hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写基本因子群及び相互作用因子群の持つ新しい構造モティーフの三次構造解析

数少ない転写基本因子群が多様な転写調節因子群に相互作用し、転写調節反応に関わっていくためには、これらが何らかの特徴的な構造を有していることが必要である。そこで、転写基本因子群の機能の基盤になる分子構造を三次元レベルで詳細に解析するために、それらの特徴的な構造を見い出し、転写調節における分子間相互作用の特異性を理解し、転写基本因子群の転写調節における機能的役割を明らかにすることを目的とする。1)新しいタイプの転写因子群の単離TATAボックス結合因子TFIIDや転写基本因子群と相互作用する新しいタイプの因子群を単離することを目的に蛋白質-蛋白質間相互作用活性を利用するtwo-hybrid法をスクリーニング手段として用いた。プローブとしてはTFIIDサブユニットや転写基本因子群の様々な構造モティーフ領域を用いた。様々な構造ドメインに相互作用する因子を単離し、その結合特異性、細胞内局在性、発現分布などを解析し、幾つかの興味深い知見を得た。その中には自己免疫疾患に関わる因子やシグナル情報伝達システムに関わる因子、更にクロマチン転写に関与する新しい因子を含む数多くの未知因子が得られ、構造的に興味深いものとなっている。2)単離した因子群の構造解析用大量調製法の確立これらの因子群の構造-活性相関の解析を三次元レベルで行うために、大腸菌発現系で大量に発現させ、精製することを試み、様々なものについて調製を行い、結晶化条件の検討を加えている。
MLL白血病の分子基盤に基づく新規治療法の開発

本研究は、MLL白血病発症の分子基盤を明らかにすることで新たな分子標的を見出すとともに、これまでに開発されている分子標的薬の効果的な使用法を検討し、エビデンスを示しながら新たな治療法を提案することを目指す。我々はこれまでにMLL-ENLというがん遺伝子産物が白血病を引き起こす上でAF4とDOT1Lという二つの異なる転写活性を持つ因子を介していることを明らかにした。AF4はMLL-ENLによって標的遺伝子上にリクルートされ、転写の開始段階を促進する。一方でDOT1Lは転写可能なクロマチン構造の維持に働く。本研究で我々は、この二つの転写制御因子による協調作用がMLL-ENLによる白血病化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。MLL-ENLは標的遺伝子に結合するためにはMENINというタンパク質と結合する必要がある。従ってAF4の活性を阻害するために、MENIN-MLL結合阻害剤が利用できる。また、DOT1Lの活性は近年開発されたDOT1Lヒストンメチル化酵素阻害剤を用いて阻害することができる。このような分子基盤の理解から、AF4の活性とDOT1Lの活性を同時に阻害すると高い抗腫瘍効果が得られると考えられた。実際我々は、MLL複合体形成阻害剤やDOT1L酵素活性阻害剤を併用すると強い抗がん活性を発揮することを実験的に示し、将来的にこの2剤の併用療法が有効な治療法となる可能性を持つことを明らかにすることに成功した。今年度は様々な他のコンビネーションも試したが、上述の2剤が最も良いことがわかった。また、今年度はMLL-ENL以外の白血病がん遺伝子についてもこの2剤の効果を調べ、いくつかの白血病においても有効であることを見出した。この本研究で得られた知見から、白血病化に必須な転写制御因子が示され、それらの阻害剤が白血病治療薬になることを示す分子基盤が明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。我々は今年度までにMLL-ENLとMLL-AF10というがん遺伝子産物が白血病を引き起こす上でAF4とDOT1Lという二つの異なる転写活性を持つ因子を介していることを明らかにした。この二つの活性を同時に阻害するために、近年開発されつつあるMLL複合体形成阻害剤やDOT1L酵素活性阻害剤を併用すると強い抗がん活性を発揮することを実験的に示し、将来的にこの2剤の併用療法が有効な治療法となる可能性を持つことを明らかにした。具体的には、MLL-ENLがENL部分のAHDという構造を介して、AF4とDOT1Lを両方ともリクルートしており、どちらか一方の活性をリクルートするだけでは白血病を引き起こせないことを示した。一方、MLL-AF10はAF10の構造を介してDOT1Lをリクルートし、MLL中のTRX2ドメインを介してAF4をリクルートすることで二つの活性を効率的に標的遺伝子上に導いていた。白血病を起こすためにはAF4をリクルートする構造とDOT1Lをリクルートする構造の二つが必要であることから、2者の活性ががん化に必須であることがわかった。Ex vivoでMLL-ENL白血病細胞にMLL複合体形成阻害剤やDOT1L酵素活性阻害剤を同時に投与すると、単剤ではあまり効果のない濃度でも、効率的に白血病幹細胞を減少させることができることを明らかにした。今後、in vivoでこの2剤を投与することで白血病細胞を根絶させることができれば新たな治療法の確立につながると期待される。本研究で、(1)MLLキメラが局在するクロマチン環境の可視化、(2)MLLキメラが造血細胞を不死化する分子基盤の解明、(3)MLL白血病細胞を効率的に根絶させる分子標的薬間の協調作用の探索、(4)in vivo白血病モデルにてMLL白血病を治癒させる投薬法の開発の目標を掲げた。MLL-ENLについて(1)は達成できた。MLL-ENLとMLL-AF10に関しては(2)はほとんど達成できた。今後他のMLL fusionにおいて類似のことが言えるかどうかを検討して行く必要がある。(3)については、MLL複合体形成阻害剤やDOT1L酵素活性阻害剤の併用療法の有効性を実験的に示すことを達成できた。今後、他の組み合わせを模索して行く必要がある。(4)はまだ達成できていない。今後の検討課題である。研究は概ね順調に進捗しており、掲げていた目標の多くを達成できた。AF4はMLL-ENLによって標的遺伝子上にリクルートされる。

このような分子基盤の理解から、AF4の活性とDOT1Lの活性を同時に阻害すると高い抗腫瘍効果が得られると考えられた。実際我々は、MLL複合体形成阻害剤やDOT1L酵素活性阻害剤を併用すると強い抗がん活性を発揮することを実験的に示し、将来的にこの2剤の併用療法が有効な治療法となる可能性を持つことを明らかにすることに成功した。この成果は、欧文科学誌に発表された。現在、MLL-ENL以外の白血病において、同様の相乗効果が見られるかどうかを検討している。その結果、いくつかの白血病において同様の高い抗腫瘍効果が見られることがわかった。また、現在、in vivoでこの2剤を投与することで白血病細胞を根絶させる方法の確立に取り組んでいる。本研究で、(1)MLLキメラが局在するクロマチン環境の可視化、(2)MLLキメラが造血細胞を不死化する分子基盤の解明、(3)MLL白血病細胞を効率的に根絶させる分子標的薬間の協調作用の探索、(4)in vivo白血病モデルにてMLL白血病を治癒させる投薬法の開発の目標を掲げた。前年度までに、MLL-ENLについて(1)は達成できた。また、MLL-ENLとMLL-AF10に関しても(2)はほとんど達成できた。今年度はMLL-AFXなどの別のMLL fusionについて(2)を達成できつつある。(3)については、前年度までにMLL複合体形成阻害剤やDOT1L酵素活性阻害剤の併用療法の有効性を実験的に示すことを達成できた。今年度、異なるコンビネーションを試して見たが、現時点では上述の2薬のコンビネーションがもっとも良いことがわかっている。(4)は現在検討中である。研究は概ね順調に進捗しており、掲げていた目標の多くを達成できた。本研究は、MLL白血病発症の分子基盤を明らかにすることで新たな分子標的を見出すとともに、これまでに開発されている分子標的薬の効果的な使用法を検討し、エビデンスを示しながら新たな治療法を提案することを目指す。我々はこれまでにMLL-ENLというがん遺伝子産物が白血病を引き起こす上でAF4とDOT1Lという二つの異なる転写活性を持つ因子を介していることを明らかにした。AF4はMLL-ENLによって標的遺伝子上にリクルートされ、転写の開始段階を促進する。一方でDOT1Lは転写可能なクロマチン構造の維持に働く。本研究で我々は、この二つの転写制御因子による協調作用がMLL-ENLによる白血病化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。MLL-ENLは標的遺伝子に結合するためにはMENINというタンパク質と結合する必要がある。従ってAF4の活性を阻害するために、MENIN-MLL結合阻害剤が利用できる。また、DOT1Lの活性は近年開発されたDOT1Lヒストンメチル化酵素阻害剤を用いて阻害することができる。
計測深さ可変な3次元マイクロ流速測定法の開発

微小流路内の3次元流動計測に対するニーズは高まる一方,計測厚さがレンズによって固定されるため,計測体積を自由に設定することは極めて難しい.本研究では,計測厚さが調整可変な単視野3次元マイクロ流速測定法の開発を行った.結像収差の異方性を光学的に制御することで,微小空間内の3次元3成分の流速測定が可能な方法を開発し,その結像特性を理論的・実験的に評価し,粒子の3次元位置の計測を可能にした.そして,マイクロ流路内流動の3次元計測を行い,さらにマクロ流れへの適用として壁面せん断応力の計測を実施し,その有効性を確認した.計測深さが可変なマイクロ3次元流速測定法の開発を目標として,その基礎となる異方性焦点面の形成とその結像特性の評価,ならびに粒子位置の3次元計測手法の検討を重点的に行った.(1)異方性焦点面の形成とその結像特性の評価ファイバーレーザ光源を照明とし,無限共役光学系の結像レンズにシリンドリカルレンズを用いた異方結像顕微光学システムを製作し,その結像特性の評価を行った.ガラス基板上に直径1μmの蛍光ポリスチレン粒子を固定化して奥行き方向にトラバースして,撮影された粒子像を計測し,奥行き位置に依存して楕円状に粒子像が変形する様子が確認された.この歪み特性と位置の関係について検討した結果,粒子サイズとそのアスペクト比を含んだ評価関数を用いることで,全域において奥行き位置を同定可能であることを解析的に示し,3次元粒子測定が可能になることを見出した.また,シリンドリカルレンズや対物レンズのパラメータと計測深度,および歪み特性の関係性を明らかにした.(2)粒子位置の3次元計測手法の検討上述した評価関数を用いた,3次元計測の適用性に関する検討を行った.ガラス基板上に多数の同種粒子を分散したテンプレートを作製し,その奥行き位置を変化させて,各粒子の評価関数を統計的に評価し,歪み度と計測不確かさの関係を定量化した.その結果,計測深度の1/20程度まで分解可能であることを明らかにした.この知見を踏まえて,後方ステップを有するマイクロ流路において3次元計測を実施し,奥行き方向の粒子速度をPTVによって求めた.計測結果はシミュレーションと良い一致を示し,本手法によって3次元流速測定が可能であることを確認した.本年度は,最終目標である,計測深さが可変なマイクロ3次元流速測定法の確立のため,高さ位置の校正法の理論的解析及びその改善を実施し,最終的な目標である3次元流速測定を行い,測定法としての性能を評価した.(1)高さ位置の校正法の理論的解析及びその改善様々なシリンドリカルレンズを用いて,その光学パラメータと粒子結像特性から,計測深度を求め,その依存性を明らかにした.また,結像特性の歪みと高さ位置との関係について,理論的検証を重ね,各結像軸ごろに逆双曲線型の結像モデルを導入し,これを変形して線形化させることで,より安定した計測が可能であることを理論的に示し,実験でも証明した.粒子像の認識方法に関して,従来の2値化法から楕円近似法へと改良し,結果として,認識精度が数倍向上し,サブピクセル精度での解析が可能であることを確認した.(2)マイクロ流れの3次元測定とマクロ流れへの適用3次元3成分の流速測定の実証試験として昨年実施したステップ流路に加えて,透明導電膜アレイを配置したマイクロ流路を用いて,電場誘起流の挙動を計測した.結果として,適切に3次元計測が実現できていることを確認し,開発した3次元計測の有効性を示すことができた.また,マクロ流れ,特に壁面流計測へ適用するために,高さ数mmのミニ流路を用いて,壁面近傍20ミクロン領域の流速を3次元計測し,壁面せん断応力の定量化が可能であることも確認した.微小流路内の3次元流動計測に対するニーズは高まる一方,計測厚さがレンズによって固定されるため,計測体積を自由に設定することは極めて難しい.本研究では,計測厚さが調整可変な単視野3次元マイクロ流速測定法の開発を行った.結像収差の異方性を光学的に制御することで,微小空間内の3次元3成分の流速測定が可能な方法を開発し,その結像特性を理論的・実験的に評価し,粒子の3次元位置の計測を可能にした.そして,マイクロ流路内流動の3次元計測を行い,さらにマクロ流れへの適用として壁面せん断応力の計測を実施し,その有効性を確認した.当初の研究計画と比較すると,可変焦点面の形成・評価は実施できなかったが,その代わり,粒子像の歪み特性の解析を重点的に行った結果,奥行き方向速度の計測まで進めることができて,一部計画を早めることができたため,総合的に判断すると順調に進展しているといえる.マイクロナノ熱流体工学当初は2年目に予定していた,3次元3成分流速測定の開発の目処が既に立ったため,昨年度未遂であった,可変焦点面の形成および評価を実施する.そして, 3次元流速測定の有効性の検証として,様々な3次元マイクロ流動計測を行う.さらなる発展性について検証するため,スケールアップした流れの計測,特に壁面せん断応力計測の可能性についても検討する予定である.なお,最終的には技術体系の有効性と可能性を明確にまとめる.計画立案時の見積りに比べて,多少の値引きができたため.次年度には,可変焦点面形成のための光学素子およびアライメント装置を購入する.測定対象となる,様々な3次元流動を実現するための微細加工関連試薬や部品についてはやや多めに購入する予定である.
ものづくり教育のためのロボット開発プラットフォームの開発

本研究では、ものづくり教育の一環として、大学における課外のロボコン活動を実証実験フィールドとして、数年に渡る継続的なロボット開発教育に必要なシステムの開発を行った。具体的には、(1)ロボット創造開発用3D CADとしてのSketchUpの導入と評価、(2)基板加工用CAMソフトウェアの開発、(3)実機とシミュレータで同一ソースを利用可能なロボットダイナミクスシミュレータの開発、の3点を行った。これらを組み合わせることにより、総合的なロボット開発プラットフォームを実現した。昨今,理系離れ対策や,産業界からの要望などにより,ものづくり教育の重要性が増しており,大学もその対応を求められている.本研究では,大学院進学後や,就職後にスムーズに研究開発を遂行できるような人材育成をめざし,23年の長期に渡るものづくり実践を通して工学学習を深められる,総合的なロボット開発プラットフォームの開発を目的とする初年度である本年度は、ロボット開発を通じた学習と労働コストの定量的な評価を行った。具体的には、設計,製作の流れにおける内容と時間の調査分析を行った。まず、ロボットの構造や機構などの機械的要素の開発の事例に焦点を当てて調査を行った。ある程度複雑なロボットの開発においては事前の設計が不十分な場合には、実際に組み立て後再設計になる事が多く、非常に非効率な開発となることがわかっているため、3DCADによる設計支援が欠かせない。そこで、製造現場および高等教育機関での教育用の3DCADとしてよく用いられているSolidWorksと、Google社により無償提供されているGoogle SketchUpにより設計時間の比較実験を行った。この結果、SolidWorksと、Google SketchUpではおよそ5倍程度の差があることがわかった。これは、Google SketchUpが材料の寸法変更などが自由に行える設計手法であることに対し、SolidWorksでは実際の製造に適するように「部品」を定義し、それを組み立てていく手法であるため、柔軟な寸法変更が難しいことが大きな理由である。さまざまな制約の中で、自由に構造を変化させていくような、「創造設計」においては、部品定義よりも大枠を決めてからブレークダウンしていくような開発が適しており、必ずしも高機能な製造系の3DCADが適切ではないということがわかった。本研究では、ロボットを構成する要素を、大学教育における学科と関連付け、(1)機械系、(2)電気系、(3)情報系、と3つに大別し、それぞれについてものづくりとしてのプラットフォームを構築していく。これまで、まず、機械系に焦点を当て、構造開発におけるボトルネックを明らかにし、3DCADとしてGoogleSketch Upを利用したシステム構築を行い、評価を行った。2年目である本年度は、電気系に焦点を当て開発におけるボトルネックを明らかにし、支援ツールの開発を行った。ロボットにおいて電気系の対象となる範囲は、電子回路設計及び製作である。具体的な開発工程は、(1)電子回路設計、(2)ブレッドボードによる動作試験、(3)専用基板の設計、(3-1)基板製作、(3-2)基板への部品実装、(3-3)動作試験と進めることになる。この中で作業工数が多く、また、改善の余地がある部分が(3),(3-1)の専用基盤の設計から製作に至る部分である。従来は、電子回路CAD上で回路設計を行い、基板CADで基板の開発を行い、基板製作については専門の会社に外注するという工程であった。外注には費用と時間がかかるため小規模な開発には向いておらず、また教育環境として外注を前提とすることは現実的ではないため、まず、基板加工機を導入し全行程を実験室内で行えるようにした。次に、設計した回路図から、最終的に基板加工機への入力データを作り出すまでの工程を見直した。基板CADに操作が簡単で直観的な無償のプリント基板エディタPCBEを採用した。次に、PCBEが出力するガーバーデータを基板加工機だけでなく一般的なCNCでも利用できるようGコードに変換するCAMソフトウェアの開発を行った。本ソフトウェアでは、PCBE上で設計中の基板図面がリアルタイムに基板の切削パターンとして見られるようになるため、非常に素早く開発を行うことができるようになった。これまで、まず、機械系に焦点をあて、構造開発におけるボトルネックを明らかにし、3DCADとしてGoogleSketch Up(現Trimble社Sketch Up)を利用したシステム構築を行い、評価を行った。次に、電気系に焦点をあて、電子回路開発全行程におけるボトルネックを明らかにし、改善を図った。本年度は、情報系に焦点をあて、開発能力向上のためロボットシミュレータの開発及び評価実験を行った。具体的には、ロボットシミュレータとして、独立二輪駆動型ロボットをベースに実装した。本シミュレータの特徴は、シミュレータと実機で同一のプログラムソースを利用できるところにある。

ロボットシミュレータは、駆動用モータを中心とする機構的な物理シミュレート部、ラインセンサ、オドメトリ取得用のロータリエンコーダ等のセンサシミュレート部、制御の中心となる主演算機シミュレート部、モータドライバ等の副演算機シミュレート部の4部から構成される。これらにより、実機とロボットシミュレータで同一のプログラムソースを利用することが可能となり、実機での試行錯誤回数を抑え、効率的にロボット開発を学習及び実施することが可能となった。当初の計画通り、初年度にロボット開発を通じた学習と作業コストの定量的な評価を行い、機械系向けとして3DCADに焦点をあて評価を行った。2年目は、同様に電気系向けとして電子回路開発における開発工程について問題点を明らかにし、開発支援策及び開発支援ツールの開発を行っており、当初の計画どおり進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。3年目は、情報系向けとして開発能力向上のためロボットシミュレータの開発及び評価実験を行う。また、研究計画の最終年度であるため、総合的な評価を行う。
育児・介護を含む家庭内役割と健康との関連を明らかにする社会疫学研究

急速な晩婚化・晩産化に伴い、日本では推計25万人(2012年内閣府調査)が子育てと親の介護を同時に行う「ダブルケア」を担っている。現代の女性は社会で働くことが強く望まれている一方、社会には子育てや介護等の家庭の仕事を女性が担当すべきだという規範が根強く残っており、女性の負担が増し、健康状態が悪化している可能性がある。これまでに子育または介護をする者の心身の健康が損なわれていることは示されているが、子育てと介護が同時に存在する現代の家庭内役割と健康の関連についての研究は行われていない。そこで本研究では、大規模調査データを用いて、ダブルケアも含めた家庭内役割が心身の健康へ与える影響を明らかにする。【研究の目的】日本では1970年代から急速に晩婚化・晩産化が進み、2012年時点では、全国で推計25万人(内閣府調査)が子育てと親の介護を同時に行う「ダブルケア」を担っている。女性が社会で働くことが旧来より強く望まれている一方、社会には、子育てや介護等の家庭の仕事を女性が担当すべきだという性別役割分業規範が根強く残っており、女性の負担が増し、健康状態が悪化している可能性が示されている。先行研究では、子育てあるいは介護をする者の心身の健康が損なわれていることが示されているが、子育てと介護が同時に存在する現代の家庭内役割と健康との関連についての研究は行われていない。そこで本研究では、日本人の代表サンプルである国民生活基礎調査および次世代多目的コホート研究(JPHC-NEXT)等の大規模コホート研究のデータを用いて、男女の子育てや介護をはじめとした家庭内役割と健康との関連を明らかにすることを目的とする。【今年度の実績】2018年度は、国民生活基礎調査の調査票情報ならびに、JPHC-NEXTの研究データを入手し、データクリーニングを行った。それぞれのデータベースの構築を完了し、解析を開始した。国民生活基礎調査データを用いて得られた、子育てと親の介護を同時に行うダブルケアを含む、子育てや親の介護の有無と自覚的健康観および精神健康の関連についての結果は、国際学会へ抄録を登録し、発表することが認められた。当初の計画通り、2018年度は国民生活基礎調査の調査票情報を入手し、データベースの構築を完了した。そのデータを用いて、ダブルケアを含む、子育てや親の介護の有無と自覚的健康観および精神健康の関連について解析を進めることができた。研究結果は、国際学会へ抄録の登録を行った。また、JPHC-NEXTについては、研究データを入手し、データベースの構築を完了し、解析を開始することができた。2019年度は引き続き解析を行い、更なる学会発表ならびに論文発表を目指す。国民生活基礎調査の調査票情報ならびに、JPHC-NEXTの研究データを用いて仮説検証を行い、それらの結果を国内外での学会および論文で発表する。2019年6月には国際学会で国民生活基礎調査の解析結果を発表予定であり、また、10月に開かれる国内学会へも抄録を登録する予定である。学会発表と並行して論文の執筆を進め、英文校正の後、ジャーナルへ投稿し、年度内のアクセプトを目指す。

そのデータを用いて、ダブルケアを含む、子育てや親の介護の有無と自覚的健康観および精神健康の関連について解析を進めることができた。研究結果は、国際学会へ抄録の登録を行った。また、JPHC-NEXTについては、研究データを入手し、データベースの構築を完了し、解析を開始することができた。2019年度は引き続き解析を行い、更なる学会発表ならびに論文発表を目指す。国民生活基礎調査の調査票情報ならびに、JPHC-NEXTの研究データを用いて仮説検証を行い、それらの結果を国内外での学会および論文で発表する。2019年6月には国際学会で国民生活基礎調査の解析結果を発表予定であり、また、10月に開かれる国内学会へも抄録を登録する予定である。学会発表と並行して論文の執筆を進め、英文校正の後、ジャーナルへ投稿し、年度内のアクセプトを目指す。
朝鮮出兵における諸大名の戦う動機に関する研究：大名たちは「なぜ戦ったか」

本研究の目的は、朝鮮出兵における実戦の指揮官たる諸大名の戦う動機の解明である。目的達成のために、A〈積極的な動機に関する史料〉・B〈受動的な動機に関する史料〉を収集・分析し、大名たちが「なぜ戦ったか」を考察する。収集は原文書・複製本等に関しては調査により撮影・複写し、刊本に関しては朝鮮出兵関係史料収録図書を購入・複写する。分析は研究期間の1年目はおもにA、2年目はおもにB、3年目は補完的収集分も含むA・Bを対象とする計画である。
電気粘着効果を発現する機能性表面の開発と極限環境保持機構への応用

半導体製造プロセスにおける真空・高温環境下のウェハ保持のための高速着脱可能な固定機構の実現を目的として,微細構造を応用した電気粘着表面の開発を試みた.三次元マイクロメッシュ構造にエラストマを含浸させることで,電界印加に応じて規則的な粘着スポットが生じ,対象物を固定可能な電気粘着表面(EAS)の開発に成功した.片側電極構造を適用したEASは,Siウェハを電気粘着効果により保持することが可能で,高真空環境下でも機能することを明らかにした.また,高温環境下で印加電場に応じた保持力が高まることが実験的に示され,真空・高温プロセスのウェハ保持機構として応用可能性が高いことを確認した.本研究では,半導体製造プロセスに必要なウェハ保持や機械加工における薄肉工作物保持のための高速着脱可能な無歪み・無荷重固定機構の実現を目的として,電気粘着機能表面の開発を行うことを目的としている.平成25年度は当初の計画通り,1電気粘着効果を示す微細構造体の支配因子の特定2電磁場-構造連成解析による電気粘着効果のシミュレーションと構造体の評価3構造を最適化した電気粘着機能性表面の試作・開発に取り組んだ.1に関しては,SPMにより開発した電気粘着表面の形状を調べ,電気粘着効果が生じる表面形状と生じない表面形状の違いを明らかにした.具体的には,多重裏面露光法により製作した3次元微細構造の支柱先端の曲率ならびにゲル表面から支柱先端までの距離(微細構造体の突起量)が電気粘着効果の支配因子であることがわかった.2に関しては,従来のER粒子をゲルに分散した電気粘着ゲルと微細構造体を応用した電気粘着表面のそれぞれのモデルを作成し,電磁場-構造連成解析により電界印加時の挙動を調べた.その結果,従来の電気粘着ゲルは粒子間引力の影響もあり,表面でゲルの大きな動きが生じることが確認できた.一方,微細構造を応用した電気粘着表面は従来の電気粘着ゲルに比べ,表面でゲルの隆起量が小さく,構造体の支柱先端からゲル表面の距離を精密に設計する必要があることがわかった.3に関して,上記の結果を踏まえ,ゲル表面から支柱先端までの距離を調整しながら製作する必要があったため,製造プロセスの改善を図った.スピンコート,プリベークに加えオイル除去プロセスを調整した結果,これまでに比べ,再現性高く高精度な電気粘着表面を製造することに成功した.そして,支柱の距離や支柱の直径を変えて,電気粘着表面の性能評価を行った結果,支柱の距離を狭め,支柱の直径をある程度大きくすることで高い粘着効果が得られることがわかった.本研究では,半導体製造プロセスに必要なウェハ保持や機械加工における薄肉工作物保持のための高速着脱可能な無歪み・無荷重固定機構の実現を目的として,電気粘着機能表面の開発を行うことを目的としている.平成24年度は当初の計画通り,1電気粘着効果が発現する,エラストマを含浸させた凸形状を有する3次元微細構造体の提案2走査型プローブ顕微鏡による電気粘着表面の観察および局所的な表面特性の計測と電気粘着効果の生じやすい構造体の検討,に取り組んだ.1に関しては,基板上に傾斜した微細な支柱を3次元の編目状に配置した構造体において,支柱の格子点が表面に分布するように設計することで,表面に大きな電界勾配を付与できることを,2次元の電場解析により示した.この結果に基づき,多重裏面露光法により3次元の微細編目構造を作り,これにエラストマを含浸させた電気粘着表面を提案した.実際に製作したところ格子点状に規則的に分布する電気粘着現象を確認した. 2に関しては,従来の電気粘着ゲルと,微細構造体を構成する柱部分の直径や隣接する柱同士の間隔等のパラメータを変更した複数の電気粘着表面を用意し,局所的な表面観察および表面特性の解析を実験的に行った.3次元微細編目構造を用いた電気粘着表面は格子点上で規則的に粘着が生じ,構造パラメータを変更することで性能を調整できることを示したが,単位面積あたりの発生保持力は小さいことが明らかになった.一方で,従来の電気粘着ゲルは電場印加時に粘着する領域が不規則で,その領域も少ないにも関わらず,高い保持力が発生した.この原因を3次元の電場解析により明らかにする計画である.また,平成24年度の計画の一つとして挙げた真空中での電気粘着現象の観察に関して,当初予定していた真空用ファイバスコープでは十分な観察できないことが明らかとなり,計画を変更して,真空観察装置を設計・製作中である.本研究では,半導体製造プロセスに必要なウェハ保持や機械加工における薄肉工作物保持のための高速着脱可能な無歪み・無荷重固定機構の実現を目的として,電気粘着機能表面の開発を行うことを目的としている.前年度の研究成果を踏まえ,平成26年度は当初の計画通り,13次元微細構造の製作手法の検討および電気粘着機能性表面の高性能化,2高真空環境かつ高温環境下における電気粘着機能性表面の印加電界と保持力の関係,着脱の電気応答性についての評価,3片面に陽極と陰極を配置した片側電極構造を用いてガラス基板などの絶縁体対象物を保持する場合の最適電極パターンの特定,4電気粘着表面に用いるエラストマ材として,真空環境の汚染が少ないと考えられるブタジエン系への代替に取り組んだ.1に関しては,マスク基板上に多重裏面露光法で形成した微細構造シートを,マスク基板より剥離して,形状の整った裏面側を利用することで高性能化,性能の安定化できることがわかった.2に関して,高真空下で電気粘着効果を観察する装置を製作し,観察実験を通して評価を行った.

大気圧下よりも真空下では電場印加時の粘着面積が少なくなり,また電場除去時に粘着力が解放されにくいことがわかった.3に関して,電気粘着表面のための片側電極を設計製作し,実験により性能評価を行った.平行平板の対向電極と比較して,性能は1/2に低下するが,固定対象物に配線を施すことなく,半導体でも固定可能であることがわかった.実験により,電極幅と間隔が電気粘着効果に与える影響は確認できたが,最適な電極パターンに関してはシミュレーションを駆使して,引き続き検討を重ねていく計画である.4に関して,ブタジエンへの代替は可能であることを確認したが,時間経過に伴いブタジエンの性能変化が生じ,電気粘着効果に悪影響を及ぼすことがわかった.これに関しては他の材料に関しても検討を重ねる.本研究では,半導体製造プロセスに必要なウェハ保持や機械加工における薄肉工作物保持のための高速着脱可能な無歪み・無荷重固定機構の実現を目的として,電気粘着機能表面の開発を行うことを目的としている.これまでの研究成果を踏まえ,最終年度である平成27年度は当初の計画通り,1片側電極パターンの最適化2真空中での基板搬送を行うための片側電極を適用した電気粘着機能表面の基礎的評価3高真空ならびに高温環境下での電気粘着機能表面の評価ならびに実用可能性の検討を行った.1に関しては,シミュレーションにより電界分布を調べ,電極幅と電極間隔の影響を明らかにした.製造可能な範囲において,電極幅0.1mm,電極間隔0.1mmの電極パターンが最も高い電場強度を示すことがわかり,実験により高い電気粘着固定力が得られることを確認した.2に関して,真空チャンバ内で電気粘着機能表面の固定力を測定できる専用評価装置を用いて,1の結果に基づき製作した片側電極を適用した電気粘着保持機構の真空下における基礎的評価を行った.搬送基板としてシリコンウェハを用いて電気粘着保持機構に印加する電極間電位差と固定力の関係を調べた結果,固定力の変化幅は小さくなるものの,真空下においても電極間電位差に応じて固定力を調整可能であることがわかった.3に関して,実際の真空プロセスの環境に近づけるため,評価装置内の真空度を10-4Pa以下として,更に温度環境を150°Cまで高めた際の電気粘着保持機構の性能を調べた.真空高温下において,従来の電気粘着ゲルを用いた保持機構は,性能が著しく低下してしまったのに対して,三次元微細構造をベースに開発した電気粘着保持機構は,性能が飛躍的に向上した.具体的には,電極間電位差600Vを印加した際に1.8kPaの固定力を示し,シリコンウェハの真空搬送機構として実用可能性が十分に高いことを確認した.半導体製造プロセスにおける真空・高温環境下のウェハ保持のための高速着脱可能な固定機構の実現を目的として,微細構造を応用した電気粘着表面の開発を試みた.三次元マイクロメッシュ構造にエラストマを含浸させることで,電界印加に応じて規則的な粘着スポットが生じ,対象物を固定可能な電気粘着表面(EAS)の開発に成功した.片側電極構造を適用したEASは,Siウェハを電気粘着効果により保持することが可能で,高真空環境下でも機能することを明らかにした.また,高温環境下で印加電場に応じた保持力が高まることが実験的に示され,真空・高温プロセスのウェハ保持機構として応用可能性が高いことを確認した.
ネットワーク構造を持つ大規模システムのマクロな安定性解析手法の開発

本年度は,前年度に得られた安定性の指標に基づき,「安定性と構造」の関係を解明するため,次のことを実行した。(1)前年度開発した組織化の指標をもとに,システムの構造について考察を加えた。(2)計算機ミュレーションにより,システムの構造パターンと組織化の指標の関連を検証した。(3)以上の理論的考察とシミュレーション結果より,マクロな安定性とシステムの構造の関係を解明した。(4)得られた安定性の指標が,安定性解析において十分機能することを検証し,最終的目標であるマクロな安定性解析手法の構築を目指した。(5)ネットワーク構造を持つシステムである計算機システムなどへの適用可能性をさぐった。また,上記の研究の実行により,以下の点が明らかとなった。(1)自己組織化の指標が,ネットワーク構造を持つシステムの安定性とつながりを持つことが分かった。(2)本指標を用いて,構造パターンの分類が可能となった。(3)本指標により,構造パターンと安定性の関係が考察可能となった。(4)安定なネットワーク構造がどのような特徴をもつか明かとなり,ネットワーク構造を持つシステムについて種々の知見が得られた。本年度は,ネットワーク構造を持つ大規模システムのマクロな安定性の指標を解明することを目指し,次のことを実行した。(1)生態ネットワークにおいて,情報理論的見地から定義された組織化の指標が,一般のネットワーク構造を持つ大規模(複雑)システムにおいて同様に定義できるかどうかを検討した。(2)生態ネットワークに対して,組織化の指標が安定性の指標として適切か否かを理論的に考察した。(3)生態ネットワークにおける安定性の指標を,計算機シミュレーションにより検証した。(4)本年度に得られた結果を考察し,来年度への橋渡しを行った。(1)生態ネットワークにおける組織化の指標が,一般のネットワーク構造を持つ大規模(複雑)システムにおいて同様に定義できることが分かった(2)生態ネットワークの組織化の指標が,生態ネットワークの安定性の指標としても意味を持つことが明らかになった。(3)生態ネットワーク構造についての種々の知見が得られた。
大腸菌ゲノム高温適応進化機構の解明

大腸菌をモデルとして実験室内進化系を構築し、高温適応進化過程における大腸菌ゲノム進化に関するメカニズムを明らかにした。高温適応進化過程に固定されたゲノム変異を同定し、細胞内全遺伝子の発現パターンを解析した。45°C下での適応度との相関を評価したところ、特定のゲノム変異の固定に細胞間相互作用が重要であり、ゲノム変異による特定の遺伝子発現ネットワークが再編されたことが分かった。高温適応進化の後半に高変異率を示す中立進化過程においては、遺伝的ヒッチハイクによる変異固定が生じ、非有益変異固定に対してシャペロニンGroEL変異が非有益変異を有益変異に変換することで適応度を上昇させていることを明らかにした。1.45°C適応大腸菌系譜に対する解析高温適応実験375口目までの適応度上昇の速い45°C適応過程大腸菌を用い、45°C適応で生じた変異の出現時期の解析を行った。その結果、375口目までの全変異の導入→固定の挙動が明らかとなり、45°C適応過程で固定された同義置換(中立変異)は、同時期に固定された非同義置換と同じ挙動で固定されていた。トランスクリプトーム解析では、一塩基タイリングアレイを用い、各過程の大腸菌集団の全遺伝子のmRNAを定量的に解析した。この解析により、進化過程において、遺伝子の変異しやすさがその遺伝子の発現レベルとの関連性を見出した。また、変異の影響下に、高温適応における細胞内遺伝子発現ネットワークの変動を観測し、有意に変化した遺伝子群を同定した。そして、特定の大腸菌集団に対して、タンパク質レベルの解析を試みた結果、タンパク質レベルの変化が認められた。しかし、これらの一連の解析から、新たな変異の可能性が示唆され、ゲノム配列の追加解析が必要となった。2.GroEL変異による有害変異緩衝効果の解析の準備GroEL変異に伴う大腸菌集団中の遺伝的多様性の変化を解析するため、375-523口目までのゆっくりとした適応度上昇を示す時期の大腸菌集団を、時系列に沿って20口ごとにシングルセル培養によりクローン化し、有害変異緩衝効果のみならず分子進化速度解析に必要な大腸菌クローンプールの準備を完了した。3.更なる高温適応進化株の構築分子進化が加速されていた大腸菌株(培養523口株)を用いて更に高温適応させることで、加速された分子進化が適応度等の表現型進化にどのように関連するか、速い分子進化が高温適応進化を加速させるか、を検証するため、523口目株を用いて更なる高温適応大腸菌の創出に着手した。1.45°C適応大腸菌系譜に対する解析適応度上昇の速い時期の45°C適応過程大腸菌を用い、前年度に同定した45°C適応で生じた変異の出現時期に基づき各変異の高温適応進化に与える機能評価を検討した。今年度は大腸菌株よりクローン化され変異が同定された株について、同時に固定されている変異についてゲノム変異の復帰細胞を構築し、各変異の効果を解析し、45°C適応初期には相互作用による変異選択が重要であることを確認した。得られた株をトランスクリプトーム解析し、変異と遺伝子発現の相関解析を行った。この解析により発現が変異の影響下にある遺伝子群を同定した。高温適応における細胞内遺伝子発現ネットワークの変動が観察され、有意に変化したネットワークが分かった。さらにタンパク質レベルで解析し発現解析の結果を検証した。これらの多階層の解析により大腸菌は発現制御の向上よりタンパク質凝集の防止を高温適応の戦略として採用したことが分かった。2.GroEL変異による有害変異緩衝効果の解析ゆっくりとした適応度上昇を示す時期の中でも変異率が上昇する前後の大腸菌集団のシングルセルクローンを対象にGroELの野生型への復帰細胞を創出し解析し、GroELの二カ所の変異は高変異率下で蓄積される変異の有害効果を干渉し適応度を上昇させて行く機能を示すことを確認した。また従来の遺伝的浮動に比べ高速かつ高頻度に生じている中立変異固定についてヒッチハイク効果の可能性を同時に固定される変異の個別改変株を作製することで検証し、ヒッチハイク変異固定においても変異の固定順序が存在する可能性を確認した。3.更なる高温適応進化株の構築分子進化が加速されていた大腸菌株(培養523日株)を用いて0.2°C刻みで段階的に高い温度で培養することで更なる高温適応をはかり46.6°Cまでの進化に成功した。また未知温度への高温適応進化により適した大腸菌株を構築し実際の高温適応進化を検討した。1. 45°C適応大腸菌系譜に対する解析適応度上昇の速い時期の45°C適応過程大腸菌を用い前年度に同定した45°C適応で生じた変異の出現時期に基づき各変異の高温適応進化に与える機能評価を検討した。45°C適応進化過程の候補大腸菌集団についてシングルセル培養(クローン化)し個々の変異の出現時期を同定した。

また特定の変異が起こる前後の大腸菌クローンに対してトランスクリプトーム解析とゲノム変異解析を行った。複数クローンに対してゲノム情報、発現パターン及び集団適応度(増殖速度)の相関関係を評価した。これらの解析によりゲノム変異による発現パターンの変化が見られ高温適応における分子シャペロン群の発現の切り替えが観測された。機能未知の遺伝子群など有意に変化した遺伝子群を同定した。そして主要な大腸菌集団に対してタンパク質レベルの解析を行い変異や転写レベルとの関連づけを試みた。2. GroEL変異による有害変異緩衝効果の解析前年度にクローン化したゆっくりとした適応度上昇を示す時期(375-523日目まで)の大腸菌集団のシングルセルクローンを用いGroEL変異に伴う大腸菌集団中の遺伝的多様性の変化をGroELの野生型への復帰細胞を創出し解析することで検討した。高変異率条件下で固定された変異はGroEL変異の有無により適応度への寄与が大きく変化することが確認された。また従来の遺伝的浮動に比べ高速かつ高頻度に生じている中立変異固定についてヒッチハイク効果の可能性も検証した。3.更なる高温適応進化株の構築分子進化加速大腸菌株(培養523日株)を用いて更に高温適応させることで加速された分子進化が適応度等の表現型進化にどのように関連するか速い分子進化が高温適応進化を加速させるかを検証するため、523日目株を改変し高温適応進化過程の大腸菌解析が容易な大腸菌株の構築することとし改変対象となる遺伝子を確定させた。研究の推進に当たって、途中での計画の変更があったが、想定外の成果が得られているので、おおむね順調と評価した。新しい結果(中間分析の結果)を活かして、より精度の高い研究成果が得られる。25年度が最終年度であるため、記入しない。計画通りに研究が進められ、予定通りの検証結果が得られている。現在、最終年度に向けて、データの統合、解析のまとめ、論文化を進めている。本研究課題のキー遺伝子GroELが変異によって適応進化に緩衝効果をもたらすことを想定して検証実験を取り込んでいるが、ネットワーク解析の途中に、新たな変異が見つかり、GroELがその新しい変異遺伝子の共役によって、大腸菌が適応進化した可能性を示唆した。そのため、おおむねこれまでの計画に沿って研究を進めていくが、新しい変異を考慮した解析を実施する。本研究課題のキー遺伝子GroELに関わる変異による適応進化の検証実験を完成させる。シングルセル化した単一遺伝子型のネットワーク解析、とゲノム組換えによる検証解析を統合して、大腸菌高温適応進化においてGroELの役割を明らかにする。全体的に、おおむねこれまでの計画に沿って研究を進めていくが、新しい解析手法を取り入れることを試みる。
潜在看護師の自己効力感を強化する訪問看護継続教育プログラムの開発とその評価研究

本研究は,潜在看護師の自己効力感を強化するプログラムを実施し,評価することを目的とした。対象は,プログラム参加者11名である。比較群として,プログラムに参加しない潜在看護師15名を抽出した。成果変数は,「訪問看護実践効力」,「訪問看護に関する一般知識」,「訪問看護への就業意欲」の3点とし,介入前,後の測定を行った。介入前後のt検定において,2群間に有意な差は認められなかったが,参加者の訪問看護実践効力と就業への関心の継続及び知識の定着は認められた。全国におよそ55万人いるとされる潜在看護師(厚生労働省推計)のうち,訪問看護に関心が高い世代(20代および30代)を対象者として,訪問看護ステーションへの就業支援となる看護師養成校を拠点とした訪問看護継続教育プログラムの開発を目的とする.平成21年度目標は、ケースメソッドを導入した訪問看護継続教育プログラムの開発であった.具体的な研究成果は次の通りである.1)ケース教材の主要概念『在宅療養』に関する文献検討と教材開発Rodgers(2000)の概念分析の手法を参考に保健・医療、看護の領域における『在宅療養』の概念の使われ方をみるため、医中誌Web ver.4において、『在宅療養』と医療ニースの高い神経難病『ALS(筋委縮性側索硬化症』をキーワーズとし2003年2008年を検索対象年として検索した45文献について文献検討を行った.『在宅療養』の属性として、多職種によるチームアプローチ,看護による継続的な支援,が抽出され,この属性をケース教材に反映させた.さらに,国際開発高等教育機構のケースメソッド研修を受講し,在宅ケアの実践家との討議により教材開発を行った.2)大学および関係機関との協働による潜在看護師リクルート方法の決定大学就職センターおよび同窓会の協力を得て、同窓生6,000名を対象とし2009年6月発送予定の同窓会会報に教育プログラム参加者募集のチラシ封入実施予定となった.平成21年度は、潜在看護師の自己効力感を強化する訪問看護継続教育プログラムを行い、看護師養成校を拠点とした訪問看護への再就業に有効な教育プログラムのあり方について検討した。対象は、S大学同窓会を通じて研究協力の意向を示した参加者14名である。教育プログラムは、1)2009年11月23日(講義90分・演習90分)、2)2010年3月14日(ケースメソッド90分・パネルディスカッション90分)とした。調査項目は、1)対象者の属性、2)訪問看護への就業の意向、3)訪問看護に関する知識(15項目)、4)再就業に必要な学習環境、とした。なお、就業意向及び知識については、プログラム前、プログラム直後、1ヵ月後に対応のあるt検定を行った。プログラム参加者12名(回答率85.7%)から回答を得た。平均年齢は38.7±7.5歳で、現在就業中は41.7%、就学中は33.3%、無職は25.0%であった。看護職としての実務経験年数は、9.7±6.6年であった。プログラム実施直後の就業意向については、あり41.7%、ややあり8.7%、どちらともいえない33.3%、ややなし8.3%、なし8.3%、であった。また、実施直後の訪問看護に関する知識平均得点は、12.7±0.3点であった。看護就業意向および訪問看護に関する知識は、プログラム前後で有意な差は認められなかった。再就業にあたり必要な学習環境として、「学習を継続するために、励ましあえる仲間がいる」100%、「休日でも使用可能な学習施設の開放」84.6%、「素朴な疑問であっても対応してくれる指導者の存在」84.6%、があげられた。プログラム前後で就業意向及び知識に有意な差はみられなかったが、就業への関心の継続及び知識の定着はみられた。また再就業に必要な学習環境への関心は高かった。今後、看護師養成校が拠点となることで学習環境を整えることができる可能性が示唆された。平成22年度の研究においては,潜在看護師の自己効力感を強化する訪問看護継続教育プログラムを実施し,評価することを目的とした。対象は,教育プログラムに参加を希望した11名である。教育プログラムは6時間で,訪問看護への再就業を促進するプログラム内容とした。成果変数は,「訪問看護実践効力」,「訪問看護に関する一般知識(15点満点)」,「訪問看護への就業意欲」の3点とし,プログラム前,後の測定を行った。比較群として,教育プログラムに参加していない潜在看護師15名を抽出した。

プログラム参加者の属性は、平均年齢38.7±7.5歳,就業中5名(41.7%),就学中4名(33.3%),無職3名(25.0%)であった。プログラム後の就業意欲は、あり5名(41.7%),ややあり1名(8.7%),どちらともいえない4名(33.3%),ややなし1名(8.7%),なし1名(8.7%),であり、プログラム後の知識得点は12.7±0.3点であった。介入群の「訪問看護実践効力」「訪問看護に関する一般知識」「訪問看護への就業意欲」は、プログラム前後で対応のあるt検定において有意な差は認められなかった。また、対応のないt検定の結果においても,成果変数の得点変化に2群間で有意な差は認められなかった。しかしながら、就業への関心の継続及び知識の定着は認められた。さらに、参加者11名の内、3名が訪問看護事業所に再就業するに至った。今後看護師養成校が拠点となることで、学習環境や再就業支援体制整備ができる可能性が示唆された。以上から、本プログラムは再就業支援として一定の成果を得ることができたと思われる。
遷移金属二核錯体を用いた次世代制がん剤の開発

高いin vivo抗腫効果を発揮するテトラゾラト架橋錯体の構造活性相関を構築するために、テトラゾール5位に様々な置換基を導入した誘導体22種を新たに合成した。これらは高い細胞毒性を発揮し、シスプラチンに対する交叉耐性も克服していた。これらの錯体のJFCR39に基づく細胞毒性フィンガープリントは、他の制がん剤のそれらとは全く異なるものであった。テトラゾラト架橋錯体は、DNAの二次構造変化と高次構造変化を引き起こす。これらの構造変化は白金制がん剤で観察されることはなく、テトラゾラト架橋錯体は、DNAとのユニークな相互作用に起因する新たなメカニズムによって細胞を死に至らしめていると推定した。研究代表者らは、in vivo抗腫瘍活性を有するテトラゾラト架橋錯体[{cis-Pt(NH3)2}2(μ-OH)(μ-R-tetrazolato-N2,N3)]2+のリード化合物最適化を念頭に、テトラゾールC5位にエステル基を導入した一連のテトラゾラト架橋錯体を新たに11種合成し、1H、13Cおよび195Pt-NMR、およびMSを用いて帰属を行った。そして、これらの新規錯体がシスプラチンに対する交叉耐性を明らかに克服することを、シスプラチン耐性マウス白血病細胞(L1210/cis)に対する細胞毒性を測定することにより、確認した。また、制がんメカニズムの解明を念頭に、自己相補形10量体DNAとピラゾラト架橋錯体[{cis-Pt(NH3)2}2(μ-OH)(μ-pyrazolato]2+、トリアゾラト架橋錯体[{cis-Pt(NH3)2}2(μ-OH)(μ-1,2,3-triazolato]2+、またはテトラゾラト架橋錯体と混合し、二次元NMRスペクトルを用いて、その非共有結合性相互作用部位の特定を試みた結果、これらの錯体がDNAの副溝に強く結合することを確認した。研究代表者らは、さらに有効なリード化合物を創出するため、テトラゾールC5位を飽和炭化水素で修飾した一連の5-R-テトラゾールを架橋剤とする新規錯体[{cis-Pt(NH3)2}2(μ-OH)(μ-5-R-tetrazolato-N2,N3)]2+ (R = (CH2)nCH3 (n = 1-5), cyclohexyl, adamantyl)を新たに合成し、1H、13Cおよび195Pt-NMR、およびMSを用いて帰属を行った。新規錯体のA2780卵巣がん細胞に対する細胞毒性を検討し、ほとんどの新規錯体がA2780卵巣がん細胞に対してシスプラチンに対する交叉耐性も克服すること、およびテトラゾールC5位に導入したアルキル基の炭素鎖が長くなるほど、細胞毒性が低下するという傾向を確認した。次に、これらの錯体を子牛胸腺DNA水溶液に添加し、その構造変化をCDスペクトルにより観察した。CDスペクトル変化から、すべての新規錯体がB型DNAからC型DNAへの構造変化を引き起こすことが確認された。さらに、これらの白金錯体共存下でT4 phage DNAの高次構造変化を蛍光顕微鏡で観察した結果、高効率なDNAの凝縮が認められた。凝縮効率は、C5位のメチレン基数(n)が1から3の錯体においては、nの増加に伴って減少し、nが3-5の錯体においては、nの増加と共に上昇した。本研究で得られた結果を基に、テトラゾールC5位への飽和アルキル基導入による構造活性相関を構築し、DNAとの相互作用様式および親和性との関連を検討した。研究代表者らは、23種の制がんテトラゾラト架橋錯体[{cis-Pt(NH3)2}2(μ-OH)(μ-5-R-tetrazolato-N2,N3)]2+について、in vitroがん細胞増殖抑制活性を検討し、それらの構造活性相関を構築した。これに付随して、がん細胞内への薬物取り込みを、シスプラチン耐性細胞とその親株細胞について観察したところ、一連のテトラゾラト架橋錯体は、シスプラチン耐性細胞に、より多く取り込まれることを確認した。生物無機化学多くのテトラゾラト架橋白金(II)二核錯体誘導体の合成、スクリーニングが順調にすすんでいる。また、DNAとの相互作用様式についての研究も進展が得られた。より多くのテトラゾラト架橋白金(II)二核錯体の誘導体を合成することができ、また、すでに一群の誘導体の構造活性相関の構造活性相関の構築にも成功した。さらに、DNA凝縮効率も算出できた。当初の計画以上に進んでいるとも判断できるが、他の遷移金属を用いた誘導体の合成が進んでいないため、「おおむね順調に進展している」と評価した。

今後は、新たに合成したテトラゾラト架橋錯体のin vivo実験を実施し、更なるリード化合物の最適化を図ると共に、標的分子と推定されるDNAとの相互作用様式を詳細に検討し、制がんメカニズムの一端を解明する。また、がん細胞内への薬物取込み量等の生化学的指標も測定し、本錯体がどのような理由でシスプラチンに対する交叉耐性を克服しているのかを探求する。今後は、テトラゾールC5位にアルキル基以外の多様な置換基を導入し、更なる誘導体化実験を遂行し、より多くの誘導体を合成することによって、より有効なリード化合物の創出に繋げる。また、標的分子であるDNAとの相互作用様式については、溶液内実験だけでなく、X線結晶解析を用いて、結合部分と結合様式を詳細に検討する。また、新規化合物についてのin vivo実験も計画している。該当なし
金属錯体の非平衡及び不安定化学種のinーsitu分光電気化学計測

電気化学的手法と分光学的手法の利点を組み合わてた新しい分光電気化学的測定システムを開発し、その応用を目的として研究を行った。1.各種inーsitu分光電化学セルの作製と測定システムの構築:本研究では新しくi)inーsitu UVーVis及びCDスペクトル測定用光透過性薄膜分光電気化学セル,inーsitu螢光分光電気化学セル,inーsitu長光路簡易分光電気化学セルを開発した。測定システムは時間分解測定が可能な構成とした。2.Inーsitu分光電気化学法の応用:本研究で開発した分光電気化学測定法を用いて生物電気化学的計測を行った。その結果、i)inーsitu CD分光電気化学法を用いて電子移動に伴うチトクロムcの構造変化が酸化体生成の電子移動反応後100msecのオ-ダ-で遅れて生じることを認めた。さらに、機能性金属錯体としての蛋白質系に応用するため、フェレドキシンやヘモグロビンなどの金属蛋白質と電子移動が可能な機能性電極を開発した。ii)新規inーsitu螢光分光セルを作製し、リボフラビンを用いてその特性を評価した。また、通常のボルタンメトリ-法では測定できない電子移動速度の遅い物質の酸化環元挙動について、明確な測定が可能となるDerivative Cyclic Voltafluorometry(DCVF)と名付けた新規分光電気化学的手法に展開できることを示した。さらに、iii)時間分解SERS法を用いた電極表面吸着種の酸化環元挙動のdynamicsをフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)を例にとって測定した。また、電極触媒反応と関連して、iv)触媒種の電極上への吸着挙動を定量的に評価できる長光路セルを用いた新規inーsitu簡易分光電気化学法を開発し、大環状ポリアミン金属錯体の水銀電極上への吸着挙動の測定によって、この錯体を用いたN_2Oの触媒環元反応機構を解明した。