hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー分光計による安定同位体比連続測定から迫る作物残渣由来N2O発生経路の解明

亜酸化窒素(N2O)はCO2の298倍の温室効果を持つ強力な温室効果ガスである。近年、農耕地では、作物残渣がN2Oの重要な発生源となっていることが指摘されている。本研究は、作物残渣投入後のN2O同位体比(平均窒素同位体比、NNO分子内における15N分布の偏り)の変化をN2O同位体比レーザー分光計により測定し、作物残渣管理に伴うN2O生成プロセスの変化を解析した。その結果、本研究課題の実験期間を通してN2O同位体比は大きな時間変化を示し、また、作物残渣投入によって主要なN2O生成プロセスが変化することが明らかになった。農業は、強力な温室効果ガスである亜酸化窒素(N2O)の最大の発生源である。本研究は、近年、農耕地において重要性が指摘されている作物残渣に由来するN2O放出のメカニズムを明らかにすることを目的としている。N2Oは主に好気的環境を好む微生物による硝化(硝化細菌や古細菌が関与)と嫌気的環境を好む微生物による脱窒(脱窒細菌や脱窒カビが関与)の2つの過程で生成される。26年度は、作物残渣から発生したN2Oの生成プロセスの時間変化を明らかにするため、土壌培養試験を行った。土壌培養試験では、日本の代表的な土壌である黒ボク土と先行研究で残渣由来のN2O発生量の大きいことが報告されているキャベツ、加えて、作物残渣の違いを考慮するため、科が異なるが栽培形態の似ているレタスを用いた。生成プロセスの時間変化を明らかにするため、N2O同位体レーザー分光計によりN2O同位体比を測定した。培養実験は、3つの土壌水分条件(55%、70%、90%WFPS)において、N2O放出、N2O同位体比、土壌中および作物残渣中の無機態窒素濃度の時間変化パターンを調べた。N2O放出の時間変化パターンは、作物残渣によって異なり、レタス残渣の方が残渣施用後すぐにN2O放出が増加した。しかし、キャベツ残渣、レタス残渣ともに、土壌水分条件によってN2O放出パターンに明らかな違いは見られなかった。また、N2O同位体比(平均窒素同位体比:δ15Nbulk、NNO分子内における15N分布の偏り:SP)は、キャベツ残渣、レタス残渣ともに残渣施用後に大きく変化した。N2O同位体比の時間変化パターンは作物残渣間で異なる傾向を示した。N2O同位体比の変化パターンや土壌中のNO3濃度、作物残渣中のNO3濃度の変化から、作物残渣施用後のN2O放出の増加は主に脱窒の寄与が大きいことが示唆されたが、今後の詳細な解析が必要である。農耕地においてN2Oは主に好気的環境を好む微生物による硝化(硝化細菌や古細菌が関与)と嫌気的環境を好む微生物による脱窒(脱窒細菌や脱窒カビが関与)の2つの過程で生成される。本研究は、近年、農耕地において重要性が指摘されている作物残渣に由来するN2O発生のメカニズムを明らかにすることを目的としている。平成27年度は、26年度に引き続き作物残渣に由来するN2Oの生成プロセスの時間変化を明らかにするため、異なる種類の作物残渣を用いた培養試験、およびライシメーター圃場における圃場試験を行った。生成プロセスの時間変化を明らかにするため、N2O同位体比(平均窒素同位体比:δ15Nbulk、NNO分子内における15N分布の偏り:SP)を測定した。土壌培養実験の結果、作物残渣に由来するN2Oの発生パターンが作物の種類や土壌水分条件で異なった。作物残渣由来のN2O発生が土壌水分条件によっても異なったことから、作物残渣発生時の圃場の環境条件によってN2O発生パターンが変化することが示唆された。一方、圃場試験では、N2O発生は施肥後と作物残渣発生後に顕著な時間変化を示し、作物残渣発生後に最大のN2O発生が観測された。また、N2O同位体比は実験期間を通して短期的な時間変動を示した。δ15NbulkとSPの関係を解析した結果、施肥後と作物残渣発生後では主要なN2O生成プロセスが異なることが示唆された。特に、作物残渣発生後のN2O発生のピーク期間において、N2O生成に対するカビ脱窒の寄与が明らかに増加する傾向を示した。本研究課題における圃場試験は1種の作物のみを対象として実施したが、今後は異なる作物残渣を用いた培養試験の結果からも示唆されるように、複数の作物を対象にして作物残渣のN2O生成プロセスに対する影響を圃場レベルで明らかにしていく必要があると考えられる。

本研究は、作物残渣投入後のN2O同位体比(平均窒素同位体比、NNO分子内における15N分布の偏り)の変化をN2O同位体比レーザー分光計により測定し、作物残渣管理に伴うN2O生成プロセスの変化を解析した。その結果、本研究課題の実験期間を通してN2O同位体比は大きな時間変化を示し、また、作物残渣投入によって主要なN2O生成プロセスが変化することが明らかになった。本研究では、まず作物残渣に由来するN2O放出の生成プロセスの時間変化を明らかにすることを目的とした。そのため、いくつかの条件の下で土壌培養実験を行い、作物残渣施用後のN2O放出やN2O同位体比などの時間変化を調べた。その結果、作物残渣施用後のN2O同位体比は短期的に大きな変化を示すことを明らかにした。また、詳細な環境依存性を明らかにするための土壌培養実験および実際の圃場における実験に向けた環境整備を行った。以上から、当初の目的を達成したと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。環境農学26年度は、いくつかの条件の下で土壌培養実験を行い、作物残渣施用後のN2O放出およびN2O生成プロセスの時間変化を明らかにした。27年度は、引き続き土壌培養実験を行い、生成プロセスの時間変化パターンや生成プロセスの環境依存性の解析を進める。26年度は日本の代表的な土壌である黒ボク土を用いたが、土壌タイプもN2O放出に影響することから、27年度は複数の土壌を用いて培養実験を行い、作物残渣施用後のN2O放出や生成プロセスの時間変化パターン、環境依存性を詳細に明らかにする。加えて、実際の圃場において、作物残渣施用後のN2O放出およびN2O同位体比の測定を行い、作物残渣に由来するN2O放出の生成プロセスの時間変化パターンを明らかにする。圃場実験では、作物残渣の影響に加えて、気温や降水量などの環境条件の影響を受けてN2O放出や生成プロセスが変化することが考えられる。そこで、圃場実験における測定結果と土壌培養実験における測定結果を用いて解析を行い、作物残渣に由来するN2O放出の生成プロセスの時間変化を定性的に明らかにする。また、アイソトポマー比解析を行い、作物残渣に由来するN2O放出の生成経路(硝化、細菌脱窒、カビ脱窒)の割合を明らかにする。
MLL-AF4白血病のS100A6分子病態と新規分子標的薬の開発

我々はマイクロアレイによる遺伝子発現profilingを行いマウス造血幹細胞にMLL/AF4遺伝子を導入することによりS100A-Calcium binding protein familyの一つで細胞増殖に関与するS100A6が発現を亢進させていることを明らかにした。(Exp Hematol 2009 37:701-14)。更に我々はS100A6がどのようにMLL/AF4陽性ALLの予後不良に関与しているかを検討し、通常造血幹細胞移植の後起こるドナー由来のT細胞によるレシピエント由来の残存白血病に対する攻撃(GVL効果)にがMLL/AF4陽性ALL白血病細胞が特異的に抵抗性を示すことを突き止めた。その原因にMLL/AF4陽性ALLではGVL効果の主体となるTNFαに反応してS100A6活性が上昇してP53のアセチル化を阻害しアポトーシスの出現を免れていることを発見し報告した。さらにIL24はTNFαによるアポトーシス誘導を回復させた。マイクロアレイによる遺伝子発現profilingを行いマウス造血幹細胞にMLL/AF4遺伝子を導入することによりS100A-Calcium binding protein familyの一つで細胞増殖に関与するS100A6が発現を亢進させていることを明らかにした。更に我々はS100A6がどのようにMLL/AF4陽性ALLの予後不良に関与しているかを検討し、通常造血幹細胞移植の後起こるドナー由来のT細胞によるレシピエント由来の残存白血病に対する攻撃(GVL効果)がMLL/AF4陽性ALL白血病細胞が特異的に抵抗性を示すことを突き止めた。その原因にMLL/AF4陽性ALLではGVL効果の主体となるTNFαに反応してS100A6活性が上昇してP53のアセチル化を阻害し、アポトーシスの出現を免れていることを発見し報告した。S100A6が予後不良のMLL/AF4陽性ALLにおける分子標的薬でのターゲットでなりうるのかをヒト末梢血単核球を移植しヒト由来TNFαを分泌出来るSCIDマウスに長期安定してS100A6発現を抑えたMLL/AF4陽性ALL細胞とコントロールのMLL/AF4陽性ALL細胞を別々に移植し、ヒトTNFαによってS100A6発現を抑えたMLL/AF4陽性ALL細胞を駆逐できることをMLL/AF4陽性ALL細胞株にて証明し発表した。(日本血液学会総会2012年)以上の我々の結果よりS100A6を抑制することによってGVL効果をin vivoモデルにおいて検討し最終的にS100A6が新たな分子標的薬のターゲットとなりうるか検討した。IL24を発言したAAV8をMLL/AF4陽性白血病細胞を植え込んだモデルマウスにIL24発現AAV8ベクターを導入しマウスに発現させるとMLL/AF4陽性白血病細胞を消褪させるさせる効果を得た(Blood 2012 119, 64-71)MLL-AF4→S100A6の癌化機構を当初の計画とは幾分違った方向性に進んだが、仮説はほぼ順調に解明されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はMLL/AF4→S100A6が分子標的薬のTargetになると考えており、この小分子による分子標的薬の開発につなげる計画である。
ハビトゥスの歴史的研究

本研究は、現代思想の重要な概念である「ハビトゥス」が、歴史的にどのように形成されてきたかを明らかにし、その現代的な意味を問うことを目的にしている。この目的のために取り扱った作家は、アリストテレス、プルタルコス、アウグスティヌス、トマス・アクィナス、マイスター・エックハルト、ゴットフリート・フォン・シュトラースブルク、ハルトマン・フォン・アウエ、トマージン・ツィルクラリア、ハンス・ザックス、カント、ルソー、メーヌ・ド・ビラン、デステュット・ド・トラシ、ビシャ、ラヴェッソン、ベルクソン、ノルベルト・エリアス、ブルデュー、和辻哲郎である。本研究は、ヨーロッパ思想史で近年注目を集めているハビトゥス(習慣)概念の解明を目的とする。ハビトゥスはアリストテレスが「徳の完成」と定義して以来、理性と肉体と並ぶ西欧思想のもう一つの支柱としてたびたび主題化されてきた。しかし個別の思想家における習慣論の研究は存在するが、それらが歴史的ハビトゥスとして人間の社会的行動や倫理的判断を規定しているという観点での研究はいまだ少ない。本研究ではそれゆえ、アリストテレスから、中世キリスト教思想家を経て、現代のベルクソン、ドゥルーズ、ブルデュー、エリアスにいたるハビトゥス論の発展史を体系的に記述し、それらが時代の要請に応えた一種の社会思想であることを明らかにしたい。初年度は、ヨーロッパ古代から近代にいたるハビトゥス論の歴史的生成過程を詳述した。まず、ハビトゥス論の先駆であり、その後のハビトゥス概念の基準となったアリストテレスのエトスとヘクシスの理論的基盤を整理し、彼に続くフィロンやストア派が、その後の習慣論の受容を方向づけたことを論証した。さらに、アウグスティヌスの『告白』に始まるキリスト教文学の伝統において習慣が占める位置を確認し、中世後期の神学者であるアベラール、トマス・アクィナス、オッカムらによるハビトゥス概念の確立の過程に加え、ここではドイツ神秘思想や人文主義へと続く教会改革運動との関連を調査した。また、宗教思想のみならず、ハルトマンやゴットフリートらが書いた中世世俗文学にこうした習慣の概念がどのように現れているかについても調査した。これらの成果の一部は、『マイスター・エックハルト-生涯と著作』(近刊)において公刊するほか、国際ドイツ語・ドイツ文学会(IVG2010ワルシャワ大会)でも発表する予定である。平成22年度の研究実績として下記の研究発表と講演を行った。1)研究会「ヒューマンプロジェクト」(6月19日、慶應大学三田校舎)において、「スローターダイクの人間論とハビトゥス」という論題で研究発表を行い、ダーウィニズム以降の人間学のあり方を論じた。2)国際ゲルマニスト会議(8月2日、ワルシャワ大学)において「中世文学とハビトゥス」という論題で研究発表を行った。これまでの成果に加え、現代のハビトゥス論がパノフスキーによる中世のイコノロジー(図像学)研究から発展したものであることを論じた。この成果は学会報告書で公刊予定である。3)国際エックハルト学会(9月11日、マインツ)において「異端審問と托鉢教団」という論題で研究発表を行い、異端問題におけるナショナリズムの介在について論じた。4)科研費シンポジウム「ヒューマンプロジェクト」(11月5日、慶應大学三田校舎)において、「第二の天性の克服」という論題で研究発表を行い、アリストテレス哲学が中世習慣論に与えた影響を論じた。5)科研費コロキウム「ヘテロトピア」(11月7日)において、「ドイツ中世文学におけるヘテロトピアの言説」という論題で、中世文学に異質空間がもつ意味を論じた。6)国際宗教学シンポジウム「仏教」(11月25日、バンコク・チュラロンコン大学)において「和辻哲郎:文化的人間学と仏教的思考」という論題で研究発表を行い、和辻哲郎の人間論について論じた。この成果は学会報告集で公刊予定である。7)平成23年1月に単著「マイスター・エックハルト生涯と著作」(創文社)を出版し、その中で中世神秘思想の鍵概念「離脱」が中世の習慣論によって形成されていることを論じた。8)論文「エクフラーシス--中世ヨーロッパ文学における絵のない絵本」において、中世の写本における書字媒体と挿絵の関係について論じた。
タブレットPCの活用を中心とした小学校におけるプログラミング教育単元の開発

本研究の目的は,2020年度から全面実施となる小学校プログラミング教育に関わる単元の開発と授業実践を行い,その学習効果を明らかにした上で,開発した単元の指導計画や指導案を教育現場等に提供することである。2018年度は,2017年度に検討した内容を基に単元の開発と授業実践を行った。その中心として取り組んだものは,小学校6学年の総合的な学習の時間においてプログラミングを取り入れた単元「わたしたちのくらしとコンピュータ」の開発と授業実践であった。小学校学習指導要領(平成29年告示)において,総合的な学習の時間はプログラミング教育の実施についての例示がされている。そして,プログラミングを体験しながら論理的思考力を身に付けるための学習活動を行う場合には,プログラミングを体験することが,探究的な学習の過程に適切に位置付くようにすることが示されている。本単元では,プログラミングが探究的な学習の過程に適切に位置付くように検討をしながら単元の開発を行った。さらに,小学校5学年家庭科では,フローチャートの作成を容易に行うことができるプログラミング教育用ソフトウェアを活用した単元「じょうずに使おうお金と物」の開発と授業実践を行った。小学校5学年体育科では,プログラミング教材の活用を取り入れた単元「ホップ・ステップ・ダンス!」の開発と授業実践を行った。また,2017・2018年度に行った授業実践の結果等を基に,2019年度に授業実践を行う単元の検討を進め,小学校5学年社会科の自動車産業に関わる学習とプログラミング教育を関連させた単元を開発した。これらの開発した単元と授業実践の結果等について,学会等で発表するとともに,地域の教育センターや小学校でのプログラミング教育研修会で紹介するなどして,成果を広めるようにした。2017年度に検討した内容を基に,小学校6学年の総合的な学習の時間,小学校5学年の家庭科,小学校5学年の体育科等において,プログラミングを取り入れた単元の開発と授業実践を行うことができた。さらに,2019年度に授業実践を行う単元等についての検討も進めることができた。2019年度は,2018年度に検討した単元等について授業実践を進め,その概要について学会等で発表するとともに,2018年度に行った授業実践について論文にまとめる。本研究の目的は,2020年度全面実施の小学校におけるプログラミング教育に関わる単元の開発と実践を行い,その学習効果を明らかにした上で,開発した単元の指導計画や指導案を教育現場等に提供することである。2017年度は,小学校におけるプログラミング教育を先進的に実施している事例について調べた。その結果,実施されている学年・教科等だけでなく,どのような学習活動に位置付けているかを把握することができた。また,その際に使用しているプログラミング言語等についても状況を把握することができた。これらの状況等を基に,2018年度以降に本研究で実践するプログラミング教育において使用するプログラミング言語,タブレットPC,ロボットを選定した。2018年度はこれらを活用し,小学校高学年の総合的な学習の時間に位置付けた単元開発と実践を行う予定である。このような取組と同時に,予備的な実践として,小学校におけるプログラミング教育に関わる実践と,小中学校におけるタブレットPCの活用に関わる実践を行った。小学校におけるプログラミング教育については,クラブ活動,算数科に位置付けて行った。児童は,プログラミングに対する抵抗を感じることは少なく,関心を持って意欲的に取り組むことができた。タブレットPCの活用については,小学校算数科,中学校技術・家庭科に位置付けて行った。児童生徒はタブレットPCが学習のために役立つものと認識し,進んで活用をしていた。また,中学校数学科においてプログラミングを取り入れた授業や,人型ピクトグラムを用いたプログラミング学習環境についても検討するなど,プログラミングをどのように学習に取り入れるかについての考察を幅広く進めた。小学校におけるプログラミング教育を先進的に実施している事例を基に,2018年度以降の実践で使用するプログラミング言語,タブレットPC,ロボットについての検討を行うことができた。また,単元開発の基礎となる予備的な実践も進めることができた。

これらの開発した単元と授業実践の結果等について,学会等で発表するとともに,地域の教育センターや小学校でのプログラミング教育研修会で紹介するなどして,成果を広めるようにした。2017年度に検討した内容を基に,小学校6学年の総合的な学習の時間,小学校5学年の家庭科,小学校5学年の体育科等において,プログラミングを取り入れた単元の開発と授業実践を行うことができた。さらに,2019年度に授業実践を行う単元等についての検討も進めることができた。20182020年度は,2017年度に行った情報収集とそれについての検討結果等を基に,毎年度,単元の開発と実践を行い,その評価を行う。2018年度は,小学校高学年の総合的な学習の時間に位置付けて行う予定である。結果については,学会発表やプログラミング教育に関わる研修会などで,広く提供していきたい。2019年度は,2018年度に検討した単元等について授業実践を進め,その概要について学会等で発表するとともに,2018年度に行った授業実践について論文にまとめる。2018年度以降のプログラミング教育の実践で使用するタブレットPCとロボットについて,実践が予定されている内容を基に検討した結果,高機能のものである必要がないと考えられたため,当初の計画よりやや安価なものを購入した。残額については,2019年度と2020年度の実践で使用する教材等の購入に充てることとした。授業実践用のタブレットPCについては,使用する機能等を考えた結果,高機能のものは必要ないと判断し安価なものを購入している。残額については,2019年度,2020年度の授業実践で使用するロボット等の購入のために使用する予定である。
交感神経性プリン作動性神経の高血圧症との関係に関する研究

血管の交感神経性反応は、必ずしもノルアドレナリンだけで説明できない。最近、私達は交感神経性反応の一部が、プリン作動性であることを見つけ報告してきた。今年度は、以下の点を明らかにした。1.生体内分布:交感神経性プリン作動性反応が生体のどの血管において惹起されるのきか、イヌをもちいて検討した。その結果、プリン作動性反応は、脳底動脈、中大脳動脈、腸間膜動脈および静脈、門脈、伏在静脈において観察された。これに対し、アドレナリン作動性反応のみを惹起する血管は、頚動脈、大腿動脈、冠動脈であった。この結果は、交感神経性プリン作動性反応はイヌでは生体内に広く分布していることを示唆した。一方、ラットでは、胸部大動脈、腹部大動脈、大腿動脈でアドレリナン作動性反応のみが観察されるだけで、プリン作動性反応は、腸間膜動脈と尾動脈で軽度にしか惹起されなかった。同様の結果は、SHRでも観察され、イヌとラットでは、プリン作動性反応の関与が著しく違うことが明らかとなった。2.降圧剤の影響:降圧剤として使われているニフェジピン(Ca拮抗薬)のアドレナリンおよびプリン作動性反応に対する影響を、イヌ腸間膜動脈を用いて比較した。その結果、プリン作動性反応の方がアドレナリン作動性反応よりもニフェジピンにより強く抑制されることが明らかとなった。また、高血圧発症関連物質アンジオテンシンIIは、プリン作動性を選択的に増強することも明かとなった。交感神経が低頻度で興奮する生理的条件下では、血管の収縮は主にプリン作動性反応によって惹起される。従って、本年度の結果は、プリン作動性反応が局所血流および血圧の維持に重要に関与していることを示唆するものであり、プリン作動性反応の洗濯的拮抗薬の開発は、高血圧治療に寄与するものと思われた。
脳構造画像を用いた自閉スペクトラム症における感覚処理異常の神経基盤の解明

自閉症スペクトラム障害(ASD)には感覚過敏や感覚鈍麻などの感覚の異常がみられるが、その神経学的機序はまだ明らかになっていない。この感覚の異常は、ASDの症状として最新の診断基準に明記されたことで非常に注目されてきているが、そのメカニズムについては未解明な点が多い。また、社会性の障害の神経学的基盤と共通点があると想定されているが、この点についてもまだ解明されていない。よって、感覚の異常の神経学的メカニズムの解明はASDの病態解明において残された重要な課題の一つであるといえる。以上より、MRIを用いた脳構造画像を解析し、ASD者の感覚処理特異性の神経基盤を解明することが本研究の目的である。
導電性射出成形品の電気的特性制御を目的とした銅メッキ繊維の配向制御手法の確立

本研究では銅メッキ繊維を用いた導電性射出成形品に着目した.粘度の異なる2種類の樹脂にメッキ繊維を含有して体積抵抗率を測定した結果,成形中のせん断応力が高い材料はメッキ繊維が強く配向するため,体積抵抗率が高くなることが分かった.また,成形条件によっても体積抵抗率および電界シールド効果が変化し,せん断応力と相関があることを明らかにした.このことからメッキ繊維を含有した射出成形品の導電性は,せん断応力によって制御できることがわかった.本研究では銅メッキ繊維を用いた導電性射出成形品に着目した.粘度の異なる2種類の樹脂にメッキ繊維を含有して体積抵抗率を測定した結果,成形中のせん断応力が高い材料はメッキ繊維が強く配向するため,体積抵抗率が高くなることが分かった.また,成形条件によっても体積抵抗率および電界シールド効果が変化し,せん断応力と相関があることを明らかにした.このことからメッキ繊維を含有した射出成形品の導電性は,せん断応力によって制御できることがわかった.導電性フィラーを含有した導電性プラスチック材料は,静電気の静電気拡散や電磁波シールドなどの機能性材料として注目されている.特に電気自動車やハイブリッド自動車では,駆動モーターなどから発生する電磁波から自動車の制御系や人体を保護するため,これらの機能性材料が重要となっている.導電性材料に使用される導電性フィラーは,金属繊維,炭素繊維などがあるが,本研究では,これらの繊維と比較して密度が小さいなどの特徴を有するアラミド繊維に銅メッキを施したメッキ繊維に着目し,メッキ繊維を含有した射出成形品の電気的特性評価とその制御方法について検討した.まず,ステンレス繊維,炭素繊維,メッキ繊維を含有したプラスチック材料を用いて射出成形法で試験片を成形し,その体積抵抗率を比較した.その結果,体積抵抗率0.3Ω・cmを発現させるために必要な繊維含有率は,炭素繊維19wt%,ステンレス繊維9wt%,メッキ繊維4.8wt%であることが明らかとなり,メッキ繊維の優位性が確認できた.また,成形時の樹脂温度条件や射出速度条件によって体積抵抗率が変化することがわかった.そのメカニズムを検討するため,可視化金型を用いて樹脂流動時のメッキ繊維の配向挙動観察を試みた.しかし,メッキ繊維によって樹脂の透明性が失われ可視化観察が困難であった.そこで,射出成形CAEを使用して樹脂流動によって発生する成形品板厚方向のせん断ひずみエネルギーを計算した.その結果,せん断ひずみエネルギーと体積抵抗率には相関が見られた.以上のことから,メッキ繊維を導電性フィラーとして用いることにより,導電性プラスチックのさらなる軽量化が期待できるとともに,成形条件によって電気的特性の制御が可能であることがわかった.しかし,樹脂流動時におけるメッキ繊維の配向挙動観察については課題となっており,今後樹脂の選定および繊維含有量を検討し取り組んでいく.本研究では,導電性フィラーに銅メッキ繊維を用いた導電性樹脂射出成形品について,射出成形条件によりメッキ繊維の配向を制御して電気的特性を制御する手法を検討することを目的とした.昨年度は射出速度等の成形条件と電気的特性(体積抵抗率)の関係を定量化し,射出成形CAEにより成形中のせん断応力と体積低効率の関係を明らかにした.成形品の電気的特性の制御にはメッキ繊維の配向制御が重要であり,昨年度において成形中の可視化実験により樹脂流動とメッキ繊維の配向挙動を調査する計画であったが,樹脂の影響により実施できなかった.今年度は,成形中の可視化実験により,成形中の繊維挙動を観察して電気的特性と比較するとともに,電気的特性の異方性に与える影響について検討した.実験の結果,射出速度を速くすることで流れ方向(M.D.)の体積低効率は低下するが,流れ直角方向(T.D.)の体積低効率は上昇し,異方性が大きくなることが分かった.この原因を調査するため,可視化金型を用いて樹脂流動中のメッキ繊維配向挙動を観察した.その結果,成形品の板厚中心付近では,射出速度によってメッキ繊維の配向挙動に大きな差は見られなかったが,成形品表面からMIDDLE層(表面層と中心層の中間)において,高速条件ではメッキ繊維が強く流動方向にはいこうしがながら流動している様子が観察された.この結果から導電性射出成形品の面内の電気的特性の制御は,樹脂流速によりMIDDLE層のメッキ繊維の配向を制御することで可能であることがわかった.しかし,メッキ繊維の多くが面内に配向するため,成形品板厚方向の電気的特性は,面内に比べて非常に高い値となることが新たな課題として得られた.これに関しては,板厚方向の機能発現のための新たな成形プロセスの開発が必要と考えられる.本研究により得られたこれらの知見は,フィラーによって機能を発現している樹脂材料(高熱伝導率樹脂)等にも応用できるものと考えている.
不揮発記憶素子を用いた細粒度パイプライン演算システムの構築

本研究課題では,「More than Moore」に代表されるような新デバイスの採用および回路機能の多様化による集積回路のパフォーマンス向上を想定し,強誘電体や強磁性体などの不揮発記憶素子の特長を活用し,ゲートレベルの論理演算機能と不揮発記憶機能をコンパクトに一体化し,低電力性と高速性を両立できる不揮発性の細粒度パイプライン演算システムを構築した.応用例として,動画像圧縮等に利用する動きベクトル検索用絶対差分和演算回路,及び並列データ検索用連想メモリを取り上げ,パワーゲーティング機能を組み込んだ不揮発性の細粒度パイプライン演算システムにより,大幅なパフォーマンス向上を実現した.不揮発記憶素子を用いた細粒度パイプライン演算システム構築のための機能ゲート最適化を実施した。具体的には、機能ゲートの遅延・電力・面積の低減、並びに素子特性バラツキへの耐性向上のための最適化を行った。細粒度パイプライン演算システムへの応用例としては、動画像圧縮等に利用される動きベクトル抽出回路を取り上げた。MTJ素子を用いた不揮発記憶機能内蔵の全加算器を設計し、細粒度パイプライン構成により基本回路ブロックである絶対差分和(SAD)回路を実現した。動きベクトル抽出回路はSAD回路が2次元的にアレイ配置された構成で実現され、隣接SAD回路間で絶対差分演算の結果を累積しながら最終的な絶対差分和を出力するアーキテクチャにより構成した。累積絶対差分和結果はパイプラインステージと共に増加するが、予め設定されたあるしきい値と比較することで最終結果に影響しない方法で演算を途中で停止させることができる。この仕組みにパワーゲーティングを適用し、細粒度パイプライン構造における細粒度パワーゲーティングを実現した。本成果は、国際学会(IEEE NEWCAS 2012)で発表すると共に、SAD回路のテストチップ試作を行い、その評価結果と共に国際学会(IEEE ISSCC 2013 Student Research Preview)で発表した。また、非同期式パイプラインシステムへの応用例として、並列検索機能を持つCAM(Content-Addressable Memory)を取り上げた。従来のパイプライン形CAMワード回路における同期式制御手法を排除し、検索処理途中で後段パイプラインステージでの演算が不要と判明し次第、次の検索入力に対して前倒しで検索処理を行うことで、高速性と低電力性を両立できるCAMを実現した。本成果は、国際学会(IEEE ASYNC 2012)で発表すると共に、特許出願を行った。まずは、従来CMOS回路による揮発性のCAMにおいて、各ワード回路に細粒度パイプライン構成を適用し、新たに考案した検索順序変更と共に各ワード回路を独立に動作させる検索方式により低電力化と大幅な高速化を実現した。また、非同期パイプライン構成により更なる低電力化と高速化を実現した。次に、不揮発性の磁気トンネル接合(Magnetic Tunnel Junction: MTJ)素子を用いたCAMを取り上げた。MTJ素子はMOSトランジスタ上部に3次元積層できるため、CAMの基本コンポーネントであるセル回路をコンパクトに構成できる。また、不揮発記憶機能と論理演算機能を一体化してセル回路を構成できるため、素子数低減により更なるコンパクト化が可能である。加えて、MTJ素子は宇宙線によるソフトエラーに対して高い耐性があることが知られている。このような特長を有するMTJ素子ベースCAMにおいて、CMOS回路部分に起因してMTJ素子のデータが反転しないように、MTJ素子レベルの多重化あるいはトランジスタを含めた回路レベルの多重化による新規セル回路を考案した。ソフトエラーだけでなく、デバイス特性ばらつきによるエラー対策としてMTJ素子の多重化による新規セル回路も考案した。このようなMTJ素子ベース不揮発CAMに細粒度パイプラインとパワーゲーティングを適用して、低電力化、高速化、コンパクト化に加え、高信頼化を実現した。本研究では、検索処理に特化したCAMを取り上げたが、セル回路の演算機能を任意に設定した不揮発機能ゲートで構成することで、様々な演算処理を可能にする高性能なメモリベースコンピューティングLSIの実現が期待できる。本研究課題では,「More than Moore」に代表されるような新デバイスの採用および回路機能の多様化による集積回路のパフォーマンス向上を想定し,強誘電体や強磁性体などの不揮発記憶素子の特長を活用し,ゲートレベルの論理演算機能と不揮発記憶機能をコンパクトに一体化し,低電力性と高速性を両立できる不揮発性の細粒度パイプライン演算システムを構築した.応用例として,動画像圧縮等に利用する動きベクトル検索用絶対差分和演算回路,及び並列データ検索用連想メモリを取り上げ,パワーゲーティング機能を組み込んだ不揮発性の細粒度パイプライン演算システムにより,大幅なパフォーマンス向上を実現した.不揮発記憶素子を用いた細粒度パイプライン演算システムを構築するための基本ゲートを考案した。具体的には、不揮発記憶機能を有する強誘電体キャパシタを用いて、記憶機能だけでなく、素子そのもののスイッチング特性を活用して論理演算機能を実現することで、基本論理ゲートと不揮発ラッチ機能がコンパクトに一体化された機能ゲートを実現した。このことにより、コンパクトかつ待機電力フリーな細粒度パイプライン演算システムが実現できることを示した。また、Magnetic Tunnel Junction (MTJ)素子を用いた不揮発記憶機能内蔵の全加算器機能ゲートを用いて、細粒度パイプラインシステムへの応用を検討した。応用例として、動画像圧縮などに利用される動きベクトル抽出ハードウェアの基本演算ブロックであるSum of Absolute Difference (SAD)回路を取り上げた。次年度以降の予定にもなっていた、パワーゲーティング機能を細粒度パイプラインアーキテクチャに基づく不揮発SAD回路に組み込む手法についても基礎的検討を行った。これらの成果は、国内研究会(2件)で発表を行い、国際学会(IEEE NEWCAS 2012)に採択された(2012年6月発表予定)。

更に、クロック信号を用いた同期式パイプラインシステムだけでなく、クロック信号を用いない非同期式パイプラインシステムへの応用についても海外(カナダ)の大学と共同研究を行った。具体例として、並列検索機能をもつ機能メモリの一種であるCAM(Content Addressable-Memory)を取り上げ、高速かつ低電力なCAMの実現法を提案した。本成果は、非同期式回路・システムに関する著名な国際学会(IEEE ASYNC 2012)に採択された(2012年5月発表予定)。これまで、不揮発記憶機能を内蔵した基本演算回路(機能ゲート)の考案、並びにその性能面での最適化とバラツキ耐性面での最適化を行った。また、不揮発機能ゲートを用いた細粒度パイプラインシステムへの応用例として動画像処理プロセッサでの細粒度パワーゲーティング機能実現と共にその低電力化を実現した。このように、当初予定していた基本的な研究実施項目のすべてを完了していると考えている。この他に、非同期パイプラインシステムへの応用として、まずは不揮発記憶素子を使わない形で、CAMでの非同期パイプライン効果を検討し、高速性と低電力性を両立できることを確認した。このことにより、非同期パイプライン構成による不揮発CAM実現への道が拓かれた。これらの意味において、「当初の計画以上に進展している」と自己評価した。次年度以降に予定していた細粒度パイプライン演算システム実現のため、その具体的な応用例を模索している一方で、H23年度に予定していた不揮発記憶素子を用いた機能ゲートの基本構成の検討とその基本仕様を決定したのみに留まり、回路構造の最適化および回路パラメータ最適化までには至っていない。この意味において、「おおむね順調に進展している」と自己評価した。これまでの研究活動で培ってきた知見を活かし、デバイス・回路・システムのすべてのレベルからの統合的なアプローチにより、不揮発記憶素子を用いた細粒度パイプライン演算システムの高性能化・低電力化・コンパクト化を実現する手法について推進する予定である。次年度以降は、今年度の研究活動により培ってきた知見をもとに、不揮発機能ゲートの最適化を行う。具体的には、不揮発機能ゲートの動作速度、電力消費、面積のそれぞれのパフォーマンスを向上させるための最適化を行う。加えて、トランジスタや不揮発記憶素子のバラツキに対しても頑健な回路方式およびそのパラメータ最適化を行う。さらに、不揮発機能ゲートを用いた基本回路ブロックだけでなく、その上位のシステムレベルからのアプローチを試み、システム全体のパフォーマンスを向上させる手法について推進する予定である。
哺乳動物雄性ゲノムのプロタミン封入および雄性前核形成の調節機構の解析

ラット精子のDNAの酸に対する安定性とチオールの酸化還元状態が精巣上体での成熟および卵子への精子侵入の間にどのように変化するのかを調べた。DNAの酸に対する安定性を調べるために、円形精子細胞および精子を酢酸アルコールによる固定後アクリジンオレンジで処理したところ、共焦点レーザー顕微鏡下での赤色/緑色蛍光比は、精子が精巣上体頭部に移行するまでに低下した。還元型チオールに結合して蛍光を発するmonobromobimane(mBBr)をラベルした場合、蛍光量は精子の精巣から精巣上体尾部への移行に伴い徐々に低下し、精巣上体尾部および射出精子では蛍光が観察されなかった。また、アクリジンオレンジの赤色/緑色蛍光比は、透明帯通過および膨化精子で高かった。さらに、囲卵腔の精子をmBBrでラベルしたところ蛍光が観察された。これらのことから、精子の精巣上体における成熟でDNAの酸に対する安定化はプロタミンの酸化に先行し、プロタミンの還元およびDNAの不安定化は精子が卵子透明帯を通過後にすでに始まっていることを示した。精子侵入および前核形成に伴うラット卵子中のグルタチオンおよび関連するチオール類量の変化を高速液体クロマトグラフィーを用いて解析した。還元型グルタチオンは、未受精卵および膨化精子を有する受精卵で前核期受精卵と比較して高かった。酸化型グルタチオン量は、精子侵入および前核形成を通じて変化しなかった。還元型システニルグリシン量に精子侵入および前核形成による変動は認められなかったが、酸化型システニルグリシン量は精子頭部の膨化後、前核形成までに増加した。また、低量のシスチンは受精過程を通じて認められたが、システインおよびγ-グルタミルシステインは、検出されなかった。これらの結果から、ラット卵子でのグルタチオン量は、精子頭部の膨化と前核形成の間に減少することが明らかとなった。この減少はγ-グルタミルトランスペプチダーゼ活性の上昇によるものと推察される。本研究プロジェクトの目的は,精子形成中に起こる雄性DNAのプロタミン封入と卵子侵入後の脱プロタミン封入および雄性前核形成を調節している機構の解析を解析し,解明することにある。平成9年度は,豚およびラット精子細胞を用いてDNAのプロタミン封入および脱プロタミン封入機構の解析を予定した。まず,材料となる精子細胞(spermatid)を効率的に回収するために,ラット精巣から採取した雄性生殖細胞を様々な濃度のパーコール中で遠心分離し,その採取条件を見出した。次に,精子細胞におけるジスルフィド(-S-S-)結合の状態の評価解析系を確立することを目的として,アクリジン・オレンジで精子細胞を染色後,共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いて試料を観察した。その結果,ジスルフィド(-S-S-)結合を有する精子細胞核の部分を緑色に,またジスルフィド(-S-S-)結合が還元されている(-SH,HS-)細胞核の部分を赤色に染色するアクリジン・オレンジの性質を利用して,緑色および赤色の度合いから精子細胞核ジスルフィド(-S-S-)結合の酸化状態を評価できる系を確立した。現在,クロモマイシンA3で処理した精子細胞を共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いて観察し,精子細胞中のプロタミンの存在状態を解析する系を確立中である。また、精子細胞の体外(様々な条件下)でのプロタミン処理が精子細胞核のDNAのプロタミン封入に及ぼす影響についても上述の解析系を用いて現在進行中である。

平成10年度は,現在進行中の実験で得られる体外での雄性DNAプロタミン封入体を卵子中に顕微注入して雄性DNAからのプロタミンの離脱を解析するとともに,人口プロタミン封入法を用いたDNA保存法についても検討する予定である。本研究プロジェグトの目的は,精子形成中に起こる雄性DNAのプロタミン封入と卵子侵入後の脱プロタミン封入および雄性前核形成を調節している機構の解析を解析し,解明することにある。平成10年度は,アクリジン・オレンジ染色および共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いたジスルフィド(-S-S-)結合の状態の評価系を用いて、ラット精子細胞の成熟および卵子への精子侵入過程で。ジスルフィド(-S-S-)結合の状態がどのように変化するのかについて検討を行った結果、ラットでは精子が精巣から精巣上体頭部に移行するときに精子細胞内のチオール(プロタミン)が酸化され、ジスルフィド(-S-S-)結合が形成されること、また、その精子細胞のジスルフィド(-S-S-)結合の一部は精子が卵子の透明帯を通過した直後から還元され始めることを明らかにした。さらに、ラット卵子の精子侵入および前核形成にともなう卵子内グルタチオンおよびその関連物質の変動を高速液体クロマトグラフィーを用いて解析した。その結巣、卵子内グルタチオンの酸化型には精子侵入および前核形成の過程で変化はなかったが還元型グルタチオン量は、侵入した精子頭部が膨化後に低下した。また、グルタミルシスチン量は、同時期に増加した。これらの結果から、精子侵入後の卵子内グルタチオン量の低下は、卵子の前核形成にともなうグルタミルトランスペプチダーゼの活性化による結果である可能性が示唆された。以上の結果から,ラット卵子への侵入にともなう精子ジスルフィド(-S-S-)結合の還元と卵子内グルタチオン量の低下は異なる時期に起ることが明らかになった。
抗生物質生産菌の自己耐性遺伝子発現に関する分子遺伝学的研究

抗生物質等の二次代謝の調節機作の最も単純なモデル系として、自己耐性遺伝子を取り上げ、自己耐性遺伝子として、ストレプトマイシン(SM)燐酸化酵素の遺伝子2種、strAとsmKについて、その発現機作の研究を行った。1.放線菌プラスミドベクタ-pIJ702に各遺伝子を挿入し、SM生産菌に形質転換し耐性能の増加とSM生産性向上の可能性を検討した。いずれの耐性遺伝子の場合も耐性、SM生産性に顕著な影響を持たなかった。2.メラニン色素を形質転換の指標とする放線菌及び大腸菌のプロモ-タ-検索用ベクタ-を作成した。このベクタ-を用い、プロモ-タ-部の不明なsmK遺伝子のプロモ-タ-部を明らかにした。3.Streptomycesgriseusの培養経過に応じて、上記2種の耐性遺伝子の発現経過を調べた結果、培養後期にstrAの発現が見られたのに対し、smKは発現していない事が判った。4.strAの発現調節機作を明かにする為に、SM耐性等の欠失変異株について解析した。その結果、strAの転写段階に欠落のある事が判明した。5.親株、変異株から調製した精製ポリメラ-ゼを用いたin vitroRNA合成系を確立し、一次代謝系遺伝子としてxylanase geneを、二次代謝系遺伝子としてstrAを用いて転写能を測定した結果、二次代謝系遺伝子は、その発現に特異的なRNA polymeraseにより発現調節されている事が明かとなった。ストレプトマイシン(SM)生産菌の自己耐性は、主に、自己生産抗生物質を燐酸化する酵素によって担われている。筆者等は、既に、SM生産菌から二種類のSM燐酸化酵素(smk及びstra)遺伝子をクローニングし、そのDNA塩基配列を決定した。また、stra遺伝子がSMの6位のOH基を燐酸化する酵素をコードするのに対し、smk遺伝子はSMの3′′位のOH基を燐酸化する酵素をコードしていることを明らかにした。本年度はさらに両遺伝子を用いて下記の成果を得たので報告する。1.両遺伝子をそれぞれ放線菌で汎用されているハイコピープラスミドplJ702やplJ703に連結してSM生産菌に導入し、自己耐性能の向上やSM生産性への影響が認められるか否か調べてみた。その結果、両遺伝子の導入に伴うこれらの性質に顕著な差は認められなかった。2.筆者らにより作製された実用抗生物質生産菌で複製可能なプラスミドベクターpSY30とメラニン色素産生遺伝子の構造遺伝子領域を利用したプロモーター検索用ベクターpML102を構築し、SM燐酸化酵素遺伝子のプロモーター領域を明らかにする研究を行った。その成果として、smk遺伝子のプロモーターは860bpのBC1I断片上にあることやその転写方向を決定した。さらに、決定したDNA塩基配列に基づいて-35領域と-10領域を推定した。3.SM生産菌S.griseusHUT6037から培養経過に沿って全RNAを調整し、smk及びstrA遺伝子をプローブとしてノーザンブロットハイブリダイザーションによって細胞内における両遺伝子の転写量を測定した。その結果、後者は培養後期において多く転写されるが、前写はほとんど転写されないことがわかった。今後は、サイレントなこのsmk遺伝子の存在意義を明らかにすると共に、本菌のin vitro転写系を用いて両遺伝子の転写機構を解析する予定である。ストレプトマイシン(SM)生産菌の自己耐性遺伝子として、strAとsmkの2種の遺伝子をクロ-ニングし、前年度は2種の耐性遺伝子の自己耐性への寄与の比較を行ない、そのプロモ-タ-部の構造を明らかにした。そしてsmkは細胞内では殆ど発現していないことを明らかにした。本年度はSM生産菌の多面形質変異株を用いての両遺伝子の発現に関する研究を行ない、以下の成果を得た。

1.多面形質変異株は抗生物質生産能、自己耐性能を失っている株で、本変異株におけるstrA遺伝子の存否をサザンハイブリダイゼ-ションで調べたところその遺伝子の存在が確認され、さらにその遺伝子を単離してStreptomyces lividansに形質転換してSM耐性を調べたところ、SM耐性の上昇が認められた。従って、多面形質変異は本遺伝子の欠落ではなく、転写あるいは翻訳段階にあることが考えられた。親株と変異株における全RNAを調整しノ-ザンハイブリダイゼ-ションを行なったところ、変異株は転写段階に欠落のある事が判明した。親株及び変異株からRNAポリメラ-ゼの分離精製を検討した。ヘパリントヨパ-ルを用いることにより可成効率よく精製することが可能となった。2.精製ポリメラ-ゼによるin vitroRNA合成系を作成し、一次代謝系に係わる酵素としてxylanase遺伝子を、二次代謝系に関する酵素としてstrA遺伝子を用いてin vitro RNA合成能を比較した。その結果、xylanase遺伝子は菌体のageに無関係に転写されるのに対し、strAは培養後期の菌体より調整したpolymeraseでのみ転写されることが判った。更に変異株から調整したpolymeraseは、転写能が非常に悪いことが判った。以上の結果は、一次代謝と二次代謝の遺伝子発現はそれぞれの発現に関与するRNA polymeraseの相違にあり、多面形質変異はpolymeraseの変異にある事を明らかにした。
マグネトロンスパッタリングによる傾斜機能コーティング

バルクとの特性の連続性ならびに単一薄膜とは異なる特性の創生を考慮し,薄膜の成分組成を母地界面から表面へと変化させる傾斜機能コーティングを高周波マグネトロンスパッタリングによって行った。基板は切削用超硬チップとし,純度99%以上の焼結体ターゲットよりのWC,TiNを傾斜させてスパッタ蒸着していった。スパッタガスはArとし,流入前の真空を10^<-3>Paとしておき,流入後2Paになるよう調節した。スパッタガンの磁界はTiNを0.08テスラ,WCを0.02テスラとした。形成されたコーティング膜に関しては多くの性能評価試験を行った。薄膜厚さ方向成分分析をオージェ電子分光分析で行ったが,表面真下の0.2μmはほぼTiのみ,0.20.6μmでは次第にTiが減りWが増える傾料機能層,0.6μm以上ではWが主,2μmで焼結助剤のCo,すなわち,基板のチップが始まったことが認められ,当初予定した通りの膜成分となっていた。X線回折においては,TiN単属の鮮明なピークに比べ,傾斜機能ではピークがブロードになっており,結晶化が進んでいなく,成分の混在により傾斜いずみを受けている。膜の強度性能試験は,焼入,研磨したφ26×4mmのディスク側面を回転させながら試料に押しつけるディスクシュー型摩耗試験機で行った。コートしない超硬チップの場合には激しい摩擦音とともにむしれ摩耗となったが,傾斜機能コートおよびTiNコートの場合には摩擦音はなかった。また,TiNコートの場合には早い段階で膜剥離が生じたが,傾斜機能の場合には剥離規模は小さく,遅れた。以上の研究成果は現在日本機械学会論文集に投稿中である。
実験ぶどう膜炎における細胞接着分子の角膜内局在、細胞小器官の変化の検討

前年度より近交系ルイスラットの硝子体中に生理的食塩水に溶解したSalmonella endotoxinを注入して実験ぶどう膜炎を作成し、角膜内皮におけるICAM-1,HLA class IIの発現の観察を行った。さらに、IFN-γを硝子体中に注入して角膜内皮細胞において注入24時間後に細胞表面の形態的変化であるmarginal fold、microvilliおよびmicro elevationの増加に加えてHLA class IIが発現することを第103回日本眼科学会総会において報告した。免疫透過電子顕微鏡による角膜内皮細胞におけるICAM-1の局在の検討は、細胞表面における発現は確認されたが、細胞内における局在については引き続き検討中である。近交系ルイスラット、雄、8週齢を使用し、生理的食塩水に溶解したSalmonella endotoxin2.5μgをラットの硝子体中に注入して実験ぶどう膜炎を作成した。細隙灯を用いた観察では、ラットの前房内に注入後12時間から24時間に著明な炎症反応が観察された。さらに、角膜内皮細胞におけるICAM-1の発現を観察するために免疫走査電子顕微鏡による解析を施行した。角膜内皮細胞では注入後3時間より細胞辺縁にmarginal foldが、細胞表面にmicrovilliが増加した。さらに強拡大で観察するとmicro elevationが細胞表面全体に観察された。marginal fold、microvilliおよびmicro elevationは注入後6、8、12、24時間と増加した。そしてこのmarginal fold、microvilliおよびmicro elevationは注入後36時間以降減少した。ICAM-1反応金粒子数は、注入後6時間より増加していた。注入後12時間から24時間に最も増加し、注入後36時間からICAM-1反応金粒子数は時間の経過とともに減少していった。角膜内皮細胞におけるICAM-1の発現を確認した上で、ICAM-1の角膜内皮細胞内における局在を樹脂包埋超薄切片法による免疫透過電子顕微鏡を用いて現在検討中である。
筋原線維形成の動態と機構に関する分子細胞生物学的研究

1.胚体節における筋蛋白質の発現順序:ニワトリ胚頸部体節において,筋原線維を構成する筋蛋白質の出現順を蛍光抗体法により調べた。その結果、これらは同時には合成されず,Hamburger-Hamiltonのステージ11-15の間に5つのグループに分れて出現することが明らかになった。また親型の筋蛋白質アイソフォームの出現は,筋原線維を構成する主要蛋白質の出現が完了していることを必要としないことがわかった。胚型トロポニンCの場合,mRNAの発現は蛋白質より1ステージ(約3時間)早かった。2.再生骨格筋におけるジストロフィンとトロポニンの発現:ニワトリの前(遅筋)および後広背筋(速筋)に凍結損傷を与えて筋再生を起こさせ、ジストロフィンと筋蛋白質トロポニンの発現を経時的に蛍光抗体法により調べた。再生骨格筋線維では、トロポニンは胚型のものが出現したあとにジスロトフィンが細胞膜上に点状に出現し、またジストロフィンが細胞膜上に均一に分布するようになったあとにトロポニンは親型に変換するのをみた。神経支配の切除はジストロフィンの発現には影響を与えなかったが、トロポニンは成熟したのちに再び胚型にもどるのが観察された。すなわちジストロフィンとトロポニンの遺伝子発現は別々に調節されており、神経はこれらの蛋白質の発現に異なって作用することが考えられた。3.筋原線維形成過程における筋蛋白質の動態:ピオチン標識アクチンとミオシンを培養心筋細胞に導入すると,アクチンは近位部の筋原線維ではそのA帯周辺に,ミオシンはA-I接合部に集合するのが観察された。従って各蛋白質はこのような部位で重合して筋原線維の直径が増加すると考えられた。蛍光標識アクチンを培養心筋および線維芽細胞に導入し、構造に取り込まれた標識をレーザー光で漂白し,その回復を追跡することにより、アクチンのダイナミクスを追求した。アクチンは筋原線維ではストレスファイバーより,また筋原線維の横紋のある部分はない部分より安定していた。筋原線維では非筋アクチンは筋アクチンより交換に時間がかかったが,ストレスファイバーでは両アクチンに差はなかった。1.筋原線維形成に対する細胞骨格(コネクチンとネブリン)の役割:筋原線維のI-Z-Iを構成する蛋白質(αアクチニン、アクチン)がまず線維上に出現し、この構造にコネクチンとミオシンが同調して取り込まれるのが観察された。すなわちミオシンとコネクチンの出現と分布は常に一致していることから、ミオシンのI-Z-Iへの取り込みにコネクチンが関与しているのではないかと考えられた。またアクチン、ミオシン、αアクチニンの縞が形成されたのちにネブリンの縞が形成されることから、ネブリンは筋蛋白質の正しい配列には関与していないと考えられた。2.筋原線維形成過程におけるアクチンの動態:ビオチン標識したアクチンを培養心筋細胞に顕微注入すると、形成途上の筋原線維のA帯レベルと末端に取り込みがみえたので、この部でアクチンの重合が起こることが考えられた。また筋原線維末端延長線上にもアクチンが並んでいるのがみえ、これは筋原線維の延長に関係していると考えられた。