hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水産リン脂質の光学異性体分析法の開発

「細胞膜を構成するリン脂質はキラルな化合物であり,ホスファチジルコリン(PtdCho)もエタノールアミン(PtdEtn)も,R配置である」と信じられているが,この常識は疑わしく思われる.すなわち,ある種の生物や特殊な生育環境下ではS配置のリン脂質も存在する可能性がある.このことを明らかにするためには,RとSを完全に識別する高精度分析法の開発が不可欠である.本研究では,これまで困難とされ,長年の研究課題となっている「クロマトグラフィーによるリン脂質光学異性体の分離分析法の開発」に取り組み,分子種と立体配置を同時に決定できる精密分析法(キラルHPLC/MS/MS)の開発に成功した.「細胞膜を構成するリン脂質はキラルな化合物であり,ホスファチジルコリン(PtdCho)もエタノールアミン(PtdEtn)も,R配置である」と信じられているが,この常識は疑わしく思われる.すなわち,ある種の生物や特殊な生育環境下ではS配置のリン脂質も存在する可能性がある.このことを明らかにするためには,RとSを完全に識別する高精度分析法の開発が不可欠である.本研究では,これまで困難とされ,長年の研究課題となっている「クロマトグラフィーによるリン脂質光学異性体の分離分析法の開発」に取り組み,分子種と立体配置を同時に決定できる精密分析法(キラルHPLC/MS/MS)の開発に成功した.「細胞膜を構成するリン脂質はキラルな化合物であり,ホスファチジルコリン(PtdCho)もエタノールアミン(PtdEtn)も,R配置であることに注意せよ」と有機化学や生化学の教科書(たとえば,マクマリー有機化学第7版)に書かれているが,この常識は疑わしく思われる.申請者は,ある種の生物や生育環境下ではS配置のリン脂質も存在すると考えている.このことを明らかにするためには,RとSを完全に識別する分析法の開発が不可欠である.本研究では,これまで困難とされ,長年の研究課題となっている「リン脂質の光学異性体の分離分析法の開発」に挑戦する.方法が確立すれば,リン脂質の新たな研究分野が拓かれるとともに,S型リン脂質,特に高度不飽和脂肪酸(EPA,DHA)に富む水産リン脂質の新たな機能開発とそれを利用する産業の創出に繋がることが期待できる.平成25年度は,リン脂質の光学異性体を分離する方法としてキラル固定相を使用する高速液体クロマトグラフィー(キラルHPLC)を検討した.多糖類系のキラルカラムを広くスクリーニングした結果,不斉識別剤としてアミロース誘導体を含むカラムが本研究の目的に極めて有効であることを見出した.移動相を最適化した結果,アシル基の異なる数種の飽和PtdChoとPtdEtnのそれぞれのラセミ体を短時間に完全に分離することに成功した.分離の程度はアシル基に依存せず,同一の移動相を使用した場合は,いずれのラセミ体についても一定の分離係数(1.07-1.10)が得られた.蒸発光散乱検出器(ELSD),荷電化粒子検出器(CAD),質量分析計(MS)の検出特性を明らかにした.キラルHPLC-MSでは,両エナンチオマーについて同一の分子量関連イオンとアシル基を示すフラグメントイオンが得られ,ピーク同定が容易であることも明らかになった.「細胞膜を構成するリン脂質はキラルな化合物であり,ホスファチジルコリン(PC)もエタノールアミン(PE)も,R配置である」と教科書に書かれているが,この常識は疑わしく思われる.すなわち,ある種の生物や生育環境下ではS配置のリン脂質も存在する可能性がある.このことを明らかにするためには,RとSを完全に識別する分析法の開発が不可欠である.本研究では,これまで困難とされ,長年の研究課題となっている「リン脂質の光学異性体の分離分析法の開発」に挑戦した.リン脂質の光学異性体を分離する方法としてキラル固定相を使用するHPLCを検討した.多糖類系のキラルカラムを広くスクリーニングした結果,不斉識別剤としてアミロース誘導体を含むカラムが本研究の目的に極めて有効であることを見出した.移動相を最適化した結果,逆相系の溶剤の使用により,アシル基の異なる数種のPCとPEのラセミ体を短時間に完全に分離することに成功した.分離の程度はアシル基に依存せず,同一の移動相を使用した場合は,いずれのラセミ体についても一定の分離係数(1.07-1.10)が得られた.キラルHPLC-MS(質量分析法)では,両エナンチオマーについて同一の分子量関連イオンとアシル基由来のフラグメントイオンが得られ,ピーク同定が容易に行えることも明らかになった.これらの検討により,リン脂質のキラリティーと分子種組成を同時に決定できる新規分析法を確立した.本法を水素添加した大豆PCと卵黄PC及び細菌のPEに適用した結果,大豆では7種,卵黄では8種,大腸菌PEからは19種,そしてBacillus属細菌のPEからは6種の分子種が検出されたが,これは全てR体であった.S体を見出すために,海洋細菌を含む種々の水産生物試料の分析を続けている.本研究が水産リン脂質の新たな機能開発とそれを利用する産業の創出に繋がることを期待したい.水産化学平成25年度の研究目的は,リン脂質の光学異性体(エナンチオマー)を明瞭に区別(分離)する方法を開発することであった.その方法として,HPLC,キャピラリー電気泳動(CE),キャピラリー電気クロマトグラフィー(CEC)の使用を考えたが,CEとCECは操作が難しいことから,HPLCの使用をまず検討した.

幸いキラルHPLCで期待以上のよい分離が得られため,現在はこの方法を用いて研究を進めている.以上の検討により,S型リン脂質の存在を明らかにし,生物における機能とヒトへの有効利用について新たな研究分野を立ち上げたい.平成25年度の目標とした分析法の開発がキラルHPLC法の適用により,予想よりも順調に進んだため,消耗品(キラルカラム,有機溶媒等)の購入が予定を下回った.平成26年度(最終年度)は,より優れた分析法を確立し,多数の生物試料への適用を試みることから,平成25年度以上に消耗品(キラルカラム,有機溶剤,CE用キャピラリーカラム等)が必要となることが予想される.助成金はこれら消耗品の他,研究成果の発表(旅費,論文投稿)を活発に行うために使用する.
低重心風車の最適ローター構造の探索研究

本課題では、小型垂直軸風車の低コスト化および高性能化を目的に、アームレスでシンプルな構造を持つ低重心風車およびその派生形として考案したバタフライ風車の最適なローター構造および翼型を、実験と数値解析の両面から研究した。翼弦長対ローター半径比(c/R)が大きい場合には、対称翼に比べて、キャンバー翼が最大出力において優れることを示した。アルミ押出で製作した円形翼を有するバタフライ風車の実証実験を行い、低コストの小型風車実現への足掛かりを得た。本研究はテーパー翼を特徴とする低重心風車の最適形状探索を主な目的とし、数値計算と模型実験により、翼型およびローター形状の違いによる風車特性の差異を明らかにする計画である。平成24年度は2%, 4%, 6%の反りを持った非対称翼(キャンバー翼)であるNACA 2518、NACA 4518、NACA 6518の3つの翼型について空力特性の計算を行い、データベースを構築した。失速角以下の小さい迎角において揚力係数およびモーメント係数が一定割合でそれぞれ増加および減少することを見出し、その変化率を表す近似式を求めた。これは今後、予測理論の改善に利用する予定である。また、作成した空力データベースを用いて翼素運動量理論に基づく性能予測を行ってキャンバー翼の風車性能への影響を調べ、外凸キャンバー翼では反りが増加すると出力特性ピーク幅が広がり、内凸キャンバー翼では逆に狭まる傾向を持つことを示した。実験においては、まず、昨年度の問題であった実験風速を増加させるため、小型風洞の吹出口に収縮ノズルを取付け最大風速を6m/s以上に増加させる改良を行った。対称翼NACA 0018を翼型断面とする模型実験機として、風速6m/sにおいて最大の効率が得られると予想される低重心風車(直径0.4m,高さ0.25m, 3枚翼)を光造形で製作し性能を調べた。実験結果は理論予測とほぼ同程度の最大トルク係数を示したが、実験の最大トルクを示す回転数は理論予測の約半分の値であり、この差異は湾曲流線の影響が1つの原因であると推測した。また、翼素運動量理論の小型風車への適用にも問題があると考えられ、その補正は今後の課題の1つである。H24年度末までに、キャンバー翼を採用したFRP製の低重心風車模型も製作して予備的実験を行っているが、詳細な実験と解析は翌年度に持ち越しとなった。昨年度に製作した対称翼(光造形製)とキャンバー翼(非対称翼:ガラス繊維強化プラスチック製)の2種類の低重心風車(直径0.4m、高さ0.25m)の風洞実験を詳細に実施し、キャンバー翼が対称翼よりも発生するトルク・出力が大きくなることを示した。特に高速回転状態で差が大きくなった。また、2次元のCFD計算によっても定性的に同様な結果を得た。昨年度推測したように、湾曲流線の影響がこの差異を生み出していると考えられる。低重心風車の派生形として考案した二重翼構造のバタフライ風車(直径0.4m、高さ0.3m)についても、対称翼(光造形製)とキャンバー翼(ビニロン繊維強化プラスチック製)の2種類の模型風車を製作し、低重心風車と同様に、キャンバー翼が高速回転状態で優れることを示した。しかし、低速回転状態では対称翼の発生トルクが多少キャンバー翼よりも大きくなった。キャンバー翼の低重心風車とバタフライ風車の比較では、バタフライ風車の方が起動性・最大出力ともに優れることを示した。上記のように軽量な複合材料のキャンバー翼が性能向上には望ましいことがわかってきたが、一方で、現実的な低コスト化の方法として、アルミ合金の押出と曲げ加工により、対称翼のバタフライ風車を作る案が浮上してきた。企業2社の協力により、直径約2m、高さ0.8mの『アルミ円形翼バタフライ風車』の試作および実証実験を行った。繊維強化プラスチック(FRP)などの複合材料に比べると多少重量が大きくなるが、比較的軽量で剛性が高い曲線状の中空翼が低コストで製作できることを示した。今後は本課題で得られた知見・ノウハウを活用して、『アルミ円形翼バタフライ風車』のサイズアップを検討し、実用化を目指す予定である。本研究では、(1)計算による最適な低重心風車形状の探索と(2)模型実験による性能の検証を2つの研究目的としている。平成23年度は、(1)については数値流体計算(CFD)による翼型特性計算の準備として、文献値が存在する対称翼型のNACA 0018を計算対象とし、レイノルズ数条件:Re=1e4 1e7、および迎角範囲:0°から180°で空力データの計算を実施した。計算は汎用CFDソフトウェアSTAR-CCM+を使用し、RANSを用いて2次元定常計算を行った。

結果として、2次元定常計算のような比較的低コストの計算でも、Re = 1.6e5以下の低レイノルズ数領域において、ある程度の精度で翼型空力データの計算が可能であることが分かった。また、風車性能予測を行う翼素運動量理論プログラムの入力データとして本研究で得られた空力データを使用した場合、文献値を使用した場合に比べ、小型風車の実験データにより近い結果を与え改善が見られた。(2)についてはアルミハニカム1枚と金網3枚を使用した小型風洞を製作した。また、光造形法により直径0.6m、高さ0.39mの低重心風車模型2種類(翼取付角が0度と4度)と直線翼垂直軸風車模型を製作し性能実験を行った(翼型はすべてNACA 0018)。直線翼風車では、取付位置や取付角を変化させ、各条件でトルク特性を計測した。小型風洞の最大風速が小さいため(4.5m/s)、低重心風車模型ではプラスのトルク特性は得られなかったが、取付位置が50 %の直線翼風車のトルク特性と比較した結果、取付角度依存性に関して定性的に同じ傾向が得られた。整流部なしの状態(風速8.2 m/s)で低重心風車のトルク計測を行い、既存の直線翼風車データとの比較により、低重心風車のトルク特性が直線翼風車の特性に比較して、変化が急峻ではないことを明らかにした。風車特性予測に必要な空力データベースの構築において、当初の計画に比べて計算条件の範囲は狭めることになったが、初年度の対称翼に加えて、第2年度目では3種類のキャンバー翼について、小型風車用として使用可能な空力データベースが作成できた。これを利用してキャンバー翼の影響を理論予測で評価できる状態になったので概ね目的は達成したと考えている。実験に関しては、翼形状を変えた2種類の低重心風車(対称翼とキャンバー翼)を製作した。製作した模型実験機を用いて風洞実験を行い、得られた実験値と理論との比較、翼型の違いによる性能の比較など、当初の研究目的にあった研究ができている、あるいはできる状態になりつつあるので順調に進展していると考えている。目的(1)において、2次元定常計算という低コスト計算でありながら、広いレイノルズ数範囲と広い迎角範囲におよぶ空力データの計算を行い、どのような条件で文献値と合うか合わないかという見通しを得ることができたことは、1つの成果と考えている。また、本計算で得られた空力データを用いた小型風車の性能予測において、従来の計算に比べて改善が得られたことも重要な結果である。ただし、自動的に条件を変えた計算を行うプログラムの自動化は実施できていない。しかし、この自動化の実現に時間を割くよりも、計算の信頼性を優先させることの方が重要と考えており、自動化をしなくても、現状のやり方で計算は行えているため、今後も余力があった場合にかぎり自動化を試みることにしたい。目的(2)においては、予定通りに小型風洞を製作し流れ場の均一性を改善できた。また、計測データ(風速,トルク,回転数)のパソコンへの取り込みの自動化を行なう計測システムの構築も行った。光造形による低重心風車および直線翼垂直軸風車の製作を行い、取付位置や取付角などの条件を変えた計測を実施したので、当初の計画はほぼ実行できていると考えている。ただ、小型風洞の最大風速では設計した模型風車はプラスのトルクを発生しないため、今後はソリディティを高め低速型とすべきことと、小型風洞の最大風速を高める必要性があると考えている。H25年度は、まずキャンバー翼の低重心風車の詳細な性能計測を実施して、結果を対称翼の場合と比較する。また、CFDによっても対称翼とキャンバー翼それぞれを持つ
ミトコンドリア局在型Sirtuin の機能解析とその標的タンパク質の同定

老化に重要なSirtuinタンパク質のうち3種類(SIRT3,4,5)がミトコンドリア(Mt)に局在すること、および近年その標的タンパク質が各々明らかにされたが、まだ多くの不明な点が残されている。我々はこの不明な点を明らかにする為、DT40細胞を用いたMt局在型Sirtuinsの網羅的欠損細胞株の作製を試み、各単独欠損株と二重欠損株の作製に成功した。これらの欠損細胞株は全て生育可能であるが、二重欠損では野生型に比べ生育に若干の遅延が見られた。(研究実績)1.ヒトにおいて7種類存在するSirtuinに関して、そのcDNAを単離し、Hela細胞に発現させてその細胞内局在を検討したところ、SIRT3だけでなくSIRT4とSIRT5もミトコンドリア内マトリックス画分に存在する可溶性タンパク質であることが判明した。2. SIRT3, 4, 5のin vitro合成タンパク質と、大腸菌で発現・精製したMPP(ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ)を用いた解析により、各SirtuinはそのN末端にミトコンドリア局在化配列を有し、SIRT3は101番目のセリン、SIRT4は26番目のリジン、SIRT5は11番目のロイシンの直後でMPPにより切断され、成熟型に成り得ることが分かった。3.現在までにDT40細胞を用いてミトコンドリア局在型SirtuinのうちSIRT3, 4, 5の各単独欠損細胞株、およびSIRT3/4, SIRT5/3, SIRT5/4の二重欠損細胞株の作製に成功している。これらの欠損細胞は全て生育可能であり、各単独欠損細胞株は野生型より、また各二重欠損細胞株は各単独欠損細胞株よりもわずかに増殖遅延が見られる。各欠損細胞株より単離したミトコンドリアを用いたウエスタンブロッティングにより、ミトコンドリア局在型Sirtuin欠損により呼吸鎖複合体の発現が変化していることが分かった。現在RT-PCRなどにより、各欠損細胞において核ゲノムコードとミトコンドリアゲノムコードの違いに着目し、ミトコンドリアタンパク質の発現変化を詳細に調べている。2. SIRT3,4,5のin vitro合成タンパク質と、大腸菌で発現・精製したMPP(ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ)を用いた解析により、各SirtuinはそのN末端にミトコンドリア局在化配列を有し、SIRT3は101番目のセリン、SIRT4は26番目のリジン、SIRT5は36番目のプロリンの直後でMPPにより切断され、成熟型に成り得ることが分かった。3.現在までにDT40細胞を用いてミトコンドリア局在型SirtuinのうちSIRT3,4,5の各単独欠損細胞株、およびSIRT3/4,SIRT5/3,SIRT5/4の二重欠損細胞株の作製に成功している。
興奮抑制バランス操作による脳の可塑性メカニズムの理解

ピアノ演奏や宝石鑑定といったスキルの学習には、訓練に応じて脳を変化させる可塑性と、無用な脳の変化を防ぐ安定性が不可欠である。本研究では、この可塑性と安定性を制御する仕組みとして、脳の興奮性・抑制性神経修飾物質の変化に焦点をあてる。第一に、研究代表者が開発した脳の状態を操作する技術を援用し、特定脳部位の興奮抑制バランスを操作するための技術を開発する。第二に、この技術を用い、興奮抑制バランスがスキル学習における可塑性・安定性を決めることを実証する。本研究の成果は、興奮抑制バランスの変調に起因する脳機能不全の治療法開発にも貢献し、科学・社会の両面で強い波及効果をもたらす。興奮抑制バランスがスキル学習における可塑性と安定性を決めるという研究代表者が提案した仮説を検証する研究計画である。神経伝達物質であるグルタミン酸とGABAの濃度バランスを磁気共鳴分光法(MRS)で計測するとともに、このデータを被験者にフィードバックして脳の興奮抑制を操作させるという新たな手法も駆使し、脳の可塑性と安定性を制御するメカニズムの解明を目指す計画である。研究代表者らが自らの研究実績に基づき提唱した仮説を検証する研究で、独創性が高い。神経伝達物質の興奮抑制バランスを操作するという技術は新規性がある。測定感度の改良やMRSフィードバック法の開発など、チャレンジングな部分があるが、独創性が高く、完成した場合には医療応用の可能性があるなど、大きな波及効果が期待できる。
重イオンビームプローブにおける多点同時計測器の研究開発

高温プラズマ中の電位と密度を計測可能な重イオンビームプローブを用いて、プラズマ閉じ込めと関連があるプラズマ不安定性の成長、減衰過程のメカニズムを詳細に解明するために、空間二点同時計測可能な改良型分析器の開発、設置した。設置された改良型分析器の性能評価を行い、開発課題を十分に満たす性能が確認され、電位と密度の空間二点同時計測及び高精度局所電場計測に成功した。高温プラズマにおいて、プラズマ圧力、密度勾配により駆動されるドリフト波揺動に起因して径方向粒子束の存在が観測され、プラズマ閉じ込めとの関連が示唆されている。近年、電場形成によるプラズマ閉じ込め向上の物理機構の究明において、高精度な局所電場計測が重要である。コアプラズマ内の高精度な電位/電場計測に適した能動的粒子計測法の重イオンビームプローブを用いて、ドリフト型揺動の成長、減衰過程のメカニズムを詳細に解明するため、空間二点同時計測可能な改良型分析器の設計、開発を行った。既存の重イオンビームプローブの高信頼性、高精度計測を最大限に活用しつつ、早期に空間二点同時計測を実現させるためには、分析器の入射スリット構造物の改良が必要となる。イオンビーム軌道シミュレーションを基に既に設計が完了している空間二点同時計測可能な改良型分析器を製作、設置した.また、既存の32チャンネルビーム検出器の全チャンネルを最大限に活用するため、微小電流を増幅可能な高性能アンプ、及び揺動計測に最適なデータ取り込み系の構築を行った。設置された改良型分析器において、コアプラズマ中の電位を高精度絶対値計測可能にするため、較正実験を行い、同時に空間二点同時計測手法を確立した。既存の分析器では1つの入射スリットを持つため、検出器上で1つのビームプロファイルが観測されていたが、改良スリットでは2つの入射スリットを持つため、検出器上で2つのビームプロファイルが観測された。即ち、イオンビーム軌道シミュレーションを基に設計された改良型分析器は、開発課題を十分に満たす性能が確認され、空間二点同時計測に成功した。以上の空間二点同時計測手法を用いて、高精度な径方向電場分布計測を実現し、電場形成によるプラズマ閉じ込め向上の物理機構の究明に大きく貢献した。核融合炉実現に向けた高温プラズマ研究において、プラズマ圧力及び密度勾配により駆動されるプラズマ不安定性に起因して径方向輸送の存在が観測され、プラズマ閉じ込めとの関連が示唆されている。近年、熱輸送については、プラズマ小半径方向の電場でE×Bフローシアーが駆動されることにより、輸送が低減されることが確認されており、この物理機構解明に向けて高精度な局所電場計測の確立が重要である。ゴアプラズマ中の高精度な電位/電場計測に適した能動的粒子計測法の重イオンビームプローブを用いて、プラズマ不安定性の一種である静電揺動やMHD揺動の成長、減衰過程のメカニズムを詳細に解明するため、空間二点同時計測可能な改良型分析器の設計、開発を行った。平成22年度において、既存の重イオンビームプローブの高信頼性、高精度計測を最大限に活用しつつ、早期に空間二点同時計測を実現させるため、空間二点同時計測可能な改良型分析器を製作、設置した。設置された改良型分析器の性能評価のため、較正実験を行い、開発課題を十分に満たす性能が確認され、空間二点同時計測に成功した。平成23年度において、空間二点同時計測による電位/電場計測の精度向上に向け、検出器において検出されるビーム分布形状を計算機シミュレージョンから予測し、ビーム分布を最適な形状にフィッティングする新たなデータ処理法を考案した。これにより、電位絶対値算出に必要なビーム分布の同定精度が改善し、電位/電場の算出誤差が低減され、電位/電場計測精度が向上した。また、空間二点同時計測を用いて、コアプラズマ中の静電揺動の径方向位相差分布を評価し、揺動伝搬機構を解析した。以上の空間二点同時計測手法の精度向上により、高精度な径方向電場分布計測及び径方向位相差計測を実現し、電場形成による輸送低減の物理機構の究明に大きく貢献した。核融合炉実現に向けた高温プラズマ研究において、高温且つ高圧力のプラズマを安定して閉じ込める必要がある。しかし、近年、プラズマの急峻な圧力勾配により駆動されるプラズマ不安定性に起因して径方向への輸送が観測され、プラズマ閉じ込めとの関連が示唆されている。コアプラズマ中の高精度計測に適した能動的粒子計測法である重イオンビームプローブを用いて、プラズマ不安定性の一種である静電揺動やMHD揺動の成長、減衰過程のメカニズムを詳細に解明するため、空間二点同時計測可能な改良型分析器の設計、開発を行った。平成22、23年度において、既存の単点計測であった重イオンビームプローブの高信頼性、高精度計測を最大限に活用しつつ、早期に空間二点同時計測を実現させるため、空間二点同時計測可能な改良型分析器を製作、設置した。

空間二点同時計測による電位/電場計測の精度向上に向け、検出器において検出されるビーム分布形状を計算機シミュレーションから予測し、ビーム分布を最適な形状にフィッティングする新たなデータ処理法を考案した。これにより、電位絶対値算出に必要なビーム分布の同定精度が改善し、電位/電場の算出誤差が低減され、電位/電場計測精度が向上した。平成24年度において、詳細な較正実験を基に信号解析法を改善し、局所電場計測及び電位と密度揺動間の位相差計測の精度を向上させた。これらにより実現された高信頼性、高精度な局所電場及び空間位相差計測を用いて径方向損失の要因となり得る静電揺動の磁力線方向の伝搬機構及び電位/電場形成との相関を解析した。また、これまでの二点時間発展同時計測可能な改良型分析器の開発で培われたイオンビーム制御技術を基に、大規模な多点時間発展同時計測可能な新型分析器を設計した。平成22年度において、空間二点同時計測可能な改良型分析器を製作、設置し、開発課題を十分に満たす性能が確認され、空間二点同時計測に成功している。また、平成23年度において、新たな信号処理法の導入により空間二点同時計測の精度が向上し、位相差計測法を用いて揺動伝搬機構の解析を実施した。24年度が最終年度であるため、記入しない。詳細な較正実験を基に信号解析法を改善し、局所電場計測及び位相差計測の精度を向上させる。これらにより実現された高信頼性、高精度な局所電場及び空間位相差計測を用いて径方向損失の要因となり得る静電揺動の伝搬機構及び電位/電場形成との相関を解明する。また、これまでの二点時間発展同時計測可能な改良型分析器の開発で培われたイオンビーム制御技術を基に、大規模な多点時間発展同時計測可能な新型分析器を開発する。
海洋食物連鎖における繊毛虫類から魚類稚仔へのエネルギーの流れの解明

海洋食物網における繊毛虫類と魚類稚仔の関係を明らかにするために以下の研究を行った。1.沿岸域における繊毛虫類の出現密度動態の調査魚類稚仔の餌料生物である微小動物プランクトン(繊毛虫類およびカイアシ類ノープリウス)出現密度の季節的・地理的な動態を知ることを目的として、八代海に設けた8定点おいて年間を通した現存量の調査を行った。少毛類繊毛虫の出現密度は10-2280個体/L、有鐘類繊毛虫は10-1020個体/Lの範囲であり、水深0.5-10mにおいて高い傾向がみられた。一方、カイアシ類ノープリウスは7月に最大980固体/Lで出現したが、年間を通すと平均100固体/Lであり、繊毛虫類と比較して低い値を示した。2.仔稚魚の消化管内容物の調査瀬戸内海の豊後水道及び屋久島近海において採集した仔稚魚について消化管内容物調査を行い、繊毛虫類の餌生物としての貢献度を調査した。豊後水道においてアミメハギ(4.5-6.7mm)、イソギンポ科sp.(5.5-7.4mm)スズメダイ属sp.(3.8-4.9mm)、オヤビッチャ属sp.(5.5-7.9mm)の主要餌生物はカイアシ類成体・ノープリウスであった。アミメハギ(4.5mm)が有鐘繊毛虫類Codonellopsis morchellaを摂餌していたが、繊毛虫類は摂餌開始期以降の仔魚にとって主要な餌生物ではないことが明らかになった。屋久島近海において採集したハダカイワシ科仔稚魚についても主要な餌はカイアシ類であり、繊毛虫類の摂餌は確認されなかった。以上の調査結果より、繊毛虫類は沿岸域においてカイアシ類のノープリウスよりも多量に出現することが明らかになったが、摂餌開始期以降の仔稚魚の餌生物として貢献が少ないと評価された。海洋食物網における繊毛虫類から魚類稚仔を含む高次の動物プランクトン群集へのエネルギーの流れを明らかにするために以下の研究を行った。1.繊毛虫類を中心とした食物連鎖構造の解明に関する研究初夏の岩手県大槌湾において、繊毛虫類を含む微小動物プランクトンから高次の動物プランクトン群集へのエネルギーの流れを調査した。繊毛虫類の出現密度は56-117個体/L、現存量は0.22-0.40μg C/L、生産速度は0.10-0.16μg C/L・dayであり、他海域と比較して極めて低い値を示した。大型動物プランクトンに対する微小動物プランクトンの餌としての寄与は、餌要求量の1-10%とわずかであり、大型動物プランクトンの大部分は植物プランクトン生産により支えられていることが示された。繊毛虫類は餌生物としてよりも植物プランクトンの消費者として大きな役割を果たしており、高次栄養段階へのエネルギー転送が効率的でないことが明らかとなった。2.仔稚魚の消化管内容物に関する研究豊後水道より採集された仔稚魚について消化管内容物調査を行い、繊毛虫類の餌生物としての貢献度を調査した。メジナ(4.6-5.6mm)の主要餌生物はカイアシ類成体・ノープリウス、カサゴ(3.1-3.5mm)はカイアシ類ノープリウス、サヨリ(6.7-7.8mm)はカイアシ類卵、イソギンポ(4.5-10.5mm)はカイアシ類成体・ノープリウスであり、繊毛虫類の摂餌は観察されなかった。3.繊毛虫類の栄養学的評価繊毛虫類の餌生物としての栄養評価を行うために、天然海水中から分離後、細菌を餌に培養した繊毛虫類Uronema sp.の脂肪酸を抽出し、その組成を分析した。主要な脂肪酸はパルミチン酸(16:0)が11.2%,ステアリン酸(18:0)が11.5%、オレイン酸(18:1)が51.5%であった。繊毛虫類は魚類稚仔の生残や成長に必要とされるDHAやEPAのような高度不飽和脂肪酸をほとんど持ち合わせてないことが明らかとなった。

豊後水道においてアミメハギ(4.5-6.7mm)、イソギンポ科sp.(5.5-7.4mm)スズメダイ属sp.(3.8-4.9mm)、オヤビッチャ属sp.(5.5-7.9mm)の主要餌生物はカイアシ類成体・ノープリウスであった。アミメハギ(4.5mm)が有鐘繊毛虫類Codonellopsis morchellaを摂餌していたが、繊毛虫類は摂餌開始期以降の仔魚にとって主要な餌生物ではないことが明らかになった。屋久島近海において採集したハダカイワシ科仔稚魚についても主要な餌はカイアシ類であり、繊毛虫類の摂餌は確認されなかった。以上の調査結果より、繊毛虫類は沿岸域においてカイアシ類のノープリウスよりも多量に出現することが明らかになったが、摂餌開始期以降の仔稚魚の餌生物として貢献が少ないと評価された。
新規サーモクロミック無機材料の開発と精密構造解析によるメカニズムの解明

本研究では、原子サイズに注目した構造設計により新規構造型に属する金属酸化物材料を開発することに成功した。放射光、中性子回折データに基づく結晶構造解析、および密度汎関数理論による電子密度の解析によって、その新しい結晶構造を明らかにした。得られた構造は、ペロブスカイト関連構造であることがわかり、既存のペロブスカイト関連構造とは大きく異なる構造的な特徴を持っていることが明らかとなった。本研究では、サーモクロミズムを示す新規の金属酸化物材料の開発とそのメカニズム解明を行うことを目的としている。固体物質の性質は、その結晶構造によって変化するため、結晶構造の設計・制御することは、材料開発において最も重要なことである。金属酸化物の構造を決定する要因として、構成原子のイオンサイズや原子間の共有結合性などがある。これらの要因を深く理解することで、既存の構造やそれに伴う物性を理解することができ、さらに新規の構造設計を行うことができる。構成原子のイオンサイズと構造の関係については、古くから調べられているものの、未だ明確になっていない部分も多い。平成24年度は、特に近年注目されているK2NiF4型の構造を有するAA'BO4の組成に注目し、イオンサイズの違うAとA'金属元素を選択することで、これまでに報告のない新規構造型を有するペロブスカイト関連物質の合成に成功した。放射光X線結晶構造解析と、中性子結晶構造解析を組み合わせることで、未知の結晶構造を正しく解析することに成功している。また、新規合成に成功した物質の中には、可視領域への吸収があるものもあり、相転移などによりサーモクロミック材料への応用も期待される。また、金属酸化物における共有結合の重要性を明らかにするため、変位型強誘電体物質について、放射光X線回折データに基づく電子密度解析から、金属-酸素間の共有結合について実験的に明らかにすることに成功した。このように結晶構造の本質に迫る知見が得られたことは、さらなる材料開発の重要な指針につながる結果である。本研究では、サーモクロミズムを示す新規の金属酸化物材料の開発を行うことを目的としている。前年度は、AA'BO4の組成に注目し、イオンサイズの比が大きいAとA'金属元素を選択することで、これまでに報告のない新規構造型を有するペロブスカイト関連物質の合成に成功した。平成25年度は、さらに同じ新しい構造型をもつ新材料を多数合成することに成功し、放射光X線結晶構造解析と、中性子結晶構造解析を組み合わせることで、結晶構造を正しく解析することに成功している。さらにサーモクロミズム現象を理解する上で欠かすことのできない温度による構造の変化も高温回折実験から調べた。一部の材料は空気中と真空条件下で加熱することにより色の変化が起こることを見出した。これは環境の変化に対するセンサーへの応用が期待される成果である。茶色と青色という大きな色の違いがあることは、センサーとして利用しやすい特徴であり、環境変化を反映した色の違いが明確に現れる重要な新材料の開発に成功したといえる。開発した新材料について、電気伝導度測定を行ったところ、高い酸化物イオン伝導性があることもわかった。新材料を開発できた本成果は燃料電池材料などへの応用も期待できるものとなった。平成24年度は、金属酸化物における金属-酸素間における共有結合性について明らかにすることに成功し、また、金属酸化物の構成原子のイオンサイズに注目することで、新規の金属酸化物を合成することに成功した。構造を決める要因を明らかにできたことや、戦略的に新規の構造を有する材料の開発に成功したことは、次世代の材料開発に対する重要な指針となると考えられる。構造形成のメカニズムの解明や、新規構造の作成には成功しているが、サーモクロミズムの挙動について、詳細を明らかにすることには至っていない点が今後の課題となっている。新規の構造を合成することに成功したことは、大きな成果であり、新規材料開発の観点で、本研究課題の目的の半分は達成できていると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。新規の構造型を有する物質を作成するうえで重要なことは、イオン半径の違いであることが明らかとなった。この観点から、新しい構造を有する物質の探索を急ぎ、それに並行してこれまで合成に成功している新規構造を有する物質について、サーモクロミズムの挙動を熱分析や可視・紫外分光測定などから明らかにしていく予定である。また、新しい構造であることから、可能であればサーモクロミズム以外の物性、たとえば電気伝導性やイオン伝導性、強誘電性などの物性についても調べていく予定である。
気管支喘息の免疫学的治癒機構に関する研究

ヒトのリンパ球からダニ抗原(Df)特異IgEを産生する成熟Bリンパ球株を作製した。この細部株を用いて特異IgE産生を増強あるいは抑制するT細胞因子を解析した。得られた細胞株を自己Tリンパ球と組合わせて培養することにより、IgE産生が増強した。T細胞から産生される液性因子や、更に遺伝子組替えにより作製されたリンホカイン(IL-4、IL-10、IL-13 )及びCostimulatory因子(CD40)の刺激によっても増強作用を認めた。更にG-CSFや成長ホルモンなどのT細胞因子とは異なるサイトカインやホルモンが直接作用することによっても同様に増強作用がみとめられ、これらの増強作用は抑制性サイトカイン(IL-12,IFN-gamma)により制御を受けた。このように、特異IgEを産生する成熟Bリンパ球はサイトカイン及びCostimulatory因子により増強あるいは制御されていることが明らかとなった。更に、寛解患者のT細胞からダニ抗原特異的Tリンパ球クローンを作製した。これらのクローンのサイトカインの分泌パターンはTh2タイプの者が優位であった。Th2タイプの5クローン培養上清はIgE活性を増強したが、1クローンで抑制した。Th0タイプの2クローンではIgE活性は軽度低下したが、ダニ抗原IgEを産生する成熟Bリンパ球株の著名なアポトーシス(細胞死)を誘導した。このように特異IgE産生系を調節する因子が寛解にいたったT細胞中にクローンとして存在することが明らかとなり、疾患寛解の要因になっていることが明らかとなった。また、一方で、Th2タイプの存在は寛解の再燃に関わる因子になっている可能性が示唆された。他方、この研究に沿って、RSウイルス感染後に発症する気管支喘息における予知因子としてのT細胞の活性、鶏卵アレルギーにおける卵白特異的IgA産生系に与えるヘルパーT細胞因子、寛解にいたる時期のサイトカイン産生のインバランスの回復、IgG2産生系にあたえるT細胞由来サイトカインの作用機構、気管支喘息寛解患者と同じサイトカイン誘導パターンを示す抗アレルギー剤の作用、及び、活動期患児でのIL-12作用選択性の異常の存在がIgE産生の誘因になっていることが明らかにし、本研究の手がかりとした。初年度に作製に成功したダニ抗原(Dermatophagoide farinae,Df)特異IgEを産生するリンパ腫(K7細胞)をもちい、気管支喘息寛解患児より作製したダニ抗原特異T細胞クローンから産生される液性因子の特異IgE産生系に与える作用について検討した。先ずK7細胞を気管支喘息患児自己Tリンパ球と組合わせて培養することにより、リンパ腫のIgE産生系は更に亢進した。これらのT細胞から産生されるサイトカインによってもその増強作用がみとめられた。抗CD40抗体とG-CSFサイトカイン及び、IL-4,IL-13あるいはgrowth hormoneを添加培養するとIgE産生系は亢進し、この産生亢進はIFN-gあるいはIL-12添加培養で抑制された。次に寛解にいたったT細胞からダニ特異的Tリンパ球クローンを作製した。これらのTリンパ球クローンのサイトカインの分泌パターンはTh0タイプのものが優位であった。

寛解患者から得たIL4を産生するTh2タイプの5クローンでは上清を添加した場合、IgE活性の増加は著しかったが1クローンで抑制をしめした。同時にIFNgを産生するTh0タイプの2クローンではIgE活性は低下したが、上清無添加に比較して増加した。Th2タイプクローンの中に特異IgE産生系を制御するクローンが存在した。Th0タイプクローンはDf特異IgE産生系を制御しているが、一方で寛解再燃に関わる因子になっている可能性が示唆された。このように特異IgE産生系を調節する因子が寛解にいたったT細胞中にクローンとして存在することが明らかとなった。一方、この研究に沿って予備的解析のため、寛解期患児でIL-1,IL-5産生能が低下していること、活動期患児ではIL-12作用選択性の異常が存在しIgE産生の誘因になっていることを明らかにした。
子どものストレス・マネジメント教育に関する研究

本研究では、平成6-7年度の継続研究「子どものストレス・マネジメント教育に関する研究」である。現在、子ども達は、家庭、学校、社会など様々な場において種々のストレス状況下におかれており、身体面、行動面、心理面などに影響がでている。たとえば、不登校やいじめに関しては、学校現場、家庭、臨床心理領域などで解決策を探っているものの、増え続ける事例に対処できていないのが現状である。そこで、現在の対応はともかくとして、増え続ける子ども達のストレス関連問題を「予防」の観点から考え、学校におけるストレス・マネジメント教育の適応可能性を探った。本研究では、2年の研究期間を通して、ストレス・マネジメント教育プログラムの開発とその評価を行った。ストレス・マネジメント教育のプログラムの開発は、試行錯誤の連続であり、平成6年度に行った基礎調査から得た知見とプログラムの内容の組立を一致させることに多くの労力を費やした。研究開始当初は、一連のスクリプトを作成し、複数の人数で劇形式の授業を考えた。その後、学校教諭が一人でも実行可能と思われる授業を考え、自ら実践した。最後に、スウェーデンのメンタル・トレーニングの実践を参考にして、教科目の中に取り入れられるように配慮を行った。たとえば、体育の授業の終了時に、高まった気持ちを落ちつかせたり、疲労の回復のために、リラクセーションを使用する。また、教科授業の始まる前に、授業への集中力を強化するために、少しの間、リラクセーションを用いるなどである。一方、それぞれのプログラムの評価としては、子ども達に授業前後で不安テストを配布し、他教科と比較することで数量的な評価を行った。また、子ども自身による作文や小学校教諭からの意見を参考にして授業の評価を試みた。不幸にも平成7年1月に、阪神大震災がおこり、多数の被害を負った。震災後、子ども達に起こるかも知れない不安障害の予防のために、ストレス・マネジメント教育が被災地小学校に適用された。平成7年度の研究は、効果の検証よりむしろ実際的な適用に力を注ぎ、災害後にできるストレス・マネジメント教育とそのプログラムの確立が急務であることが認識できた。本研究は平成6-7年度の継続研究である。研究の目的は、ストレス・マネジメント(以後SMと略す)教育(ストレスの概念学習、ストレスの気づき、リラクセーション訓練など)をストレス関連疾患の予防措置と捉え、将来学習教育に取り入れるための基礎資料を提供することであった。それゆえ、本研究は、従来のストレス関連研究のように単に因果関係を探ったりストレスそのものを特定するものではなく、一連の教育プログラムの評価に重点を置いた。本年度は、SM教育の効果を確認するため、小学3年生1クラス(実験1)および小学3年生2クラス(実験2)を対象にして2つの授業実験を行った。SM教育の評価に関しては、子ども達の不安の程度を精神的ストレスに対する反応と見なし、授業前後の変化からSM教育の効果を評価した。実験1では、SM教育が、国語や体育の授業と比較して、授業前から授業後に不安得点を大きく改善させた。この結果は、SM教育が他の授業と比較して、状態不安定減に効果があることを示している。また、女子は男子と比較して、身体を大きく使ったリラクゼーションの方法でその効果は大きかった。今後SMプログラムを作成する上で、性差を考慮する必要性が示唆された。実験2では、SM教育を行った2つのクラスが他の教科を行った1クラスよりも授業後の不安得点が有意に小さかった。

これらの結果から、SM教育の効果を条件比較のみならず群間比較でも確認されたことになった。本研究は、平成6-7年度の継続研究「子どものストレス・マネジメント教育に関する研究」である。現在、子ども達は、家庭、学校、社会など様々な場において種々のストレス状況下におかれており、身体面、行動面、心理面などに影響がでている。たとえば、不登校やいじめに関しては、学校現場、家庭、臨床心理領域などで解決策を探っているものの、増え続ける事例に対処できていないのが現状である。そこで、現在の対応はともかくとして、増え続ける子ども達のストレス関連問題を「予防」の観点から考え、学校におけるストレス・マネジメント教育の適用可能性を探った。本研究では、2年の研究期間を通して、ストレス、マネジメント教育プログラムの開発とその評価を行った。ストレス・マネジメント教育のプログラムの開発は、試行錯誤の連続であり、平成6年度に行った基礎調査から得た知見とプログラムの内容の組立を一致させることに多くの労力を費やした。研究開始当初は、一連のスクリプトを作成し、複数の人数で劇形式の授業を考えた。その後、学校教諭が一人でも実行可能と思われる授業を考え、自ら実践した。最後に、スウェーデンのメンタル・トレーニングの実践を参考にして、教科目の中に取り入れられるように配慮を行った。たとえば、体育の授業の終了時に、高まった気持ちを落ちつかせたり、疲労の回復のために、リラクセーションを使用する。また、教科授業の始まる前に、授業への集中力を教科するために、少しの間、リラクセーションを用いるなどである。一方、それぞれのプログラムの評価としては、子ども達に授業前後で不安テストを配布し、他教科と比較することで数量的な評価を行った。また、子ども自身による作文や小学校教諭からの意見を参考にして授業の評価を試みた。不幸にも平成7年1月に、阪神大震災が起こり、多数の被害を負った。震災後、子ども達に起こるかも知れない不安障害や適応障害の予防のために、ストレス・マネジメント教育が被災地小学校に適用された。平成7年度の研究は、効果の検証よりむしろ実際的な適用に力を注ぎ、災害後にできるストレス・マネジメント教育とそのプログラムの確立が急務であることが認識できた。
NoncodingRNAによるプロスタグランジン合成酵素の発現制御機構の解析

生理活性物質であるプロスタグランジンの産生にはシクロオキシゲナーゼが重要な役割を果たし、特に炎症性の誘導作用を有するCOX-2は様々な病態と密接に関わる。一方、microRNAは20塩基程度の低分子量のRNAであるが、線虫から高等動物に至るまで高度に保存され、標的mRNAの蛋白質への翻訳阻害を介して生命現象の根幹に関わることが明らかになりつつある。昨年度は、炎症性細胞であるマクロファージ系細胞株において発現するmicroRNAについてマイクロアレイやRT-PCR法を用いて網羅的に解析し、エンドトキシンの暴露により発現量が変動するmicroRNAを同定した。更に、特定のmicroRNAが、前述のCOX-2を抑制的に制御する可能性が推定された。今年度は、特定のmicroRNAの発現系を構築し、COX-2の3'-UTR(microRNA認識部位)を含めたクローニングを行い、そのレポーターアッセイなどを行った。その結果、microRNAの過剰発現により、COX-2の発現が抑制されることが示唆された。また、COX-2に対するsiRNAやmicroRNAに対するO-methylオリゴの効果かなどからも、両者の関係が裏付けられた。従って、ある種のmicroRNAはマクロファージなどの免疫担当細胞に於いて、炎症性メディエーター産生に密接に関わり、生体防御機構の一部を担うものと推定される。特にプロスタグランジン産生の中心的酵素であるCOX-2に対しては、通常時にダウンレギュレーターとして機能し、有害となるプロスタグランジンの過剰産生を防ぐように作動しているものと考えられる。このことは、生体防御に限らず、癌や様々な疾患の成因にも関わる可能性が考えられ、更なる検討が必要と思われる。プロスタグランジン(PG)は多彩な生理活性を有し、様々な病態に関与する。このPGの産生にはシクロオキシゲナーゼが重要な役割を果たし、特に炎症性の誘導作用を有するCOX-2は様々な病態と密接に関わる。申請者は、このCOX-2の発現調節にmicroRNAが関わる可能性を検証した。炎症性細胞であるマクロファージ系細胞株において発現するmicroRNAについてマイクロアレイやRT-PCR法を用いて網羅的に解析した。更に、炎症性刺激であるエンドトキシンの暴露により、マクロファージを活性化させ、刺激により発現量が変動するmicroRNAを同定した。これらの情報から発現量が変化するmicroRNAの候補を選出し、定量的な発現変動をNorthern blot法にて解析した。この結果、約10種類のエンドトキシン感受性microRNAを同定した。この候補に関して幾つかの標的予測プログラムを用いて、プロスタグランジン合成酵素群や関連分子を標的とするmicroRNAの検索を行った。その結果、特定のmicroRNAが、前述のCOX-2を抑制的に制御する可能性が推定された。両者の発現変動や薬剤感受性を詳細に比較した結果から、両者の発現に逆相関が認められ、このことは両者の密接な関係を示唆するものと推定された。今後、特定のmicroRNAの発現系の構築やCOX-2の3'-UTR(microRNA認識部位)を含めたクローニングを行い、そのレポーターアッセイなどを通して、両者の関係を明確にしていく予定である。また、特定のmicroRNAがプロスタグランジンの産生制御を介して生体防御や各種炎症性病態に関与する可能性に関しても解析を行う予定である。
色素-高分子ハイブリッド組織体の構築とそのホールバーニング分光

本研究では、種々の色素-高分子ハイブリッドナノ組織体における色素微環境をPHBにより評価し、その光・電子機能との関わりを解明することを目的として、以下のことを行った。(1)種々の主鎖をもつ高分子系において熱誘起のホール幅の不可逆的変化を測定し、ローカルな分子運動を高分子の化学構造との関わりから評価した。かさ高い置換基をもつ高分子ほど低温からホール幅が広がったことから、自由体積とローカルな分子運動の起こりやすさに相関があることが示唆された。(2)様々な高分子中で、ホールの飽和深さの分布より、単一の吸収成分のみからなる真の不均一幅を見積もった。色素の感じる不均一幅は、高分子の結晶化度には依存せず、むしろ高分子の極性と関係する因子である凝集エネルギー密度とよい相関を示した。色素の周囲に極性基が存在すると、極性基の配向の仕方により色素周囲の静電的環境の違いが大きくなり、不均一幅が大きくなったと解釈した。(3)色素含有ユニマ-ミセル形でPHBを行い、ミセル中の色素微環境を評価した。ミセル形成によるホールの熱安定性が向上しフォノン周波数が大きくなったことから、ミセル形成による色素周囲の緻密なパッキングがPHBの結果に反映されたことが示唆された。(4)色素/DNA-脂質複合体フィルム系のPHB測定より、DNAの核酸塩基対にインターカレートされた色素の微環境を考察した。45K付近からホール幅の不可逆的増加が観測された。色素の感じる不均一幅は、アモルファス高分子系とほぼ同程度であった。
腸管出血性大腸菌に感染する広宿主域ファージの感染機構の解明と食品への応用

腸管出血性大腸菌やサルモネラによる食中毒は世界中で頻発しており,大きな問題となっている。これらの食中毒細菌による食中毒事例は国内でも後を絶たない。特に,加熱を行わない非加熱食品では,腸管出血性大腸菌やサルモネラによる食中毒リスクが高く,有効な制御方法の開発が常に求められてきた。本研究では,細菌に感染し殺菌するウイルスであるバクテリオファージを用いて,これらの食中毒細菌の殺菌法について研究する。使用するファージは通常のファージよりも宿主域が広いという特徴がある。本ファージの感染メカニズムを解明し,食品での殺菌効果を検証することにより,ファージによる微生物制御技術の発展を目指す。腸管出血性大腸菌やサルモネラによる食中毒は世界的にも重要な問題である。特に,腸管出血性大腸菌による食中毒は重症化することが多く,我が国においても度々事件が発生している。本研究では,これらの食中毒細菌に対してバクテリオファージを用いた微生物制御手法の利用について研究した。本研究で用いるバクテリオファージEscoHU1の宿主域は通常のバクテリオファージと比べて広く,EscoHU1は腸管出血性大腸菌O157:H7やSalmonella entericaの複数の血清型に広く感染した。また,透過型電子顕微鏡観察によりEscoHU1の同定を行った結果,EscoHU1はSiphoviridae科に属するバクテリオファージであることが明らかとなった。また,腸管出血性大腸菌とサルモネラからそれぞれ1株を選出してEscoHU1の感染サイクルについて調べた。EscoHU1の吸着動態について調べた結果,サルモネラに対する吸着速度よりも腸管出血性大腸菌に対する吸着速度の方が早かった。また,一段増殖実験によりEscoHU1の潜伏期,暗黒期,バーストサイズをそれぞれ算出したが,腸管出血性大腸菌とサルモネラに感染する場合で大きな違いはなかった。EscoHU1の殺菌力を液体培地中で評価した結果,EscoHU1処理により腸管出血性大腸菌とサルモネラの生菌数は有意に減少した。さらに,EscoHU1の安全性を確認するため,ゲノムシーケンスを行った。以上,平成30年度は研究に使用するバクテリオファージEscoHU1の一般性状を明らかにすることに成功し,本ファージが優れた微生物制御剤となる可能性を示すことができた。本研究はバクテリオファージEscoHU1の感染メカニズム解明と食品への応用可能性について評価することを目標としている。平成30年度は使用するバクテリオファージEscoHU1の一般性状を明らかとすることに成功し,感染メカニズム解明と食品への応用評価のための基盤的情報を得ることができた。したがって,進捗状況をおおむね順調と評価した。使用するバクテリオファージEscoHU1の一般性状については平成30年度の研究により明らかとなった。平成31年度はバクテリオファージEscoHU1の食品での殺菌効果について検討する。食品に腸管出血性大腸菌やサルモネラを接種し,EscoHU1により処理を行う。EscoHU1処理後,接種した細菌の生菌数を測定し,EscoHU1処理がこれらの食中毒細菌を制御するために有効な制御手法となり得るか評価する。さらに,EscoHU1のゲノム塩基配列より,感染に重要なレセプター結合タンパク質を見出し,近縁のバクテリオファージと比較することによりレセプターへの結合に重要な部位を推定する。また,EscoHU1の感染メカニズムについても調べる。これは,EscoHU1とホストの共培養により作出した耐性菌の変異部位調査,ホスト細胞表面のリポ多糖やタンパク質とEscoHU1の結合分析により行う予定である。

EscoHU1の殺菌力を液体培地中で評価した結果,EscoHU1処理により腸管出血性大腸菌とサルモネラの生菌数は有意に減少した。さらに,EscoHU1の安全性を確認するため,ゲノムシーケンスを行った。以上,平成30年度は研究に使用するバクテリオファージEscoHU1の一般性状を明らかにすることに成功し,本ファージが優れた微生物制御剤となる可能性を示すことができた。本研究はバクテリオファージEscoHU1の感染メカニズム解明と食品への応用可能性について評価することを目標としている。平成30年度は使用するバクテリオファージEscoHU1の一般性状を明らかとすることに成功し,感染メカニズム解明と食品への応用評価のための基盤的情報を得ることができた。したがって,進捗状況をおおむね順調と評価した。使用するバクテリオファージEscoHU1の一般性状については平成30年度の研究により明らかとなった。平成31年度はバクテリオファージEscoHU1の食品での殺菌効果について検討する。食品に腸管出血性大腸菌やサルモネラを接種し,EscoHU1により処理を行う。EscoHU1処理後,接種した細菌の生菌数を測定し,EscoHU1処理がこれらの食中毒細菌を制御するために有効な制御手法となり得るか評価する。さらに,EscoHU1のゲノム塩基配列より,感染に重要なレセプター結合タンパク質を見出し,近縁のバクテリオファージと比較することによりレセプターへの結合に重要な部位を推定する。また,EscoHU1の感染メカニズムについても調べる。これは,EscoHU1とホストの共培養により作出した耐性菌の変異部位調査,ホスト細胞表面のリポ多糖やタンパク質とEscoHU1の結合分析により行う予定である。