hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
上向流嫌気性ろ床法による廃水処理の実用化に関する研究

4.脂質による阻害...高級脂肪酸がメタン発酵を阻害することが知られているが、通常廃水中の脂質は中性脂肪の形で存在する。そこで、各種の中性脂肪による阻害、あるいはそれ自身の分解の過程を主としてバッチ実験により調べた。その結果中性脂肪の加水分解は速かった。今年度は、昨年度までの研究成果を踏まえて、各研究分担者が研究を進めるとともに、全体として嫌気性ろ床法の実用化に関する実例、課題、問題の解決法などについても議論をおこなった。1.研究打合せ会の開催...平成元年8月25日に研究打合せ会を催し、各研究者の研究の進展状況を報告し、今後の研究計画についての議論が行なわれた。また実用化にあたっての問題も議論された。2.食堂廃水の処理...食堂廃水中に含まれている脂質成分の分解の状況を調べたところ、酸生成槽とメタン生成槽を分け、その後者に嫌気性ろ床を適用する方式が良いことがわかった。これに対し、酸生成槽を持たずに嫌気性ろ床を直接適用する方式では、みかけのCOD除去率は高いが脂質成分がろ床内にトラップされるだけでメタンへの転換が進まないことがわかった。プロセスのCOD除去率自体は90%近くを示し高いが、処理水の水質自体はやはり好気性プロセスに比べて劣るようでありこの点は希薄廃水処理に適用する場合の限界となろう。3.硫酸還元反応...メタン生成反応と硫酸還元反応の競合は希薄廃水や工場廃水の処理の際に問題となる。酢酸とグルコ-スをそれぞれ基質にした実験の結果、酢酸基質時にはメタン生成反応は硫酸還元の影響を受けないがグルコ-スを与えた場合には硫酸還元が顕著に起こり、メタン生成が影響を受けやすいことがわかった。4.脂質による阻害...上に述べたように脂質の分解・阻害は嫌気性ろ床の効率全体を左右する。連続実験によって中性脂肪の分解を調べたところ、不飽和酸からなるトリオレインの分解が速いことがわかった。また、加水分解速度は生分解可能な中性脂肪量に対して1次反応で評価できることが実験結果から示された。最終年度である今年度は、昨年度までの研究を更に発展させて行くとともに嫌気性ろ床法の実用化について総括的に議論した。1.研究打合せ会の開催ーこれまでの全研究成果を総括する目的で平成3年1月24日に打合せ会を催した。これまでの知見を総合すると、嫌気性ろ床法は実用化できるとの結論を得た。2.嫌気性ろ床内の生物量蓄積ー前年度から実施して来た実験の結果は次のようである。(1)COD除去やメタン生成量がみかけの定常に達してもろ床内の生物、あるいは固型分は更に増え続ける。(2)ろ床内の生物量を、ろ床上部の付着生物、ろ床下部の付着生物、浮遊性生物に分けてその時間変化を測定した結果、ろ床下部の生物の増加がいちじるしいことがわかった。(3)単位生物量あたりのメタン生成能を比較するとろ床上部の生物が能力が大きいことがわかった。(4)グルコ-スを基質にした場合の増殖収率は0.gVS/除去COD,酢酸基質の場合は0.gVS/除去CODであることがわかった。(5)ろ床内の生物量の増加を無視して増殖収率を計算すると誤った結果を得てしまう。3.硫酸還元反応ー嫌気性生物膜においてメタン生成,脱窒,硫酸還元がどのように起きるかを実験的に調べた。その結果、脱窒と硫酸還元が共に起きるような状態下ではメタン生成が大きく低下することが明らかになった。このことは、硫酸塩と硝酸塩を含むような工場廃水を嫌気性ろ床で処理する際に問題になるだろう。
Voices from Tohoku: 3.11 Oral Narrative Archive

4年以上にわたり東日本大震災の被災者とのインタビューを収集し、計500時間以上のビデオデータは3.11の災害に関する日本国内外で最大のインタビューデータベースとなった。研究者が利用できる全データの構築に加え、その一部を利用した一般向けウェブサイト「東北からの声」(https://tohokukaranokoe.org/)を開設した。方法論的には「デジタル・ヒューマニティ」に重要な革新を加え、「デジタル社会科学」の一つのモデルを発展させるという取り組みを運用可能にした。ひいては、反原発運動、ホームレス、難民問題といった今日の課題へのアプローチにおいても、デジタル的手法をもたらした。29年度が最終年度であるため、記入しない。翻訳の進捗に当初の予定より遅れが生じ、3月以降の納品となったものが多数あったため、そのために予定してした支払いをする必要がなく、次年度への繰越となった。26年度の秋学期の終了に伴って2月以降に発注した翻訳のうち、3月中に納品及び支払いが生じる可能性のあるテープ起こし及び翻訳が大量にあったため、その費用としての予算を組んでいたが、結果的に4月以降の納品となったものが多かったため、次年度使用額が発生した。最終年度である今年度にすべての翻訳を終了する必要があるため、翻訳者の追加などによる、より迅速な翻訳の進捗を計画している。上記理由により、26年度中に発注したが、納品及び支払いが27年度となったテープ起こし及び翻訳料の支払いに使用予定。
出産後尿失禁の慢性化を予防するためのエビデンスに基づいた骨盤底ケアの検討

目的:妊娠中期から産後7カ月まで骨盤底筋訓練を実施した群(以下実施群)と非実施群について、MR画像により骨盤底筋訓練が骨盤底に及ぼす影響を形態学的に明らかにする。結果:実施群と非実施群における妊娠中の尿失禁の有無には差がなかった。しかし、産後6カ月以降の尿失禁症例は実施群に有意に少なかった。産後4カ月でのMRIによる骨盤底評価として膀胱頚部の位置は実施群において有意に前方へ移動し、産後6カ月以降では有意に上昇した。以上から、骨盤底筋訓練により分娩後に弛緩した骨盤底の支持力が回復することが示唆された。本研究では、出産後尿失禁の慢性化を予防するために、妊娠中期から骨盤底筋訓練を実施することの有効性について検討する。実施群と非実施群について、出産後のMR画像による骨盤底の形態学的特徴を膀胱・子宮頚部の可動性及び肛門挙筋や膣の形状を分析する。両者の比較検討から1妊娠中の骨盤底筋訓練が骨盤底に及ぼす影響を形態学的に明らかにする。2統計解析により、骨盤底の形態学的所見と尿失禁の慢性化要因との関係性を明らかにすることを目的としている。本研究の意義は、妊娠や分娩に伴う骨盤底の損傷予防や修復に、骨盤底筋訓練が果たす役割を形態学的に証明することができる。そして、産後尿失禁の慢性化を予防し、女性の生涯の健康を展望した看護と後遺症の少ない助産のエビデンスを明確にする。現時点における研究対象者は、妊娠中期から産後4か月まで追跡できた訓練実施群18名と非実施群11名であり、そのうち産後7か月まで追跡できたのは訓練実施群12名と非実施群7名である。両群に対する産後のMR画像による骨盤底の形態学的評価については、膀胱・子宮頚部の可動性及び尿道の支持構造の評価尺度となる各パラメーターを計測し、分析中である。また、妊娠中期から産後7か月までの自記式調査用紙による、骨盤底筋収縮の自覚度及び訓練に関する難易度の評価及び尿失禁の頻度とQOLの評価について、時期別に比較検討中である。訓練実施群と非実施群に対する尿失禁の有無別比較では、出産後4か月の時点で非訓練群が有意に多かった。両群について、MR画像による各パラメーターの計測値及び訓練の実施状況、生活動作、分娩状況を個別及び群別に分析し、比較検討中である。本研究の目的は、出産後尿失禁の慢性化を予防するために、妊娠中期から骨盤底筋訓練を実施した群(実施群)と非実施群について、尿失禁の有症率及び出産後のMR画像を用いて骨盤底の形態学的特徴を分析し、1妊娠中の骨盤底筋訓練が骨盤底に及ぼす影響を形態学的に明らかにする。2統計解析により、骨盤底の形態学的所見と尿失禁の慢性化要因との関係性を明らかにすることである。研究対象者は、妊娠中期から産後4か月まで追跡できた実施群23名と非実施群12名であり、そのうち産後67か月まで追跡できたのは実施群15名と非実施群13名である。尿失禁の有症率における実施群と非実施群の比較では、妊娠初期、妊娠30週、妊娠37週、産後4・5日のいずれにおいても有意差はなかった。一方、妊娠中の尿失禁の有無と尿失禁の慢性化要因である歩数の比較では、妊娠中の歩数の増減は尿失禁の有無に有意に関係していた。現在、尿失禁の有り群と無し群における産後のMR画像による骨盤底の形態学的評価については、膀胱・子宮頚部の可動性及び尿道の支持構造の評価尺度となる各パラメーターを計測し、分析中である。また、MR画像による各パラメーターの計測値と尿失禁の慢性化要因である歩数や分娩状況を個別及び群別に詳細に分析し、比較検討中である。今後は、尿失禁が極端に改善した群と全く改善しなかった群について、骨盤底の形態学的特徴や骨盤底筋訓練の実施状況、分娩状況等について詳細に分析し、両群の違いを明確にする予定である。本研究では、出産後尿失禁の慢性化を予防するために、妊娠中期から骨盤底筋訓練を実施した群と非実施群について、出産後4か月以降MRIを用いて、(1)骨盤底の形態学的特徴を膀胱・子宮頚部の可動性及び肛門挙筋や膣の形状から分析し、(2)骨盤底筋訓練が骨盤底に及ぼす影響を形態学的に明らかにし、さらに(3)統計解析により、骨盤底の形態学的所見と尿失禁の慢性化要因との関係性を明らかにすることを目的とする。現在進行中の研究対象者は、訓練実施群15例と非訓練群10例である。訓練実施群には骨盤底筋訓練を指導し、妊娠20週から訓練を開始している。

その後の筋収縮の自覚度や訓練に対する難易度の評価及び訓練の実施状況を把握している。また、訓練実施群と非実施群の両群に、日常生活動作量を測定するために歩数を毎日記録すると共に、尿失禁頻度とQOLの評価を妊娠20週、妊娠30週、妊娠37週、産後1か月、4か月に実施している。MRIによる骨盤底の形態学的評価については、現在、産後4か月時点において撮影中である。研究対象者のうち、運動群において切迫早産で運動中止や非運動群において尿失禁症状の出現で骨盤底筋訓練を実施するなどの理由により、研究対象者を一部除外しなければならなくなったためである。研究対象の選定開始が遅れたことに加え、訓練実施群においては、切迫早産のため運動中止が指示された対象者を研究対象から除外し、非訓練群においては、妊娠中及び産後に尿失禁症状が出現した対象者に骨盤底筋訓練を指導するため研究対象者から除外したことにより予定の対象数に達していない。研究方法については、研究対象者数を確保するために対象者の選定を継続する。産後のMRI撮影の開始時期について、計画では産後4か月以降としていたが、前年度から産後2か月を追加している。これは、妊娠中の骨盤底筋訓練の実施が産後早期の骨盤底の形態に影響を及ぼしていることが推察されるためである。今後も産後2か月のMRI撮影を追加することを継続する。データ解析については、妊娠中期から産後7か月まで追跡したデータの尿失禁の有無別に、まず、MR画像による骨盤底の形態学的な差異を各パラメーターの計測値から分析・評価する。つぎに、訓練の実施状況、生活動作、分娩状況との関連を分析・評価する。一方、非運動群において産後に尿失禁症状が出現したため骨盤底筋訓練を実施し、研究対象から除外したケースについても自記式調査結果やMR画像の計測結果を丁寧に分析していくこととする。以上についての研究成果を発表する準備をする。平成23年度に引き続き研究対象者の選定を行い予定例数の確保に努め、計画通り以下の4点を行う。1.骨盤底筋収縮の自覚度及び訓練に対する難易度の評価を行なう。2.尿失禁の定量化とQOLへの評価を行なう。3.MRIによる骨盤底の形態学的評価を行なう。4.出産後尿失禁の慢性化要因と骨盤底の形態学的所見との関係について統計的解析を行なう。平成24年度の研究費から600,000円程度次年度に繰り越すこととなった。これは、切迫早産等の理由で研究対象から除外しなければならないケースがあり、産後のMRI撮影の回数が減ったためである。次年度は、データ追加に伴うMRI撮影及び解析費及び対象者や研究協力施設への謝礼、研究成果の発表に伴う外国語論文の校閲費及び旅費、研究協力者への人件費に使用予定である。平成24年度交付予定額の1,900,000円のうち約7割を、MRIによる骨盤底の形態学的評価を行なうためのMRI撮影とそれに関連する費用に使用する。残り約3割を、画像解析や出産後尿失禁の慢性化要因と骨盤底の形態学的所見との関係性を統計的解析するためのノートパソコンの購入、被験者や研究協力施設への謝礼、成果の一部を学会発表するための旅費に使用する予定である。
時計遺伝子Bmal1ノックアウトマウスを用いた慢性心不全発症メカニズムの解明

慢性心不全は、その病態について多くの研究がなされてきたが、発症メカニズムについて十分に理解されているとは言えない。本研究では、今までの研究とは異なった視点から心不全発症のメカニズムを解明するために時計遺伝子Bmal1と心機能の関係について調べた。その結果、Bmal1は心筋細胞のミトコンドリア機能にとって必須であり、Bmal1の機能異常はミトコンドリア機能の低下を引き起こして心不全を発症させることが明らかになった。本研究の成果により、心不全について、時計遺伝子という新しい視点からの病態解明への発展が期待される。本研究課題の仮説である「時計遺伝子Bmal1は心筋のエネルギー代謝調節を介して心機能を維持している」ことを証明するために、平成25年度は心臓特異的Bmal1ノックアウト(H-Bmal1-/-)マウスを用いて以下の実験を行った。1.超音波画像診断装置を用いたH-Bmal1-/-マウスの心機能の解析2.H-Bmal1-/-マウスの心臓の形態学的・組織学的評価3.マイクロアレイを用いたH-Bmal1-/-マウスの心臓に発現する遺伝子の網羅的解析4.H-Bmal1-/-マウスの心臓におけるATPレベルの解析超音波画像診断装置による解析の結果、H-Bmal1-/-マウスの左室内径短縮率は有意に低下しており、心臓でのBmal1機能の欠損は心機能を低下させることが分かった。肉眼的にH-Bmal1-/-マウスの心臓は対照群に比べて大きく、また、HE染色による心臓組織切片の観察では左心室壁の肥厚が認められた。このようなBmal1機能欠損による心肥大および心機能低下のメカニズムを解明するために、マイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行った。マイクロアレイ解析の結果、H-Bmal1-/-マウスの心臓では、糖・脂質代謝のみならず、TCA回路やミトコンドリアの酸化的リン酸化等エネルギー代謝に関連した遺伝子の多くに発現レベルの低下が認められた。このことをふまえて、心臓のATP含有量の測定を試みたが、心臓を解剖採取する際に血液等の心筋細胞外に存在するATPが混入し、心筋内に存在するATP量を正確に測定することができず断念した。しかしながら、ここまでの実験結果から、Bmal1遺伝子は心臓においてエネルギー代謝調節に関わっている可能性があること、そしてBmal1の欠損により心機能が低下することが明らかになった。本研究課題の仮説は、「時計遺伝子Bmal1は心筋のエネルギー代謝調節を介して心機能を維持している」である。この仮説の証明のため、平成25年度は心臓特異的Bmal1ノックアウト(H-Bmal1-/-)マウスの心臓の機能および形態学的な観察を行い、心臓のBmal1機能の欠損が心機能を低下させること、そして心室壁を肥厚(12週齢)、また週齢が経つにつれて皮薄化(24週齢)させることを見出した。さらにマイクロアレイ解析では、H-Bmal1-/-マウスの心臓組織中のエネルギー代謝に関連した遺伝子の多くに発現異常が認められた。このことから、平成26年度はエネルギー代謝に重要なミトコンドリアと心臓の時計遺伝子との関係を調べるために以下の実験を行った。まず、H-Bmal1-/-マウスの心筋ミトコンドリア機能の評価のために、電子伝達系の複合体IおよびIVの酵素活性、さらにNAD/NADHの定量解析を行った。その結果、複合体IおよびIVの酵素活性、そしてNADとNADHの含有量は、H-Bmal1-/-マウスの心臓組織中で有意に低下していた。電子顕微鏡を用いた解析では、H-Bmal1-/-マウスの心筋ミトコンドリアは大小不同の不均一な状態で数も減少していることが判明した。最後に、心筋ミトコンドリア機能に日内リズムがあるのかどうかを調べるために、通常のマウス(C57BL/6J)の心臓組織を4時間毎に採取して複合体IVの活性を測定した。しかしながら、この実験では異なる時間に採取した組織間での複合体IVの活性の正確な比較が容易でなかったため、明確な結果を得ることができなかった。以上の実験結果により、心臓の時計遺伝子機能は、心筋ミトコンドリアの機能および形態の維持に必須であり、時計遺伝子の機能異常はミトコンドリアのエネルギー代謝障害を引き起こすことで心機能の低下を惹起している可能性が示唆された。本研究課題では、「時計遺伝子Bmal1は心筋のエネルギー代謝調節を介して心機能を維持している」という仮説の証明を目指して3年間に渡って実験を行った。平成25年26年度は、まず、心臓特異的Bmal1ノックアウト(H-Bmal1-/-)マウスを用いて、超音波画像診断装置による心機能解析、そしてマイクロアレイによる心臓での遺伝子発現解析を行った。その結果、H-Bmal1-/-マウスの心臓は左室内径短縮率が有意に低下しており、また、エネルギー代謝に関連した遺伝子群の発現レベルも低下していることを突き止めた。次に、H-Bmal1-/-マウスの心筋ミトコンドリア機能の評価を行った結果、H-Bmal1-/-マウスの心臓では、電子伝達系の複合体IおよびIVの酵素活性、さらにNAD/NADH含量が有意に低下していることを発見した。以上の結果により、心臓における時計遺伝子Bmal1の機能異常は、心筋ミトコンドリア機能を低下させることで心機能異常を惹起しているのではないかと考えられた。

平成27年度は、C57BL/6Jマウスを用いて、明暗周期を乱して飼育した場合に心筋ミトコンドリア機能と心機能が低下するのかどうかを調べた。但し、正常なマウスでは、明暗周期を乱したことによる心機能の変化をとらえることは難しいと考え、phenylephrine (PE)の持続投与によって軽度の心機能低下を引き起こした状態で実験を行った。実験群では、明暗周期を乱すために12時間毎の明暗周期を3日毎に逆転させてマウスを飼育した。対照群は、一定の12時間毎の明暗周期下で飼育した。対照群および実験群ともにそれぞれの条件下で18日間飼育して実験を行った。その結果、実験群では左室内径短縮率の低下、そして心臓における複合体Iの酵素活性の低下を認めた。以上の実験結果により、心臓の時計遺伝子の正常な機能が心筋エネルギー代謝および心機能の維持に必須である可能性が示唆された。慢性心不全は、その病態について多くの研究がなされてきたが、発症メカニズムについて十分に理解されているとは言えない。本研究では、今までの研究とは異なった視点から心不全発症のメカニズムを解明するために時計遺伝子Bmal1と心機能の関係について調べた。その結果、Bmal1は心筋細胞のミトコンドリア機能にとって必須であり、Bmal1の機能異常はミトコンドリア機能の低下を引き起こして心不全を発症させることが明らかになった。本研究の成果により、心不全について、時計遺伝子という新しい視点からの病態解明への発展が期待される。心筋ミトコンドリアの機能に日内リズムがあるのかどうかについては、実験手技上の問題のため明らかにできなかったものの、その他の実験はおおむね計画通りに進んでいることから達成度は上記のとおりとした。循環生理学、時間生物学、内分泌代謝学実験計画は順調に進んでおり、次年度は明暗周期を乱して飼育したモデルマウスにおいても心筋のミトコンドリア機能に異常が認められるのかどうかを確認していく。心筋のATP含有量測定など一部に実験手技的な問題が生じたものの、実験の大部分は計画通りに進んでいることから達成度は上記のとおりとした。実験計画は順調に進んでおり、次年度は心機能維持における時計遺伝子とミトコンドリア機能の関連を調べていく。遺伝子発現解析のための試薬の消耗が、節約等によって予定していた量よりも少なく済んだため。翌年度は、遺伝子解析の頻度が増えること、また、ミトコンドリア機能解析の費用がかさむことから、繰り越し額および翌年度分の助成金はそれらに使用したい。
生物工学を用いた作物の葉緑体DNAの構造解析と改変に関する研究

1.光合成機能に関与する葉緑体のチラコイド膜はその生合成の一部を葉緑体DNAにコードされている。そこで、このようなチラコイド膜タンパク質に着目し、電気泳動法による簡便でかつ迅速に分析する方法を確立した。この方法を用いて、種間なしい種内変異を調査した結果、栽培品種間には差異は見出しえなかったが、葉緑素突然変異体と原品種との間にはバンドパターンに差が認められた。さらに、CDおよびFゲノムの野生種に若干の変異が見出された。すなわち、葉緑体チラコイド膜タンパク質の分析から葉緑体DNAの情報発現を遺伝的に検討することが容易となった。2.細胞融合を用いた葉緑体ゲノムの改良法については融合による雑種植物体において葉緑体ゲノムがどちらか一方の親のものだけになり、混合しないことが問題となっている。そこで雑種細胞の葉緑体ゲノムと植物体再生の関係を調べた。葉緑体ゲノムの分析には従来のFraction Iタンパク質と葉緑体DNAの特定の断片をプローブとするサザン法を用いた。両者の実験とも、2種の葉緑体を含む細胞は分化しにくいことが示されたが、分化したばかりの茎葉の22%が2種の葉緑体を含んでいることは、これらの茎葉が植物体に生育しにくいことを示しており、この点の解明が細胞融合による葉緑体ゲノムの改変に重要であることが明らかになった。3.栽培イネ「日本晴」の葉緑体DNAの物理地図の作製と全断片のクローニングを行った。またRuBisCO大サブユニット、ATP合成酵素β、εサブユニットおよび光化学系の32KDタンパク質の遺伝子の塩基配列の決定および転写開始点と終結点を特定した。さらに遺伝子実験施設との共同研究によりイネ葉緑体DNAの全塩基配列を決定した。このほかB、C、Eの各ゲノムを持つイネ属植物の葉緑体DNAを抽出し、制限酵素パターンを調べると共に、断片のクローニングを始めた。1.イネ葉緑体DNAの物理地図:物理地図を作製し、光合成に関するRubiscoの大サブユニット、ATPaseのα、βサブユニット、チトクロームf、光化学系【II】の32KDタンパクなどの位置を決定した。2.イネ葉緑体DNAのgene bank:イネ葉緑体DNAのBam Hl,Pstl,Hind lllの断片をプラスミドpBR322およびpUC8にクローニングした。これを用いてRubiscoの大サブユニット、ATPaseのβサブユニット遺伝子の塩基配列を調べている。現在までの結果ではおなじ単子葉植物であるトーモロコシの遺伝子の塩基配列と非常に類似していることが明らかになっている。3.葉緑体突然変異体の選抜:イネおよびタバコの突然変異体のうち葉緑体DNAによる変異を選抜するため、相反交雑を行なった。4.イネ属植物の葉緑体DNAの制限酵素による分析:A,B,BC,C,CD,Eの各ゲノムを有するイネ属植物の葉緑体DNAをBam Hlで切断し、アガロース電気泳動を行ない分析した。その結果、B,C植物は区別できないがBC植物とは異なっていること、CD植物には種内変異があるがどちらもC植物とは異なっていること、CD植物の葉緑体DNAはA植物のそれと非常に似ていること、E植物の葉緑体DNAは他のイネ属植物のそれと非常に異なっていることなどが明らかになった。

5.細胞融合による雑種カルスの葉緑体DNAの分析:細胞融合により葉緑体DNAの組換えが起きた場合の検出法を確立するため、N.gosseiとN.langsdorffiiの葉緑体DNAを4塩基認識の制限酵素で切断し、N.tabacum葉緑体DNAにほぼ90°離れて位置するBam-1,Bam-2,Bam-3,Bam-4断片をプローブとしてサザンハイブリダイゼーションをおこなった。この結果、組換えが検出出来ることは確認されたが、実際の融合による雑種植物では組換えが起こっていなかった。イネ葉緑体DNAのクローンライブラリーを作成するためには少なくとも2種類の制限酵素断片をプラスミドにクローニングすることが必要だが、前年度までのBam・H・I断片に加えて、Pst lの全断片をクローニングすることに成功した。従って、イネ葉緑体DNAの完全なライブラリーが完成した。また光合成に関与するRuBisCOの大サブユニット(LS)遺伝子とATP synthaseのβおよびεサブユニット遺伝子の構造解析を行った。光合成遺伝子のうち、β遺伝子はC3植物でもC4植物でも発現されるが、LS遺伝子は、C4植物の葉肉細胞では発現されない。また、LS遺伝子とβ遺伝子のプロモーターは隣あって存在するが、その発現量は全く異なる。そこで両遺伝子の塩基配列をジデオキシ法により決定し、さらにS1マッピング法によりmRNAの転写開始領域を同定した。LS遺伝子とβ遺伝子は互いに異なるDNA鎖上に784bp離れて存在し、LS遺伝子は477個、β遺伝子は498個のアミノ酸をコードしていた。β遺伝子の翻訳終止部とε遺伝子の翻訳開始部は、他の高等植物と同様、4b重なっていた。各遺伝子の翻訳開始コドンの515b上流には、16S rRNAの3'末端付近と相補的である、SD配列が存在していた。両遺伝子のプロモーター配列は、トウモロコシや小麦、大麦とほとんど同じであったが、LS遺伝子の5'flanking regionでは、トウモロコシにのみ他の3植物と異なる配列があり、C3植物とC4植物のLS遺伝子発現機構の差異を考える上で興味深い。さらに、大量のイネ個体を扱うために、2回の電気泳動により、葉緑体DNAに関する突然変異体を選抜するための簡便な方法を開発した。この方法によりイネの野生種及び栽培種について検定した結果、F及びCDゲノムを持つ種では他のものと異なっていた。イネ葉緑体DNAのクローンライブラリーはBam HI断片とPst I断片をクローニングして完成し,他の研究室と共同で全塩基配列の決定を目指し研究を進めている.光合成に関与する遺伝子の内,光化学系IIの反応中心を構成し,除草剤アトラジンと結合することで知られているpsbAの全塩基配列を決定した.この遺伝子は353個のアミノ酸をcodeしていたが,すでに報告されている双子葉植物のSolanum nigrumのタンパン質と比べて,塩基配列では85.71%の相同性しかなかったが,アミノ酸配例では4アミノ酸の違いだけで98.87%の相同性があり非常に保守的なタンパク質であることが明らかになった.チトクロームfの遺伝子については現在塩基配列を決定中であるが完成はしなかった.細胞融合を用いた葉緑体ゲノムの改良法については,融合による雑種植物体において葉緑体ゲノムがどちらか一方の親のものだけになり,混合しないことが問題となっていた.その原因を調べるために,雑種カルスの細胞レベルの葉緑体ゲノムとshootの葉緑体ゲノムを比べたところ, shootの方が2種の葉緑体ゲノムを持つ率が低かった.これは2種葉緑体ゲノムを持つ細胞の分化能が一種の葉緑体を持つ率が低かった.
ダイオキシン類によるマウス胎仔骨成長への影響に関する研究

本年度は、3-メチルコラントレン(1mg-0.0001μ9/kg体重)を用いて、母体を介した胎仔の骨形成と分化について検討した。その結果、母体への胎齢10日目から隔日3回投与条件での17.5日胎齢の手足骨化遅延は、0.001mg/kg体重で最低値を示すU字型カーブを示した。対照群と比較して骨異常発生率への影響は明確ではなかった。3-メチルコラントレンの骨化遅延メカニズムを明らかにするために、骨芽細胞を用いて検討したところ、AhR(arylhydrocarbon receptor)mRNAが促進され濃度依存性に細胞増殖が著しく抑制され、alkaline phosphatase活性の阻害、カルシウム沈着の抑制と骨芽細胞に特異的な蛋白であるosteocalcin mRNA発現抑制が認められた。3-メチルコラントレンの骨芽と破骨細胞のバランスを検討するために、母体に胎齢14日目から隔日3回投与を行なった。生後1日目、7日目の子マウスでは対照群と比較して著しい骨化遅延や骨異常は認めなかったが、形態観察では骨成長板に軽度な異常を認めるものがあった。この点については、現在検討中である。3-メチルコラントレンのAhRを介した破骨細胞への影響では、濃度依存性に内因性RANKL(nuclear factor -γB ligand), M-CSF(macrophage colony-stimulating factor)の形成を阻害したが、破骨細胞のアクチン環形成等の形態所見には影響を認めなかった。この結果から、3-メチルコラントレンの骨形成に対する影響はLANKLを介した骨形成阻害の可能性が示唆された。しかしながら、in vitro実験とin vivo実験の結果には乖離が認められた。この点については、現在詳細に検討中である。
熱プラズマジェットの半導体プロセスへの導入とデバイス応用

前年度までに実験・開発を行ってきた熱プラズマジェット熱処理技術によるSi膜の結晶化、ドーパントの活性化技術を組み合わせてトップゲート型TFTの作製を行った。本技術の特徴として、熱プラズマジェット照射によりソース・ドレイン領域の活性化とチャネル部の結晶化を同時に行うといった点が上げられる。作製されたTFTは良好なTFT特性を示し、処理温度・処理時間の増大に伴い向上し、最大電界降下移動度は75cm^2/Vsに達した。更に、TFTのバラつき特性を評価するために6×3mmの範囲に50個のTFTを作製したところ、バラつきはそれぞれ移動度4.4%以下、閾値1.1%以下と非常に低い値を示した。以上のことから熱プラズマジェットによる急速熱処理技術により移動度10cm^2/Vsを超える均一なTFT作製が可能であることを実証し、有機ELディスプレイ等への応用可能性を示した。また、熱プラズマジェット熱処理技術は高温の熱源を対象物に直接接触させる技術であるため、レーザ等とは異なり対象物を選ばず熱処理が可能である。この特性を利用して、熱プラズマジェットをアモルファスGeに照射を行い結晶化に成功した。このときGe膜は不純物添加していないにもかかわらず伝導型はP型であり3.5-4.6×10^<18>cm^<-3>と非常に高いキャリア密度を示し、移動度は最大で119cm^2/Vsに達した。よって熱プラズアジェット急速熱処理技術が高結晶性P型Ge薄膜形成に有効であることを示し、新たな応用分野があることを示した。結晶化過程をSi薄膜の反射率変化を実時間観測し、反射率の温度変化と熱拡散のシミュレーションとのフィッティングからプラズマ状態や処理条件に対する温度変化を、アモルファスSi膜と結晶Si膜とでは屈折率が大きく異なることから相変化を観測し瓦これにより熱プラズマジェット結晶化において固相結晶化と溶融結晶化の二種類の相変化過程が存在する事が確認された。また、溶融結晶化過程においては一度固相結晶化した後、溶融する事が確認され、これは熱プラズマジェット特有のミリ秒オーダー熱処理における大きな特徴である。パワー密度を広い範囲で制御する事ができれば、相変化時間を大きく変える事が可能であることも判明した。さらに、相変化実時間観測からSi膜の結晶性は処理温度だけでなく処理時間にも依存する事が確認された。また、基板を予備加熱する事により短時間で結晶化することが可能となった。さらに微量ドープa-Si膜の結晶化においては高温領域の処理時間が電気伝導度に大きく影響する事を確認した。以上のようなサブミリ秒からミリ秒オーダーの相変化におけ局様々な知見を得る事ができ、高品質poly-Si膜の作成に向けて重要な手がかりを得た。デバイス作成にむけて熱プラズマジェット結晶化技術をドープSi膜に適用し、結晶化と同時に活性化を行った。Pのドープ濃度と処理条件によっては非常に低抵抗な(7.3x10^<-4>cm^<-3>)膜を得る事ができ、キャリア密度がPの熱平衡固溶限の三倍近い値を示した。これにより低温プロセスにおいて、熱プラズマジェットが不純卿の活性化に有効であることが確認され、熱プラズマジェットの新たな応用分野が拓かれた。このとき、熱処理過程を石英の反射率変化を実時間観測し、反射率の温度変化と熱拡散のシミュレーションとのフィッティングからプラズマ状態や処理条件に対する温度変化観測した。処理温度の上昇に伴いドープSi膜の伝導度は低下し、非常に低抵抗な(7.3x10^<-4>cm^<-3>)膜を得る事ができた。このとき、キャリア密度がPの熱平衡固溶限の三倍近い値を示した。さらに、ドーパントの活性化率は処理温度だけで無く、加熱・冷却速度に強く依存することが確認された。従来の熱平衡処理による活性化と異なり、寄短時間での処理がドーパントの活性化において非常に重要な役割を担うと考えられる。これにより低温プロセスにおいて、熱プラズマジェットが不純物の活性化に有効であることが確認され、熱プラズマジェットの新たな応用分野が拓かれた。さらに、上述の熱プラズマジェットによる活性化技術にに加えて前年度に行った熱プラズマジェットによるSi膜の結晶化技術を組み合わせてトップゲート型TFTの作製を試みた。熱プラズマジェットを用いることにより、ソース・ドレイン領域の活性化とチャネル部の結晶化を同時に行った。これより、TFT特性はチャネルの結晶性に強く依存しており、十分に低抵抗なソース・ドレイン領域を得ることが出来た。以上より、熱プラズマジェットによる熱処理技術がTFT作製に十分に応用可能であることが実証された。

更に、TFTのバラつき特性を評価するために6×3mmの範囲に50個のTFTを作製したところ、バラつきはそれぞれ移動度4.4%以下、閾値1.1%以下と非常に低い値を示した。以上のことから熱プラズマジェットによる急速熱処理技術により移動度10cm^2/Vsを超える均一なTFT作製が可能であることを実証し、有機ELディスプレイ等への応用可能性を示した。また、熱プラズマジェット熱処理技術は高温の熱源を対象物に直接接触させる技術であるため、レーザ等とは異なり対象物を選ばず熱処理が可能である。この特性を利用して、熱プラズマジェットをアモルファスGeに照射を行い結晶化に成功した。このときGe膜は不純物添加していないにもかかわらず伝導型はP型であり3.5-4.6×10^<18>cm^<-3>と非常に高いキャリア密度を示し、移動度は最大で119cm^2/Vsに達した。よって熱プラズアジェット急速熱処理技術が高結晶性P型Ge薄膜形成に有効であることを示し、新たな応用分野があることを示した。
仮想計算機モニタを用いた法的証拠保全システムと機械学習による解析システムの高度化

本課題で提案するシステムは(1)監視対象のコンピュータから自動的にディスク入出力などのシステムの挙動を示すデータをクラスタへ転送してロギングする「監視システム」と(2)得られた監視データを統計処理ならびに機械学習で分析して大量データからインシデントに関連するデータを探し出す「解析システム」から構成される。提案システムは、サイバー犯罪や各種インシデントが発生した際に、過去のタイムラインを再構築し、大量のデータを高速に解析、インシデントの証拠を発見するのに用いる。平成30年度は学術論文[1]の出版に加えて、2件の研究会発表をおこなった。デジタルフォレンジック、すなわち法執行機関や民間調査会社による大量のディジタル情報の調査と鑑識には非常に長い時間がかかる問題が指摘されている。そこで、学術論文[1]において、確率的なランダムサンプリングに並列分散処理クラスタの演算を組み合わせることで、提案する「解析システム」を用いて99%の信頼度で100 TiBの大量の解析データから10 MiBの証拠データを約3分で検索できることを示した。以上に示した本年度の研究成果によって、当初の目標であった、大量のデータを高速に解析し、インシデントの証拠を効率的に発見するシステムを完成に近づけることができた。平成30年度には「解析システム」の索引作成アルゴリズムと性能改善を目標にしていたが、「研究実績の概要」に示した学術論文[1]にて、確率的なランダムサンプリングを用いることで99%の信頼度で100 TiBの巨大な解析データから10 MiBの証拠データを約3分で検索できるシステムを実現した。学術論文[1]で開発した「解析システム」のソースコードはhttps://github.com/manabu-hirano/logdriveにて公開した。平成30年度のもうひとつの目標であった「機械学習」モデルの構築については「解析システム」にて、ランサムウェア3種類の挙動を学習させた。平成30年度はランダムフォレストを用いることで、振る舞いの似た圧縮プログラムや暗号化プログラムとランサムウェアを区別できることを確認できた。上記に加えて、平成30年度は「解析システム」の可視化機能の改良[2]と「監視システム」の監視機能の改良と評価[3]についても発表した。[2]池田征士朗,高直我,平野学,小林良太郎.ストレージアクセス履歴の時系列解析システムの実装とランサムウェア解析への応用. CSEC研究会, December 2018. (査読無)[3]高直我,池田征士朗,平野学,小林良太郎.準パススルー型ハイパーバイザによるストレージアクセスパターンの収集システムの提案.コンピュータセキュリティシンポジウム, October, 2018. (査読無)平成29年度と平成30年度で「監視システム」と「解析システム」を順調に開発できているため、平成31年度はインシデント発生のシミュレーションとして、各種のランサムウェアを「監視システム」で動作させ、機械学習でどれだけ正確に分類(インシデントを検出)できるかを検証し、その結果をすみやかに論文としてまとめて発表する。令和元年度はディスクフォレンジックに加えて、メモリフォレンジックに対応するという大きな目標がある。現在「監視システム」のベースとして使っているセキュリティ目的の国産ハイパーバイザであるBitVisorはデバイスの入出力を監視する目的で作られたものであるため、メモリに関連する監視機能の開発は難易度が高くなると想定している。しかしながら、幸いBitVisorのオリジナルの開発メンバが現在もソースコードをメンテナンスしてくれているため、難しい問題に直面した場合には開発者へ問い合わせをおこなうことも可能と考えている。令和2年度の研究完了にむけて、まずはランサムウェアでの挙動を機械学習させることによってシステムの有用性を示すことを目標とし、さらに提案システムにメモリフォレンジックで得られた監視データを加えて機械学習の結果の信頼性を高めて(誤検出や検出漏れを減らして)、最終的にランサムウェア以外のインシデントに適用することで、監視ならびに解析のシステムとしての有用性をさらに検証していく方向で研究を進める。本研究は国産の仮想計算機モニタBitVisorを用いて,重要度の高い業務に使うPCの操作履歴を記録する監視システムと,監視システムで記録された大量の時系列データからインシデントの証拠や原因を高速に発見する並列分散処理システムの二つの研究から構成される。本研究課題では,特に仮想計算機モニタBitVisorを用いてクライアント端末を監視するとともに,解析対象となるデータ量の増大と,アンチフォレンジック攻撃(証拠隠滅や改ざん)への対策,の2点の課題を解決するために機械学習と並列分散処理を適用する。本研究の推進により増加するサイバー犯罪に対抗するための,自動化されたインシデント解析支援システムを構築することを目指している。これまでの研究によって,仮想計算機モニタXenならびにBitVisorを用いてストレージへの書き込みを時刻情報とともに分散ファイルシステムへ自動転送し,解析時にセクタ単位のハッシュ値を使って目的ファイルが書き込まれた時刻と位置を見つけ出し,その時刻のファイルを復元する手法をMapReduceで実装,評価できた。本申請の全期間では(1)機械学習を用いた解析システムの高度化,(2)監視・解析システムのメモリフォレンジックへの拡張,(3)監視・解析システムの性能改善とWindows10ならびにMacOSへの適用評価,を実施する計画であり,本年度はそのうちの(1)と(3)の大部分を完了できている。これまでの研究成果によってクラウド向けの監視と解析のための分散並列処理システム(https://github.com/manabu-hirano/logdrive)を実現しており,その解析機能をクライアント端末を監視するBitVisorに組み込むことで,クライアント端末からクラウドまでカバーする包括的な監視とインシデント解析の機構を実現する計画である。

平成29年度は前回の科研費で開発した仮想計算機モニタBitVisorを用いた監視システムの性能改善に取り組み,その後に最新のオペレーティングシステムから十分な学習データを収集できるようにすることが目標であった。仮想計算機モニタBitVisorを用いたディスクストレージの読み書きの監視システムは,仮想計算機モニタのレベルでディスクの入出力を取得し,仮想計算機モニタが持つTCP/IPスタックを利用して,WebHDFS (Web Hadoop Distributed File System)プロトコルにより,直接Hadoop分散ファイルシステムに監視記録を保存するものである。研究室の学生とともにソフトウェアの性能改善に取り組み,80MB/sと一般的なHDD並みの書き込み性能を達成したため,成果を国際会議の論文[1]として発表した。この論文には監視機能だけではなく,拡張したクラスタを用いた解析機能(ヒートマップによるディスクアクセスパターンの可視化)も含まれている。Windows10では動作確認しているが,MacOSではブートしていないため改善に取り組む。データ取得に関しては監視システム上でランサムウェアWannacryを動作させてアクセスパターンを取得した。本課題で提案するシステムは(1)監視対象のコンピュータから自動的にディスク入出力などのシステムの挙動を示すデータをクラスタへ転送してロギングする「監視システム」と(2)得られた監視データを統計処理ならびに機械学習で分析して大量データからインシデントに関連するデータを探し出す「解析システム」から構成される。提案システムは、サイバー犯罪や各種インシデントが発生した際に、過去のタイムラインを再構築し、大量のデータを高速に解析、インシデントの証拠を発見するのに用いる。平成30年度は学術論文[1]の出版に加えて、2件の研究会発表をおこなった。デジタルフォレンジック、すなわち法執行機関や民間調査会社による大量のディジタル情報の調査と鑑識には非常に長い時間がかかる問題が指摘されている。そこで、学術論文[1]において、確率的なランダムサンプリングに並列分散処理クラスタの演算を組み合わせることで、提案する「解析システム」を用いて99%の信頼度で100 TiBの大量の解析データから10 MiBの証拠データを約3分で検索できることを示した。以上に示した本年度の研究成果によって、当初の目標であった、大量のデータを高速に解析し、インシデントの証拠を効率的に発見するシステムを完成に近づけることができた。平成30年度には「解析システム」の索引作成
複雑ネットワーク解析に基づく社会基盤施設の相互依存性と被害連鎖モデルの開発

相互依存性が高い社会では,災害や事故の影響が連鎖的に波及し,広域化・長期化する.本研究は複雑ネットワーク解析の概念をもとに,単発的・局所的・散発的・破局的な被害パターンに対するネットワークの脆弱性評価を行い,影響の連鎖的波及構造を明らかにするとともに.単独事故や,内陸活断層による都市直下型地震,中山間部の地震被害,海溝型巨大地震の広域被害等に対する影響波及防止方策について,経験的・実証的・数値実験的に有用な知見を得た.相互依存性が高い社会では,災害や事故の影響が連鎖的に波及し,広域化・長期化する.本研究は複雑ネットワーク解析の概念をもとに,単発的・局所的・散発的・破局的な被害パターンに対するネットワークの脆弱性評価を行い,影響の連鎖的波及構造を明らかにするとともに.単独事故や,内陸活断層による都市直下型地震,中山間部の地震被害,海溝型巨大地震の広域被害等に対する影響波及防止方策について,経験的・実証的・数値実験的に有用な知見を得た.本年度においては,平常時における社会インフラの相互依存体系を記述するため,ネットワーク構造でモデル化するための検討を行った.これと並行して,モデル化したネットワーク構造と様々な被害パターンとの組み合わせが,被害連鎖に与える影響について明らかにし,重要インフラ防護に関する重要な知見を得た.得られた主な成果は以下に示す通りである.1.個別インフラのネットワークモデル化社会システムを構成する個別の社会インフラについて,階層構造・スモールワールド性・スケールフリー性といった特性に注意しながら,わが国の航空路線網と新潟県中越地震による被災道路網を対象としてネットワークモデルを構築した.2.ネットワーク構造と被害パターンが被害連鎖に与える影響の考察被害連鎖の発生は,ネットワーク構造特性とネットワーク上に生じる被害パターンの組み合わせで規定される.1.のネットワークモデルを用いて,シミュレーションにより自然災害・事故・テロなどの事象による被害パターン(ランダム被害と狙いを定めた標的被害)を生成し,耐障害性と耐攻撃性という観点から,被害連鎖に与える影響を考察した.新潟県中越地震による被災道路網については,被害と復旧の実パターンとの比較考察を行った.その結果,スケールフリー性を持つネットワークは次数の高いハブへの攻撃に対する脆弱性が極めて高いこと,グリッド型のネットワークでは被害パターンの影響をあまり強く受けないこと,などが明らかにされた.3.社会インフラの相互依存体系のネットワークモデル化個別の社会インフラは互いに結び付けられ,相互依存性を持った全体系ネットワークを構成している.ここでは,供給系ライフラインシステムに複合的に依存している製造業を対象として,ライフラインの同時被災下での被害波及モデルを構築し,東海地震を対象としたケーススタディーを行った.1.ネットワーク上を伝播する影響波及構造の事例調査と分析既往研究を発展させて,社会インフラの影響波及構造のモデル化を行うため,波及構造の基本形態として「物理的被害波及」,「機能的被害波及」,「複合的被害波及」,「復旧時相互連関」,「システム代替性によるバックアップ機能」の5種類の構成を考えた.これらのうち最も影響波及効果の大きな「機能的被害波及」の事例分析として,2006年首都圏大規模停電を対象として調査を実施し,被害の全体像と時系列的展開をまとめた.調査結果に基づいて,バックアップ施設などの停電影響波及に関わった要因を明らかにし,機能的被害波及のモデルの骨格を「システム内の機能的被害波及」「影響顕在化までの余裕時間」「システム間での機能的被害波及」「バックアップ施設」と規定した.2.地震動と被害パターンのシミュレーション被害波及のシミュレーションを行うにあたって,前提条件となる被害パターンは,自然災害・事故・テロなどの事象によって異なった様相を持つので,地震動シミュレーション等により,局所的広域的な地震動分布のパターンを生成するとともに,小被害中被害大被害という被災規模にも変化を持たせ,被害連鎖に与える影響について考察した.また,ランダム被害と狙いを定めた標的被害との違いについても考察を行った.3.社会インフラの被害波及のシミュレーションモデルの構築社会インフラの被害波及を扱うことのできるシミュレーションモデルのうち,機能的被害波及に関するプロトタイプを構築した.単一のシステムではなく,複数システム間の連結性を考慮して,複雑ネットワーク上での影響波及を定量的に評価しうるモデルとした.単独事故や,内陸活断層による都市直下型地震,中山間部の地震被害,海溝型巨大地震の広域被害等によって発生する単発的・局所的・散発的・破局的な被害パターンの出現を予測するには,「ハザード・脆弱性・施設量」の三要素を考慮する必要がある.その中から特に「脆弱性」に注目して,埋設管路網の地震時脆弱性を指数化した「脆弱性指数」を提案した「平成17年度水道統計(施設・業務編)」に基づいて,全国の上水道事業体の配水管の脆弱性指数を評価した結果,事業体規模を表す「施設量」と負相関の関係にあることがわかった.また平成617年度における脆弱性指数の経年推移を分析し,阪神・淡路大震災以降の10年間で,脆弱性指数は全国平均で2025%程度低減されたことを明らかにした.「脆弱性指数」は,広域を対象としたマクロ的評価や,地震対策の進捗状況の定量的把握に有効である.平成17年度の「ガス事業年報」に基づいて全国212の一般ガス事業者のガス導管の敷設状況に関する分析も行った.次に,局所的・散発的・破局的な同時被害発生による物理的被害波及や復旧支障の可能性を評価するため,近接した複数ライフラインの同時多発被害について考察した.2つのライフラインシステムにおける被害発生を一様・独立・ランダムと仮定し,微小距離の近傍(セグメント)における同時被害発生率が,2つのシステムの被害発生率とセグメント長の積で求められることを示した.

さらに,全長が任意の個数のセグメントに分割されたシステムを対象として,セグメントごとの同時被害発生確率を定式化した.これらに基づいて,システム全体における同時被害発生数の推定式を提案した.地震動強度,地盤条件,施設の脆弱性などの要因により被害率が空間的に変動する現実的状況では,非定常ポアソン過程を導入して定常ポアソンモデルを拡張可能であることを示し,そのケーススタディを行った.
原発性胆汁性肝硬変症の自己抗原のエピトープ解析と臨床応用

中年女性に多発する原発性胆汁性肝硬変症(PBC)は、胆管炎による慢性胆汁うつ滞に始まり、肝硬変に移行する難病である。PBCはミトコンドリアのタンパク質(M2)を自己抗原とする自己免疫症患で、M2抗原の起源はピルビン酸脱水素酵素複合体の中核成分のジヒドロリポアミドアセチル転移酵素(LAT)であることがM2cDNAのクローン化によって判明した。私共が単離し、性質を明らかにし、ヒトM2と一次構造上の高い相同性と患者血清との強い免疫学的効さ性を示すブタLATをモデル抗原として、未解決のエピトープ解析と簡易迅速診断法を計画した。先ずブタLATをトリプシンで限定消化し、配合団のリポ酸を共有結合したリポイルドメイン(37kDa)とコア(28kDa)とにゲルろ過分画し、次に化学修飾後、BrCN分解及び各種プロテアーゼ消化で断片化し、HPLCで分画、精製し、自動エドマン分解法でアミノ酸配列を決定したが、Pro、Ala含有の多い領域と凝集性の高いコアのアミノ酸配列決定は困難であった。そこで生直下ブタ心のmRNAの逆転写で調製したcDNAを鋳型とし、ヒトLATcDNA配列を参考にして合成したオリコヌクレオチドプライマーを用い、LATcDNAを増幅し、その塩基配列をサンガー法で決定した。他方、LATの断片化段階で得られるペプチド断片と患者血清との免疫反応性をドットプロット法で追跡し、リポ酸を結合したLys-46とLys-173を中心とする29アミノ酸残基の反復配列のみが反応することが分かった。両Lys残基の隣のAsp-45とAsp-172のN末側を、Asp-Nエンドペプチダーゼで切断すると反応性が消失した。エピトープの最少アミノ酸残基数を合成品を調製して調査している。それ故、精製LATと複合体を抗原とし、百万倍希釈患者血清を用いるELISA法を考案し、PBCの早期診断への実用化を試みている。
高分子水溶液の曲り管内流れにおける弾性乱流

GlyCerin50%水溶液、粘弾性流体である高分子水溶液(PAA O.05及び0.1wt%水溶液)について、円形断面を有する多段屈曲流路(屈曲段数160)の下流直後の直管部において、流体混合の可視化観察により、二次流れパターンの変化に伴い流体混合が急激に促進され始めることを、PIV計測により、Glycerin50%水溶液及びPAA 0.1wt%水溶液の二次流れの相違をそれぞれ明らかにした。曲がり管路の流れは基本的な流れの一つであり、様々な条件の下で研究が行われてきた。しかしそのほとんどがニュートン流体に関するものであり、非ニュートン流体については極めて少ない。近年、希薄高分子溶液の正方形断面の多段曲がり管路流れにおいて、非常に低いレイノルズ数Reにおける弾性乱れ現象が明らかになった。しかし、弾性と慣性が相互に作用するレイノルズ数領域での流れの様子については報告されていない。平成19年度においては、濃度の異なる高分子水溶液(PAA0.025wt%、PAA0.05wt%及びPAA0.1wt%)を用いて、円形断面を有する多段屈曲流路内流れ(屈曲段数N=1、2、6、32及び60)の可視化観察、混合度の評価及びPIV計測を行い、以下の結論を得た。2.N=60において、PAA0.05wt%は55<Re<75で、PAA0.1wt%は40<Re<60のレイノルズ数の範囲で混合が急激に促進される。3.下流直管部におけるPAA0.1wt%の二次流れは、Glycerin 50%のものと大き<異なり、Re>40において中央部で内向き及び二重構造の二次流れパターンをとる。4.PAA0.1wt%の曲がり下流の二次流れパターンは、主流方向位置、レイノルズ数及び屈曲段数により大きく変化する。5.PAA0.1wt%の流路中心軸を含む水平断面の無次元半径方向速度の分布形状は、Re>40においてGlycerin 50%水溶液と異なり曲り部で内向きの流れとなる。6.PAA0.1wt%の流路中心軸を含む水平断面の無次元主流方向速度の最大値はレイノルズ数の増加とともに減少する。平成19年度においては、濃度の異なる高分子水溶液(PAA 0.025wt%、PAA 0.05wt%およびPAA 0.1 wt%)を用いて、円形断面を有する多段屈曲流路内流れ(屈曲段数N=1、2、6、32及び60)の可視化観察を行ない、PAA水溶液の二次流れパターンは、ニュートン流体の場合とは異なり、曲がり管部下流からの距離、レイノルズ数Re、及び屈曲段数Nの影響を強く受けることを明らかにした。平成20年度においては、多段屈曲流路内流れの曲り部直下流の直管部におけるPIV計測、ならびに2段屈曲流路内流れの曲り部における二次流れの可視化観察およびPIV計測を行ない、以下の主な結論を得た。1. PAA 0.1 wt%水溶液の二次流れとして、ニュートン流体と同様に中央部で外向き流れとなるType N、ニュートン流体とは逆向きのType R、上下に対称な2対の渦を有するType DCの3種類の二次流れパターンが観察された。2. PAA水溶液では、N=60において、混合が急激に促進されるレイノルズ数Reが存在し、そのRe付近において二次流れパターンが変化する。3.水と屈折率がほぼ同じPEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)チューブを用いることで、曲り部途中において、屈折率の影響がほとんど無い垂直断面画像を取得することを可能とした。4. 2段曲り流路の曲り途中においては、流体混合はほとんど進行しない。5.曲り途中(曲り角度θ=0、30、45、60、90、120、135、180度)における垂直断面の水平軸上および垂直軸上の半径方向速度分布を明らかにした。