hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラスリン小胞輸送の機能障害は造血器腫瘍の原因となる

それに伴い、c-Kitのシグナル伝達経路を構成するERKのリン酸化が、(-/-)細胞では亢進していた。さらには、Hrs陽性のMulti-vesicular bodyからリソソームへのc-Kit輸送が顕著に遅延していることを細胞生物学的解析より見出した。当該年度における研究計画をほぼ完遂することができた。さらには、今後の研究の発展につながるような研究成果をあげることができた。ただ、上記研究実績の概要の項目(2)SMAP1(-/-)マウスのMDS/AML病型とヒトMDS/AMLとの比較について、今後成果が得られる可能性を含んでいるため、引き続き解析を行う予定である。当初の研究計画どおり、以下の2項目について研究を推進する予定である。・MLL-SMAP1キメラによる、細胞がん化メカニズムの解明・SMAP1遺伝子と協調的に働く、白血病発症因子の同定次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成24年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
低原子価14族元素化学種からなるルイス酸性反応場を鍵とする高活性金属錯体の創製

本研究では、新しい反応活性な金属化合物の合成とそれを利用した新規反応の開発を最終目的に,ケイ素やゲルマニウムの低原子価化学種が金属に配位した新規金属錯体の合成を行い,これらのルイス酸的性質を生かしたこれまでに知られていないタイプの反応を幾つか発見した。特に、一価ケイ素化学種が配位したシリリン錯体とアルデヒドとの反応において,メタセシス的な結合組み換え反応を発見したことはこの分野における大きな成果である。1.ルテニウムシリレン錯体およびη3-アザシラアリル錯体の反応性研究:ジベンジルアルコキシシランの触媒的生成ルテニウムのシリレン錯体とアリールニトリルとの反応からη3-アザシラアリル錯体が生成することを見出していたが,今回,加温することで逆反応が進行し,温和な条件でケイ素ー窒素結合の可逆的な形成/切断が起こることが明らかになった。この系では容易に基質の結合形成/切断が起こることから,触媒的反応の発見を期待し,求核剤や求電子剤との反応を調べると,ルテニウムのシリレン錯体からベンズアルデヒドが2分子取り込まれたシランが化学量論的に得られることが分かった。反応機構に関する考察を元に条件を検討したところ,ジヒドロシランの2つのSi-Hがベンズアルデヒドによりベンジルアルコキシ基に置換されたシランが選択的および触媒的に生成することを見出した。2.10族金属のシリレン錯体の合成研究10族金属を中心金属とするハロゲン置換シリレン錯体の合成・単離を目指して研究を行う中で,生成物がかなり熱的に不安定であること,合成の再現性が取りにくいことなどが判明した。そのこで,近畿大学の松尾研との共同研究として嵩高いアリール基(EMind基)をケイ素上に導入し,ケイ素上に水素を持つシリレン錯体の10族金属錯体の合成を検討した。その結果,シリレン錯体の前駆体となり得るヒドリドシリル白金錯体を高収率で得ることができた。また,配位子置換反応により非常に電子供与性の高いN-ヘテロサイクリックカルベンを導入した錯体も合成した。まだ完全な単離には至っていないが,これらの錯体にはcisーtransの幾何異性体が存在し,室温で容易に相互異性化していることが明らかになった。興味深いことに,各種NMRの測定から,σ(Si-H)錯体を経て異性化していると考えられる。これまでに合成した金属ーケイ素二重結合を持つシリレン錯体の中で,ルテニウムおよび鉄を中心金属とする錯体においてベンゾフェノンやアセトンのヒドロシリル化反応が触媒的に進行することを見出している。今回,ケイ素上の置換基をイソプロピル基からメチル基に置換したシリレンルテニウム錯体を用いると,それまでのヒドロシリル化生成物とは異なるタイプのヒドロシリル化生成物,すなわち,ジベンジルアルコキシシランが触媒的に生成することを見出した。条件検討や基質適用範囲などの詳細は今後検討していく予定であるが,分子構造が明確にされたシリレン錯体により新しい触媒反応が見つかった点は評価できる。一方で,計画しているハロゲン置換のシリレン錯体の研究は,生成する錯体の熱的安定性や取り扱いにくさのため,あまり進行していない。代わりに,ヒドロシリル錯体からシリレン錯体を誘導することを検討しており,その最初の前駆錯体の生成を確認し,完全な単離を急いでいる。これらを総合すると,期待以上の成果まではいっていないが,おおむね順調に進展していると判断する。1.ルテニウムシリレン錯体を触媒とするカルボニル化合物のヒドロシリル化反応:昨年度の研究から,触媒量のヒドリド(ジアルキルシリレン)ルテニウム錯体の存在下に,ベンズアルデヒドとジヒドロシランとの間で二重ヒドロシリル化反応が進行することを見出した。今回,この反応の適応範囲を調べるために,アリール上に電子供与基や電子吸引基を持つ様々なアリールアルデヒドを基質として反応を行ったところ,いずれの場合も対応する生成物を高収率で与えることを明らかにした。一方,ケトンを基質として用いると通常のヒドロシリル化生成物のみが選択的に得られた。2.新規鉄ゲルミレン錯体の合成と反応研究:鉄は天然に最も多く存在する遷移金属元素であるため,貴金属で行われている反応を鉄で代用させられるかは,天然資源の有効利用の観点から重要な研究課題となっている。そこで,比較的安定性が高い2価のゲルマニウム化学種であるゲルミレンを用いて,これを配位子とする鉄錯体の合成に取り組み,その単離に成功した。様々な不飽和有機分子との反応を検討したところ,以前合成したタングステン類縁錯体に匹敵,あるいはより反応活性であることが明らかになった。例えば,イソチオシアナートのC=S二重結合を切断する反応が鉄錯体では室温で容易に進行した。これはタングステン類縁錯体では起こらなかった反応である。3.モリブデンシリリン錯体の合成研究:最近,1価のケイ素化学種であるシリリンがタングステンに配位した錯体の合成に成功し,その構造を明らかにするとともにこの錯体が非常に高い反応性を示すことが明らかになってきた。今回,さらに反応性が向上すると期待されるモリブデンを中心金属とする類縁錯体の合成に取り組んだ。まだ目的の錯体の単離には至っていないが,前駆錯体となるヒドリド(シリレン)錯体およびアニオン性のシリレン錯体の合成に成功した。

低原子価の14族元素化学種の一つである2価のケイ素化学種およびゲルマニウム化学種が,それぞれ配位したシリレン錯体およびゲルミレン錯体を合成あるいは改良することにより,幾つかの新反応を見出してきた。これらの錯体では,金属中心は18電子で配位飽和であるが,低原子価元素配位子中心がルイス酸性部位となるため,反応基質が低原子価元素中心に配位あるいは相互作用することで活性化される。通常の金属部位での基質の活性化とは全く異なる反応様式である。また,金属上にヒドリド配位子を合わせ持つタイプの錯体では,金属上のヒドリド配位子が転位や還元的脱離に関与することで,さらなる反応が進行することが明らかになってきた。例えば,研究実績の項でも述べたように,ルテニウムシリレン錯体を用いるとアリールアルデヒドによる二重ヒドロシリル化反応が触媒的に進行するが,これはシリレン配位子のケイ素中心の高いルイス酸性部位と金属ヒドリドが協働的に作用したことで進行したと考えられる。また,天然資源として豊富にある鉄を用いて類似の骨格を持つヒドリド(ゲルミレン)錯体を合成すると,イソチオシアナートのC=S結合を室温で速やかに切断する反応が進行した。一方で,当初設定していた課題のうち,ハロゲン置換のシリレン錯体の研究は,生成錯体の熱的安定性や取り扱いにくさのため困難であることが分かった。その代わりに,1価の低原子価14族化学種が配位した錯体の合成研究を推進している。1価の低原子価14族化学種が配位した錯体は,ルイス酸性元素中心に加えて,直交した2つのπ軌道を持つので,それらに基づく新しい反応の発見が期待される。既に,非常に嵩高いアリール基を持つタングステンシリリン錯体の合成に成功し,有機分子を2分子取り込んだ生成物を高収率で与えるなど,新反応を見出している。これらを総合すると,おおむね順調に進展していると判断する。1.タングステンシリリン錯体によるメタセシス類似反応の発見:金属ー炭素三重結合錯体であるカルビン錯体の化学において、不飽和有機化合物との[2+2]環化付加反応を経て多重結合の組み換えを起こすメタセシス反応は、最も重要な反応の一つである。しかし、ケイ素化合物のメタセシス反応は未だ見つかっていない。今回、1価のケイ素化学種であるシリリンがタングステンに配位した錯体がアルデヒドとの反応において、連続した[2+2]環化付加と分子内ホルミル水素移動により4員環メタラサイクルを与え、この錯体から加熱により結合組み換え反応が起こることを見出した。これは、メタセシスに最も近い反応であり、ケイ素化合物のメタセシス反応開発に大きな一歩を踏み出したといえる成果である。2.モリブデンシリリン錯体の合成と[2+3]環化付加反応:モリブデンのシリリン錯体の合成に成功し、二量体の結晶として単離した。この錯体は、溶液中では単量体との解離平衡にあり、単量体に大きく偏っていることを明らかにした。この錯体はタングステン錯体と同様に、アルキン類と[2+2]環化付加反応を起こし、4員環のメタラシラシクロブタジエンを与えた。興味深いことに、この錯体はトリメチルシリルアジドや1-アダマンタンアジドと速やかに反応し、これまでに前例のない3員環錯体であるシライミノアシル錯体を与えた。この錯体は、シリリン錯体として初めての[2+3]環化付加反応の後、窒素分子の脱離を経て生成したと考えられる。3.モリブデンゲルミリン錯体の合成:モリブデンのヒドリド(ヒドロゲルミレン)
長鎖クモ糸タンパク質遺伝子の利用による高強度シルクの創出

生分解性を持つタンパク質性繊維は、産業上有望な素材とみなされているが、実用上十分な強度を持つ素材はない。そこで、すでに一定の強度を有するタンパク質性繊維である「カイコが作るシルク」を遺伝子組換えによって改変し、高強度のシルクを創出する。本研究では、最初にクモ糸タンパク質の遺伝子のほぼ全長cDNAをクローニングし、発現ベクターを構築する。次に、カイコヘ遺伝子導入してクモ糸タンパク質が後部絹糸腺で発現する遺伝子組換えカイコを作出する。最終的に、破断強度が通常シルクの1.5倍で通常強度ポリエステルと同等以上である700 MPaを超える改変シルクの創出を目指す。
生体顕微鏡観察法によるショック並びに低酸素性肺血管収縮に関する検討

エンドトキシンショック並びに低酸素状態の微小循環への影響をみるためラット用生体透過型顕微鏡(灌流装置付属)下にラット腸間膜を用いて行った。Wistar系ラットを用い、腸間膜微小循環系の像をハイスピードビデオに録画し、これを再生して毛細血管の血流速度や血管径を測定した。微小血管の拡大・縮小などの連続的径変動は、イメージ・スプリッティング法でテレビ投影像をみながら血圧変動とともにリネアコーダーFに記録することによりショック及び薬物の微小循環に与える影響を観察した。その結果正常ラットでは、抗ショック薬ウリナスタチン(以下UST)ivによりNE1μg滴下による血管収縮時間が短縮した。特に最大収縮時から回復する過程の時間が短縮した。エンドトキシン(以下ET)ショック例では逆にUST使用例の方が非使用例より回復過程の時間は延長し、ETの異常血管反応に影響を与えることが考えられた。ETショック例に、USTを用いてみると、UST使用例の方が非使用例より動脈圧は高値を維持できた。細動脈径の変化はUST使用例に縮小傾向が見られた。これは血圧変動と一致した変動である。同じETショック例のラットでも、USTをET投与に先立ち予防的にivした群とET投与後にivした群とでは、前者の方が腸間膜血管の収縮が軽度なのに血圧が高く、血流速度が維持できている。つまり、USTを予防的に投与することによりETショックの諸症状を軽減できることが微小循環レベルで証明できた。やはりETショックモデルのラットでF_1O_20.15の状態にして腸間膜血管の微小循環動態を観察した結果、時間経過とともに血管径の拡張が見られるが、同時にNE1μg滴下に対する収縮率は増加し、それに対する過敏性をきたしており、低酸素も同様に収縮促進することから、低酸素性肺血管収縮はETショック時には促進されると推定できた。体循環としてラット腸間膜の微小循環系の観察を,ラット用生体透過型顕微鏡(かん流装置付属)を用いて行った.使用したのはWistar系ラットである.1.腸間膜微小循環系の像は,ビデオカメラによりモニターテレビ上に投影してハイスピードビデオ(HSV-200)にて録画し,これを再生して毛細欠陥の血流速度を測定した.2.微小血管の拡大・縮小などの連続的径変動はイメージ・スプリッティング法でテメビ投影像を見ながらポテンシオメーターを介してリネアコーダF(62年度予算で購入)に記録した.3.また,ラットの血圧の変動をやはりリネアコーダFに記録した.上記の方法で,まず正常ラットにウリナスタチンを投与し,微小循環にどのような影響を与えるか観察した.ノルエピネフリン局所滴下による細小動脈の血管収縮時間が短縮されることが判明した.また,エンドトキシン投与下のラットにウリナスタチンを投与すると,細小動脈径の拡張が抑制され,血圧も上昇した.ウリナスタチンがショック時の微小循環に影響を与えることが示唆された.また,ウリナスタチンと他の抗ショック薬メチルプレドニゾロンとの比較検討も行った.反省点としては,ラットのエンドトキシンに対する感受性は個体差が激しく,実験中に死亡するものが多く難渋を極めた点である.そのためウリナスタチンの抗ショック作用の検討は行えたが,当初予定していた吸入酸素濃度の影響に関する研究までは実施できなかった.同様の理由で肺循環に関する研究も行えなかった.前年度に引き続き、エンドトキシンショック並びに低酸素状態の微小循環への影響をみるため、ラット用生体透過型顕微鏡(灌流装置付属)下にラット腸間膜を用いて行った。

Wistar系ラットを用い、腸間膜微小循環系の像をハイスピードビデオに録画し、これを再生して毛細血管の血流速度や血管径を測定した。微小血管の拡大・縮小などの連続的径変動は、イメージ・スプリッティング法でテレビ投影像をみながら血圧変動とともにリネアコーダーFに記録することによりショック及び薬物の微小循環に与える影響を観察した。前年度までの研究で、エンドトキシン(以下ET)投与下でのラットに抗ショック薬ウリナスタチン(以下UST)を投与すると、腸間膜の細小動脈径の拡張が抑制され、血圧も上昇することが判明している。今年度はUST投与をET投与に先立って行ってみた。同じETショック例のラットでも、USTをET投与に先立ち予防的にivした群とET投与後にivした群とでは、前者の方が腸間膜血管の拡張抑制が軽度なのに血圧が高く、血流速度が維持できており、USTを予防的に投与することがETショックの諸症状を軽減できることを証明した。やはりETショックモデルのラットでF^10_20.15の状態にして腸間膜血管の微小循環動態を観察した。その結果、時間経過とともに血管径の拡張が見られるが、同時にノルエピネフリン1μg滴下に対する収縮率は増加し、それに対する過敏性をきたしており、低酸素も同様に収縮促進することから、低酸素性肺血管収縮はETショック時には促進されると推定できた。
薬物の化学構造・生体反応性並びに個体因子の両者に着目した薬剤性肝障害評価手法開発

本年度は、昨年度に引き続き、薬剤性肝障害誘発性薬物(DILI薬物)及びDILI誘発性がない薬物(no-DILI薬物)の化学構造的特徴及びP450反応性を利用した生物学的反応性による判別を行った。また、生物学的反応性の毒性学的観点からのアプローチとして、DILI発症機序との関連が示唆されている炎症、酸化、小胞体等の様々なストレスに対する応答因子への影響評価をレポーターアッセイにより実施した。昨年度に作成した分子記述子によるDILI薬物とno-DILI薬物の決定木判別モデルについて、k分割交差検証法による検証を行った。その結果、最適な分岐数は4で、作成した決定木の判別精度は、一致率(0.767)、感度(0.931)、特異度(0.442)であった。また、DILI薬物126物質及びno-DILI薬物3物質について、8分子種のヒトP450に対する反応性評価を行った。昨年度の結果とあわせて、DILI薬物とno-DILI薬物間のP450反応性の比較を行ったところ、DILI薬物はno-DILI薬物と比較してCYP1A1及びCYP1B1に対する反応性が有意に高いことが明らかになり、P450反応性評価がDILI薬物とno-DILI薬物の判別に有用である可能性が示された。ストレス応答性レポーターアッセイについては、NF-κB、AP-1、XBP-1、Nrf2、CREB、HSFを評価対象分子として条件検討を行った。本年度は、NF-κB、AP-1、Nrf2について、DILI薬物86物質とno-DILI薬物74物質の評価を実施したところ、no-DILI薬物の方がDILI薬物よりNrf2レポーター活性を上昇させる傾向を見出した。また、個人差反映型細胞については、昨年度作製したCYP3A4の発現量を変動させた改良型Ad-P450細胞を基盤として、さらにCYP2D6発現量を変動させた細胞を作製した。本年度は、昨年度に引き続き、分子記述子及びP450反応性を利用した化学構造と生物学的反応性によるDILI薬物及びno-DILI薬物の判別を実施した。P450反応性については、昨年度評価を行った170物質に加え、129物質を追加評価し、研究計画書どおり299物質の評価を完了した。さらに本年度は、新たに様々なストレスに対する応答因子への影響評価を実施した。NF-κB、AP-1、Nrf2に加え、他の因子についても評価を開始した。また、分子記述子を利用したDILI薬物とno-DILI薬物の決定木判別モデルの検証に加え、選定薬物の投与方法・量、投与期間、薬効分類等の医薬品情報の収集も概ね完了した。一方、個人差反映型細胞の作製については、CYP2D6及びCYP3A4の発現量を変動させた改良型Ad-P450細胞を作製したが、計画より若干遅れている。薬物の毒性学的評価については、HepG2細胞やHepaRG細胞を用いて細胞生存率やLDH活性測定を利用した細胞傷害性評価、ミトコンドリア機能障害、ROS産生等の測定条件検討を開始した。以上のことから、化学構造、生物学的反応性、医薬品情報等を利用したDILI薬物及びno-DILI薬物の判別は計画通りに進行しているが、個人差反映型細胞を用いたDILI薬物の毒性学的評価等は計画より若干遅れている。次年度は、ストレス応答性因子への影響評価を継続して実施する。また、本年度までにP450反応性やストレス応答性因子への影響などの生物学的反応性評価は、DILI薬物及びno-DILI薬物の判別に有用であることを見出したことから、さらにDILIの毒性学的観点から生物学的反応性評価を追加することで、より正確に判別が可能になると考えた。そこで、次年度は、HepG2細胞やHepaRG細胞を用いて細胞傷害性、ミトコンドリア機能障害、ROS産生、脂質蓄積等を評価し、DILI薬物及びno-DILI薬物の判別に利用する。これらの結果と、P450反応性、ストレス応答性因子への影響、分子記述子、あるいは薬物の医薬品情報とあわせてDILI薬物及びno-DILI薬物の判別モデルを作成する。また、作製した個人差反映型細胞を用いて、薬物代謝酵素活性の個人差がDILI薬物の毒性発現に与える影響を確認する。本年度は、薬剤性肝障害誘発性薬物(DILI薬物)及びDILI誘発性がない薬物(no-DILI薬物)の選定、そしてこれらの化学構造的特徴及び生物学的反応性によるクラス分けに重点を置き、本研究を遂行した。DILI薬物及びno-DILI薬物は、文献情報等に基づき、それぞれ432物質と217物質を選定した。両薬物間の構造的違いを明らかにするため、分子記述子を算出し、2群間の比較を行ったところ、760種類の記述子において有意な差が認められた。これらを決定木やランダムフォレスト等の統計学的手法により解析した結果、DILI薬物及びno-DILI薬物の判別に有用な記述子を複数個同定することができた。また、多種多様な化学物質を認識するcytochrome P450(P450)の性質を利用し、P450阻害活性が生物学的な反応性の指標として有用であるか明らかにするため、DILI薬物95物質及びno-DILI薬物75物質について、9分子種のヒトP450に対するスクリーニング試験(P450反応性評価)を実施した。

その結果、5分子種において、DILI薬物の方がP450反応性が有意に高いことが明らかとなり、DILI薬物及びno-DILI薬物の判別の指標として有用であることが示唆された。その一方で、P450反応性を有さないDILI薬物、あるいはP450反応性を有するno-DILI薬物も確認されたことから、P450反応性評価に加えて、P450とは異なる化学物質認識性を有するタンパク質との反応性あるいは毒性学的観点からの評価も必要であると考えられた。個人差反映型細胞については、申請者が樹立した5分子種のP450発現アデノウイルスをHepG2細胞に同時感染させ、ヒト凍結肝細胞と同レベルの活性パターンを有するAd-P450細胞を利用し、CYP3A4の発現量を変動させた改良型Ad-P450細胞を作製した。本年度は、DILI薬物及びno-DILI薬物の選定、分子記述子及びP450反応性を利用した化学構造と生物学的反応性によるDILI薬物及びno-DILI薬物の判別を研究計画通りに遂行した。選定した薬物に関しては、より明確なDILI薬物及びno-DILI薬物の判別やDILI薬物のクラス分けを行うことを目的に、化学構造解析に加え、投与方法・量、投与期間、代謝経路、薬効分類等の医薬品情報の調査を開始した。また、P450反応性評価についても、170物質の評価を完了していることから、概ね順調に成果を得ることができている。さらに、薬物の生物学的反応性の評価については、DILIの毒性学的観点からのアプローチとして、炎症や酸化ストレスに対する応答因子への影響についても確認するため、ターゲット因子の選定や評価手法の条件検討を行った。個人差反映型細胞は、研究計画に従って分担研究者と連携し、発現量に起因したCYP3A4の個人差を模倣した細胞の作製を行い、その薬物代謝活性の測定を行った。以上のことから、本研究は順調に遂行しており、得られた成果に基づいた新たなアプローチも既に着手していることから、進捗状況は良好であると言える。本年度は、昨年度に引き続き、薬剤性肝障害誘発性薬物(DILI薬物)及びDILI誘発性がない薬物(no-DILI薬物)の化学構造的特徴及びP450反応性を利用した生物学的反応性による判別を行った。また、生物学的反応性の毒性学的観点からのアプローチとして、DILI発症機序との関連が示唆されている炎症、酸化、小胞体等の様々なストレスに対する応答因子への影響評価をレポーターアッセイにより実施した。昨年度に作成した分子記述子によるDILI薬物とno-DILI薬物の決定木判別モデルについて、k分割交差検証法による検証を行った。その結果、最適な分岐数は4で、作成した決定木の判別精度は、一致率(0.767)、感度(0.931)、特異度(0.442)であった。また、DILI薬物126物質及びno-DILI薬物3物質について、8分子種のヒトP450に対する反応性評価を行った。昨年度の結果とあわせて、DILI薬物とno-DILI薬物間のP450反応性の比較を行ったところ、DILI薬物はno-DILI薬物と比較してCYP1A1及びCYP1B1に対する反応性が有意に高いことが明らかになり、P450反応性評価がDILI薬物とno-DILI薬物の判別に有用である可能性が示された。ストレス応答性レポーターアッセイについては、NF-κB、AP-1、XBP-1、Nrf2、CREB、HSFを評価対象分子として条件検討を行った。
中・大規模木造建築物における接合部の長期性能の解明

本研究は、長期間安全に使用できることが求められる中・大規模木造建築物において、研究事例の極めて少ない接合部の長期性能の解明を目的としている。研究対象の接合具は、中・大規模木造建築物の接合部において使用実績が多く、研究代表者と研究分担者による基礎的な研究事例の多い大型のネジ接合具であるラグスクリューボルト(以下、LSB)及び接着剤と全ネジボルトを用いたグルードインロッド(以下、GIR)とした。本年度の研究では、長期的な引張変形量の増大を推定するクリープ試験、そして長期的な引張耐力を推定するDOL試験を実施した。本研究期間では、クリープ試験において長期荷重に相当する荷重を試験体に負荷し、6ヶ月間の引張変形量の変動を測定した。その結果、50年後の推定変形量がLSBでは0.2mm、GIRでは0.7mm程度と極めて微少であることが分かった。このため、接合部及び建物の安全性に大きく影響を及ぼさないと考えられる。ただし、湿度の影響を受けて変位量が±0.1mmの範囲で変動することが分かった。本年度の試験では高湿度になる梅雨時期に試験していないことから、次年度以降も試験を継続して、一年間を通した変位量の変動を測定する。DOL試験に関して、全体的な傾向として、木材自体の長期的な強度特性と同様の傾向を示すことが分かった。しかしながら、現時点では試験体数が少なく、事前の強度測定試験における最大破壊荷重に対して90%の荷重で負荷した試験において、載荷直後に破壊を生じる試験体が見られたことから、今後更なる試験データの蓄積が必要であると考える。本年度計画していた試験を含めて、研究はおおむね順調に進んでいる。本年度は初年度ということもあり、試験体と試験設備の準備に半年ほど時間を要すると考えていたが、7月までに全ての試験体及び試験用治具を準備することができ、8月にメインの長期試験(クリープ試験及びDOL試験)を開始することができた。当初の研究計画では、長期試験は10月開始を想定していたが、2ヶ月間程度前倒しで開始できている。長期試験はおおむね順調に進めているが、一部に想定外の課題が生じている。本研究で対象としている大型のネジ接合具であるラグスクリューボルト(以下、LSB)と全ネジボルトと接着材を用いたグルードインロッド(以下、GIR)ともに、長期的な引張変形量の変動を測定しているクリープ試験では、試験開始直後から木材自体の試験では見られない湿度による変位量の変動が認められた。この原因解明のため、当初計画していなかった試験体を追加して試験を行っている。長期的な接合耐力の変動を検討しているDOL試験では、試験で負荷する荷重レベルが、試験体の実際の荷重レベルと隔たりがあることで、破壊までの測定時間に大きなバラツキが生じている。これは、マッチング試験と長期試験には同一材料(1本の集成材)から採取した試験体を用いているにもかかわらず、局所的な材質の影響を受けやすい接合部試験の特性が原因であると思われる。そこで本研究では、マッチング試験体3体のバラツキが大きい材料を試験体から省くこととした。本研究課題の今後の研究計画について、3年間の研究期間のうち初年度を終え、ほぼ当初の計画通りに研究を進められていることから、2年目以降もこれまでの計画通りに研究を進める。本研究では、本年度以降3つの試験(「クリープ試験」、「DOL試験」、「クリープ関数を用いた新たな試験」)を計画しており、各試験の具体的な内容は以下の通りである。長期的な引張変形量の増大を測定している「クリープ試験」は、初年度に開始した試験を今後も継続することで、より長期間のデータを収集する。そして、初年度の試験結果より、湿度の影響による変形量の変動が明らかになったことから、2年目は初年度測定できなかった梅雨時期における高湿度条件での変位量の変動について考察を行う。長期的な引張耐力を推定する「DOL試験」では、マッチング試験体3体の平均引張破壊強度をもとに、その90%、80%、70%の荷重を試験体に負荷して破壊までの時間を測定している。これまでに全60体中10体の試験を終えており、再来年度の前期までに全ての試験を終える計画である。再来年度に試験開始予定である「クリープ関数を用いた新たな試験」に関する研究は、再来年度迅速に試験がスタートできるよう、来年度中に試験体及び試験装置の準備を行う。

本年度の試験では高湿度になる梅雨時期に試験していないことから、次年度以降も試験を継続して、一年間を通した変位量の変動を測定する。DOL試験に関して、全体的な傾向として、木材自体の長期的な強度特性と同様の傾向を示すことが分かった。しかしながら、現時点では試験体数が少なく、事前の強度測定試験における最大破壊荷重に対して90%の荷重で負荷した試験において、載荷直後に破壊を生じる試験体が見られたことから、今後更なる試験データの蓄積が必要であると考える。本年度計画していた試験を含めて、研究はおおむね順調に進んでいる。本年度は初年度ということもあり、試験体と試験設備の準備に半年ほど時間を要すると考えていたが、7月までに全ての試験体及び試験用治具を準備することができ、8月にメインの長期試験(クリープ試験及びDOL試験)を開始することができた。当初の研究計画では、長期試験は10月開始を想定していたが、2ヶ月間程度前倒しで開始できている。長期試験はおおむね順調に進めているが、一部に想定外の課題が生じている。本研究で対象としている大型のネジ接合具であるラグスクリューボルト(以下、LSB)と全ネジボルトと接着材を用いたグルードインロッド(以下、GIR)ともに、長期的な引張変形量の変動を測定しているクリープ試験では、試験開始直後から木材自体の試験では見られない湿度による変位量の変動が認められた。この原因解明のため、当初計画していなかった試験体を追加して試験を行っている。長期的な接合耐力の変動を検討しているDOL試験では、試験で負荷する荷重レベルが、試験体の実際の荷重レベルと隔たりがあることで、破壊までの測定時間に大きなバラツキが生じている。これは、マッチング試験と長期試験には同一材料(1本の集成材)から採取した試験体を用いているにもかかわらず、局所的な材質の影響を受けやすい接合部試験の特性が原因であると思われる。そこで本研究では、マッチング試験体3体のバラツキが大きい材料を試験体から省くこととした。本研究課題の今後の研究計画について、3年間の研究期間のうち初年度を終え、ほぼ当初の計画通りに研究を進められていることから、2年目以降もこれまでの計画通りに研究を進める。本研究では、本年度以降3つの試験(「クリープ試験」、「DOL試験」、「クリープ関数を用いた新たな試験」)を計画しており、各試験の具体的な内容は以下の通りである。長期的な引張変形量の増大を測定している「クリープ試験」は、初年度に開始した試験を今後も継続することで、より長期間のデータを収集する。そして、初年度の試験結果より、湿度の影響による変形量の変動が明らかになったことから、2年目は初年度測定できなかった梅雨時期における高湿度条件での変位量の変動について考察を行う。長期的な引張耐力を推定する「DOL試験」では、マッチング試験体3体の平均引張破壊強度をもとに、その90%、80%、70%の荷重を試験体に負荷して破壊までの時間を測定している。これまでに全60体中10体の試験を終えており、再来年度の前期までに全ての試験を終える計画である。再来年度に試験開始予定である「クリープ関数を用いた新たな試験」に関する研究は、再来年度迅速に試験がスタートできるよう、来年度中に試験体及び試験装置の準備を行う。
ネットワーク構造への変換に基づくアルゴリズム設計技術

主にグラフ構造を対象として離散最適化問題に対するアルゴリズムを設計する.最大独立点集合問題などNP-困難である幾つかの重要な問題に対して,近似アルゴリズムや厳密アルゴリズムの設計を行った.近似アルゴリズムについてはその近似性能を理論的に解析し,厳密アルゴリズムについては計算量の上界を理論的に解析した.とくに,厳密アルゴリズムの設計においては,シフトによる慣らし解析,カット点対に基づく分解,再帰方程式集合の最大根の導出法など新しいアルゴリズム設計技術を得ることができた.シドニー大学Hong教授と共に,グラフの直線描画における凹角数を線形のコスト関数のもとで最小化する線形時間アルゴリズムを得た.平面上で複数の矩形図形を矩形上容器に充填する問題に対する厳密アルゴリズムの性能を高める理論を提案した論文が出版された.論文中で実装したプログラムは現在世界最速の性能を発揮している.プリント基盤の支持ピン位置のスケジューリング問題に関して,引き続き京都工芸繊維大の軽野准教授とともに,グラフモデルでの最適化問題として,種々の定数倍近似アルゴリズムを構築し,提案法については実験的な検証も行い,その実用的有効性を確かめた.NP-困難な問題に対しては,近年,指数時間の計算量であっても,より高速な厳密アルゴリズムを設計する研究が実用面と基礎理論の両面から精力的に進められている.本研究においても,トラベリングセールスマン問題,独立点集合問題,支配枝集合問題に対して,中国の電子科技大学の肖鳴宇助教授とともに,次数制限グラフにおける最速のアルゴリズムを提案した.従来は,これらの問題に対する厳密アルゴリズムの計算量を縮めるためには分枝規則を単に複雑化させる方法が多かったが,本研究ではグラフ構造に関する新しい概念・性質を利用することで分枝規則を簡素化しつつ高性能なアルゴリズムを設計することができた.とくに独立点集合問題に対しては,1,2点連結構造に基づく分割統治法を初めて導入した.この他施設配置ゲームに対する戦略耐性メカニズムの特徴付けに関する研究成果を得た.現代社会において生じる情報工学的諸問題に対し,それらを離散最適化問題として定式化することにより,高度な数学的解法の適用が可能になることが多い.しかし一般には,分枝限定法や整数計画法といった汎用的手法を適用するだけでは,効率の良いアルゴリズムを得ることは殆ど期待できない.本研究では,グラフ構造をもつ最適化問題に対して汎用性が高く,かつ,効率や品質にも理論保証が得られるようなアルゴリズム設計技術の確立を目指す。研究代表者(永持)と研究協力者(Mingyu Xiao)は,グラフ最適化問題の中で最も広い用途をもつ問題の一つと考えられている独立点集合問題を解く多項式領域アルゴリズムとして,最大次数によりグラフクラスを分類したすべての場合に対して,昨年度の研究発表で世界最速の計算量を導き出した。また,帰還点・枝集合問題や枝支配集合問題に対しても昨年度の研究発表で世界最速の計算量を達成している。以上の成果を得るために,三つの新しいアルゴリズム設計手法を見出した。一つは,シフトと呼ぶ「ならし計算量」の技法であり,これにより分枝限定法で現れる漸化式の解析をより精密に行うことができる。二つ目は,組み合わせ的な数になる漸化式の本数を変数の個数程度に減らす漸化式生成法である。三つめは,カット点,カット点対に基づいたグラフの分解による指数時間アルゴリズムの高速化である。目指していた設計技術の発展に成功した.この他,軽野准教授,博士後期課程学生との研究で,ロボットパス計画問題に対するアルゴリズムの近似性能も昨年度の研究成果においてさらに改善した.主にグラフ構造を対象として離散最適化問題に対するアルゴリズムを設計する.最大独立点集合問題などNP-困難である幾つかの重要な問題に対して,近似アルゴリズムや厳密アルゴリズムの設計を行った.近似アルゴリズムについてはその近似性能を理論的に解析し,厳密アルゴリズムについては計算量の上界を理論的に解析した.とくに,厳密アルゴリズムの設計においては,シフトによる慣らし解析,カット点対に基づく分解,再帰方程式集合の最大根の導出法など新しいアルゴリズム設計技術を得ることができた.リント基盤の支持ピン位置のスケジューリング問題に関して,京都工芸繊維大の軽野准教授とともに,グラフモデルでの最適化問題として,種々の定数倍近似アルゴリズムを構築し,提案法については実験的な検証も行い,その実用的有効性を確かめた.提案のモデルは,配置決定とスケジュール選択を組み合わせた特徴を持つ.グラフ描画の研究に於いて,シドニー大学Hong教授と共に,描画の際の枝交差を最小にする問題に対する近似アルゴリズム,グラフの直線描画における凹角数を最小化する線形時間アルゴリズム,凸多面体の頂点・稜線のグラフ構造の特徴付け(Steinitzの定理)を非凸な多面体への拡張したの理論などの成果を得ることができた.これらは情報の可視化技術の基礎を拡充する上で重要な成果である.NP-困難な問題に対する高速厳密アルゴリズムとして,部分帰還枝問題,支配枝集合問題,独立点集合問題に対して,中国の電子科技大学の肖鳴宇助教授とともに,最速のアルゴリズムを提案した.従来は,これらの問題に対する厳密アルゴリズムの計算量を縮めるために,複雑な分枝規則が取り入れられていたが,本研究ではグラフ構造に関する新しい概念を導入することで分枝規則を簡素化しつつ高性能なアルゴリズムを設計することができた.この他,平面図形の円被覆による近似問題や通信ネットワークにおける通信網の設計問題に対する近似アルゴリズムの設計,グラフ上の情報伝播問題にける性能解析などを行った.

グラフ描画問題,スケジューリング問題,厳密アルゴリズムの高速化など,グラフにおける最適化問題に関する種々の問題に対して,十分多くの研究成果が得られたと考えている.厳密アルゴリズムの高速化においては,本研究で導入した1,2点連結構造に基づく分割統治法は一般性のある手法であり,他の問題への適用が可能である.ケジューリング問題,グラフ描画問題,厳密アルゴリズムの高速など,グラフにおける最適化問題に関する種々の問題に対して,十分多くの研究成果が得られたと考えている.しかし,これらの成果から一般的な原理の抽出や汎用性の高い手法を確立することはさらに難しい課題であり,今後もこの目的に向かって研究を行う.中国の電子科技大学の肖鳴宇助教授とともに研究を推進している高速厳密アルゴリズムの設計では,1,2点連結構造に基づく分割統治法を発見した.現在,指数領域を利用する別の一般的な高速化手法についてのアイデアが出来上がっており,数学的な詳細を詰めている段階である.中国の電子科技大学の肖鳴宇助教授とともに研究を推進している高速厳密アルゴリズムの設計では,最近,アルゴリズムの解析において新しい工夫を取り入れることで成果をあげている.この解析における工夫における議論をさらに強化することで,汎用性の高い手法の確立を目指す.該当なし次年度の使用計画は,申請時の計画どおり以下の使用を予定している.成果発表,調査のための国内研究旅費500(千円),成果発表,調査のための外国研究旅費500(千円),研究補助・英文校正50(千円),研究成果投稿料50(千円),アルゴリズム理論関係図書50(千円),プリンタ用紙10(千円),研究成果発表のために論文別刷40(千円)
知識の活用を可能にする操作的思考の活性化と抑制条件に関する教育心理学的研究

知識の活用において重要視される操作的思考の活性化要因ならびに抑制要因について検討した。活性化要因としては,属性の共変関係に関するルール教授や事例情報による思考の方向性の制御などが挙げられたが,その効果は部分的であった。また,抑制要因としては,科学的思考における操作の役割について,全般的に低い評価しか与えられていない点が挙げられた。今後,操作の論理的側面に加え,イメージ表象や背景知識の影響についてさらに検討する必要がある。1.平成22年度の研究においては、先行研究のレビューをおこない、操作的思考が従来のルール学習研究において十分に検討されてこなかった理由を考察した。さらに、操作的思考の分類枠組みを提起し、それに基づいて関連研究の整理をおこなった。これらの成集は『教授学習心理学研究』において公表される予定である。2.操作的思考のうち「逆操作」に相当する「対称性バイアス」とPeirceのアブダクション(abduction)やArietiの古論理(paleologic)に見られる「発見的推論」「創造的思考」との関連を示唆する研究を参考にして、知識の活用の中でも「発見的推論」に焦点を定めて研究を進めるという方向が確定した。3.予備調査の結果より、ルール命題で表現される関係構造がその操作可能性に違いをもたらす可能性が示唆されていたので、属性間の連合関係を表す「属性ルール」とカテゴリー包含関係を示す「カテゴリールール」を対比する形で、操作可能性および発見的推論に及ぼす影響を実験的に検討した。得られた結果は以下の通り、(1)属性ルールの操作可能性は相対的に高く、操作された命題でも信頼度評定は低下しなかった。(2)属性ルールを教示された条件の方が、発見的推論を積極的に行う傾向が見られた。(3)カテゴリールールの逆命題に対して高い信頼度評定を付与することと、発見的推論を積極的に行うことの間に関連がある事が示された。このことは本研究が、対称性バイアスとアブダクションの関連に関する仮説に実証的な支持を与えたことを意味する。(4)属性ルールについては、(3)で示されたものとはむしろ逆の関係があることが示され、この結果の解釈とその意義については今後の問題として残された。以上の成果は、『東北大学教育学部研究年報』において公表される予定である。1.前年度の研究より、操作的思考およびその成果である発見的推論(アブダクション)の自発的生起はまれにしかみられず、その促進が困難であるという問題点が指摘された。この点をふまえ、発見的推論を自発的に行った「事例」についてどのような評価が成されるのかを検討した。教員養成大学生を対象に、発見的推論に対する評価についてアンケート研究をおこなったところ、学習態度や学習意欲という側面では評価が高いものの、科学的概念の理解や推論結果の妥当性という側面については、低い評価しか与えない傾向のあることがわかった。この傾向は、知識水準の低い理科教師志望学生において顕著であった。これらの研究成果は『東北大学大学院教育学研究科研究年報』で公表される予定である。2.ルール学習における事例の役割の一つとして、思考の方向性の制御が考えられる。そこで、操作的思考を促進する事例として「アブダクション事例」の提案をおこない、その教授効果を実験的に検討した。アブダクション事例とは、通常の「代入例」のように、ルールの推論方向に沿った形で事例化されたものではなく、ルールの逆命題、すなわち逆の推論方向に沿った形で事例化されたものを指す。科学的概念に関するルールを教示する場面を設定し、アブダクション事例を用いた場合と通常の代入例を用いた場合を比較した。その結果、特にルールに対する事前信頼度の低い学習者にとつて「アブダクション事例」の提示が効果的である可能性が示された。1.教員養成系の大学生を対象にした調査研究により,理科学習における発見的推論(アブダクション)に対する評価が全体的に低いことが明らかとなった。さらに,理科教師を志望する学生の方が,他教科志望学生よりも低い評価を与える傾向が見出された。現段階ではこの結果を十分に解釈できないものの,発見的推論に対する抑制条件について興味深い知見が得られた。2.ルール表象の操作可能性を高めるための条件のひとつとして,提示事例における推論方向の違いを取り上げ,逆向き推論がルール学習に及ぼす影響を検討した。その結果,先行実験とは異なる結果が得られたため,それをふまえた考察は困難であったが,いわゆる「例外への懸念」の問題については,逆向き推論が有効である可能性が示された。3.操作的思考研究を文章理解研究に拡張する試みをおこなった。文章中の命題の操作水準と読解との関連を検討したところ,両者の間に密接な関連は見られなかった。しかし,いわゆる「道徳的誤読」を誘発するような内容の命題操作は,中立的な内容の操作よりも困難であることが明らかとなり,「操作」概念が文章理解研究においても大きな意味を持つ可能性が示唆された。

4.研究課題のまとめとして,関連するテーマの研究者を招いて自主シンポジウム「ルール学習と操作的思考-概観と展望-」を企画・実施した。これにより,知識操作研究の現在までの到達点を共有するとともに,今後の課題について広い視野から意見交換をすることができた。
土壌ー植物系におけるセレンの存在形態と挙動

1.蛍光検出高速液体クロマトグラフィ-を用いる環境試料中のセレン(Se)定量法を開発した.この方法を用いて,土壌の全Seと可溶性Seを,良好な再現性と感度で定量することができた.さらに,この定量法を土壌の可溶性Seの分別定量法に応用した.2.京都府亀岡盆地で採取した耕地土壌50点を例に,土壌の全Se及び可溶性Seの定量を行った.その結果,作土層と第二層の全Se濃度の平均値は,それぞれ0.288,0.323ppmであった.土壌の水溶性と熱水可溶性Se濃度はそれぞれ8.9,20.4ppbで,これらは全Seのそれぞれ3.1,7.1%に相当した.また土壌全Seと可溶性Seの濃度間には有意の相関が認められた.3.Sephadex G25を用いるゲル瀘過法によって土壌の可溶性Seの多くが低分子あるいは高分子状の有機態であることが認められた.例えば上述の耕地土壌の場合,可溶性Seの平均69%が有機態で存在した.さらに可溶性の有機態Seの主な化学形態として,タンパク質やペプチドに含まれるセレノアミノ酸を推定された.4.動物の尿中に含まれるトリメチルセレノニウムイオン(TMSe)の挙動を,土壌にTMSeを添加して検討した.土壌に添加したTMSeを,土壌微生物によって速やかに分解され多くのガス状化合物に変化することが認められた.この結果から,TMSeが土壌の安定な有機態Seとして存在する可能性の少ないことが示唆された.5.土壌Seがアルカリ溶液に容易に溶解することから,土壌のアルカリ可溶性Seの形態から土壌Seの存在形態を推定した.その結果,従来無機態が土壌Seの主要な形態と考えられていたのに対し,土壌Seの多くが有機態で存在することが認められた.1.蛍光検出高速液体クロマトグラフィ-を用いる環境試料中のセレン(Se)定量法を開発した.この方法を用いて,土壌の全Seと可溶性Seを,良好な再現性と感度で定量することができた.さらに,この定量法を土壌の可溶性Seの分別定量法に応用した.2.京都府亀岡盆地で採取した耕地土壌50点を例に,土壌の全Se及び可溶性Seの定量を行った.その結果,作土層と第二層の全Se濃度の平均値は,それぞれ0.288,0.323ppmであった.土壌の水溶性と熱水可溶性Se濃度はそれぞれ8.9,20.4ppbで,これらは全Seのそれぞれ3.1,7.1%に相当した.また土壌全Seと可溶性Seの濃度間には有意の相関が認められた.3.Sephadex G25を用いるゲル瀘過法によって土壌の可溶性Seの多くが低分子あるいは高分子状の有機態であることが認められた.例えば上述の耕地土壌の場合,可溶性Seの平均69%が有機態で存在した.さらに可溶性の有機態Seの主な化学形態として,タンパク質やペプチドに含まれるセレノアミノ酸を推定された.4.動物の尿中に含まれるトリメチルセレノニウムイオン(TMSe)の挙動を,土壌にTMSeを添加して検討した.土壌に添加したTMSeを,土壌微生物によって速やかに分解され多くのガス状化合物に変化することが認められた.この結果から,TMSeが土壌の安定な有機態Seとして存在する可能性の少ないことが示唆された.5.土壌Seがアルカリ溶液に容易に溶解することから,土壌のアルカリ可溶性Seの形態から土壌Seの存在形態を推定した.その結果,従来無機態が土壌Seの主要な形態と考えられていたのに対し,土壌Seの多くが有機態で存在することが認められた.研究目的の“土壌ー植物におけるセレンの存在形態とその挙動"を検討するため、土壌全セレンと可溶性セレンの定量方法を開発したのち耕地土壌における全セレンの分布と可溶性セレンの存在形態を検討した。1.蛍光検出ー高速液体クロマトグラフィ-法による土壌全セレンの高感度定量法を開発した。この方法を京都府亀岡盆地の耕地土壌に応用し、土壌全セレン濃度の平均値として作土層0.29ppm(N=51)、下層土0.32ppm(N=21)を得た。一方、土壌セレンを粒径別に分析し、土壌セレンは難溶性の成分中には少なく、比較的可溶性の形態で存在することが認められた。さらに土壌セレンは希アルカリ溶液によって大部分が溶出し、アルカリ溶液中のセレンの大半が腐植酸とフルボ酸中に有機態の形態で存在することが認められた。2.植物の可給態セレンを表すと考えられる土壌の水または熱水可溶性セレンの検討を行なうため、可溶性セレンの簡便な全量定量法を確立した。さらに可溶性セレンを無機態セレン(Se^<4+>、Se^<6+>)と有機態セレンに選択的に分別定量する方法を開発した。検討の結果、土壌の可溶性セレンは全セレンの約510%を占め、全セレン濃度との間に有意の正相関が認められた。さらに可溶性セレンの存在形態を分別定量法とゲルクロマトグラフィ-を用いて検討し、土壌の可溶性セレンの約70%が低分子あるいは高分子の有機態の形態で存在することが認められた。

有機態の形態の詳細は不明であるがゲルクロマトグラフィ-で分離したセレンとアミノ酸成分の分布が一致することからセレンをふくむアミノ酸の状態で存在しているものと推定される。一方、無機態ではSe^<4+>が多く、かつ土壌pHが高いほどSe^<4+>濃度の高い傾向が認められた。しかしSe^<6+>は少なく、またSe^<6+>濃度と土壌pHの間に関連性は認められなかった。1.京都府亀岡盆地の耕地土壌を対象に,土壌の0.1M硫酸ナトリウム溶液可溶性Seの形態を検討した。可溶性Seの平均濃度は21.8ppbで,各形態のSeの平均濃度と存在割合は,有機態15.0ppb,69%,Se(IV)4.8ppb,22%,Se(VI)1.9ppb,9%で,有機態Seが土壌の可溶性Seの主な形態であることが認められた。さらに有機態Se濃度と土壌pHとの間にr=0.70の,またSe(IV)と土壌pHとの間にr=0.80の相関が認められた。pHの上昇に伴う土壌中の有機物やSe(IV)塩の溶解に起因するものと推定された。一方,Se(VI)濃度とpHの間には顕著な関連性は見られず,高pH域でのSe(VI)塩が安定な傾向は認められなかった。2.可溶性有機態Seとしてトリメチルセレノニウムイオン(TMSe)の可能性を検討するため土壌のTMSeの定量法を検討した。その結果,土壌のTMSeを0.2M塩酸に抽出後,イオン交換法で単離する方法を確立した。この方法を風乾土壌に応用したところ,TMSeの存在は認められなかった。そこで土壌にTMSeを添加してその挙動を検討した。TMSeは土壌微生物によって速やかに分解され多くがガス状化合物に変化することが認められた。この結果から,TMSeが可溶性Seとして存在する可能性は殆どないことが示唆された。3.土壌Seの大部分が0.1M水酸化ナトリウム溶液に土壌腐植と共に抽出され,さらに腐植物質を腐植酸とフルボ酸に分離すると,Seの約半量が腐植酸画分に残りがフルボ酸画分に含まれることが認められた。抽出液に添加した無機態Seが腐植酸とフルボ酸の分離に伴ってフルボ酸画分中に移行したことから,腐植酸画分のSeは有機態で存在するものと推定された。さらにフルボ酸画分のSeも多くが有機態で存在した。これらの結果から,土壌Seの多くが有機態の形態で存在することが認められた。
隔膜形成体の構築に関わる新規の細胞骨格関連タンパク質の検索

植物細胞は、赤道面の隔膜形成体と呼ばれる構造内で細胞板が合成されることにより細胞質分裂が終了する。微小管は細胞の分裂面に極性のそろった状態で規則正しく配列し、細胞板の発達とともに、同心円状に広がる。細胞板の材料となる小胞は、微小管に沿って細胞の赤道面に運ばれる。このような、隔膜形成体におけるダイナミックな微小管の構造変化や小胞の輸送には、多くの制御蛋白質が関与していると考えらる。近年、隔膜形成体に局在する微小管関連タンパク質がいくつも同定され、その重要性が示唆されているが、隔膜形成体の分子機構の全容を解明するためには十分ではない。そこで、本研究では、隔膜形成体の構築に関わる未同定のタンパク質を検索することを目的とし以下の実験を行った。高度に細胞周期を同調できるタバコ培養細胞BY-2を用い、隔膜形成体の細胞骨格成分単離を試みた。培養7日目の細胞は、アフィデコリンとプロピザマイドにより、細胞分裂終期に同調した。その後、酵素処理により細胞壁を消化し、パーコールを用いた密度勾配遠心分離を用い、隔膜形成体の細胞骨格成分と核を分離した。単離した隔膜形成体の細胞骨格成分を2次元電気泳動で分離し、間期の細胞成分と比較したところ、明らかな違いが見られた。質量分析により分析したが新規のタンパク質を同定するに至らなかった。上記の研究と平行して間期の細胞からの微小管結合タンパク質の分離とその局在を調べた。その結果、195kDaの微小管結合タンパク質の単離に成功した。質量分析によりタンパク質の同定を行ったところ未同定のタンパク質であることが明らかになった。抗体を作製し、その分布を観察したところ、隔膜形成体や核内に局在していることが明らかになった。このような、隔膜形成体におけるダイナミックな微小管の構造変化や小胞の輸送には、多くの制御蛋白質が関与していると考えられる。培養7日目の細胞は、アフィデコリンとプロピザマイドにより、細胞分裂終期言に同調した。今後、アミノ酸シークエンスを行い隔膜形成体の細胞骨格に特異的な成分の同定を行う予定である。また、上記の方法で調製した隔膜形成体の細胞骨格成分中には、隔膜形成体への局在がすでに確認されている分子量65、190、215kDa微小管結合蛋白質も検出された。これらのタンパク質は、細胞分裂周期を通じリン酸化などにより、そのアイソフォームを変化させ、隔膜形成体の構築に関与している可能性もある。そこで、間期、分裂中期、分裂終期から調製した細胞粗抽出液において、2次元電気泳動法とウエスタンブロット法を用い、分裂終期特異的な成分を現在検索中である。植物では、細胞の赤道面の隔膜形成体と呼ばれる構造内で細胞板が合成され細胞質分裂が完了する。この構造には、主要な細胞骨格成分である微小管が規則正しく配列し、細胞板の材料となる小胞の輸送に重要な役割を果たしている。アクチン繊維も存在しており、微小管と相互作用し機能している可能性もある。隔膜形成体の構築機構やダイナミクスを明らかにするためには、微小管やアクチン関連タンパク質を同定しその機能解析を行う必要がある。培養7日目の細胞を、細胞分裂終期に同調し、密度勾配遠心分離を用い、隔膜形成体の細胞骨格成分と核を分離した。単離した隔膜形成体の細胞骨格成分を2次元電気泳動で分離し、質量分析によりその成分を解析した。サンプルが多量に調製できないため、信頼性のある解析結果がえられていない。今後方法を改良する必要がある。また、微小管結合タンパク質を細胞全体から単離しその中に、隔膜形成体の構築に関与するものを検索する試みもおこなっている。間期BY-2から調製した脱液胞化細胞(ミニプロトプラスト)の粗抽出液から微小管結合タンパク質(MAPs)得た。これらをカラムで分離した後、質量分析を行った。すでに隔膜形成体での局在が明らかになっているMAP65,MAP190,MAP200の局在が確認できた。同時に、新規のタンパク質がいくつか同定された。現在、その抗体を作製している。