hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本語学習者の「場面による文法形式の使い分け」の実態-母語話者との比較を通して

本研究の目的は、1)日本語学習者が場面による言語形式の使い分けをどのように行っているかを明らかにする、2)日本語母語話者と日本語学習者の場面による言語形式の使い分けの相違点を明らかにする、の2点である。これらを明らかにするために、原因・理由表現の「から」「ので」、および、伝聞表現の「そうだ」とその類義表現を研究対象に、調査・分析を行った。その結果、1)日本語学習者の類義表現に関する意識と運用の実態にズレがあること、2)日本語学習者は、これまでの日本語学や日本語教育で扱っていた単位とは異なる単位で、類義表現を使い分けている可能性があること、3)日本語母語話者は、多様な出現形を場面ごとに使い分けており、レンマに多様な出現形を集約して記述することはできないこと、が示唆された。平成21年度は次の2点を実施した。以下、具体的に説明する。1.日本語母語話者(以下、NS)6名に対し、「同じ話題を複数の媒体で・複数の相手に伝達する」という調査を実施平成20年度に既に実施していた日本語非母語話者(以下、NNS)に対する調査結果と比較分析する関係から、先の調査と内容的にほぼ類似であり、かつ、当調査の被験者にとって自然な話題を選び、調査をデザインした。各被験者に3種類の話題を提供し、異なる媒体・異なる伝達相手を設定し、それらを組み合わせて発話または執筆をしてもらった。これらの調査を分析することにより、NSとNNSがいかに文法項目を使い分けているかまた、その使い分けに、媒体・情報伝達の相手・相手の丁寧さなどのどの要因が深く関与しているかを比較分析することができる。これらは日本語教育におけるレジスターの扱いに対する知見を提供するものである。比較分析に関しては、次年度の課題である。2. NNSの調査結果を分析し、「から」「ので」の使用に関して、その運用と意識を分析し、論文を執筆NNSに対する調査の分析を行った。その際、日本語教育の初級で類義表現として扱われる「から」「ので」を対象とし、被験者の運用と意識を分析した。その結果、類義表現の両者を使い分けられるのは日本語レベルが高いNNSに多いことや、「普通体+から/ので」と「丁寧体+から/ので」の出現率が日本語のレベルによって異なることが示唆された。これは今後大規模調査によってさらに分析を進める必要がある。また、被験者のNNSはおおむね自身の言語運用を正しくモニターしていたが、固定的に記憶している文法規則や、自身の中間言語が劇的に変化しつつある状態では正確にモニターできていなかった。これらの結果は、日本語の中間言語研究における研究課題を提示するものであり、今後は、NSの調査分析と比較しつつ、さらに研究を進めていきたい。本研究の目的は、(1)日本語学習者が場面による言語形式の使い分けをどのように行っているかを明らかにする、(2)日本語母語話者と日本語学習者の場面による言語形式の使い分けの相違点を明らかにする、の2点である。これらを明らかにするために、本年度は、伝聞表現の「そうだ」とその類義表現の分析を行った。具体的には、日本語母語話者および日本語学習者に、第三者から得た情報を異なる対手に伝達するというタスクを行ってもらい、相手との親疎関係、文体、媒体などの変数から、「そうだ」とその類義表現の使い分けを分析した。日本語母語話者の運用を分析した結果、「そうだ」は、文体と媒体によって、具体的な出現形が異なることが明らかになった。また、どのような出現形の「そうだ」も使用されない場合には、「(んだ)って」が、「そうだ」の代替表現として機能していることが分かった。一方、日本語学習者の運用を分析すると、中級レベルの学習者では伝聞表現そのものが負傷であることに加え、上級以上の学習者であっても、「(んだ)って」の使用が見られず、使用環境に合わせて言語形式を選択すること、つまり、レジスターの使い分けが十分に行えていないことが示唆された。日本語教育の多様化が叫ばれる中、レジスターに関する教育は急務である。そのためには、レンマではなく出現形のレベルで、使用環境との関連を記述していく必要があると言える。
DNA損傷修復過程における複製忠実度の低いDNAポリメラーゼの機能解析

ヌクレオチド除去修復(NER)は、紫外線によるDNA損傷を修復するメカニズムであり、その遺伝的な欠損は皮膚がんを好発する色素性乾皮症の原因となる。NERの際には、損傷DNAが切り出された後に、修復の為のDNA合成が行われるが、その詳細は不明である。本研究課題では、NERの際にどのようなメカニズムでDNA合成が行われるのかを解析した。紫外線等により誘発されるDNA損傷は、ヌクレオチド除去修復機構により修復がおこなわれる。修復の過程で新たにDNAに取り込まれるヌクレオチドを定量することで、DNA修復の効率/活性の測定(UDSアッセイ)が可能である。これまで定量性の問題から、UDSアッセイには放射性チミジン(3H-Thy)を利用したオートラジオグラフィーが用いられてきたが、実験手技が煩雑であり、ラジオアイソトープ利用に伴う各種制限や、労働集約型で1アッセイの完了に数週間を要することから、新たな技術の開発が望まれていた。今回、ヌクレオチド除去修復の修復合成過程を解析するにあたり、UDSアッセイを効率的に行う手法の開発に成功した。この手法は、3H-Thyのかわりに5-ethyny1-2'-deoxyuridine (EdU)を用い、取り込まれたEdUに蛍光色素を結合させることでS期のDNA合成を検出する試薬を採用し、反応条件等を工夫することで微弱な修復合成に伴うUDSを測定することに成功した。EdUアッセイは、先行技術であるオートラジオグラフィーと同程度の検出感度を維持したまま、そのアッセイに要する時間を1/30以下に短縮し、ほぼ半日でアッセイが完了することから、色素性乾皮症(XP)の臨床診断にも応用することが可能であった。また、DNA損傷後のRNA合成の回復率を測定することで、転写共役修復の活性を測定できる(RRSアッセイ)。これまで定量性の問題から、UDS/RRSアッセイには放射性標識ヌクレオシドを利用したオートラジオグラフィーが用いられてきたが、ラジオアイソトープ利用に伴う各種制限や、アッセイに要する時間の問題から、簡便な技術の開発が望まれていた。昨年度までに、非RIにてUDSアッセイを行うシステムを開発した。本年度は、これをさらに改良することでUDS/RRSの両アッセイを自動で行うシステムの開発に成功した。実際にシステムを運用することで、色素性乾皮症をはじめとするNER欠損の臨床診断及び、NER基礎研究への利用が可能であることがあきらかとなった。
コラーゲン線維化機構の解明

TGF-β,PDGF,IL-4等のサイトカインはプロコラーゲン合成亢進をきたし、強皮症の皮膚病変に存住する。これらサイトカイン受容体からの情報伝達経路はPDGF-BB,TGF-β.IL-4によりp38 MAPKはリン酸化を受け、p38 MAPKの特異的阻害剤は,procollagen α1(I)mRNAの発現を抑制し,interstitial collagense mRNA発現を増強させた。Ehlers-Danlos症候群の皮膚にデコリン欠損を見いだし、培養線維芽細胞のデルマタン硫酸合成の極度の低下を確認したが、デルマタン硫酸合成にかかわる合成系には変化がなく、デコリンコアたんばく質の遺伝子の発現の低下によることが判明した。コアたんばく質のmRNAの配列には正常人と差がないことから、遺伝子発現調節にかかわる領域に配列の異常、あるいは結合蛋白の異常が推測された。デコリンと親和性を有する細胞外マトリックス成分のデルマトポンチンを欠如したマウスを作成し、皮膚脆弱は皮膚コラーゲン線維の径に異常を来すことを見いだした。TGF-β,PDGF,IL-4等のサイトカインはプロコラーゲン合成亢進をきたし、強皮症の皮膚病変に存在する。これらサイトカイン受容体からの情報伝達経路はPDGF-BB,TGF-β,IL-4によりp38MAPKはリン酸化を受け、HVJ-liposomeを用いたデコリン遺伝子導入により、腎硬化症や肺線維症は臓器線維化の抑制効果が報告されている。そこで,ヒトの強皮症のモデルマウスとされるtight skin miceに、デコリン遺伝子をHVJ-liposomeにより皮内投与し発現させた。マウスのデコリン遺伝子の発現プラスミドを作成し,これを293T細胞に発現させ,培養液中にデコリンが分泌されることを抗デコリン血清により確認した。次に3'末端にc-mycエピトープを付けたマウスのデコリン遺伝子の発現プラスミドを作成し,同細胞に発現させ、エピトープを付けたデコリンが培養液中に存在することを抗デコリン血清と抗myc抗体とを用いて確認した。Ehlers-Danlos症候群類似の皮膚にデコリン欠損を見いだし、培養線維芽細胞のデルマタン硫酸合成の極度の低下を確認し、デコリン遺伝子の発現の低下、バイグリカン遺伝子の上昇を見いだした。これらサイトカイン受容体からの情報伝達経路はPDGF-BB,TGF-β,IL-4によりp38MAPKはリン酸化を受け、p38MAPKの特異的阻害剤は,procollagen α1(I)mRNAの発現を抑制し,interstitial collagense mRNA発現を増強させた。Ehlers-Danlos症候群の皮膚にデコリン欠損を見いだし、培養線維芽細胞のデルマタン硫酸合成の極度の低下を確認したが、デルマタン硫酸合成にかかわる合成系には変化がなく、デコリンコアたんぱく質の遺伝子の発現の低下によることが判明した。コアたんぱく質のmRNAの配列には正常人と差がないことから、遺伝子発現調節にかかわる領域に配列の異常、あるいは結合蛋白の異常が推測された。
沿岸海域の水質浄化が可能なセメントコンクリート系複合材料の開発研究

本研究は海水域のうち沿岸海域における多様性生物の復元と食物連鎖サイクルによる自然浄化を推進することを目的に、周辺環境のエコロジーを考慮し、生物環境を早期に修復または創造する可能性のある連続した空隙を有する特殊なセメントコンクリート複合材料の開発と海洋生物(細菌類、単細胞藻類、小動物、貝類、大型藻類)の付着性状と、細菌類による水質浄化能につき調査し、この種の材料が海岸水域の環境保全用材料として利用可能なることを示唆するものである。以上の目的を達成するため次に示す内容の研究を実施し、それぞれ以下の研究成果を得た。1)連続空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料の化学的・機械的性質の一部を明らかにした。化学的性質としては、遊離石灰の溶出を防止する方法につき前年度に引き続き検討した。その方法はポゾラン質材料やポリマーエマルションの混入により遊離石灰の溶出を防止し耐久性の向上と、機械的性質として圧縮強度をはじめ各種強度の改良が可能であることを明らかにした。2)この種の複合材料への各種海洋生物の付着性状を検討した。鉄成分を多量に含有する鉄鉱石や転炉スラグを連続した空隙を有する多孔質コンクリートの骨材として用いた硬化対体への海藻類や小動物の付着性状を明らかにした。3)この種の複合材料による水質浄化能に関する検討。この種の複合材料への各種海洋生物のうち、主として細菌類の付着によって水質を間接的に浄化することを示した。それらの細菌類は好気性従属栄養細菌、アンモニア酸化細菌、硝酸酸化細菌等が好気域で水質浄化に大きく関与することを明らかにした。4)平成9年度から平成12年度に実施した研究結果を取り纏めた。この1年間で具体的に予想される結果及び効果(平成9年度)1)連続した空隙を有する複合材料の構造と製造法を明らかにした。骨材を砕石,結合材を特殊混合材を混合したセメントペーストとして,連続した空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料の作成法を明らかにした。2)連続した空隙を有する複合材料の化学的・機械的性質の一部を明らかにした。化学的性質としては遊離石灰の溶出とその防止法を,機械的性質としては圧縮強度をはじめ,各種強度の改善方法を検討している。3)当複合材料への各種海洋生物の付着性状連続した空隙を有するセメントコンクリート系の各種配合とした複合材料(径15×30cm円柱共試体100本)を沿岸域の海水中に沈漬しそれらに付着する各種海洋生物を調査中である。4)当複合材料による水質浄化能連続した空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料に付着する,主として細菌類による水質浄化能を普通コンクリートと比較して検討するよう計画している。1)各種骨材を用いて連続した空隙を有する複合材料の製造法を明らかにした。骨材を砕石,鉄鉱石,スラグ等を用い,結合材には特殊混和材料(シリカフユームや高性能減水剤)を混合したセメントペーストとして使用し,連続した空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料の作成法を明らかにした。化学的性質としては遊離石灰の溶出とその防止法を,機械的性質としては結合材の初期流動特性と硬化後の圧縮強度をはじめ,各種強度性状および透水性等につき明らかにした。3)当複合材料への各種海洋生物の付着性状連続した空隙を有するセメントコンクリート系の各種配合とした複合材料(径15×30cm円柱供試体100本)を沿岸域の海水中に沈漬しそれらに付着する各種海洋生物を調査および継続して調査中である。4)当複合材料による水質浄化能連続した空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料に付着する,主として細菌類による水質浄化能を普通コンクリートと比較して検討するため計画し,その装置を設置した。

本研究は海水域のうち沿岸域の多様性生物種の復元と食物連鎖サイクルによる自然浄化を推進することを目的に、エコロジーを考慮し生物環境を早期に創造する可能性のある、連続した空隙を有する特殊なセメントコンクリート複合材料の開発と海洋生物(細菌類、単細胞生物・多細胞藻類、小動物、貝類)の付着性状と細菌類による水質浄化能につき調査し、この種の材料が水域の環境保全用の材料として利用可能なることを示唆するため次のような研究を実施した。1)連続した空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料の化学的・機械的性質の一部を明らかにした。(玉井担当)化学的性質としては遊離石灰の溶出とその防止法を、機械的性質としては圧縮強度をはじめ、各種強度の改善方法の一部を明らかにした。例えば、前者の対策としては、コンクリート中の遊離石灰と反応性の良好なポゾラン質の混入や、特殊なポリマーの添加によって改良し、これらが強度や耐久性にも関与することを明らかにし、更に研究を継続している。2)当複合材料への各種海洋生物の付着性状(江口、来田担当)連続した空隙を有するセメントコンクリート系の各種配合とした複合材料を沿岸域の海水中に沈漬しそれらに付着する各種海洋生物を調査し、更に継続している。3)当複合材料による水質浄化能(江口、来田担当)連続した空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料に付着する主として細菌類による水質浄化能を普通コンクリートと比較して明らかにし、更に継続研究している。本研究は海水域のうち沿岸海域における多様性生物の復元と食物連鎖サイクルによる自然浄化を推進することを目的に、周辺環境のエコロジーを考慮し、生物環境を早期に修復または創造する可能性のある連続した空隙を有する特殊なセメントコンクリート複合材料の開発と海洋生物(細菌類、単細胞藻類、小動物、貝類、大型藻類)の付着性状と、細菌類による水質浄化能につき調査し、この種の材料が海岸水域の環境保全用材料として利用可能なることを示唆するものである。以上の目的を達成するため次に示す内容の研究を実施し、それぞれ以下の研究成果を得た。1)連続空隙を有するセメントコンクリート系の複合材料の化学的・機械的性質の一部を明らかにした。化学的性質としては、遊離石灰の溶出を防止する方法につき前年度に引き続き検討した。その方法はポゾラン質材料やポリマーエマルションの混入により遊離石灰の溶出を防止し耐久性の向上と、機械的性質として圧縮強度をはじめ各種強度の改良が可能であることを明らかにした。2)この種の複合材料への各種海洋生物の付着性状を検討した。鉄成分を多量に含有する鉄鉱石や転炉スラグを連続した空隙を有する多孔質コンクリートの骨材として用いた硬化対体への海藻類や小動物の付着性状を明らかにした。3)この種の複合材料による水質浄化能に関する検討。この種の複合材料への各種海洋生物のうち、主として細菌類の付着によって水質を間接的に浄化することを示した。それらの細菌類は好気性従属栄養細菌、アンモニア酸化細菌、硝酸酸化細菌等が好気域で水質浄化に大きく関与することを明らかにした。4)平成9年度から平成12年度に実施した研究結果を取り纏めた。
神経膜タンパク質M6aの遺伝子破壊マウスの表現系解析

M6aは成長円錐に多く分布することで同定された4回膜貫通タンパク質である。申請者らは、培養軸索のM6aにモノクローナル抗体が結合すると、軸索伸長を強力に阻害することを見いだした。この軸索伸長阻害の特徴は、成長円錐の形態や運動性に影響を与えない事であり、反発性の軸索ガイド分子による"成長円錐の崩壊"とは極めて対照的な反応である。M6aの生理的機能を探るために、M6aタンパク質を完全に欠損した遺伝子破壊マウスを作成した。その結果、M6a遺伝子が欠損したホモマウスでも生存可能であることが示された。神経系の詳細な解析は今後の課題であるが、少なくともM6aタンパク質が無くても軸索は伸長できることが示された。さらに、このM6a遺伝子欠損ホモマウスから調製した神経細胞を培養することで、モノクローナル抗体による軸索伸長停止反応が、M6aタンパク質を介した"gain-of-function"的な機構により引き起こされていることを明らかにした。この結果は、M6aの生理的機能を考える上で非常に重要な発見である。更にGFP標識したM6aを用いてライブイメージングを行い、抗体添加により、成長円錐端のM6aがはぎ取られ、成長円錐の基部に沈着する事が明らかとなった。この劇的なM6aの再配置が、軸索伸長停止を引き起こす可能性が考えられる。培養細胞でM6aを強制発現させると、M6aタンパク質は細胞骨格非依存的に細胞辺縁に集積し、細胞骨格を含まない膜管状構造を誘導する。このようなM6aのもつユニークな細胞膜の形態形成能力は、M6aの機能や局在機構を理解する上での鍵となるかもしれない。M6aは成長円錐に多く分布することで同定された4回膜貫通タンパク質であるが、構造上機能を推測できるドメインが無いことも災いして、その機能に関する知見は皆無である。この軸索伸長阻害の特徴は、成長円錐の形態や運動性に影響を与えないという点で、反発性の軸索ガイド分子による"成長円錐の崩壊"とは極めて対照的な反応である。M6aの生理的機能を探るために、本年度は、M6aタンパク質を完全に欠損した遺伝子破壊マウスを作成した。神経系の詳細な解析は次年度以降の課題であるが、少なくともM6aタンパク質が無くても軸索は伸長できることが示された。来年度は、M6a遺伝子欠損マウスの神経系の詳細な形態学的解析をすすめ、M6aタンパク質の担う軸索伸長停止反応の生理的機能の解明をめざす。

神経系の詳細な解析は今後の課題であるが、少なくともM6aタンパク質が無くても軸索は伸長できることが示された。さらに、このM6a遺伝子欠損ホモマウスから調製した神経細胞を培養することで、モノクローナル抗体による軸索伸長停止反応が、M6aタンパク質を介した"gain-of-function"的な機構により引き起こされていることを明らかにした。この結果は、M6aの生理的機能を考える上で非常に重要な発見である。更にGFP標識したM6aを用いてライプイメージングを行い、抗体添加により、成長円錐端のM6aがはぎ取られ、成長円錐の基部に沈着する事が明らかとなった、この劇的なM6aの再配置が、軸索伸長停止を引き起こす可能性が考えられる。培養細胞でM6aを強制発現させると、M6aタンパク質は細胞骨格非依存的に細胞辺縁に集積し、細胞骨格を含まない膜管状構造を誘導する。このようなM6aのもつユニークな細胞膜の形態形成能力は、M6aの機能や局在機構を理解する上での鍵となるかもしれない。
霊宝経を中心とする敦煌道教文献の研究

敦煌写本は、六朝時代から唐代初めの時期における道教経典の実態を知るための重要な資料である。本研究では、国立国会図書館や京都国立博物館など、日本国内に所蔵する敦煌写本について調査研究を行うとともに、中国の研究者を招いて名古屋大学でシンポジウムを開催した。また、霊宝経を中心とする敦煌写本の研究を通じて、道教と仏教の相互関係を考察した。今年度は、本研究課題の2年目にあたる。昨年度末(平成24年3月)には、『敦煌道教文献研究ー綜述・目録・索引』(中国社会科学出版社、2004年)の著者であり、長年、道教関係の敦煌写本の研究に従事してこられた王{上下}氏を日本に招聘し、日本国内に所蔵する敦煌道教写本を一緒に閲覧するとともに、名古屋大学において小規模なシンポジウムを開催した。今年度は、昨年度の閲覧調査をふまえ、日本の国立国会図書館に所蔵する2点の道教関係の敦煌写本についての論文「国立国会図書館所蔵の敦煌道教写本」を著した。2点の写本とは、「金録晨夜十方懺残巻」と「道教叢書(目録には叢書とあるが実は類書)残巻」である。前者についてはこれまでにも紹介されていたが、後者については全く知られていなかった。昨年度、王{上下}氏とともにこの写本を調査したときに、王{上下}氏はこれをフランス国立図書館に所蔵する敦煌写本ペリオ2443と同一の書物を書写したものであろうと指摘された。その後、私は王{上下}氏の指摘をふまえて、この写本の内容を丹念に調べたところ、これは『無上秘要』などとは異なる形式で編纂された道教類書であり、ほかには見られない佚書・佚文をも含んでいて、六朝隋唐時代の道教を研究する上できわめて重要な資料であることが明らかになった。また、今年度は、東アジア仏教研究会年次大会において、「仏典『温室経』と道典『洗浴経』」と題する口頭発表を行った。唐の李栄が仏教に対抗して作ったとされる『洗浴経』は、敦煌写本「太上霊宝洗浴身心経」がこれに相当すると考えられている。本発表は、敦煌写本「太上霊宝洗浴身心経」に見られる道教思想史上の問題点を仏典『温室経』との比較において考察したもので、近日中に論文にまとめる予定である。最終年度にあたる平成25年度においては、次のような研究を行った。1.敦煌写本『太上霊宝洗浴身心経』(スタイン3380、ペリオ2402、北京図書館蔵本14523.2)についての詳細な研究を行い、仏典『温室経』との比較検討と六朝隋唐道教思想史における本写本の意義を中心に論述した論文を著した。2.京都国立博物館所蔵の2点の道教関係の写本、『太上業報因縁経』巻第八(京都252)と『太上洞玄霊宝妙経衆篇序章』(京都253)について考察し、六朝学術学会第27回例会(平成25年12月7日、於愛知大学)で口頭発表を行った。2点の写本のうち、特に、後者の写本について詳しく検討した。これは以前からその真偽問題について議論のある写本であるが、その内容そのものは、六朝道教における「経」と序」の観念を探る上で貴重なものである。研究期間全体を通じて実施した研究の成果としては、長年、中国において道教関係の敦煌写本の研究に従事してこられた王{上下}氏(中国社会科学院世界宗教研究所道教研究室主任)を日本に招聘し、名古屋大学において小規のシンポジウムを開催し(平成24年3月)、あわせて、氏とともに、国立国会図書館等、日本国内の機関に所蔵する道教関係の敦煌写本を閲覧調査し、新たな発見があったことが挙げられる。このことについては、平成24年度に著した論文に述べた。その他、上記の今年度の成果がある。交付申請書に記載した「研究の目的」「研究実施計画」のうち、道教関係の敦煌写本を通して霊宝経の成立と発展に対して仏教が与えた影響を考えるという点や、国際的な共同研究を実施するという点では一定の成果を収めることができたと思われる。王{上卜}著『敦煌道教文献研究ー綜述・目録・索引』(中国社会科学出版社、2004年)「洞玄霊宝部」上に挙げられた古霊宝経の敦煌写本について、資料の収集と整理を行い、道蔵本との比較検討を始めた。「霊宝経目」に名が見える、いわゆる古霊宝経について敦煌写本と道蔵本を比較検討することは、すでに大淵忍爾著『敦煌道経目録編』(福武書店、1978年)に行われており、いくつかの経典について重要な指摘がなされているが、王{上卜}著『敦煌道教文献研究ー綜述・目録・索引』では、大淵氏の研究よりも後に明らかになった敦煌写本をも取り上げており、それらを含め、古霊宝経の全般についての敦煌写本と道蔵本の比較調査が必要と思われる。

そこで、そのための資料の収集と整理を行い、検討を始めた。また、敦煌写本は図録などの写真版で見るだけではなく、できる限り現物を閲覧することが重要であるが、今年度は、日本国内に所蔵する道教関係の敦煌写本として、国立国会図書館・京都国立博物館・龍谷大学図書館にそれぞれ所蔵するもの、あわせて十数点を特別閲覧の許可を得て閲覧した。さらに、3月には、『敦煌道教文献研究ー綜述・目録・索引』の著者であり、長年、道教関係の敦煌写本の研究に従事してこられた王{上卜}氏(中国社会科学院世界宗教研究所道教研究室主任)を日本に招聘し、敦煌道教文献に関するシンポジウムを開催した。シンポジウムでは、王{上卜}氏のほか、山田俊氏(熊本県立大学)・菊地章太氏(東洋大学)が研究発表を行い、麥谷邦夫氏(京都大学)と山田俊氏および神塚がコメントを述べた。小規模のシンポジウムではあったが、新たな発見もあり、六朝隋唐道教研究における敦煌写本研究の重要性について、改めて深く認識することができた。本研究課題は、近年になって新たに発見・紹介された写本を含む敦煌道教写本を用いた実証的な研究によって、霊宝経の成立と展開の状況を解明することを目的としている。研究の2年目にあたる今年度は、上欄に記したように、これまで紹介されていなかった日本の国立国会図書館に所蔵する道教類書の写本について、閲覧調査した結果をまとめた論文を著すことができた。また、これも上欄に記したように、敦煌写本「太上霊宝洗浴身心経」の研究に着手し、口頭発表を行った。これは、仏・道二教間の論争がさかんに行われた唐代初期の宗教状況を知る上で重要なものであり、霊宝経の展開を示す一側面と捉えることができる。また、杏雨書屋所蔵の敦煌写本の影印が出版中であるが、その中の道教関係の写本について、道蔵本との比較等の調査を継続して行っている。以上により、本研究課題はおおむね順調に進展していると考える。本研究課題は、近年になって新たに発見・紹介された写本を含む敦煌道教文献を用いた実証的な研究によって、霊宝経の成立と展開の状況を解明することを目的とする。具体的には、王{上卜}著『敦煌道教文献研究ー綜述・目録・索引』の「洞玄霊宝部」上下に分類された写本を対象とし、道蔵本との比較を行いながら、仏教の思想・概念の受容の状況を含め、広く中国宗教思想史の視点から考察する。今年度は研究の初年度であるので、まず「霊宝経目」に名が見える、いわゆる古霊宝経の敦煌写本について資料の収集と整理を行い、検討を始めた。大淵忍爾氏がすでに『敦煌道経目録編』において道蔵本との比較を行っておられるものについては、それを改めて確認する作業を行った。大淵氏『敦煌道経目録編』よりも後に発見・紹介された写本については、大淵氏と同様に、道蔵本との対照表を作る必要があると考え、その作業を継続中である。上欄に記したように、3月に、『敦煌道教文献研究ー綜述・目録・索引』の著者であり、長年、道教関係の敦煌写本の研究に従事してこられた王{上卜}氏を日本に招聘し、シンポジウムを開催した。小規模なシンポジウムではあったが、日本の道教研究者の協力を得て、一定の成果を挙げることができた。また、王{上卜}氏の来日中に、国立国会図書館・京都国立博物館・龍谷大学図書館に赴き、各館が所蔵する道教関係の写本十数点を閲覧することができ、いくつかの新しい知見も得られた。次年度は本研究課題(3年計画)の最終年にあたる。今後の推進方策として、第一に、今年度から継続として、敦煌写本「太上霊宝洗浴身心経」に関する論文をまとめ、唐代初期の霊宝経の展開を、当時における宗教の全般的な状況の中で考える。
乱流せん断血流場における赤血球破壊予測の数理解析

遠心血液ポンプを中心とした人工臓器の開発で,ポンプ内部流れで流れ場の強いせん断応力や他の要因による溶血,流れのよどみ等による血栓が問題となっており,本研究ではこのうち溶血特に流れ場中でのせん断応力と溶血に関して取り上げた.ところで前年度までの研究では,現在のk-ε乱流モデルの中ではく離・再付着流れ場をできるだけ正しく予測できる低レイノルズ型乱流モデルを用い,流れ場の乱流せん断応力ならびに分子粘性せん断応力による溶血の予測を数値流体力学的に行ったが,はく離流れの乱れの非等方性の影響,高濃度サスペンション流体の乱れへの影響,赤血球と壁面との直接的な接触の影響のため流れ場によっては溶血量の完全な予測には至っていなかった.そこで,本研究では壁面との直接的な接触の溶血に及ぼす影響を調べることがせん断応力による溶血評価法の拡張には必要と考え,マクロスコピックな数値流体力学的解析の第一段階として赤血球の壁面への接触問題を低濃度のサスペンション流れでの粒子の流体に対する密度(比重比)の粒子軌跡の接触問題としてとらえ,すでに遠心血液ポンプ内のせん断流れモデルとして検討しているオリフイス管内流れ場を用いて調べた.このとき粒子と流体の密度比を赤血球と血しょう水に合わせ,運動方程式にしたがって粒子を運動させたときの粒子径の影響およびオリフィス収縮部の長さの影響を検討した.この結果,通常の赤血球の大きさでは流跡線は流線とほぼ同じと考えてよいこと,収縮部の長さが長くなると粒子径の大きさによっては溶血が増大する可能性があることがわかった.したがって,遠心血液ポンプ内の溶血現象を数値流体力学的に予測する場合,流れ場の情報のみならず,壁面における赤血球の接触を正確に溶血評価法に取り込むことで,よりよい巨視的な溶血評価法が確立できることが示された.遠心血液ポンプを中心とした人工臓器の開発で,ポンプ内部流れで流れ場の強いせん断応力や他の要因による溶血,流れのよどみ等による血栓が問題となっており,本研究ではこのうち溶血特に流れ場中でのせん断応力と溶血に関して取り上げた.ところで前年度までの研究では,現在のk-ε乱流モデルの中ではく離・再付着流れ場をできるだけ正しく予測できる低レイノルズ型乱流モデルを用い,流れ場の乱流せん断応力ならびに分子粘性せん断応力による溶血の予測を数値流体力学的に行ったが,はく離流れの乱れの非等方性の影響,高濃度サスペンション流体の乱れへの影響,赤血球と壁面との直接的な接触の影響のため流れ場によっては溶血量の完全な予測には至っていなかった.そこで,本研究では壁面との直接的な接触の溶血に及ぼす影響を調べることがせん断応力による溶血評価法の拡張には必要と考え,マクロスコピックな数値流体力学的解析の第一段階として赤血球の壁面への接触問題を低濃度のサスペンション流れでの粒子の流体に対する密度(比重比)の粒子軌跡の接触問題としてとらえ,すでに遠心血液ポンプ内のせん断流れモデルとして検討しているオリフイス管内流れ場を用いて調べた.このとき粒子と流体の密度比を赤血球と血しょう水に合わせ,運動方程式にしたがって粒子を運動させたときの粒子径の影響およびオリフィス収縮部の長さの影響を検討した.この結果,通常の赤血球の大きさでは流跡線は流線とほぼ同じと考えてよいこと,収縮部の長さが長くなると粒子径の大きさによっては溶血が増大する可能性があることがわかった.したがって,遠心血液ポンプ内の溶血現象を数値流体力学的に予測する場合,流れ場の情報のみならず,壁面における赤血球の接触を正確に溶血評価法に取り込むことで,よりよい巨視的な溶血評価法が確立できることが示された.
光照射による高スピンネットワークの構築

分子強磁性体構築のためには、二次元、三次元に規則正しくスピンを集積することが必須である。これまで行ってきた基本戦略は、金属イオンを用いて規則的に分子を集積化し、更に光応答型磁気カップラーを用いて、多次元スピンネットワークを構築するというものである。実際に、ジ(4-ピリジル)ジアゾメタン1の金属錯体を用い光照射によるフェロ・フェリ磁性一次元鎖構築に成功し、基本戦略の正当性を確認した。これらの研究結果を踏まえて、強磁性体発現のための必須要素である二次元、三次元スピンネットワークの構築をめざす。ヘテロスピン系における二次元、三次元構造構築に際して、その分岐点に金属イオンを用いる方法により二次元スピンネットワークの構築を行う。具体的には、より強い配位能を持ち、複数個配位可能な二座配位子の2,2'-ビピリジル基を金属イオンへの配位子として用いることを考えた。まず手始めに、フェニルジアゾメチル基を持つ2,2'-ビピリジンと金属イオンの錯体合成を行い、光照射後のカルベンの発生過程の吸収スペクトルによる追跡及び光照射後の各種磁気測定を行った。その結果、カルベンと金属イオンの間の磁気的相互作用の規則性は、ピリジン1の場合と同一であり、2,2'-ビピリジル基の金属イオンへの強固な配位能によって両スピンは強く相互作用することが明らかとなった。このモデル化合物を用いた研究を基に、新規光応答型磁気カップラーであるジアゾ基を持つ2,2'-ビピリジン化合物と各種金属イオンを用いて二次元構造構築を目指す。
ハイブリッドロケットノズル浸食の機構解明

本研究は、提案者らが過去の研究で開発に成功した、ハイブリッドロケットのノズルスロート面積と燃料流量の各時間履歴を同時に取得する手法であるNozzle Throat Reconstruction Technique(以下、NTRT)を用いて、ノズル浸食(ノズルスロートが浸食により拡大し、ノズル膨張比が下がる現象)の物理/化学機構を解明し、浸食速度予測手法を構築することを目指すものである。
粒子分子散型セラミック複合体の靭性に及ぼす界面効果の解明と強靭化の最適設計

本研究は、セラミック複合体の構成相間に存在する性質のミスマッチならびに微細構造因子が各種のエネルギ-散逸機構の発現に及ぼす効果を基礎的に追究し、靭性に及ぼす界面効果を明らかにしようとするものである。本年度は、とくにマイクロクラッキングによる高靭化機構の解明に焦点を絞って研究を行った。構成相間の弾性率および靭性の差が極めて小さく、熱膨張ミスマッチのみが存在するとみなされるガラスマトリックスー球状シリカガラス粒子2相複合体をモデル材料として用いた。熱膨張ミスマッチの大きさと分散粒子径の組み合わせを選んでマイクロクラッキング機構が有効に作用するように2系列の複合系を設計し、ホットプレス法を用いて試験片を合成した。シリカ粒子の増加に伴う破壊靭性および曲げ強度の変化を測定し、さらにマイクロクラッキングのように、主クラック先端へ応力遮蔽効果を及ぼす機構が生じる材料に対するISB法(Indentation Strengthin bending)法の適用の可能性を理論的に検討し、この方法によるR曲線の評価を行った。研究対象としたモデル複合系では、進展クラックと分散粒子の直接的な相互作用に起因するクラックの湾曲(ピン止め)や偏向の靭性上昇に寄与する程度は極めて小さく、マイクロクラッキンギ機構を他の機構の影響をほとんど受けない状態で考察することができる。実験結果から、いずれの複合系においても、分散粒子の増加と共に破壊靭性はほぼ直線的に増加すること、また、靭性評価値がクラック寸法の増加と共に増加する現象、いわゆる上昇型R曲線挙動が現れることが分かった。さらに実験結果を理論解析の結果と比較することにより、マイクロクラッキング機構の発現に関与する種々の因子の定量的評価を行い、可能な靭性上昇レベルを明らかにすることを試みた。
超高密度垂直磁気記録用三層媒体の連続高速スパッタ装置の開発

記録密度を飛躍的に増大できる垂直磁気記録方式が提案され、注目を集めているが、この実現の可否は、記録・再生特性のよい媒体が再現性よく安価に生産できるかどうかにかかっている。本研究では、我々が開発した強磁性材料の膜でも高速形成が可能な対向ターゲット式スパッタ法をさらに改善して緻密で均質であり強靭なCo-Cr垂直磁化膜を得た。膜堆積速度は従来より100倍以上高い1μm/分以上で、ターゲットの使用効率が高く、大面積にわたって均一な膜が形成できるようにした。さらにAr圧力が【10^(-4)】Torrの高真空中でもグロー放電を維持するとともに【10^4】rpmの高い速度で基板を回転できるようにした。この装置を利用して、24in径のリジットディスク基板上へのCo-Cr系合金の垂直磁気記録媒体の形成条件を詳しく調べ、基板表面の状態,基板温度,膜形成速度,雰囲気ガス圧,基板回転速度,マスク形状などの膜形成条件と膜の構造・磁気的性質との関連性を明らかにし、優れた媒体が再現性よく作製できる技術を確立した。下地軟磁性層としてパーマロイ,Co-To-Zr,純鉄など膜を用い、それらの厚さ、飽和磁化,保磁力,異方性定数に対する記録特性の依存性を調べ、最適の値を明らかにした。耐摩耗性,加圧・加熱減磁を調べトップコート用材料としてC,a-sic,TiNが適しており、減磁の少ない媒体材料としてCo-Cr系に適量のTa,Zr,Nbなどを添加した合金膜を開発した。一方、対向ターゲット式スパッタ法ではターゲット間にプラズマがほぼ封じ込められるので、三組ターゲット対を近接させても独立にスパッタが行なえるようにし、三層連続堆積可能な装置を設計・製作し、上述のような本研究で開発した下地軟磁性層、垂直磁気記録層およびトップコートを連続形成し、200KBPIを越える超高密度でも良好な記録、再生特性を実現した。
新段階の欧州統合と日本欧企業の対応

1.欧州統合の深化と拡大の状況について。1990年代の欧州統合の路線を定め、「欧州連合」創設の新段階を示した欧州連合条約は、1993年11月1日、ようやく発効した。デンマークおよび英国による批准手続きが大幅に遅れ、ドイツ連邦裁判所による合憲判決が93年10月12日に下ったからである。同条約は欧州統合の深化という点では大きな意味をもつ。経済通貨統合および政治統合の実現による「欧州連合」の創設を謳っているからである。しかし、現下の欧州は、経済の長期低迷、失業者の増大、高福祉政策の破綻、中・東欧からの大量移民などの厄介な問題を抱え、これらが欧州統合の行く手を大きく阻んでいる。一方、ECとEFTA5カ国とによるEEA(欧州経済領域)は、計画より1年遅れて94年1月1日に発足した。オーストリア、スウェーデン、フィンランド、ノルウェーのEC加盟国交渉も最終段階に入り、大筋合意を得た。さらに中・東欧諸国との経済通商協力協定、連合協定の締結も進んでおり、欧州統合の拡大は前進しつつある。2.新段階の欧州統合への日本欧企業の対応について。上述したように、欧州連合条約は発効後間もないばかりか、現下の欧州が厳しい状況下にあって、経済通貨統合の実現よりも雇用問題の解決が欧州にとっては最大の問題となっている。欧州企業の多くは、自らの事業の再構築を余儀なくされており、新段階の欧州統合へ対応する手立てを考える余裕はないのが現実である。米国系欧州企業も、欧州企業と同様の状況に置かれているとみてよい。一方、日本企業は、EC市場統合に的を絞って欧州進出を企ててきた。その進出動機は、米国進出の場合と同様.貿易摩擦の回避を主としていたので、赤字経営が多く、その収益率は、目下の欧州不況下にあって、いっそう低くなっている。こうした事情から、日米欧企業のいずれも、新段階の欧州統合がどうなるのかを静観しているのが現状だとみられる。どう対応するかを考えるのはまだ早すぎる、その時はまだ来ていないのである。3.別添の論文2篇について。2本の論文は、とくに日本企業に的を絞って、日本企業の欧州進出状況を北米やアジアの進出状況と対比しながら、実証的に展開したものである。
定期的な掃除刈りによる荒廃草地の早期シバ草地化に関する研究

研究の目的シバ草地は生産性が高く,一度定着すれば無施肥でも良質な草資源として長期にわたり利用可能で低投入・環境保全的であると同時に,生物多様性の維持,土壌流〓防止,景観維持など,多面的機能も非常に高い。荒廃人工草地をシバ草地へ更新する場合,シバは被陰に弱く,周囲の雑草との光競合に負けてしまうことが多いため.定着までには繊細な管理が必要である。特に放牧管理下では嗜好性の悪いエゾノギシギシやヒメスイバなどの雑草が残り,繁茂してしまう。そこで,荒廃革地の早期シバ草地化を目的として,(1)放牧管理下(20ha,うち草地3.1ha/日本短角種,計8頭,246-546kg,定置放牧)にある移植2年目のノシバ苗を対象に掃除刈りの効果を検証することとした。また,近年開発されたシバ新品種"たねぞう"は,匍匐茎の数が多くかつ長く,生育が早いことから,良好なシバ放牧地の造成が可能であると期待されている。そこでたねぞうの有用性を確認することを目的に,(2)たねぞう苗とノシバ苗の糞上移植後の初期定着の比較(定着評価,草高)を行った。結果および考察(1)ハンマーナイフモアによる掃除刈り約2ヵ月後のノシバ出現メッシュ数(1メッシュ5cm×5cm)は,掃除刈り無区21±26.8メッシュに対して,有区27±16.2メッシュであり,有意な差はなかった(t検定)。掃除刈りの頻度が年1回であることおよび放牧圧が高い環境下だったことが影響していると考えられた。(2)糞上移植したノシバ苗とたねぞう苗の初期定着を明らかにするために移植約3ヵ月後に,旺盛(A)から枯死(D)までの4段階(AD)で評価した結果,定着と評価した苗(A評価+B評価)の割合はノシバ46.2%に対してたねぞう72.2%であり,たねぞうの高い活着力が明らかになった(P<0.01, Mann-Whitney検定)。一方,定着と評価した苗の草高(平均±標準偏差)は,ノシバとたねぞうでそれぞれ10.34±3.26cm(n=6)および13.07±2.75cm(n=13)であり,両間で有意な差はなかった(t検定)。
腎細胞癌に対する腫瘍特異的DDSの開発

研究概要[背景]転移性腎細胞癌に対する分子標的治療薬は、有効性が高い一方で、投薬量の減量、あるいは治療の中断を余儀なくされるような重篤な副作用を生じることが、臨床上問題となっている。[目的]これまでに、われわれは、腎細胞癌において、メタスチン受容体が他臓器と比較して著名な高発現を示すことを明らかにした。この結果を用いて、メタスチンをキャリアーとし、抗腫瘍効果の向上および副作用の軽減を目的とした新しいDrug Delivery Systemの開発を目指した。[方法・結果]i)リンカーのデザイン検討スニチニブとメタスチンとのリンカー分子には、Y位に水酸基を有するアシル誘導体が容易に分子内ラクトン化する性質に着目し、アミノ酸の一種であるL-ホモセリンを用いた。ii)リンカーの合成とその評価リンカーのアシル基にはイソブチリル基を導入した化合物を合成した。続いて、メタスチンの立体構造が変化を受けることのないようスニチニブとメタスチン間にある程度距離を持たせるため、10-ウンデセン酸を結合、活性エステルへと導いた後、スニチニブと反応させ、化合物Aを合成した。化合物Aが、生理的条件下エステラーゼによるアシル基の加水分解後、スニチニブ遊離が可能であるかを検討した。シアノプロピルカラムを用いたHPLC分析結果より、スニチニブめ遊離を確認。また、化合物Aの半減期は、8時間程度と長く、24時間後には90%近くのスニチニブが遊離されていた。iii)リンカーを用いたメタスチン誘導体とSunitinibとの結合今回の実験では、メタスチンよりも血液中での安定性を向上させたメタスチン誘導体とSunitinibをリンカーにより結合することができた。[考察]化合物Aをメタスチン誘導体に結合させて作成したスニチニブ-メタスチン誘導体コンジュゲートが合成された。今後は、腎細胞癌に対する分子標的治療薬の新しいDrug Delivery Systemとなりうるかどうか、in vitroならびにin vivoの実験により検討したい。
無細胞タンパク質合成系で動作する人工遺伝子回路の構築

人工遺伝子回路をつくるこれまでの方法は、手間のかかるtrial and errorの過程が必要である。そのことが、人工遺伝子回路を合成生物学で利用するときに障害となっている。そこで、もっと合理的に人工遺伝子回路を設計して構築できる方法を、RTRACSと呼ばれるモジュール化されたDNAコンピュータの枠組みを利用して開発した。この方法を用いて、細胞サイズの小胞に内包した無細胞タンパク質合成系の中に人工遺伝子回路を構築し、動作させることに成功した。小胞の中につくられた回路は、基本的に、標準的な遺伝子組み換え技術を用いて、生細胞の中に組み込むことができる。本研究の目的は、無細胞タンパク質合成系を用いて、多要素からなる複雑な人工遺伝子回路の動作機構の解明と合理的な構築を可能にする手法を開発することである。研究は、多要素からなる複雑な人工遺伝子回路の動作を計測する手法の開発(計測法開発)、細胞モデルであるGUV(Giant Unilaminar Vesicle)内の無細胞タンパク質合成系で人工遺伝子回路を動作させる手法の開発(GUV内反応開発)、核酸分子同士の相互作用を利用して多要素からなる複雑な人工遺伝子回路を合理的に構築する手法の開発(合理的構築法開発)から構成されている。計測法開発については、遺伝子回路で発現された多種類のmRNAの絶対量を、total RNAからcDNAに逆転写することなく、直接同時にzmol(10-21mol)オーダーの感度で迅速に測定できるPhoto-DEAN法を開発した。GUV内反応開発については、回路動作に影響を与える可能性の高い油成分を使用しない新しいGUV調製法を開発し、その中で遺伝子の転写が可能であることを示した。また、GUV内で様々なDNA増幅反応を実現した。合理的構築法開発については、合理的設計を困難にしている転写因子タンパク質を介した相互作用ではなく、合理的設計が容易な転写RNAを介した核酸同士の相互作用に基づいて回路を構築する手法の開発を進めた。基本となる人工遺伝子回路を用いて、任意の2つの遺伝子の転写RNAの有無により、任意の標的遺伝子のタンパク質発現が制御可能であることを無細胞タンパク質合成系で示した。また、転写RNA量に応じてダイナミックに標的遺伝子の発現制御するために必要となる要素反応を開発した。多要素からなる人工遺伝子回路の動作を正確かつ迅速に計測する手法の開発については、手法のphoto-DEAN法が完成したので、それを用いて生細胞内に組み込まれた人工遺伝子回路と生細胞本来の遺伝子回路との干渉の有無と人工遺伝子回路の動作に及ぼす影響を調べる研究に着手した。必要となる変換テーブル分子の設計と合成、その混合液の調製を終え、予備的な測定を行った。計測対象に選んだ遺伝子の数は、大腸菌に組み込んだ人工遺伝子回路に含まれる遺伝子と大腸菌が本来もつ遺伝子回路の遺伝子の両方を合わせて117である。GUV内での人工遺伝子回路の動作の実現と計測については、二つのシグナルRNA分子がGUV内に共存するときのみGFPタンパク質が発現される人工遺伝子回路を作製し、GUV内で正しく動作させることに成功した。また、GUV外に存在するシグナル分子によりGUV内の人工遺伝子回路の動作を制御するために、GUV外に存在するIPTGをシグナル分子としてGUV内のシグナルRNA分子の発現を制御する人工回路を構築した。試験管内での動作が確認できたので、GUV内の無細胞タンパク質合成系での実験に着手した。核酸相互作用による転写制御を利用して工学的に利用価値の高い人工遺伝子回路を合理的に構築する手法の開発については、動的モジュールの開発とモジュールを組み合わせてネットワークを構築する研究を進めた。その結果、RTRACSのモジュールの中で最も基本的なコンバータモジュールと二入力ANDモジュールについて、モジュールの反応を改良することにより、入力RNAの値に応じて出力RNAの値をダイナミックに変化させることに成功した。また、3つのRTRACSモジュールを用いて排他的論理和(XOR)の演算を実現する人工回路を設計して作製し、特性を調べる予備的な実験を行った。【1.多要素人工回路実現1】、【2.多要素人工回路実現2】、【3.手法性能向上】の3つの研究を行った。【1】については、柘植班が作成した解糖系の人工遺伝子回路の大腸菌内での動作を調べた。効率の異なる人工遺伝子回路について、回路上の遺伝子と大腸菌ゲノム上の遺伝子の転写産物の絶対量をPhoto-DEAN法で計測した。解析の過程で、重要な標的遺伝子の一部について、プローブ配列の特異性に問題があることがわかった。そこで、標的以外の転写産物との非特異的結合の影響を評価できる新しい設計法を開発し、これまで以上に特異性の高いプローブ配列が設計できるようにした。それらの配列を基に、MTTセットを再度調製する準備を行った。【2】については、GUV内に入れた、二入力AND型遺伝子発現制御モジュールをGUV外のシグナル分子で制御してGFPを発現させる実験を行った。その結果、外部シグナル分子によるシグナルRNAのGUV内での合成制御とGUV内のシグナルRNAによるGFP発現制御については成功したが、両者を一緒にした回路ではまだ課題が残った。また、二入力AND型遺伝子発現制御モジュールのダイナミックな入出力特性の実験結果を定量的に再現できる反応モデルを構築した。人工遺伝子回路が大きくなると、モジュール性や接続性の高さが重要となる。3つの論理ゲートモジュールからXOR回路を構築する実験と正規直交配列のハイブリダイゼーション速度の配列依存性の解析から、高いモジュール性と接続性を実現するための配列設計法と回路設計法を確立した。

【3】については、一つのGUVや生細胞で人工遺伝子回路の動作を調べるために、Photo-DEAN法の感度をさらに高める研究を行い、新しい2種類の改良法を開発した。また、顕微鏡下で一つのGUVや生細胞に対してPhoto-DEAN法を適用するための手法を開発した。1)多要素人工回路構築法1、2)多要素人工回路構築法2、3)手法性能向上の研究を実施した。1)について:柘植班と協力して、細胞の増殖に大きな影響を与えない人工遺伝子回路を合理的に設計するための一般的指針を明らかにする研究を行った。人工遺伝子回路の導入による宿主への一般的な影響は複数の宿主遺伝子に対する強制的な発現変動で代表される。そこで、解糖系遺伝子10種の発現量比を様々に変動させた大腸菌を用いて、発現変動の度合いに基づいて定義した摂動尺度と増殖速度、および宿主遺伝子の発現プロファイルとの関係を調べた。その結果、増殖速度が低下した株では野生株と比べた宿主遺伝子の発現量の変動度が大きいこと、摂動尺度と宿主遺伝子の発現量の変動度との間には明確な相関が見られないことがわかった。この結果は、宿主の増殖速度に影響を与える特定の摂動が存在することを示唆する。それを明らかにできれば、細胞の増殖を妨げずに動作する人工遺伝子回路を設計するための一般的指針が得られると考えられる。2)について;車班と協力して、mRNAがそのまま転写因子になるために合理的な構築が容易な人工遺伝子回路の研究を進めた。その結果、GUV内に構築したこの人工遺伝子回路をGUV外の誘導物質で起動し、GUV内の他の遺伝子の発現の有無によりGFPを発現させることに成功した。この仕組みは、基本的に、大腸菌でも使用可能である。また、DNAのハイブリダイゼーション速度を配列から予測する方法を開発し、それを人工遺伝子回路モジュールの設計に利用することで、モジュールの動作性能が格段に向上することを示した。それらのモジュールを用いて6個の転写単位をもつ人工遺伝子回路を合理的に構築することに成功した。3)について:一つ細胞で人工遺伝子回路の動作が計測できるほどにPhoto-DEAN法のRNA定量感度を高めるための確実な手がかりを得た。人工遺伝子回路をつくるこれまでの方法は、手間のかかるtrial and errorの過程が必要である。そのことが、人工遺伝子回路を合成生物学で利用するときに障害となっている。そこで、もっと合理的に人工遺伝子回路を設計して構築できる方法を、RTRACSと呼ばれるモジュール化されたDNAコンピュータの枠組みを利用して開発した。この方法を用いて、細胞サイズの小胞に内包した無細胞タンパク質合成系の中に人工遺伝子回路を構築し、動作させることに成功した。小胞の中につくられた回路は、基本的に、標準的な遺伝子組み換え技術を用いて、生細胞の中に組み込むことができる。
二次元角度分解光電子分析器の高分解能化の実証研究

高いエネルギー分解能を持つ、二次元表示型の角度分解光電子分析器を開発した。原子の配列を可視化する光電子ホログラフィーと呼ばれる手法への適用が期待される。従来は、同じ元素で周辺の原子配置が異なる場合に、それらを識別することが難しかった。今回達成した高いエネルギー分解能によって、そのような実験が可能になる。また、光電子ホログラフィーでは、光電子の強度を広い角度範囲で測定する必要があるが、開発した分析器は非常に広い光電子取込角を持つため有利である。さらにエネルギー分解能を高めるための方法も実験的に検証し、その有効性を確認した。本研究では、光電子回折への適用を目的に、広い取込角と高いエネルギー分解能を有する二次元表示型の阻止電位型分析器(RFA:retarding field analyzer)の開発を目指している。3枚の球面グリッドから成るRFAの従来のエネルギー分解能は、E/ΔE≦100程度であった。これに対し我々は電子軌道計算により、高分解能化を可能とする電極配置を見出した。例えば、250メッシュの阻止電位グリッドを用いた場合、E/ΔE3000が予想され、かつ、±45°以上の取込角が得られる。実際に製作したRFAでは、E/ΔE1100が得られた。阻止電位グリッドに、メッシュではなく、多数の貫通穴を有するドーム型電極を用いることで更なる高分解能化が期待できる。H28年度では、実際にドーム型電極を用いた分解能評価実験を行った。ドーム型電極は機械加工により製作した。材質はチタンで、表面に金メッキを施した。実験の結果、E/ΔE1800という更に高い値が得られた。実験値が理論値より低いのは、表面ポテンシャルの影響ではないかと考えられる。実際、阻止電位グリッドにグラファイト粒子のコーティングを行ったところ、分解能が改善する傾向が見られた。また、更なる高分解能の可能性を検証するために、製作が容易な平面グリッドのRFAによる実験も行ったところ、1500メッシュで3000を超える分解能が確認された。今後は、更なる高分解能化に向け、表面コーティングの方法を含めた球面グリッドの製作方法を開発する予定である。放射光軟X線分光