hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「コスモポリタン的」動物プランクトンの生活史特性と遺伝子組成の湖沼間比較

1)「コスモポリタン的」な分布を示すカイアシ類として本研究ではAcanthodiaptomuspacificus(ヤマヒゲナガケンミジンコ)に焦点を置いてきたが、今年度はその対照種としてEodiaptomus japonicus(ヤマトヒゲナガケンミジンコ)を取りあげて遺伝子解析に供した。ヤマヒゲナガケンミジンコが様々なタイプのハビタットに生息したのに対し、ヤマトヒゲナガケンミジンコのほとんどは、低地(標高1000m以下)のため池に出現した。なお両種の共存は、本研究では認められなかった。2)ヤマトヒゲナガケンミジンコにおいても、ヤマヒゲナガケンミジンコと同様にミトコンドリアDNA・COI領域の630bpが遺伝マーカーとして使用可能であることが分った。得られた配列データを元に近隣接合法(K2Pモデル)にて系統樹を作成した結果、ヤマトヒゲナガケンミジンコの遺伝的分化(K2P距離で最大2.6%)は、ヤマヒゲナガケンミジンコ(K2P距離で最大20%)ほど顕著ではなく、DNAバーコーディング的に判断するなら、ヤマトヒゲナガケンミジンコは一種類であるとみなしてよいことがわかった。3)いずれの種類とも、個体群遺伝構造の大半が個体群間での変異で説明できたが、「コスモポリタン的」なヤマヒゲナガケンミジンコでは、その傾向がヤマトヒゲナガケンミジンコより強かった(個体群間変異の寄与率は、ヤマヒゲナガケンミジンコでは90%、ヤマトヒゲナガケンミジンコでは50%)。これはヤマヒゲナガケンミジンコの潜在的な生息環境が多様である(ニコスモポリタン的である)ことと関係があると考えられた。すなわちヤマヒゲナガケンミジンコにとっては、移動分散先の物理化学あるいは生物的環境が現在のそれと顕著に異なる可能性が高いので、移動分散先で迅速に局所適応する能力を獲得したのであろう。そのため移動分散先では先住者の遺伝子型が卓越するため個体郡内での遺伝的変異が小さくなる。この創始者効果が以後長期間にわたり維持されているため、個体群遺伝構造に対する個体群間変異の寄与率が高いのだろうと考えられた。宮城県:蔵王芝草平から6池塘、化女沼ダム、金神堤、牛野ダム、猪倉溜池、大堤、坊主山堤、牛網池、大沢溜池、これに加えて山元町の1溜池(名称不明)福島県:中富池栃木県:中禅寺湖長野県:白樺湖、白馬大池、風吹大池岐阜県:鏡池富山県:祐述ダムサンプルは採集直後にエタノールで固定し実験室に持ち帰り、既報に従いDNAを抽出した。これをテンプレートとして増幅対象領域(ミトコンドリアDNAのCOI領域および16S rRNA領域)に特異的なプライマーセットとともにPCRに供し、得られた産物を精製後、BigDye terminatorを用いたサイクルシーケンシング法とオートシーケンサーにより塩基配列を決定した。なお用いたプライマーセットは次の通りである。現在は、もう2つのミトコンドリアDNA領域(すなわち12S rRNAおよびCyt-b)の塩基配列の解読を試みている。なお白馬大池、風吹大池、鏡池、祐述ダムのサンプルは富山大学の田中晋先生の御好意により提供していただいた。記してお礼申し上げます。1)今年度はAcanthodiaptomus pacificusを日本全国から採集した。すなわち北は北海道・松山湿原や浮島湿原の池塘群、加えて羅臼および知床の湖沼群から、南は九州・霧島山系の火口湖(大浪池、六観音御池、白紫池、不動池)まで、全国105地点から遺伝子解析用のサンプルを得ることができた。これに加えて、弘前大学の大高教授から都合5地点分のサンプルを提供していただいた。先生のご好意に感謝いたします。2)サンプルは採集直後にエタノールで固定し実験室に持ち帰り、既報に従いDNAを抽出した。これをテンプレートとして増幅対象領域(ミトコンドリアDNAのCOI領域)に特異的なプライマーセットとともにPCRに供し、得られた産物を精製後、BigDye terminatorを用いたサイクルシーケンシング法とオートシーケンサーにより塩基配列を決定した。なお用いたプライマーセットは、フォワード側がLCO1490(GGT CAA CAA ATC ATA AAG ATA TTG G)、リバース側がHCO2198(TAA ACT TCA GGG TGA CCA AAA AAT CA)である。3)得られた塩基配列データをもとにベイズ推定法にて系統樹を作成したところ、国内のA. pacificus集団は明瞭な3つの地域グループ、すなわち「北海道・北東北グループ」、「南東北・関東グループ」、および「北陸・中部・近畿・九州グループ」に分別された。AMOVAの結果、国内のA. pacificus集団の遺伝構造の変異の約9割が地域グループ間での変異で説明された。また塩基配列を地域グループ間で比較すると、異種間での変異に相当する大きな変異が認められたことから、国内のA.pacificus集団が実は隠蔽種の集合体である可能性が考えられた。

2)ヤマトヒゲナガケンミジンコにおいても、ヤマヒゲナガケンミジンコと同様にミトコンドリアDNA・COI領域の630bpが遺伝マーカーとして使用可能であることが分った。得られた配列データを元に近隣接合法(K2Pモデル)にて系統樹を作成した結果、ヤマトヒゲナガケンミジンコの遺伝的分化(K2P距離で最大2.6%)は、ヤマヒゲナガケンミジンコ(K2P距離で最大20%)ほど顕著ではなく、DNAバーコーディング的に判断するなら、ヤマトヒゲナガケンミジンコは一種類であるとみなしてよいことがわかった。3)いずれの種類とも、個体群遺伝構造の大半が個体群間での変異で説明できたが、「コスモポリタン的」なヤマヒゲナガケンミジンコでは、その傾向がヤマトヒゲナガケンミジンコより強かった(個体群間変異の寄与率は、ヤマヒゲナガケンミジンコでは90%、ヤマトヒゲナガケンミジンコでは50%)。これはヤマヒゲナガケンミジンコの潜在的な生息環境が多様である(ニコスモポリタン的である)ことと関係があると考えられた。すなわちヤマヒゲナガケンミジンコにとっては、移動分散先の物理化学あるいは生物的環境が現在のそれと顕著に異なる可能性が高いので、移動分散先で迅速に局所適応する能力を獲得したのであろう。そのため移動分散先では先住者の遺伝子型が卓越するため個体郡内での遺伝的変異が小さくなる。この創始者効果が以後長期間にわたり維持されているため、個体群遺伝構造に対する個体群間変異の寄与率が高いのだろうと考えられた。
RNA情報機能の分子基盤

本研究では、mRNAの誕生から終焉に至る動態と多元的な制御プログラムを、1)翻訳調節、2)RNAプロセシング、3)細胞内輸送、4)蛋白質・RNAの機能構造の視点から研究した。その結果、翻訳機構においては、翻訳因子によるtRNA分子擬態の研究によって、構造の擬態の証明のみならず、終止コドンを認識するペプチドアンチコドンを発見し遺伝暗号の発見から40年間来の謎を解明した。翻訳調節機構に関しては、フレームシフト機構の解析、tmRNAによる大腸菌LacIタンパク質タグ化と発現制御機構の発見、開始因子異常による癌化等、翻訳機構のメカニズムが明らかになると同時に、細胞レベルでの翻訳調節の重要性が鮮明に示された。RNAのプロセシングに関する研究では、mRNAの3'末端形成機構、タバコ葉緑体抽出液を用いたin vitro RNAエディティング系の開発等に世界的な成果をあげた。RNAのプロセシングと細胞内移行は密接に関連する問題であるが、HIV-1 Rev蛋白・RRE mRNA複合体の核内アクチン繊維束を介した核外輪送機構の発見やSRタンパク質の核と細胞質とのシャトル機構の解析等に顕著な成果をあげた。発生分化については、ゼブラフィッシュのEtr-1(神経系特異的)や生殖系列形成過程に関与すると考えられるvasaやDazlの相同遺伝子等のユニークなRNA結合性タンパク質に関する研究が進展した。また、Hu蛋白質は核・細胞質間をシャトルすることによって神経突起伸長を誘導するRNA結合蛋白質であることが発見された。これらの研究によって、一群のRNA結合蛋白質が生殖細胞の決定に必要なmRNAsの輸送、局在化の制御、及び後転写、翻訳過程の制御を司っていると考えられている。RNA結合タンパク質とRNAの結合様式については、横山らによりmRNAとSxlとの複合体の構造やアミノアシルtRNAシンテターゼとtRNA複合体の構造が明らかにされ、タンパク質とRNAとの原子レベルのネットワークが説明できるフェーズへ進展した。平成9年度の研究成果は以下に整理し述べる。1.翻訳調節におけるRNA情報機能の研究:(1)<リコーディング>動物細胞アンチザイムのフレームシフト信号の詳細な機能特性とポリアミンの促進作用点の同定、ならびに鳥類・魚類のアンチザイム遺伝子の分離によるフレームシフト信号の保存性を明らかにした。(2)<IRES>ポリオウィルスのIRES信号を組み込んだアデノウィルスベクター発現系を作成し、CATとLaczリポーターを利用して感染細胞レベルで強毒・弱毒ポリオウィルスのIRES活性を定量するシステムを作成した。(3)<翻訳終結>分裂酵母、テトラヒメナ、高度好熱菌等から解離因子をクローニングし、過剰発現、精製、遺伝解析系を作成した。(4)<発現調節>動物細胞のUAGサプレッサーグルタミンtRNA遺伝子の転写制御因子STGBPを同定し作用機作を明らかにした。2.mRNAプロセシング機構の研究:(1)ゼブラフィッシュのElav/Hu型のRNA結合性因子(Etr-1,Etr-2)の同定と組織特異性、ならびにvasaホモログの分離とその生殖系列特異性を明らかにした。(2)Rho非依存的タ-ミネーターのステムループ構造がmRNAの安定化に普遍的に作用することを明らかにした。3.tRNA情報機能の研究:(1)高度好熱菌のイソロイシルtRNA合成酵素について、L-イソロイシンおよびL-バリンとの複合体のX線結晶構造を2.5A分解能で明らかにし、校正機構を提示した。(2)解離因子によるtRNA分子擬態に係るアンチコドンならびにTステム擬態ドメインを体系的な変異分離作成により示唆した。

大腸菌、サルモネラ菌、及び高度好熱菌の解離因子の結晶化を開始した。(3)カンジダ酵母で発見された多義語コドンtRNAが2種類のアミノ酸をチャージすることを証明した。平成10年度の研究成果を以下に整理して述べる。1.翻訳調節におけるRNA情報機能の研究:(1) <リコーディング>動物細胞アンチザイムのフレームシフト信号の詳細な機能特性とポリアミンの促進作用点の同定、ならびにフレームシフトを利用した新たな翻訳終検定系を作成した。(2) <翻訳終結>解離因子アンチコドン残基5アミノ酸を同定した。さらに、フットプリント分析によりそれらのリボソーム上のトポロジーを明らかにした。(3) <発現調節>テトラヒメナのUAG/UAAコドンを認識するグルタミンtRNA合成酵素を同定した。2. mRNAプロセシング機構の研究:(1)ゼブラフィッシュのEtrタンパク質の認識するRNA配列をSELEX法により同定した。ならびに、KHモチーフ型RNA結合タンパク質の新規遺伝子xQk6を同定した。(2)転写と翻訳が連動するRho非依存的ターミネーターでは有為なリードスルーが転写終結点をこえて進行しプロセスされて成熟型のmRNAとなることを明らかにした。3. tRNA情報機能の研究:(1) Sxl及びHuCタンパク質のRNA結合ドメインの構造をX線結晶あるいはNMR法により解明し、1本鎖RNAの認識機構を構造レベルで解明した。(2)高度好熱菌の解離因子eRFl結晶を作成した。X線回折データから空間群はP3_1またはP3_2、格子定数がa=b=64.9,c=86.9Åであり、非対称単位にRFlが1分子存在することを明らかにした。平成11年度の主要な研究成果を以下に整理して述べる。1.翻訳調節におけるRNA情報機能の研究:(1)遺伝暗号の中で最後まで解読のメカニズムが明かにされなかった終止コドンの解読機構が解明された。コドン特異的なバクテリア解離因子RF1/RF2の"tripeptides"がtRNAアンチドンと同様に直接終止コドンを識別するペプチド性アンチドンとして働くことが証明された。これは歴史的な発見である。(2)高等動物での試験管内の翻訳終結反応を正確にモニターできる系が作成された。これはフレームシフトと終結反応との競合を利用したアッセイ系で、真核系での精密な翻訳終結とリコーディング機構の解析に突破口を開いた。2.RNAプロセシング機構の研究:(1)大腸菌tmRNAの標的を検索した結果、野生株においてtmRNA由来のタグが付加されたポリペプチドが多数存在することが明かにされた。これは生理的な条件下でtmRNAによるタグ付加を示した初めての実証である。
新規mTOR下流シグナル経路による癌進展メカニズムの解明

さまざまながんにおいて、PI3K-AKT-mTORC1の異常活性化が高頻度に観察され、がん促進効果が報告されてきた。しかしながらmTORC1の異常活性化によるがん促進の分子メカニズムについては不明な点が多かった。今回我々が同定したmTORC1-FOXK1-CCL2経路について、がん促進作用があることを明らかにし、またそのメカニズムとして炎症性マクロファージの腫瘍浸潤を促進することを明らかにした。mTORC1の異常活性化は様々ながんにおいて観察されており、その阻害剤であるラパマイシンは抗がん剤として知られている。一方で申請者はmTORC1-FOXK1-CCL2シグナル経路を新規にHeLa細胞を用いた解析から見出した。mTORC1が活性化すると、FOXK1を介してCCL2の発現が誘導され、単球やマクロファージが浸潤することが予測される。近年、がん患部が慢性的な炎症状態にあり、炎症の程度が予後と相関することが知られている。そこで申請者はmTORC1の活性化によるCCL2の発現上昇が、腫瘍随伴マクロファージ(TAM, Tumor-associated macrophage)の浸潤に寄与し、その結果腫瘍が増大するのではないかと仮説を立て、マウスモデルの実験系によってこれを明らかにした。また、同時にラパマイシン投与によりTAMの浸潤が抑制されるという現象を新たに見出した。これまでラパマイシンによる抗がん効果はHIFの抑制による血管新生抑制であると10年以上の間、専ら説明されてきたが、新たな下流シグナルの解析から、阻害剤の薬理作用についてTAMの浸潤阻害という新たなメカニズムを提示するに至った。現在はFOXK1ノックアウトマウスを作製し、その解析に取り掛かっている。mTORC1の異常活性化に起因し、炎症病態を伴う様々な疾患について、本シグナル経路が関与するかについて今後詳細な解析を進めていきたい。多様ながんにおいて、mTORC1異常活性化が観察される。これはPI3K-Akt経路の下流にmTORC1が位置することに起因するが、mTORC1自身におけるがん促進作用も多く報告されている。またmTORC1阻害剤であるラパマイシンが抗がん剤であることもこれを裏付ける。申請者の見出したmTORC1-FOXK1-CCL2経路はmTORC1の下流でCCL2の発現が誘導されるというものである。昨年に引き続きFOXK1のノックアウトマウスを作製した。様々な臓器におけるFOXK1の機能解析を進めるとともに、自然発がんモデルマウスとの掛け合わせを行い、これまで行っていたがん細胞の皮下注射の系による解析結果と同様の結果が得られるかどうかの確認を進めている。またCCL2以外のFOXK1下流遺伝子の存在を示唆するデータが得られたため、新規下流遺伝子の探索も進めている。がんとmTORC1の新たな関係性について知見を得ることができた。シグナル伝達今後はFOXK1阻害剤のスクリーニング系を構築する予定である。またFOXK1ノックアウトマウスを作製し、その解析に取り掛かっている。研究用資材の年度内購入が出来なかったため。資材入手後は6月までに当初の研究計画を達成することができる。
観測桟橋のない海域で波浪観測を可能とする可搬式多点計測システムの開発

昨年度までに基本的な機能を有する計測システムを製作し、性能のチェックを行った。若干の現地観測結果とともに11月に海岸工学論文集で報告したが、様々な問い合わせや、ここで開発した機器が桟橋のあるところでも役立つとのことで、将来の共同観測の可能性について打診があったり、予想以上の反応があった。このような計測器が安く手軽に使えるようになることへの要求は自分達ばかりでないことを改めて強く感じた。今年度はこれまでに積み残してきた計画されていた機能を付加することにかなりの時間が費やされた。これは、主に制御プログラムに係る部分である。取り敢えず測れることを目標に作業を進めてきたが、これは基本的には昨年度で終わったので、例えば、一定時間ごとに決められた時間測定する、とか、ある条件のもとで測定する、といった多様な測定条件に関する要求に対して機器の動作をプログラムでコントロールするためであり、機械語でかなり大きなプログラムとなったため時間を要した。また、吹上浜での現地観測を行い海岸波浪の変形、サーフゾーンにおける長周期波の発達、それらと前浜への遡上波の特性との関連等で有意義なデータが得られている。機器の開発の過程で、それを構成する様々なユニットの性能向上の速さは驚きであった。例えば、現在ではデータの記憶部分は何倍かの能力を有するものが安く取り込めると思われる。しかし、自前のものは必要があればいつでもアップ・グレードできるという点でメリットが大きい。本研究を通して得た計器の開発での様々な障害とその克服の過程でのノウハウを多くの研究者と共有できるようにすることは、海岸工学の様々な問題について、現地データに基づいた議論をより活発にしていく上で意義あるものと思われる。今年度は開発すべき計測システムの仕様を決め、圧力センサー、増幅器、マイコンボード、ラムボード、電源部から構成される波高測定およびデータ収録のユニット並びに水密ケースの設計・製作を行った。また、水密ケースの設計には次年度に本格的な製作に入る電磁流速計も組み込むことから、その形状は流速計の性能に依存することになるため流速計の仕様を決め、設計と試作・検定を行った。従来、現地観測では計測器からの信号を陸側にあるデータ収録システムまでケーブルで送ることが多く、ケーブルの波による破損事故等が問題となることが多かった。また、記録器内蔵の場合でも一旦計測器を回収してふたを開けて記録媒体を交換する必要があった。こういったことが実験室と異なって現地でのデータの取得を難しくしていた。今回開発した、システムではマイコンボードに内蔵するクオ-ツタイマーでデータの収録の開始と終了の信号を設定し、収録されたデータはケースを開けること無く光通信モジュールを通して回収することによって現地でもデータの取得が容易で信頼性のあるものにしようと計画して、製作に当ってもっとも重要な点の一つであった。そこで、この点については設計段階で特に気を配った。そして、当初計画していたシステムの心臓部をなすことになるマイコンボードでは、今後計画しているさまざまな観測の研究面からの要請に対し、メモリー管理や通信に当りCPUの処理能力不足が懸念されるようになった。そこで、低消費電力で多機能で他の部分の設計に大きな影響を及ぼさないボードをいろいろ調べたところ平成8年1月に高性能な製品がリリースされることが分かり、資料を入手して検討し採用することとした。その結果、製作に幾分の遅れが生じたが、完成間近のところに到達した。電磁流速計の試作は順調に進み、2月7日に十分な性能を有することを確認している。また、製作と平行してデータの解析システムの整備等を進めた。本年度は昨年度製作された各ユニットを水密ケースにアセンブルし、計測システムとして完成させ、性能チェックを行った。

昨年度、当初計画していたシステムの心臓部をなすことになるマイコンボードでは、今後計画しているさまざまな観測の研究面から要請に対し、メモリー管理や通信に当りCPUの処理能力不足が懸念されるようになったため、新しくリリースされた高性能な製品を採用すべく設計変更をした。その結果、製作に幾分の遅れが生じ、また、それを動かすプログラムの開発にかなりの時間を要することになった。そして、工程に幾分遅れが出たがそれも解決され、既存のものに比べコンパクトで高性能なものができた。また、昨年度までに検定の終了していた電磁流速計も組み込まれ、基本的な計測器としての機能を持つようになった時点から、現地ならびに平面水槽で試験を始めた。その過程で信号のドリフト、ノイズの発生、システムダウン等を経験し、その都度、原因を究明して電源ユニットの改良等を加えてきた。その結果、基本的な部分については満足できる段階に達した。そして、既存の容量式波高計との同時測定により水圧式波高計の特性を調べ、電磁流速計出力データと圧力データの関連等について調べるなど、基本的な性能の把握を行った。また、現地の海底に設置して計測を行う場合に、主として砂質海岸での観測を予定しているので、幾分長期にわたる観測の場合、設置の仕方によっては重いと計測器が沈下して埋まってしまうことが懸念される。そこで、より簡単にかつ安定に設置するにはどうしたら良いか検討し試作をした。昨年度までに基本的な機能を有する計測システムを製作し、性能のチェックを行った。若干の現地観測結果とともに11月に海岸工学論文集で報告したが、様々な問い合わせや、ここで開発した機器が桟橋のあるところでも約立つとのことで、将来の共同観測の可能性について打診があったり、予想以上の反応があった。このような計測器が安く手軽に使えるようになることへの要求は自分達ばかりでないことを改めて強く感じた。今年度はこれまでに積み残してきた計画されていた機能を付加することにかなりの時間が費やされた。これは、主に制御プログラムに係る部分である。取り敢えず測れることを目標に作業を進めてきたが、これは基本的には昨年度で終わったので、例えば、一定時間ごとに決められた時間測定する、とか、ある条件のもとで測定する、といった多様な測定条件に関する要求に対して機器の動作をプログラムでコントロールするためであり、機械語でかなり大きなプログラムとなったため時間を要した。また、吹上浜での現地観測を行い海岸波浪の変形、サーフゾーンにおける長周期波の発達、それらと前浜への遡上波の特性との関連等で有意義なデータが得られている。機器の開発の過程で、それを構成する様々なユニットの性能向上の速さは驚きであった。例えば、現在ではデータの記憶部分は何倍かの能力を有するものが安く取り込めると思われる。しかし、自前のものは必要があればいつでもアップ・グレードできるという点でメリットが大きい。本研究を通して得た計器の開発での様々な障害とその克服の過程でのノウハウを多くの研究者と共有できるようにすることは、海岸工学の様々な問題について、現地データに基づいた議論をより活発にしていく上で意義あるものと思われる。
DNA塩基配列情報に基づく金属イオン誘起型分子集積

金属イオン誘起型分子集積のモデルとして、任意の一本鎖鋳型DNAに対して、四つの核酸塩基型ビルディングブロックが、水素結合による塩基対形成と金属錯生成による主鎖形成により相補的に集積する系を構築することを目的とした。具体的には、DNAの主鎖のリン酸ジエステル結合を金属配位結合にし、可逆的に主鎖を形成するシステムを考えた。まず、3'-位と5'-位の水酸基をチオール基に変換したチミジンおよびアデノシンを合成した。天然のチミジンを原料とし、官能基変換を行い、NMR、Mass、X線構造解析などにより、最終化合物の構造を確認した。アデノシン型人工ヌクレオシドの合成は、チミジン型の共通合成中間体を経る塩基交換反応により効率よく行った。鋳型DNAのある場合とない場合の種々の金属イオンとの錯形成をNMRおよび紫外吸収スペクトルなどを用いて検討した。その結果、鋳型DNAのない場合は、金属イオンと人工ヌクレオシドが2:2で安定な錯体を形成するが、配位子交換を経て、オリゴマー構造を形成することがわかってきた。また、鋳型DNAが存在する場合は、核酸塩基間の水素結合形成が確認されたが、まだ、期待している二重鎖構造ができているかどうかは明らかになっていない。また、3'-位と5'-位が同じ単座配位子の場合、3'-位と5'-位の向きを制御することは困難であることがわかった。そこで、3'-位を三座配位子に変換したものを合成し、3'-位と5'-位の配位子が一つの金属イオンに結合できるような人工ヌクレオシドをデザイン・合成した。これまでの分子情報転写に関する研究は、分子認識などの分野で主に構造情報検出を目的として行われてきたが、DNAのように情報量と情報内容を自在にコントロールできる分子を情報源とする分子情報伝達システムを確立した例はない。本研究では、DNAの塩基配列情報に基づく金属イオン誘起型分子集積法を考案した。本年度は、金属イオン誘起型分子集積のモデルとして、任意の一本鎖鋳型DNAに対して、四つの核酸塩基型ビルディングブロックが、水素結合による塩基対形成と金属錯生成による主鎖形成により相補的に集積する系を検討した。まず、ビルディングブロックに対応する金属配位子型人工ヌクレオチドおよび各種金属錯体の設計、合成、構造解析を行った。具体的には、天然ヌクレオシドのリボースの二つの水酸基をチオール基、アミノ基、イミノ二酢酸、エチルチオ基に置き換えたチミン、アデニン誘導体数種類の合成に成功し、それらの化学構造を種々の分光学的手法により同定した。さらに、これらの誘導体を用いて、金、白金、パラジウム、銅イオンとの相互作用をNMR法、質量分析法、吸収スペクトル法などにより調べた結果、鋳型の天然型DNAがない場合は、いくつかの金属錯体の混合物になることがわかった。現在、鋳型の天然型DNAが存在するときのビルディングブロックの配列のし方や、人工DNA同士(チミン型とアデニン型)で二重鎖ができるかどうかについて詳細を検討している。また、次年度の研究に向けて、グアニン型およびシトシン型誘導体の合成の準備も行った。
レーザーマイクロダイゼクションを用いた指紋隆線試料からのDNA解析法の構築

テープに付着させた指紋試料からのShort Tandem Repeat(STR)解析を行ったところ、1個の指紋付着試料(約200mm^2大)からでも十分にSTR型判定が可能であることが判明した。次に、メンブレン付きスライドガラスに指紋を付着後、レーザーマイクロダイゼクション装置を用いて指紋の隆線部分を採取し、微量な隆線試料からのSTR型解析が可能であるか否かについて検討したところ、10×6mm大で126ローカス、7×4mm大で72ローカス、7×2mm大で41ローカスのSTR型が判定された。近年、犯罪現場に残された証拠試料から被疑著壱特定するための有力な手段のひとつとして、皮膚接触痕からのDNA型解析が注目されてきている。本年度(20年度)は基礎的実験として、(1):クリアファイルに両面テープを貼り付け、その上に指紋を付着さ、その指紋付着部分を滅菌メスで切り取り、マイクロチューブ内に採取した試料からのDNA抽出を実施した。DNA抽出方法は、QIAGEN社のQIAamp DNA Micro KitとWAKO社のDNA Extractor FM Kitの2法で実施した。抽出DNA試料からのDNA酷解析は、市販のAmpFLSTR Identifiler^<TM> Kitを用いて、16ローカスのSTR型およびマメロゲニンローカスの型判定を実施した。その結果、両面テープに付させた指紋試料を用いたDNA抽出および解析結果は、指紋提供者5名共、手指(示指)の第一関節までの指紋1個を使用した場合は、いずれの抽出方法でも正確な型判定が可能であった。また指紋隆線付着部分を12cm^2大採取した少量の試料かの解析結果には、個人差はあったもの16ローカスのSTR型の5ローカス16ローカス判定することが可能であった。(2)さらに、メンブレン付きのスライドガラスに指紋を採取した試料に、アルミニューム粉末を添加し、マイクロダイゼクションを用いて、指紋隆線部分を420本採取した。採取後、直ちにDNA Extractor FM Kitを使用しDNA抽出した。抽出DNA試料は前記と同様の方法でSTR型解析を実施した。その結果、隆線試料20本程度(約70mm^2)使用では、315ローカスの型判定が可能であったが、アレルドロップアウト現象(本来ヘテロ型であるのにホモ型と誤判定される現象)やコンタミ現象がみられた。今後は、より微量な指紋隆線試料からの判定については、さらにWGA法(全ゲノム増幅)等の検討を実施しより確実性を高めたい。前年度(20年度)は、クリアファイル上に付着した1個の指紋より抽出したDNA試料からでも十分にAmpFLSTR Identifiler^<TM>Kitによる15ローカスのSTR型並びにアメロゲニンローカスによる性別判定が可能であることが判明した。本年度(21年度)は、さらに少量の指紋試料からの解析の検討を実施した。方法は、メンブレン付きのスライドガラスに示指を付着し、指紋付着部位にアルミニューム粉末を添加後、同試料からマイクロダイゼクション装置を用いて、指紋隆線部分を10×6mm大(隆線数:約24本)7×1mm大(隆線数:約5本)程度を採取後、直ちにDNA Extractor FM Kitを使用しDNA抽出を実施した。抽出DNA試料は前年度と同様にAmpFLSTR Identifiler^<TM>KitよりSTR型解析を実施した。その結果、10×6mm大(隆線数:約24本)程度では、615ローカス、7×4mm大(隆線数:約13本)程度では、212ローカス、7×1mm大(隆線数:約5本)程度では、17ローカスのSTR型判定が可能であった。しかし、使用量が少なくなるに伴いアレルドロップアウト現象やコンタミ現象による判定不能なローカスが出現してきた。今後は、より微量な指紋隆線試料からの解析については、さらにWGA法(全ゲノム増幅)等の検討を実施しより確実性を高める必要が考えられた。平成22年度は、前年度に続きさらに微量な指紋付着試料からのSTR型判定が可能であるか否かの検討を実施した。方法は、メンブレン付きのスライドガラスに示指を付着させた指紋試料を用いて、指紋付着部位にアルミニューム粉末を添加後、レーザーマイクロダイゼクション装置を使用し、10×67×2mm大の大きさで指紋付着部位を採取した。同採取試料を用いてDNA抽出を実施後、AmpFLSTR Identifiler <TM> Kitによる15ローカスのSTR型解析並びにアメロゲニンローカスによる性別判定を実施した。その結果、10×6mm大で12ローカス、7×4mm大で7ローカス、7×2mm大で4ローカスのSTR型が判定された。また、実際に15×810×6mm大の指紋付着試料におけるDNA回収量の測定を実施した。方法は、市販のヒトゲノム定量キット用いたリアルタイムPCR法で測定した。

その結果、指紋付着試料15×8mm大で450pg、同10×6mm大で25pgの回収が確認された。以上の結果から、15×8mm大程度の指紋付着物からでも450pgのDNAの回収が可能であり、10数ローカスのSTR型判定が可能であることが示唆された。しかし、使用量が少なくなるに伴いアレルドロップアウト現象やコンタミ現象による判定不能なローカスが出現してきた。今後は、より微量な指紋隆線試料からの解析については、さらにWGA法(全ゲノム増幅)等の検討を実施しより確実性を高める必要が考えられた。
低水路が蛇行する複断面開水路流れの水理に関する研究

本研究課題は,低水路が蛇行する複弾面開水路流れの構造について検討することを目的として,実験的手法により基礎的データを収集するとともに,得られたデータに基づき数値データの調整・開発を試みるものである.実験においては,昨年度より開始した低水路内を移動床とした水路での実験を引き続き行った.その結果,固定床水路でも指摘した流れの内部構造の水深依存症により低水路内の河床形状が水深ごとに非常に特徴的な様相を見ること,そのような特徴的な河床形状がそこでの流れの構造をさらに安定化すること,などを指摘した.また,非常に明瞭な河床波が形状されるような条件では,その背後に新たな二次流が誘起され,高水敷からの流れに起因する二次流と対となるなど,二次流構造の変化も見られた.これまでの固定床水路における実験結果では,低水路・高水敷間の流体混合とせん断層の発達,それに伴う二次流発生・発達といった内部抵抗要素の増加に伴う壁面抵抗の減少を予測していたが、今回の実験の結果,内部抵抗要素が増加するある程度の水深までは流砂量が減少しその後増加するという挙動を見せ,上記の推論の妥当性が確認された.数値解析においては,昨年度設備備品費で購入した高性能コンピュータを用い,有限要素法による複断面蛇行開水路流れの計算を試みた.その結果,複断面蛇行水路のような複雑な境界形状を持つ流れ場に対して有限要素法モデルが適用可能であることがほぼ確認できた.今後,流れの細部の構造,特に複断面蛇行水路では二次流の挙動が重要であり,その河床変動に対する影響とモデル中での評価法も含めて,モデルのさらなる調整が必要と考えられる.以上の研究成果は,今年度,海外2件を含む各種学会の会議・研究集会において報告するとともに,国際学術雑誌(J.Hydraulic Research)にも投稿した.また,来年度開催予定の国際会議にも既に投稿済みである.本研究課題は,低水路が蛇行する複断面開水路流れの構造について検討することを目的として,実験的手法により基礎的データを収集するとともに,得られたデータに基づき数値モデルの開発を行うものである.実験においては,これまでの固定床水路における実験結果を用いて,二次流の発生・発達機構,流体混合に基づく内部干渉機構およびせん断層における乱れの発生機構等を明らかにするとともに,これらの機構が水路の抵抗特性に及ぼす影響を見積もる方法を提案し,その寄与の大きさを指摘した.さらに,日本の沖積平野における蛇行河道の平面形状を検討し直し,比較的緩やかな蛇行度を持つ河道模型を設計し,低水路内を移動床とした実験水路を新たに作製した.そこでの実験項目としては,河床形状の経時変化,速度分布計測,内部流況可視化および表面流況の可視化である.これらの実験により得られた新たなデータについて,現在解析を行い,流れの構造と河床形状との相互作用,特に河道安定後の流れの構造の変化について,主として内部流況から検討している.数値解析においては,設備備品費で購入した高性能コンピュータを用い,数値モデルの準備を行っている.現在,複雑な境界形状を持つ流れ場に適用可能とされる一般座標系有限体積法ならびに有限要素法モデルについて,モデルの開発と平行して複断面蛇行開水路流れに対する適用性を調べるとともに,モデルパラメータの調整を行っている.これらの研究による成果は,今年度,海外2件を含む各種学会の会議・研究集会において報告するとともに,国際学術雑誌(J.Fluid Mech.)にも投稿した.また,来年度開催予定の国際会議に既に2件投稿済みである,本研究課題は,低水路が蛇行する複弾面開水路流れの構造について検討することを目的として,実験的手法により基礎的データを収集するとともに,得られたデータに基づき数値データの調整・開発を試みるものである.実験においては,昨年度より開始した低水路内を移動床とした水路での実験を引き続き行った.その結果,固定床水路でも指摘した流れの内部構造の水深依存症により低水路内の河床形状が水深ごとに非常に特徴的な様相を見ること,そのような特徴的な河床形状がそこでの流れの構造をさらに安定化すること,などを指摘した.また,非常に明瞭な河床波が形状されるような条件では,その背後に新たな二次流が誘起され,高水敷からの流れに起因する二次流と対となるなど,二次流構造の変化も見られた.これまでの固定床水路における実験結果では,低水路・高水敷間の流体混合とせん断層の発達,それに伴う二次流発生・発達といった内部抵抗要素の増加に伴う壁面抵抗の減少を予測していたが、今回の実験の結果,内部抵抗要素が増加するある程度の水深までは流砂量が減少しその後増加するという挙動を見せ,上記の推論の妥当性が確認された.数値解析においては,昨年度設備備品費で購入した高性能コンピュータを用い,有限要素法による複断面蛇行開水路流れの計算を試みた.その結果,複断面蛇行水路のような複雑な境界形状を持つ流れ場に対して有限要素法モデルが適用可能であることがほぼ確認できた.今後,流れの細部の構造,特に複断面蛇行水路では二次流の挙動が重要であり,その河床変動に対する影響とモデル中での評価法も含めて,モデルのさらなる調整が必要と考えられる.以上の研究成果は,今年度,海外2件を含む各種学会の会議・研究集会において報告するとともに,国際学術雑誌(J.Hydraulic Research)にも投稿した.また,来年度開催予定の国際会議にも既に投稿済みである.
イムノリポソ-ムと補体系の膜侵襲反応を利用する高感度分析

抗体の抗原に対する高い親和性、特異性を利用したイムノアッセイは臨床検査などの微量分析に不可欠の分析法であるが、現在の方法は抗原抗体複合体と非結合物の分離が必要で、分析操作に熟練と長時間を要する。本研究ではマ-カ-を内包したリポソ-ムに抗体(あるいは抗原)を結合させ(イムノリポソ-ム)、生体の補体系の膜侵襲反応を利用してこのリポソ-ムを抗原(あるいは抗体)量に応じて破壊し、分析を行う方法を開発しようとするものである。イムノリポソ-ムの補体系による破壊機構、および抗原抗体複合体形成と破壊量の関系について研究を行い以下のような結果をえた。1.イムノリポソ-ムはゼラチンを含む緩衝液中では、長期間安定で内包されているマ-カ-はほとんど放出されない。2.ウサギ抗体を結合したイムノリポソ-ムは主に補体系第2経路によって破壊される。これに抗ウサギ抗体を加えると抗原抗体複合体によって古典的経路も活性化され、リポソ-ム破壊量は著しく増加した。この方法によって同一のイムノリポソ-ムを用いて、補体系の両経路の活性を測定することができることが示せた。3.抗原を結合したイムノリポソ-ムに、その抗原に対する特異抗体と補体とを加えるとリポソ-ム上での抗原抗体複合体量に応じたリポソ-ム破壊が生じた。本研究ではマ-カ-を内包したリポソ-ムを抗体(あるいは抗原)を結合させ(イムノリポソ-ム)、生体の補体系の膜侵襲反応を利用してこのリポソ-ムを抗原(あるいは抗体)量に応じて破壊し、分析を行う方法を開発しようとするものである。このためイムノリポソ-ムの補体系による破壊機構について研究を行った。本年度に得られた主な結果は1.イムノリポソ-ムはゼチランを含む緩衝液中では、長期間安定で内包されているマ-カ-はほとんど放出されない。2.ウサギ抗体を結合したイムノリポソ-ムは添加した補体濃度に応じて内包マ-カ-を放出する。また、抗ウサギ抗体をさらに加えるとリポソ-ム破壊量は著しく増加した。前者は補体系第2経路、後者は古典経路によるリポソ-ム破壊であり、この方法によって生体の補体活性を容易に測定できる。3.抗原を結合したイムノリポソ-ムに、その抗原に対する特異抗体と補体を加えると、添加量に応じたマ-カ-の放出が起こった。これはリポソ-ム上に形成された抗原抗体複合体によって補体系が活性化されるためで、この方法は特異抗体量を測定するための均相法イムノアッセイとして利用できる。イムノリポソ-ムの補体系による破壊機構、および抗原抗体複合体形成と破壊量の関係について研究を行い以下のような結果をえた。1.ウサギ抗体を結合したイムノリポソ-ムは主に補体系第2経路によって破壊されることが、阻害剤を用いた検討によって明らかとなった。

2.抗原を結合したイムノリポソ-ムに、その抗原に対する特異抗体と補体とを加えるとリポソ-ム上での抗原抗体複合体量に応じたリポソ-ム破壊が生じた。このことから、液相中の抗体量をイムノリポソ-ムを用いて洗浄操作等を要しない均相法イムノアッセイによって測定することができる。これらのイムノリポソ-ムはその機能を数カ月間安定に保持した。
超高速応答型感圧塗料計測の高精度化・複合化と非定常空力現象解析への展開

非定常空力現象に適用するための圧力場,速度場計測法を開発した.高速応答型感圧塗料(PSP)による5kHz, 100Pa以下の変動をとらえる方法を確立した.PSPの時間応答性に対する色素発光寿命の影響を定式化した.PSPと時系列粒子画像流速計(PIV)による同時計測システムを構築した.風洞試験の結果,PIV用シードを流しても,PSP/PIV同時計測が可能であること,および,PIVによる渦度,PSPによる変動圧力の相関も良好であることがわかった.非定常空力現象に適用するための圧力場,速度場計測法を開発した.高速応答型感圧塗料(PSP)による5kHz, 100Pa以下の変動をとらえる方法を確立した.PSPの時間応答性に対する色素発光寿命の影響を定式化した.PSPと時系列粒子画像流速計(PIV)による同時計測システムを構築した.風洞試験の結果,PIV用シードを流しても,PSP/PIV同時計測が可能であること,および,PIVによる渦度,PSPによる変動圧力の相関も良好であることがわかった.物体周り非定常気体流れに供する先進的計測システムを構築し,非定常空力現象解析への適用を図る.まず,超高速応答型感圧塗料(PSP)計測法をさらに高度化することを目指して,新たな感圧感温複合塗料の開発,および,周波数応答評価試験を行った.2種類の希土類色素(ユーロピウム,テルビウム)を組み合わせることで,複合塗料が構成可能であるとの見通しを得た.また,陽極酸化アルミニウム感圧塗料の応答時定数は,表面の疎水化処理を施す前では約50μsであるのに対して,疎水化処理後はやや増加することがわかった.次に,PSPとPIV計測の複合化による圧九速度場同時計測法の確立を目指して,PSP層の汚染の恐れが少ないドライアイス粒子をPIVトレーサ粒子として用いる手法を試行した.超音速ノズルを対象に行った実証試験の結果,圧力,速度場の同時計測は可能である一方,流れ場の特性(流速,音速)に影響を及ぼすほど,ドライアイスの昇華による炭酸ガスの混入が生じることが分かった.最後に,計測の実証として,遷音速デルタ翼周りの衝撃波振動現象をPSP計測により調べ,衝撃波振動現象発生の臨界迎角(17゚)およびその前後における衝撃波位置変化の周波数特性を明らかにすることに成功した.さらに,低速流(20m/s)中におかれた直径20mmの円柱周りのはく離流れに対するPSP計測を実施し,はく離にともなう0.1kPaオーダの圧力変動をとらえるのに必要な計測条件を明らかにした.(1)超高速応答型感圧塗料(PSP)計測法の高精度化,複合化新たな感圧感温複合塗料の開発,および,陽極酸化アルミニウム皮膜PSP(AA-PSP)疎水化処理法の改善を進め,時間応答性評価試験を行った.2種類の希土類色素(ユーロピウム,テルビウム)を組み合わせることで,複合塗料が構成可能であるとの見通しを得た.また,AA-PSP用疎水化処理剤として従来から用いてきたステアリン酸は,発光強度を高めるのに有効であるが,時間応答性は疎水化未処理のPSPに比べて約1/2となること,新たに試したフッ素系処理剤は処理前の時間応答性をほぼ維持しつつ,有効な擾水性を示すことを明らかにした.なお,シリカ超微粒子PSPの研究成果を有力国際誌に投稿し(2012年4月掲載決定),国内学協会誌に解説記事を掲載した.(2)PSPと時系列PIVを共存される方法の開発前年度に実施したドライアイス粒子をPIV用トレーサーとして用いる超音速ダクト流れ計測の結果をまとめ,国内,国際学会にて発表を行った.(3)風洞実験3つの風洞実験,シリカ超微粒子PSPを用いた遷音速デルタ翼周りの衝撃波振動現象の解明,インレットディストーションをともなうファン面上の圧力分布計測,および,AA-PSPを用いた超音速インテーク用ダイバータ周りの衝撃波構造の解明,を実施し,それぞれの成果を国内学会2報,国際学会2報の形で発表した.物体周り非定常気体流れに供する先進的計測システムを構築し,非定常空力現象解析への適用を図った.まず,申請者が開発を続けている超高速応答型感圧塗料(PSP)計測法をさらに高度化し,5 kHz, 100 Pa (大気圧に対して0.1%)以下の変動をとらえる方法を検討した.PSP出力の時系列データをFFT解析することにより,100 Paをはるかに下回る変動圧力の抽出に成功した.次に,超高速応答型感圧塗料(PSP)計測法をさらに高度化することを目指して,新たな感圧塗料用色素の評価,および,周波数応答に対する色素発光寿命の影響の評価を行った.その結果,新たな感圧塗料色素の候補である希土類(テルビウム)色素[Tb(TFA)_3]phenの発光は温度の影響を受けにくいことを明らかにした.また,色素発光寿命と皮膜への酸素拡散特性をカップルさせた理論式を導出し,色素の発光寿命,ガス拡散によるPSP出力の変化は,ボード線図上では,それぞれの影響の重ね合わせとして表されることや色素の発光寿命が顕著な影響を与えるケースを明らかにした.最後に,PSPと時系列PIVを共存させる方法を考案し,圧力場と同時に,物体周り速度場についても5 kHzのサンプリングレートで1%の変動をとらえる計測システムを構築した.本システムによる圧力,速度場同時計測法の実証試験として,低速流中に置かれた円柱周りの流れの計測を行った.

直径40 mmの円柱を用いて,風速1040 m/sの範囲における円柱後流の瞬時速度ベクトル場をPIVで,円柱表面の変動圧力を陽極酸化アルミPSPでとらえた.その結果,PIV用オイルシードを風洞に導入し,PIV, PSPの同時計測が可能であること,および,PIVによる渦度,PSPによる変動圧力の相関も良好であることを示した.研究期間3年のうち2年が経過した.研究目的に掲げた3つのテーマ,超高速応答型感圧塗料の高度化,複合化(温度計測,速度計測),および,非定常空力現象への適用,すべてに着手し,それぞれ順調に進展が得られている.下記に示す課題(3)をクリアすれば,採択時に掲げた目標をすべて達成できる見通しである.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年は研究最終年度であり,当初の研究計画通り,(1)希土類2元素を用いた感圧感温複合塗料の実証,(2)(1)を含めた3つの超高速応答型感圧塗料(AA-PSP,シリカ超微粒子PSP)の定量的な時間応答性の把握,および,(3)はく離流れの渦と物体との干渉にともなう物体近傍場の詳細な非定常渦度・圧力場変動計測,の3つをテーマに研究を推進する.(3)は,比較的規模が大きく,かつ,気流状態が安定している宇宙航空研究開発機構の風洞を用いて実施する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
日英バイリンガル生徒のコードスイッチング:文法構造面からの横断的研究

バイリンガルが、日本語と英語の間で言語を切替(コードスイッチング)している発話を収集し、文法的構造面での分析をするのがこの研究の目的である。バランス・バイリンガルの自然な日英語によるやり取りを録音・書き起こしをし、約10時間、1万文を超えるコーパスを作り、そこに現れるコードスイッチングが、母体言語にもう一方の言語を挿入をするパターンなのか、言語そのものの切り替えが行われているのかを観察した。バイリンガルが日本語と英語の間でコードスイッチング(言語切り替え)をしている発話を収集し、挿入、切り換え、定式表現などのモデルを使って文法構造面から分析をするのが、この研究の目的であるが、本年度は最初の段階としてデータの収集を行い、次に書き起こしを始めることに重点を置いた。コードスイッチングを日常的に使用している国際学校のバイリンガル生徒・卒業生の会話を映像と音声の両方で記録した。コードスイッチングは、フォーマルな場面では起こりにくく、リラックスをしているときによくみられる傾向があるので、そのような場面を設定することに配慮した。会話の録音は、こちらで依頼したバイリンガルのインタビューアー(卒業生・生徒)が、他のバイリンガル生徒に話しかける形をとったインタビュー形式のものと、生徒会のミーティングをそのまま録音したものを行った。合計13回の録音が行われ、音声と映像はデジタルデータとして、コンピューターのハードディスクに保存し、13枚のDVDを作成した。このDVDをもとに、書き起こしをバイリンガルの卒業生に依頼し、7回分の書き起こしが完成した。日本国内では希少な国際学校(帰国生用の学校とインターナショナルスクールのデュアル・スクール)という環境、友人間でのリラックスをしたインタビュー形式という方法が、効果を表し、日本語と英語のコードスイッチングのデータが、数多く得られたことは、本年度の成果であり、横断的研究をするという目的にもかなうものとなった。書き起こしには、汎用性のあるバイリンガルデータ専用のフォーマットを用い、また各被験者の言語背景についてのデータも集めたので、多角的な分析が可能になると考えられる。バイリンガルが日本語と英語の間で言語を切替(コードスイッチング)している発話を収集し、文法的構造面での分析をするのがこの研究の目的であり、2年の研究期間の初年度はデータの収集、書き起こしを始めることに重点を置き、2年目はバイリンガルデータのコーパスの構築と、分析にとりかかることに重点を置いた。初年度に収集した会話データ約1時間ずつ13枚のDVDのうち、初年度は7枚、本年度は3枚の書き起こしを行い合計10枚、約10時間、1万文を超えるバイリンガルによる発話文のコーパスとなった。データは一語一語に日本語か英語かの言語のタグ付けを行い、Muysken(2000)の枠組みを使い、母体言語がありそこに他の言語を挿入する、というinsertion(挿入)パターン力・、母体言語そのものが文の途中で切り替わるalternation(交替)パターンなのか、まず分類を行った。挿入パターンに関しては、Myers-Scotton(2002)のMLFモデルで説明できる場合が多いが、日本語の助詞などをどのように分析するかについては、新たなモデルを提唱していく必要性があると考えられる。難波(2008)で行ったバイリンガル児のケーススタディの縦断的研究では、英語が母体言語となることが多かったが、本研究では、英語・日本語どちらが母体言語になるパターンが見られた。altemationのパターンでよく見られたのは、ディスコースマーカーや英語の付加疑問、日本語の終助詞といった語用論的な要素の前後でコードスイッチングが起こりやすいということである。発話者がバランスバイリンガルである度合いが低い場合は、insertionのパターンが多くみられるが、度合いが高くなってくると、insertionに加えてalternationが起こる回数が多くなり、母体言語そのものの切り替えが頻繁に起こっていることが観察された。
フッ素による歯周病態のメタボリックコントロールを目指す基礎研究

フッ素イオンは初期う蝕予防に小児歯科領域で広く応用されており,多くの歯磨材にも配合され一般に使用されている。最近申請者らが,このフッ素イオンがう蝕だけでなく同時に歯周組織の線維化をも抑制する可能性を見出した。歯肉の線維化は全身的薬物投与の副作用として,またニコチンなどの外的局所要因によっても誘起され,歯周炎の病態に深刻な影響を与える。本研究ではこのフッ素の歯周組織に対する作用を詳細に検証し,そのメカニズムを解明する。そしてすでに広く用いられているフッ素による「歯牙と歯周組織の同時ケア」という発展的新予防・治療法の確立に向けて科学的基礎を築く。
調湿設計に用いる収蔵物および室内吸放湿体の湿気特性に関する研究

建築壁体内部の熱水分同時移動解析に関する理論構成は既に確立されており,実用的な室内熱負荷計算,自然温湿度計算に適用した試みも多く見られるのは周知の通りである。計算上,従来の単純熱伝導ベースに代わって熱水分同時移動を考慮しなければならないのは,美術品収蔵庫や書庫など厳密な湿度コントロールが要求される場合や極端に吸放湿体が多く存在する空間などその対象は自ずと限られてくるだろうが,現況を俯瞰すると,壁体側の計算理論や物性値については比較的整備が進捗しているものの,肝心の室内吸放湿体特性については等閑視されてきたように思える。壁体側を高精度に解析し得たとしても,室内側条件に諾わざる大胆な仮定があれば,全体の精度は到底期待し得ないし,況や内容物そのものの保持が使命の収蔵庫,書庫を考えるなら,一層その特性把握に意を砕いて然るべきだろう。以上のような背景のもと、本研究では、一般室内に存在する紙類,書庫の書籍を対象に,従来法と比べて高精度にその吸放湿特性を評価し得るモデルを提示した。提案モデルとしては,事務室机上紙類,書庫書籍の存在量および存在状況に関する調査結果を基に,仮想一次元壁体置換法を骨子とする算法を採用したが,これは吸放湿物性値であるκ,ν,λ'の変動を考慮する点が特徴であり,熱伝導方程式における蒸発潜熱の影響を無視する従前の方法と異なる。また,計算上必須である紙類のκ,ν,λ'を実験的に明らかにした。以上から,机1台当たり机上紙類および書架棚1段,1m当たり書籍の吸放湿評価モデルを明示した。また、室内温湿度の高精度予測が可能となると、そのバックデータとして、空調発停行為のモデル化が必要となる。このような背景から、夏季に家族住戸5戸,単身住戸3戸に対して実測を行い、このデータから、室内グローブ温度に対する冷房開始確率、外気温度に対する冷房運転確率を求めた。これら両データは、空調行為をマルコフ過程と観た場合、冷房off→on、冷房on→offの状態遷移確率に相当するものである。冷房発停に関する状態遷移確率を求めておくことは、発停スケジュールにマルコフモデルを適用する上で必須であるという意味にとどまらず、居住者の在室確率の影響を分離した特性値を得ることで、これと在室スケジュールと重ね合わせて、より詳細かつ正確な冷房運転スケジュールを推定出来得る可能性がある点で有意義である。

提案モデルとしては,事務室机上紙類,書庫書籍の存在量および存在状況に関する調査結果を基に,仮想一次元壁体置換法を骨子とする算法を採用したが,これは吸放湿物性値であるκ,ν,λ'の変動を考慮する点が特徴であり,熱伝導方程式における蒸発潜熱の影響を無視する従前の方法と異なる。また,計算上必須である紙類のκ,ν,λ'を実験的に明らかにした。以上から,机1台当たり机上紙類および書架棚1段,1m当たり書籍の吸放湿評価モデルを明示した。また、室内温湿度の高精度予測が可能となると、そのバックデータとして、空調発停行為のモデル化が必要となる。このような背景から、夏季に家族住戸5戸,単身住戸3戸に対して実測を行い、このデータから、室内グローブ温度に対する冷房開始確率、外気温度に対する冷房運転確率を求めた。これら両データは、空調行為をマルコフ過程と観た場合、冷房off→on、冷房on→offの状態遷移確率に相当するものである。冷房発停に関する状態遷移確率を求めておくことは、発停スケジュールにマルコフモデルを適用する上で必須であるという意味にとどまらず、居住者の在室確率の影響を分離した特性値を得ることで、これと在室スケジュールと重ね合わせて、より詳細かつ正確な冷房運転スケジュールを推定出来得る可能性がある点で有意義である。