(57)【要約】【課題】タンパク質の結晶化状態を全体的に容易に把握することができるタンパク質の結晶化状態表示システムを提供することを課題としている。【解決手段】  タンパク質試料と試薬とが異なる条件で混合された複数の各ウェルの観測時に付与されるランクを、各ランクに対応して予め設定された色に設定するカラー変換システム１１と、各ウェルと各ウェルの観測時との組み合わせによって決められる所定面積の平面座標位置を、上記カラー変換システムにより設定された色に着色したチャート１６を生成するチャート生成システム１２と、チャート生成システム１２により生成されたチャート１６を表示する表示部２とから、タンパク質の結晶化状態表示システムを構成する。【選択図】図４
2007010374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンパク質試料と試薬とが異なる条件で混合された複数の各ウェルにおけるタンパク質の結晶化状態を、上記混合時点から所定の時間経過時に観測することによって付与される各ウェルの観測時のランクを表示部に表示させるタンパク質の結晶化状態表示システムにおいて、該結晶化状態表示システムが、各ランクを、各ランクに対応して予め設定された色に設定するカラー変換システム（１１）と、各ウェルと各ウェルの観測時との組み合わせによって決められる所定面積の平面座標位置を、上記カラー変換システムにより設定された色に着色したチャート（１６）を生成するチャート生成システム（１２）とを備え、表示部（２）にチャート生成システム（１２）により生成されたチャート（１６）を表示させるシステムであるタンパク質の結晶化状態表示システム。
【請求項２】
平面座標を、ウェルと経過時間とを縦軸と横軸とに割り当てた座標とし、横軸と縦軸とによって囲まれた升をウェルとウェルの観測時との組み合わせに対応させて着色した請求項１のタンパク質の結晶化状態表示システム。
【請求項３】
観測時の経過を表す座標軸の目盛りを、１日毎の目盛りとした請求項２のタンパク質の結晶化状態表示システム。
【請求項４】
チャート（１６）に表示されるウェルを、単一のプレート上に配置された複数のウェルを組み合わせてなるユニットとした請求項１又は２又は３のタンパク質の結晶化状態表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のタンパク質試料と試薬とを混合した場合のタンパク質の結晶化状態を表示するタンパク質の結晶化状態表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質分子の三次元構造解析は、一般的にはＸ線構造解析法が使用される。ただしＸ線構造解析法を使用するためには、Ｘ線構造解析が可能なタンパク質の単結晶が必要となる。このためＸ線構造解析法の前段階としてタンパク質の結晶化実験が必要となる。
【０００３】
タンパク質の結晶化実験は、複数のウェル（検体穴）が設けられたプレートを使用して行われる。所定のタンパク質試料に対して、試薬となる複数種類の沈殿剤と緩衝剤（バッファ）と添加剤とを別々の条件で組み合わせて、各ウェルに混入してサンプル用のプレートとする。
【０００４】
サンプル用のプレートは、オイル中の恒温条件下で結晶化処理される。プレート内の検体は、ウェル毎に結晶化の状態が所定のタイミングで観測され、所定の判定基準に基づいて各ウェル毎にランク付けされる。例えばランクをスコア0〜スコア9の10段階とすることができる。
【０００５】
予め各ウェルでのタンパク質試料と試薬との混合時点から、各ウェルを１週間毎に１０回（１０週間）観測すると設定すると、各観測毎に各ウェルに対してスコア0〜スコア9のいずれかが付与されたプレートの観測実験データを得ることができる（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
一般的に、上記のように得られた観測実験データは、各ウェルの観測写真をマトリックス状に表示している。例えば６ｘ１２＝７２のウェルが設けられたプレートを使用する場合、観測写真の表示スペースが、横方向に６個、縦方向に１２個の合計７２個設けられた表示体を使用し、表示体の各スペースに、１回の観測時の各ウェルの写真を表示する。観測を１週間毎に１０回行う場合、１つのプレートに対して１０個の表示体が１セットとなる。各写真に枠を設け、該枠の色をスコアに応じて変更することによって、各写真のスコアを色により判断することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−１０７０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記表示体は、各観測毎に各ウェルの観測写真が表されるため、各ウェルの経時変化は、複数の表示体によって確認する必要がある。このため所定のウェルの経時変化の全体的なイメージを容易に認識することができないという欠点があった。また所定のプレートの観測終了までの全観測結果の全体的なイメージを容易に認識することができないという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明のタンパク質の結晶化状態表示システムは、タンパク質試料と試薬とが異なる条件で混合された複数の各ウェルにおけるタンパク質の結晶化状態を、上記混合時点から所定の時間経過時に観測することによって付与される各ウェルの観測時のランクを表示部に表示させるタンパク質の結晶化状態表示システムにおいて、該結晶化状態表示システムが、各ランクを、各ランクに対応して予め設定された色に設定するカラー変換システム１１と、各ウェルと各ウェルの観測時との組み合わせによって決められる所定面積の平面座標位置を、上記カラー変換システムにより設定された色に着色したチャート１６を生成するチャート生成システム１２とを備え、表示部２にチャート生成システム１２により生成されたチャート１６を表示させるシステムであることを第１の特徴としている。
【０００９】
第２に、平面座標を、ウェルと経過時間とを縦軸と横軸とに割り当てた座標とし、横軸と縦軸とによって囲まれた升をウェルとウェルの観測時との組み合わせに対応させて着色したことを特徴としている。
【００１０】
第３に、観測時の経過を表す座標軸の目盛りを、１日毎の目盛りとしたことを特徴としている。
【００１１】
第４に、チャート１６に表示されるウェルを、単一のプレート上に配置された複数のウェルを組み合わせてなるユニットとしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように構成される本発明の構造によると、各ウェルと観測時との組み合わせに対応する平面座標位置を、対応するウェルの観測時点で付与されたランクに対応する色に着色したチャートが、表示部に表示されるため、各ウェルの結晶化状態を全体的な色分け表示によって、容易に確認することができるという利点がある。
【００１３】
特に平面座標を、ウェルとタンパク質試料と試薬との混合時点からの経過時間とを縦軸と横軸とに割り当てた座標とし、横軸と縦軸とによって囲まれた部分をウェルと該ウェル観測時との組み合わせに対応させ、着色することによって、経過時間とウェルの二次元グラフ内に、ランクが色分けされて表示されるため、ウェルの種別と経過時間に基づくチャートが表示され、各ウェルにおける時間経過に伴う結晶化状態を特に容易に把握することが可能となる。
【００１４】
特に観測時の経過を表す座標軸の目盛りを、１日毎の目盛りとすることによって、各ウェル毎に観測日時が異なる場合でも、全てのウェルの全ての観測時に対するカラー表示を容易に行うことができる。
【００１５】
チャートに表示されるウェルを、単一のプレート上に配置された複数のウェルを組み合わせてなるユニットとすることによって、単一のプレートにおける所定のウェルの組み合わせ又は単一のプレートの全ウェルの結晶化状態を色分け表示されたチャートによって容易に確認することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明のタンパク質の結晶化状態表示システムのシステムブロック図である。該結晶化状態表示システムは、サーバ・クライアントの分散システムとなっている。サーバコンピュータ１（以下サーバ１）とクライアントコンピュータ２（以下クライアント２）は、インターネット等の公衆回線を含むWANやLAN，又はloopback等の通信回線３を介してデータ通信を行う。
【００１７】
データ通信は、サーバ１にインストールされたウェブサーバ４とクライアント２にインストールされたウェブブラウザ６とによって行われる。サーバ１のウェブサーバ４にアクセスしたウェブブラウザ６の起動によってクライアント２が表示部として機能する。クライアント２はＣＲＴ等の表示装置（図示しない）を備え、且つサーバ１のウェブサーバ４とTCP/IPプロトコル等を使用した通信とが可能な構成となっている。
【００１８】
サーバ１には、上記ウェブサーバ４の他、ウェブページ作成システム７とデータベースシステム８とがインストールされている。タンパク質の結晶化実験の観測時の画像ファイルが保存される画像ファイル用ストレージ９が設けられている。サーバ１はクライアント２のウェブブラウザ６とTCP/IPプロトコル等を使用した通信が可能な構成となっている。画像ファイル用ストレージ９を他のコンピュータに設けることもできる。
【００１９】
上記タンパク質の結晶化実験は、横方向に６個、縦方向に１２個の全７２個のウェル（受けとなる窪み穴）が形成されたプレートが用いられる。各プレートの各ウェルに各々、所定のタンパク質試料と、試薬となる複数種類の沈殿剤と緩衝剤（バッファ）と添加剤とを別々の条件で組み合わせて混入する。これにより各プレートがサンプル用のプレートとなる。
【００２０】
各サンプル用のプレートを、オイル中の恒温条件下で結晶化処理する。タンパク質試料と試薬との混合時点から、概ね一週間毎に、各ウェルでの結晶化の状態を１０週間（７０日）観測する。観測で、番号，観察日時，結晶化開始日時，サンプルＩＤ，沈殿剤，緩衝剤，添加剤，ウェル内の顕微鏡写真の画像をデータとして採る。
【００２１】
番号は、プレート番号とウェル番号とを連続させた英数字である。これにより番号はウェル毎にユニークとなる。さらに各観測毎に、所定の判断基準に基づいてウェルでの結晶化状態に対してスコアを付してランク付けを行い、スコアをデータとして採る。
【００２２】
スコア（score）は、score0〜score9までの１０段階が設定されている。各観測毎に各ウェルに対して割り当てられる。各ウェルに対するスコアランクの割り当ては、観測者の目視や、画像処理等による自動割当によって行われる。図２（Ａ）がscore0の一例、図２（Ｂ）がscore1の一例、図２（Ｃ）がscore2の一例、図２（Ｄ）がscore3の一例、図２（Ｅ）がscore4の一例、図２（Ｆ）がscore5の一例、図２（Ｇ）がscore6の一例、図２（Ｈ）がscore7の一例、図２（Ｉ）がscore8の一例、図２（Ｊ）がscore9の一例である。
【００２３】
スコアランクの判断は、概ね、クリアドロップ（変化がない）状態をScore0、薄い沈殿（もやもや）状態をScore1、濃い沈殿（砂状）状態をScore2、score2より濃い沈殿状態をScore3、ゼリー状の固まり状態をScore4、微結晶・針状結晶状態をScore5、やや小さい結晶状態をScore6、やや大きい結晶状態（ただし一部割れていたり、くっついていたりするものが存在する）をScore7、測定に適した大きい結晶状態をScore8、測定に適しているが非常に大きい結晶状態をScore9とする。
【００２４】
上記観測によって得られたデータがデータベースシステムに登録される。なおscore0よりも結晶化状態が悪い場合や、画像撮影時等のエラーの場合に、score-1やscore-2，score-3とすることもできる。この場合はデータベースシステム８に、score-1やscore-2，score-3を登録することや、score0以下のスコアは全てscore0として登録する等の対応をとることができる。画像のデータファイル（画像ファイル）は、いったん画像ファイル用ストレージに保存され、その後後述するように、データベースシステムに登録される。
【００２５】
データベースシステム８は、例えば従来公知のSQLリレーショナルデータベースシステム等からなる。図３に示されるように、番号フィールド８Ａ，観察日時フィールド８Ｂ，結晶化開始日時フィールド８Ｃ，サンプルＩＤフィールド８Ｄ，沈殿剤フィールド８Ｅ，緩衝剤フィールド８Ｆ，添加剤フィールド８Ｇ，スコアフィールド８Ｈ，画像ファイルフィールド８Ｉの項目を備えたデータテーブルを備える。
【００２６】
画像ファイルは、画像ファイル用ストレージに保存されている画像ファイルのファイル名を画像ファイルフィールド８Ｉに書き込んだり、画像ファイルフィールド８Ｉのデータ型をBLOB等のバイナリ大データ格納型とし、画像ファイル用ストレージ９に保存されている対応する画像ファイルをバイナリとして画像ファイルフィールド８Ｉに直接書き込むこと等によってデータベースシステムに登録することができる。観測時に結晶化がない場合があり得るため、結晶化開始日時フィールド８Ｃは、NULLデータを許容する。
【００２７】
前述のウェブページ作成システム７は、ウェブサーバ４に対するCGIである。ウェブサーバ４がウェブブラウザ６に対して提供するウェブページのデータ（HTMLファイル）を静的又は動的に作成する。ウェブサーバ４はウェブページ作成システムによって作成されたHTMLファイルをウェブブラウザ６に対して送信する。
【００２８】
上記ウェブページ作成システム７は、所定の複数のウェルの結晶化状態をカラーチャートによって表示するカラーチャートページ用のデータ（カラーチャートページHTMLファイル）と、カラーチャートページに表示されるウェルを選択することによって表示されるディテールページ用のデータ（ディテールページHTMLファイル）と、ディテールページに表示されるウェルを時系列順にサムネイル表示するサムネイルページ用のデータ（サムネイルページHTMLファイル）を静的又は動的に生成する。
【００２９】
ウェブページ作成システム７によって生成されたカラーチャートページHTMLファイル，ディテールページHTMLファイル，サムネイルページHTMLファイルが、ウェブサーバ４によってウェブブラウザ６に送信され、これによりウェブブラウザ６において、カラーチャートページ，ディテールページ，サムネイルページを閲覧することができる。
【００３０】
図４に示されるように、ウェブページ作成システム７は、データベースシステム８に対して検索条件を与え、所定の検索条件に一致する行をデータベースシステム８に抽出させるテーブル検索システム９を備える。またテーブル検索システム９によって抽出された行におけるスコアを、スコアのランクに応じた色に割り当てるカラー変換システム１１を備える。
【００３１】
ウェブページ作成システム７は、テーブル検索システム９によって抽出された各行のデータや、カラー変換システム１１からのデータに基づき、カラーチャートページHTMLファイル、ディテールページHTMLファイル、サムネイルページHTMLファイルを静的又は動的に作成するHTMLファイル作成システム１２を備える。
【００３２】
上記テーブル検索システム９は、ウェブブラウザ６から送信される条件やデフォルトの条件をウェブサーバ４側から受けると、例えばデータベースシステム８がSQLタイプである場合、受信した条件をSQLのSELECTコマンドの引数として、データベースシステム８に渡し、データベースシステム８からの戻り値（SELECTコマンドにより選択される行）をリストや変数等としてHTMLファイル作成システム１２やカラー変換システム１１に渡すように構成されている。
【００３３】
上記カラー変換システム１１は、HTMLカラーコードにおける#CCCCCC（グレー）〜#993300（茶色）までを１０段階に分け、score0〜score9に対して、それぞれ割り当て、変数等としてHTMLファイル作成システム１２に渡すように構成されている。本実施形態においては、score0→#CCCCCC，score1→#00CC00，score2→#00FF00，score3→#CCFF00，score4→#FFFF99，score5→#FFCC00，score6→#FF9900，score7→#FF6600，score8→#CC6600，score9→#993300と割り当てる。
【００３４】
例えばテーブル検索システム９から、スコアのランクを変数として、${rank}='score3'として受け取ると、score3→#CCFF00であるため、${rank}='#CCFF00'という変数をHTMLファイル作成システム１２に渡す。
【００３５】
図５に示される本実施形態のカラーチャートページ１５は、所定の単一のプレートにおける全ウェルの結晶化状態をカラーチャートによって表示する。なお所定の単一のプレートにおける所定のウェルを組み合わせたもの（ユニット）の結晶化状態をカラーチャートによって表示するように構成することもできる。カラーチャートページ１５は、プレート番号１３と、各スコアに対応する色のサンプル１４と、平面座標の１つであるマトリクス状の表（チャート）１６とを表示する。
【００３６】
チャート１６は、各列が経過時間（本実施形態においては経過日数）を示す。１列が１日に割り当てられている。各行はウェルを示す。１行が１ウェルに割り当てられている。前述のように、各プレートにはウェルが７２設けられており、検体（各ウェル）をタンパク質試料と試薬との混合時点から７０日間観測するため、上記チャート１６は７２行ｘ７０列となっている。表は５０４０升を備える。
【００３７】
カラーチャートページHTMLファイルは、上記カラーチャートページ１５をウェブブラウザ６上に表示させるコードを有する。カラーチャートページHTMLファイルは、各スコアに対応する色のサンプル１４の表示用のコードが静的に、プレート番号１３とチャート１６の表示用のコードが動的にHTMLファイル作成システム１２によって生成される。
【００３８】
例えば010001770000番のプレートのカラーチャートページ１５を表示する場合は、010001770000番のプレートの全ウェルが検索される条件がテーブル検索システム９に与えられ、データベースシステム８が、010001770000番のプレートの全ウェル（行）を抽出する。テーブル検索システム９は、抽出されたウェルのスコアを変数等としてカラー変換システム１１に渡し、プレート番号と、ウェル番号と、観測日時とをHTMLファイル作成システム１２に変数等として渡す。
【００３９】
カラー変換システム１１は、受け取ったスコアを、前述のように各スコアに対応する色に変換して設定し、HTMLファイル作成システム１２に変数等として渡す。HTMLファイル作成システム１２は、変換された色を、ウェル番号と観測日時とによって特定される升の塗りつぶし色とし、以上を抽出される全行に対して順に全て行い、チャート１６の表示用のコードを生成する。またHTMLファイル作成システム１２は、受け取ったプレート番号によってカラーチャートページ１５のプレート番号表示１３用のコードを生成する。
【００４０】
図６に示される本実施形態のディテールページ１７は、１ウェルの１観測時の観測データが表示される。観測データは前述のように、データベースシステム８の所定の１行に保存されている。番号，観察日時，結晶化開始日時，サンプルＩＤ，沈殿剤，緩衝剤，添加剤，スコアが表示されるディテール表１８と、観測時の写真（画像）１９と、当該ウェルの他の観測日時の画像を表示させるためのドロップダウンメニュー２１と、サムネイルページを表示させるサムネイル表示ボタン２２とが表示される。
【００４１】
ディテールページHTMLファイルは、上記ディテールページ１７をウェブブラウザ６上に表示させるコードを有する。ディテールページHTMLファイルは、HTMLファイル作成システム１２によって動的に生成される。
【００４２】
例えば010001770000番プレートの22番ウェルの2003年5月22日の観測データを表示させる場合は、番号＝01000170000w22，観測日時＝20030522という条件をテーブル検索システム９に与え、データベースシステム８に、010001770000番プレートの22番ウェルの2003年5月22日の観測データを抽出させることによって、テーブル検索システム９が抽出された観測データをHTMLファイル作成システム１２に渡し、抽出された観測データに基づきHTMLファイル作成システム１２がディテール表１８と観測時の画像１９とドロップダウンメニュー２１とサムネイル表示ボタン２２の表示用のコードを生成する。
【００４３】
図７に示される本実施形態のサムネイルページ２３は、所定のウェルの観測時の写真（画像）を一覧表示するための表示スペース２４を、表示画像分設け、各表示スペース２４に画像２６を表示させる。
【００４４】
サムネイルページHTMLファイルは、上記サムネイルページ２３をウェブブラウザ６９上に表示させるコードを有する。サムネイルページHTMLファイルは、ウェブページ作成システム１２によって動的に生成される。
【００４５】
例えば010001770000番プレートの22番ウェルのサムネイルを表示させる場合は、番号＝01000170000w22という条件をテーブル検索システム９に与え、データベースシステム８に、010001770000番プレートの22番ウェルの全観測データを抽出させ、抽出された観測データをテーブル検索システム９がHTMLファイル作成システム１２に渡すことによってHTMLファイル作成システム１２が各画像２６の表示用のコードを生成する。
【００４６】
前述のカラーチャートページ１５におけるチャート１６の各升は、ディテールページ１７へのリンクとして設定されている。チャート１６の各升は、プレート番号とウェル番号と観測日時によって特定される。
【００４７】
このため、カラーチャートページ１５は、ウェブブラウザ６上において、所定の升がクリックされると、プレート番号とウェル番号と観測日時のデータをテーブル検索システム９に与え、且つ升をクリックしたウェブブラウザ６にデータベースシステム８が抽出した観測データに基づくディテールページ１７を表示させるようにコーディングされている。
【００４８】
これにより、ウェブブラウザ６からカラーチャートページ１５のチャート１６における所定の升をクリックすることによって、当該升に対応する観測データのディテールページが表示される。
【００４９】
前述のディテールページ１７のドロップダウンメニュー２１は、ディテールページ１７が表示しているウェルの観測日時を示している。上記ドロップダウンメニュー２１は当該ディテールページ１７が表示しているウェルの他の観察日時も選択が可能となっている。ドロップダウンメニュー２１によって他の観察日時を選択すると、選択された観測日時のディテールページ１７が表示される。
【００５０】
ディテールページ１７は、ドロップダウンメニュー２１の所定の観測日時が選択されると、プレート番号（当該ディテールページ１７で表示されているウェルのプレート番号と同じ）とウェル番号（当該ディテールページ１７で表示されているウェルのウェル番号と同じ）と観測日時のデータをテーブル検索システム９に与え、且つドロップダウンメニュー２１の所定の観測日時を選択したウェブブラウザ６にデータベースシステム８が抽出した観測データに基づくディテールページ１７を表示させるようにコーディングされている。
【００５１】
これにより、ウェブブラウザ６からディテールページ１７のドロップダウンメニュー２１によって、所定の観測日時を選択すると、当該観測日時に対応する観測データのディテールページ１７が表示される。
【００５２】
ディテールページ１７は、サムネイル表示ボタン２２がクリックされると、当該ディテールページ１７で表示されているウェルの番号（プレート番号＋ウェル番号）をテーブル検索システム９に与え、且つサムネイル表示ボタン２２をクリックしたウェブブラウザ６にデータベースシステム９が抽出した観測データに基づくサムネイルページ２３を表示させるようにコーディングされている。
【００５３】
これにより、ウェブブラウザ６からディテールページ１７のサムネイル表示ボタン２２をクリックすると、当該ウェルの全観測時の画像２６が一覧表示されるサムネイルページ２３が表示される。
【００５４】
サムネイルページ２３の各画像２６の表示スペース２４は、ディテールページ１７へのリンクとして設定されている。サムネイルページ２３は、ウェブブラウザ６上において、所定の表示スペース２４がクリックされると、プレート番号とウェル番号と観測日時のデータをテーブル検索システム９に与え、且つ表示スペース２４をクリックしたウェブブラウザ６にデータベースシステム８が抽出した観測データに基づくディテールページ１７を表示させるようにコーディングされている。
【００５５】
これにより、ウェブブラウザ６からサムネイルページ２３の各画像の表示スペース２４をクリックすることによって、当該表示スペース２４に表示された画像２６に対応する観測データのディテールページ１７が表示される。
【００５６】
本タンパク質の結晶化状態表示システムは、以上のように構成されており、カラーチャートページ１５によって、１つのプレートにおける各ウェルの結晶化状態が、時間（観測日時）軸とウェル軸の二次元グラフ内に、スコアが色分けされて表示されるため、プレート全体の結晶化状況を容易に把握することができる。
【００５７】
これにより例えば全体的に結晶化状況が良好なプレートと、全体的に結晶状況が悪いプレートを容易に判別することができる他、部分的に結晶化状況が良好なウェルを容易に判断すること等が可能となる。また１列を経過日数１日と割り当てるため、ウェル毎に観測日時が異なる場合でも、観測データのカラー設定を行うことができる。
【００５８】
さらにカラーチャートページ１５→ディテールページ１７→サムネイルページ２３→ディテールページ１７と容易に移動することができるため、カラーチャートページ１５から各ウェルの詳細情報や、プレートごとのウェルの一覧表示等に容易にジャンプすることができるため、ウェルの情報を容易に得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】タンパク質の結晶化状態表示システムのシステムブロック図である。
【図２】各スコアのサンプルの表示図である。
【図３】データベースシステムにおけるデータテーブルの概念を示す概念図である。
【図４】ウェブページ作成システムのブロック図である。
【図５】ウェブブラウザに表示されるカラーチャートページを示す表示図である。
【図６】ウェブブラウザに表示されるディテールページを示す表示図である。
【図７】ウェブブラウザに表示されるサムネイルページを示す表示図である。
【符号の説明】
【００６０】
２    クライアントコンピュータ
１１  カラー変換システム
１２  チャート生成システム
１６  チャート
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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