hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南海トラフ東部(東海地域)海底の二重沈み込み帯とテクトニクス

平成9年度1)潜水調査5月13日15日小泉金一郎が伊豆半島東部初島付近の海底にしんかい2000により潜航し、海底湧水測定装置の性能試験を行った。測定は成功し、装置も無事回収された。海底断層の「しろうり貝」コロニーに装置を設置して24時間の観測をしたが、湧水が強弱の変化をすることを確認した。これと、海洋潮汐との相関はなかった。5月20日瀬川爾朗が小笠原島に出発。24日より31日まで「よこすか」乗船。しんかい6500により銭洲海嶺の南麓に潜航。潮流が異常に強く、調査は困難を極めた。銭洲海嶺南麓における断層は確認できなかった。2)銭洲岩礁でのGPS測位7月15日より20日まで、瀬川外が神津島を経由して銭洲岩礁にわたり、干渉GPS測位を定点にて行った。その結果、銭洲海嶺は本州に対して、昨年の結果と同様、北西方向に約25mm/年の速度で動いていることが分かり、銭洲海嶺が一般のフィリピン海プレートとは異なり、南海トラフからの潜り込みは極めて遅いということを確認した。3)国際会議参加7月20日27日、今西祐一がベルギーにおける地球潮汐シンポジウムに参加。地球深部の変化と重力変化との相関について研究発表した。瀬川爾朗は、8月27日9月2日の間、ホノルルのハワイ大学を訪問。ハワイ大学の地球物理学教室のLAURA・KONG博士にレビューを受けた。4)根元、飯塚、三澤、木下らは、東海地域の地殻変動を最も顕著に表している静岡県有度丘陵の調査を行った。1.銭州岩礁のGPS測量1995年8月2日から6日にかけて、銭州岩礁の大根岩に上陸し、Ashtec GPS受信装置を使い、岩礁の精密測位を行った。このため、岩礁上に測位の標点を打ち込み、今後の位置標識とした。測定は、2日にわたり、それぞれ6時間の連続観測ができ、標点の位置を、±1cmの精度で決めることができた。来年の再測によって岩礁の動きが分かるに違いない。このために、Ashtec GPS受信装置を新たに1台購入した。2.東京大学海洋研究所研究船淡青丸による調査11月13日から25日にかけて、熊野灘、天竜海底谷、および南海トラフの地球物理学的調査を行った。調査項目は、海底地震計とエアガンによる音波深査、海底電磁気深査、海底熱流測定、およびGPS観測である。GPSでは海洋ジオイドの研究を行った。3.東京大学海洋研究所研究船白鳳丸による調査1996年2月23日より3月21日までの28日間の中で、天竜海底谷を中心とした大規模な音波深査を行った。65台の海底地震計を設置し、海面からエアガンショットを行い、24チャネル(1200m)のハイドロフォン・ストリーマ-を曳航するという大規模なものである。天竜海底谷、あるいは伊勢湾から、銭州海嶺の西端に及ぶ地域において、南海トラフを東西に分断する大規模な断層があるに違いないと考えているからである。来年度にこの結果が得られる見込みである。海底湧水計の製作海底断層域において地下からの湧水の速度を測ることを目的として、熱放散型湧水量計を試作した。ヒーターから一定間隔で一定量の熱を与え、その後、その熱による温度の下降速度を測ることによって、Advectiveな熱放散率から流量を測ることを原理とする装置である。この装置の陸上テストを行い、現在調整中である。本研究は、2年目を終えた。これまでに、干渉GPS測位システムを強化し、精密測位のためのコンピュータ・システムを整備した。本研究の眼目は、南海トラフ東部におけるフィリッピン海プレートの真の沈み込み速度を知ることである。フィリッピン海プレートは、一般には北西の方向へ4045mm/年の速度で南海トラフへ潜り込んでいると考えられている。しかし、その東部では、銭州海嶺という南海トラフと平行する顕著な構造があり、プレートのトラフからの潜り込みを困難にしている。一方で、この銭州海嶺の南縁の麓には線状に地震活動の活発な地帯があることが分かり、そこでは重力も強い負の異常があることが分かってきた。これは、銭州海嶺にもサブダクションが生じていることを暗示する。とすれば、この部分での南海トラフからの真の沈み込みは、二重沈み込みの片側だけによるもの、すなわち、銭州海嶺その物の動きを調べれば分かることになる。このような考えの下に、昨年と、今年と2回にわたって銭州岩礁に出かけ、3台のGPS受信機を駆使して干渉測位を行った。その結果、2年目の今年になって、予備的データではあるが、銭州海嶺の速度が得られた。それは、北西方向に25mm/年というものである。予想した通り、フィリッピン海プレートの一般的な沈み込み速度の約半分の速度である。次年度、このことを更に確かめるために現在準備中である。海底断層の「しろうり貝」

コロニーに装置を設置して24時間の観測をしたが、湧水が強弱の変化をすることを確認した。これと、海洋潮汐との相関はなかった。5月20日瀬川爾朗が小笠原島に出発。24日より31日まで「よこすか」乗船。しんかい6500により銭洲海嶺の南麓に潜航。潮流が異常に強く、調査は困難を極めた。銭洲海嶺南麓における断層は確認できなかった。2)銭洲岩礁でのGPS測位7月15日より20日まで、瀬川外が神津島を経由して銭洲岩礁にわたり、干渉GPS測位を定点にて行った。その結果、銭洲海嶺は本州に対して、昨年の結果と同様、北西方向に約25mm/年の速度で動いていることが分かり、銭洲海嶺が一般のフィリピン海プレートとは異なり、南海トラフからの潜り込みは極めて遅いということを確認した。3)国際会議参加7月20日27日、今西祐一がベルギーにおける地球潮汐シンポジウムに参加。地球深部の変化と重力変化との相関について研究発表した。瀬川爾朗は、8月27日9月2日の間、ホノルルのハワイ大学を訪問。ハワイ大学の地球物理学教室のLAURA・KONG博士にレビューを受けた。4)根元、飯塚、三澤、木下らは、東海地域の地殻変動を最も顕著に表している静岡県有度丘陵の調査を行った。
口腔癌における樹状細胞の役割の解析

口腔扁平上皮癌の癌間質に樹状細胞の浸潤を認めた。浸潤している樹状細胞の中には、免疫抑制の成立に関与するIndoleamine2,3-dioxygenase (IDO)陽性のものが存在した。また、IDO陽性樹状細胞の周囲にはT細胞の浸潤を認め、IDO陽性樹状細胞とクラスターを形成することを明らかにした。樹状細胞は種々の免疫反応において、キーパーソンの役割を果たしている。口腔癌へも多くの樹状細胞が浸潤してきており、腫瘍への免疫反応に大きく関与していると考えられる。腫瘍が成立している時点では、immune evasion mechanismが働いていると推定されるが、反対にtumorに対するimmunityも残存し、双方のバランスにより、腫瘍の進行が左右されるとされ、これに樹状細胞が関わっていると考えられる。今回、口腔癌における樹状細胞の役割を解析することを目的とし、実験をすすめている。現在、口腔扁平上皮癌において、樹状細胞が発現する補助刺激因子や免疫抑制の成立に関与する酵素であるIndoleamine2,3-dioxygenase (IDO)の解析を行い、さらに症例数を増やし、その役割について検討中である。現在、口腔扁平上皮癌において、樹状細胞が発現する補助刺激因子や免疫抑制の成立に関与する酵素であるIndoleamine2,3-dioxygenase (IDO)の解析をすすめている。腫瘍が成立している時点では、immune evasion mechanismが働いていると推定されるが、反対に腫瘍に対する免疫も残存し、双方のバランスにより、腫瘍の進行が左右されるとされ、これに樹状細胞が関わっていると考えられる。現在、口腔扁平上皮癌において、樹状細胞が発現する補助刺激因子や免疫抑制の成立に関与する酵素であるIndoleamine2,3,-dioxygenase(IDO)の解析をすすめている。そのため、口腔癌における樹状細胞の役割を解析することを目的とし、実験をすすめている。今回、口腔扁平上皮癌において、樹状細胞が発現する補助刺激因子や免疫抑制の成立に関与する酵素であるIndoleamine2,3-dioxygenase (IDO)に着目し、検討を行った。未治療の状態で生検もしくは切除された舌扁平上皮癌の検体を用いて、CD83、IDO、CD4、CD8、Foxp3の免疫組織染色を行った。浸潤している細胞の種類と臨床病期、予後に相関があるか、統計解析を行った。CD83陽性樹状細胞は扁平上皮癌の間質に存在し、一部の樹状細胞はIDO陽性であった。IDO陽性樹状細胞の周囲には、T細胞の浸潤が認められ、樹状細胞とT細胞はクラスターを形成していた。樹状細胞とクラスターを形成しているT細胞の中には、制御性T細胞が認められた。IDO陽性樹状細胞/全樹状細胞の比が大きくなると、臨床的予後が不良になることが明らかになった。外科系歯学口腔扁平上皮癌の臨床検体のパラフィン切片を用いて、IDO+細胞の局在を解析している。2重染色を行い、どのような種類の樹状細胞がIDO産生に関わるのかを解析を行った。現在、さらに症例数を増やし、検討をすすめているところである。これまでの、口腔扁平上皮癌の臨床検体のパラフィン切片を用いた免疫組織染色で、IDO+樹状細胞の局在を明らかにすることができている。また、IDO+樹状細胞の周囲には、T細胞の浸潤を認め、IDO+樹状細胞とクラスターを形成することを明らかにした。現在は、遺伝子レベルでの解析をすすめているところである。口腔扁平上皮癌の臨床検体のパラフィン切片を用いて、IDO+細胞の局在を解析している。現在、多重染色を行い、どのような種類の樹状細胞がIDO産生に関わるのかを解析しているところである。引き続き、症例数を増やし、免疫組織染色を行い、どのような種類の細胞浸潤がみられるかをさらに検討していく予定である。

また、組織染色が確認された細胞マーカーに関し、腫瘍組織標本の切片からmRNAを調整して、real-time PCR解析により、mRNAレベルでの発現を確認していく予定である。引き続き、免疫組織染色を行い、IDO陽性樹状細胞の周囲にどのような種類の細胞浸潤がみられるかをさらに検討していく予定である。また、組織染色が確認された細胞マーカーに関し、腫瘍組織標本の切片からmRNAを調整して、real-time PCR解析により、mRNAレベルでの発現を確認していく。また、予後との関係なども検討していく予定である。引き続き、免疫組織染色を行い、どのような種類の細胞浸潤がみられるかをさらに検討していく予定である。今年度に引き続き、本研究で使用予定の設備は、当研究室および共同研究施設に完備されているため、必要な研究費は主に消耗品である。大量の組織切片作製のため、ガラス器具関連が必要となる。浸潤細胞の同定を行うための免疫組織染色、FACSおよびELISAでは、各種細胞マーカーに対する抗体が必要となる。また、real-time PCR解析では、遺伝子工学関連の試薬が必要となる。Vitroのモデル解析のため、細胞培養関連製品が必要となる。最終的には、研究成果を発表するための論文投稿料が必要となる。以上の計画で研究費を使用していく予定である。免疫組織染色に多くの時間を費やしたため、予定通り、研究をすすめることができなかった。引き続き、免疫組織染色、遺伝子レベルでの解析をすすめていく。本研究で使用予定の設備は、当研究室および共同研究施設に完備されているため、必要な研究費は主に消耗品である。免疫組織染色、FACSなどでは、各種細胞マーカーに対する抗体が必要となる。次年度へ補助期間を延長し、引き続き研究をすすめていく予定である。大量の組織切片作製のため、ガラス器具が必要となる。浸潤細胞の同定を行うための免疫組織染色。FACSおよびELISAでは、各種マーカーに対する抗体が必要となる。vitroのモデル解析のため、細胞培養関連製品が必要となる。
中世民家の展開過程に関する建築史的研究

本年度は,中世民家と地域構造の考察と、昭和62、・63年度の研究内容をさらに深め、3年間の総括を行なうことが課題であった。1.中世民家と地域構造の研究(1)農家農家の形成には個々の地域社会の特性が強く影響しているという見地から、とくに農家形式分布と政治支配構造との関連において考えてみることによって、戦国時代における地域社会の動向がいかに農家形式に反映したのかを検討したが、史料の制約から近畿地方の四間取型の成立にかかわって、河内の前座敷三間取型と畠山氏、和泉の食違い三間取型と細川氏、摂丹型三間取型の管領細川氏との関係を推定できた段階でとどまっている。(2)町家一方、従来ほとんど明らかでなかった町家の形成過程について中央都市京都との関係を検討した。従来、京都の町家=店舗付き住宅の成立要因を早くから発達していた都市商業に求め、『年中行事絵巻』や洛中洛外図屏風などの絵画史料から形成された店屋のイメ-ジを共有し、その巨大都市性ゆえに成立過程を特殊視していたが、そうした見解に再考をうながす結果をえた。すなわち、京都においても南北朝期においては『一遍聖絵』などにみられる市場の仮屋のような仮説建築が市や町の商業施設として基本であることが明らかになり、その結果、中央の巨大都市京都そして地方都市における町家の成立過程を同一の視点ー共通性ーからまず検討しなければならないこと、また市や「町」のありかた、すなわち商業の場の実態を都市においても史実に即して具体的に再検討しなければならないことを指摘した。中世民家史研究を再検討するための基礎として,民家史関係資料を広く収集することを目ざした.1.中世民家に関する文献資料の博捜いわゆる古文書・古記録はもとより,文学作品までを収集の対象とし,民家形成・構造技術・生産組織・住生活の種々相をとらえようとした.(1)中世京都において,道路が生活に占めていた重要性を具体的に明らかにすることができた.道路の上に井戸がつくられ,炊事や洗濯に用いられている光景は,都市下層社会の典型的風景であり,こうした様相を文献史料で示すと同時に,絵画史料によって傍証した.(2)同じく中世京都において,都市を流れる中小河川上の空間が住生活空間として活用されている状況を明確にした.地域の移り変りを究明しつつ,河川上の空間が本来の「無縁」の場,「公界」の街道という認識から,社会的経済的な論理の支配する場に変質し,いわゆる「巷所」として支配体制下に組み込まれ,通常の都市空間と同一の空間となる過程を調べた.また河川上に立つ独得の町家形式を洛中洛外図屏風を用いて示した.以上の成果は,著者『洛中洛外-環境文化の中世史』に詳細に述べた.2.絵画史料の収集民家や集落を描いた絵画は,文献史料を補足し,また具体的に形態を示してくれる点,貴重な資料群である.本年度は従来知られていなかった洛中洛外図屏風(近世初期のものか)を手に入れることができたので,十分検討の上成果を公表したい.また中世末期の京都を描いた洛中洛外図屏風についてその史料的重要性を考えて,詳細な検討を行い,論文として発表した.近世初期民家にみいだされる中世的な特徴を把握することを中心に、近世民家成立過程の特質を検討した。1.近世民家の成立過程の再検討(1)民家形式の成立および分布と地域構造特徴的な形式を備えた摂丹型民家の分布地域が、戦国期の京都を支配した管領細川氏の勢力地域圏ー守護であった摂津・丹波両国ーと一致することをすでに永井規男が指摘している。民家形式の成立およびその分布が、近世に先行する戦国時代、とくにその後半期の政治・社会的状況と密接に関連している事例のひとつとして、近畿地方の四間取型農家の成立にかかわって、河内の前座敷三間取型と畠山氏、和泉の食違い三間取型と細川氏などを現在推定している。(2)細部形式関東地方の古民家遺構によくみられる押板について、文献・絵画史料から様々な史料例を収集し、一方、萩の菊屋家住宅の押板、また京都の茶屋密庵の密庵床を調査し参考史料とした。押板は、中世においては公家・武家・寺社家のみならず、民家においてもしばしば使われていたこと、押板の諸形式やその発生、機能を探った。(3)町家の形態平安末期から町家商業が一般に行われていたというのが定説であるが、それに疑問を呈する事実をみいだした。「町」とは、市のことであって、他方の市と同様な「屋形」「仮屋」において商業が営まれている。町家の成立過程を考え直す必要がある。2.近世初期民家遺構調査の実施本年度は,中世民家と地域構造の考察と、昭和62、・63年度の研究内容をさらに深め、3年間の総括を行なうことが課題であった。(2)町家

一方、従来ほとんど明らかでなかった町家の形成過程について中央都市京都との関係を検討した。従来、京都の町家=店舗付き住宅の成立要因を早くから発達していた都市商業に求め、『年中行事絵巻』や洛中洛外図屏風などの絵画史料から形成された店屋のイメ-ジを共有し、その巨大都市性ゆえに成立過程を特殊視していたが、そうした見解に再考をうながす結果をえた。すなわち、京都においても南北朝期においては『一遍聖絵』などにみられる市場の仮屋のような仮説建築が市や町の商業施設として基本であることが明らかになり、その結果、中央の巨大都市京都そして地方都市における町家の成立過程を同一の視点ー共通性ーからまず検討しなければならないこと、また市や「町」のありかた、すなわち商業の場の実態を都市においても史実に即して具体的に再検討しなければならないことを指摘した。
生体系金属活性種の構造化学的研究

生体内での酵素触媒反応や電子移動には、金属が極めて重要な役割を果たしているが、その動的な機能を理解するためには、静的構造の知見が不可欠であり、その最も直接的な研究手段はX線結晶構造解析である。本研究では、生体内で最も重要な役割を果たす金属の一つである銅に注目し、一核銅蛋白質であるシュードアズリン、アズリン、アミシアニン及び複核銅蛋白質であるアスコルビン酸酸化酵素、亜硝酸還元酵素の結晶構造解析を行い、銅が果たす生体内機能の構造相関を明らかにすることを目的としている。平成5年度の研究成果の内最も重要なものは、Methylobacterium extorquens AM1から抽出されたシュードアズリンの1.5A分解能の構造を決定したことである。このシュードアズリンは、アミノ酸残基数123のブルー銅蛋白質で、アズリンとの吸収スペクトルやEPRスペクトルの比較から、特異な銅の配位構造が予想されていた。シュードアズリンの構造解析のため、まず放射光実験により銅の異常分散効果が顕著に出る1.375Aの強度測定を1.2A分解能で行い、蛋白質中の銅原子の位置を決定した。これをてがかりに分子置換法による構造解析を行い、分子動力学計算による精密化を行って、R値24%を得た。さらにHendricksonらの精密化を行ない1.5A分解能でR値19.9%の最終構造を得た。この構造決定に関する論文はActa Crystallographica Section Dに採択され現在印刷中である。またその構造はブルックヘブンの蛋白質構造データベースに登録中である。我々が決定したシュードアズリンの高分解能分子構造を基に、すでに報告されているPseudomonas denitrificansのアズリン、ポプラのプラストシアニン等の構造と詳しく比較した結果、各蛋白質の構造上の類似性、特異性を明らかにすることが出来た。
薬剤耐性克服作用活性ピロロアゾシンインドールアルカロイド類の網羅的不斉全合成

抗癌剤に対する腫瘍の耐性化は、癌化学療法上の解決すべき喫緊の課題である。そこで、新規薬剤耐性克服作用剤の創出を念頭に、ピロロアゾシンインドールアルカロイド類の網羅的不斉全合成を計画した。これを実現する為に、鍵中間体を設定し、ここから派生的に標的天然物へと至る合成計画を立案した。鍵中間体は、連続スピロ化合物のC-7位に不斉点を構築することで誘導できる。前駆体の合成には、申請者が独自に開発した、二つの四級炭素と連続スピロ環骨格を一挙に、且つジアステレオ選択的に構築する手法が適用可能である。最後に、シクロプロパン環またはラクトン環の構築を経て目的天然物群の網羅的な不斉全合成を目指す。
マウス生殖細胞に発現するSry(精巣決定遺伝子)関連遺伝子の単離とその解析

HMG(High Mobility Group)box domainは、転写調節に関与する新たなDNA結合蛋白のモチーフであり、現在までに、哺乳類の精巣決定を担うSryやリンパ球の分化に関与するLef-1,Tcf-1,Sox4、また酵母ではmating type遺伝子MatMc,MatA1、Ste11などを含め60種以上の遺伝子が報告されている。哺乳類の神経、免疫系や生殖細胞の分化過程においても、HMGbox遺伝子群、特にSry様のHMGbox(Sox)遺伝子の関与が示唆されている。我々は、生殖細胞系列で発現するSox9及びSox17遺伝子を単離した。この内、Sox17遺伝子は、2種類のmRNA isoformが存在し、N端側にひとつのHMG boxを有するSox17 formとalternativesplicingによりDNA結合能を持たないt-Sox17 formの2種類のcDNAが得られた。精巣におけるSox9、Sox17とt-Sox17の各々の発現様式について検討したところ、Sox9は、後期精母細胞に発現が認められ、Sox17は、精祖細胞から精母細胞、t-Sox17は、精母細胞から精子細胞に発現していることが明らかとなった。各Sox蛋白のDNA結合能を検討した結果、Sox9およびSox17は、Sryおよび他のSox蛋白と類似したDNA結合特異性を示すのに対し、t-Sox17のDNA結合能は認められなかった。以上の結果から、精子形成過程において複数のSox遺伝子群が生殖細胞系列に発現しており、さらに、減数分裂前後において、Sox17遺伝子は、alternative splicingにより機能の異なったisoformに変換されることが明らかとなった。
アレルギー応答におけるＣ型レクチンの役割

本研究は、これまで病原性真菌感染防御に関わることが知られていたC型レクチンであるDectin-1の感染防御以外の免疫応答における機能を明らかにすることを目的とする。とくに、アレルギー応答における役割に注目し、研究開始当初、申請者はDection-1欠損マウスでは接触性皮膚炎(DHS)応答が後進することを見出した。本年度は、Dectin-1がどのような作用を介してCHS応答に対して抑制的に作用するかを明らかにすべく、Dectin-1シグナルが各種サイトカイン産生に及ぼす影響を解析した。Dectin-1発現細胞である樹状細胞を用い、Dectin-1リガンドであるβグルカン刺激時のサイトカイン産生を解析した。その結果、即知のTNFやIL-10のみならず、INF-βが新規のDectin-1標的遺伝子となっていることを見出した。詳細な解析の結果、Dectin-1シグナルはそれ自体ではIFN-β誘導活性を持たず、IFN-β誘導性のTLRシグナルを相乗的に増強することで強いIFN-β誘導能を付与することを見出した。一方、Dection-1シグナルはTLRシグナルによるIL-12遺伝子の発現誘導を抑制することを見出した。これからの結果から、Dectin-1シグナルは単独で各種のサイトカイン誘導能を持つことに加え、TLRシグナルとの共存下では協調性あるいは抑制的に働くことで免疫応答を巧妙に調節している可能性が示唆された。生体内ではDectin-1シグナル単独あるいはTLRシグナル単独の入力はまれで、多くの自然免疫受容体シグナルが同時に入ることで各々の免疫応答を惹起していると考えられる。本研究はその作用機序の一端を明らかにする手がかりとなることが期待された。本研究課題申請時点で,Dectin-1欠損マウスにおいてFITC誘導接触性皮膚炎(CHS)の増悪化を見いだしていた。平成24年度は,Dectin-1欠損マウスで観察されたCHS応答亢進の現象論的詳細を明らかにする。まず,感作期における抗原提示細胞の機能を明らかにすべく,FITC感作後の所属リンパ節への遊走および活性化をフローサイトメトリーにより評価した。その結果,抗原提示細胞の遊走能および活性化は野生型マウスとDectin-1欠損マウスで同程度であった。つぎに,感作期におけるT細胞機能を明らかにすべく,FITC感作後の野生型マウスおよびDectin-1欠損マウスから所属リンパ節を回収し,FITC存在下でin vitro刺激を行った。T細胞増殖を3H-TdRの取り込みにより,サイトカイン産生量をELISA法により評価した結果,野生型マウスとDectin-1欠損マウスでT細胞増殖応答,IFN-g, IL-4, IL-17産生量いずれにおいても同程度であった。また,フローサイトメトリーによりTh1/Th2/Th17/Treg細胞組成を比較したところ、野生型マウスとDectin-1欠損マウスで同程度であった。以上の結果から、Dectin-1は抗原感作期には関与せず,炎症誘導期において機能することが示唆された。Dectin-1はCHS応答の炎症誘導期に関わることが示唆される結果を得たが、技術上の問題から当初計画していたT細胞移植実験によるCHS誘導の解析が不十分であり、炎症誘導期におけるDectin-1の関与を直接証明できていない。一方で、感作期の解析は当初計画通りに進行したため、「やや遅れている」と評価する。前年度解析が不十分であった炎症誘導期におけるDectin-1の関与について早急に明らかにする。本研究機関中に、ヒト皮膚常在性の樹状細胞は生理的条件下において抗炎症状態を誘導することで皮膚の恒常性を保っていることが報告された。

Dectin-1はおもに樹状細胞に発現していることが知られており、皮膚常在性の抗炎症性樹状細胞の機能維持とDectin-1の関わりについて明らかにすることで、さらに理解が深まるものと考える。その他、当初の予定通り生理的環境下におけるDectin-1リガンド候補としての常在性細菌、真菌の関与及びリガンド物質の同定を進める。また、FITC誘導CHS以外のアレルギー応答におけるDectin-1の機能を検討し、Dectin-1の病原体認識以外の生理機能を明らかにする。該当なし
転写因子の標的遺伝子探索に特化したマイクロアレイの開発と歯周病原細菌への応用

歯周病原細菌P. gingivalis標準株の全ゲノム配列を搭載した新規マイクロアレイとクロマチン免疫沈降法とを組合わせた解析手法を用い、本菌の主要病原因子FimA線毛の生合成を調節する二成分制御系転写因子FimRのゲノム上の結合配列を特定した。更に線毛非形成株W83では、FimRにリン酸基を供与するセンサータンパク質FimSがATP結合領域の一部を欠失した機能不全型であることをも明らかにした。歯周病原細菌P. gingivalis(Pg菌)の二成分制御系転写因子RprYの標的遺伝子を同定するため、クロマチン免疫沈降法(ChIP)とW83株ゲノムベースのDNAマイクロアレイ(chip)を組み合わせたChlP-on-chip解析を行った(Duran-Pinedoら,2007)。その結果、酸素ストレス応答に関わる遺伝子群が主たる標的であることが判明し、本解析技術の有効性がPg菌で初めて確認できた。一方で問題点も明確になった。第一に、W83株ゲノムには変異が多数認められるため、それを基にしたマイクロアレイを他菌株へ応用する際、最適な結果が得られない場合があること。第二点は、タンパク質コード域(ORF)のみ搭載されたアレイを用いたことに因るシグナル検出能力の不安定性である。ChIP法によって濃縮されたDNA断片は、転写因子結合配列を含むタンパク質非コード領域(IGR)が大部分を占める。IGR配列の検出をORF搭載型マイクロアレイで行うには、ORF領域をもカバーし得る極微量の長鎖DNA断片をプールする必要があった。RprYに関してはこの方法で標的遺伝子候補同定にまで至ったが、実験プロトコルが煩雑化し、他の結合解析データの補完も必要であった。また、転写因子結合配列の詳細なマッピングは構造上不可能である。以上の問題点を改善するため、今後の解析には標準株ATCC33277べースで全ゲノム配列搭載型マイクロアレイの応用を検討し、長崎大学医歯薬学総合研究科・中山研究室の協力を得て、同標準株の未公開ゲノム情報を基に開発したゲノムタイリングアレイを用いることとした。この新規アレイをある転写因子変異株の網羅的発現解析に用いたところ、非常に再現性の高い明瞭なデータが得られ、ChIP-on-chip解析にも充分応用可能であるという手応えを得た。次段階として、ChIP法で回収した微量DNA断片を、バイアスを抑えつつchip解析に必要な量にまで増幅するためのプロトコル開発が進行中である。また並行して進めてきた、今後解析予定のNtrC、GppX、FimA、及びFimX各レギュレーターに対する特異抗体の作製にも成功した。歯周病原細菌P.gingivalis(Pg菌)が保有するFimA線毛の生合成は二成分制御系FimSRによって正方向に調節されている。FimRはFimA関連遺伝子群の上流領域に結合し転写を促進する転写因子であるが、その結合配列は未特定のままであった。Pg菌の有線毛標準株ATCC33277のゲノム情報が昨年公表され、全ゲノム配列が25塩基長のプローブに断片化され搭載されたゲノムタイリングアレイも開発された。この新規マイクロアレイを用い、抗FimR抗体によるクロマチン免疫沈降法と組合わせたChIP-on-chip解析を初めて試みた結果、推定FimR結合領域の大幅な絞り込みに成功し、結合配列もほぼ特定できた。線毛非形成株W83の当該配列を調べると僅かな変異が認められたので、そこにFimRが結合できずFimA遺伝子群が転写されないために線毛が形成されないのではないかと考えられた。しかしこの仮説は、ヒスチジンキナーゼFimSの解析の結果否定された。33277株のFimS遺伝子を導入し発現させただけでW83株においてもFimA産生を誘導できたのである。つまりFimS遺伝子以外の関連遺伝子群にも随所に認められた両株間の差異は、FimAの発現に影響しないことが示された。更にW83のFimSはG3boxという領域を欠失した機能不全型であることも判明した。G3boxが無いとFimSキナーゼドメインへのATP結合効率が低下しFimRへのリン酸リレーが阻害される。その結果FimRは活性型へと構造を変えられず転写因子として機能しない。W83が線毛非形成である原因は、FimSの構造変異に基づくリン酸リレー機構の破綻であることが明らかになった。この結果はFimSRがPg菌の主要病原因子FimA線毛の生合成を調節する唯一の二成分制御系であり、本菌の病原性を抑制する上で有望な標的となり得ることをも示唆する。
教科間連携に基づいた共創型防災教育モデルの開発

本プロジェクトは、防災教育目標と教科等の枠組みに授業資料を蓄積した防災教育データベースを構築し提供する。学校教員がこれを利用し異なる教科で連携して防災教育実践に取り組むことが期待される。また、そうした授業例を企画、実施し、発表した。さらに、防災教育実践を評価するコンピュータプログラムを開発した。これは特定の授業に対する児童生徒のGood-Bad評定値から評価グレード(S,A,B,C)を判定し出力できる。本研究プロジェクトのHPにて無償でダウンロードできる。平成25年度は、本プロジェクト全体の第1段階として、防災教育に関する幼稚園と小・中学校を中心とした実践例、及び関連研究領域の成果について広範な事例と情報の収集を行った。これと並行して『防災教育実践データベース』(以下、実践DB)の基本設計、試作及び試験運用を行った。まず、実践例の収集については、事例をデータベースとして保有するためのフォーマットを開発し、実践例の蓄積に伴いこのフォーマットの改訂を繰り返し、実践例の効率的・網羅的記録に耐える一応の様式を完成した。その結果として、次年度(平成26年度)以降の実践例の収集を加速化・増大化しうる見込みを得た。また、防災教育関係の研究情報の収集については、各スタッフの専門領域において文献研究、調査・実験研究を実施し、スタッフ間で成果の集積と相互疎通を図った。その結果として、本プロジェクトが目指す教科横断型又は「共創型」の教育実践モデルを新規に企画、実施するための基礎知見と、引き続き取り組むべき各教科での課題を確認した。さらに、実践DBの構築については、基本アーキテクチャの設計を行い、プロトタイプとなるシステムを作成した。上述したデータ・フォーマットの改訂が継続中だったため、それまで収集した実践例の記録プロトコルをそのまま形態素解析することにより同システムの試験運用(主に実践例の検索と表示)とインターフェイスデザインの開発を行った。その結果として、特定のデータ・フォーマットに準拠したシステムへの移行後も十分な効率性、機能性、便宜性が得られることを確認した。平成26年度は、前年度に引き続き、幼稚園、小・中学校をの防災教育実践例、及び関連研究領域の成果について広範な事例と資料の収集を行った。この作業には教科教育学系の研究分担者が中心となって当たり、平成26年度は新たに教科間連携の観点に立った「教科共創型」授業案の企画とその試験的実施に取り組んで実践結果とノウハウを各個に蓄積した。これと並行する形で、収集・実施された事例と資料を活用して、技術系・情報工学系の研究分担者が中心となり『防災教育実践データベース』(前年度試作版、以下、実践DBと略記)へのデータの追加入力を通して実践DB利用システムの改良・増築を行った。特に、前年度までの、テキストデータの形態素解析に基づく検索利用システムに加えて、平成26年度は新たに防災教育目標タクソノミー(下記※印の理論構成作業より導入)に基づく検索システムの設計に取り組み、さらに同タクソノミーと教科を2次元とする『防災教育目標-教科マトリクス』の設計に着手し、一部研究発表を行った。上記の教科教育学系と技術系・情報工学系の二者の作業を橋渡す理論構成作業として、研究代表者を含む教育心理学系の研究分担者が中心となり防災教育目標の概念的解析を行い、約1000個の実践的目標項目を抽出した。その結果としてタクソノミー(分類体系)の基本枠組みを創案し、これを実践DBのシステム拡張に提供した(※)。そこから発展させて、『防災教育目標タクソノミー』の総体的設計に取り組み、同タクソノミーの試作版と目標項目とをすり合わせる作業を通して検証を図りながら改良を進め、一部研究発表を行った。(1)防災教育目標-教科マトリクス(以下、目標-教科マトリクス)を確定した。前年度までと今年度において収集または実施した実践事例等の目標プロトコルの分析を継続した結果、最終的に目標タクソノミーの次元を、児童生徒の能力・資質とその修得段階の2次元とすることにした。この目標次元と教科等を組み合わせた目標-教科マトリクスを構築し、教科間連携の授業の構想に資するよう公開した。(2)防災教育データベース(以下、防災教育DB)を拡充した。前年度まで防災教育DBの利用・参照はキーワード検索のみであったが、前記の目標-教科マトリクスの構造に基づいた枠組みにより、目標準拠-教科選択から入る検索も可能になった。(3)この防災教育DBを利用し、本研究プロジェクトの教科教育系の研究者らが同一の目標に準拠した異なる教科の連携的授業を企画・実施し、その実践結果を発表した。それらは一般の学校教員が複数教科による連携的・協働的な授業を構想するための実例となることが期待される。(4)これらの授業実践を評価する統計的評価プログラムを開発・公開し、無償でダウンロードできるようにした。これは当該授業実践に対して、それに参加した児童生徒のGood-Bad評定に基づいた評価グレード(S,A,B,C)を統計的に判定する。この統計的な評価グレードが、ともすれば授業改善の議論を停滞させかねない評定データの多義的・印象的解釈を一掃し、代替的評価方法のツールとなることが期待される。

前年度(平成25年度)より防災教育実践の実施と事例の収集を継続し、データベースの拡張が順調である。これに加えて平成26年度は、同年度の主目標とした『防災教育目標タクソノミー』の開発、及び同タクソノミーと教科枠を組み合わせた『防災教育目標-教科マトリクス』の試案作成まで到達した。なお、当該マトリクス試案をデータベース利用システムに試験的に組み込むことを想定していたが、当該マトリクス及びタクソノミーの妥当性について理論的検討を年度を越えて継続したほうがよいと判断した。この一点だけ予定を保留したが、システム導入は機械的作業なので次年度の計画遂行にほとんど遅滞を生じない。27年度が最終年度であるため、記入しない。教育心理学今後の目標は、1.防災教育目標タクソノミーの最終版を決定すること、2.これを既存の実践データベース利用システムに導入し『防災教育目標-教科マトリクス』の表示・検索のインターフェイスを開発すること、3.同マトリクスに基づく複数教科の「教科共創型」のモデル授業を企画・実施し、その効果を検証することであり、各目標達成のための作業の協力・連携と人員の効率的な役割分担を推進する。平成25年度の目標とした防災教育の実践事例・研究知見の収集と電子データベース・システムの試作が、データ・フォーマットの一応の確定に多少期間を要したことを除けば概ね予定通り進行し、次年度以降の計画見通しに大きな変更の必要がないため。小さな変更点は次のとおり。当初、高等学校の防災教育事例も収集する予定であったが、防災教育課程を有する高校の実地視察の結果、幼稚園、小・中学校の防災教育と趣旨・目標・内容が明確に異なるため(高校の同課程は職業人養成に特化)、今後、幼稚園、小・中学校の教育実践に限定して共創型実践モデルの開発を目指すことにし、その応用として高校の同種課程にも適用できるかを検討することに変更した。これにより初期データベースに保有される高校の実践例は僅少となる。主に次の2点による。1.防災教育目標タクソノミーと教科枠を2次元とする『防災教育目標-教科マトリクス』の試案を、既成の『防災教育実践データベース』の利用システムに試験的に組み込む予定だったが、同タクソノミーの理論的検討を十分に継続したほうがよいとの判断で次年度に繰り越したことによりシステム構築の発注費用分が使用されなかったこと、2.このシステム構築に関連した既存実践事例を分類する作業の補助のための被雇用者への人件費が使用されなかったこと。今後の目標は、防災教育目標タクソノミー(分類体系)と防災教育目標-教科マトリクスの作成が中心となる。この作業はアイディアユニットの析出と体系化となり、これには一定の集中した作業期間が必要であるため担当スタッフの相応の研究時間を確保する。
キトサンカプセルを用いた生理活性ペプチドの大腸特異的送達法の開発

本研究で得られた知見を以下に挙げる。1、キトサンカプセルに6-carboxyfluorescein(CF)を封入し、in vitro回転バスケット法を用いてカプセルからの薬物の放出性を検討した。その結果、日本薬局方第2液および腸内細菌液中ではほとんど薬物の溶出が認められなかった。このように腸内細菌でキトサンカプセルがほとんど崩壊しない理由としてはカプセル表面の腸溶性コーティングによるものと考えられる。そこで次に日本薬局方第1液(2時間)、日本薬局方第2液(4時間)、腸内細菌液(6時間)の順序で連続して試験液を用い、回転バスケット法によりキトサンカプセルの溶出試験を行った。その結果、腸液中で少量の薬物溶出がみられたが、6時間目以降(腸内細菌液または胃液中)に顕著な薬物放出がみられた。このことからカプセルを経口投与した際、小腸で腸溶性コーティングがはがれた後、大腸部において腸内細菌によりキトサンカプセルが崩壊し、封入薬物が大腸部位で特異的に放出されることが示唆された。2、キトサンカプセル経口投与後の消化管内移動を検討するため、8時間絶食Wistar系雄性ラットを用いてカプセルの経口投与実験を行った。その結果、投与後0-2時間は胃に、2-6時間は小腸部に、6-12時間は大腸部にカプセルが存在することが明らかとなった。3、モデル薬物であるCFおよびインスリンを封入したキトサンカプセルを用い、in vivo経口吸収実験を行った。なお、インスリン封入カプセルにはタンパク分解酵素阻害剤であるsodium glycocholateを同時に封入した。CF封入カプセルを経口投与したところ、カプセルが大腸部位に存在する8時間目からCF血中濃度の上昇が観察された。またインスリン封入カプセル投与では、6時間目から血糖値の降下が観察され、大腸からインスリンが吸収されることが明らかとなった。以上の結果よりキトサンカプセルはcolon specific drug deliveryに有効な手段となることが示唆された。
顎変形症患者の顔貌に対する認識を分析する-アイトラッキング法と質的評価の応用

本研究では、口腔外科医10名と矯正歯科医10名が顎変形症患者30名の正貌写真を用いて対称性を主観的に評価し、正貌写真分析ならびに評価時のアイトラッキング法による視線分析結果との関連を検討した。その結果、対称性の主観的評価には、オトガイの偏位度や口裂の傾斜が大きく影響していた。また、アイトラッキング法の注視点分析結果では、初回注視点は鼻部が最も多く、注視時間はオトガイ部、鼻部、口唇部の順で高い値を示した。近年、顎矯正手術の社会的認知による患者数の増加とそれに伴う患者の主訴の多様化が見られる。患者の抱える問題点を明確にするため本研究をスタートさせた。「医療従事者が患者の顔のどこを見て評価しているのか」と「患者が患者自身の顔貌を評価する時のどこを見ているのか」について比較するために、過去に行った研究のデータ数を増やす必要があり医療従事者の視線分析を行った。評価資料には、顎変形症患者の中から選択した30名(男性7名、女性23名)の顎矯正手術前に自然頭位で撮影した顔面正貌写真を用いた。主観的評価の評価者は、口腔外科医および矯正歯科医とした。正貌写真評価時における評価者の視線運動は、カメラ型眼球運動測定装置を用いてアイトラッキング法により測定した。評価者の眼球前方に液晶モニターおよび測定装置を設置し、顔貌評価時の眼球運動を記録した。モニターに評価資料である正貌写真を提示し、顔貌の対称性を評価してもらい、その結果を主観的評価として以下の基準で分類させた。非対称度のGrade分類:0:顔貌に変形を感じない。1:顔貌の変形は許容範囲で治療補必要としない。2:顔貌の変形が顕著で治療を必要とする。得られた眼球運動データから注視点の解析を行った。また評価資料の客観的評価として顔面の距離的、角度的計測を行った。【結果】客観的評価と主観的評価との関係ではオトガイの偏位と口唇周囲の形態が対称性の評価に大きく関与していると考えられた。注視点はオトガイ部、鼻部、口唇部に集中しており、歯科医師の正貌における対称度の評価にはオトガイの偏位度や口裂の傾斜が大きく影響していると考えられた。以上より、データを増やして得られた結果は「患者自身の顔貌評価における視線分析」の研究と比較検討した時に、より詳細な検討が行え得ると考える。顎矯正手術の社会的認知による患者数の増加とそれに伴う主訴の多様化が見られる。主観的評価の評価者は、口腔外科医10名および矯正歯科医10名とした。顎変形症患者の正貌写真評価時における評価者の視線運動はアイトラッキング法により測定し、評価時間内の注視時間と初回注視点について検討した。主観的評価は顔貌の対称性について評価し3段階に分類させた。【結果】主観的評価では20名の評価者の評価の信頼性を確認するためkappa係数と級内相関係数を求めた。kappa係数では全評価者間では中等度以上の一致率を認めたものが57.4%であった。同係数は口腔外科医間では63.9%であったのに対し矯正歯科医間では73.3%と矯正歯科医間での一致率の方が高かった。また級内相関係数での検討においても口腔外科医間で0.63、矯正歯科医間で0.74(全体0.68)と矯正歯科医間で相関が高かった。客観的評価と主観的評価との関係についてSpearmanの順位相関を用いて検討した結果、客観的評価項目の∠Me to VL、∠Sn to VL、∠ChL to HL、顎角部の角度的非対称度、口角部の角度的非対称度、距離的非対称度において相関を認め、オトガイの偏位と口唇周囲の形態が対称性の評価に大きく関与していると考えられた。初回注視点は鼻部に最も集中していた。注視時間はオトガイ部、鼻部、口唇部と中顔面から下顔面の正中に集中していた。以上より正貌における対称度の評価にはオトガイの偏位度や口裂の傾斜が大きく影響していると考えられた。
分子論と連続体をつなぐ新たな流動計測理論と相似則の確立

本研究では,流体にまつわる力学現象に焦点を当て,分子論と連続体の間におけるメゾスケールの領域において,熱揺らぎに起因するブラウン運動が重要となる物質系の計測理論と相似則を追究した.その結果,流体中に微粒子群が漂う系において粒子追跡の困難に対処しながらブラウン運動の特性を実験計測で評価する幾つかの方法論を確立すると共に,ナノ粒子がナノ流路を通過する際に生じるペクレ数の逆数で整理できる特性を明らかにした.また,メゾスケールの現象を扱う工学的に重要な幾つかの事例について,具体的な力学上の特性を明らかにした.このようにして,ブラウン運動がメゾスケールの流動現象において本質的に重要なことを明らかにした.初年度で得た成果に共通するのは分子論と連続体をつなぐメゾスケールの領域における主として流体中の微小な粒子や分子の特異な挙動を明らかにすることである.特に,時間の関数であるような動的特性について,熱揺らぎの影響をつぶさにとらえることで,マクロな系とは顕著に異なる特性評価を進めることができた.計測対象が小さくなるほど注目する物理量の平均値に対する揺らぎの大きさが増す.マクロな視点に基づく従来型のアプローチでは,いかにして熱揺らぎの影響を抑えるかという努力がなされてきた.しかし,対象それ自体が分子論的原理によって揺らいでいる場合には,その揺らぎの特徴を捉えることも,対象の特性を明確に評価するための本質的な方法である.初年度は,水中におけるブラウン運動について原子レベルの数値解析に基づく検討によりLangevin方程式の領域を超えるダイナミクスの特徴を発見した.特に,熱揺動力の非ガウス性が現れる条件や,拡散係数が粒子の質量に依存するための条件を明らかにすることができた.これは,今後実験的に重要である水中のメゾスケール領域を「場と揺らぎの共存」として考える本研究代表者の構想においてとても有用なものである.この知見はJ. Chem. Phys.から出版されたが,本年度は学術雑誌論文出版以外にも,International Workshop on Extended-nano Fluidics (IWENF2015)にて招待講演をおこない,理工学系における様々な開発指向分野の研究者が目指しているナノデバイスでの一分子計測への広報的活動も高い水準で行うことができた.基礎的な数理を実際的な技術課題解決に活かす取り組みとしても着実に歩みを進めている.前年度に分子流体力学の視点からBrown運動に関してLangevin方程式の枠組みを超える現象を発見した(J. Chem. Phys., vol.142, 104301, 2015)ことを踏まえ,本年度はさらに原子・分子レベルの流動抵抗が従来のマクロな流体力学におけるStokesの抵抗則と差異を生じうることを発見し,その法則性を明らかにした(J. Chem. Phys., vol.144, 094503, 2016).この知見は,水中のイオン流動など多くの場面に関係するため,電気泳動,電気浸透流,熱泳動,イオン液体,Paulトラップ,流動抵抗低減技術,一分子計測などの多様な技術開発に寄与し得るものである.一方,当該年度にはTIRF顕微鏡技術で観測した固液界面近傍におけるssDNA分子のBrown運動に関する一分子追跡データから吸着支配の挙動とそうでない分子の拡散挙動を識別する手法を開発した.固液界面近傍のBrown運動では,吸着支配な個体が含まれていると単純に全てを平均しては著しく拡散係数を小さく評価することになる.現実的には吸着を完全に防ぐのは極めて困難であるが,吸着している個体の識別は容易ではない.なぜなら,吸着している分子も熱揺らぎにより僅かな変位を時々刻々示すこともあり,吸着していながらも継続的に拡散している場合すらあるからである.さらに,吸着状態と非吸着状態との間を遷移することもあり,吸着していない分子も時として小さな変位を示すこともある.これに対して,新しい手法(Jpn. J. Appl. Phys., vol.54, 125601, 2015)では,指標や尺度を変え条件を的確に定義することにより,事前の知見や閾値を用いずに軌跡データ群から吸着支配の挙動とそうでない表面近傍拡散を定量評価することを可能にした.2015年度は途中で所属機関の変更に伴う様々な業務が発生したことにより通常よりも研究遂行に対する難易度が高まっていたことを考えると,論文出版など進捗はおおむね順調に進展していると言える.本年度は,流体中の微粒子群の動態を定量的に明らかにする際の粒子を追跡することが困難な状況において,流れ場の計測におけるPTVに対するPIVのように,顕微鏡動画データから拡散係数の場を評価する解析の方法論を考案した結果に関する特許を出願した.また,顕微鏡動画データから粒子の特定までは可能な状況において,時間的に隣接する画像間の対応関係を評価する際に生じ得る粒子誤認が粒子追跡アルゴリズムにおける変位の閾値パラメータに依存する問題への対策方法を考案して実証した(Micro and Nano Letters, Accepted).すなわち,多様な既存の粒子追跡アルゴリズムの多くが必要とする変位閾値の入力パラメータの影響を受けず,そのような解析の結果として現れる変位分布の特徴を解析することにより的確に拡散係数を抽出できる,簡便な方法を提案した.これは,拡散係数の評価において吸着に支配された軌跡とそうでない表面近傍のブラウン運動の軌跡が混在する中で両者を統計的に識別して評価するという研究代表者が以前開発した方法論(Jpn. J. Appl., Phys., Vol.54, 125601 (2015))を新たな視点から応用するものである.

そして,分子論と連続体をつなぐ新たな流動計測理論の多岐に渡る潜在的な応用対象系の中から,プリンティッド・エレクトロニクスとフレキシブル・デバイスに直結した力学現象に着眼し,モデル系における基礎的な実験を実施した.その過程で,水中に分散した微粒子群やフィラメント群が乾燥するプロセスを工学的に取り扱う際に重要な知見を幾つか見出した.研究室を立ち上げてゆく過程で過渡期でありながら,着実に成果を挙げている.分子論と連続体の間の時空間スケールには熱揺らぎに起因するブラウン運動が存在しており,これは系の本質的な特徴である.流体中の微粒子の挙動を定量評価する上でこれまでに活用されてきた数多くの粒子追跡アルゴリズムが今でも共通して抱えている課題として,未知の系の特徴自体にも依存する解析用入力パラメータの存在がある.ブラウン運動を粒子追跡アルゴリズムから拡散係数として定量評価したい場合に,すなわち変位の大きさの分布が定量的に未知である状況において,粒子の変位に関する閾値をあらかじめ定める必要があることにより,その閾値に関する検証をするためのパラメータスタディを必要とする状況が長らく続いてきた.これに対して変位閾値の影響を受けずに拡散係数を評価できる手法を開発した.拡散係数が変位閾値に依存せずに評価できることにより,その後のさらなる解析への道筋を格段に見通し良くすることができる.このような手法開発をはじめとして幾つかの重要な成果を挙げており,おおむね順調に進展していると言える.本年度得られた成果の中で特筆すべきものの一つが,ナノスケール流路に流入する微粒子の挙動に関するマクロな連続体との違いに関する発見である.これまでに,細孔にDNAなどの高分子鎖が流入する際にエントロピー効果により周囲流体と異なる輸送特性が現れることが知られてきた.これは,分子の短い方の幅(つまり太さ)が細孔の実質内径よりも小さくとも,長さが細孔内径より大きいことを前提とした議論であった.DNAの細孔通過はシーケンサー応用に重要であることと統計力学としての重要な特性を扱うことから膨大な研究事例がある.しかし,鎖状でなく棒状でもない球対称形状の微粒子が細孔を通過する際に,果たして周囲流体と異なる輸送現象を示すのかということは,Lab-on-a-Chipから多孔質濾過やクロマトグラフィーまで多岐にわたる応用で重要になる基礎的な知見であるにも関わらず,これまで未知のまま残されていた.本研究では,マクロな連続体力学の前提を超えている一方で分子動力学法では計算負荷が大きすぎる現象に対して,メゾスケールの数値計算手法により膨大なサンプリングを実現した.そして,ナノ流路では,粒子と流路幅の大小関係を満たしても,ブラウン運動により周囲の流体に比べ微粒子の輸送率が変わり得ることを明らかにした.そのカギを握る無次元量がペクレ数であることも示し,分子論と連続体をつなぐ流動現象における相似則を確立した.また,分子論と連続体をつなぐ視点が必要になる工学上重要な流動現象に関して幾つかの実験的な成果を得ることができた.それらは,応用先としてプリンティッド・エレクトロニクスとフレキシブル・デバイスにつながるものであり,本研究が普遍的な力学としての学術上の価値そのものに加えて工学的な研究としての実用上の重要性を兼ね備えたものであることを知らしめる価値のある成果となった.
石油生産微細緑藻における有要イソプレノイド生合成酵素の活性発現機構の解明

群体性微細緑藻Botryococcusbrauniiは大量の液状炭化水素を生産するため、再生産可能なエネルギー資源としての利用が考えられている。本藻種にはA、BおよびLの3品種があり、これらの中でエネルギー資源として最も有望なのはbotryococcene類およびスクアレン誘導体等のトリテルペンを生産するB品種である。Botryococceneはスクアレン合成酵素に非常に良く似た酵素によるファルネシル二リン酸の縮合、あるいはスクアレン合成酵素そのものの副反応で生成するものと考えられているが、その生合成反応の詳細は不明である。B.braunii由来のスクアレン合成酵素遺伝子をプローブとしたcDNAライブラリーのスクリーニングにより、botryococcene合成酵素遺伝子と思われるクローンが得られたが、大腸菌で作られた組換えタンパク質単体ではbotryococcene合成酵素活性を示さなかった。しかし本組換えタンパクを藻体粗抽出物と混合することにより、酵素活性が飛躍的に上昇することから、得られた遺伝子は本酵素遺伝子をコードしていることが示唆され、藻体内には本酵素の活性発現に必要な補酵素あるいは修飾機構が存在するものと考えられた。補酵素として種々の低分子物質の影響を調べたが、塩化ナトリウムおよびガラクトース存在下で活性の上昇が見られた。一方、加熱処理した藻体粗抽出物では活性を上昇させることが出来なかったことから、タンパク質など熱に不安定な要因も活性発現に寄与している事が明らかになった。以上、若干の知見は得られたが、活性発現に直接関与している本体は明らかにすることが出来なかったため、現在も追跡中である。本藻種にはA、BおよびLの3品種があり、これらの中でエネルギー資源として有望なのはbotryococcene類およびスクアレン誘導体等のトリテルペンを生産するB品種である。B.braunii由来のスクアレン合成酵素遺伝子をプローブとしたcDNAライブラリーのスクリーニングにより、botryococcene合成酵素遺伝子と思われるクローンが得られたが、大腸菌で発現させても単体ではbotryococcene合成酵素活性を示さなかった。藻体粗抽出物を用いた酵素活性の測定から、botryococcene合成酵素はスクアレン合成酵素とは異なり、界面活性剤により活性を失うことが示された。また、スクアレン合成酵素の反応中間体であるプレスクアレン二リン酸に似た構造を持つ、同酵素の特異的な阻害剤であるスクアレスタチンによりbotryococcene合成酵素活性も阻害されたことから、botryococceneはスクアレン合成酵素と非常に似ている別の酵素により作られることが明らかになり、得られた遺伝子産物がその酵素である可能性がさらに高まった。この遺伝子産物が単体で活性を示さないのは、界面活性剤により相互作用が失われてしまう様な、弱い結合をしている補酵素が関与している可能性が示され、現在、その本体を追跡中である。B.braunii由来のスクアレン合成酵素遺伝子をプローブとしたcDNAライブラリーのスクリーニングにより、botryococcene合成