hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
循環再生材料としての海藻の分解における酵素カクテルによる糖の回収に関する研究

以上から分かるように、本研究では新規な海藻分解菌として2種類の新規な海洋性細菌を分離することができた。それぞれ、マンナンとアルギン酸をランダムに分解し、オリゴ糖を生成することも分かった。コンブを組換え酵素カクテルにより分解し、糖の回収を目的とした。海洋から2種類の新規なコンブ分解菌を単離した。Reinekea sp. KIT-YO10はマンナナーゼを、Microbulbifer sp.KIT-19はアルギナーゼを高生産している。両酵素を精製して、その性質を明らかにした。両酵素とも基質であるマンナンおよびアルギン酸からオリゴ糖を生成することから、コンブ分解酵素として利用可能である。また、新規なアルギナーゼ遺伝子をPCRにより取得した。予定では、得られたアルギナーゼDNA増幅断片の塩基配列を決定、塩基配列情報を元にウォーキングにより目的遺伝子の全長の塩基配列を決定し、クローニング用プライマーを設計して、ゲノムPCRを行い、目的の遺伝子を増幅後、既に研究代表者が構築した大腸菌-枯草菌用高発現シャトルベクター(pLK168-xy-sig)に連結して枯草菌を宿主として組換え酵素を生産させることであった。しかし、海藻分解酵素の遺伝子群のクローニングを終了したのは1種類、アルギナーゼ遺伝子であり、その塩基配列を決定したが高発現ベクターへの連結はまだ行っていない。他の酵素については目下、ショットガンクローニング中であるため、予定より遅れている。海藻分解様式の解明では、αセルロース、ラミナラン、アガロース、アルギン酸、ペクチン、ガラクトマンナン、キシラン、カラギーナン、デンプンを基質にして、各精製酵素を反応させて経時的に反応生成物をTLC、HPLC、およびMALDI-TOF-MSにより解析することとなっているが、酵素の遺伝子取得中であるので分解様式の解明にまではいたっていない。応用微生物学引き続きMicrobulbifer属細菌のアルギナーゼの精製を進め、その酵素学的な諸性質を検討するとともに、アルギナーゼ遺伝子の高発現ベクターへの連結を行い、枯草菌による大量発現を試みる。また、Reinekea属の海藻分解酵素群の遺伝子を取得する。具体的にはゲノムをSau3A1により部分分解を行い、ベクターpHSG398を用いて遺伝子ライブラリーを構築する。このライブラリーから得られた大腸菌の形質転換体を用いて、マンナナーゼ、ラミナリナーゼ、アガラーゼ遺伝子を有する形質転換体を寒天プレート重層法により選抜して遺伝子を取得する。取得した遺伝子は順次高発現ベクターに連結し、枯草菌による発現、分泌を行い組換え酵素として取得する予定である。部分的な遺伝子しか取得できなかった場合は、プライマーウォーキングにより全長の塩基配列を決定後、ゲノムよりPCRにて完全な遺伝子領域を取得する。取得した遺伝子を用いて枯草菌により組換え酵素を生産させ、その酵素を用いて海藻成分の分解様式の解明や酵素学的諸性質の検討を行っていく。当該研究の平成25年度における目的は、交付申請書に記載した通り、海藻分解菌のスクリーニングである。
高エネルギー放射光を利用した高精細X線マイクロトモグラフィによる疲労損傷の検出

(1)工具鋼およびクロムモリブデン鋼を対象材料として,疲労過程中における損傷検出を検討した.疲労試験には超音波疲労試験機を用いた.まずはじめに,0.7mm直径の試料を用いて,超音波疲労試験を可能とする手法を確立した.次いで,試料に静的に荷重を負荷できる装置を開発し,負荷状態での損傷検出を可能とした.60keVの高エネルギー放射光を用いることによって,材料中に存在する10ミクロン程度の介在物の検出を可能とした.ただし,介在物起点型のき裂検出のためには,大きな荷重負荷によってき裂を開口させることが必要であることを明らかにした.(2)直径13ミクロンのガラス短繊維で強化したポリブチレンテレフタレート複合材料の,ひずみ制御疲労試験を実施するとともに疲労損傷評価を行った.20keVの放射光を用いることによって,直径3mの試料の欠陥評価が可能であった.材料の中心から表面にかけて,観察半径1mmの連続CT撮影を可能とした.ガラス繊維が一方向に揃っている場合には,材料内部から複数の疲労き裂が発生するのに対して,荷重軸に垂直に繊維が並ぶウェルド材の場合には試料表面から発生伝ぱすることが明確にとらえられた.繰返し数の増加とともに,疲労き裂が長くなり,き裂長さの定量評価を可能とした.(3)鉛フリーはんだを用いた実装基板における,チップとはんだのはくり欠陥検出を実施した.60keVの高エネルギー放射光を用いて,熱サイクルを負荷した試料における,はんだ接合部の剥離き裂の検出が可能であることを示した.同一試料の損傷拡大を捕らえることは,時間的に不可能であったが,損傷程度の異なる試料を用いて,損傷の拡大傾向をとらえることができた.はんだ部に存在する空孔は,疲労損傷に対して大きな影響がないことがわかった.(1)鉄鋼材料の内部の欠陥検出を目的として,高輝度光科学研究センター(SPring-8)のアンジュレータのビームラインBL20XUにて測定を行った.検出器にはシンチレータとCCDカメラを組合せ,屈折コントラスト法を適用することから三次元トモグラフィ像を構築することを試みた.板材の測定は困難であるが,円筒状の試料の測定が可能であることがわかった.直径1mm程度の鉄鋼材料中の欠陥を高精度に検出するためには,最低でも60keVの高エネルギー放射光が必要であることを明らかとした.これを用いて,材料中の介在物(直径10μmのTi化合物)が検出可能であることを示したが,60keVの高エネルギー放射光では,モノクロメータへの熱負荷が大きくなるため放射光の入射強度が安定せず,より低いエネルギーによって測定する必要があることがわかった.これにともなって,試験片の寸法も直径1mm下にすることが必要である.(2)軸受鋼SUJ2の直径1.2mmの丸棒試験片を用いて,超長寿命の疲労強度となる応力レベルでの試料内部のファセット疲労き裂の検出を試みた.超音波疲労試験機を用いて,寿命比に対して0.1程度から0.9程度まで負荷した試料を測定した.直径10μm程度の介在物の検出は可能であるが,ファセットき裂を検出するためには,引張負荷下での測定が必要であることがわかった.(3)電子部品材料では,はんだ中の熱サイクル疲労が問題となるため,はんだ接合部の測定を行った.この場合,欠陥は比較的大きいため,60keVでの検出が可能であることがわかった.本手法は熱疲労欠陥の拡大の検出に有効であることが示唆された.(4)ガラス短繊維で強化した高分子基複合材料の測定を行い,強化繊維および疲労損傷によるき裂の検出を試みた.この場合には,20keVでの測定が可能であり,高い精度で,すなわち高空間分解能での高精細X線マイクロトモグラフィが可能であることが明らかとなった.疲労損傷材の測定を行い,疲労によって発生したき裂が明確に検出できることを示すとともに,今後,繰返しにともなう疲労き裂の拡大を測定するための基礎データを得ることができた.(1)工具鋼およびクロムモリブデン鋼を対象材料として,疲労過程中における損傷検出を検討した.疲労試験には超音波疲労試験機を用いた.まずはじめに,0.7mm直径の試料を用いて,超音波疲労試験を可能とする手法を確立した.次いで,試料に静的に荷重を負荷できる装置を開発し,負荷状態での損傷検出を可能とした.60keVの高エネルギー放射光を用いることによって,材料中に存在する10ミクロン程度の介在物の検出を可能とした.ただし,介在物起点型のき裂検出のためには,大きな荷重負荷によってき裂を開口させることが必要であることを明らかにした.(2)直径13ミクロンのガラス短繊維で強化したポリブチレンテレフタレート複合材料の,ひずみ制御疲労試験を実施するとともに疲労損傷評価を行った.20keVの放射光を用いることによって,直径3mの試料の欠陥評価が可能であった.材料の中心から表面にかけて,観察半径1mmの連続CT撮影を可能とした.ガラス繊維が一方向に揃っている場合には,材料内部から複数の疲労き裂が発生するのに対して,荷重軸に垂直に繊維が並ぶウェルド材の場合には試料表面から発生伝ぱすることが明確にとらえられた.繰返し数の増加とともに,疲労き裂が長くなり,き裂長さの定量評価を可能とした.(3)鉛フリーはんだを用いた実装基板における,チップとはんだのはくり欠陥検出を実施した.

60keVの高エネルギー放射光を用いて,熱サイクルを負荷した試料における,はんだ接合部の剥離き裂の検出が可能であることを示した.同一試料の損傷拡大を捕らえることは,時間的に不可能であったが,損傷程度の異なる試料を用いて,損傷の拡大傾向をとらえることができた.はんだ部に存在する空孔は,疲労損傷に対して大きな影響がないことがわかった.
睡眠調節における神経・免疫系の役割に関する時間生物学的研究

睡眠覚醒調節機構の解明に向けて神経・免疫系が果たす役割に関して加齢による影響も含めて実験を行い、加齢に伴う睡眠の質の変化に体温や自律神経系機能の変化が影響を及ぼしていることが明らかとなった。本研究では、睡眠覚醒調節機構の解明に向けて神経・免疫系が果たす役割に関してその機構を明らかにすることを目的として実験を行った。本年度は、正常な週齢の異なるマウスを使用して脳波を実際に記録解析し睡眠への影響を検討した結果、加齢が進むにつれて覚醒時間やレム睡眠時間の減少とノンレム睡眠時間の増加、および睡眠の分断化等の生じていることが明らかになった。このことは、加齢により睡眠覚醒調節機構に何らかの変化が生じていることを示唆するものであると考えられた。また、若齢マウスでは、明瞭な体温と活動量の日内変動が認められその振幅も大きいのに対して、老齢マウスにおいてはその傾向が弱くなってきておりその変化量も小さいことが明らかとなった。このように、脳波を含めた生体現象を解析することにより加齢が睡眠の質や体温・活動のリズムに影響を及ぼすことが明確に示された。一方、自律神経系機能との関連性を明らかにするために、心電図の長時間記録を行い、これまでに確立し様々な研究に応用してきた心拍変動のパワースペクトル解析を行った。パワースペクトルの高周波数成分(HF)と低周波数成分(LF)について解析し、副交感神経系機能の指標となるHFパワーと自律神経系バランスの指標であるLF/HF比の変化から、睡眠覚醒状態や体温変化に対する自律神経系機能の変化との相関性が明らかになってきた。今後、この点に関しては更に詳細な実験を行い、よりその関連性について検討する予定である。本研究では、睡眠覚醒調節機構の解明に向けて神経・免疫系が果たす役割に関してその機構を明らかにすることを目的として実験を行ってきている。本年度は、昨年度に引き続き正常なマウスを使用して脳波を実際に記録解析し睡眠への影響を検討するとともに、老齢ラットを用いて自律神経系機能の変化に関する実験にも着手した。加齢が進むにつれて覚醒時間やレム睡眠時間の減少とノンレム睡眠時間の増加、および睡眠の分断化等の生じていることが再確認され、これまでに明らかになってきた現象が間違いなく起こっているものと考えられた。若齢マウスでは、明瞭な体温と活動量の日内変動が認められその振幅も大きいのに対して、老齢マウスにおいてはその傾向が弱くなってきておりその変化量も小さいことが明らかとなった。今後、老化促進マウス等も実験に加え更に詳細な実験を行い、これらの関連性について検討する予定である。正常マウス・ラットと老齢マウス・ラットを使用して脳波を記録解析し睡眠への影響を検討するとともに、心電図の長時間記録を行い、これまでに確立し様々な研究に応用してきた心拍変動のパワースペクトル解析を行った。加齢が進むにつれて覚醒時間やレム睡眠時間の減少とノンレム睡眠時間の増加、および睡眠の分断化等の生じていることが明らかになった。このことは、加齢により睡眠覚醒調節機構に何らかの変化が生じていることを示唆するものであり、心拍変動のパワースペクトル解析において副交感神経系機能の指標となる高周波数成分(HF)と自律神経系バランスの指標であるLF/HF比の変化から、睡眠覚醒状態や体温変化に対する自律神経系機能の変化に密接な関連性のあることが明らかとなった。さらに、若齢動物ではでは、明瞭な体温と活動量の日内変動が認められその振幅も大きいのに対して、老齢動物においてはその傾向が弱くなってきておりその変化量も小さいことが明らかとなった。また、このような傾向は老化促進マウスであるSAMP8とその対照であるSAMR1においても認められた。このように、脳波を含めた生体現象を解析することにより加齢が睡眠の質や体温・活動のリズムに影響を及ぼすことが明確に示された、その要因として自律神経系機能や免疫系にとって重要なサイトカイン産生の変化が関与しているものと考えられた。これまでの研究により、老化に伴う睡眠の質や生体現象の変化を明らかにすることができたから。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、正常な動物における特徴が明らかになったので、今後、そこに内在される機序を明らかにしていく。さらに、LPSやサイトカインを投与し生体に揺さぶりをかけた際の反応から、神経系と免疫系の相互作用に関して詳細に解析を進めていく予定である。
自然災害発生後における地域住民の防災ネットワ-クに関する実証的研究

本年度は過去の成果を継承しつつ、群発地震が生じた伊東市内部で、人々の間にどのような災害下位文化が形成されているのか、という観点からアンケ-トを実施した3点の調査地点(宇佐美・湯川・新井)を中心に、4回の現地調査(面接と文献収集)と電話聴取調査とを実施し、また以前の調査デ-タを再分析するというエスノメソドロジカルな方法で研究した。その結果次のことがわかった。災害文化とは、くり返し特定の災害に見舞われた地域においては、特定のタイプの文化が、人々のネットワ-クを介して、形成されるというものである。伊東市の場合、関東大震災から教えても伊東地震、北伊豆地震、伊豆大島近海地震など、20回以上の地震がおきており、以上の仮説に合致している。ウェンガ-とウェラ-の表出一道具的災害文化の分類に依拠してまとめると、次のような災害文化が伊東市を中心として潜在していた。便宜的に歴史的な伝承(通時的文化)と、群発地震時(共時的文化)にもみられたものに分けると、災害に対する一般的態度、原因帰属的な説明を記述する伝承である表出的文化における通時的なものとしては『赤牛伝承』『天狗の相撲』『カラタチの家』等の伝承や『潮来町』『船寄り(せ)』等の地名があり、共時的なものには「地震の道」という解釈枠組があり、一方、道具的文化(災害に対する具体的な対応行動の方法、結果予期的な解釈の記述)における通時的なものには「地震時には、竹ヤブに逃げろ」「お寺に逃げろ」「潮がひくと津波がくる」といった東海地方一帯に広く見られる伝承から「小さな津波は、地蔵尊を通り慈眼坊に逃げ、大きな津波の場合はさらに松月院の方向の山の方へ逃げよ」といった伊東独自のものがあり、共時的なものには、普段から、家具の転倒防止器具を設置する、町内、事業所単位で避難・消化訓練を実施する、避難の相談をするという対応行動を「あたりまえ」のこととして実行する等がある。
トルコ・ギリシアの気候・植生変遷史と文明の盛衰

1988年から1990年の3カ年のオランダ・グロ-ニンゲン大学との共同研究の結果は、以下のような特筆すべきいくつかの研究成果をえることがてきた。1)巨大な氷河時代の多雨湖の発見:トルコ最大の塩湖トゥ-ズ湖の湖岸から1989年に採取したボ-リングコアのCー14年代測定値は、地表下460ー500cmが23440±270年前、940ー970cmが32300+600ー550年前、1570ー1600cmが35850+1150ー1000年前であった。花粉と珪藻分析の結果,20000年前以前のトゥ-ズ湖周辺はアカザ科やヨモギ属の広大な草原であり、当時の湖は淡水でかつ水位も現在より数メト-ル高位にあったことがわかった。これまで湖岸段丘の分布から氷河時代にはアナトリア高原に巨大な多雨湖が存在したという地形学者らの推定を立証した。2)5000年前の都市文明を誕生させた気候変動の発見:ギリシアのホトウサ湿原、コロネ湿原、カトウナ湿原のCー14年代測定、花粉分析の結果から、、都市文明誕生期の5000年前が気候変動期に相当していることを解明した。5000年前以降の気候の寒冷化にともない、ギリシアやアナトリア高原は湿潤化した。これに反して、メソポタミア低地やナイル川低地は乾燥化した。この乾燥化が人々を大河沿いに集中させ、都市文明誕生の契機を作った。またアナトリア高原の湿潤化はユ-フラテス川下流域に大洪水をもたらした可能性が指摘できた。3)アレキサンダ-大王の侵略を容易にした気候変動の発見:カマンカレホユック遺跡の北西井戸より採取した泥土のCー14年代測定結果と花粉分析の結果はCー14年代2160±50年前の層準を境として、周辺の環境が著しく乾燥化することを明かにした。ミダス王墓がつくられたフリギア時代のアナトリア高原は現在よりも湿った湿潤な気候が支配していた。ところが約2200年前のヘレニズム時代以降、アナトリアは乾燥化した。同じ傾向はシリアやエジプトでもみられた。アレキサンダ-大王がなぜかくも短期間にかつ広大な面積を征服できたかは、人類史の一つの謎であるが、この気候の乾燥化がトルコや小アジアの人々の生活を困窮させアレキサンダ-大王が侵略する以前にすでに小アジアからインダス地域の人々は疲弊していた可能性がたかい。それゆえに征服も容易であったのではないかと言う点が指摘できた。4)消えた森林の発見:アナトリア高原やギリシアには、かってナラ類やマツ類を中心とする立派な森が存在したことが、ギリシア・トルコの花粉分析の結果明白となった。またシリアのエルル-ジュ湿原の花粉分析結果はレバノンスギの森が3000年前まで存在したことを解明した。これらの森は全て人間の森林破壊の結果消滅した。6)単行本の刊行:研究成果をいくつかの論文に発表するとともに、研究成果を広く一般に普及するため単行本を刊行した。安田は5冊、大村,ZEIST,BOTTEMAはそれぞれ各一冊刊行した。なを公開シンポジウムの報告はJapan Reviewに特集として英文で報告の予定である。

ところが約2200年前のヘレニズム時代以降、アナトリアは乾燥化した。同じ傾向はシリアやエジプトでもみられた。アレキサンダ-大王がなぜかくも短期間にかつ広大な面積を征服できたかは、人類史の一つの謎であるが、この気候の乾燥化がトルコや小アジアの人々の生活を困窮させアレキサンダ-大王が侵略する以前にすでに小アジアからインダス地域の人々は疲弊していた可能性がたかい。それゆえに征服も容易であったのではないかと言う点が指摘できた。4)消えた森林の発見:アナトリア高原やギリシアには、かってナラ類やマツ類を中心とする立派な森が存在したことが、ギリシア・トルコの花粉分析の結果明白となった。またシリアのエルル-ジュ湿原の花粉分析結果はレバノンスギの森が3000年前まで存在したことを解明した。これらの森は全て人間の森林破壊の結果消滅した。6)単行本の刊行:研究成果をいくつかの論文に発表するとともに、研究成果を広く一般に普及するため単行本を刊行した。安田は5冊、大村,ZEIST,BOTTEMAはそれぞれ各一冊刊行した。なを公開シンポジウムの報告はJapan Reviewに特集として英文で報告の予定である。
単離したセルロース生成好熱菌による廃グリセロールからのバクテリアセルロース生産

本研究では高温条件下(5060°C)において廃グリセロールからバクテリアセルロースを生産することを目的とした。高温で作成したコンポスト試料を用いて、セルロースを生産する好熱性菌の単離を試みた。液体培地の表面にバイオフィルムを形成した菌株を単離し、これらのバクテリアが生産した細胞外多糖の組成分析を行ったところ、それらはバクテリアセルロースではなく、他の細胞外多糖であることがわかった。興味深いことに、そのうちの1種はおそらく高付加価値物質であるGalactoPolを分泌していると考えられた。当初の目的であるセルロース生成微生物については、酢醸造所の排水から新たに候補となる7株の好熱性バクテリアを単離しており、現在そのセルロース生産能を検討している。本研究は研究計画のタイムスケジュールからやや遅れている。研究の最初の目的はグリセロールを炭素源として高温条件下でセルロースを生産する微生物の単離であったが、細胞外多糖の組成分析の結果、単離微生物はバクテリアセルロースを分泌していないことが明らかとなった。そのため、新たな単離源(酢醸造所の排水)から好熱性バクテリアの単離を試み、現在までに新たに7株のバクテリアを単離している。一方で、バクテリアが分泌した細胞外多糖の組成分析を行ったところ、興味深いことに、そのうちの1種はおそらくGalactoPol(ガラクトース、マンノース、グルコース、ラムノースを含む)を分泌していると考えられた。GalactoPolは化粧品や医薬品に利用可能な高付加価値物質である。平成31年度は、前年度に新たに単離した7株の好熱性バクテリアのグリセロールからのバクテリアセルロース生産能の評価、好熱性バクテリアの同定、最適培養条件の確立、生成バクテリアセルロースの物理的・機械的特性の評価をおこなう。好熱性細菌の同定は16S rRNA系統分析を用いる。続いて、グリセロールを培地中の主な炭素源として使用して単離菌によるバクテリアセルロース生産実験をおこなう。また、バクテリアセルロースの効率的な生産には、その生産が、増殖に連動か非連動かによらず、高濃度の菌体を生産することが有利と考えられるので、グリセロールと併せて培地に微量の炭素源や窒素源を添加して、これらの炭素源・窒素源の添加が、菌体の増殖とバクテリアセルロースの生産性に与える影響を検証する。さらに、基質の種類と濃度以外にも、温度、pH、酸素供給、攪拌、培養時間、微生物の接種量がバクテリアセルロースの生産量ならびに物理的・機械的特性に影響を与えると考えられるので、これらの培養条件を変化させることで培養特性を検討して培養条件を最適化し、バクテリアセルロースの生産量と機械的強度をさらに高めることを試みる。これらの実験と併せて、GalactoPolを含む細胞外多糖の分泌促進条件の検討をおこなう。異なる培地組成(グリセロール濃度等)ならびに培養条件(温度、pH)で単離バクテリアの培養をおこない、細胞外多糖の生成量が最大化する条件を明らかにする。加えて、16SrRNA系統解析による単離バクテリアの分類、ならびに、細胞外多糖の組成分析を進める。これらの一連の研究成果をまとめ、国際学術誌に投稿する。単離にはグリセロールを炭素源とする培地を用い、培養温度は高温条件下で培養した。50°Cにおいて液体培地の表面にバイオフィルムを形成する36株を単離した。バイオフィルムは、バクテリアセルロースのみならず、微生物が生産する菌体外ポリマーによっても形成されるので、生成されたバイオフィルムがバクテリアセルロースであることを確かめるために、回収したバイオフィルムに硫酸、および酵素セルラーゼを作用させてグルコースの生成を確かめた。その結果、36株の内、16株の細菌がバクテリアセルロースよりなるバイオフィルムを生成することを確かめ、グリセロールを原料に高温条件下でバクテリアセルロースの生産菌を獲得することができた。本研究は研究計画のタイムスケジュールに沿って順調に進んでいる。研究の最初の目的はグリセロールを炭素源として高温条件下でセルロースを生産する微生物の単離であったが、この目的は16株の好熱性細菌を発見することで達成された。バクテリアセルロースを菌体外ポリマーとして生産する細菌が16株も単離されたことは当初の予想以上の成果であった。引き続く実験では、フラスコを用いた純粋培養で単離した16株からバクテリアセルロースの生産性が菌株をスクリーニングしている。また、高いセルロース生産性を持つ5株については、16S rRNA遺伝子を解析することによって系統分類し、これらの細菌を同定する実験に取り掛かっている。以上のように、この研究は順調に進行している。

当初の目的であるセルロース生成微生物については、酢醸造所の排水から新たに候補となる7株の好熱性バクテリアを単離しており、現在そのセルロース生産能を検討している。本研究は研究計画のタイムスケジュールからやや遅れている。研究の最初の目的はグリセロールを炭素源として高温条件下でセルロースを生産する微生物の単離であったが、細胞外多糖の組成分析の結果、単離微生物はバクテリアセルロースを分泌していないことが明らかとなった。そのため、新たな単離源(酢醸造所の排水)から好熱性バクテリアの単離を試み、現在までに新たに7株のバクテリアを単離している。一方で、バクテリアが分泌した細胞外多糖の組成分析を行ったところ、興味深いことに、そのうちの1種はおそらくGalactoPol(ガラクトース、マンノース、グルコース、ラムノースを含む)を分泌していると考えられた。GalactoPolは化粧品や医薬品に利用可能な高付加価値物質である。平成30年度は、前年度に単離した5株の好熱性細菌の同定、グリセロールからのバクテリアセルロース生産能の評価、最適培養条件の確立、生成バクテリアセルロースの物理的・機械的特性の評価をおこなう。単離した5株の好熱性細菌の同定は16S rRNA系統分析を用いる。続いて、グリセロールを培地中の主な炭素源として使用して単離菌によるバクテリアセルロース生産実験をおこなう。また、バクテリアセルロースの効率的な生産には、その生産が、増殖に連動か非連動かによらず、高濃度の菌体を生産することが有利と考えられるので、グリセロールと併せて培地に微量の炭素源や窒素源を添加して、これらの炭素源・窒素源の添加が、菌体の増殖とバクテリアセルロースの生産性に与える影響を検証する。なお、細菌が生産したバクテリアセルロースの物理的・機械的特性を測定するために強度試験を実施するとともに、構造を走査電子顕微鏡(SEM)と核磁気共鳴装置(NMR)により分析する。さらに、基質の種類と濃度以外にも、温度、pH、酸素供給、攪拌、培養時間、微生物の接種量がバクテリアセルロースの生産量ならびに物理的・機械的特性に影響を与えると考えられるので、これらの培養条件を変化させることで培養特性を検討して培養条件を最適化し、バクテリアセルロースの生産量と機械的強度をさらに高めることを試みる。平成31年度は、前年度に新たに単離した7株の好熱性バクテリアのグリセロールからのバクテリアセルロース生産能の評価、好熱性バクテリアの同定、最適培養条件の確立、生成バクテリアセルロースの物理的・機械的特性の評価をおこなう。好熱性細菌の同定は16S rRNA系統分析を用いる。
樹木防御反応の誘導・調節に対する細胞間シグナル物質の機能解明

植物に傷がつくと活性酸素種やジャスモン酸、エチレンが発生し、防御反応を誘導することが知られている。しかし、植物の二次代謝産物の合成に与える影響はほとんど明らかにされていない。そこで、ヒノキ二次師部のリグニン合成に与える影響を調査した。傷つけ後のジャスモン酸処理はリグニン化の発現位置に影響を与えなかったが、リグニンの生合成速度を促進した。リグニン化の発現位置は細胞壁の変色と密接な関係があり、細胞壁の変色は活性酸素種の発生による可能性が示唆された。以上のことから、ヒノキ二次師部のリグニン化は、活性酸素種とジャスモン酸という異なる特性を持つ2つのシグナルによって誘導・調節されていることが分かった。植物の防御反応を誘導するシグナル物質としてサリチル酸・ジャスモン酸・エチレン・活性酸素種等が知られている。しかし、樹木の防御反応に伴う二次代謝や組織構造の変化に対する影響は明らかにされていない。本申請課題では、これらのシグナル物質が樹木の樹皮や材の防御反応に対してどのように機能するのか明らかにすることを目的としている。本年度は、ヒノキ二次師部の負傷部における褐変と傷害周皮形成に対してシグナル物質がどのように機能するか実験を行った。ヒノキの二次師部は傷がつくと数十分後には褐色に変色する。この変色と活性酸素種の発生との関係について調査した。傷をつけた二次師部の徒手切片を過酸化水素を検出するTMB-ペルオキシダーゼ溶液で染色すると、褐変を起こしている部分が青色に染色された。また、切り枝を過酸化水素水に浸け、傷口に過酸化水素水を浸透させると、褐変の範囲はより深部まで拡大した。これらのことから、二次師部の褐変は傷害を受けた時に発生する過酸化水素に起因している可能性が示唆された。次に、傷害周皮形成が二次師部の褐変部と健全部との境界付近で起こることから、活性酸素種による褐変と傷害周皮形成位置との関係について調査した。その結果、過酸化水素処理によって変色範囲を変化させることによって、傷害周皮の形成位置も変化することが分かった。このことから、傷害周皮形成の誘導には活性酸素種の生成が関与している可能性が示唆された。樹木組織内における活性酸素種の染色や定量を行うための最適なプロトコールの作成に成功した。シグナル物質のLC-MS/MS分析の条件検討も概ね上手くいっているが、夾雑物との分離方法については今後も検討の必要がある。本年度は、樹木の二次師部で起こるリグニンースベリン化や傷害周皮形成、フェノール類の蓄積、傷害樹脂道形成に対し、防御反応を誘導するジャスモン酸がどのように機能するかを調査した。ジャスモン酸を処理すると傷害樹脂道の形成範囲は拡大するが、リグニンースベリン化や傷害周皮の形成範囲は変化しなかった。二次代謝産物の生合成に与える影響として、ジャスモン酸を処理した方が処理しない場合に比べて、細胞壁中のリグニン濃度が早く高まる傾向が見られたが、リグニン化が完了する1か月後では対照と差が無くなっていた。総フェノール量に対する影響としては、処理の有無で差がみられなかった。これらのことから、ジャスモン酸はリグニン化を誘導しないが、その生合成を調節する因子として機能することが示唆された。次に、傷つけ後のジャスモン酸内生量の経時変化を測定した。その結果、傷付け30分後にはジャスモン酸の増加が始まり、6時間後にピークに達した。12時間以降は非常に低いレベルで一定となった。ジャスモン酸はエチレンよりも先にピークに達し、すぐに生成が停止することが明らかにされた。研究としては新しい発見もあり、それなりの成果が出てきている。しかし、分光光度計が故障したり、化学分析にかなりの時間がかかったりしたため、予定よりも進行が遅れてしまった。植物の防御反応を誘導するシグナル物質としてジャスモン酸などの植物ホルモンが知られているが、それらの物質が針葉樹二次師部における二次代謝に対して、どのように機能するか明らかにされていない。前年度は、24時間ジャスモン酸を前処理した後、二次師部を傷つけると、リグニン化が促進されることがわかったが、同時に、内生ジャスモン酸の生成は傷つけ後6時間程度でピークを迎え、12時間以内には基底レベルまで減少することもわかった。そこで今年度は、短時間のジャスモン酸処理がリグニンの生合成を促進するかを検討した。二次師部にスリット状の傷をつけ、スリットにジャスモン酸溶液を染み込ませた。その結果、コントロールの7日後ではリグニン濃度がほとんど上昇していないのに対し、ジャスモン酸処理を行った二次師部では有意にリグニン濃度が増加していた。また、14日目にはコントロールでもリグニン濃度の増加が認められたが、ジャスモン酸処理ではコントロールよりもさらに有意に増加していた。しかし、28日目にはコントロールとジャスモン酸処理との間に有意差はなくなった。最終的なリグニン濃度は、傷つけ前の1.5倍となった。以上のことから、短時間のジャスモン酸発生であっても、十分にリグニン化を促進することがわかった。

リグニン化の促進過程を細胞レベルで検証するために、安定同位体でラベルしたフェニルアラニンを取り込ませ、細胞壁中の13Cの濃度分布を調査することを試みた。13Cの取り込ませ方や樹脂包埋の条件を確認するとともに、超薄切片を作成し、NanoSIMSで分析した。植物に傷がつくと活性酸素種やジャスモン酸、エチレンが発生し、防御反応を誘導することが知られている。しかし、植物の二次代謝産物の合成に与える影響はほとんど明らかにされていない。そこで、ヒノキ二次師部のリグニン合成に与える影響を調査した。傷つけ後のジャスモン酸処理はリグニン化の発現位置に影響を与えなかったが、リグニンの生合成速度を促進した。リグニン化の発現位置は細胞壁の変色と密接な関係があり、細胞壁の変色は活性酸素種の発生による可能性が示唆された。以上のことから、ヒノキ二次師部のリグニン化は、活性酸素種とジャスモン酸という異なる特性を持つ2つのシグナルによって誘導・調節されていることが分かった。シグナル物質の抽出・定量のための手法は概ね完成してきているので、実際に傷害時に発生するシグナル物質の時間的・空間的変化を明らかにするとともに、二次師部や二次木部で起こる個々の防御反応についてそれらの影響を明らかにしていく。化学分析に時間がかかるので、これまでの実験で影響の出ている防御反応を中心に、より深くメカニズムを解明するよう注力する予定である。森林科学本年度は測定手法を確立することに注力したので、限られたサンプル数で実験を行った。そのため、消耗品を多量に消費することがなかった。分析に時間がかかり、予定していたよりも研究が進まなかったから。今後の実験をハイスループットで行っていくためiMarkマイクロプレートリーダー(BIO-RAD)を購入する。その他は当初計画通りに使用していく。分析の効率化のため、試薬や機器等の購入、アルバイトの雇用等を検討する。
コンポジットレジンの水中浸漬下における圧縮クリ-プ

本研究の目的はまだ研究の少ないコンポジットレジンの圧縮クリ-プを水中浸漬下でコンポジットレジンが吸水飽和に至るまで行い、そのクリ-プ特性とフィラ-量の影響を明らかにすることとこれらのクリ-プ曲線からレジンの吸水膨張応力を求めることにあった。最初に市販のコンポジットレジンを使用して通常の咬合圧に対応した圧縮応力3.5kg/mm^2まで、異なる圧縮応力下でクリ-プ試験をおこない、その結果を利用して吸水膨張応力を推定することに成功した。この成果に基づき、フィラ-含有量が0、30、50および70wt%のコンポジットレジンを試作し、これらのコンポジットレジンの圧縮クリ-プ試験を水中浸漬下でレジンが完全に吸水飽和するまで500時間にわたり種々の圧縮応力下(0ー5.1kg/mm^2)で実施した。試験後のコンポジットレジンの吸水量は座屈ないしは破断しないような応力の範囲ではほぼ一定と見なせたので、500時間後のクリ-プ歪と各圧縮応力の間に成立した一次回帰式から吸水膨張応力をフィラ-含有量の異なる各々のコンポジットレジンについて算出した。その結果から本研究で使用したレジンマトリクスの吸水膨張応力は0.5kg/mm^2程度となり、先に求めた市販のコンポジットレジンの吸水膨張応力0.7kg/mm^2に近い値となった。各々のコンポジットレジンのクリ-プ曲線は指数関数回帰でき、フィラ-含有量が多くなるとクリ-プ歪が減少することが確認できた。また二次クリ-プ開始時間(変曲点)もフィラ-含有量の増加に伴い長くなることが確認された。試験後の回復は試験後の吸水量の増加にともない増加し、座屈した試験片においても試験後500時間では見かけ上試験前の寸法を上回るようになったものもあり、無負荷の状態の吸水飽和の時の吸水膨張率に匹敵するまで膨張するものと思われた。本研究の目的はまだ研究の住みないコンポジットレジンの圧縮クリープを水中浸漬下でコンポジットレジンが吸水飽和に至るまで行い、コンポジットレジンのクリープ特性とフィラー量との関係を明らかにすることにある。本年度は市販コンポジットレジンを用いて圧縮応力03.5kg/m^2まで、異なる圧縮応力下におけるクリヘプを500時間にわたり行った研究に対して、本研究費により購入したクリープ試験装置を使用したため研究が促進され、その成果を投稿している。この内500時間後の各クリープひずみと各圧縮応力との間には一次回帰式が成立し、この一次回帰式からコンポジットレジンの吸水膨張応力を推定出来たことは大いなる成果である。現在フィラー量の異なるコンポジットレジンを試作し、これらを使い実験を行っている段階である。フィラーを含まないものについては4種の圧縮応力でのクリープ試験を終了し、30%と50%のフィラーを含むコンポジットレジンのクリープ試験に入っている。現在まで得られた結果はフィラーを含まないものではレジンの飽和吸水量は圧縮応力の大きさによって異なること、ならびにクリープ試験終了後に水中保管することで、数日後には無負荷状態の場合と同じ吸水量にまで回復し、これに伴いその寸法も膨張することが明らかになった。フィラーを30あるいは50%含んだコンポジットレジンにおいても同様の現象が観察出来ている。

これらの吸水量の変化は試験片形状が小さいため、従来の本研室の天秤では感度的に困難であったが、科学研究費により購入した高精度電子天秤(メトラーM3)の使用によって初めて明らかに出来たものでありその成果は頻る大きい。本年度は前年度に引き続き、フィラ-含有量が30、50および70wt%のコンポジットレジンを試作し、これらのコンポジットレジンの圧縮クリ-プ試験を水中浸漬下でレジンが完全に吸水飽和するまで500時間にわたり種々の圧縮応力(0-5.1kg/mm^2)下で実施した。試験後のコンポジットレジンの吸水量は座屈ないしは破断しないような応力の範囲ではほぼ一定と見なせたので、500時間後のクリ-プ歪みと各圧縮応力の間に成立した一次回帰式から吸水膨張応力をフィラ-含有量の異なる各々のコンポジットレジンについて算出した。その結果から本研究で使用したレジンマトリクスの吸水膨張応力は0.5kg/mm^2程度となり、先に求めた市販のコンポジットレジンの吸水膨張応力0.7kg/mm^2に近い値となった。各々のコンポジットレジンのクリ-プ曲線は指数関数回帰でき、フィラ-含有量が多くなるとクリ-プ歪が減少することが確認できた。また二次クリ-プ開始時間(変曲点)もフィラ-含有量の増加に伴い、長くなることが確認された。試験後の回復は試験後の吸水量の増加にともない増加し、座屈した試験片においても試験後500時間では見かけ上試験前の寸法を上回るようになったものもあり、無負荷の状態の吸水飽和の時の吸水膨張率に匹敵するまで膨張するものと思われた。
スラヴ諸語における所有性の意味および構造の類型論的研究

本年度は、昨年まで行ってきた研究理論および研究材料の収集から、具体的な言語材料や言語研究を基にした記述・分析を行い、まとめる段階に入った。具体的には、主に(1)カシュブ語研究、(2)スロヴェニア語研究、(3)ブルゲンラシド・クロアチア語研究を行ったが、中でも広い意味での「所有文」からの派生構文としての「間接受動文」の類型的研究において成果を挙げた。当該構文の研究は、上記3言語において、これまで記述・分析が全く行われていなかった部分なので、個々の言語研究への貢献と同時に、スラヴ語類型論への貢献になったといえる。この成果は、3月末に行われるロシアおよびイギリスの国際学会で発表される。また、これまでの研究成果を踏まえて、新刊のロシア語文法書への書評論文(Russkijjazyk za rubezhom 210,No.5,pp.98-101)、アレクサンデル・ラブダによる未刊のカシュブ語文法の紹介と批評も行った(2009年1月10日の地域研究コンソーシアム次世代ワークショップにて)。その他、本研究の国際的な意義についても述べる必要がある。本年度の成果を出すにあたり交流を続けできた海外の研究者(アメリカ、デンマーク、ポーランド、オーストリア、セルビア、クロアチア、マケドニアなど)とともに、ICCEES(International Council for Central and East European Studies)の全国大会に向けて、パネル組織を視野に入れた共同研究を進めており、個人研究から国際共同研究という新たな段階に進んでいる。本年度はスラヴ諸語における「所有性」の意味カテゴリー研究のなかでも、特にその周辺領域(過渡的領域)の言語現象の研究を行った。具体的に得られた研究成果は、以下の3点である。いずれもこれまで扱われてこなかったテーマで、これらの成果はスラヴ語類型論および言語接触研究において重要な意味を持つ。1、セルビア語における所有構文とhabere完了構文の文法化の度合いについての研究2.カシュブ語における借用habere完了構文の記述と分析3.スロヴァキア語の間接受動態構文の構造的、意味的特徴の研究およびその類型論的位置づけの検証1は、これまで分析が行われていないセルビア語のhabere+受動分詞構文の形成の際の形式、および意味的な条件を、構文の「文法化」という視点から、当該構文の文法化の度合いが高いマケドニア語と明らかにしたものである。2は、これまでドイツ語の借用と指摘されてきたカシュブ語におけるhabere構文の文法化の度合いについて、該当するドイツ語の構文および、同様の形式を持つポーランド語の構文と比較して分析したものである。分析の結果、カシュブ語は当該構文の文法化の度合いは高く既に動詞のカテゴリーとして成立しているが、ドイツ語のそれと比べると不完全であること、またポーランド語とは形式は類似するが、ポーランド語では動詞の独立したカテゴリーではないこと、また完了性ではなく結果性を表している点で異なることを指摘した。3は、スロヴァキイ語における所有の移動を表す動詞dosatが、受動態の意味へと派生する現象について、その形式意味的制限についそ記述、分析を行った。また、当該構文が地域的にばドイツ語からの影響の可能性があるが、ドイツ語構文のプロトタイプと使用制限が異なるため、ドイツ語を通してチェコ語からスロヴァキア語に2次的に入った可能性にも言及した。
細胞内結晶化を用いたウィルス長期保存機構の解明

多角体ウィルスの感染によって昆虫細胞内で産生される多角体蛋白質は同時に産生されるウィルスを内包しながら細胞内で結晶化し、ウィルスの長期保存のための鎧の役割を果たす。ウィルスの取り込みや結晶化機構を理解することによって、ウィルス以外の蛋白質や化合物を内包する新しい蛋白質結晶材料の創成を目指し、細胞内結晶化機構の解明を行った。細胞質多角体病ウィルスに感染した蚕の中腸細胞の電子顕微鏡観察から、多角体蛋白質は特異な集積構造を経て結晶化する事が明らかとなった。また、原子間力顕微鏡による細胞外での結晶化追跡から、その集積構造は細胞内のカリウム濃度やpHと密接に関わっていることが明らかとなった。多角体病ウィルスが感染した細胞内で産生される多角体タンパク質は、同時に産生されるウィルス粒子を内包しながら細胞内で結晶化し、ウィルスの長期保存を可能とする。そこで、ウィルスの取り込み機構を解明することによって、ウィルス以外のタンパク質や化合物を内包する新しいタンパク質結晶材料の創成を目指し、細胞内結晶機構の解明を試みた。本年度は、細胞質多角体病ウィルスに感染した蚕の中腸細胞の電子顕微鏡(TEM)観察と細胞外での多角体タンパク質の集積を動的光散乱(DLS)や原子間力顕微鏡(AFM)により追跡した。中腸細胞のTEM観察では、ウィルス粒子が内包される様子を観察でき、ウィルス粒子は、多角体に内包される直前まで集積構造を形成していることがわかった。また、多角体タンパク質が特異な集積構造を経て結晶化することを明らかとした。次に、in vitroでの結晶化機構を検討するため、多角体結晶を一度溶解した多角体タンパク質の集積化をDLSで観察した。中性pHや100mM KClなどの低濃度の無機塩の添加により集積が促進されることを明らかとした。さらに、その集積構造をAFMにより観察したところ、KClの有無により集積構造が異なることがわかり、100mMKCl条件下で多角体タンパク質が特異な配列構造を形成することがわかった。これらは、細胞内のpHやカルシウム濃度とよい一致を示しており、細胞内の特異な環境下が多角体の集積に密接にかかわっていることを示唆している。タンパク質のナノ材料への固定化や保存の技術は、触媒やドラッグデリバリーなどへの応用が可能なため、高い注目を集めている。細胞質多角体病ウィルスに感染した昆虫細胞は、ウィルス粒子の複製と同時に多角体とよばれる蛋白質(ポリヘドリン)を内部で合成し、多数のウィルス粒子を内包した多角体結晶を作成することにより、ウィルス粒子の長期保存を可能にする。この多角体のウィルス内包機能を利用することにより、様々な蛋白質を多角体内部に固定化した固体材料の構築が期待できる。しかしながら、多角体蛋白質とウィルス粒子の相互作用や取り込み機構は未解明であり、効率よく外来蛋白質を取り込むことは困難である。本研究では、多角体結晶のウィルス内包機構に着目し、ウィルス粒子が多角体結晶に取り込まれる分子機構と結晶化機構を解明する。本年度は、細胞質多角体病ウィルスに感染した蚕の中腸細胞の内部構造と多角体の表面構造観察を各種顕微鏡観察により行った。多角体の表面構造を原子間力顕微鏡で観察したところ、ウィルス粒子が抜けおちた穴が観察されその深さから50nm程ウィルス粒子が表面に埋め込まれていることがわかった。また、多角体の表面構造観察からポリへドリン分子が規則正しく配列し、そのステップの高さや粒子間の距離からポリへドリン3量体がビルディングブロックとなっていることを明らかにした。また、蚕の中腸細胞の電子顕微鏡観察からウィルス粒子が多角体に取り込まれる過程の構造観察に成功した。本研究では、細胞内結晶である多角体結晶のウィルス粒子の長期保存機構解明のため、多角体タンパク質の結晶化やウィルス粒子取り込み過程を明らかにする。本年度は、当初の計画では困難と考えていた細胞質多角体病ウィルスに感染した蚕の中腸細胞の詳細な構造観察に成功し、細胞内部でのウィルス粒子の取り込み過程と多角体結晶内部のウィルス粒子の固定化構造を明らかにしたことから当初の計画以上に進展していると考える。今年度は、細胞質多角体病ウィルスに感染した蚕の中腸細胞の電子顕微鏡観察よりウィルス粒子の取り込み過程と多角体結晶内部のウィルス粒子の構造観察に成功した。次年度は、多角体の結晶化機構の解明と外来タンパク質固定化過程の観察によりウィルス保存機構の解明を行う。具体的には、まず、溶解した多角体蛋白質の集積過程をマイカ基板上に再現し、原子間力顕微鏡の時間追跡測定により集積過程を明らかにする。また、細胞培養を用いて多角体の結晶化および外来蛋白質取り込み観察を共焦点レーザー顕微鏡を用いて行う。外来蛋白質としてEGFPを用いて、時間経過観察を行うことでEGFPの取り込みを観察する。以上の多角体の細胞内とin vitroでの集積過程を観察することにより多角体のウィルス保存機構を明らかにし、得られた成果を学術論文、学会等で発表する。該当なし
深海性未利用・低利用水産資源の食材開発と食教育への導入

本研究は、「より健康志向的な消費生活を!」を狙いとした、食教育の発展と未利用・低利用水産資源の有効利用のための学際的研究である。洋上フィールド調査から消費者対象の食味検査、食教育の現場への導入に至るまでのプロセスを有する。深海を漁場とする漁業においては、対象種の水産生物学的研究が遅れていることに加え、潜在的には市場価値がありながら有効利用されていない種も多いのが現状である。本研究では、主に鹿児島湾をフィールドとして当該種の資源生物学的特性や個体群動態機構の解明を試みるとともに、食材としての潜在価値の評価を行い、最終的には初等・中等教育の現場における食教育への導入を試みる。
ヒトヘルペスウイルス7感染の病態に関する研究

目的:ヒトヘルペスウイルス7(HHV-7)及びヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)による突発性発疹の病態の違いを明らかにすることによって、HHV-7感染の病態を解明すること。方法:突発性発疹患児26名(男児11名、女児15名:年齢3ヶ月3才7ヶ月)を対象に、急性期及び回復期の末梢血液像の検討、抗体価の測定、FACSを用いた細胞表面マーカーの解析を行った。結果:26名の突発性発疹患児のうち9名がHHV-7によるもの(うち3名はHHV-6未感染)、17名がHHV-6によるものであった。26名の臨床症状は全例典型的な突発性発疹で、合併症を認めた患児はいなかった。HHV-7による突発性発疹の平均罹患年齢は17.8ヶ月、一方HHV-6は10.9ヶ月であった。HHV-7による突発性発疹の急性期(発疹期)では異型リンパ球が平均20.5%意に増加しているのに対し、HHV-6による場合は、平均9.8%であった。HHV-7による突発疹急性期に16.7%と増加していたHLADR+CD8+T細胞は回復期には1.4%に減少していた。CD3+NKH1+細胞およびCD2+CD4+細胞の割合は不変であった。異型リンパ球と考えられる細胞集団の表面マーカーはHLADR+CD8+T細胞が54.2%であった。一方、CD3+NKH1+細胞は0.45%、CD2+CD4+細胞は9.66%と少数であった。HHV-7の方がHHV-6より発症年齢が遅いということ、末梢血液像の違いから急性期にいずれによるものかの推察が可能であった。26名の突発性発疹患児のうち9名がHHV-7によるもの(うち3名はHHV-6未感染)、17名がHHV-6によるものであることを、ウイルス分離、抗HHV-6,HHV-7抗体価の測定により診断した。26名の臨床症状は全例典型的な突発性発疹で、痙攣などの合併を認めた患児は存在しなかった。HHV-7による突発性発疹の平均罹患年齢は17.8ヶ月、HHV-6による突発性発疹は10.9ヶ月であった。末梢血液像の結果から、HHV-7による突発性発疹の急性期(発疹期)では異型リンパ球が平均20.5%と有意に増加していることが判明した。一方、HHV-6による場合は、平均9.8%であった。細胞表面マーカーの解析によりHHV-7による突発性発疹急性期に16.7%と増加していたHLADR+CD8+T細胞は回復期には1.4%に減少していた。臨床的にHHV-6とHHV-7による突発性発疹の病態の相違を見つけることが困難であるため、HHV-7の方がHHV-6より発症年齢が遅いという事実と、末梢血液像の違いから急性期にいずれによるものかの推察が可能であった。増加している異型リンパ球の細胞表面マーカーの解析結果からEpstein-Barrウイルス感染時に末梢血中に増加している異型リンパ球と同様HHV-7による突発性発疹の急性期に出現している異型リンパ球もHLADR+CD8+T細胞が有意であった。
マウス人工的突然変異tRNA遺伝子導入によるmtDNAノックアウトマウスの作製

(1)申請者らは世界で初めてマウスのmtDNA欠損細胞(ρ^0細胞)の樹立に成功し、今年度はこの細胞にマウスの脳神経系のmtDNAを導入する実験系を確立した(Ito,S.,et al.Biochem.Biophys.Res.Commun.1998)。この過程で、脳のmtDNAはマウスの死後30日たっても、ρ^0細胞の中に導入するとその複製と遺伝子発現が回復することが認められ、その後更に実際に老化したヒトの脳に応用できることも明らかになり、その成果は近日中に公表できる見込みである(Ito,S,etal,Proc Natl Acad Sci USA,1999,in press)。(2)ヒトの老化にともなう線維芽細胞の呼吸機能低下の原因は、ミトコンドリア翻訳にかかわる核コードの因子の劣性突然変異によることを、核移植の実験によって突き止めた(lsobe,K.,et al.J.Biol.Chem.,1998)。(3)ごく最近当初の目的である人工的に突然変異を導入したマウスmtDNA含むシャトルベクターの作製に成功し、このベクターのミトコンドリアへ導入法等の確立に全力をあげているところである。(4) mtDNA突然変異の病原性と発病の機構の解明および治療薬のスクリーニングには、ミトコンドリアノックアウトによるミトコンドリア疾患モデルマウスの確立が極めて有効である。しかしながら技術的な障害により、未だ成功した報告はない。このような状況の中で、申請者らはマウスのρ^0細胞に病原性突然変異を持つmtDNAの導入することのみならず、導入したmtDNAを更にマウスの受精卵に導入することにも成功し、本申請の主要な目的である"mtDNAノックアウトマウスの作製"を実現できる見通しがでてきた。(5)様々なヒトの病原性突然変異mtDNAを導入したHeLa細胞を使って、ミトコンドリアでこれまで考えられてきた常識を覆えす事実、すなわち"細胞内のミトコンドリアは機能的には単一である"という新しい仮説を提唱し、遺伝学の基礎的分野にも大きく貢献することができた(Takai,D.,et al.J.Biol.Chem.,1999,in press)。
インターネットによる教育交流を支援する翻訳協力システムの研究

教育の国際化、情報化への対応の教育実践として、インターネットなど国際通信を利用して日本の学校が海外の学校と共同学習や文化交流をする場合、当然ながら言語翻訳と文化の違いの問題がある。児童・生徒および教員の多くは、恒常的に海外と交流するだけの語学力を備えていることはまれである。そこでこの言語翻訳の問題について、また海外の相手に関する文化理解を図る上で学校が何らかの外部の手助けが得られるシステムについて研究、考察した。翻訳協力システム海外側と日本側の交流者の間に翻訳協力者が立ち、交流を促進する機構(人と機械のシステム)を、「翻訳協力システム」とよぶ。言語は日本語と英語の翻訳と設定している。問題点が明確になれば、他の言語の場合への応用は容易である。「翻訳協力システム」は、具体的には、インターネットによる教育交流の仲立ちをするため、日本と海外双方からのメールを保存し、翻訳して交流校に渡すしくみと、翻訳者および交流を支えるコンピューターのすべてを含むシステムである。具体的に交流を推進するために、翻訳者として本学英文科の学生の協力を得た。メールの流れとしては、相手校から届いたメールを電子掲示板に掲載、翻訳者が翻訳し日本の小学校に日英両文を送る。日本からはその逆である。電子掲示板の利用によって、翻訳者が交流校に出向くことを省き、翻訳者と交流者の間の物理的時間的ギャップが克服される。このことは長期的に広く翻訳者を得るためには、有効であった。また、翻訳者が直接的に介在する場合、電子メールにのみ頼るのは、記録を残したり、文書の整理が新しい仕事として翻訳協力者の負担になること、一回の交流について、交流する全文を複数の翻訳者の協力で分担することなどが困難であることが判明した。したがって掲示板は欠かせない要素である。翻訳に関しては、交流に関係の無い第3者が翻訳協力者である場合と、交流を推進する指導教員が翻訳ソフトを利用する場合を比較した。現在の翻訳ソフトは、まだ力不足で、とくに子供たちの日本文を英訳するときには、交流担当の教員が使いこなすには、出来上がった自動翻訳文を、英語の観点から見直さねばならない作業が伴い、問題があることが判明した。現在のところ、翻訳者と電子掲示板とメールを整理する技術者と教員が、電子掲示板を使うシステムが最良の「翻訳協力システム」であることが検証できた。海外側と日本側の間に翻訳協力者が立ち、交流を促進する機構(人と機械のシステム)を、「翻訳協力システム」とよぶ。この研究では、言語は日本語と英語の翻訳と設定している。実際の交流は研究協力校である兵庫県揖保郡神部小学校5年生(指導者石堂、岡本先生)と、イリノイ州ウィートンのカ-ル・サンドバーグ小学校3,4年生(指導者サラ・オールトン先生)の間で行った。翻訳協力者は本学英文学科学生である。1本学のパソコン通信ホストMIETに翻訳協力用電子掲示板を設定した。作成したボードは次のとおりである。ボード1:海外からのメール・ボード海外からのインタネットメールを翻訳をした後、原文とともにこれを転載するためのボードである。