hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核内微小環境の形成を介した転写動態制御の統合的解明

転写制御に働く調節DNA領域はエンハンサーと呼ばれ、転写因子やコアクチベーターとの結合を介して発生過程に応じた遺伝子発現の緻密な時空間制御を可能にしている。申請者のこれまでの研究により、エンハンサーは標的遺伝子と一対一の安定的なループ構造を形成するのではなく、むしろ転写を活性化する微小環境を核内に生み出すことで動的に転写制御に働くという新規作用機序の存在が強く示唆された。本研究では、DNAを足場として転写活性化因子が局所的に濃縮された「動的な核内微小環境」の形成こそがエンハンサー作用機序の本質であるという新たな可能性について多面的に検証を行い、その解明に取り組む。
レーザー駆動型超高速スピントロニクスの量子的理論研究

2018年度は、主に(1)フラストレート磁性体におけるスピンネマティック液体相におけるスピンゼーベック効果の研究、(2)ベクトルビームの磁性への応用、(3)フロケ理論の環境と結合する古典系への拡張、(4)新しい光誘起スピン流生成法(スピン流版太陽電池)の提案、(5)DC(または低周波数)強電場による磁性体の交換相互作用の制御方法の提案、などの研究に注力した。2018年度内に論文として出版または受理されたのは(2)(4)の成果であるが、それ以外の成果もすべて論文としてまとめ、現在投稿中であり、研究は順調に進展している。以下では、本研究課題の中心的成果の1つである(2)について解説する。光渦とベクトルビームはトポロジカルな波面構造を持つ電磁波(トポロジカル光波)の代表例であるが、ベクトルビームは光渦ほど物性分野で認知されておらず、その応用方法が未開拓な状況である。この背景から、我々はベクトルビームの応用法を理論的に探索した。ベクトルビームの大きな特徴は、それを集光した際に狭い集光領域において純粋なAC電場又はAC磁場が実現することである。特にテラヘルツ以上の高周波数領域で電場を伴わないAC磁場をベクトルビーム以外の方法で生み出すことは困難である。そこで、この高周波数AC磁場を用いて、我々は金属磁性体における新しい光学的フェルミ面測定方法を提案した。汎用性のある既存のフェルミ面測定法では、低温金属に強い静磁場を印加し、その結果帯磁率や電気伝導度が磁場の関数として振動することから、フェルミ面の情報を読み取る。しかし、金属が磁気秩序を持つと外部磁場により秩序が変化してしまう為、この磁気振動の方法は有効ではない。我々の方法は、この困難を克服し、複雑な磁気秩序を持つ金属磁性体のフェルミ面を磁気秩序を破壊しないままで測定する方法を提供するものである。優秀な研究者や大学院生との共同研究が進んだため、当初の予定より、量的にも質的にも優れた研究成果を得られた。2018年度当初に進展させることを予定していた研究のいくつか(レーザー照射下の磁性体における磁気共鳴の研究、や磁性体における多光子吸収の研究など)については、成果は蓄積しつつも、論文出版までは辿り着けていない。しかしながら、これを補うほどの別の成果(研究実績欄(2)(4)など)を得られており、順調にレーザー駆動スピントロニクスの理論研究が進展していると言える。研究は順調に進んでいるものの、論文投稿中の成果が多い。2019年度が最終年度であることから、研究に注力しながら、成果ができるだけ速やかに論文として出版されるように努める。基本的には、2018年度と同様の方針で研究を進めることで、確実に成果を得らえると予想している。2017年度は、主に(1)トポロジカル光波の1つである光渦レーザーを利用した、カイラル磁性体とマルチフェロイック磁性体におけるナノ磁気構造の超高速制御方法の理論提案、(2)熱浴と結合している周期外場中の量子系の非平衡状態と物理量のフロケ理論に基づく理論解析、の2テーマの研究を集中的に実施した。特に、テーマ(1)の主役である光渦レーザーは軌道角運動量をもつ電磁波であり、スピントロニクスを含む固体物理学における非常に新しい題材といえる。光学分野では、光渦の軌道角運動量をマクロな物体に転写する多数の方法が提案・実現しているが、固体物性分野では光渦の応用の可能性が全く検討されてこなかった。(1)の研究では、光渦の軌道角運動量の情報をカイラル磁性体やマルチフェロイクスに転写する方法を提案しており、これは、光渦分野とスピントロニクスを含む電子物性分野を結び付けるほぼ最初の理論研究成果と言える。(1)(2)の他に、スピントロニクスと関連するテーマとして、(3)フラストレート磁性体におけるマグノンペア励起による熱ホール効果の理論、(4)マグノン以外の磁気励起による熱的スピン流輸送についての実験家との共同研究、などにも取り組み成果を挙げている。本研究課題の目標は、幅広い周波数の電磁波(特にコヒーレントなレーザー光)を利用した超高速スピントロニクス機能を微視的理論に基づいて提案することである。「研究実績の概要」欄の説明から分かるように、この目標に合致する多数の研究が着々と進んでいることから、研究は予定通り順調に進んでいると言える。また、本課題に密接に関係する熱や力学操作や電気的作用を利用したスピントロニクスの研究も同時に進行しており、今後これらの研究における結果やアイディアを融合させていくことで、さらに新しい成果が得られると期待できる。

光渦とベクトルビームはトポロジカルな波面構造を持つ電磁波(トポロジカル光波)の代表例であるが、ベクトルビームは光渦ほど物性分野で認知されておらず、その応用方法が未開拓な状況である。この背景から、我々はベクトルビームの応用法を理論的に探索した。ベクトルビームの大きな特徴は、それを集光した際に狭い集光領域において純粋なAC電場又はAC磁場が実現することである。特にテラヘルツ以上の高周波数領域で電場を伴わないAC磁場をベクトルビーム以外の方法で生み出すことは困難である。そこで、この高周波数AC磁場を用いて、我々は金属磁性体における新しい光学的フェルミ面測定方法を提案した。汎用性のある既存のフェルミ面測定法では、低温金属に強い静磁場を印加し、その結果帯磁率や電気伝導度が磁場の関数として振動することから、フェルミ面の情報を読み取る。しかし、金属が磁気秩序を持つと外部磁場により秩序が変化してしまう為、この磁気振動の方法は有効ではない。我々の方法は、この困難を克服し、複雑な磁気秩序を持つ金属磁性体のフェルミ面を磁気秩序を破壊しないままで測定する方法を提供するものである。優秀な研究者や大学院生との共同研究が進んだため、当初の予定より、量的にも質的にも優れた研究成果を得られた。2018年度当初に進展させることを予定していた研究のいくつか(レーザー照射下の磁性体における磁気共鳴の研究、や磁性体における多光子吸収の研究など)については、成果は蓄積しつつも、論文出版までは辿り着けていない。しかしながら、これを補うほどの別の成果(研究実績欄(2)(4)など)を得られており、順調にレーザー駆動スピントロニクスの理論研究が進展していると言える。2018年度は、まず「研究実績の概要」欄に説明した(1)-(4)のテーマを引き続き継続してゆく。特に、外部電磁場により固体磁性の制御する際、電磁場照射によるヒーティング(系の温度上昇)の効果は実際の物理系では避けることが出来ない重要な現象である。これに有意義な解答を与える為に、「研究実績の概要」欄のテーマ(2)に集中的に取り組む予定である。(2)の成果が得られたのちには、それを様々な具体的物理系に応用することも計画している。マルチフェロイクスや少数スピン系や単一原子分子系などにおける光誘起現象に(2)の成果を応用する予定である。これらのテーマの他に、新しい光誘起磁気現象の予言や理論構築を目指して、(5)レーザー照射下の磁性体における磁気共鳴の理論、(6)磁性体における多光子吸収の理論、のテーマにも取り組む予定である。これらの研究を効果的に推進する上で、光物性、スピントロニクス、磁性などの光と磁性に関わる複数分野の実験研究者と議論をすることが重要と考えている。これらの研究者との議論から、最新の情報を収集し、それを理論計算に反映させることで、現実性の高い予言を得ることを目指す。研究は順調に進んでいるものの、論文投稿中の成果が多い。2019年度が最終年度であることから、研究に注力しながら、成果ができるだけ速やかに論文として出版されるように努める。基本的には、2018年度と同様の方針で研究を進めることで、確実に成果を得らえると予想している。有料雑誌の複数の研究成果を論文として投稿中であり、論文がいつ受理されるかを予測するのが難しい。これらが2018年度中に出版されるよう努めたが、残念ながら2019年度に持ち越しとなった。したがって、2018年度に論文投稿料として使用する見込みがあった金額を2019年度に繰り越すこととなった。
構造を仮定しない計算による「原子核パスタ」の研究

標準原子核密度以下の原子核物質の非一様構造を、相対論的平均場模型を用いた数値計算で調べた。構造を仮定しない大きなセルでの計算を、低密度領域に対して実行したところ、従来の研究では球形の原子核が体心立方(bcc)格子を作って整列するものとされてきたが、我々の計算では球形核から円筒状の棒に移り変わる比較的高い密度領域で、面心立方(fcc)格子を作る様子が陽子含有率を固定した場合に見られた。bcc格子はクーロンエネルギーを最低にする構造であるため、球形核の作る結晶格子はbccとなると考えられてきたのである。比較的高い密度でfccとなる原因を調べたところ、bcc格子を組む場合とfccを組む場合では球形核の大きさに違いが現れ、核の結合エネルギーまで含めたエネルギー比較においてfccが有利となっていたことが明らかになった。次に中性子星表面のベータ平衡な物質について調べたところ、以前の我々の構造を仮定した計算では球形核以外は現れなかったのに対し、球形核と棒状核の構造が現れること、球形核の作る格子は低密度側でbccだが棒状核との境界領域でfccが現れることが分かった。原因はやはり核の大きさに違いが出ることと、陽子含有率にも違いが出ることで系のエネルギーでfccが有利となっていた。また、計算で得られた構造にゆがんだ周期的境界条件を課した上でエネルギーの変化を計算し、それを元に物質の剪断弾性率を求める方法を考案した。中性子星表面の剪断振動や強度を計算することでグリッチや星震の研究に繋げたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。低密度原子核物質の非一様構造を、構造を仮定しない計算によって調べた。核子密度をソースとする中間子場と、局所密度近似のもとで表される核子と電子からなる系を、ローレンツ変換に対して不変な形で定式化した、相対論的平均場および局所密度近似(RMF+Thomas-Fermi)模型による数値計算を3次元空間で解いた。無限系を模すために、周期的境界条件を課したセルを用意し、その中に非一様な構造が数周期分現れることが可能なように、十分大きなものを用いた。次のような結果が得られた。標準原子核密度以下では原子核物質が非一様なクラスター(原子核)を形成し、その最も安定な形状が、密度が高くなるにつれて、球形から円柱、板、円柱の穴、球形の穴へと変化する、いわゆるパスタ構造の出現が予測されていた。この予測は多くは形状の対称性を仮定した計算によってされていたが、陽子含有率を固定した原子核物質に我々の手法を適用したところ、パスタ構造の出現とそれによる物質の硬さの変化について、従来の研究結果と定性的に同じ結果が得られた。低密度において球形原子核から構成される物質の作る格子構造が体心立方となるというのが定説であったが、我々はそれが面心立方になることを初めて指摘した。従来の議論では原子核の密度や大きさを固定した上で格子のクーロンエネルギーだけを比較していたが、原子核のサイズや原子核内での陽子の密度分布が、格子構造によって影響を受けることがその原因と分かった。初年度の研究実施計画では計算プログラムの完成と、それを用いた原子核物質(陽子含有率一定の物質について)の構造計算と、基本的なパスタ構造の出現の確認が予定されていたが、それをほぼ達成した上、ベータ平衡物質も含めた球形核の格子構造に関する新たな結果が得られた。まず球形核の格子構造に関する議論を深める。また、高密度での中間子凝縮によるパスタ構造、有限温度でのパスタ構造の研究を行なう。
腸管出血性大腸菌のベロ毒素による宿主障害:好中球を介した毒素輸送機構に関する研究

腸管出血性大腸菌のベロ毒素による細胞傷害機構は詳細に解明されているが、標的組織への毒素運搬については統一した見解がない。遊離型ベロ毒素が血漿中に検出されないことから、ベロ毒素の運搬を担う細胞ないし血液成分の存在が指摘されてきた。我々は、血液細胞の中で好中球がベロ毒素と結合することを認めており、毒素運搬は好中球が担うと考えた。そこで本研究では、ベロ毒素と好中球の相互作用の全容を明らかにする目的で、先ず主要な2種類のベロ毒素(VT1、VT2)に対する好中球の結合分子の同定を行った。その結果、標的細胞の従来のレセプターであるGb3とは異なるベロ毒素陽性スフィンゴ糖脂質"X"を認め、質量分析法にてその構造を明らかにした。"X"は血中細胞の中では好中球に最も多く発現している事が、特異的抗体を用いたFACS解析にて明らかとなった。更に、ベロ毒素は"X"を介して好中球と結合した後、細胞表面に留まらず、細胞内へと移行し核内まで到達することが、蛍光標識したベロ毒素を用いた共焦点顕微鏡下の解析から判明した。ベロ毒素はAとB subunitの1:5から成る複合体であるが、"X"との結合はB subunitのみで起こる事を認めた。標的組織である腎尿細管上皮細胞への毒性とは異なり、毒素が好中球内へ取り込まれても、細胞死は観察されなかった。また、fMLP刺激による活性酸素生成能の阻害も認められず、好中球は機能的にもベロ毒素に影響されずにその運搬役を担う事が示唆された。現在、毒素を結合した好中球と標的細胞モデルである腎尿細管内皮細胞株(ACHN)との相互作用を解析中である。ベロ毒素産生性大腸菌(VTEC)は、溶血性尿毒症症候群や脳症等の重症合併症を引き起こす。その原因として、ベロ毒素(VT)がBサブユニットを介して標的細胞上のレセプターであるスフィンゴ糖脂質Gb3(globotriaosylceramide)へ結合し、Aサブユニットが逆行性輸送によって小胞体へ到達してRNA切断酵素として働き、細胞毒性を発揮する事が報告されている。その一方、毒素の標的臓器への輸送機構に関しては、未だ統一した見解が得られていない。遊離型ベロ毒素が血漿中に検出されないことから、ベロ毒素の運搬を担う細胞ないし血液成分の存在が指摘されている。我々は、これまでの検討から血中細胞では唯一好中球がベロ毒素と結合することを確認した。このため、毒素の運搬に好中球が関与していると考えている。しかしながら、好中球にはベロ毒素レセプターのGb3が殆ど発現しておらず、両者間には別の結合分子が介在している可能性が高い。今年度は、主要な2種類のベロ毒素(VT1,VT2)に対する好中球の結合分子の同定を試みた。ヒト好中球から中性糖脂質を抽出し、薄層クロマトグラフィーで展開した。次に、VT1およびVT2と反応させ、抗VT1、抗VT2抗体を用いてレセプターの検出を試みた。その結果、標的レセプターであるGb3と異なる位置にバンドを認めた。この陽性分子は、質量分析法で解析済みであり、現在その確認を行なっている。
火災応答解析による鋼構造耐火設計法の開発研究

建築物の耐火問題において、火災応答解析は格別に重要な位置を占める。火災時には架構の高温化した部分は、大きな熱応力を受け、これが構造の安定性に大きな影響を及ぼすのであるが、実験によっても理論解析によってもこれを評価することが実際上極めて困難であることが火災応答解析の重要度を相対的に押し上げている。火災応答解析における計算要求は多岐に亘るが、計算要求が増える度に増殖する計算機コードがコード作成上の生産性を低下させる事態を招きつつある。本研究はこの問題を解決するためのプログラム開発研究である。多岐な計算要求の総てを部品化し、部品化達成率を向上させるためにコード体系の各レベル、各フェーズにおけるコード堅牢性を維持出来るようにすることが、汎用化問題を解決するための鍵である。この方針に基づいてC++計算機コードの試作を重ね、次の成果を得た。1)荷重の各種制御方法、各種収束解探索方法、各種有限要素、各種構造理論、各種高温構成則、各種鋼材等々、総てのレベルにおける各種計算要求を個別に完全に部品化できる枠組みを完成した。部品化達成率を具体的に向上させる方法として、キーワードユーティリティーによる方法を見出した。2)入力方法と入力処理を容易化するために入力専用ユーティリティーを開発した。これと先のキーワードユーティリティーを併用することによって、入力データによってプログラムの動作を完全に制御し、入力ファイルが解析を多様に動作させるためのロジカルなプログラムコードであるかのような入力環境を構築した。本研究は、火災加熱を受ける鋼構造骨組が完全な崩壊に至るまでの挙動を詳細に解析することの出来る解析ツールの開発を目的とする。終局火災応答解析法としての先進性、ツールとしての汎用性・実用性を目標として、次の項目を解析対象あるいは組み込み理論として開発を進めた。(1)架構:鋼構造ラーメンおよびブレースを含む骨組。(2)鋼材:SS400、SM490、SN400、SN490。(3)部材断面:H型鋼、角型鋼管、円形鋼管。(4)構成理論:弾性、塑性、高温クリープ、高温破断。(5)力学理論:微小変形理論、Total Lagrange型の有限変位理論、釣合の飛び移り理論。(6)対象崩壊形:柱の曲げ座屈、柱の局部座屈、粱の横座屈、高力ボルト継手の破断、火災層の層崩壊。本年度の研究内容は、上記多岐な計算要求を系統的に計算機コード化するに好都合なコードの合理的かつ系統的な方法を見出し、これを計算プログラムに具現化することであった。採用した方法を列挙すると次の通りである。(1)c++とそれが支援するオブジェクト指向解法を採用する。(2)入力ファイルに書かれたキーワードからオブジェクトを生成することによって多岐な計算要求に対処するというデータ駆動方式を採用する。(3)解析コードをトップダウンに設計する。(4)コード階層の上位のコードはそれより下位の各種コードの付加や差し替えに際して、堅牢性が損なわれないようにする。(5)この方法を堅持して解析コードのより完成度の高い部品化および自己増殖的汎用化を目指す。現在、初期のバージョンが完成し、柱の局部座屈解析、釣合の飛び移りがこの新しい解析ツールで計算できるようになっている。階層構成の見直し、汎用化作業が次年度の研究内容である。本研究は、火災加熱を受ける鋼構造骨組が終局的な崩壊に至るまでの挙動を詳細に解析することの出来る解析ツールの開発を目的とする。終局火災応答解析法としての先進性、ツールとしての汎用性・実用性を目標として、次の項目を解析対象あるいは組み込み理論として開発を進めている。

(6)対象崩壊形:柱の曲げ座屈、柱の局部座屈、梁の横座屈、高力ボルト継手の破断、火災層の層崩壊。本年度の研究内容はコード開発の前年度からの継続、および多岐な計算要求に応えるべく一般的な要素モジュールの新たな追加、即ち汎用化の試みである。前者に対しては、c++援用によるコード体系に対する論理的階層構造の見直しを進め、これを再構築し、改訂版を作成した。後者に対しては、高力ボルト継手要素、および開断面および閉断面部材何れにも適用出来る3次元弾塑性曲げ捩り部材要素を新たに開発し、先のコード体系に組み込んだ。開発途上の最新版コードによると、火災時における鋼架構の曲げ座屈、横座屈、局部座屈、3次元不安定、ボルト破断等が崩壊要因となる応答解析を扱い得る段階にまで達している。本研究は、火災加熱を受ける鋼構造骨組が終局的な崩壊に至るまでの挙動を詳細に解析することの出来る解析ツールの開発を目的とする。終局火災応答解析法としての先進性、ツールとしての汎用性・実用性を目標として開発を進めた。多岐な計算要求を系統的に処理するというする目的に適った計算機コード体系を見出し、これを計算プログラムに具現化することを主たる研究内容とした。最終的に採用に至った方法と得られた成果を列挙すると次の通りである。(1)c++とそれが支援するオブジェクト指向解法を採用する。これによって、同階層に属し細部の異なるオブジェクトはクラスの派生によって作成し、ポリモーフィズムによって駆動するという簡明で合理的な設計方針を貫くことができるようになった。(2)入力ファイルに書かれたキーワード文字列からオブジェクトを生成するというデータ駆動型の汎用ルーチンを作成し、これによって露な分岐コードなしで多岐な計算要求に対処するというコード体系を構築することができた。(3)コード階層の上位のコードはそれより下位の各種コードの付加・削除・差し替えに際して、堅牢性が損なわれないようにすることができた。(4)入力オブジェクト、テキスト出力オブジェクト、グラフ出力オブジェクトは上記コード設計体系の枠組みに沿って開発することができた。(5)開発クラス既存版は、将来、派生クラスの作成と新キーワードの設定のみで改訂版に差し替えることが可能となった。上記に開発したコードの最新版は、現在、研究代表者の研究室で稼動し始めている。これによる研究成果も出つつある。
レチナール蛋白質のX線結晶構造解析

バクテリオロドプシンは高度好塩菌の細胞膜に見出された蛋白質で、光エネルギーを利用してプロトンの能動輸送を行う。7本の膜貫通ヘリックスからなり、発色団としてレチナールを含む。この蛋白質は生物物理学的手法を用いて活発に研究されてきており、構造・機能解析の最も進んだ生体イオンポンプとしても知られる。しかし、プロトン輸送の作動原理の解明には反応中間体の構造解析が不可欠であり、その立体構造を高分解能で求めることが待ち望まれていた。我々は、これまでに、膜融合を利用して膜蛋白質を結晶化することを試み、脂質分子を含んだバクテリオロドプシンの三次元結晶を作成する技術の開発を行ってきた。また、低温X線回折測定法を適用してX線損傷の影響の軽減を図り、水分子を識別できる程度の分解能(2.3オングストローム)の構造解析を実現した。本年度においては、バクテリオロドプシンのL中間体の構造解析を行い、レチナールの13メチル基と接触している残基(Leu93とTrp182)の側鎖が回転ないし平行移動すること、Schiff塩基と水素結合していた水分子が細胞質側に引き釣り上げられ、Leu93の側鎖の回転により生じたマイクロキャビティに移動すること、などを明らかにした。また、バクテリオロドプシン類似蛋白質であるアーキロドプシン-2のX線構造解析を行い、2.4オングストロームの分解能で構造を求めた。バクテリオロドプシンの構造と比較すると、プロトン放出チャネルがより開放的になっていること、などを明らかにした。また、イカ・ロドプシンについても、結晶化に成功し、低分解能ながらもX線回折データを収集した。しかし、プロトン輸送の作動原理の解明には反応中間体の構造解析が不可欠であり、その立体構造を高分機能で求めることが待ち望まれていた。本年度においては、バクテリオロドプシンのL反応中間体の構造解析を行い、2.4オングストローム分解能の構造モデルを構築した。また、バクテリオロドプシン類似蛋白質であるアーキロドプシン-2についても結晶化に成功し、2.7オングストロームの分解能で構造造決定を行った。イカ・ロドプシンについても、結晶化に成功し、低分解能ながらもX銭回折データを収集した。

我々は、これまでに、膜融合を利用して膜蛋白質を結晶化することを試み、脂質分子を含んだバクテリオロドプシンの三次元結晶を作成する技術の開発を行ってきた。また、低温X線回折測定法を適用してX線損傷の影響の軽減を図り、水分子を識別できる程度の分解能(2.3オングストローム)の構造解析を実現した。本年度においては、バクテリオロドプシンのL中間体の構造解析を行い、レチナールの13メチル基と接触している残基(Leu93とTrp182)の側鎖が回転ないし平行移動すること、Schiff塩基と水素結合していた水分子が細胞質がわに引き釣り上げられ、Leu93の側鎖の回転により生じたマイクロキャビティに移動すること、などを明らかにした。また、バクテリオロドプシン類似蛋白質であるアーキロドプシン-2のX線構造解析を行い、2.4オングストロームの分解能で構造を求めた。バクテリオロドプシンの構造と比較すると、プロトン放出チャネルがより開放的になっていること、などを明らかにした。また、イカ・ロドプシンについても、結晶化に成功し、低分解能ながらもX線回折データを収集した。
救急医療における中毒診療のパラダイムシフト -中毒物質の迅速検査システムの構築-

探針エレクトロスプレーイオン化法(Probe Electro Spray Ionization、PESI)とタンデム型質量分析計(MS/MS)の組み合わせは、試料の前処理がほとんど不要で、迅速、簡便かつ正確に物質を検出・定量することができる技術である。我々はこれまでに、臨床中毒分野における血中薬毒物分析への応用を目指して、血清中のアセトアミノフェンについて検討を行ない良好なバリデーション結果を得た。本年度は比較的中毒事例の多い除草剤であるグリホサート、グルホシネート、パラコート、ジクワットについて、血清からの迅速定量法の開発を試みた。各除草剤を含んだ血清をそれぞれの重水素ラベル化体溶液で希釈した後、直接分析を行なった.その結果、いずれの化合物でも良好なバリデーション結果(検量線の直線性,真度・精度,検出限界,定量下限などについて評価)を得ることができた。実際の中毒事例に応用し、その結果を従来法と比較したところほとんどその差は見られなかった。グリホサート、グルホシネート系の除草剤には界面活性剤が多量に含まれているため、実試料の定量測定時に影響を及ぼすと思われたが、実試料の定量結果を見る限りマトリックス効果はほとんど発生していないと考えられた。また測定時間は試料あたり0.3分であり、従来法と比較してもかなり迅速であった。PESI-MS/MSは分析経験のほとんどない測定者でも、迅速、簡便かつ正確な定量値を得ることができるため、救急医療現場における初期治療へ貢献することが可能な分析法であると考えられた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。急性薬物中毒が疑われる事案において、その中毒起因物質を迅速かつ簡便に特定することにより、適切な初期治療を行うことが可能となる。しかし、中毒を引き起こす物質は無数にあり、その特定には高度な技術と時間が必要である。現状の機器分析システムでは、分析結果の報告までに少なくとも2時間以上かかり、初期治療への遅れから病状悪化の可能性も生じ得る。そこで、患者血液を採取後、10分以内に薬毒物を特定する新たなシステムを開発し、救急医療における中毒診療に新たな診療展開を構築することを目指すのが本研究の目的である。本年度は日本中毒学会が指定する「分析が有用な中毒起因物質」にも含まれるアセトアミノフェン(APAP)を対象として、プローブエレクトロスプレーイオン化-質量分析法(PESI-MS/MS)を用いて検討をおこなった。既知濃度のAPAPを含有する血清1&micro;Lに対して内標準物質を添加した後、そのままPESI-MS/MSによる分析を行なった。その結果、定量用に作成した血清マトリックスの検量線に関して、検出目標とする中毒領域において十分実用的な検量線が作成できた。測定時間は試料あたり0.3分と迅速であり、結果解析を含めても10分以内には分析を完了することができた。実サンプルへの応用を試みたところ、LC-MS/MSで測定した定量値とPESI-MS/MSで測定した定量値に大きな違いはみられなかった。本法は初期治療へ貢献可能な薬毒物迅速スクリーニング法として有用であることが示唆された。次年度は本法の分析対象薬毒物を増やし臨床での利用を目指していく。本年度は、最初にアセトアミノフェン(APAP)を対象としてプローブエレクトロスプレーイオン化-タンデム質量分析法(PESI-MS/MS)による分析法の開発に着手した。研究開始当初は薬毒物を血清から抽出した後、PESI-MS/MSによる分析を行なう計画であったが、血清を前処理することなく直接分析(内標準物質の添加のみ)を試みたところ、血清中のAPAPを直接定量できることがわかった。測定時間は試料あたり0.3分と迅速であり、結果解析を含めても10以内で分析を完了することができた。探針エレクトロスプレーイオン化法(Probe Electro Spray Ionization、PESI)は、試料の前処理がほとんど不要で、迅速かつ簡便に物質の検出を可能とする比較的新しいイオン化法である。これまでに我々は、PESIとタンデム型質量分析計(MS/MS)を組み合わせたPESI-MS/MSを用いて、臨床中毒分野における血中薬毒物分析への応用を目指して研究を行なってきた。昨年度は,血清中のアセトアミノフェン(APAP)を対象として、PESI-MS/MSによる迅速試験法の開発に着手し良好な結果を得た。そこで本年度は,PESI-MS/MSによる血清中APAPの定量分析法についてバリデーションを行なった。APAPを添加した血清を内標準物質APAP-d4 (IS)を含む10 mMギ酸アンモニウム:エタノール溶液(1:1 v/v)で希釈したものを試料(10 μL)として、PESI-MS/MSによる測定を行なった。測定モードはポジティブ、定量用トランジションとして,152 >110,152 > 65 (APAP用)および156 >114 (IS用)を用いた。分析バリデーションの項目としては、検量線の直線性,真度・精度,検出限界,定量下限などについて評価を行った。PESI-MS/MSは、1試料あたり0.3分の測定時間で血清試料中からAPAPを検出することが可能であった.定量用に作成した検量線に関しては1.56-200 μg/mL (中毒を想定した領域)において妥当な直線性(R2=0.998)が得られた。

また、この範囲内におけるQCサンプル(高,中,低濃度)の%RSDは6%以下であり,%REに関しては3%以下であった。検出下限値は0.30 μg/mLであり,定量下限値は1.0 μg/mLであった。いずれも臨床中毒分野への応用としては十分な値であると考えられた。本法は初期治療へ貢献可能な薬毒物迅速スクリーニング法として有用であると考えられる.次年度は本法の分析対象薬毒物を増やし臨床での利用を目指していく。本年度は、最初にアセトアミノフェン(APAP)を対象としてプローブエレクトロスプレーイオン化-タンデム質量分析法による分析法のバリデーションをおこなった。その結果,分析バリデーションの各項目で,臨床中毒分野への応用としては十分な値を得ることができた。またグリホサート、グルホシネート、パラコート、ジクワット、サリチル酸など臨床中毒上重要な化合物について,APAP同様に検出可能かどうか,予備的な試験を行なったところ,いずれの化合物も血清試料から迅速かつ簡便に検出できることがわかったため,次年度はこれら化合物についても詳細な検討を行なう.探針エレクトロスプレーイオン化法(Probe Electro Spray Ionization、PESI)とタンデム型質量分析計(MS/MS)の組み合わせは、試料の前処理がほとんど不要で、迅速、簡便かつ正確に物質を検出・定量することができる技術である。我々はこれまでに、臨床中毒分野における血中薬毒物分析への応用を目指して、血清中のアセトアミノフェンについて検討を行ない良好なバリデーション結果を得た。本年度は比較的中毒事例の多い除草剤であるグリホサート、グルホシネート、パラコート、ジクワットについて、血清からの迅速定量法の開発を試みた。各除草剤を含んだ血清をそれぞれの重水素ラベル化体溶液で希釈した後、直接分析を行なった.その結果、いずれの化合物でも良好なバリデーション結果(検量線の直線性,真度・精度,検出限界,定量下限などについて評価)を得ることができた。実際の中毒事例に応用し、その結果を従来法と比較したところほとんどその差は見られなかった。グリホサート、グルホシネート系の除草剤には界面活性剤が多量に含まれているため、実試料の定量測定時に影響を及ぼすと思われたが、実試料の定量結果を見る限りマトリックス効果はほとんど発生していないと考えられた。また測定時間は試料あたり0.3分であり、従来法と比較してもかなり迅速であった。PESI-MS/MSは分析経験のほとんどない測定者でも、迅速、簡便かつ正確な定量値を得ることができるため、救急医療現場における初期治療へ貢献することが可能な分析法であると考えられた.次年度は、日本中毒学会が指定する「分析が有用な中毒起因物質」を中心として、PESI-MS/MSによる血清中薬毒物の直接分析をさらに推進していく予定である。また、同時にレーザーダイオード熱脱離イオン化タンデム質量分析法(LDTD-MS/MS)による迅速分析法の開発にも着手する。次年度も、日本中毒学会が指定する「分析が有用な中毒起因物質」を中心として、PESI-MS/MSによる血清中薬毒物の直接分析をさらに推進していく予定である。すなわち予備試験において検出が可能であったグリホサート、グルホシネート、パラコート、ジクワットおよびサリチル酸などについてより詳細な検討を行ない、臨床中毒分野への応用を目指していく。
カイメン―二枚貝相利共生系の維持機構の解明

ホウオウガイとカイメンは、お互いが起こす水流を利用し合う相利共生関係にあることがすでに報告されている。本研究ではそれに加え、X線CT撮影からホウオウガイはカイメンの構造補強に役立っていることを示唆する結果を得ることができ、体内での水流の可視化・定量化に向けて、カイメンの中でよく実験動物として用いられる淡水性の種を用いた今後の研究の礎となる実験系を確立することができた。本課題は、お互いが起こす水流を利用し合う相利共生関係にあるカイメンと二枚貝(ホウオウガイ)を対象として、その相利共生関係の実態とその維持機構を明らかにすることを目的とする。ホウオウガイは幼貝の時にカイメンの体表上に定着し、カイメンが貝殻の上を覆うように成長していくことで最終的には腹縁の一部を除いた全てがカイメンの中にすっぽり埋まってしまう。フナクイムシなど一部の二枚貝では基質に穿孔する能力を持っているが、ホウオウガイは定着した後は運動性を完全に失ってしまうため、カイメン体内でのホウオウガイの分布を決定するのはホウオウガイではなくカイメンである。そこで2015年度は「ホウオウガイはカイメンの構造補強の役割を果たす」という仮説を検証すべく、カイメン体内でのホウオウガイの分布と水路の3次元的な分布を可視化し、解析する手法を開発した。具体的には、X線CT装置でカイメンとホウオウガイの集合体を撮影し、立体構築像を得た。得られた画像に基づき、各カイメン個体内部に共生する全てのホウオウガイの重心と、カイメン部分のみの重心、そして両者の集合体全体の重心を比較した結果、これら3点はほぼ一致した。これはホウオウガイがカイメンの体内で均一に分布しているということを強く示唆する結果であり、ホウオウガイがカイメンの構造補強という役割を果たすという仮説を支持している。ほぼ当初の予定どおり、2015年度の目標であった「ホウオウガイはカイメンの構造補強の役割を果たす」という仮説の検証を行うための手法が確立できたため、おおむね順調に進展していると言える。しかしまだサンプル数は十分でないため、仮説の是非を結論づけることはできなかったので、サンプル数を増やして仮説検証を続ける必要が有る。前年度、カイメン体内でのホウオウガイの分布と水路の3次元分布の可視化・解析を行い、ホウオウガイがカイメンの体内で均一に分布しているということを強く示唆する予備的なデータを得られた。これは本研究で検証する「ホウオウガイがカイメンの構造補強という役割を果たす」という仮説を支持する結果だが、サンプル数が十分ではなかったため、平成28年度はこのデータを補強するために、特にサイズの異なるサンプルを中心に追加実験を行った。その結果、サイズの大きなカイメンでは予備実験の結果と同様にホウオウガイはカイメンの体内で均一に分布していたのに対し、カイメンのサイズが小さく、まだ共生するホウオウガイの数が少ない個体ではカイメン体内でのホウオウガイの分布は均一でない傾向が見られた。また、カイメン体内でのホウオウガイの密度と、カイメンのサイズに相関は認められなかった。この結果は、まだカイメンが小さくホウオウガイ個体数も少ない共生関係の初期の段階では、ホウオウガイは骨格としての役割が小さいが、カイメンが成長し共生関係がより密接になっていくにつれて、ホウオウガイの骨格としての重要度も増していくということを示唆する結果だと考えられる。これはホウオウガイとカイメンの共生関係の強度や質が時間とともに移ろう不安定なものであることを裏付ける有力な結果であり、今後はこの共生関係が成長とともに安定化していく過程を明らかにしていく必要がある。「ホウオウガイはカイメンの構造補強の役割を果たす」という仮説を支持する更なる結果を得られ、論文化に向けたデータをそろえることができ、さらに、得られたデータを解析した結果から今後の研究の指針も得られることができたため、おおむね順調であるといえる。前年度までにX線CT装置を用いて得られたホウオウガイが多数共生しているモクヨクカイメン属の1種Spongia (Spongia) sp. 6コロニーの画像データを、3Dデータ解析ソフトAmiraを用いてホウオウガイが共生しているカイメンについて、カイメン体内の水溝系(水路網)、カイメンの水溝系以外の部位、ホウオウガイの殻、ホウオウガイの殻の内部の空所(すなわちホウオウガイの殻以外の部位)それぞれの体積を計測した。その結果、体積比の個体差は大きく、特にカイメンの水溝系とそれ以外の部位の比率のばらつきは先行研究で調べられている他の種のカイメンよりもかなり大きかった。その個体差が何に由来するのかについては実験個体数が十分でないため明らかにできなかったが、ホウオウガイとの共生が関係している可能性があるため、すでにX線CT撮影した個体を追加解析して個体数を増やす予定である。また、カイメン体内および周囲の水流を計測する実験系を確立するために飼育していたタマカイメン属の1種Tethya sp.を対象とした実験も行い派生的に興味深い結果が得られた。タマカイメン属の1種はカイメンの通常の流れ創出機構である襟細胞の鞭毛運動に加え、体全体を収縮させてポンプのように水を吐き出すことで知られている。この収縮運動の長期的なリズムの変動はすでに先行研究で報告されているが、2個体が癒合する際に各個体のリズムがどう変動していくかについてはまだ知られていなかった。そこで水槽内にTethya sp.を2個体ずつ静置して、その収縮リズムの推移をタイムラプス撮影を行って調べた。

その結果、癒合に至るペアと、接触はするものの癒合には至らないペアがあり、癒合しないペアでは収縮リズムの同期が見られたとしてもそれは一時的なもので、それに対して癒合に至るペアの場合は安定して同位相で同期したのち、癒合することが明らかになった。ホウオウガイとカイメンは、お互いが起こす水流を利用し合う相利共生関係にあることがすでに報告されている。本研究ではそれに加え、X線CT撮影からホウオウガイはカイメンの構造補強に役立っていることを示唆する結果を得ることができ、体内での水流の可視化・定量化に向けて、カイメンの中でよく実験動物として用いられる淡水性の種を用いた今後の研究の礎となる実験系を確立することができた。まずは2015年度に得られた結果をデータを補強したのちに論文化する。それと並行して、カイメン体内の水路と二枚貝から流れ込む水流の関係についても数値流体解析などシミュレーションをおこない、水路形態が最適化されているかどうか検討する。なお、カイメン体内でのホウオウガイの分布を調べるために撮像したX線CT像は、カイメン水路の構造を観察するには解像度が足りないため、ホウオウガイの水流を受ける部位だけを切り出してより精細な観察が可能なマイクロフォーカスX線CTを用いて撮像する。ホウオウガイの稚貝がカイメンの体表に付着した後、カイメンの成長によって殻が覆われることでホウオウガイはカイメンの体内に埋まる。ホウオウガイはカイメンの体内に穿孔する能力を持たないので、その分布を決定するのはホウオウガイ自身ではなくカイメンである。そこで、カイメンは自らの構造補強に役立つ部分に付着した稚貝だけを選択し、構造補強にはあまり寄与しない部分に付着した稚貝は脱落させる、あるいはある程度以上の成長は抑制する可能性がある。これまで得られたカイメン体内でのホウオウガイの三次元分布データからも、サイズによってカイメン体内での埋在位置が異なる傾向にあることがわかってきた。そこでこの仮説を検証するために、幼貝の定着時期(8-9月)と、定着した貝が成長し性成熟する4-5月頃に採集を行い、その分布を比較する。生態学研究室での実験・データ解析等を通じた研究手法の開発に重きを置いたため、当初の予定よりもフィールド調査へ行く回数が少なくなってしまったため、次年度使用額が生じた。撮影機器が当初の予定より安価に購入できた。次年度は今年度開発した手法によりスムーズに解析を行うことができるので、フィールド調査を行うための旅費として使用する。論文投稿の際の英文校閲費の一部に充てる。
共生メタン菌を環境中から獲得する嫌気性繊毛虫：共生系確立の分子基盤を解明する

嫌気性環境に生息する自由生活性の繊毛虫(単細胞真核生物)の一部は、代謝により発生する水素を消費してメタン生成を行うメタン菌(古細菌)と機能未知のバクテリア(真正細菌)を細胞内に共生させている。生物界ドメインの異なる3者間共生という興味深い研究対象にも関わらず、嫌気性繊毛虫を実験室内で安定的に培養することが困難であるため、この細胞内共生の詳細な研究はこれまでほとんど行われていない。本研究では、嫌気性繊毛虫のうち、安定的に長期培養に成功しているトリミエマ属の原生生物を対象に、この興味深い細胞内3者間共生の分子基盤へ実験的にアプローチ可能なモデル共生系を立ち上げることを目指した。今年度は、前年度に成功に至らなかったトリミエマの摂食RNAi法による遺伝子機能解析手法の確立に多くの時間を割いた。摂食RNAi法がすでに確立しているゾウリムシで致死性が確認されている遺伝子のオルソログを対象とし、大腸菌でのdsRNAの発現条件およびその大腸菌をエサとしての摂食条件を検討したが、トリミエマでの致死性は確認できなかった。一方で前年度、トリミエマとは系統的に異なる嫌気性繊毛虫の培養株、GW7株の共生微生物の同定を試み、GW7株はトリミエマとは異なる共生メタン菌、共生バクテリアを細胞内に保持していることを明らかとした。本年度はさらに詳細に解析を進めた結果、この共生バクテリアがゾウリムシなどの好気性繊毛虫の細胞内共生細菌と近縁関係にあること、宿主の細胞内小器官であるヒドロゲノソームと共生メタン菌、共生バクテリアが複合体を形成するようなかたちでGW7株の細胞内に局在していることがわかった。本共生系に関しては、現在、原著論文として投稿中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、嫌気性繊毛虫のうち、安定的に長期培養に成功しているトリミエマ属の原生生物を対象に、この興味深い細胞内3者間共生の分子基盤へ実験的にアプローチ可能なモデル共生系を立ち上げることを目指している。今年度は、共生メタン菌の再獲得実験系の構築、摂食RNAi法によるトリミエマの遺伝子発現抑制実験系の構築、と2つの新規実験系の立ち上げを主に行った。共生メタン菌の再獲得実験系に関しては、薬剤処理により共生メタン菌を欠落させたトリミエマ系統の作製を試みたが、継代するにつれ細胞数が減少してしまい、安定したメタン菌欠落系統の樹立には至らなかった。また、共生メタン菌の単離培養も成功していない。摂食RNAi法に関しては、ゾウリムシで致死性を示す遺伝子を当面のターゲットとし、トリミエマのトランスクリプトームデータよりオルソログの同定、同定したオルソログ遺伝子の部分配列をdsRNAとして発現するエサ大腸菌株の作製に成功した。現在、トリミエマへの摂食条件の検討を行なっている。一方で、トリミエマとは系統的に異なる嫌気性繊毛虫の培養株、GW7株の共生微生物の同定を試みた結果、GW7株はトリミエマとは異なる共生メタン菌、共生バクテリアを細胞内に保持していることが明らかとなった。共生メタン菌の再獲得実験系の構築、摂食RNAi法によるトリミエマ原虫の遺伝子発現抑制実験系の構築、と2つの新規実験系の立ち上げに注力したが、いずれも平成29年度中の完成には至らなかったため。

本年度はさらに詳細に解析を進めた結果、この共生バクテリアがゾウリムシなどの好気性繊毛虫の細胞内共生細菌と近縁関係にあること、宿主の細胞内小器官であるヒドロゲノソームと共生メタン菌、共生バクテリアが複合体を形成するようなかたちでGW7株の細胞内に局在していることがわかった。本共生系に関しては、現在、原著論文として投稿中である。平成30年度は、まず、摂食RNAi法によるトリミエマの遺伝子発現抑制実験系を完成させることに注力する。現在、致死性遺伝子を対象に摂食条件の検討を行なっているが、終わり次第、表現型の観察およびRT-qPCR法により遺伝子発現抑制効果を確認する予定である。共生メタン菌の再獲得実験に関しては、前年度成功に至らなかったトリミエマのメタン菌欠落系統の作製およびトリミエマからの共生メタン菌の単離培養は断念する。代わりに、メタン菌が欠落した状態で長年安定的に培養されている別の培養株および購入したメタン菌株(共生メタン菌と同属で近縁な株)を用いて、メタン菌再獲得実験系の完成を目指す。両実験系が完成した後は、摂食RNAi実験とメタン菌再獲得実験を組み合わせて行うことで、先行研究で関与が示唆されているターゲット遺伝子(食胞および膜輸送系関連遺伝子)のメタン菌再獲得における関連性および機能を実験的に検証する予定である。前年度までに共生微生物の同定に成功した嫌気性繊毛虫の培養株GW7株は、トリミエマとは系統的に大きく異なるものの、トリミエマとの比較に用いることができることから、3者間共生系を理解し一般化する上で非常に有用であると考えている。よって、本年度中にこのGW7株における3者間共生系の記載論文を発表することを目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
結晶中の動的分子挙動の研究

ジアレンの結晶(A)を1時間加熱すると熱環化してジメチレンシクロブテンの結晶(B)に変換した。X線結晶構造解析によって、Aはs-トランス構造を取っていることが分かったので、AからBへの変換は、先ず、Aのs-トランス構造がs-シス構造に変換した後、熱環化が起こることになる。このような分子の大きな動きが空間的に制約されている結晶内で起こることは大変興味深い。更に、この結晶相反応は立体選択的に進行することも確かめた。プロキラルな分子がキラルなホスト分子に包接されると、前者は包接結晶内でキラルに配列し、光照射によってキラルな反応が起こり光学活性体が得られた。この反応も結晶内で進行する。しかし、これらの反応では、包接体の単結晶が反応の進行とともに破壊されてしまう。これに対し、シクロヘキセノン、クマリン及びチオクマリンとキラルホストとの包接単結晶に光照射すると、単結晶から単結晶への反応が起こって、光学活性な光ニ量体の包接単結晶へ変換されることを見出した。その他、いくつかの結晶相反応を開発した。例えば、Dieckmann反応、アゾメチン生成反応、マイケル付加反応などが無溶媒条件下で能率良く進行した。特に、アゾメチン生成反応はAFM法で詳細な研究を行った。また、無溶媒条件下では反応が選択的に進行し易いことも明らかになった。例えば、ピリジン・HBr・Br_2塩とスチルベン及びカルコンを接触させると、それぞれメソ体及びエリトロ体の臭素付加物が選択的に生成した。これらの事実によって、結晶中で分子が動き易くかつ選択的に能率良い反応が起こることを明らかにできた。戸田は平成9年9月9日18日の間ドイツのオルデンブルグ大学にGerd Kaupp教授を訪問し、共同研究の研究成果を互いに報告、討論し、論文原稿作成を共同で行った。又、この次に取り上げる研究課題について相談し、ジアレンの結晶中の熱環化反応に決め、ドイツ側でAFM測定を、日本側で構造化学的研究を行うことにした。戸田は又、平成9年12月9日から20日の間ニューヨークのコロンビア大学にNina Berova教授を訪問し、固体のCDスペクトル測定に関する共同研究の打ち合わせを行った。特に、結晶状態での誘起CDスペクトル法の開発と応用に関する研究に関して詳細な打ち合わせを行った。これに先立ち、Nina Berova教授が平成9年10月23日から11月8日まで松山に来訪、滞在してCDスペクトルに関する共同研究の綿密な打ち合わせを行った。この結果、上記の固相誘起CDスペクトル法の新しい測定方法が樹立できたもである。田中は平成9年8月27日9月5日の間、ドイツのオルデンブルグ大学にGerd Kaupp教授を訪問し、(+)体結晶と(-)体結晶の固相混合によるラセミ体結晶への変換などの最新の研究成果に関して討論を行った。宮本は平成9年8月12日21日の間、ドイツのオルデンブルグ大学にGerd Kaupp教授を訪問し、固体状態での不斉光反応を中心に、キラルな結晶環境下での不斉選択的な分子移動及び化学反応の動的分子移動に関する共同研究の打ち合わせを行った。戸田は、平成10年6月18日30日の間、ワルシャワにあるポーランドのポーランド科学アカデミーにZofia Lipkowska教授を訪問し、共同研究の成果を互いに報告、討論し、論文原稿作成を共同で行った.特に、酒石酸ダイマーホストに関する研究成果を検討し、論文作成の準備を行った。更に来年度の共同研究の打合せを行った。そして、ビスナフトールの光学異性体結晶を混合することによりラセミ結晶生成反応を赤外線スペクトルによって追跡する方法を確立した。又、この結晶間の分子移動を粉末X線解析法によって追跡する方法の確立に成功した。

そして、この間、ドイツのオルデンブルグ大学にGcrd Kaupp教授をも訪ね、ベンゾシクロブテン誘導体とNO_2との新しい反応の発見について研究取りまとめと今後の研究の進め方について打合せを行った。更に戸田、小島は、8月9日25日の間、オランダのフロニンゲン大学にBen Ferringa教授を訪ね、分子集合組織体中のキラル認識の機構及びそれを利用する光学分割の共同研究成果を相互に報告、確認し、論文作成の打合せを行った。又、来年度の共同研究打合せ及びその予備実験を行って効果的な共同研究遂行のための突破口を開いた。戸田、小島は又9月29日10月11日の間、ドイツのオルデンブルグ大学のGerd Kaupp教授を訪ね、固相反応のAFM測定による追跡と、そのデータに基づく反応機構解明の共同研究成果の検討、論文作成の相談を行い、今後の研究展開の打合せを行った。又、X線構造解析結果とAFM測定結果に基づく固相反応の究極的反応機構解明を目指す研究方法の確立を検討した。ジアレンの結晶(A)を1時間加熱すると熱環化してジメチレンシクロブテンの結晶(B)に変換した。X線結晶構造解析によって、Aはs-トランス構造を取っていることが分かったので、AからBへの変換は、先ず、Aのs-トランス構造がs-シス構造に変換した後、熱環化が起こることになる。このような分子の大きな動きが空間的に制約されている結晶内で起こることは大変興味深い。更に、この結晶相反応は立体選択的に進行することも確かめた。プロキラルな分子がキラルなホスト分子に包接されると、前者は包接結晶内でキラルに配列し、光照射によってキラルな反応が起こり光学活性体が得られた。この反応も結晶内で進行する。しかし、これらの反応では、包接体の単結晶が反応の進行とともに破壊されてしまう。これに対し、シクロヘキセノン、クマリン及びチオクマリンとキラルホストとの包接単結晶に光照射すると、単結晶から単結晶への反応が起こって、光学活性な光二量体の包接単結晶へ変換されることを見出した。その他、いくつかの結晶相反応を開発した。例えば、Dieckmann反応、アゾメチン生成反応、マイケル付加反応などが無溶媒条件下で能率良く進行した。特に、アゾメチン生成反応はAFM法で詳細な研究を行った。また、無溶媒条件下では反応が選択的に進行し易いことも明らかになった。例えば、ピリジン・HBr・Br_2塩とスチルベン及びカルコンを接触させると、それぞれメソ体及びエリトロ体の臭素付加物が選択的に生成した。これらの事実によって、結晶中で分子が動き易くかつ選択的に能率良い反応が起こることを明らかにできた。
ジェンダー地理学の再構築

今年度の研究実績の一点目は、日本の地理学におけるジェンダー研究の進展を批判的に検討し、今日の国際的なジェンダー地理学の潮流に位置づけた。まず、日本の地理学に存在する性差の偏りを、学会の会員数や論文執筆数などの数量的側面から指摘し、地理学におけるジェンダー研究の背景を説明した。次に、最近の日本の地理学ではジェンダー概念が注目される一方、必ずしもその意味が的確に認識されていない問題を検討した。具体的には、ジェンダー概念が単に女性や性差に注目するものと解釈される傾向にある点、ジェンダー概念に深く関わるセクシュアリティの視点が十分に理解されていない点を明らかにした。そして、これらの問題を解消するためには、ジェンダーに関わる空間構造を「他者」の問題ではなく「自己」の身近な問題として捉えていく必要があることを導出した。二点目は、現代のたばこ広告を事例に、空間と男性の身体との関連性を検討した。男性身体は、ジェンダー化された空間の構築において大きな役割を担っていると考えられ、その具体的な諸相に注目することは有意義である。また、事例としてたばこ広告に注目する理由は、日本では喫煙が男性に典型的なジェンダー化された行為の一つであり、日本のたばこ広告が男性身体と空間の関係性を多く表象しているという特徴を持つからである。このようなたばこ広告の質的分析を実施した結果、男性身体と空間に関わる典型的な特徴として、「自然への挑戦」「非言語的な『語り』」「女性の視線の同伴」「煙の吐露」「同性身体との距離の保持」という五点が導出された。これらの特徴は,日常的な空間が男性の一定の身体所作によって構築されていることを示唆するという点で注目に値する。今年度の研究実績は大きく以下の2点である。1点目は,日本地理学会の専門誌「地理学評論」において,「岐阜県営住宅『ハイタウン北方・南ブロック』にみる空間とジェンダー」という論文を発表した。これは,男性によるジェンダー概念の誤謬が,現実の空間の構築においていかなる問題を引き起こしているのかという次元に注目したものである。具体的には,男性によってジェンダーの視点を導入して設計されたといわれる岐阜県営住宅「ハイタウン北方・南ブロック」を事例に検討した。総合プロデューサーの男性建築家,南ブロックの居住者,男性建築家に選定された7名の女性設計者,施工主の岐阜県,という4つのアクターから,この居住空間の実態を分析した結果,この空間は,ジェンダーの視点を踏まえたものというより,むしろその視点が問題にしてきた男性中心的な発想で生産されたものであることが判明した。このことは,空間論においてジェンダー概念に伴うポジショナリティの意味が,男性という主体に十分に把握されていない表れであり,その弊害が現実の空間においても表出していることを裏付ける。