hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
未利用生物資源であるルーメン内好アルカリ性細菌の分離と同定

ヒツジのルーメン液からアルカリ性に調製した培地を用いて好アルカリ性細菌の分離・培養を行い、質量分析計および16S rRNA配列解析により、好アルカリ性細菌を同定した。ヒツジルーメン液から分離された好アルカリ性細菌はヒツジの糞からも分離された。好アルカリ性細菌にはヒトのプロバイオティクスとして利用されている株やキシラナーゼやセルラーゼといった有用酵素を生産する有用菌が多く知られていることから、これらの好アルカリ性微生物が新たな生物資源となりうることが示唆された。質量分析計を用いた微生物同定システム用アルカリ性細菌ライブラリの構築MALDI Biotyper (MBT)による微生物同定法は、菌体内のタンパクの発現パターンを比較することにより行われるため、培養条件(培地組成、培養温度、培養時間)の違いは同定結果に大きく影響する。MBTデータベースに登録されている菌株の培養条件も統一されていないため、本研究での培養条件とは異なっており、同定精度は必ずしも高くはなかった。そこで、MBTによる同定精度および再現性の向上の目的で、TS寒天培地に加えるNa2CO3濃度と培養時間がMBTのスペクトルパターンに与える影響を調べ、その結果、培養条件をTS寒天培地、炭酸ナトリウム濃度1.0%、培養時間24-48 hと決定した。基準株を含む好アルカリ性細菌22株(うちBacillus clausii 6株)について、上で設定した培養条件にて培養を行い、新たにデータベースを構築した。ルーメンからの好アルカリ性細菌の分離・同定羊ルーメンを中性およびアルカリ性の培養条件で好気培養を行い、各々の培養条件で得られたコロニーについて、MBTによる同定を行った。Bacillus属が両条件で共通して分離されたが、MBTでBacillus clausiiと同定されたものは、アルカリ性の培養条件のみであった。MBTにより種レベルまで同定できたものは、当初全体の2割程度であったが、同定できなかったものについては16S rRNA配列を決定し、16S系統解析により種の推定を行ってデータベースの補完を行った。これによりMBTによる微生物の種レベルの同定率は6割まで向上した。ルーメン以外にも、糞、飼料、畜舎の土壌について好アルカリ菌の分離を行ったところ、糞および畜舎の土壌からBacillus clausiiが分離された。飼育地域および飼育形態におるルーメン中の好アルカリ性細菌の菌叢変化についての調査が未実施であり、その部分で幾分遅れている。また、当初、好アルカリ性細菌が多く分離されている好気性菌のみを検索対象としていたが、ルーメン内の環境は嫌気的であるため、嫌気性菌についても分離同定を行う必要があると考え、それらの分離同定に加え、嫌気性菌同定のためのMBTデータベースの構築も行っている。これまでに行われてきた培養法によるルーメン微生物の分離と分類は、ルーメン内のpH環境にあわせ、主に酸性中性の培養条件で生育する微生物を対象としており、アルカリ性の培養条件による分離・分類研究は行われていなかった。そこで本研究では、羊のルーメン液ならびに糞から好アルカリ性細菌の分離・培養を行い、その分類と同定をMALDI Biotyperおよび16S rRNA配列解析によって行った。MALDI Biotyperによる好アルカリ性細菌の同定は同定率が低かったため、培養条件の最適化により同定率の改善を行った。羊ルーメン液から分離・同定された好アルカリ性Bacillus属細菌は、Bacillus pumilusおよびBacillus sonorensisが優勢であったが、糞中より分離されたものでは、B. sonorensisの割合が減少し、Bacillus clausiiおよびBacillus endophyticusの割合が増加していた。全ルーメン微生物中のB. clausiiの存在比は、リアルタイムPCRによる16s RNAの定量分析によりおよそ0.0013%と見積もられたが、好アルカリ性Bacillus属全体としては、0.13%程度を占めている可能性が示された。今回羊ルーメン液から分離されたB. clausiiを含む好アルカリ性細菌には、人のプロバイオティクスとして利用されている株やキシラナーゼやセルラーゼといった有用酵素を生産する株が多く知られている。反芻動物の唾液は、ルーメン発酵により産生する有機酸によるルーメンの酸性化を中和するために、弱アルカリ性であることが知られており、飼料の吐き戻し、再咀嚼と言った一連の反すう行動の中で、好アルカリ性細菌が活性化され、ルーメン発酵に寄与することは可能と考えられ、これらの微生物が新たな生物資源となりうることが示唆された。平成27年度に未実施であった、飼育地域および飼育形態によるルーメン中の好アルカリ性細菌の菌叢変化についての調査を行う。また、ルーメン内好アルカリ性細菌の生菌数の定量とルーメンへの導入経路の予測についても実施する。

平成27年に行った研究結果から、羊に関しては、糞便中および、畜舎内の土壌中からBacillus clausiiが分離されており、これらの分離株について特徴づけを行うとともに、予備実験で分離されている株についてセルラーゼ、プロテアーゼ、抗菌活性を調べ、プロバイオティクス候補株として保存する。これまで嫌気性菌に関して好アルカリ性菌の調査を行っていないので、ルーメンおよび糞便中の嫌気性、好アルカリ性細菌についても探索を行う。実験結果からルーメン内好アルカリ性細菌の分類と生態についてまとめ、ルーメン発酵への寄与を考察する。ルーメン内好アルカリ性細菌の生物資源としての可能性を評価し、利用価値のあるものに関してその利用法を提案する。ルーメン由来Bacillus clausiiについて、プロバイオティクスとしての利用法を提案する。農学平成27年度に計画していた「飼育地域および飼育形態におるルーメン中の好アルカリ性細菌の菌叢変化についての調査」が未実施であり、資料採集にかかる旅費、協力金の支出がなかったため。平成28年度に「飼育地域および飼育形態におるルーメン中の好アルカリ性細菌の菌叢変化についての調査」を行う。
フィブリン器質化過程における血管平滑筋細胞の役割解析

本研究はフィブリン塊に対する培養平滑筋細胞の反応を主に細胞生物学的手法を用いて解析した。まず,フィブリン・ゲル内への平滑筋細胞の侵入,遊走を定量的に評価する系を開発し,この系を用いてフィブリン・ゲル中への平滑筋細胞の遊走に影響を与える因子について解析を行った。即ち,培養皿上にコンフルエントに増殖した平滑筋細胞層上に,精製フィブリノゲン溶液にトロンビンを加えることによってフィブリン・ゲルを作成し,培養を続けると平滑筋細胞は経時的にゲル内へ侵入,遊走した。位相差顕微鏡により,遊走していない細胞と遊走細胞は容易に区別でき,1視野あたりの遊走細胞数を計数することにより,再現性のある定量化が可能であった。ゲル内への遊走細胞は培養6時間後より出現し,24時間まで直線的に増加した。また,遊走細胞数はゲル形成に用いたフィブリノゲンの濃度15mg/mlの範囲で直線的に増加した。使用したトロンビンは0.051U/mlの広い濃度範囲で遊走細胞数に影響しなかった。それより高濃度のトロンビンを用いると遊走細胞数は減少傾向を示した。さらに,以下の検討を行った。(1)ゲル形成後,アンチトロンビンIII,ヒルジン,PPACKを添加することによる残存トロンビンの阻害,(2)フィブリン・ゲル形成前にトラネキサム酸またはアプロチニンを添加することによる線溶系の阻害,(3)フィブリノゲンの尿素処理による第XIII因子の不活化,(4)フィブリン・ゲル洗浄によるフィブリノペプチドの除去,はいずれも平滑筋細胞の遊走に影響しなかった。以上より,フィブリン・ゲル内への平滑筋細胞の遊走は残存トロンビン,フィブリノペプチド,第XIII因子によるものではなく,また,線溶系の関与はないと考えられた。即ち,フィブリン・ゲル内への平滑筋細胞の侵入・遊走はゲルと平滑筋細胞自体の性質に依存しており,他の走化因子を必要としないことが明らかとなった。本研究は牛胎児胸部大動脈より血管平滑筋細胞を培養し、フィブリン塊に対する平滑筋細胞の反応を主に細胞生物学的手法を用いて解析しようとするものである。平成6年度は、まず牛胎児胸部大動脈より血管平滑筋細胞の培養系を確立した。続いて市販フィブリノゲンからプラスミン、フィブロネクチン、第XIII因子等の夾雑物を除去し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動などによって精製度を確認した。さらに、インビトロ、無菌下にフィブリン・ゲルを作成し、種々の条件で培養平滑筋細胞と接触させる系を案出した。そして、その内より平滑筋細胞の遊走・侵入を定量的に評価できる系の開発に成功した。即ち、培養皿上にコンフルエントに培養した平滑筋細胞上に、精製フィブリノゲンにトロンビンを加えることによりフィブリン・ゲルを作成し、培養を続けると、平滑筋細胞は経時的にゲル内に遊走・侵入する。遊走した細胞は位相差実体顕微鏡により、遊走していない細胞と容易に区別でき、視野あたりの遊走細胞数を計数することにより再現性ある定量化に成功した。次年度にはこの系を用いてフィブリン・ゲル中への平滑筋細胞の遊走に影響する因子について解析を行う予定である。本研究はフィブリン塊に対する培養血管平滑筋細胞の反応を主に細胞生物学的手法を用いて解析しようとしたものである。

平成6年度にはフィブリン・ゲル内への平滑筋細胞の侵入,遊走を定量的に評価する系を開発することに成功した。本年度はこの系を用いてウィブリン・ゲル中への平滑筋細胞の遊走に影響する因子について解析を行った。即ち、培養皿上にコンフルエントに培養した平滑筋細胞層に,精製フィリブノゲン溶液にトロンビンを加えることによってフィブリン・ゲルを作成し,培養を続けると,平滑筋細胞は経時的にゲル内に遊走,侵入する。位相差顕微鏡により,遊走している細胞は遊走していない細胞から容易に区別でき,1視野あたりの遊走細胞数を計数することにより再現性のある定量化が可能であった。ゲル内への遊走細胞は培養6時間後から出現し,24時間後まで直線的に増加した。また,遊走細胞数はゲル形成に用いたフィブリノゲンの濃度15mg/mlの範囲で増加した。ゲルの形成のために使用したトロンビンは0.05-1u/mlの広い濃度範囲で遊走細胞数に影響しなかったが,それより高濃度では遊走細胞数は減少傾向を示した。さらに以下の検討を行った。(1)ゲル形成後アンチトロンビンIII,ヒルジン,PPACK添加による残存トロンビンの阻害,(2)フィブリン・ゲル形成前にトラネキサム酸またはアプロチニンを添加することによる線溶系の阻害,(3)フィブリノゲンの尿素処理による第XIII因子の不活化,(4)フィブリン・ゲル洗浄によるフィブリノペプチド除去,はいずれも平滑筋細胞の遊走に影響しなかった。以上より,フィブリン・ゲル内への平滑筋細胞の遊走は残存トロンビン,フィブリノペプチド,第XIII因子によるものではなく,また,線溶系の関与は認められなかった。即ち,フィブリン・ゲル内への平滑筋細胞の侵入・遊走はゲルと平滑筋細胞自体の性質に依存しており,他の走化因子の存在を必要としないことが明らかになった。
窩洞形成時疼痛の中枢抑制機構の解明

7週齢、雄のS.D.ラットを用い延髄の前額断スライスから孤束核、最後野を摘出し、RNAの抽出を行った。さらに精製RNAについて逆転写反応を行い、標的プライマー(ドーパミンサブタイプD1からD5に対する)を用いて、PCRを行った。その結果孤束核にドーパミン受容体サブタイプD2mRNAが、最後野にD2及びD5mRNAの存在が明らかになった。【免疫染色実験】このRT-PCR実験結果を踏まえ、孤束核および最後野に発現するドーパミン受容体タンパク質の局在を調べた。すなわち、孤束核および最後野を含む延髄凍結切片を作製しその切片を用いて、ドーパミン受容体サブタイプD2あるいはD5に対する抗体を用いて免疫染色を行った。その結果、孤束核にドーパミン受容体サブタイプD2の、最後野にドーパミン受容体サブタイプD2,D5の存在が明らかになった。さらに、ドーパミンD2,D5受容体mRNAの生体組織内局在を調べるために、最後野、孤束核を含む厚さ10μmの延髄前額断凍結切片を作製した。PCR産物を大腸菌を用いてクローニングし、精製プラスミドDNAを転写合成しジゴキシゲニン標識RNAプローブを作製し用いた。ハイブリダイゼーションは、50°Cで約20時間湿箱内にて反応させた。免疫学的検出には、アルカリフォスファターゼ標識、抗ジゴキシゲニン抗体を用い、室温で30分反応させBCIP、NBTで、遮光下で512時間反応させた。対比染色には、2%メチルグリーンを用い、Pristine Mountで封入し実体顕微鏡下で観察した。その結果、ドーパミンD2,D5受容体mRNAが最後野に、ドーパミンD2受容体mRNAの局在が孤束核に認められた。これまでの研究では中脳側坐核においてD2ドーパミン受容体がstress-induced-analgesiaに関与していることがわかっているが、今回の実験で最後野にもD2ドーパミン受容体が存在することが明らかになった。7週齢、雄のS.D.ラットを用い延髄の前額断スライスから孤束核、最後野を摘出し、各々RNAの抽出を行った。各々の精製RNAについて逆転写反応を行い、標的プライマー(ドーパミン受容体サブタイプD1からD5に対する)を用いて、逆転写産物のPCRをプログラムテンプコントロールシステムPC-808を用いて行った。そのPCR産物を2%エチジウムブロマイド含有アガロースゲルで電気泳動を行い、摘出した延髄孤束核と最後野に発現するドーパミン受容体遺伝子(mRNA)の分析同定を行った。その結果ラット延髄孤束核にドーパミン受容体サブタイプD2 mRNAが、ラット延髄最後野にD2およびD5 mRNAの存在が明らかになった。【免疫染色実験】このRT-PCR実験結果を踏まえて、延髄孤束核および最後野に発現するドーパミン受容体タンパク質の局在を調べた。すなわち孤束核および最後野を含む延髄凍結切片を作製しその切片を用いて、先のRT-PCR実験で延髄孤束核および最後野にm-RNAの存在・発現が明らかになったドーパミン受容体サブタイプD2あるいはD5に対する抗体を用いて免疫染色を行った。免疫染色には、VECTASTAIN Elite ABC KIT(Vector Laboratories, USA)を用い、発色基質にはDAB(3,3'-diaminobenzidine)を用い対比染色はマイヤーのヘマトキシリンにて行い、光学顕微鏡下で観察した。

その結果、孤束核にドーパミン受容体サブタイプD2の、最後野にドーパミン受容体サブタイプD2,D5の存在が明らかになった。次年度は、今年度の結果を踏まえて、in situ hybridization法を用いて、ドーパミン受容体サブタイプmRNAの局在発現を形態学的に分析する予定である。7週齢、雄のS.D.ラットを用い最後野、孤束核を含む厚さ10μmの延髄前額断凍結切片を作製した。前年度に作製したPCR産物(D1D5mRNAに対する)を各々ベクタープラスミドpCR【○!R】IITOPO【○!R】(Invitrogen)のSP6とT7プロモーター間にサブクローニングした後、大腸菌を用いてクローニングした。精製したプラスミドDNAを制限酵素BamHIで直鎖化し、T7 RNA polymeraseを用いて転写合成したものをantisense probeとして、制限酵素EcoRVで直鎖化し、SP6 RNA polymeraseで転写したものをsense probeとしてジゴキシゲニン標識RNAプローブを作製し用いた。in situ hybridizationでは前処理に、proteinase K処理、4%PFA/PBSによる後固定、0.2N HClによる処理を行った後上昇系エタノールで脱水し、風乾した。ハイブリダイゼーションは、50°Cで約20時間湿箱内で反応させた。免疫学的検出には、ブロッキング処理の後、アルカリフォスファターゼ標識、抗ジゴキシゲニン抗体を用いて、室温で30分反応させ、アルカリフォスファターゼの基質にはBCIPを、発色の強化にはNBTを用い、遮光下で512時間反応させた。対比染色には、2%メチルグリーンを用い、Pristine Mountで封入し実体顕微鏡下で観察した。その結果、ドーパミンD2,D5受容体mRNAが最後野に、ドーパミンD2受容体mRNAの局在が孤束核に認められた。一方D1,D3,D4受容体mRNAは認められなかった。この結果は、前年度の組織からのRNA抽出物の分析結果(RT-PCR実験)、さらにドーパミン受容体タンパク質の局在(免疫染色実験)とも整合性がある。これまでの研究では中脳側坐核においてD2ドーパミン受容体がstress-induced-analgesiaに関与していることがわかっている、そして、今回の実験で最後野にもD2ドーパミン受容体が存在することが明らかになった。最後野は孤束核、三叉神経脊髄路核と線維連絡があり、孤束核にもD2ドーパミン受容体の存在が明らかになっている。これらの事実から、最後野、孤束核、三叉神経脊髄路核を含む延髄には窩洞形成時の自律的疼痛抑制機構が存在する可能性が考えられる。
高速リフティングに基づく制御系設計・解析に関する作用素論的研究とその代数型拡張

ディジタル機器を用いた制御系や物質・情報・エネルギー等の移動を伴う制御系に対する高度の設計や解析を達成するための高速リフティングという基本的考え方について,数学的に作用素理論の観点から考察し,さらに上記とは異なるタイプの制御系へも応用しうるより簡素化した考え方の展開可能性についても検討している.ディジタル機器を用いた制御系や物質・情報・エネルギー等の移動を伴う制御系に対する高度の設計や解析を達成するための高速リフティングという基本的考え方について,数学的に作用素理論の観点から考察し,さらに上記とは異なるタイプの制御系へも応用しうるより簡素化した考え方の展開可能性についても検討している.研究における中心的な道具立てとなる高速リフティング手法において,サンプル値系およびむだ時間系におけるcompression作用素の準有限ランク近似に関する精度を高めることは,非常に重要である.この問題について,ヒルベルト・シュミットノルムに基づく従来手法を発展させた,1段階近似および2段階近似手法を整備し,さらに,その際の近似誤差の大きさをより保守性を低減させた形で評価する手法を導いた.後者の近似誤差の保守性に関する改善は,三角不等式を適用する手法を工夫したことによるものである.同様の工夫は,準有限ランク近似に基づくサンプル値系のロバスト安定解析,ならびに,むだ時間系の作用素リアプノブ不等式に基づく安定解析において,準有限ランク近似誤差の影響を厳密に評価し,近似手法のもとでの厳密な十分条件を導出する際の三角不等式の適用においても展開することができる.このような議論を通して,作用素ベースでの研究に関して大きな成果が得られた.一方,代数的拡張に関しては,離散時間系の周期時変スケーリングに基づく制御器設計に取り組んだ.解析においては,非因果的周期時変スケーリングが,仮に静的なものであっても,従来手法においては動的なスケーリングに対応して,そのことが非因果的周期時変スケーリングに基づく解析手法の有効性を導く基本的な性質となっていることが明らかになっている.この特徴を制御系設計に活かすべく,周期時変制御器の設計問題を取り扱い,線形行列不等式に基づく繰り返し計算による設計法を与えた.また,そのような手法が,時不変制御器を設計するための従来手法と比較して,非常に有効であることを数値的検討により明らかにした.本研究では,連続時間信号に対する高速リフティングを用いた制御系の解析・設計をむだ時間系,サンプル値系に対して展開すること,ならびに,類似の考え方を離散時間信号に対しても適用する方法を構築してロバスト制御の新たな視点を提供することを目指している.本年度の研究成果の概要は以下の通りである.まず,むだ時間系に対して,これまでに行ってきたモノドロミー作用素の準有限ランク近似に基づくスペクトル半径近似計算法をベースとして,従来の安定解析のみの研究をディジタル制御系の設計に拡張した.モノドロミー作用素が,連続時間むだ時間系を離散時間的な視点で眺めるものであるという特徴を活かし,離散時間制御器を含む場合の安定解析法へと拡張した後,さらに制御器設計までの拡張を論じたものといえる.サンプル値系に関しては,ノルム有界な不確かさに対するロバスト安定解析・制御が盛んに研究されている一方で,ポリトープ型の不確かさを対象とした研究はあまり進んでいない.この点に関して,不確かさを含んだサンプル値系の遷移行列をリフティング表現に基づき作用素の合成により表現した上で,その作用素に対する高速リフティングや準有限ランク近似の適用を通して,近似的にその遷移行列を離散時間系の遷移行列としてよりよく近似し,さらに伸張型LMIを利用して安定解析を行う方法を明らかにした.離散時間系への拡張については,とくに静的な非因果的周期時変スケーリングが持つ能力を従来の動的な因果的時不変スケーリングとの関係において明らかにすることを目標に研究を進めた.リフティングのタイミングに関するセパレータのシフト不変性という概念と,静的な非因果的周期時変スケーリングに対するシフト不変化という操作を導入し,これらが上記の目的の研究において非常に重要な基本的概念となりうることを明らかにした.本研究では,連続時間信号に対する高速リフティングを用いた制御系の解析・設計をむだ時間系やサンプル値系に対して展開すること,ならびに,類似の考え方を離散時間信号に対しても適用する方法を構築してロバスト制御の新たな視点を提供することを目指している.本年度の研究成果の概要は以下の通りである.まず,むだ時間系に対して,これまでに行ってきたモノドロミー作用素と作用素リアプノフ不等式に基づく安定解析法の拡張に取り組んだ.具体的には,むだ時間系の有限次元部分の不確かさに関するロバスト安定解析に関するものであり,これまでの研究で考えてきた静的な不確かさのみならず,動的な不確かさを扱う上での基本となる考え方を整備した.いわばモノドロミー作用素に関する有界実補題ともいえる理論的成果が重要な役割を果している.より扱いの容易な離散時間系を対象とした,非因果的周期時変スケーリング手法に基づく制御器設計法についても,実用性を検証するための研究を行った.具体的には、振子の長さを変更することのできる台車型倒立振子の実験装置において,振子の長さによらず単一の制御器で振子を倒立させる問題を考え,そのような制御器を設計する問題を静的な不確かさを有する制御対象に対するロバスト制御性能問題として定式化した.この問題に対する周期時変制御器を,上記のスケーリング手法に基づき数値計算により設計し,設計時に導入するリフティング周期(すなわち,設計される周期時変制御器の周期)を整数倍にして増加させていくとき,制御性能を単調に改善できるという理論的結果が実験によっても検証できることを確認した.
Th9細胞による炎症の遷延化メカニズムの解明

ヘルパーT細胞のサブセットの1つであるTh9細胞が喘息を含むアレルギー疾患に深く関与していることが報告されている。このTh9細胞の分化制御機構を解明することは、ヘルパーT細胞の分化制御機構の理解に繋がるだけでなく、アレルギー疾患の治療にも大きく貢献できることは明確である。私はTh9細胞の分化誘導に転写因子GFI1が関与していることを発見した。そこで、その詳細な機構を明らかにするために、GFI1によるTh9細胞の分化制御機構の解明とin vivoで誘導するTh9細胞におけるGFI1の役割を解明するためのin vivo評価系の構築を行った。1. in vivoにおけるGFI1によるTh9細胞の分化制御の関与の解明これまでIL-9産生が報告されているin vivoモデル(1)オバアルブミン(ova)惹起による気道炎症モデル(Nature Immunology. 13: 981-990, 2012) (Immunity. 38: 360-372, 2013)、(2)アスペルギウス惹起による気道炎症モデル(Journal of Allergy and Clinical Immunology. 131: 1048-1057, 2013)、(3)パパイン惹起による気道炎症モデル(Nature Immunology. 12: 1071-1077, 2011)を行った。しかしながら、どのモデルも現在のところ,満足する結果は得られていない。例えば、アスペルギウス惹起による気道炎症モデルでは、IL-9産生T細胞は確認できたが、抗原投与群とコントロールであるPBS投与群で有意は見られなかった。また、パパイン惹起による気道炎症モデルでも、IL-13産生の優位な上昇は確認できたが、IL-9産生に関しては有意な差は確認できなかった。しかし、これまで行ってきたin vivoでのCD4陽性細胞からのIL-9産生の検出方法よりも、適切な方法がある可能性がわかったので、現在、継続して条件検討を行っている。2. GFI1のIL-9産生抑制メカニズムの解明GFI1欠損細胞と正常細胞を共培養することによって、GFI1欠損によるIL-9産生増強がcell intrinsicであることがわかった。また、PU.1の有無にかかわらず、GFI1欠損細胞のIL-9産生増強が確認されたことから、GFI1によるIL-9産生抑制作用は、PU.1とは無関係である可能性が高いことがわかった。これまでCD4T細胞からのIL-9産生が報告されているin vivoモデルであるアスペルギウス惹起による気道炎症モデル、およびova惹起の気道炎症モデルを用いて検討を行った。すべての条件検討が完了し、IL-9産生細胞をin vivoで検出することができたが、まだ改善の余地が認められる。今後これらのマウスモデルを足がかりにしてin vivoでのIL-9産生細胞をより効率よく検出できるように改良を重ねる予定である(抗原のロット間の差など)。また、マウスの遺伝的背景がTh1/Th2細胞分化に影響を与えていることが知られていることから、現在使用しているGFI1 KOマウスの遺伝的背景をTh1細胞優位なC57BL/6マウスからTh2細胞優位なBALB/cに戻し交配することも視野に入れて検討する。2.GFI1のIL-9産生抑制メカニズムの解明Th9細胞のマスター遺伝子としての報告もある転写因子PU.1をレトロウイルスベクターに挿入し、Th2細胞分化誘導条件下で培養した野性型CD4T細胞内に強制発現させた。これまで報告されているようにIL-9産生細胞を誘導させることができた。このときに同時にGFI1を強制発現させたところ、PU.1で誘導されたIL-9産生を著しく抑制した。さらにPU.1欠損マウスとGFI1欠損マウスを用いてダブルKOマウスを作製したところ、PU.1の非存在化でもGFI1欠損によるIL-9産生細胞の増強に変化はなかった。これらのデータからGFI1はIL-9産生に対してPU.1よりもドミナントな因子であることが分かった。今後その詳細なメカニズムを解明していく。26年度が最終年度であるため、記入しない。免疫学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の実験計画は大きく分けて2つあり、1つは「GFI1のIL-9産生抑制メカニズムの解明」、そして、もう一つは「in vivoにおけるGFI1によるTh9細胞の分化制御の関与の解明」である。前者について、GFI1/PU.1ダブルKOマウスが作製できたので、平成26年度に予定していたGFI1欠損によるIL-9産生増強とPU.1の関連についての実験を前倒しにして行った。GFI1fl/fl PU.1fl/fl CD

4-Creトランスジェニックマウスを用いて作製したPU.1/GFI1ダブル欠損Th9細胞は、GFI1欠損Th9細胞と遜色の無くIL-9産生を示したことから、PU.1がGFI1欠損によるIL-9産生増強に関与しないことが明らかとなった。また、GFI1欠損によるIL-9産生増強がcell intrinsicであることも証明することができた。次に、後者の「in vivoにおけるGFI1によるTh9細胞の分化制御の関与の解明」について、これまでIL-9産生が報告されているin vivoモデル、(1)オバアルブミン(ova)惹起による気道炎症モデル、(2)アスペルギウス惹起による気道炎症モデル、(3)パパイン惹起による気道炎症モデルを行ったが、in vivoにおいてTh9細胞の分化を誘導させることができなかった。しかし、アスペルギウス惹起による気道炎症モデルを報告した著者(Dr. Akbari)とディスカッションし、in vivoでのTh9細胞分化を証明する正確な方法を教わることができた。これまで、in vivoでのTh9細胞を分化誘導することができていなかったのではなく、その検出方法が適切でなかった可能性が指摘され、現在、新しく教わった方法で、in vivoで分化誘導したTh9細胞の存在の検証を行っている。In vivoにおけるTh9細胞の検出については、これまで3種類の動物モデルを用いて、肺組織から単離したCD4陽性細胞をPMA+inomycinで再刺激することで、IL-9産生の有無により、Th9細胞数および割合を算出していた。しかし、この方法では、IL-9産生を指標にしてTh9細胞を正確に検出できない可能性を指摘された。彼らの方法は、PMA+inomycinで再刺激するのではなく、抗原を用いて再刺激することであった。そこで、ovaを認識するTCRを持つOTII TgマウスとGFI1欠損マウスを交配して、OTII Tg GFI1fl/fl CD4-Creマウスの作製を開始した。動物モデルを再構築し、このマウスから単離したCD4陽性細胞をovaペプチドで再刺激することで、Th9細胞の算出を再度行う。もし、IL-9産生を検出できた場合、なぜ、PMA+inomycinで再刺激した場合と抗原で再刺激した場合とで、IL-9産生に違いがあるのかについても調査したいと考えている。GFI1のIL-9産生抑制メカニズムの解明において、GFI1が直接IL-9産生を制御しているのか明らかにするため、計画書に沿って、抗GFI1抗体を用いてIL-9遺伝子領域に対してChIP assayを行う。また、TGFβがどのようにして、IL-9産生を制御しているのか解明するために、初めにsmadシグナルパスウェイに注目し、GFI1欠損マウスが与えるsmadシグナルの影響を調査する。
ショック蛋白質(DnaK,DnaJ,GrpE)による複製開始蛋白質(RepE)の活性化機構

大腸菌の性決定因子であるF及びミニFは染色体あたり約1コピーで保持されている。このコピー数調節において複製開始蛋白質(RepE)の役割は大きい。RepEの二つの機能(イニシエーター、リプレッサー)が各々単量体と二量体に対応しており、イニシエーター/リプレッサーの機能変換が単量体と二量体の構造変換として理解できる事を明きらかにした。この二量体から単量体への変換に分子シャペロン(DnaK,DnaJ,GrpE)が関与している可能性を今年度検討した。これが明かになれば、この系は分子シャペロンの作用機構を解析するための優れたモデル系となる。本年度の研究計画と研究実績(1)正常RepEの複製開始領域(DR)、オペレーター(IR)への結合に及ぼすDnaK,DnaJの効果をDR又はIRのDNAをプローブにして精製RepE,DnaK,DnaJを用いてゲルシフトAssayで調べた。正常RepEのDRへの結合能はDnaK,DnaJ,ATPの量に比例してDRへの結合能が増大する事が明らかとなった。(2)細胞粗抽出液からRepEと分子シャペロンとの複合体をニッケルアフィニティカラム、架橋剤を用いて見つけることが出来た。UVクロスリンカーによる方法も試みる予定をしている。(3)RepEの種々の変異体を用いて分子シャペロン(DnaK,DnaJ)との複合体の形成能を調べることにより、RepEの分子シャペロンとの相互作用領域を決定した。(4)RepEの二量体/単量体の変換におけるDnaK,DnaJ,GrpEの役割を再構成系を作り調べる。この研究は試験管内でRepEの二量体、DnaK,DnaJ,GrpEを反応し、グリセロール濃度勾配遠心法によりRepEの単量体の形成を調べる試みをしたが、卓上超遠心機がないために、試料が多量にいるために充分な条件を決定することが出来なかった。
第二量子化された輻射場に結合したシュレディンガー作用素の研究

電子が輻射場と結合したシュレディンガー作用素のスペクトル解析をおこなった.当初の目的は以下の(1)(4)であった.(1)紫外・赤外両切断を除いたハミルトニアンの基底状態の存在を示す.(2)PF(Pauli-Fierz)ハミルトニアンの基底状態のソフト光子数の局所性を示す.(3)PFハミルトニアンの解析に付随する(ア)2重確率積分(イ)シンプレクティック群の考察(4)フェルミ統計をもった多粒子系のモデルの基底状態の縮退の考察これらの目的に対する実績は以下である.(1)Nelson模型において両切断を除いたハミルトニアンに対し基底状態の存在を示し、さらにある局所性を示した.(2)指数型減衰を示すことは出来なかったが多項式型減衰は示すことができた.(3)シンプレクティック群を応用し、PFハミルトニアンのスケーリング極限を考察し、実効質量、実効ポテンシャルを一般的な形で求めた.(4)1粒子系ではあるがスピンをもったハミルトニアンの基底状態の縮退を示した.これらの成果は8/611の九大での国際研究集会,9月の京大理数研での研究集会,7月の金沢大での談話会,12月の岡山大での研究集会で口頭発表した.また12月に北大でのセミナーでも口頭発表した.(1)はH.Spohn(ミュンヘン工大)廣川貞男氏(岡山大)と共同で論文とし現在投稿中である.(2)は単著でやはり国際誌へ投稿中でる.(3)は私以外他4名と共著,(4)はH.Spohnと共著で各々国際誌へ掲載された.非相対論的荷電粒子が輻射場と結合したモデルのハミルトニマンのスペクトル解析を汎関数積分、関数解析を利用しておこなった。当初の目的は以下のようなものであった。1.ハミルトニマンに付随するギブス速度の存在を示し基底状態のソフト光子の個数を評価する。2.基底状態の安定性。3.スピンをもった基底状態の縮退の様子。4.質量くりこみの問題。これらの目的に対する実績は以下である。1.Nelsonモデルに対して以前から知られているよりもシャープにソフト光子の個数評価をした。その結果、赤外発散するとき基底状態のソフト光子の個数が発散するということを証明できた。この結果は物理学者によって民間伝承的に信じられていたものであるが、数学的に明らかになった。2,4.Nelsonモデルに対して、(1)紫外発散のくりこみ(2)基底状態も安定性を同時に証明することに成功した。さらに(1)に加えて(3)赤外発散のくりこみにも成功した。3.パウリ・フィールツモデルに対して、スピンを仮定したとき基底状態が2重に縮退していることを示した。これらの実績は8/12-8/18のオーベルボルファッハ(ドイツ)での研究集会、7月.12月の北大でのセミナー、10月の広島大理でのセミナー、7/25-7/27の京大数理研での研究集会で発表した。上記の1.4の他に5.ハルミトニアンのスケーリング極限より実効(Effective)ファミルトニアンを導く。6.ホワイトノイズ解析の回転群とボゴリューボブ変換のある関係、についても一定の結果を得ることができた。6.は11月の京大数理研の研究集会で発表した。電子が輻射場と結合したシュレディンガー作用素のスペクトル解析をおこなった.当初の目的は以下の(1)(4)であった.(1)紫外・赤外両切断を除いたハミルトニアンの基底状態の存在を示す.(2)PF(Pauli-Fierz)ハミルトニアンの基底状態のソフト光子数の局所性を示す.(3)PFハミルトニアンの解析に付随する(ア)2重確率積分(イ)シンプレクティック群の考察(4)フェルミ統計をもった多粒子系のモデルの基底状態の縮退の考察これらの目的に対する実績は以下である.(1)Nelson模型において両切断を除いたハミルトニアンに対し基底状態の存在を示し、さらにある局所性を示した.(2)指数型減衰を示すことは出来なかったが多項式型減衰は示すことができた.(3)シンプレクティック群を応用し、PFハミルトニアンのスケーリング極限を考察し、実効質量、実効ポテンシャルを一般的な形で求めた.(4)1粒子系ではあるがスピンをもったハミルトニアンの基底状態の縮退を示した.これらの成果は8/611の九大での国際研究集会,9月の京大理数研での研究集会,7月の金沢大での談話会,12月の岡山大での研究集会で口頭発表した.また12月に北大でのセミナーでも口頭発表した.(1)はH.Spohn(ミュンヘン工大)廣川貞男氏(岡山大)と共同で論文とし現在投稿中である.(2)は単著でやはり国際誌へ投稿中でる.(3)は私以外他4名と共著,(4)はH.Spohnと共著で各々国際誌へ掲載された.
学校へのICT投資と教育成果の実証分析：地域データと家計データを用いた検証

学校へのICT投資の望ましい水準を評価するためには、学校へのICT投資が教育成果に与える影響を厳密に計測する必要がある。ICT投資の決定と教育成果の決定には観察できる要因だけではなく、分析者には観察不能な要因が作用するため、自然実験の利用が必要とされる。本研究では、平成21年度より事業化された「学校ICT整備事業」により、交付団体と不交付団体に非連続な学校ICT投資の差が生じたことを自然実験と見なし、学校へのICT投資が教育成果に与える効果、学校へのICT投資がどのような子供により影響を与えるのか明らかにする。研究目的を達成するためには、基礎自治体別のデータおよび、関連する地域データベースを整備し、それらを学校データや家計データと接合する必要がある。本年度は前年度までに整備した自治体別のパネルデータの更新をしつつ、基礎的な分析を行った。具体的には、学校ICT整備の決定要因と財政・社会経済的要因(所得、人口などに関わる地域データ、基礎自治体の財務データ)の関連を分析した。学校へのICT投資がアウトカムである学力などの与える影響の分析については、アウトカム変数の一部である学力データについて一部の自治体について収集したが、より広範な地域を対象とした分析を行うために、調査票情報の利用に関する調査と検討を行った。並行して、家計データにと関連データに関して、利用可能性と分析方法に関する調査を行った。本研究課題遂行のための基礎となる自治体別のデータなどを収集しつつ、当初の計画にあった分析を実施した。引き続き構築したデータベースを更新しつつ、分析を進める。また、家計側のデータについても、可能な範囲で分析を開始する。本年度は、分析の基礎となる基礎自治体別のパネルデータ整備に注力した。具体的には、分析の基礎となる所得、人口などに関わる地域データ、家計データおよび、基礎自治体別の財政データを収集し、整備を行った。また、学校ICT整備に関わる基礎自治体別のデータを約10年分収集し、整備を行った。自治体コードの手がかりにデータベース間を接合するために、合併などによる変更を調整し、整備を行った。これらのデータを接合することを行い、分析の基礎となる自治体ベースのパネルデータを整備した。並行して、家計データと学力のデータに関して、利用可能性に関する調査を行った。当初の計画通り、本研究課題遂行のための基礎となる自治体別のデータを可能な限り収集し、他のデータを接合し、分析可能な形に整備した。構築したデータベースをもとに、自治体別のデータを用いた分析を開始する。当初の計画よりも効率的にデータ整理が実施できたために、計上していた人件費を次年度以降に使用することが可能となった。そのため、次年度では、研究推進に関しての人件費として用いつつ、国内外の学会などに積極的に参加することで、最新の研究動向を確認する。必要なデータに関して効率的にデータ整理が実施できたために、計上していた人件費を次年度以降に使用することが可能となった。
食物中の有害物質タンニンの無毒化に関わるタンパク質の研究

・昨年度タンニンとの結合を確認した候補タンパク質のうちN末端がブロックされていた3種タンパク質の構造決定する為に酵素消化して解析した。酵素で切断して質量分析(MARDI-TOF-MASS)をおこなったところ、3種類とも全く別の解析パターンを示したが、タンニン結合性候補タンパク質Proline Rich Proteins (PRPs)と相同性があったのは、静岡産の2サンプルであった。また、メインの分画であるアカネズミ(盛岡産)30kDとアカネズミ(静岡産)30kDのタンパク質を酵素消化してアミノ酸シークエンスをおこなった。その結果、タンニン結合タンパク質ではなかった。・森林げっ歯類のうち、ドングリ食であるアカネズミ、ドングリ食と草食の混合食であるヒメネズミ・シマリス・ニホンリス、樹皮を主とする草食のエゾヤチネズミ、完全草食のハタネズミの6種の唾液からタンパク質を抽出単離して、PRPs量の測定、およびSDS-PAGEによる分画と、その分画のタンパク質の精製をおこなった。その結果、PRPsの含有量が最も多かったのは混合食であるヒメネズミで、その次はドングリ食のアカネズミ、そして混合食のシマリス・ニホンリス、そして最も少なかったのは、草食性のエゾヤチネズミ・ハタネズミであった。この結果は、食餌と唾液中のPRPs量との相関はリーズナブルであったといえるが、完全ドングリ食のアカネズミより混合食のヒメネズミのPRPs量が多いのは予想外であった。また、草食性のエゾヤチネズミ・ハタネズミの唾液中にもかなりのPRPsを含んでいたことより、以前はこの2種もタンニンを含むドングリ等を食べていた可能性が高いが、現在は必要なくなったといえる。このように森林性齧歯類は、基本的にはタンニン結合タンパク質であるPRPsを唾液中にもっており、現在ではそれぞれの生活様式にあわせて食餌を変化させてきたといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。・アカネズミの唾液に含有するタンニン結合タンパク質の同定をおこなった。アカネズミ(盛岡産)の唾液からタンパク質を抽出し、電気泳動(SDSーPAGE)をおこない、候補タンパク質3種類のアミノ酸シークエンスをおこなった。3種の候補タンパク質のうち、1種はマウスのProline Rich Proteins (PRPs)と相同性が部分的にあったため、候補タンパク質であると考えられる。残りの1種はN末端がブロックされていた。もう1種は、新規タンパク質の可能性があるが候補タンパク質の可能性は低い。・森林性げっ歯類唾液中に含まれる候補タンパク質の検出と機能解析をおこなったアカネズミ以外の森林性げっ歯類のタンパク質を抽出して、SDS-PAGEをおこなった。また、アカネズミにおいては、盛岡と静岡のサンプルで比較をおこなった。サンプルは、アカネズミ(盛岡)、アカネズミ(静岡)、ヒメネズミ、エゾチヤネズミ、ニホンリス、シマリスの6サンプルにおいて実験をおこなったところ、アカネズミ(盛岡)、アカネズミ(静岡)ヒメネズミのそれぞれ25kD付近の1バンドにおいて、タンニンとの結合能を確認することができた。しかし、エゾチヤネズミ、ニホンリス、シマリスにおいてはタンニンとの結合能は検出できなかった。唾液においては、プロリンとの結合が確認できているため、立体構造の変化に伴い、結合できない可能性が考えられる。また、アカネズミの唾液に含まれるタンパク質においては、産地の違いによる差を確認することができた。盛岡産では候補タンパク質が3種検出できたが、静岡産では5種類検出できた。また、電気泳動のバンドパターンから、含まれるタンパク質量も異なることがわかった。・アカネズミ(盛岡産)とアカネズミ(静岡産)の唾液からタンパク質を抽出し、2つのタンパク質を電気泳動法により分画した。昨年よりさらに、詳細にSDS-PAGEで分画して解析したところ、盛岡産では3バンド、静岡産では5バンド確認でき、産地によってバンドパターンが異なることが確認できた。それぞれの分画からタンパク質を抽出し、タンニンとの結合能を測定した結果、盛岡産(30 kD)1種と、静岡産の26-28 kDのバンド2種にタンニンとの結合能力が確認できた。産地によって翻訳されるタンパク質が異なるという興味深い結果となった。また、それぞれの残りの25kD以下の2種類のバンドについて解析をおこなったところ、産地による差はないが2種類ともタンニン結合タンパク質ではなく、新規のタンパク質であることがわかった。アカネズミ(静岡)においては、30kDあたりに3種類のバンドを確認することができたが、そのうちの2バンドは、マウスProline Rich Proteins (PRPs)11と相動性があり、同じタンパク質であることがわかった。おそらく、翻訳後修飾により、分子量が異なると考えられる。・アカネズミ(盛岡)の唾液に含まれるタンパク質において、二次元電気泳動をおこない、タンパク質の検出をおこなった。タンパク質のスポットは334種類検出できたが、タンニン結合タンパク質はpIが10.5近くとかなりアルカリ性であることがわかった。また、草食性のハタネズミと比較したところ、ほとんどのスポットが重ならず、等電点や分子量が顕著にシフトしいることが確認できた。翻訳後修飾も含めて解析する必要がある。

酵素で切断して質量分析(MARDI-TOF-MASS)をおこなったところ、3種類とも全く別の解析パターンを示したが、タンニン結合性候補タンパク質Proline Rich Proteins (PRPs)と相同性があったのは、静岡産の2サンプルであった。また、メインの分画であるアカネズミ(盛岡産)30kDとアカネズミ(静岡産)30kDのタンパク質を酵素消化してアミノ酸シークエンスをおこなった。その結果、タンニン結合タンパク質ではなかった。・森林げっ歯類のうち、ドングリ食であるアカネズミ、ドングリ食と草食の混合食であるヒメネズミ・シマリス・ニホンリス、樹皮を主とする草食のエゾヤチネズミ、完全草食のハタネズミの6種の唾液からタンパク質を抽出単離して、PRPs量の測定、およびSDS-PAGEによる分画と、その分画のタンパク質の精製をおこなった。その結果、PRPsの含有量が最も多かったのは混合食であるヒメネズミで、その次はドングリ食のアカネズミ、そして混合食のシマリス・ニホンリス、そして最も少なかったのは、草食性のエゾヤチネズミ・ハタネズミであった。この結果は、食餌と唾液中のPRPs量との相関はリーズナブルであったといえるが、完全ドングリ食のアカネズミより混合食のヒメネズミのPRPs量が多いのは予想外であった。また、草食性のエゾヤチネズミ・ハタネズミの唾液中にもかなりのPRPsを含んでいたことより、以前はこの2種もタンニンを含むドングリ等を食べていた可能性が高いが、現在は必要なくなったといえる。このように森林性齧歯類は、基本的にはタンニン結合タンパク質であるPRPsを唾液中にもっており、現在ではそれぞれの生活様式にあわせて食餌を変化させてきたといえる。アカネズミにおいては、アミノ酸シークセンスおよび質量分析(MALDI-TOF-MS)により、部分構造を決定し、データベース検索から、候補タンパク質を同定することができた。昨年度残した課題は、無事に解決することができた。また、機能解析をおこなうための結合実験も安定して測定できるようになったため、タンニンと結合タンパク質における機能解析の実験系も確立できたといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。アカネズミ以外の森林齧歯類の候補タンパク質においても、検出および機能解析がすすみ、生活様式(どのような餌を食べているか等)と候補タンパク質の含有量との相関も解析できたため、今年度の目標をほぼ達成できたため、来年度、予定どおり実験をすすめることができると考えている。来年度は、予定していた種において、一次構造を完全に確定し、得られた遺伝子配列およびアミノ酸配列をもとに分子系統樹を作成する。そして、分子系統樹から、進化経路・速度等の推定をおこない、餌とネズミとの共進化の解明をめざす。本研究で得られた成果をとりまとめ、タンニン結合タンパク質の役割および野ネズミ類の生体内における無毒化機構の解明を考察する。アミノ酸配列を得るために、アミノ酸シークエンスを3回おこなったが、10残基以上の配列が得られなかった。そこで、質量分析(MassおよびMsMs)をおこなったが、良好な結果は得られなかった。調べてみると、サンプルの組成の問題(プロリン含有量が多いのでイオン化しにくい)がわかった。
プラスチック折り紙工学に向けた折り曲げられて戻せるポリマーの開発

1重合条件の最適化三次元構造体を作製するため、2ーエチルヘキシルアクリレート、アクリロニトリル、および大環状構造を形成して環化重合する二官能アクリレートのラジカル共重合を軸分子と光開始剤存在下で行い、さまざまな光照射条件で硬化物を作製した。その結果、UV照射では、照射波長が長い方がより強靱な材料を与えた。さらに室内光のような弱い光で静置した場合に、UV硬化よりも強靱な材料が得られた。これは、より低エネルギーの光を用いて重合をゆるやかに進行させることで、副反応が抑制されたためと考えられる。また、開始剤を変えて重合を行ったところ、表面硬化性が低い開始剤の方がより強靱な硬化物を与えた。結果的に、フィルムにおいて、従来の光硬化よりもヤング率も破断伸張率も高い材料を得ることができた。2三次元構造体の作製と機能評価上記の室内光下での硬化により、直径1cm、高さ2cm程度の円柱状の立体物を作製した。この円柱体は人力で圧縮等が不可能な程度(高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンの中間程度の弾性率)に堅かったが、プレス機では圧縮でき、90%圧縮しても破壊されなかった。これを直接もしくはマイクロ波で加熱すると、95%程度まで高さを回復することができた。ここで圧縮率を70%に抑えて圧縮-回復試験を行ったところ、回復率は100%となった。さらに、この圧縮と加熱による形状回復を5回繰り返しても回復率は100%を維持できた。当初の計画とほぼ同等の進捗で進展している。3Dプリンティング等によるより複雑な形状の材料合成、開始剤やモノマー等の更なる最適化を行う。この成形体の特性を評価し、プラスチック折り紙としての機能を明らかにする。室温での堅さを持ちながら折り曲げられて戻せる、繰り返し使用可能な折り紙の様な特性をもったポリマーの開発を目的に、以下の研究を行った。まず、繰り返しての折り曲げのような変形に耐えられる特性が、環状構造を貫通した可動的な架橋構造(環動架橋)に起因すると考えられるため、この環動架橋構造が形成されていることの証明を行った。貫通する分子の構造を様々に変え、環を通過できない程度の十分な大きさを持つストッパー(ジフェニルメタン基など)と環に十分取り込まれながら移動する程度の長さを持つ軸構造(6以上の繰り返し単位をもつポリエチレングリコール構造など)を、繰り返し単位に持つポリマーのみが優れた力学特性を発現することを見出した。この力学特性の解析と分光学的な評価から、環動構造の形成を証明することができた。次に、優れた力学特性が発現する要因を詳細に解析した。その結果、アクリロニトリルに由来するニトリル基間の双極子ー双極子相互作用に基づく可逆的な物理架橋が堅さと初期の変形性を、環状構造を形成するための二官能アクリレートモノマーの副反応に由来する化学架橋が回復性を、コモノマーであるアクリレート由来の柔軟性と上述の環動架橋構造が優れた変形性を、それぞれ主に担っていることが明らかとなった。本材料が発展すれば、現在は目的に応じた型を用いて成形する必要が有ったポリマーから、平面から折り上げたり組み合わせたりすることで折り紙のように形と機能が発現できる材料を開発することができる。平成29年度の成果は、このための重要な基礎的知見を与えたものであり、今後の材料設計の大きな指針となった。計画していた環動架橋構造の証明を達成できた。また、高変形性と形状回復性のメカニズム解明の一部を予定していたが、物理架橋、化学架橋、環動架橋が協奏的に高強度化に寄与していることを明らかに出来た。継続してメカニズム解明を行うと共に、三次元構造体をはじめとした多様な構造体を作製し、機能を評価する。

さらに、ポリマーの一次構造をさまざまに変え、より硬度に優れる材料、ならびに逆に伸びなどに優れる材料を作製・評価し、材料の設計指針を確立する。3Dプリンティング等によるより複雑な形状の材料合成、開始剤やモノマー等の更なる最適化を行う。この成形体の特性を評価し、プラスチック折り紙としての機能を明らかにする。