hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SPring8放射光・μCTによる腎微小血管網の高解像度立体構造計測と腎機能解析

これによって正確かつ迅速に樹枝状血管、糸球体毛細血管の容量別ヒストグラムを求めた。これによって、腎循環内密度分布の収縮期および拡張期におけるこれらの構造物の正確な検出が可能となった。本研究は、腎臓皮質から腎内層部に至る微小血管網の三次元構造を一括立体画像化し、血管構造・容量分布を解析検討することを目的として実施した。最終年度は病態モデルラットを作成し、標本作製後にデータ解析を行った。腎標本の作成:対象は初期糖尿病モデルをまず対象とした。28週齢のOLETFラット(n=5)と、control群として同週齢のLETOラット(n=5)対象は初期糖尿を用いた。初年度に検討したプロトコルにしたがって固定標本を作製した。腎皮質側からくりぬいたsample(φ4mm円柱)を作成した。micro-CTによる撮像と画像解析:作成したsampleをmicro-CTで撮像した。回転角度ステップを0.5度として180度まで回転して、各々の角度から投影像を撮像(合計360枚)した。これらの画像を再構成してCT断層像を再構成し解析した。この際、Validation Studyのため、任意のCT二次元画像をそれに一致する面で切り出した実体顕微鏡像と比較して、撮像および再構成が正しくできていることを確認した。CT画像を三次元表示し、ランダムに抽出した計400個の糸球体の容量の計測解析を行った。糸球体容量は絶対値と体重による基準化値(mean±SE)および変動係数(CV ; SE/平均値)で評価し、これらのパラメータを両群間で比較した。OLETFではLETOに比し、有意な平均糸球体容量の増大と糸球体容量分布の著しい不均一性を示した。本法により全皮質内糸球体の三次元可視化と糸球体容量の定量解析を確立し、糖尿病糸球体形態異常の特徴が明らかとなった。これらの研究成果を国際BME学会にて研究代表者が発表(2002年12月,シンガポール)し、優秀論文賞を受賞した。
線虫における新規匂い物質受容体、ベンズアルデヒド受容体の同定と機能解析

線虫は、1000種以上の化学物質により誘引あるいは忌避行動を惹起される。これまでに化学感覚受容体の候補として数百の7回膜貫通構造を有するタンパク質が報告されているが、diacetylに対し誘引応答を示すOdr-10が同定されたのみである。CO6H5.7は化学感覚受容体の候補としては挙げられていなかったが、本研究においてbenzaldehydeに対し忌避応答を示す化学感覚受容体として同定された。忌避物質に対する感覚受容体として同定されたCO6H5.7は、誘引物質に対する感覚受容体Odr-10とは異なる特徴を有している。Odr-10が揮発性匂い物質であるdiacetylのみを受容しているのに対し、CO6H5.7は揮発性匂い物質であるbenzaldehydeばかりでなく、水溶性物質である3,4-dihydroxybenzaldehyde、3,4-dihydroxybenzoicacidおよび4-hydroxyphenyllacticacidをも受容しうることが見出された。Odr-10が揮発性匂い物質diacetylを受容しているAWA感覚神経細胞でのみ発現しているのに対し、CO6H5.7は揮発性匂い物質benzaldehydeを受容しているAWC感覚神経細胞での発現は検出されなかった。AWC感覚神経細胞は低濃度benzaldehydeによる誘引行動に関与しているので、CO6H5.7変異体ではこの誘引行動に異常が見られなかったことと一致していた。忌避行動に関与している化学感覚受容体として、世界で初めてCO6H5.7を同定した点に本研究の意義がある。新規線虫GTP結合タンパク質共役型受容体CO6H5.7の生理的役割・作用機序を解明する。CO6H5.7の生理的活性リガンドとして見出されたベンズアルデヒドは、六員環構造を有し匂い物質として知られている。種々の匂い物質の電気生理学的活性を測定した結果、五員環構造を有するトリメチルチアゾールおよび直鎖構造を有するジアセチル、ノナノン、イソアミルアルコールに活性は検出されず、CO6H5.7は六員環構造を特異的に認識していると考えられた。低濃度のベンズアルデヒドは、AWC感覚神経細胞で受容され誘引行動を惹起される。CO6H5.7の発現は複数の細胞において観察され、その一つとしてASIが同定されたが、AWCにおいてはまだ検出されていない。本研究において得られたnj66はmRNAに転写された場合、第二/第三エキソン欠失により第四エキソン以降しか転写されない変異体であった。CO6H5.7はそのアミノ酸配列よりGPCRと推定され、GPCRのN末端はリガンド結合に必須の部位として知られている。従って、N末端欠失はリガンド結合部位の喪失を意味しており、nj66はCO6H5.7のnull mutantと考えられた。本変異体において、低濃度ベンズアルデヒドによる誘引行動が低下しているのか否かを検討したが、野生型と比較して有意な低下は検出されなかった。一方、高濃度のベンズアルデヒドは、ASH感覚神経細胞で受容され忌避行動を惹起することが報告されている。予備的実験ではあるが、森研究室においてCO6H5.7がASHにおいて発現していることが観察されている。現在、nj66において、ベンズアルデヒドによる忌避行動が低下しているのか否かを検討しており、CO6H5.7の忌避行動への関与を示唆する結果を得ている。新規線虫GTP結合タンパク質共役型受容体C06H5.7の生理的役割・作用機序の解明に取り組んだ結果、C06H5.7はbenzaldehydeを受容し、忌避行動に関与していることを明らかにした。C06

H5.7は化学感覚受容体の候補としては挙げられていなかったが、本研究においてbenzaldehydeに対し忌避応答を示す化学感覚受容体として同定された。忌避行動に関与している化学感覚受容体として、世界で初めてC06H5.7を同定した点に本研究の意義がある。忌避物質に対する感覚受容体として同定されたC06H5.7は、誘引物質に対する感覚受容体Odr-10とは異なる特徴を有している。Odr-10が揮発性匂い物質であるdiacetylのみを受容しているのに対し、C06H5.7は揮発性匂い物質であるbenzaldehydeばかりでなく、水溶性物質である3,4-dihydroxybenzaldehyde、3,4-dihydroxybenzoic acidおよび4-hydroxyphenyllactic acidをも受容しうることが見出された。Odr-10が揮発性匂い物質diacetylを受容しているAWA感覚神経細胞でのみ発現しているのに対し、C06H5.7は揮発性匂い物質benzaldehydeを受容しているAWC感覚神経細胞での発現は検出されなかった。AWC感覚神経細胞は低濃度benzaldehydeによる誘引行動に関与しているので、C06H5.7変異体ではこの誘引行動に異常が見られなかったことと一致していた。
北部フォッサ・マグナ、鮮新世〜前期更新世火山噴出岩類・貫入岩類の岩石学的検討

北部フォッサ・マグナ関田山脈志賀高原地域に分布する火山噴出岩類と貫入岩類および糸魚川東方の江星山権現岳地域に分布する火山噴出岩類と貫入岩類を対象に野外調査・試料採取を行い、特に貫入岩類について主成分・微量成分化学組成、希土類元素化学組成、Sr・Rb同位体化学組成を求め、これまで求めた火山噴出岩類との比較検討を行った。特に今年度は、関田山脈志賀高原地域の前期更新世ソレアイト系列火山岩類としての関田山脈志久見川地域火山岩類と毛無火山噴出物、前期更新世カルクアルカリ系列火山岩類としての鳥甲火山噴出物、そしてそれらの基盤である新第三系に貫入する貫入岩類を対象とし、なかでも、カルクアルカリ系列火山岩類としての鳥甲火山噴出物に対する基盤貫入岩類の影響、すなわち、カルクアルカリ系列マグマの成因により古い珪長質マグマの影響、すなわち混合あるいは混染作用の影響が存在するのか、を岩石学的に検討した。その結果、主成分化学組成ならびに微量成分化学組成では、"新第三紀花崗岩類"および新第三系に貫入する火山岩類は、ハーカー図上でカルクアルカリ系列の鳥甲火山噴出岩類の示すトレンドにほぼ重なってプロットされる。また、貫入岩類の希土類元素コンドライト規格化パターンからは、鳥甲火山噴出岩類の示すパターンとの関連も示唆される。一方、Sr・Nd同位体化学組成からは、鳥甲火山噴出物のそれが狭い範囲を示すのに対し、貫入岩類では87Sr/86Sr値は高い傾向を示し、143Nd/144Nd値は低い傾向を示すとともに、その範囲は鳥甲火山噴出物の示す範囲からそれぞれが拡がっているようプロットされる。この結果から、貫入岩類を形成した本源マグマは、カルクアルカリ系列の鳥甲火山噴出物の本源マグマと同じ性質の起源マグマである可能性を否定することはできず、貫入岩類の同位体化学組成から、貫入岩類の形成過程すなわちマグマの分化過程において地殻物質の関与があったものと推察される。
ウシ乳腺上皮細胞のアポトーシス制御機構に関する研究

ウシ乳腺上皮細胞は妊娠後急激に増殖・分化し、その後退行期には多くの細胞がアポトーシスにより死滅する。このような作用は、ホルモン、細胞外マトリックスなどの因子によってコントロールされているがその詳細は不明である。そこで本研究では、ホルスタイン種乳牛より単離した乳腺上皮細胞(BMEC)を用いて、(1)BMCEの増殖に及ぼすデキサメサゾンの影響、(2)酪酸によるBMECの細胞死誘導作用、(3)BMECのIGFBPs発現に及ぼす成長ホルモン、催乳ホルモン(プロラクチン、インスリン、デキサメサゾン)の影響について検討を行った。(1)BMECはMatrigel上にて培養すると乳腺胞様構造を形成し、カゼインを合成分泌した。しかし、催乳ホルモン非存在下では、その後乳腺胞様構造が崩壊し細胞死が誘導された。デキサメサゾンはこのアポトーシスを抑制した。(2)BMECの培養時に酪酸を添加すると、分化誘導前では効果が認められなかったが分化誘導後にはアポトーシスが誘導された。(3)乳腺上皮細胞のアポトーシスに重要な役割を果たしていると考えられるIGFs/IGFBPs系の発現について検討した結果、IGFBP-5タンパク質発現は、催乳ホルモンおよび成長ホルモン処理により低下することが明らかになった。以上の結果より、(1)乳腺上皮細胞の生存維持には催乳ホルモンの内デキサメサゾンが最も重要な役割を果たしていること、(2)乳腺上皮細胞の酪酸に対する感受性は分化誘導前後で変化すること、および、(3)乳腺上皮細胞のアポトーシスにはIGFs/IGFBPs系が重要な役割を果たしており、IGFBP-5発現を成長ホルモンが抑制したことから、成長ホルモンはIGFBPを介して乳腺上皮細胞のアポトーシス直接影響することが明らかになった。ウシ乳腺上皮細胞は妊娠後急激に増殖、分化し、その後退行期には多くの細胞がアポトーシスにより死滅する。このような作用は、ホルモン、物理的因子などにより調節されているが、その詳細な機構は不明である。そこで、ウシ乳腺細胞のアポトーシス機構を細胞レベルで解明するため、ヒト乳ガン細胞のアポトーシスを引き起こすことが知られている酪酸の作用について検討した。(1)ウシ乳腺上皮細胞およびヒト乳ガン細胞株(MCF-7)の増殖に及ぼす酢酸、プロピオン酸、酪酸、βヒドロキシ酪酸の影響についてMTT法により測定した。(2)分化前後のウシ乳腺上皮細胞の増殖性を調べるため、Matrigelまたはコラーゲンコート上で細胞を培養し、細胞数を測定した。(3)分化後のアポトーシス誘導について、Matrigel+lactogenic homonesで分化誘導した細胞の、無血清培地によるアポトーシス誘導についてTunel法により検討した。(1)ウシ乳腺細胞MCF-7の増殖は、酪酸によって濃度依存的に抑制された。プロピオン酸も増殖を抑制したが、酪酸よりは弱い効果であった。酢酸、βヒドロキシ酪酸は、細胞の増殖に影響を与えなかった。(2)コラーゲン上培養において、酪酸はMCF-7に対してアポトーシス誘導効果を示したが、ウシ乳腺上皮細胞に対しては効果を示さなかった。Matrigel上で培養したウシ乳腺上皮細胞は、コラーゲン上培養に比べて細胞数が減少した。(3)Matrigel+lactogichormonesで分化誘導したウシ乳腺上皮細胞は、酪酸によりアポトーシスが誘導された。ウシ乳腺上皮細胞は、妊娠、分娩、泌乳、乾乳に伴って増殖、分化、退行を繰り返すことが知られている。

退行時には、乳腺上皮細胞のアポトーシスが誘導されるが、そのメカニズムについては未だ不明な点が数多く残されている。平成13年度は、培養ウシ乳腺上皮細胞におよぼす酢酸、プロピオン酸、酪酸の作用について検討し、酪酸がアポトーシスを誘導することを明らかにした。平成14年度は、乳腺上皮細胞のアポトーシスに深く関わっているといわれているIGF-IGFBP系の発現について検討した。(1)妊娠期・泌乳期および乾乳期のホルスタイン種乳牛より乳腺組織を単離し、IGF-I,II,IGF受容体、IGF binding protein(IGFBP)の発現について検討した。(2)培養ウシ乳腺上皮細胞のIGFBP-3,5発現におよぼす催乳ホルモン(プロラクチン・インスリン・デキサメサゾン)の影響について検討した。以上の結果より、催乳ホルモンのアポトーシス抑制にIGFBP-5が関与している可能性が示された。
高分子凝集系の構造とダイナミックス:高分子物性及び材料設計に関する分子論的研究

主な研究成果の概要を各グループ毎に述べる。(1)溶液中の分子形態とダイナミックス:石鍋、近久、三宅、波田野は2次元、3次元、一般次元、及びラメラ中の高分子鎖の形態を、三宅は分岐高分子のダイナミックスを理論的に検討した。則末はビリアル係数に及ぼす3体相互作用及び鎖の剛さの影響を議論し、寺本は高分子液晶の相平衡及び半屈曲性高分子濃厚溶液の粘度を実験的、理論的に研究した。早川は交流電場下での準弾性光散乱等により高分子電解質のダイナミックスを、山本は蛍光偏光解消法により高分子の局所運動を検討した。(2)凝集系中の構造とダイナミックス:尾崎は応力と複屈折の測定より大変形時の応力挙動を、小高は誘電緩和測定より高分子鎖の緩和スペクトルを詳細に議論した。岩田は絡み合いのシミュレーションを行ない、小高、土井はDNAのゲル電気泳動を実験とシミュレーションで検討した。又、土井は電場によるポリイオンゲルの変形を理論的に研究した。五十野は絡み合いの構造変化を、升田は高分子ゲルの粘弾性を、野田は高分子電解質溶液の粘弾性を明らかにした。又、牛木は光プローブ法により種々の高分子系のダイナミックスを調べた。(3)相転移及び相、界面構造:和泉は中性子散乱により物理ゲルの構造を解明し、田中は可逆ゲルの理論を提出した。桑原、橋本、野瀬は低分子及び高分子混合系の臨界現象を詳細に検討し、小貫、橋本は相分離に及ぼす流動場の影響を理論的、実験的に研究した。福田は液晶性に及ぼす排除体積効果の重要性を指摘した。太田、橋本、松下はミクロ相分離構造及びその粘弾性を理論的、実験的に検討した。高橋は界面の高分子の形態を実験的に解明し、塩川は平板間のセグメント分布を理論的に研究した。これらは各自が独自に研究すると共に、互いに討論して得た成果である。平成4及び5年度にそれぞれ1回、本組織の研究者、共同研究者及び招待研究者による合同研究会を開催し、成果をまとめた研究会要旨集を基に総括の討論を行なった。主な研究成果を各グル-プ毎に述べる。1.溶液中の分子形態とダイナミックス:寺本は高分子液晶の相平衡に及ぼす剛さ,静電力の影響を明らかにし、則末は三体相互作用を検討して、平均場近似理論の矛盾を指摘した。石鍋、近久、波田野は一般次元及びラメラ中の鎖の形態を、三宅は分岐高分子のダイナミックスを理論的に研究した。早川は高分子電解質の緩和を、山本は鎖の局所運動を実験的に研究した。2.凝集系の構造とダイナミックス:尾崎は粘弾性と複屈折の同時測定よりガラス状態の緩和を、小高は誘電緩和より高分子鎖の運動モ-ドを実験的に明らかにした。岩田は局所絡み合いモデルにより絡みを理論的に、五十野は微分動的弾性率測定により絡みを実験的に研究した。升田はゲル化過程の粘弾性を、野田は高分子電解質準希薄溶液の粘弾性を実験的に明らかにした。土井は複合系の粘弾性の理論を提出し、牛木は光プロ-ブ法により分子運動を研究した。3.相転移及び相、界面構造:和泉は中性子散乱法によりゾル-ゲル転移を実験的に、田中は可逆的な網目のダイナミックスを理論的に研究した。

桑原,野瀬、橋本はミセルやポリマ-ブレンドの相分離の時間発展機構を明らかにし、福田は液晶性に及ぼす排除体積効果の重要性を指摘した。松下はABC型三元のブロック共重合体のミクロ相分離構造を実験的に明らかにし、太田はミクロ相分離構造のレオロジ-を、小貫は相分離過程に及ぼすずり流動の影響を理論的に研究した。塩川は制限された空間の鎖の形態を理論的に、高橋は界面の高分子の形態を実験的に明らかにした。これらは各自が独立に研究すると共に、互いに討論して得た成果で、一部は共同研究によるものもある。平成4年1月17ー19日に犬山市で、本組織の研究者、共同研究者及び組織外の招待研究者による合同研究会を開催し、成果をまとめた研究会要旨集を基に、本年度の総括と来年度へ向けての討論を行なった。主な研究実績の概要を各グループ毎に述ベる。(1)溶液中の分子形態とダイナミックス:寺本は半屈曲性高分子濃厚溶液の粘度を、又則末は第3ビリアル係数を実験的、理論的に解明した。石鍋は鎖のコラップス転移を、近久は二次元鎖の排除体積効果を、三宅は鎖の末端間ベクトルのモーメントを、波田野はブロック共重合体の形態を理論的に研究した。早川は交流電場下での準弾性光散乱により高分子電解質のダイナミックスを、山本は蛍光法によりLB膜中の高分子の拡散を明らかにした。(2)凝集系中の構造とダイナミックス:尾崎は応力と複屈折の測定より大変形時の応力挙動を、小高はブロック共重合体の誘電緩和の測定より緩和スペクトルを詳細に議論した。岩田は絡み合いのシミュレーションを行ない、土井は電場によるポリイオンゲルの変形を理論的に研究した。五十野は絡み合いの構造変化を、升田は高分子ゲルの粘弾性を、野田はTextured Materialの構成方程式を実験的に検討した。又、牛木は光プローブ法により鎖の局所運動を調べた。(3)相転移及び相、界面構造:和泉は中性子散乱により物理ゲルの構造を、福田は錯体形成機構によるゲル化を検討し、田中は可逆ゲルの理論を提出した。桑原、橋本は底分子液体、高分子ブレンドのスピノーダル分解を、野瀬は高分子/高分子/溶媒系の臨界現象を詳細に検討した。玉、小貫は相分離における粘弾性効果を理論的に研究した。太田、松下はABC型三元ブロック共重合体のミクロ相分離構造を理論的、実験的に検討した。又、塩川は平板間の高分子のセグメント分布を理論的に研究した。これらは各自が独自に研究すると共に、互いに討論して得た成果である。平成4年11月6-8日に伊勢市で、本組織の研究者、共同研究者及び招待研究者による合同研究会を開催し、成果をまとめた研究会要旨集を基に、本年度及び最終的な総括の討論を行なった。
光学活性物質のレ-ザ-誘起掌性電子構造の研究

1.光学活性錯体の相互掌性認識を研究するため、2[Rn(en)_3]Cl_3、NaCl-6H_2O(host)に[Cr(en)_3]Cl_3、1.6H_2O(Guest)をド-プした単結晶を育成し、絶対構造が△,Λ,dl(ラセミ)のhostに、同様な3種のguestを15%いれた9ヶの系のR_1,R_2線発光(TL)及び円偏光発光(CPL)を77Kで測定し、発光木斎因子g値の大小関係を調べた。その結果g値は、host(Guest)の表示を用いるとき、△(dl)>△(Λ)>△(△)等のようになり、hetero系(△Λ,Λ△)の方がhomo系(△△,ΛΛ)よりも安定であることを結論づけられた。3.77Kでの選択励起CPL分光は試料の調整及び光学用クライオスタットの購入の遅れで、完了していない。4.単一光子計数法によるピコ秒レ-ザ-誘起CPL分光のシステムは76MHzのUV-レ-ザ-を50KHzで変調し、L及びR成分を位相同期により同時にTACに取りこむことにより、その寿命を直読することによりD-S^2C/TR/CPLシステムの完成をみた。(+)BINAPでは、2.5桁のDynam Rangosscanできることを示している。物質系としては、PIC-J-dyeで初期的デ-タ-をとりこんでいるが、完成には時間がかかる。TR=時間分解。TR=時間分解。
金融市場における期待形成の理論・実証分析

平成14-16年度の3年間に、通貨・金融危機をきっかけとした為替変動の他国への波及効果や市場取引への影響について実証分析を行い、興味深い結果を得ることができた。通貨危機の波及効果に関する分析の結果は、アジア全域としては、株価変動と為替変動への震源からの影響は非対称であり、株価から為替レート変動というCausality(影響力)が意外に大きいことが明らかとなった。特にタイでは、この「株価→為替」というCausalityが強いこと、すなわち、タイではFundamentalsの悪化が先に起きて、それが通貨アタックを招くというシナリオであったことが示唆された。日本の銀行破綻が為替市場の取引に及ぼした影響の分析に関する析究では、1997年7月1日から1998年1月9日までの為替市場でのディーラー提示円ドルレートBID-ASKデータ(TICHデータ)を用いて行った。各ディーラーの提示する売買の全ての気配値をレコードしたデータをクリーニングし、10分毎の最終値を用いて、為替リターンの分散の影響をGARCHモデルで推定した結果、為替リターンの分散には非対称性やvolatility clusteringの存在が明らかとなった。とくに、条件付き分散の係数は1に近いことから、分散に対するショックの持続性が認められた。さらにGARCH分析結果の月毎の違いが有意であるかどうかを確かめるためF検定を行った結果、月毎に予期せざるショックからの影響を比べると、11月はサンプル期間平均に比べて低く過去のreturn分散の影響が強いことが分かった。11月の一連の銀行、金融機関破綻が、為替リターンに影響を及ぼしたと考えられる。また、Bid、Askそれぞれの提示数(Quote Entry)や値幅を細かく分析した結果、ディーラーが破綻後にニュースに敏感となったことが判明した。本研究は、1997年7月1日から1998年1月9日までのブローカー提示の円ドルレートBID-ASKデータ(TICHデータ)を用いて、日本の銀行破綻が為替市場の取引に及ぼした影響の分析をおこなった。データセットは各ディーラーの提示する売買の全ての気配値をレコードしたものである。分析方法は3通りである。第一に、10分毎の最終値を用いて、為替リターンの分散の影響をGARCHモデルで月毎に推定する。第二に、GARCH分析結果の月毎の違いが有意であるかどうかを確かめるためF検定を行う。第三に、BidとAskそれぞれの提示数(Quote Entry)や値幅を細かく分析し、ディーラーの行動を分析する。第一に、為替リターンの分散には非対称性やvolatility clusteringの存在が明らかとなった。また、条件付き分散の係数は1に近く、分散に対するショックの持続性が認められた。月毎に予期せざるショックからの影響を比べると、11月はサンプル期間平均に比べて低く、過去のreturn分散の影響が強いことが分かる。一方、7月および12-1月では、returnの分散が平均に比べて低い。推定結果の頑健生を確かめるため、GARCH、EGARCH、GARCH-Mモデルの3種類で推定を行った。次に、分散の非対称性の違いを月毎に検定した結果、11月とそれ以外の月が有意に異なることが判明した。以上の結果から、11月の一連の銀行、金融機関破綻が、為替リターンに影響を及ぼしたと考えられる。最後に、三洋証券、北海道拓殖銀行、山一証券破綻の各日(前後3日)の為替ディーリングを分析した。気配値のQuote数、値幅、気配値の更新頻度を、破綻に関するニュースの関連を調べた結果、三洋証券のケースは破綻ニュースがほとんど為替市場に影響していない。一方、北海道拓殖銀行や山一証券の破綻は、気配値提示を控えたり更新頻度が減るなど、為替予想が難しくなり、為替ディーリングに大きな影響を及ぼしたことが明らかとなった。一連の銀行破綻によって為替の予想が難しくなり、取引形態に大きく影響したことが示された。本研究では、昨年度に続き、CQG社提供によるブローカー提示の円ドルレートBID-ASKデータ(TICHデータ)に加えて、為替市場の気配値BID-ASKデータ(Firm quote)と取引価格transaction priceを用いて、為替市場のマイクロストラクチャーについて詳細に分析を行った。イベントスタディとして1997年秋の一連の日本における金融機関破綻が為替市場の取引に及ぼした影響の分析をおこなった。分析アプローチとして、月毎の影響の推計、各月別の推計結果の差について有意に異なるかどうかの検証、そして特定のイベント(破綻日)における市場の反応の検証という3段階の方法をとった。第一の月毎の影響の推計として、10分毎の最終値を用いて、為替リターンの分散の影響をGARCHモデルで推定した。為替リターンの分散には非対称性やvolatility clusteringの存在が明らかとなった。月毎に予期せざるショックからの影響を比べると、11月はサンプル期間平均に比べて低く、過去のreturn分散の影響が強いことが明らかとなった。第二の検証結果として、月毎の違いが有意であるかどうかを確かめるためF検定を用いた分析を行った。分散の非対称性の違いを月毎に検定した結果、11月とそれ以外の月が有意に異なることが判明した。最後に、三洋証券、北海道拓殖銀行、山一証券破綻の各日(前後3営業日)の為替市場の反応を検証するため、気配値のQuote数、値幅、気配値の更新頻度を計算した。

また、それら変数の変化と破綻に関するニュースの関連を調べた結果、三洋証券のケースは破綻ニュースがほとんど為替市場に影響しない一方、北海道拓殖銀行や山一証券の破綻のケースでは、一般的な為替市場のIntradayパターンと異なる動きが市場で見られることが明らかとなった。すなわち、一連の銀行破綻によって為替の予想が難しくなり、取引形態に大きく影響したことが示された。平成14-16年度の3年間に、通貨・金融危機をきっかけとした為替変動の他国への波及効果や市場取引への影響について実証分析を行い、興味深い結果を得ることができた。通貨危機の波及効果に関する分析の結果は、アジア全域としては、株価変動と為替変動への震源からの影響は非対称であり、株価から為替レート変動というCausality(影響力)が意外に大きいことが明らかとなった。特にタイでは、この「株価→為替」というCausalityが強いこと、すなわち、タイではFundamentalsの悪化が先に起きて、それが通貨アタックを招くというシナリオであったことが示唆された。日本の銀行破綻が為替市場の取引に及ぼした影響の分析に関する析究では、1997年7月1日から1998年1月9日までの為替市場でのディーラー提示円ドルレートBID-ASKデータ(TICHデータ)を用いて行った。各ディーラーの提示する売買の全ての気配値をレコードしたデータをクリーニングし、10分毎の最終値を用いて、為替リターンの分散の影響をGARCHモデルで推定した結果、為替リターンの分散には非対称性やvolatility clusteringの存在が明らかとなった。とくに、条件付き分散の係数は1に近いことから、分散に対するショックの持続性が認められた。さらにGARCH分析結果の月毎の違いが有意であるかどうかを確かめるためF検定を行った結果、月毎に予期せざるショックからの影響を比べると、11月はサンプル期間平均に比べて低く過去のreturn分散の影響が強いことが分かった。11月の一連の銀行、金融機関破綻が、為替リターンに影響を及ぼしたと考えられる。また、Bid、Askそれぞれの提示数(Quote Entry)や値幅を細かく分析した結果、ディーラーが破綻後にニュースに敏感となったことが判明した。
大規模制約充足問題の全解探索のための実用的な計算基盤の確立とその応用

まずは、本研究の背景(SATに基づく有界モデル検査)とその問題点について述べる。モデル検査はハードウェアやソフトウェアなど情報システムの検証を行うための技術である。もしシステムの設計に何らかの不具合があった場合、モデル検査をおこなうことにより、不具合に至るシステムの状態遷移列(反例)を自動的に計算できる。これは強力な技術であるが、反例の計算と不具合の特定の間には隔たりがあり、不具合特定のためには反例をもとに人手の検査が必要となる。これは属人的な作業であり、多くの変数値やその時間的変化を観察することが求められ煩雑で気が滅入る作業である。本研究では、不具合の特定作業を支援することを目的にして、モデル検査に対して以下の機能を追加し、既存の枠組みを拡張する:これまでのように1つの反例だけを計算するのでなく、複数の反例を生成する;生成された反例は莫大な数になりうるので、結果をデータ構造BDDを用いてコンパクトに表現する(これを反例データベースと呼ぶ);反例データベースを解析することにより、"抽象化された情報"を獲得する。これまでの研究で、この新しい枠組みを立案し、既存のモデル検査ソフトウェアNuSMV2を土台に実装した。解析操作としては、さまざまな操作を後から容易に拡張できるように、解析操作を他のコンポーネントから独立になるように設計した。実現した解析操作の例としては、特定の整数変数xに着目して、xの値が区間をなす反例集合(のうち区間の長さが最大のもの)を求めることが挙げられる。この操作により、(他の変数の値を固定した下で)xの値がある区間[a,b]に属するならばすべて反例になる、ということがわかる。特にxの値がaあるいはbとなる反例に関しては、不具合になるか否かの境目をなすことから、(他のxの値に関する単一の反例を提示する場合に比べ)不具合特定により近い有用な情報になりうる。これまでの研究活動により、当初構想した研究計画の核となる基本部分を実現することができた。具体的には、既存のモデル検査の枠組みに対する拡張機能の追加と、それらを連携させて抽象的な解析を実現させる枠組みの開発である。これをモデル検査ソフトウェアNuSMV2を土台にして実装した。NuSMV2は巨大なソフトウェアライブラリであり、今回の拡張作業はソフトウェアコードの深くまで手を加える必要があったため、(既存のコードを理解することも含め)開発作業は難航したが、何とか計画したとおりの機能拡張を実現することができ、動作の確認もできた。また、モデル検査の過去の研究を丹念に調査し、本研究と関連する研究を整理し、本研究の位置づけを明らかにした。以上の結果をまとめ、国内の研究会で報告した。これまでの研究の完成度を上げるために、十分な計算機実験を行いたい。また提案手法の応用として、具体的にどのような場合に本手法を活用できて、その結果、どのような効果が得られるのかについて具体的な例を検討する。これらの結果を論文にまとめ、国際会議や学術雑誌に投稿する。また、開発したソフトウェアを誰でも利用できるように一般に公開することの可能性について検討する(既存のソフトウェアを土台にしているので、著作権の問題が生じない範囲で公開できるか否か)。公開する際には、説明の文書やホームページの作成、そしてコードの整理などを行う。現在、AllSATの応用研究として有界モデル検査の拡張を進めている。有界モデル検査は(ハードウェアやソフトウェアなど)システムの誤りを発見する手法である。実用的なモデル検査器(例えば、NuSMV2)の内部処理では、SATソルバーが呼び出され、誤りの探索を行う。もし誤りが発見されたときには、モデル検査器は、システムの内部状態がどのように遷移したときに違反状態に陥るのかを表す実行シーケンスを返す。ここまではモデル検査器が自動で処理してくれるが、この実行シーケンスから誤りを引き起こした根本原因を特定する部分は通常人手が必要である。実行シーケンスは長く複雑なので人間が理解するのは困難であり、過去の研究でその負担を軽減する仕組みが提案されてきたが、まだ十分には手が付けられていないのが現状である。そこで、本研究では、AllSATソルバーをモデル検査器のコア技術として用いて、多数の実行シーケンスを生成することができるように拡張した。さらに、特定の変数の値を固定して実行シーケンスを生成する「制約による絞り込み機能」など、人手による解析を補助する機能を開発した。現在、予定している機能実装は終了し、論文の執筆にとりかかっている。本研究の基本アイディアを当該分野の標準的なソフトウェアを拡張する形で実装した。このソフトウェアは30万行程からなる巨大なものであり、その根本の部分から手を加える必要があったので、大量のコードを理解して、追加機能のコードを追加するのに想定以上に時間がかかってしまった。しかし、予定していた機能の実装はほぼ終了して、現在は論文執筆に取り掛かっている。

本研究では、不具合の特定作業を支援することを目的にして、モデル検査に対して以下の機能を追加し、既存の枠組みを拡張する:これまでのように1つの反例だけを計算するのでなく、複数の反例を生成する;生成された反例は莫大な数になりうるので、結果をデータ構造BDDを用いてコンパクトに表現する(これを反例データベースと呼ぶ);反例データベースを解析することにより、"抽象化された情報"を獲得する。これまでの研究で、この新しい枠組みを立案し、既存のモデル検査ソフトウェアNuSMV2を土台に実装した。解析操作としては、さまざまな操作を後から容易に拡張できるように、解析操作を他のコンポーネントから独立になるように設計した。実現した解析操作の例としては、特定の整数変数xに着目して、xの値が区間をなす反例集合(のうち区間の長さが最大のもの)を求めることが挙げられる。この操作により、(他の変数の値を固定した下で)xの値がある区間[a,b]に属するならばすべて反例になる、ということがわかる。特にxの値がaあるいはbとなる反例に関しては、不具合になるか否かの境目をなすことから、(他のxの値に関する単一の反例を提示する場合に比べ)不具合特定により近い有用な情報になりうる。これまでの研究活動により、当初構想した研究計画の核となる基本部分を実現することができた。具体的には、既存のモデル検査の枠組みに対する拡張機能の追加と、それらを連携させて抽象的な解析を実現させる枠組みの開発である。これをモデル検査ソフトウェアNuSMV2を土台にして実装した。NuSMV2は巨大なソフトウェアライブラリであり、今回の拡張作業はソフトウェアコードの深くまで手を加える必要があったため、(既存のコードを理解することも含め)開発作業は難航したが、何とか計画したとおりの機能拡張を実現することができ、動作の確認もできた。また、モデル検査の過去の研究を丹念に調査し、本研究と関連する研究を整理し、本研究の位置づけを明らかにした。以上の結果をまとめ、国内の研究会で報告した。まずは、これまでの研究成果を論文にまとめあげることが第一である。これで計算基盤がひとまず完成したことになる。今後はこの枠組みをネットワーク検証における問題解決につなげていくことを計画している。これまでの研究の完成度を上げるために、十分な計算機実験を行いたい。また提案手法の応用として、具体的にどのような場合に本手法を活用できて、その結果、どのような効果が得られるのかについて具体的な例を検討する。これらの結果を論文にまとめ、国際会議や学術雑誌に投稿する。また、開発したソフトウェアを誰でも利用できるように一般に公開することの可能性について検討する(既存のソフトウェアを土台にしているので、著作権の問題が生じない範囲で公開できるか否か)。公開する際には、説明の文書やホームページの作成、そしてコードの整理などを行う。計算機の故障や不具合などなかったので、当該年度に新しい計算機を購入していなかったが、次年度は購入を検討している。
環境行政手続の日米比較研究-土壌汚染対策法制の形成と運用-

本研究の結果明らかになったことは、次の四点である。第一に、アメリカ合衆国各州において発展しているブラウンフィールド・プログラムが、2002年連邦新法(中小企業免責及びブラウンフィールズ再活性化法=CERCLA修正法)の支持を受け、生成の時期を超え、発展していることが明らかになった。すなわち、CERCLAの副作用(潜在的責任当事者の法的責任を広くとらえ、司法手続=対審構造による紛争解決を求めたことにより、ブラウンフィールドが発生し、各種社会問題を生んだこと)を各州によるプログラム(行政手続を含む)及び新法・新規則(修復責任の限定を含む)によって解決・緩和している状況が明らかになった。第二に、日本において、土壌汚染対策法の施行は、自治体の土壌汚染対策に重要な手がかりを与えたが、その適用範囲が狭いこととリスクに基づく汚染修復が必ずしも適切に選択されているわけではないことが明らかとなった。第三に、上記日米における土壌汚染対策法制の制度設計及びその行政・司法手続についてその実態調査をふまえて比較した場合、対審構造とリーガリズムに依拠したアメリカの特徴がやや緩和されている(その緩和も法的責任の制限を法律や協定により定めることにより行われている)のに対して、日本では、自治体の行政指導(対審構造でもないし、リーガリズムにも依拠しない)を中心とした対応から一部法律・条例に基づく(法的)対策に変化した。ただし、土壌汚染対策法の適用範囲が狭いこと(これについては、同法改正予定)と同法制定後も行政指導中心の規制スタイルには変化がないことも明らかになった。第四に、行政事件訴訟法改正を含む行政法改革が近年行われているが、それによる司法的統制手段の発展により、上記日米環境法の形成と運用に影響を与えると考えられることが明らかになった。1.平成18年度においては、資料収集・インタヴュー実施とその分析及び研究成果の学会報告を行った。平成19年度は、引き続き、資料収集・インタヴュー実施とその分析を行うとともに、研究成果の学会報告を行うこととする。2.海外調査は、ァメリカ合衆国連邦環境保護庁(U.S.EPA)他主催のBrownfields 2006において一次資料収集として行った。本会議は、土壌汚染修復に関する制度的、技術的なアイデアを交換するユニークな機会であり、参加者は、海外準州を含む全米からの連邦・州政府関係者、研究者、企業、市民団体等多岐にわたる。本会議での報告聴取や各団体設置の収集資料は、自ら出向いては収集できない多様なものであるとともに最新のものであった。同資料は、現在分析中であるが、結論を述べると、ブラウンフィールズ・プログラムが、新法の支持を受け、生成の時期を超え、発展している様子がうかがえる一方、基本的な考え方の枠組みについては、特に目新しい変化のないことが判明した。3.国内調査は、北九州市においてインタヴュー形式で行った。それによれば、土壌汚染対策法の成立・施行は、自治体の土壌汚染対策に重要な手がかりを与えたが、その適用範囲が狭いこともあり、北九州市のように同法成立前から対策についての指導を行つている自治体においては、その規制スタイル、すなわち、正式の行政処分による義務づけではなく、指導を中心にしたインフォーマルな手法は、変化していないことが明らかになった。4.学会報告は、日本法社会学会における「環境規制法の生成と運用-土壌汚染対策法制における政府の役割と行動様式-」である。本報告では、本研究開始までに明らかにされた研究成果を報告するとともに、本研究の問題の所在や研究方法について、筆者の理解がより客観化され、本研究に有用となることを意図して報告を行った。平成19年度においては、(1)資料収集等調査とその分析、(2)研究成果の学会報告、(3)研究成果の公表を行った。

1.資料収集等調査は、(1)National Brownfield Association主催会議における一次資料収集、(2)連邦環境保護庁(USEPA)行政官、ペンシルヴェニア州・ニュージャージー州各州行政官、アメリカ環境法弁護士に対するアメリカ連邦法・州法の運用実態に関するインタヴューを行った他、大阪府条例をはじめとする日本の土壌汚染対策の実態について調査した。2.研究成果の学会報告は、香港大学で行われた「アジアにおける行政法と司法化された手続による統治」会議(香港大学・イリノイ大学主催)において、日本法の特徴を諸外国との相違を念頭に報告した(英文)。本報告を収録した書籍は、平成20年に公刊される予定である。3.研究成果の公表は、「合衆国における土壌汚染防止・対策法展開の一断面」と題して、新たな土地購入者が当該土地において過去になされた土壌汚染に関する対策責任を免じられる要件について定めたアメリカ連邦法新規則(2005年公布、2006年施行)の内容について検討した。上記の調査・報告・公表は、当該分野における政策目的実現のための公的規制のあり方につき、行政手続の形成・運用及びその司法的統制について検討したものであり、当該分野における日本法の発展に寄与するとともに、筆者自身の今後の教育活動にも資するものであると確信している。本研究をさらに発展させたものは、今後も継続的に公表していく所存である。
小児における分岐鎖アミノ酸摂取量と糖尿病リスクマーカーに関する研究

糖尿病における分岐鎖アミノ酸(BCAAs: branched-chain amino acids)の役割が注目されている。成人におけるBCAAs摂取量と糖尿病との関連を評価した研究は数編報告されているものの、小児では本関連を評価した研究はない。そこで研究代表者は小児におけるBCAAs摂取量と糖尿病リスクマーカーに関する研究を計画し検討を開始した。研究代表者は研究期間中に異動したため、当初の研究計画を一部変更した。本研究では成人におけるBCAAs摂取量を推定可能とし、BCAAs摂取量やBCAAsが多く含まれる食品摂取(魚および鶏肉)、各種栄養素摂取量と糖尿病リスクマーカー(空腹時血糖値およびHbA1c値)との関連を評価することを目的とした。研究対象者は人間ドックを受診した男女およそ5,000名(3569歳)とした。本研究ではアミノ酸成分表や食物摂取頻度調査票の回答および食事記録調査データからBCAAs摂取量を推定可能とするための回帰式を作成した。BCAAsが多く含まれる食品摂取(魚および鶏肉)や各種アミノ酸で構成されるたんぱく質摂取量と糖尿病リスクマーカー(空腹時血糖値およびHbA1c値)との関連を評価した結果、魚摂取はHbA1c値と負の関連を示した(スピアマンの偏順位相関係数ρ= -0.020[全体], -0.028[男], -0.002[女])。また魚に多く含まれるn-3系多価不飽和脂肪酸の摂取量を調整した場合でも同様の結果を得た(ρ= -0.005)。空腹時血糖値との関連は観察されなかった。データの限界のため、BCAAs摂取量を推定し個人差を同定することはできなかった。近年、糖尿病におけるアミノ酸の役割が注目されている。成人におけるアミノ酸摂取量と糖尿病リスクとの関連を評価した研究は、日本における一研究を含めて数編あるものの、小児における関連を評価した研究はこれまでになかった。そこで、小児におけるアミノ酸摂取量を推定し、空腹時血糖値やHbA1c値などの糖尿病リスクマーカーとの関連を評価することによって、糖尿病予防に資する基礎資料を作成することを計画した。研究代表者は平成29年8月1日付で名古屋大学大学院医学系研究科予防医学分野研究員に異動した。そこで、アミノ酸摂取量、特に分岐鎖アミノ酸摂取量(バリン、ロイシン、イソロイシン)と糖尿病との関わりを評価するため、予防医学分野で実施されている日本多施設共同コーホート研究の静岡地区の参加者約5,000名を対象としてアミノ酸摂取量の推定を開始した。対象者は3565歳の男女で、静岡県浜松市内の人間ドック受診者である。受診時に研究説明を実施し、同意を得た後、生活習慣に関するアンケート調査、食物摂取頻度調査票による食事習慣の評価、空腹時採血および早朝尿の採取が実施された。これらの調査によって飲酒・喫煙・運動などの生活習慣や既往歴、食事習慣、血液および尿の検査値などの情報を得ている。引き続き食物摂取頻度調査票に基づくアミノ酸摂取量の推定を進める。調査票データと検体検査値データを結合した解析用データセットを作成し、関連を評価する予定である。食物摂取頻度調査票に基づくアミノ酸摂取量の推定に時間を要している。研究代表者は平成29年8月1日付で名古屋大学大学院医学系研究科予防医学分野に異動した。そのため、成人の一般集団約5,000名の男女を対象として関連の評価を行うことをあらためて計画した。本研究の対象者においては、独自に用いられている食物摂取頻度調査票に基づいてアミノ酸摂取量の推定を行う必要があり、横断解析のためのデータセット作成を引き続き進めていく。(理由)物品購入費等が抑えられたため。(使用計画)次年度の物品購入費用等に充当する。
レーザーAE手法の開発とそのセラミック複合材料の高温非破壊評価への適用

高温での使用が想定される様々部材のために、多くのセラミックス材料が開発されてきた。その信頼性を保証するためには、十分で適切な非破壊評価を行い、危険な欠陥の検出・評価することが重要である。しかし現状においては、そのような手法は存在しておらず、そのため高温での非破壊評価手法の開発が望まれている。そこで本研究においては、まずレーザーAE装置の開発を行う。この手法は、高温でのin-situかつ動的な唯一の非破壊評価手法であると考えられる。この手法を用いて、CFRPの高温での強度試験、およびアルミナコーティング材料の熱衝撃試験において発生するAE信号を計測、解析を行った。レーザーを用いた材料表面の変位の測定は、その原理が古くから知られており、それを応用した製品も数多く生産されている。また非接触の非破壊評価手法として近年注目されている。しかし、AEにおいてはMHzオーダーの周波数帯域の微小な信号を対象にしており、このような信号を高感度・高精度で計測することは必ずしも容易ではなかった。この装置は、レーザー用いた光学系および干渉計部分と、その後出力を高速でA/D変換しコンピュータに記録し解析する部分から成り立つ。後半の部分は現有のAE装置を流用し、前半の部分については、用いる材料に対して最適になるように設計し組立を行った。CFRの強度試験、およびアルミナコーティング材料の熱衝撃試験において発生するAE信号の計測を行った。十分な信号が得られるように装置の開発、改良を進めることにより、試験の際のAE信号をできるだけ感度良く検出することが可能となった。
哺乳類の性フェロモン:単離精製と中枢作用機構の解明

本研究では,視床下部GnRHニューロンの活動を指標とする神経行動学的フェロモン生物検定系を確立し,ヤギやヒツジなど反芻家畜において良く知られている雄効果とよばれるフェロモン現象の背景となる分子の純化精製を進めること,そして性行動だけでなく摂食や探索活動など様々な行動様式に影響を与えうるフェロモンの強力な向中枢作用のメカニズムを明らかにすることを目指した一連の実験を行い,以下に概括されるような成果を得た。まず,エストラジオールの皮下インプラント処置により性ステロイドホルモン環境を一定に維持した卵巣摘除雌シバヤギの視床下部内側底部に記録電極を留置して,GnRHパルス駆動機構の活動状態を多ニューロン発射活動(MUA)として電気生理学的にリアルタイム解析するシステムを開発した。そして、この特異的MUAに対する影響を指標としてフェロモンの向中枢効果を評価したところ,雄から採材した被毛のエーテル抽出分画中に明瞭なフェロモン活性が見出された。一方,去勢雄の被毛にはフェロモン活性が見られず,テストステロン処置後に活性が回復するなど,フェロモンがアンドロジェン依存性に産生されることが明らかとなった。またフェロモン活性の消長には皮脂線の発達程度あるいは被毛への脂質成分の付着具合との間に関連が見出されたことから,雄由来の生殖フェロモンはホルモン依存性に皮脂腺で産生されることが示唆された。フェロモンの呈示時間を変えて生殖神経内分泌系への影響を解析した結果、フェロモンはGnRHパルス駆動機構に対して持続的な促進効果をもたらしうることや,長期呈示後には一種の不応状態が惹起されることが明らかとなり,フェロモンの作用機作を考察する上で興味深い成績が得られた。本研究で確立された神経行動学的フェロモン生物検定系を基盤に,雄効果の背景となる生殖フェロモン分子の単離精製・構造決定に関わる作業を現在さらに進めているところである。視床下部GnRHパルスジェネレーターの活動を指標とするフェロモン生物検定系を用いて,雄ヤギの被毛を原材料にフェロモンの精製を進めた。すなわち卵巣摘出したシバヤギの視床下部内側底部(正中隆起)に脳定位手術により留置した慢性記録電極を介してGnRHパルスジェネレーターの活動を反映する特異的な多ニューロン発射活動(MUA)を安定して長時間解析しうる実験モデルを確立した。このモデルに,エストラジオールを封入したカプセルの皮下移植処置と長日条件の負荷を行ってGnRHパルスジェネレーターの周期的上昇すなわちMUAボレ-の間隔を延長させた状態で,ボレ-の中間地点でフェロモン活性を有する試料をまず短期間(5分間)のみ提示した。その結果,雄ヤギ被毛あるいはエーテル抽出分画にMUAボレ-間隔を有意に短縮するフェロモン活性が認められた。去勢雄ヤギの被毛にはフェロモン活性がないがテストステロンの長期投与によりフェロモン活性の復活が認められ、フェロモン活性がアンドロジェン依存性に雄ヤギの皮脂腺で産生されることが示された。雄被毛のエーテル抽出精製分画について溶媒的分画法およびゲル浸透クロマトグラフィーを用いて精製を進めたところ、フェロモン活性は分子量400・1000の酸性油脂成分に存在することが明らかとなった。一方、マスクを用いての比較的長期間(4時間)のフェロモン呈示によっては,MUAボレ-の間隔は呈示期間を通じて短縮することが示され、フェロモン効果の持続性が明らかとなった。

また鋤鼻器へのカテーテル留置法を応用して標識物資の微量投与を行い,鋤鼻神経の副嗅球への投射部位を明らかにすることができた。以上のように,本年度の研究を通じて,今後フェロモンの単離精製を進めてゆく上で有用な知見を得ることができ,また生物検定系としての最適条件を設定することができた。本研究では,卵巣摘除後エストラジオールの皮下インプラント処置により性ステロイドホルモン環境を一定に維持した雌シバヤギを供試し,まず弓状核・正中隆起部を中心とする視床下部内側底部に脳定位的に記録電極を留置した。覚醒・半拘束状態の動物で,GnRHパルス駆動機構の活動状態を多ニューロン発射活動(MUA)として持続的にリアルタイム解析しうるシステムを開発し,被検材料のフェロモン活性をMUAの特異的上昇(MUAボレ-)に与える影響を指標として評価した。本年度は,従来の短時間呈示(5分以下)に加えて、被検材料を動物の鼻先に装着したマスクに入れることで数時間にわたって匂いを呈示を行う方法を用いて,フェロモンの長時間持続呈示の影響についても検討した。雄被毛の匂いを4時間持続呈示することによりGnRHパルス駆動機構は刺激され,パルス頻度の上昇が呈示期間を通じて観察された。興味深いことに,この持続呈示により一種に不応状態が惹起され,その後は数日間にわたり短時間呈示の効果が消失することが明らかとなった。またフェロモンの産生部位と推察される雄の体表部位より皮膚組織を部分採材し,雄と去勢雄で比較したところ,上記の生物検定系によるフェロモン活性の差に対応するように,皮脂腺の発達程度に大きな差違が認められた。この雄皮膚組織のエーテル抽出物を呈示することによりMUAボレ-が誘起され明瞭なプライマーフェロモン活性の存在が確認された。脂肪染色により本研究の過程で従来よりフェロモン活性を持つこと判明している雄の被毛には,おそらく皮脂腺に由来すると思われる脂質成分の付着が明らかに認められ,一方フェロモン活性のない去勢雄の毛には認められなかった。このことから,皮脂腺でアンドロジェン依存性に産生される脂質成分中にフェロモン活性の本体が含まれていることが示唆され,今後さらにフェロモン分子の単離精製を進めていく上で極めて有用と考えられる情報を得ることができた。
人工根粒バイオリアクターを用いた空中窒素固定システム開発のための基盤研究

バクテロイドを包んでいる膜内の溶液(シンビオスペース溶液)の単離5週間生育させた成熟ダイズ根粒を用いビオスペース溶液を単離した。合計14回栽培を行い約1mlのシンビオスペース溶液を単離した。この一部を用いて、HPLCによりアミノ酸、糖、有機酸の組成を調べた。次に既知物質の組成に基づき人工シンビオスペース溶液を作製し根粒菌に投与後、形態や生育速度の変化を調べた結果、有機酸・アミノ酸・糖組成をシンビオスペースの存在量に調整した溶液は根粒菌の生育速度を抑制することが分かった。しかし、人工シンビオスペース溶液処理区では形態変化は誘導しなかった。シンビオスペース物質を投与した根粒菌に生じる遺伝子応答ミヤコグサ根粒菌の全ゲノムを網羅したマクロアレイ膜を用い、シンビオスペース溶液をダイズ根粒菌に投与した15分後に生じる遺伝子応答を追跡した。その結果、97クローンの転写量が3倍以上に増大し、一方、108クローンで転写が50%以下に抑制された。しかし、転写変動の幅が狭く、ミヤコグサ根粒菌のゲノムアレイを用いたダイズ根粒菌の転写解析は、異種根粒菌ゲノム間のハイブリダイゼーションであり、各遺伝子の転写強度データは実験事実を正確に反映していないことが定量PCRの結果で明らかになた。そこで、ダイズ根粒菌の全ゲノムを網羅したダイズ根粒菌ゲノムアレイを平成15年8月末に完成させた。シンビオスペース物質に応答するレポーター系を用いた、バクテロイド化開始物質の探索ダイズ根粒菌の全ゲノムを網羅したダイズ根粒菌ゲノムアレイを用いシンビオスペース溶液をダイズ根粒菌に投与した120分後に生じる遺伝子応答を追跡した。その結果、機能は不明であるが、2時間で転写量が42倍上昇するクローンを見いだした。このクローンに関しては、別のサンプルを用いた実験でも同様な結果を得た。この遺伝子を用いたバクテロイド化開始物質探索用のレポーター系を構築中である。マメ科植物の根には、根粒と呼ばれる丸い粒が付いている。根粒菌という土壌細菌が共生して形成された器官で、窒素ガスをアンモニアに変える、窒素変換工場である。この工場の中で、根粒菌は増殖が抑制され、窒素固定のみを行うようにマメ科植物から強いられており、窒素固定機械(バクテロイドと呼んでいる)へと特殊化させられている。本研究の最終ゴールは、この窒素固定機械を人工的に再現し、根粒菌バクテロイドを用いた空中窒素固定システムの構築にある。このシステム機構は、現在、全く不明である。そこで、最初のステップとして、根粒菌をバクテロイド化する分子メカニズムを探る基盤として本研究を立ち上げた。平成14年度は、ダイズ根粒の根粒菌感染細胞から2層分配法でシンビオソームを単離し、膜を浸透圧変化で破壊し、シンビオスペース物質を採取し、その組成をHPLCで調べると共に、既知物質、例えばアミノ酸の成分の差がシンビオスペース物質を特徴づけるのか、あるいは未知物質の存在がシンビオスペース物質を特徴づけるのか、人工的に同一組成の物質を作成し根粒菌に投与し、その形態や生育速度の変化を調べた。その結果、有機酸やアミノ酸をシンビオスペースの存在量に調整した溶液が、根粒菌の生育速度を抑制することが分かった。しかし、形態変化は誘導しなかった。このことから、シンビオスペースでの根粒菌のバクテロイド化はアミノ酸や有機酸の組成で調節されていないことが推定された。次に、ミヤコグサ根粒菌の全ゲノムを網羅したマクロアレイ膜(3800クローンが載っている)を用い、シンビオスペース物質を根粒菌に投与した15分後に生じる遣伝子応答を追跡した。その結果、165クローンが、PBS物質の添加15分で、転写量が2.5倍以上に増大し、一方、61クローンで転写が50%以下に抑制された。転写が増大したクローンには多数の転写因子やその関連遺伝子が含まれていた。これらの中に、根粒菌をバクテロイド化する転写因子が存在する可能性が推定された。現在、それらクローンから、DNAプローブを作成し、リアルタイムPCRを用いた発現解析の準備を行っている。