hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動脈管開存症の原因となる転写因子群のシグナル伝達パスウェイの研究

本研究では、ウサギを主な実験動物として用いる。しかし、ウサギ抗原を免疫染色するために適する抗体は市販品ではあまりない。抗TFAP2B抗体は、S社のものがウサギの動脈管に対して良い活性を示すことがわかり、今年度はTFAP2Bの発現分布を、ウサギ胎仔(未熟・成熟)の動脈管と主肺動脈・下行大動脈(対照)を用いて明らかにできた。一方、c-FOS抗体は市販品に好適なものは見つからず、HisタグをN末に結合したc-FOS部分ペプチドを大腸菌発現し精製して、マウスに抗原として投与し、ポリクローナル抗体の調製を進めた。C-FOS抗原を投与したマウスから、初期の抗血清が得られ、さらに抗原ペプチドを追加投与(ブースト)し、抗体活性を上げる作業を進めている。研究2として、家兎(未熟・成熟)胎仔動脈管と主肺動脈、さらに高酸素処理、低酸素処理した家兎成熟胎仔動脈管と主肺動脈からトータルRNAを抽出し、RNA-seq解析を行った。ターゲット遺伝子のパスウェイ解析を行うためであるが、将来を見据えて、RNA-seqによる網羅的解析を選択した。現在、結果を入手したばかりであるが、これにより、パスウェイ解析を含めて網羅的に遺伝子の変動を検出できると期待している。RNA-seqの結果の一部であるが、家兎胎仔動脈管の未熟(E21)と満期(E30)の遺伝子発現を比較すると、E30でE21に比べて2倍以上増加した遺伝子は1733、逆にE30でE21に比べて2倍以上減少したものは3391あった。現在、GO解析並びにパスウェイ解析を行っており、さらに本研究においてターゲットとするTGFβパスウェイ遺伝子群の発現を抽出し解析している。初年度は、研究1に関しては、ウサギの未熟・成熟胎仔の動脈管とその周囲の大血管試料を用いて、本研究のターゲット遺伝子の一つであるTFAP2Bの分布を経時的に免疫染色法により観察できた。ウサギc-FOSのクローニングが終わり、抗体の調製のためのHis-tag-c-FOS部分ペプチドを作ることができ、抗体の調製も始めている。概ね順調である。家兎(未熟・成熟)胎仔動脈管と主肺動脈、さらに高酸素処理、低酸素処理した家兎成熟胎仔動脈管と主肺動脈のRNA-seq解析を実施できたことから、研究2のRNA-seqパスウェイ遺伝子の解析のために、パスウェイに属する遺伝子の発現量を比較検討することができるようになった。また、RNA-seqの情報は、研究3の転写因子複合体の同定のためにも、候補遺伝子の目安をつける点で役に立つと考える。これは、初年度としてはよい進捗状況であると考える。研究1の本研究のターゲット遺伝子の一つであるPRDM6の動脈管における発現分布を検討するために、抗体を探索したところ、市販品には適当なものが見つからなかった。そこでPRDM6のコード領域をクローニングし、全塩基配列又は一部塩基配列に、HisタグをN末又はC末に結合したPRDM6ペプチドを大腸菌発現し精製して、マウスポリクローナル抗体の調製を実施する。研究2のパスウェイ遺伝子の解析のために、RNA-seqの結果を十分に吟味・利用する。主要な遺伝子については、定量PCR法により発現を確認する。研究3転写因子複合体の同定のために、対象遺伝子(ベイト)をクローニングし、タグ(GSTなど)をつけて哺乳類細胞(293T細胞など)で発現・精製し、ウサギ満期胎仔動脈管(全又は核)抽出タンパク質とインキュベーションして、共沈するタンパク質をSDS電気泳動法により分離する。このため、ベイト遺伝子のクローニングをまず進める。C-FOSはすでに入手したので、HSP70、TFAP2B、PRDM6をクローニングし、タグをつけて、まず293T細胞やラット平滑筋細胞株(A7r5)などの哺乳類細胞で発現させ、細胞内局在を確認する。続いて、GST融合タンパク質を用いたプルダウンアッセイにより相互作用するタンパク質の探索に進みたい。動脈管の発達は、時期・部位特異的にエピジェネティックな転写制御を受ける可能性がある。一般にプロモーター領域のメチル化が増加すると、その遺伝子の発現は抑制される。研究4のプロモーターアッセイのために、対象遺伝子(TFAP2B, PRDM6, c-FOS, HSP70)のプロモーター領域について、まず通常のシークエンス解読を行いたい。最終的には、未熟・成熟胎仔動脈管のゲノムのバイサルファイト処理とシークエンス解読を行い対照と非処理と比較し、転写因子の活性化について検討したい。研究2として、家兎(未熟・成熟)

胎仔動脈管と主肺動脈、さらに高酸素処理、低酸素処理した家兎成熟胎仔動脈管と主肺動脈からトータルRNAを抽出し、RNA-seq解析を行った。ターゲット遺伝子のパスウェイ解析を行うためであるが、将来を見据えて、RNA-seqによる網羅的解析を選択した。現在、結果を入手したばかりであるが、これにより、パスウェイ解析を含めて網羅的に遺伝子の変動を検出できると期待している。RNA-seqの結果の一部であるが、家兎胎仔動脈管の未熟(E21)と満期(E30)の遺伝子発現を比較すると、E30でE21に比べて2倍以上増加した遺伝子は1733、逆にE30でE21に比べて2倍以上減少したものは3391あった。現在、GO解析並びにパスウェイ解析を行っており、さらに本研究においてターゲットとするTGFβパスウェイ遺伝子群の発現を抽出し解析している。初年度は、研究1に関しては、ウサギの未熟・成熟胎仔の動脈管とその周囲の大血管試料を用いて、本研究のターゲット遺伝子の一つであるTFAP2Bの分布を経時的に免疫染色法により観察できた。ウサギc-FOSのクローニングが終わり、抗体の調製のためのHis-tag-c-FOS部分ペプチドを作ることができ、抗体の調製も始めている。概ね順調である。家兎(未熟・成熟)胎仔動脈管と主肺動脈、さらに高酸素処理、低酸素処理した家兎成熟胎仔動脈管と主肺動脈のRNA-seq解析を実施できたことから、研究2のRNA-seqパスウェイ遺伝子の解析のために、パスウェイに属する遺伝子の発現量を比較検討することができるようになった。また、RNA-seqの情報は、研究3の転写因子複合体の同定のためにも、候補遺伝子の目安をつける点で役に立つと考える。これは、初年度としてはよい進捗状況であると考える。研究1の本研究のターゲット遺伝子の一つであるPRDM6の動脈管における発現分布を検討するために、抗体を探索したところ、市販品には適当なものが見つからなかった。そこでPRDM6のコード領域をクローニングし、全塩基配列又は一部塩基配列に、HisタグをN末又はC末に結合したPRDM6ペプチドを大腸菌発現し精製して、マウスポリクローナル抗体の調製を実施する。研究2のパスウェイ遺伝子の解析のために、RNA-seqの結果を十分に吟味・利用する。主要な遺伝子については、定量PCR法により発現を確認する。研究3転写因子複合体の同定のために、対象遺伝子(ベイト)をクローニングし、タグ(GSTなど)をつけて哺乳類細胞(293T細胞など)で発現・精製し、ウサギ満期胎仔動脈管(全又は核)抽出タンパク質とインキュベーションして、共沈するタンパク質をSDS電気泳動法により分離する。このため、ベイト遺伝子のクローニングをまず進める。C-FOSはすでに入手したので、HSP70、TFAP2B、PRDM6をクローニングし、タグをつけて、まず293T細胞やラット平滑筋細胞株(A7r5)などの哺乳類細胞で発現させ、細胞内局在を確認する。続いて、GST融合タンパク質を用いたプルダウンアッセイにより相互作用するタンパク質の探索に進みたい。動脈管の発達は、時期・部位特異的にエピジェネティックな転写制御を受ける可能性がある。一般にプロモーター領域のメチル化が増加すると、その遺伝子の発現は抑制される。
HPV16 L1-E7キメラ粒子産生酵母を用いた予防・治療的ワクチン

高リスク型ヒトパピローマウイルス(HPV)のHPV16が子宮頚癌の発生を誘発することが明らかになっている。したがって、HPV16に対して有効な免疫を誘導することが感染防止や将来の癌発生防止に有効であると考えられている。米国のグループがHPV16型L1蛋白を酵母で発現させて作成したウイルス様粒子(VLP)をワクチンとして人に免疫したところ、100%その感染は抑えられたと報じられた。このワクチンは注射ワクチンで、精製したウイルス様粒子を計3回の注射を行っている。効果はみとめられたが、このワクチンは単価が高く、また、低開発国など医療設備が充実していない地域において、このワクチンの保存や注射そのものが難しいなどの問題点がある。そこで、安価で経口投与出来るワクチンの開発が期待されている。最近、我々はHPV16型様粒子を産生する酵母を経口投与した後にごく少量のVLPを鼻粘膜に投与することで、HPV16型特異的な抗体が誘導されることを発見した。本研究では、この研究を発展させ、HPV16型感染の防御のみならず、HPV16型特異的なキラーT細胞を誘導し、治療を目的としたワクチンの作成を試みた。S.pombeの発現ベクターにHPV16L1-E7(L1を短くしたC-末に全長のE7を導入したもの)を組み込んで発現させたところ、57kD,63kD,67kDの蛋白発現に成功した。このHPV16L1-E7を発現する酵母を凍結乾燥させ、マウスに食べさせたところ、HPV16様粒子(VLP)に反応することを確認した。このことから、この融合蛋白がL1だけで構成される粒子と同じような粒子を形成し、それによって抗体産生が誘導されることが示唆された。E7に対するキラーT細胞が誘導されているかどうかについて今後検討する予定であり、もしこれが誘導されれば、予防的かつ治療的ワクチンとして有望となる可能性がある。高リスク型ヒトパピローマウイルス(HPV)が子宮頚癌の発生を誘発することが明らかになってきた。したがって、HPVに対して有効な免疫を誘導することが感染防止や将来の癌発生防止に有効であると考えられている。米国のグループがHPV16型のウイルス様粒子(VLP)をワクチンとして免疫したところ、100%その感染は抑えられたと報じられた。効果はみとめられたが、このワクチンは単価が高く、また、低開発国など医療設備が充実していない地域においての注射投与には問題点が多い。HPVは粘膜に感染するため、実際は粘膜免疫を誘導することが最も効率のいい方法である。実際、ウイルスVLPの注射投与では、粘膜にウイルス特異的なIgAは誘導されないと他のウイルスで報告されている。そこで、我々はHPV16型様粒子を産生する酵母を経口投与し、粘膜にHPV16型特異的な抗体を誘導することを試みた。経口投与単独ではHPV抗体は誘導されなかったが、微量のHPV16-VLPを経鼻的に投与したところ、中和能を有すると思われる抗体が誘導された。本研究では、これまでの研究を発展させ、HPV16型感染の防御のみならず、HPV16型特異的なキラーT細胞を誘導し、治療を目的としたワクチンの作成を試みた。

S.pombeの発現ベクターにHPV16L1-E7(L1を短くしたC-末に全長のE7を導入したもの)を組み込んで発現させたところ、57kD,63kD,67kDの蛋白発現に成功した。高リスク型ヒトパピローマウイルス(HPV)が子宮頚癌の発生を誘発することが明らかになってきた。したがって、HPVに対して有効な免疫を誘導することが感染防止や将来の癌発生防止に有効であると考えられている。米国のグループがHPV16型のウイルス様粒子(VLP)をワクチンとして免疫したところ、100%その感染は抑えられたと報じられた。このワクチンは注射ワクチンで、精製したウイルス様粒子を計3回の注射を行っている。効果はみとめられたが、このワクチンは単価が高く、また、低開発国など医療設備が充実していない地域においての注射投与には問題点が多い。HPVは粘膜に感染するため、実際は粘膜免疫を誘導することが最も効率のいい方法である。実際、ウイルスVLPの注射投与では、粘膜にウイルス特異的なIgAは誘導されないと他のウイルスで報告されている。そこで、我々はHPV16型様粒子を産生する酵母を経口投与し、粘膜にHPV16型特異的な抗体を誘導することを試みた。経口投与単独ではHPV抗体は誘導されなかったが、微量のHPV16-VLPを経鼻的に投与したところ、中和能を有すると思われる抗体が誘導された。本研究では、これまでの研究を発展させ、HPV16型感染の防御のみならず、HPV16型特異的なキラーT細胞を誘導し、治療を目的としたワクチンの作成を試みた。このHPV16L1-E7を発現する酵母を凍結乾燥させ、マウスに食べさせたところ、HPV16様粒子(VLP)に反応することを確認した。このことは、この融合蛋白がL1だけで構成される粒子と同じような粒子を形成し、それによって抗体産生が誘導されることが示唆された。
大学間連携による保健師業務研究サポートを通したファカルティ・ディベロップメント

千葉県内看護系大学のうち8校の公衆衛生看護学教育等を専門とする教育研究者が連携して、県下の保健師業務研究を継続的にサポートした。保健師の能力向上に関与すると共に、教員も業務研究のサポート経験をリフレクションするプロセスを通して、教員のファカルティ・ディベロップメントを行った。4つの調査より、業務研究サポートを効果的に推進するための保健師側の要件、および教員側の要件、保健師自身が感じた成長、および教員の能力向上に必要な要件の結果をふまえて、大学間連携による保健師業務研究サポート方法をCHIBAモデルとして検討した。今後は、千葉県公衆衛生看護学教育連絡会議の一活動として実施・継続したいと考える。千葉県内看護系大学のうち8校の公衆衛生看護学教育を専門とする教育研究者(以下、教員とする)が連携して、県下の保健師業務研究を継続的にサポートした。平成27年度は、8校の大学間連携のための体制整備として、複数回の研究者会議を実施した。そして、研究参加保健師のリクルート、保健師と教員とのマッチングを経て、3県型保健所、10市町11施設に対して研究サポートを継続的に実施した。教員は、サポート開始前に「看護学教育におけるFDマザーマップ活用ガイドver.2」(平成26年3月発行)を活用して、自身の教育・研究・社会貢献に関わる能力のアセスメントをした。そして、研究サポートを実施しながら自己リフレクションおよび、教員間でのグループリフレクションを行い、教員の能力開発の内容を調べた。一方、保健師に対しても、研究サポート終了後、グループリフレクションを行い、研究によりどのような学びが得られたり、活動が改善されたりしたかを調べた。以上のように、本研究において、千葉県県内の国公私立8校12名の公衆衛生看護学を専門とする教員が、大学間連携によるファカルティ・ディベロップメントにチャレンジした。教員の業務研究サポートの経験は様々であり、保健師に対する継続的な研究サポートは初めての教員も含まれた。グループリフレクションには、保健師の研究サポートに対して熟練している教員も助言者として入ることにより、保健師業務研究を入り口に教育研究者として目指すべき方向性を見据えて、互いのもつ人的資源を活かしながら能力開発するという方法を導くことができた。研究開始当初は、約10施設に対して業務研究サポートを計画していたが、予想以上に保健師からの募集があり、3県型保健所、10市町11施設に対して実施できた。しかし、大学間連携のための情報システム整備として、web会議システムの設置と運用を予定していたが、実現にはいたらず、対面式での打ち合わせとなった。本研究では、千葉県内看護系大学のうち8校の公衆衛生看護学等の教育を専門とする教育研究者(以下、教員とする)が連携して、県下の保健師業務研究を継続的にサポートした。このサポートは業務研究に取り組む保健師に教員が研究指導を行い、保健師の能力向上に関与するとともに、サポートのプロセスにおいてリフレクションするプロセスを通して、教員の能力開発(ファカルティ・ディベロップメント)を意図した。このサポートの試みから、業務研究を効果的に推進するための教員側および保健師側の要件、また、その成果から保健師側の成長と教員側の能力の変化を明らかにし、「CHIBAモデル」として構築することを目指した。本研究は、千葉県公衆衛生看護学教育連絡会議を通して培われてきた連携を基盤に行われた。教員による研究サポートは、平成27年度は、3県型保健所、9市町10部署に対して実施した。平成28年度は、4県型保健所、6市町7部署に対して実施した。サポートによる業務研究を経験した保健師の成長として、モチベーションの向上、活動の視点の拡大、新しい方法や手段の導入、マネジメント能力の向上、チームとしての成長などがみられた。一方、教員の自己評価結果からは、業務研究サポートを通して、教員の「研究」および「社会貢献」能力が向上していることが示唆された。教員は、多様かつ豊富なデータを取捨選択し整理する方法の理解を深め、教育と実践現場に成果を還元する意義やその還元が保健師の実践や研究への意欲向上に繋がることを再確認していた。業務研究を効果的に推進するための教員側の要件は、教員間の連携体制を整え、保健師との相互作用を通して、保健師が組織的に、かつ意欲的に研究に取り組めるようサポートすることであり、保健師側の要件は、業務研究の実施体制を整え、教員と保健師とが連携しながら適切にサポートを活用できるようにすることであると考えた。平成27年度の業務研究サポートの実施課題をふまえて、平成28年度、再度業務研究サポートを実施する。そして、大学間連携による保健師業務研究サポートを通したファカルティ・ディベロップメントを可能とする要因を明らかにし、「CHIBAモデル」として構築し、発信を目指す。その上では、大学間連携のための情報システムを整備することを平行して行う。公衆衛生看護学/地域看護学今年度は、大学間連携のための情報システム整備に至らなかった。大学間連携のための情報システム整備の実施。

保健師の業務研究をサポートし経験をリフレクションすることを通して保健師集団と教員が互いに成長しあう試みを、「CHIBAモデル」として構築し、国内外に発信するためのコンテンツ作成。
プラスチックおよびバイオ高分子のアップグレード化学リサイクル

プラスチックや天然由来の高分子の化学リサイクルを効果的に進めるためには、その効率を高める化学的研究が不可欠となる。本研究ではこれまでに基礎的な知見を得てきた高分子の解重合反応について、超臨界流体、イオン液体、リポソームを反応場として用いる酵素反応系について、反応機構的な検討と考察を通じて、反応の効率を上げまたその一般性を求めた研究を行った。その結果、ポリアミドの超臨界流体中での反応機構の全貌を明らかにすることができ、その高効率解重合や化学変換反応を開発した。イオン液体中で極めて短時間で有用な物質変換を達成できた。またリポソーム系酵素反応によってセルロースの高効率化学資源化に新たな知見を得た。合成および天然高分子の化学的アップグレードを目指した解重合法の確立を目指すために、超臨界流体およびイオン液体を使った多角的検討を行い、下記の結果を得た1.超臨界アルコールを使ったポリアミドの解重合反応では、温度および添加するカルボン酸の量を変化させて、速度論の解析を行い、生成物分布の正確な時間変化を求め、その速度論シミュレーションを行った。その結果,反応の素過程における活性化エネルギーなどを見積もることができた。2.グルコースのさらなる化学変化を効果的に行う方法を模索するために、還元誘導体であるソルビトールのイソソルビドへの変換反応を、イオン液体中でマイクロ波加熱を用いて検討し、反応生成物の確定とその分布、および添加物の効果や反応機構についての考察を行った。現在イソソルビドの効率的な迅速変換反応の確立について検討を続けている3.ポリアミドの水溶性イオン液体中での解重合反応の効率化を目指し、マイクロ波加熱と抽出による単離による方法論の開発をおこなった。マイクロ波加熱により解重合に必要な時間は短縮できたが、やや反応効率が落ちることがわかった。現在水溶性イオン液体の挙動についての詳細な検討を進めている。4.新たな方法論としてセルロースの室温条件でのセルラーゼを使った解重合をイオン液体で行うために、セルラーゼのイオン液体中での失活を防ぐべく、リポソーム封入セルラーゼを用いたセルロースのグルコースへの変換を試み、セルラーゼの失活が抑制されることを見いだした。しかし、効率が低いためにその向上についての検討が必要である。合成および天然高分子の化学的アップグレードを目指した解重合法の確立を目指すために、超臨界流体およびイオン液体を使った多角的検討を行い、下記の結果を得た。1.超臨界アルコールを使ったポリアミドの解重合反応では、添加するカルボン酸の量を変化させて、速度論の解析を行い、生成物分布の正確な時間変化を求め、その速度論シミュレーションを行った。現在、速度データの精査を行っている2.イオン液体とマイクロ波加熱を用いたセルロースの加水分解によるグルコースの生成法について、塩化リチウムと濃塩酸を添加する方法について確立した。またイオン液体の種類による反応の効率や、得られたグルコースから塩化リチウムを分離する方法も開発でき、得たグルコースの利用に道を開いた。3.グルコースのさらなる化学変化を効果的に行う方法を模索するために、還元誘導体であるソルビトールを用いてイオン液体とマイクロ波を使った変換反応について検討を行いその速度論解析をする基礎的検討を行った。4.ポリアミドのイオン液体中での解重合反応の効率化を目指し、マイクロ波加熱と抽出による単離による方法論の開発を目指した。抽出による原料ラクタムの分離は効果的なイオン液体の回収も可能であることがわかった。5.新たな方法論としてセルロースの室温条件でのセルラーゼを使った解重合をイオン液体で行うために、セルラーゼのイオン液体中での失活を防ぐべく、リポソーム封入セルラーゼを用いたセルロースのグルコースへの変換を試み、セルラーゼの失活が抑制されることを見いだした。合成および天然高分子の化学的アップグレードを目指した解重合法の確立を目指すために、超臨界流体およびイオン液体を使ったポリマーおよびモノマーの変換反応について多角的検討を行い、下記の結果を得た1.前年度までの超臨界アルコールを使ったポリアミドのヒドロキシカルボン酸への直接変換反応の化学的展開を目指し、天然由来のαーアミノ酸に対する変換反応を検討した。その結果,反応の過程における生成物を単離し、スペクトル分析を駆使することで特定した。この検討により、ポリアミドなどからの新たな物質変換反応の開発につながる展開を見いだした。またポリアミドの反応の変換反応のメカニズムに対して知見を深めることができた。2.イオン液体中でのソルビトールのイソソルビドへの変換反応を、イオン液体中、酸触媒とマイクロ波加熱を用いることで、きわめて迅速活高効率に実施する方法を見いだした。すなわち、ソルビトールを触媒量のトルエンスルホン酸を添加することで、マイクロ波加熱を10分するだけでイソソルビドを60%以上の収率で得られることを見いだした。イオン液体は回収再利用でき、新たな高効率バイオマス変換反応を開発できた。3.リポソーム膜に複合化させたセルラーゼによるイオン液体共存下の不溶性セルロース糖化反応の高効率化について検討した。荷電脂質を含有するリポソーム内のセルラーゼの糖化活性は,双性脂質のみから構成されるリポソーム系に比べて,48 hの反応後期において安定に維持される傾向が認められた。すなわち,酵素法における問題点の一つである生成糖による酵素の活性阻害が荷電脂質膜内で抑制される可能性を示した。

合成および天然高分子の化学的アップグレードを目指した解重合法の確立を目指すために、超臨界流体およびイオン液体を使ったポリマーおよびモノマーの変換反応について多角的検討を行い、下記の結果を得た1.前年度までの超臨界アルコールを使ったポリアミドのヒドロキシカルボン酸への直接変換反応の化学的展開を目指し、天然由来のαーアミノ酸に対する変換反応を検討した。その結果,アミノ酸は脱炭酸し、炭素数1少ないアルコールが主生成物で得られることを見いだした。2.イオン液体中でのソルビトールのイソソルビドへの変換反応を、イオン液体中、固体酸触媒とマイクロ波加熱を用いることで、きわめて迅速かつ高効率に実施する方法を見いだした。すなわち、ソルビトールを触媒量の強酸性イオン交換樹脂であるNafion樹脂を添加することで、マイクロ波加熱を10分するだけでイソソルビドを高収率で得られることを見いだした。3.イオン液体(IL)で前処理した不溶性セルロースをIL共存下でセルラーゼにより加水分解するために,セルラーゼ活性を安定化する荷電脂質膜をもつリポソームを開発した。また,荷電脂質膜の疎水部の構造に基づいてリポソームに複合化されたセルラーゼ活性を制御した。前年までの成果を活用して、これを元にモノマー生成物の高効率変換をとおした新しいアップグレード反応を見いだすことができた。これらはバイオマスや合成高分子の化学リサイクルに向けた新しい方法論を提供できるものと考えている。1.モデルアミノ酸として2ーアミノオクタン酸を用いた超臨界メタノール中での反応を行い、グリコール酸を添加した条件で反応させると脱炭酸に引き続くアミノ基の置換反応が進行し、効率よく1炭素減ったアルコールである1ーヘプタノールが得られることを明らかにした。従ってアミノ基のα位に存在するカルボン酸はアミノ基のアシストによってアミノ基自身が置換されるよりも速く脱炭酸され、引き続くメタノールによるメチル化とグリコール酸による置換反応が進行して1ーヘプタノールが生成することが明らかとなった。2.イオン液体を用いたプラスチックやバイオマス変換にでは対アニオンとして[NTf2]を持つものがきわめて有効であることを示してきたが、これらのイオン液体は通常脂溶性で変換された物質単離に困難をもたらしていた。そこで、抽出によるプラスチックあるいは天然高分子の解重合生成物の単離を容易にするために、反応終了後に対アニオンを変換することなく酸処理によって水溶性に変換できる新しいイオン液体を開発した。このイオン液体は、高分子の化学資源化以外にも合成化学や錯体化学などの様々な分野で威力を発揮することが期待できる。3.セルラーゼと荷電状態が異なるリポソームを複合化させた触媒を水溶液中で調製して、セルロース微粉末をイオン液体により可溶化して混合すると、リポソームを構成する脂質膜の界面においてイオン液体成分によるセルラーゼの活性阻害が抑制され、グルコース生成反応が進行した。また、イオン液体と脂質膜間の相互作用をリポソームの膜流動性の変化に基づいて明らかにした。プラスチックや天然由来の高分子の化学リサイクルを効果的に進めるためには、その効率を高める化学的研究が不可欠となる。
アルティソルとオキシソルにおける森林再生過程と土壌生態学的レジリアンスの比較研究

本研究は,湿潤アジアおよび中部アフリカにおける熱帯林生態系再生過程を,植物ー微生物系における共生関係の回復を契機とした物質動態系の再確立として捉えることによって,生態学的レジリアンスに含まれる個々のプロセスをそれぞれ明確に認識する方法論を確立することを目的として実施した。3年間を通じて得られた主な知見は以下の3点である。1)インドネシアとカメルーンのOsisols, Ultisolsの森林生態系における窒素動態を特徴付ける要因は,植生による窒素供給量(マメ科樹種が優占するか否か)と,土壌酸性(アルミニウム濃度)に関わる硝化特性の違いである。2)タイ国北部の焼畑農耕地および年数の異なる休閑地における正味の窒素動態について解析した結果,比較的安定な有機態窒素プールを反映して,総無機化速度はそれほど増減しなかった一方で,総硝化速度はCN比の低下や塩基飽和度の増加に応答して増大した。3)カメルーンのOxisolsとUltisolsの森林における物質動態を比較検討した結果,Ultisolsではリター堆積層からの有機酸放出が鉱物風化を促進し,これがKの供給増となっている可能性が示された。4)ここまで得られた知見を検証するために,2018年3月には新たにベトナム中南部丘陵地のOxisolsとUltisolsそれぞれの天然林およびアカシア(マメ科)植栽地に調査地を設定し,窒素・リンを中心とした物質動態の追跡を開始した。現在1年分のデータを収集した段階にあり、引き続き採取土壌および溶液・気体試料を用いて養分(酸性)環境,窒素動態,微生物群集組成および機能特性を解析する。本研究は,湿潤アジアおよび中部アフリカにおける熱帯林生態系再生過程を,植物ー微生物系における共生関係の回復を契機とした物質動態系の再確立として捉えることによって,生態学的レジリアンスに含まれる個々のプロセスをそれぞれ明確に認識する方法論を確立することを目的とする。2016年度は,特にカメルーン,インドネシア,タイの土壌生態系における窒素動態に関わる検討を行い,以下の点を明らかにした。1)マメ科樹種が優占しリターによる窒素投入量が多いカメルーンの熱帯林3サイト(Oxisols2点, Ultisols1点)と,フタバガキ科樹種が優占し窒素投入量が少ないインドネシアの熱帯林3サイト(Ultisols)において,O層と鉱質土層より試料を採取し,全窒素濃度とpH,総硝化速度を測定した。その結果,鉱質土層における全窒素濃度と総硝化速度はカメルーンの方がインドネシアより高かったことから,同様に酸性である鉱質土層の総硝化速度は,全窒素濃度によって規定されたと考えられた。一方,O層における全窒素濃度,pH,総硝化速度はいずれもカメルーンの方がインドネシアよりも高かった。このように土壌の違いにもかかわらず,カメルーン森林においてマメ科樹種が卓越し,リターによる窒素投入量が大きかったことが,高い硝酸化成を含む活発な窒素循環を促している条件の一つであることが明らかとなった。2)タイ国北部の焼畑農耕地および年数の異なる休閑地より表層土壌を採取し,有機態窒素の総無機化速度,総硝化速度を,それぞれ純無機化速度,純硝化速度と合わせて測定し,おのおのの規定要因を検討した。その結果,焼畑農耕/休閑下で比較的安定な有機態窒素プールを反映して,総無機化速度はそれほど増減しなかった。一方総硝化速度は,CN比の低下,塩基飽和度の増加に応答して増大した。本研究は,湿潤アジアUltisolsおよび中部アフリカOxisolsにおける森林再生過程について,有機物(特にリグニン)分解過程,窒素・リン動態およびこれを支配する微生物学的プロセス,植物・微生物間相利共生関係の確立過程に着目して,比較検討を行うものである。研究1年目は、これらのプロセスのうち特に窒素動態に関する微生物プロセスに関し、特に15N安定同位体を用いた実験によって総無機化速度、総硝化速度についていくつかの重要な知見を得ることができた。このような理由から、進捗状況評価を「(2)おおむね順調に進展している」としたものである。これまで2年間を通じて得られた主な知見は以下の3点である。1)インドネシアとカメルーンのOsisols, Ultisolsの森林生態系における窒素動態を特徴付ける要因は,植生による窒素供給量(マメ科樹種が優占するか否か)と,土壌酸性(おそらくアルミニウム濃度)に関わる硝化特性の違いである。引き続きこのような有機酸放出とP動態の関係について解析中である。ここまで得られた知見を検証するために,2017年度にはあらたにベトナム中南部丘陵地のOxisolsとUltisolsそれぞれの天然林およびアカシア(マメ科)植栽地に調査地を設定し,窒素・リンを中心とした物質動態の追跡を開始した。

現在データを収集すると共に,採取土壌を用いて養分(酸性)環境,窒素動態,微生物群集組成および機能特性を解析中である。本研究は,湿潤アジアUltisolsおよび中部アフリカOxisolsにおける森林再生過程について,有機物(特にリグニン)分解過程,窒素・リン動態およびこれを支配する微生物学的プロセス,植物・微生物間相利共生関係の確立過程に着目して,比較検討を行うものである。研究2年目までに,これらのプロセスのうち特に窒素動態に関する微生物プロセスに関し,特に15N安定同位体を用いた実験によって総無機化速度,総硝化速度についていくつかの重要な知見を得ることができた。研究を1年延長した主たる理由は,ここまで得られた知見を検証することにある。このような理由から,進捗状況評価を「(2)おおむね順調に進展している」としたものである。本研究は,湿潤アジアおよび中部アフリカにおける熱帯林生態系再生過程を,植物ー微生物系における共生関係の回復を契機とした物質動態系の再確立として捉えることによって,生態学的レジリアンスに含まれる個々のプロセスをそれぞれ明確に認識する方法論を確立することを目的として実施した。3年間を通じて得られた主な知見は以下の3点である。1)インドネシアとカメルーンのOsisols, Ultisolsの森林生態系における窒素動態を特徴付ける要因は,植生による窒素供給量(マメ科樹種が優占するか否か)と,土壌酸性(アルミニウム濃度)に関わる硝化特性の違いである。2)タイ国北部の焼畑農耕地および年数の異なる休閑地における正味の窒素動態について解析した結果,比較的安定な有機態窒素プールを反映して,総無機化速度はそれほど増減しなかった一方で,総硝化速度はCN比の低下や塩基飽和度の増加に応答して増大した。3)カメルーンのOxisolsとUltisolsの森林における物質動態を比較検討した結果,Ultisolsではリター堆積層からの有機酸放出が鉱物風化を促進し,これがKの供給増となっている可能性が示された。4)ここまで得られた知見を検証するために,2018年3月には新たにベトナム中南部丘陵地のOxisolsとUltisolsそれぞれの天然林およびアカシア(マメ科)植栽地に調査地を設定し,窒素・リンを中心とした物質動態の追跡を開始した。現在1年分のデータを収集した段階にあり、引き続き採取土壌および溶液・気体試料を用いて養分(酸性)環境,窒素動態,微生物群集組成および機能特性を解析する。前期の結果を受けて、研究2年目には以下の2つの方向に研究を展開したい。1)菌根共生の評価。アフリカとアジアの熱帯林がもつリン獲得のための共生系である糸状菌群集構造は、アフリカではAM菌(アーバスキュラー菌根菌)が、アジアではECM菌(外生菌根菌)が、それぞれ卓越し、群集構造は大きく異なることが知られている。このあたりの詳細を、次世代シークエンサーを用いて、糸状菌および細菌の群集構造を解析することにより明らかにしたい。2)光合成産物の窒素およびリン獲得への戦略的分配という観点から、森林ー土壌生態系中の物質動態を再精査したい。手法的には、窒素資源に関しては生態系プロセスの様々な局面におけるCN比を追跡することによって、リン獲得については有機酸の動向を追うことによって検討する。
日清戦争後の中国における日本女子教育情報の経路に関する研究

下田歌子(以下は下田)の『新選家政学』は、当時の中国に4つの翻訳版があり、出版社もそれぞれであった。また、清末中央政府は1904年公布した教育制度の際、女子教育の教科書として下田の『家政学』ならば使用しでもよいと勧めた。本研究は、当時の中国にあった下田の『新選家政学』の翻訳書という女子教育情報の経路に交える日本の働きかけと中国の受容を分析する。これにより、下田は中国に女子教育普及されるよう、情報の提供などを積極的に推し進めようとしたこと、中国は彼女から勧められた「賢母養成」の女子教育を認め、自ら情報を収集し啓蒙していったことを明らかにし、女子教育を媒介とした日中関係を解明する。
量子コヒーレンス制御とその量子情報分野への応用

本研究課題の目的は,量子情報分野への寄与を念頭に,量子コヒーレンスの理解とその制御に関する新たな手法の確立にある.本年度は以下の研究成果を得て,学術誌や国際・国内学会で発表した.1)量子コヒーレンスの緩和過程を記述するマスター方程式の導出には,通常,対象系と環境系との間に相関のない特殊な初期状態が仮定される.我々は,この仮定を課さない導出法を提示した.この議論は,射影演算子法の再吟味を促すとともに,不可逆性の起源に対する理解ももたらす.2)マスター方程式は密度演算子に対する方程式であるが,表示を取ってc数の方程式に焼き直して解くのが通常の解法である.これに対し,我々は,演算子形式のまま解く方法を提案した.3)二つの量子ビットに別の粒子を入射し,散乱することで前者間にエンタングルメントを生成する枠組みを議論した.特に,共鳴散乱が高いエンタングルメントの生成に役立つことを明らかにした.4)量子コンピュータの実現を目指す系の一つとして,量子ドット系を実験家と連携して検討している.我々が念頭に置いている系では,量子ドット列の端のドット内の量子ビットしか直接測定することができない.それでもなお,量子ドット系全体のダイナミクスと測定が量子系に及ぼす効果を利用することで,量子ビット系全体の状態を読み取れることを示した.5)量子コンピュータの実現を目指す系として注目されているジョセブソン接合量子ビット系を題材に,多量子ビット系のエンタングルメントを生成する方法を提案した.6)アンチ・バンチングを題材に,多粒子系の量子統計に起因する量子コヒーレンス,特にそのコヒーレンス長を詳細に議論した.本研究課題の目的は,量子情報分野への寄与を念頭に,量子コヒーレンスの理解とその制御に関する新たな手法の確立にある.本年度は以下の研究成果を得て,学術誌や国際・国内学会で発表した.1)量子コヒーレンスの緩和過程を記述するマスター方程式の導出には,通常,対象系と環境系との間に相関のない特殊な初期状態が仮定される.我々は,この仮定を課さない導出法を提示した.この議論は,射影演算子法の再吟味を促すとともに,不可逆性の起源に対する理解ももたらす.2)マスター方程式は密度演算子に対する方程式であるが,表示を取ってc数の方程式に焼き直して解くのが通常の解法である.これに対し,我々は,演算子形式のまま解く方法を提案した.3)二つの量子ビットに別の粒子を入射し,散乱することで前者間にエンタングルメントを生成する枠組みを議論した.特に,共鳴散乱が高いエンタングルメントの生成に役立つことを明らかにした.4)量子コンピュータの実現を目指す系の一つとして,量子ドット系を実験家と連携して検討している.我々が念頭に置いている系では,量子ドット列の端のドット内の量子ビットしか直接測定することができない.それでもなお,量子ドット系全体のダイナミクスと測定が量子系に及ぼす効果を利用することで,量子ビット系全体の状態を読み取れることを示した.5)量子コンピュータの実現を目指す系として注目されているジョセブソン接合量子ビット系を題材に,多量子ビット系のエンタングルメントを生成する方法を提案した.6)アンチ・バンチングを題材に,多粒子系の量子統計に起因する量子コヒーレンス,特にそのコヒーレンス長を詳細に議論した.
高速中性子テレビジョン用蛍光コンバーターの開発研究

1.研究目的我々は東京大学高速中性子源炉「弥生」を利用して高速中性子ラジオグラフィの研究を進めている。その結果、鉄および鉛等の重金属内の軽元素の検出、天然ウラン、濃縮ウラン燃料の非破壊検査に対し、固体飛跡検出器CR39を用いた撮影方法でその有効性を確認した。しかし、この撮影方法は、照射、エッチング、転写等に時間がかかり、画像を得るのに約1日必要である。そこで、撮影時間の短縮および実時間撮影を目的に、世界的にもまだ研究されていない高速中性子を高感度に光信号に変換する蛍光コンバーターを開発し、高速中性子テレビジョン法の撮影技術を構築することを目的とした。2.研究方法高速中性子が光信号に変換するモデルとして、高速中性子がコンバーター内の水素と衝突し、反跳陽子が放出され、そのエネルギーが蛍光体に与えられ発光すると考えた。そこで、数種類の含水素物質と蛍光体との組合わせによるコンバーターの試作を行ない感度測定を行なった。そして、蛍光体の含有量及びコンバーターの厚さをパラメーターとして試作し、最適なコンバーターを求めた。コンバーターの発光量はX線フイルムと蛍光コンバーターを密着させ高速中性子照射を行ない、フイルムの黒化度より推定する方法と、蛍光コンバーターと光電子増倍管を密着して照射を行ない、光電子増倍管の陽極電流を測定する方法により求めた。その後、最適のコンバーターと高感度テレビカメラを用い高速中性子テレビジョンの撮影を試みた。3.研究結果含水素物質としては、ポリエチレン、シリコンゴム、ポリメチルペンテン、PMMA、CR39樹脂及びポリプロピレンを選択し、蛍光体ZnS(Ag)と混合してコンバーターを試作した。その結果、ポリプロピレン樹脂のコンバーターが一番感度があることがわかった。厚さ1.3mm、ZnS(Ag)含有量50w/oのコンバーターの発光子数は3.4x10^2photons per fast neutronと求まった。また、ZnS(Ag)含有量をパラメーターとした感度測定の結果、約50w/oにおいて感度が高いこと、コンバーターの厚さをパラメーターとした結果では、コンバーターの厚さが2mmを越えると飽和する傾向になることがわかった。なお、発光モデルより解析的にコンバーターの最適値を求めた結果、よく実験結果と一致した。そして、最適の蛍光コンバーターと高感度テレビカメラの組合わせにて、高速中性子テレビ撮影を行なった所、高速中性子束1.8x10^7n-cm^<-2>-s^<-1>の場において、約600枚の画像積算を行なうことにより、高速中性子テレビジョン画像の取得に成功した。
固体の波動共振特性が支配する材料の高速物性と衝撃破壊の解明

脆性材料を主な対象として材料特性への高速外力の影響が、衝撃力、航空機落下、地震外力などの方面で研究が進められ、高速物性の変化や「ひずみ速度効果」などの強度変化が報告されている。本研究の目的は、これらがある意味で見かけの挙動と考えられ、材料固有の特性ではなく、固体の共振特性に支配されている点を明らかにすることである。固体材料に高速外力が作用する場合、実際は波動場の問題で固体形状と入力波動の波長の関係により生じる共振現象に支配される。したがって、これまでに報告されている多くの事例は、実験での供試体形状に依存する現象にすぎないと考えられる。これは従来の知見とは異なる概念であり、この観点から材料の特性と波長との関係を解明した研究が認められないため、高速物性と衝撃破壊について以下のような2項目について基礎的な研究成果を収集した。1)材料物性と破壊に関する入力周波数の影響データの収集材料物性と破壊が入力周波数により変化する点について実験を実施した。対象としたのは寸法の異なるコンクリート供試体の圧縮破壊、曲げ破壊であり、入力は載荷装置による静的載荷と鋼球落下を主な外力とした。特に高周波数の入力に関しては、現有の載荷装置では困難が予想されるため、境界要素法(BEM)による数値解析により数値解析により検討を実施した。2)衝撃破壊挙動と入力周波数の関係の解明上記(1)の成果を固体の共振特性、特に、波長との関係でデータ整理した上で、資料収集を含めて研究の打合せを実施した脆性材料を主な対象として材料特性への高速外力の影響が、衝撃力、航空機落下、地震外力などの方面で研究が進められ、高速物性の変化や「ひずみ速度効果」などの強度変化が報告されている。特に高周波数の入力に関しては、現有の載荷装置では困難が予想されるため、境界要素法(BEM)による数値解析により検討を実施した。2)衝撃破壊挙動と入力周波数の関係の解明上記(1)の成果を固体の共振特性、特に、波長との関係でデータ整理した上で、資料収集を含めて研究の打合せを実施した
高次三重項経由蛍光機構による第4世代有機EL素子の構築

高効率青色発光する長寿命の有機EL素子の実現は依然として重要な課題であり、その実現には基礎理論からの再検討が不可欠である。外部量子効率を決める因子のうち発光分子の設計に関わる因子である蛍光量子収率と励起子利用効率は、振電相互作用密度の概念により制御可能である。第四世代の発光機構として提案している高次三重項状態からの逆系間交差を経由して一重項状態に転換し蛍光発光させる高次三重項経由蛍光(FvHT)機構は第三世代のTADF機構にある欠点を持たない上、roll-offが小さく実用上も有利な発光機構である。本研究ではFvHT機構による発光分子を発光層に含む高効率青色有機EL素子を実現することを目指し、公知のFvHT機構の可能性のある発光分子やホスト材料分子の励起電子構造と振電相互作用の解明を通じて、励起子間相互作用における振電相互作用をも考慮に入れて、発光分子とホスト分子の両方を適切な組み合わせとして新規に設計することを目的とする。今年度はF8BTのように原因不明の高い励起子利用効率を示す発光分子や4CzIPNやDABNAなどTADF機構とされてはいるが励起電子構造に擬縮退を持つと考えられる公知の発光分子を含む有機EL素子について、発光分子とホスト材料分子について励起電子構造ならびに励起状態のVCD解析を行い、FvHT機構の可能性について再検討し、高次三重項励起状態が逆系間交差の過程で関与していることが示唆された。計画通りに進展している。FvHT機構が期待できる新規発光分子あるはFvHT機構が疑われる発光分子を用いた新規EL素子の実現を目指す。計算機を新規に購入せず既存の計算機で実施したため、物品費からの支出がなかった。次年度に購入の予定である。
遷移金属触媒によるｓｐ３炭素ーフッ素結合の選択的活性化と官能基化

有機フッ素化合物は近年、医農薬や材料科学などの応用分野で大きな注目を集めているが、その合成法は十分には整備されていなかった。そこで申請者は、複数個のフッ素置換基を有する出発物質に対し、その炭素ーフッ素結合の切断と官能基化を一挙に行うこと(炭素ーフッ素結合の活性化)により、有用な有機フッ素化合物を合成する手法の開発を行った。ここで問題となるのは、炭素ーフッ素結合が極めて高い結合エネルギーを持つ非常に安定な化学結合であり、その活性化が困難である点であった。この問題に対して申請者は、炭素ーフッ素結合の活性化手法として、穏和な条件下でも効率的に進行するフッ素脱離に注目し、それを活用した有機フッ素化合物の合成反応を開発した。(1)ニッケル触媒によるフルオロアルケン類とアルキンの脱フッ素カップリング:フルオロアルケン類とニッケル錯体の化学的相性が良いことを利用し、ニッケル錯体上でアルキンとフルオロアルケン類を効率的に反応させる手法を開発した。本手法は、様々なフルオロアルケン類に適用することが可能であり、医農薬の分野で注目を集めるフルオロアレーンやモノフルオロアルケン、ジフルオロアルケンの迅速合成を可能にした。(2)ニッケル触媒によるジフルオロプロペン類とハロアレーンの脱フッ素カップリング:申請者は、ニッケル触媒を用いた3,3-ジフルオロプロペン誘導体に対する脱フッ素アリール化によるモノフルオロアルケン合成法を見出した。本反応は、極めて穏和な条件下で進行し、従来法では得難い高い官能基許容性を示した。(3)0価マンガンによるジフルオロジエノールシリルエーテル合成:β-トリフルオロメチルエノン類を0価マンガンとクロロシランで処理することで、ジフルオロジエノールシリルエーテルを高収率で合成できることを見出した。この化合物は、様々な求電子剤との反応が可能であるため、極めて有用な合成中間体である。27年度が最終年度であるため、記入しない。有機フッ素化合物は近年、医農薬や材料科学などの応用分野で大きな注目を集めているが、その合成法は十分に整備されていなかった。そこで申請者は、複数のフッ素置換基を有する入手容易な出発物質に対し、その炭素ーフッ素結合の切断と官能基化を同時に行うこと(炭素ーフッ素結合の活性化)により、有用な有機フッ素化合物を合成する手法の開発を行った。ここで問題となるのは、炭素ーフッ素結合が高い結合エネルギーを持つ非常に安定な化学結合であり、その活性化が困難である点であった。そこで申請者は、炭素ーフッ素結合の活性化手法として、穏和な条件下でも効率的に進行するβ-フッ素脱離に注目し、それを活用した有機フッ素化合物の合成反応を開発した。(1)ニッケル触媒による2-ペルフルオロアルキル-1-アルケンとアルキンの脱フッ素カップリング:ニッケル錯体による酸化的環化とβ-フッ素脱離を組み合わせることで、ペルフルオロアルキルアルケンとアルキンの脱フッ素カップリングを二種類開発した。さらに、金属ーフッ素結合を有する反応中間体がフッ素と親和性の高い元素を含む有機金属反応剤によって還元できることに着目し、反応の触媒化にも成功した。(2)ニッケル触媒によるジフルオロプロペン誘導体とヨウ化アレーンの脱フッ素カップリング:モノフルオロアルケン類には、生理活性や液晶性を持つものが多く知られており、その効率的な合成法が求められている。申請者は、安価なニッケル触媒を用いた3,3-ジフルオロプロペン誘導体に対する脱フッ素アリール化によるモノフルオロアルケンの合成反応を見出した。本反応は、極めて穏和な条件下で進行することから、従来法では得難い高い官能基許容性を有するモノフルオロアルケン類の合成法としての展開が期待できる。

この化合物は、様々な求電子剤との反応が可能であるため、極めて有用な合成中間体である。平成26年度は、遷移金属触媒を用いたアリル位炭素ーフッ素結合の活性化を経るカップリング反応の開発を検討した。その結果、安価なニッケル触媒を用いた脱フッ素カップリングを二種類開発することができた。2-ペルフルオロアルキル-1-アルケンとアルキンの脱フッ素カップリングを見出し、様々なフルオロアルケン類の合成を達成した。本反応は、適切な還元剤を選択することで、同一の出発物質から環状フルオロアルケンと直鎖状フルオロアルケンをそれぞれ作り分けることも可能である。さらに申請者は、3,3-ジフルオロプロペン類とヨウ化アレーンの脱フッ素カップリングによるモノフルオロアルケン類の合成反応の開発にも成功した。これらの反応は、炭素ーフッ素結合の活性化が非常に穏和な条件下で進行しているため、複雑な骨格を有する有機フッ素化合物の合成への利用も期待できる。また申請者はすでに、ペルフルオロアルキル基の炭素ーフッ素結合活性化を達成しており、本プロジェクトの最終目標である「ペルフルオロアルカン類の脱フッ素官能基化」への道を拓きつつある。したがって、平成26年度の本研究課題はおおむね順調に進行していると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、これまで得られた知見を基に、本プロジェクトの最終目標である「ペルフルオロアルキル化合物の脱フッ素官能基化」に挑戦する。これまでの問題点は、ペルフルオロアルキル化合物に遷移金属錯体を接近させるために、配位ユニットとしてアルケン部位をペルフルオロアルキル化合物上に導入しておく必要があった。この制約を解消するために今年度は、より反応性の高い遷移金属錯体であるカルベン錯体やイミド錯体を用いて検討を進める。これらの錯体は、中心金属上が非常に求電子的であるため、フッ素の孤立電子対が中心金属へ配位しやすいと考えられる。これにより、フッ素置換基自身が配位性官能基として働くため、特別な配位ユニットを導入する必要がなくなる。以上の戦略に基づき、広範なペルフルオロアルキル化合物の脱フッ素官能基化反応の開発を検討する。市川淳士研究室ホームページ
魚類抗酸化酵素による酸化ストレス応答の分子機構-分子生物学的アプローチ-

本研究では分子生物学的手法を用い、魚類抗酸化酵素遺伝子の制御領域の解析並びに酸化ストレス応答に関連する転写制御因子を探索すること、次いで魚類培養細胞株やヒラメマクロファージの初代培養系によってエドワジエラ症の原因菌Edwardsiella tarda (E.tarda)等の暴露に伴う酸化ストレスに対する抗酸化酵素の応答機構を分子レベルで明らかにすることを目的とした。本年度は、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子5'-上流領域( ー1,124 / ー1 )の種々の欠失ミュータントを用いたプロモーター活性解析の結果、E.tarda由来菌体外産生物質(ECP)刺激に伴う酸化ストレスにおける本酵素遺伝子の発現調節部位はNF-IL6認識配列( ー202 / ー194 )であることが推定された。また、クローニングしたヒラメMn-SOD遺伝子5'-上流領域( ー1,020 / ー1 )をルシフェラーゼベクターpGL3に挿入してレポーターアッセイ系を構築し、種々の欠失ミュータントを用いてプロモーター活性解析を行った結果、本酵素遺伝子の発現調節部位はNrf 2認識配列( ー551 / ー505 )であることが示唆された。現在、酸化ストレス応答に関連する転写制御因子の探索を進めている。更に、E.tarda由来ECP等刺激に伴う両SODのmRNA量の変動についてリアルタイム定量PCRを用いて検証した。その結果、E.tarda由来ECP及びE.tarda強毒株組換えflagellin刺激に伴い、Cu,Zn-SOD mRNA量は有意な増加傾向を示し、Mn-SOD mRNA量は減少傾向を示した。また、抗酸化剤N-アセチル-L-システイン処理による影響を調べた結果、両SOD mRNA量の増減は、E.tarda由来ECP等刺激による酸化ストレスに起因していることが確認された。培養細胞株の活性酸素種及びサイトカイン産生能の検討はやや遅れている状況であるが、ヒラメSOD遺伝子の転写制御領域の解析並びにリアルタイム定量PCR法による酸化ストレスに伴うSOD mRNA量の挙動ではいくつかの新知見が得られており、現在、これまでの研究成果を取りまとめて1編論文投稿中並びに1編投稿準備中である。従って、研究は概ね順調に進展している。魚類抗酸化酵素遺伝子5'-上流領域の欠失ミュータントを用いてプロモーター活性解析を更に詳細に進めて発現制御部位を明らかにすると同時にゲルシフト解析等により酸化ストレス応答に伴う鍵となる転写制御因子の探索を行っていく。更に、MAPキナーゼに対する特異的インヒビター等を用いて細胞内シグナル伝達系の検討も進めていく。本年度は、エドワジエラ症の病原因子の候補として同定されたE.tarda強毒株及び弱毒株の両flagellin遺伝子の大腸菌による大量発現系を構築した。また、主要なタンパク質成分としてflagellinを含むE.tarda由来菌体外産生物質(ECP)、又は組換えflagellinをRAW264.7細胞(マウスマクロファージ系株化細胞)に暴露したところ、NO及びTNF-αの産生誘導が確認された。ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子5'-上流領域( ー1,124 / ー1 )のプロモーター活性は、E.tarda両菌株ECP刺激によって増加した。また、種々の欠失ミュータントを用いたプロモーター活性解析の結果、ECP刺激に伴う酸化ストレスにおける本酵素遺伝子の発現調節部位はNF-IL6認識配列( ー202 / ー194 )であることが推定された。一方で、強毒株組換えflagellin刺激によるプロモーター活性の変化は見られなかったが、弱毒株由来組換えflagellin刺激で活性が著しく増加した。更にプロモーター活性解析の結果、弱毒株由来組換えflagellin刺激に伴う酸化ストレスにおける本酵素遺伝子の発現調節部位は、C/EBPα認識配列( ー106/ ー102 )であることが推定された。なお、ヒラメMn-SOD遺伝子プロモーター領域については、レポーターアッセイ系を構築中である。培養細胞株の活性酸素種及びサイトカイン産生能の検討はやや遅れている状況であるが、ヒラメSOD遺伝子のプロモーター領域の解析ではいくつかの新知見が得られており。全体的には概ね順調に進展している。