hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心不全進展における慢性炎症の機序解明と新たな治療法の探索

不全心の発症にアンジオテンシン系の活性化が関与する。AngIIの慢性投与は、野生型マウスの左室駆出率(EF)の低下を引き起こすが、脂質合成系転写因子であるSREBP-1ノックアウトマウス(KO)ではEFの低下は抑制されていた。AngIIの臓器障害作用に活性酸素種が関与するが、野生型の心臓では抗酸化に働く遺伝子群の発現とそれらの発現調節を行う転写因子Nrf2の発現が低下しており、一方でKOではそれらの発現には対照群と変化がなかった。以上より、AngIIによる心機能障害の発生には、抗酸化能の調節低下が認められることが示唆される。アンジオテンシンII (AngII)は心肥大および活性酸素種の増加作用を有する。一方、肥大心が不全心に移行する過程には、レニン・アンギオテンシン系の活性化が関与していると考えられている。平成24年度でも23年度に引き続き、Ang II投与により心肥大が形成され、左室駆出率(EF)はAng II投与により有意に低下し、心筋収縮能低下が引き起こされることを、小動物用心エコーにて評価した。野生型マウスの心臓において、AngIIの投与の有無によりどのような遺伝子発現変化が引き起こされるかをマイクロアレイ解析を行い、どの項目が特徴的に変化しているのかプログラム解析を行った。炎症関連遺伝子群(chemokine関連遺伝子)の発現亢進と細胞外マトリックス関連遺伝子群(collagen I, III, TN-C)の発現増加の変化が著明であった。また、本研究では心肥大が心不全に到る過程に脂質合成系がいかに関与しているかを明らかにすることも目的としており、その一環として脂質合成系転写因子であるSREBP-1に注目した。SREBP-1ノックアウトマウス(KO)にて同様にAngIIの負荷を行ってみたところ、AngII負荷による心機能低下が抑制されており、また、野生型に認められた遺伝子変化(炎症関連遺伝子および細胞外マトリックス関連遺伝子の発現)は抑制される傾向にあった。更に、野生型のAng II投与群では、抗酸化に働く遺伝子群の発現低下とそれらの発現制御を担う転写因子Nrf2の発現が低下していた。これらの結果は、不全心筋の成立には慢性的な炎症反応が関与している可能性を示唆する。一方、KOマウスではこれらの変化が抑制されていることから、脂質合成系の関与あるいはこれらにより生成された脂質が不全心筋の発症に寄与している可能性が示唆された。レニン・アンギオテンシン系の活性化は、肥大心が不全心に移行することに関与している。Ang II投与は心肥大形成と心機能障害を引き起こすことを、小動物用心エコーにて評価した。左室駆出率(EF)は、Ang II投与により野生型では有意に低下しており、一方SREBP-1-KOマウスではEFの低下が抑制されていた。野生型とKOマウスの心臓のDNAマイクロアレイによって得られた遺伝子発現結果を詳細に解析し、GEO (Gene Expression Omunibus)の分類に従い、どの項目が特徴的に変化しているのかプログラム解析を行った。これまでの解析では、野生型において、炎症関連遺伝子群(chemokine関連遺伝子)と細胞外マトリックス関連遺伝子群(collagen I, III, TN-C, TGF-b)の発現変化が著明であった。一方、これらの遺伝子群の発現変化は、KO群においてはその程度は軽減していた。また、野生型のAng II投与群では、抗酸化に働く遺伝子群の発現低下とそれらの発現制御を担う転写因子Nrf2の発現が低下していた。これらの結果は、不全心筋の成立にには慢性的な炎症反応が関与しており、線維化は二次性変化である可能性を示唆する。そして、そこには、抗酸化能の低下が関与していることが明らかになった。一方、KOマウスではこれらの変化が抑制されていた。このことから、不全心の形成にSREBP1は関与している可能性が示唆され、そこに抗酸化能の低下が関与していることが示唆された。震災後の研究施設の混乱のため、動物実験を一時的に縮小しなければならなかったため。また、ルシフェラーゼ活性測定のためのベクター作製に予定以上に時間がかかったため、研究進展に遅れが生じた。不全心筋では、炎症性変化が認められることがマイクロアレイ解析により示唆されたため、これを確認するために、好中球・リンパ球・マクロファージ・樹状細胞といった、炎症・免疫に関連する細胞の存在を免疫組織染色・フローサイトメトリーで明らかにする。また、発現変化の認められた炎症関連遺伝子を定量PCRにて実際に発現変化が認められることを確認するとともに、蛋白レベルでも変化しているかをウェスタンブロット法・免疫組織染色で明らかにする。

炎症後線維化に関連する実験系として、細胞外マトリックス関連遺伝子群(collagen I, III, TN-C, TGF-b)の蛋白レベルを測定するとともに、ここに関係してくるサイトカイン、たとえば、IL-13の関与が示唆されているが、炎症後線維化に関与する因子としてIL-13の転写活性増加が認められるかをルシフェラーゼ活性の測定により検討する。また、IL-13を介した系が亢進しているかどうかをその受容体の発現亢進も含めて、検討する。さらに、SREBP1の抑制作用を有するEPAを投与によって、KOマウスと同様な表現型が得られるかを検討するとともに、不全心筋の形成にSREBP1が関与するか否かを明らかにする。マイクロアレイ解析で得られた遺伝子の発現変化が、蛋白レベルにも対応しているかを検討するために、ウェスタンブロット・免疫組織染色・EIAを施行するが、使用する各種抗体・アッセイキットの購入に充てる。培養細胞を用いた実験を行うため、メディウム・血清・培養器材の購入に充てる。また、ルシフェラーゼ活性の測定のための試薬等に使用する。さらに、EPAの投与実験を行うため、マウスの購入費・Ang IIの購入費にも使用する。
放線菌における休眠生合成遺伝子の発現に向けて効率的な培養方法の確立

放線菌における多くの二次代謝生合成遺伝子の発現は、通常培養条件下では未活性であり、未利用遺伝子資源のままである。本研究では、1放線菌コレクションを用い、培養条件下による二次代謝産物生合成の休眠遺伝子発現活性化の解析、2放線菌二次代謝を活性化する培養条件・培地成分を同定し、二次代謝産物産生のための効率的な培養方法の確立を目指す。2016年度に、培養条件による二次代謝産物生合成遺伝子の発現活性化を示す放線菌の株を同定した。しかし、この株が産生している新規候補化合物の生産性が低かったため、構造決定できなかった。2017年度は、大量生産される培養条件を検討し、構造解析のための十分な量を得た。次に、次世代シーケンサーによりドラフトゲノム解析を行い、候補の関連遺伝子群を同定し、このデータを用い、構造解析を行った。または、発現活性化に影響を表す培養条件・培地成分の検討を進めた。各成分を除く培養を行い、目的化合物に影響があるか、解析した。結果として、生産に正影響がある成分を同定した。本年度は、遺伝子が発現活性化をする培地成分の解析及び活性化メカニズム解析を続けた。主正影響成分と他の成分の組み合わせを解析し、細菌の増殖及び天然物生産解析を行った。結果として、補助成分を同定した。また、活性化機能を解明するために、各培養条件下でmRNA抽出を行い、遺伝子発現解析を行った。各培養条件に目的遺伝子の発現が異なると分かった。今後の研究では、詳しい発現解析を行って、活性化メカニズムを解明することを期待する。又、培養実験により得たデータを他の放線菌株の培養に応用する予定がある。医薬資源の開発は、生理活性を持つ天然化合物を効率よく発見し、創薬シードとして提供できるかが、鍵となる。放線菌は多様な天然化合物(二次代謝産物)を産生する産業上重要な微生物群である。しかし、放線菌における多くの二次代謝生合成遺伝子の発現は、通常培養条件下では未活性であり、未利用遺伝子資源のままである。培養条件下による休眠している二次代謝生合成遺伝子の発現活性化は、新規有用物質の探索に極めて有用な手法であると考えられる。本年度では、研究代表者により海洋堆積物から単離された放線菌コレクションを用い、通常培養条件で二次代謝産物の生合成遺伝子を発現してない株の選択を行った。次に、培地成分の改変により、この休眠遺伝子の発現活性化を解析した。LC/MS及びNMR解析により、一つの放線菌株は、改変した培養条件において、データベーズの調査により新規候補化合物を産生することが分かってきた。この化合物構造解析に必要な量を得るために大量培養と精製を行った。しかし、生産量が低いため、十分量を得られず、もう一度培養条件を検討した。又、この化合物の生合成の理解のため、生合成遺伝子群の同定が必要である。そのためDNA抽出をし、全ゲノム解析の準備をしている。目的のとおり、培養条件による二次代謝産物生合成休眠遺伝子の発現活性化を示す放線菌の株を同定し、この株が産生している新規候補化合物の構造解析を進めている。又、化合物の大量生産を行う培養条件の検討により、発現活性化に影響を表す培養条件・培地成分の解析も進んでいる。今後、培養条件及び全ゲノムの解析結果がでることで、この化合物の生合成及びその制御が明らかになると期待される。初年度に、培養条件による二次代謝産物生合成遺伝子の発現活性化を示す放線菌の株を同定した。本年度は、大量生産の培養条件を検討し、構造解析のための十分な量を得た。二つ目の目的において、発現活性化に影響を表す培養条件・培地成分の検討を進めた。結果として、生産に正影響がある成分を同定し、現在は詳細な解析を実施中である。目的のとおり、大量生産条件を改善し、目的化合物の構造解析を行った。さらに、発現活性化に影響を表す培養条件・培地成分の解析も進んだ。さらに、ゲノム解析により、候補の関連遺伝子群を同定し、今後はこの化合物の生合成及びその制御が明らかになると期待される。

本研究では、1放線菌コレクションを用い、培養条件下による二次代謝産物生合成の休眠遺伝子発現活性化の解析、2放線菌二次代謝を活性化する培養条件・培地成分を同定し、二次代謝産物産生のための効率的な培養方法の確立を目指す。2016年度に、培養条件による二次代謝産物生合成遺伝子の発現活性化を示す放線菌の株を同定した。しかし、この株が産生している新規候補化合物の生産性が低かったため、構造決定できなかった。2017年度は、大量生産される培養条件を検討し、構造解析のための十分な量を得た。次に、次世代シーケンサーによりドラフトゲノム解析を行い、候補の関連遺伝子群を同定し、このデータを用い、構造解析を行った。または、発現活性化に影響を表す培養条件・培地成分の検討を進めた。各成分を除く培養を行い、目的化合物に影響があるか、解析した。結果として、生産に正影響がある成分を同定した。本年度は、遺伝子が発現活性化をする培地成分の解析及び活性化メカニズム解析を続けた。主正影響成分と他の成分の組み合わせを解析し、細菌の増殖及び天然物生産解析を行った。結果として、補助成分を同定した。また、活性化機能を解明するために、各培養条件下でmRNA抽出を行い、遺伝子発現解析を行った。各培養条件に目的遺伝子の発現が異なると分かった。今後の研究では、詳しい発現解析を行って、活性化メカニズムを解明することを期待する。又、培養実験により得たデータを他の放線菌株の培養に応用する予定がある。新規候補化合物の構造決定を行う。又、ゲノム解析により関連遺伝子群を同定する。さらに、遺伝子発現活性化をする培養条件・培地成分も同定する。遺伝子が発現活性化をする培地成分の解析及び活性化メカニズム解析を続ける。得たデータを他の株の培養に応用する。計画した人経費を他の予算から獲得をできた。繰り越した予算を物品と旅費として使い、研究を進める。
分散凝集制御による複合微粒子の新製造法の開発

磁性体微粒子(Fe_2O_3、粒径約20nm)表面に2分子膜(1層目:オレイン酸ナトリウム、2層目:ドデシル硫酸ナトリウム)を形成させ、2分子膜間にモノマー(スチレンあるいはメタクリル酸メチル)を溶解し、過硫酸カリウム(KPS)を添加して重合反応を開始させた。磁性体微粒子はポリマーのカプセルに包み込まれるが、磁性体-ポリマー複合粒子の表面電位が不足しているため、カチオン性界面活性剤をさらに添加せずとも粒子間凝集を生じ、生成粒子径はサブミクロンミクロンオーダーにまで達した。また、反応途中にカチオン性の界面活性剤を添加することで、微小粒子の発生をある程度抑制することができた。表面に形成させる2分子膜の種類を1層目、2層目ともオレイン酸ナトリウムにした場合、生成粒子径は100200nmであった。オレイン酸のカルボキシル基はpHによって解離を制御できる。すなわち、反応初期に酸を加えておけば表面電位が減少し粒子凝集が起こり、その後塩基を加えれば表面電位が増大し大粒径のまま分散安定状態に達することが予想される。その方法を本系に取り入れたところ、粒子径は800nm程度と増大した。開始剤、KPSの分解による硫酸発生速度は緩やかなので、系のpHは徐々に下がる。この時、粒子表面に両性界面活性剤を作用させておけば、これが徐々にカチオン化することで粒子表面電位の上昇が緩やかとなり、長時間に渡って粒子間凝集が起こることが予想される。この考えに基づき実験を行なったところ、800nm程度の粒子を得た。また、酸および塩基の添加により両性界面活性剤の解離状態を制御し、粒子間凝集の促進を図ったところ、生成粒子径は1500nmにまで増大できた。以上により、諸条件を整えることにより、生成粒子径を制御できることがわかった。問題としては粒径分布が幅広であるということであり、それを克服することを今後の課題としたい。無機-有機粒子の複合化の一般的手法を開発することを目的として、本年度は、磁性流体存在下でスチレンモノマーを用いた異相系重合反応を行い、系内の粒子分散安定性を制御することで、大粒径の磁性体複合微粒子の合成を試みた。磁性流体としては、酸化鉄超微粒子をオレイン酸ナトリウムとドデシル硫酸ナトリウム(SDS)により表面処理したものを用いた。重合はモノマーとしてスチレン、開始剤にはアニオン性ラジカルを発生する過硫酸カリウム(K_2S_2O_8)を用い、種々の反応温度および攪拌速度で行った。はじめに磁性流体をそのまま用いて複合化を行ったところ、粒径が小さく、磁性体含有量の少ない複合粒子と単独のポリスチレン粒子が観察された。これは溶媒中に遊離しているSDSの吸着により粒子の表面電位が増加しことが原因であると思われるので、遊離のSDSを遠心分離により除去し複合化を行った。その結果、磁性体含有量の多い大粒子が合成できたが、大粒子に取り込まれない微小なカプセル粒子も残存していた。これは、SDSの吸着により粒子表面電位が上昇し、微小カプセル化粒子が大粒子に取り込みにくくなったと考えられる。そこで、次に、粒子表面電位を低下させる目的でカチオン性界面活性剤を反応途中で添加して複合化を行った。結果として、微小カプセル化粒子の発生は抑えられ、反応途中で粒子表面電位を制御することで無機-有機複合大粒子の合成が可能であることを示した。
大規模字幕コーパスを利用したCan-doリスト対応型eラーニング教材の研究

(1)eラーニングシステムJPLANGに日本語音声認識を組み込み、スピーキングテストにおいてユーザーが録音した回答の採点の効率化を図った。効率化の観点は、a,発音が悪ければ音声認識において正しくテキストが表示されない、b.表示されたテキストがあれば文法の誤りを見つけやすい、ということであったが、日本国内の初級レベルの日本語学習者を対象とした場合、aについては、学習者の名前などの固有名詞以外はほぼ正しく認識され、発音の良し悪しの評価には使えなかった。しかし、bについては、教師用画面だけではなく学習者用画面にも表示されるため、その表示を見ながら、回答の修正も可能であり、テキスト表示は教師の採点の効率を高めるだけではなく、自律的な学習に導く効果が予想される。(2)JPLANGはスマートフォン(Andoroid, iOS)に対応しているが、開発当初はパソコンでの使用を前提としていた。日本語学習者が多いが教材不足に悩む開発途上国においても、大学で日本語を学習している学生であれば、スマートフォンの所持率は高く、正規の授業で使用しても所持・不所持による不公平はのみでどこまで使用できるのか、課題提出の機能に絞ってカンボジアにおいてパイロット調査を行った。日本語入力は難しいため、音声による回答の送信が中心となるが、学習者はLINEなどSNSと親和性が高く、JPLANGへの使用を促すには、そのメリットを学習者に伝える必要があることがわかった。(3)初級レベルのモデル会話及び基礎練習をほぼ完成させた。遅れの最大の原因は、新学部発足による組織再編に伴う打ち合わせやその資料作成のため、研究に充てる時間が確保できなかったことにある。それにより、Can-doリストの自己評価、中級文型の例文の収集が実施できなかった。Can-doリストの自己評価を行い、その導入効果の測定を行う。また、海外の日本語学習者向けにスマートフォンでの使用を前提とした授業プランを立てる。今年度は、初級文型を組み合わせてモデル会話を作り、その会話を通じてどんな場面でどんなことが日本語で言えるようになるのか、Can-do記述文と照合する調査を行った。自己紹介、1日の行動、持ち物、買い物、家族といった身近なことから、実験室でのマナー、自国との比較、生活習慣の相違の説明など抽象的な内容についても、使用する語に十分配慮すれば初級文型を使って表現できることがわかった。学習者にも場面を意識させることにより、何が日本語で言えるようになったのかを明確に示すことができ、特に海外の日本語学習者が自ら考えて日本語を話す機会を作るのに役立った。今後は字幕コーパスと文型との照合から、当該文型が使える場面のバリエーションを増やし、日本語学習者のおかれている状況と合う場面で日本語を使う練習が行えるよう、練習のリソース提供に役立つ情報を蓄積していく予定である。また、同じ場面でも文型や表現にさまざまなバリエーションがあると考えられ、日本語のレベルごとに整理することも試みる予定である。字幕コーパスは3.3億語の規模を有する話し言葉コーパスであり、日常生活、ニュース、教育番組などさまざまなジャンルからなっており、日本語学習教材の場面設定が豊かになるものと考えられる。最終的には、Can-do項目達成に必要な談話例を字幕コーパスから収集し、Can-do項目ごとに談話例を集積することを目指し、文型シラバスの教材をCan-doリストに対応させた教材に組みなおすためのデータを蓄積する。今年度は、文型から字幕コーパスを検索し、当該文型が使われている場面を抽出するということができなかった。また、Can-do項目達成に必要な談話がどのような文型からなっているのか、パターンを抽出することができなかった。初級文型導入に効果的な場面でのモデル会話の作成を行い、それを研究協力者に依頼して修正を行った。目標とした文型の理解だけでなく、スムーズな発話につなげるためには、その文型と既習の語彙とを組み合わせて学習者自らが文を作り、発音するという練習が必要である。それを行うための例文の見直しを行い、目標としたCan-doを達成し、スムーズな発話、応用力の伸びにつながるようにした。課ごとに設定したCan-doが達成できたかどうか、学習者が確認できるような問題も作成した。今後は、引き続き行っている大規模字幕コーパスからの用例収集により、文型導入と練習に適した例文の追加を行い、より適切な基礎練習ができるようにする。今年度はCan-doリストの自己評価を実施することができなかった。中国人学習者向けの日本語教材にCan-doリストを2/3までしか反映できなかったためである。

日本語学習者が多いが教材不足に悩む開発途上国においても、大学で日本語を学習している学生であれば、スマートフォンの所持率は高く、正規の授業で使用しても所持・不所持による不公平はのみでどこまで使用できるのか、課題提出の機能に絞ってカンボジアにおいてパイロット調査を行った。日本語入力は難しいため、音声による回答の送信が中心となるが、学習者はLINEなどSNSと親和性が高く、JPLANGへの使用を促すには、そのメリットを学習者に伝える必要があることがわかった。(3)初級レベルのモデル会話及び基礎練習をほぼ完成させた。遅れの最大の原因は、新学部発足による組織再編に伴う打ち合わせやその資料作成のため、研究に充てる時間が確保できなかったことにある。それにより、Can-doリストの自己評価、中級文型の例文の収集が実施できなかった。今後は、文型から字幕コーパスを検索し、文型の使用頻度を出して、優先して教える項目の目安とする。Can-do項目達成に必要な談話がどのような文型からなっているのか、パターンを抽出する。当該文型がどのような場面で使用されるのか、できるだけ談話例を収集し、会話練習の素材を増やしていく。文型シラバスの教材をCan-doリストに対応させた教材に組みなおすためのデータを蓄積する。字幕コーパスは3.3億語の規模を有する話し言葉コーパスであり、日常生活、ニュース、教育番組などさまざまなジャンルからなっており、日本語学習教材に提供するデータ作成に有効活用する。今後は、Can-doリストを反映させた教材を完成し、教材をクラス授業で試用し、eラーニングシステムJPLANGを用いてCan-doリスト導入の効果測定を行う。Can-doリストの自己評価を行い、その導入効果の測定を行う。また、海外の日本語学習者向けにスマートフォンでの使用を前提とした授業プランを立てる。
生物進化・免疫系に基づく適応学習型最適化法の開発とVLSIレイアウト設計への応用

本研究は,VLSIの配置配線問題のように解の品質と求解の高速性が要求される問題に対応するために,評価関数曲面の構造に基づいて解の探索過程を自律的・適応的に調整する適応学習型最適化法の開発を行った。本年度は具体的には,以下の2点について研究を行った。1.開発手法の検証・改良免疫システムでみられるランダム的な遺伝子交叉法(遺伝的アルゴリズムに対応させると,三体以上の親の遺伝子を組み替える交叉法)を導入し,その効果として期待される探索領域の拡大および多様性の維持により,開発手法の解の品質面での性能向上をはかった。2.実データヘの応用開発手法を実際的な配置配線問題に応用し,既存の最適化手法による結果と比較することにより,その優位性を立証した。具体的にはVLSIレイアウト設計における標準的な問題であるフロアプラン設計問題,標準セル配置問題,および概略配線問題などを取り上げた。具体的な配置配線問題のデータとして,一般的に用いられている大規模なベンチマークデータを利用した。具体的には,以下の3点について研究を行った。1.基礎的研究遺伝的アルゴリズムに評価関数曲面の特徴に関する情報を遺伝情報として蓄積する機能を加えることにより,問題の性質に応じて適応的に探索過程を調整する適応学習型最適化法を構築した。具体的には,VLSIの配置問題における解空間の構造にみられる自己相似性を遺伝子情報として利用することを考えた。2.アルゴリズムの開発開発手法を実現するアルゴリズムを構築した。特に,評価関数の構造を効率的に遺伝子にコーディングする方法として木構造遺伝子表現を導入し,また,蓄積された情報の有用性に応じて必要な情報を適応的に取捨選択するための遺伝子組み替え法(交叉法)として部分木交換交叉に基づく交叉法を考案した。3.開発手法の基本性能の確認開発手法の性能を確認するために,VLSIセル配置問題について最適解が既知の例題,および実際的な問題として比較的小規模なベンチマークデータに開発手法を応用し,木構造遺伝子表現を用いない従来の手法と比較した。最適解が既知の例題については,開発手法により最適解が高い確率で得られることを確認した。また,ベンチマークデータについても,開発手法により高品質の解が得られることを確認した。
オオムギ、葉身のクチクラワックスと光合成・蒸散および水利用効率との関係

二条種オオムギの水利用効率(要水量)には顕著な品種間差があり、これと葉身表面ワックス量との間には密接な相関関係が認められている(上堂1986)。そこで、六条種を含む15品種を用い、携帯型分析計で光合成(P)と蒸散(T)を測定してP/T比を求め、葉身表面ワックス成分を調査し、これらと以前に調査した水利用効率との関係を検討した。圃場における止葉の光合成速度(乳熟糊熟期)は24.938.9mgCO_2/dm^2/hで顕著な品種間差が認められた。同時測定の蒸散速度は6.187.79gH_2O/dm^2/hで差が小さかった。P/T比は3.825.30mgCO_2/gH_2Oで明白な品種間差が見られたが、以前に調査した水利用効率2.834.21gDM/KgH_2Oとの品種間相関は小さかった。しかし、水利用効率の大きい品種はP/T比も大きく、水利用効率の小さい品種はP/T比も小さかった。表面ワックスの分析には高速液体クロマトグラフを用いた。有機溶媒系GPCカラムのウルトラスタイラジェル500Åと100Åを用い、移動相はテトラヒドロフラン(THF)の1ml/min条件とした。オオムギ幼植物生葉のTHF抽出サンプルには夾雑物が多く、良好な分離は見られなかったが、むぎわら葉鞘の抽出物では4本のピ-クに分離した。葉鞘を広げて面積を測定し、葉鞘1dm^2当りのピ-ク面積を算出してP/T比との関係を検討した。最高のピ-ク(ポリスチレンの分子量約800と等位)の面積とP/T比との間に関係は見られなかったが、分子量の大きいピ-クほど関係が濃くなり、分子量最大のピ-ク(同約2000と等位)とP/T比との相関r=0.633(P<0.005)であった。今後、このワックス成分の同定が重要である。
肝炎ウイルス排除に対応する途上国における乾燥濾紙法による肝炎マーカー測定の提案

WHOは2030年までにウイルス肝炎をElimination(排除)するコミットメントを表明し、各国では肝炎ウイルス感染状況の把握が急務である。途上国では、採血による血清疫学調査が困難なため、血液濾紙法(DBS)による調査が行われているが、コンタミネーションなどの問題があり、DBS検体の遺伝子解析の方法も確立していない。本研究は、途上国であるブルキナファソで行った血清疫学調査で得られたDBS検体を用いて途上国における肝炎ウイルス感染状況に関する血清疫学調査方法の確立とSequence解析によるfull-genome sequenceの特定の可能性を検討する。
パーキンソン病に対する迷走神経刺激療法の治療開発を目指す

パーキンソン病(PD)はアルツハイマー型認知症に次いで2番目に多い神経変性疾患であり、未だ根本的治療が存在しない難病である。病初期は薬物治療が、進行期では脳深部刺激療法(DBS)が奏功するが、手術を受けることができない患者も多く存在し、低侵襲で効果の高いニューロモデュレーション治療の開発が望まれる。迷走神経刺激療法(VNS)は難治性てんかんに対する緩和的外科治療であるが、最近基礎研究でVNSが正常ラット脳の細胞外ドパミン濃度を増加させると報告された。In vivoレベルでの研究はなく、我々はPDモデルラットを用いて、VNSの効果を検討し、PDの新たな治療法を展開する。
外部刺激応答型らせん反転・らせん不斉誘起を利用したキラルシグナル増幅高分子の開発

近年、高分子材料への更なる機能付与の観点から、高分子主鎖のらせん不斉制御を行う研究が大きな関心を集めている。申請者の所属する研究室では主鎖にらせん構造を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル) (PQX)に関する研究を行っており、特定の側鎖を有するPQXが溶媒依存性らせん反転を示すことを明らかにしている。本年度はこの知見に基づき、以下の研究に取り組んだ。(S)-4-octyloxymethyl基とdiphenylphosphino基を有するPQXを合成し、不斉反応の配位子としての利用を検討した。Pd触媒による不斉ヒドロシリル化反応に用いたところ、反応溶媒として二種類の炭化水素を使い分けることにより、高い選択性で二種類の鏡像異性体の作り分けに成功した。また、不斉鈴木-宮浦クロスカップリング反応では、反応溶媒として二種類のエーテルを使い分けることで両方の鏡像異性体を作り分けることができた。電子豊富なアリール基を側鎖として導入することにより、PQXの蛍光量子収率を劇的に改善することに成功した。アリール基の構造を変えることにより青色から赤色付近まで目視で認識可能な様々な発光色を示すPQXが得られた。これらのPQXは主鎖のらせん不斉に基づく円偏光発光特性を示した。PQXの溶媒依存性らせん反転を利用することにより、円偏光発光のキラリティをスイッチすることに成功した。従来のPQX合成においては、遷移金属錯体を開始剤として用いる必要があったため、より簡便なPQX合成法の開発のためにラジカル重合に着目した。Studer教授の報告したラジカル反応剤によるキノキサリン環構築反応から着想を得て、PQX合成のための新たなラジカル反応剤を設計した。Studer教授の指導の下で種々の検討を行った結果、ケイ素部位を有する目的物前駆体を合成するための効率的手法を確立することができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。近年、高分子主鎖のらせん不斉誘起において、モノマーの鏡像異性体過剰率よりも主鎖のらせん方向過剰率が大きくなる不斉増幅現象が明らかとなり、大きな興味を集めている。これを利用して光学活性化合物のわずかな胸像異性体の偏りを正確に判別することが可能になっているが、その検出のためには円偏光二色性スペクトルを測定する必要があった。そこで本研究では、微小なキラルシグナルを増幅してらせん不斉誘起・らせん反転を示し、それに伴って蛍光特性変化を示すらせん高分子の開発を目的として研究を行った。まず、微小な外部刺激に応答してらせん反転を示すらせん高分子を開発するため、様々な構造のキラル側鎖を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を合成し、そのらせん不斉誘起挙動について調べた。その結果、溶媒に用いるアルカンの分子形状に依存して主鎖らせん不斉を反転するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の開発に成功した。また、キラルモノマーとアキラルモノマーの共重合によってポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を合成し、アキラルモノマーユニットがらせん不斉誘起に対して与える影響について検討した。特定のキラルモノマーとアキラルモノマーの組み合わせを用いた場合に、モノマーユニット配列(ブロックコポリマーとランダムコポリマー)に依存してらせん不斉が高選択的に反転することが明らかになった。続いて、ポリキノキサリン主鎖の有する蛍光特性について調べたところ、主鎖らせん不斉に由来する円偏光蛍光(CPL)が観測された。さらに、溶媒依存性らせん反転を利用することによって、CPLのキラリティスイッチを達成した。近年、高分子材料の高機能化を志向して、高分子主鎖のらせん不斉制御に関する研究が精力的に進められている。申請者の所属する研究室ではポリ(キノキサリン-2,3-ジイル) (PQX)の主鎖らせん不斉制御に関する研究を行っており、側鎖に(S)-3-オクチルオキシメチル基を有するPQXが、アルカン溶媒もしくはモノマーユニット配列に依存したらせん反転を示すことを明らかにしている。本年度はこれらの知見に基づき、以下に示すテーマに取り組んだ。(1)PQXへの(S)-4-オクチルオキシメチル基の導入によるらせん反転挙動の鋭敏化(S)-4-オクチルオキシメチル基を有するPQXを種々の溶媒に溶解し、円偏光二色性スペクトルを測定することでその主鎖のらせん不斉を調べた。すると、(S)-3-オクチルオキシメチル基を有するPQXと同様に、アルカン溶媒の間でらせん反転を示すことが明らかになった。さらにアルカン溶媒に加えて、エーテル溶媒間、芳香族溶媒間でのらせん反転を示した。これらの結果は、キラル側鎖構造の細かいチューニングによって幅広い溶媒におけるらせん反転が実現したことを示している。(2)キラル側鎖とアキラル側鎖を有するPQXの芳香族溶媒間での高選択的らせん反転(S)-3-オクチルオキシメチル基を有するキラルモノマーとプロポキシメチル基を有するアキラルモノマーを共重合することによってPQXを合成したところ、ベンゼンとベンゾトリフルオリドの間でらせん反転を示した。この現象はアキラルモノマーとの共重合が鍵となっており、ホモポリマーはこのようならせん反転を示さなかった。さらに、キラルモノマーとアキラルモノマーの共重合比を保って高重合度化することで、高選択的ならせん反転を達成した。

これに遷移金属に配位可能なホスフィノ基を導入することで、芳香族溶媒に依存してキラリティスイッチを示す高分子不斉触媒を開発した。本研究課題では、わずかな鏡像異性体過剰率の偏りを検出して増幅し、目視で識別可能な変化を示すらせん高分子の開発を目指している。本研究課題の遂行のためには二つの小課題の達成が重要となる。一つ目の小課題はわずかな外部刺激に対して鋭敏にらせん反転・らせん不斉誘起を示す高分子の設計指針を得ることであり、二つ目の小課題はらせん不斉を反映して明確な蛍光特性変化を示すモノマーユニットを開発することである。本年度の研究によって、側鎖構造の綿密なチューニングによって幅広い溶媒間でのらせん反転が実現すること、並びにキラルモノマーとアキラルモノマーの共重合によって芳香族溶媒間での高選択的ならせん反転が実現することが明らかになった。これらの結果は一つ目の小課題に対応しており、外部刺激に応答してらせん反転を示す高分子の開発にあたって、キラル側鎖自身の構造に加えてキラル側鎖近傍の立体環境を精密に設計する必要があることを示している。これは極めて重要な知見であり、本年度の研究を通して研究課題遂行のために大きく前進したと言える。現在、二つ目の小課題の達成に向けて予備的な検討を進めており、ポリキノキサリンの主鎖らせん不斉に由来する円偏光蛍光特性に関するいくつかの興味深い結果を得ている。これらの状況を踏まえると、本課題の達成のために研究は順調に進行していると考えている。近年、高分子材料への更なる機能付与の観点から、高分子主鎖のらせん不斉制御を行う研究が大きな関心を集めている。申請者の所属する研究室では主鎖にらせん構造を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル) (PQX)に関する研究を行っており、特定の側鎖を有するPQXが溶媒依存性らせん反転を示すことを明らかにしている。本年度はこの知見に基づき、以下の研究に取り組んだ。(S)-4-octyloxymethyl基とdiphenylphosphino基を有するPQXを合成し、不斉反応の配位子としての利用を検討した。Pd触媒による不斉ヒドロシリル化反応に用いたところ、反応溶媒として二種類の炭化水素を使い分けることにより、高い選択性で二種類の鏡像異性体の作り分けに成功した。また、不斉鈴木-宮浦クロスカップリング反応では、反応溶媒として二種類のエーテルを使い分けることで両方の鏡像異性体を作り分けることができた。電子豊富なアリール基を側鎖として導入することにより、PQXの蛍光量子収率を劇的に改善することに成功した。アリール基の構造を変えることにより青色から赤色付近まで目視で認識可能な様々な発光色を示すPQXが得られた。これらのPQXは主鎖のらせん不斉に基づく円偏光発光特性を示した。PQXの溶媒依存性らせん反転を利用することにより、円偏光発光のキラリティをスイッチすることに成功した。従来のPQX合成においては、遷移金属錯体を開始剤として用いる必要があったため、より簡便なPQX合成法の開発のためにラジカル重合に着目した。Studer教授の報告したラジカル反応剤によるキノキサリン環構築反応から着想を得て、PQX合成のための新たなラジカル反応剤を設計した。Studer教授の指導の下で種々の検討を行った結果、ケイ素部位を有する目的物前駆体を合成するための効率的手法を確立することができた。
自閉症幼児への模倣を軸にした言語発達支援プログラムの構築：長期縦断的介入と評価

本研究は、自閉症児における模倣を軸とした音声言語発達支援プログラムの効果を言語・運動・知覚発達という多角的な指標を用いて評価し、音声言語発達が促進するための条件を検討することを目的とした。このような目的を通して、自閉症児の早期発達支援における効果的な技術のさらなる開発を目指した。まず、重度の自閉症児の模倣の獲得とその他の指標間関係について検討した。その結果、模倣得点と、発達年齢・言語表出・理解語彙数との間に正の相関関係が認められた。このことから、模倣の獲得は、音声言語発達を予測する変数の1つであることが示唆された。次に、重度及び無発語を含む自閉症児に対し、「逆模倣(大人が子供の行動と類似した行動をすること)-模倣(子供が大人の行動と類似した行動をすること)」を軸とした包括的な言語発達支援を行った。その結果、模倣の獲得に伴い、言語表出・理解、運動スキル、アイコンタクトが増加した。さらに、支援の前後に視線追跡装置(Tobii)を用いて他者の顔への停留時間を測定した結果、支援後の方が大幅に増加した。したがって模倣の獲得により、対人的相互作用が促進されることをが明らかになった。このような結果から、逆模倣を用いて連続した模倣反応を成立させることが、自閉症児の音声言語発達の促進に必要な条件であることが示唆された。さらに、平成28年度には、平成26年度から3年間で実施した、包括的な言語発達支援プログラムについて第1版の支援者向け及び保護者向けのマニュアルを作成した。また、保護者自身が家庭で容易に支援に取り組めるようにするため、音声模倣を促すためのタブレット型の音声模倣教材を開発した。それらの運用可能性を検討するため、マニュアルとタブレット型教材を保護者に貸し出し、家庭での運用可能性を検討した。その結果、参加児の音声模倣の明瞭度が向上し、言語表出と言語理解が獲得されることが示された。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.研究参加児のリクルート:所属研究室及び東京都内の発達支援センターや民間の療育施設から応募を募り,約10名の自閉症児をリクルートした。2.発達指標と知覚的指標による評価:発達指標としてK式発達検査による全体的な発達評価、PVT-Rによる語彙評価、随意運動発達検査による随意運動の評価、CARSによる自閉症重症度の評価を参加児に対して行った。知覚的指標としては、視線追跡装置を用いて、参加児の模倣時の視線運動に関して測定を行った。3.包括的言語発達支援プログラムの開発と支援指導の開始:(1)知的障害のない自閉症児の会話場面の発話を、大人が即時に模倣をする逆模倣条件と、模倣はしないが即時に応答する随伴的反応条件を比較すると、逆模倣条件の方が、自閉症児の発話を促進させることを示した。(2)知的障害のある自閉症児の発声及び1語発話においても、大人が逆模倣すると、大人と自閉症児との間に模倣と逆模倣の連鎖行動「相互模倣」が生起することを示した。(3)無発語自閉症児に対して、喃語を逆模倣する訓練を実施した結果、訓練前と比較すると、訓練後には、発声と音声模倣が増加し、「ちょうだい」「電車」等の意味のある発声や発話が生起した。(4)上記の研究から得られた知見をもとに、粗大運動や微細運動を含んだ動作模倣、日常生活に関する道具やおもちゃ等を用いた操作模倣、音声模倣という3種類の模倣を含んだ、自閉症児に対する包括的模倣支援プログラムを開発した。1.支援指導の継続:模倣を軸とした音声言語発達支援プログラムの開発(1-1)支援方法の確立:知的障害のある自閉症児の発声及び1語発話を実験者がすぐに模倣する(逆模倣)指導方法と、言語賞賛や相づちを行う従来の指導方法を比較すると、逆模倣条件の方が自閉症児の自発的な発声、音声模倣、音声の交互交代行動が増加し、音声言語発達が促進されることを明らかにした。したがって、自閉症児の音声言語発達を促進するための効果的な指導方法を明らかにした。(1-2)短期集中訓練の効果分析:重度の知的障害のある自閉症児に対して、逆模倣を用いた4日間の集中訓練を行うことで、口を大きく開ける、長く音を出す、といった発声を維持するための運動反応が獲得され、それらの運動反応の獲得に伴い、発話の明瞭度も向上することを明らかにした。(1-3)包括支援の効果分析:重度の知的障害および言語障害がある自閉症児に対して、身体部位を触る動作、日常生活に関する道具やおもちゃを用いた操作、発声から短文までの音声表出の模倣という3種類の模倣訓練を行った。支援前後で、1全般的な発達検査、2運動発達、3言語発達、4対人的相互作用の評価、5視線追跡装置(Tobii)を用いて視線パターンの評価を行った。訓練の結果、訓練していない模倣スキルに加え、運動発達、音声言語発達、支援者に対するアイコンタクトが増加することを示した。さらに、視線追跡装置を用いて、参加児の視線運動を測定した結果、訓練前後で顔への注視時間が大幅に増加した。以下の2点から、本年度予定していた1支援指導の継続及び2支援効果の分析のどちらも予定通りに遂行し、順調に進展していると評価した。(1)自閉症児の音声言語発達を促進させるための効果的な指導方法を明らかにし、その成果について国際学術雑誌への掲載が決定した点

(2)模倣訓練による効果を、1全体的な発達、2運動発達、3言語発達の評価及び4視線装置を用いた視線の測定など、多様な指標から分析し、模倣の獲得と、運動発達、言語発達、知覚基盤の発達との関係性を明らかにした点。本研究は、自閉症児における模倣を軸とした音声言語発達支援プログラムの効果を言語・運動・知覚発達という多角的な指標を用いて評価し、音声言語発達が促進するための条件を検討することを目的とした。このような目的を通して、自閉症児の早期発達支援における効果的な技術のさらなる開発を目指した。まず、重度の自閉症児の模倣の獲得とその他の指標間関係について検討した。その結果、模倣得点と、発達年齢・言語表出・理解語彙数との間に正の相関関係が認められた。このことから、模倣の獲得は、音声言語発達を予測する変数の1つであることが示唆された。次に、重度及び無発語を含む自閉症児に対し、「逆模倣(大人が子供の行動と類似した行動をすること)-模倣(子供が大人の行動と類似した行動をすること)」を軸とした包括的な言語発達支援を行った。その結果、模倣の獲得に伴い、言語表出・理解、運動スキル、アイコンタクトが増加した。さらに、支援の前後に視線追跡装置(Tobii)を用いて他者の顔への停留時間を測定した結果、支援後の方が大幅に増加した。したがって模倣の獲得により、対人的相互作用が促進されることをが明らかになった。このような結果から、逆模倣を用いて連続した模倣反応を成立させることが、自閉症児の音声言語発達の促進に必要な条件であることが示唆された。さらに、平成28年度には、平成26年度から3年間で実施した、包括的な言語発達支援プログラムについて第1版の支援者向け及び保護者向けのマニュアルを作成した。また、保護者自身が家庭で容易に支援に取り組めるようにするため、音声模倣を促すためのタブレット型の音声模倣教材を開発した。それらの運用可能性を検討するため、マニュアルとタブレット型教材を保護者に貸し出し、家庭での運用可能性を検討した。その結果、参加児の音声模倣の明瞭度が向上し、言語表出と言語理解が獲得されることが示された。以下の3点の理由から、順調に進んでいると言える。1.発達指標と知覚的指標による評価として、参加児の模倣時の視線運動に関する測定を視線追跡装置を用いて行った点。2.自閉症児の言語発達と対人的相互作用を促す支援技法について検討をし、自閉症児の発声や発話を大人が模倣すること(逆模倣)が、発声、音声模倣、有意味語発話、言語を用いた連鎖的な交互交代行動を促進されることを明らかにした点(Ishizuka & Yamamoto, 2014;石塚・山本, 2014)。3.自閉症児の言語発達と対人的相互作用の発達を促すことを目的とした、包括的模倣支援プログラムを開発し、現在支援指導を開始している点。今後の研究の推進方策として、以下の2点が挙げられる。(1)支援効果の予測因子の特定:初期評価から、模倣を軸とした言語発達支援の効果を予測する指標を明らかにする。(2)マニュアルの作成と家庭場面への応用:本年度得られた自閉スペクトラム症児に対する音声言語発達支援に関する知見をマニュアル化する。そのマニュアルを用いて、保護者が支援を実施した場合においても、同様の支援効果が得られるかどうかを検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の推進方策として以下の3点が挙げられる。
光制御によるサル大脳皮質基底核投射における多重神経回路の機能同定

ニホンザルに到達運動課題を訓練し、大脳基底核の出力部位である淡蒼球内節と、基底核と小脳からの出力を大脳皮質に中継する視床腹側核群からニューロン活動を記録することにより、これら神経回路の役割を明らかにしようとした。その結果、視床腹側核群の方が著明な活動をしていること、運動開始に先行するものが視床腹側核群のみならず、淡蒼球内節にも存在するとの新知見を得た。さらに、チャネルロドプシンを視床腹側核群に注入し光刺激を行ったところ、運動終点の誤差が有意に増加した。この結果は、小脳および基底核の出力が、運動の準備・実行と運動が正しく遂行されているかの評価にそれぞれ重要な役割を果たしていることを示唆する。本研究は大脳基底核と大脳皮質運動関連領野が構成する機能ループが運動制御のうち、特に視覚誘導性運動と内的誘導性運動のいずれにより関与するかを、そのループの要となる大脳基底核の出力部である淡蒼球内節部のニューロン活動の記録・解析と、淡蒼球内節部における主要なニューロン活動の存在部位にアデノ随伴ウィルスをウィルスベクターとするチャネルロドプシンを発現させ、運動課題のさまざまな局面で光刺激を行った際の行動の変化を観察することを明らかにすることを主眼とするものである。平成26年度の研究開始から2頭のニホンザルについて上記の運動課題の訓練を完了した。引き続き、そのうちの1頭のサルについて記録用チェンバーと頭部固定装置を頭蓋骨へ装着した。ガス麻酔による無菌手術からの回復後、エルジロイ電極によるニューロン活動の記録によって大脳基底核淡蒼球内節を同定し、ニューロン活動を記録・解析した。運動関連活動など手の運動課題に最も関連する部位にアデノ随伴ウィルスをベクターとするチャネルロドプシンを注入し、4週間の発現期間後、光刺激による行動への影響を観察した。このサルの脳標本をすでに採取し、記録・注入部位を平成27年度早期に確認する予定である。また、この際に、線条体のパッチ..マトリックス構造との線維連絡も検討予定である。確認後、速やかに2頭目のサルから同様の実験を行う予定であり、研究は全体としておおむね順調に進展している。1頭目で得られた結果が2頭目でも同様であるかを検討した上で、成果を発表する予定である。大脳基底核と小脳はそれぞれ大脳皮質と機能連関することで随意運動に選択的制御を行なっていると考えられている。しかし、それぞれの系がどのような局面で特異的役割を果すのか、また協調して機能するかについては未だ明らかではない。本研究はニホンザルに視覚および内的誘導性課題を訓練し、大脳基底核の出力部位である淡蒼球内節と、淡蒼球内節および小脳からの出力が大脳皮質への結合を中継する視床腹側核群からニューロン活動記録を行い、その活動を比較した。その結果、視床腹側核群と淡蒼球内節の両方の領域から、運動の開始前の準備期間中に持続的発火のある準備関連活動と運動の開始から運動の遂行中にかけて活動の変化する運動関連活動を示すニューロン活動を記録した。これらの活動を比較すると、準備関連活動と運動関連活動ともに運動方向に依存した活動を有するニューロン活動があったが、いずれも視床腹側核群の方がより著明な活動を示していた。また、運動関連活動では従来の報告には必ずしも明らかでなかった運動開始に先行して発火を開始するニューロン活動が淡蒼球内節にも存在していたが、その開始時間は視床腹側核群のものとほぼ同様の分布を示していた。また、視覚誘導性運動と内的誘導性運動との差を示すニューロン活動は少なかった。これらのニューロン活動の主要領域を同定した後、オプトジェネティクス受容体(チャネルロドプシン)をアデノ随伴ウィルスをベクターとして視床腹側核群に注入し、運動課題遂行中のさまざまタイミングでオプトジェネティクスにより刺激した。運動の遂行終了時に刺激を行ったとき、運動終点の誤差の生じた試行の発生が、他のタイミングで刺激した場合よりも有意に多く発生したことからも、基底核の出力が個々の運動の開始に関与するよりは、当該運動が目的とする運動が遂行されているかの評価に用いられている可能性を示しているものと考えられる。平成26年度の研究開始から2頭のニホンザルについて運動課題の訓練を完了した。引き続き、そのうちの1頭のサルの大脳基底核淡蒼球内節を同定し、ニューロン活動を記録・解析した。

また、この際に、線条体のパッチ・マトリックス構造との線維連絡も検討予定である。確認後、速やかに2頭目のサルから同様の実験を行う予定であり、研究は全体としておおむね順調に進展している。神経生理学すでに1頭のサルにおけるニューロン活動記録とウィルスベクターの注入後の光刺激による行動の変化を観察しているので、1頭目のサルの脳標本で記録部位と注入部位の確認を行った後、訓練を終了している2頭目のサルにおいても同様の実験を行う予定である。1頭目のサルでは内的誘導性課題において報酬を得られる標的を次の試行でも選択すると引き続き報酬が得られ、報酬が得られない場合は別の標的を選択し切替えるようにした。2頭目のサルでも同様の課題の訓練をすでに完了しているが、報酬による内的誘導による行動選択に関するニューロン活動の変化と淡蒼球の光刺激の効果をより詳細に検討するため、運動切替に際し、複数回の試行で報酬を徐々に減らし、行動選択の確率的な要素を盛り込む予定である。脳の免疫組織化学染色を用いた標本作製に抗体など組織作成用材料を購入し、組織標本とデータ解析に必要な人件費に要する謝金を支払う予定であったが、この部分を平成26年度中に実施できなかったため。平成26年度末までに1頭のニホンザルのニューロン記録と光刺激実験を終了し、脳の標本をすでに採取している。平成27年度の早期に、脳の免疫組織化学染色を用いた標本作製に抗体など組織作成用材料を購入し、組織標本とデータ解析に必要な人件費に要する謝金を支払うように使用する計画を立てている。
希土類交換体を触媒とするNO_x除去反応

希土類イオン交換モルデナイトおよび担持セリウム酸化物のNOのプロピレンによる選択還元反応に対する触媒活性を検討した。まず、各種希土類元素をモルデナイト(ゼオライトの一種)にイオン交換で導入した触媒(例えばCe-Morと略記)を用いてNO選択還元反応を行った。12種類の希土類(Se、Y、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Gd、Ho、Yb)を検討したところ、Ce-Morが特に高活性であり、次いでEu-Morが活性を示した。Ce-Morの活性は代表的なNO_x選択還元触媒であるCu-Morよりも高かった。また、各触媒のプロピレン酸化(C_3H_6+O_2→CO,CO_2,H_2O)活性を調べ、NO選択還元活性との関係を検討したところ、酸化活性が低い元素はNO選択還元の活性も低く、また酸化活性が著しく高い元素もNO除去活性が低い、すなわちNO選択還元の触媒活性は、適度は酸化力を有する元素に発現することが分かり、その中でもCeが最も適切であった。これは、本反応では、最初に触媒上でNOが酸化されてNO_2が生成し次にこのNO_2が炭化水素によって還元され中間体を経て反応が進行するとされおり、したがって触媒には酸化活性が必要であるが、酸化力が著しく大きい場合は還元剤のC_3H_6が酸化消費されるためNOの選択還元は起らないためであると考えられる。次に、このように高活性なCe触媒の機能向上、特に耐熱性の向上をめざして酸化物担持Ce触媒を調製し、NO選択還元の活性を検討した。担体としてAl_2O_3、ZrO_2、Ga_2O_3、MgO、SiO_2、Nb_2O_5、TiO_2を検討したところ、Al_2O_3に担持したものが最も高い活性を示した。。この触媒の活性はCeO_2およびAl_2O_3単独の活性よりも高く、担持が有効であることが示された。。
グループII・イントロンの機能構造の研究

発芽酵母のミトコンドリアのoxi3遺伝子内のイントロンは、これまでに発見されているグループIIイントロンの中で最も自己触媒活性が高いので、これを用いて研究をおこなった。グループIIイントロンは、2次構造上、ドメインIからドメインVIまでの6つのステムループ構造を持っている。グループIIイントロンのスプライシングの第1段階においては、ドメインVI内のアデノシン2′-OH基が5′スプライス部位を求核攻撃して投げ縄状の構造を形成する経路と、水酸イオンが攻撃して加水分解する、投げ縄状構造を経由しない反応経路の2種類が存在する。最近、5′エクソンとドメインIだけから成るmRNA前駆体に、別途合成したドメインVを加えると、効率は低いが5′スプライス部位での加水分解が起こることが報告された。この事実はドメインIとドメインVだけがあれば、これらが5′スプライス部位と相互作用してスプライシングの第1段階を起こしうることを示している。そこで、5′加水分解反応を詳細に解析するために、単純な系の開発をおこなった。具体的には、まず、T7プロモーター、5′エクソン、およびドメインIの下流に、さらにドメインVをつないだプラスミドを作成し、その転写物の5′スプライス部位での加水分解活性を、さまざまな条件で検討した。その結果、構築したプラスミドの転写物は、0.5M以上のMg2+イオンと1.5M以上のKC1の存在下で、5′スプライス部位での自己切断反応を起こすことがわかった。最適の条件下では、30分の反応により、もとのRNAの約10%が自己触媒的に切断された。構築したプラスミドではドメインVをコードるす領域の両端に制限酵素切断部位を入れてあるので、この領域をまざまな突然変異を持つドメインV様配列と置換することができる。これを利用して、現在、加水分解反応におけるドメインVの必須領域の解明を試みている。