hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
四倍体化によるラン科植物のゲノム安定性とその分子細胞遺伝学的機構の解明

園芸的利用価値が高いバンダ系着生ランにおいてゲノムを倍加させた四倍体や多元雑種の複二倍体が遺伝的に安定する機構を解明した。DNAのメチル化やヒストン修飾によるエピジェネティックなクロマチン動態をGISH法や免役染色法を用いて、染色体およびDNAレベルで可視化した。四倍体の安定化に関わる分子的機構として、動原体の構造が関係していると思われたので、フウラン等のBACライブラリーの作製や動原体蛋白質の1つであるCENH3を同定することにより、その糸口を得た。Vanda、Ascocentrum、Rhynchostylis、Neofinetiaの4属に由来する植物の交雑によって作られた多元雑種9系統の染色体数とそのゲノム構成をGISH法で調べた。その結果、二、三、四倍体の3種類が存在し、構成ゲノムを明瞭に識別することができた。Neostylis Pinky New StarとDarwinara Blue Starは両親種のゲノムを2セットずつもつ4倍体であることが分かった。また、それらのゲノム提供二倍種についてコルヒチン処理により四倍体の作製を試みるとともに、育種家から購入して解析した。上記四倍体において、四倍体になった時にエピジェネティックな変化が起きたかどうか、既知のヒストン修飾抗体を用いた免疫染色実験や、染色体においてDNAのメチル化がどの程度起こっているか、抗メチル化シトシン(5mC)抗体を使ったFISH実験で調べた。倍数化によってユークロマチンおよびヘテロクロマチン領域の量的な変化をH3K4me1抗体とH3K9me1抗体を用いてそれぞれ検出したが、前処理を行わないために中期染色体像が得られず、比較することが困難であったが、間期核において分布パターンに差異が見られた。本研究で使用する染色体マーカーや動原体配列のクローンを得るために、バンダ系基本2倍種の2種を選び、バクテリア人工染色体(BAC)ライブラリーを作成した。N. falcataにおいては、ストックしたクローン数は21000個、平均インサートサイズは75kbで、これは0.67ゲノム分をカバーすることになる。R. coelestisでは、ストックしたクローン数は10600個、平均インサートサイズは51kb、カバーした情報量は0.21ゲノム分であった。BAC FISHの結果染色体特異的なシグナルが得られたので、染色体マーカーとして今後利用できる。次年度以降、動原体の解析が重要となるので、そのためのセントロメア構成要素の実験を開始し、今年度はN. falcataにおいて、セントロメアに特異的なヒストンH3(CENH3)遺伝子の構造を決定した。ゲノムの倍加には、セントロメアに特異的なヒストン(CENH3)やセントロメアDNAの構造が関係していると思われたので、このことに重点をおいて研究を進めた。昨年度決定したフウランのCENH3遺伝子のアミノ酸配列から、そのペプチド抗体を作製した。抗体は免疫染色により、正しくフウラン染色体上のセントロメア領域に結合したので、染色体マーカーとして用いることができる。抗体が結合した部分を免疫沈降法でDNAごと回収し、動原体特異的塩基配列であると考えられるDNA断片を得た。エピジェネティックな状態のDNA解析に関しては、まずDoritaenopsis Hatsuyuki `Nagoriyuki'をモデルとしてクロマチンの状態とヒストン修飾について調べた。この植物はDoritisとPhalaenopsisとの人工雑種であり、前者を1ゲノム、後者を2ゲノムもつ3倍体である。5mC抗体による免疫染色実験から、前者のゲノムがよりメチル化していた。3次元解析からは、核内において両ゲノムの区画化がみられ、Doritisゲノムは核の外側または片側に偏在していた。ヘテロクロマチン領域を検出するヒストン修飾抗体H3K9me2のシグナルは核の周辺部に多くみられ、ユークロマチン領域を検出するH3K27me3のシグナルは核の中心部や仁形成にみられた。昨年度作製したフウランとリンコスチリスのBACライブラリーから、FISH法で染色体マーカーに使えるクローンを選抜した。単一のシグナルを示すクローンは得られなかったが、テロメア側、介在部あるいはセントロメア特異的にシグナルを呈するクローンは得ることができた。本年度は、昨年度に引き続いてセントロメアの解析を行うと共に、減数分裂時における動原体の動態解析を行った。フウラン(Neofinatia falcata)から得たCENH3(動原体特異的ヒストン3)のペプチド抗体を用いてフウラン以外のラン科植物のセントロメアにこの抗体がつくかどうか調べた。その結果、Vanda coerulea、Rhynchostylis coeletisis、Ascocentrum ampullaceumなどのバンダ系はもとより、Sedirea japonicaの動原体にもハイブリした。このことから、これらの間では、動原体の構造が似ていることが示唆される。フウランにおいて免疫沈降法で得たDNA断片をクローニングし、そのクローンをプローブに用いてFISH法で動原体に結合するかどうか調べたが、これまでのところ、動原体に由来するものは得られていない。Neofinatia、Vanda、Rhynchostylis、Ascocentrumの4属のうち、2種を組み合せた雑種の減数第一分裂中期では染色体の対合が見られた。これらの事実は、4種の間ではゲノムが良く似ていることが示唆され、最近の分子系統に基づくVanda属への統合の根拠にもなる。Rhyncostylis retusaの2倍体と4倍体において減数分裂の各過程を細胞学的に比較した。

一般的に、同質4倍体では同じ染色体が4つあるので、減数分裂時の際には四価染色体を形成するために染色体の均等配分が起こらず、稔性が低下すると言われている。この種の4倍体では四価染色体はほとんど見られず、二価染色体が多く見られた。このことは、受精可能な配偶子を形成させるのに重要であり、4倍体の遺伝的な安定に繋がる根拠となった。副学長職に就いたため、十分な研究時間とれず、免疫沈降法による動原体DNA領域の研究が滞った。他の課題についてはおおむね順調に進んでいる。最終年度である本年度は、動原体DNA領域の研究とセントロメア解析の実験を行うとともに、4倍体化にともなう花の大きさや色、形、芳香等の有用形質を4倍体と2倍体で比較し、DNAやヒストンレベルのエピジェネティックな変化と関連づける研究を行った。フウラン(Neofinetia falcata)で作製されたCHENH3(動原体特異的ヒストン3)のペプチド抗体を用いてのCHIP解析で得たDNA断片をクローニングし、その数をさらに増やしてFISH解析を行ったが、目的とする動原体DNA配列は得られなかった。しかし、別のプロジェクト費用による研究ではあるが、本研究で得られたCHENH3抗体を利用した次世代シーケンサーによるChIP-Seqで網羅的に解析した結果では、動原体DNA候補配列が予想することができた。ヒストンリン酸化抗体(H3S10ph、H3S10phK14ac)で中期染色体の動原体周辺を検出することができ、細胞分裂が進行するにつれてリン酸化されたヒストンは減少することがわかった。特に、H3S10phK14acは植物における染色体のセントロメアを同定する細胞学的マーカーとして利用することができる。4倍体化により、花や植物体のサイズが大きくなる傾向が見られた。また、フウランとRhynchostylisの雑種の場合では、より芳香が強くなる組合せが見られた。2倍体に比べて4倍体ではDNAのメチル化がより広範囲に起こるが、ヒストンのメチル化、アセチル化、リン酸化の程度において違いは見られなかった。園芸的利用価値が高いバンダ系着生ランにおいてゲノムを倍加させた四倍体や多元雑種の複二倍体が遺伝的に安定する機構を解明した。DNAのメチル化やヒストン修飾によるエピジェネティックなクロマチン動態をGISH法や免役染色法を用いて、染色体およびDNAレベルで可視化した。四倍体の安定化に関わる分子的機構として、動原体の構造が関係していると思われたので、フウラン等のBACライブラリーの作製や動原体蛋白質の1つであるCENH3を同定することにより、その糸口を得た。初年度当初の計画と比べて、染色体動原体の解析とBACライブラリーの作製に重点をおいて研究を進めてきた。この2点の研究が予想以上に進展し、本研究の意外な展開となっている。そのため、年度当初の計画の一部についてはやや遅れているが、研究全体としては概ね順調に進展しているといってよい。
金属を用いない高耐熱電極に関する研究

測定系の整備:300°Cまで昇温出来るウエハープローバーを完成させ、金属/p-GaN界面の評価を行った。界面近傍に局在する深い準位の影響が電気特性に大きな影響を示すことを見いだし、国内外の学会で発表を行った。素子製作:半導体基板上に炭素膜を形成する検討を重点的に行った。HOPG(Highly Oriented Pyrolytic Graphite)を原材料とし、剥離法により形成を行った。しかし、10μm程度大きさの膜が部分的に形成されるのみで、工業的に必要とされる大面積は困難であると判断した。そこで、溶剤中に粉砕したHOPGを溶かし、半導体表面上に塗布する手法を用いた。塗布に用いた溶剤はホットプレートで加熱することにより揮発し、ウエハー上に残渣が残らないことを顕微鏡で確認した。ウエハー上の炭素膜は10100μmの大きさであった。膜厚は原子間力顕微鏡、およびラマン分光法により数原子層であるという結果を得た。1回の塗布では半導体表面の10%程度しか炭素膜形成が行われないため、塗布と熱処理を繰り返して行うことにより被覆率の向上を行った。その結果、7回の繰り返し工程で約50%の被覆率を得た。よって、本研究成果は大面積で数原子層の炭素膜形成が行われる可能性を示したものである。技術調査:国内外の著名学会に出席し、ワイドギャップ半導体電子デバイスの分野を重点的に調査した。シリコンでは達成できないハイパワー応用が期待されているが、熱劣化に伴う信頼性が疑問視されている。本研究が目指しているような耐熱電極の開発は今後デバイス開発において重要な位置を占めるものと思われる。炭素膜の堆積:積層グラファイトを剥離、半導体表面へ転写してグラッフェン膜を堆積する手法を検討した。本手法はプラズマを用いた気相成長法より半導体基板にダメージを与えないという特徴がある。また、この手法によりグラッフェンの堆積が良好に行われると、その上に配向性の良いC_<60>が堆積できることも期待され、厚膜電極の形成が可能となる。HOPG(High Orientated Pyrolytic Graphite)を原材料とし、テスト用として用意したSiO_2/Si基板にグラッフェンを剥離転写した。グラッフェンは1mm以下の領域で点在して転写出来た。現在、大面積化に取り組んでいる。また、グラッフェン膜の効果を簡易的に確認する手法として表面保護膜への応用を考案した。表面のポテンシャルに電気抵抗が敏感である薄膜AlGaNを表面にもつGaN基板を準備して初期特性の測定を行った。測定系の整備:電流-電圧、及び容量-電圧特性の評価は迷光の影響を大きく受け、さらに微小な電流、容量を測定する必要がある。プローバー本体全てを遮光・シールド効果のある金属箱に納める構造に改良した。この際、測定器から金属箱までは二重シールドケーブル、箱内部は探針の直近まで同軸ケーブルを用いる配線として、ノイズを極力低減する構成とした。この結果、pA以下の低電流が検出できる系となった。さらに、試料を高温に保持できる改良の一部も前倒しで行った。携帯電話基地局等への実用化が始まろうとしているが、信頼性は危惧されている。本研究が目指しているような耐熱電極の開発はデバイス開発において重要な位置を占めるものと思われる。
入会権近代化法の適用過程をめぐる法社会学的研究

昭和41年に公布された入会権近代化法は、今年でちょうど適用20年を迎えたことになる。当初200万ヘクタールと見込まれ、10年間で80パーセントを近代化する予定といわれた入会林野は、現在もなお100万ヘクタールが巌然と残っている。近代化法が適用された入会林野は、入会権を消減させ、その大部分があるいは生森森林組合となり、あるいは個人分割された。近代化法の目的は農林業の高度利用であった。何故か。共有的入会林野の所有権は、その集団的主体性の故に入会集団にあるが、慣習を法源とするために構成員はきわめて可変的であり、且つ実在的綜合人たる入会集団は法人格を有していないため登記できない。したがって、登記名義を代表者にしたり、記名共有にしたりするが、社寺等の法人名義もあり、入会権者の実態とはほとんどすべて合致しない。もとより入会権そのものは登記すべき権利ではなく、また登記する必要もない。ただ入会林野の所有権が当該入会集団に属することを表示するために苦労していたのが事実であり、登記名義としてのベストはない。近代化法のメリットの一つは、入会権を消滅させて所有権等の近代的権利に変更し、登記する手続について国や県や市町村が最大の助成をすることである。とくに登記名義人が死亡して数世代を経ていたり、相続人の数が莫大に広がったり、不在のまま生死不明であったりする場合には手続も煩雑で費用もかかるので放置しているのが通常であるから、近代化法を適用して一挙に解決することは、きわめて魅力的である。入会権は個人的な所有権に切り替わるので融資も受け易く造林のためにも至便である。しかし、入会権が消滅したことによって、村落共同体の解体が促進され、地域的共益性の精神が失われることにならないか。生産森林組合の定款や内規のなかに消滅したはずの入会慣習が盛りこまれたりするのは何故か。さらに残された入会林野のメリットも探りたい。何故か。
ヒトプロリダ-ゼcDNAを用いた筋菌緊張型筋ジステロフィ-症遺伝子の解析

プロリダ-ゼ(以下PEPD)遺伝子が、19番染色体上に存在し、遺伝的に筋緊張型筋ジストロフィ-症(以下MD)遺伝子と近接していることは以前から知られていた。そこで、私はプロリダ-ゼcDNAの単離を行い、その遺伝子座を明らかにし、さらに遺伝子構造を明らかにすることにより、MD遺伝子とPEPD遺伝子との関連を明らかにしようと試みた。まず、既に単離していたcDNAをもとに、ヒトプロリダ-ゼの一次構造を明らかにすることができた。次に、このcDNAを利用し、in situ複雑形成法によりPEPD遺伝子が19番染色体短腕上(19p13.2)に存在することを明らかにした。このcDNAを利用して19番染色体のこの領域のRFLP解析を試みたが、有効なRFLPが得られなかったので、PEPD遺伝子断片のクロ-ン化を試みた。それによりヒトPEPD遺伝子構造を明らかにすることができた。この過程で得られた遺伝子断片を用いて、あらためてRFLP検索を行ったところ、いくつかの有益なRFLPが発見できた。そこで、我が国のMD患者家系の検索を行ったが、残念ながらこれらの家系では、informativeではなかった。MD遺伝子の解析とともに、PEPD活性を先天的に欠く症例でのPEPD遺伝子異常を検討したところ、遺伝子欠失、点突然変異を見いだした。現在、さらにPEPD遺伝子とMD遺伝子の位置関係を明らかにするために、19番染色体断片をもつ、ヒト・ハムスタ-雑種細胞を約30種作成し、プロリダ-ゼ遺伝子の存在する部位の遺伝子地図の作成に取り組んでいるところである。このような染色体断片をもとに、MD遺伝子単離の糸口が得られるものと期待している。本研究の目的は、ヒトプロリダーゼcDNAをプローブとして用い、19番染色体上に位置する筋緊張型筋ジストロフィー症遺伝子を解析することである。その為にはまず、ヒトプロリダーゼcDNAの解析、プロリダーゼ遺伝子構造の解析が必要と考えた。そこで単離したcDNAのヌクレオチド配列を決定した。また、ヒトプロリダーゼを純化し、そのペプチド配列を一部決定した。ヒトプロリダーゼは新らしく開発したモノクローン抗体を利用した方法で純化した。その詳細についてはすでに報告している(Clin.Chim.Acta 176:143-150,1988)。また、ヒトプロリダーゼの全一次構造についてもすでに報告している(J.Biol.Chem.in press.1989)。このcDNAをプローブとし、in situ hybridization法を用いてヒト染色体を解析することにより、このcDNAと相同の配列を有する染色体上の位置の決定を行った。その結果、19番染色体上のP13.2に相同な配列が見い出された。その結果、プロリダーゼの染色体上の遺伝子坐は、19P13.2と推定された。遺伝子構造の解析を行ったところ、この遺伝子は14個のエキソンからなり、全長は約120Kbpと考えられる。そこで、cDNAをプローブとした場合のRFLPの解析は困難が予想された。また、偽遺伝子も見つかった。したがって、遺伝子断片をクローン化し、これをプローブとして用いることにより、サザンブロット解析を行った。この方法により、プロリダーゼ遺伝子領域におけるRFLPをいくつか発見することができた。遺伝子構造とRFLPについては、投稿準備中である。現在は、筋緊張型筋ジストロフィー症患者家系の解析を行っている。Myotonic Dystrophy(以下MD)とprolidase geneの19番染色体上での位置関係を明らかにしていく目的で、ヒトProlidaseのcDNAを単離し、その塩基配列を決定し、アミノ酸配列を推定した。(J.Biol.Chem.264:4476-4481,1989)。

次に、このcDNAをプロ-ブとして用い、in situ hybrization法により、染色体上の位置を決定した(J.Biol.Chem.264:4476-4481,1989)。その結果、ヒトプロリダ-ゼ遺伝子は19番染色体上短腕に位置すると推定された。次に、ヒトプロリダ-ゼ遺伝子の構造を明らかにした(J.Biol.Chem.in press)。それによると、ヒトプロリダ-ゼ遺伝子は150kb以上の長さを持ち、15のエキソンに分かれていることが判明した。ヒトプロリダ-ゼ欠損症の解析も合わせて行ったところmRNA陽性例と陰性例があり(J.Clin.Invest.85:162-169,1989)mRNA陽性例では点突然変異(J.Clin.Invest.in press)、mRNA陰性例では遺伝子の部分欠失(J.Biol.Chem.in press)が存在していた。これらの研究の過程で、ヒトプロリダ-ゼ由来の遺伝子断片を数多く単離した。また、偽遺伝子が存在することも明らかにした。そこで、cDNAを用いた遺伝子mappingよりも、遺伝子断片を用いたmappingが必要と考え、米国のグル-プとの共同で、19番染色体の部分欠失を有する細胞株を約30種用い、特異的遺伝子断片を用いたmappingを試みている。その結果、19番染色体上長腕に、active geneが存在する可能性も示唆されているので、さらに詳細な検討を続けている。我が国のMD家系の遺伝子解析も進めており、一部は既に発表した(日本小児神経学会、札幌、1989年7月)。
ホタテガイ養殖漁場における付着珪藻の光合成特性と基礎生産力の再評価

ホタテガイの生産を支える食物は、生理生態特性が大きく異なる微細藻類(付着珪藻と植物プランクトン)の両者であり、ホタテガイの食物供給における二大経路を形成していることを見出した。とくに貝表面の付着珪藻は、多様な種類が、安定的に生産されているメカニズムがあり、季節変動が大きい植物プランクトンより重要な役割を担っていることが示唆された。ホタテガイ漁場の生産力評価に関して新しい考え方の提示ができた。ホタテガイ養殖漁場として、青森県陸奥湾と宮城県女川湾の2箇所を選び、ホタテガイの食物摂取実態の解析と付着珪藻の生産構造について調査を行った。陸奥湾のホタテガイは垂下式カゴ養殖、女川湾では耳釣り養殖が行なわれており、養殖施設が異なる。調査は毎月1回、漁場の環境構造を知るために、水温、塩分の観測、海水中のクロロフィルa量、CN量の分析を行なった。並行してホタテガイの消化管内容物の組成、海水中の植物プランクトンの組成、養殖カゴやロープ、ホタテガイ殼表面に付着している珪藻の種類組成について、生物顕微鏡並びに電子顕微鏡を用いて観察を行なった。また、採集したプランクトン、付着珪藻、およびホタテガイの筋肉について、炭素・窒素安定同位体比の分析を行なった。カゴ養殖におけるホタテガイの消化管内容物の多くは付着珪藻であり、浮遊性のものは少なかった。これは季節を問わず見られた傾向である。一方、女川湾の耳釣り養殖ホタテガイの消化管内容物には浮遊珪藻の方が多かった。ただし季節によっては付着珪藻の割合が高く、特に夏季は海水中の植物プランクトンの密度が低下していることと連動して、付着珪藻への依存が高くなっていた。ホタテガイは懸濁物食者であるが、自身の殼付近に存在する海水中から食物を摂取しており、カゴの中に収容されている場合には、カゴから剥がれ落ちた付着珪藻も摂食することが分った。一方、海水中に高密度に存在しているプランクトンでも群体性で200μ以上のサイズは摂取できないことも分った。すなわち、食物の評価としては、量的な評価だけでは不十分であることを示している。更に重要な点は、養殖施設周囲の基礎生産者である付着珪藻の生理生態特性を考慮した漁場生産力を推定する必要があることである。また、植物プランクトン組成を見ると、水深による種類組成の変化は少なく、また、付着珪藻が混在する割合も小さいことがわかり、カゴ周辺におけるミクロな物質循環構造が存在している可能性が示唆された。まず、垂下式養殖ホタテガイの食物供給機構については、そのメカニズムをほぼ明らかに出来た。植物プランクトンの細胞密度の高低により、摂取している食物の内容が変化しており、植物プランクトンの大増殖期には、浮遊性の微細藻類を多く摂食するが、そのほかの季節は付着珪藻への依存度が高い。陸奥湾の場合、女川湾に比較すると1年を通して植物プランクトン濃度が低く推移しており、付着珪藻への依存度が高い。女川湾でも春季、秋季のブルーム期以外は付着珪藻への依存度が高くなる。次に、漁場の基礎生産力を推定するための光合成の測定を行なった結果の概要を示す。ホタテガイ漁場の内外から採集した海水サンプルと、付着基質から採集した珪藻サンプルについて、現場の水温条件のもとで、光条件だけを数段階に区別して、C13でラベルした炭酸塩を添加することにより、光合成量を測定した。海水中の植物プランクトンは、光量の強さに応じて光合成活性が高くなった。これに対して付着珪藻の場合には、光量の強さには比例しなかった。また季節的な変化についてみると、浮遊珪藻では非常に大きな季節変化が見られるのに対し、付着珪藻の光合成速度の季節変化は小さ、安定していることが分った。すなわち、浮遊珪藻と付着珪藻とでは、増殖の生理機構が異なることが示唆された。ホタテガイの生産力を支えているのは、植物プランクトンと付着珪藻であり、養殖漁場においてはこの二者が基礎生産を担う両輪であることが明らかになってきた。特に付着珪藻の生産力は植物プランクトンに比べると、安定的で常に多様な種類が存在できるメカニズムが明らかになってきた。ホタテガイの生産における鉛直構造との関係でみると、海面近くと海底近くのホタテガイに対する、付着珪藻が果たす役割はほぼ同程度であることが分かってきた。また、ホタテガイ漁場での付着生物の果たす役割が小さくないことも明らかになってきた。ホタテガイ殻表面の付着生物の活動によって、付着珪藻がホタテガイの外套腔内に入り込めるしくみを補助している可能性が、飼育実験により、明らかにされた。ヨコエビやワレカラなどの小型甲殻類などは、付着珪藻を食物としているので、ホタテガイと食物をめぐる競争があると予測されるが、これらが活動することにより、付着珪藻の剥離を促し、それがホタテガイに取り込まれていくと推察された。

すなわち、狭い空間構造のなかに生物同士の繋がりがあり、競争と協力的関係が存在しているという、生態学的にも興味深い現象を捉えることが出来た。つまり、ホタテガイ養殖のしくみの根幹部分は、じつは自然の生産系、生物群集の繋がりであり、その基礎生産者の大半は付着珪藻であることが実証された。
並列アルゴリズムの講義支援教材システムの開発

(1)並列アルゴリズムの開発・学習のための並列プログラミング言語Work-Time Cを開発した.Work-Time CはPRAMよりも抽象度の高い共有メモリ・パラダイムの言語であり,ワーク・タイム・モデルという記述モデルを使用して並列アルゴリズムを物理的リソ-ル(プロセッサ数やどのプロセッサがどの命令を実行するという指定)を意識することなく,高レベルな観点から記述することができる.(2)ワークステーション上で稼働するWork-Time Cのシミュレータを作成し,並列アルゴリズムの開発・学習をワークステーション上でできるようにした.(3)並列プログラムのデバッグに必要な機能を考察し,ワークステーションで効率よくデバッグを行えるよう支援するデバッガを作成した.このデバッガはイベント駆動型である.イベントは<プログラム上の範囲,論理式,アクション>という3つ組で定義される. "プログラム上の範囲"はこのイベントを有効とするプログラムの部分を示し,この範囲を実行中に"論理式"が成り立つかどうかを監視する.もしその論理式が成り立てば, "アクション"で指定される内容の動作を行う.このイベントを用いれば,並列プログラム特有のバグの状態を直観的に表示することもでき,バグの発見に有用である.(4)並列計算機AP1000用のWork-Time Cコンパイラのプロトタイプを作成した.このプロトタイプを使用して,熱伝導方程式,ガウスの消去法などいくつかの性能解析も行った.上記(3)のシステムにより,並列計算機を使用する前にワークステーション上でデバッグを行うことができるので,並列プログラムの作成効率が上がる.今後は,並列計算機上で直接稼働するデバッガを開発する必要がある。
教師の内省による子供の特性情報に注目したアクティブ・ラーニングの設計方法の検討

本研究は,教師の内省に着目したアクティブ・ラーニングの授業設計のモデル化を目的とした。(1)授業設計過程の記録とモデル化平成28年10月北海道算数数学教育研究大会公開授業第5学年算数科「図形の角」の授業設計を秋田喜代美(1997)に基づき分類。「A.教材の理解」「B.翻案過程・再翻案過程」「C.授業の実施」「D.子供に対する評価と内省・省察過程」「E.理解の深化」に整理された。「A.教材の理解」では,先行文献,学習指導要領,教科書等から,目標・内容の分析をする。「B.翻案過程」では,教科書を比較して,子供が理解し辛い点を分析。学習問題や活動を検討。子供の特性に合わせてシミュレーションして学習指導計画を修正する。「C.授業の実施」では,ウェアラブルカメラによって,教師の視線から授業を記録する。「D.子供に対する評価と内省・省察過程」では,教師視線の動画を30秒ごとに止め,授業中の教師の思考を内省・省察する。教材の分析がより精緻になり,「E.理解の深化」が生ずる。「B'再翻案過程」では,精緻な教材分析と子供理解に基づくシミュレーションにより,子供の特性に合わせて再調整し,「C」を迎える。教師の「子供の理解過程に基づく教材理解」が深まり,子供の理解へ寄り添っていくこととなる。ゆえに,「A→B→C→D→E→B'再翻案過程→...」と続く発展的循環過程を内包する授業設計モデルを構想した。(2)授業設計モデルによる実践の公開と検証平成29年7月北海道教育大学附属函館小学校研究大会公開授業第6学年「資料の活用」を本モデルに基づき,研究代表者が,授業設計し実践を公開。「D」では,教師視線の動画と,第三者視点の動画を一つにまとめた動画による授業リフレクションを試行した。(3)今後の課題「A」と「B」の過程を更に明示できるよう,授業設計過程を記述し続ける必要がある。「D」を日常化するためには,簡便なソフトウエアの開発が必要となる。
新規シンコナアルカロイド不斉触媒の創製と創薬リード天然物の実践的合成

本研究では、最近開発したα-イソクプレイン(α-ICPN)を誘導体化し、β-イソクプレイジン(β-ICD)と相補的な触媒能を発揮するent-β-ICD型触媒を新たに創出することを目的としている。また、β-ICDやα-ICPNや関連触媒を活用して、リンパ性フィラリア症の治療薬開発のリードとして期待されるチランダマイシン類天然物とテルモリド類天然物の効率的な合成法の開発を目指している。本年度は、α-ICPNのキノリン部に、Me、n-Bu、およびPh基を導入した誘導体を合成し、ベンズアルデヒドとの森田-Baylis-Hillman反応を指標に触媒活性を調べた。その結果、Me誘導体が良好な収率とエナンチオ選択性を示し(91%、84% ee)、新たなent-β-ICD型触媒を見出すことができた。一方、天然物合成に関しては、β-ICDとα-ICPNを触媒とする不斉森田-Baylis-Hillman反応を活用するポリプロピオナート構造単位の立体制御構築法を確立するとともに、チランダリジジンの初の不斉全合成を達成した。また、テルモリド天然物のC10-C18部の立体制御構築を達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、最近キニーネからの1段階合成法を開発したα-イソクプレイン(α-ICPN)を誘導体化し、β-イソクプレイジン(β-ICD)と相補的な触媒能を発揮するent-β-ICD型触媒を新たに創出することを目的としている。また、β-ICD、α-ICPNおよび他の関連触媒を活用し、重篤な身体障害を引き起こす感染症であるリンパ性フィラリア症の治療薬開発のリードとして期待されるチランダマイシン類天然物とテルモリド類天然物の効率的な合成法を開発する。本年度の研究においては、α-ICPNのフェノール部に、CCl3C(=O)N(=O)-、S-およぶR-2-フェネチル基、ベンゾイル基を導入した誘導体を合成し、ベンズアルデヒドとの森田-Baylis-Hillman反応を指標にその触媒活性を調べた。その結果、最初のものが化学収率及びエナンチオ選択制ともに良好な結果を与え(83%、87% ee)、β-ICDの擬エナンチオマーとして機能する新たな触媒を見出すことができた。一方、天然物合成に関しては、β-ICDとα-ICPNを触媒とする不斉森田-Baylis-Hillman反応を活用するポリプロピオナート構造単位の立体制御構築法に基づく一般合成法を開発し、チランダマイシンA-Dの不斉全合成を達成した。α-イソクプレイン(α-ICPN)のフェノール部の修飾により、当初目的としたβ-イソクプレイジン(β-ICD)と相補的な触媒能を発揮するent-β-ICD型触媒を新たに見出した。加えて、β-ICDとα-ICPNを触媒とする不斉森田-Baylis-Hillman反応に基づくポリプロピオナート構造単位の立体制御構築法を開発し、チランダマイシンA-Dの不斉全合成を達成した。その結果、殺フィラリア活性を有することで医薬開発の点から注目を集めているチランダマイシン天然物の一般合成法を開発できた。これまでの所研究計画の変更は特にない。反応条件の詳細な検討により収率、選択性等の改善を図りつつ新たな不斉触媒の探索とテルモリド類天然物について新たに全合成を推進する計画である。
骨表面における骨増量のための自家骨再生法

我々は骨表面から骨膜を徐々に持ち上げ骨表面に新生骨を誘導する研究を進めている。本研究ではこの誘導した新生骨に、より適したデンタルインプラントシステムの開発を行った。RFマグネトロンスパッタリング法で吸収性非晶質リン酸カルシウムを薄くコーティングしたインプラントは早い段階で周囲骨からのdistance osteogenesisのみでなくコーティング薄膜表層からのinner osteogenesisを生じさせる可能性を示した。機械的固定力も速やかに高まった。結果として、吸収性非晶質リン酸カルシウムを薄膜でコーティングしたインプラントは骨反応を促進し速やかに機械的固定力高めることが示唆された。本研究は、骨表面に再生した骨へのデンタルインプラント応用を想定し、デンタルインプラント表面への吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングの有用性について、18匹のウサギと72本のデンタルインプラントを使用し生体内外の評価を行った。ウサギの左右大腿骨及び脛骨に1本ずつデンタルインプラントを埋入し、安楽死後にデンタルインプラントの表面観察、引き抜き試験、RFAによるISQ値の測定、非脱灰研磨標本での骨形成の測定について評価を行った。その結果、1)吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングは生体内で早期に吸収されること、2)周囲へのリン酸カルシウムの供給により非コーティング群に比べ骨形成が促進されること、3)骨形成に伴い非コーティング群に比べデンタルインプラントの安定度が向上されることを確認した。デンタルインプラントが広く臨床の場に応用され、それにより受ける恩恵が多大なものであることに疑いの余地はない。しかしながら、再生骨は骨質不良や骨量不足も予想され、デンタルインプラントの適応においてはそのことも配慮することが求められる。本研究では、そのような従来のデンタルインプラントでは困難と思われた場合でも適応を可能とすることができる、新たなデンタルインプラントを開発するための研究である。また、平成24年度から今まで先進医療で行われてきた「インプラント義歯」が保険適応となり、今後腫瘍摘出後の患者や顎堤の高度委縮を来した症例へのデンタルインプラントのニーズが高まると考えられる。腫瘍摘出後や顎堤の高度委縮を認めた症例では多くの場合、骨量の不足、骨質の不良が指摘されてきた。本研究は、そのような比較的難易度の高い患者でも、デンタルインプラントによる恩恵を受け、口腔内の機能を回復し、QOLの向上を支える一助になると考えている。デンタルインプラント表面への吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングの有用性について明らかにするために、吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングしたデンタルインプラントを人工体液に浸漬し、生体外での変化を評価するとともに、ウサギに埋入し、インプラント体と骨面との界面における生体内変化の評価をすすめてきた。その結果、非晶質リン酸カルシウム薄膜コーティングは生体内で容易に溶解し吸収することを明らかにするとともに、非晶質リン酸カルシウムコーティングインプラントと周囲骨との界面を別の角度から観察評価することにより、本コーティング法が周囲骨からのdistance osteogenesisのみでなくコーティング薄膜表層からのinner osteogenesisを生じさせる可能性を示唆することができた。また、現在、骨膜伸展による骨形成の加速化を計るためのwhole body vibrationの併用について、ウサギを利用しての実験を進めているところである。デンタルインプラント表面への吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングの有用性について明らかにするために、吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングしたデンタルインプラントを人工体液に浸漬し、生体外での変化を評価するとともに、ウサギに埋入し、インプラント体と骨面との界面における生体内変化の評価をすすめている。その結果、非晶質リン酸カルシウム薄膜コーティングは生体内で容易に溶解し吸収することを昨年度の研究にて明らかにし、今年度は、非晶質リン酸カルシウムコーティングインプラントと周囲骨との界面を別の角度から観察評価することにより、本コーティング法が周囲骨からのdistance osteogenesisのみでなくコーティング薄膜表層からのinner osteogenesisを生じさせる可能性を示唆することができた。つまり、本コーティング法が従来のチタン製インプラントと比較し骨形成能に優れていることを示すことができた。さらに、MC3T3E-1細胞株を使用し、本コーティング法についてのin vitroでの研究もすすめている。本コーティングを施したチタン基板上に、MC3T3E-1細胞株を培養したときに形成される各種骨蛋白を計測している。研究結果については現在解析中であるが、動物実験だけでなく、in vitroでの試験を加えることで、本研究の基礎的データを追加提示し、本研究の精度の向上をはかり、本コーティングを施したインプラントの臨床応用に近づけるべく研究を進めているところである。本年度の研究から生体内においてデンタルインプラント表面への吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングの有用性が示唆され、学会発表を行った。また、今までの研究内容を踏まえ、論文投稿をすすめている。

並行して、本実験の裏付けとなるin vitro等の研究準備も進めており、来年度から研究を開始する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在、生体内においてデンタルインプラント表面への吸収性非晶質リン酸カルシウムコーティングの有用性について、論文投稿中である。本実験の裏付けとなるin vitro等の研究も平行して行われているため、今後、さらに得られた研究結果について公表を予定している。今後はディスク型チタンへ吸収性非晶質リン酸カルシウムをコーティングし、その表面でマウス骨芽様細胞株(MC3T3-E1)の培養を行うとともに骨骨膜間拡大部に埋入し検討を進める予定である。チタン表面で産生される骨形成タンパクについてRT-PCR、ELIZAを用いて計測し、またSEM等の画像解析装置を使用しディスク表面の観察を行うことで、本コーティング法の有用性を生体内外で評価するとともに再生骨のコントロールのための情報の採取を予定している。ディスクの大きさやコーティング膜の厚みについては現在検討中である。現在ディスク型チタンへ吸収性非晶質リン酸カルシウムをコーティングし、その表面でマウス骨芽様細胞株(MC3T3-E1)の培養を行い、骨形成能についてRT-PCR、ELIZAを用いて計測中である。今後は、得られた実験結果をまとめ、各種の学会を中心に、発表を進めるとともに、論文を投稿予定している。さらに、骨表面の骨増生としての骨膜延長について、本コーティングを付与した骨膜延長装置を開発し、研究を行う予定である。
塩類ストレス下の植物根膜ベシクルの傷害および水素イオンポンプ活性の変動解析

植物がイオンストレスを受けた場合の膜を中心とした反応について調べた。先ず、Ca^<2+>欠乏の状態では根からのH^+放出が抑制され、膜ベシクルのH^+ポンプ活性とH^+ーATPaseの活性が減少していることを認めた。ついで根の原形質膜よりH^+ーATPaseを界面活性剤を用いて可溶化しタンパクを遠沈した。この脱リピッドしたH^+ーATPaseにリン脂質としてアゾレクチンを加えて膜の再構成系を確立した。Ca^<2+>欠乏植物の脱リピッドされたH^+ーATPaseの活性化に必要なアゾレクチンの量はCa^<2+>を与えたコントロール植物のそれに比べて明らかに多量を要した。また再構成された膜のH^+ーATPaseの活性は明らかにコントロール植物の方が高い値を示した。再構成されたH^+ーATPaseの活性はコントロール、Ca^<2+>欠乏植物ともに典型的な原形質膜ATPaseの性質を示し、構成ペプチドに顕著な差が認められなかった。以上の結果からCa^<2+>欠乏植物においては原形質膜のH^+ーATPaseとリン脂質の機能的な結合に何らかの損傷が起こっている可能性が考えられた。次にオオムギのNaClストレスについて検討した。200mMNaClを与えると、トノプラストの性質を示すベシクルのプロトンポンプの活性が増大し、この増加はタンパク合成阻害剤で抑制された。コントロール根、NaClストレス根のベシクルの密度、及びH^+ポンプ活性に対するATPのkm値には差異が認められなかった。これらの結果はオオムギのNaClストレスに対する生き残りの戦略として液胞のH^+ーポンプ活性を高め細胞質内の過剰の塩を液胞へ隔離するものと考えられた。またアルミニウム(Al)ストレスの原因としてオオムギのトノプラスト由来のベシクルのH^+ーポンプ活性が100μMのAlでin vitroで約50%阻害を受けた。その阻害はpH依存で酸性側で強く起こった。Alの阻害はポンプのVmax、Km値に影響を与えた。一方、Alによる阻害はクエン酸によってかなり解除され、クエン酸がAlのキレーターとして働いている可能性を示した。Ca^<2+>欠乏に敏感なキウリを用いて. Ca^<2+>欠乏によるH^+ポンプの障害を中心に検討した. K^+の吸収にともなうH^+放出能を外液のpHの低下で測定すると5日間Ca^<2+>欠乏においた根で約50%低下していた.そこで根のミクロゾーム画分よりDextranT70を用いて膜ベシクルを調製して直接ベシクルのH^+ー輸送活性をキナクリンのクエンチング法で測定を試みた.先ず調製したベシクルのH^+輸送の諸性質について調べた.基質の利用性はATP》UTP>GTP=PPi>CTP=ADPの順であった.

阻害剤の影響はNaN_3,Na_2MoO_4で殆んど阻害されなかったが, 100μMNa_3VO_4で62%, 50mMKNO_3で42.8%の阻害が起こり,やや原形質膜を主体とするベシクルと考えられた.このベシクルのH^+ー輸送活性は根のH^+放出活性と同様, Ca_+欠乏で強く抑制されていた.健全根, Ca^<2+>欠乏根のベシクルのATPに対するKm値はそれぞれ0.77mM, 1.43mMであった.次にベシクルのH^+ーATPaseについて検討した.活性は100μMNa_3VO_4で62.5%阻害されたが, KNO_3, DESによる阻害は小さく50μMDCCDによって32.7%阻害された.ベシクルのATPaseを比較するとCa^<2+>欠乏根ではbasal活性が増加したがH^+ーATPaseは逆に強くCa^<2+>欠乏で抑制されていた.またH^+ーATPaseのATPの対するKm値は, Ca^+欠乏根で約3倍高かった.これらの結果から, H^+ー輸送活性の低下の一因はH^+ーATPase活性の低下によると考えられた.ベシクルのH^+ーATPaseの活性低下は,膜の脂質とタンバクの機能低下が考えられるので,原形質膜よりnーOCtylーglucosideを用いH^+ーATPaseを可溶化し,リン脂質を加え膜再構成系でのH^+ーATPaseの活性を測定した.すると,明らかにCa^<2+>欠乏根のリン脂質による活性化が低く,既に報告したリン脂質の減少のみならず, H^+ーATPaseそのものの再構成系を含む機能低下が起っていると考えられた.オオムギは200mMのNaCl存在下でも生育は著しく抑制されなかった。そこでコントロール根と200mM食塩で処理した根よりミクロソーム画分を得、さらにDextran T70を用いて膜ベシクルを調整し、そのH^+輸送活性をキナクリンのクエンチング法で測定した。NaCl処理根のベシクルのH^+ポンプ活性は、コントロール根の約2倍の値を示した。ベシクルのH^+ポンプ活性の増加に対する200mMNaClの処理期間を検討すると、3日で最高に達し以後変動しなかった。NaClによる活性増加はシクロヘキシイミド、アクチノマイシンDによって強く抑制された。次に、ポンプ活性が高まるベシクルの膜の性質を調ベた。ポンプ活性の至適pHは7.5に認められ、KNO_3で強く阻害されたがNa_3VO_4、NaN_3では殆んど阻害されなかった。さらにFCCP、DCCD、gramicidinDで強く阻害されることからトノプラスト由来と考えられた。基質はATPに対する特異性が高かった。H^+ポンプ活性に対する一価のイオンの影響をみると、KBr、RbCl、NaCl、CsCl、LiClで強く活性化を受け、有機の塩、Choline Clで最大の活性化を受けた。一方、K塩ではKCl、KBrのみで活性化が認められたが、他のK塩では活性化が起らなかった。このことはアニオンによって活性化を受けることを示している。これら一連の性質はH^+ポンプがトノプラストに由来していることを示した。一方、ATPに対するKm値はコントロール根、NaCl処理根のベシクルとも0.5mMの値を示し、VmaxのみがNaCl処理根で高まっていることを示した。さらにベシクルをDextran T70の密度勾配遠心を行うと、同じ密度の所にコントロール根、NaCl処理根のベシクルのH^+ポンプ活性のピークが認められた。
ベト・ムオン語派の歴史比較研究

本研究の担い手ジョン・ファン(John Phan)氏は2回に渡ってベトナムのムオン族地域に行き現地調査を行った。音声資料を収集するほかに現地でムオン語の母語話者を対象に音声学実験を行った。1回目の調査(2013年3月実施)ではタインホア省で話されるトラム(Tram)語とホアビン省で話されるサング(Thang)語の調査を行い、漢語の借用語資料に焦点を当てて語彙資料を録音した。2回目の現地調査(2014年3月実施)ではプートー省で話されるチョイ(Choi)語を調査し、漢語の借用語を収集した。この他に、2回に渡りハノイ市にある国立漢喃研究所を訪れ、字喃の資料を収集し現地の専門家と面談した。ムオン諸語の現地調査の結果、ムオン諸語が有する漢語借用語の一部分は、ベトナム語を媒体にせず、ベトナム語とムオン諸語が分かられる以前に、直接に中国語(上古語または中期語)から借用されたことを確認できた。字喃資料の調査(2013年2月と2014年6月)では字喃資料と日本の訓点資料との比較研究を行った結果、2点の論文をまとめて海外野出版社から出る予定の論文集に投稿した。本研究の実績として、ファン氏下記の2件の論文を執筆した。1件目は欧州Brill社から出版された。2件目は現在査読中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。2012年12月に来日して国立国語研究所に着任した。その後、研究所の共同研究会などに参加するとともに、日本のベトナム語〇東南アジア諸語の研究者と積極的に交流し、研究所外の学会・研究会に参加している。2013年3月にはベトナムへ行きムオン語派とベトナムの古代表記法の現地調査を行った。ムオン語派の調査ではムオン語派における漢語を調査したほかに、同語派の2つの言語、タング語(Thang)とトラム語(Tram)の声調データを母語話者から収集した。3月末に帰国後、収集した音声データを国立国語研究所で分析した。その分析の結果を2013年5月にタイ・チュラロンコン大学にて第23回東南アジア言語学会で発表する予定である。ムオン語派の調査の他に、ベトナムにいる間にはハノイにある漢喃(Han-Nom)研究所で調査を行った。同研究所の研究員と一緒にベトナムの古代表記法である「〓喃」(チュノム)について共同研究を行い、重要な喃資料である「幻學漢字新書」や「佛説大報父母恩重經」の一部分を収集した。漢喃研究所に滞在中、日本の訓点学会の研究者3人を研究所へ案内し、日本の訓点資料と同じ漢字文化圏の文字体系に属する〓喃資料を紹介した。ベトナム現地調査の他に、〓喃の歴史に関する研究論文を完成し投降した。その1件は査読の結果で採択され米国のJournal of vaetnamese studiesで本年度中出版される予定である。もう1件はオランダのブリル(Brill)出版に論文集の1章として投稿した。現在査読中である。当初の計画通りベトナムでの現地調査を行ったほかに、口頭研究発表を1つ、論文2件投稿したので、順調に研究が進展していると判断する。交付申請書に記載した予定通り、ベトナムへの現地調査を行い、音声データを収集し〓喃資料の調査を行った。研究論文を2つ投稿し現地調査の成果を国際学会で発表することになっている。
骨組織誘導能を賦与したチタンファイバー綿製顎骨再建材料の開発

チタンファイバーを不織布状にした多孔質体であるチタンファイバースキャホールドによる顎骨再建材料を作製した。スキャホールドをハイドロキシアパタイト薄膜でコーティングしたところ、骨芽細胞の活動性の上昇が認められ、ウサギを用いた下顎骨再建の実験では、アパタイトコーティングした群では新生骨が材料に沿って進展し、下顎骨の連続性が回復した。これらより、ハイドロキシアパタイト薄膜コーティングチタンファイバースキャホールドによって顎骨再建材料として十分な役割を果たすものと考えられた骨組織との親和性の高いチタン材料を直径50μmからなるファイバーによるスキャホールド状に成形し、顎骨組織の3次元的再生を試みた。スキャホールドの空隙率を60%、75%、87%とし、骨芽細胞の増殖および分化を調べたところ、細胞増殖には大きな差は認められないものの、87%の空隙率を有するスキャホールドにおいて有意な分化の亢進を認めた。これより空隙率87%のチタンファイバーブロックを作製し、ウサギ下顎骨に区域欠損を形成し、同欠損部位をチタンファイバーブロックにて再建した。チタンファイバーブロックはハイドロキシアパタイトにてコーティングを行った群と、未処理群とに分類した。ハイドロキシアパタイトコーティングは分子プレカーサー法にて実施し、カルシウム・リン比1.67の溶液に浸漬後、600°Cにて2時間加熱処理にてコーティングした。ウサギ下顎骨再建手術は全身麻酔下で実施し、10mmの連続欠損を作製後、10x10x5mmに成形したチタンファイバーブロックを移植し、チタン製プレートにて再建した。9週後、21週後に屠殺をし、CTにてブロック周囲の骨形成を評価、また電子顕微鏡および組織染色による評価を行った。ハイドロキシアパタイトコーティングを実施した群では術後21週においてブロック外部において有意に高い骨形成率を認め、また電子顕微鏡観察でもブロック内部に有意に高い骨形成率が認められたが、組織標本において未処理群との差は明らかではなかった。チタンファイバーブロックと骨組織との接合強度を計測したところ、骨組織形成量に比例した強度が認められ、すなわち、ハイドロキシアパタイトコーティングを実施した群では有意に高い骨接合が認められた。以上の結果より、チタンファイバーブロックは下顎骨再建材料として有用であり、ハイドロキシアパタイトコーティングを併用することによりさらに有効な顎骨再建材料に成り得ると考えられた。これらより、ハイドロキシアパタイト薄膜コーティングチタンファイバースキャホールドによって顎骨再建材料として十分な役割を果たすものと考えられたチタンファイバーを不織布状にした多孔質体であるチタンファイバーウェブによる顎骨再建材料を作製するため、同材料の有効性を検討した。チタンファイバーウェブは骨芽細胞培養や小動物の骨欠損への埋入試験において、いずれも良好な骨組織親和性を認めたが、このチタンファイバーウェブをさらにハイドロキシアパタイト薄膜でその多孔質体構造に全く影響を与えずに内部まで均一にコーティングしたところ、骨芽細胞の活動性の上昇が認められ、非コーティング群では培養14日目で認められていた石灰化物形成が培養3日目ですでに観察され、アパタイト結晶の有意な形成促進が認められた。また、動物実験ではラット頭頂部に直径5mmの骨欠損とこの欠損に一致するチタンファイバーウェブを作製して埋入したが、両群とも埋入後4週ではチタンファイバーウェブ内の約50%程度に新生骨が認められたのに対し、コーティング群では埋入2週で約5倍の新生骨が認められ、非コーティングよりも著しく有意に早い新生骨形成が認められた。これらの結果より、チタンファイバーウェブはハイドロキシ薄膜コーティングによって、骨組織との親和性が著しく上昇させられると考えられた。また、この材料を元にブロック材料を作製し、ウサギ下顎骨再建モデルにて検討した。ウサギ下顎骨に10ミリの区域欠損を形成し、連続性が完全に失われた状態で、欠損部にチタンファイバー綿製ブロックを移植し、チタンプレートにて固定をした。チタンブロックは下顎骨を十分再建し、ハイドロキシアパタイト薄膜でコーティングした場合には、下顎の連続性を回復させる程の骨形成が、ブロック外に認められた。これより、下顎骨再建材料としても有効な材料となり得る事が示唆された。チタンファイバー綿を使用した下顎骨再建材料の作製および動物実験に関しては順調に進展し、今後期待できる成果が得られたと考えられた。動物実験にて長期間の生体内において安定していることが確認できたため、今後の臨床応用を念頭においた研究を検討していく。まずチタンファイバー製ブロックの力学的特性を解析し、これをコンピューター上で再現し、シミュレーションサージェリーと有限要素法解析により、本材料の力学的解析を進めていく。チタンブロックを用いたヒト下顎骨再建モデルを作製し、これをスキャナーなどで取り込んで有限要素解析を実施するために研究費を使用していく。また、動物実験で得たデータの組織解析にも使用する。