hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸菌タンパク質膜挿入因子の改良による機能的膜タンパク質大量生産システムの構築

大腸菌におけるタンパク質膜挿入反応は、SRPやSecYEG等のタンパク質因子に加え、糖脂質MPIaseが必須であるCdsAは、大腸菌におけるリン脂質質生合成とMPIase生合成の2つの反応に関与していることを示した。CdsAを欠損するとMPIaseが激減しCdsAを過剰発現するとMPIaseが増加したため、CdsAはMPIase生合成の律速段階を触媒することが明らかとなった。CdsAによるMPIaseの過剰発現とSecYEGやSRP、YidCの過剰発現を同時に達成した。この株ではF0cをはじめいくつかの膜タンパク質の過剰生産が確認できた。本研究では、我々が発見した膜挿入に関わる糖脂質酵素MPIaseを含むタンパク質膜挿入因子を過剰生産させた大腸菌を構築し、機能的膜タンパク質大量生産システムの構築を目指す。MPIaseの生合成第一段階の酵素としてCdsAとYnbBを同定している。CdsAやYnbBを過剰生産すると、MPIaseの生成量も5倍程度になることを明らかにしている。そのため、CdsAやYnbBがMPIase生合成の律速段階を触媒していると考えられる。しかし、CdsAの過剰生産の程度は数十倍であるにもかかわらず、MPIaseの発現量増加は5倍程度となっていることが判明した。このことはCdsAの反応以外にもMPIase生合成の律速段階があることを示している。CdsAの反応に関わる基質を再検討したところ、GlcNAcの供与体がUDP-GlcNAcではなくCDP-GlcNAcであることが判明した。糖供与体としてCDPヌクレオチドが利用される例はほとんど例がないうえ、大腸菌ではその存在自体未だ知られていない。そのため、CDP-GlcNAcの発現量は極めて微量であることが考えられ、その生合成がMPIase生合成の律速段階であることが強く示唆される。そこで、CDP-GlcNAc生合成酵素の同定を開始した。現在、CDP-GlcNAc生成を調べるためのアッセイ系の構築が完了した。膜タンパク質の大量生産について、いくつかの膜タンパク質について検討した。調べる膜タンパク質としては、F0F1 ATPaseのF0-cサブユニットやWzyE、CdsA自身を試した。また、真核生物由来の膜タンパク質としては、Cds1p、Cds2pを調べた。どの膜タンパク質もMPIaseに依存して膜挿入が進行することが確認でき、MPIase過剰生産の効果が観察された。MPIaseの過剰生産についてCdsAだけでは十分でないことが判明し、膜挿入因子の大量生産システムの構築に問題が生じたが、MPIase生合成の基質を再検討した結果、新たな基質を同定することができたため、「(2)おおむね順調に進展している。」と評価した。大腸菌におけるタンパク質膜挿入反応は、SRPやSecYEG等のタンパク質因子に加え、我々が分離・同定したMPIaseが必須である。MPIaseは糖脂質でありながら膜挿入反応を触媒する作用があることから、「糖脂質酵素(Glycolipozyme)」という概念を提唱している。本研究では、膜タンパク質の膜挿入能が亢進した大腸菌を構築し、機能的膜タンパク質大量生産システムを構築することを目的としている。そのため、MPIaseの生合成酵素を同定して、その遺伝子の過剰生産を行ってMPIaseの発現量増加を試みた。MPIaseの構造を基に生合成経路を予測したところ、フォスファチジン酸(PA)にGlcNAc-1リン酸(GlcNAc-P)が取り込まれてGlcNAc-PP-DAG(compound I)が生成する反応であると考えられた。この反応を触媒する酵素を検索した結果、CDP-DAG生合成酵素CdsAが同定された。CdsAは、大腸菌におけるリン脂質生合成にかかわり、CTPとPAからすべてのリン脂質中間体CDP-DAGを合成する反応を触媒することが知られている。そのため、CdsAはリン脂質生合成とMPIase生合成の2つの反応に関与していることが考えられた。compound Iが生成する反応を注意深く調べた結果、まず、CTPとPAからCDP-DAGが生成し、直後にCdsA上でGlcNAc-PがCMPと置換することが明らかになった。CdsAを欠損するとMPIaseが激減しCdsAを過剰発現するとMPIaseが増加することが明らかとなったため、CdsAはMPIase生合成の律速段階を触媒することが明らかとなった。最大510倍のMPIaseの過剰発現が達成された。さらに、この株でSecYEGやSRP、YidCの過剰発現も同時に達成することができた。新たに判明したMPIaseの生合成基質の合成酵素の同定を進め、この因子も含めて当初の計画通り機能的膜タンパク質大量生産システムの構築を目指す。生化学
高齢期における住生活の拠点に関する研究

平成4年度に調査した農村部と5年度の都市部との比較考察の結果は、以下の通りである。(1)農村部・都市部いずれにおいても、住宅内において拠点の必要性を認め、拠点があるという拠点の存在が確認できた。(2)拠点数としては1室拠点と2室拠点が主で、農村では1室拠点が中心で、都市では2室拠点が増え、1室拠点と近似した比率である。拠点が形成される主たる室は、居間・食事室・寝室・趣味室・その他で趣味室は都市に限って認められる。居間は拠点性が高い場合が多く、次いで寝室である。農村で拠点性が高いのは居間で、都市では寝室の拠点性が高くなる傾向にある。(3)拠点のとられ方は、〔公〕室型と〔公+私〕室型が中心で、農村では前者が主なタイプで、都市では両タイプの比率が近似している。また同居では〔公+私〕室型の比率が高く、別居では〔公〕室型の割合が高くなる。(4)農村では高齢期になっても農業従事がなされ、住宅内の生活スタイルがアクティブになりにくく、居間を中心とした〔公〕室型が主となり、私的拠点は同居にみられるのみで、拠点性も低い。これに対し、都市ではアクティブな生活スタイルがとられ、公室拠点のほかに私室拠点が形成される比率が高く、別居についてもみられ、その拠点性も高い。(5)今後は農村においても、また都市では一層、公室拠点に対し私室拠点の確保が増え、拠点型としては〔公〕室型に対し〔公+私〕室型が増えることが予測される。その背景には、親子関係、とくに同居の場合にはそのことと密接な関連がある。以上から、今後の高齢期の住宅づくり、既存住宅の活用を考える際の一つの基礎的な手掛かりをうることができたと考える。本研究のための調査として、平成4年度は農村地域を対象に、大分県の代表的な畑作地域である三重町を選定し、農業経営が比較的小規模で兼業農家率の高い「深田地区」と比較的大規模で専業農家率が高い「入北地区」において調査した。まず、農村においても、高令者にとって住宅におけるくつろげる居場所としての拠点が、意識的にも物理的にも(生活時間のなかで高比率でくつろぐ行為が展開される場所)存在することが確認できた。農村では、かなりの高令期まで農作業に従事するため、住宅における拠点性は弱くなる。とくに趣味の展開などによる積極的な拠点が少ない。また、拠点は主として居間にとられ、別居の場合と同居の場合とでは、拠点の性格がやや異なり、後者では、高令者の拠点が子世帯の影響を受ける傾向がみられる。さらに、子世帯の影響は、同居の場合、兼業農家で経営規模が小さくなると、より大きくなる。これに対し、経営規模が大きい場合、兼業・専業を含め、高令者の役割が大きく、継承した農地の関係から、子世帯の影響は軽減される傾向にある。(詳細については現在考察中である。)また、平成5年度に本調査を予定している都市部についての予備調査を行った。本年度は、昨年度の農村部の調査に対し、都市部として大分市で高齢者率の高い校区を選定し、50戸を目標に調査し、それについて集計し考察した。考察は、農村部と都市部について別々に行い、さらに両者について比較考察した。農村部と、都市部に分けて考察した結果は、以下の通りである。〔農村部〕高齢者の住宅における拠点数は1室拠点が中心で、拠点は居間に形成されている比率が高く、かつその場合は他室に比べ拠点性が高い。(滞在時間が長く拠点的行為が多いほど拠点性が高い。)

さらに公室拠点(居間・食事室)と私室拠点(寝室・趣味室)とにわけると、前者の比率が高く、後者は少なく、とくに別居にはみられない。拠点型としては〔公〕室型が中心で、この場合には公的性格の行為と私的性格の行為との混在化が強くみられる。以上の結果は、住宅内の生活スタイルとして、在宅時間が短く、(生き甲斐につながる)積極的行為の展開が見られない高齢者が多いためで、その主要因は、農業従事者が多く、農作業の時間が長く、そこに生き甲斐を見出しているからと考えられる。〔都市部〕拠点数としては1室拠点と2室拠点が同程度みられ、拠点は居間の他に寝室に形成される比率が増え、趣味室についてもみられる。さらに拠点型としては〔公〕室型と〔公+私〕室型が中心で、前者では公的性格と私的性格の行為の混在がみられるが、後者では両方の拠点が公的性格と私的性格に整理されていく状況がうかがわれる。また〔公〕室型から〔公室+私室〕型へ移行し将来は増加する方向にあるといえる。以上の結果は、生活スタイルとして、在宅時間が長く、積極的行為を展開している高齢者が比較的多く、住宅内で生き甲斐につながる取り組みがなされることによるものと考えられる。
細胞分裂における脂肪酸合成系の役割、変異株が生成する新規リン脂質とタンパクの機能

本研究は、娘核に大小を生じ(large and small daughter)分厚い隔壁を形成したまま致死となる分裂酵母の温度感受性脂肪酸合成酵素突然変異株lsd1に生じる生化学的変化と、その表現型の発現や細胞分裂に及ぼす影響について明らかにすることを目的とした。1.脂質に関する解析:致死条件である制限温度でlsd1株を培養した場合、新規リン脂質2種(lsdPC、lsdPEと命名)が生成、蓄積することを見出し、これらの構造を質量分析を中心とする機器分析で明らかにした。その結果、これらは炭素数30という極長鎖脂肪酸を含有するホスファチジルコリンと、ホスファチジルエタノールアミンであった。一方、lsd1株の脂肪酸合成酵素遺伝子の塩基配列は、1個所のポイントミューテーションを有していたが酵素活性は保たれていた。そこで変異型の酵素が極長鎖脂肪酸を合成するという作業仮説に基づきさまざまな検討を行ったが、これを裏付ける確証は得られずこの点に関しては今後の検討課題である。2.タンパクに関する解析:lsd1株を制限温度で培養すると、分子量90kDaの新規タンパク(lsd p90)が新たに発現、蓄積することを見出した。本タンパクの強制発現と遺伝子破壊を行ったが、生存率、表現型の発現、極長鎖脂肪酸含有リン脂質の生成への影響は見られなかった。本タンパクのリコンビナントタンパクを抗原として作製した抗体で細胞内局在を検討したところ、細胞質にドット状に分布した。またlsd p90と同時に分子量43kDaの新規タンパクと58kDaのカタラーゼの発現も亢進していることがわかった。これら3種のタンパクの機能と発現誘導の機構についても今後の検討課題である。3.当初目的以外の成果:生理活性脂質であるリゾリン脂質を一度に解析できる分析系を確立した。1.リン脂質lsdPC、lsdPEの構造決定:分裂酵母の脂肪酸合成酵素変異株中に蓄積するリン脂質lsdPC、lsdPEを薄層クロマトグラフィーで単離した。標品とそのホスホリパーゼA2による分解物について、ESI-TOF-MSで分子量を測定し、GC-MSによりメチル化した脂肪酸を同定して、それぞれグリセロール1位に炭素数30の飽和直鎖脂肪酸、2位にオレイン酸を含有するホスファチジルコリンと、同じ疎水部を持つホスファチジルエタノールアミンであることを明らかにした。2.変異型脂肪酸合成酵素の強制発現と生成物の検索:脂肪酸合成酵素の変異点を遺伝子の塩基配列決定により明らかにした。PCRにより変異型脂肪酸合成酵素遺伝子DNA全長を調製し、分裂酵母強制発現用プラスミドに組込み、これを導入した酵母細胞株を樹立した。遺伝子の強制発現の確認と生成物の検索を遂行中である。3. lsd p90の機能解析:PCRにより調製したlsd p90遺伝子全長を大腸菌強制発現用プラスミドに組込み、組換えタンパクを多量に合成させ精製しウサギに免疫した。血清中の抗体をアフィニティ精製して酵母細胞の蛍光免疫染色を行ない、細胞質中に粒状に分布することを明らかにした。またlsdp90遺伝子の強制発現あるいは遺伝子破壊するためのプラスミドの構築を完了した。さらにプロテオーム解析により本株中に58kDaと43kDaのタンパクの発現が亢進していることを見出した。これらはカタラーゼと新規タンパクであった。4.当初計画以外の成果:(1)本株を制限温度でレスキューできる脂肪酸に厳密な特異性があり、パルミチン酸のみであることを見出した。(2)脂肪の単離法を改良することにより、生理活性脂質をして注目されているリゾリン脂質のすべてを同時に分析できる薄層クロマトグラフィー展開系を開発し論文発表した。
精神分析と自伝-ジークムント・フロイトとルー・アンドレアス=ザロメの比較研究

本研究は、フロイト(1856-1939)と、彼の友人で共同研究者でもあった作家ルー・アンドレアス=ザロメ(1861-1937)との比較を通じて、精神分析と、文学ジャンルである自伝/伝記との相補的かつ対抗的関係を、フロイトの記憶論とも関連づけながら明らかにし、精神分析が「生の語り方」を変容させる可能性について検討した。フロイトは、伝統的文学観に基づく自伝のあり方(際立った個性を持つ人物の発展的人生物語)に、懐疑的態度を示し、自らの自伝を書くことよりも、自伝に含まれる幼児期記憶の心理学的研究が重要であることを示唆した。これに対し、アンドレアス=ザロメは精神分析における理論的エッセイ、小説、自伝という多様なジャンルを用いて、自らの幼児期記憶に重層的な表現を与え、個人の記憶を普遍的な共有物へと変貌させている。(1)2009年度は「フロイトにおける反自伝・反伝記的要素」という問題領域を重点的に扱い、フロイトの著作から、人生史のモデル、幼児期記憶とアイデンティティの構想に関連したテクストの分析にあたった。さらに、19世紀後半から20世紀前半の自伝と記憶に関する言説(ディルタイ、G.ミッシュ、オットー・ヴァイニンガー、エビングハウス他)について調査し、規範的な人生史のモデルの措定を試みた。その結果、フロイトの人生史モデルは規範的な人生史に対立し、これを解体するベクトルを示していることが確認できたが、彼の自伝・伝記ジャンルに対する懐疑が、とりわけ歴史記述の前提を突き崩す論理構成に表明されていることが分かってきた。下記(4)の学会発表は、その成果の一部である。(2)自伝論、および、近年の精神分析と文学との関係を論じた研究書等を中心に文献収集を行い、最新の研究動向を把握した。(3)ドイツの精神分析関連研究施設において調査を行った。「ベルリン精神分析研究所(カール・アブラハム研究所)」では、アーカイブの利用だけでなく、精神分析運動史の研究者との交流・情報交換に努めた。(4)日本独文学会でのシンポジウム「Auto-/Biogarphie. Erzaehltes Selbst, erinnerte Bilder(自伝/伝記語られた自己、想起されたイメージ)」において、「Ein Gegenkonzept zur literarischen Autobiographie?Freuds Auseinandersetzung mit Kindheitserinnerungen(反自伝的コンセプト?フロイトの幼児期記憶論について)」という題で学会発表を行った(ドイツ語発表)。フロイトの反自伝的契機について、彼のレオナルド・ダ・ヴィンチ論とゲーテ論における幼児期記憶概念を手がかりに考察した。本発表をもとにした論文は2010年5月に刊行される予定である。2010年度は、主として以下のような成果を発表すると同時に、研究最終年度に向けて課題を整理した。(1)2010年5月に行われた日本独文学会でのシンポジウムをもとに、ドイツ語による叢書を刊行した。担当箇所において、フロイトにおける幼児期記憶と自伝の関係を考察した。(2)ワルシャワで開催されたドイツ語学文学国際学会において、フロイト、C.G.ユング、アンドレアス:ザロメの自伝的テクストを比較しながら、自伝とフィクションとの関係について発表した。三者の自伝書法には、それぞれの心理学理論・精神分析理論における心的世界と現実との関係が反映していた。記憶の虚構性を暴く立場から(フロイト)、記憶の実在性を優位とする立場(ユング、アンドレアス=ザロメ)までを明らかにしようと試みた。(3)アンドレアス=ザロメのいわゆる「フロイト日記」を検討することで、両者の人間的な関係にも光をあてた。「動物」をめぐる両者の対話が、ナルシシズム論に関する互いの議論に関係していることも興味深い発見である。今後、フロイトとアンドレアス=ザロメ両者の比較を進めてゆくに当たり、さしあたり両者の理論上の対立点を幼児期記憶論に見ることができたのであるが、さらに、女性、宗教(神の存在)、ナルシシズム、無意識という諸概念を巡って、両者が相互にどのように影響しあい、「生」を記述する方法にそれら理論的議論がどう関わってきたかを、より深く検討する必要がある。(1)2010年の国際学会での発表をもとに執筆した論文「Primat der Erinnerungen-Marginalisierung des Autors」では、セルジュ・ドゥブロフスキーが1970年代に提唱した「オート・フィクション(Autofiction:autobiographyとfictionからなる造語)」という概念の検証を出発点として、「想起する主体」と「思い出」との関係を、精神分析第一世代の自伝的書き物を事例として歴史的に考察した。

ドゥブロフスキーによれば、フロイトのいう「隠蔽記憶(遮蔽想起)」が示すように、主体は自分の真の思い出(人生)を描くことができず、したがってその自伝は虚構との境目を失うのであるが、フロイトは自らの伝統的自伝概念にそのような観点を持ち込むことはせず、.文学的自伝ジャンルと無意識の研究とを区別していた。他方、ユング、アンドレアス=ザロメの自伝においては、それぞれ異なる程度ではあるが、想起をきっかけに個人的生よりも全体的生への通路が開かれることに重点が置かれ、著者の生を越えた想起そのものの実在性が強調されることになる。(2)1912年以降、フロイトとアンドレアス=ザロメに間に交わされた精神分析に関する議論のうち、ナルシシズムは重要な論点の一つだった。フロイトはナルシシズムを倒錯においてのみならず、人間の正常な発達段階(リビドー段階)に位置づけた。アンドレアス=ザロメは、フロイトがあまり掘り下げなかった幼児期ナルシシズムの問題を、論文「二重方向としてのナルシシズム」(1921年)や、小説『神なき時間』(1922年)に結実させている。1930年代に執筆された自伝『人生回顧』を含めると、幼児期の「鏡像体験」の記憶が、理論的エッセイ、小説(フィクション)、自伝という異なる書き物のジャンルを横断して扱われていることが分かる。アンドレアス=ザロメが自分のナルシシズム論を、特に想起と文学との密接な関係において展開していることに着目し、「水鏡に映るナルシスールー・アンドレアス=ザロメの『二重方向としてのナルシシズム』における自伝と記憶」を執筆している(2012年内に発表予定)。
チタンアレルギーの解明と予防法の検討

チタンは耐食性にすぐれ、生体親和性が高く、アレルギーを起こすことが少ない金属材料であるものの、近年になってチタンによるアレルギーが疑われる症例が報告されてきている。そこで本研究は、チタンに対するアレルギーについて疫学調査を行った。その結果、チタンアレルギーは頻度は低いが認められた。次に、チタンアレルギーモデルマウスの作製を行い、組織学的検討を行うとともに、遺伝子発現を検討した。チタンは生体親和性が高くアレルギーを起こしにくい金属とされているが,日常品等へのチタン使用量の増加に伴い,チタンに接触する機会は増加している.接触頻度の増加により,感作を生じる割合も増加している可能性があるのか検討するために,チタンに対するアレルギー陽性率を疫学的に調査した.平成25年4月1日より平成26年3月31日の間に金属アレルギーの疑いで徳島大学病院歯科用金属アレルギー外来を受診した患者に対して,鳥居薬品社製パッチテスト試薬金属シリーズと,自家製剤のチタン試薬(TiO2,TiCl4)によるパッチテストを行った.その結果,平成26年度のチタン陽性率はTiO2試薬においてはは0%,TiCl4試薬においては8%で過去に我々が報告した陽性率より高かった.次に,金属試料によるアレルギー感作条件を検討をするために,マウスによる動物実験を行った.実施に先立ち,研究計画書を作製し動物実験委員会の承認(徳動物13107)を得た.アレルギーモデルマウスを作成するための予備実験として,既に感作条件が報告されているMEST法(Mouse Ear Swelling Test)を利用して,ニッケルを用いて感作の成立を検討した.本研究においては惹起場所として耳介ではなく足底を用いたが,足底の厚さの評価は十分可能であり,感作に用いたニッケルの濃度と足底の肥厚厚さに関連が認められた.チタンは生体親和性が高くアレルギーを起こしにくい金属とされているが,日常品等へのチタン使用量の増加に伴い,チタンに接触する機会は増加している.その影響かチタンによるアレルギーが疑われる症例の報告が,整形外科分野や心臓血管外科分野からされるようになってきている.接触頻度の増加により,感作を生じる割合も増加している可能性があるのか検討するために,本年度もチタンに対するアレルギー陽性率を疫学的に調査した.平成26年4月1日より平成27年3月31日の間に金属アレルギーの疑いで徳島大学病院歯科用金属アレルギー外来を受診した患者に対して鳥居薬品社製パッチテスト試薬金属シリーズと自家製剤(チタン試薬(TiO2,TiCl4)を含む)によるパッチテストを行った.その結果,平成26年度のチタンに対する陽性率はTiO2試薬においては0%,TiCl4試薬においては2.4%であった.この割合は去年度の陽性率よりも低かった.また,結果の一部をClinical Investigation of Titanium Allergy Prevalenceの演題名でIndonesia Japan Prosthodontic Society Joint Meeting 2014で発表した.また,歯科インプラントはブリッジや床義歯に変わる欠損補綴として普及しつつあるが,歯科インプラントに用いる人工歯根の多くはチタンを主材料としており,インプラント埋入術後にアレルギー症状を訴えた症例を複数経験している.そこで,チタン製歯科インプラントが関与したアレルギー性接触皮膚炎の1例という演題名で日本皮膚アレルギー・接触皮膚炎学会で報告し,生体材料としてのチタンの安全性に対して考察した.次に,マウスによる動物実験においては,昨年度はニッケルに対するアレルギーモデルマウスの作成を検討したが,今年度はチタン試薬を利用して,感作の成立を検討した.チタンは生体親和性が高くアレルギーを起こしにくい金属とされているが,日常品等へのチタン使用量の増加に伴い,チタンに接触する機会は増加している.その影響かチタンによるアレルギーが疑われる症例の報告が,整形外科分野や心臓血管外科分野からされるようになってきており,本研究者もインプラント埋入術後にアレルギー症状を訴えた症例を複数経験している.その中で,整形外科手術とチタン製歯科インプラントが関与したと考えられる接触皮膚炎のCase ReportをJpurnal of Prothodontic Researchで報告した.また,金属アレルギーに関する疫学調査も行った.平成27年4月1日より平成28年3月31日の間に金属アレルギーの疑いで徳島大学病院歯科用金属アレルギー外来を受診した243名(男性50名,女性193名,年齢582歳,平均54.8歳)の患者に対して,鳥居薬品社製パッチテスト試薬金属シリーズと自家製剤(チタン系試薬(TiO2,TiCl4等)を含む)によるパッチテストを行った.その結果,何らかの金属試薬に陽性を示した患者の割合は82.3%であった,高い陽性率を示した金属元素はHg;42.8%,Cr;36.2%,Ni;33.7%,Pd;33.3%などであり,Ti系試薬に対する陽性率は低かった.マウスによる動物実験においては,チタンに対するアレルギーモデルマウスの作成を検討し,組織学的に検討した.酸化チタンやシュウ酸チタンカリウムで感作した群のアレルギー反応は,我々が作製したニッケルアレルギーモデルマウスの反応より弱かった.しかし,酸化チタンやシュウ酸チタンカリウムで感作した群においても,ワセリンで感作し生理食塩水で惹起した対照群と比較して,免疫組織化学的にリンパ系細胞が認められ,本研究で作成したモデルマウスはチタンに対するアレルギーを発症していることが確認出来た.チタンは耐食性にすぐれ、生体親和性が高く、アレルギーを起こすことが少ない金属材料であるものの、近年になってチタンによるアレルギーが疑われる症例が報告されてきている。

その結果、チタンアレルギーは頻度は低いが認められた。次に、チタンアレルギーモデルマウスの作製を行い、組織学的検討を行うとともに、遺伝子発現を検討した。疫学研究はほぼ予定通りに遂行されている.動物実験についても,若干の遅れはあるものの,今年度に達成できると考えている.歯科補綴学疫学調査については,さらに勧めるとともに,データをまとめ投稿予定である.動物実験についても追加実験を行うとともに,結果報告を学会等で行う予定である疫学調査はほぼ予定通りに遂行達成されている.動物実験については,マウスにおける感作の成立の確認方法について時間がかかっている.そのため,感作条件の追加は,来年度に行う予定である.動物実験の試薬購入が遅れたため,次年度になった.発注したパーソナルコンピュータが,在庫切れで納入が遅れ,27年度決算となった.また,英文投稿のアクセプトがされていないため,論文投稿にかかる費用が,支払われていないため.疫学調査についてはさらなる被験者数の増加をはかる.この手法については従来通りである.動物実験については,マウスへのチタン金属試料によるアレルギー発症条件の追加検討を行う.パーソナルコンピュータは既に納入済みで,決算済みである.試薬も,27年度4月には納入予定で,今後も使用予定である.論文投稿も進める予定である.動物実験のプライマーの購入費,および統計ソフトSPSS Health CarePackの購入を見送ったために次年度使用額が生じた.今後の動物実験によりプライマー,および統計ソフトを26年度に購入予定である.
ハロゲン酸化物の電解還元処理に関する研究

水道水の消毒副生成物である臭素酸イオン等のハロゲン酸化物イオンの新たな制御法として電解還元法を開発・検討した。電極材料の選定試験を行った結果,銅が臭素酸還元用電極材料として優れていると評価された。銅メッシュ電極を用いて水道水の臭素酸処理実験を実施したところ,処理に要する直流電力量は0.64kWh/m3と評価された。また,従来法では処理に数時間を要したのに対し,開発した方法では数分程度の処理時間で水道水質基準値まで処理でき,本法の有効性が示された。本年度は臭素酸イオンおよび塩素酸イオンに着目し,その分析手法を検討するとともに,種々の電極材料についてサイクリックボルタンメトリーによる電気化学特性評価を行った。また,陽極室と陰極室を分離した実験用電解反応器を製作し,臭素酸イオンを対象に電解処理実験を行ってその電解還元特性を評価した。臭素酸イオン・塩素酸イオンの分析手法について,いずれもイオンクロマトグラフィーにより分析が可能であったが,μg/Lオーダーの濃度分析を行う際にはKBr, NaNO_2およびH_2SO_4を反応液としたポストカラムの使用が必要であった。電極材料については真鍮,ニッケル,チタン,銅,ステンレス(SUS304),鉛,活性炭繊維について電気化学特性評価を実施した。これらの中で触媒活性として銅が最も優れていると判断され,活性炭繊維は電極の安定性の面で優れていると評価された。実験用電解反応器は,回分式および流通式反応器を製作した。回分式反応器は一部不具合があったため,本年度は流通式反応器を用いて臭素酸イオンを対象とした処理実験を実施した。流通式反応器に用いた電極は活性炭繊維フェルト電極である。実験の結果,電解処理に伴い,臭素酸イオンの分解と対応する臭化物イオンの生成が認められ,臭素酸イオンが臭化物イオンまで電解還元されることが確認できた。電解還元反応は中性付近のpH域でも進行したが,低いpHほど促進される効果が得られ,pH2.2における電流効率は8.7%であった。また,臭素酸イオンの電解還元反応には陰極表面に生成した水素原子が関与している可能性が示唆された。昨年度は,活性炭繊維フェルト電極を用いた臭素酸の処理実験を実施し,臭素酸の臭化物イオンへの電解還元無害化を達成した。しかし,観測された電流効率は8.7%であり,電流効率改善が課題として残った。本年度は,昨年度の結果を踏まえ,サイクリックボルタンメトリーによる電極材料評価を行い,触媒活性が優れていると判断された電極材料について,臭素酸イオンを対象に電解処理実験を行って,その電解還元特性を評価した。検討した電極材料は,ステンレス(SUS304),真鍮,ニッケル,チタン,銅,鉛,ホウ素添加ダイヤモンド,鉄,白金,グラファイトカーボンである。サイクリックボルタンメトリーの結果,真鍮については-0.21V vs.Ag/AgCl,銅については-0.13V vs.Ag/AgCl付近で臭素酸の還元ピークが認められた。また,チタンについても水の電解還元電圧以上で弱い還元ピークが認められ,ホウ素添加ダイヤモンド電極では-0.4V vs.Ag/AgCl以上で複雑な還元ピークが認められた。そこで,これら4つの電極材料について,臭素酸の電解還元処理実験を実施した。臭素酸の電解還元処理の結果,全ての電極において臭素酸の電解還元とそれに伴う臭化物イオンの生成が認められた。電流効率は,真鍮で11.4%,銅で12.2%,チタンで11.0%,ホウ素添加ダイヤモンド電極で6.0%であった。真鍮,銅,チタン電極は昨年度用いた活性炭繊維フェルト電極よりも高い電流効率を達成しており,電極材料として有望であると判断された。本年度の処理実験には,三次元電極ではなく,通常の板状電極を用いており,電極と臭素酸イオンの接触効率が低い条件での結果であることも考慮すれば,三次元電極として装置化することにより更なる電流効率向上が期待できると考えられた。昨年度までに,種々の電極材料についてその電気化学特性を評価し,臭素酸イオンの電解還元に適した電極材料を選定した。そこで,平成22年度は,塩素酸イオンの電解還元に適した電極材料の選定を行うとともに,臭素酸イオンを処理対象とした連続式電解還元処理装置を試作し,臭素酸イオンの電解還元に有効と判断された銅電極を用いて臭素酸イオン電解還元処理機能に及ぼす環境因子や制御因子の影響を評価した。塩素酸イオンを電解還元可能な電極材料として,真鍮,ニッケル,チタン,銅,ステンレス(SUS304),鉛,鉄電極をサイクリックボルタンメトリーで検討した結果,臭素酸イオンと同じく銅電極が最も適していると判断された。そこで,銅電極を用いた連続式電解還元処理装置を試作した。

装置はカソードに銅メッシュを積層した三次元電極(面積0.142m^2)を,アノードにステンレスメッシュを積層した三次元電極を具え,両極間に陽イオン交換膜(Nafion NE-1110)を挟んだ二室型フローセルである。これに臭素酸イオン10mg/Lを含む人工溶液を流入させ,臭素酸イオンの処理を行った。その結果,pH調整を行うことなく,臭素酸イオンの処理が可能であり,電解電流が低い条件(0.03A以下)において電流効率7%程度を達成できた。一方,溶液の流速は電流効率にはあまり影響しなかった。これらの結果を踏まえ,100μg/Lとなるように臭素酸イオンを添加した水道水を対象に,処理実験を実施した。その結果,臭素酸イオンの還元除去は臭素酸イオン濃度の擬一次反応で表され,461秒の電解室滞留時間で水道水質基準である10μg/Lを達成できると評価された。従来の活性炭処理法では数時間の処理時間が必要とされており,本手法により,活性炭処理法よりも遥かに短時間で水道水中の臭素酸除去が可能であることが示された。
咀嚼と脳発達における歯と歯根膜の役割―無歯顎モデルマウスを用いた統合的研究―

歯および歯根膜の存在が咀嚼機能・脳機能の発達にどのような役割を果たすかを解明するため、先天的に歯が欠損、すなわち歯根膜機械受容器からの感覚入力のない無歯顎モデル(op/opマウス)の咀嚼機能の解析を行い、機能の発達の程度について、健常マウスと比較した。その結果、矢状面における咀嚼サイクルは、健常マウスでは閉口相、前方移動相、開口相の3相に分けられたが、op/opマウスでは、明らかな前方移動相が認められず、閉口相と開口相の2相に分けられ、咀嚼パターンの獲得に有意な差がみられた。食品の硬度が低下するに従って、前方移動相の周期時間が短縮するという傾向がみられ、柔らかい食品の咀嚼に適したパターンが習得されたものと考えられる。周期時間について、健常マウスと比較してop/opマウスの全周期時間と開口相時間は有意に長かった。筋活動に関して、活動量は咬筋、顎二腹筋ともに両群に有意差がみられなかった。活動時間は、咬筋では両群に有意差がみられなかったものの、顎二腹筋の活動時間はop/opマウスの方が健常マウスよりも有意に長かった。以上のことから、op/opマウスは、開口相において、舌を積極的に使用して、食物を口蓋に押しつけ、すりつぶすような咀嚼様式を獲得したことが示唆された。歯が存在しないことが咀嚼運動に及ぼす影響には、歯根膜機械受容器からの入力が閉口筋活動の末梢性調節あるいはフィードバックに働かないことの他に、歯がないための咬合ガイドの欠損による咀嚼運動経路の安定性の低下が考えられるものの、歯および歯根膜機械受容器の存在が顎口腔機能の健全な発達に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、先天的に歯根膜機械受容器が欠損していたとしても、筋紡錘や、顎顔面領域の他の感覚受容器が歯根膜機械受容器の役割をある程度補うことも考えられた。歯および歯根膜の存在が咀嚼機能・脳機能の発達にどのような役割を果たすかを解明するため、歯根膜機械受容器からの感覚を完全に遮断した無歯顎モデル(op/opマウス)の咀嚼機能の解析を行い、機能の発達の程度について、健常マウスと比較した。その結果、無歯顎モデル(op/opマウス)において、健常マウスと比較して、咀嚼する食物の性状を識別する能力が劣っており、咀嚼のセントラル・パターン・ジェネレータ(CPG)あるいは、末梢からのフィードバック機構の発達が阻害される可能性が示唆された。また、健常マウスでは、咬筋が閉口運動時と前方滑走運動時にも活動していたのに対し、op/opマウスでは閉口時に咬筋が、開口時に顎二腹筋が活動するという、単純な活動様式を示した。食品の性状に応じた噛み分けと咀嚼経路・リズムの安定性の評価した結果、無歯顎モデル(op/opマウス)では、健常マウスと比べて、咀囑経路・リズムともにきわめて不安定であることがわかった。これは、op/opマウスは健常マウスのような複雑な筋制御ができないことを意味しており、咀嚼機能の正常な発達が阻害されていることが考えられた。以上より、歯および歯根膜機械受容器の存在が顎口腔機能の健全な発達に重要な役割を果たしていることが示唆された。歯根膜機械受容器からの感覚を完全に遮断した無歯顎モデル(op/opマウス)を実験動物に用いることにより、歯および歯根膜の存在が咀嚼機能・脳機能の発達にどのような役割を果たすかを解明するため、破骨細胞の分化が阻害されることにより歯の萌出しないマウスの咀嚼機能の解析を行い、機能の発達の程度について、健常マウスと比較した。その結果、無歯顎モデル(op/opマウス)において、健常マウスと比較して、歯が存在しないために、顎運動軌跡をパターン化する機能に障害が生じることが明らかになった。また、歯根膜が存在しないため、機械受容器の働きによりにより形成される、円滑な咀嚼運動が妨げられていた。また、健常マウスの顎運動軌跡が3相に分かれているのに対して、op/opマウスでは閉口相と開口相の2相しか観察されず、臼歯による臼磨活動を欠くことが明らかになった。これは、op/opマウスは、軟らかい食物を摂食するように咀嚼機能が適応してきたことを示しており、健常マウスのように、食塊の形成に従って変化する食物の性状に合わせて、咀嚼運動を制御できないことが明確になった。咀嚼機能の正常な発達には、歯根膜機械受容器の発達、成熟が重要な役割を果たしていることが示唆された。

その結果、矢状面における咀嚼サイクルは、健常マウスでは閉口相、前方移動相、開口相の3相に分けられたが、op/opマウスでは、明らかな前方移動相が認められず、閉口相と開口相の2相に分けられ、咀嚼パターンの獲得に有意な差がみられた。食品の硬度が低下するに従って、前方移動相の周期時間が短縮するという傾向がみられ、柔らかい食品の咀嚼に適したパターンが習得されたものと考えられる。周期時間について、健常マウスと比較してop/opマウスの全周期時間と開口相時間は有意に長かった。筋活動に関して、活動量は咬筋、顎二腹筋ともに両群に有意差がみられなかった。活動時間は、咬筋では両群に有意差がみられなかったものの、顎二腹筋の活動時間はop/opマウスの方が健常マウスよりも有意に長かった。以上のことから、op/opマウスは、開口相において、舌を積極的に使用して、食物を口蓋に押しつけ、すりつぶすような咀嚼様式を獲得したことが示唆された。歯が存在しないことが咀嚼運動に及ぼす影響には、歯根膜機械受容器からの入力が閉口筋活動の末梢性調節あるいはフィードバックに働かないことの他に、歯がないための咬合ガイドの欠損による咀嚼運動経路の安定性の低下が考えられるものの、歯および歯根膜機械受容器の存在が顎口腔機能の健全な発達に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、先天的に歯根膜機械受容器が欠損していたとしても、筋紡錘や、顎顔面領域の他の感覚受容器が歯根膜機械受容器の役割をある程度補うことも考えられた。
感冒後嗅覚障害の病態生理解明および予防治療法開発のための分子生物学的研究

ウイルス性嗅覚障害の病態生理については不明な点が多く詳細は不明である。本研究では宿主免疫応答に伴う2次的な自己組織の傷害に焦点を当て解析した。ウイルス擬似成分であるPoly(I:C)をマウスに経鼻投与すると嗅上皮に好中球、マクロファージなどの炎症細胞浸潤が生じ、嗅上皮の変性を認めた。嗅上皮傷害は好中球浸潤の強い部位で著明であり、好中球減少モデルマウスで傷害が抑制されたこと、好中球エラスターゼ阻害薬の投与により傷害が抑制されたことから好中球が嗅上皮傷害に強く関与していることが示唆された。好中球による自己組織の傷害を抑制することでウイルス性嗅覚障害が予防される可能性が示唆された。昨年度ウイルスに対する宿主免疫応答に伴う嗅上皮傷害について解析するため、ウイルス感染における免疫モデルとして用いられるPoly(I:C)をマウスに経鼻投与し、炎症細胞浸潤および嗅上皮傷害について免疫組織学的に解析を行った結果、好中球が嗅上皮傷害に強く関与することが示された。そこで本年度は好中球浸潤に伴う嗅上皮傷害に対する予防的治療法を見出すため、好中球遊走因子発現を抑制する作用を有するマクロライド系抗菌薬(アジスロマイシン)をマウスに腹腔内投与し、Poly(I:C)経鼻投与による好中球浸潤および嗅上皮傷害が抑制されるかどうかの検討を行った。まずELISA法によりマウス好中球遊走因子(MIP-2)の発現を解析したところ発現は有意に減少していた。また好中球浸潤数および嗅上皮傷害は有意に抑制された。次にPoly(I:C)経鼻投与による嗅粘膜免疫応答および嗅上皮傷害が加齢に伴い変化するかどうかの検討を行った。若齢マウスと加齢マウスで好中球浸潤数および嗅上皮傷害に有意差は認めなかった。疫学的にウイルス性嗅覚障害は高齢女性に多いということが知られており、性ホルモン(エストロゲン)状態が免疫応答および嗅上皮傷害に影響するかどうかを検討するため卵巣摘出マウス(OVX)を作成した。Sham手術群とOVX群とで好中球浸潤数、嗅上皮傷害に有意差は認めなかった。次に嗅上皮傷害後の組織再生におけるマクロファージの役割を検討するため、マクロファージ枯渇モデルマウスを作製し、現在解析中である。ウイルス性嗅覚障害の病態生理に関する報告はほとんどなく、その詳細は不明である。本研究ではウイルスに対する宿主免疫応答に伴う2次的な自己組織の傷害に焦点を当て解析を行った。ウイルス感染の免疫モデルとして使用されるPoly(I:C)を3日間マウスに点鼻投与した。初回点鼻後3日目の時点で嗅上皮に好中球、マクロファージ、リンパ球などの炎症細胞浸潤を認め、成熟嗅神経細胞は上皮から脱落、変性し、9日目には成熟嗅神経細胞数は著明に減少していた。そして約1ヶ月で嗅上皮の再生が認められた。Poly(I:C)点鼻投与による嗅上皮傷害は均一ではなく、特に好中球浸潤の強い部位で傷害が著明であったことから宿主免疫応答の中で好中球が主要な組織傷害因子であることが推察された。好中球と嗅上皮傷害の関連性を確かめるため、1エラスターゼの経鼻投与により嗅上皮が傷害されること、2好中球減少モデルマウスにおいて嗅上皮傷害が抑制されること、3好中球エラスターゼ阻害薬により嗅上皮傷害が抑制されることを示した。これらの結果からウイルス感染時の宿主の過剰な免疫応答を抑制することで嗅上皮傷害が予防される可能性が示された。ウイルスに対する宿主免疫応答に伴う嗅上皮傷害について解析するため、ウイルス感染における免疫モデルとして用いられるPoly(I:C)を3日間マウスに経鼻投与した。初回点鼻後3日目の時点で組織傷害の強い部位では成熟嗅神経細胞が上皮から脱落、変性し、9日目には成熟嗅神経細胞は著明に減少していた。次にToll-like receptor signal pathwayの転写因子であるNFκBの活性化を免疫組織染色によって確認した。また最終産物の1つである好中球遊走因子MIP-2の発現亢進をELISA法で確認した。各種炎症細胞マーカーに対する免疫組織染色によりPoly(I:C)投与後嗅粘膜に好中球、マクロファージ、Tリンパ球などの炎症細胞が浸潤することがわかり、特に好中球浸潤の強い部位で嗅上皮傷害が著明であったことから好中球が主要な組織傷害因子であることが推察された。そこで好中球と嗅上皮傷害の関連性を調べるため好中球エラスターゼ阻害薬をPoly(I:C)とともに投与したところ嗅

上皮傷害が抑制された。また好中球減少モデルマウスを作成し、これにPoly(I:C)を投与した場合も嗅上皮傷害が抑制された。以上の結果よりウイルス感染時の嗅上皮傷害に好中球が関与していることが示された。次にPoly(I:C)経鼻投与によりマウスの嗅覚が実際に障害されているかどうかを確かめるため、成熟嗅神経細胞の最も少ない時期(初回点鼻後9日目)に嗅覚行動実験(olfactory habituation-dishabituation test)を施行したところ、嗅覚障害が生じていることが確認された。本年度予定していた電子顕微鏡を用いたPoly(I:C)経鼻投与による嗅上皮の微細形態の変化および嗅上皮傷害後の神経上皮再生にかかわるシグナル応答の解析が未施行である。先に嗅上皮再生におけるマクロファージの役割についての検討を開始したため施行できなかった。本年度予定していた電子顕微鏡を用いたPoly(I:C)投与による嗅上皮の微細形態の変化の解析および嗅球の構造変化に関する検討が未施行である。来年度予定していたPoly(I:C)点鼻による嗅上皮傷害に対する薬物療法の検討を先に開始したため今年度内に施行できなかった。1嗅上皮再生におけるマクロファージの役割の検討2Poly(I:C)経鼻投与による嗅上皮の微細形態の変化3嗅上皮傷害後の神経上皮再生にかかわるシグナル応答の解析(1)本年度施行できなかった上記解析(2)嗅上皮傷害後の神経上皮再生にかかわるシグナル応答の解析を行う。(3)Poly(I:C)経鼻投与による嗅上皮傷害を抑制する薬物療法(ステロイド、ケミカルメディエーター阻害薬、アポトーシスシグナル阻害薬など)について検討を行う。(4)加齢変化、ホルモン状態の変化が嗅粘膜免疫応答と神経上皮傷害に与える影響の解析を行う。上記研究のため実験動物、飼料、各種抗体、試薬類を購入予定である。また研究成果の学会発表および論文作成を予定している。上記研究のための実験動物および飼料の購入、各種抗体、試薬類の購入する予定である。またこれまでの成果を国際学会等で発表予定である。
細胞の付着及び増殖を制御する材料の設計と合成

医用材料として実用的に重要であるポリウレタン(PU)の化学構造と細胞の反応の関係についてはまとまったデ-タはほとんどないといってよい。そこで今年度は、PUの原料であるジイソシアナ-ト、ソフトセグメントを種々変えたPU15種類を合成し、それらのフィルムを作製し、昨年度までと同様にして、その上で上皮性の株化細胞Ca.9.22を培養し、細胞の付着性、増殖性を調べた。ジイソシアナ-トとして、ジフェニルメタンジイソシアナ-ト(MDI)、フェニレンジイソシアナ-ト、トリレンジイソシアナ-トを用いたが、この3種から得られるPUに対する細胞の反応はほぼ似たようなものであった。このような芳香族ジイソシアナ-ト及びポリテトラメチレングリコ-ル(PTMG)を用いる範囲内では、細胞からみて性質が大きく異なるものを合成するのは困難であると思われる。ソフトセグメントには、通常用いられているPTMGのほかに、耐劣化性の点で期待できるポリジメチルシロキサン(PDMS)、1,4-ブタンジオ-ルとチオジェタフ-ルから合成した硫黄を含むポリチオエ-テルも試みた。PDMSを含むPUでは、疎水性のPDMSを導入することにより、それを含まないものに比べて細胞の付着率が半分以下に低下し、細胞を付着しにくくするのに大きな効果が認められた。一方、チオエ-テル結合を導入することにより、細施培養用シ-トとして市販されている対照用試料よりも付着率が大きくなり、細胞を非常によく付着させるような大きな効果が認められた。このチオエ-テル結合をソフトセグメントに含むPUにかかる付着率の大きさは、PUとしては異常ともいえるほどの値であり、また通常の高分子としても例外的に付着率が大きいということができ、細胞が非常に付着しやすい貴重な新しい合成高分子を見い出すことができた。
結晶質岩石の粒界水:粒界拡散と粒成長への役割

地球の地殻・最上部マントルを構成する岩石の結晶粒界には、水(粒界水)が含まれていることが多い。このような水が、岩石の物性や物質輸送特性に与える影響を、高温高圧実験によって定量的に明らかにした。かんらん石と単斜輝石からなる岩石の粒成長速度は、粒界水の存在によって高速化するため、水を多く含む、沈み込み帯の楔型マントルでは、無水に近いマントルに比べて粒度が粗く、実効的な粘性が高い可能性があることがわかった。まず、ダナイト+H2O+Ni系での粒界拡散・粒成長(粒界移動)実験を行った。その結果、水の粒界拡散に伴い、粒界移動が促進されることが確認された。さらに超臨界水中にとけ込んだNiは、水とともにダナイト粒界に運搬され、Grain Boundary Sweeping過程(Nakamura et al., 2005)によりかんらん石結晶中に取り込まれる。そのNiの濃度プロファイルをEPMAにより測定し、Mishin & Razumovskii (1992)の2次元移動境界拡散モデルにあてはめることで、wetなダナイトの粒界拡散速度が、無水の系の値(Farver et al., 1994)に比べて1000倍程度速いことが明らかとなった(Nakamura & Ohuchi,2006年AGU Fall Meeting)。またForsterite-Diopside系多結晶体の超臨界流体相(水)存在下での粒成長実験を行い、反射電子像から平均粒祭の時間発展を求め、粒成長則(d^n-d_o^n=kt:d,d_0,k,tはそれぞれ平均粒径・初期平均粒径・速度係数・時間)を決定した。さらに、実験産物(ダナイト・クライノパイロキシナイト・ウェーライト)の含水量を、顕微赤外分光法で測定し、粒界密度(粒径)に対する含水量を求めることで、単位粒界密度あたりの含水量を推定することに成功した(Ohuchi & Nakamura, 2007, Fig.3)。また、一の目潟などのマントル捕獲雁試料の岩石薄片を作成し、結晶粒界の観察に適した試料の選定を行った。岩石の鉱物粒径は高温高圧下における岩石流動を支配する重要なパラメターの一つである.粒成長は動的再結晶とともに地球内部における鉱物粒径を支配するプロセスの一つであり,岩石流動を理解する上で重要である.粒界移動に対してトレーサーとなりうる元素の分布を回収試料において観察することで,実騒期間内における粒界移動の様子を推定することが可能である.本研究では,高圧下におけるダナイト(かんらん石一相)の通常粒成長における粒界移動を,トレーサー元素の拡散を利用して観察する実験を行った.本研究においては,含水条件下において試料外部から内部ヘトレーサー元素(Ni)を拡散させることで,トレーサー元素が粒界に選択的に分布するようにした.実験は,ピストンシリンダー型高圧発生装置を用いて1200degC, 1.2GPa一定条件下で100-763時間の間行った.出発物質はMg-Si系のゲルを用いた.予め乾燥させておいた出発物質をPtで内張りしたNiカプセル(トレーサー元素の拡散源)に封入した上,1.0-1.5wt.%の蒸留水を加えて実験を行った.それぞれの粒界における,粒界を軸としたNi濃度分布から,全粒界の平均的な移動速度は2.3*10-6(um/s)と得られた(実験期間が763時間での場合).この値は,Ohuchi and Nakamura (2007)によって報告されている粒成長係数n (7.2)および速度定数k (108.48 um 7.2/h)から得られる平均粒界移動速度2.0*10-6(um/s)と良く一致している.このことは,実験期間内において粒界に掃かれた部分は回収試料中でNi(トレーサー元素)濃度の高い部分として識別されることを示している.粒界移動が進行する多結晶体では,粒界によって掃かれた領域において,鉱物-流体間の同位体平衡化が,結晶内拡散のみによる場合に比べて素早く進行することが実験的に確かめられている(Nakamura, et.al., 2005 ; McCaig, et.al., 2006).このGB sweeping過程は,メタソマティズムや部分溶融体などにおける岩石-流体間の化学輸送の速度過程を支配している可能性がある.そこでダナイト-Niの系を例として最上部マントル条件(1200°C, 1.2 GPa)で,ピストンシリンダー型装置を用いた実験を行い,適合元素の化学交換における上記過程の効果を検証した.予め乾燥させておいた出発物質を(Ni-)Pt-NiOの二または三層構造のカプセルに封入した上、1-3 wt. %の蒸留水を加えて2-763時間の実験を行った。

実験開始後,フォルステライト多結晶体の粒成長とともに, Niの粒界拡散と結晶内拡散が進行する. EBSDによる結晶方位の解析では,実験産物の結晶方位はランダムな分布を示し,低角粒界では,粒界異動速度と,粒界拡散速度が遅いことが確かめられた.2次元拡散モデル(Mishin & Razumovskii, 1992)を用いた実験結果の定量的な解析によれば,粒界に掃かれた部分の体積は最大約50%であり,このとき試料の平均NiO濃度は,粒界移動が起こらない場合の計算値の約4倍に達する.この結果は、岩石中での適合元素濃度変化が、粒界移動によって大幅に促進されることを示し,動的再結晶などによって細粒化した岩石ほどメタソマティズムや流体との化学平衡化が迅速に進行することを示す.
エンド型グリコシダーゼを用いた糖鎖の再構築とその再構築糖鎖のタンパク質への導入

研究の目的:遺伝子工学的に産生される糖鎖欠落のコンビナントタンパク質の欠点を補うために、プロテオグリカンをモデルとして、グリコサミノグリカンから生理活性を有する糖鎖を、グリコシダーゼ糖転移活性を用いて合成し、これをリコンビナントタンパク質に導入するという技術の開発を目標としている。研究の経過:1.糖鎖再構築の反応条件の確立:エンド型グリコシダーゼとしての精巣性ヒアルロニダーゼ加水分解の逆反応としての糖鎖転移(再構築)活性が検討された。その結果、一つの好条件が見い出された(Tris-HCl緩衝液、pH7.0Naclを含まない)。2.糖鎖再構築のためのドナーの検討:糖鎖再構築の際のドナーの条件が検討され、ヒアルロン酸、コンドロイチン、コンドロイチン4-硫酸、及び6-硫酸の順に転移されやすいことが知られた。3.糖鎖のアグセプターの検討:先のドナーと同じ順に良いアクセプターであった。4.糖鎖の任意の組み換え:上記の4種類の糖鎖の二糖単位を非還元末端位に有する糖鎖をドナーまたはアクセプターとした場合、これらの任意の組み合せによる糖鎖の再構築が可能になった。5.再構築糖鎖のペプチドへの導入:糖鎖のペプチドへの導入に有効なエンド-β-キシロシダーゼが以前当研究組織により発見されている。この導入のためのキャリヤ-検索が進められている。今後の課題:ヒアルロニダーゼの糖転移活性を用いる生理活性ドメイン構造の酵素的合成法の確立と、ペプチドへの位置選択的な導入が次なる課題である。