hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CHDFを用いたサイトカインモデュレーションによる多臓器不全の予防及び治療

近年,侵襲により産生された炎症性サイトカインが全身を循環する全身性炎症反応症候群(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)が多臓器不全(multiple organ failure, MOF)発症の背景病態として注目されている.本研究では,持続的血液濾過透析(continuous hemodiafiltration, CHDF),なかでもPMMA(polymethyl methacrylate)膜ヘモフィルターを用いて施行するPMMA-CHDFによる血中サイトカインの除去効果について検討した.PMMA-CHDFの血中サイトカインのクリアランスは,サイトカイン血中濃度と有意に相関しており,血中濃度が高いほどクリアランスが高値であった.さらに,サイトカイン血中濃度が高い症例ではPMMA-CHDF施行により血中濃度が有意に底下する一方で,生体維持に必要な最小限度のサイトカインは体内に残存しており,cytokine modulatorとして有効であると考えられた.また,PMMA-CHDF施行によるサイトカインモデュレーションに伴い,細胞障害度を表すCISスコア,全身の重症度を表すAPACHEIIスコア,呼吸不全の重症度を表す呼吸係数に改善が認められ,さらにそれぞれの改善度とサイトカインの改善度との間に有意な相関が認められた.他にもうっ血性心不全や,敗血症性ショックについてもPMMA-CHDFの臨床上の有効性が認められた.一方,sepsisやMOFなどの過剰な侵襲下では好中球のアポトーシスが遅延し,そのことがより炎症や臓器不全を悪化させる可能性があることが知られている.本研究では,PMMA-CHDF施行によるサイトカインモデュレーションを介して,好中球アポトーシスが制御可能か否かについても検討した.その結果CHDF施行症例において,CHDFによるIL-6血中濃度の低下と末梢血中PMNのapoptosis遅延の改善に相関の傾向が認められた.近年,侵襲により産生された炎症性サイトカインが全身を循環する全身性炎症反応症候群(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)が多臓器不全(multiple organ failure, MOF)発症の背景病態として注目されている.本研究では,持続的血液濾過透析(continuous hemodiafiltration, CHDF),なかでもPMMA(polymethyl methacrylate)膜ヘモフィルターを用いて施行するPMMA-CHDFによる血中サイトカインの除去効果について検討した.PMMA-CHDFの血中サイトカインのクリアランスは,サイトカイン血中濃度と有意に相関しており,血中濃度が高いほどクリアランスが高値であった.さらに,サイトカイン血中濃度が高い症例ではPMMA-CHDF施行により血中濃度が有意に底下する一方で,生体維持に必要な最小限度のサイトカインは体内に残存しており,cytokine modulatorとして有効であると考えられた.また,PMMA-CHDF施行によるサイトカインモデュレーションに伴い,細胞障害度を表すCISスコア,全身の重症度を表すAPACHEIIスコア,呼吸不全の重症度を表す呼吸係数に改善が認められ,さらにそれぞれの改善度とサイトカインの改善度との間に有意な相関が認められた.他にもうっ血性心不全や,敗血症性ショックについてもPMMA-CHDFの臨床上の有効性が認められた.一方,sepsisやMOFなどの過剰な侵襲下では好中球のアポトーシスが遅延し,そのことがより炎症や臓器不全を悪化させる可能性があることが知られている.本研究では,PMMA-CHDF施行によるサイトカインモデュレーションを介して,好中球アポトーシスが制御可能か否かについても検討した.その結果CHDF施行症例において,CHDFによるIL-6血中濃度の低下と末梢血中PMNのapoptosis遅延の改善に相関の傾向が認められた.クリティカル領域で広く施行されるようになった持続的血液濾過透析CHDFは過剰なサイトカインを血中から除去する一方で,生体維持に必要な最小濃度のサイトカインは体内に残存させることよりサイトカインモジュレーターとして機能する.CHDFによりサイトカインをモジュレーションすることがMOFの治療や予防に有効であるかどうか,CHDFにより好中球のアポトーシスをモジュレーションできるかどうかについて検討することが本研究の目的である.本年は臨床的予備検討として,重症急性膵炎症例などの多臓器不全に陥る可能性の高い症例に対して,まず過剰なサイトカインが血中に存在するいわゆるhypercytokinemiaの状態である全身性炎症症候群SIRSの基準を満たすか否かを診断し,さらにそれらのSIRS症例においてMOFへと進展する可能性の高いhigh riskSIRSを診断した.これらの症例に対してPMMA膜を用いたCHDFを施行し検体を採取,炎症性サイトカインの血中濃度の変化を経時的に測定すると共に,このCHDFによるサイトカインモジュレーションが全身の細胞障害を軽減し得たか否かを検討した.また同様にCHDFによるサイトカインモジュレーションが全身状態を改善し得たか否かを全身の重症度評価法であるAPACHE-Hを用いて検討した.またサイトカインをモジュレートすることの有効性の機序を探る目的で,CHDF施行前後の好中球のアポトーシスの程度を判定する第一歩としてCHDF施行中の症例における末梢好中球を分離するための各種機材を整備し,好中球分離の実験を行った.さらにアポトーシスを測定するアポトーシスDETECTIONKITを購入し整備した.過剰なサイトカインが血中に存在し,hypercytokinemiaの状態である全身性炎症症候群SIRSの症例は多臓器不全に陥る可能性が高い.一方,クリティカル領域で広く施行されるようになった持続的血液濾過透析CHDFは,過剰なサイトカインを血中から除去するものの,生体維持に必要な最小濃度のサイトカインは体内に残存させることよりサイトカインモジュレーターとして機能する.

このためCHDFによりサイトカインをモジュレーションすることがMOFの治療や予防に有効であるかどうか,CHDFにより好中球のアポトーシスをモジュレーションできるかどうかについて検討することが本研究の目的である.これらの目的に対して本年度は以下の検討を行った.(1)対象を平成12年4月から平成13年2月までにICUに入室した患者とし,全例に対して経日的にヒト末梢血中のIL-6の値を測定した.その上でIL-6の値が高い症例や腎不全など臓器不全を起こしている症例を中心にCHDFを施行し,CHDF開始前,施行中,施行後ICU退室までの間,IL-6の値を経日的に測定した.さらにCHDFによるサイトカイン除去における至適操作条件を検討するために,ヘモフィルターの材質や血流量,透析液量,濾過量等を変更し,様々な条件下における各種humoral mediatorの値を測定した.(2)CHDFによりサイトカインをモジュレートすることの有効性を探る目的で,CHDF施行症例における好中球のアポトーシスの判定を試みた.CHDF施行中の症例について,末梢血好中球を分離し,さらに好中球のアポトーシスを測定した.アポトーシスの測定はAnnexin V-FITC,PIを用いて染色を行い,フローサイトメトリーにて定量を行った.今後は,健常人の末梢血好中球を分離し,CHDF施行症例の血漿を添加して培養した後にアポトーシスがどのように変化するかを検討する予定で各種機材を整備中であり,同時にCHDF施行症例の血漿を検体を採取し,凍結保存している.hypercytokinemiaの状態,いわゆる全身性炎症反応症候群SIRSに陥っている症例は多臓器不全に至る可能性が高い.一方,apoptosis(PMN)は,SIRSの状態下では活性化されると同時にapoptosisが抑制される.侵襲下におけるPMNのapoptosisの過剰な抑制は,ときに自身の組織を障害し,臓器不全を引き起こす可能性がある.持続的血液濾過透析CHDFは,サイトカインモジュレーターとして有効であるが,さらに血中のサイトカインを制御することで,PMNのapoptosisに関して制御可能かどうかについて検討した.(1)平成13年4月から平成14年2月までにICUに入室した患者のうち,急性臓器不全に陥っている全症例に対して経日的にヒト末梢血中のIL-6の値を測定した.その上でIL-6の値が高い症例を中心に約30例を対象とした.(2)末梢血PMNのapoptosisの遅延に関して,6時間培養後,24時間培養後のいずれにおいてもICU入室患者においては,健常人に比して有意にapoptosisの抑制が認められた.しかしながら,採血分離直後においては,ICU入室患者と健常人との間に有意差は認められなかった.
静電誘導給電法を用いた微細放電加工の研究

静電誘導給電法を用いた微細放電加工では、パルス電圧を生じさせるパルス電源を給電容量を介して工具電極に容量結合する。本加工法では、給電容量を小さくすることで放電エネルギーを容易に小さくできる。そこで、本研究では工具電極への容量結合を、工具電極とグラウンド間で形成される微小な浮遊容量により行う方法を提案した。本方法を用いることで、微小な放電エネルギーが得られ、直径1μm以下の放電痕径が得られた。その結果、SUS304に対してRz0.44Fmの良好な加工面が得られた。また、微細放電加工用に開発された静電誘導給電法を、微細電解加工へ応用した。電解加工は工具電極が消耗せず、加工変質層も生じないという優れた特徴を持つ。さらに、加工面の表面粗さも放電加工に比べて一般に良好である。また、電解加工においては数十ns以下の短パルス電源を用いることで、ギャップを数μmまで小さくすることができる。静電誘導給電法を用いた微細電解加工においては、パルス電圧のオン時間に関わらず、パルス電圧の立上り、立下り時間によって電流のパルス幅を制御でき、立上り、立下り時間程度の短パルス電流が容易に得られることが、解析的、実験的に明らかとなった。従って、本加工法では、オン時間を短くする必要がある従来の微細電解加工の短パルス電源に比べ、容易に数nsの短パルス電流を得ることができる。また、直径50Fmの工具電極を用いてSUS304に対して穴加工を行い、電流のパルス幅が加工精度に及ぼす影響を調査した結果、電流を数十nsと短パルスにすることで、放電加工と同等の2μm程度のギャップで加工できた。また、放電加工よりも良好な表面粗さRz0.16μmが得られた。さらに、平均極間電圧を基にした主軸のサーボ送り制御装置を開発した。本装置により、SUS304に対して直径50Fm、深さ50μm程度の穴加工を安定して行うことに成功した。
現代中東における経済社会開発と紛争の脱構造化に関する実証研究－ヨルダンを中心に

本年度は、ヨルダンおよびイスラエルにおける開発に対するGCC加盟国の関与とその意義についての研究に引き続き取り組み、またこれまでの二年間の研究成果の発信を見据えて研究を進める予定であった。本年度の研究実施状況は以下の二点の通りである。一点目に、昨年度に続いてヨルダンの対イスラエル関係および対GCC加盟国関係の経済的側面と、ヨルダンのGCC加盟をめぐる議論とその進展に着目して研究を行った。特に、パレスチナ/イスラエル問題に加えてシリア紛争が長期化している中で、両地域に隣接するヨルダンが紛争との直接的な相関性という存立基盤をいかにして保持しているのかという点に着目して、GCC加盟国やイスラエル、国内の主要なアクターとなっているシリア難民や彼らを保護する国際機関との関係から検討を進めた。また、補足資料の収集のために12月にヨルダン・アンマーンに滞在し、内務省統計局・ヨルダン大学図書館・国立図書館などで統計資料や政府発行文書・現地紙バックナンバー、中東地域で発行された著書や論文集等を収集した。二点目に、これまでの研究成果の発信に向けての準備を行い、その一部としてヨルダンの国家形成におけるパレスチナ/イスラエル問題の位置づけにかんする論考を執筆したほか、共訳者の一人として参加していたパレスチナ/イスラエル問題にかんする翻訳書が刊行された。これらの研究活動の実施にあたっては、日本学術振興会が発行した研究倫理教育教材を読了したうえで理解度チェックテストを実施し、「研究倫理教育に関する報告書」を研究機関に提出した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究実施状況は以下の三点の通りである。一点目は、ヨルダン・イスラエル間関係について二国間貿易の拡大やヨルダン観光の推進について明らかにするために、先行研究を整理するとともに統計資料や政府発行文書・現地紙バックナンバーの収集によって特にその数値的実態の解明に努めた。そのために、11月12月と2月にヨルダンに渡航し、内務省統計局・ヨルダン大学図書館・国立図書館などで資料収集を行った。二点目に、イスラエルとの経済関係が構築される以前からの主要な経済的パートナーであるヨルダンと近隣アラブ諸国の経済関係について、イラクとの貿易およびエネルギー資源の調達を中心に検討した。特に、1990年代から現在までのヨルダンのエネルギー政策に大きな影響を及ぼしている2003年のイラク戦争後の二国間関係について政治経済的な側面から検討し、その成果を国際学会で発表した。三点目に、現在のヨルダン政治経済の重要な規定要因となっているシリア難民問題の展開について整理し、難民保護のための国連機関や諸外国との協力関係の構築や、国内的インパクトについて検討した。シリア難民問題は2013年以降に深刻化しており、ヨルダン国内の水やエネルギーの不足といった問題を生み出しているだけではなく、次年度以降に取り組む湾岸諸国からの経済援助や投資にも影響を及ぼしている。11月以降に行ったヨルダンでの調査の際には、これらの点についても資料収集を行ったほか、国連機関などで聞き取り調査を行った。一点目に、ヨルダンの対イスラエル関係および対GCC加盟国関係の経済的側面と、ヨルダンのGCC加盟をめぐる議論に関する先行研究の整理と資料の分析を進めた。そのために、ヨルダン・アンマーンにおいて、中東地域で発行されている当該テーマに関する書籍・論文を参照するべく入手したほか、内務省統計局・ヨルダン大学図書館・国立図書館などで統計資料や政府発行文書・現地紙バックナンバー等を収集した。二点目に、一点目の内容を補足するものとして、ヨルダン滞在中に同国へのシリア難民の流入についての調査を行った。シリア人難民コミュニティは現在人口の一割とも二割とも言われる規模にまで拡大しており、難民問題の動向はヨルダンの政治・経済・外交を大きく規定している。本研究との関わりでは、特にGCC加盟国からの難民支援を目的とした財政援助がヨルダンとの関係強化の一助ともなっている。本年度の調査では、難民支援と並行して行われているヨルダンの地域開発の実態について、アンマーン、イルビド、マフラク各地のUNHCR事務所においてインタビュー調査を行った。これは、『国際政治』において発表した論文の内容を補足するものであり、その成果は改めて国際会議における報告でも取り上げた。三点目に、ヨルダンの国内政治に関する前年度までの研究成果をトルコで開催された世界中東研究大会において発表した。これは、「アラブの春」と呼ばれる中東の政治変動の中で見られたヨルダン社会における抗議活動が提示した要求や政府の対応策について、現地の研究機関が実施した世論調査の結果や報道資料などの分析から明らかにするものであった。海外の研究者による企画のパネル・セッションに参加し発表したものであり、主にヨーロッパ諸国のヨルダン研究者やヨルダンのジャーナリストらと意見交換を行う貴重な機会ともなった。

また、補足資料の収集のために12月にヨルダン・アンマーンに滞在し、内務省統計局・ヨルダン大学図書館・国立図書館などで統計資料や政府発行文書・現地紙バックナンバー、中東地域で発行された著書や論文集等を収集した。二点目に、これまでの研究成果の発信に向けての準備を行い、その一部としてヨルダンの国家形成におけるパレスチナ/イスラエル問題の位置づけにかんする論考を執筆したほか、共訳者の一人として参加していたパレスチナ/イスラエル問題にかんする翻訳書が刊行された。これらの研究活動の実施にあたっては、日本学術振興会が発行した研究倫理教育教材を読了したうえで理解度チェックテストを実施し、「研究倫理教育に関する報告書」を研究機関に提出した。本年度は、ヨルダン・イスラエル関係およびヨルダン・GCC関係の経済的側面に関する研究を進めるための資料の収集・整理を計画通りに進めることができた。また、計画の策定時期には見られなかった現地情勢の変化についてもシリア難民の受け入れについての調査研究によって反映できている。また、これらの成果については論文執筆および海外での研究報告によって順調に公表をしていることから、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果をもとに、今後も補足的な現地調査と資料収集・分析などから研究成果の改善を図り、研究課題の遂行に努める。また、本年度は研究内容や論文投稿等による成果発信もおおむね計画通りに行うことができているため、次年度も大きな計画の変更はしない。本年度は、ヨルダン・イスラエル間関係について二国間貿易の拡大やヨルダン観光の推進について明らかにするとともに、近隣アラブ諸国との経済関係というこれまでの研究成果を接合して、その成果を国際学会で発表した。これらに加えて、計画の策定時期には見られなかった現地情勢の変化をも、研究内容に適切に反映できていることから、おおむね順調に進展していると考えている。
地盤内の非水溶性流体に移動機構に関する新たな理論の構築

石油や揮発性有機化合物などの非水溶性液体(NAPL)は、地中で複雑な多相の流れを形成して土壌汚染を引き起こす。このような土壌汚染を水-NAPL-空気3相の浸透解析で検討する際は、土粒子間隙における3相の圧力-飽和度関係のモデル化が計算の信頼性を左右する。圧力-飽和度のモデル化にはLeverettの理論が広く用いられてきたが、NAPLの種類などの条件によっては適用出来ず、地盤内のNAPLの残留量を過小評価する問題が指摘されている。本研究では、Leverettの理論の適用限界を克服した新たな理論を提案し、それに立脚した精緻な土壌汚染解析技術の開発を目的とする。
頭足類の新しい視物質と色覚の機構の研究

日本近辺の深海にすむホタルイカの網膜には三種類の波長感度曲線の異なる視物質が存在することを発見した。ホタルイカの上から来る光が像を結ぶ目の下側の網膜は他の部分に比べて感光部(感杆)が他の部分の三倍の長さの600ミクロンもある視細胞からできている。そのレンズ側の400ミクロンの感稈には動物界で新しく発見された4ーハイドロキシレチナ-ルを色素団としている吸収極大波長が約470nmにある視物質が存有し、その下側に位置する感桿には3ーデハイドロレチナ-ルを色素団とする吸収極大波長が約500nmの視物質が含まれている。網膜の他の部分にある短い視細胞にはレチナ-ルを色素団とする吸収極大波長が484nmの(ビタミンA1を色素団とする)視物質が含まれている。三種の視物質の機能を明らかにするために網膜内での正確な幾何学的配置を、顕微解剖した網膜片のホトンカウント法による吸収曲線の実測と、切片のHPLCによる色素団の分析によって明らかにすることができた。新しい視物質の色素団はβイオノン環にOH基が付くことによって吸収が短波長に移動している。この様な視物質の吸収極大の調節は動物界では始めて見られたものである。幾何光学的構造も極めて発達した眼を持つ頭足類は今まで色盲であると考えられていたが、ホタルイカは三種の視物質による色覚を持つ可能性を持つている。このような視物質系がホタルイカ以外の数種のイカやタコにも存在することが英国海洋研のHerringらとの共同研究で大西洋から採集されたものにも存在することが解った。一方ホタルイカは温度の変化に応じて発光する光の波長を変えることが出来ることを明らかにした。5度以下の低温では470nm極大の青い光、12度以上では530nm極大の黄緑の光を発光していることが解った。このようにホアルイカの視覚と発光は見事に適応していることをかなり明らかにすることができた。ホタルイカの網膜には三種類の視物質が存在する。上から来る光を見ている目の下側の網膜は他の部分に比べて三倍の長さの600ミクロンもある視細胞からできており、そのレンズ側の400ミクロンの感稈には動物界で新しく発見された4ーハイドロキシレチナ-ルを色素団としている吸収極大波長が約470nmにある(A4)視物質が存在し、下側の感稈には3ーデハイドロレチナ-ルを色素団とする吸収極大波長が約500nmの(A2)視物質が含まれている。網膜の他の部分にある短い視細胞にはレチナ-ルを色素団とする吸収極大波長が484nmの(A1)視物質が含まれている。三種の視物質の機能を明らかにするために網膜内での正確な幾何学的配置を顕微解剖よる実測と、切片のHPLCによる色素団の分析によって明らかにした。この様な視物質の吸収極大の調節は動物界では始めて見られてものである。このOH基の付加(酸化)はいわゆる肝膵臓ではなく、網膜で行われていることを明らかにした。

目下この反応に与る酵素を検索中である。この産物は光学活性のある(S)11ーcisー4ーhydroxyretinalであり、これと化学合成したラセミ体をウシのオプシンに結合させて合成視物質を作り、光反応の感度、中間体の生成と安定性を調べた。光感度はA1色素と同じく高感度であり、メタ中間体の生成と安定性もほぼ均しく、同じ程度の生理的活性を持ちうることを示すことができた。蛋白との結合速度はS体がR体の3倍であった。脊椎動物にもホタルイカと同じような深海に棲む動物がある。それらにも深海の太陽光である青い光に適応した視物質系があることが示されているからから、A4色素による感度調節があることを推測してもよいであろう。A1,A4色素の吸収曲線を詳細に比較した結果分光学的には極めてよく似ているので、吸収極大の波長の違いだけでは、顕微分光の方法ではA4色素の存在の判別が不可能であること示した。日本近辺の深海にすむホタルイカの網膜には三種類の波長感度曲線の異なる視物質が存在することがわかった。上から来る光が像を結ぶ目の下側の網膜は他の部分に比べて感光部(感杵)が三倍の長さの600ミクロンもある視細胞からできている。そのレンズ側の400ミクロンの感稈には動物界で新しく発見された4ーハイドロキシレチナ-ルを色素団としている吸収極大波長が約470nmにある(A4)視物質が存在し、下側の感稈には3ーデハイドロレチナ-ルを色素団とする吸収極大波長が約500nmの(A2)視物質が含まれている。網膜の他の部分にある短い視細胞にはレチナ-ルを色素団とする吸収極大波長が484nmの(A1)視物質が含まれている。三種の視物質の機能を明らかにするために網膜内で正確な幾何学的配置を顕微解剖よる実測と、切片のHPLCによる色素団の分析によって明らかにすることができた。新しい視物質の色素団はβイオノン環にOH基が付くことによって吸収が短波長に移動している。この様な視物質の吸収極大の調節は動物界では始めて見られたものである。構造的に極めて発達した眼を持つ頭足類は今まで色盲であると考えられていたが、ホタルイカは三種の視物質による色覚を持つ可能性を持っている。このような視物質系がホタルイカ以外の数種のイカやタコにも存在することが英国海洋研のHei〓ingらが採集した大西洋産のものの共同研究で解った。いっぽうホタルイカは環境温度の変化に応じて発光する光の波長を変えることが出来ることを明らかにした。
二枚貝殻体における結晶成長の異方性が微細構造形成や殻成長に及ぼす影響

二枚貝類・腹足類・頭足類について,貝殻真珠層のアラゴナイト結晶の結晶方位を電子顕微鏡-電子後方散乱回折装置(SEM-EBSD)によって測定した。その結果,二枚貝のウグイスガイ類とサンカクガイおよび頭足類のオウムガイではa,b軸の配向性が高かったのに対して,二枚貝の原鰓類とイノセラムス及び腹足類についてはa,bはランダムな方向を向いていた。また,二枚貝のイシガイ類はそれらの中間的な特徴を示し,a,b軸に弱い配向性が認められた。また,高いa,b軸配向性を示すものの中でも,真珠層の外層直下ではa,b軸の配向性が比較的弱いことがわかった。a,b軸配向性の高い二枚貝類では真珠構造は概してシート状の構造を呈するが,a,b軸のそろいが悪い外層直下では真珠構造は巻貝やアンモナイトのような柱状の様相を呈する。シート状の真珠構造の形成過程においては,同じ"層準"内の結晶同士の幾何学的選別作用が顕著であるために成長縁方向にb軸が向いているものが選別されやすいのに対して,柱状の真珠構造は真珠結晶の柱の間の幾何学的選別が卓越するために結晶方位による選別が起こらないと考えれば,上記の結果をよく説明できる。なお,絶滅二枚貝であるイノセラムス類は,従来はウグイスガイ類に分類されてきたものの,近年,むしろ原鰓類に近縁であるという"異説"が提唱されているが,本研究の結果は奇しくもこの"異説"と調和的となった。また,結晶方位のマッピング結果を直感的にわかりやすく色分けして表示するプログラムEATPANを開発・公表した。本研究以外の研究にも広く利用できるのではないかと思われる。EBSD分析試料の作成のためには,化石標本や貝殻試料を鏡面研磨する必要がある.その際に問題となったのは,殻の表面が研磨に伴って細かく"こぼれる"ことをいかにして防ぐかであった.そこで,保存は良いが脆い化石試料(イノセラムス)について様々な方法を試したところ,樹脂に包埋した標本を切断せずに磨り飛ばして面出し,少しずつ細かい研磨剤で磨いては樹脂を滲み込ませる方法で何とかうまくゆくことがわかった.また,イノセラムスの蝶番部に見られる"刃状構造"と呼ばれる板状結晶について,それぞれの"板"に平行な薄片を作り,偏光顕微鏡で消光パターンを予察的に観察した結果,一枚の"板"の中でも波動消光のように消光位が変わり,それが放射状の様相を呈しているようにみえるものがあった.これは,"板"の内部で針状の結晶が放射状に伸長していることを示唆しており,今後SEM-EBSDによる詳細な結晶方位解析をおこなうことで検証できるものと思われる.また,殻の微細構造の伸長方向と殻表面の微彫刻の伸長方向との関係を様々な種類の二枚貝で検討した.微彫刻の中で,成長線に対してほぼ垂直な方向に走る対心円状彫刻は,従来結晶伸長方向を反映したものと考えられていたが,そうしたものとそうではないものとがあることがわかった.前者と後者では,成長線に対する彫刻の走る方向が僅かに異なるが,これは前者のパターン形成が結晶成長の異方性の影響を受けていると考えれば上手く説明できる.これも,EBSDによる結晶方位解析によって検証するべき課題である.現生の二枚貝類,巻貝類,頭足類(オームガイ)について,.真珠構造と呼ばれる微細構造の成長縁を電子顕微鏡で観察した,二枚貝に見られるシート状真珠構造と巻貝や頭足類に見られる柱状真珠構造との間で晶出直後の真珠結晶の成長様式を比較する狙いであったが,観察の結果,同じ種類の同一個体の中でさえ,部位によって成長様式にバリエーションがあることがわかった.例えば,柱状に重なるとされる巻貝の真珠構造でも,殻のより内側では成長縁は階段状になっていた.また,階段状に真珠層が重なるとされている二枚貝の場合でも,土台と成る稜柱層のすぐ裏側に成長する際には,稜柱同士の境界あたりから真珠結晶が晶出し始め,稜柱層を完全に覆うくらいまで真珠層が重なってから階段状の成長縁に移行する様子が見られた.巻貝とオームガイについては,電子顕微鏡一電子後方散乱回折装置(SEM-EBSD)を用いた結晶方位解析を行った.殻内面と平行な薄片で見たところ,同じ柱状真珠構造でも,オームガイでは結晶方位が比較的良く揃っているのに対して,巻貝ではあまり揃っていないという結果が得られている.形態的特徴と同様に,結晶方位にも部位によるバリエーションがある可能性があるので,現時点で得られているデータだけでははっきりとしたことはいえないが,従来報告されているX線による分析結果と一応調和的である.アラゴナイトのエピタキシー成長を想定したモデルを考えれば,両者の違いは,土台となる外層のすぐ裏側での真珠結晶の結晶方位を揃える機構の有無に帰着される可能性がある.二枚貝類・腹足類・頭足類について,貝殻真珠層のアラゴナイト結晶の結晶方位を電子顕微鏡-電子後方散乱回折装置(SEM-EBSD)によって測定した。

また,高いa,b軸配向性を示すものの中でも,真珠層の外層直下ではa,b軸の配向性が比較的弱いことがわかった。a,b軸配向性の高い二枚貝類では真珠構造は概してシート状の構造を呈するが,a,b軸のそろいが悪い外層直下では真珠構造は巻貝やアンモナイトのような柱状の様相を呈する。シート状の真珠構造の形成過程においては,同じ"層準"内の結晶同士の幾何学的選別作用が顕著であるために成長縁方向にb軸が向いているものが選別されやすいのに対して,柱状の真珠構造は真珠結晶の柱の間の幾何学的選別が卓越するために結晶方位による選別が起こらないと考えれば,上記の結果をよく説明できる。なお,絶滅二枚貝であるイノセラムス類は,従来はウグイスガイ類に分類されてきたものの,近年,むしろ原鰓類に近縁であるという"異説"が提唱されているが,本研究の結果は奇しくもこの"異説"と調和的となった。また,結晶方位のマッピング結果を直感的にわかりやすく色分けして表示するプログラムEATPANを開発・公表した。本研究以外の研究にも広く利用できるのではないかと思われる。
炭素材料の不均一度測定法の確立と材料機能性との相関に関する研究

炭素材料は、存在の形態の多様性で特徴づけられる。その多様性を構造の面から表すならば多孔性であるか否か、また多孔性であるならばその孔の形状や分布がどのようになっているかに集約できると思われる。炭素の物性の多様性、材料としての機能の多様性も、多くの場合この空孔の多様性に起因していると言える。本研究は、さまざまな炭素材料を炭素部分と空孔との二元系ととらえ、構造と分布をX線回析法(広角散乱、小角散乱)を用いて探ることを目的としてスタートした。そして、多孔性炭素材料のporeの構造と分布状態を調べるのには、小角X線散乱法が最も適していることを示した。この間に行なった研究は、1)実験室で使える精度良い小角X線散乱装置の立ち上げおよび実際の炭素材料への適用と解析法の模索である。形態からみた細孔構造の代表的なものとして、2)ガラス状炭素、3)石炭、4)ポリマーブレンドから調整した多孔性炭素繊維を取り上げた。2)のガラス状炭素は、閉孔構造の代表として位置付けられる。出発物質をフェノール樹脂、フラン樹脂、イミド樹脂と変え、出発物質の違いによる細孔構造への影響、また、それぞれについて焼成温度による細孔構造の違いを議論した。3)の石炭については、石炭を孔の階層構造を形成している代表例と位置付け、フラクタル的概念での構造表現を試み、フラクタル次元が石炭の性質や機能と結びつけられるか否かを検討した。4)の試料は、熱分解により消失する気孔形成樹脂の大きさや形状は出発段階でわかっているが、紡糸や焼成する際どのように気孔を生じ変形するか、その大きさと形を解明した。
術中回収式自己血輸血紫外線照射による回収血中の細菌、腫瘍細胞の不活化

癌の手術中においては、回収血に細菌、癌細胞が混入する可能性が高く、輸血に用いることはできない。この回収血に深紫外線発光ダイオードを用いて紫外線照射すると、混入した細菌、腫瘍細胞の不活化が可能であった。しかし、血液中への紫外線照射は血球により妨げられ十分ではなかった。適切な照射層の厚み、撹拌操作などの探求も必要であったが、研究期間中にはできなかった。癌手術においても回収自己血を輸血できる可能性を見いだした。実験目的に最適と考えられる市販紫外線発光ダイオードの調査、選択に最も時間を要した。結局米国製品を輸入することとなったが、今度は輸入代理店(代理店により購入原価が大きく異なる)の選択に時間を要し、結局のところ当初予定の段階まで研究が進んでいない。このため、現時点ではほとんど成果らしいものがない状態である。不活化に効果のある紫外線波長は250290nmであるが、これは主として物質表面への照射の場合であり、水中(生理食塩液)での紫外線透過率(減衰)を考慮すれば、270280nmが最適波長ではないかと考えられる。通常濃度の血液中において、紫外線の透過はほとんどない。ごく短い距離で赤血球により遮蔽される。有効に照射するには、1000倍以上の希釈を要し、処理すべき絶対量が増加する。できるだけ処理量を増加させずに不活化を成し遂げるには、初期計画では静的状態での実験を計画していたが撹拌を伴う動的状態での実験が必須と考えるに至った。細径石英ガラス管を複数本組み合わせ、管内で乱流域となるまで流速をあげる実験系を組むことは予算的に困難と予想されるが、できるだけ撹拌を伴う実験系を組み上げる計画をしている。いわゆるマイクロバブルを用いる撹拌操作は赤血球細胞を破壊すると思え不適切である。残念ながら、主な実験はこれからとなる。生理的食塩水中に細菌(E.Coli)を混在させ、深紫外線発光ダイオードを用いて、紫外線を照射したところ細菌は不活化した。照射量を増加させれば100%の不活化が可能であった。細菌を血液中に混在させ、同様に照射したところ、40%の血液濃度ではほとんど不活化できず、0.5%まで希釈した血液中でも100%ではなかった。流動させた系での照射では、静止系よりも不活化の割合が増加するも100%にはならなかった。今回の研究目的に流速、拡散などについての検討は含まないが、流れ系では効果が上がることを示唆する結果であった。静止系で撹拌操作を加えることによる実験では、40%の血液中であっても100%の不活化が可能であった。これは、これまでの報告の紫外線による物質表面の細菌の不活化効果に加え、生理的食塩水中の細菌に対しても十分な効果を示すことを明らかにした。深紫外線照射は液中の細菌の不活化に十分に有用であり、なんら副作用なく細菌の混在を無害化できることを示した。血液中においては、赤血球が紫外線の透過を阻害するため、静止系ではその効果は著しく低下するが、撹拌操作を加えることにより紫外線照射の効果を得ることが可能であった。光回復現象については十分な実験ができなかったが、光回復(暗所、明所ともに)は十分量の紫外線照射をすれば、考慮すべき大きな要因ではなさそうであった。バッチ処理では撹拌操作を、流動系では流路での拡散の工夫により、回収血に混入した細菌をなんら副作用なく無害化が可能と考えられる。腫瘍細胞については、HL-60とHeLaをそれぞれ培養液中に浮遊させる状態で、紫外線照射を行った。不活化を認めるも、照射量、時間などとの相関に矛盾を生じた。撹拌操作を加えると、腫瘍が損傷し不活化するためと思われた。紫外線の効果を検討するため、実験系の工夫が必要であったが、これ以上の研究はできなかった。
質的分析に基づいた中小企業の連携能力構築に関する研究

本研究では、階層的な取引構造に埋め込まれた製造業あるいは広告制作業に従事する中小企業において、いかに協力的な関係を通じて新たな場が成立するかについてのプロセスを明らかにした。ビジネスを主体とした実践が協業関係の発生を伴うものにどのように変異するかについて、他者との間のやり取りを通じた意味形成という点に着目した。また、本研究は調整者やプロデューサーとしての役割や実践に着目するだけでなく、実践に巻き込まれて未知なる領域で活動に踏み出す追随者の認知的な変化や実践にも焦点を当てた。研究の方法は、関係的な資産やネットワークへのリフレクションに関する調査を通じて、質的研究のアプローチを採用した。上半期については、企業家研究の言語論的・実践論的転回に基づいた先行研究の整理と分析枠組の構築、および具体的なフィールドワークに先立ってリサーチメソッドの整理をおこない、経営組織論、社会学を中心としたジャーナルに基づいた文献サーベイを実施した。また、これら文献レビューを総括しリサーチメソッドをブラッシュアップする機会として、11月に同じ研究テーマに関心を寄せる研究者との間で研究会を開催した。フィールド調査については、年度毎に定点観測をおこないながら、本年度と来年度に関してはリエゾン組織にフォーカスし、2つの地域の対象にアクセスした。1大阪地域に集積するクリエイティブ系中小企業と製造業の間をとりもつ行政傘下のプロデュース組織による関係開発と連携関係構築のプロセス、2イタリア・ベネト地方におけるサービス産業と製造業を結ぶ大学による関係開発を通じて、オープン・イノベーション型の事業システムを確立する上の制度設計の経緯についてインタビュー調査をおこなった。また、イタリア・モデナ地方でのフィールドワークを追加的におこない、バイオメディカル関連企業を主体としたスピンオフの連鎖とコモ地域における絹産業の再活性化における産学連携にフォーカスし、オープン・イノベーション型の事業システムを確立する上の制度設計の経緯についてインタビュー調査をおこなった。後者のフィールドリサーチの成果として、『京大論叢』への論文の投稿が完了した。また、これら文献レビューを総括しリサーチメソッドをブラッシュアップする機会として、各年の10月にRIETIにおける研究打ち合わせの会合に参加した。フィールド調査については、年度毎に定点観測をおこない、本研究が対象とするのは次の2つの分野にフォーカスしておこなった。1多摩地域、京滋地域、大阪地域に集積するグローバル・ニッチ・トップ型中小企業において連携組織を形成している4社の連携関係の構築プロセスの比較、2イタリア・モデナ地方におけるバイオメディカル関連企業を主体としたスピンオフの連鎖とコモ地域における絹産業の再活性化における産学連携にフォーカスし、オープン・イノベーション型の事業システムを確立する上の制度設計の経緯についてインタビュー調査をおこなった。調査に基づいた成果について、1については、RIETIのワーキングペーパーとしてすでに成果をまとめ論文として公刊した。そして2については、京大論叢に研究成果を掲載する予定で、文献資料の収集を終えて原稿作成段階となっている。また、コモ地域のヒアリング調査に関しては、1の研究成果における基礎資料として比較検討の材料として活用することが可能となった。また、フランスのリヨン大学でおこなわれた第26回RENT(欧州企業家研究)の国際学会で、クリエイター間の協働関係に関する研究成果を報告した。平成26年度は、大阪の広告制作分野における小企業の経営者とインキュベーション機関のマネジャーとの相互作用に関するヒアリング調査を実施し、クリエイティブ・クラスターという表象がどのように受け入れられて行くかについて明らかにした。もともと、主体間の連携のない状況のもとでは、クラスターの概念の受け入れられ方にも従来の製造業のクラスターとは異なっていることが発見事実として提示された。つまり、ビジネス指向ではない遊びや学習を通じた関係が形成され、地域内部においては、取引における直接的な連携関係の発展ではなく、相互に知り合う場が求められ、その重要性が主体間の間で共有されていくことが明らかにされた。本研究の成果に関しては、ロッテルダムのエラスムス大学で開催された第30回欧州組織学会(EGOS)にて報告し、事前に提出していたフルペーパーが、産業クラスターのマネジメントに関するワーキング・グループの論文集に採用される見込みとなった。本論文への加筆、修正は、翌年度(平成27年度)に引き継がれる予定である。また、イタリアのパドヴァ大学でおこなわれた研究会にて同成果を報告し、パドヴァ市内における大学と行政が設立したインキュベーション施設におけるとりくみと成果を比較しながらディスカッションがおこなわれた。同国の事例との比較を盛り込んだ成果については、次年度に同大学の研究者を招聘することになり、さらなる研究の発展段階において検討する予定である。上半期については、昨年同様の調査主体にアクセスし、ヒアリング調査を継続した。とりわけ、大阪市が支援するクリエイティブクラスターの形成に関して、広告制作クラスターと製造業、行政との連携における事業創造のプロセスを中心に調査を展開した。期間中に、新たに16件の質的調査に関するデータを加えることができた。下半期は、海外での学会報告のエントリーがリジェクトされたために、クリエイティブ産業における協業関係にフォーカスした研究の方向性を改め、クラスターにおける協業関係の発展という観点から、これまでの研究成果を取りまとめることになった。成果の提出については今後も海外における成果報告の機会を探るために英語での執筆作業となり、法政大学イノベーションマネジメント研究センターのワーキングペーパーとして年度内に提出を完了した。

本研究では、協働の概念として、クラスターマネジャーとクラスター企業家という新たなカテゴリーにおける関係性の変化が明らかにされた。それによると、クラスターの発展は、政策と現場をつなぐクラスターマネジャーだけではなく、直接的に協業関係にあるクラスター企業家の巻き込み能力の差が大きいことが明らかになった。この研究成果は、協働におけるクリエイティビティが顧客志向の2者間関係から多主体との探索的な学習関係へと変異することによって、産業クラスターが発展していくプロセスを表しているのではないかという示唆が同時に得られており、これらは次の研究課題として、新たな研究プロジェクトに引き継がれる予定である。本研究では、階層的な取引構造に埋め込まれた製造業あるいは広告制作業に従事する中小企業において、いかに協力的な関係を通じて新たな場が成立するかについてのプロセスを明らかにした。ビジネスを主体とした実践が協業関係の発生を伴うものにどのように変異するかについて、他者との間のやり取りを通じた意味形成という点に着目した。また、本研究は調整者やプロデューサーとしての役割や実践に着目するだけでなく、実践に巻き込まれて未知なる領域で活動に踏み出す追随者の認知的な変化や実践にも焦点を当てた。研究の方法は、関係的な資産やネットワークへのリフレクションに関する調査を通じて、質的研究のアプローチを採用した。当初の計画では、神戸医療クラスターにおける医工連携、ミランドラの医療機器産業、オメーニャのデザイン開発連携も研究対象に加えていたが、費用と時間の面から渡航と出張回数が制限されており、調査対象へのアクセスが困難だった。そのため、大阪のクリエイティブ・クラスターにおける企業家の連携能力の獲得について、定点観測を継続的に進める方向に切り替えることによって、2011年以降の劇的な変化の推移を克明に調査することが可能となった。研究の目的に変化はないものの、研究対象を少数に絞り込んで集中的に調査することによって、質的研究においてより質の高いデータを豊富に得ることが可能となった。また、研究成果を論文にまとめる作業も順調に推移している。以上の結果から、本研究は概ね順調に進展していると考えられる。経営学中小企業論最終年度となる次年度は、これまでの研究成果を論文として公刊することが目標となる。また、イタリアのボローニャ大学で開催されるワークショップ「カルチュラル組織のマネジメント」にエントリー予定であり、報告からさまざまなフィードバックが得られるものと期待する。また、次年度に継続予定のヒアリング調査の結果も盛り込みながら、日本ベンチャー学会で成果報告をおこない、さらに経済産業研究所に対しても、成果の一部を公開する予定である。
マクロファージにおけるMafBによる補体C1q転写制御機構の解明

ヒトでは毎秒100万個の細胞がアポトーシス(細胞死)を起こす。白血球の一つであるマクロファージはアポトーシス細胞をすみやかに認識し、アポトーシス細胞を除去する。本研究では転写因子MafBを欠損させるとマクロファージがアポトーシス細胞を認識できなくなることがわかった。その原因として、アポトーシス細胞認識に働く補体C1q遺伝子の減少が考えられた。遺伝子プロモーター解析からMafBはC1qを直接制御することでマクロファージが死細胞を貪食がすることが明らかとなった。マクロファージにおけるMafBの機能は不明な点が多いことから、申請者はMafBの機能を網羅的に調べるため、発現マイクロアレイ解析を行い、C1qa遺伝子がMafb欠損マクロファージで減少していることを見いだした。補体C1qは、死細胞認識因子および老化促進物質として知られているが、その転写制御機構は不明である。平成25年度の研究では、生体内におけるMafBの機能解析として、自己免疫疾患モデルの誘導実験を行った。Mafb欠損マウスは、生後間もなく死亡する。そのため成体でのMafBの機能を調べるために、胎児肝細胞をX線照射したマウスへ移植し、血液が完全に置き換わったものを以後の実験に使用する。移植後1年程度経過したMafb欠損マウスの血清中の抗核抗体、抗dsDNA抗体価をELISAおよび、HEPANAテストによって測定したところ、野生型に比べて有意に自己抗体が増加していることが明らかとなった。また、腎臓の組織切片を作成し、抗IgG抗体で免疫染色を行ったところ、Mafb欠損マウスでは明らかにIgG陽性の糸球体が増えていることが分かった。また、MafBによるC1q遺伝子群の制御機構の解析については、補体C1qを構成するC1qa、C1qb、C1qcの遺伝子座は数キロベース(kbp)ほどの間隔で近接しており、C1qa、b、cの各プロモータ領域を調べると哺乳類でよく保存されたMaf認識配列(MARE)が存在する事がわかっている。平成25年では、このプロモーター領域のMARE配列に変異を入れた解析をおこなった。その結果、MARE領域に変異を入れた構築ではルシフェラーゼ遺伝子が発現しないことが明らかとなった。以上のことからMafBはC1qを直接制御することが示唆された。そこで、平成26年度の研究では、1.生体内におけるMafBの機能解析として、自己免疫疾患モデルの誘導実験を行った。移植後1年程度経過したMafb欠損マウスの血清中の抗核抗体、抗dsDNA抗体価をELISAおよび、ELISAによって測定したところ、野生型に比べて有意に自己抗体が増加していることが明らかとなった。また、腎臓の組織切片HE染色、PAS染色の結果、糸球体腎炎が起きていることが確認された2.MafBによるC1q遺伝子群の制御機構の解析MafB欠損マウスの血清中のC1qの活性を調べるため、Hemolysis assayを行った。その結果、MafB欠損マウスの血清中にはC1qが顕著に減少していることが分かった。ヒトでは1日に10億個の細胞死が誘導されるが、それらはマクロファージなどの貪食細胞によりすみやかに除去されて免疫寛容が誘導され、組織の恒常性が維持される。この機構が破綻し死細胞が遺残すると、それらに対する自己抗体が誘導され自己免疫疾患などの原因になる。死細胞は通称「eat me」と呼ばれるシグナルを提示し、マクロファージがこれを認識し、貪食すると考えられている。当研究室では、マクロファージに発現するLarge Maf転写因子MafBの機能を解析している。MafBはMaf認識配列(MARE)に結合し標的遺伝子の発現レベルを制御することが分かっている。マクロファージにおけるMafBの機能は不明な点が多いことから、申請者はMafBの機能を網羅的に調べるため、発現マイクロアレイ解析を行い、C1qa遺伝子がMafB欠損マクロファージで減少していることを見出した。補体C1Qは、死細胞認識因子及び老化促進物質として知られているが、その転写制御機構は不明である。平成26年度では生体内におけるMafB機能解析として、自己免疫疾患モデルの誘導実験を行い、MafBがC1qを介して自己免疫疾患を阻害することが明らかとした。平成27年度ではゼブラフィッシュの実験系を用いて、MafBがC1qを制御することを示し、種を超えてこのメカニズムが保存されていることを明らかにした。現在はヒトのMAFB変異患者のサンプルを用いてC1Qの発現がどうなるのか検討し、すべての結果を論文にまとめている。

その原因として、アポトーシス細胞認識に働く補体C1q遺伝子の減少が考えられた。遺伝子プロモーター解析からMafBはC1qを直接制御することでマクロファージが死細胞を貪食がすることが明らかとなった。血液を再構築させたMafb移植マウスは当初の仮説のとおり、自己抗体が増え、腎臓への抗体の沈着が見られさらに、糸球体腎炎も観察された。また、血清中のC1qも減少しており、これらの結果は、MafBがC1qを介して自己免疫疾患に重要であるというだけでなく、補体の古典経路にも重要であることが明らかとなった。分子生物学これまでの結果では、MafBがC1qの制御を介して、マクロファージのアポトーシス貪食についての結果を示してきたが、今後はさらにMafBが何によって制御されているのか詳細に明らかにする。とくに、PPARδなどの転写因子の制御下にC1qがあることが報告されており、MafBとPPARδの関係をあきらかにする。また、加齢したMafBノックアウトマウスの解析を行い、C1qの発現が各臓器で減少しているのか検討する。血液を再構築させたMafb移植マウスは当初の仮説のとおり、自己抗体が増え、腎臓への抗体の沈着が見られた。また、ルシフェラーゼアッセイの結果、MAREに変異を入れた構築では、MafBがC1qa, b, cの三つのプロモーターを活性化できないことが明らかとなった。これらの結果は、MafBがC1qを介して自己免疫疾患に重要であるという仮説を支持している。これまでの結果では、MafBがC1qの制御を介して、マクロファージのアポトーシス貪食についての結果を示してきたが、今後はさらにMafBが何によって制御されているのか詳細に明らかにする。
エネルギー代謝改変による中枢代謝活性化に基づくキシリトール発酵の効率化

本研究では、バイオマスなどの再生可能資源を原料として、高付加価値生産物であるキシリトールを微生物により生産するプロセスを対象に、キシリトール生産菌Candida magnoliaeのエネルギー代謝系に着目しキシリトール生産の効率化を目指した。代謝反応モデルを構築し検討した結果、菌体あたりの酸素供給条件が0.7(mmol-O_2/g-cell・h)において、キシリトール収率70%、生産性1.7(g-キシリトール/L・h)の最も高い結果が得られ、キシリトール生産が大幅に向上した。本研究ではキシリトール生産菌Candida magnoliaeのエネルギー代謝系を遺伝的・に改変し、中枢代謝の活性化によるキシサトール生産の効率化を目指す。すなわちキシリトール生産菌C. magnoliaeに、FoF_1-ATPアーゼ変異を導入することによリエネルギー代謝を改変するとともに、NADH依存型キシロース還元酵素導入する遺伝的育種を行い中枢代謝を活性化し、キジリトール生産性の天幅な向上を目指す。更にこれらのエネルギー代謝改変の影響をプロテオーム解析および代謝反応モデルにより評価する。これらのアプローチにより従来型化学プロセスに代替しうるキシリトール発酵プロセスの大幅な効率化を実現することを目的とする。平成20年度は、主に1) Candida magnoliaeへのFoF_1-ATPアーゼ変異導入を中心に検討を行い、研究はほぼ撰想定通り進捗中である。本研究では、バイオリファイナリーにおける高付加価値生産物であるキシリトールの微生物生産を対象に、キシリトール生産菌Candida magnoliaeのエネルギー代謝系に着目して、中枢代謝の活性化によるキシリトール生産の効率化を目指す。キシリトール生産菌C.magnoliaeに、FoF_1-ATPアーゼ変異を導入することによりエネルギー代謝を改変し、キシリトールからキシルロースへのフラックスを酸素供給に依存せずに削減することを試みた。しかしながら呼吸代謝系を阻害することにより、菌の生育が大きく阻害されることが明らかとなった。そこで次に中枢代謝を律速する酸素供給速度を制御することによりキシリトール生産を向上させることを試みた。すなわち、キシリトール生合成系と解糖系、TCAサイクル、ペントース・リン酸系、呼吸鎖からなる代謝反応モデルを構築し、酸素供給速度を変化させることによりキシリトール収率がどのように変化するか検討した。その結果、キシリトール収率は酸素供給速度の影響を大きく受け、酸素供給速度が課題となると収率が大幅に低下することが明らかとなった。最な酸素供給条件は、ペントース・リン酸系から生成するNADPHが全量、キシロースのキシリトールへの還元に用いられる条件であった。本研究では、バイオマスなどの再生可能資源を原料として、バイオプロセスにより有用物質・エネルギーを生産するバイオリファイナリー構築の一環として、高付加価値生産物であるキシリトールの微生物生産を対象に、キシリトール生産菌Candida magnoliaeのエネルギー代謝系に着目して、中枢代謝の活性化によるキシリトール生産の効率化を目指した。まずキシリトール生産菌C.magnoliaeに、FoF_1-ATPアーゼ変異を導入することによりエネルギー代謝を改変し、キシリトールからキシルロースへのフラックスを酸素供給に依存せずに削減することを試みた。その結果、キシリトール収率は酸素供給速度の影響を大きく受け、酸素供給速度が過剰となると収率が大幅に低下することが明らかとなった。次に5Lジャーファーメンターを用いて、酸素供給速度を変化させ、コーンコブ加水分解液を原料としたキシリトール発酵に及ぼす酸素供給速度の影響を実験的に検討した。すなわち、菌体あたりの酸素供給速度を0.5、0.7、0.8、1.0(mmol-O_2/g-cell・h)の条件となるように、菌体の増殖に対応して通気速度を変化させる回分培養を行った。その結果、菌体あたりの酸素供給条件が0.7(mmol-O_2/g-cell・h)において、キシリトール収率70%、生産性1.7(g-キシリトール/L・h)の最も良い結果が得られた。この結果は、従来のOTR制御による培養に比べ、収率は若干減少するものの生産性は1.7倍に向上した。
1細胞核クロマチン構造解析による褐色脂肪分化の制御メカニズムの解明

本研究では、今までは細胞数が少なく解析が困難であった、褐色脂肪前駆細胞から褐色脂肪細胞への分化各段階におけるシングル核クロマチン構造解析(オープンクロマチン領域の同定)及びシングル核発現解析を行い、褐色脂肪細胞分化を促進させる新規転写因子を同定していく。また、新規転写因子が褐色脂肪細胞のクロマチン構造をどう変化させうるのかを、少数細胞を用いたChIP-seq解析およびシングルセル発現解析を用いることによって明らかにする。