,虚血前に比し,虚血25-30分においては約4倍にまで,再潅流直後0-5分でも約3倍に上昇していたが,その後,速やかに対照時の値へと回復した。この虚血時のカルシウム・オーバーロードの機作として、膜脱分極に伴ったカルシウム・チャネルの開放が考えられるが,これが細胞内カルシウム濃度の直接的測定により検討したものはない。そこで,心筋をカルシウム・チャネル遮断薬にて前処置の後,虚血・再潅流を行ったところ,虚血前のカルシウム濃度は非処置群と有意差はなかったが,虚血25-30分にても虚血前値の約1.5倍と有意に低く,再潅流時の一過性上昇も認めなかった。すなわち,虚血時に認められるカルシウム・オーバーロードは,カルシウム・チャネル遮断薬により阻害された。このことは,虚血・再潅流時の細胞内のカルシウムの制御機序に,カルシウム・チャネルも関与していることを示唆し,新たな知見と考えられた。第2年度(平成3年度)においても,虚血・再潅流に伴い生じる細胞内カルシウム・オーバーロードの機序について検討を行った。我々は,短時間の虚血後,心筋を再潅流した際に生じる可逆性の収縮性低下(いわゆる,stunned myoccardium)の発生機序として,再潅流に伴って生じる一過性の細胞内カルシウムのオーバーロードが重要であることを明らかにし,この一過性のカルシウム・オーバーロードが,細胞膜に存在する,ナトリウム・カルシウム交換機構によりもたらされている可能性について指摘してきた。今回,この仮説を検証するため,高ナトリウム溶液による再潅流により再潅流時の細胞内外のナトリウム濃度勾配を調節し,ナトリウム・カルシウム交換を逆向きにすることにより,収縮性低下が軽減され得るか検討した。その結果,高ナトリウム溶液による再潅流が再潅流後の収縮機能の低下を防止すること,しかし,高ナトリウム溶液と同等の高浸透圧溶液(庶糖溶液),あるいは,高ナトリウム溶液と同等のイオン強度溶液(塩化コリン溶液)では,高ナトリウム溶液による再潅流で認められたような収縮性低下に対する防止効果が認められないことを明らかにした。以上の結果は,高ナトリウム溶液による再潅流の防止効果がナトリウムに特異的であること,すなわち,再潅流に伴うカルシウム・オーバーロードがナトリウム・カルシウム交換機構によりもたらされていることを強く示唆し,従来の仮説の妥当性を明らかにし得た。最終年度(平成4年度)においては,細胞内カルシウム・イオンのホメオスタシスの維持に対する解糖系の寄与について検討した。従来の仮説では,解糖系由来のATPがイオン・ホメオスタシスの維持に必須であるとされている。しかし,解糖系を種々の方法において阻害し,あるいは,細胞内グリコーゲンの枯渇によりそのフラックスを消失せしめても,それだけでは,細胞内の拡張期カルシウム・イオン濃度は保たれていた。一方,解糖系阻害の結果,細胞内に糖燐酸が蓄積すると,拡張期カルシウム・イオン濃度の上昇を認めた。以上の結果は,細胞内イオン・ホメオスタシスの維持に解糖系由来のATPが必須というよりも,むしろ、解糖系阻害の結果蓄積する糖燐酸に何らかのイオン・ホメオスタシスの障害作用があるこを強く示唆した。

そこで,心筋をカルシウム・チャネル遮断薬にて前処置の後,虚血・再潅流を行ったところ,虚血前のカルシウム濃度は非処置群と有意差はなかったが,虚血25-30分にても虚血前値の約1.5倍と有意に低く,再潅流時の一過性上昇も認めなかった。すなわち,虚血時に認められるカルシウム・オーバーロードは,カルシウム・チャネル遮断薬により阻害された。このことは,虚血・再潅流時の細胞内のカルシウムの制御機序に,カルシウム・チャネルも関与していることを示唆し,新たな知見と考えられた。第2年度(平成3年度)においても,虚血・再潅流に伴い生じる細胞内カルシウム・オーバーロードの機序について検討を行った。我々は,短時間の虚血後,心筋を再潅流した際に生じる可逆性の収縮性低下(いわゆる,stunned myoccardium)の発生機序として,再潅流に伴って生じる一過性の細胞内カルシウムのオーバーロードが重要であることを明らかにし,この一過性のカルシウム・オーバーロードが,細胞膜に存在する,ナトリウム・カルシウム交換機構によりもたらされている可能性について指摘してきた。今回,この仮説を検証するため,高ナトリウム溶液による再潅流により再潅流時の細胞内外のナトリウム濃度勾配を調節し,ナトリウム・カルシウム交換を逆向きにすることにより,収縮性低下が軽減され得るか検討した。その結果,高ナトリウム溶液による再潅流が再潅流後の収縮機能の低下を防止すること,しかし,高ナトリウム溶液と同等の高浸透圧溶液(庶糖溶液),あるいは,高ナトリウム溶液と同等のイオン強度溶液(塩化コリン溶液)では,高ナトリウム溶液による再潅流で認められたような収縮性低下に対する防止効果が認められないことを明らかにした。以上の結果は,高ナトリウム溶液による再潅流の防止効果がナトリウムに特異的であること,すなわち,再潅流に伴うカルシウム・オーバーロードがナトリウム・カルシウム交換機構によりもたらされていることを強く示唆し,従来の仮説の妥当性を明らかにし得た。最終年度(平成4年度)においては,細胞内カルシウム・イオンのホメオスタシスの維持に対する解糖系の寄与について検討した。従来の仮説では,解糖系由来のATPがイオン・ホメオスタシスの維持に必須であるとされている。しかし,解糖系を種々の方法において阻害し,あるいは,細胞内グリコーゲンの枯渇によりそのフラックスを消失せしめても,それだけでは,細胞内の拡張期カルシウム・イオン濃度は保たれていた。一方,解糖系阻害の結果,細胞内に糖燐酸が蓄積すると,拡張期カルシウム・イオン濃度の上昇を認めた。以上の結果は,細胞内イオン・ホメオスタシスの維持に解糖系由来のATPが必須というよりも,むしろ、解糖系阻害の結果蓄積する糖燐酸に何らかのイオン・ホメオスタシスの障害作用があるこを強く示唆した。平成2年度においては、虚血・再潅流に伴い生じる、心筋細胞内のカルシウム・オ-バ-ロ-ドの発生機序について、フッ素核気共鳴法(FーNMR)を用いた検討を行なった。摘出潅流心にCa指示薬5FーBAPTAを負荷し、その信号をFーNMRにて観測することにより、細胞内カルシウム濃度が測定できる。フェレット潅流心標本を、30°C、30分間の虚血状態に置き、その後再潅流すると、細胞内カルシウム濃度は、虚血前316nMから虚血25ー30分において1213nMまで上昇し、再潅流直後0ー5分でも944nmと上昇していたが、その後、速やかに対照時の値へと回復した。この虚血・再潅流に伴った細胞内カルシウムのオ-バ-ロ-ドは、主として、ナトリウム、カルシウム交換機構によりもたらされるとこれまで考えられてきた。
水を溶媒とする環境調和型の不斉触媒反応の開発

有機触媒は、安価であり、水や酸素に安定で、毒性が少ないなどの利点がある。有機触媒を用いた不斉触媒反応により有用な光学活性化合物を環境に優しい効率的な方法で合成する手法を確立することを目的とし研究を行った。アルデヒドのα位に炭素-炭素結合を生成する方法は、エノラートを経由したアルドール反応に代表されるように古くより有機合成に用いられている。一方で、アルデヒドのβ位に直接炭素一炭素結合を生成する方法はほとんど報告されていない。アルデヒドのβ位にエナンチオ選択的に新しい炭素一炭素結合を生成することが出来れば、有機合成において有用な方法となる。当研究室では、2005年にジフェニルプロリノールシリルエーテル触媒を開発した。本触媒は、現在様々な不斉触媒反応に世界中で用いられている有用な触媒である。我々は、アルデヒドのβ位を置換する方法として、ジフェニルプロリノールシリルエーテル触媒を用いた方法を開発した。ジフェニルプロリノールシリルエーテルとアルデヒ載から生成するエナミンがDDQにより酸化され、イミニウム塩となった後に加水分解されることでα,β-不飽和アルデヒドを合成できることを見出した。また、DDQ酸化後に反応系内に生じたα,β一不飽和アルデヒドに対して、ワンポット反応にてニトロメタンをマイケル付加させる検討を行った。種々の検討の結果、DDQ酸化反応終了後に系内にニトロメタン、酢酸ナトリウム、メタノールを加えることで、高エナンチオ選択的にニトロメタンがマイケル付加することを見出した。有機触媒は、一般に安価であり、水や酸素に安定で、毒性が少ないなどの利点がある。有機触媒を用いた不斉触媒反応により有用な光学活性化合物を環境に優しく大量合成する手法を確立することを目的とし研究を行った。中でも、アセトアルデヒドを求核剤とする不斉有機触媒反応は、天然物や医薬品の合成中間体となる骨格を一気に構築することが出来る有用な反応である。しかし、アセトアルデヒドは求核剤として機能するだけでなく、求電子剤としても機能するため、その反応性の制御は困難である。そのため、最近までアセトアルデヒドを求核剤に用いた不斉有機触媒反応の成功例は報告されていなかった。昨年度私は、ジアリールプロリノールを触媒に用いることでアセトアルデヒドの高い反応性を制御し、高収率かつ高エナンチオ選択的に不斉アルドール反応を進行させることに成功した。本反応は、α-無置換β-ヒドロキシカルボニル化合物を得る有用な反応である。この反応を鍵反応とし、生物活性天然物であるConvolutamydine E,CPC-1の全合成およびMadindoline A and Bの形式全合成を短段階で達成し、現在論文投稿中である。また、ジアリールプロリノールシリルエーテルおよびジフェニルプロリノールシリルエーテルを触媒とすることでアセトアルデヒドを求核剤とする不斉マンニッヒ反応、不斉マイケル反応をそれぞれ高いエナンチオ選択性で進行させることに成功した。しかし、アセトアルデヒドは求核剤として機能するだけでなく、求電子剤としても機能するため、その反応性の制御は困難であるとされてきた。今年度は、この反応に改良を加え、アセトアルデヒドと求電子性ケトンとの不斉アルドール反応を高収率、高エナンチオ選択的に進行させることに成功した。得られるアルドール体を鍵中間体として、生物活性天然物であるConvolutamydine Eのエナンチオマー、CPC-1の全合成およびMadindoline A and Bの上部フラグメントの合成をそれぞれ短段階で達成した。

種々の検討の結果、DDQ酸化反応終了後に系内にニトロメタン、酢酸ナトリウム、メタノールを加えることで、高エナンチオ選択的にニトロメタンがマイケル付加することを見出した。