hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胆管構造を有する機能的肝組織再構築に関する研究

またADRCをCSFEで蛍光標識し、再度同部位にホモジネート肝組織+ADRCもしくはADRC単体を異所性移植したところ、術後14日でホモジネート肝組織+ADRC群の標識ADRCはアルブミン産生細胞に分化していたが、胆管細胞への分化を認めなかった。2)小腸粘膜からの幹細胞分離:胆管細胞と起源を同じくする小腸粘膜陰窩から幹細胞を分離し、胆管細胞への分化の可能性を検討するため、8週齢SDラットから5mm間隔で小腸を採取し、2ml EDTA+PBSで氷上30min個した後、Medium除去後、PBSで洗浄、遠心分離により上清を除去した後、PBSで再懸濁・遠心を数回施行し、Cell strainerde小腸幹細胞(Small intestinal crypt)を分離培養したところ(isolation method: Cold Spring Harb Protoc.2015)、分離後7日目にLgr5陽性細胞の確認に成功した。上記実験系において至適異所性移植部位を同定するとともに、ADRCの組織内分化を確認することができたが、胆管細胞への分化を確認することはできていない。さらに新たな分化誘導が期待されるcell sourse探索のため、消化管粘膜からの幹細胞分離に成功したが、次年度への課題として、胆管細胞への分化誘導プロトコールも検討し、移植前プレコンディションすることも検討している。本研究では、肝細胞を脂肪組織由来間葉系幹細胞(ADRC)とともに共培養移植し、肝細胞機能維持やADRCの肝構成細胞(特に胆管細胞)への分化を促し、小腸粘膜下異所性移植における胆管構築を伴った機能的異所性肝組織構築の可能性について検討する。1)肝組織+ADRC異所性移植:雄性8週齢SDラットに70%Hx+虚血再灌流20minを加え、再生肝組織(ホモジネート+ADRC)を計1ml(5well)27Gy針と1ml注入。異所性移植部位は小腸粘膜下、十二指腸粘膜下、胃粘膜下、腎被膜下、脾内とした。術後3,7日に擬死させたところ胃粘膜下、腎被膜下、十二指腸粘膜壁に生着肝組織を確認したが、術後14日では生着肝組織は胃壁と腎被膜下のみであった。2)小腸粘膜からの幹細胞分離:胆管細胞と起源を同じくする小腸粘膜陰窩から幹細胞を分離し、胆管細胞への分化の可能性を検討するため、8週齢SDラットから5mm間隔で小腸を採取し、2ml EDTA+PBSで氷上30min固定した後、Cell strainerde小腸幹細胞(Small intestinal crypt)を分離培養したところ、分離後7日目にLgr5陽性細胞の確認に成功した。3)3D培養による分離肝細胞保護、ADSCから肝細胞・胆管細胞分化:1)2)の検討で移植肝細胞壊死が問題であったため3D培養の可能性を検討した。これにより分離後14日目でもcell viabilityが80%に維持できることを確認した。またADSCから肝細胞・胆管細胞分化研究を継続中で、肝細胞に関しては分化プロトコール20日目にアルブミン産生細胞にまで分化させることができた。胆管細胞分化に関しては、研究継続中である。
窒素含有廃プラスチックの化学原燃料化および有害窒素化合物無害化プロセスの開発

平成27年度の研究計画は、窒素含有樹脂の水蒸気分解による原料回収試験および熱重量分析による反応速度解析であった。そこで、今年度は、窒素含有樹脂であるポリイミドとして代表的なカプトン(デュポン・東レ)を試料に用い、その水蒸気分解挙動を検討した。分解温度を500900 °Cとして水蒸気添加の効果を検討した結果、500 °Cにおいて、水蒸気を添加することで僅かであるが液体生成物が増加した。これは、水蒸気添加によってイミド環が開裂する加水分解反応が進行したためである。700 °Cでは、水蒸気雰囲気下においても熱分解反応の影響が相対的に強く、水蒸気の効果は確認されなかった。一方、900 °Cでは、炭化したポリイミドの水性ガス反応が進行し、合成ガス(H2+CO)を主成分とする気体生成物および1800 m2/gを越える高比表面積の活性炭を得られることが明らかとなった。気体生成物は約2000 mL/g-sampleであり、そのH2/CO比は1.3であった。熱重量分析装置を用いて、イミド環の開裂が主となる反応温度500 °C前後において、水蒸気分解の反応速度解析を実施した。その結果、熱分解条件における見かけの活性化エネルギーは276 kJ/molであり、水蒸気雰囲気下では187 kJ/molに低下することを確認した。合成ガスや高比表面積の活性炭を得られた一方で、ポリイミドの水蒸気分解においては、有毒なシアン化水素が生成することも確認された。27年度が最終年度であるため、記入しない。
Modified Wear Simulatorを用いた歯牙酸蝕症の研究

今回の一連の研究により、修復材料と対向したエナメル質の摩耗挙動の詳細が明らかとなり、Tooth Wear、特に歯牙酸蝕症に対する修復処置についての判断基準に対する新しい解決策となると期待される今回の一連の研究により、修復材料と対向したエナメル質の摩耗挙動の詳細が明らかとなり、Tooth Wear、特に歯牙酸蝕症に対する修復処置についての判断基準に対する新しい解決策となると期待されるTooth Wearを機械的な摩耗、科学的な摩耗(酸蝕)の両面からとらえるために、Modified Wear Simulatorを用いて口腔内に近似した動き(tapping,sliding)を再現し、様々なpH環境下で、試験材料(市販のコンポジットレジン、試作コンポジットレジン)と対合試料(エナメル質、象牙質)両方の摩耗量を評価することを目的として実験を進めている。本年度は、基礎的段階として異なるフィラー配合の傾向を持つ4種の市販コンポジットレジンで摩耗試験を行い、その差異を検討した。手技の確立のため、蒸留水中での衝突摩耗試験を実施した。得られた結果からコンポジットレジンの耐摩耗性ならびに対合エナメル質摩耗量には、フィラーのサイズだけでなく、硬さ、形状やマトリックスレジンとの結合性が影響を及ぼす可能性が示唆された。旧来小さなフィラー粒子は、喪失しても粒子の抜けた後の空隙が小さいので、コンポジソトレジンの耐摩耗性は向上し、また対合歯の摩耗量も減少するとされてきた。現代のハイブリッドレジンはそのフィラーの開発コンセプトや製造法も様々で分類の定義が不明瞭になりつつある。今回は市販品における検討ではあったが、ナノサイズのフィラーを配合しているコンポジットであっても、そのクラスターの表面処理が奏功しておらず、結果として荒れた摩耗表面を示した。逆にサブミクロンフィラー配合のコンポジットにおいても、フィラーの硬さをコントロールし、表面処理が機能してマトリックスレジンと結合しているものでは、フィラーの脱落は全く見られなかった。今回の結果から、今後のコンポジットレジンのデザインに新たな提言をしていくことが可能になると思われる。Modified Wear Simulatorはでは口腔内に近似した動き(tapping,sliding)を用いて、様々なpH環境下で、試験材科(コンポジットレジンなど)と対合試料(エナメル質、象牙質)両方の摩耗量を評価するこどが可能である。これを用い、エナメル質、象牙質、修復材料の摩耗に対するpHの影響、修復材料の選択による対合歯摩耗に対する影響を摩耗量の測定結果から明らかにすることが本研究の目的である。昨年度はフィラータイプの異なる市販コンポジットレジンの摩耗、並びにその違いによる歯牙の摩耗に対する影響、またそれぞれの材料でのpHによる摩耗量の違いを検討してきた。また走査電子顕微鏡観察により、摩耗後のフィラーの状態、歯牙表面の状態を検討し比較している。本年度は試作フィラー含有コンポジットレジンを作成し、その諸物性を試験し論文発表するに至った。コンポジットレジンは機械的特性の向上の為に、従来からガラスやシリカなどのフィラー粒子を高密度に充填する手法がとられてきた。また、そのフィラーをシラン処理することで、マトリックスレジンとの接着を獲得し、その物性はさらに向上した。しかしながら、PMMAレジンに2%の無機酸化物とガラス粒子の混合物を添加したところ、明らかにその機械的特性が上昇した報告もあり、少量のフィラーを添加によってもレジンの物性は飛躍的に向上する可能性が示唆されている。少量のPMMAフィラーを添加することにより、コンポジットレジンの圧縮強さは劇的に上昇することが示された。これらの材料は、今後の生体活性修復材料の発展に貢献することが期待される。これまで数多くの研究者によってなされてきたコンポジットレジンの物性向上に関する研究、特にin vitroの摩耗加速試験は、現在の保存修復学領域におけるコンポジットレジン修復の耐摩耗性において、確固たる基礎を築いてきた。しかしながら、その酸性環境下での評価、ならびに象牙質に対しての評価は未だに十分に検討されているとは言えない。本研究と類似の研究は未だ無く、Tooth Wear、特に歯牙酸蝕症に対する修復処置についての判断基準に対する新しい解決策となると期待される。また、口腔内に近い環境で、摩耗挙動が天然歯に近い材料を開発することで、今後のTooth Wearに対する修復処置をより確実なものにすることができる。現在歯科界で急務とされているTooth Wearに対する治療の方向性を示す上で、摩耗による物理的な浸食と、酸による科学的な浸食をin vitroで融合させた今回の取り組みは大いに意義のあるものと思われる。本年度は昨年度の研究に引き続き、機能性モノマーの象牙質並びにエナメル質に対する効果を中心に、硬組織の人工材料での処置後の界面の酸耐久性を詳細に評価することができた。
Ca^<2+>による酵母細胞複製

真核細胞内の主要なCa^2受容体として数々の役割を担っているカルモジュリンが,細胞増殖においてどのような働きをしているかを調べる目的で,酵母S..cerevisiaeを用い,カルモジュリンの条件致死変異株を作成してその表現型を観察した.まずガラクトース(Gal)により誘導のかかるGAL1プロモーターを酵母カルモジュリン遺伝子に結合し, Galの有無でカルモジュリンの発現を調節できる融合遺伝子を作製した.その後得られた融合遺伝子を形質転換法により酵母に戻し,さらに四分子分析により融合遺伝子のみを持つ株を得ることが出来た.カルモジュリンは酵母の増殖にとって必須であるため,この様な株はGal存在下でカルモジュリンを合成している時には増殖できるがGalの存在しないGlc培地だとカルモジュリンを合成できずに増殖できなくなることが,予想通り確認された.カルモジュリンを合成できずに増殖の止まった細胞の核を染色すると常に1つの核が存在しており,顕微分光法によるDNA定量の実験から,この細胞はDNA複製後の核,すなわちG2期かM期の核を持っていることが解った.さらに蛍光抗体法によりこの細胞の微小管を観察すると,まさに核分裂の中間の,伸長しようとしているスピンドルが観察された.つまりカルモジュリンを合成できなくなった細胞では,細胞周期の特に核分裂ができずに増殖を止めることが明らかとなった.さらに,スピンドルと核のDNAとの2重染色の結果から,核のDNAは少なくとも一方のspindle poleとは相互作用していないことが明らかになった.またカルモジュリンを合成しなくなった細胞では,染色体が非常に欠如しやすいことを示した.このことはカルモジュリンが欠損すると,染色体の分配という核分裂の主要な素過程が異常になることを意味している.そして以上の分子遺伝学的手法を用いた解析から,カルモジュリンが核分裂に決定的な役割を果たしていることを初めて示すことができた.真核細胞内の主要なCa^2受容体として数々の役割を担っているカルモジュリンが,細胞増殖においてどのような働きをしているかを調べる目的で,酵母S..cerevisiaeを用い,カルモジュリンの条件致死変異株を作成してその表現型を観察した.まずガラクトース(Gal)により誘導のかかるGAL1プロモーターを酵母カルモジュリン遺伝子に結合し, Galの有無でカルモジュリンの発現を調節できる融合遺伝子を作製した.その後得られた融合遺伝子を形質転換法により酵母に戻し,さらに四分子分析により融合遺伝子のみを持つ株を得ることが出来た.カルモジュリンは酵母の増殖にとって必須であるため,この様な株はGal存在下でカルモジュリンを合成している時には増殖できるがGalの存在しないGlc培地だとカルモジュリンを合成できずに増殖できなくなることが,予想通り確認された.カルモジュリンを合成できずに増殖の止まった細胞の核を染色すると常に1つの核が存在しており,顕微分光法によるDNA定量の実験から,この細胞はDNA複製後の核,すなわちG2期かM期の核を持っていることが解った.さらに蛍光抗体法によりこの細胞の微小管を観察すると,まさに核分裂の中間の,伸長しようとしているスピンドルが観察された.つまりカルモジュリンを合成できなくなった細胞では,細胞周期の特に核分裂ができずに増殖を止めることが明らかとなった.さらに,スピンドルと核のDNAとの2重染色の結果から,核のDNAは少なくとも一方のspindle poleとは相互作用していないことが明らかになった.またカルモジュリンを合成しなくなった細胞では,染色体が非常に欠如しやすいことを示した.このことはカルモジュリンが欠損すると,染色体の分配という核分裂の主要な素過程が異常になることを意味している.そして以上の分子遺伝学的手法を用いた解析から,カルモジュリンが核分裂に決定的な役割を果たしていることを初めて示すことができた.
投射神経可視化マウスを用いた周生期ビスフェノール曝露影響の解析

ビスフェノールなどのエストロゲン様化学物質を胎児期や新生児期に曝露した個体では成熟時に様々な影響が生じることが知られている。本研究では、新生児へのビスフェノール曝露が神経系に及ぼす影響について、投射神経可視化マウスを用いた解析とゲノムレベルからのエピジェネティックな解析を進めることにより、その分子機構を解明することとした。エストロゲン受容体が発現している神経線維においてマーカー遺伝子が発現するトランスジェニックマウスを作製し、現在複数の系統について解析を進めている。化学物質影響における重要な問題の1つに、胎児や新生児における曝露影響がある。胎児期や新生児期の化学物質曝露においては、かねてより脆弱性が指摘されていたが、これは単に胎児期や新生児期の一時的な曝露にとどまらず成熟後にまで影響を及ぼす問題が懸念されている。疫学的アプローチからも、成人に発症する様々な疾患について、その起源が胎児期や新生児期の環境に起因するという考えが提唱され、胎児起源による成人疾患の発症(Fetal origins of AdultDisease)と呼ばれ、関心が高まっている。数多くの報告がなされながらも明確な結論が出ず、その影響が懸念される問題の1つにビスフェノール曝露による性成熟や性周期への影響がある。本研究では、新生児へのビスフェノール曝露が神経系に及ぼす影響について、投射神経可視化マウスを用いた解析とゲノムレベルからのエピジェネティックな解析を進めることにより、その分子機構を解明する。このために、本年度はエストロゲン応答性の神経線維を標識するために、エストロゲン受容体が発現している神経線維において蛍光を発するマウスを作製するためのDNAコンストラクトを作製した。当初の予定では本年度中に実際に受精卵への注入を開始する予定であったが、年度途中に研究室の移動が生じたために遅れが生じているものの、来年度中には予定通りの段階まで進める予定である。疫学的アプローチからも、成人に発症する様々な疾患について、その起源が胎児期や新生児期の環境に起因するという考えが提唱され、胎児起源による成人疾患の発症(Fetal origins of Adult Disease)と呼ばれ、関心が高まっている。本研究では、新生児へのビスフェノール曝露が神経系に及ぼす影響について、投射神経可視化マウスを用いた解析とゲノムレベルからのエピジエネティックな解析を進めることにより、その分子機構を解明する。このために、エストロゲン応答性の神経線維を標識するために、エストロゲン受容体が発現している神経線維において蛍光を発するマウスを作製するためのDNAコンストラクトを作製したが、コンストラクトを詳細に解析した結果、目的のコンストラクトを構築できたものの、同時に予想外のゲノム領域が残っていることが明らかになり、現在完全なコンストラクトへの再構築を進めている。研究室の移動が生じたために遅れが生じているものの、来年度中には予定通りの段階まで進める予定である。ビスフェノールなどのエストロゲン様化学物質を胎児期や新生児期に曝露した個体では、成熟時に様々な影響が生じることが知られている。本研究の目的は、新生児へのビスフェノール曝露が神経系に及ぼす影響について、投射神経可視化マウスを用いた解析とゲノムレベルからのエピジェネティックな解析を進めることにより、その分子機構を解明することにある。これにより、エストロゲン応答性の神経線維の投射における、化学物質曝露による影響を明らかにする。今年度はエピジェネティックなプログラムの解析を中心に解析を進めた。前年度の結果をもとにリストアップしたゲノム領域をモデルとして、新生児期から成熟期に至るまで、ゲノムDNAのメチル化状態、およびピストンの修飾状態を経時的に解析した。これにより、新生児の暴露によってエピジェネテイクなプログラムに変化が生じた遺伝子の候補を明らかにした。メチル化DNAの検出には、バイサルファイト法を用い、ヒストン修飾の解析には通常のクロマチン免疫沈降法を用いた。ヒストン修飾解析として用いる抗体としては、H3K9Ac,H3L4Me、H3K9Me、H3K27Me,などを用いた。これにより、新生児曝露の影響が成熟期にまで及ぶメカニズムについて、エピジェネティックな観点から全体像を明らかにする基礎的知見を得た。
CEA遺伝子ファミリ-の機能ならびに発現調節機構の解析

CEAファミリ-の機能ならびに発現調節機構を解明することを目的に谷内班員は大腸および肝組織におけるCEA,NCA,BGPI mRNAの発現を検討した。その結果,CEAとNCAが互いに関連した発現を示すのに対し,BGPIは異なる発現態度を示し,とくに肝においてはBGPIのみが発現することを見い出した。またカナダのStanners博士との共同研究で,BGPIトランスフェクト-マを用いて,BGPIが細胞接着因子として機能する上で細胞質内ドメインの存在が必須であることを示した。松岡班員は,白血球の産生するNCA分子種について検討し,cDNAライブラリ-から,これまで知られていないNCAサブファミリ-とも言える4つのクロ-ンを単離した。クロ-ンW272はNCAと同様の構造であったが,他の3クロ-ンはいずれも免疫グロブリン様ドメインを欠いていた。トランスフェクト-マを作製して接着活性を調べたところ,W272はNCAとのみ強い接着活性を示しCEAやW272同志では活性を認めず複雑な分子間の関係が示唆された。中里班員はSV40初期プロモ-タ-制御下のヒトCEAトランスジェニックマウスを作製した。脳,胸腺,肺,脾,肝,腎,結腸において3.0KbのCEA mRNAが検出された。またウェスタンブロット法にて蛋白レベルでの発現も確認された。免疫染色では結腸上皮,気管支上皮の管腔側が染色され,ヒトにおけると同様,細胞極性と関係することが示唆された。日野田班員は,BGPIのC末端側のalternative splicingによって少くとも4つのisoformが存在しうることをRTーPCR法で示した。胆汁のウェスタンブロット法では85と110Kdの2つのBGPI分子種の存在が示唆された。これらの対応関係を明らかにする目的で,BGPIのC末端側を大腸菌ベクタ-に組み込み,組み換え蛋白を作製した。これに対するモノクロ-ナル抗体を作製中である。
遺伝性難聴の異常遺伝子の解析

1.平成9年度の本研究課題において,常染色体優性非症候群性感音難聴の1家系の原因遺伝子が,分子モーター蛋白の1つであるミオシンVIIAをコードする遺伝子であることを同定したことにより,他の常染色体優性非症候群性感音難聴家系や,原因不明の感音難聴症例のなかには,ミオシンVIIA遺伝子変異が難聴の原因となっている症例が存在する可能性が推定された。そこで常染色体優性非症候群性感音難聴家系8家系について,ミオシンVIIA遺伝子変異のスクリーニングを行ったが,今回の8家系には変異は見出されなかった。この8家系のなかで,大きな家系については連鎖解析を行っているが,遺伝子座はまだ決定されていない。2. X連鎖性混合難聴DFN3は,X連鎖性難聴のなかでもっとも頻度が高く,アブミ骨固着とアブミ骨手術時に外リンパ漏を伴う混合難聴を特徴とする。DFN3の原因遺伝子として,POU-domainに関する転写因子をコードするPOU3F4遺伝子が発見されているが,今回DFN3の1家系を対象に,POU3F4遺伝子変異を検索したところ,新しい原因遺伝子変異を同定した。X連鎖性混合難聴では,日本で初めての原因遺伝子変異同定となった。この変異部位は異種生物間で高度に保存されたアミノ酸をコードしており,転写調節に重要な働きをしている部位と考えられる。1.我々は常染色体優性非症候群性感音難聴の1家系において、日本人家系としては初めて原因遺伝子座をDFNA11に同定したが,今回その聴覚医学的特徴を明らかにした。本家系の難聴は,10歳代に発症する両側性進行性感音難聴で,オ-ジオグラムは対称性で高音漸傾型または水平型を示し,内耳障害が示唆された。この結果は,今後遺伝子診断によりDFNA11と同じ原因遺伝子であると判明した場合,その家系の遺伝相談の際の重要な参考情報となるものと予想される。2.この家系の原因遺伝子座は第11染色体長腕であるが,この領域はUsher症候群Ib型(USH1B)や常染色体劣性非症候群性感音難聴DFNNB2と同じ座位にある。最近それらの原因遺伝子がミオシンVIIA遺伝子であることが同定されたことから,DFNA11もミオシンVIIA遺伝子が原因遺伝子である可能性があった。そこでDFNA11家系においてミオシンVIIA遺伝子変異の検索を行ったところ,エクソン22にヘテロ接合の9塩基対欠失が同定され,3アミノ酸欠失を生じていることが判明した.これは常染色体優性遺伝の非症候群性感音難聴遺伝子変異同定としては2番目の発見となった。この変異はミオシンVIIAの二量体形成部位であるcoiled-coil領域に生じており,dominant negative効果により優性遺伝となった可能性が考えられた。ミトコンドリアDNA3243変異を伴う難聴9例について聴覚医学的特徴を明らかにした。またミトコンドリアDNA1555変異を伴うストマイ難聴の数家系を同定し,聴覚医学的特徴を明らかにするとともに,家系内にストマイ投与歴のない進行性感音難聴者が複数存在することを確認した。
トリチウム生産用高温ガス炉への最適リチウム装荷法の開発

トリチウム生産用高温ガス炉への最適なリチウム装荷法を検討した。リチウム装荷域からのトリチウム流出を低減し、トリチウムをできだけ多く生産する観点から、ロッド状のリチウム装荷法を提示した。アルミナ管を用いて水素透過実験を行い、アルミナのトリチウム透過係数を評価した。高温ガス炉ガスタービン発電システムGTHTR300を想定したモンテカルロ中性子輸送解析の結果、180日の運転で、最大500 g程度のトリチウムを生産し、冷却材領域への流出は4-5 gとなることが示された。過去のデータに基づく解析から、ジルコニウムを用いることで、流出量をさらに1/101/100に低下できる可能性があることが示された。核融合炉、原型炉用の初期装荷用トリチウムの調達法を明確にしておくことは重要である。申請者等は、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法を提示し、炉心物理の観点からその有効性を示してきた。これまでは、炉内の中性子バランスの観点からの性能評価であったが、今後は、炉内でのトリチウム挙動を十分に把握した上で、実現可能なリチウム装荷法に基づいて性能評価を進める必要がある。本研究では、中性子輸送計算及びトリチウム拡散実験に基づき、(a)トリチウム生産性、(b)中性子自己遮蔽効果の低減、(c)トリチウム封じ込め、(d)放出ガス圧耐性、(e)回収法との整合性、の観点からリチウム装荷方法を検討し、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法とその性能を明確にすることを目的として実施している。リチウム装荷法には、(1)被覆粒子を用いる方法、(2)被覆粒子を用いず円柱状ペレットとしてリチウム化合物を装荷する方法、(3)ヘリウムガスを用いたトリチウムの連続回収法、を想定することとした。(1)の被覆粒子は、(a)高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)概念炉標準のPyC(SiC)を母材とする粒子、(b)アルミナ及びZrC等の被覆材を用いる粒子の2種類を想定した。中性子輸送計算では、いずれの装荷法でも、熱出力600MWの小型ガス炉の180日間の運転で、トリチウム生産量として最大500g程度の値が得られた。トリチウム封じ込めデータとの整合性が次の検討点となる。炉心でのトリチウム挙動予測に必要な水素同位体溶解度定数及び拡散係数を定量するため、二重管型流通式水素透過実験システムを整備し、黒鉛管、アルミナ管及びPyC被覆黒鉛管での軽水素透過実験を実施した。本実験によりアルミナ及びPyCは優れたトリチウム透過抑制性能を有することが確認され、黒鉛管及びアルミナ管については、溶解度定数及び拡散係数が定量された。本研究では、中性子輸送計算及びトリチウム拡散実験に基づき最適なリチウム装荷方法を検討し、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法とその性能を明確にすることを目的として実施している。本年度は、(a)アルミナ管を用いて水素透過実験を行い、アルミナのトリチウム透過係数を評価した。(b)円柱状ペレットとしてリチウム化合物を装荷する方法を中心に、特に、トリチウム生産性能、封じ込め性能の観点から、その性能評価を行った。熱出力600 MWの高温ガス炉ガス炉(GTHTR300)を想定した場合、180日の運転で、最大500 g程度のトリチウム生産が可能であることが示された。リチウム化合物としてLiAlO2を想定し、ロッド中心部にトリチウム分圧を低下させるための中空部、また、ロッド表面にアルミナ層を設けることで、リチウムロッドからのトリチウム流出量は45 g程度(500 gのトリチウム生産量を想定した場合)となることが示された。過去のデータに基づく解析から、優れた水素吸蔵能を有するジルコニウムを効果的に利用することにより、流出量をさらに1/101/100に低下できる可能性があることが示された。原子炉核融合理工学、中性子工学高温ガス炉で実績のある黒鉛管、及び高いトリチウム閉じ込め性能が期待されるPyC被覆等が施された黒鉛管或いはアルミナ管を用いた流通式水素透過実験を実施した。

価格抑制のため、メーカーの製造スケジュールに合わせた試料(黒鉛管及びPyC被覆黒鉛管)の作成となったため、実験で用いた試料の入手が遅れた。PyC被覆管については、実験開始が年度末近くとなり、溶解度定数及び拡散係数の定量には至っていない。しかし実験データは取得されており、解析を進めることで速やかに当初目標を達成できる見通しである。今後、取得したデータに基づいて、トリチウム挙動予測を行う予定である。当初の予定に従い、得られた実験データ(トリチウム透過係数)に基づいて、中性子輸送計算を行い、実現可能なリチウム装荷方法とその生産性能を明らかにする。PyC被覆で十分なトリチウム透過防止ができない場合に備えて、Zrを用いたトリチウム透過実験を追加する予定である。なお、アルミナ管、黒鉛管、PyC被覆黒鉛管については重水素透過実験を行い、溶解度定数及び拡散係数の同位体効果を定量することで、トリチウム透過予測精度の向上を図る。実験試料の納品の遅れによりデータの確定に時間を要し、成果発表旅費(参加登録費)が十分に使用できなかったため。データを早急にまとめ、内外の関連研究者との議論、成果発表に使用する予定である。
電磁波加熱と加水によるベントナイト材料の接合可能性

高レベル放射性廃棄物の地層処分施設で用いられるブロック型ベントナイト緩衝材は,単体では非常に低い透水性を有しているが,処分孔を充填するには,多数のベントナイトブロックを積み上げて施工しなければならない.この場合,単体としての遮水性は十分であるものの,ブロック間の隙間部分における遮水性能が懸念事項として挙げられている.本研究では,この懸念事項の解決を目指して,若干の水分添加と電磁波照射により生じる「電磁波加熱」を活用したベントナイトブロック間の接合技術の可能性を実験的に追求した.その結果,一定の条件において,ベントナイトブロックの接合できることを確認することができた.平成26年度は,次のような条件で,電子レンジを活用して「加水」と「電磁波加熱」による接合の可能性を実験的に調査した.使用したベントナイトは,山形県月布産のベントナイトA(クニゲルV1・クニミネ工業製,自然含水比7.78.0%)を用いた.供試体は,初期乾燥密度は1.61.8Mg/m3を目標として,静的締固めにより作製した.その後,電磁波照射時の固定方法,照射時間,供試体の接合面の水分塗布状況を変化させて,接合可能性を3段階で評価した.ベントナイトAでは,供試体直径28mm,高さ5mmの場合,マイクロ波が供試体の加水した部分に十分に照射されたと推察され,接合状態が良好と判断された.複数のダブルクリップや輪ゴムを使用し供試体を固定した場合に,良好な接合が確認され,供試体の固定が不十分な場合には,部分的な膨潤により接合面に発生した隙間からの蒸発量が多く,良好な接合ができなかった.今回得られた実験結果に対して,参考文献(松村竹子:マイクロ波化学への招待1マイクロ波化学の原理-,日本化学会,化学と教育54巻7号, 2006.,松村竹子:マイクロ波化学入門(その2),日本化学会,化学と教育52巻6号, 2004.)の観点から考察し,接合面の含水状態が接合に大きく影響するものと推察された.このことから,次年度以降において,ベントナイトの含水比を均質かつ種々の状態に変化させて,電磁波照射することにより,その接合状況の評価を行うことの必要性を明らかにした.ベントナイトブロックの電磁波接合の可能性は,ベントナイト中のモンモリロナイトの含有率に依存する可能性のあることが,前年度の研究により明らかになった.これを受けて,今年度はまず,ベントナイトのモンモリロナイト含有率の測定・評価の方法の精度向上を目指して,メチレンブルー吸着量試験の手法改善に取り組んだ.具体的には,メチレンブルー吸着量試験で取得した実験データの濾紙を画像化し,適正ハローの色をL*a*b*表色系で表示し,定量化するという方法である.今年度の結果では,(1)画像化する際の光源の影響,(2)ベントナイトのモンモリロナイト含有率に応じた適正ハローの規程に着目して研究を進めた.その結果,(1)については,暗所に保管して,スキャナーで画像化する方法が適切であること,(2)については,モンモリロナイト含有率が20%以下の場合には,試験に供する試料量を1.000gとすることなどを提案し,メチレンブルー吸着量の測定の変動幅の観点から精度向上の議論を進めた.次に,昨年度のベントナイトブロックの接合実験の結果を整理して,電磁波加熱温度,時間,試料の含水比および接合固定条件の観点から再度整理して,接合可能な条件をより明確にした.この研究成果については,今年度開催の第50地盤工学研究発表会で発表を行い,発表者に対して優秀発表賞が授与された.さらに,誘電損率の観点から,接合のメカニズムを考察し,接合に最適な含水比の値について,推察を行った.ほぼ計画通りの研究進捗であるとともに,最終年度に向けて,取りまとめられる次年度の実験計画が構築できているため.種々の含水比状態に調整したベントナイトA(クニゲルV1・クニミネ工業製)に対して電磁波加熱(700W・2.45GHz)による接合実験を行い最適な接合条件を模索し整理した.ベントナイトAの含水比調整には,塩飽和水溶液を用いた「蒸気圧法によるベントナイトの含水比調整」を援用し,NaCL,K2SO4,蒸留水を用いた蒸気圧法による含水比調整を行った.密閉空間としてバックル式ボックス(435mm×440mm×635mm)およびレタートレイを用いた.接合実験では,ベントナイトAを供試体直径28mm,高さ5mm)に成型したものを使用した.その接合状況から,接合できない条件と比較的良好な接合ができた条件を,含水比,乾燥密度,電磁波照射時間および接合時の固定方法ごとに整理した.この整理を通じて,ベントナイト中の水分に選択的に電磁波照射されることが推察され,蒸気圧法による含水比調整よりも,直接ベントナイトの接合部に加水する方法の有効性が明らかとなった.また,固定方法や電磁波の照射時間の影響も考えられ,多量の水分と堅固な固定により,比較的良好な接合が可能になることが推察された.一方,長時間の電磁波照射は水分の過剰蒸発やブロックの破壊を招いた.特に乾燥密度が1.6(Mg/m3)の供試体の実験ケースでは,ダブルクリップ固定の力に耐えられなく破壊が生じた.これらのことから固定の力に耐える強度を持ちながら,一定の水分を保持できる状態にあるブロックが電磁波照射接合に適していることを明らかにした.また,電磁波加熱によりベントナイトブロックが接合する現象について,土中の水分ポテンシャルエネルギーを用いた考察を行った.

電磁波加熱により温度を,強固な固定の力により供試体中の相対湿度を上昇させることができ,これらにより土粒子の結びつきを示す土中の水分ポテンシャルエネルギーが増加し,接合につながったと推察した.高レベル放射性廃棄物の地層処分施設で用いられるブロック型ベントナイト緩衝材は,単体では非常に低い透水性を有しているが,処分孔を充填するには,多数のベントナイトブロックを積み上げて施工しなければならない.この場合,単体としての遮水性は十分であるものの,ブロック間の隙間部分における遮水性能が懸念事項として挙げられている.本研究では,この懸念事項の解決を目指して,若干の水分添加と電磁波照射により生じる「電磁波加熱」を活用したベントナイトブロック間の接合技術の可能性を実験的に追求した.その結果,一定の条件において,ベントナイトブロックの接合できることを確認することができた.研究申請時の計画の通りに設定した実験条件で実験を進めた.以上からおおむね順調に進展していると自己評価した.ベントナイトブロックの接合可能な条件を含水比や電磁波加熱時間などの観点から整理するとともに,接合したベントナイトブロックの透水係数の測定を行い,接合部のないベントナイトブロックの透水係数と比較し,その遮水性能を定量的に評価する.地盤工学申請時の研究計画に準拠して進める.水分拡散係数データの信頼性をさらに向上させるため,同条件での実験も行い,データの再現性を確認する.比較的長期にわたる継続的な実験が進められているので,次年度にも研究費を活用する必要が生じたため.早稲田大学への異動に伴い,種々の実験環境整備に予算を支出する必要が生じた.これに伴い,次年度使用額(繰り越し分)として59,544円が発生した.接合実験や透水実験の実施に伴い,実験に必要なデータロガーや透水試験各種用具,接合実験用具などの購入を予定している.次年度使用額(繰り越し分)59,544円を使用して,茨城大学から移設した実験用具の調整・整備を行う.
木材-合成高分子複合材料のトポケミストゥリ-に関する研究

最近、木材の有効利用に関する研究の一環として、木材と合成高分子との複合材料に関する研究が進んでいる中、第3成分が少量添加されることで、物性の優れた複合材料が得られることが明らかになってきている。そこで、本研究では、木材-ポリプロピレン(PP)、木材-ポリフェニレンオキシド(PPO)、木材-ジアリルフタレ-ト樹脂などの複合材料を用いて、強度的性質を中心にその物性向上効果を検討をした。その結果、前2者の複合材料では、無水マレイン酸変性PP、無水マレイン酸変性OPPを少量添加することで、強度特性が向上することが判明した。一方、木材-ジアリルフタレ-ト樹脂複合材料では、予め無水マレイン酸を木材繊維に結合させた後、複合化すること及び混練時に無水マレイン酸を加えることにより、強度的性質を向上させることができた。そこで、次に無水マレイン酸変性PP添加の系を中心に、形態及びトポケミストゥリ-的観点から第3成分の果たす役割をより詳しく検討した。すなわち、複合材料中の無水マレイン酸変性PPの分布状態を、ハイドラジン-O_sO_5染色法を用いて調べた結果、木材とPPとの界面が選択的に染色されていることが、電子顕微鏡観察及びエネルギ-分散型X線分析によるOsの分布観察により明らかになった。このことは、同染色法がエステル結合部を染色するものであることより、木材表面の水酸基に無水マレイン酸変性PPの側鎖の酸無水物がエステル結合をしていることを意味している。更に、このことは、木材区分とPP区分の界面に無水マレイン酸変性PPが相容化剤として介在し、両者の接着性を向上せしめているものと考えられる。このような形態的・トポケミストゥリ-的結果は、前述の強度的性質の向上をもうまく説明でき、複合材料での第3成分の相容化剤としての役割を明らかにすることができたと結論づけられる。
ヘム代謝調節による分子レベルでの疲労制御法の開発と疲労抑制メカニズムの解明

研究代表者・小川は、化学物質による、個体レベルでの疲労軽減や酸化的ストレスに対する防御を検討した結果、ポリアミンの経口投与によって簡便に、トレッドミルでの運動による疲労を軽減したり、抗がん剤による細胞障害を抑制する条件を見い出し、「抗疲労薬および抗疲労食品」および「心臓保護薬」の特許2件を出願した。また、ヘム代謝を調節する物質による新たな作用メカニズムの、「原虫感染症治療又は予防薬」の特許権を、研究代表者・小川が単独の特許権者として取得した。これらは、抗疲労作用や感染症予防を含む生体防御の新たな研究基盤となる成果である。金沢大学附属病院での高度先進医療「カフェイン併用化学療法」の臨床試験で、若年女性の悪性腫瘍除去手術が成功し、画像診断で遠隔転移を認めなかったが、手術前の抗癌剤アドリアマイシン(別名ドキソルビシン)投与で心臓機能が大幅に低下していたところへ、手術後に更にアドリアマイシンとカフェインの併用投与を行い、その投与中に容態が急変して、11日後に心不全で死亡した(2010年3月2日死亡、16歳)。アドリアマイシンは致死性の心臓毒性を持つため使用には細心の注意が必要であることは、この死亡前より、研究代表者が金沢大学の医学部1年生や3年生などに講義してきたが、酸化的ストレスがその毒性発現メカニズムの1つと報告されている。そのため、この毒性発現とその前段階(心臓に潜在的な負荷)の状態は、酸化的ストレスによる一種の疲労モデルにもなるため、アドリアマイシン心臓負荷動物を用いて、ヘム代謝を制御する物質が心臓毒性を抑制できるかを調べた。その結果、ポリアミンが経口投与でもアドリアマイシンによる心臓毒性を軽減したので、2014年2月3日に「心臓保護薬」として特許出願した(特願2014ー31097、発明者および出願人:小川和宏)。これは、この簡便な方法が、臨床上大きな問題であるアドリアマイシンの心臓毒性を軽減することに加えて、スポーツや日常生活での酸化的ストレスによる心臓の疲労・消耗を抑制できる可能性を示唆している。今回見出したこの毒性抑制法について、応用へ向けた更なる検討と、他の疲労モデルでも疲労・ストレスを抑制するかや、毒性軽減メカニズムの解明などへも発展させたい。この他、関連研究で2008年に特許出願した「原虫感染症治療又は予防薬」について追加調査を行って特許庁での審査や審判を進め、2014年3月28日、特許権を取得した(特許第5505679号、特許権者:小川和宏、発明者:小川和宏ら3名)。昨年度は、金沢大学(所属機関)附属病院でのカフェイン併用化学療法における、アドリアマイシン心筋症による患者急死の事例を知ったため(2010年3月2日に、原発巣が手術で除去でき遠隔転移が認められなかった悪性腫瘍患者(16歳)がアドリアマイシン投与11日後に死亡、2014年5月23日に、主治医の教授らが遺族から刑事告訴され業務上過失致死疑いで書類送検されたことが北陸中日新聞トップ記事で報道、同年9月に、厚生労働省がカフェイン併用化学療法の高度先進医療取り消し)、アドリアマイシン心毒性モデル動物を用いた毒性軽減法の検討を先行させた。その結果、ポリアミンの経口投与がアドリアマイシンの心毒性を軽減することを見出した。アドリアマイシンの心毒性には、酸化的ストレス、DNA切断作用やDNA修復阻害作用などが関与していると考えられているため、今年度は、疲労モデル動物を用いて、ポリアミンの疲労抑制効果を検討した。その結果、経口でのポリアミン投与が、運動持続時間を延長して抗疲労効果を発揮することを見出したので、「抗疲労薬および抗疲労食品」として特許出願した(特願2015ー26922号、発明者:小川和宏)。このように、本研究においてはこれまで、心毒性軽減作用や抗疲労作用といった効果の発見が先行しており、その効果の発現メカニズムの詳細は現時点では明確になっていない。そのため、こうした具体的なメカニズムの解明とともに、更に効率的に抗疲労効果などを発揮する条件を見出すことで、食品成分や医薬品成分としての実用化により近づけていくことが、今後の課題と考えられる。前年度までは、動物実験を先行させて、ヘム代謝を調節する物質を中心に、臓器・細胞の保護効果や抗疲労効果の検討を行ってきた。本年度は、培養細胞レベルの実験を主に用いる、細胞保護作用や抗疲労作用が発現するメカニズムの解明などに着手した。具体的には、ヒト由来の筋肉系細胞を用い、まず細胞の特性およびヘム代謝の基本状態を把握する目的で、ヘム代謝を調節する物質などで処理して、無処理の細胞と比べて基本的な変化などを観察した。次いで、同じ細胞に、疲労に相当する負荷をかけた状態で、それらの物質の細胞保護効果や抗疲労効果などを検証する予定であったが、年度途中の一時期に、本研究課題以外の研究関連業務や管理運営業務が突然急増したため、年度内にはそこまで進むことが出来なかった。そのため、本研究課題の研究期間延長を申請し、平成28年3月22日に延長が認められたので、次年度に継続して、培養細胞を用いたこれらの方法を中心に、検討を続ける予定である。上記の「研究実績の概要」でも述べた通り、年度途中の一時期に、本研究課題以外の研究関連業務や管理運営業務が突然急増したため、遅延が生じた。本研究は、国内外の研究動向や研究代表者の研究環境の状況などから、動物実験を先行させ、第3年度(前年度)の後半(2015年終わり頃)より細胞実験を主に行っている。

なお、本年度末の2017年3月30日、金沢地方裁判所は、研究代表者・小川に対する研究妨害などを認定して、それらを理由として、研究代表者・小川(訴訟の原告)へ賠償金を支払うよう金沢大学(代表者の所属機関で訴訟の被告)に命じ(新聞等で報道)、2週間後にその一審判決が確定した。本年度は、前年度末の培養細胞を用いた予備実験の続きを経て、ヒト由来細胞の寿命などを左右する条件を中心に検討した。具体的には、ヒト平滑筋細胞(正常細胞)を、その細胞の販売元が指定・販売する増殖用培地や、数種類の汎用培地で培養して、増殖能力や寿命の違いなどを調べた。その結果、販売元が指定・販売する増殖用培地では、目的の通り増殖は早いものの、1ヶ月に満たない期間でほぼ死滅した。これに対して、汎用培地の1種類にウシ血清5%を添加した条件では、増殖が極めて緩やかである一方、約3ヶ月にわたり安定して生存した。前者は予想通り増殖に与える影響の評価系として有用であるが、後者は長期の生存・寿命・疲労・ストレス防御などの評価系として有用であることが示唆された。次いで、後者を用いて、生体防御タンパク質であるヘムオキシゲナーゼ-1の発現を誘導するポリアミン類などを添加して、寿命や形態、ストレス応答、遺伝子発現に与える影響の解析などを始めた。ただ、寿命を評価するには数ヶ月の期間を要し、今年度内で対照群との有意差が出る条件を見い出すまでには至らなかった。新年度に入った現在もこれらの実験を続行するとともに、発現解析用のサンプルを凍結保存しており、これらを用いて今後も寿命延長やストレスに対する生体防御機能などが発揮される条件などを見いだす研究を続ける予定である。研究代表者・小川は、化学物質による、個体レベルでの疲労軽減や酸化的ストレスに対する防御を検討した結果、ポリアミンの経口投与によって簡便に、トレッドミルでの運動による疲労を軽減したり、抗がん剤による細胞障害を抑制する条件を見い出し、「抗疲労薬および抗疲労食品」および「心臓保護薬」の特許2件を出願した。また、ヘム代謝を調節する物質による新たな作用メカニズムの、「原虫感染症治療又は予防薬」の特許権を、研究代表者・小川が単独の特許権者として取得した。これらは、抗疲労作用や感染症予防を含む生体防御の新たな研究基盤となる成果である。心毒性軽減作用や抗疲労作用といった効果を発見しているため。上記の「研究実績の概要」でも述べた通り、細胞レベルでの実験で、疲労に相当する負荷をかけた状態で、物質による細胞保護効果や抗疲労効果などの検証へと進める予定である。薬理学、創薬科学、食品科学、医療安全学本研究では、心毒性軽減作用や抗疲労作用といった効果の発見が先行しているものの、その効果の発現メカニズムの詳細は未だ明確になっていないため、こうした具体的なメカニズムの解明とともに、更に効率的に効果を発揮する条件を見出して、食品成分や医薬品成分としての実用化により近づけていく方針である。酸化的ストレスなどで心臓にダメージを与える抗癌剤アドリアマイシンによる金沢大学附属病院での若年患者急死の情報を得て、文献調査を行った結果、アドリアマイシン心毒性モデル動物が疲労と共通する部分があることが分かった。そのため、当初は細胞実験から動物実験に移行する順番を予定していたところ、アドリアマイシン心臓負荷動物を、酸化的ストレスによる疲労モデルの1つとして用いて、動物実験を先行させた。その結果、ヘム代謝を制御する物質によって、アドリアマイシンによる心毒性が軽減できることを見出すなどの成果を得た。
生殖細胞様細胞株を用いたｐｉＲＮＡ生合成機構の解明

piRNAは生殖組織特異的な小分子RNAであり、トランスポゾンの抑制に寄与することで、生殖組織の健全な発生に貢献している。体内で生合成されるpiRNAの生成機構は複数種類報告があるが、なかでもping-pong機構は生殖組織のうち生殖細胞のみで生じているため、解析に十分量の細胞を集めることが技術的に難しく、解析が困難であった。そこで、本研究ではゲノムや遺伝子情報の蓄積があり、かつこれまでpiRNA生合成機構の解析に頻繁に使用されてきたショウジョウバエ由来である細胞株delta-mbt-OSC株の樹立を行い、成功した。また、ping-pong機構に必須であるヘリカーゼタンパク質、Vasaはping-pong機構が生じているnuageの足場の形成に関わっているが、どのようなメカニズムでVasaがnuageを形成しているかは不明であった。そこで、本研究では、delta-mbt-OSCを用いて、Vasaがnuage様の顆粒を形成する過程の解析を行った。Vasaの欠損変異体や点変異体を作製して発現させたところ、RNA結合部位に欠損や変異が入り、RNAと結合することができない変異体では、nuage様の顆粒の形成ができなかった。この結果から、Vasaのnuage様顆粒の形成には、RNAに結合できることが必要であると考えられる。しかし、RNAに結合できるVasaをS2細胞株に発現させてもnuage形成が起きないことから、Vasaがnuageを形成するにはRNAに結合する以外の他の要素も必要であることが考えられる。現在はその要素の解析を続けている。また、Vasaに結合するRNAをiCLIP法によりRNAを回収し、次世代シーケンサーを用いて解析したところ、ping-pong機構においてAubが切断したRNAをはがすVasaが、決まった位置に結合することがわかった。本研究は、生殖細胞様細胞株であるdelta-mbt-OSCを用いて、生殖細胞にて生じるpiRNA生合成機構の解明を目指している。生殖細胞では、核膜近傍に存在する顆粒であるnuageでpiRNA生合成が生じると考えられており、そのコアとなるタンパク質はVasaであると考えられているが、Vasaが核膜近傍に局在して顆粒を形成し、相互作用因子と共にnugaeを作る一連の機構の詳細は未解明である。本研究では、Vasaの欠損変異体や、点変異体を用いた局在解析により、Vasaの核膜近傍への局在や、顆粒形成にはRNA結合能が必要であることを順当に示すことができた。しかし、生殖系列ではない細胞株であるS2でVasaを発現させた場合、VasaはRNAに結合するにも関わらず、核膜近傍への局在や、顆粒形成を形成示さなかった。この結果より、RNA結合能がVasa局在の必要十分条件ではないと考えられた。そこで現在、Vasaを局在すさせる要因を調べるために、共免疫沈降法を用いて、Vasaに結合する相互作用因子の解析を順調に進めている。尚、結合するRNAについては、当初の予定にはなかったが、VasaのRNA結合位置について、ping-pong機構に関与するPIWIタンパク質であるAubとAGO3によって制御されていることを新たに見るけることができた。よって、総合して当研究は順調に進んでいると言える。これまでの実験により、Vasaに結合するタンパク質やRNAの回収に成功している。まず、これら回収された因子が、どのような因子であるか、詳細な解析を進める。そして、特定された因子について、Vasaの局在に実際に必要であるかを、発現抑制等を行って調べる。これらの実験により、Vasaが核膜近傍に局在する要因について調べてまとめる。その解析結果が、まとまった後には、Vasaよりもnuage局在ヒエラルキーの低いAubなどの因子が、局在するのに必要な要素を調べたいと考えている。nuageは、Phase separationを起こしているとも考えられる。Phase separationや、nuageを構成する因子の先行研究を参考にしつつ、nuageの解析をdelta-mbt-OSCを用いて進めていきたい。また、本研究のこれまでの解析により、思わず、VasaのRNA結合位置は、ping-pong機構に関与するPIWIタンパク質であるAubとAGO3によって制御されている可能性を新たに見るけることができた。これについても、当初の予定にはなかったが、解析を進めていきたいと考えている。そして、これらの解析により、生殖細胞におけるpiRNA生合成機構の理解を進めたい。

この結果から、Vasaのnuage様顆粒の形成には、RNAに結合できることが必要であると考えられる。しかし、RNAに結合できるVasaをS2細胞株に発現させてもnuage形成が起きないことから、Vasaがnuageを形成するにはRNAに結合する以外の他の要素も必要であることが考えられる。現在はその要素の解析を続けている。また、Vasaに結合するRNAをiCLIP法によりRNAを回収し、次世代シーケンサーを用いて解析したところ、ping-pong機構においてAubが切断したRNAをはがすVasaが、決まった位置に結合することがわかった。本研究は、生殖細胞様細胞株であるdelta-mbt-OSCを用いて、生殖細胞にて生じるpiRNA生合成機構の解明を目指している。生殖細胞では、核膜近傍に存在する顆粒であるnuageでpiRNA生合成が生じると考えられており、そのコアとなるタンパク質はVasaであると考えられているが、Vasaが核膜近傍に局在して顆粒を形成し、相互作用因子と共にnugaeを作る一連の機構の詳細は未解明である。本研究では、Vasaの欠損変異体や、点変異体を用いた局在解析により、Vasaの核膜近傍への局在や、顆粒形成にはRNA結合能が必要であることを順当に示すことができた。しかし、生殖系列ではない細胞株であるS2でVasaを発現させた場合、VasaはRNAに結合するにも関わらず、核膜近傍への局在や、顆粒形成を形成示さなかった。この結果より、RNA結合能がVasa局在の必要十分条件ではないと考えられた。そこで現在、Vasaを局在すさせる要因を調べるために、共免疫沈降法を用いて、Vasaに結合する相互作用因子の解析を順調に進めている。尚、結合するRNAについては、当初の予定にはなかったが、VasaのRNA結合位置について、ping-pong機構に関与するPIWIタンパク質であるAubとAGO3によって制御されていることを新たに見るけることができた。よって、総合して当研究は順調に進んでいると言える。これまでの実験により、Vasaに結合するタンパク質やRNAの回収に成功している。まず、これら回収された因子が、どのような因子であるか、詳細な解析を進める。そして、特定された因子について、Vasaの局在に実際に必要であるかを、発現抑制等を行って調べる。これらの実験により、Vasaが核膜近傍に局在する要因について調べてまとめる。その解析結果が、まとまった後には、Vasaよりもnuage局在ヒエラルキーの低いAubなどの因子が、局在するのに必要な要素を調べたいと考えている。nuageは、Phase separationを起こしているとも考えられる。Phase separationや、nuageを構成する因子の先行研究を参考にしつつ、nuageの解析をdelta-mbt-OSCを用いて進めていきたい。
炭酸ガスレ-ザによるシリコン同位体分離の実用化

天然のシリコンの同位体組成比は^<28>Si:^<29>Si:^<30>Si=92.2%:4.7%:3.1%である。ヘキサフルオロジシランSi_2F_6に炭酸ガスレ-ザ-の高いフルエンスのパルス光を照射すると、赤外多光子分解を起こし、気体のSiF_4と白色の粉末を生成するが、適切な実験条件では、この赤外多光子分解は極めて同位体選択的で、未反応のSi_2F_6中には^<28>Siが、一方、生成物SiF_4中には^<29>Siあるいは^<30>Siが濃縮される。本研究の主目的は高出力の炭酸ガスレ-ザ-(最大パルスエネルギ-8J、最大繰り返し数10Hz)を用い、実用的な規模でのシリコン同位体の分離を試みることであった。最初に分離に適切な実験条件を追求した。次に流通法を採用し、長さ4m、内容積13.7litersの照射容器を設計し、レ-ザ-光を焦点距離3mのレンズで絞ってSi_2F_6に照射した。この際容器の窓には常にアルゴンを吹き付け、白色粉末が付着することを防いだ。未反応のSi_2F_6および生成物SiF_4は反応容器から流出後、液体窒素で冷却したトラップに集め、続いて低温蒸留で分離した。以上の実験装置と実験操作により、954.55cm^<ー1>の波数のレ-ザ-光を用い、純度99.7%の^<28>Siを1時間当り3g、同じく954.55cm^<ー1>の波数のレ-ザ-光を用い、純度12%の^<29>Siを1時間当り1g、さらに951.19cm^<ー1>の波数のレ-ザ-光を用い、純度33%の^<30>Siを1時間当り1gの割合で分離することに成功した。この結果は十分に実用化可能といえる段階に到達している。Si_2F_6にHIを添加すると、白色の粉末の生成が抑制されることも見いだした。したがってこの場合は窓にアルゴンを吹き付ける必要がなくなる。この外、Si_2F_6の赤外多光子分解に関する理論的な考察を試み、単分子分解速度の理論計算、レ-ザ-光の吸収過程およびレ-ザ-光による誘導放出過程に対するモンテカルロ計算に基づき、赤外多光子分解を計算器によってシミュレ-ションできることを示した。本研究の目的は、炭酸ガスレ-ザ-を使用したSi_2F_6の赤外多光子分解を利用して、シリコン同位体分離の実用化を計ることである。本年は計画の初年度であるため、実験装置の製作と整備が第一の課題となった。実験装置は、1.試料ハンドリング・システム、2.レ-ザ-を含めた光学系、3.分析システムより構成されている。