hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本列島全域の詳細な重力異常図の作成

1.これまでの経緯:15年前から野外測定を行うとともに、これまでに重力測定を行った公的機関を訪ね、交渉し、可能なところから測定デ-タを提供して頂き、それらを入力し、「数値的コンパイル」(デ-タ処理法の統一、測定値の吟味、誤デ-タの除去、使用しやすい形態への変換など)を行った。この結果、国内における公的機関による重力測定値の90%は編集できたと判断される。ただし、一、二の機関からは、諸般の事情により全面的な資料の提供を受けることが出来なかった。2.本研究の意義:重力異常は、基本的には「地下にある物質密度とその量の違い」すなわち地下構造を表す物理量である。したがって、純理学的なアイソスタシ-、ジオイド、地殻構造などの研究から、実用的な温泉、地下資源の探査まで、様々な利用価値がある。本研究では、特に「日本列島における地震予知研究の基礎」として地下構造を詳しく知ることが重要と考え、その目的にあう精度で測定とコンパイルを行った。3.本研究費による研究の経過:本研究費の範囲では、(1)測定値の不足している地域(北海道から九州までのそれぞれ一部)において1500点以上の測定を行った。(2)縮尺100万分の1重力異常図を作成するとともに、基礎デ-タについて20万分の1地勢図単位で編集しデ-タベ-ス化した。(3)利用者の便を考え、断面図、分布図、地下構造解析などを普通のパソコンで行なえるようソフトウエアの整備を行った。4.研究成果:総計50万点のデ-タを用いて、画期的に詳しい重力異常図を作成できた。国際的には第125回国際測地学協会(1989,エディンバラ)において発表すると共に、東京大学出版会から縮尺100万分の1カラ-重力異常図(3葉)、同縮尺の地震活動図(OHP用紙30枚)、解説書(88P.)を出版した。これは国際的にも十分通用するものである。本研究はこれで完了と言うわけでなく、いっそうの充実が必要である。当初の研究計画書に基づき63年度には6月に四国の東半分の地域(瀬戸内海側の観音寺市から太平洋側の高知を結ぶ線の東側地域全域)を測定実日数15日間をかけ約330点の測定を行なった。既存データと合せて四国全域について詳細な重力異常図を作成した。中央構造線、仏像構造線に対応する顕著な重力異常が浮かび上がってきた。九州中部から東部にかけても11月に計画書通り測定を行なった。ただし、時間の関係で南部までは調査が及ばなかった。本研究費以外の費用でも山陰地方、近畿地方、静岡平野、新潟平野、白山、などの地域について測定値を追加し、本研究目的に役立てた。また、約3000点の他機関データを収集した。北海道については、他機関による既存データを新たに追加し、ほぼこの地域の重力異常の全貌をつかむ事が出来た。したがって、次年度に計画している北海道地域の重力測定をより効率的に行なえる事になった。本研究費による研究までに蓄積した約50万点の測定データについてもその中に含まれている間違ったデータの発見やその回復処置などを継続しており、本年度に取得したデータを含めてより完全な日本列島全体の重力異常図を作成中である。全力をあげて本課題に取組んでおり、遅れぎみながらほぼ計画通りに進行している。

問題点としては、如何に努力しても、50万点にのぼる資料の中に紛れこんでいる間違ったデータが取りつくせない事であり、全体のデータが整理されればされるほどこれまで気づかなかった誤りが浮び上がってくる。他機関の資料も一点一点が貴重な資料であるから極力その誤りの原因を探求し、訂正する事を試みている。1.これまでの経緯:15年前から野外測定を行なうとともに、これまでに重力測定を行なった公的機関を訪ね、交渉し、可能なところから測定デ-タを提供して頂き、それらを入力し、「数値的コンパイル」(デ-タ処理法の統一、測定値の吟味、誤デ-タの除去、使用しやすい形態への変換など)を行なった。この結果、国内における公的機関による重力測定値の90%は編集できたと判断される。ただし、一、二の機関からは、諸般の事情により全面的な資料の提供を受けることが出来なかった。2.本研究の意義:重力異常は、基本的には「地下にある物質密度とその量の違い」すなわち地下構造を表す物理量である。したがって、純理学的なアイソスタシ-、ジオイド、地殻構造などの研究から、実用的な温泉、地下資源の探査まで、様々な利用価値がある。本研究では、特に「日本列島における地震予知研究の基礎」として地下構造を詳しく知ることが重要と考え、その目的にあう精度で測定とコンパイルを行なった。3.本研究費による研究の経過:本研究費の範囲では、(1)測定値の不足している地域(北海道から九州までのそれぞれ一部)において1500点以上の測定を行なった。(2)縮尺100万分の1重力異常図を作成するとともに、基礎デ-タについて20万分の1地勢図単位で編集しデ-タベ-ス化した。(3)利用者の便を考え、断面図、分布図、地下構造解析などを普通のパソコンで行なえるようソフトウエアの整備を行なった。4.研究成果:総計50万点のデ-タを用いて、画期的に詳しい重力異常図を作成できた。国際的には第125回国際測定学協会(1989、エディンバラ)において発表すると共に、東京大学出版会から縮尺100万分の1カラ-重力異常図(3葉)、同縮尺の地震活動図(OHP用紙30枚)、解説書(88P.)を出版した。これは国際的にも十分通用するものである。本研究はこれで完了と言うわけではなく、いっそうの充実が必要である。
高分子多孔構造の制御を可能とするグリーンな射出発泡成形原理の確立と成形装置の開発

従来、高い空隙率で微細な孔構造をもつ発泡体を生産するには、超臨界状態のCO2やN2を発泡剤として利用する射出成形手法が採用されてきた。本研究では、熱可塑性樹脂の内部にマイクロメータ・スケールの平均径の微細気泡を有する発泡体を製造するための工業的成形手法として、昇圧装置を使わずに、CO2やN2をボンベから直接射出成型機に導入し発泡剤として利用する、あるいは空気をコンプレッサーを使って成型機に直接導入し発泡剤として利用する、低装置コストで低運転コストな新規な射出発泡成形装置を開発した。本研究では、高圧二酸化炭素から窒素、究極的には空気に発泡剤を転換し、表面のテクスチャー・孔サイズ・孔密度を自在に制御した高分子多孔部材の創出を目指し、発泡原理を追求し、シミュレーションソフトを開発する。さらに、発泡に適した高分子材料の開発、新規な発泡射出成形装置の設計開発を行い、高い断熱性・吸音性・光制御性等をもった高分子多孔部材を創製する。平成26年度は次の3つのサブテーマについて研究を遂行した。1)気泡核生成・成長現象の解析と再モデル化と高分子ブレンドモルフォロジーテンプレート発泡法の進化、2)急速冷却過程での結晶性樹脂中での結晶生成・成長メカニズムのモデル化と微細化への応用、3)空気を発泡剤として利用できる低環境負荷の射出発泡成形装置を開発。上記1)2)では、現有の発泡射出成形装置を使い、二酸化炭素から窒素に発泡剤を切り替え、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリプロピレンをベース樹脂とし、ソルビトール系結晶核剤、セルロースナノファイバーやPTFEなどの添加剤等をも加えて、510倍の発泡倍率で微細な発泡部材の創製実験を行った。樹脂のレオロジー特性が発泡体セル構造に与える影響ならびに成形条件が発泡体のセル構造に与える影響を把握し、モデル化した。添加剤のセル構造への影響として、増粘効果と結晶核生成による気泡の核剤効果が考えられるが、微細化には、気泡の核剤効果が最も効果的であること、高倍率化には、樹脂の延伸度・ストレーンハードニング性能が重要要因であることが示唆された。また、3)の課題において、空気を発泡剤とするためには、樹脂に溶解しきれない気体を、成形機内でどのように排出するかが重要な要素技術となることが確認でき、ベントシステムの検討を重ね、スクリューと新たな射出成形機の設計開発を行った。平成27年度は、熱可塑性樹脂の内部にマイクロメータ・スケールの径の微細気泡を有する発泡体製造するための工業的な新たな手法として、CO2やN2の昇圧装置を不要とする射出発泡成形装置を開発し、その性能を検証した。開発した装置は発泡剤注入用のガスインジェクターバルブとベント孔とベント容器を装備している。このインジェクターバルブの開口時間とベント容器の圧力によって、発泡剤の樹脂への溶解量の調整ひいてはセル構造を制御することができる。この装置を使って、ポリプロピレン(PP)のコアバック発泡成形実験を行い、インジェクターバルブの開口時間とベント容器の圧力による発泡体のセル構造の制御性について検証し、従来装置以上に安定的に微細発泡体を作成し、またポリプロピレンで結晶化を制御する添加剤を、高速DSCの装置を使って探索し、急速冷却過程での結晶性樹脂の結晶核生成挙動を把握した上で結晶を気泡核剤として活用することの有効性を昨年に引き続き検証した。さらに、空気を発泡剤とする実験を行った。ガスインジェクターバルブから空気を導入すると、空気中の酸素が樹脂を劣化させてしまった。そこでとベント容器から脱気するのではなく、逆に、ベント容器からガスを導入し、高温での樹脂接触時間を短くして、発泡させることにより、空気による微細発泡が可能となった。これらの研究結果を取りまとめて、国内学会で2件、国際学会で3件の研究発表をする予定である。新規開発装置は順調に稼働しており、さまざまなデータが取れている。そのうえで、当初思ってもいなかった性能を見出すことができ、さらなる開発に繋げられている。従来、高い空隙率で微細な孔構造をもつプラスチック発泡体を生産するために、超臨界状態の二酸化炭素(CO2)や高圧窒素(N2)を発泡剤として利用する射出成形手法が採用されてきた。本研究では、日立マクセルと日本製鋼所の研究者の協力を得て、マイクロメータ・スケールの平均径の微細気泡を有するプラスチック発泡体を製造するための日本発の工業的成形手法として、CO2やN2の昇圧装置を不要とする射出発泡成形装置の開発を進めてきた。本年度は、脱揮機構(ベント機構)を最適設計し、発泡剤として使うガスを昇圧して超臨界状態にすることなく、ガスボンベから直接溶融樹脂に発泡剤としてガスを供給し発泡成形できることを、ポリプロピレンやナイロン6を材料とし、成形操作としてコアバック射出発泡法を採用し、実験的に検証した。その結果、N2やCO2を昇圧することなく(高圧法の第2種製造装置の適用を受けることなく)、開発した射出成型機を用いて10μm以下の平均気泡径の微細な発泡体を作成できることを確証した。この際、ガスボンベの2次圧調整弁を使ってベント容器の圧力の調整をすることにより、発泡剤の樹脂への溶解量の制御、ひいては発泡体のセル構造を制御することができることを見出している。また、低倍発泡(発泡倍率が5倍以下)なら、ベントからのN2およびCO2ガスの注入で、十分安定に微細発泡成形できる装置であることも実証できた。

さらに、4.5MPa相当の圧縮空気を発泡剤としてベントから注入し微細発泡体を製造できる技術としても活用できることを確証した。従来、高い空隙率で微細な孔構造をもつ発泡体を生産するには、超臨界状態のCO2やN2を発泡剤として利用する射出成形手法が採用されてきた。本研究では、熱可塑性樹脂の内部にマイクロメータ・スケールの平均径の微細気泡を有する発泡体を製造するための工業的成形手法として、昇圧装置を使わずに、CO2やN2をボンベから直接射出成型機に導入し発泡剤として利用する、あるいは空気をコンプレッサーを使って成型機に直接導入し発泡剤として利用する、低装置コストで低運転コストな新規な射出発泡成形装置を開発した。実験データとシミュレーションの推測するセル構造(セル密度、セル径分布)においてかなりの一致をみることができ、モデル化の方向性が正しいことを確認できた。さらにポリマー射出成形のシミュレーションソフトウエアを開発している企業との連携が進み、より実用に供しうるシミュレータの開発を進めることができた。また、高圧ガス発生装置を使わず、低圧気体を使った射出発泡成形装置の開発については、樹脂に溶解しきれない気体を、成形機内でどのように処理するか(系外に排出するか)が重要な要素技術となることが確認でき、日本製鋼所ならびに日立マクセル社の協力と助言を得ることができ、ベントシステムの検討を重ねてスクリューと新たな射出成形機の設計開発を進めることができた。また、ベント・計量・射出のサイクルを実行するソフトウエアの開発も同時に進めることができ、本年度は、装置を組み上げ、射出発泡実験を実行できる段階に至っている。新規開発装置の性能評価を進めるとともに、より安定な生産が可能となるための、発泡剤濃度のセンシングシステムとフィードバック制御システムの開発を行う。また、プラスチック発泡の原理から新たな微細発泡体の開発については、結晶核剤を発泡核剤とした手法をさらに促進し、結晶核剤の探索ならびに混合使用を検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学本年度の結果を踏まえて、1)の課題については、シミュレーションモデルの洗練化を進め、二酸化炭素と窒素を発泡剤とする場合で獲られるセル構造の違いを推算できるようにする。また、2)については、各種樹脂で結晶化を制御する添加剤を探索し、より結晶核を気泡核剤として気泡を微細化する手法を確立する。その際、新たに購入した高速DSC装置を使って、急速冷却過程での結晶性樹脂の結晶核生成挙動を科学的に把握し、基礎データを蓄積するとともに、より効果的な添加剤の探索・開発につなげる。また、3)については、昨年度設計したスクリューシリンダー、ソフトウエアを加工し、総合的に動かす新規システムを組み上げて、実験を開始する。現状は、平成26年度中に実験遂行に必須なソフトを発注しているので、計画どおり使用できている。ただ納期が次年度(平成27年度)となるため、書類上は次年度使用額が発生したこととなっている。同上28年度が最終年度であるため、記入しない。
ｇ－Ｃ３Ｎ４／半導体複合材料の構築と表界面制御による二酸化炭素光還元の高機能化

28年度が最終年度であるため、記入しない。
動物ヘルペスウイルスと宿主との共存;糖蛋白と宿主因子の相互作用に注目して

ウマヘルペスウイルス4型(EHV-4)のエンベロープ糖蛋白glycoprotein G(gG)のエピトープ解析EHV-4gGを用いた疫学調査をこれまでに実施してきたが、EHV-1gGと比較して非常に抗体検出感度が高いことを見出した。我々はこの抗体誘導能の高い領域に注目してエピトープ解析を行い、EHV-4gGの役割を検討した。その結果、EHV-4gGには12アミノ酸残基からなるMKNNPIYSEGSLと11アミノ酸残基からなるMKNNPVYSESLが存在することが示された。これらは、EHV-4の疫学調査のみならず、ウマヘルペスウイルス感染における宿主免疫反応の研究に役立つことが期待される。EHV-1感染の予防、治療を考える上で、EHV-4感染により誘導される免疫を正確に把握する必要がある。今回、EHV-4gGに対するIgGサブクラス抗体の推移を検討した。その結果、EHV-4gGに対するIgGb抗体は持続的で、IgGa抗体は一過性であることが示された。この結果は、両サブクラス抗体を検出することにより、EHV-4の感染時期の推定と、感染既往歴が識別できることが示された。EHV-4及びネコヘルペスウイルス1型(FHV-1)に対するDNAワクチンの応用EHV-4糖蛋白gB,gC,gD,gG遺伝子とFHV-1gB,gC,gD遺伝子を用いてDNAワクチンを作製し、マウス及びネコにおける有用性を検討した結果、EHV-4gBに対するDNAワクチンはマウスに対するEHV-1攻撃を有意に防御し、FHV-1gB,gC,gDに対するDNAワクチンはネコに対するFHV-1攻撃を有意に防御した。この結果、両ヘルペスウイルス感染症に対して糖蛋白は宿主免疫応答の主要な標的となることが示された。ウマヘルペスウイルス1型(EHV-1)および4型(EHV-4)の糖蛋白gGを用いた型特異的ELISAを使用することにより、これまでワクチン接種による抗体価の上昇と自然感染による抗体価の上昇を識別することが不可能であった馬鼻肺炎の疫学調査を可能にした(S.Yasunaga,K.Maeda,et al.In press)。これは糖蛋白gGに対する抗体が感染によってのみ誘導されることを示唆している。また、EHV-4糖蛋白gGの型特異領域には24アミノ酸からなる繰り返し配列が存在しており、そこに強い免疫原性があることを見出した。また、この領域を12アミノ酸の5種類の合成ペプチドを作製することにより、G1(MKNNPIYSEGSL)に強い免疫原性が存在することを見出した。また、この領域に対してはIgM抗体が誘導されておらず、通常の免疫反応とは異なる別の免疫反応が存在する可能性が示唆された。ネコヘルペスウイルス1型(FHV-1)gB,gC,gDおよびEHV-4gB,gC,gD,gGのDNAワクチンの開発に成功し、ネコにおいてFHV-1gB,gC,gDの混合接種がFHV-1に対する感染防御に、EHV-4gB,gC,gDがマウスへのEHV-1感染防御に有効であることを示した。今後は、それぞれのDNAワクチンをネコあるいはマウスに接種することにより、免疫原性を比較することで、宿主と糖蛋白の関係が明らかにされることが期待される。
海洋性ポリリン蓄積細菌保持バイオリアクターによる海水からのリン資源回収

未知な海洋性のポリリン蓄積細菌の存在と動態を明らかにし,排水処理で適用されている生物学的リン除去の原理を応用して,この微生物を新規のDHSバイオリアクター内に高濃度に保持させ,海水を約5000倍に濃縮した100mgP・l^<-1>以上の高濃度リン含有液として回収できるかどうかを実験により検討した結果,次の知見を得た。模擬海水を用いたDHSリアクターからのリン回収実験において,ポリリン酸の蓄積と放出を行う微生物を集積して,分子生物学的手法の16S rRNA遺伝子のクローニングによる群集構造解析を行った。海洋性のポリリン蓄積細菌は,淡水性のポリリン蓄積細菌に近縁であることを明らかにした。そこで,海洋性のポリリン蓄積細菌は塩濃度が小さくても活性があることが分かった。従って,下水だけでなく海水からでもリンを回収できることが示唆された。嫌気時間と好気時間のサイクルは,リンの摂取・放出量に大きく影響を及ぼし,嫌気3時間,好気9時間の12時間サイクルがポリリン蓄積細菌の集積に適していることも分かった。その結果,5mgP・l^<-1>の海水では100mgP・l^<-1>以上の高濃度リン含有液として回収できることが実証された。しかしながら,実際の海水のリン濃度は0.02mgP・l^<-1>程度であり,下水のリン濃度よりも低いため,好気性条件下での海水からのリン取り込み速度が遅くなる。このことは海水のDHSリアクター内での水理学的滞留時間が長くなることを意味している。実用的に海水からリンを生物学的に回収するには,海洋性のポリリン蓄積細菌のより詳細な特性を明らかにして,DHSリアクター内に高濃度に集積できる至適な運転条件を見出す課題が残された。
抗悪性腫瘍剤ダカルバジンの光分解物濃度と血管痛との関係解明及び最適調製条件の確立

抗悪性腫瘍剤であるダカルバジン(DTIC)は、点滴投与部位に強い血管痛を発現する。DTICの主光分解物であるdiazoimidazole-4-carboxamide(Diazo-IC)が発痛物質として考えられており、Diazo-ICはDTIC溶解後光によって急激に産生されるため、DTICの調製の際には暗所で速やかに行い、投与ルートの遮光が推奨されているが血管痛を防ぐには至っていない。さらには最適な調製条件は明らかでない為、そのDTICの調製条件・手順は施設間でも様々である。本研究では、光分解物質の産生を抑えるDTIC溶液の最適調製条件を確立することを目的とした。DTIC製剤のダカルバジン注用100を用いて、各種調製条件下におけるDTICの光分解物産生の程度を評価した。DTICの光分解物は、Diazo-ICについて評価した。溶解液中のDTICおよびDiazo-IC濃度をHPLCを用いて測定した。1温度2遮光レベル(調製環境下の光条件、遮光シリンジの有用性評価)3溶解液の種類(生理食塩水、注射用蒸留水、5%ブドウ糖液)の3項目について検討した。1から3の各条件下の光分解物産生の経時変化(一般的な調製時間を10分以内として、10分間の経時的変化を評価した)を明らかにした。ダカルバジン注用100を各種溶解液で溶解後、Diazo-ICは溶解直後から検出された。これは製造、流通および施設内での保存過程において、Diazo-ICが生成されてしまったものと考えられた。温度条件の評価では、4°C環境下でも、経時的にDiazo-ICに分解されることが示された。溶解液の評価では、5%ブドウ糖液が他の溶解液と比較して、Diazo-ICの生成率が低い傾向が認められたが、その差は小さいものであった。光条件下の評価では、一般的な光条件下(室内灯+安全キャビネット内の電灯)と暗所条件下ではDiazo-ICの生成量に違いは認められなかった。また、シリンジの遮光を行ってもDiazo-ICの生成率に変化は認められなかった。以上より、通常の調製時間では光条件を変えてもDiazo-ICの生成率はほとんど変化しないことが示唆された。しかし、溶解液を変更することでDiazo-ICの生成を抑えられる可能性があることが示唆された。今回Diazo-ICの生成量のみでの評価しているため、実際の血管痛の発現を反映しているかわからないことが問題としてあげられる。本調製条件の妥当性を評価するために、DTIC治療を受ける悪性黒色腫患者を対象に、最適調製条件下における光分解物濃度と血管痛との関係性を評価していく必要があると考えられる。

本調製条件の妥当性を評価するために、DTIC治療を受ける悪性黒色腫患者を対象に、最適調製条件下における光分解物濃度と血管痛との関係性を評価していく必要があると考えられる。
全光学的超精密マニピュレータの開発

本研究は、非接触・非破壊な光トラッピング技術を用いた微小物体の超精密なマニピュレータの実現を目指して、その基盤的技術要素の開発を行ったものである。特に、これまで実現されていない不透明物体の光トラッピング技術の開発と、光へテロダイン干渉法に基づく精密計測法の開発を行った。まず光トラッピングに関しては、金や銀などのマイクロメーター程度の大きさの金属微粒子に対して実験を行い、世界で初めて観測に成功した。さらに、発生する力学的力の大きさや向きを幾何光学論理に基づいた計算方法を独自に開発し、種々の物質に対して計算を行った。その結果、金属微粒子の実験結果と極めて一致することが明らかになった他、屈折率が大きいために従来は光トラッピングが極めて難しいと考えられていた半導体などの物質に対して、適切なレーザー波長を選択することによって可能となることが見いだされた。これらの知見によって、ほとんどの物質に対して光トラッピングが適用できることが明かとなり、従って超精密なマニピュレーションの実現への期待も大きくなったと言える。次に、光トラッピングで捕捉した物体からの散乱光と参照光との干渉によって得られる信号の位相から、物体の位置に情報を、ナノメートル程度の分解能で計測することのできる、光へテロダイン干渉法の基礎実験を行った。その結果、簡単な構成で超精密な物体の位置決めを行うことが可能であることが見いだされた。以上の技術を総合することによって、微小物体の捕捉・転送を行う全光学的超精密マニピュレータの基盤技術が確立できたと考えられる。まず、光トラッピング装置の試作は現在ほぼ完了し、その基本性能については十分な結果が得られている。また、これまで試みられていなかったような金属や酸化物を中心とする新たな物質に対してのトラッピング実験を試みたところ、従来の考えでは説明ができない、新奇な現象を見いだすことができた。その概要は、反射や屈折のみを考慮するのではなく、複素屈折率を基に吸収を考慮する必要があることを実験および数値計算によって明らかにしたことである。次に、光ヘテロダイン検出系についてもほぼ装置の試作を終えており、従来のような透過光強度のみでなく、光の位相をも同時に計測できるシステムとなっている。今後その動作試験を行う予定になっており、現在のところ予備的ながら十分な性能が得られるものとの感触が得られており、今後の研究の展開に支障はないものと考えられる。さらに、安定な半導体レーザー光源については、光学的ないし電気的帰還をかけていないにも関わらず、フリーランニング状態で数時間で周波数ドリフトが数MHzという優れた安定性が得られている。さらに、光学的な帰還をかけることによって、周波数幅が数kHz程度の非常に安定な光ヘテロダイン用光源が実現できる物と考えている。この光源を用いることによって、本研究で目指している超精密マニピュレータの基礎的が確立されるものと期待される。本年度は、光トラッピング技術を軸とした微小物体の捕捉・転送技術の新しい展開を狙って行われた。まず、金属微粒子の光トラッピングを試みた。光トラッピングは従来は透明物体にのみ適用可能であると考えられていたが、本研究では新たな可能性を探ってみた。実験的には光トラッピングが観測されたものの、2種類のレーザー光モードに対しても、同様に光トラッピングが観測された。これらの様子を詳細に検討するために、幾何光学理論に基づく光トラッピング力の計算を行った。計算は、これまで報告されている方法に対して吸収の効果を付加している。その結果、光トラッピングに対して吸収が大きく影響を与えることが明かとなった。つまり吸収の増大に伴い、光軸方向およびそれに垂直な方向の力が減少していき、やがて光トラッピングが不可能となるという結果が得られた。さらに、金属のように大きな消衰係数を有する物体については、レーザー光ビームの焦点が物体の下部にある場合にのみ光トラッピングが可能であるという、透明物体とは際だった差異が見られた。

しかしながら、この様子は実際に実験で観測されたことと極めて類似しており、本実験および計算の結果の妥当性を示唆しているものと考えられる。この他、半導体のように消衰係数が低く屈折率が高い物質についても計算によって光トラッピング力を推定したところ、よく用いられている波長が1μmのレーザー光に対しては光トラッピングが難しいものの、適当な波長に対しては光トラッピングが実現できることを示すような結果が得られた。このことが実験的に確認されれば、基礎研究だけでなく応用研究上も極めて重要な知見となるものと考えられる。
土壌および粘土鉱物上でのクロロフェノールの吸着と反応

Na-及びFe^<(III)>-イオン交換モンモリロナイト、アロフェンの3種の粘土鉱物に、オルト、メタ、パラ-クロロフェノールをそれぞれ室温で、空気存在下、湿度を0、31、80%と変化させた密封容器中で吸着(10日から40日)実験を行った。その後アセトンで有機物を抽出し、GC及びGC-MSで分析、判定量をした。その結果、異性化、塩素付加及び脱離、水酸基付加反応はどの粘土鉱物上でも起こっているのが見られた。しかしクロロフェノールの二量体である塩素化ビフェニルジオール、フェノキシフェノール、ヒドロキジジベンゾフランは、鉄イオン交換モンモリロナイト上でのみ生成しているのが見られた。ビフェニルジオールやフェノキシフェノールの生成は、フェノールやクレゾールで、遷移金属イオン交換モンモリロナイト層間で遷移金属イオンの還元により生成するフェノールラジカルカチオン、フェノチシラジカルを通して生成されるのは、すでに報告してある。クロロフェノールの場合も同様に鉄イオンの還元を通してビフェニルジオールやフェノキシフェノールが生成されると考えられる。塩素化ヒドロキジジベンゾフランの生成量はビフェニルジオールとフェノキシフェノール生成量の約1/(10)程度であり、生成に粘土の含水率の影響を非常に受け易く、乾燥Feモンモリロナイト上で多く生成されるのがわかった。又合成塩素化ビフェニルジオールやフェノキシフェノールを直接Feモンモリロナイトに吸着すると、塩素化フェノキシフェノールの吸着でヒドロキジジベンゾフランが生成するのが見られた。従って塩素化ヒドロキジジベンゾフランの生成は、クロロフェノールから直接生成されるのではなく、フェノキシフェノールから二次的に生成すると考えられる。
血小板-血管内皮細胞クロストークにおけるリゾリン脂質の関与

Sph-1-PはHUVECに対して強力な遊走促進因子として作用するが,これをボイデン・チェンバー法と金コロイドphagokineticアッセイ法にて確認し,その際のSph-1-P刺激情報伝達経路を解析した.HUVECにおいては,Sph-1-P受容体としてEndothelial Differentiation Gene(EDG)-1とEDG-3が主に発現している.前者は,Giを介してRacの活性化さらには葉状仮足の形成をもたらし,この際,Casが重要な関与を果たす.一方,後者(EDG-3)は,G13を介してRhoを活性化し,焦点接着の形成やストレスファイバーの形成に繋がる.この両者の相乗作用がSph-1-PによるHUVEC遊走反応に重要であることを明らかにし,その結果をJ.Biol.Chem.誌に公表した.一方,Sph-1-P定量法の改良も継続して行っている.Sph-1-Pをアルカリ下・酸性下の二段階で抽出した後o-フタルアルデヒド誘導体を生成させ,この産物をHPLCにより分離して蛍光モニターする方法が有望であるという結果を得ており,実用化を目指して検討を重ねている.Sph-1-PはHUVECに対して強力な遊走促進因子として作用するが,これをボイデン・チェンバー法と金コロイドphagokineticアッセイ法にて確認し,その際のSph-1-P刺激情報伝達経路を解析した.HUVECにおいては,Sph-1-P受容体としてEndothelial Differentiation Gene(EDG)-1とEDG-3が主に発現している.前者は,Giを介してRacの活性化さらには葉状仮足の形成をもたらし,この際,Casが重要な関与を果たす.一方,後者(EDG-3)は,G13を介してRhoを活性化し,焦点接着の形成やストレスファイバーの形成に繋がる.この両者の相乗作用がSph-1-PによるHUVEC遊走反応に重要であることを明らかにし,その結果をJ.Biol.Chem.誌に公表した.一方,Sph-1-P定量法の改良も継続して行っている.Sph-1-Pをアルカリ下・酸性下の二段階で抽出した後o-フタルアルデヒド誘導体を生成させ,この産物をHPLCにより分離して蛍光モニターする方法が有望であるという結果を得ており,実用化を目指して検討を重ねている.本研究では,リゾリン脂質性メディエーターとして一つの生理活性脂質のグループを形成していると考えられるリゾホスファチジン酸(LPA)とスフィンゴシン1-リン酸(Sph-1-P)の血小板-血管内皮細胞クロストークにおける役割,さらには両者の相対的役割を明らかにすることを目標としている.本年度は,活性化血小板におけるLPA,Sph-1-Pの産生・放出を比較検討した.^<32>P正リン酸標識血小板を種々の条件下で刺激し,我々が確立した方法でのリゾリン脂質抽出,薄層クロマトグラフィー,オートラジオグラフィーを施行して解析した.活性化血小板からは,LPAに比しSph-1-Pが圧倒的な優位性を持って放出されることが判明した.また,活性化血小板からのSph-1-P放出が外液中のアルブミン存在下において飛躍的に高まること,アルブミンがSph-1-Pのキャリアー蛋白質として働く可能性があることも示すことができた.さらには,ヒト臍帯静脈血管内皮細胞を用いてカルシウム動員,細胞骨格の再編成,遊走などの機能を観察したところ,Sph-1-PがnMオーダーで強力な作用を示したのに対し,LPAの作用は非常に軽微であった.血小板-血管内皮細胞クロストークにおけるSph-1-Pの重要性を示すものである.これらの重要な知見をBlood誌に公表することができた.現在,血小板だけでは説明できない血清LPAの産生源を明らかにするため,活性化血小板由来のリパーゼの解析を共同研究で行っている.一方,Sph-1-P定量法の改良も平行して継続している.Sph-1-Pをアルカリ下・酸性下の二段階で抽出した後ο-フタルアルデヒド誘導体を生成させ,この産物をHPLCにより分離して蛍光モニターする方法が有望であるという結果を得ており,実用化を目指して検討を重ねている.
骨髄幹細胞を用いた虚血性難聴に対する新規の再生治療法の開発

成人末梢血中に存在する骨髄由来のCD34陽性細胞が血管内皮前駆細胞であり、この前駆細胞が加齢に伴い減少すると虚血性疾患の原因になることが明らかとなってきた。そこで、本研究では幼年期の砂ネズミより採取した骨髄単核球が、虚血性内耳障害を軽減させる効果があるかどうかを老齢砂ネズミ虚血性内耳障害モデルを用いて検討した。その結果、幼若骨髄単核球移植群で老齢骨髄単核球投与群に比して有意に内耳虚血保護効果を認めた。更にCD34陽性細胞を除外した骨髄単核球を移植してもやはり有意に保護効果を認めた。従って幼若骨髄単核球移植による内耳虚血保護効果はCD34陽性細胞以外の要因による可能性が考えられた。自己骨髄単核球を用いた再生療法は虚血性心疾患や末梢動脈閉塞症での有用性が報告されている。骨髄単核球による虚血改善効果は移植する骨髄単核球分画に含まれる骨髄幹細胞の数に依存することが知られている。そして加齢と共に骨髄幹細胞の数が減少しているだけでなく、幹細胞の機能も低下していることも知られている。そこで本研究では幼年期の砂ネズミより採取した骨髄単核球を用いた細胞治療が虚血性内耳障害を軽減させる効果があるかどうかを、老齢砂ネズミ虚血性内耳障害モデルを用いて検討した。その結果幼若な砂ネズミより採取した骨髄単核球を移植した場合、老令砂ネズミより採取した骨髄単核球を移植した場合より虚血性難聴の改善効果の傾向が認められた。前年度は幼若な砂ネズミより採取した骨髄単核球を移植した場合、老令砂ネズミより採取した骨髄単核球を移植した場合より虚血性難聴の改善傾向を認めた。そこで本年度は実験回数を増やして検討した所、統計的に有意な改善効果を認めた。更に磁気ビーズ細胞分離用を用いて、骨髄単核球のうちCD31又はCD34陽性分画を除いた骨髄単核球に、虚血性難聴の改善効果があるかどうかを検討したところ、CD31又はCD34を除外しても虚血難聴の改善効果に大きな差を認めなかった。またCD31又はCD34単独で投与しても虚血難聴の改善効果を認めなかった。以上の結果より骨髄単核球による虚血性難聴保護効果はCD31又はCD34陽性細胞の単独の作用によるものではないことが明らかとなった。神経科学分担研究者の秦が一昨年、愛媛大学から藤田保健衛生大に移動しており、実験室の整備に時間をとられている。サンプルの保存に必要な超低温冷凍庫の購入等が必要になっており、それらの機器を含めた、実験環境のインフラ整備が済むまで、研究の進行がやや遅くなっている。愛媛での研究は予定通りに進行している。現在の骨髄単核球を用いた実験を繰り返し、幼若な砂ネズミより採取した骨髄単核球を移植した場合と老令砂ネズミより採取した骨髄単核球を移植した場合で、虚血性難聴の程度に有意差があるかどうか検討する。有意差が見られたら、次に骨髄単核球のどの成分が重要であったかを確認するため、磁気細胞分離法によりCD34陽性細胞を除去した骨髄単核球を移植し、虚血性内耳の保護効果の有無を検討する。分担研究者の秦が一昨年、愛媛大学から藤田保健衛生大に移動しており、実験室の整備に時間をとられている。分担研究者の秦に関しては、超低温冷凍庫等の購入を行い研究を迅速に行えるようにする。
障害児者用日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイスと学校カリキュラム開発

1)日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイスの試用・前年度に開発した「日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイス」を6校で実証実験を行った。・学校現場での実証実験では、本人・担任・保護者の意見をもとにシートの修正を行うと共に、機器の使用に関する詳細なログデータを得た。2)情報機器を活用したコミュニケーション・カリキュラム案の開発・前年度作成のアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートをもとに、学校教育での活用を行った。・前年度作成のアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートをもとに、学校教育での活用を行った。・前年に引き続き教育情報化講習会(養護学校)において、改良したアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション演習を行い、アシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートとアセスメント方法について前年度との比較・評価を行った。3)研究成果の発表・日本特殊教育学会、日本教育情報学会、ATACカンファレンス2006において成果発表(口頭発表・ボスター発表)を行った。(19年度は日本カリキュラム学会で発表予定である。)学会論文は日本教育情報学会に投稿中で、現在審査待ちである。3)研究成果の普及・研究報告書を作成し、関係機関に配布した。・研究成果の一部は明治図書出版より「シリーズ・障害児のためのステップアップ授業術特別支援教育・こんな支援グッズがおすすめアシスティブ・テクノロジー『ちょいテク』ヒント集」に記載した。(6月刊行予定)1)日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイスの試用・前年度に開発した「日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイス」を6校で実証実験を行った。(6月刊行予定)1)日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイスの開発・荒木(1987)の小学生の語彙調査研究、光村図書の学習基本語彙、PICOTの語彙をもとに「日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイス」に用いる語彙4682語を整理した。またそれぞれの語について形成する格のリストを策定した。・荒木(1987)の語彙をもとに特殊教育担当教員・保護者を対象に学校場面・家庭場面での利用頻度を調査、シンボル化する順位を策定し、MOCAシンボルを作成した。・「日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイス」の仕様策定を行い、タブレット型コンピュータ上で動作するプログラム開発を行った。2)情報機器を活用したコミュニケーションカリキュラム案の開発・米国各州のアシスティブ・テクノロジー・ガイドラインの分析を行った。ミネソタ州のアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートをもとに、日本で利用できるシートを作成し、実践を行った。・特殊教育における教育情報化推進指導者講習会(全国講座)において、アシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション演習を行い、上記のシートとアセスメント方法について評価を行った。3)研究成果の中間発表・日本教育実践学会、日本教育工学会において中間発表(口頭発表)を行った。1)日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイスの開発・前年度の「日本語版高度シンボルコミュニケーション・デバイス」の仕様にもとづき、タブレット型コンピュータ上で動作するプログラム開発を実施した。・今年度は基本システムに加え、辞書作成・修正機能、スキャン機能等を加え、学校・家庭で使用しやすいプログラムに修正していった。・試作版を使って、学校現場で実証実験を行った。本人・担任・保護者の意見をもとに修正を行うと共に、機器の使用に関する詳細なログデータを得た。2)情報機器を活用したコミュニケーションカリキュラム案の開発・前年度作成のアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートをもとに、学校教育での活用を行った。・前年に引き続き特殊教育における教育情報化推進指導者講習会(全国講座)において、改良したアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション演習を行い、アシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートとアセスメント方法について前年度との比較・評価を行った。3)研究成果の中間発表・日本教育実践学会、日本教育情報学会、ATACカンファレンス2005において中間発表(口頭発表)を行った。

2)情報機器を活用したコミュニケーション・カリキュラム案の開発・前年度作成のアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートをもとに、学校教育での活用を行った。・前年に引き続き教育情報化講習会(養護学校)において、改良したアシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション演習を行い、アシスティブ・テクノロジー・コンシダレーション・シートとアセスメント方法について前年度との比較・評価を行った。3)研究成果の発表・日本特殊教育学会、日本教育情報学会、ATACカンファレンス2006において成果発表(口頭発表・ポスター発表)を行った。(19年度は日本カリキュラム学会で発表予定である。)学会論文は日本教育情報学会に投稿中で、現在審査待ちである。3)研究成果の普及・研究報告書を作成し、関係機関に配布した。・研究成果の一部は明治図書出版より「シリーズ・障害児のためのステップアップ授業術特別支援教育・こんな支援グッズがおすすめアシスティブ・テクノロジー『ちょいテク』ヒント集」に記載した。(6月刊行予定)
頭部から尾部そして再び頭部に周回する全身性神経回路による環境馴化速度の制御

環境への馴化を制御する脳神経系の機能および、環境応答を司る神経回路のメカニズムの解明は生命科学の大きな課題の一つである。本研究では、オリジナルの温度応答に関わるC. elegansのシンプルな神経回路をつかい、温度馴化現象のメカニズムを多面的に明らかにする。用いる神経回路は、頭部温度受容ニューロンが尻尾の介在ニューロンに接続し、それが再度頭部のハブ介在ニューロンに情報フィードバックを行うという、全身を周回する新規の神経回路である。C. elegansの低温耐性現象は、時系列な温度馴化を解析する実験系としても有用である。25°C飼育個体は2°Cで死滅するが、15°C飼育個体は2°Cで生存できる、ところが、25°Cで飼育された個体をわずか3時間15°Cに置くことで、2°Cでも生存できるようになる。この低温馴化に関わる分子とシンプルな神経回路を明らかにするために、哺乳類の記憶学習に必須の転写因子が、神経系において低温馴化スピードを制御しているかを解析した。この転写因子の変異体の低温馴化異常を細胞特異的に回復させ、それらの分子が機能する神経回路を明らかにしたところ、頭部の温度受容ニューロンASJと介在ニューロンRMGであった。ASJとRMGはシナプスやギャップ結合などで直接的に接続していないことから、ASJとRMGを仲介するニューロンをプロテインキナーゼCの構成的活性型フォームを使い、シナプス伝達を構成的に活性化することで同定した。また、RMGと接続している新規の温度受容ニューロン(ADL)も同定した。本研究から動物の温度馴化や神経情報処理の神経ネットワークの基本原理が明らかになると考えられる。温度記憶を伴う温度馴化現象のメカニズムを多面的に明らかにするために、オリジナルの温度応答に関わるC. elegansのシンプルな神経回路をつかい解析を進めている。具体的には、頭部温度受容ニューロンが尻尾の介在ニューロンに接続し、それが再度頭部のハブ介在ニューロンに情報フィードバックを行うという、全身を周回する新規の神経回路を用いている。本年度は、ASJとRMGを仲介するニューロンをプロテインキナーゼCの構成的活性型フォームを使い、シナプス伝達を構成的に活性化することで同定した。さらに、RMGと接続している新規の温度受容ニューロン(ADL)も同定したことから、当初の計画通り研究が行われていると考えられる。前年度に同定したC. elegansの温度馴化現象に関わる神経回路における、様々な神経伝達物質の変異体をもちいて、神経回路の分子情報伝達系の同定を目指す。さらに、それらの解析から同定した神経回路については、Ca2+イメージングにより神経回路の温度に対する生理的動態を定量化する。また、次世代DNAシークエンサーを用いたRNAシークエンシング解析から、温度に応答する分子を同定する。同定した遺伝子については、その変異体が存在しないものについては、変異株を作成し、温度馴化への関与を調べる。さらに、同定した遺伝子の発現細胞を調べ、それらの細胞で特異的に遺伝子を発現させることで、温度馴化に関わる神経回路が影響を与える未知の組織を見つける。

前年度に同定したC. elegansの温度馴化現象に関わる神経回路における、様々な神経伝達物質の変異体をもちいて、神経回路の分子情報伝達系の同定を目指す。さらに、それらの解析から同定した神経回路については、Ca2+イメージングにより神経回路の温度に対する生理的動態を定量化する。また、次世代DNAシークエンサーを用いたRNAシークエンシング解析から、温度に応答する分子を同定する。同定した遺伝子については、その変異体が存在しないものについては、変異株を作成し、温度馴化への関与を調べる。さらに、同定した遺伝子の発現細胞を調べ、それらの細胞で特異的に遺伝子を発現させることで、温度馴化に関わる神経回路が影響を与える未知の組織を見つける。
嫌気性微生物の固定化メカニズムの解明とその制御技術の開発

高効率メタン発酵プロセスを実現するには、発酵槽内のメタン生成菌を高濃度に保持することが必要不可欠である。本研究では、メタン発酵槽に棲息する代表的な嫌気性微生物を選定し、コロイド科学の観点から検討を行った。その結果、メタン発酵の中核を担う酢酸利用性メタン生成菌を固定化担体上に高密度に固定化するには、メタン菌叢に含まれる他の嫌気性菌の付着が抑制できる担体が適していることを、微生物の付着による自由エネルギー変化より明らかにした。従来のメタン発酵プロセスは、メタン生成菌の増殖速度が非常に遅い上、発酵槽内のメタン生成菌が流出するなどの理由により発酵効率が低く、未消化の残渣処理も必要なため、まだまだ多くの課題を抱えているのが現状である。それらの問題を解決し、高効率メタン発酵プロセスを実現するには、発酵槽内のメタン生成菌を高濃度に保持することが必要不可欠である。メタン発酵プロセスは、多種多様な微生物が高密度に存在する人工生態系の1つである。本研究では、消化発酵液から集積培養した3種類の酸生成菌(タンパク質分解菌群、炭水化物分解菌群、脂肪分解菌群)と、Methanosaeta concilii(DSM3671株)とMethanosarcina barkeri(JCM10043株)の2種類のメタン生成菌を選定し、それらの表面性状の測定を行い、メタン生成菌の選択的固定化について検討した。その結果、3種類の酸生成菌(タンパク質分解菌群、炭水化物分解菌群、脂肪分解菌群)およびM.barkeriは疎水性かつ負帯電性の微生物であることが分かった。それに対して、M.conciliiは疎水性かつ無帯電という特異的な微生物であることが分かった。竹炭とアルミナを用いてメタン発酵菌群の固定化実験を行ったところ、酢酸資化性メタン生成菌はアルミナ(正帯電、親水性)にはほとんど付着しないが、竹炭(負帯電、疎水性)には付着しやすいことがわかった。また、担体に固定化された菌体を電子顕微鏡により直接観察した結果、竹炭にはMethanosaeta様の菌体が多数付着していることも確認された。以上の結果より、メタン発酵プロセスにおいて最も重要な菌体であるMethanosaeta属を選択的に固定化するには、メタン発酵菌群に含まれるその他の嫌気性菌の付着が抑制できる疎水性かつ負帯電の担体が適していることを明らかにした。従来のメタン発酵プロセスは,メタン生成菌の増殖速度が非常に遅い上,発酵槽内のメタン生成菌が流出するなどの理由により発酵効率が低く,未消化の残渣処理も必要なため,まだまだ多くの課題を抱えているのが現状である。それらの問題を解決し,高効率メタン発酵プロセスを実現するには,発酵槽内のメタン生成菌を高濃度に保持することが必要不可欠である。平成18年度の研究において,メタン発酵の中核を担う酢酸利用性メタン生成古細菌の細胞表面の性状分析を行い,Methanosarcina barkeri(JCM 10043株)は疎水性かつ負帯電,Meihanosaeta concilii(DSM 3671株)は疎水性かつ無帯電という特異的な微生物であることが分かった。これらの結果に基づき,平成19年度の研究では,コロイド科学の観点から細胞の表面性状が担体への微生物付着および微生物間付着に及ぼす影響について検討した。その結果,微生物の付着には微生物や固体表面の疎水性が重要な役割を果たすことが明らかとなった。また,従来,コロイド科学め分野において,微粒子の安定性の評価に良く用いられる古典的DLVO理論に,疎水性相互作用を考慮した拡張DLVO理論を用いて微生物のコロイド的挙動を予想できることも分かった。さらに,消化発酵液から集積培養したたんぱく質分解菌がM・harkeriの急速凝集を促進することも明らかとなった。このことより,本研究で分離したたんぱく質分解菌は,消化発酵槽内における生育状態を制御することによって,発酵槽内における迅速なグラニュール形成によるメタン生成古細菌の高密度を行うための微生物凝集剤(バイオサーファクタント)としての利用が期待できる。平成20年度は、まず消化発酵液から集積培養した3種類の酸生成菌(タンパク質分解菌群、炭水化物分解菌群、脂肪分解菌群)と、2種類のメタン生成菌Methanosaeta concilii(DSM3671株)とMethanosarcina barkeri(JCM10043株)について3種類の溶媒を用いて接触角測定を行い、菌体の表面張力を定量的に見積もった。そして、同種菌体同士の付着による自由エネルギー変化を計算した結果、これまでのMATH法による定性的評価とは異なり、3種類の酸生成菌とMethanisaeta conciliiは親水性、Methanosarcina barkeriは疎水性であることが分かった。すなわち、メタン発酵の中核を担うメタン生成菌Methanisaeta conciliiは、単独ではグラニュールを形成し難いことが推察され、Methanisaeta concilii単独系での凝集実験からも自己凝集が起こらないことが確認された。

これらのことは、前年度に報告したMethanosarcina barkeriの場合と同様に、Methanisaeta conciliiにもグラニュール形成を促進する物質が消化発酵槽内に存在することを示唆している。また、酢酸を基質、竹炭とアルミナを固定化担体とし、バイオガス生産実験を行った。その結果、担体が竹炭の場合、メタンガスの発生が観察されたが、アルミナの場合、メタンガスは発生しなかった。このことは、酢酸資化性メタン菌が竹炭だけに付着することを示唆しており、メタン生成菌の担体への付着による自由エネルギー変化の傾向と良く一致していた。以上より、菌体と担体の表面張力がメタン生成菌の高密度固定化に重要な因子であることが明らかとなった。
量子クラスター出現機構と低エネルギー核反応の非経験的記述

原子核を2つやそれ以上に分割する核分裂は、原子核からエネルギーを取り出す手法として人類が実用化した唯一の手法である。しかしながらその反応機構をミクロに記述することにまだ成功していない。従来の理論の問題は、分割の単位となる「クラスター」として何がどのように出現するのかという点が、現象論的仮定に基づいている点である。同じ問題は、核融合の記述や多くの核構造模型にも当てはまる。本研究では、外部からの余計な仮定を導入することなく、原子核自らの集団ダイナミクスに沿って、集団運動の自由度を非経験的に決定する理論手法を開発することを目指す。また、開発した手法の一般化と分野横断的発展も目指す。
遺伝性眼底疾患におけるエキソントラップ法によるスプライス変異の解析

遺伝性眼底疾患では病変部位の発現試料を得ることが困難なので、ゲノムDNA試料にエキソントラップ法を応用して、スプライス変異例における翻訳動態の解析を試みた.遺伝性網膜ジストロフィSorsby's fundus dystrophyの疾病遺伝子(TIMP3)のスプライス受容部位挿入変異例、REP1遺伝子のスプライス供与部位変異陽性のコロイデレミア症例およびCYP1BI遺伝子のブレームシフト変異陽性の先天緑内障症例を検索対象とした.ゲノムDNA試料から、それぞれの変異部位および周辺のエキソンを含む領域を単一断片として増幅し、エキソントラップベクターの2個のエキソンの間に挿入した.挿入型のエキソントラップベクターをCOS細胞内で発現させ、転写後のRNAからcDNA断片を回収して、その塩基配列を決定した.TIMP3変異例では、エキソン5の転写が無視されて、エキソン4の直後にエキソントラップベクター固有の第2エキソンの塩基配列が解読された.REP1遺伝子スプライス供与部位変異例ではエキソンのスキップが、CYP1BI遺伝子の一塩基挿入変異例ではフレームシフト効果による異常な終止コドンの新生がおこることが推察されるが、エキソントラップ法でみる限りでは、短縮されたcDNA断片を確認できなかった.TIMP3遺伝子の場合には変異部位以降の遺伝子にスキップがおこることが確認され、エキソントラップ法が変異動態解析に有用であることが示された.一方、REP1遺伝子およびCYP1BI遺伝子の場合には異常断片を検出できなかった.遺伝子およびその変異の性状に応じて、メッセージを解読するような他の方法を検討する必要がある.遺伝病の病態を検討する上で、遺伝子翻訳や発現蛋白に関連するポストゲノム解析の意義は大きい.一方、遺伝性眼底疾患は網膜脈絡膜や視神経を主要病変部位とするので、RNA試料や蛋白試料を得ることが一般に困難である.そこで、ゲノムDNA試料にエキソントラップ法を応用して、遺伝性眼底疾患のスプライス変異例について翻訳動態の解析を試みた.遺伝性網膜変性のひとつであるSorsby's fundus dystrophyの疾病遺伝子(TIMP3)にエキソン5直前のスプライス受容部位挿入変異が同定された症例を検索対象とした.ゲノムDNA試料から、エキソン4→イントロン4→エキソン5を含む領域を単一断片として増幅した.得られた増幅断片をサブクローンした後、エキソントラップベクターの2個のエキソンの間に挿入した.挿入型のエキソントラップベクターをCOS細胞内で発現させ、スプライス反応後のRNAからcDNA断片を回収して、その塩基配列を決定した.変異例では、エキソン5の転写が無視されて、エキソン4の直後にエキソントラップベクター固有の第2エキソンの塩基配列が解読された.Sorsby's fundus dystrophyは常染色体優性遺伝病である.ヘテロ接合の変異遺伝子が生体内でどのような病的効果を及ぼすのかは不明であるが、検索症例のようなスプライス変異があると、変異部位以降の遺伝子にスキップがおこることが示唆される.エキソントラップ法の本来の目的は新規遺伝子翻訳領域を分離同定することであるが、スプライス異常が考えられる症例の変異動態解析にも有用であろう.フレームシフト変異など、類似の分子的病態が考えられる他の遺伝病症例についても同様に検討する意義がある.遺伝性眼底疾患では病変部位の発現試料を得ることが困難なので、ゲノムDNA試料にエキソントラップ法を応用して、スプライス変異例における翻訳動態の解析を試みた.遺伝性網膜ジストロフィSorsby's fundus dystrophyの疾病遺伝子(TIMP3)のスプライス受容部位挿入変異例、REP1遺伝子のスプライス供与部位変異陽性のコロイデレミア症例およびCYP1BI遺伝子のブレームシフト変異陽性の先天緑内障症例を検索対象とした.ゲノムDNA試料から、それぞれの変異部位および周辺のエキソンを含む領域を単一断片として増幅し、エキソントラップベクターの2個のエキソンの間に挿入した.挿入型のエキソントラップベクターをCOS細胞内で発現させ、転写後のRNAからcDNA断片を回収して、その塩基配列を決定した.TIMP3変異例では、エキソン5の転写が無視されて、エキソン4の直後にエキソントラップベクター固有の第2エキソンの塩基配列が解読された.REP1遺伝子スプライス供与部位変異例ではエキソンのスキップが、CYP1BI遺伝子の一塩基挿入変異例ではフレームシフト効果による異常な終止コドンの新生がおこることが推察されるが、エキソントラップ法でみる限りでは、短縮されたcDNA断片を確認できなかった.TIMP3遺伝子の場合には変異部位以降の遺伝子にスキップがおこることが確認され、エキソントラップ法が変異動態解析に有用であることが示された.一方、REP1遺伝子およびCYP1BI遺伝子の場合には異常断片を検出できなかった.遺伝子およびその変異の性状に応じて、メッセージを解読するような他の方法を検討する必要がある.