hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オスの体サイズ依存的な繁殖能力に基づくヤシガニの資源管理手法の検討

ヤシガニでは大型雄が選択的に捕獲・利用されており、利用対象個体群では雄の体サイズの小型化と性比の雌への偏りが生じていることが明らかになっている。甲殻類を含む多くの分類群において、小さな雄ほど1)交尾できる回数が限られていることや2)交尾回数の増加に伴う射精精子数の減少が顕著であることが報告されている。そのため、大きな雄が少ない資源では個体群増殖率が低下することが懸念される。もしかしたら近年のヤシガニ資源の低迷には、現行の大型雄選択的利用による雄の平均体サイズの低下や雄個体あたりの交接回数の増加が引き起こす個体群増殖率の低下が関係しているのかもしれない。そこで、様々な体サイズの雄を用いて、1)体サイズと交接可能回数の関係と2)体サイズによる交接回数と射精精子数の関係への影響を調べた。その結果、1)大きな雄ほど多くの交接を行った。また、2)どのサイズの雄でも交接回数の増加に伴い射精精子数は減少するが、大きな雄ほど常に多くの精子を雌に提供した。これらの結果から、現行の大型雄選択的利用がもたらす雄の小型化や雄の交接回数の増加は雌が精子不足に陥る危険性を増加させると懸念された。本種資源量の維持には高い繁殖能力を有する大きな雄の保護が必要であると考えられ、今後の資源管理方法としてslot size limitsが適切であると考えられた。
社会的エンリッチメント環境が社会的・非社会的記憶能力に及ぼす影響

本研究では,幼少期の社会的エンリッチメント環境(多頭飼育)が,その後のラットの社会的・非社会的記憶能力にどのような影響を及ぼすのか,またそれに関わる神経メカニズムを解明することを目的とする。実験1では自発的物体・社会的再認記憶課題を用いて離乳直後からの多頭飼育がラットの記憶容量に及ぼす影響を検討する。実験2では,記憶負荷が異なる場合の物体・社会的再認記憶に関与する脳部位をc-Fos免疫陽性細胞の観察により特定する。実験3では薬理遺伝学的手法を用いて,実験2で特定された脳部位の神経細胞を活性化あるいは抑制することで,物体・社会的再認記憶にどのような影響をみられるのかを検討する。
乳腸相関の実態解明と腸管から乳腺への遠隔制御技術の確立

本研究では、乳腺と腸管の授乳期特有の遠隔臓器間相互作用の実態を実証すべく、妊娠期から授乳期にかけて、抗生物質を用いて腸内環境を攪乱させたマウスを作出し、その後の乳腺での免疫誘導(特に移行抗体の主たるサブクラスであるIgAの産生)を評価した。その結果、妊娠授乳中の母体の腸内環境を攪乱させることで、移行抗体産生(IgA産生)は有意に減少することが示された。本結果は、母体の腸内の微生物環境が乳腺での免疫発達(特に、移行抗体産生)に重要な役割を有していることを示すものであった。授乳期の乳腺中には、移行抗体のみならず、各種の微生物が存在していることを、我々はこれまでの研究を通して報告しており、それらは、子の腸内環境の発達に重要な役割を有していると推測している。マウスを用いた試験から、乳腺における免疫および微生物環境の発達は、それぞれ独立した機序によって促されていると考えられているが、妊娠授乳期間のヒトの腸内および乳腺での免疫および微生物環境を詳細に解析した研究は殆どない。そこで、本研究では、妊娠中および授乳中の母体より、糞便および乳汁を採取し、その中に含まれるIgA量および微生物の種を、ELISA法および次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析を用いて明らかにすることで、ヒトの乳腺および腸管における免疫・微生物環境の実態を明らかにすることを目指している。現在、サンプル採取を継続しているところであり、令和元年度中に、その成果がまとまる予定である。妊娠中および分娩後のヒトサンプルを採取しているが、予定していた数のサンプル採取に多少の時間がかかっているが、令和元年度中に研究成果を報告すべく、実験を継続している。申請者のこれまでのマウスを用いた研究から、授乳期の乳腺には、腸内に本来生息する常在菌が多数生息していることが明らかにされている。このことは、腸管と乳腺には、双方の微生物環境を制御可能な妊娠期・授乳期特有の相互作用「乳腸相関」が存在することを強く示唆している。そこで、本課題では、マウスで得られた知見をヒトで実証すべく、[Step 1]妊娠期(妊娠20週および36週)および授乳期(産後4週)の同一被験者より糞便と乳汁(乳汁は産後4週のみ)を採取する(被験者は、20歳以上45歳未満の30名)。(←現在、実施中)。[Step 2]得られたサンプルより微生物由来DNAを抽出し、PCRにより16sリボソームRNA遺伝子を増幅した後、次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析に供することで微生物叢解析を行う。さらには、[Step 3]腸内・乳汁中の微生物叢の関連性を明らかにすべく、微生物集団解析ソフト(QIIME)を用いた主成分解析を実施する。「乳腸相関」とは、応募者がこれまでの研究を通して得られた成果をもとに提唱する、乳腺と腸管を繋ぐ免疫学的および微生物学的相互支配関係のことであり、哺乳動物特有の生命現象として、哺育を支える原動力になっていると推測される。一方で、妊婦の1/3が、またウシでは437,472件/年(乳牛4頭の内の1頭)もが乳腺炎(ヒト)もしくは乳房炎(ウシ)を発症しており、このことは、哺育や牛乳生産における大きな問題となっている。ヒトの乳腺炎やウシの乳房炎治療に、抗生物質が広く用いられているが、近年問題となっている薬剤耐性菌の発症のリスクを回避するためにも、それに代わる予防型の技術開発は必要不可欠である。申請者は、「乳腸相関」の破綻は、乳腺炎や乳房炎を引き起こす一つの大きな要因であり、また「乳腸相関」の質の向上により、良好な哺育や牛乳生産が可能になることを科学的に実証すべく、本挑戦的研究(萌芽)を実施している。具体的な研究は、マウスを用いた動物実験とヒトサンプルを用いた臨床評価を通して実施する。先行しているマウスを用いた評価では、妊娠・授乳中のマウスに、免疫賦活化能を有した乳酸菌(Lactobacillus rhamnosus CRL1505株)の経口投与および、腸内微生物環境の攪乱を目的とした抗生物質投与による乳腺免疫・微生物環境に与える影響を解析することで、乳腺と腸管との関連を精査している。これまでに得られている成果として、妊娠・授乳期のマウスに抗生物質を投与することで、乳腺での免疫レベル(IgA産生)が有意に低下することを見出しており、抗生物質投与によって影響を受けた腸管微生物の特定と乳腺で認められる免疫応答の特異性を解析するための試験を継続している。ヒトサンプルを用いた試験は、倫理委員会での審査がほぼ終了し、来年度より実施することが決定しており、研究期間内での成果の取得が可能な状況である。マウスを用いた動物試験と、ヒトサンプルを用いた臨床試験を予定している。動物試験は、当初予定していた乳酸菌を用いた試験に加え、抗生物質投与試験も実施することで、予定以上の研究成果を得ている。ヒトサンプルを用いた臨床試験は、倫理委員会での承認が必要でることから、平成30年度のスタートを予定しているが、期間内に研究成果を取得できる状況にある。

その結果、妊娠授乳中の母体の腸内環境を攪乱させることで、移行抗体産生(IgA産生)は有意に減少することが示された。本結果は、母体の腸内の微生物環境が乳腺での免疫発達(特に、移行抗体産生)に重要な役割を有していることを示すものであった。授乳期の乳腺中には、移行抗体のみならず、各種の微生物が存在していることを、我々はこれまでの研究を通して報告しており、それらは、子の腸内環境の発達に重要な役割を有していると推測している。マウスを用いた試験から、乳腺における免疫および微生物環境の発達は、それぞれ独立した機序によって促されていると考えられているが、妊娠授乳期間のヒトの腸内および乳腺での免疫および微生物環境を詳細に解析した研究は殆どない。そこで、本研究では、妊娠中および授乳中の母体より、糞便および乳汁を採取し、その中に含まれるIgA量および微生物の種を、ELISA法および次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析を用いて明らかにすることで、ヒトの乳腺および腸管における免疫・微生物環境の実態を明らかにすることを目指している。現在、サンプル採取を継続しているところであり、令和元年度中に、その成果がまとまる予定である。妊娠中および分娩後のヒトサンプルを採取しているが、予定していた数のサンプル採取に多少の時間がかかっているが、令和元年度中に研究成果を報告すべく、実験を継続している。ヒトサンプルを用いた臨床試験では、妊娠期(妊娠20週および36週)および授乳期(産後4週)の同一被験者より糞便と乳汁(乳汁は産後4週のみ)を採取する。その後、得られたサンプルより微生物由来DNAを抽出し、PCRにより16sリボソームRNA遺伝子を増幅した後、次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析に供することで微生物叢解析を行う。さらには、腸内・乳汁中の微生物叢の関連性を明らかにすべく、微生物集団解析ソフト(QIIME)を用いた主成分解析を実施する。マウスを用いた動物実験では、抗生物質投与によって影響を受けた腸管微生物の特定と乳腺で認められる免疫応答の特異性を解析する。また、乳酸菌投与による影響の有無も、引き続き、解析していく。申請者のこれまでのマウスを用いた研究から、授乳期の乳腺には、腸内に本来生息する常在菌が多数生息していることが明らかにされている。このことは、腸管と乳腺には、双方の微生物環境を制御可能な妊娠期・授乳期特有の相互作用「乳腸相関」が存在することを強く示唆している。そこで、本課題では、マウスで得られた知見をヒトで実証すべく、[Step 1]妊娠期(妊娠20週および36週)および授乳期(産後4週)の同一被験者より糞便と乳汁(乳汁は産後4週のみ)を採取する(被験者は、20歳以上45歳未満の30名)。(←現在、実施中)。[Step 2]得られたサンプルより微生物由来DNAを抽出し、PCRにより16sリボソームRNA遺伝子を増幅した後、次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析に供することで微生物叢解析を行う。さらには、[Step 3]腸内・乳汁中の微生物叢の関連性を明らかにすべく、微生物集団解析ソフト(QIIME)を用いた主成分解析を実施する。ヒト臨床試験の開始が平成30年度になったため。倫理委員会でほぼ承認済みであることから、計画は問題なく実施可能な状況である。研究期間を当初予定していた2年間から3年間に延長したため。平成30年度から令和元年度に繰り越しした研究経費は、ヒトサンプルを解析するために、計画的に使用する。
南部タイ・ソンクラー湖の湖口地形・湖内水質変動を考慮した最適養殖規模の評価

ソンクラー湖はタイ南部に位置する海跡湖であり,長さ3kmほどの水路によりタイ湾につながる汽水湖である.その面積は1,082km^2で琵琶湖の1.6倍ほどであるが,水深は平均で1.52.0mときわめて浅い.ソンクラー湖では近年水質の悪化が問題となっている.この水域ではスズキ(sea-bass)の養殖が盛んにおこなわれており,この地域の大きな産業となっている.ただし,同湖では養殖規模に関する規制も行われず,過密養殖が原因と考えられる養殖魚の斃死が頻発している.このため,同水域における水理・水質変動機構を明らかにし,さらに最適養殖規模の提言を行うことを最終目的として現地調査および数値シミュレーションを実施した.現地観測は2007年10月にヨー島の周辺において実施された.その結果,これまでの実測と同様に,水質項目の周日変動が顕著であり,夜間の酸素消費と昼間の光合成が支配要因であることが確認された.また,高密度の魚の養殖が行われてヨー島周辺付近の流動の詳細を再現するために,数値シミュレーションを実施した.基本方程式は曲線座標系で表示された平面二次元浅水流方程式であり,これを差分法で解くことにより,潮汐運動に伴う湖内の流動運動を再現した.数値計算の計算には今年度までの実測で得られている水理データを使用した.計算結果は,実測により得られた水位変動・流速変化をきわめて良好に再現しており,数値計算手法の精度を確認することが出来た.また,養殖が盛んに行われているヨー島周辺では流れが対流しており,水質が悪化しやすいことが判明した.さらに,現地を訪れた際に,地元の行政関係者,漁業者,研究者を対象にセミナーを開催し,これまでの成果をもとに,地元へ向けた啓蒙活動を行った.ソンクラー湖はタイ南部に位置する海跡湖であり,長さ3kmほどの水路によりタイ湾につながる汽水湖である.その面積は1,082km^2で琵琶湖の1.6倍ほどであるが,水深は平均で1.52.0mときわめて浅い.ソンクラー湖では近年水質の悪化が問題となっている.この水域ではスズキ(sea-bass)の養殖が盛んにおこなわれており,この地域の大きな産業となっている.ただし,同湖では養殖規模に関する規制も行われず,過密養殖が原因と考えられる養殖魚の斃死が頻発している.このため,同水域における水理・水質変動機構を明らかにし,さらに最適養殖規模の提言を行うことを最終目的として現地調査および数値シミュレーションを実施した.現地観測は2007年10月にヨー島の周辺において実施された.その結果,これまでの実測と同様に,水質項目の周日変動が顕著であり,夜間の酸素消費と昼間の光合成が支配要因であることが確認された.また,高密度の魚の養殖が行われてヨー島周辺付近の流動の詳細を再現するために,数値シミュレーションを実施した.基本方程式は曲線座標系で表示された平面二次元浅水流方程式であり,これを差分法で解くことにより,潮汐運動に伴う湖内の流動運動を再現した.数値計算の計算には今年度までの実測で得られている水理データを使用した.計算結果は,実測により得られた水位変動・流速変化をきわめて良好に再現しており,数値計算手法の精度を確認することが出来た.また,養殖が盛んに行われているヨー島周辺では流れが対流しており,水質が悪化しやすいことが判明した.さらに,現地を訪れた際に,地元の行政関係者,漁業者,研究者を対象にセミナーを開催し,これまでの成果をもとに,地元へ向けた啓蒙活動を行った.タイ南部に位置するソンクラー湖では水質の悪化が問題となっている.同湖では養殖規模に関する規制も行われず,過密養殖が原因と考えられる養殖魚の斃死が頻発している.このため,同水域における水理・水質変動機構を明らかにすることを目的として現地調査を実施した.ソンクラー湖はタイ南部に位置する海跡湖であり,長さ3kmほどの水路によりタイ湾につながる汽水湖である.その面積は1,082km^2で琵琶湖の1.6倍ほどであるが,水深は平均で1.52.0mときわめて浅い.この水域の養殖対象魚種はスズキ(sea-bass)である.調査は2005年10月に実施された.メモリー内蔵型の塩分計,DO計および電磁流速計を設置し,10分間隔でデータを取得した.なお,センサーは水表面からほぼ50cmの箇所に固定した.いけすの網には生物幕が付着し,これによりいけす内の水が滞留し,水質が悪化しやすいものと推測された.このため,いけすの内外で計測を行った.また,現地において1時間毎に多項目水質計により,各種水質項目の鉛直分布を測定した.観測を行った桟橋沿いの水深はほぼ1m2mである.さらに,30分毎の水位変動を目視により計測した.また,潮汐変動に伴う湖内の流動をより詳細に把握するために,数値計算を実施した.

計算においては曲線座標系を使用し,これを差分法により解いた.いけすでの多項目水質計による観測結果によれば,いけすの内外で水質項目はほぼ同じ値を示している.当初,養殖魚による酸素消費によるいけす内でのDO低下を予想したが,そのような現象は見られない.また,溶存酸素は鉛直方向にほぼ一様な分布をしており,一様な水質特性を有する水塊が移流されて来ることを示唆している.数値計算の結果,このような水質変動は潮汐の入退潮と魚による酸素消費によるものであることが分かった.ソンクラー湖はタイ南部に位置する海跡湖であり,長さ3kmほどの水路によりタイ湾につながる汽水湖である.その面積は1,082km^2で琵琶湖の1.6倍ほどであるが,水深は平均で1.52.Omときわめて浅い.ソンクラー湖では近年水質の悪化が問題となっている.この水域ではスズキ(sea-bass)の養殖が盛んにおこなわれており,この地域の大きな産業となっている.ただし,同湖では養殖規模に関する規制も行われず,過密養殖が原因と考えられる養殖魚の発死が頻発している.このため,同水域における水理・水質変動機構を明らかにし,さらに最適養殖規模の提言を行うことを最終目的として現地調査を実施した.昨年の調査を受けて,今年度の調査は2006年10月に実施された.高密度の養殖が行われてヨー島周辺付近の測点において,メモリー内蔵型の塩分計,DO計および電磁流速計を設置し,10分間隔でデータを取得した.昨年の調査によれば,いけすの内外で水質項目に相違は無かったので,今年度はいけすの外でのみ観測を行った.また,昨年の調査より,ヨー島周辺の水質分布が重要であることが明らかになったので,多項目水質計により,島周辺の各種水質項目の鉛直分布を測定した.さらに,5分毎の水位変動を自記式水位計により計測した.いけす付近での水質計による観測結果によれば,溶存酸素(DO)の変動には光合成の影響が支配的であることが判明した.昨年の調査から,潮汐の移流の効果が支配的であることを示唆するデータが得られていたが,一義的には光合成が支配的であった.ソンクラー湖はタイ南部に位置する海跡湖であり,長さ3kmほどの水路によりタイ湾につながる汽水湖である.その面積は1,082km^2で琵琶湖の1.6倍ほどであるが,水深は平均で152.0mときわめて浅い.ソンクラー湖では近年水質の悪化が問題となっている.この水域ではスズキ(sea-bass)の養殖が盛んにおこなわれており,この地域の大きな産業となっている.ただし,同湖では養殖規模に関する規制も行われず,過密養殖が原因と考えられる養殖魚の斃死が頻発している.このため,同水域における水理・水質変動機構を明らかにし,さらに最適養殖規模の提言を行うことを最終目的として現地調査および数値シミュレーションを実施した.現地観測は2007年10月にヨー島の周辺において実施された.その結果,これまでの実測と同様に,水質項目の周日変動が顕著であり,夜間の酸素消費と昼間の光合成が支配要因であることが確認された.また,高密度の魚の養殖が行われてヨー島周辺付近の流動の詳細を再現するために,数値シミュレーションを実施した.基本方程式は曲線座標系で表示された平面二次元浅水流方程式であり,これを差分法で解くことにより,潮汐運動に伴う湖内の流動運動を再現した.数値計算の計算には今年度までの実測で得られている水理データを使用した.計算結果は,実測により得られた水位変動・流速変化をきわめて良好に再現しており,数値計算手法の精度を確認することが出来た.また,養殖が盛んに行われているヨー島周辺では流れが対流しており,水質が悪化しやすいことが判明した.さらに,現地を訪れた際に,地元の行政関係者,漁業者,研究者を対象にセミナーを開催し,これまでの成果をもとに,地元へ向けた啓蒙活動を行った.
HDAFトランスジェニックピッグ-CDl5s拒絶反応マーカーの検討-

(1)ピッグの骨髄細胞がヒトの骨髄間質細胞(ストローマ)上において分化、増殖することを証明した。ヒトストローマを培養後、ブタより採取した骨髄細胞を混合培養し、ストローマ細胞上にて分化増殖した造血幹細胞を顕微鏡およびフローサイトメトリーにて確認した。(裏面;業績1)今後、長期培養に不可欠である骨髄細胞増殖サイトカインIL3,GCSF,SCFを培養系に加えてさらに長期培養が可能であるか否かの検討を続行する。ブタIL3などのクローニングを現在施行中である。(2)拒絶反応の早期マーカーとしてレシピエント末梢血リンパ球上に発現するSialyl LewisX(CDl5s)についてしらべた。CD15sは腎移植後に急性拒絶反応に陥った患者全員の末梢血リンパ球に強く発現していた。また、ステロイド治療に抵抗性の重篤な拒絶反応患者ではステロイド反応性の比較的軽度な急性拒絶反応患者に比べてこのCD15sの発現は強く発現していた。(裏面;業績2、3)(3)トランスジェニックピッグの腎臓をサルに移植した。このピッグの細胞は補体制御因子が挿入されており超急性拒絶反応は惹起されない。次なる障害である細胞性拒絶反応のマーカーとして(2)にて有効であることが証明されたCD15sを使用した。(submission)HDAFトランスジェニックピッグの骨髄細胞を培養している。通常のブタ骨髄細胞であれば人間の血清と反応させると抗原抗体補体反応を起こし細胞溶解となるが、補体抑制因子HDAFを多く細胞表面に発現するHDAFトランスジェニックピッグの骨髄細胞は人間の血清に対し、溶解反応をしめさない。今年度の実験では、このブタ骨髄細胞の培養を行い、2週目の細胞表面上にHDAFが多く発現することをFACSを用いて確認した。現在、RIをもちいてヒト血清やウサギ補体と反応させて溶解試験を行っている。問題点として、1)ブタ骨髄細胞の培養系が完全に確立していないこと、2)ブタ骨髄細胞に特異的な骨髄細胞のマーカーが世界的にも発見されていないこと、(1)ピッグの骨髄細胞がヒトの骨髄間質細胞(ストローマ)上において分化、増殖することを証明した。(submission)
現代日本文化が中国に及ぼす影響の調査研究

三年にわたる研究の最終年度にあたり、これまでの研究成果をとりまとめる作業に重点を置いた。中国側で行なったサンプル調査のデータを、いくつかの方法で統計的に処理し、注目すベき要因の連関について考察した。日本側からは二度にわたって中国側に出向き、報告書の構成、内容について協議を行なった。執筆分担にしたがって、報告書の作成作業は順調に進捗しつつある。一昨年以来の東南アジア金融危機により、消費動向が全般に冷え込み、日本に対する認知にも変化が現れている。また、国営企業改革が進み、失業問題が深刻になるなど、中国国内の消費者心理にも質的変化がみられ、階層分解も進みつつある。これらを調査結果のなかにどのように加味するかについて、中国側、日本側のあいだで意見を交換した。これらを折り込みつつ、中国側の草稿の完成を待って、なるべく早い機会に最終報告書を完成させ、公表する予定である。1.研究実施の打合せ橋爪大三郎(研究代表者)が、7月下旬に中国・天津に赴き、天津社会科学院の王輝院長以下、日本研究所、社会学研究所のメンバー(共同研究者)と、今回の研究計画の細目について、打ち合わせた。続いて、天津社会科学院の万新平副院長(共同研究者)が、11月上旬に来日し、「《現代日本文化対中国影響的調査与研究》課題計画」をもとに、橋爪と再度、打合せを行なった。2.研究成果の交流天津社会科学院・日本研究所、社会学研究所の4名が、1月下旬に来日し、橋爪と研究成果の交流を行なった。特に、王金林教授は、現在調査中の中国マスメディアに現れた日本関連情報の内容別・頻度別統計データ、季強研究員は、消費社会環境における中国青年の心理について、橋爪に調査研究の成果を報告した。橋爪は、アジア指向に展開しつつある日本文化の動向について情報提供を行ない、論討を行なった。3.今後の計画中国側のリーダーである王輝院長が、4月に来日し、その後の研究計画について打合せを行う予定である。これを踏まえ、天津社会科学院では、中国国内で数百名を対象にしたアンケート調査を実施し、都市部における日本文化の影響を実証的に調査する。この調査結果を、統計的・内容的に分析し、変容する現代中国の対日イメージを客観的に浮き彫りにする。1.研究成果の交流王輝(中国側代表)が4月上旬に来日し、昨年度に進捗した研究の成果と今後の方針について日本側と意見を交換した。橋爪大三郎(研究代表)が7月下旬8月上旬に中国・天津に赴き、今年度の研究計画と来年度にとりまとめる最終報告書について、中国側(王輝院長、張健日本研究所所長、馬黎明副教授、潘允康社会学研究所所長ら)と協議した。中国側は、補充調査の結果と統計解析の結果について報告した。2月上旬に日本研究所の史麗華副教授が来日し、橋爪とその後の研究の進捗について報告、最終報告書の執筆分担について打合せた。2.今後の計画中国側が行なった消費生活調査の各項目につき、クロス集計や回帰分析などの簡単な統計処理をほどこして、日本製品に対する認知に影響する注目すべき要因を抽出する。あわせて、文献による補充調査、個別ケースの補充調査、有識者の聞き取り調査を行なって、本研究課題についての総合的なアプローチの充実をはかる。
日本産野生ドブネズミ由来の近交系ラットを用いた交雑群による毒性評価システムの構築

新規化合物に対する安全性試験に、クローズドコロニーのラットが汎用される。しかし、クローズドコロニーの遺伝モニタリングは容易でなく、集団の一部で毒性が観察された場合であっても、遺伝解析が適用困難である。そこで、新たな安全性試験のためのツールとして、当施設で維持している日本産野生ドブネズミ由来の近交系ラットNIG-III等を用いた交雑群の有用性を検討することにした。既存ラット系統から遺伝的に離れているNIG-IIIを用いるため、遺伝的多様性が供給されるし、交雑群を採用するため、前もって多型性を示すマイクロサテライトマーカーを用意しておけば、遺伝モニタリングの実施は容易であり、家系分析が可能となるため副作用感受性遺伝子の同定も可能となる。既存のクローズドコロニーとNIG-IIIを用いた交雑群を併用することにより、より確実な毒性評価、副作用感受性遺伝子の同定の実現が期待される。本研究においては、4つの近交系(BN、F344、NIG-III、SHR)に対してPCRを行い、オートシークエンサーを用いた電気泳動を行ったところ、多型性を示すマイクロサテライトマーカーが得られた。続いて、出生時体重をモデルとして遺伝解析を実施した。すなわち、4つの近交系(BN、F344、NIG-III、SHR)から実際に4元交雑の新生仔を作出するとともに、体重を測定した。さらに、常染色体上の32のマイクロサテライトマーカーを用いてそれぞれの遺伝子型を決定し、1系統の対立遺伝子とその他の対立遺伝子のフォーマットで4つのデータセットでQTL解析を実施した。しかし、今回採用したQTL解析では有意な遺伝子座が検出されなかった。これは、遺伝的多様性はもつものの、組換えを生ずる世代は1世代しか経ていないこと、また、遺伝子型についてはホモ化を含め、多様な遺伝子型がそろっていなかったことに起因する可能性が考えられた。本年度においては、全ゲノムを網羅する多型性を示すマイクロサテライトマーカーを準備した。登録されている約6000のマイクロサテライトマーカーの中から、BNとF344の間で4塩基以上の多型が登録されているもの、かつ、3つ以上の対立遺伝子が登録されているものという基準をもとに、228マーカーを選択した。このマーカーを用いて、4つの近交系(BN、F344、NIG-III、KYN)に対してPCRを行い、オートシークエンサーを用いた電気泳動を行ったところ、明らかな多型性を示すマイクロサテライトマーカーが少なくとも93個得られた。約20cM間隔で遺伝マーカーを設定できたことになる。4元交雑(F344 x BN)x (NIG-III x KYN)と(F344 x KYN)

x (NIG-III x BN)を作出してゲノタイピングしたところ、F1親の情報と近隣のマーカーの情報があれば、ほぼ正確に決定することができた。新規化合物に対する安全性試験に、クローズドコロニーのラットが汎用される。しかし、クローズドコロニーの遺伝モニタリングは容易でなく、集団の一部で毒性が観察された場合であっても、遺伝解析が適用困難である。そこで、新たな安全性試験のためのツールとして、当施設で維持している日本産野生ドブネズミ由来の近交系ラットNIG-III等を用いた交雑群の有用性を検討することにした。既存ラット系統から遺伝的に離れているNIG-IIIを用いるため、遺伝的多様性が供給されるし、交雑群を採用するため、前もって多型性を示すマイクロサテライトマーカーを用意しておけば、遺伝モニタリングの実施は容易であり、家系分析が可能となるため副作用感受性遺伝子の同定も可能となる。既存のクローズドコロニーとNIG-IIIを用いた交雑群を併用することにより、より確実な毒性評価、副作用感受性遺伝子の同定の実現が期待される。本年度においては、4つの近交系(BN、F344、NIG-III、KYN)から、F1(F344xBN)、F1(NIG-IIIxSHR)および4元交雑(F344xBN)x(NIG-IIIxKYN)を作出した。さらに、出生時体重および6ヶ月までの体重曲線を作成した。さらに、全ゲノムを網羅する4つの近交系(BN、F344、NIG-III、SHR)において多型性を示すマイクロサテライトマーカーを準備した。実際に、4元交雑(F344xBN)x(NIG-IIIxKYN)をゲノタイピングしたところ、F1親の情報と近隣のマーカーの情報があれば、ほぼ正確に決定することができた。以上により、副作用が検出された場合に、遺伝解析を実施できる環境が整ったといえよう。既存ラット系統から遺伝的に離れているNIG-IIIを用いるため、遺伝的多様性が供給される。また、交雑群を採用するため、前もって多型性を示すマイロクサテライトマーカーを用意しておけば、遺伝モニタリングの実施は容易である。さらに、マイクロサテライトマーカーを用いた家系分析が可能となるため、副作用感受性遺伝子の同定も可能となる。本年度は、NIG-IIIに由来する交雑群が副作用感受性遺伝子の同定に使用できる可能性を示すため、出生時体重をモデルとして遺伝解析を実施した。
SARSコロナウイルスN蛋白質のウイルス複製サイクルにおける機能に関する研究

昨年度までに粒子形成に重要であると明らかになったN蛋白質のアミノ酸351-422の領域を絞り込むために、さらに細かくC末端側のアミノ酸を欠損させたN蛋白質の変異体を作製して検討した。初めに、N蛋白質の細胞外への分泌に必要な領域の検討を行った。結果、359から364番目の6アミノ酸領域が重要であることが分かった。さらに、この6アミノ酸のうちどのアミノ酸が重要であるかを検討するために、1アミノ酸づつアミノ酸置換を行った変異体を作製して検討した。結果、361番目のチロシンが最も重要な役割を担っていることが明らかになった。N蛋白質の細胞外への分泌にはM蛋自質との結合が必要であるため、免疫沈降法を用いて変異N蛋白質とM蛋白質との相互作用について検討した。結果、361番目のチロシンがM蛋白質との結合に直接関与していることが明らかになった。さらに、このチロシンに変異を導入した変異体を発現させた場合、細胞外へ分泌されるVLPs量が有意に減少した。また電子顕微鏡により解析したところ、チロシンに変異を導入した変異体が発現している細胞内ではVLPsが観察できなかった。以上のことにより、この361番目のチロシンがM蛋白質との結合を通してN蛋白質の粒子形成において重要な機能を担っている事が明らかになった。一方、この領域はN蛋白質の多量体化には関わっていないことが、ケミカルクロスリンク法により明らかになった。このことによりN蛋白質は、M蛋白質との結合に必要な領域と、多量体化に関わる領域の2つの異なる領域を持つと考えられた。本研究はSARSコロナウイルス(SARS-CoV)のN蛋白質の宿主細胞内における機能の解明を目指す。本年度はSARS感染の危険のない安全な実験を行うために、SARS-CoVのウイルス様粒子(VLPs)の作製を試み、それを用いた解析を行った。293T細胞のSARS-CoVの4つの構造蛋白質であるM,E,S,N蛋白質発現ベクターを導入することにより、培養上清から密度約1.14g/cm^3のSARS-CoV VLPsが得られた。また、N蛋白質を特異的に検出するN-ELISA、S蛋白質を特異的に検出するS-ELISA、MとN蛋白質の相互作用を検出するNM-ELISA、VLPs粒子を検出するVLPs-ELISAの4種類のELISAを構築することにより、定量的に構造蛋白質を解析することが可能になった。これらを用いて解析を行った結果、N蛋白質およびS蛋白質の細胞外への分泌にはM蛋白質が必須であること、S蛋白質の細胞外への分泌がM蛋白質と共にN蛋白質が発現していると増加することが明らかになった。次に、SARS-CoVゲノムの両端の非翻訳領域とPackaging Signalを持つRNAを構築し、M,E,S,N蛋白質を発現した293T細胞に導入し、RNAのVLPsへのpackagingを検討した。その結果、培養上清より密度約1.14g/cm^3のRNAを含むVLPsが得られ、このRNAを含むVLPsの分泌にはMおよびN蛋白質が必要であることが明らかになった。さらに、N蛋白質の粒子形成における機能領域を解析するために、5つのN蛋白質のdeletion mutantを作製した。これらのmutantを用いて上記のVLPsシステムとELISA法により解析した結果、N蛋白質のアミノ酸351-422の領域がM蛋白質との結合および細胞外への分泌に必要であることが明らかになった。
植物ウイルス遺伝子特異的ジーンサイレンシングの分子細胞生物学的研究

宿主植物が感染ウイルスの増殖を特異的に抑制する相同性依存型ジーンサイレンシングという現象が数種の宿主とウイルスの組合せで近年報告され始めた.本現象を分子細胞生物学的に解析することをめざす本研究では、まず既存の感染性キュウリモザイクウイルス(Cucumber mosaic ; CMV)のRNA3にコードされる細胞間移行蛋白質遺伝子領域に関する合計7種類の非感染性欠失変異体を作出した.また,同じRNA3にコードされる外被蛋白質遺伝子領域に関する欠失変異体ならびにGFP融合細胞間移行タンパク質をコードするキメラCMV RNA3を構築した.さらに,これら欠失変異体の部を用いてウイルスRNAの複製過程で派生すると考えられるセンス,アンチセンスあるいは2本鎖RNAのin vitro転写合成を行った.一方,キュウリ,タバコ,ヒョウタン,ササゲならびにダイコンから相同性依存型ジーンサイレンシングへの関与が示唆されているRNA依存RNA合成酵素(RdRP)遺伝子のcDNAクローニングを試みた.その結果,キュウリ,タバコからほぼ完全長のクローンの取得に成功した.現在,各種CMV RNAおよびそれらの人工変異体を宿主表皮細胞へマイクロインジェクションし,各種遺伝子特異的非放射性プローブを用いたin situハイブリダイゼーション法の条至適条件の決定を行っており,RdRP遺伝子発現量の比較を含めたジーンサイレンシングシグナル伝達動態解析の実施段階に入っている.宿主植物が感染ウイルスの増殖を特異的に抑制する相同性依存型ジーンサイレンシングという現象が近年報告され始めた.本現象を分子細胞生物学的に解析することをめざす本研究では、まず既存の感染性キュウリモザイクウイルス(Cucumber mosaic virus;CMV)の各種cDNAクローンを用いた非感染性部分欠失変異体の作出に着手した.その結果,CMV RNA3については細胞間移行蛋白質遺伝子領域に関する合計7種類の欠失変異体が得られた.現在,同じRNA3に存在する外被蛋白質遺伝子領域に関する欠失変異体ならびにGFP融合細胞間移行タンパク質をコードするキメラCMV RNA3の構築に着手している.また,ウイルスRNAの複製過程で派生すると考えられるセンス,アンチセンスあるいは2本鎖RNAのin vitroにおける転写合成を試みた.in vitro転写には完全鎖長の各種CMV cDNAクローンのうち,RNA3を選んだ.その結果,各種1本鎖,2本鎖RNAの合成が確認された.今後は,その他各種cDNAクローンならびにそれらの欠失変異体からセンス,アンチセンス,両鎖RNAのin vitro合成を順次行っていく予定である.さらに,現在,各種CMV RNAおよびそれらの人工変異体を宿主表皮細胞へマイクロインジェクションし,各種遺伝子特異的非放射性プローブを用いたin situハイブリダイゼーション法ならびにGFP遺伝子発現量の比較によるジーンサイレンシングシグナル伝達動態の解析を行うための至適条件の検討を実施中である.宿主植物が感染ウイルスの増殖を特異的に抑制する相同性依存型ジーンサイレンシングという現象が数種の宿主とウイルスの組合せで近年報告され始めた.本現象を分子細胞生物学的に解析することをめざす本研究では、まず既存の感染性キュウリモザイクウイルス(Cucumber mosaic ; CMV)のRNA3にコードされる細胞間移行蛋白質遺伝子領域に関する合計7種類の非感染性欠失変異体を作出した.また,同じRNA3にコードされる外被蛋白質遺伝子領域に関する欠失変異体ならびにGFP融合細胞間移行タンパク質をコードするキメラCMV RNA3を構築した.さらに,これら欠失変異体の部を用いてウイルスRNAの複製過程で派生すると考えられるセンス,アンチセンスあるいは2本鎖RNAのin vitro転写合成を行った.一方,キュウリ,タバコ,ヒョウタン,ササゲならびにダイコンから相同性依存型ジーンサイレンシングへの関与が示唆されているRNA依存RNA合成酵素(RdRP)遺伝子のcDNAクローニングを試みた.その結果,キュウリ,タバコからほぼ完全長のクローンの取得に成功した.現在,各種CMV RNAおよびそれらの人工変異体を宿主表皮細胞へマイクロインジェクションし,各種遺伝子特異的非放射性プローブを用いたin situハイブリダイゼーション法の条至適条件の決定を行っており,RdRP遺伝子発現量の比較を含めたジーンサイレンシングシグナル伝達動態解析の実施段階に入っている.
次世代シーケンサーによる小児AMLの初発から再発へのクローン進化の解析

初診時の小児急性骨髄性白血病(AML)19例と初診と再発の10例の全エクソン解析でコーヒシン関連遺伝子やBCOR/BCORL1,RAD2などの新規の原因遺伝子変異を同定した。またTarget Sequenceで小児AML192例で32変異が見出され、BCOR/BCORL1変異は約7%、コーヒシン関連遺伝子変異を10%に同定した。これらの変異はそれぞれ相互に排他的であったが予後との相関はみられなかった。トランスクリプトーム解析によりMEL1高発現群から種々の新規融合遺伝子が見つかった。初発から再発へのクローン進化でも初発時に種々のsubcloneが見られた。網羅的メチル化解明を進めている。小児の初診と再発の急性骨髄性白血病(AML) 10例について、次世代シーケンサーHi Seq2000(イルミナ社)を用いた全エクソン解析と網羅的ゲノム解析により再発、進展に関与する遺伝子を抽出し、Sanger Sequencingでvalidationを行い再発、進展に関与する新規遺伝子異常の同定を試みた。抽出された遺伝子については、日本小児白血病リンパ腫研究グループ(JPLSG) AML-05研究に登録された380検体でターゲットリシーケンスを行い頻度や臨床像との関係を検討した。これらの解析から、初診と再発AMLにおける再発と進展に関与する遺伝子を検討している。さらにこれらの遺伝子に関して細胞株で機能解析を行い、クローン進化(clonal evolution)の機構を明らかにし、分子標的薬の基盤を確立する予定である。次世代シーケンサーによる解析を初診時のAML19例で行い、RAD21やSTAG2などのコーヒシン関連遺伝子やBCOR/BCORL1などの新規の原因遺伝子変異を同定した。さらにターゲットリシーケンスによりこれまでAMLで報告されている遺伝子の詳細な解析を行っている。融合遺伝子の解析では、非ダウン症候群急性巨核芽球性白血病(non-DS-AMKL) 43例中CBFA2T3-GLIS2を12例(27.9%)、NUP98- JARID1Aを4例(9.3%)、OTT-MALを10例(23.6%)、MLL-AF9を2例(4.7%)、MLL-AF10を1例(2.3%)認め、CBFA23-GLIS2、NUP98- JARID1Aは予後不良、OTT-MALは予後良好であった。これらの症例におけるFLT3-ITD、KIT、RAS、WT1の各変異とMLL-PTDは比較的稀であり、臨床像との詳細な解析を行っている。小児の初診と再発の急性骨髄性白血病(AML) 10例について、次世代シーケンサーを用いた全エクソン解析により再発、進展に関与する遺伝子を抽出し、AML380検体でターゲットリシーケンスを行い頻度や臨床像との関係を検討した。初診時のAML19例で全エクソン解析行い、RAD21やSTAG2などのコーヒシン関連遺伝子やBCOR/BCORL1などの新規の原因遺伝子変異を同定した。小児AML192例で検討したところ、BCORとBCORL1の変異は合わせて約7%、cohesin complex群(SMC1A,SMC3,RAD21,STAG)の変異を約10%に同定し、これらの変異はそれぞれ相互に排他的であり、各々がAML発症に寄与しているものと考えられた。AMLでNUP98-NSD1陽性例は予後不良であることを見出したが、今年度はこれらはEVI1とMEL1遺伝子が高発現であり、EVI1遺伝子高発現群はM7やMLL再構成群では有意に予後不良であり、MEL1高発現群は全体の中でも予後不良であることを見出した。次年度はこれらの再発例の解析を行い、初発から再発へのクローン進化(clonal evolution)を解析し、これによりAMLの病態解明と分子標的療法の基盤整備に貢献する。小児の初診と再発の急性骨髄性白血病(AML) 10例と初診時のAML19例の全エクソン解析では、コーヒシン関連遺伝子やBCOR/BCORL1などの新規の原因遺伝子変異を同定した。またTarget Sequenceで小児AML192例中BCORとBCORL1の変異は合わせて約7%、cohesin complexを構成する遺伝子群(SMC1A,SMC3,RAD21,STAG)の変異を約10%に同定した。BCOR, BCORL1、またSMC1A,SMC3,RAD21,STAG変異はそれぞれ相互に排他的であったが、予後との相関は見られなかった。現在、網羅的メチル化解明を進めている。予後不良なNUP98-NSD1陽性例から見出したEVI1とMEL1遺伝子は、EVI1遺伝子高発現群はM7やMLL再構成群では有意に予後不良であり、MEL1高発現群は全体の中でも予後不良であった。初発から再発へのクローン進化(clonal evolution)についても結果が得られた。また、トランスクリプトーム(RNA-sequencing)によりMEL1高発現群から種々の新規融合遺伝子が見つかった。特にこれまで正常核型をされていたもので融合遺伝子が見つかり、新規のものについては機能解析も含め詳細な解析を開始している。

またTarget Sequenceで小児AML192例で32変異が見出され、BCOR/BCORL1変異は約7%、コーヒシン関連遺伝子変異を10%に同定した。これらの変異はそれぞれ相互に排他的であったが予後との相関はみられなかった。トランスクリプトーム解析によりMEL1高発現群から種々の新規融合遺伝子が見つかった。初発から再発へのクローン進化でも初発時に種々のsubcloneが見られた。網羅的メチル化解明を進めている。小児の初診と再発のAML 10例について、全エクソン解析により再発、進展に関与する遺伝子を抽出し、AML380検体でターゲットリシーケンスを行い頻度や臨床像との関係を検討した。これらの解析から、初診と再発AMLにおける再発と進展に関与する遺伝子を一部抽出している。さらにこれらの遺伝子に関して細胞株やマウスを用いて機能解析を行い、クローン進化の機構を明らかにし、分子標的薬の基盤を確立する予定である。初診時の全エクソン解析をAML19例で行い、RAD21やSTAG2などのコーヒシン関連遺伝子やBCOR/BCORL1などの新規の原因遺伝子変異を同定した。さらにターゲットリシーケンスによりこれまでAMLで報告されている遺伝子の詳細な解析を行っている。融合遺伝子の解析では、non-DS-AMKL 43例中CBFA2T3-GLIS2を12例(27.9%)、NUP98- JARID1Aを4例(9.3%)、OTT-MALを10例(23.6%)、MLL-AF9を2例(4.7%)、MLL-AF10を1例(2.3%)認め、OTT-MAL以外は予後不良であった。これらの症例におけるFLT3-ITD、KIT、RAS、WT1の各変異とMLL-PTDは比較的稀であり、臨床像との詳細な解析を行っている。NUP98-NSD1等の融合遺伝子に関する解析で、NUP98-NSD1陽性例はきわめて予後不良であることが判明した。今年度はこれらが示す特徴的な遺伝子発現パターンから、これらの一群はEVI1とMEL1遺伝子が高発現であることが判明し、EVI1遺伝子高発現群は、AMKL-M7やMLL再構成がみられる群では有意に予後不良であり、MEL1高発現群はAML全体の中でも予後不良であることを見出し、その臨床的意義の詳細な解析を行っている。小児血液・腫瘍学、分子細胞遺伝学1)初診と再発の10例のエクソーム解析で抽出された遺伝子については、AML-05の190例でターゲットリシーケンスにより解析し、再発に関与する遺伝子をみい出した。今後はさらに症例を増やして検討をする。次世代シーケンサーによる解析では、コーヒシン関連遺伝子などの新規遺伝子が同定され、今後詳細な臨床像との相関等の検討を行う予定である。2)EVI1とMEL1遺伝子が高発現であることが判明し、EVI1遺伝子高発現群は、AMKL-M7やMLL再構成がみられる群では有意に予後不良であり、MEL1高発現群はAML全体の中でも予後不良であることを見出し、その臨床的意義の詳細な解析を行っている。3)新規分子診断法の開発とリスク別層別化の実用化本研究で集積した大量の遺伝子データおよびJPLSGと群馬県立小児医療センターの白血病データベースによる臨床データの解析により、白血病の病型と関連のある遺伝子異常や、メチル化の特徴を抽出し、遺伝子・ゲノム、エピゲノムの異常に基づいた、予後や再発の予測システムが構築できる可能性について詳細な検討を行う。
環境保全技術としての二酸化炭素の回収固定体の形成と藻場造成への利用

我が国の現在の持続可能な社会へのエネルギーと環境問題対策のシナリオとしては,石炭・天然ガスおよび原子力エネルギーから次世代の水素・再生可能エネルギーへの転換であり,それと同時にクリーン・コール・テクノロジーが重要なソフトランディングのキーテクノロジとなる。化石燃料の発電所は世界のCO2排出量の4分の1を占めており,民生とくに車などの小型移動体からの排出量削減より,大型集中発生源からの回収が現実的であり,帯水層貯留,炭層固定,海洋隔離などさまざまなCO2分離回収貯留案の研究開発が進められているが,二次環境汚染,安全性さらにエネルギー評価(コスト)が実用化にむけた課題となっている。本研究は,以上の背景のもと低コスト・高効率でかつ低環境負荷のCO2回収固定体(エコ・ブロック)の形成と海洋での魚礁としての藻場造成への利用の技術開発の基礎的知見を得たものである。今日,地球温暖化の要因である二酸化炭素に対して,様々な分離回収から貯留までの技術(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)について追究が行われ,経済的、生態学的、技術的な評価,影響予測モデルの構築などが行われている。しかし,これらの実験成果が判明するには壮大な時間を要し,未知定数が多い予測モデルでは解析精度に信頼性を期待することが難しく,低コストで効率的に回収固定そして貯留する新技術の早急な確立が求められている。本研究は,以上の観点から緊急度が高く経済的かつ確実性とその効果が期待できるポイントに的を絞り,石炭炊火力発電所を対象に,低コスト、高効率でかつ低環境負荷の二酸化炭素回収固定体の形成と海洋での魚礁としての藻場造成の技術開発を目指すものである。研究初年度(平成19年度)においては,以下の(1)(4)の成果が得られた。(1)石炭火力発電所を中心に二酸化炭素の分離回収、貯留技術の現状と課題。(2)二酸化炭素ガスを含む排ガスからのガス分離回収装置の設計製作。(3)ガス分離回収のモデル化と理論解析により排ガス性状および装置形状に対する操作条件の最適化。(4)ゼオライト微粒子による分離回収液の固定化技術(エコブロック体形成)今日,地球温暖化の要因である二酸化炭素に対して,様々な分離回収から貯留までの技術(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)について追究が行われ,経済的・生態学的・技術的な評価,影響予測モデルの構築などが行われている.しかし,これらの実験成果が判明するには壮大な時間を要し,未知定数が多い予測モデルでは解析精度に信頼性を期待することが難しく,低コストで効率的に回収固定そして貯留する新技術の早急な確立が求められている.本研究は,以上の観点から緊急度が高く経済的かつ確実性とその効果が期待できるポイントに的を絞り,石炭炊火力発電所を対象に,低コスト・高効率でかつ低環境負荷の二酸化炭素回収固定体の形成と海洋での魚礁としての藻場造成の技術開発を目指すものである.研究2年間(平成19・20年度)を通して以下の(1)(6)の成果が得られ,その内平成20年度は(5)(6)の成果を得た。(1)石炭火力発電所を中心に二酸化炭素の分離回収・貯留技術の現状と課題。(3)ガス分離回収のモデル化と理論解析により排ガスおよび装置形状に対する操作条件の最適化。(4)ゼオライト微粒子による分離回収液の固定化技術(エコブロック体形成)(5)エコ・ブロック体の海水中での安定・安全性と海藻の着生と生長.(6)形成したブロック体の海藻の成長および魚礁としての有効性の海中フィールド実証実験。今日,地球温暖化の要因である二酸化炭素に対して,様々な分離回収から貯留までの技術(CCS : Carbon Dioxide Capture and Storage)について追究が行われ,経済的・生態学的・技術的な評価,影響予測モデルの構築などが行われている.しかし,これらの実験成果が判明するには壮大な時間を要し,未知定数が多い予測モデルでは解析精度に信頼性を期待することが難しく,低コストで効率的に回収固定そして貯留する新技術の早急な確立が求められている.本研究は,以上の観点から緊急度が高く経済的かつ確実性とその効果が期待できるポイントに的を絞り,石炭炊火力発電所を対象に,低コスト・高効率でかつ低環境負荷の二酸化炭素回収固定体の形成と海洋での魚礁としての藻場造成の技術開発を目指したものである.研究3年間(平成1921年度)を通して以下の(1)(7)の成果が得られ,その内平成21年度は(7)の成果を得た。

(2)二酸化炭素ガスを含む排ガスからのガス分離回収装置の設計製作。(3)ガス分離回収のモデル化と理論解析により排ガスおよび装置形状に対する操作条件の最適化。(4)ゼオライト微粒子による分離回収液の固定化技術(エコブロック体形成)(5)エコ・ブロック体の海水中での安定・安全性と海藻の着生と生長.(6)形成したブロック体の海藻の成長および魚礁としての有効性の海中フィールド実証実験。(7)発電所排ガスデーターもとに,回収装置の最適条件の追究,炭素隔離コスト評価.
表面ナノ構造が動的濡れ性に及ぼす影響

本研究では,表面ナノ構造が動的濡れ性に与える影響を調べた.まず,規則正しい凹凸構造を有するSiO2薄膜を,ポリスチレンビーズを用いた2次元コロイド粒子膜をテンプレートとし,そこへゾルゲル法でSiO2薄膜をコートする方法で作製した.その静的・動的濡れ性を調べた結果,粗さのサイズへの依存性が明らかとなり,3相界面でのピン留め効果が動的濡れ性に大きな影響を与えていることが分かった.動的濡れ性を制御することを目的とし,シリコンウェハー上に平滑な撥水性の自己組織化単分子膜を作製し,この表面に対してUV-オゾン処理を用いて酸化分解を行い,表面張力が異なる溶媒を用いて静的・動的な濡れ性の解析を行った.AFM観察した結果,作製したサンプルの算術表面粗さは0.6 nmであり,撥水処理前のシリコンウェハー(0.3 nm)と比較し、撥水処理による表面の粗さに大きな変化はみられなかった.UV-オゾン処理によって接触角の値はすべての溶媒で緩やかに低下した.一方で表面粗さの変化が小さいことから転落角の値に大きな変化はみられなかったが,イオン交換水の転落加速度は低下した.ジヨードメタンでは、転落加速度が不連続に変化した.次に、ミクロンオーダーの規則的な凹凸構造表面を作製し、濡れ性と表面構造の関係を定量的に調査することで表面粗さや不均一性が静的・動的濡れ性に及ぼす影響を精査した。ポリスチレンビーズの懸濁液を用いてガラス基板及びシリコン基板上に均一な二次元コロイド粒子膜を作製し,それを鋳型にSiO2二次元逆オパール構造を作製した.得られた試料に対して恒温恒湿処理(温度40°C、湿度90%の条件下で恒温恒湿器内に15日間保管)、シランカップリング剤処理(オクタデシルトリメトキシシラン)の2種類の撥水処理を行った。作製した逆オパール構造表面は,前駆体溶液中のTEOSの濃度を変更することで、均質性・周期性を保ったまま膜厚と構造を制御することが出来た。撥水処理を行った2種類のサンプルについて水接触角測定を行った結果,実際の構造表面は、空気の噛みこみと水の染みこみが混在した濡れ状態であることが示唆された。水が中途半端に噛みこんだ場合を仮定して実際の表面の濡れ状態を解析し、実測の水滴転落角と比較したところ,空気の噛み込み比率が0.5程度の値で最も転落性が悪くなった。平成27年度は,引き続き(1)微少な表面粗さ・不均一性を導入した自己組織化単分子膜の作製,(2)ポリスチレンビーズ・コロイダルシリカ等を利用して系統的に表面粗さを変えた2次元の規則的・不規則的凹凸構造を付与した無機酸化物薄膜の作製,を行い,さらに(3)作製した表面の静的・動的濡れ性と、凹凸のサイズ及び形状との相関を明らかにする,(4)動的濡れ性の原理解明(制御指針の確立)を目指して研究を行った.(1)オクタデシル基(ODS)からなる自己組織化単分子膜表面の作製とUVオゾン処理による部分的な酸化分解を行い,予定通りのサンプルを得た.ODSとアミノプロピル基を有する複合単分子膜の作製も検討し,浸漬溶液濃度等の条件検討ではアミノ基含有量を任意に変えることが出来なかったが,表面粗さの異なるサンプルを作り分けることができた.段階的な撥水処理にも問題はなかった。(2)平成26年度に行った,直径1 μmの粒径のPSを用いたサンプル作製に加え,直径0.5 μmの粒径のPSを用いて同等のサンプル作製を行い,均一な面積がやや小さいものの,濡れ性の評価が可能なサンプルを得た.(3)作製したサンプルの水接触角・転落角,転落挙動等の基礎的なデータ収集を行った.さらに,一部のサンプルについては,ジヨードメタン,グリセリン等の有機溶媒およびそれらの混合溶液に対する濡れ性のデータも取得できた.測定面積が,AFM等の顕微鏡観察のエリアに比較して大きいため,特に転落挙動についてはさらなる精査が必要である.(4)当初の予想通り,動的濡れ性に関しては,表面粗さの小さい側と大きい側で液滴付着性が弱くなることを裏付けるデータが得られており,中程度の粗さの場合に付着性が強くなる傾向が見られた.組成の不均一性の効果は,表面粗さと比較して弱い結果が得られているが,表面粗さが大きくなるに従い増幅されていることが示唆された.平成27年度の計画は,主として(3)作製した表面の静的・動的濡れ性と、凹凸のサイズ及び形状との相関を明らかにする,(4)動的濡れ性の原理解明(制御指針の確立)であった.積み残しの課題であった微少な表面粗さを有する表面の作製は概ねクリアすることができた.当初の予想通り,動的濡れ性に関しては,表面粗さの小さい側と大きい側で液滴付着性が弱くなることを裏付けるデータが得られており,中程度の粗さの場合に顕著に付着性が強くなる傾向が見られた.組成の不均一性の効果は,表面粗さと比較して弱い結果が得られているが,表面粗さが大きくなるに従い増幅されていることが示唆されており、現状では非線形な関係に見えるため、表面エネルギー及び粘性の異なる溶媒を用いて、予定よりも多種類の溶媒を用いた検討を別途始めている。動的濡れ性の原理解明は遠大な目標ではあるが、以上のように予定通り進捗している。