hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大気バイオエアロゾルの分子性状と排出挙動を把握するその場での高速計測技術への試み

日本都市部において、花粉症発症の増加傾向が顕著にみられており、飛散花粉から放出されるアレルゲン含有微小粒子を含む大気エアロゾルの存在形態を迅速に計測可能なツールが求められている。本研究では、表面プラズモン法を用いて生体分子と大気バイオエアロゾル中の標的活性分子の特異的相互作用によって、微量スギ花粉アレルゲン含有微小粒子の化学的性状と濃度変化、質量変化などを測定する技術を開発した。日本都市部において、花粉症発症の増加傾向が顕著にみられており、飛散花粉数に伴って放出されるアレルゲン含有微小粒子を含む人為・自然起源の大気エアロゾルについて、複雑な前処理で化学組成しか測定できず、存在形態、健康への影響度合なども迅速に計測可能な新たな環境計測ツールの開発が求められ、それらの情報収集やデータ蓄積は不可欠で国際的にも注目されている。本研究では、上記微量スギ花粉アレルゲン含有微小粒子を含む大気バイオエアロゾルの化学的性状と濃度変化を特異的に測定するための新しい環境計測ツール構築を目指している。特に、表面プラズモン法(以下SPR法)を用いて生体分子と大気バイオエアロゾル中の標的活性分子の特異的相互作用、速度論的相互作用を解析し、エピトープマッピング(結合サイトの解析)、リガンドフィッシング、質量変化などを測定し、高速・高感度の計測技術として確立してきている。大気エアロゾル中のアレルゲン等の汚染動態把握のための高感度の計測ツールを開発することで、その濃度計測に加え、アレルゲンと生体分子間の相互作用の度合いを把握することも目標としている。これまでに、SPR法を用いて、都市部大気中のスギ花粉アレルゲン含有微小粒子の定量分析法を開発して、その粒径分布の計測に応用することができた。国内外に注目される結果を得られつつある。都市部大気汚染物質の影響は、バイオエアロゾルのスギ花粉アレルゲン含有粒子の微小粒子への移行やスギ花粉アレルゲンの汚染物質による変性等に大きく寄与し、スギ花粉アレルゲンは大気汚染物質と反応し、タンパク質の変性を引き起こし、スギ花粉由来エアロゾルの性質を変化させている可能性が示唆された。特に、スギ花粉飛散期の都市部環境中(降雨または高湿度)において、スギ花粉アレルゲンが変性され、それによる花粉症症状の悪化やアレルゲン物質の変性等を引き起こすことが分かった。本研究では、微量花粉アレルゲン含有微小粒子を含む大気バイオエアロゾルの化学的性状と濃度変化を特異的に測定するための新しい環境計測ツール構築を目指している。特に、表面プラズモン法(以下SPR法)を用いて生体分子と大気バイオエアロゾル中の標的活性分子の特異的相互作用、速度論的相互作用を解析し、高速・高感度の計測技術として確立しようとしている。花粉アレルゲン等の汚染動態把握のための高感度の新しい環境計測ツールを構築することができれば、その濃度計測に加え、アレルギー性などの健康影響指数を把握することも目標としている。例えば、都市部大気汚染物質によるスギ花粉アレルゲンの微小粒径への移行機構を解明するため、埼玉県都市部の大気浮遊粒子状物質を捕集してスギ花粉アレルゲンCry j 1の粒径別測定を行った。LPIで捕集したフィルタはカッターを用いて1/4にカットし、HBS-EPバッファーを2 mlの入った試験管内に入れ、4°Cで3時間静置後、さらに室温で1時間振とう器で振とうさせた後、溶液を10分間遠心分離し、その上清を70 &#61549;L分取し、SPR法としてBiacore Jシステムのフローセル内に流してCry j 1濃度の測定を行った。また、スギ花粉飛散期において、スギ花粉アレルゲンの微小粒子化は降雨後の晴れ日にその影響が高くなることから、降雨を採取し、その降雨の特徴と降雨中のスギ花粉存在量を調査し、形態観察を行った。0.06 &#61549;m以下の粒径範囲にはCry j 1が検出されなかったが、3.5ミクロン以上の粒径範囲に高濃度のCry j 1が測定された。また、0.062.1ミクロン範囲のアレルゲンが観測されたため、都市部には微小粒径にスギ花粉アレルゲンCry j 1が存在していることを明らかにした。フィールド調査とともに、粒径別のバイオエアロゾルの捕集・分析法を行い、その化学成分や存在形態が人為的・自然起源のとの関連性を調査し、一次発生、二次生成、人為的・自然起源のバイオエアロゾル中の標的活性分子の化学的性状と濃度変化をSPR法によって特異的に検出技術を開発し、アレルゲンを含むバイオエアロゾルの動態を把握することができた。特に、23-1大気バイオエアロゾル構成活性分子の化学的性状を調査し、23-2フィールド試料からの大気エアロゾル中の花粉アレルゲン系の生体分子の高効率・高速抽出法を確立した。また23-3従来計測法による種々の大気バイオエアロゾル中の標的活性分子の分類(文献調査)とデータを蓄積している。さらに、バイオエアロゾル中の標的成分(アレルゲン)の化学的性状を確認するために、フィールド調査によって解明しつつある。

23-4代表的キャプチヤー生体分子のシングルSPR計測システムを構築した。特にタンパク質・花粉アレルゲン系:センサーチップの特性(結合→平衡→解離→再生→結合)を検討した。24-1大気花粉などのバイオエアロゾル活性分子の化学的性状の継続調査24-2初冬夏季に出現する高濃度大気汚染時の各種標的活性分子の排出挙動・変動調査への適用検討24-3日本特有のアレルゲン・共通抗原を含むエアロゾル中の総有機炭素成分(TOC計)の測定による水溶性有機炭素成分(WSOC)の寄与率推定値と比較し、並びにそのエアロゾルへの影響を評価する。24-4代表的キャプチヤー花粉アレルゲン系生体分子の固定化方法を活用した汎用性・特異性SPR法用センサーチップの測定安定化の改良人体呼吸器系に汚染化学種(化学的変性によるアレルギー症状悪化)を計測・評価するため、酵素免疫測定法(ELISA法)、電気泳動用蛍光ゲルピッカーを用いて、指標抗原の特異的計測センサーチップの適用手法を試み、抗原活性の変化から、化学的変性、複合有害バイオエアロゾルの排出挙動評価への応用も検討していく。消耗品費類(標準試料、分析用品・薬品、分析カラム、フィルタ等、センサーチップ部品また、研究成果投稿料(エアロゾル学会誌、Atmos. Environ.などの国際誌への投稿計画)など充てる予定。
電荷揺らぎに由来する強相関量子相の研究

超音波歪みは明確な対称性を備え、電子やイオンの量子系が持つ電気四極子と結合するので、超音波計測による弾性定数や吸収係数の測定により、四極子感受率を観測できる。本研究では、低温での高分解超音波位相差計測を駆使し、希土類化合物の局在4f電子の非クラマース2重項,カゴ状化合物の局所振動のラットリング,ボロン添加シリコン結晶中の原子空孔軌道などに現れる「電荷揺らぎに由来する強相関量子相」を研究した。これまでの強相関物理学では,帯磁率や中性子散乱などの磁気計測を用いた,電子スピン間の相互作用に由来する磁気秩序の研究や,スピン揺らぎと伝導電子の結合による近藤効果などの研究が,主要なテーマであった。本研究では,電荷揺らぎに由来する新しい強相関量子相の研究を目的としている。局在電子,オフセンター振動,原子空孔の電荷揺らぎは明確な対称性を備え周囲の格子歪みと結合するので,後藤らが開発してきた超音波計測を用いることで電荷揺らぎを直接観測することが可能である。本研究では,極低温での超音波計測を駆使し,局在4f電子,カゴ状化合物でのオフセンター振動,シリコン結晶中での原子空孔などの電荷揺らぎに由来する強相関量子相の研究を推進する。本研究では電荷揺らぎを観測する超音波計測を駆使し,電荷揺らぎに由来する強相関量子相の研究を推進する。具体的には(1)希土類Pr化合物非クラマース2重項の典型物質であるPrInAg_2,PrMg_3,PrPb_3とそのLa希釈系を取り上げ極低温での超音波計測を進め,局在4f電子の電気四極子揺らぎと伝導電子との結合による四極子近藤効果を解明する。(2)カゴ状化合物R_3Pd_<20>Ge_6(R=La,Ce,Pr,Nd)ではカゴ中に充填された希土類イオンがオフセンター振動(局所振動)の熱活性ラットリングによる分散とトンネリンングによる弾性定数の低温ソフト化を研究し,オフセンター振動の電荷揺らぎと伝導電子との結合による多チャンネル近藤効果や超伝導など量子相を解明する。(3)超音波計測によりシリコン結晶中の原子空孔に起因した弾性定数の低温ソフト化を観測し,原子空孔と価電子との結合がもたらす電荷状態を解明し,シリコンウエーハの原子空孔濃度評価技術の基礎物性を確立する。これらの研究を推進するため,鈴木修研究員(物質・材料研究機構特別研究員から移動)が平成18年10月から研究に参画した。さらに,平成18年12月からは金田寛研究分担者が富士通研究所から新潟大学物質科学研究センター特任教授として赴任し,シリコン原子空孔の基礎物性と産業技術への応用の可能性を中心に研究を進めている。本研究の3つの研究テーマにはそれぞれ複数の大学院生が参画し,超音波計測や物質・材料研究機構での単結晶育成など精力的な研究を進めてきた。平成18年度には主要設備備品として4GHz仕様の超音波位相差計測装置とZnO圧電薄膜スパッタ装置を購入し,現在整備を進めている。平成18年度には特別推進研究を遂行するため研究分担者との3回の研究会を新潟大学で開催し研究推進を図ってきた。本研究では,独自に開発した極低温超音波計測法を駆使して,電荷揺らぎに由来する強相関量子相の研究を推進している。平成19年度には主要設備備品として導入したギガヘルツ仕様の超音波位相差計測装置の組み立て,Zn0圧電薄膜スパッタ装置の製膜条件の確立に成功した。スパッタ製膜したZn0圧電素子を用い,1.3GHz超音波の励起・検出を行い,高周波超音波の本格的実験を開始している。また,平成19年度には超伝導磁石を導入し,既設の3He冷凍機と組み合わせ,超音波計測システムとして実験を開始した。本研究では,次の3研究課題を設定している。(1)希土類Pr化合物を取り上げ,非クラマース2重項の電気四極子揺らぎと伝導電子との結合による四極子近藤効果,四極子秩序を解明する。平成19年度には新しく育成されたPrMg_3単結晶の低温ソフト化の詳しい実験が進み,非クラマース2重項の近藤効果による遮蔽が観測されてきた。カゴ状化合物ではカゴ中に充填された希土類イオンがオフセンター振動(局所振動)の熱活性ラットリングによる分散とトンネリンングによる弾性定数の低温ソフト化を研究し,オフセンター振動の電荷揺らぎと伝導電子との結合による多チャンネル近藤効果や超伝導など量子相を解明する。平成19年度にはLaOs_4Sb_<12>の超音波分散と低温ソフト化の詳しい実験が進み,ラットリングが普遍的であることが明らかとなってきた。

平成19年度には,シリコンウエーハ原子空孔評価に必要なギガヘルツ超音波利用の技術開発に主要な努力が払われ,装置整備が完了し,ボロンドープおよびリンドープシリコンの電荷状態の研究が始まった。電気四極子を観測できる超音波計測法を用いて,希土類Pr化合物における非クラマース2重項の四極子効果,カゴ状化合物における局所振動のラットリング,シリコン原子空孔での電荷状態など新しい強相関量子相の研究を進めており,平成20年度の成果を述べる。(1)非クラマース2重項基底をもつ希土類Pr化合物PrMg_3, PrInAg_2, PrPb_3では,弾性定数(C_<11>-C_<12>)/2に顕著なソフト化が現れる。特に, PrMg_3は相転移を示さないにも関わらず0.5K以下の極低温で(C_<11>-C_<12>)12のソフト化が停止秘し, Γ_3基底がもつ電気四極子が伝導電子に遮蔽される四極子近藤状態が実現していると考えられる。また, Γ_3基底-Γ_4第一励起状態の結晶場準位をもつPrMg_3, PrInAg_2, PrPb_3に,共通に弾性定数(C_<11>-C_<12>)/2に顕著な極小を見いだし, Γ_3型の歪みと結合する電気16極子を考慮することで理解できることを示した。(2)充填スクッテルダイト化合物で重い電子超伝導を示すPrOs_4Sb_<12>とBCS超伝導を示すLaOs_4Sb_<12>の混晶系の超音波実験を進め,熱活性ラットリングに起因する超音波分散を観測した。凸超伝導転移近傍での量子トンネリングによる低温ソフト化の精密な実験的検証を行い,超伝導相で弾性定数のソフト化が停止し四極子の自由度が失われることを観測した。BCS超伝導体であるLaOs_4Sb_<12>では低温ソフト化が影響を受けないことから,カゴの中での希土類イオンの非調和振動と重い電子超伝導との強い相関を明らかにした。(3)ボロンドープFZシリコン結晶について[111]方向の超音波計測を行い,試料の切り出し位置に依存した低温ソフト化を観測し,原子空孔濃度が異なることを見いだした。また,磁場中では低温ソフト化が消失し,電荷状態は磁性をもったV^+であることを示し,スピン-軌道相互作用にもとづく解析を行った。本研究「電荷揺らぎに由来する強相関量子相の研究」では,電荷揺らぎを観測するのに抜群の威力を発揮する超音波計測を駆使し,(1) Pr化合物の局在4f電子の四極子揺らぎと秩序,(2)カゴ状化合物でのオフセンター振動,(3)シリコン結晶中での原子空孔軌道の研究を進めている。(1)希土類Pr化合物における局在4f電子状態の非クラマース2重項の典型物質であるPrMg_3を取り上げ,極低温超音波計測により,弾性定数(C_<11>-C_<12>)/2のソフト化が消失し,極低温領域まで相転移を示さず"四極子近藤一重項"が実現していることを示唆する結果を得ている。また,Γ_3基底-Γ_4第一励起状態の結晶場をもつPrMg_3, PrInAg_2, PrPb_3に共通な弾性定数(C_<11>-C_<12>)/2の極小は,Γ_3型の歪みと結合する電気16極子に起因していることを示し,多極子物理の新しい発展を切り開いた。(2)カゴ状化合物Ce_3Pd_<20>Ge_6および充填スクッテルダイトPrOs_4Sb_<12>の超音波分散と低温ソフト化を発見し,カゴ中の希土類イオンの局所振動がラットリングをしていることを世界に先駆けて明らかにした。これは,伝導電子との相互作用によって局所振動の非調和性が増大していることを実験的に示したものである。
量子物理学と非平衡熱統計力学との相互適用

従来は解析が困難だった量子系の解析を可能にするような、新しい量子統計力学の定式化を行い、実用的な計算手法を作り出した。それにより、量子物理学の興味の対象になりながら解析が困難だった系の性質を、予言したり解析したりすることを可能にした。また、ポンプ・プローブ型の実験で得られる、プローブに対する応答関数の普遍的性質について、プローブに対する非線形の応答関数の普遍的性質にまで拡張した。その結果、高次の総和則など、これまでによもや厳密に成り立つとは思われていなかったことが、普遍的に、かつ厳密に成り立つことを明らかにした。非平衡状態を実験的に調べる標準的手法であるポンプ・プローブ型の実験で得られる、プローブに対する応答関数の普遍的性質について、研究した。最近我々が見いだしだ普遍的性質は、プローブに対する線形の応答関数の普遍的性質であった。また、ポシプの周波数ガゼロで、ポンプもプローブも空間変化が舞いことを仮定していた。これを拡張するために、まず、プローブに対する非線形の応答関数の普遍的性質にまで拡張した。この結果は厳密である。このような、熱・統計力学を(線形応答領域を超えた)非平衡状熊に拡張しながら、非線形応答関数の厳密な普遍的性質を見いだたのは、この研究が初めてである。さらに、プローブだけでなくポンプも時間変動するケースの、線形応答に拡張した。これにより、時間変化する非平衡状態にまで理論が拡張できたことになる。このような、熱・統計力学を(線形応答領域を超えた)、時間変動する非平衡状態に拡張しながら、線形応答関数の厳密な普遍的性質を見いだしたのは、この研究が初めてである。これらの拡張により、量子物理学の多くの実験に厳密なき理論が適用できるようになった。前年に引き続いて、応答関数の普遍的性質を調べるとともに、多体量子系の統計力学的性質の新しい計算法の研究を、並行して行った。応答関数の普遍的性質については、相転移が起こって相が変わってしまっても、そのまま成り立つかどうかの研究を進めた。相転移が明確における系の応答を計算するためには、様々な工夫が必要であり、その点をひとつひとつ解決しつつある。preliminaryな結果を学会発表できるレベルにまで達した。多体量子系の統計力学的性質の新しい定式化については、大きく進展し、等重率もボルツマン公式も不要な、まったく新しい量子統計力学の定式化に成功した。この定式化では、平衡状態をたった1個の量子純粋状態で表す。その特別な状態を、我々はThemal Pure Quantm State(TPQ)と名付けた。そして、驚くべき事に、そのたった1個のTPQから、圧力や磁化のような力学量のみならず、温度やエントロピーなどの純熱力学量まで求められてしまうのだ。さらに、この定式化を用いると、平衡状態にある多体量子系の性質が今までよりもずっと簡単に計算できるようになる、という実用性も備えている。なぜならば、ランダムベクトルにハミルトニアンの1次式をかけ算してゆくだけで、TPQが求まってしまうので、空間次元や温度にも制限はないし、frustrationがる系にも問題なく適用できるからである。この成果は多くの興味を集め、論文は、Phys.Rev.Lett.に掲載されることになった(印刷中)。この定式化では、たった1個の量子純粋状態で平衡状態を表し、その状態から、統計力学の対象になるようなあらゆる物理量を求めることができる。従来の統計力学では、ひとつの平衡状態を求めるのに、指数関数的に多い量子状態を求めなければならなかったが、たった1個で済んでしまうのだ。そのため、この定式化は、計算手法としても優れており、従来は計算できなかったような系の統計力学的性質を計算できるようになった。その実例として、カゴメ格子上の量子反強磁性ハイゼンベルグ模型の、いわゆる比熱のダブルピークの問題を解決した。量子統計力学では、通常は、並進対称な物理系を扱う。それに対して量子計算機では、あらわれる量子状態は、プログラム次第で変わるし、同じプログラムを走らせても入力次第で変わる。さらに、どんな実装をしているかで大きく変わってしまう。そこでまず、これらの差異を吸収して、通常の量子統計力学の土俵に載せるための理論を作った。次に、それを用いて、量子計算機が古典計算機に比べて真のスピードアップを達成するようであれば、必ず異常な量子状態が現れる、という応募者らの予想(Ukena and A. Shimizu,Phys. Rev. A69 (2004) 022301)を厳密に定式化し直した。

これにより、応募者らの安定性に関する一般的な理論(Shimizu and T. Miyadera, Phys. Rev. Lett. 89 (2002) 270403)が、すべての量子計算機に適用できるようになり、量子計算機内の量子状態の安定性が調べられるようになった。量子統計力学の全く新しい定式化を、さらに推し進めた。この定式化では、熱平衡状態を、thermal pure quantum stateと名付けた、たったひとつの純粋状態で表す。従って、統計力学の全ての公式が、従来とは異なるものに置き換わっている。もちろん、最終結果(実験と比較できる予言)は、従来の公式の結果と一致する。具体的なthermal pure quantum stateとしては、ミクロカノニカル集団に対応するmicrocanonical thermal pure quantum stateだけではなく、カノニカル集団に対応するcanonical thermal pure quantum stateも構築することに成功した。これにより、扱いたい問題に応じて、もっとも便利なthermal pure quantum stateを使うことができるようになった。また、非平衡定常状態の非線形応答を、分子動力学法で求めることもできるようになった。これにより、解析計算では答えが求まらないような現実的なモデルについて、広い周波数範囲にわたって、非平衡定常状態の非線形応答が求められるようになった。等重率もボルツマン公式も不要な、まったく新しい量子統計力学の定式化に成功したから。25年度が最終年度であるため、記入しない。量子統計力学の全く新しい定式化を、さらに推し進めることができたから。特に、ミクロカノニカル集団に対応するmicrocanonical thermal pure quantum stateだけではなく、カノニカル集団に対応するcanonical thermal pure quantum stateも構築することに成功したのが大きい。なぜなら、これにより、扱いたい問題に応じて、もっとも便利なthermal pure quantum stateを使うことができるようになったからである。また、非平衡定常状態の非線形応答を、分子動力学法で求めることも、ほぼ予定通り進んだ。これにより、解析計算では答えが求まらないような現実的なモデルについて、広い周波数範囲にわたって、非平衡定常状態の非線形応答が求められるようになったのが大きいと考える。上述の、Thermal Pure Quantum Stateのアイデアを、非平衡状態に拡張する可能性をさぐる。ただし、これは大変な困難を伴うので、一歩一歩研究を進める。上述のthermal pure quantum statesが大きなブレークスルーなので、その理論を発展することに注力する。たとえば、thermal pure quantum statesを使って、線形非平衡統計力学の再構築を行う。従来は、初期状態にカノニカル分布を仮定していて、導出にもその性質を積極的に使っていた。しかし、初期状態にthermal pure quantum stateを仮定すると、それらの大部分は成り立たなくなる。それでも線形応答理論の結果が導ける事を示す。また、非平衡定常状態の非線形応答を、分子動力学法で求める手法もさらに進めたい。さらに、長距離系の熱力学・統計力学の確立を目指す。
バングラデシュ地下水ヒ素汚染地域におけるヒ素摂取量評価と改善効果の定量的評価

バングラデシュの井戸水ヒ素汚染地域の集落において、飲料水だけではなく調理用水にもヒ素濃度の低い水を使用してもらった結果、食品からのヒ素摂取量が減少し、とくにご飯からのヒ素摂取量が減少した。また、バングラデシュにおいては炊飯時だけではなく精米時にも水を使用する。精米実験の結果、精米用水においてもヒ素濃度を減少させることにより、コメへ移行するヒ素の量を低減できることが示された。その際、ヒ素汚染井戸に含まれている場合が多い鉄を用いた、ヒ素の共沈除去が比較的有効であると示唆された。バングラデシュ、ナワブガンジ市周辺の集落において住民から陰膳試料を集めヒ素濃度の分析を行った。また、各食品群や飲料水の一日摂取量についても調査・測定を行い、住民の総ヒ素量について推定した。その結果、調査地域のヒ素摂取量は、飲料水からではなくコメからの摂取が一番多いという結果になった。この理由としては、一つには現地の住民が地下水のヒ素汚染についての情報を得て、井戸水を直接飲用しなくなりつつあることが挙げられる。このことにより、ヒ素汚染が知られる以前のヒ素摂取量よりは現在の摂取量は大きく低減していることが推測された。ただし、調理用水の一部にヒ素濃度の高い井戸水を使用している可能性があり、このことがヒ素摂取量を増加させている可能性が示唆された。また、実験室において炊飯用水のヒ素濃度を変化させて現地のコメの炊飯実験を行い、炊飯前後のコメ中ヒ素濃度を比較した。その結果、炊飯前後のヒ素濃度の変化量は、炊飯用水中のヒ素濃度に比例することが示された。ただし、コメの種類によりこの比例係数(回帰直線の傾き)は異なっていた。その理由について検討した結果、炊飯によるコメ中ヒ素の増加量は、水分増加量と炊飯用水中ヒ素濃度の積にほぼ等しく、コメが吸収した水に含まれていたヒ素がそのままコメに含まれていると考えることができた。つまり、炊飯前後によるヒ素濃度の違いは、炊飯用水中のヒ素濃度に加えて、そのコメが炊飯によって吸収する水分量に依存することが明らかとなった。今回の実験で添加したヒ素は無機のヒ素(V)であったことから、炊飯によるヒ素の水からコメへの移行メカニズムについて、無機ヒ素(V)の場合は、ヒ素のコメへの移行は水分の吸収と同様に行われることが示された。バングラデシュ、ナワブガンジ市近郊の集落において、住民から陰膳試料を集めヒ素濃度の分析をおこなった結果、調査地域住民のヒ素摂取は、飲料水からよりもコメからの摂取量が多いということが前年度の結果より明らかになった。この原因の一つとして、飲料水にはヒ素濃度の低い安全な水を使用するが、調理用水にはヒ素濃度の高い手近な水を使用する可能性が示唆された。そこで、住民の協力を得て、コメ調理用水にもヒ素濃度の低い水を使用してもらい炊飯前後のコメ中のヒ素濃度を分析した。その結果、コメ由来のヒ素摂取量が平均として0.10mg/dayから0.04mg/dayと6割の改善がみられた。特に、前年度において炊飯後のコメ中ヒ素濃度が大きく増加していた家庭において減少傾向が顕著であった。従って、飲料水だけではなく調理用水についてもヒ素濃度の低い水を供給することができれば、住民のヒ素摂取量をさらに減少させることができると示唆された。ただし、この割合は飲料水中のヒ素濃度を減少させることと比較すると小さい。また、コメにおいては、バングラデシュでは調理のみならず精米過程においても水を使用しており、この精米過程においてコメを煮ることによりコメ中ヒ素濃度が上昇することがわかった。このとき上昇するヒ素の形態は3価のヒ素が多かった。この精米過程においてコメ中ヒ素濃度上昇を防ぐには、地下水に共存している鉄を使用したヒ素の共沈によるヒ素の除去が有効であることがわかった。
細胞膜界面での形状・化学物質濃度変化を可視化する高速ナノ電気化学顕微鏡の創成

細胞膜表面におけるナノスケール動態が、細胞機能を発揮する上で非常に重要であることが知られている。電気化学顕微鏡の一種である走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(SICM)は、ナノスケールの空間分解能を持ち、非接触かつ非標識で表面形状を可視化できる顕微鏡技術である。研究代表者が過去に開発した高速SICMは、従来では断片的な手法により観察されていたエンドサイトーシスや微絨毛などの動態を明らかにした。しかし、より深い細胞現象の理解には、局所領域の形状だけでなく化学動態も同時に追跡することが望ましい。本研究は、細胞のナノ形状と化学物質の動態を同時追跡できる高速ナノ電気化学顕微鏡を創製し、細胞機能の解析を目標としている。本年度は、前年度に完成した高速SICMと共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)の複合装置を用い、引き続き膜透過性ペプチドに起因する形態変化を可視化した。膜透過性ペプチドは、細胞膜を透過できない分子を効率的に細胞内に導入することが出来、ドラックデリバリーなどの分野で注目されている。しかし、流入機構の詳細は議論が続いており、膜界面での詳細な動態観察が求められている。そこで、SICMとCLSMの複合装置を用いて流入点における形態変化を直接観察した。その結果、ブレブの形成とペプチド流入の関係性や、ブレブ近傍に陥入構造か形成され、ペプチド流入と強く相関関係を示すことを測定できた。以上の様に、本研究によって表題でもある、細胞膜界面での形状・化学物質動態を可視化できる装置開発に成功し、細胞機能の理解に重要な知見の獲得にも成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。細胞膜界面は、サブマイクロナノメートルスケールのさまざまな微小構造による化学応答の場である。これらの応答は、ナノ形状と局所的な化学物質濃度が相互に関連し、ミリ秒数十秒スケールで連続的に変化する。従って、細胞膜界面で起こる細胞機能を理解するためには、局所的な形状と化学物質を同時に計測する技術が不可欠である。本研究は、前年度に開発した高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(SICM)を基盤技術とし、化学物質検出能を持つ高速ナノ電気化学顕微鏡の創成と、開発した顕微鏡を用いた細胞膜界面での化学応答の可視化を目的とする。本年度は、翌年度以降の測定を見据え、高速測定のための装置開発に重点を置いて研究した。現在のSICMは倒立顕微鏡上に構築されるが、測定部が空間的に混雑するため位相差コンデンサーとの併用が困難であり、作業には一種の"慣れ"が必要であった。そこで、手動マニピュレータを自作し、可動面-接地面間にあった23mm以上の厚みを、たった3mmに縮小した。またステージデザインを練り直し、位相差・微分干渉ユニットとの同時使用を可能にした。これにより、SICM測定と同時に、より鮮明な光学顕微鏡像が観察でき、プローブの位置合わせなどの作業効率も大幅に向上した。続いて、更なる高速化を目指し、SICMに特化した、ナノピペット制御用の高速ステージの開発に着手した。現在は、COMSOLを用いたシミュレーションにより、ステージモデルの周波数特性や変化量を算出している。この高速ステージが実現すれば、従来のステージと比較して、静電容量を1/10以下に減少できる。最後に、蛍光プローブが修飾された薬剤を添加した際の細胞応答を観察するため、共焦点顕微鏡上に高速SICMを構築した。これにより、局所領域の形状と共焦点顕微鏡による蛍光像が同時に取得可能となり、細胞の多角的な評価が可能になった。本年度は、研究計画調書に従い、高速ナノ電気化学顕微鏡の創成のための自作マニピュレータや高速ピエゾステージなどの要素技術開発を行った。その結果、包括的な装置デザインにより測定部周辺は簡潔になり、位相差・微分干渉コンデンサーとの同時使用を可能にするとともに、測定効率が格段に向上した。高速ステージは実装まで至らなかったものの、COMSOLを用いたシミュレーションにより設計中であり、近く実現が見込まれる。また、計測と同時に鮮明な光学顕微鏡像を取得するため、開発した要素技術を用いて共焦点顕微鏡上に高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(SICM)を構築した。これは、計画調書作成時には想定されていなかった進展であり、膜界面で起こる生命機能の理解をさらに容易にし、本装置を使用して可視化できる試料の幅を広げた。さらに、顕微鏡を用いた測定に関しても、膜透過性ペプチドの細胞内輸送に関する共同研究を行い、ピレンブチレートを加えた際の細胞膜の形状変化を明らかにした。以上より、本研究は、高速ナノ電気化学顕微鏡の創成と、細胞膜界面の局所変化測定という研究目的に向けて、おおむね順調に進展していると言える。細胞膜は、細胞の内外を繋ぐ境界であり、表面に存在するサブマイクロメートルスケールの微小構造が細胞機能に密接に関与している。これらの微小構造の関わる細胞応答は、ナノスケール形状と局所的な生体分子濃度が相互に関連しながら連続的に変化している。従って、細胞機能の更なる理解には、局所的な形状と生体分子の変化を同時に計測する技術が不可欠である。しかし、従来法では時空間分解能と非侵襲計測を両立できる手法が存在せず、今までの手法と根本的に異なる測定技法が求められる。本研究では、申請者が開発した高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡を基盤技術として、局所形状と生体分子濃度を同時に測定できる高速ナノ電気化学顕微鏡の創成し、細胞の局所形状・化学物質測定による細胞機能の解明を目標とする。

本年度は、従来法では不可能な、細胞膜表面のナノスケール形状と膜近傍の蛍光標識試料の動態を同時測定可能な、高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡+共焦点レーザー顕微鏡を完成させた。EMCCDのファンにより、測定部に振動が伝わるという課題があったが、共焦点ユニットの振動を完全に除去できる除震構造を開発し、Z方向の測定誤差を対策前の1/5以下に削減することに成功した。完成した高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡+共焦点レーザー顕微鏡を用いた測定では、蛍光プローブで標識した膜透過性ペプチドの取り込みが表面形状に密接に関与することを明らかにした。平成28年度に高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡を融合した装置を構築していたが、EMCCDのファンにより、走査型イオンコンダクタンス顕微鏡の測定部に振動が伝わるという課題が生じていた。生細胞の高空間分解能測定には、Z方向の測定誤差をさらに低減させる必要があり、本年度はまず除震機構の開発に着手した。開発した除震機構は、共焦点ユニットを測定系から切り離すことで、振動を完全に除去することができ、Z方向の誤差を100 nmから20 nmまで減少させることに成功した。本装置の実現は、計画調書作成時には想定できなかった進展であり、続いて報告する膜透過性ペプチドの取り込み様態の評価の様に、可視化できる試料の幅を大きく広げ、細胞膜の関わる生命現象の理解に大きく寄与することが期待できる。続いて、構築した高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡+共焦点レーザー顕微鏡を用いて膜透過性ペプチドの取り込み様態を評価した。HIV由来のTATペプチドやオクタアルギニンペプチドなどの、側鎖にアルギニンを多く含む膜透過性ペプチドは、細胞内に効率よく不透過性薬物を導入することが可能であり、ドラッグデリバリーなどへの応用が期待されている。しかし、最も重要な内在化の最終段階で、膜透過性ペプチドが脂質二重膜をどのように透過するか不明であった。構築した高速走査型イオンコンダクタンス顕微鏡+共焦点レーザー顕微鏡は、膜透過性ペプチドの流入点での膜形状変化を観察でき、取り込み様態の解明に迫る知見を獲得できた。膜透過性ペプチドの研究は、装置開発が予定よりも進展したために測定対象とすることができ、計画調書作成時よりも大きく進展しているといえる。細胞膜表面におけるナノスケール動態が、細胞機能を発揮する上で非常に重要であることが知られている。電気化学顕微鏡の一種である走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(SICM)は、ナノスケールの空間分解能を持ち、非接触かつ非標識で表面形状を可視化できる顕微鏡技術である。研究代表者が過去に開発した高速SICMは、従来では断片的な手法により観察されていたエンドサイトーシスや微絨毛などの動態を明らかにした。しかし、より深い細胞現象の理解には、局所領域の形状だけでなく化学動態も同時に追跡することが望ましい。本研究は、細胞のナノ形状と化学物質の動態を同時追跡できる高速ナノ電気化学顕微鏡を創製し、細胞機能の解析を目標としている。本年度は、前年度に完成した高速SICMと共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)の複合装置を用い、引き続き膜透過性ペプチドに起因する形態変化を可視化した。
吃音の言語治療のための訓練音声合成および自動評価手法の開発

本研究では、吃音の言語訓練の補助を目的とし、発話速度を遅くする訓練のために発話速度を表示するシステムを作成した。非吃音被験者に対してモデル音声の発話速度を保持する実験を行った結果、とくに遅い発話において目標に合わせることが困難であった。そこで、発話速度の視覚的なフィードバックの短期的な効果を調べる実験を行った結果、フィードバックがある場合は発話速度を低減させることができ、フィードバックを外した後もその効果が保持されることがわかった。さらに、発話速度の表示システムを貸し出して連日練習を行った結果、4人中3人は7日以内で目標とした遅い発話速度をフィードバックがない場合でも再現できるようになった。流暢性形成訓練は発話の流暢性の障害である吃音の言語訓練として一般的に用いられている。訓練室内のみではなく自宅等で継続的に練習を行うことが必要であるが、練習者自身が適切に発話訓練ができているかどうかを客観的に判断するのは困難である。そこで、本研究では、流暢性形成訓練のうちのひとつである発話速度のゆっくりとした速さへの調整に焦点を当て、発話速度を視覚的に練習者へフィードバックすることによって言語訓練の補助を行う練習補助を行うシステムを開発し、発話練習の実験を行った。実験では、目標の速度にした時間伸長音声を復唱後に速さを維持する課題を行った。3回のセッションに分け、2セッション目のみ発話速度を視覚的にフィードバックした結果、吃音群、非吃音群ともに第1セッションに比して第2セッションにおいて発話速度が低減していることがわかった。さらに、フィードバックを外した第3セッションにおいても速度の低減の効果が保持されることが分かった。また、発話速度の表示システムを貸し出して連日練習を行った結果、4名中3名は7日以内で目標とした発話速度よりゆっくりにすることができるようなった。吃音は発話に繰り返し・阻止・引き伸ばしといった非流暢が生じる状態である。近年の治療で広く実施されている流暢性促進訓練は幅広い年代の吃音児および吃音者に適用できるもので、復唱・斉唱・音読を行うと同時に、患者の発話速度の低減、やわらかい立ち上がりの発話などによって流暢性を高めるもので、その効果が実証されている。しかし、訓練室内では症状が改善した後も、日常場面への般化に至るためには長期間の通院を要する。そこで、患者が個々に自宅等で繰り返し練習を行い、治療の効果を高めることを目的とし、自動評価システムを作成し、日本語話者を対象とした評価を行った。患者が自身の発話状況を客観的に把握して発話の動作を改善できるようにすることを目指す。本研究が対象としたのは発話の速度を調整する訓練である。まず、合成音声によって速度調整の訓練を行う際の有効性を調べるため、非吃音被験者8名に3段階の速さの教示音声をそれぞれ1文2回ずつ追唱させて、その後できる限り速さを一定に保って音読を行う実験を行った。いずれも普段より遅い速度である。その結果、追唱直後も目標とする教示音声の速度よりは速く発声され、また、その後覚えた速さで音読を続けた場合後半でさらに速くなっていくことが分かった。したがって、非吃音の被験者であっても、普段とは異なる遅い速度に合わせ、一定に保って発話することは困難であることがわかった。テキストを指定した音読練習を想定し、読み上げ音声の発話速度のフィードバックシステムを作成した。連続音声認識器Julius(李, 2007)を用いて自動的に発話区間における1秒当たりのモーラ数を発話速度として算出し、速度に対応する記号と目標とする発話速度とを画面に表示するものである。非吃音被験者4名でフィードバックがない場合とある場合での音読における発話速度の調整を行う実験の結果、ある場合に目標に近い速度を達成できた。言語訓練の補助として使用する、発話の速度の調整を練習するインターフェースは作成し終えた。また、短期的な効果については評価実験によって確認することができた。任意のテキストでの音声合成システムの作成には録音した音声を集めた音声データベースが必要であるが、実験によって、非吃音者でも速度調整が困難であることがわかった。したがってさまざまな速度での録音および音声合成は今後の課題である。予算は、国際会議での発表が次年度以降になったため、一部24年度では執行しなかった分がある。言語訓練に使用する教示音声のための音声合成技術を開発するに先立って、聴覚提示によって与えられた速度を維持できるかの実験を行ったところ、非吃音者であっても速度を低減自体が非吃音者でも困難であることがわかった。

一般的に、任意のテキストでの音声合成システムの作成には、もととなる録音音声が必要となるが、一定の発話速度を保って発話することが困難であるため、発話速度を一定に保っての録音も容易ではないといえる。そこで、今年度は目標速度での復唱などをおこなった後に音声録音を行い、所望の速度で発話できているかどうかを検討する。録音した音声データベースの発話速度をもとに、発話速度と音響特徴量、韻律の特徴量の関係を分析する。分析結果をもとに、4段階程度の遅い発話を録音した音声のデータベースを構築し、音響的特徴、韻律的特徴の分析によって音声合成を行う。多段階の遅い発話を使用して、発話速度を遅く調整する言語訓練が行えるか検討する。また、前年度の発話速度のフィードバックを行う練習システムを長期使用することによる効果を、吃音者を対象とした貸し出し実験によって行う。前後で言語評価を行うことにより、訓練の効果を測定する。さらに、訓練後の音声の自然性の評価を行う。訓練前後の評価結果とは別途、練習時の音声と練習した日の自己評価を記録する。自宅練習の記録データをもとに、速度調整の練習を繰り返したさい、速度の制御がどのように改善するかを調査する。自宅練習のための情報端末およびマイク80千円×3台信号処理ソフトウェア70千円、実験データ処理用コンピューター500千円被験者謝金4千円×20人、データ解析人件費1千円×60時間学会参加費、旅費700千円、論文校閲費100千円、学会参加が本年度に移ったこと、前年度の研究結果から、データ解析の前にさらに検討が必要となったため前年度の予算を本年度に使用する。
難治性乳糜漏に対する胸管-下大静脈バイパス術の基礎的研究

本研究全体の目的は、胸管と下大静脈のバイパス術を経皮的に画像ガイド下に成功させ、リンパ液を静脈へ排出させると胸管内圧が低下することを動物実験で証明することである。平成29年度に行った情報収集と予備実験の結果を踏まえ、平成30年度では胸管-下大静脈バイパス術が可能であることを動物実験で明らかにすることを目的とした。過去の実験で経皮的に豚のリンパ管造影、胸管へのカテーテル挿入が可能であることは確認済である。しかしバイパス術には至っていないため術式の手法、知識の蓄積のため開腹アシストにより家兎を用いたバイパス術をまず行うことにした。我々は実臨床で超音波ガイド下にリンパ節を直接穿刺するintranodallymphangiographyを行っているのでまずこの方法を試みた。エコーによる家兎のリンパ節の同定が困難なことが判明した。開腹にて骨盤腔にアプローチし色素を下肢から注入しリンパ管の同定を試みた。リンパ節を同定しリピオドールの注入を行った。色素によるリンパ管の同定は不鮮明であったがリンパ管造影は行うことができた。後に文献からリンパ節外の間質にリピオドールを注入しても家兎の場合にはリンパ管造影が可能であることが判明し、我々が行ったリンパ管造影も間質へリピオドールが注入されたリンパ管造影であったと最終判断された。開腹アシストにてバイパス術を行うため家兎の乳糜槽、胸管を外科的に露出した。色素を注入し乳糜槽、胸管の同定を試みた。胸管と下大静脈のバイパス術を行うために本研究で報告した経皮的管腔臓器バイパス術を豚に用いる予定であるが、本年度で開腹アシスト下、間質へのリピオドール注入によるリンパ管造影などの技術的知見が家兎による実験により得られた。豚を用いた胸管下大静脈バイパス術を行うにあたり、過去に当研究室で行った豚の経皮的胸管塞栓術、リンパ管造影についてデータを解析した。この結果バイパス術を行う際、pull-through stringをpull-throughさせる角度、pull-through tow wireによるover the wireでカテーテルを突破させる角度に問題があり開腹によるアシストが必要になる可能性があると判断した。このため家兎による開腹アシストを含めた手法と知見を得るため豚での実験を来年度に先送りした。しかし豚を用いた動物実験を具体的に計画できておりやや遅れていると判断した。豚を用いた胸管下大静脈バイパス術を行う。胸管内圧を示したデータは文献上ないため、胸管内の静脈角合流部から乳糜槽までの圧勾配データを取得する。胸管に挿入したカテーテルと下大静脈に留置したカテーテルを体外で接続し個体でのリアルタイムの圧較差を確認する。下大静脈に留置したカテーテルと胸管に挿入したカテーテルを透明のチューブを介して接続しリンパ液が静脈側へ排出されることを確認する。チューブ内に色素を混ぜ、色素が静脈側に移動する方向により圧較差を確認する。静脈との圧較差、静脈へのリンパ液の移動速度のデータを得ることは本研究にも、将来の研究のためにも必要である。最終的には体内内瘻化を目指すが、まず体外にチューブを出して体外内瘻化としリンパ液の動態データを取る。このデータを学会で報告する。平成29年度は胸管内圧測定及び情報収集を行った。パイロットスタディで、豚の経カテーテル的胸管造影が可能であること、および、胸管と中心静脈カテーテルの圧勾配の測定が可能であることは確認済みであった。しかし実際に胸管内圧の実測値を測定するにあたり、2つの問題点が浮上した。1つ目は、実際に胸管内圧の実測値を測定する際に、物品によっては不確実なデータとなりうる、という問題である。当初、測定に使用するデバイスは現存する最も細径のマイクロカテーテルを予定していた。豚の胸管が細いため、手技の都合上選択したものだったが、マイクロカテーテルが細径であるがゆえに、測定途中でカテーテル閉塞などのデバイス異常が生じやすいことが分かった。一度トラブルが起こると、その段階で精確な値を得ることができなくなるとみなし、実験は仕切り直しを余儀なくされる。我々はこの問題の解決法を得るため、学会で他施設の手技におけるデバイス選択法や手技上の工夫を聴取した。またカテーテル製造販売業者からも情報収集を行った。平成30年度、最も適しているデバイスを検討し、実験に導入を予定している。2つ目は、塞栓胸管の再開通である。胸管塞栓モデルを作成する際に、胸管内の塞栓が不十分であれば胸管が再開通してしまう。塞栓術後は胸管内圧が上昇する。この胸管内圧上昇にも耐られる確実な塞栓が必要である。我々のこれまでの臨床における経験と豚では動態が異なると考えられた。塞栓物質の凝固能に関与する種属間の差異を調査すべく、国内及び国際学会に参加した。そして、術前の検査を追加することで、塞栓物質を使用してから塞栓完成に至るまでの必要時間の予測や、塞栓物質の塞栓効果がより強固になるよう調整できる可能性があるという知見を得た。これも平成30年度、検討し導入を予定したい。当初の計画では、平成29年度に豚胸管内圧の計測を行い、静脈角開口部近くから乳糜槽に至るまでの圧勾配を明らかにする実験を終えている予定であった。

しかし、研究実績の概要に記載した内容のごとく、予期せぬ問題点が判明したため、実験内容の再検討を行う必要が生じた。また具体的な解決法を得るのに相当な時間を要した。これらのことから、平成29年度は計画よりも進捗が遅れることとなった。本研究全体の目的は、胸管と下大静脈のバイパス術を経皮的に画像ガイド下に成功させ、リンパ液を静脈へ排出させると胸管内圧が低下することを動物実験で証明することである。平成29年度に行った情報収集と予備実験の結果を踏まえ、平成30年度では胸管-下大静脈バイパス術が可能であることを動物実験で明らかにすることを目的とした。過去の実験で経皮的に豚のリンパ管造影、胸管へのカテーテル挿入が可能であることは確認済である。しかしバイパス術には至っていないため術式の手法、知識の蓄積のため開腹アシストにより家兎を用いたバイパス術をまず行うことにした。我々は実臨床で超音波ガイド下にリンパ節を直接穿刺するintranodallymphangiographyを行っているのでまずこの方法を試みた。エコーによる家兎のリンパ節の同定が困難なことが判明した。開腹にて骨盤腔にアプローチし色素を下肢から注入しリンパ管の同定を試みた。リンパ節を同定しリピオドールの注入を行った。色素によるリンパ管の同定は不鮮明であったがリンパ管造影は行うことができた。後に文献からリンパ節外の間質にリピオドールを注入しても家兎の場合にはリンパ管造影が可能であることが判明し、我々が行ったリンパ管造影も間質へリピオドールが注入されたリンパ管造影であったと最終判断された。開腹アシストにてバイパス術を行うため家兎の乳糜槽、胸管を外科的に露出した。色素を注入し乳糜槽、胸管の同定を試みた。胸管と下大静脈のバイパス術を行うために本研究で報告した経皮的管腔臓器バイパス術を豚に用いる予定であるが、本年度で開腹アシスト下、間質へのリピオドール注入によるリンパ管造影などの技術的知見が家兎による実験により得られた。豚を用いた胸管下大静脈バイパス術を行うにあたり、過去に当研究室で行った豚の経皮的胸管塞栓術、リンパ管造影についてデータを解析した。この結果バイパス術を行う際、pull-through stringをpull-throughさせる角度、pull-through tow wireによるover the wireでカテーテルを突破させる角度に問題があり開腹によるアシストが必要になる可能性があると判断した。このため家兎による開腹アシストを含めた手法と知見を得るため豚での実験を来年度に先送りした。しかし豚を用いた動物実験を具体的に計画できておりやや遅れていると判断した。平成29年度の実験検討内容を元に実験計画の見直しを行う。平成29年度の活動の結果、問題に対する解決法を見出したため、平成30年度検討し導入する。平成30年度は、豚胸管内圧の計測、静脈角開口部近くから乳糜槽に至るまでの圧勾配検査を行うと同時に、胸管-下大静脈バイパス術が可能であることを明らかにすることを目指す。豚を用いた胸管下大静脈バイパス術を行う。胸管内圧を示したデータは文献上ないため、胸管内の静脈角合流部から乳糜槽までの圧勾配データを取得する。胸管に挿入したカテーテルと下大静脈に留置したカテーテルを体外で接続し個体でのリアルタイムの圧較差を確認する。
マンガン触媒による位置選択的多置換ベンゼン合成を軸にしたπ共役系機能性分子の合成

本研究において、マンガン触媒によるβ-ケトエステルとアルキンの[2+2+2]付加環化反応を用いて得られる多置換ベンゼンを修飾することにより新規π共役系分子を創製することが研究目的であり当該年度はその可能性を探索する段階であった。本研究を遂行するにあたって、触媒系の再検討を行うなかで、分子内にアルキン部位を有する、ケトエステルであるα-プロパルギルーβ-ケトエステルをインジウム触媒の存在下、反応させると、有用なπ共役系分子である三置換フランを高収率で得られることを見いだした。本反応は、低触媒量で進行し、反応の前後で原子が損なわれない環境負荷の少ない合成反応である。高い官能基許容性も本反応の特徴であり、ハロゲン、電子求引基、電子供与基を有する基質はいずれも高い収率で生成物を与える。本反応はケトンの窒素類縁体であるイミンを用いるとフランの窒素類縁体であるピロールを与える。ピロールの合成は、ワンポットで行うことも可能であり、ケトエステルとアミンを共存させ、反応させることでなされる。この際、インジウム触媒の活性はアミンが存在しても大きく損なわれることはない。これらのフラン、ピロールのような複素環芳香族化合物は生理活性物質の基本骨格であり、本反応は天然物合成、医薬や農薬の合成に資すると考えられる。さらに、近年、これらの複素環芳香族化合物は有機半導体の分野で注目されており、新規π共役系機能性分子の合成と本研究の趣旨に、本年度の研究成果は完全に合致する。
成熟に伴う臓器の機能獲得と疾患感受性獲得の分子メカニズムの解明

本申請課題は、成熟に伴う臓器の機能獲得と疾患感受性獲得を結びつける分子メカニズムの解明を目指した挑戦的研究である。成熟に伴う機能獲得と疾患感受性上昇は疫学的には示されていたが、そのメカニズムは未解明であった。本申請課題において、機能獲得のマスター転写因子や疾患感受性のシグナル経路を同定することで、その分子基盤に迫ることが期待できる。