hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長寿命電荷分離系の革新的応用と光捕集系との融合

これまでの超長寿命電荷分離分子の開発を基盤として、ポルフィリン、フタロシアニンを用いた光捕集系と長寿命電荷分離系とを非共有結合(配位結合、水素結合、π-π相互作用)を用いて融合した超長寿命・高エネルギーを有する一連の光電荷分離超分子系を開発することに成功した。特にポルフィリン、フタロシアニンを配位結合および水素結合で連結した超分子ではそのX線構造およびフォトダイナミクスを明らかにした。(1)アクリジニウムイオンを用いた高エネルギー・長寿命電荷分離連結系の構築:アクリジニウムイオンを連結系の骨格として用いた、様々なドナー連結分子を合成した。これを光励起すると低温でほとんど減衰しない電子移動状態を得ることができた。また、この電子移動状態はπダイマーを形成することがわかった。(2)カチオン性電荷分離分子の孤立化:アクリジニウムイオンを連結系の骨格として用いた、様々なドナー連結分子をイオン交換によりアルミニウム置換メソポーラスシリカ内に挿入した。この中では分子が孤立しているため、その電荷分離寿命は溶液中に比べて飛躍的に向上させることができた。(3)クマリン・フラビン連結分子の高エネルギー・長寿命電荷分離状態の生成:非常に光耐性の強いクマリンおよびフラビンを連結分子の構成骨格として用いたドナー・アクセプター連結分子を合成し、その光励起により長寿命電荷分離状態を得た。(4)デンドリマーを用いた光捕集系と長寿命電荷分離系の融合:エネルギー移動と電荷分離を組み合わせた巨大な光合成モデル分子を超分子の手法を用いて簡便に構築した。光捕集アンテナモデルとして、複数の配位サイトを有する亜鉛ポルフィリンデンドリマーを用い、ピリジルあるいはイミダゾール基を有するフラーレン誘導体との超分子錯体を形成させた。ベンゾニトリル中、亜鉛ポルフィリンデンドリマーにフラーレン誘導体を添加すると、亜鉛部位にピリジルもしくはイミダゾール基が軸配位して複数の反応中心を有する超分子錯体が得られ、その電荷分離寿命は非常ポルフィリンのデンドリマー世代の増加とともにより長寿命になった。光捕集系と長寿命電荷分離系を非共有結合(配位結合、水素結合、π-π相互作用)を用いて、電子移動過程を高次に組織化した超分子システムを構築した。配位結合とπ-π相互作用を利用した、多数の光合成反応中心を有する光電子移動システムのでは光捕集系としてポルフィリン分子をペプチド鎖で集合化したものを用い、電子移動特性に優れたC_60にイミダゾール基を導入して亜鉛ポルフィリンの亜鉛部位に配位させた。亜鉛ポルフィリンモノマーではその結合は弱いが、π-π相互作用が加わることで結合が強くなった。実際、この系は結合定数は10^6M^<-1>のオーダーになった。その電荷分離寿命は溶液中、室温で数ミリ秒という驚異的な値が得られた。光捕集系としてはその他にポルフィリンデンドリマーも用いた。この場合もポルフィリンペプチドオリゴマーと同様に配位結合およびπ-π相互作用により長寿命電荷分離系と組み合わせることが可能となった。また、C_60以外にも様々な電子受容体を用いることができた。例えばπ拡張ビオローゲン分子は、π-π相互作用だけでもポルフィリン集合系と超分子を形成して高次組織化光電子移動システムを構築できた。さらに、ドデカフェニルポルフィリンジカチオン(H_4DPP^<2+>)が形成する超分子ポルフィリンナノチャンネル(PNC)の電子供与性ゲスト分子(TTF)の選択的包接と結晶中での光電子移動に基づく、単結晶内での光電変換特性を発現させることができた。この電気伝導度には、PNC-TTF結晶の方向依存性があり、π-π相互作用が存在するc軸方向とc軸に垂直な方向とではc軸方向に約10倍大きい伝導性が得られた。
腎臓リハビリテーションにおける運動継続サポートシステムの開発と有効性評価

本研究は、腎臓リハビリテーションに取り組む患者が運動を長期的に継続できることを目指したフィードバックシステムを開発し、その有効性を検証することを目的としており、具体的には2つの研究を計画している。一つ目は、慢性血液透析患者の日常的な活動量を上げる取り組みである。当該研究に取り組むにあたり、2018年度は、日常的な活動量を計測する手法の選定を行った。日常的な活動量を計測するために、腕時計型の活動計測計を活用することを検討しており、予備的調査として複数の活動計測計を研究者自身が24時間装着し計測を試みた。データ内容およびデータ収集との兼ね合いで、活動計測計はfitbitを採用し、データ収集にはiPadを活用することを決定した。今後は、慢性血液透析患者に研究協力を依頼し、データ収集を開始する予定である。二つ目は、透析治療中の実施する運動プログラムの継続支援である。運動療法は、既に以前の研究で開発している運動プログラムを採用することとした。その運動を自発的に継続できる支援プログラムを考案するために、先ずは運動プログラムの行動評価機器を開発する必要があった。その機器として、複数の機器類を検討したが、結論として小型プラスチックケースにGセンサーとCPU、bluetoothを搭載した小型デバイスを開発することとした。この小型デバイスが開発できれば、その後フィードバックシステムの開発に着手する予定である。フィードバックシステムには、応用行動分析学を基軸としたゲーミフィケーションの手法を採用する予定である。当該研究に関して2018年度は2つの取り組みを行った。一つ目は、慢性血液透析患者の日常的な運動量を計測する機器を決定し、予備的実験として研究者自身に装着し24時間の測定を試みた。二つ目は、慢性血液透析患者の透析中の運動療法の行動計測を行うための小型デバイスの開発について検討し、試作品を開発することを決定した。今年度は、慢性血液透析患者の日常的な運動量を計測する研究に関しては、実際の患者を対象にしたプレテストを開始する。慢性血液透析患者の透析中に実施する運動療法の行動計測に関しては、小型デバイスの開発を進め、試作品が開発次第予備実験を行う予定である。
空気質ディマンド制御による高効率全熱交換型換気システムの開発

本研究は室内換気負荷と局所領域空気質の最適化を達成するディマンド制御を組み込んだ全熱交換型換気システムの開発に取り組むもので,環境試験室内での全熱交換エレメントの性能試験,CFD・エネルギーシミュレーションを中心とした数値解析による性能検討,大学研究室の居室空間を対象とした実測調査,の各手法を相互補完的に併用して研究を進める.本研究は当初3年計画であったが,効率的に研究を推進して,本年度1年でほぼ予定していた研究開発を完了させた.具体的な成果を以下に列挙する.(1)リアルタイム人員密度計測法の開発:時間変動する人員密度に対応した換気量調整を行うために,入退室ドア部(入り口)に設置するドップラーセンサを利用したリアルタイムでの人員密度計測法を開発すると共に,フィールドで性能試験を実施した.(2)CO2センシングによるデマンド制御アルゴリズムの開発:リアルタイム人員密度計測データの他,室内局所領域のCO2濃度を入力とした導入外気量の調整法,即ち居住域平均濃度を対象としたデマンド制御アルゴリズムを開発した.(3)換気効率を考慮したディマンド制御を組み込んだ全熱交換型換気システムの開発:室内に形成されるCO2の不均一濃度分布を数値流体力学CFDによる数値解析によって求め,その結果を基に室内の局所領域(居住域,タスク域等)換気性状を,基準化居住域濃度の換気効率指標で定量評価し,代表的な境界条件の下での換気効率解析結果をデータベース化すると共に,CO2センサの最適配置,局所領域濃度レベル,全熱交換器の熱交換効率最適化を総合的に考慮した換気システムを開発し,連成数値解析ならびに現場実測で性能検証を実施した.本研究は室内換気負荷と局所領域空気質の最適化を達成するディマンド制御を組み込んだ全熱交換型換気システムの開発に取り組むもので,環境試験室内での全熱交換エレメントの性能試験,CFD・エネルギーシミュレーションを中心とした数値解析による性能検討,大学研究室の居室空間を対象とした実測調査,の各手法を相互補完的に併用して研究を進める.本研究は当初3年計画であったが,効率的に研究を推進して,本年度1年でほぼ予定していた研究開発を完了させた.具体的な成果を以下に列挙する.(1)リアルタイム人員密度計測法の開発:時間変動する人員密度に対応した換気量調整を行うために,入退室ドア部(入り口)に設置するドップラーセンサを利用したリアルタイムでの人員密度計測法を開発すると共に,フィールドで性能試験を実施した.(2)CO2センシングによるデマンド制御アルゴリズムの開発:リアルタイム人員密度計測データの他,室内局所領域のCO2濃度を入力とした導入外気量の調整法,即ち居住域平均濃度を対象としたデマンド制御アルゴリズムを開発した.(3)換気効率を考慮したディマンド制御を組み込んだ全熱交換型換気システムの開発:室内に形成されるCO2の不均一濃度分布を数値流体力学CFDによる数値解析によって求め,その結果を基に室内の局所領域(居住域,タスク域等)換気性状を,基準化居住域濃度の換気効率指標で定量評価し,代表的な境界条件の下での換気効率解析結果をデータベース化すると共に,CO2センサの最適配置,局所領域濃度レベル,全熱交換器の熱交換効率最適化を総合的に考慮した換気システムを開発し,連成数値解析ならびに現場実測で性能検証を実施した.
生理活性物質を利用したエゾマツ虫害防除法の開発

抗集合フェロモン・イプセノ-ルについてヤツバキクイムシの抗集合フェロモンであるイプセノ-ルを充填したディスペンサ-を設置することにより、集合フェロモン・トラップへのヤツバキクイムシの飛来が減少することは明らかにされている。また、集合フェロモンから10m離れたところに抗集合フェロモンを置いた場合に最も捕獲数が少なくなることも明らかになった。今回は、集合フェロモンに対し、抗集合フェロモンをふやした場合の効果をみた。すなわち、集合フェロモンを中心として、10mはなれた8方向に、集合フェロモンをとり囲むように抗集合フェロモンをおいた。対照区は50mはなれたところに置いた集合フェロモンである。実験は4回くりかえした。実験区と対照区に捕獲されたヤツバキクイムシの個体数には差がなかった。今年の対照区の捕獲数は、これまで行ったどの実験区の対照区よりも明らかに少なかった。集合フェロモンのディスペンサ-1個に対する抗集合フェロモンの割合は、今年度は2.7であり、この値はこれまでで最大である。したがって、試験区全域のイプセノ-ルの農度の高まりが今年の捕獲数の減少をひきおこした可能性が否定できない。抗集合フェロモンによる集合フェロモンへの飛来阻害効果はこれまでの実験からも明らかになっている。今後、実用化にむけて研究をなお一層つみ重ねる必要があろう。主要研究項目は次のとおりである。1.伐採にともなう虫害枯損の発生環境の解析2.集合フェロモンを使用したトラップによる枯損発生の防止3.抗集合フェロモンの野外効果実験伐採にともなう虫害枯損の発生環境は23か所の土場を中心に、その周辺の林分について解析を行った。その結果、面積が大きい土場で、その周辺にはエゾマツが多いところの枯損率が高いこと、土場から離れるほど枯損は少なくなることなどが判明した。枯損が発生した場合は、枯損木を伐倒・搬出すると翌年の枯損発生率は高くなった。土場にフェロモントラップを設置すると、その周辺の枯損の発生率は有意に低下した。フェロモントラップを使用することにより、枯損の発生を抑制できることは確実である。効率のよいフェロモントラッブを開発するには、フェロモン、ディスペンサ-、トラップについて検討する必要があり、今年度は既存のトラップについて比較した。集合フェロモントラップから10m離れたところに抗集合フェロモンディスペンサ-を設置すると捕獲数は減少した。しかし、成虫が侵入した直後の丸太、あるいは伐倒直後の丸太の周囲に抗集合フェロモンディスペンサ-を設置することでは、その後の穽入固体数を少なくすることはできなかった。なお、抗集合フェロモンは2か月間野外に放置されても有効成分が分解することはなかった。虫害枯損の発生環境の解析と、フェロモントラップの使用等による、枯損防止を考慮した施業について、とりまとめて報告した(印刷中)。今年度は抗集合フェロモンの利用法の開発のため、次の項目について主として実験を行った。1.抗集合フェロモンの野外効果判定実験2.ディスペンサ-の樹上滞在時間1.エゾマツ天然林に抗集合フェロモンを設置し、そこから一定距離のところに集合フェロモンをつけたトラップを置き、抗集合フェロモンの効果を判定した。抗集合フェロモンは150mgと450mgの2段階,トラップは3m,10m,20mの3段階とし、それぞれ5回のくりかえしとした。実験期間は5月下旬から8月上旬までで、ヤツバキクイムシの捕獲数によって効果の判定をした。エゾマツの虫害枯損に最も関係の深い5月下旬から6月中旬までの捕獲数には、抗集合フェロモン濃度、距離ともに有意な差は認められなかった。しかし、全期間を通じてみると、濃度と捕獲数には逆の関係があり、濃度が高いと捕獲数は少なくなった。

2.ディスペンサ-は形状の異なる3種類について、上空から散布した場合の樹上定着率、樹上滞在時間を比較した。3種類のディスペンサ-とも樹上定着率、樹上滞在時間ともにきわめて高いもので、ディスペンサ-間に差は認められなかった。抗集合クェロモン・イプセノ-ルについてヤツバキクイムシの抗集合フェロモンであるイプセノ-ルを充填したディスペンサ-を設置することにより、集合フェロモン・トラップへのヤツバキクイムシの飛来が減少することは明らかにされている。また、集合フェロモンから10m離れたところに抗集合フェロモンを置いた場合に最も捕獲数が少なくなることも明らかになった。今回は、集合フェロモンに対し、抗集合フェロモンをふやした場合の効果をみた。すなわち、集合フェロモンを中心として、10mはなれた8方向に、集合フェロモンをとり囲むように抗集合フェロモンをおいた。対照区は50mはなれたところに置いた集合フェロモンである。実験は4回くりかえした。実験区と対照区に捕獲されたヤツバキクイムシの個体数には差がなかった。今年の対照区の捕獲数は、これまで行ったどの実験区の対照区よりも明らかに少なかった。集合フェロモンのディスペンサ-1個に対する抗集合フェロモンの割合は、今年度は2.7であり、この値はこれまでで最大である。したがって、試験区全域のイプセノ-ルの濃度の高まりが今年の捕獲数の減少をひきおこした可能性が否定できない。抗集合フェロモンによる集合フェロモンへの飛来阻害効果はこれまでの実験からも明らかになっている。今後、実用化にむけて研究をなお一層つみ重ねる必要があろう。
叱る側と叱られる側双方の性格特性に着目した叱り方の評価次元の分析と実践活用

本研究の目的は、叱り方の評価次元を新たに解明し、性格特性と叱り方および叱りの受けとめ方との関連を新たに解明することである。30年度は調査Iとして、親子ペアデータを取得し、叱り方の評価次元に関する項目の吟味と、性格特性との関連性を予備的に検討するための質問紙調査を実施した。ウェブ調査を専門とする調査会社で保有しているマスターサンプル(調査モニターとしてあらかじめ登録し、性別、年齢、婚姻状況、子どもの有無などの個人属性が確認・整理されている標本集団)から抽出された中学生とその親、計417組を対象として実施した。対象者それぞれの性格特性を測定した上で、中学生には、親からの叱られ方について、また親には、こどもへの叱り方について回答を求めた。31年度中に調査Iのデータ分析および学会での成果発表を行うとともに、その成果を踏まえての調査IIを実施する予定である。当初は29年度中に調査Iを実施、データ分析を行う予定であったが、先行研究の収集・整理に時間がかかったため、調査Iの実施が30年度になった。そのため調査IIの実施は当初30年度だったのが31年度の実施を予定している。31年度の早い時期に調査IIを実施し、できるだけ早急にデータ分析を進めることで、研究計画の遅れを最小限にとどめる予定である。調査Iでは、親子ペアデータ、生徒データを取得し、叱り方の評価次元に関する項目の吟味と、性格特性との関連性を予備的に検討するための質問紙調査を実施する。ウェブ調査を専門とする調査会社で保有しているマスターサンプル(調査モニターとしてあらかじめ登録し、性別、年齢、婚姻状況、子どもの有無などの個人属性が確認・整理されている標本集団)から抽出された中学生とその親、計300組を対象として実施する。対象者それぞれの性格特性を測定した上で、中学生には、親と教師からの叱られ方について、また親には、こどもへの叱り方について回答を求める。29年度は叱り方の評価次元の項目に関しての先行研究の収集・整理を行った。30年度中に調査を実施、データ分析を行う予定である。当初は29年度中に調査を実施、データ分析を行う予定であったが、先行研究の収集・整理に時間がかかったため、調査実施を30年度にずらした。30年度中に調査Iの実施およびデータ分析を行い、その結果を受けて、できるだけ早急に調査IIを行うことで、研究計画の遅れを最小限にとどめる予定である。当初は29年度中に調査Iを実施予定であったが、それが30年度の実施に変更となったため。調査IIを30年度中に実施できなかったため、その予算分が残った。調査IIは31年度中の実施を予定している。
物理則モデルによる斜面表層崩壊発生予測システムの研究

2005(平17)年に激甚な土砂災害が発生した、研究モデル区域である福井県鯖江市上河内地区で表層崩壊の概略調査を実施した。GPS(Global Positioning System)でGCP(Geographic Control Point)を取得した後、研究地区の航空写真等の資料をもとに、地理情報システムソフトウェア(TNTMips)を用いて正射写真(デジタルオルソフォト)とDEM(デジタル標高モデル)データを作成した。得られたデジタルオルソフォトを利用して、豪雨によって発生した崩壊地を抽出し、現地踏査の結果と照査した。一方、地表の植生については高解像度衛星IKONOSデータを用い、当該地区の植生分類を行った。また、斜面崩壊物理則モデルに入力するパラメータを取得するため、現地で簡易貫入試験機を使って崩壊地およびその周辺の土壌物理特性や力学特性を測定した。得られた植生や地形、表層土壌に関するデータは、地理情報システムソフトウェアを用いてデータベース化するとともに、斜面表層崩壊に関連した因子分析を行った。これらの成果をもとに、斜面表層土中の水分移動モデルと斜面安定解析手法を組み合わせた、プロトタイプの斜面崩壊物理則モデルを作成した。
大強度ビームライン用真空膜およびその冷却機構の研究・開発

大強度ビームの通過に耐えうる強度、冷却性能、遠隔メンテナンス性等を備えたビーム膜の開発・実用化は、J-PARCのような大強度陽子ビームを用いた実験を実現するには必要不可欠なものであり、非常に重要な意義を持つ。その一例として、J-PARCニュートリノビームラインの一次ビームラインの真空系と標的用ヘリウムガス容器を分離する真空膜に関して、高エネルギー加速器研究機構、英国RAL研究所の技術職員を研究協力者として、その設計、開発を進めた。まず、MARS、GEANT、ANSYS等のシミュレーションプログラムを用いて、大強度陽子ビームが通過する際の温度上昇や熱応力を評価し、半球状の二重膜の間にヘリウムガスを流して冷却する、という基本設計に問題が無いことを確認した。英国の研究協力者に、パルスビームによる熱衝撃とその伝搬のシミュレーションを依頼し、0.3mm厚のTi-6Al-4V合金膜が3x10^<14>個の陽子ビームによるパルス衝撃に耐えられることを確認した。また、二重膜間のヘリウムガスの流れのシミュレーションを依頼し、半円球表面で想定している100W/m^<2>Kの熱伝達率が達成できることを確認した。また、装置の遠隔着脱を可能にするピローシールフランジとチタン合金膜の組み立て方法を含む全体構造に関しても、英国研究協力者を指導し、詳細設計を完成させた。また、ピローシールフランジの真空シールの要となる部品である、鏡面対向フランジ及びヘリコフレックスシールの試作を行い、真空リーク量などの基本的性能の確認を行って、ビームラインで実用できる性能であることを確認した。また、カナダTRIUMF研究所と英国RAL研究所の技術職員を研究協力者として、遠隔着脱試験、遠隔移動試験を行い、問題点の洗い出しを行った。最後に、周辺の遮断設計やリモートメンテナンス方法の検討、ヘリウムガス循環装置の検討も行い、実際にJ-PARC等で使用可能なビーム膜システムのメンテナンスや周辺装置についても設計を固めた。大強度ビームライン用真空膜の一例として、J-PARCニュートリノビームラインの一次ビームラインと標的用ヘリウム容器を分離する真空膜に関して、MARS、GEANT、ANSYS等のシミュレーションプログラムを用いて、大強度陽子ビームが通過する際の温度上昇や熱応力を評価し、半球状の二重膜の間にヘリウムガスを流して冷却する、という基本設計に問題が無いことを確認した。また、後述する英国の研究協力者に、パルスビームによる熱衝撃とその伝搬のシミュレーションを依頼し、0.3mm厚のTi-6Al-4V合金膜が3×10^<14>個の陽子ビームによるパルス衝撃に耐えられることを確認した。また、二重膜間のヘリウムガスの流れのシミュレーションを依頼し、半円球表面で、想定している100W/m^2Kの熱伝達率が達成できることを確認した。次に、このような真空膜装置全体の設計を行い、装置の遠隔着脱を可能にするピローシールフランジに関して、英国の研究協力者及び経験を持つ会社の技術者と、ステンレス製ピローシールフランジとチタン合金膜の組み立て方法等の実装方法を検討し、装置全体の試作図面を作成した。また、ピローシールフランジの真空シールの要となる部品である、鏡面対向フランジ及びヘリコフレックスシールの試作を行った。これらの研究は、高エネルギー加速器研究機構の技術職員の山岡広氏、小池重明氏、英国ラザフォード・アペルトン研究所の技術職員のChristopher Densham氏、Vishal Francis氏、Matthew Rooney氏、Michael Fitton氏の各氏の協力を得て行った。又、高エネルギー加速器研究機構の技術職員の山野井豊氏の技術的助言に基づいている。

大強度ビームの通過に耐えうる強度、冷却性能、遠隔メンテナンス性等を備えたビーム膜の開発・実用化は、J-PARCのような大強度陽子ビームを用いた実験を実現するには必要不可欠なものであり、非常に重要な意義を持つ。大強度ビームライン用ビーム膜の一例として、J-PARCニュートリノビームラインの一次ビームラインの真空系と標的用ヘリウムガス容器を分離する真空膜に関して、高エネルギニ加速器研究機構の技術職員の山岡広氏、小池重明氏、英国RAL研究所め技術職員のChristoper Densham氏、Vishal Francis氏、Matthew Booney氏、Michael Fitton氏の各氏と共同で、遠隔着脱できるフランジであるピローシールフランジの詳細設計を進め、その試作を行った。そして、真空リーク量などの基本的性能の確認を行い、ビームライシで実用できる性能であることを確認した。また、ステンレス製ピローシーフランジとチタン合金製二重膜との組立方式を検討し、実際のピローシール二重膜の試作品を作成した。また、カナダTRIUMF研究所のClive Mark氏、Mike Gallop氏らと共同で、遠隔着脱試験、遠隔移動試験を行い、問題点の洗い出しを行った。最終酌には、周辺の遮蔽設計やリモートメンテナンス方法の検討、ヘリウムガス循環装置の検討も行い、実際にJ-PARC等で使用可能なビーム膜システム全体の設計を固めた。又、これらの研究は、高エネルギー加速器研究機構の技術職員の山野井豊氏の技術的助言に基づいている。
子宮の細胞外環境と精子の受精能獲得機構

精巣特異的GPIアンカー型セリンプロテアーゼPRSS21欠損マウスの解析から、PRSS21は卵子透明帯上での先体反応に機能していることを明らかにした。受精能回復実験を行い、PRSS21欠損精子の体外受精における受精能低下が子宮内分泌液への暴露によって回復することを示した。しかし、PRSS21欠損精子の卵子透明帯上での先体反応能低下は回復していなかった。以上の結果から、PRSS21欠損精子の受精能は子宮内因子によって補われていることを明らかにした。精子は受精の際にトリプシン様セリンプロテアーゼによって卵子透明帯を分解することで精子の透明帯通過を容易にしていると考えられる。これまでの研究によって、精巣特異的GPIアンカー型精子セリンプロテアーゼTesp5(Testicular Serine Protease 5)の欠損マウスの精巣上体精子による体外受精を行うと受精能と透明帯結合能が低下することが明らかにされた。本年度は、1)Tesp5欠損精子の透明帯上での先体反応能と透明帯通過能、および組換え型Tesp5タンパク質による透明帯分解活性について、また2)子宮内分泌液による受精能回復実験を試みた。1)卵子透明帯上での先体反応率を先体反応後の精子へ特異的に結合するIzumo1抗体を用いて検証したところ、Tesp5欠損精子では著しく低下していた。また、Cd9欠損マウスの卵子を用いて透明帯通過能を調べた結果、囲卵腔に貯留した精子数はTesp5欠損精子で有意に減少することが明らかになった。さらに、組換えTesp5タンパク質では透明帯タンパク質を限定的に分解し、Tesp5の活性残基を置換した変異型の組換えTesp5ではその分解活性の消失が確認された。以上の結果から、Tesp5は透明帯上で透明帯を分解することでその後の精子先体反応に寄与することが示唆された。引き続き、Tesp5による分解機構を解析すると共に、種特異性を比較し透明帯通過のメカニズム解明を図る。2) Tesp5欠損個体は自然交配では正常な産仔数を示すことから、雌性生殖器内に受精をサポートするメカニズムが存在すると考えられる。そこで、排卵直前のマウス子宮内より回収した子宮内分泌液に暴露したところ、Tesp5欠損精子の受精能が回復することが分かった。今後、Tesp5欠損精巣上体精子をツールに子宮内分泌液中に存在する受精能回復因子の同定を試みる。前年度の研究では、精巣特異的GPIアンカー型精子セリンプロテアーゼPRSS21欠損精子の体外での受精能低下が子宮内分泌液の暴露によって回復することを示した。また、組換え型PRSS21タンパク質が透明帯タンパク質を限定的に分解することを確認した。本年度は、受精能回復に関わる子宮内分泌液内の因子の機能解析および同定を試みた。PRSS21欠損精子は卵子透明帯上での先体反応および卵子透明帯への結合能が低下することから、子宮内分泌液による回復を試みた。先体反応後の精子へ特異的に結合するIZUMO1抗体を用いて検証したところ、子宮内分泌液を処理したPRSS21欠損精子では先体反応能に目立った回復は認められなかったものの、結合能においては有意に増加していた。次に、ビオチン化標識した子宮内タンパク質を用いて精子への結合実験を行ったところ、PRSS21欠損精子においても野生型精子と同様に子宮内タンパク質の結合が認められた。さらにこの子宮内タンパク質には透明帯タンパク質ZP3の分解活性が認められたことからPRSS21欠損精子ではPRSS21に代わって子宮内プロテアーゼが透明帯通過に寄与している可能性を示唆した。さらに、HPLCを用い精製を行ったところ、この因子は化学的に非常に安定で、極性も低く紫外線に吸収波長を持たない性質を示した。また、ラット子宮内にも同様の活性をもっ画分が認められたことから、子宮内の受精能促進には種を超えたユビキタスな機構が示唆される。以上の結果からPRSS21欠損精子の子宮内分泌液での受精能回復は、先体反応能には依存していないこと。また、生体内では子宮内因子は複数存在しそれぞれの活性によって受精が成し遂げられていることが明らかになった。今後はこれら因子の同定・解析を進めることで、哺乳類における生体内での受精現象の解明に繋げる。
就学義務制度の手続き規定の形成過程-戦後教育改革期における政令化モデルの分析-

本研究は、教育行政学、教育史学において研究上の空白となっている就学義務制度の初期の手続き枠組み(学校教育法と同法施行規則)の構築された時期(1947年)から、現在の就学義務制度の手続き枠組みが政令において定立された時期(学校教育法施行令制定時期)(1953年)までの戦後の就学義務制度の手続き規定の形成過程を実証的に明らかにすることを目的としている。本年度は19471953年頃までの社会における就学問題を明らかにするために国立国会図書館、東京都立図書館等で収集した資料や当時の新聞資料を用いて分析し、(1)貧困さゆえの人身売買、家庭内労働、浮浪等による不就学、長期欠席、(2)労働する児童・生徒のための法律に規定されていない夜間中学、夜間学級の設置と就学、(3)よりよい教育を求めて移動する区域外就学、という3点が存在することを指摘した。戦後の就学問題は(1)、(2)について個々に論及されることがあるが、(3)を含めてその全体像を指摘したものはなく、重要な知見であると思われる。上記を踏まえた上で、中央政府における就学問題の認識の状況とその対応(制度化)を議事録、通達等の資料を用いて分析した。この結果判明したことは、(1)青少年の非行防止、「教育を受ける権利」の保障を追求する観点から就学問題(1)、(2)の是正に議論が集中していたこと、(2)「教育の機会均等」という理念は「全国的に標準化された学校の条件整備」という制度化を導いたこと、(3)この制度化の集中の一方で、就学問題(3)のように就学手続きを修正する課題は、学校の条件を標準化させることで「移動する必要がないようにする」という論理のもとで棚上げにされていたこと、の3点である。このような戦後における就学問題の解決の制度化、そして非制度化のプロセスについてはこれまでに十分には明らかにされておらず、今日の就学問題を考える上で重要な示唆を与えられたものと考える。以上の成果は研究成果報告書としてまとめている。今年度は、戦後の就学義務制度の手続き規定形成前後の地方自治体の就学義務制度の運用実態について明らかにすることを目的とした。このために、就学義務制度を規定する学校教育法及び同法施行規則の制定前後の法制比較を行い、地方自治体の行動を律するマクロな枠組みの変化についてまずは明らかにした。この変化を明らかにするために法制の成立過程に関連する書籍・雑誌記事を収集し、また国立国会図書館、同憲政資料室においても史・資料収集にあたった。これにより、戦後の就学義務制度が、国民学校令をはじめとした戦前の教育法令と同様の枠組みを持ちつつも、政府間関係の変化に伴う都道府県の市町村に対する教育行政のサポートセクターとしての変化、保護者の就学義務の内容変化(学校の選択の裁量)という2つの変化を有していたことを明らかにした。この成果は論文としてまとめた(『飛梅論集』第9号、2009年)。この変化を踏まえ、地方自治体の就学義務制度の運用実態を明らかにするために、福岡県、福岡市、鹿児島県、熊本県の各自治体の図書館に赴き、自治体内部の就学をめぐる議論や教育行政の就学事務の動向、子ども・保護者、社会の就学に対する見方に注目し、地方自治体の議会議事録、地方新聞資料、教育行政史料、地方の名士の出版物等の収集を行った。この結果、戦後の就学義務制度の法制の2つの変化に対し、都道府県は財政的余裕のなさから市町村へのサポートセクターとしては対応できていないこと、そして保護者の学校選択の裁量の規定がある一方で、地方自治体はそれに対する対応は行っていないこと、また新制中学校の設置に関する雑誌・新聞記事からは就学の義務の見解が強く示され、権利に対する思想は弱いこと、そして戦後の就学義務制度の規定では変化し得ない行動様式が地方に存在することが判明した。この成果は来年度日本教育行政学会、日本教育制度学会において発表する予定である。

この結果判明したことは、(1)青少年の非行防止、「教育を受ける権利」の保障を追求する観点から就学問題(1)、(2)の是正に議論が集中していたこと、(2)「教育の機会均等」という理念は「全国的に標準化された学校の条件整備」という制度化を導いたこと、(3)この制度化の集中の一方で、就学問題(3)のように就学手続きを修正する課題は、学校の条件を標準化させることで「移動する必要がないようにする」という論理のもとで棚上げにされていたこと、の3点である。このような戦後における就学問題の解決の制度化、そして非制度化のプロセスについてはこれまでに十分には明らかにされておらず、今日の就学問題を考える上で重要な示唆を与えられたものと考える。以上の成果は研究成果報告書としてまとめている。
スクアレン環化酵素活性中心探索プローブと超天然型ステロイドの創出

多様な構造と生物活性を有するトリテルペンの基本骨格を決定するスクアレン環化酵素に、化学的に合成した人工基質を作用させることにより、在来見られない新規骨格を有する超天然型ステロイドの人為的な生産を試みた。その結果、今回、ヘテロ芳香環を、C_<20>イソプレン側鎖に結合させた一連の人工基質をプローブとして、酵素に作用させることにより、インドール及びピロール含有非天然型新規4環性及び5環性化合物の合成に成功した。また、既に我々は、C_<35>合成基質アナログから、これまでに例のない6環性の骨格を有する超天然型ステロイドの酵素合成に成功している(JACS 124, 14514, 2002)。今回さらに、C_<40>基質アナログを合成、プローブとして酵素に作用させることにより、7環性の骨格を有する超天然型ステロイドの創出に着手した。現在、酵素反応生成物をTLCや逆相HPLCにより分離精製の後、現在各種NMR、GC-MSなどを測定して構造解析を急いでいる。最後に、信州大学医学部森政之先生との共同研究により、モデルマウスにおける白内障発症の原因が、オキシドスクアレン環化酵素の点変異によることを明らかにした。白内障惹起機構の詳細については今後の研究が待たれるが、変異導入による酵素活性の変化や微量に生成する異常ステロイドが、白内障に限らずあらゆる病態の一因となることは想像に難くない。酵素活性中心構造の微妙な変化により、基質や反応生成物の特異性が大きく変化することは周知の事実であり、また、何よりもステロイドは、ホルモンなど細胞内情報伝達において中心的な役割を演ずる生体機能分子である。今後さらに詳細に検討を進める予定である。
本研究課題では、分子や細胞の機能を解析するための新たな実験手法を構築するため、かつてない時空間分解能で細胞の三次元ライブイメージングが可能な「格子光シート顕微鏡」を導入し、そこに任意の時空間制御が可能なホログラム光刺激を導入するための開発を行う。格子光シート顕微鏡の技術情報(作製図面や制御プログラム等)は開発者であるBetzig研(ハワードヒューズ医学研究所)から提供を受け、ホログラム光刺激は共同研究者である和氣・的場チームの協力を得て新たに開発する。2018年度には、格子光シート顕微鏡の部品が揃い、レーザー2本(488 nm, 560 nm)を搭載するシステムの組み立てを完了した。完成しデータが取得できたことで、修正箇所や、継続的に安定稼動するために必要な改良点、撮影にあたって新たなツールを作成する必要があることが明確になった。装置の改良においては、設計上安定性が悪く光軸のズレを生じやすかったいくつかの部品を交換し、調整が困難な場所に設置されていた光学ユニットの配置を変更するなどした。また、今後ホログラム光刺激を導入するため、ホログラムを生成するための空間光位相変調器の機種選定を行い導入した。撮影に際しては、テスト撮影した画像の"プレビュー"機能の開発が必要となた。本システムでは、画像は最初、空間が直行するxyzではなく軸のひとつがスキューし歪んだものとして得られるため、計算により歪みを修正することでxyz像を得る。現在のシステムではタイムラプス撮影終了後に全データを演算専用のハイスペックPCで演算を行うことしか出来ないため、テスト撮影時にサンプルや画像のクオリティの判定が出来るように、速やかに3Dプレビュー表示機能を開発する必要がある。さらに、本システムを用いて行う生命科学研究のため、新規レポーターマウスの樹立やサンプル調整、予備検討を進めた。当初、2年度中の顕微鏡の完成を目指していたが、初年度中に完成しデータを取得することができた。それにより改善項目が明確になりシステムの高度化に着手することができており、当所の計画よりも早く進展した。前年度までに完成した格子光シート顕微鏡の初号機に、光学系の安定性や使い易さを向上するための改良を加えつつ、ホログラム光刺激を搭載する光学設計を行う。今後予定している改良点やアップグレード項目は以下である。1.ハードウェア:空間光変調器の位置安定性の向上、顕微鏡へのレーザー導入部の不安定なミラーの交換、励起光強度増強のためのシリンドリカルレンズセットの追加搭載、多波長撮影のためのセカンドカメラの搭載など2.ソフトウェア:サンプルのテスト撮影時に3Dプレビューするためのソフトウェア開発、格子光シート顕微鏡にホログラム光刺激を導入するためのプログラム開発などハードウェアについては、設計を進め、選定した機器の一部を導入しているので、顕微鏡への搭載を進める。ソフトウェアについては、共同研究者Arjunanが格子光シート顕微鏡画像の視覚化ソフトウェアの構築を進めており、そこにクイック3Dプレビュー機能を搭載する開発を進める。Arjunanは国外への移籍(University of New SouthWales, Sydney)により12月に本課題から離脱したが、国外研究者とも共同研究可能なプログラムで共同研究を続けており、今後の研究継続に支障はない。顕微鏡の高度化のためには、光学設計に豊富な経験を持つ米国カリフォルニア大学サンディエゴ校のイメージングセンターとの共同研究を開始した。本顕微鏡システムを用いた共同研究では、米国Janelia Research Canpus、台湾中央研究院(Academia Sinica)との共同研究を続けている。また、格子光シート顕微鏡に関わる開発研究や、これを利用して生命科学研究を行うために利用者として参画する共同研究者が多数新たに参加してきているので、より広範な発展や波及が見込まれるようになっている。
当初、2年度中の顕微鏡の完成を目指していたが、初年度中に完成しデータを取得することができた。それにより改善項目が明確になりシステムの高度化に着手することができており、当所の計画よりも早く進展した。前年度までに完成した格子光シート顕微鏡の初号機に、光学系の安定性や使い易さを向上するための改良を加えつつ、ホログラム光刺激を搭載する光学設計を行う。今後予定している改良点やアップグレード項目は以下である。1.ハードウェア:空間光変調器の位置安定性の向上、顕微鏡へのレーザー導入部の不安定なミラーの交換、励起光強度増強のためのシリンドリカルレンズセットの追加搭載、多波長撮影のためのセカンドカメラの搭載など2.ソフトウェア:サンプルのテスト撮影時に3Dプレビューするためのソフトウェア開発、格子光シート顕微鏡にホログラム光刺激を導入するためのプログラム開発などハードウェアについては、設計を進め、選定した機器の一部を導入しているので、顕微鏡への搭載を進める。ソフトウェアについては、共同研究者Arjunanが格子光シート顕微鏡画像の視覚化ソフトウェアの構築を進めており、そこにクイック3Dプレビュー機能を搭載する開発を進める。Arjunanは国外への移籍(University of New SouthWales, Sydney)により12月に本課題から離脱したが、国外研究者とも共同研究可能なプログラムで共同研究を続けており、今後の研究継続に支障はない。顕微鏡の高度化のためには、光学設計に豊富な経験を持つ米国カリフォルニア大学サンディエゴ校のイメージングセンターとの共同研究を開始した。本顕微鏡システムを用いた共同研究では、米国Janelia Research Canpus、台湾中央研究院(Academia Sinica)との共同研究を続けている。また、格子光シート顕微鏡に関わる開発研究や、これを利用して生命科学研究を行うために利用者として参画する共同研究者が多数新たに参加してきているので、より広範な発展や波及が見込まれるようになっている。
Wnt蛋白質による心筋細胞ギャップ結合の再構築化に関する検討

心臓のギャップ結合再構築に関わる制御因子について解析を行った。1.ギャップ結合、接着結合の細胞増殖に及ぼす効果:コネキシン43とN-カドヘリンは協調的に細胞の増殖を抑制した。この抑制にはP21の誘導が関与していた。すなわち誘導されたP21が細胞の周期のうちG2/M期を延長するためであることが明らかとなった。2.接着因子が心臓の形態形成に及ぼす効果:接着因子N-カドヘリンを欠損させると心臓は2分心を起こした。このN-カドヘリンの発現は心臓分化因子であるGATA-4により制御されていた。すなわち心臓の形成においてGATA-4とN-カドヘリンを結ぶシグナル系が重要であることが明らかとなった。3.心臓の初期形成に関わる新規因子の同定:セマフォリン分子は神経系の発生に重要である。この分子群のうち新規の因子が心臓の発生に重要であることが明らかとなった。ConnexinのWntシグナル系を介する発現調節機構の解明1.マウスゲノミックライブラリーよりconnexin43c DNAをプローブとしてスクリーニングする。5'-発現調節領域を含むクローンの塩基配列を決定し、ルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだ発現ベクターに5'上流配列の種々の部位をサブクローニングしたコンストラクトを作成した。2.これらコンストラクトを単離心筋細胞にリポフェクチン法により遺伝子導入し、ルシフェリン発光によりその活性を測定することによりエンハンサー領域、プロモーター領域を同定した。3.Wntを培養液中に加え、転写活性の変化を調べたところ、上流2kb以内に3箇所の活性調節部位が同定できた。4.Wntシグナル系ではbeta-cateninが転写因子であるTCFと結合し転写調節に関わる。このTCF結合モチーフの存在は、Wntによる活性調節部位と一致していた。活性型beta-catenin, TCFを心筋細胞に導入して、シグナル系の活性を確認したところ、Wntはシグナル伝達分子としてbeta-catenin, TCFを使用してconnexin43の発現調節に関与することが判明した。
低次元鎖ハロゲン架橋金属錯体における分子設計と次元性制御による新規物性発現

擬一次元ハロゲン架橋Pt^<II>-Pt^<IV>混合原子価錯体において、カウンターイオンにClO_2をもつ[Pt(en)_2][PtI_2(en)_2](ClO_4)_4は鎖間に相互作用がなく、一次元鎖中ではPt^<II>とPt^<IV>が交互にならんで秩序をもっているが、鎖間では相関がなく、そのため一次元CDW系と呼ばれている。この系では基底状態が縮退しているために、ソリトンもポーラロンも観測された。一方、カウンターイオンにハロゲンをもつ[Pt(chxn)_2][PtBr_2(chxn)_2]Br_4では鎖間が非常に強い水素結合でつながれているために、Pt^<II>とPt^<IV>が二次元的に同じ位相で並んでいるために、二次元CDW系と呼ばれている。この系では二次的に位相が並んでいるためにソリトンは観測されなかった。このようにCDWの次元性を変えることによりソリトンの生成を制御できることを見いだした。今回は、Pd^<II>とPt^<IV>のように異なる金属からなる混金属錯体[Pd(en)_2][PtX_2(en)_2」(ClO_4)_4(X=Cl,Br,I)の光誘起吸収スペクトルを測定することにより、ミッドギャップ状態について調べた。この系は一次元であるが、Pd^<II>とPt^<IV>が交互に並んでいるため、基底状態は縮退していない。そのためソリトンは生成されないと予想される。実際に光誘起吸収スペクトルを測定すると、ソリトンは観測されず、ポーラロンのみであった。この結果からCDWの次元性を変えることによる場合だけでなく、基底状態の縮退を変えることによってもソリトンの生成を制御できることがわかった。又、光誘起吸収スペクトルの励起スペクトルを測定することにより、エキシトンがself-trapped状態に緩和し、その後発光を発して緩和する課程と、ポーラロンに変化して緩和する機構が競合していることがわかった。
胚培養と核学的手法によるスギの交雑育種に関する基礎的研究

スギの核型には種内変異がみられ、F染色体の構成によりO型、【I】型、【II】型の3種類が存在する事を先に報告している。また、核型と核小体数との間に相関がみられ、核小体数2個はO型、3個は【I】型、4個は【II】型を示す。今回、調査した九州林木育種場の100クローンの1細胞当りの核小体数をみると、最大数2個のクローンが66、3個が31クローン、4個が2クローン、5個(3倍体の【II】型)が1クローンの結果を得た。この中で、枝葉の黄白化がみられるクローンの1細胞当りの核小体最大数をみると、2個が3クローン、3個が18クローン、5個が1クローンであり、核小体数3個(【I】型)が約82%を占め、核型と核小体数そして枝葉の黄白化現象との間に何らかの相関がみられる可能性を見い出した。また、同じ方法で行った関西林木育種場四国支場の82クローンの調査では、核小体の最大数2個が66クローン、3個が16クローンであった。枝葉の黄白化現象との関係は今後さらに調査の予定。胚培養を行なうための適正培地の検討を行なったが好結果を得るには至らなかった。しかし、核型【I】型で知られるイワオスギ(佐賀3号)の種子培養を、バーミキュライトを置床土とし、ハイポネックス1g/lにショ糖0g/l、15g/l、30g/lをそれぞれ添加し、pH5.6に調整した種子発芽試験では、それぞれ平均57%、60%、49%の高い発芽率をみた。佐賀県林業試験場でのイワオスギの種子平均発芽率は10.7%であり、培養することにより大幅な種子発芽率をみる事が明らかとなった。また、今回、個々の染色体の識別を可能にするためAg-工法の改良を試みたところ、動原体の位置および二次狭窄部の濃染効果を高める事が可能となった。さらに、スギの胚および種子の培養を試みるとともにシイタケの原木として必要なクヌギ、建築材でもあるイヌマキの上胚軸の培養を試みたところ大量増殖への道を開くことができた。
二酸化塩素によるウイルスの不活化

塩素より有機塩素化合物生成量が少ないため代替消毒剤として検討されている二酸化塩素について、消毒対象微生物としてポリオウイルス1及びコクサッキーウイルスB5を取り上げ消毒特性を調べ、次のことがわかった。(1)二酸化塩素はそれらウイルスに対して、0.2mg/l、接触時間15分で99.99%以上の不活性力を持つ。(2)コクサッキーウイルスB5のほうが抵抗性は高いが両者の抵抗性の差は顕著ではない。(3)pHが高いほど消毒力は強くなるが、影響の程度は遊離塩素の場合ほどではない。(4)温度10°Cの上昇で不活化速度は1.61倍速くなる。(5)懸濁物質の存在は二酸化塩素の不活化力を低下させる。その影響は懸濁物質濃度が高くなる。不活性率を高く取るほど濁質の粒子径が大きいほど阻害作用は大きくなるほど顕著になる。また濁質の影響は顕著になる。(6)カオリンが存在するとlagのある逆L字型の不活化曲線となり、活性汚泥が存在すると早くテーリングがみられるL字型の不活性曲線となった。有機性かつ粗密な活性汚泥のほうがカオリンよりも不活化力を相当に低下させた。(7)カオリンと活性汚泥にウイルスが移行すること及びそれら濁質に取り込まれたウイルスが遊離の場合より消毒抵抗性を示すことを確認した。(8)消毒効果を実用しやすい式で示した。(9)二酸化塩素はこの実験に用いたウイルスに対しては塩素よりやや不活化力は強いが、pHの影響パターンが逆になること以外は、温度と濁度の影響パターンと影響力はほとんど塩素の場合と同様であり、不活化力もそれほどの差がないからウイルスの不活化からみて塩素の代わりに二酸化塩素を用いる利点は顕著でない。もし用いるなら、水道水の水質基準のpHの範囲で濁度を12度以内に抑え、1mg/l程度の注入率で15分以上の接触時間を保持すれば目的を達することができる。
住民コンサーンの可視化のためのコーパス分析

本研究では,コーパス言語学に基づく談話分析手法を用いて公共プロジェクトに関わる多様な利害関係者のコンサーンの特性を客観的に記述し,集約する「コンサーンの可視化手法」の開発を目的としたものである.コンサーン可視化のための手法開発と本手法の有効性を検討するために,コンサーン・アセスメント研究会,土木学会,国際学会などで成果を発表し議論を重ね住民コンサーンの可視化とアセスメントのための一手法を開発した本研究では,コーパス言語学に基づく談話分析手法を用いて公共プロジェクトに関わる多様な利害関係者のコンサーンの特性を客観的に記述し,集約する「コンサーンの可視化手法」の開発を目的としたものである.コンサーン可視化のための手法開発と本手法の有効性を検討するために,コンサーン・アセスメント研究会,土木学会,国際学会などで成果を発表し議論を重ね住民コンサーンの可視化とアセスメントのための一手法を開発した本研究では、コーパス言語学に基づく談話分析手法を用いて公共プロジェクトに関わる多様な利害関係者のコンサーンの特性を客観的に記述し、集約する「コンサーンの可視化手法」の開発を目的とするものである。そのため、平成21年度には、潜在コンサーンを推定する上で必要なデータを収集するために、当該課題に関する資料収集及び住民コンサーンに関する調査を鳥取県日野郡日南町で行い、コンサーンの可視化のためのデータベースを構築する準備を整えた。本研究では、コーパス言語学に基づく談話分析手法を用いて公共プロジェクトに関わる多様な利害関係者のコンサーンの特性を客観的に記述し、集約する「コンサーンの可視化手法」の開発を目的とするものである。そのため、平成22年度には、コンサーン・アセスメント可視化のための手法開発と手法の精度や有効性検討を行った。この際、コンサーン・アセスメント研究会を中心として東京工業大学と名古屋工業大学との研究交流を通じて、開発したコーパスのデータマイニング技術に基づいて、再現可能なコンサーン可視化・アセスメント手法を開発することができた。そして、平成22年度には、土木学会論文集F4で"ファセット分解と公的討議の談話分析"の論文を発表し、本研究で提案した手法について議論を行った。また、コンサーンの特性をカテゴリー化する上で、どのような利害が存在するかを把握するために、日本のような先進国だけではなく、開発途上国における公共プロジェクトに関わる多様な利害関係者のコンサーンを研究対象として拡大し、住民参加型開発プロジェクトを実施する上でどのような利害、利害関係者を考慮すべきかについて、インドネシアの水供給プロジェクトを事例として"Participatory Approach to Water Management : Voluntary Provision of Public Good and Social Capital"."Collective Action and Water Rights"の二つの論文を発表し議論を行った。
アディポネクチン単量体の病態生理的役割の解明

アディポネクチン(ADPN)は脂肪細胞より分泌され、肥満、糖尿病と関連する。血中ADPN濃度が著しく低下した症例のDNA配列を検討し、新規の一塩基多型(SNP)を検出した。この新規SNPは著明なADPNレベル低下と関連するものの、疾患との関連は認めなった。この新規SNPは野生型と異なる単量体ADPNを発現しており、組成解析の結果、ADPNの病態生理的役割の解明には修飾部位解析やアミノ酸配列の検討が重要であることが示唆された。(1)遺伝子解析研究・DNAシークエンス:血中アディポネクチン(ADPN)レベルが極度に低い症例のDNAについて、イントロンを含む全長直接シーケンスを行ったが、ADPN遺伝子の大きなDeletion/Insertion(欠失/挿入)多型は検出しなかった。・関連解析:この新規SNPと疾患との関連について、これまで大阪大学が保有する集団(約800名)において見出された結果が他集団でも同様か検討中である。端野・壮暼町研究は、一般住民集団を対象にしており、また血中ADPN濃度も測定されている。同研究を保有する札幌医大第二内科と共同研究の体制を構築し、SNPと疾患との関連を検証している(進行中)。以上の手法により、新規SNPとADPN濃度や関連疾患との関係を明らかにすることを目指し、研究を進行している。(2)タンパク質の組成解析・SDS page:新規SNPを保有すると、野生型とは異なる単量体を発現することを検出している。ADPNは、Collagen like domainやGlobular domainなど、いくつかのドメインから構成されているが、複数種のモノクローナル抗体を用いることで、野生型との発現を比較したところ、相違をきたすドメインを同定した。・SD page:ADPN単量体は、二次元電気泳動(2D Page)で8つに分離される。2D Pageで新規SNP群と野生・健常群を比較することを計画しており、現在実験の条件設定を調整している(進行中)。(1)遺伝子解析研究・DNAシークエンス:血中アディボネクチン(ADPN)レベルが極度に低い症例のDNAについて、イントロンを含む全長直接シーケンスを行ったが、ADPN遺伝子の大きなDeletion/Ihsertion(欠失/挿入)多型は検出しなかった。・関連解析:血中アディポネクチン(ADPN)レベルが極度に低い新規SNPと疾患との関連について、これまで大阪大学が保有する集団(約800名)において見出された結果が他集団でも同様か検討した。一般住民集団を対象とした端野・壮瞥町研究を保有する札幌医大第二内科と共同研究の体制を構築し、SNPと疾患との関連を検証した結果、これまでの同様の結果を得た。・2D page:ADPN単量体は、二次元電気泳動(2D Page)で8つに分離される。2D Pageで新規SNP群と野生・健常群を比較した。銀染色で検出した結果では、野生型と新規SNP群に明らかな違いは見出せなかった。(3)プロテオーム解析上記で同定した相違する単調本Acrp30のスポットゲルをプロテアーゼで消化し、LS-MS/MS分析によりMS/MSデータと照会して同定した。
顆粒白血球核形態異常を呈する新たな遺伝性易感染症の病因分子の同定

1.患者由来のEB-Bリンパ球細胞株及び線維芽細胞株の樹立。(1)患者末梢血リンパ球にEB-Bウイルスを感染させEB-Bリンパ球細胞株の樹立に成功した。(2)患者皮膚より線維芽細胞株の樹立に成功した。2.末梢血好中球及び線維芽細胞株を用いての細胞形態及び細胞骨格成分(アクチン、ビンキュリン、タリン)の分布状態に及ぼす低張処理の影響。(1)低張処理(水で22秒処理)に対し、正常好中球では均整のとれたきれいな分葉核構造と滑らかな細胞膜形態が保持されていたが、患者好中球では核の分葉構造の不整化や破綻が、そして細胞膜では多数の出芽像が観察された。アクチン線維の状態には両者の差は認められなかった。ビンキュリン、タリンの状態は両細胞共十分な染色パターンが得られず判定不可であった。(2)線維芽細胞株では低張処理(水で3060秒)に対し、両者とも核及び細胞膜形態に変化は認められなかった。また、アクチン線維の走行状態やビンキュリン、タリンの接着班局在状態にも両者変化は認められなかった。3.二次元電気泳動法による正常及び患者細胞内蛋白質の比較解析。クマシ-ブルー染色および銀染色パターンにおいていくつか差の見られるスポットが検出されたものの現在のところ有望な候補は上がっていない。また、アクチンに関してはウエスタンブロット法によっても解析を行ったが異常は見いだされなかった。