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胃壁細胞H^+/K^+ATPaseの制御機構

胃壁細胞に存在するH^+/K^+ATPaseは胃酸の分泌に関与している。このATPaseは神経、ホルモンおよびヒスタミンの支配により変動することが知られている。しかし詳細な機構は不明である。本研究に於いてはまずH^+/K^+ATPaseに注目し、ブタの胃壁細胞よりcDNAをクローン化し塩基配列を決定した。推定したアミノ酸配列中にプロテインキナーゼによるリン酸化部位を同定した。これは本酵素がリン酸化によって調節されている可能性を示唆している。本酵素のアミノ酸配列はNa^+/k┣D1+ATPase、Ca┣D12+┫D1ATPase等他のイオン輸送性ATPaseと高い保存性を示した。cDNAの塩基レベルで保存性の低い部分を用いてヒトのライブラリーから、H┣D1+┫D1/K┣D1+┫D1ATPaseの遺伝子DNAをクローン化した。このクローンの塩基配列を決定したところ、exon/intronの境界の位置はNa┣D1+┫D1/k┣D1+ATPaseのものとほぼ一致した。したがってH┣D1+┫D1/K┣D1+┫D1、Na┣D1+┫D1/k┣D1+ATPaseは遺伝子のレベルに於いてもきわめて近縁であることが明らかとなった。cDNAを用いてH┣D1+┫D1/K┣D1+┫D1ATPaseの発現系を構築した。以上の成果により、このATPaseの遺伝子の特異的発現機構を明らかにする基礎が確立した。H^+/K^+ATPaseはピリドキサールリン酸(PLP)によって特異的に阻害され、この阻害はATPを添加しておくと見られなかった。さらに^3H-PLPを用いて解析したところ、H^+/K^+ATPase1分子にPLP1分子が結合した。キモトリプシン処理後、ペプチドをHPLCにより分析したところ、PLPはLys-497に結合していた。本酵素の1次構造上にフルオレツセイン、イソチオシアネート(Lys-518)、アデノシントリフォスフォピリドキサール(Lys-70.8)フルオロスルフォニルベンゾイルアデノシン(Lys-736)等の結合部位を見出し、本酵素の活性中心のモデルを提出した。
遅延微分方程式系の数値解法の安定性解析とその応用

特別研究員は理工学の様々な現象を記述する遅延微分方程式(delay differential equations, DDEs)の離散変数解法の安定性解析の研究に従事している。数値解法としての離散変数法の信頼性を高めるには、安定性解析が不可欠であり、特にDDEsに含まれている遅延項に依存した(delay-dependent)解析が求められている。しかし、それは解析的な手法の困難さのゆえにまだ少数の結果しか得られていない。そこで、複素解析の手法と、コンピユータ・グラフィックスの道具を活用して、特性方程式の根が無限個ありうるというDDEsの特殊性のもとで、ルンゲ・クッタ法と線形多段階法の安定性解析を展開した。この2年間研究員はこの研究分野の従来の成果と現状を文献調査するとともに、パーソナルコンピュータと汎用数値計算ソフトウェアを導入し、数値実験とその視察を通じて理論的検討を推進した。さらに遅延量を持つ捕食者・被食者系微分方程式系の大域的漸近安定性に関する研究成果を論文としてまとめ、2002年6月Napoli(Italy)で開催される「生物数理学とその関連する計算問題の国際会議」(BIOCOMP2002)で発表した。同時に、国際会議では各国研究者と交流して研究動向を把握し、国際共同研究の可能性についても相談した。この2年間、DDEs及びNDDEsの安定性解析に関して数編の学術論文を著し、4編が国際学術雑誌に発表され、1編は投稿中である。これらの研究では、解析的な線形安定性の判別条件を打ちたてると共に、複素解析的手法を活用し、一段階法の典型としてのルンゲ・クッタ法と線形多段階法を線形安定なNDDEsに適用した際、数値的な安定性が保証される十分条件を導いた。すなわち、線形系の係数行列のノルム及びスペクトルの条件が安定性を導き、遅延項に対してラグランジュ補間を適切に行うことによって、硬い(stiff)系の問題に適用されるA安定なルンゲ・クッタ型離散変数法である限りRadau IAとLobatto IIICの各数値スキームのDDE版の安定性が保証できる。さらにn次遅延量を持つ捕食者・被食者系微分方程式系の大域的漸近安定性の自動判別を達成する事ができた。
重力が老化に及ぼす影響とその機構

線虫で微小重力が老化促進・寿命短縮し、過重力は老化抑制・寿命延長した。熱ショックタンパク質-12ファミリーの一つの遺伝子(hsp-12)が重力の老化に及ぼす影響へ関与すること、過重力の抑制する老化過程に微小管が関わることが示唆された。そこで「hsp-12を含むタンパク質品質管理機構が、加齢に伴って弱体化する微小管形成を重力に応じて支え老化を制御する」とする新規の仮説の検証を行う。そのためチューブリン(TBA-8)の発現を超解像誘導放出抑制顕微鏡:STEDで観察し、加齢および過重力による微小管の微細構造変化と、それらへのhsp-12遺伝子変異の影響を明らかにする。
草創期民俗学における女性民俗研究者の研究史的位置づけ

本研究では、草創期民俗学において女性民俗研究の分野で主導的な役割を果たした瀬川清子、能田多代子、江馬三枝子の3名に焦点をしぼり、各々の年譜・著作目録の作成を通じてその生活史的背景と学問形成の軌跡を明らかにし、女性研究者の業績を民俗学史の中に正当に位置付けることを課題としている。最終年度にあたる平成17年度は、過去2年間の文献検索と現地での聞き取り調査によって得られた資料のとりまとめと分析を行うための検討会を行い、その結果に基づいて成果報告書を刊行した。検討会では、初年度から継続している瀬川・能田・江馬の年譜・著作目録を完成させるべく、これまでに収集した文献資料および関係者への聞き取り資料を詳細に分析し、また各研究者の研究動機、研究経過と問題意識の深化、その背景となる生活史的事実、同時代の学問状況と他の民俗研究者との交流などを含めた評伝を作成した。とりわけこれまで研究の手薄であった能田と江馬の研究活動については、その動機付けを与え、かつ各々の研究課題の生成・発展に深い影響を与えた能田太郎、江馬修の研究・創作活動との関係、および柳田国男の女性論(主婦論)との関係に着目して検討を行い、その学史的意味を考察した。年譜・著作目録、評伝の作成にあたっては、事実確認のため青森県五戸地方、岐阜県高山市において短期の補充調査を実施し、成城大学柳田文庫等でも資料検索を行って記述の正確を期した。これらはすべて研究代表者と研究分担者の共同作業として行われており、検討会での討議に基づいて、報告書を分担執筆している。また、年譜・著作目録の作成、資料類の整理については、前年度に引き続いて特に依頼した研究協力者の協力を得て確認・増補・入力作業を行った。本研究では、草創期民俗学における女性研究分野で主導的な役割を果たした、瀬川清子、能田多代子、江馬三枝子の3名の女性民俗研究者に焦点を絞り、女性研究者の研究視点、学問形成と時代状況および個々の生活史的背景との関連を問い、女性研究者の研究業績を学史的に正当に位置づけることを課題としている。初年度に当たる平成15年度は、その基礎作業として、3名の年譜作成・著作目録などの作成を通じて、それぞれの等身大の人物像を描き出すとともに、同時代の研究者との学問的交流、女性民俗研究会など女性研究者相互のネットワークの把握・再評価を試みた。このため、各女性研究者が研究に着手する経過とその主体的動機、研究内容の生成発展過程を明らかにすべく、能田の故郷であり主たる研究の舞台でもある青森県五戸地方(8月31日9月3日)、瀬川の故郷であり蔵書等の所蔵先である秋田県鹿角市(10月9日12日)および主要な調査地の一つである沖縄本島と久高島(5月24日26日)において、関係資料の収集と関係者への聞き取り、関係施設の視察を行った。これと併行して、とりわけ書誌学的研究が遅れている能田・江馬については、著作の収集と雑誌記事・研究会記録等に記載されている各々の研究経過を示す事項の検索・データベース化をすすめ、あわせてすでに作成されている瀬川の書誌目録・年譜の確認・増補作業もすすめつつある。これらは、すべて研究代表者と研究分担者との共同作業として行われており、その中から発展した研究上の課題の一部は研究分担者によって成果報告がなされている。また、データベース化については特に依頼した研究協力者の協力を得ており、次年度以降も作業を継続して、より正確な書誌目録・年譜の完成、公開を目指す予定である。本研究では、草創期民俗学において女性研究分野で主導的な役割を果たした、瀬川清子、能田多代子、江馬三枝子の3名に焦点を絞り、女性研究者の研究視点、学問形成とその時代状況、および個々の生活史的背景との関連を問い、女性研究者の研究業績を民俗学史の中に正当に位置づけることを課題としている。第2年度に当たる平成16年度は、前年度に作成した3名の年譜・著作目録(原案)の充実を図るべく、それぞれの研究歴とその背景についてより詳細な資料収集を行った。特に書誌学的研究の遅れている能田・江馬について、著作の収集と雑誌記事・研究会記録等に記載されている関連事項の検索を継続すると共に、研究に着手する初発の動機と研究課題の生成・発展にかかわる当時の学問状況、とりわけ昭和初年の各地方郷土研究誌の発行状況と誌上を通じた同時代の研究者との学問的交流について、関係者への聞き取りを含めて資料収集を行った。能田については、研究の出発点となった夫能田太郎の故郷熊本県南関町(2月11日13日)及び主たる研究対象である青森県五戸地方(3月5日7日)において関連資料を収集し、江馬については、研究誌を主催し研究の拠点となった高山市(12月20、21日、1月21日23日)において資料収集するとともに、研究の動機付けを行ったとされる夫江馬修について岡山県美作(10月28日30日)において関係者への聞き取りを行った。また、瀬川については、民間伝承の会結成当時の研究状況について、成城大学その他(10月25,26日、3月14日16日)で資料検索を行った。これらは、すべて研究代表者と研究分担者との共同作業として行われており、収集した資料について随時整理・検討を行う検討会を実施しつつ資料の共有化を図っている。

また、3名の年譜・著作目録の作成については、前年度に引き続いて特に依頼した研究協力者の協力を得て確認・増補作業を継続しており、より正確な年譜・書誌目録の完成、公開を目指す予定である。本研究では、草創期民俗学において女性民俗研究の分野で主導的な役割を果たした瀬川清子、能田多代子、江馬三枝子の3名に焦点をしぼり、各々の年譜・著作目録の作成を通じてその生活史的背景と学問形成の軌跡を明らかにし、女性研究者の業績を民俗学史の中に正当に位置付けることを課題としている。最終年度にあたる平成17年度は、過去2年間の文献検索と現地での聞き取り調査によって得られた資料のとりまとめと分析を行うための検討会を行い、その結果に基づいて成果報告書を刊行した。検討会では、初年度から継続している瀬川・能田・江馬の年譜・著作目録を完成させるべく、これまでに収集した文献資料および関係者への聞き取り資料を詳細に分析し、また各研究者の研究動機、研究経過と問題意識の深化、その背景となる生活史的事実、同時代の学問状況と他の民俗研究者との交流などを含めた評伝を作成した。とりわけこれまで研究の手薄であった能田と江馬の研究活動については、その動機付けを与え、かつ各々の研究課題の生成・発展に深い影響を与えた能田太郎、江馬修の研究・創作活動との関係、および柳田国男の女性論(主婦論)との関係に着目して検討を行い、その学史的意味を考察した。年譜・著作目録、評伝の作成にあたっては、事実確認のため青森県五戸地方、岐阜県高山市において短期の補充調査を実施し、成城大学柳田文庫等でも資料検索を行って記述の正確を期した。これらはすべて研究代表者と研究分担者の共同作業として行われており、検討会での討議に基づいて、報告書を分担執筆している。また、年譜・著作目録の作成、資料類の整理については、前年度に引き続いて特に依頼した研究協力者の協力を得て確認・増補・入力作業を行った。
分子性液体の統計力学と量子化学に立脚した溶液内化学過程の究理

我々がこれまでに開発・拡張を行ってきた量子化学理論と液体の統計力学理論を基軸に、溶媒和による電子状態の変化やそれによって引き起こされる過程を、化学反応、光過程、輸送過程などを対象として解析してきた。より具体的には、水中のアニリンのイオン化に伴う電子状態変化、メロシアニン色素分子のソルバトクロミズム、イオン液体となるフェロセン類縁体分子の溶媒和、PYP発色団モデル分子の光吸収と水和などを取り上げて、その詳細を分子レベルで明らかにしてきた。またこれらと並行して、溶液内分子の構造とダイナミックスの理論の拡充を企図し、溶液内分子の構造揺らぎ理論や拡散律速反応の理論など種々の分子理論の開発にも成功した。我々がこれまで開発・拡張を行って来たRISM-SCF-SEDD法は、量子化学理論と液体の積分方程式理論(RISM)を融合した方法であり、双方の利点を継承している。これまでに有機溶媒や水、電解質溶液、イオン液体などにおける化学過程を幅広く扱ってきた。計算で得られた反応の自由エネルギー変化など、概ね実験結果とも良好な一致を示しており、同法の有用性が明らかにされてきた。本年度はこの理論に基づいて様々な溶液系における化学現象について計算を行い、分子レベルでその詳細を明らかにした。具体的には以下の通りである。(1)溶液内のメロシアン色素やGFP発色団分子をターゲットとしてその光過程を明らかにした。RISM-SCF-SEDD法のDFTで用いる汎関数の依存性は高く、定量的な議論のためには慎重な選択が求められる。(2)溶媒和による電子状態変化は、軌道エネルギーの変化として現れる。これまでに取り組んで来たイオン化ポテンシャルのシフトの研究に加えて、CPHF方程式に基づく軌道エネルギーシフトのより詳細な定式化を行った。この方法によって、エネルギーシフトを分子を構成している各原子の寄与に分けて考察することが可能となった。(3)リチウムイオン二次電池系で観測されるエチレンカーボネイトやビニレンカーボネイトの分解反応について調べ、その詳細な反応機構や自由エネルギー変化を明らかにした。こうした反応はリチウムをはじめとする種々のイオンの存在下で進行するが、電解質中での反応の理論的取り扱いは容易でなく、これまで殆ど事例がない。本研究ではRISM-SCF-SEDD法を用いることでこれを実現した。(4)これまでに開発を行って来た双直交基底系第二量子化に基づく新しい共鳴構造理論の改善を検討し、従来よりも高い対称性を持つ演算子が有用であることを見いだした。我々が開発・拡張を行って来たRISM-SCF-SEDD法は、量子化学理論と液体の積分方程式理論(RISM)を融合した方法であり、双方の利点を継承している。これまでに様々な溶液における化学過程を幅広く扱ってきたが、計算で得られた反応の自由エネルギー変化は概ね実験結果とも良好な一致を示しており、同法の有用性が明らかにされてきた。本年度は、前年度から継続して、幾つかの化学過程の解析をするとともに、溶液内化学過程を包括的に取り扱うための新しい方法論の構築に注力した。主な進捗は以下の通りまとめられる。(1)TD-DFT法をRISM-SCF-SEDD法に組み入れ、溶液内の色素分子をターゲットとした計算を進めた。メロシアニン色素については学術論文として取りまとめ公表した。また、溶媒和のみならず置換基と併せた複合的な効果が見られる系としてビチオフェン誘導体を取り上げて、その励起エネルギーに対する解析を進めた。(2)溶媒和分子の励起スペクトルは、そのピーク位置とともに幅も重要な意味を持つ。この幅は溶質ー溶媒相互作用の揺らぎから計算できる量である。そこでRISM-SCF-SEDD法の枠組みでこの計算を行うための定式化とプログラムコードを作成した。(4)無限希釈溶液における分子の構造揺らぎを扱うための積分方程式理論を完成し、学術論文としてとりまとめ投稿した。また高い並列化効率を有し、三次元溶媒和構造を直接扱えるMC-MOZ法を電子状態理論とハイブリッドした新しい方法(MC-MOZ-SCF法)の開発を完了した。これ以外に双直交基底系第二量子化に基づく電子構造解析法についても更に検討を続けた。我々が開発・拡張を行ってきたRISM-SCF-SEDD法は、量子化学理論と液体の統計力学理論(RISM)を融合し、溶液内分子の化学過程を総合的に理解できるアプローチである。これまでに様々な溶液における化学過程を幅広く応用され、反応の自由エネルギーや溶媒和構造などを通じて同法の有用性が明らかにされてきた。本年度の主な進捗は以下の通りまとめられる。(1)前年度までに完成した、高い並列化効率を有し、三次元溶媒和構造を直接扱えるMC-MOZ法を電子状態理論と組み合わせた新しい方法(MC-MOZ-SCF法)を学術論文として発表した。(2)昨年度から継続していた、溶媒和分子の励起スペクトルの線幅をRISM-SCF-SEDD法の枠組みで計算する方法の定式化とプログラム開発を完了した。線幅については、溶質ー溶媒間相互作用の揺らぎと溶質分子の振動の二つの寄与があり、これらが一括して扱えるようになった。(3)RISM-SCF-SEDD法およびPCM法を用いて、溶液中のフェノールフタレインの電子状態、溶媒和構造の計算に着手した。(4)経路積分法を用いた量子力学手法についての研究を進めた。既報の方法に基づいて、プロトン移動反応の反応速度など予備的な計算を行った。

昨年度からの継続課題について学術論文として発表した他、新たな系についても計算が進んだ。電子構造の基礎理論については検討に時間を要している一方で、幾つかの課題については予定を前倒しに進んでいる。本課題では、我々がこれまでに開発・拡張を行ってきた量子化学理論と液体の統計力学理論を基軸に、反応、光現象、輸送過程などを対象として、溶媒和による電子状態の変化やそれによって引き起こされる過程の詳細を分子レベルで解析してきた。またこの結果を踏まえながら、三次元溶媒和構造を計算する統計力学理論を、溶液内分子のダイナミックス理論へと拡充することを企図してきた。これまでの取り組みを通じて、水中のアニリンのイオン化に伴う電子状態変化、メロシアニン色素分子のソルバトクロミズム、イオン液体となるフェロセン類縁体分子の溶媒和構造など様々な現象を明らかにしてきた。さらに、溶液内の分子の構造揺らぎ理論、MC-MOZ-SCF法や3D-SSSV法など種々の分子理論の開発にも成功してきた。本年度の主な進捗は以下の通りまとめられる。(1)多原子分子からなる液体中での拡散律速反応を記述できる新しい統計力学理論の開発に成功した。新しい方程式から得られた結果は分子動力学計算から得られた結果ともよく一致し、その有用性が示された。(2)タンパク質PYPやGFPの色素分子を対象として、RISM-SCF-SEDD法に基づいたTDDFT計算を行い、溶液中の色素分子のプロトン化状態の変化に伴うソルバトクロミズムや溶媒和構造を調べた。(3)pH変化に伴うフェノールフタレインの電子状態変化と溶媒和の影響についてRISM-SCF-SEDD法に基づき調べた。特に構造変化の寄与と水和に伴う安定化についてエネルギー面に基づいて明らかにした。(4)経路積分法を用いた量子力学手法(Ring Polymer MD)についての研究を進め、プロトン移動反応などの計算を行った。いずれの成果についても国内外の学会において発表するとともに、(1)と(2)については既に学術論文としてとりまとめ公表している。我々がこれまでに開発・拡張を行ってきた量子化学理論と液体の統計力学理論を基軸に、溶媒和による電子状態の変化やそれによって引き起こされる過程を、化学反応、光過程、輸送過程などを対象として解析してきた。より具体的には、水中のアニリンのイオン化に伴う電子状態変化、メロシアニン色素分子のソルバトクロミズム、イオン液体となるフェロセン類縁体分子の溶媒和、PYP発色団モデル分子の光吸収と水和などを取り上げて、その詳細を分子レベルで明らかにしてきた。またこれらと並行して、溶液内分子の構造とダイナミックスの理論の拡充を企図し、溶液内分子の構造揺らぎ理論や拡散律速反応の理論など種々の分子理論の開発にも成功した。昨年度からの継続課題を中心に学術論文として公表した他、新たな系に対しても計算が進んだ。双直交基底系第二量子化に基づく電子構造解析については最終的な検討に時間を要しているが、一方でMC-MOZ法を電子状態理論とハイブリッドした新しい方法(MC-MOZ-SCF法)の開発など、当初の予定を先取りして進捗している課題もある。
アジア・アフリカの噛みタバコ習慣関連口腔がん発症に関する分子病理疫学的研究

口腔扁平上皮癌の病因として関連づけられてきた噛みタバコ習慣の広がる地域の口腔癌症例を収集して病理疫学的に解析した。疫学的に噛みタバコ習慣者の非習慣者を対比したコホート調査をミャンマーで開始した。その結果、同習慣による口腔粘膜変化との関連、すなわち、口腔粘膜下線維症と異型上皮、上皮内癌等の前癌病変の随伴が確認された。そこで、それら前癌病変の病理組織学的特性について解析したところ、上皮内血管や正角化型異型上皮等の特徴的病態をみいだし、それらの生物学的意義について実験的に解析した。以上を総合して前癌病変の診断基準を見直し、われわれの基準が外科手術の予後等にも反映する客観性があることも判明した。本年度に実施した研究内容は以下のとおりである。(1)症例収集と調査解析:口腔癌および粘膜下線維症を含む前癌病変症例について種々の角度から検討を加え、報文として出版した。本調査の概要と理念についてミャンマー側共同研究者を招聘し日本癌学会の国際セッションで口演した。(2)噛みタバコの実態調査:台湾を例にして、噛みタバコの生産から流通までを調査し、ベーテル噛み習慣が社会構造とどのように関わっているかを検討し、その商システムが産業として完備しており、口腔癌発症背景が社会問題として認識された。(3)ミャンマーにおけるコホート調査:ベーテル噛み習慣の高頻度な地域として同国保健省から推薦を受けた地域:タングーを訪問し、自治体と地域の保健官と基幹病院と打ち合わせの上、二度にわたって予備調査を実施した。その後、同市住民のうち調査目的に同意がえられた噛みタバコ常習者約300人と非常習者約300人ずつからなる調査対象600人を固定して全体調査を四回に分けて実施した。聞き取り調査と口腔検診の後、粘膜所見の写真撮影とともに必要症例には細胞診検査をおこなった。さらに、住民の栄養状態を解析する目的で血液サンプルを収集した。検診時には噛みタバコによる口腔がんの危険性を繰り返し説明し、口腔保健指導の介入をおこなった。上記調査には研究分担者朔が現地に出張したが、直接の検診には、ミャンマー側の共同研究者のウー所長らに依頼して同研究所所員および地域基幹病院の医師等の動員を調整して4班からなる調査団を組織し、上記調査を実現した。(4)アジアにおける口腔癌調査:パキスタン・カラチ市のアガ・ハーン大学医学部ならびにタイ・バンコック市チュラロンコン大学歯学部を訪問し、同地における口腔癌の発生状況を調査し、今後の後ろ向き調査を主体とした共同調査行程を相互に確認して一部作業を開始した。1)症例収集と疫学調査:口腔癌および粘膜下線維症を含む前癌病変とくに上皮内癌症例収集について、下記のミャンマーの調査地域基幹病院、パキスタンのカラチ近郊地域を主対象として、ヨルダンの研究協力者サワイル教授の協力のもとに抽出調査と病理組織標本の検討を実施した。2)バーチャルスライドデータベース作成:本年度は設備備品費でスライドスキャナーを導入し、これを用いて収集した症例の病理組織標本ならびに細胞診標本をバーチャルスライド化して、これを海外の研究協力者と国内研究分担者らが遠隔地からでも相互に症例検討をリアルタイムに行える環境の基盤整備をおこなった。3)ミャンマーにおけるコホート調査:ミャンマーの調査地域タングーでは、前年度に一般調査を実施した噛みタバコ常習者約300人と非常習者約300人ずつからなる対象について、一年後検診を4月に実施し、採血とともに病変の写真撮影、細胞診・生検をおこなった。検診時には口腔保健指導をおこない、その介入による噛みタバコ習慣を離脱した群と継続した群を区別して追跡した。直接の検診には、ミャンマー側の共同研究者ミン博士らが所属研究所の所員および地域基幹病院医師を動員した。血液試料については血糖値ならびに抗酸化因子の定量も開始した。細胞診標本の診断のために現地研究協力者に技術指導を実施した。年度中途でミン博士が研究機関を異動したため、現地での試料解析が計画どおりに進んでいないところもある。4)口腔粘膜扁平上皮癌・上皮内癌に関する分子病理学的実験:前項で収集した症例ならびに本学で収集したパラフィンブロックから連続切片を作製し、上皮内癌を中心に、がん特異的機能分子の発現様式を同定し、浸潤性獲得、分化発現の分子機構をあわせて検討し、その生物学的意義について培養口腔癌細胞系を用いて裏付けをとる実験を重ねた。(1)症例収集と調査解析:口腔癌および粘膜下線維症を含む前癌病変症例について、ミャンマーのタングーで開始したコホートについては、一年後の経過調査を実施し、口腔内で環境の変化と細胞診の結果とを照合しながら解析中である。調査では細胞診に加えて血糖値測定も開始した。

その結果、噛みタバコ常習者のなかに、2人の口腔癌進行例を見出している。それらの症例の細胞診標本を後ろ向きに解析したところ、悪性徴候とみなすべき角化細胞集団の形成所見が得られた。ミャンマー側研究者ミン博士が別件で来日した際に、口腔癌の細胞診スクリーニングについて討議を重ね、口腔癌独自の基準が必要であることの共通認識を得た。(2)パキスタンにおける口腔癌調査:パキスタン・カラチ市のアガ・ハーン大学医学部のペルベス教授らの協力により、同付属病院における約300例の予後の判明している口腔癌症例の抽出が完了した。これらの症例について噛みタバコ習慣の調査を重ねたうえで、外科摘出材料標本について細胞外基質発現と臨床的態度の関連について検討を始めた。外科材料のパラフィンブロックを新潟に輸送して実験を行っている。口腔病理学基本的に当初の「研究の目的」に沿って、本年度の研究実施計画の行程を実施した。ただし、具体的な調査内容については、現地の共同研究者ならびに研究協力者らの諸状況にしたがって柔軟な調整を行ってきた。25年度が最終年度であるため、記入しない。基本的に当初の「研究の目的」に沿っている。調査地域の政治的状況の影響や現地で入手できる試薬精度や診断技術の問題もあり、必ずしも良好なサンプリングがおこなえていないところがあるが、現地諸状況にしたがって柔軟な調整を行ってきた。調査地域については、後述のとおり、断念したところがあるが、上記の二国に焦点をしぼることによって作業の集中度が高くなっている。収集した材料について、本学での解析は問題なく進行しており、成果も報文として公表している。海外調査では、現地共同研究者の協力が成否を決定するので、その意見を尊重する必要があるのはいうまでもないが、国内の研究代表者ならびに共同研究者が常に現地調査に参加できるわけではなく、現地共同研究者の自主的な調査に依存せざるを得ない場合が多い。しかし、その調査費用の支払いが事務的に容易でない状況があり、調査の円滑な進行の妨げとなっている。この問題を事務方と協議の上、この問題を解決する方法をさぐりたい。当初計画の調査地域のうち、ナイジェリアからの協力については明解な回答を得ていないので、現在までに密な連絡と信頼関係を樹立しえた、ミャンマー、パキスタン、タイ、台湾の調査を持続させることに精力を集中していく計画である。この問題を事務方と協議してきて、一定の方式で解決できるようになったので、今後も同様に進めていきたい。当初計画の調査地域のうち、ナイジェリア・タイからの協力については明解な回答を得られず、実施を断念した。現在までに密な連絡と信頼関係を樹立しえた、ミャンマーとパキスタンの調査を持続させることに精力を集中していく計画である。
情報発信能力を高めるためのインターネット利用教育システムの開発

1.研究目的本研究では、「インターネット等のIT(情報技術)が従来の情報受信型教育から情報発信型教育への転換を促す強力な道具である」との認識のもとに、「情報発信能力の向上をめざしたインターネット利用教育システムを実践的に開発すること」を目的としている。2.研究方法・計画(1)受講者のニーズと実態について調査する。(2)インターネット利用教育システムの開発と試行(3)授業専用の電子掲示板とWebページの活用と有効性の検討3.研究成果(1)教育工学関連授業において、まず、授業の開始時に受講者のニーズとインターネット利用経験の実態調査を行った。受講者は、コンピュータやネットワークを使うことにニーズがあり、授業者のねらい・目標とは必ずしも一致していない。(2)授業・講座において、専用のWebページおよび電子掲示板を設定して、これを活用した。特に今年度は、受講者の情報表現作品を受講者が相互評価できるシステムを新たに開発した。この利用によって、作品に対する評価やコメントなどを即時に交流することができるようになった。(3)授業後に、Webページを利用して受講者の授業評価・アンケート調査を行い、受講者の学習効果や満足度、電子掲示板やWebペースの相互評価システムの有効性などを検討した。受講者の高い満足度を得ることができ、このシステムの有効性を検証することができた。2.研究方法・計画(1)インターネット利用教育のカリキュラムおよび学習環境を再検討する。(2)授業専用の電子掲示板とWebページの新設の準備を行う。(3)受講者のニーズと実態について調査する。(4)Web作成や電子掲示板を活用したインターネット利用教育システムを開発して試行する。3.研究成果(1)これまでの授業・講座のカリキュラムを再検討し、Web作品の企画、グループ制作、フィードバックによる改善、受講者間の交流などを重視したカリキュラムを構想検討した。(2)授業・講座において、専用のWebページおよび電子掲示板を新設した。これの利用によって、受講者が過去の作品や関連資料を自由に見ることができるようになった。また、電子掲示板を活用して、作業の進捗状況や作品に対するコメントなどを交流することができた。(3)Webページを利用して受講者のニーズのアンケート調査を行ったことで、結果を即時に知ることができるようになった。(4)学習環境やインターネット利用経験が異なる受講者に対して、複数の授業や講座において、上記の情報教育カリキュラムを試行することができ、お互いに比較検討することができた。1.研究日的本研究では、「インターネット等のIT(情報技術)が従来の情報受信型教育から情報発信型教育への転換を促す強力な道具である」との認識のもとに、「情報発信能力の向上をめざしたインターネット利用教育システムを実践的に開発すること」を目的としている。(2)インターネット利用教育システムの実践(3)授業専用の電子掲示板とWebページの活用と有効性の検討3.研究成果(1)教育工学関連授業において、まず、授業の開始時に受講者のニーズとインターネット利用経験の実態調査を行った。
負基数系に基づくディジタル信号処理用演算回路

本研究の目的は、ディジタル信号処理システムを構築するのに適した演算回路として、負基数2進系(NBS)に基づく演算回路を明らかにすると共に、その集積回路設計法を確立し、また実時間信号処理用演算回路としての評価を行うことである。本年度の研究計画は、「NBS集積回路のハードウェア・シミュレータ」と「NBS集積回路に基づくディジタル信号処理システム」を実現し、実験的検討を行うことであったが、これらに対する成果を要約すると以下のようになる。1.前年度の成果である「2ビット束加算アルゴリズム」と「2ビット束部分積生成アルゴリズム」を適用した8×8ビット並列加算/乗算器について、CMOSデバイスのPLA(Programable Logic Array)を用いた構成法を確立した。この加算/乗算器は、語長の拡張性が極めて容易に行われることが明らかとなった。2.並列加算/乗算器を信号処理に適したユニバーサル演算モジュールUAMNに拡張し、実験的検討を行うと共に、UAMNだけによる信号処理システム(具体的にはディジタルフィルタ)の構成法を確立した。3.前年度に、負基数系は複素基数系(【√!(-n)】進系)へ拡張できるという知見を得たが、UAMNはこれまで用いていた2値論理デバイスに代って4値論理デバイスを用いると、【√!(-4)】進系=j2進系の演算モジュールに発展できることが判明した。なお、今後の展開として、j2進系の演算モジュールを用いた複素ディジタル信号処理プロセッサの開発や従来の正基数2進プロセッサと本研究による負基数プロセッサより成る多重化システム(フォールトトレラントシステム)などへの展開を考えている。
自律分散ネットワークシステムにおける同期現象を利用した分散制御則の開発

本研究ではマルチホップ・メッシュネットワークの具体的な事例として,ノードに音響センサを搭載したセンサーネットワークを取り上げ,アプリケーションをベースとして通信や情報処理の手法を解析および提案した.平成19年度の主要な研究成果としては1.平成18年度に開発したセンサーノード間の無線通信プログラムライブリを作成することで,拠点ノードへ情報を集中転送させるスター型の通信構造を可能とした.この通信プログラムを用いることで,センサーノードを空間的に複数配置して広範囲の音声情報計測を可能とした.2.単一のセンサーノードによって計測された足音情報に対して,3つの特徴量を提案し歩行者数の推定との関係を解析した.提案した特徴量はそれぞれ・計測時間内パルス数:計測時間8[s]内において,一定のしきい値を超えた信号の総数・1パルス信号の強度平均:時間0.125[s]内に含まれる一定のしきい値を超えた信号列を1パルスとして考え,1パルスに含まれる信号強度の平均を取ったもの・全信号平均強度:一定のしきい値を超えた信号に関する平均強度を考えた.計測時間内パルス数および1パルス信号の強度平均は歩行人数に対して比例関係があり,全信号平均強度は無相関であった.このため前者2つの特徴力が歩行者数の推定の指標となる.結果として単一のセンサーノードで得られる局所的な足音情報によって歩行者数の推定が可能となった.さらに局所的な処理手法の提案によって通信負荷を増加させることないシステムの構築ができた.1.汎用無線通信モジュールを開発小型省電力のマルチホップ・メッシュネットワークの通信を構成する実機システムとして,MICROCHIP社製のdsPIC30F6012Aベースによる汎用無線通信モジュールを開発した.開発したモジュールは最大128Mhzのクロック周波数で駆動し,メモリ128KBのEEPROMを搭載する.入出力系として,12bitA/Dコンバータによるアナログ入力を1ch,デジタル入出力を8ch,RS-232Cによるシリアルポートを1ch,および無線入出力ポート1chを有する.無線通信にはアイピーオー社製のYM-103Bを用いており,5V,消費電流(送信時)60mA,消費電流(受信時)57mAの低電圧低電力によって通信距離80100m,通信速度160Kbpsの無線通信が可能となる.2.センサーネットワークによる人足音検出とその応用開発したモジュールのアプリケーションとして,汎用無線通信モジュールに集音のためのマイクを搭載,無線によって動作の指示,およびデータ通信を行うことで,広域の音声情報を収集するセンサーネットワークシステムを構築した.構築したシステムでは基地局であるPCと無線通信モジュールによるセンサーノードに分けられる.PCから各ノードへ動作指示を行い,各ノードから収集されたデータを基地局PCへ送信する集中制御型の通信構造となる.さらに構成されるセンサーネットワークシステムを用いて,人の足音のセンシングを行った.得られた広域での人の足音情報によりセンサーノード周辺の歩行人数や歩行速度,歩行パターンによる人物の推定が可能となるとともに,各ノード情報を統合することで人の移動の量を知ることができる.本研究ではマルチホップ・メッシュネットワークの具体的な事例として,ノードに音響センサを搭載したセンサーネットワークを取り上げ,アプリケーションをベースとして通信や情報処理の手法を解析および提案した.平成19年度の主要な研究成果としては1.平成18年度に開発したセンサーノード間の無線通信プログラムライブリを作成することで,拠点ノードへ情報を集中転送させるスター型の通信構造を可能とした.この通信プログラムを用いることで,センサーノードを空間的に複数配置して広範囲の音声情報計測を可能とした.2.単一のセンサーノードによって計測された足音情報に対して,3つの特徴量を提案し歩行者数の推定との関係を解析した.提案した特徴量はそれぞれ・計測時間内パルス数:計測時間8[s]内において,一定のしきい値を超えた信号の総数・1パルス信号の強度平均:時間0.125[s]内に含まれる一定のしきい値を超えた信号列を1パルスとして考え,1パルスに含まれる信号強度の平均を取ったもの・全信号平均強度:一定のしきい値を超えた信号に関する平均強度を考えた.計測時間内パルス数および1パルス信号の強度平均は歩行人数に対して比例関係があり,全信号平均強度は無相関であった.このため前者2つの特徴力が歩行者数の推定の指標となる.結果として単一のセンサーノードで得られる局所的な足音情報によって歩行者数の推定が可能となった.さらに局所的な処理手法の提案によって通信負荷を増加させることないシステムの構築ができた.
動物細胞を用いた農薬類の毒性評価法の開発

我々が飲料水の水源としている河川や湖沼の多くは、人間の様々な活動に起因する無数の化学物質で汚染されており、飲料水としての安全性の確認や毒性を評価する手法の開発が急務となっている。生体を用いる評価方法は、必ずしも個々の物質が明らかでなくとも生物応答を指標とする評価のため実用性が高いと考えられる。そこで本研究は農薬類をモデル汚染物質として、以下のような動物細胞の応答で毒性評価を行う手法を開発した。1.動物細胞の機能変化を指標とする毒性評価法初代培養ラット肝細胞のアルブミン分泌能等を指標としてする毒性評価法を提案し、農薬負荷の応答を定量的に解釈する数理モデルを構築するとともに、この手法を実際の河川水に適用してその実用性を検証した。2.動物細胞の形態変化を指標とする毒性評価法神経細胞の形態変化を指標とする神経毒性評価法を開発した。神経細胞特有の神経繊維の消長は、神経毒性を有する農薬(例としてDDVP)に対して特異的かつ敏感に応答し、本目的に有用であることが明かとなった。3.迅速・簡便な毒性評価法動物細胞のLDL取り込み機能の減衰を指標にすることによって、毒性評価に要する時間をこれまでのdayオーダーからhrオーダーへと短縮することができた。4.水処理評価指標としての細胞毒性の検討従来の水質評価法、既存の変異原性試験と本バイオアッセイの結果を比較検討し、将来の飲料水の水質評価指標のひとつに細胞毒性を導入すべきではないかという結論に達した。我々の飲料水原水となりうる河川水中には、農業活動等に由来する種々の農薬が微量であるものの含有されており、安全性の確認・毒性の評価が必要となっている。しかしながら、河川水中では原使用時とは異なる様々の代謝産物として存在していることも多い。このため、被検水中に含有されている物質の同定や追跡は非常な困難を伴う。同時に、それらの物質間相互作用が明らかになっていないことなど、評価には様々の障害があると考えられる。生物体および由来物(臓器、細胞、バクテリア等)を用いる評価方法は、必ずしも個々の物質が明らかでなくとも生物応答を指標とする評価のため実用性が高いと考えられる。本研究は、上記のような状況を踏まえて、機能阻害に着目したバイオアッセイ法の特性の解明と適用性の評価を目的とした。具体的には、監視項目指定農薬から選定した数種の農薬の、初代培養ラット肝細胞の蛋白合成能の一つに及ぼす機能阻害性を指標として評価した。初代培養細胞はin vivoの臓器機能の多くを維持しているものと考えられており、また哺乳動物由来初代培養細胞の環境水評価への適用例は、我々の知る限り皆無である。したがって、ヒトへの影響評価への類似性の高い評価が本評価手法の確立によって実現される可能性がある。現時点で得ている成果は、供試農薬の毒性発現様式が、発現濃度領域の違いはあるものの、ほぼ同様であることを示しており、初代培養細胞の機能変化を指標とした毒性評価が実際に可能であることが示された。また、この手法により評価された毒性は、各農薬原体の水/オクタノール分配係数により序列化できることが示された。これは水系における毒性に関する既往の知見と一致している。現段階では、単一物質種の毒性評価を既往の知見と比較しながら試行する段階であるが、これまでの成果は本手法が毒性評価法として用いられ得ることを示唆している。我々が飲料水の水源としている河川や湖沼の多くは、人間の様々な活動に起因する無数の化学物質で汚染されていると考えるべきで、飲料水としての安全性の確認や毒性を評価する手法の開発が急務となっている。環境中に排出された化学物質の多くは、物理化学的な分解や生物分解を受けながら天然のフミン物質等とも反応するなど極めて複雑な挙動を取っていると考えられ、さらに浄水処理に導かれた場合には塩素やオゾンと接触して分解派生物が生成すると考えられる。このため、最終的に人間が摂取する水の中に含有されている物質の分析化学的な同定は不可能と考えるべきである。

生物体および由来物(臓器、細胞、バクテリア等)を用いる評価方法は、必ずとも個々の物質が明らかでなくとも生物応答を指標とする評価のため実用性が高いと考えられる。本研究は、上記のような状況を踏まえて、農薬類をモデル汚染物質として動物細胞の応答で毒性評価を行う手法の開発を進めている。昨年度までに動物細胞の成長阻害と機能阻害に着目したバイオアッセイ法として、初代培養ラット肝細胞の蛋白合成能を指標としてする手法を提案した。今年度は、その手法を実際の河川水に適用してその実用性を検討することと平行して、神経細胞の形態変化を指標とする神経毒性評価手法の開発に着手した。神経細胞特有の神経繊維の消長は、神経毒性を有する農薬(例としてDDVP)に対して特異的にかつ敏感に応答することがわかった。この現象は最終年度に確立しようとしているバイオアッセイセンサー或いは装置の基本原理のひとつとして有望でる。我々が飲料水の水源としている河川や湖沼の多くは、人間の様々な活動に起因する無数の化学物質で汚染されており、飲料水としての安全性の確認や毒性を評価する手法の開発が急務となっている。生体を用いる評価方法は、必ずしも個々の物質が明らかでなくとも生物応答を指標とする評価のため実用性が高いと考えられる。そこで本研究は農薬類をモデル汚染物質として、以下のような動物細胞の応答で毒性評価を行う手法を開発した。1.動物細胞の機能変化を指標とする毒性評価法初代培養ラット肝細胞のアルブミン分泌能等を指標としてする毒性評価法を提案し、農薬負荷の応答を定量的に解釈する数理モデルを構築するとともに、この手法を実際の河川水に適用してその実用性を検証した。2.動物細胞の形態変化を指標とする毒性評価法神経細胞の形態変化を指標とする神経毒性評価法を開発した。神経細胞特有の神経繊維の消長は、神経特性を有する農薬(例としてDDVP)に対して特異的かつ敏感に応答し、本目的に有用であることが明らかとなった。3.迅速・簡便な毒性評価法動物細胞のLDL取り込み機能の減衰を指標にすることによって、毒性評価に揺する時間をこれまでのdayオーダーからhrオーダーへと短縮することができた。4.水処理評価指標としての細胞毒性の検討従来の水質評価法、既存の変異原性試験と本バイオアッセイの結果を比較検討し、将来の飲料水の水質評価指標のひとつに細胞毒性を導入すべきではないかという結論に達した。
発光性白金平面錯体のミクロ環境認識機能創製とそのDNAプローブとしての応用研究

8-キノリノラト誘導体-白金(II)錯体の発光特性をミクロな場や環境の識別と評価に利用することを目的とする.生体内ミクロ環境であるDNAとこれら錯体との相互作用を環境の変化として検出定量化しようとするものである.期間中は8-キノリノールを基本骨格とする配位子とミセルの探索実験を行なった.1.8-キノリノラト誘導体として,基本骨格の8-キノリノール,スルホン基を導入して水溶化した5-スルホ8-キノリノール,およびこれに重原子ヨウ素を導入したフェロン,また陽イオン性白金(II)錯体を生成しうる三座8-キノリノラト誘導体である2-(2′-ヒドロキシフェニル)-8-キノリノールを検討した.8-キノリノラト誘導体-白金(II)錯体は界面活性剤ミセル媒体中で強い赤色発光を示す.特にフェロン白金(II)錯体では発光は陽イオン性界面活性剤中,溶存酸素除去剤の存在下で,純水中酸素除去剤なしのものと比較して,約34倍もの著しい増感を受けた.また発光寿命の測定を行った結果,その寿命は数十μsにもおよび,これは他の金属錯体の溶液系でのnsレベルの発光寿命と比較してかなりの長寿命である.以上のことより,本錯体の発光が配位子中心のリン光性であることが示された.2.界面活性剤としては,これら錯体が無電荷およびアニオン性であることを考慮に入れ,第4級アンモニウムタイプのカチオン性界面活性剤,ポリオキシエチレン系および糖基を有する非イオン性界面活性剤について発光増感現象の検討を行なった.どの界面活性剤においても,発光の発現には臨界ミセル濃度(CMC)以上の存在が必要であった.非イオン性界面活性剤である,糖を親水基として疎水性の高いミセルを形成するn-ドデシル-β-D-マルトサイドは,検討した界面活性剤中でもっとも優れた増感効果を示すことを発見した.本研究は,8-キノリノール白金錯体の発光特性をミクロ環境の識別と評価に利用するとともに,これらの錯体とDNAとの相互作用を錯体周辺のミクロ環境変化として検出・定量化しようとするものである。今年度は,配位子系とミセル系の探索研究を行っている.1.8-キノリノール白金(II)錯体に続いて,スルホン基を導入して水溶性化した5-スルホ誘導体,およびこれに重原子ヨウ素Iを導入したフェロンを検討した.特にフェロン白金(II)錯体の発光は陽イオン性ミセル中,亜硫酸ナトリウム存在化で著しく増感を受け,本錯体の発光が配位子中心のリン光性であることの証拠が得られた.ミクロ認識機能は錯体の励起三重項状態への摂動に基づくという,今後の研究における作業原理の一つが得られた.今後の配位子探索の方向として,陽イオン性の白金錯体を生成しうる三座8-キノリノール誘導体の合成とキャラクタリゼイションをとり,それらの白金錯体のDNAインターカレーション挙動を探索したい.2.第四級アンモニウムタイプの陽イオン界面活性剤の他に,種々の界面活性剤をミセル溶液として加え,発光増感について検討している.糖を親水基とするスクロースモノラウイトについては既に著しい増感効果の発現を得ていたが,溶液のpHによって中性pH付近で中性と陽イオンの両方をとりうる,ジメチルドデシルアミンオキサイドが優れた増感効果を示すことを発見した.今後は錯体の発光減衰寿命の測定から定常状態では得られない,錯体とミセルなどの媒体との動的な相互作用過程を詳細に検討する予定である.8-キノリノラト誘導体-白金(II)錯体の発光特性をミクロな場や環境の識別と評価に利用することを目的とする.生体内ミクロ環境であるDNAとこれら錯体との相互作用を環境の変化として検出定量化しようとするものである.期間中は8-キノリノールを基本骨格とする配位子とミセルの探索実験を行なった.1.8-キノリノラト誘導体として,基本骨格の8-キノリノール,スルホン基を導入して水溶化した5-スルホ8-キノリノール,およびこれに重原子ヨウ素を導入したフェロン,また陽イオン性白金(II)錯体を生成しうる三座8-キノリノラト誘導体である2-(2′-ヒドロキシフェニル)-8-キノリノールを検討した.8-キノリノラト誘導体-白金(II)錯体は界面活性剤ミセル媒体中で強い赤色発光を示す.特にフェロン白金(II)錯体では発光は陽イオン性界面活性剤中,溶存酸素除去剤の存在下で,純水中酸素除去剤なしのものと比較して,約34倍もの著しい増感を受けた.また発光寿命の測定を行った結果,その寿命は数十μsにもおよび,これは他の金属錯体の溶液系でのnsレベルの発光寿命と比較してかなりの長寿命である.以上のことより,本錯体の発光が配位子中心のリン光性であることが示された.2.界面活性剤としては,これら錯体が無電荷およびアニオン性であることを考慮に入れ,第4級アンモニウムタイプのカチオン性界面活性剤,ポリオキシエチレン系および糖基を有する非イオン性界面活性剤について発光増感現象の検討を行なった.どの界面活性剤においても,発光の発現には臨界ミセル濃度(CMC)以上の存在が必要であった.非イオン性界面活性剤である,糖を親水基として疎水性の高いミセルを形成するn-ドデシル-β-D-マルトサイドは,検討した界面活性剤中でもっとも優れた増感効果を示すことを発見した.

8-キノリノラト誘導体-白金(II)錯体の発光特性をミクロな場や環境の識別と評価に利用することを目的とする.生体内ミクロ環境であるDNAとこれら錯体との相互作用を環境の変化として検出定量化しようとするものである.今年度は8-キノリノールを基本骨格とする配位子系とミセル系の探索実験を行なった.1. 8-キノリノラト誘導体として,基本骨格の8-キノリノール,スルホン基を導入して水溶化した5-スルホ8-キノリノール,およびこれに重原子ヨウ素を導入したフェロン,また三座8-キノリノラト誘導体である2-(2′-ヒドロキシフェニル)-8-キノリノールを検討した.特にフェロン白金(II)錯体では,発光は陽イオン性界面活性剤中溶存酸素除去剤の存在下で,純水中酸素除去剤なしのものと比較して,約34倍もの著しい増感を受けた.また,発光寿命の測定を行った結果,5-スルホ-8-キノリノラト白金錯体ではその寿命は31μsにもおよび,これは他の金属錯体の溶液系でのnsレベルの発光寿命と比較して,かなりの長寿命である.以上のことより,本錯体の発光が配位子中心のリン光性であることが示された.今後の展開としてはこれらの錯体とDNAインターカレーション挙動の探索を行う予定である.2.界面活性剤としては,これら錯体が無電荷およびアニオン性であることを考慮に入れ,第4級アンモニウムタイプのカチオン性界面活性剤,ポリオキシエチレン系および糖基を有する非イオン性界面活性剤について発光増感現象の検討を行なった.どの界面活性剤においても,発光の発現には臨界ミセル濃度(CMC)以上の存在が必要であった.非イオン性の中でも糖を親水基とするn-ドデシル-β-D-マルトサイドがもっとも優れた増感効果を示すことを発見した.媒体であるミセルの,錯体の発光特性への摂動と錯体-ミセル間の相互作用との関連をさらに詳細に検討する予定である.
極性層状酸ハロゲン化物の強誘電性と電荷ドメイン構造の系統的研究

最近、複合アニオンを利用した可視光応答型水分解光触媒に注目が集まっている。特に、強誘電性を併せ持つ極性層状酸ハロゲン化物光触媒Bi4-xLaxNbO8Clは、従来トレードオフの関係にあった高い可視光応答性と光安定性を同時に実現していること、また、高い光触媒活性を示すことから、一層の高活性化に向けて急速に研究が進められている。本研究では、光励起されたキャリアの安定性に、この物質が示す強誘電性に起因する電荷ドメインの形成が関与している可能性に着目し、強誘電性の評価とドメイン観察によって、本系の示す高い光触媒活性の起源を解明する。
部位特異的脱硫酸化による硫酸化多糖の超分子形成機能の変換

我々はトリメチルシリル化試薬であるN,O-ビストリメチルシリルアセトアミド(BTSA)が硫酸糖の6位特異的な脱硫酸化に有効であることを見いだしている。今回、BTSAを〈1〉硫酸化多糖の脱硫酸化に用いて構造決定に応用し、〈2〉ヘパリンの脱硫酸化に適用し、本処理による構造変化と超分子形成能の変化を考察した。〈1〉BTSAによる脱硫酸化の硫酸化多糖の構造解明への応用紅藻から得られる多糖は多くの場合→3)β-Gal(1→4)α-Gal(1→の2糖反復単位から構成され、この骨格が硫酸化された構造をとっている。今回、紅藻ハナフノリ(Gloiopeltis complanata)から得られた硫酸化多糖を常法通りメチル化分析した結果とBTSAにより脱硫酸してからメチル化分析した結果とを比較検討した。この結果、6位の硫酸基はBTSAにより特異的に脱離し、多糖中の6位に硫酸基が結合していたことが確証された。このように本脱硫酸化法は硫酸化多糖の構造決定にも有用であることが分かった。〈2〉BTSAによるヘパリンの部位特異的脱硫酸化ヘパリンは血液凝固系においてアンチトロンビンIII(ATIII)と相互作用し、トロンビンに対する阻害活性を増強する。ヘパリンとATIIIとの相互作用にはヘパリン中に特定の硫酸化されたATIII結合部位の存在することが必須である。ヘパリンをBTSAで処理し、処理前後の構造を組成分析、^<13>C-NMR、酸素消化後の2糖分析などにより比較したところ、予期した通り6位の硫酸基のみが脱離し、他のO-硫酸基やN-硫酸基は脱離しなかったが、通常の硫酸化多糖の場合とは異なり、6位の硫酸基の脱離は不完全であった。BTSAによる処理を反復しても、新たな硫酸基の脱離は認められなかったので、BTSA処理により6硫酸基はランダムに脱離するのではなく、特定の位置の6硫酸基のみが脱離するものと考えられた。処理前後のヘパリンのATIIIとのアフィニティークロマトグラフィーおよびヘパリン存在下でのATIIIのトロンビン阻害活性の比較より、BTSA処理により脱離した硫酸基はアンチトロンビンIIIとの結合に関与しないものであり、ATIII結合性の硫酸基には影響がないと示唆された。以上のようにBTSAのヘパリンの脱硫酸化に対する部位特異性を明らかにし、さらに有用な性質を持ったヘパリン誘導体を製造し得る可能性を見いだした。
光合成タンパク内の長距離電子移動-人工分子組み込みによる新反応系の創成-

生体光合成反応では高秩序に制御された局所環境場のなかで複数の反応分子種が相互作用し、さらに高次に組織化され、多段階でエネルギー変換効率の高い長距離電子移動系を構成している。この分子機構を解明するため、人工分子を導入した半人工の反応中心タンパクを作成し、ピコ秒領域でのクロロフィル→キノン間の電子移動反応を計測した。さらにマ-カス理論に基きエネルギーギャップ則の検討を行なった。植物の光化学系1反応中心タンパク内部の電子受容体フィロキノンを抽出除去し、かわりに酸化還元レベル、分子構造の異なる人工分子を再導入した。この内部での光励起電子移動を解析し、ピコーナノ秒領域でのレーザ分光によりスペシャルペア(P700)→クロロフィル(AO)→キノン(Qφ)の各電子移動過程の速度定数を決定した。フィロキノンとほとんど同じ構造をもつメナキノンをQφとして導入した実験系では、P700はレーザ照射後1ピコ秒以内で励起され、8ピコ秒でAOを還元し、AOはその後23ピコ秒でメナキノンにより再酸化されることが観測された。キノンがないとAOの酸化反応は千倍遅い30ナノ秒で進行した。またキノンを変えることによって、△Gを変えるとこの反応の速度定数は変化した。この超高速電子移動の機構を、さらに理論面からも検討した。