hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者の筋骨格機能維持のための運動処方の開発と評価

(1)変形性膝関節症軽症例に対する新たな運動療法の開発とその効果判定大学近郊に在住の中高年齢女性で変形性膝関節症の症状を有する30名に対して、荷重負荷によらない方法で膝・関節周囲筋力の増大を促す運動療法教室を実施し、大部分の参加者で股関節周囲筋力が増大し、膝痛の軽減や歩行テストでの心肺機能の向上も見られ、悪化した者はなかった。今年度さらに歩行動作の分析を行い、歩幅の増加した者では股関節周囲筋力の増大が著明であり、特に股関節内転筋力の増加が外転筋力より勝っていること、股関節内転筋力の高い者では立脚荷重時の膝の外側への変位量が小さいことなどが得られた。以上の結果より、従来は膝関節周囲筋力を強化する運動療法が主流であったが、股関節周囲筋力に主眼をおいた運動療法によりさらに効率の良い進行予防が可能となる可能性が示唆された。(2)骨粗鬆症予備軍に対する骨密度維持を目的とした運動療法の開発とその効果判定骨粗鬆症の予備軍となる閉経期前後の女性36名を応募により募集し、下肢から体幹への衝撃負荷を加える週1回の運動療法教室と自宅での運動処方ならびにその記録を行わせた。教室開始前・中間期・終了時に体格・体力評価、X線検査、血液検査、骨密度測定など体力科学・医学的に評価を行った。なお、教室で採用した運動療法は床反力測定によりどの年代でも体重の1.5倍を超える負荷を及ぼしていた。その結果、全体としてDXA法による腰椎骨密度の維持と超音波法による踵骨骨評価値の上昇が見られた。しかし閉経期の者でのみ腰椎骨密度は減少した。骨代謝は中間期まで骨形成亢進を伴う高回転化となったが、後半に骨形成が低下した。従って、運動強度に馴化した後の負荷の設定や閉経期に対する運動療法にさらに改善が必要である。高齢者の筋骨格機能の低下を生じる運動器疾患として変形性膝関節症と骨粗鬆症とを選び、これらの治療と進行予防、および予防のための運動療法を企画し、その効果を評価した。大学近郊に在住の中高年齢女性で変形性膝関節症の症状を有する30名と骨粗鬆症の予備軍となる閉経期前後の36名を応募により募集し、週1回の運動療法教室と自宅での運動処方ならびにその記録を行わせた。また教室開始前体格・体力評価、X線検査、血液検査、骨密度測定など体力科学・医学的に評価を行うとともに、中間期や終了時にも同様の評価を行った。運動療法の内容は、変形性膝関節症については膝・股関節周囲筋力の増大を促すものであり荷重負荷によらない方法を用い、骨粗鬆症については下肢から体幹への衝撃負荷を意図したジャンプやランニング動作、バドミントンなどである。運動療法により変形性膝関節症の対象者の大部分で膝・股関節周囲筋力が増大し、膝痛の軽減や歩行テストでの心肺機能の向上も見られ、悪化した者はなかった。また骨粗鬆症予備軍では骨代謝の高回転化が抑制され超音波法による踵骨骨評価値の上昇が見られた。(1)変形性膝関節症軽症例に対する新たな運動療法の開発とその効果判定大学近郊に在住の中高年齢女性で変形性膝関節症の症状を有する30名に対して、荷重負荷によらない方法で膝・股関節周囲筋力の増大を促す運動療法教室を実施し、大部分の参加者で股関節周囲筋力が増大し、膝痛の軽減や歩行テストでの心肺機能の向上も見られ、悪化した者はなかった。

今年度さらに歩行動作の分析を行い、歩幅の増加した者では股関節周囲筋力の増大が著明であり、特に股関節内転筋力の増加が外転筋力より勝っていること、股関節内転筋力の高い者では立脚荷重時の膝の外側への変位量が小さいことなどが得られた。以上の結果より、従来は膝関節周囲筋力を強化する運動療法が主流であったが、股関節周囲筋力に主眼をおいた運動療法によりさらに効率の良い進行予防が可能となる可能性が示唆された。(2)骨粗鬆症予備軍に対する骨密度維持を目的とした運動療法の開発とその効果判定骨粗鬆症の予備軍となる閉経期前後の女性36名を応募により募集し、下肢から体幹への衝撃負荷を加える週1回の運動療法教室と自宅での運動処方ならびにその記録を行わせた。教室開始前・中間期・終了時に体格・体力評価、X線検査、血液検査、骨密度測定など体力科学・医学的に評価を行った。なお、教室で採用した運動療法は床反力測定によりどの年代でも体重の1.5倍を超える負荷を及ぼしていた。その結果、全体としてDXA法による腰椎骨密度の維持と超音波法による踵骨骨評価値の上昇が見られた。しかし閉経期の者でのみ腰椎骨密度は減少した。骨代謝は中間期まで骨形成亢進を伴う高回転化となったが、後半に骨形成が低下した。従って、運動強度に馴化した後の負荷の設定や閉経期に対する運動療法にさらに改善が必要である。
環境因子としてのミクログリアが高次脳機能に関与する分子基盤

ラットで受動的回避学習行い、ミクログリア特異的な阻害薬、ミノサイクリンを投与した。ミノサイクリンを投与したラットは嫌な記憶を早く忘れた。つまり、ミノサイクリン投与によりミクログリアの作用が弱まった結果、嫌な記憶の固定や再生が抑制されたと考えた。学習と関係のあるAMPA受容体のサブユニットを調べた結果、発現量にミノサイクリン投与による変化は認められなかった。しかし、リン酸化は減少する傾向が認められたことからPKAが関与する可能性が示唆された。マウスの受動的回避学習を解析する系を立ち上げた。その結果、ラットとマウスでミノサイクリン投与による受動的回避学習の変容が異なることが示唆された。今年度の目的は、ミクログリアによって脳の高次機能が変容する事、その機序の1つに海馬のAMPA受容体サブユニットの構成の変化がある事を、ラットを用いて検証した。具体的には、Wistar雄性ラットを受動的回避学習行い、ミクログリア特異的な阻害薬、ミノサイクリンを投与した。受動的回避学習は、ドアで隔たれた明るい部屋と暗い部屋の2連部屋からなり、暗い部屋に移動した時にドアをしめて床のグリッドから電気ショック(0.8-1.6 mA、2秒)を与える。その後再び明るい部屋に入れると受動的回避学習が成立しているので、明るい部屋に行かないものである。行動しないこと(明るい部屋に行かない)により電気ショックを回避する学習海馬依存性である事がわかっている。その結果、ミノサイクリンを投与したラットは有意に暗い部屋に入る時間が短縮した。すなわち、嫌な記憶を早く忘れたわけである。直後の嫌な記憶には差がないことから、ミノサイクリン投与によりミクログリアの作用が弱まった結果、嫌な記憶の固定や再生が抑制されたと考えた。形成される経験に出来方による差がある可能性を考え、AMPA受容体のサブユニット構成を調べた。AMPA受容体のサブユニット構成により海馬シナプス機能が変化すると考えた。海馬を摘出し、液体窒素で凍結した。サンプルから定型的に蛋白質を抽出しシナプトソーム分画にした。サンプルは、SDSーポリアクリルアミドにて電気泳を行い、メンブレンに転写し、化学発光法にて検出した。その結果、シナプトソーム分画にしてもAMPA受容体サブユニットGluR1やGluR2にミノサイクリン投与による変化は認められなかった。GluR1の831番目セリンのリン酸化には差がなかったが、845番目セリンのリン酸化はミノサイクリン投与により減少する傾向が認められたことからPKAが関与する可能性が示唆された。研究の目的は、ミクログリアによって、脳の高次機能の一つである海馬によって調節される学習機能が変容する事を明らかとし、その機序を解明することにあった。前年度までにラットを用いた検証を行ってきたが、別の研究で、空間及び時間特異的にミクログリアを除去できるCD11b-DTRマウスを手に入れた。CD11b-DTRマウスは、ミクログリア特異的(CD11bはミクログリアのマーカー)にジフテリア毒素(DT)受容体を発現し、DTを投与することで受容体発現細胞特異的に細胞死を誘導することが可能である。そこでより直接的な証明として、このマウスを用いることにした。まずマウスの受動的回避学習を解析する系を立ち上げた。受動的回避学習とはドアで隔たれた明るい部屋と暗い部屋の2連部屋からなり、動物を明るい部屋におくと速やかに暗い部屋に移動するが、暗い部屋に移動した時にドアをしめて床のグリッドから電気ショックを与える。当初は、条件検討に困難を極めたが、受動的回避学習を解析する系を確立した。マウスの場合、ミノサイクリン投与によって受動的回避学習獲得過程には影響がなかったが、再強化の過程に抑制的に作用する可能性のあることが示唆された。遺伝子改変マウスの導入が遅れたことと、マウスの学習行動の解析法の確立がおくれたため。研究の目的は、ミクログリアによって、脳の高次機能の一つである海馬によって調節される学習機能が変容する事を明らかとし、その機序を解明することにある。空間及び時間特異的にミクログリアを除去できるCD11bのプロモーターでDTRを駆動したマウスを最終的に用いるために昨年度はマウスの行動解析を行った。DTRはフテリア毒素(DT)受容体(R)を発現し、DTを投与することで受容体発現細胞特異的に細胞死を誘導することが可能である。今年度はこのCD11b-DTRマウスを用いて行動解析をする予定でいたが、全てのミクログリアがCD11bに陽性ではないことが判明した。すなわち、一部のミクログリアは、別のミクログリアのマーカーIba1には陽性であるが、CD11bには陰性であることが判明した。そこでより広いミクログリアのマーカであるCX3CRの発現を調べている。そこで今年度は、マウスの受動的回避学習の詳細をターゲットにした。

その結果、前年度と一致して、受動的回避学習前にミクログリアの選択的阻害剤であるミノサイクリンを投与すると学習成立を増強する傾向にあり、受動的回避学習後にミノサイクリンを投与すると消去学習を増強する傾向にあることがわかった。また、新たな知見として、約1ヶ月後に再び受動的回避学習成立の度合いを調べると、受動的回避学習前後にかかわらずミノサイクリン投与は消去学習を促進する傾向にあった。一方、幼少期の経験はミクログリアの発現に影響すると考えられていたが、少なくとも受動的回避学習の成立には影響を及ぼさなかった。以上より、ミクログリアは受動的回避学習の維持に関与していると推測された。ラットで受動的回避学習行い、ミクログリア特異的な阻害薬、ミノサイクリンを投与した。ミノサイクリンを投与したラットは嫌な記憶を早く忘れた。つまり、ミノサイクリン投与によりミクログリアの作用が弱まった結果、嫌な記憶の固定や再生が抑制されたと考えた。学習と関係のあるAMPA受容体のサブユニットを調べた結果、発現量にミノサイクリン投与による変化は認められなかった。しかし、リン酸化は減少する傾向が認められたことからPKAが関与する可能性が示唆された。マウスの受動的回避学習を解析する系を立ち上げた。その結果、ラットとマウスでミノサイクリン投与による受動的回避学習の変容が異なることが示唆された。海馬のシナプス機能にミクログリアが関与することを証明するために導入する遺伝子改変動物の搬入が遅れており、それに伴うマウス用受動的回避学習装置の導入が遅れている。遺伝子改変マウスは導入され、マウスの学習行動の解析法も確立したため、最終年度には間に合った。今後はこの方法を用いて、解析を進めていくことにより、当初の目的どおり、ミクログリアによって、脳の高次機能の一つである海馬によって調節される学習機能が変容する事が明らかとなると期待される。より直接的な証明となると考えている。生理学本研究の目的は海馬のシナプス機能にミクログリアが関与することを証明することにある。そのために遺伝子改変動物の搬入およびマウス用受動的回避学習装置の導入を進める。マウスの行動解析法の確立に当初の予定より遅れたため、生化学的、また、電気生理学的な解析に遅れが生じた。また、消耗品を節約したため、次年度に繰り越せる消耗品費が生じた。また、旅費が他の予算から支出できたため、次年度に繰り越せるものが生じた。防振台は別予算で購入でき、同時に、マイクログリアの学習における作用を証明するため、海馬のシナプス機能にミクログリアが関与することを明らかにするために導入する遺伝子改変動物の受動的回避学習装置の導入が必須となったが、その導入が遅れている。今年度は遅れをとりもどすべく研究し、実際、行動解析法は確立したので、消耗品費は、昨年度より遥かに多く必要と考えている。同時に、結果の発表や報告などに使用を計画している。マウス用受動的回避学習装置を速やかに導入する。
GISを用いた北陸地方縄文時代遺跡のデータベース構築と分析

1.遺跡データベース既刊の調査報告書・市町村史等に基づいて、北陸地方(石川県・富山県)の縄文時代遺跡のデータベースを作成した。遺跡データベースの対象としたものは遺構を検出した遺跡だけではなく、包含層出土資料や表採資料など縄文時代の遺構・遺物が確認できる遺跡とし、平成26年度末までの時点において把握可能であった950遺跡のデータを用いた。遺跡データベースの項目は、立地、標高、国土座標、時期(土器編年に基づく)、遺構の有無と種類、出土遺物等である。今回作成した北陸地方の縄文時代遺跡のデータベースは、当地方の縄文時代研究の基礎資料として位置づけられる。データベースからは、基本的な検討として縄文時代の通時的な遺跡数・遺構数等の増減が明らかとなったが、今後は、それが当地方の社会の変化とどのように関係していくか読み取っていきたい。なお、作成していくなかで用語等の統一や既刊の調査報告書・市町村史等の記載内容の再検討が必要な部分もあり、今後の課題としたい。2. GISを用いた分析遺跡のデータについては、GIS(地理情報システム)のソフトウェアを用いて、時期ごとの立地の特徴や傾向、遺跡密度の変化等を把握した。今回は基礎的な分析であったが、当地域の遺跡動態等を考えるうえで有意義な情報を得ることができた。
赤ワイン由来成分ピラノアントシアニンに関する基盤的研究

赤ワインの赤色は、ブドウ果皮から溶出されるアントシアニンに由来する。ワインの熟成が進むにつれてブドウ由来のアントシアニンは減少し、醸造後数年経過するとほとんどなく、色調も熟成によって赤色から赤褐色へと変化する。それに伴い、赤ワイン中に新たに「ピラノアントシアニン」と呼ばれる赤色化合物を形成する。本研究では合成したピラノアントシアニンの耐熱・耐光性及び酸化抑制活性を行った結果、ピラノアントシアニンは、主要なブドウ由来のアントシアニン(M3G)より色調安定性が高いことから、今までにない新しい特徴を持つ化合物であり、食品をはじめ他の産業への展開が可能と考えられる。【目的】赤ワインの熟成が進むにつれて色調は赤色から赤褐色へと変化する。平成25年度はピラノアントシアニンの合成、耐熱・耐光性及び抗酸化活性を行った。【結果及び考察】M3G及びM3Gより得られた2つのピラノアントシアニンを含む3つの化合物について耐光性を比較した結果、M3Gはa*値が最も減少、L*値が増加したのに対し、Vitisin Aはa*値の減少、L*値の増加が最も緩やかであった。耐熱性においてM3G-4VGは、色調にほとんど変化がなく、M3GとVitisin Aはa*値とL*値が類似した推移で変化した。DPPHラジカル消去活性は、Vitisin Aの活性が最も高く、次いでM3G、M3G-4VGであった。以上の結果より、ピラノアントシアニンはD環の構造の違いによって機能性が変わることが認められた。今回評価を行ったピラノアントシアニンは、主要なブドウ由来のアントシアニンより色調安定性が高いことから、今までにない新しい特徴を持つ化合物であり、食品をはじめ他の産業への展開が可能と考えられる。【目的】赤ワインの熟成が進むにつれて色調は赤から赤褐色へと変化する。26年度はピラノアントシアニンの中でもMalvidin 3-O-glucoside pyruvate(Vitisin A)の生成機構の解析及び高産生条件の確立を目的とした。具体的には、ワイン醸造中においてMalvidin-3-O-glucosideよりも安定性の高いピラノアントシアニンであるVitisin Aを多く含むワインの醸造を行った。【方法】Vitisin AはMalvidin-3-O-glucosideとピルビン酸による反応で生成することから、ピルビン酸を多く産生する酵母を用いることでVitisin Aの形成を促進できるのではと考え、赤ワイン醸造に用いられている7種類の市販酵母の中からピルビン酸高産生酵母の選抜を行った。また、選抜酵母を用いて、500 mLの小ロットによる赤ワインの醸造を行い、UPLC-TOFMSや色差計(Lab色空間(CIELAB, L*a*b*))を用いて、Vitisin Aの生成量を測定した。【結果】供試した酵母の中でRhone2226株が最もピルビン酸を多く産生した酵母であった。さらに、このピルビン酸高産生酵母を用いた赤ワインの醸造行った結果、Vitisin A量に大きな差は見られなかったが、Vitisin Aの生成が確認された。分光色差計による色差の測定を行ったところ、発酵開始から120時間経過後(5日目)にa*の値が急激に減少し、その後徐々に増加し、その際b*も共に増加した。これは溶存酸素濃度が上昇し始めた時間と一致していることと、a*の値のみの上昇ではなく、a*b*共に上昇が見られたことから、Vitisin A以外に色調変化の原因として、高分子の色素重合体の産生が示唆された。【目的】赤ワインを長期熟成すると、現在まで本研究課題で分かったピラノアントシアニンの生成とともに、高分子色素重合体は赤ワイン中の赤色色素成分の中で徐々に占める割合が多くなり、赤ワインの色調に大きく影響を及ぼしている。しかしながら、高分子色素重合体の詳細な生成機構やその化学構造と呈味との相関、さらにその呈味の質の評価については未だ不明な点が多い。アントシアニン誘導体の中でも瓶内で熟成中に生成する高分子色素重合体について、化学構造とその呈味について明らかにすることを目的とした。【方法】赤ワインは、山梨大学ワイン科学研究センターで製造し、15°Cで1.8 Lのガラス瓶中に保存しているCabernet Sauvignon(CS)のワインを試験試料とした。高分子色素重合体は、2000年から2010年に製造したワインを各種クロマトグラフィーで分離し、高分子色素重合体を得た。分画した高分子色素重合体の分子量の測定方法は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析を行った。高分子色素重合体の呈味の調べるために、味認識装置(TS-5000Z・インテリジェントセンサーテクノジー社)を用いた測定とヒトによる官能評価を行った。また、ヒトによる官能評価では、熟練のパネラーによって複数の高分子色素重合体の渋味の強弱だけでなく、渋味の質の評価も行った。【結果】各製造年別で赤ワインから各種クロマトグラフィーによって高分子色素重合体を分離し、GPCを用いて分子量を測定した。その結果、高分子色素重合体の分子量は約5,00050,000の間で分布し、高分子色素重合体の間で差があることが示唆された。

味認識装置やヒトによる高分子色素重合体の呈味の評価は、両結果とも高分子色素重合体には渋味があり、分子量の大きいものほど渋味が強い傾向が認められた。また、ヒトによる官能評価では高分子色素重合体の分子量が同じ程度でも、化学構造の違いにより、渋味の質が異なることが示唆された。赤ワインの赤色は、ブドウ果皮から溶出されるアントシアニンに由来する。ワインの熟成が進むにつれてブドウ由来のアントシアニンは減少し、醸造後数年経過するとほとんどなく、色調も熟成によって赤色から赤褐色へと変化する。それに伴い、赤ワイン中に新たに「ピラノアントシアニン」と呼ばれる赤色化合物を形成する。本研究では合成したピラノアントシアニンの耐熱・耐光性及び酸化抑制活性を行った結果、ピラノアントシアニンは、主要なブドウ由来のアントシアニン(M3G)より色調安定性が高いことから、今までにない新しい特徴を持つ化合物であり、食品をはじめ他の産業への展開が可能と考えられる。申請時に、平成26年度の計画として、「発酵中のピラノアントシアニンの生成機構の解析及び高産生条件の確立」を挙げた。1.前年度の結果より、ピラノアントシアニンの1つであるMalvidin 3-O-glucoside pyruvate(Vitisin A)は、Malvidin-3-O-glucosideとピルビン酸による反応で生成することから、ピルビン酸を多く産生する酵母を用いることでVitisin Aの形成を促進できるのではと考え、赤ワイン醸造に用いられている7種類の市販酵母を用いて、モデル果汁によるピルビン酸高産生酵母の発酵試験を行った。その結果、Rhone2226株が最もピルビン酸を多く産生する酵母であった。2.上記で得られた選抜酵母を用いて、500 mLの小ロットによる赤ワインの醸造を行い、UPLC-TOFMSや色差計(Lab色空間(CIELAB, L*a*b*))を用いて、Vitisin Aの生成量を測定した。その結果、Vitisin A量に大きな差は見られなかったが、Vitisin Aの生成が確認された。分光色差計による色差の測定を行ったところ、発酵開始から120時間経過後(5日目)にa*の値が急激に減少し、その後徐々に増加し、その際b*も共に増加した。これは溶存酸素濃度が上昇し始めた時間と一致していることと、a*の値のみの上昇ではなく、a*b*共に上昇が見られたことから、Vitisin A以外に色調変化の原因として、高分子の色素重合体の産生が示唆された。以上より、26年度の計画はおおむね予定通り遂行されたと思われる。食品化学本課題の実施結果より、25年度にピラノアントシアニンは、耐光性・耐熱性を有することが認められ、26年度は「発酵中のピラノアントシアニンの生成機構の解析及び高産生条件の確立」の一部について結果が得られたことから、今までにない新しい特徴を持つ機能性色素素材を創出することが可能となった。現在、高機能性で付加価値のある食品の開発が活発化していることから、ピラノアントシアニンはこうしたニーズに対応した製品への適用が可能であると考える。今後は、"ピラノアントシアニン"や、ピラノアントシアニンとプロアントシアニジンなどの複合体である"高分子色素重合体"の高効率・大量生産可能な方法並びに、化学構造とその呈味について明らかにする必要がある。
口腔バイオフィルム中におけるS.mutans表層タンパクの機能解析

Streptococcus mutansは、最も重要なう蝕病原性細菌であり、その菌体の表層には様々な重要なタンパクが存在している。菌体表層にはグルカン合成酵素(Glucosyltransferase: GTF)、高分子タンパク抗原(Pac)、およびグルカン結合タンパク(Gbp)が存在している。GTFにおいては、これまでGTFB、GTFC、およびGTFDの3種が、グルカン結合タンパク(Gbp)は、GbpA、GbpB、GbpC、およびGbpDの4種が報告されている。本研究ではこれらの欠失変異株を作製し、それぞれのう蝕原性における強度を比較検討し、さらにそれぞれのタンパクにおけるバイオフィルム形成における役割について検討を行った。その結果、GTFBが最も強いう蝕原性を示すことが明らかとなった。さらに、バイオフィルムの構築にはすべての表層タンパクがその密度および形などの構造に深く関与していることが示された。Streptococcus mutansはう蝕の主要な病原因子の一つであり、菌体表層にグルコジルトランスフェラーゼ(GTF;GTFB、GTFC、GTFD)、グルカン結合タンパク(Gbp;GbpA、GbpB、GbpC、GbpD)、タンパク抗原c(Pac)などのタンパクが存在する。GbpはGTFによりスクロースから合成されるグルカンとの結合能を有し、S.mutansの病原因子に関与すると考えられている。これまでの我々の研究により、GbpCはGTFDによって合成される可溶性のグルカンと結合することにより、スクロース依存性付着に重要な役割を果たしているということが明らかとなっている。そこで、今回我々は、GbpとGTF間の相互作用におけるGbpの齲蝕原生の特性について研究を行った。GbpA、GbpB、GbpC欠失変異株(AD1、BD1、CD1)をS.mutansMT8148株(血清型c)のgbpA、gbpB、gbpc遺伝子に、それぞれ抗生物質耐性遺伝子を挿入することにより作製した。作製した菌株を持ちいて、バイオフィルム形成量を測定したところ、CD1株において最も低いものであった。さらにGbp欠失変異株におけるGTFの発現量を調べるためにreversetranscriptase-PCR(RT-PCR)を行った。MT8148株及び全てのGbp欠失変異株のRNAを抽出し、このRNAを用いて逆転写酵素によりcDNAを合成した。MT8148株と比較して、AD1株ではgtfB遺伝子の発現量が上昇し、CD1株ではgtfDの遺伝子の発現量が減少していた。これらの結果により、GbpはS.mutansのう蝕原性に強く関係しており、gtf遺伝子の発現はGbpタンパクの発現様式により変化するということが示唆された。Streptococcus mutansはう蝕の主要な病原因子の一つであり、菌体表層にグルコシルトランスフェラーゼ(GTF ; GTFB、GTFC、GTFD)、グルカン結合タンパク(Gbp ; GbpA、GbpB、GbpC、GbpD)、タンパク抗原c(PAc)などのタンパクが存在する。GbpはGTFによりスクロースから合成されるグルカンとの結合能を有し、S. mutansの病原因子に関与すると考えられている。今回我々は、GbpとGTF間の相互作用におけるGbpのう蝕原性に関する生物学的特性について検討を行った。まず、はじめにGbpA、GbpB、GbpC欠失変異株(AD1、BD1、CD1)をS. mutans MT8148株(血清型c)のgbpA、gbpB、gbpC遺伝子に、それぞれ抗生物質耐性遺伝子を挿入することにより作製した。作製した菌株を用いて、それぞれのGbpの各種の生物学的特性を比較した。グルカン結合能はそれぞれのGbp欠失変異株で低下していた。このことから、本来の機能が欠失していることを示した。また、スクロース依存性平滑面付着実験から、GbpAおよびGbpCはう蝕原性に大きく関与していることが明らかとなった。また、菌の増殖能およびレンサの長さにおいて、GbpBは他のGbpと比較して増殖速度は遅延し、レンサが長くなっていることが明らかとなった。これらのことにより、GbpBは菌の分裂に関与している可能性が高くなった。さらに菌の表層の電顕写真より、GbpB欠失変異株BD1は明らかに表層構造が変化していることが示された。以上のことにより、GbpBは菌体表層の構成分であり、菌の分裂・維持に関与していることが明らかとなった。
麹菌CCAAT配列結合複合体による転写制御ネットワークの全体像

本研究では麹菌Hap複合体により制御される遺伝子群を網羅的に同定し、それら遺伝子群の関連性を明らかにすることを目的とした。その結果、Hap複合体はリボソーマルタンパク質遺伝子などの翻訳関連遺伝子を間接的に抑制することが明らかとなった。また、HapXと協調して鉄に関連した酵素(チトクロームc、アコニターゼなど)や鉄の取り込み系の抑制因子SreAの遺伝子の発現を抑制することが明らかとなった。1)麹菌Hap複合体サブユニット変異遺伝子の優性阻害効果の解析を行った。麹菌Hap複合体の変異サブユニット遺伝子(hapB-1M)がDominant negativeの表現型を示す機構について解析を行った。DNA結合、核への局在化、サブユニットアセンブリの観点から以下の解析を行い、証明した。i)DNA結合活性を調べたところ、DNA結合活性が消失していることが判明した。ii)核への局在化能を調べたところ、核への局在化は正常であった。iii)サブユニットアセンブリ能を調べたところ、アセンブリ能も正常であった。ゆえに、本変異サブユニットはDNA結合能を有さないが、核への局在化、サブユニットアセンブリは正常であるため、野生型のサブユニットと入れ替わり、DNA結合できない複合体を形成し、Hap複合体の機能を阻害することが明らかとなった。i)麹菌(野生株)へhapB-1Mを導入した。ii)Hap複合体の機能抑制が起こることを確認し、アレイ解析に適した株を得ることができた。3)麹菌マイクロアレイを用いてHap複合体の標的遺伝子群を網羅的な同定を行ったところ、リボソーマルタンパク質遺伝子、翻訳開始因子遺伝子などの翻訳関連遺伝子の発現がHap複合体によって一様に抑制されていることが明らかとなった。代表的なリボソーマルタンパク質遺伝子を取得し、現在、解析を進めている。以上の結果より、Hap複合体により転写抑制を受ける遺伝子を同定することができ、どのような遺伝子がHap複合体に制御されているかという観点から、麹菌におけるHap複合体の制御ネットワークの全体像を明らかにする糸口を掴むことができた。平成19年度で取得されたHap複合体依存で転写制御される遺伝子群について詳細な検討を加えた。1、平成19年度の研究でリボソーマルタンパク質遺伝子、翻訳開始因子遺伝子などの翻訳関連遺伝子の発現がHap複合体によって一様に抑制されていることが明らかとなったため、これらの遺伝子の転写がHap複合体依存であることをノーザン解析により確認した。2、いくつかのHap複合体依存の遺伝子のプロモーター領域にHap複合体が結合することをゲルシフト法、フットプリント法により解析した。特にHapB/C/Eと相互作用する転写抑制因子HapXとの関係においてDNA結合特性を調べた。一方、リボソーマルタンパク質遺伝子に関してはプロモーターの全てにCCAAT配列が存在するわけではないことから、間接的な抑制機構が推定された。そのため、DNA結合解析は行わなかった。3、取得された遺伝子のプロモーター領域に存在するCCAAT配列が転写制御に関係があることを確認した。Hap複合体依存で転写制御される遺伝子群の代表的な遺伝子、特にHapXによって抑制される遺伝子に関して、プロモーター領域内に存在するCCAAT配列および推定HapX結合配列を破壊し、lacZをレポーターとしてプロモーター活性を調べた。4、以上の結果、Hap複合体はリボソーマルタンパク質遺伝子などの翻訳関連遺伝子を間接的に抑制することが明らかとなった。また、HapXと協調して鉄に関連した酵素(チトクロームc、アコニターゼ、シスアコニターゼ、カタラーゼなど)や鉄の取り込み系の抑制因子SreAの遺伝子の発現を抑制することが明らかとなった。
神経受容体変性動物モデルの作成

本研究は、生体内微量物質であるビタミンの欠乏や微量元素の増減によって起こる、つまり、食物摂取パターンによって起こる神経受容体の変性メカニズムを明確にし、神経細胞死までには到らない、受容体変性モデル動物を作出することを目的として行なわれ、以下のような結果が得られた。アルコルビン酸(AsA)欠乏下の遺伝的アスコルビン酸合成不能ラット(ODSラット)の脳では、線条体においてドーパミン代謝の低下が、大脳皮質においてセロトニン代謝の亢進が起こり、それに伴い各種受容体の結合能が変化していることが示された。ODSラットはAsA欠乏食を与え、個別で飼育するだけで中枢系に異常が起こり、さらに、この変化はAsAを投与することによって回復することが判ったので、今までとは異なるタイプの神経疾患動物モデルとして利用できる。バナジウムの長期投与では、ムスカリン性アセチルコリンレセプターの蛋白質が変化し、結合親和性が減少することがわかった。アルツハイマー病では、このレセプターの結合部位数の減少がみられるが、バナジウムによる影響とは異なっている。しかし、アルツハイマー病とアルミニウムとの関連も指摘されており、微量金属であるバナジウムの神経系に関する研究は脳神経疾患のメカニズムの解明に役立つと考えられる。亜鉛欠乏ラット脳海馬では、細胞間隙のアラチルコリン(ACh)濃度が増加し、AChレセプターの結合部位数が大きく増加し、親和性には変化はなかった。亜鉛がAChの挙動に対して影響を及ぼすことが確認されたが、この作用が直接的なものなのか、グルタミン酸レセプター阻害による2次的なものなのかは不明であり、今度、この点においては詳しく検討を行なう必要がある。
非負システムにおける誘因シュタッケルベルグ戦略の新展開

H∞ノルム制約をもつ大規模非線形非負システムのためのナッシュ均衡戦略問題を扱った.ここで,通常のナッシュ均衡戦略と異なり,評価関数における各プレーヤの制御入力に関する2次項の符号は負であることに注意が必要である.一方,モデルに現れる非線形項を線形化した後,線形時不変非負システムに関して,戦略が存在するための条件を導出した.特に,線形化によって生じる確定的モデル化誤差の影響を,H∞制御理論を適用して,外乱から制御量の影響を低減させることを提案した.このとき,従来結果である非負システムにおける有界実補題を適用し,H2/H∞制御の手法を適用したことは,新規な結果と考えられる.ナッシュ均衡戦略を構築するにあたり,初めに,状態フィードバック戦略を考えた.この問題に対して,閉ループナッシュ均衡戦略の存在を保証する条件を連立型リカッチ代数方程式の可解条件として確立した.さらに,これらの条件は,線形行列不等式の観点から再定式化を行った.後に,大規模システムである非負協調システムの平衡点の存在を保証する条件の導出を行った.一方,同様の問題に対して,開ループナッシュ均衡戦略の導出も行った.同時に,各プレーヤの協力が仮定される場合を想定し,パレート最適戦略の導出も行った.最後に,提案したナッシュ均衡戦略集合の存在性を説明するために,簡単なニューラルネットワークモデルを基盤とした数値例を対象に,ナッシュ均衡戦略およびパレート最適戦略の両方に対して,戦略集合を求め,シミュレーションによって有用性を示した.非線形非負システムを対象に,階層誘因戦略の導出を最終目的としている.現在まで,単一層での非協力ゲームにおけるナッシュ均衡戦略,協力ゲームにおけるパレート最適戦略の導出を終え,線形行列不等式での条件に置き換えることに成功している.さらに,閉ループ・開ループ戦略の両方に対して,戦略を得るための条件の導出に成功してる.これらの条件は,H∞制約条件も取り入れており,ロバスト性を保証する点から,有用な結果である.ただし,開ループ戦略の場合,フィードバック制御と異なり,外乱に対してロバストでないため,有用性を適正に評価する必要がある.総合的な観点から,概ね研究計画通り進んでいると考えられる.数値シミュレーションに関しては,ニューラルネットワークモデルに基づくプラントに対して,戦略対を得ることに成功している.さらに,シミレーションによって,有用性が確認されている.これらの主要結果は,非負システムの編集本や国際会議に採択されている点から,新規な結果であると判断できる.今後は,非線形非負システムに対して,H∞制御理論と動的ゲーム理論の両方の結果を基盤として,最終目標である階層型非協力問題を解くことを目的とする.特に,シュタッケルベルグ均衡戦略を実現する条件を定式化し,戦略を計算するための数値計算法の確立に重点を置く.さらに,有用性を示すために,ニューラルネットワークに限らず,実際の生態系非負システムを題材に,得られた結果が適用可能か.或は可解可能であるかシミュレーションによって判断を行う.階層戦略の導出が困難な場合は,線形非負システムに対して同様の問題の考察を行う.また,誘因シュタッケルベルグ問題への変更も検討を行う.最後に,確率系への拡張も検討を行う予定である.モデル化誤差やパラメータ変動等の確定外乱を含む連続時間非線形大規模非負システムに対して,シュタッケルベルグゲームに基づく階層型誘因戦略の導出に先駆けて,単一層での非協力ゲームにおけるナッシュ均衡戦略の導出を行った.さらに,大規模非線形偏微分方程式を解く代わりに,線形システムに基づく近似戦略の導出を行った.特に,戦略を得るために解く必要がある大規模連立型代数リカッチ方程式だけでなく,線形行列不等式による十分条件の導出を行った.最後に,提案された戦略の有用性を示すために,実際の非負システムを対象として,シミュレーションの準備を行った.具体的には,はじめに,複数のプレーヤを伴う非線形大規模非負システムに対して,動作均衡点近傍での線形近似を行った.次に,非線形モデル化誤差の部分を微小不確定要素とみなし,H∞制御理論によって,外乱抑制のための十分条件を線形行列不等式によって導出した.その結果,安定化を達成する制御則の存在条件の導出に成功した.一方,線形部分においては,各プレーヤにおける評価関数の最大化を仮定し,ナッシュ均衡条件が成立するための関係式を,大規模連立型代数リカッチ方程式の可解条件によって表現した.以上より,これらの十分条件を満足する解の組が存在すれば,非線形システムであっても,線形システムの設計手法によって,ロバストな戦略設計が可能となることが示された.これらの結果は,後に,階層戦略での下位層でのフォロワーの戦略として利用予定である.現在,今回得られた知見を活かして,最終目的である階層型誘因戦略の導出に取り組んでいる.さらに,シミュレーションを行うために,ニューラルネットワーク等の実際の非負システムへの適用を行うために,様々な文献を精査・検討中である.非線形非負システムを対象に,階層誘因戦略の導出を主目的としているが,まずは,単一層での非協力ゲームにおけるナッシュ均衡戦略の導出を終えた.さらに,大規模非線形偏微分方程式を解く代わりに,線形システムに基づく近似戦略の導出を行い,大規模連立型代数リカッチ方程式を解くことに変換できた点で,設計手法の確立に見通しが立った.

したがって,概ね研究計画通り進んでいる.数値シミュレーションに関しては,非線形システムであっても,比較的非線形性が弱いニューラルネットワークに対して,実施見込みが立った点からも順調に推移していると判断される.さらに初期結果は,国際会議に採択されている.H∞ノルム制約をもつ大規模非線形非負システムのためのナッシュ均衡戦略問題を扱った.ここで,通常のナッシュ均衡戦略と異なり,評価関数における各プレーヤの制御入力に関する2次項の符号は負であることに注意が必要である.一方,モデルに現れる非線形項を線形化した後,線形時不変非負システムに関して,戦略が存在するための条件を導出した.特に,線形化によって生じる確定的モデル化誤差の影響を,H∞制御理論を適用して,外乱から制御量の影響を低減させることを提案した.このとき,従来結果である非負システムにおける有界実補題を適用し,H2/H∞制御の手法を適用したことは,新規な結果と考えられる.ナッシュ均衡戦略を構築するにあたり,初めに,状態フィードバック戦略を考えた.この問題に対して,閉ループナッシュ均衡戦略の存在を保証する条件を連立型リカッチ代数方程式の可解条件として確立した.さらに,これらの条件は,線形行列不等式の観点から再定式化を行った.後に,大規模システムである非負協調システムの平衡点の存在を保証する条件の導出を行った.一方,同様の問題に対して,開ループナッシュ均衡戦略の導出も行った.同時に,各プレーヤの協力が仮定される場合を想定し,パレート最適戦略の導出も行った.最後に,提案したナッシュ均衡戦略集合の存在性を説明するために,簡単なニューラルネットワークモデルを基盤とした数値例を対象に,ナッシュ均衡戦略およびパレート最適戦略の両方に対して,戦略集合を求め,シミュレーションによって有用性を示した.非線形非負システムを対象に,階層誘因戦略の導出を最終目的としている.現在まで,単一層での非協力ゲームにおけるナッシュ均衡戦略,協力ゲームにおけるパレート最適戦略の導出を終え,線形行列不等式での条件に置き換えることに成功している.さらに,閉ループ・開ループ戦略の両方に対して,戦略を得るための条件の導出に成功してる.これらの条件は,H∞制約条件も取り入れており,ロバスト性を保証する点から,有用な結果である.ただし,開ループ戦略の場合,フィードバック制御と異なり,外乱に対してロバストでないため,有用性を適正に評価する必要がある.総合的な観点から,概ね研究計画通り進んでいると考えられる.数値シミュレーションに関しては,ニューラルネットワークモデルに基づくプラントに対して,戦略対を得ることに成功している.さらに,シミレーションによって,有用性が確認されている.これらの主要結果は,非負システムの編集本や国際会議に採択されている点から,新規な結果であると判断できる.非線形非負システムに対して,H∞制御理論と最適制御理論の両方の結果を基盤として,最終目標である誘因シュタッケルベルグ均衡を実現する条件を非線形偏ハミルトンーヤコビ方程式よって定式化する.その後,ニューラルネットワークに限らず,実際の生態系非負システムを題材に,得られた結果が,ケーススタディーを念頭に,適用可能かどうか判断を行う.適用可能は困難な場合には,より一般化された非負システムに対する理論構築を行う予定である.
室内音響評価に対する「音響インテンシティー応答」に関する研究

音響インテンシティー応答と聴感との対応を考察し、室内音響評価指標を提示することが本研究の最終目標であるが、まず比較的単純な、すなわち解析的に音響インテンシティー応答が算定可能な2種類の音場モデル想定し、それぞれの音場での方向定位に関する主観実験、および音響インテンシティー計測、さらに数値計算を実行し、それらの比較・考察から、以下のような成果を得た。1)実測によって得られた音響インテンシティー分布が安定している場合は、その実測結果の音響インテンシティーベクトルの向きから、聴感上の方向定位を高い確率で予測することができる。逆に分布が乱れている部分では、実測結果を方向定位の予測に用いることはできない。2)計算によって得られた音響インテンシティー分布が安定している場合は、実測して得られる音響インテンシティー分布も安定して似通ったものになっており、従って方向定位もほぼ予測できる。3)音響インテンシティーベクトルの向きが急激に変化している点については、その点での方向定位を予測する際には、その周囲の分布、少なくとも被験者の両耳の位置に相当する2点での計算値も併せて考察する必要がある。4)対象受音点の周囲の音響インテンシティー分布が乱れているようなところでは、計算による音響インテンシティーの向きや方向定位との対応はなく、その部分の計算上の分布は実際の音響エネルギーの流れを示していない。5)音響インテンシティー分布に乱れが生じるような受音点では、被験者は方向定位ができず、広範囲から音波が到来する感覚をもつ。6)このことは逆に、あえて音響インテンシティーベクトルの乱れが生じるような音響設計をすることにより、「音響に包まれた感じ」を知覚できるような空間を構築することができることを示唆している。現在、若干の主観実験を追加した上で、以上の研究成果の公表を準備をしている。6)このことは逆に、あえて音響インテンシティーベクトルの乱れが生じるような音響設計をすることにより、「音に包まれた感じ」を知覚できるような空間を構築することができることを示唆している。現在、若干の主観実験を追加した上で、以上の研究成果の公表を準備している。
伝統的な箸の持ち方の定量化と効果的な練習の開発に向けた箸・手指の三次元動作解析

本研究の目的は、伝統的な箸の持ち方・動かし方の定量化とその効果的な練習方法の開発を目指して、箸・手指の微細な動作を三次元動作解析装置により解析することである。本研究より得られる成果は、1伝統的な箸の持ち方・動かし方が定量化できる、2幼児、身体障がい者、外国人が日本の伝統的な箸の持ち方・動かし方の練習を効率よく行うことができるための基礎研究となる、3日本の美しい食文化の継承に寄与できる、ことである。本研究の対象者は、普段の食事時に「伝統的な箸の持ち方」をしている右利きの健常成人60名に、次の課題を行い、その時間を計測し、その上位30名の箸操作を解析する対象とする。課題は、椅座位の対象者が右手に把持した長さ240mmの木製の丸箸にて、机上の50gの球体を高さ30cmの台の上にできるだけ正確かつ速く10個移動するものである。この課題中において、三次元動作解析装置を用い、母指はCM関節、MP関節、IP関節、示指、中指、環指はMP関節、PIP関節、DIP関節の全12ヶ所の課題中の角度と箸の動きを経時的に記録する。他に、遠位箸上の物体の位置、示指上の遠位箸の位置、示指接触面の位置、中指接触面の位置、母指接触面の位置、近位箸上の物体の位置、手掌側面上の近位箸の位置、手掌側面と近位箸との成す角度、母指基節骨部接触面の位置、環指接触面の位置を計測する。複数の対象者から得られた各計測値を手のサイズを考慮し統計処理し、定量値を決定する。これまでは、先行研究に基づいた予備実験によって実験内容の再検討を行った。その結果、箸や手指の動きを計測するための赤外線反射マーカーの貼付位置について、想定していた位置では不具合が発生することが判明したため、貼付位置およびそれらの解析方法を再検討するとともに、箸操作能力を示す課題について再検討を行った。2017年度までは、先行研究に基づいた予備実験によって実験内容の再検討を行った。2018年度は、研究者が多忙であったため、本実験が中途であり、解析および公表に至っていない。2019年度は、研究計画上の研究体制によって本実験および解析を進め、併せて公表の準備をする。これまでに、予備実験において、各関節の角度、箸の動き、指と箸の接触位置を計測するために最も適した赤外線反射マーカーの貼付位置を再検討し、併せて、箸操作能力を示す課題について検討を行っているところである。各関節の角度、箸の動き、指と箸の接触位置を計測するために最も適した赤外線反射マーカーの貼付位置について、予備実験において、先行研究から想定していた貼付位置では計測上の不具合が発生することが判明したため、本実験の実施以前に、貼付位置を再検討し、併せて、箸操作能力を示す課題について検討を行っていることが理由である。

本研究の対象者は、普段の食事時に「伝統的な箸の持ち方」をしている右利きの健常成人60名に、次の課題を行い、その時間を計測し、その上位30名の箸操作を解析する対象とする。課題は、椅座位の対象者が右手に把持した長さ240mmの木製の丸箸にて、机上の50gの球体を高さ30cmの台の上にできるだけ正確かつ速く10個移動するものである。この課題中において、三次元動作解析装置を用い、母指はCM関節、MP関節、IP関節、示指、中指、環指はMP関節、PIP関節、DIP関節の全12ヶ所の課題中の角度と箸の動きを経時的に記録する。他に、遠位箸上の物体の位置、示指上の遠位箸の位置、示指接触面の位置、中指接触面の位置、母指接触面の位置、近位箸上の物体の位置、手掌側面上の近位箸の位置、手掌側面と近位箸との成す角度、母指基節骨部接触面の位置、環指接触面の位置を計測する。複数の対象者から得られた各計測値を手のサイズを考慮し統計処理し、定量値を決定する。これまでに、予備実験において、各関節の角度、箸の動き、指と箸の接触位置を計測するために最も適した赤外線反射マーカーの貼付位置およびそれらの解析方法を再検討し、併せて、箸操作能力を示す課題について再検討を行っているところである。各関節の角度、箸の動き、指と箸の接触位置を計測するために最も適した赤外線反射マーカーの貼付位置について、予備実験において、先行研究から想定していた貼付位置では計測上の不具合が発生することが判明したため、本実験の実施以前に、貼付位置およびそれらの解析方法を再検討し、併せて、箸操作能力を示す課題について再検討を行っていることが理由である。本研究の目的は、伝統的な箸の持ち方・動かし方の定量化とその効果的な練習方法の開発を目指して、箸・手指の微細な動作を三次元動作解析装置により解析することである。本研究より得られる成果は、1伝統的な箸の持ち方・動かし方が定量化できる、2幼児、身体障がい者、外国人が日本の伝統的な箸の持ち方・動かし方の練習を効率よく行うことができるための基礎研究となる、3日本の美しい食文化の継承に寄与できる、ことである。これまでは、先行研究に基づいた予備実験によって実験内容の再検討を行った。その結果、箸や手指の動きを計測するための赤外線反射マーカーの貼付位置について、想定していた位置では不具合が発生することが判明したため、貼付位置およびそれらの解析方法を再検討するとともに、箸操作能力を示す課題について再検討を行った。2017年度までは、先行研究に基づいた予備実験によって実験内容の再検討を行った。2018年度は、研究者が多忙であったため、本実験が中途であり、解析および公表に至っていない。
貴金属ナノクラスターに対する極限的高分解能分離技術の確立と構造―物性相関の解明

金属原子が数個から百個程度集まった金属クラスターは、ナノスケールの大きさをもち、また対応するバルク金属とは異なる物性や機能を発現する。さらに、そうした物性や機能は構成原子数や化学組成に依存して変化する。こうした金属クラスターを制御できれば、同じ元素にて様々な新たな材料を創成できることから、金属クラスターは、物理、化学、生物分野を含む幅広い分野にて、盛んに研究が行われている。チオラートにより保護された金属クラスターは、その中でも最も研究の行われている金属クラスターの一つである。我々は、それら金属クラスターの構造解析において、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を有効活用することにも精力的に取り組んでいる。そうした取り組みにより、我々はHPLCにより、次の4つの分離に成功した;1)疎水性チオラート保護金クラスターの構成原子数毎への分離、2)疎水性チオラート保護合金クラスターの化学組成毎及び構造異性体毎への分離、3)二種類の疎水性チオラートに保護された金属クラスターの位置異性体毎への分離、4)親水性金属クラスターの構成原子数毎への分離。これらの分離の実現により、1')ドデカンチオラート保護金クラスターにおけるバルクから非バルクへの変遷サイズ、2')疎水性チオラート保護合金クラスターにおける異原子置換効果及び異性体分布の実験条件依存性、3')疎水性金属クラスターにおける配位子交換反応のメカニズム、4')親水性合金クラスターにおける生成物の化学組成、について深い理解が得られた。これらの研究成果は、HPLCによる分離・分析は、チオラート保護金属クラスターの基本的性質を理解する上で、極めて有力な手段であることを明示している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年、物質をナノサイズで制御するナノテクノロジーが材料、医療など様々な分野で注目を集めている。ナノテクノロジーのさらなる発展のためには、新規ナノ材料の開発が不可欠である。チオラート保護金クラスターは、バルクの金とは異なる性質を示すことから、新規ナノ材料として注目を集めている。また、チオラート保護金クラスターは、異原子のドープによりさらに機能を付与することが可能である。しかし、このような合金クラスターは、ドープ数に分布を持ったクラスターの混合物として合成されてしまう。そのため、異原子を一つドープした際にどれほど物性に変化が現れるかについての詳細は未だに不明な点が多い。本研究では、チオラート保護金クラスターにおける異原子ドープの効果を詳細に調査するため、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて得られた合金クラスター混合物を組成ごとに精密分離するための技術の確立を目的とした。その結果、Au25-xAgx(SC4H9)18を組成ごとに初めて分離することに成功した。各フラクションのUV-vis吸収スペクトルから、金クラスターにAgを1原子ずつドープした際、どの程度電子構造に影響を及ぼすかを見積もることができた。さらにサイズが異なる合金クラスターAu38-xAgx(SC2H4Ph)24についても、組成ごとに分離することに成功した。以上のように、合金クラスターを組成ごとに分離し、その電子構造を初めて評価することに成功した。本研究では、申請者らの有する高速液体クロマトグラフィーに基づく高分解能分離技術を精鋭化することで、異種元素のドープされたAun-xMx(SR)mクラスター(M = Ag, Cu)について原子精度での高分解能分離を実現し、それらクラスターにおける構造変遷及び構造ー物性相関を解明することを目的としている。本年度は、Aun-xMx(SR)mクラスター(M = Ag, Cu)に加え、Aun-xMx(SR)mクラスター(Pd, Cd, Pt)についても、それらの原子精度での高分解能分離に成功した。このことから、現在までの達成度を「当初の計画以上に順調に進展している」と自己評価した。チオラート保護金クラスターAun(SR)mに新たな機能や物性を付与する方法として、Aun(SR)mに異原子をドープする手法が挙げられる。しかし、この様にして得られる合金クラスターは一般に、ドープ数に分布を持った混合物として調製される。真の意味で異原子のドープ効果を理解するために、逆相高速液体クロマトグラフィー(RP-HPLC)を駆使し、チオラート保護合金クラスター混合物を異原子ドープ数毎に精密に分離することに取り組んだ。さらに合成法の違いが、クラスター内での異性化反応にどのような影響を与えるのかについても調査を行った。Au25ーxAgx(SC4H9)18の混合物を合成し、RP-HPLCにより分析を行った結果、UVクロマトグラム中には複数のピークが観測された。それぞれのフラクションの質量スペクトルを測定した結果、各フラクションには単一の化学組成が含まれていることが確認され、ことからAu25ーxAgx(SC4H9)18の混合物をAgのドープ数毎の精密単離に成功したことが明らかになった。各組成のUV-Vis吸収スペクトルから電子構造を評価することで、Ag1原子あたりがどの程度影響を与えるかについて明らかにした。さらに、各組成の抽出イオンクロマトグラムの測定を行うことで、Agドープサイトが異なる位置異性体までをも分離できていることが明らかになった。また、調製法に依存してその位置異性体分布は異なることが明らかになった。