hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CFDによる通風気流構造解明に関する研究

通風現象を把握する上で重要な境界条件となる建物周辺気流構造の再現精度についての検討では、Durbinリミタを組み込んだ改良型k-εモデルを用い、格子分割にレイヤーメッシュとマルチブロック法を適用することに良好な結果を得られた。また、街区を想定した風圧係数及び建物周辺気流の再現精度について検討を行った。室内側の検討として、室内通風シミュレータの精度検証を実施するとともに、開口部通過時の流管内全圧・動圧・静圧の変動を詳細に把握することを可能とした。筆者らのこれまでの研究により、風圧係数の再現精度が高いことが示された「Durbinリミタを組み込んだ改良型k-εモデル」を用いた建物周辺気流の再現精度についての検討を行った。単純形状建物の場合には既往研究同様に風圧係数・はく離気流の再付着位置・乱流エネルギー分布の再現に関して良好な対応が得られた。これらを複雑形状建物に適用した際の検討を実施し、屋根棟部における負圧の再現に課題を残した。この点に関しては、検討段階において、メッシュ分割の形状、細かさに大きく依存することが判明したため、最適なメッシュ分割についての検討を実施し、メッシュ分割を極細かくすることにより、建物棟部における負圧の過大評価が防げることを示した。しかし、計算対象形状に常に最適かっ結果が良好となるメッシュ分割を施すための技術については検討の余地を残したため、現在、最適メッシュ分割の手法についての検討を実施中である。上記の検討とあわせて、建物が複数存在する街区を想定した風圧係数及び建物周辺気流の再現精度についての検討を実施した。街区のような領域を計算する場合には対象が非常に広くなることから、計算負荷が増大する。この点についてはCFDの長所を生かした周期境界条件を利用し、計算負荷を小さく抑えることが可能となった。街区形状の風圧係数予測については、現段階ではSIMPLEアルゴリズムを用いた定常解法では再現精度の高い結果はあまり見られず、PISOアルゴリズムによる非定常計算においては良好な結果が得られた。次年度はこれらの再現精度の向上に加えて、流管解析に着手する。これまでの検討により、戸建住宅形状の建物における風圧係数予測において屋根棟部分における極端な負圧の発生を、メッシュを極分割することにより、解消可能であることを示した。本年度はこの分割方法について、明確なメソッドを構築することに着手した。建物に影響を及ぼさない領域については、直交格子を用いた単純なメッシュ形状とし、建物近傍では建物形状に沿うように、薄いレイヤーメッシュを用いる。両者を結合する空間にマルチブロック手法を適用し、形状によるメッシュの歪み、連続するメッシュとの入出射角度を極力小さくすることを試みた。数パターンの検討の後に屋根棟部分のような形状に最適な分割手法を提案した。続いて、戸建て住宅が実際のように密集している状態における予測精度向上のための検討を継続して実施した。周期境界条件を用いることにより、計算負荷を小さくすることは昨年度までに可能となったが、本年度では、周期境界を適用する際の建物分割方法についても検討を実施した。風向角度が建物正面の場合には、建物形状も半分にし、乱流モデルとして、RNGモデル、Durbinモデル(α=0.65以上、1以下)を適用することにより、高い予測精度が確保できることが判明した。開口部通過時における流管解析プログラムの改良に着手し、全圧、動圧、静圧の変動を詳細に把握することが可能となった。筆者らが開発した通風量予測モデルである「局所相似モデル」の考え方と連動して開口部周辺の圧力場をモデル化し、開口部通過時における動圧→静圧への転換過程等を示した。本年度から所属を移籍した関係で計算マシンが変更となり、LESソルバーの再最適化について、現在実施中ある。通風現象を解明するに当たり、重要な役割を示す建物周辺気流予測について、とりわけ重要度の高い風圧係数分布の予測手法についての検討を引き続き実施した。概ね単純形状建物の予測精度は確保できたため、形状の異なる住宅を対象とした検討を実施した。乱流モデルにdurbinリミタ(α=0.8)を導入した改良型k-εモデルを用い、マルチブロック法により屋根部分のメッシュ分割を施した。風圧係数分布及び周辺気流分布は風洞実験と良好な対応を示した。また、種々の建物形状について、実際の住宅地を想定したグロス建蔽率10%、20%、40%における予測精度について検討し、棟部分における剥離流の再現性に課題を残したが、結果は風洞実験と概ね対応した。通風時の室内側気流予測のために研究代表者らが開発した室内通風シミュレーターについて、通風の高度利用のために屋根面を用いた際の再現精度について検討した。流入角度に若干の相違は見られるものの、室内気流の形成パターンは概ね良好な対応を示した。
酸性土壌にみられるアルミニウムイオンによる液胞が関わる植物の生育阻害機構の解明

世界の農耕可能地の約30%の酸性土壌では作物の生育が阻害されるが、その主要な因子はアルミニウム(Al)イオンと考えられている。Alは土壌の酸性化に伴ってイオンとして溶出し根の伸長阻害や細胞死を引き起こす。植物のプログラム細胞死の1つに液胞に局在するプロセッシング酵素(VPE)が関わる細胞死の報告がある。そこで本研究では、Alによる細胞死の誘発におけるVPEの関わりについて解析した。次に、根の伸長成長には根端の分裂・伸長領域へのスクロースの供給が必要であることから、根端で発現しているスクロース輸送体遺伝子NtSUT1に着目し、Alによる伸長阻害ならびに細胞死誘発への関わりについて解析した。1アルミニウムが誘発する細胞死におけるVPE遺伝子の関わり本年度は、細胞死誘発の原因となるVPE遺伝子を特定するために、タバコBY-2細胞を野生系統(WT)として、タバコで発現するVPE遺伝子発現抑制系統を作成した。Alに対する応答反応を比較解析した所、VPE酵素活性の上昇と細胞死の誘導は、ともに主としてVPE1遺伝子によることが明らかになった。昨年度と本年度の結果をまとめ、タバコにおける細胞死誘発経路として[1Alの結合→2VPE1遺伝子の発現上昇→3VPE酵素活性の上昇→4細胞死]が考えられた。2アルミニウムによる根伸長阻害におけるNtSUT1遺伝子の関わり本年度はNtSUT1遺伝子の高発現系統(OX)ならびに発現抑制系統(RNAi)と野生型(WT)の3系統(WT,OX,RNAi)を用い、根端の遊離糖含量の比較解析と根端におけるにNtSUT1遺伝子の機能を明らかにした。昨年度と本年度の結果から、タバコ培養細胞の系と同様に、タバコ植物体においても、NtSUT1遺伝子の高発現により、Al障害が抑制され、Al耐性を獲得することが分かった。28年度が最終年度であるため、記入しない。世界の農耕可能地の30%40%が酸性土壌であり、日本でも酸性土壌の黒ボク土が広く分布している。酸性土壌では様々な要因で作物の生育が阻害されるが、中でも土壌を構成する金属元素のうち多量に存在するアルミニウム(Al)は、土壌の酸性化に伴ってAl3+イオンとして土壌水に溶出し、根の伸長阻害や細胞死を引き起こす重要な因子と考えられている。しかし、Al3+イオンによる伸長阻害や細胞死の誘発機構についてはまだ充分には解明されていない。そこで本研究では、植物に特異的な細胞小器官である液胞にあるカスパーゼ-1様活性を示すプロテアーゼのVacuolar Processing Enzymeをコードする遺伝子VPEとAl障害機構に糖代謝が関与していることから根の生育に必要なエネルギーとしてスクロースが必要であるためスクロース輸送体NtSUT1に着目し、Al障害ならびにAl耐性への関わりについて、2つの観点でタバコ植物体を用いて解析した。1. VPEが関わるAl誘発性根伸長阻害および細胞死-タバコ植物体における解析-V本研究ではBY-2細胞株を樹立したタバコ植物Bright Yellowを用い、BY-2細胞で見られたAlによる細胞死の誘発過程が根においても見られるかどうかを検証した。2.スクロース輸送体遺伝子NtSUT1の高発現によるアルミニウム耐性の獲得本研究では、タバコ植物Samsunを用いて、NtSUT1遺伝子に着眼し根におけるAl障害への影響を解析した。タバコ植物SamsunでAlによりNtSUT1遺伝子が抑制されるか調べ、NtSUT1遺伝子の高発現系統(OX系統)ならびに発現抑制系統(RNAi系統)の作出を行い、3つ系統(WT,OX,RNAi)を用い根伸長への影響を、様々の方法で研究した。本研究は、植物の生育阻害因子であるアルミニウム(Al)イオンによる細胞死誘発機構について液胞に着目して解析するものである。平成27年度は、液胞局在のプロテアーゼVPEに着目し、タバコ培養細胞を用いたVPE発現抑制株(RNAi株)の作成ならびに解析と、シロイヌナズナのVPE突然変異系統を用いた解析を計画した。前者については、当研究所の改修に伴う移動等の影響で組換え実験が遅れ、RNAi株の樹立には至らなかった。シロイヌナズナについては、変異系統を入手し必要な量の種子を収穫するとともに、野生系統を用いたアルミニウム応答の解析をすませ、変異系統との比較実験に入っている。一方、Alイオンによる細胞死の誘発には、液胞の他にミトコンドリアが関わっており、液胞は糖の貯蔵に関わりミトコンドリアは糖代謝・エネルギー代謝に関わっていることから、両オルガネラが相互に影響をおよぼしている可能性がある。平成27年度の新たな追加研究として、細胞にスクロースを供給する輸送体NtSUT1に着目し、タバコの野生系統・過剰発現系統・発現抑制系統の比較解析を行ったところ、NtSUT1の過剰発現によってAl耐性を獲得することを明らかにした。今後、NtSUT1の過剰発現がVPEの発現やミトコンドリアへ及ぼす影響を解析することで、Alによる細胞死の誘発機構における液胞とミトコンドリアの相互作用の解明が期待できる。以上の実施状況を総合的に判断し、「おおむね順調に進展している」と評価した。

そこで本研究では、Alによる細胞死の誘発におけるVPEの関わりについて解析した。次に、根の伸長成長には根端の分裂・伸長領域へのスクロースの供給が必要であることから、根端で発現しているスクロース輸送体遺伝子NtSUT1に着目し、Alによる伸長阻害ならびに細胞死誘発への関わりについて解析した。1アルミニウムが誘発する細胞死におけるVPE遺伝子の関わり本年度は、細胞死誘発の原因となるVPE遺伝子を特定するために、タバコBY-2細胞を野生系統(WT)として、タバコで発現するVPE遺伝子発現抑制系統を作成した。Alに対する応答反応を比較解析した所、VPE酵素活性の上昇と細胞死の誘導は、ともに主としてVPE1遺伝子によることが明らかになった。昨年度と本年度の結果をまとめ、タバコにおける細胞死誘発経路として[1Alの結合→2VPE1遺伝子の発現上昇→3VPE酵素活性の上昇→4細胞死]が考えられた。2アルミニウムによる根伸長阻害におけるNtSUT1遺伝子の関わり本年度はNtSUT1遺伝子の高発現系統(OX)ならびに発現抑制系統(RNAi)と野生型(WT)の3系統(WT,OX,RNAi)を用い、根端の遊離糖含量の比較解析と根端におけるにNtSUT1遺伝子の機能を明らかにした。昨年度と本年度の結果から、タバコ培養細胞の系と同様に、タバコ植物体においても、NtSUT1遺伝子の高発現により、Al障害が抑制され、Al耐性を獲得することが分かった。1.タバコ培養細胞を用いたVPE発現抑制株の作成これまでの研究によって、タバコ培養細胞株BY-2およびタバコ植物Bright YellowにおいてAlによる細胞死の誘発機構にVPE遺伝子の関与が示唆された。これをBY-2細胞で証明するために現在、VPE遺伝子の発現抑制タバコ細胞株の作成を行っている。平成28年度では抑制株の作成と抑制株を用いてAlに対する応答反応について比較解析することで、VPE遺伝子がAlによる液胞の機能変化や細胞死の実行に関わるかどうかを明らかにする。VPEが関わるAl誘発性根伸長阻害および細胞死-シロイヌナズナにおける解析-2.タバコにおいてAlによる細胞死の誘発機構にVPE遺伝子の関与していることが示唆されたため、他の植物体シロイヌナズナについてもVPEが関与しているか調べるために、野生株を用いて解析した所、タバコ植物体と同様に根の先端において細胞死を起こし、根伸長を阻害する。また、AlによりVPE遺伝子発現を増加させた。さらに解析を進めるためVPE変異体を入手し研究に必要な量の種子を回収した。今後は野生株と変異体の解析を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
トリパノソーマの翻訳後修飾におけるユビキチン類似タンパク質(SUMO)の重要性

寄生原虫は、発育段階の変化に応じて短時間で形態を変え寄生を成立させるが、その発現制御の分子メカニズムは未だごく一部しか解明されていない。ユビキチンやSUMOは、様々な標的タンパク質に結合し、その機能や発現量を変化させる翻訳後修飾分子である。シャーガス病の病原体であるTrypanosoma cruzlでは、ヒト細胞内型原虫においてユビキチン-プロテアソーム系による鞭毛タンパク質の分解が必須であることが報告されているが、ユビキチンと拮抗的にも作用するSUMOに関する報告は全くない。そこで本研究はT.cruziのSUMO修飾に着目し、発育段階における関与など、特異的な制御機構を明らかにする事を目的として研究を行った。今年度は1)抗T.cruziSUMO抗体を用いて、各発育段階におけるSUMO結合タンパク質の発現パターンの比較と細胞内局在性を観察した。昨年度作製した抗T.cruziSUMO特異抗体を用いて、ウエスタン法によりZc田勿のSUMO結合タンパク質を検出した。その結果、各発育段階においてバンドパターンが異なることから、SUMOの標的タンパク質は発育段階間で変動することが示唆された。また同抗体を用いた蛍光抗体法により細胞内局在性を観察したところ、全ての発育段階において、核と鞭毛付近に強い蛍光が観察された。2)特異的SUMO切断酵素(SENP)過剰発現T.cruz株の作製を行なった。ゲノム情報より得たSEND貴伝子より特異プライマーを作製し、PCRにより増幅後、過剰発現ベクターpTREXに挿入し、昆虫体内型原虫に導入した。ノザン法およびウエスタン法により、SENPの過剰発現が確認された株では、予想に反して致死的な表現型は示さなかった。このことからT.cruziSENPに特異な制御メカニズムの存在が示唆され、現在詳細な解析によりその分子メカニズムの解明を行っている。寄生原虫は発育段階に応じて必要な分子を厳密にコントロールし、巧みに寄生を成立させるが、その発現制御メカニズムの多くは未だ解明されていない。ユビキチンやSUMOによる翻訳後修飾は、様々な標的タンパク質に結合し、その機能や発現量を変化させる修飾分子である。シャーガス病の病原体であるTrypanosomacruziでは、ヒト細胞内型原虫においてユビキチン-プロテアソーム系による鞭毛(細胞骨格)タンパク質の分解が必須であると報告されているが、ユビキチンと拮抗的に作用するSUMOに関する報告は全くない。そこで本研究はT.cruziのSUMO修飾機構に着目し、発育段階などにおける制御機構への関与など、特異性を明らかにする事を目的として研究を行った。今年度は1)タグを付加したSUMOを過剰発現するT.cruzi株の作製を行った。ゲノム情報より得られたSUMO遺伝子から特異プライマーを合成し、PCRによりタグを付加したFLAG-SUMO-MYCを増幅後、発現ベクターpTREXに挿入し、昆虫体内型原虫に導入した。選択薬剤であるネオマイシン添加培地で培養を行い、遺伝子導入株の選択を行った。ノザン法およびウエスタン法により、導入遺伝子の発現が確認された。今後抗タグ抗体を用いたアフィニティー精製などにより、SUMOと特異的に結合する標的タンパク質を網羅的に解析する予定である。2)抗T.cruzi SUMO抗体の作製を行った。1)と同様の方法でSUMO遺伝子をPCRによる増幅後、大腸菌用発現ベクターに組み込み、Hisタグを付加したSUMOタンパク質として発現させた。特異カラムを用いて組換え体SUMOを精製後、ウサギに免疫し、抗SUMO血清を回収した。今後はアフィニティーカラム等を用いた精製を行い、より感度の高い抗体を調整し、T.cruziの発育段階における違いなどを検討する予定である。
身体的不器用さに関連する力発揮要因を探る

全身運動における身体的な「不器用さ」は、縄跳びが出来ないや球技が苦手であるなど、遂行しようとする運動の可否によって評価されることが多いが、具体的に運動に関わるどのような能力の不足が、正確な運動遂行の達成を阻害しているかについては不明な点が多い。本年度では、投・跳・打・蹴などの運動を円滑・正確に遂行する為に必要な、「素早い力発揮」に着目し、素早い力発揮能力の正確性についての検討を行った。被検者(利き手右)は最大筋力の30%、50%、70%を目標とした出来るだけ素早い握力発揮を行った。それぞれの目標筋力において右手のみ、左手のみ、両手同時での素早い握力発揮を30回ずつ実施した。素早い力発揮能力の指標としてRate of Force Development (RFD)とRFDをそれぞれの試技で発揮された筋力で除した値(RFD/P)を算出した。また、正確性の指標として、目標筋力と発揮された筋力の誤差を算出した。RFDは左手のみよりも両側同時の左手で高い傾向を示したが、RFD/Pはどの力発揮条件においても一側単独と両側同時で有意な違いは認められなかった。また、発揮筋力の誤差は、全ての力発揮条件において、左手のみよりも両側同時の左手で高い傾向を示した。最大下での両側同時の素早い握力発揮は、素早い力発揮能力には影響しないものの、非利き手である左手の力発揮の正確性を低下させることが示唆された。この結果は、「不器用さ」に関連する要因における素早い力発揮能力の正確性の評価において有益な情報になるものである。本年度の結果は、今後の実験データを解釈する上で有益である。力発揮の正確性や力発揮のタイミングからも、「不器用さ」に関連する要因について検討を進める。本年度では、投・跳・打・蹴などの運動を円滑・正確に遂行する為に必要な、「素早い力発揮」に着目し、素早い力発揮能力の測定・評価に関する検討を行った。被検者(男性11名)に、最大随意収縮を行わせ、その前後にて、後脛骨神経に1、2、3回のパルス状の電気刺激をランダムに加え等尺性足関節底屈張力を測定した。2パルス刺激は1,2,4,10ms、3回パルス刺激は10msの刺激間隔とした。各被検者で、それぞれの刺激条件において誘発された張力とRFDとの関係から、RFD scaling factor (RFD-SF)(傾き、y切片、相関係数)を算出した。全ての被検者において、誘発張力とRFDとの間には有意な相関関係が認められた。相関係数と傾きにPAPによる有意な変化は認められなかった。一方で、縦軸をRFDとした場合のy切片は、PAP条件で有意に高値を示した。これらの結果は、素早い力発揮能力の指標であるRFD-SFは、末梢的な筋機能の増加をRFD-SFのy切片の増加として反映することが示唆された。この結果は、素早い力発揮能力の変化や違いの原因を検討する際に有益な情報になるものである。また、素早い力発揮だけで無く、力発揮の正確性からも、「不器用さ」に関連する要因について現在調査中である。

力発揮の正確性や力発揮のタイミングからも、「不器用さ」に関連する要因について検討を進める。実験機器および消耗品の購入が予定より安価となったためである。予定された使用計画に追加して実験機器および消耗品・謝金等に使用する。実験機器購入価格が当初より割安になったため。予定していた海外学会へ参加しなかったため。旅費および必要な物品の購入を行う。
傾聴ボランティアが施設高齢者の生活の質と人生受容に与える効果に関する研究

研究開始当初より研究資料を収集することにより、理論的背景の整理、質的データの整理方法の検討、指標の緻化を行っている。平成17年9月の日本社会心理学会第46回大会(兵庫)、および平成18年3月の日本発達心理学会第17回大会(福岡)、この間数回行われた研究会(東京・福岡)では、研究内容に関わる多様な知見に接し、研究手続き、分析方法に関する多くの情報を得た。平成16年4月から平成18年3月まで(継続中)、研究代表者が大分市内にあるデイケア施設に週1回通い、施設利用者に対して傾聴ボランティア活動を行った。各回での活動の結果、聞き取った内容を徐々にデータ化し、分析・検討して平成17年10月に大学の紀要に、平成18年3月に日本発達心理学会第17回大会にて報告した。本研究のデータはフィールドノートに記された質的な記述であるため、取りまとめに慎重にならざるを得ず、現在もデータ分析を続けている。また、愛媛県松山市における老人病院・老人保健施設における本調査は、調査を依頼する研究支援者(学生)に前年度より施設利用高齢者との接し方、傾聴ボランティアとしての態度等について訓練を行い、平成17年9月に実施予定であったが、台風の直撃に遭い延期した。調査は平成18年2月に同施設で実施し、傾聴ボランティアの実施可能性をボランティア側から検討する機会を得た。特に、ボランティアが学生であったことで素朴な感覚からの有益なデータが得られたため、平成18年6月の日本老年社会科学会第48回大会において報告する予定である。現在までの成果として、傾聴ボランティアの好ましい影響は高齢者・ボランティア双方に感じられていることが明らかになった。しかし同時に、傾聴ボランティアの好ましくない影響(負の効果)についても、双方への影響を考察する機会に遭遇し、ボランティア活動の実施および促進については注意が必要であると考えられる。平成16年4月から平成17年3月まで、本研究のプレ調査として研究代表者が、大分市内にあるデイサービス事業所に週1回通い、施設利用者に対する傾聴ボランティアとして活動を行った。各回での活動の結果、聞き取った内容をデータ化する作業を現在続けている。本研究のデータ取得のためには、施設利用者との関係性の構築が必須であり、当初の予定よりも時間がかかっている。また、平成16年4月より、随時、研究資料として書籍、論文を取り寄せ、理論的背景の整理、質的データの整理方法の検討、指標の精緻化を行っている。さらに、平成16年7月の日本老年社会科学会第46回大会、および平成17年3月の日本発達心理学会第16回大会では、本研究内容に関わる多様な知見に接し、研究手続き、分析方法に関する多くの情報を得た。平成16年10月より、本研究のプレ調査の支援を依頼する研究支援者(学生)の指導を開始し、施設利用高齢者との接し方、傾聴ボランティアとしての態度等について訓練を行った。平成17年2月から3月にかけて、この研究支援者とともにプレ調査を行い、現在データ分析を行っている。本調査の結果は、日本文理大学紀要第33巻2号(平成17年10月発行予定)に投稿を予定している。本研究の現在までの成果として、傾聴ボランティアの実施可能性が確認された。しかし、実施の際には「関係性の構築」が必須であり、十分な時間をかけて施設利用者と接し、信頼関係を築く必要があった。こういった活動を臨床家の訓練に取入れるなど、傾聴ボランティア育成には多様な方法が考えられる。また、学会等では傾聴ボランティアの負の効果についてもわずかながら検討されており、本研究における傾聴ボランティアにおいても実施の注意点を明確にするよう検討中である。

しかし同時に、傾聴ボランティアの好ましくない影響(負の効果)についても、双方への影響を考察する機会に遭遇し、ボランティア活動の実施および促進については注意が必要であると考えられる。
巨大基数を用いた集合論的多元宇宙の解析

集合論的多元宇宙の研究に関しては次のような結果が得られた。1.超巨大基数が存在すれば集合の宇宙が強制法によって不変な部分宇宙の強制拡大になることをしめした。この結果について国内学会で発表をおこない、また論文が査読付き国際雑誌に掲載された。2.集合論的多元宇宙の形式的証明体系についての考察を行い、多元宇宙に関する様々な公理の関係について考察を行った。これらの結果について国際研究集会で招待講演、および国内学会で講演を行った。この結果をまとめた論文を現在準備中である。3.選択公理を仮定しない多元宇宙論に関して、巨大基数の仮定のもとでは全ての基礎モデルが一様に定義可能であることを示した。この結果について国内学会で発表を行い、またその結果をまとめた論文を査読付き国際雑誌に投稿した。その他、巨大基数および無限組み合わせ論に関して以下のような結果が得られた。1.位相空間において、自然に位相を強めたときにコンパクト性がどの程度壊れるか、というArhanglkiiの問題に関して、ある巨大基数が最適な上限を与えること、およびリンデレフ空間の積空間のコンパクト性がどの程度壊れるかについても自然な上限を与えることを示した。これらの結果について国際、国内学会で発表を行い、また論文が査読付き国際雑誌に掲載された。関連結果についても国際雑誌に投稿を行った。2.特異基数上の組み合わせ論に関する新たな組み合わせ論的原理を導入し、その原理が様々な未解決問題への解答を与えることを示した。この結果をまとめた論文が査読付き国際雑誌に掲載された。Matsubara, SakaiとPκλ構造に関して共同研究をおこない、薄い定常集合が自然な状況では常に存在することを示した。選択公理を仮定せずとも、巨大基数の存在から基礎モデルの一様定義可能性が成り立つことを示したことにより、下方向の多元宇宙論の解析のための下準備が整い、強制法によって不変な内部宇宙など、従来の多元宇宙論での様々な概念が選択公理がない状態でも定義可能であることが判明した。また、副産物として、選択公理が強制可能であることの必要十分条件として、宇宙全体が選択公理が成り立つ部分宇宙の非常に小さな拡大でなっている、という結果が得られた。これを用いて、選択公理が強制可能な状態での多元宇宙の構造がほぼ完全に解明された。さらに、この一様可能性を変形すれば既存のpseudo-groundを選択公理抜きでも扱えることが判明し、選択公理抜きでのpseudo-groundを含めた、より一般的な多元宇宙の理論を展開できる可能性が明らかになった。一方で、選択公理がない状況では多元宇宙の下方向への有向性が自然には成り立たないことも判明した。他方では、多元宇宙を記述する形式体系の開発をおこない、概ね必要十分な体系であることが判明している。実際にSteelによる多元宇宙論はこの枠内で完全に展開可能である。一方でWoodinによる多元宇宙論をとらえるには、本質的に二階集合論の体系が必要であることも判明した。選択公理が成り立たない状況での基礎モデルの一様可能性により、既存の様々な選択公理が成り立たないモデルでの多元宇宙の解析を推し進める予定である。特に、近年発見されたBristolモデルは、選択公理が成り立たないだけでなく強制不可能であり、さらに様々な巨大基数も取り込めることが知られているので、このモデルに関する研究を行う。この方面に関しては芝浦工業大学の池上大祐、East Angla大学のAsaf Karagilaと秋に共同研究を行う予定である。同時に、選択公理抜きでのpseudo-groundの一般論も考察していく。これらの理論の発達によって、巨大基数公理の宇宙VからVへの非自明な初等的埋め込みの非存在に関しての知見が得られる目算は非常に高いものと思われる。HOD予想はHODがpseudo-groundであることを主張する予想であり、このアプローチを通してHOD予想の解明にも新たな知見をもたらすものと思われる。また、現在早稲田大学で定期的に池上大祐、および筑波、早稲田の学生と集合論に関するゼミを開催しており、今後得られた結果をこのゼミでの議論を通して更なるブラッシュアップを図る予定である。

関連結果についても国際雑誌に投稿を行った。2.特異基数上の組み合わせ論に関する新たな組み合わせ論的原理を導入し、その原理が様々な未解決問題への解答を与えることを示した。この結果をまとめた論文が査読付き国際雑誌に掲載された。Matsubara, SakaiとPκλ構造に関して共同研究をおこない、薄い定常集合が自然な状況では常に存在することを示した。選択公理を仮定せずとも、巨大基数の存在から基礎モデルの一様定義可能性が成り立つことを示したことにより、下方向の多元宇宙論の解析のための下準備が整い、強制法によって不変な内部宇宙など、従来の多元宇宙論での様々な概念が選択公理がない状態でも定義可能であることが判明した。また、副産物として、選択公理が強制可能であることの必要十分条件として、宇宙全体が選択公理が成り立つ部分宇宙の非常に小さな拡大でなっている、という結果が得られた。これを用いて、選択公理が強制可能な状態での多元宇宙の構造がほぼ完全に解明された。さらに、この一様可能性を変形すれば既存のpseudo-groundを選択公理抜きでも扱えることが判明し、選択公理抜きでのpseudo-groundを含めた、より一般的な多元宇宙の理論を展開できる可能性が明らかになった。一方で、選択公理がない状況では多元宇宙の下方向への有向性が自然には成り立たないことも判明した。他方では、多元宇宙を記述する形式体系の開発をおこない、概ね必要十分な体系であることが判明している。実際にSteelによる多元宇宙論はこの枠内で完全に展開可能である。一方でWoodinによる多元宇宙論をとらえるには、本質的に二階集合論の体系が必要であることも判明した。選択公理が成り立たない状況での基礎モデルの一様可能性により、既存の様々な選択公理が成り立たないモデルでの多元宇宙の解析を推し進める予定である。特に、近年発見されたBristolモデルは、選択公理が成り立たないだけでなく強制不可能であり、さらに様々な巨大基数も取り込めることが知られているので、このモデルに関する研究を行う。この方面に関しては芝浦工業大学の池上大祐、East Angla大学のAsaf Karagilaと秋に共同研究を行う予定である。同時に、選択公理抜きでのpseudo-groundの一般論も考察していく。これらの理論の発達によって、巨大基数公理の宇宙VからVへの非自明な初等的埋め込みの非存在に関しての知見が得られる目算は非常に高いものと思われる。HOD予想はHODがpseudo-groundであることを主張する予想であり、このアプローチを通してHOD予想の解明にも新たな知見をもたらすものと思われる。また、現在早稲田大学で定期的に池上大祐、および筑波、早稲田の学生と集合論に関するゼミを開催しており、今後得られた結果をこのゼミでの議論を通して更なるブラッシュアップを図る予定である。
大気汚染と健康影響の空間的共変動に関する研究

空間解析を用いて,気温及び大気汚染を曝露要因とした環境疫学研究の事例報告を2件行った.1件は,三宅島火山ガス(SO_2)の急性曝露による呼吸機能影響について,島内定点常時モニタリングデータと,ボランティア活動者の自覚症状報告から分析したものである.その結果,自覚症状リスクと火山ガス濃度の上昇は明らかに有意な関係であり,咳,痰,のどの痛み,息苦しさについては,現状の火山ガス警報・注意報濃度レベルよりも低濃度で訴え率が高くなることが分かった.今後の帰島者の継続的フォローアップにおいて,平均曝露濃度のみならず,ピーク濃度への曝露強度(頻度・濃度など)についても考慮する必要性があることを示した.本報告は,自覚症状を対象としながらも,2000年三宅島噴火後初の疫学調査報告として重要な意義をもつ.2件目は,標準化した時系列分析手法を用いて,欧州3都市(ロンドン・ブダペスト・ミラノ)におけるサブグループ(性別・年齢・社会経済状況・住環境など)間の日別平均気温による主要死因別死亡リスクを比較した.その結果,60歳以上,女性,心臓疾患・呼吸器系疾患のリスクが高く,これらの結果は3都市間で一致した.社会経済状態については,3都市の全サブグループで一致した結果が得られず,関連曝露指標内容,及びその地理的集約単位の更なる検討が必要と示唆された.本報告は,単都市分析の既報告が多い中,複数都市を対象に標準化手法を用いて分析した結果として,従来のエビデンスを強化する位置づけをもつ.また,論文報告準備中のものとして,年平均のPM_<10>,NO_2,SO_2と乳幼児死亡率の地理的関係を小地域統計を用いて調べる長期的分析を行った.さらに,環境疫学研究の中で問題となっているオゾンと気温のInteractionについて,Edinburgh大学との共同で英国全域を対象に,死亡及び罹患率との関係から,その有無について分析した.まず,前年度に実施した粒子状大気汚染物質(PM)に関するリスク評価(1),及び火山ガス曝露の健康影響疫学調査(2)の2件について国際学会で議論し,それぞれの論文発表を試みた.前者は,国内の自然災害という地域性が主な問題となり,国際雑誌への投稿が難航しているが,現在レビュー中である(3).後者は,学会や渡航先(London School of Hygiene & Tropical Medicine,以下LSHTM)での議論を通じて,リスク評価に用いる疫学データの妥当性に関する議論を踏まえたシナリオに基づいて,PM濃度減少による効果指標を変更して再分析を実施している.次に,Public & Environmental Health Research Unit, LSHTMにおいて,主に気侯変動(気温)の健康影響を調査する環境疫学プロジェクトに従事した.EUROHEATプロジェク:Responses to Heat-waves in Europe (funded by the European Commission DG SANCO ; agreement number 2004322)の一貫で,標準化したTime-series Analysis手法を用いて,欧州3都市(ロンドン・ブダペスト・ミラノ)におけるサブグループ(性別・年齢・社会経済状況・住環境など)間の気温による死亡リスクを比較した.Time-series analysis手法は,大気汚染など環境要因の短期影響を定量化する手法として近年注目されている分析手法である.本研究では,日別の平均気温と主要死因別死亡率の関係に着目し,その他のSecure TrendをSpline関数により調整した上で,閾値を超える温度(高温の場合は閾値以上,低温の場合は閾値以下)の影響を相対リスクで示した.その結果,3都市間でほぼ一致した傾向が見られた.つまり,60歳以上,女性,心臓疾患・呼吸器系疾患のリスクが高く,社会経済状態は欧州では気温による死亡リスクの要因ではないという結果であり,既報告によるエビデンスを強化する比較研究として報告予定である.空間解析を用いて,気温及び大気汚染を曝露要因とした環境疫学研究の事例報告を2件行った.1件は,三宅島火山ガス(SO_2)の急性曝露による呼吸機能影響について,島内定点常時モニタリングデータと,ボランティア活動者の自覚症状報告から分析したものである.その結果,自覚症状リスクと火山ガス濃度の上昇は明らかに有意な関係であり,咳,痰,のどの痛み,息苦しさについては,現状の火山ガス警報・注意報濃度レベルよりも低濃度で訴え率が高くなることが分かった.今後の帰島者の継続的フォローアップにおいて,平均曝露濃度のみならず,ピーク濃度への曝露強度(頻度・濃度など)についても考慮する必要性があることを示した.本報告は,自覚症状を対象としながらも,2000年三宅島噴火後初の疫学調査報告として重要な意義をもつ.2件目は,標準化した時系列分析手法を用いて,欧州3都市(ロンドン・ブダペスト・ミラノ)におけるサブグループ(性別・年齢・社会経済状況・住環境など)間の日別平均気温による主要死因別死亡リスクを比較した.その結果,60歳以上,女性,心臓疾患・呼吸器系疾患のリスクが高く,これらの結果は3都市間で一致した.社会経済状態については,3都市の全サブグループで一致した結果が得られず,関連曝露指標内容,及びその地理的集約単位の更なる検討が必要と示唆された.本報告は,単都市分析の既報告が多い中,複数都市を対象に標準化手法を用いて分析した結果として,従来のエビデンスを強化する位置づけをもつ.また,論文報告準備中のものとして,年平均のPM_<10>,NO_2,SO_2と乳幼児死亡率の地理的関係を小地域統計を用いて調べる長期的分析を行った.さらに,環境疫学研究の中で問題となっているオゾンと気温のInteractionについて,Edinburgh大学との共同で英国全域を対象に,死亡及び罹患率との関係から,その有無について分析した.
複数の検索システムを動的に組み合わせた統合型情報検索システムの構築

複数の検索システムを動的に組み合わせることによって,検索システムの精度を向上させるための手法の提案を行った.本研究では,検索システムが出力する関連度を複数の検索システムの間で相互に比較可能な値へ変換する方法,および検索対象そのものの質を測定する方法などを提案している.評価実験によって,確かに提案手法を利用することによって精度が10%程度向上することが確かめられた.複数の検索システムを動的に組み合わせることによって,検索システムの精度を向上させるための手法の提案を行った.本研究では,検索システムが出力する関連度を複数の検索システムの間で相互に比較可能な値へ変換する方法,および検索対象そのものの質を測定する方法などを提案している.評価実験によって,確かに提案手法を利用することによって精度が10%程度向上することが確かめられた.本年度は,マルチメディア文書に対応した高度な検索を行うための手法として,ある問合せとなるメディアに類似したメディアを検索する手法を提案し,実際に構築を行った.ここで,メディアの一部が類似していることに着目している従来の類似検索とは異なり,メディア全体の傾向に着目した類似検索手法の提案を行っている.本年度の目標は,一つの考え方で複数のメディアに対応する手法を開発することであると考え,まず一つのメディアから対する様々な特徴を抽出し,その統合を行うことである.音楽,画像に対して同一の手法により複数の検索結果集合を統合した結果,提案手法は有効であることを,研究代表者によつて作成したテストコレクションを利用した実証実験によって確かめることができた.ここで,音楽や画像から特徴を抽出する際に,テキスト検索を行う際に利用されるベクトル検索モデルを利用することが可能であると考えた.ところが,研究を行う上で発生した新たな問題点として,テキスト検索における単語が音楽や画像において何と対応するかについて解決する必要が発生した.そのため,検索対象メディアに共通して含まれる部分を単語として抽出する手法を提案した.その結果,十分実用性があると判断できる精度でマルチメディア文書の検索を行うことが可能となった.音楽情報処理に関する国際会議において研究発表を行った結果,今後のマルチメディア検索システムにおいて本提案が非常に重要な課題であることを確認できた.本研究の目的は,ある問合せに対して適している検索システムを,複数の検索システムから自動的に選び出し,組み合わせることによって,高精度な情報検索システムを実現するための方式を確立することである.本年度は,実際に公開されている複数の検索エンジンに対して統合型検索エンジンを実装した.ここで,問題点の一つとして,検索速度の低下が大きな問題となった.そこで本研究では,検索対象を記述した著者に着目し,著者が編集した文書編集履歴を事前に解析しておくことによって,どの著者が検索に必要なキーパーソンであるかを評価した.評価を行った結果,検索精度を向上させ,しかも検索速度を10倍程度に高速化することができた.さらに,本研究では検索結果から得られる特徴の一つとして,その記事が他の記事に与える影響が存在するのではないかと考えた.この特徴が顕著に表れる検索対象の一つとして,申請者はマイクロブログと呼ばれる非常に文書量の少ない大量のテキスト群を検索対象とし,その文書から得られる特徴量の一つとして影響量の定義を行った.実際に提案手法を適用し,特徴量の抽出を行った結果,検索精度を向上させることが可能となった.以上の結果から,本研究の目的である複数の検索システムを組み合わせた高精度な情報検索エンジンを実現することができた。検索速度の高速化を実現することができたため,より計算量が多く困難である特徴量を抽出することが可能となり,その結果検索精度の向上を実現することができた.
カーボン・サテライトを用いたプロトンNMR法による液晶中の分子の構造決定-フレキシブルな分子への応用

1.対象分子としては、当初予定していたallyl chlorideとallylbromideに変えて、acetaldoxime(CH_3CH=NOH)を用いた。allyl chlorideのような分子では、コンホマ-間のinterconversionがNMRの時間スケールより速いため、一組の直接結合定数のみが観測される。acetaldoximeについてはsynとanti形のコンホマ-に対して、各々の直接結合定数が得られることが期待できるので、予定を変えた。2.試料をNMR管に入れた後、脱気、封入するために、真空ラインを準備した。脱気、封入することにより、^1H-NMRスペクトルの吸収の線幅を狭くし、^<13>Cサテライトをより多く観測することが可能になった。3.acetaldoximeをネマチック液晶EBBAとZLI1132に5wt%溶かし、^1H-NMRスペクトルを室温で測定した。ZLI1132中では、acetaldoximeの一部がアセトニトリルと水に分解していた。一方、EBBA中では、そのような変化がみられなかった。スペクトルの解析から、2つのコンホマ-に各々帰属できる吸収が現れていることがわかった。4.分子が液晶中に部分配向することにより生じる分子構造の歪みの補正を行う。そのために、内部回転を含まない分子に対して歪みの補正を行うプログラムを修正し、内部回転を持つ分子に適用できるようにした。5.^1H-NMRスペクトルの解析からプロトン間の直接結合定数を求めた後は、^<13>Cサテライトからプロトンとカーボン間の直接結合定数を求める。さらに^<15>Nを自然存在比より多く含む試料の^1H-NMRスペクトルの^<15>Nサテライトからプロトンと窒素間の直接結合定数を求める予定である。それから、二つのコンホマ-の分子構造と配向度を求め、コンホマ-と配向運動の相関について提案されているモデルの妥当性を検討する。1.対象分子としては、当初予定していたallyl chlorideとallyl bromideに変えて、acetaldoxime(CH_3CH=NOH)を用いた。
Porphyromonas gingivalisにおける線毛の機能に関する研究

今回我々は、歯周疾患患者の口腔内から分離した異なる線毛Type(TypeIITypeIV)のP. gingivalisを用いて、繊維芽細胞、上皮細胞への付着実験、およびハムスターを用いて感染実験を行い、実際に歯周炎を惹起させ、線毛Typeの違いによる骨吸収の差を検討した。尚、TypeI株については標準菌株であるATCC33277株を用いた。細胞付着性は、どの株も繊維芽細胞に比べ上皮細胞に対する付着率は全体的に低いものであったが、両細胞に対して同様の傾向を示した。また線毛Type間においては、TypeI株、TypeIII株は付着率が高く、TypeII株やTypeIV株は低かった。その中でもTypeII株、TypeIV株は、付着性の高い株と低い株が存在した。SEMによる観察を行なったところ、菌自体が凝集して細胞に付着しているもの(TypeI・TypeIII)と、あまり凝集せず菌単体で細胞に付着しているもの(TypeII・TypeIV)と、付着様式に違いが認められた。次いでTEMにより各菌株の線毛の発現を観察したところ、TypeI株は多量の線毛を発現していたものの、他のTypeは少量しか線毛を発現していない(TypeII・TypeIII)か、全く線毛を発現していない株(TypeIV)しか存在しなかった。これらのことから、細胞に対する付着性は、付着様式と関連性があること示唆されたが、菌体表層の線毛の発現量との関係は認められなかった。ハムスターにおける感染実験には、細胞付着実験に用いた菌株を使用し、菌株間での歯槽骨吸収の差を検討した。歯槽骨の吸収の測定は、ハムスターを感染終了後、麻酔薬の過剰投与により安楽死させ、下顎第一臼歯近心をマイクロCTにて撮影し、画像上にて行なった。歯槽骨の吸収について、非感染対照群は骨吸収量が1.2mmに対して、感染群は1.61.8mmと有意に骨吸収量が多かった。また、菌株間の比較においては、TypeIおよび一部のTypeII株が有意に多く、特に線毛Type間での骨吸収量の差は認められなかった。TypeII株においては、同じ線毛Type間でも骨吸収量に有意差が認められた。以上のことから、P. gingivalisの細胞に対する付着やその病原性は、線毛のTypeとは相関性が認められなかったが、一般的に重度の歯周疾患の病巣からTypeII線毛をもつP. gingivalisが多く分離されることから、線毛に関わる別の何らかの病原因子をもっている可能性が示唆された。実験に供試したPorphyromonas gingivalisは、鶴見大学歯学部附属病院に来院した新患患者のうち歯周炎と診断され、過去3ヶ月以内に抗生物質の投与されていない患者で、実験の趣旨を説明の上、同意の得られた患者から採取した。現在、約130株のP.gingivalisが得られ、PCRにより線毛遺伝子のTypeを検索したところ、Type IIが75%、Type IVが20%、Type IIIが3%、untypeableが2%であり、Type IとType Vは得られなかったため、Type Iについては標準株であるATCC33277株を実験に用いた。これらの菌株の線毛のType別に性状を比較したところ、他菌種との共凝集については、どのTypeも大きな差異は認められなかった。また菌体表層の疎水性については、Type Iおよびuntypeable株が高く、他のTypeはいずれも中等度であった。RIを用いてヒト歯肉および歯根膜繊維芽細胞への付着性について検討した結果、Type II以外の菌株については高い付着性を示したがType II株群は低い値しか示さなかった。Type II株群はその中でも、細胞への付着性が比較的高い群と低い群があることが分かった。これらの結果から、Type II株群は線毛が他のTypeの線毛遺伝子を持つP.gingivalisに比べ、少ないかあるいは線毛を発現していない可能性が示唆された。このType II線毛遺伝子を持つP.gingivalisは、重度の歯周炎部位から多く分離されることから、線毛とは別に強い病原因子を持っている可能性が考えられる。今後は動物を用いて感染実験を行い,その病原因子の特定について検討していく予定である。

これらのことから、細胞に対する付着性は、付着様式と関連性があること示唆されたが、菌体表層の線毛の発現量との関係は認められなかった。ハムスターにおける感染実験には、細胞付着実験に用いた菌株を使用し、菌株間での歯槽骨吸収の差を検討した。歯槽骨の吸収の測定は、ハムスターを感染終了後、麻酔薬の過剰投与により安楽死させ、下顎第一臼歯近心をマイクロCTにて撮影し、画像上にて行なった。歯槽骨の吸収について、非感染対照群は骨吸収量が1.2mmに対して、感染群は1.61.8mmと有意に骨吸収量が多かった。また、菌株間の比較においては、TypeIおよび一部のTypeII株が有意に多く、特に線毛Type間での骨吸収量の差は認められなかった。TypeII株においては、同じ線毛Type間でも骨吸収量に有意差が認められた。以上のことから、P. gingivalisの細胞に対する付着やその病原性は、線毛のTypeとは相関性が認められなかったが、一般的に重度の歯周疾患の病巣からTypeII線毛をもつP. gingivalisが多く分離されることから、線毛に関わる別の何らかの病原因子をもっている可能性が示唆された。
葉の老化とRuBP CarboxyLaseの分解

コムギ葉よりプロトプラストを調製し,さらにPercollを用いた密度勾配遠心法による葉緑体を高度に精製した.またコムギ葉を機械的に破砕し,その破砕液から葉緑体を高度に精製した.これら葉緑体画分には,アミノペプチダーゼ活性,エンドペプチダーゼ活性,ヘモグロビン分解活性が認められた.得られた画分への他のオルガネラの混入をマーカー酵素の活性を指標に調べたところ,ミトコンドリア,パーオキシゾームのわずかな混入が示唆された.しかし,液胞や細胞質の混入の可能性は認められなかった.また得られた葉緑体のインタクトネスを測定したところ7090%と高い値を示した.これら葉緑体を用いてRuBPカルボキシラーゼ蛋白の分解について検討した.プロトプラストより調製した葉緑体のRuBPカルボキシラーゼの分解活性は,機械的手法による調製した葉緑体に較べずっと強く,葉緑体の調製法による違いが明確に認められた.機械的に調製した葉緑体のRuBPカルボキシラーゼ分解活性について免疫的手法等を用いて更に詳しく検討した.その結果, RuBPカルボキシラーゼを,緑葉体の破壊液と数時間インキュベートすると,その分解物が出現してくることが認められ,しかも分解物の数とそれぞれの分子量は,インキュベーション時のpHにより若干異なっていることが示された.又,プロテアーゼ阻害剤による影響をみたところ,ロイペプチンによる阻害が顕著であった.これらの結果は,葉緑体にRuBPカルボキシラーゼを分解するプロテアーゼが存在することを示唆している.コムギ葉よりプロトプラストを調整し、さらにPercollを用いた密度勾配遠心法により葉緑体を高度に精製した。またコムギ葉を機械的に破砕し、その破砕液から葉緑体を高度に精製した。これら葉緑体画分には、アミノペプチターゼ活性,エンドペプチターゼ活性,ヘモグロビン分解活性が認められた。得られた画分への他のオルガネラの混入をマーカー酵素の活性を指標に調べたところ、ミトコンドリア,パーオキシゾームのわずかな混入が示唆された。しかし、液胞や細胞質の混入の可能性は認められなかった。また得られた葉緑体のインタクトネスを測定したところ7090%と高い値を示した。これら葉緑体を用いてRuBPカルボキシラーゼ蛋白の分解について検討した。プロトプラストより調製した葉緑体のRuBPカルボキシラーゼの分解活性は、機械的手法により調製した葉緑体に較べずっと強く、葉緑体の調製法による違いが明確に認められた。機械的に調製した葉緑体のRuBPカルボキシラーゼ分解活性について免疫的手法等を用いて更に詳しく検討した。その結果、RuBPカルボキシラーゼを、緑葉体の破壊液と数時間インキュベートすると、その分解物が出現してくることが認められ、しかも分解物の数とそれぞれの分子量は、インキュベーション時のPHにより若干異なっていることが示された。又プロテアーゼ阻害剤による影響をみたところ、複数の異なる種類のプロテアーゼの存在が示唆された。コムギ葉よりプロトプラストを調製し,さらにPercollを用いた密度勾配遠心法による葉緑体を高度に精製した.またコムギ葉を機械的に破砕し,その破砕液から葉緑体を高度に精製した.これら葉緑体画分には,アミノペプチダーゼ活性,エンドペプチダーゼ活性,ヘモグロビン分解活性が認められた.得られた画分への他のオルガネラの混入をマーカー酵素の活性を指標に調べたところ,ミトコンドリア,パーオキシゾームのわずかな混入が示唆された.しかし,液胞や細胞質の混入の可能性は認められなかった.また得られた葉緑体のインタクトネスを測定したところ7090%と高い値を示した.これら葉緑体を用いてRuBPカルボキシラーゼ蛋白の分解について検討した.プロトプラストより調製した葉緑体のRuBPカルボキシラーゼの分解活性は,機械的手法による調製した葉緑体に較べずっと強く,葉緑体の調製法による違いが明確に認められた.機械的に調製した葉緑体のRuBPカルボキシラーゼ分解活性について免疫的手法等を用いて更に詳しく検討した.その結果, RuBPカルボキシラーゼを,緑葉体の破壊液と数時間インキュベートすると,その分解物が出現してくることが認められ,しかも分解物の数とそれぞれの分子量は,インキュベーション時のpHにより若干異なっていることが示された.又,プロテアーゼ阻害剤による影響をみたところ,ロイペプチンによる阻害が顕著であった.これらの結果は,葉緑体にRuBPカルボキシラーゼを分解するプロテアーゼが存在することを示唆している.
耐塩化酵素を用いた超臨界二酸化炭素中における機能性オリゴ糖合成

本研究は、高度好塩性古細菌由来の耐塩化酵素ChiN1を超臨界二酸化炭素中における触媒として使用し、環境に負荷のかかる有機溶媒を使用することなく、機能性オリゴ糖を合成することを目的した。ChiN1の分子表面のリシン残基をアラニン残基あるいはアスパラギン酸に置換した種々の変異体を作製し、超臨界二酸化炭素中における酵素反応を行った。その結果、2つの変異型酵素が、反応中の失活が野生型酵素より抑えられており、効率的に酵素反応が進行していることが明らかとなり、超臨界二酸化炭素耐性酵素の作製が達成できた。本研究は、高度好塩性古細菌由来の耐塩化酵素を超臨界二酸化炭素中における触媒として使用し、機能性オリゴ糖を合成することを目的とする。研究達成のために、まず耐塩化酵素にアミノ酸置換を行ない超臨界二酸化炭素中においても機能する酵素を作製し、さらに作製した酵素を超臨界二酸化炭素中に用いて機能性オリゴ糖を合成することを計画した。なお、耐塩化酵素には研究者が見出した高度好塩性古細菌由来キチナーゼ(以後、ChiN1と略する)を用いることとした。研究者は既にChiN1が分子表面に多量の酸性アミノ酸を有し、一方で塩基性アミノ酸は極めて少ないことを明らかにしている。この性質により、耐塩化酵素であるChiN1は超臨界二酸化炭素中におけるオリゴ糖合成酵素として、酸性中でも失活することはなく機能すると推察した。平成24年度は、ChiN1のさらなる耐塩化のためのアミノ酸置換箇所となる分子表面の塩基性アミノ酸(リシン残基)を抽出した。抽出には、研究者が既に作製していたChiN1の立体構造モデルを使用した。さらに当該箇所の溶媒露出表面積を計算し、算出した値と立体構造を考慮して、アミノ酸置換箇所を選択した。次に当該箇所をアラニン残基に置換した変異体を作製し、酵素化学的性質検討を行った。その結果、取得できたいずれの変異体においても野生型に比べて耐塩性の向上は認められなかった。現在、その他の変異体の取得および性質検討を行なっている。本研究は、高度好塩性古細菌由来の耐塩化酵素を超臨界二酸化炭素中における触媒として使用し、機能性オリゴ糖を合成することを目的とした。この性質により、耐塩化酵素であるChiN1は超臨界二酸化炭素中におけるオリゴ糖合成酵素として、超臨界二酸化炭素中でも失活することはなく機能すると推察した。平成24年度は、ChiN1のさらなる耐塩化のためのアミノ酸置換箇所となる分子表面の塩基性アミノ酸(リシン残基)をアラニン残基に置換した変異体を作製し、酵素化学的性質検討を行った。平成25年度は、リシン残基をアラニン残基に置換した変異体を更に増やし、平成24年度に作製した変異体とともに性質を調べた。その結果、いずれの変異体も変異導入による活性の低下は認められなかった。一方、ほとんどの変異体がジメチルスルホキシド(DMSO)に対する耐性が向上していることが明らかとなった。一方、野生型ChiN1の超臨界二酸化炭素中における安定性を調べたところ、超臨界二酸化炭素中における失活はわずかであり、高い安定性を有していることが明らかとなった。そこで、平成23年度は、ChiN1のさらなる耐塩化のためのアミノ酸置換箇所となる中性および塩基性アミノ酸を抽出した。