hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポジトロニウム励起状態の磁気クエンチ効果の研究

励起レーザーには波長972nmのCr:LiSAFレーザー(既存装置)の四倍高調波を使用する。波長243nmの四倍高調波のエネルギーを増大させるため、新たに非線型結晶BBOの形状設計を行い、目的とする波長、出力のレーザー発振を確認した。また、レーザー光をポジトロニウム生成ターゲットに導入するための真空チャンバーと光学系を新たに構築した。真空チャンバー内では、ヘルムホルツ・コイルの磁場によって輸送されてきた陽電子ビームを磁場のない状態でもターゲットに照射する必要がある。磁場系から非磁場系への輸送の予備実験を電子ビームを用いて行い、60%以上の効率で輸送できる事を確認した。ただし、実際の陽電子ビームは、この実験に使用した電子ビームよりエネルギー広がりが大きいため、実際の輸送効率は小さくなると思われる。本研究は、電子-陽電子の束縛状態である、水素様原子、ポジトロニウム(Ps)の基底状態(1s)と励起状態(2P)間のレーザー励起を磁気クエンチ効果を用いて観測し、1s→2p遷移を用いるレーザー冷却法の原理的確認を目的とする。Psの1s-2p準位のエネルギー差は5.1eVであり、波長243nmの紫外レーザーにより、励起を行う。このレーザーはCr : LiSAF結晶を972nmで発振させ、4倍高調波を取り出すことによって得ることができる。Psは、そのスピン状態により、para-Ps(pPs,スピン1重項、寿命0.125nsec)とortho-Ps(oPs,スピン3重項、寿命142nsec)に分けることができる。pPsは主に2光子に崩壊し、oPsは主に3光子に崩壊する。Psの質量は1022keVであるため、2光子崩壊の時は511keVの光子が反対方向に放出され、3光子崩壊の時は、0511keVの連続分布となる。Psに磁場をかけると、ゼーマン効果により、oPsとpPsの混合が起こる(磁気クエンチ)。1s状態では、磁気クエンチを起こすには数kGaussの磁場が必要とされるが、2p状態では数百Gaussの磁場で磁気クエンチが起きる。この性質を利用して、Psの1s→2p励起を確認することができる。即ち、磁場中のPsにレーザーを照射し、1s→2Pを起こすとoPs-pPsの混合が起きる。pPsはoPsに比べて1/1000以下の寿命なため、すぐに崩壊し、みかけ上、oPsからpPsへの一方的な移行が観測される。実験では、500Gaussの磁場中でPsの崩壊時間分布とγ線のエネルギー分布をレーザーONとOFFの状態で観測した。レーザーON時にはOFF時に比べて、511keV付近のγ線数増加とOnsec付近で崩壊するPs数の増加が観測された。このことから、レーザー励起による1s→2P励起と2P状態の磁気クエンチによるoPs→pPsの移行が確認できた。
III-N-RE混晶半導体/Siを用いた光電子融合デバイス・システムの開発

AlGaN窒化物混晶に希土類元素をパーセントオーダー導入したIII-N-RE混晶を発光層として用いた発光デバイスの開発と、これをSi基板上にウエハ融着法を用いて一体化することで、光電融合デバイス・システムを開発する事を目的として研究を行った。この研究を通して、以下の成果を得た。(1)イオン注入法を用いて作製したAlGaREN混晶の光学利得が、100cm^<-1>を越える非常に大きな値を有することを明らかにした。これにより、ワンチップ超小型光増幅器への展開が示された。(2)AlGaEuN中のEu励起効率が約30%であることと、400Kにおいても発光効率が低温の50%を維持可能であることを示した。(3)AlGaN/GaN異種接合トランジスタ構造にイオン注入法を用いて発光層となるGaEuN混晶層を2次元電子ガスチャネルに形成した3端子型ホットキャリア励起発光デバイスを実現した。(4)電流注入型の発光素子実現のため、MBE法を用いてAlGaEuN混晶の成長条件を確立し、単一量子井戸構造からの良好な発光特性を得た。(5)GaN/サファイアウエハにSiを直接融着させた場合、融着によりGaN層の発光強度が大きく低下する事が分かった。GaNとSiとのウエハ融着プロセスの大幅な見直しが必要である。以上の成果より、Si/GaN系光電子融合デバイス実現に向けた問題点が明らかにされ他と共に、耐温度特性に優れた発光デバイス実現の可能性が示された。AlGaN窒化物混晶に希土類元素(RE:Eu^<3+>,Tb^<3+>,及びEr^<3+>)をパーセントオーダー導入したIII-N-RE混晶を用いた発光層を内包したウエハを形成し,一連のプロセスによりSi集積回路と発光デバイスを一括構築する事を目的として,発光層の高品質化とSi/III-N-RE/Siウエハ構造の実現を目指して研究を行った。本年度は,主にイオン注入を用いた発光デバイス構造作製に関して,発光特性の評価と再成長プロセスを,デバイス一括形成プロセスを念頭に置いたエピタキシャル成長γ-Al_2O_3/Si上へのIII-N成長の最適化および,がんとSiの融着について検討を進めた。以下のような成果を得た。2.Al_xGa_<1-x>N層にイオン注入法を用いてEu, Tb,およびEr原子を導入し,自分解発光特性の評価を行い,母結晶からのエネルギー移送過程のモデルを構築した。ものモデルを,活性層の活性化プロセスの最適化に対する指針として用いることで特性改善が見込まれる。3.GaN/SiウエハにSiウエハの表面を合わせて加圧・加熱する事でGaNとSiを直接結合させ,ウエハを融着させることに成功した。以上の結果より,Si/III-N-RE/Si構造実現に目処を得た。この結果を踏まえて,デバイス構造の設計を開始すると共に,イオン注入により形成したAlGaN:RE活性層上へのAlGaNクラッド層の再成長に関する検討を進めている。AlGaN窒化物混晶に希土類元素(RE:Eu^<3+>, Tb^<3+>,及びEr^<3+>)をパーセントオーダー導入したIII-N-RE混晶を用いた発光層を内包したウエハを形成し,一連のプロセスによりSi集積回路と発光デバイスを一括構築する事を目的として,発光層の高品質化とSi/III-N-RE/Siウエハ構造の実現を目指して研究を行った。本年度は,主にイオン注入を用いた発光デバイス構造作製に関して,発光特性の評価とデバイス一括形成プロセスを念頭に置いたSi上へのAlGaN成長層を内蔵したSi/III-N/Si構造の形成について検討を進めた。1.Al_xGa_<1-x>N層にイオン注入法を用いてEuおよびTb原子を導入し,時分解発光特性の評価を行い,母結晶からのエネルギー移送過程のモデルを構築した。

2.Euをイオン注入したAlGaN導波路構造を作製し,光増幅率を測定した。この結果より,高い光学利得が得られることが判明した。3.Eu添加AlGaNを用いてEL素子を試作し,室温にて赤色発光を確認した。以上の結果より,Si/III-N-RE/Si構造実現に目処を得た。この結果を踏まえて,デバイス構造の設計を開始すると共に,イオン注入により形成したAlGaN:RE活性層上へのAlGaNクラッド層の再成長に関する検討を進めている。AlGaN窒化物混晶に希土類元素をパーセントオーダー導入したIII-N-RE混晶を発光層として用いた発光デバイスの開発と,これをSi基板上にウエハ融着法を用いて一体化することで,光電融合デバイス、システムを開発する事を目的として研究を行った。この研究を通して,以下の成果を得た。(1)イオン注入法を用いて作製したAlGaREN混晶の光学利得が,100cm^<-1>を越える非常に大きな値を有することを明らかにした。これにより,ワンチップ超小型光増幅器への展開が示された。(2)AIGaEuN中のEu励起効率が約30%であることを示した。(3)AIGaN/GaN異種接合トランジスタ構造にイオン注入法を用いて発光層となるGaEuN混晶層を2次元電子ガスチャネルに形成した3端子型ホットキャリア励起発光デバイスを実現した。(4)電流注入型の発光素子実現のため,MBE法を用いてAIGaEuN混晶の成長条件を確立し,単一量子井戸構造からの良好な発光特性を得た。(5)GaN/サファイアウエハにSiを直接融着させた場合,融着によりGaN層の発光強度が大きく低下する事が分かった。GaNとSiとのウエハ融着プロセスの大幅な見直しが必要である。以上の成果より,Si/GaN系光電子融合デバイス実現に向けた問題点が明らかにされ他と共に・耐温度特性に発光デバイス実現の可能性が示された。
バンド3関連蛋白質の淡白化学的分析と、各種疾患における発現

1)バント3関連蛋白質の検出と精製すでに免疫組織染色法によってその存在を確認していたラット脳のバンド3関連蛋白質を、ウェスタンブロッティングによって更に確認した。主として染まる約40kDaのバンドは、ミトコンドリア、ミクロソーム、シナプトソームなどの膜分画に多く見られた。このタンパク質に注目し、精製を行った。ラット脳の膜分画を4%SDS/8M Ureaに可溶化し、ゲル濾過(TSK G-3000SW)にて粗分画に分け、逆相HPLC(Phenyl 5PW)でrichとなったフラクションを用いて、SDS-PAGEゲルからの切り出し、抽出を行った。切り出したタンパク質はさらに逆相HPLCで精製し、銀染色によっても、ウェスタンブロッティングによってもシングルバンドであることを確認した。精製したタンパク質の一次構造を決定する目的で、まず直接アミノ酸シークエンサーにかけたが、全くアミノ酸配列は得られず、N末端はブロックされていると考えられた(ブロックの性質については未解析)。内部一次構造を得るためにリジルエンドペプチダーゼや臭化シアンによる切断を行い、逆相HPLC(Cosmosil 5C8,Chemcosorb 300-7Dph)で分離できたペプチドを順次アミノ酸シークエンサーにかけた。得られた配列はデータベース検索(BLAST)を行ったが、既知のタンパク質ではないようである。現在、判明したアミノ酸配列からオリゴヌクレオチドを作製し、抗体と併せて、ラット脳のcDNA libraryのスクリーニングを開始している。2)各種病態におけるバンド3タンパク質ファミリーの変化尿沈渣中に存在する尿細管上皮細胞のバンド3タンパク質が、各種腎疾患において変化している(部分分解と考えられる)ことを,沈渣細胞のウェスタンブロッティングによって検出した。3)培養細胞におけるバンド3関連蛋白質PC12,MIN6,HepG2などの分泌系細胞について、ウェスタンロッティングを行ったところ、ラット脳で検出された40kDaのバンドが同様に検出され、他にも細胞の形態変化に相関するように発現されるいくつかのバンドが見られた。1)において精製したラット脳のタンパク質に対して抗体を作製し、これらの細胞でも染めてみる計画である。
新奇物質探索ツール構築に向けたセリンペプチダーゼの構造生物学的解析

D-体特異的アミノ酸アミド加水分解酵素(DAH)は“アミノリシス"を触媒するセリンペプチダーゼであり、新奇機能物質の探索ツールへの応用が可能である。DAHのX線結晶構造解析を行った結果、1.6Åの解像度で結晶構造が決定され、活性中心を擁する大きなくぼみと、活性中心に小さなポケットが存在していた。ポケットを構成する残基をAla置換し、アミノリシスへの影響を調べた結果、Ile336をAlaに置換することで、アミノリシスにおけるアシル受容体特異性の幅が広がり、アミノリシス活性の増強に効果的であることが明らかとなり、ポケットの形状の変化がアミノリシス活性を向上させている要因であることが予測された。MEROPSのfamily S12に分類されるセリンペプチダーゼの中には、加水分解の副反応として高いアミノリシス活性を示す酵素があり、その機能はものづくりや新奇物質/新奇機能の探索研究に応用可能である。我々が保有する放線菌のD体特異的アミド加水分解酵素(DAH)は、family S12に属するアミノリシス活性が高い酵素であり、反応液中にアミン類を10 mM仕込むと、水(約55 M)の1/5,500濃度のアミノ基を認識し、アミノリシスを触媒する。本研究では、アミノリシスの反応機構の解明と機能性物質構築ツールとしての利用可能性の拡大を目的として、DAHの立体構造解析を行った。DAHは、アミノ酸誘導体とジアミノアルカンを基質として反応を行うと、両化合物の縮合物が得られる。またDAHにジアミノアルカンを添加すると、正四面体結晶が形成される。そこで、得られた結晶を使用してX線結晶構造解析を行った結果、約1.49Åの解像度でDAHの構造が決定された。本酵素の分子表面には大きな空洞があり、その底に活性中心Ser残基が存在していた。また、活性中心の傍には小さな窪みが存在し、構造既知の類似酵素と重ね合わせて解析した結果、窪みは基質ポケットであることが示唆された。基質ポケットを構成する残基のうち、Gly及びAla以外をAlaに置換し、アミノリシス活性を調べた結果、Ile266及びIle338をAlaに置換すると、野生型DAHと比較してアミノリシスでのアシル受容体特異性の幅が広がり、より大きな分子や疎水性の高い分子もアシル受容体として認識できるようになった。これらの結果は、基質ポケットの形状変化と関係していることは確実であり、ポケットの広さの拡大が、大きい分子や疎水度の高い分子をアシル受容体として認識できるようになる要因となると考えられた。MEROPSデータベースのfamily S12に分類されるSerペプチダーゼの中には、加水分解の副反応として高いアミノリシス活性を示す酵素が多く、その機能はペプチド/アミノ酸を対象とした新奇物質/新奇機能の探索研究に応用可能である。我々はこれまでに、放線菌のfamily S12酵素であるD体特異的アミノ酸アミド加水分解酵素(DAH)を対象に、ペプチドの合成に係る研究を進めてきた。本研究では、アミノリシスの反応機構の解明と機能性物質構築ツールとしての利用可能性の拡大を目的として、DAHの立体構造解析とそこから導き出される機能との相関解析を行った。昨年度の研究においてDAHの立体構造が決定され、その構造と機能との相関について考察された。また、活性中心ポケットの残基のAlaスキャンにより、Ile266とIle338がアミノリシスにおけるアシル受容体認識に関わることを突き止めた。本年度では、Ile266とIle338、及び立体構造で確認されたジアミノアルカンとの相互作用に関わる残基に焦点を当て、変異解析による残基の機能の解明及び生成物多様性の拡大を目標とした。Ile266及び338については、Ala以外にもGlyやSerへの置換により、アシル受容体認識に大きな変化が見られ、生成物としてより長いペプチドの合成が実現した。そこで両Ile残基の2重変異で更なる大きなペプチドの合成にチャレンジしたが、2重変異による顕著な効果は見られなかった。一方で、ジアミノアルカンとの相互作用に関わる残基の機能解析では、Alaスキャンを行うことでThr145が重要な残基として同定され、本残基を嵩高い残基に置換するとアミノリシス活性が向上し、酸性アミノ酸に置換すると加水分解活性が向上した。以上の結果から、Thr145は加水分解における水の認識の一部に関わっている可能性が示唆された。当初の計画では、放線菌由来のD体特異的アミノ酸アミド加水分解酵素(DAH)の活性部位を構成する残基を様々な別のアミノ酸残基に置換し、生成物多様性の拡大を2年目(平成27年度)に計画しており、研究実績の概要に示されるよう、DAHの活性部位を構成する残基の変異による機能解析を通し、いくつかの変異酵素で、合成されるペプチド(生成物)の長さの延長が実現した。得られた結果の中で、昨年度は基質ポケットのスペース拡大が、アシル受容体の特異性が変化することが示されたが、今年度では、スペース拡大以外にも活性部位のアミノ酸残基の置換基の違いで、アシル受容体の多様性に変化がきたされることが証明され、更には加水分解の制限/アミノリシス活性の向上にも繋がる変異酵素も得られた。これは、DAHが合成できるペプチドの多様性

拡大について理論的なデザインにより可能にするヒントを得たことになり、本プロジェクトの「機能性物質探索に寄与できる、より強力な生体触媒の創出」の実現に向け、大きく前進したことになる。最終年度(平成28年度)では、DAHと、これまでに得られた変異酵素の反応を使用し、アミノ酸/ペプチド類を中心としたケミカルライブラリーを構築し、新たな機能物質の探索に着手する予定である。これら次年度の研究予定も含め、当初に予定していた計画は、概ね予定通りに進展している。MEROPSデータベースのfamily S12に属するペプチダーゼは、主にD-アミノ酸を認識し、いくつかの酵素からは加水分解の副反応としてアミノリシスによるペプチド結合形成反応も報告されている。我々が見出したD体特異的アミノ酸アミド加水分解酵素(DAH)もfamily S12に属しており、高いペプチド結合形成能を有する。これまでの本補助金研究により、本酵素の立体構造が解明され、ペプチド結合形成能の構造的要因が考察されたと共に、変異により特異性が変化した酵素が取得された。本補助金研究の最終年度(2016年度)では、多重変異による酵素の基質認識のデザインを試みたと共に、様々な短鎖ペプチドの酵素合成ライブラリーを構築して新奇機能物質探索研究に着手した。・基質ポケットを埋めることによる小さなアミノ酸への特異性改変:ポケットを構成する小さな残基に焦点を当て、構造予測ソフトを駆使して基質ポケットが埋められたDAHをデザインした。続いてデザインされたDAHを構築し、特異性の変化を評価したところ、アミノ酸アミドには認識が弱くなったが、アミノ酸エステルに対して活性を維持していた。一方で小さなアミノ酸に対する反応性に大きな変化は見られなかった。・基質ポケットの最大限の拡大:ペプチドライゲーションを可能にする酵素の取得を狙い、最大限基質ポケットを拡大した変異酵素をデザインし、機能を評価した。可溶性の酵素は取得されたが活性が完全に失われ、CDスペクトルから折りたたみに問題があることが確認された。・短鎖ペプチドの酵素合成ライブラリー構築と機能物質探索:基質の組合せが異なる酵素反応液を2000種作成し、これをライブラリーとして培養細胞による抗体医薬生産への影響を評価した。その結果、Tyrが入った酵素反応液を培地に少量添加することで、約1.4倍の培養細胞による抗体生産の向上が確認された。D-体特異的アミノ酸アミド加水分解酵素(DAH)は“アミノリシス"を触媒するセリンペプチダーゼであり、新奇機能物質の探索ツールへの応用が可能である。DAHのX線結晶構造解析を行った結果、1.6Åの解像度で結晶構造が決定され、活性中心を擁する大きなくぼみと、活性中心に小さなポケットが存在していた。ポケットを構成する残基をAla置換し、アミノリシスへの影響を調べた結果、Ile336をAlaに置換することで、アミノリシスにおけるアシル受容体特異性の幅が広がり、アミノリシス活性の増強に効果的であることが明らかとなり、ポケットの形状の変化がアミノリシス活性を向上させている要因であることが予測された。当初の計画では、放線菌のD体特異的アミド加水分解酵素(DAH)の立体構造解析と、そこから予測される基質認識やアミノリシス反応に大きく関わりのある残基の予測やAla置換による機能解析を初年度(平成26年度)に計画しており、研究実績の概要に示すよう、DAHの立体構造が解明され、そこで見つけられた基質ポケットがアミノリシス反応に関連していることを初年度で明らかにできたことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
古代の宮殿および官衙の占地に関する復元的研究

本研究は、近年の考古学的調査の進展に鑑み、発掘遺構および地理的な事象や文献史料の再検討を通じて、従来不明であった7世紀以前の宮殿の所在を具体的に推定すること、そして占地の面を中心に、宮殿や官衙としての通有の特徴と、時代や地域による変化を把握することを目的とした。このため、まず7世紀代の宮殿を対象に、水系上の位置や標高および周囲との比高、当時の主要道路との関係などを整理し、それに基づいて6世紀以前の諸宮に関する考古学的データを収集した。そして、得られたデータと『日本書紀』『古事記』『扶桑略記』『帝王編年記』などの基本的文献を軸に、具体的な候補地を選定し、史料との整合性および占地の面から妥当性を検討した。あわせて現地に赴いての踏査も実施し、官衙の占地についても、78世紀を中心に、宮殿との比較の観点から資料の収集をおこなった。大和のほとんどの宮殿は、大局的には奈良盆地の縁辺部に位置し、立地や眺望のうえで、尊崇の対象となった山々との緊密な結びつきが看取されるが、こうした立地は防御面でも有効であった。また、地形的には、初瀬川とその支流が形成した低位段丘面に占地する例が圧倒的で、周囲にくらべ高燥かつ充分な面積を確保できる空間を選択したことがうかがえる。そして、多くが当時の主要な交通路と直接結びつくか、それらを比較的間近に望見できるような交通の要衝に位置していた。一方、宮殿の所在地は、磯城地域に集中する段階から、飛鳥→石上→泊瀬→磐余という宮地の輪奐を経て、6世紀には磐余地域、7世紀には飛鳥地域に一定の集中を見せるようになる。その背景には、政治機構の発達と局地的防御体制の構築があり、同時に、仏教寺院の受容後は、それと結びつくかたちで、王権を象徴する視覚的モニュメントとしての効果が意図されたものと考えられる。本研究は、近年の考古学的調査の進展に鑑み、発掘遺構および地理的な事象や文献史料の再検討を通じて、これまで不明であった7世紀以前の宮殿の所在を具体的に推定すること、そして当時の交通路との関係を含めた占地の面を中心に、宮殿として通有の特徴の存否ならびに時代や地域による変化を明らかにすることを目的としている。初年度にあたる本年度は、まず、その所在が明らかになった7世紀代の諸官について、占地の面から、水系上の位置、標高および周囲との比高、丘陵や平地との相互関係、主要道路および前代の宮殿所在地からの方向と距離などの属性を、宮殿ごとに整理した。また、関連地域における考古学的なデータを収集して、豪族居館や宮殿としての可能性をもつ遺構を抽出し、建築全体の規模、柱掘形の大小、柱間寸法の長短、付帯施設の有無と状況、一般集落との位置関係、出土遺物の状況などのデータを整理する作業をおこなった。これらを、宮殿であることが確実な既知の遺構と比較することにより、性格を判断する材料とすることができる。一方、『日本書紀』『古事記』および『扶桑略記』『帝王編年記』などの基礎的な文献を対象に、関連記事を含めた史料を収集し、宮殿記載についての妥当性を検討する作業を開始した。また、上記の作業と並行して、実際に現地に赴いての踏査を開始した。

机上で検討した状況との間に齟齬がないかを検証するとともに、地図上では充分に知りえない部分の補足的な調査と記録の作成を目的としたもので、本年度は、7世紀の諸宮をおもな対象に、奈良盆地南部を中心とする地域で実施した。さらに、それらを同時期のほかの関連施設の立地と比較するため、、他地域についても、一部踏査をおこなった。本研究は、近年の考古学的調査の進展に鑑み、発掘遺構および地理的な事象や文献史料の再検討を通じて、これまで不明であった7世紀以前の宮殿の所在を具体的に推定すること、そして当時の交通路との関係を含めた占地の面を中心に、宮殿として通有の特徴の存否ならびに時代や地域による変化を明らかにすることを目的としている。2年目にあたる本年度は、その所在がいまだ判明していない67世紀の諸宮をおもな対象に、具体的な候補地を地図上でそれぞれ選定し、文献史料との整合性および占地の面から、妥当性の検証をおこなう作業を開始した。そして、水系上の位置、標高および周囲との比高、丘陵や平地との相互関係、主要道路および他の宮殿所在地(推定地)からの方向と距離などの属性を、宮殿ごとに整理して比較・分析した。また、周辺地域を含めて考古学的なデータを収集し、豪族居館や宮殿の可能性をもつ遺構を抽出して、建築全体の規模、柱掘方の大小、柱間寸法の長短、付帯施設の有無と状況、一般集落との位置関係、出土遣物の状況などのデータを整理する作業をおこなった。これらを、既知の確実な宮殿遺構と比較することにより、性格を判断する材料とすることができる。一方、上記の作業と並行して、実際に現地に赴いての踏査も継続しておこなった。机上で検討した状況との間に齟齬がないかを検証するとともに、地図上では充分に知りえない部分の補足的な調査と記録の作成を目的としたものである。本年度は、6世紀の諸宮をおもな対象に、奈良盆地南部を中心とする地域で実施し、官衙についても、78世紀を中心に、宮殿の立地との比較を含めて、一部現地踏査を開始した。本研究は、近年の考古学的調査の進展に鑑み、発掘遺構および地理的な事象や文献史料の再検討を通じて、これまで不明であった7世紀以前の宮殿の所在を具体的に推定すること、そして当時の交通路との関係を含めた占地の面を中心に、官殿として通有の特徴の存否ならびに時代や地域による変化を明らかにすることを目的としている。3年目にあたる本年度は、所在がいまだ判明していない6世紀およびそれ以前の諸宮をおもな対象として、考古学的なデータを収集し、豪族居館や宮殿の可能性をもつ遺構を抽出する作業を実施した。そして、建築全体の規模、柱掘方の大小、柱間寸法の長短、付帯施設の有無とその状況、一般集落との位置関係、出土遺物の状況などの比較・検討をおこなった。こうして得られたデータおよび、『日本書紀』『古事記』『扶桑略記』『帝王編年記』などの基礎的な文献から抽出した関連史料を軸に、具体的な候補地を地図上でそれぞれ選定し、文献史料との整合性および占地の面から、妥当性の検証をおこなった。この過程で、水系上の位置、標高および周囲との比高、丘陵や平地など地形的な条件、主要道路および他の宮殿所在地(推定地)からの方向と距離などの属性を、宮殿ごとに整理して比較・分析した。また、上記の作業と並行して、実際に現地に赴いての踏査も継続して実施した。本年度は、6世紀およびそれ以前の諸宮をおもな対象に、奈良盆地のほぼ全域にわたって実施し、官衙についても、78世紀を中心に、宮殿の立地との比較の観点から、現地踏査をおこなった。
記憶抑制による評価低下メカニズムの多面的解明と一般性の検証

本研究では,指示忘却・検索誘導性忘却による価値の低下とし,2018年度は主に実験実施の準備や情報集を主として行った。その中で,本課題と関連する研究も実施している。例えば,検索誘導性忘却に関する研究として系列記憶に関する検索誘導性忘却の研究を実施した。系列記憶は項目自体の記憶である項目記憶(item memory)と順番の記憶である順序記憶(order memory)に分離できるとされている。言い換えれば,何を覚えたかという記憶が前者であり,どの順番で覚えたかが後者である。この研究では順序記憶だけを対象とする実験パラダイムを考案した上で,順序記憶の検索誘導性忘却が生じるかを調べた。その結果,順序記憶においても検索誘導性忘却が生じることが明らかになった。これまでの系列記憶の忘却理論では干渉(interference)による説明のみが述べられていたが,この研究によって系列記憶の忘却メカニズムとして抑止(inhibition)による説明も可能だと考えられる。また,現在,実験実施の準備として刺激選定のためのオンライン調査およびにオンライン実験プログラムも準備を進めている。オンライン調査によって様々な刺激の価値情報を収集した上で,適切な刺激を選定し,記憶の抑制による価値低下の実験を行う。オンライン実験プログラムについても,指示忘却・検索誘導性忘却ともに概ね完成している。オンライン調査に基づいて刺激選定を行った上で刺激を実装した上でテストを行い,実験実施を行う。2018年度の途中で,所属機関の異動があったため,研究準備に遅延が生じている。特に新しい所属機関での実験・調査実施前の倫理委員会の審査に想定以上の時間がかかった点が大きな理由である。2019年度の4月の倫理委員会の承認が下りたため,倫理申請前から準備を進めていた実験・調査を本格的に実施する予定である。また,国内外の関連学会に参加し,最新の知見の情報収集にも努める。所属機関の異動に伴い,研究計画の多少の遅延が生じたため。
超高集積回路に用いられる3次元トランジスタの動作機構の研究

(1)3次元MOSトランジスタの動作機構の解明従来、申請者等は、SURROUNDING GATE TRANSISTOR(SGT)と名付けた新しい3次元MOSトランジスタを1988年に発明提案し、1991年には、0.6ミクロンの加工技術を用いて試作に成功し、そのトランジスタ動作を検証してきた。しかし、上記3次元MOSトランジスタをさらに高性能化し、集積化していくためには、デバイスの動作原理を明確にする必要があった。従って、本研究では、上記SURROUNDING GATE TRANSISTOR(SGT)の動作特性の動作原理を第一原理より解析した。具体的には、完全空乏状態下において、世界で初めて、SGTにおけるゲート容量モデル、しきい値モデル、チャネル中を伝導する電荷のモビリティーモデルにおけるしきい値モデルを提案し、解析的に定式化している。これらの結果を用いて、世界で初めて、完全空乏型SGTの強反転領域における電流・電圧特性のモデルを提案し、解析的に定式化している。この研究結果により、従来の平面型MOSトランジスタと比較して、SGTは原理的に、高駆動能力を有し、将来の超高速シリコン集積回路の基本素子として有望であることを示せた。(2)研究の総括以上述べてきたように、本年度までにSGT型3次元MOSトランジスタの動作特性を系統的に解析し、SGT型3次元MOSトランジスタの特性を決める構造パラメータを抽出した。これらの解明された解析結果を用いて、SGT型MOSトランジスタの動作機構のモデル化を行った。具体的には、SGT型MOSトランジスタの電圧・電流特性を解析的に定式化することに成功した。この結果、3次元MOSトランジスタにおける動作速度、電力消費、微細構造を律速している要因を明確にできた。これにより、より高性能な新しい構造の高性能3次元MOSトランジスタに対する設計指針が提案できた。(1) 3次元MOSトランジスタの動作機構の解明従来、申請者等は、SURROUNDING GATE TRANSISTOR(SGT)と名付けた新しい3次元MOSトランジスタを1988年に発明提案し、1991年には、0.6ミクロンの加工技術を用いて試作に成功し、そのトランジスタ動作を検証してきた。従来、申請者等は、半導体基板上に半導体の同心円柱を形成し、その柱の下部にソース、その柱の上部にドレイン、その柱の側面にゲートを形成する構造を有するSURROUNDING GATE TRANSISTOR (SGT)と名付けた3次元MOSトランジスタを1988年に発明提案し、1991年には、0.6ミクロンの加工技術を用いて試作に成功し、トランジスタ動作可能であることを検証してきた。しかし、上記3次元MOSトランジスタをさらに高性能化し、集積化していくためには、デバイスの動作原理が必要であった。従って、本研究では、上記SURROUNDING GATE TRANSISTOR (SGT)の動作特性の動作原理を第一原理より解析した。今後の研究期間にて、3次元MOSトランジスタの動作速度、電力消費、微細構造を律即している要素を解明する。第一に、完全空乏状態下のSGT型3次元MOSトランジスタにおける静的電圧電流特性及び、しきい値に対するゲート長、シリコン柱半径、ゲート酸化膜厚等のデバイス構造依存性を明らかにした。この解析結果により、ゲート長を短くするほど、また、シリコン柱半径を小さくするほど、また、ゲート酸化膜厚を薄くするほど、また、シリコン柱半径/ゲート酸化膜厚の比を小さくするほど、SGT型3次元MOSトランジスタのしきい値は低くなり、また、駆動電流能力が向上することを明らかにした。

この研究結果により、SGT型3次元MOSトランジスタの高駆動能力化い対するデバイス設計指針が明らかにされた。また、SGT型3次元MOSトランジスタにおけるゲート遅延特性等の過渡特性を解析的に解析した。この研究結果により、従来の平面型MOSトランジスタと比較して、SGT型3次元MOSトランジスタは、原理的に高速動作性を有していることを明らかにした。第二に、上記デバイス設計指針に基づき、SGT型3次元MOSトランジスタの試作を開始した。具体的には、SGT型3次元MOSトランジスタの試作に必要な、要素プロセスの研究開発をした。今後の研究期間にて、平成8年度、9年度で解析的に明らかにしてきたSGT型3次元MOSトランジスタの高駆動能力性及び、高速動作性を実験的に検証すると共に研究の総括を行う。(1) 3次元MOSトランジスタの動作機構の解明SGT型3次元MOSトランジスタの動作機構を解析した。具体的には、SGT型3次元MOSトランジスタのしきい値を初めとする静特性に対して、シリコン柱直径、ゲート酸化膜厚等の構造パラメータ依存性を系統的に解析した。その結果、SGT型3次元MOSトランジスタの特性を決める構造パラメータが抽出できた。(2)総括本年度までに解明された解析結果を用いて、SGT型MOSトランジスタの動作機構のモデル化を行った。具体的には、SGT型MOSトランジスタの電圧・電流特性を解析的に定式化することに成功した。この結果、3次元MOSトランジスタにおける動作速度、電力消費、微細構造を律速している要因を明確にできた。これにより、より高性能な新しい構造の高性能3次元MOSトランジスタに対する設計指針が提案できた。
痴呆性高齢者の記憶再生による生活共生の援助技術

痴呆性高齢者(アルツハイマー病型の認知症)の記憶再生による生活共生の援助技術を開発した。この援助技術はアルツハイマーの人と対話者の関係を構築するものである。対話者の支援と協働により、アルツハイマーの人の社会参加と自己実現がなされることが実証された。アルツハイマーの人の遺存機能に基礎をおく「人生回想」と「共同語り」により、本人の「自己統合」と「信頼関係形成」が強められることが明らかになった。その内容はつぎのとおりである:1.本人は感覚機能と感情機能が健康に、しかも、加齢相応に働いている。本人は自らの遺存機能の助けにより、自己像、時代像、家族像や役割関係を認識することができる。本人は、昔の体験記憶を基にして、現在の心の動きを成り立たせている。2.本人はその記憶細胞の喪失に伴って、その記憶内容が失われている。本人は遺存記憶の情報を基にして、目の前の環境である家族、友人、今の時代というものを理解しようとしている。対話者がアルツハイマーの人の社会参加を支えつづけることにより、本人は不安を持つことなく現実を受け止めることができる。3.本人と対話者は、信頼関係と役割発揮をとおした感動的体験を共有することができる。4.本人は感動的体験を積み重ねることにより、新しい長期記憶(馴染み)を形成する。5.本人は、馴染みの環境と文物、馴染みの関係と役割、馴染みの感覚と感情が立ち現れることによって、自らの記憶再生ができ、対話者との生活共生が可能になる。以上の知見を基にして、アルツハイマーの人を理解するアニュアル、アルツハイマーの人と語らうマニュアル、アルツハイマーの人と同行するマニュアルを作成した。初年度は、研究協力施設・グループホームにおける対象者の状況と対応の把握、研究協力施設・グループホームへの研究計画の説明・確認、研究協力職員め研究方法の説明・研修、および、対象者の生活史・社会関係と記憶機能障碍・遺存記憶機能の状況を把握した。1研究協力施設・グループホームにおける痴呆性高齢者の状況と対応について(1)研究協力施設・グループホームにおける痴呆性高齢者の状況(1)施設における高齢者の痴呆症罹患率が高まっていることと、痴呆の進行の程度が重いこと。(2)グループホームにおける痴呆性高齢者の割合は高いが、痴呆の進行の程度が軽いこと。(2)研究協力施設・グループホームにおける痴呆性高齢者への対応(1)施設は、痴呆性高齢者の居住形式の「ユニット」化により、入所者の遺存記憶機能と経験記憶内容を基に日常生活の支持的自立・役割関係形成・自己実現支援を志向している。(2)グループホームは、入所者と家族と職員の交流を活性化しつつ、その遺存記憶機能と経験記憶内容を基に日常生活の支持的自立・役割関係形成・自己実現支援を実施している。*このことをふまえて、施設では中度・重度・最重度の対象者に、また、グループホームでは境界・軽度・中度の対象者に、それぞれ、職員との共感支持的会話・同行を試みることにした。2研究協力施設・グループホームと研究協力職員への研究計画・方法の説明と研修について(1)研究協力施設・グループホームの責任者に研究計画と研究対象、職員の協力の理解を得た。(2)研究協力職員に研究計画の説明と研究方法の研修、対象者・家族の同意確認の理解を得た。(1)施設職頁には、ユニット内の対象者の遺存記憶機能・経験記憶内容の調査協力を依頼した。(2)グループホーム職員には、全対象者の遺存記憶機能・経験記憶内容の調査協力を依頼した。

3対象者の生活史・社会関係と記憶機能障碍・遺存記憶機能の状況の把握について(1)施設ユニット内の対象者の記憶機能障害の種類と遺存記憶年齢・経験記憶内容を事前調査した。(2)グループホームの対象者の記憶機能障害の種類と遺存記憶年齢・経験記憶内容を事前調査した。*施設ユニット内の対象者は老年性痴呆・脳血管性痴呆が多く、グループホームの対象者は老年性痴呆・境界例が多い。老年性痴呆に限ってみると、記憶喪失の進行に伴って、遺存記憶年齢がより若い年代に後退すること、および、経験記憶内容が鮮明に再生され持続することが確かめられた。第二年次は、痴呆性高齢者本人の遺存機能の事前調査、人生回想、共同語り、面談後の日常生活場面における本人状況確認を行い、並に、本人と面談者の変容を検討した。対象者本人に施設職員3人が交代で週1回ずつ面談を実施する方法をとった。本人の遺存機能:面談前の調査において、本人には回想可能な記憶年齢(若い年代)が遺っていることが確認された。面談者は本人の遺存記憶年齢に質問の範囲を限定した。本人の回想・語り:本人は面談室において、質問を理解し応答することができた。質問に促がされつつ、記憶再生し会話することができた。自分が今話している内容を認識しながら、自分の思想を語ることができた。とくに、面談者が肯きながら聴いてくれると、本人は元気になり自信を持って語り、相手と親密な関係になった。面談後の本人の状況:いつもの生活場面に自ら戻ったとき、面談室の話題をつづけると、本人は会話を継続することができた。しかし、同じ生活場面で面談室の話題を打ち切り面談者が側を離れたあと改めて話しかけても、本人は面談者の顔と話題を再生することが出来なかった。ただし、面談室で食べた好物については再生できた。全体を振り返ると、面談者はいずれも、本人の人生体験や語り内容を具体的に認識することができた。そして、面談者による本人の認知・会話・情動機能の評価が肯定的に変化し、本人への肯定的感情と共感的態度が強化された。本年度は、本人の意識過程、本人との会話過程、本人への援助過程を考察した。痴呆性高齢者(アルツハイマー病:認知症)の記憶再生による生活共生の援助技術を臨床的に開発した。対象者の遺存機能に基盤をおく「人生回想」と「共同語リ」により、本人の「自己統合」と関係形成意欲が高まっただけではなく、本人の障碍・認識上の限界を理解・受容した対話者の支持・協働により本人の社会参加・自己実現が可能であることが実証された。痴呆症の本態である「器質制逆向性進行性記憶障碍」(以下「記憶障碍」)をもつ人に関して:(1)感覚(とくに味覚、触覚、視覚、聴覚)機能と感情(快不快、空腹、性愛、愛着嫌悪、美醜、正邪、善悪、規範倫理、喜怒哀楽、淋しさ、不安、安心、感謝等)機能が健康に、または、加齢相応に働いている。また、本人が自己像・時代像・家族像・役割関係像について、自己の遺存記憶再生に基いて確信的に認識している。本人は、昔の体験記憶の再生内容に基いて、今ここにある自己と時代と相手との役割関係を特定して、相手と語らい、決定し、未来を切り拓こうとしている。(このことを理解する研修マニュアルを作成した)
新しいビオチンモデル(活性化二酸化炭素担体)としてのランタノイド錯体

本研究は、ランタノイド錯体の特徴を活かして高活性なビオチンモデル(活性化二酸化炭素担体)を開発することを目指し、各種ランタノイド錯体への二酸化炭素の捕捉と、他の有機化合物への転移固定について検討する。生体内において、温和な条件下で二酸化炭素を固定する反応の中間担体として機能しているビオチン補酵素は、その反応過程において金属イオンが重要であることが知られている。ランタノイド元素は、同じ3族のアルミニウムなどと比較して、電気陰性度が小さい、イオン半径が大きい、さらに4f軌道を有しているので様々なπ電子系が配位できるなどの特徴を持つ。しかし、ビオチンの作用における金属イオンの関与に関連してランタノイド化合物を用いた研究例はない。また、近年、ランタノイド化合物は、そのユニークな反応性から有機合成への新しい利用が活発に試みられているが、二酸化炭素の化学的固定への利用もほとんど例がない。そこで、本研究では、ランタノイド化合物と二酸化炭素との反応を検討した。具体的には、ビオチン補酵素の活性部位に着目し、ランタノイドアルコキシドにイソシアナ-トを作用させた付加体を二酸化炭素の担体として用い活性メチレン化合物のカルボキシル化反応を検討した。その結果、非常に温和な条件の下、種々の活性メチレン化合物のカルボキシル化に成功した。特に、チオプロピオン酸S-エステルから2-メチルマロン酸エステルを生成する反応は、生体内におけるプロピオニル-CoAのカルボキシル化のモデル反応としても興味深い。
戦前期日本における試験研究機関・学協会の制度化と産官学連係

第二次大戦以前の日本における試験研究機関、学協会、高等教育機関の制度化の過程を統計的に分析した結果、日本では1910年代から1920年代にかけて、機関数・団体数・卒業者数が急増し、その時代に試験研究体制の整備が進んだことを明らかにした。そして、半導体と高周波加熱技術の分野の事例研究から、戦前・戦中・戦後にかけて産官学連携が深化し、それが新技術の発展と新規事業の創出の基盤となったことを明らかにした。本研究では,第二次大戦以前の日本における試験研究機関・学協会組織の制度化の過程と,それらの組織間関係,産官学連携の実態,政府の科学技術政策などを分析することで,戦前期日本のイノベーション・システムの全体像を明らかにすることを目的とする。具体的には,試験研究機関・学協会組織の設立年・分野等の基礎的データの収集・整備と分析,明治後期から昭和初期にかけての産官学協同の世論の形成過程の分析,日本学術振興会などの主要な産官学協同の事例分析,内閣軍需局・国勢院などの科学技術政策の形成過程の分析などを通じて,上記課題に迫る。内閣資源局「試験研究機関状況調」『内外調査資料』第2年第6輯(1930年6月)に収録されている約800の試験研究機関のデータ(名称,設立年月,所在地,試験研究項目)をもとに,その欠落部分を各種資料で補足し,データベースを作成した。そして,それをもとに,日本における試験研究機関の制度化の特徴を統計的に分析した。その結果,1870年代から1920年代末までの試験研究機関の設置動向を,官公私立別,分野別,地域別に,詳細に観察することができた。すなわち,試験研究機関の設置は1890年代後半から増加し始め,1910年代に増加のピークを迎えたこと。このピークの主因は私立の化学分野の機関の増加であったこと。農林水産分野では工鉱業分野よりも早く試験研究機関の制度化が始まり,その多くは道府県・植民地の公立機関であったこと。地域別の観察では東京所在の機関の設立が早く,植民地のそれが遅いという相違はあったものの,全国的に機関設置のペースに大きな隔たりは見られなかったこと,などである。また,『改訂全国学会協会要覧』(日本学術振興会,l942年)及び『全日本科学技術団体連合会加盟団体名鑑』(同会,194l年)に収録されている学協会のうち,自然科学系の233団体を選び出し,上記と同様のデータベースを作成した。そして,学協会の制度化の特徴を分析した。その結果,学協会の設立件数は1920年代後半に増加のピークが見られたこと,衛生医学分野の学協会の設立が顕著であったこと,などが明らかになった。1試験研究機関・学協会設置年データベースにもとづく分析前年度に作成した試験研究機関・学協会設置年のデータベースをもとに,官公私立別,分野別,地域別の設置動向についての分析をさらに進めた。その結果,以下のことを明らかにした。日本における試験研究機関の設置は第一次大戦期を画期として本格化するという通説があるが,これは必ずしも正しくないこと,それ以前に官立の機関や公立の農業分野の試験研究機関が広範に設置されていたこと,日本では官立→公立→私立,基礎科学→農林水産→鉱工業の順に試験研究機関の設置が進んでいったこと,などである。また,学協会については,設置のピークが試験研究機関よりも遅く,1920年代後半であり,その設立には試験研究機関とは別の要因があったと考えられること,とくに医学関係の学協会が多かったが,これは医学分野の私立専門学校卒業者数が他の自然科学分野に比べて突出して多かったことが関係していることがわかった。このことから,高等教育機関の卒業者数と試験研究機関,学協会の設置件数との相関が重要なポイントであることがわかった。2明治後期から昭和初期にかけての産官学協同の世論形成過程の調査研究『東洋学芸雑誌』や『工学会誌』など,戦前の科学技術界の世論形成に重要な役割を果たしたと思われる雑誌,記事等を調査し,関連する資料を収集するとともに,その記事内容をもとに,世論形成から政策実現へのプロセスを分析した。その結果,世論形成に大きな影響を与える要因として,日本の研究者の第12世代ともいうべき帝大教授たちの存在が浮かび上がった。また,軍の世論の動向を見るために,『偕行社記事』『水交社記事』の科学技術関係の記事を収集した。前年度までに行った試験研究機関・学協会設置年のデータ分析から,自然科学系高等教育機関の卒業者数(年間及び累計)が試験研究機関,学協会の設置件数に影響を与える重要な要因であることが明らかになったため,明治初期の1875年度から1940年度までの自然科学系高等教育機関の卒業者数の実態把握と分析を行った。使用する主なデータは『文部省年報』であり,同資料に基づき,自然科学系の高等教育機関の卒業者数を,大学・専門学校別,学問分野別(理学・工学・医学・農学),設置者別(官公私立)に集計し,データベースを作成した。

卒業者総数は内地で283,357名である。そして,それに基づいて,卒業者の実数把握とその時系列の変化を見た。その結果,1920年代後半に全体の卒業者数が急増しており,その時代が戦前の高等教育機関の制度化にとって画期であったことがわかった。このことは学協会の設立件数のピークが1920年代後半であったとする昨年度の研究結果とも一致する。そして,その傾向は大学・専門学校別,分野別,設置者別に見てもあまり変わらなかった。また,明治初年を除いそ,専門学校の方が大学よりも一貫して卒業者数が多く,その差は1940年度にいたるまであまり縮小しなかったこと,分野別では医学と工学分野の卒業者が多く,両分野で全体の8割近くを占めていたこと,設置者別では官立機関の割合が大きく,かつ一貫して増加傾向にあったことなどが明らかになった。これらの事実の中には断片的に指摘されてきたものもあるが,統計的に確認されたのは初めてである。1.戦前期日本における自然科学系高学歴人材の数量把握前年度から進めてきた、明治初期の1875年度から1940年度までの自然科学系高等教育機関の卒業者数の実態把握と分析を、日本の外地(植民地)に拡張して実施した。使用した主なデータは『文部省年報』、『台湾総督府統計書』、『関東都督府統計書』(後『関東庁統計書』)、『朝鮮総督府統計年報』である。その結果、卒業者総数は30万2,394人であり、このうち外地の卒業者総数は1万9,037人であった。外地の卒業者数は卒業者総数の6.72%にあたり、決して多い数字ではないことがわかった。また、内地と同様の増加傾向が、外地の植民地でも確認できることがわかった。外地でも1920年代後半から1930年代にかけて年間卒業者数が増加し、大学卒業者も増加しはじめた。そして、当初は現地人の比率が高かった専門学校卒業者も、1920年代には内地人の比率が平均で6割以上になったこと、大学は当初から平均で8割以上の卒業者が内地人であったことから、外地にあっても内地人向けの高等教育が整備されていったことがわかった。2.日本における高周波加熱技術の発展と産官学連携第二次大戦前から戦後にかけての日本の高周波加熱技術の発展について、高周波焼入技術を中心に、産官学連携の視点から、その歴史を調べ考察した。その結果、同技術の分野では、戦前、戦中、戦後と時代が経過するにつれ、産官学連携のネットワークが広がっていったこと、とくに戦中から戦後復興期にかけての厳しい状況下で、濃密な研究協力が展開されていたことがわかった。そして、産官学の研究協力の連鎖の中で、高周波熱錬や日本電子といった新興の専業メーカーが事業化のチャンスをつかみ、業界のリーダーに成長していたことから、産官学の連携の過程で、新規事業が創出され、新しい産業界のリーダーが生まれるメカニズムがあったことが確認できた。
プリオン活性型立体構造に基づくプリオン病予防・治療薬の開発

我々は,まずハムスター・プリオンの天然立体構造の安定性を残基レベルで評価し,プリオン活性型立体構造を発見し,その中間体の立体構造の特徴を高圧NMR法を用いて明らかにした。(Kuwata et al.Biochemistry,2002,Stanley B.Prusiner教授(1997年ノーベル賞)との共同研究)。さらにマウスプリオン正常立体構造に基づき,立体構造を安定化し,異常構造への変換を阻止するための薬物をスクリーニングした(桑田一夫,蛋白質・核酸・酵素,2002)。50万種類の薬物をIn Silicoでスクリーニングし,候補薬数十種類に関し,スクレイピー産生細胞(スクレイピー由来の22LとChandler株、GSS由来のFK-1の持続感染細胞系)を用い,In Vitro実験を行ったところ,現段階で,異常構造形成を抑制する効果のある薬物が数種類見つかった。今後,更に追試を行い,確認してゆく予定である。立体構造の判明したハムスター,マウス,ウシ,ヒトのプリオンで,ACD, NCIの各データベースをスクリーニングした結果,選択された薬剤は,かなりよく似た骨格を示したが,側鎖構造は種により微妙に異なっていた。この結果から,動物実験でプリオン抑制が確認されても,ヒトに対して有効かどうかは不明である可能性が示唆された。さらに,非天然構造,特に上述の励起構造や正常2量体構造に対してもスクリーニングを行った。その結果,天然構造とは全く異なる構造を有する化合物が選択され,結合エネルギーもかなり低いものが得られた。その骨格は,In Vitro実験で有効性が確認されたキナクリン等の蛋白構造特異的蛍光プローブによく似た構造を取っていた。今後,これらの情報を基に,非天然構造の安定性に対するこれら薬物の影響を物理化学的に確認するとともに,In Vitro実験を推進してゆく予定である。
細胞増殖因子HB-EGFの分泌制御機構の解析

HB-EGFを含むEGFファミリーの分子は全て膜結合型で産生され、細胞外ドメインがプロテアーゼによって切断されるシェディングという過程を経て初めて分泌型となるが、この過程は個体発生と腫瘍形成に重要な意味を持つことが示されている。EGFファミリーのシェディングの分子機構については、細胞内カルシウム濃度、PKCの活性化、Rasの活性化、ストレス刺激などが重要な役割を果たしていることが知られている。また、ADAM17/TACEプロテアーゼがEGFファミリーの全てのシェディングに関与していることが分かっている。しかし、種々の細胞外刺激に対応した多様なシグナルの活性化がADAM17によるEGFファミリーのシェディングへと収束する分子機構については不明である。この部分の解明を目標としてHB-EGFのシェディングに至るシグナル経路をsiRNAライブラリーを用いたスクリーニングにより明らかにすることが本研究の目的である。申請者らはsiRNAライブラリーを用いて、HB・EGFシェディングに関与する分子のスクリーニングをする系を確立し、分子の同定を終了しつつある。スクリーニングの概要を以下に述べるまず、HB-EGFをヒト卵巣ガン由来OVMGI細胞に高発現したOVMGI-H細胞にSBI社のsiRNAレンチウイルスライブラリーを感染させ、様々な遺伝子の機能を欠損した細胞群を構築する。そして、HB-EGFのシェディングを誘導するために、OVMGI-H細胞にTPA刺激を与える。刺激後、トリプシン処理でOVMGI-H細胞を浮遊化し、HB-EGFに対する抗体を用いて細胞膜上のHB-EGFを染色する。シェディングが起こっていない細胞は細胞表面にHB-EGFの細胞外ドメインが残存しており、強いシグナルを出すと考えられる。HB-EGFシェディング能を欠いていると思われるこれらの細胞をセルソーターFACSAriaを用いて分取する。分取された細胞からRNAを回収し、siRNA周辺の塩基配列特異的なプライマーを用いて、siRNA配列を含むDNAを増幅する。SBI社のsiRNAラィブラリーのsiRNAの配列はアフィメトリックス社のマイクロアレイに対応している。このため、マイクロアレイ解析により分取された細胞群で発現されていたsiRNAが容易に同定できた。また、これらのsiRNA発現ベクターをクローン化し、実際にHB-EGFのエクトドメインシェディングを阻害することも確認できた。さらに、これらのsiRNAがターゲットとする遺伝子に対する別のsiRNA発現ベクターを作製し、このsiRNAもエクトドメインシェディングを阻害することも確認し、HB-EGFのエクトドメインシェディングに関与する新規の遺伝子が同定できた。今後は、この遺伝子がADAM171TACEプロテアーゼを活性化する分子機構の解明に向けて研究を進めていく予定である。平成17年度に申請者らはsiRNAライブラリーを用いて、HB-EGFシェディングに関与する分子のスクリーニングをする系を確立した。平成18年度半ばには分子の同定を終了する予定である。スクリーニングの概要を以下に述べる。まず、HB-EGFをヒト肺ガン由来A549細胞に高発現したA549-H細胞にSBI社のsiRNAレンチウイルスライブラリーを感染させ、様々な遺伝子の機能を欠損した細胞群を構築する。そして、HB-EGFのシェディングを誘導するために、A549-H細胞にTPAあるいはイオノマイシン刺激を与える。刺激後、トリプシン処理でA549-H細胞を浮遊化し、HB-EGFに対する抗体を用いて細胞膜上のHB-EGFを染色する。SBI社のsiRNAライブラリーのsiRNAの配列はアフィメトリックス社のマイクロアレイに対応しているので、マイクロアレイ解析により分取された細胞群で発現されていたsiRNAはどの遺伝子をターゲットするものだったのか容易に知ることができる。平成17年度には既に有力な候補分子が得られた。平成18年度には、これらの分子がADAM17/TACEを活性化する分子機構を明らかにし、さらに新たな候補分子を同定する予定である。