hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋の収縮・弛緩制御分子を標的とした新規心不全治療法の開発

また、左室機能の指標であるLVEDP、+dP/dt、-dP/dt、tau、Emaxもβ-gal遺伝子群に比べ、SERCA2遺伝子群では有意な改善が得られた。さらに、遺伝子導入6ヶ月後までのラットの生存について評価すると、SERCA2遺伝子群では有意な改善が得られ、SERCA2遺伝子導入による心機能の改善は心筋梗塞によってもたらされる心不全の生命予後を改善させることができると判断された。2)SERCA2遺伝子転写活性亢進を機序とする新規心不全治療薬の開発SERCA2遺伝子転写活性の亢進を機序とする薬剤を6万種類の化合物からなるライブラリーからスクリーニングした。その結果、SERCA2遺伝子の転写活性を3倍程度に増加させる化合物を発見した。この化合物はSERCA2 mRNAおよびSERCA2蛋白の増加作用も有していた。増加の機序を検討するとPPAR-α、PPAR-δとの結合活性を有すると推測され、核内転写因子に対して作用点を有する薬剤であることが推測された。3)ホスホランバン干渉RNA導入によるSERCA2遺伝子の機能亢進ラット培養心筋細胞モデルにおいて、合成二重鎖オリゴヌクレオチドにより、ホスホランバンmRNAを高度に減少させることができたため、in vivoモデルの実験系に移行した。ラットを開胸し、低体温・心停止下でホスホランバンsiRNAを有するBR-14マイクロバブルを経冠動脈的に注入した。この際に、超音波を照射し、心筋への遺伝子導入を試みた。現在、結果を解析中である。1)ウイルスベクターを用いたSERCA2遺伝子導入ラットの冠動脈前下行枝を結さつし、心筋梗塞を作製した。これによる心不全モデルに対して、低体温・心停止下で冠動脈経由によりアデノ随伴ウイルスベクター遺伝子導入を行った。SERCA2遺伝子に対しβ-gal遺伝子を導入したものを対照群とし、6ヶ月間の発現の後に心機能を検討した。心筋細胞への導入効率は約40%であった。その結果、心エコーによる左室駆出分画は、心筋梗塞を作製しないSham手術群が30%のところ、β-gal遺伝子群が10%と低値であるのに対して、SERCA2遺伝子群は16%と有意な改善を認めた。SERCA2遺伝子導入による心機能、生命予後改善効果の機序を探るため、各実験群の心筋からRNAを抽出し、DNAマイクロアレイを行い、その効果を比較検討した。
大都市化・開放ネットワーク時代における分都市の意義とそのあり方に関する研究

食糧難時代の国民の欲求は画一的で、国政への期待があった。しかし、物質的豊かさの実現で国民の欲求は多様化し、街づくりの考えも多種・多様になった。同時に、財政難と地方分権化の流れで、中央政府の役割も変化してきた。そのため、物質文明の構築をめざし、基盤整備の確保に公的セクターが過剰介入し、ハード偏重で画一的な20世紀を代表するアメリカ型都市は、21世紀を生き抜く都市形態といえない。そのため、地域に根ざした新しい都市づくり政策・手法の開発を目指した。21世紀の都市は、情報化・国際化に対応すべく広く社会に認知されるべく大都市化を求められる。他方で、これまでの都心を中心に階層ネットワーク型都市構造から、階層関係・上下関係のない都市内都市といえる自立性の高い多数の分都市化を水平ネットワークする都市構造へ転換させる必要がある。「大都市化・分都市化」の視点がそれで、階層性の存在を前提とした従来の都市内中心地研究では、今日の都市構造を正確に捉えられないことが判明した。分都市化は研究代表者の造語である。この概念はダウンサイジング(分都市化)と開放的水平ネットワーク(大都市化)を旨とするコンピュータ社会の都市構造研究には欠かせない。また、都市地理学の応用として、特にコンパクトな歩けるまちづくり、都心再生、都市における危機管理システムの構築、地域性豊かな土地利用制度の導入、高速交通環境の整備に伴う地域政策、首都機能移転のための研究にも有用であり、都市政策立案への寄与も大といえる。「大都市化・分都市化」は、分権型社会の21世紀の都市構造研究・ヒューマンスケールの街づくりにとって重要な視点である。20世紀を代表するアメリカ型都市は、自家用車の普及で市街地面積を拡大させ、郊外を発達させた。それは人間の都市生活における一つの理想としての田園都市の実現でもあった。しかし、自家用車対応型都市は、資源・エネルギーの浪費を招き、都市社会基盤整備にも多大な費用が必要となる。そのため、財政問題や地球環境制約が緊要な課題となる21世紀型都市に適した都市形態といえない。しかし、今日の都市は21世紀型都市現象も示す。すなわち、情報化・国際化に対応した大都市化の他方で、都市内都市といえる自立性の高い地域を多数発達させる分都市化現象がそれである。その都市構造には、都心を中心とした階層ネットワークから分都市化した地域を水平ネットワークした構造への再編成に特徴がある。あたかもコンピュータのダウンサイジングに伴う開放的水平ネットワーク・システムのごとくに都市的枠組みが変化している。そうした都市現象に関する本年度の研究結果は以下の通りである。1)分権型社会の構築には大都市化と分都市化の推進が必要である。その実現には、歩いて暮らせ、自家用車でなく公共交通優先の自立的なコンパクトシティの形成が必要となる。2)パリ、ロンドン、ローマ、ミラノなど西欧の歴史都市は、日本ほど市街地拡大をせず、都市として一定のまとまりを持つ中で、内部に多数の個性豊かな自立的地域社会を育てる。これはアメリカ型都市構造とは異なり、分都市から成る21世紀型都市構造への可能性を持つものといえる。3)大都市化と分都市化の考えは、国が推進する平成の大合併のあり方にも、一つの理論を提供する。すなわち、国が強制した明治の大合併や大が小を飲み込んだ昭和の大合併と異なり、平成の大合併は情報化時代に対応し、自立した旧市町村の連携による合併・大都市化を目指すべきである。20世紀の都市は、物質文明の成果を生かし、一定水準の基盤整備を確保するために、ハード偏重で、公的セクターが過剰介入し、画一的で単純な都市づくりを行ってきた。そこでは都市生活者の視線から発想する都市政策は少なく、結果として無秩序な自然環境の破壊も進んだ。

その結果、多くの今日的な都市問題が発生してきたが、それらを解決しつつ情報革命時代における都市づくりを目指すには、ハード主体からソフト混在型の都市づくり、公的セクターの介入抑制、時代や生活者ニーズへの柔軟な対応、自然との共生が必要で、生活者主体の発想で都市政策を行わねばならない。そのためには、21世紀の都市は情報化・国際化に対応すべく広く社会に認知されるべく大都市化する必要がある。他方で、都市内都市といえる自立性の高い地域を多数発達させる分都市化を図り、これまでの都心を中心とした階層型ネットワーク構造の都市構造から、水平ネットワーク構造の都市構造へと転換させる必要があり、その重要性が今回の研究で明確に成りつつある。すなわち、今回の研究から21世紀の都市空間は、人々の交流を活発化する方策が不可欠となる。また、人々の息づかいが感じられる五感的魅力を持った、知恵を出し合える空間に再構築する必要もある。さらに、雑然とした雰囲気や賑わいの中にも秩序があり、時間の経過とともに、その都市空間が美しさや面白さを増すような新たな都市デザインが求められている。これを実現するには、大都市化によってパワーアップするとともに、身近なコミュニティを重視する分都市化政策が重要になる。分都市化・大都市化の視点から、歩いて暮らせるコンパクトなまちづくりの重要性は判明した。また、分都市化・大都市化政策を推進するには、高速交通環境の整備とともに、身近な鉄道・バス交通など公共交通機関の役割が大きいことが認知された。さらに、分都市化・大都市化の視点から都市計画制度の充実を図り、土地利用をコントロールすることの重要も見出すことができた。食糧難時代の国民の欲求は画一的で、国政への期待があった。しかし、物質的豊かさの実現で国民の欲求は多様化し、街づくりの考えも多種・多様になった。同時に、財政難と地方分権化の流れで、中央政府の役割も変化してきた。そのため、物質文明の構築をめざし、基盤整備の確保に公的セクターが過剰介入し、ハード偏重で画一的な20世紀を代表するアメリカ型都市は、21世紀を生き抜く都市形態といえない。そのため、地域に根ざした新しい都市づくり政策・手法の開発を目指した。21世紀の都市は、情報化・国際化に対応すべく広く社会に認知されるべく大都市化を求められる。他方で、これまでの都心を中心に階層ネットワーク型都市構造から、階層関係・上下関係のない都市内都市といえる自立性の高い多数の分都市化を水平ネットワークする都市構造へ転換させる必要がある。「大都市化・分都市化」の視点がそれで、階層性の存在を前提とした従来の都市内中心地研究では、今日の都市構造を正確に捉えられないことが判明した。分都市化は研究代表者の造語である。この概念はダウンサイジング(分都市化)と開放的水平ネットワーク(大都市化)を旨とするコンピュータ社会の都市構造研究には欠かせない。また、都市地理学の応用として、特にコンパクトな歩けるまちづくり、都心再生、都市における危機管理システムの構築、地域性豊かな土地利用制度の導入、高速交通環境の整備に伴う地域政策、首都機能移転のための研究にも有用であり、都市政策立案への寄与も大といえる。「大都市化・分都市化」は、分権型社会の21世紀の都市構造研究・ヒューマンスケールの街づくりにとって重要な視点である。
代謝経路の合理的改変により得られた休眠二次代謝産物の精密分子変換機構とリデザイン

放線菌は、抗生物質に代表される多種多様な二次代謝産物を生産する土壌微生物である。次世代シークエンサー解析において、1菌株あたり30種類もの二次代謝生合成遺伝子クラスターを有していることが判明し、ゲノムマイニングによる新たな天然物の探索が盛んに進められている。本研究課題では放線菌二次代謝制御系および代謝経路の合理的改変により取得した休眠二次代謝産物に注目し、特異な分子骨格形成機構の先導的解明を中心とし、平成30年度は以下の研究課題を実施した。(1)アゾキシアルケン化合物の生合成マシナリーの先導的解明:KA57-A生合成遺伝子(azx)クラスター、マニワマイシン生合成遺伝子(mwm)、および既知のバラニマイシン生合成遺伝子(vlm)クラスターを比較して、生合成遺伝子群の絞り込みを行なった。今後、共通因子の遺伝子破壊実験、in silico比較解析と酵素変換実験なども組み合わせ、アゾキシ結合形成メカニズムの先駆的解明を目指していく。(2)クオラムセンシング阻害活性の向上を目指したアゾキシアルケン化合物の生合成リデザイン:アゾキシアルケン化合物に注目し、炭化水素鎖長の改変や基質汎用性拡大、さらには天然物を凌駕する新規生理活性分子のリデザインを目指した。異なる炭素鎖長の脂肪族アミンの取り込み実験を行ったところ、得られたアゾキシアルケン化合物の炭素鎖長はC6で一定であり、生合成における厳密な基質認識が示唆された。(3)キノン補酵素要求性デヒドロゲナーゼOrf23の機能解析:Orf23がランカサイジン生合成においてlactamideからpyruvamideへの変換に関与していることを、遺伝子破壊および異種発現酵素の生化学的解析により立証した。本酵素群が抗生物質生合成に関与している例は世界初であり、工業利用への展開が期待できる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。放線菌は、多種多様な二次代謝産物を生産する土壌微生物である。1菌株あたり30種類もの二次代謝生合成遺伝子クラスターを有していることが判明し、ゲノムマイニングによる新たな天然物の探索が盛んに進められている。我々の研究題材であるStreptomyces rochei 7434AN4株は、2つのポリケチド抗生物質ランカサイジンおよびランカマイシンを生産し、さらに制御遺伝子改変などの代謝フロー改変によりアゾキシアルケン化合物KA57-Aやポリケチド化合物ペンタマイシン、シトレオジオールなど、休眠二次代謝の覚醒に成功した。本課題では放線菌二次代謝制御系および代謝経路の合理的改変により取得した休眠二次代謝産物に注目し、特異な分子骨格形成機構の先導的解明を中心とし、平成29年度は以下の研究課題を実施した。(1)アゾキシアルケン化合物の生合成マシナリーの先導的解明KA57-A生合成遺伝子(azx)クラスターの同定を行うにあたり、同じ炭化水素鎖長を有するマニワマイシンに注目し、生産菌Streptomyces sp. TOHO-M025株から該当生合成遺伝子(mwm)を取得した。両者および既知のバラニマイシン生合成遺伝子(vlm)クラスターを比較して、生合成遺伝子群の絞り込みを行なった。現段階ではアゾキシ基形成に関与する遺伝子の特定には至っていないが、共通因子の遺伝子破壊実験を遂行している。また、KA57-Aのキナーゼ遺伝子破壊株は、KA57-Aを生産せず、本遺伝子の生合成への関与が示唆された。(2)ポリケチド合成酵素の機能同定および高機能ハイブリッド抗生物質の創製ゲノムマイニングにて取得したC10の直鎖化合物シトレオジオールの生合成遺伝子について、C-メチル基転移酵素を指標に探索し、該当クラスターを3つにまで絞り込んだ。また同時に該当遺伝子群を含むBACライブラリーを形質転換した。(1)において、KA57-A生合成に必要不可欠なクラスターの特定に成功した。また我々は、KA57-Aと同様にヘキセニルアミン側鎖を有するマニワマイシン生合成遺伝子クラスターの次世代シークエンス解析も行い、バラニマイシン、KA57-Aとの共通ORFを抽出できた。共通因子には機能未知ORFが多いことから、KA57-Aおよびマニワマイシン生合成クラスター両者において遺伝子破壊実験を遂行している。(2)において、本年度は28員環ポリエン化合物ペンタマイシンの生合成クラスター(pem)は染色体上にあることが示唆され、3つ存在するP450水酸化酵素の遺伝子破壊実験により確認した。シトレオジオールの生合成遺伝子について、該当クラスターを3つにまで絞り込み、さらにそのうちpem近傍にあるクラスターに注目し、遺伝子破壊株(NY01株)を構築したところ、本化合物の生産が失われ、生合成への関与が強く示唆された。(1)アゾキシアルケン化合物の生合成マシナリーの先導的解明:KA57-A

生合成遺伝子(azx)クラスター、マニワマイシン生合成遺伝子(mwm)、および既知のバラニマイシン生合成遺伝子(vlm)クラスターを比較して、生合成遺伝子群の絞り込みを行なった。今後、共通因子の遺伝子破壊実験、in silico比較解析と酵素変換実験なども組み合わせ、アゾキシ結合形成メカニズムの先駆的解明を目指していく。(2)クオラムセンシング阻害活性の向上を目指したアゾキシアルケン化合物の生合成リデザイン:アゾキシアルケン化合物に注目し、炭化水素鎖長の改変や基質汎用性拡大、さらには天然物を凌駕する新規生理活性分子のリデザインを目指した。異なる炭素鎖長の脂肪族アミンの取り込み実験を行ったところ、得られたアゾキシアルケン化合物の炭素鎖長はC6で一定であり、生合成における厳密な基質認識が示唆された。(3)キノン補酵素要求性デヒドロゲナーゼOrf23の機能解析:Orf23がランカサイジン生合成においてlactamideからpyruvamideへの変換に関与していることを、遺伝子破壊および異種発現酵素の生化学的解析により立証した。本酵素群が抗生物質生合成に関与している例は世界初であり、工業利用への展開が期待できる。(1)アゾキシアルケン化合物の特異なアゾキシ結合形成メカニズムについて、今後は共通因子に絞り込んで網羅的遺伝子破壊実験を行う。さらに、in silico比較解析と酵素変換実験なども組み合わせ、アゾキシ結合形成メカニズムの先駆的解明を目指す。(2)上述のNY01株は、シトレオジオールのみならずペンタマイシンの生産も失われていた。直鎖の炭化水素鎖はC-8であり、ペンタマイシンのヘキシルマロニルCoAと一致しており、シトレオジオールのポリケチド鎖が共通利用されている可能性が示唆された。そこで該当基質の重水素標識化合物の構築/取り込みなどを行い、本破壊株の特異代謝プロファイルを解明する。また、今年度は(1),(2)に加え、関連性の高い以下の2項目も遂行する。(3)クオラムセンシング阻害活性の向上を目指したアゾキシアルケン化合物の生合成リデザイン:アゾキシアルケン化合物に注目し、炭化水素鎖長の改変や基質汎用性拡大、さらには天然物を凌駕する新規生理活性分子のリデザインを目指す。(4)多面発現制御による未同定二次代謝産物の抽出と生合成:休眠二次代謝クラスターの異種発現や転写リプレッサーの遺伝子変異といった多面発現制御を施し、休眠二次代謝活性化の汎用性を検証し、未同定産物の実用的発酵生産を目指す。具体的には、C-P化合物および擬オリゴ糖の遺伝子発現活性化と代謝産物取得を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
宇宙機搭載に向けた磁気クロークの多層化および磁気遮蔽能力の向上

宇宙空間には宇宙放射線が飛び交っており、宇宙飛行士の被曝、搭載機器の劣化を防ぐために、放射線シールドの研究開発は宇宙探査における最重要課題の一つである。近年、超伝導コイルを用いた宇宙機用放射線シールドの研究が盛んに行われているが、超伝導コイルの磁場が宇宙飛行士や搭載機器に悪影響を及ぼすことが懸念されている。本研究では、上記磁場の遮蔽を目的として、超伝導体と強磁性体シリンダーから構成される磁気クロークの多層化に取り組み、その磁気遮蔽能力の向上を目指す。
プラズモニック増強反応場の設計による革新的触媒の創製

表面プラズモン共鳴を利用した機能材料の開発において、汎用元素を利用した安価なプラズモン材料の新規創成およびそのプラズモン材料を基盤とした高性能触媒の開発を実施する。プラズモン共鳴による触媒活性発現の機構を理解しながら、プラズモン材料と触媒活性点とをハイブリッド化することで表面プラズモン共鳴を利用する高性能触媒の開発を行う。オペランド観察実験と理論化学計算の支援により反応機構・プラズモン作用機構の解明を行うとともに、光エネルギーを新たな反応場(増強電場・強光場・電子移動)構築に利用する革新的触媒反応プロセスの創出を目指す。本研究の目的は表面プラズモン共鳴を利用する機能材料を汎用元素から構築し、当該材料を基盤とした高性能触媒を創出することにある。実験的手法と理論計算手法を組み合わせ、材料中の電子密度・分布とプラズモン共鳴発現の相関を理解することで、光利用効率が高く、幅広い光の波長域を選択利用できる新しいプラズモン材料・触媒の設計開発指針を確立し、目的を達成する。表面プラズモンが反応を加速させることに着目した本研究は世界を先駆ける独創的研究であり、新たな未踏領域を開拓することが期待される。本研究は実験的手法と理論計算手法から、電子密度・分布とプラズモン共鳴発現の相関を解明し、プラズモン材料に新たな地平線を示すことが期待されるため、その学術的意義は大きい。
分裂酵母の減数分裂期組換え遺伝子のクローニング

本年度は、以下の2点について成果を得た。1.分裂酵母のade6M26は、ade6ORFに生じた点突然変異に起因する減数分裂期特異的なホットスポットで、変異箇所を含む7塩基配列がホットスポット活性に必須である。ホットスポットにおけるクロマチン構造の役割について一般性を検討するため、ade6M26のクロマチン構造を解析した。その結果、M26に依存して変異箇所周辺で顕著なクロマチン構造の再編成が起きていることを見出した。また、出芽酵母と同様のDNAの受容性の増大が認められた。さらに、7塩基配列に点突然変異を導入すると、ホットスポットのクロマチンはもともとのade6遺伝子座の状態に戻った。以上の結果は、減数分裂期組換えの開始に関するクロマチンレベルの制御が、種を越えて保存されている可能性を示唆する(水野ら、Genes & Development,印刷中)。2.分裂酵母の組換えに関する遺伝子のクローニングを進め、出芽酵母のMRE11、SPO11遺伝子に相同なrad32^+およびrecl2^+遺伝子のゲノミック・クローンを単離した。これらの遺伝子の欠損により、減数分裂時の組換えが低下することが知られている。また、スイスのグループと共同で、RAD50遺伝子の分裂酵母ホモログsprad50^+を単離し、現在遺伝子破壊を行って、減数分裂組換えに及ぼす影響などを調べている。
電子シャワー法による機能性薄膜の作製

1.電子シャワー法でステンレス基板上にAuを蒸着すると、電子ビーム法に比べ600倍以上の高剥離強度膜が得られた。このうち熱拡散による影響は全体の1/20であった。残り(19/20)は基板上の酸化クロムと化学結合し、酸化金(Au_2O)を形成するため、高剥離強度膜が得られた。つまり電子シャワーによる電子励起により、金の酸化が促進されることが分かった。2.透明導電性ITO薄膜の電気抵抗を決めるキャリヤー濃度は、Snのドナー量と酸素欠損量で決まる。しかし従来両者の割合を求める手段がなかった。我々はESCAを使って、初めから両者の割合を分離することに成功した。3.電子シャワー法でITO薄膜の電気抵抗が、1x10^<-5>Ωcmと従来より1桁低い膜が得られた。これは酸素欠損量が非常に多いためである事が分かった。しかし室温放置で酸素欠損量が減るため、10^<-3>Ωcmになってしまった。4.電子ビーム法に比べ電子シャワー法を用いると、TiNの耐摩耗強度は10倍程向上した。これは電子シャワーにより、窒化が促進したためである。しかしTiO_2も存在した。今後も真空容器をもっとクリーンにすることにより、更に耐摩耗性の高い膜が出来るものと期待される。
農業に関心を持つ児童を育成する栽培指導法の開発～中・高学年児童への栽培学習の見直しを通して～

我が国では農業離れが進行し、さまざまな問題を引き起こしている。そして、日本の社会全体に大きな不安を生み出している。もっと農業のあり方について国全体の問題として真剣に考えていかねばならない。それは将来、社会に出て行く子どもたちとて例外ではない。子どもたちに今の段階から「農業」について何らかの形で意図的な体験や学習をさせていくことが必要になってくるだろう。しかし、今の学校はさまざまな制約があり、十分にできているとはいえない。現在、小学校の教師をしているおり、それを痛感している。校区に田畑がたくさんあり、田畑に囲まれて生活をしている子どもたちにとっても、農業は身近な仕事ではない。農業について十分な体験や学習が行われているとは言えず、食べている作物はあって当たり前と思い込んでいるからである。子どもたち、特に低学年の子どもたちは学級園、鉢、プランターなどで作物を育てることに大変意欲的に取り組んでいる。作物を栽培する活動自体が大好きなのである。しかし、学年が上がるにつれて、作物栽培に興味を持つ子が減少していく。その原因として、学校のカリキュラム、学校で栽培する作物の種類や栽培する場所、指導法、評価のあり方などに大きな要因があると思われる。そこで、中高学年児童に、次のような点を考慮して学校内で取組を行うことにより、もっと、作物を育てること、農業に関心を持つ児童を育成していけるのではないかと考え、以下の実践研究を行った。対象は小学校4年生、5年生である。1栽培する作物の工夫(子どもたちが興味を持つ作物のの栽培)大きなピーマン落花生巨大大根人参2栽培する場所の工夫(教室内やベランダなどでの栽培も導入する)ペットボトル容器の活用3栽培する時期の工夫(学校でほとんどされていない秋春にかけて、作物栽培の実施)冬野菜の栽培4栽培活動に創意工夫できる要素(土作り、栽培の仕方など一律ではなく、創意工夫できる余地を入れて、競争をさせた)土の成分を自分たちで工夫させた。5農家の人が体験している作業を学校内で体験させた。(肥料のやり方、整枝、害虫対策、いい土作りなど)6栽培活動に対する評価のあり方を工夫し、意欲付けを図った。自分が栽培している場所にこまめに足を運び、成長ぶりを観察していた。また、家族や校務員、農家の人などにたずねて工夫するなど意欲的な活動が見られた。家庭で自主的に取り組む子も増えてきた。
三畳紀における天体衝突現象と地球環境変動のリンク

1.主要元素および微量元素組成分析:これまでの研究により,三畳紀後期遠洋性堆積物中に隕石衝突の痕跡が記録されていることが明らかとなった(Onoue, Sato et al., 2012; Sato et al., 2013).そこで,三畳紀後期隕石衝突よって引き起こされた可能性のある古海洋環境変動を明らかにするため,隕石衝突層準およびその上下の層状チャートを1枚ずつ採取し,主要元素および微量元素濃度の測定を東京大学工学部にて行った.その結果,生物生産に関する示すシリカ(Si),カルシウム(Ca)ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba)の濃度が,イジェクタ層の直上で急激に低下していることが明らかとなった.同様の結果は,白亜紀/古第三紀(K/Pg)境界でも報告されており,隕石衝突による海洋環境の変化に伴う石灰質・珪質プランクトンの生産性の低下を示している可能性が示唆された.2.論文執筆:これまで見つかっている日本の遠洋性堆積物中に記録された4セクションのイジェクタ層を用いて,白金/イリジウム(Pt/Ir)比,ルテニウム/イリジウム(Ru/Ir)比,クロム/イリジウム(Cr/Ir)比から,三畳紀後期隕石衝突の衝突隕石の種類がコンドライト隕石であるとする論文を執筆し,投稿準備中である.3.国内外における研究成果発表:AGU fallmeeting(サンフランシスコ)および日本地球惑星科学連合大会(千葉),日本地質学会(鹿児島)において,三畳紀後期隕石衝突による海洋環境の変動の可能性について,研究成果を発表した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。1.イジェクタ層の発見:天体衝突起源粒子を含む粘土岩がみつかった美濃帯に分布する岐阜県南東部の3地域(坂祝,鵜沼,飛水峡)および大分県津久見市の秩父帯に分布する上部三畳系層状チャートにおいて,阻石衝突によって形成されたと考えられる粘土岩を発見した.すべての粘土岩中には,衝突起源粒子であると考えられているスフェルールを含む.2.白金族元素の定量分析:1で発見した4セクションのイジェクタ層において,首都大学東京のICP・MSを用いて白金族元素の定量分析を行った.その結果,すべてのセクションから白金族元素の異常濃集が発見された.複数のセクションから得られた白金族元素異常のパターンは,今後衝突天体の起源を決定する上で非常に重要なデータとなる.3.Os同位体比の測定:イジェクタ層がみつかっている坂祝地域のチャートおよび粘土岩(イジェクタ層)において,Os同位体比を測定した.測定は,海洋研究開発機構にて,マルチコレクターICP-MSを用いて行った.その結果,下位層準のチャートから粘土岩にかけて,急激な負の変動として記録されていることが明らかとなった.堆積物中に記録されたOs同位体比の急激な負の変動は,発見された粘土岩が三畳紀後期の阻石衝突によって形成された堆積物(イジェクタ層)であることを示した.4.研究成果発表:国際堆積学会および日本地質学会において,3で得られた成果を発表した.1.論文投稿・プレスリリース:これまで行ってきたオスミウム同位体による隕石衝突の証明を, Nature Communications誌に発表した.海水中のオスミウム同位体比の急激な負の変動が,低いオスミウム同位体比をもつ隕石衝突によるものであることを証明した.さらに,オスミウム同位体の変動の幅から,どの程度の大きさの隕石が衝突したかを推定し,巨大隕石衝突の可能性を示した.プレスリリースや一般向け科学雑誌である「科学」(岩波書店)への執筆により,より社会的に研究成果を発信することができた.2.クロム同位体分析:衝突隕石を特定するため,クロム(Cr)同位体分析を行った. <54>^Crの値は,炭素質コンドライトの場合正の異常をもち,地球物質(<54>^Cr<0)およびその他の陽石(^<54>Cr<0)と区別することができる. Cr同位体分析は,分析前の化学処理を岡山大学山下研究室,測定を国立科学博物館(TRITON Plus)にて行った.分析の結果,チャートが0の値をとるのに対して,隕石衝突層準では, ^<54>Crの値は正の異常を示し,炭素質コンドライトの可能性が示唆された.今後は,衝突隕石から放出された炭素や硫黄などの地球環境に影響を及ぼすと考えられる元素の地球への流入量を推定することを目標としている.3.主要元素および微量元素分析:これまでの研究では,チャート中の微化石研究から,隕石衝突直後の生物絶滅はなかったことが示された(Onoue, Sato et al., 2012).しかし,その後の研究により,隕石衝突層準からおよそ100万年かけて放散虫の種の移り変わりがあったことがわかってきた.そこで,三畳紀後期の隕石衝突層準における生物の変化が何に由来するかを突き止めるために,隕石衝突層準前後のチャート65サンプルを用いて,主要元素分析および微量元素分析を行った.分析の前処理および測定は,東京大学加藤研究室で行った.今後測定結果を生物の移り変わりと対応させながら検討していく予定である.4.国内外における研究成果発表:ゴールドシュミット(フィレンツェ)および日本地球惑星科学連合大会(千葉),日本地質学会(仙台)において, 1で発表した隕石衝突の証明と隕石サイズの推定についての内容を発表した.

1.主要元素および微量元素組成分析:これまでの研究により,三畳紀後期遠洋性堆積物中に隕石衝突の痕跡が記録されていることが明らかとなった(Onoue, Sato et al., 2012; Sato et al., 2013).そこで,三畳紀後期隕石衝突よって引き起こされた可能性のある古海洋環境変動を明らかにするため,隕石衝突層準およびその上下の層状チャートを1枚ずつ採取し,主要元素および微量元素濃度の測定を東京大学工学部にて行った.その結果,生物生産に関する示すシリカ(Si),カルシウム(Ca)ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba)の濃度が,イジェクタ層の直上で急激に低下していることが明らかとなった.同様の結果は,白亜紀/古第三紀(K/Pg)境界でも報告されており,隕石衝突による海洋環境の変化に伴う石灰質・珪質プランクトンの生産性の低下を示している可能性が示唆された.2.論文執筆:これまで見つかっている日本の遠洋性堆積物中に記録された4セクションのイジェクタ層を用いて,白金/イリジウム(Pt/Ir)比,ルテニウム/イリジウム(Ru/Ir)比,クロム/イリジウム(Cr/Ir)比から,三畳紀後期隕石衝突の衝突隕石の種類がコンドライト隕石であるとする論文を執筆し,投稿準備中である.3.国内外における研究成果発表:AGU fallmeeting(サンフランシスコ)および日本地球惑星科学連合大会(千葉),日本地質学会(鹿児島)において,三畳紀後期隕石衝突による海洋環境の変動の可能性について,研究成果を発表した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者は,野外調査における露頭の詳細な観察および化学分析を計画的に進め,その結果,発見された粘土岩が三畳紀後期の隕石衝突によって形成されたことを証明するデータを得ることができた.得られたデータをもとにオスミウム同位体比に関する論文を投稿し(Nature Communications),現在リバイス中であることから,研究は順調に進展しているといえる.研究代表者は,オスミウム同位体分析により得られた隕石衝突の証拠をNature Communications誌に発表し,隕石衝突説を確固たるものにした.それにより,現在は隕石衝突と地球環境変動との関連性を解明するという次のステップに着手している.よって,現在研究は順調に進展しているといえる.研究課題である三畳紀後期の環境変動を解明するため,以下2つの内容を明らかにする.(1)隕石のタイプを明らかにする.国内の複数のセクションから発見したイジェクタ層を用いて,Cr同位体比測定を行う.(2)衝突天体のサイズを求める.(1)で明らかとなった隕石中に含まれているOs濃度およびOs同位体比の変動幅を用いて,サイズ計算を行う(PaqueyetaL, 2008, Science計算式を使用).隕石のタイプおよびサイズを明らかにすることで,地球の環境変動に影響を与えると考えられる元素(硫黄や炭素など)の地球への流入量を見積もることが可能になると考えられる.研究課題となっている三畳紀後期の隕石衝突と環境変動との関連性を明らかにするため,以下の2つの内容を明らかにする.1.衝突隕石のタイプを明らかにする:隕石は種類によって含まれる元素が大きく異なるため,地球にもたらされた隕石由来の様々な元素の流入量を見積もることで,地球環境への影響の有無を推定することができる.
多核金属錯体の構築とその金属間相互作用の研究

1.錯体配位子[Cu(pz_2bg)_2]はビグアニド配位子のビスピラゾリル誘導体を配位子とする単核錯体であり,両端のN_3サイトにより金属イオンに配位し,架橋配位子となることが可能である.様々なCuM_2三核錯体(M=Cu(II),Ni(II),Co(II),Mn(II))を合成し,構造を決定した.すべての錯体において金属イオン間に強磁性的相互作用が発現することを明らかにするとともに,その磁気的相互作用の大きさ(J)を見積もった(J_<Cu-Cu>=+7.6(1)cm^<-1>,J_<Cu-Ni>=+7.5(1)cm^<-1>,J_<Cu-Co>=+2.1(1)cm^<-1>,J_<Cu-Mn>=+0.3(1)cm^<-1>).強磁性的相互作用の発現はκ^3N:κ^2N架橋様式によるdσ軌道同士のstrict orthogonalityにより説明され,[Cu(pz_2bg)_2]はdσスピンを有する金属イオンを強磁性的に連結する"フェロマグネティックカップラー"として働くことを明らかにした.また,磁気的相互作用の大きさを系統立てて比較し,金属イオンMから配位原子へのスピンの非局在化の度合いと金属イオンMの持つスピンの性質に依存することを明らかにした.2.H_3pzbg^+(ビグアニド配位子のモノピラゾリル誘導体)を用いてクラスター錯体の構築を行った.H_3pzbg^+は3つのプロトンが脱離した状態でイミノ窒素というめずらしい架橋原子により金属イオンを架橋することが可能であり,実際に,このイミノ窒素架橋を有するMn_4N_2O_4を基本骨格とする不完全ダブルキュバン型Mn(III)四核錯体が得られた.イミノ窒素を通してMn(III)間には比較的強い強磁性的相互作用が発現することを明らかにした(J +9cm^<-1>).また,ダブルキュバン型Mn(III)六核錯体を合成し,Mn(III)間に強い反強磁性的相互作用が働いていることを明らかにした.1.錯体配位子[Cu(pz_2bg)_2]はビグアニド配位子のビスピラゾリル誘導体を配位子とする単核錯体であり,両端のN_3サイトにより金属イオンに配位し,架橋配位子となることが可能である.様々なCuM_2三核錯体(M=Cu(II),Ni(II),Co(II),Mn(II))を合成し,構造を決定した.すべての錯体において金属イオン間に強磁性的相互作用が発現することを明らかにするとともに,その磁気的相互作用の大きさ(J)を見積もった(J_<Cu-Cu>=+7.6(1)cm^<-1>,J_<Cu-Ni>=+7.5(1)cm^<-1>,J_<Cu-Co>=+2.1(1)cm^<-1>,J_<Cu-Mn>=+0.3(1)cm^<-1>).強磁性的相互作用の発現はκ^3N:κ^2N架橋様式によるdσ軌道同士のstrict orthogonalityにより説明され,[Cu(pz_2bg)_2]はdσスピンを有する金属イオンを強磁性的に連結する"フェロマグネティックカップラー"として働くことを明らかにした.また,磁気的相互作用の大きさを系統立てて比較し,金属イオンMから配位原子へのスピンの非局在化の度合いと金属イオンMの持つスピンの性質に依存することを明らかにした.2.H_3pzbg^+(ビグアニド配位子のモノピラゾリル誘導体)を用いてクラスター錯体の構築を行った.H_3pzbg^+は3つのプロトンが脱離した状態でイミノ窒素というめずらしい架橋原子により金属イオンを架橋することが可能であり,実際に,このイミノ窒素架橋を有するMn_4N_2O_4を基本骨格とする不完全ダブルキュバン型Mn(III)四核錯体が得られた.イミノ窒素を通してMn(III)間には比較的強い強磁性的相互作用が発現することを明らかにした(J +9cm^<-1>).また,ダブルキュバン型Mn(III)六核錯体を合成し,Mn(III)間に強い反強磁性的相互作用が働いていることを明らかにした.
半導体表面におけるステップダイナミクス

本研究では半導体表面に的を絞り、表面の動的過程、特にエピタキシャル成長や吸着・脱離過程、さらに昇華過程およびステップバンチング過程におけるステップ端での原子・分子の脱離付着機構に関する知見を得た。シリコン、GaAs、GaN表面におけるサーフアクタント効果によるエピタキシャル成長中のステップ挙動の実験結果から、サーフアクタントがステップにおける吸着障壁を変化させ、またステップエネルギーを大きく変化させることが明らかになった(一宮、中原、Cohen)。またシリコン高指数表面の金属吸着によるファセット形成の観察から、吸着による安定表面指数の変化についての知見を得た(中原、八木、箕田)。シリコン表面上に形成した単独の孤立したナノ構造の熱崩壊の過程を走査トンネル顕微鏡(STM)により観測し、その結果、ステップ端における吸着と脱離の過程がナノ構造全体のエネルギーに大きく依存することが明らかになった。また崩壊の過程におけるステップバンチングがステップ間の斥力の大きさによることも理論との協力によって明らかになった(一宮、上羽、Einstein)。さらにナノ構造の崩壊速度に関しても、物質、原子構造などによらない一般的なスケーリング則が成り立ち、さらに2次元ナノ構造の崩壊過程と3次元ナノ構造の崩壊過程の相関が明らかになった(一宮、上羽、Williams、Einstein)。またSTMによるシリコン表面上の酸化膜選択除去プロセス及び界面におけるシリコン原子ステップ解析手法の開発を行った(岩崎、Williams)。本研究では半導体表面に的を絞り、エピタキシャル成長や吸着・脱離過程、さらに昇華過程およびステップパンチング過程におけるステップ端での原子・分子の脱離付着機構に関する知見を得た。シリコン、GaAs、GaN表面におけるサーファクタント効果によるエピタキシャル成長中のステップ挙動の実験結果から、サーファクタントがステップにおける吸着障壁を変イビさせ、またステップエネルギーを大きく変化させることが明らかになった(一宮、中原、Cohen)。また崩壊の過程におけるステップパンチングがステップ間の斥力の大きさによることも理論との協力によって明らかになった(一宮、上羽、Einstein)。さらにナノ構造の崩壊速度に関しても、物質、原子構造などによらない一般的なスケーリング側が成り立つことが明らかになった(一宮、上羽、Williams、Einstein)。半導体の高指数面におけるステップの挙動は反射電子顕微鏡法や低速電子顕微鏡法により、ステップの挙動が、金原子の吸着により変化し、それがファセット形成に大きく影響することを明らかにし、またシリコン高指数表面におけるステップバンチング、多段ステップのスティフネスの段差依存性を明らかにした(八木、箕田、岩崎、中原、Williams、Cohen、Einstein)。さらにナノ構造の崩壊速度に関しても、物資、原子構造などによらない一般的なスケーリング則が成り立ち、さらに2次元ナノ構造の崩壊過程と3次元ナノ構造の崩壊過程の相関が明らかになった(一宮、上羽、Williams、Einstein)。

またSTMによるシリコン表面上の酸化膜選択除去プロセス及び界面におけるシリコン原子ステップ解析手法の開発を行った(岩崎、Williams)。本研究では半導体表面に的を絞り、表面の動的過程、特にエピタキシャル成長や吸着・脱離過程、さらに昇華過程およびステップバンチング過程におけるステップ端での原子・分子の脱離付着機構に関する知見を得た。シリコン、GaAs、GaN表面におけるサーフアクタント効果によるエピタキシャル成長中のステップ挙動の実験結果から、サーフアクタントがステップにおける吸着障壁を変化させ、またステップエネルギーを大きく変化させることが明らかになった(一宮、中原、Cohen)。またシリコン高指数表面の金属吸着によるファセット形成の観察から、吸着による安定表面指数の変化についての知見を得た(中原、八木、箕田)。シリコン表面上に形成した単独の孤立したナノ構造の熱崩壊の過程を走査トンネル顕微鏡(STM)により観測し、その結果、ステップ端における吸着と脱離の過程がナノ構造全体のエネルギーに大きく依存することが明らかになった。また崩壊の過程におけるステップバンチングがステップ間の斥力の大きさによることも理論との協力によって明らかになった(一宮、上羽、Einstein)。さらにナノ構造の崩壊速度に関しても、物質、原子構造などによらない一般的なスケーリング則が成り立ち、さらに2次元ナノ構造の崩壊過程と3次元ナノ構造の崩壊過程の相関が明らかになった(一宮、上羽、Williams、Einstein)。
ナノスペースを利用した革新的超高CO2透過性分離膜の創製

地球温暖化防止、持続的な経済成長を両立させる観点から、即効性が高く我が国をはじめ先進諸国で積極的に研究が進められている二酸化炭素(CO2)回収・貯蔵(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)へ応用可能な、次世代型CO2分離膜を検討した。CCSの実現のため、特にCO2透過性を飛躍的に向上させる革新的CO2分離膜を検討した。本研究では、(1)超高CO2拡散性、高CO2溶解性を示すナノスペースを有する新規表面精密制御ナノ粒子の合成、(2)ナノ粒子含有複合膜の超薄膜化について研究し、新規粒子の合成と薄膜の方法論を明らかにした。地球温暖化防止、持続的な経済成長を両立させる観点から、即効性が高く我が国をはじめ先進諸国で積極的に研究が進められている二酸化炭素(CO2)回収・貯蔵(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)へ応用可能な、次世代型CO2分離膜を創出する。CCSの実現には、これまで検討されてきた分離膜による1段階分離法ではなく、シミュレーション等を用いた理論解析から2段階分離法が最適であると考え、その目的を達成するために、特にCO2透過性を飛躍的に向上させる革新的CO2分離膜を創製する。本研究では、超高気体透過性を実現することにより、従来の気体分離膜で見られる透過性と選択性のTrade-Offの関係を打破する、次世代型CO2分離膜を開発する。上述した透過性、選択性を共に満たすのは現在の膜分離科学では不可能に近いが、2段階分離法のシミュレーション解析を行うと、透過性を10倍以上増大することができれば、鉄鋼プラントでの(CO2/N2)選択性= 30程度、火力発電所のそれは70程度に低減でき、現状の分離膜で実現可能なレベルまで選択性を下げることができる。この2段階分離法の実現には、(1)膜自体の高CO2透過係数(2)膜の薄膜化による高CO2透過流量を共に満たす超高CO2透過性分離膜の開発が不可欠である。本年度は、新規表面修飾ナノ粒子を合成、粒子の凝集を抑え40wt%に迫る粒子濃度を高分子膜中に導入することを実現した。また、粒子を導入する高分子の選定も重要である。高い気体透過性が示す芳香族系高分子膜を合成し、その高分子を用いることにより最新のTrade-Offの限界直線を越えるナノ粒子含有高分子膜の合成に成功した。CCSの実現には、これまで検討されてきた分離膜による1段階分離法ではなく、シニュレーション等を用いた理論解析から2段階分離法が最適であると考え、その目的を達成するために、特にCO2透過性を飛躍的に向上させる革新的CO2分離膜を創製する。具体的には、(1)超高CO2拡散性、高CO2溶解性を示すナノスペースを有する新規表面精密制御ナノ粒子の合成、(2)ナノ粒子含有複合膜の超薄膜化という全く新しいCO2透過概念を提案することにより、従来膜性能を凌駕するCO2分離膜の創出を目指す。本年度は、特に超薄膜の作製法に注力し研究を進めた。特に、乾湿式層転換法を用いて超薄膜が作製できるかを検討した。この製膜法は、高分子のスピノーダル分解を利用して非対称膜を作製する方法で、最終的にはナノ粒子を含有した超薄膜スキン層を有する複合膜を作製することを目的としている。本製膜法を用い、申請者らは既に5nmまで完全無欠陥で分離活性を有するスキン層の合成に成功しているが、ナノ粒子を含有した高分子溶液からの超薄膜は作製できなかった。特に膜厚が薄くなるにつれナノ粒子の凝集形態が表面スキン層に影響を与え、defectが形成され易いことが明らかとなった。この問題の解決が重要であり、次年度はナノ粒子の凝集状態の抑制を試みながら再度超薄膜の検討を進める。本研究では、(1)超高CO2拡散性、高CO2溶解性を示すナノスペースを有する新規表面精密制御ナノ粒子の合成、(2)ナノ粒子含有複合膜の超薄膜化という全く新しいCO2透過概念を提案することにより、従来膜性能を凌駕するCO2分離膜を創出する。本年度は、昨年度に引き続き超薄膜法の作製法に注力し、完全無欠陥な薄膜をいかに作製するかを検討した。また、製膜時に粒子の膜内存在状態も検討し、いかに粒子をクラスターを形成させながら分散させるかについても検討した。薄膜化法は、スピンコート法やドクターブレイド法を用い製膜を行い、薄膜化に伴い減少する気体透過性を抑制することに成功した。また、粒子を導入したポリマー溶液から薄膜化を行うと、粒子の凝集が進行しその凝集体の影響を受けて膜に欠陥(ピンホール)が形成されることがわかった。

薄膜化では粒子の分散性が特に重要となるため、今後は粒子の合成法から見直す必要がある。地球温暖化防止、持続的な経済成長を両立させる観点から、即効性が高く我が国をはじめ先進諸国で積極的に研究が進められている二酸化炭素(CO2)回収・貯蔵(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)へ応用可能な、次世代型CO2分離膜を検討した。CCSの実現のため、特にCO2透過性を飛躍的に向上させる革新的CO2分離膜を検討した。本研究では、(1)超高CO2拡散性、高CO2溶解性を示すナノスペースを有する新規表面精密制御ナノ粒子の合成、(2)ナノ粒子含有複合膜の超薄膜化について研究し、新規粒子の合成と薄膜の方法論を明らかにした。本研究の目的を達成する上で特に重要となるのは、表面修飾ナノ粒子の合成、その粒子を含有する基盤高分子、さらに実用化を勘案した上での膜の超薄膜化である。ナノ粒子は10nm以下の直径となるようゾル-ゲル法から合成することにより、ナノ粒子表面へ樹状分子(デンドリマー、ハイパーブランチポリマーなど)を合成することに成功した。また、ナノ粒子を含有する基盤高分子の合成も、(CO2/N2)選択性>20を有する新規高分子(シロキサン系高分子、芳香族ポリイミドなど)の合成に成功した。しかし、ナノ粒子を含有して超薄膜を作製することには至っておらず、今年度に続き来年度もその製膜に関して検討を続ける。27年度が最終年度であるため、記入しない。環境技術・環境負荷低減現在までの達成度に記載したように、表面修飾ナノ粒子の合成と基盤高分子の合成に関しては既にある程度の目処が立ったが、ナノ粒子を含有して超薄膜を作製する製膜法に確立には至っていない。ナノ粒子を含んだ高分子溶液から乾湿式相転換法により、ナノ粒子含有超薄膜スキン層を有する非対称構造複合膜を作製するつもりである。さらに、できれば相分離を利用して表面スキン層内ナノ粒子のクラスターを形成する。高分子溶液の相分離を誘発する高分子の高沸点良溶媒、低沸点良溶媒や貧溶媒の選定が重要となるが、迅速な相分離を起こす貧溶媒のアルコールの選択も特に重要となるため、これら溶媒条件の検討も進め、研究目標の達成を目指した研究を行う。今年度新たに合成した芳香族系高分子は、極めて高い気体透過性を示し、その膜に首都大で合成している表面修飾ナノ粒子を導入すると、当初考えたい以上の気体透過性の向上が認められ、最新のTrade-Offの限界直線を越える気体透過係数、CO2/N2選択性を示したことは、大変な驚きであった。次年度以降は実用化を目指した検討を進める。特に重要となるのは複合膜の薄膜化で、既に予備実験として相分離を利用した薄膜化を検討しているが、目標とする薄膜化は容易ではないため、ナノファイバーマットを用いた薄膜化も検討する。
オルガネラの遺伝的制御

葉緑体とミトコンドリアは自己増殖性のオルガネラであり,眞核細胞の中でそれぞれに独自のDNAゲノムを保有している.しかしながら,その自律性は不完全なものであり,多くの構成タンパク質を核遺伝子に依存している.したがって,オルガネラの遺伝的制御を理解するためには,オルガネラ遺伝子の発現制御とともに,オルガネラ用の核遺伝子の発現調節や遺伝子産物のオルガネラへの輸送の問題等を併せて研究しなければならない.このような観点から本年度の成果をまとめると:1.ゼニゴケ葉緑体ゲノムの遺伝子構成の全容が明らかにされ,約130種の遺伝子は転写や翻訳に関与する基礎遺伝子であった.2.葉緑体内のタンパク複合体は,いずれも葉緑体と核の遺伝子に由来するものである.3.葉緑体遺伝子にもイントロンがあり,主にグループII型のものである.4.葉緑体内の遺伝子発現では,多数の遺伝子がまとめて転写されてのち,プロセツシングやスプライシングが起きる.5.また,これに関連してトランス・スプライシングのモデルも提出された.6.エンドウの実生を光照射すると葉緑体DNAの複製が促進されるが,とくに光によって葉緑体遺伝子の発現が先行する必要はない.7.葉緑体遺伝子のなかには,光刺戟と無関係に発現しているものがある.8.ホーレンソウの葉緑体から, in vitroで光化学系IIの複合体形成を研究する実験系が確立された.9.また,分離したチラコイド膜上での葉緑体ATPaseの複合体形成にも成功してしる.10.ATPase複合体は基本的には大腸菌などとも共通であり, F1ATPaseのβサブユニット上に触媒中心があることが示された.11.動物ミトコンドリアについては,肝細胞を用いミトコンドリアへ移行するカルバミニルリン酸合成酵素の核遺伝子がグルココルチユイドヤインスリンで発現調節されることを示す結果が得られた.葉緑体とミトコンドリアは自己増殖性のオルガネラであり,眞核細胞の中でそれぞれに独自のDNAゲノムを保有している.しかしながら,その自律性は不完全なものであり,多くの構成タンパク質を核遺伝子に依存している.したがって,オルガネラの遺伝的制御を理解するためには,オルガネラ遺伝子の発現制御とともに,オルガネラ用の核遺伝子の発現調節や遺伝子産物のオルガネラへの輸送の問題等を併せて研究しなければならない.このような観点から本年度の成果をまとめると:1.ゼニゴケ葉緑体ゲノムの遺伝子構成の全容が明らかにされ,約130種の遺伝子は転写や翻訳に関与する基礎遺伝子であった.2.葉緑体内のタンパク複合体は,いずれも葉緑体と核の遺伝子に由来するものである.3.葉緑体遺伝子にもイントロンがあり,主にグループII型のものである.4.葉緑体内の遺伝子発現では,多数の遺伝子がまとめて転写されてのち,プロセツシングやスプライシングが起きる.5.また,これに関連してトランス・スプライシングのモデルも提出された.6.エンドウの実生を光照射すると葉緑体DNAの複製が促進されるが,とくに光によって葉緑体遺伝子の発現が先行する必要はない.7.葉緑体遺伝子のなかには,光刺戟と無関係に発現しているものがある.8.ホーレンソウの葉緑体から, in vitroで光化学系IIの複合体形成を研究する実験系が確立された.9.また,分離したチラコイド膜上での葉緑体ATPaseの複合体形成にも成功してしる.10.ATPase複合体は基本的には大腸菌などとも共通であり, F1ATPaseのβサブユニット上に触媒中心があることが示された.11.動物ミトコンドリアについては,肝細胞を用いミトコンドリアへ移行するカルバミニルリン酸合成酵素の核遺伝子がグルココルチユイドヤインスリンで発現調節されることを示す結果が得られた.