hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加水分解酵素の機能発現機構

1.蛋白質、核酸、リン脂質、多糖類の加水分解酵素の活性部位を中心に構造と機能について検討した結果、下記の新しい知見が得られた。(1)セリンプロテアーゼの正電荷を持つ基質の特異性決定基は、トリプシン型(189位[キモトリプシノーゲン番号])とアクロモバクタープロテアーゼI型(226位)があり、負電荷を持つ基質については、後者のタイプの可能性が高い。(2)カルボキシル型プロテアーゼには非ペプシン型の酵素群が存在し、ペプシンとは異なる触媒機構の存在が強く示唆された。(3)ドメイン構造を持つシステインおよび金属ブロテアーゼにおける活性制御機構の解明の重要性が確認され、分子レベルでの解明には新しい方法論の開発を含めた検討が必要である。(4)リペヌクレアーゼT_2型のリボ核酸分解酵素は動物にも見いだされ、この酵素群は生物界に普遍的に存在する。また、このタイプの酵素三次元構造が初めて解析された。(5)カルシウムイオンを必要とするホスホリパーゼA_2では金属イオンを酵素基集複合体の遷移状態への変化を促進する。(6)グリコシダーゼの立体構造は、一次構造の相同性をはるかに上回類任者を持つ。(7)リゾチームは主鎮の一部を欠損させると、酵素活活を増加させる。2.以下の研究成果および他の関連する研究の成果および研究動向の調沿の結果、研究が最も進んでいる加水分解酵素を軸に関連する酵素を包含した重点領域研究班を組織して、酵素機能の発現機構を分子レベルでの解明を強力に推進することが必要であるとの結論に達し、平成6年度発足予定で準備を進めることにした。
細胞老化メカニズムに基づいた老化予防のための食資源開発

本研究では、リン脂質過酸化物による細胞の老化メカニズムを検討し、それに対応した食品成分を選択して、その細胞老化への効果を検討した。細胞としては、神経細胞モデルであるPC12細胞を使用した。リン脂質過酸化物は細胞培養時に培地に添加された。細胞外から与えられたリン脂質過酸化物は、細胞膜を過酸化させ、次いで、細胞質の細胞骨格であるチューブリン-微小管系に作用して、その機能を劣化させていた。また、抗酸化酵素系へも影響を及ぼし、更にはDNAの酸化損傷も招いていた。これらの事実から、リン脂質過酸化物は先ず、細胞膜を酸化させ、そこで生じた過酸化物および添加したリン脂質過酸化物がチューブリンと相互作用して、そのGTPase活性を低下させ微小管形成能を抑制することによって、微小管の機能を劣化させていた。また、これらの活性酸素種は抗酸化系や遺伝子へも影響を及ぼしていたのである。そこで、食品由来抗酸化物質による劣化機能の回復を試みた。その結果、チューブリンおよび抗酸化系酵素の機能回復が認められ、細胞生育が回復した。活性酸素種による細胞機能の劣化に対して抗酸化剤が有効であることが明らかとなり、食品由来抗酸化物質の摂取が老化に対して予防効果を有することが示された。本研究に先立って私は、老化メカニズムとして、食事から摂取した脂質過酸化物が細胞膜を通じて細胞内のチューブリンに相互作用することによって、チューブリンの機能を劣化させることを提唱している(Mechanism of Ageing and Development, 129, 215-222(2008)。このメカニズムでは最初と最後が明らかになっているが、過酸化物の途中経路が不明であることが欠点である。本研究では、その老化メカニズムに対応した老化予防策を、食事を通じて開発しようとするものである。先の研究では、老化の原因物質として、脂質過酸化物を想定したものであることから、ここでは、1)脂質過酸化物そのものに拮抗する物質を考慮した対応、2)脂質過酸化物の経路を遮ることを考慮した対応、3)チューブリンそのものが阻害されないことを考慮した対応など、さまざまな対応策が考えられる。研究の初年度は、老化研究に適した細胞として神経モデル細胞であるPC12細胞を選択し、その生育への脂質過酸化物の影響をまず検討した。その結果、脂質過酸化物はPC12細胞の生育を阻害し、チューブリンのGTPase活性を阻害していることを確認した。次いで、脂質過酸化物の細胞へ至る途中での消長を検討することを目的として、細胞内抗酸化系酵素活性の変動を検討した。その結果、SODやCATは脂質過酸化物の増加とともに有意にその活性を上昇させた。この事実は、上記の対応策で1)は当然検討対象であるが、2)も大いに考慮の対象になることを示しており、研究遂行の合理性が確認された。申請者は、細胞の老化メカニズムの一つとして、脂質過酸化物(PO)がチューブリンと相互作用して、微小管の細胞内での機能発現を妨げていることを報告してきている。また、皮膚では、チロシナーゼが働いて"しみ"を作り出し、細胞老化を導いている。こうした細胞の老化に対して、そのメカニズムに対応した食品成分を見出そうというのが本研究の目的である。今年度は、食品由来抗酸化物質の分化PC12細胞の生育ならびに微小管形成への影響を検討した。その結果、ケルセチン、エピカテキンおよびアスタキサンチンは、POによる生育阻害を解除することが明らかになった。また、チューブリンの活性を示すGTPase活性をも回復させていた。このことは、食品由来抗酸化剤の老化予防への有効性を意味すると同時に、POの細胞内ターゲットがチューブリンであることを示唆するものである。また、皮膚老化予防として食品、特に柑橘類果皮からのチロシナーゼ阻害物質の検索を試みた結果、夏ミカンおよび八朔の果皮からの水抽出物に阻害活性の存在を認めた。八朔果皮からの阻害物質はイオン交換法、ゲルろ過法およびHPLCで、単一ピークのものとして精製ができた。この事実は、皮膚老化防止に柑橘類果皮水抽出物が有効であることを示唆するものである。

報告者は、脂質過酸化物が細胞を老化させる原因物質の一つであると仮定して、過去に、脂質過酸化物と細胞骨格タンパク質との相互作用を検討し、チューブリンからの微小管形成が阻害されることを明らかにした。さらに神経細胞モデルであるPC12細胞への脂質過酸化物の影響を検討して、それが細胞内チューブリンに作用して、チューブリンからの微小管形成を阻害する結果、細胞の生育や生存を抑制しているという細胞老化メカニズムを明らかにしてきている。以上の事実から、本研究では、脂質過酸化物に対する細胞の対応力を食品成分(食品素材)を用いることによって引き出すことを念頭に研究目的の達成を目指した。まず、微小管形成阻害へ至るメカニズムをより詳細に検討するため、脂質過酸化物に暴露されたPC12細胞の8-OHdG量をHPLCを用いて定量した結果、脂質過酸化物投与の濃度依存的に8-OHdGが上昇していた。この事実は、脂質過酸化物がDNA損傷を引き起こしていることを示している。そのとき、微小管形成も阻害されていることをチューブリンへの抗体染色による蛍光顕微鏡観察からも確認された。脂質過酸化物は遺伝子を損傷し、細胞骨格形成を阻害することによって細胞の生育を抑制していることが考えられた。他方、ケルセチン、エピカテキン、アスタキサンチンといった抗酸化性物質は脂質過酸化物による細胞生育阻害を解除し、さらに、夏ミカンや人朔の果皮水抽出物も同様の効果を示した。これらのものは老化抑制物質としての応用が可能であることが示唆された。
環境汚染物質による機能奇形試験

前年度の試験で農薬パラチオン(PRT)が非刺激下の運動神経伝達物質の放出能(微小終板電位の頻度)を選択的に抑制する知見を得、その作用は伝達物質の分解を慢性的に抑制することに起因すると考察した。これはPRTの慢性投与が伝達物質放出能の変化を残したことを意味している。PRTは脂溶性物質であり、その胎盤通過が予測される。胎生期でも頻度は低いが微小終板電位が測定される。胎生期でも生じる伝達物質放出能はシナプスの初期給合、その分化、神経の支配様式およびシナプス後要素の分化などに影響すると考えられている。したがって、胎児に移行したPRTが伝達物質放出能を抑制すると神経筋系に機能異常が生じる可能性がある。平成3年度ではその可能性を中心に調べた。妊娠0日より分娩に至るまでPRT(2.57μmoles/kg/day)を母マウスの腹腔内に連日投与し、その産仔の成熟中および成熟後において各種試験を行った。その結果、いずれの時期においても、オ-プンフィ-ルド法による行動観察、認知力試験、運動性、中枢興奮性、運動協調性、筋緊張度、反射、自律神経性反応、視覚検査、平衡感覚、筋力試験、情動性試験、攻撃性および急性死亡などの生体機能試験、ならびに運動神経伝達物質の素量性放出能試験において、有意差を示す影響は測定できなかった。このことは、本実験で用いた母マウスへの投与量に限定して論じる限り、胎児期にPRTがその体内に移行し成熟例と同様の伝達物質放出抑制作用を発揮したと仮定しても、その影響が生後の神経分化過程や成熟後の神経機能に測定し得るだけの異常を残す可能性は乏しいことを示している。本年度は、神経の機能、特に伝達物質の放出能に対する異物の慢性的投与の影響を調べた。神経終末におけるCa^<2+>流入阻害毒として抗菌剤ネオマイシン(NMC)、シナプス間隙における伝達物質の分解阻害毒とレマ農薬パラチオン(PRT)をとり上げ、マウスに対する慢性的処置が運動神経機能におよぼす影響を、各種体外計測法により、また一部生体標本を体外に摘出し電気生理学的に調べた。8ー9週令のddY系雄性マウスの肩胛関皮下に生理食塩水に溶解したNMCを、50μM/kg/day、15日間皮下投与、または腹腔内にオリ-ブオイルに懸濁したPRTを2.57μM/kg/day、30日間投与した。対照群にはそれぞれ生理食塩水およびオリ-ブオイルを体重あたり定量投与した。NMCあるいはPRTの投与期間中各種機能試験を、連続投与の終了時、横隔膜神経筋標本を作成し、クレ-ブスリンゲル溶液中で伝達物質の放出能を調べた。その結果、NMCの連続投与がdーツボクラリンのLD_<50>を低下させた以外には、NMCあるいはPRTの連続投与は外部測定機能に著明な影響をおよぼさなかった。しかし、両検体で処置したマウスでは、運動神経伝達物質の放出能に変化が生じた。NMCによる処置は、刺激下の伝達物質の放出に関する運動神経終末のCa^<2+>の協働性を亢進したが、非刺激下の放出能には影響しないという成績を得た。これに対して、PRTによる処置は、刺激下の伝達物質放出にはそのCa^<2+>感受性を含めて影響しないが、非刺激下の伝達物質の放出を迸択的に抑制する成績を得た。NMCの連続投与は神経終末におけるCa^<2+>の流入を、PRTの連続投与はシナプス関隙における伝達物質の分解を、それぞれ慢性的に阻止することに起因すると考えられた。前年度の試験で農薬パラチオン(PRT)が非刺激下の運動神経伝達物質の放出能(微小終板電位の頻度)を選択的に抑制する対見を得、その作用は伝達物質の分解を慢性的に抑制することに起因すると考察した。

これはPRTの慢性投与が伝達物質放出能の変化を残したことを意味している。PRTは脂溶性物質であり、その胎盤通過が予測される。胎生期でも頻度は低いが微小終板電位が測定される。胎生期でも生じる伝達物質放出能はシナプスの初期結合、その分化、神経の支配様式およびシナプス後要素の分化などに影響すると考えられている。したがって、胎児に移行したPRTが伝達物質放出能を抑制すると神経筋系に機能異常が生じる可能性がある。平成3年度ではその可能性を中心に調べた。妊娠0日より分娩に至るまでPRT(2.57μmoles/kg/day)を母マウスの腹腔内に連日投与し、その産仔の成熟中および成熟後において各種試験を行った。その結果、いずれの時期においても、オ-プンフィ-ルド法による行動観察、認知力試験、運動性、中枢興奮性、運動協調性、筋緊張度、反射、自律神経性反応、視覚検査、平衡感覚、筋力試験、情動性試験、攻撃性および急性死亡などの生体機能試験、ならびに運動神経伝達物質の素量性放出能試験において、有意差を示す影響は測定できなかった。このことは、本実験で用いた母マウスへの投与量に限定して論じる限り、胎児期にPRTがその体内に移行し成熟例と同様の伝達物質放出抑制作用を発揮したと仮定しても、その影響が生後の神経分化過程や成熟後の神経機能に測定し得るだけの異常を残す可能性は乏しいことを示している。
オーラル・フレイルがフレイル及び老年疾患に及ぼす影響に関する疫学研究

平成30年12月31年3月にかけて男性63人・女性44人(合計107人、平均年齢75.9±5.8歳)を対象に脳ドック検診を実施した。1対象者の臨床情報の把握として、自記式質問票による生活習慣・既往歴調査、食品摂取頻度調査・3日間食事記録調査、身長・体重・血圧・心電図の測定、尿検査(蛋白や潜血、アルブミンなど)、血液検査(一般的生化学項目、高感度CRP、TGF-β、αKlothoなど)、2認知症・認知機能検査の実施、脳高次機能検査(Mini - Mental Sate Examinationと語想起課題)、3頭部MR検査画像、4筋力・骨密度、ロコモ度測定、5口腔内状況の診査、口腔保健に関するアンケートなどを測定した。現在、これらのデータの入力・整理作業及びプレデータ解析を進めている。対象者に対する脳ドック測定は平成30年度及び令和元年度を予定している。そのため、測定計画の半分は順調に終了した。令和元年度もコホート調査の準備・測定を予定している。測定を終了し、データの入力・整理作業が終わった時点で、最終解析に入る予定である。平成30年度の測定が年度末であったため、測定費用の持越しがあるこことと、本年度は測定人数を増加させる予定である。
ERボディを利用した植物の耐病性獲得のロジスティクス

シロイヌナズナの表皮細胞に細長い小胞体由来の構造物が出来ることを発見し,ERボディと名付けた.ERボディは傷害により誘導されることから,虫害や病害に対する防御のための構造物であると考えられた.これまでに,転写制御因子であるNAI1,ERボディの成分である新規タンパク質,NAI2とβグルコシダーゼ,PYK10がERボディ形成に必要であることを明らかにしてきたが,ERボディの具体的な役割は不明であった.そこで平成21年度はERボディの成分をさらに詳しく調べるとともに,ERボディの機能を中心に解析を行った.まず,ERボディの膜タンパク質の成分を明らかにすることを試みた.データベースを用いた共発現解析により,PYK10やNAI2遺伝子と発現パターンがよく一致する遺伝子membrane of ER body 1(MEB1),MEB2に注目し,MEB1とMEB2の局在を蛍光タンパク質との融合タンパク質をもちいて調べた.その結果,MEB1,MEB2はERボディの膜に局在することが明らかになった.さらに,MEB1およびMEB2遺伝子を欠損したシロイヌナズナ変異体を作成し,その表現型を調べた.その結果,meb1 meb2二重変異体では,ERボディは欠損しないが,ある種の細菌および糸状菌に対する抵抗性が弱まることが明らかとなった.このことから,MEB1およびMEB2はERボディの形成には必要ではないがERボディの機能に必要であることが明らかとなった.シロイヌナズナの表皮細胞に細長い小胞体由来の構造物が出来ることを発見し,ERボディと名付けた.ERボディは傷害により誘導されることから,虫害や病害に対する防御のための構造物であると考えられた.これまでに,転写制御因子であるNAI1,ERボディの成分である新規タンパク質,NAI2とβグルコシダーゼ,PYK10がERボディ形成に必要であることを明らかにしてきたが,ERボディの具体的な役割は不明であった.そこで平成21年度はERボディの成分をさらに詳しく調べるとともに,ERボディの機能を中心に解析を行った.まず,ERボディの膜タンパク質の成分を明らかにすることを試みた.データベースを用いた共発現解析により,PYK10やNAI2遺伝子と発現パターンがよく一致する遺伝子membrane of ER body 1(MEB1),MEB2に注目し,MEB1とMEB2の局在を蛍光タンパク質との融合タンパク質をもちいて調べた.その結果,MEB1,MEB2はERボディの膜に局在することが明らかになった.さらに,MEB1およびMEB2遺伝子を欠損したシロイヌナズナ変異体を作成し,その表現型を調べた.その結果,meb1 meb2二重変異体では,ERボディは欠損しないが,ある種の細菌および糸状菌に対する抵抗性が弱まることが明らかとなった.このことから,MEB1およびMEB2はERボディの形成には必要ではないがERボディの機能に必要であることが明らかとなった.
社会ネットワークにおける中心性指標の統合とその応用

1.理論統合化された中心性指標は、無限級数関数になるので理論上は無限回の演算を行わなければならなかった。ハミルトン=ケーリーの定理を用いることでnxnの行列Aについて、Aのn乗の行列をAのn-1乗以下の多項式で置き換えられることを示した。したがって、その演算回数は、n-1回だけになる。このことの意義は、演算回数が減っただけではなく、パス長との関係の理論的含意も導き出せた。2.調査データ統合化された中心性指標で扱ったデータは、地域権力構造研究で著名なHunterの調査データである。この調査データは、公開されていないが、著書『Community Power Structure』の図表より復元した。図表間に矛盾があったため独自の方法で復元した。その手法とは、それらの矛盾を組合せ最適化問題と見なし、分岐限定法により最適解を求めた。この復元手法とその2次分析の結果は、下記の研究発表の欄にある数理社会学会の機関紙『理論と方法』に掲載される予定である。また、基盤研究(B)の「フォーマライぜーションによる社会学的伝統の継承と刷新」の研究会に参加し、これらの成果を報告した。復元手法と古典理論について有益なコメントをもらった。これらの成果は、その研究会の報告書に載っている。3.調査データを統合化された中心性指標に適用した場合2の復元データを統合化された中心性指標について適用したところ、比較不可能な組合せが発生した。従来手法の場合、評価が数値であるからあり得ないが、統合化された中心性指標の場合、評価が関数となるのであり得る。比較不可能な場合、同じ評価の場合と区別して扱う。そうすると、通常言語の中心性指標の定義で最低限言えるのがどこまでかを示すことができた。これらの成果を理系の研究集会であるSeta Seminar on Mathematical Analysisで報告し、有益なコメントをもらっただけではなく、最先端のアルゴリズムや本研究に使えそうな数学の定理を紹介してもらった。4.復元データの公開今回復元したHunterの調査データを下記のURLで公開した。他の研究成果も随時公開して行く予定である。まず、「次数に基づく中心度(Nieminen 1974)」「Bonachich中心度(Bonacich 1972)」「加重声価法(川村他1986)」「Katzの中心性(Katz 1953)」「二つのパラメータを持つBonachich中心度(Bonacich 1987)」「可変型加重声価法(松田1996)」等の中心性指標を重点的に分析した。とくに、本研究が、指標の統合によく用いられる各指標に重み付けをするタイプではなく、計算式のレベルで統合するため、各中心性指標の計算式を最小単位まで分割し、その共通点と相違点を調べた。その相違点をパラメータとし、統合された中心性指標の計算式を求めた。つぎに、その統合された中心性指標の応用について考察した。社会ネットワークにおける個人の評価値を計算する場合、その指標のパラメータに数値を入れると個別の中心性指標になる。そこで、パラメータに数値を代入しないで、個人を評価する方法について考察した。計算式のパラメータに数値を代入しない場合、その式から導き出されるものは、数式である。この評価数式より大小関係を求め評価することができる。評価が数値ででた場合、大小関係が判別できるが、数式ででた場合、判別できない場合がある。できない場合は、統合された中心性指標においては、大小関係が判別できないとしてそのまま処理をした。その結果、従来の数値化可能な中心性指標と違い、評価対象を順位付けすることができなくなった。比較のために順位付けが必要な場合は、評価式が同じで同順位の場合と大小関係が判別できないで同順位になる場合と区別したうえで順位付けした。調査データを使って従来法との比較を行った。その結果、統合された中心性指標では順位付けできない対象をどの中心性指標がどのように順位付けしているのかが明らかになった。この明らかになった部分より各中心性指標の性質がさらに理解できた。

3.調査データを統合化された中心性指標に適用した場合2の復元データを統合化された中心性指標について適用したところ、比較不可能な組合せが発生した。従来手法の場合、評価が数値であるからあり得ないが、統合化された中心性指標の場合、評価が関数となるのであり得る。比較不可能な場合、同じ評価の場合と区別して扱う。そうすると、通常言語の中心性指標の定義で最低限言えるのがどこまでかを示すことができた。これらの成果を理系の研究集会であるSeta Seminar on Mathematical Analysisで報告し、有益なコメントをもらっただけではなく、最先端のアルゴリズムや本研究に使えそうな数学の定理を紹介してもらった。4.復元データの公開今回復元したHunterの調査データを下記のURLで公開した。他の研究成果も随時公開して行く予定である。
金属-典型元素単結合および二重結合が関与するシグマトロピー転位

本基盤研究では、シリル(シリレン)錯体、ゲルミレン錯体など、金属-典型元素不飽和結合を含む錯体の合成およびそれらの錯体が関与する反応、特にシグマトロピー転位について研究を展開し、様々な新規錯体の合成、新しい反応性の発見およびその機構の解明を行った。以下にその概要を述べる。ケイ素上に非常にかさ高い置換基であるMes基(Mes=2,4,6-C_6H_2Me_3)を導入することで、初めての"純粋な"シリル(シリレン)タングステン、モリブデンおよび鉄錯体の合成に成功した。シリル(シリレン)鉄錯体と^tBuNCとを反応させたところ、ケイ素上の置換基が2つのケイ素原子間で1,3-転位し、さらにシリル基がシリレン配位子に1,2-転位したと考えられるジシラニル鉄錯体が生成した。これはシリル(シリレン)錯体でシリル基からシリレン配位子への置換基の1,3-転位およびシリル基のシリレン配位子への1,2-転位反応が起こることを、単離した錯体を用いて明確に示した初めての例である。Cp^*W(CO)_3Me(Cp^*=η-C_5Me_5)を(2-N, N-ジメチルアミノフェニル)ジメチルシラン存在下で光照射したところ、アミノ基がタングステンに配位したシリル錯体が生成し、さらに光照射を続けると、ケイ素上のアリル基の分子内1,2-転位が起こり、塩基で安定化されたシリレン錯体が生成した。これはアリル基の分子内1,2-転位を利用してシリル錯体からシリレン錯体を合成した初めての例である。ホスフィノシリル鉄錯体CpFe(CO)_2SiMe_2PPh_2を光照射すると、Fe-Si-P三員環骨格をもつ錯体が生成することが分かった。この錯体にアセトンを反応させると速やかに反応が進行し、アセトンがSi-P結合に挿入した錯体が生成した。この高い反応性は、三員環骨格をもつ錯体が塩基で安定化されたシリレン錯体としての性質を持つためであることを明らかにした。(1)メチルタングステン錯体Cp^*W(CO)_3Me(1:Cp^*=η^5-C_5Me_5)をペンタメチルジシランMe_3SiSiMe_2H存在下で光照射すると,自己安定化したシリル(シリレン)タングステン錯体二量体[C*W(CO)_2(=SiMe_2)SiMe_3]_2が得られた。一方,錯体1をかさ高い置換基を持つジメシチルトリメチルジシランMes_2MeSiSiMe_2H存在下で光照射したところ,塩基の配位していないシリル(シリレン)タングステン錯体Cp^*W(CO)_2(=SiMes_2)SiMe_3(2)が得られた。錯体2は,ケイ素上にアルキル基あるいはアリル基しか持たない塩基の配位していないシリル(シリレン)錯体として初めての例である。また2の結晶構造解析を行い,タングステン-シリレン配位子間の結合が非常に短いこと,シリレン配位子のケイ素周りが平面であることが分かった。

(3)ヒドリドピス(シリル)鉄錯体Cp^*(CO)Fe(H){SiMe_2O(2-C_5H_4N)}_2(3)を重ベンゼン中で加熱あるいは光照射するとヒドロシランHSiMe_2O(2-C_5H_4N)の脱離が起こった。一方,錯体3をEt_3Al存在下で加熱すると,HO(2-C_5H_4N)が脱離して塩基が架橋配位したビス(シリレン)錯体が生成した。これはシリル錯体からシリル(シリレン)錯体を合成する新しいルートである。(4)平面四配位型のシリルホスフィンロジウム錯体とPhSiMe_2Hを反応させると脱水素縮合反応が起こり,ほぼ定量的にジシランと六配位のジヒドロシリルホスフィンロジウムが生成することを見いだした。(1)メチル鉄錯体Cp*Fe(CO)_2Me(Cp*=η^5-C_5Me_5)をかさ高い置換基を持つジメシチルトリメチルジシランMes_2MeSiSiMe_2H存在下で光照射したところ,塩基の配位していないシリル(シリレン)鉄錯体Cp*Fe(CO)_2(=SiMes_2)SiMe_3(1)が得られた。1の^<29>SiNMRでは,シリレン配位子に帰属されるシグナルがδ366ppmという非常に低磁場に現れた。また1の結晶構造解析を行った結果,鉄-シリレン配位子間の結合が非常に短いこと,シリレン配位子のケイ素周りが平面であることなどが明らかになった。(2)キレート型ビス(シリル)配位子を持つルテニウム錯体が,ヒドロジシランのオリゴマー化反応に対して非常に良い触媒となることを見いだした。また,アルコキシヒドロジシランを用いることで,オリゴマー化反応の中間体を安定化したと見なせる分子内塩基で安定化されたシリル(シリレン)錯体を単離することに成功した。(3)シリルマンガン錯体Mn(CO)_5SiTol^p_2H(2)にLiAlH_4,NaBH_4あるいはNaBH_3(CN)をTHF中で反応させると,Mn-Si結合が切れてヒドロシランSiTol^p_2H_2が生成した。一方,ジエチルエーテル中で2とNa[(CH_3OCH_2CH_2O)_2AlH_2]またはLiAlH_4を反応させたところ,(CH_3)SiTol^p_2Hおよび((C_2H_5)SiTol^p_2Hが得られた。これは反応中にカルボニル配位子の還元とSi-CおよびC-C結合生成が起こっていることを示している。(1)メチル鉄錯体Cp^*Fe(CO)_2Me(Cp^*=η^5-C_5Me_5)をジメシチルトリメチルジシランMes_2MeSiSiMe_2H存在下で光照射したところ,塩基の配位していないシリル(シリレン)鉄錯体Cp^*Fe(CO)_2(=SiMes_2)SiMe_3(1)が得られた。1とBu^tNCとの混合溶液を加熱したところ、Cp^*Fe(CO)(NCBu^t){Si(Mes)MeSi(Mes)Me_2}が生成した。この反応は,単離したシリル(シリレン)錯体を用いて,シリル基からシリレン配位子への置換基の1,3-転位およびシリル基のシリレン配位子への1,2-転位が容易に起こることを明らかにした初めての例である。(2)Cp^*W(CO)_3MeをN,N-ジメチル-2-ジメチルシリルアニリン存在下で光照射したところ、中間体としてアミノ基がタングステンに配位したシリル錯体Cp^*(CO)_2W{κ^2-(Si,N)-Me_2N(o-C_6H_4SiMe_2)}が生成した。さらに光照射を続けると、ケイ素上のアリル基の分子内1,2-転移が起こり、塩基で安定化されたシリレン錯体Cp^*(CO)_2W{κ^2-(Si,C)-SiMe_2NMe_2(o-C_6H_4)}が生成した。これはアリル基の分子内1,2-転移を利用してシリル錯体からシリレン錯体を合成した初めての例である。
網膜色素変性症の原因遺伝子解明のための分子生物学的研究

網膜色素変性症は遺伝性、進行性の視力障害、視野障害、夜盲をきたす疾患で我が国における成人中途失明原因の第3位に位置する社会的にも重要な眼疾患のひとつである。本疾患に対しては長らく原因不明であり、したがって有効な治療法もなかったが、近年分子生物学的手法の進歩により本疾患のうち常染色体優性網膜色素変性のうちの一部の家系にロドプシン遺伝子の突然変異が発見され、ロドプシンをはじめとする網膜特異的蛋白質の異常によって本疾患が発症しうることが明らかとなった。本研究では日本人における網膜色素変性疾の原因遺伝子の特徴を明らかにするため平成3年度より日本人の網膜色素変性症患者の血液からの遺伝子DNAの採取、ロドプシン遺伝子異常の検索を開始した。本年度は前年度に引き続き、患者遺伝子の採取を行ない、全国より約400例、うち優性遺伝性のもの54家系の遺伝子DNAを集めることができた。ロドプシン遺伝子異常の検索法としてPCR法による遺伝子断片の増幅を行なった後、一本鎖DNA高次構造多型解析(SSCP)法を用いて遺伝子異常を検出した。ロドプシン遺伝子についてはコドン347の異常のもつ一家系が確認されたほか、エクソン1,4,5のPCR増幅断片中に疾患とは特に関係のないポリモルフィズムが検出された。また第2の候補遺伝子としてペリフェリン1RDS遺伝子に注目し、常染色体優性色素変性患者をスクリーニングしたところ一家系においてエクソン2に突然変異を検出した。この家系におけるペリフェリン遺伝子異常はこれまでに報告のない新しいものであり、また日本で初めてのペリフェリン遺伝子異常をもつ網膜色素変性症であることが明らかとなった。今後ペリフェリン遺伝子異常によって網膜変性をおこすモデル動物であるrdsマウスを用いて、網膜色素変性症の発症のメカニズムを検索する意義が認められた。網膜色素変性症は失明原因の上位を占める社会的に重要な疾患である。本疾患は遺伝性であるが,本疾患の中には種々の遺伝形式が含まれるため単一の疾患ではなく数多くの疾患群の総称であろうことは以前より知られていた。しかしその原因については様々な研究がなされてきたにもかかわらず長い間不明であった。近年の分子生物学の進歩により,本疾患のうち常染色体優性遺伝を示す家系の一部にロドプシン遺伝子の異常が発見され,本疾患の病態の理解に突破口が開かれた。本研究は日本人の網膜色素変性症患者におけるロドプシン遺伝子の異常の有無,種類および頻度を検索し,さらにロドプシン以外の網膜特異的蛋白質をコ-ドする遺伝子の有無を検索することにより本疾患の病態解明について新しい知見を得ることを目的とした。初年度はまず本症患者の臨床診断および遺伝子DNAの精製さらに正しく遺伝子診断が行なえることを目標とした。その結果,本疾患者は本年度末までに140名を登録し,同時に遺伝子DNAの精製を行なった。内訳は孤発例57%,常染色体劣性25%,同優性15%,X染色体劣性3%であった。ロドプシン遺伝子の異常の有無の検出法としてはPCR法による各エクソンの増幅に引きつづき,SSCP法による電気泳動法を行なった。ロドプシン以外の網膜特異的蛋白質としてはまずはじめにMEKA蛋白質を選び,同様な方法(PCR+SSCP)を用いて行なう遺伝子診断法を確立した。初年度はこの診断法の確立に重点がおかれまた放射線同位元素を用いずに行なう方法を応用したため臨床の現場とタイアップした研究となることができた。初年度後半からはこれまで蓄積した患者遺伝子DNAを用いた遺伝子診断のスクリ-ニングが開始され,次年度へ継続されている。

網膜色素変性症は遺伝性,進行性の視力障害,視野障害,夜盲をきたす疾患で我が国における成人中途失明原因の第3位をしめる重要な眼疾患のひとつである。本疾患に対しては長らく原因不明であり,したがって有効な治療法もなかったが,近年分子生物学的手法の進歩により本疾患のうち常染色体優性網膜色素変性のうちの一部の家系にロドプシン遺伝子の突然変異が発見され,ロドプシンをはじめとする網膜特異的蛋白質の異常によって本疾患が発症しうることが明らかとなった。本研究では日本人における網膜色素変性症の原因遺伝子の特徴を明らかにするため平成3年度より日本人の網膜色素変性症患者の血液からの遺伝子DNAの採取,ロドプシン遺伝子異常の検索を開始した。本年度は前年度に引き続き,患者遺伝子DNAの採取を行ない,全国より約400例,うち優性遺伝性のもの54家系の遺伝子DNAを集めることができた。ロドプシン異常の検索法としてPCR法による遺伝子断片の増幅を行なった後一本鎖DNA高次構造多型解析(SSCP)法を用いて遺伝子異常を検出した。ロドプシン遺伝子についてはコドン347の異常をもつ一家系が確認されたほか,エクソン1,4,5の断片中に疾患とは特に関係のないポリモルフィズムが検出された。また第2の候補遺伝子としてペリフェリン遺伝子に注目し,常染色体優性網膜色素変性症患者をスクリーニングしたところ一家系においてエクソン2に突然変異を検出した。この家系におけるペリフェリン遺伝子異常はこれまでに報告のない新しいものであり,また日本で初めてのペリフェリン遺伝子異常をもつ網膜色素変性症であることが明らかとなった。今後ペリフェリン遺伝子の異常によって網膜変性をおこすモデル動物であるrdsマウスを用いて,色素変性症の発症のメカニズムを検索する意義が認められた。
アポミクシス胚発生メカニズムの解明

アポミクシスは無性的に種子が形成される生殖様式で、主要作物に導入すればそれらの育種種子生産を画期的に進歩させると期待される。アポミクシスを利用するためには、アポミクシス胚発生の全体像を遺伝子レベルで理解し、そこへ特異的に関わる遺伝子を単離・同定することが重要と考えられる。そこで本研究では、ギニアグラスを材料として、アポミクシス胚の形成に関わる遺伝子をマイクロアレイ法により網羅的に特定し、その機能を解明することを目的とする。これまでのマイクロアレイ解析では、アポミクシス個体の未熟花穂で特異的に発現が上昇するクローンの候補を30以上得たものの、走量PCRによる検証ではアポミクシス特異的なクローンを確認できず、今後は個体差を相殺するbulk segregant analysis(BSA)法の応用が有効であると示唆された。そこで今年度はBSA法を用いてマイクロアレイ解析を行い、アポミクシス胚発生時に発現の上昇または減少するクローンの特定を行った。ターゲットとしては、アポミクシス型の生殖様式を持つギニアグラスの花穂由来cDNAライブラリー(約4600クローン)を用いた。またハイブリダイズさせるプローブには、ギニアグラス「ナツカゼ」(アポミクシス)と「農1号」(有性生殖)の交雑後代のうち、アポミクシスと有性生殖それぞれ4個体の未熟穂から抽出・合成したcDNAを、それぞれ混合したものを用いた。解析の結果、スポットされた4608個のクローンのうち、有性生殖に比ベアポミクシスで発現が2倍以上に上昇しているものが38クローン、逆に1/2以下に減少しているものが29クローン検出された。現在これらのクローンの塩基配列決定と定量PCRによる検証を進めており、有望なクローンについてさらに系統間・時期・部位による発現変化の解析を進める予定である。アポミクシスとは、無性的な胚発生によって、母株と全く同一の遺伝子型を持った種子が形成される生殖様式である。これを利用すれば、さまざまな作物で育種や種子生産が飛躍的に向上すると期待される。本研究ではアポミクシス型の生殖様式を持っ暖地型牧草ギニアグラスを材料に、マイクロアレイや定量PCRによる発現解析からアポミクシス胚の発生に関連する遺伝子群を探索し、それらの機能を解明することを目的とする。今年度は(1)これまでのマイクロアレイで得られていた候補遺伝子の、胚発生過程における発現の経時的変化の解析と、(2)BSA (bulk segregant analysis)法を応用したマイクロアレイ解析の2つを主な目標とした。まずこれらのマイクロアレイ解析や定量PCR解析に向けた十分な材料を確保するため、ギニアグラスを圃場で育成し未熟穂を採取した。用いた系統は「ナツカゼ」(アポミクシス)、「農1号」(有性生殖)、およびこれらのF1後代で、合計87個体から花穂の成熟段階別に6段階に分けて未熟穂を採取できた。現在これらからRNAを抽出し、定量PCRによる経時的変化の解析やマイクロアレイ解析を進めている。一方で発現解析と補完し合う連鎖解析では、約1200個体の大規模集団を用いたAFLP解析を行い、アポミクシス遺伝子座周辺に0.08cM単位の連鎖地図を作成し、アポミクシス遺伝子座近傍のマーカーを用いたBACライブラリーのスクリーニングを行って、少なくとも10個のBACプールを特定した。次年度は、マイクロアレイ解析や連鎖解析などで得られた候補遺伝子について、系統別や経時的な定量PCR解析を進めアポミクシス胚発生に関連する遺伝子を特定するとともに、有望な遺伝子についてin situ hybridizationによる空間的な解析も進めていく。
新しい結晶相反応の設計

新しい結晶相反応を設計するために、ノルボルナジエンの2つの二重結合のうちの一方にフェニル基とカルボキシル基をもつ誘導体、3-フェニルビシクロ(2,2,1)ヘプタ1-2,5-ジェン-2-カルボン酸の合成を行い、水溶液から無色針状晶を得た。この結晶の空間群はP2_1/cで、非対称単位に1分子を含んでいる。格子定数は、a=9.884(1)、b=5.802(2)、c=19.755(1)Å、b=94.671(8)°、V=1129.3Å^3である。構造解析は直接法プログラムSHELXS86を用い、フルマトリックス最小二乗法で精密化した。最終の精密化は、非水素原子には異方性温度因子を用い、水素原子には等方性温度因子を用いた。最終のR値は1543個の反射に対して、R=0.054であった。結晶中で分子は対称心をはさんで水素結合による二量体を形成している。O...Oの距離は2.602(3)Å、O...HーOの距離は1.59(4)Åである。また、O...HーOの角度は170(4)°である。2つの二重結合の距離はsp^2の炭素位置において、2.427(4)、および2.443(4)Åと非常に近い距離にあり、光環化が起こりやすくなっている。二重結合を含む平面からのカルボキシル基のずれは0.8°で、ほぼ平面上にある。一方、フェニル基のねじれ角は38.9(4)°であり、平面から大きくねじれたコンフォメーションをとっている。この結晶に可視光を照射したが、単結晶状態を保持したままの光環化反応は観測されなかった。
パラアスリートのスポーツキャリア発達における心理・社会的支援方略の構築

本研究では、教育的・社会的インクルージョンの視座を取り入れつつ、パラアスリートのスポーツキャリアの段階に応じた心理・社会的支援方略の構築を目指すとともに、パラスポーツの振興に寄与することを企図するものである。平成30年度は、教育的・社会的インクルーションの先進国である英国における、スポーツキャリアの発達に関連する心理・社会的要因の検討を目的とした。具体的には、英国においてフィールドワークに従事し、障害者支援やダイバーシティ促進に関連する環境調査を行なった。特に、教育や市街地の環境整備などに関してフィールドワークによる資料収集を行った。また、European Congress of Adapted Physical Activityに出席し、本研究に有用な資料収集にも従事した。具体的には、1教育的・社会的インクルージョンには、その国の社会背景や文化的成熟度などが大きく関連するため、「この方法が正解」というものはなく、多様な人々、多様な社会に合わせて答えを見出すための絶え間ないコミュニケーションと努力が必要であるという提言を得た。また、2平等(Equality)と公平(Equity)に関する提言に関して、重要な資料収集を行うことができた。具体的な内容は、「人はいくつかの点において、(a)すべての人と似通っている(一般的に共通する特徴)、(b)何人かの人と似通っている(何人かに共通の特徴)、(c)他の人と同じではない(ユニークな特徴)」という視座がある中で、(c)の視点から捉えることで、一般論やある種のカテゴリー(性別、障害種など)で人間を語るのではなく、人間の本質を理解できるというものであった。平成30年度は、応募者のこれまでの研究成果を踏まえて、スポーツキャリアの段階ごとに心理・社会的資源および心理・社会的課題などを精査することを目的としていた。具体的には、予定の一部を変更し、教育的・社会的インクルージョンやダイバーシティ研究のエキスパートであるKent State UniversityのDr. Takahiro Satoとの共同研究を実施する予定であった。しかし、Dr. Satoとのスケジュールの調整の都合でやや遅れが出たため実施できなかったが、教育的・社会的インクルージョンの先進国である英国においてフィールドワークを実施し、貴重な資料を得ることができたといえる。また、各関連学会で発表を行ったりしたことから、やや遅れは見られるものの順調に進展しているといえる。平成31年度は、平成30年度に実施できなかった教育的・社会的インクルージョンやダイバーシティ研究のエキスパートである筑波大学の佐藤貴弘先生(Kent State Universityより異動)との共同研究を推進する予定としている。そして、過去2年間のフィールドワーク調査とインタビュー調査の結果から、わが国の教育的・社会的インクルージョンの促進に資する、スポーツキャリアの段階に応じた充実した心理・社会的支援方略の構築を行う。平成29年度は、わが国のスポーツキャリアの発達に関連する心理・社会的要因の検討を目的とした。応募者のこれまでの研究成果を踏まえつつ、本年度は教育的・社会的インクルージョンの先進国においてフィールドワークに従事し、障害者支援やダイバーシティ促進に関連する環境調査を行なった。スポーツを「する」「観る」という2つの視点から、我が国との社会環境にどのような差異があるのかを検討した。また国際パラリンピック委員会主催のVISTA会議と、それに先立ち開催されたMeeting of Paralympic Impact/ Legacy Working Groupに出席し、本研究の基礎となる資料収集にも従事した。とくに、1レガシーとして環境などのハード面を残すだけでなく、人材の育成とその活用(ソフト面)や、教育的・社会的インクルージョンの「文化の成熟」など次のステップを目指すことが必要であること、2スポーツの機会の欠如、スポーツ嫌いの子どもたち、アスリートの権利など見落とされている要因があること、3パラスポーツへの参加やそのあとの恩恵はなにかを見据える必要があること、4競技スポーツだけでなく健康へのインパクトはなにかを考えること、5心理・社会的視点からの研究の欠如などの考慮の必要性を明らかにした。平成29年度は、応募者のこれまでの研究成果を踏まえて、スポーツキャリアの段階ごとに心理・社会的資源および心理・社会的課題などを精査して調査に向けた項目を検討し、量的・質的調査を実施することを目的としていた。量的・質的調査の段階までには至らなかったが、論文精読による要因の精査や検討、および教育的・社会的インクルージョンの先進国においてフィールドワークを実施し、貴重な資料を得ることができたといえる。また、各関連学会やシンポジウムで発表を行ったりしたことから、概ね順調に進展しているといえる。

具体的には、1教育的・社会的インクルージョンには、その国の社会背景や文化的成熟度などが大きく関連するため、「この方法が正解」というものはなく、多様な人々、多様な社会に合わせて答えを見出すための絶え間ないコミュニケーションと努力が必要であるという提言を得た。また、2平等(Equality)と公平(Equity)に関する提言に関して、重要な資料収集を行うことができた。具体的な内容は、「人はいくつかの点において、(a)すべての人と似通っている(一般的に共通する特徴)、(b)何人かの人と似通っている(何人かに共通の特徴)、(c)他の人と同じではない(ユニークな特徴)」という視座がある中で、(c)の視点から捉えることで、一般論やある種のカテゴリー(性別、障害種など)で人間を語るのではなく、人間の本質を理解できるというものであった。平成30年度は、応募者のこれまでの研究成果を踏まえて、スポーツキャリアの段階ごとに心理・社会的資源および心理・社会的課題などを精査することを目的としていた。具体的には、予定の一部を変更し、教育的・社会的インクルージョンやダイバーシティ研究のエキスパートであるKent State UniversityのDr. Takahiro Satoとの共同研究を実施する予定であった。しかし、Dr. Satoとのスケジュールの調整の都合でやや遅れが出たため実施できなかったが、教育的・社会的インクルージョンの先進国である英国においてフィールドワークを実施し、貴重な資料を得ることができたといえる。また、各関連学会で発表を行ったりしたことから、やや遅れは見られるものの順調に進展しているといえる。平成30年度は、予定の一部を変更し、教育的・社会的インクルージョンやダイバーシティ研究のエキスパートであるKent State UniversityのDr. Takahiro Satoとの共同研究を実施する予定としている。そして、当該研究の先進国であるアメリカにおいて、スポーツキャリア発達における心理・社会的課題と支援の現状に関するフィールドワークを実施していく予定である。平成31年度は、平成30年度に実施できなかった教育的・社会的インクルージョンやダイバーシティ研究のエキスパートである筑波大学の佐藤貴弘先生(Kent State Universityより異動)との共同研究を推進する予定としている。そして、過去2年間のフィールドワーク調査とインタビュー調査の結果から、わが国の教育的・社会的インクルージョンの促進に資する、スポーツキャリアの段階に応じた充実した心理・社会的支援方略の構築を行う。研究は概ね順調に進行しているが、インタビュー調査を次年度に繰り越したため、これに伴う経費を次年度に使用することとした。研究は概ね順調に進行しているが、共同研究や成果発表を次年度に繰り越したため、これに伴う経費を次年度に使用することとした。具体的な使用計画としては、次年度にインタビュー調査を実施するために、調査旅費と謝金、データ分析の費用を計上する。
超伝導マイクロ波共振器による極低温分子気体のトラップ

本年度はまず、低温分子ビームの集束について、J. Phys. B誌に発表した。ヘリウムバッファーガス冷却法によって得られた低温PbO分子ビームについて、円筒型の超伝導マイクロ波共振器内で得られた強い定在波を用いて、分子ビームのフラックス密度を約10倍にすることに成功した。TM010モードの定在波は軸対称で2次元的な調和振動ポテンシャルを分子に与えるため、電場が強い所ほどエネルギーが低くなる状態の分子に対し、単なる2次元的な閉じ込めではなく凸レンズとして働いて分子を集束させることができる。また、分子の減速・捕捉に向けて、それらの実験に適した多種多様な分子を取り扱うため、分子分光システムの大掛かりな整備を行った。色素レーザー、チタンサファイアレーザー、大型分光器を備えたシステムを構築し、数種類の分子についての分光研究に着手した。また、高分解能分光を行う研究者との交流や、本研究課題の成果発表のために、富山大学において「高分解能分子分光シンポジウム2018富山」を主催した。分子のトラップ用のファブリーペロー共振器についても、共同研究先のブリティッシュコロンビア大学とともに開発を進め、アンモニア分子を用いたトラップポテンシャルの評価実験が進行中である。また、理論面でも非常に精力的に研究が進められ、計6本の論文が掲載された。いくつかの重要な中性分子や分子イオンについて、どのような手法で遷移周波数の超精密測定が可能となるかを示した。本年度はまず、分子の並進運動の操作と対象となるPbO分子について精密分光を行った。レーザーアブレーションとヘリウムバッファーガス冷却により、低温低速で高流量のPbO分子が得られており、これを用いて400-430 nm程度の波長領域にあるX(0)-B(1)電子遷移の分光を行った。超低膨張エタロンの共鳴周波数との比較により、10 MHzの精度で絶対周波数が測定でき、超微細構造や他準位による摂動について詳細な解析を行った。この成果については5月中に論文を投稿する予定である。また、カナダのブリティッシュコロンビア大学との共同研究を行い、放電によって生成されたCH3分子のゼーマン減速と磁気トラップの研究や、分子のトラップに向けたファブリーペロー型の超伝導マイクロ波共振器の開発を行った。前者については各種の最適化を進めて信号強度を高め、トラップ中の分子の衝突の実験に着手した。後者については、銅製の凹面ミラーを作成し、鉛と錫の合金によるメッキを行い、冷凍機で4 K程度まで冷やすことで、超伝導の共振器を実現した。理論的には10の7乗程度のQ値を期待していたが、現状では10の6乗程度のQ値であり、マイクロ波を導入するアンテナの形状や、回折損失の低減方法などについて、検討を進めている。また、これ以外にも分子の高感度検出方法の開発について、京都大学との共同研究に着手した。また、理論面でも非常に精力的に研究が進められ、計5本の論文が掲載された。窒素分子イオン、酸素分子イオンの振動回転遷移周波数の到達可能な精度について解析し、両者はこれまでの原子時計を上回る確度を得る可能性があることを示した。その一方で、微小原子時計の周波数安定度を与えるための条件も解析した。当初の計画と若干の前後があるが、1年目としては概ね順調である。特に、理論面での研究の進展が著しく、極低温分子気体の有用性が立証されている。本年度はまず、前年度に行った400-430nm帯のPbO分子の精密分光とその摂動の解析について、論文をJMS誌に発表した。その後、ヘリウムバッファーガス冷却に基づく低温低速分子ビーム源や、分子検出系の改良を進め、超伝導マイクロ波共振器を用いた分子集束の実験を行った。10の6乗のQ値を持つ共振器に2W程度のマイクロ波を入力して強い定在波を立て、振動回転の基底状態にあるPbO分子ビームを集束させることに成功した。振動回転の基底状態は静電場にたいし、電場が強い所ほどエネルギーが低くなる状態であるが、これまでに報告されているこうした状態に作用する分子集束器は、集束力が弱く実用的ではなかった。一方、我々の開発した集束器は、分子分光に一般的に使われる超音速ジェットなどの高速ビームでも、十分集束が可能であると見積もられる。この結果について、論文を投稿中である。また、前年度に着手した京都大学との低温分子に関する共同研究を進め、大学院生の長期派遣なども行い、技術交流を進めた。また、京都大学の別の研究室とも分子分光についての共同研究を開始し、オーブン型分子線による分光装置を作成した。また、理論面でも、陽子ー電子質量比変化の観測を、原子時計を使わないで分子イオンの2本の振動遷移周波数のみを用いて測定する方法を考案した。その一方で、超小型原子時計に位相変調を用いて変調可能な範囲を広げる方法を開発した。これらの成果について、2本の論文を発表した。分子ビームの生成量や検出感度の向上が進み、分子の集束が明瞭に確認できたので、分子減速・捕捉も同様に進展すると期待される。理論面での研究も、前年度同様にかなり進んでいる。

TM010モードの定在波は軸対称で2次元的な調和振動ポテンシャルを分子に与えるため、電場が強い所ほどエネルギーが低くなる状態の分子に対し、単なる2次元的な閉じ込めではなく凸レンズとして働いて分子を集束させることができる。また、分子の減速・捕捉に向けて、それらの実験に適した多種多様な分子を取り扱うため、分子分光システムの大掛かりな整備を行った。色素レーザー、チタンサファイアレーザー、大型分光器を備えたシステムを構築し、数種類の分子についての分光研究に着手した。また、高分解能分光を行う研究者との交流や、本研究課題の成果発表のために、富山大学において「高分解能分子分光シンポジウム2018富山」を主催した。分子のトラップ用のファブリーペロー共振器についても、共同研究先のブリティッシュコロンビア大学とともに開発を進め、アンモニア分子を用いたトラップポテンシャルの評価実験が進行中である。また、理論面でも非常に精力的に研究が進められ、計6本の論文が掲載された。いくつかの重要な中性分子や分子イオンについて、どのような手法で遷移周波数の超精密測定が可能となるかを示した。超伝導マイクロ波共振器を用いた分子の減速器の改良については、熱流入対策などを中心にさらに進めていく。また、低温低速分子ビームについては、2段階バッファーガス冷却と呼ばれる、さらに低速の分子を得る手法が他のグループによって開発されているので、そういった手法を取り入れていく。また、前年度の共同研究で得られた知見を活かし、放電による分子の生成などをより詳細に検討し、減速・捕捉に適した分子の絞り込みを進めていく。また、分子の検出感度の向上は、本研究だけでなく他分野にとっても重要な課題であり、引き続き京都大学との共同研究を進めていく。本年度は特に、分子のトラップ用のファブリーペロー型超伝導共振器の性能の評価や向上を進めていく。具体的には、共振器側面のカバーによる回折損失の低減や、マイクロ波定在波の安定化のためのフィードバックシステムの開発などを進める。富山大学とブリティッシュコロンビア大学とで並行して開発を進め、それぞれの装置で分子のトラップの実現を目指す。また、理論面についても引き続き研究を進め、分子の振動回転遷移周波数の精密計測実験で行われるようにNICT内の実験研究者、上智大学、東京大学、富山大学などと協力していく。その一方で、微小原子時計の正確さを制限する要素を検討、実用化に向けて貢献する。超伝導マイクロ波共振器関連では、熱流入対策を引き続き行い、液体ヘリウム消費量の削減とQ値の向上を行う。また、共振器中でのマイクロ波強度の推定方法が確立できたので、その知見をもとに、マイクロ波の入力パワーの向上を行う。これらの改善により減速器の能力の向上が見込まれる。分子ビーム源の開発も引き続き行い、2段階バッファーガス冷却法による低速分子ビーム源の開発を進める。また、分子ビーム源とマイクロ波共振器の距離を近づけるなどの、真空チャンバーの改造を進める。京都大学との共同研究による分子分光システムの構築を進め、減速・捕捉の対象として興味深い分子について、レーザーアブレーションの効率などの特性評価や、電子状態の解明を進める。また、これまでに改良を進めてきた低温分子ビーム源を利用した、高感度・高精度な分子分光研究を進める。
卵成熟における減数分裂再開の分子機構

本研究は卵成熟における減数分裂再開の分子機構の解明を目的とし、以下の2点について調べた。1)サイクリンBmRNA翻訳開始機構卵成熟において減数分裂再開を誘起する最終因子である卵成熟促進因子(MPF)の形成・活性化には、その調節サブユニットであるサイクリンBmRNAのマスキングとその解除が関わる。ショウジョウバエや線虫でmRNAのマスキングに関与すると考えられているPumilioのキンギョとアフリカツメガエルホモログのcDNAクローニングを行い、単クローン抗体を作製した。得られた抗体を用いたウエスタンブロッティング解析により、アフリカツメガエル未成熟卵には150kDaのPumilio蛋白質が存在することが明らかにされ、本蛋白質の存在が脊椎動物において初めて確認された。さらに、ツメガエルサイクリンB1mRNAアフィニティークロマトグラフィーにより、Pumilio蛋白質はサイクリンBmRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合する能力を有することが示され、この蛋白質がサイクリンBmRNA翻訳制御に関わる有力な候補であると判断された。2)サイクリンBサブタイプの卵成熟における機能分担アカガエル未成熟卵には不活性型MPF(pre-MPF)がないため、未だ不明のサイクリンBサブタイプの機能分担を探る絶好の実験系を提供する。これを利用して、サイクリンB1とB2の機能分担を解析した。成熟卵でのサイクリンB1及びB2蛋白質の局在を免疫組織化学法で調べた結果、サイクリンBlは卵細胞質全体に分布するのに対し、サイクリンB2は染色体及びその周辺に局在することがわかった。これらサブタイプの細胞内局在の違いは機能差を反映していると考えられる。現在、mRNAやアンチセンスRNAの注射によりどちらかのサブタイプのみを発現させた卵母細胞の詳細な解析を進めている。