hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトう蝕と粘膜免疫関連遺伝子の解析(Fc受容体,サイトカイン遺伝子について)

3.硬組織診査と唾液中のミュータンス連鎖球菌数の測定の結果この研究に同意し、検診に参加した人は女性70名、男性30名で平均年齢は20.5歳(19-22歳)で、平均D指数は1.0歯、平均M指数は0.1歯、平均F指数は4.8歯、平均DMFT指数は5.6歯であり、いずれも男女間で統計学的に有意の差は認められなかった。平均DMFT指数は0から19歯で1S.D.が4.9でバリエーションがあった。唾液中のミュータンス連鎖球菌数は市販のキットで、0、1、2、3の4レベルで評価したが、中央値のレベルは1(0-3)であった。1日の歯磨き回数は平均2回(1-3回)で男女間に統計学的な有意の差は認められなかった。平均DMFT=0群は平均DMFT>0群に比較して唾液中のミュータンス連鎖球菌数に統計学的な有意の差が認められたが、1日の歯磨き回数に統計学的な有意の差は認められなかった。4.現在、綿棒からDNAを抽出し、L-1β、L-6、TGFβ,FcαRのSNP解析をTaqMan PCR法で行っている。1.唾液中の分泌型免疫グロブリンA(s-IgA)、唾液中のミュータンス連鎖球菌数、う蝕経験指数の関連の分析結果:1)研究協力者は平均年齢20.5歳(19歳-22歳)の93名(女子27名)であった。4)う蝕経験指数が10以下で唾液中のミュータンス連鎖球菌のスコアが2または3である研究協力者16名は統計学的に有意にs-IgAが少なかった(P=0.04)。2.-511におけるIL-1B遺伝子多型とう蝕経験の分析結果:1)研究協力者は平均年齢20.7歳(19歳-22歳)の65名であった。2)DMFT<10の47名において、-511におけるIL-1B遺伝子多型の対立遺伝子(アレル)のチミン(T)のコピーを少なくとも一つ持つ者の頻度がDMFT≧10に比較して統計学的に有意に多かった(P=0.03)。さらに、シトシンのコピーを二個持つ(CC)者の頻度がDMFT≧10に比較して統計学的に有意に少なかった(P=0.03)。3.HLA遺伝子多型とう蝕経験の分析結果:1)研究協力者は平均年齢20.5歳(18.3歳-28.9歳)の211名(女子129名)であった。DMFT≧1の137名において、HLA-DQB1^*03/^*03遺伝子多型の持つ者の頻度がDMFT=0に比較して統計学的に有意に多かった(P=0.04)。DMFT≧10の77名において、HLA-DQB1^*03/^*03遺伝子多型の持つ者の頻度がDMFT=0に比較して統計学的に有意に多かった(P=0.02)。2)DMFT≧10の69名において、肌A-DRB1^*14のコピーを少なくとも一つ持つ者の頻度がDMFT=0に比較して統計学的に有意に多かった(P=0.04)。4.現在、他の粘膜免疫関連遺伝子のSNP多型をTaqMan PCR法を用いて解析中である。1.免疫関連遺伝子多型とう蝕経験の分析1)13歳の65名(女子44名)を分析した。このうち、う蝕経験のある者は37名、う蝕経験のない者は28名であった。う蝕経験に男女差は認められなかった。2)免疫関連遺伝子(FcA受容体、IL-4、IL-5、IL-10、CD86、TRL-2、TLR-4、TGFB1)多型とう蝕経験の有無に統計学的に有意な関係は認められなかった。2.HLA-DRB1遺伝子多型とう蝕経験の分析1)13歳の135名(女子77名)を分析した。このうち、う蝕経験のある者は75名、う蝕経験のない者は60名であった。2)う蝕経験者とう蝕経験なし者を比較したところ、う蝕経験者にHLA-DRB1^*04を持つ者が統計学的に有意に多かった(P=0.01)。3)う蝕経験者に、HLA-DRB1^15を持つ者が統計学的に有意に多かった(P=0.01)。4)う蝕経験者に、HLA-DRB1^*04/^*15の遺伝子多型を有する者が統計学的に有意に多かった(P=0.004)。5)HLA-DRB1^*04を少なくとも一個持つ者は、持っていない者に比較してう蝕経験数が有意に高かった(P=0.03)。6)HLA-DRB1^*08を少なくとも一個持つ者は、う蝕経験数が有意に低かった(P=0.02)。7)HLA-DRB1^*04/*15の遺伝子多型を有する者は、持っていない者に比較してう蝕経験数が有意に高かった(P=0.03)。
光学的手法を用いたペロブスカイト太陽電池中の電荷輸送機構解明と高効率化への挑戦

本研究では、ハロゲン化金属ペロブスカイトを用いたヘテロ型太陽電池における光キャリア再結合・輸送過程の解明と高性能化への指針の提示を目的にしている。昨年度までに鉛ペロブスカイトのキャリア挙動の理解が大きく進むとともに、鉛フリースズペロブスカイト太陽電池の評価も行い変換効率向上のためには膜質の改善が必要であること明らかにした。本年度はまず、未だに十分な電力変換効率が得られていないスズペロブスカイト太陽電池のデバイス特性とその薄膜の本質的な光物性を測定することで、この物質が本当に光電デバイス応用に適しているかどうか研究を行った。メチルアンモニウムヨウ化スズ薄膜を作製し、発光の温度依存性を測定・解析することで、光学遷移のブロードニングが比較的強い電子ー縦型光学フォノン結合で決まることを解明した。室温におけるアーバックエネルギーが12 meV程度と小さく、高い開放電圧値を得るために必要とされる急峻な吸収端を有することを明らかにした。成膜条件を改善しキャリアの長寿命化が実現できれば、さらなる高効率太陽電池の作製が可能であることを示した。以上の結果を踏まえ、成膜手法の改良および時間分解発光計測による膜質の評価を並行して進めることで、非常に良質なペロブスカイト膜の作製が可能となった。この成膜手法と逆型積層構造を採用することで再現性よく高効率な鉛フリー太陽電池を得ることに成功した。さらに鉛ペロブスカイト材料の光励起下における屈折率変化を調べた。太陽電池を含めた光デバイスの素子特性や最適設計を決定する基礎光学定数である屈折率が、太陽光照射密度程度の弱励起下で大きな変化を示すことを明らかにした。本年度は、分光計測を用いて様々なペロブスカイト太陽電池のキャリア輸送過程の評価を行い、最適なデバイス設計への指針を示すことを主な目的とした。まず、発光分光を用いてスズペロブスカイトの基礎光学特性を明らかにし、この材料が光電デバイス応用へのポテンシャルを有することを示すことができた。この結果を踏まえて、成膜法の改良と光学測定による膜質の評価を並行して行うことで、良質なスズペロブスカイト膜を得ることに成功するとともに、高効率鉛フリー太陽電池の作製に成功した。さらに鉛ペロブスカイトにおいて、光デバイスの素子性能に影響を与える屈折率が太陽電池動作条件程度の光照射下で大きく変化することを世界に先駆けて発見した。前年度までの、鉛ペロブスカイト太陽電池中のキャリア挙動の解明とあわせて、ハロゲン化金属ペロブスカイト太陽電池における分光測定とデバイス特性評価を進められており、本研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。分光評価と膜質の改善により、鉛フリースズペロブスカイトにおいて比較的高い効率の太陽電池を作製することができた。しかし、その変換効率は鉛系ペロブスカイト太陽電池と比べると十分でなく、さらなる高効率化が必要である。そのためには、良質な薄膜を用いて本質的な物性評価とデバイス動作時のキャリア挙動の深い理解が必要である。そこで、時間分解発光・光電流の励起レーザー強度依存性および印過電圧依存性を測定することで、スズペロブスカイト太陽電池構造中におけるエネルギー損失過程の詳細を明らかにする。その結果を踏まえ、電荷輸送層の選択を含めたデバイス構造全体の最適化を行いさらなる高効率化を目指す。さらに、ハロゲン化金属ペロブスカイトでは、従来の無機半導体にはない光励起下での大きな屈折率変化を観測した。そのメカニズムを解明し、光デバイス動作時に屈折率の変化がデバイス特性に及ぼす影響を明らかにする。さらに、光誘起屈折率変化を利用した、光デバイスの可能性も議論する予定である。近年、溶液塗布法で簡便に作製できる上に優れた光電変換特性を示すハロゲン化金属ペロブスカイト物質が、フレキシブルな太陽電池材料として注目されている。従来の研究で、ペロブスカイト物質自身の光電特性は徐々に解明されつつある。さらなる太陽電池効率向上のためには、物質のみならず実際のデバイス構造中におけるキャリア挙動の解明が強く望まれる。特に、デバイス構造特有の物質界面におけるキャリア移動機構の理解と制御が重要となる。本研究では、レーザー分光を駆使したペロブスカイト太陽電池中の物質界面キャリア移動機構の解明を目的に研究を進めている。本年度では、光吸収層であるペロブスカイト層からの発光とデバイス全体の光電流を計測するシステムの立ち上げと改良を進め、キャリア再結合と層間キャリア移動過程の競合機構の解明を行った。特に、実際の太陽電池動作条件により近い、電圧印加下における鉛ペロブスカイト太陽電池の光キャリア挙動を調べた。その結果、鉛ペロブスカイト太陽電池デバイスからの発光寿命は、印加電圧に対してほとんど変化しないことを明らかにした。つまり印加電圧に対する応答が、従来の無機半導体太陽電池の電圧依存性と異なることが分かった。この結果は、界面電子状態の制御などにより、電圧印加下における光吸収層内部のキャリア密度の増加が実現できれば、更なる変換効率向上が可能であることを示唆する。また、非鉛系材料であるスズペロブスカイト太陽電池のキャリア損失機構も調べた。鉛系とは異なり、スズ系材料においては光吸収層の高品質化が急務であることを明確に示した。さらに、キャリア移動過程の直接観測のための赤外フェムト秒ポンププローブ光学システムの構築をほとんど完了した。本年度は、以下の点を当初の目標として研究を進めた。(i)時間分解発光と光電流の同時計測によるキャリア再結合と層間キャリア移動過程の競合機構解明、(ii)実際の太陽電池動作条件に相当する電圧印加下における光キャリア挙動の解明、(iii)

赤外域フェムト秒ポンププローブ光学システムの構築。(i)について、光吸収層内のキャリア密度の増加に伴い、輸送層へのキャリア移動時間が遅くなるとともに、光吸収層内のキャリア再結合損失が増加することを明らかにした。この結果から、鉛ペロブスカイト太陽電池が効率よく動作する光照射強度上限を示すとともに、界面におけるキャリア蓄積の解消がデバイス特性向上のために必要であることを明らかにした。また、非鉛系スズペロブスカイトを用いた太陽電池においても同様の発光・光電流計測を行うことで、スズ系材料では光吸収層自身の光キャリアの長寿命化が効率改善に向けて必須であることを示した。このように、キャリア再結合と移動過程の競合機構の解明および、実際のデバイス特性との関連を明らかにすることに成功した。(ii)については、実際に電圧印加下の鉛ペロブスカイト太陽電池試料に対して時間分解発光計測を行い、大きい電圧印加下でも発光寿命がほとんど変化しないことを明らかにした。これは、電圧印加下においても光吸収層から輸送層へのキャリア移動が起きていることを示唆する。電圧印加下でのキャリア移動の抑制が実現できれば、更なる変換効率向上が可能であることを示した。(iii)については、ポンププローブ計測用の光学システムはほとんど構築が終わった。これから、プローブ光検出装置からのデータ処理の最適化を行う必要がある。以上の理由から、本年度までの研究は、おおむね順調に進展していると考えている。本研究では、ハロゲン化金属ペロブスカイトを用いたヘテロ型太陽電池における光キャリア再結合・輸送過程の解明と高性能化への指針の提示を目的にしている。昨年度までに鉛ペロブスカイトのキャリア挙動の理解が大きく進むとともに、鉛フリースズペロブスカイト太陽電池の評価も行い変換効率向上のためには膜質の改善が必要であること明らかにした。本年度はまず、未だに十分な電力変換効率が得られていないスズペロブスカイト太陽電池のデバイス特性とその薄膜の本質的な光物性を測定することで、この物質が本当に光電デバイス応用に適しているかどうか研究を行った。メチルアンモニウムヨウ化スズ薄膜を作製し、発光の温度依存性を測定・解析することで、光学遷移のブロードニングが比較的強い電子ー縦型光学フォノン結合で決まることを解明した。室温におけるアーバックエネルギーが12 meV程度と小さく、高い開放電圧値を得るために必要とされる急峻な吸収端を有することを明らかにした。成膜条件を改善しキャリアの長寿命化が実現できれば、さらなる高効率太陽電池の作製が可能であることを示した。以上の結果を踏まえ、成膜手法の改良および時間分解発光計測による膜質の評価を並行して進めることで、非常に良質なペロブスカイト膜の作製が可能となった。この成膜手法と逆型積層構造を採用することで再現性よく高効率な鉛フリー太陽電池を得ることに成功した。さらに鉛ペロブスカイト材料の光励起下における屈折率変化を調べた。太陽電池を含めた光デバイスの素子特性や最適設計を決定する基礎
看護動作におけるバイオメカニクスの研究-身体負荷における生体情報の分析-

本研究は、看護動作における身体負荷を解明する目的として、腰背部の解剖学的研究(基礎研究)と看護動作のバイオメカニクス研究(応用研究)を実施した。腰背部の解剖学的研究では、骨格標本を用いた腰椎の形態計測、献体を用いた椎間板の形態計測を行った。さらに、献体から得られた試料をもとに、組織化学的方法を用いて、第3腰椎部の脊柱起立筋の筋断面積、筋線維数、筋線維型の頻度・太さを定量的に分析し、緊張性収縮を示す赤筋線維の割合が高い特性を明らかにした。看護動作のバイオメカニクス研究では、3次元画像解析の計測誤差を明らかにした後に、健康な女性を対象に移乗介助動作を実施させ3次元画像解析を行った。動作中における看護者の生体情報として、身体合成重心、荷重負荷、腰背部の筋活動、心拍数、酸素消費量を計測し、力学的・生理学的視点から分析を行った。その結果、まず、動作中の看護者の重心の総移動距離は637.0cm、最高速度は96.90cm/secであることを明らかにした。次に、移乗介助時の看護者の動作は、重心位置と速度、作業の拘束性、作業姿勢の関係から5タイプに分類され、生体に与える影響は異なることが示唆された。次に、動作中に看護者にかかる荷重負荷は、最大約518Kgの荷重であることを明らかにした。これらの荷重負荷の最大値は、看護者の体重に対して24%を越えているものがあり、厚生労働省が推奨する基準を超えるものであった。最後に、看護者の脊柱起立筋にかかる負荷を、筋電図を用いて検討した結果、患者を重力と反対の方向に引き上げる動作が最も腰部に負荷を与える可能性が示された。さらに、移乗介助は、脊柱の筋肉が左右不均等な活動になりやすい動作であることが示され、腰部に障害を発生させないような予防対策の必要性が考えられた。本研究の目的は、看護動作の身体負荷を、力学的エネルギーと生理学的指標を用いて説明することである。平成14年度では、画像解析システム(Digimo : Icube)を用い、ポータブルトイレ移動介助動作における看護師の身体合成重心を測定し、3次元画像解析の妥当性と身体重心測定の有用性を検討した。その結果、3次元画像解析による身体合成重心の座標(X, Y, Z座標)は、重心の軌跡と身体各部の位置から、実際の動作を反映していることが確認でき、解析方法の妥当性が示された。さらに両足の幅と奥行きを基準に重心の分布をみると健常人が立位で腰部を回転したときの分布に比べて大きく逸脱する動作が観察され、看護師・患者・ベッドとの間で複雑に重心が合成されていることが実証された。合成重心の移動速度をみると、前後・左右・上下方向の移動が速い部分は、患者を大きく動かす時に認められ、看護動作は患者との力の総和を細かく調節しながら行っていることが明らかになった。以上のことより、看護動作全体における重心測定は、3次元画像解析システムが適しており、これを用いることにより、連続した看護動作の分析が可能であることがわかった。また、合成重心の位置を3次元的に明らかにすることにより、力学的的エネルギーの観点から動作の負荷を定量化できる可能性が示された。

平成15年度は力学的エネルギーの検討を更に重ねるとともに、呼吸換気計測器(Cosmed : K4b2)を用いた生理学的エネルギーや、H14年度に購入し予備実験を行っている汎用生体情報システム(TEAC : PolymateAPl124)を用いた看護動作における筋電位測定を中心とした生体情報を得て、看護動作における負荷を検討していく予定である。看護師が患者の移動介助を行う際は、特に腰部に掛かる負荷が大きく、これを継続的に行っているうちに腰痛症に侵される頻度が高くなることが指摘されている。そこで看護動作のバイオメカニクスに関する研究の一環として、看護動作を合理的に行うための基礎的な研究目的で、第3腰椎部を形成している脊柱起立筋群(腸肋筋・最長筋・棘筋)の筋線維構成を解析した。医学部解剖学教室(昭和大学)の献体から得た男女8例(51-71歳)の試料をSudan black Bの色素で染色し、筋線維型を定量的に分析した結果、脊柱起立筋群は緊張性収縮を示す赤筋線維の頻度が高い骨格筋であることを明らかにした。また、生体情報を得る目的で、5名の女子看護学生にベッド上で仰臥位の患者を端座位にする動作を行わせ、画像撮影した。心拍数、左右の脊柱起立筋の筋電位活動、看護師が抱えている患者の重さ(以下荷重)を同時に測定した。筋電位の解析は全波整流した後の積分値を用い、最大努力による筋電位で動作中の筋電位を除して規格化した(以下%iEMG)。約14秒間の動作中において筋電位に3箇所の大きな活動電位が観察され、その動作は、患者の頭部を固定する、上半身を挙上させる、V字支持し回転させる、であった。筋電位の増加は荷重変化に一致していた。最も重い荷重が負荷されていたのは、患者をV字支持し回転させる動作であり、5人の対象者の最小値は11.7Kg、最大値は18.1Kgであった。この動作において対象者間の%iEMGには最大約40%の差がみられ、個人差が大きいことが明らかになった。介助動作中は左右差がみられ、体幹をひねりながら荷重を移動させる部分では顕著であった。移乗介助では、全身的負荷を表す心拍数の平均値は軽運動程度であったが、体幹を回旋させながら荷重を瞬間的に移動させる動作であることが示され、腰部に障害を発生させないような予防対策の必要性が考えられた。平成16年度は、看護動作における負荷をバイオメカニクスの視点から明らかにするために、力学的・生理学的・組織化学的な情報から分析を行った。ポータブルトイレ移乗介助時に看護者にかかる負荷を力学的・生理学的に検討するために、看護者1名を対象に3次元動作解析を行い、患者の重心位置と動作の拘束性、荷重負荷の関係より動作の特徴を次の(1)(5)にまとめた。(1)看護者の重心が左寄りに位置し、拘束性があり荷重負荷がある(頭部をもつ)、(2)看護者と患者の重心距離が一定で、拘束性はないが荷重負荷がある(患者の上半身を持ち上げる等)、(3)看護者の重心が中央に位置し、拘束性があり荷重負荷がある(V字支持し回転させる)、(4)患者の重心を中心とし、拘束性が少なく荷重負荷もない(立位の準備)、(5)看護者の重心を中心とし、拘束性があり荷重負荷がある(立位にして回転させる)。次に、看護者5名を対象に荷重負荷と筋電図の測定を行った。その結果、(1)の動作は、重心の位置からも明らかなように、体幹を左に回旋させながら深く屈曲するため、左右の脊柱起立筋の活動の違いが大きいことが明らかになった。(2)の動作は、荷重負荷は少ないが、腰部における荷重値あたりの筋電位は最大を示し、患者を重力と反対の方向に引き上げ時に、最も腰部に負荷を与えている可能性が示唆された。(3)と(5)の動作は、ほとんどの看護者が厚生労働省が推奨する女性の基準を超える荷重(自己体重の24%)を持っていることが明らかになった。これらのことから、移乗介助動作は、看護者に与える部分的な負荷が大きいと考えられた。
鳥類のZW型性決定機構のゲノム生物学的アプローチによる解析

1.ニワトリW染色体上に制限酵素SspIで切り出される0.5kb単位が11300回縦列反復したSspI-ファミリー反復配列を見いだし、反復単位のクローニングと塩基配列決定を行った。W染色体上のXhoI-,EcoRI-ファミリー反復配列が核内で著しく凝縮したヘテロクロマチンを形成するのに対しSspI-ファミリーは分散したクロマチンを形成した。これは、反復単位中の3'側120bpがGGAGAの反復した、3重鎖形成能をもつポリプリン/ポリピリミジン配列であることによるものと考えた。XhoI-,EcoRI-,SspI-ファミリー反復配列のDNA量を合わせる約38Mbとなり、これに雌減数分裂前期のランプブラッシ染色体上のクロモメアのDAPI染色像からさらにSspI-ファミリー(6Mb)相当の未知の反復配列が存在する可能性を含め、W染色体上の反復配列の総和は約44Mbと推定した。W染色体DNAの全量は約54Mbと考えられていることから、非反復配列は10Mb程度と推定される。先に水野グループが求めたW染色体上のspindlin遺伝子(chSpin-W)周辺の遺伝子密度(1遺伝子/480kb)を適用するとW染色体上の遺伝子数は約20個と推定されるが、これまでに5個が見つかっているのみである。このことから、W染色体上に雌の性決定や初期性分化に関与する未知の重要な遺伝子が存在する可能性を考え、以下のアプローチを行っている。2.生殖腺分化に先立つ25日ニワトリ胚(Hamburger-Hamilton stages 12-27)から雌マイナス雄サブトラクションcDNAライブラリーを作製し、それぞれから約5000クローンずつ、全体で21888クローンを無作為に選びマクロアレイ化した。この中から雌特異的発現レベルが著しく、かつ既知のWpkci遺伝子とは異なる約1000クローンを選別した。現在、この約1000クローンから性染色体由来のものをサザンブロットハイブリダイゼーションにより検索しているが、2日胚(stages 12-13)の段階ですでに雌特異的発現の著しい219クローンが選別されたことは、従来の研究よりさらに早い発生ステージに注目して性決定、初期性分化に関与する遺伝子を検索する必要性を示した。本研究で対象とした初期胚で雌特異的に発現する遺伝子の多くはコピー数を均一化したcDNAプローブで検出されるので、コピー数の少ないmRNAを与えるものと考えられる。これまでに、2日胚で発現するW染色体上の遺伝子として先に水野グループで見いだしたspindlin遺伝子のcDNAクローンが同定された。4日胚からは性染色体上の遺伝子ではないが、BRK1(BMP receptor kinase 1),Rent1(regulator of nonsense transcript 1)のcDNAクローンが同定され、性決定、性分化への関与に興味がもたれる。

これまでに、2日胚で発現するW染色体上の遺伝子として先に水野グループで見いだしたspindlin遺伝子のcDNAクローンが同定された。4日胚からは性染色体上の遺伝子ではないが、BRK1(BMP receptor kinase 1),Rent1(regulator of nonsense transcript 1)のcDNAクローンが同定され、性決定、性分化への関与に興味がもたれる。
エナメル芽細胞の分化段階において時期特異性に発現するmRNAの同定と機能解析

前年度,differential display法により得られたエナメル芽細胞に発現している遺伝子のシークエンスをもとに,それぞれのクローンからT3,T7 RNA Polymeraseを用いてDIG標識RNAプローブを作製し、in situ hybridizationに用いた。さらにクローニングしたシークエンスをもとにプライマーを作製し,エナメル芽細胞の3分割したステージごとにRT-PCRを行いクローンのスクリーニングを行った。その結果,エナメル芽細胞に時期特異的に発現していると思われる5つのクローンが得られた。それら5つのクローンのDNA配列は既存の遺伝子とホモロジーはあるが、新規の遺伝子である可能性が高かった。また,in situ hybridizationとRT-PCRから,それらの発現はすべて基質分泌期のエナメル芽細胞に多く,成熟期前期以後はシグナルが消失していた。また、程度の差はあるがそれぞれ骨芽細胞にも発現が認められた。そのうちの一つのクローンである,I6-cクローンはエナメル芽細胞・象牙芽細胞・骨芽細胞に特異的に発現しており,硬組織形成過程でなんらかの関与をしている可能性が考えられる。また,エナメル芽細胞のRT-PCRからfibronectinのシークエンスが得られ,成熟期後期に多く発現していることがin situ hybridization法・免疫組織染色法により確認された。このことから,エナメル芽細胞が鉄を分泌する時期の前後で,fibronectinが何らかの役割を果たしていることが推測される。ラット上顎切歯のエナメル芽細胞を3分割に剥離し、歯胚側からそれぞれ基質形成期,成熟期前期,および成熟期後期とし,それぞれの細胞層からtotal RNAを回収した。このtotal RNAをテンプレートとして,下流アンカープライマー(VT15,V:A,G,orC)を用いた逆転写反応を行い,次いで上流プライマー(20-21mer)を添加しPCRを行った。得られたPCR産物をポリアクリルアミドゲルで展開,銀染色した後,3つの細胞分化段階で産生量の違いが見られるバンドのDNAのシークエンスを行った。その結果,幾つかの興味深いクローンを得ることが出来た。(3種類の上流プライマーを用い,次のようなタンパク質をコードする遺伝子とホモロジーの高い遺伝子断片が単離できた。分泌期:ヘパリン結合増殖因子2(ホモロジー58%),フィブーリン2(60%),ウロキナーゼタイププラスミノーゲンアクチベータ-受容体(72%),ad-1抗原(98%),成熟期前期:チトクロームp450(76%),膜コファクタータンパク質(66%),成熟期後期:トランスフェリン(73%),LIMタンパク質(80%))現在,これらのクローンをRT-PCR法を用いてエナメル芽細胞に時期特異的に発現していると考えられるPCR産物をスクリーニング中である。今後,これらのクローンをin situハイブリダイゼーション法,ノーザンブロット法を用いてさらにスクリーニングし,最終的に特定のクローンの全長シークエンスを解析する。
植物における色素体の動態と病原菌応答に関する研究

炭疽病菌接種後のシロイヌナズナ表皮細胞表層側への色素体出現率は野生型植物Col-0よりpen2変異体で高く、本現象がPEN2関連免疫より下層で起こることが示唆された。また、適応型菌(アブラナ科炭疽病菌)より不適応型菌(クワ炭疽病菌、ウリ類炭疽病菌)接種時に色素体応答は強く、非宿主抵抗性に関与する可能性がある。炭疽病菌の侵入菌糸形成不全株は色素体応答を誘導するが、貫穿糸形成不全株は全く誘導しなかった。また、炭疽病菌の侵入点に形成されるパピラはCol-0とpen2の両方で同程度であった。以上より、炭疽病菌の侵入行動ではなく侵入に付随する行為を植物が認識して本現象を誘導すると示唆された。1.はじめに、シロイヌナズナの表皮細胞表層側における色素体出現が、接種する炭疽病菌により差異が認められる現象かどうか検討を行った。その結果、色素体の出現率は、シロイヌナズナに感染できないクワ炭疽病菌(不適応型菌)に対しては高いが、シロイヌナズナを宿主とするアブラナ科炭疽病菌(適応型菌)の接種時には劇的に低下することがわかった。このことは、本現象が非宿主抵抗性に関与する可能性を示唆しており、適応型菌は本現象を抑制する機能を有すると推定される。このうち、色素体分裂関連遺伝子の変異株について、T-DNAの挿入をPCR法により確認後、葉肉細胞における葉緑体数の減少とサイズの肥大を観察し、当該遺伝子の変異を確認した。これらの株に適応型のアブラナ科炭疽病菌を接種し、表皮細胞表層側における色素体出現および病害抵抗性への影響を解析した。その結果、色素体出現率に若干の低下が認められた。また、本菌の壊死斑形成は、ftsZ1株およびftsZ2株でわずかに低下している可能性が考えられたが、他の変異株では影響は認められなかった。このことから、適応型菌への病害抵抗性には色素体分裂関連遺伝子はほとんど影響しないことが示唆された。色素体の分化・分裂・細胞内移動等、動態関連遺伝子のシロイヌナズナ変異株を入手する作業と当該遺伝子の変異確認作業に多少の時間を要した。現在、色素体分裂関連遺伝子の変異株についてのみ、病原性試験および色素体応答解析を行っている段階であるが、その他変異株に関しても順次解析を進めている。また、不適応型炭疽病菌と適応型炭疽病菌のそれぞれに対する色素体応答が異なることを発見したことにより、本現象が炭疽病菌抵抗性へ関与する可能性が高まったことを考慮すると、進捗状況はおおむね順調である。1.アブラナ科植物であるシロイヌナズナの表皮細胞色素体は、適応型のアブラナ科炭疽病菌感染時に目視による変化は特にみられない。しかし、不適応型のクワ炭疽病菌を接種すると表層側へ出現することを平成27年度に発見している。平成28年度は、色素体が実際に表皮細胞の表層側へと出現していることを明確にするため、共焦点レーザー顕微鏡によるZ-Stack解析を行った。その結果、色素体は炭疽病菌の感染器官である付着器が存在する表皮細胞の表層側で多く検出されることが確認された。2.別の不適応型菌であるウリ類炭疽病菌を用いて同様に色素体応答を解析した。その結果、興味深いことに野生型のシロイヌナズナはウリ類炭疽病菌に対して色素体応答を起こさなかった。一方で、病原糸状菌に対する侵入抵抗性に関与するPEN2遺伝子を破壊したシロイヌナズナを用いると十分な色素体応答が起こることが明らかになった。この結果は、色素体応答がPEN2関連防御機構より下層で起こる現象であることを示唆している。3.シロイヌナズナPEN2株を用いてウリ類炭疽病菌の貫穿糸形成不全株に対する色素体応答を解析した。その結果、貫穿糸形成不全株に対しては色素体応答が全く起こらないことを見出した。炭疽病菌の貫穿糸は植物への侵入に必須な器官であることから、シロイヌナズナの色素体は炭疽病菌の貫穿糸を介した侵入行動もしくはそれに付随する行為を認識して表層側へと出現すると推定された。本成果を含めた内容は第16回糸状菌分子生物学コンファレンスにて発表した。二種類の不適応型菌(クワ炭疽病菌、ウリ類炭疽病菌)に対するシロイヌナズナの色素体応答に大きな差異が認められ、不適応型菌に共通する現象ではない可能性が浮上した。これは当初予想していない展開ではあったが、PEN2が関与する防御応答経路に変異があれば、同様に色素体応答が起こることを発見し、当初の計画通り研究を進めることができた。さらに、色素体応答を誘起するシグナルの探索では、炭疽病菌の貫穿糸を介した侵入行動の関与を見出すところまできており、本研究はおおむね順調に進展している。1.アブラナ科植物であるシロイヌナズナ野生型の表皮細胞色素体が炭疽病菌の接種に応答して表層側へと出現する現象について、本現象は適応型のアブラナ科炭疽病菌接種時には弱く、不適応型のクワ炭疽病菌接種時には強いことを見出していた。

一方で、同じく不適応型のウリ類炭疽病菌の場合は、シロイヌナズナpen2変異体に接種したときのみ同現象が起こるが、アブラナ科炭疽病菌に対するpen2変異体の応答は弱い。平成29年度にはより詳細な解析を行い、クワ炭疽病菌の胞子を蒸留水で十分に洗浄した場合には本現象が起こりにくいが、ウリ類炭疽病菌と同様にpen2変異体に対しては十分に色素体が応答することを見出した。クワ炭疽病菌は周囲の糖により誘導されるメラニン化付着器に依存しない感染モード(HTE)を取りやすいため、培地成分等の混入によりわずかに誘導されたHTEがシロイヌナズナ野生型で色素体応答を起こしていた可能性が考えられた。この点についてさらに言及するため、他の数種の炭疽病菌を同解析に用いたところ、pen2変異体では全て色素体応答がみられたが、野生型では1種を除いて十分な応答は起こらなかった。本現象はPEN2関連免疫の下層に位置すると予想されるため、PEN2関連免疫をわずかでも突破している炭疽病菌が本現象を引き起こすと予想した。2.色素体応答は炭疽病菌の貫穿糸を介した侵入行動、もしくはその付随行為により誘導されることを見出していた。平成29年度は、炭疽病菌の侵入点において物理的障壁として形成パピラ(植物免疫の一種)を解析した。その結果、ウリ類炭疽病菌の接種に対して色素体が応答しないシロイヌナズナ野生型と応答するpen2変異体のどちらにおいても、同程度のパピラが形成されていることが明らかになった。このことは、色素体応答とパピラ形成に相関がないことを示している。炭疽病菌接種後のシロイヌナズナ表皮細胞表層側への色素体出現率は野生型植物Col-0よりpen2変異体で高く、本現象がPEN2関連免疫より下層で起こることが示唆された。また、適応型菌(アブラナ科炭疽病菌)より不適応型菌(クワ炭疽病菌、ウリ類炭疽病菌)接種時に色素体応答は強く、非宿主抵抗性に関与する可能性がある。炭疽病菌の侵入菌糸形成不全株は色素体応答を誘導するが、貫穿糸形成不全株は全く誘導しなかった。また、炭疽病菌の侵入点に形成されるパピラはCol-0とpen2の両方で同程度であった。以上より、炭疽病菌の侵入行動ではなく侵入に付随する行為を植物が認識して本現象を誘導すると示唆された。入手したシロイヌナズナ変異株に関して、引き続き、病原性試験と色素体応答解析を実施する。また、新たに不適応型のウリ類炭疽病菌を用いてシロイヌナズナの色素体応答を解析し、不適応型菌に特異的な現象かどうかを評価する。そして、当初の計画通り、色素体応答を誘導する炭疽病菌のシグナルについても解析を実施し、下流の色素体応答に繋がる炭疽病菌の認識機構を明らかにする。色素体応答が炭疽病菌抵抗性に関与するかという課題に対して、入手したシロイヌナズナ変異株(分裂・分化・細胞内移動関連遺伝子変異株)を用いて病原性試験を実施し、解析する。また、色素体応答を誘起するシグナルをさらに詳細に特定するため、貫穿糸を介した侵入行動に付随した現象と色素体応答の関連性を解析する。具体的には、炭疽病菌の貫穿糸から分泌される病原性因子の認識や傷害応答を候補として予想している。植物病理学当初の計画通り、平成28年度日本植物病理学会大会へ参加したが、出張期間が平成28年3月20日から3月23日と年度末であったため、平成28年度分の支出として会計処理を行う手続きを行った分が含まれる。また、シロイヌナズナ種子の購入代金も年度末であったため平成28年度支出として手続きを行った。その他、平成27年度に研究図書の購入がなかったこととも理由の一つに挙げられる。未使用額は、平成28年度日本植物病理学会大会への出張経費およびシロイヌナズナ種子購入代金として使用する。また、次年度における研究図書の購入、学会への参加費として使用する計画である。
熱的非平衡二相流の流動・伝熱特性と緩和現象

本研究は,我が国での次世代軽水炉の開発に対する意志決定を行う上で必要となる沸騰二相流の熱水力学的特性の解明と軽水炉の安全解析コードで用いられている過渡二相流の数値解析の高度化を目的としている.本年度は,昨年度に引き続き高温・高圧水の高速流れにより定常状態で過熱水を形成させ,過熱水の巨視的緩和過程を機構的にモデル化するための基礎データを取得し,人為的に気泡核を形成させ緩和過程に及ぼす気液界面積濃度の影響を実験的,解析的に研究を行い,以下のこと明らかにした.(1)高温・高圧水の高速流れの圧力降下により発生する過熱水の緩和開始点に関してJoncsのモデルを修正したモデルを提唱し,緩和開始点における過小圧力,緩和開始に必要な距離と時間を説明した.(2)熱的非平衡状態は気液界面での相変化により平衡状態に緩和していく.巨視的な過熱水の緩和開始は気液界面積濃度の増加により速くなる.気泡流(αo≦0.3)では,巨視的緩和過程開始の条件は高温水の過熱度の過熱領域の通過時間による積分値と界面積濃度との間に密接な関係があり,巨視的な緩和過程の開始のしきい値としてクオリティが3x10^<-5>の値になる条件を得た.(3)気液界面熱伝達率に関する新しい相関式を得た.この相関式を二流体モデルの解析コードに組み込み,前章の緩和開始点と圧力損失の実験結果を解析して比較した結果,両者にはよい一致が見られた.本研究は,我が国での次世代軽水炉の開発に対する意志決定を行う上で必要となる沸騰二相流の熱水力学的特性の解明と軽水炉の安全解析コードで用いられている過渡二相流の数値解析の高度化を目的としている.本年度は,昨年度に引き続き高温・高圧水の高速流れにより定常状態で過熱水を形成させ,過熱水の巨視的緩和過程を機構的にモデル化するための基礎データを取得し,人為的に気泡核を形成させ緩和過程に及ぼす気液界面積濃度の影響を実験的,解析的に研究を行い,以下のこと明らかにした.(1)高温・高圧水の高速流れの圧力降下により発生する過熱水の緩和開始点に関してJoncsのモデルを修正したモデルを提唱し,緩和開始点における過小圧力,緩和開始に必要な距離と時間を説明した.(2)熱的非平衡状態は気液界面での相変化により平衡状態に緩和していく.巨視的な過熱水の緩和開始は気液界面積濃度の増加により速くなる.気泡流(αo≦0.3)では,巨視的緩和過程開始の条件は高温水の過熱度の過熱領域の通過時間による積分値と界面積濃度との間に密接な関係があり,巨視的な緩和過程の開始のしきい値としてクオリティが3x10^<-5>の値になる条件を得た.(3)気液界面熱伝達率に関する新しい相関式を得た.この相関式を二流体モデルの解析コードに組み込み,前章の緩和開始点と圧力損失の実験結果を解析して比較した結果,両者にはよい一致が見られた.本研究は、軽水炉の安全解析上未解明な現象の一つである熱的非平衡二相流の緩和現象を取り上げている。想定される事象は時間的な過渡現象であるが、本研究では、高温高圧水の急加速流れを取り上げ、急激な圧力降下により過熱水を発生させ、過熱水が自己蒸発により飽和状態に遷移する緩和過程を調べる研究を行った。特に、流れの熱的状態に余り影響を与えず、人為的に気泡核を発生させることができる幅10mmのヒータの加熱により、過熱水の自己蒸発による緩和過程に与える気泡核数の影響を調べる研究を行った。巨視的な水温は、試験流路を十分に断熱することにより、壁温計測から求め、流れ方向の圧力分布は差圧変換器により計測した。本研究では、水が過熱開始する位置、即ち、飽和状態になる位置を起点に選び、過熱水温の低下開始点をもって巨視的な緩和開始点と定義している。本年度は以下のことを明らかにした。(1)巨視的な緩和開始点までの圧力勾配は線型であり、巨視的には水単相流と見なせる。巨視的な緩和開始点より下線では、二相流による摩擦損失の増加により、圧力勾配は線型からずれ大きくなる。このことは、本研究の計測方法の妥当性を検証している。(2)人為的に気泡核を形成させない場合には、過熱状態の開始から、過熱水が巨視的に自己蒸発を開始するまでの時間と、水の最大過熱度、最大過熱度に相当する圧力差を実験的に求め、Jonesのモデルを改良したモデルにより実験結果を説明した。(3)人為的な気泡核の過熱水の緩和距離、緩和時間は、人為的な気泡核を発生させるヒータ部でのサブクール度が1K以下の場合には、ヒータ部で発生する気泡核によるボイド率で統一的に整理できる。(4)緩和過程の支配因子として、過熱開始点から緩和開始点までの過熱度を通過時間で積分した値を選択し、緩和開始をこのパラメータと初期ボイド率で説明できる。本年度の研究から以下のことが明らかになった.1.今日の過渡二相流の数値解法の主流である二流体一圧力モデルは基礎式が不適切性であり,差分式の数値粘性効果と気液界面の剪断応力の作用を利用して安定な数値解を得ている.このため解の一義性が保証されていない.

そこで,基礎式と数値解法を再検討し,一義的な解が存在する数値解法として,オイラー法とラグランジ法を組み合わせた新しい過渡二相流の数値解法のアーキテクチャを確立した.2.過渡二相流の数値解析上困難さに遭遇する局所的に熱的非平衡状態について,本研究では,定常状態で熱的非平衡状態が形成できる高温高圧水の加速流を取り上げ,気泡核の存在に着目して,過熱液が蒸発し,飽和状態に遷移する緩和過程について,気泡数密度の影響を実験的解明し,現象をモデル化する研究を行い,過熱液の自己蒸発過程は過熱度のみに依存するのではなく,過熱状態の時間積分値,即ち,平均過熱度と通過時間の積により支配されることを明らかにした.このことは,巨視的な熱的非平衡の緩和現象が開始するのは,気液界面積濃度と過熱度の積にしきい値が存在することを物語っている.3.現行のTRACやRELAP5に代表される軽水炉の安全解析コードで用いられている気液界面の熱伝達率と界面積濃度の構成式の組み合わせは,熱的非平衡状態を短時間の内に平衡状態に緩和できるように過大評価されており,熱的非平衡二相流の緩和現象をシミュレーションするという観点では改良する必要があることが明らかになった.4.流路口径をパラメータとする実験を行い,50μm以下の口径の流路では過熱液の自己蒸発は巨視的には生じないことを明らかにした.本研究は,我が国での次世代軽水炉の開発に対する意志決定を行う上で必要となる沸騰二相流の熱水力学的特性の解明と軽水炉の安全解析コードで用いられている過渡二相流の数値解析の高度化を目的としている.本年度は,昨年度に引き続き高温・高圧水の高速流れにより定常状態で過熱水を形成させ,過熱水の巨視的緩和過程を機構的にモデル化するための基礎データを取得し,人為的に気泡核を形成させ緩和過程に及ぼす気液界面積濃度の影響を実験的,解析的に研究を行い,以下のこと明らかにした.(1)高温・高圧水の高速流れの圧力降下により発生する過熱水の緩和開始点に関してJonesのモデルを修正したモデルを提唱し,緩和開始点における過小圧力,緩和開始に必要な距離と時間を説明した.(2)熱的非平衡状態は気液界面での相変化により平衡状態に緩和していく.巨視的な過熱水の緩和開始は気液界面積濃度の増加により速くなる.気泡流(αo≦0.3)では,巨視的緩和過程開始の条件は高温水の過熱度の過熱領域の通過時間による積分値と界面積濃度との間に密接な関係があり,巨視的な緩和過程の開始のしきい値としてクオリティが3x10^<-5>の値になる条件を得た.(3)気液界面熱伝達率に関する新しい相関式を得た.この相関式を二流体モデルの解析コードに組み込み,前章の緩和開始点と圧力損失の実験結果を解析して比較した結果,両者にはよい一致が見られた.
金属錯体ナノ空間を利用した糖鎖構造の制御

糖鎖の機能性向上のため、より精密な糖鎖構造の構築が求められ、有機化学をベースとした保護・脱保護反応を繰り返す手法や、単糖モノマーからの酵素重合法などが開発されてきた。しかし、糖が有する複数の水酸基を適切に反応させ、望みの糖鎖構造に連結していくことは極めて困難であり、迅速・大量かつアトムエコノミーに糖鎖を精密合成できる手法の開発が望まれている。本研究では無水グルコースの開環重合を多孔性金属錯体の一次元や三次元細孔中で行うことで、多数の反応性水酸基を有する糖鎖の成長反応における次元性を制御し、分岐構造の少ない糖鎖や多孔性糖鎖材料を得ることが出来た。金属イオンと有機配位子からなる多孔性金属錯体の細孔を糖鎖合成の反応場として利用し、制御合成を行う。多孔性金属錯体はゼオライトや活性炭などの従来の多孔性物質では実現しにくい、「完璧に近い規則性」、「設計性の高さ」を特徴として有する。このナノ空間を予め糖鎖がちょうど一本で包接される大きさに設計した上で、単糖の配向・位置・距離を制御し、単糖を連結することが出来れば、得られる糖鎖の1次構造を精密に制御できることが期待される。更に、多孔性金属錯体の次元性を2次元、3次元とコントロールすることによって、高次構造の制御も可能になることが期待できる。そこで我々はまず、糖鎖の一次構造の制御を目的に、単糖の大きさ(0.7 nm)に近い一次元のナノ細孔(1.1 nm)を持つ多孔性金属錯体を合成し、その細孔内で種々の単糖の重合を試みた。最初に最も一般的な、逐次重合であるグルコースの脱水重縮合を試みたが、糖鎖が得られなかった。この原因を細孔内での分子運動性が原因であると考え、重合法を連鎖重合である無水糖の開環重合に変更したところ、糖鎖の合成が確認された。また、一般的な溶液やバルク中での重合により得られる糖鎖は、架橋構造を形成するためにあらゆる溶媒に不溶となるが、細孔内で重合した糖鎖は架橋構造が形成せず、水やDMFなど、一般的な溶媒に完全に溶解した。更にこの糖鎖の熱安定性は、その直線性により溶液やバルク中で合成した糖鎖よりも高い熱安定性を示した。通常、糖鎖の重合において、得られる糖鎖の構造を制御することは難しく、本法の新しい糖鎖の構造制御法としての有用であることが分かった。研究全体の構想は、まず1次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を用いて糖鎖の一次構造の制御を行うことに始まり、ゴールは2、3次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用し、その次元性を反映した糖鎖シートや多孔性糖鎖材料などを合成することにある。当初は多孔性金属錯体や合成ルートの選定に時間を要すると考えており、本申請の期間内では、研究の基幹となる細孔内での糖鎖合成の方法の確立することを目標としていた。具体的には一次元細孔内で多糖を合成し、その構造を明らかにすることを目標としていた。しかし、幸いにも酸耐性の多孔性金属錯体と無水糖の開環重合という組み合わせにて多糖が合成でき、更に構造も制御可能であった。そのため、現在は3次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用した多孔性糖鎖材料の合成に着手している。更にその中で糖鎖の形成を確認することが出来ており、当初の予想を上回るペースで研究が進行している。前年度までに我々は、単糖の大きさ(0.7 nm)に近い一次元のナノ細孔(1.1 nm)を持つ多孔性金属錯体を合成し、その細孔内で単糖の重合を行うことによって、一般的な溶液やバルク中での重合により得られる糖鎖とは異なり、架橋構造を形成せずに、直鎖に近い構造の糖鎖が得られることが分かった。本年度は糖鎖の次元性の制御を目的に、単糖を三次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体内で重合を行った。得られる糖鎖は多孔性金属錯体の粒径サイズを反映し、更に興味深いことに、ナノメートルサイズの細孔を保持していることも確認された。この糖鎖の細孔サイズや粒径サイズは用いる多孔性金属錯体や重合条件により系統的にコントロール可能であった。この多孔性糖鎖材料内には薬剤やたんぱく質が導入可能であり、導入された物質は細孔や粒径のサイズにより放出速度がコントロール可能であったことから、ドラッグデリバリーシステムへの応用も期待できる。通常、糖鎖の重合においては、得られる糖鎖の構造を制御することは難しく、本法が新しい糖鎖の構造制御法としての有用であることが分かった。

研究全体の構想は、まず1次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を用いて糖鎖の一次構造の制御を行うことに始まり、ゴールは2、3次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用し、その次元性を反映した糖鎖シートや多孔性糖鎖材料などを合成することにある。当初は多孔性金属錯体や合成ルートの選定に時間を要すると考えており、本申請の期間内では、研究の基幹となる細孔内での糖鎖合成の方法の確立することを目標としていた。具体的には一次元細孔内で多糖を合成し、その構造を明らかにすることを目標としていた。しかし、幸いにも酸耐性の多孔性金属錯体と無水糖の開環重合という組み合わせにて多糖が合成でき、更に構造も制御可能であった。そして、3次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用した多孔性糖鎖材料の合成とその応用へのポテンシャルも評価も行うことが出来、当初の予想を上回るペースで研究が進行している。現在は、得られた多孔性糖鎖材料のドラッグデリバリー以外への応用を模索している。金属イオンと有機配位子からなる多孔性金属錯体の細孔を糖鎖合成の反応場として利用し、制御合成を行う。多孔性金属錯体はゼオライトや活性炭などの従来の多孔性物質では実現しにくい、「完璧に近い規則性」、「設計性の高さ」を特徴として有する。このナノ空間を予め糖鎖がちょうど一本で包接される大きさに設計した上で、単糖の配向・位置・距離を制御し、単糖を連結することが出来れば、得られる糖鎖の1次構造を精密に制御できることが期待される。更に、多孔性金属錯体の次元性を2次元、3次元とコントロールすることによって、高次構造の制御も可能になることが期待できる。我々はまず、糖鎖の一次構造の制御を目的に、単糖の大きさ(0.7 nm)に近い一次元のナノ細孔(1.1 nm)を持つ多孔性金属錯体を合成し、その細孔内で単糖の重合を試みた。一般的な溶液やバルク中での重合により得られる糖鎖は、架橋構造を形成するためにあらゆる溶媒に不溶となるが、細孔内で重合した糖鎖は架橋構造が形成せず、水やDMFなど、一般的な溶媒に完全に溶解した。更にこの糖鎖の熱安定性は、その直線性により溶液やバルク中で合成した糖鎖よりも高い熱安定性を示した。通常、糖鎖の重合において、得られる糖鎖の構造を制御することは難しく、本法の新しい糖鎖の構造制御法としての有用であることが分かった。多孔性金属錯体の細孔が糖鎖の構造に影響を与えることが分かったため、次は成長反応における次元制御を行った。具体的には三次元の細孔を有する多孔性金属錯体内で重合を行い、多孔性の糖鎖を得た。この糖鎖は溶液重合より得られる糖鎖よりも広い比表面積を有していた。また、この多孔性糖鎖の細孔や比表面積は反応条件によりコントロール可能であった。多孔性糖鎖材料は、生体適合性を有することから、薬剤の放出材料としての応用が期待出来る。糖鎖の機能性向上のため、より精密な糖鎖構造の構築が求められ、有機化学をベースとした保護・脱保護反応を繰り返す手法や、単糖モノマーからの酵素重合法などが開発されてきた。しかし、糖が有する複数の水酸基を適切に反応させ、望みの糖鎖構造に連結していくことは極めて困難であり、迅速・大量かつアトムエコノミーに糖鎖を精密合成できる手法の開発が望まれている。本研究では無水グルコースの開環重合を多孔性金属錯体の一次元や三次元細孔中で行うことで、多数の反応性水酸基を有する糖鎖の成長反応における次元性を制御し、分岐構造の少ない糖鎖や多孔性糖鎖材料を得ることが出来た。3次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用した多孔性糖鎖材料の合成を行う。多孔性材料はその構造的特徴から様々な分野で注目されている材料である。例えば、その広い比表面積により多量の分子を吸着することが可能なため、吸着剤に応用されている。
外食産業向け青果物流通システムの機能高度化と再編に関する研究

平成30年度は、卸売市場の外食産業向け流通に関して実態調査を実施したほか、研究分担者のそれぞれの役割に基づいた実態調査、文献整理、資料整理等を行った。卸売市場に関する調査では、東北地方でも最大規模の仲卸を対象に、業務用需要者に対する販売の動向と、そこでの受発注や販売管理の方法、安定供給を実現するための方策について情報を収集した。また、卸売会社に対しても調査をおこない、外食産業向け流通において求められる品質や価格の安定性を実現することを難しくしている要因について分析を進めた。以上の調査の結果、仲卸業者における外食産業向けの野菜供給においては、全国規模でチェーン展開する外食産業よりも、ホテル等の中規模以下の需要者への供給が中心であることが明らかとなった。また、市場外の青果物卸売会社については、有価証券報告書等の資料を利用し、事業の動向に関する基礎的な情報の収集をおこなった。さらに、流通システムの起点となる青果物産地において、外食産業向け流通に対応するためのイノベーションを進展させるための方策として、生産者組織による技術対応のあり方に関する分析をおこなった。このようなイノベーションを促進するための仕組みについて、「産地イノベーション・システム」という概念を設定し、それに参画する生産者や農協、試験研究機関等の役割について考察をおこなった。この研究成果については、学会での口頭発表をおこなうとともに、書籍として取りまとめ刊行する準備を進めている。予定した調査を概ね実施し、貴重な情報やデータを収集できた。さらに、文献研究や有価証券報告書等のデータを利用し研究を進めることができた。その結果、外食産業向け青果物流通における産地側の対応について研究成果を学会で発表することができた。平成30年度の研究成果を踏まえて調査項目を精査したうえで、本研究のメインテーマである市場外の野菜卸売業者に対する調査を本格的に実施する。また、卸売市場側の対応についても調査地域を東北から首都圏に広げていきたい。これらにより、需給調整の方法、品揃え、受発注体制、加工や物流機能等の観点から、市場流通と市場外流通を比較するためのデータを蓄積し、市場外流通拡大の要因に関する仮説の検証をおこなっていきたい。以上により得られた成果を学会発表をおこない、論文として公表する。平成30年度は、主な調査先を東北地方としたため、旅費が低く抑えられ、物品費でも予定の金額より節約できたために、残額が生じた。平成31年度は、首都圏の企業に調査を実施予定なので、そのための旅費に費消する予定となっている。