hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
野生鳥類の非侵襲的抗体検出法を用いた鳥インフルエンザウイルス国内侵入リスク評価

(4)カットオフ値の設定は生後2日以内の雛の糞便7検体を用いて同様のELISA法で得られたOD値の平均と標準偏差を求め、平均値と2倍の標準偏差を足した値をカットオフ値に設定した。その結果、H3ウイルス感染アイガモの7日目および14日目の糞便材料において有意なIgA抗体価の上昇を認めた。以上の成績から、カモの糞便中のIgA抗体検出ELISA法は簡便且つ高感度なカモの抗体検出法として、ほぼ確立されたものと考えられた。当初の計画では、感染実験によって得られた感染アイガモの新鮮糞便を用いて、カモの糞便に由来する鳥インフルエンザウイルス特異IgA抗体を検出するための、酵素標識免疫固相法(ELISA法)を確立したのち、北海道北部および山陰地方に飛来する渡りガモの糞便(各々200検体以上)中の鳥インフルエンザウイルス特異IgA抗体を検出する予定であったが、調査時の悪天候等の影響により、実際には合計70検体程度の野外糞便材料しか収集できなかった。しかしながら、今回確立したELISA法によりそれらを検査したところ、2検体の陽性例が認められた(陽性率3%)。この数値は過去に我々が実施した渡りカモの血清抗体陽性率と比較してもほぼ同程度であり、妥当と判断されることから、本調査結果も本ELISA法がほぼ確立されたことを支持するものと考えられた。以上のことから、本件課題は概ね順調に進展しているものと判断した。上述の通り。不足分の野外検体材料(カモ糞便)については、さらに来シーズンの調査で新鮮糞便材料を追加収集し、遅くとも研究終了時(最終年度)までには補足データとして加えることができる見通しである。さらに次年度の計画では次のステップとして、カモ以外の鳥種(特に希少種や捕獲が困難な鳥種)の糞便由来IgAを検出する目的で、抗カモIgA2次抗体を用いずに、糞便中の鳥インフルエンザウイルス特異IgAを検出する方法として、ELISA競合法を確立する計画である。このため、次年度はさらに遠方の調査地で、野外糞便材料の採取が必要となることから、事前に十分な情報収集(採取場所や時期について、現地の専門家から情報を収集)した上で、調査に望むことを計画している。一方、万が一ELISA競合法の確立に十分な結果が得られなかった場合には、カモ以外のいくつかの鳥種の胆嚢(例えばマガンの代用種としてガチョウ)を入手し、そこからIgAを抽出精製して、それぞれの鳥種の抗IgA抗体の作出も試行したいと考えている。
三次元周期構造をもつ新奇ナノカーボン物質の創成

本研究者は今までに、ツイスト型非平面多環性芳香族化合物の合成に携わってきた。本年度においてはこれまでに合成したπ拡張ヘリセン類の基礎物性解明研究と有機電界トランジスタのp型半導体としての応用を検討した。π拡張ダブルヘリセン類は、高い平面性を有するπ面が捻れながら連結した構造をとっており、結晶構造中で多次元のπ電子ネットワークを構築することが明らかとなっている。本研究者はSi/SiO2基板状にπ拡張ダブルヘリセン類を塗布し、得られた薄膜が中程度のホール輸送特性を示すことを明らかにした。このような独自の固体配向性と電荷輸送特性を併せ持った分子は有機エレクトロニクス材料の基本材料として非常に興味深い。現在は、本分子系の固体状態における電荷輸送性に関する量子化学的研究を共同研究として展開中である。以上のようなダブルヘリセンのエレクトロニクス材料としての検討に加えて、七員環構造を形成したπ拡張ヘリセン2の基礎物性解明を行った。π電子系が大幅に拡張したシングルヘリセンはこれまでに合成されておらず、新奇螺旋状分子として興味深い。そこで本分子系のX線結晶構造解析に加えて、七員環構造を形成することによる電子構造の変化を紫外可視吸収スペクトル及びサイクリックボルタンメトリー法により明らかとした。その結果、七員環構造はその歪みエネルギーにより電子系を不安定化させることがわかった。光学分割することにも成功しており、長波長領域でP体が負のCotton効果を示すなど、よりシンプルな[6]ヘリセンなどとは異なる挙動を示した。28年度が最終年度であるため、記入しない。2014年度はツイスト型多環性芳香族炭化水素(PAH)の酸化的脱水素環化反応による短段階合成法の開発を主として行った。本研究の主題である周期性三次元ナノカーボン物質のボトムアップ型精密化学合成を達成するためにはまず、そのビルディングブロックとなる三次元負曲率π平面を有する湾曲PAHを自在に設計、合成する方法論の開拓が必須である。しかしながら湾曲PAHの合成には一般に多段階、過酷、かつ低収率な反応条件を用いる必要がある。申請者が以前合成した、分子内に2つの[6]ヘリセン構造を有するツイスト型PAH(C58H28)は完全な曲面構造ではないものの、その捻れ構造を負曲率π平面とみなせる。更に[6]ヘリセン構造の末端炭素を結合させることで七員環構造を構築出来れば本研究に必要な負曲率PAHを合成することも可能である。そこで七員環構造の構築のために、末端炭素間距離がより近くなるヘテロ[6]ヘリセン構造を導入したツイスト型PAHの合成を行った。種々の基質・反応条件の検討を行った結果、チオフェン構造を持つポリアリレン前駆体を酸化的縮環条件に付すことで、ツイスト型PAH及び七員環構造を有する非平面PAHを作り分けることに成功した。単結晶X線構造解析によりそれぞれの湾曲したπ共役構造を確認している。またその固体配向はC58H28と同様、本分子骨格に特徴的とも言える捻れラメラ型スタッキングを示した。このようにツイスト型PAHは平面型あるいはボウル型芳香族化合物では達成し得ない独自の固体配向性を示すため、新たな有機エレクトロニクス材料、自己組織化材料として有用である。また本合成経路は市販の試薬から五段階前後の短工程、再結晶による精製のみで目的物を得ることが可能であり、汎用性の高い合成経路を構築できたといえる。今後は合成した分子群を用いて正孔輸送材料の開発と三次元ナノカーボン物質合成を行う予定である。前年度に引き続きツイスト型非平面多環性芳香族化合物(PAH)の合成研究を行っていた。これまでの成果として、チオフェン構造を有するπ拡張ダブルヘリセンおよびシングルヘリセンの作り分けに成功していた。本年度では更なる条件検討の結果、新たに4つのヘリセン構造を同一分子内にもつクアッドヘリセンの合成を達成した。本分子はその螺旋不斉に由来した計5つのジアステレオマーをもち、これらは立体構造に起因した異なる光・電子物性を示す。また、サドル型異性体のナフタレン骨格は類を見ない捻れ構造を示し、一つのベンゼン環換算で世界最大となる35度の捻れ角を示す。このように極めて特徴的な非平面かつキラルなπ電子系の創製は構造有機化学分野の発展に寄与するだけでなく、機械的刺激や熱刺激に応答する高分子材料・分子スイッチング素子・円偏光発光材料などへの応用性も秘めている。また本研究の主題である三次元ナノカーボン物質の構成単位としても期待できる。以上のように、最初期とは全く異なる研究展開ではあるものの、多分野への発展性をもつ独自の分子系を確立することに成功した。ヘリセンは芳香環が螺旋状に縮環した非平面π共役化合物であり、キラル非平面構造に由来した物性に興味がもたれてきた。今年度は新たに多重ヘリセンであるクアッドヘリセンの合成を達成した。チオフェン構造を有するポリアリレン前駆体の酸化的縮環反応を検討している際に、モレキュラーシーブス共存下、塩化モリブデンを酸化剤として用い、同一分子内に4つのヘリセン構造を有するクアッドヘリセンの合成に成功した。この分子は2つの[5]ヘリセン構造とジチア[6]ヘリセン構造をもつため、4セットのエナンチオマー対と1つの光学不活性なメソ異性体を含む合計9つの構造異性体をもつ。

この内、プロペラ型異性体とサドル型異性体の2種類については単結晶X線構造解析により構造決定した。驚くべきことに、サドル型異性体のナフタレン中心は捻れたアセン類として過去最大となる69.5°の捻れ角をもつ。これは4つのヘリセン構造がそれぞれナフタレン中心に対して同一方向の捻れ歪みを与えた結果である。ベンゼン環一つあたりの捻れ角としても35.3°の捻れ角を示し、今まで合成された非平面芳香族分子の中で最も捻れた構造を有する。同時に、これらの構造的な変化に基づく光物性・電気化学的特性・キロプティカル特性に加え、計5種類のジアステレオマー間の立体化学的関係性とその相互変換経路を明らかにした。本分子の存在は非平面π共役系の化学に一石を投じるものであり、また応用面としても円偏光発光材料等への利用が考えられる。さらには本研究課題の主題となる三次元ナノカーボン物質の創製に対しても有効なビルディングブロックとなる鞍型π共役系を開発できたと言える。最終年度に於いては、これまでに合成した種々のπ拡張マルチヘリセン類の機能性材料としての側面を伸ばして行きたいと考えている。本研究者は今までに、ツイスト型非平面多環性芳香族化合物の合成に携わってきた。本年度においてはこれまでに合成したπ拡張ヘリセン類の基礎物性解明研究と有機電界トランジスタのp型半導体としての応用を検討した。π拡張ダブルヘリセン類は、高い平面性を有するπ面が捻れながら連結した構造をとっており、結晶構造中で多次元のπ電子ネットワークを構築することが明らかとなっている。本研究者はSi/SiO2基板状にπ拡張ダブルヘリセン類を塗布し、得られた薄膜が中程度のホール輸送特性を示すことを明らかにした。このような独自の固体配向性と電荷輸送特性を併せ持った分子は有機エレクトロニクス材料の基本材料として非常に興味深い。現在は、本分子系の固体状態における電荷輸送性に関する量子化学的研究を共同研究として展開中である。以上のようなダブルヘリセンのエレクトロニクス材料としての検討に加えて、七員環構造を形成したπ拡張ヘリセン2の基礎物性解明を行った。π電子系が大幅に拡張したシングルヘリセンはこれまでに合成されておらず、新奇螺旋状分子として興味深い。そこで本分子系のX線結晶構造解析に加えて、七員環構造を形成することによる電子構造の変化を紫外可視吸収スペクトル及びサイクリックボルタンメトリー法により明らかとした。その結果、七員環構造はその歪みエネルギーにより電子系を不安定化させることがわかった。光学分割することにも成功しており、長波長領域でP体が負のCotton効果を示すなど、よりシンプルな[6]ヘリセンなどとは異なる挙動を示した。本研究課題申請時に提唱した負曲率多環性芳香族炭化水素(PAH)である[8]サーキュレンの合成自体は、既に他の3つの研究室によって達成されている。各々の合成戦略は申請者の逆合成解析と類似しており、同様の手法を用いることで最終目標の周期性三次元ナノカーボン物質の構成ユニットを準備出来ると考えている。一方で2014年度に実施した研究は[8]サーキュレンとは全く異なる非平面PAHの合成ではあるものの、当初の目標とはまた異なる新奇三次元ナノカーボン物質を創出するための基盤研究と捉えている。
加熱焼成物を利用した土壌肥沃度改善方法の構築

食品製造原料となる農産物の多くを国外から輸入する日本では、国内農産地でも廃棄農産物量が増加傾向にある。これら食品原料、廃棄農産物を土壌肥沃度の維持、向上を目的とした有機性廃棄物を供試試料として、加熱焼成温度の差異による水溶性肥料成分の溶出過程を検討した。植物残渣としてクズ、モミガラ、竹、稲わらの4種、食品廃棄物として納豆くず、おから、コーヒー粕、鱗、カニの殻の5種の計9種類を供試した。各試料の化学特性についてクラスター分析を行った結果、高窒素含量グループI(クズ、納豆くず、おから)、高ケイ素含量グループII(モミガラ、稲わら)、高カリウム含量グループIII(竹、コーヒー粕)、高ナトリウム含量グループIV(鱗)、高pHグループV(カニの殻)の5クラスターに分類された。全炭素含量は焼成温度の上昇に伴い増加する傾向を示した。全窒素含量はグループI、IV、Vで高い結果を示し、グループIはマメ科に由来する試料であるため、窒素固定をする根粒菌との共生によって高い窒素含量を示した。グループIV、Vではアミノ酸態窒素、アミノ糖態窒素を多く含むことが認められた。稲わらを除く全ての試料において、CationとAnionの総量のバランスはΣCation> ΣAnionを示し、焼成処理による有機酸の生成が推察された。イオン量は300°Cで最も溶出量が増加する傾向を示し、グループI、II、IIIとグループIV、Vではイオン組成が異なっていた。以上の結果より、200°C250°Cでは有機物の焼失が示唆され、250°C300°Cでは無機成分の溶出量が上昇したことから、各種有機・無機成分の動態は、焼成温度の影響が大きい結果を示した。特に300°Cでは多くの試料でC/N < 20を示し、無機成分の溶出量が増加することから、焼成温度は300°Cが適切であると判断された。加熱焼成温度と水溶性無機成分の検討から、焼成温度として300°Cが適切であることが示唆された。得られた結果を多変量解析により解析した。DOM(水溶性有機成分)の光学特性に関して三次元蛍光分光スペクトルを解析ソフトPeakFit (HULINKS)を利用し、日本腐植物質学会より頒布される標準腐植物質と比較した結果、DOMは琵琶湖フルボ酸に類似した形状を示した。また、1H, 13C -NMRによるWSOM解析およびHPSEC分析による分子サイズの測定が残されている。加熱焼成抽出溶液の分解特性をCO2発生量より検討した結果、分解率はグループII、IIIでは30%ケイ素質である他のグループでは炭化が進行し、分解率は低下する結果が得られた。DOMを利用した発芽試験ではグループI、IIおよびIIIでは発芽率、植物伸張率に生育促進効果が認められた。さらに植物栽培試験による養分吸収量と植物生育との関連を検討する必要が認められた。加熱焼成温度と水溶性無機成分、分解特性および発芽試験の結果より、焼成温度として300°C°Cが適切であることが示唆された。本年度はWSOM(水溶性有機成分)の組成に焦点を絞り、65°C、300°Cでの加熱焼成物より得られたWSOMに関して1Hおよび13C -NMR並びにHPSEC分析による分子サイズの測定によりWSOMの差異を明らかにする。植物生育への重要な要因は窒素供給であると考えられることから、加熱焼成物の有機態窒素画分の形態分析を実施する。加熱焼成抽出溶液の分解特性をCO2発生量より検討した結果、ケイ素質では分解率が向上したが、他の資材では炭化過程が進行し分解率は低下した。さらに加熱焼成物のバイオチャーとしての役割を評価するため、加熱焼成物の分解特性を評価する。DOMを供試した発芽試験では電気伝導度を基準として実施したが、本年度は有機物含量を基準として実施し、ノイバウエルポット試験を実施し、作物生育と無機成分吸収量について検討する計画である。土壌肥沃度の維持、向上に各種有機性廃棄物を原料とした堆肥、コンポストの土壌施用により土壌肥沃度の維持向上に努めてきた。しかし堆肥、コンポストの製造は悪臭、後熟用地確保、熟度判定方法の確立、有害性重金属の混入等の問題を抱えている。食糧自給率40%を下回る日本では、食品製造原料となる農産物を国外から輸入すると共に国内農産地でも廃棄農産物量が増加している。これら食品原料、廃棄農産物は食品安全基準を満たす資材であると共に食品製造過程で廃棄される資材は単一原料であることから、良質な廃棄物の条件を備えていると考えられる。多変量解析を用いて供試資材の化学組成および蒸留水抽出液成分について資材間、加熱焼成温度別に特性評価を実施した。農業廃棄資材として油菜、竹、籾殻、葛、稲藁の5種、食品製造廃棄物として納豆屑、おから、コーヒー豆残渣、鱗の4種の合計9種類の廃棄資材を供試した。各資材は65°Cで通風乾燥後、200、250、300、350°Cのマッフル炉内で15分間加熱焼成を行った。各加熱焼成物とガラスウールを交互に充填し、抽出液量比を1:10として静置抽出(25°C、24時間)を行った。加熱焼成による重量残存率は全ての資材共に300、350°Cで急激な減少を示し、特に食品製造廃棄物に由来する資材の減少割合が高かった。

資材の化学組成によるクラスター分析の結果、資材の特性を反映した4クラスターから構成されていた。蒸留水抽出液成分は主成分分析の結果、3因子による累積寄与率は81.7%以上を示した。65°C、300°Cでは4クラスターと類似した分布を示したが、350°Cでは全く異なる分布様式を示し、資材の炭化が進行していた。300°Cでは資材由来の水溶性成分を反映したが、350°Cではそれら成分が大きく変化したことから、300°C、350°Cの加熱焼成温度による組成変化を詳細に検討する必要が示唆された。供試資材の化学組成および加熱焼成物の水溶性無機成分の多変量解析による検討より、加熱焼成温度は300°C、350°Cが適切であることが示唆された。加熱焼成物より得られたWSOM(水溶性有機成分)の特性を三次元蛍光分光スペクトルによる解析を試みたが、標準物質を特定できないことから、スペクトルの検討方法にはピークフィット法の利用が必要であることが判明した。1Hおよび13C-NMRによるWSOM解析およびHPSEC分析による分子サイズの測定が残されている。加熱焼成抽出溶液の分解特性をCO2発生量より検討した結果、ケイ素質である籾殻、コーヒー抽出残渣は350°Cの加熱焼成温度により分解率が向上したが、他の資材では炭化が進行し、分解率は低下する結果が得られた。加熱焼成物の分解特性を評価する必要が認められた。DOMの発芽試験では加熱焼成温度による生育阻害を検討したが、魚介類由来資材では塩類による生育阻害が認められたことから脱塩方法の検討が課題となった。食品製造原料となる農産物の多くを国外から輸入する日本では、国内農産地でも廃棄農産物量が増加傾向にある。これら食品原料、廃棄農産物を土壌肥沃度の維持、向上を目的とした有機性廃棄物を供試試料として、加熱焼成温度の差異による水溶性肥料成分の溶出過程を検討した。植物残渣としてクズ、モミガラ、竹、稲わらの4種、食品廃棄物として納豆くず、おから、コーヒー粕、鱗、カニの殻の5種の計9種類を供試した。各試料の化学特性についてクラスター分析を行った結果、高窒素含量グループI(クズ、納豆くず、おから)、高ケイ素含量グループII(モミガラ、稲わら)、高カリウム含量グループIII(竹、コーヒー粕)、高ナトリウム含量グループIV(鱗)、高pHグループV(カニの殻)の5クラスターに分類された。全炭素含量は焼成温度の上昇に伴い増加する傾向を示した。全窒素含量はグループI、IV、Vで高い結果を示し、グループIはマメ科に由来する試料であるため、窒素固定をする根粒菌との共生によって高い窒素含量を示した。グループIV、Vではアミノ酸態窒素、アミノ糖態窒素を多く含むことが認められた。稲わらを除く全ての試料において、CationとAnionの総量のバランスはΣCation> ΣAnionを示し、焼成処理による有機酸の生成が推察された。イオン量は300°Cで最も溶出量が増加する傾向を示し、グループI、II、IIIとグループIV、Vではイオン組成が異なっていた。以上の結果より、200°C250°Cでは有機物の焼失が示唆され、250°C300°Cでは無機成分の溶出量が上昇したことから、各種有機・無機成分の動態は、焼成温度の影響が大きい結果を示した。特に300°Cでは多くの試料でC/N < 20を示し、無機成分の溶出量が増加することから、焼成温度は300°Cが適切であると判断された。加熱焼成温度と水溶性無機成分の検討から、焼成温度として300°Cが適切であることが示唆された。得られた結果を多変量解析により解析した。
大学におけるコミュニケーション教育の総合的カリキュラムの開発とＦＤへの展開

大学教育において、対人関係や言語表現、情報活用などの基本技能の訓練を越えた、共生への批判的・創造的コミュニケーション力の総合的な教育プログラムを提案するため、コミュニケーション学と学習科学(とくにアクティブ・ラーニング)の知見を応用しながら、身体・感情、認知・言語、メディア・ICT、社会・文化の4領域での事例調査とモジュール開発を行い、それらを踏まえた総合的カリキュラムを試行するとともにFDテキストを制作した。本研究は、21世紀型ジェネリックスキルの中核となるコミュニケーション力に焦点をあて、コミュニケーション学と学習科学の知見に基づいて、大学のコミュニケーション教育の変革に資することを目的としている。平成24年度は、本研究が雛形としている4領域・3水準のコミュニケーション教育のモデルに対応させて、最低限必要な教育モジュールの開発を試みた。4領域とは、身体・感情、認知・言語、メディア・ICT、社会・文化の各領域を指し、3水準とは基本的技能(コア・コンピテンシー)、批判的態度と技能(クリティカル・コンピテンシー)、共生への態度と技能(ケアリング・コンピテンシー)の各水準を指す。各研究分担者は1領域3水準を担当し、担当授業の一部や関心ある学生グループにおいて試行と評価を行った。とくに身体・感情の領域に関しては、米国身体心理療法学会や欧州身体心理療法学会で海外の身体心理教育の現況を把握するとともに、長崎大学における身体関係論の半期授業及び早稲田大学における身体コミュニケーションの遠隔授業を試行した。また認知・言語の領域に関して、欧州特にドイツにおいてコミュニケーション能力を目指した日本語教育を実施しているベルリン日独センターと国際交流基金ケルン文化会館を訪問調査するとともに、徳島大学において留学生及び日本人学生のための異文化コミュニケーション及び日本語の各科目を改善し、より総合的な「コミュニケーション研修」「人間関係論」等を社会教育と連携させて実施した。「メディア・ICT」領域の早稲田大学での授業改善、「社会・文化」領域の十文字学園女子大学での授業改善と併せ、今年度の研究成果は年度末の京都大学での大学教育研究フォーラムで報告し、他大学の一般教員からフィードバックを得た。本研究は、21世紀型ジェネリックスキルの中核となるコミュニケーション力に焦点をあて、コミュニケーション学と学習科学の知見に基づいて大学のコミュニケーション教育の変革に資することを目的としている。平成25年度は、コミュニケーション教育の総合的カリキュラムの開発に取り組み、研究代表者の所属大学においてコミュニケーション科目群を試行し、様々なアクティブラーニングを導入しながら半期単位のアクションリサーチを行った。これらを踏まえて、総合的カリキュラムを大きく「ヒトを学ぶ」「体験から学ぶ」「メディアを学ぶ」に分けて実践指針をまとめる方向で次年度の準備を進めた。一方、これまでの継続事項として、異文化環境における日本語コミュニケーション教育に関する情報収集や、留学生と日本人学生が共修するドラマ手法を用いたコミュニケーション教育、医療従事者と医学生を対象としたロールプレイ形式によるコミュニケーション研修の開発も行っている。加えて、マイクロプレゼンテーション・クリニックの手法を用いた授業や、プレゼンテーションの様子をビデオ・フィードバックする異文化間授業等によって、メタ認知能力(自分を客観的に見る眼)や他者のプレゼンを「観る眼」を育成することも試みた。さらに、初学者のためにメディアツールやメディア文化のコンテンツを使用する方法論の検討を行い、教材として使用可能な映像コンテンツやウェブコンテンツの調査、及びそれを実際に用いて実施した授業のセルフ・エスノグラフィーを行った。今年度の全体的な研究成果は年度末の京都大学での大学教育研究フォーラムで報告し、他大学の一般教員からもフィードバックを得た。本研究は、21世紀型ジェネリックスキルの中核となるコミュニケーション力に焦点を当て、コミュニケーション学と学習科学の知見に基づいて大学のコミュニケーション教育の変革に資することを目的としている。平成23年度は、国内外の大学におけるコミュニケーション教育の現状把握と課題抽出を目指した。そのために、国内および米国の大学についてウェブ上の資料や教育改善関連の報告書から全体的な状況を把握し、特にアクティブラーニング事例に着目した訪問調査を行って、コミュニケーション力向上の教育方法と課題を展望した。一方、学内外で必要とされているコミュニケーション能力の内容を検討するために、異文化コミュニケーションや医療コミュニケーションに関するワークショップ研修を行い、参加者へのアンケート調査を行った。また、教員対象のワークショップ「教師のための『教える・学ぶ・ケアする』」を試行し、サイコドラマの手法を応用してケアリング実践の深化を図った。さらに、英語教育との関連で、ナラティブ分析によって英語上級者のコミュニケーション力の自己育成に真正性のある問題解決実践が鍵になることを明らかにし、フィールドにおいても、大学生の海外協働研修がmediating artifactの経験(メディアプレゼン、オープンハウス、日本語教育補助員(TA)、授業聴講)を介して総合的なコミュニケーション力向上につながっていたことを確認した。以上は、事例調査と実践研究の双方からコミュニケーション教育の内容と方法を洗練していくための重要なプロセスである。なお、研究代表者の本務校における教養教育改革が進行中であったことから、現段階の基盤情報を踏まえて、9科目から成る「コミュニケーション実践学」のカリキュラムを試作した。学生からの履修希望は他の科目群より遙かに多く、これは学生のニーズに対応した内容・方法となっていることの傍証となる。

本研究は、21世紀型ジェネリックスキルの中核となるコミュニケーション力に焦点をあて、コミュニケーション学と学習科学の知見に基づいて大学のコミュニケーション教育の変革に資することを目的とした。研究期間のなかで、身体・感情、認知・言語、社会・文化、メディア・ICTの4領域に分けたコミュニケーション教育の実践研究を行い、国内及び欧米の先行事例や共同研究者との交流を踏まえて、ワークショップ型体験学習を通した身体コミュニケーション力の向上、ドラマ形式による日本語力および異文化コミュニケーション力の向上、メディアツールやメディア文化コンテンツを使用した文化的コンピテンスの向上、そしてメディア制作を通したICTスキルの向上等を図った。本年度は、これまでの成果総括を行ったうえで、共生社会に向けたコミュニケーション教育のための教員向け書籍の制作を行った。その内容は、アクティブラーニングへの導入も兼ねて、生物学・心理学・人類学からの「ヒトを学ぶ」、身体表現・音表現・言語表現のワークショップ型授業による「体験から学ぶ」、そしてフィールドワークやPBL(Project-Based Learning)を活用した「メディアを学ぶ」の3つの内容で構成している。継続事項として、看護教育分野でのコミュニケーション教育の充実に取り組み、職場でのコミュニケーション場面のシナリオ化とロールプレイ実習を開発している。また、異文化コミュニケーション教育の実践研究として、地域の劇場を舞台にした留学生と日本人共修のドラマ的手法による教育の成果を検討したほか、文化交流プログラムにおける言語パートナーの役割の評価や、タイのチュラロンコン大学の日本語専攻学生を対象とした日本のサブカルチャーに関するフィールドワーク等を実施した。さらに、真正性のある問題解決実践を軸とした効果的なメディア教育手法の開発にも取り組んだ。教育心理学平成23年度に国内外の大学におけるコミュニケーション教育の現状把握と課題抽出を目指したが、交付額の減額変更の可能性があるという通達を受けて、夏期に行う計画であった海外調査の多くを断念し、国内での実践研究に重点をシフトしたという事情がある。このため、23年中に終了する予定であった海外調査の大部分が24年度に持ち越され、24年度に計画していたコミュニケーション能力のアセスメント枠組の検討が遅れている。平成25年度は、これまで2年間の準備をふまえて大学(とくに教養教育)でのコミュニケーション教育の総合的枠組を整備することを目指した。併せて、アクティブラーニングの様々な形態を試行し、効果的な授業設計の方向を見定めつつある。
超磁性酸化鉄製剤を用いたマクロファージ可視化による病態解明と治療効果予測

腫瘍へ浸潤するマクロファージをMRIにより可視化し、病理標本と対比する実験を実施した。MRI造影剤にマクロファージに取り込まれる鉄造影剤(約30nmのコロイド粒子、血中半減期5-6時間)を使用してTAMと低酸素状態、新生血管増生をMR画像と組織で対比・検討した。ヌードマウス(BALB/c nu/nu)にヒト子宮頚がん細胞(HeLa)を移植して約2週間前後に実験を実施。使用鉄造影剤量は300μmolFe/kgとし、その投与前と投与48時間後に1.5T-MRIシステムと72mmのサーフェスコイルを使用してT2*強調画像を撮像した(FFE TR/TE/FA=50/40/20 and 39/30/15、解像度:0.4x0.4x0.4mm)。最終撮像終了直後に腫瘍血管を描出目的でヘキスト33342青色素を静注して1分後にsacrificeした。腫瘍摘出後、MR断面に合わせて中央で割面を入れて急速凍結保存して、HE染色、鉄染色、F4/80(抗マウスマクロファージ抗体)での染色(FITC標識2次抗体を使用し緑色に発色)とDAPIでのcounterstaining有り(細胞核が青色に発色)・無し、HIF-1α染色(赤色に発色)の染色で評価した。腫瘍の大きさは10mm前後であり、造影剤投与前のMR画像では腫瘍変性に伴う大きな出血は認めなかった。造影剤投与後には腫瘍内部に限局性の低信号域が同定されたが軽微なものを主体としていた。病理画像では腫瘍辺縁・内部には腫瘍血管の増生があり、腫瘍血管から離れた100-300μmれた位置を中心にHIF-1αの染色が認められたのは当初の予測通りであった。しかし抗マクロファージ抗体・鉄染色で陽性を示す細胞は弱拡大視野内に数個と極めて少なく、当該腫瘍系ではTAMの浸潤が少ないとともに、その活性も低下しているのではないかと推察された。マクロファージが関与する実験系を選定・作成するために、ヒト乳ガン細胞(MCF7, MDA-MB-231, BT-20, ZR-75-1)をヌードマウス(BALB/c nu/nu)へ移植したモデルを作成した。病理標本検索によりマクロファージに特異的な抗CD68および増殖・転移に関与する微小血管を特異的に認識する抗CD105モノクロナール抗体により免疫組織化学染色を行うことにより、マクロファージの浸潤が多く、かつ微小血管新生の認められる腫瘍(MDA-MB-231)を選択した。悪性腫瘍病巣での低酸素状態にマクロファージの関与が指摘されているが、乳ガンでは腫瘍内細胞の80%にまで達するとする報告もありヒト乳ガンモデルの作成は腫瘍内へ浸潤したマクロファージの機能を明らかにする上で有用である。誘導される新生微小血管は未熟であり腫瘍細胞の血管内浸潤が起き易く、血行性転移の経路としても重要である。撮像にはH20年度初頭に導入予定であった研究用3T-MRI装置の導入が遅れており、1.5T-MRI装置を使用した。しかしその信号低下を補う小動物専用コイルが使用可能となり、使用装置の制限は問題とはなっていない。また活性化されたマクロファージに良く取り込まれ、その活動を可視化できる造影剤としてまずSPIO製剤(Resovist, Schering AG, Berlin, Germany)を用いた検討を行ったが、活性化マクロファージへの取り込みは大量使用した場合でも必ずしも十分ではなく、むしろ非特異的な取込みの影響が大きいと考えられた。USPIO製剤は当初AMI-227 (Guerbet laboratory, Aulnay, France)で使用交渉を進めていたが、先方の都合で同種の製剤P904 (Guerbet)を使用することとなり、現在投与量や撮像パラメータ、画質の検討を進めている。

造影剤投与後には腫瘍内部に限局性の低信号域が同定されたが軽微なものを主体としていた。病理画像では腫瘍辺縁・内部には腫瘍血管の増生があり、腫瘍血管から離れた100-300μmれた位置を中心にHIF-1αの染色が認められたのは当初の予測通りであった。しかし抗マクロファージ抗体・鉄染色で陽性を示す細胞は弱拡大視野内に数個と極めて少なく、当該腫瘍系ではTAMの浸潤が少ないとともに、その活性も低下しているのではないかと推察された。
がん細胞に対して選択的にマクロファージ誘導作用を持つ新規がん治療薬の開発

がん細胞に対して選択的にマクロファージ誘導作用とMRI造影剤としての作用を有する新規がん治療薬の開発を目的として,アポトーシス誘導時に現れる'eat me signal'として知られているフォスファチジルセリン(PS)に腫瘍細胞集積性を示すMRI造影剤のGd-DTPA錯体を付加させた化合物(PS-Gd誘導体)の設計・合成を行った.本化合物はGd-DTPA構造による腫瘍組織への集積と可視化,およびPS構造による腫瘍細胞へのマクロファージの誘導と貪食作用が期待される.がん細胞に対して選択的にマクロファージ誘導作用とMRI造影剤としての作用を有する新規がん治療薬の開発を目的として,アポトーシス誘導時に現れる'eat me signal'として知られているフォスファチジルセリン(PS)に腫瘍細胞集積性を示すMRI造影剤のGd-DTPA錯体を付加させた化合物(PS-Gd誘導体)の設計・合成を行った.本化合物はGd-DTPA構造による腫瘍組織への集積と可視化,およびPS構造による腫瘍細胞へのマクロファージの誘導と貪食作用が期待される.癌を診断するための検査法として一般的にMRI(Magnetic Resonance Imaging system:磁気共鳴画像装置)とその検出用にMRI造影剤が使用されている.MRI造影剤は主に常磁性のガドリニウム(gadolinium : Gd)が利用され,網内系組織に取り込まれる性質を応用して腫瘍を鑑別診断する.本研究はがん細胞に対して選択的にマクロファージ誘導作用を持つ新規がん治療薬の開発を目的とし,癌の早期発見および治療薬の開発に資する研究を行う.具体的には,Gdの腫瘍部に集積する性質に着目し,アポトーシス誘導時に現れる'eat me signal'として知られているフォスファチジルセリン(PS)にGdを配位させた化合物の創製である.本化合物の特徴は,Gdによって腫瘍組織内に集積するとPSが細胞表面に露出し,細胞表面のPSは自己免疫細胞(マクロファージ)によって認識され,PSによって擬アポトーシス状態となった癌細胞はマクロファージを腫瘍組織内に特異的に誘引し,その貪食作用によって癌細胞を消失させることが期待される.さらに,本化合物はGd錯体を形成していることからMRIによる造影も可能となり,治療効果を追跡できると考える.昨年度は,標的となるがん細胞(網内系組織)に対して選択的なマクロファージ誘導作用を持つ新規がん治療薬PS-Gd誘導体の分子設計と合成を検討し,これまで,PS構造とGd配位子の候補となる構造を数種類組み合わせることでPS-Gd誘導体を設計し,それぞれについて分子軌道法などの化学計算を実行し誘導体の電化密度の予測化と配座解析を行った.現在,その結果に基づいた合成を実施している.今後,合成した化合物の生物学的な評価を行い,その効果を明らかにすることによって,癌の検出と同時にマクロファージの働きにより腫瘍を死滅させることで,腫瘍疾患の診断と治療が同時に行える可能性を有する"身体に優しい癌検出・治療薬"の開発が期待される.本研究ではPSにGd構造を導入した化合物(PS-Gd)を開発する.PS-Gdは従来の抗がん剤にみられる細胞障害はなく,正常細胞はGdの集積性が低いことから,PS-Gdは副作用の少ないがん細胞を標的とした新規抗がん剤として利用できる.さらに,PS-GdはGdによるMRI造影剤としての機能を併せ持つため腫瘍組織の可視化が可能になることから,がんの治療薬と共に診断と治療経過を観察できる優れた抗がん剤として期待できる.平成23年度はPS-Gd誘導:体について分子軌道法を用いた配座解析の予測と,設計した候補化合物の合成および生物活性の予備的検討を実施した.1.配座解析の予測:PS構造とGd配位子の候補となる構造を数種類組み合わせることでPS-Gd誘導体を設計し,それぞれについて分子軌道法などの化学計算を実行し誘導体の配座解析の予測を行い,その結果に基づいた合成を実施した.2.PS-Gd誘導体の分子設計と合成:本化合物は,がん細胞を選択的に擬アポトーシス状態に誘導するためにPS構造とDTPA-Gd構造を適切な長さのリンカーで結合させた化合物である.PSとリンカーの連結部位は,生体内に存在している種々の酵素に対して安定であると予想される亜リン酸エステル構造を有し,さらに,PSとDTPA-Gdを結ぶリンカーの長さはマクロファージによるPS構造の認識および細胞への取り込みに関する脂溶性の向上を考慮する必要があるため,幾つかのリンカーの長さの異なる誘導体を合成した.3.生物活性の予備的検討:HepG2細胞を用いて各々の誘導体の取り込みをNMRによる緩和時間の長さから検討を行った.本研究はがん細胞に対して選択的にマクロファージ誘導作用とMRI造影剤としての作用を有する新規がん治療薬の開発を目的とする.具体的には,アポトーシス誘導時に現れる`eatme signal'として知られているフォスファチジルセリン(PS)に腫瘍細胞集積性を示すMRI造影剤のGd-DTPA錯体を付加させた化合物(PS-Gd誘導体)を創製する.

これまで,PS構造とGd配位子の候補となる構造を数種類組み合わせることでPSーGd誘導体を設計し,それぞれについて分子軌道法などの化学計算を実行し誘導体の電荷密度の予測化と配座解析を行った.また,昨年度は候補化合物について合成経路の検討を試み,ホスファチジルセリン誘導体の合成ルートを確立した,今年度は,本方法を利用して構造最適化した化合物の合成を試みた.脱水型のジエチレントリアミン五酢酸にアミノアルキルアルコールを2分子反応させてアルキル側鎖を伸ばした後,未反応のカルボン酸をベンジルエステルへと変換した.さらに末端の水酸基に側鎖の水酸基がリン酸tert-ブチルアミダイト誘導体であるN-Bocセリン誘導体を塩基触媒を用いて結合させた.TBHPで酸化してリンをリン酸エステルへと変換後,接触還元で脱ベンジル,TFAで脱Bocを行い,さらにGdCl2を配位させて目的化合物を合成した.本化合物はGd-DTPA構造による腫瘍組織への集積と可視化,およびホスファチジルセリン構造による腫瘍細胞へのマクロファージの誘導と貪食作用が期待される.従って,今後,生物学的な評価を行い,その効果を明らかにすることで,従来の抗がん剤とは異なる機構による抗がん作用とMRIによる治療効果の可視化が可能な,全く新しい抗がん剤が開発できる.標的となるがん細胞(網内系組織)に対して選択的なマクロファージ誘導作用を持つ新規がん治療薬PS-Gd誘導体の分子設計と合成を検討した.作年度は目的とする化合物を複数合成し,来年度に予定している生物試験についても予備的検討を行うことが出来た.24年度が最終年度であるため、記入しない。マクロファージへの親和性の向上を強化した誘導体の設計および合成と生物試験による化合物の検証を行う.具体的には,今年度は標的としたがん細胞に対して,より効果的なマクロファージの誘導性を有することが必要となるためマクロファージ誘因物質であるPSを複数分子付加させたGd配位子の設計および合成を実施する.合成した各種誘導体は,生物学的な実験によりPSに対するマクロファージ選択的誘因物質としての検証を行い,親和性が有意に向上すると予測される化合物についての候補化合物の絞り込みを行う.さらに合成法を考慮した上での合成予定化合物を決定した後,大量合成を行う予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
倉の立地から見た集落構造とその景観文化:群倉型集落を事例として

居住域と倉庫をそれぞれ集めて離して建てる伝統的な集落形態において、倉の集まりを群倉という。本研究は群倉の集落を調査することで、その発生要因を明らかにすることを目的とした。一般的に火災予防の観点から語られていた群倉であるが、むしろ狭隘な地形に一つの要因があると考えられる。また、耕作地への通いと広場的な作業空間の調査という、未解明であった群倉について研究を深化させる道筋をつけられた。本年度はフィールドワークとしてまず、青森県下北半島・栃木県宇都宮市にて調査を行った。下北半島では、板倉の群倉をほとんどの集落構造の中に確認した。その中の、むつ市永下地区・東通村岩屋地区・風間浦村蛇浦地区にて、立地詳細調査を行い、立地条件の分析を進めた。次に、栃木県宇都宮市では大谷石蔵の立地状況を確認すると共に、所有者への聞き取りや建物調査を行った。その結果、大谷石蔵といっても、二種類に分けられることが判明した。構造の違いから、都市部においては土蔵を基本とした石蔵であり、農村部では板倉を基本とした石蔵であることが分かった。立地については既調査地区である栃木県栗山村と比較するならば、栗山村が出倉型集落構造であるのに対して、宇都宮農村部では庭蔵型と区別できる。これは壁体外装材の影響が強いものと考えられ、群倉型の成立要因、消滅過程を考える上で参考となる。本年度調査予定であった、岐阜県飛騨市・長野県松本市については当該地区の現状確認のみ行い、飛騨市では良好な使用状態にあり、次年度の調査が可能である。一方、松本市では廃村に近い状況にあり、調査が困難であることが予想される。集落景観の傾向としては、宅地化により集落の中に群倉が埋もれている場合、新建材による補修の結果、納屋類と区別がつきにくくなっている場合があり、これらでは群倉の集落景観が見えにくくなっている。群倉本体及び周辺の整備によって、特徴ある景観を地域づくりの中に生かすことが可能である。また、研究開始に当たって、日本建築学会木造建築構法小委員会研究会にて研究発表を行い、群倉分布情報や意見を頂いた。今年度は,初年度に調査をおこなった青森県下北半島,長野県松本市大野川地区,岐阜県飛騨市種蔵地区の各集落について分析をおこなった。調査からは倉と住居が隔離された集落構造を確認した。下北半島と大野川地区については群倉型の集落と判断できるものの、種蔵地区の集落構造は倉と住居が隔離されるが,倉が集まる立地状況ではないため出倉型と判断することができた。これにより種蔵地区は,住居と倉が敷地内に建てられる庭倉型と群倉型の中間形態を示す事例であることを確認した。なお,今年度は庭蔵の事例として長野県塩尻市の土蔵を調査している。また,調査対象地の地勢はいずれも水田耕作が可能な低地が非常に少なく,畑作を中心とした農業形態,あるいは農業以外を生業の中心としていたことが確認できた。以前に調査を行った福島県桧枝岐村においては林業と焼畑耕作(移動耕作)を生業としていたことが分かっているため,本研究の対象地においても類似した産業構造が認められる。したがって,このような産業構造が群倉型集落の形成要因の一つとなる可能性が高まった。以上のような群倉型集落は,その形成要因を住居火災の類焼から倉(財産)を守るためと説明されることが一般的であった。しかし,本研究からは,類焼防止という要因からなる単純な集落形態ではなく,生業や地勢といった要因が絡んだ結果であることが予想される。したがって,群倉は個々の集落の独自な文化を表現する文化的集落構造(景観)と評価することができる。次年度は,事例を増やして各集落を比較することで,群倉型集落に共通する成立要因について明らかにし,論文としてまとめる予定である。今年度は、奄美大島大和村において現存する群倉の調査を行った。群倉の立地条件としては既に幸田(1972)によって、「(1)住家・集落から離れている。」「(2)海岸・河川・湿田の近ぐにある。」「(3)風通しの良い場所にある。」「(4)比較的に農耕地の近くにある。」「(5)農耕地に不適当な土地である。」という5点が挙げられ、場所の現況と特徴が記されているが、具体的な場所を図示していない。そこで、村内の集落において群倉がかつて所在した場所を聞き取り調査し、立地特性の分析を行った。その結果、集落によっては前述の5点のいずれかに該当しない場合もあることが分かり、その中で共通して該当するのは「(5)耕作に不適当な土地である」ことが分かった。また、墓地が類似した立地条件であることも分かった。つまり、大和村では面積の小さい集落内の平地を有効に活用した結果、もしくは有効活用を目的として、群倉が形成されたと考えられる。

調査ではさらに、焼畑の存在と舟の利用も聞き取ることができ、「(2)比較的農耕地の近くにある。」については、群倉と耕作地の物理的な距離による分析ではなく、耕作地へ通う上での利便性に注目することで、有力な条件になりうる可能性を見いだすことができた。今回の大和村の考察とこれまでに調査を行った地域を併せ、狭隘な集落の土地利用における群倉の位置付け、生業形態との関係性を明らかにした。これによりそれぞれの地域特性と景観特性について明らかにした。こうした成果により、かつての集落景観の復元に備え、未解明であった群倉について研究を深化させる道筋をつけられた。
界面拡散層の抑制により大きな磁気誘電および磁気光学効果を有するナノ複相薄膜の創製

電子デバイスや磁気記録の急激な発展に伴い、高誘電率、磁気ー誘電、磁気ー光学効果などの多機能性材料が必要とされている。ナノ複相膜は、セラミックス母相とナノ金属粒子との界面の面積が巨大なことから、多くの機能性が発現する。しかし、相互拡散し易い金属とセラミックス原子同士の場合には、ヘテロ界面に厚い原子拡散層が発生し、機能性発現の大きな障害となっている。本研究では、大きな磁気誘電効果や磁気光学効果などの発現を目指して、新しい開発した差動圧力スパッタ(DPS)法を用いて酸化物と金属粒子界面拡散層を抑制することが成功した。これらの機能性は次世代センサや超高密度記録などへの応用化が大いに期待できる。
MRI用顎関節構造ファントームの試作と基礎的検討

従来,MRI撮像における精度評価は,生体材料あるいは非生体材料を使用したファントームを用いて行なわれてきた。しかしながら,それらは同一の撮像環境の再現や経時的な安定性に問題がある。そこで,著者は単一の信号発生物質と無信号発生物質を組み合わせることによってコントラスト分解能と空間分解能を総合的に評価することのできるMRimagingサーフェイスコイル用ファントムの試作を試みた。そして、コントラスト分解能と空間分解能について検討した結果,下記の結論を得た。2.各溝幅間におけるコントラスト特性は,matrix sizeが小さくなるほど収束する傾向を示し,SI値は大きくなった。3.各matrix sizeにおけるコントラスト特性は,(1),(2)で得られたコントラスト分解能,空間分解能の変化と一致して実際の画像上に描出された。以上の結果から,このファントムはコントラスト分解能と空間分解能を同時に評価することのできるMRimagingサーフェイスコイル用ファントムとして有効であることが証明された。
リンゴ園土壌表層に集積した重金属が有機物の変化過程に及ぼす影響

1.青森県内のリンゴ園土壌表層には長年の農薬撒布に由来する多量の重金属(Cu、Pb、As)が集積していることから、本研究では、これらの重金属が土壌中での植物遺体の分解ならびに微生物バイオマスとその活性に及ぼす影響について検討を行った。得られた成果は、以下のようにまとめられる。1.リンゴ園土壌に集積した重金属は、土壌中での新鮮植物遺体の分解を阻害しなかったが、腐朽植物遺体の分解を阻害した。2.リンゴ園土壌に集積した重金属は、土壌有機物に対する微生物バイオマスの割合を低下させると同時に、微生物バイオマスに占める糸状菌バイオマスの割合を増加させた。3.デヒドロゲナーゼ活性および土壌呼吸を指標とした微生物活性も、土壌有機物当たりで表わした場合に、リンゴ園土壌に集積した重金属によって明らかに低下した。4.土壌中での植物遺体の分解阻害、土壌微生物バイオマスの減少および土壌微生物活性の低下に強く関与する重金属はCuであり、Pbもある程度関与するが、Asは全くもしくはわずかしか関与しなかった。5.土壌中での植物遺体の分解および土壌微生物活性に悪影響を及ぼす重金属は、土壌pHによって溶出が左右される易溶性の画分であったが、土壌微生物バイオマスに対しては難溶性の重金属も大きな影響を及ぼしていた。リンゴ園土壌表層に集積した重金属(銅、鉛,ヒ素)が植物遺体の分解に及ぼす影響を検討するため、リンゴ園から採取した重金属濃度が異なる土壌を用いてセルロース粉末とオ-チャードグラスの分解を調べたところ、いずれの基質の分解もリンゴ園土壌に集積した重金属の総量にはほとんど影響を受けず、むしろ土壌pHの低下とそれによって溶出してくる重金属によって分解が阻害されることが判明した。また、リンゴ園土壌に集積した重金属が土壌微生物バイオマスとその活性に及ぼす影響を検討するため、リンゴ園土壌中の微生物バイオマス炭素と窒素およびデヒドロゲナーゼ活性を調査したしたところ、いずれも土壌重量当りよりも土壌有機物当りで表した場合に集積重金属の影響が明瞭となり、微生物バイオマスは土壌に集積した重金属のうちでも難溶性の部分によって悪影響をこうむっているのに対して、デヒドロゲナーゼ活性は土壌pHの低下とそれによって溶出してくる重金属によって悪影響を受けていることが明らかとなった。さらに、集積重金属が微生物バイオマスの内訳に及ぼす影響を検討するために基質誘導呼吸法によって細菌バイオマスと糸状菌バイオマスの分別測定を行ったところ、リンゴ園土壌に集積した重金属の総量が増加するにつれて細菌バイオマスの割合が減少すると同時に糸状菌バイオマスの割合が増大することが示された。いずれの実験の場合にも、回帰分析の結果から、集積重金属のうちでは銅の影響がもっとも大きいことが判明した。リンゴ園土壌表層に集積した重金属(銅、鉛、ヒ素)が土壌有機物の存在状態に及ぼす影響を検討するため、青森県津軽地方のリンゴ園から採取した重金属濃度が異なる土壌について粒径分画法と比重分画法を適用して分画を行い、全炭素量、全窒素量、糖組成と腐植形態を分析した。各画分の炭素と窒素の分析によれば、リンゴ園土壌中の全銅含有量が増加するにつれて、粗砂画分への有機物の分配が増えるとともに、粘土画分への有機物の分配が減少することが明らかであった。これは、リンゴ園土壌中に集積した重金属によって植物遺体の分解が阻害されているためと考えられた。さらに、土壌中の全銅含量の増加に伴って、粗砂画分でのC/N比の低下と細砂画分でのC/N比の上昇が認められ、重金属の存在下で集積した粗大有機物が質的にも異なっていることを示唆した。しかし、比重分画法ではこうした明確な傾向はみられなかった。粒径画分の糖組成の分析に基づけば、土壌中の全銅含有量の増加に伴って、シルト画分ではG+M/A+X比が明らかに低下し、粘土画分でも低下する傾向が認められた。シルトおよび粘土画分でG+M/A+X比が低下することは、これら画分への微生物菌体および微生物代謝産物の分配が減少することを意味するものと考えられた。腐植組成については、重金属含量と明確な関係は認められなかった。

以上のように、リンゴ土壌へ集積した重金属が土壌有機物の存在状態に対しても影響を及ぼしていることが初めて明らかとなった。土壌中での有機物の変化過程に及ぼす銅、鉛およびヒ素の3種の重金属元素の影響を直接的に比較するため、人工的に重金属を富化させた土壌を用いて植物遺体の分解、微生物バイオマスおよび土壌呼吸を検討した。重金属添加区として、単用区(10mmol Cu kg^<-1>、20mmol Cu kg^<-1>、10mmol Pb kg^<-1>、10mmol As kg^<-1>)、混合区(5mmol Cu kg^<-1>+2.5mmol Pb kg^<-1>+1mmol As kg^<-1>、10mmol Cu kg^<-1>+5mmol Pb kg^<-1>+2mmol As kg^<-1>、20mmol Cu kg^<-1>+10mmol Pb kg^<-1>+4mmol As kg^<-1>)および重金属無添加区を設けた。オ-チャードグラス粉末を加えた土壌と加えない土壌を3年間圃場条件でインキュベートした後の有機態炭素量と全窒素量の差からオ-チャードグラス分解の阻害程度を推定した場合、モル濃度での比較によれば、銅による阻害が著しく、鉛はわずかに阻害をしたが、ヒ素はほとんど阻害しなかった。3年間圃場条件でインキュベートした土壌の微生物バイオマス炭素と窒素および土壌呼吸量を測定した場合、オ-チャードグラス添加の有無に関わらず、モル濃度で比較した場合には、銅は微生物バイオマスと土壌呼吸量を大幅に減少させ、鉛はわずかに減少させたが、ヒ素はほとんど影響を及ぼさなかった。こうした結果から、リンゴ園土壌表層に集積がみられる重金属のうち、植物遺体の分解、微生物バイオマスおよび土壌呼吸に大きく影響しているのは、銅であることが明らかになった。さらに、オ-チャードグラス添加土壌の有機物の形態を粒径分画法と比重分画法を適用して解析したが、有機物の存在状態に対する重金属の影響は判然とはしなかった。
新規抗体模倣ペプチド(ミニ抗体)の創製と高感度高選択的臨床分析システムへの応用

抗体は多岐にわたる標的抗原に対して高い特異性と親和力を示すため、臨床化学分析における機能性器材として利用価値が高い。しかし、天然の抗体には分子量が大きいこと(約15万)に起因する種々の制約があるうえ、十分な特異性・親和力を示さない場合も少なくない。そこで、抗体工学的技術により天然型抗体の構造と機能を改変して、超高感度・高選択的な臨床化学分析システムの確立に有用な低分子量の抗体模倣ペプチド(ミニ抗体)の創製を企てた。その一環として、副腎皮質ステロイドである11-デオキシコルチゾール(11-DC)及び光学活性なβ遮断薬である(1R)-ブフラロール(BUF)をモデル抗原に取り上げ、抗体H鎖及びL鎖の可変部(V_H、V_L)をリンカーペプチドで連結した一本鎖Fvフラグメント(scFv;分子量約2.5万)の調製を検討した。まず、抗11-DC及び抗BUF抗体産生ハイブリドーマ株からRNAを抽出してRT-PCR法によりV_H及びV_L遺伝子をクローニングした。ついで、これらをリンカー配列[(Gly_4Ser)_3]を介して5'-V_H-リンカー-V_L-3'の順序で連結して、scFv遺伝子を構築した。これを抗体発現用ベクターに挿入したのち、大腸菌に導入し、抗11-DC及び抗BUF抗体のscFvを調製することに成功した。これらの親和力をRIA又はELISAで調べたところ、11-DCのscFvは由来するモノクローナル抗体(Mab)と同等(Ka=2x10^<10>M^<-1>)、BUFのscFvは約1/2(Ka=6x10^8M^<-1>)の高い値を示した。また、交差反応性試験の結果、Mabとほぼ同様の高い特異性を有することが確認された。現在、これらscFvの相補性決定部のアミノ酸配列を基盤として、更に低分子量の分子認識モデュールの創製を検討している。抗体は多岐にわたる標的抗原に対して高い特異性と親和力を示すため臨床化学分析における機能性器材として利用価値が高い。しかし、動物を免疫して得られる天然の抗体は高分子量のタンパクであるため、物理・化学的な安定性に乏しい。また、免疫応答は遺伝的統御を受けるため、目的の抗原に対して十分な特異性・親和力を保有する抗体が得られない場合も少なくない。そこで、免疫工学的技術により天然型抗体の構造と機能を改変して、超高感度・高選択的な臨床化学分析システムの確立に有用な低分子量の新規な抗体模倣ペプチド(ミニ抗体)の創製を企画している。その一環として、副腎皮質ステロイドである11-デオキシコルチゾール(11-DC)及び光学活性なβ遮断薬であるブフラロール(BUF;1R-異性体)をモデル抗原に取り上げ、抗体H鎖及びL鎖の可変部(V_H、V_L)をリンカーペプチドで連結した一本鎖Fvフラグメント(scFv)の調製を検討した。我々は既にこれら抗原に特異的なモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞株を樹立している。そこで、これら細胞からRNAを抽出してRT-PCR法によりV_H、及びV_L遺伝子をクローニングした。さらに、これらをリンカー配列[(G1y_4Ser)_3]を介して5'-V_H-リンカー-V_L-3'の順序で連結して、scFv遺伝子を構築した。これを抗体フラグメント発現用ベクター、pEXmide5に挿入したのち、大腸菌XL1-B1ue株に導入した。