hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然エネルギー利用を想定したアンモニアの常温電解合成法の開発

窒素ー水素ガスを供給した系を実施するための装置に問題があり、サブプランであった電解液ーガス供給系における実験を先行して実施した。どちらも電極部分の構造はほとんど同じであり、研究の進捗自体に問題はないが、装置の修理対応が遅れており、本来の目的であるガス系における実験が遅れている。装置が本来の目的(燃料電池評価装置)として動作することは確認済であり、速やかに目的の系に移行することで当初の目的は達成可能と考えられる。膜電極接合体(MEA)による電解実験には問題はないため、市販電極に変わる触媒金属担持電極の作成と、水素および窒素ガスを供給するガス供給系における実験を進める。また、研究報告のあるイオン液体やチタン系触媒に関する調査を進め、本系への適用を検討する。交付決定額が予定額より少なかったため、購入予定としていたイオンクロマトグラフィーの購入を見直し、吸光光度法による定量に変更した。その際に汎用性のある簡易測定器を選定したため、次年度使用額が生じた。この変更に伴い、測定時に専用の試薬が必要となるため、生じた次年度使用額は測定時に必要となる試薬購入費に充てる。実験に使用する装置が正常に動作せず、その対応に時間を要した。そのため、実験が遅延したことにより消耗品等の購入量が少なくなり、次年度使用額が生じた。生じた次年度使用額は実施予定だった実験に使用する。
脳弓下器官へ入る神経の起始,神経化学物質と標的特異性に関する形態学的解析

脳弓下器官への入力神経について,脳弓下器官へ投射する神経の起始領域およびそれに含まれる神経化学物質,脳弓下器官へ投射する神経の標的構造およびその神経終末が持つ神経化学物質,の各項目を明らかにするために,順行性および逆行性標識法と免疫組織化学とを組み合わせて研究を進めてきた.この研究の基礎となる脳弓下器官に存在する神経終末の種類とその標的要素についての研究では,アミン性終末・コリン性終末・多種の神経ペプタイド免疫陽性終末が見られ,このうちセロトニン,Met-エンケファリン8(mE8),ガラニン(GAL),ニューロテンシン,LHRH免疫陽性終末は脳弓下器官の神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接していることを明らかにした.神経化学物質を含む投射路の起始領域を調べた実験では,mE8が前腹側室周囲核,前腹背側周囲核,視索前野および視床下部の室周囲部,正中視索前核,視床下部背内側核,視床下部弓状核,内側脚傍核,孤束核から,GALが内側視索前核,室傍刻小細胞性内側核,視床下部の室周囲部,視床下部背内側核,視床下部弓状核から,ボンベシンが室傍核小細胞性内側核,吻側延髄腹外側部からニューロペプタイドYが視床下部弓状核,孤束核,延髄腹外側部から,コリン性ニューロンが内側中隔核や対角体核から投射していることを明らかにした.正中視索前核は多くの投射を持ち,脳弓下器官では神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接してした.主要な投射先である室傍核へ投射する脳弓下器官の神経細胞と,脳弓下器官への多くの投射が見られる正中視索前核,脚傍核,縫線核などからの投射線維との関係についての研究は大変興味深いものであり,今後の検討課題と考えている.脳弓下器官への入力神経について,脳弓下器官へ投射する神経の起始領域およびそれに含まれる神経化学物質,脳弓下器官へ投射する神経の標的構造およびその神経終末が持つ神経化学物質,の各項目を明らかにするために,順行性および逆行性標識法と免疫組織化学とを組み合わせて研究を進めてきた.この研究の基礎となる脳弓下器官に存在する神経終末の種類とその標的要素についての研究では,アミン性終末・コリン性終末・多種の神経ペプタイド免疫陽性終末が見られ,このうちセロトニン,Met-エンケファリン8(mE8),ガラニン(GAL),ニューロテンシン,LHRH免疫陽性終末は脳弓下器官の神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接していることを明らかにした.神経化学物質を含む投射路の起始領域を調べた実験では,mE8が前腹側室周囲核,前腹背側周囲核,視索前野および視床下部の室周囲部,正中視索前核,視床下部背内側核,視床下部弓状核,内側脚傍核,孤束核から,GALが内側視索前核,室傍刻小細胞性内側核,視床下部の室周囲部,視床下部背内側核,視床下部弓状核から,ボンベシンが室傍核小細胞性内側核,吻側延髄腹外側部からニューロペプタイドYが視床下部弓状核,孤束核,延髄腹外側部から,コリン性ニューロンが内側中隔核や対角体核から投射していることを明らかにした.正中視索前核は多くの投射を持ち,脳弓下器官では神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接してした.主要な投射先である室傍核へ投射する脳弓下器官の神経細胞と,脳弓下器官への多くの投射が見られる正中視索前核,脚傍核,縫線核などからの投射線維との関係についての研究は大変興味深いものであり,今後の検討課題と考えている.脳弓下器官への入力神経について,(1)脳弓下器官へ投射する神経の起始領域,(2)その投射ニューロンに含まれる神経化学物質,(3)同定された起始領域から脳弓下器官へ投射する神経の標的構造,(4)その神経終末が持つ神経化学物質,(5)神経終末の標的が神経要素ならば,その脳弓下器官ニューロンの支配領域,について,本年度は(1)から(4)を重点的に行う計画であった.(1)について,脳弓下器官への逆行性トレーサ注入後,視索前域から延髄までの広い範囲にわたり多くの領域に標識細胞が見られた.これら起始領域と脳弓下器官における免疫陽性反応を比較したのち,次年度以降に(2)を行う.(3)および(4)について,起始領域のひとつである正中視索前核に順行性トレーサを注入し電子顕微鏡観察すると,入力神経終末は脳弓下器官の神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接していた.また,LHRH, neurotensin免疫陽性終末も,各要素に対して同様の配置関係にあった.結果の一部は,第108回日本解剖学会総会,第26回日本神経科学学会,3rd International Society for Autonomic Neuroscienceで発表予定である.脳弓下器官への入力神経について,(1)脳弓下器官へ投射する神経の起始領域,(2)

その投射ニューロンに含まれる神経化学物質,(3)同定された起始領域から脳弓下器官へ投射する神経の標的構造,(4)その神経終末が持つ神経化学物質,(5)神経終末の標的が神経要素ならば,その脳弓下器官ニューロンの支配領域,の各項目を明らかにすることにより研究を進めている.昨年度および本年度は,この研究の基礎となる脳弓下器官に存在する神経終末の種類や(1),(2),(3),(4)の一部についての結果を得た.脳弓下器官にはアミン性終末・アセチルコリン性終末・多種の神経ペプタイド免疫陽性終末が存在しており,このうちLHRHやneurotensin免疫陽性終末は脳弓下器官の神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていた.また脳弓下器官は中枢神経系の多くの部位から投射を受けており,そのうち正中視索前核からの投射線維は,同様に神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接していた.さらに,内側中隔核や対角体核のアセチルコリン性神経細胞の一部が脳弓下器官に投射していた.来年度は,(1)から(4)についてさらに対象を増やして研究を進めるとともに,(5)についての解析も行う.脳弓下器官への入力神経について,脳弓下器官へ投射する神経の起始領域およびそれに含まれる神経化学物質,脳弓下器官へ投射する神経の標的構造およびその神経終末が持つ神経化学物質,標的となる脳弓下器官ニューロンの支配領域,の各項目を明らかにすることにより研究を進めてきた.昨年度までに,この研究の基礎となる脳弓下器官に存在する神経終末の種類や,上記各項目について部分的に結果を得た。脳弓下器官にはアミン性終末・コリン性終末・多種の神経ペプタイド免疫陽性終末が見られ,このうちLHRHやneuorotensin免疫陽性終末は脳弓下器官の神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていた.また,内側中隔核や対角体核のアセチルコリン性神経細胞の一部,弓状核,青斑核,孤束核,延髄腹外側部のneuropeptide Y免疫陽性神経細胞の一部が脳弓下器官に投射していた。今年度は起姶領域について,さらに知見を得た.Bombesin免疫陽性終末は青斑核,延髄腹外側部から,galanin免疫陽性終末は視索前域・視床下部の室周囲部,内側視索前核,背内側核,弓状核,青斑核などから投射しており,これは来年度の日本解剖学会総会および日本神経科学学会で発表する.Substance P, Met-enkephalin 8, somatostatin, neurotensinについても今後詳細を検討し学会あるいは学術雑誌に発表する.上に述べたように,脳弓下器官へ投射する神経細胞は脳の全般に見られるが,密集して見られたのは正中視索前核だけであった.その投射線維は神経細胞体や樹状突起にシナプスをしていたほか,血管周囲やグリア細胞にも隣接していることを昨年度までに明らかにしていた.脳弓下器官からの主要な投射先である室傍核へ投射する神経細胞と正中視索前核からの投射線維との関係を調べたが,両者間のシナプスはこれまで見いだされなかった.この両者の関係は,これとは異なる起始領域と投射先とを持つ神経間の関係と共に,今後の検討課題と考えている.
ベンゾジアゼピンによる感染症予後悪化機構の解明

TSPOシグナルを介してベンゾジアゼピンが免疫抑制作用を発揮することを培養細胞であるTHP-1細胞を用いて解析を行った。LPSでTHP-1を刺激するとIL-6やIFN-gammaを産生し、CD86といった表面抗原の発現も増加する。ここにベンゾジアゼピンの代表であるミダゾラムを作用させるとLPSによるこれらの分子の発現の抑制が起こる。ミダゾラムの抑制作用にミダゾラムの作用分子のTSPOとGABAのどちらが関わっているのかを探索する目的で、LPSによるTHP-1の活性化作用に対する複数のTSPOリガンドとGABAリガンドの影響を評価した。GABAリガンドではこの抑制作用が発生しないのに対して複数のTSPOリガンドでLPSによるTHP-1細胞の活性化の抑制作用が認められた。このことからベンゾジアゼピンの抑制作用にはどちらかといえばTSPOが関わっていることが示唆された。次にミダゾラムの作用にTSPOが関わっていることを解析するために遺伝学的アプローチを行った。すなわちTSPOの発現を減少させたTHP-1細胞の作成とTSPOの発現を増加させたTHP-1細胞を作成してこれらの細胞に対して同様の実験系を用いて解析を行った。THP-1にTSPOのsiRNAを導入しtSPOの発現を抑制した細胞でミダゾラムの作用を解析したところミダゾラムの抑制作用は損なわれた。次にTSPOを過剰発現したTHP-1細胞を作成するとミダゾラムの効果は増幅された。これらの結果からミダゾラムのLPSによるTHP-1細胞の活性化の抑制作用はTSPOが関わっていることが示されたベンゾジアゼピン系薬物のTSPO (translocator protein)を介したシグナル伝達の生体内での意義を検討するために各種TSPOリガンドに対する免疫系の応答を解析した。TSPOリガンドとしてEtifoxineとFGIN1-27に対する樹状細胞の免疫応答を解析した。対象としてマウスの骨髄からGM-CSFを用いて誘導する樹状細胞(以下BMDCと略)を用いて実験を行なった。BMDCのLPSによる成熟分化過程に対するこれら2種類のTSPOリガンドの影響を評価した。通常はBMDCはLPSによって細胞状のCD80, CD86といった副刺激分子や組織適合抗原複合体の発現を上昇させ、さらにTh1を誘導するサイトカインであるインターロイキン12の分泌が亢進する。これらの過程がEtifoxineやFGIN1-27といったTSPOリガンドの存在によって抑制されることが示された。これはすなわちTSPOリガンドは樹状細胞の分化成熟を抑制したことを示唆している。次にこれらの変化の動物個体レベルの免疫応答に対する影響を調べるために、樹状細胞の投与によって生じる接触過敏症モデルを用いて評価した。このモデルはハプテンを取り込ませた樹状細胞をマウスを投与しマウスを感作させ、同じ抗原性を持つハプテンで誘発すると耳介が腫脹するモデルである。樹状細胞の分化成熟過程でTSPOリガンドを存在させておくと、樹状細胞の投与によって生じる接触過敏症の症状は軽減された。このモデルはTh1による免疫応答が解明されていることから、本研究の結果はTSPOリガンドは樹状細胞の成熟分化を抑制しTh1型の免疫応答の発生を抑制することが強く示唆された本研究の仮説は、TSPOは免疫系の活性化のnegative regilatorであって免疫系の活性化に対して負の制御因子である、というものであった。本年度ベンゾジアゼピン系薬物の動物個体レベルへの影響を解析し、複数の薬物で同様の結果をえたことは、TSPOの免疫系における役割に関する仮説が正しいことを強く示唆している生体内でのtransloctor protein (TSPO)の作用の解析を目的として、免疫系で重要な制御細胞である樹状細胞への影響と、免疫疾患モデルである接触性過敏症に対するTSPOリガンドの効果の検証を行った。TSPOリガンドはEtifoxine (以下ETXと略)を用いた。樹状細胞にETXを作用させると樹状細胞の成熟と活性化が抑制された。LPSによる樹状細胞での副刺激分子の発現上昇やTh1を誘導するサイトカインであるIL-12の分泌増加がETXによって抑制された。次にETXによって変化した樹状細胞によるリンパ球の活性化への影響を評価した。樹状細胞によるリンパ球の増殖刺激能とリンパ球のTh1への分化刺激能をリンパ球からのIFN-γの産生によって評価した。ETXは樹状細胞によるリンパ球の活性化とTh1への分化を抑制した。次にこのETXによる樹状細胞の形質変化が動物個体レベルでの免疫応答に影響を与えるのか否かを樹状細胞の投与によって生じる接触過敏反応によって評価した。ハプテンを取り込ませた樹状細胞によって動物を免疫した後、皮膚に同じパプテンをチャレンジすると接触過敏症が誘導される。免疫する樹状細胞をあらかじめETXで処理しておくと接触過敏反応の発生が抑制された。これらの結果はTSPOリガンドであるETXは樹状細胞の成熟を抑制し、樹状細胞によるリンパ球のTh1への分化刺激能を抑制し、樹状細胞の形質変化は動物個体レベルでの免疫応答にも影響を与えることがしめされた。次にETXの炎症モデルへの治療効果を接触過敏症モデルを用いて検証した。ハプテンを皮膚に塗布しその数日後に皮膚に同じハプテンを投与すると皮膚は浮腫を呈するのが接触過敏症モデルである。ハプテンによる感作時にETXを全身投与すると接触過敏症の発症を防止できた。

この結果はETXの免疫疾患の制御への応用の可能性を示唆するTranslocator protein (TSPO)の生体内での作用をTSPOリガンドを用いて免疫担当細胞およびそれらによって生じるin vitroでの免疫応答、加えて免疫疾患モデルを用いて動物個体レベルで観察される免疫応答によって評価を行っている。これらからTSPOリガンドはTh型の免疫応答の誘導を抑制する可能性が示唆されている。Th1型の免疫応答は感染症における免疫防御の一部を担っており、TSPOリガンドがこの応答を抑制する可能性は感染症におけるTSPOひいてはベンゾジアゼピン系の影響の可能性を示唆している。本研究課題で目的としている感染症におけるベンゾジアゼピンによる免疫悪化作用の根底にあると考えているTSPOを介した免疫系への抑制作用の一端を明らかにしつつあると考えているTSPOシグナルを介してベンゾジアゼピンが免疫抑制作用を発揮することを培養細胞であるTHP-1細胞を用いて解析を行った。LPSでTHP-1を刺激するとIL-6やIFN-gammaを産生し、CD86といった表面抗原の発現も増加する。ここにベンゾジアゼピンの代表であるミダゾラムを作用させるとLPSによるこれらの分子の発現の抑制が起こる。ミダゾラムの抑制作用にミダゾラムの作用分子のTSPOとGABAのどちらが関わっているのかを探索する目的で、LPSによるTHP-1の活性化作用に対する複数のTSPOリガンドとGABAリガンドの影響を評価した。GABAリガンドではこの抑制作用が発生しないのに対して複数のTSPOリガンドでLPSによるTHP-1細胞の活性化の抑制作用が認められた。このことからベンゾジアゼピンの抑制作用にはどちらかといえばTSPOが関わっていることが示唆された。次にミダゾラムの作用にTSPOが関わっていることを解析するために遺伝学的アプローチを行った。すなわちTSPOの発現を減少させたTHP-1細胞の作成とTSPOの発現を増加させたTHP-1細胞を作成してこれらの細胞に対して同様の実験系を用いて解析を行った。THP-1にTSPOのsiRNAを導入しtSPOの発現を抑制した細胞でミダゾラムの作用を解析したところミダゾラムの抑制作用は損なわれた。次にTSPOを過剰発現したTHP-1細胞を作成するとミダゾラムの効果は増幅された。これらの結果からミダゾラムのLPSによるTHP-1細胞の活性化の抑制作用はTSPOが関わっていることが示された本年度は樹状細胞の投与によって生じる接触過敏症モデルのTSPOリガンドによる抑制することができた。まずこの抑制過程の解析を詳細に行う。耳介局所に生じている免疫応答を対照群とTSPOリガンド処理群の間で比較する。まず局所のリンパ節のリンパ球の活性化の状況を比較検討する。さらに耳介に生じているTh1型免疫応答の程度をRT-PCRを用いて検討する複数のTSPOリガンドで樹状細胞への作用を確認しさらに接触過敏症を抑制できるのかを確認する。複数のリガンドで同様の結果が得れれればTSPOの意義がより確認される。またTSPOリガンドの投与の接触過敏症モデルへの効果の原因をモデルのより詳細な解析を通じて追求する予定である。
垂直的制限規制の理論的基礎の解明

垂直的制限とりわけ垂直的非価格制限に対する規制基準は独占禁止法の規制の中でも複雑でわかりにくい分野であった。EUと米国のようにまったく対立的な規制を行っている例があり、それらの法域内でもいまだ議論は収斂していない。にもかかわらず、近時これに該当する新たな慣行が増加しており、それにどう対処するのか不透明な状況がある。これまでの規制のわかりにくさは、垂直的非価格制限が競争を害する作用機序(Theory of harm)を単に市場閉鎖型と価格維持型に分類するだけで、その内容を詳細に分析しないことにあった。本研究はこれを詳しく分析することを目的とする。わが国の法律家では、市場閉鎖の評価を残存する取引先の存在にもっぱら注目するという1970年台まで有力だった立場が今なお影響力をもっている。しかし、これだけで反競争効果が根拠づけられないことはよく知られている。本研究では競争者や参入者のコストの引き上げにより競争的抑制を低下させる点に規制根拠があることを示し、それが可能になるための理論的条件を検討した。また、従来の主要事例の多くはそれら諸条件を充たした事案であることを確認した。他方、代替的な取引先の存否を形式的に判断しただけのケースでは過剰規制・過小規制の問題が発生していることも確認した。さらに、市場閉鎖型のバリエーションとして競争相手の競争インセンティブを低下させることにより、競争的抑制を低下させる理論的的条件を明らかにし、これまでの事案を確認した。価格維持型については、これは競争回避の問題であることを指摘したのち、協調促進的慣行、競争回避コミットメントの問題、競争緩和(双方的競争インセンティブ低下)といた作用機序が認められることを指摘した。その上で、伝統的にブランド内競争の制限として規制されながら、学説が規制根拠を説明できなかった事例を理論的に正当化した。垂直的価格制限について市場画定なしで反競争効果の判断が可能であるとしている、わが国独禁法及びEU競争法の先例等を素材に、その根拠を検討した。EU法では目的における制限という条文上の根拠を持つが、その判断の実質はブランド内価格競争の強い制限が協調促進のみならず、競争の緩和をもたらすという点にある。これは、わが国でブランド内価格競争の直接的制限が価格維持効果を持つという論拠に対応する。これに対して、米国ではブランド内競争制限効果は川上企業にとってはそれ自体としては不利益であり、ブランド間価格競争を向上させる目的がないと合理的でないという立場から、この効果を軽視する主張が有力である。しかし、ブランド間価格競争を向上させずに価格維持効果が有利となる場合が広範に存在することを、特に川下企業がマルチブランドであるケースなどから明らかにした。以上の分析から、いわゆる再販のみならず、低価格販売を理由とする取引先制限などの従来の流通・取引慣行ガイドラインの立場が支持されることを示した。その上で例外的にブランド間競争を促進する場合に、どのような比較衡量をすれば良いのかを検討し、流通・取引慣行ガイドラインの改訂作業で明示されたブランド間競争の促進の体系的な整序を試みた。その上、これに二重限界化問題の解消も含まれるか否かについて検討した。これを否定する学説がガイドライン及び公取実務の誤読に起因することを明らかにした。また、流通・取引慣行について近時問題となっているプラットフォーム事業のような伝統的なサプライチェーンでは補足困難な業態の事業においてどのような形で価格維持効果が発生するのかについての予備的研究も行った。本年度に予定していた課題についての解明は行い、筆者も参画した流通・取引慣行ガイドラインの改訂にかかわる公取委の研究会でも研究成果の一部を示すことにより、今後の実務に一定の影響を与えた。さらに、これらの研究会参加を通じて、流通・取引慣行の現在の焦点がデジタルオンライン市場、特にプラットフォーム産業にあることを確認し、当初予定より広がった研究テーマの存在を見出した。その上で、プラットフォーム産業の分析の準備作業としてそこでの市場画定の在り方について、武田邦宣大阪大学教授との共著論文で検討を加えた。プラットフォーム市場における市場画定の解明はわが国でははじめての取り組みであり、予想以上の成果を実現できそうである。垂直的非価格制限の反競争効果は競争回避型と競争排除型に分かれる。競争排除型は排他条件付取引を典型とする「市場閉鎖」によって反競争効果をもたらすものである。市場閉鎖とは顧客・原材料供給者などの自己の取引相手をいわば囲い込み、競争者に利用できないにすることにより、市場アクセスを制限することにより競争的制約を低下させる効果であるが、かつてはある程度量的に規模が大きければ当然にこれが認められるという立場も有力であった。他方、1970年代を境に取引相手のインセンティブを考慮するとそのような効果は存在し得ないというシカゴ学派の批判が有力化した。その後の理論的展開は川上市場と川下市場の戦略的な相互作用や市場環境、排他戦略の効果、拘束の程度などについての様々な前提条件で反競争効果が様々な形で現れることが明らかになった。本年度の研究では、まずこれらの経済理論を網羅的にサーベイし、理論が指摘する様々な要因は具体的なケースで競争者ないし潜在的な競争者へのインパクト、簡単に言えば費用上の不利益を押しつけることができるか否かについての評価や、不利益を押しつけることが反競争的な利益をもたらす環境であるか否か、すなわち排除の能力とインセンティブを見る際の各種要因として整理可能であることを示した。その上で、欧米及びわが国の規制例を検討した。

それらの規制例では各要素の総合考慮がなされているため、それらがどのような理路的な機序で説明されたかを明示しないものが少なくない。しかし、具体的な事件ではそれらの理論と整合的に理解できる可能性が高く、上述の評価の道筋を規制の基準の前提としての、Theory of harmとして提示できることを明らかにした。また、このプロセスでわが国では十分には主題化されなかった「競争の緩和」と表現される反競争効果の特殊性とその発生機序の分類を行った。当初予定ではブランド内競争制限の問題は最終年度の課題であったが、本年度既に取りかかった「競争の緩和」の問題はこれを理解する枠組みとして有効なものであるというが分かり、最終年度の課題のかなりの部分を既に進めることができた。垂直的制限とりわけ垂直的非価格制限に対する規制基準は独占禁止法の規制の中でも複雑でわかりにくい分野であった。EUと米国のようにまったく対立的な規制を行っている例があり、それらの法域内でもいまだ議論は収斂していない。にもかかわらず、近時これに該当する新たな慣行が増加しており、それにどう対処するのか不透明な状況がある。これまでの規制のわかりにくさは、垂直的非価格制限が競争を害する作用機序(Theory of harm)を単に市場閉鎖型と価格維持型に分類するだけで、その内容を詳細に分析しないことにあった。本研究はこれを詳しく分析することを目的とする。わが国の法律家では、市場閉鎖の評価を残存する取引先の存在にもっぱら注目するという1970年台まで有力だった立場が今なお影響力をもっている。しかし、これだけで反競争効果が根拠づけられないことはよく知られている。本研究では競争者や参入者のコストの引き上げにより競争的抑制を低下させる点に規制根拠があることを示し、それが可能になるための理論的条件を検討した。また、従来の主要事例の多くはそれら諸条件を充たした事案であることを確認した。他方、代替的な取引先の存否を形式的に判断しただけのケースでは過剰規制・過小規制の問題が発生していることも確認した。さらに、市場閉鎖型のバリエーションとして競争相手の競争インセンティブを低下させることにより、競争的抑制を低下させる理論的的条件を明らかにし、これまでの事案を確認した。価格維持型については、これは競争回避の問題であることを指摘したのち、協調促進的慣行、競争回避コミットメントの問題、競争緩和(双方的競争インセンティブ低下)といた作用機序が認められることを指摘した。その上で、伝統的にブランド内競争の制限として規制されながら、学説が規制根拠を説明できなかった事例を理論的に正当化した。本年度は当初予定通り、垂直的非価格制限における反競争効果の解明を市場閉鎖効果を中心に行う予定である。筆者も参加した昨年度の流通・取引慣行ガイドラインの検討作業で、市場閉鎖効果についての判断枠組が従来よりも精緻なものとなった。しかし、判断枠組みの比較法的考察や、基本的な枠組みで捉えにくい事例の位置づけ、さらにその理論的根拠はかならずしも明らかではない。
PGKとHUMARA assayを用いた、異型成母斑におけるクローナリティーの検討

初年度(平成11年度)の研究実績HUMARAassayにおいて,小型ゲルで泳動後,ナイロンメンブレンにブロッティングすることなくゲルを直接染色するという簡便な方法を確立した.新しい方法:PCR産物を10%アクリルアミド(アクリルアミド:ビスアクリルアミド=19:1)で電気泳動し,SYBR Gold(Molecular Probes,Oregon)を用いてゲルを染色後,波長254nmの紫外線照射下撮影する.平成12年度の研究実績方法:PGK assayとHUMARAassayを用いてこれまでクローナリティーの検討がなされていない,スピッツ母斑,青色母斑および異型性母斑について検索した.結果:*スピッツ母斑と青色母斑は,ポリクローナルであった.*異型性母斑は,モノクローナルであった.考察:異型性母斑は当初,悪性黒色腫の前癌状態として報告されたが,最近では通常型母斑の一型であるに過ぎず,悪性化とは無関係であると見なされている.今回,異型性母斑がモノクローナルであったという事実は,異型性母斑が通常の母斑のごとく奇形的疾患ではなく,腫瘍性疾患であることを示唆しうる.この結果は,悪性黒色腫の癌化過程を解明する上で,重要なインパクトを与えると考える.目的:PGK assayとHUMARAassayを利用して,異形成母斑のクローナリティーを解明する.これまでHUMARAassayは,大型アクリルアミドゲルで電気泳動後,DNAをナイロン膜へ転写し化学発光で検出するという煩雑な方法を用いていた.そこでまず本年度は,小型ゲルで泳動後,ゲルを直接染色するという簡便な方法の導入を検討した.方法:電気泳動装置として,ミニゲル電気泳動装置を使用した.HUMARAPCR産物を10%アクリルアミド(アクリルアミド:ビスアクリルアミド=19:1)で電気泳動し、エチジウムブロマイドあるいはSYBR Gold(Molecular Probes,0regon)を用いてゲルを染色後、波長365nmあるいは254nmの紫外線照射下、ポラロイド撮影して検出感度を比較した。結果:10%アクリルアミドゲルで分離できたパンドは、SYBR Goldを用いて染色後、波長254nmで検出する方法を用いることにより最も感度の高い結果が得られた.考察:今回確立できたミニゲル電気泳動装置を用いた簡便なHUMARAassayは、従来法と比較してクローナリティーの検索を非常に容易にした.平成12年度研究計画:異形成母斑によるクローナリティーの検索を今回の条件下で行う.さらに先天性巨大色素性母斑やSpitz母斑などの境界病変あるいは前癌病変と現在みなされている色素性皮膚疾患についてもPGK assayとともに今回確立できたHUMRA assayを用いて,クローナリティーの検索を行う予定である.初年度(平成11年度)の研究実績HUMARAassayにおいて,小型ゲルで泳動後,ナイロンメンブレンにブロッティングすることなくゲルを直接染色するという簡便な方法を確立した.新しい方法:PCR産物を10%アクリルアミド(アクリルアミド:ビスアクリルアミド=19:1)で電気泳動し,SYBR Gold(Molecular Probes,Oregon)を用いてゲルを染色後,波長254nmの紫外線照射下撮影する.平成12年度の研究実績方法:PGK assayとHUMARAassayを用いてこれまでクローナリティーの検討がなされていない,スピッツ母斑,青色母斑および異型性母斑について検索した.結果:*スピッツ母斑と青色母斑は,ポリクローナルであった.*異型性母斑は,モノクローナルであった.考察:異型性母斑は当初,悪性黒色腫の前癌状態として報告されたが,最近では通常型母斑の一型であるに過ぎず,悪性化とは無関係であると見なされている.今回,異型性母斑がモノクローナルであったという事実は,異型性母斑が通常の母斑のごとく奇形的疾患ではなく,腫瘍性疾患であることを示唆しうる.この結果は,悪性黒色腫の癌化過程を解明する上で,重要なインパクトを与えると考える.
手指の機能障害患者の義歯着脱を容易にする装置の開発

手指の機能障害患者においては、一般に義歯を装着することは可能だが、外すことが困難である場合が多い。そこで、本研究では、(1)「義歯を容易に取り外すことのみを目的とした装置」と(2)「義歯の取付けと取り外し(着脱)を容易にする装置」、とに分けて作成を試みた。方法としては、義歯の取り外しが上手く出来ない患青に、義歯を装着した状態で印象採得を行い、義歯装着時の口腔内と同じ状態の模型を作製し、その模型上で、義歯を簡便に着脱出来る装置の開発を行った。(1)義歯を容易に取り外すことのみを目的とした装置の開発模型上の義歯に数箇所の取り外し用フックを付け、フックは患者の口腔内を傷付けないように、歯科用のボールクラスプを使用した。それぞれのフックを牽引し、どの程度の力で義歯が模型上から外れるかを計測し、フックを付ける最適な場所を選択し、ついで、そのフックに簡単に力が加えられるように歯科用コバルトクロム製の鉤線を曲げ、その鉤線を患者の手指の大きさに調整した。患者の手指に付けた鉤線と義歯に付けたフック〓より、義歯を外せるような装置を作成した。(2)義歯の着脱を容易にする装置の開発義歯の形態に合わせ、歯科用アクリルレジンを用いてその義歯を覆う形のもの(部品A)を作製した。部品Aには患者が把持出来る形態の柄を付与し、義歯を覆う部分には、歯科用ボールクラスプで作製したフックを数箇所付け、それに対応する義歯の部分にフックが掛かるレール状の溝を作った。模型上で最適なフックの数、強さを検討した後、義歯を覆つたレジンの上面に対側の噛み合せの圧痕を付け、患者が噛み締めることにより義歯が装着出来る装置を作成した。また、取り外し時には装置を義歯の上に乗せ、噛み締めることにより、装置のフックに義歯が引っかかり外せるように調整した。
超音速ジェット・多光子イオン化レーザー分光法による金属錯体の電子励起状態の研究

金属錯体の気相における光化学反応は、溶媒効果等の周辺環境の影響がないため、錯体固有の性質に基づく反応を理解するうえで極めて重要である。本研究では以上の点を念頭に、近年急速に発展した超音速ジェット・レーザー多光子イオン化分光法を用いて、気相における遷移金属錯体の電子励起状態からの光化学反応を研究することを目的とした。1. Cr(III)アセチルアセトナト錯体のレーザー光分解。金属カルボニル錯体をレーザー光分解すると配位子が段階的に脱離して、最終的には金属原子にまで分解することは古くから研究され現在でも活発な議論がある。本研究では中心金属が酸化数を有して結合した錯体において、同様な光分解機構が存在するか否かを観測することを試みた。その結果、Cr(III)アセチルアセトナイト錯体は極めて効率よくCr原子にまで分解することを見出した。更に2つの独立な波長可変色素レーザーを用いる多光子解離多光子イオン化法を用いて、錯体からCr原子が生成するに必要な分解エネルギーしきい値を正確に求めることができ、光分解についてCr原子生成が錯体の2光子許容励起状態から全リガンドが一挙に脱離するという直接分解機構を提唱し、学会等で口頭発表すると共に、Chem.Phys.誌に発表した。2.第一遷移金属元素のアセチルアセトナト錯体のレーザー光分解。中心金属がCr(III)の場合と同様な光分解が他の遷移金属元素の場合にも起こるかどうかを知る目的で、Sc,Co,Fe,Ni,Mn,Cn,を中心金属とする錯体の場合について多光子解離多光子イオン化法を応用した。その結果、Cr(III)の場合と同様な直接分解機構を示す錯体はCu(II)錯体だけであり、他の錯体の場合はすべて中心金属に分解するより先に錯体のイオン化やフラグメンテーションが起こる機構であるとの結果を得た。これらの分解機構の統一的考察を発表予定である。
難治性尿路上皮癌に対するフェロトーシス誘導による新規治療戦略

フェロトーシスは、2012年に鉄依存的な活性酸素種と過酸化した脂質の蓄積によって細胞死をきたす新規の細胞死の機序として報告され、癌細胞においてもシスチン・グルタミン酸トランスポーター、鉄代謝、メバロン酸経路、脂肪酸代謝との連絡が報告されている。さらに、治療に抵抗性をきたした状態においてフェロトーシス感受性が上昇するとが明らかとなっており、短期間で多数の研究成果が集積されている現状から、フェロトーシスへの関心が非常に高いことが示唆される。一方、尿路上皮癌では、フェロトーシスに関して我々が調べた限りでは検討がなされておらず、本課題は全く新しい視点からのアプローチと考えられる。
科学コミュニケーション技法に基づく技術者安全教育プログラムの開発

本研究の目的は、科学教育(科学コミュニケーション)研究と産業心理学の知見の融合により、安全に関するAttitudeの涵養を目的とした技術者教育プログラムを開発することである。初年度である平成30年度は、(1)自然災害・産業事故・公害・紛争といった幅広いカテゴリーについて、継承すべき「事故や災害の記憶」について、文献調査およびインタビュー調査を実施した。(2)加えて、科学教育、特に科学コミュニケーション分野における対話型プログラム事例を網羅的に収集し、その目的や対象者、テーマとしての適用範囲などの観点から、分類・整理を行った。(3)その上で、科学コミュニケーション分野において培われてきた対話型プログラムの安全教育への適用可能性とその諸条件について検討する事例検討研究会を実施した。研究会参加者には、社会インフラ企業(社会的に重大な事故を引きおこした企業を含む)において、安全研修などに従事する実務家を含み、産業現場での具体的展開を念頭においた議論を行った。加えて、原子力発電所運転責任者を対象としたプログラムのプロトタイプ開発を行い、21名を対象に本格実施した。本プログラムを体験した参加者の評価は概ね好評であった。また同時に、改善点についての情報収集もできたため、これらを踏まえてプログラムを再改良する予定である。また、関連する研究成果の発表を学会等で行うとともに、産業分野における講演・研修活動を通じて、プログラム開発に対する現場からのフィードバックを多数得ることができた。当初の計画通り、(1)文献調査・インタビュー調査、(2)科学教育分野における対話型プログラム事例の収集と整理、(3)事例検討研究会を実施し、科学教育(科学コミュニケーション)研究と産業心理学の知見の融合に関する議論および、安全に関するAttitudeの涵養を目的とした技術者教育プログラムの開発に着手することができた。特に原子力発電分野については、予定より先行してのプログラム開発と実施が可能となり、参加者フィードバックをえることができたため、さらなるプログラム改良が可能となった。このことなどから、研究は全体として順調に進展しているものと考えている。引き続き、対話プログラムの素材を収集すると同時に、科学教育、特に科学コミュニケーション分野における対話型プログラムを網羅的に収集し、その目的や対象者、テーマとしての適用範囲などの観点から、分類・整理を行う。その上で、先行する原子力発電所の事例以外にも対話型プログラムを開発し、プロトタイプを申請者および分担者がネットワークを持つ産業界等での安全研修などで試行する。31年度に新規のプロトタイプを開発・試行し、フィードバックを受ける。加えて、科学コミュニケーション分野において培われてきた対話型プログラムを安全教育へ適用するための諸条件について検討する事例検討研究会を、平成31年度も引き続き実施する。プロトタイプ開発において、外部機関の協力を得ることができたため実施経費(会場費や旅費)について、削減することが可能となった。加えて、必要な資料などがインタビュー対象者・組織からの寄贈で入手できたため、文献複写費などを抑えることができた。
生物発光・蛍光ライブイメージングによる短周期生物時計の機能の解明

筋芽細胞株C2C12の筋分化モデル系において、生物発光・蛍光レポーターの同時計測を1細胞レベルで行い、筋分化・細胞周期の進行下における転写因子ダイナミクスの詳細を明らかにすることを試みた。その結果、筋芽細胞株C2C12において蛍光・発光イメージング可能な実験系を確立できたが、分化誘導過程における短周期ダイナミクスに顕著な変化は見られなかった。現在、初代培養系での観察を行っているところである。一方で、研究の過程において近赤外蛍光タンパクによる細胞周期の可視化に成功した。また、短周期ダイナミクスを人工的に制御できる系を確立した。細胞周期の進行を可視化する蛍光レポーターと、転写因子の短周期ダイナミクスを可視化する発光レポーターを構築した。細胞周期はFucci(mVenus-hGem)を用いることでS/G2期を蛍光で可視化し、転写因子のプロモーター下流に不安定化ルシフェラーゼを繋げることで、転写活性と細胞周期進行の同時リアルタイム観察が可能になった。さらに、新たに近赤外蛍光タンパク質のiRFPを用いた細胞周期プローブの開発にも成功した。現在、これらのレポーターを同時に発現する安定発現株を樹立し、ライブイメージング観察を行なっているところである。また、神経幹細胞の多分化能と細胞分化制御において、分化運命決定因子が周期的に発現していることが重要であることを発見した。この知見をもとに、マウスの神経幹細胞の増殖と神経細胞への分化を光照射によって人工的に制御する技術を開発した。この成果は学術論文としてScience誌に掲載された。本研究では、細胞周期や分化の進行過程において、短時間周期(24時間)の生物時計が形成する遺伝子発現ネットワークの動態を解明し、その生物学的意義を明らかにすることを目的とする。特に、短周期生物時計Hes1によって制御される転写因子群に注目し、蛍光レポーターによって細胞周期や筋分化の進行状況もモニターすると同時に、生物発光レポーターを用いて転写活性の時系列変化を1細胞レベルで明らかにする。本年度の研究では、細胞周期及び筋分化誘導過程の進行を可視化する蛍光レポーターと、転写因子の短周期ダイナミクスを可視化する発光レポーターを構築し、1細胞ライブイメージングを行うための基盤技術を整えた。まず、筋分化の進行過程についてはMyogeninプロモーター下流にVenusを繋げることで筋分化スイッチがONになるタイミングを可視化することに成功した。また、近赤外蛍光タンパクのiRFPにFucci技術を適用することで、細胞周期の進行過程を近赤外蛍光で可視化することに成功した。これにより、蛍光3色(YFPとRFPとiRFP)と発光1色の4チャネルの細胞動態の情報をライブイメージングすることが可能になった。さらに、Hes1、Cdkn1a(p21)、Gadd45g、Dll1などといった因子のプロモーター下流に不安定化ルシフェラーゼを繋げることで、転写活性のリアルタイム観察が可能になった。現在、これらのレポーターを同時に発現する安定発現株を樹立し、そのライブイメージング観察を行なっているところである。ポストゲノムの時代になり、遺伝子の同定を中心とした研究から、遺伝子間の相互作用ネットワークのダイナミクスの理解が重要な研究課題となりつつある。これまで、細胞周期や代謝回路、概日時計を始めとしたネットワークのダイナミクスが詳細に研究されてきており、最近では、哺乳動物細胞における24時間周期の短周期生物時計が次々と見つかっている。しかし、複数のネットワークが1個の細胞内でどのように共存しているのか、短時間から長時間スケールの情報がどのように統合・処理されているのか、そのダイナミクスの全体像と情報処理のメカニズムはよくわかっていない。そこで、筋芽細胞株C2C12の筋分化モデル系において、生物発光・蛍光レポーターの同時計測を1細胞レベルで行い、筋分化・細胞周期の進行下における転写因子ダイナミクスの詳細を明らかにすることを試みた。筋分化でONになるプロモーター下流に蛍光タンパク質遺伝子を連結し、筋分化のON/OFFを可視化しつつ短周期生物時計のダイナミクスを計測・比較した。生物物理学学術論文を発表できたため。本研究では、蛍光レポーターによって細胞周期や筋分化の進行状況もモニターすると同時に、生物発光レポーターを用いて転写活性の時系列変化を1細胞レベルで明らかにすることを目標としている。本年度は特に蛍光レポーターの開発に関して、筋分化の蛍光レポーター技術を確立しただけでなく、近赤外蛍光タンパクによって細胞周期レポーターの可能性を大きく拡げることができ、次年度以降で計画していたライブイメージング観察を実施するための基盤を確立できた。

転写活性についてもレポーターによるリアルタイム観察が可能になっており、おおむね順調に進展していると考えている。転写レポーターと蛍光プローブによるレポーター系が構築できたので、樹立した安定発現株を用いてライブイメージング観察を行っていく予定である。初年度の研究により、蛍光レポーターと生物発光レポーターによって、細胞周期や筋分化の進行と同時に転写活性の時系列変化を1細胞レベルでライブイメージング観察を実施するための基盤技術を確立できた。今後は、これらの技術を用いたレポーターを安定に発現する細胞株を樹立しつつ、同時にライブイメージングも行う予定である。学会発表の旅費などで当初の計画と異なる支出となったが、概ね計画通りの使用額である。本研究では、主に培養細胞を用いた実験的研究を行なう。そのため、培養実験用の器具・試薬や、生化学実験用の試薬・器具などのために使用する。また、研究を広く発信する目的から、学会発表なども積極的に行なう予定であり、その旅費としても利用する。次年度においても、主に培養細胞を用いた実験的研究を行なう。そのため、培養実験用の器具・試薬や、生化学実験用の試薬・器具などを購入するために研究費を使用する。また、研究を広く発信する目的から、学会発表なども積極的に行なう予定である。
局在電子波束による動的化学結合理論

分子内の電子は、空間に広がった量子的な波として記述するのが、約80年間の標準だった。しかし、その延長で時間変化を記述するための理論は未だ確立していない。本研究では、空間的に局在した電子波束を活用した新理論を提案し、その有効性を検証した。特に、強いレーザー光パルスを分子に照射することで電子運動が誘起され、そこから放射される高周波数の光スペクトルが、簡便に精度良く記述できることが示された。これは、化学結合の動的側面についての新しい描像を切り拓くものである。本研究課題の目的は、局在電子波束に立脚した新しい動的化学結合理論の確立を目指し、近似の検討と応用計算による検証を進めることにある。中心位置が浮動し、幅も可変な電子波束を、原子価結合理論によりスピン結合させたモデルが、静的なポテンシャルエネルギー面を精度良く記述することは以前に見いだしている。本課題では、これを時間依存ダイナミクスに拡張する。また、核波束と融合させることにより、断熱近似を超えた化学結合理論を構築する。これを、強光子場中の分子ダイナミクス、水素貯蔵金属における水素拡散などに応用し、電子と核の量子動力学的結合の様相を解析する。平成26年度は、主として次の2項目で進展があった。(1)核・電子波束分子動力学法による液体および固体水素のシミュレーション(2)量子・準量子混合動力学法と確率過程量子による相関効果核波束によって凝縮系のシミュレーションを行なうだけでも、現代的に挑戦的な課題である。(1)では、電子波束の時間発展は陽には追わず、核波束に断熱的に追随させ、分子間相互作用を計算するために用いた。これにより、分散相互作用を取り入れた非経験的なモデルによる液体および固体水素の量子波束動力学シミュレーションを初めて実現した。拡散係数が実験値をよく再現することを確認した上で、より詳細な分子描像を得るための種々の解析を行った。(2)においては、平均場近似を超えた核と電子の相関効果を取り入れるための理論を構築した。ポイントは、確率過程量子化を活用して、粒子間相関効果を取り入れた点にある。プラチナ表面への酸素分子の衝突散乱の2次元モデルに適用し、非断熱遷移を記述するための精度を検証した。将来的には、量子部分を電子波束で表す。これにより、運動方程式の複雑化を回避しつつ、核と電子の相関効果を取り入れる。本研究課題の目的は、局在電子波束による新しい動的化学結合論の確立を目指し、近似の検討と応用計算による検証を推進することにある。基盤となるのは、局在電子波束を原子価結合理論によりスピン結合させた独自のモデルである。この波束は、中心位置が浮動し幅も可変であるという自由度を持つために、1電子あたり1波束の最小基底でありながら、高精度の基底状態ポテンシャルエネルギー面を与える。また、電子波束と核波束を融合させることにより、断熱近似を超えた化学結合理論を構築する。これを、強光子場中の分子ダイナミクス、水素貯蔵金属クラスター中の水素拡散などに応用し、電子と核の量子動力学的結合の様相を解析する。平成27年度は、主として次の3項目で進展があった。(1)局在電子波束による電子励起状態の計算手法の開発、(2)核・電子波束分子動力学法による低温液体および固体水素の量子シミュレーション、(3)金属クラスター中の水素拡散の量子シミュレーションへ向けたポテンシャルモデルの開発。(1)では、通常の配置間相互作用法ではなく、運動方程式法に近いアイデアで、局在電子波束の運動を量子化することから励起エネルギーを求めることを試みた。ダイナミクスを単純化した計算でありながら、正確な励起ポテンシャル曲線が得られた。(2)では、昨年度に開発した新しいシミュレーション手法を、固体水素と過冷却水素に応用した。(3)では、新しいモデルを開発する準備段階として、標準的な量子化学計算により金属クラスター中の水素拡散のポテンシャルエネルギー面を計算した。上記の研究業績欄に示した(1)について1報、(2)について2報の査読付き原著論文を発表したという意味で、研究の進捗は順調である。特に、(1)については、局在電子波束の運動を量子化することで励起エネルギーを求めるという非常に新しいアイデアであり、半信半疑で始めながらも予想以上に正確な結果が得られた。下記の研究発表欄に示した国際会議の招待講演でも大きな反響があった。(2)については、昨年度に開発した量子シミュレーション手法の応用を広く進めたもので、着実な進展があった。(3)は、今後、独自のモデルを作成する際の参照とするものだが、それだけでも論文になり得るような興味深く新しい結果が得られた。本研究の目的は、局在電子波束による新しい動的化学結合理論の確立を目指し、近似方法の検討と応用計算による検証を推進することにある。この波束は、中心位置が浮動し、幅も可変であるという自由度を持つ。これにより、一電子あたり一波束の最小基底でありながら、高精度の基底状態ポテンシャルエネルギー面を与える。本課題では、この理論を時間依存ダイナミクスに拡張する。また、電子波束と原子核波束を融合させることにより、断熱近似を超えた化学結合理論を構築する。この手法を、強光子場中の分子ダイナミクス、水素貯蔵金属クラスター中の水素拡散などに応用し、電子と原子核の量子動力学的結合の様相を解析する。

平成28年度は、主として次の2項目で進展があった。(1)局在電子波束ダイナミクス計算に基づく高調波発生スペクトルの計算、(2)金属クラスター中の水素拡散の量子シミュレーションに向けたポテンシャルモデルの開発。(1)では、平均場近似に相当する一電子ダイナミクス計算によって、高調波発生スペクトルを良い近似で得ることができた。ただしこれは、量子干渉を完全には取り入れていない近似ダイナミクス計算であり、そのために高調波発生スペクトルにおけるプラトーとカットオフを十分には記述していなかった。今後の研究方針として、量子干渉効果を取り入れる近似手法が必要であることが判明した。(2)では、スピンフリップ時間依存密度汎関数法の精度を、波動関数理論計算と比較しながら検討し、後者では計算困難な大規模クラスターでの水素拡散障壁超えのポテンシャルエネルギー面を計算した。これは、局在電子波束によるモデルポテンシャル開発の参照データとなる。上記の研究実績概要に示した(1)については、国際学術誌の原子価結合理論に関する特集号への寄稿を招待され、高調波発生スペクトルに関する新しい結果を発表した。(2)は、今後の局在電子波束に基づくモデルポテンシャルを開発するのための参照データを与えるものだが、それ(スピンフリップ時間依存密度汎関数法による計算結果)単独でも学術論文になり得るものである。本研究の目的は、局在電子波束による新しい動的化学結合理論の確立を目指し、近似方法の検討と応用計算による検証を推進することにある。基盤となるのは、局在電子波束を原子価結合理論によりスピン結合させた独自のモデルである。この波束は、中心位置が浮動し、幅も可変であるという自由度を持つ。これにより、一電子あたり一波束の最小基底でありながら、高精度の基底状態ポテンシャルエネルギー面を与える。本課題では、この理論を時間依存ダイナミクスに拡張した。また、電子波束と原子核波束を融合させることにより、断熱近似を超えた化学結合理論を構築しつつある。この手法を、強光子場中の分子ダイナミクス、水素貯蔵金属クラスター中の水素拡散などに応用し、電子と原子核の量子動力学的結合の様相を解析する。平成29年度は、主として次の2項目で進展があった。(1)では、平均場近似に相当する一電子計算によって、各電子波束の中心位置の変位に沿ったポテンシャルエネルギー面を構築し、その上で数値的に厳密な量子ダイナミクス計算を行った。その結果、局在波束の準量子的ダイナミクス計算(昨年度実行)では記述できなかった高調波発生スペクトルのプラトーとカットオフを再現することができた。(2)では、PdクラスターとRh-Ag合金クラスターを比較しながら、多配置自己無撞着波動関数計算によって水素拡散の障壁超えポテンシャルエネルギー面を計算し、量子動力学シミュレーションのためのモデルポテンシャルを構築した。分子内の電子は、空間に広がった量子的な波として記述するのが、約80年間の標準だった。
葉緑体型ＡＴＰ合成酵素の活性調節機構を構造の側面から理解する

葉緑体型ATP合成酵素の部分複合体であるα3β3γに存在する挿入配列とε阻害の関係を構造生物学的側面から理解するために、α3β3γεのX線結晶構造解析に取り組んだ。これまで、結晶化に適した変異α3β3γεの作成に成功し、結晶を得ることができたが、高分解能のデータはまだ得られていない。また、葉緑体型ATP合成酵素の活性制御に重要な挿入配列がどのように遠く離れた触媒部位であるβサブユニットに影響しているかを生化学的手法により検証し、γサブユニット上のN末端およびC末端のα-ヘリックスのコイルドコイル構造の相対的なズレが、挿入配列による活性制御効果をβサブユニットに伝達している可能性が示唆された。ATP合成酵素の部分複合体である葉緑体型α3β3γでは挿入配列により内在性の阻害サブユニットであるεによる活性制御(ε阻害)が非常に強く発現される。挿入配列とε阻害の関係を明らかにするために、εサブユニットにより阻害された構造をとっているα3β3γの構造解析を目指した。初年度(23年度)は、タグを利用しないα3β3γの精製法を確立し、4つの異なる結晶化条件を決定した。24年度は、実験室レベルの回折実験を行ったが、もっともよい分解能を与える結晶で6.5オングストローム程度であった。次に、得られている結晶を用いて、放射光施設で回折実験を行った。しかし、放射光施設のビームでも、分解能の向上は見られなかった。分解能を向上させるため、結晶を浸す溶液の沈殿剤等の濃度を上げることで結晶から水分子を除き、分解能を向上させる方法(脱水操作)を試みた。今のところ分解能の向上は見られていない。挿入配列とε阻害の関係を明らかにするために、εサブユニットにより阻害された構造をとっているα3β3γεの構造解析を目指した。初年度(23年度)は、タグを利用しないα3β3γεの精製法を確立し、4つの異なる結晶化条件を決定した。24年度は、実験室レベルの回折実験を行ったが、挿入配列とεサブユニットの相互作用の詳細を議論できるだけの分解能ではなかった。分解能を向上させるため、結晶を浸す溶液の沈殿剤等の濃度を上げることで結晶から水分子を除き、分解能を向上させる方法(脱水操作)なども試みた。牛ミトコンドリアや大腸菌由来のα3β3γ複合体では、αサブユニットのN末端数十アミノ酸はひも状になっている。そこで、25年度は、このひも状の部分を切断した変異体を作製・精製し、結晶化条件の最適化を行った。上記の研究計画と並行して、葉緑体型ATP合成酵素の活性制御を生化学的視点から理解することを目指し、変異体を用いた生化学実験を行った。葉緑体型ATP合成酵素の活性制御に重要な挿入配列は触媒部位であるβサブユニットから遠く離れた部位にあり、直接影響を与えるようには見えない。触媒部位サブユニットと直接相互作用するのは、γサブユニットにあるN末端およびC末端のαヘリックスのコイルドコイル構造であるので、これらのαヘリックスが相対的にずれることで、活性に変化が生じるのではないかと推定した。この仮説を検証するため、αヘリックスにCysを導入し、S-S架橋をかける実験を行い、架橋により酵素活性が大きく上昇する変異体を見いだした。初年度(23年度)は、構造解析に必要な変異体の作成およびその精製法の確立を行った。これまでATP合成酵素の研究では、α3β3γεは精製を容易にするためヒスチジンタグを導入してきたが、付加したタグがタンパク質の結晶化に影響を与える可能性が高い。そこで、精製後にヒスチジンタグを取り除くためのトロンビン切断サイトをタグとタンパク質の間に導入したα3β3γεを用意した。十分なタンパク質試料を調製した後に、結晶化ロボット・結晶化キットを用いて初期スクリーニングを実施し結晶化条件を探ったが、良好な結晶化条件は見つからなかった。トロンビンによるタグの除去が不完全な場合、α3β3γε分子が不均一な集団となり、これが結晶化に影響する可能性が考えられた。そこで、タグを利用しないα3β3γεの精製法を確立し、再度、初期スクリーニングを実施したところ、結晶化タンパク質を得ることができた。