hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素触媒能を有する高強度耐熱金属間化合物の創製と組織制御

冷間圧延箔の場合と同様,鋳塊サンプルの場合もメタノール分解反応後の合金表面にはカーボンナノファイバに担持したNi微粒子が観察され,このNi微粒子が触媒活性を担っているものと考えられる.また今回,新たにNi_3Si金属間化合物鋳塊サンプルについてもメタノール分解反応試験を行い,Ni_3(Si, Ti)と同様の高い触媒活性を示すことを見出した.次に,Ni_3(Si, Ti)およびNi_3Si鋳塊サンプルを用いてメタンの水蒸気改質反応実験を行った結果,両合金とも明瞭な触媒活性は生じなかったが,メタノール分解反応試験後のサンプルを用いてメタンの水蒸気改質試験を行うと,Ni_3Siについては900°Cでメタンの転化率がほぼ100%の高活性を示した.これらNi_3(Si, Ti)やNi_3Siは,酸化物等のセラミックスに担持された現用の金属触媒とは異なり,安価にして熱伝導性に優れた新規の水素製造用触媒としての使用が期待される.一方,Ni_3(Si, Ti)の強度特性向上については,Ta元素がTiサイトに置換するとき約6at.%もの固溶範囲を示し,著しい固溶強化が生じることを見出し,それが原子寸法効果によることを明らかにした.また,B,CおよびN元素の単独および複合添加により結晶粒界破壊が抑制され,中間温度域の延性を向上させることに成功した.さらに,Ni_3Si相をマトリックスとしてNi_3Nb相とNi_3Ti相が第2相として分散するNi_3Si基マルチ・インターメタリックについて,塑性加工と高温強度をバランスさせた実用性の高い合金成分と組織を抽出することができた.
極高表面積メソ細孔性酸化物の特異な原子価・配位状態を利用した高性能触媒の開発

タングステン・モリブデンを潜在的な触媒活性点として担持したメソ細孔性チタニアを調製、チタニア担体の相転位を解析した。それぞれ前駆体をTiのアルコキシドと共に加水分解し、メソ細孔性チタニアの合成と共に担持も終了する直説法および、先に合成したメソ細孔性チタニアをW, Ceの前駆体の溶液に浸漬し、液を蒸発除去後、熱分解する含浸法の2法を試みた。共にBET表面積は800-1000m^2g^<-1>程度の細孔径2.0nmのメソ細孔性触媒が調製された。チタニアは良く知られるように、ルチルが安定相で低温で急速に結晶化した場合、アナターゼが生成することが良く知られている。加水分解と続く焼成によって調製される場合、むしろアナターゼが生成しやすい。ところが、Raman分光法、X線回折法でMo担持メソポーラスシリカのチタニア相を観察したところ、473Kではアモルファス相をとるものの、573Kで焼成するとルチル相が見られた。その後、623Kで焼成すると、アナターゼ相に変化し、673Kでの焼成ではアナターゼ結晶子が成長した。これは熱力学的に安定な結晶相から不安定な結晶相へ転位を示しているので、大変興味深い。もちろんTiの局所構造のみの変換であるが、触媒作用への影響する因子は、長周期構造ではなく局所構造であるため、この相転位は新しい触媒作用の発見の可能性を秘めている。メソ構造については、673K焼成では細孔径が3.5nmの新しい構造に変化した。これは担持される触媒成分や担持方法に依らないと結論付けられる。タングステン触媒では焼成温度上昇に伴うこのような相変化は見出せなかったので、担持成分が特異な相転移を誘起している可能性がある。1級アミンを型剤にしたメソ細孔性TiO_2を合成し、メソ構造をX線回折、窒素吸着装置により解析した。酸素下での熱安定性を示差熱計・熱重量計で検討したところ、300°Cでは目立ったメソ構造の破壊が見られず、1000m^2g^<-1>以上の極高表面積を保ったままであった。このため、この酸化物を固体触媒あるいは、固体触媒担体として用いることが十分可能であることが明らかになった。担体酸化物の原料であるTi(O^iPr)_4を加水分解する時にMo(OC_2H_5)_5を共存させ、触媒活性種のアルコキシド共存させ、共縮合させ、乾燥、酸化分解を行う方法(直接導入法)および合成したメソ細孔性チタニアを触媒活性種のアルコキシドの溶液に含浸、乾燥、熱分解を行う方法(含浸法)の2法によりメソ細孔性チタニア担持モリブデン触媒を調製した。含浸法の方が直接導入法よりも大きな表面積と高いメソ構造規則性をもつ触媒を与えた。Mo重量として担持量2.7wt%の触媒ではそれぞれ840m^2g^<-1>,761m^2g^<-1>であったが、7.0wt%では、前者が851m^2g^<-1>とほとんど変わらないのに対し後者が597m^2g^<-1>であった。X線吸収端微細構造分光法により、これら触媒のMoK端スペクトルを測定した。吸収端前のピークは1s-4d遷移に起因するが、この強度は中心対対称性の崩れの程度を反映する。

このピーク強度は両触媒ともMoO_3(正八面体配位)とKMoO_4(正四面体配位)の中間になったが、含浸触媒の方が大きかった。したがって、含浸触媒の方がMoは正四面体配位に近いか、割合が多い。脱気を行い水分のない状態で測定したところ、直接合成触媒の方が1s-4dピーク強度の増大が著しかった。この変化はMoが単量体で存在していると小さいと考えられるので、含浸法のほうが分散度が大きいということが示唆される。モリブデン、タングステンを担持したメソ細孔性チタニアを調製、それぞれの活性元素の酸化数、局所構造を解析した。調製法は、アルコキシド前駆体をTiのそれと共に加水分解し、メソ細孔性チタニアの合成と共に担持する直説法、メソ細孔性チタニアとアルコキシドの溶液に浸漬し、液を蒸発除去後、熱分解する含浸法の2法を試みた。BET表面積は1000m2g-1程度の細孔径2.0nmのメソ細孔性触媒が調製された。Mo K吸収端、W L_1吸収端のXANESより、これらの原子の配位対称性を検討した。平均的に対称性が低い順に並べると、Mo,W共にメソポーラスチタニア含浸担持触媒>メソポーラスチタニア直接合成担持触媒>P-25含浸担持触媒となった。また、この序列はEXAFSから解析されたMo-Mo結合の配位数、W-W結合の配位数の小さい順でもある。Mo触媒は水蒸気に暴露するとMo-Moの配位数が増大するが、元々小さかったものは増大量が小さかった。水の吸着により配位不飽和性を持つMoは架橋される可能性がある。以上の結果より、メソポーラスチタニア含浸担持触媒>メソポーラスチタニア直接合成担持触媒>P-25含浸担持触媒で分散度が高いことが示される。またこれらの触媒構造は623Kの焼成においては変化がなかったが、673K焼成では細孔径が3.5nmの新しいメソ構造に変化した。エタノールの気相酸化、脱水素反応では、P-25担体に含浸担持した従来型の高分散担持触媒は、アセトアルデヒドに90%以上の選択性を示した。一方メソポーラスチタニア担持触媒は同等の活性を示したが、単分子脱水素反応への選択性が大きかった。タングステン・セリアを潜在的な触媒活性点として担持したメソ細孔性チタニアを調製、それぞれの活性点元素の酸化数、局所構造を解析した。それぞれの前駆体をTiのアルコキシドと共に加水分解し、メソ細孔性チタニアの合成と共に担持も終了する直説法および、先に合成したメソ細孔性チタニアをW, Ceの前駆体の溶液に浸漬し、液を蒸発除去後、熱分解する含浸法の2法を試みた。共にBET表面積は800-1000m2g-1程度の細孔径2.0nmのメソ細孔性触媒が調製された。Ce, WL_1吸収端のXANESよりこれらの原子の配位対称性を検討した。Wでは調整法、担体により対称性の違いがわずかに認められたが、Oh、Td型の配位の化学種が示す差に比してスペクトルの差が小さかった。Ceにおいては、4価の前駆体を用いたが、加水分解後には3価はほとんど無いのに対し、熱処理後、酸除去後にはそれぞれ3価は全体の81%,63%になった。チタニア骨格内に組み込まれることにより価数が低下するのだが、型剤を使わない単なる共沈法による合成ではCe4価は36%になるため、メソポーラスチタニア骨格においては、4価のCeが安定化されていると結論付けられる。このようにメソ構造のみならず、触媒活性点の酸化還元特性を大きく変化させるメソポーラス担体としての特徴が見出された。Mo担持メソポーラスシリカに見られた現象と同様に、これらの触媒の骨格構造は623Kの焼成においては変化がなかったが、673K焼成では細孔径が3.5nmの新しいメソ構造に変化した。しかしながら、焼成温度上昇に伴う相変化、アモルファス→ルチル→アナターゼの変化は観測されなかった。
ショウジョウバエ全ゲノムを用いた細胞形態を調節する因子の網羅的解析

ゲノム上にコードされるタンパク質の機能を網羅的に解析するひとつの指標として、われわれは細胞の形態変化の調節に注目している。この細胞形態の変化は発生の様々な過程で観察される一般的な現象であり膨大な数の因子によって制御されていると考えられる。しかし、これらの因子は無秩序な集合体ではなく限られた数の情報伝達経路上に存在している。従って、ゲノム全体を対象として網羅的に細胞形態の変化を制御する因子を同定していくことにより、機能的に関連した多くのタンパク質をグループ化することが可能であり、生命システム解明に向けてのタンパク質機能をデータベース化する際に重要な貢献をするものと考えられる。われわれは従来より神経細胞の形態変化を解析してきていることから、中枢の神経細胞に焦点を絞り、その細胞中でゲノム上の任意の遺伝子を発現させて細胞形態に与える影響を観察する計画をたてた。そのために、まずショウジョウバエ脳内における少数の神経繊維をGFPで標識する系をGAL4/UASを用いて作製した。このことにより少数の神経繊維を可視化することができるようになりその形態変化を調べることができるようになった。この可視化された神経細胞でゲノム上の任意の遺伝子を発現させるために都立大学相垣研究室で作製された遺伝子探索システムの異所発現ライブラリーを用いて解析した。今までに880系統調べたところ、743系統が成虫まで育ち、そのうちの333系統に神経繊維の形状に変化が生じていることがわかった。瘤様の形態誘導、神経繊維の過伸長などの形状変化が含まれ、その中から約10系統に絞って分子遺伝学的な解析を進めている。
アジア途上国の家畜衛生管理における行動とインセンティブの経済疫学研究

この研究では、スリランカとベトナムを対象に、経済疫学調査を実施し、経済理論を応用しながら、途上国の家畜衛生制度のあり方を解明・提言した。ベトナムでは高年齢の牛ほど家畜保険に加入する傾向が高いことが示され、調査地域におけるモラルハザードの存在が示唆された。サーベイランスシステムや保険のペナルティが,家畜保険の仕組みに必要であることが明かとなった。スリランカではブルセラ病の発生要因を社会経済的要因から調査した。農家レベルの有病率は9.6%で、人種や貧困などの農家特性がブルセラ病の発生に関与していた。家畜疾病コントロールにおいてこれまで顧みられなかった農家特性を注意深く検討する必要がある。平成25年8月と平成26年2月に研究分担者が全員参加し、ハノイ近郊のBAVI地区で予備調査を行った。ハノイ農業大学とは共同研究の調印を行い、ベトナムでの調査を共同で行うこととなった。予備調査の結果、次の点が明かとなった。第1に、ベトナムでは試験的に家畜保険を実施しており、BAVI地区もその対象地域となっていた。第2に、BAVI地域の保険加入農家では、非加入農家と比べて死亡畜が多く、モラルハザードの存在が疑われる。すなわち、保険加入農家が適切な飼養管理を行わず、その結果家畜が死亡した可能性がある。第3に、家畜保険は口蹄疫など3種類の疾病による死亡のみが保険の対象となるが、乳房炎などの生産病が多発しており、こうした疾病への保険適応が現地では求められている。第4に、家畜保険の加入率は20%程度と低く、必ずしも家畜保険は広く農村に普及してはいなかった。第5に、家畜保険の掛け金を払うにあたって、家畜の市場価値を決めなければならない。しかし家畜の市場価値については、農家からの言い値で価値が決められているようで、明確な尺度がないことが明かとなった。第6に、家畜保険を円滑に進めるためには、家畜の個体識別が必要になるが、現地では行われていないことが明かとなった。第7に、保険金の支払いは村レベルの獣医師の診断により行われる。しかし、村レベルの獣医師の技術水準は必ずしも高くはなく、適切な診断が行われ保険金が支払われているかについては、調査の必要があることが明かとなった。昨年度の予備調査を踏まえて、平成26年9月に研究分担者の全員が参加し、ハノイ北部のBAVI地区でフィールド調査を行った。家畜保険非加入農家60戸、保険農家37戸の合計97戸のランダムに選択した農家を、事前に準備した調査表により調査を行った。全農家び搾乳牛からは採血・ミルクのサンプリングも行った。また、平成27年3月にもBAVIで補足調査を行った。血液分析の結果からは次の点が明らかとなった。1)10.5%のミルクサンプルで乳房炎の原因菌が見つかった、2)全ての菌サンプルが一種類以上の薬剤に対して耐性を示した、3)分離された菌のうち、72.2%が複数の薬剤に耐性を示した、4)33.7%の農家で乳房炎が発生していた。採血は牛の健康状態を把握する代謝プロファイルテストを行うために実施したが、詳細な分析はこれから行う予定である。質問表を使ったフィールド調査からは次の点が明らかとなった。1)保険加入農家の飼養規模は非加入農家よりも小さい、2)保険加入農家では搾乳を手で行う農家が多く、非加入農家は機械で行う農家が多い、3)家畜保険加入の決定要因になると思われるリスク選好の分析では、加入と非加入の農家で差は見られなかった、4)同じく家畜保険加入の要因になると思われる、村落における信頼できる人の数では、非加入農家が33.9人、加入農家が24.4人と、加入農家で人数が少ない傾向が確認された、5)時間割引率の分析では家畜保険加入農家は非加入農家と比較して近視眼的傾向が見られることが確認された。ベトナム・ハノイ近郊のBAVI地区で、ベトナムで試験的に実施された家畜保険加入の農家の意思決定要因について明らかにするために、酪農家100戸のフィールド調査を行った。ベトナムの家畜保険は、保険対象が口蹄疫・パスツレラ・炭疽の3疾病で、その死亡ケースについてのみ保険金が支払われる仕組みとなっており、貧困農家層は保険加入費は全額政府から支払われる。分析から明らかになったのは次の点である。第一に、リスク回避的な農家が保険に加入している。第二に、時間割引率の高い、いいかえると、せっかちな農家ほど、保険には加入しない傾向がある。第三に、地域に信頼できる人が少ない人は保険に加入する傾向が高い。第四に、途上国では、モラルハザードや逆選択の存在が、保険の実施を困難にしていると言われているが、分析結果からはそのような傾向は示されなかった。第5に、平均産次数の高い乳牛を持つ農家で、保険に加入する傾向が高い。以上の点などが明らかになった。2015年9月にハノイ農業大学で家畜保険に関するセミナーを開催し、上記の成果を報告するとともに、フィールド調査を行ったBAVI地区でも、農家を対象にした家畜健康セミナーを開催し、調査結果の概要について報告した。また2015年11月には、メキシコで開催された国際学会(国際獣医疫学経済学会)で、ベトナムの調査結果について報告を行った。2016年3月には、スリランカ東部で、人畜共通感染症である牛ブルセラ症の予備調査を行った。

当該疾病は牛の流産を引き起こす可能性があり、スリランカでもこの疾病が当初の予想以上に浸潤している可能性がわかった。ベトナム調査では天候要因による調査の遅れなどはなく、おおむね順調に研究を進められることができた。スリランカ東部のバティカロア地区の酪農家を対象に,スリランカ農務省と共同で人畜共通感染症である牛ブルセラ病に関する経済疫学調査を実施した。牛1200頭から採血し,ブルセラ病の有病率を推計し,また農家150戸について牛飼養管理などに関する質問票による調査を実施した。牛ブルセラ病の有病率については,粗放的飼養管理を行うモスリム人の有病率が約20%と高い一方で,集約的・半集約的管理を行うタミル人・シンハラ人の有病率は数%と低く,統計的な差があった。また,有病率の高いモスリム人農家では牛の流産が,タミル人・シンハラ人農家と比較して多く,統計的な差が確認された。さらに,モスリム人では熱の頻発など,ヒトブルセラ症の感染が疑われる症状を回答する農家が統計的にも多かった。これまでスリランカで行われた牛ブルセラ病の調査は,農家の人種の違いは考慮されてこなかった。今回の調査結果は,牛ブルセラ病の制圧には,人種の違いを考慮した普及指導などの必要性を示しており,ヒトへの感染も疑われることから,緊急の対策が必要であることを示している。貧困農家にとって,牛の流産は大きな経済的損失を意味し,ヒトブルセラ病は農業の労働生産性の低下を示唆する。すなわち,牛ブルセラ病による貧困の連鎖を断ち切ることが重要である。以上の結果は2017年3月にスリランカにおいて,帯広畜産大学とスリランカ農務省の合同セミナーを開催し,スリランカ国の家畜生産担当者(獣医師など)などを集め,調査結果および牛の飼養管理などの説明を行った。スリランカ農務省と共同で,牛1200頭からの採血を行い,農家150戸からの調査を実施し,牛ブルセラ病の有病率などを明らかにした。農家の人種を考慮した牛ブルセラ病対策の必要性は,スリランカ国でも初めて指摘されたことで,スリランカ国の今後の酪農振興にも大いに貢献できると思われるからである。前年度スリランク東部のバティかロア畜で行った牛のブルセラ病に関する疫学データ(牛1200頭、農家150戸)の分析を進めた。人種と飼養管理による有病率の違いが前年度に確認されたが、さらに次の点が明かとなった。1)流産した牛の胎児に直接手を触れている農家ほど、ブルセラ病の発生が多かった。2)近隣の農家から牛を直接購入している農家ほど、ブルセラ病の発生が多かった。1)については、基本的な飼養管理知識の習得でブルセラ病が防げることを示している。2)については、近隣農家が牛を販売する場合は、流産経験など、問題のある牛を販売している可能性が高く、牛の個人売買における検疫システムの強化が必要であることを示している。農家にブルセラ病の知識を単に提供するだけでは、牛に流産などが発生した場合、その実態を隠してその牛を近隣農家に販売する可能性が高い(隠匿行動)。そうした隠匿行動を防ぐためには、知識とともに、誘因の提供、すなわち、家畜の殺処分への補償制度が必要となる。途上国の多くでは、こうした殺処分の制度は未整備であり、かつ検疫システムも弱いことが、感染症が多発することの要因と考えられた。農家にブルセラ病の知識を提供した場合に、知識がどの程度、隠匿行動に影響を与える可能性があるのか、ICT(Item Count Technique)による調査を行った。
外来性陸貝オオクビキレガイの原産地国の推定、生殖戦略と生態系への影響

我国のオオクビキレガイは遺伝的多様度が極端に低く、日本と同じハプロタイプはイベリア半島と中国で見られた。これら地域では遺伝的多様度が高いことから繰返し同型の個体が日本に侵入したとするよりも、1度少数個体が侵入した後に国内各地へ拡散した可能性が高い。自家受精は遺伝的多様性の低下を伴い、現在大増殖している本種は今後一気に絶滅する可能性がある。藍島では侵入後の経過時間が短く、分布域が港付近に限定されているために島内の軟体動物への影響は不明である。今後の経過観察と情報の蓄積が必要である。近年、人為拡散による生物の侵入が増大し、生態系、身体・生命、農林水産業への被害防止は緊急の課題となっている。20年前に日本に侵入したオオクビキレガイは関東まで分布域を広げ、北九州市では藍島という閉鎖的環境に侵入した。本研究は、200万年前に我国に侵入したヤマボタルガイの繁殖戦略、侵入方法、拡散速度などと比較し、オオクビキレガイの今後の推移を予測し、生態系や人間生活に与える影響を考察するものである。・国内のオオクビキレガイは、福岡県、山口県でほぼ連続的に分布しているが、その他の地域では不連続・局所的に分布。これは定着後の経過時間によるものと考えられる。・国内各地域のオオクビキレガイでは遺伝的分化が見られない(武田・松隈・三島2007)。確認のために、日本各地の集団について、ミトコンドリアCOI遺伝子領域による解析個体数を増やした。・核のリボソーマルRNA遺伝子の遺伝子間領域(ITS2)においても遺伝的分化がみられなかった。・マイクロサテライトマーカーとしてLance et al.(2010)が利用できることが分かった。・1997年から2009年までの植物検疫の陸・淡水産貝類発見記録から、貝類の構成、発見回数、随伴植物毎の発見回数、検疫所毎の発見回数を整理したが、オオクビキレガイは含まれていない。・オオクビキレガイは気温929°C、湿度80%以上で活動する。夜行性であるが、暗室での飼育では体内時計を持つ可能性が示唆された。・繁殖調査は九大キャンパス(福岡市箱崎)の個体を使って実験中である。・他家受精を行うヤマボタルガイの分布、国内の試料を収集し、遺伝的構造の解析を進めている。1988年に北九州市で初めて確認されたオオクビキレガイは、北九州市を中心に福岡市東区から山口県宇部市にかけて市街地の畑や庭で普通に見られるようになり、その他の地域ではスポット的に分布する。23年度に新たに分布が確認された地域は大阪府堺市、兵庫県尼崎市、伊丹市、山口県美祢市、岩国市で、いずれも分布範囲は狭く、年100m以下という自力拡散速度から推定して、ここ数年以内に侵入したものと思われる。・Lance et al. (2010)のマイクロサテライトマーカーについて、温度条件を変えてプライマー増幅チェック、多型チェックを行ったところ、多型の存在が暗示された(佐伯2012MS,佐野2012MS)。・今回、イベリア半島のポルトガル(リスボン)、スペイン(マドリド近郊、マラガ、コスタ・デル・ソール、バレンシア市内および近郊、タラゴナ、バルセロナ)で採集したオオクビキレガイの晴報を加えた結果、日本のものど全く同じ塩基配列を示す個体が、これまで知られていたアスマル(ポルトガル)に加えて、マラガ、バレンシア、バルセロナで見つかり、分布範囲がさらに東方へ広がっている可能性も含めて、原産地を検討する必要がある。・G.M.Park教授(Kwandong University)の協力で韓国ウルルン島のヤマボタルガイを採集し、ミトコンドリアCOI遺伝子の塩基配列を確認したところ、福岡、八丈島を含む日本海沿いのクレードに属することが分かった(佐伯2012MS)。・ウルルン島産ヤマボタルガイの塩基配列は、福岡のものとは異なり、遺伝的多様性が見られない福岡の個体群が、近年にウルルン島からもたらされた可能性は支持されない。1.1980年代に北九州市戸畑区で初めて発見されたオオクビキレガイは、2013年現在、熊本、佐賀、福岡、大分、愛媛、山口、兵庫、大阪、和歌山、千葉へ分布を拡大している。遺伝的解析では国内全産地の標本でCOI領域の変異が見られず、北九州市に侵入した個体が各地に拡散したか、日本と同じハプロタイプの個体が繰り返し侵入したことを示唆している。マイクロサテライト解析については、Lance et al. (2010)で開発された15個のプライマーについて、最も機能する最適温度を実験的に確認した。今後、これらのプライマーを使って多型を調べる必要がある。2.国外における遺伝的分化については、リスボン、マドリード、マラガ、バレンシア、バルセロナ、上海では複数のハプロタイプが見られた。

この中で日本と同じハプロタイプは、これまで知られていたポルトガル(アスマール)に加えて、本研究で新たにマドリード、バレンシア、バルセロナ、及び上海で見られた。日本と共通するハプロタイプはイベリア半島南部に面的に分布しており、これら地域または中国のいずれかからごく少数個体が日本へ侵入したと思われる。3.オオクビキレガイの体色、足の裏の色については、頭部及び足の裏それぞれに黒いものと白いものの2型があることが分かった。4.オオクビキレガイでは他の有肺類と異なり、自家受精による繁殖成功率が他家受精並みに高い。野菜・花苗の交換や引っ越し等による非意図的人為拡散によって少数個体が未分布地へ運ばれ、自家受精により個体数を増やすという生殖戦略が、現在の分布域の急激な拡大をもたらした。5.在来の生態系への影響については、福岡県北九州市藍島の現生陸生貝類相の把握を行った。現在、島内でのオオクビキレガイの分布は2か所の港周辺の荒地・草地に限られ、港から離れた畑や海岸林への侵入は見られない。影響の把握のためには継続観察が必要である。地中海沿岸地域の標本との比較では、新たにポルトガル、スペインの標本が多数採集できたことにより、日本の個体群と同じ塩基配列の個体群がイベリア半島のかなり広い範囲に分布していることを明らかにすることができた。マイクロサテライトを用いた分析は、東日本大震災の影響で、東北大学での技術の習得と分析ができず、まだ着手できていない。国内のオオクビキレガイ個体群の塩基配列の単純性については、分析した標本数、産地数を増やしても確かであることが確認された。24年度が最終年度であるため、記入しない。・地中海沿岸地域との比較をより確かなものとするために、試料が不足しているポルトガル、スペイン中部・北部、フランス南部、イタリア、ギリシャ及びアフリカ北岸の標本の採集を行う。・福岡県のヤマボタルガイと国内のオオクビキレガイは、ともにミトコンドリアCOI遺伝子の塩基配列に多様性が見られない。ヤマボタルガイと比較することによって、オオクビキレガイに単調な遺伝的構成ができる過程を推測し、外来種の拡散に果たす役割を考察する。
中心体複製の制御因子SHD1の発現異常によるゲノム不安定性誘導機構

SHD1の中心体複製制御を明らかにするために、中心体においてSHD1と結合する分子の探索を酵母ツーハイブリッド法とプロテオミクス解析を併用して行い、新規分子THP1を同定した。現在までTHP1に対する良い抗体が得られていないため、中心体でSHD1と実際に結合しているかについてはまだ証明できていない。THP1の生体内での役割を明らかにするためにB細胞特異的THP1欠損マウスを作成したところ、B細胞数が激減し、成熟B細胞の生存維持ができないことが判明した。NIH3T3細胞を用いたTHP1遺伝子のノックダウンではアポトーシスが誘導されることがわかり、その一つの機構としてBaxの誘導が考えられた。SHD1の酵母相同分子であるSac3がセントリンと結合することが報告されているが、マウスの系ではSHD1とセントリンの結合は確認出来ず、酵母とマウスでは機能が異なることが考えられた。In vivoでのSHD1の機能、特に中心体複製における役割を明らかにする目的でCAG-Creマウスとの交配によって全身型SHD1欠損マウスの作製を行ったが、顕著な表現系は得られず、SHD1の機能を代償する分子が生体内に存在することが示唆された。さらにSHD1の腫瘍化における役割を個体レベルで明らかにするために、lckプロモーター制御下にSHD1を過剰発現させたトランスジェニックマウスを作成してBalb/cマウスへバッククロスした。このマウスにおいてT細胞リンパ腫の発症が誘導できるかを解析したが、胸腺や末梢リンパ組織におけるT細胞分化は正常で、半年間の観察では腫瘍化を認めなかった。今後の長期観察が必要と考えている。中心体制御分子であるSHD1の中心体複製制御を明らかにするために、中心体においてSHD1と結合する分子の同定を酵母ツーハイブリッド法とプロテオミクス解析を併用して行った。その結果、既知の3種類の分子を同定することができ、それらとの結合領域の同定も行った。しかし、中心体で実際に結合しているかについては良い抗体が得られていないため、まだ証明できていない。中心体複製制御に関与する分子の多くはリン酸化制御を受けるが、これまでのところSHD1がリン酸化分子であるという結果は得られていない。SHD1/GFPを過剰発現させたNIH-3T3細胞はGFPを過剰発現させた細胞に比べて染色体数が増加し、異常染色体の出現が見られゲノム不安定性が誘導されたが、この細胞を免疫不全マウスに移入しても腫瘍形成は見られなかった。In vivoでのSHD1の機能、特に中心体複製における役割を明らかにする目的で、コンディショナルSHD1欠損マウスの作成を行い、B細胞特異的にSHD1を欠損させた。しかし,B細胞分化、増殖等に顕著な異常は見られず、現在CAG-Creマウスとの交配によって全身型SHD1欠損マウスの作製を行っている。さらに、SHD1の腫瘍化における役割を明らかにする目的で、1ckプロモーター制御下にSHD1を過剰発現させた4系統のトランスジェニックマウスを作成した。これらのマウスを現在Balb/cマウスへバッククロスしており、T細胞リンパ腫の発症が誘導できるかを解析している。SHD1の中心体複製制御を明らかにするために、中心体においてSHD1と結合する分子の探索を酵母ツーハイブリッド法とプロテオミクス解析を併用して行い、THP1を同定した。現在までTHP1に対する良い抗体が得られていないため、中心体でSHD1と実際結合しているかについてはまだ証明できていない。HIH3T3細胞を用いたTHP1のノックダウンではアポトーシスが誘導されることがわかり、その一つの機構としてBaxの誘導が考えられた。

SHD1の酵母相同分子であるSac3がセントリンと結合することが報告されているが、マウスの系ではSHD1とセントリンの結合は確認出来ず、酵母とマウスでは機能が異なることが考えられた。In vivoでのSHD1の機能、特に中心体複製における役割を明らかにする目的でCAG-Creマウスとの交配によって全身型SHD1欠損マウスの作製を行ったが、顕著な表現系は得られず、SHD1の機能の代償する分子が生体内に存在することが示唆された。さらにSHD1の腫瘍化における役割を個体レベルで明らかにするために、lckプロモーター制御下にSHD1を過剰発現させたトランスジェニックマウスを昨年度作成してBalb/cマウスバッククロスした。このマウスにおいてT細胞リンパ腫の発癌が誘導できるかを解析したが、胸腺や末梢リンパ組織におけるT細胞分化は正常で、半年間の観察では腫瘍化を認めたなった。今後の長期観察が必要と考えている。
スカンディナビアIMS磁力計アレイデ-タの取得とそれによる地磁気短周期変化の研究

国際磁気圏観測計画(IMS)を中心とする期間(1977ー1979年)に、北米と北欧で高時間分解能(10秒)多点地磁気観測が行われた。このうち北米IMSデ-タは、アメリカの世界資料センタ-(WDCーA for STP)から公開されているが、もう一方の北欧デ-タは未公開のまま取得グル-プ(ドイツ・ミュンスタ-大学)の研究用にのみ使われてきた。京大地磁気世界資料解析センタ-(WDCーC2 for Geomagnetism)は、このデ-タの公開についてミュンスタ-大学と交渉し、その結果、バックアップ用に保存されていた一組のフィルムデ-タが京都大学に移管された。本研究は、この移管デ-タを複製・整理して一般研究者への提供を可能にすると共に、北米デ-タと組み合わせて地磁気短周期方変化を、特にその経度依存性と微細構造に重点をおいて研究することを目的としていた。移管されたデ-タは、シネマ用35mmフィルムに複写され、直径40cmの大リ-ル42巻に収められていた。このデ-タの連続記録の単位は約50mであるので、これ以下に短く切れず、リ-ダ-プリンタ用小リ-ル(直径9.2cm、30m巻き)に分割収納ができなかった。また、世界に2セットしかない貴重なデ-タなので、移管フィルムはそのまま保存するのが望ましい。そこで、50mを小リ-ルに巻ける特別製の薄いフィルムに複写して、研究用に用いることにした。初年度には、移管デ-タの内容のチェックと入札による分割複写を行った。その結果、合計567巻の研究用小リ-ルフィルムデ-タが誕生した。2年度前半には、この567巻のフィルムに観測期間を表すラベルを貼り検索用のリストを整備した。後半には、磁気嵐急始部、地磁気脈動それぞれ2例につき、北欧北米両磁力計ネットワ-クデ-タを用いた解析を行った。解析はなお、続行中である。西ドイツミュンスタ-大学から移管されたスカンディナビア磁力計アレイ(SMA)デ-タは、北欧36地点で国際磁気圏観測計画(IMS)期間(1977-79年)を含む5年間に観測された時間分解能10-20秒の地磁気3成分デ-タであり、35mmフィルムに複写され直径40cmの大リ-ル42巻に収納されている。これを研究に使える形にするため、オリジナルフィルムを複写し内容をチェックした後リ-ダ-プリンタにかけられるよう小リ-ルに分割し整理保存する作業を行なった。これは、このデ-タが世界に2セットしかない貴重なものであるのでオリジナルフィルムを傷つけずに保存する手段でもある。複写は無事終ったが、その結果できた567本の小リ-ルデ-タの内容のチェックと整理は現在なお進行中である。しかし、一部の整理ずみデ-タを用いて磁気嵐急始部(SC)についての解析を行なうことができた。結果は下記の通りである。1979年1月9日0340VT(現象A)と4月5日0150VT(現象B)の2つのSC現象につき北米IMS磁力計ネットワ-クの18観測所のデ-タをプロットし北欧12観測所のデ-タとの比較を行なった。2つの現象は共に北欧が早朝、北米が日没前後の時間に起っており、SCのパルスに続いて周期5-10分の振動(Psc)が生じている。地磁気南北成分は、北欧と北米でほぼ同位相で、また、現象Bでは逆位相になっている。一方、東西成分はA,B両現象ともほぼ同位相で現われている。今までの地磁気脈動の統計的研究からは、脈動の偏波の向きが地方時10-20時の子午面付近で逆転するとされており、似た地方時に生じたA,B二つの現象の位相関係がなぜ逆になるのか今後調べるべき興味ある問題である。デ-タの整理を早急に終え、次年度には、SCと脈動の微細構造と経度依存性を明らかにするための解析を行う予定である。

また、世界に2セットしかない貴重なデ-タなので、移管フィルムはそのまま保存するのが望ましい。そこで、50mを小リ-ルに巻ける特別製の薄いフィルムに複写して、研究用に用いることにした。初年度には、移管デ-タの内容のチェックと入札による分割複写を行った。その結果、合計567巻の研究用小リ-ルフィルムデ-タが誕生した。2年度前半には、この567巻のフィルムに観測期間を表すラベルを貼り検索用のリストを整備した。後半には、磁気嵐急始部、地磁気脈動それぞれ2例につき、北欧北米両磁力計ネットワ-クデ-タを用いた解析を行った。解析はなお、続行中である。国際磁気圏観測計画(IMS)を中心とする期間(1977ー1979年)に、北米と北欧で高時間分解能(10秒)多点地磁気観測が行われた。このうち北米IMSデ-タは、アメリカの世界資料センタ-(WDCーA for STP)から公開されているが、もう一方の北欧デ-タは未公開のまま取得グル-プ(ドイツ・ミュンスタ-大学)の研究用にのみ使われてきた。京大地磁気世界資料解析センタ-(WDCーC2 for Geomagnetism)は、このデ-タの公開についてミュンスタ-大学と交渉し、その結果、バックアップ用としてゲッチンゲン大学に保存されていた一組のフィルムデ-タが京都大学に移管された。本研究は、この移管デ-タを複製・整理して一般研究者への提供を可能にすると共に、北米デ-タと組み合わせて地磁気短周期変化を、特にその経度依存性と微細構造に重点をおいて研究することを目的としていた。昨年度は、シネマ用35mmフィルムに複写され直径40cmの大リ-ル42巻に収められていた移管デ-タを合計567巻の小リ-ルフィルムに複写分割する作業を行った。今年度前半には、この567巻のフィルムに観測所と観測期間を表すラベルを貼り検索用のリストを整備した。後半には、磁気嵐急始部(SC)、地磁気脈動(Pc)それぞれ2例につき、北欧北米両磁力計ネットワ-クデ-タを用いた解析を行った。SCイベントの1つでは、オ-ロラ帯の朝方(北欧)と夕方(北米)でHー成分がきれいな逆相の変化を示した。これは、今まで提案されてきたモデルで説明できる典型例と思われる。Pcについては、北欧と北米で同時に出現するものがきわめて少ないことがわかった。同時出現の珍しい例について解析中である。
確率論とスペクトル理論の融合的研究(ランダム行列とランダムウォークへの応用)

ランダム行列の固有値のなすランダム場とその一般化についての研究と,周期的な構造を持つ無限グラフ上の離散的ラプラシアンと磁場付きシュレーディンガー作用素とスペクトルについての研究を主に行なった.1)ガウス型ユニタリアンサンブルのランダムな固有値を記述するランダム場(無限粒子系)についての性質を調べた.これは物理的にはフェルミオンを表現するものであるが,これをラプラス変換の立場から一般化することによって,ボソンの記述までできるクラスに拡張した.また,この副産物として,行列式の拡張とそれに関する組み合わせ論的な新たな予想を得た.また,フェルミオンの場合については,この系を平衡状態とする時間発展を記述する離散空間上のグラウバーダイナミクスの研究を行なった.特にこの系は,フリップのレートが無限の領域に依存するため,一般にはダイナミクスの構成もそれほど自明ではないが,この場の特殊な性質を用いることによって構成に成功した.また,エルゴード的な性質,特にLog-Sobolev不等式の証明を行なった.2)無限アーベル群が作用するような周期的な格子上の離散的ラプラシアンを考え,そのスペクトルについての研究をした.アーベル群が作用する設定の下では,ラプラシアンは直積分によって分解でき,その因子は有限グラフ上の磁場付き離散的シュレーディンガー作用素に対応する.この性質を用いて,一筆描きができるグラフにおいては,ラプラシアンのスペクトルが[0,2]になるという予想を証明した.ランダム行列理論から自然に導かれるランダム場とその類似についての研究と,平行して無限グラフ上の磁場付きシュレーディンガー作用素とラプラシアンのスペクトルについての研究を主に行なった.ランダム行列理論については,ランダム行列の典型例であるガウス型ユニタリアンサンブルから自然に導かれるランダム場(無限粒子系)についての性質を調べた.これは物理的にはフェルミオンを表現するものであるが,これと対極の概念にあるボゾンについても同様の研究の端緒についた.フェルミオンとボゾンをラプラス変換によって特徴付けて,その表示から相関関数がそれぞれ,配置空間上の2乗可積分関数の空間に作用する積分作用素の積分核の行列式とパーマネントで表現できることを示した.さらに丁度この二つの概念の中間に,独立な場であるポアソンランダム場が位置することを示し,同じ枠組のなかでこれらのランダム場が扱えることを示した.グラフのスペクトルについては,アーベル群が作用するような周期的な格子を考え,その無限グラフ上の磁場付き離散的シュレーディンガー作用素のスペクトルおよび,ラプラシアンのスペクトルについて研究した.特にスペクトルの下端のヘッシアンは,アーベル群の作用によって格子を同一視して得られる有限グラフとそのアーベル群のユニタリ表現によって表現可能であることを示した.また,アーベル群が作用する無限グラフのスペクトルの性質(特にブロッホ性)を,幾何的な側面に着目して調べた.さらに極大アーベル被覆グラフ上のスペクトルに関する予想の部分的解決を,グラフ理論の1因子という概念と結びつけて与えた.ランダム行列の固有値のなすランダム場とその一般化についての研究と,周期的な構造を持つ無限グラフ上の離散的ラプラシアンと磁場付きシュレーディンガー作用素とスペクトルについての研究を主に行なった.1)ガウス型ユニタリアンサンブルのランダムな固有値を記述するランダム場(無限粒子系)についての性質を調べた.これは物理的にはフェルミオンを表現するものであるが,これをラプラス変換の立場から一般化することによって,ボソンの記述までできるクラスに拡張した.また,この副産物として,行列式の拡張とそれに関する組み合わせ論的な新たな予想を得た.また,フェルミオンの場合については,この系を平衡状態とする時間発展を記述する離散空間上のグラウバーダイナミクスの研究を行なった.特にこの系は,フリップのレートが無限の領域に依存するため,一般にはダイナミクスの構成もそれほど自明ではないが,この場の特殊な性質を用いることによって構成に成功した.また,エルゴード的な性質,特にLog-Sobolev不等式の証明を行なった.2)無限アーベル群が作用するような周期的な格子上の離散的ラプラシアンを考え,そのスペクトルについての研究をした.アーベル群が作用する設定の下では,ラプラシアンは直積分によって分解でき,その因子は有限グラフ上の磁場付き離散的シュレーディンガー作用素に対応する.この性質を用いて,一筆描きができるグラフにおいては,ラプラシアンのスペクトルが[0,2]になるという予想を証明した.
新人訪問看護師への新人教育と職務継続との関連に関する縦断的研究

本研究の目的は、地域包括ケア推進の要となる訪問看護人材の確保・育成・定着を促進させるために、訪問看護事業所での就労継続を可能とする予測因子とその関連要因を明らかにすることである。平成30年度は、訪問看護事業所への就労時の支援ニーズと訪問看護事業所における現任教育の実態を明確化することを目的とし、当初の計画に沿ってインタビュー調査を継続して実施した。6名の訪問看護師にインタビューを行った結果、対象者らは就労時に受けた現任教育を肯定的に受け止めており、就労時の教育的支援について概ね満足であると認識していることが明らかになった。質的記述的分析を行った結果、訪問看護事業所への就労継続を促す教育的支援内容として【段階的に自立を促す同行訪問】、【個別性を踏まえたプリセプター制】、【サポートを受けながら段階的に責任を負う24時間対応体制】、【定期的に交流ができる事業所内研修】が抽出された。研究成果について、学会発表および学会誌への投稿を予定している。当初の予定よりもデータ収集に時間を要したため、計画に沿って進行しているが、全体の進捗としてはやや遅れて進展している。実施したインタビュー調査の分析結果を学会誌に投稿予定である。また、平成31年度は分析結果をもとに、関東圏での質問紙調査を実施予定である。平成30年度分の進捗の遅れについては、研究者の研究環境を刷新することで効率的に作業を進め補うこととする。本研究の目的は、地域包括ケアシステム推進の要となる訪問看護人材の確保・育成・定着を促進させるために、訪問看護事業所での職務継続を可能とする予測因子とその関連要因を明らかにすることである。平成29年度は、病院から訪問看護分野に移行した看護師の経験を把握するための文献・資料検討と、訪問看護事業所への就労時の支援ニーズと新人教育の実態を明確化するためのインタビューを実施することを目的とし、計画に沿って国内外の文献検討ならびにインタビュー調査と分析を実施した。文献検討の結果、教育プログラム等の組織的支援の獲得が容易な病院に比べ、訪問看護分野での就労ではより自律性、独立性が求められることから、移行期は看護師個々の看護職者としての自我同一性に影響を与えることが明らかとなった。また、病院勤務で培った知識・看護技術の転写のみでは訪問看護分野での就労において不足があり、孤独感や自信喪失を経験することが明らかとなった。インタビュー調査は、訪問看護事業所への就労後6か月以上3年未満である訪問看護師2名を対象に実施した。調査の結果、新人教育が体系的に整えられ、適切な時期に自己の内省を促し助言を得られる環境から、教育的支援への不足は認識していないことが明らかとなった。当初の予定より倫理審査の申請・承認が遅れたことからインタビュー調査への着手が遅れ、十分なデータ収集に至っていない。平成30年度も継続してインタビュー調査を行い、訪問看護師の特性や訪問看護事業所特性により異なると予測される教育的支援ニーズの記述と、現行の新人教育の実態を明らかにする。これらの結果を学術集会における発表、学術雑誌への投稿により現場に還元していく。また平成31年度に実施予定の質問紙調査にむけて、これらの結果を質問紙の精錬に役立てる。インタビュー調査の結果分析に時間を要したため、本年度実施予定であった質問紙調査を次年度に実施することとなった。そのため請求額と使用額に差が生じる結果となった。平成30年度未使用額は次年度使用額に合算し、質問紙調査に係る経費および旅費等として次年度に使用予定である。
三次元超音波を用いた臓器音響特性解析による腹腔鏡手術支援システムの開発

<研究目的>低侵襲な手技であるが難易度の高い手技である腹腔鏡手術における手術支援システムの構築を行う.通常腹腔鏡では臓器表面の色彩情報しか得ることができず,術中において病変部領域の正確な判別を行うことは困難である.提案システムでは超音波により臓器の内部・表面での音響特性情報を取得し,これを腹腔鏡映像に合わせ術者へと提示することで手術補助を行う.これにより術者は容易に病変部や内部血管位置を把握することが可能となる.先行研究では超音波により臓器内部情報を取得し,これを外部位置検出装置を使用せずに腹腔鏡映像と位置合わせを行い提示するシステムを開発した.本研究では臓器内部情報に加え,臓器表面の音響特性を解析することで色彩情報のみでは得られない臓器の物性情報を可視化することを目的とする.<研究方法>腹腔鏡手術において腹腔内を液体で満たすWaFLESという手技を用い腹腔鏡手術術中に体表から臓器のエコー信号を取得する. WaFLES環境において腹腔内を満たす液体は一様であると仮定することで臓器表面に照射される超音波信号を簡易モデル化する.これにより臓器表面から反射するエコー信号から擬似的な音響インピーダンスを算出し,対象表面の組織分布を取得する.<研究結果>既知の音響インピーダンスを持つ媒質と対象を使用し三次元超音波プローブの三次元空間での強度分布を取得し,これを用いた補正を行うことでより精度の高い擬似音響インピーダンス分布を得ることができた.擬似生体資料を用いた実験では色彩では弁別困難な異なる散乱体密度を持った対象を本システムにより弁別可能であることを確認した.また,音場補正によりエコー信号取得位置に依存せずに安定した値が得られることを確認した.<研究目的>低侵襲な手技であるが難易度の高い手技である腹腔鏡手術における手術支援システムの構築を行う.通常腹腔鏡では臓器表面の色彩情報しか得ることができず,術中において病変部領域の正確な判別を行うことは困難である.提案システムでは超音波により臓器の内部・表面での音響特性情報を取得し,これを腹腔鏡映像に合わせ術者へと提示することで手術補助を行う.これにより術者は容易に病変部や内部血管位置を把握することが可能となる.先行研究では超音波により臓器内部情報を取得し,これを外部位置検出装置を使用せずに腹腔鏡映像と位置合わせを行い提示するシステムを開発した.本研究では臓器内部情報に加え,臓器表面の音響特性を解析することで色彩情報のみでは得られない臓器の物性情報を可視化することを目的とする.<研究方法>腹腔鏡手術において腹腔内を液体で満たすWaFLESという手技を用い腹腔鏡手術術中に体表から臓器のエコー信号を取得する. WaFLES環境において腹腔内を満たす液体は一様であると仮定することで臓器表面に照射される超音波信号を簡易モデル化する.これにより臓器表面から反射するエコー信号から擬似的な音響インピーダンスを算出し,対象表面の組織分布を取得する.<研究結果>既知の音響インピーダンスを持つ媒質と対象を使用し三次元超音波プローブの三次元空間での強度分布を取得し,これを用いた補正を行うことでより精度の高い擬似音響インピーダンス分布を得ることができた.擬似生体資料を用いた実験では色彩では弁別困難な異なる散乱体密度を持った対象を本システムにより弁別可能であることを確認した.また,音場補正によりエコー信号取得位置に依存せずに安定した値が得られることを確認した.
胆道癌における患者腫瘍同所移植マウスモデルの確立

Patient Derived tumor Orthotopic Xenograft(PDOX)モデルは手術などで切除した患者腫瘍の一部を免疫不全マウスにおいて患者腫瘍の発生部位と同じ部位に移植するモデルである。PDOXモデルは多くの癌腫ですでに開発され、ヒトの癌の臨床病態に非常に近い病態を示すことから病態解明や新規治療法開発に最適なモデルとされる。しかし、胆道癌のPDOXモデルはマウスの微小な胆管への腫瘍の移植が技術的に難しいため、未だ確立されていない。本研究では、難治癌である胆道癌の研究推進のため、高度なスーパーマイクロサージェリーの技術を用いて胆道癌のPDOXモデルを開発する。
エタノールをエネルギー源とする効率的な微生物還元法

付加価値の高い光学活性アルコール類を得るための有効な手法である微生物還元法において,糖の分解エネルギーを利用する方法より実用性の高い,筆者らが開発したエタノールの分解を利用する方法に関する基礎的知見を得,さらに実用性を高めることを目的とし次の二つの観点からの研究を行い,以下の成果を上げることができた。1.エタノールをエネルギー源として利用する微生物のスクリーニング好気的条件下,エタノールの酸化エネルギーに基づくNAD(P)Hの再生反応と共役する還元系が微生物の中で分布している様子を明らかにするため,酵母,カビ,細菌をそれぞれ培養,集菌を行い,グルコース,エタノールあるいはアセテートの存在下でアセト酢酸エチルおよびアセトールの不斉還元を行った。その結果,酵母についてはグルコースとほぼ同等にエタノールが還元のエネルギー源となり得ることが明らかになった。また,カビについてはグルコースはエネルギー源とするが,エタノールは利用せず,一方細菌については逆にグルコースは利用しないが,エタノールを効率よくエネルギー源とするものが多く見られた。また,Saccharomyces cerevisiaeについてNAD(P)H再生系を検討した結果,NADHの再生はエタノールから酢酸への酸化過程と共役し,一方NADPHの再生は酢酸から炭酸ガスへの酸化過程と効率よく共役することが明らかになった。2.酸素供給に関する酵母の培養条件と還元能エタノールの酸化過程が効率よく環元反応と共役するSaccharomyces cerevisiaeについて,酸素供給に関する培養条件と補酵素再生能の関係を詳細に検討した。その結果,より嫌気的条件で培養した酵母はエタノールを補酵素斎生のエネルギー源とする能力が低いことが明らかになった。その理由を酵素活生の面から追及した結果,より嫌気的条件で培養した酵母はアルコールデヒドロゲナーゼはほとんど変わらないにもかかわらず,アルデヒドデヒドロゲナーゼ活性が大きく低下していることによることを明らかにした。1.エタノールをエネルギー源として利用する酵母のスクリーニング好気的条件下,エタノールの酸化エネルギーに基づくNAD(P)Hの再生反応と共役する還元系が酵母の中で分布している様子を明らかにするため30種の酵母について培養,集菌を行い,それを用いて種々のエネルギー源存在下でアセト酢酸エチルおよびアセトールの不斉還元を行った。その結果,Saccharomyces属,Candida属,およびHansenula属の酵母の多くでグルコースとほぼ同等にエタノールが還元のエネルギー源となり得ることが明らかになった。また,NDA(P)H再生系がエタノールから酢酸までと酢酸から炭酸ガスまでの2段階に区別して考えることができることが明らかになり,それらのことから酵母を数種類に分類することができた。2.酵母の培養条件とNAD(P)H再生反応Saccharomyces cerevisiae(HUT 7099)について,振盪法(内容積2リッター)およびジャーファーメンター(内容積5リッター)を用い種々の酵素供給条件下で培養を行い,得られた菌体について1.と同様にアセト酢酸エチルおよびアセトールの不斉還元を行った。その結果,より嫌気的条件下で培養した酵母はエタノールおよび酢酸を補酵素再生のエネルギー源とする能力が低いことが明らかになった。その理由を明らかにするために再生反応に関わる酵素活性の測定を行った結果,アルデヒドデヒドロゲナーゼ活性に有意な差が見られたが,さらに詳しい検討を予定である。付加価値の高い光学活性アルコール類を得るための有効な手法である微生物還元法において,糖の分解エネルギーを利用する方法より実用性の高い,筆者らが開発したエタノールの分解を利用する方法に関する基礎的知見を得,さらに実用性を高めることを目的とし次の二つ観点からの研究を行い,以下の成果を上げることができた。

1.エタノールから炭酸ガスへの酸化エネルギーを利用したNAD(P)H再生反応と共役する還元反応系について,それぞれ約10種のカビおよび細菌を用いて検討した。その結果,カビについてはグルコースはエネルギー源とするが,エタノールを利用する系はほとんど見いだされなかった。一方,細菌については逆にグルコースはほとんどエネルギー源とせず,エタノールを効率よく利用する細菌が多く見いだされた。エタノールをエネルギー源とする還元系について,パン酵母を用いて詳細に検討した結果,NADHの再生はエタノールから酢酸への酸化過程と効率よく共役し,NADPHの再生は酢酸から炭酸ガスへの酸化過程と効率よく共役することが明らかになった。2.エタノール酸化過程が効率よく還元反応と共役するSaccharomycescerevisiae系について,酵素供給に関する培養条件と補酵素再生能の関係を詳細に検討した。その結果,より嫌気的条件で培養した酵母は補酵素再生能が著しく悪くなり,それはアルデヒドデヒドロゲナーゼ活性の低下によることを明らかにした。