hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家計に対する補助金政策の消費喚起効果の計測

本研究では、政府の家計に対する現金の支給が家計の消費行動に与える影響を計測した。最終的な目的は2つあり、ライフサイクル仮説の妥当性を検証することと政府の補助金が家計消費に与える影響を評価することである。主要な結論は、定性的には、ライフサイクル仮説は成立していないということである。しかし、定量的には、ライフサイクル仮説からの逸脱の程度は小さく、家計はおおむね理論と整合的に消費を決定していた。このことから、政府による補助金政策がマクロの消費を増加させる度合いは小さいと考えられる。家計に対する補助金政策がマクロの消費を喚起する効果を持つかを検証することが、本研究課題の目的である。そのために、予期された所得変動が消費に影響を与えるかを分析し、日本における消費のライフサイクル仮説の成立をテストする。本年度は、2009年に実施された定額給付金の支給および児童手当を分析対象とし、家計が予期された所得変動に対して、どのような消費行動をとっているかを分析した。分析には、総務省統計局が公表している「家計調査」および内閣府が実施した「定額給付金に関連した消費等に関する調査」を使用する。統計法第33条に基づく目的外利用申請等を通じて、ミクロデータを入手し、分析のために必要な加工をした。特に、家計調査の市町村コード等を整理し、パネル化のための世帯識別コードを作成した。また、「定額給付金に関連した消費等に関する調査」の消費の内訳について、調査票そのものに立ち戻り、品目分類コードを付した。定額給付金については、全国民が支給の対象であり、支給金額も年齢によって一律であり、「家計調査」で定額給付金の受取りが明示的に調査されており、理想的な自然実験の状況であると予想されていた。しかし、実際には、調査対象世帯のうち約半数の世帯しか受取を記録しておらず、データの解釈には一定の留保が必要であることが明らかになった。今後は、この過少申告にどのように対応するかを検討する必要がある。一方、児童手当については、過去の制度の沿革を根拠となる法律に基づき調査した。来年度以降、消費に与える影響を分析する予定である。そのために、予期された所得変動が消費に影響を与えるかを分析し、日本における消費のライフサイクル仮説の成立をテストしている。定額給付金については、総務省統計局が公表する「家計調査」のミクロデータを用いて定額給付金が消費に与えた影響を分析した。その結果、暫定的には、定額給付金が消費にほとんど影響を与えていないことが分かった。これは、アメリカにおける類似の事例における研究とは異なる結果である。今後は、内閣府が実施した「定額給付金に関連した消費等に関する調査」を使用して、同様の分析を行い、現在の結果の頑健性をチェックする。さらに、昨年度明らかにした家計調査における定額給付金の過少申告にどのように対応するかを検討する。一方、児童手当については、過去の制度の沿革を根拠となる法律に基づき調査し、子供の生まれ年ごとの児童手当の累積受取額を推計し、それが家計の消費水準および貯蓄水準に与えた影響を分析した。その結果、児童手当の大部分は貯蓄され、消費されていないことが分かった。しかし、サンプルを所得水準も資産水準も低い「借入制約世帯」に限定すると、児童手当の支給が同時点の消費を増加させることが確認された。貯蓄された児童手当がどのように消費されるかについては今後の課題とする。2013年度は、家計に対する補助金政策を評価する統計的な基礎付けについて、あらためて考察を行った。これまでの研究では、総務省統計局が調査・公表している「家計調査」を実証分析のデータ元としてきた。しかし、家計調査にはいくつかのクセがあることが知られている。その統計のクセが実証分析に与える影響が分析対象となった。具体的には、家計調査はいくつかの項目について過少推計になっていると考えられるが、家計に対する補助金についてもその問題が発生していると考えられる。しかも過少となる原因は、不正確な記入よりも、未記入・不申告の可能性が高い。たとえば、2009年に実施された定額給付金について言えば、マクロ統計では90%以上の世帯が受給したことになっているが、家計調査で調査対象期間の6ヶ月の間に定額給付金を受け取ったと報告した世帯の割合は9割を大幅に下回った。また、児童手当についても、受給資格のある世帯のうち児童手当の受け取りを記録している世帯の割合は、マクロ統計の示唆する水準よりも大幅に低かった。補助金の額が過少になる(言い換えれば、申告された補助金額に誤差が含まれる)場合の標準的な対応方法は、「操作変数法」で分析することである。それに対し、2013年度の研究では、過少申告の原因が未記入の場合に操作変数法を適用することの妥当性を評価した。

理論的に、未記入が存在するときに操作変数法を用いると、政策のインパクトが過大に推計されることを示した。さらに実証的にも、子ども手当のケースについて、家族構成から制度上計算される子ども手当の額を計算して未記入が発生していることを示し、子ども手当が消費に与える影響が最大2倍に計測される可能性があることを示した。家計に対する補助金政策として、平成24年度は住宅ローン減税について分析をした。その分析の準備として、まず、住宅取得に関連したマクロ的な統計を収集・整理した。具体的には、総務省統計局が公表している「住宅・土地統計調査」の昭和53年調査から最新の平成20年調査までを都道府県別に入力し整理した。また、住宅に関する法律・制度について、その概要をまとめるとともに、過去の変更履歴を調査した。整備したデータを観察した結果、住宅ローン減税が実施される前の数年にわたって日本の住宅市場が大きく混乱していたことが分かった。その理由の第1は、平成7年に発生した阪神・淡路大震災である。10万戸程度の住宅被害が発生したことは様々な情報から明らかであり、その再建のための住宅取得は通常の住宅の建設と区別する必要がある。また、住宅再建のために建設需要が関西に集中したため、全国的にも建設費用が増加したと考えられる。理由の第2は、平成9年には消費税の引上げが実施されたことである。消費税引き上げ前には大規模な駆け込み需要が発生しており、その効果も除外して分析をする必要があった。研究期間として4年のうち半分が経過した現在の時点で、すでに具体的な分析に取り組むことができている。さらに、分析の問題点も明らかになっており、残りの期間で目的を達成できると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度までに、当初分析を予定していた補助金政策のうち、公的年金・定額給付金・児童手当についてはおおむね分析を終えている。さらに研究計画では、分析を予定していなかった住宅ローン減税も研究に着手できている。平成25年度も予定通りに研究が進めば、計画最終年度である平成25年には当初の計画以上の成果が達成可能であると考える。今後は、研究計画に基づき、さらに分析の対象を広げるとともに、分析の問題点を解決する。具体的には、分析の対象を、狭義の補助金に限定せず、消費税の引き上げ前後の家計行動についても分析対象とする。また、定額給付金に関するアンケート調査を活用し、家計調査の過少申告への対応をする。これまでのところ、分析するデータについても分析環境についても概ね予定通りに入手できており、これまでの研究を引き続き推進していくことで初期の研究計画が推進できると考えられる。平成24年度から、追加的な研究テーマとして住宅ローン減税の評価を追加しており、データの整備・観察を終えている。平成25年度は、所得リスク・住宅取得の意思決定等を分析し、実証分析の枠組みとなるモデルを構築することを目指す。さらに、当初の研究課題であった公的年金・定額給付金・児童手当についても、より分析を深化させる予定である。
NOx低減と高負荷燃焼の同時機能を目指したアンモニアバーナーの開発

アンモニア(NH3)はカロリーベースの高い燃料(383 kJ/mol-NH3)でありながら,その燃焼速度が低いために燃料としての利用度は低い.加えて,従来の石油系由来の炭化水素系ガス燃料と比較して,燃焼機構は今なお不明な部分が多い.本研究では,新規燃料かつ難燃性であることを克服し,新しい構想下でのバーナー開発に取り組んでおり,アンモニアの高負荷燃焼(単位体積当たりの発熱量の増加)およびクリーン燃焼を実現化する.高負荷燃焼により,ボイラーのコンパクト化がはかれるとともに,燃焼設備の最小化,伝熱効率の増加,および省エネ技術に直接的に貢献したい.アンモニア(NH3)はカロリーベースの高い燃料(383 kJ/mol-NH3)でありながら,その燃焼速度が低いために燃料としての利用度は低い.加えて,従来の石油系由来の炭化水素系ガス燃料と比較して,燃焼機構は今なお不明な部分が多い.本研究では,新規燃料かつ難燃性であることを克服し,新しい構想下でのバーナー開発に取り組んでおり,アンモニアの高負荷燃焼(単位体積当たりの発熱量の増加)およびクリーン燃焼を実現化する.高負荷燃焼により,ボイラーのコンパクト化がはかれるとともに,燃焼設備の最小化,伝熱効率の増加,および省エネ技術に直接的に貢献したい.
細胞層選択的発現蛋白の機能解析によるヒト胎児副腎層形成機構の解明

ヒト胎児副腎皮質細胞は主に外層(definitive zone ; DZ)で増殖し、内層へ遊走、そこで分化を遂げる。我々はDZ細胞に選択的に増殖促進作用を示す成長因子midkineの複数の受容体候補蛋白の発現を検討し、細胞膜関連プロテオグリカンの一種であるsyndecan-3(SDC3)がDZに特異的に局在していることを明らかとした。したがってSDC3はヒト胎児副腎においてin vivoで認められるDZ主体の細胞増殖機構の一端を担っている可能性が高いものと考えられた。また我々は、DZで活発な血管内皮細胞の増殖がおきていること、主要な血管増生因子であるangiopoietin-2(Ang2)がDZを含む外層の副腎皮質細胞に強く発現していること、そしてAng2が副腎の発育・機能調節因子であるACTHの支配下にあることを明らかとし、血管増生がDZを中心におきていることの証拠を得た。以上の結果からDZは活発な細胞増殖に加えて、巧妙に調節された血管増生も認められる非常にダイナミックなリモデリングが行われている層であることが判明した。また本研究においてFZ特異的マーカーについても知見が得られ、細胞外マトリックス蛋白の一つであるSPARCがFZ細胞に特異的に局在し、ACTHの調節を受けていることがわかった。SPARCはある種の細胞では最終分化段階で出現することが知られており、また細胞遊走を阻害する可能性もある。今後副腎皮質細胞の層形成機構や分化・遊走の制御機構を研究する上で貴重なツールと考えられる。胎児副腎は高等動物においては胎児視床下部副腎一胎盤系の重要な部分を担っているにも関わらず、その細胞増殖、分化、発育、機能発現のすべてにおいて未解明な点が多い。本萌芽研究で得られた、機能的・解剖学的層形成に関与すると考えられる蛋白の知見を、本研究分野の今後の礎としていきたい。
都市の緑の形成と住民の緑化行為に関する研究

今年度は、1)市民緑化団体の活動の実態調査、2)昨年度作成した愛護会の活動データの分析、3)論文投稿による成果発表の3点を中心に研究を進めた。1)2)は愛護会および緑地管理団体の活動実態を明らかにすることを目的とした実証研究にあたる。1)については、愛護会とそれを取り巻く各種市民団体や指定管理者、自治体などの間で行われる管理活動の調整状況について、複数の団体にインタビュー調査および参与観察を行なった。2)愛護会の活動状況の空間的分析では、昨年度取りまとめた名古屋市の愛護会の活動履歴に関するデータベースに基づき、市内の公園の活動経歴を類型化し、学区ごとの人口構造や公園の立地・設立時期などとの関連から考察を行った。今後、1)2)を取りまとめ、市民による組織的な緑地管理システムを団体の規模や特徴、および活動場所との関連から明らかにするものとして成果発表を行う予定である。また、3)については昨年度行った国内外の地理学および造園学など関連分野のレビューを元に既存データの再検討を行い、論文として発表した。1)2)の成果発表にあたっては、NPOなどの市民団体、および町内会等地縁組織に関する先行研究のレビューを取りまとめる必要がある。合わせて、前年度に行なった国内外の事例調査の結果報告にあたっては、引き続き都市地理学を中心としたレビューを進める必要がある。今後の課題としては、住民個人もしくは市民団体や地縁組織による日常的な緑化実践を、公共空間利用の一形態として説明するとともに、小規模な都市農業と路地園芸の境界に位置する取り組みとして論じる枠組みが求められる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、名古屋市内を対象とする現地調査のための基礎データの作成、既存研究のレビューおよび市民による緑化の事例分析に向けた資料収集を中心に取り組んだ。実証研究については、名古屋市で活動する公園愛護会の分布とその活動歴についての資料収集、およびデータベースの作成を行い、経済地理学会中部例会で発表した。また、市内の人口動態や他の市民活動との関連から追加分析を行い、複数の学区を調査地域として抽出した。また、既往研究の進展を踏まえて、本年度の研究計画を一部変更し、住民による都市緑化の事例について国内外で調査を実施した。名古屋市内における上記調査地域の予備調査とともに、比較事例として東京都墨田区、千代田区、横浜市およびシンガポール市で、資料収集および現地調査を行った。1)千代田区・墨田区では、東京都公園協会、国立国会図書館、江戸東京博物館などが所蔵する資料を中心に、路地園芸史に関する研究報告や、都内の都市公園で活動する市民団体とその活動内容についての資料を得た。2)横浜市は住民による愛護会活動が盛んである。横浜市役所の資料館・リファレンスにおいて資料を収集し、活動内容や活動履歴に関する資料を得た。3)シンガポール市は都市緑化に対する行政主導型の先進的取り組みで国際的に注目される事例である。現地では、大小の緑化施設や住宅地における住民の緑化活動、団地単位でのコミュニティガーデンの設営計画についての資料収集や調査を行なった。理論的課題については、研究の構成を一部変更し、国内外における事例比較を踏まえたレビューに取り組んでいる。今後成果を取りまとめ、論文として投稿する予定である。実証的課題については、名古屋市の愛護会活動に関するデータベースの作成・分析を行った。また、レビュー構成の変更に伴い、次年度に予定していた比較事例についての資料収集を実施した。本年度に予定していた名古屋市内の調査は次年度へ引き続き取り組む予定である。理論研究については、本年度に行った資料収集と調査の成果を踏まえ、論文として取りまとめる予定である。また、実証的課題については、作成したデータベースの分析成果をもとに、インタビュー調査および鉢植えの分布や緑化施設の利用状況についての現地調査を並行してすすめる予定である。
大動物を用いた腸管上皮幹細胞の移植技術確立

炎症腸疾患は慢性腸管炎症を特徴とする疾患であり,免疫統御療法によって治療されている.最近,粘膜治癒が長期寛解を予測する治療ゴールとなっているが,粘膜再生治療の効果については十分な検証がなされていない.我々は新しく開発されたオルガノイド培養技術を利用し,大動物を用いた粘膜再生治療の確立を試みた.大動物飼育施設を利用し,飼育ブタより内視鏡的に採取したサンプルよりオルガノイドを樹立し,上皮損傷後のブタ腸管粘膜への内視鏡的な移植を行った.オルガノイドは7-10日間の生着が内視鏡的に確認された.さらなる移植技術の最適化により,炎症性腸疾患への粘膜再生治療の実現を目指したい.炎症腸疾患は慢性腸管炎症を特徴とする疾患であり,免疫統御療法によって治療されている.最近,粘膜治癒が長期寛解を予測する治療ゴールとなっているが,粘膜再生治療の効果については十分な検証がなされていない.我々は新しく開発されたオルガノイド培養技術を利用し,大動物を用いた粘膜再生治療の確立を試みた.大動物飼育施設を利用し,飼育ブタより内視鏡的に採取したサンプルよりオルガノイドを樹立し,上皮損傷後のブタ腸管粘膜への内視鏡的な移植を行った.オルガノイドは7-10日間の生着が内視鏡的に確認された.さらなる移植技術の最適化により,炎症性腸疾患への粘膜再生治療の実現を目指したい.近年の免疫統御療法の進歩により,炎症性腸疾患の治療制御が向上している.現在,より長い寛解導入を目指した粘膜治癒が治療目標となっているが,損傷した上皮細胞を再生する治療法の開発には課題が多い.我々は,腸管上皮幹細胞を体外で培養するオルガノイド培養技術を開発し,ヒト炎症性腸疾患の治療を視野に入れた粘膜再生治療技術の創出に取り組んでいる.マウス腸炎モデルにおいてGFP標識腸管上皮オルガノイドを経肛門的に投与し,GFPを発現する生着腸管上皮と腸炎の臨床症状の改善が観察された(Yui S et al. Nature Mecicine).しかしながら,マウスと異なり,ヒト炎症性腸疾患では内視鏡的投与による再生治療の実現性が高いと考えられる.本研究では前臨床試験として,大動物を用いた内視鏡的なオルガノイドのデリバリー技術を目指す.ブタ腸管粘膜より採取した腸管上皮は我々の開発した培養プロトコール(Sato T et al. Nature 2009, Sato T et al. Gastroenterology 2011)の改変によりオルガノイドを培養し,永続的な増殖に成功した.また,オルガノイドをGFP標識し,内視鏡的な観察に成功した.内視鏡的粘膜切除法を用いて潰瘍を人工的に作成し,オルガノイド投与を行ったが,潰瘍時に形成される白苔と著明な炎症反応により生着は困難であった.現在,別の方法により,ブタ腸管粘膜に炎症性腸疾患粘膜を擬似化する粘膜損傷モデルを構築している.炎症腸疾患は本邦で近年増加傾向にある慢性腸管炎症を特徴とする疾患であり,免疫統御療法によって主に治療されているが,治療に難渋する難治例が問題となっている.最近,腸管上皮細胞の再生による粘膜治癒が長期寛解を予測する治療ゴールとなっているが,粘膜再生治療の効果については十分な検証がなされていない.我々は2009年に腸管上皮幹細胞のオルガノイド培養を確立し,さらに,2012年にオルガノイドを用いたマウス腸炎モデルの粘膜再生治療効果を確認している.本研究ではオルガノイド培養技術を利用した粘膜再生治療のより臨床的な応用研究として,大動物を用いた粘膜再生治療の確立を試みた.大動物飼育施設を利用し,飼育ブタより内視鏡的に採取したサンプルよりオルガノイドを樹立しレンチウィルスベクターを用いてGFP蛍光可視化を行った.研究施設の大動物用内視鏡は蛍光観察が行うことが可能であり,生着オルガノイドを内視鏡的に確認することができた.ブタ腸管上皮損傷モデルを確立し,損傷粘膜部へのGFPオルガノイドの内視鏡的な移植を行った.オルガノイドは7-10日間の生着が内視鏡的に確認された.さらなる移植技術の最適化により,炎症性腸疾患への粘膜再生治療の実現を目指したい.下部消化管学本研究ではブタ腸管上皮からのオルガノイド培養を確立した.また,採取から移植投与までの過程を内視鏡を用いて行うことに成功した.ブタなどの大動物はマウスなどの小動物と異なり,同時に多条件の検討をすることが困難であるが,これまでの培養技術開発のノウハウと施設内での内視鏡検査設備を最大限に利用することにより順調に研究を進めることができた.最も困難なステップである,投与オルガノイドの生着の成功を目指す.ブタは免疫不全動物を用いることができないため,また,臨床応用を視野に入れ,自家移植を行っている.移植のための粘膜損傷方法の改善と移植オルガノイドの投与方法を工夫をすることにより,年度内での成功を目指す.
酵母ミトコンドリア蛋白質のｍＲＮＡ局在化シグナル解析

健康なミトコンドリアを維持する仕組はまだ部分的にしか分っていない。そこで我々は蛋白質のミトコンドリアへの輸送について研究を行い、その蛋白質の特定部分の進化速度が他の蛋白質より速いことを示し、国際誌(BMC Genomics)にて発表した。また、蛋白質を作る際の鋳型となるmRNAのミトコンドリア周辺への局在について複数の実験データを統合的に統計解析した結果、蛋白質がmRNAから作られる(翻訳開始)速度が遅いほど、そのmRNAがミトコンドリアの周辺に局在する傾向にある、という新しい仮説を提案した。この成果はミトコンドリア維持の理解を深め、将来は疾患の有効な治療法につながる可能性がある。ミトコンドリア局在タンパク質のmRNAには、3'UTRに局在を促進するモチーフの存在が複数の研究によって示唆されている。酵母のATP2とASH1遺伝子の3'UTRには、ミトコンドリア局在を促進するヘアピン様二次構造モチーフの存在がMargeotらによって報告されている(Margeot et al.,Gene 2005)。また、Garciaらは、同じくATP2遺伝子のORF内に存在するヘアピン様二次構造モチーフが、同遺伝子のミトコンドリア局在に関与することを報告している(Garcia et al.EMBOreports,2010)。これらのモチーフは近縁種間(S.cerevisiae,S,paradoxus,S.mikatae,S.kudriavzevii,S.bayanus)で保存されいることから、他のミトコンドリア局在遺伝子についても類似のモチーフが存在するかどうか調査を行った。従来よりも高い感度で網羅的に探索するために、ここでは配列類似性のみを手掛かりにするのではなく、新しい情報ツールを利用して、二次構造類似性を考慮した探索を行った。UCSC Genome Browserから当該モチーフの配列アラインメントを取得し、二次構造を考慮した配列アラインメントツールであるCentroidAlignにより再アラインメントを実行した。再アラインメント結果を入力としてCentroidFoldによる共通二次構造予測を行い、二次構造注釈付き配列アラインメントを得た。これをモチーフ情報として、Infernalを用いてプロファイル確率文脈自由文法(Profile-SCFG)を構築し、これを探索パターンとして酵母ゲノム全体について類似モチーフ探索を行ったところ、MargeotらによるATP2類似モチーフが、DTR1のORF、YBR221C(MLR局在遺伝子)の3'UTR領域、Q0140のORF、SEC4(MLR局在遺伝子)の5'上流、YMR171C(MLR局在遺伝子)のORF中に見つかり、ASH1類似モチーフが、ADH7のORF、CTK3のORFに検出された、さらに、GarciaらによるATP2 ORF内の類似モチーフがLTE1のORF、CDC10の3'UTR、SOP4(MLR局在遺伝子)、YJL073W、TRK2、YLR036C、CDC5、GAC1、NIF7のORFにそれぞれ検出された。背景:ミトコンドリア蛋白質のmRNAがミトコンドリアの周辺に局在されることは知られていたが、mRNAの長さと比較的強く正相関するを除けば、mRNAが局在する蛋白質とそうでない蛋白質の違いは解明されていなかった。また、アミノ酸配列からミトコンドリアに輸送されるかどうかが予測できない蛋白質は多数存在する。行った研究:酵母ミトコンドリア蛋白質のmRNA局在を測定した4つの大規模実験のデータを合わせて解析し、mRNAまたはその産物蛋白質の様々な特徴(mRNAの両UTRなどの配列モチーフ、産物蛋白質の輸送シグナル[以下MTS]の有無、平均疎水性など)を解析し、mRNAのミトコンドリア周辺局在を決める要因を検討した。また、MTSを予測する手法の改良も行った。研究実績:回帰解析により、アミノ酸の配列長の影響を除いてもmRNA局在はMTSと相関すること、またMTSと蛋白質の長さに有意に正相関があることを見つけた。mRNA配列の5'UTR、コーディング領域、及び3'UTRのそれぞれの領域にその存在がmRNAの局在と統計的有意に相関する新規配列モチーフを多数見つけた。その内5'UTR領域に興味深いモチーフとして翻訳開始点の上流3塩基にアデニンがmRNAのミトコンドリア周辺局在と統計的に有意に負相関することを突き詰めた。この位置のアデニンが効率的な翻訳を促進することは文献に指摘されているが、mRNA局在との関係は知られていなかった。以上の解析は現在論文準備中である。また、アミノ酸配列の解析も行い、MTSとアミノ酸配列の進化速度との関係を定量的に調べ、その速度がMTSの予測に有望な特徴量であることを示した。この結果は[Fukasawa et al, BMC Genomics 2014]

(責任著者は代表のHorton)にて論文発表を行った。成果の意義:翻訳効率とmRNA局在の関係を示唆する5'UTRモチーフの発見はmRNA局在への機序を解明する上重要なヒントである。また、より正確なMTS予測法の開発はミトコンドリアの機能解明に貢献する。H24年度にはmRNAがミトコンドリア周辺に局在する傾向の強さ(MLR値)と、その遺伝子産物である蛋白質の特徴との関連解析を行った。1)酵母の各蛋白質の特徴を収集し、2)各特徴量2組の相関係数を計算し、似通った特徴量から代表をひとつ選び、3)残った特徴量とMLRの同時確率分布を近似するベイズネットワークを構築した。その内、もっとも作業量が多かったのは特徴量の収集であった。MLRに影響する特徴を見過ごすことの無いよう、様々な特徴量を解析した。例えば、蛋白質の大きさ、mRNA 3' UTR部分の長さ、mRNAの発現量、蛋白質の発現量、蛋白質の物理化学的性質(水溶性など)、ミトコンドリア内局在部位(外膜、膜間空間、内膜、内腔)、N-末端ソーティングシグナル(MTS)の有無、TOM40複合体との相互作用データ、構造ディスオーダ予測、(バクテリアホモログの有無で推理される)蛋白質の進化的由来などを集めて解析を行った。bnlearnなどのソフトウェアツールを利用し、ベイズネットワークの推定も行ったが、特徴間の相関関係は複雑であり、その関係性を解りやすく可視化するところまで進まなかった。しかし、途中結果としてMLRはmRNAに直接関係する特徴より、mRNA産物の蛋白質に働く特徴(立体構造を取るにの必要な時間(fold rate)やアミノ酸配列のミトコンドリア移行シグナルの有無など)、と強い相関傾向が見られた。これは産物を介するMLR機序を示唆する。計画通りの解析はできているし、興味深い結果も得ている。ただし、予想外の大発見ができたとは言えない為、「おおむね順調に進んでいる」というのが妥当な評価だと思われる。25年度が最終年度であるため、記入しない。計画通りの解析ができている、興味深い結果も出ているが、予想外の大発見ができたとは言えない為おおむね順調に進んでいる。というのが妥当な評価だと思われる。H24年度にはmRNAがミトコンドリア周辺に局在する傾向の強さ(MLR値)と、その遺伝子産物である蛋白質の特徴との関連解析を行う。過程として、1)酵母の各蛋白質の特徴を収集する、2)各特徴量2組の相関係数を計算し、似通った特徴量から代表をひとつ選ぶ。3)残った特徴量とMLRの同時確率分布を近似するベイズネットワークを構築する。その内、もっとも作業量が多いのは特徴量の収集となる。MLRの重要な決定要因、またはMLRの重要な影響を見過ごすことの無いよう、様々な特徴量を解析する。その一部を列挙すると、蛋白質の大きさ、mRNA 3'UTR部分の長さ、mRNAの発現量、蛋白質の発現量、蛋白質の物理化学的性質(水溶性など)、ミトコンドリア内局在部位(外膜、膜間空間、内膜、内腔)、N-末端ソーティングシグナル(MTS)の有無、TOM40複合体との相互作用データ、構造ディスオーダ予測、(バクテリアホモログの有無で推理される)蛋白質の進化的由来などを集めて解析を行う。
口腔癌に対する血中・唾液中micro RNAによる診断, 治療法の開発

口腔がん由来細胞株および口腔がん患者の組織,血液,唾液からmicroRNAを抽出し,ヒトの様々ながんにおいて発現に変動のあった約100種のmicroRNAについて,その発現変動を比較した.口腔がん由来細胞株および口腔がん組織において, let-7 familyは共通して発現減弱していることが確認され,さらに口腔がん組織での発現の特徴と,血清および唾液中での発現の特徴には関連性がみられ,共通して発現変化を示すmicroRNAも認められた.microRNAは,細胞増殖や分化,アポトーシスなど生体内のさまざまな現象に関わっており,がんにおいては,これまでにも数多くの発現異常が報告されている. microRNAは,標的遺伝子のmRNAの翻訳を抑制することで,発生や分化の調節に関わっているとされ,その発現異常が,がんの発生に関与していることが明らかにされている.今回,口腔がん患者の血液および唾液からmicroRNAを抽出し,口腔がんのバイオマーカーとなり得るものを検索し,より低侵襲性な,がんの早期診断法の開発を目指して研究を遂行した.本年度は,昨年度の口腔がん由来細胞株を用いた実験系に加え,口腔がん患者と健常者の組織および血液,唾液を用いて,その中に含まれるmicroRNAの発現を調べた.細胞からのmicroRNAの抽出方法とは異なり,血液・唾液などの液性中に含まれるmicroRNAに対しては,特殊な装置を用いて,抽出精度の向上を図った.抽出されたmicroRNAを含むtotal RNAからmatureなmicroRNAのみを逆転写し,ヒトの様々ながんにおいて発現変動が報告されている約100種のmicroRNAについて,比較検討した.その結果,口腔がん由来細胞株および口腔がん組織において, let-7 familyは共通して発現減弱していることが確認された.また,口腔がん組織での発現の特徴と,血清および唾液中での発現の特徴には関連性がみられ,共通して発現変化を示すmicroRNAも認められた.細胞内に存在するmicroRNAと液性中の遊離microRNAは,その存在状態が異なっているため,血清および唾液中のmicroRNAの発現と臨床病態との関連性についてはさらなる検討が必要と思われる.口腔がん由来細胞株および口腔がん患者の組織,血液,唾液からmicroRNAを抽出し,ヒトの様々ながんにおいて発現に変動のあった約100種のmicroRNAについて,その発現変動を比較した.口腔がん由来細胞株および口腔がん組織において, let-7 familyは共通して発現減弱していることが確認され,さらに口腔がん組織での発現の特徴と,血清および唾液中での発現の特徴には関連性がみられ,共通して発現変化を示すmicroRNAも認められた.microRNAは標的遺伝子のmRNAの翻訳を抑制することで発生や分化の調節に関わっているとされ,その発現異常が癌の発生に関与していることが明らかにされている. microRNAの機能を標的とした治療法が現在模索されており,過剰発現しているmicroRNAの発現を抑制したり,不足しているmicroRNAを補ったりすることで癌治療が可能になることが期待されている.本研究では口腔癌患者の血液中および唾液中のmicroRNAを検索し口腔癌のバイオマーカーを検出することにより,低侵襲性検査の開発を目指した.さらにその発現量と臨床指標との関連性を検討し,病態を評価することでmicroRNAを治療のターゲットとすることを試みた.本年度は,複数の口腔癌由来細胞株と正常口腔粘膜細胞からmicroRNAを含むtotalRNAを抽出し,その精度を検証した.さらに,得られたmicroRNAのうち, matureなmicroRNAのみ逆転写し,ヒトの様々ながんにおいて発現に変動のあった84種のmicroRNAについて,その発現傾向を調べた.細胞内のmicroRNAに加え,細胞外に分泌されるエキソソームに封入された分泌型microRNAについては,細胞培養液中から特異的にmicroRNAを抽出する実験系を組み立てた.以上に加え,口腔癌患者と健常者の唾液,血液中の分泌型microRNAを抽出するため,サンプルを採取し精製を試みている.震災により研究室の再整備からスタートすることを余儀なくされ,当初の実施計画からは若干,遅延している.震災による影響として,使用予定であった既存設備機器が故障し,新たな機器の導入まで時間を要した.また,停電に伴い冷凍庫が停止し,用意していた材料が一時的に使用不可能となった.加えて,震災よる当大学附属病院の受診控えにより,臨床検体を収集するのに予想以上の時間を要した.材料や試薬の再整備,設備機器の導入は完了し,研究室も新たに整備された.問題点として,臨床検体の総数が当初の予想より少ないことである.当初の計画では,口腔癌患者の臨床検体を用いてmicroRNAの発現状態を網羅的に明らかにする予定であったが,現時点で臨床検体数が満たないため,早い段階で口腔癌由来細胞株からのmicroRNAの抽出を行い,特異的に発現変動を示すmicroRNAを同定することを計画している.次に,同定された口腔癌への関与が示唆される候補microRNAとその標的遺伝子について,口腔癌細胞株を用いた機能解析を行い(24年度の研究計画の遂行),臨床検体が確保できた段階で,特異的発現を示すmicroRNAを同定する.以上のように当初の研究計画に若干の修正を加え,改善を試みる.また,当研究グループ所属の大学院生を増員し研究推進の効率を高めた.引き続き,口腔癌由来細胞株および口腔癌患者の唾液と血液中からmicroRNAを抽出・精製するため,加えて特異的に発現変動を示すmicroRNAを同定するため専用のアプリケーションを使用する.これらは,消耗品として研究費の大部分を占めることになる.
薬剤溶出薄層人工血管被覆ステントの開発と安全性の検討

低侵襲性のIVR治療、特に血管内治療は頸動脈ステント、冠動脈ステント療法など広く臨床で普及しつつある。しかし、この治療の成否のカギはステント留置後のステント内再狭窄予防である。欧米のメーカーを中心に免疫抑制剤や抗ガン剤などの薬剤溶出ステント開発によって再狭窄率の低減が報告され、同等以上の効果、性能を有し、廉価で、かつ新たな機能を持ち合わせたステント開発が急務と考え、新たなステント開発に取り組んできた.我々は、胆道癌目的の自己拡張型のニチノールステント(センダイステント)をすでに開発し、薬事承認取得している。また、共同研究者(H16-17)であった中山らの被覆技術を用いてカバードステントを試作し、成功している。我々の開発しているステントは被覆ステントに多数の小さな穴を開けて、ステント内腔に自己の内皮細胞にて被覆させることで、留置後の抗血栓療法や、再狭窄を予防しようとするものである。本年度はカバードステントの改良と、その生物学的有用性、安全性を確認した。動物実験データから幾つかの改良すべき問題点が見つかった。例えば、非被覆時にはSENDAISTENTに特有の屈曲、蛇行時の内腔保持は良好だが、被覆時には内腔保持力が劣化した。この改良点として人工血管の被膜の厚さを薄くし、弾性力、拡張力を改善した。また、自己拡張の最大記憶径まで拡張し、被膜処理をすると、実験動物では最大記憶径まで拡張されないので、被服部分にしわ、たるみが生じ、これが内皮の肥厚に悪影響を及ぼすことがわかった。この問題は未だ解決できていないが、今後の最大の課題となっている。我々がすでに開発してきたニチノール自己拡張型のステント(SENDAI STENT)に、中山らの開発した人工血管を被覆する方法を組み合わせ、カバー型自己拡張ステント試作を繰り返した。この特殊ステントはさらに内膜肥厚抑制と薄層の内膜肥厚をさせるための特殊処理を施さなければならない。その行程を行い、実験用ステントを試作した。ほぼ安定した形状、デザインに仕上げることができた。実験計画は当初の初年度の計画どおりに進行している。さらにこのカバーステントを縮小し格納するためのデリバリーシースも開発した。現在7Fサイズのデリバリーシース内にステントを格納できた。しかし、まだマウント時に生じる人工血管の剥離やデリバリーの操作性、ポジショニング、視認性などの問題点が明らかとなった。この障害の改善にはさらに細く柔軟性に富んだシースの開発、格納道具の開発など、今後の改良を加える問題点が明らかとなった。我々の新たに開発したカバーステントを用いた実験もすでにスタートした。生犬を用いて、腸骨動脈内に血管障害モデルを作成した。障害のない健常側と対比することでこのステントの評価を試みている。その長期成績はまだまとめられる段階には至っていない。しかし、予備実験に使用した材料の病理学的検討では予測したような、内膜肥厚抑制効果を認めた。今後、動脈瘤モデルの作成などを行い、本ステントの有効性、安全性を確認し、将来の臨床応用へと継げるために実験を繰り返し、科学的な検討を加える予定である。1.(薬剤溶出カバーステントの改良)昨年度から引き続き、薬剤溶出型ステントの人工被膜方法の改良を行った。自己拡張型のニチノールステント(センダイステント)周囲に被覆する方法を検討した。幾つかの改良すべき問題点が見つかった。例えば、非被覆時にはSENDAISTENTに特有の屈曲、蛇行時の内腔保持は良好であったが、被覆後には内腔保持力、屈曲性が劣化する。

また、自己拡張の記憶メモリサイズまで最大拡張した後に被膜し、デリバリーに格納すると、病変部では最大記憶径まで拡張しないので、ステント内腔面にしわや折れ曲がりが生じ、人工血管の重なりなどが生じる。この現象は動物実験では厚い人工血管を被覆した場合や血管損傷の過剰修復と同じような現象が起こり、内膜が厚くなってしまう。せっかく薬剤溶出してもこれでは台無しで、大きな問題に遭遇した。この問題を解決することが今後の最大の課題となっている。金属メモリー径の小さいサイズでの状態で被覆処理し、その後、最大径での記憶処理の方法が必要であり、金属材料処理を東北大学工学研究科と協議、検討中である。2.(動物実験)動物実験モデルでは血管障害モデルを用いて。国立循環器病センター研究所の施設を使用し、生犬を用いた実験を行った。アルガドロバンを用いた薬剤溶出ステンントを作成し、その病理学的検討を行い、人工血管の内膜面に内皮増殖を確認し、その内膜肥厚抑制こうかを確認した。その成果は2005年人工臓器学会にて発表した。検討にはその画像データから三次元モデルや生体内視鏡モデルを作成し(MACパソコンと専用ビデオカードVolume Proを搭載し、OsiriXを用いて解析)、病理学的所見と対比検討中であり、その成果を一部2006国際学会にて発表予定である。低侵襲性のIVR治療、特に血管内治療は頸動脈ステント、冠動脈ステント療法など広く臨床で普及しつつある。しかし、この治療の成否のカギはステント留置後のステント内再狭窄予防である。欧米のメーカーを中心に免疫抑制剤や抗ガン剤などの薬剤溶出ステント開発によって再狭窄率の低減が報告され、同等以上の効果、性能を有し、廉価で、かつ新たな機能を持ち合わせたステント開発が急務と考え、新たなステント開発に取り組んできた。我々は、胆道癌目的の自己拡張型のニチノールステント(センダイステント)をすでに開発し、薬事承認取得している。また、共同研究者(H16-17)であった中山らの被覆技術を用いてカバードステントを試作し、成功している。我々の開発しているステントは被覆ステントに多数の小さな穴を開けて、ステント内腔に自己の内皮細胞にて被覆させることで、留置後の抗血栓療法や、再狭窄を予防しようとするものである。本年度はカバードステントの改良と、その生物学的有用性、安全性を確認した。動物実験データから幾つかの改良すべき問題点が見つかった。例えば、非被覆時にはSENDAISTENTに特有の屈曲、蛇行時の内腔保持は良好だが、被覆時には内腔保持力が劣化した。この改良点として人工血管の被膜の厚さを薄くし、弾性力、拡張力を改善した。また、自己拡張の最大記憶径まで拡張し、被膜処理をすると、実験動物では最大記憶径まで拡張されないので、被服部分にしわ、たるみが生じ、これが内皮の肥厚に悪影響を及ぼすことがわかった。この問題は未だ解決できていないが、今後の最大の課題となっている。
人の脳における身体を中心とした空間位置情報の表現形式とその計算論的原理解明

本研究は、対象位置情報の脳内表現をfMRI(機能的磁気共鳴画像)により調べることで、人の脳における空間位置認識の過程を明らかにしようとするものである。昨年度までの、視覚提示された眼球運動の目標位置に応じた脳活動の変化に関する解析を発展させるために、今年度は解析手法の開発に重点を置いて研究を進めた。従来のfMRI解析では、課題に応じた活動部位の特定が主な目的であったが、本研究では活動量の大きさだけでなく、課題の情報処理に応じた活動の変化をとらえる解析を行うことで、情報処理の量を測ることを目的とした。またこれまでの解析では、fMRI画像の一画素(voxel)ごとに解析を行っていたが、本研究では複数の画素をまとめて多変量データとして扱うことで、細かな活動位置の特定ではなく、部位としての情報処理の量を測る解析を行った。研究では、相互情報量を用いた解析手法を、fMRIデータのような少数サンプルの多変量データに対して適用する手法を開発した。また、さらにサンプル数が少ない場合でも適用可能なように、多変量判別分析の手法を用いて、その分類成績によって情報量を測る解析も行った。多変量判別分析にはSupport Vector Machine (SVM)を用い、その分類成績と相互情報量の大きさとが良く対応することを確認した。これらの解析手法を用いて、fMRI計測で得られたBOLD信号データの解析を行った結果、脳活動が持つ情報は、個別のvoxel単位の活動の大きさだけでなく、複数voxelの多変量データにも多く含まれており、また活動の大きさだけでなく、信号の時間変化にも情報が含まれる場合があることを発見した。この成果は、Society for Neuroscienceの2008年大会において発表した。本研究は、対象位置情報の脳内表現をfMRIにより調べることで、人の脳における空間位置認識の過程を明らかにしようとするものである。今年度はまず、眼球運動の課題を用いて、視点移動の目標位置が脳活動の変化にどのように表現されているかを調べる実験を行った。実験は数秒間隔で移動する視覚刺激を目で追うだけであるが、その間の脳活動をfMRIにより計測し、移動方向に応じた活動の変化を解析した。実験の結果、左右方向への視点移動に関して特徴的な変化が見られたため、特に左右の次元に注目した解析を行い、脳の左右半球の非対称性と関連した、人の空間認識の左右非対称性を評価した。人の脳においては一般に、右空間の情報は左の脳半球に、左空間の情報は右の脳半球に入力され、処理が進むにつれて左右の半球問の連絡が進み、左右差が薄れていくことが知られている。しかし今回の実験の結果から、左半球は専ら右空間からの情報入力を受けるが、右半球は左だけでなく右の空間の情報も比較的初期の段階から処理していることが分かった。右半球における空間処理の優位性はこれまでも知られていたが、本研究により、左右半球の空間情報処理の非対称性をより定量的に評価することができた。この研究成果はSociety for Neuroscienceの2006年次大会において発表し、現在論文として投稿準備中である。また、視点移動位置の連続的な変化と、脳活動の大きさの連続的な変化の相関関係を探索的に調べるための、ニューラルネットワークモデルを用いた解析法の開発を行い、解析の結果をOrganization of Human Brain Mappingの2006年次大会において発表した。眼球運動課題を用いて、視点移動の対象位置に対応した脳活動を調べる実験を行い、これまでに分かった左右方向での非対称性の検証に加え、上下方向での空間位置表現の違いも調べた。f MRIデータの解析では、個々の画素単位だけでなく、脳の領域ごとの集団での活動分布を調べる解析も取り入れた。頭頂領域においては、左右方向への非対称な反応傾向が個別の画素単位でははっきりとは見られなかったが、領域単位の活動の分布では、左半球が右方向に強く反応し、右半球が左右両方向に対して強く反応する非対称性が有意に見られた。このことは、左右の位置表現の非対称性が、個別の小さな部位の反応傾向にあるのではなく、領域内の反応の分布にあることを示している。また上下方向に関しては、初期視覚野では、背側が下方向、腹側が上方向に強く反応していたが、それ以降のほとんどの領野では上方向に対してより強く反応していることが、活動分布の解析から明らかになった。解析法の開発も行い、これまで開発してきた非線形回帰の手法であるニューラルネットワークを用いたBOLD信号解析をさらに発展させ、情報量規準とMost informative Dimension法を組み合わせた解析法の開発を行った。ニューラルネットワークを用いた解析では、課題とBOLD信号のいかなる関連も検出することが可能であったが、課題のどのような要素にBOLD信号がどのように対応しているのかを調べることは困難であった。新たに開発した解析法では、課題とBOLD信号変化との相互情報量が最大となるような射影次元を求める。どのような射影方向に情報があるかを調べることにより、BOLD信号のどのような変化が、課題のどのような変化に対して関係しているのかを調べることが可能になる。また相互情報量を用いることで、任意の非線形な関係性も抽出することが可能である。

昨年度までの、視覚提示された眼球運動の目標位置に応じた脳活動の変化に関する解析を発展させるために、今年度は解析手法の開発に重点を置いて研究を進めた。従来のfMRI解析では、課題に応じた活動部位の特定が主な目的であったが、本研究では活動量の大きさだけでなく、課題の情報処理に応じた活動の変化をとらえる解析を行うことで、情報処理の量を測ることを目的とした。またこれまでの解析では、fMRI画像の一画素(voxel)ごとに解析を行っていたが、本研究では複数の画素をまとめて多変量データとして扱うことで、細かな活動位置の特定ではなく、部位としての情報処理の量を測る解析を行った。研究では、相互情報量を用いた解析手法を、fMRIデータのような少数サンプルの多変量データに対して適用する手法を開発した。また、さらにサンプル数が少ない場合でも適用可能なように、多変量判別分析の手法を用いて、その分類成績によって情報量を測る解析も行った。多変量判別分析にはSupport Vector Machine (SVM)を用い、その分類成績と相互情報量の大きさとが良く対応することを確認した。これらの解析手法を用いて、fMRI計測で得られたBOLD信号データの解析を行った結果、脳活動が持つ情報は、個別のvoxel単位の活動の大きさだけでなく、複数voxelの多変量データにも多く含まれており、また活動の大きさだけでなく、信号の時間変化にも情報が含まれる場合があることを発見した。この成果は、Society for Neuroscienceの2008年大会において発表した。
自然言語テキストからの語彙的知識獲得および獲得結果を利用した効率的文解析法

本研究では、自然言語テキストから語彙知識を獲得し、さらに獲得結果を実際の言語処理において効率的に利用し、処理精度を向上させる手法について研究を行なった。本年度の研究項目は次の3点である。1.実用レベルの規模のコーパスから、実用レベルの規模の数の動詞について語彙知識を獲得する。2.動詞の語彙知識獲得において、対訳テキストを利用して動詞の多義性を類別する。3.自然言語テキストから統語知識を抽出する。まず、第1点については、これまでに確立してきた動詞の語彙知識獲得手法により、日本電子化辞書の大量の構文解析済み日本語テキストから動詞の語彙知識を獲得する実験を行なった。この実験の結果、動詞の語彙知識獲得の際に多義動詞の多義性を類別しながら語彙知識を獲得するというメカニズムが、実用的規模で有効に機能することが確認できた。また、第2点については、これまでに確立してきた、動詞の語彙知識獲得ならびに多義動詞の多義性類別の半自動的手法の自動化を実現した。この手法の特徴は、単言語文においては類別することが難しい自然言語の意味的曖昧性を、英語への翻訳結果における意味分類を参照することによって類別できる点である。本研究においては、この利点を損なうことなく、手法の自動化を行なうことができた。さらに、第3点は、獲得結果を利用した効率的文解析を実現するための基礎研究として行なったもので、効率的文解析で用いる統語知識を自然言語テキストデータから抽出することを行なった。特に、構文解析済みテキストから文脈自由文法の形式の文法規則を抽出する手法を開発した。この手法においては、適用範囲が広くしかも解析精度の高い文法を抽出するために、非終端記号の統計的類似度を用いて文法を一般化するというメカニズムを実現した。
分布定数システムの制御系設計における低次元近似モデリング手法の開発

大規模宇宙構造物や熱拡散系など、空間分布の挙動が本質的となる対象について制御系設計を考える際、分布定数システムでモデル化しそれを有限次元化することが一般的である。この場合、低い近似項数でかつ十分な精度の近似を行うことが、性能の優れた制御系を合理的に実現するために必要不可欠である。シミュレーション技法として定評のある重みつき残差法をベースとし、静特性と動特性を分離して近似を構成する着想に基づいて提案された静特性補償法は、制御入力の広い周波数帯域について優れた動特性の近似が得られることが1次元放物型分布定数系への適用例について明らかにされていた。本研究は、静特性補償法を空間多次元な系に適用してその有効性を検証するとともに、それを不安定系にも適用可能な手法として拡張することで、制御系設計における分布定数系のモデリングを支援するツールの確立を目指すものである。本研究では多次元空間領域上で定義された対象へ静特性補償法を適用するために大きく次の2つの問題を検討した。一つは対象の制御入力に対する静特性の解析の問題であり、ワークステーション上の汎用有限要素法解析コードの有効性を検討した。もう一つは得られた静特性を組み込んだ動特性モデルを具体的に計算する問題であり、数値積分に基づく従来の方法によると多次元系では計算量の増大により処理が困難となるため、数式処理系を援用して効率よくモデルを求める方法を開発した。近似モデルの有効性は、開ループにおけるシミュレーションの性能とそのモデルから得られた制御系の性能の2点から検証した。前者は制御入力に対するモデル出力の誤差をワークステーション上で数値的に時間領域および周波数領域について調べることにより評価した。また後者については、近似手法の違いが及ぼす制御系の閉ループ特性およびロバスト性への影響の理論的な考察を行ったが、特にLQG設計法を取り上げ、オリジナルの分布定数系制御問題とその近似問題との関わりを明らかにした。本手法を不安定系に対して拡張するために、特異摂動法との関連をまず明確にした上で虚軸シフトと平衡点に基づく手法を考案した。例題として放物型の無定位系および双曲型の非減衰系を対象にプロトタイプモデルを構成し、上記の検証手法を応用して有効性の検討を行った。
酸性鉱山水系およびその周辺土壌における砒素の形態と微生物代謝

1.多様な原子価を発現する元素である砒素のうち,亜砒酸(AS^<II>)と砒酸((AS^V)の分別定量法について検討し,チオナリド法で精度よく分別定量できることを明らかにした.2.旧松尾鉱山から流出する強酸性鉱山水に含まれる砒素を分析し,砒素の溶存形態と溶存量-また溶存形態の変化について検討した.その結果,当鉱山水には多量の砒素ガ亜砒酸の形態で含まれており,時間とともに砒素の形態が急速に変化すること(AS^<III>→AS^Vでの酸化現象)が認められた.3.強酸性鉱山水における砒素の形態変化には,微生物が重要な役割を演じていることが明らかになった.多数の砒素耐性菌を現場の試水から分離し,その中から最終的に6菌株の砒素酸化最近を純粋分離した.4.分離した6菌株の細菌について,多数の表現型諸性質および化学分類学的諸性質(形態,生理的性質,生化学的性質, DNA-GC含有量,ユービキノン系など)を調べて,その分類学的特徴を明らかにした.その結果,砒素酸化細菌は,真正の好気性,好酸性の従属栄養細菌(acidophilic heterstroph)であり, 6菌株間にはほとんど差異は認められなかった.5.今回検討した結果から,強酸性鉱山水から分離された砒素酸化細菌は既報の砒素酸化細菌とは明らかに異なり,分類学的には新しい属(Audiphilium)に位置するものと考えられた.更にDNA相同性,脂肪酸組成の分析が必要である.6.微生物的砒素酸化のメカニズム,鉱石・土壌中における砒素の存在形態や存在量などについては,今後の重要な課題である.1.多様な原子価を発現する元素である砒素のうち,亜砒酸(AS^<II>)と砒酸((AS^V)の分別定量法について検討し,チオナリド法で精度よく分別定量できることを明らかにした.2.旧松尾鉱山から流出する強酸性鉱山水に含まれる砒素を分析し,砒素の溶存形態と溶存量-また溶存形態の変化について検討した.その結果,当鉱山水には多量の砒素ガ亜砒酸の形態で含まれており,時間とともに砒素の形態が急速に変化すること(AS^<III>→AS^Vでの酸化現象)が認められた.3.強酸性鉱山水における砒素の形態変化には,微生物が重要な役割を演じていることが明らかになった.多数の砒素耐性菌を現場の試水から分離し,その中から最終的に6菌株の砒素酸化最近を純粋分離した.4.分離した6菌株の細菌について,多数の表現型諸性質および化学分類学的諸性質(形態,生理的性質,生化学的性質, DNA-GC含有量,ユービキノン系など)を調べて,その分類学的特徴を明らかにした.その結果,砒素酸化細菌は,真正の好気性,好酸性の従属栄養細菌(acidophilic heterstroph)であり, 6菌株間にはほとんど差異は認められなかった.5.今回検討した結果から,強酸性鉱山水から分離された砒素酸化細菌は既報の砒素酸化細菌とは明らかに異なり,分類学的には新しい属(Audiphilium)に位置するものと考えられた.更にDNA相同性,脂肪酸組成の分析が必要である.6.微生物的砒素酸化のメカニズム,鉱石・土壌中における砒素の存在形態や存在量などについては,今後の重要な課題である.岩手県の旧松尾硫黄硫化鉄鉱山の鉱石および強酸性鉱山水には多量の砒素が含まれ、環境汚染の原因となっている。本研究ではこの地域における砒素の存在量や存在形態、さらに砒素の形態変化に微生物がどのように関与するかについて検討した。1.砒素の定量法について:一既に砒素といっても多様な形態が考えられるが、ここでは3価および5価の無機の砒素(As【III】,As【V】)を対象にしてその分別定量法(チオナリド法)を検討した。2.水系における砒素の形態について:鉱石には約0.07%の砒素が含まれる。鉱山地域名所の酸性水(PH24)には、高濃度(213ppm)の砒素が溶存するが、【As^(V)】が大部分を占め砒素酸化率(As【V】/ΣAs,%)は8090%を示した。しかし溶存酸素の少ない抗内水では、酸化率は低く(1020%)、【As^(III)】が主体であった。3.砒素の形態変化と微生物の関係について:酸性鉱山水中の砒素酸化率は、場所により大きく変動した。特に鉱山水が大量に混入した河川(赤川)では、流下する間に急速な砒素酸化現象が認められた。試水の濾菌処理(0.2μm)、トルエン添加、低温保存により砒素の酸化が阻害されることから、砒素酸化には、微生物活動が密接に関与していると考えられた。4.砒素酸化細菌の存在と分離について:常法の分離培養、集積培養法により、多数の試水から208菌株の砒素耐性菌(500ppmAs【III】)を分離した。

それらの菌株について砒素酸化能の有無を分析した結果、最終的に6菌株の砒素酸化細菌の純粋分離に成功した。5.今後は、分離した砒素酸化細菌について、分類学的検討、砒素酸化機構の解析等について研究する予定である。