hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
見守り支援ロボットを組み込んだ独居高齢者の自立生活を支える住空間

家庭内で高齢者を見守るロボットを設計・製作した。従来のものより小さく、動作音をごく小さいものとした。居住者を追従し歩行速度やひざ関節角度など、居住者の健康に直結する情報を獲得する手法を提案した。ロボットの見守りニーズはコミュニケーション、セキュリティ、生活サポートの3点にあることをヒアリングから確認した。また、感性評価実験から、必要な空間の広さ、ロボットの種類、機能、表情など、高齢者とロボットが共生する際の住空間計画のための基礎資料を得た。最後に実空間での検証実験を行い、家具の大きさや居住者の行動に基づいて最適な見守り場所・方法について決定する現実的なアルゴリズムを提案した。1、関連研究の調査:ロボットを使った人追従手法、情報把握手法、制御手法等、本研究の推進に必要な要素技術の最先端情報についての調査を行った。また老人福祉関係者および医療関係者に対してのヒヤリングを実施した。2、ロボットの設計・製作:高齢者の通常歩行に十分追随可能な移動速度を持ち、追随しながら歩行情報等を取得可能なロボットを製作した。また、ロボットの外観や反応方法を工夫して、親しみやすさを増すための研究を行った。3、身体情報取得手法:ロボットによる歩行情報取得手法のアルゴリズムについて検討し、予備試験を行った上で、中伊豆リハビリセンターにおいて実験を行い、中伊豆リハビリセンターの運動検査室に設置してある精密なモーションキャプチャシステムであるVICONでも同時に計測を行って比較可能なデータを取得した。最初の実験であるため、被験者は高齢者ではなく学生とした。4、行動情報取得手法:高齢者の運動機能把握に重要な階段歩行等の行動情報取得アルゴリズムに関する基礎的な検討を行った。5、環境情報取得手法:温度や湿度等を観測可能なセンサモジュールを搭載した基板を製作して、動作確認を行った。若干追加でプログラムを作成する必要があるが、ロボットに搭載して利用可能であることを確認した。6、住空間計画手法:見守り支援ロボットが住空間の一部として組み込まれることを目指した住空間計画手法についての準備研究を行った。ロボットが住宅内でどのように動くことが望ましいか、また種々の情報を取得しやすいシナリオはどうか、等の検討を行った。特に大きな障害はなく順調に進展している。【関連研究の調査】高齢者の身体能力と生活の質、ロボットの追随アルゴリズム、空間印象評価等の関連研究の調査を行った。【ロボットの設計・製作】昨年度の実証試験で追随の仕方および追随時の騒音が被験者にとって不安感を与えることが明確になったため、それらを解決する新型ロボットを製作した。移動速度が速くなると共に、急加速することのない制御手法に更新して不安を感じることのない追随アルゴリズムとした。また、静音性能が向上し、意識させないように追随することが可能となった。ロボットが人の動きに与える影響を軽減する空間探索手法および行動制御手法を提案し、理論的、実験的に有用性を確認した。【身体情報、行動情報、環境情報の取得手法】昨年度末までに研究開発を行った情報獲得手法の分類と得失について取りまとめ、特に後ろから追随して獲得可能な歩行に関連する身体情報の取得に重点を置いた評価・解析を行った。リハビリテーションセンターにロボットを持ち込み、実用化のための課題を検討した。【住空間計画手法】インタビュー形式で高齢者を対象として見守り支援ロボットと共生する生活空間に関してアンケート調査を行ってロボットが高齢者と一緒に生活する上での課題を明らかにした。たとえば、男性よりも女性の方がロボットに対して親近感を持つ傾向があることがわかった。またもっとも必要とされるサービスはロボットとの会話を含むコミュニケーションと推察された。【実験住空間の設計・製作】高齢者を対象に見守り支援ロボットと共生する生活空間の模擬実験を実施し、印象評価を行った。【ロボットの設計・製作】高齢者の身体能力と生活の質について関連研究の調査を行ったうえで、平成28年度版のロボットのハード・ソフト両面の見直しを行って平成29年度版のロボットを設計・製作した。【身体情報、行動情報、環境情報の取得手法】平成28年度末までに研究開発を行った情報獲得手法に基づき、実際のマンションの一室を借りて、実スケールの居住空間で使える方法を意識した実験をした上で、こうした実空間にふさわしい新しい手法を提案した。【住空間計画手法・情報の活用】高齢者を対象に主に3つの調査を行った。1ロボットによる見守り支援に関するニーズやユーザリティ調査として、高齢者100人に対してヒヤリングを行い、特にコミュニケーション、セキュリティ、生活サポートの3点にニーズが高いことを明らかにした。2コミュニケーションロボットのニーズやデザインに関する知見を得るために、安価で容易に機能することができるLCDロボットをコミュニケーション・インターフェースとして見立てて動かし、表情を表現したロボットを構築し、高齢者30名に対してユービリティ調査を行った。その結果その有効性や今後社会に定着させていくためのデザインに向けた有用な知見を得ることができた。3高齢者30名を対象に、リビングルームを想定した模擬実験空間で実験を実施し、感性的評価を行うことで、高齢者とロボットが共生するために必要な空間の広さや距離感、ロボットの種類に関する知見、ロボットの機能に関する知見(3種類:音声なし、対話、呼びかけ)、ロボットの表情の有無に関する知見など、高齢者とロボットが共生する際の住空間計画に関する知見を明らかにした。見守り支援ロボットがいる住空間の計画手法についての研究を実施した。【実験住空間での検証実験】ワンルームマンションにロボットを導入して、身体情報、行動情報、環境情報の取得に関する検証実験を行った。

家庭内で高齢者を見守るロボットを設計・製作した。従来のものより小さく、動作音をごく小さいものとした。居住者を追従し歩行速度やひざ関節角度など、居住者の健康に直結する情報を獲得する手法を提案した。ロボットの見守りニーズはコミュニケーション、セキュリティ、生活サポートの3点にあることをヒアリングから確認した。また、感性評価実験から、必要な空間の広さ、ロボットの種類、機能、表情など、高齢者とロボットが共生する際の住空間計画のための基礎資料を得た。最後に実空間での検証実験を行い、家具の大きさや居住者の行動に基づいて最適な見守り場所・方法について決定する現実的なアルゴリズムを提案した。1、関連研究の調査:高齢者の身体能力と生活の質との関連に重点を置いて関連研究の調査を行う。2、ロボットの設計・製作:平成27年度版のロボットに対する評価に基づいて、進化版のロボットを設計・製作する。3、身体情報、行動情報、環境情報の取得手法:年度末までに研究開発を行った情報獲得手法の分類と得失について取りまとめ、残りの期間で重点を置く手法を決める。身体情報取得手法の研究を先行して進めて、使える段階になったものはデイケアセンターなどでの計測に活用する。行動情報、環境情報については平成28年度から本格研究フェーズとして、中心的な研究項目として取り組む。4、住空間計画手法:見守り支援ロボットがいる住空間の計画手法について研究する。ロボットが共生するためにこれまでの計画手法をどう進化させるべきか、また、建築計画の側面からロボットに要求される事項はなにかについて検討する。特に高齢居住者にとってロボットが負担にならないような距離感や動作、そしてロボットの行動範囲についての検討を進める。5、見守り支援ロボットが獲得した情報は活用されてこそ意味がある。そこで取得した情報に基づき、どのような診断をして、結果をどう活かすかの研究を行う。筋力が衰えて歩行に支障が出る前にリハビリプログラムへの参加を本人に促す、熱中症になる前に空調制御を自動的に行うなどが考えられる。また、見守り機能ももっとも重要なものの一つであり、緊急事態に陥った場合に誰に、どのタイミングでどうやって連絡するかの研究が必要となる。過度な介入にならず、高齢者自身が必要とする機能とはなにかについての検討も行う。6、実験住空間の設計・製作:見守り支援ロボットと共生して、自立した生活が可能となるように支援する研究成果を統合し、全体としてきちんと機能するものとなるかどうかの検証実験を行うための住空間を設計する。【ロボットの設計・製作】高齢者の身体能力と生活の質について関連研究の調査を行う。また、平成28年度版のロボットに対する評価に基づいて、平成29年度版のロボットを設計・製作する。
大規模なディスタンス・ジオメトリー問題に対する新解法の研究

3次元空間に布置されたn個の点に対し,各点間の距離が与えられたとき,その距離をできるだけ満たすよう点の配置(座標)を求める問題を「ディスタンス・ジオメトリー問題(DGP)」と呼ぶ.本件研究では,最適化手法,中でも非凸二次計画問題と半正定値計画問題を援用した,大規模なDGPに対する実用的な数値解法の構築を試みた.一般に,DGPは,与えられた距離と配置された点間の距離の差を誤差関数で表すことで,その関数の最小化を図り解かれてきた.従来法では,2乗誤差の総和からなる誤差関数の最小化などが行われてきたに対して,本研究では,誤差関数として「絶対誤差」の総和を用いた.絶対誤差関数は,微分可能でなく,そのままでは最小化が困難である.しかし,適当な変換を施すことで,最終的に目的関数が2次の凹関数で制約条件が2次の凸関数となる2次の最適化問題へと帰着させることが可能であった.このタイプの問題は,「非凸2次関数最小化問題」と呼ばれ,典型的な大域的最適化問題である.このような問題に対して,外部近似法や分枝限定法といったアルゴリズムを用いて最適化を試みた.また,本研究では,近年注目されている「半正定値計画法(SDP)」と呼ばれる問題を緩和問題として使うアルゴリズム(SDP緩和法)も提案をした.SDP緩和法では,まずSDPを最適化しそこで得られた解を,固有値・固有ベクトルを用いることで,DGP問題の近似解とできることを示した.数値実験の結果では,ある程度の多数の距離が与えられている問題の場合,精度の高い近似解が得られることが判った.またさらに良い近似解を求めるために,この解を初期解とし,局所探索を実行することを提案した.局所探索に際しては,凸2計画問題を繰り返し解くことで,効率化を図ることができた.以上のアルゴリズムを,計算機上で実装し,実際のたんぱく質等のデータを使い,アルゴリズムの評価を行った.その結果,点数が数百を超える問題に対しても,従来手法と変わらない精度で解が算出できることが確認できた.3次元空間に布置されたn個の点に対し,各点間の距離が与えられたとき,その距離をできるだけ満たすよう点の配置(座標)を求める問題を「ディスタンス・ジオメトリー問題(DGP)」と呼ぶ.本件研究では,最適化手法,中でも非凸二次計画問題と半正定値計画問題を援用した,大規模なDGPに対する実用的な数値解法の構築を試みた.一般に,DGPは,与えられた距離と配置された点間の距離の差を誤差関数で表すことで,その関数の最小化を図り解かれてきた.従来法では,2乗誤差の総和からなる誤差関数の最小化などが行われてきたに対して,本研究では,誤差関数として「絶対誤差」の総和を用いた.絶対誤差関数は,微分可能でなく,そのままでは最小化が困難である.しかし,適当な変換を施すことで,最終的に目的関数が2次の凹関数で制約条件が2次の凸関数となる2次の最適化問題へと帰着させることが可能であった.このタイプの問題は,「非凸2次関数最小化問題」と呼ばれ,典型的な大域的最適化問題である.このような問題に対して,外部近似法や分枝限定法といったアルゴリズムを用いて最適化を試みた.また,本研究では,近年注目されている「半正定値計画法(SDP)」と呼ばれる問題を緩和問題として使うアルゴリズム(SDP緩和法)も提案をした.SDP緩和法では,まずSDPを最適化しそこで得られた解を,固有値・固有ベクトルを用いることで,DGP問題の近似解とできることを示した.数値実験の結果では,ある程度の多数の距離が与えられている問題の場合,精度の高い近似解が得られることが判った.またさらに良い近似解を求めるために,この解を初期解とし,局所探索を実行することを提案した.局所探索に際しては,凸2計画問題を繰り返し解くことで,効率化を図ることができた.以上のアルゴリズムを,計算機上で実装し,実際のたんぱく質等のデータを使い,アルゴリズムの評価を行った.その結果,点数が数百を超える問題に対しても,従来手法と変わらない精度で解が算出できることが確認できた.3次元空間のn個の点に対して距離が与えられたとき,その距離を満足するような点の配置(座標)を求める問題をディスタンス・ジオメトリー問題(DGP)と呼ぶ.本件研究では,数値的最適化の手法を援用した,大規模なDGPに対する実用的な数値解法の構築を試みた.一般に,DGPは,与えられた距離と,配置された点間の距離の差を誤差関数で表し,関数の最小化を図ることで解かれる.従来法では,2乗誤差の総和からなる誤差関数の最小化などが行われてきたに対して,本研究では,誤差関数として「絶対誤差」の総和を用いた.絶対誤差関数は,微分可能でなく,そのままでは最小化が困難である.しかし,適当な変換を施すことで,最終的に目的関数が2次の凹関数,制約式が2次の凸関数とな数理計画問題問題へと,帰着することが可能であった.このタイプの問題は,「非凸2次関数最小化問題」と呼ばれ,典型的な大域的最適化問題である.そこで,本研究では,近年注目されている「半正定値計画法(SDP)」と呼ばれる問題を緩和問題として使うアルゴリズムを提案した.

まず,SDPを最適化することで得られた解を,その固有値,固有ベクトルを用いることで,DGP問題の近似解とできることを示した.また,この解を初期解とし,局所探索を実行することを提案した.局所探索に際しては,凸2計画問題を繰り返し解くことで,効率化を図ることができた.以上のアルゴリズムを,計算機上で実装し,実際のたんぱく質等のデータを使い,アルゴリズムの評価を行った.その結果,点数が数百を超える問題に対しても,従来手法と変わらない精度で解が算出できることが確認できた.3次元空間に布置されたn個の点に対し,各点間の距離が与えられたとき,その距離をできるだけ満たすよう点の配置(座標)を求める問題を「ディスタンス・ジオメトリー問題(DGP)」と呼ぶ.本件研究では,最適化手法,中でも非凸二次計画問題と半正定値計画問題を援用した,大規模なDGPに対する実用的な数値解法の構築を試みた.一般に,DGPは,与えられた距離と配置された点間の距離の差を誤差関数で表すことで,その関数の最小化を図り解かれてきた.従来法では,2乗誤差の総和からなる誤差関数の最小化などが行われてきたに対して,本研究では,誤差関数として「絶対誤差」の総和を用いた.絶対誤差関数は,微分可能でなく,そのままでは最小化が困難である.しかし,適当な変換を施すことで,最終的に目的関数が2次の凹関数で制約条件が2次の凸関数となる2次の最適化問題へと帰着させることが可能であった.このタイプの問題は,「非凸2次関数最小化問題」と呼ばれ,典型的な大域的最適化問題である.このような問題に対して,外部近似法や分枝限定法といったアルゴリズムを用いて最適化を試みた.また,本研究では,近年注目されている「半正定値計画法(SDP)」と呼ばれる問題を緩和問題として使うアルゴリズム(SDP緩和法)も提案をした.SDP緩和法では,まずSDPを最適化しそこで得られた解を,固有値・固有ベクトルを用いることで,DGP問題の近似解とできることを示した.数値実験の結果では,ある程度の多数の距離が与えられている問題の場合,精度の高い近似解が得られることが判った.またさらに良い近似解を求めるために,この解を初期解とし,局所探索を実行することを提案した.局所探索に際しては,凸2計画問題を繰り返し解くことで,効率化を図ることができた.以上のアルゴリズムを,計算機上で実装し,実際のたんぱく質等のデータを使い,アルゴリズムの評価を行った.その結果,点数が数百を超える問題に対しても,従来手法と変わらない精度で解が算出できることが確認できた
マウス由来 GDE ファミリータンパク質の立体構造と作用機構の解明

マウス由来のGDEファミリータンパク質の反応機構の解明のために、これらファミリータンパク質の機能構造解析研究を行った。活性に必須なマグネシウムイオン結合型を含む新しい条件で結晶が得られた。これらの結晶は最高で3.0Å分解能のX線回折能を示した。これらのデータは現在解析中である。グリセロホスホジエステルホスホジエステラーゼ(GDE:EC.3.1.4.46)は細胞膜のリン脂質がホスホリパーゼによって脱アシル化反応を受けて生じたグリセロホスホジエステルをアルコールとグリセロール-3-リン酸に加水分解する酵素である。可溶性酵素である細菌のGDEは、古くから多くの研究がなされている。近年哺乳類のGDEの存在がようやく確認され、ヒトやマウスには少なくとも7種類の酵素が存在することが明らかとなっている。また、マウスではGDE5以外は膜貫通タンパク質であると予測されている。GDEファミリータンパク質の中で2回膜貫通タンパク質であるGDE1のcDNAのC末端にヒスチジンタグを付加し、昆虫細胞(Sf9)にバキュロウイルスを用いて発現させた後、ニッケルカラムとゲルろ過カラムにより精製を行った。沈殿剤、界面活性剤などの種類・濃度といった条件検索の結果、再現性よく柱状結晶が得られる条件を見つけ出した。しかしながら精製標品は数日で結晶化能を消失したため、カラムクロマトグラフィーによる精製方法の再検討を行った。結晶を凍結させる不凍剤にグリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコールなど使用頻度の高い化合物を用いると、ダメージが認められた。そこで、オイルを不凍剤として用いることにし、Paraton-N、流動パラフィン、シリコンオイルを単独もしくは混合させて、結晶凍結を行った。凍結結晶を大型放射光施設SPring-8の大阪大学蛋白質研究所ビームライン(BL44XU)に持ち込んで、X線回折実験を行った。近年哺乳類のGDEの存在が確認され、ヒトやマウスには少なくとも7種類の酵素が存在することが明らかとなっている。マウスGDEのcDNAのC末端にヒスチジンタグを付加し、昆虫細胞(Sf9)にバキュロウイルスを用いて発現させた後、ニッケルカラムとゲルろ過カラムにより精製を行った。これまでに、膜貫通タンパク質であるGDE1、GDE4及びGDE7、可溶性タンパク質で分子量6万5千のGDE5の発現・精製に成功した。この中で2回膜貫通タンパク質であるGDE1の結晶作製にも成功したが、精製標品の安定性、結晶の母液に対する安定性に問題があったのでその克服を目指した。精製後、数日間で結晶化能が消失する問題に関しては、結晶化直前にゲルろ過カラムを繰り返し行うことで、凍結後の標品でも結晶作成が可能であることがわかった。また作製直後の結晶は母液添加に極めて不安定であったが、数ヶ月後静置しておいたものは安定であった。そのため結晶の脱水処理が有効であると考え、Paraton-Nを用いることで、X線回折能を有すること確認した。Paraton-Nの粘性と視認性の悪さを克服するために、流動パラフィンとの混合比を調整し最適化を行った。さらに、このような取扱困難な結晶に対応するために、母液なしでの結晶マウント、常温でのX線回折実験、キャピラリー中での結晶化といった新たな技術導入を行い、予備実験を終了した。近年、哺乳類でもGDEの存在が発見され、ヒトやマウスには少なくとも7種類(GDE1GDE7)存在することが確認されている。膜貫通タンパク質であるGDE1、GDE4及びGDE7、可溶性タンパク質で分子量6万5千のGDE5の発現・精製に成功し、そのうち2回膜貫通タンパク質GDE1のX線結晶構造の解明を目指して諸条件の検討を行った。マウスGDE1のC末端にヒスチジンタグを結合させて昆虫細胞(sf9細胞)にバキュロウイルスを用いて発現させ、得られた膜画分を各種界面活性剤を用いて可溶化させた。その結果、酵素の可溶化の際に用いる界面活性剤としてはドデシルマルトシドの使用が最適であることをゲル濾過クロマトグラム、電気泳動法及び動的光散乱法で確認した。得られた精製標品を用いて結晶化条件の検索を行ったところ、沈殿剤にJeffamineを用いることで、複数の条件で結晶が得られることが明らかとなった。またGDE1の酵素活性には、マグネシウム、コバルト、マンガンといった二価陽イオンが必須であることを明らかにし、そのうちマグネシウムイオン存在下での結晶作製にも成功した。

これらの結晶を大型放射光施設SPring-8にてX線回折データ収集を行い3Å分解能のX線回折データの収集に成功した。GDE1の結晶を再現性よく作製できる条件は見つけ出したが、精製標品の長期保存の不可、結晶の母液に対する不安定性の問題が発生し、新規技術の導入が不可欠となったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでは連携研究者から精製標品を郵送することで実験を行っていたが、研究代表者自身で精製できる環境が整い、実際に精製が行えることも確認したので、結晶化に適した安定な標品の大量獲得が可能になった。また結晶の取扱方法についても、新規技術の導入・予備実験は終了したので、次年度に向けて、X線回折データ収集・構造解析が出来る準備が整った。
有害赤潮の終息を司る海洋天然ウイルスの宿主認識機構の解明

微細藻類の大量増殖により引き起こされる赤潮は、しばしば水産資源に危機的な被害を与える。近年、有害赤潮原因藻ヘテロシグマに感染する海洋天然ウイルスHaVが単離され、その諸性質が明らかにされた。驚くべきことに、HaVの宿主特異性は極めて高く、ヘテロシグマの株の違いまでも識別して感染するという機構を備えていた。本研究では、その特異的に宿主認識に関与するVp183蛋白質の性状解析を目的に、大量発現系の構築を行った。この厳密な感染特異性は、ウイルス粒子と宿主表面のレセプターとの特異的な相互作用に基づいている。本研究では、ウイルス粒子および宿主認識の鍵タンパク質をターゲットとし、特異的感染の分子機構を解き明かすことを目的とし、平成24年度は以下の項目を実施した。・人工全合成Vp183遺伝子を用いた発現・精製Vp183の遺伝子配列はレアコドンと言われる大腸菌発現には不向きな配列が多数含まれていた。そこで、Vp183の遺伝子を大腸菌発現用に全合成し、その発現を試みた。低温誘導によってVp183を得ることに成功したがその量はごく微量であった。そこで、可溶性タグであるGST蛋白質と融合させた発現系を構築したところ、発現効率の改善が見られた。・宿主認識の鍵タンパク質(Vp183)の発現大腸菌での発現効率が非常に低いことから、酵母および昆虫細胞におけるVp183の発現を試みた。ここでは、単独での発現およびGST融合蛋白質、さらにコドンusageを改変した遺伝子を用いた発現ベクターなど、10種類以上の発現系を構築した。その結果、いづれの発現系においても、発現しない、もしくはごく微量の発現しか認められなかった。本研究では、ウイルス粒子および宿主認識の鍵タンパク質をターゲットとし、特異的感染の分子機構を解き明かすことを目的とし、平成23年度は以下の項目を実施した。・宿主認識の鍵タンパク質(Vp183)の発現HaVの宿主認識に関わる鍵タンパク質はVp183は、74アミノ酸から構成されるモチーフ(ドメイン)を15個以上繰り返して持つタンパク質である。この蛋白質の発現・精製のために、HaVゲノムを鋳型とし、繰り返し単位を1個3個までのVp183部分蛋白質を大腸菌で発現させた。発現の際、様々な条件(50条件以上)を検討したが、Vp183の発現は検出できなかった。この結果、大腸菌を用いた系でVp183が発現した。さらに、アフィニティ精製を進め、ごく微量ではあるがVp183を得ることができた。現在、発現量および収率の改善を進めている。本研究のターゲットであるVp183蛋白質の発現・精製に難航した。当初は全く発現しなかったが、コード遺伝子を全合成することで発現を認めることができた。この遅れにより、平成23年度に実施予定であった結晶化条件の検索および相互作用解析を実施することができなかった。平成23年度は予定よりも発現実験に難航したことから、当初の予定から遅れている。現在、Vp183に精製用タグ蛋白質を付加する事で収率向上を進めており、次年度はVp183の精製からのスタートとなる。この精製法を確立することによって、以降に計画している結晶化および相互作用解析もスムーズに進展することを期待している。相互作用解析には、ITC法および表面プラズモン共鳴法を駆使し、Vp183とホストとの相互作用を解析する予定である。計画が少し遅れているため平成23年度に使用予定であった結晶化試薬を購入する。さらに、当初の予定どおり平成24年度には相互作用解析を実施するため、解析用消耗品(センサーチップ類)を購入予定である。

また、結晶化の進捗状況に応じて大型放射光施設での測定実験を進めるため、その旅費も支出予定である。成果公表のための学会発表も積極的に進め、その旅費も計上する。
FGF-16ノックアウトマウス作製とその褐色脂肪組織形成における役割の解明

生体では、主に余剰エネルギーの蓄積に関する白色脂肪組織と、余剰エネルギーの放散に関与する褐色脂肪組織の二種類の脂肪組織が存在する。これらは全身のエネルギー代謝の調節を行う組織であり、これらの機能異常は生活習慣病の発症原因となる。代表者は脂肪組織形成過程におけるFGF(線維芽細胞増殖因子)の意義を明らかにすることを目的に実験を行った。代表者はFGFファミリー内、FGF-16が褐色脂肪組織に、FGF-10が白色脂肪組織に発現していることを明らかにした。特にFGF-16が胎生期の褐色脂肪組織に特異的に発現し、前駆褐色脂肪細胞の増殖を促進することを明らかにした。このFGF-16の発現パターン、及び活性は、他のFGFや分泌因子には無い独自のものであった。詳細にFGF-16の生体における機能を明らかにするために、現在FGF-16遺伝子欠損動物を作製中である。また代表者は同時にFGF-10が白色脂肪組織に発現していることを明らかにした。FGF-10遺伝子欠損マウスは出生直後に肺の欠損により死亡してしまうが、胎生期において白色脂肪組織の著しい形成不全が起きていることを明らかにした。さらに胎生期の前駆白色脂肪細胞の増殖、分化にFGF-10が必要であることを明らかにした。成体においても白色脂肪組織は発達を続ける。今後はFGF-10遺伝子ヘテロ欠損マウス等を用い、成体の白色脂肪組織の発達におけるFGF-10の役割について検討する予定である。以上、代表者は二種のFGFが褐色、白色の両脂肪組織の形成に関与することを明らかにした。得られた知見によりFGFが成体においても脂肪組織形成、あるいは代謝調節において重要な役割を持つことが期待される。今後成体における解析を進めることにより、肥満症や生活習慣病の発症メカニズム、治療法の開発に有用な知見が得られることも期待される。研究者は脂肪組織形成におけるFGFの意義を明らかにすることを目的に実験を行った。生体においては、主に余剰エネルギーの蓄積に関する白色脂肪組織と、余剰エネルギーの放散に関与する褐色脂肪組織の二種類が存在することが知られている。研究者は、FGFファミリーに属するFGF-16が、胎児期の褐色脂肪組織に発現し、前駆褐色脂肪細胞の増殖を促進することを見い出した。このFGF46の発現パターンおよび活性は、他のFGFや分泌因子に見られない独自のものである。よって、FGF-16は、褐色脂肪組織形成において独自の機能を持つと予想し、FGF-16機能欠失型動物を作製することを計画した。現在、この機能欠失動物の作製に関しては進行中である。また、研究者はFGP-16と同様に、FGF-10が脂肪組織に発現することを見い出した。FGF-10は、FGF-16と異なり、白色脂肪組織に発現しており、前駆白色脂肪細胞の増殖を促進する。研究者はFGF-10ノックアウトマウスにおいて白色脂肪組織が著しく萎縮していることを見い出した。さらにin vitro実験系、あるいはin vivo実験系において、FGF-10が脂肪細胞分化過程のごく初期に発現しており、脂肪細胞分化を正に調節していることを見い出した。また、in vivoにおいても、FGF-10が前駆脂肪細胞に対して増殖活性を持つことを明らかにした。現在、さらに詳細にFGP-10の脂肪組織形成に対する影響を検討する予定である。以上、脂肪組織形成の分子メカニズムの一端を明らかにした研究者の研究実績により、生体のエネルギー代謝調節に対し新たな知見が得られるものと期待される。
地熱エネルギー資源の革新的かつ再生可能な開発に関する研究

インドネシア国のディエン地熱発電所のエクセルギーおよびエネルギー解析を大学院博士課程学生と共同で行い,地熱坑井から生産された地熱流体の持つエクセルギーの流れを明らかにし,エクセルギーが浪費されている箇所を指摘するとともにエクルギー効率の向上のために必要な改善策を提示した。その成果については国際誌Energy Conversion and Management (2014)に公表している。熱水型の地熱貯留層を利用した地熱発電所からは大量の熱水が排出され,地熱貯留層の酒養および貯留層圧力維持を目的として地下に戻されている。しかし,熱水には大量のエクセルギーが含まれており,それの有効利用方法を新たに考案し,風力と組み合わせたハイブリッド発電を提案している。本手法は太陽光と風力タービンを組み合わせたソーラータワー発電をベースとして,安定した熱源としてタワーの下部に還元熱水を導入して空気を加熱上昇流を起こして発電するものである。すでに予察的な数値シミュレーションを行い,その成果をGeothermal Resources Council2014年会(米国)にて論文を公表している。研究計画に沿った成果を上げ,国際学会での発表を活発に行い,国際ジャーナルにも論文を発表している。地熱エネルギーの最適利用システムの開発を目指し,さらに再生エネルギーの複合的な利活用を目指して,風力と地熱エネルギーの利用を組み合わせた新たなハイブリッド発電システムの開発に取り組んでいる。本システムの概要についてはすでに米国のGeothermal Resources Council2013年会で発表しており,今後の進展が期待される。地熱エネルギー利用における地下の貯留層部分と地表設備に関わる部分とに大きく大別し,それぞれについての基本的なモデルの設計・構築を行った。まず,地熱発電システム,直接熱利用システムに関する熱およびエクセルギー解析のためのモデルを構築し,ソフトウェアEES(エンジニアリング方程式ソルバー)を用いた解析手法を開発し,大分県滝上地熱発電所に対して適用した。発電所全体の熱効率およびエクセルギー効率をモデルを用いて解析し,国内外の地熱発電所に対して求められた値との比較検討を行った。さらに,熱水型の地熱貯留層を活用した滝上地熱発電所において熱水を熱源とするバイナリー発電導入の可能性を検討するために,熱効率とエクセルギー解析を行った。さらに,ダブルフラッシュシステムの導入により,これらの効率がどの程度向上するかの定量的評価を行った。貯留層モデルについては,大分県滝上地熱地域を対象として地質・地化学・物理探査データに基づいた概念モデルを作成し,これをベースにした3次元数値モデルを構築した。引き続き,数値シミュレータTough2を用いた解析を行った。数値モデルにおいては,坑井シミュレータを用いて作成した生産量と坑底圧力の関係を表データとして与え,時間の経過にともない低下する貯留層圧力を反映した生産量を解析結果として出力できるようにした。このようなモデルを使用することにより,より信頼性の高い生産量の予測が可能となる。しかし,開発したモデルにおいて滝上地域の坑井の地熱流体の生産量および比エンタルピー値を十分に説明するには至っていない。この点については,モデルの改良に取り組む予定である。本年度の研究成果をまとめると以下のようである。次に,地熱エネルギーの利用方法についてまとめ,エネルギーの利用効率を向上させるための方法を比較検討した。まず,発電利用において採用されているフラッシュ発電方式の2つの方法であるシングルフラッシュシステムとダブルフラッシュシステムおよびバイナリー発電方式をここに行った場合とこれらを組み合わせた場合について熱力学的モデルを開発し,定量的な比較検討を行った。さらに,これらの発電システムと直接熱利用を組み合わせた場合についても比較検討を行った。これらの熱力学的モデルは熱力学第一法則および第2法則に基づいており,エネルギーおよびエクセルギー解析を行い,どのシステムが熱力学的に最適であるかの評価を行っている。この成果についてもGeothermal Resources Council2012年会(米国)に論文を公表している。研究開始時期が平成23年11月末であり,23年度における実質的な研究機関が短かったものの,概ね初期の成果を上げることができた。研究計画に沿った成果を上げ,それらを国際学会で発表し,また,国際ジャーナルにも論文発表しており,順調に成果を上げている。当初の研究計画に基づき,研究を継続する。研究計画の変更は特にない。地熱貯留層の数値モデルについては,未知のパラメータを自動的に推定する逆解析手法を適用して最適なモデルを構築する研究を進める。

地熱エネルギー利用の最適化を検討するための地表設備の熱力学的モデルと,それを用いた解析については,概ね当初の目的を達成しており,今後はモデルの改良を行う。地熱エネルギーの最適利用システムの開発を目指し,さらに再生エネルギーの複合的な利活用を目指して,風力と地熱エネルギーの利用を組み合わせた新たなハイブリッド発電システムの開発に取り組んでいる。本システムの概要についてはすでに米国のGeothermal Resources Council2013年会で発表しており,今後の進展が期待される。
26−コレステロール水酸化酵素遺伝子の構造解析

ラットの黄体から分泌されるプロジェステロンは、プロジェステロンを20-αダイハイドロプロジェステロンに異化する酵素である20-α水酸化ステロイド脱水素酵素(20-α-HSD)により調節されている。しかしながら、齧歯類以外の動物種においては黄体中には20-αHSD活性が存在せず、20α.-HSDによるプロジェステロン分泌調節機構が動物種を越えたプロジェステロン調節機構として働き得ないことが指摘されてきた。そこで、黄体相中期にあるラット卵巣と終了気にある卵巣を対象としてcDNAサブトラクション法を適用して黄体相終了期に発現が高まるクローンの単離を行い、コレステロールを26-ハイドロキシコレステロールに異化する酵素26-コレステロール水酸化酵素(CYP26)の単離に成功した。CYP26は、細胞内コレステロールを負に調節していること、およびコレステロールが全ステロイドホルモンの前駆体であることから、CYP26が細胞内コレステロール含量の調節を通して黄体からのプロジェステロン分泌を負に調節している可能性が考えられ、黄体相の各時期の卵巣を対象としてノーザンブロット解析を行った。その結果、CYP26の発現が黄体相終了期に高まっていること、CYP26は構成的に卵巣に発現していることが明らかとなった。さらに、CYP26の構造遺伝子および発現調節領域を決定して発現調節機構を解明するために、CYP26の発現調節機構の解析を行うためにBAC(Bacterial Artificial Chromosome)ライブラリーを作製した。現在、CYP26cDNAをプローブとしてCYP26染色体DNAの単離を行っている。
嗅覚系による草食動物の摂食行動調節メカニズム

草食動物の摂食行動に影響を与える物質の存在は古くから知られているが、有効な生物検定法がなかったこともあって、これら嗅覚物質の単離・同定は遅れていた。申請者らは実験動物としてシバヤギを供試し、嗅覚系を介して摂食行動を抑制する牛糞からの抽出・部分精製画分を被験材料として、摂食行動を指標とした感度・再現性に優れた生物検定法の開発を進めている。本研究では、草食動物の摂食行動と嗅覚系による修飾の中枢機構を解明するための実験手法の一つとして、近年神経科学領域にて有用視されつつある脳内微小透析法をシバヤギに適用するための基礎検討を行なった。本法を利用することにより、嗅覚情報の伝達経路と考えられている嗅球・梨状皮質・中隔核・扁桃体等における神経伝達物質の動態を経時的に解析することが可能になるものと期待される。各種神経伝達物質の高速液体クロマトグラフによる高感度解析のための条件を設定し、in vitro系を用いて実際に微小透析を行なって各々の物質の回収率を測定した。神経伝達物質として知られる興奮性アミノ酸およびカテコラミンについて検討した結果、最低感度はアミノ酸については100nM、カテコラミンについては0.5nM程度となり、その回収率は全て20%前後であった。2)脳内微小透析法のシバヤギへの適用上記の検討結果より、本法を適用することによって脳内各部位の液性環境の変動を捉えられることが示めされたため、次にin vivoの実験を行なった。市販の透析用プローブをシバヤギ用に改造し、動物を繰り返して実験に供試できるようガイドチューブを自作し、視床下部への脳定位的留置を試みた。手術後約半年間の実験期間中、動物の全身状態に変化は認められず、組織学的検索からもグリア細胞の増殖といった病理所見は見られなかったため、本法は動物の生理状態に変化を与えることなく適用可能であることが判明した。3)自由行動下での脳内微小透析法の確立本法を先の生物検定法に組み込む場合に、動物の摂食行動を妨げぬように改良する必要が生じた。そこで、バッテリ-駆動の灌流用ポンプをシバヤギに背負わせ、摂食行動への影響の有無を検討した。重量負荷が動物の摂食行動を妨げることなく、自由行動下においても本法の適用が可能となった。以上の実験結果より、草食動物の摂食行動と嗅覚系による修飾の中枢機構を解明するために有用な手法となることが期待される脳内微小透析法を自由行動下のシバヤギに適用し得ることが示され、現在実際のデータを集積中である。
大腸菌のグルタチオンサルベージ系の分子機構の解明

1.大腸菌K-12株においてシステイニルグリシナーゼ活性を持つペプチダーゼは、基質特異性が広いとされるアミノペプチダーゼA,B,NとジペプチダーゼDであり、これら以外にシステイニルグリシナーゼがないことを明らかにした。また、これら4つのペプチダーゼ欠損株はシステイニルグリシンをシステイン源とはできないが、いずれか1つがあるとシステイニルグリシンをシステイン源として生育できることを示した。2.これら4つのペプチダーゼのうち、これまで精製酵素について研究の行われていなかったペプチダーゼBについて調べた。ロイシンアミノペプチダーゼ活性を指標として、ペプチダーゼBを単離し、その酵素的諸性質を調べた。本酵素は金属ペプチダーゼであるであり、2価カチオンで飽和した状態に微量の別の2価カチオンを加えるとさらに活性化された。調べた範囲でシステイニルグリシン最も良い基質であった。3.グルタミン酸アナログである新規なアフィニティーラベル化剤を用いて、γ-グルタミルトランスペプチダーゼの活性中心残基を探った。修飾後、酵素をHPLCにより大サブユニットと小サブユニットに分け、さらにリシルエンドペプチダーゼによるフラグメンテーションの後、MS-MS分析を行い、小サブユニットN末端のThr残基が活性中心であることを本酵素で初めて明らかにした。その結果、本酵素がNtnヒドロラーゼであることが強く示唆された。システイニルグリシナーゼ活性を持つペプチダーゼのうち、アミノペプチダーゼA,NとジペプチダーゼDについては、これまで様々な研究がなされているが、残りのアミノペプチダーゼBについては精製酵素の性質についても全く研究がされていなかった。そこで、PepBの持つ金属イオンの同定を目的とした精製、様々な金属イオンのPepBに対する影響、またその基質特異性について検討した。ロイシンアミノペプチダーゼ活性を指標として、精製過程で金属イオンを添加せずにPepBを単離した。PepBはMn@@S12+@@E1によって活性化されるが、本精製酵素はZn@@S12+@@E1をMn@@S12+@@E1の10倍以上含有していた。しかし、高濃度のZn@@S12+@@E1の添加によって酵素は失活するため、PepBにおけるZn@@S12+@@E1の働きは不明である。また、PepBにはMn@@S12+@@E1の結合しやすい場所とCo@@S12+@@E1,Ca@@S12+@@E1,Fe@@S12+@@E1の結合しやすい場所があると考えられ、これらの金属イオンの相互作用によって高い活性化がみられた。Mn@@S12+@@E1,Co@@S12+@@E1についてはPepBの熱に対する安定化効果も得られた。また、PepBのCys-Glyに対する活性は極めて高く、Cys-Glyが最も良い基質であったことから、グルタチオン分解系においても、PepBがCGaseとして機能していると考えられた。PepA,B,D,Nは細胞内で協調的に働いて、CyS-Glyを分解すると考えられていたが、OPA法を用いた高感度なアミノ酸分析によりこれら4つのPepすべてを欠失させた菌株においてもわずかではあるが活性がみられ、いずれか1つのベプチダーゼを復帰させた菌株でも活性は回復し、PepBを復帰させた菌株では最も大きく活性が回復した。これより、これら4つのPepすべてが大腸菌内でCGascとして機能しており、その中でもPepBが最も良く機能していることがわかった。さらにこの4つのPep以外にも菌体内に未知のCGaseが存在する可能性が示された。大腸菌K-12株において、ジペプチドを細胞質内に取り込む系として、OppAオペロンの産物によるもの、OppEオペロンの産物によるもの、Dppオペロンの産物によるものが知られている。これまでにdppA::Tn10とoppE欠損株を準備できていたので、まずOppA::kan変異株の作製を遺伝子破壊法によって行った。

,また、3種類のペプチド取り込み系欠損変異を組合わせた株(いずれか1つの取り込み系を欠損したもの3つ、2つを欠損したもの3組、3つすべてを欠損したもの)をP1ファージを用いた一般形質導入法により作製した。システイニルグリシナーゼ活性を持つペプチダーゼのうち、アミノペプチダーゼA,NとジペプチダーゼDについては、これまで様々な研究がなされているが、残りのアミノペプチダーゼBについては精製酵素の性質についても全く研究がされていなかった。昨年度、ロイシンアミノペプチダーゼ活性を指標として、精製過程で金属イオンを添加せずにペプチダーゼBを単離し、補欠金属イオンの分析を行った。ペプチターゼBはMn^<2+>によって活性化されるが、本精製酵素はZn^<2+>をMn^<2+>の10倍以上含有していた。しかし、ペプチダーゼBのサブユニット100コにつき数個しかZn^<2+>が入っていない結果であった。通常、金属ペプチダーゼは精製過程でも補欠金属イオンを失うことはないが、この酵素は精製段階で活性を急激に低下させることと併せて、金属イオンを弱くしか結合していないものと考えられた。そこで、今年度はpmal-c2ベクターにアミノペプチダーゼB遺伝子を挿入し、細胞質内にマルトース結合タンパクとプロテインフュージョンした形でアミノペプチダーゼBを発現させ、無細胞抽出液からアミロースカラムを用いて1段階の精製により、マルトース結合タンパク融合アミノペプチダーゼBを得、含有金属イオンの分析を行った。本標品の比活性は0.14U/mgと昨年度の標品の30倍近くの比活性があったにもかかわらず、Zn^<2+>とMn^<2+>の含有量はほぼ同じで、Zn^<2+>もMn^<2+>もサブユニット100コにつき数個ずつしか入っていなかった。よって、本来この酵素が含有している補欠金属が何かと言うことは結論づけられないが、含有金属イオンが周りの環境によって簡単に変化することから、その環境に応じて酵素活性も変化しているものと考えれられる。GGTは、古くからセリンプロテアーゼのようにアシル酵素中間体(GGTの場合はγ-グルタミル酵素中間体)形成を経て進行するとされており、小サブユニット内のOH基を持つアミノ酸残基が活性中心であろうとされてきた。しかし、化学修飾剤や部位特異的変異法による多くの研究にもかかわらず、活性中心残基を特定するに至っていなかった。筆者らはグルタミン酸アナログである新規なアフィニティーラベル化剤を用いて、これまでに1次構造の分かっているGGTおよび類似の酵素において完全に保存されている小サブユニットN末端のThr残基が活性中心であることを明らかにした。この化合物は酵素反応に伴って活性残基に不可逆的に結合し、安定なホスホン酸モノエステルを形成し、GGTを失活させた。アフィニティーラベルしたGGTと未修飾のGGTをそれぞれ逆相HPLCにより大サブユニットと小サブユニットに分離した後、イオンスプレー質量分析器で分析したところ、小サブユニットの質量数がラベル化剤1分子分大きくなっており、これまでの報告と同様、小サブユニットに活性中心があることが分かった。小サブユニットをリシルエンドペプチダーゼで切断後、LC-MSで分析したところ、小サブユニットのN末端ペプチド断片がラベルされていた。
オートファジーによる腎臓でのWNKキナーゼおよび血圧・電解質制御機構の解明

オートファジーを可視化できるGFP-LC3マウスを用いた、腎臓でのオートファジー誘導の確認では、飢餓や脱水の刺激条件でその誘導を確認することができた。遠位ネフロン特異的Atg5ノックアウトマウスの作製については順調に進行した。Atg5 Flox/Floxマウスと遠位ネフロンでCreリコンビナーゼを発現するKsp-cadherin-Creマウスと掛け合わせ、同部位でオートファジーが障害されるマウスの系列を樹立できた。同部位でp62/SQSTM1 (p62)の蓄積が確認できたが、仮説に反して、KLHL3やWNK4については、予想していたオートファジーの障害による蓄積は指摘できなかった。オートファジー誘導を確認した飢餓・脱水の刺激条件でこれらの動きを観察したが、特にWNK4やKLHL3、下流のNCC、NKCC2などに顕著な変化を指摘することはできず、オートファジーによるWNK4を中心としたカスケードの調節は、補助的・代償的な機構である可能性が示唆された。併せてKLHL3 KOマウスの解析も行い、腎臓での選択的オートファジーの生理的意義の検索を試みた。CRISPR/Cas9システムを用いたp62ノックアウト細胞系列の樹立については、比較的順調に進行し、複数のホモノックアウト細胞系列の樹立を行うことができた。これらについて、WNK4とKLHL3を強制発現してWTの細胞系列のものと比較すると、両者の増加が確認され、強制発現のような非生理的にWNK4が増加してしまうような条件下では、p62依存性選択的オートファジーによる調整が機能することが示唆された。このデータは国際学会での発表した。平成29年度からの森の頭脳循環を加速する戦略的国際研究ネットワーク推進プログラムによる海外派遣が決定したため、誠に残念ながら同年度の研究は中断せざるを得なくなり、交付申請を辞退した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
東アジアにおける地域の環境に調和した持続的生物生産技術開発のための基盤研究

研究班1(熱帯湿地林地域サブチーム)は、研究対象地をタイ・ナラチワに設け、リーダーを含め7名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、熱帯湿地林地域における生物生産性の維持メカニズムの解明と環境修復技術の開発という研究課題に取り組んだ。本年度は、砂質土壌でのフタバガキ科樹木等の試験造林と後背湿地に自生するメラル-カの環境ストレス反応に関する研究、自然湿地林および荒廃地での炭酸ガス等の環境動態の研究、湿地の環境ストレスに対するイネの反応に関する研究などを行った。砂質土壌の畑地・牧草地としての利用の可能性を検討することが課題である。研究班2(熱帯雨林丘陵林地域サブチーム)は、研究対象地をマレーシア・サラワク州ランビルに設定し、リーダーを含め8名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、丘陵性熱帯雨林生態系の生物相互作用の生態生理機構の解明と持続的生物生産技術の開発という研究課題に取り組んだ。本年度は、気象がShoreaの結実に及ぼす影響に関する調査等の大規模生態観測区を用いた研究を行った。さらにバカム造林試験区を新たに設置し、焼畑により失われた森林の再生に関する研究に着手した。試験造林に供する樹種や苗の供給法等の検討が今後の課題である。研究班3(砂漠化防止サブチーム、塩類土壌サブチーム)は、研究対象地を中国黄土高原および中国黄・准・海平原に設け、リーダーを含め14名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、中国黄土高原・安塞地区の砂漠化防止および中国・三河平原の塩類土壌改良に関する研究という研究課題に取り組んだ。本年度、砂漠化防止サブチームは、黄土は侵食がおこりやすいが水分収支が適正であれば優れた物理性をもっており生産性が高いことを明らかにし、雑草植栽試験により選抜された種を定植し荒廃した山地の土壌侵食を抑えるべく研究を行った。コムギ品種の導入法や住民に利する森林再生法の開発が今後の課題である。また塩類土壌サブチームは、貯水池造成の影響の予備調査や作物・牧草・果樹の選抜試験、ビ-トの栽培試験、塩類の溶脱と集積機構の解析、水稲と陸稲の栽培試験を行った。塩類除去のための家畜飼育法が今後の検討課題である。平成8年度は研究班3を砂漠化防止サブチームと塩類土壌サブチームの2つの研究班に分割して研究を推進する。研究班4(赤色酸性土壌サブチーム)は、研究対象地をインドネシア・南スマトラに設け、リーダーを含め6名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、赤色酸性土壌地帯における持続的生物生産の回復と維持に関する技術開発という研究課題に取り組んだ。本年度は、土地利用形態毎の諸微生物活性、植生被覆の表層土壌侵食防止効果等の研究と、研究圃場にコーヒー栽培の試験地を設定した。コーヒー以外の生物生産法の開発が今後の課題である。研究班5(基盤技術研究チーム)は、リーダーを含め24名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、新しい枠組みによる持続的生物生産に関する基礎研究に取り組んだ。本研究班は、4つのサブチームに組織され、それぞれ新植物開発、共生生物機能、地域資源利用、土地生産力評価の研究課題に対して、基盤的な研究を展開しつつある。今後は他の現地適応研究を行っている研究班の会議に参加し、より密接に連絡をとりあい、協力して研究を進めることが今後の課題である。これらの成果は1996年2月の研究成果報告会で報告され、全研究分担者と多くの研究協力者の参加のもとで、情報の交流と議論を行った。また1996年2月に本研究の概要を載せたニューズレターを発行した。さまざまな手段により、より広く成果を公開することが、今後の課題である。

本年度、砂漠化防止サブチームは、黄土は侵食がおこりやすいが水分収支が適正であれば優れた物理性をもっており生産性が高いことを明らかにし、雑草植栽試験により選抜された種を定植し荒廃した山地の土壌侵食を抑えるべく研究を行った。コムギ品種の導入法や住民に利する森林再生法の開発が今後の課題である。また塩類土壌サブチームは、貯水池造成の影響の予備調査や作物・牧草・果樹の選抜試験、ビ-トの栽培試験、塩類の溶脱と集積機構の解析、水稲と陸稲の栽培試験を行った。塩類除去のための家畜飼育法が今後の検討課題である。平成8年度は研究班3を砂漠化防止サブチームと塩類土壌サブチームの2つの研究班に分割して研究を推進する。研究班4(赤色酸性土壌サブチーム)は、研究対象地をインドネシア・南スマトラに設け、リーダーを含め6名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、赤色酸性土壌地帯における持続的生物生産の回復と維持に関する技術開発という研究課題に取り組んだ。本年度は、土地利用形態毎の諸微生物活性、植生被覆の表層土壌侵食防止効果等の研究と、研究圃場にコーヒー栽培の試験地を設定した。コーヒー以外の生物生産法の開発が今後の課題である。研究班5(基盤技術研究チーム)は、リーダーを含め24名の研究分担者とその他の多くの研究協力者により、新しい枠組みによる持続的生物生産に関する基礎研究に取り組んだ。本研究班は、4つのサブチームに組織され、それぞれ新植物開発、共生生物機能、地域資源利用、土地生産力評価の研究課題に対して、基盤的な研究を展開しつつある。今後は他の現地適応研究を行っている研究班の会議に参加し、より密接に連絡をとりあい、協力して研究を進めることが今後の課題である。これらの成果は1996年2月の研究成果報告会で報告され、全研究分担者と多くの研究協力者の参加のもとで、情報の交流と議論を行った。また1996年2月に本研究の概要を載せたニューズレターを発行した。さまざまな手段により、より広く成果を公開することが、今後の課題である。
メチシリン耐性ぶどう球菌(MRSA)母子感染及び院内感染の分子疫学的解析

小児科領域におけるメチシリン耐性ぶどう球菌(MRSA)感染症は、未熟児・新生児や免疫不全状態の小児を死に至らしめる感染症として重要であるばかりでなく、院内感染菌として重要であり、実際新生児室(NICU)を含む病棟内でしばしば検出される。当科NICUにおいて最近流行がありこの流行に対し、(1)毒素産生性を検討し感染菌のプロフィールを明かにし、(2)プラスミッド型による検出菌の異同から感染経路を同定し、(3)DNAフィンガー・プリンテイング法による感染経路の詳細な同定、を行った。この結果、NICUから得た4株のMRSAは全て同一株であり、同じ時期に乳児室で検出された4株とはまったく異なることが判明した。ついで最近の施設内MRSAの動向を検討するため、横浜市内の未熟児3施設より82株のMRSAを得て、当科で確立した毒素産生能、プラスミッド型判定、PCR法によるExfoliative toxinの検出、DNAフィンガー・プリンテイング法などを用い検討を行った。この結果、Coagulase II型、Enterotoxin CならびにTSST-1産生株がどの施設でも多く検出され、現在の流行株の現況が明かにされた。とくにExfoliative toxinは1株あり、A型であった。またプラスミド型やDNAフィンガープリンテイング法では、個々の株に共通性は認められなかったが、D型プロテアーゼ産生・TSST-1陽性・Enteritoxin C産生の株が検出され、このような型のMRSAが院内感染の主流株にならないような対策が必要であることが痛感された。