hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間分解偏光分光による光励起状態の動的過程の研究

本年度は、前者については、KCl中のF中心に対する時間分解共鳴二次発光スペクトルの励起エネルギーおよび温度依存性を行うことにより、F中心の通常発光(OL)領域内で生じるホットルミネッセンス(HL)の直線偏光度(P)消失とHL強度の増大の原因を調べた。その結果、OL領域内で見られるHLをOL領域内においてもHL領域とほぼ同じP値を持つ発光(すなわち2pポテンシャル面を一方向に落下する際に発するHL)と2pポテンシャルの底に緩和し完全にPを消失した発光(すなわち2pポテンシャルの底からのOL)とに分離することができた。この結果は、萱沼による2pポテンシャルのみを考慮したF中心のHLの時間分解シミュレーションの様態とも良く似た結果となった。このようにピコ秒測定ではあるが、時間分解偏光分光を行うことにより、サブピコ秒領域に踏み込んだ解析が行えることを示した。これらの結果は、今夏開催されるルミネッセンス国際会議においても報告する予定である。後者については、真空熱処理による水素脱離させた試料に見られる青緑色および赤色発光の発光バンドおよびバンド内における励起偏光メモリーの変化について得られた実験結果を説明するため、局在エキシトンモデルにトンネルおよびフォノンによる効果を考慮したモデルを提唱し、さらにその半定量的な解析を行っている。
家族ケアリングの構造分析-家族変動論の視点から-

本調査の目的の1つは、家族ケアリングの類型の析出とその分布の把握である。第2に、各々の類型の実態と問題を、家族変動とジェンダーの視角から比較検討することである。調査は、北海道のH市の2つの組織:「ぼけ・ねたきり老人を支える会」の会員および社会福祉協議会のホームヘルプサービスを受けている家族介護者:の182名にアンケート調査を行ない、さらにその中から53名に面接調査を行なった。アンケートの回収は112名、回収率は61.5%であった。以下の知見を得た。1、家族内地位やジェンダー及び世代の異なる12のケアリング類型が得られた。主要な類型は、娘-母ケアリング22.3%、妻-夫19.7%、夫-妻17.8%、嫁-義母17.8%である。その他、息子-母、娘-父、嫁-義父の類型も数は少ないが析出された。以上から、嫁-義父母という伝統的な介護関係はもはや支配的ではなく多様な類型が拮抗していることが判明した。2、各類型の特徴。(夫婦間ケアリング)高齢社会において増加が見込まれる新しい介護関係である。子世代に依存せず、夫婦の愛情や義務に基づく。夫である男性も介護を避けられない。しかし老々介護のため、心身の負担および経済的負担は大である。施設介護に対しての強い抵抗感を持つ。(娘一実父母ケアリング)介護者および被介護者に最も好まれる新しい介護関係である。とりわけ娘と母は近代家族的親密性、互酬性により結び付いている。夫への遠慮もあるが、概して娘は介護条件の整備を主体的に行なう。公的サービスゃ制度への要求も高い。(嫁-義父母ケアリング)介護者および被介護者双方に最も好まれない伝統的な介護関係である。家規範や嫁規範に基づく「強制」に結び付いている。夫や規族の嫁介護規範も強いため、家族・親族の援助も少なく、公的サービスの利用も抑制される。長時間・孤独・重介護により介護者の生活が犠牲になりやすい。以下の知見を得た。2、各類型の特徴。1.1997年9月10日から20日まで、イギリスとスウェーデンに於いて、当該研究についてのレビューを受けた。当初の計画に加えてスウェーデンへ出張を行ったのは、高齢者のケアの公的責任を第1義的に追及してきたスウェーデンにおいては、後期高齢者割合の増加による介護ニーズの高まりと財源問題の調整手段として家族ケアのあり方への注目が高まっており、調査研究も活発化してきた段階だからである。そこでは、人々の予想を超えた量的・質的な家族ケアの比重の大きさが明らかにされた。スウェーデンの家族ケア研究の主たるイシューは、家族、国家、市場の役割分担のあり方である。これに対しイギリスにおいて1980年代に家族ケア研究をリ-ドしてきたのは、家族=女性=介護の問題構造を指摘したフェミニスト研究であった。その中で介護のジェンダー関係をめぐるモノグラフ的調査が蓄積されている。これらの研究は、家庭内部の介護関係が中心であったが、90年代初頭のコミュニティ・ケアか改革に伴い、ケアシステムの変容や政府のケア政策における家族介護の行方を問う研究も蓄積されてきていることがわかった。2.国内では、家族介護の類型の析出を試みた。函館市におけるホームヘルパーの派遣先が対象である。

すでに、夕張市と札幌市のサンプルで夫婦間介護のモノグラム調査を行っているので、次年度は函館市のサンプルでその他の介護関係も含めた調査研究を行う予定である。家族介護の類型毎の、介護をなりたたしめている要因分析や家族ケアと公的・専門的ケアの関係分析の中に、イギリスやスウェーデンの研究の視点をいかすことができる、と考える。98年度は、在宅介護者に対するアンケート調査および面接調査を実施した。函館市の「寝たきり・ぼけ老人を支える会」の会員、および、社会福祉協議会のホームヘルプサービスを利用している在宅介護者、という2つの母集団182名名に調査票を送付し、112名の有効回答をえた(回収率61.5%)。以下の知見を得た。1.家族介護者のジェンダー、続き柄、年齢等をクロスすると、多様なケアリング関係が浮かびあがった。介護者は女性が73.2%、男性が26.8%と、女性の方が多いが、男性も予想以上に多かった。配偶関係が38%、娘が30%、嫁が24.5%、息子が7.3%であり、全国平均に比べ、嫁介護は少なく、配偶者、娘が多い。2.介護者になった理由、経過、および介護の実態を、ジェンダー、ケアリング関係、家族規範等をクロスさせると、以下の類型が析出された。A伝統的モデル:嫁-義理親ケアリング。夫や親族のサポートが弱く、公的サービスや施設の利用も少なく、孤独な介護が多い。介護者はあきらめ、忍耐、夫や親族への恨みをかかえやすいB夫婦規範モデル:夫婦間ケアリング。夫の介護や子ども世代へ依存しない等、伝統的介護モデルと異なり、ジェンダー・家族規範において変化が見られる。しかし、夫婦間で閉じる傾向にあり、共倒れのリスクをはらむ。C社会的介護モデル娘-実親ケアリング。最も緊密な関係である。娘の意見が左右し、積極的に公的サービスを利用。夫および家族の理解もある3.調査では、BとCのモデルが多くみられた。これらは、高齢者夫婦家族割合の急増、3世代家族による老親扶養・介護規範の希薄化、近代・核家族規範の拡大等、日本の今後の家族の変動下の新しいケアリングモデルである
インテグリンリガンドDANCEの血管老化における役割

弾性線維は、伸び縮みする臓器・組織(動脈・肺・皮膚など)に多くあって、その弾性を担っている。特に動脈では、脈圧を吸収するために弾性線維は弾性板という構造を作り重量の半分を占めている。老化によって動脈は硬くなり脈圧は増加するが、その多くは弾性線維の劣化・断裂が原因である。しかし弾性線維の形成機構も老化に伴う劣化や断裂の原因も理解が進んでいない。我々は発生期の動脈に多く発現するDANCE/fibulin-5というインテグリンリガンドをクローニングし、そのノックアウトマウスを作成したところ、全身の弾性線維がばらばらになっていることを見出した。このためDANCE遺伝子欠損マウスの表現型はヒトの老化に非常に類似しており、皮膚は弾性が無く垂れ下がり、肺気腫を来たし、動脈は蛇行して硬化していた。すなわち、DANCEは弾性線維形成に必須のタンパクである。本研究では、老化によっておこるDANCEの量的変化が弾性線維・弾性板の機能低下につながっているのではないかという仮説を検証するため、組織中のDANCEタンパク量の加齢による変化を調べることを目的とする。大動脈では、若いマウスと老齢マウスの間で約50%のDANCEタンパク量減少を認めた。しかし正常マウスでは老齢になっても大動脈の硬化はおこらないため、DANCEの減少と動脈中膜の硬化に関連があるかどうかは結論できなかった。動脈中膜の硬化をおこすモデルを探し、さらなるDANCEの変化がないかを調べる予定である。皮膚では興味深いことに老齢マウスにおいてDANCEタンパクの切断を認めた。ヒトの皮膚組織でも加齢によってDANCEタンパクの切断と減少がともにおこっていることを確認した。以上より、加齢によるDANCEの切断や減少が組織弾性の低下と相関する可能性が示唆された。申請者は発生期の動脈に多く発現するDANCE(Developmental Arteries and Neural Crest EGF-like,またはfibulin-5)というインテグリンリガンドをクローニングし、そのノックアウトマウスを作成したところ、全身の弾性線維がばらばらになっていることを見出した。また、in vitroで発現したDANCEの一部がプロテアーゼで切断されていることも見出した。本研究では、DANCEタンパクの増減・プロテアーゼによる切断が老化に伴っておこり、弾性線維の変化につながるのではないかという仮説を検証することを目的とする。この目的のため、まずヒトDANCEの全長型・切断型両方を認識するポリクローナル抗体を作成した。この抗体を用いてさまざまなヒト皮膚組織のウェスタンブロットを行い、加齢によって皮膚のDANCEタンパク量が著減することを見出した。興味深いことに、顔面以外(臀部など)の皮膚ではDANCEタンパクが保たれていた。加齢によるDANCE量の減少は、全長型・切断型ともにおこっていたが、全長型は特に少なくなっていた。インテグリンリガンドDANCEの遺伝子欠損マウスは全身の弾性線維がばらばらになっており、DANCEが弾性線維の形成に必須であることがわかった。本研究では、DANCE

タンパクの増減・プロテアーゼによる切断が老化に伴っておこり、弾性線維の変化につながるのではないかという仮説を検証した。若年及び老齢のマウス皮膚組織中のDANCEタンパクをウエスタンブロットで検出したところ、若年マウス皮膚では全長のDANCEがほとんどであったが、老齢マウス皮膚ではDANCEの大部分が切断されて分子量が小さくなっていた。このDANCE切断は培養細胞においてもおこっており、セリンプロテアーゼ阻害剤によって完全に阻害できた。切断部位のアミノ酸配列をエドマン分解によって解析し、リコンビナント切断型DANCE蛋白を作成した。リコンビナントDANCE存在下で細胞を培養すると弾性線維が形成されるDANCE依存的弾性線維形成アッセイ系を作成し、全長DANCE蛋白と切断型DANCE蛋白の作用を比較したところ、切断型DANCE蛋白には弾性線維形成誘導活性がないことがわかった。すなわち、生体内及び培養細胞でおこっているDANCEの切断は、DANCEの弾性線維形成能の不活化であると考えられた。ヒト皮膚においてもDANCEの切断は確認されたが、加齢によって全長型・切断型DANCEともに減少していた。マウス大動脈においては加齢によって組織中DANCEタンパク量が半分近くに減少していたが、血管の硬化はおこっていなかったため、半分のDANCE量でも弾性板の維持には十分であると考察された。
癌細胞と腸間膜由来中皮細胞の相互作用により誘導される新規プロテアーゼの精製

本研究は、腹水肝癌AH109Aと腸間膜由来中皮細胞を共培養した際に誘導されるマトリックスメタロプロテアーゼを精製し、その性質を明らかにすることを目的とした。本酵素の精製に取り掛かる前に、その性質を詳細に再検討したところ、誘導される酵素は約62kDaのmajor bandと約68kDa、58kDaのminor bandの3種であることが明らかとなった。またあらかじめ有機水銀などの活性化剤とインキュベートした後に酵素活性を調べたところ、68kDaのものが58kDaのものに変換され、一方約62kDaのものが活性を失うことが確認された。そこで本酵素の基質特異性を再び検討するため、ゼラチン、TypeIコラーゲン、TypeIVコラーゲン、カゼインを基質としたZymographyを行ったところ、すべての分子量のものがカゼイン以外の基質に対して極めて強い分解活性を示した。しかしコラーゲンは温度によりその立体構造がゆるみ部分的にゼラチン化することが知られている。そこで、今回観察されたコラーゲン分解活性が部分的なゼラチン化により観察されたものかどうかを明らかにするためZymographyのインキュベート温度を低くしたところ、TypeIコラーゲン分解活性が消失した。以上の結果は、本酵素が活性型72kDa TypeIVコラゲナーゼと別の酵素の混合物である可能性を示唆している。そこで現在は72kDa TypeIVコラゲナーゼ抗体を用いて、確認を行ってる。一方、本酵素が誘導される機構に関しては、両細胞が接触することが必須であることを明らかにした。現在は、癌細胞の膜成分のみで誘導が起こるかを検討している。ここまでに明らかにされた事実は、癌細胞が正常細胞と接触した際に正常細胞側からのプロテアーゼの分泌を促進するという現象が起きていることを示唆しており、今後本酵素のcharacterizationとともに誘導機構を解析することで癌転移の分子機構の新たな一端が解明される可能性が考えられる。
環境変化にシンクロナイズして結合・放出をする物質輸送システムの構築

特定の分子と強く結合するばかりでなく、目的の場所で結合していた分子を速やかに放出できることが物質輸送システムを構築する上で重要であり、この機能は、薬物を輸送するドラッグ・デリバリ・システムには不可欠な機能である。そこで、協同作用により基質結合能を強化するばかりでなく、周囲の環境変化にシンクロナイズさせてその協同作用強度を変化させることが可能な官能基を導入した機能性ホスト分子を構築し、特定の分子と強く結合するばかりでなく、目的の場所で結合していた分子を速やかに放出できる効率的な物質輸送システムを構築することが本研究の目的である。シクロデキストリン(CD)の1級水酸基側を疎水化した後に、2級水酸基側でCDを二量化することにより液膜輸送を効率よく行うためのキャリアー分子を合成した。得られたキャリアー分子を使って、糖類を2つの水層に挟まれた疎水的な有機液膜を通過させる液膜輸送実験を行った。親水性の高い糖類は有機液膜を通過できないが、今回合成したキャリアー分子を液膜に存在させておくことにより、効率的な液膜輸送が可能となった。これは、CDの2級水酸基側の水素結合が、有機液膜内と水層/有機液膜界面で、ON/OFFをすることにより、糖類を包接・放出し、効率の良い液膜輸送が可能になったためと考えられる。そこで、CDの2級水酸基側の水素結合能を^1H-NMRを利用することにより詳細に解析した。3位の水酸基水素は隣接するグルコース残基の2位の水酸基酸素と水素結合をしていることが分かった。この結果からCDダイマー(2)は、糖類と2位の水酸基水素との間で水素結合をして結合していると思われる。そこで、水素結合を強固にするために2位の水酸基の位置に官能基を導入たさらに効果的なキャリアー分子の構築も行った。環状オリゴ糖であるシクロデキストリン(CD)を二量化し、連結した2つのCD空洞に協同的に基質を包接させることにより、高活性で基質選択的な触媒反応を起こさせることが可能であることを、これまでに見出している。この協同作用の強度を、周囲の環境変化にシンクロナイズさせて変化させることができれば、効率的な物質輸送システムを構築することが可能である。すなわち、協同作用により基質結合能を強化するばかりでなく、周囲の環境変化にシンクロナイズさせてその協同作用強度を変化させることが可能な官能基を導入した機能性ホスト分子を構築し、特定の分子と強く結合するばかりでなく、目的の場所で結合していた分子を速やかに放出できる効率的な物質輸送システムを構築することが本研究の目的である。初年度にあたる本年度は、協同作用を調節する官能基としてアミノ基を選び、シクロデキストリンの二級水酸基側に多数のアミノ基を導入することを試みた。また、本研究の目的を達成させるためのホスト分子の基本骨格となるシクロデキストリン分子の二級水酸基側の水素結合能について、^1H-NMRを利用することにより、.詳細に解析し、シクロデキストリンの自己組織化の関する基礎的知見を得た。

すなわち、協同作用により基質結合能を強化するばかりでなく、周囲の環境変化にシンクロナイズさせてその協同作用強度を変化させることが可能な官能基を導入した機能性ホスト分子を構築し、特定の分子と強く結合するばかりでなく、目的の場所で結合していた分子を速やかに放出できる効率的な物質輸送システムを構築することが本研究の目的である。昨年度の研究成果を基に、CDの1級水酸基側を疎水化した後に、2級水酸基側でCDを二量化することにより液膜輸送を効率よく行うためのキャリアー分子を合成した。得られたキャリアー分子を使って、糖類を2つの水層に挟まれた疎水的な有機液膜を通過させる液膜輸送実験を行った。親水性の高い糖類は有機液膜を通過できないが、今回合成したキャリアー分子を液膜に存在させておくことにより、効率的な液膜輸送が可能となった。これは、CDの2級水酸基側の水素結合が、有機液膜内と水層/有機液膜界面で、ON/OFFをすることにより、糖類を包接・放出し、効率の良い液膜輸送が達成できたと考えられる。環状オリゴ糖であるシクロデキストリン(CD)を二量化し、連結した2つのCD空洞に協同的に基質を包接させることにより、高活性で基質選択的な触媒反応を起こさせることが可能であることを、これまでに見出している。この協同作用の強度を、周囲の環境変化にシンクロナイズさせて変化させることができれば、効率的な物質輸送システムを構築することが可能である。昨年度合成したキャリアー分子の物質輸送特性を引き続き検討した。そして、これまでの研究成果を基に、CDの1級水酸基側を疎水化した後に、2級水酸基側でCDを二量化し、さらに、2級水酸基側に多数のアミノ基を導入し、pH変化により基質結合能を変化できるキャリアー分子の合成を行った。同様に、多数のカルボキシル基を有するキャリアー分子の合成も試みた。得られたキャリアー分子の結合能のpH依存性について検討を行い、pH依存的な結合特性の確認をし、周囲の環境変化にシンクロナイズした物質輸送システムの可能性を確認した。
巨大格子結晶用X線強度データ収集システムの開発

1)実験室における最適X線強度データ収集系の開発迅速な自動測定が可能な広い受光面をもつ回折計を理学電気(株)と開発すると共に、超高輝度X線発生装置と点収束光学系、及び試料低温装置からなる実験室X線強度データ収集系を構築した。A)位置分解能と向上と測定限界分解能の拡大:焦点寸法0.1mm(0.1mm×1.0mm)の集光光学系:300mm×300mmの受光面と大型カメラ半径:ヘリウムパスによるバックグラウンドの抑制、B)X線の高出力と高輝度化:直径250mmの大型回転対陰極:高速回転:9000rpmの回転数、C)結晶の安定化:100Kの試料低温技術2)実験室における最適X線強度データ収集系の適用開発した上記システムを以下の構造解析に適用し、その有効性を確認した。A)タンパク質-DNA複合体結晶:マウス由来の転写因子IRF-2のDNA結合ドメインとDNAオリゴマーとの複合体結晶を、MIR-MRより位相決定した(東大医・谷口維紹教授との共同研究)。酵母由来のリン酸代謝系の転写因子PHO4のDNA結合ドメインとその認識配列DNA(PHO5遺伝子のUASp2)との複合体の結晶構造を分解能2.8Åで決定した。また、分裂酵母由来のAP-1様転写因子PaplのDNA結合ドメインとDNAオリゴマーとの高分解能(2Å以上)複合体結晶を作成して、MIRより位相決定した(京大理・柳田充弘教授との共同研究)。B)細胞内シグナル伝達タンパク質結晶:His-Aspリン酸リレーにおいて鍵となる機能構造モジュールの三次元構造を決定し、HPtドメインと命名した(名大農・水野猛教授との共同研究)。更に、リン酸化HPtドメインに対してフォスファターゼ活性をもつ蛋白質として水野(名大農)らにより世界に先駆けて単離されたSixAのMIRよる構造決定に成功し、これがα/βフォールドを基本骨格とすることを見出した。また、真核細胞における細胞内情報伝達系での蛋白質間の分子認識機構を解明する目的で、低分子量G蛋白質RhoAの結晶を得て構造決定した(奈良先端・貝淵弘三教授との共同研究)。C)細胞外シグナル制御タンパク質結晶:マウス海馬cDNAライブラリーからクローニングされた新規セリンプロテアーゼであるニューロプシンは記憶・学習の基礎過程である可塑性の形成に関与していることがわかっているが、その結晶構造を決定した(奈良先端・塩坂貞夫教授との共同研究)。高真空を実現するターボポンプ、オイルシール部のオイル溜の形状変更及びメカニカルシールを装備した超高輝度X線発生装置を設置した。ターゲットの直径は250mmで、9000rpmの回転数を実現するとき、負荷に対する輝度は35kW/mm^2までに高めることが可能である。光源の焦点寸法を0.1mm(0.1mmx1.0mm)とし、第一ミラーを垂直に、第二ミラーを水平に配置した光学系を設置し、Heチャンバーへ収めた。

また、300mmx300mmの面積をもつイメージングプレート(IP)を採用した検出器を開発した。これは従来の汎用されていたIPの2.25倍の受光面をもつ。ベルト上に張り付けられた2枚のIPは、一方が平面状となり受光するとき、他方は円筒状となり回転軸上のレーザ光源と検出器で強度が読みとられる。この新しい方式での1枚のIPの読みとり時間は3分であった。リゾチーム結晶で行った種々の予備実験では、結晶とIPフィルム間の距離は100mmとしたとき、分解能の測定限界は今回の測定システムでは1.66Å、従来型では2.0Åとなっている。もっとも大きい差はR(merge)に現れた。今回のシステムが4.5%であるのに対して、従来型は7.7%であった。従来型の露光時間を長く(2-3倍)して、両者の強度を同程度にして測定の完全性(completeness)を同一にしてもこのR(merge)の差はなくならなかった。蛋白質と核酸を含む巨大な構造体結晶を念頭に、超高輝度X線発生装置と点収束光学系、迅速な自動測定が可能な広い受光面をもつ回折計、及び試料低温装置からなる実験室X線強度データ収集系を構築した。1)位置分解能と向上と測定限界分解能の拡大集光光学系:焦点寸法は0.1mm(0.1mm×1.0mm)カメラ半径と受光面の拡大:300mm×300mmバックグラウンドの抑制:ヘリウムパス2)X線の高出力と高輝度化回転対陰極の大型化と高速回転:直径250mm、回転数9000rpm3)結晶の安定化:試料低温技術:100Kこのデータ収集系での1枚のIPの読みとり時間は3分となった。消去や移動等に約1分要す。リゾチーム結晶で行った種々の予備実験(結晶とIPフィルム間の距離は100mmとしてあり、このときの分解能の測定限界は、今回の測定システムでは1.66Å、従来型では2.0Åとなっている)では、従来のデータ系と比べてももっとも大きい差はR(merge)に現れた。今回のシステムが4.5%であるのに対して、従来型は7.7%となっている。今回の予備実験では1.5%-2%の差が残っている。巨大な構造体結晶は回折能が弱く、モザイク性も大きい。また、大格子になりやすく、回折の異方性も大きい。更に、結晶は非常に不安定で、些細な条件変化に対して、すぐにその回折能を失う。これらの結晶を用いた時の、今回構築したX線強度データ収集系の真価は来年度判断する。1)実験室における最適X線強度データ収集系の開発迅速な自動測定が可能な広い受光面をもつ回折計を理学電気(株)と開発すると共に、超高輝度X線発生装置と点収束光学系、及び試料低温装置からなる実験室X線強度データ収集系を構築した。A)位置分解能と向上と測定限界分解能の拡大:焦点寸法0.1mm(0.1mm×1.0mm)の集光光学系:300mm×300mmの受光面と大型カメラ半径:ヘリウムパスによるバックグラウンドの抑制、B)X線の高出力と高輝度化:直径250mmの大型回転対陰極:高速回転:900rpmの回転数、C)結晶の安定化:100Kの試料低温技術
性差に基づいた胃発癌抑制の試み

女性ホルモンが胃癌発症に対し予防的に作用する可能性が示唆されており、選択的エストロゲン受容体作動薬のラロキシフェン(RAL)を用いて、胃癌発症の抑制効果について検討した。INS-GASマウスを4群(1非感染対照群、2非感染RAL投与群、3ヘリコバクターピロリ(HP)感染群、4HP感染RAL投与群)に分けて検討を行った。HP感染RAL投与群はHP感染群と比較して胃炎が抑制される傾向にあった。HP感染に関わらず、胃組織のTNF-αのmRNAレベルはRAL投与群で低い傾向にあった。RALは動物実験モデルにおいて、胃炎に対し抗炎症性に作用し、胃発癌において予防的に作用する可能性が示唆された。胃癌罹患率には性差が認められ、男性の方が有意に高い。疫学的研究においても女性ホルモンが胃癌発症に対し予防的に作用する可能性が示唆されている。申請者はこれまでに胃発癌動物実験モデルを用いて女性ホルモンのエストロゲンが胃炎と発癌に対して抑制的に作用していることを報告した。本研究では、1動物実験モデルで確認されたエストロゲンによる胃発癌抑制作用メカニズムの解析を継続し、2選択的エストロゲン受容体モジュレーターを用いた胃癌の予防、及び治療への新しいアプローチを検討する。選択的エストロゲン受容体モジュレーター(SERM)として本研究では骨粗しょう症薬として使用されている塩酸ラロキシフェンを選択した。塩酸ラロキシフェンのH,pylori感染による胃発癌への予防効果を検討する。塩酸ラロキシフェンの1日投与量を100μg/bodyとへの設定し、90日間のslow releasing pelletを作成した。マウス100μg/bodyの投与はヒト投与量の約2-3倍と換算される。マウスはH,pylori感染により胃発癌を来す、ガストリントランスジェニックマウス(INS-GASマウス)を用い、1塩酸ラロキシフェン投与群2塩酸ラロキシフェン2倍量投与群3非投与群を作成し、それぞれH.pylori感染・非感染に分けて、実験計画を作成した。各群は6-10匹構成し、現在感染実験を遂行中である。次年度に解剖と解析を行う予定である。【研究目的】胃癌罹患率には性差が認められ、男性の方が有意に高いとされており、疫学的研究においても女性ホルモンが胃癌発症に対し予防的に作用する可能性が示唆されている。これまでにINS-GASマウスモデルにおいてエストロゲンによる胃発癌抑制効果が確認されており、今回は選択的エストロゲン受容体モジュレーターの1種であるラロキシフェン(RAL)を用いて、胃癌発症の抑制効果について検討した。【方法】雄INS-GASマウスに対して、ヘリコバクターピロリ菌感染を生後10週に行い、引き続きRALは皮下埋め込みペレットを用いて、1日当たり100μgを180日に渡って投与を行い、対照群も作成してマウスを4群に分けて動物実験を行った(1非感染対照群、2非感染RAL投与群、3HP感染群、4HP感染RAL投与群)。RAL投与終了時に各群の解剖を行い解析した。【結果】各群間においてマウスの体重に差は認められなかった。病理組織学的検討ではHP感染群は非感染対照群と比較して胃粘膜の炎症やdysplasiaが高度であった。一方、HP感染RAL投与群はHP感染群と比較して胃粘膜の炎症やdysplasiaが抑制される傾向にあった。胃組織におけるTNF-αのmRNAレベルを測定したところ、HP感染RAL投与群はHP感染群と比較して低い傾向があった。また、非感染RAL投与群と非感染対照群と比較では非感染RAL投与群におけるTNF-αレベルは有意に低値であった。【結果】RALは動物実験モデルにおいて、胃炎に対し抗炎症性に作用し、その結果、胃発癌において予防的に作用する可能性が示唆された。【研究目的】胃発癌における性差のメカニズムを検討し,治療・予防に応用する。【研究方法】H.pylori感染胃発癌マウスモデルを用いて,これまでに17βエストラジオールが胃発癌抑制効果を示すことを報告した。今回は骨粗鬆症に対する治療薬として使用されている選択的エストロゲン受容体モデュレーター(SERM)を胃発癌マウスモデルに投与し,その胃発癌抑制作用を検討する。【研究計画と結果】3年計画の初年度は有効血中濃度を得るための投与方法を検討した。食餌に混入しての経口投与は,マウスの摂餌量と血中濃度の関係の評価が困難であり,施行は難しいと判断した。

皮下注射による投与法は水に不溶性などの同様な性質をもつエストロゲンα受容体作動薬のPPTを用いて予備実験を行った。卵巣摘出マウスに対してPPTをDMSOで溶解後にcorn oilで希釈して皮下注射を3カ月間行い,そのPPTの投与効果を子宮重量を対照群(卵巣摘出マウス)と比較した。PPT投与マウスの子宮重量は対照群比較して高い傾向にあったが,その効果は限定的であった。また,希釈溶媒のcorn oilが皮下に多量に貯留し,薬剤の吸収不良をきたしたものと考えられ,本方法は長期投与には適さないと判断した。故に,以前の研究で良好な薬剤血中濃度と臨床効果が得られていたtime release pelletによる皮下投与法を調整する方針とした。本研究で使用するSERMのtime release pelletは市販されていないものの,custom pelletとして特別作成を依頼した。SERMのラロキシフェンのtime release pellet用いて,次年度に本実験を遂行する。塩酸ラロキシフェンを投与しても、現在の時点でマウスに副作用は認めらておらず、感染実験は順調に遂行されている。本研究を遂行するにあたり,重要なことは十分にかつ安定した血中濃度を維持できる薬剤の投与方法を決定することであり,経口投与法や皮下注射法では十分な結果が得られないため,time release pelletを皮下に埋め込む方法を選択した。これにより次年度は予定通り本研究を遂行することが可能である。長期の感染実験を終了し、解剖後解析を行い、塩酸ラロキシフェンによる胃発癌予防効果を分子生物学的、病理組織学的、免疫組織学的に評価・検討する。引き続き、塩酸ラロキシフェンのkey receptorと考える、ERβに対して注目し、ERβがどの様に発癌予防に影響しているのかを検討する。2年目にあたる本年度は予定通り,マウスへの薬剤の投与及びH.pylori感染を行い,約9カ月にわたる動物実験を遂行する。現時点は特に問題点は生じてはいない。感染実験を終了後解析を行い、分子生物学的(RT-PCRによる炎症性サイトカインの発現)、病理組織学的、免疫組織学的(Ki-67などの細胞増殖マーカー)に評価・検討する。引き続き、短期の動物実験にて、ERβのagonistであるDPNの胃発癌予防効果を評価したい。本研究に使用するtime release pelletはcustom pelletであり,一般には市販されてはいない。故に,作成に数週間の時間とコストがかかる。そのためあらかじめ本年度の費用をpellet用に確保している。次年度は感染実験の遂行し,解剖と解析の開始を始める段階と推測され,試薬等に研究費を使用する予定である。
悪性高熱症の診断と発症機序に関する研究

全身麻酔の重篤な合併症である悪性高熱症の原因は、骨格筋内におけるカルシウム代謝異常であることがほぼ明らかになってきた。本研究の基盤となる骨格筋のスキンドファイバー法は、骨格筋内カルシウム動態(1.筋小胞体からのカルシウム誘発性カルシウム遊離速度(Calcium-induced Calcium releaserate,CICR rate)、2.筋小胞体へのカルシウム取り込み、3.収縮系蛋白に対するカルシウム感受性)を独立的に測定でき、同疾患の診断に応用されている。本研究では、同疾患が疑われた患者および家族さらに悪性高熱症類似疾患(ミオグロビン尿症、高クレアチンキナーゼ(CK)症患者など)患者から摘出(生検)した骨格筋におけるスキンドファイバー法による骨格筋内のカルシウム動態の検査結果を集積し、臨床面からの疑問点のひとつに答えた。また、いくつかの神経筋肉疾患における骨格筋内のカルシウム動態も検討し、一部疾患での異常を見いだした。次に、動物(モルモット)の除神経筋では、スキンドファイバー法にて、筋細胞内のカルシウム動態異常に基づく薬物(キサンチン誘導体であるカフェインおよび揮発性吸入麻酔薬であるハロセン)への感受性の変化を見いだし、欧米で悪性高熱症診断に行われているカフェイン、ハロセン筋収縮試験の不安定さの一因を示した。また、動物の骨格筋標本を用いて、麻酔中に使用される薬物(カルシウム拮抗薬など)のカルシウム動態への影響を検査し、本症患者への薬物投与の臨床的な安全性を検討した。(1)臨床的研究:全身麻酔の重篤な合併症である悪性高熱症と臨床的に疑われた患者の骨格筋内の異常が悪性高熱症と同じか否かの検討を行なった。全国から依頼のあった症例の骨格筋内のカルシウム動態異常の検索を目的とし、その結果悪性高熱症の症状の一つであるミオグロビン尿を示した患者、また高CK血症を示した患者では全く正常であった。麻酔中典型的な本症症状を示した患者ではカルシウム誘発性カルシウム遊離速度(CICR)の亢進が認められた。(投稿中)(2)骨格筋検査:本症の検査として骨格筋におけるスキンド・ファイバーを用いた方法が我が国では採用されている。欧米での全筋束を用いた検査は本症に特異的か否かが問題である。(A)動物実験(a)除神経筋動物:動物実験において除神経筋を作成し、骨格筋内の異常部位を同定した。つまりCICRは正常であり、筋小胞体へのカルシウムの取り込みも正常であったが、収縮系蛋白に対するカルシウムの感受性の亢進が認められ、この亢進は除神経後の日数依存性である事を示した。(投稿中)(b)カフェイン感受性試験:欧米での検査におけるカフェインに対する感受性の亢進も除神経筋において認められた。(投稿中)これらの結果により欧米における検査法では本症のみならず、除神経筋疾患も陽性となることが明かになった。(B)臨床研究:除神経筋疾患といわれるKennedy-Alter-Sung症候群ではCICRは正常であったが、収縮系蛋白に対するカルシウムの感受性の亢進が実証された事は全く新しい発見である。(投稿中)(3)カルシウム拮抗薬の骨格筋内カルシウム動態に及ぼす研究:臨床的に頻繁に用いられているカルシウム拮抗薬数種類用い、骨格筋内の作用部位を同定した。その結果、CICRに対して臨床使用濃度では影響はなく、また、筋小胞体のカルシウムの取り込みに対しても影響はなかった。しかし、収縮系蛋白に対するカルシウムの感受性は著しく抑えることが明かになった。(投稿中)全身麻酔の重篤な合併症である悪性高熱症の原因は、骨格筋内におけるカルシウム代謝異常であることがほぼ明らかになってきた。本研究の基盤となる骨格筋のスキンドファイバー法は、骨格筋内カルシウム動態(1.筋小胞体からのカルシウム誘発性カルシウム遊離速度(Calcium-induced Calcium releaserate CICR

rate)、2.筋小胞体へのカルシウム取り込み、3.収縮系蛋白に対するカルシウム感受性)を独立的に測定でき、同疾患の診断に応用されている。本研究では、同疾患が疑われた患者および家族さらに悪性高熱症類似疾患(ミオグロビン尿症、高クレアチンキナーゼ(CK)症患者など)患者から摘出(生検)した骨格筋におけるスキンドファイバー法による骨格筋内のカルシウム動態の検査結果を集積し、臨床面からの疑問点のひとつに答えた。また、いくつかの神経筋肉疾患における骨格筋内のカルシウム動態も検討し、一部疾患での異常を見いだした。次に動物(モルモット)の除神経筋では、スキンドファイバー法にて、筋細胞内のカルシウム動態異常に基づく薬物(キサンチン誘導体であるカフェインおよび揮発性吸入麻酔薬であるハロセン)への感受性の変化を見いだし、欧米で悪性高熱症診断に行われているカフェイン、ハロセン筋収縮試験の不安定さの一因を示した。また、動物の骨格筋標本を用いて、麻酔中に使用される薬物(カルシウム拮抗薬など)のカルシウム動態への影響を検査し、本症患者への薬物投与の臨床的な安全性を検討した。
Ｎｉ同位体の中性子スキンに関する研究

中性子スキンは原子核衝突の際の、反応断面積測定と荷電変化断面積半径の測定を通じて「陽子分布半径と中性子分布半径の差」に対応する物理量として求める事が出来る。Ni同位体は2重魔法数核を含み、非対称度が00.28と変化するので原子核の状態方程式(EOS)のパラメター決定・中性子星の構造に迫る事が出来る。当初ドイツ・GSIで実験する予定であったが本番実験を行えない事情が発生し、急遽国内の同等加速器施設である理化学研究所で本番実験を行う事に変更を余儀なくされた。このため、荷電変化断面積測定用原子番号識別検出器(イオンチェンバー)の製作が新たに要求され時間を要したがZ分解能4σの検出器が完成している。研究題目の「中性子スキン」は原子核衝突の際の、反応断面積測定から「核物質半径」を、荷電変化断面積測定から「荷電(陽子分布)半径」を、各々独立に決定し「中性子分布半径」に迫り「陽子分布半径と中性子分布半径の差」に対応する物理量である。Ni同位体は2重魔法数核(陽子数Z=28、中性子数N=28、50)を含み非対称度((NーZ)/Z)が00.78と大きく変化し、中性子スキン厚の非対称度依存性から原子核の状態方程式(EOS)のパラメター決定に迫る事ができる。本年度は、ドイツ重イオン科学研究所(以下GSI)にて本番実験で使用する1)遅延線式粒子位置検出器、2)反応断面積測定用原子番号識別検出器、の「検出器製作/性能試験@放射線医学総合研究所」をその準備として行って所定の性能を確認していた。ところがGSIでは次期新加速器施設建設計画が進展し本番実験を行えない事情が発生し急遽(2012年12月)、国内の同等加速器施設である理化学研究所で本番実験を行う事に変更を余儀なくされた。このため、上記1)と2)の他に3)として荷電変化断面積測定用原子番号識別検出器を製作・性能試験を行う事が新たに要求された。3)については始め理研加速器施設の入射核破砕片分離装置の中間焦点面に設置するものだがスペース的な観点からチェレンコフ検出器を候補としてシュミレーションコード(GEANT4)を用いて検討した。結果的にガス検出器を選択する事になり現在その設計を行っている。平成25年12月、想定外の平成25年度理化学研究所加速器運転時間の短縮が発生し、理化学研究所での物理の課題で使うマシンタイム(加速器運転時間)・装置の搬入が延期となり、そのため12月に行う予定だった「中性子スキン厚」測定も延期され日程の再調整に迫られた経緯がある。当初はドイツのGSI研(重イオン科学研究所)で実験を行う計画でったが、理研で実験を行うにあたって、新たに荷電変化断面積の決定の為に必要となった、理研ビームラインの焦点面F5(真空中)に設置予定の原子番号識別用検出器の設計・試作そしてその性能試験を放射線医学総合研究所の医用加速器HIMACにて行った。昨年度(3年目)は理研(和光市)で中性子スキン測定実験を行う予定であったが、加速器のビームタイムがアサインされなかった。そのため本番実験が遂行できなかった。この「荷電変化断面積測定用原子番号識別検出器」の原子番号分解能が2シグマ程度と若干不足していることが判明したので性能向上を行い放射線医学総合研究所にて再度、性能試験を行った。実機の性能として満足のいく3シグマを上回る原子番号分解能が得られている。・昨年度(4年目)は理研(和光市)で中性子スキン厚測定実験を行う予定であったが、加速器のビームタイムがアサインされなかったため、本番実験が遂行できなかった。・中性子スキンは中性子分布半径と陽子分布半径の差で定義され、前者は反応断面積測定から得られる核物質半径を介し、後者は荷電変化団面積測定から得られる。・当初はドイツGSI研(重イオン科学研究所)で実験を行う予定であったが、理研で実験を行うにあたって、新たに荷電変化断面積測定のため必要となった理研ビームラインの焦点面F5(真空中)に設置予定の電子番号識別用検出器の性能向上試験を行った。・「荷電変化断面積測定用原子番号識別検出器」の性能は昨年度は原子番号分解能が3シグマ程度であったものを4シグマに向上させた。これによりいつでも実験可能な状態になったと言える。このため、荷電変化

断面積測定用原子番号識別検出器(イオンチェンバー)の製作が新たに要求され時間を要したがZ分解能4σの検出器が完成している。平成25年12月想定外の平成25年度理化学研究所加速器運転時間の短縮が発生し、理化学研究所での物理の課題で使うマシンタイム(加速器運転時間)・装置の搬入が延期となり、そのため12月に行う予定だった「中性子スキン厚」測定も延期され日程の再調整に迫られたためである。当初はドイツのGSI研(重イオン科学研究所)で実験を行う計画でった。理研で実験を行うにあたって、新たに荷電変化断面積の決定の為に必要となった、理研ビームラインの焦点面F5(真空中)に設置予定の原子番号識別用検出器の設計・試作そしてその性能試験を放射線医学総合研究所の医用加速器HIMACにて行ったことも遅れの一因である。加速器のビームタイムが利用者混雑によりアサインされなかったためである。検出器の準備はできているので、あとは本番実験を行う。27年度が最終年度であるため、記入しない。原子核物理学(実験)日程の再調整を行い、「中性子スキン厚」測定がアサインされるよう、加速器に働きかけをする。平成26年度中に原子番号識別用検出器の性能向上を行う。平成27年度中には本番実験を行い、最終結果であるNi同位体の「中性子スキン厚」に関して成果発表する。今年度は中性子スキン測定実験が秋期に予定されている。反応断面積と荷電変化断面積とを5日間のビームタイムで同時測定する。各々解析を進めて、Ni同位体の物質半径と陽子半径を導出し、それらから中性子スキンを導出する。最終年度中に学会発表し、論文執筆作業は半年ないし1年程度の遅延で研究を総括できると考えている。研究実績の概要の項目にも記載したが当初計画では本番実験を想定していたGSIでは行えない事情が発生し急遽(2012年12月)、国内の同等加速器施設である理化学研究所で本番実験を行う事に変更を余儀なくされた。新たに荷電変化断面積測定用原子番号識別検出器を製作・性能試験を行う事となった為。(1)はマシンアップグレード中のためアクセスできるが工事中。1)今年度は理化学研究所での課題採択委員会にて「中性子スキンに迫る」実験課題を発表すると共に荷電変化断面積測定用原子番号識別検出器を製作・性能試験を行う。2)当初計画では2年目に予定していた本番実験を来年度(本課題3年目)に行う。3)データ解析を急ぎ本課題4年目の最終年度には投稿論文として纏められる見込みである。
光電子放射分光法による溶液表面化学種の検出と解析

1.水溶液表面に存在する分子・イオンの溶媒和構造を解析するための分析手法は殆ど存在しない。本研究は、微弱エネルギー電子の物質中での飛程が極めて短いことを利用して水溶液の表面分析を試みたものである。本法では、610eV程度のエネルギーの光(波長200120nm)を分光して水溶液表面に照射し、水溶液から飛び出してくる光電子を検出する。この実験から、水溶液表面にのみ存在する溶質分子・イオンの外部イオン化ポテンシャル(Ip)が決定でき、溶質の溶媒和構造に関する知見が得られる。また光電子電流から対象分子の表面濃度が決定できる。2.いくつかのテトラアルキルアンモニウム・ハロゲン化物塩水溶液の測定を行った。その結果、アルキル基が大きくなり、また、同時にハロゲン化物イオンがBr^-、I^-となると、これらのイオンの表面への濃縮が直接検出可能であった。3.小さなアルキルアンモニウムを用いた場合、表面濃縮が起こるだけで、対イオンのIpは、表面濃縮を起こさないアルカリ金属イオンを用いたものと変わらない。しかし、大きなアルキルアンモニウム、たとえばテトラブチルアンモニウムを用いると、表面に濃縮されたI^-は、その塩のバルク濃度が増加するに従って、6水和状態から、4、3、2水和と段階的に脱水和することが、Ipの変化から分かった。4.本研究法が、界面活性物質の溶液表面における定量および状態分析に、これまでにない情報を与えるものであることが分かった。1.水溶液表面に偏折した物質の検出・分析に使用できる方法は極めて限られている。本研究は光電子を利用して水溶液の表面分析を試みるものである。2.現有機器は分解能、迷光強度、感度において不十分なものであるので本年度および来年度にかけて新しい分光器等の整備を行う予定であり、今年度は真空紫外分光器および排気ポンプの購入・整備を行った。その他の周辺装置についても設計制作を行った。水溶液表面に析出したイオンの溶媒和構造を知ることは本研究にとって重要であり、溶液の表面の全反射XAFS解析を同時に進行させた。一方、本研究の理論面の展開をはかるため、溶液中の分子やイオンのイオン化電位の溶媒和による変化を理論的に取り扱う研究を始めた。これにはワークステーションを購入し、溶質-溶媒間相互作用を取り入れた分子軌道計算を始めた。3.現有機器を使用しての研究成果を以下に述べる。(1)表面活性なアルキルアンモニウム陽イオンによって溶液表面に析出させた臭化物イオンはXAFS解析によればアルカリ金属イオン溶液の表面に存在するときとは異なった溶媒和構造を持つことが分かった。(2)アンモニウムイオンに導入したアルキル基の大きさとハロゲン化物イオンの組み合わせにより表面活性度は異なる。その中で最も特異な挙動を示したのは、ヨウ化テトラブチルアンモニウム塩であった。これはバルク濃度が高くなるとヨウ化物イオンのイオン化電位が低くなった。これは水分子によるイオンの静電的安定化が少なくなることで理解できる。ところで興味深い発見は、その電位の低下が連続的ではなく、いくつかの段を持つ変化を示したことであった。1.水溶液表面に偏析した物質の検出・分析に使用できる方法は極めて限られている。2.現有機器は分解能、迷光強度、感度において不十分なものであるので昨年度から新しい分光器等の整備を行ってきた。一方、本研究の理論面の展開をはかり、溶液中の分子やイオンのイオン化電位の溶媒和による変化を理論的に取り扱うため、溶質-溶媒間相互作用を取り入れた分子軌道計算を始めた。

(1)Langmuir膜の二次元結晶化を促進させることで良く知られた亜鉛イオンのEXAFS解析を行った。水溶液表面にステアリン酸の単分子膜を形成させ、この膜に亜鉛イオンを吸着させた。この時亜鉛イオンは四配位四面体構造を取ることが分かった。これはバルクに存在するものの六配位八面体構造とは大きく異なる。(2)テトラアルキルアンモニウムイオンと種々のハロゲン化物イオンは溶液表面に単分子吸着を行うことを表面張力の実験から確かめ、その飽和吸着量から水溶液表面ではヨウ化テトラブチルアンモニウム塩は陽イオン・陰イオンの溶媒和数がかなり小さくなることが示唆された。このことと符合するヨウ化物イオンのイオン化電位の低下が観測された。1.水溶液表面に存在する分子・イオンの溶媒和構造を解析するための分析手法は殆ど存在しない。本研究は、微弱エネルギー電子の物質中での飛程が極めて短いことを利用して水溶液の表面分析を試みたものである。本法では、610eV程度のエネルギーの光(波長200120nm)を分光して水溶液表面に照射し、水溶液から飛び出してくる光電子を検出する。この実験から、水溶液表面にのみ存在する溶質分子・イオンの外部イオン化ポテンシャル(Ip)が決定でき、溶質の溶媒和構造に関する知見が得られる。また光電子電流から対象分子の表面濃度が決定できる。2.いくつかのテトラアルキルアンモニウム・ハロゲン化物塩水溶液の測定を行った。その結果、アルキル基が大きくなり、また、同時にハロゲン化物イオンがBr^-、I^-となると、これらのイオンの表面への濃縮が直接検出可能であった。3.小さなアルキルアンモニウムを用いた場合、表面濃縮が起こるだけで、対イオンのIpは、表面濃縮を起こさないアルカリ金属イオンを用いたものと変わらない。しかし、大きなアルキルアンモニウム、たとえばテトラブチルアンモニウムを用いると、表面に濃縮されたI^-は、その塩のバルク濃度が増加するに従って、6水和状態から、4、3、2水和と段階的に脱水和することが、Ipの変化から分かった。4.本研究法が、界面活性物質の溶液表面における定量および状態分析に、これまでにない情報を与えるものであることが分かった。
タケ類における花成制御遺伝子群の単離と同定に基づく-斉開花現象の分子機構の解明

モウハイチクおよびトウオカメザサの一斉開花時から数年間、花成促進遺伝子の発現量を解析した結果、前者では、一斉開花後速やかに消失し、後者では数年間維持された。モウハイチクの葉のプロトプラストに単離した花成促進遺伝子をエレクトロポレーション法により導入し、発現を確認した。未開花なタケのクローンの隅々まで花成促進遺伝子を過剰発現させて遺伝子機能を確認するため、タケモザイクウイルスのベクター化を図った。一斉開花を起こしたマダケ属モウハイチクならびにオカメザサ属トウオカメザサにおいて、開花からクローンの再生の過程における花成促進遺伝子FTおよび花成抑制遺伝子CENのホモログの発現をリアルタイムRT-PCR法によって解析した。FTホモログはそれぞれ、開花中の葉において最も高い発現量が検出され、モウハイチクでは一斉開花が終了して開花稈が枯死し、薮が回復するにつれ、検出されなくなったのに対して、トウオカメザサでは、開花桿は枯れることなく、3年間にわたり開花を繰り返し、それを裏付けるようにFTホモログの発現量は低下しなかった。他方、CENホモログは開花結実後に発芽した実生や幼若個体、もしくはタケノコの稈鞘や腋芽において単独で発現が検出された。これちは2009年9月にタイ・バンコックで開催された第8回世界竹会議において口頭発表を行った。また、その発表に先立ち、これらの知見は、開花間際のクローンを識別する技術発明として、特許出願を行った。世界に先駆けてタケよりクローニングした花成促進遺伝子ホモログPmFTの最終的な機能を確認するためには、未開花な幼若個体へ強制的に導入し、花成を実験的に誘導する必要がある。このために、まず、GFP遺伝子を目印としたベクターにこの遺伝子を挿入し、4種類のタケ類の葉から効率よくプロトプラストを調整する方法を開発し、エレクトロポレーション法により、GFPベクターを取り込ませ、発現を確認した。また、タケ類に取り込ませた遺伝子をクローン全体に運搬することを可能にするベクターとして、タケモザイクウイルスBaMVをベクター化することを企図し、全6,365塩基からなる完全長cDNAクローンの構築を終了し、タバコにおいて、感染性を持つことを確認した。1タケ類の葉からのプロトプラストの調整とGFPベクターの導入および発現確認単離した花成促進遺伝子PmFTを未開花なタケ類のクローンに導入する準備として、モウハイチク、ミクラザサ、ダイサンチクおよび草本性タケ類の1種リサクネ・パウシフロラの4種のタケの葉からプロトプラストを調整する方法を開発し、論文に発表した。未展開葉の葉鞘に包まれた部分は無菌状態で柔らかいので、約4時間の3%マセロザイム-R10・2.5%メイセラーゼ・2%セルラーゼオノズカを含む酵素処理により、容易に一般的に実験に使用するのに十分な収量(2.0×10^6個/0.3g生葉)のプロトプラストが得られた。FDA染色によるプロトプラストの活性は約83%だった。このようにして調整したモウハイチクのプロトプラストに対して、カリフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーターを組込んだGFPベクターおよびGFP::PmFTベクターをエレクトロポレーション法により導入し、1836時間培養後、RT-PCR法によってそれぞれの発現を確認した。2タケモザイクウイルスBaMVのベクター化花成促進遺伝子PmFTをタケの未開花クローンに導入し、クローンの隅々にまで行き渡らせるのに有効なベクターとして、BaMVのベクター化を企図した。全長6,364塩基からなる1本鎖RNAウイルスを鋳型に逆転写反応によりcDNAを得て、二重鎖cDNAクローンを増幅し、6個の断片に分割したものを順次、カリフラワーモザイクウイルスの35SプロモーターとNOSターミネーターを持ったp35SIV(19)ベクターに繋ぎ合わせ、完全長cDNAクローンを作製した。今後、クローニングサイトを付加しベクターへと改変後、PmFTを挿入のうえ、タバコおよびモウハイチクの未開花クローンへの接種実験により遺伝子の機能を確認する予定である。2種のタケ;モウハイチクPhyllostachysmeyeriおよびトウオカメザサShibataea chinensisの一斉開花回復過程(2004年2月2011年)における花成促進遺伝子FTホモログ(PmFT,ScFT)および花成抑制遺伝子CENホモログを単離・塩基配列決定し、各器官における発現をリアルタイムRT-PCR法により解析した(Plant Species Biology,in press)。

モウハイチクでは、一斉開花後3年目にはPmFTの発現は消え、開花が終了したのに対して、トウオカメザサでは、一斉開花後数年間ScFTの発現レベルが維持され、前者は一回繁殖型、後者は繰返し繁殖型の生活史戦略を持つこと、両種とも、花序では、FTおよびCENホモログが同時に発現し、二者の発現バランスが花序の形態を決定すること、異なった開花挙動を示すタケ類において、共通に、両遺伝子の発現が見られることから、一斉開花現象が、これらの遺伝子群の上流にあって両者の発現を統括する遺伝子が関与する可能性を示唆した。未開花なタケのクローンの隅々までPmFTを過剰発現させるために、タケモザイクウイルスBaMVのベクター化を図った。台湾産リョクチクに感染したBaMVの6,365塩基からなる完全長cDNAクローンを構築し、このクローンのORF5の直前にあるサブゲノムプロモーター領域に、マルチクローニングサイトを付加したベクターを作製した。このベクターをパーティクルガン法によりタバコNicotiana benthamianaの苗に接種し、1ヶ月後にRT-PCR法により、感染の有無を調べた。その結果、6検体中の矮生し生長遅滞を示した1試料において、BaMVの増幅バンドを検出した。これらの結果の一部を、2011年7月にメルボルンで開催された第18回国際植物学会議においてポスター発表した。
ASPACによる同期発電機の安定度制御性能向上に関する試験研究

本試験研究は、電力系統における同期発電機の定態安定度の保持及び脱調予知制御と、動態安定度の保持及び動揺抑制制御の実用化に関するものである。先に、我々が開発したASPAC(脱調予知制御装置)の成果を踏まえて、これに更に、動態安定度の監視及び制御機能を付加して、一段と発電機の制御性能を高めようとするもので、模擬送電線における実証試験と改良を経て、実用化しようとするものである。得られた研究成果は、以下の通りである。1.AVRによる負制動現象(動態安定度)の解析高速応のAVRによって生じる乱調現象(負制動現象)について、発電機内部における電気的トルク、空隙磁束、回転角速度などの相互関係の解析から、その発生機構を明確にした。2.動態安定度の監視電気的トルクおよび回転子角速度などの計測データから、発電機の動態安定度がオン・ラインで監視でき、又、負制動現象発生の予知が可能であることを示した。すなわち、同期化トルク係数と制動トルク係数の算定法を確立し、制動トルク係数による動態安定度の表示を可能にすると共に、その変化の軌跡から、動揺発生を予知できることを示した。又、制動トルク係数と空隙磁束の関係を明らかにして、空隙磁束の計測による動態安定度と定態安定度の同時監視を実現した。3.動態安定度の制御方式の検討発電機に制動力を付加するための制御方法について、一機無限大母線系統において実験とシミュレーションによって検討し、効果がある事を確認した。以上のように、一機無限大母線系統については、その効果が示されたので、今後は、更に多機系統における検討と改良を重ねる事により、実用化し得ると思われる。