hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
唾液腺腫瘍の低酸素応答性増殖機構を標的とした抗腫瘍治療法の創出

1) SM-AP細胞系のHIF-1α遺伝子発現抑制による細胞機能解析:HIF-1αがSM-AP細胞系の機能にどのように関わっているのかを検討するために、siRNAを用いたHIF-1α発現を抑制したSM-AP細胞系を作成し、細胞増殖能および遊走能の比較検討をおこなった。その結果、siRNAでSM-AP1/4細胞系のHIF-1αの発現を抑制したうえで、細胞を同量にまきなおした後の3日間の細胞増殖を比較したところ、SM-AP1及びSM-AP4ともに、HIF-1αの発現を抑制した細胞の増殖が、コントロールに比して抑制されてることが示された。さらに同様にトランスウエルチャンバーに細胞をまきなおした後、12時間及び24時間後の細胞遊走を比較したところ、SM-AP1でHIF-1αの発現を抑制した細胞の遊走能が抑制された。2)細胞増殖関連液性因子の網羅的解析:腫瘍間質に存在する細胞増殖関連液性因子を抽出するために、SM-AP1/4細胞を低酸素培養条件下と通常培養条件下で培養したのち、培養上清を回収し、Proteome ProfilerTM抗体アレイキット(R&D systems)を用いて細胞増殖関連液性因子の網羅的解析をおこなった。その結果、SM-AP1/4ともに、低酸素培養条件下でEmmprinやAngiogeninの発現が増加するとともに、逆にGDF-15やPentraxin3など発現の減少がみられた因子などが明らかとなった。3) CD73の発現動態及び腫瘍細胞の機能評価:組織内酸素濃度測定にて低酸素状態であると確認し得たSM-AP細胞移植腫瘤でCD73の発現がみられることはすでに確認できている。これまでにSM-AP細胞系を用いたHIF-1α遺伝子発現抑制による細胞機能解析で、細胞の増殖と遊走が抑制されたことから、低酸素下でのSM-AP細胞系の増殖や維持にHIF-1αの活性化が関係していることが示唆された。また腫瘍間質に存在する細胞増殖関連液性因子を抽出するためにおこなった細胞増殖関連液性因子の網羅的解析で、低酸素培養条件下で発現の増加または減少を示す因子が複数みつかったことから、HIF-1αの活性化に依存した細胞の増殖や維持に重要な低酸素応答性増殖機構の分子機構の解明に繋げられると想定された。SM-AP細胞系は低酸素環境で細胞外基質(ECM)合成能を亢進していることがわかっているので、HIF-1αの発現動態による影響を検討するために、siRNA法によりHIF-1αの発現を抑制することで、ECM合成に影響があるかを検討する。また抽出し得た低酸素応答性増殖機構に関係する細胞増殖関連液性因子をヒト腫瘍組織材料を用いた組織学的解析でも検討する。また本年度は予定していたCD73の発現動態及び腫瘍細胞の機能評価についての検討も行う。

また抽出し得た低酸素応答性増殖機構に関係する細胞増殖関連液性因子をヒト腫瘍組織材料を用いた組織学的解析でも検討する。また本年度は予定していたCD73の発現動態及び腫瘍細胞の機能評価についての検討も行う。本年度は予定していたCD73の発現動態及び腫瘍細胞の機能評価についての検討が進められなかったため、次年度にそのために必要な試薬等の購入費用を繰り越した。
製造工程で利用可能なヒト多能性幹細胞における新規バイオマーカー技術の構築

ヒトES細胞、ヒトiPS細胞などのヒト多能性幹細胞(以下、ヒトES細胞と略する)を用いた臨床研究が始まり、再生医療の発展が大きく期待されているが、そのためにはヒトES細胞の大量培養は不可欠であり、同時にその品質管理も最終工程でだけではなく製造工程でも行う必要がある。本研究課題では、ヒトES細胞の製造工程で品質評価に利用可能な新規のバイオマーカー技術の構築を目指す。
血管系疾患の新診断と治療法開発を指向した酸化高密度リポタンパクの病態生化学的研究

動脈硬化巣に検出される濃度での炎症性マーカーでの処理は、血管内皮細胞や平滑筋細胞といった血管系細胞の生存率にほとんど影響を及ぼさなかった。炎症性マーカーとの結合において、リポタンパク非酸化体と酸化修飾体間で差異は認められなかったが、リポタンパク酸化修飾時に炎症性マーカーが共存すると、それはリポタンパクに結合してアポタンパク酸化体の生成を若干抑制した。また、その結合体は炎症性マーカーを含まない酸化リポタンパクよりも血管系細胞に対する感受性が小さかったことから、炎症性マーカーは動脈硬化の発症抑制に関与することが示唆された。1.炎症性マーカー(CRPおよびSAA)による培養血管内皮細胞への毒性の検討ヒト大動脈血管内皮細胞(HAEC)をCRPで48時間刺激したところ,100μg/ml以上の高濃度のCRP刺激で細胞毒性が見られ,その毒性は活性酸素産生の亢進を伴うアポトーシスによることが明らかとなった。しかしながら,HAEC毒性が発現したCRP濃度は健常人の基準値よりも20倍以上高く,炎症を除く動脈硬化性疾患患者の検査値ではこのCRP値はほとんど見られないため,生理的条件下でのCRP単独処理はHAEC毒性を示さないと判定した。また,100μg/ml以上の濃度のSAA刺激においてもHAECの生存率の低下は認められなかった。2.疾患マーカーと酸化リポタンパクの結合性の検討上記炎症性マーカーのnative HDLおよび銅酸化HDLとの結合性を二次元電気泳動により検討したところ,SAAはnative HDLおよび酸化HDLに結合したが,CRPはどちらとも結合しなかった。それに対し,CRPとnative HDLの混合液を銅酸化した結果,CRP-酸化HDL結合体が検出された。動脈硬化発症時には血中活性酸素量および炎症性マーカー濃度が共に高まることから,両炎症マーカーと酸化HDL結合体は新規動脈硬化マーカーとなりうることが示唆された。3.動脈硬化症,糖尿病患者血漿中の酸化リポタンパクの検出と構造確認酸化HDL抗体を固定化したELISA法を用いて,狭心症および糖尿病患者の血漿中の酸化リポタンパク量を検出したところ,両疾患患者血中の酸化リポタンパク量は健常人の約2倍であった。また,それらの血漿からHDL画分を単離してHAEC毒性を調べた結果,細胞生存率の低下や活性酸素産生亢進はほとんど認められなかった。さらに,両患者の構造変化を調査したところ,タンパク質のクロスリンク(SDS-PAGE,Western分析)や脂質過酸化(TBARS測定,LC/MS分析)において健常人と顕著な差異は認められなかった。1.単球に対する酸化リポタンパクの効果健常人から単離したHDLを硫酸銅酸化した後、その酸化修飾体でヒト単球および単球様細胞株U937を処理したところ、酸化LDL(oxLDL)よりは軽度であったが、200μg/mL以上の濃度において両細胞の毒性が発現し、それは10μM以上の硫酸銅酸化時において顕著であった。また、酸化HDL(oxHDL)をタンパク質画分、タンパク質-脂質結合体および脂質画分にそれぞれ分画して同様に毒性を検討した結果、oxLDLとは異なり、タンパク質画分処理群において顕著なU937細胞生存率の低下が認められた。2.疾患マーカーと酸化リポタンパクの結合体の毒性機序の解明HDLの硫酸銅酸化時にCreactive protein(CRP)またはSerum amyloidA(SAA)を添加することにより炎症性マーカーoxHI)L結合体(CRP-oxHDLとSAA-oxHDL)を調製した。それら結合体によるヒト大動脈血管内皮細胞の生存率の変化を測定したところ、SAA-oxHDL処理群による生存率はoxHDLとほとんど同じであったが、CRP-oxEDLではoxHDLよりも毒性は小さかった。また、それぞれのタンパク質画分の毒性においても同様の傾向が認められたこと、およびそれぞれの炎症性マーカーのアポリポタンパク質への結合が検出されたことから、HDL酸化時にCRPが共存するとCRPはアポタンパク質に結合することにより酸化アポタンパク質による毒性を軽減すると推察された。3.各種リポタンパク修飾体による血管内皮細胞への直接効果グルコースとのインキュベートによる糖化およびperoxynitrite酸化修飾したHDLによる血管内皮細胞毒性は、硫酸銅酸化体と比較して大変小さく、その変動はそれぞれのHDL酸化修飾体中の過酸化脂質量と相関が見られたことから、それぞれの修飾時に生成する過酸化脂質やその修飾体が血管内皮細胞毒性の一因であることが推察された。(1)血管平滑筋細胞に対する酸化リポタンパクの効果硫酸銅で酸化することにより調製した酸化リポタンパク(ox-HDLおよびox-LDL)でヒト血管平滑筋細胞を2472時間処理したが、細胞生存率の顕著な低下は見られなかった。

しかし、酸化リポタンパクをFolch法により3つの画分(タンパク質画分、タンパク質-脂質結合体、脂質画分)に分画してそれぞれの画分における細胞生存率の変動を調べたところ、脂質画分およびタンパク質-脂質結合体において若干の生存率の低下が認められた。(2)酸化リポタンパクにより誘導される酸化ストレスに及ぼす一酸化窒素(NO)の効果低濃度の酸化リポタンパクまたは酸化度の低いリポタンパクでの血管内皮細胞の処理は細胞内NO量を増加させたが、高濃度(200μg/ml以上)の酸化リポタンパクや酸化度(硫酸銅10μM以上)の高いリポタンパクはNO量を減少させた。このようなNO量の変動は、他の酸化ストレス誘導剤(過酸化水素やフェナンスレンキノン)でも認められ、抗酸化剤の前添加によりほとんど検出されなかったことから、酸化ストレスの誘導とNO産生との相関が示唆された。(3)酸化リポタンパク中の4-ヒドロキシ-2-ノネナール(HNE)の定量とその血管内皮細胞毒性機序の解明銅酸化したリポタンパク中のHNEをジニトロフェニルヒドラジン誘導体としてHPLCにより検出した。HDLと比較してLDLの酸化時には高濃度のHNEの生成が見られた。また、HNE等の過酸化脂質の還元代謝に関わる酵素(アルドケト還元酵素)の細胞内への導入は、HNEによる血管内皮細胞毒性を低減したことから、過酸化脂質解毒酵素の動脈硬化抑制機序への関与が推測された。
台本を流通させ端末で映像化する新しいテレビシステムの研究

スクリプト言語によって記述された番組の台本を送信し、端末側でリアルタイムCGや音声合成を使って映像化し視聴者に提供する台本流通テレビシステムの実現を目指している。多ジャンルの番組制作、様々な端末での視聴評価による適合性の判断・課題の抽出と改善を行った。その結果、CG番組はニュース番組やキャラクタが出てこない番組では実写番組の代替を果たすことができる一方、キャラクタの表現力に依存する番組には不向きであることが確認された。また制作ツールの開発により効率的な番組制作ができること、視聴端末としてはスマートフォンなどの小型モバイル端末が適していることなどがわかった。TVML (TV program Making Language)によって記述された番組の台本を送信し、端末側エンジンでリアルタイムCGや音声合成を使って映像化し視聴者に提供するという新たなテレビシステムの実現を目指している。システムの試作とともに新しいテレビシステムに適した番組ジャンルや視聴スタイルの特定を行う予定である。平成27年度は、初年度として、環境の構築および仮に設定したジャンルについて試作・評価を行った。具体的には(1)TVMLエンジンをインストールしたPCベースの制作環境を整備した。(2)ニュースや情報番組を取り上げ、これらの実際に放送されている番組映像を収集して分析し、演出ノウハウを取得した。(3)たとえば、番組タイトルの作り、カメラアングルのパターン、切り替えタイミング、スーパーインポーズや効果音の挿入箇所やタイミングなどについて詳細に調べた。(4)演出についての分析結果に基づき、これら現行放送番組を極力模したものとして、TVMLで番組を制作した。(5)TVMLで制作したCG番組をWeb上で公開し、番組の品質や内容の分かりやすさ、魅力の度合いなど、主に番組の質に関する意見収集を行った。その結果CG番組についての知見を得た。これらの成果について、平成28年度に国際会議で発表する。また、メディア環境やソフト・ハードの開発状況など外部の動向調査としてCES(Consumer Electronics Show)2016に出張した。平成27年度の研究実施計画にほぼ則った形で研究を遂行することができた。研究成果を国際会議に投稿し、査読を通過して採択された。TVML(TV program Making Language)によって記述された番組の台本を送信し、端末側エンジンでリアルタイムCGや音声合成を使って映像化し視聴者に提供するという新たなテレビシステムの実現を目指している。平成28年度は複数ジャンルの番組の試作を通してCGテレビ番組の適性の評価を行うとともに、演出効果の分析や表情のキャラクタの改善を行った。具体的には、(1)バラエティ、ニュース、ドラマのCG番組を試作した。(2)これらのジャンルにおけるCG番組の適性の評価実験を実施した。(3)キャラクタの配置、キャラクタの目線、台詞の間隔などの演出要素を変化させ主観評価実験を実施した。(4)TVMLエンジンで不足していた表現能力向上の一環として、キャラクタの追加、小道具の追加、およびキャラクタの表情の種類の追加を行った。表情については所望の印象を視聴者に与えるかどうかの主観的な検証も行った。その結果、CG番組の適性についての知見取得やTVMLの機能改良において進捗があった。これらの成果の一部は複数の国際会議を含む学会で発表した。平成28年度以降として提案した研究実施計画にほぼ則った形で研究を遂行することができた。研究成果は国内外の学会に投稿し、査読を通過して採択され、発表した。平成29年度は番組制作システムとしての完成度をあげるとともに、適正な視聴スタイルの確立に向けて検討を進め、研究をまとめた。具体的には(1)TVMLを用いた試作番組のジャンルをさらに増やして分析し、CG番組に向いているジャンルと不向きなジャンル、さらにはCG番組での模倣において重要な演出要素や、不向きな場合の課題となる要素の精査を行った、(2)Webを通じての長期間の実験を実施し、視聴者の慣れによるCG番組の印象の変化の調査を行った、(3)スマートフォン、PCなどの異なった端末での評価実験を行い、適正な視聴端末の調査を行った。(4)放送システムとして必要な手軽に制作するためのツールを作成した。これらの成果については複数の学会で発表した。全体として、台本流通型テレビシステムの制作から視聴までのシステムの構築に大きく寄与したうえ、主観評価実験を通じて適用範囲の可能性、現時点での具体的な課題を明らかにすることができた。前年度結果を踏まえ、番組および番組制作システムとしての完成度を高めていく。また、配信・視聴システムを試作し、適正な視聴スタイルも検討する。具体的には以下の項目を実施する。(1)前年度結果

1に基づきCGテレビ番組に向く番組を限定して制作放送することを前提に、効率的かつ効果的に、TVMLによるテレビ番組制作をコンスタントに行える仕組みを構築する。たとえば、TVML台本をテンプレート化し、内容の穴埋めと演出選択によってテレビ番組が出力される仕組みや、上位言語を定義してTVMLを使わなくてもテキストエディタ上で番組が作れる仕組みなどを作る。また、CGテレビ放送の評価を行うために、たとえば週1回など定期的に新しい番組を提供する。(2)前年度結果2に基づきTVMLの機能改良に寄与する。たとえば、CGキャラクタのジェスチャーや表情のきめ細かい制御、ワイプなどの映像効果など、現行のTVMLでサポートされない機能を洗い出し、これに基づきプライオリティを付けながらTVMLの言語の改良提案を行う。本研究においては、CGによる放送番組が視聴者にどの程度満足を与え、どのような不足要素があるかを、研究課題として考え、その結果を学術的に発表する。前年度までの結果を踏まえ、番組制作システムとしての完成度を高めるとともに、適正な視聴スタイルの確立に向けて検討を進め、台本流通型テレビシステムの一次試作を行い実験に供し、これらの結果をもとに本研究をまとめる。具体的には以下の項目を実施する。(1)TVMLを用いた試作番組のジャンルをさらに増やして分析し、CG番組による番組が向いているジャンルと不向きなジャンルをを明らかにし、その要因を把握する。(2)得られた要因に応じて、TVMLの言語仕様の拡張、およびTVMLエンジンの機能改良の項目を洗い出し、今後の開発作業のためのスペックをまとめる。(3)インターネット上のサーバーにTVML台本を置き、端末にインストールしたTVMLエンジンで映像化して視聴する台本流通型テレビシステムを試作する。(4)試作したシステム上で試験的に模擬番組を放送し、Webサーベイなどを使って視聴者の反応を収集し分析し、今後のシステム改良の要件を作成する。(5)スマートフォン、PCなどの異なる視聴端末での評価を行い、CG番組放送の利用スタイルの適性を検討する。これらの結果をまとめ、現行のテレビ放送との比較において、CG番組放送に適した視聴スタイルや番組ジャンルを明らかにするとともに、CG番組に適した演出方法、それを実現するTVMLエンジンの仕様・課題を導き、今後の実用的な台本流通型テレビシステムを構築する際の指針を示す。成果については、様々な学会・展示会などで発表していく予定である。映像処理27年度において、新規のCGキャラクタの作成やグラフィックスボードの購入を行う予定であったが、当該年度においては既存のものでの実験にとどめたため。
国際化をふまえた情報倫理教育プログラムの研究開発と評価

留学生を含めた大学での効果的な情報倫理教育のために,マンガ教材を開発し,またそれを多言語化した17種類の教材タイプを試作した。まず,同じシナリオを持つマンガ教材とビデオ教材を併用した教育(約2600人対象)では,学習項目の難易度により,ビデオとマンガの使用順序の希望が異なることがわかった。また,多様な多言語教材に関する中国留学生調査(40人弱)では不明な用語を確認するための補助として,字幕ビデオ(中国語,日本語),日本語振り仮名付きマンガといった補助つきの日本語教材が高く評価された。本研究め目的は,高等教育における国際化時代の情報倫理教育プログラムを開発し,その教育効果を従来のものと比較分析・評価するとともに,効果的な教材を開発するための要件を分析することである。平成20年度は,まずその前提となる使用教材についての調査を行った。私たちは,メディア教育開発センターとの共同プロジェクトとして,情報倫理ビデオ教材を開発しているが,この教材の内容が諸外国でも適用可能か否かを知るために, ACMのSIGUCCSに当該ビデオ教材の一つのクリップに翻訳した字幕を付加させて投稿したところ,優秀教材賞を受賞した。これは,教材内容が,外国における情報倫理教育でも十分に使用可能であることを示唆していると考えられる。ただし,字幕に違和感があるといった意見や,内容の難易度と長さに関してはもう少し検討の余地があることが,会場でのアンケート調査からわかった。次に,情報倫理ビデオの内容を視覚化した教材を日本語ベースで開発した。いくつかのパターンを文系の学生を対象とした100人程度の授業で用い,学生の反応を調査した。学生は,紙媒体で確認ができる視覚化教材を復習が容易である等の理由で好意的に受け止めるものが多いものの,ビデオだけで十分といった意見も見受けられた。21年度は,実際に効果評価を行い,ビデオだけで十分と答えた学生,紙媒体でも配布してほしいとした学生などにカテゴライズし,どのような場合に効果評価に違いが生じるか否かを調査、分析する予定である。このように,平成20年度は,視覚化教材の多言語化を進めるための確かな一歩を踏み出したと考えでいる。これらの教材を活用し, 21年度はさらに研究を進める予定である。本研究の目的は,高等教育における国際化時代の情報倫理教育プログラムを開発すること,その教育効果を従来のものと比較分析・評価すること,ならびに,効果的な教材開発の要件を分析することである。平成21年度は,平成20年度に作成したマンガ教材とビデオ教材を併用活用した情報倫理教育を本学2600人対象に行った。同じシナリオのビデオ教材とマンガ教材を併用することにより,どの要素が学習に有効であるかを分析した。学習者にとって,解説の説明方法として最も受け入れやすいものは,図的な説明であり,続いて音声であると評価した.図的な説明は,ビデオとマンガの両教材で取り入れることができるものである一方,音声はビデオにしかない要素である.音声で理解することを得意とする学習者とそうではない学習者で,ビデオとマンガの併用学習を行ったところ,音声での理解を得意としない学習者の方が,確認テストの成績が良いという結果となった.これは,マンガ教材を自習教材として配布していたため,音声での理解を得意としない学習者は,両方の教材を用いた学習を行ったことに対して,音声での理解を得意とする学習者は,ビデオのみを視聴して理解したつもりになっていたことが原因と思われる.学習の繰り返し効果は大きいものであり,特に難しい学習項目においては,ビデオとマンガといった異なる五感を刺激する学習教材の併用が重要であると思われる.この知見を生かし,教材の中国語化,韓国語化の教材開発を現在進めている.平成22年度は多言語化された教材を実際に活用し,問題点や効果的な活用等の研究を進める予定である。本研究の目的は、高等教育における国際化時代の情報倫理教育プログラムを開発すること、その教育効果を従来のものと比較分析・評価すること、ならびに効果的な教材開発の要件を分析することにある。平成22年度は、平成20年度に作成したマンガ教材とビデオ教材を併用活用した情報倫理教育を本学学生2600人対象に行うとともに、教材の多言語化を図り、多様な教材が留学生に対してどのような効果が見込まれるか調べるために中国留学生40人弱にインタビュー調査した。情報倫理ビデオ教材とマンガ教材を多言語化する際には、17種類の教材タイプを用意した。ビデオ教材に関しては、中国語への吹き替え、字幕(中国語、日本語)等の組み合わせ、漫画教材に関しては、セリフを中国語、日本語振り仮名つきのものにするとともに、セリフに中国語の音声付加したものを組み合わせる教材を試作した。これらの教材タイプを留学生に提示し、各教材の学習内容の必要性を把握するとともに、多言語教材として望ましい形式等を調査した。情報倫理教材の内容の必要性は総じて高い。

教材形式としては、日本語がメイン(日本語のビデオ映像、日本語のセリフを持つマンガ等)で、更に不明な用語を調査可能にするための補助として、中国語字幕、日本語字幕(ビデオ)、振り仮名付き(マンガ)を用いることのできる教材が高く評価された。これは、日本に生活する留学生にとって、日本語の学習も兼ねた教材が望まれるということである。これらの知見を生かし、試作教材の中で特に評価が高かった教材タイプである、マンガの各セリフに多言語型の音声を付加する教材を、日本人学生に用意した9つすべてのクリップに関して開発するとともに、日本語振り仮名つきの教材も同時に開発した。これらは今後、留学生に対する効果的な情報倫理教育に強く寄与する成果であると考える。
補綴歯科用研磨バーの折損を防止する切りくず自己洗浄型工具の開発

本研究の最終目標は,各種歯科用材料の加工において,工具折損の生じない工具を開発するとともに,補綴歯科用材料の高加工品位,高加工能率および低加工コストを実現する加工技術の構築である.工具折損の原因は,切りくず処理対策が不十分であるため,工具へ切りくずが凝着し,切れ味の低下により加工力が増加し,工具がこの力に耐えられないからである.本研究期間においては,切りくず処理が工具自身によってなされ,工具折損が生じない歯科材料加工用新工具の開発を行う.平成30年度は,酸化チタン粉末を工具内に混ぜ込み,これに紫外線を照射し光励起反応を利用した切りくず付着の低減・防止を試みた.昨年度に構築した作業現場で簡単に工具を作製できる工具作製システムを用い,同システムで試作した工具で加工実験を行った.本システムは,懸濁液中の粒子が外部電場の力を受けて液体中を移動する現象(電気泳動現象)を利用している.この粒子を電極へ堆積させ,工具の形状を作製するものである.工作物は本焼結ジルコニアセラミック板を用いた.工具の刃部はダイヤモンド砥粒が担う.ダイヤモンド砥粒の保持には生体への影響が少ないアルギン酸ナトリウムを結合剤として用いた.電極(超硬合金製シャフト)に砥粒が堆積し,砥粒同士の結合にアルギン酸ナトリウムが必要である.これらの堆積物が砥石(研磨バー)となる.酸化チタンは硬質材料であるが,ジルコニアセラミックを削り取る能力は小さいと考える.加工実験の結果,酸化チタン+紫外線照射有りの場合と酸化チタン+紫外線照射無しの場合を比較した結果,前者で切りくずの付着状況は抑えられているような結果を得た.また,後者の工具では,加工面に工具へ付着した切りくずによるものと考えられる細かな凹凸が存在してしまい,表面粗さは大きくなった.一方,前者の工具では加工面に細かな凹凸を生じず,表面粗さは小さくなった.電気泳動現象を用いた酸化チタン含有の研磨バーの作製および研削性能について検討した結果,光励起反応によると考えられる切りくず付着を抑制する効果が見られた.また,加工後の表面粗さは小さくなり,研磨性能は持ち得ることがわかった.平成30年度の研究計画はほぼ達成できたものと判断する.平成30年度の研究目標は,工具自身が防汚効果を持つ新しい工具を試作することであった.工具作製時に酸化チタンを混ぜ込んだところ,切りくずの付着は抑制されており,工具表面の親水性が向上し,防汚効果が発揮されたと考えている.工具試作の目標は達成でき,工具寿命の延命化に期待がもてる成果を得たが,加工時の不安定性が見られるため,紫外線照射装置を含む実験システムを見直し,引き続き,酸化チタン含有研磨バーを用いた加工実験を実施し,加工環境および工具寿命について検討を行っていく.検討項目は,加工回数の増加や切りくず付着状況の観察などである.加工実験の結果に応じて,工具製作条件の検討を行う.本研究の最終目標は,各種歯科用材料の加工において,工具折損の生じない工具を開発するとともに,補綴歯科用材料の高加工品位,高加工能率および低加工コストを実現する加工技術の構築である.工具折損の原因は,切りくず処理対策が不十分であるため,工具へ切りくずが凝着し,切れ味の低下により加工力が増加し,工具がこの力に耐えられないからである.本研究期間においては,切りくず処理が工具自身によってなされ,工具折損が生じない歯科材料加工用新工具の開発を行う.平成29年度は,硬質材料を加工できる工具の開発および工具作製を簡略化する方法について検討を行った.作業現場で簡単に工具を作製できるシステムの検討を行い,同システムで試作した工具で加工実験を行った.本システムは,懸濁液中の粒子が外部電場の力を受けて液体中を移動する現象(電気泳動現象)を利用している.この粒子を電極へ堆積させ,工具の形状を作製するものである.工作物は本焼結ジルコニアセラミックを用いた.工具の刃部はダイヤモンド砥粒が担う.ダイヤモンド砥粒の保持には生体への影響が少ないアルギン酸ナトリウムを結合剤として用いた.電極(超硬合金製シャフト)に砥粒が堆積し,砥粒同士の結合にアルギン酸ナトリウムが必要である.これらの堆積物が砥石(研磨バー)となる.そして,砥石の成長にはコロイダルシリカが欠かせず,大きな砥石を作製するためには,コロイダルシリカの分量を調整しなければならない.作製した数種類のバーで加工実験を行った結果,バーは折損することなく加工を行えたが,砥粒と結合剤の配合で工作物の表面粗さの改善割合に違いがみられた.また,本焼結体材料への加工が可能となり,現状の半焼結体を加工(荒加工)し,これを再焼結する工程を省ける目処が立った.電気泳動現象を用いた研磨バーの作製および研削性能について検討した結果,作製した研磨バーの直径はコロイダルシリカの含有量に影響を受け,これが多いほど成長していくが,作製できる直径に限界値があると予想される.作製した研磨バーで本焼結ジルコニアセラミックを加工でき,表面粗さは小さくなった.加工を行った後に砥石の直径を測定した結果,砥石の直径低下は生じたが,切りくずの付着は見られなかった.適度な保持力により,加工中の力によって砥粒が脱落するため,砥石の直径は小さくなったと考えられる.そして,脱落のタイミングが適度であるから,加工対象面の研削が適度に行われ,表面粗さは小さくでき,かつ,切りくずの付着は生じにくかったと考えらえる.平成29年度の研究計画はほぼ達成できたものと判断する.

本研究の最終目標は,各種歯科用材料の加工において,工具折損の生じない工具を開発するとともに,補綴歯科用材料の高加工品位,高加工能率および低加工コストを実現する加工技術の構築である.工具折損の原因は,切りくず処理対策が不十分であるため,工具へ切りくずが凝着し,切れ味の低下により加工力が増加し,工具がこの力に耐えられないからである.本研究期間においては,切りくず処理が工具自身によってなされ,工具折損が生じない歯科材料加工用新工具の開発を行う.平成30年度は,酸化チタン粉末を工具内に混ぜ込み,これに紫外線を照射し光励起反応を利用した切りくず付着の低減・防止を試みた.昨年度に構築した作業現場で簡単に工具を作製できる工具作製システムを用い,同システムで試作した工具で加工実験を行った.本システムは,懸濁液中の粒子が外部電場の力を受けて液体中を移動する現象(電気泳動現象)を利用している.この粒子を電極へ堆積させ,工具の形状を作製するものである.工作物は本焼結ジルコニアセラミック板を用いた.工具の刃部はダイヤモンド砥粒が担う.ダイヤモンド砥粒の保持には生体への影響が少ないアルギン酸ナトリウムを結合剤として用いた.電極(超硬合金製シャフト)に砥粒が堆積し,砥粒同士の結合にアルギン酸ナトリウムが必要である.これらの堆積物が砥石(研磨バー)となる.酸化チタンは硬質材料であるが,ジルコニアセラミックを削り取る能力は小さいと考える.加工実験の結果,酸化チタン+紫外線照射有りの場合と酸化チタン+紫外線照射無しの場合を比較した結果,前者で切りくずの付着状況は抑えられているような結果を得た.また,後者の工具では,加工面に工具へ付着した切りくずによるものと考えられる細かな凹凸が存在してしまい,表面粗さは大きくなった.一方,前者の工具では加工面に細かな凹凸を生じず,表面粗さは小さくなった.電気泳動現象を用いた酸化チタン含有の研磨バーの作製および研削性能について検討した結果,光励起反応によると考えられる切りくず付着を抑制する効果が見られた.また,加工後の表面粗さは小さくなり,研磨性能は持ち得ることがわかった.平成30年度の研究計画はほぼ達成できたものと判断する.作製した工具を用いた加工実験を実施し,加工環境および工具寿命について検討を行っていく.項目として挙げると,加工液の種類や量など,加工回数の増加や工具損傷状態の観察などである.試行錯誤の実験になることが予想され,適切な工具形状や実験条件などの検討を行う.平成30年度の研究目標は,工具自身が防汚効果を持つ新しい工具を試作することであった.工具作製時に酸化チタンを混ぜ込んだところ,切りくずの付着は抑制されており,工具表面の親水性が向上し,防汚効果が発揮されたと考えている.工具試作の目標は達成でき,工具寿命の延命化に期待がもてる成果を得たが,加工時の不安定性が見られるため,紫外線照射装置を含む実験システムを見直し,引き続き,酸化チタン含有研磨バーを用いた加工実験を実施し,加工環境および工具寿命について検討を行っていく.検討項目は,加工回数の増加や切りくず付着状況の観察などである.加工実験の結果に応じて,工具製作条件の検討を行う.
ポリフェニレンイオノマーへの挑戦

ポリフェニレンイオノマーの合成反応を検討した。具体的には、m-位およびp-位にジクロロ基が結合したビフェニルの組成を変化させてスルホジクロロベンゼンとの共重合反応を実施した。得られた重合体(SPP-BP)の共重合組成比をパラメータとして、イオン交換容量(IEC)、分子量、溶解性、成膜性を測定した。p-体のみから成るSPP-BPは有機溶媒に不溶であったが、m-体の組成増加に伴って溶解性は向上し、m-/p- = 4/1以上の組成においてジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒に完全に溶解した。1H NMRスペクトルにおいて芳香族のプロトンピークは十分な帰属が不可能であったため、m-/p-組成を求めることはできなかった。他方、スルホフェニレンの組成から求められるIECはモノマーの仕込み組成から求められる値に比べてやや低い値(約80-86%程度)であったことから、スルホジクロロベンゼンはジクロロビフェニルと比較して、やや反応性が低いものと思われる。SPP-BPの分子量は、m-/p- = 4/1の組成で最大(Mw = 114 kDa, Mn = 26 kDa)であった。さらにm-体組成を増加させると分子量は低下したが、これは立体障害により反応が進行しにくくなったためであると思われる。m-/p- = 4/1の組成のSPP-BPから得られた薄膜は同じm-/p-組成を持ち、ジクロロキンケフェニレンから合成したポリフェニレンイオノマー(SPP-QP)膜と同様に柔軟かつ強靭であった。SPP-BP膜はSPP-QP膜と比較して含水率は同程度であったが、プロトン導電率はやや低い値を示した。これは疎水部単位構造が小さくなったため、疎水部および親水部の連続性(ブロック共重合性)が低下し、イオンチャンネルの形成や連続性が損なわれたためであると考えられる。当初計画した通り、共重合組成比がポリフェニレンイオノマーの重合反応や薄膜物性に及ぼす効果を明らかにすることができたため。昨年度までに、ジクロロビフェニルモノマーを用いてポリフェニレンイオノマーにおける共重合組成比及ぼす効果を明確にすることができた。今年度はこの効果をより詳細に検討するために、さらに小さなジクロロモノマー(ジクロロベンゼン)を用いてスルホジクロロベンゼンとの共重合反応を行う。具体的には、キンケフェニレンモノマーやジクロロビフェニルに変えてp-およびm-ジクロロベンゼンを用いて同様に重合反応を行い、m:pフェニレン組成比やその配列の違いが、得られる重合体の物性に及ぼす効果を明らかにする。これらの実験結果からポリフェニレンイオノマーの新規合成法を確立すると共に、薄膜としての基礎物性を制御する方法論を確立する。さらにこれらの研究成果として得られる最適化したm:pフェニレン組成比およびその配列を有する主鎖構造を、アンモニウム基を有する塩基型ポリフェニレンにも展開する。酸型と塩基型で重合条件は若干の最適化のみで対応できることが予想されるため、短期間で同様の主鎖構造を有するアニオン導電性ポリフェニレンを得ることができる。酸型と同様に分子量、溶媒溶解性、成膜性とm:pフェニレン組成比およびIECの相関を明らかにするとともに、薄膜物性を評価する系を選定する。選定した酸型および塩基型ポリフェニレンイオノマー薄膜は、特に燃料電池への応用を想定した各種物性を測定することにより、イオン導電性高分子材料としてのポリフェニレンイオノマーのポテンシャルを正確に評価する。

これは疎水部単位構造が小さくなったため、疎水部および親水部の連続性(ブロック共重合性)が低下し、イオンチャンネルの形成や連続性が損なわれたためであると考えられる。当初計画した通り、共重合組成比がポリフェニレンイオノマーの重合反応や薄膜物性に及ぼす効果を明らかにすることができたため。昨年度までに、ジクロロビフェニルモノマーを用いてポリフェニレンイオノマーにおける共重合組成比及ぼす効果を明確にすることができた。今年度はこの効果をより詳細に検討するために、さらに小さなジクロロモノマー(ジクロロベンゼン)を用いてスルホジクロロベンゼンとの共重合反応を行う。具体的には、キンケフェニレンモノマーやジクロロビフェニルに変えてp-およびm-ジクロロベンゼンを用いて同様に重合反応を行い、m:pフェニレン組成比やその配列の違いが、得られる重合体の物性に及ぼす効果を明らかにする。これらの実験結果からポリフェニレンイオノマーの新規合成法を確立すると共に、薄膜としての基礎物性を制御する方法論を確立する。さらにこれらの研究成果として得られる最適化したm:pフェニレン組成比およびその配列を有する主鎖構造を、アンモニウム基を有する塩基型ポリフェニレンにも展開する。酸型と塩基型で重合条件は若干の最適化のみで対応できることが予想されるため、短期間で同様の主鎖構造を有するアニオン導電性ポリフェニレンを得ることができる。酸型と同様に分子量、溶媒溶解性、成膜性とm:pフェニレン組成比およびIECの相関を明らかにするとともに、薄膜物性を評価する系を選定する。選定した酸型および塩基型ポリフェニレンイオノマー薄膜は、特に燃料電池への応用を想定した各種物性を測定することにより、イオン導電性高分子材料としてのポリフェニレンイオノマーのポテンシャルを正確に評価する。
インチワーム型６自由度位置決め装置の開発

インチワームとは小さな移動を繰り返すことにより,無限の範囲を移動できる機構である。圧電アクチュエータを用いたインチワームは1ミクロン程度の微小な移動が可能である。また,立体形状を加工するためには直進3方向と回転(ねじり)3方向の合計6自由度が必要になる。そこで,6個の圧電アクチュエータを組み合わせ,精密な移動が可能な位置決め装置を開発した。様々な方向の移動が可能であり,複雑な形状の加工に利用することができる。1.電圧印加によって数ミクロンの変形が得られる圧電素子を用いた超精密位置決め技術が注目されている。圧電素子は超精密微動が可能であるが、その動作は数ミクロン以下の1自由度に限られる。解決策として、複数の圧電素子を組み合わせて多自由度動作を実現し、圧電素子と電磁石を組み合わせたインチワーム機構を用いて大きな変位を得る。2.圧電素子と電磁石を組み合わせた自走式スチュワートプラットフォームを開発した。インチワームの原理を用いて並進2自由度、回転1自由度の動作を可能にした。パラレルメカニズムの原理を用いてプラットフォーム面の並進3自由度微動、回転3自由度微動を可能にした。しかしプラットフォーム面の動作は圧電素子の変形量程度と微小であった。そこで、プラットフォーム面の並進・回転動作に、インチワームの原理を適用し、プラットフォーム面と圧電素子の相対位置を電磁石によって保持する構造にした。これによりプラットフォーム面の移動範囲に制限がなくなる利点がある。実験により、インチワームの原理による動作を確認した。4.一方、圧電素子の変形の検出には変位センサが用いられるが、変位センサを用いない変位検出が望まれる場合がある。そこで、変位センサから得られる圧電素子の変形量と、入力電流と入力電圧の関係を明らかにした。その結果から、入力信号を用いた変位量の推定が可能であることを示した。5.圧電素子を用いて、物体を浮上させることができることを示した。圧電素子の鉛直方向振動を用いて浮上する機構を明らかにした。浮上機構を水平方向に連結し、浮上機構を順番に浮上させ、浮上している浮上機構を順に水平方向に移動させるインチワーム型の移動機構を開発した。水平方向の変位には同じく圧電素子を用いたため、数マイクロメートルの微小動作が可能となった。移動する部分は浮上しているため、摺動摩擦の無い移動が可能になった。インチワーム型多自由度アクチュエータの位置決め装置の開発を行った。電圧印加によって数ミクロンの変形が得られる圧電素子を用い,超精密動作を試みた。その動作は数ミクロンに限られるためインチワーム型の多自由度アクチュエータとした。圧電素子の発生する数ミクロンの変形を繰り返し,大きな変位を得た。複数の圧電素子を異なった方向に変形するするように組合せ,多自由度動作を実現した。平板ステージ,半球状ステージをインチワーム型アクチュエータに搭載し,ステージ面の並進動作と回転動作を得た。平板状のステージを用いた場合には,平面内での並進2自由度と鉛直軸周りの回転1自由度の動作に加えて,傾き方向の2自由度微動を得た。半球状ステージを用いた場合には,傾き方向の傾斜角度を大きくすることができた。高さ方向の微動とあわせて6自由度動作が可能になった。ステージに搭載する質量を増加させて動作特性を求めた。質量増加に伴い,変位量が小さくなることが明らかになった。位置の保持に電磁石を用いているが,電磁石の保持力の影響を受けているものと思われる。圧電素子の振動により生じるスクイーズ膜効果によって,非接触支持が可能になった。非接触状態で位置を保持できるため,摩擦の影響を除去でき,相対的に摩擦の影響が大きいマイクロメカトロニクスにとっては重要な利点となる。さらに,圧電素子への入力信号をもとにアクチュエータの動作を推定する方法を試みた。入力電圧と入力電流から圧電素子の消費電力を求め,動作推定を試み,推定結果と実測結果を比較した。1.圧電素子を用いた超精密位置決め技術が注目されている。圧電素子は精密微動が可能であるが、その動作は1自由度に限られるうえ、数ミクロン以下に制限される。その解決策として、複数の圧電素子を組み合わせて多自由度動作を実現し、圧電素子と電磁石を用いたインチワーム機構を用いて大きな変位を得る。2.これまでに、圧電素子と電磁石を組み合わせた自走式スチュワートプラットフォームを開発した。インチワームの原理を用いて、並進2自由度と回転1自由度を可能にした。パラレルメカニズムの原理を用いて、プラットフォーム面の並進3自由度微動、回転3自由度微動を可能にした。プラットフォーム面の角度変位が圧電素子の伸縮程度と微小である問題が残っていた。3.そこで、プラットフォーム面の角度変位を、インチワームの原理を用いて得る機構を提案した。

従来は、移動平面上での位置の保持に用いられていた電磁石を、プラットフォームの位置の保持にも用いることにした。これまでは、プラットフォームは圧電素子と固定されていたため、圧電素子の変形程度の微小な角度変位しか得られなかった。プラットフォームの位置の保持にインチワームの原理を採用し、電磁石の吸着と解放を圧電素子の伸縮と組み合わせることにより、大きな角度変位の実現が可能になる。4.プラットフォームを半球状とし、半球状プラットフォームの平面が、制限なく角度変位を実現する構造を提案した。基礎実験によりインチワームの原理を用いてプラットフォーム面に角度変位と並進変位が得られることを明らかにした。1.平成24年度までに、多自由度位置決め機構を製作し、自走式スチュワートプラットフォーム機構として並進動作・回転動作を行った。そのうえで、プラットフォーム面の移動にインチワームの原理を適用し、プラットフォーム面の平面移動と回転移動(角度変位)を実現することができた。電磁石のインオフのタイミングと圧電素子の伸縮のタイミングを制御することで、インチワーム動作の基本性能を明らかにできた。2.プラットフォーム面の姿勢変化による重力の影響の評価を行う予定であったが、現在のところ重力の影響よりも、摩擦の影響による繰り返し誤差の影響が大きいことが明らかになった。プラットフォーム面のPoint to Point制御とContinuous Path制御を行う予定であったが、位置決め性能に摩擦の影響が大きいことが明らかになった。3.そこで摩擦の影響を受けない移動原理を提案し、その可能性を明らかにできた。対向する平面の間隙が周期的に変化するとき、その間隙には正の圧力が発生し、非接触状態をつくることができる(スクイーズ膜効果)。この原理を用いて非接触状態を作り出し、インチワーム機構を非接触状態にして移動させる。これまでに、スクイーズ膜効果による非接触状態を用いたインチワームを開発し、その基本的な動作を明らかにできた。4.さらに、非接触状態をセンサレスで推定するための推定法を提案し、圧電素子への入力電圧と入力電流から負荷の状態を推定し、負荷の状態から接触・非接触を判別する制御アルゴリズムを明らかにしつつある。1.平成23年度までに多自由度位置決め機構を製作し、自走式スチュワートプラットフォームとして並進動作・回転動作を行った。そのうえで、プラットフォーム面の移動にインチワームの原理を採用し、プラットフォーム面の平面移動と角度変位を実現することができた。圧電素子の伸縮と電磁石のオンオフのタイミングを制御することで、並進3自由度、回転3自由度のインチワーム動作の基本性能を明らかにすることができた。2.低速動作を実現した。電磁石の吸着力は、電磁石に与えられる電流あるいは電圧の影響を受ける。これまでは直流の電磁石を用いた。そのため、電磁石のインダクタンスのために電磁力のオンオフが低速になったものの、基本的動作を明らかにすることができた。
Web上の情報資源と図書館情報資源を統合的に利用する情報探索支援システム

本年度は、昨年度の成果を踏まえ、Web上の分類体系と図書館分類体系を統合的に活用する情報探索システムを実際に図書館の現場にて運用し、提案手法の有用性を評価した。成果の概要を以下に示す。1. Web分類体系と図書館分類体系の統合利用手法の研究平成18年度に整備したWeb分類体系(Wikipediaなど)と図書館分類体系(基本件名標目表など)のデータベースを活用し、両者を高精度で対応づけ、さまざまなユーザ質問に対して一般的な概念を効率的に提示する手法を研究した。その結果、Wikipediaに含まれる40万以上の項目に対して、高精度で件名・図書分類コードを導出可能であることが確認された。2.情報探索メタ知識の拡充平成18年度に試験的に作成した図書館向けの情報探索メタ知識データベースを拡充し、主要な件名に対して有用なレファレンス情報資源を紐づけた。3.可視化インタフェースの開発利用者が入力したキーワードに対する調べ方の切り口を可視化し、ヒントとなる情報資源に誘導するインタフェースを開発した。利用者が入力したキーワードに対する調べ方の切り口を可視化し、ヒントとなる情報資源に誘導するインタフェースを開発した。4.汎用シソーラス探索ライブラリの実装本研究で利用する主なシソーラス情報資源(Wikipedia、図書館分類体系など)を効率的に活用可能なライブラリを実装した。本研究の成果は、言語処理学会第14回年次大会にて発表した。5.プロトタイプシステムの拡充と公開運用平成18年度に実装したプロトタイプシステムに上記15の成果を実装し、東京大学附属図書館にて公開運用し、多数の一般ユーザや図書館員に利用してもらった。6.運用ログの評価プロトタイプシステムの公開運用によって得られた運用ログの分析を被験者に依頼して行い,提案手法の有用性を示した。本年度は、本研究課題の最終目標である「Web情報資源と図書館情報資源を統合的に活用した情報探索システムの実現」に必要となる各種情報資源の収集、分類体系の整備、プロトタイプ実装を中心に行った。1.予備調査とシステム概要設計東京大学附属図書館の協力を得て、利用者から寄せられるレファレンス質問の傾向分析を行った。具体的には、カウンターにおける質問応答、文書を介した質問応答、デジタルレファレンスサービスにおける質問応答の3種類について調査を行った。その結果を踏まえて、情報探索システムの概要設計を行った。本調査の結果については2006年10月の日本図書館情報学会研究集会にて発表した。2.多様な分類体系の統合Webを代表する分類体系としてWikipediaとOpen Directory、図書館を代表する分類体系として日本十進分類法(NDC)と基本件名標目表(BSH)を選定し、それらの電子データを入手して、分類体系データベースを構築した。また、これらの分類体系を統合的にブラウジングできるインターフェース「Reference Navigator」を開発した。このインター+C501フェースについては2007年3月の言語処理学会ワークショップ、情報処理学会FI研にて発表した。3.利用者質問文の一般化モジュールの実装利用者の入力した質問文と、上述の分類体系のマッチングを行い、適切な上位概念を導出できるモジュールを試作した。4.システムに利用可能なレファレンス情報資源の収集東京大学情報基盤センターにおいて構築されている学術情報データベース「GaCos」などを収集し、アクセスモジュールを作成した。5.システムのプロトタイプ実装上述の予備調査による概要設計に基づき、システムのプロトタイプを実装した。本システムは、2007年5月より東京大学にて試行運用を開始した。
強相関電子系における軌道秩序

電荷・スピン・軌道自由度の重要性が認識されてきた遷移金属酸化物において、上記の自由度が特異な結晶構造とどのように相関するか極めて興味深い。本研究では、電子系に強いフラストレーションを与えるパイロクロア構造のモリブデン酸化物に着目し、パイロクロア型酸化物の金属・絶縁体転移(モット転移)のメカニズム解明や、スピン・カイラリテイーが寄与する高周波領域のダイナミクスの解明を進めることを目的としている。これまでに、Floating Zone法で作製した単結晶試料(Sm_2Mo_2O_7,Dy_2Mo_2O_7,Gd_2Mo_2O_7,Dy_2Mo_2O_7,Ho_2Mo_2O_7)において遠赤外光領域から可視光領域(もしくはUV領域)までの反射光測定を行った。その結果、強磁性金属相・スピングラス絶縁体相の相転移に伴って、低エネルギー側のスペクトル強度が大きく減少し、振動子強度が高エネルギー側にシフトしている振る舞いが観測された。これは電子相関効果によるモット転移によるものであるが、パイロクロア構造の特異な構造によるフラストレーション効果の特長として、相境界付近に両側の電子相の揺らぎが存在し、スピングラス絶縁体領域が低温に抑圧されており、相転移の振る舞いが急峻になっていることがあげられる。このような相転移近傍の急峻な振る舞いもしくは巨大な応答は、マンガン酸化物系における強磁性金属相と電荷秩序絶縁体相の相境界に調ける臨界的な振る舞いに非常に類似しており極めて興味深い。今後は、光学スペクトルと磁気構造との相関を詳細に明らかにするとともに、スピン・カイラリテイーの寄与を明らかにすべく、強磁性金属相および、相転移近傍における磁気光学測定を遂行する予定である。
DNAのメチル化検出による野生鳥類の年齢推定

鳥類などの寿命の長い種では、保全に必要な遺伝的多様性が、どの年齢集団、どの世代の個体間のものなのかは、大変重要であり、DNAによる年齢推定が実現できれば、野外での生態学的研究に画期的な進歩をもたらすことが期待できる。しかしこれまで野生動物全般、とりわけ鳥類については、ほとんど報告がなかった。本研究では、鳥類において、哺乳類で報告された年齢に伴うメチル化変動の指標となる候補遺伝子の相同領域を調べ、メチル化と年齢の関連を解明することを目指す。メチル化検出による野生動物の年齢推定の実用性を、1)鳥類の年齢とメチル化の度合いは関連するか?2)非侵襲的に得られるDNAからも、メチル化の検出が可能か?3)野生集団の年齢構成の情報による観測情報の補完、の3つの段階を経て確認する。鳥類については、国立環境研究所のNPO法人どうぶつたちの病院沖縄のヤンバルクイナ試料の血液からDNA抽出を行い、20個体分を新たに年齢既知個体の試料に追加した。候補遺伝子のPCRプライマーを作成し、うち3遺伝子で良好な増幅ができ、HRMの条件を検討した。フンボルトペンギンでは、1個体のゲノム解析を行い、約300Gbの塩基配列を取得した。また、3検体(同一個体の1才と8才時、別個体の20才時に採取)のDNAをバイサルファイト処理後、シークエンスを行い、それぞれ約100GBの塩基配列情報を取得した。今後、得られたゲノム配列からドラフトゲノムを作成し、年齢によりメチル化率の異なる領域を特定する予定である。非侵襲試料については、チンパンジーの糞でメチル化率を測定したところ、誤差4.40年で、年齢推定の目安として有用と考えられた。本年度は、新たにHigh-Resolution Melting(HRM)解析を用いてチンパンジー試料でメチル化率を測定した結果、年齢推定の誤差は血液では3.47年と良好な値が得られ、これまでの次世代シーケンサーを用いる日方法よりも安価で簡便に多数試料を解析することが可能になった。鳥類については、ヤンバルクイナでは飼育施設との連携によって年齢既知個体の試料を整備できた。候補遺伝子のPCRプライマーを作成し、うち3組で良好な増幅ができた。またフンボルトペンギンでは、年齢の異なる資料の全ゲノム情報を取得し、年齢によりメチル化率の異なる領域を特定する準備が整った。さらにチンパンジーの糞でも、誤差4.40年と年齢推定の目安として有用な値を得ることができ、学会でも報告した。糞での年齢推定は他種でも未報告であり、野生個体への応用に向けて、大きく期待できる。以上の結果を踏まえ、1)鳥類の年齢とメチル化の度合いは関連するかについて、ペンギンの全ゲノム情報に基づいて、年齢に伴ってメチル化が変化する領域を特定する。その領域をペンギン及びヤンバルクイナの年齢既知個体について解析し、HRMによる年齢推定の条件を決定する。(村山、大沼、大学院生)2)非侵襲的に得られるDNAからも、メチル化の検出が可能か?については、糞に加え、野生鳥類の非侵襲的な解析を目指すために、羽根から抽出したDNAにおいて、1の血液と同じ結果が得られるか調べる。さらに、巣に残されたふ化後の卵殻膜やフン由来のDNAについても試みる。ヤンバルクイナでは、交通事故の死亡個体が年間30個体以上回収されるので、これらの各組織も用いる。(村山、伊藤、大学院生)1)2)の結果にもとづいて、野生由来の試料での年齢推定を行う。さらに長期観察情報のある哺乳類及び鳥類の多様な種についても、年齢推定を試みる。本年度は、DNAメチル化を用いた年齢査定を希少動物で確立するため、まずはヒトとゲノム配列の類似性が高く、絶滅危惧種であるチンパンジーでの応用を試みた。ヒトにおいてメチル化割合と年齢との関連性が報告されている3つの遺伝子について、年齢が既知のチンパンジーにおいてメチル化率を測定した。その結果、2つの遺伝子で有意な相関が認められ、これら2つの遺伝子から作成された年齢推定式の誤差は5.4年であった。次に絶滅危惧鳥類への応用に向けた準備を開始した。ヤンバルクイナの飼育個体について検討した。環境省・ヤンバルクイナ飼育繁殖施設のヤンバルクイナ導入情報および国立環境研究所の試料保存情報を参照し、確実に年齢が記録されている個体の保存試料(血液、DNA)のうち5試料の提供を受け、DNAを抽出した。フンボルトペンギン飼育個体についても、血液30試料からDNAを抽出した。ハシボソミズナギドリの文献にもとづく20遺伝子座について、これら鳥類種での相同配列を解読し、バイサルファイト処理後のメチル化率を測定するプライマーを作製した。