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ジョージ・Ａ・バーミンガムを中心に、北アイルランド小説の普遍的意義に関する研究

ジョージ・A・バーミンガムを中心に日本ではあまり読まれることのない北アイルランドの小説家たちの、時と国を超えた普遍的意義の解明を試みた。バーミンガムに関しては、ダグラス・ハイドとの書簡の調査をもとに、彼の初期の政治小説がアイルランドの歴史を変えてしまうほどの影響力を持っていたことを実証した。この騒動がもとでバーミンガムは、キリスト教聖職者の立場から、人間の融和のためにはユーモアが不可欠であることを訴える小説を書き続けた。またバーミンガムの子孫に出会い、貴重な資料を提供してもらえたことも今後の研究につながる大きな成果だった。予定通りにダブリン大学トリニティ校古文書研究図書館、アイルランド国立図書館、メイヨー県キャスルバー図書館図書館でバーミンガムに関する研究を行い、日本英文学会九州支部大会での研究発表、『別府大学短期大学部紀要』第34号への論文発表ができた。バーミンガムのホームページに関しても作品の内容と参考文献をアップデートすることができた。現代北アイルランド小説に関しても、予定通り日本アイルランド協会『エール』第34号に論文発表ができた。ただ平成26年5月に予定していた日本アイルランド協会文学研究会での現代北アイルランド小説に関する研究発表が、天候不順による飛行機のキャンセルでできなくなってしまったのが誤算であった。ジョージ・A・バーミンガムに関して日本語、英語で作成したホームページで略歴、作品(小説・ノンフィクション)、参考文献(研究書・論文)、研究機関を紹介している。作品と研究書に関しては概要も記載している。アイルランド文学当研究者の研究課題は北アイルランド小説の普遍的意義であるが、今後は北アイルランド小説が示す「ユーモア」の普遍的意義に焦点を当てて研究する。北アイルランドは、ジョージ・A・バーミンガムの時代以前からイギリスとの紛争に苦しんできた。紛争に苦しみ、それを克服しようとする北アイルランドの人々はユーモアと優しさに溢れている。バーミンガムやパタソンはそのような人々を描き続けてきた。アイルランド自体が過去からユーモアのセンスで有名な国だが、それらと比較して北アイルランド小説が示すユーモアの独自性と世界の人々の心に訴える普遍性を解明したい。今後は実際に北アイルランドの小説家たち、ダブリン大学トリニティ校の研究者たちに出会い、北アイルランドの社会、文化、文学等に関して議論を行う予定である。研究を遂行する上での課題は手に入りにくい文献があることだが、インターネット等を通して根気よく探すつもりである。年度当初に立てた論文発表1本、学会発表3回、一般向け講義2回、ホームページの更新という予定をいずれもこなすことができた。
アジア諸国におけるジャガイモ疫病菌の交配型に関する研究

本研究はアジア地域(韓国、インドネシア、インド、台湾、タイおよび日本)のジャガイモ疫病菌の交配型の分布、メタラキシル耐性菌の分布を調べ、アイソザイムの遺伝子型の同定を行い、供試菌株の起源や、これらの形質の関連性などを明らかにすることを目的としたものである。1.疫病の発生と分離(1)韓国においては平成4年6月から7月にかけて、全羅北道、忠清南道における疫病の発生状況を調査した。発生は各地とも全般的に少なく、発生圃場においてもほとんどが少発生であった。結局、20地点から罹病ジャガイモを採集して、全北大学農生物学科に持ち帰り、病原菌の分離を行った。その結果36分離株を得た。(2)インドネシアにおいては、平成4年11月から12月にかけて、ジャワ島全域の8県およびスマトラ島の3県のジャガイモおよびトマト圃場における疫病の発生状況を調査した。調査した圃場のほとんどすべての圃場で疫病が発生していた。ジャガイモ45圃場、トマト16圃場から病植物を採集して、レンバン園芸作物研究所に持ち帰り、疫病菌の分離を試みた。ほぼすべてで疫病菌が確認され、純粋分離株を得た。(3)インドにおいては、平成5年1月から2月末にかけて、北部インドを中心にして、ジャガイモ圃場における疫病の発生状況を調査した。調査したほとんどの圃場で疫病の発生が認められた。ジャガイモ55圃場から病植物を採集して、バラナシヒンドウ大学・植物病理学研究室に持ち帰り、病原菌の分離を行った。ほとんどの試料から疫病菌が確認され、35圃場から純粋分離株を得た。(4)台湾においては、平成5年5月から6月にかけて、ジャガイモおよびトマト圃場における疫病の発生状況を調査した。38圃場から罹病葉を採集し、台北市台湾林業試験場に持ち帰り、病原菌の分離を行い、43菌株を得た。(5)タイにおいては、平成5年12月から平成6年1月にかけて、北部および東北部の疫病の発生を調査し、罹病葉をチェンマイ大学に持ち帰り分離に供した。24地点のジャガイモおよびトマトから57菌株を得た。2.交配型、メタラキシル耐性、アイソザイムの分析(1)本研究に供試した菌株の交配型は、韓国の菌株がA2タイプ、インドの菌株がA1タイプ、台湾の菌株がA1タイプ、インドネシアの菌株がA2タイプであり、国により交配型は単一の様相を呈した。タイには日本と同様A1、A2の両タイプが存在していることが明らかになりつつある。(2)メタラキシル耐性菌は韓国、インドネシアで高い頻度で確認された。台湾では42菌株中3菌株がメタラキシル耐性菌で、その3菌株のED50値も極めてメタラキシル濃度0.1ppmに近いので、これらから耐性菌の頻度が増加していくものと思われる。インドでは耐性菌は発見されなかったが、これはジャガイモ疫病の防除剤としてマンゼブ系の薬剤の使用や防除をしていないことに起因するものと思われる。また、より詳しく感受性、耐性の度合いを確認するために、塊茎ディスク法による耐性検定を行う必要がある。(3)各菌株から抽出したサンプルを電気泳動することにより、アイソザイム(ME、GP1-1、PEP-1)の遺伝子型を調べた。韓国の菌株はME=90/100、GP1-1=100/100であった。インドの菌株はME=100/100、GP1-1=100/100であった。台湾の菌株はME=100/100、GP1-1=86/100であった。インドネシアの菌株はME=90/100、GP1-1=100/100であった。PEP-1はどの菌株からも検出できなかった。交配型と同様にアイソザイムの遺伝子型もK68を除き、国により単一の様相を呈した。(4)アイソザイムの遺伝子型から考えると、韓国、インドネシア、台湾の菌株は、日本の遺伝子型と類似していた。インドの菌株はヨーロッパの新しいタイプの菌株と同様の遺伝子型であった。(5)本研究において、交配型とアイソザイムの遺伝子型とメタラキシル耐性との関係にはかなりの相関が確認された。また、MEとGP1-1が連鎖しているMosaらの説(1992)がよりいっそう支持された。ジャガイモ

45圃場、トマト16圃場から病植物を採集して、レンバン園芸作物研究所に持ち帰り、疫病菌の分離を試みた。ほぼすべてで疫病菌が確認され、純粋分離株を得た。(3)インドにおいては、平成5年1月から2月末にかけて、北部インドを中心にして、ジャガイモ圃場における疫病の発生状況を調査した。調査したほとんどの圃場で疫病の発生が認められた。ジャガイモ55圃場から病植物を採集して、バラナシヒンドウ大学・植物病理学研究室に持ち帰り、病原菌の分離を行った。ほとんどの試料から疫病菌が確認され、35圃場から純粋分離株を得た。(4)台湾においては、平成5年5月から6月にかけて、ジャガイモおよびトマト圃場における疫病の発生状況を調査した。38圃場から罹病葉を採集し、台北市台湾林業試験場に持ち帰り、病原菌の分離を行い、43菌株を得た。(5)タイにおいては、平成5年12月から平成6年1月にかけて、北部および東北部の疫病の発生を調査し、罹病葉をチェンマイ大学に持ち帰り分離に供した。24地点のジャガイモおよびトマトから57菌株を得た。2.交配型、メタラキシル耐性、アイソザイムの分析(1)本研究に供試した菌株の交配型は、韓国の菌株がA2タイプ、インドの菌株がA1タイプ、台湾の菌株がA1タイプ、インドネシアの菌株がA2タイプであり、国により交配型は単一の様相を呈した。タイには日本と同様A1、A2の両タイプが存在していることが明らかになりつつある。(2)メタラキシル耐性菌は韓国、インドネシアで高い頻度で確認された。台湾では42菌株中3菌株がメタラキシル耐性菌で、その3菌株のED50値も極めてメタラキシル濃度0.1ppmに近いので、これらから耐性菌の頻度が増加していくものと思われる。インドでは耐性菌は発見されなかったが、これはジャガイモ疫病の防除剤としてマンゼブ系の薬剤の使用や防除をしていないことに起因するものと思われる。また、より詳しく感受性、耐性の度合いを確認するために、塊茎ディスク法による耐性検定を行う必要がある。(3)各菌株から抽出したサンプルを電気泳動することにより、アイソザイム(ME、GP1-1、PEP-1)の遺伝子型を調べた。韓国の菌株はME=90/100、GP1-1=100/100であった。インドの菌株はME=100/100、GP1-1=100/100であった。台湾の菌株はME=100/100、GP1-1=86/100であった。インドネシアの菌株はME=90/100、GP1-1=100/100であった。PEP-1はどの菌株からも検出できなかった。交配型と同様にアイソザイムの遺伝子型もK68を除き、国により単一の様相を呈した。(4)アイソザイムの遺伝子型から考えると、韓国、インドネシア、台湾の菌株は、日本の遺伝子型と類似していた。インドの菌株はヨーロッパの新しいタイプの菌株と同様の遺伝子型であった。(5)本研究において、交配型とアイソザイムの遺伝子型とメタラキシル耐性との関係にはかなりの相関が確認された。また、MEとGP1-1が連鎖しているMosaらの説(1992)がよりいっそう支持された。平成4年度においては、韓国、インドネシア、インドの3ヶ国におけるジャガイモ疫病の発生を調べ、疫病菌を分離した。韓国においては平成4年6月から7月にかけて、全羅北道、忠清南道における疫病の発生状況を調査した。発生は各地とも全般的に少なく、発生園場においてもほとんどが少発生であった。
拡張効用関数の一般化とヒト動機づけ行動への展開

効用関数(あるいは価値関数)は主体の価値観を定量的に表現するための数理モデルである。これまでの心理学や行動経済学の研究において、選択行動を用いた実験によって、効用関数の推定・定量がなされてきたが、これでは主体の"選好"のみ定量され、主体の欲求といった内的状態の変化を定量することはできない。一方これまでに、サルの水分摂取の欲求とそれを獲得するための動機づけ行動を詳しく調べ、主体の欲求といった内的状態の変化を定量した"飽和関数"を効用関数に付加した"拡張効用関数"を提唱し、動機づけ行動を説明しうることを示した(南本ら2009)。本研究は、拡張効用関数のヒト動機付け行動への一般化を目的とする。H24年度は拡張効用関数の一般化を目的とし、報酬獲得のために主体がかける費用(コスト)に着目し、報酬遅延が存在するdelay試行と遅延の間に行動を要求するwork試行の2条件を設け,それぞれのコスト量(遅延時間と仕事量)を操作した動機付け行動課題を作成した。合計8頭のマカクサルを対象に、行動データを採取し結果、work/delayとも報酬までに支払うコストが増えるほど、動機付けが下がり、またwork/delay試行に差がない個体(4頭)とwork試行で動機付けが下がる個体(4頭)に分けることができた.このwork/delayのコストの関係はセッション内での内的状態の変化によらず一定であることから、動機付けにおけるこれら2種類のコスト、セッション内での変化については、拡張効用関数とコストによる報酬割引を組み合わせた関数により説明することができた。拡張効用関数は遅延や仕事量などのコストによる価値割引と両立可能で、さらに一般化可能であり、動機付け行動制御の脳メカニズム解明やヒトの社会行動のモデル化に寄与するものと考えられる。当初の予定通り、H24年度に飽和関数の生理妥当性の検証実験を実施し、論文発表することができた。H23年度は拡張効用関数のおける飽和関数の一般化を目的とした。動機付け行動課題を遂行中の2頭サルを対象に、水を報酬とした行動課題中に採血を行い、脱水の生理指標である血中浸透圧を測定し(山田ら2010)、行動データから推定される飽和関数F(S)と実際の生体の飽和の程度(脱水の程度)の関係を詳しく調べた。血中浸透圧濃度は獲得した水報酬の量に従って減少し、その変化パターンは個体内ではセッションをまたいで有意な違いはなく、個体間では異なった。また採血した前後20分間の動物のパフォーマンスから、脱水度が高いと動機付けが高いという関係が得られた。さらにセッション内での動機付けの変化は、個体ごとの浸透圧濃度の変動パターンを用いても、飽和関数と同程度に説明できた。つまり、水報酬を獲得する動機付け行動は、脱水の程度で調節されている可能性を示唆し、飽和関数による動機付けの説明が生理学的に妥当であることを示唆する。このことは拡張効用関数が水分以外の欲求に対しても一般化しうる可能性を示し、動機付け行動制御の脳メカニズム解明やヒトの社会行動のモデル化に寄与するものと考えられる。

当初の予定通り、H23年度に飽和関数の生理妥当性の検証実験を実施し、論文発表することができた。当初の予定通り、H24年度に飽和関数の生理妥当性の検証実験を実施し、論文発表することができた。ヒトの動機付け行動を説明できるような、より一般化されたモデルを構築するために、(1)ヒトの行動データの取得とそのモデル化、(2)これまでの結果のより局所的なモデル化、の2項目について研究を進める方針である。
磁気刺激運動誘発電位を用いた遠位および近位筋同時性収縮時の下行性駆動の解析

前腕遠位筋から単一運動単位電位(single MUP)を記録しながら8の字コイルを用いて運動閾値の強度で大脳運動野を経頭蓋的刺激し,MUP出現潜時のばらつきをperistimulus time histogram(PSTH)で表すと,運動野に置くコイルの向きによって直接的に運動野の錐体細胞が刺激されるか,先に他の神経細胞の興奮が生じ,経シナプス的に運動野の錐体細胞が発射するかの差を検出することができる.われわれはパーキンソン病において1筋の随意運動時と,2筋の同時性随意運動を行わせて上記のPSTHパターンの変化を解析し,以下の結果を得た.1.上腕二頭筋から記録されるI waveの潜時は運動野に置かれる8の字コイルの向きによって変化し,その潜時差は錐体細胞にシナプス接続するどの細胞が優先的に刺激されるかによると考えられた.2.運動野に内向き電流が流れるように8の宇コイルを置くと,潜時の短いI waveが記録され,外向き電流が流れるように8の字コイルを置くと,潜時の長いI waveが記録された.すなわち,内向き電流では錐体細胞により近い細胞が優先的に刺激され,外向き電流では錐体細胞から比較的遠い細胞が優先的に刺激されると考えられた.3.このコイルの向きとI waveの潜時の関係は昨年報告された遠位筋での解析結果と同様であった.4.パーキンソン病患者では,第一背側骨間筋,上腕二頭筋のいずれからも外向き電流による長い潜時のI waveが導出しづらい傾向にある.したがって,外向き電流であっても刺激強度を上げていくと,最終的に短い潜時のI waveが記録された.5.この現象は上記二筋単独あるいは同時収縮いずれにも観察された.6.この現象はパーキンソン病では,視床から運動野への興奮性投射が減弱しているためと推定された.1目的手関節屈曲開始直前の前腕伸筋(FE),屈筋(FF)群の運動誘発電位(MEP)をパーキンソン病(PD)患者で記録し,premovement facilitationを解析した.2対象・方法振戦のないPD患者10例と年令を対応させた健常者(NC)10例を対象とした.被験者は坐位とし,眼前のダイオード点灯とともにできるだけ速く手関節を屈曲させ,FE/FFよりEMGを,手関節に装着したゴニオメータより関節角度変化を記録し,反応時間(RT)を求めた.経頭蓋的磁気刺激をダイオード点灯からRTの間で行ない,視覚刺激と磁気刺激との時間間隔(ISI)を0 msecからRTまで変化させ,各ISIでのFEとFFのMEP変化を記録した.アナログデータは今年度設備備品として購入したADコンバータを介してコンピュータに取り込み,統計学的解析を行った。3結果(1)NCではRT前約100-50 msecからFF-MEPに促通が認められ,促通効果はISIがRTに近づくにつれて増強した.(2)NCではFE-MEPに促通効果は見られなかった.(3)PDでは,FEにもRT前約100-50 msecからMEPの促通が見られ,促通効果はISIがRTに近づくにつれて増強した.4結論PDでは,手関節屈曲運動開始時に主動筋(FF)だけでなく拮抗筋(FE)にもpremovement facilitationが検出された.前腕遠位筋から単一運動単位電位(single MUP)を記録しながら8の字コイルを用いて運動閾値の強度で大脳運動野を経頭蓋的刺激し,MUP出現潜時のばらつきをperistimulus time histogram(PSTH)で表すと,運動野に置くコイルの向きによって直接的に運動野の錐体細胞が刺激されるか,先に他の神経細胞の興奮が生じ,経シナプス的に運動野の錐体細胞が発射するかの差を検出することができる.われわれはパーキンソン病において1筋の随意運動時と,2筋の同時性随意運動を行わせて上記のPSTHパターンの変化を解析し,以下の結果を得た.1.上腕二頭筋から記録されるI waveの潜時は運動野に置かれる8の字コイルの向きによって変化し,その潜時差は錐体細胞にシナプス接続するどの細胞が優先的に刺激されるかによると考えられた.2.運動野に内向き電流が流れるように8の宇コイルを置くと,潜時の短いI waveが記録され,外向き電流が流れるように8の字コイルを置くと,潜時の長いI waveが記録された.すなわち,内向き電流では錐体細胞により近い細胞が優先的に刺激され,外向き電流では錐体細胞から比較的遠い細胞が優先的に刺激されると考えられた.3.このコイルの向きとI waveの潜時の関係は昨年報告された遠位筋での解析結果と同様であった.4.パーキンソン病患者では,第一背側骨間筋,上腕二頭筋のいずれからも外向き電流による長い潜時のI waveが導出しづらい傾向にある.したがって,外向き電流であっても刺激強度を上げていくと,最終的に短い潜時のI waveが記録された.5.この現象は上記二筋単独あるいは同時収縮いずれにも観察された.6.この現象はパーキンソン病では,視床から運動野への興奮性投射が減弱しているためと推定された.
フーリエ変換質量分析による超微量生体分子の検出と同定・定量システムの基盤創造

生命機能をシステム的に理解するためのメタボロミクス研究の中で最大の問題は,膨大な数の代謝産物を同定・定量するあめのスタンダードな方法は確立されていない.そこでメタボロミクス研究において未知物質同定に取り組むことを目指して研究を開始した.まず未知代謝産物の構造情報取得のための基盤構築を目指して,微生物・動物の内生代謝産物の内生代謝産物をリスト化に着手した.これまでに約3000のメタボライトリストを作成し,入手可能な標品を取得中である.取得した標品をFT-ICR/MSによって質量値を取得するとともに,MS/MS法によるフラグメントパターン情報を付加したデータベース構築を開始した.また各標品の測定可能感度についても,正イオンモードと陰イオンモードにおいて計測し,メタボライトリスト情報に格納している.これらの情報の整備によって,微量試料の代謝産物同定,精密質量からの分子式推定,MS/MS法による構造情報取得を通して未知物質の構造推定を行う.それらの物質の超微量検出と定量を可能にする。その基盤の上ではじめて,試料間で代謝産物を比較し,新規マーカー代謝産物を同定し定量することが可能になる.計画期間中には,FT-ICR MSメタボロミクスによる超微量サンプルからの網羅的代謝産物分析法と物質同定法の基盤を整備する.生命機能をシステム的に理解するためのメタボロミクス研究の中で最大の問題は,膨大な数の代謝産物を同定・定量するあめのスタンダードな方法は確立されていない.そこでメタボロミクス研究において未知物質同定に取り組むことを目指して研究を開始した.まず未知代謝産物の構造情報取得のための基盤構築を目指して,微生物・動物の内生代謝産物の内生代謝産物をリスト化に着手した.これまでに約3000のメタボライトリストを作成し,入手可能な標品を取得中である.取得した標品をFT-ICR/MSによって質量値を取得するとともに,MS/MS法によるフラグメントパターン情報を付加したデータベース構築を開始した.また各標品の測定可能感度についても,正イオンモードと陰イオンモードにおいて計測し,メタボライトリスト情報に格納している.これらの情報の整備によって,微量試料の代謝産物同定,精密質量からの分子式推定,MS/MS法による構造情報取得を通して未知物質の構造推定を行う.それらの物質の超微量検出と定量を可能にする。その基盤の上ではじめて,試料間で代謝産物を比較し,新規マーカー代謝産物を同定し定量することが可能になる.計画期間中には,FT-ICR MSメタボロミクスによる超微量サンプルからの網羅的代謝産物分析法と物質同定法の基盤を整備する.
多核NMR分光法と近赤外分光法の無侵襲同時測定によるヒト骨格筋運動適応能力の研究

本研究において,多核NMR分光法を用いることによりヒト骨格筋の筋繊維別のエネルギー代謝(代謝コンパートメンテーション)及びヒト骨格筋内のヘモグロビン/ミオグロビンの酸化・還元状態の無侵襲測定が可能であるとの見通しを得ることができた。新たに確立した測定方法の特徴は次の通りである。(1)超伝導磁石内で作動するヒト下腿筋用の非磁性エルゴメータの設計・製作と2テスラヒト全身用NMR装置への組み込み。(2)エルゴメータと^1HMRIの組み合わせによる負荷プロトコール施行時のヒト下腿筋の負荷応答の検出。(3)下腿三頭筋の測定に適合させた^<31>PNMRサーフィスコイル・プローブの試作とエルゴメータへの組み込み。これらを組み合わせて測定することにより、以下の結果を得た。(1)強い負荷プロトコール(6kgの負荷量・2Hz×2分)によってMRI画像上で信号強度変化が認められるのは腓腹筋と腓骨筋であり、下腿三頭筋のうちひらめ筋には信号強度変化が認められない。(2)この場合^<31>PNMRスペクトロスコピーで検出されるPi(無機リン)は多くの被験者でpHの異なる3つのピークに分裂した。それぞれの信号面積強度の相対比はトレーニングにより変化した。(3)運動負荷開始に伴い、NMRスペクトル全体が阻血負荷時と同様に低磁場シフトした。このシフト量は運動習慣を持つ被験者に顕著に現れると同時に、トレーニングにより変化した。(4)設定した運動トレーニングにより下腿三頭筋断面積の肥大が生じた。以上の結果は、in vivo NMR法により無侵襲・非破壊的に、単一筋内の相異なる型の筋繊維によって構成される局在的なエネルギー代謝(代謝コンパートメント)の特性変化を区別して測定可能できること、及び筋の酸化・還元状態の変化を測定できることを示している。初年度は本研究の主要部をなす方法論を確立することを目標とし、以下の研究成果を得た。(1)超伝導磁石内で分光測定を妨害せずに作動するヒト下腿筋用の非磁性エルゴメータを設計・試作し、2テスラヒト全身用NMR装置に組み込んだ。(2)下腿三頭筋の測定に適合した^<31>PNMRコイル・プローブを設計・試作し2テスラヒト全身用NMR装置に組み込んだ。(3)試作したエルゴメータと既存の^1HNMR画像取得用ボディ・コイルを用いた運動負荷前後のヒト下腿筋の時間分解能1分のダイナミックMRIによって、設定した負荷プロトコールによってMRI画像上でコントラストの変化が検出される筋肉は腓腹筋と腓骨筋であることを確認した。(4)更に試作した^<31>PNMRコイルを組み合わせてATP、ホスホクレアチン、Pi、pH等の測定を行った。これにより以下にような注目すべき結果を得た。(1)1分程度で遂行困難となるような負荷強度では多数の被験者でPiが3つのピークに分離することが確認され、代謝的に3つのコンパートメントが存在することが示唆された。しかも、3つのピークの相対的強度は被験者により特徴的なパターンを持っていた。(2)運動開始にともない^<31>PNMRスペクトルが全体に低磁場シフトした。このシフトは運動習慣を持つ被験者で顕著であった。他の観察結果とも合わせて、環元型ミオグロビン/ヘモグロビンは常磁性を示し上記のシフトの原因となりうると推論した。

さらに、(5)阻血装置を組み込み虚血負荷を加えて安静時の下腿筋の^<31>PNMRを測定し、スペクトルの低磁場シフトを確認した。(6)^1HNMRにより筋組織水・脂肪のスペクトルが運動時に^<31>PNMRに比べて磁気回転比から予測されるだけ大きくシフトすることを確認した。これらの結果から、近赤外分光法を適用するのと同等の情報(ミオグロビン/ヘモグロビンの酸化・環元状態)がNMR測定によって得られると見通しを得た。本年度は、初年度に確立したヒト下腿筋負荷実験用非磁性エルゴメータと^<31>サーフィスコイル・プローブで構成される実験系を用いて、運動トレーニング・脱トレニーングが骨格筋代謝に及ぼす影響を以下の観点より検討した。【.encircled1.】筋断面積の変動、【.encircled2.】負荷により観測されるpHの異なる3つのPi(無機リン)の所属する代謝コンパートメントの変動、【.encircled3.】ヘモグロビン/ミオグロビンの酸化・還元状態による磁化率変化を反映すると考えられる共鳴周波数シフトの変動、【.encircled4.】PCrの減少-回復を指標とする有酸素的代謝能力の変動。対象は運動習慣のない健常男子被験者(30歳)である。トレーニングは立位での両足かかと上げ運動2Hz×3分および自転車エルゴメータによる脈拍管理運動(140bpm・80cycle×10分)の1日1セットずつであり、これを45日/週、12週間行わせた。NMR測定には2テスラヒト全身用NMR装置を使用し、^1HMRIと^<31>PMRS測定をトレーニング開始前、開始後4、8、12週、そして中止後4週に行った。測定時の運動負荷は右足間接の底屈を6kgの負荷量・2Hz×2分間とした。スペクトル解析にはNMR1プログラムを用いた。トレーニングにより腓腹筋の最大横断面積は増加し、トレーニング中止後元に戻った。Piの共鳴線は運動負荷によりpH7.07.1(H)、6.36.5(M)、6.06.1(L)と算出される3つの成分に分裂する。それぞれの信号面積強度の相対的大きさはトレーニングによりL成分の低下ないしH、M成分の増大が見られ、トレーニング中止後元に戻った。運動負荷による共鳴線の低磁場シフトの大きさもトレーニングにより増大した。PCrの回復速度はトレーニングにより増加する傾向を示した。以上の結果は、運動トレーニングによって腓腹筋の酸化的代謝能力が向上したことを反映するものと考えられる。
コリン欠乏食誘発脂肪肝および肝細胞癌の5-FU代謝の19F-MRSによる観察

スペクトル測定には大塚電子(USA)INC社BEM140/200(4.7G)を用いた。1)31P-MRSを用いた肝機能評価;コリン欠乏食あるいはコントロール食を2週間摂取させた2群のラット肝(脂肪肝、正常肝)について、fructose静注後31P-MRSでPi,PME,ATPの経時的変化を90分間観察した。それぞれの代謝物は静注後、2群とも同様の変化パターンをとり、両群間に統計学的有意差は見られなかった。先に行った5-FU投与後の変化と併せると、脂肪肝においては5-FU代謝の方が障害されやすいと考えられた。2)19F-MRSを用いた酸素分圧の測定;Hexafluorobenzene 20ulをラット大腿筋に筋注し、スペクトルを観察した。Spin-lattice relaxation rate(R1=1/T1)とpO2の関係は37°Cのとき、R1=0.0764+0.00171pO2(torr)で表される。これと100%O2^760torrを用いて組織の%pO2を求めた。われわれの検討ではT1=3.33s,%pO2=17.2%となった。重水を用いた血流の検討;20ulのD2Oをラット大腿筋に注入し、スペクトルを観察した。TR=0.25ms,20回積算とし、良好なスペクトルを得た。経時的にスペクトルのピークは減少し、血流との関連が示唆された。しかしスペクトルに影響をおよぼすパラメーターは血流だけではなく、この解析法については今後の課題と考えられた。1)正常肝ラットについて5-FU投与から肝臓摘出までの時間について:in vivoの実験からも、5-FU注入後80-90分では5-FUのピークが非常に小さくなるため、30-50分後ぐらいが適当と思われた。2)ホモジネート法についての検討:肝臓内の5-FUおよびその代謝物の定量化を行うには、肝臓の代謝酵素を不活化させる必要がある。不活化のために沸騰水あるいはアセトニトリルを用いる2つの方法を試みた。1.沸騰水を用いた場合;沸騰水により肝臓が変性すると褐色に変色するが、粉砕法等により均一に変性しなかった。2.アセトニトリルを用いた場合粉砕時、同溶液を溶媒として用いることができることから、沸騰水より有用であると思われた。以下の実験はアセトニトリルを用いて酵素の不活化を行った。摘出した肝臓の湿重量をはかり、眼科用ハサミで可能な限り裁断し、肝重量の3倍量のアセトニトリルを加える。これを粉砕機で2分間粉砕する。次に遠心機で3000rpm、10分間遠心する。この上清をNMRチューブにとり、測定用とした。3)抽出物の19F-MRSの測定条件を設定し、実際に測定を行う:濃度定量のために外部標準として13mMのフッ化ナトリウムを用いた。5-FU静注後、肝臓を摘出した時間や、対象とした肝臓(正常肝か脂肪肝か)によって、代謝物の観察されなかったものも含めて、代謝物濃度は様々であった。スペクトル測定には大塚電子(USA)INC社BEM140/200(4.7T)を用いた。

先に行った5-FU投与後の変化と併せると、脂肪肝においては5-FU代謝の方が障害されやすいと考えられた。2)19F-MRSを用いた酸素分圧の測定;Hexafluorobenzene 20ulをラット大腿筋に筋注し、スペクトルを観察した。Spin-lattice relaxation rate(R1=1/T1)とpO2の関係は37°Cのとき、R1=0.0764+0.00171pO2(torr)で表される。これと100%O2^760torrを用いて組織の%pO2を求めた。われわれの検討ではT1=3.33s,%pO2=17.2%となった。3)重水を用いた血流の検討;20ulのD2Oをラット大腿筋に注入し、スペクトルを観察した。TR=0.25ms,20回積算とし、良好なスペクトルを得た。経時的にスペクトルのピークは減少し、血流との関連が示唆された。しかしスペクトルに影響をおよぼすパラメーターは血流だけではなく、この解析法については今後の課題と考えられた。
最新の三次元心エコーを用いた起立耐性低下の機序解明と健康な体力の上限設定への応用

適度な有酸素運動が心血管機能の改善に有効である一方、過度な有酸素運動は心血管リスクを憎悪させる可能性が指摘されている。同様に過度な有酸素運動により起立耐性能力が低下することが知られており、心臓のリモデリングが主因とされている。しかし、厚生労働省でのガイドラインでは適切な運動量の上限は明確に示されていない。本研究では1起立耐性機能を指標化できる最大下肢陰圧負荷試験を用いることで運動能力(最大酸素摂取量)と起立耐性機能の関係を明らかにし、2最大下肢陰圧負荷試験中の心機能を最新の3次元超音波機器で評価することで心臓リモデリングに伴う心機能変化と起立耐性低下の生理学的メカニズムを明らかにする。
生体模倣表面を利用した食感センシング

ヒトがモノを食べたときに感じる食感の発現メカニズムを明らかにするために、口腔内で起こる物理現象を模倣したシステムを構築した。寒天ゲルとアパタイト/でん粉複合材料の表面に階層性のフラクタル構造を刻んで舌と歯のモデルを調製した。次に、フラクタル寒天ゲル上におけるゲルとエマルションの圧縮・摩擦特性を評価した。増粘剤水溶液を飲んだ時のとろみと舌モデル表面の摩擦変化の間には高い相関があることを見いだした。食感センシングシステムにおいて歯モデルとして用いるために、ヒトの歯を模して表面に階層性の凸凹構造の刻まれたフラクタルアパタイトの開発に取り組んだ。すなわち、アルキルケテンダイマー(AKD)という油脂の構築するフラクタル表面を写し取った石膏を鋳型として、リン酸カルシウム/高分子ペーストの表面に階層性の凸凹を転写、水中でインキュベートしてハイドロキシアパタイト・高分子複合体からなるフラクタルアパタイトを調製した。6種類の高分子をバインダーとして20以上の試作品を調製し、凸凹の転写性・強靭性を評価したところ、ハイドロキシアパタイト粒子をでん粉で結合したフラクタルアパタイトが最も優れていることが明らかになった。走査型電子顕微鏡を用いてその表面状態を観察したところ、数百nmのアパタイトの棒状結晶が集合して、数μm数十μmの凸凹を形成していることが確認された。幾何学的な階層性を示すフラクタル次元は約2.3次元で、階層性の凸凹を刻むことに成功したことが示された。フラクタルアパタイト表面を水が濡れ広がる様子を高速カメラを用いて観察したところ、凸凹の存在によって濡れ広がりと浸透の速度が劇的に速まっていることが確認された。このように、幾何学的構造によって表面物性が変化するメカニズムは、表面エネルギーと流体力学的な特性に着目した物理モデルに基づいて説明した。ただし、摩擦評価に用いるためには力学的な耐久性が低かったことから、本年度開発したフラクタルアパタイトをそのまま歯モデルとして用いることは難しいことが確認された。食べ物の触感を評価するためには口腔内を忠実に再現したモデルを用いたセンシングシステムが求められる。しかし、既存の食感測定装置は、食べ物と接触する部分が一般的なステンレスで、歯の化学的組成や形状は考慮されていない。そこで、歯の表面構造を模倣したアパタイト被覆シリコンウエハーの開発を試みた。チタンコーティングシリコンウエハーを擬似体液に1週間浸漬すると、基板表面でアパタイトが生成される不均一核形成が起こった。0.1 M NaOH水溶液で前処理をすると、不均一核形成が起こる確率が高くなった。チタンコーティングされていないシリコンウエハー表面では、擬似体液中でアパタイトが生成される均一核形成が起こった。不均一核形成によって生成されたアパタイトは半球状の粒子で、均一核形成では球状だった。また、チタンコーティング、アルカリ処理の有無に関わらず、擬似体液に3週間浸漬するとシリコンウエハー表面はアパタイトで覆われた。これらの検討によって、汎用性の高いシリコンウエハ表面に歯の主成分であるアパタイトを積層するだけでなく、表面の凸凹構造を変化させることが可能であることが明らかになったことは、食感センシングシステムを構築するうえで重要な成果と言える。ただし、本検討で得られた材料は、乾燥するとアパタイト層はウエハー表面から剥離してしまった。そこで、今後、積層構造をより安定で耐久性の高いものに改善していくことが必要である。一方、歯モデルとの開発と並行して、既に開発が終了しているしたゲル材料を用いて調製した舌モデル表面における界面現象の評価については順調に検討が進んでいる。これまでに、舌モデル自体の力学特性について検討しただけでなく、その表面においてクリームを模したエマルションがどのような摩擦挙動を示すか明らかにしている。今後、これらの界面現象が食感に及ぼす影響について解析する。歯モデルとして利用するためにあらたにアパタイト被覆シリコンウエハを調製する方法を検討し、目標とする材料の調製法を確立した。ただし、アパタイト層とシリコンウエハの間の接着力が弱いため、実用化に向けては今後の改善が求められる。一方で、舌モデル表面における界面現象については当初の予定以上に進展し、舌表面に存在する味蕾という凸凹構造の役割やエマルションの状態が界面現象に及ぼす影響について興味深い知見が得られた。これらの状況を勘案し、本研究課題はおおむね順調に進展しているものと考える。食べ物の食感を評価するためには口腔内の物理的・化学的環境を忠実に再現したセンシングシステムを構築することが必要である。われわれはこれまでに舌や歯の表面の階層性の凸凹構造を模倣したフラクタル寒天ゲルおよびフラクタルアパタイトを開発してきた。本年度は、モノを食べた時に舌表面で起こる界面現象をフラクタル寒天ゲル表面上で再現することを試み、幾つかの興味深い物理現象を見出した。(1)舌モデル表面におけるゲルの圧縮破壊2枚の寒天ゲル表面間に柔らかい寒天ゲルブロックを挟んだ時の圧縮挙動を観察したところ、寒天ゲル表面が平らな時はブロックが滑り出してしまう場合があったのに対して、フラクタル寒天ゲル表面間では、試行したすべての場合に押し潰された。(2)舌モデル表面におけるエマルションの摩擦

一方で、水の中にノニオン性界面活性剤を用いて食品用油脂のモデルであるトリオレインを分散したOil-in-Water型エマルションを寒天ゲル表面間に挟んだ時は、平らな寒天ゲル間でもフラクタル寒天ゲル間でも、エマルション中に多量の油が配合されている時だけ摩擦係数が低下する潤滑現象が観察された。ただし、フラクタル寒天ゲル間と平らなな寒天ゲル間では顕著な摩擦力の変化は観察されず、フラクタル寒天ゲル間の方が滑り出しの静摩擦力が掘り起こし効果によって大きくなったのみであった。これらの知見は、凸凹構造が舌に加わる力学的刺激や食感に大きな影響を及ぼすことを示唆している。フラクタル寒天ゲルを用いた舌のモデルを構築し、食品のモデルとなるエマルションやゲルの挙動を調べることができるようになった。ただし、フラクタルアパタイトを用いた歯のモデルは力学的強度が弱いために、完全な口腔内モデルの構築には至っていない。1.食感センシングシステム用歯モデルの開発ヒトの歯を模して表面に階層性の凸凹構造の刻まれたフラクタルアパタイトの開発に取り組んだ。すなわち、アルキルケテンダイマー(AKD)の構築するフラクタル表面を写し取った石膏を鋳型として、リン酸カルシウム/でん粉ペーストの表面に階層性の凸凹を転写、水中でインキュベートしてハイドロキシアパタイト・高分子複合体からなるフラクタルアパタイトを調製した。この複合材料の表面には数百nmのアパタイトの棒状結晶が集合して、数数十μmの凸凹を形成しており、階層性の凸凹を刻むことに成功したが、力学的な耐久性が低く、歯モデルとして用いることは難しかった。2.舌モデル表面におけるゲルおよびエマルションの挙動モノを食べた時に舌表面で起こる界面現象をフラクタル寒天ゲル表面上で再現することを試みた。2枚の寒天ゲル表面間で寒天ゲルブロックを圧縮したところ、寒天ゲル表面が平らな時はブロックが滑り出す場合があったのに対して、フラクタル寒天ゲル表面間では、試行したすべての場合に押し潰された。一方、水中にトリオレインを分散したOil-in-Water型エマルションを寒天ゲル表面間に挟んだ時は、平らな寒天ゲル間でもフラクタル寒天ゲル間でも、エマルション中に多量の油が配合されている時だけ潤滑現象が観察された。これらの結果は凸凹構造が舌に加わる力学的刺激や食感に大きな影響を及ぼすことを示唆している。3.増粘剤水溶液のトロミと摩擦特性とろみ調整用の増粘剤を溶解した試料について官能評価と摩擦評価を行った。増粘剤濃度の増加に伴い粘度が増加し、とろみのスコアも増加した。また、2枚のフラクタル寒天ゲル間に資料を挟んで往復運動を行ったところ、5往復目の摩擦係数から1往復目を引いた差は粘度の増加に伴い増加した。往復を重ねることで潤滑膜の膜厚が薄くなるためだと推察される。ヒトがモノを食べたときに感じる食感の発現メカニズムを明らかにするために、口腔内で起こる物理現象を模倣したシステムを構築した。寒天ゲルとアパタイト/でん粉複合材料の表面に階層性のフラクタル構造を刻んで舌と歯のモデルを調製した。次に、フラクタル寒天ゲル上におけるゲルとエマルションの圧縮・摩擦特性を評価した。増粘剤水溶液を飲んだ時のとろみと舌モデル表面の摩擦変化の間には高い相関があることを見いだした。アルキルケテンダイマーの構築するフラクタル表面をリン酸カルシウム/高分子ペーストの表面に転写してハイドロキシアパタイト・高分子複合体からなるフラクタルアパタイトを調製することに成功した。
研究大学における持続可能な学修支援のあり方についての日中豪三国の比較研究

2018年度については予定通り、メルボルン大学と香港中文大学を訪問し、インタビューを行った。このインタビューの内容と分析については2020年3月発行予定の『大学教育研究』第28号(神戸大学大学教育推進機構)に執筆する予定である。また、2021年3月末までに書籍として刊行する予定である。国内に関して、本補助金を使用せずに、広島大学と九州大学を訪問し、学修支援に関するインタビューを行った。国外に関しては訪問すべき個所を訪問でき、所定の成果を上げることができた。ただ、国内に関しては、本補助金を使用せずに広島大学と九州大学を訪問し、学修支援について調査したが、繰り返し起きた自然災害が原因で予定を十分にはこなせなかった。今後も当初の予定通り、北京を中心として中国の研究大学を訪問し、合わせて国内の旧帝大等研究大学を訪問し、学修支援の辞退と課題を探っていく予定である。国内研究大学の訪問予定が繰り返し起こった自然災害等で不十分であった。
関節リウマチ患者の早期運動療法における伸展トルクの適正化と新スプリントの開発研究

関節リウマチ患者におけるMP関節人工関節置換術や手指伸筋腱再建術の術後早期運動療法で用いられるダイナミックスプリントでは,手指の他動伸展かつ自動屈曲が可能な伸展トルクが求められる.握力の低下している関節リウマチ患者に対するダイナミックスプリントにおける伸展トルクの設定値を明らかにし,ダイナミックスプリントを用いた他動伸展・自動屈曲の実施状況を明らかにするために,ロードセルを搭載したアウトリガー型計測デバイスを製作した.本計測デバイスは,ダイナミックスプリントのパーツであるアウトリガーに計測デバイスとしての機能を持たせ,従来型のアウトリガーを本デバイスに交換することにより装具としての機能だけではなく,計測デバイスとして装具装着時の運動量を定量化しようとするものである.本デバイスでは,ロードセル(SC616C-500g, Sensor and Control Co., Ltd.)を4個搭載し,引張バネを用いて手指に装着した指カフと連結した。ロードセルで検出したデータはセンサインターフェース(1046-PhidgetBridge 4-Input, Phidgets Inc.)を通してパソコンに収録し,ディスプレイ上でリアルタイムグラフによりデータを確認できるようにした。本計測デバイスにより,他動伸展・自動屈曲を実現しながら,手指運動時の伸展補助力の変化,屈伸回数の計測が可能となり,バネの伸びから関節可動域の変化についても算出が可能であると確認した。製作した計測デバイスは義肢装具士,作業療法士のいずれもが使用できるアウトリガー型となっており,治療を行いながら機能評価も並行して行う装具の新たな役割が期待できる。計測デバイスの製作が遅れたため,対象者に対する計測が遅れている.当初の計画では計測により明らかになった伸展トルクを具備し,軽量かつコンパクトな新スプリントを製作する予定であったが,学会発表時に,手指運動量を定量化する計測デバイスの重要性を指摘する意見があったため,新スプリントのコンセプトを「装具に計測デバイスとしての機能を持たせ,装具装着中の患者の手指運動量を定量化すること」に変更した.製作した計測デバイスからパソコンには有線でデータ転送しているが,現在,無線でデータ転送するシステムを開発中である.このことにより,術後患者のリハビリ室における訓練時間以外の手指運動量,すなわち1日の手指運動量を明らかにすることが可能となる.今後は計測デバイスの有線システムにおける計測を引き続き進めるとともに,無線データ転送システムを完成させ,対象者による計測を実施したい.MP関節人工関節置換術や手指伸筋腱再建術を実施した関節リウマチ患者に対し,術後早期運動療法で用いられるダイナミックスプリントについては,MP関節の伸展トルクをどのように設定すべきか明らかになっていない。そこで,MP関節伸展0°に保持するために必要な伸展トルクを明らかにするための計測機器を自作した。当初は1つのロードセルで1指ずつ計測する方式をとっていたが,腱間結合やウェブスペースの緊張等により隣接指の肢位が計測値に影響を与えていることが示唆された。そこで,計測機器を改良し,設置するロードセルの数を1つから4つにすることにより,示指から小指までの4指をダイナミックスプリントと同様,同時に伸展位に保持して計測することが可能となった改良型計測機器で4指を同時に計測したところ,1指だけで計測するよりも,1指あたりのMP関節伸展に必要な伸展トルクは小さな値を示した。つまり,関節リウマチ患者の4指すべてを手術していない場合でも,術後のスプリントは施術した指だけでなく,健常指も含めた4指すべてに伸展トルクを付加した方が各指に加える伸展トルクは小さくなり,伸展拘縮が発生する可能性も少ないと考えられる。また,MP関節軽度屈曲位から完全伸展位までの範囲における関節角度変化に伴い,急激な伸展トルクの増加がみられ,ダイナミックスプリントで保持する伸展角度の違いは伸展トルクを決定する重要な要因であることが推察された。また同様の変化は,関節リウマチ患者だけでなく,健常者にも認めることができた。本年度は計測機器の製作及び,製作した機器を用いて関節リウマチ患者のMP関節伸展トルクを計測することが目標であり,計測機器については試作と改良により,臨床現場で使用できるレベルのものを製作できたが,完成時期が当初より遅れたため,計測した対象者が少なく,スプリントに必要とされる伸展補助トルクを明らかにするまでには至っていない。関節リウマチ患者は握力が弱いため,ダイナミックスプリントの伸展補助力の方が強い場合にスプリント装着下での自動屈曲運動が行えない。そのため,ダイナミックスプリントにより保持する関節角度の違いが伸展補助力にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするため,昨年度に製作したMP関節伸展トルク計測装置を用いた計測を実施した。計測の結果,健常者ではMP関節他動伸展0度に比べ,他動伸展-15度(屈曲15度)では約7割の伸展補助力で関節角度を保持できることが明らかとなった。術後のダイナミックスプリントの調整では「MP関節を0度まで他動伸展させる」ことが基本であるが,握力の弱い関節リウマチ患者では自動屈曲運動が行えない場合,MP関節の伸展拘縮を引き起こす要因ともなる。そのため,関節角度を軽度屈曲位に保持するようなダイナミックスプリントを使用し,伸展補助力を減少させることも検討すべきである。昨年度に製作した計測装置は卓上据置型であったため,肩関節や肘関節の関節破壊が進行している患者では計測姿勢を取ることが困難であった。そのため,実際に関節リウマチ患者が術後に使用するダイナミックスプリントのパーツの一部を計測専用装置と交換することにより,計測が可能となる装具取付型計測システムを試作した。

装具取付型計測システムでは,アームスリング装着下での計測など任意の姿勢での計測が可能となり,計測対象者への身体的負荷を軽減させることができた。製作した計測装置を臨床現場で使用した際に,関節破壊が進行している患者では計測姿勢を取ることが困難であることが判明した。そのため,計測装置を改良する必要が生じ,新スプリントの試作までには至っていない。関節リウマチ患者におけるMP関節人工関節置換術や手指伸筋腱再建術の術後早期運動療法で用いられるダイナミックスプリントでは,手指の他動伸展かつ自動屈曲が可能な伸展トルクが求められる.握力の低下している関節リウマチ患者に対するダイナミックスプリントにおける伸展トルクの設定値を明らかにし,ダイナミックスプリントを用いた他動伸展・自動屈曲の実施状況を明らかにするために,ロードセルを搭載したアウトリガー型計測デバイスを製作した.本計測デバイスは,ダイナミックスプリントのパーツであるアウトリガーに計測デバイスとしての機能を持たせ,従来型のアウトリガーを本デバイスに交換することにより装具としての機能だけではなく,計測デバイスとして装具装着時の運動量を定量化しようとするものである.本デバイスでは,ロードセル(SC616C-500g, Sensor and Control Co., Ltd.)を4個搭載し,引張バネを用いて手指に装着した指カフと連結した。ロードセルで検出したデータはセンサインターフェース(1046-PhidgetBridge 4-Input, Phidgets Inc.)を通してパソコンに収録し,ディスプレイ上でリアルタイムグラフによりデータを確認できるようにした。本計測デバイスにより,他動伸展・自動屈曲を実現しながら,手指運動時の伸展補助力の変化,屈伸回数の計測が可能となり,バネの伸びから関節可動域の変化についても算出が可能であると確認した。製作した計測デバイスは義肢装具士,作業療法士のいずれもが使用できるアウトリガー型となっており,治療を行いながら機能評価も並行して行う装具の新たな役割が期待できる。計測デバイスの製作が遅れたため,対象者に対する計測が遅れている.当初の計画では計測により明らかになった伸展トルクを具備し,軽量かつコンパクトな新スプリントを製作する予定であったが,学会発表時に,手指運動量を定量化する計測デバイスの重要性を指摘する意見があったため,新スプリントのコンセプトを「装具に計測デバイスとしての機能を持たせ,装具装着中の患者の手指運動量を定量化すること」に変更した.引き続きMP関節伸展トルクの計測を実施するとともに,当初の研究計画どおり計測した伸展トルクを付加し,付加した伸展トルクを可視化できる新スプリントの開発に着手する。新たに試作した装具取付型計測装置は臨床現場で使用されている様々なデザインのダイナミックスプリントに取り付けが可能であり,定量的評価が困難とされている手の外科分野での応用が期待できる。試作した計測装置の小型軽量化を実施し,引き続き関節リウマチ患者の伸展トルクを計測し,新スプリントの開発に必要なデータの収集を行う。
Candida 酵母より得たシクロヘキシミド耐性化遺伝子の作用機構解明と利用

頻用される真核生物の蛋白質合成阻害剤であるシクロヘキシミドに対して酵母Candida maltosaが誘導性耐性を示し,それがリボソームの変化に由来することを見出した.またこれに関与する遺伝子をSaccharomyces cerevisiaeの宿主-ベクター系を用いて単離することに成功した.この遺伝子の導入によりS.cerevisiaeの中でもリボゾームが変化し,耐性化することを示した.この遺伝子RIM-Cに関し新たに以下のことを明らかにした.1.リボゾームの修飾がいかなるものであるかと解明するため,この単離したRIM-C遺伝子をプローブとして,修飾されたリボゾームのrRNAとドットーブロット交雑実験を行ったところ,交雑せず,新種のrRNAの付加による修飾ではないと考えられる.また,ポリ(A)^+-RNAとの交雑の結果, RIM-C遺伝子の転写産物RNAはポリ(A)^+を持つことがわかり,上の考えの正しいことがわかった.2.リボゾームの修飾が新種のリボゾーム蛋白質のリボゾームへの付加である可能性を知るため,修飾リボゾームの蛋白質を二次元のポリアクリルアミド電気泳動で分析したが,新種の蛋白質は検出されなかった.3.上記結果より, RIM-C遺伝子はリボソームの成分を化学的に修飾する酵素蛋白質あるいはその発現を調節するような蛋白質をコードしている可能性が高くなった.そこでRIM-C遺伝子を含むDNA領域のヌクレオチド配列を決定した.いくつか翻訳可能配列が存在し,センス鎖の決定,転写開始点の決定などから,そのうちの1つが有力候補と考えられる.蛋白質の最終的固定そその働きが残された問題である.頻用される真核生物の蛋白質合成阻害剤であるシクロヘキシミドに対して酵母Candida maltosaが誘導性耐性を示し,それがリボソームの変化に由来することを見出した.またこれに関与する遺伝子をSaccharomyces cerevisiaeの宿主-ベクター系を用いて単離することに成功した.この遺伝子の導入によりS.cerevisiaeの中でもリボゾームが変化し,耐性化することを示した.この遺伝子RIM-Cに関し新たに以下のことを明らかにした.1.リボゾームの修飾がいかなるものであるかと解明するため,この単離したRIM-C遺伝子をプローブとして,修飾されたリボゾームのrRNAとドットーブロット交雑実験を行ったところ,交雑せず,新種のrRNAの付加による修飾ではないと考えられる.また,ポリ(A)^+-RNAとの交雑の結果, RIM-C遺伝子の転写産物RNAはポリ(A)^+を持つことがわかり,上の考えの正しいことがわかった.2.リボゾームの修飾が新種のリボゾーム蛋白質のリボゾームへの付加である可能性を知るため,修飾リボゾームの蛋白質を二次元のポリアクリルアミド電気泳動で分析したが,新種の蛋白質は検出されなかった.3.上記結果より, RIM-C遺伝子はリボソームの成分を化学的に修飾する酵素蛋白質あるいはその発現を調節するような蛋白質をコードしている可能性が高くなった.そこでRIM-C遺伝子を含むDNA領域のヌクレオチド配列を決定した.いくつか翻訳可能配列が存在し,センス鎖の決定,転写開始点の決定などから,そのうちの1つが有力候補と考えられる.蛋白質の最終的固定そその働きが残された問題である.1.無胞子酵母Candida maltosaは、頻用される真核生物の蛋白質合成阻害剤であるシクロヘキシミドに誘導性耐性を示し、それがリボゾームの変化によって耐性化することを発見した。更に、感受性であるSaccharomyces cerevisiaeを用いて、耐性化に関与すると思われる遺伝子のクローニングに成功し、この遺伝子をS.cerevisiaeに導入するとS.cerevisiaeでもリボソームに変化が生じてシクロヘキシミド耐性化することを示した。2.この遺伝子(RIM-Cと命名)を短縮化しジデオキシ法で塩基配列を求めた結果(1140bp)、最大55アミノ酸からなるopen reading frameが存在することがわかった。しかし、S.cerevisiaeのイントロンの共通配列に類似した配列もあるので、このopen reading frameが翻訳されていない可能性もある。3.RIM-Cをコピー数の異なるベクターに捜入して、S.cerevisiaeに導入した結果、多コピープラスミドを用いた時のみシクロヘキシミド耐性を示した。4.このRIM-Cをプローブとして、C.maltosaの全DNAのSouthern解析を行ったが、耐性化誘導の時に遺伝子増幅は見られなかった。5.C.maltosaのrRNAをRIM-CをプローブとしてNorthern解析したが、耐性化に伴った新しいrRNA種の付加は検出できなかった。6.C.maltosaのリボソーム蛋白質を二次元電気泳動等で解析したが、新しい蛋白種の出現、既存蛋白種の消失や移度変の変化は検出できなかった。7.以上のことから、耐性化に伴うリボソームの修飾は既存分子種の修飾によるものと推定されるが、その化学的実体については今後の研究が必要である。