hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
在庫品目間の関連性を考慮した在庫政策の策定

具体的な応用背景をもとに研究を進めるために、近年日本の産業界で急速に脚光を浴びてきたセル生産を次の研究段階にしたい.経営工学以下の理由で本研究は計画通り順調に進めていると考える。1研究は計画通り進行している。2いくつかの研究課題に難関にあったが、突破する糸口が見つけている。3新たに研究テーマを発見し、研究の裾が広げている。4研究成果を着々あげていて、国際的に評価されている。24年度に計画した・在庫データの特性を考慮したマイニング技術の開発・頻出集合における品目の在庫ポリシーについて、当初考えた内容と比べて、進展はしているが得られた成果に満足していない。理由は当初予定している研究協力者の来日が実現できなくて、互いのコミュニケーションは短期の打ち合わせが不十分であると思う。そのために25年度には出来るだけ長い期間を持って一緒に切磋琢磨し、研究の方向性だけでなくある程度の骨格を構築するまでに研究を進めたい。しかしながら、本研究から発展する研究は多くの研究成果を挙げていて,これまで年度別に一番数多く論文を公表できた。綜合すると研究はおおむね順調に進めていると考えている。平成26年度の計画に従って、新データマイニング手法および評価指標の研究開発をつとめる。1在庫データの特徴を考慮に入れたデータマイニングの手法の開発を行なう。また従来研究との比較・検証など新しい作業も実施していく。2製品の関連性を考慮した在庫モデルの開発、解析を取り組む。3応用例としてこれまで開発されたセル生産の数理モデルをもとに、在庫削減の仕組みを研究,解析する今年は最終年度となるが、関連性のある製品の在庫政策を明確にして,在庫管理の新たな道筋をつけることが重要である.これまでに研究は基本的に計画に従って順調に進めていると考え,平成25年度研究は従来の計画に従って進める。1新データマイニングの手法が在庫システムへの影響実データベースのもとで数理的な手法およびシミュレーションを用いて従来の分類や評価手法と比較しながら在庫システムへの影響を調査する.在庫データの特性を含むマイニング技術も平行して研究開発する。2新評価指標をベースとした在庫政策代替商品を用いた在庫政策に関する研究を参照しながら、独自の品目間の関連性を評価した指標を用いて,新しい在庫政策の研究を進める。海外出張の予定変更で、一部金額が変わりました。今年度の部品費に使う計画がある。研究を進める中で、消耗品費について節約ができ、9007円を残した。しかしおおむね計画通り執行したと考える。この金額を平成25年度の消耗品費に組み込んで使用する。
言語処理過程で観察されるP600成分の機能的意義の解明に向けて

また、実験文を視覚呈示した場合と聴覚呈示した場合とでP600の現れ方に違いが生じるかどうかを検証するための実験を実施し、呈示モダリティの違い(すなわち視覚呈示vs.聴覚呈示)だけではP600の振る舞いに違いは生じないが、それに加えて実験文で用いる名詞句のある特性の操作によって違いが生じることを明らかにした。具体的には、実験文中に登場する人物を人名で表した場合と普通名詞で表した場合とで呈示モダリティの違いによる影響が生じることを明らかにした(荒生, 2019,第4回坂本勉記念神経科学研究会)。これらの研究成果はP600が文処理のある側面(例えば統語的情報の処理)のみを反映している訳ではなく、文処理装置が様々な外的要因の影響を受けつつ処理を実行している、言い換えるならば、外的要因に柔軟に対応して処理の内容を変更している事を示唆していると言えよう。当該年度、大阪では大阪北部地震や非常に強い台風の上陸などが相次ぎ、その復旧作業などで時間を割かれてしまい、予定していた研究スケジュール通りに進める事が出来なかった。最終年度を迎え、研究代表者および分担者の所属する各研究機関で基礎データを取り終え、結果を総括してP600の機能的意義を明らかにし、「P600実験キット」の作成に向けて実験文の作成や必要に応じて追加実験の実施を進めて行く予定である。本科研プロジェクトの目的は、人間の言語(特に文のレベル)処理を可能としている脳のシステムを明らかにする事を目的とした言語処理研究において重要な指標の一つとされているP600と呼ばれる事象関連電位(Event-related brain potentials: ERPs)の機能的意義を明らかにする事である。平成29年度の研究成果として、まずYano (2018)は動詞の動作主としては適切でないが被動作主としてはplausibleな名詞が文頭に来ているような文(例:窓が閉める)を用い、動詞を呈示した際の事象関連電位を統制条件と比較した。Yanoは文頭の名詞とターゲット刺激である動詞との刺激間間隔を実験1では100 ms、実験2では600 msとし、実験1ではターゲット条件でP600が観察されたが実験2ではそれが観察されなかったと報告し、刺激間間隔が長くなることによってどのような要素が後続するかを予測しやすくなることがP600の有無の原因である可能性を指摘した。次に荒生(2018)は正文を呈示した際と非文を呈示した際の事象関連電位の比較にあたり、刺激呈示のmodality(視覚または聴覚)および文法性判断課題への反応のタイミング(即時反応または遅延反応)という要因を操作し、視覚呈示の場合と聴覚呈示の場合とで反応のタイミングの違いによってP600の影響が異なることを明らかにした。最後に、安永(2018)はYanoおよび荒生の研究成果を含めて本科研プロジェクトの目的、概要ならびに経過を公表した。当初の計画では平成29年度中に研究代表者および各研究分担者がそれぞれの所属研究機関において事象関連電位測定実験を実施し、データを取り終える予定であったが、諸般の事情により未了の者が多い。まずは各研究担当者が実験1を完了し、それぞれが操作した要因によるP600への影響の有無を明らかにする。また、実験1で得られたデータに対し、時間周波数解析を実施したり、線形混合モデルを利用した解析を実施してP600成分に影響のある要因を特定する。さらに、それらの作業を通してP600成分の機能的意義についての仮説を立案し、その妥当性を検証するための実験を実施する。平成29年度から事象関連電位測定実験を実施する計画であったが、学内の倫理審査で大幅に時間を要してしまい、実験に必要な備品やソフトウェアを購入することができなかったため、次年度使用額が生じた。平成30年度中に消化する予定である。
マグネシウム合金廃棄物の気相リサイクルプロセスの研究

真空蒸留法によるマグネシウム合金の気相リサイクルは、原料温度600°C、回収温度310350°C、保持時間25hで検討し、今回の回収温度範囲では明確な差はなかった。真空蒸留法で得られた気相リサイクル材のまま、押出加工の押出温度350400°C、押出比R816の製造条件の検討を行い、押出温度が低いほど、あるいは押出比が大きいほど押出荷重は大きくなった。マグネシウム気相リサイクル押出材の硬さ、強度は、原料Mg-Al-Zn合金の方が、原料Mg-Al-Mn合金に比べ、硬く、強度も大きくなり、耐食性は良好で、押出温度の影響は明確な差はなかった。本研究では、市販のマグネシウム合金を原料に、真空蒸留装置を用い、真空蒸留法により気相リサイクルの検討を行い、得られたリサイクル材の特性を調査した。1.真空蒸留法によるマグネシウム合金の気相リサイクル(1)真空蒸留装置を用い、原料温度600°C、回収温度310350°C、保持時間25hで検討し、今回の回収温度範囲では明確な差はなかった。(2)真空蒸留法で得られた気相リサイクル材のまま、押出加工の押出温度350400°C、押出比R816の製造条件の検討を行い、押出温度が低いほど、あるいは押出比が大きいほど、押出荷重は大きくなった。(3)得られた押出比の異なる気相リサイクル押出材の外観を表面粗さで検討し、押出比が大きい方が表面粗さは小さくなる傾向があった。2.マグネシウム気相リサイクル材の特性(1)マグネシウム気相リサイクル材の押出加工後の押出ビレットのメタルフローについて、押出条件の影響をマクロ組織観察及びミクロ組織観察で調査した。ミクロ組織は明確な差はなかったが、マクロ組織は押出温度が高いほど、鋭角にフローが観察された。(2)マグネシウム気相リサイクル押出材のミクロ組織について、押出条件との影響を検討したが、明確な差はなかった。本研究では、昨年度の結果をもとに市販のマグネシウム合金を原料に、真空蒸留装置を用い、真空蒸留法により気相リサイクルの検討を行い、得られたリサイクル材の特性を調査した。1.真空蒸留法によるマグネシウム合金の気相リサイクル(1)真空蒸留装置を用い、原料温度600°C、回収温度350°C、保持時間5hを中心に真空蒸留試験を行った。(2)真空蒸留法で得られた気相リサイクル材のまま、押出加工の押出温度350400°C、押出比R16の製造条件で主として行った。2-マグネシウム気相リサイクル材の特性(1)マグネシウム気相リサイクル材の硬さは、原料Mg-Al-Zn合金の方が、原料Mg-Al-Mn合金に比べ、硬くなった。(2)マグネシウム気相リサイクル押出材の耐食性は、押出温度の影響を検討したが、明確な差はなかった。(3)マグネシウム気相リサイクル押出材の耐食性試験後の外観は、押出温度の影響を検討したが、明確な差はなかった。マグネシウムは蒸気圧は高く、リサイクルするには、各元素間の蒸気圧差を利用した<気相リサイクル>の真空蒸留法が有効であるが、実用化例はない。そこで、本研究では、マグネシウム合金廃棄物の気相リサイクルプロセスについて研究開発を行った。本研究では、主として以下の2つについて明らかにした。1)真空蒸留法によるマグネシウム合金の気相リサイクル市販のMg-AlーMn、Mg-Al-Zn系等合金を原料に、真空蒸留法による適切なリサイクル条件を明らかにした。原料300gにおいて、原料温度600°C、回収温度340°Cで、直径50mmの凝縮物(1回で4個)を回収すると、凝縮物3個用いると、長さ60mm前後になり、押出用ビレットのサイズになる。Mg-Al-Mn系の原料であれば、純度99.999%弱の高純度マグネシウムが得られ、Mg-Al-Zn系の原料であれば、Zn以外は含まれない高純度Mg-Znになった。2)マグネシウム気相リサイクル材の特性得られた押出比16のリサイクル押出材の引張特性は、引張試験を行い、引張強さ、0.2%耐力、伸びを測定した。また、引張試験後の破断面をデジタルマイクロスコープ、走査型電子顕微鏡で観察した。塩化ナトリウム水溶液中での耐食性を浸せき試験により評価した。

高純度マグネシウムで得られたリサイクル押出材は、引張強さ125MPa程度、0.2%耐力75MPa程度、伸び15%弱であったが、Mg-0.3%Znで得られたリサイクル押出材は、引張強さ175MPa程度、0.2%耐力125MPa前後、伸び20%弱となった。Mg-0.3%Znの方が延性的な破面が多く認められた。耐食性は孔食は認められず、良好だった。真空蒸留法によるマグネシウム合金の気相リサイクルの検討はほぼ終わり、マグネシウム合金気相リサイクル材の特性の検討を主に行えるようになってきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。マグネシウム合金気相リサイクル材の特性の検討において、機械的特性の検討、とくに、引張特性の検討が少し遅れているので、本年度は、引張特性の検討を中心に行っていきたい。
生物資源の集団構造と遺伝データの統計的モデリングに関する研究

水産生物などの生物資源の保全や管理を実践するうえで,繁殖単位の特定(すなわち遺伝的集団構造の把握)が重要となる.この目的のためには,得られる遺伝的データに対して,適切なモデルと推測方法が必要となる.本研究では,集団間の遺伝的差異の推測において従来の方法を凌駕する方法を開発し,その方法を実装したプログラムをフリーソフトPOPDIFとして提供可能とした.水産生物などの生物資源の保全や管理を実践するうえで,繁殖単位の特定(すなわち遺伝的集団構造の把握)が重要となる.この目的のためには,得られる遺伝的データに対して,適切なモデルと推測方法が必要となる.本研究では,集団間の遺伝的差異の推測において従来の方法を凌駕する方法を開発し,その方法を実装したプログラムをフリーソフトPOPDIFとして提供可能とした.平成19年度は,主に以下の3項目について研究を行った.1.遺伝的差異Fstの遺伝子座間変動を捉える確率モデルの検討ニシンなどの水産資源のデータを利用して,遺伝的差異Fstの変動の可能性,およびその変動パターンについて予備的考察を行った.また,Fstの遺伝子座間変動のモデリングを検討し具体的に階層モデルを作成した.2.精度の高い推定方法と効率的なアルゴリズムの開発上記の1の階層モデルに含まれるパラメータの推定法を検討した.モデルの尤度関数を表現し,次に階層構造に含まれる潜在変数の周辺化,そしてパラメータの推定精度を向上させるための積分尤度の構築を行った.また,積分尤度の最適化のためのアルゴリズムの検討とプログラムの開発を行った.3.連鎖不平衡を伴う場合へのモデルの拡張を吟味連鎖不平衡を伴うSNPsデータを想定し,2対立遺伝子かつ多数の遺伝子座からのデータを想定したモデルを吟味した.この検討結果は,20年度に実施予定の発展的モデリングの基礎となる.本研究では,取得される遺伝的データの性質と生物集団の階層構造を考慮し,集団構造の推測において柔軟な統計モデルの構築および精度の高いパラメータ推定方法の開発を目指す.また,シミュレーション実験を通して推定性能を評価するとともに,水産生物などの遺伝データへ適用することでモデルの妥当性を検討することも目的としている.平成20年度は以下の項目について統計的な再検討を行った.1)遺伝的差異Fstの遺伝子座間変動を捉える確率モデル,2)連鎖不平衡を伴うSNPsデータを想定した2対立遺伝子かつ多数の遺伝子座からのデータに対する統計モデルへの拡張,3)効率的な計算アルゴリズムの開発.連鎖不平衡モデルの構築およびパラメータの推定に関し,高次元積分を伴う尤度の利用が必要となり,したがってその最適化には工夫を要する.本研究では,高速自動微分とラプラス近似を利用した数値的積分法を利用しているが,マルコフ連鎖モンテカルロ法の援用により更に柔軟なモデリングも可能であることも明らかとなった.本研究では,生物資源の保全と管理の実践において必要とされる集団構造の推測に関し,取得される遺伝的データの性質と生物集団の階層構造の特性を考慮し,柔軟な統計モデルの構築および精度の高いパラメータ推定方法の開発を目的としている.特に,遺伝的差異の指標であるFstについて,そのゲノム内の変動を取り入れたモデルの構築や,高い精度をもつ推定法の検討を重要課題とした.また,シミュレーション実験を通して推定性能を評価することに加え,配布可能なソフトウエアの提供も目的としている.研究の成果として,経験ベイズ法によるペアワイズFstの推測法の開発を完了し,その手法に関するフリープログラムの提供を可能とした.また,集団の遺伝的混合率推定における精度評価とそのシミュレーション法,および連鎖不平衡を伴うSNPsデータを想定した2対立遺伝子かつ多数の遺伝子座からのデータに対する統計モデルへの拡張および計算アルゴリズムに関する検討を行った.なお,混合率推定の精度評価に関するプログラムもフリーに利用可能となるように準備中である.
クリーニング作物と乳酸発酵を核とした地下水硝酸汚染抑制・資源循環システムの構築

クリーニング作物栽培と湛水の併用により、施設栽培土壌の除塩と地下水汚染抑制を同時に実現可能であった。また収穫したクリーニング作物は糖分の加水分解が容易であり、植物体の分解物を用いて乳酸発酵が問題なく行えることを確認した。さらに、収穫物を粉砕後に水に浸し、カルシウムを添加することで、バイオマス中リンの80%程度を回収できた。以上より、提案システムによる地下水硝酸汚染抑制と資源循環が可能であることを示した。地下水汚染抑制、温室効果ガス放出抑制、資源循環を同時に実現するクリーニング作物と乳酸発酵を核とした新規システムの構築を目指し、一連の研究を行った。高知大学のビニルハウスにおいて、クリーニング作物を栽培する時の土壌水分が窒素溶脱およびN_2O放出に及ぼす影響をポット栽培試験により検討した結果、本研究の条件下ではpF=1.5±0.2の条件が最適と判断された。硝酸性窒素濃度の高い地下水を浄化するために、脱窒の電子供与体としてポリL乳酸の利用可能性を検討した。その結果、比較的低分子量(5000)のポリL乳酸の場合は高級脂肪酸と同程度の浄化能を示すとともに、有機物による二次汚染の可能性は低いことがわかった。異なる前処理方法を用いてクリーニング作物(トウモロコシ、ソルガム)の糖化率(酵素糖化)を比較した。その結果、クリーニング作物にはアルカリ系の前処理が適していることがわかった。また、糖化したバイオマスをもとに高温L-乳酸発酵を実施した。前処理後のバイオマスに対して、クリーニング作物では0.4以上の変換率(g/g)でL-乳酸を得た。L-乳酸発酵過程におけるリン・窒素回収方法検討に関し、トウモロコシからのリン抽出方法を検討し、水または1%水酸化ナトリウムに24時間浸漬するだけでトウモロコシ中リンのほとんどを抽出できることが示された。また、L-乳酸発酵におけるリン収支を把握し、トウモロコシ中リンのほとんどが前処理廃液、洗浄廃液に移行していることが明らかとなった。この結果、発酵操作に入る前処理段階にてリンを抽出することが適切と考えられた。高知大学農学部のスイカ栽培ハウスおよび岡山県内のナス栽培ハウスにおいて、各々スイカおよびナスの収穫後にクリーニング作物を導入し、その効果を評価した。上記2箇所の試験のいずれにおいてもクリーニング作物の導入によって、窒素溶脱を大幅に削減できることを現地埋設型ライシメータを用いて明らかにした。一方、クリーニング作物が亜酸化窒素排出に及ぼす影響は、高知大学での栽培試験ではクリーニング作物栽培系列では栽培しない系列より排出量が半減したのに対して、岡山県での栽培試験では発生抑制効果は小さかった。また、硝酸性窒素吸着能を有する炭を作土下に埋設することによって、窒素溶脱を低減できることをポット栽培試験で示した。クリーニング作物の糖化・L-乳酸発酵のための複数の前処理方法を検討した結果、アルカリ/過酸化水素処理によりクリーニング作物(トウモロコシ)から89%(セルロースあたり)のグルコース回収が行えた(単糖回収率:73%、ホロセルロースあたり)。また、回収糖化液のL-乳酸発酵を行い、発酵残渣(固形物)の肥効組成を示した(窒素12.1%、リン1.8%、カリウム0.4%)。なお、発酵残渣を生菌剤とした栽培実験を試みたが、効果は確認できなかった。開発システムからのリン回収に関しては、トウモロコシからのリン抽出方法を昨年度に引き続き検討した結果、リンと同時に有機物の一部がリンの90倍(モル比)液中に溶出し、溶出炭素量はバイオマス中炭素量の1417%であることがわかった。クリーニング作物(飼料用トウモロコシ)の栽植密度と栽培時期の影響を高知大学農学部のライシメーター設置圃場で評価した結果,栽培しない対象区と比較して夏季は無機態窒素溶脱量が88%以上,亜酸化窒素(N_2O)放出量が68%以上削減された。春季の溶脱量は86%以上削減されたのに対して,N_2O放出量は栽植密度により差があった。岡山県笠岡湾干拓地のナス栽培ハウス農家圃場では,飼料用トウモロコシを休閑期に栽培することで,灌水除塩と有機物還元消毒時の全窒素溶脱量を,無栽培区と比べて平成22年度で75%,平成23年度で59%削減できた。この年次間差はナス栽培直後の土壌無機態窒素含有量の違いによると推察された.また,岡山と高知の土壌を用いた室内培養実験で脱窒過程のN_2O発生量を比較した結果,脱窒菌数の多い高知土壌で発生量が多かった.糖化・L-乳酸発酵プロセスからの窒素・リン回収プロセスの開発では,バイオマス発酵過程での窒素不足が明らかとなったため,回収対象をリンに限定した。バイオマスを粉砕し水に浸すことで,バイオマス中リンが速やかに水中に溶出し,溶出率は約80%に達した。

得られた抽出液にカルシウムイオンを添加することで液中リンの90%以上が不溶化し,バイオマス中リンの8割程度を沈殿として回収できた。クリーニング作物からのL-乳酸生成では,糖化前処理として生物処理(Ceriporiopsis subvermispora)を検討した.まず,クリーニング作物に対しては,有機溶媒可溶部を除去することで培養可能となった.ただし,前処理効果では,有機溶媒可溶部を除去した後が高く(0.17g-glucose/g-native dry biomass), C.subvermisporaの培養に伴ってその効果が低下した.糖回収対象となるクリーニング作物のセルロースをC.subvermisporaが消費した可能性がある.
健常人およびブラジル産鶏肉由来CTX-M-8産生大腸菌の関連性の解明に関する研究

ブラジル産鶏肉、一般市民糞便および臨床材料から分離されたblaCTX-M-8陽性大腸菌の全ゲノム解析を実施した。その結果、ヒト由来および鶏肉由来大腸菌はそれぞれ異なる遺伝系統であることが明らかとなった。一方、ブラジル産鶏肉由来blaCTX-M-8陽性大腸菌は、ヒト由来菌と比較して、多数の抗菌薬耐性に関与する遺伝子を保有していた。臨床材料から分離された大腸菌におけるblaCTX-M-8を保有するプラスミドは、同一起源のIncI1に属する伝達性プラスミドで、ヒトと鶏肉由来大腸菌が共有していることが判明した。健常人糞便由来CTX-M-8産生大腸菌(2010分離1株、2011分離2株、2013分離2株)および患者検体由来CTX-M-8産生大腸菌(2012年分離株)それぞれ5株および1株、さらに5株のブラジル産鶏肉由来CTX-M-8産生大腸菌を供試菌株とした。次世代シークエンサーを用いて全ゲノム配列の決定を試み、以下の結果が得られた。1)全ての供試菌株は、blaCTX-M-8と100%一致する遺伝子を保有した。2) Sequence typeを決定したところ、患者由来株はST127、健常人由来株はST69、ST131、ST2278、ST4387、ブラジル産鶏肉由来株は、ST10、ST155、ST648および新規alleleであり、ヒト由来株と鶏肉由来株の大腸菌の起源は異なっていた。3)ヒト由来株およびブラジル産鶏肉由来株からは、複数のIncをコードする遺伝子が検出されたが、共通するInc型はIncI1であり、その塩基配列は完全に一致した。4)耐性因子としてCTX-M-8のみ保有する菌株がヒト由来大腸菌およびブラジル産鶏肉由来株にそれぞれ3株および1株認められた。人由来CTX-M-8産生大腸菌およびブラジル産鶏肉由来CTX-M-8産生大腸菌が保有する耐性因子をコードする遺伝子は、それぞれ平均1.67遺伝子(13遺伝子)および平均5.8遺伝子(57遺伝子)であった。すなわち、ブラジル産鶏肉由来株の方が多くの耐性因子を保有していた。ブラジル産鶏肉由来株が保有するblaCTX-M-8以外の耐性遺伝子は、アミノ配糖体系薬、サルファ剤、クロラムフェニコールおよびテトラサイクリン系薬耐性遺伝子であった。一方、ヒト由来CTX-M-8産生大腸菌が保有するblaCTX-M-8以外の耐性遺伝子は、blaTEM-1の他、テトラサイクリン系薬およびサルファ剤耐性遺伝子であった。本研究の目的は、食品に混入する耐性菌がヒトの健康に与えるインパクトを解明することにある。これまでに、次世代シークエンサーを用い、健常人由来CTX-M-8産生大腸菌5株、2012年に臨床材料から分離された1株およびブラジル産鶏肉由来株5株を供試菌株として全ゲノム配列の決定を試みた。しかし、blaCTX-M-8の周辺構造を解読することはできなかった。大腸菌の遺伝子型はヒト由来と食品由来の間で大きく異なっていたことから、プラスミドのゲノムの比較が必要であると考えた。当教室が保有する次世代シークエンサー、MiSeqを用いて11株のCTX-M-8産生大腸菌の全ゲノム配列を決定した。しかし、blaCTX-M-8の周辺遺伝子構造を解読することはできなかった。EnglandのHospital Protection Agencyの共同研究から、一分子リアルタイムDNAシークエンサーPacBioを用いることが有用であるとの助言を得た。そこで、健常人由来CTX-M-8産生大腸菌1株を代表株として、大阪大学微生物病研究所との共同研究としてPacBioによる全ゲノム解析を実施した。その結果、blaCTX-M-8を保有するプラスミド全長の配列を解読すること、並びにblaCTX-M-8の周辺遺伝子構造を解明することに成功したとともに、IS10あるいはKluyvera ascorbataに由来するtransposaseに起因する遺伝子の繰り返し配列が原因で、MiSeqでは解読できなかったことが判明した。さらに、blaCTX-M-8はKluyvera ascorbataに由来することも合わせて明らかとなった。現在、PacBioで得られた結果をレファレンス配列として、MiSeqで得られた塩基配列データをマッピングしている。CTX-M-8産生菌は、ブラジルをはじめとする南米に拡散している。本邦でも一般市民および臨床材料から分離された大腸菌からblaCTX-M-8が検出されている。輸入鶏肉の薬90%はブラジル産であること、肉鶏(broiler)は高率にESBL産生大腸菌を保菌し、ESBL産生大腸菌が鶏肉を汚染していることから、ブラジル産鶏肉を対象にESBL産生大腸菌を分離した。その結果、鶏肉から分離されたESBL産生菌の約48%がblaCTX-M-8陽性であった。上述のブラジル産鶏肉由来、一般市民糞便由来、臨床材料由来大腸菌を対象として、大腸菌の全ゲノム解析を実施した。得られたゲノム配列をもとに、Multilocus sequence typingを実施したところ、ヒトおよびブラジル産鶏肉由来blaCTX-M-8陽性大腸菌のゲノムはそれぞれ異なっていた。一方、ブラジル産鶏肉由来ESBL産生大腸菌は、blaCTX-M-8以外にアミノ配糖体系薬やサルファ剤、トリメトプリム、テトラサイクリン系薬、クロラムフェニコールに対する耐性因子をコードする遺伝子を56種類保有していた。

一方、ヒト由来ESBL産生大腸菌が保有するblaCTX-M-8以外の抗菌薬耐性に関与する遺伝子は、保有していないか最大で3種類とブラジル産鶏肉由来大腸菌のものと比較すると少なかった。これらの大腸菌は何れもIncI1のプラスミドを保有していた。臨床材料由来大腸菌が保有するプラスミドの全ゲノム解析を実施したところ、89,476bpのIncI1、pMLST113のプラスミドが検出された。このプラスミドは、伝達性を有しており、耐性因子をコードする遺伝子としてblaCTX-M-8のみを保有していた。このプラスミドをテンプレートとして他のプラスミドの塩基配列データをマッピングしたところ、同一起源のプラスミドが広く分布していることが判明した。ブラジル産鶏肉、一般市民糞便および臨床材料から分離されたblaCTX-M-8陽性大腸菌の全ゲノム解析を実施した。その結果、ヒト由来および鶏肉由来大腸菌はそれぞれ異なる遺伝系統であることが明らかとなった。一方、ブラジル産鶏肉由来blaCTX-M-8陽性大腸菌は、ヒト由来菌と比較して、多数の抗菌薬耐性に関与する遺伝子を保有していた。臨床材料から分離された大腸菌におけるblaCTX-M-8を保有するプラスミドは、同一起源のIncI1に属する伝達性プラスミドで、ヒトと鶏肉由来大腸菌が共有していることが判明した。これまでにMiSeqでは得ることが出来なかったblaCTX-M-8の周辺構造が明らかとなった。blaCTX-M-8の上流および下流にKluyvera ascorbataに由来するtransposaseをコードする遺伝子が存在し、blaCTX-M-8の起源となる遺伝子がKluyvera ascorbataに由来することが明らかとなった。現在、PacBioをレファレンス配列としてこれまでに得られたデータをマッピングする作業に入っており、解析は終了するものと考えられる。臨床微生物学先に述べた如く、既に十分な塩基配列データを得ていると考えている。詳細な解析には着手したばかりであるが、今年度中にはプラスミド全長の解析も終了し、纏めることが可能だと考えている。2013年度下半期、次世代シークエンサーが当教室に導入され、全ゲノム解析を外注せずに自施設で実施することが可能となった。そのため、研究の初期段階から全ゲノム配列を得ることができた。現在までに患者および健常人の糞便由来blaCTX-M-8保有大腸菌およびブラジル産鶏肉由来blaCTX-M-8保有大腸菌の、blaCTX-M-8の塩基配列の確認、その周辺構造の一部の解析、multilocus sequence typing、保有する耐性遺伝子解析などが完了した。次世代シークエンサー導入からそのデータ解析まで、私たちが比較的円滑に研究を進めた理由は、国内外の研究協力者の支援が非常に大きかった。これまでに読み取ることができなかった遺伝子領域に対しては、研究協力者のアドバイスに従って、再度次世代シークエンサーを用いて詳細なデータを取得する予定である。平成27年度に全プラスミドゲノム塩基配列の決定を完了する。そのためにサンガー法によるDNA塩基配列決定が必要になることが予想される。しかし、平成27年度支給額の60万円では若干の不足が予想されるため、平成26年度の20,531円を次年度に繰り越した。
水および有機物の光分解のための粒子径制御された半導体超微粒子の高密度固定化

本研究では,光触媒の高活性化を目指し,ナノメータースケールで制御されたTiO_2あるいはPt/TiO_2複合超微粒子をマイクロエマルションを利用して高密度固定化することについて検討し,以下の知見を得た.1)TiO_2超微粒子をマイクロエマルション中で合成し,各種調製条件を検討した結果,従来の1000倍程度の高密度において約7nmと小さいTi0_2超微粒子を単離することに成功した.この大きさは,標準光触媒であるP25の3分の1以下である.また,この触媒の酢酸光分解特性を調べたところ,P25の約5倍もの高活性を示した.この活性の高さは,TiO_2単独触媒としては世界最高である.2)マイクロエマルション中でTiO_2とZrO_2の微粒子を同時に調製することによって,粒子径が約4nmのTiO_2超微粒子をZrO_2担体に固定化することができた.この大きさはP25の約6分の1である.この触媒の酢酸光分解活性はTiO_2含有量が少ないためにTiO_2単独触媒よりも低いものであったが,TiO_2当たりの活性としては1)のTiO_2単独触媒の約3倍の値が得られた.3)マイクロエマルション中でPtを担持したTiO_2超微粒子を調製し,それをZrO_2に固定化することによって,Pt粒子径が約3nm,TiO_2粒子径が約4nmのPt/TiO_2-ZrO_2触媒を調製することに成功した.この触媒の酢酸光分解活性は2)の触媒の約2倍であった.以上のように,マイクロエマルションを用いてTiO_2とPtを微粒子化あるいは固定化することによって,標準光触媒の約10倍も活性の高い触媒を得ることができた.本研究では,光触媒の高活性化を目指し,ナノメータースケールで制御されたTiO_2あるいはPt/TiO_2複合超微粒子をマイクロエマルションを利用して高密度固定化することについて検討し,以下の知見を得た.1)TiO_2超微粒子をマイクロエマルション中で合成し,各種調製条件を検討した結果,従来の1000倍程度の高密度において約7nmと小さいTi0_2超微粒子を単離することに成功した.この大きさは,標準光触媒であるP25の3分の1以下である.また,この触媒の酢酸光分解特性を調べたところ,P25の約5倍もの高活性を示した.この活性の高さは,TiO_2単独触媒としては世界最高である.2)マイクロエマルション中でTiO_2とZrO_2の微粒子を同時に調製することによって,粒子径が約4nmのTiO_2超微粒子をZrO_2担体に固定化することができた.この大きさはP25の約6分の1である.この触媒の酢酸光分解活性はTiO_2含有量が少ないためにTiO_2単独触媒よりも低いものであったが,TiO_2当たりの活性としては1)のTiO_2単独触媒の約3倍の値が得られた.3)マイクロエマルション中でPtを担持したTiO_2超微粒子を調製し,それをZrO_2に固定化することによって,Pt粒子径が約3nm,TiO_2粒子径が約4nmのPt/TiO_2-ZrO_2触媒を調製することに成功した.この触媒の酢酸光分解活性は2)の触媒の約2倍であった.以上のように,マイクロエマルションを用いてTiO_2とPtを微粒子化あるいは固定化することによって,標準光触媒の約10倍も活性の高い触媒を得ることができた.
マヨラナ表示による幾何学的位相とトポロジカル秩序変数

量子ホール相をその典型とする対称性の破れが本質的でないトポロジカル相に対して、幾何学的位相、すなわちチャーン数、ベリー位相とその高次の類似物を用いて新しい秩序変数を構成する試みを申請者は継続的に行ってきたが、本研究では特にフェルミ粒子系のマヨラナ表示をもちいることで新しいトポロジカル秩序変数の構築ならびに相の記述を試みた。特にボゴリューボフ・ドジャン方程式のマヨラナ表示を議論する事で幾何学的位相に関して新しい理論構造を明らかとすることができた。また、本研究における理論的な試行錯誤の中からエンタングルメントチャーン数なる新規のトポロジカル秩序変数を発見し、その有効性を幾つかの模型で示した。近年大きな興味を持たれているトポロジカルな物質相の分類においては、通常の相分類で大きな成功をおさめた対称性の破れの概念は意味をもたない。対称性の破れが重要な意義を持たないことをもってトポロジカル相が定義されるからである。そこでトポロジカル相を分類する際にに用いる作業変数、つまり通常の相分類における秩序変数に対応するものが必要となるが、それが量子系の幾何学的位相であり、バルクエッジ対応により記述される励起ギャップ有限の系におけるエッジ状態である。この幾何学的位相の理論に関して本研究代表者はその基礎的な理論的枠組みを構築してきた。特に、近年それを時間反転対称なクラマース縮退を伴う系に対しても四元数表示を用いて拡張した。本研究では同様に超伝導相に対してマヨラナ表示をもちいて議論をおこなうことで、新しいトポロジカルな秩序変数の構築するための基礎的な理論を構築することを目標とした。超伝導平均場に対応するボゴリューボフ・ドジャンハミルトニアンを一般的な形で考察することにより、実フェルミオンであるマヨラナフェルミオンを用いた表示を理論的に詳しく検討ことで、一般化した超伝導体の基底状態を記述した。さらに、この系での幾何学的位相の基礎的な理論を構築した。その結果は興味深い理論的な構造を含み、現在その一部の成果に関して論文を準備中である。対称性の破れを用いた相分類は物理学全体において幅広く用いられ、対称性の自発的破れは普遍性ある概念として確立しているが、近年物性論においては、この対称性の破れを直接用いることなく相を分類することの重要性が理解されるようになった。これがトポロジカルな観点からの物質相の理論である。通常の相転移おいて相の対称性を記述するものが秩序変数であるが、このトポロジカル相においてその対応物として幾何学的位相をもちいることを私は提案してきているが、本研究においては実フェルミオンのしてのマヨラナ表示を用いて幾何学的位相を議論することを行ってきた。その過程においていくつもの興味深い発見があったが、とくにボゴリューボフドジャン方程式をマヨラナ表示で議論することで、幾何学的位相の階層性に関する興味深い事実があきらかとなり、昨年以来その結果を論文としてまとめつつある。ただ、最近行った包括的な文献調査により、新たな発見と考えていた部分のごく一部ではあるが、全く異なる分野において過去に明らかとされていたことが明らかとなった。よって、現在、その既知の部分と新しい部分とを切り分けた上で論文化する作業を遂行中である。特にこの研究過程において、量子エンタングルメントをより積極的に用いた幾何学的位相により新しいトポロジカルな秩序変数を構築できる可能性があきらかとなり、その有効性に関して、複数の論文とし年度内に公表した。これは、当初の特定の目的からみたときには、ある種の副産物の成果ではあるが、まさに萌芽的な研究計画から得られたもので、今後の展開が望み得る萌芽的な研究成果でもある。物性理論ボゴリューボフ・ドジャンハミルトニアンに関する理論的枠組みを構築することで、計画した以上に面白い構造の存在が明らかとなり、その部分に関して現在論文を準備中である。よって当初の計画以上に研究が進展していると評価した。まずは、現在論文を準備中の基礎的な理論の部分に関してその細部を詰めることにより、論文投稿をめざす。その後、具体的なトポロジカル相における種々の展開に関して具体的な研究をすすめ、マヨラナ表示の有用性を明らかとする。更には本研究を発展させることでバルクエッジ対応の理論にまで、到ることを試みる。本年度は理論的枠組みの構築をおこなうとともに研究会等にて情報の収集に努めた。次年度は計算資源を用い、具体的な系での適用を含め数値的研究を大々的に行う予定であり、関連計算機他の物品費に大きな予算を計上することが必要となることが研究年度途中で判明したため、今年度の予算執行を留保した。研究最終年度であることに鑑み、計算資源を用い、具体的な系での適用を含め数値的研究を大々的に行う予定である。よって物品費、旅費に大きな予算配分が必要となる。
木部形成に対する周年短縮育成系の展開

本研究は、人工環境下においてポプラの周年性を短縮させつつ、より自然環境に近い木部を形成させる育成条件を見出し、季節依存的木部構造の形成を実験室内で短期間に現出させるモデル系を確立することを目的としている。実施者は数年前前から人工気象器と培養室を用いて黄葉・落葉・休眠・休眠打破を含む周年期間を4ー5ヶ月に短縮してポプラを育成してきた。この系では、成長輪界の木部構造は野外のものと酷似していたが、成長輪終盤における道管径の推移が野外のものとは若干異なっていた。より自然な成長輪が形成されるようになれば、多様な研究目的への使用に耐え得るモデル実験系が実現し、樹木生理学の著しい進展が期待できるので、3ステージで構成されている現在の系の秋に相当するステージ2の育成条件を検討した。条件の検討によって、道管径を決定する主な環境要因が温度か日長のいずれなのかも明らかにできる。周年短縮系のステージ2における日長または温度のいずれかはこれまで通りの条件で固定し、他方を徐々に下げていく方法でポプラを育成した。即ち、日長を8時間に固定して、温度を徐々に下げていくパターン(T変)と、温度を15°Cに固定して、日長を徐々に短くしていくパターン(D変)を用いた。育成は2セット行い、1セットは先にT変育成して後にD変育成、もう1セットはその逆でD変育成した後にT変育成した。いずれも2巡育成した後に樹幹を採取して形成された木部の組織構造を観察した。いずれの場合も育成順に関係なく、道管径の推移はT変条件の時に野外環境のものに近く徐々に小さくなることがわかった。このことは、道管径の決定要因が日長より温度依存であることが判明しただけでなく、本研究で用いている周年短縮系が晩材部の材形成研究にも条件検討次第で応用可能であることを示している。3ステージで構成されているポプラ周年短縮系の秋に相当するステージ2の条件検討を、申請書に記載した通りの2種類を両方とも試験することができた。即ち、日長を8時間に固定して、温度を徐々に下げていくパターン(T変)と、温度を15°Cに固定して、日長を徐々に短くしていくパターン(D変)のそれぞれで育成して形成された木部の構造を観察することができた。しかも同一個体を用いてT変とD変の両方で育成することや、順番を逆にして育成することによって、道管の径の変化が個体差によらず、温度変化により依存することを明らかにすることができた。一方で、学会発表した際等に、師部における組織構造上の変化はないのか、それぞれのステージで形成されいる木部が正確にはどこなのか、またステージ1(春/夏)からステージ2(秋)を飛ばしていきなりステージ3(冬)に入れたらどうなるのか、など、課題申請時には想定していなかったけれども、本研究にとって重要な質問がなされ、今後の研究に盛り込むべき内容が増えることとなった。当初は、より自然な成長輪形成の条件が決まれば、応用として遺伝子組換え体ポプラを用いた周年性木部組織構造の形成に対する各種細胞壁多糖類の機能解析を行う予定であったが、遺伝子組換え体を用いる前に、野生株におけるより詳細な組織形成と周年短縮系との関係を明らかにすることが必要となった。即ち、師部組織における組織構造の変化の観察や、ステージ1の後、ステージ2を飛ばしてステージ3で育成した時のポプラの成長や木部形成、各ステージで形成される木部がどの組織なのか明らかにすることを優先する。各ステージで形成される木部の特定については、ステージ2およびステージ3移動時に形成層に傷をつけるナイフマーク法を用いる。ステージ3からステージ1への移動時には成長輪界が生ずるのでマークする必要はない。

このことは、道管径の決定要因が日長より温度依存であることが判明しただけでなく、本研究で用いている周年短縮系が晩材部の材形成研究にも条件検討次第で応用可能であることを示している。3ステージで構成されているポプラ周年短縮系の秋に相当するステージ2の条件検討を、申請書に記載した通りの2種類を両方とも試験することができた。即ち、日長を8時間に固定して、温度を徐々に下げていくパターン(T変)と、温度を15°Cに固定して、日長を徐々に短くしていくパターン(D変)のそれぞれで育成して形成された木部の構造を観察することができた。しかも同一個体を用いてT変とD変の両方で育成することや、順番を逆にして育成することによって、道管の径の変化が個体差によらず、温度変化により依存することを明らかにすることができた。一方で、学会発表した際等に、師部における組織構造上の変化はないのか、それぞれのステージで形成されいる木部が正確にはどこなのか、またステージ1(春/夏)からステージ2(秋)を飛ばしていきなりステージ3(冬)に入れたらどうなるのか、など、課題申請時には想定していなかったけれども、本研究にとって重要な質問がなされ、今後の研究に盛り込むべき内容が増えることとなった。当初は、より自然な成長輪形成の条件が決まれば、応用として遺伝子組換え体ポプラを用いた周年性木部組織構造の形成に対する各種細胞壁多糖類の機能解析を行う予定であったが、遺伝子組換え体を用いる前に、野生株におけるより詳細な組織形成と周年短縮系との関係を明らかにすることが必要となった。即ち、師部組織における組織構造の変化の観察や、ステージ1の後、ステージ2を飛ばしてステージ3で育成した時のポプラの成長や木部形成、各ステージで形成される木部がどの組織なのか明らかにすることを優先する。各ステージで形成される木部の特定については、ステージ2およびステージ3移動時に形成層に傷をつけるナイフマーク法を用いる。ステージ3からステージ1への移動時には成長輪界が生ずるのでマークする必要はない。主に旅費を他の費用から賄ったことと、あまり失敗することなく効率良く実験が進行したため、次年度使用額が生じた。今後の研究の推進方策にあるように、口頭発表時に質問された項目や論文審査で指摘されている内容についての追加実験が生じているので、それらの費用に充てる。研究所の英文紀要に研究紹介を掲載した。URL先では紀要全文をpdfでアップロードしており、本文中p.1に本課題の内容が記載されている。
インターネット上の双方向操作型都市計画支援3Dシステムに関する基礎的研究

この研究では,都市計画への市民参加を促進するために,市民がインターネットを通じて3次元データにアクセスし,かつこれを更新できる双方向操作型システムを構築することを目的としている。インターネットを利用した都市計画情報システムは,都市計画への住民参加を促す上で大きな効果が期待される.そこで平成11年度では,平成10年度までの成果である,インターネット上の双方向型都市計画支援3Dシステムの構築を完成させ,その検証を行った.このシステムは,3次元画像作成言語VRML(Virtual Reality Modeling Language)とインターネット上で汎用性の高いプログラミング言語Javaとを用いて構築されている.このシステムを用いると,物理的に離れた場所にいる人が,インターネットを通じて,同じ空間を共有することができる.さらに,その空間内では,3次元幾何学形状の操作や外壁の色彩の変更を行うことができる.このシステムを通じて,例えば,インターネット上で,建築物の斜線制限や道路拡幅といった幾何学的な空間操作のシミュレーションを体験することができる.このシステムを簡単に検証を行ったところ,通信に関わる物的環境の整備が課題ではあるものの,十分利用に足るものであることが確認された.将来的には,本研究で開発したシステムが洗練され,都市計画立案過程において,市民が物的計画を議論する際に利用される一つのツールとなっていくと期待している.この研究では,都市計画への市民参加を促進するために,市民がインターネットを通じて3次元データにアクセスし,かつこれを更新できる双方向操作型システムを構築することを目的としている。インターネットを利用した都市計画情報システムは,都市計画への住民参加を促す上で大きな効果が期待される。そこで平成9年度では,都市計画情報ホームページの構成のあり方を検討することによって,今後の課題を明らかにするとともに,都市計画情報ホームページの作成も試みた。(1)日米自治体における既存の都市計画情報ホームページの現況を調査した。現在,総じて未成熟な都市計画情報ホームページの中にも,注目すべきいくつかの試みが見られた。(2)その調査を踏まえて,都市計画情報の類型化を行った。都市計画情報に関わるには,行政担当者,開発者,市民などいくつかの経済主体が考えられるが,それぞれの主体がどのような計画情報を必要とするのか整理し,また,中央官庁と地方自治体とに分類して,それぞれ関連する計画情報を整理した。この整理は,そのまま都市計画情報ホームページの一般的な構成に反映された。その構成は,都市計画用途地域,都市計画課題とそれに対応する対策を軸とするものである。さらに,(3)インターネット関連技術,すなわち,WWW(World Wide Web)サーバー構築技術とHTML(Hyper Text Markup Language)・CGI(Common Gateway Interface)・Javaなどのホームページ作成技術,3次元画像作成言語VRML(Virtual Reality Modeling Language)を習得し,これらの技術の都市計画への応用を検討した。そこで平成10年度では,平成9年度までの成果を踏まえ,インターネット上の双方向型都市計画支援3Dシステムの構築を行った。このシステムは,3次元画像作成言語VRML(Virtual Reality Modeling Language)とインターネット上で汎用性の高いプログラミング言語Javaとを用いて構築されている。このシステムを用いると,物理的に離れた場所にいる人が,インターネットを通じて,同じ空間を共有することができる。さらに,その空間内では,3次元幾何学形状を操作することができる。このシステムを通じて,例えば,インターネット上で,建築物の斜線制限や道路拡幅といった幾何学的な空間操作のシミュレーションを体験することができる。インターネットを利用した都市計画情報システムは,都市計画への住民参加を促す上で大きな効果が期待される.そこで平成11年度では,平成10年度までの成果である,インターネット上の双方向型都市計画支援3Dシステムの構築を完成させ,その検証を行った.このシステムは,3次元画像作成言語VRML(Virtual Reality Modeling Language)とインターネット上で汎用性の高いプログラミング言語Javaとを用いて構築されている.このシステムを用いると,物理的に離れた場所にいる人が,インターネットを通じて,同じ空間を共有することができる.さらに,その空間内では,3次元幾何学形状の操作や外壁の色彩の変更を行うことができる.このシステムを通じて,例えば,インターネット上で,建築物の斜線制限や道路拡幅といった幾何学的な空間操作のシミュレーションを体験することができる.このシステムを簡単に検証を行ったところ,通信に関わる物的環境の整備が課題ではあるものの,十分利用に足るものであることが確認された.将来的には,本研究で開発したシステムが洗練され,都市計画立案過程において,市民が物的計画を議論する際に利用される一つのツールとなっていくと期待している.
軸索再生の指標となる神経特異的接着分子のPETイメージング

末梢神経障害や脊髄損傷時における、神経損傷の程度や再生の可否に関する情報は、治療方針の決定に対して重要であり、その指標となり得る分子プローブの開発が求められている。本研究では、神経特異的接着分子(NCAM)に対するペプチドリガンドを誘導体化した^<64> Cu標識PET分子プローブを構築し、NCAMを高発現した腫瘍移植マウスをモデル動物としたPET研究を実施した所、腫瘍部位の可視化に成功した。より集積性を高める戦略として、ペプチドリガンドを多量体化、高分子量化したデンドロン型のPET分子プローブの合成にも成功した。本研究は、生体内の神経接着分子をポジトロン放射断層撮影(PET)により可視化する技術を構築し、末梢神経障害や脊髄損傷などの臨床診断並びに、遺伝子治療や再生医療などの先端医療における治療効果の検証に資することを目的としている。まず、ペプチドライブラリーからのスクリーニングによって神経接着分子NCAMに対するペプチドリガンドとして見出されているC3dを、Fmoc固相合成法により合成し、N末端に金属配位子DOTAを共有結合させてHPLC精製後、MALDI-TOF-MSにより同定した。さらに、金属ポジトロン放出核種である^<64>Cu並びに^<68>Ga標識してPETプローブ化に成功した。得られたプローブの比放射能は一般的にPETプローブとして利用可能な範囲であった。In vitroでの実証実験として、NCAMの発現が知られているヒト神経膠芽腫細胞U87MGをモデルとして、NCAMとPETプローブとの親和性について検討を行ったところ、対照ペプチド投与群と比較して増加した。この結果から、本プローブがNCAMイメージングに対して有用性があることが示唆された。以上、本年度はNCAMに対するペプチドPETプローブの合成に成功し、培養細胞における検証を行った。現在、ラットを用いた神経再生実験モデルにおけるPETイメージングの準備を進めている。また、合わせて、本ペプチドプローブの、分子量が大きく分岐構造を持つため通常の固相合成では収率が非常に低いという問題点が明らかとなったため、カップリング反応などを利用した合成により解決を図っている。本研究では、生体内の神経接着分子を、ポジトロン放射断層撮影(PET)によって可視化可能な分子プローブの開発を目的としている。具体的には、神経接着分子NCAMに対するペプチドリガンドとして見出されているC3dを応用し、デンドリマー状に多量体化したPET分子プローブの開発を目指した。昨年度の検討において、こうしたペプチドプローブは、分子量が大きく分岐構造を持つため通常の固相合成では収率が非常に低いという問題点が明らかとなった。そこで、本年度は、リジンによる分岐型のペプチド分子プローブを効率的に合成する手法の検討を行った。対照として、我々の検討で既にテネイシンCを発現する腫瘍に対し、インビボで集積することが明らかとなっており、C3dペプチドとほぼ同等の分子量を持つ抗テネイシンCペプチドアプタマー分子プローブについても合わせて合成、検討を行った。リジンにより分岐させた第0,1,3世代のデンドロン構造とC3dペプチドとのカップリング反応に関しては、液相及び固相での反応を行い、さらに、C末端側にあらかじめ導入しておいたシステイン残基に対し、マレイミドを介して、金属配位子DOTAを共有結合させた。この様にして合成したキレーター修飾標識前駆体に対する配位反応により、^<64>Cuや^<68>Ga標識分子プローブの合成に成功した。NCAMの発現が知られているヒト神経膠芽腫細胞U87MGをモデルとして、細胞培養実験、並びに、腫瘍移植モデルマウスを用いたPET実験により、本研究で新規に合成したPET用分子プローブがNCAMの可視化に有用である可能性を示唆することが出来た。
ゼブラフィッシュの挿入変異生成法による脊椎動物遺伝子の機能解析

(1)メダカトランスポゾンTol2因子を基に、スプライスアクセプター部位、リポーター遺伝子であるGFP遺伝子、SV40のポリAシグナルをも遺伝子トラップベクターを構築した。転移酵素をコードするmRNAを試験管内で合成した。この遺伝子トラップベクタープラスミドDNAを転移酵素mRNAとともに、ゼブラフィッシュ受精卵へ微量注入した。(2)微量注入を施されたゼブラフィッシュを成魚に育て、かけあわせにより次世代のゼブラフィッシュ胚を得た。それら次世代ゼブラフィッシュ胚を実体蛍光顕微鏡下で観察することにより、GFPを時空間特異的に発現する遺伝子トラップゼブラフィッシュを多数分離することができた。(3)遺伝子トラップゼブラフィッシュのうちの1つでは、GFPが体節特異的に発現していた。この遺伝子トラップゼブラフィッシュをかけあわせることにより、単一のトランスポゾン挿入を有するゼブラフィッシュ系統を確立した。サザン解析により、体節特異的発現の原因となるトランスポゾン挿入を特定することができた。トランスポゾン挿入近傍のゲノムDNAをインバースPCR法によりクローニングし、塩基配列を決定し、トランスポゾンがhoxcクラスターに挿入されていることを明らかにした。5'RACE法によりhoxc3a遺伝子の転写がトラップされていることを明らかにした。(4)この他に単一のトランスポゾン挿入を有する遺伝子トラップゼブラフィッシュを15系統確立し、インバースPCRによる近傍ゲノムの解析を行った。また、これらのうち7系統について5'RACE法によりトラップされている転写物を明らかにした。