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脱励起ガンマ線計測による複数プローブ同時イメージング陽電子断層撮影法の開発

陽電子放射断層撮影法(PET)は、陽電子放出核によるプローブの生体内分布を非侵襲的に可視化する手法である。PETが画像化に利用する陽電子と電子の対消滅により生じる消滅ガンマ線のエネルギーは、核種が異なっても同じ(511 keV)であるためエネルギーにより核種を識別することはできず、PETは単一のプローブのイメージングに用いられるのが一般的である。しかし、解像度・感度・定量性の高いPETにより、複数のプローブを同時にイメージングすることが可能となれば、基礎研究から臨床診断にまで広く有用であると考えられる。そこで、本研究は、複数のプローブを同時イメージング可能な「複数プローブPET」を開発している。「複数プローブPET」は消滅ガンマ線の同時計測に加えて、陽電子の直後に放出される脱励起ガンマ線も同時計測することで核種を同定するものである。したがって、陽電子と脱励起ガンマ線を同時に放出する核種が少くなくとも一つ以上必要となる。そこで、この様な核種として、陽電子と脱励起ガン線の放出率が高く、臨床応用に適した半減期を持つSc-44(Sc-44m)を候補核種として研究を進めている。平成29年度、Sc-44mを用いたファントム実験から、Sc-44mに対するイメージング性能を定量的に評価し、実用に十分な画像が得られること確認した。そこで、平成30年度は、Sc-44mを用いた動物実験、およびSc-44mによる薬剤の標識を進めた。Sc-44mを用いた動物実験として、単体のSc-44mとF-18-FDGを尾錠脈から同時投与した正常マウスを全身撮像し、その結果Sc-44mとF-18-FDGの集積の違いを画像化することに成功した。また、Sc-44mを用いた「複数プローブPET」用プローブ薬剤開発のために、高純度のSc-44mを精製する手法の開発を行った。現在までに、「複数プローブPET」のプロトタイプ装置を開発し、ファントムおよび小動物を用いた原理実証実験を行った。実験には、陽電子のみを放出する核種F-18と、陽電子に続けて脱励起ガンマ線を放出する核種Na-22を用いた。複数のプローブの同時イメージングに特化した画像再構成法を用いて再構成した画像から、ファントムおよび小動物ともに、2核種の分布を定量的に導出する事に成功した。さらに、臨床利用までを見込んだ「複数プローブPET」に有用な核種として、陽電子と脱励起ガン線の放出率が高く、臨床応用にも適した半減期(Sc-44: 4.0時間、Sc-44m: 58.6時間)を持つSc-44(Sc-44m)核種を候補として製造・精製の研究を進め、F-18との同時イメージング実験を行った。その結果、ファントムと小動物どちらにおいても、実用に十分な画像が得られることを確認した。また、イメージング実験と平行して、複数のプローブの同時イメージングに特化した画像再構成方法、および検出器較正手法の開発も進めた。特に、Sc-44m(半減期58.6時間)の放射能減衰を用いた長時間のノーマリゼーション・スキャンにより、放射能量に対する検出器応答を詳細に調べることにより、精度の高い複数プローブ画像が得られる様になった。これまでに、ファントムおよび動物実験により「複数プローブPET」の原理実証を終えた。さらに、「複数プローブPET」に特化した画像再構成方法を開発したことにより、精度の高い複数プローブ画像が得られるようになった。また、「複数プローブPET」に有用な放射性核種としてSc-44mの製造・精製方法を確立し供給体制を整えた。そこで今後は、Sc-44mを用いた複数プローブ同時イメージングによるアプリケーションの創出を中心として研究を進める。現在Sc-44mを用いた「複数プローブPET」のアプリケーションとして、がんに集積する薬剤(オクトレオテート)の標識法の開発に着手している。しかしながらこれまでの所、得られた薬剤は標識率が低く、その主な原因はSc-44mへの不純物の混入であると考えられる。そこで今後、Sc-44mの高純度精製法を確立し、標識率の高い薬剤の合成を進め、さらに、この薬剤を用いてがんモデル動物において機序の異なるがん診断薬であるF-18-FDGとの同時イメージングを行い、2つの薬剤の直接比較を行う予定である。また、Sc-44はTi-44(半減期59.1年)を親核としてジェネレータの製造が可能である。そこで、Sc-44使用の利便性を高めるために、ジェネレータ製造方法の研究を進める。これらの研究を推進することにより、動物実験用の実用機、さらには臨床用装置の開発への道を拓く。陽電子放射断層撮影法(PET: Positron Emission Tomography)は、放射性同位元素を用いたプローブの生体内での分布を非侵襲的に可視化できる強力な核医学的イメージングツールであり、臨床における疾患の診断から、創薬、ライフサイエンスの基礎研究における動物実験などに広く利用されている。しかしながら、PETは陽電子と電子の対消滅の際に生じる消滅ガンマ線の計測に基本原理を置いており、この消滅ガンマ線のエネルギーが陽電子を放出した核種が異なっても陽電子と電子の静止質量である511 keVとなるため、核種を識別することができない。したがって、PETにより複数プローブを同時にイメージングすることは困難であるとされてきた。

もし、PETにより複数のプローブを同時にイメージングする事が可能となれば、複数の疾患を同時に診断できるのみではなく、薬剤の相互作用や、ドラッグデリバリーシステムの検証など、様々な応用展開が考えられ、PETをより強力なツールとする事が期待できる。そこで、本研究では、PETによる複数プローブの同時イメージングを実現するために、新原理のPETイメージングの開発を進めた。新原理のPET装置では、通常のPETイメージングで計測する陽電子の対消滅ガンマ線に加えて、陽電子の直後に放出される脱励起ガンマ線の計測も行う。脱励起ガンマ線は放射性核種に固有のエネルギーを持つため、これを計測することによりプローブの識別が可能となる。今年度、3次元イメージングが可能なリング型PET装置に、脱励起ガンマ線検出用の検出器を追加したプロトタイプ装置を構築した。この装置の基本性能を調べた後、ファントムによるテスト撮像を行い2核種の同時イメージングに成功した。今後、小動物実験を含めた、より実用に近いイメージング実験を行い、複数プローブ同時イメージングに特化した画像再構成法の開発等を進め、実用機につなげて行く予定である。平成27年度は、陽電子放射断層撮影法(PET: Positron Emission Tomography)による複数プローブ同時イメージングの原理を実証するために、PET装置に、脱励起ガンマ線用の検出器を追加したプロトタイプ装置を構築した。この装置は、GSOシンチレーション検出器を用いたリング型PET装置に、8台のBGOシンチレーション検出器を追加したもので、PETリングの外側の両サイドに4台ずつBGO検出器をリング状に取り付けている。通常のPETイメージングを行いながら追加検出器で陽電子の直後に放出される脱励起ガンマ線を検出することにより、プローブとなる陽電子放出核種の識別を行う。そのため、信号処理系は、通常のPETの対消滅ガンマ線の2重同時計測と、それに追加検出器による脱励起ガンマ線検出の3重同時計測を並行して行える様に改造されている。この装置の基本性能の評価として、脱励起ガンマ線の検出効率の位置依存性を調べた結果、Na-22が放出する1275 keVの脱励起ガンマ線に対して、イメージング視野の中心で約7%、検出効率の最も低いイメージング視野の端で約4%の検出効率を持つことが分かった。さらに、陽電子のみを放出する核種(F-18)と、陽電子に加えて脱励起ガンマ線を放出する核種(Na-22)の2核種を用いたロッド状ファントムのイメージング実験を行った。その結果、脱励起ガンマ線の検出を伴うイベントから再構成した画像にNa-22のみの分布が画像化され、脱励起ガンマ線の検出を伴わないイベントから再構成した画像にF-18とNa-22の両方の分布が現れていることを確認した。これらの実験により、装置が目的通りに動作しており、研究は順調に進展していると言える。陽電子放射断層撮影法(Positron Emission Tomography: PET)は、放射性核種によるプローブの生体深部における分布を、非侵襲的に可視化することができるイメージング手法である。しかし、PETは陽電子が電子と対消滅する際に生じる2本の消滅ガンマ線の同時計測を基本原理としており、この消滅ガンマ線のエネルギーが放射性核種の種類が異なっても常に511 keVとなるため、放射線同位体の核種を同定することはできない。従って、複数のプローブを同時に使用しても、それらを区別してイメージングすることはできない。
外来診療における慢性疼痛とオラリティ

現在、“痛み"を詳細に可視化する技術がなく、熟練の医療人は巧みな会話を通して患者の痛みを聴取し認知行動療法的な癒しを与えるが、一方患者の焦りや不安を増幅させ、心因性要素を更に複雑化させて慢性痛を悪化させる外来もある。本研究は自然言語処理技術を利用し以下の3点を明らかにする過程で医師のオラリティの体系化を行いナラティブメディシンの診療学習ツールを開発する。1.外来でのオラリティは患者の慢性疼痛(の心因性修飾)をどこまで改善可能か。2.医師のオラリティ技能(癒し⇔カオス)はどういうパラメータで定量評価可能か。3.効果的な外来技術を習得するためのどういったトレーニングツールが開発可能か。
良いフィルター付けと不変式環

昨年度の研究において,同変加群のホモロジカルな振る舞いについての基礎的な研究についてはほぼ目標を達成した。本年度は,この研究の技術的基礎部分を補う形で書いた英文モノグラフを公表した。このモノグラフには,Auslander-Buchweitzによる正準加群を持つCohen-Macaulay環上のCohen-Macaulay近似の理論と,Ringelによる準遺伝的多元環のΔ-good近似の理論を融合する形の理論が含まれており,可換環論の研究者のみならず表現論の研究考も対象にしている。このモノグラフの公表も本研究における最大の成果の一つである。また,昨年度に引き続いて,正標数の代数的閉体上の連結簡約群Gが多項式環Sに線型に作用し,SがGの表現として良いフィルター付けを持つとき不変式環S^Gは強F正則になるという定理の強化に努めた。多項式環が良いフィルター付けを持つという条件は標数0では必ず成立し,Zariski open conditionであるので,標数0ではS^Gは強F正則型となる。強F正則型は有理特異点よりも強い条件なので,これは良く知られたBoutotの定理には含まれない。一方,正標数における不変式環のGorenstein性についての研究を深めていくには,正準加群の振る舞いを調べる必要がある。そのため,同変固有射に関するGrothendieckの双対性と,その前提となる同変捻じれ逆像関手の構成を行なった。さらに,これを用いて,標数0でのKnopの不変式環のGorenstein性に関する結果をある程度正標数に移植することに成功した。これらの研究については,国内外のシンポジウム等で発表を行い,概要を印刷公表した。他に,平坦射によるF有理性の振る舞い等について一定の成果をあげ,印刷公表した。良いフィルター付けと正標数での不変式環の強F正則性の研究成果は論文にまとめられ,現在投稿中であるがそれはイタリアGenovaにおける集会でも発表された。そこで得られた意見を踏まえて引続いて正標数での不変式環のGorenstein性についての研究に移った。より一般に,不変式環での正準加群の振舞いが正標数でどのように変わるがを調べることが必要となり,標数0で現在知られているKnopによる結果にかなり近いことが正標数でも成立することが分かった。その中で扱う群がたとえ被約な簡約群に限られても,その考察の途中で被約ではない群スキームをも扱う必要が生じ,このような広いクラスの群作用にも通用する同変な意味での固有射の双対性定理が必要となり,年度後半では専ら同変な固有射の双対性定理が証明できるより良い枠組作りに研究の重点が置かれることとなった。そのためには,代数幾何学,K-theory,可換環論,代数群の表現論における書籍をかなり広い範囲に渡って多少古いものも含めて手元において調べる必要が生じた。Gorenstein性に関する元の問題を調べるに十分な枠組を得,Gorenstein性に関しては満足できる結果を得て既に口頭発表は終えた段階にある。しかし,同変加群に関する他の諸問題の解決も睨み,さらなる同変層のホモロジー代数的理論の粋組作りの必要性は課題として残った。正標数の可換代数の計算機代数的側面については,イデアルの根基,正規化のアルゴリズムに的を絞って調べ,標数が小さい場合に効果的なアルゴリズムを発見した。同変加群のホモロジカルな振舞いについての基礎的な研究をまとめた英文のモノグラフを完成し,出版予定となった。

また,一般のネータ分離的スキーム上分離的平坦かつ有限型の群スキームの作用について,固有射による同変準連接層を心臓に持つある三角化された圏の双対性を証明した。本研究中,この方向での研究については目標を達成したと考える。この成果はアメリカ数学会年会等において成果公表され,論文は現在準備中である。この成果を用いて,正標数の簡約群の作用による不変式環のGorenstein性について,正標数で現在までに知られている肯定的な結果をすべて含む形の定理を証明することが出来た。その過程において,正標数の特異点の性質の中で特に重要なF有理性の平坦射に関する振舞いについて,標数0の場合のElkikによる定理の類似を証明したが,この結果を含む一連の結果は,F.Enescu氏の結果と重複する部分が多いことが判明した。正標数の簡約群が良いフィルターづけを持つ多項式環への作用による不変式環は強F正則であるという内容を含む論文は,一般のネータ環を基礎環とする場合が記述のための技術的準備があまりにも多過ぎるという理由により削除をして公表予定となった。削除された部分については,技術的基礎の部分が上記の英文モノグラフの公表によって文献として誰でも入手可能となることが決まったので,近々公表することが可能な状況となった。この一年間の研究により,単体的なスキームの活用がより本研究に効果的であることが分かってきたので,良いフィルターづけとの関連づけとその不変式論への応用,とりわけ不変式環の強F正則性に関する定理を強力にしていくことが本研究最終年度の課題となるであろう。昨年度の研究において,同変加群のホモロジカルな振る舞いについての基礎的な研究についてはほぼ目標を達成した。本年度は,この研究の技術的基礎部分を補う形で書いた英文モノグラフを公表した。このモノグラフには,Auslander-Buchweitzによる正準加群を持つCohen-Macaulay環上のCohen-Macaulay近似の理論と,Ringelによる準遺伝的多元環のΔ-good近似の理論を融合する形の理論が含まれており,可換環論の研究者のみならず表現論の研究者も対象にしている。このモノグラフの公表も本研究における最大の成果の一つである。また,昨年度に引き続いて,正標数の代数的閉体上の連結簡約群Gが多項式環Sに線型に作用し,SがGの表現として良いフィルター付けを持つとき不変式環S^Gは強F正則になるという定理の強化に努めた。多項式環が良いフィルター付けを持つという条件は標数0では必ず成立し,Zariski open conditionであるので,標数0ではS^Gは強F正則型となる。強F正則型は有理特異点よりも強い条件なので,これは良く知られたBoutotの定理には含まれない。一方,正標数における不変式環のGorenstein性についての研究を深めていくには,正準加群の振る舞いを調べる必要がある。そのため,同変固有射に関するGrothendieckの双対性と,その前提となる同変捻じれ逆像関手の構成を行なった。さらに,これを用いて,標数0でのKnopの不変式環のGorenstein性に関する結果をある程度正標数に移植することに成功した。これらの研究については,国内外のシンポジウム等で発表を行い,概要を印刷公表した。他に,正標数でのイデアルの根基の計算アルゴリズム(松本隆太郎氏との共同研究),平坦射によるF有理性の振る舞い等について一定の成果をあげ,印刷公表した。
コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムに関する研究

建築材料として用いるコンクリートの信頼性向上を目的として、その製造過程における各種情報を記録・保存するトレーサビリティ管理システムを構築した。さらに、その後の施工および維持管理段階における各種情報も記録・保存する仕組みを付与して、コンクリートの製造から解体に至るまでのライフサイクルを対象とした履歴情報管理システムへ拡張させた。トレーサビリティを管理するためには、コンクリートに識別番号を付与すること、およびそれに対応した履歴情報を記録・保存することが重要である。前者については、ICタグを識別媒体としてコンクリート中に投入する技術を導入した。平成26年度は、以下の研究を実施した。1.コンクリート製造過程のトレーサビリティ管理システムのプロトタイプ構築まず、生コンクリート製造者、建築施工者、維持管理者にヒアリングを行い、現状・問題、情報の保存管理方法等について実情を調査した。これらを基に、コンクリート製造過程におけるトレーサビリティ管理システムのプロトタイプを検討した。識別媒体としてICタグを硬化前のコンクリートに投入する方式とした。2.鉄筋コンクリート試験体を用いたトレーサビリティ管理システムの試行実験大型の鉄筋コンクリート試験体を作製して、上記のトレーサビリティ管理システムを用いた試行実験を行った。これにより、鉄筋コンクリート部材に何個のICタグを投入すればよいのか、その試算方法を提案した。平成27年度は、以下の研究を実施した。1.コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムのフロー平成26年度に構築したトレーサビリティ管理システムを拡張して、コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムを構築することを目標としているが、そのためのフローについて検討した。2.鉄筋コンクリート試験体を用いたトレーサビリティ管理システムの試行実験平成26年度に大型の鉄筋コンクリート試験体を作製して、リーダ/ライタとコンクリート中のICタグとの通信実験を行ったが、この結果を詳細に分析し、ICタグとリーダ/ライタの通信に及ぼす鉄筋の影響を明らかにした。さらに、鉄筋コンクリート部材に投入すべきICタグの数量を算出する方法を構築した。当初の計画に従って順調に実験を行うことができた。今後、これらの成果の論文投稿および学会発表を予定している。本研究では、建築材料として用いるコンクリートの信頼性向上を目的として、その製造過程における各種情報を記録・保存するトレーサビリティ管理システムを構築する。さらに、その後の施工、供用および維持管理段階における各種情報も記録・保存する仕組みを付与して、コンクリートの製造から解体に至るまでのライフサイクルを対象とした履歴情報管理システムへ拡張させる。トレーサビリティを管理するためには、コンクリートに識別番号を付与すること、およびそれに対応した履歴情報を記録・保存することが重要であるが、前者についてはICタグを識別媒体としてコンクリート中に投入する技術を導入する。後者については、コンクリートの製造から解体に至るまでのライフサイクルにおいて重要となる情報を抽出し、優先順位も勘案しながら履歴情報管理システムに取り込む。平成28年度は、以下の研究を実施した。1)平成27年度にコンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムの基本方針(フロー)を検討したが、それを基に具体的なシステムを構築した。2)コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムでは各種情報を格納したICタグを鉄筋コンクリート部材中に埋め込む方法を提案しているが、ICタグとリーダ/ライタの通信に及ぼす鉄筋の影響を明らかにした。さらに、鉄筋コンクリート部材中に投入すべきICタグの数量を算出する方法を提案し、この成果を日本建築学会構造系論文集に投稿した。補助事業の成果をより実用的なものにする目的で事業期間を延長したが、当初の計画に沿った成果を挙げてきている。さらに、その後の施工および維持管理段階における各種情報も記録・保存する仕組みを付与して、コンクリートの製造から解体に至るまでのライフサイクルを対象とした履歴情報管理システムへと拡張させた。トレーサビリティを管理するためには、コンクリートに識別番号を付与すること、およびそれに対応した履歴情報を記録・保存することの2つが重要である。後者については、コンクリートの製造から解体に至るまでのライフサイクルにおいて重要となる情報を抽出し、優先順位も勘案しながら履歴情報管理システムに取り込むこととした。平成29年度(最終年度)は、前年度に構築したライフサイクル履歴情報管理システムを、より実用性の高いものにするため、生コンクリート製造者、建築物の施工者、維持管理者などへのヒアリングを実施することで、システムを精査・改良した。研究期間全体を通じて、以下の検討を行うことで、ライフサイクル履歴情報管理システムを構築した。(1)鉄筋コンクリート中のICタグと鉄筋コンクリート外部のR/Wの通信性に関する調査(2)コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムのプロトタイプ構築(3)実際の建築工事におけるライフサイクル履歴情報管理システムの実証実験建築材料として用いるコンクリートの信頼性向上を目的として、その製造過程における各種情報を記録・保存するトレーサビリティ管理システムを構築した。平成28年度は、以下の研究を実施する予定である。1.コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムの構築平成27年度に整理したライフサイクル履歴情報管理システムのフローに従って、具体的なシステムを構築する。

2.実際の建築工事におけるライフサイクル履歴情報管理システムの実証実験実際の建築工事において、上記のライフサイクル履歴情報管理システムの実証実験を行う。本研究では、コンクリートの製造から解体に至るまでの履歴情報管理システムを目指しているが、このライフサイクルは数十年の期間に及ぶため、実証実験ではコンクリートの製造から建物の完成までを対象とする。平成29年度は、以下の研究を実施する予定である。1.コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムにおける情報の精査生コンクリート製造者、建築物の施工者、維持管理者などへのヒアリングを実施することで、ライフサイクル履歴情報管理システムを精査・改良し、本提案システムをより実用性の高いものにする。2.研究成果の論文投稿本研究の成果の一部を日本建築学会構造系論文集に投稿し、平成29年1月に掲載されたところであるが、さらに論文を作成して投稿する予定である。工学・建築学・建築材料平成27年度は、以下の研究を実施する予定である。1.コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムのプロトタイプ構築平成26年度に構築したトレーサビリティ管理システムを拡張し、コンクリートのライフサイクル履歴情報管理システムのプロトタイプを構築する。平成27年度に予定していた実証実験が延期となった。このため、実証実験に必要な費用を平成28年度に繰り越すことにした。当初の計画に従って順調に研究が進んだが、ライフサイクル履歴情報管理システムをより実用性の高いものにするため、生コンクリート製造者、建築物の施工者、維持管理者などへのヒアリング調査が必要となった。また、本研究の成果を日本建築学会の論文集に投稿する予定である。このため、補助事業期間を延長するとともに、必要な研究費を残した。
電磁波を利用した選択的エネルギー注入による廃ガラスからの金属回収・資源化

ブラウン管テレビのブラウン管ガラスに含まれている鉛を効率的に除去し、ブラウン管ガラスの無害化と資源化を図るため、家庭用調理器具としても使用されている電磁加熱法(IH・電子レンジ)を応用した加熱分離方法を提案した。炭素材料は電気を通す性質を持っており、電磁波をあてることで材料自体が発熱するため、この特性を利用してブラウン管ガラスと炭素材料の混合物を加熱溶融させ、さらに炭素で鉛を還元しガラスから分離することが可能となる。実際に電磁加熱を行った結果、短時間で鉛を分離出来ることが実験的に明らかになっており、提案の方法の有用性が示された。本年度における研究計画に則り、各種炭素材料およびCRTガラス(ファンネルガラス)混合物の高周波誘導加熱による還元反応挙動について実験的検討を行った。なお、前年度の研究実績を勘案し、高周波源にはマイクロ波のみを用いることとした。前年度実施した各種炭素材料の加熱特性を考慮し、発熱性に優れた炭素材料を用いて実際にファンネルガラスの熔融還元を行った。化学量論的にはファンネルガラスの百分の一程度の質量の炭素でファンネルガラスに含まれる鉛ガラスを十分還元することが可能であるが、炭素自体の発熱を利用することを勘案し、質量はその5倍から20倍程度とした。ファンネルガラス・炭素混合試料をマイクロ波加熱したところ、炭素の発光と見られる現象が確認され、加熱後の試料は熔融固化していることが明らかとなった。このことから、ファンネルガラスのガラス転移温度と考えられる970°Cを超える温度まで上昇していることが示唆された。また、加熱後の試料重量は若干減少しており、重量減少分が全て酸化鉛の還元反応に基づくものと仮定すると、酸化鉛除去率は概ね10%程度となることが明らかとなった。一方、加熱後の試料を強酸で溶解させICP分析を行った結果では酸化鉛の除去率は50%程度の値を示しており、実際に鉛成分が取り除かれていることが明らかとなったが、結果の相違については今後さらに検討する必要がある。さらに、炭素・ファンネルガラス混合比を一定として総質量を変化させて同様の加熱実験を行った結果、重量減少量は総質量と比例関係を持たずほぼ一定に推移することが確認された。この点については、マイクロ波加熱の許容量とも関連するため、さらに詳細な検討を行う予定である。本年度における研究計画に則り、各種炭素材料の高周波誘導加熱特性および、CRTガラス(ファンネルガラス)・炭素混合物の高周波誘導加熱による昇温・溶融挙動について実験的検討を行った。まず、各種炭素材料の加熱特性について、黒鉛化度の異なる炭素繊維微粒子,木炭,活性炭,電極剤,黒鉛るつぼを用いて高周波加熱実験を行った。その結果、周波数250 kHzでの誘導加熱では粉末状および粒状の炭素を用いた場合ほとんど常温のままであったが、木炭や黒鉛るつぼ等のバルク体炭素を用いることで1000°C近くまで昇温させることが可能であることが明らかとなった。次に、黒鉛るつぼに100μm程度に粉砕したCRTガラス粉末を投入し加熱用コイルの巻数を変化させて高周波誘導加熱を行い、CRTガラスの溶融挙動について検討した。実験後の試料を観察したところ、コイルを2巻きにすることでCRTガラス粉末が軟化し固着する現象が確認された。また、炭素粉末試料と混合させた場合においても溶融状態となることを確認している。しかし、今回の加熱条件では完全な溶融状態にはならず、装置の断熱性などに課題を残した。このことを踏まえ、高周波ではなくマイクロ波(2.45 GHz:電子レンジ)を用いて同様の検討を行ったところ、粉末状の炭素を1g用いた場合でも数秒程度で1000°C以上の高温に達成することが明らかとなった。当該条件下でCRT粉末を1g混合させ加熱したところ、溶融状態になることが確認された。また、重量減少も確認されたため、CRTガラスに含まれる酸化鉛が還元された可能性があることが示唆された。本年度も昨年度に引き続き、各種炭素材料およびCRTガラス(ファンネルガラス)混合物のマイクロ波誘導加熱による還元反応挙動について実験的検討を行った。マイクロ波照射による効率的な加熱を目的として、るつぼの材質をSiC(マイクロ波照射により高温となることが知られている)としてファンネルガラス粉末・炭素粉末混合物のマイクロ波誘導加熱実験を行った。実験の結果、温度上昇は確認されたが絶縁性のアルミナるつぼを用いた場合と比較して500°C以上温度が低下することが確認された。当該実験では市販の電子レンジを加熱源に用いているため、装置上SiCるつぼは不適合であることが明らかとなった。次に、ファンネルガラスの融点を降下させることを目的として炭酸ナトリウムを混合した実験を行ったが、昇温時間の短縮など具体的な効果は得られなかった。さらに、塩素分の添加による鉛除去性能向上を目的として、塩化マグネシウムを混合した実験も行った。

その結果、加熱途中でるつぼの底が溶けてしまい実験を続行することが不可能となってしまった。これは、高温場においてアルミナと塩化マグネシウムが何らかの反応を起こしたものと考えられるが、詳細についてはさらに検討を要する。これまでの実験ではファンネルガラスの粒子径を100 &#61549;m以下に調整していたが、実際の処理を考慮しファンネルガラスの粒子径の影響についても評価した。その結果、当該実験条件では500 &#61549;m以下であれば加熱挙動は大きく変化しないが、それ以上の粒子径では十分な加熱ができず重量減少も前者の半分以下となることが明らかとなった。これまでの実験結果を考慮し、今後は専用のマイクロ波照射装置を用いた誘導加熱実験の実施へ転換し、より具体的かつ詳細な検討を行う必要がある。また、添加剤については、塩化揮発や融点降下のみならず触媒的な効果の有無についても検討を行う予定である。エネルギー工学炭素材料の種類,炭素・ファンネルガラス混合比などを変化させて実験を行った結果、炭素材料の種類によって反応特性が大きく異なること、当該実験範囲では化学量論比以上の炭素を用いた場合反応後の重量減少に大きな変化が見られないことが明らかとなった。今後のスケールアップを考慮し全試料重量を変化させた実験も行ったが、ある一定量以上反応させると重量減少量が増加せず一定となることが明らかとなった。また、反応後の試料を強酸で溶解させICP分析を行った結果、およそ50%の酸化鉛が除去されていることが明らかとなった。数百kHzの高周波を利用した誘導加熱においては、高温にするためにかなりの量の炭素が必要であることが分かったが、出来るだけ少ない炭素量での昇温の可否について検討する必要があると考え、新たにマイクロ波を用いた実験を行ったところ、非常に良い結果が得られた。また、加熱・溶融後の試料重量を測定したところ、重量減少が確認されており、還元反応の進行が示唆されている。マイクロ波を用いた誘導加熱により、ファンネルガラス・炭素混合物の高温加熱が可能であること、重量減少が確認されたことおよび酸化鉛が除去されることを確認しているが、各種条件が結果に及ぼす影響については明確にされていないので、この点について条件の最適化を考慮した検討を行う。また、伝熱挙動についても十分な検討が行われていないので、放熱挙動や熱収支についても十分な検討を行う。前年度実施した各種炭素材料の高周波誘導加熱特性試験および各種ガラスの溶融特性試験の結果に基づき、実際のCRTファンネルガラス(鉛ガラス)を対象とした高周波誘導加熱・還元反応実験を実施し、鉛の分離・資源回収の可能性について議論する。先に述べたとおり、当初の計画では高周波(数百kHz程度)を用いて誘導加熱により高温溶融・還元反応を行う予定であったが、マイクロ波の適用性が高いことが実験的に明らかになったため、今後はマイクロ波加熱を用いた鉛ガラスの還元挙動についても検討を行うこととする。炭素はその結晶構造により様々な物性が異なることはよく知られているが、還元反応に適用する際も同様に結晶構造が影響を及ぼすことが予想される。実際、黒鉛構造を有するカーボンファイバーと非晶質な炭素微粒子を還元剤として用いた場合の酸化鉛の還元反応挙動はそれぞれ異なっており、非晶質な炭素を用いた方が反応性に富む傾向にあることを一部確認している。
高温超伝導銅酸化物中でのPrによるホールの局在化機構

1:多結晶試料による酸素1sからホール状態へのx線吸収の実験の結果、超伝導体YBa2Cu3O7と非超伝導体PrBa2Bu3O7ではホール状態に大きな変化が観測されたが、類似の結晶構造を持つ超伝導体YBa2Cu4O8とPrO.6YO.4Ba2Cu4O8とでは大きな変化は観測されなかった。今後、PrBa2Cu4O8での確認の実験を行うとともに、単結晶を使った偏光解析実験を予定している。2:PrBa2Bu3O7とPrBa2Cu4O8の中性子回折実験から、Prと酸素Oの間の原子間距離は、それぞれ2.466Åと2.484ÅでPrBa2Cu4O8の方が広いことがわかった。PrBa2Cu4O8では、PrBa2Cu3O7に比べてPrとO軌道の混成が弱いこと示していて、XASの結果と一致している。3:PrBa2Cu4O8についての、ミューオン実験を行った。零磁場及び横磁場下での実験から、PrBa2Cu4O8では220KでCuO2面内のCuが反強磁性的に秩序化する事がわかった。PrBa2Bu3O7の場合には280Kであり、ほとんど差がない。
血管・リンパ管形成と造血の分子クロストークにおけるニューロピリンの機能制御の解明

我々は、組織の再生に必須である機能的且つ組織特異的血管再生を実現するためのポイントが、胎生期の血管・リンパ管形成機構の解明にあると考え、その制御因子として、血液細胞に注目して研究を進めた。その中でも特に、血管内皮及び血球に発現している。NP-1-VEGFR-2システム、リンパ管内皮に発現しているNP-2-VEGFR-3システムが重要で且つユニークな働き持つことを突き止め、NPを介した血管・リンパ管形成及び制御を明らかにすることを試みた。まず、組織構築に対する血管形成及びリンパ管形成の相互関係を明らかにするためNP-1及びNP-2を特異的に認識するモノクローナル抗体の作成を行った。現在までに、NP-1抗体の作成は終了し、免疫染色、FACS(フローサイトメトリー)が可能であることを確認している。NP-1の成体における発現パターンは今まで明らかとされてこなかったが、我々の今までの検討から、血管系では内皮細胞以外に平滑筋細胞にも発現していることが明らかとなった。また、ヒトの組織における検討から、皮膚や胃や小腸などの消化管においては静脈内皮細胞に比し、動脈内皮細胞にNP-1の発現が高いが、肺の血管においては動脈・静脈であまり発現レベルに差がないことが明らかとなった。このことは、我々が目指す組織特異的血管形成の構築においてNP-1の発現レベルの調節が有用である可能性を示唆している。また、FACSを用いた解析から、NP-1陽性細胞は血管内皮前駆細胞ばかりではなく平滑筋前駆細胞にも発現していることが強く示唆される結果も得られている。VEGFR-2を含めた種々の内皮細胞特異的なマーカーと組み合わせることで、NP-1陽性細胞の性質をより詳細に検討できると考えられる。また、NP-1及びNP-2の可溶性タンパクが血管・リンパ管形成をどのように制御するかをin vitroにて検討するため、リンパ節器官培養系を立ち上げることを試み、その培養系の確立に成功した。
水田流域におけるノンポイント汚染源負荷の浄化削減モデル

水田流域とその水質のバックグラウンドを与える山林流域において、水質水文調査を実施し、水田流域での水質浄化機構上で重要となるモデル構築の要素抽出を行った。山林流域では、観測流量は、低平水時では1mm/d前後で推移するものが多かったが、降水が少なかった時の基底流出は、両流域とも0.5mm/d程度にまで減少していた。しかし、降水のある日には比較的鋭敏な流量増加がみられ、降水後は速やかに1mm/d程度にまで低減することが多いという結果を得た。水文流出率は、約30%となった。このことは、数値的には、降水量の7割が蒸発散として大気中に失われることを意味しているため、その妥当性について考察した。そして、研究対象とした流域の水質と負荷量の影響を評価した。循環灌漑水田流域では、窒素、リン、CODでは、用水として供給される斐伊川の水質が最も低いが、リンとCODでは、排水河川を流下するにしたがって水質低下の傾向がみられた。しかしながら、窒素では、あまり水質に変化はみられなかった。一方、DOでは、斐伊川の濃度が最も高く、これが有機物分解に寄与していると考えられた。T-N、T-P、CODについて、流下過程における濃度変化と降水量との関係を調べると、必ずしも明確な関係は認められなかった。リンとCODは、懸濁物質との関連性が強いことから、これには、流速の緩慢な排水河川や遊水池での沈殿や好気分解が寄与していると考えられた。調査対象流域における水理学手的平均滞留時間と浄化量との関係を考察すると、いくつかの例外はあるものの、滞留時間が長くなるにつれて浄化量が増加する傾向があることが分かった。本年度は、島根県東部の水田流域と、その水質のバックグラウンドを与える山林流域や斐伊川の水質測定点において、汚濁物質の挙動を把握した。特に、ノンポイント汚染源負荷の把握に重要となる降雨時の水質水文特性を、ウォーターサンプラーを用いて重点的に測定した。また、降水による負荷量を把握するため、適宜流域において降水サンプルを収集した。これらの中で、本年度はリンの循環について重点的に考察した。観測流域とした低平地水田流域では、用水供給の慢性的な不足から、循環灌漑のためのきわめて複雑な用排水系統が構築され、結果として小規模な水循環型の流域が多数形成されていた。この中の調査流域では、水質水文調査の結果、リンが流域内で吸収浄化される傾向があることがわかった。また、この流域では循環灌漑による水の循環とともに、排水河川に繁茂した水生植物を水系外へ除去する作業と、排水河川の河床などに堆積した底質を浚渫して水田に客入する作業が慣行的に行われ、それぞれの経路でリンの循環が考えられた。調査の結果、年間の物質収支は、調査対象流域で1.15kg/haのリンが吸収浄化されていたが、そのうち循環灌漑、水生植物の除去、底質の浚渫による寄与は、それぞれ約45、5、29%と推定された。水生植物の除去は、植物群落の面積が流域の約1%しかないことから、寄与はわずかであった。考察の結果、循環灌漑や底質の浚渫、水生植物の除去といった人為的操作が、水田流域におけるリンの循環を成立させ、水域から陸域へのリンの移動量が、流域の物質収支の中で重要な役割を果たしていることがわかった。

これらのことから、研究テーマである「水田流域におけるノンポイント汚染源負荷の浄化削減モデル」を構築するための一定の材料を得ることができた。水田流域と、その水質のバックグラウンドを与える山林流域の水質測定点において、汚濁物質の挙動と水質浄化機構について検討した。特に、今年度は、水田流域への用水供給として重要な位置を占める、山林の水質・水文特性について重点的に考察した。また、流域対照法による水質・水文調査の結果を検討し、水田流域での水質浄化機構を理解する上でのモデル構築の要素の抽出を行った。試験流域の流量は、低平水時では1mm/d前後で推移するものが多かったが、降水が少なかった時の基底流出は、両流域とも0.5mm/d程度にまで減少していた。しかし、降水のある日には比較的鋭敏な流量増加がみられ、降水後は速やかに1mm/d程度にまで低減することが多いという結果を得た。水文流出率は、2729%となった。このことは、数値的には、降水量の7割が蒸発散として大気中に失われることを意味しているため、その妥当性について考察した。その結果、本試験流域では、極めて大規模な降雨時に量水ゼキをバイパスして流出する水量があるのではないかと疑われたが、研究目的の遂行に重大な支障はないものと考えられた。これらの結果を用いて、研究対象とした流域に存在する広葉樹の水質と負荷量の影響を明確化することを試みた。その結果、流域からの負荷量に及ぼす影響はかなり限定的であることがわかった。しかしながら、得られたデータは、主に基底流出成分であるため、直拷流出成分の負荷量がどのような挙動をとるかについては、今後の課題が残った。また、水質保全上の役割については、リターの分解速度の観点から、プラスの作用があるのではないかと考えられた。水田流域と、その水質のバックグラウンドを与える山林流域、茶園流域、それに循環灌漑水田流域の水質測定点において、汚濁物質の挙動と水質浄化機構について検討した。山林流域では、流域対照法による水質・水文調査の結果を検討し、水田流域での水質浄化機構を理解する上でのモデル構築の要素の抽出を行った。茶園流域では、窒素の負荷量が大きいことが考えられるため、施肥量と窒素負荷量の関係について検討した。その結果、窒素負荷量の多寡には、施肥時期よりも降水条件が大きく影響することなどがわかった。また、循環灌漑水田流域では、T-Nは、冬季には34mg/L程度となり、採水日が降雨である場合には5mg/L程度となる傾向にあった。一方、夏期には12mg/L程度に低下していた。これは、斐伊川からの用水(0.6mg/L程度)によって網場川の水が希釈されていたことによると考えられた。一方、リンとCODでは、窒素のような希釈効果は明確には現れず、採水日が降雨日であるサンプルの濃度は、晴天日のものよりもかなり高くなった。また、リンとCODでは、循環灌漑水田流域を流下するにしたがって水質低下の傾向がみられた。しかしながら、窒素では、あまり水質に変化はみられなかった。一方、DOでは、斐伊川の濃度が最も高く、これが流下するに従って溶存酸素が消費され、これが有機物分解に寄与していると考えられた。T-N、T-P、CODについて、流下過程における濃度変化と降水量との関係を調べると、必ずしも明確な関係は認められなかった。
中国東北部(旧満州)のバイコフを中心とした白系ロシア人文学の研究

1満洲建国は以前からの「赤い夕日」「大陸浪人」という満洲イメージを強化したが、そこにバイコフは新たな「密林」イメージを付与した。「密林」イメージは森林に親和的な日本人の心性と合致し、更に「虎」のいる「密林」イメージは日本国民の満洲への憧憬を高める結果となったことを指摘した。2『偉大なる王』の水平的・垂直的空間構城意識を明らかにした。また、作品内に於いて、密林の真の王者は虎の王大ではなく、長老・柊利であり、その人物像は日本人の倫理観に合致していることを指摘、この小説が満洲の支配を欲する日本人の心性と結びつきやすいと論じた。3満洲の白系ロシア人文学、特にボリス・ユーリスキーの作品との比較において、バイコフ文学のテーマの特異性が明らかになった。4バイコフの訪日報道等から、基本的にバイコフは満洲の理想を純粋に信じ、白系ロシア人救済の場として考えていたことが再確認された。図らずも結果的には日本帝国主義の広告塔としての役割を果たしていたのである。しかし、バイコフのロシア語寄稿記事を調査した結果、日本に対するバイコフの二面性も少なからず存在していたことが明らかになった。5未だ翻訳されていない『黒いカピタン』のロシア語原書を発見した。長編であり、従来の動物文学ではなく、歴史観や社会観が表出されている、という風評がある。満洲末期のバイコフの心理を知るためにも、今後、その世界を検証していきたい。また、翻訳をして、公にしたいと考えている。そして、オーストラリアの遺族と会い、晩年のバイコフの日本に対する心境を取材し、これまでの研究成果をまとめたいと考えている。1バイコフの作品の収集と読解すでに翻訳されている作品の他、未翻訳の、ペテルブルグで刊行されたロシア語「満州の森林にて」及び、「黒いキャピタン」も収集できた。翻訳があるものについては原書との比較考察中。「動物文学」というジャンルの中で希薄化されがちな帝国主義的教条的表現に着目している。2バイコフの日本での受容研究当時の日本の雑誌、新聞の記事を調査し、想像以上に好意的に受容されていることがわかった。その理由については今後、本研究全体を通して総合的に考察していきたい。3満州の自然についての調査バイコフの書いた「森林」イメージを裏付けるように豊かな樹木の森林が存在し、また、経済的にも満州を侵略する理由となっていることが判明した。満州イメージが広大な平野だけではないことが改めて確認できた。4白系ロシア人社会について満州で刊行されていたロシア人の雑誌、新聞の目録を入手できた。モスクワの図書館にあるものに限られるが、現在収集中。現段階でいえることは、想像していたものより、宗教的なもの、即ち布教に関するものが多く、白系ロシア人の日常生活自体を活写したものは少ない、ということである。5満州文化の調査満州で刊行された「満州日日新聞」など、雑誌・新聞を文学を中心に調査した。満州に留まらず、日本で活動した白系ロシア人著述者の記事などもみつかり、白系ロシア人社会の実態がわかり有意義であったが、「満州文化」とは何か、の答えはまだみつかっていない。今後継続して考察していきたい。今年度は主にバイコフ文学についてのロシア語文献、及び、バイコフの文学を相対化するためにバイコフ以外の白系ロシア人の文学やその動向について、ロシア語文献の収集、読解にあたった。まだ検討途中であるが、現在までに明らかとなったことは以下のとおりである。1バイコフ文学の中の「自然」は伝統的ロシア古典の影響下にあるものであるが、何よりも満州に滞在した結果生まれたものである。

顕著なアニミズムはロシアの「森」に見えるものであるが、日本の「森」にも重なるものであり、読者の満州に対する親近感を高める結果となっている。特に、「偉大なる王」には東洋の「山の精」の伝説の影響が考えられる。2バイコフの文学には多く、対立的構図が見られる。たとえば、東洋対ヨーロッパ、自然と人間界の対立などである。また、満州の森は同時に近代都市のジャングルとも読み替えることができる。バイコフの文学が単なる珍しい満州の自然描写に留まらず、重層性のある物語展開となっていることが日本の読者を得た理由の一つと考えられる。3ハルピンの白系ロシア人文学雑誌「ルベージュ」に集った作家たちの作品と比較してみると、「移民の異国での運命」を扱ったものが多い中で、バイコフの個性は際立っている。「タイガ」での生活を書いたユーリー・ボリスキイの作品と比べてみても、バイコフの作品は1に挙げたアニミズム的な要素が他の作品と一線を画している。今後はこれらの検討結果を基に、日本における「動物文学」というジャンル形成にバイコフが果たした可能性も視野に入れながら、論文を早急にまとめたい。
パラミクソウイルスゲノムの転写機構:宿主因子の精製,同定と機能の解析

パラミクソウイルス科のウイルスは,非分節マイナス極性,約15kbのRNAをゲノムとしてもつ.我々は,これまでに精製センダイウイルス(SeV)粒子を用いた効率のよい,かつ正確なin vitro転写系を開発し,SeVの転写反応には宿主由来の複数のタンパク質性因子(宿主因子)が必須であることを見出した.本研究では宿主因子の精製と性質について解析を進め,以下の結果を得た.1)宿主因子活性を高度に精製し,それがそれぞれ相補的な4種類のタンパク質因子,チューブリン,ホスホグリセリン酸キナーゼ,エノラーゼ,および未同定因子p24からなることを明らかにた.2)チューブリンは転写開始反応に関与することを明らかにした.この場合,チューブリンはウイルスMタンパク質に直接結合してウイルスRNPからMを除去することにより,またそれ自身転写開始複合体に組み込まれて作用することを示した.残りの3つの因子,ホスホグリセリン酸キナーゼ,エノラーゼ,およびp24はRNA鎖伸長反応において機能することを明らかにした.3)ウイルスLタンパク質を組換えタンパク質として発現し,それがウイルスmRNAキャップ構造をメチル化する活性(mRNAグアニン-7-メチル基転移酵素活性)を有することを証明した.パラミクソウイルス科のウイルスは,非分節マイナス極性,約15kbのRNAをゲノムとしてもつ.我々は,これまでに精製センダイウイルス(SeV)粒子を用いた効率のよい,かつ正確なin vitro転写系を開発し,SeVの転写反応には宿主由来の複数のタンパク質性因子(宿主因子)が必須であることを見出した.本研究では宿主因子の精製と性質について解析を進め,以下の結果を得た.1)宿主因子活性を高度に精製し,それがそれぞれ相補的な4種類のタンパク質因子,チューブリン,ホスホグリセリン酸キナーゼ,エノラーゼ,および未同定因子p24からなることを明らかにた.2)チューブリンは転写開始反応に関与することを明らかにした.この場合,チューブリンはウイルスMタンパク質に直接結合してウイルスRNPからMを除去することにより,またそれ自身転写開始複合体に組み込まれて作用することを示した.残りの3つの因子,ホスホグリセリン酸キナーゼ,エノラーゼ,およびp24はRNA鎖伸長反応において機能することを明らかにした.3)ウイルスLタンパク質を組換えタンパク質として発現し,それがウイルスmRNAキャップ構造をメチル化する活性(mRNAグアニン-7-メチル基転移酵素活性)を有することを証明した.我々はこれまでに,精製センダイウイルス(HVJ)粒子を用いた効率のよい,かつ正確なin vitro転写系を開発し,HVJの転写には細胞由来の複数のタンパク質性因子(宿主因子)が必要であることを見出した.今年度は,宿主因子の精製とその機能解析をさらに進め,以下の結果を得た.HVJのin vitro mRNA合成を促進する指標として,ウシ脳抽出液より宿主因子活性を精製したところ,4つの相補的な分画に分離された.4つの因子をそれぞれ単一タンパク質にまで精製した.このうちの2つの因子について,それぞれ細胞骨格系タンパク質のチューブリンと解糖系酵素のホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)であることを明らかにした.これら因子の機能については,チューブリンは転写開始反応に必要であるが,PGKを含む他の3因子はRNA鎖の伸長反応において協調的に作用することを示した.また,PGKの酵素活性そのものはHVJの転写促進活性には必要ないこ,ウサギ,酵母からのPGKおよび組換えヒトPGKも同様の転写促進活性を示すことを明らかにした.さらに,West-Western blot分析によりPGKとチューブリンは直接相互作用すること示した.HVJゲノム3'末端リーダー配列(le)からは,(+)リーダーRNAと呼ばれるタンパク質をコードしない短鎖RNAが転写されるが,その合成機構と意義は不明である.我々は,ゲノムle配列に特異的に結合する因子(leader binding protein:LBP)を見出し,その部分精製と性質について検討した.その結果,LBPは少なくとも2成分,p90とp37,からなり,単鎖le配列よりもleを含む2本鎖に強い親和性を持つことが明らかになった.我々はこれまでに,精製センダイウイルス(SeV)粒子を用いた効率のよい,かつ正確なin vitro転写系を開発し,HVJの転写には細胞由来の複数のタンパク質性因子(宿主因子)が必要であることを見出した.今年度は,宿主因子の精製とその機能解析をさらに進め,以下の結果を得た.SeVのin vitro mRNA合成を促進する活性を指標として,ウシ脳抽出液より宿主因子活性を精製したところ,4つの相補的な分画に分離された.4つの因子をそれぞれ単一タンパク質にまで精製した.このうちの2つの因子について,それぞれ細胞骨格系タンパク質のチューブリン,解糖系酵素のホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)であることを明らかにした.これら因子の機能については,チューブリンは転写開始反応に関与し,PGKと他の2因子(p28,p52)はRNA鎖の伸長反応において協調的に作用することを示した.PGK,p28およびp52は,転写開始ヌクレオチドであるATPのKm値を低下させることにより転写を促進すること示した.またチューブリンは,転写か意志複合体に組み込まれるばかりでなく,ウイルスMタンパク質と結合しウイルスRNPからそれを除去することによって転写開始を活性化していることを明らかにした.SeV mRNAはキャップ(m7GpppAm)されているが,この構造の生合成が宿主酵素によるのかウイルス自身の酵素によるのかは明らかでない.精製ウイルスRNPを用いたin vitro反応系でキャップメチル化酵素活性(mRNA(guanine-7-)methyltransferase)を検出することに成功した.

SeVゲノム3'末端リーダー配列(le)からは,(+)リーダーRNAと呼ばれるタンパク質をコードしない約50ヌクレオチドの短鎖RNAが転写されるが,その合成機構と意義は不明である.我々は,ゲノムle配列に特異的に結合する因子(leader binding protein:LBP)を見出し,その部分精製と性質について検討した.その結果,LBPは少なくとも3成分からなり,その内の2成分(p90とp37)は相補的に作用した.また,単鎖le配列よりもleを含む2本鎖に強い親和性を持つことが明らかになった.3つ目の成分はp90のRNAへの結合を促進した.さらにこの因子は,(+)リーダーRNA合成を負に調節する因子であることが示された.センダイウイルス(SeV)はパラミクソウイルス科に属し,そのゲノムは約15kbの非分節マイナス鎖RNAからなる.ウイルスゲノムの転写は,ウイルスゲノムでコードされるRNA依存RNAポリメラーゼ(LおよびPタンパク質)によって触媒されるが,転写反応にはこの酵素以外にも宿主由来のタンパク質因子(宿主因子)の存在が必須である.我々は,SeVゲノム転写の分子機構を明らかにすることを目的に,宿主因子の精製とその機能解析を行っている.これまでに,精製ウイルス粒子を用いたin vitro転写反応による解析から,SeVmRNAの生合成には少なくとも3つの宿主因子が必要であり,その内の2つについて,細胞骨格系タンパク質のチューブリンおよび解糖系酵素のホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)であることを明らかにした.今年度は,第3の因子の精製とその機能解析を行い,以下の結果を得た.チューブリンとPGK存在下にウシ脳抽出液よりSeV in vitro転写反応を促進する活性を指標として第3の因子を精製したところ,因子はさらに2つの相補的なタンパク質成分,分子量52,000(p52)と同28,000(p28)に分離された.そのうちのp52は単一タンパク質として精製し,その部分アミノ酸配列,酵素活性,ならびに免疫化学的な性質から解糖系酵素のエノラーゼであることを明らかにした.このことは,組換えヒトαエノラーゼもp52と同様の転写促進活性を示すことからも裏付けられた.これら4つの宿主因子の機能に関しては,チューブリンが転写開始に関与し転写開始複合体中に組み込まれて機能するのに対して,PGK,エノラゼ,およびp28の3者はmRNA鎖の伸長段階を促進することを明らかにした.また,SeV mRNAはメチル化キャップ構造を有するが,キャップメチル化酵素,mRNA(guanine-7-)methyltransferase,活性がウイルスゲノムを合むリボヌクレオプロテイン(RNP)中に合まれていることを明らかにした.パラミクソウイルス科センダイウイルス(SeV)のゲノムは約15kbの非分節マイナス鎖RNAからなる。ウイルスゲノムの転写は、ウイルスゲノムでコードされるRNA依存RNAポリメラーゼ(P, Lタンパク質)によって触媒されるが、転写反応にはこの酵素以外に宿主由来のタンパク質因子(宿主因子)の存在が必須である。