hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝癌患者血中における抗核抗体の臨床的意義の検討とその対応抗原の細胞生物学的解析

慢性肝疾患から肝癌と診断された61例中20例において,肝癌の抗核抗体の対応抗原として新たにDNA topoisomeraseIIが同定された。また,もう一つの肝癌の抗核抗体の対応抗原として核小体線維状成分である120キロダルトン蛋白が同定された。さらに分子レベルでの性状を明らかにするため,現在,患者血清を用いてcDNA expression libraryのimmunoscreeningを施行中である。587例の慢性肝疾患患者によるprospectivestudyにおいて,6例に抗核抗体の陽性化ないし抗体価の上昇,あるいは特異性の変化を認めた。うち肝細胞癌と診断された症例が2例,転移性肝癌と診断された症例が1例,およびインターフェロン投与例が2例であった。肝切除術を施行された肝癌の1例では、術後一過性に抗核抗体が陰性化した。インターフェロン投与例では,インターフェロン中止後抗核抗体は陰性化した。慢性肝疾患経過観察中に認められる抗核抗体の変化は癌の発症、インターフェロン投与に関連のあることが示唆された。肝癌の自己抗原と慢性肝疾患の自己抗原との違いを検討するため,肝癌と診断される以前の慢性肝疾患患者血清を用いて解析を行なったところ,C型慢性肝疾患3例に共通して非筋細胞に存在するミオシンマイクロフィラメントのH鎖に対する抗体の存在が証明された。一方,肝癌2例に腫瘍抑制遺伝子産物p53に対する抗体の存在を認めた。このように肝癌の存在の有無により自己抗原のスペクトラムに相違のあることが示唆された。Retrospective studyによって,慢性肝疾患から肝癌と診断された61例中20例に抗核抗体の陽性化ないし抗体価の上昇を認めた.うち1例ではアルファフェトプロテインが異常高値を呈する約15ヶ月前に抗核抗体が陽性化し,肝癌診断時まで抗体価が上昇した.また,肝癌の抗核抗体の対応抗原として新たにDNA topoisomerase IIが同定され,in vitro assayにて患者血清中の自己抗体がDNA topoisomerase II活性を抑制することが証明された.587例の慢性肝疾患患者によるprospectivestudy中,6例に抗核抗体の陽性化ないし抗体価の上昇,あるいは特異性の変形を認め,うち肝細胞癌と診断された症例が2例,転移性肝癌と診断された例が1例,およびインターフェロン投与例が2例であった.肝切除術を施行された肝癌の1例では,術後一過性に抗核抗体が陰性化した.インターフェロン投与例では,インターフェロン中止後抗核抗体は陰性化した.肝癌200例の血清を用いて,ヒト喉頭癌由来細胞株HEp-2細胞と肝細胞癌由来細胞株HuH-7細胞の2者を基質として間接螢光抗体法にて反応性の違いを検討したところ,2例にHuH-7細胞のみの抗核抗体陽性所見を認めた.これらはウエスタンブロット法による解析の結果,対応抗原が53キロダルトンの蛋白であることが明らかとなり,さらにモノクローナル抗体を用いた吸収試験の結果,腫瘍抑制遺伝子産物p53であることが同定された.慢性肝疾患から肝癌と診断された1症例において,肝癌診断時期と関連して患者血清中の抗核小体抗体が陽性化し,その抗体価の上昇を認めたものがあった.蛍光抗体法では核小体に一致した塊状型を呈し,ウエスタンブロット解析では120キロダルトンのバンドを認めた.ウエスタンブロットを用いたアフィニティー抗体法により120キロダルトン蛋白に反応する抗体を精製し,蛍光抗体法を行ったところ,塊状型核小体の染色像がみられた.アクチノマイシンDによって核小体を三つのコンポーネントに分離した細胞基質を用いて蛍光抗体法を行った結果,前出の患者血清が認識する抗原は抗フィブリラリン抗体の対応抗原と同一のコンポーネントに存在することが明らかとなった.

よって,患者血清中の抗体は120キロダルトンの核小体線維状成分を認識することが推測された.核小体線維状成分はリボゾームRNA遺伝子から転写されたnascentRNAが最初にプロセッシングを受ける場所であるが,この部位に存在する120キロダルトン蛋白の報告は未だ無く,分子レベルでの解析に興味が持たれる.現在,本抗体を含む患者血清を用いて,cDNA expression libraryのimmunoscreeningを施行中である.肝癌の自己抗原と慢性肝疾患の自己抗原との違いを検討するため,肝癌と診断される以前の慢性肝疾患患者血清を用いてウエスタンブロット解析を行ったところC型慢性肝疾患3例に200キロダルトンの共通するバンドを認めた.MOLT-4細胞抽出液を用いてパパイン消化も行った結果,非筋細胞に存在するミオシンマイクロフィラメントのH鎖であることが証明された.自己抗体のスペクトラムとしては肝癌の無い慢性肝疾患に比し肝癌に核小体抗原が多く認められる傾向があったが,ウエスタン解析の結果では肝癌に共通するバンドはみられなかった.
予備加温が誘導したストレス蛋白はストレスから生体を守る -温熱療法の新臨床応用

温熱療法は主として、癌治療のため癌細胞を43°Cで殺すことを目的とする。本研究の目的は、温熱ストレスにより細胞にストレス蛋白(HSP 70)を誘導し、細胞を種々のストレスから防御する事である。よって、初年度は、細胞に障害を与えず加温し全身に出来るだけ多くのHSP 70を発現させるための予備加温方法を検討した。次年度は、この予備加温による生体防御作用をLPS投与によるエンドトキシンショックおよび筋疲労からの防御効果で検討した。(1)予備加温の検討(直腸温40°Cによる全身加温)動物加温実験用THERMOTORON-RF8を使用し、マウスの上下に保冷剤のゲルを入れた袋を置き電極で加温し直腸温40°Cで30分の全身加温を1回/日を1,2,3,4日と繰り返し加温した。その結果、1回加温が最もHSP 70を大量に誘導した。この予備加温法は肝・腎などの臓器の温熱障害は認めず、安全な加温方法であった。(2)予備加温(直腸温40°C30分全身加温)によるLipopolysaccaride(LPS)でのエンドドキシンショック(DIC)の防御マウスを予備加温30分全身加温(直腸温:40-41°C)後、1、2、7日後にLPSを腹腔内投与しDICからの生存率を測定した。対照群は23%、加温1日後は33%、加温2日後は45%、加温7日後は20%であった。予備加温2日後に最大にHSP 70が誘導された。よって、予備加温で誘導したHSP 70がDICから防御し生存率が増加した。(3)マウス下肢局所予備加温による下肢筋疲労の防御マウス下肢局所を41°C30分予備加温し、1,2,7日後、再度下肢を47°Cで加温し、下肢筋のエネルギー代謝を31P-MRSで測定した。その結果,47°C加温のみでは10分後より無機リンが出現し、40分後にはクレアチンリン酸、ATPが枯渇し、無機リンのモノピークとなり完全疲労を示した。予備加温1日後では60分後にエネルギーは枯渇し完全疲労を示し、2日後では60分後でもエネルギーは残存し完全疲労しなかった。7日後は予備加温の効果はなく、40分後に完全疲労を認めた。下肢筋のHSP 70は2日後が最大であった。以上の結果より,予備加温により誘導されたHSP 70により、筋疲労が抑制された。以上、直腸温40°C30分全身加温による全身予備加温により全身に誘導されたHSP 70がLPSによるエンドトキシンショックを防御し、下肢筋の41°C30分局所加温による局所予備加温により下肢筋に誘導されたHSP70が筋疲労を防御した。よって、予備加温(HSP 70の誘導)は手術・ショック・疲労などから生体を防御することが証明された。予備加温は臨床的にも移植・手術・虚血・環流(ストレス)の回復を促進すると思われた。

その結果,47°C加温のみでは10分後より無機リンが出現し、40分後にはクレアチンリン酸、ATPが枯渇し、無機リンのモノピークとなり完全疲労を示した。予備加温1日後では60分後にエネルギーは枯渇し完全疲労を示し、2日後では60分後でもエネルギーは残存し完全疲労しなかった。7日後は予備加温の効果はなく、40分後に完全疲労を認めた。下肢筋のHSP 70は2日後が最大であった。以上の結果より,予備加温により誘導されたHSP 70により、筋疲労が抑制された。以上、直腸温40°C30分全身加温による全身予備加温により全身に誘導されたHSP 70がLPSによるエンドトキシンショックを防御し、下肢筋の41°C30分局所加温による局所予備加温により下肢筋に誘導されたHSP70が筋疲労を防御した。よって、予備加温(HSP 70の誘導)は手術・ショック・疲労などから生体を防御することが証明された。予備加温は臨床的にも移植・手術・虚血・環流(ストレス)の回復を促進すると思われた。温熱療法は、主として臨床的には、癌治療の目的のためには癌細胞を破壊させるため加温温度としては43°Cが適用されている。しかし、我々の陰熱の目的は、細胞にストレス防御のためのストレス蛋白、HSP70を誘導することであり、細胞を障害させたり、破壊する事ではない。むしろ細胞は出来るだけ障害を与えないことが望ましい。そこで、本年度は、出来る限り細胞に障害を与えず加温し、全身に多くのストレス蛋白を誘導する最適方法を確立した。また、其の連続加温による影響、加温後のストレス蛋白の経時変化を検討した。ストレス蛋白の定量は我々の開発したELISA法で測定し、各臓器でのストレス蛋白の発現はHSP70の免疫染色で確認した。1.直腸温40°Cによる全身加温方法の確立加温装置は、期間限定で借用した動物実験用THERMOTORON-RF8を使用した。種々の方法で検討した結果、マウスの上・下に保冷剤のゲルを入れた袋を置き、これを予め暖めておくと共に電極で加温する事によりマウスを全身加温する。この時直腸に電極を挿入し、40°Cにセットすることにより全身を40°C加温する。他電極を脳、肝臓、腎臓に挿入し直腸温40°Cの全身加温時における各臓器の温度を測定した結果、腎臓、肝臓では加温電極に近いためか若干高値であった。最初の9分は、オーバーシュートがおこり、約41°C前後にまで加温されてしまうが、その後は安定して直腸温40°Cを維持した。2.直腸温40°C全身加温による1回、2回、3回、4回の連続加温によるストレス蛋白の誘導直腸40°C全身加温30分を1回/day、を連日実施し、2、3、4回の連続加温を行い、2日後に採血および各臓器を摘出した。血算およびリンパ球と各臓器のHSP70の誘導をELISA法で定量した結果、血算ではリンパ球が1日後若干増加した以外、赤血球、ヘモグロビン、血小板など著明な変化は認めなかった。リンパ球のHSP70は、1回加温で約4倍に増加し、2、3、4回加温と次第にHSP70は減少し、対照の値に戻った。肝、胸腺、胃、小腸、腎、副腎、肺、大脳、脾、大腿、心臓、頬筋、子宮のHSP70を測定した結果、最も高値を示したのが副腎であり、1回加温で約2倍に増加し、一旦2回加温で戻り、3回加温で1.5倍に増加し4回加温でまた、対照値に戻った。値は低いがこの傾向はほぼどの臓器にも認められた。各臓器のHE染色から、殆どの臓器において、直腸温40°C全身加温による温熱障害は認めなかった。HSP70の免疫染色で腎、肝において染色が認められた。3.直腸温40°C加温による2時間,1,2,4,6,9日後のストレス蛋白の誘導実験では2日後に最大のHSP70が誘導された。また、4.)37°Cインキュベーターでの全身加温によるエンドトキシン誘発DICの防御実験の予備実験を実施した。予備加温により誘導されたHSP70は細胞を種々のストレスか防御する細胞防御作用がある。
生殖腺由来成長ホルモンの機能に関する研究

生殖細胞の個体成長への役割は不明である。本研究では、ニホンウナギ成長の雌雄差、配偶子形成、成長関連因子の脳下垂体、肝臓、生殖巣での発現量を調べた。その結果、雌雄とも成長が進行した個体では成熟が進み、また成長関連因子の発現量との関係性が示された。更に生体外卵巣培養系で性ホルモンにより成長関連因子の発現が変化したことから、性ホルモンは雌の成長制御因子の一つであることが示唆された。モザンビークティラピアの卵巣除去は成長を疎外するが、エストロゲンの投与により、その成長は回復する傾向にあった。また性ホルモンの成長への影響は、生殖腺の発達段階により異なる可能性が示唆された。数種類の魚類では、初期成熟と体成長の間に有意な相関関係があるが、その分子メカニズムは不明である。本研究は、配偶子形成における体成長の機能の解明を細胞・分子レベルで行っている。本年度は、ウナギ雌での成長制御関連因子の発現に関する研究を行なった。ニホンウナギは、産卵に向けて川から海へと河川を下降して行く。この下りウナギのうちの魚体の大きい個体は、雌であることが多い。これらのニホンウナギの成長と個体の雌雄および配偶子発達段階を調べ、脳下垂体、肝臓、生殖巣での成長関連因子群、成長ホルモン(gh)、インスリン様成長因子(igf-1, 3)の発現量をリアルタイムPCR法により調べた。雌雄間の成長差について調べた結果、雄よりも雌の方が大きくなることが確認された。また成長が遅滞した群では性成熟が遅滞していることが明らかとなった。各組織での成長関連因子の発現量を調べたところ、gh、igf-1、igf-3は、成長の早い個体の方が多く発現する傾向が認められた。また生殖腺での成長ホルモン(Gh)産生細胞を特定するために、抗ウナギGh抗体による免疫組織化学染色を行ったところ、Ghの局在は、雌雄ともに生殖細胞を取り囲む支持細胞で確認された。更に生殖細胞と生殖細胞を取り囲む支持細胞をコラゲナーゼやプロナーゼ等による酵素処理やステンレスメッシュによる物理的に卵を除く方法などにより効率的に分取して、成長関連因子の発現量を調べた.その結果、分取した体細胞では、ghおよびigf-3の遺伝子発現量が高い値を示した。以上よりウナギの生殖腺は成長制御に重要な役割を果たし、生殖細胞を取り囲む支持細胞で産生されるGhが成長に関与している可能性が示された。本年度は、生体外培養系を用いた成長制御に関わる因子の細胞関相互関係の解明を行なう予定であった。まずウナギ等の生殖巣の培養系を用いて精子形成および卵形成にGhおよびその関連した因子が作用するのかを検討した。前年度、雌雄の成長差について調べた結果、雄よりも雌のほうが大きくなる事が確認されている。このことから雌性ホルモンであるエストラジオール17β(E2)に着目し、卵巣を11-ケトテストステロンおよびE2暴露させた結果、成長関連因子であるGh、Igf-1、Igf-3の発現が変化した事から性ホルモンは卵形成での成長制御因子のひとつであることが示唆された。また、成長関連因子の魚体への移植による成長制御の解析に向けて、ティラピアの実験系を用いてブサルファンにより生殖細胞を化学的に除去しその成長への作用を調べたところ、生殖細胞の除去された個体では、成長が阻害される事が明らかとなった。今年度の実験では、残念ながら配偶子形成過程での各発達段階の生殖細胞との体細胞のコンビネーションによる実験を行うことが出来ず、詳細なデーターは得られなかった。しかしながら、E2と成長制御因子に着目し細胞培養の実験を行うことが出来、おおむね順調に進捗することができた。魚類では、初期成熟と体成長に何らかの相関関係がある種が存在する。本研究では、配偶子形成と体成長の関係を細胞・分子レベルで解析している。これまでのニホンウナギの培養系を用いたエストラジオール17β(E2)暴露実験では、E2により成長因子であるGh、Igf-1、Igf-3の発現が変化する結果を得られている。また、ニホンウナギで雌雄の成長差を調べたところ、雄よりも雌の方が大きくなる事が示されているが、本年度は更に、ティラピアの実験系を用いてE2の作用を解析した。昨年度行なったティラピアの実験系では、生殖細胞をブサルファン処理により化学的に除去することで成長阻害が示されているが、本年度は、3回の外科手術により生殖線を除去したティラピアの体内にE2を投与する事で、E2の体成長への作用を調べた。その結果、まず最初、実験1では、生殖腺除去個体に成長阻害が認められなかった。実験2では、生殖腺除去個体に成長阻害が認められ、ブサルファン処理により生殖細胞を化学的に除去した場合と同様に、成長阻害が認められたが、E2投与によるそれらの成長阻害の回復は認められなかった。実験3では、生殖腺を除去された個体は、成長が阻害され、生殖腺を除去し同時にE2を体内へ投与した場合は、成長が阻害されない結果が得られた。実験1、2で用いた魚は、実験3に比べ個体が小さかった事から、手術をした魚の大きさ及びその魚が持つ生殖線の発達段階によりE2の成長への作用が微妙に異なっていると考えられた。

本年度は、結果がばらつき明瞭な結果が得られなかったことから、魚の生殖腺のステージを細かく確認しながら、どの時期にE2の作用が最も顕著に示されるかを明らかにする必要があると考えられた。本年度の実験では、所属の変更があり、飼育の関係上、ニホンウナギを用いた実験があまり出来なかった。しかしながら、繁殖が容易であり、実験操作を直接行なう事が容易にできるティラピアを用いて、生殖腺除去やE2の体内への投与実験を行う事ができ、結果は実験群間で少しばらついたものの、E2と配偶子形成の関係を解析する事が出来た。さらに生殖腺の発達段階によりE2の作用が異なっているのではないかという示唆が得られた。更に、アマゴを用い培養系でのE2暴露実験を行ないgh遺伝子の発現を解析したが、その結果は以前ニホンウナギで行なった結果と異なっていた。このことから性ステロイドホルモンの成長や成長関連因子の発現に及ぼす影響は魚種により異なっている可能性も示唆された。魚類では、初期成熟と体成長に相関関係を示す種が存在する。また雌雄で著しい成長差を示す種も多数認められる。この様な魚種は、性あるいは配偶子形成と成長との関係を解析するのに適していると考えられる。本研究では、雌の成長が早いウナギ、雄の成長が早いティラピアの配偶子形成と体成長との相互作用を分子レベルで詳細に解析し、世代交代の主役である生殖細胞の個体の成長に対する役割を追求した。ニホンウナギは、産卵に向けて川から海へと河川を下降して行く。この下りウナギのうち魚体の大きい個体は雌であることが多い。これらのウナギの成長と雌雄および配偶子発達段階を調べ、更にリアルタイムPCR法により成長制御関連因子の成長ホルモン(Gh)、インスリン様成長因子(Igf-1, 3)の発現量を脳下垂体、肝臓、生殖巣で調べた。雌雄間の成長では、雄よりも雌の方が成長することが確認され、成長が遅滞した群では性成熟も遅滞していた。生殖腺培養系では、雌性ホルモンであるエストラジオール17β(E2)および雄性ホルモンである11ーケトテストステロンで暴露させた結果、Gh、Igf-1、Igf-3の卵巣での発現が変化したことから性ホルモンは卵形成での成長制御因子の一つであることが示唆された。またティラピアの生殖巣をブサルファン処理により化学的に除去すると成長が阻害された。外科手術による生殖巣除去個体にE2を投与し成長阻害回復が可能であるかを調べた結果、E2の作用は生殖腺の発達段階に依存している可能性が示唆された。本年度は、E2処理により雌化したニホンウナギを用いて、成長と生殖腺の発達段階を詳細に調べたところ、卵原細胞から卵黄球期までの卵形成過程の卵径と体成長との関連が明らかになった。さらにティラピアの生殖巣培養系では、成長関連因子グレリンが濃度100nM、培養24時間の短期間で、Ghの分泌を誘導することが示された。生殖細胞の個体成長への役割は不明である。本研究では、ニホンウナギ成長の雌雄差、配偶子形成、成長関連因子の脳下垂体、肝臓、生殖巣での発現量を調べた。その結果、雌雄とも成長が進行した個体では成熟が進み、また成長関連因子の発現量との関係性が示された。更に生体外卵巣培養系で性ホルモンにより成長関連因子の発現が変化したことから、性ホルモンは雌の成長制御因子の一つであることが示唆された。モザンビークティラピアの卵巣除去は成長を疎外するが、エストロゲンの投与により、その成長は回復する傾向にあった。また性ホルモンの成長への影響は、生殖腺の発達段階により異なる可能性が示唆された。
一般軸荷重構造物（テンセグリティ構造体）のための統一的構造解析・設計法の開発

本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な(統一的な)最適構造設計のための解析・設計法の確立を目指し,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発,ならびに,最適構造決定のための数学モデルの構築について考えた.特に,基本要素の繰り返し構造を用いて簡便に望みの形状を構成可能な汎用ユニット(テンセグリティシート)の提案,ならびに,構造物の設計パラメータ(要素(棒・ケーブル)数、結合関係、形状など)を計算機上で容易に(自動的に)変更可能なシステムモデルの構築とそれに基づく解析・設計法の提案を行った.テンセグリティ構造体は,棒とワイヤを結合して構成される構造物であり,部材が受ける力を軸力のみに制限することで構造物を軽量に製作できることや,ワイヤ長の調整により形状の変更が可能であるなどの特徴を有する.本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な(統一的な)最適構造設計のための解析・設計理論の確立を目指し,特に,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発,ならびに,最適構造決定のための可変構造モデルに基づくシステム解析・設計法について検討している.自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発に関しては,本年度,その第一段階として,既存の円柱型テンセグリティ構造体の結合パターンを基本ユニットに選び,検討を行った.基本ユニットを繰り返し結合した要素(テンセグリティシート)に対し,結合行列の生成則を導出するとともに,テンセグリティシートより,円環,円柱,放物面,球などの基本形状のテンセグリティを生成し,それらが構造学的に安定であることを確認した.また,最適構造決定のための可変構造モデルに基づくシステム解析・設計法の開発に関しては,本年度は,特に,そのために有用なモデル表現の構築について考えた.システム構造(要素数,要素位置,結合関係など)を計算機上で容易に変更が可能なモデル表現を得るという観点から,要素位置と結合関係の情報をそれぞれ異なる行列の要素内に配置し,それらの代数演算により要素を表現するモデル表現の検討を行い,静力学,動力学の観点から,解析に有用なモデル表現であるとの見通しが得られた.また,テンセグリティ構造体の実用化の観点から,基本的なテンセグリティ構造を選び,その設計・製作を行い,問題点等について検討を行った.また,テンセグリティ構造の振動特性の解明やその制御方法についてもあわせて検討を行った.本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な(統一的な)最適構造設計のための解析・設計理論の確立を目指し,特に,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発,ならびに,最適構造決定のための可変構造モデルに基づくシステム解析・設計法について検討している.本年度,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発に関しては,昨年度基本的な性質の検討を行った,円柱型テンセグリティの結合パターンを規範としたテンセグリティシートに対し,任意の要素数や任意の形状(曲率など)を指定可能な計算アルゴリズムの導出を行った.また,それらの計算アルゴリズムを用いた数値解析により,多くの凸曲面において,生成されるテンセグリティ構造が安定となることを確認した.安定解析を行う中で,これらの構造体は,シートを曲面状に曲げる際に現れる面外要素(棒)により安定性が保たれており,曲率が小さくなるにつれて面外要素の働きが小さくなるとの知見を得た.また,可変構造モデルに基づく解析・設計法の開発に関しては,昨年度検討を行った,要素位置と結合関係の情報を異なる行列の要素内に配置した,分離表現と呼ばれる数学表現において,力の釣り合い条件やシステムの剛性行列の導出を行った.またそれを利用した最適設計法として,力の釣り合いや最大応力などを制約条件とした,質量最小化問題の定式化を行った.最適化問題は,半正定値計画問題(凸問題)として記述でき,内点法などの最適化アルゴリズムを用いて数値的に安定に最適解を求めることができる.また,上記分離表現を用い,剛体体結合を含むテンセグリティ構造の,統一的な動力学モデルの導出も行った.また,製作が容易なテンセグリティ構造体の検討という観点から,それ自体が安定なプリズム型のテンセグリティを基本要素とした板状構造物を考え,その設計と製作を行い,特徴や問題点等について検討を行った.本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な(統一的な)最適構造設計のための解析・設計理論の確立を目指し,特に,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発,ならびに,最適構造決定のための可変構造モデルに基づくシステム解析・設計法について検討している.本年度,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発に関しては,円柱型テンセグリティの結合パターンを規範としたテンセグリティシートに対し,昨年度に主に検討した,シートの4辺の中の一対の辺のみを結合した境界条件の場合(円柱など)に加え,4辺の二対とも結合した境界条件(円環など)の場合についても,任意の要素数や任意の形状(曲率など)を指定可能な計算アルゴリズムの導出を行った.また,曲面の生成に加えて,板状の構造物を形成するための汎用基本ユニットについても検討し,テンセグリティプリズムを基本要素とした繰り返し構造物の生成方法について,その基礎的な検討を行った.また,可変構造モデルに基づく解析・設計法の開発に関しては,要素位置と結合関係の情報を異なる行列の要素内に配置した,分離表現と呼ばれる数学表現を用い,上記テンセグリティシートから構成される外郭構造物やテンセグリティプリズムを基本要素とした板状構造物について,最小質量設計,ならびに,動力学解析などを行い,その有効性を確認した.

また,上記数学表現の他分野への応用として,自己釣り合い力(平衡状態における内力)を有するマルチエージェントシステムの制御設計への展開を行い,その有用性を確認した.また,上記動力学解析より,繰り返し構造を有するテンセグリティ構造体の振動問題に着目し,波の進行に基づく振動抑制法である波動解析・波動制御法の適用の可能性についても検討した.本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な(統一的な)最適構造設計のための解析・設計法の確立を目指し,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発,ならびに,最適構造決定のための数学モデルの構築について考えた.特に,基本要素の繰り返し構造を用いて簡便に望みの形状を構成可能な汎用ユニット(テンセグリティシート)の提案,ならびに,構造物の設計パラメータ(要素(棒・ケーブル)数、結合関係、形状など)を計算機上で容易に(自動的に)変更可能なシステムモデルの構築とそれに基づく解析・設計法の提案を行った.本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な最適構造設計のための,汎用基本ユニットの開発,ならびに,最適構造決定のための可変構造モデルに基づくシステム解析・設計法の検討を行っている.本年度は,主に,円柱型テンセグリティの結合関係を規範とした基本要素(テンセグリティシート)において,任意の要素数や任意の形状(曲率など)を指定可能な計算アルゴリズムの導出を行った.また,可変構造モデルにおいては,分離表現と呼ばれるモデル表現を用い,質量最小化問題の定式化(静力学解析),ならびに,動力学モデルの導出を行い,その有用性や有効性を確認することができた.制御工学、機械力学今後の研究の展開として,自由曲面形成のための汎用基本ユニットの開発に関しては,本年度検討を行ったテンセグリティシートに加えて,安定性や製作の容易さなどに優位性がみられるテンセグリティプリズムを基本ユニットとした構造物の生成方法についても検討する.要素数や結合関係などを変化させた場合の特性を調べ,必要に応じて部材の削除・追加等,基本ユニットの構成要素の変更・改良を行う.また,最適構造決定のための可変構造モデルに基づく解析・設計法の開発に関しては,本年度検討を行った可変構造モデルを用いた設計問題をより一般化し,座屈の制約や複数方向の外力を想定した場合の最小質量設計などについて考える.また,部材の太さと部材の位置を同時に最適化する,同時最適化問題についても検討する.また,テンセグリティ構造体の実用化の観点から,設計・製作面での課題等の検討を引き続き行うともに,ロボット等への応用の可能性についても引き続き検討する.本研究では,テンセグリティ構造体の系統的かつ大域的な最適構造設計のための,汎用基本ユニットの開発,ならびに,モデル化,解析・設計手法の開発を行っている.
介護予防政策として高齢者サロン活動の有効性に関する理論・実証分析

介護予防策として高齢者サロンの有効性を評価する目的で、徳島県美馬市の65歳以上高齢者を対象に調査を行った。美馬市の高齢化率32.0%の地域で高齢者サロン開催数が徳島県で第1位で介護予防効果を検証した。地域社会の中での人間関係、環境とのかかわりに社会関連性指標を用いた。その結果、高齢者サロン参加の有無には、活動参加や性別と病院への定期通院が要因であった。さらに高齢者の残存歯数との関係には、年齢や喫煙習慣および地域の特性が明らかになった。地域社会の中での人間や社会との関係の乏しさが日常生活の低下を招く予防策に高齢者サロンは介護予防の一助と成ることが明らかになった。介護予防策としての高齢者サロンの有効性を評価する目的で、徳島県美馬市を対象とした調査を行った。美馬市は高齢化率が32%(平成25年4月現在)と高く、高齢者サロン数が、徳島県第1位である地域において社会関連性指標による介護予防効果を検証することで、介護予防対策として高齢者サロン活用が有用と実証されれば今後、徳島県下に高齢者サロンの開設を広く推奨することができる。美馬市の選挙管理名簿作成に当たり、閲覧申請後選挙管理名簿から調査対象者の氏名と住所を転記し、1000人の名簿作成をした。その名簿をもとに調査票を作成し、対象者へ送付後は名簿のすべてをシュレッダーにて破棄した。調査票は、自記式郵送法で連結不可能匿名化にて調査した。この名簿作成に交通手段は、鉄道およびバスの交通機関を利用し学生の協力を得た。調査結果を広く公表するために、日本看護福祉学会、日本歯科医療管理学会等に論文投稿を予定している。高齢者の介護予防に対する対策として、わが国が直面している少子高齢化に対し、持続可能な高齢化社会の構築をいかなる手法によって達成するかについて現状の分析から検討を行った。わが国の社会保障制度は、1960年代の人口をもとに策定されてきた経緯がある。しかしながら、医療技術の進歩・改善によって、高齢者の寿命が延伸し、人口構造が大きく変容した。高齢者の寿命の延伸は社会保障関係費の増大を招き、国や自治体の財政状況の逼迫は、自治体の社会関係保障費の抑制への誘因となることが予想される。全国統一化されている要支援・要介護認定率が地域ごとに差異が生じている。この点に着目し、徳島県内の市町村データをもとに実証分析を行った。2007年から2011年の厚生労働省のデータをもとに65歳以上人口10万人当たりの介護施設収容定員数および居宅介護サービス事業所数を用いて要支援・要介護認定率に与える要因分析をし、徳島県の徳島市とその他の市町村については格差が生じていることを明らかにした。徳島県美馬市の65歳以上高齢者を対象にアンケート調査を実施し、高齢者の残存歯数と社会関連性指標および日常習慣との関連について、自記式郵送法で連結不可能匿名化にて調査を行った。その結果、高齢者の年齢が高くなるほど残存歯数が減少する。また、新聞の購読の機会が多い高齢者の残存歯数が多い。喫煙習慣のある高齢者は残存歯数が少ない。さらに「地域特性」として美馬市において地域差がみられるという結果を得た。この論文は、日本歯科医療管理学会雑誌に原著として掲載された。博士学位論文として、持続可能な高齢化社会の介護予防に関連する研究ー徳島県の事例よりーを発表した。今後、高齢者サロンが地域の高齢者の介護予防としての効果を調査する。その方法として、インタビューにより行い論文として発表する。徳島県美馬市の65歳以上高齢者の調査を行い、残存歯数と社会関連性指標および属性との関連について、論文として、日本歯科医療管理学会雑誌に原著として掲載された。しかし、高齢者サロン参加が、介護予防としての効果については、調査ができていない。高齢者サロン参加の有無と属性および社会関連性指標との関連要因を明にするために、K地域の65歳以上高齢者を対象に全数調査を行った。調査方法は、自記式郵送法で連結不可能匿名化にて419人に調査した結果、224人からの有効回答を得た。その結果、社会関連性指標を用いた内容では、1%有意に「活動参加」、5%有意に「生活の工夫」「積極性」「役割遂行」「相談者」、属性では、1%有意に「性別」、5%有意の「定期通院」を2項ロジステック回帰分析し、3項目が明らかになった。以下の3項目のないようとして、1地域活動に参加することが必要である2女性の高齢者サロンへの参加者が多いことが明らかになった。今度、男性への働きかけが必要である3定期的に病院への通院をしながらでも高齢者サロン参加は可能である。社会関連性指標は、人間関係や環境とのかかわりを把握するうえでの指標として用いた。その結果として、K地域の高齢者は、人と人との関係や地域との関係が良好な地域であることが明らかになった。高齢者サロン参加者へのインタビューを現在2か所行っている。今後、高齢者サロン参加者へインタビューの結果を分析し、さらに高齢者サロンの継続可能な対策を検討していきたいと考えている。

地域社会の中での人間関係、環境とのかかわりに社会関連性指標を用いた。その結果、高齢者サロン参加の有無には、活動参加や性別と病院への定期通院が要因であった。さらに高齢者の残存歯数との関係には、年齢や喫煙習慣および地域の特性が明らかになった。地域社会の中での人間や社会との関係の乏しさが日常生活の低下を招く予防策に高齢者サロンは介護予防の一助と成ることが明らかになった。調査票の作成と調査票の収取、データの分析し、その一部は、学会発表予定している。論文投稿に向けて、データの整理と加工を行い、介護予防対策としての高齢者サロンがどの程度寄与しているかについてOLSで推計し、その有効性を明らかにする。本年は、高齢者サロンが、介護予防としての効果をインタビュうーすることで測定し、論文として学会へ発表する。1冊の本にまとめることで、高齢者サロンの必要性を広く推進していきたい。今後、高齢者の増加する地域社会で高齢者がいつまでも住み慣れた地域で安心した生活ができるように、健康寿命延伸について研究に真摯に取り組みたい。時限ケア学昨年度収集したデータによる実証分析の結果を踏まえて分析をより深化させることで、高齢者サロンの有効性を徳島県下に広く公表する。また、美馬市以外の地域との比較検討を図るための調査を行う。本年度において、高齢者サロン参加者にインタビュー調査をするためにパソコンおよびステレオICレコーダー等を購入すること、および旅費等の支出のために、翌年分の請求としました。研究発表の旅費に使用する。高齢者サロン参加者の介護予防としての効果を見るためにインタビューし、その後分析を行う。現地への旅費、インタビューの解析、研究発表、論文の作成等に使用する。2015年7月日本看護福祉学会に研究発表に参加する。
外的因子に着目した哺乳類の脳の大きさの違いを生み出す機構の解明

高度な知能をもつヒトに代表される霊長類は、他の哺乳類と比較して際立って大きい大脳皮質を獲得した。神経発生の基本原理は、ほ乳類間でほぼ同じと考えられているのに、種間の脳の「違い」はどうやって形成されるのか?その機構はまだほとんどわかっていない。我々は、マウスとカニクイザルを比較し、カニクザル胚の脈絡叢に特異的に発現する分泌因子を複数同定した。これらの因子は、機能解析においてヒト神経幹細胞の増殖を促進することが明らかになり、霊長類の脳が大きくなることに貢献していることが示唆される。これらの因子が霊長類の発生期の脳で発現することが、脳の大きさの違いをもたらす1つの仕組みかもしれない。我々は、霊長類が大きな脳を獲得した機構を解明するために、マウスとカニクイザルを比較し、カニクザル胚の脈絡叢に特異的に発現する分泌因子を複数同定した。本年度は、これらの因子が霊長類の神経幹細胞にどうように作用するのか検討するため、ES由来のヒト神経幹細胞を用いて機能解析を行った。その結果、候補因子は、ヒト神経幹細胞の増殖を促進した。さらに、これらの候補因子がマウスの大脳を大きくすることができるのか検討するために、マウス大脳の脳室に候補因子のタンパク質を注入する実験、及び、候補因子をエレクトロポレーション法にて大脳に持続発現させる実験を行うと、マウスの大脳の拡大が観察された。これらの因子が、霊長類の脳が大きくなったことに寄与している可能性が高いことが示唆された。興味深い結果も出ており、概ね順調に進んでいる。ヒトは高度な知能を持っており、この他の動物との明らかな違いは脳に起因する。高度な知能をもつヒトに代表される霊長類は、他の哺乳類と比較して際立って大きい大脳皮質を獲得し、神経回路も発達やシワ(脳溝)も形成もみらる。一方、マウスの大脳は、小さく脳溝が全くない。我々は、霊長類が大きな脳を獲得した機構を解明するために、マウスとカニクイザルを比較し、カニクザル胚の脳に特異的に発現する分泌因子を複数同定した。これらの因子が霊長類の神経幹細胞にどのように作用するのか検討するため、ES由来のヒト神経幹細胞を用いて機能解析を行った。実際に、神経幹細胞をカニクイザル胚の脳脊髄液10%で培養すると、通常の培養条件より増殖が著しく促進される。この脳脊髄液を用いた培養に置いて、候補因子の中和抗体を用いて候補因子の機能を阻害すると、脳脊髄液による増殖効果の一部が抑えられた。このことから、カニクイザル胚の脳脊髄液による神経幹細胞の増殖効果の一端は、候補因子が担っていることが示唆される。以上より、これらの候補因子が霊長類の発生期の脳で発現することが、脳の大きさの違いをもたらす1つの仕組みである可能性が示唆された。今後は、霊長類の組織を用いた実験で機能解析を行う。脳組織に候補因子を添加する実験、及び、霊長類の脳脊髄液を用いて脳組織を培養し、その系において候補因子の機能阻害を行う実験によって、候補因子の関与を明確にする。また、頭蓋や血管の関与についても検討を行う。神経発生候補因子のクローニングやES由来の神経幹細胞を用いた解析は順調に進んでいるが、カニクイザル胚、マーモセットザル胚の採取が予定より遅れ、経費がかかる解析に遅延がでたため。残額は、カニクザル胚、マーモセットザル胚の解析に用いる。
非コンパクト空間上の幾何解析と力学系

時間発展するシステムを力学系と呼ぶ.力学系が単位時間辺りに持つ自由度を平均次元と呼ぶ.本研究はこの平均次元について主に研究した.まず幾何学から現れる力学系に対して,その平均次元を計算するための組織的な手法を開発し,その応用として世界的に著名な数学者であるグロモフ氏が10年以上前に出した問題を解決した.また平均次元の基礎理論の研究も行い,大きな成果として,フィールズ賞受賞者であるリンデンシュトラウス氏が10年以上前に提案した問題を解決した.その過程で,信号処理(音楽や映像の処理のようなもの)と力学系との予想外の関連性を発見した.まず,幾何解析から現れる無限次元力学系の平均次元(力学系のある位相不変量)に関する研究では,4次元のヤン・ミルズゲージ理論から現れる力学系の平均次元の厳密公式を証明できる場合があることを発見した.具体的には,シリンダー上のSU(2)をゲージ群とする反自己双対接続で,曲率の作用素ノルムが一様に抑えられたもの全体のなす力学系を考え,これの平均次元を計算する公式を研究し,結果が得られた.証明が技術的に非常に複雑なため,現在論文として如何にまとめるかを構想中である.次に平均次元の一般論に関して述べる.平均次元の位相力学系への応用は,10年以上前にZ(整数の成す加法群)作用の場合に優れた理論が構築されていたが,その結果をほかの群作用に拡張する問題は長い間未解決であった.私は共同研究者との共同研究に基づき,従来の結果をZ作用から高ランクのアーベル群作用に拡張することに成功した.具体的には,次の問題に対する平均次元の応用を,一般のアーベル群作用の場合に成し遂げた:(1)力学系が与えられたとき,これを位相的エントロピー(これも力学系のある不変量)が有限の力学系でいくらでも良く近似できるか?(2)位相的エントロピーが無限の力学系が与えられたとき,その距離平均次元を平均次元で表せるか?(3)与えられた力学系をヒルベルトキューブ(無限次元の立方体)上のシフト作用に埋め込めるか?これらの結果を現在,共同研究者たちとの共著論文として執筆中である.今年度の最大の成果はミハイル・グロモフ氏が1999年に提案した問題を解決したことである.複素射影空間内のリプシッツ正則曲線の成す力学系の平均次元を評価する問題を,グロモフは1999年の論文で開始した.ここで「平均次元」とは,グロモフが定義した,無限次元力学系の位相不変量(単位時間あたりの自由度)のことである.私は上記の問題の完全な解決(問題となっている平均次元の厳密公式の証明)を成し遂げた.具体的には,平均次元が「エネルギー密度」と呼ばれる純粋に関数論的な量で書けることを示した.最終結果はとても単純で美しい公式となっている.この結果は,たんに有名な数学者が提案した問題を解決したというだけではなく,その証明のテクニックが大きな応用可能性を秘めている点で重要である.実際,これまで知られていた部分的な結果の証明は,「ネヴァンリンナ理論に基づいたサンプリング」というテクニックを使用するものであったが,これは柔軟性に欠けた議論であった.一方,今回の私の完全解決の議論の証明は,「情報エントロピー」のアイデアに基づいた手法(エロン・リンデンシュトラウスとベンジャミン・バイスによって定義された「距離平均次元」を利用する)であり,はるかに柔軟性に富むものである.今後のさらなる応用が期待される.実際,同様のアイデアによって,ヤンミルズ自己双対方程式の場合にも結果が得られている.これも私自身の成果である(アイデアは昨年度得られていたが,論文は今年度にまとめた.)まず平成27年度に得られた最大の成果は,エロン・リンデンシュトラウス氏(フィールズ賞受賞者)が1999年に提案した問題を解決したことである.問題は「極小力学系がヒルベルト立方体上のシフトに埋め込めるための,平均次元に対する最良条件を求めよ」というものである.結論として,「平均次元が2分の1未満なら埋め込める」というのが最良であることが証明できた.これは,単にフィールズ賞受賞者が提出した問題を解決したというだけでなく,その証明法が極めて斬新であった点で,非常に重要な成果であると考えられる.証明の最重要のアイデアの一つは,信号処理のアイデアと位相力学系のテクニックとを統合するというものであった.位相力学系と信号処理との間に密接な関連性があるなどとは,これまで世界で誰も考えたことすらなかったはずである.そのような真に新しい関連性の発見によって,10年以上未解決であった困難な問題が解けたとこは,今後のさらなる大きな発展を予感させる成果となった.次に研究期間全体を通して得られた成果について述べる.まず,幾何解析における研究成果として,4次元ゲージ理論および,正則曲線の理論において現れる無限次元力学系の平均次元の厳密公式を証明した.特に,正則曲線のほうに関しては,ミハエル・グロモフという世界的に著名は数学者が10年以上前に提案した問題を解決した.これだけでも大きな成果といえるはずであるが,その手法として,情報理論のアイデアが生かされている点で,この成果は大きい意味を持つ.この手法は今後さらなる応用を見つけるであろう.

平均次元の一般論に関しては,最大の成果は,すでに上で述べたリンデンシュトラウス氏の問題の解決であるが,別の重要な成果として,高ランクアーベル群作用の平均次元の一般論の構築がある.これも10年以上未解決であったものである.時間発展するシステムを力学系と呼ぶ.力学系が単位時間辺りに持つ自由度を平均次元と呼ぶ.本研究はこの平均次元について主に研究した.まず幾何学から現れる力学系に対して,その平均次元を計算するための組織的な手法を開発し,その応用として世界的に著名な数学者であるグロモフ氏が10年以上前に出した問題を解決した.また平均次元の基礎理論の研究も行い,大きな成果として,フィールズ賞受賞者であるリンデンシュトラウス氏が10年以上前に提案した問題を解決した.その過程で,信号処理(音楽や映像の処理のようなもの)と力学系との予想外の関連性を発見した.世界的に著名な数学者であるミハイル・グロモフ氏が10年以上前に提唱した問題を完全解決したのであるから,間違いなく順調に進展していると言ってよいであろう.数学幾何解析方面に関しては,今回のテクニックのさらなる応用を進展させたい.また,懸案になっている「正の平均次元がバブルを誘導する」の問題に取り組みたい.一方,平均次元の一般論に関しては,組合せ論のテクニックを用いた研究が現在進展中であり,論文にまとめられるだけの結果が得られるところまで,これを進展させたい.まず幾何解析方面に関しては,当初はかなり困難に思えていたゲージ理論の場合での平均次元の厳密公式を証明するめどが立ったのは大きい成功であった.次に平均次元の一般論に関しても,Z作用でしか証明できておらず,10年以上も未解決だった一般のアーベル群作用への理論の拡張が成し遂げられたのであるから,十分な進展であると考えられる.まずここまでの成果をまとめた論文を完成させることが急務である.次に,幾何解析方面の研究に関しては,グロモフによる平均次元とバブル現象との関わりに関する予想の研究にさらに力を注ぎたい.一方,平均次元の一般論に関しては,理論をさらに非可換群に拡張する方向と,また,Z作用の場合でも未解決として残っている問題(周期点をたくさんもつような力学系にまで結果を拡張する)に共同研究者とともに取り組みたい.当初想定していた出張において,先方から旅費の援助があったため,旅費が予定よりも低く抑えられたため.今後もさらに,共同研究等のため旅費や,情報収集として図書の購入が必要になると思われるので,旅費および物品費として使用する.
微生物によるアルキル系有機リン酸トリエステル分解の分子基盤の解明

難分解性化学物質であるリン酸トリス(1, 3-ジクロロ-2-プロピル)(TDCPP)は,繊維難燃剤等として広く利用されてきたが,環境中への蓄積や毒性が報告されている事から分解が求められている化合物である.本研究ではTDCPP分解菌Sphingomonassp. TDK1株におけるTDCPP分解について解析を行い, TDK1株のTDCPP分解酵素はこれまでに分解報告のない種々の有機リン化合物を分解する新規有機リン加水分解酵素であること、また、TDCPP分解酵素の発現は外部に存在する無機リン酸濃度に依存する事など、その分解機構の詳細を明らかにした。リン酸トリス(1,3-ジクロロプロピル)(TDCPP)に代表される、アルキル系有機リン酸トリエステルは可塑剤や難燃材として世界各地で大量に用いられているが、これらは蓄積性もあり、種々の毒性を有する。本研究は塩素を含むアルキル有機リン酸トリエステルを分解できる世界で唯一の菌,Sphingomonassp. TDK1のアルキル系有機リン酸トリエステル分解のメカニズムを分子レベルで解明することを目的としている。平成21年度は以下の研究業績をあげた。TDCPP分解を可能としている酵素の構造学的知見を得るため、その初発分解酵素であるホスホトリエステラーゼの精製及びクローニングを行った。TDK1株から精製したホスホトリエステラーゼを用い解析した内部ペプチド配列情報を基に縮重PCR法で部分遺伝子配列を明らかにした後、インバースPCRでその周辺遺伝子を解析した。本酵素遺伝子周辺には、他のアルキル系有機リン酸トリエステル分解酵素遺伝子群は見いだされなかったことから、本酵素遺伝子はクラスター等を形成せず単独で存在している可能性が示唆された。また、サザンプロット解析の結果から、本酵素は1コピーのみ存在する遺伝子であることが明らかになった。遺伝子配列を基にした、相同性解析及び分子系統解析から、今回単離したホスホトリエステラーゼはこれまでによく研究されている、B. diminutaのopd遺伝子や、Arthrobacter sp.のmpd遺伝子などとは遠縁であり、Burkholderia sp.のフェニトロチオン加水分解酵素遺伝子(fedA)と比較的近縁であることが明らかとなった。しかしながら、本酵素とFedAの間には細胞内局在、基質特異性、4次構造など種々の違いが認められることから、本酵素遺伝子は、これまでに報告のない新規酵素である可能性が考えられた。リン酸トリス(1,3-ジクロロプロピル)(TDCPP)に代表される,アルキル系有機リン酸トリエステルは可塑剤や難燃材として世界各地で大量に用いられているが,これらは蓄積性もあり,種々の毒性を有する.本研究は塩素を含むアルキル有機リン酸トリエステルを分解できる世界で唯一の菌,Sphingomonas sp. TDK1株のアルキル系有機リン酸トリエステル分解のメカニズムを分子レベルで解明することを目的としている.平成22年度は以下の研究業績をあげた.昨年度単離したTDK1株ホスホトリエステラーゼ遺伝子の大腸菌における発現系を構築した.ホスホトリエステラーゼ遺伝子発現大腸菌の上清において,有意なTDCPP分解活性が認められたことから,本酵素が大腸菌においても活性を有する形で発現することが明らかになった.大腸菌発現産物のSDS-PAGE解析及びN末端アミノ酸配列解析より,本酵素は細胞内においてプロテオリシスを含む何らかのプロセッシングを受けている可能性が示された.本プロセッシングが天然型酵素でも行われているのかを解析するため,TDK1株から精製した天然型酵素のMALDI-TOFMSによる精密質量分析を行った.その結果,本酵素はTDK1株内においてタンパク質の切断のみではなく,翻訳後修飾も受けている可能性が示された.本酵素のTDK1株内における生理的機能をより詳細に解析するため,TDCPP分解能を欠損した,TDK1株ホスホトリエステラーゼ遺伝子破壊株(Δhad株)を構築した.破壊株構築の確認はPCR,サザンブロット解析及びTDCPP分解活性測定により行った.Δhad株はTDCPPを唯一のリン源とした場合に生育せず,TDK1株内に存在するTDCPP初発分解酵素は本研究で単離した遺伝子のみである事が明らかになった.リン酸トリス(1,3-ジクロロプロピル)(TDCPP)に代表される,アルキル系有機リン酸トリエステルは可塑剤や難燃材として世界各地で大量に用いられているが,これらは蓄積性もあり,種々の毒性を有する.本研究は塩素を含むアルキル有機リン酸トリエステルを分解できる世界で唯一の菌,Sphingomonas sp.TDK1株のアルキル系有機リン酸トリエステル分解のメカニズムを分子レベルで解明することを目的としている.平成23年度は以下の研究業績をあげた.昨年度構築したTDK1株ホスホトリエステラーゼ遺伝子破壊株(Δhad株)を用いて,野生株で分解可能な種々の有機リン酸トリエステル化合物存在下における生育特性解析を行なった.

その結果,Δhad株はいずれにおいても生育せず,本酵素はTDCPPだけでなく,他の有機リン酸トリエステル化合物の代謝・分解をも担う酵素であることが明らかになった.また,本酵素の誘導発現機構について,種々のリン源およびリン濃度での条件で解析したところ,本酵素はTDCPP存在下で特異的に誘導されるのではなく,培地中の無機リン濃度の減少にともない発現する酵素であることが明らかになった.さらに,これまで解析不能であったN末端アミノ酸配列について,デブロッキング法を用いてさらなる解析を行なったところ,本酵素のN末端アミノ酸はこれまでのバクテリア酵素で報告のないピログルタミン酸残基であることが明らかになった.また,このアミノ酸配列解析結果より,本酵素がTDK1株内でプロセッシングを受けている可能性が示唆されたことから,シグナルペプチドの推定を行なったところ,本酵素は既知の有機リン酸加水分解酵素とは異なり,Sec経路を経由してペリプラズムに移行している可能性が示唆された.
食感覚を表現する擬音語・擬態語の体系化

本研究は、食品の特性や人間の感覚特性を評価する際の有用な情報となるよう、食感覚を表現する擬音語・擬態語を客観化することを目的とするものである。今年度は、昨年度収集・整理した食感覚の擬音語・擬態語53語について、食物のどのような性状を表現しているのか、また、用語を使用する際の個人差などについて検討し、以下の結果を得た。(1)人の属性と用語使用との関係昨年度の調査データの解析をすすめ、人の属性(性別・年齢・職業等)と用語使用の有無との関係を調べた。その結果、食感覚の擬音語・擬態語は女性の方が語彙が豊富であること、用語の認知度に男女差、年齢差のみられるものがあることが明らかになった。(2)五感との関係各用語が五感のいずれによって捉えられたかについて、配点形式のアンケート調査を実施し解析した。その結果、各用語がいずれの感覚によって捉えられているかが明らかとなった。これらの用語は何らかの形で触覚が関与しているものが多いこと、「触覚と味覚」のように全く異なる刺激を複合して表現する用語も多くあることが明らかになった。(3)食物の特性との関係用語から連想される食物について自由記述形式のアンケート調査を行い、数量化理論を適用し、各用語と食物との関係を明らかにした。本研究は、食品の特性や人間の感覚特性を評価する際の有用な情報となるよう、食感覚を表現する擬音語・擬態語を客観化、体系化することを目的とするものである。今年度は以下の調査、解析を行った。(1)用語収集食感覚表現関連の文献、辞書、辞典等の検索、および食品関係に携わる研究者31名を対象とする自由記述形式のアンケート調査を実施した。その結果、食に関連する擬音語・擬態語192語を得た。(2)整理収集した192語について、食品の感覚評価の専門家数名によるディスカッションを行い、整理した。さらに食品関係に携わる研究者31名を対象とする選択形式のアンケート調査を行い、53語にまとめ、これを「食感覚の擬音語・擬態語」とした。(3)検証消費者パネル830名を対象とするYes-No形式のアンケート調査を行い、収集、整理した用語が食感覚の表現に妥当であるかを検証した。その結果、53語の妥当性が検証された。次年度は、収集、整理、検証した食感覚の擬音語・擬態語53語について、食物のどのような性状を表現しているのか、また、用語を使用する際の個人差などについて検討する予定である。