hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単純なDNA繰返し配列が切り拓く新たなゲノム機能研究

本申請課題では、ゲノム中に存在する単純な繰返し配列が、細胞内の生命システムに与える機能を追究することを目的としている。申請者による先行研究により、単純なDNA繰返し配列が翻訳されたことによって生じる単一アミノ酸繰返し配列が細胞内局在に影響すること、ある種の単一アミノ酸繰返し配列が細胞毒性を示すことが明らかとなっている。また、同様に申請者による先行研究により、翻訳されない単純なDNA繰返し配列が、転写されたRNAの段階で、ある特定のRNA結合タンパク質と結合することが明らかにされている。当該年度において、申請者は以下に示すいくつかの研究を行った。まず、酵母系を用いて、単一アミノ酸繰返し配列同士の結合を測定した。その結果、ある特定の単一アミノ酸繰返し配列同士が結、単一アミノ酸の繰返し配列が細胞内で二量体や多量体を形成することにより、細胞内情報伝達などの機能を保持している可能'性も示唆されるものと思われた。また、翻訳されない単純なDNA繰返し配列の研究モデルとして線虫を用い、体内で単純なDNA繰返し配列が保持されたトランスジェニック線虫を作成することに成功した。このトランスジェニック線虫を用いた研究では、単純なDNA繰返し配列が、それを保持する遺伝子自身の発現に影響することを示唆する結果が得られた。また、この単純な繰返し配列にRNAレベルで結合するRNA結合タンパク質の解析を進め、複数のRNA結合タンパク質が協調して単純な繰返し配列を持つ遺伝子の発現を調節しているとの結果を得た。ゲノムにおける単純な繰返し配列が、細胞内遺伝子発現機構に大きな影響を与えることがある。当研究の目的は、これら単純な繰返し配列がもたらすDMレベルでの遺伝子発現調節の追究、RNAレベルで繰返し配列が形成する特異な立体構造を介したRNA-タンパク質相互作用やRNA-RNA相互作用の同定、及び、単純な繰返し配列が翻訳されて出来た単一アミノ酸配列の持つ生理機能の追究である。当該年度までに申請者は、様々な繰返し数を持つ(CTG)三塩基配列や(CCTG)四塩基配列を保持するプラスミドDNAを取得した。更に、これらの繰返し配列を緑色蛍光タンパク質の3'側非翻訳領域に挿入したコンストラクトを作成し、これらコンストラクトを保持する線虫C.elegansを遺伝子導入技術を用いて作成した。更に、翻訳される繰返し配列として、アラニンが30回繰返された配列を緑色蛍光タンパク質のC末端側に挿入したコンストラクトを作成し、同様に線虫C.elegansに導入した。アラニン繰返し配列が発現した線虫では、核の形態に変化が見られた。これはアラニン繰返し配列が線虫核内で何らかの生理作用を持つことを示唆しているものと思われる。
父親抗原特異的制御性T細胞と樹状細胞による母児免疫寛容誘導メカニズムの解明

免疫寛容は半異物である胎児を許容するための免疫学的システムであり、妊娠維持に必須である。この免疫寛容の誘導に精漿が関与している可能性が従来示唆されていたが、その機序や影響の程度は不明確であった。我々は、これまでに精漿プライミングにより着床直前に父親抗原特異的制御性T細胞(Treg)が子宮所属リンパ節に集簇し、着床後に子宮に同細胞が集簇することを証明し、同細胞が着床前後で妊娠維持に非常に重要な役割を果たしていることや、マウスアロ交配の子宮内に集簇する樹状細胞は、精漿のプライミングにより免疫寛容誘導性の性格を有していることを報告してきた。本研究では、精漿がどのような機序で免疫寛容を誘導するのかを、父親抗原特異的Tregと免疫寛容誘導性樹状細胞との関連性を明確にすることで、着床不全、不育症の病態を解明し、不妊症不育症の治療の糸口を導き出すことを目的とした。BALB/cマウス(♀)×DBA/2マウス(♂)のアロ交配の系では父親抗原特異的Tregを同定することが可能でありこの系を利用した。アロ交配あるいはSVXアロ交配(精嚢を除去し精漿分泌のない雄マウスと交配)の子宮由来樹状細胞が実際にin vitroで母親マウス由来のナイーブCD4+T細胞から父親抗原特異的Treg細胞を誘導することが可能かどうか検討した。アロ交配の子宮由来樹状細胞は父親抗原特異的Treg細胞を見事に誘導したが、SVXアロ交配の子宮由来樹状細胞ではその効率が明らかに低下していた。精漿のプライミングによりまず免疫寛容誘導性樹状細胞が誘導されさらに父親抗原特異的Treg細胞の分化に影響していることが推定され、論文作成中である。今後は免疫寛容誘導性樹状細胞を父親抗原特異的Treg細胞の相互作用に影響する分子を検索するためマイクロアレイ等による遺伝子解析やヒト妊娠における免疫寛容誘導性樹状細胞の検索を進めたい。昨年度から引き続き、マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索を行うため、各細胞群において臓器別、あるいは精漿の有無別にマイクロアレイ解析を行いその遺伝子発現を比較検討する予定としていた。しかしながら、制御性T細胞、制御性樹状細胞ともに、臓器によっては回収できる細胞数が少なく、細胞の回収そのものに時間を要しており、回収方法の見直しを行っている。マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索に関しては、各細胞群の細胞回収を継続し、解析可能となった段階で作業を進めていく予定である。細胞回収効率が悪いため回収方法の見直しを行い、回収を進める予定である。この結果により、ヒト妊娠での制御性樹状細胞の探索を行う予定であったが、マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索後の研究となる。ヒト妊娠における細胞回収にも時間を要するため、マウス研究結果に先行して、ヒト妊娠における検体ストックを継続している。マウス妊娠での結果が出次第、ヒトでも解析を進める。精漿のプライミングによりまず免疫寛容誘導性樹状細胞が誘導されさらに父親抗原特異的Treg細胞の分化に影響していることが推定された。今年度、マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索を行うため、各細胞群において臓器別、あるいは精漿の有無別にマイクロアレイ解析を行いその遺伝子発現を比較検討する予定としていた。

しかしながら、制御性T細胞、制御性樹状細胞ともに、臓器によっては回収できる細胞数が少なく、細胞の回収そのものに時間を要しており、解析に至っていない状態である。免疫寛容は半異物である胎児を許容するための免疫学的システムであり、妊娠維持に必須である。この免疫寛容の誘導に精漿が関与している可能性が従来示唆されていたが、その機序や影響の程度は不明確であった。我々は、これまでに精漿プライミングにより着床直前に父親抗原特異的制御性T細胞(Treg)が子宮所属リンパ節に集簇し、着床後に子宮に同細胞が集簇することを証明し、同細胞が着床前後で妊娠維持に非常に重要な役割を果たしていることや、マウスアロ交配の子宮内に集簇する樹状細胞は、精漿のプライミングにより免疫寛容誘導性の性格を有していることを報告してきた。本研究では、精漿がどのような機序で免疫寛容を誘導するのかを、父親抗原特異的Tregと免疫寛容誘導性樹状細胞との関連性を明確にすることで、着床不全、不育症の病態を解明し、不妊症不育症の治療の糸口を導き出すことを目的とした。BALB/cマウス(♀)×DBA/2マウス(♂)のアロ交配の系では父親抗原特異的Tregを同定することが可能でありこの系を利用した。アロ交配あるいはSVXアロ交配(精嚢を除去し精漿分泌のない雄マウスと交配)の子宮由来樹状細胞が実際にin vitroで母親マウス由来のナイーブCD4+T細胞から父親抗原特異的Treg細胞を誘導することが可能かどうか検討した。アロ交配の子宮由来樹状細胞は父親抗原特異的Treg細胞を見事に誘導したが、SVXアロ交配の子宮由来樹状細胞ではその効率が明らかに低下していた。精漿のプライミングによりまず免疫寛容誘導性樹状細胞が誘導されさらに父親抗原特異的Treg細胞の分化に影響していることが推定され、論文作成中である。今後は免疫寛容誘導性樹状細胞を父親抗原特異的Treg細胞の相互作用に影響する分子を検索するためマイクロアレイ等による遺伝子解析やヒト妊娠における免疫寛容誘導性樹状細胞の検索を進めたい。昨年度から引き続き、マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索を行うため、各細胞群において臓器別、あるいは精漿の有無別にマイクロアレイ解析を行いその遺伝子発現を比較検討する予定としていた。しかしながら、制御性T細胞、制御性樹状細胞ともに、臓器によっては回収できる細胞数が少なく、細胞の回収そのものに時間を要しており、回収方法の見直しを行っている。マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索に関しては、各細胞群の細胞回収を継続し、解析可能となった段階で作業を進めていく予定である。この結果により、ヒト妊娠での制御性樹状細胞の探索を行う予定であったが、マウス妊娠における父親抗原特異的Treg細胞および免疫寛容誘導性樹状細胞の特異的マーカーの検索後の研究となる。ヒト妊娠における細胞回収にも時間を要するため、マウス研究結果に先行して、ヒト妊娠における検体ストックを開始している。マウス妊娠での結果が出次第、早急にヒトでも解析を進める。細胞回収効率が悪いため回収方法の見直しを行い、回収を進める予定である。
超ヘテロ・ナノ結晶の創製と光-電子新機能デバイスへの応用

本研究では、絶縁体、半導体および金属をも包含する異種材料同士をナノメートル層厚でエピタキシャル積層した人工ヘテロ構造(≡超ヘテロナノ結晶)を次世代の新機能エレクトロニクス材料と位置付け、シリコン基板上にエピタキシャル成長可能な弗化物系絶縁物、半導体シリコン、およびシリサド系金属のエピタキシャル超格子の形成技法と、その量子効果デバイスへの応用を目指した研究を行い、下記の研究成果を得た。1)フッ化カドミウム・フッ化カルシウムヘテロ超格子構造を、原子レベルで均一に形成するための基板平坦化技術を開発し、その技術を用いて近赤外波長領域で発光することが期待される量子井戸サブバンド間遷移発光素子を設計・製作したところ、波長1.6μm付近の発光を室温観測することに初めて成功した。また、今回の成果をレーザ発振へ結びつけるための光導波路構造形成プロセスを、ドライエッチングとフォトリソグラフィーを用いて開発した。今後多層超格子を形成し、レーザ素子の評価を行う。2)LSI集積技術の中核となるシリコン(100)基板上に、本研究で提案する微小孔結晶成長法と、成長後のアニール技術を併用することにより、高い微分負性抵抗(>10^5)を有するフッ化カドミウム・フッ化カルシウム共鳴トンネルダイオード(RTD)構造のデモンストレーションに初めて成功した。この成果を受けて、今回実現したRTDをMOSトランジスタと集積する新不揮発メモリを提案するとともに、その作製プロセスの要素技術を確立した。今後、トランジスタ構造の作製と特性の評価を進める予定である。3)シリコン基板に格子整合する可能性を有するベリリウム・亜鉛・セレン化合物ヘテロ構造をガリウム燐基板上に結晶成長する技術を開発し、紫外線(波長325nm)の光励起レーザ発振を初めて達成した。本年度の主な研究成果共鳴トンネルダイオード特性の精密制御をテーマとして、電子ビーム露光装置でパターニングされたナノザイズ領域への選択エピタキシー(ナノエリアローカルエピタキシー法)を提案した(JST特許申請中)。この技法を用いると、ナノ微小孔中に数原子層の薄膜が極めて均一に形成されることが明らかとなり、共鳴トンネルダイオード特性の均一化に著しい改善が見られた。その結果、2重障壁および3重障壁構造CdF_2/CaF_2共鳴トンネル構造で、量子井戸層厚による量子井戸サブバンドの制御を室温において実験的に実証する水準にまで到達した。研究開始前の状況から比べると、結晶成長の精密制御に関して飛躍的な進歩が見られた。平成15年度の顕著な成果として、〓ナノエリアローカルエピタキシー法を用いて結晶成長領域の微細化を試み、現状では、微小孔直径20nmの超微細素子形成が達成されている。これは電子ビーム露光による微細加工技術、弗化物ヘテロ構造に特化したプロセス技術および、ローカルエピタキシー法における表面清浄化および結晶成長基板温度を最適化することにより達成されたものである。〓上記の結晶成長領域超微細化の結果として、CdF_2/CaF_2三重障壁共鳴トンネルダイオード構造を用いて、量子井戸厚変化による構造依存性から、量子井戸サブバンドの制御を試みたところ、量子井戸厚1.2nm3.6nm程度の範囲で、微分負性抵抗特性のピーク電圧をほぼ理論予測に従う形でコントロールすることに成功した。この材料系で二重障壁構造に引き続き三重障壁構造をこの技術水準に到達させたのは本研究が世界で初めてである。〓シリコン基板面方位<100>基板上への弗化物ヘテロ超構造の結晶成長を試みた。

原子ステップにおける結晶欠陥を抑制するため、2°off基板を用いて2原子層ステップが支配的になるように制御することにより、Si(100)上への薄膜エピタキシャル成長を再現性よく可能とし、さらに、この方法を用いて作成した共鳴トンネルダイオードは再現性よく室温で微分負性抵抗を示し、量子構造の形成が確認できた。また、その室温微分負性抵抗特性の構造依存性の解析から、量子井戸厚に±1原子層の層厚揺らぎが存在していることが示唆された。〓CoSi_2(金属)/CaF_2(絶縁体)ヘテロ構造にはじめてローカルエピタキシー法を適用し、三重障壁共鳴トンネルダイオード構造の微分負性抵抗特性において、適用前には得られなかった33にも及ぶピーク対バレー電流比が均一性・再現性よく得られるようになった。絶縁体、半導体および金属をも包含する異種材料同士をナノメートル層厚でエピタキシャル積層した人工ヘテロ構造(≡超ヘテロナノ結晶)は、その接合界面における際立って大きな物性の相違により、ナノメートル領域における超高速かつ非線形な共鳴トンネル輸送現象や、サブバンド間遷移光吸収・増幅などの光-電子相互作用を量子閉じ込め等により人工的に制御するための基本構造として有望である。本研究では、他に類例をみない量子構造材料としてフッ化物系絶縁体フッ化カルシウム、フッ化カドミウム、シリサイド系金属コバルトシリサイドを採用し、結晶成長法としては本研究独自のナノサイズ微細加工と超高真空中分子線エピタキシー法を組み合わせたローカルエピタキシー法を用いて、量子構造の精密制御と量子ナノ構造デバイスへの応用を目指した研究を行っている。本年度は下記の成果を得た。1)試料調整上の理由でこれまで困難であったフッ化カルシウム、フッ化カドミウムのエピタキシャル積層構造の、透過型電子顕微鏡による断面結晶格子像の取得に初めて成功した。これまでは電気特性レベルの評価で作製した結晶の高い品質が類推されていたが、今回初めて急峻なヘテロ界面の顕微鏡画像化に成功したことにより、本研究で提案する結晶成長法の有効性が改めて実証されたことになる。2)フッ化カルシウム・フッ化カドミウムエピタキシャル積層構造を用いて、量子カスケードレーザの基本構造となる活性層を1周期作製し、室温において電流注入実験を行ったところ、ほぼ設計通りの1.3um波長帯の発光を観測した。今後発光メカニズムの詳細を明らかにするとともに、量子カスケードレーザ応用への研究を進める予定である。今回得られた成果は、本研究で提案する量子ナノ構造の光デバイス応用への可能性を実験的に示す重要な第1歩と位置づけられる。本研究では、絶縁体、半導体および金属をも包含する異種材料同士をナノメートル層厚でエピタキシャル積層した人工ヘテロ構造(≡超ヘテロナノ結晶)を次世代の新機能エレクトロニクス材料と位置付け、シリコン基板上にエピタキシャル成長可能な弗化物系絶縁物、半導体シリコン、およびシリサド系金属のエピタキシャル超格子の形成技法と、その量子効果デバイスへの応用を目指した研究を行い、下記の研究成果を得た。1)フッ化カドミウム・フッ化カルシウムヘテロ超格子構造を、原子レベルで均一に形成するための基板平坦化技術を開発し、その技術を用いて近赤外波長領域で発光することが期待される量子井戸サブバンド間遷移発光素子を設計・製作したところ、波長1.6μm付近の発光を室温観測することに初めて成功した。
セブンシスターズの歴史と女性のリーダーシップ教育

最終年度には、セブンシスターズを含めた女子大学の新たな役割に関連した講演会に招聘される機会が多くあり、これまで蓄積してきた調査内容を学会や大学等で広く多くの聴衆に届けることができた。まず大学関連では、神戸女学院大学、大妻女子大学、実践女子大学、跡見学園女子大学、群馬県立女子大学において、周年事業やFD・SDに関連した講演会に招かれ、セブンシスターズの動向について情報提供できた。さらに、高等教育とジェンダーのテーマについては、筑波大学、東京女子大学、東京外国語大学、大学女性協会での公開シンポジウムや女性管理職登用セミナー等でトークをする機会を得た。一般向けについては、日本学術会議主催学術フォーラムシンポジウム「ジェンダー視点が変える科学・技術の未来GS10フォローアップ」においてパネルディスカッションに登壇。朝日新聞社主催のWomen&Tokyoで国際女性デーにシンポジウムで基調講演及びパネルディスカッションに登壇。3月の女性史月間にはアメリカ大使館と津田塾大学女性研究者支援センターが主催した「グローバル社会で活躍する次世代女性リーダーの育英」と題した講演会に登壇。海外でも3カ国で発表する機会を得た。バンクーバーにあるサイモンフレーザー大学で開催された国際女性史連盟の大会で女子大学において女性創立者の建学の精神を学生に語る意味について報告。韓国で開催されたAmerican Studies Association of Koreaでも発表する機会に恵まれ、日米の女子大学のみならず、韓国における性的マイノリティの動向を現地で見聞することができた。さらに、アイルランドで開催されたHistory of Education Society (UK)やUniversity College Dublinで報告し、女性と高等教育を専門とする歴史研究者とネットワーキングが行えた。平成26年度は、5月にトロント大学で開催されたバークシャー女性史会議に出席し、最近の女子大学の動向において極めて重要なイッシューとなっているトランスジェンダーに関するセッションに複数出席することができ、多くの知見を得た。さらに7月に、北京にあるChina Women's Universityで開催された“Women in Public Service Project"の2014Instituteに出席し、アメリカや中国の研究者、アドミニストレーター、アクティビストたちと共に発話する機会を得た。“Global Advocacy on Women's Leadership"というセッションでは登壇者の一人となり、日本における女性のリーダーシップ育成について話題提供した。また、北京のフォード財団で開催された“A Conversation on Women's Leadership"というセッションにも出席しディスカッションに加わった。1月に参加したアメリカ教育史研究会においては、日本におけるアメリカ教育史研究の最新の動向に触れ、本研究への示唆を得ることができた。初年度に有意義な研究集会に複数参加できたことは、本研究の基盤を作る意味において極めて有効であった。平成27年度は、5月に日本女性学会大会(於:京都市男女共同参画センターウィングス京都)に出席、8月には日本学術会議法学委員会社会と教育におけるLGBTIの権利保障分科会(第23期・第3回、於:日本学術会議)において「アメリカにおける現状と取り組み:女子大学(セブンシスターズ)とトランスジェンダーのイッシューを中心にウェルズリー大学、ミルズ大学、スミス大学での事例」というタイトルで報告、また同月に、中国山東省済南で開催されたInternational Federation for Research in Women's History(於:山東大学)の大会に出席、9月にはアメリカ史学会(於:北海道大学)、12月にはジェンダー史学会(於:大妻女子大学多摩キャンパス)で報告、1月にはアメリカ教育史研究会(於:コープイン京都)に出席した。これらの学会・研究会への出席を通して、ジェンダー史やジェンダー研究をめぐる最新の研究動向を把握することができ、本研究課題に関する重要な示唆を得た。特に、日本学術会議法学委員会社会と教育におけるLGBTIの権利保障分科会(第23期・第3回、於:日本学術会議)での「アメリカにおける現状と取り組み:女子大学(セブンシスターズ)とトランスジェンダーのイッシューを中心にウェルズリー大学、ミルズ大学、スミス大学での事例」の報告を発展させ、12月の2015年度第12回ジェンダー史学会年次大会ではシンポジウム「『制度』のなかのLGBT-教育・結婚・軍隊」の登壇者として、本研究課題について「アメリカの女子大学における入学許可論争ーセブンシスターズを中心にー」というタイトルで報告を行い、貴重なコメントを他の報告者やコメンテーターから得ることができた。さらに、1月のアメリカ教育史研究会では、米国における女子高等教育をめぐる博士論文にコメントをする機会を得た。コメンテーターとしての本報告は本研究課題を深めることにも有機的に繋がった。多くの学会や研究会に出席することで、本研究を深めるうえで重要な、他分野からの視座を得る機会を得た。とりわけ、中国で開催されたInternational Federation for Research in Women's Historyは、世界各国からの参加があり、多面的な知見を得ることができたし、貴重な意見交換も行うことができた。ジェンダー史学会でのシンポジウムへの登壇も本研究課題の進捗に極めて有意義であった。平成28年度は、夏期にウェルズリー大学、スミス大学、マウントホリヨーク大学で古文書館を中心にリサーチを実施した。特に、ウェルズリー大学においては、入学式に当たるConvocationやその前後のオリエンテーションプログラムに出席することができ、得るものが多かった。5月には、日本学術会議法学委員会「社会と教育におけるLGBTIの権利保障」分科会主催のシンポジウム「教育におけるLGBTIの権利保障ー現状と課題」で「アメリカの大学におけるLGBTIの権利保障」というタイトルで報告を行った。また10月には、2015年12月に開催されたジェンダー史学会年次大会シンポジウム「制度のなかのLGBT-教育・結婚・軍隊」での報告を纏め、『ジェンダー史学』第12号(5-18頁)に「トランスジェンダーの学生をめぐる入学許可論争とアドミッションポリシー21世紀のアメリカにおけるセブンシスターズの女子大学を中心に」として発表した。

さらに、2017年2月25日に日本女子大学人間社会学部学術交流研究事業主催シンポジウム「『多様な女子』と女子大学ートランスジェンダーについて考える」に招かれ、「米国の女子大学とトランスジェンダー学生受け入れを巡ってーセブンシスターズを中心に」と題して報告を行った。『ジェンダー史学』に収録した報告は、改訂を加えて、青弓社から出版される『教育とLGBTI』にも所収すべく、2月に入稿した。2015年度、イギリス女性史研究会主催の国際シンポジウムでコメンテーターを務めた報告についても、9月に「女子教育の国際的ネットワークの歴史化と3つのジレンマ」として、当該研究会誌『女性とジェンダーの歴史』第4号に寄稿した。ウェルズリー大学においてタイムリーな調査を実施することもできたことに加え、研究会や学会等で報告した内容を学会誌等にも寄稿することができた。また、21世紀に女子大学が果たしている役割や影響力をトランスジェンダー学生の受け入れという角度から検討、考察をする意義は大きい。その点を見据えながら、女子大学におけるリーダーシップ教育の現在と歴史的経緯について引き続き検討を加えていきたい。平成29年度は、これまで口頭発表してきた内容を以下に記載した通り、本やブックレットに所収される形で出版し、学会関係者を超えてより広い読者層に研究内容を届けることができた。また、朝日新聞や読売新聞等からも女子大学の存在意義と女子の定義について取材を受ける機会が複数回あり、社会に対しても広く発信することができた。そうすることで、より多くの読者からコメント等を受け取る機会が増えた。さらに、STEM分野における女性リーダーシップについてのに共著論文が、Surviving Sexism in Academiaという図書に所収されたことも口頭発表については、2017年6月1日ー4日にホフストラ大学で開催されたバークシャー女性史会議に出席し、ラウンドテーブルで共同発表を行った。また、11月10日ー12日にウィンチェスターにおいて開催されたHistory of Education Society UK, the 50th Anniversary Conferenceにおいて基調講演を行った。当該課題と関連のある研究を行っている優れた研究者とネットワークすることが、前半では米国において、後半にはイギリスにおいてできたことはたいへん意義があった。
ハンドル体結び目と拡大アレクサンダー不変量

本年度に実施した研究の成果は、カンドルの線形拡大に付随するアレキサンダーペアやカンドルのアフィン拡大に付随する拡大アレキサンダーペアを用いてカンドル表示に対してFox微分を定義し、カンドルの不変量を導入したことです。カンドルは、Joyce, Matveevにより導入された結び目のライデマイスター変形を代数化して得られる代数であり、結び目の基本カンドルの同型類は結び目の完全不変量になります。カンドルは豊富な情報を含んでいますが、一般に二つのカンドルを区別することは簡単ではありません。本研究の成果として得られた不変量は、カンドル表示の関係式を生成元でFox微分することで得られる行列において、初等イデアルや行列式を計算することで得られます。このような研究成果を得るためには、科学研究費補助金を用いて出張を行い、研究会議で国内外の研究者と議論を交わすことが重要でした。特に、本研究に関連した研究会議として「ハンドル体結び目とその周辺11」が10月に開催されました。この研究会議では、Kengo Kawamura氏による拡大アレクサンダー行列と曲面結び目についての研究、Airi Aso氏によるトンネル数1のモンテシノス結び目のねじれアレキサンダー多項式についての研究、Yoshikazu Yamaguchi氏によるねじれアレキサンダー不変量の紹介、Shin'ya Okazaki氏によるハンドル対結び目のLitherlandアレキサンダー多項式についての研究、Hiroshi Goda氏によるセルバーク跡公式から結び目体積公式への研究がありました。またハンドル体結び目に関連した低次元トポロジーの重要な問題についても話し合われました。研究実績の概要で述べたように研究成果が出ている。本研究に関連する研究会議も滞りなく開催されている。多重共役カンドルの表示に関する基礎理論を完成させ,多重共役カンドルに対するFox微分を定義します。研究を効率よく進めるために関連する研究会議やセミナーなどに参加し情報収集を行います。また研究成果の発表を通して、研究成果に対するフィードバックを得ることで、研究成果をさらに洗練させます。このように適切に出張を行うことに加えて、研究会議「ハンドル体結び目とその周辺12」を開催します。研究会議の開催によって人的交流を促進し研究者同士の活発な議論を引き起こすことで、深みのある研究を加速させます。理由:出張日程の延期のため使用計画:更新された日程で出張し、旅費として使用する予定である。
振動翼に生じる翼端渦キャビテーションの非定常特性とアクティブコントロール

本研究はロケット用ターボポンプのインデューサに生じるキャビテーション現象とそれによる非定常流体力および衝撃圧の発生機構の解明を目的とした基礎的研究である.本年度は振動翼周りに生じるキャビテーションの形態とその発生条件を高速度ビデオを用いた挙動観察と入口変動圧力計測により詳細に調べるとともに,非定常キャビテーションの振動特性の解明を試みた.以下に得られた成果を示す.1)これまで自励振動の発生原因のひとつとしてリエントラントジェット形成が指摘されてきたが,振動翼に生じるキャビテーションのリエントラントジェット形成頻度は振動キャビテーションの自励振動数ではなく,翼の加振振動数に一致していることから,リエントラントジェット形成がキャビテーションの自励振動の主要因でないことを示した。2)無次元時間平均キャビティ長さLcm^*≒1の場合,翼の加振振動数がキャビテーションの自励振動数に近づくとキャビテーションの自励振動数が翼の加振振動数に吸収され,無次元入口圧力変動の振幅Ap^*が大きくなる.3)無次元時間平均キャビティ長さLcm^*≒1の場合、翼の加振ストロハル数Stf≦0.035ではキャビティ長さLcは迎え角αとほぼ同位相で変化するのに対し,0.035<Stf<0.2の範囲ではStfが大きくなるにしたがってαに対するキャビティ長さ変動に位相遅れが生じる.しがし,翼の加振ストロハル数Stf≧0.2ではそれらの位相差は概ね一定の値となっている.また,入口圧力P1とキャビティ長さLcの位相差は翼の加振ストロハル数Stfにかかわらず一定でほぼ180[°]になる.4)翼の加振ストロハル数Stf=0.14の場合,無次元時間平均キャビティ長さLcm^*=0.2においては,キャビティ長さLcは迎え角αとほぼ同位相で変化するのに対し,Lcm^*>0.2の範囲ではLcm^*が大きくなるにしたがってαに対するキャビティ長さ変動に位相遅れが生じる.ただし,入口圧力P1とキャビティ長さLcの位相差は無次元時間平均キャビティ長さLcm^*にかかわらず一定でほぼ180[°]になる.本研究はロケット用ターボポンプのインデューサに生じるキャビテーション現象とそれによる非定常流体力および衝撃圧の発生機構の解明を目的とした基礎的研究である.本年度は主として静止2次元翼周りに生じるキャビテーションの形態とその発生条件を高速度ビデオを用いた挙動観察と入口変動圧力計測により詳細に調べるとともに,非定常キャビテーションの振動特性の解明を試みた.以下に得られた成果を示す.1)キャビテーションマップを作成し,キャビテーションを6種類に分類するとともにその発生限界を明らかにした.2)非定常キャビテーション状態ではキャビティ長さが長い場合(Longer Cavitation)と短い場合(Shorter Cavitation)で振動特性が異なることが分かった.すなわち,コード長による無次元キャビティ長さが1付近のLonger Cavitationでは,コード長で無次元化したストロハル数Stはキャビティ長さに依らずSt=0.13付近でほぼ一定となるのに対し,部分キャビテーション状態のShorter Cavitationではキャビティ長さが大きくなるにしたがってStが小さくなる.また,キャビティ体積変動の振幅についてもLonger Cavitationの振幅はShorter Cavitationの場合に比べ,大きくなることがわかった.3)Shorter Cavitationの振動数は試験部上流部配管長さLdおよび迎え角αに依存し,本実験範囲ではLd及びαが大きいほど,振動数が大きくなることがわかった.4)Longer Cavitationでは振動数が試験部上流部配管長さLdおよび迎え角αには依存しない.圧力変動の振幅に関しては迎え角αに依存し,α=5°付近で振幅が最大となる.本研究はロケット用ターボポンプのインデューサに生じるキャビテーション現象とそれによる非定常流体力および衝撃圧の発生機構の解明を目的とした基礎的研究である.本年度は振動翼周りに生じるキャビテーションの形態とその発生条件を高速度ビデオを用いた挙動観察と入口変動圧力計測により詳細に調べるとともに,非定常キャビテーションの振動特性の解明を試みた.以下に得られた成果を示す.1)これまで自励振動の発生原因のひとつとしてリエントラントジェット形成が指摘されてきたが,振動翼に生じるキャビテーションのリエントラントジェット形成頻度は振動キャビテーションの自励振動数ではなく,翼の加振振動数に一致していることから,リエントラントジェット形成がキャビテーションの自励振動の主要因でないことを示した。2)無次元時間平均キャビティ長さLcm^*≒1の場合,翼の加振振動数がキャビテーションの自励振動数に近づくとキャビテーションの自励振動数が翼の加振振動数に吸収され,無次元入口圧力変動の振幅Ap^*が大きくなる.3)無次元時間平均キャビティ長さLcm^*≒1の場合、翼の加振ストロハル数Stf≦0.035ではキャビティ長さLcは迎え角αとほぼ同位相で変化するのに対し,0.035<Stf<0.2の範囲ではStfが大きくなるにしたがってαに対するキャビティ長さ変動に位相遅れが生じる.しがし,翼の加振ストロハル数Stf≧0.2ではそれらの位相差は概ね一定の値となっている.また,入口圧力P1とキャビティ長さLcの位相差は翼の加振ストロハル数Stfにかかわらず一定でほぼ180[°]になる.4)翼の加振ストロハル数Stf=0.14の場合,無次元時間平均キャビティ長さLcm^*=0.2においては,キャビティ長さLcは迎え角αとほぼ同位相で変化するのに対し,Lcm^*>

0.2の範囲ではLcm^*が大きくなるにしたがってαに対するキャビティ長さ変動に位相遅れが生じる.ただし,入口圧力P1とキャビティ長さLcの位相差は無次元時間平均キャビティ長さLcm^*にかかわらず一定でほぼ180[°]になる.
破骨細胞の分子作用機序の解明-いかにしてマクロファージは巨大化し骨を溶かすか-

破骨細胞がいかにして骨を溶かす(骨吸収)のか、その分子作用機序を明らかにする事を目的として本研究を開始した。まず、in vitroにヒト末梢血由来単球および白血病細胞株を破骨細胞に分化するシステムを確立した。再現性のある解析を行うため、骨溶解の開始因子を探索し、エネルギー分子であるATPが骨成分の分解を亢進することを見いだした。さらに、ATP刺激後の細胞骨格の変化とリソソーム様顆粒の動きを経時的に追跡し、以下のような骨溶解のプロセスを見いだした。(1)破骨細胞による骨溶解は,ATPと細胞表面の受容体P2×7の結合により生じるシグナルで惹起され、その際、既存のアクチン細胞骨格が崩壊して、時間経過依存性にpodosomeから成る環状の接着帯を形成する。(2)アクチンの変化に呼応するように、リソソームの移動が亢進し、半球状の破骨細胞の天頂部分に一旦集まり、その後環状の接着帯の内側領域にむけて移動して放出される。(3)上記の変化には微小管の構成成分であるαチューブリンのアセチル化の亢進とその後の脱アセチル化が必須であり、脱アセチル化阻害剤により、環状接着帯の形成とリソソームの輸送が阻止される。(4)これら微小管のαチューリンのアセチル化と脱アセチル化の上流でチロシンキナーゼSykが機能している。破骨細胞による骨溶解作用機構は、in vitro実験の難しさや開始因子が見いだされていなかったために、詳細な解析が十分おこなわれていなかった。本研究では、ヒト末梢血由来単球からの分化モデルを確立し、かつ開始因子の候補であるATPを利用して、再現性のある骨溶解の解析実験を行うことができた。破骨細胞の過剰な活性化や機能不全によりおこる病態や疾患の分子基盤の確立および新規治療法の開発への貢献が期待される。また、これらの主な研究成果は、現在学術雑誌に投稿中である。まずインビトロでマクロファージから破骨細胞へと分化成熟させ、骨吸収を刺激依存性に定量する解析方法の確立をめざした。1、分化に関してはヒト白血L病細胞株HL60および末梢血由来CD14陽性単球を用い、M-CSF、RANKL、ビタミンD3など各種分化因子の存在下で、マクロファージ様の分化を経てTRAP(酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ)陽性かつ多核の成熟破骨細胞様に分化する系を確立した。また2、骨吸収の定量的な解析方法として、象牙質切片上で破骨細胞を分化成熟させ、Arp刺激により形成した吸収窩の数を定量する方法を確立した。さらに分化の経過およびArp刺激後の細胞骨格およびリソソームの変化を系時的に解析した。その結果、破骨細胞の成熟にともない特殊なアクチンの形態ポドゾームが形成されて吸収窩様の内腔を形成する事、その形成に微小管のアセチル化が重要な役割を果たす事、さらにATP依存性にリソソーム様の酸性顆粒が核周辺に集積する事を見いだした。そこでこれらの変化に関わる分子の探索およびその分子機序の解明をめざした。微小管のアセチル化制御に関わる分子としてHDAC6およびチロシンキナーゼSykに着目した。Sykに関してはshRNA-Sykの永久発現型のHL60を作成した。HDAC6については脱アセチル化阻害剤を利用してその影響を解析した。

Sykの下流で微小管の翻訳後修飾が影響を受ける事、微小管のアセチル化のダイナミクスが骨吸収に必須であることを確認した。今後は動画による解析を中心にさらに詳細な分子動態を追跡し、HDAC6およびSykを介した細胞骨格の変化とリソソーム様顆粒の放出過程を分子作用機序として明らかにする。平成18年度に引き続き、in vitroにヒト末梢血由来単球および白血病細胞株を破骨細胞に分化するシステムを利用して破骨細胞による骨溶解作用(骨吸収)の分子機構の解明をめざした。本年度は、再現性のある解析を行うため、まず骨溶解の開始因子を探索し、エネルギー分子であるATPが骨成分の分解を充進することを見いだした。そこで、ATP刺激後の細胞骨格の変化とリソソーム様穎粒の動きを経時的に追跡し、以下のような骨溶解のプロセスを見いだした。(1)破骨細胞による骨溶解は、ATPと細胞表面の受容体P2×7の結合により生じるシグナルで惹起され、その際、まず既存のアクチン細胞骨格が崩壊して、時間経過依存性にpodosomeから成る環状の接着帯を形成する。(2)アクチンの変化に呼応するように、リソソームの移動が充進し、半球状の破骨細胞の天頂部分に一旦集まり、その後環状の接着帯の内側領域にむけて移動して放出される。(3)上記の変化には微小管の構成成分であるαチューブリンのアセチル化の充進とその後の脱アセチル化が必須であり、脱アセチル化阻害剤により、環状接着帯の形成、とリソソームの輸送が阻止される。(4)これら微小管のαチューリンのアセチル化と脱アセチル化の上流でチロシンキナーゼSykが機能している。破骨細胞による骨溶解作用機構は、in vitro実験の難しさや開始因子が見いだされていなかったために、詳細な解析が十分おこなわれていなかった。今回私達は、ヒト末梢血由来単球からの分化モデルを確立し、かつ開始因子の候補であるATPを利用する事により、再現性のある骨溶解実験を行って分子機序を解析することができた。本結果は、破骨細胞の過剰な活性化や機能不全によりおこる病態や疾患の分子基盤の確立および新規治療法の開発への貢献が期待される。
炭化ケイ素結晶の異方性:高温酸化と表面プロセス変形によるアプローチ

炭化ケイ素(SiC)の物理的および化学的特性の結晶方位異方性を明らかにすることを目的に以下の研究を行った。1.炭化ケイ素のオゾンガス酸化CVD法により合成された炭化ケイ素および単結晶炭化ケイ素ウエハを試料として、オゾンガス-酸素混合ガス中(最大オゾンガス分圧:0.07atm)、5731273Kの温度範囲で試料表面に形成されるシリカ皮膜厚さをエリプソメータで測定することにより酸化速度を評価した。オゾン含有雰囲気においても、これまで純酸素中や酸素-水蒸気混合ガス中で報告されているように、全実験温度範囲で(0001)Si面よりも(0001^^-)C面で酸化速度の大きいことが確認された。また、単結晶炭化ケイ素試料を用いた検討から酸化速度は以下の順に大きいことが明らかとなった。この順番は各結晶面におけるC原子密度と良く対応しており、酸化プロセスに炭化ケイ素中のC原子が重要な役割を果たすことが示唆された。オゾン含有雰囲気においてはSi面における酸化速度が、純酸素中や酸素-水蒸気混合ガス中と比較して相対的に上昇していた。オゾンガスは酸化皮膜中の炭素濃度を減少させることを考え併せれば、炭化ケイ素Si面を用いた半導体プロセスにおけるオゾンガスの有用性が確認されたこととなる。2.炭化ケイ素表面プロセス変形2473Kにおいてon-axis材およびoff-axis材の熱処理に伴うネガティブクリスタル形状変化観察を行った。{0001}面が安定であること、および{121^^-0}面が不安定であることを明らかにした。また表面化学ポテンシャルの違いを駆動力としたモデル計算からの計算結果より、on-axis材に関しては表面着脱が律速段階であること、off-axis材については表面拡散が律速段階に関与することが示唆された。炭化ケイ素(SiC)結晶の異方性は、焼結時の空隙形状、クラックヒーリング、単結晶合成等の実用的に重要なプロセスを支配する因子であるばかりでなく、表面拡散や表面自由エネルギーといった学術的に興味深い諸量とも密接に関連している。本研究では炭化ケイ素結晶の異方性を高温酸化および表面プロセス変形の観点から明らかにすることを目的としている。(1)炭化ケイ素のオゾンガス酸化CVD法により合成された炭化ケイ素を試料として、オゾンガス-酸素混合ガス中(オゾンガス分圧:0.07atm)、5731273Kの温度範囲で試料表面に形成されるシリカ皮膜厚さをエリプソメータで測定することにより酸化速度を評価した。全温度範囲で(0001)Si面よりも(0001^^-)C面で酸化速度が大きいことがわかった。これは従来、酸素中で報告されている傾向と良く一致し、オゾン含有雰囲気においても(0001^^-)C面における大きな酸化速度が確認された。773K以上で放物線則が観察されたことから、オゾンからの解離反応により形成される原子状酸素の酸化皮膜中の拡散が酸化の律速段階と考えられた。一方、573および673Kでは、直線則的な挙動が確認された。この現象は、本研究で初めて見出されたもので、現在、低温領域における酸化機構に関しては検討中である。(2)炭化ケイ素表面プロセス変形{0001}、{101^^-0}および{121^^-0}配向の炭化ケイ素単結晶中へ、リソグラフイック-イオンエッチング-ホットプレス法によりネガティブクリスタルを導入し、2473Kにおいて熱処理に伴うネガティブクリスタル形状変化観察を行った。その結果、{0001

}が安定であることおよび{121^^-0}が不安定であることが確認された。現在、ネガティブクリスタル形状変形の変形速度に関する検討を行っている。昨年度に引き続き、炭化ケイ素(SiC)結晶の異方性に関して、オゾン含有雰囲気酸化および表面プロセス変形の観点から検討した。1、炭化ケイ素のオゾンガス酸化CVD法により合成された炭化ケイ素および単結晶炭化ケイ素ウエハを試料として、オゾンガス-酸素混合ガス中(最大オゾンガス分圧:0.07atm)、5731273Kの温度範囲で試料表面に形成されるシリカ皮膜厚さをエリプソメータで測定することにより酸化速度を評価した。オゾン含有雰囲気においても、これまで純酸素中や酸素-水蒸気混合ガス中で報告されているように、全実験温度範囲で(0001)Si面よりも(0001^^-)C面で酸化速度の大きいことが確認された。また、単結晶炭化ケイ素試料を用いた検討から酸化速度は以下の順に大きいことが明らかとなった。この順番は各結晶面におけるC原子密度と良く対応しており、酸化プロセスに炭化ケイ素中のC原子が重要な役割を果たすことが示唆された。一方、オゾン含有雰囲気においては(0001)Si面における酸化速度が、純酸素中や酸素-水蒸気混合ガス中と比較して相対的に上昇していた。オゾンガスは酸化皮膜中の炭素濃度を減少させることを考え併せれば、炭化ケイ素Si面を用いた半導体プロセスにおけるオゾンガスの有用性が確認されたこととなる。2、炭化ケイ素表面プロセス変形2473Kにおいて{0001}on-axis材およびoff-axis材の熱処理に伴うネガティブクリスタル形状変化観察を行った。それらの結果と表面化学ポテンシャルの違いを駆動力としたモデル計算からの計算結果より、on-axis材に関しては表面着脱が律速段階であること、off-axis材については表面拡散が律速段階に関与することが示唆された。
物質・情報・エネルギー交換機能を付与した細胞サイズプロテオリポソームアレイの構築

従来の人工細胞研究において「膜」はバリア性のみの脂質二重膜小胞(リポソーム)が多く用いられてきた。これに対して本研究では、さまざまな機能を担う膜タンパク質をリポソーム膜に組み込んだ「均一で細胞サイズのプロテオリポソームアレイ」を実現することを目的とした。申請者の先行研究成果(若手B平成2324年度)を基盤として、膜タンパク質が再構成された細胞サイズの均一直径プロテオリポソームアレイ形成技術を提案し、また再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能の活性評価を行った。今後、本成果を展開し、外部刺激に対して連続的に応答するモデル生体膜の作成へと発展させていきたい。これに対して本研究では、物質・情報・エネルギー交換機能を担う膜タンパク質をリポソーム膜に組み込んだ「均一で細胞サイズのプロテオリポソームアレイ、すなわち人工細胞膜アレイ」を実現することを目的としている。申請者の先行研究成果(若手B平成2324年度)を基盤として、1.膜タンパク質が再構成された細胞サイズのプロテオリポソームアレイ形成技術の確立し、2.再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能の計測(活性評価)を目指している。平成25年度は、1.膜タンパク質が再構成された細胞サイズのプロテオリポソームアレイ形成技術について研究を行った。特に、以下のベシクルスプレー法について集中的に検討を行い、再構成された膜タンパク質の機能活性を示唆する結果を得ることができた。リポソームアレイ形成法では、エレクトロスプレー技術と基板の微細パターニングと組み合わせることで脂質の選択塗布を可能にした。ベシクルスプレー法による膜タンパク質再構成リポソーム形成では、プロテオベシクル水溶液をエレクトロスプレーにより選択塗布し、パターニングされたプロテオベシクルの水和と同時に細胞サイズのプロテオリポソームアレイを形成させる。スプレー後の膜タンパク質の活性を保つための保湿材(グリセリンなど)をプロテオベシクル水溶液に混合する点について検討を行い、その結果、ATP依存的に基質を輸送する膜タンパク質FoF1の活性を示唆する結果を得ている。本成果は、膜タンパク質を簡便にリポソームに再構成する手法の一つになり得る点で重要である。平成26年度以降も本法の技術確立と、再構成された膜タンパク質の活性評価に取り組む。申請者の先行研究成果(若手B平成2324年度)を基盤として、1膜タンパク質が再構成された細胞サイズのプロテオリポソームアレイ形成技術の確立し、2再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能の計測(活性評価)を目指している。平成26年度は、2再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能に関する研究を中心に行った。平成25年度に行ったプロテオリポソームのアレイ化技術によって、ATP依存的に基質を輸送する膜タンパク質FoF1を再構成したリポソームアレイを形成し、その活性を定性的に確認することができた。本成果は、ベシクルスプレー法の有効性を示していると考えている。一方で、外部刺激に応答するリポソームの作成についても研究を進めた。リポソームは、小胞形状であるため、その中に様々な物質を内封できる。ここでは、蛍光置換基を持つ温度応答性高分子、あるいはpH応答性高分子をリポソーム内部に内封させることで、温度、pHの変化に対して蛍光輝度が変化する仕組みをリポソームに組み込んだ。本成果を、リポソームの刺激・情報に対する自律的応答へと応用していきたい。平成27年度は、ベシクルスプレー法の技術を利用して再構成された膜タンパク質の活性評価を行い、物質・情報・エネルギー交換機能を有するリポソーム膜アレイの実現を目指す。申請者の先行研究成果(若手B)を基盤として、膜タンパク質が再構成された細胞サイズのプロテオリポソームアレイ形成技術を提案し、また再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能の活性評価を行った。本研究では、プロテオリポソームアレイ形成法として、ベシクルスプレー法による膜タンパク質再構成リポソームの形成を提案した。プロテオベシクル水溶液をエレクトロスプレーにより基板上のマイクロパターンに選択的に塗布し、パターニングされたプロテオベシクルの水和と同時に細胞サイズのプロテオリポソームアレイを形成させる。スプレー後の膜タンパク質の活性を保つための保湿材をプロテオベシクル水溶液に混合する点について検討を行った。これにより得られたプロテオリポソームアレイにおいて、ATP依存的に基質を輸送する膜タンパク質FoF1の活性を示唆する結果を得た。本成果は、膜タンパク質を簡便にリポソームに再構成する手法の一つになり得る点で重要な成果と考える。一方で、温度やpH刺激に応答するリポソームの作成についても研究を進めた。

リポソームは小胞形状であるため、その中に様々な物質を内封できる。ここでは、蛍光置換基を持つ温度応答性高分子、あるいはpH応答性高分子をリポソーム内部に内封させることで、温度、pHの変化に対して蛍光輝度が変化する仕組みをリポソームに組み込んだ。膜タンパク質や機能性分子を膜に組み込み、刺激・情報に対して自律的に応答し得るリポソームを作成できた。今後、本成果を展開し、外部刺激に対して連続的に応答するモデル生体膜の作成へと発展させていきたい。従来の人工細胞研究において「膜」はバリア性のみの脂質二重膜小胞(リポソーム)が多く用いられてきた。これに対して本研究では、さまざまな機能を担う膜タンパク質をリポソーム膜に組み込んだ「均一で細胞サイズのプロテオリポソームアレイ」を実現することを目的とした。申請者の先行研究成果(若手B平成2324年度)を基盤として、膜タンパク質が再構成された細胞サイズの均一直径プロテオリポソームアレイ形成技術を提案し、また再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能の活性評価を行った。平成25年度に研究を行ったプロテオリポソームアレイ形成技術に基づき、2再構成された膜タンパク質の基質結合・輸送機能の計測を行い、平成26年度の目標である、膜タンパク質FoF1のATP依存的な輸送活性の確認ができたことから概ね達成できたものと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。脂質膜、材料・表面化学、微細加工技術平成27年度は、ベシクルスプレー法により膜タンパク質を再構成したリポソームについて、膜タンパク質の活性評価を中心に行う。再構成手法の妥当性を証明するため、定量的でより詳細な機能計測を行う。1操作で膜タンパク質の機能を有する細胞サイズリポソームアレイを形成する技術の有用性を示す。平成25年度の目標である1.膜タンパク質が再構成された細胞サイズのプロテオリポソームアレイ形成技術の確立は、再構成を試みた膜タンパク質FoF1が膜中に存在するかの確認、および、そのATP依存的な輸送活性確認ができたことから概ね達成できたものと考えている。論文掲載後に随時、追加予定27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度も膜タンパク質の再構成手法について、引き続き検討を進める。特に、ベシクルスプレー法は平成25年度の研究成果により、再構成された膜タンパク質が活性を維持していることを示唆する知見が得られつつあり、優先的に研究を行う。さらに、再構成された膜タンパク質の活性評価についても、再構成手法の妥当性を証明するため、より詳細な機能計測を行っていく。論文掲載後に随時、追加予定初年度の研究途上で得られた知見により、リポソーム上に再構成された膜タンパク質の活性評価を蛍光観察で行う場合、蛍光性基質の高感度な計測手法が必要となることが予測された。そこで、初年度の消耗品費支出を極力抑制し繰り越すことで、平成26年度予算と合わせて顕微鏡の高感度化を目的とした研究費使用を計画した。