hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内小器官のダイナミックな構造変化に依存したツメガエル胚発生制御機構の解析

脊椎動物のツメガエル胚において細胞増殖後に形態形成が始まる中期胞胚遷移(MBT)の間に細胞内小器官の構造を大きく変化させることを発見した。例えばMBT期にはタンパク輸送・修飾に必要なゴルジ体が断片から再集積され、mRNAが効率的に分解されるP-bodyが出現する。これらの構造変化はMBT以降でのタンパク分泌や不要になった母性mRNAの分解に必要と考えられる。また、MBTにおける細胞周期の伸長開始の引き金となる分子機構を示した。MBT期における細胞周期伸長...Xenopus初期胚では卵割期におけるS期とM期のみの短い細胞分裂から、MBT期(中期胞胚遷移)にS期の伸長とG2期、G1期の出現を伴う長い細胞分裂へと移行する。このMBT期には細胞周期の伸長に伴い、形態形成や胚性の遺伝子転写が始まる。今回、割球細胞の表層近辺の細胞質に局在するPI3K-TOR-S6Kのシグナル経路を介したタンパク合成活性が細胞分裂に伴う細胞サイズの減少に伴って低下することで、MBT期の細胞周期の伸長が開始する分子機構を明らかにした(2009発生学会)。形態形成時の細胞周期制御...Xenopus初期胚においてMBT期以降に最初に見られる顕著な形態形成として原腸陥入がある。この原腸陥入には外胚葉、中胚葉、内胚葉といった組織の分化が不可欠であり、かつ中胚葉領域での著しいM期細胞数の低下が起きるが、その細胞周期制御は不明な点が多い。今回、リアルタイムでの細胞周期の位相変化を観察するために、1) DNA複製因子の分子間FRETの有無と、2) EGFP-Gemininの局在変化を指標にした解析を行った。その結果、EGFP-Geminin-Nの核内移行の時期を指標にして、G1期の特定が可能になった。このシステムを用いて、原腸陥入時の各胚葉における細胞周期の位相変化をKeller Expiantを用いて観察した。すると外胚葉や中内胚葉(中胚葉の予定頭部側の組織)の細胞に比べ、Convergent Extensionを起こしている中胚葉の細胞においてS/G2期における著しい細胞周期伸長が起きることが明らかになった(2009分子生物学会)。このことは最近発表されたG2/M期に依存したWnt経路の活性化が中胚葉で起き得ることを示唆するものであり、初期胚発生の細胞周期と分化過程を協調的に制御する機構を理解する上で非常に興味深い発見である。形態形成時の中胚葉における細胞周期制御...前年度までにEGFP-Geminin(N末端)の核局在を指標にした細胞周期位相のライブイメージングによって、原腸陥入時の背側中胚葉領域においてG2期での細胞周期伸長(もしくは停止)を確認していた。そこで細胞周期抑制因子であるPTENが中胚葉のG2期停止に関わる可能性を調べた。その結果、1)PTENは中胚葉領域において特にG2期に核に移行(残留)しており、2)PTENの核残留は原腸陥入時に見られるCaイオン濃度の一過的な上昇(G-Campによって可視化)の見られる領域で顕著に起きていることが分かった(2010発生学会、分子生物学会)。これらの結果は原腸陥入の進行にPTEN活性が必要であるが(2006上野)、細胞周期制御と形態形成との関連を説明する上で未解明だった部分を補完するものである。中胚葉領域のG2期停止と細胞内小器官の構造...細胞内小器官の多くは細胞分裂により各細胞に分配される。その分配のために分裂期には小胞状にゴルジ構造が分断化されるため、核から細胞質に向かうタンパク質の修飾や分泌経路が維持されていない。そのため中胚葉におけるG2期の停止は、袋状ゴルジによる分泌経路の維持に必要である可能性が高い。そこで中胚葉を含む背側組織片におけるゴルジ構造の変化を観察するためのコンストラクト(GT-KO2)を作製し、予備実験として各発生過程でのゴルジ構造の変化を確認している。この実験から、中胚葉でのG2期停止によってゴルジ構造が維持されることで中胚葉分化に必要なWntの分泌が行われる可能性を検証することが出来る。P-bodyにおけるmRNA分解の生細胞におけるリアルタイム検出系の構築...前年度までに生細胞である透明化割球を用いて、P-bodyの細胞周期進行に伴う構造変化をDcpl-EGFPを指標に検出していた。このP-bodyにおいて母性mRNAの分解が進行している可能性を検証するために、ULYSIS546で蛍光標識したCyclinBlmRNAの局在と蛍光量変化を確認した。その結果、P-bodyと同様の局在を示し、かつ蛍光量の減少が確認出来た。これらの結果より、母性皿RNAの分解が始まる中期胞胚遷移(MBT)以降に出現するP-bodyにおいてmRNA分解が行われていることを初めて示した。

ゴルジ構造の再構築による核周辺の輸送経路に依存したPTENの核移行と細胞周期伸長...原腸陥入時のKellerExplantにおけるPTENの核移行と細胞周期の伸長をKO2-PTENとEGFP-Gemininを用いて確認.した。一方、同組織における細胞周期の伸長に伴うゴルジ体(小胞状)の成長をGT-KO2を用いて確認した。これらの結果は核周辺の輸送経路となるゴルジ体の成長がPTENの核移行を促進することで原腸陥入の進行に必要な細胞周期の伸長を促進する可能性を示している。また、上記の細胞周期の伸長の開始にMBTにおけるタンパク合成促進経路(PI3K-TOT-S6K)の減少が必要であることを透明化割球におけるEGFP-p85の局在変化や、PI3K経路の各因子の促進・阻害条件下のMBT近辺における割球サイズと分裂時間の関係を解析することで示した(2011上野)。
濃尾地震における震裂波動線生成の解明

1891年に発生した濃尾地震の時に「震災の帯」として報告された「震裂波動線」の生成原因の解明を目的とした本研究によって、以下が明らかになった。濃尾平野に関する資料収集を行い、愛知県による深部地盤構造調査の結果について資料収集と既存資料との比較検討を行い、総合的な3次元の深部地盤構造モデルを構築した。震裂波動線に関連する岐阜県内の測線に強震計を並べて設置し地震を観測した。側線は養老断層による基盤の段差から堆積平野側に、約10kmの間に配置した。得られた地震動の波形を調べた結果、養老断層の存在によって励起された表面波の存在が確認された。さらにこの表面波と実体波が干渉とすると思われる断層から数kmの地域で地震動の増幅が見られた。この現象はFEMを用いた波動場の計算機シミュレーションにより、このような地震動の増幅が起きることが確認された。地下構造として濃尾平野に類似したいくつかのモデルで計算を行ったが、どれでも基盤の段差があれば地震動の増幅が見られた。濃尾地震の震源モデルについては、特にその存在が示唆されながら、明らかな証拠が得られていない岐阜-一宮線の断層の存在について検討した。濃尾地震のときに観測されたとされる水準変動を説明する断層モデルとしては、従来の垂直の断層よりも、傾斜が75度の逆断層のほうが良いことがわかった。一方、この地域で現在も発生している余震と思われる微小地震のメカニズムから応力場を推定すると、岐阜-一宮線がかって滑ったという証拠は得られなかった。岐阜-一宮線の断層の存在については、さらなる検討が必要である。震裂波動線に関しては、被害に関する資料を再分析すると、被害の多かった地域は線状ではなく、岐阜地域から濃尾平野南東部にかけて面上に分布しているようである。この結果は、被害が大きかったのはむしろ地盤や震源の特性によるものである可能性もある。本研究は、濃尾地震において発生した震災の帯である「震裂波動線」の解明を目的としており、初年度の平成12年度は、濃尾地震および濃尾平野に関する多面的な資料収集と詳細な検討を行った。濃尾地震に関する当時の様々な記録や研究・報告資料などを収集し、整理・検討を行った。また岐阜一宮線に関して、濃尾地震当時の観測・調査事実とその後の解釈、近年の活断層調査や濃尾地震震源モデルなどについて、関連した研究者も交えて検討を行った。震裂波動線と活断層や地下構造との対応の有無が焦点となるが、現状では既存資料の整合性は十分ではなく、当時・現在の調査法の特性や活断層に関する最新の知見も含めて検討を行っている。既往の地盤データ(屈折法探査、深井戸、浅部ボーリング、PS検層、重力など)、愛知県濃尾平野地下構造調査委員会の調査資料(反射法・屈折法探査、深井戸、微動アレイなど)、常時微動や強震観測記録など、濃尾平野に関する資料の蓄積と相互比較検討を行った。地震基盤が深くなる平野西部の構造について既存資料やデータによる構造推定が食い違う傾向があり、平野のモデル化に関するさらなる検討が必要である。震裂波動線に関連する岐阜県内の測線に強震計を並べて設置し、記録の収集を開始した。

また今年度から稼働を始めた「大都市圏強震動総合観測ネットワークシステム」により、濃尾平野を中心とする東海3県で200地点におよぶ高密度オンライン観測点が確保され、平成12年10月6日鳥取県西部地震、10月31日三重県南部地震などをはじめとするいくつかの地震において、有用な記録群を蓄積した。これらの記録の分析から、濃尾平野内の地震動特性の分布や平野内の波動伝播性状について検討が進んでいる。本研究は、濃尾地震(1891)で発生した震災の帯である「震裂波動線」の解明を目的としており、2年目の今年度は、濃尾平野に関する多面的な資料収集・分析を継続するとともに、濃尾平野内に高密度で配置された地震計により蓄積されつつある地震記録の詳細な分析を主に行った。まず濃尾平野に関する資料収集に関しては、進行中の愛知県による深部地盤構造調査の結果について資料収集と既存資料との比較検討を行い、総合的な地下構造モデルの設定を検討した。今後の地震動予測への利用のために、平野の形成過程も考慮した3次元の深部地盤構造モデルの構築を目指している。濃尾平野内の200地点以上の強震観測点から得られた地震記録を用いて、まず各観測地点の特徴に注目し、センサー特性や設置状況の影響の可能性も考慮して、機器検定や接地現場の微動計測などで詳細な検討を行い、観測精度の向上を目指している。また平野内の多数の地点について震源距離・特性の異なる数地震の記録が得られており、これらについて地震動の到達時刻、最大値、周期特性、継続時間などに関する分布を調べ、震源特性や地盤構造との関連を検討した。さらに地震動のH/Vスペクトル、レシーバーファンクションなどに基づいて観測記録による地下構造推定を試み、上記の地下構造調査結果と良い対応を得ている。震裂波動線と養老断層を通る測線や、名古屋市内の推定活断層上の測線でも記録が蓄積されており、地下構造との関連を検討中である。以上の濃尾平野の構造に関する知見に基づき、愛知県設計用入力時震動研究協議会において、名古屋市域の設計用入力地震動の作成を行っている。また内陸活断層性地震だけでなく、東海地域に大きな影響を与える南海トラフの地震に関しても資料収集を行っている。本研究は、1891年に発生した濃尾地震の時に「震災の帯」として報告された「震裂波動線」の生成原因の解明を目的としている。最終年度の今年度は、濃尾平野の地下構造、活断層の総括および、実測および計算機シミュレーションに基づく異常震源の解明、濃尾地震の震源モデルについての検討を行った。異常震域について:濃尾平野に展開した地震計による地震波形を解析することにより、基盤に残差のある濃尾平野西端の養老断層の存在によって励起された表面波の存在が確認された。さらに、これと直達波が干渉すると思われる、断層から少し離れた地域で地震波が増幅されることが確認された。また、有限要素法を用いた波動場の計算機シミュレーションにより、このような地震動の増幅が同じように断層から数Km離れた地域で起きることが確認された。地下構造として濃尾平野に類似したいくつかのモデルで計算を行ったが、どのモデルでも基盤の段差があれば地震動の増幅が見られる。濃尾地震の震源モデルについては、特にその存在が示唆されながら、明らかな証拠が得られていない岐阜-一宮線の断層の存在について検討した。濃尾地震のときに観測されたとされる水準変動を説明する断層モデルとしては、従来の垂直の断層よりも、傾斜が75度の逆断層のほうが良いことがわかった。一方、この地域で現在も発生している余震と思われる微小地震のメカニズムから応力場を推定すると、岐阜-一宮線がかつて滑ったという証拠は得られなかった。岐阜-一宮線の断層の存在については、今後も検討が必要である。
関数体上定義される保型関数の周期とL関数の積の特殊値について

有限体上の曲線の関数体のアデールに値を持つ一般線型群の保型関数を、無限素点での極大トーラス上で積分した際に、その保型関数のL関数の特殊値が現れるという現象の確認を、関数体が射影直線の関数体の場合に行った。一般種数の曲線の関数体上で成立するかについては確認できなかった。「研究の目的」では、有限体上の射影直線の関数体に値をもつ一般線形群に付随する保型関数の「周期」と呼ばれるべき値の計算を予定していたが、それについて直接の進展はなかった.代わりに行われた関連すると思われる研究は次の通りである.以前の関数体上の保型関数のL関数の研究の際に、一般線形群の保型関数の非アルキメデス素点における局所L因子を、ニューベクトルの空間に作用するスタンダードな形のヘッケ作用素の固有値を用いての記述を行っていた.これは、付随する表現が不分岐な場合にはよく知られている公式であるが、不分岐でない場合には記述は見当たらなかったものである.L関数は定義より保型関数の積分値であるから、周期の計算に応用があるかどうかを問うという意味があるといえるだろう.これに関連して、上と同様の状況で、局所イプシロン因子をヘッケ作用素の固有値を用いて書き表す、という問題が考えられるが、この解決を昨年度は行った.より具体的には、与えられた許容表現のイプシロン因子は、その中心表現のイプシロン因子と、計算可能な簡単な関数、および、ひとつのヘッケ作用素の固有値の積と表されることを示した.その証明には、L因子のヘッケ作用素による表示、および、分配関数が自然にオイラー系をなす、という以前得られていた結果を応用する.この研究結果は、研究分担者である安田正大氏との打ち合わせの末得られた.ここで扱うイプシロン因子は古典的なものであるが、他にもイプシロン因子の現れる局面がある.統一的な理解がなされていないので、古典的な場合にでも簡明と思われる表示を与えることで、理解がすすむことを期待している.有限体上の射影直線の関数体に値をもつ一般線型群の表現に付随する保型関数の「周期」と呼ばれるべき積分値の計算について、その理解を深めるために行われた今年度の研究は次の通り。上の問題に関して直接の進展はなかった。本年度は、L関数とイプシロン因子のヘッケ作用素の固有値による具体的な表示に関する結果についての講演を行った(下の表の講演5,6,7)。また、研究集会「p進佐藤理論」においては、佐藤理論の代数幾何的定式化に関するサーベイを行った(講演4)。これらは一見無関係であるが、イプシロン因子はコホモロジーの行列式としてのとらえ方があり、また、佐藤理論は無限次元のベクトル空間の間の作用素の行列式を用いる部分があり、(少なくとも)無限次元線型代数の部分が共通している。ここでいう佐藤理論が似ているイプシロン因子は、ラングランズ対応でいう保型側とガロア側でいうと、ガロア側であり、われわれの結果は保型側であるという点では、無関係となっている。ただし、この(幾何的ラングランズにおける)保型側のイプシロン因子を、このような無限次元線型代数の枠組みの中で解釈する、という問題は考えられ、答えがはっきりすると上記の問題にも役に立つと思われるのだが、解決には至らなかった。また、2010年7月にピンク氏によりドリンフェルト加群のモジュライのコンパクト化に関するプレプリントが発表された。関数体上の保型関数の一部は、ドリンフェルト加群のモジュライのコホモロジーの元とみなすことが可能なため、そのコホモロジーの計算にはコンパクト化が存在することは役に立つ可能性が見込まれる。そのため、研究分担者である安田氏とセミナーを行い、その論文を軸にコンパクト化について学習した。はじめに、有限体上のある曲線を定め、その関数体を数体の類似として扱う。そのために素点をひとつ固定し、それを無限素点と呼ぶことにする。研究計画で挙げた問題は、関数体上の一般線型群上の保型関数をある領域上で積分した際に、その保型L関数が得られるかどうか、というものであった。一般線型群には対角成分全体のなす極大トーラスが部分群としてあるが、その無限素点での局所体を成分にもつような部分が、積分領域である。関数体における保型関数は、アデール値一般線型群の数論的部分群の関数体における類似による商の上の関数とみなすことができるが、この空間は同時に、曲線の上のベクトル束のモジュライとみなせる。つまり、積分領域はモジュライ解釈を持っている。上記の問題に関して、研究分担者である安田正大氏は、関数体が射影曲線の関数体である場合に結果を得ている。これが可能であるのは、射影曲線上のベクトル束は標準的なもののツイストの直和に同型であるという事情があり、高い種数の場合に比べてモジュライの扱いが容易であるということが挙げられる。種数が1である場合にも、ベクトル束の分類はなされているため、モジュライの記述が可能であり、何らかの計算が可能であると思われたが、その手法とは別の形の計算結果を安田氏は得ている。

この問題にまつわる情報収集として大切なのは保型関数論の専門家による「保型関数の積分領域としては、極大トーラスというのは小さすぎて、L関数のような真っ当な不変量が、その上の積分として計算されるとは想像され難い」というリマークである。これは、この積分の計算が、何か特殊事情を含んでいるため可能となったと想像されるが、申請者はその根拠を挙げることはできなかった。
『南史』の構成

『南史』は唐初の李延寿が,先行する『宋書』『南斉書』『梁書』『陳書』を刪約して編纂したものであるとされるが,『南史』と先行する4書とを比較してみると,かなりの部分,重らないところが存在する.つまり,『南史』は『宋書』以下の4書を刪約する一方,全く別系統の史料を同時に採用しているわけである.そこで本研究では, 1,まず『南史』と『南斉書』『梁書』とを読み比べ,両者の記事の一致する部分と一致しない部分とを区別した. 2,同時に関連史料(『健康実録』『資治通鑑』及び『北堂書鈔』『初学記』『芸文類聚』『白氏六帖事類集』『太平御覧』『刪府元亀』等の類書,『通典』『通志』等の政書など)を博し渉猟し,関連すると思われる史料を収集した.3.上記1で区別した記事のうち,『南史』にあって『南斉書』『梁書』にない部分を採り上げ,それらと同じ記事(あるいはそれらと同一の史料をソースをもつと思われる記事)を,これら2の史料中から捜採した.その結果は(『宋本紀』の部分においては,『南史』は『宋書』以外に,『宋略』(裴子野撰)を主要な史料として併用していたことをすでに明らかにし得たと思うが),斉本紀・梁本紀の部分においては,類書等からかなり同文,もしくは同系統の史料に属すると思われる文を採取し得たが,しかし,それらが何という史書であるかを特定し得るまでには至らなかった.たとえば,梁代のことを記述したと伝えられる史書には,『梁典』(劉〓撰・何之元撰)『梁撮要』『梁跡略』『梁太清紀』等があるが,類書などから採取した史料では,それらの史書のいずれとも特定し得ない状況である.ただし,そういう典拠が確実に存在すること,また,その一つが志怪小説風のものであると思われることはほゞ確言し得よう.今後は類書のみならず,文集その他に範囲をもっと拡げて博捜しなければならないと考えている.また次年度には陳代もまた対象としてとりあげたい.研究の成果はその時点でまとめられよう.『南史』は唐初の李延寿が,先行する『宋書』『南斉書』『梁書』『陳書』を刪約して編纂したものであるとされるが,『南史』と先行する4書とを比較してみると,かなりの部分,重らないところが存在する.つまり,『南史』は『宋書』以下の4書を刪約する一方,全く別系統の史料を同時に採用しているわけである.そこで本研究では, 1,まず『南史』と『南斉書』『梁書』とを読み比べ,両者の記事の一致する部分と一致しない部分とを区別した. 2,同時に関連史料(『健康実録』『資治通鑑』及び『北堂書鈔』『初学記』『芸文類聚』『白氏六帖事類集』『太平御覧』『刪府元亀』等の類書,『通典』『通志』等の政書など)を博し渉猟し,関連すると思われる史料を収集した. 3.上記1で区別した記事のうち,『南史』にあって『南斉書』『梁書』にない部分を採り上げ,それらと同じ記事(あるいはそれらと同一の史料をソースをもつと思われる記事)を,これら2の史料中から捜採した.その結果は(『宋本紀』の部分においては,『南史』は『宋書』以外に,『宋略』(裴子野撰)を主要な史料として併用していたことをすでに明らかにし得たと思うが),斉本紀・梁本紀の部分においては,類書等からかなり同文,もしくは同系統の史料に属すると思われる文を採取し得たが,しかし,それらが何という史書であるかを特定し得るまでには至らなかった.たとえば,梁代のことを記述したと伝えられる史書には,『梁典』(劉〓撰・何之元撰)『梁撮要』『梁跡略』『梁太清紀』等があるが,類書などから採取した史料では,それらの史書のいずれとも特定し得ない状況である.ただし,そういう典拠が確実に存在すること,また,その一つが志怪小説風のものであると思われることはほゞ確言し得よう.今後は類書のみならず,文集その他に範囲をもっと拡げて博捜しなければならないと考えている.また次年度には陳代もまた対象としてとりあげたい.研究の成果はその時点でまとめられよう.
10Gfps超高速シリコン撮像素子の開発

超高速撮像のための“裏面照射型マルチ電荷収集ゲート構造(BSI-MCG)"を提案し,これに基づいた撮像素子開発を進めた.本年度の主な実績は以下のとおりである.(1)昨年度に製作したテストカメラを用いて,光が飛翔する様子を撮影する実験を実施した.使用したカメラには,1億枚/秒(100Mfps)の超高速撮影が可能な撮像素子を用い,その画素数は512×576×2画素(約60万画素)である.各画素は5つの電荷収集ゲートをもつ.画素アレイの奇数行と偶数行をそれぞれ別のフレームの撮像に用いて画素数を半分(約30万画素)にすることで,10枚の連続画像を撮影した.光は1フレーム間(10ns)におよそ3m進む.そこで,実験では,2枚の鏡をおよそ7m離して向かい合わせに設置し,照射した単パルスのレーザー光が鏡の間を反射しながら進む様子を撮影した.光が進む様子が10枚の連続画像として可視化でき,単板シリコン撮像素子としては初めて光の飛翔の撮影に成功した.(2)撮影速度を向上させるためのセンサ構造の検討を行った.これまでに,信号電荷の水平方向への移動を抑制することが時間分解能の向上につながることが明らかになっている.このための構造として,昨年度はDeep Trench Insulator(DTI)を用いる方法を考案した.しかしながらこの構造が開口率を向上できない.そこで今年度は,時間分解能と開口率の両立が可能な凸型シリコンピラミッドアレイ構造を提案した.シミュレーションにより,時間分解能はおよそ90psと見積もられた.(3)凸型シリコンピラミッドアレイをMEMSプロセスにより試作した.使用したプロセスの制約によりサイズは想定する画素よりも大きいが,提案構造が技術的に実現可能であることを示した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。超高速撮像のための“裏面照射型マルチ電荷収集ゲート構造(BSI-MCG)"を提案し,これに基づいた撮像素子開発を進めた.本年度の主な実績は以下のとおりである.1.クロストークのシミュレーション解析および低減技術の開発:BSI-MCG構造では,画素中心部に複数の電荷収集ゲートが近接して配置されるため,電荷収集を行っている電極とは別の電極への信号電荷の混入(クロストーク)が生じやすいと考えられる.モンテカルロ法を用いたシミュレーションにより,個々の電荷の移動軌跡を計算することで,BSI-MCG構造におけるクロストークを定量的に解析するとともに,その対策について検討した.その結果,隣り合う画素間で生じる空間的クロストークは,受光部を画素中心に限局することで低減できることが分かった.一方,同一画素内の電荷収集ゲート間で生じる時間的クロストークへの対策として,出力信号を予測するためのインパルス応答関数をシミュレーションにより求め,これを用いて画像復元する手法を提案した.2.時間分解能のシミュレーション解析:ナノ秒以下の極めて高いフレームレートを考える場合,信号電荷の収集時間のばらつきが時間分解能を制限する.提案センサ構造における信号電荷の収集過程でばらつきがどのように変化するかをシミュレーション解析し,その結果から,画素中央部での受光や裏面p+層を薄くすることなどにより,時間分解能の向上が見込めることが分かった.一方,光の吸収深さのばらつきや電荷のランダム運動による拡散のような,デバイス設計に依らない根源的な時間分解能の制限要因から,シリコン撮像素子における理論的な極限時間分解能を求めた.BSI-MCG構造において本質的に問題となるクロストークの解析と対策について検討が進んだ.また,提案センサ構造における時間分解能の制限要因を整理し,到達可能な時間分解能について理論的な解析が進んだ.センサチップ設計や3D積層化設計についても進んでいる.超高速撮像のための“裏面照射型マルチ電荷収集ゲート構造(BSI-MCG)"を提案し,これに基づいた撮像素子開発を進めた.本年度の主な実績は以下のとおりである.1. 1枚の撮像素子で1億枚/秒(100Mfps)の超高速撮影が可能な撮像素子を開発した.画素数は512×576×2画素(約60万画素)で,各画素は5つの電荷収集ゲートをもつ.したがって,連続撮影枚数は5枚である.画素数を半分(約30万画素)にすることで連続10枚の撮影が可能である.テストカメラを製作し,撮影実験を行った.実験では,短パルスレーザ(半値幅およそ77ps,立ち上がりから消光までおよそ400ps)を用いて撮影速度の検証を行った.カメラによる撮影開始とレーザ照射を同時に行った場合,レーザ光の像は1枚目の撮影画像に映っていた.レーザ照射を,撮影開始から10nsずつ遅らせるごとに,レーザ光の像が映る画像は2枚目,3枚目,4枚目,5枚目となった.このような実験により,1億枚/秒の撮影速度が確認できた.また同時に,昨年度までのシミュレーション解析で予測されたようなクロストークが現れることも確認された.2.撮影速度を向上させるためのセンサ構造の検討を行った.昨年度までのシミュレーション解析により,信号電荷の水平方向への移動を抑制することが時間分解能の向上につながることが明らかになっている.このための構造として,Deep Trench Insulator(DTI)を用いることを考えた.厚さ10μmのNSI-MCGセンサに対して,裏面から深さ7μm,直径4μmでDTIを作り込んだ構造において,モンテカルロ法を用いたシミュレーションにより時間分解能を見積もった.

その結果,信号電荷の収集電極への到達時間の標準偏差は25.2psとなり,その2倍を時間分解能とすると50.4psとなった.BSI-MCG構造をもつセンサにより1億枚/秒の撮影実験を行い,提案構造の動作が確認できた.さらに,撮影速度を向上させるためのセンサ構造についても検討が進んでいる.超高速撮像のための“裏面照射型マルチ電荷収集ゲート構造(BSI-MCG)"を提案し,これに基づいた撮像素子開発を進めた.本年度の主な実績は以下のとおりである.(1)昨年度に製作したテストカメラを用いて,光が飛翔する様子を撮影する実験を実施した.使用したカメラには,1億枚/秒(100Mfps)の超高速撮影が可能な撮像素子を用い,その画素数は512×576×2画素(約60万画素)である.各画素は5つの電荷収集ゲートをもつ.画素アレイの奇数行と偶数行をそれぞれ別のフレームの撮像に用いて画素数を半分(約30万画素)にすることで,10枚の連続画像を撮影した.光は1フレーム間(10ns)におよそ3m進む.そこで,実験では,2枚の鏡をおよそ7m離して向かい合わせに設置し,照射した単パルスのレーザー光が鏡の間を反射しながら進む様子を撮影した.光が進む様子が10枚の連続画像として可視化でき,単板シリコン撮像素子としては初めて光の飛翔の撮影に成功した.(2)撮影速度を向上させるためのセンサ構造の検討を行った.これまでに,信号電荷の水平方向への移動を抑制することが時間分解能の向上につながることが明らかになっている.このための構造として,昨年度はDeep Trench Insulator(DTI)を用いる方法を考案した.しかしながらこの構造が開口率を向上できない.そこで今年度は,時間分解能と開口率の両立が可能な凸型シリコンピラミッドアレイ構造を提案した.シミュレーションにより,時間分解能はおよそ90psと見積もられた.(3)凸型シリコンピラミッドアレイをMEMSプロセスにより試作した.使用したプロセスの制約によりサイズは想定する画素よりも大きいが,提案構造が技術的に実現可能であることを示した.1.センサチップ設計と評価:テストチップの設計,試作および評価を進める.評価実験のために,センサボードや計測装置等の準備が必要であるが,現有設備の利用も検討しながら効率よく進める.2.集光技術開発:画素中心部で受光することが時間分解能向上に有利であることが分かっている.画素上のマイクロレンズである程度絞った入射光を,ライトガイドで効率的に画素中心に導くために,シリコンに任意の角度の斜め穿孔を行う技術および表面処理技術の研究を行う.3.高速ドライバ回路および3D積層化設計:ドライバ回路を低電圧化および設計の改善により高速化する.また,センサチップとの3D積層化設計を行う.1.撮影速度向上のためのセンサ構造の検討と設計:センサ構造の検討をさらに進めた上で,本研究における目標時間分解能を達成するための具体的なセンサ設計を行う.2.画質向上のためのセンサ設計修正:撮影実験の結果により明らかになった課題を整理し,これを改善することで撮影画像の画質改善をはかる.3.高速ドライバ回路および3D積層化設計:ドライバ回路とセンサチップとの3D積層化設計と実装を引き続き進める.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
分子シミュレーションによる複雑液体のシア-誘起相転移現象の解明

レオロジーの観点から「複雑液体とは何か?」について考えた場合、一つの見方として非ニュートン性(粘性率がせん断速度に依存すること)を示す液体を複雑液体ととらえることができる。非ニュートン性を示す液体としては、高分子液体・コロイド分散溶液・非相溶混合液体などがよく知られているが、これらの液体では非ニュートン性とそれをもたらす流動下での液体内部の構造の変化との関係はかなりはっきり理解されている。ところでガラスも非常に大きな非ニュートン性を示す液体の一つとして知られているが、この場合には高分子液体などと異なりどのような内部構造の変化が非ニュートン性をもたらすのか全く分かっていない。我々は本研究においてこの点を明らかにすべく、分子動力学シミュレーションを用いてガラスのレオロジー性質と流動下での構造を研究した。本研究では大きさの違う2成分ソフトコア粒子の混合系を用いた。また、可視化によるデータ解析を容易にするためシステムの次元は2次元とした。まず、今回のモデルが過冷却液体ではほとんどニュートン流体であるが、ガラスになると非常に大きな非ニュートン性を示すことを確認した。またガラスでは小さなせん断速度領域においてせん断速度-せん断応力曲線にプラトー的な挙動がみられる。この挙動は高分子液体・コロイド分散液でも共通して見られる現象である。次に流動下での構造を解析することにより、ガラス内部には固体的で変形しにくい部分と比較的変形しやすい液体的な部分が共存しているということを示していた。我々はこのような2つの状態の共存が何らかの形でガラスの非ニュートン性に関係していると考えているが、それを示す簡単なピクチャーはまだ明確でなく、それを明らかにするのが今後の大きな課題である。
川崎病血管障害における血管内皮前駆細胞の動態とその生物学的意義に関する実験的研究

川崎病では、遠隔期にも血管内皮障害が残存し早発動脈硬化の危険因子となりうることから、血管障害の修復過程における血管内皮前駆細胞(EPC)の内皮再生に大きな期待が寄せられている。本研究では、EPCの動態と生物学的意義を検討することを目的に川崎病類似血管炎モデルを作成して以下の検討を行った。【対象と方法】実験には離乳期日本白色系家兎を用い、すでに報告した方法により馬血清を静脈内投与してモデルを作成した。ついで、(1)急性期から回復期に見られる血管内皮障害に関してHE染色、EVG染色、CD31免疫染色により、病理学的評価を行った。ついで、(2)血中のEPC数の測定をより少量の検体で、短時間で測定できるよう、FACSを用いた迅速測定法の確立を試みた。川崎病患者の末梢血を検体とし、表面マーカーCD34とAC133を用いてFACS解析を行った。(3)血管炎早期から回復期における末梢血中EPCの変動を検討した。【結果】(1)モデル動物の冠動脈では35日後をピークとする全層にわたる激しい汎血管炎をみ、内膜の炎症性・増殖性変化は回復期以降も残存した。発症3日からCD31陽性のEPC類似細胞が内皮および内皮下組織への出現し、回復期においても残存した。(2)FACSで測定した末梢血内EPC数は、急性期に明らかに増加(他の有熱性疾患の約2.64倍)し、回復期でも高値が持続した。この結果は再現性をもって認められ、FACSを用いた方法は小動物を対象とする本研究において信頼のおけるEPC数測定法であると考えられた。(3)個体差が見られるもののEPC数は急性期早期から35日をピークとして増加し、回復期にかけても高値を維持した。このEPC変動は内膜層でのEPC様細胞出現頻度の推移と相関していた。川崎病では、遠隔期においても血管内皮障害が残存し早発動脈硬化の危険因子となりうるため、急性期から遠隔期にかけ、血管内皮障害の抑制や改善を考慮に入れた治療戦略が極めて重要である。血管障害とその修復過程における血管内皮前駆細胞(EPC)の動態と生物学的意義を検討することを目的に、川崎病類似血管炎モデル動物を用いて以下の検討を行った。【対象と方法】血管炎モデルは、離乳期日本白色系家兎(週齢5週、体重700800g)に対して、馬血清を2週間隔で2回、耳静脈内に投与することで作成。本モデルでは、冠動脈において中膜の浮腫状変化と肥厚を伴う川崎病様の激しい汎動脈炎が出現するが、(1)急性期から回復期に見られる血管内皮障害に関してHE染色、EVG染色、CD31免疫染色により、病理学的評価を行った。ついで、(2)血中のEPC数の測定がより少量の検体で、かつ短時間で測定できるよう、FACSを用いた迅速測定法の確立を行った。検体としては川崎病例の末梢血を用い、FACSでは表面マーカーとしてCD34とAC133を用いた。【結果】(1)モデル動物の冠動脈では、2回目の馬血清投与1日目からすでに全層にわたる激しい汎血管炎がみられた。この変化は35日後がピークであったが、内皮細胞の剥離を伴う内膜の炎症性・増殖性変化は14日目以後も残存した。内皮細胞障害は平滑筋の遊走や間質の増生を伴い、動脈硬化性変化が早期から見られた。

(2)FACSを用いた方法で測定したEPC数は、急性期に明らかに増加(他の有熱性疾患の約2.6倍)した。また、冠動脈病変を有する例ではより高値をとる(病変を有しない例の約1.65倍)とともに、その高値が持続した。この結果は、従来行なってきた細胞培養を用いた方法による測定結果と同様な推移をとっており、FACSを用いた方法は測定検体量の面で制限がある小動物を対象とした本研究においても信頼のおけるEPC数の継続的測定が可能であると考えられた。川崎病では、遠隔期にも血管内皮障害が残存し早発動脈硬化の危険因子となりうることから、血管障害の修復過程における血管内皮前駆細胞(EPC)の内皮再生に大きな期待が寄せられている。本研究では、EPCの動態と生物学的意義を検討することを目的に川崎病類似血管炎モデルを作成して以下の検討を行った。【対象と方法】実験には離乳期日本白色系家兎を用い、すでに報告した方法により馬血清を静脈内投与してモデルを作成した。ついで、(1)急性期から回復期に見られる血管内皮障害に関してHE染色、EVG染色、CD31免疫染色により、病理学的評価を行った。ついで、(2)血中のEPC数の測定をより少量の検体で、短時間で測定できるよう、FACSを用いた迅速測定法の確立を試みた。川崎病患者の末梢血を検体とし、表面マーカーCD34とAC133を用いてFACS解析を行った。(3)血管炎早期から回復期における末梢血中EPCの変動を検討した。【結果】(1)モデル動物の冠動脈では35日後をピークとする全層にわたる激しい汎血管炎をみ、内膜の炎症性・増殖性変化は回復期以降も残存した。発症3日からCD31陽性のEPC類似細胞が内皮および内皮下組織への出現し、回復期においても残存した。(2)FACSで測定した末梢血内EPC数は、急性期に明らかに増加(他の有熱性疾患の約2.64倍)し、回復期でも高値が持続した。この結果は再現性をもって認められ、FACSを用いた方法は小動物を対象とする本研究において信頼のおけるEPC数測定法であると考えられた。(3)個体差が見られるもののEPC数は急性期早期から35日をピークとして増加し、回復期にかけても高値を維持した。このEPC変動は内膜層でのEPC様細胞出現頻度の推移と相関していた。
日本・韓国・ブラジルを結ぶ移民学習教材の開発とカリキュラム・モデルの構築

本研究は「移民」および「人の移動」をテーマとした多文化共生に向けた包括的なカリキュラム・モデルの構築と、小・中・高・大学・地域・博物館などの活動現場で利用可能な教材開発を目的とした。移民教材開発の視点やキーコンセプトを提示し、日本と韓国に共通するブラジル移民の歴史調査や滞日外国人へのインタビューをもとに「読み物資料」を開発した。一方で、国内外の日系ブラジル人の子どもたちを対象とした「移民カルタ」を開発し、日本・韓国・ブラジル他の学校教育や地域活動の現場での実践を試みた。本研究は、多文化化が進む日本社会における様々な接触場面の現場における「移民」をテーマとした包括的なカリキュラム・モデルの構築と、小学校・大学・地域・移民系博物館の各々の教育・活動現場を対象とした具体的教材開発を目的としている。平成21年度は主に以下の4点を中心に研究を進めた。1.韓国・日本の移民関係博物館の研究調査および資料収集、2.共同研究者・研究協力者・研究助言者との研究会や打ち合わせ、3.日系ブラジル人、滞日外国人へのインタビュー、4.研究経過の報告。1.については、韓国仁川海外移民博物館、JICA横浜海外移住資料館、神戸海外移住と文化の交流センターを訪問して展示表象分析を行い、関係者に移民の歴史や教材作成、博学連携に関するヒヤリングを行い、今後の研究に役立つ資料を得た。移民研究の専門家の講義も受けた。2.については、博物館訪問の機会および学会時に日韓の研究者が集まり、研究の方向性や「移民」をテーマとした教材開発のためのキーコンセプトを確認し、読み物教材や授業案の具体的な視点について話し合った。それらは日本国際理解教育学会のプロジェクトとも連携して行われ、来年度から中国の研究者も参加することとなった。3.については、群馬県太田市の小学校の国際授業やサタデースクールの参観後、校長やバイリンガル教員へのインタビューを実施した。さらに、「移民」を「人の移動」として捉え、他地域の多文化化社会を構成する在日の外国人にもインタビューを行った。資料は文字化・翻訳を行い、次年度からの教材作成への準備を始めた。4.では、6月と11月の日本国際理解教育学会や韓国国際理解教育学会および関連のシンポジウムにおいて、服部・森茂・中山が「移民/人の移動」をテーマと授業のコンセプトモデルや収集資料をもとにした研究発表をし、また中山は実際に大学生を対象とした授業案を作成し行った実践について発表した。本研究は、日本社会における様々な接触場面の現場における「移民」をテーマとした包括的なカリキュラム・モデルの構築と、具体的な教材開発を目的としている。平成22年度は引き続き日系ブラジル人に関する調査を深めるとともに、社会の多文化化の構成員である様々な外国人も視野に入れてインタビュー調査を継続し、調査結果を教材にまとめる作業に着手した。さらに、中学校・高等学校・大学の生徒や学生、地域の小学生および日本語ボランティアを対象とした教育現場での実践を行った。具体的には、主に以下の6点を中心に研究を進めた。1.日本へUターン移民として在住するブラジル人を含む南米人や在日外国人へのインタビュー、2.ブラジルの日系移民に関する情報収集と調査、3.カリキュラム・教材開発、4.開発教材を用いた実践、5.収集資料の翻訳、6.研究経過の報告。1.は、海外の多文化教育専門家の協力も得て日本・韓国・中国でインタビューを実施した。2.では、日系ブラジル人調査協力者に移民当事者としての視点を踏まえた聞き取り調査や写真データ収集を依頼し、教材作成に向けて協議した。3.では教材開発のためのキーコンセプトを確認し、読み物教材を作成した。また日系ブラジル人児童を対象とした移民学習カルタを作成した。国際理解教育に関わる授業の教案も提示した。4.では、日本の高校での「人の移動・移民」「留学生」をテーマとした国際理解の授業、韓国の高校での「移民」授業、中国の中学校での「留学生」授業、大学や地域日本語活動での「留学生」をテーマとした授業や活動を実践した。特に中国では、実践授業の後、活発な議論を行い今後の研究にとって非常に意義あるものとなった。5.では収集したデータの文字化・翻訳を行った。6.では、6月の日本国際理解教育学会において服部が行った「留学生」をテーマにした大学生対象の実践をもとに、森茂・中山らと研究発表をした。本研究は、多文化化が進む日本社会における様々な接触場面の現場における「移民/人の移動」をテーマとした包括的なカリキュラムモデルの構築と教材開発を目的として進めた。これまで、日系・韓系ブラジル人の歴史を調査するとともに、多文化社会の構成員である滞日外国人へのインタビューをもとに、小学校、中学校、高等学校、大学、地域社会において利用可能な読み物教材開発を行なってきた。また、日系ブラジル人児童・生徒を対象とした移民学習カルタを開発した。本年度も、多文化社会の構成員としての外国人へのインタビューを継続的に実施した。

そして、これまで作成してきた教材を利用した実践授業を、小学校・中学校・高等学校・大学および地域社会の領域でさらに協力者を得て行い、個々の現場によりあった教材の利用方法を模索した。最後に、読み物教材をまとめ、カルタ教材および本研突の報告書を作成した。具体的には、下記の4点に関して研究を行った。1.日系・韓系ブラジル人、および日本の多文化社会を構成する外国人へのインタビューを、国内調査協力者および助言者の協力を得てさらに進めた。2.海外研究協力者と学会時および学会以外の時期にも会してミーティングを行い、これまでの実践授業に関する振り返りや報告書作成に向けての打ち合わせを実施した。3.1.および2.で収集した資料の文字化、翻訳、データベース化を行った。4.3.で得た資料をもとに「読み物教材」を完成させるとともに、カルタで使用する資料の版権処理などを行い、3年間の研究成果を報告書にまとめた。一方で、6月の日本国際理解教育学会や、11月の韓国国際理解教育学会において、共同研究者らや実践者らとともに研究発表をした。
応力を可視化する構造教育用ツールおよび研究用ツールの開発

建築構造に関する教育は、専門性や理解度などの点で十分と言えない。そこで、本研究は、建築構造に関する専門性の高い知識を習得することを目的とした、新しい教育方法を開発する。はじめに、建築構造教育に関するこれまでの研究を調べた。次に、短期大学の学生を対象としたアンケート調査を実施した。これらの結果から、模型実験ツールとCAIシステムを組み合わせた新しい教育方法を提案した。模型実験ツールの中で、大きな特徴は、応力発光材料を使うことである。このツールは、応力の分布を可視化できる可能性がある。そこで、応力発光材料の適用性を圧縮実験および曲げ実験によって確かめた。近年、建物の安全性に対する社会的要求が高まっている中で、高等教育機関においては、建築構造の知識を十分に理解した多くの学生を育成することが不可欠となっている。一方で、全国的な学生の質的低下や理系離れなどにより、建築構造を不得意とする学生は増加する傾向にあり、建築構造分野の教育の改善が急務であるものと考えられる。これらの背景の中で、建築構造に関する教育が専門性や理解度などの点で十分になされているとは言い難いものと思われる。以上のことから、建築構造に関する専門性の高い知識を習得するための新たな教育方法を提案し、地域社会の安全・安心なまちづくりに広く貢献できる学生をより多く輩出することを目的として一連の研究を行った。本研究では、まず、構造教育に関するこれまでの研究を概括し、次いで、アンケートの実施により短期大学の学生の意識調査を行った。これらの結果に基づき、新たな建築構造教育支援ツールを提案するとともに模型実験ツールを試作し、その有効性について考察した。本研究で得られた知見を以下にまとめる。1)建築構造教育に関する既往の研究を概括するとともに、短期大学の学生を対象としたアンケート調査を実施した。得られた結果から新たな建築構造教育支援ツールの概念図を示し、その中の応力発光材料を用いた可視化実験ツールを試作した。2)応力発光材料を用いた試験体では、圧縮載荷時の発光量の階調値と最大応力度の関係は直線的に表され、応力速度が大きいほど両者の関係の勾配は大きくなる。この結果から、可視化実験ツールに応力発光材料の適用が可能であると言える。3)応力発光材料を用いた単純梁の曲げ実験結果から、理論から求められる応力度と発光画像の明るさが概ね一致しており、試作した試験体は、可視化実験ツールとして使用することが可能であることを示した。本研究は、応力発光材料を用いて応力分布の可視化を実現し、構造設計を対象とした種々の建物架構に生じる応力分布を視覚的に理解するための構造教育用ツールを開発することを目的としている。これまでの一連の研究によって、最大応力および応力速度の違いによる発光の傾向を明らかにしてきたが、定量化するまでには至っていない。そこで、平成24年度は、発光量と応力の大きさおよび応力速度の関係について定量化実験を行うとともにその検証実験を行った。その結果、圧縮載荷時の階調値と最大応力の関係は直線的に表され、応力速度が大きいほどその勾配が大きくなることを明らかにした。曲げ載荷実験による検証実験では、実験値と曲げ応力を用いた計算値の間に違いが見られる結果となったため、その原因として、試験体サイズが小さく、明るく発光した光がその近傍まで影響しているかまたは曲げ応力以外の応力によって発光しているものと推察した。そこで、試験体サイズを2倍とし、試験体高さ(スパン-高さ比)を変化させた単純梁試験体の載荷実験を行い、その発光状況について有限要素法解析結果と比較検討した。その結果、曲げ・せん断載荷時においても、応力が大きくなるほどまた応力速度が速くなるほど明るく発光し、応力発光材料を用いて作成した試験体は、曲げ応力ではなく、主応力に対して発光することを明らかにした。これらの結果は、視覚的に理解できる構造教育用ツールを開発する上で最も基本となる意義のある知見であり、「建築構造設計を対象とした構造教育に関する研究(その3:応力発光材料を用いた発光量の定量化実験)」と題して2012年度日本建築学会大会(東海)において発表し、「建築構造設計を対象とした構造教育に関する研究(その4:曲げ・せん断載荷時の発光状況に及ぼす試験体高さの影響)」と題して2013年度日本建築学会大会(北海道)に投稿した。平成24年度の研究計画では、発光量と応力の大きさおよび応力速度の関係について定量的に明らかにし、その結果を検証することを目的としており、上記の「研究実績の概要」に示したように、定量化については一定の結果が得られている。しかしながら、検証実験については、予想とは異なる結果となったが、新たに試験体サイズを2倍とし、試験体高さ(スパン-高さ比)を変化させた実験を行うことによって、応力発光材料を用いた試験体は、曲げ応力ではなく、主応力によって発光しているという極めて重要な結果を得ることができた。

また、研究環境においては、これまでの機器では比較的大きいサイズの試験体の載荷実験を行うことができなかったが、科学研究費を活用することによって、広範囲なサイズの試験体を用いた種々の載荷実験ができる環境を整えることができた。平成25年度の研究計画は、構造教育用ツールおよび研究用ツールを開発することとしている。しかしながら、平成24年度の研究により、応力発光材料を用いた試験体は、曲げ応力ではなく、主応力によって発光しているという結果が得られたことから、平成25年度は、平成24年度で得られた実験結果を用いて、有限要素法解析によりさらに詳細に発光量と応力分布の関係を解明していくこととする。これらの詳細な関係を明らかにすることによって、構造教育用ツールの開発に加え、研究用ツールの開発に繋げることができるものと思われる。平成24年度は、節点数の制限の小さいEasy-σLite(フリーソフト)を用いて有限要素法解析を行った。平成25年度では、平成24年度で得た実験結果に対して、更に詳細な解析を進めるとともに、複雑な架構についても解析ができるようにするため、有限要素法解析プログラムEasy-σ(997,500円)を購入する予定である。また、実験の材料費、研究発表等の費用として、約210,000円を使用する予定である。
インテグリン刺激における脂質ラフトの動態解析

スフィンゴミエリンに特異的に結合するミミズ毒素ライセニンの無毒化変異体・161-297に、蛍光蛋白(Venus・mRFP)を融合・発現する系を構築し、生きた細胞でスフィンゴミエリンを標識することが可能になった。このプローブが認識するスフィンゴミエリンは、従来用いられてきた蛍光スフィンゴミエリンとは、生化学的性質も異なり、エンドサイトーシスの経路が異なることを見つけた。このプローブと抗体・それに対する二次抗体を用いることで、細胞表面のスフィンゴミエリン・ドメインを集合させることが出来る。JurkatT細胞の細胞表面のスフィンゴミエリンを無毒化プローブ・一時抗体で標識し、二次抗体が固定されたディッシュに撒くことで、ドメインを集合させた。ディッシュに接着開始から15分ほどで細胞の増殖の指標であるERKが活性化されることが観察された。この時のディッシュに接着した細胞は突起を伸ばしながら広がり、TRITC-ファロイジンで重合アクチンを標識すると、アクチンの形成が接着面に観察された。二次抗体を固定化せずに、同様のスフィンゴミエリン・ドメインを集合させる実験を、線維芽細胞を用いて行ったところ、細胞形質膜が劇的に波打っているのが観察された。この波打ち現象は、細胞骨格を制御する低分子量G蛋白質Rhoの優勢劣性型(DN)を発現させることで抑制されたが、RacやCdc42HsのDNでは抑制されなかった。前年度の結果では、ファイブロネクチン刺激をしても、接着斑を構成する蛋白質とは挙動同じではなかったが、本年度得られた結果は、スフィンゴミエリンが形成するドメインには、アクチンを制御する分子が存在し、抗体によって集合させることで、活性かされ、何らかの信号伝達が起こることを示唆している。スフィンゴミエリンに特異的に給合するミミズ毒素ライセニンをGST-あるいはMBP-のタグをN末端につけ、大腸菌で発現・回収する系を確立し、リコンビナント蛋白として得た。NRK細胞をファイブロネクチン・コートしたガラスに撒きなおしインテグリン刺激を加え、経時的に固定し、リコンビナント・ライセニンで染色してスフィンゴミエリンの動態を観察した。刺激後15分では、スフィンゴミエリンは細胞形質膜が波打ちしている場に特異的に濃縮されるが、それは一過的で、刺激後75分では、定常状態と同様の形質膜全体に一様に染まる像が得られた。また、このスフィンゴミエリンの局在は細胞骨格を司るアクチンと共局在するが、細胞接着斑に存在し接着を司る蛋白質であるビンクリン、p130Casなどとは共局在しなかった。また、脂質ラフトの構成分子として重要とされている糖脂質GM1、あるいはカベオリン蛋白質の動態とも異なった。欠失変異体を作成することで、無毒化リコンビナントライセニンを得たので、これを生きた細胞とインキュベートし細胞外膜のスフィンゴミエリンを標識した後に、ファイブロネクチンコートしたガラスに撒きなおし、細胞接着に及ぼす影響を検討したが、接着能は亢進も減弱もしていない、という結果を得た。次年度は、無毒化リコンビナントライセニンを蛍光標識し生細胞で経時的に観察するとともに、スフィンゴミエリン領域に集積される蛋白質・脂質を同定していく。
超強毒ウイルスによる致死型鷄伝染性ファブリキウス嚢病の予防対策

1)病理学的検索病理学的検索から、超強毒株は鷄体内で極めて早く増殖し、また多様な臓器で増殖することが示唆された。2)超強毒株の遺伝子解析超強毒株の分節AおよびBの塩基配列を決定し、病原性決定遺伝子の同定を試みた。分節Aについては、超強毒株に由来する細胞馴化弱毒株の塩基配列も決定し、超強毒株の配列と比較・解析した。また、決定した塩基配列について分子進化学的解析を行い、超強毒株の起源について検討した。超強毒株には、VP2のアミノ酸変異領域や前駆蛋白質のプロセッシング部位付近に特異的なアミノ酸残基が認められ、これら特異的アミノ酸残基と超強毒株に特徴的に認められる致死的病原性との関わりが推察された。塩基配列の解析から、超強毒株、ワクチン株および従来型病原株にそれぞれ特異的な制限酵素切断点が認められ、RT-PCR法と併せて迅速な診断・型別に極めて有用であることが示唆された。決定した塩基配列から系統樹を作製したところ、超強毒株は従来株と同時期あるいはより以前に出現し、いわゆる従来型を起源とはしていない可能性が示唆された。3)新しいワクチンの開発超強毒株を鷄胚および細胞で馴化した株の病原性および超強毒株に対する免疫効果について検討した。細胞馴化の過程で、超強毒株の病原性は十分に減弱され、馴化株感染鷄にほとんど病変は認められなかった。また、超強毒株による攻撃試験で十分な防御効果が認められ、馴化株は将来生ワクチンとして極めて有望であると思われた。1)病理学的検索実験感染鶏において、超強毒型のIBDVは従来のIBDVに比較して胸腺の萎縮が激しく、感染後早期にファブリキウス嚢の萎縮する傾向が認められた。また、肝臓の腫大、筋肉内の出血や骨髄にも病変が認められ、従来のIBDV感染とは異なる所見が認められた。電子顕微鏡観察では、大食細胞内に結晶状に配列したIBDVが観察された。この点についてマクロファージ系の株化細胞IN-24を用いた実験成積でも超強毒株の増殖が確認されている。2)抗原性状およびアミノ酸配列の解析これまで細胞での培養が困難だった超強毒株を鶏胚に馴化し、CEF細胞で培養可能なウイルス株を確立した。CEF細胞で培養可能となった株の抗原性状は、交差中和試験およびモノクローナル抗体による解析でワクチン株を含む従来株とは異なることが示唆された。このことは、それぞれの株を抗原に用いたゲル内沈降試験からも示唆された。また、感染実験で、超強毒株が鶏胚での継代で弱毒化されたことが示された。この弱毒株の超強毒株感染に対する防御能を検討したところ、弱毒株接種3日目で感染防御が成立し、新ワクチンとしての可能性が示唆された。現在、CEF細胞で増殖可能となった株の免疫効果についても検討を進めている。この他、超強毒株、その鶏胚馴化株およびCEF細胞で増殖が可能となった株について、アミノ酸変異領域に対応する塩基配列を決定し、株間で比較し弱毒化との関係を検討している。また、超強毒株および従来株それぞれに特異的な制限酵素切断部位が明らかにされ、野外で採取した試料の調査を行っている。3)ワクチンの有効性についてSPE鶏を用いて、超強毒IBDV感染に対する現行ワクチンの有効を検討した。移行抗体を持たない雛では現行ワクチンで防御の成立することが示されたが、移行抗体を保有する雛の場合、現行ワクチンは十分にテイクされないことが明らかになった。