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「男女共同参画」「異文化共生」を展望する「趣味・習い事」プログラムの研究

本研究は、生涯学習で主要な位置を占める「趣味・習い事」学習の領域において、今後の少子高齢社会でますます重要となる二つの現代的課題(「男女共同参画」「異文化共生」)を展望する学習プログラムをどう構想・開発すべきか、という問題意識から出発した。平成16年度には、包括的な調査研究の不十分さから「趣味・習い事」学習の実態把握が先決課題と判断し、軌道修正を行った。そこでは主に、カルチャーセンターでの講座や公民館の自主学習グループ活動の役割に注目し、ヒアリング調査やアンケート調査を行った。また日本の特色ある趣味・習い事文化の本質にアプローチすべく、日本の伝統文化における「学びの様式」を考察し、韓国のコミュニティ教育にも注目した。平成17年度はこれらを受け、主に四つの作業を行った。第一に、カルチャーセンターの協力を得て行った学習者ニーズ・学習スタイルに関わるアンケート調査の集計・分析作業、ヒアリング調査結果のまとめ、公民館におけるアンケート調査結果の集計・分析・考察である。第二に、日本の「学びの様式」の独自性をめぐる比較考察のため、イギリス成人教育の方法論的成立を実証的に考察し、また欧米の学習様式の成立と実際に関わる英語文献の講読・監訳作業に従事した。第三に、日本の伝統的な「趣味・習い事」に関わる文献の講読・整理を行った。第四に、「男女共同参画」「異文化」に関わる分析枠組とプログラム開発のための諸要素の検討を行った。最終報告書ではさらに、本テーマの文脈から包括的な議論を行っている。また現代社会と日本文化を反映した「趣味・習い事」学習の実際において、「男女共同参画」「異文化共生」への契機を学習場面や学習プログラムにどう盛り込み、学習の成果をいかに社会生活と結びつけるかという点で、実践的な示唆や提起を盛り込むものになっている。本研究は、日本の伝純的な「学びの文化」の中核に位置する「趣味・習い事」文化に着目し、それを基盤とする生涯学習が、主に「男女共同参画」「異文化共生」などの現代的課題にどのように応えることができるかという観点から、新たな学習プログラム研究開発への手がかりを探るものである。研究の趣旨は、研究代表者が携わった国立女性教育会館(ヌエック)を拠点とする国際共同研究「女性の生涯学習に関する日韓比較研究」および同シンポジウムの中で、女性教育・生涯学習関係者と共有した問題意識と深く関わる。戦後日本の女性教育実践は、生活関連の学習から出発したが、その後の実践動向や先行研究においては、女性の生涯学習(社会教育)を、「余暇、教養」のための学習と女性問題学習や女性学学習など「意識変革」に関わる学習とに大別して考える傾向が顕著であり、主に後者が重視されてきた。現在の(女性の)生涯学習では、多様化・高度化するニーズの充足を掲げた「趣味・生活関連」学習が主流をなす一方、「社会参画」のための学習機会は、受講者数でも内容・方法面でも多くの課題を抱えている。これらを踏まえ、本研究では、飽くまでも「男女共同参画」「異文化共生」の視点を持ちながら、当面は、日本における「趣味・習い事」文化とその学習の背景、経緯、現状について、多面的に考察することから出発した。平成16年度は、(1)芸道・遊芸・職人文化など・日本的な「学びの文化・伝統」の経緯と現状についての文献調査、フィールドワーク(京都の舞妓養成、友禅染等の工房、伝統工芸専門学校など)、(2)「趣味・習い事」学習提供機関(主にカルチャーセンター)の実態と動向に関するインターネット調査、(3)カルチャーセンター関係者および公民館関係者へのヒアリング調査(東京都・大阪市・新潟市)、(4)地方都市(新潟市)における自主学習サークルヘのアンケート調査(3月末で回収率約30%)を行った。当初本年度に予定したカルチャーセンターへのアンケート調査や受講者インタビューは、企業戦略や個人情報等の関係で、「趣味・習い事」

文化の全体像を捉える基礎作業、カルチャーセンター関係者等へのヒアリングによる実態把握、自主学習グループの実態調査へと、軌道修正を行った。本研究は、生涯学習で主要な位置を占める「趣味・習い事」学習の領域において、今後の少子高齢社会でますます重要となる二つの現代的課題(「男女共同参画」「異文化共生」)を展望する学習プログラムをどう構想・開発すべきか、という問題意識から出発した。平成16年度には、包括的な調査研究の不十分さから「趣味・習い事」学習の実態把握が先決課題と判断し、軌道修正を行った。そこでは主に、カルチャーセンターでの講座や公民館の自主学習グループ活動の役割に注目し、ヒアリング調査やアンケート調査を行った。また日本の特色ある趣味・習い事文化の本質にアプローチすべく、日本の伝統文化における「学びの様式」を考察し、韓国のコミュニティ教育にも注目した。平成17年度はこれらを受け、主に四つの作業を行った。第一に、カルチャーセンターの協力を得て行った学習者ニーズ・学習スタイルに関わるアンケート調査の集計・分析作業、ヒアリング調査結果のまとめ、公民館におけるアンケート調査結果の集計・分析・考察である。第二に、日本の「学びの様式」の独自性をめぐる比較考察のため、欧米の学習様式の成立と実際に関わる英語文献の講読・監訳作業に従事した。第三に、日本の伝統的な「趣味・習い事」に関わる文献の講読・整理を行った。第四に、「男女共同参画」「異文化」に関わる分析枠組とプログラム開発のための諸要素の検討を行った。最終報告書ではさらに、本テーマの文脈から包括的な議論を行っている。また現代社会と日本文化を反映した「趣味・習い事」学習の実際において、「男女共同参画」「異文化共生」への契機を学習場面や学習プログラムにどう盛り込み、学習の成果をいかに社会生活と結びつけるかという点で、実践的な提起を盛り込むものになっている。
日本の科学技術のグローバル化についての国際比較研究

本研究の目的は、日本の科学技術をいかに国際的なものにするか、その方策について何らかの示唆を得ようとするものである。具体的にいえば、日本語で発想する日本の科学技術者がその成果をいかにして国際化するのか。また外国の科学技術者が日本語で行われる科学技術を知るにはどうするのか。歴史的な経緯をふまえた上で、昨今のインターネットの活用による「国際化」のプロセスを日本と日本以外の外国の両方から見て、日本の科学技術をグローバル化する方途を検討することを目的とする。国際化、グローバル化は社会の各セクター別にかなり異なった様相を呈する。そこでそれぞれ日本の官、産、学、民のセクターで行われている科学技術が、どのように外国で評価・受容されるか。それぞれのセクターで、何が障壁として存在しているか、またその障壁が冷戦構造の崩壊によってどう変わったか。世界の科学技術のリストラの時期に当たって、また80年代にはあれほど世界的に喧伝された日本の科学技術がバブル経済崩壊によってどれほど海外の評価が変わったか、その評価は果たして客観的なものか、を日本と外国(主としてアメリカ)の両者の視点から見、ポスト冷戦期における科学技術の方向、そのグローバル化を見極めようとするものである。日本はあまり冷戦構造に巻き込まれなかったが、それ故に世界の構造変化に敏感なところがある。日本の科学者は日本語で考え、多くの場合英語で書く。それが英語国民のやり方とどう違うか、日本の科学技術の国際化に当たっての問題点を明らかにすることがねらい。一年目は、基礎的データを出し合い、二年目に各自の問題を設定し、三年目に論文を書く計画である。1.北海道、札幌において、合宿して、自己紹介、全員このテーマに即しての自己の過去の研究とこれからの方向を紹介2.1.に参画できなかったSharon TraweekとWilliam Cummingsの上述の趣旨のヒアリング3.日本の官庁系のGray Literatureの収集利用状況をワシントンDCのJDC(日本文献センター)のモリタ・イチコさん及びそのスタッフを招いて、ヒアリング。基礎データの編纂についての討論本研究の目的は、日本の科学技術をいかに国際的なものにするのか、その方法について示唆を得ることである。具体的にいえば、日本語で発想された科学技術を日本の科学技術者はいかにして国際化するのか、また外国人が日本の科学技術を知るのにはどうするのか、歴史的な経緯を押さえたうえで、その「国際化」のプロセスを日本と外国の両方から研究し、日本の科学技術をグローバル化する方途を検討することにある。そこで、本研究の2年目に当たる本年度は、おもに、現代科学史の文脈のなかでの、日本の科学技術のあり方を、対外的な受け取られ方を交えて検討したその成果は、本研究の出版成果にも示したように、『通史日本の科学技術〈国際期〉』などに発表されている。また、来年度の研究につなげる意味で、本年度は、情報化社会のなかでの、日本の科学技術情報のあり方を検討するための予備調査も行なった。具体的にいえば、コンピューター・ネットワークの普及によって、科学技術のあり方が、どのように変化しつつあるのか。さらに、そのような環境のなかで、日本の科学技術が国際化するためには、何が欠けているのか。これらの点を、日本国内では、電子ジャーナル制作会社の担当者、アメリカの国会図書館の日本語文献担当官などにインタビューを行なうと同時に、アメリカでの調査研究をつうじて、基礎資料の収集に努めた。これらの成果は、来年度に取りまとめを行なって予定である。本研究の目的は、日本の科学技術をいかに国際的なものにするのか、その方法について示唆を得ることである。そこで、本研究の最終年に当たる本年度は、おもに最終報告書の完成に向け外国人メンバーを含めた国際会議の形で、各自がこれまでにまとめてきた研究の報告会を開催した。

そこでは、各国の立場から、日本の科学技術がどのように評価・受容され、その受け入れに当たり何が障壁として存在しているのかについての報告・討論がなされた。また、日本国内では、それに向けた準備を兼ね、本年度はとくに日本の科学技術政策のあり方・問題点を諸外国との比較で検討してきた。また、国際会議における日本側メンバーの報告内容は、本研究の出版成果などをとおしても報告を重ねてきたのみならず、研究成果報告書のなかで、外国人メンバーの報告を含めて、紹介する予定である。
食品の嗜好特性に寄与する匂い物質と呈味物質間相互作用の官能的・化学的解析

呈味を改変する作用を持つ食品香気成分を探索した。バジル香気にはチキンベーススープの風味増強作用があり、寄与成分として4種の化合物を見出した。いずれもにおいを感じないごく微量の添加で効果があった。合わせだしとして使うコンブには、味成分だけでなく香気成分にもかつおだしの風味を増強する作用があることを見出した。また、ニンジン不快臭成分にはカフェインの苦みや収斂味を増強させる作用があり、ニンジンの風味は味と香りの相互作用で嫌われる風味となっている可能性が示唆された。一方、ピーマンの嫌われる味は赤ピーマンの加熱香気で軽減されることがわかり、その寄与成分の一つとしてダマセノンを同定した。我々は五感を働かせて食品のおいしさを認知するが、その中でにおいと味は化学成分の刺激による感覚で、味とにおいが相互に関わりあい主たる風味を形成していると言われているが、そのメカニズムに関する化学的知見はまだ非常に少ない。本研究は、少量添加で食品の風味改善効果をもつ香辛料や独特の味やにおいをもつ野菜類に着目し、主に、におい成分による呈味あるいは風味への影響について分子レベルで検証し、味覚や嗅覚機能の解析や寄り嗜好性の高い食品製造に資する基礎的データを集積することを目的とする。23年度は、野菜および香辛料をスクリーニングし、数種の野菜や香辛料の香気成分の化学的分析を行うとともに呈味との関連を官能評価で調べ、以下の結果について学会で報告した。ニンジンは独特の匂いと苦味といわれている不快な味があり、子どもに嫌われる野菜のひとつである。加熱ニンジン香気に寄与する主要14成分を同定し、再構築液を調製した。苦味モデル液としてカフェイン溶液を調製し、その苦みに対する再構築液の匂いの影響を調べた。匂いがカフェインの苦味を伴う不快な味刺激を強めることが示され、ニンジンの苦みと感じられる不快な味に味成分だけでなく、香りも大きく関与していると推測された。14成分のうち2成分に顕著な影響が認められ、現在精査を進めている。また、バジル香気成分については、トマトジュースと市販のチキンスープ濃縮物より調製したトマトスープをモデル液として、その呈味に対するバジル香気の影響を分子レベルで調べた。キャピラリーカラムを用いたGC分取により香気成分を分画し、顕著な風味増強効果が認められた画分について精査し、単一成分で有意な風味増強作用をもつ化合物を見出した。現在その作用について詳細に検討中である。本研究は、香辛料や野菜を中心に、こくを指標とした風味増強効果を持つにおい成分を探索し、においと味の相互作用を解析することを目的として、昨年度までに、人参のいやな味に関与するにおい成分や、ピーマンのいやな味を軽減するにおい成分、合わせだしにおいてかつおだしの風味を増強させる昆布のにおい成分について明らかにし、人参については昨年度、ピーマンについては今年度学会で発表し、昆布については企業との共同研究に発展させ、現在詳細な検討を行っている。また、ハーブについてはいくつか検討した結果、バジル香気成分にはトマトやミルクを加えたチキンブロスのうま味やこくといわれる風味増強作用があることを見い出し、昨年度、有意に増強効果のある成分としてオイゲノールなど3成分を同定したが、より顕著な効果があると推測された成分については未解明であった。今年度、文献に従い未知物質を合成・精製し、各種スペクトル解析により、未解明であった化合物の構造をヒドロキシリナロールの一異性体であることを確認・決定した。バジル香気中には2種類の異性体が入っていたことより、その2種について、合成物を用いて予備試験ではあるが、官能評価を行ったところ、異性体によって、その作用には違いが認められたが、いずれも1ppm程度の少量添加で、風味改変効果があることが示唆された。今後さらに詳細に検討し、特許等の申請に結び付けるデータを集めることを検討中である。食べ物の嗜好性に大きく関与するにおい成分の呈味改変効果について、分子レベルで解明することを目的とし、昨年度に引き続き、研究を行った。野菜についてはピーマンを、またハーブとしては、バジルについて、化学分析と官能評価を併用し、呈味に影響を与える香気成分の検索を行った。青ピーマンは、加熱しても青臭く、いやな味が口に残るのに対し、完熟した果実である赤ピーマンは、加熱すると、芋のような甘さとフルーティな香りがあり、食べやすいことから、赤ピーマンの加熱香気に青ピーマンのいやな風味をマスキングする成分があると想定し、検索した。青ピーマンより水蒸気蒸留で香気成分を除いた残渣水溶液をモデル味液とし、青及び赤ピーマンのにおい成分を個々の成分から全体まで種々添加し、香気成分の呈味への影響を調べた。

その結果、赤ピーマン加熱香のβーダマセノンやβーヨノンに芋のような甘さやフルーティーな香りを増強し、青ピーマンの嫌な味を軽減する効果が認められた。野菜ジュース等の嫌な風味軽減に役立つ可能性が示された。また、昨年度、バジルの香気成分のトマトスープ類の風味増強効果が示唆されたことより、今年度、市販のスープ濃縮物ではなく、実際にチキンブロスを調製し、トマトスープより顕著な影響が認められたミルクスープについて、バジル香気成分の風味増強について精査した。バジル香気画分には、においがほとんど感じられない程度の微量加えただけで、顕著なミルクスープのコク増強効果が認められた。キャピラリーカラムを用いたGC分取システムで数画分に分画し、効果の顕著な画分を取り出し、さらに各構成成分について検討した結果、オイゲノール、チモール、イソチモールなどに風味増強効果が認められたが、それだけでは、バジル香気による効果には及ばなかったことより、来年度、未知成分について合成を行い構造決定するとともに、風味増強効果を精査することとした。野菜の呈味に関与する香気成分やブイヨンの風味に関与するスパイスの香気成分について分子レベルで解析が進み一部については学会で発表し、論文作成中である。25年度が最終年度であるため、記入しない。鼻をつまんで食べ物を喫食すると、食べ物がどんな味なのかよくわからない、すなわち、香りによって食べ物の味が決まるということはよく知られている。したがって従来は、食べ物の味に寄与する香り成分を明らかにすることを目的として香気分析を行ってきた。また今後も重要香気の解明は最優先の課題である。一方、本研究は、素材の香りには寄与しないほどの微量な成分、あるいは、閾値が高く、ほとんどにおわない揮発性成分にも、食品の味を増強したり、コクなどの風味を増強する働きがあることを科学的な根拠をもって明らかにし、かつできるだけ多くのそのような機能を持つ成分を見出し、食品加工に利用できる知見を集積することを目的としている。しかし、揮発性成分の数は膨大で、その中から特定の機能を持つ物質を探索するのは容易ではない。本研究では、野菜やだし汁の素材、ハーブやスパイスなどを様々な素材を対象として、スクリーニング的に分析をしてきた結果、いくつか有望な物質が見出されており、研究目的をかなり達成しつつあると考えている。食品の呈味に影響を与える香気成分を分子レベルで探索する研究をさらに推進する。まず、研究対象食品を広げ、多様な呈味と相互作用する香気成分を探索する。また、味とにおいの相互作用の評価において、呈味変化の評価は香気変化の評価よりも難しく、より明快な評価法の開発が課題である。今年度は評価用語の見直し、パネルの訓練方法の改良を図る。においを感じない程度のごく微量の化学物質の刺激が呈味に影響する事例をできるだけ多く発見し、香気成分の新しい機能として確立したい。発展として、たとえば、塩味増強作用を持つ香気成分を使うことにより、食塩摂取量を減らすことができるなど保健機能を持つ加工食品の開発が容易となるなど、社会的波及効果は大きいと考える。
造血幹細胞におけるTie1の機能解析

造血幹細胞は,全ての血球細胞へ分化する多分化能と,多分化能を保持したまま増殖を続ける自己複製能を持った細胞であり,生涯に渡って血球細胞を供給し続ける。近年,造血幹細胞の機能を司る分子の解析が進められ,Tie2は成体骨髄中の造血幹細胞ニッチにおいて機能し,造血幹細胞の未分化性を維持させるために重要な働きをしていることが報告された。一方,Tie2と同じファミリーに属するTie1は,構造や発現パターンの類似性からTie2と類似の機能を担うと考えられているが,詳細な解析が進んでいない。本研究課題では造血幹細胞におけるTieの機能解明を目指して解析を行い,本年度は以下に示す知見を得た。1)Tie1発現細胞株へTie1に対するshRNTAを導入したところ,細胞増殖に遅延が見られたことから,細胞増殖に対するTie1の重要性が考えられた。2)マウス血液細胞株でのTie2強制発現により,リガンドであるAngiopoietin-1の発現が亢進することを見出した。さらに,Angiopoietin-1に対するshRNA導入によってTie2のチロシンリン酸化が抑制されたことから,autocrine経路によるTie2活性化経路の存在が示唆された。3)Tie2強制発現細胞ではストロマ細胞接着依存性の細胞増殖が促進された。Angiopoietin-1に対するshRNA導入によってautocrine経路によるTie2活性化を抑制したところ,ストロマ細胞接着依存性の細胞増殖が抑制されることを見出した。これらのことは,造血幹細胞がニッチ細胞からの制御だけでなく,Tieのautocrine活性化経路を介し,自身でもその増殖を制御している可能性を示唆している。造血幹細胞は、全ての血球細胞へ分化する多分化能と、多分化能を保持したまま増殖を続ける自己複製能を持った細胞であり、生涯に渡って血球細胞を供給し続ける。造血幹細胞の機能分子としてはFlt3、c-kitをはじめ、数多くの受容体型チロシンキナーゼが同定されている。このうちTie2は、成体骨髄中の造血幹細胞ニッチにおいて機能し、成体の造血幹細胞の未分化性を維持させるために重要な働きをしていることが報告された。一方、Tie2と同じファミリーに属するTie1は、構造や発現パターンの類似性からTie2と類似の機能を担うと考えられているが、生理的リガンドは未同定であり、詳細な解析が進んでいない。本研究課題では造血幹細胞におけるTie1の機能解明を目指して解析を行っている。本年度は以下に示す知見を得た。1)胎児腎臓上皮由来HEK293TやproB細胞由来Ba/F3にTie1を強制発現させ、ウェスタンブロット法を用いて目的の分子量にバンドが検出されることを確認した。Ba/F3細胞においてはより高分子量側にもバンドが認められ、Tie1が何らかの化学修飾を受けている可能性が考えられた。一方、HEK293T細胞では相当するバンドは認められず、血球細胞特異的なTie1の機能調節機構の存在が示唆された。2)Tie1を強制発現させたBa/F3細胞での接着因子の発現を検討したところ、integrinβ1の発現が亢進していることを明らかにした。Tie1シグナルによる接着因子の発現亢進が、ストローマ細胞等への接着能増強の一因と考えられる。3)Tie1ノックダウン用のshRNAを組み込んだレンチウイルスベクターを3種類構築し、造血幹細胞におけるTie1ノックダウンに使用するベクターの選択を行った。現在は造血幹細胞においてTie1の機能解明を行うための準備段階に入っている。
日米比較による国際化時代における青少年の衣生活行動に関する調査研究

13歳18歳の日本(静岡県)の男女各300名計600名、およびアメリカ(Los Angeles)の男子97名、女子155名計252名を調査対象として調査を実施した。調査内容は、衣生活行動に関する20項目の4段階尺度による質問紙調査ならびに申請者が考案したオリジナルな方法である着衣基体のガイドラインを示して服装の構想を表現する調査、自由記述5項目および基本属性で、アンケート形式により留置法で実施し、総計852名の回答を得ることができた。次に、得られた回答の服装の構想表現をデータ化するために、服種・シルエット・色柄・組み合せなどから分類し33項目の解析項目をあげ、それぞれにカテゴリーを設定して852名の個票を作成し、衣生活行動の質問項目とともにパソコンに入力した。一方、日常着の構想を描いた原画は、イメージスキャナを用いて今回購入したパソコン(Apple Mc.Centris650)に入力し、データの登録を終えた。現在、それらの基本的統計処理が終了した段階であるが、ハイテイーンよりもローテイーンの男子の衣生活行動に日米の差が顕著にみられ、日本の男子は統計的に有意に下回るなどの知見が得られたので、平成6年度日本家政学会総会(平成6年5月22日東京)において「静岡県のティーンエイジャーの服装の構想表現と衣生活意識`Los Angelesのテイーンエイジャーとの比較を含む一考察」の題目で、研究発表をする予定である。なお、Los Angelesのティーンエイジャーに関しては、現在も継続して調査中であり、さらに資料が増す予定なのでそれらを加えてクロス集計など詳細な解析を進める。
布地の視覚的風合い評価のための光沢測定装置の開発

一般に,鏡面光沢度の測定(JIS Z8741)には光の入射角と受光角を任意に設定することができる3次元変角光度計が用いられる.3次元変角光度計は試料面で反射する光をフォトダイオードで受光し,規定の開き角を通過する光束を測定する装置である.この装置を利用して織物の光沢を定量化する研究が行われているが,測定された光沢度が心理的な光沢感と一致しないなどの課題が残されている.この理由として,織物表面の平滑性が鉱工業製品に比べて複雑であるため,織物表面で生じる光反射のパターン(微小な領域における明暗分布)が複雑になる.このような試料に対して従来の3次元変角光度計で測定した光沢度(平均的な光量)のみでは,ヒトが織物光沢を評価するために必要な視覚的情報として十分な情報量とはいえない.そこで本研究では3次元変角機構を有しかつ受光センサにCCD素子を用いることで微小領域毎に反射光量を測定できる装置を試作した.これにより織物表面で生じる光反射のパターンを詳細に解析することが可能となる.装置の試作に当たって下記(1)の実験を行った.また,(2)に示すように織組織の異なる3種類(平織,綾織,朱子織)および組織や糸密度を一定として撚り方向・数のみを変化させた11種類のブラックフォーマル用織物の輝度分布測定を行った.(1)画像明度と測光量(輝度)の校正実験画像センサから出力される画像明度はセンサの露光条件によって変化する相対値である.画像明度と測光量である輝度(cd/m^2)との関係を実験によって明らかにすることで輝度分布画像を得ることができる.そこで11段階のグレースケールチャートを被写体として,画像センサおよび輝度計を用いて測定を行った.結果より異なる露光条件で撮像した画像から織物表面の輝度分布を得ることが可能となった.(2)ブラックフォーマル用織物の輝度分布測定織組織や撚りが異なる織物の輝度分布はいずれの試料においても異なり,特に分布の均一性に違いが見られた.そこで輝度分布の均一性を表す指標を提案して輝度分布画像解析を行った.得られた結果と前年度までに行った織物の視覚的風合いに関する官能量との相関分析の結果,提案した指標は官能量と高度に有意な相関がみられた.このことから,輝度分布の均一性が視覚的風合いに影響することがわかった.本研究は織物の視覚的な風合い評価を目的として,表面特性(織組織,染色・仕上げ加工工程)の異なる8種類の織物を試作し,3次元変角光度計を用いて布地表面の光反射特性を測定した.さらにこれらの試料を用いて専門検査員(染色・仕上工程における検反作業の熟練者,生地の品質管理に携わる熟練者)8名による視覚的風合いの官能検査をおこなった.試料は,色彩の影響を除くために,無彩色のブラックフォーマルスーツ生地を用いた.三次元変角光度計は,試料を設置するための試料台と発光部,受光部から構成され,各部が可動することによって,三次元空間内で任意の角度から光が入射され,試料表面である方向に反射する光量の測定が可能である.本実験では,試料台を360°回転させ,入射角を60°,受光角を60°(正反射光用),40,20°(拡散反射光用)に設定した時の光量を測定した.測定結果より,正反射光量は朱子織,綾織,平織の順に大きく,浮き糸が多い試料ほど反射光量が大きかった.また,染色・仕上工程別の比較では,染色濃度が濃い試料ほど,反射光量は少なかった.一方,官能検査より,染色濃度が濃い試料ほど,視覚的な風合いを表す形容語の平均嗜好度は大きくなった.すなわち,ブラックフォーマル素材において,「光沢がない試料」ほど,「鮮やかである」,「高級感がある」,「品がある」,「重みがある」,「落ち着きがある」,「美しい」と評価された.今後は織物の設計要素,布地の光反射特性,視覚的風合いの関係をデータベース化し,生地表面の光反射特性から視覚的風合いを予測する方法について検討し,視覚的風合いの定量評価手法構築を目指す.本研究は織物の視覚的な風合い評価を目的として,昨年度までに,表面特性(織組織,染色・仕上げ加工工程)の異なる8種類の織物を試作し,3次元変角光度計を用いて布地表面の光反射特性を測定した.さらにこれらの試料を用いて専門検査員(染色・仕上工程における検反作業の熟練者,生地の品質管理に携わる熟練者)8名による視覚的風合いの官能検査をおこなった.試料は,色彩の影響を除くために,無彩色のブラックフォーマルスーツ生地を用いた.そこで本年度は,以下の3点について検討を行った.(1)ブラックフォーマル生地に求められる重要な要素として光沢に着目し,専門検査員が感じる光沢感と生地表面の反射特性の関係について分析を行った.その結果,布を水平面上で360°回転させた際の拡散反射光の積分値に対する正反射光の積分値(以下,正/拡散反射割合という)と光沢感に関する評価値との間に高い相関が得られることから,正/拡散反射割合が布地の光沢感評価指標として有効であることが示唆された.(2)糸の撚りが布地表面の光反射に与える影響を検討するため、上撚りと下撚りの方向を,SとZ方向に変化させ,かつ撚り係数を変化させた双糸を用いてブラックフォーマル用生地の試作を行った.

本試料を用いて次年度に布地表面の光反射特性の測定および専門検査員による官能検査を実施する予定である.(3)3次元変角光度計の受光素子にCCD画像センサを用いることにより,布地表面を微小領域に分轄して光反射特性を測定することができる装置の試作を行った.装置は次年度の初旬に試作を終える予定である.実験計画では,現在測定を行っている3次元変角光度計の受光部のみを改良する予定であったが,受光部の機構的な問題により,別途試作を行うこととした.一般に,鏡面光沢度の測定(JIS Z8741)には光の入射角と受光角を任意に設定することができる3次元変角光度計が用いられる.3次元変角光度計は試料面で反射する光をフォトダイオードで受光し,規定の開き角を通過する光束を測定する装置である.この装置を利用して織物の光沢を定量化する研究が行われているが,測定された光沢度が心理的な光沢感と一致しないなどの課題が残されている.この理由として,織物表面の平滑性が鉱工業製品に比べて複雑であるため,織物表面で生じる光反射のパターン(微小な領域における明暗分布)が複雑になる.このような試料に対して従来の3次元変角光度計で測定した光沢度(平均的な光量)のみでは,ヒトが織物光沢を評価するために必要な視覚的情報として十分な情報量とはいえない.そこで本研究では3次元変角機構を有しかつ受光センサにCCD素子を用いることで微小領域毎に反射光量を測定できる装置を試作した.これにより織物表面で生じる光反射のパターンを詳細に解析することが可能となる.装置の試作に当たって下記(1)の実験を行った.また,(2)に示すように織組織の異なる3種類(平織,綾織,朱子織)および組織や糸密度を一定として撚り方向・数のみを変化させた11種類のブラックフォーマル用織物の輝度分布測定を行った.(1)画像明度と測光量(輝度)の校正実験画像センサから出力される画像明度はセンサの露光条件によって変化する相対値である.画像明度と測光量である輝度(cd/m^2)との関係を実験によって明らかにすることで輝度分布画像を得ることができる.そこで11段階のグレースケールチャートを被写体として,画像センサおよび輝度計を用いて測定を行った.結果より異なる露光条件で撮像した画像から織物表面の輝度分布を得ることが可能となった.(2)ブラックフォーマル用織物の輝度分布測定織組織や撚りが異なる織物の輝度分布はいずれの試料においても異なり,特に分布の均一性に違いが見られた.そこで輝度分布の均一性を表す指標を提案して輝度分布画像解析を行った.得られた結果と前年度までに行った織物の視覚的風合いに関する官能量との相関分析の結果,提案した指標は官能量と高度に有意な相関がみられた.このことから,輝度分布の均一性が視覚的風合いに影響することがわかった.
食物摂取に対する交感神経反応の情報受容・応答の機作とエネルギー代謝における役割

交感神経は、肝グリコーゲンや白色脂肪組織の中性脂肪などのエネルギー基質の動員や、褐色脂肪組織(BAT)での化学的熱産生の制御に中心的な役割を果している。本研究では、エネルギー代謝の食餌性調節の機構を明らかにする研究の一環として、食餌摂取の量的、質的変化に対応して、BATの代謝活性を交感神経活性がどのように変動するのかをラットで調べ、以下の知見を得た。1.BATの糖代謝活性を子供invivoでの組織への^<14>C-2-デオキシグルコース(2-DG)のとりこみ量として測定した。2-DGのとりこみは寒冷暴露で著増しBAT熱産生の良い指標であることを確かめた。更にこの寒冷応答は、BATへの交感神経を予め外科切除しておくと消失したので、BAT代謝機能が交感神経の支配下にあることも明らかとなった。ラットを絶食させると2-DGのとりこみは低値であったが、食餌摂取の伴い約15倍に増加した。しかし同量の食餌を胃チューブを用いて非経口的に摂らせると、血中インシュリンレベルはほぼ同じであるのに増加は10倍に止まった。摂取法による差は除神経組織では認められず、いずれも約10倍の増加であった。これらの成績は、食餌摂取により交感神経を介してBAT熱産生の亢進がおこることを示しており、その際口腔咽頭部での感覚受容が重要であることを示している。2.前述の結論を確かめるために、BATでの交感神経活性をノルエピネフリン(NE)の代謝回転速度(NE合成阻害剤投与後の組織NE含有量除減少程度から算出)より調べた。絶食時のNE代謝回転は低値であったが、摂食により約2倍に増加した。しかし非常経口摂食では絶食時とほとんど変化しなかった。以上の結果より、交感神経-BATによるエネルギー消費は、エネルギー摂取の量的変化を口腔咽頭部で受容しながら適応的に変動し、エネルギーの収支の乱れを最小限にくいとめる仕組みであると結論した。
臨界点近傍を含む高圧相平衡物性

近年、二酸化炭素は地球温暖化現象の1つの原因とされるが、化学工業において、重要な溶剤の1つである。二酸化炭素+アルコール系の高圧気液平衡データはすでにいくつか報告されているが、相平衡と飽和密度データの報告例は非常に少ない。本研究では二酸化炭素+アルコール混合物の高圧相平衡、飽和密度、PVT関係などを測定し、プロセス設計や操作に不可欠な基礎物性の蓄積を目的とした。1.二酸化炭素+メタノール混合物の測定後、実験装置、試料仕込部を含む実験方法の総合的な検討を行った。2.広い組成範囲での測定を考慮し、液体試料仕込み部に現有設備の高圧ハンドポンプやHPLCポンプを取り付けた。本高圧相平衡測定装置を用いて、露点沸点圧力法やモル容積と組成を直線近似する方法で臨界点近傍の平衡物性が測定可能となった。3.アルコールを変え、二酸化炭素+1-プロパノールなどの混合物に対しても同様に、臨界点近傍を含む高圧相平衡、飽和密度、PVT関係などの測定を行った。4.次に、これまでの研究成果を基にして、平衡組成と密度を間接的に測定する新たな手法を検討し、提案した。5.以上の研究計画で、報告例が非常に少ない密度データを含んだ高圧相平衡物性の蓄積を行った。二酸化炭素は化学工業界において、重要な溶剤として広く用いられている。また、アルコールは豊富なバイオマス資源から生産され、その用途は拡大している。これらの二酸化炭素+アルコール系の高圧気液平衡データはすでにいくつか報告されているが、相平衡と飽和密度データの報告例は非常に少ない。そこで、本研究では下記の研究経過により、二酸化炭素+メタノール混合流体に対して、臨界点近傍を含む高圧相平衡関係、飽和密度、PVT関係を測定した。1.現有設備の組成分析を必要としない高圧相平衡測定装置において、より厳密な仕込組成、仕込量が測定できるように試料仕込み部に現有設備の高速液体クロマト用の高圧定量ポンプを用いた。2.試料仕込部の改良を加えた高圧相平衡測定装置の総合的な評価を行なった。その結果、本高圧相平衡測定装置を用いて、露点沸点圧力法やモル容積と組成を直線近似する方法で臨界点近傍の平衡物性が測定可能となった。3.これらの高圧装置と数種の測定法を組み合わせて、二酸化炭素+メタノール混合物の臨界点近傍までの高圧気液平衡関係、飽和密度、及び純物質と混合物の均一相におけるPVT関係を温度313.15Kで測定した。4.本研究で得られた高圧気液平衡関係と飽和密度データを用いて状態方程式で相関した。次に、これまでの研究成果を基にして、平衡組成と密度を間接的に測定する新たな手法を検討し、提案した。以上の研究計画で、報告例が非常に少ない密度データを含んだ高圧相平衡物性の蓄積を行った。
リップリング法と書き換え帰納法を融合した定理自動証明法の研究

プログラムの性質や仕様を記述する帰納的定理の自動証明法として項書き換えシステムに基づく暗黙的帰納法に着目し、その高度化を図った。主な研究成果としては、書き換え帰納法における順序付け不能な等式の取り扱いを改良するとともに、改良書き換え帰納法に基づく定理自動証明システムを構築した。また、帰納的定理自動証明に重要な補題自動生成法については、健全一般化法の一般化を行った。また、反証機能付き書き換え帰納法に対応する健全発散鑑定法を考案し、さらに、異なる複数の補題を独立に導入する書き換え帰納法フレームワークを考案した。複数の自動補題生成法を効率的に適用する戦略を構築した。また、反証機能付き書き換え帰納法の適用可能性に必要な合流性についてその証明法の理論を拡張するとともに、自動証明システムの構築を行った。リップリング法を暗黙的帰納法に取り入れる上で問題となる点の1つとして、書き換え帰納法において定理の展開が従来不可能である場合に着目してその解決を図った。仮定に厳密な順序や等価な順序がつかない場合にも仮定が適用可能となるような書き換え帰納法の拡張を考案した。その設計に基づく帰納的定理証明システムを実装しその有効性を問題点を確かめた。停止性検証機能を拡張書き換え帰納法へ取り入れる際、用いる簡約順序が基底全順序とならない問題が見つかり、その点を改善した部分システムを設計した。帰納的定理の自動証明においては、適切な補題の発見が証明成功の鍵である。このため、さまざまな補題自動生成法が考案されている。上記の証明システムに発散鑑定法や健全一般化法といった補題発見法を組み込んだ。健全一般化法については、従来与えられていた条件の誤りを発見し反例を与えるとともに、その他の条件を一般化し、より広範囲に適用可能な健全一般化法の提案を行なった。潜在帰納法による自動証明の鍵となる合流性自動判定法について、従来のさまざまな合流性判定条件を統合した検証システムを設計・構築した。実現した検証システムは合流性を保証する複数の条件の検証と、部分システムの合流・非合流性から全体の合流・非合流性を判定する合流性のモジュラー性にもとづく。これにより単一の条件では合流性の判定が困難な例に対しても、複数の条件を組み合わせた合流性の検証が可能である。また、最内停止性証明に基づく判定法や非合流性検証条件を提案し、これを合流性検証システムに組み入れた。順序付け不能な等式を展開可能な書き換え帰納法の改良を行なった.まず,これから証明しようとする予想を用いた単純化の推論規則を導入することにより,健全補題生成法の導入規則の健全性の証明が可能になることが明らかにした.また,順序付け不能な等式の書き換え規則インスタンスや等価インスタンスの概念を導入することで,より見通しのよい推論体系の形式化を与えた.これらの改良に基づき,実験システムの改良を行なった.また,健全補代生成法や発散鑑定法を組み入れた帰納的定理自動証明の評価を行なった.単純型付き項書き換えシステムに基づく高階関数をもつプログラムに対する帰納的定理証明法の実現を目指して,依存対手法に基づく単純型付き項書き換えシステムの停止性証明法の改良を行なった.単純型付き項書き換えシステムの依存対手法における引数フィルタリングおよび使用可能規則の理論を与えるとともに,実験システムの実装および実験による評価を行なった.潜在帰納法による自動証明の鍵となる合流性自動判定についての研究については,昨年度に引き続き合流性検証システムACPの開発を行った。停止性をもたない項書き換えシステムについてはさまざまな合流条件が知られている.適用範囲の比較的広いと考えられる合流条件の実装を行った.このうち,減少ダイヤグラム法による合流性条件についてはルールラベリング法による条件が理論的には知られていたが,効率的な実装法が自明ではなかった.この問題を解決するためSMTソルバを用いて合流条件の判定を行う手法を提案した.本研究の目的は帰納的定理の自動証明法として項書き換えシステムに基づく暗黙的帰納法に着目し、その高度化を図ることである。このため明示的帰納法の強力なヒューリスティクスであるリップリング法を暗黙的帰納法へ応用するための基礎的な枠組みを構築した。正しさが保証されていない補題の導入する場合においても、補題の導入が証明手続きの流れを複雑にしてしまわないために、複数の証明プロセスを独立に動作させるための枠組みを形式化した。これにより、異なる複数の補題を独立に導入することが可能になり、補題の正しさが保証されていない場合にも見通しのよい動作が可能となった。

さらに、潜在帰納法の鍵となる合流性証明法および到達可能性について実装システムを構築するとともに、前者については順序付け不能な等式を取り扱うことのできる新しい合流性証明法を考案し、後者については効果的な自動手続きについて検討を行った。
光強度の勾配で誘起した高分子混合系の相分離機構と傾斜構造材料の設計への利用

本研究では、光強度の勾配を用いることにより二成分高分子混合系の相分離を引き起こし、定常非平衡条件下における高分子の臨界挙動を観測・解析した。まず、下限臨界共溶温度(LCST)を有するポリビニルメチルエーテル(PVME)とポリスチレン誘導体(PSS)のブレンドにおいて、以下に述べる二つの実験を行った。さらに、温度勾配によって誘起した相分離の実験も行い、比較.検討した。平成11年度:「光強度の勾配下における相分離」:上記したPSS/PVMEブレンドを用い、試料に線形勾配の紫外光を照射し、相分離を誘発し、その動力学について検討した。相分離がこのTranslational Invarianceの条件を満たさない実験では得られた結果は以下の通りである。●光強度の勾配に沿って、強度が強い側(上流側)では、等方性の相分離構造が得られ、同一の光強度を用いた均一光強度の照射の場合と比べて、相分離はほぼ同様な動力学に従って進行することがわかった。さらに、下流側(光強度の弱い側)では、相分離がより速く進み、弱異方性のモルフォロジーが得られた。すなわち、上流で早く生成した不安定性が下流の方へ伝播していくことが観測された。●この特異的挙動は光強度の勾配のみに依存し、光強度の絶対値にはほとんど見られなかった。平成12年度:「直線偏光によって誘発されたポリマーブレンドの相分離」光勾配の実験にに対比してRotational Invarianceの条件が満たされない場合の相分離を実現するため、直線偏光で選択的に高分子鎖にペンダントしたスチルベンの光異性化反応を誘起して、相分離を引き起こした。結果として、●直線偏光の照射下で励起光の電場(E)にほぼ垂直するモルフォロジーが得られた。また、その成長速度は(E)との相対的方向に依存して、垂直の方向では反応収率が小さいため、相分離の構造が成長できないのに対して、平行方向では構造の成長が見られた。●異性化反応の励起光強度依存性の影響を補正して、相分離の時間発展に関する普遍性が見られなかった。この結果は、異なった方向へ伝播する不安定なモードが互いに干渉することを示唆している。一方、同じポリマーブレンドを温度勾配下で相分離させる場合、化学反応による長波長のゆらぎの抑制効果がないため、広い範囲のモルフォロジー(共連から「島・海」)が見られた。このようにしてサブミクロンからミクロンにかけて共連続から二相島海の傾斜構造を有するポリマーブレンドを本研究で提案した方法によって設計できることがわかった。本研究には二つの目的があり、第一に定常非一様な熱力学の条件下におけるポリマーブレンドの相分離を利用し、同一の試料内に種々のミクロン傾斜構造を有する高分子材料の設計を試みることである。第二に熱力学開放条件下における相分離の時空間的挙動を明らかにすることである。

これらの目的を達成するため、紫外光の強度勾配を用い、二成分高分子混合系を照射して、片方の成分を異性化させることによって、相分離を誘発した。ここで、用いた資料はポリスチレン(PS)とポリビニルメチルエーテル(PVME)のブレンドである。また、光反応はPS鎖上に化学修飾(ラベル)したスチルベン誘導体のTrans→Cis異性化反応である。PS/PVMEの相分離は313nmの紫外光照射によって引き起こした。0.6mW/cmの光強度の傾斜を用いた場合、以下の結果が得られた。[1]光強度の強い側(上流と呼ぶ)では相分離が速く起こり、逆に強度の弱い側(下流)では相分離が後から開始され、結果として光勾配にそってミクロンの傾斜相分離構造が得られた。[2]速度論の結果では、相分離の時間発展は指数則xt^aに従い、上流側では、aは保存系の相分離の指数(1/3)に近づいており、また下流ではa=0.6であり、非保存系の場合(1/2)に近いこともわかった。これは上流から下流へ向かって、相分離は保存系から非保存系へ変化していく特徴を示す。現在、光強度の傾斜を変化させてブレンドの相分離動力学や形成した共連続構造の傾斜を有する多相系高分子材料に力学的特性について検討する予定である。本年度では、外部制御パラメータとして光強度の傾斜を光強度の分布へ拡張してポリマーブレンドの相分離を誘発・観測した。光強度の分布として直線偏光を用い、スチルベンをラベルしたポリスチレンとポリビニルメチルエーテルのブレンド(PSS/PVME)の相分離を引き起こした。この混合系の臨界挙動はPSS鎖上にラベルしたスチルベンのTrans→Cis異性化反応で制御できる。光強度の勾配を用いる場合では、相分離はTranslational Invarianceの条件が破れるのに対して、直線偏光の場合では、Rotational Invarianceの条件が満たされないため、相分離の角度分布が誘発される。結果は以下の通りである。1)直線偏光の照射下では、異方性のモルフォロジーが得られ、その主軸の方向は励起偏光の電場(E)に垂直に近い方向であった。相分離速度は(E)との相対的角度に依存し、垂直の方向では反応収率が小さいため、相分離の構造が遅く成長するのに対して、平行方向では構造は指数則に従ってある程度成長し、やがてPSS-richの成分の増加で自然停止が観測された。2)異性化反応速度の偏光の強度依存性を補正して、相分離の時間発展を解析した。自然光照射の場合では、強度依存性の補正を行うと相分離の動力学が普遍性を示したが、偏光の場合では、相分離の時間発展が見られなかった。この結果は、偏光照射下ではブレンド内に異なった方向へ異なった速度で伝播する不安定なモードが互いに干渉して、最終のモルフオロジーを決定することを示唆している。
クリックケミストリーを利用した安価な多糖を原料とする高機能性ナノマテリアルの創製

天然多糖であるカードランは、水溶性が低く機能化に不利であった。そこで、本研究では、クリックケミストリーを利用することでカードランに対して位置選択的に官能基を導入する手法を開発した。カードランやシゾフィランなどのβ1→3グルカンは、水溶液中で強固な三重らせん構造をとることが知られている。また、溶媒やpHの変化により、その構造を変換することが明らかにされている。このようなβ1→3グルカンにさらなる機能付与することを目指し、今回新たに開発した手法によりカードランに金属応答部位を新たに導入した。その結果、らせん構造の金属イオンによるスイッチングシステムの構築に成功した。これによりゲスト分子の包接や放出の金属イオンによる調整が可能となった。また、前年度までに特異的なゲスト包接挙動を示すことを明らかにした四級アンモニウム基を導入したカードランに関して、これまで天然のβ1→3グルカンでは形成することのできなかったヘテロシークエンスのオリゴ核酸とも複合体を形成し、細胞に効率的に導入できることを明らかにした。特に、CpG配列を有するオリゴ核酸をマクロファージ用細胞に導入する実験を行ない、汎用されているポリカチオンに比較して効率良いサイトカイン(IL-12)の産出を誘起できることを明らかにした。以上の結果は、天然型β1→3グルカンの持つ特性を活かしつつ更なる機能の付与が可能であることを示すものである。従って、本研究で得られた成果は、学術的にも興味深いのみでなく多糖類の高機能性ナノマテリアルとしての活用に貢献するものと期待している。本研究では、クリックケミストリーを利用することでカードランに対して位置選択的に官能基を導入し、水溶性を向上させることを目指した。検討の結果、四級アンモニウム基を導入することによって、水溶性を大きく向上できることが明らかになった。一方、今回合成した四級アンモニウム基修飾カードランは、水溶液中で一本鎖状態であることがORD測定の結果などから示唆された。そこで、種々のゲスト分子認識挙動に関して詳細に検討した。その結果、四級アンモニウム基修飾カードランは、シゾフィランと複合化することが明らかにされているゲストン分子であるホモ核酸、単層カーボンナノチューブ(SWNT)、オリゴシラン、ポリアニリンなどを認識することが明らかになった。また、興味深いことに、その認識挙動はシゾフィランとは異なり、室温下水中で速やかに進行することが明らかになった。シゾフィランは水中で強固な三重らせん構造を形成しているためゲスト分子を認識するためにはDMSOやNaOHなどにより一本鎖状態へと変換する必要がある。しかし、四級アンモニウム基修飾カードランは水中で既に一本鎖状態であり、このため疎水性部位を持つゲスト分子と混合するのみで複合体を形成したと考えられる。また、シゾフィランでは認識することのできなかったヘテロシークエンスのオリゴ核酸とも複合体を形成し、細胞に効率的に導入できることを明らかにした。
新開発の形質転換系を利用した高繊維分解性ルーメン細菌の作出

本研究は粗飼料主体の効率的な反すう家畜生産への貢献を最終目的におき、繊維分解性の高いルーメン細菌の分子育種をめざしたものである。独自に開発したベクターにルーメン菌由来繊維分解酵素遺伝子を組み込み、ルーメン内優先種Butyrivibrio fibrisolvensへ導入し、その増幅と高発現をはかろうとするものである。以下のような成果が得られた。1) B. fibrisolvens/E. coliシャトルベクター(代表者が独自に開発)にRuminococcus albusのセルラーゼ遺伝子およびEubacterium ruminantiumのキシラナーゼ遺伝子を組み込み、キメラプラスミドを構築した。これらエレクトロポレーション法でB. fibrisolvensに導入したところ、いずれも組み換え体がえられた。2)このうちキシラナーゼ組み換え体はホスト菌株の9-11倍の比活性増を示したが、セルラーゼ組み換え体の方は、活性の増加がなく、遺伝子プロモーターが機能していないことが示唆された。3)そこでマーカーとして用いているエリスロマイシン耐性遺伝子のプロモーターをセルラーゼ遺伝子プロモーター部へ置換したところ、セルラーゼの発現をみるにいたった。比活性は2倍に増加し、またウエスタン分析の結果、セルラーゼ抗体との反応シグナルもたしかに検出できた。4)さらにセルラーゼ遺伝子のシグナルペプチドコード領域を削除したものに同プロモーターを作用させたところ、比活性が3倍に増加するとともに、セルラーゼの至適温度やpHを変えうることが明らかとなった。以上のように、異属酵素遺伝子の導入により、B. fibrisolvensの繊維分解能を強化することに初めて成功した。またその際、機能性プロモーターを標的遺伝子に応用するプロモーター置換法が非常に有効なことを指摘できた。本研究は粗飼料主体の効率的な反芻家畜生産への貢献を最終目標におき、繊維分解性の高いルーメン菌の分子育種をめざしている。独自に開発したベクターに他のルーメン菌由来繊維分解酵素遺伝子を組み込み、ルーメン内優先種Butyrivibrio fibrisolvensへ導入し、その増幅と発現をはかろうとするものである。1.七年度配分経費で購入した嫌気チャンバーで形質転換をはかり、我々の確立した実験系を再評価した。大幅な作業能率のアップが可能となり、形質転換効率も約1.5倍上昇した。2.B.fibrisolvens/E.coliシャトルベクター(申請者が開発)にR.albusのセルラーゼ遺伝子およびE.ruminantiumのキシラナーゼ遺伝子を組み込み、キメラプラスミドを構築できた。3.これらを先に申請者が確立した電気穿孔条件にしたがってホスト株へ導入し、キメラプラスミド上のマーカー遺伝子エリスロマイシン耐性の発現を利用して形質転換体をスクリーニングしたところ、いずれも頻度は低いながらも(1x10^<-8>程度)組換え菌の誕生に至った。4.これら新菌株へ付与されたセルラーゼとキシラナーゼ遺伝子の発現状況をコンゴレッド染色プレートアッセイで検証すると、CMCおよびキシラン溶解斑の拡大が観察され、両酵素系の強化を確認した。しかしながら、電気泳動像からみた遺伝子増幅程度にくらべ、実際の活性増はわずかであり(2倍程度)、導入外来遺伝子の発現が抑えられていることがうかがわれた。以上のように、異族菌由来の繊維分解酵素遺伝子をルーメン内代表種へ導入することに成功した。現在、発現増をはかるため、プロモーター域の操作を実施している。本研究はわれわれの開発したベクターに、ルーメン菌由来繊維分解酵素(セルラーゼ・キシラナーゼ)遺伝子を組み込み、ルーメン内優先種Butyrivibrio fibrisolvensへ導入することで、その増幅発現をはかり、繊維分解能の高いルーメン菌を分子育種しようとするものである。

前年度はEubacterium ruminantium由来キシラナーゼ遺伝子とRuminococcus albus由来セルラーゼ遺伝子をエレクトロポレーション法でB.fibrisolvensへ導入することに成功した。そこで今年度は得られた組み換え体でのこれら遺伝子の発現解析を実施した。その結果、キシラナーゼ組み換え体では元菌の9-11倍程度のキシラナーゼ活性増加が認められた。一方、セルラーゼ組み換え体では活性増加がみられず、またウエスタン分析でもシグナルがでなかったので、遺伝子は増幅したものの、転写/翻訳がおこらなかったものと推察された。そこでセルラーゼ遺伝子のプロモーター部を他のプロモーター(同組み換え体で機能するマーカー遺伝子のプロモーター)で置換したところ、セルラーゼ活性の倍増、ならびにセルラーゼ抗体との反応シグナルをみとめるに至った。またシグナルペプチドコード部を削除した遺伝子で同様に試みたところ、比活性はより増加した(約3倍)。計画書記載の繊維性基質への付着能検定等は時間の制約上、実施できなかったが、本研究のメインである異属菌由来酵素遺伝子のB.fibrisolvensでの発現を成功させることができ、しかもプロモーター置換法で理論上いかなる遺伝子も発現させることが可能なことを指摘することができた。また組み換え体内でのキメラプラスミドは非常に安定に保持され、将来、組み換え体のルーメンヘの移植などの応用を考えた時、この性質はきわめて有利と思われる。