hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スラヴ語スラヴ文学の比較対照研究

2年間の研究成果の概要は以下のとおりである。1.本研究はスラヴ語学文学の個々の専門分野における研究分担者各人の研究の推進と、国内のこの分野の業績の集約および対外的紹介を目的とするもので、新たに得られた知見は極めて多岐に渉らざるを得ない。3.1988年9月、研究代表者および研究分担者の約半数(計11名)がブルガリアのソフィアで開催された第10回国際スラヴィスト会議に参加し、8名が上記の研究発表を行った。4.最近10年間のこの分野の国内の主要業績約1300点を網羅した文献目録「日本におけるスラヴ語学文学研究1978-1988」(v+53p.索引5p.)を完成し、1989年3月1日付で印刷刊行した(添付資料その2)。この文献目録は日本におけるスラヴ語学文学研究の正確な現状把握と一層の振興のために極めて有効な役割を果たすものと思う。今年度の研究実績の概要は下のとおりである.1本研究はスラヴ語学文学研究の個々の専門分野における研究分担者の研究の推進と,国内の業績の集約および対外的紹介を目的としているので,新たに得られた知見は極めら多岐にわたるが,簡単な要約を許さない性質のものなので,それぞれ専攻論文ないし解説の形でまとめる方針とし,今年度は別掲(11.研究発表の項参照)の8タイトリを含む論文集(欧文)の形で印刷刊行することとした.2昭和62年11月21日東京に於て本科研の研究分担者の全体会議を開催し第10回国際スラヴイスト会議で発表予定の10本の研究について,各担当者による内容の説明ないし資料の提示を受け,内容の改善について共同の討議を行なった.3 1983年以降5年間の国内のスラヴ語学文学研究の業績の整理集約についても各グループの分担と責任者を決定し,その作業を開始したが,その成果は次年度に刊行の予定である.4設備備品費はすべて図書購入費であるが,当初の予定より大幅な増額を見たのは, 5年ごとに開催される国際スラヴイスト会議を今年に控えて,ここ12年各国で関係分野の重要な出版物が急増したためで,旅費と謝金およびその他の支出分野をできるだけ縮少して,図書費の支出をまかなった結果である.5その他の支出項目の金額の大部分は,当初から支出を予定していたとおりの印刷刊行費である.昭和63年度の研究成果の概要は以下のとおりである。1.1988年9月、研究代表者および研究分担者の約半数(計11名)がブルガリアのソフィアで開催された第10回国際スラヴィスト会議に参加し、8名が別指(11研究発表の項参照)の8タイトルの研究発表を行なった。2.最近10年間のスラヴ語学文学の国内の主要業績約1300点を網羅した文献目録「日本におけるスラヴ語学文学研究1978-1988」(V+53P、索引5P.)を完成し、1989年3月1日付で刊行した(添付資料その2)。この文献目録は日本におけるスラヴ語、文学研究の正確な現状把握と一層の振興のために極めて有効な役割を果たすものと思う。
ATF2遺伝子ファミリー欠損による乳癌の発症

1,ATF2遺伝子ヘテロ欠損マウスは雌で生後一年以上経過すると高頻度で(18例/31匹)乳癌の発症が見られた。この乳癌は結合組織が発達しているのでスキルス硬癌と診断され、肺や肝臓への転位を伴うものであった。2、乳癌発症のメカニズムを探るために野生型及びヘテロ、ホモ欠損胎児から初代培養細胞を採取しチップテクノロジー法を用いて発現している遺伝子を比較したところAPCとc-junの発現が変異細胞で低下していた。3、APCの発現が低下すればβ-カテニンの蓄積が予想される。そこで乳癌組織を用いて免疫染色法でβ-カテニン蛋白質の蓄積を解析した結果、複数のサンプルでβ-カテニン蛋白質の蓄積が観察された。4、3T3法で不死化させた細胞株を用いて2と同様に解析したところ、新たにGadd45遺伝子の発現誘導がATF2欠損細胞では正常細胞と比較して著しく低下することが明らかになった。5、免疫染色法とRT-PCR法で乳癌組織と正常乳腺組織においてもGadd45遺伝子の発現量に差の有る事が確認された。6、また野生型及びヘテロ、ホモ欠損胎児から初代培養細胞を採取し活性型RASを発現させた後、ヌードマウスに移植した結果、ヘテロとホモの場合は100%腫瘍を形成したが、野生型では全く形成されなかった。7、以上の事からATF2ヘテロ欠損マウスは腫瘍になるポテンシャルが非常に高く、生後1年程度の間に新たな変異が導入されるとβ-カテニンの蓄積やGadd45の誘導不全等により、腫瘍を発症すると考えられる。
山地河川における浮遊砂の流出に関する研究

1.山地河川の流れと浮遊砂の流出特性神通川支流の高原川流域で浮遊砂濃度,流量,降雨量などを計測した結果について解析した.その結果,(1)浮遊砂量は降雨強度に支配されるが,場の条件の変化によってそれらの関係は一義的に決定されない,(2)流量と浮遊砂量の関係も(1)と同様の理由で一義的に決定されない,(3)流域面積が大きくなるほど浮遊砂現象を支配する要素が多くなり,その現象の解明は困難となる,(4)現象の解明のためには一つのシステムとして捉えると同時にプロセスとして取り扱うことが必要である,ということなどがわかった.2.浮遊砂量算定のモデル山地河川だけでなく,一搬的な条件で適用できる浮遊砂の拡散モデルを提案した.すなわち,それは浮遊砂の生成を考慮したモデルであり,生成高さの分布によって濃度分布が大きく変化することが示された.また,生成高さは河床砂の上昇流による離脱高さと定義されるが,それには水理条件だけでなく,砂の河床における存在状態に大きく影響されることがわかった.3.浮遊砂の流出システム土砂生産源における浮遊砂量の条件,すなわち,河川システムにおける浮遊砂量の境界条件を明らかにすれば,2.のようなモデルによって浮遊砂の流出過程は計算できる.しかし,1.の研究で明らかにされたように,土砂の生産過程は時間的,場所的な場の変化に左右されるので複雑である.今後,浮遊砂成分の生産過程や河川への流出過程を明らかにし,本研究をさらに発展させたいと計画している.1.山地河川の流れと浮遊砂の流出特性神通川支流の高原川流域で浮遊砂濃度,流量,降雨量などを計測した結果について解析した.その結果,(1)浮遊砂量は降雨強度に支配されるが,場の条件の変化によってそれらの関係は一義的に決定されない,(2)流量と浮遊砂量の関係も(1)と同様の理由で一義的に決定されない,(3)流域面積が大きくなるほど浮遊砂現象を支配する要素が多くなり,その現象の解明は困難となる,(4)現象の解明のためには一つのシステムとして捉えると同時にプロセスとして取り扱うことが必要である,ということなどがわかった.2.浮遊砂量算定のモデル山地河川だけでなく,一搬的な条件で適用できる浮遊砂の拡散モデルを提案した.すなわち,それは浮遊砂の生成を考慮したモデルであり,生成高さの分布によって濃度分布が大きく変化することが示された.また,生成高さは河床砂の上昇流による離脱高さと定義されるが,それには水理条件だけでなく,砂の河床における存在状態に大きく影響されることがわかった.3.浮遊砂の流出システム土砂生産源における浮遊砂量の条件,すなわち,河川システムにおける浮遊砂量の境界条件を明らかにすれば,2.のようなモデルによって浮遊砂の流出過程は計算できる.しかし,1.の研究で明らかにされたように,土砂の生産過程は時間的,場所的な場の変化に左右されるので複雑である.今後,浮遊砂成分の生産過程や河川への流出過程を明らかにし,本研究をさらに発展させたいと計画している.山地河川における浮遊砂の流出のモデル化を目指して,現地観測と理論解析により以下の様な成果を得た.1.山地河川の流れの特性山地河川は,急勾配,小さな相対水深,段階状の河床形態,巨礫の存在などで特徴づけられる.それによって流れの構造も平野部の河川のものと異なる.本年度文献調査や予備実験を行ったが,さらに実験と観測を重ね,浮遊砂の運動に係わる乱流特性について明らかにする.2.急勾配河道における浮遊砂の運動特性山地河川では,勾配が急であるため水深が小さいにもかかわらず掃流力が大きい.このような場合,河床粒子はかなり高い位置まで浮上する.従来の拡散理論ではそのような状況を考慮していないので,河床底面付近に基準点濃度として浮遊砂の生成を与えているが,急勾配河道の場合,水深全体に渡って浮遊砂の生成を与えなければならない.このようなことを粒子のビデオ撮影により確かめるとともに,新たな拡散方程式の構築を行った.3.実山地河川における浮遊砂の流出特性京都大学防災研究所付属穂高砂防観測所のヒル谷流域で,砂防ダムからの排砂に伴う浮遊砂と掃流砂の流下過程について現地観測した.観測点はは排砂地点から150mの区間に3箇所設けられた.浮遊砂濃度は排砂後直ぐに下流に伝播してくるが,その過程で粒径が徐々に細かくなることや河道の空隙や淵を埋めながら伝播してくる掃流砂の移動層が観測地点に近づくと,浮遊砂濃度は急に増加するとともに粒径も大きくなることがわかった.1.山地河川の流れと浮遊砂の流出特性神通川支流の高原川流域で浮遊砂濃度,流量,降雨量などを計測した結果について解析した.その結果,(1)浮遊砂量は降雨強度に支配されるが,場の条件の変化によってそれらの関係は一義的に決定されない,(2)流量と浮遊砂量の関係も(1)と同様の理由で一義的に決定されない,(3)流域面積が大きくなるほど浮遊砂現象を支配する要素が多くなり,その現象の解明は困難となる,(4)現象の解明のためには一つのシステムとして捉えると同時にプロセスとして取り扱うことが必要である,ということなどがわかった.2浮遊砂量算定のモデ

山地河川だけでなく,一搬的な条件で適用できる浮遊砂の拡散モデルを考案した.すなわちそれは浮遊砂の生成を考慮したモデルであり,生成高さの分布によって濃度分布が大きく変化することが示された.また,生成高さは河床砂の上昇流による離脱高さと定義されるが,それには水理条件だけでなく,砂の河床における存在状態に大きく影響されることがわかった.3.浮遊砂の流出システム土砂生産源における浮遊砂量の条件,すなわち,河川システムにおける浮遊砂量の境界条件を明らかにすれば,2.のようなモデルによって浮遊砂の流出過程は計算できる.しかし,1.の研究で明らかにされたように,土砂の生産過程は時間的,場所的な場の変化に左右されるので複雑である.今後,浮遊砂成分の生産過程や河川への流出過程を明らかにし,本研究をさらに発展させたいと計画している.
Rett症候群におけるX染色体不活化を考慮した症状推移曲線の構築

諸般の事情により今年度は所属施設を異動せざるを得なかったため、最終的に研究期間内には、一卵性双生児例1組、姉妹例2組、姉弟例1組、男児例3例(姉弟例の弟を含む)、剖検例1例を含む合計73症例を全国から集積し分析し得た。そのうち、一卵性双生児例1組、姉妹例2組、姉弟例1組、剖検例1例を含む合計48例(約66%)で、点突然変異13種類(一卵性双生児例1組と姉妹例1組及び姉弟例1組を含む36症例)、small deletion 9種類(姉妹例1組と剖検例1例を含む10症例)、smal insertion 1種類(1症例)、splicing mutation 1種類(1症例)の合計24種類のMECP 2 (Metyl CpG-binbing Protein 2)遺伝子の変異を認めた。そのなかでは、T158M (473C→T;7症例)、R133C(397C→T;姉弟例1組を含む5症例)、R255X (763C→T;4症例)、R294X (880C→T;一卵性双生児例1組を含む4症例)、R106Q (317G→A;姉妹例1組を含む3症例)、R168X (502C→T;3症例)、R306C (916C→T;3症例)が比較的頻度の高い変異であったが、残念ながらまだ集積症例数が不足し、MECP 2遺伝子の変異及びX染色体の不活化と症状の間に、一定の傾向を見出すまでには至らなかった。今後とも症例の集積を継続し、当初の目標を達するまで継続する予定である。今後とも当初の研究目的に添って、引き続き症例の集積と前記の解析を進めるとともに、代表的な幾つかの変異に絞って臨床症状とX染色体不活化の偏りの関係に関する検討を加え、重症度を遺伝子変異の強弱とX染色体不活化の影響の両者から導き出される関数として表わす症状推移曲線を構築する。
生体-機械融合システムを規範とした適応行動発現アルゴリズムの獲得

生体-機械融合システムの一つの形として,昆虫が移動ロボットを操縦する「昆虫操縦型ロボット」を開発し,操縦者である昆虫の環境適応性を評価した.昆虫操縦型ロボットは二輪式のロボットで,ロボット上の雄カイコガ(Bombyx mori)の歩行運動に基づいた運動を行うが,移動ロボットのモータ回転を操作することで,操縦者の意図と反する運動を引き起こし,それに対する操縦者の反応を見ることができる.実験では雌の性フェロモン源へ定位するというタスクをロボットに与え,モータ回転を人為的に操作しても操縦者(昆虫)の適応性により,ロボットがタスクを達成できるかどうか評価した.左右のモータ回転を非対称に設定し,昆虫が直進しても一方向へ旋回しやすくなるように設定したところ,ロボットはフェロモン源へ定位することができ,その際のロボットの左右の旋回量に有意差は見られなかった。しかし,昆虫の視野を白紙で覆ったところ定位成功率は低下し,左右の旋回量は,人為的に設定した左右の回転の偏りに有意に従う結果を得た.通常雄カイコガは,視覚情報なしでフェロモン源へ到達することが知られているが,昆虫操縦型ロボットを用いた実験結果から,身体性や環境の変化に対しては,視覚情報を統合することで定位能力を維持していることが示された.この人為的な操作に対する昆虫の補償行動の経時的変化を観察したところ,操作後1秒以内で直ちに行動変化が現れ,徐々に変化することはなかった.このことから,補償に必要な視覚情報は,反射のような速い感覚-運動系で行われていることが示唆された.昆虫は様々な環境の中で,最適な行動を発現することで環境に適応している.このような昆虫の優れた環境適応性は,ロボットに必要な重要な要素である.適応行動は,環境との相互作用によって発現するため,感覚フィードバックの存在する閉ループでの実験が必要である.18年度は,1)昆虫操縦型ロボット,2)閉ループ実験系による複数感覚統合モデルの構築を行った.1)昆虫操縦型ロボットは,ロボットに載せた雄カイコガ(Bombyx mori)の運動計測を基に移動ロボットを操作し,昆虫の行動を再現したものである.動作検証の結果,ロボットは,カイコガの本能行動によって,フェロモン源へ定位することができた.この行動を指標として,ロボットのモータゲインを操作することで,昆虫が新たな環境に適応できるか調べた.左右のゲインを均等に操作し,速度を変化させたところ,定位成功率は変化せず,速度はゲインに依存して変化した.このことは,移動速度によらず,カイコガの定位行動プログラムそのものがロバストに機能することを示唆するものである.一方,左右のゲインを非対称に変化させ,一方向へのターンを誘導してもロボットは定位可能であった.このときの左右の旋回パラメータには有意差がなかったことから,視覚や風といった感覚フィードバックによる補正がなされていると考えられる.2)閉ループ実験系による感覚統合モデルでは,フェロモン刺激によって発現するカイコガの歩行運動を計測し,移動に伴って変化する背景の動き(visual flow)を提示することで,視覚情報の定位行動に果たす役割を分析した.行動実験の結果から行動モデルを構築したところ,フェロモン濃度の低い環境では,視覚情報の統合は定位にとって逆効果であるが,高い濃度では定位成功率を高めることが示唆された.このことから複数感覚統合は,環境に応じて調節されることが重要であると考えられる.生体-機械融合システムの一つの形として,昆虫が移動ロボットを操縦する「昆虫操縦型ロボット」を開発し,操縦者である昆虫の環境適応性を評価した.昆虫操縦型ロボットは二輪式のロボットで,ロボット上の雄カイコガ(Bombyx mori)の歩行運動に基づいた運動を行うが,移動ロボットのモータ回転を操作することで,操縦者の意図と反する運動を引き起こし,それに対する操縦者の反応を見ることができる.実験では雌の性フェロモン源へ定位するというタスクをロボットに与え,モータ回転を人為的に操作しても操縦者(昆虫)の適応性により,ロボットがタスクを達成できるかどうか評価した.左右のモータ回転を非対称に設定し,昆虫が直進しても一方向へ旋回しやすくなるように設定したところ,ロボットはフェロモン源へ定位することができ,その際のロボットの左右の旋回量に有意差は見られなかった。しかし,昆虫の視野を白紙で覆ったところ定位成功率は低下し,左右の旋回量は,人為的に設定した左右の回転の偏りに有意に従う結果を得た.通常雄カイコガは,視覚情報なしでフェロモン源へ到達することが知られているが,昆虫操縦型ロボットを用いた実験結果から,身体性や環境の変化に対しては,視覚情報を統合することで定位能力を維持していることが示された.この人為的な操作に対する昆虫の補償行動の経時的変化を観察したところ,操作後1秒以内で直ちに行動変化が現れ,徐々に変化することはなかった.このことから,補償に必要な視覚情報は,反射のような速い感覚-運動系で行われていることが示唆された.
エンドウ褐紋病菌サプレッサーの第一次作用点の解析

エンドウ褐紋病菌サプレッサーの構造決定を行い、第一次作用点と考えられるエンドウ原形質膜の機能、特に膜情報伝達系と原形質膜ATPaseに対する作用について調べた。1.サプレッサーの構造と原形質膜ATPase阻害機構の解析褐紋病菌の生産する2種のサプレッサーの構造をGalNAc-Ser-Ser-Gly及びGal-GalNAc-Ser-Ser-Gly-Asp-Glu-Thrと決定した。阻害活性に関与する構造を明らかにするために、これら2種のサプレッサーと11種の合成ペプチドを用いてin vitroでの効果を調べた。阻害効果を示した8種のペプチドについて動力学的解析を行った結果、拮抗型(SSGDET,SSG,SSGTED)、非拮抗型(DET,GDE及びSupprescin B)と混合型(TSGDET,SSGD,GDET)に分類できた。さらに、非拮抗型阻害を示した3種が原形質膜酸性ホスファターゼ活性を阻害することが判明した。以上の結果は、サプレッサーがATPaseのATP結合部位並びにホスファターゼ部位に作用していることを強く示唆する。2.病原菌シグナルのエンドウ原形質膜情報伝達機構に対する作用褐紋病菌の生産するエリシターとサプレッサーを用いてエンドウ防御応答に関与する情報伝達系を解析した結果、ポリホスホイノシチド(PI)代謝系の重要性が明らかとなった。水性2層分配法で調製した原形質膜画分において、(1)PtdIns及びPtdInsPキナーゼはエリシターで活性化し、サプレッサーの共存下にはこの活性化は顕著に抑制されること、(2)IP_3生産もエリシターで増高し、サプレッサーで抑制されることからPLC活性もリピッドキナーゼと同調的に菌シグナルで制御されること、また、原形質膜画分では、(3)リゾホスファチヂン酸やリゾ型PtdInsP生産がエリシター処理で増加し、サプレッサーの共存下には抑制されることから、PLA活性についても同調的な制御を受けることが判明した。このエンドウ原形質膜における情報伝達系はATPaseとcross-talkしている可能性が強く示唆された。3.エンドウ健全組織に存在する褐紋病菌サプレッサー様の活性物質を得た。本物質はアスパラギン結合型糖ペプチドであった。基本的な親和性(basic compatibility)に関与する物質であるものと想定した。サプレッサーの第一次作用点の解析を行うにあたり、先ず原形質膜機能に及ぼす影響について解析を試みた結果、サプレッサーは原形質膜ATP-ase活性をin vivo・in vitro共に阻害することが判明した。典型的なP型ATPase阻害剤であるオルソバナジン酸をモデルにエンドウ抵抗性発現とATPaseの関連を調べた結果、本剤はサプレッサーと同様にエンドウの抵抗反応を遺伝子発現レベルから遅延させる効果を示した。次に、エンドウとその病原菌、褐紋病菌の生産するエリシター及びサプレッサーを用いて病害防御機構に関わる初期情報伝達系を検索した結果、原形質膜に存在するポリホスホイノシチド(PI)代謝系の重要性が明らかとなった。上胚軸組織を^<32>P正リン酸でラベルした後、エリシターで処理したところ、処理数秒後には、^<32>P-PIP、また15秒後にはIP_3の一過的上昇が認められたが、サプレッサーの共存下にはこのような変動は認められなかった。さらに、エンドウ原形質膜画分を調製し0°Cでエリシター及びサプレッサーを与えて〔γ-^<32>P〕ATPからPIP及びPIP_2への取込みを調べたところ、エリシター処理5秒以内に両分子への^<32>Pの取込みは増加したが、サプレッサー共存下では顕著に抑制された。また、エンドウファイトアレキシンであるピサチン蓄積を抑制するバナジン酸、K252a、ネオマイシンもPIPのリン酸化を阻害した。そこで、原形質膜ATPaseとPI代謝系の関連について調べた。PI代謝系の一産物であるPIP_2を原形質膜画分に添加するとATPase活性が約2倍に上昇した。一方、ネオマイシンの添加ではATPase活性は阻害された。これらの結果は、原形質膜APTase活性がPI代謝によって制御されることを示している。実際、エリシター処理でATPase活性が上昇する結果が得られている。しかしながら、P型ATPaseの阻害剤であるバナジン酸によって原形質膜PI代謝系が阻害されることから、両酵素はクロストークしているものと推察した。

さらに、非拮抗型阻害を示した3種が原形質膜酸性ホスファターゼ活性を阻害することが判明した。以上の結果は、サプレッサーがATPaseのATP結合部位並びにホスファターゼ部位に作用していることを強く示唆する。2.病原菌シグナルのエンドウ原形質膜情報伝達機構に対する作用褐紋病菌の生産するエリシターとサプレッサーを用いてエンドウ防御応答に関与する情報伝達系を解析した結果、ポリホスホイノシチド(PI)代謝系の重要性が明らかとなった。水性2層分配法で調製した原形質膜画分において、(1)PtdIns及びPtdInsPキナーゼはエリシターで活性化し、サプレッサーの共存下にはこの活性化は顕著に抑制されること、(2)IP_3生産もエリシターで増高し、サプレッサーで抑制されることからPLC活性もリピッドキナーゼと同調的に菌シグナルで制御されること、また、原形質膜画分では、(3)リゾホスファチヂン酸やリゾ型PtdInsP生産がエリシター処理で増加し、サプレッサーの共存下には抑制されることから、PLA活性についても同調的な制御を受けることが判明した。このエンドウ原形質膜における情報伝達系はATPaseとcross-talkしている可能性が強く示唆された。3.エンドウ健全組織に存在する褐紋病菌サプレッサー様の活性物質を得た。本物質はアスパラギン結合型糖ペプチドであった。基本的な親和性(basic compatibility)に関与する物質であるものと想定した。エンドウ褐紋病菌サプレッサーの第一次作用点と考えられるエンドウ原形質膜の機能、特に膜情報伝達系とATPaseに及ぼす影響について調べた。1.サプレッサーの構造と原形質膜ATPase阻害機構の解析褐紋病菌の生産する2種のサプレッサーの構造をGalNAc-Ser-Ser-Gly及びGal-GalNAc-Ser-Ser-Gly-Asp-Glu-Thrと決定した。阻害活性に関与する構造を明らかにするために、これら2種のサプレッサーと11種の合成ペプチドを用いてin vitroでの効果を調べた。阻害効果を示した8種のペプチドについて動力学的解析を行った結果、拮抗型(SSGDET,SSG,SSGTED)、非拮抗型(DET,GDE及びSupprescin B)と混合型(TSGDET,SSGD,GDET)に分類できた。水性2層分配法で調製した原形質膜画分において、(1)PtdIns及びPtdInsPキナーゼはエリシターで活性化し、サプレッサーの共存下にはこの活性化は顕著に抑制されること、(2)IP_3生産もエリシターで増高し、サプレッサーで抑制されることからPLC活性もリピッドキナーゼと同調的に菌シグナルで制御されること、また、原形質膜画分では、(3)リゾホスファチヂン酸やリゾ型PtdInsP生産がエリシター処理で増加し、サブレッサーの共存下には抑制されることから、PLA活性についても同調的な制御を受けることが判明した。
クロロフィルcの生化学から顕生代海洋基礎生産の進化を紐解く

まず,Euglena gracilisを用いて,RNAiノックダウン実験系がクロロフィル代謝関連遺伝子を同定する上で強力なアプローチになることを示す結果を得ることが出来た。これを受けて,「クロロフィル生合成研究グループ」のグループミーティングを開催し,クロロフィルc生合成経路に関して,全ゲノム情報が得られており,ノックダウン実験等の遺伝子操作も可能な珪藻Phaeodactylum tricornutumに当面フォーカスをおいて研究を進めることとなった。また,分子データから関連候補遺伝子を選び出し(神川),クロロフィル生合成回路に関する任意の変異株の作出が可能である光合成細菌Rhodobacter spheroidesに遺伝子を組み込んでin vivoで活性を確認する実験(原田),および大腸菌等で発現させたタンパク質について有機合成した中間代謝産物候補を作用させてin vitroで活性を確認する実験(塚谷)を同時並行で信仰させることになった(それぞれ現在実施中)。さらに,「藻類化石記録研究グループ」では,紅藻系二次植物の出現タイミングを推定する分子時計モデルにおいて大きな障害となると考えられる「古すぎる」最古の藻類化石Bangiomorpha pubescensの再検証を行なうため,カナダ・ヌナブト準州のサマセット島での地質調査を行なうため,カナダ人およびアメリカ人研究者と連絡を取って,2019年度に調査を実施するための日程調整を行ない,実施にこぎ着けた。本研究を始めるにあたり,研究分担メンバーを「クロロフィル生合成研究グループ」「クロロフィル分解代謝研究グループ」「クロロフィル中間代謝物有機合成グループ」「藻類化石記録研究グループ」に分け(一部メンバーは複数グループの重複して所属),グループ間のコミュニケーションネットワークを構築した。これにあわせて,5月にメンバー全員と外部のアドバイザーを交えて全体ミーティングを開催し,研究の進め方,目標について話し合った。これによって,研究期間の冒頭からスムーズに複数の研究を並行して走らせることに成功した。これにより,それぞれのグループで既に研究成果が上がってきている。「クロロフィル生合成研究グループ」では,in vivoの実験こそ少し遅れが出ているものの,in vitroの実験ではこれまでに未解明だった酵素の活性を確認することが出来ている。また,「クロロフィル分解代謝研究グループ」では,おそらく世界で初めてとなる二者培養条件での微細藻類捕食性プロティストのトランスクリプトーム解析に成功した。また,「藻類化石記録研究グループ」では,予定より1年早く来年度の北極圏での地質調査の実施にこぎ着けた。「クロロフィル中間代謝物有機合成グループ」では,いくつかの中間代謝産物の合成に既に成功している。「クロロフィル生合成研究グループ」では,光合成細菌Rhodobacter spheroidesを用いたin vivoの実験系の確立に特に注力する。また,in vitroの実験系についても,未着手の候補遺伝子について実験を進める。また,「クロロフィル分解代謝研究グループ」では,トランスクリプトームデータ解析のために谷藤吾朗博士を新たにメンバーに加えて,培養条件を変化させた場合のトランスクリプトーム変化からクロロフィル分解代謝に関連する遺伝子候補を探索する。また,Peranema sp.およびAmastigomonad sp.について,RNA干渉によるノックダウン実験の手法の今年度内の確立を目指す。「藻類化石記録研究グループ」では,カナダ・サスカチュワン大学のSina Adl博士と,アメリカ・ロードアイランド大学のFavid E. Fastovsky博士の協力で,2019年度6月後半の日程でカナダの北極圏の島サマセット島(ヌナブト準州)のアストン湾周辺での地質調査を実施し,地質試料を持ち帰る。これにより,ジルコン同位体年代の決定と,超高解像度多次元スキャンニング手法を用いたBangiomorpha化石の再検証を試みる。「クロロフィル中間代謝物有機合成グループ」では,特に,ジビニル体のクロロフィル生合成中間体の合成に注力する。

「クロロフィル生合成研究グループ」では,in vivoの実験こそ少し遅れが出ているものの,in vitroの実験ではこれまでに未解明だった酵素の活性を確認することが出来ている。また,「クロロフィル分解代謝研究グループ」では,おそらく世界で初めてとなる二者培養条件での微細藻類捕食性プロティストのトランスクリプトーム解析に成功した。また,「藻類化石記録研究グループ」では,予定より1年早く来年度の北極圏での地質調査の実施にこぎ着けた。「クロロフィル中間代謝物有機合成グループ」では,いくつかの中間代謝産物の合成に既に成功している。「クロロフィル生合成研究グループ」では,光合成細菌Rhodobacter spheroidesを用いたin vivoの実験系の確立に特に注力する。また,in vitroの実験系についても,未着手の候補遺伝子について実験を進める。また,「クロロフィル分解代謝研究グループ」では,トランスクリプトームデータ解析のために谷藤吾朗博士を新たにメンバーに加えて,培養条件を変化させた場合のトランスクリプトーム変化からクロロフィル分解代謝に関連する遺伝子候補を探索する。また,Peranema sp.およびAmastigomonad sp.について,RNA干渉によるノックダウン実験の手法の今年度内の確立を目指す。「藻類化石記録研究グループ」では,カナダ・サスカチュワン大学のSina Adl博士と,アメリカ・ロードアイランド大学のFavid E. Fastovsky博士の協力で,2019年度6月後半の日程でカナダの北極圏の島サマセット島(ヌナブト準州)のアストン湾周辺での地質調査を実施し,地質試料を持ち帰る。これにより,ジルコン同位体年代の決定と,超高解像度多次元スキャンニング手法を用いたBangiomorpha化石の再検証を試みる。「クロロフィル中間代謝物有機合成グループ」では,特に,ジビニル体のクロロフィル生合成中間体の合成に注力する。
海底堆積物中で展開されるツボカビと有害・有毒渦鞭毛藻の寄生関係

海底堆積物中に存在する渦鞭毛藻のシスト自体あるいは発芽細胞に寄生する微生物の正体を明らかにするため,形態および分子系統学的解析を行った。その結果,外部寄生する菌類は,フタナシツボカビ目およびロブロミケス目のツボカビであることが判明した。大船渡湾からは培養可能なフタナシツボカビ目の分離に成功した。一方,内部寄生者は,広義のツボカビ類に属する新規菌類であると考えられた。この結果は,海産渦鞭毛藻には多様な寄生性ツボカビが存在していること,そして,それらの個体群動態を理解するには,「寄生」を考慮することが不可欠であることを示している。日本沿岸海域におけるツボカビの探索を行うため,宮城県女川湾,気仙沼湾,岩手県大船渡湾,愛知県三河湾より採取した海底堆積物についてマツ花粉釣菌法による探索を行った結果,大船渡湾より新規菌類を分離することに成功した。得られたコロニーについて,PmTG液体培地で限界希釈培養を行い,クローン株を得た。本株について,その形態と発達過程を光学および電子顕微鏡を用いて観察するとともに,rDNAの塩基配列を決定した。本菌はPmTGプレート上で白色のコロニーを形成し,海水ベースのPmTG液体培地中でも良好に増殖した。遊走子から新たな遊走子放出までの期間は約10日間であった。遊走子嚢は直径約190μmの球形で,仮根が良く発達する分実性,単心性であった。放出管は数十個以上と多数あったが,蓋状の構造はみられなかった。遊走子は頭部が約2μmの球形で,後端に長さ約26 μmのムチ型鞭毛1本を有していた。遊走子内にはミクロボディー脂質小球粒複合体(MLC)とリボソームが細胞中央にまとまり,その周囲に核と数個のミトコンドリアが位置した。また,脂質粒子の細胞壁側にはランポソームがみられた。SSU rDNA塩基配列は本菌がRhizophydiumクレード内に位置することを示し,またLSU rDNA塩基配列はAmon(1984)が緑藻ミルから分離したR. littoreumとほぼ一致した。植物プランクトンへの寄生の有無を調べるため,遊走子を珪藻1種,渦鞭毛藻3種と混合培養した結果,Alexandrium tamarenseのみで遊走子嚢の成熟と新たな遊走子の放出がみとめられた。しかし,遊走子嚢はPmTG培養の1/10程度にまでしか成長せず,本菌は必ずしも生きた細胞を必要しない条件的寄生菌と考えられた。本研究では,海域における一次生産者のみならず,有害藻類ブルームの原因生物として極めて重要な渦鞭毛藻を寄主とするツボカビ類について,形態および遺伝情報に基づく分類学的検討および現場でのモニタリング手法の開発を行うことにより,海洋生態系におけるそれらの多様性と機能を明らかにすることを目的とする。海産渦鞭毛藻を寄主とするツボカビの探索を行うため,震災後,有毒プランクトンAlexandriumのシスト密度が急激に増大した仙台湾の海底泥試料を12.5°C,光照射下で培養したが,Alexandriumに寄生する菌は確認できなった。一方,培養開始から2225日後にScrippsiella属と思われるシスト本体に寄生する菌が認められた。光学顕微鏡による形態観察の結果,遊走子嚢は寄主への付着部部分が細く,先端が太い逆洋ナシ型を呈し,遊走子放出管に蓋が無い無弁型であった。遊走子は球形で大きな油球1個と鞭毛を1本有し,その逆方向に遊泳した。鞭毛の全長は遊走子頭部の約5倍程度で,先に発見したAlexandrium寄生菌に比べて短かった。以上の形態的特徴から本菌もツボカビの一種であると考えられた。さらに,本菌のリボゾーム遺伝子の塩基配列を決定したところ,2009年にSimmonsらによりツボカビ門内に認識されたクレードの1つであるロブロミセス目(Lobulomycetales)に近縁である可能性が示された。宿主シストについてもリボゾーム遺伝子塩基配列を決定した結果,これがScrippsiella trochoideaのシストであることも判明した。これらの結果は,海産渦鞭毛藻のシストに直接寄生するツボカビの存在を初めて明らかにするものであるとともに,海産渦鞭毛藻に寄生するツボカビが多様なグループから構成されていることを示すものである。昨年度までの解析により,三河湾および大阪湾から発見された有毒渦鞭毛藻アレキサンドリウムに寄生するツボカビはそれぞれ別のクレードに属することが明らかとなっていた。2014年にフランスで新種記載されたツボカビDinomyces

arenysensisのリボソーム遺伝子配列データを加えて再解析したところ,大阪湾産ツボカビはD. arenysensisと同じクレードに属するが,三河湾産はそれとは別のクレードに位置した。このことから,本邦産のアレキサンドリウムに寄生するツボカビは少なくとも2種存在することが明らかとなった。また,大船渡湾からアレキサンドリウムの休眠シストに内部寄生する菌を発見した。寄生初期にはシスト内部に顆粒状の構造が見られ,時間の経過とともに遊走子が形成された。その後,シスト表面からパピラ様構造が突出し,その先端から遊走子が放出された。遊走子は3μmの球形で大きな脂肪粒を1個有し比較的ゆっくりと遊泳した。遊走子は長さ12 μmの鞭毛1本と数本の糸状仮足様構造を有した。リボソーム遺伝子解析により,本種はコアではないものの,広義のツボカビに属する新奇菌類であると考えられた。この菌は現場および培養シストへに寄生することが確認でき,継代培養が可能であると考えられた。さらに,同海域から2種の寄生性真核微生物も発見された。それらの形態学および遺伝子解析結果から,一つはアルベオラータに属する新種,もう一方はリザリアに属するネコブカビ類の一種であることが判明した。以上のように,アレキサンドリウムには極めて多様な寄生性真核微生物が存在することが明らかになった。以上の結果は,海洋生態系の構造と機能を理解する上で,また,有毒プランクトンの生物学的防除の候補として,これら寄生生物の生理・生態特性の解明が極めて重要な研究テーマとなることを示すものと考えられる。海洋環境微生物学大船渡湾の海底堆積物中から培養可能なツボカビの分離に成功し,その形態学的特徴および遺伝子解析を行い,本菌がRhizophydium littoreumである可能性を示した。さらに,本菌が海産渦鞭毛藻に寄生することも明らかにした。海産の寄生性ツボカビの培養株を確立できたことは,今後の定量PCR法による分子モニタリング技術の開発に極めて重要であり,本課題は順調に進捗していると言える。渦鞭毛藻Scrippsiellaのシスト本体に寄生する新たなツボカビを発見し、その形態学的特徴および遺伝子解析を行って本菌が近年ツボカビ門内に記載されたロブロミセス目(Lobulomycetales)に近縁である可能性を示した。これらの成果は海産渦鞭毛藻のシストに直接寄生するツボカビの存在を初めて明らかにするものであるとともに,海産渦鞭毛藻に寄生するツボカビが多様なグループから構成されていることを示しており,本課題はおおむね順調に進捗している。引き続き,我が国沿岸海域におけるツボカビの探索を行う。試料から泥懸濁液を調製し,これを一定温度,明暗周期のもとで培養後,光学顕微鏡観察により寄生性ツボカビおよびそれらの遊走子が付着した寄主細胞を探索する。探索でみとめられた寄生性ツボカビについて分離・培養を行い,菌体の特徴を把握する。培養過程での菌体の発達過程を経時的に調べるとともに,遊走子嚢および遊走子の形成および形態を明らかにする。ツボカビ門においては,とくに遊走子の構造が形態分類の重要な基準とされていることから,走査電顕および透過電顕を用いてその微細形態を精査する。また,寄生性ツボカビの菌体からDNAを抽出後,リボゾーム遺伝子の塩基配列を決定し,分子系統解析を実施する。得られた形態学的および分子系統学的特徴を基に分類学的検討を行う。さらに,寒天培地などを用いて,ツボカビの継代培養を試み,その生活環の解明を目指す。
イギリス・ルネサンス演劇における人物の登場と退場

イギリス・ルネサンス劇テクストの分析をとおして得た、シェイクスピア時代の登場と退場に関する結論のうち、特に重要なものを挙げると、以下のとおりである。1.シェイクスピアや彼の同僚(book-keeper、俳優など)は、登場と退場をある時間を要する動き、すなわち、開始から完了までしばらく続く動きとして扱っていた。2.楽屋と主たる演技の場である舞台前部との間の歩行には、台詞4行分くらいの時間が与えられていた。3.グローブ座のような大きな舞台では、退場と登場とのオーヴァーラップが、時として極めて効果的に使われた。4.Bernard Beckermanは、楽屋と舞台との間の左右のドアのうち、一方のドアは基本的に登場、他方のドアは退場に使われた、という仮説を提起した。この規則はシェイクスピア時代の俳優たちにとって有効だったかもしれない。5.儀式的な登場や退場など、特殊なものは左右のドアではなく、その中間の開口部から行われたかもしれない。6.シェイクスピア時代、舞台全体が常に一様に「舞台上」だったわけではなく、'Enter'と'Exit'/'Exeunt'というト書きも中心的な演技との相対的関係において成立するところがあった。特に重要であるグローブ座、フォーチュン座、ローズ座で上演された劇の登場と退場を重点的に分析しながら、並行して入手可能な劇テクストも随時分析を行った。いずれの劇場で上演された劇テクストにせよ、登場や退場とは、単に舞台背後のドアから出入りするという瞬間的な行為ではなくて、ドアと演戯の場である舞台中央ないしは前部との間の動きであった、ことを示唆する例を含んでいることが確認された。したがって時としては非常に複雑な動きとなることもあり、例えば`Entaraloof/after off'などは、登場後すぐには演戯の場に進まず、しばらくドアの近くに控えていたり、あるいは舞台の屋根を支えて柱の蔭に隠れるという動きを指示するト書きであると考えることができる。(この考察については、日本シェイクスピア協会の大会におけるセミナー「グローブ座再建」で発表した。)また、作者の原稿を印刷所原本とするテクストにせよ、上演用台本から派生するテクストにせよ、演戯の場の中心である舞台中央部や前部からはずれた部分(柱の蔭やドアの近く)を時として`off stage'として見なす例を含んでいることも発見した。「登場」と「退場」は絶対的な概念ではなく、あくまでも主たる演戯の場との相対的関係で成立する意味を有する語でもあったということが確認された。
高温衝撃圧縮法による超硬物質粉末の固化成形

本研究では、開発中の高温衝撃圧縮装置に改良を加え、従来より高温かつ高圧力の負荷にも耐えうる新しいシステムを設計・製作した。この装置では、爆発時に高温加熱部の周囲に加熱されていない鋼製の補強部材を遠隔操作で発破直前にセットすることで、粉末容器を破壊することなく850°Cまでの実験が可能になった。従来、このような高温での回収実験は極めて困難であり、おおむね700°Cまでの実験までしか行われていなかったのに対して、本研究では新しいいくつかの実験結果を得ることができた。実験はまず、粒径の異なる高速度鋼粉末を用いて、成形体組織に及ぼす温度の効果を調べた。温度上昇に伴って一般に粒子表面に生じる溶融の割合は増加の傾向を示したが、800°Cの実験でその比率は低下した。この温度での実験では粉末素材に再結晶が生じることが考えられるので、軟化の影響で粉末に加工硬化能が付与され、粒子の変形域が広がり、表面溶融を生じにくくしたと結論づけられた。また粒子径が大きいほど、大きな溶融割合が生じた。この他にも、高温加熱の効果によって、熱残留応力の原因に起因して発生するクラックを減少させることが可能であることなど、実験諸因子の効果が明らかにされた。c-BN、c-BN/TiB_2複合粉末についても高温衝撃成形実験を行い、850°Cまでの回収実験を実施した。これらの粉末の場合、常温では数GPaの硬度値しか得られない材料についても、高温実験によって3040GPa以上の高い硬度値を示す良好な形成体が得られ、高温加熱の効果が明確に示された。
両生類の形態・構造特異性の決定機構の解明

本研究の最も重要な成果は「皮膚の変換中心」の概念を提出できたことである。変態前期の若いオタマジャクシの体側部に変換中心が点状に出現し、この中心がオタマジャクシの発達とともに体の他の部位に進入していくことを明らかにした。この中心は決して尾の領域に進入しないことで皮膚変態の部域特異性が説明できる。皮膚の変換中心の分子的性質を明らかにするために表皮と皮膚結合組織から次の16種のcDNA・遺伝子をクローニングした。ウシガエルとアフリカツメガエルの7種のケラチン、ウシガエルのガレクチン、機能未知の新規性遺伝子2種、ウシガエルのカテプシンのcDNAおよびその遺伝子の上流域、ウシガエルのオステオネクチン、ウシガエルの1型コラーゲンα1鎖およびα2鎖、イモリ1型コラーゲンα1鎖およびα2鎖、ウシガエルMMP1遺伝子の上流域。また、タンパク質レベルでは5種類のカルシウム結合蛋白質を同定した。以上の結果は吉里と大房が中心となって展開した。菊山は、イモリ、ウシガエル、アフリカツメガエルの脳下垂体ホルモン系の研究を展開した。本研究の初期の目的はカエルとイモリの変態の仕組みを明らかにして、両者の形態特異性獲得の理解に繋げるというものであった。カエルの変態の仕組みについてはかなりの進展をみた。イモリについても初めてコラーゲンの遺伝子をクローニングするなどの成果を上げることができた。しかし、両者を比較して変態の種特異性獲得の仕組みを理解するまでには至らなかった。本研究の成果を踏まえて、今後は、皮膚の変換中心の形成とその移動の仕組みを、特にイモリの皮膚の変態に焦点を当てながら調べたい。これらの分子仕組みを調べるための遺伝子プローブは本研究によってそろえることができた。特に、ケラチンとコラーゲン遺伝子はこの目的の研究に有用である。本年度特に推進した研究はウシガエルのコラゲナーゼとコラーゲン遺伝子の構造解析である。前者についてはcDNA及びゲノム遺伝子の全構造を決定し発表した(Rou′x Arch. Dev. Biol. 1996,205.p.243-251)。校舎については、ウシガエルI型コラーゲンのα1,α2鎖cDNAのほぼ全長をクローン化し、その塩基配列を決定した。ヒトI型コラーゲンa1鎖cDNAを用いたスクリーニングによりcDNAクローンを得た。6A-1は、繊維性コラーゲン遺伝子の3′端側の約3300塩基対をコードしていた。6A-1の5′側の配列を得るために実施したRT-PCRにより得られたY31(約1500塩基対)は、300塩基対以上にわたり6A-1と共通の塩基配列を持っていた。Y31/6A-1は、ウシガエルI型コラーゲンのa2鎖cDNAのほぼ全長をコードしていることが判明した。同時にPCRによって得られたクローンY15は、I型コラーゲンのa1鎖cDNAの翻訳開始点から約1800塩基対の配列を含んでいた。本年度の実績からウシガエルI型コラーゲン遺伝子は、ホ乳動物のそれとほぼ同様の構造を有していることが判明した。さらに、カテプシンDのcDNAをXenopus laevisより全長にわたりクローン化し塩基配列を決定した(Dev.Growth Differ.1995.37.p.463-477)。その他、本年度開始した研究は以下の通りである。(1)変態期に発現しているホメオボックス遺伝子のクローニング、(2)プロテアーゼT1遺伝子のクローニング、(3)カテプシンDゲノム遺伝子のクローニング、(4)DNase遺伝子のクローニング、(5)ウシガエル幼生皮膚におけるカルシウム沈着・蓄積のパターン解析、(6)両生類培養細胞における形質転換、(7)ウシガエルコラゲナーゼ遺伝子上流に見いだされた甲状腺ホルモン応答配列の転写制御活性の定量的解析。

これらの分子仕組みを調べるための遺伝子プローブは本研究によってそろえることができた。特に、ケラチンとコラーゲン遺伝子はこの目的の研究に有用である。ウシガエルコラーゲンについては、前年度にクローン化したウシガエルI型コラーゲンのα1,α2鎖cDNAを用いて各組織における発現レベルをノザンブロット法により詳細な解析を実施した。この結果、ウシガエル幼生尾部におけるI型コラーゲンα1,α2鎖遺伝子の発現は、甲状腺ホルモン投与後から3日目にかけて一端発現が抑制され、その後再び発現量が増大することが明らかとなった。この応答の機作は、甲状腺ホルモン投与により、コラーゲン遺伝子の発現が抑制される応答とプロラクチンの分泌量が増大するものと考えられる。この成果をまとめた論文を投稿し、現在査読を受けている。アカハライモリcDNAライブラリよりPCR法によりコラーゲン遺伝子の断片を単離した。得られた断片の1つは1374塩基対の長さを持ち、I型コラーゲンのα1鎖をコードすることが明らかとなった。また、この断片をプローブとして用いたノザン解析の結果から、イモリのI型コラーゲンのα1鎖mRNAは、他の脊椎動物同様に約5500塩基の長さを持つものであることが判明した。さらに、アフリカツメガエルのカテプシンゲノム遺伝子の転写開始点上流域の検索を実施し、そこに甲状腺ホルモン応答配列に類似する配列を見いだした。この配列を含むゲノム断片は、組換え型ツメガエル甲状腺ホルモンリセプターと特異的に反応することを確認した。この配列が甲状腺ホルモンレセプターと直接作用することから、カテプシンD遺伝子が甲状腺ホルモンの直接支配下にある可能性が強く示唆された。この配列とウシガエルコラゲナーゼ遺伝子の類似配列が転写制御活性を有するか否かを明らかにするため、現在レポーター遺伝子と接続し、ツメガエル培養細胞に形質転換を行う準備を整えている。本研究計画の初年度にクローン化したウシガエルI型コラーゲンのα1,α2鎖cDNAを用いて各組織における発現レベルをin situ hydridization法により解析した。この結果、ウシガエル幼生尾部におけるI型コラーゲンのα1,α2鎖遺伝子の発現は、真皮層のみならず表皮層においても、本遺伝子を発現している細胞が局在していることが明らかとなった。これまでは、ウシガエル皮膚において、コラーゲン遺伝子は真皮層の細胞においてのみ発現が見られ、表皮細胞における発現は見られないとされていた。今回我々が得た結果は、ウシガエル要請の表皮細胞においてI型コラーゲン遺伝子が発現していることを示す初めての証拠である。昨年度得られた結果より、アフリカツメガエルのカテプシンゲノム遺伝子の転写開始点上流域存在する甲状腺ホルモン応答配列に類似する配列(TRE-lile sequence)の機能に関する解析を実施した。このTRE-lile sequenceが実際に甲状腺ホルモンレセプター(TR)と結合しうるか否かを明らかにするために、Gel Mobility Shift Assayを実施した。その結果、甲状腺ホルモンレセプターβとレチノイドXレセプターのホモダイマーである複合体分子が、このTRE-lile sequenceに結合することが明らかになった。
医療用ガンマ線イメージング装置高度化を目指したガンマ線レンズの基礎研究

近年の結晶生成技術の進歩により普及してきたガンマ線用レンズについて、医療用ガンマ線イメージングへの有用性を検証した。ブラッグ回折型のレンズによりサブミリメートルの解像度を持つ装置を作製できる可能性がある事がシミュレーションにより分かった。しかし、この装置ではイメージングに数時間を要する。将来的に開発が見込まれるデリブリュク回折によるレンズを用いると、イメージング時間を大幅に短縮することが期待できる。ガンマ線レンズを用いた医療用イメージング装置高度化のための基礎研究として、平成22年度はガンマ線レンズの基礎性能を評価するための準備を、実験、理論の両面から進めた。実験面では、ガンマ線レンズ用素材としてゲルマニウム単結晶を複数種類準備した。これらのレンズ素材は、結晶方位、厚さ、表面処理等がそれぞれ異なるものである。レンズ性能の評価実験用セットアップとして、これらのレンズ素材を任意の角度に固定配置し、標準線源によるガンマ線を屈折させてガンマ線検出器に到達させる装置を構築した。あわせて、屈折測定用のガンマ線検出器の準備も進めた。ガンマ線検出器としては、エネルギー精度の高いゲルマニウム半導体検出器(既存)を用いるが、ガンマ線レンズの効果を精密測定するためには、数日から数週間の比較的長時間の測定が必要となる。そこで長時間測定の際の温度変化等の影響を受けずに測定を行える、デジタルベースの信号処理系を準備した。この測定系では、信号処理に伴うデッドタイムを長時間にわたり精確に計測できるとともに、測定中の温度変化を随時記録できるようになっている。これらのセットアップを用いて現在、ガンマ線レンズ効果の精密測定の前段階として、測定系の安定性等を確認するための試験測定中である。また、理論面でも、レンズにおけるガンマ線の屈折精度、エネルギー精度における、結晶格子の熱振動による影響の計算を行った。さらに、ガンマ線レンズを、陽電子断層撮像装置(PET)、単一光子放射断層撮影装置(SPECT)、コンプトンカメラに組み込んだ際の効果を検証するための、モンテカルロ法によるシミュレーターの製作を行った。ガンマ線レンズを用いた医療用イメージング装置高度化のための基礎研究として、平成23年度はガンマ線レンズを用いた医療用イメージング装置のデザインとその検証を行った。現在の医療用イメージングにおいて未だ実現していない、望まれるものの一つとして、生体深部でのプローブ分布をミクロなスケールで可視化する装置がある。現在、ミクロなスケールでのプローブ分布を可視化する装置として蛍光イメージングなどがあるが、蛍光の物質透過力が小さいため、深部のイメージングは困難である。深部のイメージングを実現するためには、透過力の高い波長の短い光(X線、ガンマ線等)を使用する必要がある。したがって、本研究で検討するガンマ線レンズの医療用イメージング装置への応用として、ガンマ線プローブによりミクロな分布を可視化する装置の構築がもっとも有益であると考えた。そこで、幾何学的考察およびモンテカルロ・シミュレーションを行い、この様な装置を実現さるためには、宇宙線観測用にデザインされたガンマ線レンズとは異なる構成を必要とすることがわかった。これは、宇宙線観測においては、無限遠方から飛来するガンマ線を観測するため平行ビームとして、これを集光するフォーカス型の配置を必要とするのに対して、前述の目的の医療用イメージング装置では、ガンマ線放出位置の違いを強調する必要があり、これにはデフォーカス型の配置が必要となる。また、シミュレーションにより精度の高い評価を行うためには、ガンマ線構成要素単体のガンマ線反射率を精確に知る必要があるが、そのためには放射光等の強度の高い単色ガンマ線による実験が必要であることがわかった。したがって、このような実験結果をシミュレーションに組み込んだ詳細な装置検討を平成24年度の課題とする。ガンマ線レンズを用いた医療用イメージング装置高度化のための基礎研究として、平成24年度は、医療用イメージング装置へのガンマ線レンズの具体的な応用方法を考案し、シミュレーションにより、その装置の具体的なデザインと性能の検証を行った。現在の医療用イメージングにおいて未だ実現していない、望まれるものの一つとして、生きたままの生体深部のプローブ分布を非侵襲的にミクロなスケールで可視化する装置がある。現在ミクロなスケールでのプローブ分布を可視化する装置として蛍光イメージングなどがあるが、蛍光波長の光の物質透過力が小さいため、生体表面でのイメージングのみが可能であり、非侵襲的には深部のイメージングは困難である。生体深部のイメージングを実現するためには、透過力の高いガンマ線プローブを用いる事が有効であると考えられるが、ガンマ線のエネルギーが高くなるとガンマ線のレンズ素材での屈折率が小さくなるため焦点距離が長くなり、巨大な装置を必要とする。したがって、低エネルギーのガンマ線(数10200 keV程度)を放出するプローブをイメージングの対象とするのが妥当である。そこで、100 keVのガンマ線に対してのシミュレーションを行い、現在一般的に利用されている2 mmの位置分解能を有するガンマ線検出器の前方にガンマ線レンズを配置することにより、イメージング対象の深さ100 mmの場所において、サブミリオーダーのイメージングが実現可能であることを示した。

本研究の課題であるガンマ線レンズの医学応用について、詳細な検討は継続中であるものの、その利用形態と装置コンセプトは考案するに至っている。そのため、今後はコンセプトにしたがって、その詳細を検討することのみが課題となったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の課題であるガンマ線レンズの医学応用について、これを応用した装置のコンセプトを考案するに至った。今後は、この装置コンセプトにしたがって、シミュレーションおよび実測により詳細を検討し、性能評価と実際の利用法について検討し、装置構築のための道筋をつくる。