hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音響法による最終糖度予測情報に基づくキウイフルーツの流通管理に関する研究

音響共鳴を利用した高速密度測定装置を新規開発した.これにより収穫直後にキウイフルーツ密度の全数測定が可能になり,密度と密接な関係にある追熟後最終糖度を個体ごとに予測することが可能となった.密度の差異が熟度進行に及ぼす影響は見られなかったが,収穫後に一定の低温貯蔵期間をはさむと,密度は高いにも関わらず最終糖度が予測より低くなる可能性が示唆された更なる検証が必要であるが,流通においては,高密度果実から出荷すべきであり,密度と貯蔵履歴を十分考慮する必要があることが明らかになった.音響共鳴を利用した高速密度測定装置を新規開発した.これにより収穫直後にキウイフルーツ密度の全数測定が可能になり,密度と密接な関係にある追熟後最終糖度を個体ごとに予測することが可能となった.密度の差異が熟度進行に及ぼす影響は見られなかったが,収穫後に一定の低温貯蔵期間をはさむと,密度は高いにも関わらず最終糖度が予測より低くなる可能性が示唆された更なる検証が必要であるが,流通においては,高密度果実から出荷すべきであり,密度と貯蔵履歴を十分考慮する必要があることが明らかになった.適熟段階にあるキウイフルーツを店頭にならべるためには,未熟果で流通させ,小売段階で追熟処理をする形態が理想的である.本研究では収穫直後のデンプン含量による追熟管理の実現を目的としている.本年度は,デンプン含量を反映する密度の高精度計測システムの開発と,追熟期間中の糖・有機酸含量や硬度変化の密度依存性について実験的な検討を行った.密度計測装置については,ヘルムホルツ共鳴法を採用し,高精度計測を実現するために,キウイフルーツの形状に合わせた共鳴器を試作した.計測時間約6秒/個で,決定係数0.9997以上の計測精度を実現できた.計測時間をさらに短くするとやや精度が低下する.本年度は速度よりも測定精度を優先するために,計測時間を6秒とすることとした.研究協力者のキウイフルーツ農園のヘイワード種の4樹を選定し,2006年11月22日25日にかけてキウイフルーツを収穫し,収穫直後にサイズ,質量,密度を現地で計測した.測定した密度を元に,低密度・中密度・高密度の区に分け,それぞれエチレンによる追熟実験と炭酸ガス分圧をコントロールした貯蔵実験に供した.エチレン曝露後,デンプンが分解され,グルコース,フルクトース,シュークロース含量が増加し,硬度は減少していく.全糖含量が最大となるのに要する日数は,高密度ほど遅かった.また全糖含量が最大をむかえた後は減少に転ずる傾向がみられた.有機酸については,密度差は見られず,また追熟期間中の変動もほとんどなかった.軟化速度についても,密度差は見出せなかった.つまり,低密度果は,追熟中に糖度が最大となっても,高密度果と比較して糖酸比が低くやや硬いという特徴を有することが明らかとなった.貯蔵実験については半年間行う予定で,現在進行中である.本年度は,昨年度試作した密度計測装置の測定精度向上を図るとともに,本方式で密度選別した果実を用いて,収穫時密度による熟度進行の差異について実験的な検討を行った.2007年11月9日16日にかけてキウイフルーツの収穫時密度を農園で計測し,それらを実験室に持ち帰って,その後の追熟実験に供した.密度計測については,気温差による共鳴器自体の膨張・収縮による体積測定精度の低下を回避するために,肉厚(容器壁厚20mm)の真鍮製容器を新たに試作するとともに,計測プログラムを見直し,計測時間の短縮化を図った.その結果,体積測定については決定係数r^2=0.9999,SEC=0.14cm^3の精度での計測が可能となった.気温補正処理を行った密度計測では,液体置換法と質量計測から求めた密度を真値として,相関を取ったところ,決定係数r^2=0.9254,SEP=0.0019g/cm^3となった.測定精度は,昨年度より向上したが,糖度推定精度を1%以下とするためには,0.0037g/cm^3以下の密度差を検出しなければならず,密度選果に供するためにはさらなる精度向上が必要である.追熟実験では,3°Cの低温庫に1週間程度貯蔵してから,20°C-100ppmのエチレン環境下に40時間曝露し追熟処理を行った.追熟処理後は5°Cから25°Cまで5段階の温度設定のインキュベータ内に貯蔵し,Brix糖度と硬度の経日変化を測定した.エチレン曝露直後にかなり糖化が進んでいたこともあり,各密度区間で最終糖度到達日数に有意な差がみられなかった.硬度計測結果からは低密度区のものほど軟化進行が速いことが確認された.低密度区のエチレン生成速度は他の区と比較して著しく大きかったが,このことは軟化進行が果実密度によって異なることと何らかの関連がある可能性がある.本年度は,密度計測装置の高速化を図るとともに,地域の異なる2箇所のキウイフルーツ農園において収穫時密度を測定し,密度の差異がその後の熟度進行に及ぼす影響と,それらの関係に産地の違いがどのように影響するかについて実験的な検討を行った.

11月10日から12日にかけて岐阜県関市,11月16日から18日にかけては静岡県掛川市のキウイフルーツ農園でヘイワード種の収穫時密度(約2,300個)を計測し,予冷後直ちに岐阜大学の実験室に持ち帰り,密度別の追熟実験を行った.密度計測装置は,懸架式電子天秤に真鍮製共鳴容器を組み込む構造の計測装置を試作した.この装置により密度測定時間を昨年度の半分以下にすることに成功した.また,試料体積が55125cm^3の範囲でr2=0.99999,SEC=0.079cm^3の体積推定精度となり,キウイフルーツの密度選果には有効な測定精度が得られた.追熟実験では,15°Cまたは25°Cでエチレン濃度150ppmの雰囲気に24時間暴露したのち,エチレンを含まない15°Cの雰囲気下で保管し,全糖量,デンプン量,Brix値,硬度の経日変化を測定した.以上の計測結果から,収穫時密度と糖度には高い相関があり,またこの相関には産地間差異がないことから,どの圃場においても同じ較正曲線が利用できる可能性があることが明らかとなった.最終糖度に至るまでの熟度進行速度に,収穫時密度による差異の影響を見出すことはできなかった.従って,流通段階で密度別に追熟条件を考慮する必要は無いと考えられる.ただし,収穫後に一定の低温貯蔵期間をはさむと,密度は高いにも関わらず最終糖度が予測より低くなる可能性が示唆された.このことについては更なる検証が必要であるが,こうした傾向があるとすれば,高密度果実から出荷すべきであり,本システムの実用化に際して,密度と貯蔵履歴を十分考慮する必要があるものと考える.
覚醒剤中毒における熱ショック蛋白の動態について

覚醒剤投与による組織での熱ショック蛋白の発現を調べるために以下の実験を行った2-8週間1日1回一週間に6日1mg/kgのメタンフェタミン(MA)を腹腔内投与したWistarKY雄ラットからネンブタール麻酔下に摘出し、ホルマリン固定し、型のごとくパラフィン包埋した脳及び心臓を用い、免疫組織学的検索を行った。一次抗体には市販の抗ユビキチンポリクロナール抗体または抗HSP70ポリクロナール抗体及びモノクロナール抗体を用い、ストレプトアビジン-ビオチン-ペルオキシダーゼ(SAB-PO)法を用いた染色を行い、適切な染色条件を決定して染色を行いその所見を観察した。その結果、心臓に於いて生理食塩水を注射した対照群では極弱い染色しか認められなかったのに対してMA投与群では心筋細胞核や心内膜心臓核、血管内皮核、血管平滑筋核などにユビキチン、HSP70ともに強い染色が認められた。さらに心筋の変性や壊死が起こっている部位では染色が弱く、周囲の細胞核に強い染色が認められた。そのため心筋の変性壊死の著しい8週投与群では変性壊死の軽度な2週投与群に比較してユビキチンやHSP70の染色は弱くなっていた。これらの結果は熱ショック蛋白が覚醒剤によるストレスに対する生活反応として発現することを支持する結果であると考えられる。脳については発現の部位及び程度について現在検討中である。画像解析についても準備検討中である。また10mg/kgを一回投与して経時的に臓器を採取した急性実験およびMAとの比較検討のための温浴による実験も行った。その免疫組織学的変化については現在検討中である。生化学的検討については準備および予備実験までしか及ばなかった。本研究の成果の一部は96年4月の第80次日本法医学会総会で発表する予定である。
スマートフォン依存が人間の立体視力におよぼす影響

人間の立体視力には個人差があるがその原因は明らかでない.年齢,通常の視力,屈折力だけでなく,生活様式など,さまざまな要因が複合的に寄与していると考えられる.ここでは,主として,スマートフォンへの依存度,他覚検眼器によって得られる屈折力,調節応答,調節微動,そして,立体視力の関係に着目する.平成30年度は,スマートフォン依存の指標の選定,オートレフラクトメータおよびレンズメータなどの測定機器の導入,立体視力測定システムの改良を行った.スマートフォン依存度を測る指標として,当初,Twitter,Facebook,YouTube,Instagram,LINEなどのアプリケーションごとに投稿件数などを収集することを検討していたが,iOSアプリケーション「スクリーンタイム」およびAndroidアプリケーション「Digital Wellbeing」を利用することにした.2018年8月に登場した「スクリーンタイム」はスマートフォンの利用時間,アプリケーションのカテゴリと利用時間などを網羅的かつ効率良く収集することができる.「Digital Wellbeing」も同様の機能を有している.調節応答時の調節微動が計測できるオートレフラクトメータを導入し,その測定技術の向上に努めた.予備実験として,1時間前後のVDT作業を行う前後での調節応答を測定したが,大きな変化は見られなかった.これは,調節応答に関する各測定指標が,直近の行動というよりも,生活習慣などのより長期間での行動を反映していると考えられる.同様に,自動式レンズメータを導入した.これにより,眼鏡を使用している被験者の矯正状態も把握できるようになった.これまでの立体視力測定には,刺激として,中心のターゲットとその周囲の参照刺激からなるヘキサンゴンドットを用いていた.立体視閾の測定に上下法を用いていた.この従来の測定システムを,iPadのブラウザSafari(HTML5+JavaScript)で動作するように移植作業を行った.タッチ操作によって被験者が直観的に応答できるようになった.一方,眼鏡店社員にヒアリングを行ったところ,初見の人にもさらに分かりやすい視標,試行回数の低減などの改良意見が得られた.視標についてはランダムドットに視差を与えて面構造をもたせることで奥行きを検出しやすくし,試行回数については立体視力の大まかな分類を行うスクリーニングと10試行程度の詳細測定を行うようにする.見やすくした視標,試行回数が少ない閾値決定手続きにより,主に大学生を対象とした実験データを収集し,その測定精度の検証を行う.今年度後半から来年度にかけて,被験者の年齢層を拡充できるようにする.人間の立体視力には個人差があるがその原因は明らかでない.年齢,通常の視力,屈折力だけでなく,生活様式など,さまざまな要因が複合的に寄与していると考えられる.ここでは,主として,スマートフォンへの依存度,他覚検眼器によって得られる屈折力,調節応答,調節微動,そして,立体視力の関係に着目する.平成30年度は,スマートフォン依存の指標の選定,オートレフラクトメータおよびレンズメータなどの測定機器の導入,立体視力測定システムの改良を行った.スマートフォン依存度を測る指標として,当初,Twitter,Facebook,YouTube,Instagram,LINEなどのアプリケーションごとに投稿件数などを収集することを検討していたが,iOSアプリケーション「スクリーンタイム」およびAndroidアプリケーション「Digital Wellbeing」を利用することにした.2018年8月に登場した「スクリーンタイム」はスマートフォンの利用時間,アプリケーションのカテゴリと利用時間などを網羅的かつ効率良く収集することができる.「Digital Wellbeing」も同様の機能を有している.調節応答時の調節微動が計測できるオートレフラクトメータを導入し,その測定技術の向上に努めた.予備実験として,1時間前後のVDT作業を行う前後での調節応答を測定したが,大きな変化は見られなかった.これは,調節応答に関する各測定指標が,直近の行動というよりも,生活習慣などのより長期間での行動を反映していると考えられる.同様に,自動式レンズメータを導入した.これにより,眼鏡を使用している被験者の矯正状態も把握できるようになった.これまでの立体視力測定には,刺激として,中心のターゲットとその周囲の参照刺激からなるヘキサンゴンドットを用いていた.立体視閾の測定に上下法を用いていた.この従来の測定システムを,iPadのブラウザSafari(HTML5+JavaScript)で動作するように移植作業を行った.タッチ操作によって被験者が直観的に応答できるようになった.一方,眼鏡店社員にヒアリングを行ったところ,初見の人にもさらに分かりやすい視標,試行回数の低減などの改良意見が得られた.視標についてはランダムドットに視差を与えて面構造をもたせることで奥行きを検出しやすくし,試行回数については立体視力の大まかな分類を行うスクリーニングと10試行程度の詳細測定を行うようにする.見やすくした視標,試行回数が少ない閾値決定手続きにより,主に大学生を対象とした実験データを収集し,その測定精度の検証を行う.今年度後半から来年度にかけて,被験者の年齢層を拡充できるようにする.
食肉の新鮮度を評価する電気化学的マイクロ分析システムの開発

本研究では医療診断等への応用研究が急速に進められているマイクロ分析の概念を取り入れ、食品分析分野において初めてとなる食肉(豚肉)の新鮮度を簡易に測定可能とする電気化学的マイクロ分析システム(μTAS)の開発を行った。試作したμTASと合わせてUPLC法による測定を行い、測定により鮮度の評価値として求めたK値およびKi値の比較検討を行った結果、開発したμTASは新機軸の豚肉の鮮度評価技術としての可能性を有する事が明らかになった。食品の新鮮度や安全性といった品質評価では、従来から化学分析法やHPLC法等により定量が行われてきたが、これらの定量分析法は化学分析に関する知識や技術、あるいは据え置き型でかつ高額の分析装置を必要とするとともに測定・検出に長時間を要し、食品の生産・流通の現場においては簡易な分析法ではなかった。このため、本研究では食品分析分野において初めてとなる食肉(豚肉)の新鮮度を簡易に測定可能とする電気化学的マイクロデバイスの開発研究を行っている。H27年度においては1、豚肉のロース肉を殺後15日間、0°C6°Cで冷蔵貯蔵を行う一方、この間に変化する核酸関連物質の定量をUPLCにより行った。2、豚肉の新鮮度の総合評価値としてK値およびKi値を用いることとし、同値を算出可能とするμTASの構成とサイズを検討した。3、測定サンプルを受ける反応セルをPDMSで4つ形成するとともに、各セルの下部には白金、銀/塩化銀等からなる3つの電極をガラス基板上に溶着して1組のセンサとした。また、各センサの作用電極表面に測定対象核酸関連物質毎にキサンチン酸化酵素、ヌクレオシド・ホスホリラーゼ、アデノシン・デアミナーゼ等の酵素をクロスリンク法、ジェル固定法等により固定した。最後に4、豚肉の新鮮度を評価するプロトタイプのデバイスを試作した。また、各反応セルの下部に設けた3つの電極を定電位電解装置と結び、0.7Vの印加電圧を与える一方、電流の変化を記録、酵素活性を測定し、各核酸関連物質の定量を試行的に行った。交付申請書に記載した平成27年度の実施計画を概ね遂行することができた。すなわち、1、豚肉のロース肉をビニール袋で包装し、と殺翌日から15日間、0°C6°Cで冷蔵貯蔵を行う一方、この間に変化する核酸関連物質(ATP、ADP、AMP、AdR、Ino、Hx)の定量をUPLCにより行った。2、豚肉の新鮮度の総合評価値として魚肉の鮮度評価にも用いられるK値およびKi値を用いることとし、同値を算出可能とするμTASの構成とサイズを検討した。3、前処理したサンプルを受ける反応セルをPDMSで形成するとともに4つ配列し、各セルの下部には作用・参照・補助の3つの電極(素材は白金、銀/塩化銀等)をガラス基板上に溶着して1組のセンサとした。4、一方、電極表面からの固定酵素の溶脱を抑えるためにウシ血清由来のアルブミンおよびグルタルアルデヒド溶液と各酵素を混合して用いた。5、これまでに得られた知見に基づき豚肉の新鮮度を評価するプロトタイプのデバイスを試作した。食品の新鮮度や安全性といった品質評価では、従来から化学分析法やHPLC法等により定量が行われてきたが、これらの定量分析法は化学分析に関する知識や技術、あるいは据え置き型でかつ高額の分析装置を必要とするとともに測定・検出に長時間を要し、食素材・食品の生産・流通の現場においては簡易に利用可能な分析法ではなかった。このため、本研究では医療診断や創薬応用等への利用研究が急速に進められているマイクロ分析の概念を取り入れ、食品分析分野において初めてとなる食肉(豚肉)の新鮮度を簡易に測定可能とする電気化学的マイクロ分析システム(μTAS)の開発研究を行っている。H28年度においては、1.H27年度に得られた知見に基づき豚肉の新鮮度を評価するμTASチップを複数個製作し、検出データの再現性やチップの耐久性等を確認した。さらに、2.再現性や耐久性が確認されたμTASチップを用いて、再度各ATP、ADP、AMP、AdR、Ino、Hx等の定量を行った。また、3.μTASおよび前年度UPLCにより定量した各核酸関連物質の含有量に基づき、K値およびKi値をそれぞれ算出した。また、4.μTASにより求めたK値およびKi値とUPLCにより求めた同値の間で相関分析を行い、μTASによる核酸関連物質の定量ならびにK値およびKi値の算出が実用上可能であるかの評価を行った。さらに、5.プロトタイプのμTASチップの開発過程で行った基礎実験結果を取りまとめ、研究成果として関連分野において評価の高い国際誌に原著論文として投稿を行った。なお、本研究実績を含む著者の業績に対して、農業工学関連10学会の連合学会である日本農業工学会より日本農業工学会賞2017が授与されるに至った。交付申請書に記載した平成28年度の実施計画を概ね遂行することができた。すなわち、1.H27年度に得られた知見に基づき豚肉の新鮮度を評価するμTASチップを複数個製作し、検出データの再現性やチップの耐久性等を確認した。

さらに、2.再現性や耐久性が確認されたμTASチップを用いて、再度各ATP、ADP、AMP、AdR、Ino、Hx等の定量を行った。また、3.μTASおよび前年度UPLCにより定量した各核酸関連物質の含有量に基づき、K値およびKi値をそれぞれ算出した。また、4.μTASにより求めたK値およびKi値とUPLCにより求めた同値の間で相関分析を行い、μTASによる核酸関連物質の定量ならびにK値およびKi値の算出が実用上可能であるかの評価を行った。さらに、5.プロトタイプのμTASチップの開発過程で行った基礎実験結果を取りまとめ、研究成果として関連分野において評価の高い国際誌に原著論文として投稿を行った。食品の新鮮度や安全性といった品質評価では、従来から化学分析法やHPLC法等により定量が行われてきたが、これらの定量分析法は化学分析に関する知識や技術、あるいは据え置き型でかつ高額の分析装置を必要とするとともに測定・検出に長時間を要し、食素材・食品の生産・流通の現場においては簡易に利用可能な分析法ではなかった。このため、本研究では医療診断や創薬応用等への利用研究が急速に進められているマイクロ分析の概念を取り入れ、食品分析分野において初めてとなる食肉(豚肉)の新鮮度を簡易に測定可能とする電気化学的マイクロ分析システム(μTAS)の開発研究を行った。試作したμTASのサイズは14mmX32mmであり、ガラス基板上に白金や銀/塩化銀等を素材とした作用・参照・補助の3つの電極からなるセンサーを4ケ配列し、各センサーの作用電極表面に固定したキサンチン酸化酵素・ヌクレオシド・ホスホリラーゼ・アデノシン・デアミナーゼ等の酵素の働きを利用してと畜後の豚肉に含まれるアデノシン3リン酸・アデノシン・イノシン・ヒポキサンチン等の核酸関連物質を定量し、鮮度の総合評価値であるK値等を求めた。また、UPLCを用いた評価値との比較検討を行い、開発したμTASの実用の可能性を明らかにした。H29年度においては、これまでに得られたμTASの開発上の知見と基礎実験の結果をμTASチップの設計指標として整理を行った。また、μTASチップを駆動し、測定結果をディスプレーに表示をするための分析器本体の仕様の検討を行い、次の研究ステージの準備を行った。また、特許申請に向け本研究の電気化学的マイクロ分析システムに関連する国内外の学術論文や特許明細書の詳細な文献調査を行った。最後に3年間の研究成果の総括として研究成果報告書の取りまとめを行った。本研究では医療診断等への応用研究が急速に進められているマイクロ分析の概念を取り入れ、食品分析分野において初めてとなる食肉(豚肉)の新鮮度を簡易に測定可能とする電気化学的マイクロ分析システム(μTAS)の開発を行った。試作したμTASと合わせてUPLC法による測定を行い、測定により鮮度の評価値として求めたK値およびKi値の比較検討を行った結果、開発したμTASは新機軸の豚肉の鮮度評価技術としての可能性を有する事が明らかになった。交付申請書に記載した各年次計画に沿って研究を推進する予定である。研究初年度の実施状況からして、十分に期待される成果が見込まれる。交付申請書に記載した年次計画に沿って研究を推進する予定である。これまで2カ年の研究実施状況からして、十分に当初研究計画書に記載の成果が見込まれるため、当初計画に沿って研究を進めていく予定である。食料プロセス工学
QCDの有効模型に基づく核子のスピン構造関数の研究

カイラル・クォーク・ソリトン模型の枠組みで、核子のツイスト2の非偏極および縦偏極パートン分布関数の理論計算を完成させた。模型はスケール発展の初期エネルギーを除けば一個の自由パラメターも含まないにもかかわらず、最近の高エネルギー深部非弾性散乱の実験データの定性的に注目すべき特徴のほとんど全てを非常に良く再現する。それらは、F^p_2(x)-F^n_2(x),F^n_2(x)/F^p_2(x)に対するNMCデータ、d^^-(x)-u^^-(x)に対するNMCデータおよびE866データ、そしてまた、陽子、中性子、重陽子の縦偏極g^p_1(x),g^n_1(x),g^d_1(x)に対するEMCおよびSMCデータ等々である。私達はまた、模型をフレーバーSU(3)に拡張し、ストレンジ・クォークを含む核子中の軽いフレーバー・クォークの分布に対する予言を与えた。この研究で特に注意を払って解明されたのは、、d^^-(x)-u^^-(x),、d^^-(x)/u^^-(x),Δu^^-(x)-Δd^^-(x)のような観測量に反映される軽い"海クォーク"のフレーバー非対称性と、s(x)-s^^-(x),s(x)/s^^-(x),Δs(x)-Δs^^-(x)のような量に現れるストレンジネスを持ったクォークの粒子・反粒子非対称性である。更に、フレーバーSU(2)の模型の枠組みの中で、核子のスピン構造関数g_2(x,Q^2)を調べた。g_2(x,Q^2)のツイスト3の部分の寄与はBjorken変数xが小さな領域では無視できない寄与を与えるが、対応する3次のモーメント∫^1_0x^2g^^-_2(x,Q^2)dxは非常に小さく最近のE155の示すデータとコンシステントである。私達はまた、QCD真空の自発的カイラル対称性の破れのシグナルと考えられる零でないクォーク凝縮が、核子のカイラリティ奇、ツイスト3の分布関数e(x)のx=0にデルタ関数型の特異性をもたらすことを証明した。実験的には、πNシグマ項と関係する1次のモーメントの著しい破れとして観測されるであろうe(x)のこの特異性は、非自明なQCD真空構造が、その局所的な励起としての核子の観測量に現れる希有の例を与えるものと解釈できる。本研究の主な目的は、核子のスピンを担うものは何かという疑問にできるだけ完全に答えることである。

このプロジェクトの第一段階として、カイラル・クォーク・ソリトン模型の枠組みで、核子中のクォーク・反クオークのスピン分布および軌道角運動量分布関数を計算した。これらの分布関数は0と1の間の値をとるいわゆるBjorken変数xの関数であり、分布関数を0から1まで積分したものは対応する分布関数の第1モーメントと呼ばれる。計算で得られたスピン分布および軌道角運動量分布関数の第1モーメントから、核子のスピンの約35%程がクォークの内部スピンに由来し、残りの65%程は、クォーク・反クォークの軌道角運動量に起因することが確かめられた。更に分布の形を詳しく調べることによって、核子の軌道角運動量の30%近くを運ぶ量子力学的反クォーク励起の重要な役割が明らかになった。核子のスピン・コンテントは観測を行うエネルギー・スケールに依存する量であり、理論の予言を高エネルギー領域で行われる観測と結びつけるためにはこのスケール依存性を理解することが不可欠である。QCDの最低次の繰り込み群方程式を解いてこのスケール依存性を調べた結果、次のようなことがわかった。現段階での私達の取り扱いでは低エネルギー・スケールではグルオンの偏極はないと仮定しているが、クォークとの相互作用の結果、グルオンはエネルギーと共に急速に正の偏極を獲得する。しかしグルオンのこの正の偏極は、これもエネルギーと共にその絶対値が急速に増大するグルオンの負の軌道角運動量によってかなりの程度相殺される。この相殺は完全ではなく、グルオン偏極の増大が勝るので、これとエネルギー・スケールには依らずに成り立つ核子の全スピン和則の結果、クォーク・反クォークの軌道角運動量はエネルギーと共に緩やかに減少する。本研究が主要な目標としている核子のスピン構造の完全な理解のためには、問題を様々な角度から分析することが有効と思われる。進行方向と垂直に偏極した核子中のスピン依存のクォーク分布は通常transversity分布と呼ばれ、核子のスピン構造に関して、EMCグループが測定して「核子スピン・クライシス」を引き起こした縦偏極クォーク分布とは独立で相補的な情報を与えるものと信じられている。カイラリティが奇の変換性を持つこの分布は通常の包括深部非弾性散乱によっては測定不可能な量である。しかし、準包括深部非弾性散乱で生成されるπ中間子の散乱平面に対する方位角非対称性を利用してこの量を測定できる可能性がCollinsによって指摘された。このことを初めて確認したと信じられているのが最近のHERMESグループの実験である。この過程の散乱断面積はまだあまり精度良くわかっていない破砕関数(これはクォークからπ中間子が生成される確率分布をあたえる量である)に依存するため、現段階であまり断定的なことはいえないが、私達のカイラル・クォーク・ソリトン模型の予言は、HERMESグループの実験結果を概ね再現することが示された。HERMESグループの実験は標的核子を入射電子ビームと平行に偏極させて行なったものであるが、平行ではなくむしろ垂直に偏極させた実験の方が、transversity分布を決めるという目的のためにはより不定性を少なくすることができる。また私達の模型に基づく計算によれば、π^+よりもπ^-の生成断面積の方が、核子中の反クォークtransversity分布に敏感であることがわかった。これと並行して、模型をフレーバーSU(3)に拡張することによって核子中のストレンジ・クォークとその反クォーク分布の非対称性を調べた。ストレンジ・クォークと非ストレンジ・クォークの質量差に起因するSU(3)対称性の破れの効果を無視したこれまでの計算で得られた定性的に面白い結論としては、ストレンジ・クォークとその反クォークの分布の非対称性は、非偏極分布よりも縦偏極分布の方がかなり大きいことである。現在これらの予言をもう少し定量的にするために、SU(3)対称性の破れの効果を取り入れた計算を実行中である。本年度の主な研究成果は、カイラル・クォーク・ソリトン模型をフレーバー2から3に拡張し、これに基づき核子中のu-
免疫抑制レセプターgp49B/LILRB4の新機能に関する研究

gp49Bおよびそのヒト相同分子LILRB4は,樹状細胞(DC)の末梢性免疫寛容の維持に大きく貢献している可能性が代表者らの最近の研究により強く示唆される免疫抑制レセプターである.近年,免疫細胞の機能制御に関わる多様なレセプターが同定され,様々な免疫反応の制御に重要な役割を演じていることが明らかになってきている. Ig-like receptor分子群がその中で主要なファミリーを形成しており,これにはFcreceptor, leukocyte Ig-like receptor(LILR), paired Ig-like receptor(PIR)などが含まれ, DC上では活性化型と抑制性のレセプターが共に発現し, DCの機能をそれぞれ正または負に制御する.これらのレセプターによる寛容誘導性DC(tolerogenic DC)の分化制御機構,寛容維持の機構について分子レベルで活発な展開がスタートしようとしているのが世界的潮流である.本年度の研究ではこの寛容誘導性DCの分子メカニズムにおいて,世界で初めてgp49Bの関与を証明し,その機構を, gp49Bに結合するT細胞上のインテグリンv3を含めたリガンドとの相互作用によることを明確に示した.これにより, DC,更には骨髄系細胞上のgp49BおよびLILRB4などがT細胞や他の細胞上のリガンドとの相互作用を経て免疫制御を行っていることを利用した免疫制御方法の開発,および免疫病の治療方法の開発に道を拓くことになった.gp49Bおよびそのヒト相同分子LILRB4は,DCの末梢性免疫寛容の維持に大きく貢献している可能性が代表者らの最近の研究により強く示唆される免疫抑制レセプターである.近年,免疫細胞の機能制御に関わる多様なレセプターが同定され,様々な免疫反応の制御に重要な役割を演じていることが明らかになってきている.Ig-like receptor分子群がその中で主要なファミリーを形成しており,これにはFc receptor,leukocyte Ig-like receptor (LILR), paired Ig-like receptor (PIR)などが含まれ,DC上では活性化型と抑制性のレセプターが共に発現し,DCの機能それぞれ正または負に制御する.これらのレセプターによる寛容誘導性DC (tolerogenic DC)の分化制御機構,寛容維持の機構について分子レベルで活発な展開がスタートしようとしているのが世界的潮流である.本研究ではこの寛容誘導性DCの分子メカニズムにおいて,gp49Bの関与を証明し,その機構を,gp49Bに結合するT細胞上の「新規リガンドの同定」を通じて解明することを目的としている.本年度は下記の進展が得られた.1)gp49B-Fc融合タンパクを作製し,少なくともT細胞と骨芽細胞上にリガンド候補分子の発現を検出している.新規リガンド候補がαvβ3ではないことについて確認中である.2)T細胞にも刺激誘導性にαvβ3ではないリガンドが発現する強い示唆が得られた.gp49B-Fc融合タンパクを利用したフローサイトメトリー解析により,更にIL-2,抗CD3抗体などの刺激に依存してリガンドが発現するか否かを検討中である.破骨細胞の形成過程においてgp49Bに相同なヒトLILRB4が抑制機能を有しているデータが得られた.gp49Bおよびそのヒト相同分子LILRB4は,樹状細胞(DC)の末梢性免疫寛容の維持に大きく貢献している可能性が代表者らの最近の研究により強く示唆される免疫抑制レセプターである.近年,免疫細胞の機能制御に関わる多様なレセプターが同定され,様々な免疫反応の制御に重要な役割を演じていることが明らかになってきている. Ig-like receptor分子群がその中で主要なファミリーを形成しており,これにはFcreceptor, leukocyte Ig-like receptor(LILR), paired Ig-like receptor(PIR)などが含まれ, DC上では活性化型と抑制性のレセプターが共に発現し, DCの機能をそれぞれ正または負に制御する.これらのレセプターによる寛容誘導性DC(tolerogenic DC)の分化制御機構,寛容維持の機構について分子レベルで活発な展開がスタートしようとしているのが世界的潮流である.本年度の研究ではこの寛容誘導性DCの分子メカニズムにおいて,世界で初めてgp49Bの関与を証明し,その機構を, gp49Bに結合するT細胞上のインテグリンv3を含めたリガンドとの相互作用によることを明確に示した.これにより, DC,更には骨髄系細胞上のgp49BおよびLILRB4などがT細胞や他の細胞上のリガンドとの相互作用を経て免疫制御を行っていることを利用した免疫制御方法の開発,および免疫病の治療方法の開発に道を拓くことになった.
界面移行法による血中投与可能なナノ粒子のインテリジェント化

本研究では、人工赤血球や人工血小板の開発で集積してきた知見を利用して、これらナノ粒子の表面にレセプター蛋白質やペプチドあるいは糖鎖などのリガンドからなる認識部位を簡便な方法にて担持させてインテリジェント化させる方法を確立し、治療に有効なナノ粒子の構築を目指す。平成15年度では、2本鎖を持つアミノ酸型脂質を量合成し、これを固相合成法によりオリゴペプチドやオリゴ糖にコンジュゲイトする方法を検討し、2本鎖、4本鎖を持つポリエチレングリコール(PEG)脂質を得た。更に、片末端マレイミド基、もう片末端スクシンイミド基を持つPEGから、官能性PEG脂質を量合成した。また、ジスルフィド結合にてアルキル鎖を連結して膜貫通型としその末端にマレイミドPEGを結合したPEG脂質も得た。次に、生理活性物質であるリポポリサッカライド(LPS)を吸着させたリポソームについて、LPSを界面活性剤を用いて定量する方法の詳細な検討から、リポソームへLPSの界面移行現象に関する知見を得た。平成16年度では、これらのマレイミドPEG脂質をリポソームの表面に界面移行法によって導入し、そこで分子量の異なる蛋白質(Lactalbumin(分子量:14kDa)、rHSA(66.5kDa)、IgG(150kDa)、Ferritin(460kDa)、Thyrogrobulin(670kDa))を結合させて、リポソーム表面から遊離(界面移行)する速度を解析した。その結果、PEG脂質のアノキル鎖の数、長さ、そして蛋白質の分子量との間にきれいな相関が得られた。また、リポソーム表面に認識分子(やオリゴペプチド)を担持させ、さらにPEG鎖にて修飾すると、その認識機能はPEG鎖によってマスキングされる。しかし、PEG脂質が表面から遊離(界面移行)すると認識部位が露出して機能発現のスイッチングされる現象を明らかにした。以上の結果から、リポソーム表面を修飾するPEG脂質や蛋白質結合PEG脂質が遊離することにより体内動態が制御できる薬物運搬体が開発できた。本年度は、2本鎖を持つアミノ酸型脂質を量合成し、これを固相合成法によりオリゴペプチドやオリゴ糖にコンジュゲイトする方法を検討し、2本鎖、4本鎖を持つポリエチレングリコール(PEG)脂質の合成に見通しを立てた。更に、片末端マレイミド基、もう片末端スクシンイミド基を持つポリエチレングリコールを使用して、PEG脂質の量合成を行い、これをリン脂質小胞体に導入した後表面に認識部位を導入させる方法、アルブミンの重合体やアルブミンを被覆したラテックスビーズの表面にジスルフィド結合にて認識部位をコンジュゲートする方法を確立した。また、温度応答性微粒子の疎水性表面に蛍光脂質分子を担持させ、温度低下に伴う表面親水化を利用して蛍光脂質分子を水相に瞬時に放出させて、共存させたリン脂質小胞体表面に移行させる方法を確認し、認視識部位を予めコンジュゲートさせたPEG脂質への適応への準備を完了させた。

生理活性物質であるリポポリサッカライド(LPS)を担持させた温度応答性微粒子について、これを界面活性剤を用いて定量する方法と温度変化にて水相にLPSを放出させて従来法にて定量する方法とを比較して、小胞体への界面移行現象に関する知見を得た。本研究では、人工赤血球や人工血小板の開発で集積してきた知見を利用して、これらナノ粒子の表面にレセプター蛋白質やペプチドあるいは糖鎖などのリガンドからなる認識部位を簡便な方法にて担持させてインテリジェント化させる方法を確立し、治療に有効なナノ粒子の構築を目指す。本年度は、2本鎖を持つアミノ酸型脂質を量合成し、これを固相合成法によりオリゴペプチドやオリゴ糖にコンジュゲイトする方法を検討し、2本鎖、4本鎖を持つポリエチレングリコール(PEG)脂質を合成した。更に、片末端マレイミド基、もう片末端スクシンイミド基を持つPEGを使用して、PEG脂質の量合成を行なった。また、ジスルフィド結合にてアルキル鎖を連結して膜貫通型としその末端にマレイミドPEGを結合したPEG脂質を得た。特に本年度では、これらのマレイミドPEG脂質をリン脂質二分子膜小胞体の表面に界面移行法によって導入し、そこで分子量の異なる蛋白質(Lactalbumin(分子量:14kDa)、rHSA(66.5kDa)、IgG(150kDa)、Ferritin(460kDa)、Thyrogrobulin(670kDa))を結合させて、小胞体表面から遊離(界面移行)する速度を解析した。その結果、PEG脂質のアルキル鎖の数、長さ、そして蛋白質の分子量との間にきれいな相関が得られた。また、小胞体表面に認識分子(糖やオリゴペプチド)を担持させ、さらにPEG鎖にて修飾すると、その認識機能はPEG鎖によってマスキングされる。しかし、PEG脂質が表面から遊離(界面移行)すると認識部位が露出して機能発現のスイッチングされる現象を明らかにした。以上の結果から、小胞体表面を修飾するPEG脂質や蛋白質結合PEG脂質が遊離することにより体内動態が制御できる薬物運搬体が開発できた。
アクションリサーチによる継続的な教員研修の実態調査-個人実践からカリキュラム改革

協力的なアクション・リサーチは個人で実践されるアクション・リサーチよりも教師教育に効果があり、学校改革、カリキュラム改革の基礎となる(Burns,1999)、と言われている。しかしながら、実際のところ、教師が協力的なアクション・リサーチを通して、どのように成長し、自分の授業を変え、学校のカリキュラム改革を実践しているのかはほとんど研究されていない。平成19年度から22年度にかけて、延べ70名の中学校・高校教員(英語)が名古屋外国語大学主催のアクション・リサーチに参加した。5月にオリエンテーションに参加し、アクション・リサーチの計画を立て、6月から毎月実践報告をした。参加者は、それぞれ中学校、高校のグループに分かれ、アドバイザー(大学教員)や他の教員から助言を受けて、毎月、授業案を見直し、授業を改善した。8月に中間発表をし、3月に年間のまとめの実践報告をした。授業見学、アンケート、実践報告、インタビュー調査の結果、参加者は、継続的かつ協力的なアクション・リサーチを実践して、自分の授業を振り返る習慣を身に付け、授業を改善し、生徒の学習効果を高めることができたことが明らかになった。特に、同じグループの教員のアイデアやアドバイザーの助言が授業改善に役に立った、ということが分かった。しかし、問題点も明らかになった。毎年、1520名が参加したが、自分の実践やアイデアを職場の他の教員と共有し、カリキュラム改革に役立てることができたのは、数名のみだった。学校ぐるみでカリキュラム改革をどう進めるのか、個人のアクション・リサーチの実践をどのようにカリキュラム改革につなげるのかが、今後の課題である。この点で、平成20年から継続している岐阜県立各務原高校の英語カリキュラム改革プロジェクトは、注目に値する。県の教育委員会、学校からのサポートがあり、学校ぐるみでアクション・リサーチが実践され、英語カリキュラム改革を実践している。名古屋外国語大学が実施している英語教員ワークショップ(2005年度8月から毎月開催)に参加している東海地区の中・高校の教員を対象とする。このワークショップの目的は、アクション・リサーチによる継続的な教員研修によって教員の指導力の向上を図り、"英語が使える生徒"の育成を目指すことである。また、この取り組みは、2006年度に、文部科学省から英語指導力開発ワークショップ事業の担当大学として補助を受けている。教師は授業改革をするため、アクション・リサーチのテーマを設定し、授業案を作成する。専門的なアドバイスを受け授業案を修正した後、毎月実践報告をする。その都度、継続的に大学の教員や仲間からもアドバイスを受け、さらに、修正を加え実践を続ける。また、年間3回の合宿に参加し、オリエンテーション、中間発表、成果発表を行っている。以下、当該期間内における具体的な目的を述べる。(1)3年間にわたる長期的な実態調査によってアクション・リサーチによる継続的な教員研修の成果を明らかにする。(2)アクション・リサーチが現場のカリキュラム改革にどのような影響を与えるのかを明らかにする。(3)文献研究により、諸外国(北米、欧州、オセアニア、アジア)の先行研究の課題を明らかにする。また、オーストラリアについては、助言者の協力を得て実地調査を行い、最新の研究から学んで、日本におけるアクション・リサーチのモデルを提案する。1.文献研究:日本及び諸外国の外国語教師によるアクション・リサーチの先行研究の調査を実施した。2.海外調査:Burns教授に正式に依頼し、オーストラリアにおける外国語教師のアクション・リサーチについて調査した。(2月25日3月9日)。3.国内調査:5月にオリエンテーション合宿を行い、アクション・リサーチに継続的に参加できる教員に調査を依頼した(15名)。初めに、Lightbown & Spada(2006)の"Popular opinions about languagelearning and teaching"を使い、対象者が外国語学習についてどのように考えているのかアンケート調査をした。

アクション・リサーチのテーマ設定、問題解決の対策についてアドバイスをして、対象教員に具体的なレッスンプランを作成するよう依頼した。対象教員はレッスンプランに基づいて授業実践をし、毎月実践報告を行った。そして、毎月開催されるワークショップで得た新しいアイデアや実践報告についての専門的アドバイスを基に、さらにレッスンプランを改良し、次の実践報告を行った。8月に中間発表、そして、3月に最終発表を行った。毎月の実践報告は研究者がデジタルDVDカメラで撮影した。また、対象者の実践報告をファイルに保管し、気がついた事をフィールドノートに記録した。年度の最後にアンケート調査を再度行い、インタビュー調査を実施した。インタビュー調査の内容は、アクション・リサーチの効果、授業における問題点、カリキュラム改革への影響、その他の課題などである。インタビューは、ICレコーダーに録音した。成果発表:1年目の調査結果をまとめ、海外では、9月にドイツ、エッセンで開催されるAILA(国際応用言語学研修集会)で発表する。また、国内では、11月にJALTでアクション・リサーチのシンポジウムを予定している。1.文献研究:日本及び諸外国の外国語教師によるアクション・リサーチの先行研究の調査を実施した。2.海外調査:オーストラリアのクイーンズランド大学および、マクオーリー大学で文献研究をした。また、助言者であるBurns教授(マクオーリー大学)から貴重なアドバイスを頂いた(8月10日-8月19日)。3.国内調査:5月にオリエンテーション合宿を行い、アクション・リサーチに継続的に参加できる教員に調査を依頼した(15名)。初めに、Liglltbown & Spada (2006)の“Popular opinions about language learning and teaclling"を使い、対象者が外国語学習についてどのように考えているのかアンケート調査をした。
野菜類をどのように調理・加工すれば肝解毒酵素誘導能を最大限発揮させられるのか

生体異物を無毒化し排泄する機構として、肝臓における第一相解毒代謝および第二相解毒代謝が重要な役割を担っている。このうち、第二相解毒代謝では、第一相解毒代謝で水酸化された化合物がグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)等の抱合酵素によって、より水溶化されて排出されるため、真の解毒代謝とも呼ばれている。この第二相解毒酵素を誘導する物質として、アブラナ科野菜に含まれるイソチオシアネート類が知られている。しかし、これまでの研究では生の場合のGST誘導活性については調べられているものの調理操作を行った場合のGST誘導活性については検討されていない。そこで本研究では、市販されているアブラナ科野菜としてダイコンとブロッコリーに、一般的な調理操作を施した後、エタノール抽出し、ラット正常肝由来RL34細胞を用いて、GST誘導活性誘導能について検討した。ダイコンを用いた場合、青首ダイコン、辛味ダイコンともに非加熱では高い誘導活性を示し、その活性は辛味の強い下部ほど高かった。すりおろした場合、青首ダイコン、辛味ダイコン共に60分室温放置した後でも、高い誘導活性が認められた。しかし、茹で加熱を行なった場合、誘導活性は著しく低下した。茄で汁への成分損失のない電子レンジによる加熱を行なった場合、短時間の加熱では誘導活性は生と同様に認められたが、ダイコンが柔らかくなるまで加熱した場合には、活性は失われた。ダイコンにおいては、加熱をおこなわず細胞を破壊するダイコンおろしが最も肝解毒酵素誘導からは望ましいと考えられた。ブロッコリーにおいては、茹で加熱、電子レンジ加熱ともに生では見られなかった誘導活性が若干ではあるが認められるようになり、加熱をすることが食べやすさのみならず、解毒酵素誘導能からも効果的であることが確認された。そこで本研究では、市販されているアブラナ科野菜に、湯通し、茹で、すりおろしといった一般的な調理操作を施した後、エタノール抽出し、ラット正常肝由来RL34細胞を用いて、GST誘導活性誘導能について検討した。非加熱の葉わさび、花わさび、はなっこりー、菜の花は高いGST誘導活性を示した。葉わさび、花わさびは、湯通しとして90°Cの湯を用いた場合では非加熱に比べGST誘導活性は低下したが、80°Cの湯を用いた場合では高まる傾向がみられた。ブロッコリースプラウトについては、湯通し後GST誘導活性が高まる傾向がみられた。カイワレ大根については、湯通し後もGST誘導活性は非加熱の場合とほとんど変わらず高いままであった。わさび根茎すりおろしについては、辛味を強めるとされるレモン汁、ミロシナーゼの活性を高めるとされるアスコルビン酸を添加してもGST誘導活性に変化はみられなかった。すりおろし器の差異を検討したところ、さめ皮のすりおろし器はセラミック製に比べ高いGST誘導活性を示し、伝統的に使われている調理器具の有効性が確認できた。以上のことから、アブラナ科野菜に調理を施すことは、肝解毒酵素誘導という点からも有効であると考えられた。
都市震災の連関および波及構造の解明とその震災想定調査への利用に関する研究

システム構造解析の手法を応用して、機能被害までも含めた都市震災の波及構造について検討した。その結果得られた結論は以下のとおりである。1.都市機能は相互に絡み合ってシステムを形成しており、それらの関連を考慮した地震被害波及の検討は重要な問題である。各機能間の因果関係を数値的に扱おうとすると、評価と演算方法の問題が生じる。このような問題では、言語表現によって因果関係の度合を評価し、ファジィ演算を適用することが効果的である。2.この研究の過程において提案したFQSM法によって、やや定量的な波及構造図が手軽に得られる。この波及構造図は示唆に富み、読み手の立場・価値観に応じた個性的な解釈・判断を可能とする。機能被害の細目や連鎖関係の重みも表現した波及構造図は、従来には無く、きわめて有用である。3.波及構造を考える場合、火災の波及効果を含めると、その影響があまりにも強く全体像を支配するため、他の機能の波及効果をかき消してしまうことになる。実際には、火災の発生しない地域もあることを考えれば、火災の影響を除いた波及構造の検討も重要である。4.FQSM法は手軽な構造解析手法なので、多くの因果行列を適切に評定し、地域ごと、前提条件ごとに波及構造図を得ることができる。5.波及構造図において矢印の進行する速さは、およそ4種類に分類されるが、多くの機能被害は時間差の少ない矢印で連結されていて、比較的初期の時点から潜在し、震後の時間の経過と共に必要となる人間活動・社会活動のレベルに刺激されて顕在化するものと考えられる。6.波及構造図をある機能に注目して逆上ってゆけば、その機能を阻害する(または、支える)要因の構造を把握することができ、潜在的な危険性を評価する方法として有効と思われる。1)都市震災の連関および波及構造に関する基本的なメンタルモデルづくりを目的に,広く有識者を対象にして,都市の各種供給システムが地震被害を受けたとき,都市活動のいろいろな分野で起こりそうな波及効果をリストアップするための記述式アンケートを実施した.約70人に依頼したところ, 44人からの回答を得た.2)上記アンケートの結果をKJ法で整理し,都市震災に際して考えうる事象のグルーピングを行い,メンタルモデルの作成を試みた.グルーピングは1つの事象が大きすぎたり小さすぎたりならないように特に注意した.3)上記2)の結果に基づき,事象間の関連をマトリックスで与えることにより,事象間の構造をISM法により同定することを試みた.また,連関の度合の評価が「あいまい性(Fuzziness)」に極めて強く支配されることに注目し, FSM法による構造解析を実施した.4)上記3)の解析は試行錯誤的なプロセスをたどらざるをえなかった.波及効果の内容は,量的・質的・時間経過的にさまざまであり, 2つの事象間の連関の度合をあまり厳密にとらえるより,強い・弱い,大きい・小さい程度の区別の方がむしろ適切であることが分かった.5)FSM法による多数回の試算を重ねているうちに,通常のFSM法の結果では, 2つの事象間の直接のつながりが欠落してしまう場合があり,これは現状のFSM法のアルゴリズムの一部が必ずしも合理的でないことを示すものと考えられた.6)FSM法の欠点を改良するため,直達事象をより合理的に組み込むことのできる新しいアルゴリズムを開発し,これを用いて構造解析を実施したところ,都市震災の波及構造を従来よりずって分かりやすく表示できる可能性があることが確認できた.

初年度に実施した、専門家に対するアンケート調査結果に基づく、都市施設の震災時の関連および波及構造に関する基本フレームをさらに発展させるため、やはり初年度に開発したFQSM法(やや定量的なファジー構造解折手法)を用いて波及構造図を作成し、それらの意味するところを検討した。因果行列は、「影響大、かつ結果を引き起こす可能性大」の1.0から「全く関係ない」の0までの6値で評価した。大震災時に発生の可能性のある都心地域の主要被害の波及構造の検討から、火災およびシステム制御支障の影響が、一般に構造図にフィードバックループをつくってしまい、被害波及の様相をかき消してしまうことが分かった。このことは、火災やシステム制御支障が都市震災で重要であることを示すと同時に、これらに余り影響を受けない地域での波及特性をかえって分かり難くする。したがって、火災やシステム制御支障をあえて除いた構造図も、都市震災の理解には重要である。そこで、これらのうちでも特に影響の大きな「火災」を考慮した場合と考慮しない場合について、地震動による被害、電力途絶による被害、交通による被害、復旧活動の制約要因、被災生活制約要因などに注目し、震災時の波及構造図を作成した。FQSM法による波及構造図は、連鎖関係の重みを表現することができ、読み手の立場と価値観に応じた種々の解釈や判断を可能とする。また、手法そのものが手軽に使えることもあり、地域を限定し、前提条件を変えながら波及構造を考えるという「住民参加型の被害想定」を行うための、きわめて有力なツールとなりうるものと思われる。もともと構造解折手法は複雑な問題の因果関係を構造図として整理することにより、グループ内の問題意識を共有するところに大きな意義があり、関係者自身が問題意識を啓発するために広い利用が考えられる。
X線結晶構造解析に基づく嗅覚・味覚・温覚レセプターの情報変換メカニズムの解明

嗅覚・味覚(甘・旨味)・温覚レセプターと特異的リガンドの複合体のX線結晶構造解析を行うことにより、外界の化学的あるいは物理的刺激がレセプターの構造変化を誘起し、共役Gタンパク質との新たな相互作用を形成、あるいはチャネルの透過性を変化させるメカニズムを解明することを目的とした。申請者らは、TRPファミリーチャンネル(温度感受性陽イオンチャンネル)に属するTRPM8(冷感チャンネル)とTRPV1(温感チャンネル)について、バキュロウイルスを用いた昆虫細胞の発現系を用いて、チャンネルの予備的な発現に成功した。現在、様々な界面活性剤を用いて、レセプターの膜からの可溶化を試みている。嗅覚・味覚レセプターは、G-protein coupled receptor (GPCR)であり、嗅覚分子・味覚分子との結合に伴うレセプターの構造変化が3量体Gタンパク質を活性化し、これがさらにホスホリパーゼCを活性化することで、膜からイノシトール3リン酸が合成・遊離し、これが小胞体膜上のIP_3レセプターと結合することで、Ca^<2+>イオンが細胞質中に放出され、細胞の脱分極→興奮が起こる。我々は、メタノール要求性酵母であるPichiaを用いて嗅覚レセプター(ライラール感受性のMOR23、ユーゲノール感受性のEG)の大量調製系を構築したが、残念ながら発現は認められなかった。嗅覚レセプターはタンパク質の大部分が膜に埋まっているため発現が困難であると考えられるので、N末端に大きな味覚分子結合ドメインを持つ味覚受容体の酵母での発現系を構築している。また、真核生物の膜タンパク質は調製が困難で構造解析例も少ないことから、新たに原核生物の膜タンパク質(プロトンポンプ、電子伝達系)について、東京工業大学・吉田博士との共同研究を推進している。大腸菌の呼吸鎖電子伝達系では、解糖系やクエン酸回路から供給されるNADHやコハク酸を利用して、複合体IとIIが脂質二重膜内のユビキノンを還元し、次に複合体IV (Cyt boとCyt bd)が還元型ユビキノン(ユビキノール)を用いて酸素分子を水に還元する。この結果、大腸菌の細胞質側からペリプラズムにプロトンが輸送され、形成されたプロトン勾配を用いてATPが合成される。Cyt boは4つのサブユニットからなり、ユビキノールの酸化と酸素の還元を触媒するとともに、プロトンポンプとしての機能を有する。我々は、Cyt boとユビキノール誘導体であるAurachin C阻害剤との複合体の予備的な結晶化に成功した。また、大腸菌の細胞膜がファージなどによって破壊され、膜電位が保てなくなった場合に、細胞膜に結合し、壊れた細胞膜を修復するPspA(Phage shock protein A:電顕より4量体が9つ集まって外形200Å、内径95Åのリング構造を形成)の予備的な結晶化にも成功した。

また、大腸菌の細胞膜がファージなどによって破壊され、膜電位が保てなくなった場合に、細胞膜に結合し、壊れた細胞膜を修復するPspA(Phage shock protein A:電顕より4量体が9つ集まって外形200Å、内径95Åのリング構造を形成)の予備的な結晶化にも成功した。