hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
真核細胞ゲノムに存在するヘリカーゼ様遺伝子群の網羅的機能解析

本研究は、基本的な核酸ダイナミクスにおいて重要な働きをしているヘリカーゼ様遺伝子群に焦点をあてて、真核生物におけるヘリカーゼファミリーとそれらが果たす機能の全体像を解明することを目指して行った。1.出芽酵母ゲノムの情報解析に基づいて同定した新規ヘリカーゼ様遺伝子産物の機能解析2.比較生物学的見地から、RNAiによる機能破壊を利用した線虫ホモローグの機能解析以上の2点が本研究計画の要点である。その結果、本研究開始時には、個別の蛋白質について断片的な知見に留まっていたヘリカーゼ研究に以下に示すような新たな知見を加えることができた。1.出芽酵母のゲノム情報解析から同定された20種の新規ヘリカーゼ様ORFについて、遺伝子破壊を行い、6個の必須遺伝子を同定した。2.43個のヘリカーゼ様ORFの遺伝子発現解析を行い、全ての転写産物を確認した。特異的な培養条件で発現レベルが顕著に上昇する遺伝子を同定するとともに、熱ショック時にヘリカーゼ様遺伝子群の転写レベルが高進することを初めて見出した。3.新規必須遺伝子YDLO84WがRNA依存性ATPaseをコードすることを初めて明らかにした。4.10個の新規遺伝子産物について、酵母two-hybrid解析を行い、Yn1218wpやYk1017cpなどと相互作用する酵母蛋白質を同定した。YNL218W遺伝子産物について、遺伝子破壊株の表現型の検討を行った結果、同遺伝子産物が(組換え)修復に関与することを示唆する知見を得た。5.3個のミトコンドリア機能に関わる新規ヘリカーゼ様遺伝子(YDR332W, YGL064C, YOL095C)を明らかにした。6.線虫とRNAi法を用いて、新規遺伝子を含むヘリカーゼ様遺伝子ホモローグの網羅的な機能破壊を進め、表現型の解析を行った結果、酵母と線虫とで遺伝子保存性と機能との間に高い相関関係が見いだされた。また多くの線虫のRNAi変異体(40%以上)では増殖や発生に顕著な異常が観察されたことから、ヘリカーゼ様遺伝子群は多細胞生物においても生理的に重要な機能を果たしていることを明らかにした。出芽酵母ゲノムの網羅的な情報解析から、137個のヘリカーゼ様蛋白質を同定し、新規な遺伝子21個について系統的な遺伝子破壊実験を行い、6個の必須遺伝子を同定した。また20個の新規遺伝子を含む43個のヘリカーゼ様遺伝子について、7種類の培養(処理)条件(栄養培養、貧栄養培養、胞子形成培養、熱ショック処理、紫外線照射、MMS処理、hydroxyurea処理)における転写量のレベルをNorthern解析によって詳細に検討した結果、幾つかの条件特異的な発現上昇を示す機能未知遺伝子が見出された(YER176W:胞子形成培養;YHR169W:紫外線照射、hydroxyurea処理;YFR038W:hydroxyurea処理など)。更に興味深いことに、ヘリカーゼ様遺伝子の70%以上で熱ショックによる転写量の増大が観察された。この現象は、熱ショック蛋白質合成の急増時に抑制される他の蛋白質合成を補償している可能性、あるいはストレス応答でヘリカーゼ様蛋白質が何らかの役割を果たしている可能性が考えられた。また本研究で同定された新規ヘリカーゼ様遺伝子のうち、国内外で解析の進んでいない15個の遺伝子についてクローニングを完了し、蛋白質発現系の構築を進めた。大腸菌による発現で可溶性になる蛋自質は少なかったが、そのうちYd1084w蛋白質はタグによる精製に成功し、生化学的な解析を行った結果、RNA依存性ATPaseであることを初めて明らかにした。Yd1084w蛋白質はアミノ酸配列の類似性などから、pre-mRNA splicingの初期過程に働くRNAヘリカーゼ蛋白質であることが強く示唆された。

5.3個のミトコンドリア機能に関わる新規ヘリカーゼ様遺伝子(YDR332W, YGL064C, YOL095C)を明らかにした。6.線虫とRNAi法を用いて、新規遺伝子を含むヘリカーゼ様遺伝子ホモローグの網羅的な機能破壊を進め、表現型の解析を行った結果、酵母と線虫とで遺伝子保存性と機能との間に高い相関関係が見いだされた。また多くの線虫のRNAi変異体(40%以上)では増殖や発生に顕著な異常が観察されたことから、ヘリカーゼ様遺伝子群は多細胞生物においても生理的に重要な機能を果たしていることを明らかにした。YDL084Wの合計11個について、lexAシステムを利用した酵母two-hybrid法によって、酵母ゲノムライブラリーから相互作用する蛋白質のスクリーニングを行った。自己活性化により解析が不可能であったYIR002Cを除く10個の遺伝子のうちで、現在までにYKL017Cがそれ自身と、YNL218Wがそれ自身を含む少なくとも5個の遺伝子産物(SNF1,YMR102C,TEM1など)と相互作用することなどを見出している。またこれらの蛋白質についてタグを付加した蛋白質発現株を構築し、蛋白質複合体を精製するための条件検討を進めた。また出芽酵母の新規ヘリカーゼ様遺伝子の線虫ホモログをデータベース検索により同定し、RNAi法による遺伝子機能破壊によって機能の解析を進めている。平成11年度ではRNAiの実験系の立ち上げを行った。モデルとしてYDL084Wの線虫ホモログ(C26D10.2)の機能破壊を行ったところ、胚性致死となり、種を超えて真核細胞の増殖に必須な機能を果たしていることが示唆された。平成12年度までの出芽酵母ゲノムの解析から我々が新規に見出したヘリカーゼ様遺伝子のうち、増殖に必須でない遺伝子YNL218wについて、酵母two-hybrid系で観察された蛋白質との相互作用を確認するために、相互作用が検出された遺伝子のクローニング、大腸菌での蛋白質発現、および遺伝子タグを付加した蛋白質発現株の構築を行った。Yn1218wpについてはATPaseドメインを含む変異体遺伝子の作成を進めた。本遺伝子欠損株ではDNA組換えに欠損が見られるとの報告もあることから、一連の複製関連蛋白質との相互作用についても合わせ検討したが、少なくともYn1218wpとSGS1ヘリカーゼおよびRFC small subunitとの間では相互作用は検出できなかった。さらに新規遺伝子(YDR332W, YGL064C, YOL095C)の欠損株では、グリセロールなどの非発酵性糖原を含む培地で顕著な贈殖抑制が観察され、呼吸欠損の表現型を示すことを新たに見出した。これらの遺伝子産物はミトコンドリア機能に関与することが予想されるため、現在、詳細な解析を進めている。また出芽酵母の新規ヘリカーゼ様遺伝子の線虫ホモローグをデータベース検索により同定し、RNAiによる遺伝子機能破壊による機能解析を進めた。昨年度までのパイロット実験を拡大させ、相当する線虫の全遺伝子について機能破壊実験を行ったところ、(表現型は弱い場合があるものの)酵母破壊株の表現型と良い相関が認められたことから、少なくとも両者で保存されている遺伝子産物については、種を超えて共通の機能を果たしていることが示唆された。
アジア地域研究における旧米国陸軍地図局作成地図の利用可能性に関する基礎研究

旧米国陸軍工兵隊地図局(以下,AMS)の作成した地図に関して,本年度の研究実施計画に従って三つの課題に取り組んだ.第一はAMS図からの地理情報の取得であり,前年度に画像処理・空間参照を行ったAMS「Okinawa1/4800」地形図から,GISを用いて集落などの地名(約750地点)および道路網などの地理情報を取得し,一部についてGPSを用いその位置を確認した.その他に,琉球大学法文学部地理学教室の所蔵するAMS図(約300面)のデジタル化も行った.第二はAMS図のメタデータ取得である.そのために米国公文書館および米国議会図書館においてAMS図の技術マニュアルを新たに入手するとともに,特に琉球列島に関してAMS図を複写した.また,そこに記載されたメタデータも整理することで,同時期に作成されたAMS図でも版により地名などの記載内容や参照された資料が異なることを確認できた.また技術マニュアルによると,AMSは地名をフィールドワークにより収集する場合があり,実際に沖縄島中南部のAMS図に記載された集落や河川などの地名をみると,方言による地名の表記が散見された.その一方,例えば沖縄市の旧名である「コザ」のように,作成過程における地名の誤記が現在でも実社会で使用され続けていることも見いだし得た.第三は,AMS図の利用可能性に関する検討である.上述のようにAMS図は既に失われた地名を当時の発音で記録している場合もあり,その資料的価値は高い.また,アジアについてAMS図は日本の外邦図と同様に第三国の測量機関が作成したものを用いる場合と,測量などを含めAMSが独自に作成する場合とがあった.後者はAMS図に使用した空中写真の撮影年などを記載している場合があり,194050年代のアジア地域の環境を知る上で有用な情報を取得できる可能性を持つ.なお,成果の一部は学会にて報告した.旧米国陸軍地図局(U.S.Army Map Service,以下AMS)は,主に194050年代にかけ世界の様々な地域の地図を作成した。本研究の目的は,AMSがアジア地域について作成した地図の特徴を把握すること,およびAMSマップをアジア地域研究に活用していく上での利点および問題点について,琉球大学法文学部地理学教室所蔵AMSマップを具体的な素材としながら検討することである。2年計画の1年目である本年度は,3つの課題に取り組んだ。第一は,AMSマップの所在情報の調査・収集である。主に米国公文書館地図ライブラリーにおいてAMSマップ約3,400シリーズに関する,作成地域,作成年,縮尺等のメタデータを入手するとともに,アジア地域の各シリーズ索引図や関連ドキュメントの写しを入手した。第二は,上記過程で収集したメタデータの整理とデータベース化であり,これに基づくならばアジア地域(東アジア,東南アジア,南アジア)については,少なくとも約550シリーズ以上の地図が作成され,その半数あまりは1940年代前半に作成開始されたことなどが判明した。第三は,AMS「Okinawa1/4,800」シリーズのGIS化である。まず,1940年代後半にAMSが作成した沖縄本島中南部の地図約200面について,各画像ファイルにデジタル画像処理および空間参照を行い,GISソフトウェア上で当該地図を操作できる仕組みを構築した。次いで,沖縄本島北部地域についても1950年代に作成された同縮尺地形図約50面の所在を新たに確認し,同様の手法でGIS化を行った。AMSマップは衛星写真を利用できる以前の年代に作成されたものが多く,産業開発が深く進展する前のアジア地域の環境復元などにおいて活用することも可能であろう。次年度はAMSマップの利用可能性について,検討を加えていく予定である。旧米国陸軍工兵隊地図局(以下,AMS)の作成した地図に関して,本年度の研究実施計画に従って三つの課題に取り組んだ.第一はAMS図からの地理情報の取得であり,前年度に画像処理・空間参照を行ったAMS「Okinawa1/4800」地形図から,GISを用いて集落などの地名(約750地点)および道路網などの地理情報を取得し,一部についてGPSを用いその位置を確認した.その他に,琉球大学法文学部地理学教室の所蔵するAMS図(約300面)のデジタル化も行った.第二はAMS図のメタデータ取得である.そのために米国公文書館および米国議会図書館においてAMS図の技術マニュアルを新たに入手するとともに,特に琉球列島に関してAMS図を複写した.また,そこに記載されたメタデータも整理することで,同時期に作成されたAMS図でも版により地名などの記載内容や参照された資料が異なることを確認できた.また技術マニュアルによると,AMSは地名をフィールドワークにより収集する場合があり,実際に沖縄島中南部のAMS図に記載された集落や河川などの地名をみると,方言による地名の表記が散見された.その一方,例えば沖縄市の旧名である「コザ」のように,作成過程における地名の誤記が現在でも実社会で使用され続けていることも見いだし得た.第三は,AMS図の利用可能性に関する検討である.上述のようにAMS図は既に失われた地名を当時の発音で記録している場合もあり,その資料的価値は高い.また,アジアについてAMS図は日本の外邦図と同様に第三国の測量機関が作成したものを用いる場合と,測量などを含めAMSが独自に作成する場合とがあった.

後者はAMS図に使用した空中写真の撮影年などを記載している場合があり,194050年代のアジア地域の環境を知る上で有用な情報を取得できる可能性を持つ.なお,成果の一部は学会にて報告した.
通信ソフトウェアの自動形成システムの開発

本研究の目的は,通信ソフトウェアの自動形成システムを開発し,具体的に試作することである.そのため,まず自動形成システムの核となる知的な開発支援システムを構成する.次に,この開発支援システムを用いて実際の通信ソフトウェアを設計する.最後に,これらの実証実験を繰返すことにより,ヒューマンインタフェースなどの改良をはかり,通信ソフトウェアの自動形成システムを構成し試作する.61年度では,通信ソフトウェアの自動形成システムの核となる知的支援システムを中心に,特に次の2点に重点を置き諸研究を推進した.(1)知的開発支援システムの構成,(2)(1)の構成要素の設計(1)については,プロトコルと通信ソフトウェアのライフサイクルに注目し,要求仕様記述からプログラミング,保守まで円滑に開発するために,知識工学的手法を用いて,ユーザフレンドリイで知的な開発支援システムを構成した.特に,要求仕様記述が与えられた時,不足情報をユーザから獲得しながら自動的にプログラムを生成する機構を設計した.(2)では, (1)の核となる構成要素である通信ソフトウェア向き(a)仕様記述言語, (b)高級プログラミング言語, (C)検証法を新しく開発し,また, (d)(a)のエディタ,及び(e)(a)から(b)への変換アルゴリズムを設計した.62年度では, 61年度に設計した前述の(1)と(2)をグラフィックスシステムとワークステーションを用いて試作し,本設計法の有効性を実証した.具体的には,プロトコルの設計からソフトウェアの生成まで,一貫して開発する設計法(本研究で提案)が,その生産性の飛躍的な向上に寄与することができることを示した.本研究の目的は,通信ソフトウェアの自動形成システムを開発し,具体的に試作することである.そのため,まず自動形成システムの核となる知的な開発支援システムを構成する.次に,この開発支援システムを用いて実際の通信ソフトウェアを設計する.最後に,これらの実証実験を繰返すことにより,ヒューマンインタフェースなどの改良をはかり,通信ソフトウェアの自動形成システムを構成し試作する.61年度では,通信ソフトウェアの自動形成システムの核となる知的支援システムを中心に,特に次の2点に重点を置き諸研究を推進した.(1)知的開発支援システムの構成,(2)(1)の構成要素の設計(1)については,プロトコルと通信ソフトウェアのライフサイクルに注目し,要求仕様記述からプログラミング,保守まで円滑に開発するために,知識工学的手法を用いて,ユーザフレンドリイで知的な開発支援システムを構成した.特に,要求仕様記述が与えられた時,不足情報をユーザから獲得しながら自動的にプログラムを生成する機構を設計した.(2)では, (1)の核となる構成要素である通信ソフトウェア向き(a)仕様記述言語, (b)高級プログラミング言語, (C)検証法を新しく開発し,また, (d)(a)のエディタ,及び(e)(a)から(b)への変換アルゴリズムを設計した.62年度では, 61年度に設計した前述の(1)と(2)をグラフィックスシステムとワークステーションを用いて試作し,本設計法の有効性を実証した.具体的には,プロトコルの設計からソフトウェアの生成まで,一貫して開発する設計法(本研究で提案)が,その生産性の飛躍的な向上に寄与することができることを示した.本研究の目的は、対象を通信ソフトウェアにしぼり、その自動形成システムを開発し、具体的に試作することである。そのため、まず自動形成システムの核となる知的な開発支援システムを構成する。次に、この開発支援システムを用いて実際の通信ソフトウェアを設計する。最後に、これらの実証実験を繰返すことによりマンマシンインターフェースなどの改良をはかり通信ソフトウェアの自動形成システムを構成し試作する。61年度では、通信ソフトウェアの自動形成システムの核となる知的支援システムを中心に特に次の2点に重点を置き諸研究を推進した。(1)知的開発支援システムの構成、(2)(1)の構成要素の設計(1)については、通信ソフトウェアのライフサイクルに注目し、要求仕様記述からプログラミング、保守まで円滑に開発するために、知識工学的手法を用いてユーザ・フレンドリイ・インターフェースの高い知的な開発支援システムを構成した。特に、要求仕様記述が与えられた時、不足情報をユーザから獲得しながら自動的にプログラムを生成する機構を設計した。(2)では、(1)の核となる構成要素である通信ソフトウェア向き(a)仕様記述言語、(b)高級プログラミング言語、(C)検証法を新しく開発し、また、(d)(a)のエディタ、及び(e)(a)から(b)への変換アルゴリズムを設計した。次年度では、今年度設計した前述の(1)と(2)をグラフィックシステムUNIBOX(SORD製)を用いて試作し、本設計法の有効性を実証する。
網羅的遺伝子解析を軸にした網膜色素変性の病態解明と新規治療法開発

網膜色素変性は遺伝性疾患であり、進行性の網膜障害を来す。本研究では研究代表者がこれまで行ってきた網羅的遺伝子診断の成果を軸とし、premature termination codonの変異を持つ患者から樹立した疾患特異iPS細胞を用いてstop codon readthroughによる治療法を開発することを第一の目的とする。さらに既報の遺伝子を網羅的に調べても原因遺伝子が特定できなかった症例から、家系解析および人工知能を用いて原因となる遺伝子の候補を絞り込み、動物実験で表現型を確認することで新規遺伝子の同定を目指す。
胆嚢がん発症要因としての胆汁中微生物のメタゲノム解析と感染履歴の検証

平成30年度の計画は、インドで採取した胆汁試料を日本に持ち込み、DNA抽出後、メタゲノム解析を行うことであった。胆嚢がん患者と胆石症患者からの胆汁試料の採取は、特に胆嚢がん患者が進行期で診断される例が多いことから予定していた100例を年度内に採取することが不可能であった。このため、引き続き胆汁試料の採取を継続している。平成30年度には、胆嚢がん患者と胆石症患者から採取した血漿を用いて、腸チフス菌のVi抗原とO抗原、パラチフスA菌とB菌のO抗原に対する抗体価を改良ウィダール反応により測定した。さらに、血清を用いて、腸チフス菌のIgG LPS抗原に対する抗体価をELISA法により測定し各々の抗体価の陽性率を両群間で比較した。胆嚢がん患者のVi抗体価の陽性率44.0%(44/100)は胆石症患者の14.7%(14/95)に比べ有意に高く(P<0.001)、パラチフスA菌のO抗体価も有意に高かった(胆嚢がん患者17.0%:胆石症患者1.1%、P<0.001)。しかし、腸チフス菌O抗体価、パラチフスB菌のO抗体価、LPS抗体価には両群間で有意差は認められなかった。Vi抗体価の陽性率が最も高かったのは、胆嚢がん患者(55.6%)、胆石症患者(41.6%)何れも60歳代であった。また、胆嚢がん患者のVi抗体価の陽性率は、女性で41.7%、男性で50.0%とほぼ近似した値を示した。我々の結果は、改良ウィダール反応による胆嚢がん患者のVi抗体価とパラチフスA菌のO抗体価は胆石症患者に比べ有意に高く、本法はインドの腸チフス菌感染と胆嚢がんリスクとの関係を明らかにするために有用であることが示された。当初の計画では平成30年度内に胆嚢がん患者と胆石症患者各々100例から胆汁試料の採取を終え、メタゲノム解析を実施し、各々の患者の胆汁中に常在している細菌叢を明らかにする予定であった。しかし、試料採取が遅れており、メタゲノム解析までに至らなかった。平成30年度末時点で採取できた胆汁試料数は、胆嚢がん患者から約30例、胆石症患者から約80例であった。このように、目標とした胆汁試料数に達していないことから、引き続き2019年末まで試料の採取をお願いしている。このため、当初の計画よりやや遅れている状況である。しかし、平成31年度に計画していた、腸チフスやパラチフス菌感染の感染歴を検証するための抗体価測定は平成30年度中に終了し、インド北部における胆嚢がん発症にこれらの菌の感染が関係している可能性を示唆する知見を得た。平成31年度には、2019年末までに採取できた胆汁試料からDNA抽出を行い、メタゲノム解析を行い、各々の患者の胆汁中に常在している細菌叢を明らかにする予定である。平成31年度には、平成30年度に予定していたメタゲノム解析により、胆嚢がん患者と胆石症患者の胆汁中に常在する細菌類のDNAを網羅的に調べ、胆嚢がん患者の胆汁中に特異的に存在する細菌叢を明らかにする予定であるその方法は、インドのサンジャイ・カンジー医科学大学院病院で胆嚢がん患者と胆石症患者から採取した胆汁試料中から、同大学院、消化器外科学教室の実験室において市販のDNA抽出キットを用いてDNAを抽出する。抽出したDNAを日本に保冷状態で持ち込みメタゲノム解析(16S rRNA菌叢解析)を実施する予定である。なお、このメタゲノム解析は外部委託する予定である。両患者からの胆汁試料の採取は、2019年12月末までお願いし、当初目標とした試料数の確保を目指す。100人の胆石症患者からの胆汁採取は問題なく実施できるが、100人の胆嚢がん患者からの胆汁採取は困難かもしれない。この場合、黄色肉芽腫性胆嚢炎(XBC)は胆嚢壁に肉芽腫を形成する胆嚢炎の一亜型であることから、この患者からの胆汁も含めて検討する。採取した胆汁が目標数に達しない場合でも得られた試料を用いて解析することで初期の目的を達成したいと考えている。平成29年度の計画は、インド研究者との研究打ち合わせ後に研究用試料(胆汁及び血清)を採取することであった。平成29年9月にサンジャイ・ガンジー医科学大学院(SGPGIMS)を訪問し、Prof. Kapoor、Dr. Mishraと打ち合わせを行った。内容は、試料の採取法、保存法、輸送法、実験法等である。胆嚢がん患者と胆石症患者の各々100例からの血清(血漿)採取は、事前に29年4月に依頼しており、9月の訪問時には採取は完了していた。受け取った試料は、冷凍状態で日本へ搬入、新潟大学のー80°Cのフリーザー中に保管した。胆汁採取は、現在、引き続き採取をお願いしている。当初は29年度中に採取が完了する予定であったが、胆嚢がん患者からの採取が予定数に達しておらず、30年度訪問時(12月を予定)に受け取り、日本に搬入することになっている。29年度中に、胆嚢がん患者と胆石症患者各100例を対象として、ラテックス凝集法(LZ)法を用いてヘリコバクターピロリ抗体価を測定した。

インドにおけるこれまでの研究でヘリコバクター属菌感染と胆嚢がんの関係が報告されていることから両者の関係を調べた。平均抗体価は、胆嚢がん患者群で11.1 ±11.6 U/mL、胆石症患者群で13.6 ±23.0 U/mLであり、両群間には有意差は認められなかった。また10 U/mL以上の抗体価を感染陽性とした場合の感染率は、胆嚢がん患者群で41%、胆石症患者群で42%であり、両群間には有意差は認められなかった。これらの結果から、我々は、インド人においては、ヘリコバクターピロリ感染は胆嚢がんの重要なリスク要因であるという証拠を得ることができなかった。当初30年度内の採取を予定していた胆嚢がん患者と胆石症患者からの血清(血漿)採取は29年度中に終了し、既に日本に持ち込み、フリーザー中に保管している。試料の一部を使い、ヘリコバクターピロリ抗体価測定を行い、胆嚢がんとの関係を論文としてまとめた。投稿した論文は、現在、査読中である。一方、胆嚢がん患者からの胆汁採取は若干遅れている。これは、進行期で胆嚢がんと診断された患者の胆嚢中から胆汁を採取することが困難であることが原因となっている。しかし、30年12月にはその採取も終了し、胆石症患者の胆汁試料と合わせて受け取ることになっている。30年度中には、入手した血清(血漿)試料を用いて、腸チフス、パラチフス感染履歴の確認をELISA法とウィダール反応を用いて実施する予定である。平成30年度の計画は、インドで採取した胆汁試料を日本に持ち込み、DNA抽出後、メタゲノム解析を行うことであった。胆嚢がん患者と胆石症患者からの胆汁試料の採取は、特に胆嚢がん患者が進行期で診断される例が多いことから予定していた100例を年度内に採取することが不可能であった。このため、引き続き胆汁試料の採取を継続している。平成30年度には、胆嚢がん患者と胆石症患者から採取した血漿を用いて、腸チフス菌のVi抗原とO抗原、パラチフスA菌とB菌のO抗原に対する抗体価を改良ウィダール反応により測定した。さらに、血清を用いて、腸チフス菌のIgG LPS抗原に対する抗体価をELISA法により測定し各々の抗体価の陽性率を両群間で比較した。胆嚢がん患者のVi抗体価の陽性率44.0%(44/100)は胆石症患者の14.7%(14/95)に比べ有意に高く(P<0.001)、パラチフスA菌のO抗体価も有意に高かった(胆嚢がん患者17.0%:胆石症患者1.1%、P<0.001)。しかし、腸チフス菌O抗体価、パラチフスB菌のO抗体価、LPS抗体価には両群間で有意差は認められなかった。Vi抗体価の陽性率が最も高かったのは、胆嚢がん患者(55.6%)、胆石症患者(41.6%)何れも60歳代であった。また、胆嚢がん患者のVi抗体価の陽性率は、女性で41.7%、男性で50.0%とほぼ近似した値を示した。我々の結果は、改良ウィダール反応による胆嚢がん患者のVi抗体価とパラチフスA菌のO抗体価は胆石症患者に比べ有意に高く、本法はインドの腸チフス菌感染と胆嚢がんリスクとの関係を明らかにするために有用であることが示された。当初の計画では平成30年度内に胆嚢がん患者と胆石症患者各々100例から胆汁試料の採取を終え、メタゲノム解析を実施し、各々の患者の胆汁中に常在している細菌叢を明らかにする予定であった。しかし、試料採取が遅れており、メタゲノム解析までに至らなかった。平成30年度末時点で採取できた胆汁試料数は、胆嚢がん患者から約30例、胆石症患者から約80例であった。このように、目標とした胆汁試料数に達していないことから、引き続き2019年末まで試料の採取をお願いしている。このため、当初の計画よりやや遅れている状況である。
原発性胆汁性肝硬変における胆管破壊機序に関する研究

1.継代ヒト培養細胞株PtK_2から得られたcytokeratinのsubclass CK1 (52KD)に対するモノクローン抗体を作製し、この抗体を用いた酵素抗体間接法によってCK1の発現を原発性胆汁性肝硬変(PBC)および対照として胆石症患者の腹腔鏡下楔状生検肝組織において検討した。CK1は対照では肝内胆管系に発現はみられなかったが、AMA陽性、陰性PBCにおいて、特にchronic nonsuppuretive destructive cholangitis (CNSDC)を示す隔壁ないしは小葉間胆管の上皮細胞内に異所性に発現し、CK1が胆管上皮細胞を場として起こる自己免疫反応の"epitope"になっている可能性が示された。2.細胞間接着分子であるICAM-1とそのリガンドであるLFA-1の表出をPBCおよび対照生検肝組織において同様に観察した。ICAM-1は対照では類洞内皮細胞のみに表出し、AMA陽性、陰性PBCではCNSDCを示す小葉間ないしは隔壁胆管の上皮細胞形質膜上に異所性に表出し、特に浸潤リンパ球が多数集族している基底側の胆管上皮細胞形質膜上に強いICAM-1の表出が認められた。LFA-1はCNSDCを示す傷害胆管周囲を取り巻く浸潤リンパ球上に強く表出し、一部のLFA-1陽性リンパ球が胆管基底部で胆管上皮細胞に接着している像が観察された。免疫組織化学的に識別されたCD4、CD8浸潤リンパ球の一部がいずれも傷害胆管上皮細胞に直接接着していた。さらに、CNSDCを示す胆管上皮細胞上にはHLA-A, B, Cの発現増強とHLA-DRの顕著な異所性発現を認めた。以上の所見から、HLA抗原の表出と増強により活性化されたCD4リンパ球(class II拘束性)とCD8リンパ球(class I拘束性)の両者が標的胆管上皮細胞に対して傷害性に作用し、終局的CD8陽性の細胞傷害性Tリンパ球(CTL)がリンパ球表面に発現したLFA-1と胆管上皮細胞形質膜上に発現したICAM-1の接合を介して胆管上皮細胞の破壊を惹起すると想定された。平成8年度の研究はPBCにおける胆管破壊機構の免疫細胞化学的解明を目的にcytokeratinの亜分画であるCK1(52kD)に対する抗CK1モノクローン抗体を作製し、PBC患者生検肝組織内におけるCK1の局在を免疫組織化学的に究明した。更に免疫電顕、in situ hybridization組織化学法によりm-RNAレベルでの観察を試みている。1)継代培養細胞株PtK_2からcytokeratinを抽出し、Balb/cマウスに免疫して得た脾細胞をmyeloma cell line P3U1と融合させてhybridomaを作製した。抗cytokeratin抗体を産生するhybridomaを選択してマウス腹腔に注入し、腹水から抗cytokeratin抗体を得た。得られた抗cytokeratin抗体は2種類あり、各々PtK_2細胞から抽出されるcytokeratinの2つの亜分画であるCK1とCK2(45kD)に一致することがimmunoblot法で確認された。

この抗CK1抗体を蛍光抗体間接法でPtK_2細胞に反応させると、細胞質内の中間径フィラメントに一致して特異蛍光が認められ、PtK_2細胞由来のcytokeratinに対する特異抗体であることが確かめられた。2)PBC患者および対照として胆石症患者生検肝組織より凍結切片を作製し上述の抗CK1抗体を用いた免疫蛍光および酵素抗体間接法で観察すると、CK1の局在を示す特異蛍光なしperoxidase陽性反応は門脈域の胆管上皮細胞内に限局して認められ、肝動脈枝、門脈枝、類洞、肝静脈枝の血管内皮細胞内や肝細胞内には証明されなかた。また、DAKO(USA)の作製したcytokeratin M630(66.57kD)の局在との比較、さらに免疫電顕法による超微形態学的な局在の観察を進めている。3)CK1アミノ酸配列を決定してoligonucleotide probeを作製し、PBCおよび胆石症患者からの肝生検組織凍結切片でhybridizationを行い、autoradiographyによって観察することでmRNAレベルでのCK1の局在を証明するため研究を進めている。平成9年度の研究はPBCにおける胆管破壊機構の免疫反応機構の解明を目的に細胞間接着分子としてICAM-1,LFA-1に着目し、PBCおよび対照群としての胆石症患者生検肝およびラット肝組織における表出の相違を観察した。ICAM-1,LFA-1の局在の観察には酵素抗体間接法を用い、胆管周囲のみならず肝微小循環系、特に活性化リンパ球の門脈域間質への流出部位と考えられる門脈細枝周辺に注目して検討した。さらに、PBC患者末梢血中のsoluble(s)-ICAM-1値をELISA法によって測定し、その起源と臨床的意義を究明した。1.免疫組織化学的検討PBC患者(Scheuer stage I,II)6例および対照群として無黄疸胆石症例4例について、開腹手術下あるいは腹腔鏡下楔状肝生検をおこなって肝組織を得た。細切後PLP固定液中で固定し、OCT compound(Miles)にて包埋後、液体窒素で凍結し、46μmの連続切片をcryostatにて作製した。酵素抗体間接法に従い、一次抗体としてマウス抗ヒトICAM-1-1,LFA-1(Dako Japan)モノクローナル抗体を反応させ、二次抗体としてHRP標識ヤギ抗マウスIgGF(ab')2抗体(Cappel)を反応させ、DAB溶液にて発色させ、光学顕微鏡下で観察した。胆石症の肝組織においてはICAM-1の表出は胆管上皮細胞上には認められなかった。一方PBCの肝組織においてはCNSDCを示す中等大胆管の上皮細胞形質膜上に異所性に陽性反応を示した。LFA-1については胆石症の肝組織においては門脈域内にリンパ球の浸潤は認められず、浸潤が軽度にある場合もLFA-1の反応は陰性であった。一方、PBCの門脈域に浸潤するリンパ球の大部分はLFA-1陽性を示し、中等大胆管では全周にわたってLFA-1陽性リンパ球を認めた。さらに一部のLFA-1陽性リンパ球が胆管上皮細胞の基底膜側に接着し、胆管上皮細胞間へ侵入、接着している像が捉えられた。平成10年度はPBCの胆管破壊機構における抗原の解明を図るべく中間径フィラメントの構成成分であるCytokeratin亜分画(MW 52kD)の免疫組織化学的表出を主眼に検討した。近年、PBCの類縁疾患として、AMA(抗ミトコンドリア抗体)陰性ANA(抗核抗体)陽性血液生化学的並びに組織学的にPBCと同様の所見を示すautoimmune cholangitis(AIC)が注目されるようになってきた。
磁場と電場を用いた配向積層構造制御による新規セラミックスの創製

本研究課題着手までに、アルミナについては磁場中鋳込み成形(スリップキャスト)とその後の焼結により配向体を作製し、焼結中と焼鈍中における結晶配向の発達と微細組織の発達について検討を行なってきており、酸化亜鉛、酸化チタン、アパタイトなどの他の非立方晶系の酸化物についても磁場中成形による配向制御が可能であることを見出していた。そこで、炭化ケイ素や窒化アルミニウム等の非立方晶系の非酸化物セラミックスについても、強磁場中スリップキャストと焼結により配向体の作製を試み、結晶配向と組織の発達について検討した。アルミナにおいては、配向と機械的性質の基礎的な知見を得るために、磁場中スリップキャストにより作製した配向体について、強度、高温引張り特性を評価した。配向方向により強度が異なることを見出し、c軸と並行に亀裂進展する場合に強度が高くなることを示した。磁場中での電気泳動堆積を行なう場合には、基板と磁場のなす角(ф_<B-E>)を一定時間毎に変えることで、アルミナc軸と基板との角度を任意に制御した配向積層構造体の作製が可能なことを証明した。さらに、この様な配向積層アルミナの強度が積層方向に依存することを見出した。堆積方向に対して亀裂方向が垂直な場合に曲げ強度が高く、靭性も同様な方向で高い値を示した。堆積方向に平行に亀裂が進展するように試験した場合には、亀裂はジグザグに、ちょうど各層毎に結晶粒子が並んでいる方向(結晶のc面に沿う方向)へ亀裂が折れ曲がっていた。このときの破面は粒界破壊になっていることを確認した。また、堆積方向と垂直に亀裂が進展するように試験した場合には、亀裂は大きく曲がり、その破面は粒内破壊となっていた。この様に試験方向により亀裂進展方向と破壊形態が変わることで、強度と靭性に方向依存性が現れると考えられる。アルミナについては磁場中鋳込み成形とその後の焼結により配向体を作製し、焼結中と焼鈍中における結晶配向の発達と微細組織の発達について検討を行なってきている。強磁場を用いることによる配向制御の汎用性の高さを示すために、16年度においては、他の反磁性セラミックスについても強磁場を用いての配向制御を試み、特に窒化アルミニウム(AlN)に関しての詳しい解析を行った。AlNは水との反応があるために非水系溶媒でのサスペンション作製が必要であるため、アルコール溶媒中での分散制御を検討した。亀裂進展方向が磁場印加方向と平行な場合に、曲げ強度と靭性が共に高いことが分かり、機械的特性が配向方向に依存することを見出した。さらに、熱伝導度も磁場印加方向と平行方向で高いことが分かり、配向方向に依存することを確かめた。これらの結果は、強度、靭性、熱伝導度を同時に向上させることが可能であることを示唆するものである。また、磁場と電場を重畳作用させることで配向と積層とを組み合わせることにより高次な構造を実現するためのプロセスの開発においては、強磁場中での電気泳動(EPD)法を用いた多層配向制御積層アルミナの作製を試みた。磁場と電場のなす角度(φ_<B-E>)を調節することにより、基板に対する結晶配向方位が制御できることを確認し、EPD中に一定時間毎にφ_<B-E>を変化させることで、結晶配向の方位が異なる層を積層することを試みた。

磁場の中と外でBPDを行なうことで配向層と無配向層を交互に積層する、基板を磁場印加方向と水平・垂直に変化させることで基板に対して結晶方位が90゚と0゚に配向した層を交互に積層する、φ_<B-E>を±45゚にすることで基板に対して結晶方位が±45゚に配向した層を交互に積層する、さらに±45゚の層の間にφ_<B-E>=0゚の層を挟む等、さまざまな積層構造を作りこむことが可能であることを実証した。昨年度の成果により、磁場と電場を重畳作用したコロイドプロセスにおいて、磁場と電場(基板)のなす角度(φ_<B-E>)を任意に設定することにより、基板に対してある特定の配向方向を選ぶことが可能であり、さらに、一定時間毎にφ_<B-E>を変化させることで結晶配向の方位が異なる層を積層し、様々な微構造をデザインすることが出来ることを見出している。例えば、一定時間毎に基板を磁場印加方向と水平・垂直に変化させることで基板に対して結晶方位が90°と0°に配向した層を交互に積層する、一定時間毎にφ_<B-E>を±45°にすることで基板に対して結晶方位が±45°に配向した層を交互に積層する等、さまざまな積層構造を作りこむことが可能となる。本年度においては、このようにして作製した積層体で強度や靭性に方向依存性があることを確かめた。堆積した各層の結晶方位を±45°に制御したアルミナ積層体を用いて、配向制御積層体の構造と曲げ強度および靭性の関係を検討した。堆積方向に対して亀裂方向が垂直な場合に曲げ強度が高く、靭性も同様に堆積方向に対して亀裂方向が垂直な場合に高い値を示した。このときの微細組織と亀裂の進展過程も観察を行なった。φ_<B-E>=±45°とした場合には、板状粒子が45°右斜め上に向いている層と45°右斜め下に向いている層とが交互に積層していた。堆積方向に平行に亀裂が進展するように試験した場合には、亀裂はジグザグに、ちょうど各層毎に結晶粒子が並んでいる方向(結晶のC面に沿う方向)へ亀裂が折れ曲がっていた。このときの破面は粒界破壊になっていることを確認した。また、堆積方向と垂直に亀裂が進展するように試験した場合には、亀裂は大きく曲がり、その破面は粒内破壊となっていた。この様に試験方向により亀裂進展方向と破壊形態が変わることで、強度と靭性に方向依存性が現れると考えられる。昨年度までの成果により、アルミナにおいて、磁場と電場を重畳作用したコロイドプロセスにおいて、磁場と電場(基板)のなす角度(φ_<B-E>を任意に設定することにより、基板に対してある特定の配向方向を選ぶことが可能であり、さらに、一定時間毎にφ_<B-E>を変化させることで結晶配向の方位が異なる層を積層し、様々な微構造をデザインすることが出来ることを見出しており、このようにして作製した積層体で強度や靭性に方向依存性があることを確かめた。本年度においては、配向アルミナの高温強度特性評価および残留応力による亀裂進展の制御を検討した。また、アルミナ以外の系として炭化ケイ素の配向制御と常温における強度特性評価を行った。配向アルミナの強度は、ランダム材では常温で400MPa程度で試験温度で1200°Cから強度の低下が始まったが、配向材では常温で500MPaとランダム材よりも強度が高く、しかも試験温度が1200°Cまでその強度を維持した。また、方位制御したアルミナを積層させることで、結晶方位に依存した熱膨張係数の違いを利用して残留応力を発生させることが可能でり、それが亀裂進展に影響することを見出した。炭化ケイ素に関しては、磁場配向によりc軸に高配向した炭化ケイ素が得られることを既に見出しているが、緻密化が不十分であった。そこで、炭化ケイ素焼結で一般に用いられるアルミナ、イットリアを焼結助剤として緻密化を試みた。
社会資本整備と国土利用

わが国のように国土が希少な国においては、社会資本整備等の国土利用の効率性が一層強く求められる。ここでいう社会資本整備の中心に位置づけられてきたのが、病院や社会福祉施設、博物館、美術館、ホール、道路網、橋、上下水道、空港、港湾といった公共投資にようて建設される公共施設である。これらは生活と産業の基盤であり、アダム・スミスが行政の基本的な役割として位置づけているものであるが、現状においては、行政と政治の信頼が最も揺らいでいる分野でもある。本研究期間内において、過去の社会資本整備の理念を整理する(第2章)とともに、現在の社会資本整備の効率性について、地域間競争モデルを構築する理論分析(第6章)の視点から、及び、医療政策(第4章)と整備に必要な財源確保のための税徴収の側面(第5章)からデータ包絡分析によって分析した。特に、本研究では、社会基盤としての教育基盤の整備がわが国の大きな課題として力点が置かれている。地域における人的資本の蓄積は、地域の暮らしや地域産業の高付加価値化に貢献し、地域の可能性を高める。そのため、学校教育による人材の育成や人材が能力を発揮できる地域環境の整備、地域に一級の人材を引きつける基盤の構築に関心が持たれている。それは地域社会だけにとってだけでなく、国際競争下の日本にとって重要な課題である。本研究の中では、特に高等教育の在り方として、国立大学法人の形態に関する考察(第1章)、及び、教育政策に関する理論分析(第7章)が展開されている。それらの分析結果をもとに、これからの社会資本整備と地域づくりを中心とした国土利用のあり方の方向性を示している(第3章)。現状においては、社会資本整備と国土計画に関しては、「国民所得の最大化と地域格差の是正」に続く次の時代のための理念が模索されている段階であり、本研究では、広域的整備、厳正な評価、住民への説明、競争と事業の効率性等をキーワードに、社会資本整備のあり方に一つの方向性を見いだしている。本年度の研究目的に沿う形で、人口転出入、財の移転などを用いた指標によって、都市間の結びつきを測る指標を構築し、地域間の連関関係を明らかにするための基礎条件を抽出することを試みた。伝統的には、日本の都道府県単位で考えた場合、いわゆる地方交付税制度に代表される地域間の所得移転によって一般的に地域間の資源移転が測られる場合が多い。このとき、都道府県単位でみた場合には、表面的には東京都のみが地方交付税の不交付団体となっており、それ以外の46道府県は交付団体となってしまい、地域間の相互移転とは言うものの、実質的には東京都からそれ以外のすべての道府県への移転という形態をとっていることを意味してしまう。しかしながら、本年度の研究では、単なる地方交付税の受け取り量のみならず、交付税の財源拠出量を考慮して、ネットの交付税移転という概念を提示し、それを指標化することによって、地域間所得移転の枠組の中でのネットでの受け取りがプラスの自治体(winner)とネットでの受け取りがマイナスの自治体(looser)をグルーピングし、それらが1980年代以降どのような構成変化を遂げているかを明らかにした。また、効率性の観点からは、1980年代に比べて90年代に入ってからは過大な資源移転が行われていることが明らかにされた。この研究は、「国土の均衡ある発展」という国土計画の理念の実証的な検証を提供することに成功している。理論面での研究成果としては、従来の社会資本整備の理論を公共サービスのスピルオーバー効果などを通じた地域間の関係性をモデルに統合する基本モデルを構築した。

このモデルは静学モデルであるが、これを動学化することで最適な社会資本整備戦略についての政策的な分析が可能となるであろう。本年度の研究目的に沿う形で、具体的な事例を取り上げた実証研究を行った。主として取り上げた対象は、社会基盤としての医療サービスの供給体制と、社会的資本整備の財源調達のための徴税に関わる活動体制である。分析は、データ包絡分析(DEA)法を用いて現状での各供給体制の効率性を測定し、効率性に影響を与える要因を抽出することによって、望ましい社会資本整備と国土形成のあり方を求めることを通じて進められた。国土利用のあり方に着目する目的から、現状下の効率性に影響を与える要因として、地域人口、面積に焦点が当てられている。社会資本基盤としての医療供給体制としては、わが国における2次医療圏の効率性が測定された。従来より、2次医療圏の設定が、基本的に地域ごとの病床数を調整するために行われており、人口や交通事情など医療サービスの水準に影響すると思われる要素を十分に勘案していないために、非効率な体制となっている可能性が指摘されている。本研究によって、上記の危惧が定量的に捕捉され、人口と面積が効率性値に有意に影響を与えることが明らかにされた。社会資本整備の財源調達の主たるものに税があるが、本研究では、現行の都道府県という区割りのもとでの、税の滞納と不納欠損の情報をもとに地方税の徴収力を測定し、自治体間での税徴収力の格差が発生する要因を抽出している。そこでは、税徴収に係る費用投入を考慮した上での税徴収活動の効率性がデータ包絡分析(DEA)によって測定されると同時に、起債制限比率を指標とした財政要因と地方税の徴収力との関係について明らかにされている。全国的に見て、現年度課税分についての滞納率が低下しているという傾向は見られず、滞納された税については、年度内に2030%程度が整理される程度であること、全国的にみて課税調定額の4%程度(約5000億円)が翌年度に繰越されており、繰越された税のうち520%は、不納欠損として納税義務の消滅を受けていることなどが定量的に明らかにされている。
Oct-3/4と協調して機能する転写因子の同定とES細胞の分化運命決定機構の解析

ES細胞の未分化状態維持に必須の転写因子を同定することを目的とし、Rex-1遺伝子の転写調節領域に結合する因子Roxのクローニングを試みた。Rex-1遺伝子は、ES細胞、EC細胞などの未分化細胞特異的に発現し、転写因子Oct-3/4による発現制御を受けることが分かっている。一方でOct-3/4の結合配列のすぐ上流側の配列も転写調節に重要であることが示され、実際その配列上に結合する因子が存在していることも示されたが、その因子の実態は不明であった。Oct-3/4が他の因子と協調して転写活性化因子として機能することから、我々は、上記の配列に結合する因子こそが、Oct-3/4と協調して機能する因子ではないかと考え、その同定を行った。等電点電気泳動とSDS-PAGEとを組み合わせて蛋白の分離を行い、ゲルからペプチドを回収して、活性の再生をこころみた。EMSAによってDNAへの結合能を調べ、目的の配列に特異的に結合するペプチドを同定した。さらにLC-MASを用いてペプチドの内部配列情報を得、このペプチドをコードする遺伝子を同定した。in vitro translationシステムを用いて同定した遺伝子の遺伝子産物を作成したところ、この因子が確かにRex-1遺伝子の転写調節領域内の配列に特異的に結合し、F9細胞だけではなく、ES細胞でも発現していることが確認された。ES細胞の未分化状態維持におけるこの因子の役割をさらに解析するため、ES細胞におけるnull mutantの作製を開始し、Oct-3/4との相互作用、分化状態による修飾の違いなどについても解析を進めている。
推論主義による行動データ時代の社会課題の解明

本研究ではプラグマティズム言語哲学の観点から「Society5.0」等として構想される行動データ駆動型社会における課題を明らかにする。行動データとは位置情報や購買データ、Web閲覧データなどを指す。これらはアンケート回答のような意識データとは異なり、取得されている自覚が薄い。行動データの充実はナッジ手法として知られるような、意識をともなわない因果的な介入を可能にし、よりスマートな社会を実現する基盤となっている。他方、こうした構想はコミュニケーションを「理由」のやりとりとして構想したプラグマティズム言語哲学とは緊張関係にある。本研究では、社会課題の解明を通じて「因果」と「理由」の関係を問い直す。
高周期典型元素間π結合架橋［２］フェロセノファン類の創製と開環重合制御

本研究課題では、ケイ素やゲルマニウムなどの高周期14族元素や、リンなどの高周期15族元素のπ結合をdーπ電子系に組み込んだ新規なdーπ電子系の創製を目指す。特にフェロセンの上下をGe=Geで架橋した[2]フェロセノファン型化合物の開環重合を目指している。本年度は、フェロセン架橋体の合成を検討したものの、最適な反応条件を見出せなかったため、かさ高いフェロセニル基を活用することで、Fc*2Ge=GeFc2*という、ゲルマニウム間二重結合の両側にそれぞれ二つずつのフェロセニル基を持つdーπ電子系の創製を目指し研究を行った。目的物の生成をねらい、かさ高いフェロセニルリチウム(Fc*Li)に対してジヨードゲルマニウムを作用させたところ、期待したゲルマニウム二重結合ではなく、二重結合が開裂した二価ゲルマニウム化学種であるビス(フェロセニル)ゲルミレンを安定な化合物として合成・単離することに成功した。得られた化合物は、結晶中でも溶液中でも二価二配位状態を保っており、電気化学測定により、安定な多段階酸化還元系として機能することを明らかとした。これは、dーp電子系として、速やかな電子移動を達成するユニークな分子であることが分かった。さらに、このゲルミレンは、二電子酸化を受けると、新規な三重項状態をもつゲルミレンが生じることが理論計算より明らかとなり、フェロセニル基を二つ持つ二価二配位14族元素化学種が、これまでに無い斬新な分子設計であることを明らかとした。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、まずπ電子系としてゲルマニウム間三重結合、ジゲルミンに注目し、そのπ結合としての性質および開環重合の条件を見出す目的で、基本的性質を明らかとすることとした。まず、ゲルマニウム間三重結合を安定な化合物として合成・単離した上で検討を行うこととし、そのための立体保護基としてBbt基(2,6-bis(bis(trimethylsilyl)methyl)-4-tris(trimethylsilyl)methyl-phenyl)およびTbb基(4-t-butyl-2,6-bis(bistrimethylsilylmethyl)phenyl)を用いることとした。それぞれの置換基を有するジゲルミンを既知法に倣って合成し、それに対しまずエチレンおよびトランを反応させた。その結果、それぞれ1,2-ジゲルマシクロブテンおよび1,2-ジゲルマシクロブタジエン誘導体が得られた。これらはGe=Ge部位を四員環内に含む化合物であり、目的とする[2]フェロセノファン誘導体のモデルとも言える化合物群である。得られたこれらの化合物に対し、エチレンやアセチレンを反応させたところ、室温でもゆっくりとそのGe=Ge結合が開裂していることが示唆された。またその他スペクトル測定やX線結晶構造解析などの結果から、Ge=Ge結合は比較的弱い結合で、光や熱で容易に開裂することが示唆された。本研究課題の対象化合物とする高周期典型元素間π結合は例が少なく、実際に[2]フェロセノファン誘導体を構築したとしても、その開環重合条件の探索や生成物の同定に時間がかかるものと予想された。そこで本年度は、まずそのモデルとしてゲルマニウム間の二重結合および三重結合化合物を合成し、その反応性や開裂条件を明確とした。この基礎的知見により、翌年度の実際の目的物合成も迅速に達成できるものと期待でき、また化合物が合成出来た際の開環重合制御に関する予備知見も十分得られたものと考えている。本年度の成果により、ゲルマニウム間二重結合および三重結合化合物の基礎的な反応性・物性を明らかとすることができた。

これらの知見を活かし、目的とする高周期典型元素π結合により架橋された[2]フェロセノファン誘導体を合成する。まずは性質を十分熟知したGe=Ge架橋[2]フェロセノファンの合成を皮切りに、ケイ素やスズ、あるいはリンの系へと展開すれば、多少の条件検討は必要であっても、比較的速やかに合成を達成することができると考えている。また開環重合条件も、基本的性質を元に考察することにより、適切な条件を速やかに見出すことが出来ると考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。
二次元偏光撮像装置HOPSによる木星極ヘイズの研究

平成12年10月下旬に二次元撮像装置HOPSの完成に漕ぎつけ,同年11月3日に京都大学理学研究科付属飛騨天文台で木星および金星のファーストライト観測に成功した。開発経過および観測結果については,米国の木星会議,第34回月・惑星シンポジウム,2001年日本天文学会秋季年会,Proc. ISAS Lun. Planet. Symp.,34,146-149,2001)で公表した。パイオニア10号,11号の観測に基づき決定された青色と赤色における位相関数をより広い波長範囲で適用できるようにするためミー散乱近似を行った。その結果,有効半径0.96μm,有効分散0,32のサイズ分布を持ち,複素屈折率が青色で1.591-0.0075i,赤色1.535-0.0012iの球体粒子の位相関数が可視域から近赤外領域までの惑星周縁減光曲線を説明できることがわかった.位相角が小さい場合,惑星の赤道帯あるいはその近傍における理論偏光度を求めることが極めて困難であった。本研究では多重散乱計算における積分点の取り方の工夫,ストークス・パラメーターの計算において多重散乱成分と一次散乱成分を別々に扱う,内挿法の改善を組み合わせることで,偏光度分布曲線を十分な精度で計算できるまでになった(J. Appl. Math. Comp.,116,115-132,2000)。パイオニア金星探査機の観測で金星大気中に多量に検出されたヘイズ粒子がいつ頃から存在していたかを調べるため、1974年2月にマリナー10号よって得られた金星赤道帯及び中央子午線に沿う輝度分布データをモデル解析した。その結果、著しい量のヘイズ粒子が既に高緯度地帯には存在していた可能性を見出した(Proc. ISAS Lun. Planet. Symp.,34,49-52,2001; Earth, Moon, and Planets,2002(inpress))。本年度は,先ず二次元撮像装置HOPSの設計図を作成し,光学レンズと半波長板を購入した後,モックアップを製作した。次いで,京都大学理学部付属飛騨天文台の65cm屈折望遠鏡に装着するための諸調整実験を行った。さらに木星大気の光散乱モデルを構築するために,位相行列要素のうち,パイオニア探査機の観測に基づいて得られた雲粒子の位相関数を,ミー散乱で近似する試みを行った。その結果,南熱帯縞では有効半径が0.96μmでその有効分散が0.32,青色光に対する複素屈折率が1.591-i0.0075,赤色光に対するそれが1.535-i0.0012を持った球形粒子なら,可視域から近赤外域に至る13波長で観測された周縁減光曲線を表せることが判明した。しかし同時にまたこのようなミー散乱から予想される偏光度が,木星で観測される直線偏光の特徴を説明できないことも明らかになり,非球形粒子の存在が強く示唆される結果となった。多重散乱計算に基づき惑星の赤道帯あるいはその近傍の理論偏光度曲線を計算しようとすると,小位相角の場合には非常に顕著な振動が現れる。反射行列要素の内挿精度が極端に悪くなるためである。この精度向上のために,幾つかの工夫を加えた。先ず,多重散乱計算における天頂角余弦μに関する積分には,μ=1近傍に分点が多く取れる求積公式を採用した。