hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイスループットな単一細胞遺伝子発現解析ツールの開発

生命の最小単位は細胞である。そのため、医療の分野や生命の本質を探るような研究分野では単一細胞レベルでの情報を得ることが必要とされている。本研究では、1つの反応容器内で熱変化のみで細胞から直接RT-PCRを行う、Hot cell-direct RT-PCRを考案し、単一細胞分離と単一細胞レベルでのHot cell-direct RT-PCRによる発現遺伝子の検出が一つのデバイス上で可能かを検討した。真核生物のモデル細胞としてヒト白血球ガン細胞のJurkat cellを用いて、そのハウスキーピング遺伝子であるGAPDHのmRNAをターゲットとして研究を行った。一般的なCell-direct RT-PCRでは、lysis bufferで細胞を破壊した後に、RT-PCR試薬と混合し、反応を行う必要がある。しかし、本研究では細胞の単離を行った後、そのまま溶液交換を行わずに細胞から直接RT-PCRを行う必要があるため、細胞からワンステップでのRT-PCR手法について検討を行った。シンプルな細胞の破壊方法としては熱による細胞の破壊方法がある。しかし、一般的な逆転写酵素では細胞膜を破壊するために高温にした際、熱で酵素が失活してしまう。そのために、本研究では高温条件下でも失活せず、逆転写活性を持つTth polymeraseを使用した。結果、細胞からの直接RT-PCRが可能であり、Hot cell-direct RT-PCR後の電気泳動結果から、GAPDHのmRNAだけを検出する事が可能であることが確認された。さらに、細胞単離デバイス上での細胞からの直接RT-PCRの条件も検討し、実際に細胞を単一分離し、RT-PCRによって発現遺伝子の増幅に成功した。本研究では、細胞単離後、真核生物のモデル細胞としてJurkat cellのハウスキーピング遺伝子であるGAPDHを、RT-PCRを行ってmRNAの発現を検出可能か検討した。本研究では細胞の単離を行った後、そのまま溶液交換を行わずに細胞から直接RT-PCRを行う必要があるため、細胞からワンステップでのRT-PCR手法について検討を行った。細胞からワンステップでRT-PCRを行うためには、細胞膜を破壊してmRNAを取り出す際に逆転写酵素を失活させない事が重要である。一般的な逆転写酵素では細胞膜を破壊するために高温にした際、熱で酵素が失活してしまうために、本研究では高温条件下でも失活しないで逆転写活性を持つTth polymeraseを使用した。また、RT-PCRの際にmRNA以外の細胞中のDNAがPCRによって増幅されないかも検討した。結果、細胞からの直接RT-PCRが可能であり、逆転写を行わずにPCRを行った場合には増幅産物が確認されなかった事から、GAPDHのmRNAだけを検出する事が可能であることが分かった。このように、1つのデバイス上で大量の単一細胞から直接RT-PCRを行う技術はまだ確立されておらず、これまでの平均化された分子情報では分からなかった細胞一つ一つの応答が確認できる可能性があるため、生命のより正確な理解につながると考えられ、学問的意義も大きいと考えられる。
散逸大自由度系の実験(非線形ダイナミクスとゆらぎの観点から)

散逸大自由度系の典型例として、2つの実験系を取り上げ実験と解析を行った。その一つは、物理システムにおける最も複雑な現象の典型例である発達熱乱流系の実験であり、他の一つは生物の細胞集団における形態と情報の組織化の典型例である培養神経ネットワークの実験である。それぞれについて以下のような成果を得た。第一の発達した熱乱流系においては、Rayleigh-Benard対流系を用いて制御パラメータであるレーリー数が極めて高い状態を実現し、究極の熱乱流状態の存在を探求した。従来、極めて高いレーリー数の乱流状態においては、温度境界層と粘性境界層の位置が逆転し、系全体の熱流(ヌッセルト数)がレーリー数の1/2乗に比例する究極状態の存在が予想されていた。本研究では、プラントル数が小さい水銀を用いて実験を行い、レーリー数10^510^<11>、レイノルズ数5x10^5(低プラントル数における世界記録)のを作りだし、2つの境界層の逆転状態を初めて見出した。また、逆転にもかかわらず熱流の転移は起こらず、従来の予測は誤りであるとの仮説を提案した。さらに、境界層の空間構造、各種統計量を詳細に測定し、2つの境界層の厚さの比率は常に一定でありレーリー数の-2/7乗に漸近して減少していく傾向があること、各種統計量の空間プロファイルは境界層厚さでスケールすると不変な形になることを明らかにした。また、第2の実験としてラット胎児の大脳皮質細胞の分散培養を行い、ガラス基板上で神経ネットワークを形成させ、その上に生ずる同期発火現象やCa^<2+>ウェーブ現象を光学測定により観測した。さらに神経に特異的なタンパクを抗体染色することで、神経細胞とその間のデンドライトによる結合状態、グリア細胞の特定などを行い、ネットワークの空間構造と詳細な比較を行った。視野内の全ての細胞のCa^<2+>濃度の時間変化を長時間にわたって測定し、同期発火を周期発火、非周期発火、伝搬型に分類するとともに、同期クラスターに含まるれ細胞を同定する新しい解析方法として、相関行列、主成分分析、クラスター分析、独立成分解析などを用いることを提案してその有効性を示した。また、神経・神経の相関、神経・グリアの相関、グリア・グリアの相関分布などを初めて明らかにした。抗体染色により、ネットワーク構造の形成過程を定量的に特徴づけた。それぞれについて一定の成果を得た。第1の発達した熱乱流系においては、Rayleigh-Beanrd対流系を用いて制御パラメータであるレーリー数が極めて高い状態を実現し、究極の熱乱流状態の存在を探求した。

従来、極めてレーリー数の高い乱流状態においては、温度境界層と粘性境界層の位置が逆転し、系全体の熱流(ヌッセルト数)がレーリー数の1/2乗に比例する究極状態の存在が予言されていた。本研究では、Prandtl数の極めて小さい水銀を用いることにより、レーリー数10^<11>、レイノルズ数5×10^5(低Prandtl数流体における世界記録)を作り出し、二つの境界層の逆転現象を初めて見いだした。また、逆転にもかかわらず熱流の転移は起こらず、従来の予測は誤りで新しい究極状態であるとの仮説を提案した。また、第2の実験として、ラットの大脳皮質ニューロンの分散培養を行い、基盤上で神経ネットワークを形成させ、その上に生ずる同期発火現象を観測した。この実験で見いだした同期発火現象を周期発火、非周期発火、伝搬型の3種に分類し、同期発火クラスターに含まれる細胞を同定する新しい解析方法として、全ての細胞の相関行列、固有値解析、主成分分析、独立成分解析などを用いることを提案し、実際に定量化に成功した。散逸大自由度系の典型例として、2つの実験系を取り上げ実験と解析を行った。その一つは、物理システムにおける最も複雑な現象の典型例である発達熱乱流系の実験であり、他の一つは生物の細胞集団における形態と情報の組織化の典型例である培養神経ネットワークの実験である。それぞれについて以下のような成果を得た。第一の発達した熱乱流系においては、Rayleigh-Benard対流系を用いて制御パラメータであるレーリー数が極めて高い状態を実現し、究極の熱乱流状態の存在を探求した。従来、極めて高いレーリー数の乱流状態においては、温度境界層と粘性境界層の位置が逆転し、系全体の熱流(ヌッセルト数)がレーリー数の1/2乗に比例する究極状態の存在が予想されていた。本研究では、プラントル数が小さい水銀を用いて実験を行い、レーリー数10^510^<11>、レイノルズ数5x10^5(低プラントル数における世界記録)のを作りだし、2つの境界層の逆転状態を初めて見出した。また、逆転にもかかわらず熱流の転移は起こらず、従来の予測は誤りであるとの仮説を提案した。さらに、境界層の空間構造、各種統計量を詳細に測定し、2つの境界層の厚さの比率は常に一定でありレーリー数の-2/7乗に漸近して減少していく傾向があること、各種統計量の空間プロファイルは境界層厚さでスケールすると不変な形になることを明らかにした。また、第2の実験としてラット胎児の大脳皮質細胞の分散培養を行い、ガラス基板上で神経ネットワークを形成させ、その上に生ずる同期発火現象やCa^<2+>ウェーブ現象を光学測定により観測した。さらに神経に特異的なタンパクを抗体染色することで、神経細胞とその間のデンドライトによる結合状態、グリア細胞の特定などを行い、ネットワークの空間構造と詳細な比較を行った。視野内の全ての細胞のCa^<2+>濃度の時間変化を長時間にわたって測定し、同期発火を周期発火、非周期発火、伝搬型に分類するとともに、同期クラスターに含まるれ細胞を同定する新しい解析方法として、相関行列、主成分分析、クラスター分析、独立成分解析などを用いることを提案してその有効性を示した。また、神経・神経の相関、神経・グリアの相関、グリア・グリアの相関分布などを初めて明らかにした。
小脳プルキンエ細胞特異的薬剤誘導性ポリグルタミン産生マウスの作出と解析

テトラサイクリンの中止により時期特異的に、小脳プルキンエ細胞に限局し、異常伸長したCAGリピートをもつ脊髄小脳変性症(SCA)遺伝子を発現するモデルマウスの作出を目的とした。この部位時期特異的遺伝子発現マウスの作出には以下の2種類のトランスジェニック(Tg)マウスを作出し、それらをかけ合わせる必要がある。プルキンエ細胞特異的プロモーターL7制御下で、リバーステトラサイクリントランスアクチベーター(rtTA)遺伝子を発現するTgマウス。(1)に関しては、すぐれた2ラインのTgマウスを得ている。これらマウスの小脳皮質にtetoプロモーター制御下でGFPを発現するレンチウイルスベクターを接種し、DOXを2週間与えたところ、プルキンエ細胞特異的なGFPの発現が観察された。(2)に関しては、コンストラクトを作出、外注にて受精卵にインジェクションし産仔を得たが、1ラインも目的のものが得られなかった。そこで再びコンストラクトを作出しなおして現在外注に出しているところである。これ以外にL7プロモーター制御下でSCA type1遺伝子を発現するTgマウスを作出した。脊髄小脳変性症3型(SCA3)の患者では、異常伸長したCAGリピートを持つ原因遺伝子ataxin-3が蓄積し、神経細胞が変性することが病因である。本研究課題ではプルキンエ細胞特異的L7プロモーター制御下で、異常伸長(69CAGリピート)したataxin-3を発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作出した。L7-ataxin-3[Q69]をマウスの受精卵にインジェクションし、3ラインのTgマウス(a, b, cライン)を得た。aラインとbラインでは極めて強い運動失調が生後直後より観察された。これに対し、cラインの運動失調は、野生型とa, bラインの間であった。aラインとbラインのTgマウスでは生後15日の段階ですでに小脳の大きさが野生型より顕著に小さかった。またプルキンエ細胞内にataxin-3を含む凝集塊が認められた。cラインの小脳はまだ観察していないが、やはり野生型とa, bラインの中間の大きさであると予想される。ロータロッドによる運動能力の解析(室町機械製、3分で40回転まで加速)では、生後3週の時点で運動失調が強く、その後も14週まで調べたが悪い状態で一定していた。cラインでも生後3週でロータロッドの成績は野生型より有意に劣っていたが、a, bラインより優れていた。その後、6週にかけて成績は向上したが、それ以降は一定となった。体重の増加はa, bラインでは生後3週の時点で野生型より悪く、生後14週の時点では野生型の8割程度であった。cラインの体重の増加も、他の所見と同様、ほぼ野生型とa, bラインの中間であった。
東アジアにおける近代ヨーロッパ国際法の受容と伝統的華夷秩序の相克に関する研究

近代国際法はヨーロッパ諸国間の関係を規律するものとして歴史の場に登場した。他方で、東アジアには秦の始皇帝以来、伝統的な華夷秩序が妥当しており、独自の「国際秩序」が2000年近く続いていたことになる。19世紀中葉から後半にかけて非ヨーロッパ国としてヨーロッパ国際法を受容せざるを得なかった中国や韓国や日本は、伝統的な華夷秩序と近代ヨーロッパ国際法との相克をいかに理論的に、かつ実践的に解決していくかという課題を背負っていた。本研究は、この課題に3ヶ国がそれぞれどのような形で取り組んでいったか、その試みは成功したといえるか、3ヶ国に「受容」の違いがあるとすればそれはなにに起因するか、という問題に正面から取り組んだものである。本研究ではまず、わが国の国立公文書館、外務省外交史料館、国立国会図書館憲政資料室など、韓国の奎章閣など、そして、中華人民共和国清華大学所蔵の「王鉄崖文庫」の史料群の収集に努めた。また、19世紀東アジアにおけるヨーロッパ国際法の受容について、3ヶ国の学者たちがどのような研究をこれまで行ってきたかの、研究動向の詳細な分析を行い、合わせて、詳細な文献目録を作成した。それとともに、近代国際法の受容と伝統的な華夷秩序の相克の具体的・個別的な事例の検討も行った。すなわち、近代ヨーロッパの「勢力均衡」と東アジア的な「均衡」・「中立」・「鼎立」の関係、近代ヨーロッパ国際法上の諸概念の翻訳の問題、近代ヨーロッパ国際法上の具体的な制度の受容の一つのケースとしてのわが国における「領海制度」の導入過程、華夷秩序の儒教原理と朝鮮の「自主」の問題、1899年の韓清通商条約を契機として清国と韓国の両国関係を華夷秩序のなかの関係として捉えることの是非の問題、日本における自立した国際法学の成立、などの諸問題について、研究成果を挙げることができた。わが国と韓国における近代国際法の受容過程についてはすでに、過去3年間の共同研究により、かなりの部分の史料の収集を行ってきた。本年度においては、これまで蓄積されてきた史料群の分析を日韓の研究分担者や海外共同研究者により進めるとともに、中国側の史料の集積を進めた。中国側の史料についてはとくに、最近中華人民共和国精華大学に寄贈された「王鉄崖文庫」の中にかなりの数の1次史料が含まれているとのことから、その分析を行うことを急務の作業とした。そこで、2004年3月に九州大学法学研究院助教授として採用された韓相煕氏(韓国人で中国北京大学で博士号を取得)と、精華大学の海外共同研究者李兆杰教授の助力を得て、当該文庫の分析を行った。その結果、19世紀中葉から20世紀前半にかけての、条約集、政府文書などの1次史料がかなり所蔵されていることが判明した。来年度以降、これら文書の詳細な分析を進めたい。2005年2月19日には、九州大学において、本年度の史料分析などのまとめとして、日韓の7名の研究者による合同研究会を開催した。日本による琉球併合、日本における領海の範囲に関する先例、巨文島占領事件、朝貢国・属国と自主・独立、韓中商民水陸貿易章程、についての報告があった。そのなかでとくに、附庸、内藩、藩属、属邦、属国、自主、自立、宗主権、独立などの用語について、伝統的華夷秩序の中での用法と、近代国際法の枠内での用法についての違いについて、明治初期の日本の対外交渉担当者がどこまで意識していたのかが重要な問題点として指摘された。この点は、来年度以降の最優先の課題として取り上げていくことにしたい。

わが国と韓国における近代国際法の受容過程についてはすでに、過去4年間の共同研究により、中華人民共和国精華大学に寄贈された「王鉄崖文庫」も含め、かなりの部分の史料の収集を行ってきた。本年度においては、これまで蓄積されてきた史料群の分析を日韓の研究分担者や海外共同研究者により進めるとともに、中国側の史料の一層の集積を進めた。これらの史料の集積には、本年度から研究分担者となった、韓相熙氏(韓国人で中国北京大学で博士号を取得)が大きな役割を果たした。これらの基礎的な史料の収集過程のなかで、華夷秩序、事大主義のとらえ方が、日・中・韓で大きな異なるのであり、それぞれの国でどのようにとらえられていたかを正確に理解することがまずもって必要であるということがあらためて確認された。とりわけ、朝鮮(韓国)での自主・自立・朝貢のとらえ方が、中国でのそれらの概念のとらえ方と一致しているのかが問題とされた。韓国ではとくに近代においては、中国との関係をpeers(同僚)とみなす考え方が一般的であったと主張されることがあるが、そのようなとらえ方がまずもって、韓国で一般的であったのか、また、中国ではそのように韓国との関係をとらえていたのか、ということが問題とされた。この問題を正確に理解するためには、とりわけ中国と韓国の学者の間での率直な議論の場が必要である。そして、日本の研究者がこの議論に加わることにより、バイラテラルな視点ではなく、マルティラテラルな視点が提供できることになる。来年度は最終年度であるので、この2年間の実績を踏まえ、附庸、内藩、藩属、属邦、属国、自主、自立、宗主権、独立などの用語の統合的な分析を踏まえ、東アジアにおける近代ヨーロッパ国際法の受容と伝統的華夷秩序の相克についての最終的な分析を行うことにしたい。本年度は、これまでの研究業績(平成16年と17年に行われた中国、韓国そして日本などの諸国における関連資料の収集と国際ワークショップ)に基づいて、"東アジアにおける近代ヨーロッパ国際法の受容と伝統的華夷秩序の相克に関する研究"という本研究についての最終的な総括として、国際ワークショップの開催に重点を置いた。このワークショップは、2006年12月8日、韓国の釜山大学のSang-Nam国際会館で開かれ、研究代表者による総括的な研究紹介の後、以下のような5件の個別報告が行われた。まず、張寅性(ソウル大学、外交学科)は"近代韓国の勢力均衡概念と東アジア国際法"というタイトルの報告を通じて、"勢力均衡"(balance of power)という概念が近代韓国にいかに受容されたかを、"均勢"、"中立"、"鼎立"などの概念と比較しながら、分析した。明石欽司(慶応義塾大学、法学部)は"立作太郎の国際法理論とその実践性-日本の国際法受容とその一つの帰結"という報告で、立作太郎という日本の著名な国際法学者の研究に対する分析を通じて、日本の国際法の受容過程を眺めようとした。李根寛(ソウル大学、法科大学)は、"韓清議約公牘に関する予備的考察-国際法の観点から"という報告で、1899年の韓清通商条約によって中韓両国の関係が伝統的なものから近代的なものに転換したという既存の学説に異論を提起した。金鳳珍(北九州市立大学、国際関係学科)は、"朝鮮における華夷秩序と欧米国際秩序の相克"というテーマの報告で、華夷秩序の儒教原理と朝鮮の"自主"をめぐる諸学説を徹底的に分析することにより、華夷秩序に対する"二元思考"と"三元思考"からの異なる解釈を見せようとした。
軸糸周辺微小管間架橋構造蛋白質の機能解析

真核生物の繊毛・鞭毛軸糸の周辺微小管は,ネキシンリンクと呼ばれる伸縮性を持つ構造によって架橋されている.この構造は,軸糸構造の保持と周辺微小管間に生じる滑り運動を屈曲へと変換する上で重要であり,初期の電子顕微鏡観察で見いだされていたが,蛋白質としての実体は殆どわかっていなかった.本研究では,架橋構造が残る条件で抽出した軸糸残渣から候補蛋白質を複数クローニングし,局在および変異体の解析により架橋構造への関与を確認した.真核生物の繊毛・鞭毛軸糸の周辺微小管は,ネキシンリンクと呼ばれる伸縮性を持つ構造によって架橋されている.この構造は,軸糸構造の保持と周辺微小管間に生じる滑り運動を屈曲へと変換する上で重要であり,初期の電子顕微鏡観察で見いだされていたが,蛋白質としての実体は殆どわかっていなかった.本研究では,架橋構造が残る条件で抽出した軸糸残渣から候補蛋白質を複数クローニングし,局在および変異体の解析により架橋構造への関与を確認した.真核生物鞭毛・繊毛の軸糸は,特徴的な屈曲運動を発生する.モーター蛋白質ダイニンが周辺微小管間に発生する直線的な滑り運動を屈曲運動へと変換する過程には,周辺微小管間に存在する架橋構造が必要であるが,その蛋白質としての実体はこれまで不明であった.最近私はこの架橋構造の構成蛋白質の一つ,p120を初めて同定した.今年度の研究ではp120が大幅に減少する変異株を単離することに成功した.この変異株では保存された軸糸蛋白質PACRGが変異しており,その鞭毛は野生型と異なる3次元的な屈曲を示した.PACRGが9本のうち特定の周辺微小管上にのみ局在したことから,その変異で減少するp120も特定の周辺微小管間のみを架橋している可能性が高い.円周上に並んだ9本の周辺微小管間の一部が異なる架橋蛋白質で結ばれていることは,9回対称構造を持つ鞭毛・繊毛が特定の方向にのみ屈曲を発生し,方向性を持った細胞運動・物質輸送を実現する上で重要であると考えられる.PACRG変異株でp120が減少しても鞭毛が構築されるため,p120とは別の架橋蛋白質の存在が予想される.この架橋構造が失われると鞭毛が正常に構築できなくなるのではないかと考えて,極めて短い鞭毛しか形成できない変異株5種の解析を行った.いずれの変異株も野生型の1/20程度の長さしか鞭毛を形成できず0周辺微小管間架橋構造の異常を示した.これらの株では,鞭毛・繊毛をもつ生物種で高度に保存されたコイルドコイル蛋白質FAP59, FAPI72が変異していた.生化学的な解析の結果,この2つの蛋白質が周辺微小管に結合しており,架橋構造と同じ条件で抽出されることがわかった.変異によって鞭毛形成が著しく阻害されるような軸糸構造構築に必至な蛋白質が見つかったのは今回が初めてである.真核生物鞭毛・繊毛の軸糸は,特徴的な屈曲運動を発生する.モーター蛋白質ダイニンが周辺微小管間に発生する直線的な滑り運動を屈曲運動へと変換する過程には,周辺微小管間に存在する架橋構造が必要であるが,その蛋白質としての実体はこれまで不明であった.最近私はこの架橋構造の構成蛋白質の一つ,p120を初めて同定した.さらに前年度の研究で,p120が大幅に減少する変異株を単離した.この変異株では保存された軸糸蛋白質PACRGが変異していた.今年度の研究ではPACRGと間接的に相互作用する軸糸蛋白質p20を同定し,その変異体の単離に成功した.p20変異体の軸糸は,野生型に比べて対称に近く大きい屈曲を示した.この原因として架橋構造が不安定化している可能性が考えられる.PACRG,p20の軸糸中の詳細な局在はこれまで不明であった.今回タグ付加蛋白質を用いて,免疫電子顕微鏡法により軸糸周辺微小管上の局在を観察した.その結果,PACRG,p20どちらも周辺微小管A,B小管の継目部分に局在することがわかった.電子顕微鏡で観察される架橋構造の一端は,この継目付近にある.以上の結果からPACRG,p20が架橋構造を周辺微小管につなぎとめる足場として働いている可能性が示唆された.また前年度に鞭毛形成異常株の解析により同定した,別の架橋構造候補蛋白質p102,p105について,両者が軸糸中で直接相互作用し,複合体を形成していることを見いだした.変異株軸糸では周辺微小管間の結合が不完全になることから,p102,p105の複合体が,架橋構造に重要であると考えられる.
生理活性カテキンオリゴマー、ヘテロオリゴマーの選択的合成戦略に関する研究

植物中に多く含まれるカテキンオリゴマーは、抗菌および抗腫瘍性をはじめとする各種の興味深い生理作用を示すことから、最近注目されている。しかし、天然から純度の高い標品を入手することは一般に難しく、これが関連する領域の研究の進展を妨げている。本研究においては、合成により純粋な化合物を得るための方法論開拓を行った。本年度の研究においては、ヘテロオリゴマーの構成ユニットとなる各種のカテキンモノマーの合成法の開拓を行った。検討の結果、A環ユニットとB環ユニットを炭素-炭素を介して結合させた後、分子内芳香族求核置換反応によりC-O結合を形成させることにより、フラバン骨格を構築する方法を見出した。この方法は、これまでの合成経路に比べ格段に効率性に優れる。実際に、この方法を用いエピアフゼレキン、エピカテキン、およびエピガロカテキンの簡便且つ選択的な合成に成功した。このように、保護基が適当に区別されたカテキンモノマーを自在に調製可能となったので、次に調製したカテキンモノマーを用い、その選択的オリゴマー化を検討した。その結果、望みの位置の保護基を選択的に除去したフェノール誘導体を用いると、従来制御困難であったフラバン骨格4,6-位間での結合形成が可能となった。現在生成物の詳細な構造を解析中である。以上、これまでの本研究により、カテキンモノマーの効率的な合成法を見出すことができた。また、カテキンオリゴマーの合成も検討し、これまで困難であった異常な結合様式を有するカテキン二量体の合成にも成功した。重要な生理活性物質であるカテキンオリゴマー、ヘテロオリゴマーはいくつかのモノマー単位が様々な順序で重合しており、これらを選択的に合成することは非常に困難である。我々はカテキン類のモノマーを立体選択的に合成する方法をすでに開発している。これらを、望みの順序、望みの数だけ結合させるために、糖化学で用いられるオルトゴナル法に着目した。すなわちオルトゴナルな活性化基として硫黄官能基と酸素官能基を脱離基として選択し、それぞれソフトな、あるいはハードな条件下で活性化させることで、望みでないモノマー同士の縮合を防ぐことができると考えた。また、このようなヘテロオリゴマーは回転異性体が存在するため構造決定にも困難が伴うが、我々は既に様々なタイプのカテキン類について、HPLCやNMR等で解析を行っており、合成したオリゴマーの分析が可能であると考え、本研究に着手した。まずオリゴマーの構成ユニットとなるカテキン類の合成を行った。その際、オルトゴナル法を用いるために適切な官能基(活性化基)を用意した。すなわち、ソフトな条件(AgOTf)で活性化される硫黄官能基(2,6-xylylthio group)をもつもの、ハードな条件(BF_3・OEt_2)で活性化される酸素官能基(ethoxyethoxy group)をもつものを準備し、それぞれのモノマーを順次望みの順番で活性化させ、結合させた。最後に保護基の除去を行うにあたっては、できるだけ酸素に触れないように操作を行い、目的のオリゴマー(カテキントリマーおよびヘテロトリマー)を得た。合成したヘテロトリマーに関して、HPLC、NMRを用いて詳細な解析を行い、その結合順序を決定した。
抗炎症性低分子化合物terreinおよびその類縁体の歯内歯周疾患治療への応用

本研究の目的は,申請者の研究グループが着目する抗炎症性低分子化合物terreinの炎症性骨吸収疾患(特に歯内・歯周疾患)に対する治療薬としての可能性を検討することである。超高齢社会を迎えた我が国において,食生活を司る口腔機能を維持することは健康寿命を延伸する上で必須である。そのためにも,成年から高齢期における歯の喪失の主な原因となる根尖性歯周炎および歯周病の効率的な治療・予防法を開発することが望まれる。申請者らは,有機化学的に合成したterreinに抗炎症作用(炎症性サイトカインinterleukin-6のシグナル伝達抑制)があることを報告した。本研究では,抗炎症効果が期待できる低分子化合物terreinおよびその新規類縁体の細胞内ターゲットを解明して,歯内・歯周疾患のin vivoモデルにおける抗炎症効果を検討する。そして,炎症性骨吸収を主病態とする根尖性歯周炎および歯周病の新たな治療法開発に繋がるエビデンスを構築することを目的とする。本年度の研究成果として,絹糸結紮歯周病マウスモデルにおいて,terreinを腹腔投与すると有意に歯槽骨の吸収を抑制することをエックス線学的評価にて確認した。さらに,組織学的評価において,炎症性細胞の上皮下への浸潤をterreinが抑制することも確認した。本研究成果は,terreinの抗炎症効果をin vivoにおいて初めて証明したものであり,今後の新規類縁体の効能評価を行う上で,カギとなる研究成果であると考える。超高齢化社会を迎えた我が国において,食生活を司る口腔機能を維持することは健康寿命を延伸する上で必須である。そのためにも,成年高齢期における歯の喪失の主な原因となる根尖性歯周炎および歯周病の効率的な治療・予防法を開発することが望まれる。本研究では,抗炎症効果が期待できる低分子化合物terreinおよびその新規類縁体の細胞内ターゲット分子を解明して,歯内・歯周疾患のin vivoモデルにおける抗炎症効果を検討する。そして,炎症性骨吸収を主病態とする根尖性歯周炎および歯周病の新たな治療法開発につながるエビデンスを構築することを目的とする。本年度の研究成果として,1有機合成実験において,新規類縁体の作成に成功,リンカーを付与した類縁体の作成にほぼ成功,2in vitro実験系において,terreinのターゲット分子の一つとしてJAK1の可能性を示唆,3in vivo実験系として,歯周炎マウスモデルにおけるterreinの抗炎症効果を予備的検討段階で確認した。今後は引き続きterreinの抗炎症効果の詳細なメカニズムを検討するとともに,実用化を視野にいれて研究を進めていく。さらに,新規類縁体の効果を検討し,オリジナルに比較してより効果の強い合成物を確認できれば,知財申請を含めさらに検討していく。有機合成系,in vitro実験系,in vivo実験系ともに計画通りに実験が進捗しており,概ね順調に進展していると判断する。本年度の研究成果として,1有機合成実験において,リンカー付与した類縁体の作製に成功,2リンカー付与した類縁体にオリジナル化合物同様に破骨細胞分化抑制効果があることを確認,3in vivo実験系として,歯周炎マウスモデルでの抗炎症効果を確認,根尖性歯周炎ラットモデルでのterrein投与法の確立が挙げられる。今後は,リンカー付与terreinを用いて今まで不明であったterreinの細胞内ターゲット分子同定,さらにin vivoモデルでのterreinの効果のさらなる検討を行う予定である。有機合成系,in vitro実験系,in vivo実験系ともに計画通りに実験が進捗できていると判断する。

本研究では,抗炎症効果が期待できる低分子化合物terreinおよびその新規類縁体の細胞内ターゲットを解明して,歯内・歯周疾患のin vivoモデルにおける抗炎症効果を検討する。そして,炎症性骨吸収を主病態とする根尖性歯周炎および歯周病の新たな治療法開発に繋がるエビデンスを構築することを目的とする。本年度の研究成果として,絹糸結紮歯周病マウスモデルにおいて,terreinを腹腔投与すると有意に歯槽骨の吸収を抑制することをエックス線学的評価にて確認した。さらに,組織学的評価において,炎症性細胞の上皮下への浸潤をterreinが抑制することも確認した。本研究成果は,terreinの抗炎症効果をin vivoにおいて初めて証明したものであり,今後の新規類縁体の効能評価を行う上で,カギとなる研究成果であると考える。計画している有機合成系,in vitro実験系,in vivo実験系ともに,現状の状況を維持しつつ計画した内容を引き続き実施していく。リンカー付与terreinを用いた細胞内ターゲット分子の同定,根尖性歯周炎ラットモデルでのterreinの効果検討をさらに進めていく予定である。研究分担者の中山が予定していた分子生物学的実験のおいて,予定していた金額よりも少ない額で実施できたため残金が生じた。(理由)研究分担者の中山が予定していた分子生物学的実験において,予定していた金額よりも少ない額で実施できたため残金が生じた。(使用計画)予定している分子生物学的実験の消耗品購入に計上させていただき,適正執行する予定である。予定している分子生物学的実験の消耗品購入に計上させていただき,適正執行する予定である。
摂食・水分調節における中枢性バゾプレッシンの生理的役割解明

バゾプレッシン(AVP)ニューロンを特異的に活性化させる手法は少なく、AVPニューロンの行動における役割の理解が十分に進んでいない。我々は、AVP遺伝子に薬剤興奮性受容体であるhM3Dq遺伝子およびmCherry遺伝子を挿入した融合遺伝子を用いて、AVP-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットを作出した。このラットにhM3Dqのアゴニストであるclozapine-N-oxide(CNO, 1mg/kg)を腹腔内投与し、90分後に灌流固定を行い、抗AVP抗体、抗オキシトシン抗体、および抗Fosタンパク抗体を用いた免疫組織化学的染色法を行った。その結果、mCherry陽性ニューロンはAVP免疫染色性陽性ニューロンと一致し、視交叉上核、視索上核および室傍核大細胞性mCherry陽性ニューロンの約90%にFosタンパク発現を認めた。一方で、mCherry陽性ニューロンはオキシトシン免疫染色陽性ニューロンとは一致しなかった。これらはmCherry陽性ニューロンがAVPニューロンに特異的であり、hM3Dqが機能的であることを示唆する。また、CNO腹腔内投与10分、30分、60分、120分後に、有意な血漿AVP濃度の上昇を認めた。暗期直前にCNOを腹腔内投与したところ、活動量や体温のサーカディアンリズムが顕著に乱れ、摂食量、飲水量、および尿量が有意に低下することを明らかにした。成熟雄性Wistar系ラットにCNOを投与しても、血漿AVP濃度は増加せず、摂食量、飲水量、および尿量に変化を認めなかった。以上より、内因性AVPニューロンの活性化はサーカディアンリズムの乱れを引き起こすこと、また、摂食量、飲水量、および尿量を低下させることを明らかにした。このトランスジェニックラットは、AVPの生理機能を研究する上で有用なモデル動物となることが期待される。
熱帯収束帯雷嵐活動とその地球回路への寄与に関する国際共同研究

大阪大学雷研究グループが科学研究費補助金にて独自に開発・製作した,VHF波帯広帯域アンテナ,増幅器,および3チャンネル高速A/D変換機からなる,VHF波帯広帯域ディジタル干渉計(以下,広帯域干渉計)と呼称する高精度な雷放電位置標定システムを用いて,オーストラリア・ダーウィンにおいて野外観測を実施している。観測により得られている主な研究成果は以下の通りである。雷放電の雲内を含めた進展様相を二次元および三次元で可視化した。信頼性の高い新たなデータを蓄積するにより,統計的な解析を可能としている。これらの結果とオーストラリア気象局が気象レーダにより観測した結果とを比較し,雷放電生成メカニズムに新しい知見をもたらしている。また,理論的なアプローチとして,広帯域ディジタル干渉法の数値シミュレーションを行うことにより,広帯域干渉計による高精度な電磁波到来方向推定アルゴリズムを新たに提案し,その組み込みを行っている。一方,本グループは雷放電のメカニズムについてグローバルな視点から考察するためのアプローチとして,衛星観測データを用い,そのデータの有効性も検討している。具体的には,衛星TRMMに搭載されているLIS(雷センサ)およびPR(降雨レーダ)で得られた結果をもとに雷雲構造と発雷数の関係およびこれらが地球環境に与える影響に関し議論している。大阪大学雷観測グループは、オーストラリアでの野外観測に先駆け、広帯域アンテナおよびシステムデザイン株式会社と共同開発したA/Dボードからなる高精度な雷放電位置標定システムを構築した。そのシステムを用いて、平成14年10月から12月にかけて、オーストラリア国ダーウィンを訪れ、野外観測を行った。特に、オーストラリア国気象庁が「レーダ」により観測した結果と、我々が構築した観測システムである「広帯域干渉計の数値シミュレーションを行い、広帯域干渉計特有の誤差原因について言及し、その補正方法の提案を行っている。この結果により、従来に比べて精度の高い雷放電観測が可能となった。観測により得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)2機の広帯域干渉計を用いることにより、雷放電の雲内の進展様子を3次元で可視化(2)オーストラリア気象局が所有するレーダ観測結果と広帯域干渉計を用いた雷放電可視化の結果比較による雷放電生成メカニズムに新しい知見をもたらした。一方、本グループは雷放電のメカニズムを解明するための別のアプローチとして、気象観測データをもちい、そのデータの有効性も検討している。具体的には、衛星TRMMに搭載されているLISとよばれる雷センサで得られた結果をもとに解析を行っている。本年度は、その精度の信頼性について議論をおこなった。大阪大学雷観測グループは、昨年度本科学研究費補助金にて作製した広帯域アンテナおよびシステムデザイン株式会社と共同開発したA/Dボードからなる高精度な雷放電位置標定システムを用いて、オーストラリア・ダーウィンで野外観測を実施した。特に、オーストラリア国気象庁が「気象レーダ」により観測した結果と、我々が構築した観測システムである「広帯域干渉計」の結果を比較し、雷放電生成メカニズムの解明を試みた。(1)2機の広帯域干渉計を用いることにより、雷放電の雲内の進展様子を3次元で可視化した。特に、昨年度に比べ,より信頼性の高い新たなデータを得たことにより、統計的解析が可能となった。(2)オーストラリア気象局が所有するレーダ観測結果と広帯域干渉計を用いた雷放電可視化の結果比較による雷放電生成メカニズムに新しい知見をもたらした。本年度も、昨年度から綜続してその精度の信頼性について議論をおこなった。また、理論的なアプローチとして、広帯域干渉計の数値シミュレーションを行うことにより、広帯域干渉計による高精度な電磁波到来方向推定アルゴリズムを提案し、その組み込みを行っている。大阪大学雷観測グループは、科学研究費補助金にて作製した広帯域アンテナおよびシステムデザイン株式会社と共同開発したA/Dボードからなる高精度な雷放電位置標定システムを用いて、オーストラリア・ダーウィンで野外観測を実施した。昨年度に引き続き、オーストラリラ国気象庁が「気象レーダ」により観測した結果と、我々が構築した観測システムである「広帯域干渉計」の結果を比較し、雷放電生成メカニズムの解明を試みた。

観測により得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)2機の広帯域干渉計を用いることにより、雷放電の雲内の進展様子を3次元で可視化した。特に、昨年度に比べ,より信頼性の高い新たなデータを得たことにより、統計的解析な解析を行った。(2)オーストラリア気象局が所有するレーダ観測結果と広帯域干渉計を用いた雷放電可視化の結果比較による雷放電生成メカニズムに新しい知見をもたらした。一方、本グループは雷放電のメカニズムを解明するための別のアプローチとして、気象観測データを用い、そのデータの有効性も検討している。具体的には、衛星TRMMに搭載されているLISとよばれる雷センサで得られた結果をもとに解析を行った。昨年度から継続し、その精度の信頼性について議論をおこなった。また、理論的なアプローチとして、広帯域干渉計の数値シミュレーションを行うことにより広帯域干渉計による高精度な電磁波到来方向推定アルゴリズムを新たに提案し、それを実機に組み込み、有効性の検証を行った。
子どもの疲労軽減を目指した持続可能な実践の学校現場への提案

保育・教育現場の教師を対象とした調査では,「すぐ"疲れた"という」子どもが「最近増えている」との実感の回答率の高さが1990年以降一貫して報告され続けている.申請者らは,1)子どもが訴える「疲れ」の正体が「ねむけ」であること.2)関連する生活要因には,不規則な朝食摂取,乏しい身体活動,過剰な電子メディア接触が挙げられること.3)そのうち,学校現場で介入が容易な「身体活動量」に着目すると「ねむけ」の軽減には座位行動を含む低強度活動時間の減少が必要であること等を明らかにしてきた.しかしながら,実際にどのような取り組みが「ねむけ」を軽減させるのか具体的な検証には至っていない.そこで本研究では,その問題の解決のために,「座位行動の削減」「低強度活動の増加」に着目し,「疲れ」を軽減させる授業内でも取り組める持続可能な教室での実践を提案することを目的とした.この目的の達成のために,I)教室への立ち机の導入が子どもの身体活動量,疲労自覚症状に及ぼす影響,II)教室内移動,体位変換といった低強度活動を意図的に組み込んだ授業が疲労自覚症状,実行機能に及ぼす影響の2点について検討が必要であると考えた.平成30年度には,I)教室への立ち机の導入が子どもの身体活動量,疲労自覚症状に及ぼす影響について明らかにするために,A)45分間の立ち机の利用が小学生の実行機能に及ぼす影響の検討および,B)2ヶ月間の教室への立ち机の導入が小学生の身体活動,疲労自覚症状に及ぼす影響の検討をした.平成30年度には,上記2つの検討を開始し,どちらも年度内に遂行することができた.2つの検討の結果,立ち机導入による身体活動量の増加が子どもの実行機能の中でも「抑制」機能を向上させることに加えて,疲労自覚症状の訴えを減少させることを明らかにすることができた.以上のことから,本研究は「おおむね順調に進展している」ものと考える.平成30年度に行なった検討により,立ち机導入による身体活動量の増加が子どもの実行機能の中でも「抑制」機能を向上させることに加えて,疲労自覚症状の訴えを減少させることを明らかにできた.今後は,2教室内移動,体位変換といった低強度活動を意図的に組み込んだ授業が疲労自覚症状,実行機能に及ぼす影響を検討する予定である.そのためのプレ調査は,2019年3月に実施済みである.小学生を対象とした調査も実施した上で,「疲れ」を軽減させる授業内でも取り組める持続可能な教室での実践の提案を試みる.保育・教育現場の教師を対象とした調査では,「すぐ"疲れた"という」子どもが「最近増えている」との実感の回答率の高さが1990年以降一貫して報告され続けている.申請者らは,1)子どもが訴える「疲れ」の正体が「ねむけ」であること.2)関連する生活要因には,不規則な朝食摂取,乏しい身体活動,過剰な電子メディア接触が挙げられること.3)そのうち,学校現場で介入が容易な「身体活動量」に着目すると「ねむけ」の軽減には座位行動を含む低強度活動時間の減少が必要であること等を明らかにしてきた.しかしながら,実際にどのような取り組みが「ねむけ」を軽減させるのか具体的な検証には至っていない.そこで本研究では,その問題の解決のために,「座位行動の削減」「低強度活動の増加」に着目し,「疲れ」を軽減させる授業内でも取り組める持続可能な教室での実践を提案することを目的とした.この目的の達成のために,I)教室への立ち机の導入が子どもの身体活動量,疲労自覚症状に及ぼす影響,II)教室内移動,体位変換といった低強度活動を意図的に組み込んだ授業が疲労自覚症状,実行機能に及ぼす影響の2点について検討が必要であると考えた.平成30年度には,I)教室への立ち机の導入が子どもの身体活動量,疲労自覚症状に及ぼす影響について明らかにするために,A)45分間の立ち机の利用が小学生の実行機能に及ぼす影響の検討および,B)2ヶ月間の教室への立ち机の導入が小学生の身体活動,疲労自覚症状に及ぼす影響の検討をした.平成30年度には,上記2つの検討を開始し,どちらも年度内に遂行することができた.2つの検討の結果,立ち机導入による身体活動量の増加が子どもの実行機能の中でも「抑制」機能を向上させることに加えて,疲労自覚症状の訴えを減少させることを明らかにすることができた.以上のことから,本研究は「おおむね順調に進展している」ものと考える.平成30年度に行なった検討により,立ち机導入による身体活動量の増加が子どもの実行機能の中でも「抑制」機能を向上させることに加えて,疲労自覚症状の訴えを減少させることを明らかにできた.今後は,2教室内移動,体位変換といった低強度活動を意図的に組み込んだ授業が疲労自覚症状,実行機能に及ぼす影響を検討する予定である.そのためのプレ調査は,2019年3月に実施済みである.小学生を対象とした調査も実施した上で,「疲れ」を軽減させる授業内でも取り組める持続可能な教室での実践の提案を試みる.
アミロイドβタンパク質産生を特異的に抑制する新たな機序の解析

ILEIはγセクレターゼの構成分子の一つであるプレセニリン-1へ結合することでAβの産生を抑制することが報告されている。その分子機構を明らかにし、アルツハイマー病治療薬の開発へつなげることが本研究の目的である。・相互作用の生物物理化学的解析: ILEIの相互作用に関わる領域をNMRによって同定するために、本年度はILEIの大腸菌発現系ならびに精製法を確立し、CDスペクトルやNMRスペクトルの測定を行なった。1H-15NHSQCスペクトルを測定したところ、比較的分散したスペクトルが得られた。そこで、ILEIの1H-15N HSQCスペクトルによりILEIとの相互作用を解析した結果、プレセニリン-1のC末端ペプチドとは相互作用が見られなかった一方で、細胞から調製した膜画分中にILEIと相互作用する分子の存在が示唆された。・培養細胞を用いた評価系: ILEIに導入した変異の効果を評価する系を構築した。HEK293 ILEI KO細胞にAPPとILEIを共発現させる系において、Aβ40の産生量をELISAにより定量することで、ILEIの効果が評価できることを確認した。また、Aβ40の産生量に関与するILEIの領域を特定するために変異体系列を作製した。・3D-RISM理論に基づいた計算:プレセニリン-1のDQL配列と結合する可能性のあるILEIの領域を3D-RISMに基づく計算により絞り込むことができた。また、プレセニリン-1のDQL配列に限定しない1μsのドッキングシミュレーションにより、γセクレターゼに結合する場合の構造の候補を挙げることができた。ILEIの発現系と精製法の構築において、大腸菌、プラスミドの種類、タグの種類および位置、また発現時の条件など検討事項が多かったものの、NMR測定に耐えうる量が得られる系を確立することができた。また、培養細胞を用いた評価系の構築も完了できた。ただ、プレセニリン-1と結合するILEIの領域を特定することはできなかった。一方で、膜画分中に存在する分子と結合するILEIのピークを確認することができた。3D-RISM理論に基づく計算も行なったが、培養細胞で確認したところ、Aβ産生量に大きく関わる残基の特定にまでは至らなかった。膜画分中に存在する分子が結合する残基を特定するために、ILEIのNMRスペクトルの帰属を完了させる。また、膜画分試料ではILEIとγセクレターゼの結合に予期しない影響がある可能性が排除できないため、精製γセクレターゼ複合体を用いて詳細な解析を行う。さらに、膜画分中にこれまでに知られていない新たな結合分子が存在する可能性があるため、研究計画には含めていなかったが、作用機序のさらなる理解のためにその分子の同定を進める。また、ILEIの機能評価系を用いて、Aβ産生に関与するILEIの残基を特定する。その結果を3D-RISM理論に基づく計算をはじめとする計算系に適用し、結合時のILEIの構造を決定する。

膜画分中に存在する分子が結合する残基を特定するために、ILEIのNMRスペクトルの帰属を完了させる。また、膜画分試料ではILEIとγセクレターゼの結合に予期しない影響がある可能性が排除できないため、精製γセクレターゼ複合体を用いて詳細な解析を行う。さらに、膜画分中にこれまでに知られていない新たな結合分子が存在する可能性があるため、研究計画には含めていなかったが、作用機序のさらなる理解のためにその分子の同定を進める。また、ILEIの機能評価系を用いて、Aβ産生に関与するILEIの残基を特定する。その結果を3D-RISM理論に基づく計算をはじめとする計算系に適用し、結合時のILEIの構造を決定する。溶液NMR測定用サンプルの調製のために必要な高額な試薬の使用量が今年度計画よりも少なく、次年度使用額が計画よりも多くなった。次年度は今年度よりNMRサンプル用の試薬を多く購入する予定である。また、細胞培養やAβ量の測定のためのELISA kitの購入に多くを充てる予定である。
一分子実験による染色体折り畳みの分子メカニズムの解明

本研究の目標は、DNAカーテン法と呼ばれる独自の1分子蛍光顕微鏡観察手法を駆使して、コンデンシンタンパク質がヌクレオソームを形成したDNAを凝集する様子を1分子レベルで観察することであった。まず、対照実験として、ヌクレオソームを形成していないDNAを凝集する様子を1分子レベルで観察した。結果として、コンデンシン1分子はATP加水分解エネルギーを利用してDNAを凝集させる活性を保持していることが明らかになった。次に、ヌクレオソームを形成したDNAを再構成するために、ヒストンタンパク質(H3、H4、H2A、H2B)を精製した。それらの精製されたヒストンタンパク質を用いて、λファージのゲノムDNA上に4、5個のヌクレオソームを再構成した。そのDNAを用いて、ヌクレオソームを形成したDNAをコンデンシンが凝集する様子を1分子レベルで観察した。結果として、コンデンシン1分子はATP加水分解エネルギーを利用してヌクレオソームを形成したDNAを凝集させることができることが明らかになった。また、凝集後にコンデンシンを解離させると、ヌクレオソームを形成したDNAが再び伸長した。この結果は、コンデンシンの凝集反応中にヌクレオソームが破壊されていないことを示唆している。また、コンデンシンがDNAに沿って1方向的に歩進するタンパク質であることを考えると、コンデンシンがヌクレオソームをバイパスしていることを示唆している。以上の結果から、コンデンシン1分子はATP加水分解エネルギーを利用して、DNAを凝集させることができ、ヌクレオソームを形成したDNA上でも、ヌクレオソームをバイパスしながら同様にDNAを凝集させることができることがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
結晶成長理論

多成分系気相中の臨界核以外の一般の液相核と気相との界面に対して、界面熱力学を拡張した。母相からの核生成可逆仕事として得られた公式には、従来の公式には欠けていた項があり、この項は従来の界面項と同程度の重要性を持つ。さらに、可逆仕事の極値条件から臨界核の組成とサイズとを求める方法に関して、永年の疑問を解決した。(西岡)2.ヘリウム結晶微斜面のステップから成る量子的モデルに基づき、長波長の音波に対する散乱振幅の一般的表式を導いた。波長が充分長ければステップ間相互作用の効果は重要でない。(上羽)3.樹枝状結晶の形態と成長速度、横枝発生等への界面張力と界面カイネティックス係数との効果を調べた。定常成長には、これらの異方性が必要であり、これらの効果の相対的な大きさに応じて、成長様式の移行、成長速度に対する普遍法則の変化がみられた。(斎藤)4.有限密度のDLAモデルを用いて、拡散場中での結晶成長に及ぼす気相の流れの効果を明かにした。また、気相成長下でのステップの揺らぎを解析した。ステップの上側からよりも下側からの原子の取り込みが速いとステップは不安定になり得、逆に昇華の場合には滑らかになる。(上羽、斎藤)5.結合エネルギ-及び表面拡散の異方性を取り入れてMBE条件下のモンテカルロシミュレ-ションを行った。クラスタ-形状及びステップ方位による荒れの異方性は、共に結合エネルギ-の異方性によって強く影響され、表面拡散の異方性によっては影響されない。更に、微斜面の成長の場合、RHEED振動が消失する条件も詳しく調べた。(入沢)6.界面張力と界面カイネティックス係数の異方性を考慮したフェ-ズフィ-ルドモデルを用いてデンドライト成長のシミュレ-ションを行った。結晶形は異方性強度に敏感で、その増加と共に主枝を持たない形状から主枝を持つ形状へとの遷移する。また、異方性強度と主枝の成長速度の振動性との関連についても調べた。(小林)多成分系気相中の臨界核以外の一般の液相核と気相との界面に対して、界面熱力学を拡張した。(小林)