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雰囲気制御・無容器加熱法によるコンドリュール再現実験の新展開

コンドリュールは45.6億年前に形成した太陽系最古の物質である。本研究では、再現実験からコンドリュールの加熱・冷却環境を制約することを目的として、雰囲気制御炉と浮遊加熱法を組み合わせたシステムを開発した。ベースとなる炉体として縦型管状炉を使用し、内部にガスノズルを設置して、雰囲気制御下での浮遊溶融実験を可能にした。このシステムを使って、天然の岩石やコンドリュールを模擬した組成物質の浮遊溶融実験を行ったところ、自形性の高い斑状のカンラン石が全溶融状態から晶出することが分かった。この結果は、これまで考えられていたコンドリュール形成モデルの修正を迫るものである。コンドリュールとは始原的隕石に含まれる球状の物質であり、45.6億年前に何らかの加熱プロセスで溶融したケイ酸塩と金属鉄の混合物が急冷して出来たと考えらえている。太陽系形成時の情報を多く有していることから様々な研究が行われているが、コンドリュールが具体的にどのような条件(加熱/冷却速度、雰囲気、最高到達温度)で形成したかについては様々な説があり惑星科学における未解決の課題となっている。コンドリュール形成プロセスを解明するには、再現実験的アプローチが不可欠であるが、宇宙空間を模擬(無重力、無容器、還元雰囲気)することは技術的に困難な点が多く、再現実験による研究報告は十分ではなかった。そこで、本研究では、縦型管状炉とガス浮遊法を組み合わせたシステムを開発し、無容器状態での酸化還元雰囲気制御と高精度の冷却制御を実現することによって、これまで行われてこなかった多成分系(特にFeを含む系)を出発物質とした実験を行う。これによって、原始惑星系円盤におけるコンドリュール形成条件の制約を目指すものである。本年次では、縦型管状炉のセットアップとガス導入のキャリブレーションをおこなった。管状炉の熱源には、十分な高温(>1600 °C)を実現し、還元雰囲気にも耐久性の高いシリコニット発熱体を採用した。比較的内径の大きな炉心管を用いて、浮遊ノズルを導入するクリアランスを確保した。炉心管下部からCO2, H2, Arの混合ガスを導入し、雰囲気制御を可能にした。ヒーター出力に対する温度応答特性を校正し、現在までに0.1°C単位での温度制御を実現している。また、浮遊ノズルの形状についての検討を行い、直径12 mm程度のケイ酸塩を浮遊させる場合、ノズル部の円錐角が45°でガス導入口径0.5 mmの条件の時には500 cc/min程度の流量が適当であることが分かった。コンドリュールとは、始原的隕石(コンドライト)に含まれる1mm程度の大きさの球状物質である。太陽系形成初期(45.6億年前)に何らかの加熱プロセスで溶融したケイ酸塩メルトが急冷して出来たと考えられており、その形状、化学組成、内部組織といった特徴には、当時の環境を知る手掛かりが残されている。ただし、宇宙空間の状況(無重力、無容器、還元雰囲気)を実験室で模擬することは技術的に困難な点が多く、これまで再現実験による研究報告は十分ではなかった。そこで、本研究では、縦型管状炉とガス浮遊法を組み合わせたシステムを開発し、無容器状態での酸化還元雰囲気制御と高精度の冷却制御を目指した。本年次までに開発した実験システムは以下の通りである。加熱炉本体は複ら管型管状炉(2.5KW)を使用し、外側の炉心管の内部に、カーボン製のノズルを装着した細い炉心管を設置した。両炉心管の下部にはガス導入口を備えており、流量を制御したH2+CO2+Ar混合ガスを導入して、還元雰囲気を実現した。内部の炉心管は、ノズル部と共にパンタグラフによって昇降し、試料交換位置と最高温度位置をスムースに移動する。この昇降システムによって、幅広い加熱・冷却速度を実現した。また、炉の上部には光学定盤を設置し、ミラーを介したCCDカメラによって、加熱浮遊中の試料を観察する。高温では輻射が顕著となり像観察が困難となるため、高出力LED光を集光して試料部に近軸落射することで、高温でも明瞭な撮影を可能にした。開発したシステムの性能を評価するため、アルバイト組成試料を出発物質とした実験を行ったところ、1100-1200°Cの温度域で安定した浮遊に成功した。雰囲気制御加熱浮遊システムのセットアップはほぼ終了している。加熱炉本体は、デジタル温調計による高精度の制御(0.1°C単位)が可能となっており、デジタルマスフローによるガス流量調節(1 cc/min単位)のシステムも稼働している。また、ノズル部を昇降させるためのパンタグラフにPWM制御モーターや測距センサーなどを組み込むことによって、浮遊状態の試料を速やかに加熱・冷却すること可能にした。さらに、試料観察の光学系については、長焦点(2000)CCDカメラを設置し、さらに強力なLED光源を試料部に集光させることで、浮遊加熱状態の試料が十分な解像度で観察できることを確認している。これらの機器は部品単位で調達し、組み立てや加工を自ら行うことによって、コストを最小限に抑えることが出来ている。現状では、1200°Cまでの浮遊加熱実験に成功しており、回収試料の走査型電子顕微鏡による断面観察やX線回折実験などを進めている。浮遊ノズルの形状最適化については、現在テストを行っている段階であり、高温環境での本格的な運用は次年度以降の課題となる。以上の状況を総合的に勘案して、おおむね順調に進展していると判断した。

コンドリュールはコンドライト隕石に含まれる主要な構成物であり,主にケイ酸塩鉱物からなる直径1 mm程度の球状組織である。コンドリュールは太陽系形成初期に,固体の微粒子の集合体が瞬間的な加熱イベントによって溶融した後,急速な冷却によって形成したと考えられている。これまでにコンドリュール組織の再現を目指した研究は数多く行われているが、その多くは試料を容器に固定し溶融・冷却する手法を用いていた。この手法では,試料が容器と接触する部分での不均質核形成や温度勾配が発生するなど実際のコンドリュール形成条件と直接対比することができない。近年では,レーザー加熱ガス浮遊法という無容器状態での加熱溶融法が実現しているが、この手法では精密な温度・雰囲気制御が困難であるという欠点があった。そこで本研究では様々なコンドリュール組織を再現するために縦型管状炉にガス浮遊装置を組み込んだシステムの新規開発を行った。これにより浮遊法の利点を活かしたまま、温度や酸化・還元雰囲気の精密制御を実現した。さらに新規開発した装置を用いて,ケイ酸塩の溶融浮遊実験を行った。実験回収試料は走査型電子顕微鏡を用いて微細組織の観察を行い,実際のコンドリュール組織と比較することでコンドリュール形成条件の制約を行った。実験の結果,溶融部分にみられる不透明鉱物に含まれるFe成分は3価の状態のものがほとんど認められず,還元的雰囲気下での浮遊溶融状態の再現に成功した。さらに、幌満産カンラン岩,TypeIIA組成の酸化物混合体を用いた実験では実際のコンドリュールにみられるような板状のolivine,斑状olivineとその隙間を埋めるmesostasis組織を再現することに成功した。本研究の成果はコンドリュール形成の謎を解明するのに大きな一歩になることが期待される。コンドリュールは45.6億年前に形成した太陽系最古の物質である。本研究では、再現実験からコンドリュールの加熱・冷却環境を制約することを目的として、雰囲気制御炉と浮遊加熱法を組み合わせたシステムを開発した。ベースとなる炉体として縦型管状炉を使用し、内部にガスノズルを設置して、雰囲気制御下での浮遊溶融実験を可能にした。このシステムを使って、天然の岩石やコンドリュールを模擬した組成物質の浮遊溶融実験を行ったところ、自形性の高い斑状のカンラン石が全溶融状態から晶出することが分かった。この結果は、これまで考えられていたコンドリュール形成モデルの修正を迫るものである。本年次では、縦型管状炉のセットアップと、ガス導入のキャリブレーションをおこない、順調に進めることが出来た。デジタル制御による高精度の温度調節(0.1°C単位)とガス流量調節(1 cc/min単位)を達成し、浮遊加熱を実現するうえで十分な装置スペックを確保したといえる。これらの制御機器は部品単位で調達し、組み立てを行うことによって、コストを最小限に抑えることが出来た。一方、浮遊システム部について、常温でのテストを行っている段階であり、高温環境での運用は次年度以降の課題となる。また、ノズル部の材料物質について、当初アモルファスカーボンを用いる予定であったが、掘削よる加工がやや困難であることが判明したため、アイソトロピックグラファイト(細粒なグラファイトの緻密な多結晶体)に変更する予定である。以上の状況を総合的に勘案して、おおむね順調に進展していると判断した。
植物精油による不快臭気の軽減効果

イオウ系悪臭物質、窒素系悪臭物質、No_x、有機溶剤に対する適合試験に引き続いて、これらの物質と同様に悪臭事象の多くで問題となっている低級脂肪酸類に対する精油の種類による除去効果の違いを検討した。また、前年度に効果のみられた精油と有機溶剤との反応機構の解明ならびに脂肪酸類についても同様の検討を行った。さらに、これまでに各単一成分に対する吸収効果のみられた精油について、これらの複合系における感覚的な臭気軽減効果について検討を試みた。用いた悪臭物質は硫化水素、メチルアミン、アセトアルデヒド、メチルエチルケトン、スチレン、イソ吉草酸、硫化メチル、メチルメルカプタンの8物質である。これらの複合系臭気と作用させた精油成分はメントン、シネオール、ゲラニオール、ベンズアルデヒド、イソ酪酸エチル、ペリルアルデヒドの6種である。各精油成分は5段階の臭気強度(16の間)で、各悪臭物質は単独で臭気強度34となる濃度で混合した。これら2成分系複合臭気の強度と精油成分の強度の割合についてのパターン化を試みているところである。また、不快度についても同様の試みを行っており、各精油成分の感覚的軽減効果の定性・定量的評価を行うことは、精油を用いた消臭効果および反応条件の設定におい不可欠である。感覚的実験は終了したものの、その整理、解析および評価は現在行っているところである。1.植物精油の選定と適合性についての研究悪臭ガスの中でもその除去が特に困難とされているメチルメルカプタン(MM)に植物精油を添加して、経時的に感覚測定およびMM濃度の測定を行った。その結果、D-リモネンやベンズアルデヒドを含む精油で感覚的軽減効果が比較的大きかった。また、D-リモネルの場合にはMM濃度の減少はみられなかったが、ベンズアルデヒドを添加した場合、MM濃度は急激に減少した。次に、他のS系悪臭物質(硫化水素,ジメチルサルファイドなど)についても同様の実験を行い、比較的効果のあると思われる25種類の精油を選定することができた。これらの精油についてアンモニアやアミン類などN系悪臭物質に対する除去効果を調べたところ、シンナモン油,カシア油,ゲラニウム油,ベチバー油およびシトロネラ油などがN系悪臭に対して軽減効果に優れていることが明らかとなった。構成成分と除去効果の関係については、現在検討中である。2.精油の構成成分と臭気成分との反応機構についての研究S系悪臭物質濃度の軽減効果の著しかったベンズアルデヒドおよびN系悪臭物質に対して吸収効果のみられた精油類に共通して含まれている精油成分である桂皮アルデヒドについて、悪臭物質との反応機構を調べるために、GC/MS分析を行った。その結果、メチルアミンと桂皮アルデヒドを反応させた場合、化合物名は未知であるが、分子量245の反応生成物の存在が明らかとなった。現在、この化合物の同定ならびに反応機構を明らかにするために、文献的実験的な検討を行っているところである。
高齢者世帯の家事援助ニードに関する研究

東京都郊外のK市に住む、一方が70歳以上(少なくとも)の高齢者夫婦を対象として、家事援助ニードに関する調査研究を行った。サンプルは367世帯の夫と妻で、調査票と依頼文を郵送し、自記式で記入してもらい、訪問して回収した。対象が高齢であるので、訪問の際、ききとって面接調査になっている場合もある。結果は次のとおりである。1)9割ほどの妻は健康で日常生活に不自由していないが、およそ半数の妻が家事を時々負担に感じている。2)ソシアルサポートネットワークの一員としてあげられるのは、配偶者や別居の子供が多く、近隣や専門家はあまりあがってこなかった。3)対象者が仮にねたきりになり、その配偶者が元気な場合に、家内のケア提供者(配偶者や子ども)と福祉サービスやサービス産業のサービスなどのいずれを購入するつもりであるのかを選んでもらったところ大きな男女差が見られた。夫は妻からのケアを在宅でうけることをより望み、妻はより福祉サービスを望んだ4)対象者がねたきりになり、配偶者が元気な場合は、選択に大きな男女差はなく、「病院」を選択したものが多かったが、夫婦の一致はそれほど大きくはなかった。ついでホームヘルパーを頼む、子供に介護してもらうの順であった。5)対象者の配偶者が寝たきりとなり、回答者が介護することになる場合、どの様に介護したらいいのかをたずねると、夫婦とも4割前後が自宅で自分が介護すると答えた。、妻の回答の方が「病院」という回答が夫より高率であった。ほかに余暇行動と幸福感の関連など今後とも分析を続ける東京都郊外のK市に住む、一方が70歳以上(少なくとも)の高齢者夫婦を対象として、家事援助ニードに関する調査研究を行った。ほかに余暇行動と幸福感の関連など今後とも分析を続ける平成5年度は、来年度の本格的な調査にむけて、調査の枠組と調査項目の作成を適切に行うため、高齢者世帯のききとり調査を少数行い、家事遂行の状況と家事援助ニードの概略を把握した。また、もと保健婦などのききとりも行い、これを調査票に反映させた。その結果、高齢者の自立度を(1)日常生活動の自立度(2)地域で独立して生活できるための身体上の自立度(3)精神的な自立度の三領域からとらえたいと考えるに至った。(1)については、家事援助ニードをより詳細にとらえる尺度開発(2)については地域の実情を考慮した尺度(3)についてはこれまでは痴呆のスクリーニングに用いられた尺度なので、もっと一般の高齢者向けの尺度が必要とされていると結論できる。(1)高齢者夫婦世帯の家事、介護の負担度をあきらかにし、(2)彼らをめぐるサポートネットワークを把握し、(3)日常生活困難への対応策をどう設計しているか、を意識レベルでとらえ、(4)福祉サービスの周知度と情報源をあきらかにし(5)余暇行動や生きがいを感じているか、をとらえる。という5点を目的として調査を行った。調査対象は小金井市に居住する少なくとも一方が70才以上の高齢者夫婦世帯の夫婦。特定の町丁目に居住する世帯をすべて調査し、郵送自記式で訪問回収に367世帯を回収した。結果として、(1)現状では、夫婦とも健康で、家事も手助けなく行えている世帯が大多数であるが、重いものの移動、高いところからの物のとり出し、収納、庭の手いれやそうじ、などに手がまわりかねる者が存在する。時には家事を負担に感じる世帯が約半数ある。(2)サポートは別居の子供と同居の配偶者に限定されて、近所の人友人、専門家には広がっていないが、情緒的サポート(ぐちをきく)などは、近所の人も貢献している、(3)日常生活困難時の対応策は夫婦の意識の差が大きいが、子供に依存したくない、老人ホームに入りたくない、などが比較的一致している。男性でとくに在宅介護への志向が強い、(4)そのわりには、福祉サービスについてくわしい情報を得ていない、
物理学に現れる大偏差問題の研究

強両帰性を持つ確率過程を主対象としたDonskerとaradhanの理論を出発点とする大偏差原理が、コンパクトな力学系へも拡張でき、カオスに対するギッブス型変分原理の証明にも応用できるという成果に引き続いて、本年はより広い対象、とくに数理物理的な対象、の中における大偏差原理の諸例を見出し、その役割の把握をすることが目的であった。当初の目標として揚げた、非再帰的な確率過程に対する大偏差調関数と静電容量との関係については、不変測度の存在を仮定すれば、不等式の成立することが確められた。さらに、一般には不等式の成立しないことも予想でき、また、散乱距離(scattering length)を用いればより一般化できる可能性のあることも見出された。なお、等式の成立するための条件は今後の課題である。(発表準備中)カオスの問題に関連して、Li-Yorkeのカオスの定義に現れるscramble setは、与えられた力学系の測度論的エントロピーが正である限り、もし可測集合であるならば、測度零であり、また力学系が概周期的であるならば、正測度をもつ可測集合でなりうるという事実を発見した。久保泉氏(広島大)はさらに、外側度1のscramble setはつねに存在することを超限帰納法を用いて示した。(共著として発表準備中)一方で、ある種の半線型拡散方程式の解の爆発問題に対する、儀我-Kohnの結果は、実は分枝過程に関する大変特殊な大偏差問題であることが判った。同時にそれは、統計物理学における臨界現象のひとつでもあり、この見方から、この解の爆発問題は、無限次元力学系の退化した不動点における安定多様体の存在問題であることが発見でき、現在までには、発見的議論によってではあるが、爆発解の存在証明の可能性が見出された。さらに、通常の有限次元力学系とのアナロジーが成立すれば爆発点におけるより詳しい情報を得ることも期待される。
超高速CTを用いた局所肺リンパ流評価に関する研究

1.全身麻酔下においた成犬において、気管支ファイバースコープを用いてバルーンカテーテルを肺区域気管支に挿入留置した。このカテーテルより10%に希釈した非イオン性ヨード造影剤を用手的に注入し、注入後の肺内における濃度変化を捉えるために5秒ごとに超高速CT像を撮像した。2.造影剤注入部位のCT値の変化から時間濃度曲線が得られたが、この曲線は25秒後までの急速に低下する部分(10H.U./秒)とそれ以後の緩徐に低下する部分(2H.U./秒)の二つの成分に分けられた。3.同時に動態画像の解析も行なったが、25秒までは造影剤の注入部位の面積が急速に増加しており、時間濃度曲線の前半部のCT値低下は拡散による造影剤の拡がりの影響が大きいことが示唆された。従って、造影剤の分布面積がほぼ一定になる後半部の緩徐な変化が局所肺の液体動態を表していると考えられた。4.局所肺に注入された液体の動態には血流とリンパ流が関与していると考えられるので、中枢肺静脈にも関心領域を設定して、そのCT値変化をみたが、造影剤投与量が少ないためにほとんど有意のCT値変化として捉えることができなかった。今後、造影剤注入近傍の肺静脈を確実に捉え、造影剤濃度を変化させる等の方法の改良が必要である。5.この研究により、局所肺の液体排出時の動態を超高速CTで評価できることが明らかになったが、今後、肺血流成分とリンパ流成分を分離するために、局所肺血流をどのように評価し、本法とどのように結び付けるか検討する予定である。
受精過程での精子と卵子卵丘細胞複合体の相互作用

受精の過程で、精子が透明帯に到達して卵子と融合するためには卵丘細胞層を通過する過程が必要である。卵丘細胞を除去した卵子と精子との体外受精率は極端に低下するため、卵丘細胞層は受精に重要な因子である。しかし、精子と卵子卵丘細胞複合体の相互作用に関してはまだに不明な点が少なからず残されている。この研究では、精子の卵丘細胞塊侵入と卵丘細胞層通過でのピアルロニダーゼとセリンプロテアーゼの相互作用と機能を明らかにすることを目的にしている。まず、精巣上体精子からFPLCによってピアルロニダーゼとセリンプロテアーゼを分離精製し、精製した酵素を用いて卵丘細胞層の分散能を調べた。その結果、予想通りピアルロニダーゼ単独で卵丘細胞層分散が起こったが、ピアルロニダーゼと共にセリンプロテアーゼを加えると、卵丘細胞層の分散速度が上昇することが明らかになった。同時に、セリンプロテアーゼ単独ではほとんど影響が見いだせなかった。したがって、精子セリンプロテアーゼがピアルロニダーゼと協調しながら卵丘細胞層分散を促進していることが明確になった。これらの機能を生体内でさらに詳しく調べるために、精子ピアルロニダーゼやセリンプロテアーゼのダブルノックアウトマウスの解析を行った。その結果、精子ピアルロニダーゼやセリンプロテアーゼのダブルノックアウトマウスでは卵丘細胞層分散が精子ピアルロニダーゼのみのノックアウトマウスに比べ速度が遅れていることが明らかになった。さらに卵丘細胞層侵入や通過でもダブルノックアウト精子がシングルノックアウト精子より機能的に劣っていることが確認できた。これらの結果から生体内でも精子セリンプロテアーゼがピアルロニダーゼと協調しながら卵丘細胞層分散、卵丘細胞層侵入や通過に機能していることが明らかになった。今後、このダブルノックアウト精子を用いて、精子ピアルロニダーゼやセリンプロテアーぜと卵子卵丘細胞複合体の相互作用メカニズムを解明するため詳しく調べる予定である。受精を完成させるためには、精子が卵子卵丘細胞複合体へ侵入し、卵丘細胞マトリクスを通過することが必要である。卵丘細胞間の細胞外マトリクスはヒアルロン酸が豊富に含まれているため、精子ヒアルロニダーゼが卵丘細胞マトリクス通過で重要な役割を持っていると考えられている。一方、精子セリンプロテアーゼは精子が卵子透明帯を通過する段階で卵子透明帯の分解に働くことは知られているがほかの機能はまだ明確でない。これまでの予備的な研究から、セリンプロテアーゼ阻害剤によって精子の卵丘細胞層通過や分散が抑えられるため、セリンプロテアーゼが精子の卵丘細胞層通過で機能していることが示唆されている。そこで、この研究では精子の卵丘細胞塊侵入と卵丘細胞層通過通過でのヒアルロニダーゼとセリンプロテアーゼの相互作用と役割を明らかにすることを目的としている。まず、精巣上体精子からFPLCによってヒアルロニダーゼとセリンプロテアーゼを分離・精製し、精製した酵素を用いて卵丘細胞層の分散能を調べた。その結果、予想通りヒアルロニダーゼ単独で卵丘細胞層分散が起ったが、ヒアルロニダーゼと共にセリンプロテアーゼを加えると、卵丘細胞層の分散速度が上昇することが明らかになった。したがって、精子セリンプロテアーゼがヒアルロニダーゼと協調しながら卵丘細胞層分散を促進していることが明確になった。生体内での精子ヒアルロニダーゼとセリンプロテアーゼの機能をさらに詳しく調べるために、それぞれのシングルノックアウトマウスを交配させてダブルノックアウトマウスを作製している。今後、このダブルノックアウトマウスを利用して、精子の卵丘細胞塊侵入と卵丘細胞層通過でのヒアルロニダーゼとセリンプロテアーゼの役割を解明する予定である。

これらの結果から生体内でも精子セリンプロテアーゼがピアルロニダーゼと協調しながら卵丘細胞層分散、卵丘細胞層侵入や通過に機能していることが明らかになった。今後、このダブルノックアウト精子を用いて、精子ピアルロニダーゼやセリンプロテアーぜと卵子卵丘細胞複合体の相互作用メカニズムを解明するため詳しく調べる予定である。
SDHBを指標とした悪性褐色細胞腫の遺伝子診断の確立と悪性化機序の基礎研究

SDHBを主とする褐色細胞腫の遺伝子解析を行った。結果、10例のSDHB陽性悪性例を同定し得た。TMEM127の変異による褐色細胞腫について、新たな検出系を立ち上げた。結果、本邦の異なる地域からの両側副腎性褐色細胞腫2症例で、新規なかつ同一のTMEM127の変異(c.116_119delTGTC, p.Ile41ArgfsX39)を同定した。悪性褐色細胞腫の治療薬として有効と報告されているSunitinibは、血管新生のみならず腫瘍細胞にも直接作用が想定された。今世紀に入り、以下の3点が見出され、遺伝性褐色細胞腫という概念が確立した。(1)近年のSDHBおよびSDHDの発見、(2)臨床的に散発性でも潜在的な遺伝性である可能性があること、(3)悪性化と関係する遺伝子(SDHB)が判明した事。本研究事業の大きな柱として「診療指針作成」が挙げられる。今回、その中の重要な分野である遺伝子解析の研究基盤構築の一環として、SDHB/SDHDを主とする褐色細胞腫の遺伝子解析を行った。特に日本では現在まで全く行われていないSDHB/SDHDの大欠失の検索を、multiplex ligation dependent probe amplification(MLPA)法を用いて初めて施行した。その結果、以前直接シークエンス法でSDHB遺伝子点変異陰性であった悪性例5例中1例にSDHB遺伝子の大欠失を同定し得た。本例が日本で初めてのSDHB遺伝子の大欠失同定である。以上より、今後、直接シーケンスで遺伝子変異を認めない場合でも、時に悪性例では、MLPA法による大欠失の検索を更に行う必要がある。SDHB変異による悪性化機序の解明として、ラット褐色細胞腫cell line PC12を用いてsiRNAによるSDHBのノックダウンを施行し、同細胞に発現する遺伝子をマイクロアレイで検討した。その結果カットオフ値2倍以上もしくは2分の1以下で約2800の遺伝子が変動を示し、これらは悪性化に密接に関係している可能性があり、現在検討をしている。現在、褐色細胞腫の原因遺伝子として、SDHB・SDHD・SDHC・VHL・RET・NF1の6種類に、ここ12年で発見されたTMEM127、SDHAF2、SDHAを加え9種類が関与しているとされている。本年も、引き続きSDHBを主とする褐色細胞腫の遺伝子解析を行った。結果、1例のSDHB陽性悪性例を同定し得た。また、最近同定されたmTORを負に制御しているタンパクをコードしているTMEM127の変異による褐色細胞腫について、新たな検出系を立ち上げた。結果、本邦の異なる地域からの両側副腎性褐色細胞腫2症例で、新規なかつ同一のTMEM127の変異(c.117-121del:p.Ser40HisfsX66)を同定し得た。おそらく、本邦における初めての症例と思われる。一方、世界的にもTMEM127の変異報告が少ない事もあり(本変異が世界で21番目)、さらなる機能的な評価が必要である。現在、手術検体を用いてLOHの確認および変異によるmTORと下流のS6K1、4EBP-1などの機能解析を施行して、mTORの機能亢進の確認を考えている。また、異なる地域からの同一な変異であるため、ハプロタイプの解析によるfounder effectの確認も興味のある課題である。結果、本邦の異なる地域からの両側副腎性褐色細胞腫2症例で、同一のTMEM127の変異(c.116_119delTGTC, p. Ile41ArgfsX39)を同定した。また、2症例の腫瘍組織を用いてフラグメント解析により、それぞれ第2染色体長腕のLOHを証明した。114例の健常日本人をhigh-resolution melting curve analysis(hrMCA)法でスクリーニングしたが、本変異は認められなかった。頻度は両側性の25%(2/8)、全体の2.7%(2/74)であった。同定した変異は4塩基の欠失によるフレームシフトで停止コドンが入る。本変異は既にブラジルの家系で報告されている。今回、それぞれの腫瘍組織でLOHを2qにわたりにフラグメント解析で証明した。

さらにコントロールの健常な日本人には本変異は認めず多型は否定できた。以上より、TMEM127はガン抑制性遺伝子として働き、本変異は病因であると考えられた。頻度や臨床的な特徴も先行報告とほぼ一致した。本邦(のみならずアジア)における初めてのTMEM127の変異による症例報告である(Chnical Endocrinology, InPress)。
脊椎動物特異的なmRNA始端修飾の研究

本研究ではヒトを含めた脊椎動物でのみ特異的に見出される、mRNAの5'末端に起こる化学修飾N6-メチルアデノシン(始端m6A)のメチル化修飾酵素CAPAMの機能的解明を目指す様々な生化学的解析を実施した。概要としては、(1)CAPAMの触媒メカニズムと基質mRNA認識機構の理解のための14C標識S-アデノシルメチオニンをメチルドナーとしたin vitroメチル化アッセイによりmRNA基質に対する速度論パラメーターを導出し、始端m6Aを受けるアデノシンのリボースへの2'-O-メチル基(cap1構造)がm6A化の促進に重要である性質を見いだした。またmRNAの長さは6塩基程度必要であること、2番目以降の塩基配列はメチル化効率に影響しない性質を見いだした。(2)過酸化水素ストレス刺激下においてCAPAMKO細胞における増殖能の低下を見いだした。(3)共同研究により細胞内の翻訳中リボソームのスナップショットが得られるリボソームプロファイルイングを実施し、A開始塩基型のmRNAはm6A修飾を受けることで翻訳効率を上昇させる傾向を見いだした。一方でトランスクリプトームワイドなmRNA転写パターンの変動やmRNA安定性の変動は見いだされなかった。(4)共同研究、により新規ヘリカルドメインを持つCAPAMの結晶構造解析に成功した。CAPAMに結合した基質mRNAの始端A部分はdisorderにより観察されなかったが、m7Gキャップを特徴的に認識する構造的基盤の理解が得られ、構造に基づく変異体解析により、m7Gキャップ構造を認識する分子基盤を解明した。計画していた生化学的研究を随時実施し、新規修飾酵素と始端修飾が持つ特徴的な性質の解明にもつながった。またその成果を論文として発表した。これまで研究対象であるmRNA始端修飾の責任酵素CAPAMを同定し、その喪失による細胞内遺伝子発現プロファイルへの影響や細胞生育への影響を評価したが、その間をつなぐメカニズムについて未解明な部分が多く残されている。特にA開始塩基型のmRNAがm6Aを持つことで翻訳効率を上昇させる機構について、その制御因子や詳細なメカニズムの解明を目指す研究を進めたい。実験系に既存の環境を十分に活用できていることに加え、同定した遺伝子由来の組み換えタンパクの取得により生化学的解析や、ゲノム編集で取得したノックアウト細胞の継続的培養による表現型探索などを集約的に行えたことや、また次世代シーケンスのためのサンプル調製や解析依頼先を共同研究により最適化することでリソース消費の効率化が成された。翌年度も当該年度の成果を元に生化学的解析を幅広く行う計画である。
修正聴覚フィードバックに基づく発話運動計画機構の解明

本研究は、人間の発話動作の感覚運動制御機構とその獲得機構の解明を目指し、修正聴覚フィードバックパラダイムに基づき、音声の動的特徴を音声生成と音声知覚を結合した視点から明らかにする。発話音声の動的特徴をリアルタイムに修正して聴覚にフィードバックする修正聴覚フィードバック実験系を構築し、修正聴覚フィードバックに対する発話の補償応答動作を測定した.その結果,補償応答動作の経時的変化を明らかにするとともに,発話動作における感覚運動制御系の適応化の特性を明らかにした。今年度は下記の項目について研究を進めた(1)動的修正聴覚フィードバック実験系の構築これまでの研究において、半母音の発話を対象とし、時間軸伸縮修正フィードバックに対する発話補償動作を音響レベルにおいて明らかにしてきた。今年度は、発話補償音声のホルマント周波数から推察される調音補償動作を調音観測装置を用いて直接観測することによって検証するための実験系の整備を進めた.具体的には、これまでに構築してきた時間軸伸縮修正聴覚フィードバック実験系を元に、新たに調音観測装置を実験系に組み込むためのDSPと調音観測装置の同期機構の検討を行い、本実験に向けての環境整備を完了した.(2)発話動作におけるタイミング制御機能破裂音生成における発話動作におけるタイミング制御の機能を時間軸伸縮修正聴覚フィードバック実験に基づいて明らにするため、破裂音の音声の時間軸伸縮のタイミング時点の自動検出法を開発するとともに、破裂音の時間伸縮に伴う知覚変化を明らかにするための知覚実験を実施した.具体的には、破裂音音声の各時間区間における時間軸伸縮が音韻知覚に及ぼす影響を明らかにする。具体的には、音声区間を先行母音からの入り渡りから区間、子音無音区間、破裂時点から声帯振動開始時点までの区間(Voice Onset Time)、および声帯振動開始時点から母音定常部までの区間に分割し、各区間おける時間長を局所的に伸縮した修正聴覚フィードバック音声を生成し、生成音声の音韻知覚実験により修正区間と修正量に対する音韻知覚特性を調査した.昨年度に引き続き、以下の項目について検討を進めた(1)動的修正聴覚フィードバック実験系の構築昨年度に引き続きフィードバック実験系と磁気調音観測装置の時間同期をとるための問題点を解決するための検討を行った。ほぼこの問題を解決する方策が見出せたことから本実験に取り掛かる準備を進めることができた(2)発話動作におけるタイミング制御機能の実現前年度に引き続き、破裂音を対象として、破裂音の時間構造の自動検出法とそれに基づく時間伸縮法の検討を行った。また、これらの手法をもとに、破裂音の時間構造をリアルタイムに修正する修正フィードバックシステムを構築するとともに、修正フィードバックにより発話補償動作が生じることが示された。今後は、被験者数を増やすことにより、その効果の信頼性を高める実験を行う。聴覚フィードバック実験系と調音観測装置との時間同期の問題がなかなか解決できず、本実験になかかなか進めず、思うような進捗が得られなかった。今後は、この問題を解消し、研究を加速していきたい。本研究の目的は、人間の発話動作の感覚運動制御機構とその獲得機構の解明を目指し、修正聴覚フィードバックパラダイムに基づき、音声の動的特徴を音声生成と音声知覚を結合した視点から明らかにすることである。そのために、発話音声の動的特徴をリアルタイムに修正して聴覚にフィードバックする修正聴覚フィードバック実験系を構築し、修正聴覚フィードバックに対する発話の補償応答動作に基づいて、発話運動計画における聴覚情報の役割を明らかにする.研究では,まず発声時の音声の時間構造をに修正して,修正音声を発声者の聴覚にリアルタイムにフィードバックする実験系を構築した.時間軸の修正処理は,時間領域におけるPISOLA方式を採用し,リアルタイム処理に適合するように信号処理系に工夫を凝らした.この修正聴覚フィードバック実験系を用い,半母音および破裂音から母音へ遷移する過渡部の時間長を短縮あるいは伸長する修正処理を施し,修正聴覚フィードバックが発声音声に及ぼす補償効果を実験的に分析した.時間軸修正に伴い,修正音声の子音部の音声知覚は変化し,その変化に応じて発声の補償効果が比較的短時間で生じることを,またその補償効果量が修正量に応じて比較的単調に変化するすることを明らかにした.このことは,発話運動計画において聴覚フィードバック情報が比較的短時間に適宜利用されている音を示唆しており,これまで母音の発話において観測されてきた聴覚フィードバックによる発話の補償動作が,半母音や破裂音においても生じることが示された.また,このような補償動作を発生音声の音響的特徴について明らかにしたが,聴覚フィードバック実験系と調音観測実験系の結合に問題が生じ,発話動作自体における補償動作については明らかにすることができなかった.今後,実験系の問題の解消し,発話動作観測における補償動作を明らかにする予定である.本研究は、人間の発話動作の感覚運動制御機構とその獲得機構の解明を目指し、修正聴覚フィードバックパラダイムに基づき、音声の動的特徴を音声生成と音声知覚を結合した視点から明らかにする。

聴覚フィードバック実験系と調音観測実験系を結合した実験系の構築に際して、両システムの時間同期を問題を解決するために予想以上の時間を要し、本実験には至らなかったため、修正聴覚フィードバックによる発話補償動作を解明するところまでに至らなかった.研究計画に従い、修正聴覚フィードバック実験系と調音観測実験系を融合させた実験系を完成して本実験を実施し、修正聴覚フィードバックによって引き起こされる補償動作を音響現象としてだけではなく、発話動作を直接観測することによって明らかにする音声科学研究計画に従い、修正聴覚フィードバック実験系と調音観測実験系を融合した実験系を用い、半母音を対象として修正聴覚フィードバックによる発話補償動作を測定する実験を実施し、調音レベルにおける修正聴覚フィードバックの影響を明らかにする.また、破裂音を対象として、リアルタイムに動作する時間軸修正聴覚フィードバック実験系を構築し、破裂音における発話補償動作を明らかにする実験を実施する.被験者謝礼の支出が少なかったため実験系の構築が遅れ、本実験に至らなかったため、被験者謝礼の予算の執行ができなかったため被験者謝礼として使用する当初の予定どおり、本実験の実施に伴い被験者謝礼として予算を使用する
再生すべき生態系の抽出、復元工法ならびに科学的評価に関する学際的研究

森林、河川、農地生態系について、物理環境を基盤とした生息場評価手法を確立した。また、それぞれの生態系において、生息場の連結性や歴史的変化、倒木などの生物的遺産を考慮する新たな復元手法を開発し、実験的に成果を得た。また、魚類、昆虫、植物、両生類、鳥類、貝類、哺乳類など様々な指標生物を設定し、モニタリングや実験結果によりその成否を評価する手法を確立した。環境経済学や社会学的立場から、再生事業や利用調整地区の導入に対する地域住民、利用者の考え方を解析し、将来に対する課題を整理した。森林、河川、湿地、干潟など、様々な生態系の自然再生が全国各地で議論されるようになってきた。しかし、一方でなぜある地域から自然再生を実施するのか、といった質問に対して、行政側の理由以外、自然科学的もしくは社会科学的に明瞭な答えを導き出してはいない。研究グループは、日本の自然再生事業や環境アセスメント、ミチゲーションが、未だ計画論的にも技術論的にも未成熟にある理由の一つが、この問いに答えることのできる調査・計画論が確立されていないことだと考えている。こうした観点から、(1)100km21000km2オーダーの空間サイズを意味する地域スケール(Regional Scale)のデータベースならびに広域景観評価の解析手法を開発する、さらに(2)個々の生態系の現状を評価する考え方や手法を開発する、そして(3)劣化した生態系を復元するための技術(工法)や社会的システム(法制度、合意形成)を確立する、ことを目的として研究を実施する。中村・森本(幸)は、自然再生の意義、現状、課題、政策、手法、評価技術などについて、これまでの知見を学会誌ならびに書籍にまとめた。個別課題として、水辺を中心に河畔林の成立機構、コウモリ類、底生動物、魚類のハビタット解析、指標種の選定の考え方や生息環境の評価方法、自然再生の進め方などについて検討した。河川や水辺生態系については、この他にも、遊麿が、琵琶湖独特のアユ仔稚魚期生態特性について調査を行い、アユ産卵期の河川環境について検討した。鎌田は、徳島県・香川県を対象として、博物館の標本データと国土数値情報等を用い、水辺指標生物としてのトンボ類および湿性絶滅危惧植物の広域的な潜在的生息・生育地を推定した。広域の生態系評価をターゲットとした研究では、夏原が、生物を保護すべき単位として、遺伝子マーカーを用いた進化的に重要な単位ESUを定義し、ESUの分布と土地利用規制とのギャップを地図化することによって優先して保護対策を行うべき地域を検出する手法を開発した。森本(淳)は、従来「群集」の抽出に用いてきた種数-面積曲線の概念を応用した新しい「ランドスケープの認識手法」を考案し、この手法で知床半島のランドスケープの構造を解析した。さらに、外来種や里山管理の観点から、小林が、生態的コリドーと外来生物管理の関係について検討を行った。また米国における再生生態学の大学教育プログラムについて調査を行った。柴田は、里山の管理に関して実際に実験的に伐採試験を行っている森林での継続調査を行った。社会科学的側面からは、庄子が釧路湿原の自然再生事業として現在実施されている事業(河川の再蛇行化・ため池の設置・森林の回復)の評価について、北海道民を対象としたWebアンケート調査を実施した。事業の中では、森林の回復が最も評価が高く、また事業の確実性が高いほど評価が高いことが明らかとなった。陸域生態系のうち、原生的な森林生態系については、現存植生図からランドスケープを抽出し、植物生態系の類似性でランドスケープを分類する手法を開発した(森本淳子)。その結果、知床世界遺産地域は、高山の原生的自然を重点的に保護しており、知床の生物学的特徴を十分に保全できないことが分った。里山地域については、荒廃し泥里山植生への伐採管理の影響を追跡調査し、竹林に対する整理伐がその後の竹林植生の変遷に与える影響について継続調査を行った。さらに、これまでの緑化工を中心とした自然再生の考え方と技術の流れを振返り、特に種の保全と風景の保全・再生技術などについて総括した(森本幸裕)。また、森林生態系を再生する際、リファレンスとなる過去の状況については、過去300年間の植生変化を花粉分析等により明らかにした(中村)。再生事業における外来植物の問題については、植物の生態的侵略性と遺伝的侵略性の問題、場の被侵略性と有害植物管理の周題を主に文献を通じて検討し、頑健で回復力ある生態系・ランドスケープの創出の重要性について論じた(小林)。水域生態系については、蛇行河川も持つ意味を、魚類と水生昆虫の生息場環境から解析し(中村)、河川の連結性についてオオサンショウウオを指標とした評価を行った(夏原)。また、琵琶湖流入河川の河口部においてアユの産卵場所を調査し、形成場所の特徴を明らかにした(遊磨)。

湿地や干潟については、保全・再生を行うにふさわしい場所を広域的な視点から抽出するための手法を吉野川流域において発展させた(鎌田)。環境経済学的視点からな、釧路の自然再生事業および知床の世界自然遺産の管理を対象として、資料集および利害関係者への聞き取り調査を実施し、どのような管理体制や意志決定のプロセスが存在しているのかを明らかにした(庄子)。中村は、森林生態系の広域評価について、市民との協働で行う森づくりについて、その背景と考え方、解析方法などを紹介した本「森林の働きを評価する」を出版した。個別課題としては、昨年度同様、河川水辺を中心に河畔林の成立機構、コウモリ類、底生動物、魚類のハビタット解析、指標種の選定の考え方や生息環境の評価方法、自然再生の進め方などについて検討し、論文として発表した。河川生態系については、遊麿が、河川改修による河口部掘削は、河口付近のアユ産卵場を失い,琵琶湖アユの個体群維持に負の影響を与えていることを明らかにした。鎌田は、河口域におけるマングローブ林の生育適地の推定モデルを構築し、琉球列島に展開した。さらに、沖縄本島に残存するマングローブ林の健全性評価を、モデルから推定される生育適正度、空中写真、および現地調査の組み合わせにより評価する手法を構築した。夏原は、自然再生が必要でかつ効果的に実施できる場所について、その効果を検証するための野外実験を行い、農業取水用堰堤によって移動が妨げられていたオオサンショウウオの移動を可能にした。森本(淳)は、大規模な風倒跡地において、風倒木の残置や風倒木の除去が、その1年後の植生回復に与える影響を調査し、風倒木を残置したほうが木本植物が多く、植生量が多いこと、しかし、出現してくる植物種は少ないことを明らかにした。小林は外来種管理について考え方をまとめ、柴田は里山管理ならびに表土マットを用いた緑化工法を開発した。庄子は、知床国立公園の知床五湖を事例地として、利用調整地区制度の導入に対するアンケート調査を行い、利用者は利用調整地区制度の導入に肯定的であることを明らかにした。森本(幸)は都市に注目し、自然再生のあり方について総論をまとめた。中村は、河川生態系の評価について、物理環境をとした評価手法を発展させ物目をもとに証し良好な結果を得た。さらに、河道の樹林化、富栄養化による生物相の変化と河川生態系の劣化についても評価手法を確立した。遊磨は、琵琶湖に流入する主要な10河川において,回遊魚アユの産卵場所の流程分布を調査し、産卵場所の観点から成果をまとめた。森本(幸)は、都市生態系の再生の意義と課題、手法とその評価法について、既存資料の情報整理と事例研究等を行った。その結果、都市においても、時に都市的な営為が希少種の存続に貢献することもあること、多くの都市に共通する立地をハビタットとする種の保全等の意義を整理するなどの成果を得た。鎌田は、国土数値情報等を用いて、保全・再生を進めるべき地域をGISで抽出するための手法を開発した。そして、自然林や里山について、住民との協働による保全・再生手法を体系化した。夏原は、水路におけるイシガイ類をキーとした生態系の再生の基礎資料として、イシガイ類の分布および宿主の探索をおこなった。イシガイ類の分布は、非灌漑期も水位が保たれる主に幹線排水路に限られた。また、トウヨシノボリが宿主として重要であることが確認できた。
ナノ構造化マルチコア光ファイバーによる光多重制御

光伝送素子である光ファイバーへのナノ構造および異種材料の導入は、ラボ・オン・ファイバー技術として発展している。本研究では光伝搬部位であるコアを多数有する光ファイバー束(バンドル)および多コア(マルチコア)光ファイバー上にナノ構造を作製することで、空間的に多重化するのに加えて、各要素間の相互作用を積極的に利用した光機能を実現し、新規光ファイバー(ラボ・オン・ファイバー)デバイスの通信、情報処理、センシングおよび天体や生体計測など異分野への応用に寄与することを目的とする。
高速AFMを用いたKaiタンパク質の複合体形成過程のダイナミクス観察

前年度までにKaiAはKaiCのCIIリング側のみに結合でき、リン酸化KaiCには結合解離を繰り返し、脱リン酸化KaiCには長時間結合することを明らかにした。本年度は、KaiC-KaiA間の相互作用をさらに詳細に調べため、試験管中にKaiA/KaiB/KaiCとATPを混合し、一定時間ごとに試験管から取り出して、KaiCを基板に吸着した状態でKaiAとの相互作用を観察した。その結果、KaiAがKaiCに結合した後に解離するまでの解離速度定数(Koff)がKaiCのリン酸化状態に同期して24時間周期で振動することを見出した。さらに、KaiCの二ヶ所のリン酸化部位(S431, T432)それぞれに対してリン酸化と脱リン酸化状態をミミックした変異体(KaiC-ST, KaiC-SpT, KaiC-pSpT, KaiC-pST)へのKaiAの結合解離を観察し、S431のリン酸化状態がKaiAとの相互作用に最も影響を及ぼしていることもわかった。一方、KaiBに関してはリン酸化KaiCのCIIリングにも結合することを前年度に明らかにしたが、これについても本年度さらに検討を進めた。リン酸化KaiCが自己脱リン酸化されていく過程で、KaiCに結合するKaiBの分子数を調べたところ、最初は結合分子数は脱リン酸化とともに増加し、約5時間後をピークに減少に転じることがわかった。電気泳動によるKaiCの二ヶ所のリン酸化部位における自己脱リン酸化過程と比較したところ、KaiBのKaiCへの親和性もS431のリン酸化状態に依存していることがわかった。また、KaiCと親和性を高くした変異体KaiBでの測定から、KaiBモノマーはKaiC六量体のサブユニットに協同的に結合することを明らかにした。これらの成果はKaiタンパク質の分子間相互作用を一分子レベルで解析し、さらに、分子の結合と解離が概日周期と直接的に相関していることを示した初めての例であり、現在、国際共同研究を通じて数理計算による詳細な解析を進めており、高速AFM解析と合わせて概日周期の分子機構に迫れるものと期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。KaiAとKaiBのKaiCへの結合は, KaiC単量体にある2ヶ所のリン酸化部位のリン酸化状態に依存することが知られている。そこで,リン酸化をミミックする変異体(S431D)と脱リン酸化をミミックする変異体(S431A/T431A)に対して, KaiAおよびKaiBとの複合体形成を観察した。リン酸化あるいは脱リン酸化KaiCを配向制御して基板に固定し,観察溶液にKaiAを加えて観察を行った。リン酸化変異体では, CI側へのKaiAの結合は全く見られなかった。一方, CII側ではKaiAが結合と解離を繰り返す様子が見られた。KaiAのKaiCへの結合時間を解析したところ,時定数約0.9 s程度でKaiCから解離することがわかった。脱リン酸化KaiCでもKaiAのCI側への結合は見られなかったが, CII側へのKaiAの結合時間が大幅に伸び,ほとんど解離しないことがわかった。KaiAがKaiCのCII側にのみ結合することは,いろいろな手法によりこれまで提唱されてきたモデルと一致するが, KaiCのリン酸化状態に依存して結合時間が変わることを初めて明らかにした。次に, KaiCとKaiBの相互作用について調べた。リン酸化KaiCでは, KaiBのCII側への結合は観察されたが,その頻度は非常に少なく数秒で解離した。一方, CI側ではKaiBのモノマーがKaiC六量体リングにリング状に結合することがわかった。KaiBがリング状に結合しているKaiCと1個も結合していないKaiCの両方が存在することから, KaiBのKaiCへの結合に何らかの協同性があることが示唆された。脱リン酸化KaiCではCIとCIIの両ドメインに対して明らかなKaiBの結合は見られなかった。KaiBのKaiCへの結合に関して,これまでCI側とCII側のどちらに結合するか,相矛盾する実験データが提示されていたが,今回の高速AFM観察からCI側に結合することが明瞭に示された。

リン酸化KaiCが自己脱リン酸化されていく過程で、KaiCに結合するKaiBの分子数を調べたところ、最初は結合分子数は脱リン酸化とともに増加し、約5時間後をピークに減少に転じることがわかった。電気泳動によるKaiCの二ヶ所のリン酸化部位における自己脱リン酸化過程と比較したところ、KaiBのKaiCへの親和性もS431のリン酸化状態に依存していることがわかった。また、KaiCと親和性を高くした変異体KaiBでの測定から、KaiBモノマーはKaiC六量体のサブユニットに協同的に結合することを明らかにした。これらの成果はKaiタンパク質の分子間相互作用を一分子レベルで解析し、さらに、分子の結合と解離が概日周期と直接的に相関していることを示した初めての例であり、現在、国際共同研究を通じて数理計算による詳細な解析を進めており、高速AFM解析と合わせて概日周期の分子機構に迫れるものと期待される。KaiCの配向制御した基板への固定法が予想より早く確立でき、KaiAとKaiC、KaiBとKaiCの相互作用部位やリン酸化状態に依存した相互作用の変化など、当初予想した以上の結果が得られたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。生化学的手法によりKaiCのリン酸化・脱リン酸化の概日周期測定を行いながら同時並行で高速AFM観察を行い、分子間相互作用と概日周期との関係を明らかにする。また、基板でのKaiCの拡散を制御して、KaiC六量体のモノマー交換過程の観察を進める。
結核患者の治療継続を支援する教育ツールとプログラムの開発に関する研究

結核患者は長期間におよぶ化学治療が必要であるが、服薬を確実に続けるのは容易ではない。本研究の目的は、患者の知識およびアドヒアランスを高め、治療継続を支援する教育ツールとプログラムの開発である。我々は全国の結核施設の患者教育や患者環境の実態について明らかにし、その結果をもとに患者教育用のDVDを作成した。また、そのDVDを用いた患者教育プログラムを開発し実施した。DVDは全国の主な結核施設に無償配布した。DVDの評価として配布施設の看護師、患者を対象に調査を行った。平成24年度は、全国の結核病棟を対象に、「結核病における患者ケアシステムに関する研究」を行った。第二種感染症指定機関の結核病床を有する235施設と、モデル病床を有する10施設での患者ケアと環境について調査を行った。回収数は87(35.5%)であった。現在分析の途中であるが、DOTSを行っている施設は79(90.8%)であったが、行っていない施設は5施設あった。服薬自己管理にむけての指導は86.2%が行い、その指導は2週目から開始するところが最も多かった。回答に一部と、自由記載を参考にし、結核病棟における患者教育のスケジュールと教育内容を、臨床の看護師と検討を重ねて、作成した。現在、介入研究を開始しているところである。同時に、長期間隔離入院する結核患者のストレスが高く、入院中のQOLの維持を妨げるため、ストレス緩和を目的とした介入研究を行っている。データ収集の途中ではあるが、結核病棟に入院後の患者の気分を測定したところ、入院2週目より、4週目において肯定感の上昇が見られている。結核の治療への積極性は、全体的に高く、2週目より4週目の方が若干上昇しているようだが、有意差はなく、2週目から治療には前向きな態度が伺えた。自由記載からは、「外に出たい」、「自由がないことが辛い」という訴えがあり、患者の隔離病棟でのストレスが表されていた。現在、我々の行った先行研究の結果も参考に、患者教育用の視聴覚教材を作成中である。患者が入院後すぐに見ることができるものであり、医療者の説明だけでは難しい場合も想定し、簡単に理解できるように留意している。DVDだけでなく、ipad上で利用できるソフトも並行して検討している。全国の調査で患者教育用教材が不足していることが明らかとなったので、本研究で教材を作成することには意義がある。平成25年度は、本研究の第一の研究目的であった、結核入院患者用の視聴覚教材(DVD)を作成した。DVDは3部構成とし、初日、2日目、3日目と3日間で結核患者が結核という病気を理解し、治療アドヒアランスを高めることができるように作成した。初日は入院の目的、結核感染、治療の概要、服薬手帳など、基本的事項の概要、2日目はそれらの具体的事項、医療費の公費負担について、3日目は入院中の生活習慣、療養上の注意についての内容となっている。DVDを用いた場合の4週間の教育プログラムを作成し、現在、介入研究を1施設において実施している。介入の効果は1週目、2週目、3週目、5週目、退院後に患者に対して自記式の質問紙票にて測定し、看護師からの評価から行っている。今年度は介入研究に参加する対象者数が十分でないため研究の継続が必要である。また。作成したDVDに関しても中間評価を行ったうえで全国の結核病棟に配布する予定である。現在、DVDだけの評価も行っているため、H26年度中に配布できる予定である。以上のことから1年間の研究期間の延期を行うこととした。平成23年度の目的は、患者教育の実態を明らかにし、教育ツール作成に必用な項目と内容を明らかにすることであった。そのためにまず、文献検討を行った。結果は、結核患者教育に関する国内文献のほとんどが活動報告であり、DOTSに伴う指導方法について記述したものであった。それ以外には、自施設でのパンフレットの検討を行ったものなどが数件あるのみで、対象数も十分でなく、評価方法も明らかでないなどの限界があり、教育方法の有効性を十分に述べているものは見当たらなかった。クリニカルパスの一部として教育を行っている施設もあるが、クリニカルパスの利用率自体が高くないため、クリニカルパスに沿った教育が有効とは言えない。結核病棟の視察および資料収集は大阪府内で行ったが、他府県まで行えていない。次年度は引き続き他府県の視察と資料収集を行う予定である。教育ツールに対する質問紙調査は感染症法の第二種感染症指定の医療機関のうち結核病床を有する機関への調査を行っている。現在質問紙の発送作業中である。質問紙では患者の教育方法や教育内容、患者の教育目標に沿った評価方法、および患者の入院環境などを調査する予定である。教育ツール開発のために、今年度はその他に予備研究を開始した。患者教育のプログラムを作成し、1施設において介入研究を行うものである。