hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロイコトリエン合成・代謝酵素、ロイコトリエン受容体を介したマスト細胞活性化の機序

アラキドン酸カスケードの初発酵素である細胞質型PLA2(cPLA2)、ロイコトリエンB4(LTB4)とその受容体(BLT1,BLT2)の免疫担当細胞における役割を解明する目的で以下の実験を行った。1)免疫担当細胞における受容体の発現ヒト末梢血を抗BLT1で染色し、フローサイトメータで定量した。BLT1は、好中球、単球、好酸球に高い発現を認めたが、リンパ球では発現が観察されなかった。マウスではBLT1抗体が存在しないため、RT-PCR法にて発現を確認したところ、上記の細胞に加え、樹状細胞に発現が観察された。骨髄由来の樹状細胞(BMDC)はLTB4に対して、ベル型の走化曲線を有する走化性を示した。2)BLT1欠損マウスの解析BLT1欠損マウスの好中球はLTB4に対するカルシウム上昇反応、脱顆粒反応が消失していた。一方、LTB4に対する結合は、好中球・脾臓共に、野生型の約30%に低下していた。BLT1欠損マウスは、デキストラン硫酸経口投与で惹起される腸炎モデルでは野生型と比べて致死率に差がなかった。一方、オブアルブミン感作による気道過敏性モデル(気管支喘息モデル)では、優位な気道過敏性の減弱を認めた。この際、肺胞への好酸球の浸潤がほぽ完全に消失していることがわかり、本モデルではLTB4が好酸球の走化性因子として機能していることが明かとなった。3)BLT2欠損マウスの作成BLT2ターゲッティングベクターの作成、組換えES細胞の樹立とマウス受精卵へのインジェクション、キメラマウスの作出を完了した。現在、F1マウスを獲るための予備的実験を行っている。4)cPLA2欠損マウスの肺線維症モデルにおける表現型の解析ブレオマイシン気管内投与によるマウス肺線維症モデルにおいて、cPLA2欠損マウスは野生型マウスに比べて極めて減弱した反応を示した。気道抵抗値、浸潤細胞数、肺のコラーゲン沈着のいずれにおいてもcPLA2が重要な役割を果たしていることが明かとなり、cPLA2阻害薬が肺線維症の治療薬・予防薬として機能しうることを示した。強力な生理活性脂質であるロイコトリエンの生体内における役割を解明する目的でロイコトリエンB4受容体(BLT1)を欠損するマウスを作成した。現在純系化を進めつつあり、表現形の解析を行う予定である。さらに、BLT1の好中球、マクロファージ特異的な発現の分子機構を解明し、転写因子Sp1とゲノムDNAのメチル化がBLT1の白血球特異的な発現に重要であることを明らかにした。さらにBLT1の転写機構の解明を行う目的で単離したBLT1遺伝子の近傍に、BLT1と相同性を有する新規受容体遺伝子を発見し、これがロイコトリエンB4を認識して細胞内にシグナルを伝達する受容体であることを明らかにし、これをBLT2と命名した。BLT2に関して詳細な解析を行ったところ、ロイコトリエンB4以外にも12-ヒドロキシテトラエン酸によっても活性化されることを見いだした。さらにロイコトリエン産生のキーエンザイムである細胞質型フォスホリパーゼA2欠損マウスから樹立したBMMCを用いて、IgE受容体架橋刺激による細胞顆粒放出反応について検討を行った。野生型マウスに比べて欠損マウスでは、同刺激によるヒスタミンやβ-ヘキソサミニダーゼ放出が低下しており、この低下はBMMCに蓄えられているヒスタミン含量が野生型マウスに比べて約60%であることに由来していることが推定された。以上から、マスト細胞刺激による炎症性メディエーターの産生・放出に細胞質型フォスホリパーゼA2が深く関与していることが明らかとなった。強力な生理活性脂質であるロイコトリエンの生体内における役割を解明する目的でロイコトリエンB4受容体(BLT2)を欠損するマウスの作成を進めた。マウスBLT2ゲノムを単離し、相同組換えES細胞を作成するためのターゲッテイングベクターを作成し、現在ES細胞の樹立を行っている。またBLT2がLTB4のみならず、多数の不飽和脂肪酸によっても活性化されること、既存のBLT拮抗薬で阻害されないことを見いだし、新規BLT拮抗薬の開発の必要性を示した。(Yokomizo, J. Biol. Chem. 2001)すでに作成したBLT1欠損マウスに関しては、純系化と表現形の解析を行っている。現在までに、LTB4結合能の低下、LTB4による細胞内カルシウム上昇反応の欠除を確認している。さらにロイコトリエン産生のキーエンザイムである細胞質型フォスホリパーゼA2(cPLA2)欠損マウスを用い、塩酸気道内注入、リポポリサッカライド静脈内注射によるARDSモデルを用いて野性型マウスとの比較を行った。いずれのモデルにおいても、cPLA2欠損マウスは野性型マウスに比較して気道内圧上昇、動脈血酸素飽和度低下、肺胞への炎症細胞の浸潤のいずれにおいても、極めて減弱した反応しか示さず、cPLA2がARDSの進行に重要な役割を果たしていること、また、cPLA2阻害薬が、ARDSの予防・治療薬になりうることを示した。

(Nagase, Nature Immunol. 2001)アラキドン酸カスケードの初発酵素である細胞質型PLA2(cPLA2)、ロイコトリエンB4(LTB4)とその受容体(BLT1,BLT2)の免疫担当細胞における役割を解明する目的で以下の実験を行った。1)免疫担当細胞における受容体の発現ヒト末梢血を抗BLT1で染色し、フローサイトメータで定量した。BLT1は、好中球、単球、好酸球に高い発現を認めたが、リンパ球では発現が観察されなかった。マウスではBLT1抗体が存在しないため、RT-PCR法にて発現を確認したところ、上記の細胞に加え、樹状細胞に発現が観察された。骨髄由来の樹状細胞(BMDC)はLTB4に対して、ベル型の走化曲線を有する走化性を示した。2)BLT1欠損マウスの解析BLT1欠損マウスの好中球はLTB4に対するカルシウム上昇反応、脱顆粒反応が消失していた。一方、LTB4に対する結合は、好中球・脾臓共に、野生型の約30%に低下していた。BLT1欠損マウスは、デキストラン硫酸経口投与で惹起される腸炎モデルでは野生型と比べて致死率に差がなかった。一方、オブアルブミン感作による気道過敏性モデル(気管支喘息モデル)では、優位な気道過敏性の減弱を認めた。この際、肺胞への好酸球の浸潤がほぽ完全に消失していることがわかり、本モデルではLTB4が好酸球の走化性因子として機能していることが明かとなった。3)BLT2欠損マウスの作成BLT2ターゲッティングベクターの作成、組換えES細胞の樹立とマウス受精卵へのインジェクション、キメラマウスの作出を完了した。現在、F1マウスを獲るための予備的実験を行っている。4)cPLA2欠損マウスの肺線維症モデルにおける表現型の解析ブレオマイシン気管内投与によるマウス肺線維症モデルにおいて、cPLA2欠損マウスは野生型マウスに比べて極めて減弱した反応を示した。気道抵抗値、浸潤細胞数、肺のコラーゲン沈着のいずれにおいてもcPLA2が重要な役割を果たしていることが明かとなり、cPLA2阻害薬が肺線維症の治療薬・予防薬として機能しうることを示した。
超高エネルギー陽子衝突実験によるヒッグス粒子の探索

LHC加速器とATLAS検出器は、重心系エネルギー900GeV, 2.36TeV, 7TeVでの衝突データを取得した。本研究におけるヒッグス粒子探索のための主たるプローブである電子・光子の同定と再構成の研究を行い、国際会議にて成果報告を行った。また、研究の鍵となる内部飛跡検出器について、高品質のデータを再構成することに成功し、日本物理学会にて成果報告を行った。さらに、バックグランドの研究では、QCD反応過程における光子対生成について、QCDの高次補正を導入したイベントジェネレータの開発を行い、日本物理学会にて成果報告を行った。LHC加速器とATLAS検出器は、2007年末重心系エネルギー900GeVで稼働を始める予定であったが、加速器マグネットの不具合等により、2008年夏から重心系エネルギー10TeVで実験を開始することとなった。平成19年度は、モンテカルロ・シミュレーションによる電子・光子の検出性能評価を重点的に行った。特に、実験開始時から高統計が期待される低エネルギー光子を用いた性能評価を行った。低エネルギー光子は主に中性パイ中間子の崩壊により生成されるため、中性パイ中間子の不変質量を再構成することにより光子を選別し、検出器の光子に対する応答を調べることができる。この手法を用い、電磁カロリメータにおけるエネルギー・クラスター検出のためのアルゴリズムの最適化を行った。光子の電子対へのconversionを用いた検出器内物質量の分布測定については、内部飛跡検出器における飛跡を再構成するアルゴリズムが最適化されておらず、今後の課題とした。また、ATLAS検出器における電子・光子の検出性能評価の研究について、平成19年度に得られた結果を国際会議にて成果報告を行った。ヒッグス粒子探索の研究については、実験初期に得られる量子色力学(QCD)反応過程に起因するバックグランドの研究を重点的に行った。特にQCD反応過程における光子対生成について、QCDの高次補正を導入したイベントジェネレータの開発に着手し、実データ解析に用いるべく、開発を進めていく予定である。LHC加速器とATLAS検出器は、2008年夏に実験を開始する予定であったが、加速器の故障により、2009年から実験を開始することとなった。そのため、本年度に予定していたデータ収集を行うことができず、結果的にモンテカルロ・シミュレーションを用いた研究を続け、イベント再構成プログラムのさらなる性能向上を行うこととなった。本研究におけるヒッグス粒子探索のための主たるプローブである電子・光子の同定と再構成の研究を重点的に行った。電子・光子の同定ど再構成のためには、電磁カロリメータにおけるエネルギー較正と内部飛跡検出器における飛跡再構成が重要である。したがって、新規にエネルギー較正用のモンテカルロ・シミュレーション・サンプルを生成し、実験初期段階での較正用初期値の精度を向上させた。また、飛跡再構成の性能は、内部飛跡検出器の物質量に大きく左右されるため、精度の良い検出器のジオメトリーを用いてモンテカルロ・シミュレーション・サンプルを生成し、飛跡再構成の効率を向上させた。これらにより、電子・光子の同定と再構成の効率が向上した。また、ヒッグス粒子探索における標準模型に起因するバックグラウンド事象、特に直接光子生成過程について、モンテカルロ・シミュレーションによる研究を行った。この研究は発展途上であり、来年度も引き続き行っていく予定である。LHC加速器とATLAS検出器は、2009年秋から衝突実験を開始し、重心系エネルギー900GeV,2.36TeV,7TeVでの衝突データを取得した。本研究におけるヒッグス粒子探索のための主たるプローブである電子・光子の同定と再構成の研究を、取得した実データを用いて重点的に行った。電子・光子の同定と再構成のためには、電磁カロリメータにおけるエネルギー較正と内部飛跡検出器における飛跡再構成が重要である。まだ積分ルミノシティが低いこともあり、中性パイ中間子の2光子崩壊の再構成とモンテカルロ・シミュレーション・サンプルを用いて、電磁カロリメータのエネルギー較正を行った。内部飛跡検出器については、高ノイズのチャンネル等の較正用データを定常的に取得し、高品質のデータを再構成することに成功した。これらの研究の成果として、900GeVにおける、荷電粒子多重度に関する論文を出版した。今後、7TeVでの衝突データを高統計で蓄積し、データ解析を引き続き行っていく予定である。また、ヒッグス粒子探索における標準模型に起因するバックグラウンド事象、特に光子を週状態に含む過程について、モンテカルロ・シミュレーションによる研究を行った。我々のデータ解析手法では、さまざまな実験・検出器条件を考慮してモンテカルロ・シミュレーションを行い、実データを理解する方向が強力である。しかし、光子を終状態に含む過程では、量子色力学におけるNLO補正を導入したイベントジェネレータは存在しない。

そこで、この過程のイベントジェネレータの開発を行った。クォーク・グルーオンから光子へのFragmentation等、まだ課題は残されているが、今後も開発を続け、実データの解析に使用できるレベルまで引き上げる予定である。
エネルギー弁別オートラジオグラフィによる橋脚健全性診断法の開発

K-40のガンマ線数を増加させた加速試験を行うため,内容積が20x20x20cmのアクリル容器を製作し,これにKCl粉末を入れた.検出素子は,ガラス線量計であり,検出効率を向上させるため5枚重ねた.厚さ2mmの鉛で線量計を囲み,ガンマ線の入射方向を制限して測定したが,直径10mmの鉄筋の有無を判別できなかった.次に,砂に含有されるウランやトリウムの娘核種から放出される200400keVのガンマ線を用い,ガンマ線の検出効率が高いイメージングプレートで測定を行った.しかし,鉄筋の有無の判断はできなかった.ガンマ線の体積源がある場合,それらが優勢となり鉄筋の有無の測定ができなかったと考える.我々の被ばく管理に用いているガラスバッジに内臓されたガラス線量計で,カリウム-40 (K-40)から放出される1.5MeVのガンマ線の測定を試みた.このために,内側寸法20x20x20cmのアクリル容器を製作し,ここにKClの粉末を充填した.容器材料は厚さ1cmのアクリルである.K-40からは1.5MeVのガンマ線のほかに,最大1.3MeVのベータ線も放出される.ガラス線量計に付与されたエネルギーがベータ線によるものではないことを担保するため,まず,GM計数管とSr-90標準線源をもちい,その間に厚さ1cmのアクリルを挿入して計数率を測定した.Sr-90線源からは,最大2.2MeVのベータ線が放出されるが,厚さ1cmのアクリルを挿入した場合,バックグラウンドと同じ計数であることを確認した.次に,K-40のガンマ線によるエネルギー付与とガラス線量計の計数値の関係を評価するため,ガラス線量計を5枚一組とし,照射期間を1週間から3か月まで変化させた.ガラス線量計の読み値は,照射期間と比例しており,これからガンマ線数とガラス線量計の出力が比例することが確認できた.その後,K-40容器の水平方向にガラス線量計を配置し,ガンマ線強度の位置分布の測定を行った.位置一点につき,ガラス線量計を5枚重ねて測定を行った.この結果,幅20cmのKCl領域の中で,中心から左右8cm程度の範囲で,一定のガンマ線強度を有することが確認できた.また,イメージプレートをKCl容器表面に貼り,3週間照射を行った.測定結果により,ガラス線量計による測定と同様に,ガンマ線のほぼ一様分布が確認できた.ガンマ線の数とガラス線量計の出力値との関係を測定する際には,ガラス線量計をピンセットでビニール袋に入れ,ビニール袋をKCl容器に貼り付けた.次に,KCl容器の横方向のガンマ線分布を測定する際に,1点にガラス線量計を5枚重ねて配置した.このためにゴム手袋をはめ,ガラス線量計を5枚,台所用のラップフィルムでまとめた.この測定結果は,ばらついた.同様の測定を3回,繰り返したが,どれもばらついた値を示した.この原因がすぐにはわからなかったが,ガラス線量計を汚れから防ぐために使っていたゴム手袋が,逆に汚染の原因となっていたことが判明した.同様に,ラップフィルムにも粘着成分があるため,ガラス線量計にとっての汚れが付着することが分かった.これらの汚れを避けるため,ゴム手袋をやめ,布製の手袋を装着した.また,5枚のガラス線量計をひとまとめにするために,ラップフィルムを止め,薬包紙,またアルミフォイルを用いた.このような注意を払うことで,ガラス線量計の汚染がなくなり,KCl容器の水平方向に一定の読み値を得ることができた.コンクリート橋脚などの健全性を診断するために受動的素子を橋脚に貼付し,一定の期間が経過したのちに,素子の測定を行うこととした.この際,長期間,素子を放置するので,盗難などを避けるため,安価で他に用途がない受動的素子を用いる.事前の検討では,被り厚さ1cmの位置にある直径1cmの鉄筋の有無が,1.46MeVのガンマ線の測定値10%の差で判断できた.そこでコンクリートから放出されるK-40のガンマ線数を増加させ加速試験を行うため,内容積が20x20x20cmのアクリル容器を製作し,これにKCl粉末を入れた.検出素子は,ガラス線量計であり,検出効率を向上させるため5枚重ね,一つの素子とみなした.測定結果において,鉄筋の正面に置いた線量計と鉄筋から外れているものとの差が優位には見られなかった.そこで厚さ2mmの鉛で線量計を囲み,ガンマ線の入射方向を制限したが,鉄筋の有無を判別することはできなかった.次に,砂に含有されるウランやトリウムの娘核種から放出される200400keVのガンマ線を用いることとした.さらに,ガラス線量計よりもガンマ線の検出効率が高いイメージングプレートで測定を行った.しかし,鉄筋の有無の判断は困難であることが分かった.コリメートしたガンマ線であれば,鉄筋の有無は分かるが,体積源から放出されるガンマ線がある場合,それらが優勢となり橋脚の健全性の診断は困難になると考える.K-40のガンマ線数を増加させた加速試験を行うため,内容積が20x20x20cmのアクリル容器を製作し,これにKCl粉末を入れた.検出素子は,ガラス線量計であり,検出効率を向上させるため5枚重ねた.

厚さ2mmの鉛で線量計を囲み,ガンマ線の入射方向を制限して測定したが,直径10mmの鉄筋の有無を判別できなかった.次に,砂に含有されるウランやトリウムの娘核種から放出される200400keVのガンマ線を用い,ガンマ線の検出効率が高いイメージングプレートで測定を行った.しかし,鉄筋の有無の判断はできなかった.ガンマ線の体積源がある場合,それらが優勢となり鉄筋の有無の測定ができなかったと考える.容器内をすべてKClで満たした状態で,容器の水平方向のガンマ線分布のほぼ一様性が確認できた.今後は,KCl容器内部に直径10mmの鉄棒を挿入し,鉄棒の有無でガラス線量計の読み値が変化するか,を確認する.また,鉄棒の挿入位置を容器の内壁から1,2,3cmと変化させ,読み値の敏感性を測定する.同様の測定をイメージプレートを用いて測定する.イメージプレートおよびそのリーダーは,当該研究に興味を持つ研究者に協力を求める.ガラス線量計,およびイメージプレートを用いた測定を,コリメータ厚さを変えて行う.コリメータ厚さ依存の測定値から,コリメータ無しで測定した場合の読み値から,鉄棒の有無,また位置を再現するためのアルゴリズムを構築する.放射線物理学ガラス線量計のためのコリメータとして,鉛板を用いていたが,鉛は柔らかく,不都合な点が多かった.そこで,タングステン合金でコリメータを製作し,ガラス線量計を効率よく出し入れすることを考案した.しかし,タングステン合金コリメータの見積もりが業者から来なかったため,製作ができなかった.タングステン合金コリメータは,40万円ほどになることが判明したため,コリメータの枠組みを真鍮で製作し,真鍮の外側に鉛板を貼る形式のコリメータとすることとした.
森林の地上部－地下部のつながりが維持する樹上食物網およびその生態系機能の解明

森林生態系における地上部(林冠・樹幹)と地下部(林床)のサブシステム(食物網)のつながりを明らかにするために、地上部に形成されている腐食連鎖系生物の棲みか(樹洞、着生植物)およびそれら動物群集の構造に着目して研究を進めてきた。平成30年度には以下の項目について調査を実施し、成果を発表した。1.森林地上部に存在する陸生腐食者群集の2種類の生息場所(付着リター[HL]と樹洞内のリター[CL])と林床リター間で動物群集を比較し、HLにおいて動物群集に対するパッチサイズと資源量の相対的重要性を評価した。その結果、1) HLとCLが動物にとって異なるハビタットであること、2)主要動物群がHLにおいて異なるハビタット選好性を有すること、3) HLにおける動物個体数はリター密度(面積あたりのリター量)よりもリター量によって影響を受けていること、を示した。2.森林地上部(樹洞の水溜まり)を繁殖場所とするアイフィンガーガエルに着目して、樹洞の形質がアイフィンガーガエルによる利用に与える影響を明らかにするため、樹洞の形質(樹洞の高さ、胸高直径、水深、入口面積など)とアイフィンガーガエルによる利用の有無(卵、幼生の有無)を測定・記録した。解析の結果、アイフィンガーガエルの利用には樹洞の高さと樹洞入口の角度の効果が有意に認められた。これは、アイフィンガーガエルが地表性の捕食者から遠ざかるため、高い樹洞を利用していることを示唆している。3.亜熱帯淡水湿地林の林床と着生植物(オオタニワタリ)上における大型土壌動物群集とリター分解を調査した。調査の結果、リター分解に対する大型土壌動物の貢献度は、1湿地林・林床や陸域林・林床よりも湿地林・樹上部(オオタニワタリ上)において大きく、2サイズの小さなオオタニワタリほど大きいことが明らかとなった。森林生態系において地下部(林床)から地上部(林冠・樹幹)への動物の移動が樹上の食物網および樹上の生態系機能を維持している、という「地上部ー地下部のつながり」の重要性を明らかにするために、樹上の“島"である樹洞と着生植物に生息する動物群集を対象として研究を進めた。平成28年度には以下の項目について調査をおこなった。1.着生植物の分布状態を把握するために、亜熱帯林の林内に調査方形プロットを作成し、プロット内に生育する樹木およびオオタニワタリ(リュウキュウトリノスシダ)の種同定・個体数のカウント、サイズの測定、空間位置図を作成した。また、アリの営巣、オオタニワタリの葉の食害程度も記録し、各パラメータとの関連をみた。調査の結果、オオタニワタリのサイズ(葉長)と堆積有機物量(体積)の間には正の相関がみられたが、アリの営巣の有無、葉の食害はどの因子とも関連がみられなかった。2.樹洞に生息する土壌動物群集を明らかにするために、物理的攪乱によって樹洞が多数形成されている多雪地帯のブナ林において、(1)樹形の変化が樹洞数に及ぼす影響、(2)樹洞形成に関わる要因、(3)樹洞と林床に生息する土壌動物群集の違い、(4)樹洞に生息する動物群集と環境因子との関連、を調査した。調査の結果、物理的攪乱を受けたブナ個体は受けていない個体よりも多くの樹幹および樹洞を有していた。また、斜面の角度が急で樹幹の太いブナが生育している林分では、ブナに根曲がりが生じており樹幹表面に凹凸があるため、樹洞が多かった。樹洞内の枯死有機物には、林床で主要な土壌動物であるササラダニとトビムシが優占していたが、群集組成は両生息場所間で異なっていた。樹洞のサイズ・形状と内部資源(枯死有機物量、含水率)が主要動物群に影響を及ぼしており、動物群によって異なる因子が作用していた。樹上の“島"である樹洞と着生植物の2つの生息場所のうち、樹洞の動物群集については計画以上に進展している一方で、着生植物上の動物群集については、平成28年度中に実施予定であったカエルの調査が未実施であり、土壌動物のサンプルも採集したものの未処理である。平成29年度には以下の項目について調査を実施し、成果を発表した。1.亜熱帯淡水湿地林における着生植物の空間分布調査の結果、土壌動物の棲みかとなるシマオオタニワタリ(リュウキュウトリノスシダ)は、同程度のサイズの個体が集中分布していたことが明らかになった。しかしながら、1本の樹木幹には複数個体着生することが少なく、着生部位や樹幹流の養分などの競合があることが示唆された。2.樹洞に生息する土壌動物に対する樹洞サイズおよびリター量の効果を検証した野外操作実験の成果を公表した。本実験では、リター量およびリター密度(樹洞容量あたりのリター量)が樹洞の土壌動物の群集構造に対して潜在的に重要な因子であるが、自然条件下の樹洞ではそれらの効果は他の要因(リターの質、履歴等)によって隠されていることが示された。3.樹洞における腐食性水生生物群集の群集構造に対する環境因子の効果を検証した野外操作実験の成果を公表した。

本実験から、樹洞の水溜まりにおける動物種数は直接効果(水堆積量、リター量など)によって説明されたのに対して、動物個体数は間接効果(樹洞の垂直位置や樹洞周囲の環境)によって説明された。本実験から、樹洞の水生動物が樹洞の単純な物理的・化学的特性(直接効果)によってのみ影響を受けているのではなく、樹洞の周囲の他の状態(間接効果)によっても影響を受けているが、その反応パターンは種間で大きく異なることが示された。本課題において調査対象となる樹洞の動物群集についての成果は調査を終え、論文として公表することができ、順調に進展している。一方、もうひとつの調査対象である着生植物上の動物群集については、サンプル処理およびデータ処理が計画よりは少し遅れている。森林生態系における地上部(林冠・樹幹)と地下部(林床)のサブシステム(食物網)のつながりを明らかにするために、地上部に形成されている腐食連鎖系生物の棲みか(樹洞、着生植物)およびそれら動物群集の構造に着目して研究を進めてきた。平成30年度には以下の項目について調査を実施し、成果を発表した。1.森林地上部に存在する陸生腐食者群集の2種類の生息場所(付着リター[HL]と樹洞内のリター[CL])と林床リター間で動物群集を比較し、HLにおいて動物群集に対するパッチサイズと資源量の相対的重要性を評価した。その結果、1) HLとCLが動物にとって異なるハビタットであること、2)主要動物群がHLにおいて異なるハビタット選好性を有すること、3) HLにおける動物個体数はリター密度(面積あたりのリター量)よりもリター量によって影響を受けていること、を示した。2.森林地上部(樹洞の水溜まり)を繁殖場所とするアイフィンガーガエルに着目して、樹洞の形質がアイフィンガーガエルによる利用に与える影響を明らかにするため、樹洞の形質(樹洞の高さ、胸高直径、水深、入口面積など)とアイフィンガーガエルによる利用の有無(卵、幼生の有無)を測定・記録した。解析の結果、アイフィンガーガエルの利用には樹洞の高さと樹洞入口の角度の効果が有意に認められた。これは、アイフィンガーガエルが地表性の捕食者から遠ざかるため、高い樹洞を利用していることを示唆している。3.亜熱帯淡水湿地林の林床と着生植物(オオタニワタリ)上における大型土壌動物群集とリター分解を調査した。調査の結果、リター分解に対する大型土壌動物の貢献度は、1湿地林・林床や陸域林・林床よりも湿地林・樹上部(オオタニワタリ上)において大きく、2サイズの小さなオオタニワタリほど大きいことが明らかとなった。平成29年度には前年度に行えなかった着生植物上のカエルの調査を実施し、着生植物上で生態系機能を有するアリの調査を重点的に行う。また、羽化トラップや樹幹粘着トラップ等を用いることによって、地下部(林床)から地上部(林冠・樹幹)への動物の移動を明らかにする。今後は以下の3点について実施していく。1.次年度が最終年度となるため、すでに得ているサンプルおよびデータの処理をおこない、論文の作成を進める。具体的には、腐食者(ハエ、トビムシ)の垂直分散のデータおよび樹上の重要な捕食者であるクモのデータを論文としてまとめ、学術誌に投稿する。2.着生植物上のリターの重要な分解者である大型土壌動物(ワラジムシ、ゴキブリ等)に着目し、着生植物上のリター分解過程を追跡する野外操作実験を実施する。3.樹洞を利用するカエル(アイフィンガーガエル)の生態を、追跡調査および野外操作実験(人工樹洞の設置)によって明らかにする。本種による樹洞利用が樹洞に生息する他の水生生物群集にどのような影響を及ぼすかを検証する。
格子、保型形式とモジュライ空間の研究

本年度の実施計画は、正標数も含めたエンリケス曲面のモジュライ空間や自己同型の研究が中心テーマの一つであった。特に標数2のエンリケス曲面の研究は1970年代にBombieriとMumfordにより始まり、位数2の群スキームの様子で3種類(古典的、特異、超特異)に分類されるが、あまり具体的なことは分かっていなかった。桂利行(法政大学)との共同研究で、古典的および超特異エンリケス曲面からなる1次元族の構成に成功した。これはEkedahlとSheperd-Barronによる標数2のエンリケス曲面のモジュライ空間の記述に関する結果の具体例を与えるものである。また複素エンリケス曲面でその自己同型群が有限となるものの分類は1980年代にNikulinと研究代表者によりなされたが、標数2の場合は未解決である。複素エンリケス曲面の場合に現れるもののうち、標数2で存在するかどうかを集中的に研究した。京都に滞在中のDolgachevとの研究連絡を経て、一つのケースを残して、存在、非存在を決定した。特に桂利行氏との共同研究で、1940代にG.Fanoが構成した有限自己同型群を持つエンリケス曲面が古典的、超特異エンリケス曲面の1次元族として標数2においても存在することを証明した。証明には格子理論に付随した鏡映群の理論、Rudakov-Shafarevichによるベクトル場による商曲面の構成方法を用いた。27年度が最終年度であるため、記入しない。
大学入試における項目反応理論の活用――高校・大学教育一体改革の技術基盤研究――

知識基盤社会の進展により,大学の役割が大きくなっている。一方で,大学入試の選抜機能が低下しており,かつてのような学力維持機能が果たせなくなっていると言われている、そのために共通試験の改革が急務とされ,複数回実施などの仕組みが検討されてきた。項目反応理論等,基盤を支える技術にも関心が高まっている。本研究では将来的に記述式テストに項目反応理論の適用が求められる可能性を見据え,理系記述式テストに項目反応理論を適用した。その結果,項目数の少なさ,基本仮定の逸脱から,項目反応理論の適用は極めて困難であることが示された。高大接続改革の流れのの中で,これまで我が国で専門家以外の話題になることがなかった教育測定論的な用語が一般に知られてくるようになった。特に,平成24年末に出された中央教育審議会「高大接続答申」で大学入試センター試験に代わる新テスト構想との絡みで,項目反応理論(以下,IRTと略記する)の大学入試における活用がにわかに注目を浴びることとなった。IRTを用いたテストを成立させるには厳しい前提条件をクリアしなければならないため,我が国の大学入試において実質的に活用することは困難だが,その事実に関する認識は薄い。そこで,本研究では記述的問題も含めた大学入学者選抜の共通試験にIRTを活用する可能性について検討を行うこととした。初年度に当たり,本研究では研究分担者の山田がIRTに関する先進的な研究について調査する目的で,米国で開催された学会に参加し,資料収集を行った。さらに,研究代表者の倉元はこれまで試みられてこなかった理系記述式問題に対するIRT適用の可能性を検討すべく,既に実施,入手されているデータ(倉元・森田,2004)を用いてIRTモデルの適用可能性を探ることとした。その結果,項目パラメタの推定という最初の段階においてさえ,2値型モデル,テストレットを想定した多値型モデルのいずれを適用しても活用が難しいことが分かった。このように初年度である平成27年度は研究に必要な情報の収集とデータ分析に当てた。当初,本研究では新しく問題を作成し,200300名程度のモニター調査を行う計画であったが,認められた研究経費が当初の計画をそのまま実行するには不足していたため,当初の方針を変更して既存のテストデータを用いて分析を行うこととした。当初の計画では,モニター調査の規模は高校生を対象に200300名程度と想定していたが,IRTモデルの適用に際しては最小限の規模であった。一方,今回,分析の対象としたデータは約2,700名を対象とした大規模なものであり,新しいデータではなかったとしても,本研究の目的を完遂するためにはより適切な条件を備えたものと言えるので,適切な判断であったと考えている。高大接続改革の流れの中で、これまでわが国では専門家以外の話題になることがなかった教育測定論的な用語が一般に知られるようになってきた。特に,平成26年末に出された中央教育審議会「高大接続答申」で大学入試センター試験に代わる新テスト構想との絡みで,項目反応理論(以下,「IRT」と略記する)の大学入試における活用がにわかに注目を浴びることとなった。IRTを用いたテストを成立させるには,厳しい条件をクリアしなければならない。そのため,我が国の大学入試において実質的に活用することは困難だが,その認識はこれまで薄かった。そこで,本研究では,記述式問題も含めた大学入学者選抜の共通試験にIRTを活用する可能性について,検討を行うこととした。初年度には研究分担者の山田がIRTに関する先進的研究の調査を目的として,米国で開催された学会に参加し,資料収集を行った。最終年度に当たる本年度には,8月から本格的に長期間渡米して調査研究を行うための準備にあてた。研究代表者の倉元は,研究協力者とともに理系記述式問題(倉元・森田,2004)のデータを用いてIRTの適用可能性を探るべく、初年度の成果に基づいて研究を継続し,その成果について日本テスト学会第14回大会で発表した。まず,高大接続答申を受けた高大接続システム改革会議における議論を精査し,改革の焦点がIRT適用から記述式問題の共通試験における実施にシフトしている現状を確認した。当面,記述式問題へのIRT適用が課題になることはないということを確認したうえで,理系記述式問題の構造を解析し,局所独立の条件を満たすことと多数の尺度化された項目の確保が困難なことから,実用には程遠い状況であることを示した。さらに,同学会で行われた高大接続改革に関わるシンポジウムの報告をまとめて日本テスト学会誌第12巻に寄稿し,論説論文として掲載された。当初の研究計画では,平成28年度にかけてモニター調査を実施し,分析は平成28年度に行う予定であったが,データの分析は平成27年度中に相当進んでいる。しかし,結果は,IRTの適用を支持できるものではなかったため,今後はさらに慎重に分析を行う必要があると考える。

その上で,最終年度となる平成28年度には以上の成果を論文としてまとめ,学会等を通じて本研究の成果を一般社会に向けて発信する予定である。教育心理学研究の進行状況は当初計画と比べて概ね順調、一部先行している。海外調査は前年度に修了、モニター調査を計画、実施する代わりに本研究に至適のデータを入手して、分析途中である。したがって、次年度使用予定の謝金、および、物品費はCBT等は、現在遂行中の分析を完了した上で、次の段階の研究に用いる予定としている。物品費の持ち越し分を充当して、CBTの試行を想定して、ウィンドウズ対応パソコン、MAC対応パソコンを各一台ずつ購入し、研究に用いる予定である。謝金は分析補助、CBT用のパソコン整備等の目的でアルバイトを雇用し、支出することを予定している。
電子パッケージ薄膜配線の高密度電流による断線寿命および断線箇所の新規予測手法構築

1.エレクトロマイグレーション(以下EM)損傷の支配パラメータを用いて多結晶配線におけるボイドの形成,成長から断線に至る過程の数値シミュレーション手法を確立した。ここでは多結晶配線の断線過程を再現するため,実験により計測されるスリット状ボイドの有効幅と平均結晶粒径に基づき,スリット形状の要素をシミュレーションのメッシュ生成の際に配置した。同要素の厚さを同パラメータの計算値に基づいて時間経過とともに変化させることにより断線過程を再現した。これにより多結晶配線における寿命および断線箇所の予測法を構築した。2.電流・温度が二次元分布を呈する折れ曲がる多結晶配線を対象に,薄膜物性および配線形状を変化させた数値シミュレーションを行い,寿命および断線箇所の予測を行った。一方,シミュレーションと同様の配線形状,薄膜物性,使用環境で断線試験を行った。寿命および断線箇所に関する予測と実験結果を比較して両者とも良好に一致することを示し,本予測法の実験検証を行った。3.加速試験途中の原子間力顕微鏡観察より,バンブー配線のボイドはスリット状ではなく表面からなだらかに削れるように成長することがわかった。4.EM損傷の支配パラメータを用いてバンブー配線断線過程の数値シミュレーション手法を確立した。ここではスリット状要素を導入することなく予測対象の配線を要素分割し,各要素で計算した同パラメータ値に基づいて各要素の厚さを減少させることにより断線過程を再現した。これによりバンブー配線における寿命および断線箇所の予測法を構築した。5.折れ曲がるバンブー配線を想定した数値シミュレーションを行い,寿命および断線箇所の予測を行った。一方で,シミュレーションと同様の配線形状,使用環境の断線試験を行った。寿命および断線箇所に関する予測と実験結果の比較を行い両者とも良好に一致することを示し,本予測法の実験検証を行った。本年度は以下の項目の研究を実施した。(I)多結晶配線における断線予測法の構築多結晶配線におけるボイドの形成,成長は結晶粒界に沿って生じ,スリット状となったボイドが連結して最終的に断線に至る。以上の多結晶配線における断線過程を再現するため,シミュレーションのメッシュ生成の際に,実験により得られるスリット状ボイドの有効幅と平均結晶粒径に基づいてスリット状の要素を配置し,EM損傷の支配パラメータの計算値に基づいて同要素の厚さを時間経過とともに変化させるというボイドの形成,成長から断線に至る過程の数値シミュレーション手法を確立した。(II)多結晶配線断線予測法の実験検証まず,直線形状配線の集束イオンビーム装置観察およびEM加速試験後の電子顕微鏡観察により,EM損傷支配パラメータの計算に必要な薄膜物性に関する諸量を決定した。次に,得られた物性値を用い,電流・温度が二次元分布を呈する折れ曲がる多結晶配線を対象に数種の薄膜物性および使用環境を想定した数値シミュレーションを行い,寿命および断線箇所の予測を行った。(III)バンブー配線の断線過程の調査バンブー配線の断線予測法の構築に先立ち,数値シミュレーションのモデルとなるべき同配線の典型的な断線過程を,加速試験中の原子間力顕微鏡観察を通して詳細に調査した。バンブー配線のボイドはスリット状ではなく表面からなだらかに削れるように成長することがわかった。(I)と(III)の成果を基にバンブー配線における断線予測法の構築に着手した。本年度は最終年度であり,昨年度の研究成果を踏まえ以下の項目の研究を実施した。

1.バンブー配線における断線予測法の構築(研究項目(IV))昨年度実施の研究項目(III)「バンブー配線の断線過程の調査」で明らかにしたバンブー配線の断線過程を,エレクトロマイグレーション損傷の支配パラメータを用いて数値的にシミュレートする手法を確立した。ここでは,多結晶配線の場合と同様に予測対象の配線を要素分割し,各要素で計算した同パラメータ値に基づいて各要素の厚さを減少させることにより断線過程をシミュレートした。また厚さの変化に応じて要素の電気伝導率,熱伝導率を変化させた数値解析を行うことによりボイドの成長に伴う配線の電流および温度分布の変化を考慮した。以上のシミュレーション手法に基づき,バンブー配線における寿命および断線箇所の予測法を構築した。2.バンブー配線断線予測法の実験検証(研究項目(V))昨年度実施の研究項目(II)「多結晶配線断線予測法の実験検証」にならい,電流・温度が二次元分布を呈する折れ曲がるバンブー配線を想定した数値シミュレーションを行い,寿命および断線箇所の予測を行った。一方で,シミュレーションと同様の配線形状,使用環境の破断実験を行った。実験に先立って直線形状配線を用いた加速試験を行い,エレクトロマイグレーション損傷支配パラメータの計算に必要な薄膜物性に関する諸量を決定した。また,電界放出型走査電子顕微鏡のECCモードによる観察から使用する配線の結晶粒組織がバンブー構造であることを予め確認した。寿命および断線箇所に関する予測と実験結果の比較を行い両者とも良好に一致することを示し,本予測法の実験検証を行った。以上,2年継続により計画した研究項目を全て実施し,本研究課題の目的を達成した。
定常ヘリカル系プラズマの理論的研究

1.三次元MHD平衡と安定性,さらに新古典輸送の評価ができるBETAコードを,ヘリオトロンE,ヘリオトロンDR,ヘリオトロンHへ適用し改良し使い易くすることができた.BETAコードを,三次元的な磁気軸を持つヘリカル軸トーラスであるアスペレータNP-4やl=±1ステラレータへも適用し,ヘリカル軸トーラスの理論解析の基礎となる有限ベータプラズマのMHD平衡に対する知見を得た.2.粒子軌道計算では,怪電場影響が調べられるように計算コードを改良した.これを用いて, WVII-AステラレータとヘリオトロンEにおける怪電場の役割の相違を明確にした.3.ヘリオトロンEの新古典輸送に関して,怪電場が正から負(あるいは負から正)へ変化する遷移層の研究を行い,ヘリオトロンEのECRHプラズマでは周辺領域で正から負に怪電場が変化する可能性が示された.4.ヘリオトロンEの密度限界に関連して, Detached Plasma Modelが検討され,実験データとよく対応することが示された.5.l=2のヘリカル系のヤパラトリックスを工夫して,磁場の零点を1ケ所にして,ダイバータの近接性をよくする検討を行った.6.ヘリオトロンEのICRF加熱の詳細な理論計算が進展し, ICRF実験で観測された高エネルギーテイルの結果と比較検討を行った.ヘリカル磁場におけるICRF加熱の数値計算コードを大型ヘリカル装置の設計研究へ応用し,加熱設計の指針を与えた.7.ヘリオトロンF2装置で臨界条件Q=1を達成するための装置サイズや加熱方法の検討が進んだ.1.三次元MHD平衡と安定性,さらに新古典輸送の評価ができるBETAコードを,ヘリオトロンE,ヘリオトロンDR,ヘリオトロンHへ適用し改良し使い易くすることができた.BETAコードを,三次元的な磁気軸を持つヘリカル軸トーラスであるアスペレータNP-4やl=±1ステラレータへも適用し,ヘリカル軸トーラスの理論解析の基礎となる有限ベータプラズマのMHD平衡に対する知見を得た.2.粒子軌道計算では,怪電場影響が調べられるように計算コードを改良した.これを用いて, WVII-AステラレータとヘリオトロンEにおける怪電場の役割の相違を明確にした.3.ヘリオトロンEの新古典輸送に関して,怪電場が正から負(あるいは負から正)へ変化する遷移層の研究を行い,ヘリオトロンEのECRHプラズマでは周辺領域で正から負に怪電場が変化する可能性が示された.4.ヘリオトロンEの密度限界に関連して, Detached Plasma Modelが検討され,実験データとよく対応することが示された.5.l=2のヘリカル系のヤパラトリックスを工夫して,磁場の零点を1ケ所にして,ダイバータの近接性をよくする検討を行った.6.ヘリオトロンEのICRF加熱の詳細な理論計算が進展し, ICRF実験で観測された高エネルギーテイルの結果と比較検討を行った.ヘリカル磁場におけるICRF加熱の数値計算コードを大型ヘリカル装置の設計研究へ応用し,加熱設計の指針を与えた.7.ヘリオトロンF2装置で臨界条件Q=1を達成するための装置サイズや加熱方法の検討が進んだ.本年度の活動としては、二回の研究会が中心であり、第一回はヘリカル系プラズマの現状の整理と今後の展望をサーベイすることを中心に行った。ヘリカル系プラズマの研究は、米国におけるATF装置および西ドイツのW【VII】AS装置の建設が最終段階に入り、実験データが期待されると同時に、現在のヘリオトロンEおよびW【VII】Aステラレータに比べてどの程度改良されるかに関心が集っている。理論的には、BETAコードやSTEPコードがかなり自由に使えるようにでき、また一次元輸送コードによる解析も進展した。これらの結果は、次期大型ヘリカル系装置の設計研究に寄与するところが大であった。また、研究成果は、11月25日-28日に京都で開催されたステラレータ/ヘリオトロン国際ワークショップで発表し、高い評価を受けた。第二回は、ヘリカル系プラズマの特徴である定常プラズマ閉じ込めの可能性を明確にすると同時に、トカマクとの相互比較を行うために、日本原子力研究所の主要な研究者を招待し、発表および討論を行った。トカマク路線においても、核燃焼プラズマ閉じ込めを目ざす大型装置の計画があり長時間放電と閉じ込めの比例則の評価が問題になっている。これらの問題の現状と、JT-60の実験データに関する討論、さらにヘリカル系プラズマとの比較検討を進めた。現在のヘリオトロンEの比例則は、トカマクのLモードに近いこと、トカマクのHモードの比例則の試みとヘリオトロンにおける高性能閉じ込めの可能性等が明らかにされた。このような会議は、最初の試みであり、ヘリカル系トーラスとトカマクに対する相互理解の不足も見られたが、磁気閉じ込めとして最良の装置を実現するための努力として次年度も継続する計画である。
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス

酵母ミトコンドリアへのタンパク質フラックスを解明する第1歩として、全ミトコンドリアタンパク質の2次元電気泳動カタログの作成を進めている。現在、精製したミトコンドリアを複数の条件下で2次元電気泳動し、解析可能な506のタンパク質スポットを得ている。このうち、既に166のスポットについて59種類のタンパク質に帰属することができた。また、2次元電気泳動では解析しにくい内在性膜タンパク質については、内在性膜タンパク質のみをSDS-PAGEで展開後、各バンドの同定を進めている。現在、これらの結果を元に、酵母ミトコンドリアタンパク質のデータベースを構築しており、将来的にはWeb上での公開を考えている。さらに、複数あることが知られているミトコンドリア外膜膜透過装置の局在化シグナル受容体が、ミトコンドリア前駆体タンパク質ごとにどのように使い分けられているかを知る目的で、シグナル受容体の一つであるTom70を欠失したミトコンドリアへの網羅的な取り込み実験を行った。全酵母mRNA由来の翻訳産物を野生型またはTom70欠失型ミトコンドリアに取り込ませ、2次元電気泳動で展開して得られた117のスポットについて定量的比較を行った。その結果、13のスポットでは、明らかにTom70欠失ミトコンドリアでの取り込みが低下していた。この内5種類については帰属ができ、いずれもプレ配列を持つタイプの前駆体であることが明らかとなった。さらに、個々のタンパク質のミトコンドリアへの取り込みを迅速に確認する為のシステムを構築し、これら5種のタンパク質がTom70に依存して取り込まれることを確認した。Tom70は主に内在性局在化シグナルを認識すると考えられてきたが、上記の結果は、プレ配列を持つ前駆体にもTom70によって認識されるサブクラスがあり、異なる受容体がサブクラス間で使い分けられていることを示唆している酵母ミトコンドリアへのタンパク質フラックスを解明する第1歩として、全ミトコンドリアタンパク質の2次元電気泳動カタログの作成を進めている。Tom70は主に内在性局在化シグナルを認識すると考えられてきたが、上記の結果は、プレ配列を持つ前駆体にもTom70によって認識されるサブクラスがあり、異なる受容体がサブクラス間で使い分けられていることを示唆している
アルツハイマー病神経細胞の軸索機能とニューロフィラメント異常リン酸化に関する研究

ニューロフィラメント68KDaサブユニット(NF-L)のN末側端HEAD領域におけるリン酸化部位特異的な抗体(Ser-51,Ser-55リン酸化部位に対する抗体、abNFL51,abNFL55、各々PKC、PKAのリン酸化部位に対応する)をアッフィニティカラムにより作成し、そのin vitroにおける特異性をドットブロット及びウエスタンブロットにより検討した。次に、各抗体及びラット初代神経培養細胞を用いてin vivoにおけるNF-Lのリン酸化について検討した。ラット初代神経培養細胞は、少量のabNFL55にて認識されるリン酸化NF-Lを含み、その量は、オカダ酸により増加した。また、forskolinの投与によってはabNFL55にて認識されるリン酸NF-Lは増加せず、オカダ酸を同時投与することより大幅な増加がみられた。これらの結果から、一部のNF-LはPKAにてリン酸化を受けるが、その量はオカダ酸にsensitiveなphosphataseにより調節されていることが示唆され、神経細胞においてNF-LのダイナミクスがPKAなどのkinaseとphosphtaseにより制御されている可能性が示唆された。また、abNFL51ではラット初代神経培養細胞では染色像が得られず、NF-LはPKCにより神経培養細胞ではリン酸化を受けていないことが示唆された。また、abNFL51,abNFL55を用いてアルツハイマー病脳及び正常脳のフォルマリン固定標本を15ミクロンの浮遊切片で免疫組織化学的に検討した。abNFL51は、一部の神経原線維変化様の構造物を染色した。また、abNFL55はアルツハイマー病脳及び正常脳の神経細胞体及び神経突起を染色した。本年度は、はじめにニューロフィラメント68kDaサブユニット(NF-L)のN末側端HEAD領域におけるリン酸化部位特異的な抗体を作成した。NF-LのN末側端HEAD領域においてA kinaseの主要リン酸化部位はSer-55でありC kinaseはSer-51であることが決定されているので、その両方を含む18残基のペプチド(C末端はCys)を合成した。このペプチドをA kinaseまたはC kinaseを用いてリン酸化を行い、リン酸化されたペプチドをHPLCを用いて精製した。精製したペプチドを一体型スピードバッグを用いて濃縮し、さらにリン酸化反応の前後でMASSが80増加していることを質量分析計を用いて確認した。先に述べた2種のリン酸化酵素によりリン酸化されたペプチド及びリン酸化を受けていないペプチドをKLHに結合させ、家兎に免疫を行い各抗血清を得て、各抗血清からIgG分画を調整した。また、先のリン酸化及び非リン酸化ペプチドのaffinityカラムを作成し、A kinaseリン酸化ペプチドに対するIgG分画は、まず、非リン酸化ペプチドカラム及びC kinaseリン酸化ペプチドカラムを通した上、A kinaseリン酸化ペプチドカラムに吸着させ、特異的な抗体を精製した。また、C kinaseリン酸化ペプチドに対する特異的な抗体も同様に精製した。非リン酸化ペプチドに対する抗体は非リン酸化ペプチドカラムを使用して精製した。各抗体にてA kinaseまたC kinaseでリン酸化した精製NF-L及び非リン酸化精製NF-Lに対してウエスタンブロットを行い、各抗体の特異性を確かめた。前年度においてニューロフィラメント68kDaサブユニット(NF-L)のN末側端HEAD領域におけるリン酸化部位特異的な抗体(Ser-51,Ser-55リン酸化部位に対する抗体、abNFL51,abNFL55、各々PKC、PKAのリン酸化部位に対応する)を作成し、そのinvitroにおける特異性を検討した。本年度では、まず、各抗体及びラット初代神経培養細胞を用いてinvivoにおけるNF-Lのリン酸化について検討した。

また、forskolinの投与によってはabNFL55にて認識されるリン酸化NF-Lは増加せず、オカダ酸を同時投与することより大幅な増加がみられた。これらの結果から、一部のNF-LはPKAにてリン酸化を受けるが、その量はオカダ酸にsensitiveなphosphtaseにより調節されていることが示唆され、神経細胞においてNF-LのダイナミクスがPKAなどのkinaseとphosphtaseにより制御されている可能性が示唆された。また、abNFL51ではラット初代神経培養細胞では染色像が得られず、NF-LはPKCにより神経培養細胞ではリン酸化を受けていないことが示唆された。また、abNFL51,abNFL55を用いてアルツハイマー病脳及び正常脳のフォルマリン固定標本を15ミクロンの浮遊切片で免疫組織化学的に検討した。abNFL51は、一部の神経原線維変化様の構造物を染色した。また、abNFL55はアルツハイマー病脳及び正常脳の神経細胞体及び神経突起を染色した。
超臨界流体中でのレーザー照射を利用した薄膜形成

超臨界二酸化炭素中でのパルスレーザー照射によるアブレーションおよびそれによる微粒子・薄膜の形成を検討した。金および銀プレートをターゲットとしてレーザー(Nd : YAG Laser 10Hz 532nm)照射し、二酸化炭素の密度とレーザー照射時間の金属プレートへの影響ならびに生成された金属ナノ粒子への影響を検討した。ナノ粒子を集積するためのコレクターとして、シリコンウェーハを用いた。走査型電子顕微鏡ならびにレーザー顕微鏡によりターゲットプレートおよび、コレクター上の粒子を観察した。金属プレートに生成したクレーターは高圧ほど深くなり、8-10MPaにその最大値が観察された。これは臨界点近傍であり、二酸化炭素の熱容量が最大となるあたりに相当する。流体の臨界点近傍での急激な熱物性変化によりレーザーアブレーションの現象が影響され、生成するクレーターの深さが圧力により変化することが分かった。また、生成した微粒子は条件により異なり50nm以下のナノ粒子からサブミクロン粒子であることが確認できた。単一球状ものから数珠状に連なったもの、また、粒子の周りに小さい粒子が凝集した形状のものなどが実験条件に依存して得られることがわかった。臨界温度と臨界圧力を超えた流体である超臨界流体中でのレーザー照射によるアブレーションおよびそれによる微粒子、薄膜の形成の研究を精力的に行ってきた。この1年間で、金プレートをターゲットとして超臨界二酸化炭素中のレーザーアブレーションにより金のナノ粒子を有機溶媒を用いずに調製することに成功した。二酸化炭素の密度とレーザー照射時間の金プレートへの影響ならびに生成された金ナノ粒子への影響を検討した。三個のサファイア窓を有する高圧セルとレーザー照射装置(Nd:YAGレーザー、Spectra-Physics Quanta-Ray INDI-40-10、波長532nm、パルスエネルギー200mJ/(cm2 pulse))を用いることにより、超臨界流体中でのレーザーアブレーションをすることが可能となった。レーザー照射された金プレートは電子顕微鏡観察およびレーザー顕微鏡観察により評価し、ナノ粒子はUV-Vis分光光度計とXRDにより評価した。金プレートに生成したクレーターは高圧ほど深くなり、8-10MPaにその最大値が観察された。これは臨界点近傍であり、二酸化炭素の熱容量が最大となるあたりに相当するため、流体の臨界点近傍での特異的な物性と関連するという興味深い知見を得ることができた。得られた金微粒子の測定の結果、50nm以下のナノ粒子であることが確認できた。
保存遺伝子資源としての老化種子利用法の開発

1.作物の生長に伴って発生するわずかな熱量を測定し得る高感度熱量計を設計・作製して、作物種子の発芽能力の検定(種子検定)に応用することができるかどうかを検討した。2.0.6%寒天培地5ccを含む直径2cm・高さ7cmの管瓶に種々の作物種子を1粒づつ置床したのち、サーモユニット(直径5cm、深さ8cm暗黒条件)の中に設置して、発芽に伴って発生する熱量を経時的に測定した。一方、発芽テスト終了日に発芽した個体を管瓶からとり出し、芽と根の長さを計測して発生熱量との関連を比較検討した。3.その結果、発芽能力と発生熱量との間には高い相関々係のあることが分かり、また、作物の種類により発生する熱量にかなりの差異があることも明らかとなった。例えばカイワレダイコンやモヤシマメのように発芽初期に旺盛な生長をするものでは、イネやシコクビエのような初期生長がゆるやかな作物に比べて、発生熱量が比較的高い傾向が認められた。また、同じ種類の作物の中で比較すると、発芽後の生長が良好な種子は不良なものに比べて発芽直後から高い熱量が計測され、時間の経過につれて両者の差は益々大きくなった。したがって、発芽時の発生熱量が高い程その種子の活性が高いこと、すなわち発芽能が旺盛であることが分った。以上の如く、本研究により熱量計が作物の発芽活性の検定に応用し得ることが世界で初めて実証され、特に、長期間貯蔵した古い種子(老化遺伝子資源)の発芽能力を迅速かつ正確に判定・識別するのに本方法は威力を発揮することが明らかになった。尚、熱量計の感度をさらに高めることができれば、植物培養組織(カルス)の増殖や形態形成にともなう熱量を測定することが可能になり、一層応用範囲を広げられるであろう。