hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Benyvirus属ウイルスの菌伝搬機構の解析

Beet necrotic yellow vein virus(BNYVV;Bnyvirus属)は、5種の分節ゲノムからなり、Polymyxa betaeによって伝搬される。本研究は、この媒介に関与するウイルス遺伝子の機能および伝搬機構を明らかにすることを目的とする。ウイルスの増殖過程を可視的に観察できるGFP標識ウイルスの構築を行った。RNA2外被タンパク質リードスルー領域にGFPを挿入したウイルスは効率よく感染し、安定してGFPの発現が観察された。しかし、GFP標識ウイルスはP.betaeによって伝搬されなかった。当初の目的であるGFPウイルスを用いたP. betaeのウイルス獲得、感染実験は不成功に終わった。このGFP標識ウイルスを用いて、全身感染宿主におけるウイルスの移行様式、組織内分布を観察した。その結果、汁液接種によって葉に接種されたウイルスは、地上部の葉ではウイルスは皮層細胞から維管束組織への侵入が困難であること、また根に接種されたウイルスは、逆に維管束組織から非維管束組織への脱出が困難であることがわかった。このことが、一般に菌伝搬性ウイルスが地下部の根に局在し、地上部に移行できにくい理由と考えられた。P31タンパク質(RNA4)の機能解析を行ったところ、p31はP. betae伝搬性の効率性を高めること、ある特定の宿主では病徴を強めることおよび根特異的にRNAサイレンシングの抑制に貢献していることが明らかにされた。さらにp25タンパク質(RNA3)の機能について解析した結果、抵抗性の品種特異性を決定しているタンパク質が同定された。一方、抵抗性植物の葉では、顕著なウイルスの増殖抑制がみられたが、P. betaeで接種された根では増殖抑制はみられなかった。すなわち、地上部の葉と地下部の根ではウイルスに対する抵抗反応が異なることがわかったBeet necrotic yellow vein virus(BNYVV;Bnyvirus属)は、5種の分節ゲノムからなり、Polymyxa betaeによって伝搬される。すなわち、地上部の葉と地下部の根ではウイルスに対する抵抗反応が異なることがわかった1.GFP標識ウイルスの構築と全身移行GFP標識ウイルスはウイルスの移行、増殖を可視的に解析する強力な武器である。RNA2外被タンパク質リードスルー領域にGFPを挿入し、RNA1との共接種接種により、効率よくGFPが発現するウイルスの構築を行った。このGFP標識ウイルスを用いて、全身感染宿主B.maritima M8におけるウイルスの移行様式、組織内分布を観察した。その結果、接種葉の葉柄、茎および主根では,維管束組織の一部にGFPが観察され、非維管束組織には観察されなかった。しかし、細根では維管束細胞と皮層細胞に蛍光が観察された。それに対して、全身感染葉の葉脈、葉柄では表皮細胞に強い蛍光シグナルがみられたが、維管束組織ではまれに蛍光が観察されるのみで、その頻度は非常に低かった。以上の結果は、葉脈、葉柄ではウイルスは皮層細胞から維管束組織への侵入が困難であること、また逆に維管束組織から非維管束組織への脱出も困難であることを示唆している。2.BNYVVのp31遺伝子の役割BNYVV RNA4にはp31のORFが存在する。このp31に人為的変異を導入し、RNA3と比較しながら解析を行った。その結果、野生型p31をもつウイルスは、変異型p31をもつウイルスと比べて、100倍以上の伝搬効率を示した。一方、RNA3のコードするP25はテンサイのそう根症状の発現に必須であり、Beta属植物に強い病原性を示すことが知られているが、さらにp31の存在により病徴が強化されることが判明した。またp31はN.benthamianaにおける強いモザイク症状の発現に関与していた。GFP発現植物を用いて、p25とp31のRNAサイレンシング抑制効果を調べた結果、どちらの遣伝子も局所的サイレンシングを抑制できなかった。

しかし、GFPサイレンシング植物にウイルスを接種したところ、p31は根特異的にトランスジーンのサイレンシング抑制に貢献していることが明らかとなった。1、媒介菌P.betaeによるGFP標識ウイルスの伝搬試験GFP標識ウイルスはウイルスの移行、増殖を可視的に観察できる有力な武器である。本試験では、媒介菌P.betaeによる伝搬機構を調べるため、2種のGFP標識ウイルス(リードスルー領域のN端側とC端側)を構築した。これらをNicotiana benthamianaとBeta macrocarpaに接種し、ウイルスフリーのP.betaeを用いてウイルスの獲得実験を行ったが、いずれのGFP標識ウイルスもP.betaeによって伝搬されなかった。GFPが菌伝搬に必須なリードスルー領域に影響を与えたものと推定されたため、RNA3レプリコンにGFPを挿入して、野生型RNA1とRNA2とともに共接種したところ、根におけるGFPの発現は低くかった。このウイルスはP.betaeよって伝搬されたにも拘らず、GFPの蛍光は観察されなかった。従って、当初の目的であるGFP標識ウイルスを用いたP.betaeのウイルス獲得、感染実験は不成功に終わった。2、BNYVVの病原性タンパク質p25の機能解析BNYVVのp25タンパク質は、感受性植物では病徴発現に抵抗性植物では抵抗性の誘導に関与すること、およびこのp25タンパク質の68番目のアミノ酸残基が抵抗性の品種特異性を決定していることを明らかにしている。本研究では、さらに抵抗性反応の発現に必要な2カ所(70と179番目)のアミノ酸残基を同定した。一方、抵抗性反応を示す接種葉では、ウイルスの蓄積が著しく抑制されたが、媒介菌で接種された根では、ウイルスの蓄積の低下はみられなかった。すなわち、汁液接種による葉の反応と媒介菌接種による根では、ウイルスに対する反応が異なることがわかった。GFP標識ウイルスを用いて抵抗性反応を細胞レベルで解析した結果、接種後2-4日にGFP蛍光が数細胞から数十細胞に局在し、感染細胞に異変が観察された。
生体環境温度下で起こるCuAu-In合金の相変態に関する研究

本研究は生体環境温度(37°C)で自然時効硬化する新しい歯科用合金を開発するための基礎的データを得ることを目的として遂行されたものである。等原子比合金CuAuは高温からの焼入れ後、比較的低温でCuAuI型規則格子が生成する。しかし、CuAuII型規則格子はほとんど利用されていない。CuAuII型規則格子を安定化させるといわれているInを等原子比合金CuAuに添加した合金を溶製し、CuAuII規則化に伴なう時効硬化挙動を、電気抵抗測定、硬さ試験、X線回折、透過型電子顕微鏡観察により検討した。主な結果は以下の通りである。1. Inの添加はCuAuIおよびCuAuII型相の変態温度の降下をもたらした。6at%Inの添加では約120°Cも低下した。このため、高温からの徐冷試料においてもCuAuII型規則構造を室温で保持することができる。2. Inの添加は相変態速度を小さくする傾向を示した。3.等温焼鈍における相変態は初期段階でCuAuI型が形成され、CuAuII型相との共存状態を経由して、CuAuII型相の単独相へと進行した。すなわち、CuAuII型相の安定化傾向が確認されたものと思われる。4. 200°Cおよび250°Cの時効処理では短時間で急激に顕著な硬化を示し、ゆるやかな過時効軟化を呈した。その硬化挙動にはIn添加の影響があまり認められなかった。5.結晶学的にはIn添加と共に面心正方晶の軸比が増加し、長周期規則相のドメインサイズが減少する傾向が認められた。この挙動はIn添加による合金の価電子濃度の減少に関連するものと思われる。6. CuAuII型規則格子に固溶されるInはCuとAuの両サイトを占めることが明らかになった。平成9年度においてはCuAuII型規則格子を安定化させるといわれているInを等原子比合金CuAuに添加した合金を溶製し、CuAuII規則化に伴なう時効硬化挙動を、電気抵抗測定、硬さ試験、X線回折、走査型ならびに透過型電子顕微鏡観察により検討した。1.Inの添加はCuAuIおよびCuAuII型相の変態温度の降下をもたらした。2.Inの添加は相変態速度を小さくする傾向を示した。4.200°Cおよび250°Cの時効処理では短時間で急激に顕著な硬化を示し、ゆるやかな過時効軟化を呈した。

平成10年度においては生体環境温度近辺での焼鈍実験を行ない、CuAuII型規則格子が如何に時効硬化に寄与するかを明らかにすると共に、微細組織の制御を模索し、自然時効現象を利用した歯科用合金の可能性を探るための基礎的データを収集するつもりである。本研究は生体環境温度(37°C)で自然時効硬化する新しい歯科用合金を開発するための基礎的データを得ることを目的として遂行されたものである。等原子比合金CuAuは高温からの焼入れ後、比較的低温でCuAuI型規則格子が生成する。しかし、CuAuII型規則格子はほとんど利用されていない。CuAuII型規則格子を安定化させるといわれているInを等原子比合金CuAuに添加した合金を溶製し、CuAuII規則化に伴なう時効硬化挙動を、電気抵抗測定、硬さ試験、X線回折、透過型電子顕微鏡観察により検討した。主な結果は以下の通りである。1. Inの添加はCuAuIおよびCuAuII型相の変態温度の降下をもたらした。6at%Inの添加では約120°Cも低下した。このため、高温からの徐冷試料においてもCuAuII型規則構造を室温で保持することができる。2. Inの添加は相変態速度を小さくする傾向を示した。3.等温焼鈍における相変態は初期段階でCuAuI型が形成され、CuAuII型相との共存状態を経由して、CuAuII型相の単独相へと進行した。すなわち、CuAuII型相の安定化傾向が確認されたものと思われる。4. 200°Cおよび250°Cの時効処理では短時間で急激に顕著な硬化を示し、ゆるやかな過時効軟化を呈した。その硬化挙動にはIn添加の影響があまり認められなかった。5.結晶学的にはIn添加と共に面心正方晶の軸比が増加し、長周期規則相のドメインサイズが減少する傾向が認められた。この挙動はIn添加による合金の価電子濃度の減少に関連するものと思われる。6. CuAuII型規則子に固溶されるInはCuとAuの両サイトを占めることが明らかになった。
成体マウス虹彩組織からの網膜再生研究

脳神経分野の研究では、神経前駆細胞、および網膜幹細胞のマーカーであるNestin陽性の細胞を選択的に培養する方法として、無血清浮遊培養法のNeurosphere法が知られている。しかし、虹彩を出発点とした網膜幹細胞を培養した場合、このNeurosphere法では継代することに細胞に含まれているメラニン量は減少するが、細胞数も大幅に減少してしまうため、様々な実験や将来の応用性を考えると新しいNestin陽性細胞を選択・培養できる方法を確立する必要があった。そこで、Nestin、および網膜前駆細胞マーカーのPax6陽性の細胞を効率的に選択・培養する方法として、接着培養法でNestin陽性の細胞を効率的に増殖させることができる新しい培養条件を確立した。次に、Nestinは細胞質内タンパクであるため、Nestin陽性細胞をセルソーターや磁気ビーズ法などを用いて選択・濃縮することはできなかった。そこで、Nestin陽性の細胞に共発現する細胞膜表面タンパクの検索を行い、p75NGFR(CD271)を中心としたNeurotrophinファミリーのレセプターが発現していることを見出した。これらの新しく発見した培養条件、および細胞分離方法を用いることにより、従来法と比べると虹彩組織から飛躍的、かつ効率的にNestinやPax6陽性の細胞を作成することができるようになった。更に、p75NGFRでソーティングしたNestin陽性、Pax6陽性細胞をin vitroの実験系で網膜神経細胞へ分化誘導する条件で培養すると、網膜神経細胞マーカー陽性で、細胞形態的にも神経系細胞に分化した細胞を効率的に作成することができることを見出した。平成17年度において、成体マウス(DBA/2 Cr, 4weeks)の虹彩組織細胞を用いて、まず神経前駆細胞マーカーであるNestin陽性の細胞へ効率的な脱分化培養方法として、無血清培地を用いたNeurosphere形成によるNestin^+細胞の選択培養、および種々の分化抑制因子を添加した接着培養によるNestin^+細胞の培養という2種類の培養方法を確立した。次に、Nestin^+細胞における細胞膜表面マーカーの共発現について調査したところ、p75 Neurotrophin receptor ; lowaffinityneurotrophin receptor (p75NTR)が発現していることがわかった。そこで、将来の臨床応用を想定した、次年度の実験動物を用いた移植実験において、移植細胞を同一個体の少ない虹彩細胞から得るため、接着培養してNestin^+/p75NTR^+細胞を増殖させる方法を選択することとした。接着培養で増殖したNestin^+/p75NTR^+細胞はCell Sorter (FACSVantage SE)を用いて高純度化することが可能であった。このNestin^+/p75NTR^+細胞を無血清培地で培養すると多数のNeurosphereが形成され、この細胞を網膜細胞への特殊な分化誘導条件下で培養すると、in vitroにおいて網膜視細胞マーカーのRecoverin^+細胞へ分化させることができた。これら一連の成果について、投稿準備中である。平成18年度はこのNestin^+/p75NTR^+細胞を網膜に傷害のあるモデルマウスに移植し、in vivoにおける網膜電位の変化・回復についての研究を中心に実施していく。なおp75NTRを用いた細胞培養技術については、本科研費交付前の平成17年2月23日に特許庁へ特許申請をしており、現在、審査中である(特願2005-047043)。
口腔内微生物の付着機構

口腔内微生物の、宿主細胞、歯牙表面、修復物、補綴物などへの付着は、歯周病、カリエス、二次カリエス、あるいは、義歯性口内炎や口腔カンジダ症をはじめとする種々の口腔内疾患の発現の第一段階と考えられている。このような、微生物の付着機構については、多くの研究が行なわれ、疎水的相互作用、静電的相互作用などの非特異的付着因子及び、特異的付着因子の関与が報告されているが、その実体は、明らかにされていない。本実験では義歯性口内炎や口腔カンジダ症の原因菌であるCandida属に注目し、その非特異的および特異的付着を検討した結果、以下の知見を得た。1疎水性の高い菌株の疎水表面への付着においては、疎水的相互作用の関与が大きい2疎水性の低い菌株の付着においては、静電的引力の関与が大きい。3親水性表面に対する付着においては、疎水的相互作用の関与は小さい。4負電荷をもつ表面に対する付着は、静電的反発力により阻害される。5Candida albicansは、マンノース、マンノサミン、ガラクトサミン、フコースの4種の糖に対し、特異的付着を示す。6このC.albicansの特異的付着は、レクチン様作用による。そして、このレクチン様作用は、単一の特異性ではなくbroadな特異性による。7C.tropicalisは、グルコサミンに対する特異的付着能をもつ。8これら両菌株の直鎖糖に対する付着は、熱動力学の理論に従う。9特異的付着の発現には、ピラノース環構造が必要と考えられる。カンジダ・アルビカンスをはじめとするカンジダ属は,口腔カンジダ症や義歯性口内炎の原因菌と考えられており,付着がこのような感染の第一段階であると報告されている.しかし,その付着機構は,未だ明らかではない.そこで,本研究は,このようなカンジダ属の付着機構を明らかにするために, 62年度は,カンジダ属の個体表面への非特異的付着機構に関する研究を行ない以下の結論を得た.1.カンジダ属の疎水表面への付着と菌体表面の疎水性の間には高い相関がみられ,付着における疎水的相互作用の重要性が明らかとなった.2.親水性表面に対する菌付着は起こりにくく,これはガラス面に導入した親水基によって疎水的相互作用が妨害されたためと考えられた.3.カンジダ属は,一般に負のゼーダ電位を持つが,正に帯電したアミノ基を導入したガラス面に対し,非常に高い付着を示し,静電的引力の付着への寄与が明らかとなった.4.逆に,負に帯電したカルボキシル基を持つ表面に対する付着は起こりにくく,静電的反発力により,あるいは,イオンー双極子作用による疎水的相互作用の妨害により付着が阻害されたと考えられた.5.疎水性の高い菌株の付着においては,疎水的相互作用の関与が大きく,疎水性の低い菌株の付着においては,静電的引力の寄与が優位であることが明らかとなった.今後は,これらの非特異的付着因子に加え,特異的付着因子について検討を行なっていく予定である.義歯表面には、種々の糖鎖をもつ唾液タンパクから形成されるデンチャーペリクルが存在し、ペリクル由来の糖鎖に対するカンジダ属の付着も、非特異的付着とならび重要と考えられる。そこで、本年度は、義歯表面あるいは口腔粘膜からの分離頻度の高いとされているCandida albicansおよびC.tropicalisの標準株を用い、単糖誘導体、アミノ糖および直鎖糖を固定化したガラスに対する付着実験を行ない、この両菌株の糖特異的付着を検討し、以下の知見を得た。1.C.albicansは、D-マンノース、D-マンノサミン、D-ガラクトース、L-フコースの4種の糖に対して付着特異性を示した。

2.糖阻害実験の結果、この4種の糖に対する特異性は,レクチン様作用によることを確認した。さらに、これらの特異性は、個々の糖それぞれに対する単一の特異性ではなくbroudな特異性であることが示唆された。3.C.tropicalisの付着においては、D-グルコサミンに対する特異性のみがみられた。4.この両株の直鎖糖への付着においては、糖特異性はみられず、その付着は、熱動力学の理論に従うことが明らかとなり、このことから、糖特異性の発現にはピラノース環構造が必要であることが示唆された。
L因子ベクターの応用:動物培養細胞中でのLFベクター上遺伝子の活性化と物質生産

Lファクター(LF)のエンハンサー部分とポリオーマウィルス(PyVA2)及びポリオーマECシミュータント(PyVN2)のエンハンサー部分を交換し、さらにこれにpHSG274由来のG418耐性遺伝子を連結した2種のプラスミドpPy274とpPyEC274を作製し、これら及び元型となったLF由来プラスミドpLIIN5をそれぞれマウスEC細胞であるF9細胞にCaPi法にて導入した。そしてこれらのプラスミドを安定に持つ株の樹立頻度を比較したところpLIIN5に比べpPy274ではその約1/20、またpPyEC274ではプラスミドとして安定に維持している株を取得することはできなかった。一方DNA導入後2480時間までの細胞内におけるこれらのプラスミドの一時的複製をみると、pPyEC274は高い効率で複製しており、これに比べpLIIN5やpPy274ではほとんど複製は観察できなかった。この結果は、CAT遺伝子をリポーター遺伝子としてLファクター、pyVA2株及びPyVN2株のエンハンサーの未分化F9細胞中での活性を調べた結果とも一致した。これらの結果はF9細胞中に於けるこれらのポリオーアウィルス由来、及びLF由来のエンハンサー活性、及び一時的複製の効率と、これらのDNAがF9細胞中に安定なプラスミドとして存在する株の樹立頻度に逆の相関性があることを示唆している。この結果はMol.Cell.Biol.Vol18,1988,pp2097-2104に投稿、掲載された。またLF上に様々なエンハンサー/プロモーターを連結し、リポーター遺伝子としてCAT遺伝子をこれらの配列の下流につないだpLMC2(MuLVLTR)、pLSC2(SV40初期遺伝子)、pLGC2(マウスβ-グロビン5'上流配列)等を作製し、これらをF9細胞に導入した。これらのプラスミドはF9細胞中でプラスミドとして安定に存在し、またLチノイン酸添加に伴うF9細胞の分化に従ってそれぞれのエンハンサー/プロモーターの性質にほぼ一致する転写の促進が観察された。この結果については現在投稿準備中である。(1)L因子のうち5.5KbのLFIIのうち複製に必須と考えられるBamHISalI2.9Kbの断片をもとに,これにpHSG274由来のKm^r/G418^r遺伝子,及び各種のエンハンサー・プロモーターとchloramphenycol acetyltransferase(cat)遺伝子をつなげたものを挿入したプラスミドを作製した.これらのうちMuLV-LTRを用いたものはpLMC2, RSV-LTRではpLRC2, SV40-earyenhancer・promoterではpLSC2, HSVtk promoterではpLTC2と各々命名した.これらの一連のプラスミドをマウスembryonal carcinoma F9細胞にリン酸カルシウム法で導入し,得られたG418耐性のクローンを解析した.まずHi〓t法により低分子DNAを抽出し, Southern-Blotting法により解析したところ,導入したプラスミドがrearrangeすることなく存在する株が得られることがわかった.これらの株は形態的には未分化のF9細胞とほとんど変わることなく,しかも10^<-7>Mのretinoic acidを培地中に添加すると,元株のF9細胞と同様の形態的変化を示し,またF9細胞のin vitro分化に伴ない発現が観察されるt-PAに関しても,同様に発現し,分泌されることが確認された.次にこのpLMC2, pLRC2, pLTC2をプラスミドとして持つ株を選び10^<-7>M retinoic acid添加後のcat活性の変化を追跡した.この結果,何れのプラスミドを持つ株も添加後3日目位からcat活性の上昇を示し,添加後12日目にpLMC2保持株では60100倍, pLSC保持株では1020倍,又pLRC保持株では約7倍程度のcat活性の増加が観察された.またretinoic acid添加に伴なうプラスミドコピー数の増減を調べたところ,何れのプラスミドを持つ株も12日後で510倍のコピー数の増加が観察された.これよりLF上におかれたエンハンサー・プロモーターはマウスF9細胞の分化に伴なう遺伝子の制御を受け,またLFのコピー数も分化前に比べ分化後は増加すること,さらにこの際LFにコードされたmiddleT抗原の量も増加することなどが明らかとなった.Lファクター(LF)のエンハンサー部分とポリオーマウィルス(PyVA2)及びポリオーマECシミュータント(PyVN2)のエンハンサー部分を交換し、さらにこれにpHSG274由来のG418耐性遺伝子を連結した2種のプラスミドpPy274とpPyEC274を作製し、これら及び元型となったLF由来プラスミドpLIIN5をそれぞれマウスEC細胞であるF9細胞にCaPi法にて導入した。

この結果は、CAT遺伝子をリポーター遺伝子としてLファクター、pyVA2株及びPyVN2株のエンハンサーの未分化F9細胞中での活性を調べた結果とも一致した。これらの結果はF9細胞中に於けるこれらのポリオーアウィルス由来、及びLF由来のエンハンサー活性、及び一時的複製の効率と、これらのDNAがF9細胞中に安定なプラスミドとして存在する株の樹立頻度に逆の相関性があることを示唆している。この結果はMol.Cell.Biol.Vol18,1988,pp2097-2104に投稿、掲載された。またLF上に様々なエンハンサー/プロモーターを連結し、リポーター遺伝子としてCAT遺伝子をこれらの配列の下流につないだpLMC2(MuLVLTR)、pLSC2(SV40初期遺伝子)、pLGC2(マウスβ-グロビン5'上流配列)等を作製し、これらをF9細胞に導入した。これらのプラスミドはF9細胞中でプラスミドとして安定に存在し、またLチノイン酸添加に伴うF9細胞の分化に従ってそれぞれのエンハンサー/プロモーターの性質にほぼ一致する転写の促進が観察された。この結果については現在投稿準備中である。
自己相似性に着目した画像モデルの実現に関する研究

今年度において,ヘルムホルツ分解定理に基づく動画像のフロー推定法を実現した.従来手法では,過去に推定された動きの推定誤差が現時刻の動きの推定精度を低下させる問題が存在した.そこで提案手法では,ヘルムホルツ分解定理に基づくパーティクルフィルタを新たに導出することで,従来手法の問題を解決し,高精度な動き推定を可能とした.その成果を,信号処理の分野において世界最大規模の国際会議であるICASSP2009(IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing)で発表した.さらに,本手法の気象データへの適用を行い,北海道大学およびソウル大学共催のジョイントシンポジウムで報告した.また,本研究課題とは別の研究ではあるが,グローバルCOE異分野共同「新種探索プロジェクト」に参加し,SVDDに基づく顕微鏡画像解析法を実現した.画像処理を用いて顕微鏡画像の解析を行うことは,これまで実現されておらず,それを可能とした提案手法は,独創的であるといえる.そして,その成果をGCOEのシンポジウムおよびワークショップで報告した.最後に,これまで実現してきた自己相似性および回転・発散に基づく画像モデルを博士論文にまとめ,北海道大学情報科学研究科における論文審査において発表を行うとともに,博士(情報工学)の学位を与えるに相応しい成果であるという評価を頂いた.今年度において,ヘルムホルツ分解定理に基づく静止画像の回転構造および発散構造の検出を実現した.回転構造は,台風の画像のように人間が見て回転することがわかるもので,発散構造は,花火の画像のように,ある1点を中心に外側に広がることがわかるものである.ヘルムホルツ分解定理は,動きを回転成分と発散成分に分解可能だが,2枚の連続した画像が必要であり,1枚しかない静止画像に適用できなかった.そこで提案手法では,静止画像と動きの性質に基づき,新たな指標を導入した.ここで,静止画像と動きの性質とは,(i)エッジ領域において動きと輝度勾配が直交すること,(ii)平坦領域では動きが存在しないことである.これらの回転成分および発散成分から構成される動きと静止画像の性質を利用することにより,静止画像の回転構造および発散構造の検出を可能とした.これまで,静止画像の回転構造および発散構造の検出は実現されておらず,これを可能とする私の研究は独創的であるといえる.また,この成果を画像処理の分野において世界最大規模の国際会議であるICIP 2008(IEEE International Conference on Image Processing)で発表した.さらに,このとき得られた知見から,ヘルムホルツ分解定理に基づく動画像のフロー推定法を検討し,信号処理の分野において世界最大規模の国際会議であるICASSP2009(IEEE International Conference on Acoustics,Speech,and Signal Processing)に採録されている.今年度において,ヘルムホルツ分解定理に基づく動画像のフロー推定法を実現した.従来手法では,過去に推定された動きの推定誤差が現時刻の動きの推定精度を低下させる問題が存在した.そこで提案手法では,ヘルムホルツ分解定理に基づくパーティクルフィルタを新たに導出することで,従来手法の問題を解決し,高精度な動き推定を可能とした.その成果を,信号処理の分野において世界最大規模の国際会議であるICASSP2009(IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing)で発表した.さらに,本手法の気象データへの適用を行い,北海道大学およびソウル大学共催のジョイントシンポジウムで報告した.また,本研究課題とは別の研究ではあるが,グローバルCOE異分野共同「新種探索プロジェクト」に参加し,SVDDに基づく顕微鏡画像解析法を実現した.画像処理を用いて顕微鏡画像の解析を行うことは,これまで実現されておらず,それを可能とした提案手法は,独創的であるといえる.そして,その成果をGCOEのシンポジウムおよびワークショップで報告した.最後に,これまで実現してきた自己相似性および回転・発散に基づく画像モデルを博士論文にまとめ,北海道大学情報科学研究科における論文審査において発表を行うとともに,博士(情報工学)の学位を与えるに相応しい成果であるという評価を頂いた.
集積反応場による分子識別

この研究班では,各種の物質集積体を各班員自からの設計にもとづいて合成し,各種分子の認識,識別機能と,その集積状態を検討し,生体細胞における検知伝達系の機構解明に役立つ作業仮説を提案するとゝもに,すぐれた人工の分子識別系の構築を行おうとしている.四本の長さの等しいポリエーテル側鎖を有する金属ポリフィリンは,水溶液中でface to faceのスタッキングを形成し,その安定性は,鎖の親水性と環の疏水性のバランスに支配されていることが明らかとなった.(井上)新合成法が開発されたシクロファン系化合物では, [2.2.2]及び[2.2.2.2]メタシクロファン類が合成され,それに対する官能基導入が検討された.なお合成中間体であるt-ブチル置換体は, 1/21/6モルのクロロホルム,ベンセンを取り込むが, X線解析により分子内の空孔に包接されたのではなく, 2ヶのt-ブチル基によって挟まれた形であることが判明した. (田代)レゾルシンーアルデヒド四量体環状オリゴマーを脂溶性の極性ホストとする極性基質の取り込みに関しては,リポースとグルコースに大きな差異が観察され,今後糖質の選択膜輸送への発展が期待される. (青山)二本鎖を有するジアミン配位子を有するニッケル錯体による糖質の交換反応では,アルキル鎖長によって骨格転位を伴うC-2エピマー間の平衡点を変えうること,金属をカルシウムに変えると骨格変化を伴わないケトースへの異性化が促進されることが見出された. (吉川)DNAフラグメンドの分離が,平たい縮合環3ヶを有する化合物を用いアフィニティークロマト的な分離や電気泳動を用いて行われた.DNA塩基対間に特異的にインターカレートする化合物を用いるこの種の分離法は更に発展することが期待される. (高木)この研究班では,各種の物質集積体を各班員自からの設計にもとづいて合成し,各種分子の認識,識別機能と,その集積状態を検討し,生体細胞における検知伝達系の機構解明に役立つ作業仮説を提案するとゝもに,すぐれた人工の分子識別系の構築を行おうとしている.四本の長さの等しいポリエーテル側鎖を有する金属ポリフィリンは,水溶液中でface to faceのスタッキングを形成し,その安定性は,鎖の親水性と環の疏水性のバランスに支配されていることが明らかとなった.(井上)新合成法が開発されたシクロファン系化合物では, [2.2.2]及び[2.2.2.2]メタシクロファン類が合成され,それに対する官能基導入が検討された.なお合成中間体であるt-ブチル置換体は, 1/21/6モルのクロロホルム,ベンセンを取り込むが, X線解析により分子内の空孔に包接されたのではなく, 2ヶのt-ブチル基によって挟まれた形であることが判明した. (田代)レゾルシンーアルデヒド四量体環状オリゴマーを脂溶性の極性ホストとする極性基質の取り込みに関しては,リポースとグルコースに大きな差異が観察され,今後糖質の選択膜輸送への発展が期待される. (青山)二本鎖を有するジアミン配位子を有するニッケル錯体による糖質の交換反応では,アルキル鎖長によって骨格転位を伴うC-2エピマー間の平衡点を変えうること,金属をカルシウムに変えると骨格変化を伴わないケトースへの異性化が促進されることが見出された. (吉川)DNAフラグメンドの分離が,平たい縮合環3ヶを有する化合物を用いアフィニティークロマト的な分離や電気泳動を用いて行われた.DNA塩基対間に特異的にインターカレートする化合物を用いるこの種の分離法は更に発展することが期待される. (高木)
高精度水蒸気DIAL測定法の開発

本研究では、飛翔体への搭載も考慮したNd:YAGレーザーの第2高調波で励起する波長可変固体レーザーであるTi:サファイアレーザーを光源として用い、高精度高分解能の水蒸気DIALシステムの開発を行った。水蒸気分布を高精度に測定するためには特に正確な波長同調が必要であり、そのための波長同調法として、photo-acoustic(光音響)効果による同調技術の確立を重点に研究を行った。現有の狭帯域Ti:サファイアレーザーを用い、高精度測定のための正確な波長同調法として、セル、マイクロフォン、アンプ、コンピューター等からなるphoto-acoustic効果による同調システムを試作した。photo-acousticセルの最適な寸法を求めるため、内径及び長さを変えたセルを用意しphoto-acoustic信号のSN比を測定した。これより内径8mm、長さ10cmの最適値を得た。さらに波長切替えに伴うエアロゾル等の時間変動に伴う測定誤差を取り除くために、光チョッパー等を用いた準同時2波長のDIALシステムを考案、試作し現有のライダー装置に組み込み、水蒸気の差分吸収測定を行った。更に比較のために同時に水蒸気ラマンライダーによる測定を行った。ラマンライダーの測定結果や高層気象台のラジオゾンデによる測定結果とDIALデータとの比較を行い、高度1kmから3kmの範囲で水蒸気密度測定結果の良い一致を得た。
日本・ハワイ・カリホルニアのHTLV-1感染:流行地,西南部日本からの移民の影響

この研究計画は,太平洋をまたぐ日本,ハワイ,カリホルニアの3ヵ所において,日本からの移民をめぐるHTLV-1の感染様式に対する環境・社会・生活様式の影響を確かめるのが目的である.本研究は1987,1988年度のがん特別研究海外調査の際,この研究の必要性を討論したのがきっかけとなった.日本ではHTLV-1の地域内流行が母子感染を主役にすることは周知であるが,米国では明確な地域内流行がなく,麻薬中毒患者や,多数の性的接触者をもつ人であるため,母子感染の重要性が軽視される傾向にある.日系アメリカ人キャリアの調査により,HTLV-1の母子感染の重要性を確かめることは重要である.作業仮説1)移民の間では,性的感染よりも母子感染の方が重要である.2)HTLV-1の性的感染は日系アメリカの方が低い?日本,特に西南部流行地では毎年数百例のATLとHAMが発生しており,その原因であるHTLV-1は国民の健康に問題となる重要なウイルスである.血清抗体陽性の母親の児は母乳哺育を受けると約20%に感染がみられ,この感染は母親の抗体価と関係しているようにみえる.性的接触による感染は,性的関係をもつ相手の数や,相手の男性の抗体価と関係している.輸血や静脈内接種による麻薬中毒もHTLV-1の感染経路のひとつであるが,前者は供血者のスクリーニングにより事実上消滅したと考えてよい.後者は日本では幸いなことに大きな要素ではない.Murphyらはサンフランシスコ地区で行ったREDS(Retrovirus Epidemiology Donor Survey)により,流行地である西南部日本から移民した子孫の日系アメリカ人のキャリア率が低下していることを報告した(Murphy et al.,Western J.Med.,1993).これら日系アメリカ女性の性的接触者のキャリア率は日本と比較して低いことが予想される.従って日系アメリカ人のグループは,日本人よりも母子感染の重要性が高いと思われる.Murphyらの日系アメリカ人の研究により,質問書の詳細な記述方法がわかった.本研究計画では,この質問書の形式を採用した.Murphyは,すでに10人の日系アメリカ人キャリアを検出しており,Frohlichはハワイ在住の日系アメリカ人キャリア40名について担当する.一方,日野・辻は長崎におけるHTLV-1の母子感染及び母乳の感染に及ぼす影響について広範な研究(In“Human Retro-virology"ed.by Blattner,1990)のコホートから.50名のHTLV-1女性キャリアを提供する計画を立てた.1.調査票の作製,インフォームドコンセント書類の作製:日本とアメリカの事情が異なるため,調査票の質問内容の決定は非常に複雑であった.インフォームドコンセントの書類も,日本で考えるよりずっと複雑で,本人用・子供用・家族用と3種類必要であった.さらに,人権を尊重するための倫理委員会での承認を各地区で受ける必要があった.これらは,予算の承認がおりてから始めたが,その割には迅速に進み平成5年度に終了した.2.質問書:質問書内容は,人種,性的接触者の数及びその相手の出身地等を含めた危険因子の内容,流行地出身者との性的接触回数,コンドームなどの感染阻止手技をとったか否か等を質問している.さらに,対象者が母乳栄養で育てられたか否か,自分が子供を母乳栄養哺育で育てたかどうか,流行地と家族関係の歴史,移民の歴史を質問する.輸血歴,麻薬常用歴,危険因子回避のための努力なども質問に加えた.3.各人の質問書に対する解答を得た後,採血を行った.さらに,各人に対して,母親,夫,性的接触者,子供への接触することの同意を得た.個別に同意を得た上で,これらの者の採血を行う.日本西南部(長崎県)の日本人キャリアとその家族の調査については,既に目的の50例の半数以上を消化し,検体も採取できた.ハワイ及びカリフォルニアの日系人キャリアの調査を続ける.調査票及びサンプルの集積は順調に進んでおり,目的の約半数20例を越える例について,調査書の回収,採血を終了した.特にアメリカ側での日系人キャリアの集積は難しく,時間が必要である.血液サンプルは,凍結保存し,マ-フィーの実験室において,抗体濃度測定,定量的PCRに具える.この研究計画は,太平洋をまたぐ日本,ハワイ,カリホルニアの3ヵ所において,日本からの移民をめぐるHTLV-1の感染様式に対する環境・社会・生活様式の影響を確かめるのが目的である.本研究は1987,1988年度のがん特別研究海外調査の際,この研究の必要性を討論したのがきっかけとなった.日本ではHTLV-1の地域内流行が母子感染を主役にすることは周知であるが,米国では明確な地域内流行がなく,麻薬中毒患者や,多数の性的接触者をもつ人であるため,母子感染の重要性が軽視される傾向にある.日系アメリカ人キャリアの調査により,HTLV-1の母子感染の重要性を確かめることは重要である.作業仮説1)移民の間では,性的感染よりも母子感染の方が重要である.2)HTLV-1の性的感染は日系アメリカの方が低い?日本,特に西南部流行地では毎年数百例のATLとHAMが発生しており,その原因であるHTLV-1は国民の健康に問題となる重要なウイルスである.

血清抗体陽性の母親の児は母乳哺育を受けると約20%に感染がみられ,この感染は母親の抗体価と関係しているようにみえる.性的接触による感染は,性的関係をもつ相手の数や,相手の男性の抗体価と関係している.輸血や静脈内接種による麻薬中毒もHTLV-1の感染経路のひとつであるが,前者は供血者のスクリーニングにより事実上消滅したと考えてよい.後者は日本では幸いなことに大きな要素ではない.Murphyらはサンフランシスコ地区で行ったREDS(Retrovirus Epidemiology Donor Survey)により,流行地である西南部日本から移民した子孫の日系アメリカ人のキャリア率が低下していることを報告した(Murphy et al.,Western J.Med.,1993).これら日系アメリカ女性の性的接触者のキャリア率は日本と比較して低いことが予想される.従って日系アメリカ人のグループは,日本人よりも母子感染の重要性が高いと思われる.Murphyらの日系アメリカ人の研究により,質問書の詳細な記述方法がわかった.本研究計画では,この質問書の形式を採用した.Murphyは,すでに10人の日系アメリカ人キャリアを検出しており,Frohlichはハワイ在住の日系アメリカ人キャリア40名について担当する.一方,日野・辻は長崎におけるHTLV-1の母子感染及び母乳の感染に及ぼす影響について広範な研究(In“Human Retro-virology"ed.by Blattner,1990)のコホートから.50名のHTLV-1女性キャリアを提供する計画を立てた.1.調査票の作製,インフォームドコンセント書類の作製:日本とアメリカの事情が異なるため,調査票の質問内容の決定は非常に複雑であった.インフォームドコンセントの書類も,日本で考えるよりずっと複雑で,本人用・子供用・家族用と3種類必要であった.さらに,人権を尊重するための倫理委員会での承認を各地区で受ける必要があった.これらは,予算の承認がおりてから始めたが,その割には迅速に進み平成5年度に終了した.2.質問書:質問書内容は,人種,性的接触者の数及びその相手の出身地等を含めた危険因子の内容,流行地出身者との性的接触回数,コンドームなどの感染阻止手技をとったか否か等を質問している.さらに,対象者が母乳栄養で育てられたか否か,自分が子供を母乳栄養哺育で育てたかどうか,流行地と家族関係の歴史,移民の歴史を質問する.輸血歴,麻薬常用歴,危険因子回避のための努力なども質問に加えた.3.各人の質問書に対する解答を得た後,採血を行った.さらに,各人に対して,母親,夫,性的接触者,子供への接触することの同意を得た.個別に同意を得た上で,これらの者の採血を行う.日本西南部(長崎県)の日本人キャリアとその家族の調査については,既に目的の50例の半数以上を消化し,検体も採取できた.ハワイ及びカリフォルニアの日系人キャリアの調査を続ける.調査票及びサンプルの集積は順調に進んでおり,目的の約半数20例を越える例について,調査書の回収,採血を終了した.特にアメリカ側での日系人キャリアの集積は難しく,時間が必要である.血液サンプルは,凍結保存し,マ-フィーの実験室において,抗体濃度測定,定量的PCRに具える.
放射線や抗がん剤によって細胞内のDNA二本鎖が切断されると、切断されたDNA上の遺伝情報が失われ生命にとって危機的な状況が生じる。この切断されたDNAの修復には、相同組換えとよばれる細胞内現象が必須の役割を担っている。この相同組換えを開始する機構において中心的な役割を担っている酵素複合体がヒトMre11/Rad50/Nbs1(MRN)である。この酵素複合体は発がん機構の解明やがん研究の観点からも注目を集めているが、細胞内での働きについては未だ多くの謎が残されている。本研究ではこのヒトMRNのDNA二本鎖切断修復における役割について、蛋白質の働きや形状、動きなどを調べることによって明らかにすることを目的とする。
森田慶一と増田友也を中心とした京都学派の建築論に関する基礎的研究

関西の近代建築史における「京都」の歴史的意義については、極めて独特な建築思想の形成と系譜が創り出されてきたと考えられる。この報告では、戦前の京都帝国大学から戦後の新制京都大学へと至る歴史的変遷での建築学科(意匠系)の知的原風景に着目した。大正9年に創設された京都帝国大学建築学科では、主任教授・武田五一を中心に、学問的自由と個性豊かな創造を尊重した学風が強く育まれ、武田の後を担った森田慶一、そして増田友也へと受け継がれた。この森田と増田を中心に展開した建築論研究を「京都学派の建築論」と総称するなら、それは如何にして形成されたのか。本報告書は、かかる問題視に基づいた基礎的研究の成果である。本研究題目「森田慶一と増田友也を中心とした京都学派の建築論に関する基礎的研究」の3カ年における2年目の平成24年では、以下の3点である。1森田慶一の建築論構築にとって重要な意義があった研究環境、つまり当時の京都帝国大学建築学科の教授陣と学風、特に主任教授・武田五一の建築意匠論に注目した前年度に引き続き、構造学の教授との関わりに新たに着目して「京都学派の建築論」の成立する背景や経緯を究明した。この成果は、日本建築学会近畿支部にて報告した。2森田慶一の主著『建築論』(1978年出版)における独特な概念の「全一」について、さらにこの読解へのアプローチについて考察し、森田の建築論の解明を目指した。この成果については、建築史学会や美学会にて報告した。3森田慶一の建築論を受け継いだ増田友也に関する基礎的な考察を行った。これまで明確でなかった生涯や思索の全貌を解き明かした。この成果については、大学紀要に報告し、次年度の日本建築学会に投稿した。本研究課題「森田慶一と増田友也を中心とした京都学派の基礎的研究」の3ヶ年における最終年度の平成25年では、これまでの2年間の成果を踏まえ、さらに究明すべき残された問題を遂行するとともに、本研究の総括として「報告書:全77頁」を作成した。以下、報告書の目次を示す。はしがき/第1章「京都学派の建築論」とは何か/第2章京都学派の建築論の形成と系譜(1)/第3章京都学派の建築論の形成と系譜(2)/第4章森田慶一『建築論』読解への初歩/第5章増田友也の生涯と思索の道付論1京都大学教養部図学教室と建築論/付論2戦後の福井大学と京都学派の地域的展開/付論3建築論と建築史の対話の場としての「歴史的環境保存論」資料森田慶一・増田友也著作目録この研究成果によって、「京都学派の建築論」に関する基礎的研究をまとめることができたと考えている。これを踏まえて今後は、さらなる発展的な考察を進めていきたい。本研究課題「森田慶一と増田友也を中心とした京都学派の建築論に関する基礎的研究」の3カ年における初年度の平成23年度では、以下の2点が具体的な成果である。(1)森田慶一によるわが国初の邦訳となったウィトルウィウス建築書とその研究(博士論文:昭和7年)にみられるギリシア志向の特質を明らかにする作業を着実に進めつつ、その過程からヴァレリー「エウパリノス」へと展開する重要な契機を見出すことが出来たと考えている。これについては、次年度も継続して考察する。(2)森田慶一の建築論構築にとって重大な意義があったと思われる研究環境、つまり当時の京都帝国大学建築学科の教授陣と学風、特に主任教授・武田五一による建築意匠論との関わりや、その武田を囲む第1期生の元良勲や大倉三郎などの研究活動と関わりなどに注目したところから、森田の建築論とともに「京都学派の建築論」の成立する背景や経緯が読み解けてきたのである。以上の研究成果の一部は、日本建築学会近畿支部の研究発表にて報告した。3カ年計画における2年目の平成24年度では、申請時での研究目的・研究計画に沿った着実な成果が以下の3点であり、当初の計画以上に進展していると考えている。1森田慶一の建築論構築にとって重要な意義があった研究環境、つまり当時の京都帝国大学建築学科の教授陣と学風、特に主任教授・武田五一と構造学の教授との関わりに新たに着目して「京都学派の建築論」の成立する背景や経緯を究明した。

これまで明確でなかった生涯や思索の全貌を解き明かした。3カ年計画における初年度の平成23年度では、以下の2点が申請時での研究目的に沿って達成した研究成果であり、およそ着実に進展していると考えている。(1)森田慶一のウィトルウィウス研究(博士論文:昭和7年)にみられるギリシア志向の特質を明らかにする作業を着実に進めつつ、その過程からヴァレリー「エウパリノス」へと展開する重要な契機を見出すことが出来たと考えている。(2)森田慶一の建築論構築にとって重大な意義があったと思われる研究環境、つまり当時の京都帝国大学建築学科における主任教授・武田五一の建築意匠論との関わりや、その武田を囲む第1期生の元良勲や大倉三郎などの研究活動と関わりなどに注目したところから、森田の建築論とともに「京都学派の建築論」の成立する背景や経緯が読み解けてきたのである。以上の研究成果の一部は、日本建築学会近畿支部の研究発表にて報告した。3カ年計画の最後の3年目にあたる平成25年度では、平成23,24年の2年間の成果を取り纏めて本研究課題の総括を行うとともに、これを踏まえた新たな研究課題を設定する。3カ年計画の2年目の平成24年度では、前年度の研究成果と継続内容を踏まえた上で、森田慶一の後継者として知られる増田友也を取り上げ、その幅広い独自な哲学的建築思索を、以下の3点に絞って考察を進める。(1)増田の最初に着目した原始住居の空間構造(博士論文:昭和30年)を詳細に検証し、増田独自の建築論の原初を明らかにしたい。(2)日本建築、特に伝統住宅の空間論的研究に着目し、その研究視点や手法とともに独自なキーワード「(半)隔離」「象徴性」を読み解きたい。(3)風景論から存在論的建築論への展開過程を明らかにし、増田の「建築以前」の有する建築論的課題を明らかにしたい。申請時の研究計画・研究経費に基づき、平成25年度は、これまでの2年間の研究成果を取り纏めて学会等で研究発表するとともに、さらに研究者間の意見交換も行いつつ、本研究課題の最終「報告書」の作成に取り組む。よって、成果をまとめる上での若干の和洋書籍購入費、研究発表のための学会参加費・旅費、そして報告書作成費などの研究費の使用を計画している。申請時の研究費計画に基づき、増田友也の幅広き研究朗域を考察するにあたり、哲学・宗教学・美学・建築学などの関連する和洋書籍を予算内で購入する計画である。
透過膜-質量分析計による溶液中ガス濃度連続測定の迅速高感変化とその応用

我々は、閃光照射による光化学系での酸素発生を、透過膜-マススペクトロメ-タ(Permeable Membrane-Mass Spectormeter,PM-MS)で測定している。PM-MSの応答時間はt1/2=12秒と早く閃光照射による酸素発生をおよそ同時に追うことが出来るが、S/N比はあまり高くない。そのため、乾燥標品の水一酸化酵素の暗所での酸化状態および水中での閃光照射時の酸化状態の遷移様子を正確に把握することができていない。そこで、本年度は主に、PM-MSからのデ-タを積算できるシステムの開発をした。また、それぞれの閃光照射時における酸素発生のピ-ク面積も求めることができるようにした。もちろん、積算によってS/N比を上げることによって、より正確なピ-ク面積が求められることになる。まず、PM-MSからのデ-タ、すなわちアナログ電圧をデジタルデ-タに変換した後、積算および面積計算をおこなうようにした。コンピュ-タ(NECのPC-98)にA/D変換ボ-ドを装着し、プログラム言語"QuickBASIC"で制御し、100HzでA/D変換を行った。コンピュ-タのメインメモリ上にデジタルデ-タを配列変数DA(I)として転送した。DA(1000)にデ-タが割り当てられる(デ-タの転送開始10秒後)と閃光照射を開始し、その後、DA(2000n+1000)(nは1から11までの整数)にデ-タが割り当てられるたびに閃光を照射するようにした。照射のシグナルは、A/D変換ボ-ドのデジタル出力端子からパルス電流として出すようにした。このパルス電流がタイマ-ICを用いたコントロ-ル回路を経由して、ストロボフラッシュのtrigger端子まで流れると、閃光(閃光時間30μ秒以下)が照射される。コントロ-ル回路はパルス長を調節するために用いた。こうして得られたデ-タは、統計処理による波形の平滑化、積算、面積計算等が自動的にできるようにした。透過膜ー質量分析計による溶液内ガス濃度連続測定装置については次の改良を行ない、高感度化をはかった。1)質量分析計の真空系を回転ポンプ、拡散ポンプからターボポンプにおきかえ、保守を容易にし、真空度の向上をはかった。2)試料容器を改良し、反応中に試薬を注入できるように、また、蛍光、吸光度変化もガス濃度変化と同時に測定できるようにグラスファイバーをつけられるようにした。この結果、葉緑体の酸素発生、吸収と密接に関係している反応中心の吸光度変化、蛍光変化を同時に記録することが可能となった。3)質量分析計からの出力をDMAを介してパーソナルコンピューターにとりこみ解析するためのソフトをつくり、データのとりこみ、解析を容易にした。これによって酸素や窒素などの同位体の濃度変化も1回の測定で可能となった。以上のように改良された装置を用い、葉緑体の光化学系II膜標品を用いて以下の実験を行った。光化学系II膜の乾燥標品に水を加え、閃光照射による酸素発生を測定し、乾燥標品の酸素発生系の酸化還元状態について検討した。その結果、最大の酸素発生は6閃光目で見られた。無処理標品では3閃光目で最大の酸素発生を示すので、酸素発生系は見かけ上、乾燥によって3電子還元されることを明かにした。

また、乾燥標品に水を加え10閃光照射した後、再び閃光照射すると最大の酸素発生は3閃光目で見られ、無処理標品と同様の酸素発生を示した。以上の結果と酸素発生系は5つの酸化還元状態(S_0→S_1→S_2→S_3→S_4)をとり、4電子酸化されてS_4酸素を発生することから乾燥標品はS_2にあり、6閃光でS_4まで酸化されて酸素を発生しS_0にもどるモデルを考えた。我々は、閃光照射による光化学系での酸素発生を、透過膜-マススペクトロメ-タ(Permeable Membrane-Mass Spectrometer,PM-MS)で測定している。PM-MSの応答時間はt1/2=12秒と早く、閃光照射による酸素発生をおよそ同時に追うことが出来るが、S/N比はあまり高くない。そのため、乾燥標品の水-酸化酵素の暗所での酸化状態および水中での閃光照射時の酸化状態の遷移様子を正確に把握することができていない。そこで、本年度は主に、PM-MSからのデ-タを積算できるシステムの開発をした。また、それぞれの閃光照射時における酸素発生のピ-ク面積も求めることができるようにした。もちろん、積算によってS/N比を上げることによって、より正確なピ-ク面積が求められることになる。まず、PM-MSからのデ-タ、すなわちアナログ電圧をデジタルデ-タに変換した後、積算および面積計算をおこなうようにした。コンピュ-タ(NECのPC-98)にA/D変換ボ-ドを装着し、プログラム言語“Quick BASIC"で制御し、100HzでA/D変換を行った。コンピュ-タのメインメモリ上にデジタルデ-タを配列変数DA(1)として転送した。DA(1000)にデ-タが割り当てられる(デ-タの転送開始10秒後)と閃光照射を開始し、その後、DA(2000n+1000)(nは1から11までの整数)にデ-タが割り当てられるたびに閃光を照射するようにした。照射のシグナルは、A/D変換ボ-ドのデジタル出力端子からパルス電流として出すようにした。このパルス電流がタイマ-1Cを用いたコントロ-ル回路を経由して、ストロボフラッシュのtrigger端子まで流れると、閃光(閃光時間30μ秒以下)が照射される。コントロ-ル回路はパルス長を調節するために用いた。こうして得られたデ-タは、統計処理による波形の平滑化、積算、面積計算等が自動的にできるようにした。