hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電弱対称性の破れのダイナミクスと、その宇宙論への応用

衛星による宇宙の背景輻射の測定がWMAPにより進んだ。諸井はインフレーション以降にエントロピー生成を導くスカラー場が存在する場合での宇宙の背景輻射の揺らぎについて研究を行った。また、宇宙のバリオン数生成の起源のひとつの可能性であるアフレック・ダイン機構における背景輻射の揺らぎの解析を行った。吉村は、1次相転移による、電弱バリオン生成の新しい機構を求めて、宇宙の熱環境中での1次相転移のダイナミックスを解明することを始めた。まず、基本的なことを第1原理から解明するために、宇宙の相転移に密接に関係する問題である、1次元量子系の無限自由度熱環境におけるトンネル現象を研究した。実時間形式を用いて、熱環境の自由度に相当する部分を汎関数積分する手法を、トンネル系が準安定状態にある期間に適用して、半古典近似で実行した。この影響汎関数(正確にはそのウィグナー変換)と量子力学のバリアー透過率を組み合わせて、熱環境中での1自由度系のトンネル確率を求めた。興味ある結果として、準安定状態で環境からエネルギーをもらって励起が起こり、トンネル確率が増大することを発見した。これは、準安定状態での非線形共鳴であり、線形近似では、パラメータ共鳴現象であると解釈できる。吉村は、一次相転移による電弱バリオン生成の新たな機構を求め、宇宙の熱環境中での一次相転移のダイナミクスを解明すべく、熱環境中でのトンネル効果現象の時間発展の研究を行った。特に、環境との摩擦による非線形効果によりトンネル効果が飛躍的に増大することがあることがあることを示した。この効果は線形近似ではパラメータ共鳴に対応する。久野は、超対称標準模型の予言する暗黒物質の探索の理論的研究を行った。暗黒物質の探索には、原子核と暗黒物質との弾性散乱による直接探索と、宇宙における暗黒物質の対消滅現象起源の異常宇宙線探索がある。暗黒物質の性質は超対称性の破れに依存し、ある種の模型は暗黒物質が電弱電荷を持つことを予言する。この場合暗黒物質探索において量子効果が重要であることを示した。特にTEVスケールの質量を持つ暗黒物質の場合、共鳴効果により爆発的に対消滅現象が増大することがある。また、原子核との弾性散乱の断面積に対しても有意な補正を生む場合がある。高次元空間のコンパクト化のスケールがTEVスケールにある可能性は今日標準模型を超える理論として注目されている。棚橋は、高次元理論におけるトップクォーク凝縮によるダイナミカルな自発的対称性の破れの研究を行った。標準模型に存在するゲージボゾン、クォークが存在する場合、高エネルギーで急激にゲージ相互作用が強くなる。最大引力チャンネル(MAC)解析によりこの状況下でのトップ凝縮を解析し、トップクォークとヒッグス粒子の質量に対し予言をつけた。WMAP衛星により宇宙の背景輻射の揺らぎが非常に精密に測定された。
RNAをターゲットとしたHIV複製の阻害剤の遺伝的スクリーニング

我々は、これまでにRNA-タンパク質相互作用を細胞内で検出する系を開発し、HIVの複製において重要な役割を果すRev-response element(RRE)に結合する新規ペプチドをコンビナトリアル・ライブラリーから同定することができた。また、これらのペプチドがRREの結合相手であるRevタンパク質によるRNAの核外輸送を阻害することを明らかにした。このことから、特定のRNAを標的とするペプチドを用いることにより、HIV複製をさまざまなステップで制御できることが示唆された。しかし、このスクリーニング法を用いてRRE以外のRNA構造と結合するペプチドの同定を試みたが、成功に至っていない。そこで、多様なRNAと結合するペプチドの同定が可能となるよう、これまでに二つの改良を行ってきた。まず、上述の実験系を用いてより多くの配列を検索できるよう、レポーター遺伝子であるLacZの代りにカナマイシン耐性遺伝子(NPT II)を挿入した。その結果、RNAとポリペプチドの結合活性と対応するカナマイシン耐性が得られ、原理的には10^810^9のペプチド配列からの「セレクション」が可能となったことを既に報告した。そこで、本研究期間は、このカナマイシン耐性遺伝子を用いたレポーター系を最適化するとともに、コンビナトリアル・ライブラリーのデザイン法の改良を行った。具体てきには、ポリアルギニンに高い割合いで変異を導入した形のライブラリーを作製し、RRE結合ペプチドをスクリーニングしたところ、高いRRE結合能を有するペプチドを容易に同定できた。現在、種々のHIV RNA構造を標的としたスクリーニングを行っている。また、既に同定したRRE結合ペプチド(RSG-1.2)がRevタンパクの阻害剤のリード化合物であると考え、in vivo RNA selection法によるRSG-1.2との結合において重要なRRE上のヌクレオチドを同定し、Revとの結合様式の違いを解析している。
血中循環腫瘍細胞による早期膵臓癌の発見・診断と悪性度解析に関する研究

これまでの膵臓癌のCTC研究から、早期でのCTC検出が困難であることが示されその一因は上皮性の喪失にあると推定されている。そこで、既に筆者らが開発しているマイクロ流体デバイスによる免疫的な細胞捕捉により、EpCAM(上皮性マーカー)およびEGFR(膵臓癌で広く高発現)をターゲットとして膵臓癌細胞(BxPC3およびMIAPaCa2)の捕捉を検討した。その結果、BxPC3ではEpCAM、EGFRの何れをターゲットとしても、比較的良く捕捉された。一方、MIAPaCa2では、EpCAMではほとんど細胞が捕捉されなかったのに対し、EGFRでは非常によく捕捉された。またEpCAMとEGFRとの比較では、何れの細胞においてもEGFRをターゲットとした方が良く捕捉された。以上の結果から、膵臓癌のCTC捕捉においてはEGFRが良い捕捉ターゲットとなることが分かった。本検討に使用したMIAPaCa2は、膵臓癌細胞株の中では比較的EGFR発現が低いので、本検討で使用した条件により広く膵臓癌細胞を捕捉できる可能性がある。またEGFRは、細胞の上皮性喪失の変化においても保持される例が知られているので、早期膵臓癌のCTC捕捉に適用できる可能性もある。次に、チップに捕捉された膵臓癌細胞をマイクロピペットおよびマイクロマニピュレータにより回収を試みたところ、容易にシングルセルでの回収が可能であった。さらに得られたMIAPaCa2のシングルセルにおいてDNAおよびRNAの単離・増幅が可能であり、この細胞に既知のKRAS変異がddPCRにより検出可能であった。本検討では、これまでに筆者らが開発したポリマーCTCチップ(マイクロ流体デバイスと抗体とを組み合わせた血中循環腫瘍細胞(CTC)を捕捉できるチップデバイス)を、膵臓癌の早期発見や治療に臨床応用できるよう、周辺技術を含めて検討している。検討の主な課題は(1)早期膵臓癌のCTCを捕捉できる抗体の探索(2)チップに捕捉した細胞の回収(3)捕捉CTCの遺伝子解析(4)チップや捕捉システムの実用性改良。(1)については候補抗体を選定し、入手を開始した。またその抗体を用いた捕捉試験のために必要な膵臓癌細胞株等を用意し、培養設備を立ち上げると共に運用を開始した。入手した抗体の一部(抗N-Cadherin抗体など)を使用し、早期膵臓癌のCTC捕捉のための予備試験を開始した。(2)および(3)については、天然高分子のゲルを使用し、捕捉細胞をその中に包埋してチップから回収する方法について検討した。天然高分子の種類や分子量を選ぶことにより、核酸に影響しない条件で回収する方法を見出し、細胞回収のプロトコルを確立した。さらに現在、遺伝子変異が既知の膵臓癌細胞株を使用し、チップからの細胞回収、遺伝子精製・単離、シーケンス解析等について外部機関と共同して検討を進めている。(4)については、検鏡や市販装置への適用のために、チップ基板の薄化を検討した。樹脂配合を見直して製造方法自体を改良することで、市販スライドガラスを使用した改良型のCTCチップを開発した。細胞培養について設備の立ち上げや機関からの承認取得に時間が掛ったため、抗体選定のための細胞捕捉試験が進んでいない。膵臓癌は転移性が高く厄介だが、転移にはCTCが不可欠であることを考えると早期からのCTCの存在が予想され、それを捕捉できればCTCを利用した早期診断の可能性が考えられる。従来の検討では、早期の膵臓癌でEpCAMをターゲットとした捕捉により患者さんの10%程でしかCTCが検出されておらず、それが上皮間葉転換に起因することが推定されている。そこで本検討ではEpCAM以外をターゲットとしたCTC捕捉を検討している。膵臓癌が高発現するマーカーとして報告があるEGFRとHER2について検討した。捕捉は筆者らが開発したポリマーCTCチップによる捕捉システムを用い、これらのマーカーに対応する抗体をそれぞれチップに導入して捕捉試験した。またEMTにより高発現するマーカーとして知られているN-Cadherinに対する抗体を導入したチップも用意して試験した。さらに近年、第4の癌治療として期待されている免疫療法において注目されているPD-L1は、EMTにより発現が上昇し膵臓癌でも認められるため同様に検討した。以上の試験から、EGFR、HER2についてはここで選択した抗体により効率よく癌細胞を捕捉できることがわかった。一方、N-Cadherin、PD-L1については、ここで用いた抗体では十分な捕捉ができないことが分かった。そこで捕捉率が低いPD-L1について、捕捉マーカーの変換による捕捉を試みた。すなわち細胞上のPD-L1に予め抗PD-L1抗体を結合させ、チップ上には抗IgG抗体を固定化し、IgG-抗IgGの相互作用を利用した捕捉について検討した。。その結果、捕捉率は87%に向上した。本方法は他の抗体にも広く使用できるので、今後さらに検討を進める。CTC捕捉の検討は順調だが、悪性度解析のための準備が遅れている。悪性度解析は、マーカー発現と遺伝子解析の両面から進めることを計画しているが、特に遺伝子解析が予定していた共同研究の中断などにより遅れている。

そこで、既に筆者らが開発しているマイクロ流体デバイスによる免疫的な細胞捕捉により、EpCAM(上皮性マーカー)およびEGFR(膵臓癌で広く高発現)をターゲットとして膵臓癌細胞(BxPC3およびMIAPaCa2)の捕捉を検討した。その結果、BxPC3ではEpCAM、EGFRの何れをターゲットとしても、比較的良く捕捉された。一方、MIAPaCa2では、EpCAMではほとんど細胞が捕捉されなかったのに対し、EGFRでは非常によく捕捉された。またEpCAMとEGFRとの比較では、何れの細胞においてもEGFRをターゲットとした方が良く捕捉された。以上の結果から、膵臓癌のCTC捕捉においてはEGFRが良い捕捉ターゲットとなることが分かった。本検討に使用したMIAPaCa2は、膵臓癌細胞株の中では比較的EGFR発現が低いので、本検討で使用した条件により広く膵臓癌細胞を捕捉できる可能性がある。またEGFRは、細胞の上皮性喪失の変化においても保持される例が知られているので、早期膵臓癌のCTC捕捉に適用できる可能性もある。次に、チップに捕捉された膵臓癌細胞をマイクロピペットおよびマイクロマニピュレータにより回収を試みたところ、容易にシングルセルでの回収が可能であった。さらに得られたMIAPaCa2のシングルセルにおいてDNAおよびRNAの単離・増幅が可能であり、この細胞に既知のKRAS変異がddPCRにより検出可能であった。抗体選定の試験を早期に進める。CTC捕捉については、抗体等の目処が得られたので臨床検体での捕捉に進む。悪性度解析は、マーカー発現を中心に検討しながら、遺伝子解析の基本的プロトコルの確立を急ぐ。予定していた抗体の購入が完了していないため。論文投稿が少し遅れており、その費用を確保しているため。平成30年度の早いうちに投稿する。また使用予定の抗体が市販品でなく(分子標的治療薬の原末)、メーカーとの提供に関する交渉に時間が掛っているため、費用を確保している。入手の目処が立ち次第、先に進める。継続して抗体の購入を進める。
筋細胞融合の分子機構

骨格筋は、筋芽細胞がそれを取り巻く細胞や細胞外基質との相互作用によって分化し、凝集、融合し、筋管を形成する過程である。我々は、そのような筋細胞相互作用に関わることが期待される遺伝子群メルトリンα,β,γ,をクローニングすることに成功した。これらは、受精にかかわる膜タンパク質ファーティリン(PH-30)とホモロジーをもち、メタロプロテアーゼ-ディスインテグリンファミリーに属する膜タンパク質である。本研究は、メルトリンの機能の解明を中心に、筋形成における細胞間および細胞基質間相互作用を探ろうとするものである。本年度は、次の様な研究の進展があった。1)メルトリンの発現部位の解析メルトリンα、β、γの発現をin situ hybridizationの手法を用いて、マウス胎児において検討した。いずれも、マウス胎児において、興味ある部位で一過的に発現することが見いだされ、形態形成において、特異的な役割を担いうることが予想された。2)メルトリン遺伝子の遺伝子座の決定マウスにおけるこれらの遺伝子座を決定している。そのうち、メルトリンβ、γ遺伝子に関しては、ほぼ決定することが出来た。同様の目的で、ヒトのメルトリン遺伝子のcDNAも単離した。[今後の研究の展開について]現在、メルトリンα、β、γ遺伝子欠損マウスを作成し、固体におけるこれらの遺伝子の機能を探ろうとしている。個体レベルの遺伝子機能の模索と同時に、細胞レベルにおける機能の解析、特に、インテグリンとの相互作用、細胞外マトリックスとの関わりについて検討していきたい。
岩石がもつ先行応力記憶の消滅・回復現象に関する実験的研究

1.人為的印加応力の記憶の安定性:(1)花崗岩,玄武岩,安山岩に一軸圧縮応力を印加し,その記憶が消滅する速さを比べた結果,花崗岩,玄武岩,安山岩の順に見掛け上遅くなる.(2)人為的な先行応力がある花崗岩試料に繰り返し一軸圧縮載荷をすると,先行応力印加後の時間が短い場合には,先行応力の影響が繰り返し載荷の1回目のみならず2回目以後の応力歪曲線中にも認められる場合がある.(3)載荷継続時間と記憶の安定性に関して実験が現在継続中である.2.地殻応力記憶の安定性:(1)比較的大きい(約30Mpa)地殻応力下にあった試料を用いて,地殻応力の記憶が地殻応力値そのものの記憶であり,偏差応力値の記憶ではないことを確かにした.これは地殻応力の記憶機構が人為的な一軸載荷実験の結果をもとに従来考えられてきた応力記憶機構と異ることを意味している.(2)地殻応力の記憶が回復する性質は花崗岩のみならず玄武岩,安山岩にも見られる.回復の速さは花崗岩,玄武岩,安山岩の順に遅くなる.(3)約5年間大気圧下に放置された2種類の安山岩に変形率変化法を適用した結果,試料には地殻応力値と見做し得る応力値が記憶されていることが明らかになった.たヾし,繰り返し圧縮載荷時の変形挙動を採取後約1年で測定されたものと比較すると, 1回目載荷時の挙動に変化が認められる.(4)地殻応力の記憶が消滅する過程で,記憶されていた地殻応力の値の認識が困難になることはあっても,応力値そのものが変化することはない.(5)本研究計画にしたがって購入した真空恒温槽を用いて地殻応力記憶安定性の環境依存性に関する実験が開始された.真空で100°C, 24時間放置された花崗岩試料においても記憶は消滅しない.しかし,一軸圧縮下の試料の変形挙動には変化が認められる.1.人為的印加応力の記憶の安定性:(1)花崗岩,玄武岩,安山岩に一軸圧縮応力を印加し,その記憶が消滅する速さを比べた結果,花崗岩,玄武岩,安山岩の順に見掛け上遅くなる.(2)人為的な先行応力がある花崗岩試料に繰り返し一軸圧縮載荷をすると,先行応力印加後の時間が短い場合には,先行応力の影響が繰り返し載荷の1回目のみならず2回目以後の応力歪曲線中にも認められる場合がある.(3)載荷継続時間と記憶の安定性に関して実験が現在継続中である.2.地殻応力記憶の安定性:(1)比較的大きい(約30Mpa)地殻応力下にあった試料を用いて,地殻応力の記憶が地殻応力値そのものの記憶であり,偏差応力値の記憶ではないことを確かにした.これは地殻応力の記憶機構が人為的な一軸載荷実験の結果をもとに従来考えられてきた応力記憶機構と異ることを意味している.(2)地殻応力の記憶が回復する性質は花崗岩のみならず玄武岩,安山岩にも見られる.回復の速さは花崗岩,玄武岩,安山岩の順に遅くなる.(3)約5年間大気圧下に放置された2種類の安山岩に変形率変化法を適用した結果,試料には地殻応力値と見做し得る応力値が記憶されていることが明らかになった.たヾし,繰り返し圧縮載荷時の変形挙動を採取後約1年で測定されたものと比較すると, 1回目載荷時の挙動に変化が認められる.(4)地殻応力の記憶が消滅する過程で,記憶されていた地殻応力の値の認識が困難になることはあっても,応力値そのものが変化することはない.(5)本研究計画にしたがって購入した真空恒温槽を用いて地殻応力記憶安定性の環境依存性に関する実験が開始された.真空で100°C, 24時間放置された花崗岩試料においても記憶は消滅しない.しかし,一軸圧縮下の試料の変形挙動には変化が認められる.
古墳出土繊維製品からみた繊維劣化過程の復元的研究

本研究では、顕微FT-IR分析やラマン分光分析等の振動分光法による組成成分分析によって、資料間の化学結合や化学種の差異、各振動分光法に反映される特長の把握を行った。また、新たな手法として光音響分光分析法を文化財へ導入し、大きな成果を得た。さらに、繊維の変質過程の再現実験を行い、劣化・変質の進行状況、特に化学的な変化の確認を行った。本研究により、金属腐食生成物が繊維上に生成し、繊維を脆弱化している可能性が示唆される結果が得られた。本研究は、古墳から出土する織物に焦点を絞り、古墳埋蔵環境中における織物素材(繊維)の劣化メカニズムを探る研究である。出土織物は、埋蔵環境が全く違うものでも分子レベルで繊維を観ると、全く異なる劣化状態のものもあれば、同様な劣化状態のものもあり、埋蔵環境だけから繊維の劣化状態を推し量ることは困難である。このような繊維の劣化のメカニズムはこれまでにほとんど明らかになっていない。本研究では、繊維の劣化・変質メカニズム解明のため、奈良盆地に所在する古墳から出土した資料を基礎資料として、その劣化状態を調査し、埋蔵環境を再現しながら劣化現象を復元的に研究する。本研究では、「出土状況」と「出土織物の劣化状況」を各々調査し、想定される埋蔵環境を復元し、さらに変質過程再現試験を行い資料の変質過程解明の基礎的研究を行う。本年度は、出土織物が出土した状況や資料が保存され得た環境の整理を進めた。理化学分析等が可能な織物については、観察及び材質分析を実施し、各資料の劣化状況等を確認した。素材分析調査は、顕微FT-IR分析やラマン分光分析等の振動分光法による組成成分分析によって、資料間の化学結合や化学種の差異、各振動分光法に反映される特長の把握を行った。さらに、変質過程の再現実験を行った。変質過程の再現実験は、金属粉をpHの異なる数パターンの溶液に浸漬し、そこへ織物材料を接触させ、定期的に観察と資料採取・素材分析調査を行い、変質過程を追跡調査した。劣化・変質の進行状況、特に化学的な変化の確認が行えた。本研究は、古墳出土織物に焦点を絞り、埋蔵環境中における織物素材(繊維)の劣化メカニズムを探るための基礎研究である。出土織物を構成する繊維を分子レベルで調べると、織物が埋蔵する空間や土壌、接触する物質によって劣化状態が様々であった。そのため、埋蔵環境だけから繊維の劣化状態を推し量ることは困難である。本研究では、繊維の劣化・変質メカニズム解明のため、奈良盆地に所在する古墳から出土した資料を基礎資料として、その劣化状態を調査し、埋蔵環境の再現を試みながら劣化現象を復元的に研究した。平成26年度は、理化学分析等が可能な織物については、観察及び材質分析を実施し、各資料の劣化状況等を確認した。素材分析調査は、顕微FT-IR分析法を中心に進めた。また、新たな手法として「光音響分光分析法(Photoacaustic Spectroscopy:PAS)」を導入した。PASは測定時に試料の前処理が不要であることから、貴重な文化財資料を破壊せずに分析可能な手法である。しかし、文化財への応用は今まで行われておらず、本研究により試験的に導入した。平成25年度に引き続き、様々な古墳および遺跡より出土した織物について、分光分析等を進め、化学結合や化学種の差異、測定結果に反映される特長の把握を行った。出土繊維の調査とともに、現代製織物(植物性繊維)を銅粉とともにpHが異なる数パターンの溶液に浸漬し、人工的に変質させた「再現資料」を用いて、劣化・変質の進行状況、特に化学的な変化の確認を行った。本研究における実験条件は極めて限定的な条件であったが、本研究において、植物性繊維は変質が緩慢であるものの、金属腐食生成物が繊維上で生成し、繊維を脆弱化している可能性が示唆される結果が得られた。文化財保存科学情報収集ならびに素材調査が計画的に進行している。変質過程のメカニズムの検討も多角的な調査により、想定以上多くの情報が把握できる状況にある。多様な古墳(遺跡)の資料から変質した出土織物の現況を捉えることができたので、収集したデータの整理と検証を進める。変質過程の再現実験を拡張し、より多様な変質を想定した再現実験とデータ収集に取り組む計画である。研究遂行上の資料調査、実験、測定はほぼ計画通り進行している。測定結果解析のため当該年度に購入予定のパソコンソフトが廃版となり、購入ができなかった。また、当初計画していた東北地方(福島県など)への資料調査が日程調整がつかず、次年度へ延期となった。解析用パソコンソフトについては、それに替わるソフトの検討が必要になったが、代替ソフトについて当該年度末より試用版にてテストを繰り返しており、予定どおり購入する準備を進めている。
放射線被ばくへの効果的な対策に資する問題解決型リスク評価手法・過程の検討と実践

福島の地域住民や行政と連携した個人被ばく線量の実態把握、リスク対策に資する個人被ばく推定手法の開発、被ばく線量低減対策の社会経済性評価と国内外におけるリスク対策(食品基準の設定)等を分析・整理を行った。福島の避難解除準備地域における個人被ばく線量の実測値は、ばらつきは大きいものの、当初の推定より低いことが実証された。被ばく線量低減対策の費用はチェルノブイリのそれと比較すると相当高いことがわかった。本研究により得られたエビデンスは、科学的合理性が高く社会に受容されるリスク対策の検討において、貴重な情報を提供すると考えられる。福島県川俣町山木屋地区と飯舘村の住民や行政と協力して約40人の個人線量データを取得した。個人線量データと行動記録・GPS情報との突合作業を行い、避難地域における場所や行動別の個人線量特性を把握した。航空機モニタリングによる空間線量との関係より、個人線量は空間線量の13割程度であることがわかった。原発事故後に生じた放射線被ばくと身体的健康リスク等について、それぞれがどの程度大きいのかを比較した。放射線被ばくによるリスク増加のみならず、震災後は仮設住宅への入居等、生活環境の変化が身体的健康リスク増加につながる可能性がある。本研究では、糖尿病の有病率に関して震災前後のデータが入手可能であったことから、「震災の影響で新たに糖尿病に罹患した」というシナリオのもと、損失余命を計算した。また、糖尿病リスク削減対策の費用について調査した。様々な被曝回避方法の効果と費用とを結びつける研究の第1段として、除染という最も大掛かりな方法の実際にかかった費用の情報を、すでに除染の終わった楢葉町について集め、整理した。農地で368円/m2、森林で1160円/m2、建物で1597円/m2、道路で680円/m2、仮置場での保管費を含めた直接費計で1833円/m2といった結果を得た。被曝量軽減と対比する作業が未完である。個人線量計とGIS/GPS技術を活用した被ばく線量の実態把握および線量理論とエビデンスに基づく被ばく線量推定手法の構築に関しては、自治体や住民の協力によりデータの蓄積が進んでおり概ね順調に進展している。被ばく線量対策の社会経済性評価については楢葉町の実績をベースに費用算出を試みており、今後必要な情報や作業の確認ができている。国内外における放射性物質の被ばくリスク対策及び事例研究の実態調査については担当研究者の異動等でやや遅れているものの情報収集に必要な体制の構築やアンケート案の検討は進んでおり、平成28年度は順調にデータ収集が進められる見込みである。個人線量計とGIS/GPS技術を活用した被ばく線量の実態把握に関連して、福島県飯舘村および川内村において屋外活動(農業従事者やキノコ狩り等)時の個人線量と空間線量との関係を取得し、生活様式を考慮した個人線量予測に資するパラメータの基礎的データを取得した。除染後の地域では空間線量と個人線量の比が2割程度であることが確認できた。生活パターンや利用可能な情報に応じて被ばく線量予測を可能にするツールのプロトタイプを完成させWeb上で公開した。国内外における被ばくに関するリスク対策の実態調査に関連して、ノルウェーやフランスの海外共同研究者と議論し、国外におけるリスク対策に関する調査実施のための質問票案を作成した。福島県の被災地における放射線リスクとその他の健康リスクについて,そのリスク削減対策の効果を定量的に算出した。まず,避難等で生活に変化があった集団の糖尿病リスクを損失余命を用いて評価した。さらに成人のホールボディカウンター(WBC)受診が希望者のみであることに関する代表性の評価と今後のWBC検診継続のあり方に関する議論を行った。これらは災害直後から復興時について,リスク削減対策の優先順位付けの議論を行う際の基礎資料となる。昨年度の楢葉町に続いて、大熊町の除染費用を整理した。総額(国道等除く)163億4742万円で、農地、森林、建物、道路の直接費単価はそれぞれ、996円/m2、1072円/m2、1874円/m2、1065円/m2となり、仮置場での保管費を含めた直接費計では2793円/m2と、楢葉町よりも概ね高くなった。農地のほとんどで表土が削り取られたことが効いている。除染前後で住宅地の空間線量率の平均は2.06μSv/hから0.88μSv/hに下がっているが、被曝量軽減と費用とを対比する作業は未完である。個人線量計とGIS/GPS技術を活用した被ばく線量の実態把握について、飯舘村や川内村の自治体や住民の協力により貴重なデータが着実に蓄積されており、順調に進展している。これまで取得したデータを解析した論文も投稿に至っている。生活パターンや利用可能な情報に応じて被ばく線量予測を可能にするツール開発については、プロトタイプを完成させ、関係者が使用できるようになり、当初の予定通り進展している。社会経済性評価やリスク対策・事例研究の実態調査についても国内外の関係者と相談しながら、体制を整えつつ、併せて情報収集を行っている。個人線量計とG空間技術(GIS/GPS)を活用した被ばく線量の実態把握のために取得したデータに基づき、福島の避難解除地域における帰還後の個人被ばく線量(生活様式を考慮したもの)を推定した。

その結果、政府の推定と同じ仮定で計算した場合、実際の被ばく線量は政府の推定の1/4程度になると推定された。これまでに取得したデータに基づき検討したパラメータを用いた外部被ばく線量推定ツールのWeb版のプロトタイプを完成させた。ノルウェーや英国、ベラルーシ等におけるチェルノブイリ事故後のリスク対策(基準値設定等)について比較検討を行い、基準値の背後にある原理や導出、さらには施行の状況は国により大きくことなることが確認できた。震災後に悪化したとされる慢性疾患の一つである糖尿病および精神的ストレスのリスクの大きさを,放射線被ばくと比較するための手法開発を行った。震災前後におけるリスクの変化量を,損失余命や本研究で開発した損失幸福余命という尺度で表すことができた.原発事故後に研究者や行政,団体等によって実施された放射線リスクへの対応やリスクコミュニケーションに関する論文や報告書等を収集し,内容,開始時期,地域について分析した。楢葉町の除染について、費用と線量低減とから、余命1年延長費用(CPLYS)を計算した。帰還から30年間の被曝による損失余命が除染によってどれだけ減るかを計算した結果、55人・年と算出された。他方、除染廃棄物の中間貯蔵施設への運搬と中間貯蔵の費用を含まない費用が572億4000万円と推定され、CPLYSは10億円となった。住宅地だけの費用は122億8000万円で、その部分だけのCPLYSは2.3億円である。これらはチェルノブイリの除染の費用効果についての文献で上限と言われている値の1877倍であった。福島の地域住民や行政と連携した個人被ばく線量の実態把握、リスク対策に資する個人被ばく推定手法の開発、被ばく線量低減対策の社会経済性評価と国内外におけるリスク対策(食品基準の設定)等を分析・整理を行った。福島の避難解除準備地域における個人被ばく線量の実測値は、ばらつきは大きいものの、当初の推定より低いことが実証された。被ばく線量低減対策の費用はチェルノブイリのそれと比較すると相当高いことがわかった。本研究により得られたエビデンスは、科学的合理性が高く社会に受容されるリスク対策の検討において、貴重な情報を提供すると考えられる。実施内容や推進方法について当初の予定と特に変更はない。個人被ばく線量の実態把握と推定に資するデータ収集については、今後のデータ解析において必要となる活動や場所を中心にデータ取得を進めていく。さらにデータ収集については関係する自治体等の関係者と相談しながら進めていく。被ばく線量対策の社会経済性評価については自治体関係者等へのヒアリングにより被ばく低減オプションの費用を調査する。国内外における放射性物質の被ばくリスク対策及び事例研究の実態調査については、これまでに検討した体制とアンケート案・質問案に基づき関係者へのヒアリングを実施する。実施内容や推進方法について当初の予定を大きな変更はない。個人線量計とGIS/GPS技術を活用した被ばく線量の実態把握については、精度の高い予測に資するデータの収集と詳細な解析を行う予定である。データの収集については飯舘村や川内村の住民に協力いただきながら進めていく。被ばく線量対策の社会
測度付距離空間の収束と測度の集中現象

ランダム群とは有限生成群の集合上の確率測度のことであり,Gromovはgenericな有限生成群の性質を調べたり,新しい群を構成したりするのに用いた.その研究の中でZukは2003年に,密度が1/3から1/2のランダム群はKazhdanの性質(T)を持つことを示している.著者は,名古屋大学の納谷教授,東北大学の井関教授との共同研究で,このZukによる結果をはるかに強い形にできることを示した.つまり,密度が1/3から1/2のランダム群は,井関納谷によって導入さたCAT(0)空間の不変量δの値が1/2未満となる任意のCAT(0)空間への等長作用が固定点を持つことを示した.ヒルベルト空間はδが0であり,ヒルベルト空間への作用が固定点を持つこととKazhdanの性質(T)が同値であることから,この定理はZukの結果を含んでいることが分かる.また,一方でKazhdanの性質(T)について知られている様々な結果が,CAT(0)空間への固定点性質に拡張できるかの検討を行った.これに関しては,有限指数部分群や有限拡大に固定点性質が伝わること,固定点性質は群の拡大に関して閉じていること,固定点性質が測度同値不変であること(Furmanの結果の拡張),有限生成群で固定点性質を持つものがあれば有限表示群で固定点性質を持つものの商になっていること(Shalomの結果の拡張),マーク付群全体のなす空間の中でのトーションを持たない非初等的双曲群の閉包のなかで固定点性質がベール集合をなすこと(Champetierの定理の拡張)が分かった.この結果の応用として,非常に強い固定点性質を持つ群の存在も示すことができた.これらの結果については,現在論文作成中である.ランダム群とは有限生成群の集合上の確率測度のことであり,Gromovはgenericな有限生成群の性質を調べたり,エクスパンダーを含む群を構成したりするのに用いた.その研究の中でGromovは,密度とよばれる[0,1]区間に値をとるパラメーターdを含むランダム群のモデルを考え,密度dが0から1/2の間の群は双曲群になることを示した.Zukは2003年に,さらに密度が1/3から1/2のランダム群はKazhdanの性質Tを持つことも示している.著者は,このZukによる結果をさらに強めることができる可能性を追求した.現段階に於いて,ランダム群の性質を調べる手段は大きく分けて二つあると考えられる.一つはSmall Cancellation Theoryで,もう一つは,群が固有不連続,ココンパクトに,単体的に作用するような単体複体のスペクトル的な性質を調べることである.実際,Gromovによるエクスパンダーを含む群の構成の中で,この二つの手法を発展させることが重要であった.一方,昨年,井関,納谷は後者の方法で,非常に強い群の固定点定理を導いている.そこで,Zukによる密度が1/3から1/2のランダム群に関する結果に,この井関,納谷の固定点定理を組み合わせることで,ランダム群についてKazhdanの性質Tよりも強い固定点定理が成り立つ可能性について検討を行った.まず,Zukの結果を見直し,これが井関,納谷の固定点定理から導かれるのかを考えた.直接の系としては得られないことが分かったが,このことは井関,納谷の固定点定理がさらに拡張できる可能性を示しているとも思え,これは今後の研究課題である.さらに,井関,納谷の導入したCAT(0)空間の不変量δをビルディングのような具体的な空間に対して計算することができるとさらに強い結果を導き出すことができる可能性があるため,その計算にも取り組んだが,これについてはまだ新しい結果は得られていない.ランダム群とは有限生成群の集合上の確率測度のことであり,Gromovはgenericな有限生成群の性質を調べたり,新しい群を構成したりするのに用いた.その研究の中でZukは2003年に,密度が1/3から1/2のランダム群はKazhdanの性質(T)を持つことを示している.著者は,名古屋大学の納谷教授,東北大学の井関教授との共同研究で,このZukによる結果をはるかに強い形にできることを示した.つまり,密度が1/3から1/2のランダム群は,井関納谷によって導入さたCAT(0)空間の不変量δの値が1/2未満となる任意のCAT(0)空間への等長作用が固定点を持つことを示した.ヒルベルト空間はδが0であり,ヒルベルト空間への作用が固定点を持つこととKazhdanの性質(T)が同値であることから,この定理はZukの結果を含んでいることが分かる.また,一方でKazhdanの性質(T)について知られている様々な結果が,CAT(0)空間への固定点性質に拡張できるかの検討を行った.これに関しては,有限指数部分群や有限拡大に固定点性質が伝わること,固定点性質は群の拡大に関して閉じていること,固定点性質が測度同値不変であること(Furmanの結果の拡張),有限生成群で固定点性質を持つものがあれば有限表示群で固定点性質を持つものの商になっていること(Shalomの結果の拡張),マーク付群全体のなす空間の中でのトーションを持たない非初等的双曲群の閉包のなかで固定点性質がベール集合をなすこと(Champetierの定理の拡張)が分かった.この結果の応用として,非常に強い固定点性質を持つ群の存在も示すことができた.これらの結果については,現在論文作成中である.
歯の発生におけるBMPファミリーおよびそのレセプターの遺伝子発現と機能解析

歯胚発育における基質蛋白遺伝子の発現を胎生17.5日,生後0日,生後2.5日生後8日マウスにおいて経時的に観察した結果,I型コラーゲンmRNAのシグナルは、胎生17.5日から、成長端differentiating papillacellから切端部osteodentinまで、odontoblastの細胞分化のすべてのステージにおいて認められた。オステオネクチンmRNAのシグナルも、胎生17.5日から、同様に認められた。オステオポンチンmRNAのシグナルは、胎生17.5日下顎切歯において、pre-odontoblastやyoung odontoblastに周期的に認められ、osteodentinのodontoblastにも認められたが、生後0日、生後2.5日では減少し、舌側の一部odontoblastとosteodentinに弱く認められるのみとなった。オステオカルシンmRNAのシグナルは、観察したすべての日齢において、pre-odontoblastから切端部osteodentinまでの細胞分化のすべてのステージにおいて認められた。DSPPmRNAのシグナルは、観察したすべての日齢において、pre-odontoblastから切端部osteodentinまでの細胞分化のすべてのステージにおいて認められた。また、pre-ameloblastにも限局的に認められた。アメロゲニンmRNAのシグナルは、観察したすべての日齢において、pre-ameloblastからsecretory ameloblastに連続して認められた。次に器官形成の上皮間葉相互作用に関わる因子として注目されているBMPファミリーが,歯胚分化過程のいかなる時期で発現しているかをin situ hybridizadon法を用いて検索した。BMP-2,3,4,5,6,7のそれぞれに特異的なディゴキシゲニン標識cRNAプローブを作製し,胎生11日から生後1日までのマウス歯胚に対して非放射性in situ hybridization法を行った。胎生11日にすでに発現が見られたのはBMP-4および7であり,胎生12日になるとBMP-2の発現も見られた。これらの蛋白を免疫組織化学的に検索した結果ほほ遺伝子発現領域に一致した分布を示した。BMP-2,4,7は歯牙発生の初期から上皮間葉相互作用による形態形成および細胞分化に関与すると考えられた。BMP-5は胎生17日の帽状期後期の内エナメル上皮でその発現が観察され,エナメル質あるいは象牙質形成に重要な役割を果たしている可能性が考えられた。一方,歯胚基底膜の主要構成成分であるIV型コラーゲンのα1からα6までの6種類のα鎖の歯牙発生過程での局在と消長を免疫組織学的に観察した結果、歯胚上皮基底膜にα鎖の部位および時期特異的な局在と組み合わせが存在することが明らかになった。これらの結果は基底膜と成長因子の共同作用が初期歯胚形態形成、細胞分化に関与している可能性を示唆している。歯胚発育過程において,BMPと密接な関連を有するcbfa1の関与について検索を行った。その結果,Cbfa1ノックアウトマウスにおける臼歯の歯胚発育は、組織学的には帽状期で停止していたが,切歯では基質蛋白の遺伝子発現の面からは象牙芽細胞およびエナメル芽細胞にまで分化しており,臼歯とは異なるシグナル伝達系が存在する可能性が考えられた。

一方,歯胚基底膜の主要構成成分であるIV型コラーゲンのα1からα6までの6種類のα鎖の歯牙発生過程での局在と消長を免疫組織学的に観察した結果、歯胚上皮基底膜にα鎖の部位および時期特異的な局在と組み合わせが存在することが明らかになった。これらの結果は基底膜と成長因子の共同作用が初期歯胚形態形成、細胞分化に関与している可能性を示唆している。歯胚発育過程において,BMPと密接な関連を有するcbfa1の関与について検索を行った。その結果,Cbfa1ノックアウトマウスにおける臼歯の歯胚発育は、組織学的には帽状期で停止していたが,切歯では基質蛋白の遺伝子発現の面からは象牙芽細胞およびエナメル芽細胞にまで分化しており,臼歯とは異なるシグナル伝達系が存在する可能性が考えられた。器官形成の上皮間葉相互作用に関わっている因子として注目されるBMPファミリーが歯胚分化過程のいかなる局面で発現しているかをin situ hybridization法を用いて検索を行った。BMP-2,4,3,5,6,7それぞれに特異的なディゴキシゲニン標識cRNAプローブを作製し、胎生11日から生後1日までのマウス歯胚に対して非放射性in situ hybridization法を行った。胎生11日にすでに発現の認められたのはBMP-4および7であり、胎生12日になるとBMP-2の発現も認められた。これらはその後生後1日まで常に発現を認め、発現部位は主に上皮と間葉が接する領域であった。このことから、BMP-2,4,7は歯牙発生の初期から上皮間葉相互作用による形態形成および細胞分化に関与していると考えられた。それに対して、BMP-5の発現が初めて観察されたのは胎生17日で発現部位は帽伏期後期の内エナメル上皮細胞であった。BMP-5はエナメル質あるいは象牙質形成に対し重要な役割を演じている可能性が考えられた。BMP-3は帽伏期から鐘状期にかけての歯小嚢という他のBMPと全く異なる領域に発現しており、歯胚の外形の決定に何らかの関与をしているのかもしれない。BMP-6は観察期間を通して明らかな発現を認めることができなかった。今後これらの結果を基礎データとして、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた培養歯胚における翻訳阻害実験を行い、各BMPの機能をさらに追求していく予定である。器官形成の上皮間葉相互作用に関わる因子として注目されているBMPファミリーが,歯胚分化過程のいかなる時期で発現しているかをin situ hybridization法を用いて検索した。BMP-2,3,4,5,6,7のそれぞれに特異的なディゴキシゲニン標識cRNAプローブを作製し,胎生11日から生後1日までのマウス歯胚に対して非放射性in situ hybridization法を行った。胎生11日にすでに発現が見られたのはBMP-4および7であり,胎生12日になるとBMP-2の発現も見られた。
国語辞典からの言語知識の獲得と言語処理への応用

本研究は、自然言語の意味処理における意味辞書作成のための一手法として、国語辞典の語義文から語の意味情報を自動抽出する技法と、語の意味情報を自然言語処理に利用する方法の開発を目的とする。本年度の研究は、語の間の上位-下位関係の厳密な定義と語義文からの抽出法および名詞の上位-下位関係を用いた派生語の認定に関する研究を行った。本年度の主な研究成果は次の通りである。(1)名詞と動詞の上位-下位関係を述語論理式のスキーマとして定義し、上位-下位関係が論理的にも順序関係(反射的、推移的、反対称的)であることを示した。(2)国語辞典における名詞と動詞の語義文の記述形式を調査・整理し、上位-下位関係がどのような形体で語義文の記述構造の中に納まっているか調査した。(3)名詞と動詞の語義文をその記述形式に沿って構文解析し、上位-下位関係記述部を抽出する上位-上位関係記述部抽出プログラムを作成した。(4)見出し語と定義動詞の変数の対応をつけるヒューリスティクを導入し、上位-下位関係記述部から上位-下位関係を記述する論理式を出力するプログラムを作成した。(5)上位-下位関係抽出実験では、上位-下位関係抽出のエラー率が23%程度になった。現在その原因と改善策を検討中である。(6)名詞の上位-関係と約10^4例程度集めた派生語データを基に、派生語の認定を行う手法を開発し、80%以上の認識力を持つことを実験により確かめた。
置換小口径代用血管再狭窄・閉塞の制御-新しい縫合器とHGFの有用性

平成9年度はビーグル犬を用い径6mmePTFEで大動脈-両側大腿動脈バイパスを行い12週後に犠牲死させVCSclipの有用性を検討した。VCSclip使用により吻合時間は有意に短縮された。しかしLサイズVCSclipは人工血管と宿主血管の結合部が大となり吻合部狭窄を生じ開存率低下の原因となった。Mサイズ使用、あるいはL、Mサイズ併用の場合、通常の縫合系による吻合と同様の開存率であった。また、12週目には仮性膜肥厚はVCSclip群の方が縫合群に比し薄く、吻合部の治癒が良好であった。平成10年度は日本白色家兎の左総頚動脈に長さ3cm、内径2mmのePTFEグラフトを移植し4週目に標本を摘出、Control群とHGF投与群で開存率、吻合部内膜肥厚を比較した。HGF連日投与により吻合部に一層の内皮細胞様細胞が認められた。また術後4週目ではHGF投与群で吻合部内膜肥厚は抑制され、開存率も良好であった。原因としてHGFにより早期に内皮細胞が吻合部を被覆したことにより血管平滑筋細胞の増殖、遊走が抑制された可能性が考えられた。平成11年度は日本白色家兎総頚動脈を長さ10cm、内径2mmのePTFEを移植した。Control群、VCSclip+HGF群を4週目に犠牲死させた。吻合時間はVCSclipを使用した群で有意に短かった。開存率はVCS群で有意に低下した。吻合部内膜肥厚度は、Control群Control群で有意に低下した。VCSclip使用は吻合時間の短縮には有効であったが細小動脈の人工血管置換時には吻合部仮性内膜肥厚は高度となり、開存率は低下した。この理由はclipをかけるためにはある程度のかみ幅が必要なため径2mm以下の血管吻合時には吻合部の狭小化や変形をきたしやすいためと考えられた。14頭のビ-グル犬を用い径6mmのY型ePTFEで大動脈-両側大腿動脈バイパスを行った。中枢側吻合は6-0 polypropylene糸の連続縫合で端々吻合した。末梢側吻合は、片側は6-0 polypropylene糸の連続縫合(S群;n=14)、他側はLサイズVCSクリップ(L群;n=5)、Mサイズ(M群;n=5)、L、Mサイズ併用(LM群;n=4)で端側吻合した。10頭(S群10肢、L群5肢、M群5肢)を4週後に、4頭(S群4肢、LM群4肢)を12週後に犠牲死させた。吻合時間はS群は14分、クリップ群では11分と有意に短縮された。開存率は4週後でS群8/10(80%)、L群0/5(0%)、M群4/5(80%)、12週後でS群2/4(50%)、LM群2/4(50%)であった。摘出標本の肉眼所見ではS群では4週後には吻合部内腔に縫合糸が露出しており、12週後には白色の厚い内膜で覆われていた。これに対しクリップ群では4週後、12週後とも内腔に露出することなく吻合部内腔は平滑であった。吻合部仮性内膜の厚さは4週後、S群で173μm、M群197μmと差はなかったが、12週後S群で514μm、LM群155μmと統計学的有意差が認められた。LサイズVCSクリップは人工血管と宿主血管の接合部が大となり吻合部狭窄を生じ開存率低下の原因となった。Mサイズ使用、あるいはL、Mサイズ併用の場合、通常の縫合糸による吻合と同様の開存率であった。更に12週目には仮性内膜肥厚はVCSクリップ群の方が縫合群に比し薄く、吻合部の治癒が良好であった。

吻合時間はVCSclipを使用した群で有意に短かった。開存率はVCS群で有意に低下した。吻合部内膜肥厚度は、Control群Control群で有意に低下した。VCSclip使用は吻合時間の短縮には有効であったが細小動脈の人工血管置換時には吻合部仮性内膜肥厚は高度となり、開存率は低下した。この理由はclipをかけるためにはある程度のかみ幅が必要なため径2mm以下の血管吻合時には吻合部の狭小化や変形をきたしやすいためと考えられた。人工血管移植後のHepatocyte Growth Factor(HGF)投与による吻合部仮性内膜肥厚の抑制効果を検討した。全身麻酔下に日本白色家兎(体重25003000g,n=48)の左総頸動脈を露出した。3mg/kgのヘパリン投与の後血行遮断し、8-0 Polypropylene糸を用いた12針の結節縫合により左総頚動脈に長さ30mm、内径2mmのePTFE graftを移植した。実験終了時及び術後7日間Control群では1mlの生理食塩水を、HGF投与群では0.3、1.0、3.Omg/body/day HGFを含む1mlの生理食塩水を静注した。術後4、8週目に犠牲死させ、標本を摘出した。4週目の開存率はcontrol群33%(2/3)、0.3mg群33%(2/6)、1.0mg群100%(7/7)で、1.Omg群の開存率は他の群と比較し有意に高値であった。内膜肥厚平均値(μm)はcontrol群195、0.3mg群144、1.0mg群102であり、1.Omg群において抑制される傾向にあった。8週目の開存率はcontrol群25%(2/8)、0.3mg群12%(1/8)、1.0mg群50%(4/8)、3.0mg群12%(1/8)、内膜肥厚平均値(μm)はcontrol群243、0.3mg群356、1.0mg群207、3.0mg群202であり4群間で有意差はなかった。HGF投与量は1.0mg/body/dayが適量と考えられ、その吻合部仮性内膜肥厚抑制効果は術後4週目まで有効であるがその後の遠隔期には無効であった。対象と方法:体重3kgの日本白色家兎約3kgを用い左総頚動脈を長さ10mm、内径2mmのePTFEで置換した。中枢側は10-0Nylon12針の結節縫合で端々吻合した。末梢側は人工血管、宿主血管ともに断端を45度の角度にtrimmingした後に吻合方法により3群を作成した。(1)Control群(n=5):10-0Nylon12針による結紮縫合、(2)VCS群(n=7):宿主、人工血管のhealとtoeを各々10-0Nylonで3針縫合し側壁はそれぞれNVCS 3個で吻合、(3)NVCS+HGF群(n=5):NVCS群にHGFを1mg/body/dayを術当日及び術後3日間静注。全例術後4週目に犠牲死させ末梢吻合中央部で輪状切片を作製し吻合部の仮性内膜肥厚度、内腔狭窄率を計測した。結果:1)吻合時間;末梢側吻合時間は、Control群26.6±4.93分、NVCS群16.7±3.51分、NVCS+HGF群15.8±2.95分でVCSを使用した群で有意に短かった(P<0.05)。2)開存率;開存率は、Control群100%(5/5)、VCS群42.9%(3/7)、NVCS+HGF群100%(5/5)で有意差が認められた(P<0.05)。3)吻合部内膜肥厚;吻合部仮性内膜の厚さは、Control群80.0±38.9μm、VCS群253±158μm、VCS+HGF群210±82.9μmとなりControl群で有意に薄かった(P<0.05)。面積狭窄率は、Control群9.20±6.37%、VCS群27.4±6.97%、VCS+HGF群15.0±10.1%で3群間に有意差は認められなかった。考察:HGFとVCSを用いた外径2mmの細小人工血管の吻合実験においては、VCSは吻合時間の短縮には有効であったが吻合部仮性内膜が厚くなり開存率が低くなった。
パーム油産業廃棄物の実用的資源化

パームオイル産業廃棄物の一種であるパームファイバーのセルロース資源としての実用化を目途に、酸あるいは酵素による加水分解において最大の糖化率が得られるような前処理(脱リグニン)条件および糖化条件を設定し、次いで、この糖化液の有効利用法として、キシロース生産原料および微生物培養基(培地)としての利用の可能性について検討した。その結果は次のように要約される。1.酸あるいは酵素によるファイバーの加水分解に先立つ前処理として、1%水酸化ナトリウム水溶液中で120°C、60分のオートクレーブ処理が最適であることを明らかにした。2.前処理ファイバーを10%硫酸水溶液中で、100°C、60分間加水分解すると、ファイバーに含まれるキシランが特異的に分解され、ほぼ完全にキシロースとして遊離されることがわかった。このことより、本ファイバーは新しいキシロース生産原料として注目される。3.ファイバーの酵素糖化剤として、市販のセルラーゼ“オノズカ"R-10(ヤクルト本社)を選定し、これによる糖化の最適条件(酵素濃度:0.5%、糖化条件:pH5.0、37°C、3日間)を設定した。この条件では、最大糖化率は92%、生成糖はグルコースとキシロースが主で、その比は約7対3であり、糖化液の糖濃度は約0.4%であった。4.糖化液の培地としての使用では、Candida utilisやPichia membranaefacienceの両酵母で対照培地よりも約1.3倍多い菌体量が得られた。また、細菌のBacillus subtilisでは約5.0倍、糸状菌のAspergillusnigerでは約1.2倍多い菌体量が得られた。この顕著な増殖促進効果については、これらの微生物による有用物質生産への適用が期待される。以上のように、産業廃棄物であるパームファイバーがセルロース系資源として有望であることが示唆されたので、今後、特に微生物培地としての利用に関する研究のさらなる展開を押し進める予定である。本年度の研究において得られた成果は次のように要約される。1.ファイバーに含まれているヘミセルロース成分(ほぼキシランのみから成っている)の抽出条件を種々検討した結果、5%KOHによる抽出がもっとも効率的である結果を得た.2.このキシランを基質として、当研究室で分離した糸状菌F-9株が生産する数種のキシラナーゼによる分解反応の結果、これらのキシラナーゼの中にキシロビオース、キシロオリゴ糖を優先的に生成する酵素が含まれていることがわかった。3.ファイバーのセルロース資源としての評価のため、脱リグニン処理したファイバーの糖化に適した酵素剤として市販の酵素剤の中からセルラーゼ・オノズカを選定し、それによる酵素糖化の最適条件を設定した。4.上記のグルコースとキシロースの混液である糖化液の微生物培養基としての利用を検討したところ、両糖を資化できる酵母(Candida utilis)の培養で有効な結果が得られた。以上のように、廃棄物であるパームファイバーがキシラン源として有用であり、このキシランより機能性オリゴ糖として注目されているキシロビオースやシロオリゴ糖が得られることがわかった。今後、さらに収率や生産性などの検討を行い、ファイバーのキシロオリゴ糖資源としての実用性を評価する予定である。一方、ファイバー全体をセルロース資源として捉え、その糖化液が飼料酵母であるCandida utilisの培養基として有望であることが示唆された。

現段階ではまだ糖化液中の糖濃度が低いなどの問題点があり、パームファイバーの微生物培養基としての有効利用を目指して、さらに鋭意研究を続行中である。パームファイバー糖化液の有効利用の一つとして、微生物の培養基(培地)としての可能性について検討した。ファイバー糖化液に各種培地の糖以外の成分を加え、約0.6%のグルコースを補糖した培地(糖化液培地、グルコース換算で0.4%を含む)を調製し、糖化液を含まない培地(対照培地、炭素源:グルコース1.0%)と比較した。1.酵母の培養では、Candida utilisとPichia membranaefacienceでは糖化液培地の方が対照培地の場合よりも660nmでの吸光度として約1.3倍高い増殖菌体量が得られた。Candida utilisは、現在、SCP(微生物タンパク質)として飼料用に培養されているが、将来的には爆発的な人口増加の予想される人類の食糧源の一つとなる可能性があることから、同酵母の培養におけるパームファイバー糖化液の利用については、さらに検討する価値があるものと思われる。2.細菌では、Bacillus subtilisの培養において糖化培地の方が約5.0倍も高い菌体量となり、パームファイバー糖化液による顕著な増殖促進効果がみられた。今回使用した培地が本菌の増殖最適培地であるかどうか等の問題もあるが、広く同属の菌種について菌体量だけではなく、酵素活性や生産物収率等についても、さらに詳細な検討が必要であろう。また、Aspergillus nigerについても、糖化液培地で約1.2倍の乾燥菌体量が得られ、糸状菌に対してもファイバー糖化液が有用である可能性が示唆された。3.この他の今回使用した微生物のすべての菌種についても、培地中の炭素源の補助的な利用の観点からすれば、糖化液培地で対照培地と遜色ない増殖菌体量が得られていることより、ファイバー糖化液による炭素源の一部代替としての利用が可能であると思われる。