hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
畿内大型古墳群出土埴輪の悉皆的分析にもとづく古墳時代中期政権構造の解明

古市古墳群の分析にかんしては、埴輪をいくつかの系統に細分した上でそれぞれの変遷を確認し、さらにはそれらを総合した編年案を構築した。また、古墳時代中期前葉から後葉にかけて200mを越える大型前方後円墳と、30m前後の小型古墳の間で同一の工人集団が融通されることを根拠として、階層を隔てた両者の直接的な結びつきの実態を明らかにし、掌握が比較的容易な低階層の勢力から大型前方後円墳造営主体を中心とした取り込みが行われていた可能性を指摘した。なお、この成果は『考古学研究』第65号第1巻(査読あり)にて公表した。百舌鳥古墳群についても、昨年度に引き続き悉皆的な資料調査を実施し、大型前方後円墳を中心とした埴輪生産が行われるようになる過程を究明した。この一連の調査・研究により、古墳時代中期において最も有力な古墳が築かれた地域の埴輪生産体制の状況が明らかになったといえる。これにかんしては『古代学研究』220号(査読あり)で成果公表を行った。さらに、今年度は古墳時代中期においてはこれまで十分に着目されてこなかった朝顔形埴輪の分析を実施し、系統の違いが顕在化する時期と、複数の系統が混在する時期がある点に言及した。こうしたあり方は埴輪工人集団や生産体制が、中期を通じて一様であったというよりもむしろ、変化に富んでいた可能性を示唆するものといえ、それを支える古墳造営主体や埴輪を必要とした社会の「うねり」を解明する上で重要な成果となった。これについても、『埴輪論叢』第8号に投稿した。また、今年度は畿内大型古墳群の分析として、馬見古墳群出土埴輪の悉皆調査に基づく生産体制復元を行った。その結果、古墳群の時期や立地の違いに応じて生産体制が異なっていた可能性が推測できるようになり、王権中枢の構成勢力としての馬見古墳群の性格や、古墳時代中期の埴輪生産の特質を復元する上での重要な知見を得ることができた。本年度は、当初予定であった百舌鳥、古市古墳群の埴輪生産に加えて馬見古墳群の出土埴輪の悉皆的な調査を実施し、その状況を明らかにすることができた。そして、朝顔形埴輪や形象埴輪など複数の器種からも検討を行って古墳時代社会の特質の大枠をつかむことができた。また、兵庫県域や淀川流域など王権周辺地域の埴輪生産の動向も視野に入れて各地への資料調査を実施し、王権中枢部の埴輪生産の特質を比較検討により究明できたことも、当初の計画より研究が進展したことを物語る。さらに当初の研究計画にはなかったものの、中国への踏査を行い、古墳の外表施設が持つ特殊性を東アジアというマクロな視点から明らかにすることができたことも重要である。さらに、査読論文2本を含む計6本の雑誌論文投稿、および4件の学会発表を経て研究のアウトプットを積極的に実施することができた。研究最終年度にあたる次年度は、これまでの研究を総括するとともに、埴輪を越えた古墳時代研究の中で自らの研究成果を意義づける予定である。そのためには、畿内大型古墳群における埴輪生産・供給体制と首長権力とのかかわり、そして周辺地域の埴輪生産・供給体制と首長権力のかかわり方を時期ごとに整理した上で、当該期の埴輪のあり方を体系化する必要がある。また、副葬品や墳丘にかかわる最新の研究成果についても理解を深め、古墳時代の中で外表施設である埴輪がいかに取り扱われたのか、またそのような時期とは古代国家の形成期にあっていかなる特質をもっていたのかという点を浮き彫りにしていくことを考えていく。以上の研究を通じて得られた成果については、口頭発表、論文投稿などの形で積極的に公表する。本年度は、大阪府藤井寺市、羽曳野市、堺市をはじめとした各地教育委員会所蔵の古市・百舌鳥古墳群出土埴輪の悉皆的な調査にもとづく11古墳内で採られる埴輪生産体制の実態解明、2大型古墳群の通時期的な埴輪生産の展開解明、を主眼に据えて研究を実施した。埴輪生産およびその供給関係を復元するために、1古墳に供給された埴輪の悉皆的な調査を基本とした分析方法を採った。特に、生産体制解明を可能にする工人集団の復元にあたっては、「集団」の最小単位である工人「個人」を識別する作業を基礎分析として行った。その際、埴輪同士の形状、製作技法、胎土、色調などの類似性、相違性を検討するのみならず、個々の工人が有す手法上の癖や、彼らが用いた工具の同定など、ミクロな分析も実施し、分析の蓋然性を担保させた。また、普通円筒埴輪と朝顔形埴輪、形象埴輪などといった異なる器種間でみられる分業・協業のあり方にも注意を払い、資料を観察した。そして、円筒埴輪と形象埴輪の間で確認できる工具痕跡の一致・不一致や、両者で同様の製作技法が採られる箇所で確認される手法の類似性をもって分業・協業の実態解明に取り組んだ。以上の分析が本年度の研究1に該当するものである。たほう、このような1古墳内の埴輪生産体制の実態を明らかにした上で、ほかの古墳出土埴輪との比較検討を行い、それらを通時期的に分析した。本年度の研究2である。さて、1の分析の結果、円筒埴輪の多様性が複雑な要因のもとで発現していることを明らかにし、工人集団が重層的な構造を有していることを指摘した。

また、2の分析については、大型古墳と小型古墳で同一の工人集団が動員される事例があることを示し、両者の階層の差を超えた密接な結びつきを明らかにすることができた。今年度の当初の研究計画は、古市・百舌鳥古墳群出土埴輪を中心として悉皆的な調査を行い、埴輪の製作技術、胎土、使用工具の分析を通じて、製作者集団を復元することであった。この研究計画に鑑みると、本年度の研究はおおむね予定通りであったと言える。また、古市・百舌鳥古墳群のみならず、奈良県馬見古墳群出土埴輪や、畿内大型古墳群築造停止後の奈良県下の埴輪の資料調査を行い、工人集団の動向や技術の波及過程の解明にかかる検討を行うなど、畿内大型古墳群出土埴輪の総合的な理解にむけて考察を深めることができた。一方で、畿内大型古墳群の埴輪生産の特質を探る上では、周辺地域の様相を把握する必要があるが、それについては今年度は十分に理解を深められず、新たな課題として浮上した。古市古墳群の分析にかんしては、埴輪をいくつかの系統に細分した上でそれぞれの変遷を確認し、さらにはそれらを総合した編年案を構築した。また、古墳時代中期前葉から後葉にかけて200mを越える大型前方後円墳と、30m前後の小型古墳の間で同一の工人集団が融通されることを根拠として、階層を隔てた両者の直接的な結びつきの実態を明らかにし、掌握が比較的容易な低階層の勢力から大型前方後円墳造営主体を中心とした取り込みが行われていた可能性を指摘した。なお、この成果は『考古学研究』第65号第1巻(査読あり)にて公表した。百舌鳥古墳群についても、昨年度に引き続き悉皆的な資料調査を実施し、大型前方後円墳を中心とした埴輪生産が行われるようになる過程を究明した。この一連の調査・研究により、古墳時代中期において最も有力な古墳が築かれた地域の埴輪生産体制の状況が明らかになったといえる。これにかんしては『古代学研究』220号(査読あり)で成果公表を行った。さらに、今年度は古墳時代中期においてはこれまで十分に着目されてこなかった朝顔形埴輪の分析を実施し、系統の違いが顕在化する時期と、複数の系統が混在する時期がある点に言及した。こうしたあり方は埴輪工人集団や生産体制が、中期を通じて一様であったというよりもむしろ、変化に富んでいた可能性を示唆するものといえ、それを支える古墳造営主体や埴輪を必要とした社会の「うねり」を解明する上で重要な成果となった。これについても、『埴輪論叢』第8号に投稿した。また、今年度は畿内大型古墳群の分析として、馬見古墳群出土埴輪の悉皆調査に基づく生産体制復元を行った。その結果、古墳群の時期や立地の違いに応じて生産体制が異なっていた可能性が推測できるようになり、王権中枢の構成勢力としての馬見古墳群の性格や、古墳時代中期の埴輪生産の特質を復元する上での重要な知見を得ることができた。本年度は、当初予定であった百舌鳥、古市古墳群の埴輪生産に加えて馬見古墳群の出土埴輪の悉皆的な調査を実施し、その状況を明らかにすることができた。そして、朝顔形埴輪や形象埴輪など複数の器種からも検討を行って古墳時代社会の特質の大枠をつかむことができた。また、兵庫県域や淀川流域など王権周辺地域の埴輪生産の動向も視野に入れて各地への資料調査を実施し、王権中枢部の埴輪生産の特質を比較検討により究明できたことも、当初の計画より研究が進展したことを物語る。さらに当初の研究計画にはなかったものの、中国への踏査を行い、古墳の外表施設が持つ特殊性を東アジアというマクロな視点から明らかにすることができたことも重要である。さらに、査読論文2本を含む計6本の雑誌論文投稿、および4件の学会発表を経て研究のアウトプットを積極的に実施することができた。
分散モニタリングシステムによる大規模オーバレイネットワークの自律制御に関する研究

大規模オーバレイネットワークを一定の品質で運用するためには、分散モニタリングを始めとするさまざまな分散制御が必要となる。本研究課題では、大規模オーバレイネットワーク運用に関わる技術課題(分散モニタリング、アプリケーション層経路制御、輻輳制御)を包括的に解決する事を目的としている。平成18年度は、分散モニタリングを用いた計測システム構築方法の確立(中村)および、モニタリングシステムによって集められたトラヒック情報を用いた輻輳制御に関する性能評価をテストベッド上で行った(飯田)。(中村)(分散モニタリングを用いた計測データ共有)平成17年度に構築する予定のキャンパスLANネットワークインフラを用いて、トラヒックデータを収集し、共有するためのネットワーク基盤を確立した。オーバーレイ情報共有アルゴリズムを開発し、シミュレーション評価を行った。次に実際の基盤を構築するため、キャンパス内の各地点において計測拠点を設け、それぞれをオーバレイネットワークで接続し、計測データを共有して、シミュレーション結果と比較・検証を行った。(飯田)(大規模オーバレイネットワークにおける輻輳制御の性能評価)データグリッドでは複数のノード間の大容量データ伝送が必要となる。実際のデータグリッドアプリケーションのデータ転送の頻度や継続時間等をモデル化し、I/O、ネットワークおよびルータ等のボトルネックを分析した。具体的には、A01柱の各研究班から具体的な実際のデータグリッド利用のシナリオを得て、それをモデル化し大規模シミュレーションによってその基本特性を明らかとした。
森林土壌の窒素飽和化と亜酸化窒素発生に関わる微生物群集構造の解析

富山市の呉羽丘陵の森林土壌では重度の窒素飽和状態に陥っていることが判明している。森林土壌の窒素飽和は、降雨などによる大気からの窒素化合物の沈着量が、森林における窒素の必要量を上回る状態が継続することにより引起される。また、森林土壌の窒素飽和化に伴う新たな問題として、硝化・脱窒反応が活性化することによる地球温暖化ガスとしての亜酸化窒素(N20)の生成促進プロセスの存在が実証されていることから、本研究ではN_20の発生に関わる微生物群集構造をPCR-DGGE法を用いて解析することを目的とした。当初、呉羽丘陵の土壌を含む、多数の土壌を対象に、土壌から直接DNAを抽出し、硝化菌のうちアンモニア酸化細菌(AOB)の16S-rDNAをターゲットとするプライマーを用いてPCR-DGGEを行ったが、DGGEのゲル上にはバンドが検出できなかった。硝化菌数が少ないことが原因として考えられたため、呉羽丘陵の土壌をカラムに採取し、カラムの上部から塩化アンモニウム溶液を滴下する手法を用いて培養し、硝化菌数を増加させることを試みた。713日にわたる培養の結果、硝化活性は培養当初の約40倍に高めることができた。硝化により生成する硝酸イオンによってpHは3.1にまで低下したが、硝化活性は低下せず、この培養によっても呉羽丘陵の菌の特性は保持したままであった。この培養土壌を用いてPCR-DGGE法を実施した結果、DGGEのゲル上に2本のバンドが現れた。それぞれの塩基配列を解析し、データベースBLASTで検索した結果、98%の相同性で、Nitrosospira sp.であることが判明した。富山市の呉羽丘陵では、窒素飽和による土壌の酸性化や渓流水の酸性化が確認されるとともに、森林土壌の窒素飽和化に伴う新たな問題として、地球温暖化ガスとしての亜酸化窒素(N_2O)の生成が促進されることが明らかとなっている。本研究は、窒素飽和化に関わる土壌中の微生物群集構造ならびに、N_2Oの発生に関わる微生物群集構造を解析することを目的とする。土壌中の微生物群集構造を解析するために、PCR-DGGE法を用い、以下の手順によって微生物の種類を特定した。(1)土壌中の微生物のDNA抽出。(2)PCR法による16S-rRNA遺伝子の増幅。(3)DGGE法による電気泳動を用いたDNAの分離と群集構造の解析。(4)分離したDNAを大腸菌に組み込むことにより増幅精製。(5)シーケンサーを用いてDNAの塩基配列を決定。(6)データベースBLASTを用いて既存の菌種との塩基配列の相同性の検索。本研究では、窒素飽和となっている富山市呉羽山の土壌ならびに、窒素飽和ではない富山市三の熊の土壌を用い、微生物の群集構造をDGGE法により比較した。両土壌に顕著な違いが見られるDNAを解析した結果、呉羽山土壌からはAcidbactor sp.が検出され、土壌の酸性化を反映していた。一方、硝化細菌にのみターゲットを絞り、PCR法による増幅とDGGE法による分離を試みた結果、呉羽山の土壌にのみ2本のバンドがゲル上に現れ、2種類の硝化細菌が生息していることを示していた。これらの塩基配列を調べた結果、一方は、Nitrosospira sp. En13であることが判明した。今後は残りのもう一方の硝化細菌の種類を特定していく予定である。富山市の呉羽丘陵では、窒素飽和による土壌の酸性化や渓流水の酸性化が確認されるとともに、森林土壌の窒素飽和化に伴う新たな問題として、地球温暖化ガスとしての亜酸化窒素(N_20)の生成が促進されることが明らかとなっている。

土壌中の微生物群集構造を解析するために、PCR-DGGE法を用い、以下の手順によって微生物の種類を特定した。(1)土壌中の微生物のDNA抽出。(2)PCR法による16S-rRNA遺伝子の増幅。(3)DGGE法による電気泳動を用いたDNAの分離と群集構造の解析。(4)分離したDNAを大腸菌に組み込むことにより増幅精製。(5)シーケンサーを用いてDNAの塩基配列を決定。(6)データベースBLASTを用いて既存の菌種との塩基配列の相同性の検索。本研究では、窒素飽和となっている富山市呉羽山の土壌ならびに、窒素飽和ではない富山市三の熊の土壌を用い、微生物の群集構造をDGGE法により比較した。両土壌に顕著な違いが見られるDNAを解析した結果、呉羽山土壌からはAcidbactor sp.が検出され、土壌の酸性化を反映していた。一方、硝化細菌にのみターゲットを絞り、PCR法による増幅とDGGE法による分離を試みた結果、呉羽山の土壌にのみ2本のバンドがゲル上に現れ、2種類の硝化細菌が生息していることを示していた。これらの塩基配列を調べた結果、いずれも、Nitrosospira sp.であることが判明した。
単一分子接合系におけるキャリア伝導のテラヘルツダイナミクス

単一分子接合系の特徴的なエネルギーはTHz周波数帯に存在する。そのため、THz光子と強く相互作用することが予想され、テラヘルツ電磁波が系のキャリア伝導に大きく影響する。しかし、これまでの単一分子接合系の実験は直流測定が主であり、その伝導ダイナミクスの理解は不十分であった。本研究では、単一分子トランジスタに対し、テラヘルツ電磁波を外部照射し、その際に生じるテラヘルツ誘起光電流の周波数解析を行うことで、単一分子レベルでの振動分光を実現した。同様に、単一カーボンナノチューブ分子の量子準位のテラヘルツ分光にも成功した。単一分子に代表される数nm以下の極微量子ドットではその特徴的エネルギーが主にテラヘルツ帯周波数に分布するため、テラヘルツ電磁波が系のキャリア伝導に大きく影響する。本研究では、分子スケール領域へのテラヘルツ電磁波集光技術を用いることで、単一分子接合系におけるキャリア伝導のテラヘルツダイナミクスの解明を目指す。特に、分子振動-テラヘルツ光子間相互作用に起因したトンネル伝導及び交流ポテンシャル下での近藤効果の振舞いを明らかにする。さらに、単一分子領域でのキャリア伝導・量子多体効果のダイナミクスの解明、単一分子振動のコヒーレント振動に向けた基礎的学理を確立することを目的として研究を遂行している。平成28年度は、「単一分子トランジスタ及び単一金属微粒子量子ドットトランジスタの作製、伝導評価とそのテラヘルツ光応答の評価及びよりテラヘルツ光のより高効率集光を目指した測定系の整備」を中心として研究を進めた。本年度に得られた成果として、1フラーレン及び金属内包フラーレンを用いた単一分子トランジスタのテラヘルツ分光を行い単一分子の分子振動の観測に成功した。2金属ナノ接合に通電断線法を施し、偶発的に生じる金属微粒子を用いた単一量子ドットトランジスタの作製し、近藤効果の観測に成功した。3単一カーボンナノチューブを用いた単一電子トランジスタの作製を新たに開始し、明瞭なクーロンダイヤモンド特性の観測を80%という高い素子歩留まりで達成した。4テラヘルツ光を高効率に集光させるための素子構造及び実験系の整備を行った。テラヘルツ光を素子に高効率に集光させるために用いるSiレンズの再設計を行うことで、高効率かつ利便性の高いレンズを作製した。また、本研究で用いる単一分子を用いたトランジスタ試料の作製に関しては引き続き取り組んでおり、単一分子の分子振動のテラヘルツ分光に成功するという成果が得られたものの、素子歩留まりの悪さと素子特性の不安定性がテラヘルツ光照射実験の大きな足枷となっており、研究の進展を遅らせている。一方で強磁性金属ナノ微粒子を用いたトランジスタにおいて明瞭な近藤効果の観測には成功しており、比較的高い歩留まりで素子作製が可能であることを確認したことは好材料であるといえる。また、より歩留まりの高い素子材料として単一カーボンナンチューブ分子を用いたトランジスタの作製を開始した。現時点で、単一カーボンナンチューブトランジスタ試料の作成には既に成功しており、現在はその作製手法の最適化を行っている。いくつかの点で進展はあったものの、本研究課題の達成度は「当初の予定からはやや遅れている」と判断した。単一分子に代表される量子ドットの特徴的なエネルギー(帯電エネルギー、量子準位間隔、機械的振動モード(vibron)、近藤効果)はTHz周波数帯に存在する。本研究では、分子スケール領域へのテラヘルツ電磁波集光技術を用いることで、単一分子・量子ドット接合系におけるキャリア伝導のテラヘルツダイナミクスの解明を目指す。特に、分子振動-テラヘルツ光子間相互作用に起因した電気伝導特性の変調効果、量子ナノ構造のテラヘルツ応答特性について検討を行う。将来的には、単一分子・量子ドットでのキャリア伝導・量子多体効果のダイナミクスの解明、分子振動のコヒーレント振動に向けた基礎的学理の確立を目的として研究を遂行している。平成29年度は、「THz分光測定に適合した単一カーボンナノチューブ(CNT)トランジスタの素子作製工程の最適化とそのテラヘルツ光応答の評価」を中心として研究を進めた。従来の溶液分散法では孤立したCNTを得るためには、界面活性剤が必要でありCNTの特性劣化を引き起こす。それを避けるために、CVD成長法を用いたCNTの基板上への直接成長法の導入を検討した。特に、THz光を素子裏面から照射することを考慮した素子構造及び材料系の最適化について実験を行った。その結果、THz光の透過性を有し、CVD成長法に伴う高温プロセスにも耐え得るCNTトランジスタの作製に成功した。また、作製した単一CNTトランジスタのTHz分光測定を行った結果、CNT内の量子準位間の光学遷移に起因する明瞭なTHzスペクトルの観測に成功した。今後は引き続き単一分子及び金属微粒子系の素子作製及びその素子作製手法の最適化を図ることで、より高効率にテラヘルツ分光実験を行う予定である。

特に、金属微粒子系トランジスタでは比較的高い歩留まりで近藤効果を示す素子が作製できたことから、テラヘルツ分光実験への移行を行い、交流ポテンシャル下での近藤効果の解明をすることで、電子スピン間相関現象の物理の更なる深化を目指す。一方でフラーレンなどの単一分子を用いた素子は、分子寸法が1 nm以下であるため、その歩留まりの向上や素子の安定性には限界があり、抜本的な打開策を講じる必要がある。その一つとして、単一カーボンナノチューブ(CNT)分子を用いたトランジスタのりようである。単一CNTは、フラーレンなどの他の有機分子と同様の物性(分子振動や高い近藤効果の発現)を示し、他の単一分子素子に比べてその素子作製の歩留まりや素子の安定性に優れた機能を有しており、本研究課題で挙げている課題を、単一CNT分子を用いることでより効率的に達成できる可能性がある。そのため、分子振動の周波数がテラヘルツ周波数領域に達するチャネル長が数十ナノメートルの単一CNTトランジスタの作製を行い、そのテラヘルツ分光を行うことで、分子振動とテラヘルツ光子との相互作用の観測を行う予定である。ナノエレクトロニクス今年度は試料作製に時間を要したこととカーボンナノチューブを用いた素子の作製に着手したため、測定系の整備に遅れが生じた結果、必要とする備品の購入を断念した。今回、来年度に繰り越した研究費はテラヘルツ光を分子及びカーボンナノチューブトランジスタに照射するための測定系及び光学系の整備に用いる予定である。
食品の熱物性の測定ー食品の有効熱伝導率の測定と平衡含水率のヒステリシス解明ー

豆類(小豆、大正金時、大手亡)の有効熱伝導率、密度、平衡含水率、さらに乾燥特性の測定を行った。1.豆類の有効熱伝導率の測定試料豆の含水率、温度を変え、豆類の含水率に関しては5,10,15,20,25%(w.b.)の5段階、温度に関して10,20,30,40,50°Cの5段階で測定された。豆類の熱伝導に関して、各設定温度ごとに有効熱伝導率と含水率の関係を最小二乗法を用いて当てはめを行ったところ、ほぼ一次の関係があることが分かった。また、温度に関しても小豆についてはほぼ一次で表される傾向であった。2.豆類の熱膨張係数と水分膨張係数の測定置換液体としてトルエンを用いるピクノメータ法により、豆類の密度を測定した。豆類の含水率に関しては025%(w.b.)で5%ごとに6段階、温度に関しては1050°Cで10°Cごとに5段階でそれぞれ測定された。また、測定された密度の値は乾量基準の比容積に換算され、その比容積と含水率および温度との関係が求められた。この結果を利用することにより、熱膨張係数、水分膨張係数が得られた。3.豆類の平衡含水率の測定静的測定法により、脱離(乾燥)過程における豆類の平衡含水率の測定を行った。測定は3060°Cの4段階の温度で行われ、3つの平衡含水率式へ当てはめ、整理を行った。吸湿過程とのヒステリシスの問題は今後の課題として残された。4.豆類の乾燥特性の測定豆類の乾燥特性の測定は、乾燥空気の温、湿度そして風量を制御し、薄層状態において平衡に達するまで行われた。測定は、温度が25,30,35,40,45°Cの5段階で行われ、試料の温度は乾燥開始から約3060分で乾燥空気温度とほとんど一致した。測定された質量の変化は乾量基準含水率の変化に換算された。含水率は相対含水率(M-Me)/(M_0-Me)で表され、これより乾燥速度定数と乾燥モデルが決定された。本研究課題では食品素材(今回は特に農産物の中の小豆)について、非定常線熱源法を用いた有効熱伝導率の測定と乾燥過程および吸湿過程の平衡含水率の測定を行うが、本年度実施した内容については以下の通りである。1.食品の有効熱伝導率の測定これについてはまだ予備実験の段階である。その理由の一つとして、ジュ-ル熱供給電源が当初予定の6Vー108HAの電池が入手できなくて直流定電圧電源を用いたため、熱伝導率測定時のその安定性をチェックする必要がある。そこで基準物質(水)の熱伝導率を20,40°Cの温度で測定し、電源の安定性には問題がないことはわかったが、水の熱伝導率の測定値は文献値とやや異なった値を示した。これは試料容器中の水の対流による影響と考えられ、水の替わりに高分子吸水ポリマ-(日本触媒(株):アクアリックCA Hー2)を使用することとした。

このポリマ-は約100倍に膨潤してゲル状となって取扱が極めて簡単であり、得られたデ-タも水の文献値とほぼ一定致した。これより本測定装置によって小豆の熱伝導率の測定を行っても差し支えないものと考えた。また、直径30mm、高さ150mmの銅製円筒容器中の試料中心温度と、ウォ-タ-バスの比較したところ、ウォ-タ-バスが設定温度に達した後の試料中心温度との差は、ポリマ-で1214分、円筒容器に疎充墳したときの小豆では2425分間で0.1°C(4μV)以下となった。なお、このときの試料小豆の含水率は12.1%(w.b.)で、かさ密度は平均830kg/m^3、ピクノメ-タ-法による真密度は20°Cで1334kg/m^3であり空隙率は0.38であった。今後はこれららの結度を基に、いろいろな含水率、温度、空隙率について測定を行い、有用な実験式を求めたい。2.平衡含水率の測定飽和塩を用いた静的測定法により乾燥、吸湿両過程で30、40,50,60°Cについて測定したが良いデ-タが得られなかった。これは初期水分の調整法に問題があると思われ、再度測定を行うこととした。豆類の有効熱伝導率、密度、平衡含水率の測定を行い、いくつかの知見を得た。1.豆類の有効熱伝導率の測定非定常線熱源法を拡張した棒状熱源(プローブ)を用いた方法により、豆類の有効熱伝導率の測定を行った。試料として用いた豆類は小豆、大正金時、大手亡の三種類であり、試料豆の含水率、温度を変え、豆類の含水率に関しては5,10,15,20,25%(w.b.)の5段階、温度に関して10,20,30,40,50°Cの5段階で測定された。豆類の熱伝導率に関して、各設定温度ごとに有効熱伝導率と含水率の関係を最小二乗法を用いて当てはめを行ったところ、ほぼ一次の関係があることが分かった。また、温度に関しても小豆についてはほぼ一次で表される傾向であった。今後はかさ密度を変化させて熱伝導率の測定を行い、含水率、温度、かさ密度の関数としての実験式を検討したいと考える。2.豆類の熱膨張係数と水分膨張係数の測定置換液体としてトルエンを用いるピクノメータ法により、豆類の密度を測定した。試料に用いられた豆類は小豆、大正金時、大手亡の三種類で、含水率に関しては025%(w.b.)で5%ごとに6段階、温度に関しては1050°Cで10°Cごとに5段階でそれぞれ測定された。また、測定された密度の値は乾量基準の比容積に換算され、その比容積と含水率および温度との関係が求められた。この結果を利用することにより、熱膨張係数、水分膨張係数が得られた。3.豆類の平衡含水率の測定静的測定法により、脱離(乾燥)過程における豆類の平衡含水率の測定を行った。試料に用いた豆類は、小豆、大正金時の二種類で、温度に関しては3060°Cの4段階で行われ、3種類の平衡含水率式へ当てはめ、整理を行った。吸湿過程とのヒステリシスは今後の課題として残された。
喘息と慢性閉塞性肺疾患との共通病態の解明-分子病態に基づく新たな分類を目指して-

肺はウイルス感染や喫煙、アレルゲン吸入などによって常に損傷と修復を繰り返している。本研究では肺においてこれらの外因に対する反応性を規定する複数の宿主因子が、気管支喘息とCOPDとの両者の病態に共通して関連していることを示した。将来的には、分子病態に基づいた慢性炎症性肺疾患の新たな分類、さらにはこれらの共通病態を標的とした新たな治療や予防の開発が期待される。気管支喘息とCOPDは一般にその病因、病態、臨床像は異なるが、実際の臨床の場では両者の徴候がオーバーラップした患者の鑑別は必ずしも容易ではない。さらに喘息とCOPDとはいずれも種々の外来因子(アレルゲン、喫煙、ウイルスなど)に肺組織が過剰に反応する病態、すなわち気道組織の傷害に対する感受性が亢進し、気道リモデリングが起こり易いという共通病態に立脚した症候群であり、両疾患は単に表現型の違いを見ているに過ぎないとの考え方もある(オランダ仮説)。我々はこれまでにCCL5やIL-17Fの機能に影響を与える遺伝子多型と喘息発症や病態との関連を報告した。我々の検討によると対立遺伝子-28Gが40歳以上に発症した高齢発症喘息の危険因子になっていた。さらに250名のCOPD患者で対立遺伝子-28Gがもたらす影響を検討したところ、同対立遺伝子と肺気腫病変との間に強い逆相関が認められ、遺伝的に規定されたCCL5過剰産生が喘息とCOPDとに共通した末梢気道病変の形成に影響することが推測された。さらにIL-17F蛋白の161番アミノ酸に存在するヒスチジン[H]からアルギニン[R]への変異において、R型変異には喘息発症に抑制的な影響があることを報告した。このR型IL-17Fは、特にアトピー体質を有する群において喘息とCOPDとの両者を含んだ慢性炎症性肺疾患の発症にも抑制的な影響を示した。これらの一連の検討から、我々は複数の共通した遺伝因子が気管支喘息とCOPDとの病態形成に重要な役割を果たしている可能性がある。さらに喘息とCOPDとはいずれも種々の外来因子(アレルゲン、喫煙、ウイルスなど)に肺組繊が過剰に反応する病態、すなわち気道組綴の傷害やストレスに対する感受性、反応性が元進し、気道炎症やリモデリングが起こり易いという共通病態に立脚した症候群であり、両疾患は単に表現型の違いを見ているに過ぎないとの考え方もある(オランダ仮説)。組綴因子(Tissuefactor;TF)は気道上皮細胞、肺胞上皮細胞やマクロファージなど、肺において幅広くその発現が謬められ、炎症や酸化ストレスなどによって気道組織に傷害やストレスが加わることで、さらにその発現が亢進する。気管支喘息やCOPDの肺局所においても、TFによる凝固活性が亢進していることが知られている。TF遺伝子のプロモーター領域にはTFの転写活性の多寡に影響を与える一塩基変異が存在する(-603A>G)。これまでに対立遺伝子-603Gは-603Aに比べTF遺伝子の転写活性が亢進すること、血清中TF高値と関連すること、さらには心筋梗塞や静脈血栓症の発症リスクを上昇させることが報告されている。本研究ではこの対立遺伝子-603Gが喘息やCOPDの発症や病態にどのような影響を与えているのかを遺伝疫学的に検討した。まず437名の喘息患者と389名の健常人を用いた患者対象研究において、喘息発症と有意な関連を認めた(p<0.05)。引き続き、独立したサンプル(745名の健常人、343名の喘息患者)において同様の検討を試みたところ、全く同様の傾向が認められ、すべてのサンプルの検討から特に20歳以上で発症してくる喘息と-603Gとの間に強い遺伝的関連が認められた(p<0.01)。一方300名のCOPD愚者を用いた検討では、対立遺伝子-603Gのホモ接合体では、より強い肺気腫病変が認められた。これらの検討からTF遺伝子は気管支喘息とCOPDとの両者に有意な遺伝的な影響を与えている可能性が示唆された。
胎児期尿路閉塞・胎児胸水に用いる機能温存型穿刺型シャントチューブキットの開発

一般的な胎児期尿路閉塞の治療では、腎機能を温存する目的に膀胱ー羊水腔シャント術を施行したが出生後の腎機能が改善しない症例や、自己排尿ができない症例が多く長期的な予後は期待できなかった。そこで、子宮壁から穿刺可能な定常圧のかかるシャントチューブを開発し、尿路閉塞性疾患患者が出生後の排尿機能の維持が出来る可能性がでてきた。我々は、富士システムズ株式会社研究開発本部特許室製品開発部との共同開発で開発したシリコンチューブを用いて、定常圧を持つマイクロ圧調整バルブ技術を応用し、胎児尿路閉塞症用シャントチューブを用いた羊実験を継続した。当初予定していたシリコン製のバルブ付きシャントチューブのプロトタイプを作成し穿刺で挿入可能かどうか、挿入後に脱落しないかどうか等を調べることを過去におこない、チューブの先端の形態は決定し現状で脱落は認めなかった。しかし、穿刺キットが通常の羊水穿刺キットでは羊膜を巻き込む事が予想されたため穿刺キットの外套と内套の隙間を無くする穿刺キットが必要となった。今年はその穿孔キットが実際に作動するかどうかを調べることとした。平成29年度は6月から9月までに3回Wellingtonとの共同実験をおこなった。初回は尿路閉塞を作成し、2回目でシャントをおこなう、3回目は満期に帝王切開で胎仔を娩出させてシャントチューブの位置を確認する。今回は尿路閉塞をおこなったが尿膜管の結紮不全などで2回目にシャントを挿入出来るモデルが少なかった。また、シャントを挿入するときの穿刺キットの不具合が見つかりシャントチューブの挿入が出来なかった。シャントの穿刺針とシャントチューブの隙間が広く、子宮壁から穿刺する時に羊膜を巻き込んでしまうことがわかり、子宮からの穿刺がおこなえなかった。バルブシャントを挿入し、今まで肥厚した膀胱壁が適正圧のシャントチューブにより膀胱の収縮と拡張動作がおこなわれ、膀胱壁の肥厚が改善するかどうかはわかっていたが、今年の目標は穿刺キットの作成で有り、この穿刺キットを改良する必要が出てきた。そこで、現在プロトタイプの穿刺キットの先端部分の口径差や段差の無い穿刺セットを作成した。病理学的な新たなシャントチューブの膀胱壁に対する組織学的変化を比較したが膀胱瘻周囲にシリコンチューブの反応は無かった。しかし、バルブ圧の十分な確保ができていなかったためさらなる改良が必要であった。また、穿刺キットを挿入したときにチューブ先端の圧調整バルブの適正圧を維持できるキットの作成に苦慮している。今年も既に新たなシャントチューブの羊に対する挿入に関してOtago大学の倫理委員会は通過し、6月25-29日に尿路閉塞モデルを作成することになっている。現在富士システムズ株式会社でシャントチューブの先端バルブの圧調整と穿刺キットのプロトタイプを調整し7月16日からシャントチューブを子宮壁の上から穿刺して挿入する予定である。膀胱壁を切開して入れていたが今回から子宮壁の上から超音波ガイドで挿入する。満期の9月に再度チューブ位置を確認する。現在、このプロトタイプの穿刺キットの改良をおこない、穿刺針とシャントチューブの段差が無くなるような工夫をしている。現状では最小チューブサイズが1mmであるがさらに細いチューブへの改良が今後必要かもしれない。チューブの肉厚を削り、穿刺針が挿入しやすくすることが重要課題となる。

バルブシャントを挿入し、今まで肥厚した膀胱壁が適正圧のシャントチューブにより膀胱の収縮と拡張動作がおこなわれ、膀胱壁の肥厚が改善するかどうかはわかっていたが、今年の目標は穿刺キットの作成で有り、この穿刺キットを改良する必要が出てきた。そこで、現在プロトタイプの穿刺キットの先端部分の口径差や段差の無い穿刺セットを作成した。病理学的な新たなシャントチューブの膀胱壁に対する組織学的変化を比較したが膀胱瘻周囲にシリコンチューブの反応は無かった。しかし、バルブ圧の十分な確保ができていなかったためさらなる改良が必要であった。また、穿刺キットを挿入したときにチューブ先端の圧調整バルブの適正圧を維持できるキットの作成に苦慮している。今年も既に新たなシャントチューブの羊に対する挿入に関してOtago大学の倫理委員会は通過し、6月25-29日に尿路閉塞モデルを作成することになっている。現在富士システムズ株式会社でシャントチューブの先端バルブの圧調整と穿刺キットのプロトタイプを調整し7月16日からシャントチューブを子宮壁の上から穿刺して挿入する予定である。膀胱壁を切開して入れていたが今回から子宮壁の上から超音波ガイドで挿入する。満期の9月に再度チューブ位置を確認する。現在、このプロトタイプの穿刺キットの改良をおこない、穿刺針とシャントチューブの段差が無くなるような工夫をしている。現状では最小チューブサイズが1mmであるがさらに細いチューブへの改良が今後必要かもしれない。チューブの肉厚を削り、穿刺針が挿入しやすくすることが重要課題となる。次年度使用額79,528円が生じた理由として、オタゴ大学支払い分がニュージーランドドルにて送金されるが当初予定していたレートと変動していた為残高が発生した。為替は変動相場の為、同様のことが起こる可能性はあるが購入する羊の頭数を増やす等、次年度に調整可能と考えられる。
膜透過ペプチドを用いた化学修飾によるカルシトニンの消化管吸収改善

本研究では、生理活性ペプチドのモデルとしてカルシトニン(CT)を選択し、CTにアルギニン残基を結合させたオリゴアルギニン修飾カルシトニンを合成し、その経粘膜吸収性が元の化合物に比べ高くなるか否かをin situ消化管、経肺ならびに経鼻吸収実験系により評価した。オリゴアルギニンで修飾した新規カルシトニン誘導体として、CTにオリゴアルギニン8個(R_8)を結合させたR_8-CTを合成した。R_8-CT合成後の残存薬理活性を静脈内投与後の血漿中Ca^<2+>低下作用を指標として検討した。その結果、R_8-CTは、約90%の薬理活性を保持していることが示された。次にR_8-CT静脈内投与および各経路における投与6時間までの血漿中カルシウム濃度-時間曲線から面積減少率を求め、さらに薬理学的な利用率を求めた。その結果、小腸、大腸ならびに肺におけるR_8-CTの血漿カルシウム低下作用は、未修飾体のCTに比べ、それぞれ2倍、1.4倍ならびに1.5倍増大することが認められたが、経鼻吸収ではほとんど効果はみられなかった。また、R_8-CTにさらに脂肪酸を修飾した誘導体も合成し、消化管吸収性を評価したが、R_8-CTと比べほとんど変わらず、脂肪酸修飾による効果は認められなかった。以上のことから、オリゴアルギニン修飾がカルシトニンの消化管をはじめとする経粘膜吸収改善に有用な方法である可能性が示唆されたが、その促進効果は小腸や肺などの部位において高いことが明らかとなった。近年、HIV-1Tatタンパク由来のペプチドTat-(48-60)やオリゴアルギニンなどの塩基性ペプチドを薬物の分子構造に結合させ、塩基性ペプチドで修飾することにより、各種細胞内にこれら薬物を導入できることが報告されてきており注目を集めている。そこで本研究では、生理活性ペプチドのモデルとしてカルシトニン(CT)を選択し、CTにアルギニン残基を結合させたオリゴアルギニン修飾カルシトニンを合成し、その経粘膜吸収性が元の化合物に比べ高くなるか否かをin situ消化管、経肺ならびに経鼻吸収実験系により評価した。本研究ではCTにオリゴアルギニン8個(R_8)を結合させたR_8CTを合成した。その結果、小腸、大腸ならびに肺におけるR_8-CTの血漿カルシウム低下作用は、未修飾体のCTに比べ、それぞれ2倍、14倍ならびに1.5倍増大することが認められたが、経鼻吸収ではほとんど効果はみられなかった。以上のことから、オリゴアルギニン修飾がカルシトニンの消化管をはじめとする経粘膜吸収改善に有用な方法である可能性が示唆されたが、その促進効果は用いる吸収部位などに左右されることが明らかとなった。
超対称非線形シグマ模型の研究

非線形シグマ模型は、曲がった空間上に値をとる場の理論であり、N次元球面S^NSO(N)/SO(N-1)上の非線形シグマ模型などがよく知られている。このような理論はそれ自身で場の量子論の研究対象として興味深いものであるが、超対称性を持つ超弦理論との関連においてとりわけ重要なのは、2次元上の場の理論としてみたときに2種類の超対称性を持つN=2超対称非線形シグマ模型である。この研究では、(A)非線形シグマ模型の拘束条件付きの場の量子論としての定式化(B)上の方法を用いたN=2超対称非線形シグマ模型の非摂動的な解析(C)くり込み群の手法を用いた超共形不変性の追求(D)超共形不変性があるような非コンパクトな空間の分類を明らかにすることを目指した。計画(A)に関しては、それぞれD-termとF-termと呼ばれる2種類の補助場を導入して、補助場形式の場の量子論として定式化した。計画(B)に関しては、QN模型に対してLarge Nの方法を用いて非摂動的な解析を行い、対称性が自発的破れた真空の構造を調べた。これらの真空を採用したときに、ゲージ場・ヒッグス場やゲージーノ・ヒッグシーノ等の束縛状態が現れることを示した。計画(D)に関しては、リッチ平坦な空間に値を取る超対称非線形シグマ模型の定式化を行った。特に、エルミート対称空間などのEinstein-Kahler多様体に複素場を付け加えることにより、非コンパクトなリッチ平坦な空間に値を取る非線形シグマ模型を構成した。これまでの理論と異なり、計量をあからさまに求める事にも成功した。計画(C)に関しては共形不変性の破れがリッチ曲率に比例することを示し、異常次元がある場合に、固定点の構造を調べた。複素N次元でU(N)対称性を持つ場合にこの方程式を解き、くりこみ群の固定点に相当する高次元多様体を求めることができた。非線形シグマ模型は、場が曲がった空間上に値をとる場の理論であり、N次元球面S^NSO(N)/SO(N-1)上の非線形シグマ模型などがよく知られている。このような理論はそれ自身で場の量子論の研究対象として興味深いものであるが、超対称性を持つ超弦理論との関連において、とりわけ重要なのは2次元上の場の理論としてみたときに、2種類の超対称性を持つN=2超対称非線形シグマ模型である。この研究は、次のような点を明らかにする事を目的としている。(A)非線形シグマ模型の拘束条件付きの場の量子論としての定式化(B)上の方法を用いたN=2超対称非線形シグマ模型の非摂動的な解析(C)くり込み群の手法を用いた超共形不変性の追求(D)超共形不変性があるような非コンパクトな空間の分類計画(A)に関しては、それぞれD-termとF-termと呼ばれる2種類の補助場を導入して、補助場形式の場の量子論として定式化した。計画(B)に関しては、Q^N模型に対してLargeNの方法を用いて非摂動的な解析を行い、対称性の自発的破れた真空の構造を調べた。計画(C)に関しては基礎的研究を行い、共形不変性の破れがリッチ曲率に比例することを示した。計画(D)を遂行するための準備として、リッチ平坦な空間に値を取る超対称非線形シグマ模型の定式化を行った。

これらの理論には発散が無く、超共形不変性を持つ。特に、エルミート対称空間などの:Einstein-Kahler多様体に複素場を付け加えることにより、非コンパクトなリッチ平坦な空間に値を取る非線形シグマ模型を構成した。これまでの理論と異なり、計量をあからさまに求める事にも成功した。非線形シグマ模型は、場が曲がった空間上に値をとる場の理論であり、N次元球面S^NSO(N)/SO(N-1)上の非線形シグマ模型などがよく知られている。このような理論はそれ自身で場の量子論の研究対象として興味深いものであるが、超対称性を持つ超弦理論との関連において、とりわけ重要なのは2次元上の場の理論としてみたときに、2種類の超対称性を持つN=2超対称非線形シグマ模型である。この研究は、次のような点を明らかにする事を目的としている。(A)非線形シグマ模型の拘束条件付きの場の量子論としての定式化(B)上の方法を用いたN=2超対称非線形シグマ模型の非摂動的な解析(C)くり込み群の手法を用いた超共形不変性の追求(D)超共形不変性があるような非コンパクトな空間の分類計画(A)(B)は平成13年度に完成した。計画(C)に関しては異常次元が存在する場合にくりこみ群の基礎方程式を導いた。異常次元がない場合には、くりこみ群の固定点となるための条件は多様体がリッチ平坦となることである。計画(D)に関しては平成13年度に引き続き、リッチ平坦な空間に値を取る超対称非線形シグマ模型の定式化を行った。エルミート対称空間のように対称性が高い場合には、非線形偏微分方程式であるアインシュタイン方程式を常微分方程式に帰着させる事ができた。この方法により、Einstein-Kahler多様体に複素場を付け加えることにより、非コンパクトなリッチ平坦な空間に値を取る非線形シグマ模型を構成することに成功し、計量もあからさまに求める事ができた。計画(D)に関しては平成14年度に、リッチ平坦な空間に値を取る超対称非線形シグマ模型の定式化を行った。対称性が高い場合には、非線形偏微分方程式であるアインシュタイン方程式を常微分方程式に帰着させる事ができた。計画(C)に関しては平成14年度にくりこみ群の基礎方程式を導いたが、今年度はこの基礎方程式の固定点の構造を調べた。異常次元がない場合にくりこみ群の固定点となるための条件は多様体がリッチ平坦となることであるが、異常次元が存在する場合にはリッチ平坦で無い多様体が共形不変な固定点に相当する。この方程式を解くことにより次のような結果を得た。
ソバ粉蛋白質FE25の遺伝子クローニングと組換え遺伝子の発現

ソバ(Fgopyrum escallentum)は古来より一般庶民の主要な栄養源として,また代表的救荒作物として焼畑農業に重要な位置を占めていた。しかしその特徴的物性(弱粘性と舌触りの不快感)のため今日的嗜好性に合わず加えてソバアレルギーへの懸念から敬遠されマイナ-作物への転落を余儀なくされており,現在なお望ましい改良種は開発されていない。この研究ではソバの高栄養価や救荒的特性を損なう事なく遺伝子工学的手法による改良品種の開発を試行した。ソバの種実蛋白質をOsborne法(穀物蛋白質の一般的分画法)に従って分画し各分画を電気泳動(SDS-PAGE)的に展開し比較すると主要蛋白成分としてグロブリン画分が提示される。研究ではこのグロブリン蛋白質(FE25)をその対象とし、Poly(A)-mRNAの分離とcDNAの作成およびその発現を試みた。すなわち成熟途上にあるソバの種実(開花後2週間目)を塩酸-ガアニヂンで乳化して種実内RNA分解酵素を失活させ,全RNA分画からアフィニティークロマトグラフィー(poly(U)-agarose)により粗poly(A)-RNAを得た。これを庶糖密度勾配遠心法で分画し試験管内翻訳システム(rabbit reticurocyte lysate)により蛋白合成をおこない,生成物中からFE25グロブリン抗体反応蛋白質画分を分取した。画分をSDS-PAGEで分析して分子量28,000の蛋白質を確認した。このmRNAを鋳型としてcDNA(相補的DNA)を作成した。まずmRNAより逆転写酵素(AMV)によりcDNAを合成,得られるcDNAを制限酵素(EcoRl,Sal-l)で切断しpCU8プラスミドに挿入後大腸菌DN-lに形質転換してcDNAライブラリーを作成し,FE25グロブリン抗体による反応陽性コロニーを得た。現在E25グロブリンに該当する蛋白質産生菌株よりcDNAの分離と確認を検討中である。遺伝子工学的技法により生物種の遺伝子組み換え体を開発するに際して、最も重要な実験起点は如何なる形質を対象とするかにある。この研究では、申請者が発見した『FE25蛋白質』-ソバ粉蛋白質固有の分子量25kDaサブユニットで、ソバ粉の全蛋白質量の約80%をしめる可溶性蛋白質唯一の主要な蛋白質であこと、アレルゲン性を持つこと、などからソバ蛋白質の構造と機能に密接に関係している-に着目し、遺伝子工学的にソバ蛋白質を形質転換し最終的にソバの品質改良を目指した。ソバの主要蛋白質(FE25)はSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)では見かけの分子量が約2、5000の単一ポリペブチドである。精製に先立ってまず該蛋白質の選択的抽出方法を検討し、最終的に0.55M尿素-2mM DTT25mM Tris-HCL緩衝液,(pH8.3)で2時間室温で攪拌し、その遠心上清を水に透析後凍結乾燥で粗画分を得た。粗画分は先ずDEAE-セフファデックスE52(0.05Mトリス

塩酸緩衝液(pH8.3)を用いて食塩濃度勾配法(0.00.5M)で分画し、次いでセファローズCL 4Bと6Bの連続カラム(2.0X95cm)でゲル濾過した後、さらに調製用SDS-PHAGE(20X22X0.15cm)を用いて35kDのポリペプチドを含む断片を分離し、1%SDS-1mM DTT-25mM Tris-HCL緩衝液(pH8.3)で抽出し4倍量のアセトン添加で25kDa蛋白質を分離精製した。SDS-PAGEで精製標品が単一バンドであることを確認した。しかし次元電気泳動法(等電点電気泳動:SDS PAGE)分析では当該EF25は少なくとも5個のポリペプチドから成る複合体で、そのうち3個は弱酸性から中性(pH57)の蛋白質、他の2個は塩基性(pH8-9)蛋白質であることが明らかになった。この予想外の事態のため急遽戦略を改めた。即ちコメ蛋白質グルテリンのcDNAクローニング法(新井と阿部、必須アミノ酸研究、122、1989)に従い、先ず完熟したソバ種子より抽出したDNAを制限酵素Sau3AIで部分消化し、定法に従い蔗糖密度勾配法により1520KbpのDNA断片を分離精製した。現在これらのDNA断片をファージベクターλEMBL3に挿入して遺伝子ライブラリーを製作しつつある。目下のところスクリーニングに有効なcDNAを検索中である。申請者が発見したソバ粉蛋白質固有の分子量25kDaのサブユニット『FE25蛋白質』は、ソバ粉の全蛋白質量の約80%を占める可溶性蛋白質唯一の主要な蛋白質であること、アレルゲン性を持つこと、などからソバ蛋白質の構造と機能に密接に関係している。本研究は、遺伝子工学的にソバを形質転換し最終的にそばの品質改良を目指した。ソバの主要蛋白質(FE25)は、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)では見かけの分子量が約25,000の単一ポリペプチドである。平成6年度にソバの主要蛋白質(FE25)の精製を行った結果、SDS-PAGEで精製標品が単一バンドであることを確認した。しかし、二次元電気泳動法(等電点電気泳動:SDS-PAGE)では当該FE25は少なくとも5個のポリペプチドからなる複合体で、そのうち3個は弱酸性から中性(pH5.7)の蛋白質、他の2個は塩基性(pH8-9)蛋白質であることが明らかになった。6年度の予想外の事態のため、平成7年度は急遽戦略を改めて、DNA断片を抽出し、遺伝子クローニングを行った。即ちコメ蛋白質グルテリンのcDNAクローニング法(荒井と阿部、必須アミノ酸研究、122、1989)に従い、先ず完熟したソバ種子より抽出したDNAを制限酵素Sau3AIで部分消化し、定法に従い蔗糖密度勾配法により15-20KbpのDNA断片を分離精製した。これらのDNA断片を順次ファージベクターλEMBL3に挿入して遺伝子ライブラリーを製作し、スクリーニングに有効なcDNAを検索中である。
造血発生における転写因子の役割に関する研究

造血細胞の発生機序を明らかにすることを目的として、転写因子GATA-1の解析を中心に研究をすすめた。GATA-1は赤血球の最終分化に必要な因子として知られているが、血液細胞が初めて出現する胎生中期(胎生7.0日から7.5日)にも発現が確認されており、この発現が何を意味するのかについては詳しい解析がなされていない。我々は昨年、胎生7.5日目のGATA-1陽性細胞が、血液細胞(成体型血球)および血管内皮細胞への分化能を示すことを見いだした。これは胎生期のGATA-1陽性細胞が、血液細胞にも血管内皮細胞にも分化可能なヘマンジオブラスト様の性質を持つことを示唆している。この可能性についてさらに詳細に検討すべく、単一細胞培養系を起ち上げ解析をおこなった。GATA-1プロモーター制御下でGFPを発現するトランスジーンを持つマウスからGFP陽性細胞をFACSにより分取し、OP9ストローマ細胞と共培養をおこなったところ、1個のGFP/GATA-1陽性細胞から、血液細胞、血管内皮細胞が同時に出現した。また、この細胞は成体型血球産生能と同時に、胎仔型赤血球を作り出す能力も有しており、その活性は胎生7.5日目よりも胎生7.0日目に多く検出された。これらの結果は、胎仔型赤血球を含むすべての血球へと分化しうる能力を持つ"胎生期造血幹細胞"の存在を示唆しており、その発生・維持にGATA因子が深く関与している可能性を示している。造血幹細胞の発生機序および、それに関わる遺伝子を明らかにすることを目的として、種々の変異マウスの解析をおこなった。1.GATA-2ノックアウトマウスの解析GATA-2ノックアウトマウスでは各系列の血液細胞が大幅に減少しており、造血幹細胞での異常が示唆されているが、それがどのような異常なのかは明確ではない。そこで、初期血液細胞のマーカーであるCD45を指標にして胎生9.5日胚の血液発生を調べたところ、GATA-2ノックアウトマウスではCD45細胞が増加していることが明らかとなった。また、同様にF4/80陽性マクロファージも増加していた。これらの結果は、GATA-2を欠損した場合、未分化の状態で血液細胞をとどめておくことができず、マクロファージへの分化が進んだことを示しており、GATA-2が造血幹細胞の未分化性維持に重要な役割を果たしていることを示唆している。2.Runx1レスキューマウスの解析Runx1ノックアウトマウスは造血幹細胞を完全に欠損する。このマウスに、GATA-1プロモーターの制御下でRunx1を発現することのできるトランスジーンを導入したところ、部分的ではあるが血液をレスキューすることに成功した。レスキューされた血液の起源を詳細に解析した結果、胎生7.5日目のVE-cadherin陽性分画という従来考えられていた部分とは別のところから血液が生じていることが明らかになった。種々の実験より、この分画は正常マウスでも存在していることが示唆された。現在、この分画の血液の性質について解析を行っている。造血細胞の発生機序および、それに関わる遺伝子を明らかにすることを目的として、種々の遺伝子改変マウスを利用した解析をおこなった。1.Runx1レスキューマウスの解析Runx1ノックアウトマウスは造血幹細胞を完全に欠損する。レスキューされた血液の起源を詳細に解析した結果、胎生7.5日目のGATA-1陽性/VE-cadherin陽性分画という従来考えられていた部分とは別のところから血液が生じていることが明らかになった。種々の実験より、この分画は正常マウスでも存在し、また、生体内の環境では多分化能を維持できず、赤血球に分化しやすいという興味深い性質をもつことが分かった。2.胎仔期に存在するヘマンジオブラスト様細胞の解析1で述べたように、胎生7.5日目の卵黄嚢血島内に存在するGATA-1陽性細胞は血球への分化能を示す。この分画が血管内皮細胞への分化能を有するか、検討をおこなった。GATA-1プロモーター制御下でGFPを発現するトランスジーンを持つマウスを利用して、FACSによりGATA-1陽性細胞を分取し、OP9ストローマ細胞と共培養をおこなったところ、血管内皮細胞コロニーの形成が確認された。

この可能性についてさらに詳細に検討すべく、単一細胞培養系を起ち上げ解析をおこなった。GATA-1プロモーター制御下でGFPを発現するトランスジーンを持つマウスからGFP陽性細胞をFACSにより分取し、OP9ストローマ細胞と共培養をおこなったところ、1個のGFP/GATA-1陽性細胞から、血液細胞、血管内皮細胞が同時に出現した。また、この細胞は成体型血球産生能と同時に、胎仔型赤血球を作り出す能力も有しており、その活性は胎生7.5日目よりも胎生7.0日目に多く検出された。これらの結果は、胎仔型赤血球を含むすべての血球へと分化しうる能力を持つ"胎生期造血幹細胞"の存在を示唆しており、その発生・維持にGATA因子が深く関与している可能性を示している。