hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経回路形成期におけるチロシンホスファターゼPTPδ及び相互作用分子の機能解明

PTPδは2つのホスファターゼ領域(D1,D2)を持ち、D1領域のみに酵素活性があると考えちれている。D1領域の変異体とNRP1を共発現させた細胞は、Sema3Aによる形態変化を起こさなかった。一方、D2領域の変異体は野生型と同様に反応を媒介した。この結果はPTPδD1領のホスファターゼ活性によりSema3Aの反応が細胞内へ伝えられることを示唆している。さらにPTPδと同じファミリーの分子であるLARやPTPσを用いて同様の実験を行ったが、細胞の形態変化は見いだされなかった。
腫瘍壊死因子の肝細胞障害機構に関する研究

種々のヒト継代培養肝細胞を用いてTNF-αの障害性を細胞の乳酸脱水素酵素(LDH)の培地中への放出量を細胞障害の指標として測定した。ヒト培養培養肝細胞PLC/PRF/5細胞はTNF-α単独で障害性を示した。細胞より核を分離してin vitroでリン酸化すると分子量21-kと34-kのタンパク質が顕著にリン酸化の上昇を受けることが認められ、これらのタンパク質は核より0.6MのNaClでは抽出されなかった。またこれはTNF-α処理後十数時間後に認められ、また抗Fas抗体処理しても同様な結果が得られた。TNF-αおよび抗Fas抗体処理後DNAの断片化が認められアポトーシスをおこしていることが明らかとなった。細胞核より強塩の2.2MのNaClで抽出した核タンパク質を同様にin vitroでリン酸化すると多くの他のタンパク質のリン酸化は抑えられ、21-kおよび34-kのタンパク質が顕著にリン酸化された。リン酸化部位はほとんど全てのセリン残基であった。しかしこれはin vitroでハービマイシンA存在下でリン酸化が一部抑制されたので、リン酸化の過程せチロシンリン酸化酵素が関わっているものと考えられた。またHepG2細胞はTNF-α単独では細胞障害性を示さないが、アクチノマイシンD存在下TNF-α処理により障害性を示し、核の21-k,34-kタンパク質のリン酸化が上昇した。このことから21-k,34-kタンパク質はアポトーシスと深く関連し、そのタンパク発現は転写レベルでは制御をされていないと考えられた。(以上の内容は科学雑誌Eur. J. Biochem., 232, 134-140(1995)に掲載された。)2.2Mで核から抽出された21-kと34-kタンパク質は塩濃度を下げると不溶画分に移行するがこれを0.4N硫酸で処理するとコアヒストンがすべて抽出されたが21-k,34-kタンパク質は不溶画分に残ったので核DNAとの結合性は高いがコアヒストンとは異なる挙動を示すものであった。また両タンパク質の合成レベルを検討しても、TNF-α処理により差は認められなかった。現地点では両タンパク質のリン酸化の上昇は、アポトーシスをおこしてDNAが断片化した結果DNAに結合していたこれらのタンパク質のリン酸化部位が脱リン酸化等の結果増加したのではないかと考えている。
原子レベルの除去加工メカニズムのコンピュ-タシミュレ-ションに関する基礎研究

本研究では、機械的微細加工における加工限界を明らかにするために、原子の移動、分離あるいは付着といった微視的レベルにおける加工のメカニズムを扱えるような物理モデルを構築し、コンピュ-タシミュレ-ションを行った。得られた知見をまとめると、次のようになる。(1)経験的なポテンシャルとして2体間ポテンシャルに加え、固体内の電子雲に原子を埋め込むエネルギ-も考慮したEmbeddedーAtomーMethod(EAM)を一部分3体間ポテンシャルに拡張することによって、ダイヤモンド単結晶工具と銅単結晶との間の相互作用を与える原子間ポテンシャルを導いた。(2)底辺の2原子層を固定した約50000の原子数からなる銅の理想結晶に対して、切れ刃稜の丸み半径rが20nmのダイヤモンド工具を室温で切削速度に等しい原子速度を与えて、ある設定厚さfで銅原子にそって進行させる過程を分子動力学(MD)法によってシミュレ-ションした。その結果、(1)臨界除去厚さはr/10程度であること、(2)切りくずとしての原子の排出過程は擬定常的な「原子の盛り上がりーせん断帯の形成ー局所的すべり」の繰り返しからなること、(3)f<r/10になると、比切削エネルギ-が銅の結合エネルギ-(4.8×10^4N/mm^2)を上回り、相変化が生じうること、(4)ダイヤモンド表面の炭素原子が抜ける、摩耗の現象も生じうること、(5)工具の弾性変形、すなわち逃げ面と仕上げ面との相互作用も無視しえないこと、を明らかにした。(3)EAMをシリコン単結晶とダイヤモンド工具、および窒化ケイ素とダイヤモンド工具との異材界面での原子間ポテンシャルにも拡張し、MD法を適用した。いずれの場合も結晶方位に依存して原子の分離が起こり、それがき裂の伝播となって、原子の集団が不連続に除去されるといった現象が確認されたが、臨界除去厚さを同定するまでには至らなかった。(4)今後の課題として、(1)原子配置が変化するたびに電子状態から原子間ポテンシャルを求めなおすための計算時間の短縮(カ-・パリネロの方法の検討)、(2)大気中での吸着原子の考慮、(3)原子モデルと連続体モデルを併用した解析、の3点を指摘した。
原始惑星系円盤の多重ダストリングの雪線起源説：系統的予言と惑星形成論への展開

我々の住む地球をはじめとする惑星は、若い星のまわりの原始惑星系円盤に含まれる固体(ダスト)から形成されたと考えられている。近年のアルマ望遠鏡による高解像度観測によって、ダストは円盤の中で多重のリング状に分布することが明らかになった。このリング構造の形成メカニズムの1つとして、雪線(氷の昇華する軌道)付近におけるダストの性質の変化が指摘されている。本研究では、雪線上でのダストリング形成の理論定式化に初めて成功した我々の研究を基礎に、ダストリング形成から惑星の形成までをつなぐ一筆書きの惑星形成論の提案に挑戦する。
心理学理論を用いた記号処理人工知能とパターン処理人工知能の統合

人工知能には,記号処理とパターン処理の2つの対立する代表的なアプローチがある.従来の人工知能では,2つのアプローチを問題領域に応じて選択し,それぞれ別個に応用されてきた.本研究では,これまでに別個で使われていた記号的人工知能とパターン的人工知能の判断を有機的に統合する手法を解明することを目的とする.そのために,本研究では,心理学の理論に基づき,この2つを統合することを目指す.人工知能には,記号処理とパターン処理の2つの対立する代表的なアプローチがある.従来の人工知能では,2つのアプローチを問題領域に応じて選択し,それぞれ別個に応用されてきた.本研究では,これまでに別個で使われていた記号的人工知能とパターン的人工知能の判断を有機的に統合する手法を解明することを目的とする.そのために,本研究では,心理学の理論に基づき,この2つを統合することを目指す.
ミリ波サブミリ波帯輝線銀河の無バイアス探査に基づく隠された宇宙星形成史の研究

研究初年次となる平成29年度は、本研究の根幹となる新技術、すなわち、オンチップ超伝導分光システムの天体信号検出による概念実証に成功し、さらに取得したデータの解析手法の開発とそれを使ったデータ解析が大きく進展した。すなわち、2017年10月-12月期にチリ・アタカマで運用中のサブミリ波望遠鏡ASTEにDESHIMA技術実証機を搭載し、系内天体から宇宙論的な距離にある天体まで、多様な天体の観測を行い、実際に輝線を検出することに成功した。これは、実験室での実証実験を超え、実際に天体信号を使って、本技術が天文学研究に新たな道を開くものであることを初めて世に示した大きな一歩である。新しい概念の装置であるがゆえに、観測データの解析手法、さらには観測の手法そのものについても、開発要素が大きい。そのため、実際に観測を進めながら、データを解析し、より望ましい雑音信号・大気信号除去のためのスキャン方法や、観測手法についても改善を進めた。こうして取得された膨大なデータを解析するための解析手法に関する研究・開発についても大きな進展があった。メキシコにある大型(口径50m)のミリ波望遠鏡LMTへ搭載する多画素版DESHIMA(MOSAIC)の開発については、導入予定の冷却系システムの仕様や関連する技術の成熟度などの検討・評価を進め、より実現性の高いシステムとしての設計の見直しおよび具体化を進めた。電磁波解析も進め、ASTE望遠鏡での搭載試験を踏まえた超伝導チップの設計改良を行なった。また、メキシコ現地を訪問し、搭載に向けた筋道をつけるための協議も行なった。このほか、ALMA等を使った準備研究も進めた。特に、GOODS-S領域での45時間を投入した大規模掃天観測により得られたデータの解析を進め、その初期成果を出版・公表することができた。オンチップ超伝導分光システムDESHIMAの技術実証モデルをASTE望遠鏡に搭載し、系外銀河を含む複数の天体からの信号検出による初の概念実証を行うことに成功した。さらに、そこで得た新たな知見を踏まえた設計の改良や読み出し回路システムの導入も進めている。また、関連する準備研究として行なっている、ALMAを用いた大規模な遠方銀河探査についても、重力レンズ銀河団を探査するALMA大型プログラムが採択されるという大きな前進があった。こうしたことから、本課題は着実に進展していると判断している。一方で、装置の最終的な行き先であるメキシコ現地での安全面での問題など、当初予期しなかった情勢の変化もあり、今後、当初予定通りに進められるかどうかについては、やや不透明な点も生じている。まずは安全面を最重要なポイントとして無理はせず、実験室での実験やチリにあるASTE望遠鏡でのDESHIMA科学観測モデルの搭載および科学成果の獲得を進めつつ、メキシコでの活動については、慎重に進めていく予定である。LMT望遠鏡へ搭載する多画素版DESHIMA(MOSAIC)の開発や、実験室での評価実験、および、チリにあるASTE望遠鏡でのDESHIMA科学観測モデルの搭載および科学成果の獲得を進めていく。メキシコでの活動については、安全面を最重要なポイントとして無理はせず、慎重に進めていく予定である。

一方で、装置の最終的な行き先であるメキシコ現地での安全面での問題など、当初予期しなかった情勢の変化もあり、今後、当初予定通りに進められるかどうかについては、やや不透明な点も生じている。まずは安全面を最重要なポイントとして無理はせず、実験室での実験やチリにあるASTE望遠鏡でのDESHIMA科学観測モデルの搭載および科学成果の獲得を進めつつ、メキシコでの活動については、慎重に進めていく予定である。LMT望遠鏡へ搭載する多画素版DESHIMA(MOSAIC)の開発や、実験室での評価実験、および、チリにあるASTE望遠鏡でのDESHIMA科学観測モデルの搭載および科学成果の獲得を進めていく。メキシコでの活動については、安全面を最重要なポイントとして無理はせず、慎重に進めていく予定である。
乳幼児の母ー子、仲間場面におけるプレイサインの個人差の検討ー虚構内にいじめ・からかいを表プレイサインの発信・受信を中心に。

目的:生後1年目の後半では、「やりとり遊び」とよばれるプレイフルな相互交渉が母子間で観察される。ところで、やりとり遊びの場面では、ボ-ルをぶつけたり、おもちゃを隠したりするなどの“playfulなteasing"が、母親から子への遊びの開始の手段、やりとりのテ-マとして用いられることが予備的な観察から認められている。このような母親からの働きかけの際には、母親から子へのプレイサインの発信が必須であり、次に子がそれを受信できなくてはならない。そうでないと、このような母親の働きかけは、「いじめ」そのものになってしまうであろう。そこで、ここでは、このようなやりとりが成立する際の構造を探索的に調べてみることにする。また、そのような母子間のプレイサインの伝達には、母親の情動表出の明瞭さ、子の母親のサインへの敏感さなどの個人差が予想されるので、それが、どの様な型に分類されるのかを探究する。方法:(1)対象児生後10か月前後(月齢誤差±1.5か月以内)の乳児とその母親20(2)手続き北海道大学乳幼児臨床発達センタ-内の実験観察室施設に、個々の母子に来てもらい、(1)agressiveな行為を誘発するようなおもちゃでの10分間の母子自由遊び。(2)blockstacking;母親に多角形のブロックを高く積むことへの挑戦。(3)reactions tofearful toys;母親に乳児が恐がりそうなおもちゃ5こを順にを渡して、次々に提示などの課題をしてもらった。観察の方法は、2台のVTRを用いて、そのそれぞれが母と子のそれぞれの動き・表情を捉え、その後、両者の映像を合成することによった。結果と知見:以上の観察から得た資料は現在分析中であり、まだ明確な結果、知見を見いだしてはいない。実験中の印象から主な結果を予測すると、全体的にplayfulなteasingの出現頻度は高くはないが、大部分の母子で観察されたこと、個人差があること、母親からのplayfulなteasingが子に即時にplayfulな行為として伝わらず、子が母の表情を探り、母がそれに答えるという数回反復される時系列的なやりとりが認められたことなどである。
カンキツ果実におけるキサントフィル調節メカニズムの解明

ウンシュウミカン、バレンシアオレンジ、リスボンレモンの砂じょうを培養し、キサントフィル含量・組成を調節する種々の要因について調査した。培養砂じょうに、植物ホルモン、水分ストレス、LEDを用いた光照射を処理することにより、キサントフィル生合成・分解に関わる遺伝子の発現が変動し、キサントフィル含量・組成が変動した。カンキツ果実におけるキサントフィルは、これらの要因により調節されることが示唆された。カンキツ果実は、カロテノイド含量・組成が多様である。ウンシュウミカンの砂じょう(果肉部分)では、主にβ-クリプトキサンチンを蓄積する。バレンシアオレンジの砂じょうでは、主にビオラキサンチンを蓄積する。リスボンレモンの砂じょうでは、低レベルのカロテノイドが蓄積する。本研究では、カロテノイド含量・組成の異なる上記カンキツ3種の砂じょうを培養し、カロテノイド含量・組成ならびにカロテノイド関連遺伝子の発現に対する植物ホルモン(アブシジン酸、ジベレリン)および水分ストレス(スクロース、マンニトール)処理の影響を調査した。カンキツ培養砂じょうにアブシジン酸処理により、3種いずれもカロテノイド関連遺伝子の発現は増大する傾向を示したが、カロテノイド含量に顕著な変動は認められなかった。これは、カロテノイド生合成に関わる遺伝子の発現上昇と同時に、カロテノイドの分解に関わる遺伝子の発現が顕著に増大したためであると考えられた。ジベレリン処理により、3種いずれもカロテノイド関連遺伝子の発現は減少する傾向を示し、カロテノイド含量も減少した。また、スクロースおよびマンニトール処理により、3種いずれもカロテノイド関連遺伝子の発現は顕著に増大する傾向を示し、カロテノイド含量は急速に増大した。特に、マンニトールを6%処理した培養6週のウンシュウミカンの砂じょうでは、マンニトールを処理しないものと比較して、β-クリプトキサンチン含量が約7倍に増大した。以上の結果から、アブシジン酸、ジベレリンなどの植物ホルモンやスクロースおよびマンニトールによる水分ストレスは、カンキツ果実の成熟過程におけるカロテノイド、特に、キサントフィル含量・組成の調節において重要な役割を果していることが示唆された。カロテノイド含量・組成の異なるウンシュウミカン、バレンシアオレンジ、リスボンレモンの砂じようを培養し、カロテノイド含量・組成ならびにカロテノイド関連遺伝子の発現に対するLEDを用いた光照射の影響を調査した。ウンシュウミカンの培養砂じようでは、青色およびUV-Aの光照射区で、Controlよりも総カロテノイド含量が増大した。バレンシアオレンジでは、青色、青+赤色およびUV-Aの光照射区で、Controlよりも総カロテノイド含量が増大した。リスボンレモンでは、すべての光照射区で、Controlよりも総カロテノイド含量が増大した。ウンシュウミカン、バレンシアオレンジ、リスボンレモン3種いずれも、培養4週の青色および青+赤色の光照射区で、ControlよりもCitPSYの遺伝子発現が増大した。ウンシュウミカンでは、培養4週の青色および青+赤色の光照射区で、ControlよりもCitHYbの遺伝子発現が増大した。一方、培養2週の青色の光照射区で、Controlよりもカロテノイドの代謝分解に関わるCitNCED2およびCitNCED3の遺伝子発現が減少していた。また、培養4週の青色の光照射区で、CitLCYeの遺伝子発現が増大した。バレンシアオレンジでは、培養4週の青色の光照射区で、CitPDS,CitZDSおよびCitHYbの遺伝子発現が増大した。一方、培養2週の青色および青+赤色の光照射区で、ControlよりもCitNCED2およびCitNCED3の遺伝子発現が減少していた。また、培養4週の青色および青+赤色の光照射区で、CitLCYeの遺伝子発現が増大した。以上の結果から、カンキツ培養砂じように青色を含む光照射を行うことで、CitPSY、CitNCED2、CitNCED3およびCitLCYeの遺伝子発現が変動し、カロテノイド含量が増大することが示唆された。
プリオン蛋白質相互作用分子群の探索による異常プリオン蛋白質生成機構解析

病原体"プリオン"の主要な構成成分は、異常プリオン蛋白質(PrP^<Sc>)であり、宿主に発現している正常プリオン蛋白質(PrP^C)の立体構造が変換したものである。そのため、PrP^Cに相互作用する分子の同定は、立体構造変換機構を理解するうえで極めて重要である。本研究では、近年報告された蛋白質のビオチン標識法とショ糖密度勾配遠心法を組み合わせることで、PrP^Cの相互作用分子群を、界面活性剤不溶膜画分(DRM)に限局して網羅的に検索、同定を行なった。その結果、神経特異的に発現する微小管再構築調節蛋白質Stathmin2(Stm2)が同定され、Stm2はPrP^Cと近接して存在することが分かった。病原体“プリオン"の主要な構成成分は、異常プリオン蛋白質(PrPSc)であり、宿主に発現している正常プリオン蛋白質(PrPC)の立体構造が変換したものである。そのため、PrPCの相互作用分子を同定することは、立体構造変換機構を理解するうえで極めて重要である。申請者はPrPCの相互作用分子群の検索、同定を行なっている。マウス神経芽腫細胞(N2a細胞)を、HRP標識抗PrPC抗体を用いて標識した。細胞を4°Cで界面活性剤を含む緩衝液に懸濁後、ショ糖密度勾配遠心法により分画した。界面活性剤不溶膜(DRM)画分にアリルアジドビオチンを添加し、HRP標識抗PrPC抗体に近接する分子をビオチン標識した(EMARS反応)。標識後、DRM画分中の蛋白質を2次元電気泳動で分離し、HRP標識ストレプトアビジンを用いてビオチン標識蛋白質を検出した。その結果、分子量約22 kDa、等電点がpH8の位置に、1つのスポットが検出された。目的蛋白質を銀染色で検出後回収し、質量分析により同定を行なった。同定された蛋白質は、神経特異的に発現する、微小管再構築調節蛋白質Stathmin2(Stmn2)であった。Stmn2とPrPCが近接して存在することを、1)抗Stmn2抗体を用いた免疫沈降法、2)Proximity Ligation Assay、3)パラフォルムアルデヒドによるクロスリンク法により確認した。Stmn2がPrPSc生成に関与しているか調べるため、プリオン感染N2a細胞においてStmn2遺伝子をRNA干渉により発現抑制し、PrPScの蓄積量の変化を観察した。感染細胞においてPrPSc蓄積量に変化は認められなかった。しかしながら、プリオン病の患者または感染GT1細胞でStmn2の発現が減少していることが報告されており、プリオン病の病態形成にStmn2が関与している可能性がある。病原体"プリオン"の主要な構成成分は、異常プリオン蛋白質(PrPSc)であり、宿主に発現している正常プリオン蛋白質(PrPC)の立体構造が変換したものである。プリオン病の細胞感染モデルとして汎用されているN2a細胞を、HRP標識抗PrPC抗体を用いて標識した。標識後の細胞を回収し、4°Cで界面活性剤を含む緩衝液に懸濁後、サンプルを高濃度ショ糖溶液に混和し、ショ糖密度勾配遠心法により分画した。各分画中のコレステロール、ガングリオシドGM1、PrPCを検出することで、界面活性剤不溶膜(DRM)画分を決定した。DRM画分にアリルアジドビオチンを添加し、HRPを中心として半径約300 nmの範囲に存在する分子をビオチン標識した(EMARS反応)。標識後のDRM画分中の蛋白質をトリクロロ酢酸で濃縮後、固定化pH勾配ゲルストリップを用いた2次元電気泳動により分析した。HRP標識ストレプトアビジンを用いてビオチン標識蛋白質を検出した。その際、生細胞表面上のPrPCを認識しない抗PrPC抗体とコレラ毒素のBサブユニットを用いて標識したサンプルを陰性対照とし、候補分子の絞り込みを行った。その結果、分子量約22kDa等電点がpH8の位置に、1つのスポットが検出された。しかし、サンプル量不足から、同定されたスポットに一致する蛋白質を銀染色で検出できなかった。このため、上記の行程を約1ヶ月かけ8回繰り返し、集積した標識済みのサンプルを液相等電点電気泳動により分画・濃縮した。その後、固定化pH勾配ゲルストリップを用いた

2次元電気泳動を行い、目的蛋白質を銀染色で検出後回収し、質量分析により同定を行なっている。再現性高くDRMが分取できており、EMARS反応によりPrPCに相互作用している蛋白質にビオチン標識が行えることを確認した。更にPrPCの相互作用分子の候補蛋白質を検出し、現在質量分析による同定を行なっているため。平成23年度に得られた結果を元にして同定した相互作用分子と正常プリオン蛋白質の相互作用の確認を行う。細胞免疫組織化学法による解析では、N2a細胞をパラホルムアルデヒド固定後、同定したプリオン蛋白質相互作用分子に対する抗体と抗プリオン蛋白質抗体との二重免疫染色を行ない、共焦点レーザー顕微鏡で両者の共局在を検討する。PLA (Proximity Ligation Assay)法による解析では、N2a細胞を固定後、同定したプリオン蛋白質相互作用分子の抗体とプリオン蛋白質抗体を作用後、核酸が結合した2次抗体を作用させる(Duolink, Olink社製)。2種類の2次抗体が近接(約40 nm)している場合、核酸のライゲーション反応が生じ、環状構造が形成される。環状構造に沿って1本鎖核酸を伸長させ、ここに蛍光標識されたオリゴヌクレオチドプローブをハイブリダイズさせ共焦点レーザー顕微鏡で観察する。さらに同定した相互作用分子群の異常プリオン蛋白質生成への関与の検討を行う。siRNAを用いたRNA干渉により、同定した相互作用分子の発現を低下させ、異常プリオン蛋白質生成への影響を検討する。以上の実験から得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。本研究課題の推進のため、次年度の研究費は、交付申請時の計画どおり使用する。
侵入地と原産地個体群の比較による侵入昆虫の分布拡大におよぼす生物群集の影響

本課題研究は、日本と米国での侵入テントウムシを供試昆虫に、原産地と侵入地での野外調査と要因実験により、侵入種の定着と分布拡大に及ぼす機構を侵入地と原産地での対象種とその天敵や在来種との種間相互作用に焦点を当て解明し、今後の侵入種の分布拡大について予測した。特に、(1)捕食性ナナホシとナミの侵入地米国での在来種への影響、(2)捕食性フタモンの侵入地大阪での在来種との種間相互作用、(3)捕食性ハイイロテントウの侵入地沖縄での在来種との種間相互作用、(4)植食性インゲンテントウの原産地グアテマラ個体群と侵入地長野個体群の死亡要因の比較と侵入地での分布拡大の4点を解明した。その結果、アジアから米国やヨーロッパに侵入したナミは攻撃的で広食性であることから、特に侵入地でナミと生息場所が類似している在来種の個体数は、ナミによる捕食で激減し、ナミは米国などの侵入地で分布を拡大する可能性が高いと考えられた。また、日本に侵入したフタモンは生息場所が類似するナミにギルド内捕食されることから、日本でその分布を急激に拡大する可能性は低いと思われた。さらに沖縄に侵入したハイイロは、餌や生息場所をめぐり競争する可能性があるダンダラテントウの個体数が少ないことから、この種との競争は強くはないと考えられた。それゆえ、侵入植物のギンネム及び侵入害虫のギンネムキジラミの分布拡大に依存して、ハイイロは南西諸島で分布を拡大するかもしれないと思われた。日本に侵入した植食性インゲンテントウは、土着寄生蜂による寄生率が高く、この寄生蜂は、侵入害虫に対して効果的に密度抑制機構として働いていることから、インゲンテントウの分布拡大を抑制する高い効果をあげていることが判明した。これらの結果から、インゲンテントウの分布拡大は土着寄生蜂の寄生によりかなり抑制されており、今後、本種が長野県などで急速に分布を拡大する可能性は低いと考えられた。2003年度は主に、(1)日本に侵入した植食性及び捕食性テントウムシの分布拡大の実態把握及び侵入地生物群集構成種との種間相互作用が侵入種の生存に及ぼす影響と、(2)米国に侵入した2種テントウムシが米国在来2種テントウムシの生存に及ぼす影響を解明する野外調査及び室内実験を実施し、以下の結果を得た。1)日本に侵入した植食性インゲンテントウの死亡要因と分布拡大インゲンテントウは1997年に日本に侵入が確認されて以来、2003年の調査で長野県ではすでに12市町村に分布が拡大し、天敵としては、卵期・若齢期はナミテントウ、ヒメカメノコテントウ、クサカゲロウ科のCharyposa属の幼虫などが重要な捕食者であることが明らかになった。さらに3、4齢期にはシリボソクロバチ科とヒメコバチ科の寄生蜂がインゲンテントウに寄生しているのを確認し、特にPediobius foveolatusは2世代目の幼虫に高い寄生率を示していた。今後、これらの死亡要因がインゲンテントウの分布拡大に及ぼす影響を明らかにする必要があると考えられた。2)日本に侵入した捕食性フタモンテントウの分布拡大と在来種との種間相互作用2003年に、フタモンが最初に発見され、その後、継続的発生地である大阪府南港地区でフタモンと関係する在来テントウシの個体数調査を行った。

その結果、ムクゲの木単位では、フタモンと優占的な在来種であるナミとは分布の重なり程度が比較的高かったが、枝単位では両種の分布はあまり重なることはなく、両者の直接的競争関係は弱いと推察された。また、発育はフタモンのほうがナミに比べ早く、こうした、発育期のズレが両種の競争回避に作用していることも考えられた。さらに、フタモンと在来テントウムシのナミまたはダンダラを同一容器内で飼育した結果、餌のアブラムシが十分な場合は、両種間での捕食はあまり起らなかったが、餌が少ない場合は種間捕食の頻度が高くなった。3)米国に侵入した捕食性のナナホシとナミが米国の在来2種テントウムシの生存に及ぼす影響ナミとナナでは在来テントウムシの生存に与える影響は異なり、ナミがナナより強く、外来種から受ける影響は、小型種が大型種より大きかった。このような種間相互作用の違いは、ナミがナナより攻撃的であり、ナミから攻撃されると回避成功率が低いことに起因していた。今後は幼虫間の種間相互作用だけでなく、それ以外の要因である餌変換効率や卵及び幼虫捕食が在来種の生存に及ぼす影響も含めて解析し、外来種が在来種の生存に及ぼす影響を総合的に検討する必要があると思われた。1)日本に侵入した植食生インゲンテントウの原産地での被害実態と天敵類の調査2004年の9,月22日から25日に原産地であるグアテマラ高地でインゲンテントウの被害実態と天敵類の調査を実施した。調査場所はチマルテナンゴにある農業試験場のインゲン圃場と付近の一般農家の畑で、インゲンの品種ごとの被害率や天敵の採集を行った。その結果、同じインゲンでもblack bean品種はほとんど被害を受けていないこと、寄生蜂と日本では確認されていない寄生蠅による寄生率はあわせて50%程度みられたこと、さらにインゲンテントウ鞘翅の斑紋に大きな変異がみられたことなど日本の侵入個体群と比較検討できる原産地でのデータを収集した。2)日本に侵入した捕食性テントウの分布状況フタモンテントウはこれまで大阪南港地区から殆ど分布が拡大しなかつたが、2004年には神戸市も含む周辺地区への拡大が認められた。したがって、本種は少なくとも10数年間の定着期を経て、分布が拡大する傾向にあり、これらの地域では、本種が在来テントウムシに対して優占的であった。一方、1987年に沖縄県で発見された侵入ハイイロテントウは沖縄本島で広く分布し、夏季以外はほぼ年中発生し、外来種のギンネムキジラミを捕食するため、ギンネム上では優占的傾向を示した。しかし、ハイビスカス等他の植物では在来のダンダラテントウ等が優占的であった。以上のように、これらのテントウムシは、日本で分布が拡大する傾向にあり、在来種との種間関係が認められた。3)日本に侵入した捕食性フタモンテントウと在来種幼虫の種間相互作用フタモンと在来種のナナ、ナミ、ヒメカメノコの3種の種間相互作用を同種のみの単独区と他種を付け加えた混合区で比較した。フタモンより体サイズの大きいナナとナミは餌が減少した3、4令の時にフタモンを捕食したが、フタモンより体サイズが小さいヒメカメノコでは、フタモンとの混合区で単独区より死亡率が高い傾向にあった。このことから、幼虫の種間相互作用は体サイズに依存し、在来種でもフタモンより小型の種はフタモンから生存への負の影響を受ける可能性が高いと思われた。また、フタモンはナミから攻撃されても植物体から落下せずに滞在するので被捕食割合が高く、このような攻撃後の行動も侵入種と在来種の種間相互作用に影響を及ぼすと思われた。1.日本に侵入した植食性インゲンテントウとその寄生蜂の種間相互作用侵入
Na^+輸送性液胞ATPaseの分子構築とイオン共役機構の解析

(i)Na^+-ATPaseオペロン全領域を有するマルチコピープラスミドpKAZ191(約15kb)を作製し、Enterococcushiraeに導入することに成功した。細胞膜における本酵素の大量発現が可能になり、本酵素をほぼ100%の収率で膜から可溶化し、さらに10-30%グリセロール密度勾配遠心を行うことによりその完全精製に成功した。SDS-PAGEにより精製標品は9個のポリペプチドから構成されていることがわかった。それらがNa^+-ATPaseオペロンの中にある9つのシストロンの遺伝子産物(NtpA、-B,-C,-D,-E,-F,-G,-I,-K)から構成されていることを、各ポリペプチドのN末端部分アミノ酸配列の決定及びペプチド抗体に対する反応性等から証明した。(ii)精製酵素標品をEDTA処理することにより、ATPase触媒頭部部分V_1はV_0部分から解離した。この方法によってNtpA,-B,-C,-D,-E,-FサブユニットはV_1部分を、NtpI,-K,-GサブユニットはV_0部分を構成するポリペプチドと帰属された(iii)精製標品は硝酸、N-ethylmaleimide、NBD-Clなどの液胞ATPaseに対する典型的な阻害剤によって阻害された。さらに液胞ATPase触媒頭部V_1に作用するといわれているペプチド抗生物質destruxin Bによっても阻害を受けた。しかしながら膜貫通部分V_0に作用すると考えられるbafilomycinA_1,concanamycinAによる作用は極めて弱いことがわかった。(iv)精製標品は、プロテオリポソームの再構成系でATP駆動性のelectrogenicな^<22>Na^+の能動輸送活性を示し、ここに本酵素の完全精製、再構成系が確立された。
真核微生物のかたちとゲノムを繋ぐ新規生物プロファイリング法の開発

真核微生物には環境配列のみで知られる多数の未知生物が存在し,中には既存系統群のいずれにも当てはまらない全くの未知生物も報告されている。その一方で,既に分類学的には記載されてはいるものの,塩基配列情報が取得されていないために未知生物と判断されている場合も少なからず存在する。本研究では実体未知生物,あるいは難培養や高速遊泳が原因で遺伝情報が欠失している真核微生物での網羅的かつ効率的な生物プロファイリングを目指し研究を実施した。真核微生物の中には,環境配列(遺伝子情報)として系統分類学的位置が示されているにもかかわらず,実体が不明な生物が報告されている。これらの生物は,微小細胞,低生育密度,特殊環境生育,高速運動性,さらには難培養性などのために発見困難となっている場合が多いと考えられている。一方で,すでに形態情報が取得され,分類学的な記載はあるものの,塩基配列情報が取得されていないために環境配列で同定出来ない場合も存在する。これを解決するには,形態と遺伝子情報を兼備した生物情報の集積が必要となる。そこで本研究では高速ビデオカメラを用いた真核微生物の同定作業の効率化の手法検討に取り組んだ。まずは既に培養株として維持している遊泳性の藻類およびプロティストを用いて実験を行った。微細な遊泳生物を高倍率で観察し,再度単離するため,観察容器となるチャンバー形状や材質などの検討も実施した。高速ビデオ撮影においては,明視野による外部形態や鞭毛運動の観察に加えて,蛍光顕微鏡を用いた遊泳細胞中の細胞内形態の観察も実施した。色素体の有無や形状を簡便に観察するため,クロロフィルの自家蛍光による形態観察のほか,生体染色剤を用いた核やミトコンドリアの蛍光観察を試みた。さらに形態観察後,同一細胞をユニバーサルプライマーを用いてPCR増幅し,単一細胞での塩基配列情報を取得するため,DNA抽出を経ずに効率的に遺伝子増幅する手法検討も実施した。真核生物には,環境配列のみで存在が確認されている形態未知な生物の存在が多数報告されている。これらの生物は細胞微小,低生育密度,高速運動性,あるいは形態的には識別が困難な隠蔽種のために記載が遅れていると予測されている。その中でも難培養や固定困難といった性質は,実体把握を困難とする大きな要因となっている。これを解決する手段のひとつとして,培養や固定などを行わずに生物観察したのちに,遺伝情報を獲得することが考えられる。本研究では,ナノプランクトンなどの真核生物を対象とし,光学顕微鏡ベースで細胞運動を含めた形態的特徴を高速ビデオで記録した後,同一細胞から塩基配列を取得し,形態と遺伝情報が完備された,詳細で高効率かつ高速な生物プロファイリング法の確立に挑んでいる。形態プロファイリング法の確立のため,まずは,すでに確保している藻類の既存培養株を用いて実験を行った。この予備実験の中で,クロララクニオン藻の既知種や新規培養株で遊走細胞の鞭毛運動を高速ビデオで観察した結果,観察したすべての株で同様の鞭毛打を行うことが確認され,この運動様式が分類群内で保存されているものであることがわかった。さらに,真核藻類捕食性プロティストの未記載種の培養株の捕食過程での鞭毛運動観察などにも取り組んだ。しかし,細胞径が小さい高速遊泳生物の単一細胞を,観察のために狭い視野に閉じ込め,細胞破裂させずに,塩基配列獲得のための単離を行うには,観察チャンバーのさらなる改良が必要であることも判明した。培養株を用いて,高速ビデオを使用して,これまで観察されていなかった新しい細胞運動を観察するという点については,当初の予定どおり達成できたといえる。ただし,高速で遊泳する微細な細胞を効率的に観察するにはさらにチャンバーを改良する必要があり,これらの改良を行ってから,本研究の最終目標である野外採集物からの細胞単離・観察・塩基配列取得を実施する。単一細胞を効率的に観察エリアに移動し,水分蒸発することなく観察できるように観察チャンバーの改良を早急に実施する。改良したチャンバーを用いて,野外採集物から新規生物や形態情報と塩基配列情報が完備されていない既知生物を探索し,細胞単離・観察・塩基配列の取得を実施する。野外採集と研究成果報告のための学会参加に必要な旅費および,採集物を保存する容器や細胞観察に必要な観察器具および,塩基配列決定に必要な酵素や試薬類などの消耗品費に使用する。
記憶の痕跡を可視化する可塑性イメージング技術の開発

記憶の固定化に伴い神経回路の形態リモデリングが起こる。これは記憶の痕跡といえる。この痕跡を核磁気共鳴法(MRI)顕微鏡技術で捉える技術を確立する。本研究で形態リモデリングをMRIが捉えることを示す。この成果は可塑性イメージング技術に生物学的根拠を与える。学術的に、ヒト記憶の全脳回路の同定に貢献でき、臨床応用では、損傷脳のリハビリテーション評価技術への展開が期待できる。
省エネルギープロセスの安全性評価手法の開発

化学、製鉄などのエネルギーを多量に使用する産業プロセスでは、近年積極的に省エネルギー対策が進められてきた。しかしながら、装置内のエネルギーを有効に活用しようとすると、プラントは複雑化し、安全性と省エネルギーの両立が困難となってくる場合がある。例えば、産業排ガスをボイラー(スチームゼネレーター)まで移送し、燃焼処理することにより、大気の汚染を防止し、同時に排熱を回収する技術が広く採用されている。一般的に排ガスの発生源と処理設備にはある程度距離があり、長いダクトで接続されている。この結果、非定常操作時には排ガスダクト内に爆発限界内のガスが存在し、ガス爆発となる危険性がある。従来、排ガス処理設備は直接の生産設備ではないとの観点から、必要な防災対策を省略する傾向が見られていた。これらの設備における爆発事故とその発生原因の関係を図式的に明らかにできるフォールト・ツリーを作成する準備作業として、排ガスラインにおける災害事例の調査、潜在する危険性、安全対策に関して検討した。(1)排ガスラインにおける災害事例の調査検討近年、排ガス処理設備の爆発事故が増加する傾向にある。爆発事故の発生状況をみると、工程異常により排ガスラインへ高濃度ガスが流入したために爆発混合気が形成し、これが燃焼炉の直火など、何らかの着火源により爆発した場合が比較的多い。(2)排ガス処理プラントの危険性と安全対策に関する調査検討実用上よく利用されている直接燃焼式排ガス処理設備について、考えられる爆発の危険性と防災対策を検討した。
クロマチン構造変換を介した転写制御における出芽酵母アクチン関連タンパク質の役割

昨年度、Arp6がSWR1複合体以外の複合体に含まれている可能性を示し、テロメア機能に関与している可能性を示した。そこで、Arp6欠損株でテロメアの核内での局在を観察したところ、通常は核膜近傍に局在しているテロメアの局在がランダムな局在になってしまった。この結果から、Arp6がテロメアの核内での正常な局在に必須であることが示された。また、この現象はSwr1欠損株では観察されなかったことから、SWR1複合体非依存的なArp6の機能であると考えられる。Arp6がテロメアを核膜近傍へつなぐのに必要なことから、逆にArp6が結合したクロマチンドメインが核膜近傍へ局在するか調べた。その結果、Arp6を結合させたクロマチンドメインは核膜近傍領域に局在する傾向が見られた。また、Swr1欠損株でもArp6を結合させたクロマチンドメインは核膜近傍に局在する傾向が見られた。これらの結果から、Arp6はクロマチンドメインを核膜近傍に繋ぎとめる活性を持っており、その機能はSWR1複合体非依存的な機能であることが示された。さらに、Arp6が結合し核膜近傍へ移動したクロマチンドメイン周辺に存在している遺伝子の発現量を調べたところ、Arp6結合時に周辺の遺伝子の発現量の減少が見られた。以上の結果より、Arp6はSWR1複合体非依存的にクロマチンドメインを核膜近傍へ繋ぎとめ、その周辺の遺伝子の発現を抑制している可能性が考えられる。Arp6の染色体上での局在を明らかとするために、Arp6にFLAG-タグを付加した酵母株を作製し、ChIP-chip法を行った。その結果、Arp6は染色体上の広い領域に存在しており、特に遺伝子と遺伝子の間の領域に多く存在していた。Arp6はSWR1クロマチンリモデリング複合体に含まれていることが知られており、その中心であるSwr1についても同様にChIP-chip法を行ったところ、その局在はArp6とほとんど一致していた。しかし、Swr1を欠損させると、大半のArp6の結合は消えたが、染色体上の一部の領域、テロメアやMAT locusといった転写が不活性なヘテロクロマチン領域に残っていた。また、ゲル濾過クロマトグラフィーにより、分子量サイズにより分画したところ、Arp6はSWR1複合体と思われる大きな分子量画分から単量体と思われる小さな分子量の画分にまで広く存在していた。さらに、Swr1を欠損させるとSWR1複合体と考えられる巨大な分子量の画分に存在するArp6は消失し、単量体およびそれよりいくらか大きな分子量の画分にArp6が存在していた。また、マイクロアレイ解析により、Arp6により制御されている遺伝子がSwr1に比べて圧倒的に多く、重複もないことから、Arp6は遺伝子発現制御に関しては、Swr1とは異なる経路で機能していることが明らかとなった。これらのことから、Arp6はSWR1複合体として機能している一方で、他の複合体としても存在しており、SWR1複合体とは異なる機能を持っている可能性が明らかとなった。昨年度行ったChIP-chip法により得られた結果をさらに解析するため、異なる抗体を用いてChIP-chip法を行った。その結果、Arp6は染色体の広い領域に局在しており、主にプロモーター領域に結合していた。Arp6はSWR1クロマチンリモデリング複合体の構成因子であり、その中心であるSwr1とArp6の結合はほぼ一致しており、Swr1が欠損するとArp6の結合は減少した。しかし、Arp6はSwr1が欠損してもテロメア近傍領域等のヘテロクロマチン領域にも結合していることが示された。そこで、Swr1欠損時にテロメア近傍領域でArp6の結合量が増加しているかをChIP法と定量PCRを組み合わせたqChIP法により解析した。その結果、Arp6の結合量は通常では非常に低いレベルであったが、Swr1欠損によりその量が増加することが示された。これにより、Arp6がテロメアにおいてSWR1 complexとは独立した、異なる機能を持っている可能性が示された。さらに、Arp6とテロメアとの関連を明らかにするため、Arp6を欠損させたときにテロメアに存在しているタンパク質の結合量が変化するのかをqChIP法により解析した。その結果、Arp6の欠損で、テロメアに存在しているタンパク質の局在に大きな変化はなかった。また、テロメア近傍で機能していると予想されるArp6が、SWR1 complexと異なる複合体に含まれている可能性が考えられることから、Arp6 complexの精製をSwr1野生株と欠損株について試みた。その結果、Swr1欠損時にもArp6と共に存在していると思われるタンパク質が複数確認された。この結果から、Arp6はSWR1 complexとは異なる複合体にも存在し、機能している可能性が示された。

Arp6がテロメアを核膜近傍へつなぐのに必要なことから、逆にArp6が結合したクロマチンドメインが核膜近傍へ局在するか調べた。その結果、Arp6を結合させたクロマチンドメインは核膜近傍領域に局在する傾向が見られた。また、Swr1欠損株でもArp6を結合させたクロマチンドメインは核膜近傍に局在する傾向が見られた。これらの結果から、Arp6はクロマチンドメインを核膜近傍に繋ぎとめる活性を持っており、その機能はSWR1複合体非依存的な機能であることが示された。さらに、Arp6が結合し核膜近傍へ移動したクロマチンドメイン周辺に存在している遺伝子の発現量を調べたところ、Arp6結合時に周辺の遺伝子の発現量の減少が見られた。以上の結果より、Arp6はSWR1複合体非依存的にクロマチンドメインを核膜近傍へ繋ぎとめ、その周辺の遺伝子の発現を抑制している可能性が考えられる。
大学間連携システムとイノベーション:知識経済におけるネットワーク戦略の国際比較

大学は、現在、グローバル化する知識経済の中で、多様化する地理的空間のダイナミズムの中に置かれている。大学は、知識の生産、労働力の訓練、ベンチャー・ビジネスの起業などを通じて、「ハイテク」地域の発達にとって重要な役割を担う。このような観点から、知識経済における主要なアクターとして、高等教育機関、特に大学が、研究活動、科学技術とイノベーション、高度技能者の教育と訓練などの多様な活動を通じて果たす都市や地域への経済的・社会的・文化的貢献についての関心が高まっている。一方で、大学はこれまでにない競争の時代におかれている。国内外の資金をめぐる競争、国際化した高等教育市場におけるランキングの普及とブランディング戦略、国際的な学生の流動性の高まり、より優秀な学生や教員、研究者を獲得するための競争と枚挙にいとまがない。本研究「大学間連携システムとイノベーション:知識経済におけるネットワーク戦略の国際比較」は、大学を取り巻く広義の科学技術政策とイノベーション政策の流れを押さえるところから出発した。これらの政策の多くは国のレベルで形成されるが、大学の活動は、国際レベル、国家レベル、地域レベルと多層に渡る。本研究では、第一に、政策と大学組織とのさまざまな緊張関係の中で大学の戦略的な地理的空間が形成されていくプロセスを明らかにすることを試みた。第二に、大学間、あるいは大学と産業、大学と地域コミュニティとの間に見られるさまざまな形態の「組織間ネットワーク」に着目した。具体的な研究対象となった大学間ネットワークには産学連携を目的にしたもの、国際的な研究向上のためのもの、教育活動に焦点を絞ったもの、地域連携に焦点を絞ったものなど、異なる形態を対象とした。大学間連携システムとイノベーション:知識経済におけるネットワーク戦略の国際比較本研究は、知識経済とグローバライゼーションを背景に、イノベーション政策のマルチ・レベル・ガバナンスの構造を背景として、イノベーション過程における大学機関が果たす役割を明らかにする。特に、大学間の連携、大学と産業、公的機関とのネットワーク戦略を国際比較する。平成17年度においては、地理的には日本とヨーロッパ連合を中心に、政策レベル、機関戦略についての比較研究を行った。平成17年度前半は、日本の事例を中心に、イノベーション政策の多層化と大学の機関戦略についての考察を行った。また、European University Instituteにおける研究の機会を利用し、ヨーロッパ連合におけるトランスナショナル・レベルにおけるイノベーション政策と高等教育政策についての論考を行った。平成17年度後半は、特に「地域イノベーション政策」と大学の知的資源の活用に焦点を絞り、地域レベル、都市空間におけるイノベーション・プロセス、大学のパートナーシップとネットワークの形成に関して、調査・研究を行った。研究成果に関しては、2005年11月、マンチェスター・サルフォード大学におけるワークショップで発表をしたほか、2点の学術論文、1点のワーキング・ペーパーとして出版した。また、OECD主催の会議への参加、イギリスにおける共同研究などを通じて、国際的な情報交換、研究交流を行った。
ヒトES細胞を用いたヒト胎生期造血の解析

ヒト胎生期造血を正しく再現するために、ヒトES細胞自身からストローマ細胞を分化誘導し、このストローマ細胞との共培養によりヒトES細胞を造血/血液細胞へ分化誘導する方法を開発した。ヒトES細胞由来ストローマ細胞は間葉系幹細胞であることが確認され、分化誘導された造血/血液細胞は成人型造血に由来するものであることが示された。我々が開発した自己ヒトES細胞由来間葉系幹細胞との共培養によるヒトES細胞から造血/血液細胞への分化誘導法は、ヒト胎生期造血の解析に有用と考えられた。我々は、従来の異種動物であるマウスのストローマ細胞との共培養によるヒトES細胞から造血/血液細胞への分化誘導系では、ヒト胎生期造血を正確に再現していないと考えられる。一方、ヒト成人骨髄ストローマ細胞との共培養ではヒトES細胞の造血/血液細胞への困難であることから、ヒト胎生期造血を正しく再現するヒトES細胞から造血/血液細胞への分化誘導系の構築が必要と考えられた。そこで我々は、ヒトES細胞自身からストローマ細胞を分化誘導し、このストローマ細胞との共培養によりヒトES細胞を造血/血液細胞へ分化誘導することを試みた。まず、ヒトES細胞をゼラチン・コート・ディッシュに播種し、ヒト血清あるいは多血小板血漿を含む培養液で培養し、34日毎のメディウム交換と23週毎の継代を行った。その結果、培養開始後68週でストローマ細胞が樹立された。樹立されたストローマ細胞は、CD105+、CD166+、SSEA-4dull、CD45-、CD34-、CD31-で、軟骨細胞、骨芽細胞、脂肪細胞に分化可能な間葉系幹細胞であることが確認された。そこで、ヒトES細胞をこの自己ヒトES細胞由来間葉系幹細胞と、種々のサイトカイン存在下で2週間共培養したところ、種々の造血前駆細胞が出現した。これらの造血前駆細胞を血液細胞培養コロニー法で培養したところ、赤血球、好中球など様々な血液細胞が出現した。今回我々が開発した自己ヒトES細胞由来間葉系幹細胞との共培養によるヒトES細胞から造血/血液細胞への分化誘導法は、ヒト胎生期造血をよく再現しており、ヒト胎生期造血の解析に有用と考えられた。
Ti-Al系金属間化合物の高温硫化・酸化に関する研究

自動記録式熱天秤と硫化腐食装置を新しく設置し、Ti-Al系金属間化合物の高温腐食、特に、硫化腐食挙動を明らかにした。さらに、窒化反応についても基礎的知見を得た。その結果から、Ti-Al合金の硫化は2段の放物線則に従い、前半ではTiとAlの硫化物が混在する外層のみが、一方、この長時間側では、前述の外層と合金の間にTiSからなる内層が新しく形成される。この内層スケールの形成に対応して、合金表面にはTiAl_3が形成することを新しく見いだし、学会等で注目された。窒化反応については、主に、1173K、純窒素ガス雰囲気での反応挙動を明らかにした。TiN、Ti_2AlN、AlNが層状に形成し、合金表面にはTiAl_3相が形成されることを確認した。表面酸化物が存在するときは、酸化物の欠陥から合金内部に向かってピット状の窒化反応層が形成した。これら硫化、窒化反応はいずれも熱力学的にTi化合物が安定であることに帰因することを明らかにしている。
教育的コンテンツを対象とした高度情報統合・配信に関する研究

講義・講演ビデオ、プレゼンテーション資料、参考書籍、研究論文等の教育的コンテンツ、および研究内容に関するコンテンツを蓄積し、ネットワークを介して配信する場合に、蓄積された各素材を有機的に統合することで、付加価値の高い情報を低いコストで提供するこことが可能となる。我々は、これまでに、講義・講演ビデオとその中で用いられたプレゼンテーション資料を同期させ、プレゼンテーションに特化したメタデータを用いて統合蓄積し、同期情報を有効利用して検索する手法を提案してきた。今年度は、これまでの研究を更に進め、検索手法の改善を図ると同時に、実際に蓄積・検索システムUPRISEを構築し、利用しやすい検索インタフェースを実現するとともに、検索手法の評価を行った。検索結果を1つに絞る評価実験では、従来の検索手法であるtf.idfと比較して適合率が倍となる改善が見られた。また、蓄積対象を研究論文とした場合に、参照情報に対してデータマイニングの手法を適用してマクロな研究の流れを抽出して、クラスタリングとしての統合を行うリサーチマイニングの手法を提案し、研究室内の論文データベースおよび公開されている論文データベースに適用してその効果を確かめた。従来の書誌結合、共引用分析手法と比較し、それらでは得られることができなかった論文間および論文集合間の相互関係が抽出できることを示した。さらに、上記のコンテンツを加工・蓄積するためのワークフロー制御の手法に関しても提案を行った。
担持貴金属錯体を用いる新規深度脱硫触媒の開発と脱硫反応機構の解析

担持量を変化させたルテニウム-セシウム触媒を用いて^<35>Sでラベルしたジベンゾチオフェン([^<35>S]DBT)の水素化脱硫反応を行い、作動状態での触媒中の硫黄の挙動を追跡することにより、この触媒の脱硫反応特性について検討した。この反応において、触媒上の活性サイトの数を示すと考えられる交換可能な硫黄量S_0及び触媒上の硫黄の移動性を表していると考えられる放出速度定数kを反応によって生成される[^<35>S]H_2Sの量と生成速度を評価することにより求めた。ルテニウムの担持量の増加に伴いkは減少することがわかった。また、Ru担持量の増加にともない転化率は増加したが、ルテニウムの担持量20%において転化率は若干減少した。以上より、ルテニウム担持量の増加はルテニウム硫黄結合を強くすると同時に、活性サイトの数を著しく増加させることにより脱硫活性を向上させるが、20%まで担持させると触媒上の硫黄の移動が遅くなるために脱硫活性は低下することがわかった。次にロジウムカルボニル及びルテニウムカルボニルを担体のアルミナに担持した触媒を調製し、難脱硫性化合物であるジベンゾチオフェンの水素化脱硫反応を試み、高活性な脱硫触媒の開発を検討した。まず始めに、ロジウム触媒を調製し、その上に、ルテニウムの担持量が16wt%になるようにルテニウムカルボニルを担持させた場合、ジベンゾチオフェンの転化率は大幅に向上した。また調製法の影響を調べるために始めにルテニウムの担持量が16wt%のルテニウム触媒を調製し、その上に、ロジウムの担持量が0.25wt%になるようにロジウムカルボニルを担持させた場合、ジベンゾチオフェンの転化率は先にロジウムを担持させた触媒よりもさらに向上した。このことは先にルテニウムを担持させ、その上にロジウムを担持させることでより高活性名ロジウムがルテニウム触媒表面上に高分散に担持されたためと考えられる。アニオン性のルテニウムカルボニル錯体のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩をアルミナに担持して調整した触媒はいずれもジベンゾチオフェン(DBT)の水素化脱硫反応(HDS)において、活性を示した。その中で、アニオン性のルテニウムカルボニル錯体のカチオンをセシウムにした場合に触媒活性が著しく高いことを見いだした。ルテニウムカルボニル-セシウム系触媒の中で最も活性の高い触媒であるRu_3-(CO)_<12>-6C_SOH/γ-A1_2O_3を用いて、_<35>S-DBTの水素化脱硫反応における硫黄の挙動を解析した。反応後に放出される_<35>S-H_2Sの放射能量と放出速度より作動状態のルテニウム触媒上の移動可能な硫黄量及びその移動性を評価した。その結果、アルカリ金属の添加は触媒上の移動可能な硫黄量を増加させたが、触媒からの_<35>S-H_2の放出速度を低下させることがわかった。また、アルカリ金属の添加は水素高圧下でさえRuS_2の生成を安定化し、水素化脱硫速度を向上させることが示唆された。次にRh_6(CO)_<16>と水酸化セシウムとの反応によりアニオン性のロジウム錯体を合成し、これをアルミナに担持して担持量の異なるRh/A1_2O_3を調整した。Rh/A1_2O_3はいずれもDBTのHDSに活性を示した。Rh担持量0.25wt%のRh/A1_2O_3触媒と現在、工業的に用いられているCoMo/A1_2O_3触媒(CoO:5wt%,MoO_3:16wt%)の金属当たりの脱硫反応速度を比較した。Rh/A1_2O_3触媒の金属当たりの脱硫反応速度はCoMo/A1_2O_3触媒の約10倍であり、Rh原子を担体に高分散に担持させることができればより高活性な脱硫触媒に成り得る可能性が示唆された。そこでRh担持量の影響について検討した結果、反応温度300°CにおいてRhの担持量の増加に伴い、転化率はほぼ直線的に52%まで向上したが担持量1.0wt%以上において転化率の大幅な向上はみられなかった。このことにより、Rhは1.0wt%以上ではA1_2O_3に均一に分散しないことがわかった。