hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トポタクティック合成法による新奇酸化物薄膜の創出

今年度は以下の2つの点において研究が進んだ。【1ペロブスカイト鉄酸フッ化物SrFeO3-xFx薄膜の電子状態解明】ペロブスカイト鉄酸化物は光触媒や光起電力など様々な光機能を示す。その様な化合物のバンドギャップ制御を行う手法として、近年酸素サイトへのアニオン置換が注目を集めている。今回私はSrFeOx薄膜にフッ素を入れる手法を開発し、フッ素量制御に成功した。またフッ素量の異なるいくつかのSrFeOxFy薄膜を作製し、その光学バンドギャップを測定することで、系統的な光学特性を観察した。バンドギャップはフッ素量増加と共に増大し、SrFeO2FではLaFeO3よりも広いバンドギャップを持つことが明らかになった。理論計算を行った結果、このバンドギャップ拡張がフッ素によるボンド角の大きな曲りに起因することが示唆された。また光電子分光測定により電子状態を観測し、理論計算を補佐する結果を得た。これらの結果はApplied Physics Expressの注目論文(Spotlight)に選ばれた。【2ヒドリド酸化物SrVO2H薄膜の電子状態観測】ヒドリドは負の価数を持つ水素イオン(H-)であり、近年高イオン伝導や超伝導の発現で注目を集めている。新しく報告されたSrVO2HはVO2面が2次元的に拡がり、V-Hボンドが直線に並ぶペロブスカイトでは初めての構造を有していた。今回私はSrVO2H薄膜をSrTiO3単結晶基板上に作製することに成功した。SrVO2H薄膜はc軸配向しており、V-Hボンドが面直方向に揃っていることが明らかになった。またX線吸収測定、光電子分光測定からバナジウムの価数が3価であることを確かめた。これは水素がH-として存在していることを示している。さらにヒドリド置換によりSr 3dの結合エネルギーが低エネルギー側にシフトすること、そして絶縁体転移することを見出した。27年度が最終年度であるため、記入しない。【1ペロブスカイト構造を有するコバルト系ヒドリド酸化物薄膜の作製】近年、遷移金属酸化物の酸素サイトへのヒドリド(H-、負の価数を持つ水素イオン)置換が可能になり注目を集めている。しかしヒドリド酸化物は準安定相が多く、合成には困難が伴っていた。本研究では基板からのエピタキシャル歪みを活用することで、新しいヒドリド酸化物SrCoO2Hの合成に初めて成功した。このSrCoO2H薄膜は2つの特異な特徴を有していた。1つ目はこれまで報告されていたペロブスカイト型ヒドリド酸化物とは異なり、金属ヒドリド結合が二次元平面状に拡がっていること、2つ目はこれまでの報告より高いCo価数が得られたことである。これらの成果は、エピタキシャル歪みによる構造安定化効果が新たなヒドリド酸化物合成の有効な合成戦略であることを示している。【2トポタクティック酸化・還元法によるYBaCo2Ox (x = 4.5-6)薄膜の作製】Aサイト秩序型ペロブスカイトRBaCo2Ox(Rは希土類)は巨大磁気抵抗、スピンクロスオーバー、高酸素イオン伝導など特異な物性を示す。私はYBaCo2Ox薄膜に対しトポタクティック酸化・還元反応を施すことで、従来の報告より酸素量(x)の変化幅を拡張することに成功した(x = 4.5-6)。新たに得たYBaCo2O6薄膜は135 K以下でフェリ磁性金属特性を有しており、これまで報告されていた強磁性金属RBaCo2O6(R= La, Pr, Nd)と異なる挙動を示すことが明らかになった。これはイオン半径の小さなYを使っていること、そして基板からの引張歪みにより格子定数比c/aが小さくなることで、スピン状態が変化したことが原因と考察される。さらにYBaCo2O6薄膜が負の磁化率や磁気抵抗、そして大きな磁気異方性を示すことを見出した。

新しく報告されたSrVO2HはVO2面が2次元的に拡がり、V-Hボンドが直線に並ぶペロブスカイトでは初めての構造を有していた。今回私はSrVO2H薄膜をSrTiO3単結晶基板上に作製することに成功した。SrVO2H薄膜はc軸配向しており、V-Hボンドが面直方向に揃っていることが明らかになった。またX線吸収測定、光電子分光測定からバナジウムの価数が3価であることを確かめた。これは水素がH-として存在していることを示している。さらにヒドリド置換によりSr 3dの結合エネルギーが低エネルギー側にシフトすること、そして絶縁体転移することを見出した。私は「トポタクティック合成法と薄膜固有の特長を組み合わせる独自の合成戦略」によって、新しいアニオン置換酸化物薄膜作製、そして合成手法の開発を積極的に試みている。すでに酸化、還元、フッ素化、水素化の4つの合成手法を確立しており、特にフッ素化手法の開発についてはポスター発表したEMRS国際学会(2014 spring meeting)でも評価され、best poster awardを受賞した。上記新しい合成手法の確立により、従来合成が難しかった化合物の合成が可能になりつつあり、また同化合物で新規物性の発現も大いに期待できる。実際、大きな磁気異方性や負の磁化率を有する材料の発見や、フッ素によるバンドギャップ制御といった物性開拓という面でも大きな進展がみられた。このため当初の計画以上に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は以下の2つに焦点を当て研究を進める。【1Aサイト秩序ペロブスカイトRBaCo2O6薄膜の物性解明】今年度、私はYBaCo2O6薄膜において従来とは異なる物性を示すことを明らかにした。この物性変化の起因として格子定数比c/aの値が小さくなりスピン状態が変化したことが考えられるが、これまでスピン状態の変化を直接観測するまでには至っていない。そこで今後は低温でのX線吸収分光法を用いて、フェリ磁性YBaCo2O6薄膜と強磁性LaBaCo2O6薄膜のスピン状態を観測し考察を深めていきたい。【2新たな低温トポタクティック窒化法の開発】これまで酸化物から酸窒化物を低温トポタクティック法で合成する手法は開発されていなかった。これはアンモニアを窒化剤として使用すると高温反応となりやすいこと、そして窒素が酸素に比べてイオン結合性に乏しく、低温ではイオン伝導度が小さいことに由来していると考えられる。そこで私は1窒素供給源をアンモニアから金属アミド(LiNH2など)に変え、さらに2高いイオン伝導度が必要ない薄膜を対象とすることで、低温トポタクティック窒化法を確立したい。
機能性有機分子を用いた積層型光-電界多値制御デバイスの開発とその物性評価

本研究の目的は、近年、フレキシブルな機能を有する電子デバイスとして注目されている有機トランジスタの特性を有機ヘテロ界面での電荷移動を光により制御することによって変調することである。下地となるクォテリレン有機トランジスタの高性能化に成功し、2分子層程度でも良好に動作する薄膜トランジスタの作製に成功した。有機ヘテロ界面での効果的な電荷移動を誘起させるために電子受容性が極めて高い電荷移動錯体を用いて積層型トランジスタを作製した。電荷移動錯体分子を蒸着することによりクォテリレントランジスタの閾値電圧を変化させることに成功した。この結果から、有機ヘテロ界面を利用したデバイス制御が可能であることが示された。本研究の目的は、近年フレキシブルな機能を有する電子デバイスとして注目されている有機トランジスタ(クォテリレン分子)と光感受性分子(フタロシアニン分子など)を組み合わせた光-電界多値制御型トランジスタの開発である。平成20年度においては、まず初めに母体となるクォテリレントランジスタの高性能化を試みた。具体的には、ゲート絶縁膜とクォテリレン有機半導体との界面にoctadecyltrichlorosilane(OTS)自己組織化膜を挿入し、膜構造解析およびトランジスタの特性評価を行った。その結果、1分子層トランジスタにおいても10^<-2>cm^2/V・s程度の比較的高い移動度を得ることに成功した。また、SiO_2及びOTS上に形成した薄膜の膜構造について放射光X線回折測定を用いて解析した結果、初期層における膜歪みが成長過程を決定する要因であることを初めて明らかにした。OTSを挿入することにより基板表面エネルギーが低減され、膜歪みの緩和に繋がったと考えられる。その結果、初期層から高い結晶性を有し、二次元成長した薄膜を得ることに成功した。さらに、本申請の主要課題であるフタロシアニン分子/クォテリレン積層トランジスタにおいて光照射を試みたが、トランジスタ特性の変調には至らなかった。この原因としてフタロシアニン亜鉛とクォテリレン分子との相互作用が小さいため電荷移動が起こりにくいためだと考えられる。平成21年度においては、より効果的な電荷移動を誘起させるために電子受容性が極めて高いF4TCNQ電界移動錯体分子などを用いて検討する。本研究の目的は、近年、フレキシブルな機能を有する電子デバイスとして注目されている有機トランジスタ(クォテリレン分子)と光感受性分子(フタロシアニン分子など)を組み合わせることにより、光-電界制御型トランジスタを開発することである。平成20年度においては、下地となるクォテリレントランジスタの高性能化に成功し、2分子層程度でも良好に動作する薄膜トランジスタの作製に成功した。この結果を踏まえ平成21年度において我々は、光感受性分子としてPTCDI-C8分子をクォテリレントランジスタ上に2分子層程度成膜し、積層型トランジスタを作製した。その結果、PTCDI-C8分子がn型半導体、クォテリレン分子がp型半導体として動作するAmbipolarトランジスタの作製に成功した。さらに放射光光電子分光法を用い、1分子層程度で構成されるヘテロ界面での電子状態を評価することに成功した。この知見は、太陽電池など有機ヘテロ接合を利用するデバイスに応用できる。各薄膜のHOMO-LUMO準位について詳細に評価した結果、ヘテロ界面において電荷移動や界面ダイポールによるHOMO-LUMO準位の再構成は確認されなかった。この結果は、PTCDI-C8のアルキル鎖がバッファー層として機能し、母体となる両分子間での相互作用が小さいことに起因していると考えられる。ヘテロ界面における効果的な電荷移動を誘起させるために電子受容性が極めて高いF_4TCNQ(電荷移動錯体)を用いて積層型トランジスタを作製した。F_4TCNQ分子を蒸着することによりクォテリレントランジスタの閾値を変化させることに成功した。
スフィンゴシン1リン酸による血液脳関門（BBB)機能制御の解明

スフィンゴシン1ーリン酸(S1P)は、脂質メディエーターの一つであり、免疫細胞や血管内皮細胞の機能調節に重要な役割を果たしている。S1Pが血液脳関門(BBB)の機能制御に関与するかを検討するために、in vitro BBBモデルを作製し、正常培養時と低酸素培養時におけるS1Pの影響を検証した。正常培養下でS1Pは、バリアー機能を低下させた。また、低酸素負荷時では、S1P産生の増加が観察された。S1Pシグナルの抑制薬を処理すると、低酸素負荷で誘導されるバリアー機能の低下が抑制された。以上のことから、S1Pは正常時および病態時においてBBB機能調節に関与していると考えられる。血管・免疫系で重要な役割を担う、脂質メディエーターのスフィンゴシン1リン酸(S1P)が、血液脳関門(Blood-Brain Barrier, BBB)機能調節の一因となりうるか検証した。S1Pは、スフィンゴキナーゼによりスフィンゴシンから生成され、細胞外に分泌される。S1Pはその受容体であるS1P/Edg受容体(S1P受容体、S1P1S1P5、G蛋白質共役型受容体)を介して、生理作用を示す。そこで、S1PのBBBタイトジャンクション機能(バリアー機能)への影響を検討するために、内皮細胞の単層培養系を作製し、S1P受容体のアゴニスト(FTY 720, SEW2871)、スフィンゴシンキナーゼの阻害剤(SKI-II)の影響を検討した。S1Pアゴニスト(FTY (100 nM), SEW (1μM))により、BBBのバリアー機能低下が観察された。SEWはS1P1のアゴニストであり、BBBのバリアー機能低下にはS1P1受容体が関与すると考えられた。SKI-II(10μM)では、バリアー機能の低下が観察された。SKI-IIの投与により、細胞内にスフィンゴシンが蓄積して細胞障害が起こったものと考えられるが、更なる検討が必要である。一方、虚血下(病態時)でのスフィンゴシンキナーゼの役割検討も行ったところ、SKI-IIの投与により、虚血障害が軽減されることを確認した。このことは正常時および虚血時におけるS1PシグナルまたはS1P細胞内動態が異なる可能性を示している。本年度の研究により、S1PシグナルがBBBの生理的および病態時において、BBB機能調節因子として働いていることが判明した。リゾリン脂質の一つであるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)の血液脳関門(Blood-Brain Barrier、BBB)機能への影響を検討するために、in vitro BBBモデルを用いて検討した。S1P受容体のアゴニストであるS1P, SEW2871, FTY720の処理により、BBBのバリアー機能の指標である経内皮電気抵抗(TEER)の減少と低分子化合物の透過性上昇が観察された。この時、タイトジャンクション(TJ)タンパク質であるclaudin-5やoccludinの発現が減少しており、S1PはTJ機能の低下により培養脳毛細血管内皮細胞のバリアー機能を低下させることが判明した。次に虚血時のBBBバリアー障害におけるS1Pの役割を検討するために、内皮細胞に低酸素を負荷し、虚血障害モデルを作製した。虚血負荷により内皮細胞ではS1Pの合成酵素であるスフィンゴシンキナーゼ1(Sphk1)とS1Pの細胞外輸送に関わるトランスポーターであるABCA1のmRNA発現が上昇していた。また、虚血負荷により生じたTEERの減少と低分子化合物の透過性上昇が、Sphk1とABCA1の阻害薬により改善した。虚血時におけるS1P経路の抑制は脳血管障害に保護的に働くと考えられる。S1PのBBBバリアー機能への影響を検討し、S1P受容体のサブタイプの中で少なくともS1PR1が、バリアー機能の低下と関係することが判明した。また、虚血下におけるS1P経路の活性化が虚血障害に関与しており、S1P経路の抑制がBBB保護に働くことを示した。リゾリン脂質の一つであるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)の血液脳関門(Blood-Brain Barrier、BBB)障害モデルでの役割を検討するために、in vitro BBBモデルとin vivoモデルを用いて検討した。In vitro BBBモデルに低酸素-無グルコースを負荷した虚血再灌流モデルでは、虚血負荷により内皮細胞ではS1Pの合成酵素であるスフィンゴシンキナーゼ1(Sphk1)とS1Pの細胞外輸送に関わるトランスポーターであるABCA1のmRNA発現が上昇していた。また、BBBを構成するアストロサイトではABCA1の発現が上昇していた。虚血再灌流負荷後の培養上清中のS1P量をELISAで測定したところ、内皮細胞、アストロサイト、ペリサイトで産生の増大が観察された。これら3種類の細胞を共培養したBBBモデルを用いた検討では、虚血再灌流で増加したS1Pの培養上清中への放出が、ABCA1トランスポーターの阻害作用を持つプロブコールの処理により減少した。さらに、プロブコールは虚血再灌流障害により誘導されるBBBのバリアー機能低下を軽減した。次に、一過性中大脳動脈閉塞によるin vivo脳梗塞モデルを用いて、プロブコールの作用を検討した。

プロブコールの投与により、梗塞巣の減少や低分子トレーサーの透過性が減少し、in vivoにおいてもプロブコールのBBB保護効果が観察された。以上のことから、虚血時におけるS1P経路の抑制は脳血管障害に保護的に働くと考えられた。また、プロブコールは虚血再灌流障害時にS1P経路を抑制して、脳保護効果を示すと考えられる。スフィンゴシン1ーリン酸(S1P)は、脂質メディエーターの一つであり、免疫細胞や血管内皮細胞の機能調節に重要な役割を果たしている。S1Pが血液脳関門(BBB)の機能制御に関与するかを検討するために、in vitro BBBモデルを作製し、正常培養時と低酸素培養時におけるS1Pの影響を検証した。正常培養下でS1Pは、バリアー機能を低下させた。また、低酸素負荷時では、S1P産生の増加が観察された。S1Pシグナルの抑制薬を処理すると、低酸素負荷で誘導されるバリアー機能の低下が抑制された。以上のことから、S1Pは正常時および病態時においてBBB機能調節に関与していると考えられる。S1PのBBBタイトジャンクション機能(バリアー機能)への影響を検討した。更に、虚血下(病態時)でのスフィンゴシンキナーゼの役割の検討も行った。これまで同様の評価を継続する。更に,これまでのin vitroの結果がin vivoでも確認できるかを検討する。血液脳関門学S1P受容体には5種類のサブタイプが知られており、BBBのバリアー機能低下にどの受容体が関与するか検討する。SKI-IIが生理的および病態時で、BBBバリアー機能に対して異なる反応を示したため、その作用機序を検討する。概ね計画通りに使用したが、小額の端数が生じた。概ね計画通りに使用したが、動物の使用数が予想よりも少なかったため。繰越使用額が小額のため、次年度に使用する。繰越使用額が小額のため、当初の計画通り使用する。
卵黄前駆体タンパクを指標としたハタ科魚類の成熟および雌雄判別法の開発に関する研究

本研究の目的は、ハタ科魚類の種苗生産を安定的に行うための一助として、卵黄形成期の雌に特異的に出現する卵黄前駆体タンパク(ビテロジェニン)を指標とした成熟判別ならびに雌雄判別法を確立することである。しかし、本科魚種のビテロジェニンは精製されておらず、その検出系も確立されていない。そこで、まず雌性ホルモンを投与し人為的にビテロジェニンを誘導したキジハタの血液より、ハイドロキシルアパアタイトクロマトグラフィーおよびゲル濾過クロマトグラフィーを用いてビテロジェニンを分離精製した。その結果、純度の高いビテロジェニンの精製に成功した。これを家兎に免疫してビテロジェニン特異抗体を作製した。この抗体をキジハタ雄血清と混和し、雌雄共通のタンパクに対する抗体を吸収除去した。この吸収抗体はビテロジェニンとのみ反応することが確認された。次に、本抗体を用いたキジハタ卵黄前駆体タンパクの検出系の開発を行った。検出系には増養殖の現場での実用性を考慮に入れ、多量の検体を短時間で容易に処理できるドットブロッテイング法を選んだ。その結果、血中ビテロジェニンは19.5ng/dotまで検出できることが分かった。これは、本検出系が従来のマンシーニ法による検出系より高感度であることを示唆している。また、雄血清とは全く反応しなかったことから、雌雄判別に有効な方法であることが明らかとなった。最後に、本検出系が他のハタ科魚類のビテロジェニン検出にも用いることが出来るか否かを調べるため、マハタ・クエとの免疫交差性を調べた。その結果、何れのビテロジェニンとも交差する事が分かった。本研究により、ハタ科魚類の雌雄判別をビテロジェニンを指標として行うことが可能になった。本研究の成果は、平成9年度日本水産学会春季大会(東京)にて発表する予定である。また、近日中に、論文としても公表する予定である。
窒化アルミニウムウィスカー強化・高熱伝導セラミック基板の作製

高純度アルミニウム(Al)粉末(純度:99.99%,平均粒径:20μm)の浮上式流動層窒化反応(連続式直接窒化法)により,窒化アルミニウム、(AIN)微粉末および高純度ALNウィスカーを合成し,これらの生成機構を検討するとともに,特性評価を行った.ついで,このALNウィスカーを用いて複合材料を作製し,特性評価を行った.Al粒子の爆発的な崩壊・燃焼反応による窒化反応機構で,焼結性に優れた高純度AlN微粉末(約0.2μm径)が生成し,これに伴って,高純度AlNウィスカーも生成した.窒素(N_2)ガスを反応ガスに用いると表面の粗い白色AlNウィスカーが生成し,窒素とアンモニア(N_2-NH_3)混合ガスを反応ガスとして用いると表面の平滑な透光性AlNウィスカーが生成することがわかった.この表面の粗い白色AlNウィスカーは焼結性に富むが,耐候性,耐水性,耐酸化性などに乏しいことがわかった.他方,表面の平滑な透光性AlNウィスカーは焼結性に乏しいが,耐侯性,耐水性,耐酸化性などに優れていた.表面の粗い白色AlNウィスカーをットプレス焼結すると,透光性の緻密な焼結体が作製され,この焼結体はAlN粉末からの焼結セラミックスの1.5倍の強度を示した.また,この透光性AlNウィスカーからのエポキシ樹脂複合材料は,金属と同等の熱膨張率を有し,熱伝導率7W/mKの高熱伝導性を示し,電気・電子機器用の放熱性に優れた基板,あるいはLSIチップの封止材料用複合樹脂に有望であると考えられた.また,AlN微粉末と透光性AlNウィスカーの混合体からホットプレス法で作成したAlN複合セラミックスは,熱伝導率157W/mKの高熱伝導性を示した.高純度アルミニウム(Al)粉末(純度:99.99%,平均粒径:20μm)の浮上式流動層窒化反応(連続式直接窒化法)により,窒化アルミニウム、(AIN)微粉末および高純度ALNウィスカーを合成し,これらの生成機構を検討するとともに,特性評価を行った.ついで,このALNウィスカーを用いて複合材料を作製し,特性評価を行った.Al粒子の爆発的な崩壊・燃焼反応による窒化反応機構で,焼結性に優れた高純度AlN微粉末(約0.2μm径)が生成し,これに伴って,高純度AlNウィスカーも生成した.窒素(N_2)ガスを反応ガスに用いると表面の粗い白色AlNウィスカーが生成し,窒素とアンモニア(N_2-NH_3)混合ガスを反応ガスとして用いると表面の平滑な透光性AlNウィスカーが生成することがわかった.この表面の粗い白色AlNウィスカーは焼結性に富むが,耐候性,耐水性,耐酸化性などに乏しいことがわかった.他方,表面の平滑な透光性AlNウィスカーは焼結性に乏しいが,耐侯性,耐水性,耐酸化性などに優れていた.表面の粗い白色AlNウィスカーをットプレス焼結すると,透光性の緻密な焼結体が作製され,この焼結体はAlN粉末からの焼結セラミックスの1.5倍の強度を示した.また,この透光性AlNウィスカーからのエポキシ樹脂複合材料は,金属と同等の熱膨張率を有し,熱伝導率7W/mKの高熱伝導性を示し,電気・電子機器用の放熱性に優れた基板,あるいはLSIチップの封止材料用複合樹脂に有望であると考えられた.また,AlN微粉末と透光性AlNウィスカーの混合体からホットプレス法で作成したAlN複合セラミックスは,熱伝導率157W/mKの高熱伝導性を示した.申請者の考案したAl粉末の浮上式窒化法は,連続流通式の直接窒化反応である.Al粉末が反応器中に約3秒滞留するのみで,0.1μm径の高純度AlN微粉末が連続合成できるところに特徴がある.Alの直接窒化反応は発熱反応であり,且つAlが窒素を吸収する加成反応であるため,通常のAl2O3の炭素粉末による吸熱反応の還元窒化反応よりもエネルギー収支及び物質収支からして極めて有利である.なお,AlNセラミックスは高熱伝導性と高絶縁性を有することから集積回路の絶縁・放熱基板及び半導体用のヒーター絶縁材料としての応用が著しい現状に有る.本研究では,この浮上式窒化法を用いる場合,Al粉末の浮上用と反応用に窒素ガスを用いる場合にAlN微粉末とともに表面が阻なAlNウィスカーが生成し,窒素とアンモニアの混合ガスを用いる場合に透明なAlNウィスカーが得られることを見出した.表面が阻なAlNウィスカーは焼結性に富むのでAlN粉末との複合化によりウィスカー強化AlNセラミックスの作製に適し,AlNセラミックスよりも約1.5倍の強度を有する高熱伝導性AlNセラミックスの作製が可能であることが分かった.透明なAlNウィスカーは焼結性に劣るもものの,強度と熱伝導性に極めて優れるので,樹脂用の強化材料(高熱伝導・高強度樹脂複合材料)に適することを見出した.また,Al粉末の窒化反応において,本浮上式窒化法を用い,未反応で未反応Alを含む生成粉末を合成し,次いで,充填層での窒化反応を行う(2段階窒化反応法)ことにより,生成AlN粉末の粒径が広く変化させることができ,また,AlN粉末とAlNウィスカーが共存するものも合成することが分かった.

これは,複合セラミックスを作製するにあたり,混合・乾燥等の工程を省略できることになる.これらの研究成果を,今後,国際会議及び学術論文にて報告する予定である.申請者の考案したアルミニウム(Al)粉末の浮上式窒化法は,連続流通式の窒化反応である.Al粉末が反応器の高温部に3秒前後滞留するのみで,0.1μm径の高純度窒化アルミニウム(AlN)微粉末が連続合成できるところに特徴がある.Alの直接窒化反応は発熱反応であり,且つAlNが窒素を吸収する加成反応であるため,通常のアルミナの炭素粉末による吸熱反応の還元窒化反応よりもエネルギー収支および物質収支からして極めて有利である.なお,AlNセラミックスは,集積回路の絶縁・放熱基板材料および半導体のヒーター絶縁材料としての応用が著しい現状にある.本研究では,A1粉末の浮上用と反応用に窒素ガスを用いる場合にAlN微粉末と表面が粗なウィスカーが生成し,窒素とアンモニアガスの混合ガスを反応に用いる場合,表面が滑らかで透明なウィスカーが得られることを見出した.表面が粗なウィスカーは焼結性に富むのでウィスカーとAlN粉末との複合化によりウィスカー強化AlNセラミックの作製に適し,AlNセラミックスの約1.5倍の強度を有する高熱伝導性AlNセラミックの作製が可能であることが分かった.透明なAlNウィスカーは焼結性に劣るものの,強度と熱伝導性に優れるので,樹脂用の強化材料(高熱伝導・高強度樹脂複合材料)に適することを見出した.また,本浮上式窒化法を用い,未反応Alを含む生成粉末を合成し,次いで,充填層での窒化反応を行う(2段階窒化反応法)ことにより,生成AlN粉末の粒径が広く変化させることができ,また,AlN粉末とAlNウィスカーの共存するものも合成できることが分かった.これは,複合セミックスを作製するにあたり,混合・乾燥などの工程が省略できることになる.これらの研究成果をHTCMC国際会議,PACRIM国際会議,日本セラミックス協会および日本材料学会で研究発表を行った.
エンドセリン変換酵素の生化学的解析と血圧調節機構の研究

1)中性金属性エンドセリン変換酵素の精製と特性解析エンドセリンを産生するブタ肺を材料にして、その膜分画から、エンドセリン変換酵素を精製し、その特性解析を行った。〔結果〕2種(M1,M2)のエンドセリン変換活性をもつ酵素を検出し、いずれも膜結合型中性金属プロテア-ゼであった。M1は糖タンパク質であり、ビッグエンドセリン-1のみを切断し、内皮由来の変換酵素とほとんど同一特性をもち、一方、M2は腎臓などに多く存在するプロテア-ゼ、neutralendopeptidase 24.11.(NEP)と非常によく似ていた。M1酵素の阻害剤として、ホスホラミドンが有効であり、その有効濃度はμuM濃度であり、NEPのnM濃度とは明かに異なっていた。以上のことから、ホスホラミドンおよびその誘導体は,一種の降圧薬となり得る可能性を示した。2)ホスホラミドンによる培養内皮細胞への効果およびラットin vivo投与の解析in vivo投与したビッグエンドセリン-1(big ET-1)がいかに昇圧活性を発現するかを解明するために、本研究では、臓器に蓄積した標識big ET-1の分子型の解析、また標識big ET-1を培養内皮細胞および平滑筋細胞と反応させたときの分子型を解析した。〔結果〕(1)静注投与した標識big-ET-1のET-1への変換が実際に起こっており、体内分布で検討した腎臓を除くどの臓器(肺、肝臓、腸間膜、脾臓、心室)においても、主要ピ-クとしてET-1を検出した。(2)培養血管内皮細胞および平滑筋細胞は培養中(細胞存在下)に、標識big ET-1をET-1に変換し、その変換はホスホラミドンの存在により阻害された。〔考察〕big ET-1がin vivoで昇圧活性を持つのは、変換酵素により生成したET-1が引き起こすと結論した。
リボソームの品質管理における機能不全ＲＮＡの認識メカニズム

出芽酵母を用いて、機能不全リボソームRNAの品質管理の分子機構について研究を行った。以前の研究から、機能不全となる点変異を持つ25S rRNAに誘導される形でユビキチンがリボソームに結合することが、このRNAの選択的分解に明らかになることが明らかとなっており、本研究ではこの反応に関わるE3ユビキチンリガーゼMms1複合体を対象に詳細な解析を行った。この複合体がユビキチンを結合させるリボソームたんぱく質の解析結果から、60Sと40Sのそれぞれのサブユニットが翻訳伸長過程で行う「ラチェットモーション」がMms1によるリボソームの認識に関与しているのではないかという示唆が得られた。そこでこのユビキチン化部位の近傍に位置する40S側のたんぱく質にMycタグを連続して付加し、E3リガーゼによるリボソームへの結合を阻害する状況を作りだすことを試みてみた。このようなリボソームを持つ出芽酵母において変異25S rRNAの分解速度を測定したところ、明らかに速度の低下がみられており、このことは(少なくとも一部の)変異リボソームの分解に40Sサブユニットとの結合が必要である、という仮説を支持している。ただしこの状況では分解速度は低下するが、Mms1欠損株のように完全に分解が停止するわけではないので、40Sサブユニットの協力を必要としない、別の過程での認識が働いている可能性も同時に示唆されている。これまでにMms1経路によって分解されるとされる機能不全25S rRNAは4種類のみであり、その分解経路の一般性には検証の余地が残されていた。そこでこの点についても、合計47種類の変異25S rRNAを作成し、Mms1の基質になるかどうかを調べた。その結果少なくとも10種類の変異はリボソームの機能不全を引き起こし、Mms1による分解を誘導することが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。真核生物のリボソームは、4本のRNAと80個のたんぱく質からなる超分子複合体である。この中でペプチド結合を形成する活性は25SRMAに担われており、活性中心PTCの重要塩基に一塩基置換があっただけでリボソーム全体の機能は失われてしまう。このような機能不全リボソームを認識して選択的に除去するような品質管理機構(nonfunctional rRNA decay,NRD)が存在することが、近年になって明らかになってきている。本研究では25SrRNAの活性中心に変異が入った場合を材料に、出芽酵母を用いて25S NRDの分子機構を明らかにしようとしている。これまでに細胞内で機能不全リボソームが特異的にユビキチン化されること、このユビキチン化にはMms1とRtt101を含むE3リガーゼ複合体が関与していることを明らかにしている。本年度は機能不全リボソームが細胞の中でどのように認識されるかを詳細に明らかにすることを目的として、E3リガーゼの生化学的な精製に取り組み、得られた複合体を用いて機能不全リボソームのin vitroでのユビキチン化を示すことを目標として実験を行った。初めにMms1やRtt101のさまざまな位置に、アフィニティー精製のためのタグ配列を導入し、25S NRDに影響を与えないタグの付加が可能かどうかを検証した。リアルタイムPCRを用いた検証の結果、Mms1のC末にFlagタグをつけても機能不全25S rRNAの分解は全く影響を受けないが、Rtt101のN末やC末にさまざまなタグをつけた場合にはどの場合も25SNRDが顕著に阻害されることが明らかとなった。RNaseなどの混入を避けて純度の高いE3リガーゼを精製するためには、2つ以上のタグを導入する必要があると考え、さらにタグを付加する因子の探索を行った。その結果、これまで25S NRDへの関与が報告されていなかった、Crt10という因子が25SNRDに必要であることが明らかになり、さらにこの因子のC末にHAタグを付加することでE3リガーゼの効率的な回収が可能になることも明らかになった。現在までのところ、精製した機能不全リボソームに対してユビキチンを付加する活性が確認できているが、機能のある野生型リボソームにも同様のユビキチンが付加されてしまうことが観察されており、E3リガーゼに特異性を付与する何らかの因子が系から欠落していることが示唆される結果となっている。以上のin vitro系を改善する条件をさまざまに探りつつ、精製したE3リガーゼに結合するたんぱく質を質量分析で解析することで、E3リガーゼの全体像を明らかにすることを試みた。その結果、核内でDNA修復やストレス応答に関与する複合体などがこのE3リガーゼに安定に結合していることが明らかとなり、ストレス状況下におけるこのE3リガーゼの広範な役割が明らかになることとなった。

この複合体がユビキチンを結合させるリボソームたんぱく質の解析結果から、60Sと40Sのそれぞれのサブユニットが翻訳伸長過程で行う「ラチェットモーション」がMms1によるリボソームの認識に関与しているのではないかという示唆が得られた。そこでこのユビキチン化部位の近傍に位置する40S側のたんぱく質にMycタグを連続して付加し、E3リガーゼによるリボソームへの結合を阻害する状況を作りだすことを試みてみた。このようなリボソームを持つ出芽酵母において変異25S rRNAの分解速度を測定したところ、明らかに速度の低下がみられており、このことは(少なくとも一部の)変異リボソームの分解に40Sサブユニットとの結合が必要である、という仮説を支持している。ただしこの状況では分解速度は低下するが、Mms1欠損株のように完全に分解が停止するわけではないので、40Sサブユニットの協力を必要としない、別の過程での認識が働いている可能性も同時に示唆されている。これまでにMms1経路によって分解されるとされる機能不全25S rRNAは4種類のみであり、その分解経路の一般性には検証の余地が残されていた。そこでこの点についても、合計47種類の変異25S rRNAを作成し、Mms1の基質になるかどうかを調べた。その結果少なくとも10種類の変異はリボソームの機能不全を引き起こし、Mms1による分解を誘導することが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。ユビキチンリガーゼの生化学的な精製条件を確立し、目的としている無細胞系におけるユビキチン化の実験条件を検討する段階まで到達している。またユビキチンリガーゼに結合しているさまざまな因子を質量分析により明らかにし、25S NRDとDNA損傷修復の機能的連関について示唆するような興味深い結果を得ている。ユビキチンリガーゼに結合する因子には、DNA損傷修復や、それに関連したクロマチンリモデリング因子が多数同定されてきている。このことは、一つのユビキチンリガーゼがリボソームの品質管理からDNAの品質管理まで、幅広く働いていることを示している。ユビキチン化をin vitroで再現する条件を詳細に検討する一方で、リボソームの成熟過程のそれぞれのステップを生化学的に精製し、ユビキチン化がリボソームの合成経路のどの部分で付加されるのかを詳細に解明したい。実際にユビキチン化が起こる生体内での段階を調べることで、機能不全リボソームを特異的に認識する仕組みについて詳しい示唆が得られると期待される。またそれらの情報を利用してin vitroユビキチン系を構築することで、想定した「仕組み」が正しいかどうかを実験的に検証することが可能になると考えられる。
卵胞顆粒層細胞にのみ特異的にアポトーシスを誘導する新規な細胞死受容体の探索

哺乳類の卵巣においては、周期的に一定数の卵子が排卵される過程で99%以上の卵胞がその発育過程において選択的に死滅させる機構が存在する。近年、この卵胞選抜機構に顆粒層細胞アポトーシスが支配的に関与していることが分かってきた。顆粒層細胞にアポトーシスを誘起させる新規細胞死受容体を探索すべく、顕微鏡下に容易に卵胞を構成する内外卵胞膜細胞、顆粒層細胞、卵丘細胞、卵母細胞を分離調製できるブタ卵巣を材料とし、顆粒層細胞にのみ局在する膜結合性糖蛋白(新規細胞死受容体)を特異的に認識するモノクロナール抗体を作成した。この抗体はlgMクラス抗体で、免疫組織化学法およびウエスタンブロット法では、顆粒層細胞とのみ反応し、胸腺、肝、精巣など既知細胞死受容体であるFasやTNF受容体が局在する器官を含めて他の器官では陽性反応を検出できなかった。健常卵胞から調製した初代培養顆粒層細胞を抗体を1μl以上添加した培地にて3時間以上培養した場合、特異的にアポトーシスを誘導できた。このアポトーシスは肝細胞や胸腺細胞では誘発されなかった。この抗体によって誘導されるアポトーシスは、培地中にカスパーゼ様プロテアーゼ阻害剤を添加すると、その幾つかで阻害された。抗原の分子量、等電点、カスパーゼ様プロテアーゼ阻害剤に対する阻害スペクトルなどの生化学的特性、免疫化学的特性、組織化学的局在などが細胞死受容体であるFas/TNF受容体ファミリーに類似するものの、既知の何れとも異なる。これらの所見から、卵胞にのみ局在する新規な細胞死受容体であると考えられる。また、lgM抗体によるアポトーシスを阻害し、顆粒層細胞の細胞膜蛋白を認識するlgGクラスモノクロナール抗体を作成した。この抗体はDecoy受容体を認識するものと考えられ、卵胞の生死が特異的細胞死シグナル-受容体のみならず、偽受容体による細胞死シグナルからの回避によっても制御されていることを新たに提示した。哺乳類の卵巣においては、周期的に一定数の卵子が排卵される過程で99%以上の細胞がその発育過程において選択的に死滅する。顆粒層細胞にアポトーシスを誘起させる新規細胞死受容体を探索すべく、顕微鏡下に容易に構成細胞を分離調製できるブタ卵巣を材料とし、顆粒層細胞にのみ局在する膜結合性糖蛋白(新規細胞死受容体)を特異的に認識するモノクロナール抗体を作成した。このい抗体はIgMクラス抗体で、蛍光抗体法およびウエスタンブロット法では、顆粒層細胞とのみ反応し、胸線、肝、精巣など既知の細胞死受容体であるFasが局在する器官を含めて他の器官では陽性反応を検出できなかった。初代培養顆粒層細胞の培地にこの抗体を1μl以上添加して3時間以上培養した場合、特異的にアポトーシスを誘導できた。分子量、等電点、カスパーゼ様プロテアーゼ阻害剤に対する阻害スペクトルなどの生化学的特性、免疫化学的特性、組織化学的局在などが細胞死受容体であるFas/TNF受容体ファミリーに類似するものの、既知の何れとも異なることから、卵胞にのみ局在する新規な細胞死受容体であると考えられる。現在、この新規細胞死受容体をコードするmRNAを同定するとともに、これに結合する糖鎖構造の解析を進めている。

この抗体はDecoy受容体を認識するものと考えられ、卵胞の生死が特異的細胞死シグナル-受容体のみならず、偽受容体による細胞死シグナルからの回避によっても制御されていることを新たに提示した。
癌組織中に含まれる遺伝子変異細胞の高感度検出法の構築

本研究課題は抗癌剤耐性に関連する遺伝子変異を検出するための新規核酸プローブを開発し、細胞チップ技術と組み合わせることで、抗癌剤耐性細胞を、細胞レベルでかつ定量的に検出するデバイスを開発することを目的としている。本研究では1塩基置換の遺伝子変異を検出する必要があることから、DNAに代わり、より塩基配列の認識特異性に優れる人工核酸であるペプチド核酸(Peptide Nucleic Acid; PNA)を使用したプローブ開発を行った。まず作製したプローブを用いて標的配列の検出可能性を検討した。変異の存在する標的と反応させた際、標的濃度依存的にシグナルが上昇した。このことから開発したPNAプローブを用いることで、変異の存在する標的配列を特異的に検出可能であると結論した。そこで本年度では計画を前倒し、遺伝子変異を持つ細胞株をモデルとして細胞内の変異mRNAを検出することが可能であるか検討した。開発したPNAプローブを用いてFluorescence in situ Hybridization (FISH)解析を行った結果、変異を持つ細胞株を染色した際、変異を持たない細胞株と比較して高いシグナルを発することが分かった。これらの結果から、本研究で開発したPNAプローブを用いることで、EGFR遺伝子に変異を持つ遺伝子変異細胞の検出可能性が示された。第一に標的となる変異遺伝子配列を特異的に検出することが可能な人工核酸プローブの開発に成功したこと。第二に計画を前倒しし、細胞内における変異遺伝子の検出可能性が示唆されたこと。以上の理由から本研究がおおむね順調に進展していると判断した。引き続き初年度に得られた研究成果をさらに発展させ、抗癌剤耐性細胞を高感度に検出する手法の開発を目指す。具体的には(1)細胞株をモデルとし、固定化細胞、生細胞双方において遺伝子変異細胞の特異的検出が可能となる条件を検討する。さらに遺伝子変異を持つ細胞株と持たない細胞株を様々な濃度比で混合し、変異を持つごく少数の細胞を、大多数の変異がない細胞の中から検出できる条件を検討する。(2)診断への応用可能性を検討するために、遺伝子変異細胞株を移植することで作製した組織切片を用い、切片上の変異細胞の有無を解析できる手法の開発を行う。(3)さらに細胞を整列配置し単一細胞レベルでの解析を実現するために、細胞チップの開発、並びに細胞の播種条件を検討する。標的検出プローブの開発において本年度では様々な種類のプローブを試作し、標的を検出することが可能なプローブを見出す予定であった。しかし、予定よりも早く標的検出能を持つプローブの作製に成功したことから次年度使用額が生じた。今後モデルとして様々な種類の細胞株を用いて遺伝子変異細胞の検出条件を検討する予定である。そこで次年度使用額を利用して研究に用いる細胞株の培養、維持などに用いる予定である。
日本の実用大形テンタゲートの実地調査と自励的定常振動を支配する非線形効果

実用テンタゲート式水門の動的安定性を明らかにするとともに、自励的定常振動を支配する非線形効果について検討した。第一に、日本で実用されているテンタゲートについて、鋼棒切断加振法による振動実地調査を行い、その動的安定性を確認した。第二に、2次元と3次元の縮小モデルを用いた実験により、水密ゴムの弾性および壁面とのクーロン摩擦が、自励振動特性におよぼす影響を検討した。第三に、振動実地調査で得られた結果およびモデル実験の結果を元に、自励的定常振動を理論的に解析することを試みた。テンタゲート式水門の動的不安定に対する安全対策手法を検討するために、テンタゲートの縮小モデルを用いた実験、実用テンタゲートにおける振動実地調査および理論解析を行ってきた。実用大形テンタゲートの振動実地調査:(独)水資源機構の協力を得て、ダムに新設された大形テンタゲートについて振動実地調査を行った結果について詳細な解析を行い、報告書を作成した。実験では、研究代表者らが以前から提案している鋼棒切断加振法により流水中で巨大なゲートを加振し、そのときのゲートの振動応答を計測している。解析の結果、当ゲートは動的に安定であり、実用運転条件下で振動を引き起こす可能性のないことが確認できた。さらに、動的安定/不安定の判別に関する理論解析法の検証を行うこともできた。モデル実験:系の非線形効果が支配的となる自励的定常振動について、大形と中形のテンタゲートの3次元モデルゲートを用いた実験を行った。線形理論に支配された微小振動から非線形性が卓越してくる自励的定常振動までの挙動がいろいろな条件下で実験を行い、いくつかの貴重なデータを得た。今後さらに詳細な実験を行い、特性を把握することが必要である。理論解析:実地調査結果およびモデル実験結果に基づいて、実用大形テンタゲートに適合した理論解析を進めている。解析手法の確立には至っていないが、現象をモデル化し、解析を進めている。小形モデルと実物とのスケールファクターを明らかにすることも試みている。研究成果の発表:研究成果を国内外で発表した。テンタゲート式水門の動的不安定に対する安全対策手法を検討するために、テンタゲートの縮小モデルを用いた実験、および理論解析を行ってきた。モデル実験:系の非線形効果が支配的となる自励的定常振動について、大形と中形のテンタゲート3次元モデルを用いた実験を行った。第一に、ゲートにクーロン摩擦が作用しないような状態で、線形理論に支配された微小振動の特性を詳細に計測した。それにより、テンタゲートの持つ本質的な動的不安定性を明らかにした。続いて、ゲートにゴムシートを取り付けることによってクーロン摩擦を付加し、その弾性範囲内での微小振動から、非線形性が卓越してくる自励的定常振動までの挙動について実験を行い、いくつかの貴重なデータを得た。その結果、摩擦維持型定常振動状態を再現し、さらに、その状態が、わずかな初期変位によって簡単に不安定に移行するきわめて危険な状態であることを明らかにした。理論解析:過去に行った実地調査結果および今年度実施したモデル実験結果に基づいて、実用大形テンタゲートに適合した理論解析手法を確立するため、現象をモデル化し、解析を進めている。実用テンタゲート式水門の動的安定性を明らかにするとともに、自励的定常振動を支配する非線形効果について検討するために、実用されているテンタゲートの振動実地調査、縮小モデルを用いた実験、および理論解析を行った。3次元モデル実験:系の非線形効果が支配的となる自励的定常振動について、テンタゲートの大型と中型3次元モデルゲートを用いた実験を行った。モデルゲート側面にゴムを取り付け、線形理論に支配された微小振動から非線形性が卓越してくる自励的定常振動まで、いろいろな条件下で実験を行い、主要な特性を明らかにした。さらに、摩擦の閾値を越えて強烈な動的不安定が表面化する初期変位量についても検討した。実験結果を用いて、これまでの理論解析の検証を行った。2次元モデル実験:系の非線形効果が支配的となる自励的定常振動について、テンタゲートの小型2次元モデルゲートを用いた実験を行った。モデルゲートを支えるばねのばね定数を様々に変化させ、線形理論に支配された微小振動からばねの非線形性が卓越してくる自励的定常振動まで、いろいろな条件下で実験を行い、主要な特性を明らかにした。実用テンタゲートの振動実地調査:日本で実用されている大型テンタゲートについて、研究代表者らの提案する鋼棒切断加振法による振動実地調査を実施した。簡単で効果的な結果の得られる方法である。

その結果、実験を実施したゲートはいかなる水位、開度においても動的に不安定な状況に陥らない、完全に動的に安定なゲートであることを確認した。理論解析:振動実地調査結果およびモデル実験結果に基づいて、実用大形テンタゲートの引き起こす複合発散振動の理論解析およびその対策手法に関する理論的な検討を進めてきた。確立にはもう少し時間が必要である。研究成果の発表:研究成果を国内外で発表した。
乳幼児の他者視点的共感反応の発達に関する研究

1.研究目的平成19年度の研究では,平成19年度交付申請書に記載した内容を目的として乳幼児を対象にした調査を行った。その目的とは,(1)他者の要求に対する分配行動は他者の心情の推測と情動伝染効果のどちらに依るのか,(2)他者へ分配・教示という共感的反応の個人差が自己意識や親のどのような特性といかに関連するか,を明らかにすることである。2.研究方法生後1330ケ月の子どもとその保護者40組が調査に参加し,学外施設の個室内で,保護者と子どもの心身に負担にならないよう配慮して調査を行った。課題と手続きは交付申請書に示したとおりだが,オモチャ喪失場面や自己意識課題は調査時間の制約上,行わなかった。3.研究成果(1)他者の要求に対する応答が推論と伝染のどちらに依拠するかについては,第一他者が子どもの好みとは違うオモチャにポジティヴな情動を表出した後,第二の他者が入れ替わって子どもにオモチャを要求すると,子どもはその他者にオモチャをあまり渡すことはなかった。したがって,上記の疑問に対して明確な結果を得られなかった。しかし,昨年度のデータにおいて,高月齢の子どもにおいて,他者との好みが食い違う場合に子どもが適切に応答(他者の好むモノを渡す)する子どもは好みが同じ場合でも適切に応答する傾向があり,適切な応答は向社会的動機づけを背景としていることが示唆された。(2)他者へ分配・教示の個人差がいかに発達するかについては,分配行動と自己鏡像認知や親の特性との関連はなかった。また,自己鏡像認知と教える行動の関連はなかった。しかし,親子の相互交渉場面で子どもの行動を模倣することの多かった親の子どもは教える行動を多く示した。このことから,子どもは親から模倣されることを通して,自他の心的相違を理解するようになり,ひいては他者の認知的欠落を補うような教える行動を発達させることが考えられた.1.研究目的本年度の研究調査では,平成18年度交付申請書の記載した第一目的および第二目的の一部について検討した。その目的とは,(1)1330ヶ月の乳幼児が自他の好みや,(2)所有意識・知覚状態の違いが示される状況でどのような応答パターンを示すかということ,(3)そうした反応パターンの個人差が自己意識や自他分化によってどのような影響を受けているかということである。2.研究方法生後1235ヶ月の子どもとその保護者70組が調査に参加し,学外施設の個室内で母子の心身に負担にならないための予防と対応に配慮して調査を行った。課題と手続きは平成18年度交付申請書に示すとおりである。反応の測定は申請書記載から若干変更し,特に子どもの反応を測定した。3.研究成果(1)Toy-request場面において,大人のポジティヴな情動表出よりもネガティブな情動表出に対する子どもの要求応答のパターンが発達的に有意に異なっていた。他者のポジティヴな情動表出よりもネガティブな情動表出のほうが,乳幼児期の他者欲求推測の手がかりになりやすいことが示唆された。しかし,他者欲求理解の発達プロセスに関して,先行研究から予想される結果を得ることができなかった。今後,子どもの月齢,注意コントロール,場面の手続きなどを巧みに統制する必要がある。(2)他者の悲しみ場面や他者の困惑場面における多種の反応について月齢差を検討したが,特に有意な結果は得られなかった。(3)他者の悲しみ場面では,自他の所有意識の違いを理解している子どもは確認や援助行動を示しやすいことや,自己鏡像認知の成立している子どもは確認行動を示しやすいことが明らかになった。これらの結果から,単に月齢の増大ではなく自己意識や自他分化といった認知能力の発達が確認や援助行動の発達に寄与している可能性が示唆された。他者の困惑場面では特に自己鏡像認知は関連しなかった。

しかし,親子の相互交渉場面で子どもの行動を模倣することの多かった親の子どもは教える行動を多く示した。このことから,子どもは親から模倣されることを通して,自他の心的相違を理解するようになり,ひいては他者の認知的欠落を補うような教える行動を発達させることが考えられた.
大麻ポリケタイド合成酵素の構造機能研究

大麻ポリケタイド合成酵素(OLAS)のcDNAクローニング研究代表者は平成12年度に新規ポリケタイド合成酵素PKS1のcDNAクローニングに成功した。しかしながら大腸菌サイトゾルで発現させた組み換えPKS1は大麻成分のolivetolic acidではなく、その脱炭酸体のolivetolを合成した。この原因として発現システムが不適切であった可能性を考え、本年度は種々の発現システム(大腸菌ペリプラズム、酵母、植物発現系など)を用いて組み換え酵素を調製した。この結果、ペリプラズムで発現したPKS1が効率良くolivetolic acidを合成することを確認し、PKS1をolivetolic acid合成酵素(OLAS)と命名した。本酵素がサイトゾルとペリプラズムで異なる活性を示した原因については現在検討を行っている。OLASの構造機能研究OLASの構造機能研究を行うに当たり、X線解析を行うに十分な量の組み換え酵素が得られなかったため、モデリングにより立体構造の推定を行った。すべての植物ポリケタイド合成酵素に保存された数個のアミノ酸残基がOLASの活性部位と推定される領域に保存されていたことから、これらに点変異を導入してアッセイを行い、これらがOLASの反応にも重要な役割を果たすことを確認した。現在はOLASの活性部位のみに特徴的なアミノ酸への点変異導入を検討しており、これにより反応の特徴を決定するアミノ酸残基を決定する予定である。本年度は大麻ポリケタイド合成酵素のcDNAクローニングおよび機能解明を検討した。まず始めに各種植物のポリケタイド合成酵素に保存されたアミノ酸配列を基にプライマーを作製し、大麻新鮮葉由来cDNAを鋳型としてRT-PCRを行うことにより2種の異なるcDNA断片を得た。これらをpks1およびpks2と命名し、それぞれの塩基配列を基に5 ́RACE法および3 ́RACE法を行うことにより両cDNAの全塩基配列を明らかにした。これらのうちpks2は各種植物のchalcone synthaseと極めて高いホモロジーを示したことからchalcone synthaseのcDNAと推定されたが、pks1はカンナビノイド前駆体olivetolic acidの生合成反応と類似した反応を触媒するphlorisovalerophenonesynthaseと良く類似した構造であることが明らかとなり、目的とするolivetolic acid synthaseのcDNAである可能性が考えられた。そこで各クローンの機能を解明するため、各cDNAを発現ベクターpET24に組み込み、大腸菌に導入した後、組み換え酵素の発現誘導を行い、それらの活性を測定した。この結果、組み換えPKS2は予想した通りchalcone synthase活性を示したが、組み換えPKS1はolivetolic acidを極めて微量しか合成せず、その脱炭酸体であるolivetolを主生成物として合成することが判明した。現在、PKS1が予想と反する活性を示した理由について種々の検討を行っている。