hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
溶鉄‐溶融スラグ間の化学反応による界面張力変化の機構解明と定量的推算モデルの構築

溶鋼-溶融スラグ間において化学反応が生じる際の界面張力の低下に及ぼす酸素の界面への過剰吸着・脱離の影響を解明するための研究を進めている。具体的には、溶融スラグ中のSiO2等の各種成分の還元、溶鋼中に移行した酸素と溶鋼中のAlの反応に焦点を当て、溶融フラックス中のSiO2等の各種成分の活量を変化させた物質系を利用して、溶鋼表面上に、溶融スラグ液滴を滴下させた後の、両者の接触角の変化から、界面張力の動的変化に関する情報を実験的に求め、界面張力の動的変化に及ぼす化学反応の影響に関する実験結果を系統的に蓄積した。特に、界面への酸素の過剰吸着・脱着に影響を及ぼすと考えられる溶融スラグ中の硫黄の影響を調べるために、系統的に溶融スラグ中の硫黄濃度を変化させ、界面への吸着性元素の影響を系統的に調べ、溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす化学反応の影響が、界面への吸着元素に起因することを解明するための実験を行った。また、高温反応下における界面の動的変化の様子をレーザー光と高速カメラを利用して直接観察できる実験環境を整えた。さらに上記で得られた情報などを基にして、溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす化学反応の影響が酸素の界面への吸着・脱離によることを明確にするための定量化モデルの導出、ならびに計算プログラムの作成を行った。具体的には、溶融スラグ中の主としてSiO2が解離して、SiとOが溶鋼-溶融スラグ界面を溶融スラグから溶鋼に向けて移行する際に、Oだけは界面に一時的に吸着停滞した後、徐々に脱離、または溶鋼中のAlと反応して酸素の界面濃度が低下し、化学反応が生じている際の一時的な界面張力の低下現象を定量的に説明できるモデルを導出した。比較的単純な溶鋼・溶融スラグ組成から始め、さらに多成分系に拡張し、実用鋼・溶融スラグにも適用できる計算プログラムを作成した。溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす酸素の界面への吸着・脱離の影響を解明するために、溶鋼表面上に、溶融スラグ滴を滴下させた後の、両者の接触角の変化から、界面張力の動的変化に関する情報を実験的に求め、界面張力の動的変化に及ぼす化学反応の影響に関する実験結果を系統的に蓄積した。特に、溶融スラグ中のSiO2濃度を変化させて、塩基度ならびにそれに伴う粘度を変化させ、化学反応中に溶鋼-溶融スラグ間の界面張力が動的に変化する様子を精度よく計測した。さらに、界面への酸素の吸着・脱着に影響を及ぼすと考えられる溶融スラグ中の硫黄の影響を調べるために、系統的に溶融スラグ中の硫黄濃度を変化させ、界面への吸着性元素の影響を系統的に調べ、溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす化学反応の影響が、主として界面への吸着元素に起因することを明確にする実験を行った。その結果、溶融スラグ中の硫黄は界面張力の低下に寄与し、さらに、溶融スラグ中の硫黄濃度が増加すると、界面における硫黄濃度が不均一であるために、局所的に界面張力が大きな部分と小さな部分が生じ、その結果マランゴニ流動が誘発されて、界面が非常に乱れることが明らかとなった。言い換えると溶融スラグ中に硫黄が含まれる場合には、溶鋼-溶融スラグの界面を平滑に保つことが難しくなり、溶融スラグの溶鋼への巻き込みの原因になりうることを明らかにした。さらに上記で得られた情報などを基にして、溶融スラグ中の主としてSiO2が解離して、SiとOが溶鋼-溶融スラグ界面を溶融スラグ側から溶鋼側に向けて移行する際に、Oだけは界面に一時的に吸着停滞し、界面濃度の増加と共に界面張力が低下し、その後、徐々に脱離、または溶鋼中のAlと反応して、酸素の界面濃度が低下し、化学反応が生じている際の一時的な界面張力の低下現象を定量的に説明できるモデルを導出した。溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす酸素の界面への吸着・脱離の影響を解明するために、溶融スラグ中のSiO2、B2O3ならびに硫黄成分の還元、溶鋼中に移行した酸素と溶鋼中のAlとの反応に焦点を当て、溶融スラグ中のSiO2、B2O3ならびに硫黄成分および溶鋼中のAlの活量を互いに変化させた物質系を利用して、溶鋼表面上に、溶融スラグ滴を滴下させた後の、両者の接触角の変化から、界面張力の動的変化に及ぼす化学反応の影響に関する実験結果を系統的に蓄積する。特に、界面への酸素の吸着・脱着に影響を及ぼすと考えられる溶融スラグ中のボロンの影響を調べるために、系統的に溶融スラグ中のB2O3の濃度を変化させ、界面への吸着性元素の影響を系統的に調べ、溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす化学反応の影響が、主として界面への吸着元素に起因することを明確にする実験を行う計画である。

さらに溶融スラグ中の主としてSiO2とB2O3が解離して、Si、BとOが溶鋼-溶融スラグ界面を溶融スラグ側から溶鋼側に向けて移行する際に、Oだけは界面に一時的に吸着停滞し、その後、徐々に脱離、または溶鋼中のSiよりも酸化性の強いAlやTiと反応して、酸素の界面濃度が低下し、化学反応が生じている際の一時的な界面張力の低下現象を定量的に説明できるモデルを導出する計画である。その後、多成分系溶融鉄合金ならびに多成分系溶融スラグ系への本モデルの拡張を進めるために熱力学データベースとの連結を試みる計画である。具体的には、世界的規模で活用されている熱力学データベースとリンクできるインターフェースを作成し、上記で作成した計算プログラムと連結させ、溶鋼-溶融スラグが反応する際の両相中の成分変化を計算するとともに、その際の界面張力の動的変化も同時に推算できるシステムの作成を試みる計画である。本研究では、溶鋼-溶融スラグの界面張力が、両者の間で化学反応が生じる場合には、化学反応が生じている期間だけ低下するという古くから知られている現象について、いまだその原因と機構が明確でないことに対して、実験的および物理化学的モデルを構築することによって明確にすることを目的としている。特に本研究では、溶融スラグ中に含まれる硫黄の影響について検討することを目的としている。今年度は、高温において溶鋼-溶融スラグ-気相の3相が出会う点における界面の様子を直視するための特殊な装置を購入し、溶鋼上に溶融スラグ滴が接した直後からの接触角の変化を高速で記録できる装置の立ち上げを行った。また溶融スラグ中に含まれる硫黄の影響に関しても、硫黄濃度を変化させた際の溶鋼-溶融スラグ間の接触角の時間変化を精度よく計測することに成功した。その結果、当初の予想(溶融スラグ中の硫黄は、溶鋼-溶融スラグ間の界面張力に対して大きな影響は与えないという予想)に反して、硫黄濃度の増加と共に界面張力は一時的に低下する傾向が強くなることを実験的に見出した。さらに、硫黄濃度が一定値(溶融スラグ中の飽和溶解度)を超える際には、溶融スラグ表面の硫黄濃度が不均一のため、溶融スラグ滴が溶鋼に接触した際、界面での硫黄濃度とそれによる界面張力の変化の度合いが場所によって異なるため、マランゴニ流動が界面で生じ、溶鋼-溶融スラグの界面が乱れ、その度合いは、溶融スラグ中の硫黄濃度の増加と共に激しくなることが明らかとなった。また今年度は、硫黄が含まれていない状態ではあるが、溶鋼-溶融スラグ間において溶融スラグ中のSiO2が分解して溶鋼中に溶解する際と、さらに溶鋼中のAlがSiO2を還元する反応が生じる際の界面張力の低下の傾向を再現できる物理化学モデルの導出に成功した。溶鋼上に溶融スラグ滴を落下して、接触した直後の接触角の変化をより精度よく計測するための高速度カメラを購入したが、実験装置の立ち上げはできたものの、数多くの溶鋼-溶融スラグの組合せに対して、そのすべての実験に対する同装置の適用には至っていない。ただし、これまでの実験装置でも予定していた実験は済ませている。得られた成果は上記の項目で述べた取りである。また物理化学モデルの導出はすでに完了しており、論文の執筆もほぼ終えているので、順調に進展している。溶鋼-溶融スラグ間において化学反応が生じる際の界面張力の低下に及ぼす酸素の界面への過剰吸着・脱離の影響を解明するための研究を進めている。具体的には、溶融スラグ中のSiO2等の各種成分の還元、溶鋼中に移行した酸素と溶鋼中のAlの反応に焦点を当て、溶融フラックス中のSiO2等の各種成分の活量を変化させた物質系を利用して、溶鋼表面上に、溶融スラグ液滴を滴下させた後の、両者の接触角の変化から、界面張力の動的変化に関する情報を実験的に求め、界面張力の動的変化に及ぼす化学反応の影響に関する実験結果を系統的に蓄積した。特に、界面への酸素の過剰吸着・脱着に影響を及ぼすと考えられる溶融スラグ中の硫黄の影響を調べるために、系統的に溶融スラグ中の硫黄濃度を変化させ、界面への吸着性元素の影響を系統的に調べ、溶鋼-溶融スラグ間の界面張力の低下に及ぼす化学反応の影響が、界面への吸着元素に起因することを解明するための実験を行った。また、高温反応下における界面の動的変化の様子をレーザー光と高速カメラを利用して直接観察できる実験環境を整えた。
始原生殖細胞によるエピゲノムリプログラミングとその人為的制御

PRDM14による多能性獲得におけるCTBP1/2の機能解析多能性細胞・生殖細胞の成立維持に必須の転写因子PRDM14の複合体解析を行いCTBP1/2を同定した。PRDM14は転写調節因子であるCBFA2T2と1対1で直接結合しているが、CBFA2T2欠損ES細胞ではPRDM14とCTBP2の結合が解除されてこおり、CTBP2はCBFA2T2を介してPRDM14と結合していることを突き止めた。また、PRDM14による転写制御におけるCTBP1/2の機能解析を行うため、ゲノム編集によってCTBP1/2の2重欠損ES細胞を樹立した。この細胞を用いて、PRDM14の発現誘導を行い遺伝子発現変化を網羅的に解析したところ、PRDM14によって発現抑制を受ける半数以上の遺伝子で発現抑制が解除されることが明らかとなった。ES細胞を2種類のシグナル阻害剤(2i)で培養すると、Prdm14の発現上昇を伴い、基底状態多能性幹細胞へ移行することが知られている。この基底状態多能性幹細胞への移行におけるPRDM14-CTBP1/2複合体の機能解析を行うために、Ctbp1/2の2重欠損ES細胞の基底状態多能性幹細胞への移行を試みた。その結果、移行開始後、4日目から増殖速度が遅くなり、基底状態多能性幹細胞とは異なる性質の細胞へ変化した。この過程における遺伝子発現変化を解析したところ、2つの特徴が明らかとなった。一つ目は、基底状態多能性幹細胞のマーカー遺伝子の発現上昇が野生型と比較して2日間早いこと。もう一つは細胞増殖速度の低下に伴い、2細胞期胚特異的遺伝子が急激に上昇することが明らかとなった。これらの結果から、PRDM14とCTBP1/2の機能制御によってナイーブ型ヒトES細胞や全能性細胞の樹立に繋がる可能性が期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。1. PRDM14による'潜在的'多能性獲得機構の解明ES細胞をエピブラスト様細胞(EpiLC)に分化誘導後に転写因子PRDM14を発現させると、ES細胞への脱分化が誘導される。この条件でPRDM14のChIP-seqを行ったところ、転写因子TFAP2Cの認識配列の濃縮が観察された。そこで、Tfap2cノックアウトES細胞を作製し、PRDM14による多能性誘導におけるTFAP2Cの機能解析を行った。その結果、TFAP2CはPRDM14による多能性誘導には関与しないが、予想外なことに生殖細胞特異的遺伝子群の発現誘導に必要であることを明らかにした。2. PRDM14による「多能性獲得・維持」とBLIMP1による「多能性の潜在下」EpiLCにPRDM14を発現誘導させ浮遊培養するとES細胞へ脱分化し、接着培養すると始原生殖細胞(PGC)へと分化する。この2条件での遺伝子発現を比較したところ、浮遊培養時のみでPGC形成に重要な遺伝子、BLIMP1の発現誘導が観察された。そこで、接着培養時にPRDM14とBLIMP1を共発現させたところ、BLIMP1及びDPPA3陽性のPGCを大量に誘導することに成功した。3. PGCのエピゲノムリプログラミング原理に基づいた細胞初期化法の開発H3K9の脱メチル化とPRDM14の発現誘導を組み合わせることで、初期化に抵抗性を示す遺伝子群の発現を誘導できることを示していた。昨年度は、H3K9の脱メチル化とPRDM14の発現誘導による細胞初期化の可能性を検証するために、初期化が不完全なpre-iPS細胞でG9aをノックアウトし、かつPRDM14を誘導発現できる細胞の樹立を行った。昨年度は主に仮説検証に必要な細胞樹立に費やし、仮説を裏付ける、もしくは予想外な結果を得ている。最終年度である今年度は、昨年度樹立した細胞株を利用し研究目的の達成を目指す。

この過程における遺伝子発現変化を解析したところ、2つの特徴が明らかとなった。一つ目は、基底状態多能性幹細胞のマーカー遺伝子の発現上昇が野生型と比較して2日間早いこと。もう一つは細胞増殖速度の低下に伴い、2細胞期胚特異的遺伝子が急激に上昇することが明らかとなった。これらの結果から、PRDM14とCTBP1/2の機能制御によってナイーブ型ヒトES細胞や全能性細胞の樹立に繋がる可能性が期待できる。1. PRDM14による始原生殖細胞誘導機構の解明昨年度までに、PRDM14によるPGC特異的遺伝子の発現誘導にDnmt3bの発現抑制とTFAP2Cの発現誘導が関与していることを示している。今年度は、ES細胞からPGCLCへの分化誘導系でDNMT3Bを過剰発現させる、またはTFAP2CをKOすることでPGC特異的遺伝子の発現誘導におけるDnmt3bの発現抑制及びTFAP2Cの発現誘導の機能解析を行う。2. PRDM14による「多能性獲得・維持」とBLIMP1による「多能性の潜在下」昨年度までに、EpiLCにPRDM14とBLIMP1を発現させ接着培養を行うことで、大量のPGCLCを誘導できることを突き止めた。この培養系を用いて、PRDM14単独、BLIMP1単独、PRDM14/BLIMP1共発現条件での遺伝子発現パターン及びゲノムへの結合をパターンを比較し、PRDM14とBLIMP1による多能性と生殖細胞誘導の関係性を明らかにする。3. PGCのエピゲノムリプログラミング原理に基づいた細胞初期化法の開発昨年度までに、pre-iPS細胞でG9aをノックアウトし、PRDM14を誘導できる系を構築している。今年度は、この細胞を用いて、PRDM14の誘導発現とG9aのノックアウトの組み合わせでiPS細胞への脱分化を誘導できるか否か検証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
企業における健康の決定要因および企業業績との関係についての経済学的考察

本研究は、職域における所得格差・健康水準・企業のCSR(Corporate Social Responsibility:企業の社会的責任)に関する取り組みや企業の雇用・人材活用施策・企業業績相互の関係を実証分析を用いて明らかにするものである。本研究は企業単位で健康の決定要因と思われる所得格差やCSRに関する取り組み、企業の雇用・人材活用施策と企業業績、従業員の健康状態との因果関係を明らかにすることを目的とする。本研究は企業活動と健康との関係について、新たな展開を切り開くものであり、少子高齢化が進行し生産年齢人口が減少する局面にある日本経済にとって、生産性の向上の一端を明らかにすることにつながり、政策的にも重要な示唆を与えるものである。平成30年度においては、実証分析に先駆けて、労働が効用を生む場合において、合理的な個人が予算と時間の制約の下で意思決定を行う場合に、マクロ経済学的にどのようなことが生じるのかについて理論的な研究を行った。この研究成果は令和元年6月に行われる日本経済学会春季大会で報告を行う予定である。なお、研究代表者が平成30年度に発表した論文、学会発表は、平成26年度・平成27年度JSPS科学研究費補助金(研究活動スタート支援)26885082「職域における所得格差と健康」の研究成果など、全て昨年度以前から継続して行っている研究に関わるものである。平成30年度においては、前述した通り、実証分析に先駆けて、労働が効用を生む場合において、合理的な個人が予算と時間の制約の下で意思決定を行う場合に、マクロ経済学的にどのようなことが生じるのかについて理論的な研究を行った。これは、一連の実証分析を行うのに先だって、理論的なモデルを構築する必要があると判断したため、当初の予定を変更して行ったものである。このように当初は予定されていなかった理論的な研究を行ったこともあり、研究の実施は当初の予定よりもやや遅れているといえよう。本年度はまず、平成26年度平成29年度の健康保険組合の組合別データを情報公開請求によって入手し、平成15年度から平成29年度までの15年度分のパネルデータを構築する。その上で健康状態や医療費の決定要因と企業内での所得格差との関係に焦点を当てた上で、健康状態や医療費を決定する要因を明らかにすべくモデルを構築する。併せて、労働が効用を生む場合において合理的な個人が予算と時間の制約の下で意思決定を行う動学的モデルの研究を進め、政策提言につなげることも試みたい。ノートパソコンの購入などを先送りし、大学から支給される個人研究費などで研究に必要な経費を賄ったため、次年度使用額が発生した。本年度以降にノートパソコンなどを購入する予定であるため、最終的には当初の予定通り、研究費を使用する予定である。
確率モデルを用いた情動発達の構成的理解：養育者の知覚バイアスが促す情動の構造化

人の情動カテゴリ(怒りや喜びなど)は発達的に増加していくことが知られているが,情動の認識や表出にかかわる能力がいかにして獲得されていくか,そのメカニズムは定かではない.本研究では人の情動発達過程の構成的理解を次の二つの方法で目指す.一つは深層学習モデルの一種である確率的ニューラルネットワークを用いた人の情動発達過程のモデル化とその計算機シミュレーションである.もう一方は人の生理指標(心拍数や発汗など)の変化をベイズモデルを利用した解析によって可視化し,情動発達過程に対する定量的評価を行うものである.今年度は昨年度成果を得た人の情動発達モデルを利用し,人とロボットの対面インタラクションにおいて人の情動表出を学習し,自身の情動表出を生成することのできる深層学習モデルを提案した.提案モデルは人の表出する「表情」「身振り」「音声」から表出に内在する情動情報を自己組織化的に抽出し,低次元空間でその関係性を表現する機能を持つ.他者の情動表出を学習した提案モデルは,従来のモデルと同様に未知表出に対する情動推定が行えるとともに,推定した他者情動や自己の情動状態に応じて自身の情動表出を生成することが可能である.これまでの人-ロボットインタラクション研究では情動認識システムと情動表出システムは分けてモデル化されることが多かったが,提案モデルでは人の情動認識・表出システムと同じように同一のモデルから両能力を発揮することができる.また同一モデルである利点を活かし,他者の情動表出が一部欠損している場合でも部分観測情報から一時的な情動推定を介し,自己表出の生成能力を利用して未観測情報を補完し再度情動推定を行うことで他者情動推定の精度を向上することに成功した.このような能力は人においてもメンタルシミュレーションとして知られており,提案モデルの妥当性を示唆する結果である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。人は内/外的な要因による自身の動的な身体変化を情動反応として捉えるとともに,様々な感覚様式を通じて情動を表出する.また人の情動カテゴリ(喜びや怒りなど)は発達的に増加していくことが知られているが,情動認識や表出に関わる能力が,如何にして獲得されるかは定かではない.本研究では構成的手法を用いることで,人の情動発達過程の理解を目指す.具体的には,1.深層学習を用いた情動発達過程のモデル化と計算機シミュレーション,2.実際の乳児の生理指標(心拍数や発汗)計測とベイズ統計モデルによる発達過程の可視化である.1.親子間の触覚相互作用が乳児の情動発達過程に与える影響を,確率的ニューラルネットワークを用いてモデル化し,計算機シミュレーションによって検証した.人の皮膚には,痛みや撫でられるような快/不快の感情に関連する刺激を検出する神経線維があることが知られている.この神経線維が人の情動発達や知覚に影響を与えることは知られていたが,具体的なメカニズムについては不明な点が多かった.提案モデルを用いた計算機実験により,この触覚神経からの情報が,乳児の情動カテゴリの構造化を促すことが示された.同時に,神経の欠損が情動の構造化を抑制し,コミュニケーションにおける自己情動や他者の情動認識を阻害することが示された.これは神経科学における知見と一致しており,我々の研究の成果が情動発達過程を明らかにすると共に,神経メカニズムの解明に向けて示唆を与えうることが期待される.2.今年度は成人の生理指標を解析,可視化した研究成果について発表した.これは乳児の生理指標計測,解析の予備的実験であり,実験設定と提案解析モデルの妥当性を検証した.実験では,提案モデルが特定の情動を喚起させる刺激を提示した際の生理指標から,情動状態の変化を抽出可能であることが示された.本年度は確率的ニューラルネットワークを用いた情動発達過程のモデルと,生理指標解析と可視化のためのベイズ統計モデルを提案し,学会発表を行った.現在,モデル化研究の結果を論文として投稿中である.また提案モデルを人-ロボット相互作用実験に応用した研究も進めており,計算機シミュレーションだけでなく実際の親子間相互作用を模した実験に取り掛かる予定である.生理指標計測実験においても予備実験を進めており,来年度から本実験に取りかかる予定である.以上より,当初の計画に従い,順調に研究が進展しているといえる.人の情動カテゴリ(怒りや喜びなど)は発達的に増加していくことが知られているが,情動の認識や表出にかかわる能力がいかにして獲得されていくか,そのメカニズムは定かではない.本研究では人の情動発達過程の構成的理解を次の二つの方法で目指す.一つは深層学習モデルの一種である確率的ニューラルネットワークを用いた人の情動発達過程のモデル化とその計算機シミュレーションである.もう一方は人の生理指標(心拍数や発汗など)の変化をベイズモデルを利用した解析によって可視化し,情動発達過程に対する定量的評価を行うものである.今年度は昨年度成果を得た人の情動発達モデルを利用し,人とロボットの対面インタラクションにおいて人の情動表出を学習し,自身の情動表出を生成することのできる深層学習モデルを提案した.提案モデルは人の表出する「表情」「身振り」「音声」から表出に内在する情動情報を自己組織化的に抽出し,低次元空間でその関係性を表現する機能を持つ.

他者の情動表出を学習した提案モデルは,従来のモデルと同様に未知表出に対する情動推定が行えるとともに,推定した他者情動や自己の情動状態に応じて自身の情動表出を生成することが可能である.これまでの人-ロボットインタラクション研究では情動認識システムと情動表出システムは分けてモデル化されることが多かったが,提案モデルでは人の情動認識・表出システムと同じように同一のモデルから両能力を発揮することができる.また同一モデルである利点を活かし,他者の情動表出が一部欠損している場合でも部分観測情報から一時的な情動推定を介し,自己表出の生成能力を利用して未観測情報を補完し再度情動推定を行うことで他者情動推定の精度を向上することに成功した.このような能力は人においてもメンタルシミュレーションとして知られており,提案モデルの妥当性を示唆する結果である.本年度は基本的なモデルの構築と解析手法の提案を行った.来年度はそれらの結果を基に,より詳細な実験を行う.具体的には,情動発達過程のモデル化において,提案モデルを所属研究室で開発中の乳児型アンドロイドに実装し,実際の養育者との相互作用実験を行う.複数の条件にて実験を行い,提案モデルが獲得する内部構造を詳細に解析することによって,養育行動の違いが乳児の情動発達に与える影響について検討する.また,提案モデルを用いて乳児型アンドロイドの情動表出メカニズムを変更することで,養育行動の変化についても検証し,情動発達過程における相互作用の影響について調べる.ベイズ統計モデルを用いた情動発達過程の解析と可視化に関しては,これまでの予備実験の結果を踏まえ,実際の乳児での計測実験と解析を行う.またこれらの研究結果を相補的に組み合わせることで,工学的アプローチによって人の情動発達過程を明らかにし,発達科学や心理学の分野に対する示唆を与えることを目指す.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
関節リウマチ原因遺伝子シノビオリンの発現調節機能の解析

われわれは、関節リウマチ(RA)の発症に深く関与する分子シノビオリンをクローニングした。さらにシノビオリンの発現調節にはILF-3が関与すること、シノビオリンは線維化形成にも深く関与することを明らかとし、シノビオリンの発現調節機構が重要であることを示した。シノビオリンの抑制は、RAや種々の疾患の治療につながると予想されるため、シノビオリン阻害剤を用いた検討を行った結果、RAの動物モデルで抑制的効果を示すことが明らかとなった。関節リウマチ(Rheumatoid arthritis ; RA)は、自己免疫反応と滑膜細胞増殖との2つの側面を持つ。自己免疫疾患という観点ではこれまで広く研究がなされてきたが、滑膜細胞の増殖の機序は解明されていない。そこで、我々はこれまでRAの根治的治療を目標に掲げさまざまな視点から研究を展開し、世界で初めて滑膜細胞にちなんだ遺伝子のクローニングに成功しシノビオリンと命名した(HUGO GenBank ID : AB024690)。E3ユビキチンリガーゼであるシノビオリンはRA滑膜細胞に過剰発現し、RAの発症因子となる。またマウスでのシノビオリンの欠損はアポトーシスの亢進による胎生致死をもたらす。これらのことからシノビオリンの発現量は恒常性の維持に必須であり、その発現制御機構を解明することが重要である。シノビオリンの生理学的な発現はEts binding siteを介したGA binding proteinα/β複合体により制御されることをこれまでに明らかとした。しかしながらシノビオリンはRA滑膜細胞に過剰に発現しているため、RA滑膜細胞には生理学的な発現制御機構とは異なった病態特異的な機構が存在することが示唆される。そこでRA滑膜細胞における病態特異的なシノビオリンの発現制御を明らかにすることを目的としてEBS領域をプローブとしたゲルシフトアッセイを行った結果、RA滑膜細胞特異的な複合体が存在することが明らかとなったため、このRA滑膜細胞特異的にシノビオリンプロモーターに結合するタンパク質複合体の精製・同定を進めた。我々は、関節リウマチ(RA)の原因を明らかとするために研究を進め、滑膜細胞にちなんだ遺伝子シノビオリンのクローニングに成功した。シノビオリンは、小胞体関連分解で機能するE3ユビキチンリガーゼで、RA滑膜細胞に過剰発現している分子である。また、シノビオリン遺伝子過剰発現マウスは関節炎を自然発症し、逆にシノビオリン遺伝子ヘテロ欠損マウスは関節炎の発症に抵抗性を示すことを示した。すなわちRA滑膜細胞に過剰発現したシノビオリンは、小胞体関連分解の機能を活性化させ、小胞体ストレス誘導性のアポトーシスを抑制し、滑膜細胞増殖を引き起こすことが考えられた。またその後の研究で、シノビオリンはがん抑制遺伝子であるp53を基質とし、p53依存的なアポトーシスを抑制することも明らかとなり、シノビオリンの広範にわたる抗アポトーシス作用がRAの病態形成を促していることが考えられた。このようにシノビオリンは、RAの発症に深く関与することが明らかとなったが、一方でシノビオリン遺伝子欠損マウスは肝臓でのアポトーシスの亢進により胎生期に致死となること、線維化形成にも深く関与することを明らかとした。すなわちシノビオリンは生理的・病態的ともに重要であり、その発現制御機構を解明することが必須となる。そこで、RA滑膜細胞におけるシノビオリンの発現制御を明らかにすることを目的としてEBS領域をプローブとしてゲルシフトアッセイを行った結果、RA滑膜細胞特異的にこの領域に結合する複合体が存在することが明らかとなったため、このタンパク質複合体の精製・同定を進めた。その結果、interleukinenhancer binding factor 3(ILF-3)がこの複合体に含まれることが明らかとなった。さらにこの分子がシノビオリンの発現を制御することが考えられ、RAや広く線維症の病態形成論が明らかになることが示唆された。われわれは、これまで関節リウマチ(Rheumatoid arthritis;RA)の根治的治療を目標に掲げ、さまざまな視点から研究を展開し、滑膜細胞にちなんだ遺伝子のクローニングに成功し、これをシノビオリンと命名した。また、シノビオリン遺伝子過剰発現マウスは関節炎を自然発症し、逆にシノビオリン遺伝子ヘテロ欠損マウスは関節炎の発症に抵抗性を示すことをこれまでに明らかとした。

本研究では、シノビオリンプロモーター上に結合するタンパク質を探索し同定することで、シノビオリンの発現調節およびRA発症との関与を明らかとすることを目的とし、EBS領域をプローブとしてゲルシフトアッセイを行った。その結果、RA滑膜細胞特異的にこの領域に結合する複合体が存在することが明らかとなったため、このタンパク質複合体の精製・同定を進めたところ、interleukin enhancer binding factor 3(ILF-3)がこの複合体に含まれることが明らかとなった。さらにシノビオリンは線維化形成にも深く関与することが明らかとなり、シノビオリンの発現調節機構が生理学的・病態学的に重要であることが示された。したがってシノビオリンを抑制することは、RAをはじめとした種々の疾患の治療につながることが考えられたため、シノビオリン阻害剤を用いた検討を行ったところ、RAの動物モデルにおいて抑制的効果を示すことが明らかとなった。
二次元遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるバレースピン分極の緩和モデルの構築と制御

近年、結晶内の運動量であるバレー自由度に着目することで、省エネルギーな次世代情報プロセスを達成しようとするバレートロニクスが注目を集めている。本研究課題では、運動量空間のバレー自由度とスピンの自由度が結合した「バレースピン」による新規な機能性が発現する原子数層の二次元遷移金属ダイカルコゲナイドにおいて、バレースピン分極ダイナミクスの高精度測定、理論的な緩和モデルの開拓、その緩和の制御を目指す。
トレハロース法による海底遺跡出土文化財の保存処理研究-自然エネルギー利用に向けて

これまでに判明しているトレハロース法の有効性を最大限に生かし、海底遺跡出土文化財の保存処理方法を確立する為、以下に主眼をおいた研究・開発を行った。まず、海底遺跡出土文化財への適応について検討し、鉄部錆化の抑止と広葉樹材の寸法安定性の実験及び経過観察を行った。さらに、省エネルギー含浸処理システムの開発として、太陽熱集熱式含浸処理装置(集熱・含浸・制御の各装置)と廃液再生装置を試作、実際に稼動し実用機の製作を念頭に置いた基礎的データを蓄積した。以上の研究成果から、自然エネルギーの利用とトレハロース法の融合により、海底遺跡出土文化財の保存処理を効果的に推し進める基盤を確立することができた。近年、海底遺跡出土文化財の安全で経済的な保存処理方法の必要性が国内外で高まっている。トレハロース含浸処理法は鉄イオンを安定化して吸湿を防ぎ、長期間安定した状態を保つと考えられている。本研究では、長崎県松浦市鷹島海底遺跡出土文化財の保存処理をモデルケースとして、省エネルギー・省コストで効率よく安全に保存処理を進めるためのシステムを構築することを目的としている。27年度は鷹島埋蔵文化財センターで保管している資料について、鉄部錆化の抑止と広葉樹材等の寸法安定性の実験及び経過観察に供する木器の選定を行った。随時含浸処理試験を開始し、処理後の状態調査を継続して行った。太陽熱集熱式含浸処理装置の製作については、試作機製作に必要な情報を精査した。太陽光発電システムと比べ、現在の太陽熱集熱装置は設備も安価であり、非常に熱効率の良い真空管式が開発されている。温水を利用した間接加熱方式が一般的であるが、太陽熱集熱の特性を活かして、トレハロース水溶液を直接加熱して循環させる直接加熱方式についても検討している。含浸手法の検討については、滴下方式による含浸装置を試作し、滴下と浸漬という含浸手法の比較実験を開始した。含浸効果を検討し、含浸処理装置試作時の設計に盛り込む。廃液再生装置の試験機を導入した。今後は実際に稼働し、問題点を精査する。必要に応じて機器の改良を検討する。これらの研究成果については、日本文化財科学会(於:東京学芸大学)で発表を、トレハロース含浸処理法研究会(於:熊本県)では実習を含む研修を行った。さらに、韓国国立海洋文化財研究所等を訪問し、海底遺跡出土文化財の保存処理について、意見交換を行った。平成27年度に予定していた、海底遺跡出土文化財への適応研究に関する基礎実験、太陽熱集熱式含浸処理装置試作に関する情報収集、含浸手法検討のための比較実験、トレハロース廃液再生装置の試験機導入については、順調に進めることができている。特に含浸手法検討についての比較実験において、当初の予想を上回る結果が得られている。近い将来、海底遺跡出土文化財の保存処理を推し進めていく上で、非常に重要な意味を持つ成果である。また、トレハロース含浸処理法について、国内外の保存処理担当者からの要請が高まっている。これまで継続して日本文化財科学会やトレハロース含浸処理法研究会を通じ、研究成果を広く公開してきたことが実を結んでいる。情報をなるべく早くオープンにし、多くの方に実践していただくことも当研究の大きな目的であり、当初の予定以上に達成できていると考えている。近年、海底遺跡出土文化財の安全で経済的な保存処理方法の必要性が高まっている。トレハロース含浸処理法は鉄イオンを安定化して吸湿を防ぎ、長期に安定した状態を保つと考えられている。28年度は太陽熱集熱式含浸処理装置(試作機)を製作、鷹島埋蔵文化財センターに設置した。太陽熱集熱装置は、太陽光発電システムと比べ安価であり、性能も非常に熱効率の良い真空管式が開発されている。この装置を採用し、小型の含浸処理槽と組み合わせた独自の含浸処理装置を製作、設置し稼働を開始している。また、昨年導入した廃液再生装置については実際に稼働し、予想を上回る量の再生液が回収できており、良好な結果を得ている。これらの研究成果については、日本文化財科学会(於:奈良大学)、WOAM(国際博物館会議出土水浸木製文化財保存専門会議、於:イタリアフィレンツェ)で発表を、トレハロース含浸処理法研究会(於:大阪)では実習を含む研修を行った。さらに、モンゴルにおける乾燥・半乾燥木製品保存処理研究プロジェクトを立ち上げ、モンゴル科学アカデミー考古学研究所等を訪問し、モンゴル出土木製文化財へのトレハロース含浸処理法の適応性を調査、予備的な実験及び現地研究者への技術移転も行うなど、共同研究を開始した。また、タイ王国文化省美術部国立博物館より2度にわたって招聘され、現地でトレハロース含浸処理法に関する講演ならびに保存処理の技術指導を行った。平成28年度に予定していた太陽熱集熱式含浸処理装置(試作機)の製作と設置、トレハロース廃液再生装置の稼働については順調に進めることができている。太陽熱集熱式含浸処理装置については当初計画で大阪文化財研究所に設置予定であったが、海底遺跡出土遺物の保存を目的にしていることから、将来的に鷹島海底遺跡出土木製文化財の保存処理体制を確立することを念頭に置いて、鷹島埋蔵文化財センターへ設置した。

これまで継続して日本文化財科学会やWOAM等の国際学会、トレハロース含浸処理法研究会を通じ、研究成果を広く公開してきたことが実を結んでいる。情報をオープンにし、多くの方に実践していただくことも当研究の大きな目的であり、当初の予定以上に達成できていると考えている。近年、国内外から海底遺跡出土文化財の安全で経済的な保存処理方法の必要性が高まっている。トレハロース含浸処理法は鉄イオンを安定化して吸湿を防ぎ、長期に安定した状態を保つと考えられている。本研究では、長崎県松浦市鷹島海底遺跡出土文化財の保存処理をモデルケースとして、省エネルギー・省コストで効率よく安全に保存処理を進めるためのシステムを構築することを目的としている。29年度は、鷹島埋蔵文化財センターに設置した太陽熱集熱式含浸処理装置(試作機)について、引き続き稼働試験をおこなった。稼働試験では含浸装置の温度の安定性や、消費電力の測定、制御機器の調整など、実用機の製作を念頭に置いたデータの収集をおこなった。また廃液再生装置についてはもう1台導入し、鷹島埋文センターをはじめトレハロース法を実施している機関で稼働、再生液回収についての基礎的データを蓄積した。これらの研究成果については、日本文化財科学会(於:東北芸術工科大学)で発表を、トレハロース含浸処理法研究会(於:高知県埋蔵文化財センター)では実習を含む研修をおこなった。さらに昨年立ち上げたモンゴルにおける乾燥・半乾燥木製品保存処理研究プロジェクトについて、今年度は発掘調査現場での技術指導からその後の保存処理に至るまで、現地研究者への技術移転をおこなうなど、共同研究を継続した。これまでに判明しているトレハロース法の有効性を最大限に生かし、海底遺跡出土文化財の保存処理方法を確立する為、以下に主眼をおいた研究・開発を行った。まず、海底遺跡出土文化財への適応について検討し、鉄部錆化の抑止と広葉樹材の寸法安定性の実験及び経過観察を行った。さらに、省エネルギー含浸処理システムの開発として、太陽熱集熱式含浸処理装置(集熱・含浸・制御の各装置)と廃液再生装置を試作、実際に稼動し実用機の製作を念頭に置いた基礎的データを蓄積した。以上の研究成果から、自然エネルギーの利用とトレハロース法の融合により、海底遺跡出土文化財の保存処理を効果的に推し進める基盤を確立することができた。海底遺跡出土文化財への適応研究の継続と検討については、27年度から開始した鷹島海底遺跡出土文化財への含浸処理試験を28年度に完了し、処理後の経過観察・測定を29年度まで継続する。データの収集およびそれに基づく処理方法への評価を行い、以後の保存処理実施に向け研究・評価をまとめる。最も懸念されるのは鉄に対する塩化物イオン・硫酸イオンの挙動である。よって、28年度には木・鉄の複合材サンプルを製作、錆化の実験と経年変化を継続的に調査する。木材については含浸程度・寸法安定性・重量変化などのデータなどから検討する。これを29年度まで継続して行い、鷹島海底遺跡出土文化財に対するトレハロース法の有効性を研究・評価する。太陽熱集熱式含浸処理装置(試作機)の製作・稼働については、太陽熱集熱装置など、収集した資料から主要機器を選定して設計、試作機を製作する。
鶏卵卵白オボムチン由来β-サブユニットの特異的構造と食品機能発現情報

in vitroにおいてオボムチンの食品機能としての価値を証明するには、生体内での挙動を考慮して、まず低分子化された状態で細胞に対する親和性を測定する必要がある。そこで、本研究ではオボムチンよりβ-オボムチン(分子量おおよそ40万)を調製し、これをトリプシンとプロナーゼなどの蛋白質分解酵素にて低分子化し、それぞれの分解物の生物活性を比較した。生物活性測定には従来から用いているニューキャスル病ウイルス(NDV)と新たにピロリ菌(Helicobacter pyrori、Hp、胃潰瘍誘発菌)、さらには腫瘍細胞の代表としてMeth Aを使用して、それらの細胞受容体に対する親和性の差異から食品機能の情報源としての構造を明らかにするように試みた。β-オボムチン由来のフラグメントの内、NDVに対しては糖鎖の含有量の多いもの(12万フラグメント)、Hpに対してはその12万フラグメントと糖鎖含有量の少ない12万フラグメント、さらにはMeth Aに対しては12万フラグメントが高い親和性を示した。12万フラグメントより糖鎖をペチドから化学的に処理して遊離させて糖鎖群として分離し、それぞれに対する糖鎖の親和性を新たに測定すると、それがいずれの親和性においても極端に減少した。従って、ペプチドに結合した糖鎖が重要であることを証明し得たと言えよう。また、さらに糖鎖の末端に結合しているシアル酸を酵素によって遊離させると、NDVとHpに対する親和性はより一層減少した。一方、Meth Aに対する親和性は上昇した。このように対象とする生物細胞の違いにより糖鎖の情報発現も異なって種特異的であるが、共通的には糖を密度高く結合している糖ペプチドが重要であると示した。
フタルイミド系新規TNF(腫瘍壊死因子)産生調節剤の創製

1990年代以降、サリドマイドのTNF-α生産調節活性に基づく数々の対難病薬としての有効性が大きな注目を浴びる中で、再びサリドマイド奇形児の発生を見ることもあり、催奇形性なきニューサリドマイドの創製が強く望まれている。本研究はこのために計画立案・実行したもので、大旨以下の成果を得た。1.サリドマイドのTNF-α生産調節活性が細胞種並びに細胞刺激特異的な2方向性のものであることを発見した。2.TNF-αの生産調節活性を指標にサリドマイドの構造展開を行い、優れた活性を有する各種フェニル及びベンジルフタルイミド系の数多くニューサリドマイドを創製し、その構造活性相関に解答を与えた。3.上記構造活性相関を展開し、TNF-α生産調節にかかわる2方向性を完全に分離すること、すなわち純粋なTNF-α生産促進剤各々の創製に成功した。4.上記の知見から2方向性のTNF-α生産調節作用について、構造活性相関的な一般則を得ることに成功し、これを元に2方向性調節の作用構造について仮説を構築した。5.上記純粋TNF-α生産抑制剤並びに生産促進剤各々を、ニューサリドマイド受容体探索に応用するために、アフィニティゲル及び蛍光標識剤へと展開した。これらを用いて、受容体の候補蛋白数値の存在を確認することができた。6.創製したニューサリドマイドの中のいくつかについて、動物実験を行い、サリドマイドに優る血管新生阻害作用を見いだした。7.ニューサリドマイドの更なる構造展開により、強力な非ステロイド型アンドロゲンアンタゴニスト及び非ペプチド型アミノペプチターゼN阻害剤を創製することに成功した。1.サリドマイドの持つ腫瘍壊死因子(TNF)-αの生産調節活性にかかわる構造要因を探った結果、構造的により単純なN-アルキルフタルイミド誘導体のいくつかに、サリドマイドに優る活性を見いだした。2.ベンジルフタルイミド誘導体に腫瘍壊死因子(TNF)-αの生産調節活性を見いだし、その構造活性相関を解析した。その結果、フッ素原子を導入した化合物、FP2P-00、が極めて低い濃度でサリドマイドに勝る活性を示すことを見いだした。3.フェニルフタルイミド誘導体に腫瘍壊死因子(TNF)-αの生産調節活性を見いだし、その構造活性相関を解析した。その結果、電子吸引基の導入が活性を増強し、電子供与基の導入が活性を低減すること、オルト位へのイソプロピル基の導入が活性を大きく増強するという一般則を見いだした。4.1-3項の新規化合物およびサリドマイドについて、その腫瘍壊死因子(TNF)-αの生産調節活性発現のメカニズムを探るために、既知のTNF-α生産阻害剤との相互作用を薬理学的に解析した。また、TNF-α生産を蛋白質レベルのみならず、そのメッセージのレベルでも解析した。その結果、すべてのフタルイミド系化合物のTNF-α生産に及ぼす作用は、少なくとも、(1)遺伝子発現に対する作用のみでは説明できず、(2)TNF-α前駆体の膜からの切り出しの過程には関与していないこと、を明らかにした。フェニルフタルイミド骨格を有するTNF-α生産調節剤を各種デザインし合成した。新たに合成した約100種の類縁化合物につき、以下の4種の検定系にてTNF-α生産調節活性を評価した。すなわち、ヒト白血病細胞株HL-60の系と同じくTHP-1細胞の系、各々の細胞系に対して刺激剤にフォルボールエステルTPAを用いた系とオカダ酸(OA)を用いた系の系4種である。

その結果、リ-ドとなるサリドマイドを含めてすべての光学不活性な化合物については細胞種並びに刺激剤に依存的な2方向性のTNF-α生産調節活性を示すことを見いだした。すなわち、HL-60細胞の系においては、刺激剤にTPAを用いた時にはTNF-αの生産量を増加させ、OAを用いた時にはこれを抑制する。一方、THP01細胞の系では、刺激剤の種類にかかわらずTNF-αの生産は抑制される。この2方向性TNF-α生産調節活性の分離を試み、光学活性体によって分離に成功した。すなわち、大旨の傾向としてS-体はTNF-α生産増強活性を示し、R-体は生産抑制活性のみを示した。以上の結果を元に更なる構造展開を行い、優れた、特異的な、TNF-αの生産抑制活性のみを有する特異的阻害剤、(R)-FPTP、(R)-FPTN、(R)-FPTHを創製することができた。分子機構として、TNF-αの生産増強にかかわる標的分子と、生産阻害にかかわる標的分子の2種を想定し、これをキャラクタライズするためのプローブ・アフィニティーゲルをデザインし、合成した。これを用いての標的分子の探索を展開している。サリドマイドのTNF-α生産調節作用を指標としてより活性に優れる新規生物応答調節剤として、各種フタルイミド誘導体をデザインし、合成した。その中に、サリドマイドにはるかに優れたTNF-α生産調節活性を有するものを見いだし、その構造活性相関を解析した。フタロイル環へ4つのフッ素を導入することが活性発現に要する薬用量を大きく低下させ得ることを見いだし、本構造変換を幅広く行った。得られたフタルイミド系化合物はいずれもサリドマイドと同様、2方向性のTNF-α生産調節活性を持つものであり、TNF-αの生産抑制と促進各々における平面構造上の横造活性相関は酷似していたが、特に光学活性が2方向性に大きく関与していることが構造活性相関から見てとれた。これを元に更なる構造展開を図り、2方向性を完全に分離すること、すなわち、純粋にTNF-αの生産抑制作用のみを示す化合物と、純粋にTNF-αの生産促進作用のみを示す化合物各々を創製することに成功した。ベンジルフタルイミド系化合物においては、S-体がTNF-α生産促進作用を示し、R-体は生産抑制作用を示すという一般則を引き出すことができた。これらの化合物をアフィニティゲルへと展開し、当初想定していた複数種の薬物受容体の候補蛋白として、S-体にのみ結合するもの1種、R-体のみに結合するもの2種、両異性体に共通に結合するもの2種の存在を確認することができた。分子作用機構解析の一環としてTNF-αmRNA量に及ぽす影響を解析しつつあるが、不思議なことに、TNF-αの生産抑制系でも促進系でも、いずれの場合にもmRNA量は増加していることを示す結果が得られつつある。一方、これらの化合物は、膜結合型TNF-α前駆体のプロテアーゼによる成熟TNF-αの放出過程には効果を示さなかった。
腸炎ビブリオ病原因子産生の特異的翻訳調節機構による制御

本研究では、腸炎ビブリオにドーパミンを添加した時の耐熱性溶血毒産生制御機構を解明する事を目的とした。まず日本で罹患患者の多い食中毒原因菌である腸炎ビブリオの下痢誘発機序を中心とした病原性について解析を行った。ノルエピネフリン等のカテコールアミン様物質は、ヒトが精神的や身体的ストレスに暴露されたときに産生分泌(腸管でも)が増加することが知られており、感染症の増悪を招く因子として注目されている。そこでまずノルエピネフリンが腸炎ビブリオの病原性に与える影響について解析を行った。ノルエピネフリン添加により腸炎ビブリオの腸管毒性および細胞障害能が増強することを認めた。さらにノルエピネフリン類似物質(エピネフリン)についても同様の解析を行い、エピネフリンはノルエピネフリンよりも腸炎ビブリオの病原性に与える効果は弱いがほぼ同様の結果を得た。また実際に腸管にエピネフリンが存在していることを確認した。これらのことより腸炎ビブリオの下痢誘発能が、ヒトが産生する生理活性物質(ノルエピネフリン等)の添加により増強することを見出した。さらに下痢誘発に関与する腸炎ビブリオの主要な病原因子蛋白である耐熱性溶血毒のmRNAの発現量はほとんど変化しないが、耐熱性溶血毒の産生は増加することを確認した。そして耐熱性溶血毒のmRNA結合蛋白としてHfqが重要であることを見出した。これは耐熱性溶血毒の産生が、mRNA発現調節機構のみならず、mRNAから蛋白質への翻訳調節機構によっても制御されていることを示している。マウス腸管ループ試験により、ノルエピネフリン添加により液体貯留が増強することを認めた。腸炎ビブリオの単独投与によっても液体貯留の増加が認められたが、これはノルエピネフリンの投与によりさらに増加することを認めた。またノルエピネフリン添加により腸炎ビブリオの細胞障害能が増強することを認めた。さらにノルエピネフリン類似物質(エピネフリン)についても同様の解析を行った。エピネフリンはノルエピネフリンよりも腸炎ビブリオの病原性に与える効果は弱いがほぼ同様の結果を得た。特異的翻訳調節機構の多くは、標的mRNAへのトランス因子の特異的結合によることが報告されている。そこで、耐熱性溶血毒mRNAに特異的結合するトランス因子蛋白の同定及びその機能解析を試みた。さらに腸炎ビブリオでsmall RNAによる病原因子蛋白の翻訳調節が示唆されていることより、small RNAの関与及びその同定を試みた。さらにこの調節機構が腸炎ビブリオの病原性(下痢原性)に与える影響について解析した。

(1)耐熱性溶血毒のmRNAに結合する蛋白質の機能解析平成17年度の解析で得られた、耐熱性溶血毒のmRNAに結合する蛋白質を、まずノックアウトした腸炎ビブリオを作成した。このノックアウト細菌での耐熱性溶血毒のmRNA及び耐熱性溶血毒蛋白質の産生量の解析を行った。ノックアウトした腸炎ビブリオの作成に関しては、すでにノックアウト成功例の報告のあるスーサイドベクターと標準腸炎ビブリオ(O3:K6)を用いて行った。さらに得られたノックアウト腸炎ビブリオの基本的性質を解析した。このノックアウト菌をドーパミン処理またはラット腸管に挿入したときの、耐熱性溶血毒のmRNA産生量、および耐熱性溶血毒蛋白の産生量をwild typeと比較検討した。耐熱性溶血毒のmRNAに結合する蛋白質が病原性発揮に重要であることが判明した。
粗放的な屋上緑化の緑化技術、環境改善効果および心理評価に関する研究

本研究では、屋上はらっぱの普及を目的として、緑化技術、環境改善効果、心理評価の3つの側面から総合的に調査・分析を行った。生物多様性創出効果:リサイクル材のみを利用して近隣の植生を再現した屋上はらっぱでは、屋上ビオトープとは異なる草原性の動物相を中心とした生物多様性創出効果が示された。温熱環境効果:熱フラックスの分析結果より、冬季の東京・石川共にギンゴケ、セダム、スズメノヤリ、混合栽培を行った屋上緑化が断熱性に効果的であることが示された。心理評価:粗放型屋上緑化の画像を利用して評価を行ったところ、自然との触れ合い経験があるグループは、親しみが魅力を評価する重要な要因となっていることが示された。1.粗放的な屋上緑化の植生変化および生物多様性創出効果:コンクリートや瓦の廃材を利用した粗放的な屋上緑化を施工し、近隣の植生を利用した区と購入した自生種の区を設置し、生息可能な植物の評価および生物多様性の創出の調査を月1回行った。瓦を使用したほうが植物の生存率は高かったが、購入した苗では、潅水なしでは、ほとんどの種の生存は困難であった。近隣の植生を利用した区では、時期によって動的変化があるものの自生種が多く生存し、昆虫も常に見られたとことから、エコロジカルネットワークを創出することが可能であることが示唆された。2.画像を使用した印象調査:粗放的な屋上緑化の画像19枚を使用して、20代から60代の男女135名に対し、形容詞対を利用して評価を行った。魅力を構成する要因は世代によって異なり、さらに、自然との触れ合い経験があるグループではないグループと異なり親しみを感じることが粗放的屋上緑化景観の魅力を評価する重要な要因となっていることが示された。3.施工プロセスへの参加がもたらす心理評価:20歳前後の男女13名に対し、条件として、保水、排水の機能や装飾にリサイクル素材を使うこと、近隣に自生する植物を取り入れることを条件に、デザインから施工までを行う粗放的な屋上緑化のワークショップを行った。ワークショップ参加後、86%の参加者が緑空間を見る視点において変化があったと回答し、「緑化デザインだけでなく、施工や管理方法にも注目するようになった」等、より植物に興味を持つ意見が見られた。1.粗放的な屋上緑化の植生変化および生物多様性創出効果:昨年度から継続して、粗放的な屋上緑化(屋上はらっぱ)において、近隣の植生を利用した区と購入した自生種の区を設置し、生息可能な植物の評価および生物多様性の創出の調査を月1回行った。また、10階に設置されている集約的な屋上緑化(ビオトープ)およびハーブガーデンの生物多様性調査も同時に行い、比較を行った。ビオトープが最も多くの昆虫の種数が見られたが、はらっぱやハーブガーデンでは異なる種類の昆虫を誘引することができたため、目的によって使い分ける必要があることが示された。2.屋上緑化の温熱環境に関する研究植栽の違いが与える影響:持続的で効果的な環境改善を明らかにするため、草丈や葉の形状が違う自生種5種およびその混合を用いて、冬の断熱効果の検証を行った。また、土地の気候や環境条件の違いにより、断熱効果に違いが出るのかを検証するため、東京と石川において比較を行った。熱フラックスの分析結果より、冬季の東京・石川共にギンゴケ、セダム、スズメノヤリ、混合栽培が断熱性に効果的であることが示された。夏のヒートアイランド緩和効果を調査するため引き続き調査を行っている。3.蝶誘致の可能性屋上と地上との比較から見る誘致のための条件:チョウ4種、ナミアゲハ、キアゲハ、ルリタテハ、キタキチョウのチョウの食草および蜜源植物6種類を植栽したプランターを隣接する屋上と地上に設置し、8月10月の3カ月、週に1度、チョウの利用について見取りで調査を行った。その結果、ナミアゲハおよびキタキチョウを誘致することが可能であったが、地上のほうが優位に多くのチョウを誘致することが可能であった。所属の異動が決定したため、開始することができなかった研究がいくつかあった。予定していた研究を2016年度にすべて終了させる予定である。1.粗放型屋上緑化の植生変化および生物多様性創出効果について:粗放型屋上緑化(屋上はらっぱ)について、近隣の植生から発生した野草および生物多様性の創出の調査を月1回行った。また、10階に設置されている集約型屋上緑化(ビオトープ・ハーブガーデン)の生物多様性の調査も同時に行い比較を行った。昨年と同様、ビオトープで最も多くの種数が見られたが、年により見られる生物は異なっていた。屋上はらっぱでは、夏期、乾燥や高温により、種数が極端に減少した。それぞれの屋上緑化で異なる種類の昆虫を誘引することができた。2.屋上緑化の温熱環境に関する研究:草丈や葉の形状が異なる自生種5種および混合植栽を用いて、屋上緑化のヒートアイランド現象緩和効果の検証を行った。無潅水における植物の生存率および熱フラックスの分析結果より、スズメノヤリがヒートアイランド現象緩和効果に適していることが示された。3.異なる緑地におけるハチの種類と植物の利用:粗放型屋上緑化、集約型屋上緑化、地上のガーデン、草地において、どのようなハチが見られ、植物を利用しているのか調査を行った。地上のガーデンおよび草地においてより多くの種数および個体数のハチが見られたのに対し、屋上緑化では、共にハチの種数および個体数は少なかった。