hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成層圏‐対流圏結合系における極端気象変動の現在・過去・未来

○赤道大気を理想化した鉛直二次元モデルにおいて、計算領域などによらずQBO的振動がロバストに存在することを明らかにした。3)大気大循環モデル・数値予報モデル班:○衛星データを追加したデータ同化実験とアンサンブル再予報実験を行い、追加観測の効果を調べた。○成層圏で反射して下方伝播する惑星規模波が対流圏循環に及ぼす影響を再解析データを用いて解析した。○冬季成層圏循環の予測可能性の月毎の変動特性を気象庁一ヶ月アンサンブル予報結果を用いて調べた。○SSW生起前後の全球的な大気大循環について衛星データを用いて解析した。4)気象研究所気候モデル班:産業革命前と完新世中期の気候再現実験においてオゾン化学輸送過程を含む/含まない実験を比較し、太陽軌道要素の違いによる上部成層圏オゾン分布の違いが、南極域地上付近の気温に最大1.7度程度の差を生じさせることを示した。また,過去千年の気候再現実験において、北半球環状モードなどに関して解析した。研究手法をもとに構築された4班からなる研究体制のもとに、多重の時間空間スケールで変動・変化する成層圏-対流圏結合系での極端気象について、現象の記述と力学過程の理解から最先端モデルによる予測まで総合的に研究を推進している。各班の平成27年度の研究実績は以下の通りである。1)データ解析班:○気象庁長期再解析データおよびCMIP5の多数モデルデータにおいて、成層圏突然昇温(SSW)の頻度やその際の極渦形状を調べ、CMIP5モデルデータではSSW(特に極渦が伸長・分裂するもの)の頻度がより少ないことを示した。○気象庁1ヶ月予報データでSSWの予測可能性を検討し、極渦が伸長・分裂する際の予報誤差が大きいことを明らかにした。2)メカニスティックモデル・統計理論班:○モデルの高速化のために、大規模並列環境に対応した球面調和関数変換ライブラリを開発した。○赤道大気を理想化した鉛直二次元モデルにおいて、湿潤対流と重力波に伴う運動量輸送過程を明らかにした。3)大気大循環モデル・数値予報モデル班:○再解析データの解析により、SSW後に形成される対流圏循環偏差が惑星規模波の成層圏での伝播特性に依存することを見出した。○アンサンブル予報実験結果の解析から、2009年の成層圏極渦分裂の予測には、その直前における成層圏惑星規模波の振る舞いを正しく予測することが重要であることを見出した。○衛星データを用いて、SSW前後の下部熱圏領域までの全球的子午面循環の変動特性を解析した。4)気象研究所気候モデル班:気象研気候モデルを用いて、オゾンの化学輸送過程を含んだ最終氷期最盛期の気候再現アンサンブル実験を実施し、オゾンの化学輸送過程を含まない場合との比較を行った。熱帯対流圏界層における上昇流とその気候変化ついて、気象研気候モデルと他のCMIP5実験結果データとの比較解析を行った。またこのモデルで予報されるSSWについても対流圏との関係を調べた。(理由)研究手法をもとに構築された4つの班それぞれについて、各班内で分担者・連携研究者が密に協力して研究を推進し、論文発表も順調に行っている。また、4つの班全体での相互的なデータ、研究情報の共有もスムーズに行えている。研究手法をもとに構築された4班からなる研究体制のもとに、多重の時間空間スケールで変動・変化する成層圏-対流圏結合系での極端気象について、現象の記述と力学過程の理解から最先端モデルによる予測まで総合的に研究を推進した。
戦後青少年教育の研究―戦前との連続性および「官製」的運動の展開に着目して―

本研究では、まずは戦後青少年(教育)施策の展開における末次一郎の関与、関わって右派人脈および戦前以来の青年団関係者との密接な関係がその過程にあることが明らかとなった。次は青年団全国組織である日本青年団協議会に対する、政府および保守・右派勢力からの左傾化抑制を目論んだ介入の存在と、右派・左派及び戦前・戦後の青年団関係者の結節点に寒河江善秋があり、中道的な位置で雑誌編集等を積極的に行っていたことが示唆された。本年度は主に3つの研究活動を実施した。1青少年育成国民会議および中央青少年団体連絡協議会、日本青年奉仕協会の機関誌等の閲覧および複写等による資料・情報収集。21をふまえつつ、それら団体関係者を中心に末次一郎および寒河江善秋らとの関係についてのインタビューおよび資料収集。3研究方法論であるライフストーリー(オーラルヒストリー)についての理論的検討。これら13の成果は、日本社会教育学会第59回研究集会自由研究発表において、「戦後青少年(教育)施策の展開に関する一考察ー主に1970年代までの青少年団体施策決定の過程に着目してー」と題して報告した。ここでは昨年3月に第10回筑波大学教育学会にて行った発表を深化させ、特に末次一郎が深く関わったことが推測される、1970年代までの青少年団体施策決定の過程に関して、関係雑誌等のテキスト、さらには関係者からのインタビューを活用し、その詳細を明らかにすることを試みた。結果、末次がどのようにして青少年行政に深く介入していったのか、その人脈およびその形成過程、末次が関わった戦後青(少)年施策、特に青少年団体施策決定についての概要を明らかにした。また、方法論として、施策決定過程の理解においては、文献に依拠するのみならず、政治史研究にならったオーラルヒストリーアプローチの可能性を本発表を通して示すものとなった。従前の社会教育史研究において等閑視されてきた、戦後における青少年(教育)施策決定に際しての右派人脈および戦前以来の内務・文部官僚出身者らとの密接な関係を明らかにしたものであり、かつ方法論としてのオーラルヒストリーアプローチの可能性を示したことが本年度の研究において、特筆すべき部分である。本年度は主に4つの研究活動を実施した。1寒河江善秋の山形における青年団活動に関するインタビューおよび書信類の複写・撮影および解読2寒河江の日本産業開発青年協会を拠点とした活動に関わる雑誌類の閲覧・閲覧、3末次一郎関係の公文書閲覧・撮影、4研究方法論であるライフストーリー(オーラルヒストリー)についての理論的検討。これら13の成果は、平成25年9月に日本社会教育学会第60回研究大会自由研究発表において、「戦後青少年団体の展開と青年団運動ー寒河江善秋の周辺に着目してー」と題して報告した。前年度までに戦後青少年(教育)施策における末次一郎の役割の大きさを明らかにしたが、その過程で気づかされたのが、日本青年団体協議会(日青協)副会長も務めた寒河江善秋の存在感と末次との密接な関係であった。当発表では、末次と寒河江との関係の深化以降、日青協においていかなる変化が生じたのか、特に寒河江とその周辺の動向・言行に焦点化しつつ解明した。結果、寒河江が日青協において、中道、あるいは保守・右派勢力の結節点となったこと、その際、反共キリスト教系団体MRAの日青協執行部への浸透があったこと、寒河江が1960年代半ばに戦前戦後の青年団運動に関わる人脈を結びつけるに貢献したこと、結果として末次との関係は、晩年一定の距離が開いた可能性が示唆された。これら成果は本研究において特筆すべき成果である。なお、上記4については、日本社会教育学会プロジェクト研究「社会教育研究における方法論の検討」世話人として、2013年6月開催の日本社会教育学会六月集会および9月の第60回研究大会双方で開催されたシンポジウムにおいて、プロジェクトの趣旨および成果についての報告を行うため登壇した。また、12月には同プロジェクト第5回研究会にて、「社会教育実践史研究におけるナラティヴの位相ー予備的考察ー」と題して報告した。本年度はまず解散した青少年育成国民会議、活動が休止状態である中央青少年団体連絡協議会に関わる所蔵資料を財団法人日本青年館資料室にて所在を確認。以後、複数回にわたって両団体に関わる雑誌『青少年』『中青協ニュース』等の雑誌記事を閲覧・複写した。次に、日本青年団協議会の1960年代以降における末次一郎らの介入について、当時の日本青年団協議会関係者関係者にインタビューを実施し、内容を音声データにて記録した。その後、筑波大学附属図書館等にて雑誌『月刊社会教育』『社会教育』『青少年問題』の1950年代から1960年代の青少年施策をめぐる記事を閲覧・複写し、その内容を検討した。これらをふまえ、本年度の研究成果は、2012年3月10日に開催された第10回筑波大学教育学会での自由研究発表として「戦後における青(少)年団体の展開に関する一考察ー主に1960年代までの「官製」的組織・運動に着目してー」と題して発表した。

本年度の研究により、1951年に占領下公認の下に組織された中央青少年団体連絡協議会から1967年に結成される青少年育成国民会議へと継承されていく、青少年健全育成事業の展開とそこに関わる青(少)年団体及び人脈について、主にキーパンソンとなる末次一郎に焦点づけながら明らかにすることができた。具体的には、(1)末次がどのようにして青少年行政に深く介入していったのか、その過程、(2)末次の人脈と主に戦前期からの日本青年館・大日本連合青年団関係者との結びつきについて、(3)末次が関わった戦後青(少)年施策、特に青少年団体に関わるものについて整理できた。これらは従前、社会教育(史)研究からは等閑視されてきた内容であり、特に戦前期からの日本青年館関係者やその流れを汲む文部官僚らとのつながりについての着目は、本年度研究において特筆すべき部分である。本年度は昨年度、震災の影響で滞った、日本青年館関係者、青少年育成国民会議関係者、日本青年奉仕協会関係者へのインタビューを複数回実施し、それら団体と末次一郎および寒河江善秋らとの関わりを確認することができた。また、上掲団体に関わる機関誌等の閲覧・複写、資料収集も順調に進んでいる。研究成果の発表については日本社会教育学会第59回研究集会自由研究発表で行い、十分な反応を得た。平成25年度に学会誌等への投稿を準備している。震災の影響により日本青年奉仕協会関係者、旧文部省関係者等へのアポイントが取りづらく、インタビューが必ずしも計画通りに実施することができなかったものの、本年度は主に公立図書館に所蔵されていない資料の閲覧・複写、収集を重点的に実施し、その面で多大な成果をあげた。これにより関係者にインタビューを実施するに当たっての準備がより精緻化されたと評価できる。なお、3月に発表した学会発表の内容は、ノートとして次年度学内紀要等に発表予定である。本年度の研究成果をふまえ、さらにインタビューデータを蓄積する。本年度は特に青少年育成国民会議関係者および1970年代に青少年教育担当であった元文部省職員らにインタビューを実施する。研究成果は日本社会教育学会および筑波大学教育学会において発表をし、学会誌等へ投稿する。また、インタビューデータは報告集として発刊する。昨年度の研究成果をふまえ、末次一郎関係者へのインタビュー、また昨年度実施できなかった旧文部省関係者、日本青年奉仕協会関係者等へのインタビューを積極的に行う。研究成果を日本社会教育学会、筑波大学教育学会等において発表をし、『日本社会教育学会紀要』等の学会誌に投稿する。昨年度末に筑波大学教育学会において発表した内容をノート化して学内紀要等に掲載させる。関係者へのインタビュー、資料の閲覧・複写、学会発表等に際して必要となる旅費・宿泊費、資料整理に関わる研究協力者謝金、音声データ・画像データ保存用のメモリ、外付けハードディスク等のデータ保存機器、関わる資料の購入費、資料の複写費等に加え、報告書の印刷代を要する。関係者へのインタビュー、資料の閲覧・複写、学会発表に際して必要となる旅費・宿泊費、資料整理に関わる研究協力者謝金、音声データ・画像データ保存用のメモリ、外付けハードディスク等の機器、関わる資料の購入費、資料の複写費等を要する。
脱神経後の筋細胞と知覚神経終末の変化について

これまでにラットの坐骨神経切断後の脱神経筋、パチニ小体の形態的検索の結果、脱神経筋の変性とこれに続く再生筋細胞の出現があることが判明した。また,脱神経後のパチニ小体においては,小体内の神経終末は変性消失するが、その周辺の内外棍細胞は維持されることなどの知見を得た。さらに臨床例の脱神経筋、脱神経後のパチニ小体の構造変化についても同様な知見を得た。また、これらの基礎研究の結果に新たな屍体解剖結果を加味して、現在治療不可能とされている臨床例の神経麻痺に対する新しい手術法である血管柄付神経移植の応用を開始し、世界に先駆けた長い(30cm)遊離血管柄付深腓骨神経移植術の腕神経叢麻痺への応用(J.Reconstr. Microsurg.12:131-141,1996)、長い(20cm)神経付き遊離神経血管柄付大腿直筋または腹直筋移植術(Plast.Reconstr. Surg.,94:421-430,1994,& Plast.Reconstr.Surg.Jan.1997)の陳旧性顔面神経麻痺への応用を、海外に先駆けて独自に完成させた。また、これまでの実験的、臨床的成果より新たに"分割した神経血管柄付筋移植術"を臨床的に開発し、一期的な複数の筋の機能再建が可能となり、顔面神経麻痺(J.Reconstr. Microsurg.,accepted)と腕神経叢麻痺のより複雑な動的再建術が開発された。さらに、これまでの実験結果から得られた結果をもとに、臨床例の陳旧性顔面神経麻痺、完全型腕神経叢麻痺など難治性神経麻痺に対する血管柄付神経移植術を確立した(The 12th International Synposium of Reconstructive Microsurgery,Singapore,Feb.1996にて発表)。これらの新たな神経筋の機能再建術とその臨床応用の成果は、これまで不可能とされていた脊髄損傷後の四肢の知覚・運動機能の回復を目標とした再建術の完成につながる可能性がでてきている。ラットの坐骨神経切断後の脱神経筋、パチニ小体の形態的検索の結果、脱神経筋の変性とこれに続く再生筋細胞の出現があることが判明した。また、脱神経後のパチニ小体においては、小体内の神経終末は変性消失するが、その周辺の内棍細胞は維持されることなどの知見を得た。さらに臨床例の脱神経筋、脱神経後のパチニ小体の構造変化についても同様な知見を得つつある。平成6年度の研究の実績概要としては、実験的な検索に加えて、臨床的な術式の開発が主となりつつある。特に臨床例の腕神経叢麻痺、新鮮神経神経麻痺に対する新しい血管柄付神経移植の応用を開始しており、いくつかの術式が論文掲載されつつある。また、これまでの実験結果から得られた結果をもとに、現在その治療法の開発が追及されつつある臨床例の陳旧性顔面神経麻痺、完全型腕神経叢麻痺など難治性神経麻痺の血管柄付神経移植術の適応と新しい術式を決定しつつある。その第1段階としては、臨床例の陳旧性神経麻痺に対する新しい再建術式として、われわれはこれまでに長い(30cm)遊離血管柄付深腓骨神経移植術、長い(20cm)神経付き遊離神経血管柄付大腿直筋移植術などを開発した。

この方法は、陳旧性顔面神経麻痺の治療法として新しい“大腿直筋移植による一期的再建術"を完成し、Plast.Reconstr.Surg.に掲載された。これまでにラットの坐骨神経切断後の脱神経筋、パチニ小体の形態的検索の結果、再生筋細胞の出現とパチニ小体の神経終末の変性消失、内外棍細胞の維持などの知見を得た。さらに臨床例の脱神経筋、脱神経後のパチニ小体の構造変化についても知見を得ている。平成7年度は屍体解剖結果をもとに、臨床例では腕神経叢麻痺、新鮮神経神経麻痺に対する血管柄付神経移植の応用を開始し、これまでに長い(30cm)遊離血管柄付深腓骨神経移植術の腕神経叢麻痺への応用(J. Reconstr. Microsurg., Jan. 1996)、長い(20cm)神経付遊離神経血管柄付大腿直筋移植術(Plast. Reconstr. Surg., 94 : 421-430, 1994)または腹直筋移植術の陳旧性顔面神経麻痺への応用(Plast. Reconstr. Surg. accepted in 1995)を、海外に先駆けて独自に完成させた。また、これまでの実験結果から得られた結果をもとに、現在その治療法の開発が追及されつつある臨床例の陳旧性顔面神経麻痺、完全型腕神経叢麻痺など難治性神経麻痺に対する血管柄付神経移植術の適応を決定中(The 12th International Synposium of Reconstructive Microsurgery, Singapore, Fed. 1996にて中間発表)である。さらに、これまでの実験的、臨床的成果より単一の移植筋を分割することによって複数の神経血管柄付筋移植片とできることが判明したので、現在、一期的な複数筋移植による顔面神経麻痺と腕神経叢麻痺の動的再建術を開発中である。さらに臨床例の脱神経筋、脱神経後のパチニ小体の構造変化についても知見を得た。また、これらの基礎研究の結果と屍体解剖結果をもとに、臨床例の神経麻痺に対する新しいオリジナルな手術法である血管柄付神経移植の応用を開始し、世界に先駆けたい長い(30cm)遊離血管柄付深腓骨神経移植術の腕神経叢麻痺への応用(J.Reconstr.Microsurg.12:131-141,1996)、長い(20cm)神経付き遊離神経血管柄付大腿直筋または腹直筋移植術(Plast.Reconst.Surg.,94:421-430,1994,&Plast.Reconstr.Surg.Jan.1997)の陳旧性顔面神経麻痺への応用を、海外に先駆けて独自に完成させた。また、これまでの実験的、臨床的成果より新たに"分割した神経血管柄付筋移植術“を臨床的に開発し、一期的な複数の筋の機能再建が可能となり、顔面神経麻痺(J.Reconstr.Microsurg.,accepted)と腕神経叢麻痺のより複雑な動的再建術が開発された。さらに、これまでの実験結果から得られた結果をもとに、臨床例の陳旧性顔面神経麻痺、完全型腕神経叢麻痺など難治性神経麻痺に対する血管柄付神経移植術を確立した(The 12th International Synposium of Reconstructive Microsurgery, Singapore, Feb.1996にて発表)。
消化器癌の腹膜転移の予防-とくに基底膜破壊の防御を中心に-

癌転移巣形成のメカニズムの解明は、癌細胞の基底膜への接着、着床そして基底膜の破壊の防止が転移予防につながることを明らかにした。そこでまずlaminin receptorの形態学的観察を行い、receptorは常時発現しているわけではないこと。また細胞表面全体に発現しているわけではないことを明らかにしえ、receptorの発現が癌細胞の増殖周期と関連していることを推測させた。つぎにin vivoでのreceptor ligandの投与で転移抑制が可能か検討した。lamininの単独投与では生存日数は減少した。lamininとmitomycinCの併用投与では有意に生存日数の延長をみた。そしてこれらの走査電顕的観察では明らかな着床細胞数の差異を確認でき、antiadhesion therapyの可能性を確認できた。lamininとlaminin receptorとの至適配合比は不明で、余剰のlamininが転移促進に作用し、実際的でないことからlamininの細胞接着部位のアミノ酸配列のみを合成したYIGSRをもちい同様の検討を行った。しかしYIGSRの投与ではlaminin投与の実験系のような効果を全く確認できず、癌細胞の種による差異が推測でき、anti-adhesion therapyの臨床応用のためにはreceptor ligandの開発の必要が痛感された。つぎに基底膜破壊の防御を中心にした転移抑制の検討のため、TIMP(Tissue Inhibitor of Metalloproteinase)とMMP(Matrix Metallo-Proteinase)について播種性転移巣形成過程のdynamicsのなかでその変化を観察した。MMPは増殖・浸潤した癌細胞周囲に観察された。TIMPは腹膜に癌細胞の着床がはじまる時期にはすでに漿膜下層で増強し、癌細胞の基底膜穿破や漿膜下層での増殖の時期には漿膜下層での更なる増強と、浸潤癌細胞の周囲に観察された。TIMPの増強は癌細胞の転移・浸潤と期を一にしてみられ、かつMMPとのバランスにより転移・浸潤の性質が規定されることから、転移抑制蛋白としての有用性が示唆された。1、laminin receptorと結合したlaminin抗体で検出する方法によるlamininーlaminin receptor complexの免疫組織学的観察から、laminin receporは(1)すべての癌細胞で一様に観察されたわけではない。(2)免疫電顕的には細胞表面全体にみられたわけではない。これらの結果から1)Ehrlich腹水癌はlaminin receptorが少ない。2)特殊な細胞状態でのみreceptorは発現する。3)whole lamininであるためreceptorと結合できるリガンドが少ない。4)polyclonal抗lamini抗体であるため競合する。などが示唆された。2、lanininの単純投与は走査電顕的観察ではコントロ-ルに比し、より早期から(5日目)癌細胞の腹膜への着床を示し、また生存日数は有意に減少し、laminin投与は転移単形成を促進することが示された。3、担癌体へのlaminin投与によるlaminin receptorの封じ込めとmitomycin cの併用投与により有効な殺細胞効果がえられるのか検討から、(1)lamininの早期(3日目より1日目)、頻回(1回より3回)、多量(10μmより100μg)投与で生存日数の延長がみられ、(2)laminin10μg+mitomycin c10μgの隔日3回投与でもmitomycin Cの単独投与に比し生存日数に有意差を認めた。

(3)走査電顕的にも併用投与群で着床細胞数はmitomycin C単独投与に比し明らかに少なかった。(4)また癌細胞移植後7日目に可及的に腹水を排除し浮遊癌細胞を減じたマウスでの検討では、コントロ-ル、laminin単独投与、laminin+mitomycin C併用投与、mitomycin C単独投与各群で生存日数に差はみられなかった。これらから癌細胞receptorと結合し、receptorを飽和するlaminin量に至適量が存在することが明かとなった。またlamininは着床癌細胞に結合できないことが推測でき、さらに単独投与したlamininは癌細胞増殖の場への着床を促し、結果として増殖を促進し、生存日数に関与していることが示唆された。1、Ehrlich腹水癌細胞のlaminin receptorとlamininの結合は、結合したlamininを検出する方法でみるかぎり、すべての癌細胞で同時に生じてはいないこと。また、lamininとmitomycin Cの併用投与で、laminin 10μgと100μgの1回投与では有意に100μg投与で生存期間の延長が得られたが、laminin10μgの3回投与のほうがより長期の生存が得られたこと。さらにlamininの単独投与ではむしろ生存期間の短縮をみたこと。これらを総合すると、laminin receptor ligandとしてlamininをもちいた接着障害による腹膜移転の予防は、(1)laminin receptor数(癌細胞数)と至適量のlaminin(over doseにならない)の投与。(2)上記投与量を複数回投与することによる全receptorの飽和が条件であり、lamininの総投与量が多ければより効果的であるとはいえない。そして余剰のlamininは増殖、転移を促し、むしろ危険であると思われた。2、laminin分子中receptorとの結合部位とされるアミノ酸配列を有するpeptideが合成されている。それらのなかですでにマウスメラノーマで肺転移形成を抑制したとして報告されているYIGSRpentapeptideをもちい、同様の検討を加えた。その結果、(1)YIGSR10μg、100μg、500gμ、1000gとmitomycin C 10μgの併用投与のいずれでも、mitomycin C 10μgの単独投与以上の生存期間の延長は得られず、有効に作用しているとはいえなかった。(2)YIGSRの単独投与では、lamininのような生存期間の短縮はみられなかった。これらの結果から(1)Ehrlich腹水癌ではYIGSRが結合できるreceptor siteが存在しない。(2)YIGSRの投与量が少ない。(3)YIGSRの投与とmitomycinの投与間隔(本実験では2時間の間隔)に問題が残されている。などが考えられた。
『エピジェネティック遺伝』の人為的誘導と解析

piRNA依存的なエピジェネティック遺伝を解析するため、以下の研究を遂行した。1Dnmt3L遺伝子のアンチセンス発現による人為的piRNA発現マウスの解析:Dnmt3L遺伝子のアンチセンス鎖を発現するトランスジェニック(TG)マウスにおけるpiRNAを介した遺伝子サイレンシングのメカニズムについての詳細な解析を継続しておこなった。piRNAを介したサイレンシングレベルの異なるふたつのラインの比較をおこなった。2piRNAを介したエピジェネティック遺伝における分子機構の解析:piRNA依存的な遺伝子発現制御機構の基盤となる、piRNA産生の分子機構についての研究をおこなった。poly(A)-specific ribonuclease-like domain-containing 1 (PNLDC1)が、昆虫においてpre-piRNAのトリマーとして機能することが報告された。マウスにおいてもpiRNAの産生機構に関与しているかどうかを明らかにするため、その欠損マウスを作成し解析をおこなった。その結果、PNLDC1は胎生期および生後のpre-piRNAのトリマーとして機能することが明かとなった。また、胎生期ではDNAメチル化に、生後では精子成熟に必須なMIWIの発現が低下することも見出した。欠損マウスでは、減数分裂期および減数分裂後の分裂停止が混在し、前者の組織像はpiRNAを産生できないMILI欠損マウスの、後者の組織像はMIWI欠損マウスの組織像に類似していた。このように、PNLDC1は、トリマーとして、精子形成の複数の段階において機能することが明らかになった。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。1インプリント遺伝子へのpiRNA依存的DNAメチル化誘導:MIWI2プロモーターによって母性インプリント遺伝子であるPeg10およびSnrpnのアンチセンス遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを作成した。これらのトランスジェニックマウスにおいてトランスジーンが発現していることを確認し、正常な雌マウスとを交配することにより、子マウスに異常を来すかどうかの解析をおこなった。しかし、残念ながら顕著な異常は認めることができなかった。2ヒストン修飾酵素およびその関連遺伝子のpiRNA依存的DNAメチル化誘導:ヒストンH3K4のメチル化に関与するMLL遺伝子ファミリーと、それらと協調して機能するAsh2LのpiRNA依存的人為的な雄性生殖細胞におけるDNAメチル化誘導による発現抑制を試みた。予備的な発現解析からMLL14のいずれもが候補として適切であることが確認できたため、これらのアンチセンス鎖をMIWI2プロモーター制御下において発現するトランスジェニックマウスの作成をおこなった。MLL2のアンチセンスを発現するマウスにおいて、産仔の異常が存在するのではないかという予備的な成果をえることができた。3ヒストン修飾酵素を発現するトランスジェニックマウスの作成と解析:H3K9me2を特異的に脱メチル化する酵素であるjhdm2a、および、H3K27me3を脱メチル化する酵素であるjmjd3を精子形成過程において発現するトランスジェニックマウスを作成し、それぞれのトランスジーンの発現を確認した。1インプリント遺伝子へのpiRNA依存的DNAメチル化誘導の実験において、トランスジーンを発現するマウスを作成することができたが、残念ながら、その子孫において異常を認めることができなかった。詳細に検討したところ、piRNA依存的な遺伝子発現抑制が生じていないことが明らかになった。従前の研究から、研究開始当初には十分に実現可能であると考えていたが、それに至らなかったことから、その理由の解明をおこなう必要が生じてきた。一方、2ヒストン修飾酵素およびその関連遺伝子のpiRNA依存的DNAメチル化誘導、および、3ヒストン修飾酵素を発現するトランスジェニックマウスの作成と解析については、トランスジェニックマウスの作成を終了し、解析を開始することができたので、ほぼ順調に進捗したと考えている。1Dnmt3L遺伝子のアンチセンス発現による人為的piRNA発現マウスの解析:Dnmt3L遺伝子のアンチセンス鎖を発現するトランスジェニック(TG)マウスにおけるpiRNAを介した遺伝子サイレンシングのメカニズムについての詳細な解析をおこなった。piRNA依存的に遺伝子発現を抑制するTGマウスを詳細に解析したところ、二箇所にアンチセンス鎖が挿入されていることが明らかになった。一方はpiRNAクラスターと呼ばれる領域、他方はそうではない領域であった。意外なことに、piRNAクラスターではない領域に挿入されたトランスジーンの方が遺伝子発現抑制に重要であった。さらなる解析により、遺伝子挿入部位のみでなく、挿入された遺伝子数が重要であるという結果を得ることができた。この結果は、piRNA産生にあたらしい知見を開くものである。2piRNAを介したエピジェネティック遺伝における分子機構の解析:piRNA依存的な遺伝子発現制御機構の詳細を明らかにするため、レトロトランスポゾン遺伝子のDNAメチル化とヒストン修飾についての解析をおこなった。その結果、piRNAによる遺伝子発現抑制に重要な機能を有するMIWI2は、ジメチル化ヒストンH3K4(H3K4me2)の脱メチル化を介してpiRNA依存的なDNAメチル化に関与していることが明らかになった。当初計画案に含まれていた「ヒストン修飾酵素およびその関連遺伝子のpiRNA依存的DNAメチル化誘導」、および、「ヒストン修飾酵素を発現するトランスジェニックマウスの作成と解析」については、当該マウスの作成ならびにその解析をおこなった。残念ながら、両者とも顕著な表現型が認められなかったことから、これらの研究は中断した。

一方、本研究の基礎となったアンチセンスDNMT3L遺伝子を発現するトランスジェニックマウスの解析は、予想外の進展を見せている。また、本研究の分子基盤としてきわめて重要な位置づけとなるpiRNA依存的なDNAメチル化とヒストン修飾についての網羅的解析を進めている。piRNA依存的なエピジェネティック遺伝を解析するため、以下の研究を遂行した。1Dnmt3L遺伝子のアンチセンス発現による人為的piRNA発現マウスの解析:Dnmt3L遺伝子のアンチセンス鎖を発現するトランスジェニック(TG)マウスにおけるpiRNAを介した遺伝子サイレンシングのメカニズムについての詳細な解析を継続しておこなった。piRNAを介したサイレンシングレベルの異なるふたつのラインの比較をおこなった。2piRNAを介したエピジェネティック遺伝における分子機構の解析:piRNA依存的な遺伝子発現制御機構の基盤となる、piRNA産生の分子機構についての研究をおこなった。poly(A)-specific ribonuclease-like domain-containing 1 (PNLDC1)が、昆虫においてpre-piRNAのトリマーとして機能することが報告された。マウスにおいてもpiRNAの産生機構に関与しているかどうかを明らかにするため、その欠損マウスを作成し解析をおこなった。その結果、PNLDC1は胎生期および生後のpre-piRNAのトリマーとして機能することが明かとなった。また、胎生期ではDNAメチル化に、生後では精子成熟に必須なMIWIの発現が低下することも見出した。欠損マウスでは、減数分裂期および減数分裂後の分裂停止が混在し、前者の組織像はpiRNAを産生できないMILI欠損マウスの、後者の組織像はMIWI欠損マウスの組織像に類似していた。このように、PNLDC1は、トリマーとして、精子形成の複数の段階において機能することが明らかになった。【現在までの進捗状況】に記載のとおり、1インプリント遺伝子へのpiRNA依存的DNAメチル化誘導の実験において、piRNA依存的DNAメチル化誘導が想定どおりに進捗しなかったことから、実験システムの最適化が必要であると判断した。以前の研究において、内在性の遺伝子であるDNMT3Lを、DNMT3Lのアンチセンス鎖を発現させることによりpiRNA依存的にDNAメチル化誘導し、遺伝子サイレンシングを生じせしめることができることを明らかにしている。しかし、そのシステムがうまくいかなかったことから、そのDNAメチル化がどのように生じているのかを詳細に検討することが必要であると考えられた。
触媒充填層反応器における触媒活性のオンライン推定

物質収支,熱収支式を無次元化して直交選点法により空間方向を離散化して非線形の常微分方程式に変換し、これに拡張カルマンフィルタを適用することにより、温度、濃度分布を推定することの出来るオブザーバを構成した。なお、触媒の劣化を推定するために、反応速度定数の頻度因子をモデル中の未知パラメータとして、状態変数と同時に推定する方法を開発した。構成したオブザーバの性能をシミュレーションで評価したところ、構成したオブザーバは温度および濃度分布を観測ノイズに影響されず精度良く推定することができ、さらに頻度因子もシミュレータの値と一致し良好な推定性能があることが確認できた。次に、エチレンの完全酸化を行う現有の触媒充填層反応器(長さ90cm、直径2.5cm)に触媒を充填して反応を行い、反応器内35点の測定温度と購入した赤外線ガス分析計にて測定される原料および生成物濃度を観測値として、オブザーバを用いて反応器内温度および濃度分布および頻度因子を推定する実験を行った。その結果、温度および濃度とも実験値に一致し、頻度因子も予備実験で求めた値の±10%の精度で推定でき、満足のいく推定結果が得られた。なお、今回用いた触媒は劣化がみられなかったので、劣化速度の推定までは出来なかった。しかしながら、本研究で用いたオブザーバでは頻度因子をリアルタイムで推定できることから、頻度因子の値を監視することで活性劣化の様子も知ることができると考えている。反応器の物質収支,熱収支式を基に、オブザーバを設計した。物質収支,熱収支式を直交選点法により空間方向を離散化して非線形の常微分方程式に変換し、これに拡張カルマンフィルタを適用することにより、温度、濃度分布を推定することの出来るオブザーバを構成した。なお、触媒の劣化を表す活性比をモデル中の未知パラメータとして、状態変数と同時に推定する方法をとった。構成したオブザーバの性能を評価するため、シミュレータから計算される、温度分布および濃度分布のうち、3から5点の温度測定値および入口出口濃度の測定値をオブザーバに入力し、状態推定値とシミュレータの状態量との比較を行った。その結果、構成したオブザーバは温度および濃度分布を精度良く推定することができ、さらに触媒活性の経時変化もシミュレータの値と一致し良好な推定性能があることが確認できた。次に、エチレンの完全酸化を行う現有の触媒充填層反応器(長さ90cm、直径2.5cm)に触媒を充填して反応を行い、購入したガス分析計にて生成物濃度を測定して、反応速度の経時変化を測定して、触媒の劣化速度を決定する実験を行なった。その結果、実験開始後約120分後にはエチレンの転化率が反応初期の約半分程度まで低下しているのが確認できた。反応温度および空間速度を変えて実験を繰り返したところ、その劣化速度は反応温度だけでなく空間速度によっても変化することがわかった。反応器の物質収支,熱収支式を基に、昨年度設計したオブザーバーを改良して観測ノイズに強いものを再設計した。なお、触媒の劣化を推定するために、反応速度定数の頻度因子をモデル中の未知パラメータとして、状態変数と同時に推定する方法をとった。次に、エチレンの完全酸化を行う現有の触媒充填層反応器(長さ90cm、直径2.5cm)に触媒を充填して反応を行い、反応器内35点の測定温度と購入した赤外線ガス分析計にて測定される原料および生成物濃度を観測値として、オブザーバーを用いて反応器内温度および濃度分布および頻度因子の推定する実験を行った。その結果、温度および濃度とも実験値に一致し、頻度因子も予備実験で求めた値の士10%の精度で推定でき、満足のいく推定結果が得られた。なお、今回用いた触媒は劣化がみられなかったので。

劣化速度の推定までは出来なかった。しかしながら、本研究で用いたオブザーバーでは頻度因子をリアルタイムで推定できることから、頻度因子の値を監視することで活性劣化の様子も知ることができると考えている。
米価下落、生産調整拡大の水田営農への影響と総合的経営安定政策に関する研究

米価下落と生産調整拡大のもとで生産調整への対応が稲作経営規模によって異なることを2000年農業センサス結果や実態調査によって検討した。大規模稲作経営では一部には複合化の動きがあるものの概して生産調整離れと計画外流通米の経営面で積極的な位置づけ,一方,小規模層での不作付け,耕作放棄での対応が進展していることを明らかにした。そして,大規模稲作経営の米価下落による所得減が激しく,そのため経営の複合化・多角化と米単作による規模拡大と米の販路拡大という二つの対応に分かれている。その背景には,食糧法下のもとで計画外流通米の増加と定着にある。とくに計画外流通米が中間流通段階を省略した多様な流通形態を生み出し消費者や生産者ニーズに応え,その結果計画外流通米は生産者にとって全階層,全地域での重要な販売形態となったからである。とはいえ,大規模稲作経営は米価下落と大豆,麦作策の不安性により不安定な状況に置かれている。その要因は,稲作経営安定対策の補填も部分的であり,さらに,現行の生産調整金が土地への助成のため助成金の多くが地主の手取となっているからである。したがって,稲作経営の発展には,価格下落に対する経営安定政策の確立とりわけ生産調整が経営の影響を与えるので水田営農に視点を与えた助成金体系の確立が必要となっていることをを論証した。さらに,水田営農確立のためには,水田営農への助成や経営安定対策に加え,米と麦,大豆等への価格,所得水準の是正や水田営農方式の経営的,技術的確立等の諸条件が必要なことを検討し,その条件を明らかにした。米の価格下落(812年で約25%)と生産調整拡大(約38%)が与えた経営、営農、構造面への影響を統計的に把握すると稲作主業農家平均農業所得は,平成7年の392万円から12年の302万円へ23%へ減少した。規模別にみると,稲作単一経営の農業所得を7年と11年とを比較すると,1.52.0haでは,48万円減,35haでは95万円減,510haでは189万円減,1015haでは298万円の減であり,大規模層程,価格下落による農業所得の減少が大きい。しかし,農業経営費を比較すると,1.52.0haが117,35haが112,510haが103,1015haが94というらうに大規模層程,価格下落に対して経営の合理化によって規模拡大やコスト削減等の経営努力を行っている。一方,稲作経営安定対策の効果をみると,12年産の稲作主業農家の補填金は62蔓延であり,所得減の68.8%をカーバーしており価格下落への経営への影響緩和に一定の役割をはたしている。しかし、北陸、東北、北海道での農家,法人等の実態調査によると,価格下落が単年度ではなく継続していることまた生産調整の拡大にともなう経営転換により,経営が不安定になっている例が少なくなく,とくに,設備投資(機械,施設等)の借入金の返済が困難になっている例が少なくない。また,生産調整の拡大の影響については、生産調整助成金の帰属(地主か耕作者)をみると,多くの地域では地主でありこう作者へ帰属する例があっても,助成金の一部であり,生産調整の拡大が大規模経営の経営改善につながっていない。とはいえ,生産調整の配分について大規模層へ軽減する例が広がっており,大規模層の育成を市町村単位で努力している。水田農業を確立するためには,稲作経営安定対策では不十分であり,転作助成金は土地ではなく経営に視点をあてた総合的経営安定政策の確立が望まれる。食糧法下での米流通の最大の変化で,本質的な部分である計画外流通米の増加と要因は計画外流通米が中間流通段階を省略した多様な流通形態を生み出し消費者や生産者のニーズに応えている。

また,計画外流通米は生産者にとって全階層,全地域での重要な販売形態となり,その目的も多様であり,販売業者にとっても品揃え,価格対応で不可欠となっている。そのもとで,自主流通米価格低下の要因が備蓄米や計画外流通米を含めた供給量に規定され,自主流通米と計画外流通米価格とは生産段階でも消費者段階でも相互に連動していることを明らかにした。また,12年毎に変化した生産調整システムのもとで,生産調整未達成者,未達成県が定着し,さらに稲以外への作物転作割合も横ばいであり,同時に,生産調整への対応が稲作経営規模によって異なることを2000年農業センサス結果や実態調査によって検討し,大規模稲作経営では一部には複合化の動きがあるものの概して生産調整離れと計画外流通米の経営面で積極的な位置づけ,ヤミ小作化が進展しており、一方、小規模層での不作付け,耕作放棄での対応が進展していることを明らかにした。さらに,米価下落と生産調整拡大のもとで大規模経営のが所得減が激しく,稲作経営安定対策の補填も部分的である。したがって,稲作経営の発展には,価格下落に対する経営安定政策の確立とりわけ生産調整が経営の影響を与えるので水田営農に視点を与えた助成金体系の確立が必要となっていることを明らかにした。さらに,現行の助成金が土地への助成のため助成金の多くが地主の手取となっており,助成金体系は生産調整実施面積への助成ではなく水田営農に焦点に当てた体系へ転換することが必要であることを論証した。さらに,水田営農確立のためには,水田営農への助成や経営安定対策に加え,米と麦、大豆等への価格,所得水準の是正や水田営農方式の経営的,技術的確立等の諸条件を検討した
植物遺伝子発現の柔軟性とシグナル応答の分子機構

今年度は、重点領域研究「植物遺伝子発現の柔軟性とシグナル応答の分子機構」の総括班として、2つの計画研究班および15件の公募研究の的確かつ効率的な研究の推進をはかるため、計画策定、研究連絡ならびに成果の評価を行った。まず平成3年6月と7月に総括班幹事会ならびに総括班会議を開き平成3年度の事業内容および平成4年度以降の事業計画について検討した。7月16、17日の2日間にわたり、計画研究班研究者と公募研究者を一同に会した合同研究会議を東京大学で開催し、各研究者の実験計画、準備状況、本重点領域研究における位置付けを中心に討議を行った。合同研究会議終了後引き続いて(7月17日午後)「植物遺伝子発現の特徴を捉える」と題する公開シンポジウムを開いた。参加者は80名を数えた。総括班・計画研究班・公募研究全ての研究者間の連絡と情報交換を目的として、NEWSを1号6号まで発行した。このうちNEWS2号は班員名簿、3号と4号はそれぞれ合同研究会議および公開シンポジウムの要旨である。また計画研究班員と公募研究者全員の平成3年度の研究成果をとりまとめ、NEWS6号に掲載した。この研究成果報告集においては個々の研究が国際的な研究動向の中でどのように位置付けられ、評価されるかという点が明確になるよう配慮し編集した。2つの計画研究班はそれぞれ平成3年12月と平成4年1月に班会議を開き、公募研究者もまじえて今年度の研究の進展状況について討議した。総括班員もこれら2つの班会議に加わり、研究成果の評価を行うとともに、次年度以降重点的に発展させるべきテ-マや研究分担者間の協力関係の調整等について討議を重ねた。総括班幹事会においては、平成4年度の合同研究会議と公開シンポジウムは札幌で開催し、更に本研究の全体的推進を図るため実験技術に関する小ワ-クショップを企画することを決めた。
遺伝子発現から見た粒子状物質の包括的毒性評価

マクロファージが微細球形粒子と繊維状粒子を貧食したときに、異なる発現が見られる遺伝子を同定し、粒子状物質の吸入毒性発現機序を解明することを目的とした。SDラットから得た肺胞マクロファージを前培養した後、最終濃度が100μg/mlとなるように微細球形酸化チタン(S-TiO2)あるいは、繊維状酸化チタン(F-TiO2)を加えさらに3時間培養した。トリゾールを用いて肺胞マクロファージより全RNAを抽出し、^<33>Pを用いたディファレンシャルーディスプレイを行い、F-TiO2を暴露した肺胞マクロファージに特に強く発現するmRNAを調べた。TAクローニングとDNAシークスエンスの結果により、繊維状粒子状物質を貧食した肺胞マクロファージに特異的に発現する遺伝子としてkrox20/egr-2を同定した。ノーザンハイブリダイゼーション法を用いて、F-TiO2の貧食に伴いkrox-20/egr-2の遺伝子発現が上昇することを確認した。また、都市大気中の粒子状物質を貧食したマクロファージでは、対照値より高いkrox20/egr-2の発現量がみられたが、アスベストや繊維状の酸化チタンに比べ低値を示した。RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法を用いてkrox20/egr-2の5'上流域を詳しく調べたところ、この遺伝子には少なくても2種類のものが存在することが明らかとなり、ジーンバンクに登録を行った。krox20/egr-2の遺伝子発現は、チロシンリン酸化酵素であるSykキナーゼの阻害剤であるピセタノールの添加によりほぼ完全に抑制されたことにより、krox20/egr-2の発現上昇の機構として、タンパクリン酸化反応が関与している可能性を示した。デイファレンシャル-デイスプレイ法を用いて、マクロファージが微細球形粒子と繊維状粒子を貧食したときに異なる発現が見られる遺伝子を同定し、粒子状物質の吸入毒性発現機序を解明することを目的とし実験を行った。SDラットから得た肺胞マクロファージをRPMI1640(10%FBS)中20時間前培養した後、最終濃度が100μg/mlとなるように微細球形酸化チタン(S-TiO2)あるいは繊維状酸化チタン(F-TiO2)を加えさらに3時間培養した。トリゾールを用いて肺胞マイクロファージより全RNAを抽出し、33pを用いたデイファレンシャル-デイスプレイを行い、F-TiO2を暴露した肺胞マイクロファージに特に強く発現するmRNAを調べた。ゲルより相当するバンドを切り出しPCRにて増幅の後、TAクローニングを行いシークエンスを行った。また、ノーザンハイブリダイゼーションにより、クローニングされたcDNAがデイファレンシャル-デイスプレイにて見いだされた変化に相当することを確認した。F-TiO2を貧食することにより発現する遺伝子が、肺胞マイクロファージの非特異的接着に由来するか否かを、カルチャーデイッシュに接着した肺胞マイクロファージから得た全RNAを用いてノーザンハイブリダイゼーションにより調べた。シークエンス結果をホモロジー検索したところ、F-TiO2貧食時に肺胞マイクロファージに発現する遺伝子がラットkrox-20とほぼ一致した。またノーザンハイブリダイゼーション法を用いて、F-TiO2の貧食に伴いkrox-20の発現が上昇することを確認した。昨年度は、繊維状粒子状物質を貧食した肺胞マクロファージに特異的に発現する遺伝子としてkrox20/egr-2をクローニングした。本年度はkrox20/egr-2の遺伝子発現をマーカーとして、アスベストや都市大気中の粒子状物質の毒性評価を試みるとともに、krox20/egr-2遺伝子の5'上流域の解析を行った。

都市大気中の粒子状物質は東京の都心部で電気集塵器を用いて捕集された粒子成分を、アスベストはUICCの標準試料であるクロシドライトを用いた。微小酸化チタン粒子は生体との反応性が低い物質として知られているが、繊維状の酸化チタンはマクロファージにおいて強くkrox20/egr-2を発現させる。アスベストは繊維状粒子状物質の中でも最も毒性が高いことが知られているが、krox20/egr-2の発現量は繊維状酸化チタン粒子に比べて低い値を示した。このことはkrox20/egr-2の発現は、必ずしも粒子の毒性に基づくものではないことを示している。また、都市大気中の粒子状物質を貧食したマクロファージにおいては、対照値より高いkrox20/egr-2の発現量がみられたが、アスベストや繊維状の酸化チタンを貧食したマクロファージに比べ低値を示した。RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法を用いてkrox20/egr-2の5'上流域を詳しく調べたところ、この遺伝子には少なくても2種類のものが存在することが明らかとなり、ジーンバンクに登録を行った。
プリオン蛋白と相互作用するCreutzfeldtJakob病病態関連分子の網羅

孤発性Creutzfeldt-Jakob病(CJD)における病変分布の選択性に着目し、自験剖検例を用いて異常プリオン蛋白の正常プリオン蛋白に対する病原性の解明およびCJDにおける病態機序の解明ならびにプリオン蛋白本来の機能の解明を行った。平成18年度はCJDの大脳新皮質・脳幹・脊髄・錐体路病変に注目して異常プリオン蛋白沈着との関連性を免疫染色ならびにプリオン蛋白のWestern blot解析(プリオン蛋白型)、プリオン蛋白遺伝子解析を用いて自験剖検例で検討し、正常および異常プリオン蛋白と相互作用する分子群をそれぞれ同定する検討をおこない、学会および英文誌において報告した。特に中枢神経系の各病変部位におけるプリオン蛋白に対するvulnerabilityおよびsusceptibilityについてプリオン蛋白型とプリオン蛋白遺伝子の変異・多型との関連を報告した。続いてプリオン蛋白遺伝子codon129多型とプリオン蛋白型が臨床病理学的表現型におよぼす影響について欧米例との差異について検討・報告した。さらにCJDの病変進展、臨床症状はミクログリアの発現亢進とも関連していることを報告した。また水輸送に関連する細胞膜蛋白であるAquaporinの発現をCJD剖検脳において検討し、CJDにおいて発現が亢進していることを世界で初めて報告した。これらの検討により異常プリオン蛋白の病態発現機序を解明するとともに、有効なプリオン病治療法開発の布石となるべくプリオン病の病態解明に迫るべく検討を進めた。またCJD剖検症例蓄積のため、関連病院と連携してCJD症例の剖検を積極的に行った。臨床経過、画像所見、神経学的所見の詳細な分析、病理所見との対比検討を行うとともに、髄液や脳組織の凍結保存を行い、当地区におけるCJDブレインバンクを構築した。本研究ではCreutzfeldt-Jakob病(CJD)における病変分布の選択性に着目し、異常プリオン蛋白の、正常プリオン蛋白に対する病原性の解明およびCJDにおける病態機序の解明ならびにプリオン蛋白本来の機能の解明を目的としてCJDの病態に関わる分子群の同定を目指している。平成17年度は特に脳幹・脊髄病変に注目して異常プリオン蛋白との関連性について免疫染色を用いて多数例で検討し、正常および異常プリオン蛋白と相互作用する分子群をそれぞれ同定する検討を行った。さらに脳幹部・脊髄における病変のvulnerabilityおよびsusceptibilityについてプロテアーゼ抵抗性プリオン蛋白のタイピングとプリオン蛋白遺伝子のmutationおよびcodon129多型について検討を行った。自験CJD例のcodon129多型解析は大部分がmethionineのhomoであり、異常プリオン蛋白のタイピングでは大部分が1型を示した。これらの結果は欧米CJD例と比べて頻度が大きく異なっていた。免疫染色による検討では異常プリオン蛋白の沈着は、脳幹では四丘体、黒質、橋核、下オリーブ核に多く、脊髄では後角に強かった。今後、大脳半球における検討を加えて、異常プリオン蛋白の病原性とCJDにおける病態機序の解明ならびにプリオン蛋白本来の機能の解明、さらには動物種を越えたプリオン病に共通する病態機序の解明を行っていく予定である。これらの検討により異常プリオン蛋白の病態発現機序を解明、有効なプリオン病治療法開発の布石となるものと考えている。
水素結合由来のサイコロ型ナノクラスターのキラリティと機能化

我々の研究グループは、トリフェニルメチル基のような大きい置換基をもつカルボン酸と一級アミンの組合せから、有機ナノクラスター(4+4)が生成し、サイコロ型水素結合をもつことを発見した。本研究は、このサイコロ型ナノクラスターの構造と機能に関する研究をさらに発展させることを目的とし、得られた成果を以下に列挙する。1.種々のサイコロ型有機ナノクラスターを合成することに成功した。トリフェニルメチル基をもつ有機酸と一級アミンの組合せを様々に変えた結果、例えば、トリフェニルメチル基をもつ方をカルボン酸から一級アミンに変えても、カルボン酸をスルフォン酸や塩化物イオンにさらにホスフォン酸に変えても、サイコロ型ナノクラスターの生成することがわかった。2.ホスフォン酸を用いることでこれまでとは違った水素結合ネットワークを取ることが単結晶X線構造解析より明らかとなった。このネットワークではホスフォン酸に由来する酸素原子の非等価性が顕著となり、これまで得られていた結果以上にクラスターの非対称性が高まって、超分子キラリティーが明確となった。これにより意図のままにアキラルな分子から超分子キラリティーを出現させることができるようになった。3.有機酸としてハロ酢酸のようなできる限り強い酸を用いて、サイコロ型ナノクラスターの生成を調べ、興味ある結果を得ている。4.これらのサイコロ型クラスターの形成は^1H-NMR,VPO,ESI-MSにより溶液中でも形成していることが明らかとなった。これによりこのクラスターは超分子キラリティーの溶液系へと発展する礎となり、機能化の実現に大きく前進したと考える。トリフェニルメチル基をもつ有機酸と一級アミンの組合せを様々に変えた結果、例えば、トリフェニルメチル基をもつ方をカルボン酸から一級アミンに変えても、カルボン酸をスルフォン酸や塩化物イオンに変えても、サイコロ型ナノクラスターの生成することがわかった。2.これらのクラスターの単結晶X線構造解析を行い、水素結合を詳細に求めた結果、サイコロのキラリティを決定できることが明らかになった。これらのサイコロには左まわりのものと右まわりのものとがある。これは、アキラルな分子から超分子キラリティーが出現する、非常に珍しい例である。3.カルボン酸と一級アミンからなるクラスターの場合、各面の水素結合を分類した結果、キラルな構造の生成する仕組みが明らかになった。さらに、2種の混合アルキルアミンでもクラスターの生成を確認できた。水素結合網に加え、トリフェニルメチル基の回転方向を分類すると、キラル発生の仕組みがさらに明確になった。4.有機酸としてできる限り強い酸を用いて、サイコロ型ナノクラスターの生成を調べ、興味ある結果を得ている。