hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
in vitro構築系を用いた動原体-微小管結合インターフェイスの１分子視覚化

その成果の一つとして、数年前、ヒトまで酵母まで広く保存された動原体(キネトコア)構成タンパク質Ndc80が、分裂酵母内で微小管結合タンパク質Dis1及びAlp7-Alp14複合体と結合することによって、キネトコア-微小管間の強固な接着を保証することを、世界ではじめて示した。すなわちNdc80とこれら微小管結合タンパク質さえ混合すれば、キネトコアー微小管結合インターフェイスにおける特異的結合をin vitroで再現できるのではないかと考えるに至った。平成29年度は、キネトコアー微小管結合インターフェイス調節に必須な第3の因子Mal3/EB1微小管結合タンパク質を同定し、その解析を進めた。まず、前年度に確立したin vitro条件下で、Mal3がDis1と直接結合することを発見した。Dis1とAlp14はそれぞれ微小管結合能のみならず、微小管ポリメラーゼ活性を有するが(平成28年度に示した)、本年度は、Dis1単独とMal3-Dis1複合体におけるポリメラーゼ活性の相違について精査した。その結果、Mal3がDis1の微小管ポリメラーゼ活性を有意に促進させることが明らかになった。本年度の研究により、Mal3/EB1とDis1が直接相互作用することが示された。さらにDis1タンパク質内におけるMal3/EB1結合領域の詳細な探索を介して、結合に必須なアミノ酸残基の同定にまで成功した。これらの結果は、分裂酵母における最初の知見である。興味深いことに、このDis1-Mal3/EB1の結合様式が、実はヒトを含む高等生物でもアミノ酸レベルで高度に保存されていることが、他のグループの後追い実験によって独立に明らかとなった。すなわち、本研究によって、今まで不明であった二つの微小管タンパク質同士の直接相互作用の存在、さらにその分子レベルでの結合メカニズムを明らかにすることができた。これら新知見を他の生物、研究者に先駆けて発見できたことにより、現在までの「研究進捗状況」の自己評価として(2)おおむね順調に進んでいるとした。本年度の研究結果におけるもう一点重要な知見は、今まで単独で機能すると思われていた微小管ポリメラーゼが、実はもう一つのタンパク質と複合体を形成することを示したことである。すなわちAlp7とAlp14、Dis1とMal3間の複合体の同定である。前述したように、Mal3がDis1の微小管ポリメラーゼを促進することは示した。現在、Alp7がAlp14の微小管ポリメラーゼ活性にどのようなインパクトをもつか、in vitroで解析中である。ポリメラーゼ活性検出の最適条件については、さらに検討の余地を残す。その次のステップとして、Ndc80複合体と直接結合するのは、Alp7、Alp14、Dis1、Mal3のどのタンパク質(複合体も含めて)かを、in vitro実験及び分裂酵母抽出液を用いた免疫免疫沈降法、pull-down法により鋭意解析していく予定である。染色体分配には、染色体上セントロメア領域に形成される巨大なタンパク質複合体(動原体/キネトコア)と分裂装置である紡錘体(スピンドル)微小管の結合、さらにそれに引き続く微小管脱重合を介した染色分体の娘細胞への運搬、移動が必須である。申請者は分裂酵母を用い、動原体とスピンドル微小管間の結合インターフェースに焦点を当て、染色体分配機構を研究してきた。
イネの冠根形成を支配する遺伝子の単離と機能解析

冠根の発生に関わる遺伝的・生理的メカニズムを解析するために、冠根数が著しく減少するイネcrown rootless(crl)突然変異体を用い、その特徴解析および原因遺伝子の単離と機能解析を試みた。その結果、イネの冠根形成は植物ホルモンの1つであるオーキシンの輸送、およびシグナル伝達系で機能する遺伝子によって誘導されることが明らかとなった。冠根の発生に関わる遺伝的・生理的メカニズムを解析するために、冠根数が著しく減少する突然変異体crl4を用い、その特徴解析および原因遺伝子の単離と機能解析を試みた。冠根の発生はオーキシンにより制御されることが明らかになっている。そこで同じくオーキシンによる支配を受ける側根数および根の重力屈性について、野生型(日本晴)とcrl4変異体との間で比較した。その結果、crl4変異体では野生型に比べて明らかに側根数が減少し、かつ根の重力屈性も異常であった。次にCRL4遺伝子を単離するために、材料としてcrl4変異体にインド型品種Kasalathを交雑して得たF_2雑種集団を用いて高精度連鎖解析を行った。その結果、CRL4遺伝子は第3染色体上の101.9cMに位置するBACクローンAC135792上に座乗することが判明した。このBACクローン上に存在するORFについてerl4変異体と日本晴間で塩基配列を比較したところ、シロイヌナズナにおいてパターン形成に関わるとされているGNOM/EMB30に相同性の高い配列内にナンセンス変異が認められた。GNOM/EMB30はエンドソームと細胞膜との問の小胞輸送に関わるGTP結合性タンパク質であるADPribosylation factor(ARF)を活性化させるARF guanine exchange factor(ARF-GEF)をコードしており、オーキシン排出キャリアーであるPIN1サイクルを制御していると考えられている。我々は野生型にオーキシン輸送阻害剤であるNPAを処理すると冠根の発生が減少することを確認した。加えてcrl4変異体と野生型間で地上部から地下部へのオーキシン輸送量を比較した結果、crl4変異体では野生型の20%以下に低下していた。従って、この候補遺伝子はCRL4遺伝子である可能性が高いと考え、現在相補性検定を進めている。多収化を目指したイネの品種改良は、草丈を低くし倒れにくくすることによって成功を収めてきた。しかし、さらなる多収を目指し穂を大きくする上では、このような小さな植物体では種子を十分に実らせることができないと考えられる。そのため、現在は穂と同時に植物体全体を大きくする方向で品種改良が進められている。一方、単純に地上部のみを大きくすれば多収性が実現するかというとやはりそうではなく、水が十分にある水田においてさえ、従来の品種では晴れた日の日中に根からの吸水が蒸散に追いつかず、水ストレスが生じることにより光合成速度が低下することが報告されている。これに対して、多収性品種であるアケノホシは従来の品種に比べて地上部に対する根の割合が高く、従って吸水力が高くなるため日中での葉身の光合成速度を高く維持することができ、その結果乾物生産量が多くなるということが明らかになっている。このことから、収量を上げるためには地上部を大きくすると共に、根も多くすることが必要だと考えられる。本研究では、イネの冠根数が著しく減少するcrl突然変異体を材料に用い、冠根を誘導する上で必要不可欠な遺伝子の探索を試みた。ポジショナルクローニング法によりCRL遺伝子の単離を試みたところ、第7染色体上に位置するシロイヌナズナのAINTEGUMENTA(ANT)と相同性の高い予測遺伝子内にナンセンス変異が認められた。そのため、この予測遺伝子がCRL遺伝子である可能性が高いと考えられ現在、それを確認するための相補性検定を進めている。今後はCRL遺伝子を過剰発現させることにより、冠根形成が誘導されるかを確認することで、根系形態の遺伝的改良における本遺伝子の有用利用性が評価できるものと期待される。一方、単純に地上部のみを大きくすれば多収性が実現するかというとそうではなく、水が十分にある水田においてさえ、従来の品種では晴れた日の日中に根からの吸水が蒸散に追いつかず、水ストレスが生じることにより光合成速度が低下することが報告されている。昨年度までに本申請課題で注目した冠根形成が著しく抑制されるcrl変異体の原因候補遺伝子を同定した。そこで本年度は、相補性検定によりcrl変異体の原因遺伝子を決定するとともに、これら変異体の形態的・生理的特徴、ならびにCRL遺伝子の発現パターンを解析した。まず,野生型におけるCRL遺伝子の器官別遺伝子発現を判定

量的RT-PCRによって解析した結果、冠根発生部位である茎葉部の非伸長摂関部位で高い発現が認めちれた.またその発現は、根の発生に非常に重要であることが知られているオーキシンにより誘導されることが判明した。次に本遺伝子のin situハイブリダイゼーション法によって組織レベルでの発現を解析した結果、冠根原基の形成に先立って、形成予定部位に局所的に発現することが明らかとなった.さらにCRL遺伝子を過剰発現させた結果、顕著な冠根数の増加が確認され、根系形態の遺伝的改良にとって本遺伝子は非常に有用であることが判明した。
成分鎖の分子鎖形態転移によるABAトリブロック共重合体の会合挙動とゲル化の制御

両末端に疎水性の長鎖アルキル基(ドデシル基、C12)を有し、中央部が水溶性ポリペプチドとして知られるポリ[N^5-(2-ヒドロキシエチル)L-グルタミン](PHEG)であるような、両親媒性のABA型トリブロック共重合体C12-PHEG-C12の会合・ゲル化挙動について、PHEG鎖のヘリックス-コイル転移との関係に着目して検討した。1.希薄溶液の場合、溶媒が水の時にはPHEG鎖はランダムコイル状態であり、C12の会合により孤立したサイズの小さな会合体を形成した。アルコール性溶媒を加えていくと、会合体の大きさが急激に増加したことから、PHEG鎖のヘリックス含率が増したためブリッジ状のコンホメーションが増し、結果、ミクロゲル状の巨大な会合体が形成されたものと考察した。2.中央PHEG鎖のヘリックス-コイル転移に基づく会合体構造変化モデルにより、溶媒を添加する順序に依存した会合体サイズの変化や、濃厚溶液のゲル化・ゾル化等の実験結果を説明することができた。3.PHEG鎖の片末端にのみ疎水性アルキル基を有するCn-PHEG(nはアルキル基の炭素数)では、水/アルコール混合溶媒を用いた希薄溶液の場合、炭素数の増加に伴う会合力の増大と、PHEG鎖のヘリックス-コイル転移によると考えられる会合体の構造変化が示唆された。また濃厚溶液では、C12とPHEG鎖の溶解性が溶媒組成により変化するため、複雑な相挙動を示した。4.ポリエチレングリコールとPHEGとのジブロック共重合体を用い、PHEG鎖にとって貧であるような溶媒中での会合挙動を調べたところ、PHEG鎖がヘリックス構造の時は中空の棒状会合体、ランダムコイル状態の時はコア-コロナ型棒状会合体の形成が示唆された。水溶性ポリペプチドであるポリ[N^5-(2-ヒドロキシエチル)L-グルタミン](PHEG)は、水溶液中ではランダムコイル状態、アルコール系溶媒中ではα-ヘリックス構造をとることが知られている。本年度は、長鎖アルキル基であるドデシル基(C12)をA鎖、PHEGをB鎖とするABAトリブロック共重合体、C12-PHEG-C12を合成し、メタノール/水混合溶媒中でのC12-PHEG-C12希薄溶液の会合挙動を、円二色性(CD)と動的光散乱(DLS)測定を行い検討した。C12-PHEG-C12は、前駆体であるC12-ポリ(γ-ベンジルL-グルタメート)-C12を2-アミノエタノールを用いて側鎖置換することにより得たが、反応時に主鎖ペプチド結合も切断してしまうため、ジブロック共重合体となってしまった分子を多く含むものであった。CD測定を行ったところ、純水中では10%以下のヘリックス含率であったが、メタノール含率の増加とともにヘリックス含率が増加した。DLS測定の結果、粒径分布は2つのピークを有し、メタノール含率が低い場合は小さな会合体と大きな会合体が共存するが、メタノール含率の増加とともに小さな会合体が観測されなくなり、大きな会合体のみとなった。このことは、PHEG鎖のヘリックス含率が増すにつれて、両端のC12鎖が同一の会合点に含まれるループ状の形態を取る割合が減少し、希薄溶液中においてもブリッジ状の形態が優勢となるために、ミクロゲル状の大きな会合体が形成されたためと理解することが出来る。また、主鎖切断の起こらないような反応系を検討した。

側鎖置換反応の際に、2-ヒドロキシピリジンを触媒として加えることで、主鎖の切断が起こる前に側鎖置換が完了し、分子量分布の狭いトリブロック共重合体が得られることがわかった。水溶性ポリペプチドであるポリ[N^5-(2-ヒドロキシエチル)L-グルタミン](PHEG)は、水溶液中ではランダムコイル状態、アルコール系溶媒中ではα-ヘリックス構造をとる。本年度は、PHEG鎖の両末端を疎水性のドデシル基で修飾したABAトリブロック型の共重合体、C12-PHEG-C12を用いて、エチレングリコール(EG)/水混合溶媒中での会合挙動と、そのゲル化挙動について検討した。この溶媒中では、C12は溶解性が悪いために会合体コアを形成する。高分子濃度が1wt%の希薄溶液の動的光散乱測定より、混合溶媒中のEG含率が50%以下の時には、C12-PHEG-C12は流体力学的半径が10nm以下の会合体を主に形成するのに対して、EG含率が60%以上になると100nm以上のサイズの会合体がほとんどとなることがわかった。これは、PHEGのヘリックス含率が増加するとともに、両端のC12基が同じ会合ドメインに含まれるようなループ型のコンホメーションをとれなくなり、PHEG鎖が異なる会合ドメインを架橋するようなブリッジ型のコンホメーションを優先的にとる結果、多数の会合ドメインを含むミクロゲル状の会合体が形成されたためであると考えられる。さらに、高分子濃度が10%以上の溶液の粘度変化をチューブ反転法により観測したところ、EG含率の増加とともに、同じ高分子濃度でもより粘稠な溶液が得られた。これらの溶液では希薄溶液の場合と同様、C12会合ドメインがPHEG鎖で架橋され、その結果物理ゲルが形成されているが、EG含率の増加に伴うヘリックス含率の増加により、ブリッジ型コンホメーションの割合が増加しゲル化が起こりやすくなったと考えられる。また、一旦高いEG含率で架橋構造を形成させると、そこに水を加えてPHEGのヘリックス含率を低下させても、架橋構造自体にはあまり影響を及ぼさないことが示唆された。両末端に疎水性の長鎖アルキル基を有し、中央部が水溶性ポリペプチドとして知られるポリ[N^5-(2-ヒドロキシエチル)L-グルタミン](PHEG)であるような、両親媒性のABA型トリブロック共重合体の会合・ゲル化挙動についての詳細な知見を得る目的で、本年度は、PHEG鎖の片末端にのみ疎水性アルキル基を有するCn-PHEG(nはアルキル基CH_3(CH_2)_<n-1>-の炭素数)を取り上げ、希薄および濃厚溶液中の会合および相挙動について調べた。n=12,14,16,18について、水/エチレングリコール(EG)混合溶媒に溶かした希薄溶液の会合挙動を検討したところ、以下の結果が得られた。(1)C12-PHEGは全く会合体を形成しない。(2)C14-PHEGはEG含率の増加とともにミセルからユニマー(会合せず分子状に溶解した状態)へと変化した。(3)C16-PHEG、C18-PHEGでは、EG含率が低い場合は球状の小さな会合体を、EG含率の高い場合には棒状の会合体を形成している。これは、PHEG鎖のα-ヘリックス含率の増加が影響していると考えられる。(4)C18-PHEGでは、EG含率50%の時、試料が一旦溶解した後数日経過すると、沈殿が生じ始めるという、特異な挙動を示した。n=12と18については、同じく水/EG混合溶媒を用いた濃厚溶液での相挙動を調べた。C12-PHEGの場合、希薄溶液では見られなかったミセルの形成や、PHEG鎖のコンホメーション変化、アルキル鎖やPHEG鎖の結晶化などの要因により、その挙動は複雑に変化した。
シリコーンを有機ケイ素反応剤として用いる有機合成

本研究は,シリコーンを有機ケイ素反応剤として用い,有機合成反応をおこなうことを目的としておこなった。すなわち,ケイ素原子上にアリール基,アルケニル基などの官能基をもつシリコーンを新規な有機ケイ素反応剤として捉え,炭素-炭素結合生成反応の開発をめざした。環状シロキサンや鎖状のポリシロキサン,オリゴシロキサンを用い,パラジウム触媒によるクロスカップリング反応をおこなった。アリール基をもつシロキサンに関しては,市販のケイ素化合物を用いた。ポリシロキサンとして用いたものは,高耐熱性のシリコーンオイルとして市販されているものである。一方,アルケニルシロキサンは入手容易なヒドリドシロキサンとアセチレンのヒドロシリル化反応により合成した。ケイ素上にアリール基を有するシロキサンの反応では酸化銀を活性化剤に用いたところ,収率良くクロスカップリング反応が進行した。アルケニル基をもつシロキサンの反応においては,対照的に,フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)が良好な結果を与えるが,酸化銀ではまったく反応しなかった。さらに,ロジウム触媒を用いてα,β不飽和カルボニル化合物との反応をおこなったところ,共役付加反応が進行することがわかった。また,反応系中でオリゴシロキサンを形成すると考えられる,クロロシラン-炭酸カリウム水溶液の組み合わせで同様な反応をおこなったところ,この場合にも非常に収率良く共役付加反応が進行することがわかった。活性化剤としてフッ化テトラブチルアンモニウムも有効であることがわかり,意外にも反応溶媒に水が共存していると効率よく反応することもわかった。一方,イリジウムを触媒として用いると,活性化剤としてフッ化テトラブチルアンモニウム存在下,溶媒としてTHF-水混合系を用い,α,β不飽和カルボニル化合物と反応をおこなうと,系中に水が存在するにもかかわらず,溝呂木-Heck型反応が進行することも明らかにした。

環状シロキサンや鎖状のポリシロキサン,オリゴシロキサンを用い,パラジウム触媒によるクロスカップリング反応をおこなった。アリール基をもつシロキサンに関しては,市販のケイ素化合物を用いた。ポリシロキサンとして用いたものは,高耐熱性のシリコーンオイルとして市販されているものである。一方,アルケニルシロキサンは入手容易なヒドリドシロキサンとアセチレンのヒドロシリル化反応により合成した。ケイ素上にアリール基を有するシロキサンの反応では酸化銀を活性化剤に用いたところ,収率良くクロスカップリング反応が進行した。アルケニル基をもつシロキサンの反応においては,対照的に,フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)が良好な結果を与えるが,酸化銀ではまったく反応しなかった。さらに,ロジウム触媒を用いてα,β不飽和カルボニル化合物との反応をおこなったところ,共役付加反応が進行することがわかった。また,反応系中でオリゴシロキサンを形成すると考えられる,クロロシランー炭酸カリウム水溶液の組み合わせで同様な反応をおこなったところ,この場合にも非常に収率良く共役付加反応が進行することがわかった。活性化剤としてフッ化テトラブチルアンモニウムも有効であることがわかり,意外にも反応溶媒に水が共存していると効率よく反応することもわかった。一方,イリジウムを触媒として用いると,活性化剤としてフッ化テトラブチルアンモニウム存在下,溶媒としてTHF-水混合系を用い,α,β不飽和カルボニル化合物と反応をおこなうと,系中に水が存在するにもかかわらず,溝呂木-Heck型反応が進行することも明らかにした。
斜面変動の地質規制に基づく防災地質図作成に関する基礎的研究

(1)従来から構築中であった斜面変動データベースに、近畿地方全般ならびに山陰・四国などの地域の各種の斜面変動ならびに地形(GEM)・地質資料を加え、その拡充を図った。これにより、斜面変動の地質・地形的特性、ならびに地盤工学的特性を地質体ごとに定量的に把握して、斜面変動の地質規制を一層明確にした。(2)近年のGISの急速な整備により、高精度の地形ディジタルデータの利用が容易になったので、コンピュータ処理により地すべり多発地帯の地形特性を解析するとともに、地質等のデータを入力して斜面変動特性を解析した。まず神戸市北方の三田盆地の神戸層群をモデル地域とし、多種類のデータを入力・解析して地形・地質特性の定量的な相互関係を解明し、カラー表示によるヴィジュアルな表現を試みた。これは斜面変動発生の危険度予測を示す防災地質図となり、斜面変動発生の予知を担うものである。(3)兵庫県南部地震に伴って各種の斜面変動が発生したので、現地調査・資料の収集によりそのデータベースを構築した。GISに基づいてその地形・地質特性を解析した結果、次の分類ができた。六甲山地とその周辺の丘陵地に2大別して、地形・地質的特徴に基づいて次の5つのタイプに分類した。(A)花崗岩体中で大規模な緩慢なスランピング滑動、(B)風化花崗岩の急斜面の表層物質の崩壊・落石、(C)高盛土の急斜面における高速運動、(D)丘陵地緩斜面における谷埋め推積物・盛土・現世堆積物の緩慢な滑動、(E)段丘崖における表層物質の崩壊・落石である。これらをGEMデータを使ってGRASSシステムにより解析を進めて斜面変動分布図を作成し、さらに地質図を組み合わせて六甲山地および周辺地域の防災地質図とした。
インターネット使用が子どもの精神的健康・社会的適応に及ぼす影響の解明

本研究課題では、14年度からの研究を踏まえ、インターネット使用が子どもの適応面に与える影響について具体的提言を行うことを目的とした。18年度はインターネット使用の効果に関する調整変数の探求を行うと共に、ケータイ使用に関する研究を補足的に行った。1.インターネット研究:インターネット使用の効果に関する調整変数の探求(1)まず、インターネット使用と友人からのソーシャルサポートについて、高校生を対象にパネル調査を実施しSEMで分析した。その結果、インターネット使用により、インターネットで知り合った友人(ネット友人)からのソーシャルサポートが増える一方で、対面の友人からのソーシャルサポートはやや減っていた。(2)次に、孤独感を調整要因としてSEMで多母集団同時分析を行った結果、特に孤独感の高い生徒でネット友人からのソーシャルサポートが増える一方で、対面の友人からのソーシャルサポートはやや減っていた。このように、インターネット使用で得られるネット友人との関係が、孤独感が高い生徒の精神的健康の向上に役立つ可能性が示唆された。したがって、サポートツールとしてのインターネットの活用、ネット上の対人関係に関する適切な助言、良好な対人関係形成に役立つ対人スキルの育成などによって、インターネット使用の適応面への効果を高められる可能性がある。同時に、学内での交流機会を増やすなど対面の友人関係を促進させる対策も必要である。2.ケータイ研究(1)(1)ユビキタスeラーニングの効果に関しての実験研究、(2)ケータイのeラーニングコンテンツの内容分析を行い、ケータイの学習効果が従来メディアに劣らぬこと、学習コンテンツとして評価できることなどを示した。(2)ケータイ使用が(3)友人選択の志向性や、(4)家族関係に及ぼす影響についてのパネル研究を行い、ケータイ使用が友人関係や家族関係に重要な役割を演じている可能性を指摘した。前年度までに行ってきた研究の結果、インターネット使用は、子どもの心身の健康状態を悪化させたり、攻撃性の一部を高めるなどの悪影響を持っている可能性が示唆された。そこで、本年度は、このようなインターネット使用の悪影響を緩和する「調整変数」の探求を行った。主要なものとしては、関東圏の高校1年生570名(男子362名、女子208名)を対象に、2時点のパネル調査を行った。調査で用いられた質問紙には、(1)日常生活におけるインターネットの使用量、(2)以前の研究で、インターネットの使用により悪影響が見られた変数(攻撃性や心身の健康)、(3)インターネット使用の悪影響を抑える上で重要であると思われる調整変数(社会的スキル:対人関係を円滑に運ぶために役立つ技能)を測定する項目が含まれていた。そして、社会的スキル(調整変数)の高低により、インターネット使用が、心身の健康状態や攻撃性に与える影響が異なるかどうかを検討するために、構造方程式モデリング(SEM)による多母集団同時分析を行った。その結果、多くの場合、社会的スキルが低い子においてのみ、攻撃性や心身の健康に対するインターネットの使用からの悪影響がみられることが明らかになった。インターネット上のやりとりは、視覚的匿名状態の中でテキストを主体として行われるため、対面状況でのやりとり以上に、対人関係を円滑に運ぶための技能が必要になると考えられる。そのため、このような社会的スキルを十分に身につけていない子どもの場合、インターネット使用の悪影響を強く受けてしまう可能性がある。このように本研究の結果から、発達の途上にある子どもに対しては、インターネットの使用技術のみならず、人間関係を円滑に営む上で必要になるスキル(技能)を幅広く身に付けさせていくことが、インターネット使用の悪影響を抑える上で重要だということが示唆された。
ゼオライト細孔内空間における金属カルボニルの光化学

これまでの研究成果として以下の結果を得た。(1)2個のB-BaB_2O_4(BBO)結晶を用いた光パラメトリック発生増幅により(OPG/OPA)近赤外パルス光を得た。この近赤外パルス光とピコ秒Nd: YAGレザーの基本波を非線形光学結晶AgGaS_2を用いた差周波発生により波長可変のピコ秒赤外パルスを得た。(2)ゼオライト(NaY, HY, HM)細孔内に補足したCr(CO)_6のCO伸縮振動T_<1u>モードの過渡的吸収飽和効果をポンプープローブ法により観測した。この透過率の時間変化から求めた振動励起寿命はNaY, HYとHM型において,それぞれ,140±20,85±14および24±6psであり,振動緩和時間はゼオライトの構造に影響を受けていることがわかった。(3)キセノンランプの光照射によりゼオライト細孔内でMo(CO)_6はMo(CO)_X(X=4,5)の中間状態を経てMo(CO)_3に分解するのが観測された。COあるいはN_2のガス雰囲気下では単一のMo(CO)_4種までの分解が観測された。
循環動態からみた多胎児の発育、成熟とその変調に関する病態生理学、細胞生物学的研究

心動作および末梢循環動態の観察から疾病双胎胎児を識別できるか否かを本研究の目的とした。対象は、妊娠24-40週に分娩に至った双胎妊娠71例である。指標には、分娩前1週間以内の尿産生率(UPR)、心室拡張終期径(EDD)、FS値および臍帯動脈RI値(RI_<UA>)を用いた。これらの指標を当該妊娠週数の単胎例の分布を参照して、偏差値に変換した。これらの基準化された指標を変量としてクラスター分布によって群別した。ついで、本法によって求められた各群における分娩時妊娠週数、周産期死亡の有無、死因、臍帯血Hb値、1分後Apgar値およびdiscordancy(出産体重差≧25%)の有無をKruskal-Wallis検定ならびにBonferroni t検定を用いて解析した。その結果、1)クラスター分析の成績から、対象例は3群に群別された。I群(8例)は、大きい児(L児)のEDD(偏差値の中央値(M):左室4.0,右室3.1)、UPR(M:1.0)はII群(9例)、III群(54例)に比して有意に高く、L児のFS値(M:左室-6.8,右室-3.3)、小さい児(S児)のUPR(M:-1.5)はII群、III群に比して有意に低かった。II群は、S児のRI_<UA>(M:3.9)はIII群に比して有意に高かった(p<0.05)。2)各群の臨床像の特徴では、I群は、II群及びIII群に比して周産期死亡は有意に多く、一方、分娩時妊娠週数およびApgar値は有意に低かった。II群の臍帯動脈血pHはI群、III群に比して有意に低かった。I群、II群のdiscordancyの頻度はIII群に比して有意に高かった(p<0.05)。以上から、双胎妊娠はl児の心機能不全、腎血流量の増加、S児の腎循環不全があり、discordancy、早産および周産期死亡を高率に生じる群、S児の胎盤循環不全があり、discordancyを高率に生じる群、ならびに両児ともに循環動態が正常な群の三群に群別されることが明らかとなった。妊娠24週以降に出生に至った多胎症例70例を対象に、胎児循環動態と胎盤所見から双胎妊娠を分類し、疾病双胎発生のメカニズムを検討した。胎児循環動態の指標としてFractional shortening(FS)、心室拡張終期径(EDD)、胎児尿産生率(UPR)および臍帯動脈のResistance Index(RI_<UA>)の4つの指標を分娩前1週間以内に計測し、各々の指標を当該妊娠週数における単胎児から得られたnomogramと比較した。一方、胎盤所見として血管吻合の有無、隔壁の膜性、臍帯付着部位および梗塞の有無を評価した。両児間の出生体重差が20%以上を示す症例をdiscordancyありとした。その結果、対象例は次の三群に分類された。I群(6例):大きい方の児(L児)にFSの低下あるいはEDDの拡張、およびUPRの高値を認め、小さい方の児(S児)にUPRの低値を認める群。II群(7例):UPRがL児で正常、S児で低値を示し、かつ、S児にRI_<UA>の異常を示す群。III群(57例):両児とも循環動態の指標が正常の群。このなかで、I群では、胎盤は、いずれの症例においても1絨毛膜2羊膜で血管吻合を、II群ではS児の胎盤のみに梗塞あるいは臍帯卵膜付着の異常を認めた。III群の胎盤には著変を認めなかった。胎児発育はI、II群では全例にdiscordancyを認めた。以上の成績から、【.encircled1.】双胎妊娠は、一絨毛二羊膜性胎盤を起因に、L児の心機能不全とS児の循環不全を随伴する双胎間輸血症候群、胎児付属物異常を起因に、一児に循環不全を示す群、ならびに胎盤所見および循環動態に異常を認めない群の三群に分類されること、【.encircled2.】前二者における疾病双胎の発生過程には解剖学的な胎盤の構築が関与していることが明らかとなった。指標には、分娩前1週間以内の尿産生率(UPR)、心室拡張終期径(EDD)、FS値および臍帯動脈Rl値(Rl_<UA>)を用いた。これらの基準化された指標を変量としてクラスター分析によって群別した。ついで、本法によって求められた各群における分娩時妊娠週数、周産期死亡の有無、臍帯動脈pH、臍帯血Hb値、1分後Apgar値およびdiscordahcy(出産体重差≧25%)の有無をKruskal-Wallis検定ならびにBonferronir検定を用いて解析した。

I群(8例)は、大きい児(L児)のEDD(偏差値の中央値(M):左室4.0,右室3.1)、UPR(M:1.0)はII群(9例)、III群(54例)に比して有意に高く、L児のFS値(M:左室-6.8,右室-3.3)、小さい児(S児)のUPR(M:-1.5)はII群、III群に比して有意に低かった。II群は、S児のRI_<UA>(M:3.9)はIII群に比して有意に高かった(P<0.05)。2)各群の臨床像の特徴では、I群は、II群及びIII群に比して周産期死亡は有意に多く、一方、分娩時妊娠週数およびApgar値は有意に低かった。II群の臍帯動脈血pHはI群、III群に比して有意に低かった。I群、II群のdiscordancyの頻度はIII群に比して有意に高かった(P<0.05)。以上から、双胎妊娠はL児の心機能不全、腎血流量の増加、S児の腎循環不全があり、discordancy、早産および周産期死亡を高率に生じる群、S児の胎盤循環不全があり、discordancy、アシドーシスを高率に生じる群、ならびに両児ともに循環動態が正常な群の三群に群別されることが明らかとなった。心動作および末梢循環動態の観察から疾病双胎胎児を識別できるか否かを本研究の目的とした。対象は、妊娠24-40週に分娩に至った双胎妊娠71例である。指標には、分娩前1週間以内の尿産生率(UPR)、心室拡張終期径(EDD)、FS値および臍帯動脈RI値(RI_<UA>)を用いた。これらの指標を当該妊娠週数の単胎例の分布を参照して、偏差値に変換した。これらの基準化された指標を変量としてクラスター分布によって群別した。ついで、本法によって求められた各群における分娩時妊娠週数、周産期死亡の有無、死因、臍帯血Hb値、1分後Apgar値およびdiscordancy(出産体重差≧25%)の有無をKruskal-Wallis検定ならびにBonferroni t検定を用いて解析した。その結果、1)クラスター分析の成績から、対象例は3群に群別された。II群は、S児のRI_<UA>(M:3.9)はIII群に比して有意に高かった(p<0.05)。I群、II群のdiscordancyの頻度はIII群に比して有意に高かった(p<0.05)。以上から、双胎妊娠はl児の心機能不全、腎血流量の増加、S児の腎循環不全があり、discordancy、早産および周産期死亡を高率に生じる群、S児の胎盤循環不全があり、discordancyを高率に生じる群、ならびに両児ともに循環動態が正常な群の三群に群別されることが明らかとなった。
RNAの酸化シグナルによる細胞死誘導機構

脳は他の組織に比べて酸素を多く消費するため、その過程で多くの活性酸素種(ROS)が多く作られ、アルツハイマー病などの病因になることが示唆されていた。本研究ではRNAの酸化損傷とそれを回避する機構について調べた。酸化RNAに結合するヒトAuf1タンパク質がアポトーシスの誘導に働いているか調べた。Auf1タンパク質が、酸化RNAの分解に働いていることが分かった。Auf1タンパク質がないとアポトーシスが抑えられていること明らかになった。さらに、酵母を用いてROSの排出にGtr1遺伝子が関与していることが明らかになった。8-オキソグアニンを含むRNA(酸化RNA)が細胞内に過剰に蓄積することによってアポトーシスが誘導されるかを明らかにする実験を行っている。まず、酸化RNAの分解に必要な遺伝子を同定することを目的として実験を行ってきた。平成26年度で明らかにしたのは以下のことである。以前、早川らによりRNA中の8-オキソグアニンに結合するものとしてAuf1が同定されていた。われわれは、Auf1が8-オキソグアニン特異的に結合するかを証明するために、8-オキソグアニンを含む合成オリゴRNAを作成した。この合成オリゴRNAにAuf1が結合することを示した。さらに、Auf1を欠失した細胞株を作成し、RNAの分解が遅くなっているのを示した。これらのことから、酸化RNAの分解にAuf1が関わっていることが示唆された。次いで、酸化ヌクレオチドの細胞内での働きを解明するために、大腸菌を用いて酸化RNAの分解にmutTが直接働くか調べた。RNAの分解は、5'末のGTPが分解されることで始まることが知られている。そこで、MutTに5'末のGTPをGMPにする活性があるかin vitroで調べたが、その活性がないことがわかった。また、RppHがRNAの分解に関わっているか調べた。そのために、大腸菌に「3ーH]uridineを取り込ませて、RNAの分解のタイムコースを取った。現在までのところRppHがRNAの分解に関わっていることを示唆するデータは得られていない。8-オキソグアニンを含むRNA(酸化RNA)が過剰に蓄積することによるアポトーシスが誘導されるかを明らかにする実験を行っている。平成27年度で明らかにしたのは以下のことである。平成26年度までに、早川らによりRNA中の8-オキソグアニンに結合するものとしてAuf1が同定されており、酸化RNAの分解にAuf1が関わっていることが示唆されていた。そこで、Auf1がアポトーシスの過程に関与しているか調べた。Auf1欠失株に過酸化水素を作用させ細胞死が起こるかみたところ、HeLaS3由来のAuf1株では、細胞死が抑制される傾向がみられた。次いで、酸化ヌクレオチドの細胞内での働きを解明するために、大腸菌を用いて酸化RNA酸化ヌクレオチドの量を測定することを試みた。酸化RNAの分解が抑制されているMutT-株に、C14-guanosineを取り込ませて細胞内での代謝産物の挙動を調べた。その結果、細胞内で、C14-GTPが作成されていることを確かめたが、8-oxoGTPの存在ははっきりと示すことができていない。さらに、他の細胞株でも同様の実験をおこなったが、8oxoGTPの存在はみられなかったので、8oxoGTPを除去する何らかのシステムが存在することが示唆された。当初の予定通りにすすんでいるため。活性酸素種のうちヌクレオチドやタンパク質脂質を修飾して機能に影響を与えるヒドロキシラジカルに注目して研究を行った。ヌクレオチドのうちグアニンにヒドロキシラジカルが作用すると8-オキソグアニンができて、突然変異や変異タンパク質が生成される。生体への影響のうち、8-オキソグアニンを含むRNA(酸化RNA)が過剰に蓄積することによるアポトーシスが誘導されるかを明らかにする実験を行ってきた。平成28年度で明らかにしたのは以下のことである。平成27年度までに、早川らによりRNA中の8-オキソグアニンに結合するものとしてAuf1が同定されており、酸化RNAの分解とアポトーシスにAuf1が関わっていることが示唆されていた。さらに、DNAの鎖切断が通常の培養条件でもみられた。そのため、Auf1欠失により酸化RNAが増加し、酸化ストレスが細胞で誘導され、細胞死を抑制するメカニズムが誘導されたことが示唆された。HeLaMR由来のAuf1欠失株では細胞死の抑制が見られなかった。このことからHeLaMR株にはAuf1の代わりになる遺伝子が働いていることが示唆された。次いで、酸化ヌクレオチドの細胞内での働きを解明するために、大腸菌を用いて活性酸素種を測定する系を確立した。そのために、8-オキソグアニンを含むヌクレオチドを分解する活性のある遺伝子を利用した。

本研究ではRNAの酸化損傷とそれを回避する機構について調べた。酸化RNAに結合するヒトAuf1タンパク質がアポトーシスの誘導に働いているか調べた。Auf1タンパク質が、酸化RNAの分解に働いていることが分かった。Auf1タンパク質がないとアポトーシスが抑えられていること明らかになった。さらに、酵母を用いてROSの排出にGtr1遺伝子が関与していることが明らかになった。8オキソグアニンが細胞にとって毒となる。それを除去する仕組みをあきらかにするのが本研究の目的である。平成26年度に、研究計画のうち、8オキソグアニンを含むRNAを分解するタンパク質として、Auf1の研究を行った。そのタンパク質が8オキソグアニンを含むRNAに結合することを示すことができた。またAuf1が酸化RNAの分解に関わっていることを示唆するデータを得ることができてその成果を論文に報告できた。また、大腸菌では、mutTが酸化RNAの分解に関わるかしらべたが、それを示唆するデータは得られていない。このように、研究計画にそって実験を遂行している。酸化ストレスによるRNAの分解と細胞死についてさらに調べる。Hela細胞以外の人の株についてもノックアウト株を作成し、酸化ストレスの感受性について調べる。大腸菌においては、酸化ヌクレオチドを除去するあらたなメカニズムについて調べる。分子生物学当初の研究計画にそって、動物細胞と大腸菌を用いた研究を遂行していく。特に、8オキソグアニンが、アポトーシスを誘導する仕組みを明らかにしていく。また、8オキソグアニンを細胞から除去する仕組みを明らかにするために、NorMタンパク質などの研究を進めていく。RIセンターの3月分の使用料金が6200円でそれの処理が終わっていないため。事務で処理される予定。
タマバエ科昆虫に受粉される植物の多様性と共進化

タマバエ科は、虫えい形成性をはじめ多様な生活史をもつ双翅目の一群で、ほとんどの種が2mm内外の微小な昆虫である。その多くは植食性であり、一般には農業害虫としてのイメージが強い。しかし、まだ生態が未解明の膨大な種の存在を鑑みると、タマバエ科昆虫が自然界で果たしている役割が十分に理解されていない可能性がある。我々は最近、日本に生育するいくつかの植物が、もっぱらタマバエによって花粉が運ばれているらしいことを見出した。本研究は、コミカンソウ属の植物を主な材料に、タマバエ媒の自然史、多様性、共進化過程などを調べることにより、植物の共生者としてのタマバエの見過ごされてきた役割に光をあてるものである。
二次口蓋突起癒合過程におけるMet癌遺伝子発現の役割

マウス胎児二次口蓋突起におけるHGF、c-Met等の局在の同定には10週齢のBALB/Cマウスを用いた。妊娠14日より15日にかけて6時間毎に麻酔下で母獣より胎児を摘出しパラフィン切片を作製し、HGF、C-Met癌遺伝子蛋白、上皮細胞マーカーであるサイトケラチン、間葉細胞マーカーであるビメンチンの発現について酵素抗体免疫染色法により検討した。その結果、14日の癒合前、HGFは主として口蓋突起の上皮層に、c-Metは口蓋突起全体に広範な発現がみられ、ビメンチンは間葉系組織を中心に見られ、サイトケラチンは上皮層にのみ認められた。癒合直前には二次口蓋突起は水平位を執り、c-Metは発現が増強した。癒合直後ではHGFは上皮層でやや減弱、間葉層でやや増加し、逆にc-Metの発現は間葉系組織でやや減少したが上皮層で増強した。ビメンチンは癒合部上皮とその周辺にも強い発現が見られた。又、サイトケラチンは上皮層に呈色が認められた。癒合完了時にはHGF、c-Metは全体に減弱した。ビメンチンは口蓋全域に発現が見られ、サイトケラチンは癒合部から拡散するように間葉系組織に広範な発現が認められ、上皮系マーカーであるサイトケラチンと間葉系マーカーであるビメンチンが同一組織内で同時に発現が認められHGF、c-Metが上皮-間葉組織の転換を誘導することが示唆された。アポトーシスの指標であるNick-End labellingは、14日の癒合前の口蓋突起の内側に広範に発現し,突起が垂直位から水平位に移動することにアポトーシスが関与することが示唆された。更にHGFはDNA-RNA in situ hybridizationにおいてその遺伝子発現が確認された。ビメンノンは口蓋全域に発現が見られ、サイトケラチンは癒合部から拡散するように間葉系組織に広範な発現が認められ、上皮系マーカーであるサイトケラチンと間葉系マーカーであるビメンチンが同一組織内で同時に発現が認められHGF、c-Metが上皮-間葉組織の転換を誘導することが示唆された。

マウス胎児二次口蓋突起におけるHGF、c-MetのRNA発現の検索には10週齢のBALB/Cマウスを用いた。妊娠14日より15日にかけて6時間毎に麻酔下で母獣より胎児をRNAs freeの状態で摘出し、パラフィン切片を作製し、c-Met癌遺伝子及びHGFのRNAの発現をRNA-DNA in situ hybridizationにて検索した。その結果、14日の癒合前、HGFのRNA発現は主として口蓋突起の上皮層に、c-Metは口蓋突起全体に広範な発現がみられた。一方、細胞骨格蛋白であるビメンチンは免疫染色において間葉系組織を中心に見られ、サイトケラチンは上皮層にのみ認められた。癒合直前にはc-MetのRNAは発現が増強した。ビメンチンは癒合部上皮にも強い発現が見られた。又、サイトケラチンは上皮層に呈色が認められた。癒合完了時にはHGF、c-MetのRNAの発現は全体に減弱した。また、ビメンチンは口蓋全域に発現が見られ、サイトケラチンは癒合部から拡散するように間葉系組織に広範な発現が認められ、上皮系マーカーであるサイトケラチンと間葉系マーカーであるビメンチンが同一組織内で同時に発現が認められた。以上の研究結果から、HGF,c-Metが上皮-間葉組織の転換を誘導することが示唆された。更に、これらHGF、c-Met癌遺伝子の発現が、anti-Sense HGFにより抑制され、二次口蓋突起の癒合を阻害するか否かを検討するために、妊娠12日から14日にかけて、anti-sense HGFを腹腔内に投与し、免疫染色によるHGF蛋白の発現の有無で検索したが、腹腔内投与では抑制されないことが示された。このことより、今後器官培養の系においてanti-sense HGFにより二次口蓋突起の癒合が完了するか否かを検討する必要性が示された。
メソ擾乱と雲の組織化と降雨機構

研究の目的は雲の組織化過程をメソ擾乱の場で考え、その組織化した雲での降水過程について考察することである。研究ははじめ3次元数値モデルを用い、雲の組織化過程について考察、その結果をハワイのレインバンドの観測デ-タと比較した。次いで3次元モデルで孤立雲に限定、微物理過程を導入、Warm CloudとCool Cloudについての鉛直風と降水効果についての研究を行った。更に海洋性雲で氷晶の降水への役割について研究を行った。この結果の検証のため熱帯でビデオカメラによる観測を行った。主な結果は次の通りである。1.3次元モデル内での浅い雲群で、強力なバンド雲は下層の温度ステップにそって発達、下層でネジれた放物線が加わり、バンド雲内に大きなセルが成長した。降水効率はバンド雲内に大きなセルが出現するほど増大した。2.キングエア機によるハワイレインバンドの研究では強力なレインバンドの形成のモデル計算の結果を確かめることが出来た。レインバンドの発達に伴い、下層での湿った空気の輸送を補うよう風上側で下降があり、このように形成された安定層は風上側に新しいバンド雲を形成する。3.微物理過程を導入した3次元孤立モデル雲での降水は、氷晶成長を通して、早く、強く、長く継続した。背の高い海洋性雲では水滴の凍結の降水への重要性が示された。4.熱帯積乱雲内の降水粒子観測を新しく試作したビデオカメラゾンデてミクロネシア・ポナペ島とパプアニュ-ギニア・マヌス島で行った。熱帯積乱雲には多くの雪・雹がはじめて観測され雨滴凍結を通して0°C少し上方の狭い層内で水の大きな集積が観測され、降水機構が水の凍結で効率よく行われていることが判明した。研究は2つの分野について行われた。1つはメソ擾乱と雲との関連を数値モデルを用いて行う研究で、他は今まで不明であったミクロネシア、ポナペ島でのクラウドクラスターの降水機構の研究である。人工衛星からの写真はいたる所バンド雲が観測されるが、バンド雲になる理由と、バンド雲になったための恩恵について、最も構造の簡単な貿易風帯のバンド雲について、3次元モデルを用い研究を行った。その結果、メソ擾乱や海水面の蒸発効果よりも、下層での強い水平温度差下でバンド雲が形成された。風が放物線型で、しかも下層でネジレているとバンド雲は更に強く組織化して、ドライラインを形成、流れのメソ擾乱場が形成された。雲がバンドになるとしめった気塊と乾いた気塊とが分離し、しめった空気の組織的な雲への導入のため降雨量が増した。第2のクラウドクラスターの降水機構の研究には、降水粒子の形状を撮影するビデオカメラを積んだ特殊ラジオゾンデ(新しく開発)を8台、はじめてポナペ島で飛揚した。ここでは年間6000ミリと雨量は多く豪雨となる。飛揚の結果、大きな雨滴は上空で凍結、雪を形成する。凍ることで水滴の分裂がなく、そのため水の蓄積が起り、豪雨をもたらすのであろう。ミクロネシア・ポナペ島で飛揚した特殊TVラジオゾンデ8台のうち3台の解析を終了した。新しい事実が、次々と得られた。予想に反し、赤道の積乱雲には、氷晶に富み、圏界面で直径0.5mm以上で1cm^3当り0.1コ見出された。雲の放射効果を考えるとき重要となる。強い降雨を降らせる積乱雲内には、雹が観測され、雹は雨滴と違って分裂しないので水の集積化をもたらし、豪雨は雹の形成を通して起こっていることが分かった。

ここミクロネシアでの積乱雲は、豪雨を降らせるのに雷は少ない。長い間、謎になっていたが、これは霰の空間濃度が、中緯度地帯の積乱雲に比べ、1ケタ少ないためであることが分かった。その他ハワイ・レインバンドの航空機によるデ-タを解析、レインバンドの強さは、周囲の鉛直風が一義的に重要であること、レインバンドの動きは、雨による周囲の風のモ-メンタム輸送によることが知られ、九州に発達する梅雨期末期の強いレインバンドの特異な動きの理解に役に立った。3次元モデルでのレインバンドの数値計算では、長寿命のレインバンドには鉛直風が放物線型であること、下層に温度勾配があることが重要であることが分かった。これらいづれの結果も、1989年気象学会秋季大会(沖繩)で発表した。現在、微物理過程を導入した3次元雲モデルを走らせている。熱帯の雲では、氷晶形成のないWarm Rain型だけで十分強い雨が降る。赤道付近では、逆転層が高く、しかも弱いので高く発達した積乱雲が観測される。そこでは氷晶が形成される。氷晶の降水への役割を数値計算で調べた。氷晶があると、霰形成を通して降水強度が更に強まり、雲の力学場と組み合って、降水も長時間続いた。雲はバンド状に組織化されると雲も降雨も急激に活発化する。はじめ3次元雲モデルを用いて雲の組織化に伴う降水効率の増加について研究を行った。冬期の北陸では下層に温度不連続帯が形成されているのでモデルに導入、バンド雲を作った。雲はバンド雲に組織化すると大きなメソ場を形成して、協力して大きな、長続きする降水セルが形成された。平成2年秋の気象学会に発表したが現在Open Boundaryにモデルの改良を行っている。ハワイレインバンドも北陸のバンド雲とよく似ていて背が低い。ハワイでの飛行機観測のデ-タ解析を行った。バンド雲からの降水効果を面白いことに垂直方向の風の場が最も影響していることが分かり中緯度の大きなスコ-ルラインとは異なることが分かった。風が飽物線のときレインバンドは最も活発で雨が風のジェットの高度に集積すると下降気流でこの高度のモ-メンタムは下層に運ばれ、強い下層収束帯が形成される。そのため下層の湿った空気が雲に連続的に導入され強力なレインバンドが形成されていることが分かった。1990年夏にハワイで再度米国プロジェクトが行われ、我々の研究室もこれに参加した。雨の集積とモ-メンタムの輸送がレインバンドの活発化に重要なことから降雨機構の研究が重要となる。現在、降雨機構で最も不明な箇所は赤道地帯である。雲底から0°C層までの雲が厚いので雪がなくとも雨が降る。しかしPonape島での我々の研究では、赤道の雲は雪を多量に成長させていることが分かった。3次元モデルの研究の結果、赤道の雲でも雪があれば降水が著しく強力になることが分かった。研究の目的は雲の組識化過程をメソ擾乱の場で考え、その組識化した雲での降水過程について考察することである。研究ははじめ3次元数値モデルを用い、雲の組識化過程について考察、その結果をハワイのレインバンドの観測デ-タと比較した。次いで3次元モデルで孤立雲に限定、微物理過程を導入、Warm Cloud CoolとCloudについての鉛直風と降水効果についての研究を行った。更に海洋性雲で永晶の降水への役割について研究を行った。この結果の検証のため熱帯でビデオカメラによる観測を行った。主な結果は次の通りである。
浅層型地中熱システムのための適地評価手法の開発～リモートセンシングの活用～

地中熱は、地球温暖化やエネルギー問題に対応するうえで有望なエネルギーである。本課題では、コスト面で優れ国内でも導入が進められつつある浅層型地中熱システムに着目し、広域的な適地評価手法を確立することを目的とする。特に浅層型の評価のために必要不可欠な温度情報を広域で一括して収集することが可能なリモートセンシング技術を併せて活用する点に新規性がある。さらに地下水を直接利用する方式であるオープン式にも対応するために、析出物に関連する地下水質にも着目する。具体的には対象地域の地下水成分を把握したうえで室内実験や化学反応シミュレーションによる析出の可否を評価して地域特性を明らかにし適地評価に反映させる。
統合失調症患者における音声学的異常の研究

研究目体に同意が得られ、音声採取を行った統合失調症患者は12名(男性9名、女性3名)であった。採取時年齢平均44.8歳、平均発症年齢23.5歳、平均罹病期間21.3歳であり、全例が慢性期にある患者であった。全例が抗精神病薬を投与中であり、12例中9例が主に非定型抗精神病薬を投与されており、全例でパーキンソニズムやアカシジア、アキネジアなどの錐体外路症状は認められなかった。これらを我々の主観に基づきプレコックス感あり(以下「あり」と略)とプレコックス感なし(以下「なし」と略)の二群にわけて相違点を検討した。二群間で平均発症年齢、平均罹病期間、採取時平均年齢を見たが相違は認められなかった。しかし、「あり」では5例中2例が解体型であったのに対して「なし」では7例中わずか1例が解体型であり、病型に差違が認められた。また二群間でPANSS得点を比較すると、陽性症状尺度、陰性症状尺度、総合精神病理評価尺度いずれにおいても、「あり」が「なし」に比較して高得点である傾向が見られた。さらに二群間で音声解析結果を比較すると、以下のような傾向が見られた。発声指示から実際の発声までの時間(発声潜時)は怒り、喜び、悲しみのいずれの感情を込めて発声する場合も、「あり」が「なし」よりも短時間であった。なかでも、「なし」では悲しみの感情を込めた発声で他の2つの感情よりも潜時が長くなる傾向があるのに対して、「あり」ではいずれの感情を込めた場合もほぼ同じ潜時であった。また、実際の発声時間においては、怒りと悲しみの感情において「あり」の発声時間が「なし」よりも短時間である傾向が認められた。音声の周波数特性に関しては、二群間ではスペクトログラフィの目視上では明らかな違いが認められなかった。以上まとめると、プレコックス感の認められた症例では解体型が多く、音声採取時点で精神症状がより活発な傾向が認められた。また同群では感情をどのように発声に反映させるかという試行錯誤の時間がプレコックス感なしの群に比較して短く、感情移入の障害があると推察された。本研究の遂行に先だってさらなる文献研究を行い具体的方法を検討したが、年度当初の実施計画の内容と関連領域の実際的な研究動向との関連性が薄いことが判明したため、対象および方法に関して変更を行った。(1)発声させる言葉の変更他の先行研究における音声データ解析結果との比較を容易にするため、当初の感情に関する言葉(「喜ぶ」「怒る」「悲しむ」「楽しむ」)を、「こっちへいらっしゃい」という言葉に統一し、これを3つの感情(喜んでいる、怒っている、悲しんでいる)に見合うように発声させることとした。(2)対象の変更音声は感情や認知などの影響もさることながら、発声器官の状態(声道形状の変化、声帯の緊張など)が大きくその解析結果に影響を与えると考えられ、またそのことを指摘する先行研究もある。抗精神病薬の服薬により、多くの患者は錐体外路症状による振戦や筋強直・筋固縮を程度の強弱はあれ呈する可能性が高い。従ってその影響を排除しなければ純粋に疾患特異的な音声学上の変化を評価することが出来ないと考えられた。そこで、対象を未治療の統合失調症患者に変更した。このような研究計画における変更を行った結果、学内の倫理委員会の承認を得るのに時間を費やしたこと、さらには未治療の統合失調症患者が研究者のもとを受診しなかったことから、結果的には目的とする音声データを収集することができなかった。来年度は未治療患者にこだわることなく治療中の統合失調症患者にも依頼をして、まずは健常者との比較を行いたい。その上で得られた結果から抗精神病薬の副作用による影響を見極めたい。

なかでも、「なし」では悲しみの感情を込めた発声で他の2つの感情よりも潜時が長くなる傾向があるのに対して、「あり」ではいずれの感情を込めた場合もほぼ同じ潜時であった。また、実際の発声時間においては、怒りと悲しみの感情において「あり」の発声時間が「なし」よりも短時間である傾向が認められた。音声の周波数特性に関しては、二群間ではスペクトログラフィの目視上では明らかな違いが認められなかった。以上まとめると、プレコックス感の認められた症例では解体型が多く、音声採取時点で精神症状がより活発な傾向が認められた。また同群では感情をどのように発声に反映させるかという試行錯誤の時間がプレコックス感なしの群に比較して短く、感情移入の障害があると推察された。