hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質ナノカプセルを用いたMRIナノ造影剤の構築と機能診断

MRIは非侵襲・無障害な画像診断法で空間分解能に優れているが、組織・疾患特異性が無く、高感度かつ疾患特異的なMRI造影剤の開発が急務である。そこで高感度造影剤の開発を目的とし、造影剤としてsmall heat shock protein 16.5を利用した。このタンパク質は内孔(8nm)を有するナノカプセル(外径13nm)を形成するため、Gd錯体を内包できる。ナノカプセルを発現・精製を行い、内部にGdを導入した。MRI測定によってカプセル内の疎水性部位導入によるシグナルの増強が確認された。また膵癌標的ペプチドiRGDをカプセル表面に提示することによって、膵癌細胞のイメージングに成功した。MRI (Magetic Resonance Imaging)は空間分解能と非侵襲という利点を持つ反面、疾患部位の検出感度が不利な点を有する。本研究ではMRI診断の精度と感度を向上させ、単なる形態診断法とし用いるのではくなく、疾患の機能診断を可能とする新しいMRIナノ造影剤の開発を目指した。そこでタンパク質ナノカプセルをMRIナノ造影剤のベースとして様々に機能化し、分子標的により組織・細胞選択性の付与、MRI造影剤の内包を実現する。このタンパク質ナノカプセルは内孔(径8 nm)を有する球状構造体(24量体、外径13 nm)を構築することが知られている。本年度はナノカプセルの癌部への標的化を行った。膵癌特異的なiRGDペプチ(cyclic(CRGDKGPDC))をカプセル表面に提示し、同時にカプセル内孔へMRI造影剤を固定化することにより、膵癌のMRI撮影による検出を行った。我々はタンパク質ナノカプセルの遺伝子クローニング・大腸菌を使った大量発現系と精製法を確立し、膵癌特異的なiRGDペプチドをこのカプセル表面に提示することに成功した。臨床用MRI造影剤であるマグネビストとほぼ同じ分子構造を有するGd-DTPAを、このバイオナノカプセルの内孔に固定したところ、そのMRIシグナルはマグネビストのおよそ20倍近いシグナルに増強されたことを確認した。これはタンパク質ナノカプセルに造影剤を固定したことによって、Gd-DTPAの運動性が制限され、水分子との相互作用が効率的に行われ、シグナルが増強したことによるものと推察される。また、タンパク質型MRI造影剤がiRGDペプチドによって膵癌細胞に特異的に集積し、MRIによって膵癌検出も可能であった。MRI (Magnetic Resonance Imaging)は非侵襲・無障害な画像診断法で、空間分解能に優れている。MRIは生体内の水分子から核磁気共鳴信号を得て画像化しているが、組織や疾患によっては鮮明な画像が得られない場合があり、高感度なMRI造影剤の開発が急務である。一般的な造影剤はガドリニウム錯体であり、ガドリニウムと水の相互作用がMRIシグナルに影響を与える。そこでGd-水の運動性を制御した高感度なMRI造影剤の開発を目的とした。本研究ではsmall heat shock protein 16.5を利用した。このタンパク質は内孔(8 nm)を有するナノカプセル(外径13 nm)を形成するため、Gd錯体を内包でき、また疎水性部位の導入によってその運動性を制御可能である。ナノカプセルを発現・精製を行い、DTPA-Malを用いて内部にガドリニウムを導入した。MRI測定によって疎水性部位の導入によるシグナルの増強がみられ、臨床用の造影剤であるマグネビストと比較しておよそ20倍近いMRシグナルを確認した。また膵癌標的ペプチドiRGDをカプセル表面に提示することによって、膵癌細胞のイメージングにも成功した。生体機能材料膵癌特異的なMRIナノ造影剤のためのキャリア開発の第一段階である標的化およびMRI検出を実施し、ほぼ当初の目標通りの成果が得られた。カプセル内部への造影剤の内包条件、高分子効果を利用したMRIシグナルを増強させる仕組みについても基礎検討を実施している。さらに癌部周辺でのマトリックスメタロプロテアーゼに応答するシステムを計画中であり、当初の研究期間内に達成できる見込みである。現在はin vitroでの培養細胞の評価にとどまっているが、今後、iRGDペプチドの修飾率やリンカーをより効率的なものへ変更し、in vivoの系において、より血中滞留性が高く、特異性の高いタンパク質ナノカプセルを設計・発現する予定である。また、転移性の高い癌細胞においても研究を推進する予定である。当初計画では、タンパク質ナノカプセル作製のための試薬や実験動物の消耗品費を計上していたが、平成25年度は研究の初期段階として現有する材料だけを用いて研究を推進することができたため次年度使用額が生じた。

平成26年度ではin vivoにおける性能向上・妥当性評価を行う予定であるため、差額分を含めて実験動物等の消耗品費として研究費を使用する。また,海外および国内の研究成果発表のための旅費として研究費を使用する予定である。
歩行者と自動車との衝突防止手法に関する研究

自動車の普及と伴い、自動車によう事故は年々増加傾向である。特に自動車と歩行者との衝突事故は歩行者に致命傷を与える。そこで本研究は移動体から歩行者の検出する手法を提案し、その有効性を確認する。歩行者を検出するため、本研究では人の肌の色に注目した。人種によって肌色が異なるのは色ではなく、輝度によって、差が生じる。このような差を取り除くため、RGBカラー空間からクロマチックカラー空間に変換する。クロマチックカカラー空間により皮膚の分布を求め、肌の領域を抽出する。肌の領域の位置情報を元にHSVカラーモデルから歩行者の胴体部分を検出する手法を提案する。その手法はHSVカラーモデル(HSV Color Model)のHueとSaturation成分に対してそれぞれの閾値を設定し、肌の領域との位置関係で歩行者の領域を推定する。推定された領域が歩行者であるかどうかを判断するため、擬似2次HMMを用いる。擬似2次HMMを構築するため、頭→肩→腕→足の順の時系列パターンを作成し、各時系列パターンをさらに横方向に3・4・4・4で分割する。分割された領域を8^*8 DCTに変換し、DCT変換の際に得られるパラメータを観測ベクトルとして使用する。これらの観測ベクトルからViterbi値を計算する。各400個の人と物体の画像からViterbi値を算出し、人と物体との境界値を求め、その境界値によって、歩行者を判断する。実行時間の短縮とアルゴリズムの高速化をため、Intel MMXとSlMD命令を用いた。結果計測時間は平均86msecである。そして動画像から本システムを適用した結果、検出率は78.6%である。
再生現象が制御する炎症調節機構の解明と、その制御

慢性炎症は様々な疾患発症の基盤となっているが、発症・維持機構そして収束機転は分かっていない。これらの機序を正しく理解することにより、様々な疾患の基盤となっている慢性炎症を制御することが可能となる。様々な組織において、様々な原因のもとで炎症は起こることが広く知られている。しかしながら多くの場合に、炎症は一時的なもので、自然に消退していく。炎症の発症、治癒機転を詳細に解析すると、最初に組織傷害が起こると、急性炎症が起こり、傷害組織において再生が始まり、炎症が収束し、再生が完成することにより治癒へと向かう。しかしながら、一部は急性炎症から炎症収束に向かわずに慢性炎症に至り、さらなる組織破壊、組織機能障害を伴う慢性疾患に移行する。これらの事象から慢性疾患の発症において重要な転機は、急性組織傷害から炎症収束に続く治癒に向かうものと、急性組織傷害から慢性炎症に移行し慢性疾患となるものの違いであることが分かる。何が慢性炎症疾患を防ぎ、慢性疾患と治癒がどのように分かれていくかは不明である。我々は、本研究により再生現象そのもの、さらには再生組織由来物質が炎症収束起点となることを見出した。同研究により、炎症収束を促し治癒へ向かわせる機構は、組織や臓器特異的な現象ではなく、組織や臓器を超えた統一的な機構があることを見出した。これらの機構を応用することにより、多くのヒト慢性炎症疾患を対象に治療法の開発へ結びつなげることが可能となる。25年度が最終年度であるため、記入しない。慢性炎症は様々な疾患の発症や進展における基盤となっているが、発症・維持機構そして収束機転は分かっていない。これらの機序を正しく理解することにより、様々な疾患発症・進展の基盤となっている慢性炎症を制御することが可能となる。一般的に組織傷害後の治癒機転において、急性炎症、組織再生、治癒へと向かう。しかしながら、一部は急性炎症から慢性炎症に至り、慢性疾患に移行する。慢性疾患の発症において重要な転機は、組織傷害から治癒に向かうものと慢性疾患に移行するものの違いである。何が急性炎症から慢性炎症・慢性疾患への移行を防ぎ、慢性疾患と治癒がどのように分かれていくかは不明である。組織傷害後に診られる再生現象は、慢性炎症の存在下においても認められるが機能を維持するのに十分な再生現象は起こっていない。すなわち慢性炎症時においても、慢性炎症に伴う組織崩壊と再生現象による組織再構築のバランスにより治癒と慢性疾患の発症・進展が分かれる。さらには、慢性炎症と再生現象の詳細な直接的関与は不明である。我々は、骨格筋再生時にG-CSF受容体が一過性に再生骨格筋細胞において発現することを見出し、さらにG-CSFを投与することにより、再生が促進され、炎症が収束し治癒へ向かうことを見出した。本研究では、再生現象と炎症収束の分子的かかわりを明らかとし、再生現象を促進することにより慢性炎症の発症予防と、慢性炎症の治療可能性を検討する。再生と炎症の関与を検証するために、筋ジストロフィーモデルを用いた検討を行った。また申請者らがこれまでに明らかにした、G-CSFによる筋肉再生促進作用との関与を検証するためにG-CSF受容体欠損マウスも用いた。これらのモデルマウスにより、骨格筋の慢性障害モデルとしての筋ジストロフィーモデルマウスにおいて、自発的再生による炎症鎮静効果が明らかとなり、さらに再生促進による付加的炎症鎮静効果も確認された。今後は、再生現象による炎症鎮静効果における分子機序を明らかとすることにより、直接的に慢性炎症を鎮静化させる分子を同定する。さらに同分子により、様々な慢性炎症性疾患に対する新規治療方法の開発を試みていく。
「居住空間」にみる都市空間とジェンダー

都市の「居住空間」とジェンダーとの関係を明らかにするために、住宅開発と地域形成過程で組み込まれたジェンダー関係に関する研究を進めた。都市は人々が日常生活を営む単なる入れ物ではなく、行為主体として活動し、社会的・経済的・文化的変化が生み出される場所である。事例のひとつとして、前年までの那覇新都心の開発の調査に続き、那覇における女性たちの地位の問題について検討した。沖縄の女性たちの生活空間を示す特徴のひとつとして保護施設に注目し、それをめぐる動向を検討した。1972年にうるま婦人寮が要保護女性のために建設された。この年は沖縄の本土復帰の年であり、当初この寮が対象とした女性の中心は買売春を行っていた人々であった。沖縄の日本返還にあたり、問題となったのが買売春の対策であった。新聞記事によると、対策を要する問題点として、業者の転廃業、売春婦の保護・更正、前借金、今後の取締などが挙げられている。うるま寮はこの視点から設置されたものである。現在この施設は、配偶者暴力などによる要保護女性が12名入居している。1972年当時81名であった定員は現在では40名となっている。さらに横須賀の女性たちと生活空間に関する調査を進めている。海軍基地のあった横須賀が1945年にアメリカに接収されると、横須賀には特殊慰安施設協会が設立された。地域の居住者たちがこうした施設の設置に対して反対運動を展開するようになるのが1950年ごろからである。1951年には風紀取締条例が制定され、52年にはPTAが中心となり横須賀子どもを守る会が結成された。「居住空間」を築く際にキーワードとなるのが女性や子どもの保護である。異なる対象でありながら、弱者と位置づけることでまとめられている。一方で、女性を二分化し、排除される対象を生み出すことで、居住者の結束を固め「居住空間」を築くという構造がみられるのである。都市の「居住空間」とジェンダーとの関係を明らかにするために、那覇市と名古屋市郊外住宅の開発過程とそこに組み込まれたジェンダー関係を検討した。事例のひとつとして、那覇新都心の開発事例をとりあげた。那覇新都心は米軍の住宅地であった地域であり、返還後にいかに地主が関わりながら新都心を形成してきたのかを検討した。開発後の空間には入居者が新たに自治会を作り、活動を展開している。街灯の設置や夜回りから始まり、PTA活動を通して地域の小学校をも巻き込んでふるさと作りを進めている。文化的な側面からは組踊りを教える活動なども見られる。開発地域における多様な展開から「居住空間」を検討した。さらに名古屋市における学級開放活動、トワイライトスクール事業を取り上げた。2007年度時点で227校の小学校で実施されており、そのうち16校では時間延長モデル事業が行われている。放課後学級活動であるこの事業は、退職した校長が中心となり運営指導者として派遣されている。またアシスタントパートナーとして有償ボランティアが常時子供たちの目の届くところにいる。また伝統芸能や伝承遊び、紙工作等の体験学習の体験学習の指導を地域スタッフが来校して教えることもある。この事業は小学校で実施される活動であるがゆえに公的事業の色彩が強く、それが保護者と児童の安心感につながっていた。
関節抵抗の履歴現象を指標とするオーバートレーニング監視法の開発

伸張性収縮を過度に反復した骨格筋は筋の静止長が事前に比較して短くなり、そのため運動後では関節を充分に伸ばせなくなることが報告されている。本萌芽的研究は、このような運動後の筋静止長の短縮現象に着目して、関節の運動にともなう関節抵抗の履歴現象を指標にするオーバートレーニング監視法を開発することを目的にする。平成10年度は3年計画の最終年度である。過去2年の観察によって、ランニング負荷は短距離・長距離とも関節抵抗(PT)を増大させ、その増大幅は血中CK値の上昇度と相関することを認めた。その理由として、PT増大は筋組織の浮腫と微細損傷によるものであると仮定し、本年度はこれを確かめる実験観察を行った。対象は非運動選手の大学生男子8名である。運動負荷条件としては立位での脚内転運動で、足関節に10RMのウェイトを付け、10回反復を1セットとして3セット行わせた。この運動の前と48時間後に大腿部横断MRI像を撮影して筋横断面積を求めるとともに、PTと血中成分(CK.CKアイソザイム、ミオグロビンなど)のデータを得た。その結果、運動負荷後のMRI像筋横断面積としては内転筋群で3.6%およびハムストリングで3.9%増大し、PTは約42%増大していた。また血中CKは10.6%上昇していた。これらの所見から、運動後のPT増大は筋横断面積の変化と関係があるのではないかと考えられ、オーバートレーニング監視法としてのPT測定はある程度有効であると推察された。本萌芽的研究は、このような運動後の筋の短縮現象に着目して、関節抵抗の履歴現象を指標にするオーバートレーニング監視法を開発することを目的にする。平成8年度は3年計画の初年度で、対象は大学生男子スプリンター7名である。2つの実験観察を行った。その1はオーバートレーニング状態をシミュレーションするため、短期集中型の夏期5日間合宿練習の前(C前期)および後(C後期)の2期を対象にした。その2は、日常的なトレーニング時期にオーバートレーニング状態が発生するか否かを監視するため、秋季通常トレーニング期(H期)、試合直前調整期(P期)、トレーニング休止期(R期)の3期について、各期の週間スケジュールのうちの週間最終日と48時間休息の明け日に実験観察を行った。関節抵抗の履歴現象に関しては筆者らが考案した受動的トルク測定器を用いた。これは伸膝水平開脚時の股関節の各角度に対応する内転方向への受動的トルク(以下、PTと記す)を測定するものである。また血中逸脱酵素CPKについて定量を行った。第1実験の結果、C前期の血中CPK値を100%とするとC後期のそれは364.9%に上昇し、同様にはPTはC前期のそれに較べて1.53倍に上昇した。しかし、第2実験ではH期・P期とも、週間最終日における血中CPKの上昇は認められたが、PTの上昇は認められなかった。以上の結果から、オーバートレーニング状態においてはCPK上昇とPT上昇が同時的に観察されるのではないかと推測された。伸張性収縮を過度に反復した骨格筋は筋の静止長が事前に比較して一時的に短くなり、そのため運動後では関節を充分に伸ばせなくなることが報告されている。本萌芽的研究は、このような運動後の筋の静止長の短縮現象に着目して、関節抵抗の履歴現象を指標にするオーバートレーニング監視法を開発することを目的にする。平成9年度は3年計画の中間年度である。対象はレクリエーション的にジョギングを行う成人ジョガ-9名である。その1はオーバートレーニングにたち至る際の通過点とされるオーバーリーチング状態をシミュレーションするため、フルマラソン(42.195km)の前及び回復期を対象(マラソン期)とした。その2はマラソンのオフシ-ズンである5月下旬を対象(対照期)とし、この期の成績をマラソン期のそれに比較する対照とした。また血中ミオグロビン、血中逸脱酵素CPKとLDHについて定量を行った。その結果、マラソン走破によって、CPK値は118.0IU/1から1017.0IU/1へ、LDH値は391.6IU/1から718.1IU/1へ、Mb値は103.4ng/mlから818.5ng/mlへそれぞれ増加し、40°の水平外転位におけるPT値は14.3Nmから20.4Nmに増大した。これらのうちPT値とLDH値の相関関係が最も高く、PT値は血中LDH値を推定するのに有効な非侵襲的方法の一つではないかと考えられた。

過去2年の観察によって、ランニング負荷は短距離・長距離とも関節抵抗(PT)を増大させ、その増大幅は血中CK値の上昇度と相関することを認めた。その理由として、PT増大は筋組織の浮腫と微細損傷によるものであると仮定し、本年度はこれを確かめる実験観察を行った。対象は非運動選手の大学生男子8名である。運動負荷条件としては立位での脚内転運動で、足関節に10RMのウェイトを付け、10回反復を1セットとして3セット行わせた。この運動の前と48時間後に大腿部横断MRI像を撮影して筋横断面積を求めるとともに、PTと血中成分(CK.CKアイソザイム、ミオグロビンなど)のデータを得た。その結果、運動負荷後のMRI像筋横断面積としては内転筋群で3.6%およびハムストリングで3.9%増大し、PTは約42%増大していた。また血中CKは10.6%上昇していた。これらの所見から、運動後のPT増大は筋横断面積の変化と関係があるのではないかと考えられ、オーバートレーニング監視法としてのPT測定はある程度有効であると推察された。
注意配分の効率性における空間表象形成の役割：二次元特性と三次元特性の比較

三次元空間での注意配分時に用いられる空間表象がどのような特性を有しており,我々の認知処理にどのような寄与があるのかを以下の二側面から明らかにすることが本研究の目的である.(1)注意配分特性を観察者動態と静態で比較した.結果,同一視線上にある異なる奥行き位置の課題に無関連な対象については無視可能であることが示された.(2)実際空間での注意配分における空間表象の形成とその利用について,水平方向の刺激配置と奥行き方向の刺激配置で検討した.結果,あらかじめ刺激が空間内に存在していることが注意配分における空間表象の利用に影響しないことが示唆された.本研究の目的は,実際空間内での注意メカニズムにおける空間表象の役割を明らかにし,より効率的な注意資源の配分について実験心理学的手法を用いて検討することである.ディスプレイを用いた従来研究とは異なり,実際空間では空間内に物体(刺激)が常に存在している.このように注意を向ける対象が常に存在する環境で効率的に注意を向けるためには空間表象の効果的な利用が不可欠である.本年度の研究の主眼は,1比較的大規模な実際空間における観察者動態での注意配分型の検討,2比較的小規模な実際空間における水平方向(二次元)と奥行き方向(三次元)での注意配分と表象形成についての検討を行うことであった.1については,従来から研究代表者が用いてきた実験装置に対して刺激の調整など装置の改修を前年度に施した.さらに,刺激強度を統一するために単純反応時間が計測され,できるだけ統制された実験環境が構築され,観察者静態での結果を報告している.そこで,今年度は,主課題と同時に異なる奥行き位置に提示されるフランカーによるターゲット刺激に対する反応時間への干渉程度を注意が配分されている程度の指標とする課題を観察者動態で用いて検討した.その際,フランカーの形状として,ターゲットと整合する場合と非整合の場合があった.結果,観察者の視線上となる奥行き方向の異なる配置されたにも関わらずフランカーは妨害しないことを示しており,静態時と同様に二次元平面と3次元空間での空間的注意の配分様式に違いが見られる可能性を示唆した.2については,注意を向ける対象が常に存在するという点に注目し,暗環境下で物体の位置関係が把握しにくい状況を設定して実際空間内での実験装置を構築した.その上で,注意を配分する際の空間表象がどのように利用されるのかを明らかにするために,水平方向への刺激布置と奥行き方向への刺激布置で比較検討した.三次元空間での注意配分時に用いられる空間表象がどのような特性を有しており,我々の認知処理にどのような寄与があるのかを以下の二側面から明らかにすることが本研究の目的である.(1)注意配分特性を観察者動態と静態で比較した.結果,同一視線上にある異なる奥行き位置の課題に無関連な対象については無視可能であることが示された.(2)実際空間での注意配分における空間表象の形成とその利用について,水平方向の刺激配置と奥行き方向の刺激配置で検討した.結果,あらかじめ刺激が空間内に存在していることが注意配分における空間表象の利用に影響しないことが示唆された.本研究の目的は,実際空間内での注意メカニズムにおける空間表象の役割を明らかにし,より効率的な注意資源の配分について実験心理学的手法を用いて検討することである.ディスプレイを用いた従来研究とは異なり,実際空間では空間内に物体(刺激)が常に存在している.このように注意を向ける対象が常に存在する環境で効率的に注意を向けるためには空間表象の効果的な利用が不可欠である.本年度は,1比較的大規模な実際空間と,2比較的小規模な実際空間という2種類の実際空間で,注意配分における空間表象の役割を検討することとした.1については,従来から研究代表者が用いてきた実験装置を利用した.刺激の調整など装置の改修を施し,刺激強度を統一するために単純反応時間が計測され,できるだけ統制された実験環境を構築した.主課題と同時に異なる空間位置に提示されるフランカーによる反応時間への干渉程度を注意の配分とする課題を行った.反応時間において,フランカー刺激の提示位置による有意な差は見られず,主課題を行う際にフランカー刺激を無視できることを示している.また,奥行き方向において全ての刺激が観察者の視線上に提示されていたにも関わらず反応遅延がなかったことより,2次元平面上と3次元空間内での空間的注意の配分様式の違いが示唆された.2については具体的な実験実施に向けて,新たな実験装置を構築し,実験計画決定のための基本的な事項について検討した.すなわち,刺激の種類とその提示方法について吟味し,これまでの関連研究を含めて妥当性が検討された.本研究の目的は,実際空間内での注意メカニズムが機能する際に,空間表象がどのように利用されるのかを明らかにし,より効率的な注意配分について実験心理学的手法を用いて検討することである.ディスプレイを用いた従来までの研究とは異なり,実際空間では空間内に物体が常に存在している.

したがって,注意を向ける対象が常に存在する環境で効率的に注意を向ける機構を明らかにするためには,空間表象がどのように形成され,利用されるのかを考える必要がある.今年度は比較的小規模な実際空間における空間表象の役割について検討された.すなわち,物体の布置を把握して空間表象を形成することが困難になると考えられる暗環境下での注意配分特性を検討した昨年度研究に対して,刺激布置が明らかとなる明環境下で新たに実験を実施することで,空間表象の形成が容易である事態での注意配分特性が検討された.実験は単純検出実験と空間手がかり法を用いた注意配分が必要な課題の2種類を実施した.これらによって,予期を用いて注意を空間に配分することが必要な場合と,光点を検出するだけで良い場合の反応時間の違いが明らかにされた.さらに,刺激の配置において,水平方向への刺激配置条件と奥行き方向への刺激配置条件を比較することによって,これらの違いが注意配分に及ぼす影響について検討した.この結果,明環境下における刺激の単純検出実験ではいずれの刺激配置であっても標的刺激の位置による反応時間への影響は見られなかった.他方,空間手がかりが与えられ,注意の予期を操作した場合には,水平方向への配置であるか,奥行き方向への配置であるかによって,標的刺激に対する反応時間に違いが見られる可能性が示された.このことは,水平方向への注意移動と奥行き方向への注意配分に違いがあることを示唆している.実験心理学本研究では,実際空間における空間的注意の配分についての検討を行うことから,研究計画書の内容からさらに踏み込んだ観点として,比較的大規模な空間と比較的小規模な空間という二種類の規模の空間で実験を行うこととし,大規模空間で観察者動態での実験が実施された.動的環境下における空間表象と注意配分特性について検討が可能であり,昨年度の観察者静態での報告と比較することで有用な知見が得られると考えられる.また,当初の計画でも取り上げられた,空間表象形成と空間的注意の問題を扱うための実験装置が構築され,表象形成が難しいと考えられる暗環境での実験が実施され,データを収集されていることから,おおむね順調に進展しているものと判断できる.平成24年度は研究の初年度であり,研究を進めるにあたって最も重要となる,より確実な成果を得るための基盤を整えることに焦点があてられた.その点では刺激特性や実験計画についての検討を行い,新たな実験環境の構築を実施するなど研究を順調に進展させることができたと言える.本研究では,実際空間における空間的注意の配分についての検討を行うことから,研究計画書の内容からさらに踏み込んだ観点として,比較的大規模な空間と比較的小規模な空間という二種類の規模の空間で実験を行うこととし,大規模空間での実験が実施された.このことは,本研究の目的である,三次元空間での注意配分時に用いられる空間表象がどのような特性を有しており,人間の認知処理との関係を明らかにしていく上でも興味深い問題である.今年度の研究によって,研究全体における方向性が明確となり,大規模空間での実験が実施されデータが収集されたことから,おおむね順調に進展しているものと判断できる.次年度は最終年度であることから研究によって得られた知見をまとめていくことが必要である.
イオン輸送ペプチドの分子設計と構造・機能:イオノフォアと細胞外マトリックスのペプチド構築と金属イオンの捕捉機構を探る

細胞内の情報交換ではイオンの動きが機能発現のメッセンジャーの役割を担う。我々はこのイオンの流れを調節する機能分子として次の二つの分子集合形態に着目した。(1)イオンチャンネルペプチドのハイブリッドアナログの構造・機能相関本ハイブリッドアナログが、種々の環境下で安定なヘリックス構造をとることを明らかにした。また、リン脂質膜中のヘリックス含量は脂質比の増加により、増大する傾向を示した。このことから脂質層にペプチドが取り込まれる現象が示唆された。また低濃度においてもヘリックス-ヘリックス相互作用が観測された。合成ペプチドは脂質2重層の厚さより短いが、パッチクランプの実験より電位差に依存したイオンの流れをつくること、そのコンダクタンスは膜ダンパクチャンネルの場合と類似していることから我々のハイブリッドペプチドは分子が会合し、ポアを形成してイオンの流れを制御していることを明らかにした。(2)弾性機能蛋白質エラスチンのモデルペプチドの合成及び金属イオンと分子会合機能。エラスチンモデルポリペプチドの分子間会合現象(コアセルベーション)の温度依存性を濁度の測定とCDスペクトルとを対応させて明らかにした。また、コアセルベート状態はトルフルオロエタノール中のCDスペクトルに類似しており、特に短波長側はCa^<2+>の添加で著しく変化することを知った。^<13>C-NMRによるカルボニル基の変化はCa^<2+>とCu^<2+>で濃度相関が見られたがNa^+、Mg^<2+>添加は影響が少なかった。このことからCa^<2+>が骨格部位に強く結合して捕捉されることを示した。これはエラスチンペプチドの自己会合と動脈硬化現象の一つ、カルシフィケーションの初期課程にペプチド構造変化が関与することを強く示唆した。(A)天然の抗生物質グラミシジンA(NG)のD-アミノ酸を全てAib(alpha-アミノイソ酪酸)で置換したアナログ(GAA)を合成し、その構造とイオンチャンネル形成能について検討している。現在、合成GAAとNGの立体構造について、(1)各種溶媒中でのCDスペクトル変化と、(2)リン脂質のベシクル中でのCDスペクトル変化を調べた結果、NGに比べ、GAAは安定な構造をとり、3_<10>かもしくはalpha-ヘリックス構造の可能性示された。〓Conformation of Gramicidin Aib Analogues Phospholipid Bilayer"、M.Kondo et al,ペプチド化学会(1993年11月:英文要旨は1994年4月刊行予定)にて発表した。(B)細胞外マトリックス、エラスチンのモデルペプチド(Val-Pro-Gly-Val-Gly)_n(n=40)を合成し、その自己会合現象と金属イオンの影響について検討している。温度上昇に伴い、モデルペプチドは水溶液中で疎水結合による自己会合現象が観測される。それはトリフルオロエタノール中のCDスペクトルによく対応しており、その短波長側の詳細な変化はCa^<++>やCu^<++>の添加の際に著しい相異が見られた。また^<13>C-NMRによるカルボニル基の変化と、他のイオンについても調べられている。〓Role of Copper Ion on Self-assembly of Elastin Peptides"の演題でペプチド化学会(1993年11月)にて発表した。

また、リン脂質膜中のヘリックス含量は脂質比の増加により、増大する傾向を示した。このことから脂質層にペプチドが取り込まれる現象が示唆された。また低濃度においてもヘリックス-ヘリックス相互作用が観測された。合成ペプチドは脂質2重層の厚さより短いが、パッチクランプの実験より電位差に依存したイオンの流れをつくること、そのコンダクタンスは膜タンパクチャンネルの場合と類似していることから我々のハイブリッドペプチドは分子が会合し、ポアを形成してイオンの流れを制御していることを明らかにした。(2)弾性機能蛋白質エラスチンのモデルペプチドの合成及び金属イオンと分子会合機能。エラスチンモデルポリペプチドの分子間会合現象(コアセルベーション)の温度依存性を濁度の測定とCDスペクトルとを対応させて明らかにした。また、コアセルベート状態はトリフルオロエタノール中のCDスペクトルに類似しており、特に短波長側はCa^<2+>の添加で著しく変化することを知った。^<13>C-NMRによるカルボニル基の変化はCa^<2+>とCu^<2+>で濃度相関が見られたがNa^+、Mg^<2+>添加は影響が少なかった。このことからCa^<2+>が骨格部位に強く結合して捕捉されることを示した。これはエラスチンペプチドの自己会合と動脈硬化現象の一つ、カルシフィケーションの初期課程にペプチド構造変化が関与することを強く示唆した。
希土類多核錯体の協同効果を利用する分子変換反応の開発

ハーフサンドイッチ型アルキル錯体は、末端アルキンとイソシアニドとのZ選択的クロスカップリング反応に対して高い活性を示し、2つの金属の協同効果により高いZ選択性が発現することを明らかにした。中性の他に新たにアニオン性のポリヒドリド錯体の合成に成功し、トリメチルシリルアジドを用いて反応性を比較したところ、中性のヒドリド錯体ではSi-N結合の切断反応が起こり、アニオン性ヒドリド錯体ではN-N結合の切断がおこり、顕著な反応性の違いが見られた。本年度は、重合反応における配位子の効果を比較する目的で、Cp配位子と等電子構造を持ち、5員環内に窒素原子を含むピロリル配位子を有する新規希土類ビスベンジル錯体を合成した。嵩高い置換基であるt一ブチル基を有する錯体(2,5-tBu_2C_4H_2N)Ln(CH_2C_6H_4NMe_2-o)_2(Ln=Sc(1),Y(2),La(3))においてピロリル配位子は金属に対してシクロペンタジエニル配位子と同様にπ配位しているが、テトラメチルピロリル配位子を有するスカンジウム錯体(C_4Me_4N)Sc(CH_2C_6H_4NMe_2)_2(4)はσ配位しており、ピロリル上の置換基により配位様式が異なることが明らかとなった。錯体1に対して1当量の[Ph_3C][B(C_6F_5)_4]を反応させることによりカチオン性錯体が得られた。この錯体にジメトキシエタンを加えたところ、単結晶が得られピロリル配位子を有するカチオン性アルキル錯体のX線構造解析に初めて成功した。錯体1-4をカチオン性錯体へ変換してスチレンの重合反応を検討したところ、η^5のピロリル錯体は高い活性を示すが、η^1のピロリル錯体では反応が進行せず、ピロリル配位子の配位様式の差が重合反応に大きな影響を与えることを初めて明らかにした。一方、希土類ポリヒドリド錯体[(Me_3SiC_5Me_4)_4Ln_4H_8]に1当量のトリメチルシリルリチウムを反応させた後、水素と反応させたところアニオン性のポリヒドリド錯体[Li(thf)_4][(Me_3SiC_5Me_4)_4Ln_4H_9](Lh=Sc, Y, Lu)の合成に成功した。トリメチルシリルアジドと反応させたところ、中性のヒドリド錯体ではSi-N結合の切断反応が起こり、アニオン性ヒドリド錯体ではN-N結合の切断がおこり中性錯体とアニオン性錯体では異なる反応性を示すことが明らかとなった。本年度は、重合反応における配位子の効果を比較する目的で、Cp配位子と等電子構造を持ち、5員環内にリン原子や窒素原子を含む配位子を有する新規希土類ビスベンジル錯体を合成した。テトラメチルフォスフォリル配位子を有するスカンジウム錯体(C_4Me_4P)Sc(CH_2C_6H_4NMe_<2-0>)_2においてフォスフォリル配位子は金属に対してシクロペンタジエニル配位子と同様にπ配位しているが、テトラメチルピロリル配位子を有するスカンジウム錯体(C_4Me_4N)Sc(CH_2C_6H_4NMe_2)_2はσ配位しており、ヘテロ原子の違いにより配位様式が異なることが明らかとなった。これらの錯体をカチオン性錯体へ変換してスチレンの重合反応を検討したところ、η^5のテトラメチルシクロペンタジユニル配位子とフォスフォリル配位子を有する錯体は高い活性を示すが、η^1のピロリル錯体では反応が進行せず、配位様式の差が重合反応に大きな影響を与えることを明らかにした。一方、ハーフサンドイッチ型イットリウムアルキル錯体を触媒として用いることにより、末端アルキンとイソシアニドとの(身選択的クロスカップリング反応を初めて実現し、(z)-1-アザ-1,3-エシインの選択的合成に成功した。この反応ではアセチリドで架橋された二核イットリウム錯体が触媒活性種として単離されており、2つの金属上で協奏的に反応が進行することにより、(z)-異性体が選択的に生成するものと考えられる。
重いクォークを含むハドロンによる、核物質中でのカイラル対称性の探求

我々の身の回りの物質を構成している「核子」の質量起源は主に二種類に分けられ、それぞれ「カイラル対称性の自発的破れに起因する部分」と「カイラル不変質量」に分類される。しかしこの「カイラル不変質量」の値はよく理解されていない。本研究は、チャームクォークと呼ばれる重いクォークを含む中間子の、原子核中での性質の変化を調べることにより、この「カイラル不変質量」の値を調べ、そして核子質量の起源の解明に迫ることを目標とする。本研究では、特に真空で自発的に破れている「カイラル対称性」が、原子核中では回復に向かうという現象を利用して、「カイラル不変質量」の値を探る。しかしこの際、「軸性アノマリー」と呼ばれる量子効果による対称性の破れの原子核中での変化も、無視出来ないと思われる。そこで、原子核中での「カイラル対称性」の回復の強さと、原子核中での「軸性アノマリー」の変化の強さを、同時に無矛盾に調べた。また、軽い中間子(アップ・ダウン・ストレンジクォークのみを含む中間子)を例にとり、それらの対称性の変化が原子核中での軽い中間子の質量変化にどのように寄与するか調べた。この研究に関して深い知見を持つ研究グループがドイツのゲーテ大学にあるため、この大学に二ヶ月滞在し、共同研究を開始した。その結果、原子核中での「軸性アノマリー」の強さの変化は、原子核中での「カイラル対称性」の回復の強さに比べてあまり寄与しないことが分かった。したがって、原子核中での軽い中間子の質量変化も、原子核中での「カイラル対称性」の回復に主に依存することが分かった。この研究結果に関して、現在ゲーテ大学のグループと論文を執筆中である。また、この研究に関する結果を、国際研究会にて口頭発表する予定である。さらに、重い中間子の原子核中での性質の変化を用いて核子質量の起源に迫る本研究に関して、国際研究会での招待講演が決定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、核物質中での「カイラル対称性」の振る舞いを調べ、更に「カイラル不変質量」と呼ばれる核子質量起源を担う物理量の値の情報を得るための、理論構築を行うことである。特に本研究では、「D中間子」と呼ばれる重い中間子を用いてその情報を取り出す手法を推進している。具体的には、実験での観測量に関わる、D中間子の核物質中でのスペクトル関数を調べた。まず、カイラル不変質量の値をゼロとする、「線形シグマ模型」と呼ばれる簡略化された理論を基にして、核物質中でのD中間子のスペクトル関数を調べた。その結果、核物質中でのカイラル対称性の変化を示す、鋭く立つ特徴的なピーク構造をそのスペクトルに発見した。この研究は、研究計画の「カイラル不変質量」の値を知るための手法の確立のために必要となった。また、ω中間子と呼ばれる軽い中間子の、核物質中でのD中間子に対する寄与を調べた。その結果、ω中間子が、核物質中でのD中間子の質量変化に大きな寄与を及ぼすことが分かった。この研究は、スペクトル関数のピークの位置を正しく理解するために必要である。更に、核物質を構築する基となる「パリティ二重項模型」を、より真空での核子の性質を正しく再現するものに改良した。そして以上の準備を基に、パリティ二重項模型を用いた核物質中でのD中間子のスペクトル関数を調べ、「カイラル不変質量」の値とD中間子のスペクトル関数のピークの関係を調べた。その結果、そのピーク位置が、カイラル不変質量の値を反映することを見た。以上の研究成果、特に鋭く立つ特徴的なピーク構造の発見は、D中間子を用いて核物質中でのカイラル対称性の変化を調べ、核子質量の起源に迫るための将来実験に対して、非常に有用な情報を与えることを意味する。研究実施計画では「パリティ二重項模型」を基に構築した核物質中でのD中間子のスペクトル関数を調べるとしたが、これに関しては非常に複雑な計算が必要となり、また手法も確立していなかったことから、まずは簡略化された「線形シグマ模型」から構築した核物質を基に研究を行った。この研究により、核物質中でのD中間子のスペクトル関数に、カイラル対称性の情報を反映する特徴的なピーク構造が出現することを発見し、その理解をすることが出来た。この結果は、将来実験での観測量に対する有用な情報を与えるものとなる。その他にも、当初の計画には無かったが、本研究をより定量的なものに改良するために必要となった、D中間子の質量に対するω中間子の寄与の評価や、「パリティ二重項模型」自体の改良を行い、それぞれ成果に関して論文の出版を行うことが出来た。また、ドイツの研究機関に滞在し、状況把握・情報収集を行うことは実現出来なかったが、世界的に大きな国際会議を含む、いくつかの会議・研究会や学会に出席し、本研究結果を発表した。それにより、当該実験に関係する研究者や、関連する理論の研究者に対して、情報を発信することが出来た。現在は「パリティ二重項模型」を基に構築した核物質中でのD中間子のスペクトル関数の研究をほぼ完成させ、現在論文投稿準備中である。すなわち、研究実施計画で述べたように、スペクトル関数計算の次のステップにあたる、(反陽子)+(原子核)→(D中間子)+(反D中間子)という散乱過程における二重微分散乱断面積の計算に現在取り掛かりつつある状況である。

従って、本研究はおおむね順調に進展していると評価できると思われる。我々の身の回りの物質を構成している「核子」の質量起源は主に二種類に分けられ、それぞれ「カイラル対称性の自発的破れに起因する部分」と「カイラル不変質量」に分類される。しかしこの「カイラル不変質量」の値はよく理解されていない。本研究は、チャームクォークと呼ばれる重いクォークを含む中間子の、原子核中での性質の変化を調べることにより、この「カイラル不変質量」の値を調べ、そして核子質量の起源の解明に迫ることを目標とする。本研究では、特に真空で自発的に破れている「カイラル対称性」が、原子核中では回復に向かうという現象を利用して、「カイラル不変質量」の値を探る。しかしこの際、「軸性アノマリー」と呼ばれる量子効果による対称性の破れの原子核中での変化も、無視出来ないと思われる。そこで、原子核中での「カイラル対称性」の回復の強さと、原子核中での「軸性アノマリー」の変化の強さを、同時に無矛盾に調べた。また、軽い中間子(アップ・ダウン・ストレンジクォークのみを含む中間子)を例にとり、それらの対称性の変化が原子核中での軽い中間子の質量変化にどのように寄与するか調べた。この研究に関して深い知見を持つ研究グループがドイツのゲーテ大学にあるため、この大学に二ヶ月滞在し、共同研究を開始した。その結果、原子核中での「軸性アノマリー」の強さの変化は、原子核中での「カイラル対称性」の回復の強さに比べてあまり寄与しないことが分かった。したがって、原子核中での軽い中間子の質量変化も、原子核中での「カイラル対称性」の回復に主に依存することが分かった。この研究結果に関して、現在ゲーテ大学のグループと論文を執筆中である。また、この研究に関する結果を、国際研究会にて口頭発表する予定である。さらに、重い中間子の原子核中での性質の変化を用いて核子質量の起源に迫る本研究に関して、国際研究会での招待講演が決定している。今後の研究の推進方策としては、まず「パリティ二重項模型」を基にした核物質中でのD中間子のスペクトル関数の研究を完成させる。そして次に、そのスペクトル関数を用いて(反陽子)+(原子核)→(D中間子)+(反D中間子)の散乱過程での二重微分散乱断面積の計算に取り掛かる。この計算は非常に複雑であるので、関連する計算手法を有している他の研究機関の研究者と、共同研究を行う予定である。その際に、(反陽子)+(陽子)→(D中間子)+(反D中間子)という素過程の散乱過程の評価法に関しても議論を行う。更に、加速器を用いた実験では得られないD中間子に関する物理量を引き出すために、原子核乾板を用いたD中間子と原子核の散乱過程の研究を行う。この研究は、現在あまり理解されていないD中間子と軽い中間子との相互作用の情報を得るために必要である。また、現在観測されていない、D中間子原子核の観測にも繋がる。この研究は原子核乾板実験の研究者と共同研究して進める。また、理論計算手法に関して上記の他の研究機関の研究者とも共同研究として進める。さらに、D中間子等のハドロンの核物質中での変化とカイラル対称性の関係に関して、ドイツの研究機関に滞在し、そこに所属している当該研究に関して広く知見を持つ研究者と共同研究の打ち合わせ・議論を行う。
月および小型惑星のマントルオーバーターンの理論的数値的研究

月および小型惑星を構成する物質組成の多様性を原始惑星系円盤の形成進化モデルを用いて推定し,これら天体の内部構造の進化ついて数値的・理論的解析を行った.月マグマオーシャンの固化に伴い形成される不安定に成層した一連の沈積岩は,地質学的に短時間で安定な配置に向かい転倒する.転倒時にMgに富む橄欖岩沈積層は再融解を引き起こすと予想される.この結果は月の裏側にMgに富む苦鉄質鉱物が存在することと調和する.また安定な配置に達した後の月慣性能率因子は現在の月の観測値とほぼ一致する.一方,水星に予想される還元的な化学組成が、水星探査機の最新の観測によって確認され,さらに重力場データからケイ酸塩マントルの厚さが極めて薄いことが示唆された.これらを反映した水星構造を想定し,熱史シミュレーションを行ったところ,液体核は現在でも十分熱対流を起こし,ダイナモ活動を容易に維持できる可能性が示された.月および小型惑星を構成する物質組成の多様性を原始惑星系円盤の形成進化モデルを用いて推定し,これら天体の内部構造の進化ついて数値的・理論的解析を行った.月マグマオーシャンの固化に伴い形成される不安定に成層した一連の沈積岩は,地質学的に短時間で安定な配置に向かい転倒する.転倒時にMgに富む橄欖岩沈積層は再融解を引き起こすと予想される.この結果は月の裏側にMgに富む苦鉄質鉱物が存在することと調和する.また安定な配置に達した後の月慣性能率因子は現在の月の観測値とほぼ一致する.一方,水星に予想される還元的な化学組成が、水星探査機の最新の観測によって確認され,さらに重力場データからケイ酸塩マントルの厚さが極めて薄いことが示唆された.これらを反映した水星構造を想定し,熱史シミュレーションを行ったところ,液体核は現在でも十分熱対流を起こし,ダイナモ活動を容易に維持できる可能性が示された.月,水星,および火星を対象に,惑星形成直後に発生が予想されるマントルオーバーターン現象について,各天体の置かれた物質科学的・力学的境界条件の違いを考慮して,理論的・数値的に解析する.本研究の最大の特徴は,各天体の物質科学的・力学的境界条件の違いを,マントルオーバーターンの結果形成されると考えられる惑星表層・内部の大規模水平不均質性へのインパクトに関連づけて検討する点にある,各天体の重力・地形・表面組成・磁場等の新しい探査データの統合的な解釈に貢献することを目的とする.平成22年度は水星および月について以下の通り研究を進めた.(1)水星:マントルオーバーターンをシミュレートする数値モデルの開発を進め,熱浮力のみを考慮した状況下で軸対称2次元流体力学計算を行うことに成功した.現在この計算結果の一部を境界条件として用いた水星核ダイナモの数値計算に着手し,また,組成の違いによる化学的浮力を組み込むことの可能な3次元モデルへ改良しつつある.(2)月:初期化学的成層の形成モデルについて先行研究の見直しを行い,化学成層形成の各段階について理論的な解析を進めた.その結果,月の表裏の組成的な二分性を説明するために有望視されている長波長マントルオーバーターンの発生条件が,海の火成活動開始の遅延に適合するオーバーターン直後のマントル化学成層の強さと必ずしも調和しないことが分かった.現在,理論と月の地質記録の双方についてさらに見直しを進めている.1.マントルオーバーターンの理論解析月のマグマオーシャンの結晶分化過程とマントルオーバーターンが理想的に進んだものと仮定して、それが月の慣性能率に及ぼす影響を推算した。その結果、月の慣性能率の観測値が持つ均質球からの偏差が、月に金属核を置くことなくマントルオーバーターンのみによってもおおよそ説明可能であることが分かった。この見積もりはマントルオーバーターンによる月内部の安定成層の最大値を与えて評価しており、より現実性のある見積もりを行うには、その後の月マントルの進化によって成層がどの程度破壊される可能性があるか追及する必要がある。2.流体数値シミュレーションマントルオーバーターン現象ならびにその後のマントル進化をシミュレートすることを目的に、水星を念頭に置いた流体数値モデルを用いたテスト計算を行った。組成一様、放射性熱源なしの条件で粘性率の比較的高い状態から出発してシミュレーションを行ったところ、水星のマントルは10億年のタイムスケールで急激に冷却し、粘性率の増加と相まって、温度分布は静止系の熱伝導解に漸近することが分かった。これは対流過程による熱輸送を、混合距離理論によって表現した球対称モデル計算と調和的であった。3.月の火成活動・分化の地質記録サーベイ理論的解析と比較する目的で、最近進展の著しい月マントルの進化についての地質学的研究のサーベイを行い、火成活動の開始と活動期、継続時間について知見を整理し、公表した。1.月マグマオーシャンの結晶分化:固化に伴い形成される沈積層の密度、化学組成、温度分布を求めることを試みた。岩石学分野で広く流通している相平衡計算ソフトウェアは、大溶融度系に対しては実験データと整合しないため、経験的分配則を併用して推算を行った。マグマオーシャンの初期の組成や深さにあまり依らず、結晶分化の進行に伴い、浅部ほど密度が上昇する重力的に不安定な成層構造が形成され、そこから数値的に見積もられるオーバーターンの時間スケールは、月の年齢よりも十分に短いことが確認された。

また、不安定な成層が、上下混合なしに理想的にオーバーターンした場合の慣性能率を求めた。その結果、いずれの初期組成から出発しても、観測に極めて近い値が得られた。これは、結晶分化による密度差の形成によって、月の慣性能率因子が密度一様球よりもわずかに小さいことをほぼ説明でき、金属核を持たない月内部構造が許容されることを示唆する。さらに、固化した鉱物がリキダス温度を保持していると仮定し、温度分布を求めた。その結果、結晶分化完了時には沈積層全体で数百Kの温度差が生じる可能性が示された。ここから沈積層下部の鉱物の上昇に伴い、減圧融点降下によって再溶融が生じる可能性が高いことも分かった。これは月の表面に存在する苦鉄質鉱物が高いMg濃度を持つという観測結果と整合的である。2.水星マントルの熱進化:最新の探査データから、水星の岩石マントルが従来の推定よりさらに薄い可能性が高いことが判明したため、これを取り入れた水星マントル対流の再計算を行った。その結果、水星岩石圏は急激に冷え、対流活動は初期の数億年で衰えるが、熱伝導のみによっても深部の冷却が進行し、溶融核の対流運動が現在まで持続する新たな解を得た。理論的考察を行うためのシミュレーションモデルの構築や対比すべき観測量のコンパイルが進み、最終年度にスムースに移行できると判断している。24年度が最終年度であるため、記入しない。マントル出発物質の幅の考察、シミュレーションモデルを用いたパラメタスタディ、観測量との対比を進め、マントルオーバーターンのもたらす月・小型惑星のマントル進化への影響について理論的解明を進める。
染色体内構成ヘテロクロマチンの分化を標識としたヒト上科の進化

1.ヒト上科におけるrDNAとβ-サテライトDNAのゲノム内分化とその進化的解釈:上記2種の反復配列DNAのゲノム内分散機構を標識として、ヒト上科における両DNA族の進化様式を推考したところ、ギボン、シアマン、オランウータン、ゴリラ、ヒト、チンパンジー、ボノボの分岐順位が仮定された。2.キアズマグラフ法とテロメア配置から推考した新しいキアズマ概念の解釈:マウス(Mus platythrix)(染色体数n=13)の減数分裂移動期におけるテロメア配置を検出したところ、顕微鏡観察で末端キアズマと判断される部位では、4姉妹染色分体末端の4個のテロメアが均等な接触(正方形を形成する)をしていることが確認された。一方、腕内キアズマと確認される部位では、同一染色体姉妹染色分体のテロメアは、相同染色体(異なる染色体)のテロメア間よりも遠い関係にある(長方形を形成する)ことが明らかになった。すなわち、末端ー末端接合はテロメア同士の接触であり、交叉とは言えないことから、これは本来のキアズマと判断すべきでないと結論した。3.構成ヘテロクロマチン(C-バンド)部位が与えるキアズマ形成への影響:セントロメア近傍だけにC-バンドを有するアカゲザルと染色体末端や介在部にC-バンドを有するフサオマキザルのキアズマ頻度と位置を観察したところ、キアズマグラフ法の解析からC-バンドがキアズマ形成部位に強い偏向を与えていることが確認できた。頻度は、それぞれ前者がFXi=23.8,FXit=42,後者がFXi=27.2,FXit=41.4であった。4.チンパンジーのキアズマ形成:チンパンジーの精巣のバイオプシーによって得た精細管から、減数分裂染色体標本を作製し、キアズマ形成機構を観察した。アカゲザルとの非類似性およびフサオマキザルとの類似性を検出した。今後は、セントロメアおよびテロメアの位置キアズマ形成位置との関係と明確にしていきたい。5.テロメア配列と構成ヘテロクロマチンの関係:ヒト上科の染色体におけるテロメア配列の存在位置を検出したところ、染色体両末端だけでなく構成ヘテロクロマチン部位にも組込まれていることが明らかになった。特に染色体末端にヘテロクロマチンを有する種(チンパンジー、ボノボ、ゴリラ、シアマン)において顕著であった。本年度は下記の2つの実験を行った。(1)ヒトのテロメア配列(TTAGGG)_nを認識できる配列(CCCTAA)_7をプローブ(プライマー)として用いたPRINS(PCR in situハイブリダイゼーション:染色体上で鋳型DNAの増幅を行う)法で、ヒト、チンパンジー、ボノボ、ゴリラ、オランウータン、シアマン、テナガザルの各々のテロメア部位を検出した。その結果、染色体両末端だけでなく構成ヘテロクロマチンが多い領域にも、強いハイブリダイゼーションシグナルが観察された。末端に多量の構成ヘテロクロマチンを有する種(チンパンジー、ゴリラ、シアマン)は、特に顕著な反応を示した。オラウータンは、8対の常染色体の短腕基部に多量の陽性が認められた。