hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊婦のトリプトファン代謝異常と低出生体重の関係～トリプトファン摂取の効果の解析～

早産を含む新生児の低出生体重が、成長後の肥満や生活習慣病、学習障害等のリスクになるとの報告があり、近年多方面で研究が進められている。研究代表者はこれまで子宮内胎児発育遅延(IUGR)のモデルラットにおいて母体のセロトニン(5-HT)の合成能力と、胎仔のナイアシン合成能力が低下していることを明らかにした。5-HTは神経伝達物質として知られているが、近年インシュリンの分泌を促進する機能をもつことが報告されている。研究代表者はこの結果から、母体のTrp摂取量や体内での代謝異常が、IUGRで生まれた子供が持つ肥満等のリスクと関連があるのではないかと考えている。そこで本研究は、IUGRで低下した母体の5-HT合成能力を適正化するためにTrpの経口摂取が有効であるかどうかを検討することを目的としている。平成29年度は妊娠ラットに低タンパク質飼料を与える方法でIUGRのモデルラットを作成し、これにTrpを負荷することでIUGRの症状が改善するかどうかを検討した。ラットは飼料組成の違いによって4群に分けた。4群の詳細はコントロール飼料摂取群、低タンパク質飼料群、低タンパク質飼料にトリプトファンを0.1%添加した群、そして低タンパク質飼料にTrpを1%添加した群である。コントロール飼料と同じトリプトファン摂取量にしても、低タンパク質飼料を与えた群のIUGRは改善しないことが明らかになった。しかし、さらに高濃度のTrpを与えることでIUGRの改善が認められた。この改善のメカニズムを明らかにするための研究を現在進行中である。平成29年度に実施予定であったヒトを対象とした研究(IUGRの妊婦さんの血液中5-HT濃度が低下しているかどうかを調べる研究)は、共同研究先の病院にて被験者のリクルートが実施できない事態になり、研究は遅れている。本研究はフランスの研究室との共同研究で実施しており、IUGRの妊婦さんの5-HT濃度が低下するかどうかを検討する研究をフランスで行う予定であった。しかし、先方で研究を手伝って下さる予定であった病院スタッフの方が産休・育児休暇に入られ、代わりのフタッフがいないことから被験者のリクルートが出来ない状態にある。現在まで、ヒトを対象とした研究が実施できていないことから、区分は(4)にした。ラットを対象とした、IUGRのモデルラットにおけるTrp負荷の症状改善効果を検討する実験は実施でき、期待どうりの結果が得られている。本年度は最終年度であり、平成29年度までに得られた結果を論文にまとめられるように、まだ未解析のサンプルの解析を行う予定である。研究開始時点での研究計画の中で、予定したにもかかわらず現時点で実施できていないヒトを対象とした研究は、本年度中に終えることは出来ないが、計画を変更して被験者のリクルートに人手を要しない形で実施しようと計画中である。本研究は子宮内胎児発育不全症(IUGR)の妊婦さんのセロトニン合成能力を調べることを目的にしている.平成29年度は周産期の正常妊婦さんとIUGRの妊婦さんの血液中セロトニンとトリプトファン濃度を測定することを予定していた.しかし研究協力先の都合(スタッフの休職による人手不足など)により患者さんのリクルートが行えなかった.そこで予定が遅れているが,次年度に体制が整い次第実施したいと考えて調整中である.研究協力先の都合(スタッフの休職による人手不足など)により患者さんのリクルートが行えなかった.研究協力先は海外(フランス)の大学病院であるため,共同研究者の意向だけでは研究を始められず,病院スタッフが通常業務以外の研究協力を行うことに対する同意が得られなかったためである.その理由の一つが人手不足であり,この点の解消を待って早いスタートを目指している.早産を含む新生児の低出生体重が、成長後の肥満や生活習慣病、学習障害等のリスクになるとの報告があり、近年多方面で研究が進められている。

本研究はフランスの研究室との共同研究で実施しており、IUGRの妊婦さんの5-HT濃度が低下するかどうかを検討する研究をフランスで行う予定であった。しかし、先方で研究を手伝って下さる予定であった病院スタッフの方が産休・育児休暇に入られ、代わりのフタッフがいないことから被験者のリクルートが出来ない状態にある。現在まで、ヒトを対象とした研究が実施できていないことから、区分は(4)にした。ラットを対象とした、IUGRのモデルラットにおけるTrp負荷の症状改善効果を検討する実験は実施でき、期待どうりの結果が得られている。なるべく早いスタートが出来るように現在調整中である.本年度は最終年度であり、平成29年度までに得られた結果を論文にまとめられるように、まだ未解析のサンプルの解析を行う予定である。研究開始時点での研究計画の中で、予定したにもかかわらず現時点で実施できていないヒトを対象とした研究は、本年度中に終えることは出来ないが、計画を変更して被験者のリクルートに人手を要しない形で実施しようと計画中である。平成28年度に予定していた実験が行えず,次年度に実施する予定であるため.研究計画よりに現在の進捗状況が遅れているために次年度使用額が生じた。平成28年度の予定を1年づつ遅らせて実施する予定である.
ゲージ理論による可積分模型の研究

この二編の論文は合計で100ページにも達する長大なものであり,可積分格子模型,特にそのスペクトルパラメーターや可解性の起源についてこれまでとは全く異なったアプローチ(4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチ)を可能にした.この枠組みでは,摂動的な展開を持つ全ての可積分模型を統一的に理解することが可能になり,またなぜある種の模型が可解であるが,それ以外の模型は可解でないかの説明を与える.可積分系もスペクトルパラメーターの問題は,90年頃よりWittenによって提起された問題であり数十年来の歴史を持つが,その問いがCostello氏の論文および今回の結果で解決されることとなった.現在はCostello氏と共同研究で,4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチを可積分場の理論に適用する研究を行なっている.そのうちの一編の論文はすでに完成しており,近日プレプリントサーバーに公開できる予定である.現在はCostello氏と共同研究で,4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチを可積分場の理論に適用する研究を行なっている.そのうちの一編の論文はすでに完成しており,近日プレプリントサーバーに公開できる予定である.また,さらにもう一編,可積分場の理論の量子的側面についての論文にもすでに着手している.今後はまず,4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチを可積分場の理論に適用する研究について,その古典的側面を扱った論文を完成させ,学術雑誌に投稿することを目指す.また,その成果を複数の国際研究集会で発表し,我々とは異なりより伝統的な手法で可積分を研究する研究者との討議を行う予定である.また,可積分場の理論の量子的側面についての論文を来年度をめどに完成させることを目指す.可積分場の理論の量子的側面,例えばその繰り込みや量子可積分性については未知のことも多く,我々のアプローチが記述的なレベルでも新たな成果をもたらすと期待できる.内定年度:2017この二編の論文は合計で100ページにも達する長大なものであり,可積分格子模型,特にそのスペクトルパラメーターや可解性の起源についてこれまでとは全く異なったアプローチ(4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチ)を可能にした.この枠組みでは,摂動的な展開を持つ全ての可積分模型を統一的に理解することが可能になり,またなぜある種の模型が可解であるが,それ以外の模型は可解でないかの説明を与える.可積分系もスペクトルパラメーターの問題は,90年頃よりWittenによって提起された問題であり数十年来の歴史を持つが,その問いがCostello氏の論文および今回の結果で解決されることとなった.現在はCostello氏と共同研究で,4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチを可積分場の理論に適用する研究を行なっている.そのうちの一編の論文はすでに完成しており,近日プレプリントサーバーに公開できる予定である.現在はCostello氏と共同研究で,4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチを可積分場の理論に適用する研究を行なっている.そのうちの一編の論文はすでに完成しており,近日プレプリントサーバーに公開できる予定である.また,さらにもう一編,可積分場の理論の量子的側面についての論文にもすでに着手している.今後はまず,4次元チャーンサイモンズ理論からのアプローチを可積分場の理論に適用する研究について,その古典的側面を扱った論文を完成させ,学術雑誌に投稿することを目指す.また,その成果を複数の国際研究集会で発表し,我々とは異なりより伝統的な手法で可積分を研究する研究者との討議を行う予定である.また,可積分場の理論の量子的側面についての論文を来年度をめどに完成させることを目指す.可積分場の理論の量子的側面,例えばその繰り込みや量子可積分性については未知のことも多く,我々のアプローチが記述的なレベルでも新たな成果をもたらすと期待できる.
政府・非営利組織のインセンティブ志向の財務報告モデルの構築

発生主義会計がなぜ浸透しないのか、導入後一定期間経過しても抵抗が強いのかという問題意識をもとに、制度論や数理的モデルを用いた研究等さまざまなアプローチをとる研究者が知見を結集し、政府や非営利組織会計の利害関係者がガバナンスやサステイナビリティの判断に資する情報について、作成者側に情報開示のインセンティブを与える財務報告モデルを構築する。我々の提唱する財務報告モデルは、財務情報と被財務情報の統合的な報告・財務諸表の表示区分の再構成・求められる注記情報の要件の明確化と例示・情報作成者・利用者にとってのインセンティブの明確化という点において、先行研究にない独自性を有する。
永久凍土荒廃地図の作成とそのモデル化

近年、東シベリアにおいて、気候の急速な湿潤化が進行している。本研究は、現地観測の展開によって、永久凍土地域の土壌水分量が増加し、同時に地温上昇・表層部の永久凍土融解(活動層厚増加)が顕著に進行し、さらに植生・地形の変化がもたらされた一連の凍土荒廃の物理・生態的プロセスを明らかにした。さらに、衛星データ解析から湿潤化による凍土環境荒廃状況について、その時空間分布の地図化手法の開発と検証を行った。平成21年度は、研究実施計画で予定された以上のペースで、研究成果公表と、気候・衛星データ解析、さらに現地観測準備と観測の開始が実行できた。まず、既存の現地観測データと気候解析結果に基づいた東シベリアでの湿潤化と地温上昇に関する論文が国際誌に受理・公表された。気候データ解析では、更なる湿潤化の実態と、凍土環境変動要因の解明についての解析を行った。2008年までの長期ルーチン観測の気象・地温観測データを現地の永久凍土研究所の協力によって収集し、直近までの大気再解析データを援用して、1970年代以降の30年スケールでの各気象状態量のトレンドを検出するとともに、年々変動の振幅を抽出した。さらに、最近の湿潤化をもたらした気候システムの変化(特に低気圧変動)を解析し、気候変動の中での最近の湿潤化パターンの特徴を明らかにした。これらの結果は気象学会で発表した。衛星データ解析では、2009年に撮影されたPALSARデータを秋に購入し、解析用GISソフトの購入によって、陸上での多湿地域の広域抽出の解析を開始した。観測地点の設置は、永久凍土研究所の協力によって、想定よりも早く観測地点の展開ができた。6月と9月にシベリア・ヤクーツクの現地を巡検し、観測サイトの選定ならびに、地温・土壌水分の鉛直分布観測地点を7地点新設し、観測を開始した。また、熱伝導率・熱拡散率計の購入によって、9月に土壌熱特性の鉛直構造の測定を開始した。これらの結果は地理学会で速報した。さらに、本研究で来年度設置予定である、地下10mの永久凍土層内までの地温鉛直分布観測用の凍土用掘削ボーリング機を特注で購入し、来年度観測に向けた国内試験を実施した。平成22年度は、研究実施計画を上回るペースで、現地観測の展開と観測が実施でき、得られた観測、解析成果について国内・国際学会等での発表も多く行った。まず、現地観測の協力研究機関である、ロシア・永久凍土研究所の協力によって、観測地点の設置と観測の継続がされた。4月と9月にシベリア・ヤクーツクの現地を巡検し、永久凍土荒廃の観測サイトの選定ならびに、地温・土壌水分の鉛直分布観測地点を新設し、観測を開始した。また、本科研で購入済みの熱特性計によって、9月に土壌熱特性(熱伝導率・熱拡散率)の鉛直構造の測定を開始した。地下10mの永久凍土層内までの地温鉛直分布観測用の凍土用掘削ボーリング機を輸出し、土壌の水ポテンシャル測定機器の購入によって、凍土観測点の次年度以降のさらなる観測増強に向けた体制を整えた。気候データ解析では、更なる湿潤化の実態と、凍土環境変動要因の解明についての解析を行うとともに、北極の気候変動に伴う最近のシベリアでの寒気形成過程に関する解析を新たに開始し、その成果を国内の気象学会ならびに地理学会で速報した。さらに、最近の東シベリア一帯の気候湿潤化に伴う、シベリア北方林(タイガ)内の凍土融解と、森林水循環の変調過程について、凍土荒廃とカラマツ林の葉面積・蒸散の変化との関係を解析した。この成果は、IPY-OSC、ISAR-2、AGUの国際学会で発表し、諸外国の凍土・水文・北方林の変動研究を行っている研究者と数多く意見交換できた。平成23年度は研究対象地域である東シベリア・ヤクーツク周辺地域での永久凍土の現地観測を継続するとともに、気候・衛星データ解析と合わせて研究を推進し、途中成果の公表を進めた。現地観測では、地温・土壌水分の分布観測点での継続観測を実施した。レナ川をはさんだ右岸、左岸のタイガ林、アラス草原地域において、本科研で制作した特注の凍土用掘削ボーリング機を用いて観測点の増設を図った(ロシア科学アカデミーシベリア支部・永久凍土研究所の協力を仰いだ)。4、9月に現地を巡検・踏査し、観測サイトにおいて、熱伝導率計による土壌の熱・水分特性の鉛直分布測定を行った。その結果、依然として活動層内部に湿潤な土壌が滞留し、永久凍土表層の融解が見られることが明らかとなった。気候データ解析では、最近の湿潤化の実態について、降水増加の原因となる低気圧経路の年々変動の解析を進めた。部署内で開発した低気圧経路のデータセットによって、特に夏季後半(7-9月)の降水をもたらす低気圧変動について、東シベリア域では、20052007年に特徴的な増加の偏差を示すことが明らかとなった。

衛星データ解析では、ALOS-PALSARデータを用いた、水域・森林地域の分類と、陸上での多湿地域の抽出について解析作業を進めた。本科研によるENVIとArcGISの導入によって、広域画像と狭域画像の2つの空間スケールにおいて、乾湿情報を含んだ新たな土地被覆分類の作成のベースとなる地図化作業を開始した。以上の現地観測、気候データ解析、衛星データ解析の成果を国内・国際学会で発表した。成果の一部は平成24年度に開催予定の国際永久凍土学会の論文集に投稿・受理された。平成24年度は本研究課題の最終年度であり、研究対象地域である東シベリア・ヤクーツク周辺地域での永久凍土荒廃状況に関する現地観測結果を取りまとめるとともに、気候・衛星データ解析と合わせて統合的研究を推進し、最終成果である永久凍土荒廃地図の作成と、それら解析結果の国内・海外での公表を進めた。ヤクーツク北方林(カラマツ林)内での総合気象観測と、植物蒸散量、永久凍土の地温・土壌水分観測の解析を、ロシア科学アカデミーシベリア支部・永久凍土研究所および北方圏生物問題研究所との共同で実施した。その結果、2004年以降の湿潤化に伴う永久凍土活動層の深化は過剰な土壌水分状態を伴い、引き続く年に湿潤ストレスによる森林の枯死と蒸散量の減少をもたらす経年的なプロセスが進んだことを明らかにした。この結果は、国際学術誌2編に投稿・掲載されるとともに、2013年2月にプレス発表を行った。さらに、この湿潤化に伴う、森林と永久凍土の荒廃状況について、ALOS-PALSARのマイクロ波後方散乱値による水域・湿潤域分類と、ALOS-AVNIR-2の可視光とNDVI値による植生変化域分類の2つの衛星画像解析を組み合わせ、約10mの地上分解能にて、レナ川中流域の地温・土壌水分分布観測地点周辺における永久凍土荒廃状況の地図化を試みた。その結果、2006年から2009年にかけての森林荒廃地と湿潤域の分布はレナ川左岸では段丘の谷沿いと緩傾斜地に、右岸ではアラス草原を中心とする同心円状に広がる様子が明らかとなり、永久凍土中の含氷率と地形条件の違いを反映した湿潤化による水域の拡大と、それに伴う永久凍土荒廃状況の地図化が可能であることが明らかとなった。これらの結果は、GISデータとして取りまとめるとともに、その手法と成果について国内・海外の学会にて発表した。現地観測地点は当初予定通りに設置され、新規観測データが着実に得られている。この研究の背景となる気象解析についても、所属研究機関内の協力体制によって、北極域の低気圧経路解析という斬新な手法で研究が進展している。これらの成果は速やかに解析され、国際学会での発表、国際誌への投稿も進んでいる。本研究の最終成果の一つである衛星データを用いた広域の永久凍土荒廃地図化についても、GIS解析を開始した。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は最終年度であるため、本研究の最終成果として、永久凍土荒廃のメカニズム(地形や植生の変化過程)の解明と、その広域的な地図化を進展させる。そのために、永久凍土の融解過程を含む陸面の熱・水収支のモデル(海洋研究開発機構内で開発されているものを積極利用する)を利用し、特に湿潤化という気候変化がもたらす現象の解明を進める。永久凍土荒廃の地図化については、衛星データ解析による広域変化の抽出をするため、GIS解析業務を委託し、密接な連携によって作業を進めていく。
視床の形成機構及び機能の研究-脊椎動物種間における遺伝子発現とその機能の比較解析

脳の進化的差異が発生初期の遺伝子発現の違いにより生み出されるかどうかを解明するため、脊椎動物間の視床上部で異なる発現パターンを示す分泌性シグナル分子Fgf8について、マウス、ニワトリ胚間での比較解析を行った。東京工業大学岡田典弘教授との共同研究により、哺乳類特異的な間脳Fgf8のエンハンサーASO71ノックアウトマウスを入手し、解析に用いた。このマウスの間脳」Fgf8の発現パターンをニワトリのものと比較すると、間脳背側で高い相同性を示し(Nakanishi et al. 2012、研究成果)、マウス、ニワトリ間で視床上部の発現に差異の見られたWnt8bも、ニワトリ様の発現パターンを示す事が明らかになった(Nakanishi and Suzuki-Hirano et al.,投稿準備中)。脊椎動物間の視床形成およびその機能の比較解析を行うにあたり、本年度では、まず視床形成の基本となる間脳コンパートメント形成時に、マウス-ニワトリ間で発現に差異の見られる遺伝子をin situ hybridization法を用いた染色により同定し、その結果特に大きな差異の見られた視床上部に発現する遺伝子ついて、マウスとニワトリ胚において継時的に比較解析を行った。視床上部からは松果体や手綱核が分化する。当解析により、発生中のニワトリの松果体では、Isl1などの光受容形成に関わる遺伝子やNotが発現しているのに対し、マウスではこれらの遺伝子が発現していないことが分かった。松果体は、生体のサーカディアンリズムを司るとともに、自身の光受容能の有無によって種間の進化的差異を測ることのできる非常に重要な器官である。本年度の研究から、脊椎動物種間の進化的機能的差異が、発生学的遺伝子発現の差異によって生み出される可能性が強く示唆された。また、腹側視床と視床上部に発現し、視床核形成に働くことが知られているFgf8とそのシグナルを調べた実験では、Fgf8-Creマウスを用いた細胞系譜を調べた結果、Fgf8発現経験細胞は、手綱核の一部として分化することが分かった。さらに、その下流因子であるSprouty2の発現パターンをin situ hybridization法を用いて調べたところ、Spronty2は松果体内でも発現していることから、Fgf8陽性細胞は松果体には分化しないが、Fgf8シグナルは松果体の形成に働いている可能性が示唆された。今後、脊椎動物間において松果体の進化的機能的差異を生み出すマスタージーンを同定するため、マウス、ニワトリの視床上部それぞれにおいて、本年度同定したいくつかの候補遺伝子についてのelectroporation法を用いた遺伝子強制発現実験を行う予定である。発生初期の遺伝子発現の違いが、脳の形態と機能の違いを作り出す鍵となるかどうかを解明するため、進化的に重要な意義を持つ視床上部で、脊椎動物間での比較研究を行っている。本年度では、進化的差異を生み出すキーとなる遺伝子を探すため、発生中に発現に差異の見られた候補遺伝子のうち、分泌性シグナル分子であるWnt8b、Fgf8について視床上部への遺伝子強制発現を行った。Fgf8はマウスとニワトリ胚では同じ領域に発現するが、そのタイミングや発現の強さが異なっている。そこで、ニワトリ胚をshell less cultureし、Fgf8をニワトリ本来の発現が始まるよりも早い時期にエレクトロポレーション法を用いて強制発現した。その後ニワトリ松果体で発現する光受容体分子Isl1の発現を調べると、ほとんど影響は見られなかった。またWnt8bは、発生初期での発現パターンは相同であるにも関わらず、発生が進むにつれ、ニワトリ視床上部では強い発現が維持されるのに対し、マウスでの発現は消失する。そこで、マウス胚をexplant cultureし、視床上部にWnt8bを強制発現した。しかし、この系では領域マーカー遺伝子の正常な発現が見られなくなってしまうことが示された。次に、松果体で野生型と同じメラトニン生成を示すCH3/HeJ系統と、視床上部でFgf8の発現が欠損しているASO71 KO系統のマウスについて、マウスとニワトリで差異の見られた遺伝子の発現パターンを調べた。すると、両系統のマウスにおいて、視床上部で物1動がニワトリと同様の発現パターンをしていることが示された。一方、松果体でのIsl1,Reelinの発現に変化は見られなかった。そこで今年度は、これらのマウスをモデルとし、マウスとニワトリの視床上部での神経伝達物質の生成や神経投射パターンに注目して、種間の脳機能の違いに対する発生初期の遺伝子発現の影響を調べていきたいと考えている。

ニワトリへ視床上部への遺伝子強制発現実験はshell less culture法を用いたことによって大分改善され、下流遺伝子の発現を調べることができた。しかし、マウスの遺伝子強制発現については、explant cultureを用いた方法では、実験系が上手く確立できないことが分かった。そこで代わりの系として、CH3/HeJ系統のマウスと、ASO71 KOマウスがそれぞれマウス視床上部での、Wnt8b発現モデル、Fgf8欠損モデルとして用いることとした。マウス視床上部でのWnt8b発現モデル、Fgf8欠損モデルとしてCH3/HeJ系統のマウスと、ASO71 KOマウスを使い、今まで用いてきたICRマウスとこれらの系統のマウス、ニワトリについての比較検証を行う。視床上部からは松果体と手綱核が分化するが、これらのミュータントマウスでは、松果体の形成そのものには影響がみられない。そこで、松果体と手綱核での神経伝達物質の生成や神経投射のパターンに注目し、ICRマウス、これらのマウス、ニワトリでの比較を行い、発生初期の遺伝子発現の違いが生体の脳の機能獲得にどのような影響を与えるのかを調べていきたいと考えている。
スピロピランの分子修飾による高効率機能性フォトクロミック材料の分子設計

3'3-ジメチルー6'-ニトロスピロ[インドリンー2, 2'-2H-1'-ベンゾピラン]は光照射によりメロシアニン型色素を発生するフォトクロミック化合物として有用であるので,本研究では光化学的発色に対して重要な役割を果たすと考えられる1位と3'位に各種置換基を系統的に導入し,そのフォトクロミズム特性に対する置換基の効果を評価した.今年度得られた結果は以下のようにまとめることが出来る.1.1位の置換基は一般に発色種の色調(吸収極大)に対しては殆ど影響を与えないが,消色速度は著しく変化した.即ち, OH基を導入すること消色速度は減少し発色種の熱安定性が改善され,一方,アラルキル基を導入すると消色速度は増加し,特にフェニル基を1位に近づけるに従い急速に増大し,発色消色感度の高い化合物が得られた.また, 1位にカルボキシル基やアミノ基を導入すると,溶媒の極性や酸性度を変えることによって発色種の色調のみならず,正-逆フォトクロミズムを制御できることを見出した.2.3'位に置換基を導入すると,発色種の吸収極大は150200nmも短波長シフトし黄色を呈すと共に,消色速度も約10^2倍加速された.このような3'位置換基の効果は,発色種での共役の広がりを立体的に妨げるためと考えられた.3.これらスピロピランのフォトクロミズム特性は環境により著しく変化させることができ,特にミセル溶液中では興味ある挙動を示した.即ち, 1-メチル体はSDSミセル中では逆フォトクロミズムを示したが, CTABミセル中では正フォトクロミズムを示した.一方, 3'-メチル体の消色速度はCTABミセル中では1/1000遅くなった.これらの結果はミセル中のミクロ極性のみならず,そのミクロ粘度や局部的秩序などが関係していると考えられた.3'3-ジメチルー6'-ニトロスピロ[インドリンー2,2'-2H-1'-ベンゾピラン]は光照射によりメロシアニン型色素を発生するフォトクロミック化合物として有用であるので,本研究では光化学的発色に対して重要な役割を果たすと考えられる1位と3'位に各種置換基を系統的に導入し,そのフォトクロミズム特性に対する置換基の効果を評価した.今年度得られた結果は以下のようにまとめることが出来る.1.1位の置換基は一般に発色種の色調(吸収極大)に対しては殆ど影響を与えないが,消色速度は著しく変化した.即ち, OH基を導入すること消色速度は減少し発色種の熱安定性が改善され,一方,アラルキル基を導入すると消色速度は増加し,特にフェニル基を1位に近づけるに従い急速に増大し,発色消色感度の高い化合物が得られた.また, 1位にカルボキシル基やアミノ基を導入すると,溶媒の極性や酸性度を変えることによって発色種の色調のみならず,正-逆フォトクロミズムを制御できることを見出した.2.3'位に置換基を導入すると,発色種の吸収極大は150200nmも短波長シフトし黄色を呈すと共に,消色速度も約10^2倍加速された.このような3'位置換基の効果は,発色種での共役の広がりを立体的に妨げるためと考えられた.3.これらスピロピランのフォトクロミズム特性は環境により著しく変化させることができ,特にミセル溶液中では興味ある挙動を示した.即ち, 1-メチル体はSDSミセル中では逆フォトクロミズムを示したが, CTABミセル中では正フォトクロミズムを示した.一方, 3'-メチル体の消色速度はCTABミセル中では1/1000遅くなった.これらの結果はミセル中のミクロ極性のみならず,そのミクロ粘度や局部的秩序などが関係していると考えられた.
噴孔内キャビテーション流と噴霧の特性に関する研究

液体を円形のノズル噴孔から高速で噴出させた時の,噴孔内のキャビテーション気泡の挙動が噴射後の液体の分裂と噴霧特性に及ぼす影響を調べた.また液体を加熱して噴孔内のキャビテーション気泡の生成を促進させ,これが噴射後の液体噴流の分裂過程に及ぼす影響も調べた.実験装置は噴射液体加圧用,加熱用のアキュムレー夕,噴射管,インジェクタからなり,インジェクタ先端に取り付けた直径0.5mmの噴孔を有するノズルから水を定常的に大気圧の空気中に噴射した.噴孔内のキャビテーション気泡の生成,発達,消滅の過程で発生する超音波を,ノズル表面に接着した超音波トランスデューサによって検出することを試みた.またノズル外部から噴孔内壁の数カ所に極細の電極を挿入し,電極間の噴孔内液流のインピーダンスを測定した.噴射直後の液体噴流の分裂過程を拡大写真法で,噴霧の構造をレーザーシ一ト写真法で撮影した.さらに液体噴流の分裂長さを電気抵抗法で測定した.以上の実験の結果,以下の知見が得られた.(1)超音波トランスデューサにより噴孔内キャビテーションの生成,発達,ハイドロフリップの状態変化を検出できる.(2)噴孔内液流のインピーダンス測定により液流の噴孔内壁との付着状態を検出できる.(3)噴射直後の液体噴流表面の波動は,ハイドロフリップが発生する直前の低い噴射圧力では三次元的な複雑な状態である.(4)ハイドロフリップが発生すると噴孔軸に平行な波が複数観察され,噴孔内部に見られる流動方向に伸びる再付着線と関連がある.(5)噴射液体を加熱して液体の蒸気圧が雰囲気圧力以上(噴射圧力は液体の蒸気圧以上)とした温度の液体を噴射すると,噴霧の広がりは噴射直後から非常に大きく,分裂長さは小さい.(6)このような加熱液体の噴射時に見られる良好な微粒化特性はノズルの噴孔長さが長い方が顕著に見られる.液体を円形のノズル噴孔から高速で噴出させた時の,噴孔内のキャビテーション気泡の挙動が噴射後の液体の分裂と噴霧特性に及ぼす影響を調べた.また液体を加熱して噴孔内のキャビテーション気泡の生成を促進させ,これが噴射後の液体噴流の分裂過程に及ぼす影響も調べた.実験装置は噴射液体加圧用,加熱用のアキュムレー夕,噴射管,インジェクタからなり,インジェクタ先端に取り付けた直径0.5mmの噴孔を有するノズルから水を定常的に大気圧の空気中に噴射した.噴孔内のキャビテーション気泡の生成,発達,消滅の過程で発生する超音波を,ノズル表面に接着した超音波トランスデューサによって検出することを試みた.またノズル外部から噴孔内壁の数カ所に極細の電極を挿入し,電極間の噴孔内液流のインピーダンスを測定した.噴射直後の液体噴流の分裂過程を拡大写真法で,噴霧の構造をレーザーシ一ト写真法で撮影した.さらに液体噴流の分裂長さを電気抵抗法で測定した.以上の実験の結果,以下の知見が得られた.(1)超音波トランスデューサにより噴孔内キャビテーションの生成,発達,ハイドロフリップの状態変化を検出できる.(2)噴孔内液流のインピーダンス測定により液流の噴孔内壁との付着状態を検出できる.(3)噴射直後の液体噴流表面の波動は,ハイドロフリップが発生する直前の低い噴射圧力では三次元的な複雑な状態である.(4)ハイドロフリップが発生すると噴孔軸に平行な波が複数観察され,噴孔内部に見られる流動方向に伸びる再付着線と関連がある.(5)噴射液体を加熱して液体の蒸気圧が雰囲気圧力以上(噴射圧力は液体の蒸気圧以上)とした温度の液体を噴射すると,噴霧の広がりは噴射直後から非常に大きく,分裂長さは小さい.(6)このような加熱液体の噴射時に見られる良好な微粒化特性はノズルの噴孔長さが長い方が顕著に見られる.液体を円形の噴孔から高速で噴出させた時の微粒化機構を解明するため,噴孔内のキャビテーション気泡の生成,発達,消減の過程が噴射後の液体の分裂と噴霧特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的に実験を行った.まずアキュムレータ,噴射管,インジェクタからなる噴射装置を使って,直径0.5mmの円形噴孔を有する透明なアクリル樹脂製ノズルから水を定常的に大気圧の空気雰囲気中に噴射した.この時,噴孔内の液流のキャビテーション気泡の生成,発達,消減の過程で発生する超音波を,ノズル表面に接着した超音波トランスデユ-サによって検出することを試みた.さらにノズル外部から噴孔内壁の数ヶ所に極細の電極を挿入し,電極間の噴孔内液流のインピーダンスを測定した.得られた超音波信号およびインピーダンス信号を周波数解析した.噴孔内液流の観察は,ディジタルスチルカメラとパルスレーザ光源を使用して行った.また噴孔内液流の基本的な特性値としての流量係数,噴霧特性としての分裂長さ,噴霧角の測定を行った.これらの測定を噴射圧力を変化させて行い,さらにノズルの形状パラメータとして噴孔長さと噴孔入口部エッジの形状を種々変化させた.以上の実験の結果,(1)超音波トランスデユ-サにより噴孔内キャビテーションの生成,発達,ハイドロリックフリップの状態変化を検出できる,(2)噴孔内液流のインピーダンス測定により液流の噴孔内壁との付着状態の変化を検出できる,(3)噴孔長さと噴孔入口部エッジの形状によって噴孔内液流のキャビテーションの状態が変化し噴霧特性が変化する,などの知見が得られた.

平成9年度と同様な実験装置,手法を用いて研究を進めた.特に本年度は噴射直後の液体噴流表面の乱れや波動の拡大観察を行い,噴孔内の流動状態との関連を明らかにすることを目的とした.また液体を加熱することによりノズル噴孔内のキャビテーション気泡の生成を促進させ,噴射後の液体噴流の分裂特性がどのように変化するかを明らかにすることも目的とした.実験装置は噴射液体加圧,加熱用のアキュムレー夕,噴射管,インジェクタからなり,インジェクタ先端に取り付けた直径0.5mmの円形噴孔を有するノズルから,水を定常的に大気圧の空気雰囲気中に噴射した.噴射直後の分裂過程を拡大写真法で,噴霧の構造をレーザーシート写真法で撮影した.また分裂長さ(噴射直後の連続液柱部分の長さ)を電気抵抗法で,噴霧のザウタ平均粒径をレーザー回折法により測定した.以上の実験の結果,(1)噴射直後の液体噴流表面の波動は,ハイドロリップフリップが発生する直前の低い噴射圧力では三次元的な複雑な状態である,(2)ハイドロリップフリップが発生すると噴孔軸に平行な波が複数観察され,噴孔内部に見られる流動方向に筋状に伸びる再付着線との相関がある,(3)噴射液体を加熱して液体の蒸気圧が雰囲気圧力以上となる(噴射圧力は液体の蒸気圧以上)温度の液体を噴射すると,噴霧の広がりはノズルからの噴射直後から非常に大きく,分裂長さは小さく,ザウタ平均粒径も小さい,(4)このような加熱液体の噴射時に見られる良好な微粒化特性はノズルの噴孔長さが長い方(L/D=4よりL/D=20の方)が顕著に見られる,(5)噴孔入り口の形状が直角なノズルと丸みをつけたノズルの間には大きな差は見られない,などの知見が得られた.以上のように,本研究により噴孔の形状と液体の加熱を組み合わせた噴霧特性制御手法の開発に関する基礎データを得ることができた.
連成表現を用いた分布定数系に対する状態変換ベース境界制御器設計

本課題では、物理場を含むシステムである分布定数系のうち、境界値を介して結合する複数の方程式によって記述されるものを対象とし、状態変換を用いた境界制御器設計法について考察を行った。まず、入力もしくは出力ごとに異なる遅れを有する線形時間不変システムに対して、遅れを表現する双曲型方程式とその境界値を含む常微分方程式による表現に基づき、安定化制御則およびオブザーバの設計法を導出した。次に、境界において結合している二つ波動方程式でモデル化されるシステムに対して、不連続性を利用した状態変換を用いて制御器設計法を導いた。最後に、2次元容器内の液面揺動について、単純な境界制御則が得られる設計法を提案した。本年度は、制御入力ごとに異なる時間遅れが存在する多入力線形システムの安定化問題について考察した。時間遅れは、例えば信号のやりとりに通信を介せば必然的に現れるものである。そのため、遅れを補償した制御系設計法を考察することは、あらゆるものがネットワークで結ばれている現代では、重要な技術である。入力遅れが存在する多入力システムは、遅れの大きさで決まる空間領域上の複数の1階双曲型偏微分方程式と線形常微分方程式の連成系で表すことができる。具体的には、各偏微分方程式は独立しており、それを満たす変数の境界値が常微分方程式中に現れる。それら連成表現に基づき、1.対象を漸近安定化する状態予測に基づいた状態フィードバック則を導出し、2.出力ごとに異なる遅れが存在する場合に、遅れた出力から現在の状態値と出力の将来値の推定するオブザーバ(推定器)を導出した。入出力数が一つの場合に対応する問題については、既に状態変換を用いたアプローチが存在している。しかしながら、入出力が複数になり遅れがそれぞれ異なると、そのアプローチを単純に拡張することはできない。そこで、遅れの差異を適切に扱うことができる新しいタイプの状態変換を提案し、上記の成果を得た。得られる制御則は、現存する他の遅れ補償制御器と比較して、遅れがないと仮定した制御則設計の知見をそのまま生かせることができるという利点を持っている。また、状態予測のプロセスも非常に合理的なものになっている。オブザーバについても同様な利点をもっている。また、ここで提案した状態変換は、この問題だけではなく、同様な構造をもつ他の常微分方程式-偏微分方程式連成系について適用可能なことが予想され、幾つかの応用が期待できる。研究実績の概要で記載したものは、申請時の研究計画では次年度に行う予定であった内容である。得られた成果は満足がゆくものであったが、次年度は連続体の振動に関連した別の対象の安定化制御器設計も計画していた。本年度行う予定であったものと、次年度行う予定であったものの一部が残っていることを考えれば、全体としてはやや遅れている。しかしながら、本年度に行う予定であった境界連成形式に基づく双曲型偏微分方程式で記述されるシステムの安定化制御については、既に進めており、大幅な遅れを伴っているものではない。本年度(平成28年度)に行ったこととして、1.境界で結合する波動方程式の境界安定化問題と2.容器内の液体振動であるスロッシングの制振制御・状態推定問題の考察が挙げられる。1.については、例えば複数の材料からなる構造物中を伝搬する弾性波動のような、異なる媒質中を伝搬する波動の運動モデルは、境界で結合する複数の波動方程式となる。本研究では、まずは二つの1次元波動方程式が境界で結合しているものを対象として、状態変換に基づき安定化を行った。興味深いことに、指定した収束率をもつ境界フィードバック安定化制御則が具体的な形として得られた。得られた制御則は、単一の波動方程式に対して既に知られている境界制御則とは異なり、境界での振動速度だけでなく、伝搬速度の比、領域の長さの比などで決まる空間上のある1点での状態値もフィードバックするものとなっている。2.で扱ったスロッシングは、運動を行っている移動体の液体燃料タンク内や石油貯蔵タンク内で生じ、運動制御への悪影響やタンクの爆発事故など、深刻な問題を引き起こすことが知られている。このスロッシングに対して、液体表面での動的な偏微分方程式と液体内における静的な偏微分方程式の連成系であるポテンシャル流モデルを採用し、矩形容器内の制振制御と状態推定について考察した。具体的には、ポテンシャル流モデルに物理的な近似を施すことで、従来のような有限次元システムへの近似ではなく、偏微分方程式のままの近似モデルを導出した。これに基づく状態変換を用いた制御則設計に成功している。得られた制御則は、境界での波面の高さのみをフィードバックする非常に単純なもとなっている。さらに、双対問題を考えることで境界の高さのみから波面分布や液体内の速度ポテンシャル分布を推定する推定器の設計も行った。昨年度(平成27年度)は、本来今年度(平成28年度)に行う予定であった、常微分方程式と偏微分方程式の境界結合系として表すことができる、制御入力ごとに異なる遅れをもつシステムの遅れ補償安定化フィードバック制御則について考察を行った。今年度は、昨年度に行う予定であった波動方程式の境界結合系の境界安定化について考察し、計画時に希望していた水準以上の成果が得られた。また、スロッシングの制振制御や状態推定については、もともと計画時に扱う対象として想定していなかったが、本研究で扱う制御対象のクラスに合致するものであり、工学的にも重要な問題である。これらについて実績の概要で述べた通り有益な結果が得られたことから、申請時に想定していた目的達成のために、順調に研究が進められていると判断できる。

本年度(平成29年度)に取り組んだ課題は、昨年度考察した波動方程式の境界安定化からの延長線上にある2次元領域上での波動方程式の境界安定化である。対象とした2次元領域は、主にスロッシング(液面揺動)制御への応用を意図した矩形領域と膜構造物への応用を意図した円環領域である。容器内の液面揺動であるスロッシングの運動モデルは、静的な方程式と境界条件に現れる動的な方程式の連立方程式からなる。3次元矩形容器を対象とし、近似的に2次元波動方程式で表現することで、状態変換を用いた境界制御器設計を試みた。2次元矩形領域上の波動方程式を一つの方向にのみモード展開し、複数の1次元領域上の波動方程式に分解する。これより、原理的には1次元領域上の場合に得られている結果を用いて制御器設計が可能となることを示した。しかしながら、1次元領域上の場合と異なり、フィードバックゲインを得るために解くべき方程式について、一つのモードを除いて陽な解を導くことができず課題が残った。膜形状の構造物は軽量で大きな面積を確保できる利点をもつ構造物であるが、その振動が問題なる。そのような膜構造体のうち円環形状のものへの応用を目指し、2次元の円環領域上の波動方程式の境界安定化についても考察を行った。極座標により波動方程式を表し、矩形領域の場合と同様に円周方向のみにモード展開を行うことで、得られる複数の1次元領域上の方程式に対して状態変換を用いた境界制御器の設計が行えることを示した。なお、円周0次モードのみに注目した場合の結果を第18計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2017)において発表を行い、優秀講演賞を受賞した。本課題では、物理場を含むシステムである分布定数系のうち、境界値を介して結合する複数の方程式によって記述されるものを対象とし、状態変換を用いた境界制御器設計法について考察を行った。まず、入力もしくは出力ごとに異なる遅れを有する線形時間不変システムに対して、遅れを表現する双曲型方程式とその境界値を含む常微分方程式による表現に基づき、安定化制御則およびオブザーバの設計法を導出した。次に、境界において結合している二つ波動方程式でモデル化されるシステムに対して、不連続性を利用した状態変換を用いて制御器設計法を導いた。最後に、2次元容器内の液面揺動について、単純な境界制御則が得られる設計法を提案した。次年度は、まずはもともと今年度行う予定であった、不連続係数をもつ双曲型分布定数系に対する境界連成形式をもとにした安定化制御器設計に関する研究を行う。これには、放物型偏微分方程式で記述されるシステムに対して申請者らが既に得ている、不連続積分核を含む状態変換を用いることを計画している。また、次年度の計画にある、時間偏導関数を含む偏微分方程式と空間偏導関数のみからなる微分方程式の連成系で記述される連続体の振動の制御も扱う予定である。これは、申請時には具体的な物理対象として梁の振動を想定していたが、別の連続体の振動を扱う可能性がある。ただし、抽象化した数理モデルとしては同様な構造をもつものであるため、理論的枠組みとしては大きな違いはない。
グラフの生成定理を用いた効率的なグラフ列挙アルゴリズムの構築

グラフの族に対し,「その族に含まれる有限個のグラフから,ある変形操作を繰り返し適用することによって,その族内の任意のグラフが得られる」という形の命題のことをグラフの生成定理と呼び,これまでに様々なグラフの族に対して,多くのバリエーションが研究されてきた.一方で,生成定理はグラフ列挙という観点で見たとき,1つのグラフを生成する過程が無数に存在し,多くの無駄を含む.その結果,上記の生成定理は,実用的に考えると一般には使い物にならない.したがって,本研究では,生成定理のバリエーションを増やすだけではなく,各過程でオペレーションの優先度を考慮した生成定理の創成を目指す.グラフの族に対し,「その族に含まれる有限個のグラフから,ある変形操作を繰り返し適用することによって,その族内の任意のグラフが得られる」という形の命題のことをグラフの生成定理と呼び,これまでに様々なグラフの族に対して,多くのバリエーションが研究されてきた.一方で,生成定理はグラフ列挙という観点で見たとき,1つのグラフを生成する過程が無数に存在し,多くの無駄を含む.その結果,上記の生成定理は,実用的に考えると一般には使い物にならない.したがって,本研究では,生成定理のバリエーションを増やすだけではなく,各過程でオペレーションの優先度を考慮した生成定理の創成を目指す.
B型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子を用いた新しいDDSの開発

B型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子をヒト肝細胞など特定の細胞に対するDrug Delivery System(DDS)として開発し,遺伝子,抗ガン剤,タンパクなどを運搬する手段として応用しようとする平成13年度から始まった本研究により,B型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子が安全性と組織特異性に優れたシステムであることが証明されてきた。この粒子は,ヒト肝細胞癌やヒト肝組織にin vitroのみではなくin vivoでも静脈注射により遺伝子や低分子化合物を特異的にかつピンポイントに運び込むことが可能であった。すなわち,ヒト肝細胞癌組織をヌードマウスやヌードラットの皮下や腎皮膜下に移植したモデルに緑色蛍光低分子化合物であるカルセインや緑色蛍光遺伝子を封入したB型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子を静脈注射したのち犠死せしめ,ヒト肝細胞癌組織,ラットやマウスの肝組織をはじめとした各種臓器を摘出して固定し組織切片を作製して,蛍光顕微鏡にて緑色蛍光を測定すると,ヒト肝細胞癌組織でのみ緑色蛍光が検出され,ラットやマウスの筋肉組織や腎組織はもちろん肝組織でも緑色蛍光は検出されなかった。また,手術時に得られたヒト肝組織をSCIDマウス腎皮膜下に2mm程のスライスを移植し抗アシアロ抗体を投与することにより2週間以上生着可能となることと,本モデルにおいてもカルセインを封入したB型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子を静脈注射するとヒト肝組織でカルセインを検出できることを証明した。さらに,本粒子に血液凝固因子の第VIII因子または第IX因子遺伝子を封入しヒト肝細胞癌組織を移植したヌードマウスに静脈注射するとマウス血中でヒト第VIIIおよびIX因子が検出され,血友病遺伝子治療薬に発展する可能性が示された。今後,さらなる発展が期待される。B型肝炎ウイルスのエンベロープタンパクであるHBs抗原はウイルスDNAやコアタンパクなどを伴わなくても単独で粒子化が可能で、しかも粒子内にDNAをはじめとした種々の物質を封入することが可能なので、組織特異性、安定性、導入効率性、安全性に優れたベクターになると考えられる。そこで、酵母により作製したBがた肝炎ウイルスL粒子が有効なDrug Delivery Systemになることを証明すべく本研究を行った。緑色蛍光遺伝子を封入したB型肝炎L粒子をヒト大腸癌およびヒト肝細胞癌を皮下に移植したヌードラットもしくはヌードマウスに尾静脈や腹腔内に注入すると、緑色蛍光はヒト肝細胞癌にのみ検出され、ヒト大腸癌細胞やヌードマウスもしくはヌードラットの肝臓、脾臓、腎臓、心筋、骨格筋などには緑色蛍光は全く認められなかった。また、B型肝炎ウイルスL粒子を投与したヌードマウスやヌードラットには体重および重要臓器重量の減少や下痢など副作用と考えられるような症状も認められなかった。手術時に得られた正常ヒト肝臓組織をヌードマウス腎皮膜化に移植しアシアロ抗体をヌードマウスに投与することにより高率に正常ヒト肝臓組織片を生着させることが可能であった。今後の遺伝子治療や肝炎治療薬の評価するのに必要なシステムであると考えている。AFP調節遺伝子の下流に緑色蛍光遺伝子を組込んだプラスミドベクターをin vitroでヒト大腸癌細胞株とヒト肝細胞癌株に投与すると、ヒト肝細胞癌株にのみ特異的に緑色蛍光が認められた。本年度は、ヒト肝細胞癌由来であるNuEをヌードマウス腎皮膜下に移植したモデルに低分子化合物で蛍光を発するカルセインを封入したB型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子を静脈注射をしたのち犠死せしめ、各種臓器の蛍光を検出すると腎皮膜下に移植したヒト肝細胞癌組織でのみ蛍光が検出され、マウスの腎臓、肝臓、筋組織、脾臓、小腸、大腸、胃などの組織では蛍光は全く検出されなかった。

ヒトアルブミンプロモータにHepatocyte Growth Factor(HGF)遺伝子を組込みリポフェクタミン法でヒト胎児肝細胞および4種のヒト肝細胞癌株に導入して培養液中のHGFを測定すると、ヒト胎児肝細胞とヒト肝細胞癌株1種でHGFが検出された。HGFが検出された細胞株ではいずれもヒトアルブミンを産生しており、HGFが検出されなかった3種類のヒト肝細胞癌株ではヒトアルブミンは検出されなかった。ヒト肝細胞癌株NuEをヌードマウス皮下に移植したモデルに、ヒト血液凝固因子である第VIIIまたは第IX因子のcDNAを発現ベクターに組込みB型肝炎ウイルスエンベロープタンパク粒子に封入したものをマウス尾静脈から静注してマウス血中の第VIIIまたは第IX因子を測定すると静注後5日目にはそれぞれの因子について有意な血中濃度の上昇が認められ、30日後にもその上昇は持続していた。ただ、ヌードマウスに移植したヒト肝細胞癌が増大しその影響により30日以降の実験は行えなかった。また、抗体についてはヒト上皮増殖因子受容体およびIL-2受容体を認識するモノクローナル抗体のcDNAを精製して単鎖抗体を作製した。
ウニ胚における細胞接着性ペプチド受容体蛋白(FR-1受容体)遺伝子発現

(1)抗FR-1受容体抗体の特異性: FR-1受容体はArg-Gly-Asp-Ser (RGDS)アミノ酸配列を持つ合成ペプチドと特異的に結合することから、この合成ペプチドをアフィニテイーカラムに結合してタコノマクラ間充織胞胚から分離・精製して、それを抗原とする抗血清をウサギで調整した。全胚分画から調整した試料を用いて行ったイムノブロッティングから、この抗血清は特異的にFR-1受容体蛋白のみを識別することが示された。この抗血清を用いて行った免疫組織化学から、既に発表したRGDS結合活性を持っているFR-1受容体の分布とほとんど同一の組織分布ではあったが、一部異なった部域にもFR-1受容体蛋白があることが明らかになった。(2)FR-1受容体蛋白cDNAスクリーニング:バフンウニ原腸胚全mRNAから作成したcDNAをλgt11ウイルスに組み込み作成したcDNAライブラリーを大腸菌に感染させて、cDNAから発現されるウニ原腸胚蛋白を上記抗FR-1受容体抗血清を用いて免疫化学的にスクリーニングした。その結果最初A2aからC3mまでの38個のクローンを得ることができた。その中からC2iクローンを選んでさらに3回スクリーニングを行った後、λgt11を感染させた大腸菌を大容量の液体培養に切り替え、ウイルスDNAを回収し、ここからPCRを行ってEcoR1制限酵素処理に備えた量のDNAを得た。その結果約1Kbpの大きさのDNA断片を得た。今後はこの部分のシークエンスを行い、その一部分を用いてmRNAプロープ用に合成して5'-XRITCで標識して組織分布検索用合成DNAを作成し、一方、同じcDNA部分に5'-ビオチンを標識した合成DNAを作成してノーザンブロッティングを行う予定である。
鉛化合物を用いる再資源化による新しい硝酸塩廃水処理技術の開発

鉛化合物を用いる再資源化による新しい硝酸塩廃水処理技術の開発をすべく基礎研究を行い以下の結果を得た。[1]酸化鉛(II)を用いた水蒸気蒸留にによる硝酸アンモニウム成分の再資源化・硝酸アンモニウム水溶液に、酸化鉛(II)を加え、水蒸気蒸留することによりアンモニアと塩基性硝酸鉛(II)を短時間でほぼ100%回収し、再資源化できることを明らかにした。アンモニアと塩基性硝酸鉛(II)の回収率は酸化鉛/硝酸イオンモル比とpHに大きく依存することがわかった。硝酸ナトリウム溶液中では鉛の表面に皮膜が生成し、硝酸イオンの還元が妨げられるため効率的に還元を進めるためには金属鉛表面上の皮膜の剥離が有効であると考えられる。そこで、金属円板の表面を研磨材入りバフで連続的に回転研磨するバフ研磨型装置、鉛粒子をボールミル中で回転させ、粒子同士の接触により粒子表面上に生成した酸化皮膜を剥離させる湿式ボールミル型装置を試作し、鉛による硝酸イオンの還元について、亜硝酸イオンへの還元速度、還元剤としての鉛の還元効率および還元生成物である亜硝酸イオン、アンモニアおよび窒素の選択性に及ぼす回転数、反応温度、硝酸イオン初濃度の影響等を検討し、以下の結果を得た。[2]鉛板のその場バフ研磨で生成する微粉による硝酸ナトリウム溶液の還元・12時間で硝酸イオンは20100%亜硝酸イオンに還元されたが、亜硝酸イオンから窒素、アンモニアへの還元速度は小さく、生成率は最大でもそれぞれ14%,6%であった。・硝酸イオン還元速度は、バフが粗く、回転数が高く、温度が高いほど増加したが、還元効率は低下した。・還元効率は、バフが細かく、回転数が小さい場合に増加したが、逆に、硝酸イオン還元速度は低下した。[3]湿式ボールミル中の鉛粒子による硝酸塩溶液の還元・回転速度、反応温度が高いと還元速度は増大し、硝酸イオン除去率、亜硝酸イオン生成率は増大した。・4080°Cにおいて初期から中期における硝酸イオンから亜硝酸イオンへの還元は0次反応であり、生成する酸化鉛皮膜の剥離が律速過程と思われる。・25°C以下では、反応速度は小さく、鉛粒子表面における還元反応が律速過程となった。[1]酸化鉛(II)を用いた水蒸気蒸留による硝酸アンモニウム成分の再資源化・硝酸アンモニウム水溶液に、酸化鉛(II)を加え、水蒸気蒸留することによりアンモニアと塩基性硝酸鉛(II)を短時間でほぼ100%回収し、再資源化できることを明らかにした。アンモニアと塩基性硝酸鉛(II)の回収率はPbO/NO^-_3もる比とpHに大きく依存することがわかった。[2]鉛板のその場バフ研磨で生成する微粉による硝酸ナトリウム溶液の還元硝酸ナトリウム溶液中では鉛の表面に皮膜が生成し、硝酸イオンの還元が妨げられるため効率的に還元を進めるためには金属鉛表面上の皮膜の剥離が有効であると考えられる。そこで、溶液中の鉛板を研磨材入りバフでその場研磨して、金属鉛粉を生成させ、硝酸ナトリウムを還元する皮膜剥離装置を試作し鉛による硝酸イオンの還元について、亜硝酸イオンへの還元速度、還元剤としての鉛粉の還元効率および還元生成物である亜硝酸イオン、アンモニアおよび窒素の選択性に及ぼす研磨材粒子径、バフ回転数、反応温度、硝酸イオン初濃度の影響等を検討し、以下の結果を得た。