hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コネキシン32により誘導される癌幹細胞の増加とそれに伴う転移能亢進の証明

本来細胞膜に局在し発癌抑制的に機能するコネキシンは、癌細胞においてしばしば細胞質に貯留する。本研究を通じて私たちは、細胞質に貯留したコネキシンが「癌組織の元締め」である癌幹細胞の自己複製を亢進することを発見するとともに、その癌幹細胞の増加が転移の頻度を高めることを証明した。これはコネキシンの局在操作が癌の転移頻度を制御する方策となり得ることを示唆しており、この研究成果はそのような方策を開発する上での礎となることが期待される。肝細胞癌(HCC)の悪性度が高まるにつれ、本来細胞膜に発現するコネキシン32(Cx32)が細胞質内に局在することが知られている。このような細胞質内のCx32が癌幹細胞(CSC)の数を制御する因子の1つであることを明らかにすることを目的に以下の研究を行った。まず、ヒトHCC由来の細胞株HuH7に対して、doxycycline(Dox)の有無でCx32の発現を制御できるシステム(HuH7 Tet-off Cx32)を作製した。HuH7は内因性のCx32を発現しているが、HCC由来であるためにCx32が細胞膜でギャップ結合を形成することはなく、細胞質内に局在していた。in vutro実験の際には、4μg/ml Doxを培地に添加することで外来性Cx32の発現を抑え内因性Cx32のみの発現を維持するが、Doxを含まない通常の培地に変えることによりCx32をほぼ5倍まで過剰発現させることができた。CSCの表現型の1つとして、side population(SP)と呼ばれる、Hoechst 33342蛍光色素の排出が亢進しこの色素に染まらない細胞集団の形成が知られている。そこで、HuH7 Tet-off Cx32細胞をDoxの存在下もしくは非存在下で培養、細胞回収後に生細胞をHoechst 33342で染色し、fluorescence-activated cell sorting (FACS)でSPの割合を測定したところ、Dox非添加群すなわちCx32の過剰発現を誘導した際に、SPが増加することが確認された。さらに、HuH7 Tet-off Cx32細胞のSP画分とnon-SP画分をFACSにて分取し、免疫不全マウスの皮下に移植したところ、SP画分のみが腫瘍を形成した。したがって、HCCの悪性度に比例して発現量を増す細胞質内Cx32は、CSCの数を制御する因子であることが明らかとなった。細胞質に局在するコネキシン32(Cx32)の量は肝細胞癌(HCC)の悪性度が高まるにつれて増加する傾向にある。すでに我々はdoxycyclineの除去時にCx32の細胞質内における過剰発現を誘導できるTet-off Cx32細胞をヒトHCC由来HuH7細胞株を用いて作製し、細胞質に局在するCx32がHuH7細胞の転移能を亢進させることを見出した。がんのhierarchy modelに従えば、各転移性腫瘍は播種した癌幹細胞(CSC)を起源としていると考えられ、Cx32がHuH7細胞集団内のCSCを増加させた結果、転移の頻度が高まった可能性がある。CSCの表現型の1つとして、side population (SP)と呼ばれる、Hoechst 33342蛍光色素の排出が亢進し、この色素に染まらない細胞集団の形成が知られている。実際、HuH7 Tet-off Cx32細胞のSP画分とmain population (MP)画分をfluorescence-activatedcell sorter (FACS)にて分取し、免疫不全マウスの皮下に移植したところ、SP画分のみが腫瘍を形成した。そこで、HuH7 Tet-off Cx32細胞によるHoechst 33342の取り込みをFACSで解析したところ、Cx32の過剰発現時にSP画分が10倍以上に拡大していた。また、SPとMPをFACSで分取し、それぞれを一定期間培養後、再びFACSで解析したところ、SPからMPへの分化自体はCx32の発現量に影響されなかったが、Cx32過剰発現時にはSP画分が高率に維持されていた。一方、MPからSPへの転換率に対するCx32の影響は認められなかった。また、無血清の半流動培地内でCSCを選択的に維持しながらsphere形成能を検討したところ、SP画分は多数のsphereを形成し、Cx32の発現量に依存して数およびサイズとも有意に増加していた。したがって、細胞質に貯留するCx32がHuH7細胞におけるCSCの自己複製能を高めることが明らかとなった。肝細胞癌由来HuH7細胞およびLi-7細胞を用いて行った先年の研究において、我々の研究チームは、細胞質に貯留するコネキシン32(Cx32)が癌幹細胞(CSC)の自己複製を促進することを見出した。

一般に正常幹細胞は非対称分裂の結果、幹細胞の自己複製と同時に、より成熟したprogenitorを生み出すが、progenitorから幹細胞への逆行性の分化はないものと考えられている。一方、腫瘍組織内の細胞分化の階層(hierarchy)は正常組織のそれより緩いことが予想されており、ある一定の条件下でCSCとnon-CSCが相互に転換可能であることが期待される。したがって、Cx32の過剰発現によるCSC画分の増加が、CSCの自己複製の亢進に依存するだけでなく、non-CSCからCSCへの転換によっている可能性もある。そこで平成23年度は、non-CSCの集団内にCSCが出現することがあるかどうかを検討し、HuH7やLi-7細胞が緩い階層(shallow hierarchy)を有し、CSCとnon-CSC間の相互転換が比較的容易であることを検証した。Tet-off Cx32細胞を培養後、セルソーターでCSC指標の陰性画分(non-CSC)を分取し、培養を継続した。そして10日間の培養後、CSC指標が陽性の細胞が出現しているかどうかを再びセルソーターで解析した。その結果、non-CSCの集団の中から、CSC指標を有する細胞が出現することが確認された。これは、腫瘍組織における幹細胞と非幹細胞間の階層が、正常組織におけるそれに比べて緩やかであることを示しており、CSCの分化制御を考えるうえで重要な発見といえる。また、non-CSCからCSCへの逆転換の程度は、Cx32の発現量には影響を受けなかったので、Cx32によるCSCの増加は、non-CSCからCSCへの転換によるものではないことが明らかとなった。
IL-1とBMPによるヒト骨芽細胞と歯根膜細胞のPGE_2,ODF発現の制御機構

ヒト歯根膜線維芽細胞(HPLC)やヒト骨芽細胞(HBC)は各種骨吸収関連分子を介して局所における歯槽骨の破壊に関与しており、またこの機能は各種サイトカイン、プロスタノイド、成長因子、ホルモン等により複雑に制御されている。そこで今回、IL-1βとBMP-2によるHPLCとHBCの骨吸収関連分子(PGE2、RANKL)発現の制御機構を検討したところ、以下に示す結果が得られた。(1)IL-1βはCOX-2依存的にPGE2産生を促進する。(2)IL-1βはRANKL発現を促進し、この作用には内因性PGE2が部分的に関与している。(3)PGE2はEP2/4-cAMP依存的PKAを介してRANKLの発現を促進する。(4)IL-1β依存的なCOX-2/PGE2とRANKLの発現には、MAPK(ERK1/2,JNK1/2,p38)-AP-1カスケードとIKK1/2-IkBa-NFkBカスケードが共に関与している。(5)BMP-2はIL-1β依存的なCOX-2/PGE2とRANKLの発現を抑制する。(6)IL-1βはBMP-2依存的なSmad1のリン酸化を変化させない。(7)BMP-2はIL-1β依存的なMAPK、IKK1/2およびIkBaのリン酸化とその後のAP-1とNFkBのDNA結合を共に抑制する。以上結果から、HPLCとHBCにおいて、BMP-2はIL-1β依存的なMAPK-AP-1とIKK1/2-IkBa-NFkBの活性化の抑制を介して、IL-1βにより誘導されるCOX-2/PGE2とRANKLの発現を抑制すること、PGE2はEP2/4-cAMP依存的PKAを介してRANKLの発現を促進することが明らかになった。またこのことは、これらの細胞における骨吸収関連分子の発現は、IL-1β、BMP-2、PGE2それぞれのシグナルの細胞内でのクロストークにより複雑に制御されていることを示唆している。
脆性破壊の予測手法に基づく梁端溶接部の接合部詳細の最適化－接合部の品質管理基準

兵庫県南部地震以後,スカラップ形状の改良を目的とした実験研究が行われ,多様な形状が提案された.JASS6型と呼ばれる標準形状が示されて以降,開先カッターの普及と共に,それ以外の形状は殆ど使用されていない.しかし,JASS6型のスカラップではスカラップ底のひずみ集中が緩和されず,そこから延性き裂が発生・進展し脆性破壊に至ることがある.スカラップ底に発生したき裂周囲の塑性拘束は比較的高い.そのようなき裂に対しては,既に提案している評価手法で的確に脆性破壊を予測できることを確認している.そこで,様々なスカラップ形状をもつ試験体にこの破壊予測手法を応用し,脆性破壊の発生を最も抑制する形状を見出す.兵庫県南部地震以後,スカラップ形状の改良を目的とした実験研究が行われ,多様な形状が提案された.JASS6型と呼ばれる標準形状が示されて以降,開先カッターの普及と共に,それ以外の形状は殆ど使用されていない.しかし,JASS6型のスカラップではスカラップ底のひずみ集中が緩和されず,そこから延性き裂が発生・進展し脆性破壊に至ることがある.スカラップ底に発生したき裂周囲の塑性拘束は比較的高い.そのようなき裂に対しては,既に提案している評価手法で的確に脆性破壊を予測できることを確認している.そこで,様々なスカラップ形状をもつ試験体にこの破壊予測手法を応用し,脆性破壊の発生を最も抑制する形状を見出す.
迅速歯科精密鋳造法の開発研究

歯科鋳造の迅速化が可能な埋没材として、練和開始30分後に電気炉で加熱可能とする急速加熱型の石膏系及びリン酸塩系埋没材を取り上げ、従来型の埋没材と比較した。これらの埋没材の熱分析の結果、いずれの急速加熱型埋没材には耐火材として石英とクリストバライトを含み、従来型より加熱時の膨張はゆるやかであった。また、硬化時の寸法変化を測定したところ、急速型の方が従来型よりも大きく膨張した。特に石膏系急速加熱型では、加熱開始時間の30分を過ぎても大きな膨張が認められた。埋没材をガラス板上で硬化させた試料の焼成前後の表面粗さ値は、石膏系がリン酸塩系より、焼成前が焼成後より、小さな値を示した。しかし、急速型と従来型では差が認められなかった。石膏系埋没材においてはCu-Zn合金、Ag-Pd-Au-Cu合金の鋳造体を作製した。いずれの合金でも鋳造体表面に明らかな欠陥はなく、表面粗さ値も急速型と従来型に差は認められなかった。鋳造体の寸法はいずれの合金においても急速型は従来型よりも大きく、急速型においては加熱開始時期を遅くすることでより大きくなった。リン酸塩系埋没材においてはCu-Zn合金、Co-Cr合金の鋳造体を作製した。いずれの合金でも鋳造体表面に特に明らかな欠陥は見あたらず、表面粗さ値も急速型と従来型には差は認められなかった。また石膏系と同様に、鋳造体の寸法はいずれの合金においても急速型は従来型よりも大きかった。以上より、現在市販の急速加熱型埋没材を使用することで、従来型の埋没材で作製した鋳造体と同程度の表面性状の鋳造体が得られることが明らかとなり、迅速歯科鋳造法への応用が可能と考えられた。しかしながら、鋳造体の寸法については各埋没材ごとのより詳細な検討の必要性が示唆された。
境界要素と有限要素の結合解析手法による地盤ー地中構造物の動的相互作用に関する研究

本研究は地盤ー地中構造物の動的相互作用問題を数値解析するための、境界ー有限要素のCoupling手法を提案し、動弾性問題、定常および非定常における熱応力問題等の種々の数値計算例より、本提案手法の計算効率を論じようとするものである。本研究は2年間にわたり行なわれたものであり、初年度は基礎研究を、次年度は引き続き、応用的な研究を取り行なった。応用的な研究としては、LNG、LPG等の地下備蓄に対して重要な問題となるタンク周辺の凍結地盤の応力解析手法について研究を行なった極低温地下備蓄タンクの設計、保守等の安全性を確保するためには、熱伝導、熱応力の詳細な経時的変化を高精度で把握する必要がある。ここではまず、境界ー有限要素の結合解析手法により、潜熱をも含めた非定常熱伝導解析を行ない、更に、高志らの実験式を本手法に導入しタンク躯体が受ける凍結土圧の効果的な算定手法を提案した。この種の数値解析手法としては一般的には有限要素法が多用されている。しかしながら、非定常問題を扱っているため、凍結領域が刻々と変化すること、あるいは無限領域の境界条件の考慮が重要であることを考慮すると、境界要素を用いて離散化するという、本研究で提案している解析手法は計算効率、計算精度の観点からも、非常に効果的であることが認められた。本研究で得られた主なる成果を箇条書きすると以下のようである。1)無限媒体中に存在するLPGタンク周辺の凍結応力の算定に際しては、本法は境界条件が精度良く設定できるため、計算効率が高い。2)本結合解析手法は、内点の設定自由度が高いため、フリージング・フロントが高精度で求められ、これによる凍結土圧の精度も必然的に高くなる。なお、タンク周辺の間隙水の移動、有効拘束圧、岩盤中に存在する不連続性の取り扱い方、等の問題も一応の解決をみた。本研究は地盤-地中構造物の動的相互作用問題を数値解析するための,境界-有限要素のCoupling手法を提案し,動弾性問題,定常および非定常における熱応力問題等の種々の数値計算例より,本提案手法の計算効率を論じようとするものである.本研究は2年間にわたり行なわれるものであり,本年度は主としてその基礎的な研究を取り行なった.本年度は, LNG, LPGの地下備蓄に対して重要な問題となるタンク周辺の凍結地盤の応力解析手法について研究を行なった.極低温地価備蓄タンクの設計,保守等の安全性を確保するためには,熱伝導,熱応力の詳細な経時的変化を高精度で把握する必要がある.ここではまず,境界-有限要素の結合解析手法により,潜熱をも含めた非定常熱伝導解析を行ない,更に,高志らの実験式を本手法に導入しタンク駆体が受ける凍結土圧の効果的な算定手法を提案した.この種の数値解析手法としては一般的には有限要素法が多用されている.しかしながら,非定常問題を扱っているため,凍結領域が刻々と変化すること,あるいは無限領域の境界条件の考慮が重要であることを考慮すると,境界要素を用いて離散化するという,本研究で提案している解析手法は計算効率,計算精度の観点からも,非常に効果的であることが認められた.本研究で得られた主なる成果を箇条書きにるすと以下のようである.1)無限媒体中に存在するLPGタンク周辺の凍結応力の算定に際しては,本法は境界条件が精度良く設定できるため,計算効率が高い.

2)本結合解析手法は,内点の設定自由度が高いてめ,フリージング・フロントが高精度で求められ,これによる凍結土圧の精度も必然的に高くなるなお,タンク周辺の間隙水の移動,有効拘束圧,岩盤中に存在する不連続性の取り扱い方,等の問題が数多く残されているが次年度の課題としたい.本研究は地盤-地中構造物の動的相互作用問題を数値解析するための、境界-有限要素のCoupling手法を提案し、動弾性問題、定常および非定常における熱応力問題等の種々の数値計算例より、本提案手法の計算効率を論じようとするものである。本研究は2年鑑にわたり行なわれたものであり、本年度は昨年度に引き続き、基礎的、応用的な研究を取り行なった。本年度は、LNG、LPG等の地価備蓄に対して重要な問題となるタンク周辺の凍結地盤の応力解析手法について研究を行なった。極低温地価備蓄タンクの設計、保守等の安全性を確保するためには、熱伝導、熱応力の詳細な経時的変化を高精度で把握する必要がある。ここではまず、境界-有限要素の結合解析手法により、潜熱をも含めた非定常熱伝導解析を行ない、更に、高志らの実験式を本手法に導入しタンク躯体が受ける凍結土圧の効果的な算定手法を提案した。この種の数値解析手法としては一般的には有限要素法が多用されている。しかしながら、非定常問題を扱っているため、凍結領域が刻々と変化すること、あるいは無限領域の境界条件の考慮が重要であることを考慮すると、境界要素を用いて離散化するという、本研究で提案している解析手法は計算効率、計算精度の観点からも、非常に効果的であることが認められた。本研究で得られた主なる成果を箇条書きすると以下のようである。1)無限媒体中に存在するLPGタンク周辺の凍結応力の算定に際しては、本法は境界条件が精度良く設定できるため、計算効率が高い。2)本結合解析手法は、内点の設定自由度が高いため、フリージング・フロントが高精度で求められ、これによる凍結土圧の精度も必然的に高くなる。なお、タンク周辺の間隙水の移動、有効拘束圧、岩盤中に存在する不連続性の取取り扱い方、等の問題も一応の解決をみた。
脳の新しいCl^-輸送系の性質

ラットの脳組織から調整したEDTA処理膜顆粒は、直径200500nmの閉鎖単層膜顆粒から成り、高いCl^--ATPaseおよびNa,K-ATPase活性を示した。この膜顆粒は、1mMウアバイン存在下で、浸透圧反応性のATP依存性Cl^-蓄積活性を示した。諸種ヌクレオチドのうち、ATP(Km=1.5mM)が最大Cl^-蓄積活性を示し、GTP、ITPおよびUTPが若干のCl^-蓄積活性を示したが、CTP、β、α-メチレンATP,ADPおよびAMPは、この活性を示さなかった。膜顆粒のATP依存性Cl^-取り込みは、Cl^-濃度依存性(Km=7.4mM)、pH依存性(至適pH7.4)および温度依存性(至適温度37-42°C)であった。エタクリン酸は用量依存性にCl^-取り込みを阻害し、Kiは57μMであった。N-エチルマレイミド(0.1mM)は、このCl^-取り込みを完全に阻害し、バナジン酸(1mM)も部分的阻害を示した。膜顆粒は、Cl^-取り込みに伴ってH^+を蓄積することなく、またCl^-取り込みはH^+輸送阻害剤であるDCCD(1mM)により全く影響されなかった。これらの結果は、すでに報告した脳Cl^-ATPaseの諸性質とよく一致するものであり、脳の神経細胞膜に存在するCl^-ーATPaseが能動的にCl^-を輸送し神経細胞内外の大きなCl^-濃度勾配を形成する、との考えを強く支持するものである。今後、このATP依存性の能動的Cl^-輸送(Cl^-ポンプ)が神経興奮によりどのように調節されているかを、培養神経細胞およびCl^-感受性蛍光色素を用いて、明らかにする予定である。
ハイパー英単語学習辞書の構築に関する研究

本研究ば語学教育の改革は辞書の構造的及び内容的な改革無しにはありえない゙との問題提起と解決への努力の一貫として、大学受験生、大学生及び社会人のための英単語学習書を実用上の考慮からハイパーテキストフォームで構築し、インターネットWWWを使い公開する。本年度はハイパー辞書のプロトタイプ設計とその作成に力点をおいている。ある代表的英和辞書プログレッシブ英和中辞典において基本的なものとして扱われている英単語など9000語について、印欧語根を調査したところ、判明率は約70%であり、それらは596種のうち530種の印欧語根に由来している。また簡単なハイパー辞書インターフェースに、市販のリレーショナルデータベースシステムを用いて試作し、WWW上のホームページに組み込んで試作品を公開した。このインターフェースでは、ある単語を入力するとその単語の由来する印欧語根(最大4個)などを表示し、それぞれの印欧語根の隣のボタンをクリックすると、その語根についての説明と、同じ語根に由来する他の単語のリストを表示する。リスト中の単語をクリックすれば、さらにその単語について調べることができる。また、収録すべき見出し語の決定。また収録すべき印欧語根の決定をおこなった。単語集のレベル別調査ハイパー辞書の利用の対象となる英語学習者には様々なレベルが想定され、学習者に提示する英単語もそれぞれのレベルにあったものである必要がある。現在、国内外で市販されているものに含まれる単語集として、以下の資料を挙げ、そこに重要単語としてどのような英単語が含まれているかを調査した。American Heritage Dictionary第3版(1992)印欧語根表よりImportant derivatives、VIS-EDNo.1,No.2,Science & Technical、TOEFL参考書、GRE参考書、英単語頻出案内(桐原書店刊)、英単語連想記憶術第1集第3集(青春出版社刊)英検準1級参考書(旺文社刊)より、採取した英単語は、延べ約15000語にのぼる。現在、これらすべての単語に対応する印欧語根についての調査を行っており9000語について終了した。
海震による浮体の動的応答解析に関する研究

本研究では,海底地震による浮体に働く影響,いわゆる海震について,種々の数値計算的アプローチによって,解析・検討した。その結果得られた知見を以下のようにまとめる。1.二次元的アプローチにより,浮体,海面,海底の相互干渉による固有値問題の固有点で,海震荷重に共振点が存在することが分かった。2.海底に堆積している層の音速が増加すると海震の共振点間隔が狭くなる。3.海底の堆積層厚さが増加すると海震の共振点間隔が狭くなる。4.堆積層が粘土状でその厚さが薄い海域に浮体を設置した方が免震上有利である。5.三次元海震荷重は波動の拡散によって二次元より低くなる。6.直下型の海底地震で浮体は大きな荷重を受ける。7.時間領域解析によって,地盤の過渡振動の際に共振周波数以外でも瞬間的に大きな海震荷重を受けることがある。8.海震の共振周波数と浮体の弾性変形の固有モード値が一致したとき,浮体は大きな弾性挙動をする可能性がある。海震は本来,三次元的有時間現象であるので,本研究を通して得られた知見を下に,今後これに対応する研究を遂行する必要がある。本研究で開発した二次元時間領域計算プログラムでは,計算時間に問題があり,さらに、高速化を図った後,詳細な検討を加え,その上で三次元問題にアプローチする必要がある。本研究が海震現象の解明の糸口になったと確信している。本年度は,二次元問題において,海底地盤の振動による圧力波の伝搬を水中音波の伝搬としてとらえ,自由表面条件と水底条件を満足するGreen関数を用いて定式化したHelmholtzの方程式を数値的に解くことにより浮体に働く海震荷重の特性を系統的に検討することを目的として本研究を実施した。1.数値計算の妥当性を境界要素法によって検討したところ良い一致を示した。2.海震荷重は閉鎖領域の境界値問題の固有値に対応した共振点を有する。3.上記共振点は浮体の幅に応じて移動する。4.共振点の周波数は水深が浅くなると高周波側に移動する。5.共振点の周波数付近では流体の圧縮性は無視できない。6.海震荷重は海底の振動地盤幅に比例している。7.上下方向海震荷重は浮体中心が振動地盤と離れるに従って小さくなる。8.左右方向海震荷重は浅喫水の浮体を考える場合にはあまり問題にならない。9.横方向海震モーメントは上下方向海震荷重より問題になる場合がある。本年度は,主として問題を二次元周波数領域の問題として捕らえたが,海震現象は本質的に三次元問題であり,また有限時間の現象であるため時間領域の問題として取り扱わなければならない。従って,波動拡散が少なく,無限時間続く問題の定常解として求めた本年度の結果は,共振点付近で非現実的な値となることが判明した。来年度の課題として,海震を三次元問題として捉える方法と時間領域の解法を考えている。海震のメカニズムを解明し,設計の資料として利用するためにはこれらの問題を克服する必要があると思われる。従って,来年度は,三次元周波数領域の問題を解くプログラムの開発及び二次元時間領域の問題を解くプログラムの開発を計画している。本年度は、二次元問題における海底地盤の質が海震に及ぼす影響と、三次元問題及び二次元時間領域解法について研究を実施した。1.海震荷重の共振周波数は、海水領域の疎密波の波数と固有値に関係している。2.海底の堆積層の音速が増加すると海震の共振点間隔が狭くなる。

7.時間領域解析によって、地盤の過渡振動の際に共振周波数以外でも瞬間的に大きな海震荷重を受けることがある。8.海震の共振周波数と浮体の弾性変形の固有モード値が一致したとき、浮体は大きな弾性挙動をする可能性がある。海震は本来、三次元的有時間現象であるので、本研究を通して得られた知見を下にこれに対応する研究を遂行する必要がある。
地上における高速固気混相流(火砕流及び雪崩)の流動機構

本研究は、火砕流および雪崩を高速固気混相流として捉え、統一的な流動機構の解明を行い、実現象のシミュレーションを可能にすることを目的としている。まず、粒子の非弾性衝突および異なった層間の粒子移動に基づく運動量輸送と、粒子濃度が限界値以上のときに生じる骨格応力を考慮する構成則を導き、これを斜面上の粒状体流れの抵抗則に発展させた。これにより、勾配、底面条件によって層状型、層状/分散型および分散型の流れが生じることを明らかにすとともに、それらの定量的な予測が可能になった。つぎに、雲仙普賢岳で生じたメラピ型の火砕流に関して、溶岩ドームの崩落に続いて起こる粒子破砕を伴った流動に上記の理論を適用した。さらに、粒子破砕が進行した段階では、粒子から噴出する上向きのガス流による流動層と、さらにその上部の熱風部が形成される機構、それらの流動機構、本体部ならびに熱風部の停止・堆積機構を明らかにした。このモデルを雲仙普賢岳の火砕流に適用し、本体部および熱風部それぞれの流動範囲、および堆積厚さがうまく説明できることを明らかにした。雪崩に関しては、流動中の雪粒子相互の衝突による雪玉の形成過程、雪玉を含むことによる流動抵抗の変化、雪玉形成に対する雪温の効果、および雪崩の侵食、堆積機構を考慮した雪崩流動モデルを完成させた。本モデルを1986年の棚口雪崩(乾雪雪崩)と92年の白馬岳の大雪崩(湿雪雪崩)に適用し、いずれについても通過・堆積範囲、流速、雪玉の濃度、侵食・堆積の再現性が良好であることが示された。本研究では火砕流および雪崩を高速固気混相流としてとらえ、統一的な流動機構の解明を行い、実現象のシミュレーションを可能にすることを目的としている。まず、粒子の非弾性衝突と運動量輸送に起因する動的な応力とマクロな骨格応力からなる構成則を導き、斜面上の粒子体流れの抵抗則を示した。これにより、勾配、底面条件に応じて生じる層状型、層状/分散型および分散型の流れを定量的に説明することに成功した。この理論に粒子から噴出するガスの効果を導入することによって、雲仙普賢岳で頻繁に発生したメラピ型火砕流の溶岩ドーム崩落から停止に至るまでの、火砕流本体部の流動過程を記述するモデルを構築し、実現象を説明できる数値シミュレーションを行った。さらに、火砕流本体部の上方に生じる熱風部に関して、本体部からの粒子供給に粒子から噴出するガスおよび周辺空気の連行を考慮した二次元流れのモデル化を行った。これにより、熱風部をも含めた火砕流シミュレーションが可能となった。一方、雪崩に関しては、雪質に応じて、乾雪雪崩と湿雪雪崩の違いが生じるが、その違いが雪粒子の付着性の違いによって生じるとし、火砕流とは逆に粒径が大きくなって行く場合の粒流体流れとして、力学的なモデル化を進めている。また、厳寒期の穂高砂防観測所で実際の雪を用いた流路実験を行い、雪温によって造粒機構に大きい違いがあることを実証した。本研究は、火砕流および雪崩を高速固気混相流としてとらえ、統一的な流動機構の解明を行い、実現象のシミュレーションを可能にすることを目的としている。本年度は、火砕流に関しては、火砕流の底部に形成される本体部から噴出する上向きのガス流に乗って輸送された粒子が空気を連行しながら、本体部の直上部に熱風部を形成する機構、本体部の停止後もなおしばらく熱風部が単独で重力流として流動を継続し、やがて停止する過程等を説明できるシミュレーションモデルを構築し、前年に開発した本体部の流動モデルと結合させたメラピ型火砕流の総括的なシミュレーションモデルを完成させた。このモデルを雲仙普賢岳の火砕流に適用し、本体部及び熱風部それぞれの流動範囲、および堆積厚さの分布がうまく説明できることを明らかにした。

雪崩に関しては、流動中の雪粒子相互の衝突による雪玉の形成過程、雪玉を含むことによる流動抵抗の変化、雪玉形成に対する雪温の効果、雪崩の侵食、堆積機構を考慮した雪崩流動モデルを完成した。本モデルを1986年の柵口雪崩(乾雪雪崩)と92年の白馬岳の大雪崩(湿雪雪崩)に適用し、いずれについても通過・堆積範囲、流速、雪玉の濃度、侵食・堆積量の再現性が良好であることが示された。
中国の日系企業によるサプライチェーン上流に向かう技術スピルオーバーの効果と動向

サプライチェーンの上流に向かう技術移転について焦点をあて、製品技術、生産技術、物流管理・品質管理を含む管理技術の3つの観点から、中国に進出した日系企業において、具体的にどのようなに行われているのか明らかにした。海外においてサプライチェーンを構築する場合,技術力の差を埋める目的で企業間の技術移転をすることが,SCMの機構を構築するために必要な要件になる.海外進出して,地元企業から調達する部品に不具合が見られるとき,技術力の差を埋める問題解決をしないと,自社の製品の品質に対する市場の信頼を失う.企業間の技術移転を段階的に展開する過程を企業面接調査を行い,モデル化して解明した.中国の日系企業を中心とした現地でのサプライチェーン上流に向かう技術のスピルオーバーについて、大連および上海においてインタビュー調査を実施した。これによって、主として技術レベルの段階の違いによって、どのような技術移転が実際に行われるかという課題についての分析が進展した。当初、なるべく数多くの事例を収集することによって、定量的な要素を含めた分析によって研究を進めることを考えていたが、むしろ事例を絞ってケーススタディとして深めることの効果を認めることができたため、その研究方法のウエイトを高くした。また、技術レベルの段階が高くなるにつれ製品技術や生産技術とともに管理技術の移転の重要性がより認識されることもつかむことができた。平成24年度は、中間報告として2本の論文を執筆した。1本は本研究の研究代表者および分担者の連名による論文を執筆し、現在、学会誌に投稿中である。もう1本は、中国での研究協力者による研究調査のまとめに関する論文であり、研究代表者の大学の英文紀要に掲載された。最終年度としての本年度の実施事項は以下のとおりである。まず、大連での企業訪問インタビュー調査の追加実施、大連理工大学の研究者との前年度までの研究をもとにしたまとめ作業、また残された課題についての討議を行った。つぎに、上海での企業訪問インタビュー調査の実施、および上海海事大学の研究者との研究討議をもとにした研究のまとめのためのアイデア出しを行った。さらに、最終年度として、新たに広州の中山大学嶺南学院の研究者と共同で、広州における日系企業2社(華南日通、広汽本田)の訪問インタビュー調査を実施した。この結果は、日本企業による現地への技術移転についてのケーススタディとして行った。さらに、これら2つのケースを通した分析検討を実施し、研究全体の結論の一部とした。研究期間全体を通した成果は、以下のとおりである。中国における日系企業のサプライチェーン上流に向かう技術スピルオーバーに関する研究が今回のテーマである。ここでは、技術を3つのカテゴリーに分け、製品技術、生産技術、ロジスティクス技術のそれぞれに焦点をあてた。ただし、サプライチェーン上流に向かう技術という観点から、主として生産技術とロジスティクス技術に関する調査結果が多くなった。とくに、対象とした企業が、エレクトロニクス、自動車などの業種を多く調査した結果という意味もある。それぞれ、様々な形での技術移転が、意識的にも結果的にも行われていることが分かり、それを説明するためのモデル化もある程度できたものと考える。とくに、特徴的なことは、日本の強みと考えれている現場力がどのように移転されたかである。たとえば、最先端のシステムを移転することが理論的に可能なことであっても、あえて人間のもつマネジメント力を駆使したシステムづくりの成功例など、注目すべき結果も浮き彫りされた。海外においてサプライチェーンを構築する場合,技術力の差を埋める目的で企業間の技術移転をすることが,SCMの機構を構築するために必要な要件になる.海外進出して,地元企業から調達する部品に不具合が見られるとき,技術力の差を埋める問題解決をしないと,自社の製品の品質に対する市場の信頼を失う.企業間の技術移転を段階的に展開する過程を企業面接調査を行い,モデル化して解明した.本研究のテーマであるスピルオーバーに関する具体的な事例を予備調査として収集するために、日本国内および中国の日系企業を訪問した。具体的には、平成23年9月に中国の大連および上海において現地調査を行った。また、大連理工大学および上海交通大学の研究者との研究交流、意見交換を実施した。とくに大連理工大学に対しては、平成24年度の本格的なアンケートおよびインタビュー調査に備えて、大連での一部の予備調査を委託し、アンケート項目についての検討を共同で行った。また、国内でも、予備調査を行い、とくに具体的には2社について、その経営者・管理者との討議を繰り返し、意見交換の中から、本調査に向けての調査項目についての重要なヒントを得ることができた。また、上記の予備調査と並行して、サプライチェーン上流に向かう技術のスピルオーバーに関する理論的な整理を行った。ここには、過去の研究についての文献調査、文献研究による事例収集、そして、その事例およびあらたに上記の予備調査で集めた事例を付け加えて、どのようなスピルオーバーの方法(結果として方法も含む)があるのか、その分類整理と分析を試みた。以上とおり、今年度の研究の成果(アウトプット)としては、平成24年度以降の本調査のための調査項目の作成、調査方法の作成が主たるものである。ただし、魏実スピルオーバーに関する理論的な整理の結果については、城西大学大学院経営学研究科の紀要(The Josai Journal of Business Administration)に論文を1通掲載した。ほぼ計画どおりの全体の進捗状況と考えている。

ただし、研究の方法論として、当初、インタビュー調査とともに、アンケート調査による詳細なデータにもとづく分析を考えていたが、むしろ1つの事例に対するインタビュー調査の時間を十分に長時間とり、ケーススタディとしてまとめる手法を重視するようにした。これらのいくつかのケーススタディから、結論としての知見を導き出すことにした。平成23年度は、平成24年度以降の本調査のための準備として、その理論的な整理をよび予備調査を実施した。平成23年度に関しては、一部の実施校項目を修正した部分もあるが、概ね当初の研究計画どおりの達成を得ることができた。平成25年度は3年間の最終年度になるので、今まで収集したケースをさらに補強し、これらのケーススタディから得られる結論としての知見についてまとめる予定である。また、平成25年度中に、中国側の共同研究者(大連理工大学)とともに東京にて、ファーラム形式でまとめの報告と他の多くの研究者との討議を含めた発表会を開催したいと考えている。本研究の今後の2年間、すなわち平成24年度および25年度についても、当初の研究計画のとおり、本調査を実施して、結果の分析と得られた知見についてのまとめを行うものとする。また、平成23年度は、予備調査という段階であっため、本研究成果としての論文は1通のみであったが、平成24年度以降、積極的に論文化して研究結果の報告をするつもりである。研究テーマの性質上、調査のための旅費が多くの割合をしめる。ただし、最終年度である平成25年度は、研究発表のためのフォーラムを研究代表者の所属する城西大学で開催する計画であるので、そのための出費も予定されている。当初の平成24年度の研究費使用計画にしたがって行う予定である。ただし、平成23年度の残額があるので、中国からの研究者を招聘して、研究者交流を充実させたいと考えている。これによって、平成24年度は、研究の進展をはかる予定である。
PVAゲルをモデル材料とした高性能潤滑機構開発

本研究は,軟骨に替わる人工軟骨用材料として注目されるPVAゲル(ポリビニルアウコールゲル)の潤滑機構を既存の潤滑システム・軸受けシステムへ積極的に移植するために,PVAゲルの潤滑挙動・損傷挙動に関する知見を得ることを第一の目標とするものである。初年度に一定速度で回転するステンレス製シャフトにPVAゲルを一定圧力で押し付け摩擦試験を行ったところ,摩擦係数と表面状態の経時変化について,1)摩擦係数は試験開始後低下し,30分程度で安定する2)安定時の摩擦係数は周速に依存する3) PVA表面は平滑化するのではなく引き伸ばされたような形に荒れてくるという知見が得られた。これらについては,ステンレス製シャフトの回転速度や表面観察回数が少なかったこともあり,2年度では,回転速度(周速)を0.05,0.1,0.3,0.4m/sの種類,摺動時間を5時間として詳細な情報を収集することにつとめた。その結果,低摺動速度であるほどA)摩擦試験初期の摩擦係数が高いB)安定期の摩擦係数が高いC)初期の摩擦係数と安定期の摩擦係数の差が大きいD)摺動距離(=摺動速度×摺動時間)が短い段階で摩擦係数が安定するという知見が得られた。一般的な潤滑理論に従えばA)B)は妥当であるものの,残りの2点はかなり特異な挙動であると考えられる。また,表面の損傷状態においては,比較的高摩擦係数であった低摺動速度条件のPVAゲルが大きく損傷しているのに比べ,比較的低摩擦係数であった高摺動速度条件のPVAゲルは平滑というより規則性の高い損傷状況を呈しており,これが低摩擦の実現と何らかの関係があると予測される。さらに,2年度では,摺動環境において繰り返し圧縮疲労と滑り方向のクリープ疲労を分離する必要があると考え,摺動速度0で繰り返し圧縮を与えたPVAゲルの弾性率変化・破断強度変化を計測した。これらに関しては,一定の傾向は見られないものの,PVAゲルの特殊の応答を示唆しているものと考えられる結果が得られたので,今後も継続して検討を加える予定である。初年度(平成9年度)は、研究室所有の摺動摩擦試験機を用いてPVAゲルの損傷状態の評価、および、研究室所有のモアレ縞観察系を用いたPVAゲルの変形挙動・潤滑挙動のリアルタイム観察を行った。従来PVAゲルの損傷過程やPVAゲルの変形挙動についてはなにも実験的な情報が提供されていないこともあり、本年度は基礎的なデータ収集を行うこととした。PVAゲルの損傷状態評価に関しては、一定速度で回転するステンレス製シャフトを一定圧力でPVAゲルに押し付け、摩擦係数と表面状態の経時変化に注目した。試験条件は、押し付けシャフト周速0.1m/s、および0.2m/sの二種類として、周速の影響をまず検討するとととした。(シャフト押し付け荷重1.5N一定、室温環境下)その結果、・摩擦係数は試験開始直後の値から若干低下するものの長時間(4時間程度)にわたって安定した値を示すこと・安定期の摩擦係数はシャフト周速に依存すること安定期の長さはシャフト周速に依存しないことが明らかとなった。表面損傷とこれらの挙動の対応をとるためには、表面損傷観察用に十分な数の試験片を用意する必要があり、PVAゲル作成に手間を要することから現状では全体像を把握するまでに至っていない。PVAゲルの変形挙動に関しては、モアレ法を用いてスクイーズ効果による変形挙動をリアルタイムに観察したところ、スクイーズ膜の生じている時間に対する負荷荷重依存性が、弾性率によって異なることが明らかとなった。これらの知見に対しては、従来理論解析で述べられていることではないため、次年度の研究において詳細に検討していく予定である。

さらに,2年度では,摺動環境において繰り返し圧縮疲労と滑り方向のクリープ疲労を分離する必要があると考え,摺動速度0で繰り返し圧縮を与えたPVAゲルの弾性率変化・破断強度変化を計測した。これらに関しては,一定の傾向は見られないものの,PVAゲルの特殊の応答を示唆しているものと考えられる結果が得られたので,今後も継続して検討を加える予定である。
森林林冠木の伸長成長とアーキテクチャに対する隣接個体の影響

草本植物では、隣接個体と高さを同程度にしようとする伸長調節がはたらいている(背揃い)。操作実験により、隣接個体との高さの差が数cm違うだけで伸長速度が変化する。同様の伸長調節が森林樹木でも機能しているか否かを明らかにするため、30年生アカエゾマツ林において、隣接個体を地際から伐採する区(皆伐区)と隣接個体の最上部を2m切断する区(上切り区)を作製し、その後の成長を追った。その結果、皆伐区の個体は伸長成長が鈍り、隣接個体の存在が伸長速度に影響していることが明らかとなった。一方、上切り区の個体の成長はコントロールと差がなく、上を2m切った程度では成長への影響が小さいことが明らかとなった。植物の高さは競争下の光獲得に大きな影響を与える。草本群落の植物では、隣接個体の高さに応答して非常に精緻に茎の伸長成長を調節し、結果、周囲個体と同様の高さになる“背揃い"をすることが明らかになってきた。一方、森林樹木ではこのような伸長成長の調節が生じているかは明らかではない。本研究では、隣接個体の伐採によって個体間相互作用の操作を行い、これが個体の成長やアーキテクチャに与える影響を解析し、森林構造における個体間相互作用の役割を明らかにすることを目的とする。今年度は、北海道大学苫小牧研究林の30年生ウラジロモミ林と30年生トドマツ林について操作実験を行った。ウラジロモミ林については、4つの独立した林分について、隣接個体を全て伐採した処理個体と、伐採しないコントロール個体を各林分1本ずつ用意した。9月から10月にかけて伐採を行うとともに、伐採個体の周囲にタワーを建て、伐採前後の光環境の変化を測定した。トドマツ林については、一つの大きな林分において、隣接個体を全て伐採した個体と、隣接個体の上部2mを伐採した個体と、伐採しないコントロール個体を5本ずつ用意した。伐採個体の一部から樹幹ディスクを取得した。現在、伐採した個体のディスクの年輪を読み取り、これまでの成長速度の解析を進めている。今後は、これら処理個体の成長を追跡する。さらに、2年後に処理個体を切り倒し、高さ成長と肥大成長が隣接個体の有無や高さにどのように影響を受けるのかを定量的に明らかにする予定である。昨年度は、北海道大学苫小牧研究林の30年生ウラジロモミ4林分の各林分において、周囲個体を全て伐採した処理個体と伐採しないコントロール個体を1個体ずつ用意した。また30年生トドマツ林1林分において、周囲個体を伐採処理した個体、周囲個体の上部2mを伐採処理した個体、およびコントロール個体を各5個体用意した。今年度はその対象個体および周囲環境を維持する管理を行い、来年度の詳細な測定に備えた。一方で、成長量に大きく関係する受光量の推定を行うため、受光量への周囲個体の影響を定式化する試みを行った。対象個体の葉の光環境と推定葉量から受光量を推定し、隣接個体の影響をモデル化した数式が使えるかどうかを確かめた。3反復のうち2反復ではモデル式が当てはまったが、残りの1反復では当てはまらず、モデル式を改良する必要があることが示された。植物は周囲個体の存在により形態を変化させるなどの応答を示す。このことは草本植物ではよく知られているが、木本植物についての研究は少ない。また、個体と個体の距離が大きい成熟した森林群集においても周囲個体の影響が存在するのかは不明である。本研究では、択抜を終え、個体間の距離が3m前後もある30年生アカエゾマツ林における個体間相互作用の影響を調べた。2013年にターゲット個体を15個体設定し、5個体は、近接する周囲69個体を地際から伐倒し、5個体はターゲットの樹高より2m下の高さで周囲個体の先端を切断し、残りの5個体はコントロールとした。以後、成長を追跡することとした。2015年に個体を伐倒して年輪解析を行う予定であったが、天候不順が続いたため個体の成長が期待よりも悪く、伐倒試験は延期することとした。現状を把握するために、2015年11月に高所作業車を用い、樹高と胸高直径の再測定、さらに、先端部の再切断を行った。その結果、周囲を全て伐倒した個体では、直径成長の割に伸長成長が明らかに抑えられており、数m離れて隣接する個体でも成長やアロメトリーに対して影響を及ぼすことが明らかとなった。周囲個体の先端のみを切除した個体では、コントロール個体と明瞭な差はなく、先端付近の影響は小さい可能性が示唆された。今回は期待よりも成長量が少なかったため、差が出にくかった可能性がある。今後も成長を追跡し、差の有無をはっきり確かめられる段階で結論を出す予定である。天候不順が続いたために実験対象の樹木個体の成長が期待よりも悪かったため。処理個体とコントロール個体の間で差が出にくかった可能性があり、差の有無をはっきり確かめられるまで実験期間を延長する必要があると判断した。

2013年にターゲット個体を15個体設定し、5個体は、近接する周囲6-9個体を地際から伐倒し、5個体はターゲットの樹高より2m下の高さで周囲個体の先端を切断し、残りの5個体はコントロールとした。以後、成長を追跡することとした。2015年に個体を伐倒して年輪解析を行う予定であったが、天候不順が続いたため個体の成長が期待よりも悪く、伐倒試験は延期することとした。2016年は再び周囲長の再解析を行った。周囲を全て伐倒した個体では、直径成長の割に伸長成長が明らかに抑えられており、数m離れて隣接する個体でも成長やアロメトリーに対して影響を及ぼすことを再確認した。周囲個体の先端のみを切除した個体では、コントロール個体と明瞭な差はなく、先端付近の影響は小さい可能性が示唆された。この一年間も成長量が低かったことから、今後も成長を継続追跡することとした。今回得られた結果を参考に、シミュレーションモデルを構築し、隣接個体が受光量に及ぼす研究を行った。ゲーム理論を応用して、競争下において進化的に安定な形態を探索した。その結果、孤立個体に比べ、競争個体では支持組織への投資が大きい方が進化的に安定であることが示唆された。草本植物では、隣接個体と高さを同程度にしようとする伸長調節がはたらいている(背揃い)。操作実験により、隣接個体との高さの差が数cm違うだけで伸長速度が変化する。同様の伸長調節が森林樹木でも機能しているか否かを明らかにするため、30年生アカエゾマツ林において、隣接個体を地際から伐採する区(皆伐区)と隣接個体の最上部を2m切断する区(上切り区)を作製し、その後の成長を追った。その結果、皆伐区の個体は伸長成長が鈍り、隣接個体の存在が伸長速度に影響していることが明らかとなった。一方、上切り区の個体の成長はコントロールと差がなく、上を2m切った程度では成長への影響が小さいことが明らかとなった。順調に対象個体と周囲個体が維持管理できている。周囲個体の高さを操作した個体とコントロール個体を伐採して樹幹解析を行い、樹木の伸長・肥大成長が隣接個体の状況にどのように反応するのかを明らかにする。植物生態学周囲個体の高さを操作した個体とコントロール個体を伐採して樹幹解析を行い、樹木の伸長・肥大成長が隣接個体の状況にどのように反応するのかを明らかにする。予定通り操作実験を行うことができた。天候不順のため実験個体の成長が思わしくなく、当初予定していた樹幹解析を次年度に延期したため。初年度(25年度)、詳細な測定を行うよりも反復数を増やすことに注力し、その詳細な測定のための費用分を反復数の増えた最終年度の測定のために繰り越した。その額と端数が最終年度の次年度(27年度)に繰り越される。延期した樹幹解析を行う。実験サンプルの15個体を伐採し、幹について12mごとの高さから円板を採取して年輪幅の測定を行い、過去の幹肥大成長や樹高成長の経過を精密に調べる。来年度以降は個体の成長を追跡する。2年後に個体を伐採し、樹幹解析を行う。樹木の伸長・肥大成長が隣接個体の状況によってどのように応答するかを明らかにする。サンプル樹木個体を伐採し、樹幹解析などの大規模な測定を行う。申請時よりも反復数を増やしたため、多く費用がかかる予定である。今年度は、詳細な測定を行うよりもサンプル樹木数を増やすことに注力したため、詳細な測定のための費用がかからなかった。
凝固13因子とPGM1酵素遺伝子の多型生成機構の解析

ヒト凝固第13因子Aサブユニット遺伝子の多型に関していくつかの新しい知見を得た。まずタンパクレベルで検出される多型をコードしている遺伝子上の変異はエクソン12と14における点突然変異に基づくことを明らかにした。これらの変異をDNAレベルで検出するPCR-RFLP法も同時に考案し、集団試料をタイピングした結果、タンパクでのタイピング結果と矛盾がなく、上記に塩基置換がタンパクレベルの多型に関わっていることを確認した。次にドイツ人、フィン人、ロシア人に試料をSSCP法で解析し、タンパクレベルでは検出されない変異を5つのエクソンに多型頻度で存在することを初めて見いだし、これらの塩基配列を決定した。またこれらの変異がハプロタイプとして遺伝しており、理論的に考えられる72組のうち18組の存在を確認した。これらのうち7個は点突然変異、10個は既存のハプロタイプの組換えによって生じたと考えられ、F13A遺伝子領域では頻繁に組換えが生じていることが示唆された。一方、日本人、ドイツ人試料のうち、タンパクレベルで稀な変異型として識別された14のタイプのすべてについてそれらの塩基置換及び他の多型エクソンのタイプを明らかにした。また2例の欠損型のうち1例が、第5イントロンのスプライスアクセプターの変異に基づいていることを明らかにした。現在F13A遺伝子領域には組換えのホットスポットが存在することを想定して、その存在と配列を解明するべく実験を進めている。凝固第13因子Aサブユニット(以下,F13A)タンパクの遺伝的多型のベースとなっている塩基配列上での変異を明らかにした。F13Aの遺伝的多型はタンパクレベルでは4つの対立遺伝子F13A〓1A,〓1B,〓2A,〓2Bから決定される10の遺伝子型からなることを1988年に国際誌に報告したが,その時点で我々は,多型生成には2カ所の塩基置換と1回の遺伝子内交叉が多型生成に関わっているという仮説をたてた。F13Aの4対立遺伝子多型は国際的にはほとんど追試がなされず,認められていなかったと思われる。しかしながら,本研究の結果,仮説として提出したとおり,2カ所3塩基の置換が発見された。すなわち,4つの対立遺伝子のうち任意のひとつを人類誕生時の祖先遺伝子とした時,その遺伝子において異なる2カ所での点突然変異の結果,あらたに2つの対立遺伝子が生じた。さらに,これら2つの対立遺伝子間での遺伝子内組み換えによって4つめの対立遺伝子が生まれ,現在の4対立遺伝子となっていることを実証したのである。組み換えが生じたことを証明するための実験を現在行っているところである。また,F13Aの変異型は,日本人集団ではきわめて稀であるが,タンパクレベルでは同一の変異型と思われていた2例が,塩基配列の解析の結果,全く異なる変異遺伝子であることがわかった。そこで,現在ドイツの研究グループと共同で,白人集団の変異型多数についてそれらの塩基置換を解析中で,非常に興味深いデータを得つつあるところである。1.凝固第13因子Aサブユニット遺伝子(F13A)の15個のエクソンのうち、タンパク質レベルで検出される多型に関わっている塩基置換の他に、エクソン2、5、8、12、14に塩基置換が存在することを明らかにした。これらの塩基置換によるコドンの変化は、タンパク質レベルでは検出されない中性アミノ酸同士の置換あるいは同義置換であった。2.これらの塩基置換は調査したドイツ人、ロシア人、フィン人集団に多型頻度で存在し、日本人集団ではエクソン2の変異だけが50人中1人に観察されただけであった。3.非常に興味あることには、変異のあるエクソン同士が連鎖平衡状態にあった。このことはF13A遺伝子内で組換えが頻繁に生じていることを強く示唆している。4.タンパク質レベルで電気泳動上の移動度の違いによって識別される稀な変異型をドイツの研究者と共同で集め、それらのDNA上での塩基の変化を明らかにした。

そのほとんどは1塩基の置換であり、1コドンがまるごと欠失しているのが1例みられた。これら変異型の遺伝子については上記の塩基置換についても検討し、個々の変異型が由来するもとの対立遺伝子を明らかにして対立遺伝子の進化を推定した。5.今後の研究の展開として、F13A遺伝子内に組換えのホットスポットの存在の可能性があるので、その部位の特定とその機能面を明らかにすることと、黒人集団の試料を収集して、各塩基置換の存在頻度を明らかにすること等を考えており、前者については現在進めている。
人工自己複製モデルを用いたアンチウイルスＲＮＡの作用条件の探索

vRNAとA-vRNAの濃度振動現象のより詳しい原因解明とvRNAおよびA-vRNAの分子進化のダイナミクスを調べた。区画を設けた場合と設けなかった両条件でvRNAとA-vRNAの連続反応実験を行ったところ、区画条件のみで振動現象が観察された。以上から、この振動現象が区画依存的に発生していることが示された。また、両条件においてvRNAとA-vRNAの42通りの濃度の組み合わせから連続反応実験の増幅から希釈までを1サイクルだけ行い、濃度変化を調べた。その結果、区画条件でのみ、A-vRNAが区画あたり封入数が1個を下回ったときに、A-vRNAにくらべてvRNAが爆発的に起こることにより、vRNAとA-vRNAの振動が起こっていることが明らかとなった。想定通り、vRNAの増幅に対して強い阻害効果を持つA-vRNAが一部の区画に封入されたことにより、その他の区画に含まれるvRNAが増幅可能となっていることが原因である、とシミュレーションによって示唆された。連続反応実験の増幅時間と希釈率を変化させても、希釈が大きくなりすぎなければ振動が発生することが実験とシミュレーション双方から明らかとなった。また、vRNAがA-vRNAと振動というダイナミクスを通して共存が可能となったことにより、vRNA集団の中からA-vRNA耐性をもつものが現れた。これらの結果は、A-vRNAを抗ウイルス薬とし利用することには技術的な限界がある事を示唆している。しかし、vRNAとA-vRNAをウイルスと抗ウイルス薬ではなく、初期生命におけるホスト複製分子とパラサイト分子として考えると、初期生命の出現におけるパラサイト問題が容易に解決され、生態系におけるようなホストとパラサイトの関係性が生命のごく初期に出現していた可能性が出てきた。以上、薬剤利用としての本来の研究目的に沿うことはできなかったが、初期生命、生態系モデルに対して重要な示唆を与えることができたと言えよう。26年度が最終年度であるため、記入しない。抗ウイルス性RNA製剤の基盤技術となりうるAnti-viral RNA (A-vRNA)とウイルス由来RNA (vRNA)が、細胞集団におけるウイルスの増殖・感染と薬剤の作用を模擬した微小水滴内で示すダイナミクスを明らかにした。実験およびシミュレーションの結果から、vRNAとA-vRNAの濃度は生態系における捕食被食者モデルのような振動を示すことが分かった。また、A-vRNAとvRNAの初期濃度に関わらず、同様の振動現象が観察された。振動現象が発現した理由は、vRNAがいったんはA-vRNAによる阻害によって細胞集団内で濃度を低下させるものの、ごく一部がA-vRNAが存在しない細胞内で再び増幅するからであった。さらに、vRNAの配列と増幅活性の変化を調べたところ、徐々にA-vRNA存在下でも阻害を受けずに増幅できるように進化していることが分かった。以上より、vRNAはA-vRNA存在下においても濃度を振動させながら存続し、A-vRNA耐性を進化によって獲得することが明らかとなった。以上の内容は、一部について2013年7月にイギリス・ロンドンで行われた国際会議SB6.0、10月に京都で行われた第51回生物物理学会で発表を行った。また、以上の内容の学術論文を執筆中である。以上の結果は、細胞様の微小区画集団においてA-vRNAが抗ウイルスRNA製剤として十分な機能を有していないことを示している。