hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フッ化物塩イオン液体およびそのポリマー誘導体を用いる環境調和型選択的電解フッ素化

液体中での間接電解フッ素化:ポリマーとしてポリスチレンを選択し、これににヨードベンゼンを担持させた新たなメデイエーターを開発した。このメデイエーターはイオン液体に不溶のため塩化物イオンを第2のメデイエーターとして系中に存在させて、ダブルメデイエーター系とすることによりポリHF塩イオン液体中で、ジチオアセタール、チオエステル、フェニルチオ基を有する糖やエチレンカーボナート類など様々な化合物の脱硫フッ素化あるいはジフッ素化を達成した。電解終了後に電解液をを濾過するだけでメデイエーターが回収でき、メデイエーターとHF塩イオン液体が繰り返し電解フッ素化に再利用できることも示した。2.超音波照射下でのHF塩イオン液体中での無溶媒系電解フッ素化:イオン液体は分子性液体に比べ粘性が高いため電解反応では基質の電極表面への輸送が遅くなり、これが反応律足となることが多い。そこで、モデル基質としてフェニル酢酸エステルを用い、ポリHF塩イオン液体中で超音波照射下におけるCV測定を行ったところ、酸化電流値が大きく増大することから物質移動が超音波照射により顕著に促進されることが分かった。ついで、超音波照射下でマクロ電解を行った結果、フッ素化の選択性と効率が飛躍的に向上することが分かった。さらに、イオン液体中で超音波照射が電解フッ素化の立体化学にも大きく影響し、熱力学的に有利なトランス体がより多く生成することも分かった。このように、超音波照射により、通常の有機溶媒と同様にイオン液体が振る舞うことを初めて明らかにすることができた。本年度は昨年度の実績に基づき、下記のテーマについて研究を行い、所期の目的を完全に達成できた。1.イオン液体部位を有する回収再利用可能なトリアリールアミンメデイエーターを用いるイオン液体中での電極触媒的電解フッ素化:トリアリールアミンメデイエーターを回収再利用可能にすべく、トリアリールアミンのフェニル基上にイミダゾリニウム塩や4級アンモニウム塩などのイオン液体部位を有するものを合成した。ついで、これらの化合物の電解酸化的脱硫反応に対する電極触媒能をCV測定により確認した。ついで、これらをメデイエーターとして用いたポリHF塩イオン液体中でジチオアセタール類の電解脱硫フッ素化を達成した。電解終了後、生成したフッ素化体はヘキサン有機溶媒で抽出でき、メデイエーターを含むイオン液体が繰り返し電解フッ素化に再利用できることを例示した。2.ハロゲンメデイエーターによるイオン液体中での電解フッ素化:無溶媒系ポリHF塩イオン液体中でハロゲン化物イオンをメデイエーターとする電解フッ素化について検討した。様々なジチオアセタール類を基質とし、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンをメデイエーターに用いた電解脱硫フッ素化について電気化学的測定やマクロ電解により検討した。その結果、臭化物イオンがメデイエーターとして最適であることが分かった。臭化物イオンイオンメデイエーターを用い、鎖状および環状ジチオアセタール類の電解酸化を行ったところHF塩イオン液体のHF含量の多いイオン液体中でジフッ素化体が高収率で生成することを見出した。
水稲葉のRuBisCOの合成・分解・反応速度の遺伝的制御に関する研究

ルビスコは、葉身の中で多量に存在するタンパク質である。本研究では、ルビスコの合成、分解の過程を葉令の差異、葉位の差異によるアミノ酸の変動を指標として検討した。また、ルビスコの分解の結果生ずるアミノ酸の貯蔵タンパク質への再合成の過程もアミノ酸の消長を指標として検討した。アミノ酸のうち、アミノ酸の転流に関与するとされているアスパラギン酸グループに属するアスパラギン酸及びピイルビン酸を前駆体とし、分岐アミノ酸グループに属するバリンとロイシン、さらにグルタミン酸グループに属するグルタミン酸が葉身に多く存在したこれらのアミノ酸は、止葉の老化とともに葉身から急速に減少する傾向を示した。しかし、これらのアミノ酸の減少傾向は、生態種・品種間で差異がみられ、日本型品種では完熟期にはロイシンを除き、他のアミノ酸は検出不可能となった。ジャワ型品種でも同様な結果がみられたが、ロイシンは比較的多量に存在する傾向がみられた。一方、インド型品種では、バリンが多量に残存する傾向がみられた。ルビスコのアミノ酸配列に関しては多くの研究があり、これまで知られているアミノ酸全てが存在するのであるが、本研究の結果はルビスコ自体は常に合成・分解の過程にあり、特に分解過程では転流型の数種類のアミノ酸に変換されることを示している。さらに、ルビスコ以外のタンパク質も同じ過程をたどっていると推察される。光合成は、ルビスコの量よりも遊離アミノ酸の量に比例することが知られている。従って、遊離アミノ酸の量的変動の研究は今後より重要視されるべきである。ルビスコの合成・分解に関して、稲の上位葉、中位葉および下位葉の遊離アミノ酸の変動を検討した。生態種を通じて、リジンが葉の老化とともに増加する結果が得られた。他のアミノ酸ではアラニン、プロリンが日本型品種で葉の老化とともに増加し、他の生態種ではスレオニン、アルギニンおよびヒスチジンが葉の老化とともに増加する結果が得られた。その他のダイマ-ないしポリマ-とみられる成分に関しても葉令とともに増減する結果が得られ、これらの成分は、遊離アミノ酸抽出後酸分解することによってアミノ酸として識別可能と推定された。葉内蛋白質中最も大量に存在するルビスコは、その合成・分解過程において、遊離アミノ酸の最大の供給源とみられる。本年度の実験結果、生態種および葉令の双方から遊離アミノ酸の含量および組成が異なることが判明した。ルビスコのアミノ酸組成は、イネ属の内では同等であると推定されたが、本研究の結果葉令の若い葉の遊離アミノ酸組成が異なっていたことは、ルビスコの合成および活性にイネ属内で差異のあることを推察させる。さらに、葉令の古い葉でも遊離アミノ酸組成が異なる結果は、ルビスコの分解過程に差異のあることを示唆し、生態種によって「葉の老化」の過程・活性の維持期間などが異なることを示唆している。本実験では葉令の異なる葉を、個体の上・中・下位の葉とした。しかし、今後同一葉位で時期の異なる葉を用いる予定である。さらに、ルビスコを葉令の異なる葉から抽出し、遊離アミノ酸供給源としてのルビスコのアミノ酸組成を明らかしていく予定である。さらに、分解されたアミノ酸の玄米内への集積の過程についても検討していく計画である。イネ葉身中遊離アミノ酸の転流、胚乳への蓄積及び食味に関する基礎的研究のため、イネの止葉、及びその4葉下を展開直後から経時的にサンプリングし遊離アミノ酸の変動をHPLCで分析した。供試材料は日本型3品種、インド型3品種、ジャワ型2品種、モチ2品種の計10品種のイネを用いた。1992年4月に播種、5月に圃場に移植した。サンプリングは葉身を7月1日から9月16日までに計11回経時的におこなった。葉身はサンプリング直後に凍結乾燥し、70%エタノールで遊離アミノ酸を抽出した。

抽出したアミノ酸は、ロータリーエバポレターで減圧乾固し、TFA溶液で溶解後、Sep-pakc18カラム(Waters製)で精製した。アミノ酸はPTCラベル化し、PICO・TAGアミノ酸用カラム(Waters製)で分析した。レイメイ(日本型)、台中在来1号(インド型)、Lady Wright(ジャワ型)の止葉における遊離アミノ酸の時期別の変動を検討した。転流アミノ酸であるアスパラギン酸、その類似物質のグルタミンとグルタミン酸、およびバリンとロイシン、チロシンの6種類についてみると、各品種とも、止葉におけるアミノ酸の総量は、展開終了直後から老化ともない減少する傾向が観察された。展開終了後、アスパラギン酸、グルタミン酸の含有量が高かった。しかしながら、葉身の老化にともない急速に減少した。一方、比較的減少の程度の鈍いロイシンの含有率が高まった。また、日本型品種と比較して、インド型品種ではバリンの含有量が、またジャワ型品種ではグルタミン酸の含有率が展開終了時において高かった。アミノ酸の変動パターンはジャワ型品種が、インド型品種と比較して、日本型品種と類似する傾向が観察された。葉身貯蔵タンパク質は、最終的に胚乳に転流し、貯蔵タンパク質となる。この点を検討するため、葉の老化にともなう胚乳貯蔵タンパク質の変動を検討した。供試品種は、日本型品種からレイメイ、ササニシキ及びコシヒカリ、インド型品種からPanbiraとBlue Belle、ジャワ型品種からRizzottoとLady Wightをもちいた。全品種を通じての特徴は、胚乳の成塾とともに高分子量領域のタンパク質が減少し、貯蔵タンパク質であるグルテリンの塩基性及び酸性サブユニット、さらにプロラミンが増加する傾向を示した。高分子量領域のタンパク質のうち、58KDのタンパク質はアミロース合成酵素であることが知られており、57KDのタンパク質はグルテリンの前駆体であることが知られている。しかし、94KD以上の分子量のタンパク質の性質については現在のところ不明な点が多い。葉身等から転流してきたアミノ酸が、胚乳においてタンパク質に再合成された結果がこのような高分子量域のタンパク質になったものと推察される。胚乳の成熟にともなって象徴するこれら高分子量域のタンパク質の性質に関しては、今後の研究に待つところが多いが、一つの可能性は貯蔵タンパク質の前駆体であり、他の一つは胚乳における各種貯蔵物質の合成酵素の可能性である。今後、放射線によるラベル化などの手法によってこれら高分子量域のタンパク質の性質の解明は進展しよう。
金属錯体のミセル高速液体クロマトグラフィーの設計および金属イオンの定量への応用

金属イオンの高性能な分離および定量を目的として、界面活性剤ミセルを移動相とする高速液体クロマトグラフィー(ミセルHPLC)の設計法とその応用について検討した。(1)ミセルHPLCの設計では、まず独立にミセル-水相間におけるアゾ系配位子とその金属錯体の分配平衡を解析した。決定した分配定数と界面活性剤の親水基であるエチレンオキシド鎖長とに相関関係があることを見いだした。すなわち、エチレンオキシド鎖長の長い界面活性剤を用いるほど、分配定数は小さくなった。このことは、エチレンオキシド鎖長の長い界面活性剤ミセルを移動相として用いるほど、アゾ系配位子およびその金属錯体は固定相に強く保持されることを意味する。このことを実際のミセルHPLCで確かめた。以上の結果から、ミセルHPLCでは、移動相中の界面活性剤濃度の調節だけでなく、界面活性剤のエチレンオキシド鎖長の選定もHPLC分離を制御するための因子であることが新たに判明した。(2)本研究で確立した界面活性剤のエチレンオキシド鎖長に着目した移動相の設計法を実用分析に応用した。数種のアゾ系配位子を用いて、それぞれについて金属錯体のミセルHPLCを設計し、バナジウム、コバルト、ニッケルおよび鉄の吸光検出-ミセルHPLCを確立した。特に、陰イオン性錯体を直接分離することに成功し、また、イオン対分配HPLCにまで拡張したことによりミセルHPLCの適用範囲の広さを実証した。また、本研究で提案した移動相設計法はミセルHPLCの発展に貢献すると期待できる。
磁気－プラズモンナノ構造における光－物質相互作用

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。希土類鉄ガーネットにおける超高速磁化ダイナミクスの研究を行った。テラヘルツ周波数での磁気光学応答の変調を観測した。直線偏光ポンプ光の方位角を変化させても変調振幅は変わらなかったが、初期位相のシフトが見られた。同様に、プローブ光の方位角によっても変調振幅は変わらないが、初期位相がシフトする。興味深いことに、このテラヘルツモードは、温度を室温から80Kまで変化させたところ、周波数が4.04THzから3.13THzまで変化することを観測した。このような観測結果は、この振動が磁気的な起源を持っていることを示している。さらに、観測されたTHz振動は、このガーネット試料のラマン散乱ピーク(140cm-1)と一致したことから、このような振動は、ガーネットにおけるマグノン励起であることを示唆していると考えられる。短時間に実験装置を組み上げ、測定を開始することができたことから、進捗は順調であるといえる。フェリ磁性のビスマス添加希土類鉄ガーネット単結晶試料を用いて、フェムト秒ポンプ・プローブ測定を行った。4.2THzの振動モードが観測され、詳細な偏光依存性・温度依存性測定の結果、Egモードのフォノンであることが判明した。これは、ガーネット結晶においてフォノンを初めて非熱的・コヒーレントに励起・観測したことになる。また、自発的ラマン散乱測定の結果と比較することにより、フェムト秒パルスで励起されたフォノンは、インパルシブ誘導ラマン散乱機構であることが明らかとなった。強誘電・反強磁性を併せ持つマルチフェロイック物質であるBiFeO3を用いてフェムト秒ポンプ・プローブ測定を行った。室温で2.5THzの振動モードが観測され、上述のガーネット試料と同様の測定により、Egモードのフォノンであることが判明した。今後は、フォノンの磁場による変調を調べることが重要である。磁気-プラズモンナノ構造はまだ作製できていないが、2つの単結晶試料において予想外の進展を見せている。議論を密にしながら、推進していく予定である。誘電体・金属試料の超高速磁気プラズモンダイナミクスを調べるために、申請者の研究室が有するフェムト秒ポンプ-プローブ磁気光学過渡吸収分光測定を行う。また、カイラル磁性体・マルチフェロイック物質におけるフォノン・マグノンダイナミクスを時間分解測定し、マグノン・フォノン結合について調べる。
がんにおける遺伝子発現の特異性

研究目的:細胞の癌化に伴って一斉に起こる多種多様な表現形質の変化は、癌化の最も基本的な細胞生物学的特徴とされている。従って、この変化の分子機構を明らかにすることは、癌化のメカニズムを理解する上で、癌遺伝子蛋白の機能解析と共に、現時点に於ける最重要課題と考えられる。本研究は以上の考察をふまえ、癌化に特徴的ないくつかの表現形質変化を、遺伝子発現の調節異常という観点から解折するものである。研究成果:癌細胞にのみ特異的に発現されている遺伝子群をラット腹水肝癌AH60C細胞mRNAより調整したcDNAライブラリーの中から、differential colony hybridization法により分離、その構造を解折した。その結果(1)解糖系の酵素Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogeraseのcDNAクローン(=pAH1034)(2)細胞増殖因子Insulin likegrowthfactor【II】のcDNAクローン(pAH1064)(3)現在迄のところ、既知の遺伝子とは有意のhomologyを示さないもの(=pAH1005,pAH1035)に分類できている。更にラットの種々の癌で多量に転写され正常組織では転写されない反復配列由来のゲノムクローン及びcDNAクローンを解折した結果、その本態がこれまで未知の、新しいfamilyに属する、ラット内因性LTR様配列(RAL elementと命名)であることが明かとなった(遠藤,山本)。また、HTLV-1に感染したヒトリンパ球に新たに発現が誘導されるp28抗原の構造解折(畑中)、バーキットリンパ腫の細胞株におけるIg-K遺伝子のrearrangementの解析を行うとともに、ヒトの反復配列Llfamilyが逆転写酵素に相同な蛋白質をコードしうる事を示し、レトロトランスポゾンに属する事を明らかにした(榊)、この他、HeLaの細胞より調整したin vitro転写系を用いたアルドラーゼ遺伝子の転写の解折(向井)、及びin vitro転写系を用いたアルドラーゼ遺伝子の転写の解析(向井)、及びin vitroスプライシング系の解析(大島)を行っている。
早期骨結合の得られるチタンインプラント表面改質法の開発

著者らは、チタンインプラントを希薄(1020mmol/L)な塩化カルシウム水溶液を用い、200°Cで水熱処理することによって、インプラント表面に微量のカルシウム(Ca)を含む酸化膜が形成され、骨類似のアパタイトの生成、および骨芽細胞の初期接着、増殖が促進されることを見出した。そこで1020mmol/Lの塩化カルシウム水溶液中で水熱処理を行ったチタンをラットの脛骨に埋入し、インプラントと骨の結合状態を検討した。インプラント試験片の埋入後、1週間で55%(未処理5.7%)、2週間で86%(未処理19.2%)、4週間で96%(未処理57%)という高い骨接触率を示し、骨とインプラントは高い割合で結合組織が介在すること無しに直接結合しており、埋入初期から強固な骨結合が得られる処理法であることが示唆された。塩化カルシウム水熱処理を行ったチタンインプラントと骨との結合強度を検討するために、ラットの脛骨にインプラント試験片を埋入し、引き抜き試験を行った。塩化カルシウム水熱処理チタンは、埋入後1週間で1N/mm^2、4週間後で1.7N/mm^2という強度を示し、1週間後の強度は未処理チタンの4週間後に匹敵することが明らかとなった。本処理法は、「耐初期微動性に優れ」、「早期の荷重負荷が可能」、「治癒期間の大幅な短縮が可能」、「強固な骨結合が得られる」画期的な表面処理法として期待できる。チタンは、優れた耐食性、生体適合性を有することから、生体用金属材料として、人工股関節、歯科用インプラントなどに利用されている。これらの材料は生体内に埋入するため、生体親和性、骨との結合性が要求される。チタンは、他の材料に比べ、骨との親和性がよいとされているが、埋入後のマイクロムーブメントなどによってが撤去を余儀なくされるケースもある。本研究は、インプラント用のチタンおよびチタン合金に迅速かつ強固な骨結合を付与するための表面改質処理法の開発を目的としている。本研究では、生体内におけるアパタイトの生成機構に着目し、あらかじめチタン表面に微量のCaを固定させるために10mmol/Lの塩化カルシウム水溶液を用い、200°Cで水熱処理を施した。この処理を施した純TiおよびTi合金は、アルカリ処理を行ったものに比べ、ラットの骨髄から採取した骨芽細胞の初期接着、増殖速度がアルカリ処理、未処理のものよりも高い値を示すことが明かとなった。本処理を施したチタンインプラントをラットの脛骨に埋入し、骨とインプラントの界面の組織観察を行った結果、埋入1週後で、すでにインプラントと骨の直接結合が認められ、未処理のチタンの骨接触率が5.7%であったのに対し、本処理のチタンは55%以上の値を示し、4週目ではほぼ100%に達した。以上の結果から、塩化カルシウムを用いた水熱処理は、チタンに生体活性を付与する有効な処理法として期待できることが示唆された。さらに、埋入インプラントの引き抜き試験をおこなったところ、処理を施したものは未処理桃のに比べて、引き抜き強度が顕著に高く、処理試料の1週目と未処理試料の4週目がほぼ同等の値を示した。また、チタンに高耐食性を付与するためにPtを微量(0.5wt%)添加することによって、試料の機械的強度も増加した。以上の結果から、チタン、Ti-6Al-4V合金に0.52%のPtを添加下合金に塩化カルシウムを用いた水熱処理を施すことによって、高強度、迅速骨結合製、高骨結合強度を有するインプラントの開発が期待できることが視された。そこで1020mmol/

Lの塩化カルシウム水溶液中で水熱処理を行ったチタンをラットの脛骨に埋入し、インプラントと骨の結合状態を検討した。インプラント試験片の埋入後、1週間で55%(未処理5.7%)、2週間で86%(未処理19.2%)、4週間で96%(未処理57%)という高い骨接触率を示し、骨とインプラントは高い割合で結合組織が介在すること無しに直接結合しており、埋入初期から強固な骨結合が得られる処理法であることが示唆された。塩化カルシウム水熱処理を行ったチタンインプラントと骨との結合強度を検討するために、ラットの脛骨にインプラント試験片を埋入し、引き抜き試験を行った。塩化カルシウム水熱処理チタンは、埋入後1週間で1N/mm^2、4週間後で1.7N/mm^2という強度を示し、1週間後の強度は未処理チタンの4週間後に匹敵することが明らかとなった。本処理法は、「耐初期微動性に優れ」、「早期の荷重負荷が可能」、「治癒期間の大幅な短縮が可能」、「強固な骨結合が得られる」画期的な表面処理法として期待できる。
ルテニウム酸化物系での新奇高温超伝導体の探索と磁性・超伝導の共存状態の研究

本研究では、Ru酸化物系において、高温超伝導体を探索し、単一相化すること、その構造を決定しSr_2RuO_4や銅酸化物高温超伝導系と比較検討すること、その発現機構に関係していると思われる物性を調べることを目的とし研究を行っている.本年度は,これまで見つかってきた新奇な超伝導体であるRSr_2RuCu_2O_8(R=Gd, Eu)や5d系パイロクロア型酸化物超伝導体Cd_2Re_2O_7などの化合物に対し,詳細な物性測定と微視的な核磁気共鳴測定を行い,クーパー対の対称性や超伝導発現機構に対する強磁性的相互作用の役割を明らかにする実験を行った.これらの結果を踏まえ,更に物質合成にフィードバックさせることにより、金属強磁性体ペロブスカイト酸化物をはじめ、弱強磁性体であるパイロクロア酸化物やダブルペロブスカイト相酸化物などの磁性相を中心としてその近傍に,銅酸化物系と類似で磁気的相互作用が超伝導機構と密接に関係しているRu(Re)酸化物系での新奇高温超伝導体や,Ru(Re)の複合酸化物系における磁性と超伝導の共存する化合物についての探索・合成の研究を総合的に行った.まず,EuSr_2RuCu_2O_8について^<99,101>RuのNMR測定を行うことによって,Ru層の強磁性秩序とCuO_2面の超伝導とが共存していることを明らかにした.ついで,新規超伝導体Cd_2Re_2O_7が200Kで構造相転移を示し,その際,銅酸化物高温超伝導体と同様にスピンギャップ的な振る舞いを示すことを核磁気緩和実験によって見出した.また,スピンギャップの形成と同時に強磁性スピン揺らぎが生き残り,それが超伝導の発現に大きく寄与していることを見出した.さらに,一次元的な電気伝導性を示すRu酸化物Na_3Ru_4O_9が擬ギャップ的振る舞いを伴うスピン一重項転移を示すことを見出した.以上を総括し,本ルテニウム酸化物超伝導体の超伝導発現機構について議論し,磁性と超伝導の関連について議論を行った.また,本研究の結果として,Bi_4Cu_3V_2O_<14>などの様々な低次元化合物が見出された.本研究では、Ru酸化物系において、高温超伝導体を探索し、単一相化すること、その構造を決定しSr_2RuO_4や銅酸化物高温超伝導系と比較検討すること、その発現機構に関係していると思われる物性を調べることを目的とし研究を行っている.本年度は,これまで見つかってきた新奇な超伝導体であるRSr_2RuCu_2O_8(R=Gd, Eu)や5d系パイロクロア型酸化物超伝導体Cd_2Re_2O_7などの化合物に対し,詳細な物性測定と微視的な核磁気共鳴測定を行い,クーパー対の対称性や超伝導発現機構に対する強磁性的相互作用の役割を明らかにする実験を行った.これらの結果を踏まえ,更に物質合成にフィードバックさせることにより、金属強磁性体ペロブスカイト酸化物をはじめ、弱強磁性体であるパイロクロア酸化物やダブルペロブスカイト相酸化物などの磁性相を中心としてその近傍に,銅酸化物系と類似で磁気的相互作用が超伝導機構と密接に関係しているRu(Re)酸化物系での新奇高温超伝導体や,Ru(Re)の複合酸化物系における磁性と超伝導の共存する化合物についての探索・合成の研究を総合的に行った.まず,EuSr_2RuCu_2O_8について^<99,101>RuのNMR測定を行うことによって,Ru層の強磁性秩序とCuO_2面の超伝導とが共存していることを明らかにした.ついで,新規超伝導体Cd_2Re_2O_7が200Kで構造相転移を示し,その際,銅酸化物高温超伝導体と同様にスピンギャップ的な振る舞いを示すことを核磁気緩和実験によって見出した.また,スピンギャップの形成と同時に強磁性スピン揺らぎが生き残り,それが超伝導の発現に大きく寄与していることを見出した.さらに,一次元的な電気伝導性を示すRu酸化物Na_3Ru_4O_9が擬ギャップ的振る舞いを伴うスピン一重項転移を示すことを見出した.以上を総括し,本ルテニウム酸化物超伝導体の超伝導発現機構について議論し,磁性と超伝導の関連について議論を行った.また,本研究の結果として,Bi_4Cu_3V_2O_<14>などの様々な低次元化合物が見出された.強磁性体の固溶系Sr_<1-x>Ca_xRuO_3をミクロスコピックに研究したところ,従来信じられていた描像と異なり,遍歴電子の強磁性相互作用のみが存在していることが明らかになり,また,Sr_2RuO_4におけるクーパー対の対称性が強磁性相互作用的なP波であるということが最近明らかになり非常に注目されている.本研究で,Ru酸化物系において磁性と超伝導の共存研究を行った結果,層状ペロブスカイト型化合物EuSr_2RuCu_2O_8の単一相の合成に成功し,RuO_2の作る2次元的強磁性(T_c=130K)とCuO_2の2次元的超伝導(超伝導転移温度T_<cs>=40K)が共存していることを見出した.T_<cs>以下の電気抵抗ゼロやマイスナー効果といったマクロな物性で超伝導を確認したのみならず,^<99,101>

Ru核のNMR測定によっても共存を確認した.強磁性転移温度T_c以下で,RuのNMRは内部磁場をもった強磁性に特有な振る舞いが観測されるが,この強磁性状態でのNMRのスピン格子緩和率を測定していくと,超伝導転移温度T_<cs>以下で,超伝導発現の影響を受け温度の23乗のべきで緩和していくことが観測された.この振る舞いは,高温超伝導やSr_2RuO_4と似ているが,べきの指数など異なりこの系の超伝導発現と密接に関連していると思われる.更に,量子的な自由度のオーダー・ディスオーダーの境である量子臨界点近傍の物性は,強い電子相関系の問題において非常に興味深く,その意味からも磁性と超伝導の競合は興味深い.今後,更に,このペロブスカイトを基本としたルテニウム酸化物の異常な遍歴電子磁性・超伝導を詳細に調べ,化学的に新しい磁性超伝導体の創製を目指していく予定である.また,Na_3Ru_4O_9など新しい物質群も見つかってきており,磁性と超伝導の関係やその起源などについて明らかにし,Ru酸化物系を中心に磁性と超伝導の共存する化合物を探索・合成していく予定である.高温超伝導の発現以来,銅のペロブスカイト酸化物が大きく注目されてきたが,3d遷移金属酸化物以外にも電気伝導性の高い金属的な遷移金属酸化物は多数存在する.その中でも周期律表で鉄の真下に位置する4d遷移金属系のルテニウムRuのペロブスカイト型酸化物に注目した.YBCO型の複合酸化物,EuSr_2RuCu_2O_8において,強磁性と超伝導が共存していることが確認してきたが,このCu・Ru複合酸化物系化合物の完全な単一相化に成功し(粉末X線回折・単結晶4軸X線回折実験,熱重量分析実験,走査型および透過型電子顕微鏡観察,EDX測定などによって,結晶構造や酸素量の不定比性に関して化学的にキャラクタリゼーションを行い確認された),^<90.101>Ru核のNMR測定などによって高温超伝導と強磁性の共存が本質的であることが確立された.その超伝導の振る舞いはSr_2RuO_4(p波超伝導)や銅酸化物高温超伝導系(d波超伝導)と類似であることが明らかになり,その発現機構やクーパー対の対称性などが問題であって,今後明らかにしていく予定である.また,新物質Na_3Ru_4O_9が低温まで一次元的金属伝導を示すこと,室温以上の高温(約580K)でスピン一重項転移を示すことが明らかになってきた.この転移点以下の一次元金属的なスピン一重項の電子状態はいかなるものであるのか問題であり,今後明らかにしていく予定である.また,スピン・フラストレーション系であるパイロクロア型5d遷移金属酸化物Cd_2Re_2O_7において新しい超伝導の発現が観測された.転移温度は1.1Kと低いが,反強磁性的スピン・フラストレーションと超伝導発現の関係など今後の課題である。ごれからも,^<17>OのNMR測定などによって,磁性と電気伝導性・超伝導との関係やその起源などについて明らかにし,Ru酸化物系を中心に磁性と超伝導の共存する化合物を探索・合成していく予定である.本研究では、Ru酸化物系において、高温超伝導体を探索し、単一相化すること、その構造を決定しSr_2RuO_4や銅酸化物高温超伝導系と比較検討すること、その発現機構に関係していると思われる物性を調べることを目的とし研究を行っている.本年度は,これまで見つかってきた新奇な超伝導体であるRSr_2RuCu_2O_8 (R=Gd, Eu)や5d系パイロクロア型酸化物超伝導体Cd_2Re_2O_7などの化合物に対し,詳細な物性測定と微視的な核磁気共鳴測定を行い,クーパー対の対称性や超伝導発現機構に対する強磁性的相互作用の役割を明らかにする実験を行った.
電子強誘電体鉄酸化物は超伝導体となりうるか

申請者らが発見した電子強誘電体RFe2O4(R:Y, Ho-Lu)につき、超伝導相の可能性を探索した。鉄イオン間の電子間相互作用を増強するため、圧力下での電気抵抗測定を行ったところ、数GPaまでの圧力では、本系は半導体的性質を保つことが分かった。ただし、一部の系では圧力により活性化エネルギーが減少する傾向が見られ、本系の新規相を探索する目的で研究を継続する。同じく相互作用を変化させる目的で、Rサイト置換を行ったところ、大きい希土類Dy3+を導入すると、250K程度である磁気転移温度が5-10Kほど上昇することも分かった。本結果は、室温マルチフェロイック相の探索の点でも興味深い結果である。代表者らが発見した電子強誘電体RFe2O4(R:希土類)について、超伝導相の探索を目的として研究を行った。まず、高圧下での電気抵抗測定により超伝導状態を観測するため、良質な単結晶の作成を行った。連携の池田の協力により、YFe2O4の良質単結晶を育成した。この物質は安価な希土類Yを含んでおり、応用的にも興味深い。来年度、この結晶の高圧下抵抗測定尾を行う。さらに、超伝導に有利と考えられる、三角格子上の量子揺らぎを増強する目的で、Feイオンをスピンの小さいCoイオンに置き換える高温高圧合成実験を行った。放射光を用いた合成時のその場観察から、摂氏1000度10GPa程度の高温高圧下において、原材料と異なるX線回折パターンが得られた。しかし、解析を行ったところ、この変化は原材料であるLu2O4の高圧相が生成したことによることが分かった。本合成実験については、反応条件や原材料を変えて探索を継続する。超伝導相を発見する目的からは間接的となるが、YbFe2O4において、磁気転移温度250K近辺における微小電流印加により、150-200K以下の温度領域において、磁化の減少と抗磁力の増加が起こることを見出した。これは、複数の磁気秩序相が縮退しており、小さい摂動で特定の相が優勢となることを示す(論文投稿中)。この現象は、上記の量子揺らぎの存在を強く示唆する結果であると共に、超伝導相の探索研究を推進する。なお、鉄系における新物質探索も行い、2011年に発見された新規強磁性体BaFeO3の磁気熱量効果を見出し、来年度メキシコにて招待講演を行うことが決定した。代表者らが発見した電子強誘電体RFe2O4(R:Ho-Lu)において、超伝導相の発見を目的として研究を継続した。目的を達成するための一つの試みとして、鉄3d電子間の相互作用を増強するため、高圧下での電気抵抗測定を行った。キュービックタイプアンビルセルを用いた高圧プレスにより、最大数GPa程度の高圧下で電気抵抗を測定できる装置を作成した。これを用い、フローティング法により作成した良質YFe2O4単結晶の電気抵抗を、温度と圧力を変えながら測定した。1.5 GPa程度の圧力に置いて、330K付近での鉄電荷秩序状態の崩壊が起こっていることを示唆する挙動が観測された。すなわち、高圧印加により、三角格子面内の鉄イオン間の距離が縮まったため、鉄3d電子が移動しやすくなったと解釈されるデータが得られた。しかし、4 GPa程度の圧力までの領域では、試料は半導体的性質を保ち、超伝導を示唆する現象は見いだせなかった。また、超伝導に有利となる量子揺らぎを強める目的で、鉄イオンより小さいスピンをもつコバルトなどの元素の置換を試みる実験を継続したが、単相試料は得られていない。超伝導相の発見という目的からは多少外れるが、Rサイトを大きな希土類Dy3+などで置換すると、磁気転移温度が250Kから5-10K上昇することを見出した。本結果を含む論文は、phys.stat.sol(c)に印刷中である。この結果は、Rサイト置換で電子間相互作用が増強できる可能性を示しており、現在研究を継続している。申請者らが発見した電子強誘電体RFe2O4(R:Ho-Lu, Y)について、超伝導相の存在可能性を探るための研究を継続した。鉄3d電子間の相互作用や量子揺らぎを増強するため、昨年度作成した高圧下電気抵抗測定装置を用いて、イオン半径の異なる2つの系の単結晶試料について測定を行った。一つは昨年度も測定した、最もイオン半径が大きいRイオン(Y3+)を含むYFe2O4である。昨年度の測定試料は酸素量論比が4に近いものであったが、今回は酸素欠損を含み電気抵抗が小さい試料での測定を行った。もう一つはイオン半径が小さいRイオン(Yb3+)を含むYbFe2O4であり、酸素量論比は4に近いものであった。三角格子面内の電子間相互作用は、面内の格子定数が小さいことからYbFe2O4のほうが強いと想定される。圧力を加えた状態において、4GPa以下の圧力領域で両系とも室温近傍では半導体的な振る舞いを示し、異常は特に見られなかった。これは、RFe2O4の性質として、鉄3d電子の局在性が強く、人工的に鉄イオン間の距離を縮めることによっては半導体的性質は変わらないことを示す。ただしYFe2O4では、1.5GPa以上で活性化エネルギーが減少する傾向が見られており、今後圧力領域を増強するなどで電気的性質に変化が見られないか等の測定を継続する。

なお、圧力下でのRFe2O4の物性を測定された例は少ないため、今回の装置を基に、極低温から高温まで測定するための装置を作成中である。申請者らが発見した電子強誘電体RFe2O4(R:Y, Ho-Lu)につき、超伝導相の可能性を探索した。鉄イオン間の電子間相互作用を増強するため、圧力下での電気抵抗測定を行ったところ、数GPaまでの圧力では、本系は半導体的性質を保つことが分かった。ただし、一部の系では圧力により活性化エネルギーが減少する傾向が見られ、本系の新規相を探索する目的で研究を継続する。同じく相互作用を変化させる目的で、Rサイト置換を行ったところ、大きい希土類Dy3+を導入すると、250K程度である磁気転移温度が5-10Kほど上昇することも分かった。本結果は、室温マルチフェロイック相の探索の点でも興味深い結果である。超伝導相を見出すための高圧下電気抵抗測定を行えたことは評価できると考えられる。また、応用的に重要な観点である、磁気転移温度を上昇させる手段が示唆されたことは、派生的ではあるが興味深い結果である。しかし現在まで超伝導の兆候を見いだせていないことから、この評価となった。固体化学RFe2O4の物性は酸素量に敏感であることが知られている。今後、この系につき、意図的に酸素量を変えて電気抵抗率を下げた試料に対して高圧下電気抵抗測定を行い、金属相の出現など、超伝導に繋がる現象が見られるか否かを観測する。超伝導相は見出されていないが、その探索研究に必要な良質単結晶を作製できたこと、また、超伝導に有利となる量子揺らぎの存在可能性を電流印加下の磁化測定で得られたことは、本研究を進める上で根拠となりうる結果である。また、後者の結果のように、当初からは予想できなかった結果が得られつつあることは、挑戦的萌芽研究の趣旨としては相応しいと判断した。超伝導が発見された場合に考えていた、放射光による電子状態や結晶構造の観測の実験が実施できていないため、そのための経費は執行できなかった。本年度得られたYFe2O4単結晶につき、高圧プレス装置により異方的な高圧を印加し、室温近傍での電気抵抗測定を行う。本系の半導体的温度依存性が金属的な挙動に変化すれば、低温用の高圧下電気抵抗測定装置を用いた測定を行い、低温領域に異常がないかどうかを観測する。また、量子揺らぎを増強するため、Feサイトのスピン値を減少させる目的で、CoやMnなどの他のイオンを置換することを試みる。さらに、電流印加での磁性の変化は新規現象であるので、他物質での測定を行う。超伝導を発見するための、鉄サイト置換や高圧電気抵抗測定等の物性探索実験に用いる。高圧下での合成実験に必要な坩堝やプレス用アンビルなどの高価な消耗品が、現状に保有するもので賄えた。次年度は、上記消耗品のストックが無くなると思われるため、差額を坩堝やプレス用アンビル等の購入に用いる。
環太平洋・極北地域のモンゴロイド集団の免疫遺伝学的研究

ヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-I)は東南アジア地域の中でも南西日本で特異的に集積している。本研究の民族疫学的調査によりアジア大陸に由来する南米先住民族は、HTLVのウイルス学的亜型とリンパ球抗原の免疫遺伝学的特性から、アンデス群と他の低地群に大別でき、アンデス群は免疫遺伝学的背景が南西日本のHTLV-I保有者群と極めて類似することが明らかになった。南コロンビアからチリやアルゼンチン北部のアンデス山脈に居住する高地民族は日本人と同じHTLV-Iを有し、オリノコ川、アマゾン川、パタゴニアなど低地に広く分布する先住民族は日本人に見られないHTLV-II型を有する。両者はHLAのクラスI、II遺伝子からみても遺伝学的起源を異にする。さらに、チリ北部に埋蔵されている先住民族の先祖と考えられるミイラの骨髄組織から抽出したHTLV-IのLTR、Px遺伝子のクローニングに成功し、千五百年前のミイラのHTLV-Iとアンデス先住民族のHTLV-I、および日本のアイヌ人らのHTLV-Iなどが遺伝学的に近縁関係にあることを示した。一方、中国チベット自治区は政治的に不安定要素が多く、チベット族の血液を採取することは容易でなく、チベット族を対象とした科学的に有用な免疫遺伝学的情報を提供できる研究成果はこれまでなかった。本研究では壮大なチベット高原の中で特に周辺と隔離された秘境奥地に居住しているいくつかのチベット部族の協力を得て、チベット自治区の衛生庁や重慶市中国第三軍医大学の輸血部などと共同で、チベット高原の東部、西部の僻地に棲むチベット族から血液を採取することができた。血清検索によりチベット族はHTLVを保有しないがHBVに高率に感染しており、それらのサブタイプはタイや韓国で見られるC型がほとんどで、インドネシアなどで多く見られるB型は見られなかった。HBV感染者の国際的広がりや地域特異性を示す遺伝学的サブタイプについてはこれまでにも多くの研究成果が報告されているが、HBVのサブタイプから見るとチベット族はHTLV-Iを有さない中央アジアのモンゴロイド集団と判明した。ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)の流行分布から、中南米の先住民族は、日本人と同じHTLV-Iを保有する高地アンデス先住民族、およびHTLV-IIを保有する北部のカリブ海地域からオリノコ・アマゾン流域、南部パタゴニア地域に定着している低地先住民族に大別できた。両者は、リンパ球抗原(HLA)DR-DQ遺伝子の塩基配列によるハプロタイプの分布からも全く異なった遺伝的背景を呈していることが判明した。さらに、アンデス地域に数千年前から埋蔵されてきた自然ミイラのDNA解析により、チリ北部アタカマ高原のミイラ2体(約千五百年前のティワナク)からヒトβグロビン遺伝子を抽出し、そのうち1体からHTLV-Iのプロウイルス遺伝子(pX、LTR)の抽出にも成功した。HTLV-IのLTR遺伝子の塩基配列から、ミイラのそれは同地域の先住民族、および日本のアイヌ民族の型と類似していた。これらの知見は南米大陸に欧州人が侵入してくるよりはるか前にHTLV-Iが存在しており、その遺伝的解析から日本人とアンデス先住民族の類似性を科学的に証明した。これは医学的のみならず人類遺伝学的、考古学的にも極めて重要な発見といえる。

次にわれわれはアジアの屋根といわれているチベット高原に居住するモンゴロイド集団、チベット族の人類遺伝学的情報がこれまで皆無であることに鑑み、チベット族の調査がアジア大陸におけるモンゴロイド集団の移動史に重要な情報を提供できるものと考えた。そこで今年度からチベット族の野外採血活動を新たに開始し、西域に居住するチベット族がHTLV-Iを保有しておらず、HLA型は日本人やアンデス先住民族と異なることを明らかにした。来年度から2年間、チベット東部や南部に居住するチベット族に焦点を当て、本格的な大規模野外調査を計画している。本研究課題により環太平洋地域に居住してきたモンゴロイド集団における大規模なウイルス学的、人類遺伝学的、考古学的研究を実施してきたが、昨年度までの研究結果から、1)日本民族と南米アンデス先住民族はヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)のI型を共有していた、2)両民族のHTLV-I保有集団はリンパ球抗原DR-DQ遺伝子の塩基配列が類似していた、3)アンデス地域に千年以上前から埋蔵されてきた自然ミイラもHTLV-Iを保有しており、同プロウイルス遺伝子(pX、LTR領域)の塩基配列は類似していた、などの知見を得た。昨年の前調査でアジアの屋根チベット高原の秘境に居住するチベット族はHTLV-Iを保有しない可能性が示唆されたので、今年度は広範にわたるチベット族の野外調査を実施した。ラサの東部地域(林芝地区)、および西部地域(定日地区)は東西700800Kmを隔てており、未開放地区を含む隔絶された地域の各郷に数百名のチベット族が散在している。東西地域から各2部落ずつ選び、4部落から40、62、55、105名の合計262名のチベット族から血液供与を受けた。HTLV-I保有者を全く検出しなかったが、ネパール国における他の調査と同様、HBV抗原の保有率が高く、特に林芝地区の某部落では38%の保有率であった。一方、HCV陽性者は2名(0.8%)であった。彼らのHBVの遺伝的亜型はタイ、中央アジア、韓国などに広く分布しているC型だった。これらの知見からチベット族は中央アジア地域のモンゴロイド集団と考えられ、アンデス先住民族や日本人のHTLV-Iを保有するモンゴロイド集団とは一線を画すると考えられる。今後はこれらの生体試料を用いて詳細な人類遺伝学的な検索を行いながら、来年度は北欧のモンゴロイド集団(ラップ人)との比較研究を計画している。環太平洋地域におけるモンゴロイド集団を対象とした大規模な民族疫学的研究により、1)日本民族と南米アンデス先住民族はヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)のI型を共有していた、2)両民族のHTLV-I保有集団はリンパ球抗原(DR-DQ)やミトコンドリア(D領域)などのDNAの塩基配列が類似していた、3)アンデス地域に千年以上前から埋蔵されてきた自然ミイラもHTLV-Iを保有していた、4)同プロウイルス遺伝子(pX、LTR領域)の塩基配列は日本人のそれらと類似していた、5)アジアの屋根チベット高原の秘境に居住するチベット族はHTLV-Iを保有しない、などの知見を得た。また、東西700800Kmを隔てた中国チベット自治区の東部地域(林芝地区)と西部地域(定日地区)において隔絶された4部落の住民262名についてHBV抗原を検索し、チベット族のHBVの遺伝的亜型はC型であることを解明した。
骨の分化を制御する細胞接着因子カドヘリン-11、ペリオスチンの機能解明

1.骨芽細胞分化におけるカドヘリン-11の機能カドヘリン-11の骨芽細胞分化における機能を調べるため、カドヘリン-11ノックアウトマウスの頭蓋骨発生について解析した。-/-マウスでは、予定前頭骨縫合線間充織に通常では起こり得ない異所的な島状骨が認められた。これは、縫合線間充織が未分化性を維持できず、骨芽細胞へと分化してしまったためであると考えられた。また-/-マウスでは、左右の前頭骨間が+/+マウスに比較して大きく広がっており、骨芽細胞マーカーであるオステオポンチンの発現が減少していた。この結果は、骨芽細胞前駆細胞から骨芽細胞への分化が遅延したことを示している。N-カドヘリンとカドヘリン-11の二つのカドヘリンが発現することの意味を調べるために、二つのカドヘリンを発現させた繊維芽細胞株L-N-cad/Cad-11を作製し解析した。これらの細胞は細胞間接着能力を有しており、更に細胞密度依存的なALP活性を示した。遺伝子発現をRT-PCRにより調べた結果、ALP、FGFR2の発現上昇が認められた。ALP、FGFR2の頭蓋骨発生での発現様式はN-カドヘリンとカドヘリン-11のそれに酷似しており、in vivoにおいても二つのカドヘリンによる細胞間接着は、ALP、FGFR2の発現を誘導していることが示唆された。2.我々は成体において、歯根膜、骨膜に特異的に発現する分子量約90kDの分泌蛋白をペリオスチンと名付け、メカニカルストレスに関与する分子として、その発現と機能解析を行ってきた。ペリオスチンはβigh-3と共にファシクリンIファミリーに属し、4つのリピートドメインを有するなど特徴的な構造をしている。我々はこのペリオスチンの機能を特定するためにノックアウトマウスを作成し、そのフェノタイプを解析した。その結果、胎児期にはその異常は観察されないが、12週令では、歯根膜の改変異常が見られ、その結果、歯が放出できなくなり、エナメル質が異常をきたしていることが明らかになった。この驚くべき結果はメカニカルストレスに応答できないマウスの作成に成功したことを意味している。我々は、骨芽細胞を含む各種間葉系細胞株におけるカドヘリンスーパーファミリーの発現様式をRT-PCRにより検討した。その結果、骨芽細胞はN-カドヘリンとカドヘリン-11を発現していることがわかった。免疫組織染色およびRNA in situ hybridizationによる解析では、マウス胎生16.5日頭蓋骨組織周辺の骨芽細胞前駆細胞および骨芽細胞は、N-カドヘリンとカドヘリン-11を発現していた。また、骨芽細胞前駆細胞株MC3T3-E1では、N-カドヘリンとカドヘリン-11は細胞間接着部位に局在していた。この結果は、骨芽細胞前駆細胞では二つのカドヘリンが共にアドヘレンスジャンクションを形成していることを示している。次に、カドヘリン-11の骨芽細胞分化における機能を調べるため、カドヘリン-11ノックアウトマウスの頭蓋骨発生について解析した。-/-

マウスでは、予定前頭骨縫合線間充織に通常では起こり得ない異所的な島状骨が認められた。これは、縫合線間充織が未分化性を維持できず、骨芽細胞へと分化してしまったためであると考えられた。また-/-マウスでは、左右の前頭骨間が+/+マウスに比較して大きく広がっており、骨芽細胞マーカーであるオステオポンチンの発現が減少していた。この結果は、骨芽細胞前駆細胞から骨芽細胞への分化が遅延したことを示している。N-カドヘリンとカドヘリンー11の二つのカドヘリンが発現することの意味を調べるために、二つのカドヘリンを発現させた繊維芽細胞株L-N-cad/Cad-11を作製し解析した。これらの細胞は細胞間接着能力を有しており、更に細胞密度依存的なALP活性を示した。遺伝子発現をRT-PCRにより調べた結果、ALP、FGFR2の発現上昇が認められた。ALP、FGFR2の頭蓋骨発生での発現様式はN-カドヘリンとカドヘリン-11のそれに酷似しており、in vivoにおいても二つのカドヘリンによる細胞間接着は、ALP、FGFR2の発現を誘導していることが示唆された。我々は成体において、歯根膜、骨膜に特異的に発現する分子量約90kDの分泌蛋白をペリオスチンと名付け、メカニカルストレスに関与する分子として、その発現と機能解析を行ってきた。ペリオスチンはβigh-3と共にファシクリンIファミリーに属し、4つのリピートドメインを有するなど特徴的な構造をしている。In-vitroの実験ではペリオスチンは他のファシクリンIファミリー同様、骨芽細胞の接着・伸展を支持し、in-vivoでは歯根膜に人工的なメカニカルストレスを与えると発現が増加することが明らかになっている。このペリオスチンの転写制御機構として、HLH型の転写因子で頭蓋骨形成に関与しているTwistがペリオスチンプロモーターに結合し制御していることが明らかになっている。また蛋白レベルの研究として、ペリオスチンはCCNファミリーの1つであるNOVおよびNotch1と3分子複合体を形成することも最近明らかにされた。我々はこのペリオスチンの機能を特定するためにノックアウトマウスを作成し、そのフェノタイプを解析した。その結果、胎児期にはその異常は観察されないが、12週令では、歯根膜の改変異常が見られ、その結果、歯が放出できなくなり、エナメル質が異常をきたしていることが明らかになった。この驚くべき結果はメカニカルストレスに応答できないマウスの作成に成功したことを意味している。次に、ゼブラフィッシュペリオスチンをクローニングし、硬骨魚類での機能を検討した結果、ゼブラフィッシュペリオスチンはやはりメカニカルストレスの応答に関与している筋膜に発現し、モリフォリノノックダウンにより、筋膜形成異常が見られた。
NMRによるアミロイドβペプチドとトランスサイレチンの相互作用に関する研究

[目的]脳内におけるβアミロイドの蓄積は、アルツハイマー病の原因の一つである。βアミロイドの主要な構成成分であるamyloid βpeptideは40残基程度のペプチドであり、水溶液中で容易に凝集しβアミロイドを形成する。しかしながら、可溶性のamyloid βpeptideが脳脊髄液や血漿中にも検出されており、脳脊髄液や血漿中ではamyloid βpeptideにtransthyretinが結合し、amyloid βpeptideのβアミロイド形成を妨げているという報告がなされた。本研究では、核磁気共鳴(NMR)法を用いて、transthyretin分子中のどのアミノ酸残基がamyloid βpeptideと相互作用しているのか明らかとする。様々な長さのamyloid βpeptideとtransthyretinの相互作用をNMRによって明らかとし、どのように結合をしているのか残基レベルで明らかとする。[結果](1)本研究では、3種類のamyloid βpeptideを合成した。Amyloid βpeptideの残基番号1-17からなるフラグメント(Aβ1-17)、残基番号25-35からなるフラグメント(Aβ25-35)、残基番号1-40からなるフラグメント(Aβ1-40)である。ペプチド合成はFmoc法によって行った。(2)Amyloid βpeptideとtransthyretinの相互作用を明らかとするために、transthyretin溶液にamyloid βpeptideを滴定し、HSQCスペクトル中でのシグナルの変化を追跡した。HSQCスペクトルでは、transthyretinの各アミノ酸残基に対応するシグナルを観測することができるので、transthyretin分子中のどのアミノ酸残基がamyloid βpeptideと相互作用しているか明らかにすることができる。結果より、transthyretinは疎水性相互作用によってサイロキシン結合部位にamyloid βpeptideのC末端部分を捕捉していることが明らかとなった。
新たな食品素材としての展開を目指した植物のオイルボディの基礎的特性の解明

食品素材として広く用いられている卵や乳の加工機能のうち、卵黄の乳化機能や乳クリームの起泡機能は、主に卵黄リポタンパク質や乳脂肪球といった微細な脂質粒子によるものである。植物中の脂質貯蔵組織であるオイルボディは、卵黄や乳クリーム中の脂質粒子に似た構造体である。オイルボディの形態や化学的組成は、植物の種や系統、生育段階によって様々であり、それらのなかには卵黄や乳クリームと同様、あるいはより優れた加工機能を持つものが存在する可能性がある。そこで本研究では、様々な植物資源からオイルボディを抽出して基礎的な化学的・物理的特性を明らかにし、乳化や起泡などの加工機能に優れた素材を探索することを目的とする。
組換えバキュロウイルスを利用したPTTHの種特異性に関する分子機構の解明

エクジステロイドUDP-グルコシルトランスフェラーゼ(egt)遺伝子を欠失し、カイコ前胸腺刺激ホルモン(BmPTTH)を発現する組換えバキュロウイルスの殺虫効果が、カイコ幼虫とヤガ科昆虫で異なるという現象と、PTTHの種特異的作用との関係を分子レベルで明らかにすることを目的として研究を行い、以下のような知見を得た。1ウイルス感染経路が組換えウイルスの殺虫効果に及ぼす影響多角体形成組換えウイルスを用いた経口感染と多角体非形成組換えウイルスの注射による感染のいずれにおいても、egt欠失BmPTTH発現組換えウイルスが最も早くカイコ幼虫を致死させたことから、ウイルスの殺虫効果は感染経路に依存しないことが判明した。2組換えウイルス感染カイコ幼虫の体液エクジステロイド量及びウイルス増殖BmPTTHを発現する組換えウイルスに感染したカイコ4齢及び5齢幼虫の体液エクジステロイドの増加時期は、非感染及びegt欠失ウイルス感染幼虫より早まった。ただし、egtとBmPTTHを両方発現するウイルスに感染した幼虫では、20,26-dihydroxyecdysoneのみが増加しており、活性の高い20-hydoroxyecdysoneやecdysoneの増加は認められなかった。また、egt欠失ウイルスに感染した幼虫では、絹糸腺、前胸腺、神経系など本来ウイルスが感染しにくい組織において多角体の形成が早まることが判明した。3異種PTTH遺伝子のクローニング及び発現系の開発アメリカシロヒトリのPTTH(HcPTTH)のcDNAをクローニングするために終齢幼虫及び非休眠蛹の脳から抽出したmRNAを用いてcDNAライブラリーを作製した。また、タバコスズメガのPTTH(MsPTTH)を分泌発現する組換えカイコバキュロウイルス、ならびに、BmPTTHを発現する組換えアメリカシロヒトリバキュロウイルスの作製に成功した。