hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガングリオシドのアシル鎖構造によるToll様受容体制御メカニズムの解明

慢性炎症は、Toll様受容体4(TLR4)などの活性化によって引き起こされ、メタボリックシンドロームの発症を強く促進する。これまでに申請者は、1肥満時に体内で増加するスフィンゴ糖脂質:ガングリオシドGM3が、TLR4に作用することで慢性炎症を引き起こすこと、2その作用は、GM3に含まれる脂肪酸(アシル鎖)の化学構造(鎖長や不飽和度)の違いによって調節を受けること、を見出している。本研究課題では、異なるアシル鎖構造を持つGM3が体内で産生されるメカニズム、さらにTLR4を活性化してメタボリックシンドロームを発症へと導くメカニズムを、分子レベルで明らかにする。
酵素反応と電気化学を利用した早期ガン診断方法の開発

1電気化学的テロメラーゼ活性検出において、申請者らが開発した7種類のフェロセン化ナフタレンジイミド誘導体(FND)について、テロメラーゼ活性に及ぼすFNDの影響をTRAPアッセイにより評価したところ、6種類のものにテロメラーゼ活性阻害能が認められた。1種類については、テロメラーゼ活性をほとんど阻害しないことが明らかとなり、これを用いて培養細胞抽出液の電気化学測定を行い、テロメラーゼ活性の検出が可能であることが明らかとなった。2申請者らが開発したFND誘導体を用いて、テロメラーゼに変わる新たな酵素としてRNase Aをターゲットとした電気化学的酵素アッセイについて検討を行った。RNase Aは、一本鎖RNA分解酵素である。RNase Aは、RNAを用いる実験において、それによる汚染を避けなければならない酵素であるが、人の唾液、汗などに存在するため、これらを防ぐのは非常に大変であり、現在RNase A汚染を確認する手法は、蛍光法しか存在しない。そのため、電気化学的手法により簡便にRNase A活性を確認する手法の確立を試みた。検出原理を以下に示す。電極上にRNase Aの基質となるmRNAを固定化し、RNase Aを含む水溶液で電極を処理する。RNase Aにより電極表面のmRNAが切断され、電極上から遊離すると、電極上のmRNA量が減少する。RNase A処理前後で電極表面上のmRNA量が異なるため、これをFND誘導体で検出する。1電気化学的インディケータとして申請者らが開発したフェロセン化ナフタレンジイミド誘導体のうち、一種類においてテロメア配列を有する合成オリゴヌクレオチドとの相互作用解析を行った。吸収スペクトル測定により、Scatchard法を用いてヒトテロメアDNAとフェロセン化ナフタレンジイミドとの結合定数の算出を行ったところ、非常に高い結合親和性を示すことが明らかとなった。さらに、円偏光二色性スペクトル測定により、テロメアDNAが電気化学測定条件下では四本鎖構造を形成していることが明らかとなり、四本鎖DNA構造にフェロセン化ナフタレンジイミドが結合していることが示唆された。さらに結合比の算出を行ったところ、Scatchard法、CDスペクトルによるモル比法、QCM法より、テロメア四本鎖構造とフェロセン化ナフタレンジイミドは1:3で結合していることが明らかとなった。2合成オリゴヌクレチドを用いて、テロメラーゼにより伸長される前後のプローブDNAを作成し、電気化学的応答に差があるのかどうかの基礎検討を行った。テロメア配列を有するチオール化オリゴヌクレオチドと、テロメア配列を有さないチオール化オリゴヌクレオチドの電流応答を確認したところ、テロメア配列を有する時に大きな電流増加を確認することができた。さらに、サイクリックボルタンメトリー測定による掃引速度依存性では、テロメア配列を有するときのみフェロセン化ナフタレンジイミドが電極表面に吸着していることが示された。3実際に、電極上でテロメラーゼによる酵素反応を行い、酵素反応が確実に行えるように、反応条件の検討を行った。検出感度は、既存のテロメラーゼ活性測定と同程度であった。1電気化学的インディケータとして申請者らが開発したフェロセン化ナフタレンジイミド誘導体6種類について、テロメア配列を有する合成オリゴヌクレオチドとの相互作用解析を行った。測定条件は、電気化学的検出条件(アッセイ条件)と同様に設定したところ、相互作用解析可能であるのは3種類であった。残りの3種類は、合成オリゴヌクレオチドとの相互作用時にフェロセン化ナフタレンジイミドが沈殿するため、解析不能であった。相互作用可能であった3種類について、吸光度測定によるテロメア四本鎖DNAとの結合定数の算出、円偏光二色性スペクトル測定を利用した相互作用解析を行ったところ、これまでに報告されているテロメア四本鎖結合性色素とほぼ同等の結合能を有することがわかった。2電気化学測定により上述の6種類フェロセンカナフタレンジイミドと合成オリゴヌクレオチドとの相互作用解析を行った。四本鎖DNA固定化電極と一本鎖DNA固定化電極を用いてフェロセン化ナフタレンジイミドの電気化学応答を比較したところ、それらの選択性は化合物によって異なっており、四本鎖DNA選択的に電気化学シグナルを示すフェロセン化ナフタレンジイミドが明らかとなった。3テロメラーゼ活性の電気化学について、検出条件の最適化を試みた。電極上に固定化するTSプライマーの濃度,dNTPモノマーの濃度などについて最適化を行った。その結果、既存のテロメラーゼ活性測定法よりも、低濃度のテロメラーゼを検出することができた。

RNase Aは、RNAを用いる実験において、それによる汚染を避けなければならない酵素であるが、人の唾液、汗などに存在するため、これらを防ぐのは非常に大変であり、現在RNase A汚染を確認する手法は、蛍光法しか存在しない。そのため、電気化学的手法により簡便にRNase A活性を確認する手法の確立を試みた。検出原理を以下に示す。電極上にRNase Aの基質となるmRNAを固定化し、RNase Aを含む水溶液で電極を処理する。RNase Aにより電極表面のmRNAが切断され、電極上から遊離すると、電極上のmRNA量が減少する。RNase A処理前後で電極表面上のmRNA量が異なるため、これをFND誘導体で検出する。
近代日本の植民地経験とアイデンティティ形成に関する比較教育文化史的研究

本研究では、「アイヌ」「沖縄人」「台湾人」「朝鮮人」というアイデンティティがどのように成立し、変容したのかという問題を比較史的視野から考察した。研究の実施にあたっては、フィールドを異にする研究者が現地をともに訪れることによって、それぞれの地域の「いま」が抱える問題を共有しながら歴史認識を深めることを重視した。研究の結果、空間的・社会的移動の可能性が比較研究の軸とされるべきことが明らかになった。(1)研究の目的本研究の目的は、(1)学校教育の役割に着目しながら植民地経験とアイデンティティ形成をめぐる問題を比較史的に考察するとともに、(2)近代日本の植民地主義に関して世界史的視野から比較研究を展開するための人的ネットワ-クを構築し、(3)資料集の編集などを通じて多民族・多文化的状況への認識・感受性を広く社会的に共有していくことである。本研究では、近代日本の植民地(「内国植民地」とされた北海道や沖縄を含めて考える)において「アイヌ」「沖縄人」「台湾人1「朝鮮人」というアイデンティティがどのように成立し、変容したのかを解明する。ここで、アイデンティティの成立に着国する理由は、政治的・経済的・社会的な力関係が眠族」や「文化」の問題とみなされるプロセス自体を検討する必要があると考えるためである。植民地主義的な権力関係において学校教育は「民族的」な「文化」の問題に翻訳する装置としての役割を果た.したが、社会生活一般においては「文化」の問題には翻訳しきれない、多様な「植民地経験」--それは支配者にかかわる経験であると同時に、被支配者にかかわる経験でもある--が存在した。また、学校教育の中でも、日本語・日本文化という観念の純粋性を維持しようとするからこそ、そこに内在する複数性が顕在化することもある。本研究では、「植民地経験」が、「民族的」な「文化」の優劣に還元できない経験を包含するものであったことに着目しつっ、今日の多民族・多文化的な状況の中に植民地主義的な権力関係がどのように刻み込まれているのかということを解明することを目的とする。本年度は、帯広・京都・奄美大島で研究会を開催した。2006年10月8日に帯広市で研究会を開催した。報告は、奥田統己(札幌学院大学・助教授)依頼し、研究代表者・研究分担者のほか、研究協力者として小川正人(アイヌ民族文化研究センター・研究職員)、鳥山淳(沖縄大学・非常勤講師)、谷本久晃(北海道教育大学岩見沢分校・助教授:)、本田優子(札幌大学・助教授)の参加を仰いだ。研究会においては今日のアイヌ民族をめぐる自己認識と他者認識について討論した。このほか、蝦夷文化考古館、北海道立公文書館、北海道大学図書館でアイヌ民族の歴史に関する資料調査を行った。2007年1月13日には京都で研究会を開催、研究代表者・研究分担者のほか、小川正人、鳥山淳の参加を仰いだ。研究分担者である板垣竜太が戦後在日朝鮮人史について報告し、討議した。大阪府立中之島図書館および部落解放・人権研究所図書室において資料調査を行った。2007年2月10日には、奄美大島の名瀬市で研究会を開催、研究代表者・研究分担者のほか、小川正人、鳥山淳の参加を仰いだ。報告は、奄美在住の郷土史家である佐竹京子に依頼し、主に戦後占領期における奄美・本土間の「密航」「密貿易」について議論した。11日には鳥山淳を報告者として研究会を開催、戦後の奄美大島と沖縄の関係について議論した。また、鹿児島県立図書館奄美分館・瀬戸内町立図書館で資料調査を行った。従来、奄美大島は「植民地主義」という文脈で考察の対象となってこなかったが、鹿児島県や沖縄との間の植民地主義的な関係について考察を深める必要性が明確となった。なお、当初の予定では、本年度は台北で研究会を開催する予定だったが、奄美大島での研究会の開催を優先したために、台北での会議は平成19年度以降に順延することとなった。以上のような作業を通じて、歴史研究それ自体を深化させると同時に、いわばフィールドワーク的な手法をもってそれぞれの地域の現在の問題と向き合う人びととの討論を進めることの重要性をあらためて認識した。2007(平成19)年度においては、京都で5回、イギリスで1回の会合を開いた。京都における会合では、北村嘉恵氏(北海道大学准教授)に「台湾原住民族のアイデンティティ形成」というタイトル、申明直氏(熊本学園大学准教授)に「l930年代植民地朝鮮の都市と近代」というタイトルで報告いただいて議論したほか、植民地主義とアイデンティティ形成にかかわる資料集作成のための討議を重ねた。イギリスにおいては、Richard Siddle氏(Sheffield大学教授)にThe Politics of Identity in contemporary Okinawaというタイトルで講演してもらい、Mika Ko氏(Sheffield大学准教授)にもコメンテイターとして参加していただき主に沖縄の問題をめぐって議論したほか、Satnam Virdee氏(Glasgow大学教授に)にRacism in the aftermath of WW2 and the movement for decolonisationというタイトルで講演してもらい、Racismと植民地主義、アイデンティティ形成の関係について議論をした。

また、ロンドン大学アジア・アフリカ研究院などで資料調査を行った。なお、年度当初の予定では、イギリスのほかに台湾も訪問する予定であったが、イギリスでの研究会の開催に多くの経費がかかったために2007年度における台湾訪問は断念し、2008年度以降に先送りすることとなった。2008(平成20)年度においては、植民地主義に関する資料集を作成するという目的に即して、下記のように会議を開催した。・2008年5月4日5月5日/於京都大学/植民地主義に関する資料集作成のための総括的な討論(報告者:コアメンバー全員)・2008年8月2日/於京都大学/「朝鮮における植民地主義と朝鮮人アイデンティティ形成」(報告者:洪宗郁)・2008年9月14日/於京都大学/「アイヌ民族における近代経験」(報告者:小川正人)・2008年11月7日/於アイヌ民族文化研究センター(札幌市)/「アイヌ民族のアイデンティティ形成と和人社会」(報告者:山田伸一、奥田統己)・2008年12月23日/於京都大学/「朝鮮植民地支配と戦後日本」(報告者:板垣竜太)・2009年1月9日11日/於奄美大島教育会館(奄美市)・南方新社(鹿児島市)/「近代における琉球弧の歴史と植民地主義」(報告者:鳥山淳・駒込武・本由優子)・2009年3月21日/「沖縄における植民地主義とアイデンティティ形成」(報告者:冨山一郎)なお、当初の予定では、京都での会合の他に、奄美大島、韓国および台湾で会議を開催する予定だったが、台湾・朝鮮における植民地支配の特質を考えるためにも「内国植民地」としての奄美大島、北海道における経験を掘り下げるのが必要という考えで開催地を変更した。なお、奄美大島で開催した会議については現地の人びとの関心も高く、『南海日日新聞』でも大きく報道された。2009(平成21)年度においては、植民地主義に関する資料集を作成するという目的に即して、下記のように京都・東京・奄美で会議を開催した。・2009年5月9日/於京都大学/「奄美大島における植民地主義とアイデンティティ形成」(報告者:鳥山淳)・2009年7月11日/於京都大学/「「沖縄人」意識と「アイヌ」意識の生成過程」」(報告者:小川正人)・2009年9月27日/於岩波書店/「「植民地主義とアイデンティティ形成」」をテーマとして植民地主義の資料集構成のための試案についての討論(報告者:冨山一郎、小川正人、鳥山淳、駒込武)・2009年11月23日/於京都大学/「奄美大島における植民地主義とアイデンティティ形成」(報告者:冨山一郎)・2010年3月21日23日/於奄美大島教育会館(奄美市)/「「琉球弧」における「戦中」「戦後」」(報告者:冨山一郎、コメンテイター:森宣雄、小川正人、鳥山淳)。これにともなって、徳之島町立図書館および伊仙町歴史民俗資料館で奄美近現代史資料にかかわる資料を調査・収集し、また、奄美大島教育会館所蔵の松田清文庫の資料調査を行った。
手足症候群に伴う足底病変を有する患者の歩きやすさを維持するためのフットケアの検討

がんに対する抗腫瘍薬は三大治療の一つとして不可欠であり、進行・再発がんを問わず手術療法や放射線療法の併用によって高い延命効果や治癒効果が得られている。近年、承認された抗腫瘍薬の副作用として治癒困難な皮膚障害に関する報告が散見されている。皮膚障害は主として手足に生じ、特に足底で生じる熱傷様の著しい皮膚障害は疼痛に加え、歩行障害を伴い日常生活への影響が問題となっている。足底の皮膚障害は、立位や歩行の荷重による皮膚の角質化が悪化の要因であり、従来のスキンケアでは十分な対応が困難である。足底の皮膚障害を予防することは、患者の苦痛を軽減すると共に生活の質の維持に繋がることが期待できる。そこで、本研究では患者自身が自宅において実践可能なフットケアの方法の開発、評価することを目的とした。第1研究として、手足症候群を有する患者の「歩きやすさ」を評価するための指標作成を作成する基礎資料を得るために、足底の皮膚の状態や患者の自覚症状などについて実態調査をする。第2研究として、手足症候群を有する患者の足底の皮膚障害の苦痛緩和・重症化予防のために、角質コントロールに焦点を当てた「歩きやすさ」を維持するフットケアプロトコールを作成する。研究1の実態調査および文献的考察から、手足症候群を有する患者の「歩きやすさ」を維持するフットケアプロトコールを作成する。第3研究として、手足症候群を有する患者の歩きやすさを維持するためのフットケアプロトコールの効果を検証するために、患者へ適用してその効果を検証する。第1研究として、化学療法に伴う皮膚障害を有する患者の足底病変や歩行への影響などを実態調査を計画していた。調査協力施設において、すでに化学療法に伴う皮膚障害のケアプロトコールが存在していた。そのケアプロトコールに研究者が実施したパイロットスタディの結果を併せ、第2研究で計画していた内容である、エキスパートパネルにより本研究のケアプロトコールを作成した。このケアプロトコールを含めた研究計画書を作成し、所属機関および調査協力施設の臨床倫理審査に申請した。所属機関の倫理審査は承認を得ており、調査協力施設の倫理審査は結果を待つ状況である。現在、調査協力施設の倫理審査の結果を待っている。倫理審査の承認を得られたら、第3研究にあたるケアプロトコールの実施と評価を開始する。すでに化学療法分野のエキスパートである看護師や薬剤師、医師を含めた研究チームを形成しており、実施可能な体制を構築している。本研究の評価項目である、重心動揺の測定に使用する機材を選定した結果、当初の計画より安価で精度の高いものを購入した。そのため、次年度使用額が生じた。
大腸癌における癌遺伝子、癌抑制遺伝子の組織内局在に関する研究

今回われわれは、大腸癌におけるアポトーシスを抑制し、細胞の不死化に関連するBCL-2遺伝子のmRNAの発現をin-situ RT-PCR法を用いて検討することを課題とした。まずBCL-2の発現腫瘍の陽性コントロールとして、濾胞性B cellリンパ腫のリンパ節生検パラフィン切片についてin situ RT-PCRを行い、BCL-2のcDNAプローブにて検出し、次に一般大腸癌におけるBCL-2のmRNA発現の組織内heterogeneityを、1の基礎実験に基づいてin situ RT-PCR法により検討する予定であったが、陽性コントロールでは発色が認められなかった。免疫組織染色では、大腸粘膜ではBCL-2蛋白の発現は腺管基底部の細胞の細胞質が最も多く、大腸癌の標本におけるin situ RT-PCR hybridizationでは、わずかに腺管基底部の細胞が染色されているが、陽性と判定するにはいたらなかった。proteinasekの処理時間を変えても染色性に変化はなかった。今回BCL-2の陽性所見が認められなかった原因として、(1)標本上のmRNAがすでにdegenerationしている、(2)一連の操作中にmRNAが流れ落ちている、(3)RT-PCR方法や条件、などが考えられる。現在in situ RT-PCRは脳に感染したヘルペスウイルスのmRNAの検出に用いられているが、体細胞のmRNAの検出に利用された報告はない。今後はRT-PCRの条件設定について検討を進めていく考えである。マウスを用いたヒト大腸癌の肝転移モデルの原発巣と転移巣を対象とし,in situ PCR法でu-PAのRNAレベルにおける組織上での発現局在の固定を試みたが、条件設定上の問題でいまだ検討中である。その前段階として,competitive PCR法を用いて癌組織中のu-PAのmRNA発現の定量を行った。結果:4検体のうち比較的高転移株である検体Aは、検体CDと比較して10倍のuPAの発現が検出されたが、検体Bでは有意の差を検出しえなかった。考察:今回対象とした4検体のうち比較的転移能の高いA株でuPAの発現が高いことがわかり,uPAの産生が癌転移のメカニズムに関与していることが示唆された。同様に転移能の高いB株では高いuPA発現が検出されなかったが、測定の精度が不足している可能性があるとともに、B株はA株と比較して継代数が少なく、不安定な要素を持つ株である点もその理由として考えられる。今後検索数を増やすとともにより高精度の測定を行い、その他の癌遺伝子の発現を追加測定し、癌転移・浸潤のメカニズムを解明していきたい。proteinaseKの処理時間を変えても染色性に変化はなかった。今回BCL-2の陽性所見が認められなかった原因として、(1)標本上のmRNAがすでにdegene rationしている、(2)一連の操作中にmRNAが流れ落ちている、(3)RT-PCRの方法や条件、などが考えられる。
カーブラックホール磁気圏での相対論的ジェット形成機構の解明

クエーサ・活動銀河の中心核や銀河系内の連星系そして最近ガンマー線バーストにおいて相対論的ジェットが観測されている。これらの相対論的ジェットはブラックホールの極近傍の激しい現象により形成されると考えられているが、その具体的機構は不明である。われわれは磁場による相対論的ジェットの形成機構を解明するために一般相対論的電磁流体力学(GRMHD)計算コードを開発しその解明を進めてきた。本研究課題採択初年度にはカーブラックホール、希薄な一様プラズマ、非常に強い一様磁場からなる系のGMRHD数値計算を行った。この計算結果によりブラックホールのエネルギーが磁場を介して引き抜かれ放出されることを示した。この結果は科学雑誌サイエンスに掲載され、また米国NASAのホームページのトップを飾るなど一般の方々の興味を引き付けた。しかし、この一様磁場の場合は強力なエネルギーがブラックホールから放出されるもののほとんど全てのプラズマがブラックホールに落下しておりジェット形成の兆候は見られなかった。その後、放射型磁場とプラズマ近傍の電流ループの作る磁場の計算を行った。その結果光速の90%以上の速さのアウトフローが形成されることを示すことに成功した。特に、電流ループ磁場においてエルゴ領域と降着円盤をつなぐ磁束管(磁気的橋)がある場合、磁気的橋は時空の引きずり効果により急速にねじられ、急激に高まる磁気圧によりその付近のプラズマを相対論的速度で吹き飛ばすことを示した。この相対論的アウトフローはいずれ磁気張力により絞り込まれ相対論的ジェットになると考えられる。すなわち、回転するブラックホールのエルゴ領域と降着円盤をつなぐ磁気的橋は安定であることはできずに爆発的膨張をし、それが相対論的ジェット形成に直接つながっていると考えられる。本研究課題の初年度に当たる平成13年度は,カーブラックホール(回転するブラックホール)のまわりのプラズマの基本的性質を調べるために,カーブラックホール,一様磁場,一様プラズマからなる比較的簡単な系の数値計算を行った。回転するブラックホールの周りには「エルゴ領域」と呼ばれる非常に特殊な領域がある。この領域の中ではあらゆる物質、エネルギー、情報がブラックホールの回転と同じ方向にしか移動・伝播できない。当然、その領域内のプラズマはブラックホールと同じ方向に回転する。磁場はプラズマに「凍り付く」ように移動するので、磁力線はエルゴ領域付近で大きく摂られることになる。この捩れは磁力線に沿って伝わる。この捩れの伝播がエルゴ領域内のエネルギーを外へ運び出すことになる。磁場が十分強いと、エネルギーの伝播も大きくなりエルゴ領域のエネルギーは急速に減少し、最後には負になる場合がある。「負のエネルギー」は負の質量に相当するもので、エルゴ領域以外では決して実現しない異常なエネルギー状態である。この「負のエネルギー」状態のプラズマがブラックホールに吸い込まれると、ブラックホールの質量が減る。すなわち、ブラックホールのエネルギーが引抜かれたことになる。全体として見ると、その引抜かれたエネルギーは磁場をつたって外部へと放射されたことになる。この結果は「カー・ブラックホールの回転エネルギーの磁場による引き抜きと相対論的ジェット形成」と題した論文として米国サイエンス誌上に発表され、当該分野の研究者だでではなく、多く一般の人々の興味を引き付けた。(NASAのホームページの数日間ではあるがトップを飾った。また、米国や日本の新聞紙上でも取り上げられた。)また,この論文はサイエンス誌に受理された論文の中でも最もタイムリーで重要な論文のみが取り上げられるサイエンス・エクスプレス(速報)として今年1月25日に配信された。クエーサや活動銀河の中心核からだけではなくわれわれの銀河系内においても相対論的ジェットが観測されている。更に宇宙最大のエネルギー現象であるガンマ線バーストもローレンツ因子が100を超える相対論的ジェットにより説明されている。これらの相対論的ジェットはブラックホールの極近傍の激しい現象により形成されると考えられる。

相対論的ジェットの形成機構を解明するためにわれわれは一般相対論的電磁流体力学計算コードを開発し数値実験を行ってきた。平成14年度は相対論的ジェット形成における閉じた磁場の重要性を調べた。ここで閉じた磁場は電荷を持った回転するブラックホール(カーニューマンブラックホール)の持つ磁場により与えた。数値計算によりエルゴ領域(ブラックホール近傍の光さえもブラックホールと同じ方向にしか進めない領域)を閉じた磁場が貫くとき自発的に相対論的ジェットが形成されることを明らかにした。エルゴ領域を横切る磁力線は急激に捩じられその磁気エネルギーが磁束管に蓄えられる。磁気エネルギーが蓄えられた磁束管はその磁気圧により急速に膨張し,磁束管の膨張とともにプラズマは外側に加速されることになる。時刻t=9.7τs(ブラックホールが約3回転した時)での外向きの流れの最高速度は光速の70%である。今回は追跡時間が短く磁気張力によるプラズマの絞込みまでは見れなかった。より長時間の計算を行い相対論的ジェット形成機構の解明を進める。また,このようなブラックホールまわりのプラズマの加速・絞込現象はガンマ線バーストのモデルとしても有望であり,この方面への応用も考えたい。クエーサ・活動銀河の中心核やわれわれの銀河系内の連星系そして最近ガンマー線バーストにおいて相対論的ジェットが観測されている。これらの相対論的ジェットはブラックホールの極近傍の激しい現象により形成されると考えられる。相対論的ジェットの形成機構を解明するためにわれわれは一般相対論的電磁流体力学計算コードを用い数値シミュレーションを行ってきた。平成14年度に引き続き平成15年度も相対論的ジェット形成における磁場配位の重要性を調べた。今回は回転するブラックホールの周りに放射状の磁場を設定して計算を行った。一様磁場のときは磁力線に沿って電磁エネルギーの強い放射があったが,すべてのプラズマはブラックホールに向かって落下し外向きのプラズマの流れは見られなかった。今回は磁場がブラックホールの回転軸に対し斜めになっているので遠心力によりプラズマが外向きに加速される可能性がある。実際,数値計算結果によりすべての磁力線はエルゴ領域(ブラックホール近傍の光さえもブラックホールと同じ方向にしか進めない領域)を貫くので磁力線が非常に強くねじられその磁気圧力と磁気張力によりプラズマが外側に加速されることを確認した。しかも,t=11τsにそのプラズマ流のローレンツ因子は2.0に達し,相対論的な流れとなっている。しかし,t=11τsではその流れは絞られることなく広がっておりジェットにはなっていない。これは追跡時間が短く磁気張力によるプラズマの絞込みの効果がまだ現れていないためと思われる。
Reg蛋白-Reg蛋白受容体系の消化器癌における発現と癌細胞の増殖・浸潤への関与

次に、ヒト肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌等の消化器癌標本において、各種癌組織でのREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無を定性的に検討し、さらにrealtime Taqman RT-PCR法によりその発現の定量化を行う目的で、東北大学倫理委員会の承認を受け(承認番号2001-002)、東北大学病院肝胆膵外科・胃腸外科で同意書の得られた肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌症例をそれぞれ約100症例収集し、この全検体よりtotal RNAの抽出及び組織切片の作成を終了した。また、臨床病理学的項目とREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無・発現量の結果との相関関係を検討する目的で、現在までに入手し得た各臨床検体について、組織型、腫瘍マーカー、進展度、脈管浸襲、リンパ節転移、再発形式、予後に関しての詳細なデータベースが完成した。さらにヒトREG遺伝子ファミリーが全体で5つの遺伝子、REG I alpha、REG I beta、REG III、HIP/PAP、REG IVから構成されるという知見に基づき、5つのREG蛋白質を識別する特異的アミノ酸配列を解析・含成し、各REG蛋白質ごとにモノクロナール抗体を作製した。得られた18クローンのモノクロナール抗体はWestern blot法で各REG蛋白質を特異的に認識することが確かめられた。1.培養癌細胞株を用いたREG遺伝子・REG蛋白・REG蛋白受容体の発現の検討Northern blot法、Western blot法により、消化器由来の培養癌細胞株におけるREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無を定性的に検討し、さらにrealtime Taqman RT-PCR法によりその発現を定量化して高発現株、低発現株、無発現株に分類する目的で、東北大学附属医用細胞資源センターで維持している消化器を含む各臓器由来の癌細胞株49種よりtotal RNA及び蛋白質の抽出を行った。2.各種臨床検体を用いたREG遺伝子・REG蛋白・REG蛋白受容体の発現の検討Northern blot法、Western blot法、免疫染色法、in situ hybridization法により、ヒト肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌等の消化器癌標本において、各種癌組織でのREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無を定性的に検討し、realtime Taqman RT-PCR法によりその発現の定量化を行う目的で、東北大学倫理委員会の承認を受け(承認番号2001-002)、東北大学大学院医学系研究科外科病態学講座消化器外科学分野・生体調節外科学分野(東北大学附属病院肝胆膵外科・胃腸外科)で同意書の得られた肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌症例を収集し、申請者の大学院研究期間に入手した多くの標本に加えて現在50症例にまで達した。また、この全検体よりtotal RNAの抽出及び組織学的検討用切片の作成を終了した。臨床病理学的項目とREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無・発現量の結果との相関関係を検討する目的で、現在までに入手し得た各臨床検体について、東北大学附属病院肝胆膵外科・胃腸外科の入院診療録、外来診療録、画像診断、手術標本の再切り出しによる病理診断等より、臓器、組織型、腫瘍マーカー、進展度、脈管浸襲、リンパ節転移、再発形式、予後に関しての詳細なデータベースが完成した。消化器由来の培養癌細胞株におけるREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無を定性的に検討する目的で、東北大学附属医用細胞資源センターで維持している消化器を含む各臓器由来の培養癌細胞株49種よりtotal RNA及び蛋白質を抽出し、Northern blot法、Western blot法、免疫染色法を施行した。培養癌細胞株のうち、大腸癌由来のSW948、SW1417、COL0205、HCT15、胃癌由来のKATO III、MKN28(MKN74)、AGSなどにREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体が発現していることを見出した。さらに、REG遺伝子の発現をRT-PCR法で検討する過程で、新たなヒトREG関連遺伝子を見出し、その遺伝子とmRNAの全構造、染色体上の位置、組織別発現パターンを明らかにした。(なお、この研究成果は論文投稿中である)次に、ヒト肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌等の消化器癌標本において、各種癌組織でのREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無を定性的な検討し、さらにrealtime Taqman RT-PCR法によりその発現の定量化を行う目的で、東北大学倫理委員会の承認を受け(承認番号2001-002)、東北大学病院肝胆膵外科・胃腸外科で同意書の得られた肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌症例をそれぞれ約100症例収集し、この全検体よりtotal RNAの抽出及び組織切片の作成を終了した。また、臨床病理学的項目とREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無・発現量の結果との相関関係を検討する目的で、現在までに入手し得た各臨床検体について、入院及び外来診療録、画像診断、病理診断等より、臓器、組織型、腫瘍マーカー、進展度、脈管侵襲、リンパ節転移、再発形式、予後に関しての詳細なデータベースが完成した。

次に、ヒト肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌等の消化器癌標本において、各種癌組織でのREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無を定性的に検討し、さらにrealtime Taqman RT-PCR法によりその発現の定量化を行う目的で、東北大学倫理委員会の承認を受け(承認番号2001-002)、東北大学病院肝胆膵外科・胃腸外科で同意書の得られた肝臓癌・膵癌・胆道癌・胃癌・大腸癌症例をそれぞれ約100症例収集し、この全検体よりtotal RNAの抽出及び組織切片の作成を終了した。また、臨床病理学的項目とREG遺伝子、REG蛋白及びREG蛋白受容体の発現の有無・発現量の結果との相関関係を検討する目的で、現在までに入手し得た各臨床検体について、組織型、腫瘍マーカー、進展度、脈管浸襲、リンパ節転移、再発形式、予後に関しての詳細なデータベースが完成した。さらにヒトREG遺伝子ファミリーが全体で5つの遺伝子、REG I alpha、REG I beta、REG III、HIP/PAP、REG IVから構成されるという知見に基づき、5つのREG蛋白質を識別する特異的アミノ酸配列を解析・含成し、各REG蛋白質ごとにモノクロナール抗体を作製した。得られた18クローンのモノクロナール抗体はWestern blot法で各REG蛋白質を特異的に認識することが確かめられた。
大正期における九谷焼の研究

本研究は研究代表者が京都府宇治市の朝日焼窯元で発見した、松林靏之助『石川県陶業地方見学記』(1918)に記録された大正期の石川県の陶磁器業に関する調査研究を目的としている。本研究では同書に記録されている石川県内の陶磁器業者の現状把握のため全5回の現地調査を行った。上記の結果を元に研究を進め、最終年度末までに、10件の研究発表、5件の研究論文、2件の図書の出版を行うことができた。更に「近代陶磁器資料データベース」上で、同書の全頁の画像データを公開した。研究成果については今後も継続的に発信していく予定である。以上の研究成果により、大正期における九谷焼の実態の一部を明らかにすることができた。本年度の研究実績は国内外での大正期における九谷焼資料調査、および九谷焼資料収集である。2014年5月に英国の日本陶磁器収集家であるデイヴィッド・ハイアット・キング氏のコレクション調査を行い、同コレクション所蔵の松雲堂製の明治ー大正期の九谷焼花瓶の撮影を行った。2015年1月28日から2月1日にかけて石川県で資料館や博物館が所蔵する大正期の九谷焼関連資料を調査した。調査先は、石川県立九谷焼美術館、小松市立博物館、能見市九谷焼資料館、石川県立図書館、石川県立美術館である。九谷焼美術館では大正期の九谷焼の下絵類の存在を確認した。小松市立博物館では近代の九谷焼を代表する生産者である松雲堂旧蔵の文献類数百点を確認した。本資料には明治期から大正期にかけての九谷焼関連の貴重な資料が多数含まれている。能見市九谷焼資料館では学芸員の佐久間忍氏、能見市観光交流課の北村周二氏と面会し市内に残る大正期の九谷焼関連資料についての情報収集を行った。大正期における加賀市内の九谷焼にとって極めて重要な役割を果たしていたのが北出窯である。地域最大の陶磁器業者として、周辺の絵付け業者が使う九谷焼記事の生産を一手に行っていた。これまでの調査で北出窯の調査は実現していなかったが、北出窯での修行経験のある協力者の仲介により、2015年度に北出窯への調査ができることが決定した。このことにより、本研究が出版を目指している『石川県陶業地方見学記』に記載されている窯元中、現存する個人の窯元についてはすべての調査を終えることとなる。資料のデジタル化については、上記の北出窯で色絵の技術を学んだとされる富本憲吉関連資料(京都市立芸術大学所蔵)の画像データベース「近代陶磁器資料データベース」を構築し試験運用中である。小松市立博物館所蔵の松雲堂資料についてはデジタル化を目標として再度の調査を予定している。本研究はその端緒となった松林靏之助が1918年に著した『石川県陶業地方見学記』(以下、『見学記』)に記録された大正期の石川県の陶磁器業に関する調査研究を目的としている。2015年度の成果としては、(1)近代陶磁器資料データベースを用いた研究資料の公開・発信、(2)石川県内の窯元での聞き取り調査、及び資料調査、(3)最終年度としての研究成果のまとめ、である。近代陶磁器資料データベースは2012年度から運用をしていたシステムを元にしていた。今年度はシステムを再構築し、より検索しやすくセキュリティーの高いデータベースを実現し公開した。また、2015年は九谷焼開窯360年という節目の年であるため、Google Cultural Instituteで世界に向けて九谷焼を紹介するテーマサイトを構築した。8月には昨年度からの予定通り、近代の九谷焼を代表する窯元として知られ『見学記』にも登場する「北出窯」の再調査を行った。『見学記』に記載されている内容の確認を行うとともに、普段は立ち入りを許されない登り窯・工房の撮影も行なうことができた。北出窯は「色絵磁器」で第1回の重要無形文化財保持者に認定された富本憲吉(1886-1963)が色絵の技術を学んだことで知られている。2015年8月に2日間をかけて、北出家に残る富本関連の資料調査を行った。また、小松市立博物館に所蔵される富本憲吉旧蔵の可能性があるスケッチブックの調査を行った。2016年度には本研究の成果の一部を含む森野彰人、前崎信也編『富本憲吉著我が陶器造り』(里文出版)の出版が決定している。本年は研究の最終年度であったが、残念ながら当初予定していた『見学記』の出版には至らなかった。しかし、今後も出版に向けて活動を続けていく。また、本研究の成果は2016年度に近代国際陶磁研究会、及び意匠学会で発表を予定している。

以上の研究成果により、大正期における九谷焼の実態の一部を明らかにすることができた。本研究の当初の計画では、石川県内の九谷焼に関する学校・工場・窯元への聞き取り調査を予定していた。当初は各1週間で計3回の石川県調査を予定していたが、2015年1月から2月にかけての1回の調査にとどまった。しかし、同調査では成果の概要で述べたとおり、石川県内の九谷焼関連施設を中心に訪問して多くの資料を確認・調査し、予想以上の成果をあげることができた。石川県内の調査が1回にとどまったことの代替調査として、現地調査ではなく5月のイギリスの個人コレクション所蔵の九谷焼調査、東京の三の丸尚蔵館への大正期に属する九谷焼の調査を行った。石川県立図書館では大正期の『北國新聞』中の九谷焼関連記事の収集を、東京国立博物館においても、大正期の九谷焼についての資料収集を行った。更に、近代の九谷焼関連の資料収集(書籍・絵葉書・古写真)を進めた。当初計画していた聞き取り調査、および資料調査の達成度としては80パーセント程度と評価できる。予定していた近代の九谷焼関連資料は多く現存を確認することができた。九谷焼に関わる文書、明治期から昭和初期の写真、大正期の九谷焼作品、陶磁器図案、その他九谷焼関連の資料を当初の予定通り調査した。収集・購入した資料についてはすべてデジタル化を行うことができた。同時に、九谷焼との関係の深い京都の陶芸家富本憲吉関連資料については画像データベースの構築を達成した(近現代陶磁器資料データベース)。その他に石川県内で確認した資料のデジタル化については所蔵機関と交渉中である。資料デジタル化の達成度としては90パーセント程度である。以上により、自己評価としては当初の計画をおおむね達成することができたといえる。近現代陶磁器資料データベースは本研究の主要な資料である松林靏之助『石川県陶業地方見学記』を収録している。工芸文化史、文化情報学、東洋陶磁研究2015年度は本研究の最終年度として以下のように研究を進める予定である。12014年度からの調査の継続:これまでの研究同様、大正期の九谷焼関連の学校・工場・窯元の調査を行う。2015年5月には大正期における加賀市の九谷焼生産の中心のひとつであった北出窯の調査を予定している。このほかにも、2014年度に資料調査を行った、小松市立博物館、能見市九谷焼資料館、石川県九谷焼美術館所蔵資料の再調査を行い、詳細な資料研究を行う。2研究成果の発信:2014年度までの研究成果をまとめ、関連学会での報告を視野にいれた論文執筆を行う。特に今回の調査で新たに存在を確認した小松市立博物館の資料については、その概要について発信し、今後の九谷焼研究に資する。本研究の発端となった大正7年の松林靏之助による九谷焼調査報告書『石川県陶業地方見学記』の翻刻の出版を目指す。3資料デジタル化の継続:これまでにデジタル化を終えた本研究関連資料については、2014年に構築を終えた「近現代陶磁器資料データベース」に収録し、公開できる資料については、できる限り早い一般公開を目指す。特に小松市立博物館が所蔵する松雲堂関連資料は、本研究に極めて重要なものであるため、デジタル化・画像データベース化の実現を目指して交渉を進める。(1)近代陶磁器データベースについては画像をパスワードで保護(2)宮永東山窯陶磁器データベースは研究メンバーのみログイン可能
骨免疫に関与するT細胞活性化の解析(CXCL12刺激によるβ1-インテグリン活性化に及ぼすZAP-70の役割)

LAT欠如細胞株J. CaM2.5細胞、SLP-76欠如細胞株J14細胞において、CD3/TCR刺激におけるIL-2産生の産生について検討した。J. CaM2.5細胞、J14細胞ではwild type Jurkat細胞と比較して、CD3刺激によるIL-2産生の減少が認められた。次にZAP-70欠如細胞P116細胞にwild type、Y292F、Y315F、Y319F、Y492F、Y493F ZAP-70などのmutantsを再発現させ、β1インテグリンの活性化を検討した。wild typeと比較してY292F、Y292Fはβ1インテグリンの活性化の増強、Y315F、Y319F、Y493Fではβ1インテグリンの活性化の減少が認められた。さらに、LAT欠如細胞株J. CaM2.5細胞、SLP-76欠如細胞株J14細胞を用いてLAT、SLP-76のβ1インテグリン活性化における影響も検討した。wild typeと比較してJ. CaM2.5細胞はβ1インテグリンの活性化の増強が認められたが、J14細胞ではβ1インテグリンの活性化に影響が認められませんでした。以上の結果からCD3/TCR刺激によるT細胞インテグリン活性化におけるZAP-70、LATは重要であることが解明された。この研究によりT細胞のインテグリン活性化の解析が進められろことにより、活性化を調節することの出来る薬剤でZAP-70、LATに作用しSLP-76に作用しない薬剤がより安全であり、この作用を有する薬剤が見つかればT細胞の炎症部位の浸潤、骨破壊を伴う歯周疾患の効率の良い安全な治療法の現実化に至るものと考えられる。CXCL12架橋刺激によるβ1-インテグリン活性を検討した.T細胞様細胞株(Jurkat)、ZAP-70欠如T細胞(P116)、LAT欠如T細胞(J.Cam2.5)、SLP-76欠如T細胞(J14)にカルセインAM標識し、Fibronectin(0.3μg/ml)をプレートに固相化しそれぞれの細胞株をCXCL12、PMAで刺激した.プレート洗浄後接着細胞をマイクロプレートリーダーで測定した.CXCL12刺激によりJurkat細胞は、経時的にFibronectinへの接着は増強し、3分でピークを認めた.次にCXCL12架橋刺激によるβ1-インテグリン活性のZAP-70、LAT、SLP-76の影響を検討した.CXCL12刺激によるP116細胞、J.Cam2.5細胞のFibronectinへの接着は、Jurkat細胞と比較して弱かった.一方J14細胞のFibronectinへの接着は、Jurkat細胞と同等であった.プラズミドpIRES2-EGFPwild type ZAP-70、wild type LAT、wild type SLP-76を作製しP116細胞J.Cam2.5細胞、J14細胞にそれぞれ発現させた.それぞれのタンパク質の発現をFACSにて確認した.それぞれのタンパク質の発現率は約30%程であった.P116細胞にZAP-70、J.Cam2.5細胞にLATを発現させた細胞のCXCL12刺激によるFibronectinへの接着はJurkat細胞と同等に回復した.以上の結果から、T細胞におけるCXCL12刺激によるβ1-インテグリン活性は、ZAP-70およびLATに依存している可能性が示された.CXC12架橋刺激によるβ1インテグリン活性のZAP-70役割を検討した.LAT欠如細胞株J. CaM2.5細胞、SLP-76欠如細胞株J14細胞において、CD3/TCR刺激におけるIL-2産生の産生について検討した。
マルチコアシステムによる建物・地盤連成地震動解析シミュレーションの最適化

本研究では,建物・地盤連成地震動応答シミュレーションコードのマルチコアシステムにおける高速解法を開発,評価することが目的である.建築物の耐震性を検討するために,地盤とその上に立つ建物の地震動応答を求める数値シミュレーションが行われている.このようなシミュレーションでは,複雑な領域を対象とするために,一般には3次元有限要素法による計算格子に対し,各格子点における運動方程式を立て,それらを離散化して得られる大規模連立一次方程式を解くことが行われている.有限要素法を適用して得られる全体行列は疎で不規則な形となるが,建物に対応する部分行列と地盤に対応する部分行列の性質をうまく利用したコレスキー法による部分的前処理,及びスケーリングによる部分的前処理を適用した共役勾配法(PSCCG法)を用いて,逐次計算によって解かれている.コレスキー法部分の前処理は直接法となるため並列化が困難であるが,他の部分については並列実行が可能である.本研究では,この解法による計算時間をマルチコアシステム上での並列化することにより短縮する.2018年度は,本手法の実行可能性を検討するために,モデル問題として2次元計算領域における拡散方程式に対し,有限差分法による離散化を行った.離散化において,計算領域の部分ごとに拡散係数を変化させることにより,条件数が大きい部分行列を持つ全体行列の構成した.同時に,既存の建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードで実装されているPSCCG法の計算部分に対し,プロセス並列実装を行い,スレッド数を1に固定し,かつプロセス数を増加させた時の並列性能を評価した.建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードに並列化を適用した結果,マルチコアシステム上での実行により,8プロセス並列で3.2倍の速度向上が確認でき,マルチコアシステムでの性能向上の見通しが得られた.速度向上率としては低いが,並列計算による本手法の有効性の見通しが得られた.また,モデル問題として2次元計算領域における拡散方程式に対する離散化が完了しており,プログラム作成に取り掛かれるため,おおむね予定通りの進捗であるといえる.2019年度以降は,建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードに対しては,さらに高い並列度までの実行を検討すると同時に,計算時間と通信時間の占める割合についても明らかにし,そのアルゴリズムから計算と通信をオーバーラップによる計算時間短縮の可能性についても検討する.モデル問題に対して,2次元拡散方程式に対する有限差分法を用いたシミュレーションプログラムの作成,及び計算手法の収束性の確認を行う.プログラムの並列化,及び計算性能の評価の対象とする計算システムは,一般に普及しているPCクラスタシステム,メニーコアシステム,およびベクトル型システムを考慮する.特に,ベクトル型システムのスカラ部とベクトル部の非同期実行による計算時間短縮を図ることを検討すると共に,より高い並列化効率を得るために,部分行列に対するコレスキー法に対する並列計算ライブラリの適用も検討する.2020年度には,上記のモデル問題に対する計算手法に対する評価結果を,建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードにフィードバックさせ,収束性,計算時間,及び並列性能についてさらに評価を行う.本研究では,建物・地盤連成地震動応答シミュレーションコードのマルチコアシステムにおける高速解法を開発,評価することが目的である.建築物の耐震性を検討するために,地盤とその上に立つ建物の地震動応答を求める数値シミュレーションが行われている.このようなシミュレーションでは,複雑な領域を対象とするために,一般には3次元有限要素法による計算格子に対し,各格子点における運動方程式を立て,それらを離散化して得られる大規模連立一次方程式を解くことが行われている.有限要素法を適用して得られる全体行列は疎で不規則な形となるが,建物に対応する部分行列と地盤に対応する部分行列の性質をうまく利用したコレスキー法による部分的前処理,及びスケーリングによる部分的前処理を適用した共役勾配法(PSCCG法)を用いて,逐次計算によって解かれている.コレスキー法部分の前処理は直接法となるため並列化が困難であるが,他の部分については並列実行が可能である.本研究では,この解法による計算時間をマルチコアシステム上での並列化することにより短縮する.2018年度は,本手法の実行可能性を検討するために,モデル問題として2次元計算領域における拡散方程式に対し,有限差分法による離散化を行った.離散化において,計算領域の部分ごとに拡散係数を変化させることにより,条件数が大きい部分行列を持つ全体行列の構成した.同時に,既存の建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードで実装されているPSCCG法の計算部分に対し,プロセス並列実装を行い,スレッド数を1に固定し,かつプロセス数を増加させた時の並列性能を評価した.建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードに並列化を適用した結果,マルチコアシステム上での実行により,8プロセス並列で3.2倍の速度向上が確認でき,マルチコアシステムでの性能向上の見通しが得られた.速度向上率としては低いが,並列計算による本手法の有効性の見通しが得られた.

また,モデル問題として2次元計算領域における拡散方程式に対する離散化が完了しており,プログラム作成に取り掛かれるため,おおむね予定通りの進捗であるといえる.2019年度以降は,建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードに対しては,さらに高い並列度までの実行を検討すると同時に,計算時間と通信時間の占める割合についても明らかにし,そのアルゴリズムから計算と通信をオーバーラップによる計算時間短縮の可能性についても検討する.モデル問題に対して,2次元拡散方程式に対する有限差分法を用いたシミュレーションプログラムの作成,及び計算手法の収束性の確認を行う.プログラムの並列化,及び計算性能の評価の対象とする計算システムは,一般に普及しているPCクラスタシステム,メニーコアシステム,およびベクトル型システムを考慮する.特に,ベクトル型システムのスカラ部とベクトル部の非同期実行による計算時間短縮を図ることを検討すると共に,より高い並列化効率を得るために,部分行列に対するコレスキー法に対する並列計算ライブラリの適用も検討する.2020年度には,上記のモデル問題に対する計算手法に対する評価結果を,建物・地盤連成地震動解析の時間発展シミュレーションコードにフィードバックさせ,収束性,計算時間,及び並列性能についてさらに評価を行う.(理由)2018年度に国際会議での成果発表を行う旅費を計上していたが,2019年度以降に発表することとしたため.
泡沫濃縮と次世代シーケンシングを利用した水環境中の病原細菌一斉検出法の開発

【研究概要】河川には,多種多様な細菌が存在している。また,各種の産業活動による排水が一部未処理のまま流入しているため,その中には病原性を有する細菌も存在する。この水環境中に存在する病原性細菌による水系感染症は,世界中で問題となっている。世界的に水質保全技術や管理が進んでいる我が国においても,病原性細菌による水系感染症の報告がある。したがって,水環境中の病原性細菌の存在実態を把握することは極めて重要である。ここで,水環境から病原性細菌を検出する際に最大の障害となっているのは,不特定の細菌が水中に極低濃度で混在する点であるそこで,河川水試料から細菌のDNAを効率的に濃縮・回収する手法・技術が必要となる。しかしながら,既存の濃縮法であるフィルターや膜を用いた方法は,ろ過閉塞による物理的制限が生じる。そこで本研究では,フィルターやろ材を必要としない泡沫濃縮法に着目し,河川水から細菌の濃縮・回収を検討した。その後,DNA抽出を行い,抽出液の濃度を測定した。また,病原性細菌を検出する手法として注目されている次世代シーケンサー(Next Generation Sequencer,NGS)を用いた菌叢解析によって,河川水中からの病原性細菌の網羅的検出を試みた。【研究成果】河川水試料から菌叢解析に必要な十分量のDNAを回収することが可能となった。東京等やその他の都市を流下する6の実河川を調査したところ,我が国の河川には,病原性細菌属のAcinetobacterとComamonasが広く分布することがわかった。以上の結果から,泡沫濃縮と次世代シーケンサーを用いた菌叢解析を組み合わせることによって,河川から病原性と疑われる細菌属の一斉検出が可能である。【当初の実施計画とその進捗状況】1細菌濃縮・回収法の開発[代表者・鈴木,H30-31]:界面活性タンパク質を用いて,細菌の鉄凝集フロック(塊)が気泡の気液界面に付着・吸着する機能を高め,工学的手法によって泡沫に濃縮する方法を開発する。具体的には,病原微生物汚染水にタンパク質を添加し,分散気泡を送気供給して水面上に発生する安定泡沫に超高濃度で細菌を分離・回収する。その泡沫濃縮液から高効率にDNAを抽出し,標的とする病原細菌の遺伝子を濃厚に含むDNA濃縮原液を得る。目標設定値:原水10 Lに含まれる細菌DNAを100μLにする(10万倍濃縮)。進捗状況:計画通りに遂行し,5万倍の細菌DNA濃縮法を確立した。スケールアップは確認済。2100以上の標的遺伝子の一斉検出法[プライマー設定:分担者・真砂,H30-31;一斉検出:鈴木,H31-32]:WHOの飲用水質ガイドラインの病原細菌リストや感染症研究所の病原微生物検出情報ウェブサイトから候補となる病原細菌を選定する。さらに,文献検索システムのデータベースから,選定された病原細菌の標的遺伝子を検索し,PCRで増幅するためのプライマーを設定する。進捗状況:水系感染症で最重要な5種の病原大腸菌をリストアップし,独自のプライマーを設計した。3実河川における実証[鈴木・真砂,H32]:都市河川,畜産排水の流入する河川,および下水道未整備地区の河川を対象として,河川水からDNAを超高濃度に濃縮して,病原細菌に関連する標的遺伝子を一斉検出する。進捗状況:実河川において,病原性細菌属を網羅的に検出した。以上のことから,本研究は概ね順調に進展している。我々が開発した大容量の水試料からの高効率な病原細菌濃縮技術(泡沫分離法)と近年開発が進む次世代シーケンシング技術を組み合わせることによって,1水試料中から全ての細菌を超高濃度に濃縮し,2病原関連遺伝子を一斉検出する手法を開発する。【当初の実施計画とその進捗状況】1細菌濃縮・回収法の開発