hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポリエーテル骨格構築酵素群の精密機能解析と分子変換反応への展開

生物は、エポキシ化酵素(EPX)とエポキシド加水分解酵素(EH)による立体選択的・位置選択的な反応を巧みに利用して、天然に存在する複雑なポリエーテル化合物を生合成している。本研究課題ではこの反応制御機構の解明に焦点をあて、1代表的なポリエーテル天然物生合成に関与するEPXとEHの系統的解析、2ポリエーテル化合物の酵素合成を行い、制御機構の一端を解明した。加えて、本酵素の寛容な基質特異性を利用したオキサスクアレノイドの酵素化学的合成に成功した。ポリエーテル型天然物とは、テトラヒドロフランやテトラヒドロピランが複数連結したポリエーテル骨格を有する天然物の総称であり、イオノフォア活性、イオンチャネル阻害活性、抗腫瘍性など多様な生理活性を示す。特徴的なポリエーテル骨格は、エポキシ化酵素(EPX)による立体選択的エポキシ化とエポキシド加水分解酵素(EH)による位置選択的なカスケード型環化反応により構築される。本研究課題では、これら2種類の鍵酵素の機能を制御して分子変換反応に応用することを目指して研究を推進している。本年度は、1EPXによる立体選択的エポキシ化反応の反応制機構の解明と2EHの機能解析に成功した。以下、その概略を示す。1ラサロシドの生合成遺伝子クラスター中に見いだされたEPXを研究対象として選択し、エポキシ化反応の立体選択性を調べた。具体的には、12重結合周辺の置換基と幾何異性を系統的に改変したアナログ体の合成、2微生物変換反応により生成したエポキシドのキラルGCカラムでの分析、から各基質に対するエポキシ化の立体選択性を明らかにした。本結果から、EPXによる立体選択的エポキシ化反応を合理的に説明しうる基質結合モデルを提唱するに至った。2EHによる環化反応の解析では、前駆体の部分構造を模倣したアナログ体の利用が効果的である。そこで、適切な化学構造をもつ分子を設計・合成し、EHによるカスケード型環化反応を分割(単純化)して解析することにした。その結果、サリノマイシン生合成において6-endo環化反応を担うEHの同定に成功した。本年度は、モネンシンの生合成において3回の環化反応を触媒する環化酵素の機能解析に取り組んだ。この複雑な環化機構の解析を単純化するため、解析には前駆体の部分構造を模倣したアナログ体を利用した。アナログ体を利用した環化機構解析の有用性については、昨年度に実施した研究などを通して立証している。同様の手法を用いて2回目と3回目の環化反応とそれに続くアセタール化の解析に適したアナログ体を化学合成(14工程)して酵素反応を行ったところ、反応の進行は確認できた。しかしながら、1用いた基質がジアステレオマー混合物であったこと、2アセタール化の際にも新たな不斉中心が生じることなどの理由により、複数の基質、反応中間体(モノエーテル体、ビスエーテル体)、最終生成物が生じてしまい、反応に関与する2種類の環化酵素の機能を明確にするには至らなかった。標的アナログを不斉合成すれば、この問題を回避できると考えられる。基質アナログの系統的な構造改変による立体選択的エポキシ化反応の解析については、当初の予定通りに進行した。提唱した基質結合モデルは、EPXによる反応制御機構を説明しうる合理的な仮説であると考えている。また、EHの機能解析についてもほぼ計画に沿って進めることができている。以上のことから、本研究は概ね順調に進展しているものと判断した。天然物有機化学当初の計画通り、「酵素機能の系統的な解析」と「ポリエーテル化合物の酵素合成」を検討する。具体的には、既に確立した実権系を応用してモネンシン・サリノマイシンなどの類縁化合物の生合成に関与するEPXとEHの機能を解析する。また、上述した実験で解明したEPXとEHの選択性を踏まえ、合成可能な標的分子を設定してEPXとEHによる酵素反応を検討する。年度末に購入を予定した消耗品の納期が不確定であり、購入を次年度に持ち越すことにしたため。次年度使用額(直接経費の3%分)については、昨年度末から不足している消耗品の購入に充てる。次年度予算については、当初の計画通りに使用する予定である。
明治期の地域社会における公教育制度の展開と天皇権威の受容に関する実証的研究

本研究は、明治期の地域社会において公教育制度が展開していく過程を、天皇権威の「受容」との関係性に着目して歴史的に検討する。その際、本研究では、明治前期に行われた天皇巡幸における天皇の訪問校に焦点をあて、山形県の庄内地方と南置賜郡の事例を通じて検討する。地域社会が、近代学校という新たなシステムを受け入れ、支持していく際に、それを「正当化」し、「権威づけ」る天皇の存在と、そこで醸成される天皇像の在りように着目することで、地域社会において「模範的」とされる学校運営が政治権力や天皇の権威との「親和性」を有していく歴史的構造を明らかにする。
有限型の微分方程式系の不変量の幾何学的研究

有限型の微分方程式系の幾何学的研究に関する近年の重要な問題である同値問題について取り組んでいる.この系に付随したCartan接続の構成および不変量を求める研究に取り組んでいる.2年の研究期間の取り組みについて,研究目的・実施計画に沿って以下のように報告する.1.可積分かつholonomicな微分方程式系(χ)に付随した擬積多様体の付随した表象代数の延長は,擬射影階別リー環となる.N.Tanakaは,微分方程式系(χ)に付随したCartan接続が自然に構成されることを示した.このCartan接続の曲率関数の調和成分は,holonomicな微分方程式系の不変量を生成し,擬射影階別リー環の一般化されたSpencerコホモロジー環に値をとることから,不変量の研究に一般化されたSpencerコホモロジー空間H^2(〓)の研究が必要となる.一般化されたSpencerコホモロジー環H^2(〓)の自然な分解における消えない成分の計算をKostantの定理を適用して行った.常微分方程式の場合には,B.Doburovが不変量である曲率関数の調和成分がH^2(〓)の部分空間F^1H^2(〓)に値をとることを示した.B.Duburovは,従属変数が1つの場合にF^1E2(〓)についての考察を行ったが,我々は一般の場合の考察を行い生成元を求めた.また一般の場合のSpencerコホモロジー環の計算については統一的な方法の確立には至っていない.2.2階および3階の常微分方程式から導かれる擬積多様体上のCartan接続の構成法および不変量の計算はすでに知られている結果ではあるが,3階の場合にCartan接続の構成に関する田中の理論に沿った方法での検証を試みた.この方法の類似として未知関数が2の場合に同様の過程をたどりCartan接続の構成法および不変量の計算を試みているところであるが最終的な結果を導き出すまでには到達していない段階である.有限型の微分方程式系の幾何学的研究に関する近年の重要な問題である同値問題について取り組んでいる.この系に付随したCartan接続の構成および不変量を求める研究に取り組んでいる.2年の研究期間の取り組みについて,研究目的・実施計画に沿って以下のように報告する.1.可積分かつholonomicな微分方程式系(χ)に付随した擬積多様体の付随した表象代数の延長は,擬射影階別リー環となる.N.Tanakaは,微分方程式系(χ)に付随したCartan接続が自然に構成されることを示した.このCartan接続の曲率関数の調和成分は,holonomicな微分方程式系の不変量を生成し,擬射影階別リー環の一般化されたSpencerコホモロジー環に値をとることから,不変量の研究に一般化されたSpencerコホモロジー空間H^2(〓)の研究が必要となる.一般化されたSpencerコホモロジー環H^2(〓)の自然な分解における消えない成分の計算をKostantの定理を適用して行った.常微分方程式の場合には,B.Doburovが不変量である曲率関数の調和成分がH^2(〓)の部分空間F^1H^2(〓)に値をとることを示した.B.Duburovは,従属変数が1つの場合にF^1E2(〓)についての考察を行ったが,我々は一般の場合の考察を行い生成元を求めた.また一般の場合のSpencerコホモロジー環の計算については統一的な方法の確立には至っていない.2.2階および3階の常微分方程式から導かれる擬積多様体上のCartan接続の構成法および不変量の計算はすでに知られている結果ではあるが,3階の場合にCartan接続の構成に関する田中の理論に沿った方法での検証を試みた.この方法の類似として未知関数が2の場合に同様の過程をたどりCartan接続の構成法および不変量の計算を試みているところであるが最終的な結果を導き出すまでには到達していない段階である.有限型の微分方程式系の幾何学的研究に関する近年の重要な問題である同値問題について取り組んでいる.この系に付随したCartan接続の構成および不変量を求める研究に取り組んでいる.2年の研究期間の1年目の取り組みについて,研究目的・実施計画に沿って以下のように報告する.1.holonomicな微分方程式系から導かれた擬積多様体に付随した表象代数のprolongationが半単純でない場合を考察の対象とした.この場合に一般化されたSpencerコホモロジー環の消えない部分の計算をKostantの定理を適用して行った.常微分方程式の場合には,Doburovが不変量の計算が行われていてそれらの結果との照合を行っている途中である.また一般の場合のSpencerコホモロジー環の計算については統一的な方法の確立には至っていない.2.2階および3階の常微分方程式から導かれる擬積多様体上のCartan接続の構成法および不変量の計算はすでに知られている結果ではあるが,3階の場合にCartan接続の構成に関する田中の理論に沿った方法での検証を試みた.この方法の類似として未知関数が2の場合に同様の過程をたどりCartan接続の構成法および不変量の計算を試みているところであるが最終的な結果を導き出すまでには到達していない段階である.有限型の微分方程式系の幾何学的研究に関する近年の重要な問題である同値問題について取り組んでいる.この系に付随したCartan接続の構成および接触変換による不変量を求める研究に取り組んでいる.2年の研究期間の2年目の取り組みについて,研究目的・実施計画に沿って以下のように報告する.

1.holonomicな微分方程式系から導かれた擬積多様体に付随した表象代数の延長である擬積階別Lie環を考察の対象とした.Cartan接続の不変量の研究に重要であるが,この擬積階別Lie環の一般化されたSpencerコホモロジー環であるが,前年度までにYoung図形およびKostantの定理を用いて求められた.常微分方程式系の場合には,Duburovにより導入された常微分方程式系に付随し定義される一般化されたSpencerコホモロジー環の部分空間F^1H^2(m,g)の考察も不変量の計算に必要とされるが,(従属変数の個数が2以上の)常微分方程式系に付随したF^1H^2(m,g)の消えない部分とその生成元を求めることができた.2.前年度に続いて従属変数の個数が2の場合の3階の常微分方程式系から導かれる擬積多様体上のCartan接続の構成法および不変量の計算をCartan接続の構成に関する田中の理論に沿った方法での検証を試みたが最終的な結果を導き出すまでには到達していない段階である.
温度感受性リポソームを用いた薬物送達システムによる脈絡膜新生血管への光化学療法

我々は細隙灯顕微鏡にレーザーを組み込むための開発および改良をトプコン社と共同で行った。まずアルゴンレーザー(490nm)を観察光として細隙灯顕微鏡に導入することができた。次に眼底を41度程度に温め、リポソームに内包した蛍光物質および光感受性物質を放出させるための温熱照準用のレーザー(810nm)と、リポソームから放出された光感受性物質を励起させラジカルを産生させるための治療用ダイオードレーザー(685nm)の2波長のレーザーを同時に発振できるように組み込むことができた。蛍光眼底造影の画像を高感度CCDカメラで撮影し、エンハンサーで増幅した後にS-VHSテープに録画できるシステムができあがった。この新しい機械を我々はSL-PDTと呼んでいる。リポソームに関しては、41度で相転移するリン脂質であるDPPCを主材料にして、蛍光色素であるカルボキシフルオレセインを内包した温度感受性リポソームをfreeze & thaw法で安定して作成することができた。このリポソームをラットに静注し、温熱用レーザーでリポソームを加温し、漏れ出たフルオレセインで、ラットの脈絡膜血管造影を行った。これまで臨床で使われていた脈絡膜造影であるICGとは異なる新しい蛍光像が得られた。続いてカニクイザルにてもリポソームを用いて、脈絡幕蛍光眼底造影が連続して撮影できた。この結果は、これまであまり進んでいなかった脈絡膜循環の研究に有用であると考えられる。またラットに光感受性物質を静注し、治療用レーザーを照射して、Photodynamic therapy(PDT)を行った。ラット血管をPDTによって閉塞し、血管閉塞モデルを作成した。これにより臨床上見られる、網膜静脈閉塞に近い動物モデルを安定して作ることができた。以上、本年度は新しいPD用の機械SL-PDTを完成することができた。このSL-PDTと温度感受性リポソームを用いて、ラット及びカニクイザルの脈絡膜血管造影を行うことができた。光感受性物質とSL-PDTの組み合わせにより、PDTで血管閉塞モデルを作成することにも成功した。本年度は、眼底カメラにアルゴンレーザーを組み組むための、眼底カメラの開発および改良を行った。まずアルゴンレーザーを光ファイバーを用いて眼底カメラに導入した。このアルゴンレーザーは488および514nmの波長を含んでいるため、488nmのみを透過させるフィルターを光路に取り付けた。眼底カメラはICG用に改造されているので、アルゴンレーザー専用のハーフミラーを取り付けた。まずモデルアイにてフルオレセイン水溶液をチューブに通し、最適な撮影条件を得られるように、蛍光フィルターを設定した。次にラットおよびウサギにて蛍光造影が連続して撮影してビデオに録画出来ることを確認した。その後画像を画質を劣化させることなくコンピューターに取り込ませるための高感度、高画質CCDカメラの選定を行っている。今後は眼底を41度程度に暖め、リポソームに内包した蛍光物質および光感受性物質を放出させるために、現在のアルゴンレーザーを2つに分けて、一方は眼底観察用もう一方はターゲッティング用に分け、光ファイバーで眼底内に入れる予定である。

また、リポソームから放出された光感受性物質を励起させラジカルを産生させるためのダイオードレーザーの選定、および光ファイバーで眼底カメラ内に挿入できるように改良をおこなっている。次にリポソームに関しては、フルオレセインではfreeze & thaw法で作成することが最も簡便で効率の高い方法であるのに対して、光感受性物質(フタロサイアニン)では従来からのevaporation法で行った方が良い結果が得られた。また内包させる物質の純度が、温度感受性リポソームの相転移温度に関係し、純度が高いほど相転移曲線が本来のリン脂質のものに近いことが分かった。本年度は、眼底カメラにアルゴンレーザーを組み込むための、眼底カメラの開発および改良を行った。まずアルゴンレーザーを光ファイバーを用いて眼底カメラに導入した。このアルゴンレーザーは188および511nmの波長を含んでいるため、488nmのみを透過させるフィルターを光路に取り付けた。眼底カメラはICG用に改造されているので、アルゴンレーザー専用のハーフミラーを取り付けた。ラットおよびウサギにて蛍光眼底造影が連続して撮影でき、ビデオに録画出来ることを確認した。その後画像を画質を劣化させることなくコンピューターに取り込ませるための高感度、高画質CCDカメラの選定を行い、2台のCCDカメラを購入した。これらのカメラを用いて、ラットおよびウサギの蛍光眼底造影を行い、画像解析を行うことができるシステムができあがった。今後は眼底を11度程度に暖め、リポソームに内包した蛍光物質および光感受性物質を放出させるために、現在のアルゴンレーザーを眼底観察用に用い、ターゲッティング用のレーザ、リポソームから放出された光感受性物質を励起させラジカルを産生させるためのダイオードレーザー、更に2波長のレーザーが必要である。これらの全てのレーザーを光ファイバーで眼底観察用機器に組み込める様に改良をおこなっている。本年度は、眼底カメラではなく、細隙灯顕微鏡にレーザーを組み込むための開発および改良をトフコン社と共同で行った。まずアルゴンレーザー(490nm)を観察光として細隙灯顕微鏡に導入することができた。次に眼底を41度程度に温め、リポソームに内包した蛍光物質および光感受性物質を放出させるための温熱照準用のレーザー(81Onm)と、リポソームから放出された光感受性物質を励起させラジカルを産生させるための治療用ダイオードレーザー(685nm)の2波長のレーザーを同時に発振できるように組み込むことができた。蛍光眼底造影の画像を高感度CCDカメラで撮影し、エンハンサーで増幅した後にS-VHSテープに録画できるシステムができあがった。この新しい機械を我々はSL-PDTと呼んでいる。リポソームに関しては、41度で相転移するリン脂質であるDPPCを主材料にして、蛍光色素であるカルボキシフルオレセインを内包した温度感受性リポソームをfreeze & thaw法で安定して作成することができた。
平成の大合併前後での都市圏設定の差異及び都市圏の構造変容に関する地理学研究

本研究では、大都市の通勤圏の縮小や都市圏多核化の進展に伴う郊外間通勤の増加など、大都市圏の空間構造の変化を明らかにした。また、京阪神大都市圏でも縮小都市の兆候が見いだされた。次に、近畿地方を対象とした分析から、過疎的地域における通勤流動の特徴を抽出するとともに、既存の都市圏設定が抱える問題を指摘した。加えて、通勤圏が実質地域として有する意義を検討した。都市圏設定の基盤となる通勤流動について、市町村合併の影響を考慮しながら多角的に検証したと評価できよう。平成26年度は,京阪神大都市圏に対象を絞り,人口分布と通勤流動の空間的パターンの変化を指標として,大都市圏の空間構造の変容過程について検証を進めた。また,大都市圏外縁部に位置する2つの都市で現地調査を実施した。それぞれの具体的な内容は以下の通りである。1.大都市圏の空間的縮小について論じた既発表の論考について,欧米で盛んに議論されている"shrinking cities"との対応関係を考察できるように書き改めて英文化した。そこでは,日本全体の人口減少および大都市圏外縁部での人口減少という両面から,大都市圏が"slow-burn shrinking cities"としての特性を持ち始めている可能性を指摘し,大都市圏の構造変容に関する国際比較に向けての基礎を提示した。2.大都市圏郊外における通勤流動に関して分析を進め,その結果について口頭発表を行うとともに論考を執筆した。そこでは,郊外間通勤が増加してきたものの郊外に明瞭な就業上の中心(郊外核)が形成されてはいないことから,京阪神大都市圏では分散的多核化が進展してきたことを明らかにした。加えて,大都市圏内で,人口増加が継続する市町村と大幅な人口減少に転じる市町村との差が次第に明瞭化してきており,人口動態のモザイク化が進展していることを指摘した。3.上記の1と2の分析から大都市圏外縁部における地域差が大きいことが明らかとなったため,居住人口と従業地による就業者数がともに増加している滋賀県草津市とそれらがともに減少している和歌山県橋本市で,朝の通勤・通学の状況や市街地(住宅地や工場などの就業地)の景観などについての現地調査を実施した。本研究の目的は、市町村合併前後で都市圏の設定状況にみられる差を検証することと、それに基づいて都市圏の空間構造の変容過程における人口規模別・地方別の差異を明らかにすることにある。本年度は、都市圏設定に向けた人口データの整理を進めるとともに、そのデータをもとに、和歌山県を事例として、中小規模の都市とその周辺および大都市圏外縁部における通勤流動に関する分析を進めた。また、静岡市とその周辺地域における地域調査を行った。具体的な成果は以下の通りである。1.都市圏設定にむけた人口データの整理:都市圏設定および都市圏の空間構造の変容の分析に向け、市町村単位で人口および通勤流動のデータを整理した。2.通勤流動に着目した和歌山県下の機能地域の抽出:市町村合併が進展した地方部の中小都市については、近年の通勤流動についての研究が少ないことから、和歌山県を事例とした通勤流動の分析を行い、通勤圏を抽出した。その結果、和歌山圏では副次的な雇用上の核が存在する階層的な構造が、有田圏では流域の市町では相互に錯綜した通勤が多い多核的な構造が、橋本圏では大阪大都市圏に従属しながら橋本市を一つの郊外核とする構造が見いだされるなど、市町村の位置や人口規模などに応じた通勤流動の多様な実態が明らかとなった。3.静岡市で現地調査を実施した。地方部の都市として活気があるとされる静岡市の中心市街地や、人口減少が顕著とされる沿岸部の住宅地、清水港界隈、三保地区で土地利用状況などについての現地調査を実施した。人口減少地区では基幹産業の衰退が人口減少の要因と推察された。こうした調査は、統計データとして示される都市圏の変化と地域の現況との関係を考察するうえで不可欠である。当初の計画では、1年目に人口データの整理と大都市圏の設定作業を行う予定であったが、1年目に大都市圏の空間構造の変容過程に関する論考の執筆依頼を受けたことから、当初の計画を変更し、京阪神大都市圏に対象を絞り、人口分布と通勤流動の空間パターンに関する研究から進めた。また、2年目は、1年目の流れを受け、和歌山県を事例として、地方部の中小規模の都市についての通勤分析を実施した。そのため、3年目に予定していた研究の一部を先行して実施したことになるが、その一方で、1年目に実施予定であった都市圏の設定作業が遅れており、それに基づく都市圏の空間構造の変容過程における人口規模別・地方別の差異を明らかにする点が課題として残されている。以上の点から、研究計画とは実施する順番が異なるものの、1年目・2年目で一定の研究成果を得ており、研究はおおむね順調に進展していると考える。最終年度となる平成28年度は、まず、住民の日常生活と一定の関係を有する行政上の各種管轄域と通勤圏との対応関係を検証し、両者がおおむね一致することを明らかにした。また、通勤流動のあり方と行政上の各管轄域の中心地の置かれ方との間に一定の関係があり、行政機関の空間編成のあり方が、通勤をはじめとする住民の日常生活行動に影響を及ぼすことが推察された。加えて、通勤圏と各行政機関の管轄域でズレが生じたのは、通勤流動とは異なる市町村合併が行われた地域であったことも明らかとなった。

次に、近畿地方全市町村を対象に通勤流動を分析し、京阪神大都市圏を形成する中部では市町村をまたぐ通勤が活発であったのに対し、過疎地域の広がる北部や南部では市町村をまたぐ通勤が少ないことを明らかにした。その中で、京阪神大都市圏では、集中的多核化と雇用の場の溢れだしとの両面から、中心都市の中心性が弱体化していたことが示された。また、金本・徳岡の提案した都市雇用圏(UEA)の各種基準の適否を検証した結果、UEAは既存の都市圏設定が抱える多くの問題を解決していることや市町村合併進展後の状況にも対応可能な面が多いことなどが確認された。ただし、地方中小都市の通勤圏の把握の仕方や通勤率の基準などでは改善の余地があることも明らかとなった。研究期間全体を通しては、平成の大合併前後における都市圏の設定の差異には踏み込めなかったが、大都市の通勤圏の縮小や大都市圏の多核化の進展に伴う郊外市町村間の通勤流動の増加など、大都市圏の空間構造の変容過程の一端を明らかにするとともに、過疎地域における通勤流動の特徴も抽出し得た。加えて、実質地域としての通勤圏が有する意義の検討も行った。都市圏設定の基盤となる通勤流動について、市町村合併の影響を考慮した検証を多角的に行うことができたと評価できよう。本研究では、大都市の通勤圏の縮小や都市圏多核化の進展に伴う郊外間通勤の増加など、大都市圏の空間構造の変化を明らかにした。また、京阪神大都市圏でも縮小都市の兆候が見いだされた。次に、近畿地方を対象とした分析から、過疎的地域における通勤流動の特徴を抽出するとともに、既存の都市圏設定が抱える問題を指摘した。加えて、通勤圏が実質地域として有する意義を検討した。都市圏設定の基盤となる通勤流動について、市町村合併の影響を考慮しながら多角的に検証したと評価できよう。当初の計画では,初年度はデータベースの作成とその地図化,及び大都市圏の設定を行う予定であったが,大都市圏の空間構造の変容過程に関する論考の執筆依頼を受けたことから,当初の計画を変更し,京阪神大都市圏に対象を絞り,人口分布と通勤流動の空間パターンに関する研究から進めることとなった。そのため,初年度に実施予定であった内容について進捗状況は好ましいとは言えないものの,2年目や3年目に予定していた内容の一部を先行して実施した。また,大都市圏外縁部における現地調査を実施することができた。こうした点から,研究計画とは実施する順番が異なるものの,研究はおおむね順調に進展していると考える。最終年度となる平成28年度では、まず前半に、これまで整理してきた人口データを利用して、従前の設定基準に基づいて大都市圏の設定を行い、平成の大合併前後で、設定される都市圏の数・人口・面積などがどれほど異なるのか、またその状況に都市圏の人口規模や立地する地方に応じた差異があるのかなどを検証する。その後、1年目と2年目の研究成果を踏まえ、中心都市の通勤圏の空間的縮小や郊外における就業上の中心(郊外核)の成長の有無、そして相互に錯綜した通勤流動の増減などについての都市圏間比較を行う。以上の内容については、2016年秋と2017年春に開催される学会での発表を目指して成果をまとめていく。また、都市圏設定の作業などでは、学生による研究協力を仰ぎ、効率的に研究を進めたい。人文地理学平成27年度以降は,まず,初年度に実施予定であった1980年から2010年までの人口のデータベース作成とその地図化を行う。
酸化ジルコニウム上での水素関連反応機構の赤外分光法による研究

本研究では酸化ジルコニウム上での水素に関連した反応機構を赤外分光法によって追跡することを目的としている.酸化ジルコニウムは究めて安定であるが水素の活性化に対して高活性を示し,またその上では一酸化炭素の水素化反応によるメタノールやイソブテンなどの反応が選択的に進行する.1.グリース・フリー反応系の製作:高感度赤外分光器で測定するためにグリース・フリーの反応系を製作した.また赤外用セルは石英製として-180°Cから800°Cまでの広い温度領域で使用が可能なもを製作した.2.水素の吸着種:700°Cで高温処理したZrO_2上にHzを導入し,その吸着状態を赤外吸収法によって調べた結果4種類の吸着状態が存在することが明らかとなった. (1)-100°C以下で物理吸着している分子H_2, (2)-100100°Cで存在するHZrH吸着種, (3)室温150°Cで不均一的に解離吸着するZrOH, ZrH種,および(4)200°C以上で存在するZrOH種が見出された.これらの性質を詳細に調べた.またD_2Dを用いて同位体効果を調べた結果,不均一解離吸着についてその効果があることが見出された.3.COの水素化反応:室温にてH_2-COの混合ガスをZrO_2上に導入すると直ちに表面反応が起り含酸素吸着種が検出された. 180°Cで反応を進めると表面にギ酸イオンとメトシドが現われた. 400°Cでは表面にはギ酸イオンとメトキシドのみが存在し,このうちメトキシドがメタノールやイソブテン生成に直接関連していることが明らかとなった.本研究では酸化ジルコニウム上での水素に関連した反応機構を赤外分光法によって追跡することを目的としている.酸化ジルコニウムは究めて安定であるが水素の活性化に対して高活性を示し,またその上では一酸化炭素の水素化反応によるメタノールやイソブテンなどの反応が選択的に進行する.1.グリース・フリー反応系の製作:高感度赤外分光器で測定するためにグリース・フリーの反応系を製作した.また赤外用セルは石英製として-180°Cから800°Cまでの広い温度領域で使用が可能なもを製作した.2.水素の吸着種:700°Cで高温処理したZrO_2上にHzを導入し,その吸着状態を赤外吸収法によって調べた結果4種類の吸着状態が存在することが明らかとなった. (1)-100°C以下で物理吸着している分子H_2, (2)-100100°Cで存在するHZrH吸着種, (3)室温150°Cで不均一的に解離吸着するZrOH, ZrH種,および(4)200°C以上で存在するZrOH種が見出された.これらの性質を詳細に調べた.またD_2Dを用いて同位体効果を調べた結果,不均一解離吸着についてその効果があることが見出された.3.COの水素化反応:室温にてH_2-COの混合ガスをZrO_2上に導入すると直ちに表面反応が起り含酸素吸着種が検出された. 180°Cで反応を進めると表面にギ酸イオンとメトシドが現われた. 400°Cでは表面にはギ酸イオンとメトキシドのみが存在し,このうちメトキシドがメタノールやイソブテン生成に直接関連していることが明らかとなった.
一次元微小ジョセフソン接合列の散逸誘起超伝導転移

微小な超伝導トンネル接合の1次元列では本来巨視的な物理量である超伝導位相の量子ゆらぎが重要になり、それによって配列の基底状態は超伝導状態から絶縁体状態に転移する。この転移における散逸の影響を調べるのが本研究の目的である。電子線リソグラフィー法によって各接合にCrの並列抵抗を取り付けたジョセフソン一次元接合列を作製し、その極低温における伝導特性の測定を行った。最低温度での抵抗の温度依存性及び電流・電圧特性には明瞭な超伝導特性あるいはクーロンブロッケイド特性のいずれかが見られた。この結果を基に、量子性を表すE_J/E_Cと散逸の度合いの指標であるR_Q/R_Sの両パラメータ空間での絶対零度の相図を決定した(ただし、E_J:ジョセフソン結合エネルギーE_C:単電子帯電エネルギー・R_Qが量子抵抗、R_S:シャント抵抗)。R_Q/R_S軸上の相境界はR_Q/R_S1にあり、Fisherらの理論的予想と矛盾しない。一方E_J/E_C軸上の境界は理論の値より大幅に小さい。後者の原因としていくつかの可能性を検討したが、まだその原因は明確にはなっていない。この研究に先だって行った2次元配列の結果と比較すると、1次元系ではE_J/E_C軸方向に絶縁体相がのびている。これは、1次元系では揺らぎがより強く現れるという直感と一致する。これを直接検証するために、列の幅を1接合から順次増やした試料を作成し測定した結果、幅による絶縁体・超伝導転移を明確に確認した。一電子帯電効果が重要になる微小超伝導トンネル接合においてジョセフソン結合が弱い場合、低温でクーロンブロッケイドによって接合は絶縁体化する。しかしこの接合に並列抵抗を付加すると、超伝導性が復活する。この超伝導・絶縁体転移は超伝導位相の量子論的な運動が散逸によって古典化するとの見方で考えることが出来る。このように微小ジョセフソン接合は超伝導位相という巨視的変数の量子力学的運動を研究する格好の舞台である。本研究は、これまで調べられたことのなかった一次元超伝導微小トンネル接合列におけるこの散逸誘起超伝導絶縁体転移の詳細を実験的に明らかにすることを目的とする。今年度の研究成果は以下の通りである。1.電子線リソグラフィー法とアルミニウム、Crの多方向斜め蒸着、酸化、リフトオフによってシリコン基板上に並列抵抗を有するジョセフソン一次元接合列を作製し、その伝導特性を極低温で測定した。試料の各ノードの一電子帯電エネルギーE_Cは約0.1meVである。各接合部は外部磁場によって有効ジョセフソン結合エネルギーE_Jを連続的に変えられるんだDC-SQUID型とし、また長さの異なる並列抵抗をもつ複数の試料を同一基板上に同時に作製した。これによって並列抵抗(散逸)およびジョセフソン結合による変化を系統的に調べた。2.測定の結果、(1)並列抵抗がない場合、小さなE_J/E_C比をもつ一次元列の基底状態はクーロンブロッケイドによる絶縁体であること、(2)このような系においても10kΩ程度より小さな並列抵抗を付けることによって超伝導が回復すること、(3)大きなE_J/E_C比の試料においては臨界抵抗値の値は増加することを見いだした。これらの実験結果は定性的に理論の予想を支持する。また小さなE_J/E_C比における臨界並列抵抗の大きさは半定量的に一致する。昨年度に続き、電子線リソグラフィー法によって各接合にCrの並列抵抗を取り付けたジョセフソン一次元接合列を作製し、その極低温における伝導特性の測定を行った。

最低温度での抵抗の温度依存性及び電流・電圧特性には明瞭な超伝導特性あるいはクーロンブロッケイド特性のいずれかが見られた。この結果を基に、量子性を表すE_J/E_Cと散逸の度合いの指標であるR_Q/R_Sの両パラメータ空間での絶対零度の相図を決定した(ただし、E_J:ジョセフソン結合エネルギー、E_C:単電子帯電エネルギー、R_Q:量子抵抗、R_S:シャント抵抗)。R_Q/R_S軸上の相境界はR_Q/R_S1にあり、Fisherらの理論的予想と矛盾しない。一方E_J/E_C軸上の境界は理論の値より大幅に小さい。後者の原因としていくつかの可能性を検討したが、まだその原因は明確にはなっていない。この研究の前に行った2次元配列の結果と比較すると、1次元系ではE_J/E_C軸方向に絶縁体相がのびている。これは、1次元系では揺らぎがより強く現れるという直感と一致する。これを直接検証するために、列の幅を1接合から順次増やした試料を作成し測定した結果、幅による絶縁体・超伝導転移を明確に確認した。これらの結果は、国際会議等で発表すると共に現在論文公表の準備を進めている。同様な転移は、1次元列の電気化学ポテンシャルを変えることによっても起きることが理論的に予測されている。しかし、この転移を実証した実験報告はまだなく、ランダムな背景電荷の存在が転移の観測を阻害していると考えられる。これを解決するために、独立ゲート電極をつけた1次元接合列の研究に着手した。
若年性遺伝性高血圧におけるインスリン抵抗性関連遺伝子の追究

遺伝子解析および細胞機能解析に関するインフォームドコンセントを得た469名の健康診断対象者において、家族歴を有する血圧高値群から61名、高血圧および心血管疾患の家族歴が無く、血圧が110mmHg以下の正常低値群から74名の不死化リンパ芽球細胞ラインを樹立した。血圧高値群は、血圧低値群と比較してBody mass index、糖代謝、脂質代謝において有意差を認めることを確認した。若年男性の母集団から、高血圧の家族歴の有無と血圧値を基準に選抜を行うことにより、若年性遺伝性高血圧には肥満傾向を背景とした個体レベルでのインスリン抵抗性を合併していることが明らかとなった。また、血圧高値群10名、血圧低値群10名の不死化リンパ芽球を用いて細胞レベルでのインスリンによる糖の取りこみ能を測定したところ、細胞増殖能では両群間で差を認めなかったが、糖の取り込み能は高血圧群において血圧低値群と比較して有意に低下していた。また、糖輸送担体を介した糖の取り込み能に関しても高血圧群で血圧低値群に比して有意に低下し、インスリン刺激によりその差は更に顕著となった。また、リンパ芽球において、糖輸送担体を介したインスリン刺激による糖の取り込み能と、インスリン抵抗性指数は負の相関を認めることが明らかになった。国立国際医療センター研究所遺伝子診断治療開発研究部と共同研究で、糖尿病インスリン抵抗性に関連する25遺伝子、約130SNPsを選出して一塩基多型(SNPs)の関連解析を行った。血圧高値群(N=61)、血圧低値群(N=74)で一次スクリーニングを行った結果、有意性の高いSNPsを相当数検出した。これらのSNPsについて、全集団(N=469)で2次解析を行った結果、これまでに動物実験でインスリン抵抗性との関連が指摘されており、脂質代謝に関連する遺伝子に存在する1SNPについて、脂質代謝との有意な関連を認めた。平成12年度の「ゲノム多型情報を基盤とした多因子疾患の発症に関与する遺伝的要因の解明」の公募研究、平成13年度の「ヒト疾患における遺伝要因のゲノム的解析と分子病態の解明」の計画研究において、「若年性遺伝性高血圧におけるインスリン抵抗性関連遺伝子の追究」を行い、以下の中間的な結果を得た。遺伝子解析および細胞機能解析に関するインフォームドコンセントを得た237名の健康診断対象者において、家族歴を有する高血圧(または血圧正常高値)群から18名、高血圧および心血管疾患の家族歴が無く、血圧が110mmHg以下の正常低値群から25名の不死化リンパ芽球細胞ラインを樹立した。高血圧群は、血圧低値群と比較してBody mass indexが有意に高く、また、インスリン値および総コレステロール、LDLコレステロールが有意に高値を示した。若年男性の母集団から、高血圧の家族歴の有無と血圧値を基準に選抜を行うことにより、若年性遺伝性高血圧には肥満傾向を背景とした個体レベルでのインスリン抵抗性が合併していることが明らかとなった。また、高血圧群8名、血圧低値群7名の不死化リンパ芽球を用いて細胞レベルでのインスリンによる糖の取りこみ能を測定したところ、細胞増殖能では両群間で差を認めなかったが、糖の取り込み能は高血圧群において血圧低値群と比較して有意に低下していた。さらに、母集団のうち178人による検討で、インスリン感受性指数と、インスリン受容体遺伝子のNsi Iによる制限酵素多型の間に関連が見られることが明らかになり、現在さらに検討を進めている。

「ゲノム多型情報を基盤とした多因子疾患の発症に関与する遺伝的要因の解明」の公募研究、「ヒト疾患における遺伝要因のゲノム的解析と分子病態の解明」の計画研究において、「若年性遺伝性高血圧におけるインスリン抵抗性関連遺伝子の追究」を行い、以下の中間的な結果を得た。遺伝子解析および細胞機能解析に関するインフォームドコンセントを得た約350名の健康診断対象者において、家族歴を有する高血圧(または血圧正常高値)群から40名、高血圧および心血管疾患の家族歴が無く、血圧が110mmHg以下の正常低値群から40名の不死化リンパ芽球細胞ラインを樹立した。高血圧群は、血圧低値群と比較してBody mass indexが有意に高く、また、インスリン値および総コレステロール、LDLコレステロールが有意に高値を示した。若年男性の母集団から、高血圧の家族歴の有無と血圧値を基準に選抜を行うことにより、若年性遺伝性高血圧には肥満傾向を背景とした個体レベルでのインスリン抵抗性を合併していることが明らかとなった。また、高血圧群8名、血圧低値群9名の不死化リンパ芽球を用いて細胞レベルでのインスリンによる糖の取りこみ能を測定したところ、細胞増殖能では両群間で差を認めなかったが、糖の取り込み能は高血圧群において血圧低値群と比較して有意に低下していた。また、糖輸送担体を介した糖の取り込み能に関しても高血圧群で血圧低値群に比して有意に低下し、インスリン刺激によりその差は更に顕著となった。さらに、母集団のうち178人による検討で、インスリン感受性指数と、インスリン受容体遺伝子のNsiIによる制限酵素多型の間に関連が見られることが明らかになった。平成14年度からは、国立国際医療センター研究所遺伝子診断治療開発研究部と共同研究で、糖尿病インスリン抵抗性関連遺伝子、脂質代謝関連遺伝子における一塩基多型(SNPs)の関連解析を進行中である。遺伝子解析および細胞機能解析に関するインフォームドコンセントを得た約400名の健康診断対象者において、家族歴を有する血圧高値群から47名、高血圧および心血管疾患の家族歴が無く、血圧が110mmHg以下の正常低値群から48名の不死化リンパ芽球細胞ラインを樹立した。血圧高値群は、血圧低値群と比較してBody mass index、糖代謝、脂質代謝において有意差を認めることを確認した。また、血圧高値群10名、血圧低値群10名の不死化リンパ芽球を用いて細胞レベルでのインスリンによる糖の取りこみ能を測定したところ、細胞増殖能では両群間で差を認めなかったが、糖の取り込み能は高血圧群において血圧低値群と比較して有意に低下していた。
脱分化脂肪細胞由来cell extractを用いた唾液腺機能障害の治療法開発

Mouse Angiogenesis Array Kitを用いてCEに含まれる血管新生関連因子の発現を解析した。またCE中のVEGF、bFGFの発現量をELISA Kitを用いて測定した。次にラットシュワン細胞株を購入し、タンパク濃度を調整した種々の培地で5日間培養した。培養開始から0、2、5日目、MTT assayを行いシュワン細胞数を測定した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
モジュレーション荷電交換分光法によるイオン温度スケール長と電場シアーの計測

荷電交換分光はプラズマのイオン温度分布、回転速度分布を求める一般的な計測法である。計測した空間分布からイオン温度勾配、回転速度勾配を求めているが、勾配測定の精度は各点の温度、回転速度のエラーバーで決定されるため、精度良く勾配を算出するのは難しい。そこで本研究の目的は、精度の高いイオン温度勾配と回転速度勾配の計測法を開発することである。具体的には、荷電交換分光の観測位置を微少量かつ高速でスキャンすることにより、イオン温度勾配と回転速度勾配を計測する。同一の光学系でスキャンを行なう為に、個体差からくる誤差が生じないだけではなく、観測位置をサインカーブで周期的にスキャンし、その周波数成分をモジュレーション法で取り出すことにより、精度の高い勾配計測ができる。ハードウエアーとしては、ピエゾ素子による観測位置スキャン装置の開発が重要なポイントとなり、ソフトウエアーの観点からは、モジュレーションを利用した温度、速度勾配の算出法の開発がポイントとなる。今年度の成果は以下の通りである。1.モジュレーション荷電交換分光システム用のピエゾスキャン付きの光学系の設計・製作を行った。バックグラウンド光と荷電交換光を分離するための、ビームを見込む視線とビームを見込まない視線の2系統の光学系を取付けた観測ポートをJT-60Uに設置した。ピエゾ素子で対物レンズを微小量(±0.25mm)移動させることにより、プラズマ上の観測位置の高速スキャンを行ない、観測位置を微小量(±30mm)変化させることが可能である。周波数の上限は50Hz程度であることが分かった。2.空間スキャンによるモジュレーションを利用した温度、速度勾配の算出法の検討を行い、解析プログラムを開発した。3.実際のJT-60プラズマにて測定を開始し初期データ取得を開始したところである。
グラフェン表面への意図的ナノ炭化物の析出とCNT/マトリックス界面の荷重伝達制御

CNTの表面に積極的に欠陥を導入することにより、CNTの分散性を改善し、緻密でかつ、密着したCNT/マトリックス界面を形成すると同時に、炭化物の形成元素を含有した合金粉末をマトリックスに用い、CNT側面の局所的なナノ形状欠陥に炭化物を析出させることを試みた。その結果、カーボンナノチューブ(CNT)の表面処理により、グラフェン表面にある程度制御されたナノサイズの表面欠陥を導入することが可能となり、そこへ意図的にCr炭化物を局所的に析出させることに成功した。Cr炭化物は、CNTの欠陥部に形成されていることがTEMにより、観察された。電了線解析から形成された炭化物はC7C3結晶は(100)面がCNT表面に接しており、エピタキシャル的に成長している。CNTの径方向に成長し、かつ、CNT表面に沿って成長していることが分かった。CuCr/CNT複合材料ではCuよりも引張り強さが増加しており、Cr炭化物の形成により、CNTとCrマトリックス界面の荷重伝達効率が改善されたためと考えられる。昨年に引続き、カーボンナノチューブ(CNT)の表面処理により、グラフェン表面に、ある程度制御されたナノサイズの表面欠陥を導入し、そこへ意図的にCr炭化物の局所的析出を試みた。CNTが均一に分散したCuCr/CNT複合材料を作製し、炭化物形成による界面結合性を確かめるために引張り強度を評価した。Crを添加していないCu/1%CNT複合材料の場合、引張り強度はCuより減少し、破断面でも引き抜かれたCNTが観察され、CNTのCuマトリックス間の弱い界面結合性によりマトリックスからCNTへの効果的な荷重伝達が生じなかったことが引張り強度の減少の原因と考えられる。一方、CuCr/CNT複合材料の場合、測定した引張り強度はCuCrに比べ、CNTの含有量の増加に伴い高い値を示した。また、破断面のCNTでは、内部層が現れたものと朔性変形したCNTも観察され、CNTの外面の破壊が生じCNT内部層が引抜かれた結果で、マトリックス側の荷重がCNTに伝達され破断したものと考えられる。TEM観察により、Cr炭化物の形成を確認した。また、CuCr/CNT複合材料の熱膨張係数は体積分率の増加と共に熱膨張係数は減少する傾向にあった。従って、マトリックスとCNTの界面でのCr炭化物の生成によって、界面結合性が改善されたことを裏付ける結果と考えられる。これらの結果から、Crを微量添加することにより、界面にCr炭化物が生成され、界面結合性が改善できたと考えられる。カーボンナノチューブ(Carbon nanotube以下CNTと記す)の表面処理により、グラフェン表面に、ある程度制御されたナノサイズの表面欠陥を導入し、そこへ意図的にCr炭化物の局所的析出を試み、CNT/CuCr合金マトリックスの界面における原子的結合を形成し得るか、それによって有効な荷重伝達効果を引き起こせるかについて熱機械的な試験結果を基に考察する。まず、ガスアトマイズ法によりCrを過飽和に固容させたCuCr合金粉末を作製し、CNTとの複合化を試み、密着した界面の形成や炭化物の析出形態について詳細に検討する。CuCr/CNT複合材料の熱機械的特性を評価し、熱伝導率ばかりでなく、優れた機械特性を引出せるか否かについて明らかにする事を目的としている。本年度は,一般的に銅/CNTは濡れ性が悪く、界面強度が弱く、機械的性質についてはCNTの優れた特性を引出す事が依然として難しい。CNT表面への各種元素のコーティングが試みられているが、その成功例は報告されていない。そこで、何らかの方法でCNTの表面欠陥部にナノ炭化物相を積極的に生成させる事により、局所的に化学的結合を持った強い界面を形成できれば、荷重伝達効果の向上に繋がり、熱伝導率と共に低熱膨張特性など優れた熱的機械的性質を同時に引出せる事が期待される原料粉末としてCrを微量添加したCuCr合金粉末をガスアトマイズ法で作製する。カーボンナノチューブは、MWNT(直径2070mm、長さ数10μm)を用いる。まず、CNTの表面処理を行う。次に、コロイドプロセスと放電プラズマ焼結法を組合せた粉末冶金プロセスによりCuCr/CNT複合材料を作製し、最適条件にてCuCr/CNT複合材料を作製する方法について検討した平成23年3月11日の東日本大震災のため、研究の開始がかなり遅れたことが理由である。復旧に努めた結果、実験装置の一部が使用できるようになり、成果が出てきつつある状態である。

CNTの表面処理、混合・分散および、燒結については、おおむね順調に進めることが出きるようになり、分析や解析についても共通実験設備を使って実施している。遅れを取り戻し、目的を達成したいと考えている。平成23年3月11日の東日本大震災のため、研究の開始がかなり遅れたため平成23年度分の研究費に未使用額が発生した。まず、平成23年度予定していた、加熱処理および燒結温度によるCr析出について追加実験を行い、また、CuCr/CNT複合材料の作製を進める。次に、平成24年度の主たる研究として、CuCr/CNT複合材料プロセス条件の最適化、最適条件で作製したCuCr/CNT複合材料の熱機械的特性を評価し、荷重伝達効果について考察する。界面の分析も詳細に実施する。成果をまとめるとともに、新たな課題を提案したいと考えており、我が国独自のカーボンナノチューブ技術に対して貢献したい。
水環境から検出されるクリプトスポリジウムの遺伝子型と生育活性の評価手法の検討

都市部の下水および河川水から検出されたクリプトスポリジウムオーシストを顕微鏡下でマニピュレートして単離し,オーシスト1細胞からDNAを抽出して,18S rRNA遺伝子領域の一部を標的としたPCR法でDNAを増幅した。増幅したDNAはシーケンスして塩基配列を明らかにし,検出されたクリプトスポリジウムの種・遺伝子型を調べた。下水からは239個のクリプトスポリジウムオーシストを単離し,そのうち121個(62%)の遺伝子型が明らかになった。最も検出頻度が高かったものはCryptosporidium parvum genotype1で,78個(33%)で,ついでC.parvum genotype2 16個(7%),C.meleagridis 13個(5%)であった。下水では人への感染が報告されているこの3つのタイプがほとんどであった。河川水については,遺伝子型の解析が困難であったものの割合が下水よりも多く,71個のクリプトスポリジウムオーシストを単離したうちの23個(32%)についてのみ,遺伝子型が明らかになった。このことは,河川水中で検出されるオーシストが下水中のものよりも感染者より排出されてからの時間が長いなどによって,DNAの保存性が低くなっていることが一つの要因として推測された。河川から単離されたクリプトスポリジウムも下水同様にC.parvum genotype1の割合が最も高く18個(23%)であった。さらに豚を由来とするC.sp PG1-26が3個(4%)であった。オーシストのDNAの保存性についてFISH法を用いて調査する手法について検討したところ,精製水中では保存性は高いものの,下水に暴露させたオーシストでは2日程度でFISH法の染色性が著しく低下した。このように,FISH法を生育活性の評価に用いるための基礎的な情報を得ることができた。水環境のクリプトスポリジウム汚染を定量的かつ疫学的に解析する手法の開発を目的として,PCR-ダイレクトシーケンス法,PCR-RFLP法およびFISH法などによる検出定量法の検討を行った。現在までに,PCR-ダイレクトシーケンス法による18S-rRNA領域を標的として,個々のオーシストを単離して,種・genotypeを判別する手法がほぼ完成し,下水を対象にした調査を行った。その結果,関東地方の都市下水ではクリプトスポリジウムが常時検出され,遺伝子型の割合はヒト固有のタイプであるCryptosporidium parvum genotype 1が優占的であり,ついでC. parvum genotype 2やC. mereagridisなどの人獣共通感染型が検出された。このことから,感染症法に基づく届出ではCryptosporidium感染症の報告は少ないが,実際には人への感染が多数あるであろうことが推察された。さらに,生育活性の測定や簡便な遺伝子型識別のために,FISH法を主体とする検出方法の検討を行った。同様に18S rRNAを標的とした特異プローブを設計するために,GenBankのデータベースの検索を行い,Cryptosporidiumの各種タイプの識別可能な特異領域を見いだし,プローブ設計を設計した。現在,設計したプローブとCryptosporidium parvum genotype 2培養株を用いて,反応条件の検討を行っている。この条件設定が終了次第,下水等の実環境分離株への適用方法の検討を行う。都内の下水処理場の流入下水を対象に,クリプトスポリジウムの遺伝子型の調査を行った。毎月一回合計で11回行い,それぞれ4Lの下水を調査の対象とした。採水は毎月最終週の火曜日とし,月曜日が休日等である場合は水曜日とした。採取した下水は遠心分離して濃縮し,ショ糖浮遊法,免疫磁気ビーズ法および酢酸エチル遠心沈殿法等で精製し,蛍光抗体染色を行った。蛍光抗体染色した試料からクリプトスポリジウムオーシストを倒立型落射蛍光顕微鏡下で単離して,その個々のオーシストの遺伝子型を調査した。遺伝子型の調査は単離したオーシストのDNAをSemi-nested PCR法で増幅し,増幅産物をダイレクトシーケンスして,18S-rRNA遺伝子上の多型を解析することで判別した。現在までに11回の調査を行い,流入下水より239個のオーシストを単離し,上述の方法で解析し,121個(51%)について種あるいは遺伝子型が判別された。遺伝子型の判別のできなかった118個(49%)はPCRでの増幅ができなかったものが91個(38%),標的部位の増幅はできたもののシークエンスの不良により判別不能となったもの27個(11%)であり,これらの判別不能のオーシストに関する情報が得られないことが本法の短所であった。一方,種あるいは遺伝子型の判別ができた51%について,その内訳は,人を固有の宿主とするCryptosporidium parvum genotype 1が最も多く,78個(33%)であった。次いで,広く人と動物を宿主とするC.parvum genotype 2(16個,7%),同様に人と動物を宿主とするC.melearridis(13個,5%),人からの分離報告のあるC.parvum VF383(6個,3%)となった。また,人への感染は認められていない動物由来のタイプが,豚からの分離株が2種(7個,3%)およびマウスからの分離株(1個,0.4%)であった。

調査対象とした下水では遺伝子型が判別できたもののほとんどが人固有あるいは人獣共通のクリプトスポリジウムであったことから,本下水の集水域ではC.parvum genotype 1を中心とする感染者が相当数存在することが推測された。都市部の下水および河川水から検出されたクリプトスポリジウムオーシストを顕微鏡下でマニピュレートして単離し,オーシスト1細胞からDNAを抽出して,18S rRNA遺伝子領域の一部を標的としたPCR法でDNAを増幅した。増幅したDNAはシーケンスして塩基配列を明らかにし,検出されたクリプトスポリジウムの種・遺伝子型を調べた。下水からは239個のクリプトスポリジウムオーシストを単離し,そのうち121個(62%)の遺伝子型が明らかになった。最も検出頻度が高かったものはCryptosporidium parvum genotype1で,78個(33%)で,ついでC.parvum genotype2 16個(7%),C.meleagridis 13個(5%)であった。下水では人への感染が報告されているこの3つのタイプがほとんどであった。河川水については,遺伝子型の解析が困難であったものの割合が下水よりも多く,71個のクリプトスポリジウムオーシストを単離したうちの23個(32%)についてのみ,遺伝子型が明らかになった。このことは,河川水中で検出されるオーシストが下水中のものよりも感染者より排出されてからの時間が長いなどによって,DNAの保存性が低くなっていることが一つの要因として推測された。河川から単離されたクリプトスポリジウムも下水同様にC.parvum genotype1の割合が最も高く18個(23%)であった。さらに豚を由来とするC.sp PG1-26が3個(4%)であった。オーシストのDNAの保存性についてFISH法を用いて調査する手法について検討したところ,精製水中では保存性は高いものの,下水に暴露させたオーシストでは2日程度でFISH法の染色性が著しく低下した。このように,FISH法を生育活性の評価に用いるための基礎的な情報を得ることができた。