hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
摩擦発熱による断層岩の物性変化と地震発生機構の解明

地震のように急速な滑りが断層面にかかると,摩擦熱により滑り面が高温になる.Thermal Pressurization(TP)とはこのように高温になった剪断集中ゾーンでの流体圧の増加により断層挙動が不安定になり滑りが加速する現象である.変形中,断層ガウジは高温にさらされてどのような変化を示し,強度に影響を与えるのだろうか?という疑問に答える実験例はなかった.特に,断層岩に普遍に存在し,その鉱物中に水を内包する層状珪酸塩鉱物の加熱による脱水反応とその強度に対する影響はTPのみならす脱水不安定についての議論とも関連し非常に重要な研究対象である.今年度は,JAMSTEC高知コアセンター所有の回転式高速剪断試験機を用い,直径約25mmのブロックに0.5gのカオリナイトガウジを挟み,テフロンのリングでシールしたサンプルに垂直応力0.5-1.8MPa,1.3m/secの高速で剪断し強度を計測した.非排水条件を模擬する際,ブロックは緻密質のアルミナを用い,排水条件を模擬する際,多孔質のアルミナで実験を行った.これらアルミナには7本の熱電対線を挿入し,高速回転による断層ガウジの温度上昇を計測している.多孔質アルミナを用いた場合も,緻密質アルミナを用いた場合も剪断強度と垂直応力との間に線形の関係が成立していた.低垂直応力下では多孔質アルミナを用いた方が緻密質のものより高い値を示したが,高垂直応力ではほぼ同じ強度となった.7本のセンサーのうちの最高温度を強度や実験条件と比較してみたが,条件に依存せず温度は多孔質で約350°C,緻密質で約250°Cに頭打ちとなった.これは脱水反応が修了するまで断層内部の温度上昇は抑えられることを反映するものと考えられる.多孔質アルミナを用いた場合は脱水により試料内に排出された水は外部へ逃げてしまうので,比較的高温になりやすいと考えられる.一方,緻密質のアルミナでは脱水によって排出された水は試料内に留まり,水圧となるので更なる脱水反応の加速や高温下を抑制すると考えられる.地震のように急速な滑りが断層面にかかると,摩擦熱により滑り面が高温になる.Thermal Pressurization(TP)とはこのように高温になった剪断集中ゾーンでの流体圧の増加により断層挙動が不安定になり滑りが加速する現象である.変形中,断層ガウジは高温にさらされてどのような変化を示し,強度に影響を与えるのだろうか?という疑問に答える実験例はなかった.特に,断層岩に普遍に存在し,その鉱物中に水を内包する層状珪酸塩鉱物の加熱による脱水反応とその強度に対する影響はTPのみならす脱水不安定についての議論とも関連し非常に重要な研究対象である.今年度は,JAMSTEC高知コアセンター所有の回転式高速剪断試験機を用い,直径約25mmのブロックに0.5gのカオリナイトガウジを挟み,テフロンのリングでシールしたサンプルに垂直応力0.5-1.8MPa,1.3m/secの高速で剪断し強度を計測した.非排水条件を模擬する際,ブロックは緻密質のアルミナを用い,排水条件を模擬する際,多孔質のアルミナで実験を行った.これらアルミナには7本の熱電対線を挿入し,高速回転による断層ガウジの温度上昇を計測している.多孔質アルミナを用いた場合も,緻密質アルミナを用いた場合も剪断強度と垂直応力との間に線形の関係が成立していた.低垂直応力下では多孔質アルミナを用いた方が緻密質のものより高い値を示したが,高垂直応力ではほぼ同じ強度となった.7本のセンサーのうちの最高温度を強度や実験条件と比較してみたが,条件に依存せず温度は多孔質で約350°C,緻密質で約250°Cに頭打ちとなった.これは脱水反応が修了するまで断層内部の温度上昇は抑えられることを反映するものと考えられる.多孔質アルミナを用いた場合は脱水により試料内に排出された水は外部へ逃げてしまうので,比較的高温になりやすいと考えられる.一方,緻密質のアルミナでは脱水によって排出された水は試料内に留まり,水圧となるので更なる脱水反応の加速や高温下を抑制すると考えられる.
ゲノム変異に依存しないプロテオーム異常をスプライシング制御破綻から探る

mRNA前駆体のスプライシングによってできた成熟mRNAが、癌細胞では再びスプライシングされ、異常なmRNA産物が生成しているという現象を発見した。この成熟mRNAの再スプライシング現象は癌細胞におけるスプライシングの大規模な破綻を説明するだけでなく、正常細胞での無分別なmRNA再スプライシングを抑制するmRNA品質管理機構の存在を示唆するので、その現象を制御する因子を探索した。興味深い事に、癌抑制遺伝子産物p53が再スプライシングを抑制し、逆に上皮間葉転換の誘導因子TGF-βが、再スプライシングを促進する事がわかった。mRNAスプライシング現象が、癌の進展や抑制に深く関わっているに違いない。(1)mRNA再スプライシング現象をヒト全トランスクリプトームで解析乳癌細胞と正常乳腺上皮細胞(対照)から投縄状RNA標品を作製し品質の確認をした。既知のTSG101遺伝子由来のmRNAやイントロン、さらに再スプライシングの際にできる投縄状エクソンも確認できたので、アダプター付きcDNAをPCR増幅して投縄状RNAライブラリーを調製した。予備実験として、次世代シーケンサー小型機(MiSeq, Illumina社)によるその全配列データの収集が終了し、得られたfastqファイルを国立遺伝研究所に送り、日本DNAデータバンク(DDBJ)のRead Annotation Pipelineで解析中であるが、MiSeq機では絶対的なリード数が不足していた。(2)mRNA再スプライシング抑制因子がEJCに存在するかを検証想定される因子はスプライシング反応後にmRNAに結合しているEJC及び核外輸送複合体(TREX/AREX)である。予備的な実験からAREX核外輸送複合体を構成するURH49の発現量の変化が、再スプライシングを促進する結果を得ており興味深い。成熟mRNA再スプライシングの影響を網羅的に解析する研究において、本学の「疾患遺伝子網羅的解析センター」の大型次世代シーケンサー(HiSeq1500, Illumina)が利用できるようになった。膨大な配列データを投縄状RNAにマップするプログラムは市販されておらず、特殊なプログラムを必要とするので、トランスクリプトーム解析の第一人者であるChristpher Burgeの研究室で開発されたプログラムを用いて、精力的に解析を進めている(共同研究)。予備的な結果であるが、癌細胞に低酸素ストレス(塩化コバルト処理)を与えると、mRNA再スプライシングを有意に促進する結果を得ている。この事実は、低酸素ストレスによって再スプライシング制御因子の発現が変化することを示唆しており、たいへん興味深い。癌細胞で見られる大規模なプロテオーム異常は、ゲノム変異だけではまったく説明できないが、その主たる原因がスプライシング制御のグローバルな破綻であるという仮説を提起した。この仮説を気づく発端となったのは、癌細胞でスプライシングされた成熟mRNAが、再びスプライシングされ、異常なmRNA産物が生成しているという世界で最初の発見であり、TSG101遺伝子をモデルとして、その現象の証明に成功した(2012年に論文発表)。TSG101は蛋白質選別、多胞体形成、ウイルス出芽、細胞増殖/周期、転写調節など、きわめて多様かつ重要な機能をもっている。『成熟mRNAの再スプライシング』現象は癌細胞でのスプライシングのグローバルな破綻を矛盾なく説明できるだけでなく、正常細胞ではこの異常な再スプライシングが抑制されているというmRNA品質管理機構の存在を示唆し、重要である。私たちは、低酸素やDNAに損傷を与える抗癌剤(シスプラチン)などのストレスによって、癌細胞での再スプライシングが促進され、それが癌抑制遺伝子p53の発現によって抑制される事を見い出だした。すなわち、癌特異的なmRNA再スプライシング現象が、癌抑制遺伝子p53の制御下にある事が明らかになったわけであり、mRNA再スプライシング促進・抑制因子の探索は、p53の下流にある因子群に対象が絞られた。その同定は鋭意推進中である。一方、私たちは、上皮間葉転換の換誘導因子であるTGF-βが、mRNA再スプライシングを促進するという興味深いデータを得ている。上皮間葉転換は癌細胞の浸潤・転移の主たる要因なので、癌転移における再スプライシングの関与が興味深い。私たちの発見した癌特異的なmRNA再スプライシング現象が、きわめて重要な癌関連因子であるp53やTGF-βに深く関わる事実は、mRNA再スプライシング現象が、癌の基礎研究の主役に躍り出てきたと言っても過言ではない。投縄状RNA標品の次世代シーケンサーによる配列データ解析にBurge研のプログラムが有効に使えることがわかり、ヒト全トランスクリプトームにおけるmRNA再スプライシング現象の全貌を明らかにできるのも時間の問題となった。分子生物学1回目の大型次世代シーケンサーHiSeq

1500による配列データ解析は、2次構造を取ってRNase R耐性と予想されるsnRNAのリード配列が数多く検出され、肝心の投縄状RNAの検出が十分にできなかった。原因としては、癌細胞の全RNA標品のRNase R処理が強すぎた可能性が考えられる。現在、RNase R処理の条件検討を慎重に行っており、次回の次世代シーケンサーによる配列データ収集の準備を進めている。mRNA再スプライシング制御因子の探索は、核外輸送複合体因子あるいはEJC構成因子のsiRNAによるノックダウンと過剰発現実験を用いて解析する予定である。mRNA再スプライシング抑制因子、あるいは促進因子の候補を同定する重要なアプローチである。投縄状RNA標品の調製に成功し、次世代シーケンサーによる配列データ収集に目処がついたことが大きい。mRNA再スプライシング制御因子の探索も、まだ予備的な結果ではあるが、核外輸送複合体構成因子のノックダウンによって再スプライシングの変化が見られたので、今後の解析に期待したい。昨年に応募した「新学術領域研究」と民間財団の研究助成が不採択になる可能性があったので、計画的に経費節減した。実際に、これらの研究費は不採択であった。(1)mRNA再スプライシング現象をヒト全トランスクリプトームで解析平成25年度、本学に「網羅的疾患遺伝子解析センター」が開設され、次世代シーケンサー大型機(HiSeq1500, Illumina社)が納入されたので、それを用いて、リード数の多い配列データを取得する予定である。大量に得られる配列の大部分は、イントロン配列である事が当然予想される。本研究で探索するmRNA再スプライシングで切り出される産物は、エクソン配列である。従って、配列結果はリファレンスmRNA配列のデータベースであるrefseqにマッピングして解析を行う。これら解析はChris Burge研究室(MIT)の開発した投縄状RNAのブランチ部位マッピングのためのアルゴリズムを利用する。(2)mRNA再スプライシング抑制因子がEJCに存在するかを検証再スプライシング誘導に対するURH49の関与を明らかにすると共に、他の核外輸送複合体因子あるいはEJC構成因子の再スプライシング活性への影響を、siRNAによるノックダウンと過剰発現実験を用いて解析する予定である。mRNA再スプライシング抑制因子、あるいは促進因子の候補を同定する重要なアプローチとなるだろう。今年度(平成27年度)の研究費に充てる予定である。私たちの研究成果及びその社会への貢献を、国民にわかりやすく開示するために、研究室のホームページを開設しており、このサイトでは研究内容の詳細を説明している。人件費は研究補助員をパートタイムで雇っているため、予測がつかないため、物品費を少々切り詰める必要があった。差額の9万円余は想定誤差範囲である。差額は今年度に繰り越され、予定通り人件費と物品費に使用する予定である。
日本の中等公民教育における政治的・社会的判断力育成の歴史的研究

今年度の研究は,1920年代から1950年代の政治に関する教育で育成が意図された政治的判断力の様相とその史的展開を検討することにより,中等公民教育における政治的育成の日本的特質の一端を把握したものとしてまとめることができる。それは,次の三点の内容をもつものであった。一点目は,戦前期の日本における中等学校の公民関連諸科目の教授内容にみられた判断力の様相に関する研究である。具体的には,1920年代から1930年代にかけての法制及経済と,成立期の公民科という2つの学科目教科書における「地方自治」の記述内容と構成の分析を通して,地方自治や地方の政治について,どのような判断の形成を意図していたかを分析し,学会発表を行なった。二点目は,成立期を中心とした中等社会科の教授内容にみられた判断力の様相に関する研究が挙げられる。この内容について,今年度は,1社会科成立時の中等学校段階の一般社会における政治学習のもとでの判断力・批判力,2政治に関する内容のうちの「世論」に関する内容にみられた判断力,3情報を読み解く学習および対立する政治的・社会的問題に対する意思決定を行なう学習のもとでの政治的判断力の3つの対象を検討した。その検討は,それぞれについて,どのような判断力の育成が意図されていたかを考察するものであった。三点目は,前年度に引き続き,戦前期から現在に至るまでの公民教育史に関する資料調査を行ない,関連資料を手広く収集しえたことである。今年度は,主に公民教育目標論・方法論やその研究方法,および公民科や社会科をはじめとする社会系教科の教員養成・教師の力量形成にかかる資料を収集・分析しえた。このような調査が実施できたことで,日本の中等学校における公民教育史を広い視野から把握できた。このように評価した理由は,次の三点にある。一点目は,2018年度中に,戦前から戦後にかけての日本の中等学校における政治に関する内容にみられる判断力の様相に関する史的展開の考察を,ある程度手がけられたことが挙げられる。二点目は,2017・2018年度の研究で,日本における公民教育・社会科教育の歴史的展開に関する充実した文献研究を行なうことができ,2019年度以降の研究への足がかりを作ることができたためである。さらに,三点目として,中等段階の社会科・公民科が抱える今日的な理論的・実践的課題と関わらせる形で,日本の公民教育における判断力育成の特質を学習内容・学習方法の両面で検討できたことが挙げられる。2019年度以降は,主権者を育てる教育の視点から,日本の中等学校における公民教育の史的展開について,さらに検討を続け,これまでの研究成果を深めていく。また,政治的判断力・社会的判断力のそれぞれについて,政治学,社会学,教育学などの関連する諸分野の知見をも援用しつつ分析・検討を手がける。なお,その際,今後は,次の二つの視点からなる研究の展開を考えている。一つ目は,公民科・社会科を教える教師の力量形成やその歴史的展開といった視点でも検討を深め,これまでの中等公民教育育成しようとしてきた政治的・社会的判断力の様相をとらえる研究を進める。二つ目は,公民科や社会科などの教科の全体構造を社会科教育史的視点から考察する中で,これらの教科で判断力の育成がどのように位置づけられてきたかを検討する。なお,こうした研究を進める際には,政治や社会のものごとに対する批判力との関わりについても検討していく。ここまでに述べた研究を進めることで,中等学校の公民教育における政治的・社会的判断力の日本的特質を析出し,今後の日本の中等学校における社会科・公民科で育成をめざす政治的・社会的判断力の構造を,学習評価と関わらせる形で提案していく。さらに,それとともに,政治的・社会的判断力の育成に焦点をあてるカリキュラム・授業の開発と実践にかかる教師の力量や,それを取り巻く諸条件についても歴史的分析を手がかりとして解明していく。今年度の研究は主に次の三点の内容をもつものであった。一点目は,日本の中等学校における公民教育全体の歴史的展開についての研究である。これは,2017年の小学校・中学校学習指導要領改訂に代表される近年の日本の社会系教科をめぐる教育課程改革と関連づけて,政治的判断力・政治的教養育成の視点から公民教育の歴史的展開をふり返る形で実施した。この成果は,日韓学術交流の一環として関連する研究交流会で発表した。また,この発表の準備のために関連する著書・論文・雑誌論説を対象とした文献調査を実施した。二点目は,戦前期日本における中等学校公民科の教授内容にみられた判断力の様相に関する研究が挙げられる。具体的には,成立期にあたる1930年代前半の公民科教科書における「人口ト国土」の記述内容と構成の分析を通して,国土と領土について,どのような判断の形成を意図していたかを分析し,論文として発表した。三点目は,戦前期から現在に至るまでの公民教育史に関する資料を判断力育成の視点から手広く収集しえたことである。具体的には,国立国会図書館や名古屋大学,東京大学等の大学図書館で実施した。研究資料調査においては,公民教育目標論・内容論やその研究方法,および公民科や社会科をはじめとする社会系教科の教員養成・教師の力量形成にかかる資料を収集・分析しえた。

今年度は,以上の内容からなる研究により,日本における戦前から現在にかけての公民教育の史的展開を政治的判断力の視点からとらえ直して,政治的・社会的判断力を育成する教科教育の史的展開の検討・考究することにより,政治的・社会的判断力育成の日本的特質の把握に資する基礎的研究を実施できたといえる。このように評価した理由は,次の三点にある。一点目は,初年度の平成29年度のうちに,戦前から戦後にかけての日本の中等学校における公民教育の目標や内容に関する史的研究の成果を,今日的な教育への養成と関わらせて発表できたことが挙げられる。二点目は,平成29年度の研究で,日本における公民教育・社会科教育の歴史的展開について充実した文献研究を行なうことができ,平成30年度以降の研究への足がかりを作ることができたためである。さらに,三点目として,平成30年2月から,これまでは入手が容易でなかった戦前期における公民教育および公民教員養成に関連のある論説を多数収録した雑誌の復刻が始まり,本研究で構想していた文献研究について広がりと深まりの両面でさらなる充実を期待できる状況になったためである。今年度の研究は,1920年代から1950年代の政治に関する教育で育成が意図された政治的判断力の様相とその史的展開を検討することにより,中等公民教育における政治的育成の日本的特質の一端を把握したものとしてまとめることができる。それは,次の三点の内容をもつものであった。一点目は,戦前期の日本における中等学校の公民関連諸科目の教授内容にみられた判断力の様相に関する研究である。具体的には,1920年代から1930年代にかけての法制及経済と,成立期の公民科という2つの学科目教科書における「地方自治」の記述内容と構成の分析を通して,地方自治や地方の政治について,どのような判断の形成を意図していたかを分析し,学会発表を行なった。二点目は,成立期を中心とした中等社会科の教授内容にみられた判断力の様相に関する研究が挙げられる。この内容について,今年度は,1社会科成立時の中等学校段階の一般社会における政治学習のもとでの判断力・批判力,2政治に関する内容のうちの「世論」に関する内容にみられた判断力,3情報を読み解く学習および対立する政治的・社会的問題に対する意思決定を行なう学習のもとでの政治的判断力の3つの対象を検討した。その検討は,それぞれについて,どのような判断力の育成が意図されていたかを考察するものであった。三点目は,前年度に引き続き,戦前期から現在に至るまでの公民教育史に関する資料調査を行ない,関連資料を手広く収集しえたことである。今年度は,主に公民教育目標論・方法論やその研究方法,および公民科や社会科をはじめとする社会系教科の教員養成・教師の力量形成にかかる資料を収集・分析しえた。このような調査が実施できたことで,日本の中等学校における公民教育史を広い視野から把握できた。一点目は,2018年度中に,戦前から戦後にかけての日本の中等学校における政治に関する内容にみられる判断力の様相に関する史的展開の考察を,ある程度手がけられたことが挙げられる。二点目は,2017・2018年度の研究で,日本における公民教育・社会科教育の歴史的展開に関する充実した文献研究を行なうことができ,2019年度以降の研究への足がかりを作ることができたためである。
冬用電動車椅子の開発

現在種々のタイプの電動車椅子が開発・製品化されているが,冬季積雪条件下を考慮した走行機能に優れた車椅子開発はかなり立ち遅れている.本開発研究では一般に入手可能な電動車椅子の特徴的な例について,冬期積雪条件の走破性の試験を実施し,電動車椅子を冬期間使用することによって生ずる問題点を先ず明かにした.次に既存の電動車椅子部品を使用した条件で,前記の試験結果から最も効果的と考えられる構成をもつ動力機構(6輪型;前輪フリーキャスター,センター輪駆動,後輪パワーステアリング)による電動車椅子(プロトタイプ)を設計試作し効果を検討した.平成8年度は,電動車椅子を必要とする重度の障害者が安定した姿勢で坐わることができる座席構造の設計と車椅子の適応制御法との関係も検討し,上記プロトタイプで得た成果に基ずき,重心の位置,より単純な機構の高機能電動車椅子(6輪型;前輪フリーキャスター,センター輪駆動,後輪固定)を開発し良好な雪路走破性をた.本研究は3カ年にわたる研究実施計画に対し,雪路及び悪路走破性に優れた6輪型電動車椅子の開発研究,及びこれに関連した諸研究において十分満足できる研究成果が得られ,本年度をもって終了した.車椅子,バギ-,工房椅子などの座位保持装置の研究は現代の機械工学,電子工学,バイオメカニクスなどのハイテク技術を応用することにより,21世紀にむけて大きく発展することが期待される.今後の課題であるが,今回試作した6輪型電動車椅子の走破試験データを基に,よりコンパクトな動力部の構成を検討し,新しいオリジナル部品の設計を行ない,製品化にむけたプロトタイプの設計開発へと発展させていきたい.本年度は一般に入手可能な電動車椅子の特徴的な例について,冬期積雪条件の走破性の試験をに実施し,電動車椅子を冬期間使用することによって生ずる問題点を明らかにし,最も効果的と考えられる動力部の構成を検討した.即ち,[I]既成の電動車椅子冬期積雪条件の走破性の試験:つまり動力機構の異なるA.4輪型,後輪駆動,前輪キャスター型B.4輪型,後輪駆動,前輪ステアリング型C.4輪型,前輪駆動,後輪ステアリング型D.3輪型,後輪(2輪)駆動,前輪(1輪)ステアリング型上記4種類の電動車椅子を用い,北海道の積雪期間である12月から3月にかけて,(1)圧雪路,(2)アイスバーン路,(3)シャーベット状雪路,での走行試験を行った。[II]最も効果的と考えられる構成をもつ動力機構による電動車椅子の設計試作:上記[I]の試験より(1)圧雪路と(2)アイスバーン路では平坦路ではA,B,C,Dとも大差ない結果となった.しかし(3)シャーベット状雪路ではAは走行不能,Bは走行良好,Cは走行可能,Dは走行良好となった。特にDの3輪型は前輪が後輪と同サイズと大きくホイールベースが長いため安定した走行性能となった.しかし,屋内走行を考慮するとホイールベースが長いDは小回りがきず不利となる.この一連の試験結果をもとに,現在,最も効果的と考えられ,さらに電動車椅子を必要とする重度の障害者が安定した姿勢で坐ることができるシ-ティングの融通性を考慮した動力部の構成を検討しブロトタイブの設計中であり(今のところ6輪型,前輪ステアリング,センター輪駆動,後輪キャスター型が有力),平成7年度に試作予定している.現在種々のタイプの電動車椅子が開発・製品化されているが,冬季積雪条件下を考慮した走行機能に優れた車椅子開発はかなり立ち遅れている.本開発研究では一般に入手可能な電動車椅子の特徴的な例について,冬期積雪条件の走破性の試験を実施し,電動車椅子を冬期間使用することによって生ずる問題点を先ず明かにした.次に既存の電動車椅子部品を使用した条件で,前記の試験結果から最も効果的と考えられる構成をもつ動力機構(6輪型;前輪フリーキャスター,センター輪駆動,後輪パワーステアリング)による電動車椅子(プロトタイプ)を設計試作し効果を検討した.平成8年度は,電動車椅子を必要とする重度の障害者が安定した姿勢で坐わることができる座席構造の設計と車椅子の適応制御法との関係も検討し,上記プロトタイプで得た成果に基ずき,重心の位置,より単純な機構の高機能電動車椅子(6輪型;前輪フリーキャスター,センター輪駆動,後輪固定)を開発し良好な雪路走破性をた.本研究は3カ年にわたる研究実施計画に対し,雪路及び悪路走破性に優れた6輪型電動車椅子の開発研究,及びこれに関連した諸研究において十分満足できる研究成果が得られ,本年度をもって終了した.

車椅子,バギ-,工房椅子などの座位保持装置の研究は現代の機械工学,電子工学,バイオメカニクスなどのハイテク技術を応用することにより,21世紀にむけて大きく発展することが期待される.今後の課題であるが,今回試作した6輪型電動車椅子の走破試験データを基に,よりコンパクトな動力部の構成を検討し,新しいオリジナル部品の設計を行ない,製品化にむけたプロトタイプの設計開発へと発展させていきたい.現在種々のタイプの電動車椅子が開発・製品化されているが、冬季積雪条件下を考慮した走行機能に優れた車椅子開発はかなり立ち遅れている.本開発研究では;A.最も効果的と考えられる構成をもつ動力機構による電動車椅子の試作:平成6年度に実施した既成の電動車椅子4機種による冬期積雪条件の走破性の試験データを基に,最も効果的と考えられる構成をもつ動力機構(6輪型;センター輪駆動,後輪パワーステアリング,前輪キャスター型)による電動車椅子の設計をした.B.重度の障害者が安定した姿勢で坐わることができる座席構造の設計:15EA06:試作した動力機構をもつ電動車椅子を基本にして,座位保持不能者や高度の体幹変形を有する患者が安定した姿勢で坐わることができるモジュール構造を有するアジャスタブルな座席構造を設計した.本研究の一部は平成8年5月16-17日大阪で開催される第35回ME学会にて発表予定している.A.で設計した動力機構とB.で検討したシ-ティングを考慮し,重度の障害者が安心してコントロールでき、路面が変化してもシートユニットの重心がほぼ駆動輪上にある走破性の高い高機能電動椅子を試作した.現在、雪上での基礎および走行試験中である.平成7年度中には,高機能電動車椅子の試作および基礎実験を完了し、次年度への研究遂行(種々の使用環境での走破試験,障害者に乗ってもらい操作性を評価する臨床試験,3次元動作解析装置による分析)を速やかに行えるものと考える.現在種々のタイプの電動車椅子が開発・製品化されているが,冬季積雪条件下を考慮した走行機能に優れた車椅子開発はかなり立ち遅れている.本開発研究では一般に入手可能な電動車椅子の特徴的な例について,冬期積雪条件の走破性の試験を実施し,電動車椅子を冬期間使用することによって生ずる問題点を先ず明かにした.次に既存の電動車椅子部品を使用した条件で,前記の試験結果から最も効果的と考えられる構成をもつ動力機構(6輪型;前輪フリーキャスター,センター輪駆動,後輪パワーステアリング)による電動車椅子(ブロトタイプ)を設計試作し効果を検討した.平成8年度は,電動車椅子を必要とする重度の障害者が安定した姿勢で坐わることができる座席構造の設計と車椅子の適応制御法との関係も検討し,上記ブロトタイプで得た成果に基ずき,重心の位置,より単純な機構の高機能電動車椅子(6輪型;前輪フリーキャスター,センター輪駆動,後輪固定)を開発し良好な雪路走破性をた.本研究は3カ年にわたる研究実施計画に対して,雪路及び悪路走破性に優れた6輪型電動車椅子の開発研究,及びこれに関連した諸研究において十分満足できる研究成果が得られ,本年度をもって終了した.車椅子,バギ-,工房椅子などの座位保持装置の研究は現代の機械工学,電子工学,バイオメカニクスなどのハイテク技術を応用することにより,21世紀にむけて大きく発展することが期待される.今後の課題であるが,今回試作した6輪型電動車椅子の走破試験データを基に,よりコンパクトな動力部の構成を検討し,新しいオリジナル部品の設計を行ない,製品化にむけたブロトタイプの設計開発へと発展させていきたい.
酸素反応を範とする金属錯体触媒を用いる酸素酸化の研究

シトクロムP-450のモデル反応として金属ポルフィリンを触媒とするアルケン、アルカンの酸素化が数多く報告されているが、特殊な酸化剤が必要で、最も単純で理想的な酸化剤である酸素分子自身を酸化剤とする例は少ない。活性水素を持つクメンを用いると、酸素分子で効率よくアルケン、アルカンの酸素化が起ることを見いだした。この新しいモデル反応について詳しく調べた。1.単純な反応系(酸素-金属ポルフィリン-基質):酸素分子を用いるこれまでのモデル反応では還元剤を共存させる必要があり、還元剤と酸素または生成物との副反応が起こり、効率が悪い。クメンを溶媒に用いる本反応は還元剤を必要としない単純な系でアルケン、アルカンの酸化が触媒的に進行する。クメン以外の溶媒はほとんど有効でない。2.高効率反応:アルケンのエポキシ化、アルカンの水酸化が効率よく起こり、触媒当りのターンオーバー数は300近くになる。また消費酸素に基づく収率も30%以上となり、モデル反応として高効率反応である。極めて不活性な基質である脂肪族炭化水素も効率よく酸化される。3.触媒活性:鉄、ルテニウムポルフィリン錯体が高い触媒活性を持つが、これまでのモデル反応で有効な触媒であるマンガン錯体は本反応では不活性であった。かさ高いテトラメシチルポルフィリンや2,6-ジクロロフェニルポルフィリンが高い活性を示した。光照射効果:可視光を照射するとアルケンのエポキシ化は促進されるが、アルケンの水酸化にはあまり効果がなかった。5.反応活性種:リモネンのエポキシ化等から本反応のエポキシ化は親電子的であり、高酸化フェリル錯体が反応活性種と考えられる。またラジカル阻害剤の効果、シス-オレフィンのエポキシ化等からラジカル種が反応に関与していると考えられ、現在詳しく検討中である。
D-braneによる共形場理論の幾何学的解釈

この研究の第一の目的は、幾何学的な解釈が明らかではない共形場理論(Conformal Field Theory, CFT)について、点(D0-brane)を同定する基準を明確にすることである。そのためには、まず、一般のCFTにおいて、どのようなD-braneが存在するのかを分類する必要がある。D-braneとは共形不変な境界条件である。多くのCFTでは共形対称性を含むより高い対称性(カイラル代数)がある。カイラル代数がある場合のD-braneの重要なクラスとして、カイラル代数を部分的に破るようなD-braneがある。カイラル代数の同型ωがヴィラソロ代数を不変に保つ場合、ωで境界条件をひねることにより、このようなD-braneを構成することができる。今年度の研究では、このようなカイラル代数の同型に由来するD-braneの構造を調べ、以下の事実を明らかにした:・カイラル代数の同型ωに対応して、CFTのフュージョン代数をωで拡大した代数(一般化されたフュージョン代数)が存在する。・一般化されたフュージョン代数は、一般に非可換である。・同型ωでひねった境界条件をみたすD-braneは、一般化されたフュージョン代数の表現をなす。これらの結果は、カイラル代数をすべて保つD-braneの場合について知られていた結果(カイラル代数をすべて保つD-braneは、フュージョン代数の表現となる)を一般化したものになっている。特に、フュージョン代数の非可換な拡大は今まで知られていなかったものである。本年度の研究では、非幾何学的なCFTの例としてKazama-Suzuki模型を取りあげ、そのD-braneの分類を行うことを目標とした。Kazama-Suzuki模型はLie群Gとその部分群Hによって定まるcoset CFTの一種であり、N=2の超対称性を持つことが知られている。本年度は、Kazama-Suzuki模型G/HのD-braneについて以下のことを明らかにした:・Gの自己同型でHを不変にするものを分類し、対応するD-braneを構成した。・構成したD-braneが、N=2の超対称性を保つことを示した。一般に、coset CFT G/Hにおいて、Gの自己同型ωでHを不変に保つものがあれば、場の境界条件をωでひねることにより、非自明なD-braneを作ることができる。第一の結果は、Kazama-Suzuki模型に対して、そのような非自明な境界条件の分類を初めて与えた、というものである。Kazama-Suzuki模型においてN=2の超対称性(時空のN=1の超対称性)が、D-braneによって保たれるかどうかは明らかではなかった。第2の結果は、Gの自己同型から従う非自明な境界条件に対して、N=2の超対称性は常に保たれることを示した、ということである。
北オーストラリア熱帯域の巨大孤立積乱雲(ヘクター)の国際共同観測

オーストラリア、Northern Territoryの中心都市であるDarwinの沖にTiwi Islandsと呼ばれる、狭い海峡をはさんだ二つの島(Buthurst, Melville)があり、この上空に孤立型の巨大積乱雲が現れる(現地ではHectorと呼ばれている)。2001年10-12月にDarwin周辺で、積乱雲による大気波動励起に関する国際協同観測キャンペーンが行われ、多くの観測装置が投入された。京大RASCは豪州気象庁(BOM ; Bureau of Meteorology)、Monash大、Adelaide大と共同で5日間のラジオゾンデ観測をDarwin周辺の3点で3回にわたって実施した。初期解析の結果、対流圏界面のすぐ上層(15-20km)で周期が約84時間の変動が認められた。また、鉛直スケールが3km下の温度・風速変動の分散値から推定した大気重力波のエネルギーは、高度20-25kmやや弱く、その上下の層(15-20km、25-30kmで増大しており、背景の東西風の大きさと相関が見られた。これらの波動特性は3期間で共通して認められた。北オーストラリアの巨大積乱雲と大気重力波の観測プレモンスーン期に、ダーウィン沖のTiwi諸島に発生する巨大積乱雲(ヘクター)と、ヘクターから発生する大気重力波の観測を2001年10月-12月にかけて行なった。本観測は国際共同観測として行なわれ、3時間間隔でラジオゾンデを放球すると同時に、気象レーダー、境界層レーダー、大気光イメージャーによる観測を行なった。現在、観測結果の解析が進行中である。本観測時は、赤道域準2年周期振動の位相が高度25km前後で東風であったが、この東風のピーク付近の高度で波動の振幅が小さく、上下で大きくなっていることが観測された。本観測では鉛直波長が5km以上で慣性周期より長い周期を持つ波動と、鉛直波長5km以下の大気重力波が観測された。ホドグラフ解析より、後者は主に南向き伝播が卓越することが示された[Tsuda et al.,投稿準備中]。また、気象レーダー観測よりヘクターイベントの強度と到達高度が調べられた[May et al.,投稿準備中]。北オーストラリア大気境界層日変化の解析先ず、北オーストラリアの乾期に関し、ダーウィン市における境界層レーダーデータの解析を行なった。その結果、夜半に海陸風的な循環が卓越するという興味深い現象を発見した。NCEP客観解析を交えて詳細な解析を行なつた結果、最近数値実験で存在が予言された、熱低気圧に伴う夜間の低気圧性循環強化に対応することがわかった[Hadi and Horinouchi,投稿中]。熱帯域での積雲対流による大気波動の励起・伝搬特性を解明するために、2001年10-12月に北オーストラリアのDarwin周辺で、DAWEX(Darwin Area Wave Experiemnt)と呼ばれる国際協同観測を実施した。この地域ではpre-monsoonからmonsoon-onset季に孤立型巨大積乱雲、(Hector)が起こる。DAWEX期間中にオーストラリア気象庁(BOM)、Adelaide大や米国の研究者により2台のC帯2重偏波ドップラーレーダーをはじめ、ST・境界層・MFレーダーやCCDイメージャが運用された。我々は各月に5日間のラジオゾンデ集中観測を実施した。Tiwi諸島(Garden Point)、Darwin気象観測所、Katherine空港の3観測点から3時間毎に40回の放球を繰り返し、合計約360の風速・温湿度プロファイルを得た。今年度は国際共同でデータ解析を推進し、結果をインターネットで交換している。成果は以下の通りである。(1)DAWEX期間中にヘクターをはじめ強大な積乱雲が多数現れた。C帯レーダー観測によると、これらの雲頂はときに対流圏界面を突き破って高度20km以上に到達していた。(2)対流圏界面付近の高度13-20kmに約84時間周期の大規模波動が、東西・南北風の両成分に検出された。3つの観測点でほぼ同時にしかも10、11、12月に共通して現れた。赤道波の一種ではないかと思われる。(3)大気重力波について、鉛直波長約3km以下の擾乱成分による波動エネルギーが高度15-20kmと25-30kmでは増大していたが、高度20-25kmでは波動エネルギ-が極端に小さくなっていた。
検査および治療法の開発に向けた精子形成分子基盤の解明

精子形成機構を分子レベルで解明することを目的とし、以下の研究を行った。1.非閉塞性無精子症原因遺伝子の同定:非閉塞性無精子症と診断された患者とその両親を対象に、エクソームシーケンスを行い、患者のみにみられる新規遺伝子変異の探索を行った。アレル頻度が低くタンパク質の機能に影響を及ぼす変異を絞り込んだ。2家系について解析を行った結果、それぞれの家系から1個の遺伝子変異が抽出された。2.MD-TESEによる精子回収予測遺伝子マーカーの同定とGWASによる予測モデル式の構築:MD-TESEが行われた患者を対象にエクソームシーケンスを行い、タンパク質の機能に影響を及ぼし、アレル頻度1%以下の遺伝子変異を絞り込んだ。絞り込んだ遺伝子と精子形成との関連を報告している研究論文をPubMedにより検索した結果、MD-TESEにより精子が回収できなかった患者において抽出された遺伝子は精子形成との関連が報告されていた。一方、MD-TESEにより精子が回収できた患者においては精子形成との関連が報告されている遺伝子は見出されなかった。3.GWASによる精液量、精子濃度、および精巣サイズと関連する遺伝子の同定:およそ800人の一般集団男性とおよそ700人の別集団の男性を対象に2段階のGWASを行った結果、精子濃度と関連する遺伝子座を同定することができた。4.遺伝子改変動物作製による同定した遺伝子の精子形成機構の解析:1.で抽出した遺伝子の改変動物を作製し、精子形成の解析を行った結果、精子が形成されない個体もあった。非閉塞性無精子症患者を対象とし、原因遺伝子の同定を進めた結果、候補変異を抽出することができた。また、この変異がある遺伝子の改変動物を作製し、精子形成の解析を行った。MD-TESEによる精子回収を予測するモデル式を構築する研究計画においては、GWASによる候補SNPsを抽出することができたが、モデル式を構築するには至っていない。しかし、エクソーム解析から、MD-TESEによる精子回収の予測に繋がる可能性があるデータが得られた。また、GWASにより精子濃度と関連する遺伝子も同定できており、おおむね順調に進んでいる。精子形成機構を分子レベルで解明することを目的とし、今後は以下の研究を行う。1.非閉塞性無精子症原因遺伝子の同定:今年度はさらに検体数を増やして次世代シーケンス解析を行い、非閉塞性無精子症原因遺伝子の候補を抽出する。抽出した候補遺伝子について、別個の非閉塞性無精子症患者、および妊孕性の確認された男性を対象に、バリデーション解析を行い、患者と健常者の間で比較解析をすることから、新規な非閉塞性無精子症原因遺伝子を同定する。2.MD-TESEによる精子回収予測遺伝子マーカーの同定とGWASによる予測モデル式の構築:MD-TESEにより精子が回収された症例と回収できなかった症例についてGWASを行い、精子回収有無の予測モデル式を構築する。また、次世代シーケンス解析を行い、精子が回収された症例と回収されなかった症例で原因遺伝子の比較解析を行うことで、精子回収の予測を行う。3.遺伝子改変動物作製による同定した遺伝子の精子形成機構の解析:候補として抽出された遺伝子についてCRISPER/Cas9ゲノム編集システムを用いて遺伝子改変マウスを作製し、精子産生能、精子機能、受精能、精巣生検像を解析する。4.臨床検体の精巣生検を用いた、同定した遺伝子の精巣内局在部位の解析:非閉塞性無精子症患者のうち、同定した遺伝子の変異をもつ患者を対象に精巣組織の組織切片を作製し、同定した遺伝子がコードするタンパク質の精巣内局在部位を免疫組織化学染色法より、無精子症の原因を明らかにする。1.非閉塞性無精子症原因遺伝子の同定:非閉塞性無精子症と診断された患者とその両親を対象として、エクソームシーケンスを行い、患者のみにみられる新規変異の探索を行った。患者のみにみられる新規変異から、さらにアレル頻度が低くタンパク質の機能に影響を及ぼす変異を絞り込んだ結果、1個の遺伝子変異が抽出された。この変異は未だ報告されていない新規の変異であった。次にこの遺伝子上の変異について、非閉塞性無精子症の患者40名を対象に調査した。その結果、さらに2名の患者において、この遺伝子上の変異が見つかった。尚、妊孕性が確認された50名においては、この遺伝子上の変異は見つからなかった。2.MD-TESEによる精子回収予測遺伝子マーカーの同定とGWASによる予測モデル式の構築:MD-TESEが行われた患者を対象にGWASを行った。精子回収状況を調査し、精子が回収された症例と回収されなかった症例について比較解析を行った結果、いくつかの候補SNPsが抽出された。3.GWASによる精液量、精子濃度、総精子数、運動率、総運動精子数、および精巣サイズと関連する遺伝子の同定:ビーズアレイを用いて、およそ800人の一般集団男性のSNPをタイピングし、精液検査値との関連解析を行った。関連を示したSNPについて再現性を確認するために、さらに別集団の男性を対象にタイピングを行い、関連解析を行った。現在までに精子運動率と関連するERBB4遺伝子座の同定に至っている。4.遺伝子改変

動物作製による、同定した遺伝子の精子形成機構の解析:1.で候補として挙げた遺伝子上のSNPが、分子レベルで精子形成に関与しているのかどうかを明らかにするため、遺伝子改変動物を「先端モデル動物支援プラットホーム」による支援のもと作製した。非閉塞性無精子症患者を対象とし、原因遺伝子の同定を進めた結果、候補変異を抽出することがでた。また、この変異が精子形成にどのように関与しているのかを解析するために遺伝子改変動物を作製することができた。MD-TESEによる精子回収を予測するモデル式を構築する研究計画においては、GWASによる候補SNPsを抽出することができた。また、GWASにより精子運動率と関連する遺伝子も同定できており、おおむね順調に進んでいる。精子形成機構を分子レベルで解明することを目的とし、以下の研究を行った。1.非閉塞性無精子症原因遺伝子の同定:非閉塞性無精子症と診断された患者とその両親を対象に、エクソームシーケンスを行い、患者のみにみられる新規遺伝子変異の探索を行った。アレル頻度が低くタンパク質の機能に影響を及ぼす変異を絞り込んだ。2家系について解析を行った結果、それぞれの家系から1個の遺伝子変異が抽出された。2.MD-TESEによる精子回収予測遺伝子マーカーの同定とGWASによる予測モデル式の構築:MD-TESEが行われた患者を対象にエクソームシーケンスを行い、タンパク質の機能に影響を及ぼし、アレル頻度1%以下の遺伝子変異を絞り込んだ。絞り込んだ遺伝子と精子形成との関連を報告している研究論文をPubMedにより検索した結果、MD-TESEにより精子が回収できなかった患者において抽出された遺伝子は精子形成との関連が報告されていた。一方、MD-TESEにより精子が回収できた患者においては精子形成との関連が報告されている遺伝子は見出されなかった。3.GWASによる精液量、精子濃度、および精巣サイズと関連する遺伝子の同定:およそ800人の一般集団男性とおよそ700人の別集団の男性を対象に2段階のGWASを行った結果、精子濃度と関連する遺伝子座を同定することができた。4.遺伝子改変動物作製による同定した遺伝子の精子形成機構の解析:1.で抽出した遺伝子の改変動物を作製し、精子形成の解析を行った結果、精子が形成されない個体もあった。非閉塞性無精子症患者を対象とし、原因遺伝子の同定を進めた結果、候補変異を抽出することができた。また、この変異がある遺伝子の改変動物を作製し、精子形成の解析を行った。MD-TESEによる精子回収を予測するモデル式を構築する研究計画においては、GWASによる候補SNPsを抽出することができたが、モデル式を構築するには至っていない。しかし、エクソーム解析から、MD-TESEによる精子回収の予測に繋がる可能性があるデータが得られた。また、GWASにより精子濃度と関連する遺伝子も同定できており、おおむね順調に進んでいる。今後は以下の計画に従い、研究を実行する。非閉塞性無精子症原因遺伝子の同定においては、さらに対象者を増やし、次世代シーケンサーを用いたエクソーム解析から、新規原因遺伝子同定を試みる。MD-TESEによる精子回収予測
柴外レーザーを応用した共焦点顕微鏡の開発と細胞内Ca^2^+測定への応用

細胞内の蛍光の真の3次元の空間分布を正しく測定する為には、共焦点レーザー顕微鏡(CLSM)を応用するのが最適であるが、通常の顕微鏡光学系では、紫外励起による蛍光画像は記録出来ない。本研究では、紫外レーザーをCLSMに応用する為の光学系の開発とそれによるニューロン内のCa^<2+>濃度の測定を試み、所期の目的が達成された。1.紫外レーザー走査のための2種の光学系の開発(1)ニコン倒立顕微鏡(TMD)を基礎とし、対物レンズ(Cf Fluor 40×)、レーザー光路に対物レンズ色収差補正用の凸レンズ、新たに設計製作した紫外から可視領域に対応するアクロマートのリレイレンズ、バイオラッドのレーザー走査測光装置(MRC-600)、紫外のアルゴンレーザー(351nm)のシステムにより、蛍光ビーズ(0.3μm)の蛍光測定から空間解像力<0.4μm、光軸方向解像力<1.5μmを得た。(2)新設計の反射対物レンズを基礎としたシステムで、空間解像力<0.7μm、光軸方向解像力<2.5μmを得た。2.生きた細胞での性能試験とニューロン内Ca^<2+>の動態測定培養したウシガエル、又はラット交感神経節細胞にCa^<2+>感受性蛍光色素であるindo-1を負荷し、1μm以下の微細な蛍光変化を記録することができ、又2msの時間分解能で細胞内Ca^<2+>濃度の空間分布の変化が記録された。この方法により新たに得られた生理学上の知見として、細胞膜興奮により起こる細胞内Ca^<2+>の上昇は、細胞膜から細胞質深部へ伝播し、その速度は2040μm/secであること、ウシガエル交感神経節細胞では細胞膜に近い部位でCa^<2+>誘起性Ca^<2+>遊離が起こるため伝播速度が速くなること、又、Ca^<2+>遊離による細胞内Ca^<2+>振動は、細胞膜直下がペースメーカになることが解った。1)紫外レ-ザ-走査のための2種の光学系の開発市販の倒立顕微鏡(ニコンTMD)を基礎とし、レボルバ-の下の凹及び凸レンズを除き、五角プリズム半裁により、紫外透過率を上げ、市販のレ-ザ-走査装置(BIORAD,MRC-500)との結合のための4枚構成(石英2枚、蛍石2枚)の中間レンズ(325360nm,F=+31.25mm)を設計製作し、レ-ザ-走査装置内の凹面鏡2枚と平面鏡4枚を350500nmの波長範囲で反射率9098%のミラ-に交換し、ニコンの対物レンズ(CF Fluor40×/N.A.085)の色収差を除くために、レ-ザ-光路にf=+500mmのレンズを入れ、全鏡筒長を本来の160mmでなく、対物レンズの別の最適鏡筒長と考えられる230250mmとした。直径0.5umと5umの蛍光ビ-ズを351nm,2mWのアルゴンイオンレ-ザ-で走査し、蛍光の中心波長412及び425nmで、空間解像力〈0.4um、焦点深度〈1,5umを得た。

もうひとつの光学系は、新たに設計製作した反射系と屈折系のハイブリッドの対物レンズ(設計波長200500nm:50×/N.A.0.43)と石英の中間レンズを新たに設計製作した鏡筒に装着し、市販のレ-ザ-走査装置を改良したもの(上述、但し、レ-ザ-光路中の補正レンズなし)を使い、空間解像力〈0.7um、焦点深度〈2.5umを得た。2)生きた細胞での性能試験いずれの光学系も紫外励起蛍光プロ-ブを使った細胞下レベルの生理学の実験には充分な性能を発揮し、培養したウシガエル交感神経節細胞でのindo-1を使った蛍光測定では、細胞内のCa^<2+>の種々の条件下でのダイナミックな変化が記録された。又、複雑なニュ-ロンの三次元構造の像も得られた。初年度の研究で、2つのタイプの紫外レーザーを応用した共焦点レーザー顕微鏡システム(UV-CLSM:ニコン倒立顕微鏡光学系を改変したシステムと新しく開発した反射対物レンズを主としたシステム)がほぼ完成したので、今年度は、生きた細胞を使った性能試験とニューロンでの細胞内Ca^<2+>([Ca^<2+>]_1動態に関する新しい知見を得るための実験を行った。培養したウシガエル交感神経節細胞にIndo-1を負荷し、351nmでの励起による412と475nmでの蛍光像(F_<412>とF_<475>)をX-Y走査(ステージ面)とx-t走査(一次元繰り返し走査)により記録し、以下に示すUV-CLSMの性能と[Ca^<2+>]_1動態に関する知見が得られた。1)高K^+(4060mM)液により、F_<412>とF_<475>の比により示される[Ca^<2+>]_1の増加が細胞体と神経突起とその末端で見られた。これらの蛍光像で、1μm以下と考えられる微細な変化も観察された。2)パッチクランプを応用し、脱分極パルスによるCa^<2+>電流とx-t走査による[Ca^<2+>]_1変化の像を記録し、細胞膜直下から細胞質深部への[Ca2+]_1上昇の伝播を観察し、その伝播速度が膜直下で速く(40μm/sec)、深部で遅い(20μm/sec)ことが解った。この伝播速度はCa^<2+>遊離チャネル阻害剤であるライアノジンで遅くなることが解った。3)Ca^<2+>遊離チャネルの活性剤であるカフェインの濃度ジャンプにより起こる[Ca^<2+>]_1振動をx-t走査により記録し、Ca^<2+>誘起性Ca^<2+>遊離は、細胞膜直下で強く起こることが解った。
バクテリアによる新規多糖合成技術の開発

浅皿培養装置を改良してバクテリアセルロース(BC)をフィルム状で直接巻き取る装置を開発し、巻き取り速度等最適生成条件の検討を行った。加延伸型浅皿培養装置を用いた際の収率は静置培養より0.51%程度向上させることが出来た。GlcNAc系の培地で培養した場合においても、収率はGlc単独培地に比べて低下する傾向は見られず、ほぼ同程度であった。以上の結果により、酢酸菌が好気性菌であり培地表面に対する酸素の接触量が静置培養よりも格段に増加することが影響していることが言える。さらに、延伸をかけない無延伸型浅皿培養装置では、45%の収率を得ることが出来た。GlcNAc系培地においても4%を下回ることはなかった。酢酸菌によるバクテリアセルロース(BC)生合成を炭素源としてリン酸化キチン及びそのオリゴマーを用いて行った。すでに明らかにしているように酢酸菌はN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)を炭素源としてGlcNAc残基を数%含有した多糖を生成すること、BC生合成においてグルコース(Glc)及びGlcNAcは代謝の最終段階においてリン酸化合物となるが6-P-GlcNAcの重合体がリン酸化キチンであることから本実験を行った。さらに、キチン化合物はリゾチーム等の酵素で加水分解されることから、重合体やオリゴマーのような高分子量体であっても酢酸菌に取り込まれることが期待される。炭素源としてグリセロール、グリセルアルデヒドなどの三単糖であるグリセロール誘導体を用いて、酢酸菌による機能化BCの生合成を検討したところ、グリセロールを用いた場合収量の向上と長期間に渡る培養持続が達成できた。さらに、糖の生合成経路を明らかにする目的で2位及び1,3位に^<13>Cを有するグリセロールを用いて産生した多糖の^<13>C-NMRスペクトル測定を行った結果、グリセロール誘導体が一旦解糖された後、再びグルコースへと再構築されることが示唆された。また、フィルムとしてGlc単独培置からBCを得る場合、植菌してから巻き上げを開始する時間を調整することで膜厚を変化させることが可能であった。24時間培養した場合はおよそ0.06mmの膜厚でフィルムが得られ、48時間培養した場合、2倍以上の0.140.16mmの膜厚で得ることが可能であった。2つの浅皿培養装置で培養を行った結果、最終的には7-12日間の培養日数、使用培地3001000ml、巻き取り速度15mm/hで幅10cm、長さ150cm250cm、重量240800mgのBCフィルムとして得ることが出来た。