hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物とエンドファイト(植物内在性微生物)の共生による有機合成除草剤の分解

大阪府立大学付属農場の灰色低地畑土壌にシマジン(CAT)を0.1gm^<-2>ずつ3ヵ月ごとに1年間散布して得たCAT処理土壌でトウモロコシ、およびダイズを栽培した。各植物の根を乳鉢で磨砕して得た組織破砕液よりCAT分解菌を分離した。分離には無機塩培地にCATと、グルコースおよび酵母エキスを添加した培地を使用した。これらの菌株は16S rDNA部分塩基配列と生理的諸性質から、Rhizobium sp.、Mesorhizobium sp.、Bradyhizobium japonicum、およびAgrobacterium radiobacterに属すると推定された。分離菌の除草剤分解能の確認は、各除草剤を唯一の窒素源とした培地で培養したのち、培養液中の除草剤量の減少量をHPLCにより定量して行った。ダイズ(品種;エンレイ)の種子をEMS処理して得られた根粒超着性変異体(En6500)を用いてCAT分解根粒菌の接種効果を調べた。CAT分解活性の高い根粒菌を接種して根粒を形成したEn6500は、根粒菌を接種せずにKNO_3を窒素源として生育したものに比べCAT耐性が増大した。また、水耕培養液中のCAT量は根粒菌の接種によって大きく減少した。トウモロコシ根より分離したシマジ分解菌株Agrobacteriumradiobacterには窒素固定活性は認められず、培地中のシマジンを唯一の窒素源として生育した。バーミキュライト土壌で栽培したトウモロコシにこれらのシマジン分解菌を接種したのちシマジンを1植物体あたり0.2mg投与したところ、7日後には培養土のシマジン残存量はシマジン分解菌非接種区の土壌の6080%まで減少した。大阪府立大学付属農場の灰色低地畑土壌にシマジン(CAT)またはDCMUを0.1および1.5gm^<-2>ずつ3ヵ月ごとに1年間散布してCATおよびDCMU処理土壌をそれぞれ得た。イネ、トウモロコシ、トマト、ダイズ、およびミヤコグサをバーミキュライトに播種し、数日後の幼植物にCATまたはDCMU処理土壌の懸濁液を接種し、人工気象機内で栽培した。CAT、およびDCMU分解細菌は、各植物の根を乳鉢で磨砕して得た組織破砕液より分離した。分離には無機塩培地にCATまたはDCMUと、グルコースおよび酵母エキスを添加した培地を使用した。これまでに、イネ、トウモロコシ、およびダイズの根より得た細菌のうち、それぞれ4株、4株、および6株に高いCAT分解活性が認められた。これらの菌株は16S rDNA部分塩基配列と生理的諸性質から、Rhizobium sp.、Mesorhizobium sp.、Bradyrhizobium japonicum、Sphingomonas sp.、およびAgrobacterium radiobacterに属すると推定された。これまでのところDCMU分解菌は得られていない。平成13年度に分離したシマジン分解菌の性質を引き続き調べた。1.根粒菌について各菌株を40μg mL^<-1>のCATを加えたYEM液体培地で培養した菌体の細胞破砕液にシマジン分解活性が認められた。

現在、菌体破砕液からシマジン分解酵素の分離、精製を行っている。シマジン分解能を持つ根粒菌を40μg mL^<-1>のシマジンを加えたYEM液体培地で培養し、培養液中のシマジンをHPLCで、塩素イオンをチオシアン酸水銀(II)法でそれぞれ定量した。シマジン分解量と遊離塩素イオン量の関係からシマジン分解は主に脱塩素反応であると推測された。そこで、既知の脱塩素酵素の遺伝子αtzAのうち保存性の高い領域からプライマーを作成し、これらを用いてPCR法により各菌株中の脱塩素酵素遺伝子を検索したが、増幅されるDNA断片は認められなかった。シマジン分解根粒菌との共生が植物体(ダイズ)のシマジン感受性に及ぼす影響を調べるため、接種試験を行った。ダイズ(奥原)に各分離株を接種し根粒形成させた後、シマジン含有培地に移して水耕栽培すると、植物体のシマジン耐性がシマジン非分解菌を接種した時よりも上昇した。その際各植物体の窒素固定活性は阻害されなかった。分離したシマジン分解菌株には窒素固定活性は認められず、培地中のシマジンを唯一の窒素源として生育した。バーミキュライト土壌で栽培したトウモロコシにこれらのシマジン分解菌を接種したのちシマジンを1植物体あたり0.2mg投与したところ、7日後には培養土のシマジン残存量はシマジン分解菌非接種区の土壌の6080%まで減少した。
医療ソーシャルワーカーの学部教育プログラムに関する研究

わが国は急速な高齢化に直面しており、またそうした状況に連鎖する形で、医療・福祉サービスの提供体制においても変革が求められている。そうしたなかで、近年、「実践力」を有する社会福祉士の育成が求められている。したがって、今後は、実践力の高い社会福祉士をいかに育成し、そのための学部教育の独自性を、どのような形で具体化していくべきかという論点整理と明確化が強く求められるものと考えられる。こうした現状のなかで本研究を通して社会福祉士の学部内容については、ソーシャルワーカーとしてのコアの部分、すなわち信念や価値観を習得することをベースにおいた学部教育が重要であることが明確になった。本研究においては、大学の学部課程を卒業し、医療ソーシャルワーカーとして医療機関などに就職をした新任(就職後1年から3年とする)の医療ソーシャルワーカーを対象として、実際の現場においてどのような問題に直面しており、かつそれをどのような形で現場において克服したかに関して、量的、質的の両側面より検証を行なうものである。これにより、実際の現場において必要とされる医療ソーシャルワーカーの統合的行動様式にまで踏み込んだ業務内容の明確化と、それに関連した形での大学の学部教育課程における医療ソーシャルワーカーの養成における医療ソーシャルワーカーの養成における教育内容、およびその具体的なプログラムと必要となる支援体制を明確化することを目的とする。平成19年度においては、上記の条件を満たす現場の医療ソーシャルワーカーを対象としたヒアリング調査を2回にわたって実施したものである。具体的には、実際の職務において、現在、いかなる問題点や課題に直面をしており、またそれをいかなる方法、手段により克服したのかに関して意見交換を行ったものである。さらには、そうして点をふまえて、学部教育において、求めるべき内容(習得すべき内容)に関しても具体的な意見を求めたものである。今後はこうした知見をふまえて、現場における問題点や課題にかんしてより明確化をし、そのために寄与しうる現在の教育プログラムとその乖離の程度に関して、より詳細な検討を行っていくものとしている。本年度においては、昨年度において実施したフォーカスグループインタビューに基づき、具体的な問題点の抽出と、その解決方法に関する整理を行うものとする。主として、本研究申請における研究者がこれまで得られた調査データ、さらに研究資料を取りまとめる形で、担当する役割に関して各論点をまとめたものである。なお、全体像としては、上記に関する具体的な問題点に関して、対象者の職務内容、勤務形態、経験年数などの側面より整理を行うとともに、解決方法に関しては、手段的サポート、情緒的サポート、などの諸側面より整理を行い、こうした知見をさらに、医療機関の施設方針や経営理念などの観点からも総合的に検討が行われた。さらには、昨年度から検討を行っている欧米諸国における、いわゆるコンピテンシーを軸とした先行研究についても同様に研究を展開し、これにより、上記の検討において抽出された諸要因に関して、コンピテンシーの理論的枠組に基づき、より学部教育プログラムの観点からのアプローチが可能になった。また本年度は社会福祉士の法改正に基づき、そのカリキュラムの現状と、今後の方向性に関して検討を行なったものである。本研究の全体構想としては、患者を中心とした医療サービスを実現するために患者のニーズに適合的な医療ソーシャルワーカーの業務行為や、サポート形態を検討し、大学学部教育における教育内容の検討を行うことである。そこで、本研究においては、上記の全体構想を踏まえて、主として医療機関に就職をした新任(就職後13年とする)の医療ソーシャルワーカーを対象として、実際の現場においていかなる問題点に直面しているのかという議題に対して検証を試みた。そこで本年度は、社会福祉士養成校の学部課程を卒業し、医療ソーシャルワーカーとして医療機関などに就職をした医療ソーシャルワーカーを対象に行なったグループインタビューに基づき検討を行なった。その結果、今回の調査においては、職場の組織的な問題として、組織内におけるソーシャルワーカーの位置づけが明確にされていないことや職員全体に理解が及んでいないことが組織内でソーシャルワーカーを働きにくくさせている要因のひとつとして存在していることが考えられた。そのときにソーシャルワーカーとしてのコアの部分、すなわち信念や価値観を大学の学部においてしっかりと教育し、培うことが重要になること考えられた。そして、ソーシャルワーカーとしての「土台」をしっかりと培ったワーカーは、勤め初めこそ苦労や不安に直面をしたとしても、自身の専門性を基盤としてそうした一連の困難を乗り越えることができるのだということが推察された。
摂食障害におけるアジポサイトカイン、脳由来神経栄養因子。短期的予後との関連

神経性過食症を対象に血漿中レジスチンを測定したところ対照群より有意に低く、血漿中レジスチンは過食頻度、抑うつ症状、不安症状と有意な負の相関を示した。また神経性過食症患者を対象に血漿BDNFを測定したところ、対照群より有意に低くかった。短期入院治療を希望した症例を対象に、その入院退院時で縦断的に比較したところ、過食の改善に伴い血漿中BDNFの有意な回復が認められた。神経性過食症8例(BN群)と、対照群11名(C群)に書面で研究の趣旨をよく説明した上、文書にて同意を得た上で、採血を行った。また神経性過食症患者に対しては、治療にて過食が減少した後に再度採血を行った。女性の神経性過食症患(以下BN群)16例、女性の健常対照群(以下C群)12名に文書にて同意の上、採血と心理テストを実施した。またBN群の6例に関しては治療の前後2回での採血、心理テストの実施が可能であった。
腸間膜リンパ節辺縁リンパ洞を場とした細胞間相互反応の検討

1)腸間膜リンパ節のリンパ管分布とリンパ球ホーミング静注したリンパ球はパイエル板の濾胞間領域細静脈に接着した。リンパ節細静脈には接着は認めなかった。輸入リンパ管には多数のリンパ球が認められ、収縮運動に同期して流れ、リンパ節辺縁洞に流入し、静止した。腸間膜リンパ節へのリンパ球ホーミングはリンパ節の高内皮細静脈を通過する血行性経路より経リンパ管経路が主体であり、リンパ球は辺縁リンパ洞に捕捉され、輸出リンパ管には直通では移行しない。2)腸間膜リンパ節在住マクロファージの遊走動態蛍光標識微粒子を取り込ませてマクロファージをin vivoで可視化した。凍結切片ではED3陽性の辺縁洞下マクロファージの分布に一致した。微粒子を貪食した辺縁洞下マクロファージは辺縁洞内またはリンパ実質内を髄質に向かって遊走した。LPS投与により貪食能と遊走能の早期増加を認めた。3)ラット腸間膜リンパ節の早期癌転移モデルの作成と抗原提示細胞との相互反応腹水肝癌細胞は盲腸粘膜下層に注入30分後には辺縁洞に流入し捕捉され、ED3陽性マクロファージと接触した。局注後4日目のリンパ節の70%に癌細胞の増殖が認められ、辺縁洞は拡張していた。癌細胞の一部はアポトーシスに陥り、これをマクロファージが貪食していた。DMDP含有リポゾームを投与しマクロファージを枯渇化させると、リンパ節転移係数は増加した。組織学的には癌細胞は辺縁洞内皮を早期に突破し、皮質、旁皮質に浸潤した。リンパ洞下マクロファージはリンパ節転移の第一線の内在性防御機構である。4)腸由来樹状細胞の遊走kinetics樹状細胞のリンパ節への移行は盲腸注入6時間後から認められ、48時間後に最大となり72時間後には減少した。樹状細胞をサイトカインで刺激するとMHC class IIの発現が増強し、リンパ節へ早期に移行した。1.ラット腸間膜リンパ節におけるリンパ管分布とリンパ球ホーミングの局所動態リンパ球が腸間膜リンパ節へ遊走する経路として、リンパ節の高内皮細静脈を通過する経路と輪入リンパ管を経由する経路がある。我々は両者の経路をin vivoで直接観察した。静注したリンパ球はパイエル板の濾胞間領域の細静脈に接着した。腸間膜リンパ節の細静脈にはリンパ球の接着は認められなかった、輸入リンパ管には多数のリンパ球が認められ、輸入リンパ管の収縮運動に同期して、リンパ節に向かって流れていた。輸入リンパ管終末からリンパ球は放射状に流出し、リンパ節の濾胞間領域に分布する辺縁洞に流入し、静止した。輸出リンパ管には蛍光標識リンパ球の流入は認めなかった。腸間膜リンパ節へのリンパ球ホーミングは経リンパ管経路が主体であり、リンパ球は辺縁リンパ洞に接着し、輸出リンパ管には直通では移行しない。2.腸間膜リンパ節在住マクロファージの可視化と遊走動態蛍光標識微粒子またはFicollを取り込ませることにより腸間膜リンパ節マクロファージをin vivoで可視化した。局注3時間後からマクロファージによる微粒子の貪食像が認められた。凍結切片でみるとED3陽性の辺縁洞下マクロファージの分布に一致していた。

3.ラット腸間膜リンパ節に早期癌転移モデルの作成と抗原提示細胞との相互反応腹水肝癌細胞を虫垂に局注後4日目のリンパ節の70%に癌細胞の増殖が認められた。癌細胞は辺縁洞内に増殖充満し、辺縁洞は拡張していた。7日後には癌細胞巣の多くは辺縁洞の内側を突破し、旁皮質領域に浸潤した。癌細胞の一部はアポトーシスに陥り、これをマクロファージが貪食していた。旁皮質に常在している樹状細胞は辺縁洞内には動員されず、増殖する癌細胞巣の周辺に分布していた。1)腸間膜リンパ節転移に対する遣伝子治療の担体として腸由来の樹状細胞を利用することを目的に、樹状細胞のin vivoでの動態を検討した。腸間膜リンパ節摘除6週後に胸管にカテーテルを挿入してリンパ液を採取した。比重遠沈法により樹状細胞を分離して蛍光染色した後、盲腸粘膜下層に注入し、盲腸間膜リンパ節はの移行を経時的に観察した。さらに接着因子の関与と樹状細胞の成熟化が遊走動態を修飾するか否かについて検討した。樹状細胞のリンパ節への移行は注入6時間後から認められ、48時間後に最大となり72時間後には減少した。抗ICAM-1抗体、抗CD11b/c抗体で前処置しても遊走動態に変化が認められなかったが、樹状細胞をTNFα、IL-4、GM-CSFで刺激するとMHC classIIとICAM-1の発現が増強し、リンパ節へ早期の移行が認めらた。すなわち樹状細胞を成熟化を促進させることにより遊走kineticsを促進させることがわかった。2)腸管から遊離したAH130癌細胞は辺縁洞に流入しED3陽性マクロファージと接触する。この癌細胞にはmacrophage migration inhibitory factorの強い表出が認められた。dichloromethylenediphosphonic acid(DMDP)含有リポゾームを作成してリンパ管に注入し、腸間膜リンパマクロファージを枯渇化した場合の癌転移の変化を検討した。DMDP投与後4日-7日にわたって辺縁洞下、髄洞下に分布するED2陽性ならびにED3陽性のマクロファージは消失した。DMDP前処置ラットでは対照群と比して、リンパ節重量が増加しており、転移係数も増加していた。組織学的には癌細胞は辺縁洞内側の内皮を早期に突破し、皮質、労皮質に浸潤していた。すなわちリンパ洞下のマクロファージは癌リンパ節転移の第一線の内在性防御機構であることが示された。
パイロクロア型5d遷移金属酸化物の電子構造

パイロクロア型遷移金属酸化物の電子構造を系統的に理解するために、超伝導物質であるCd_2Re_2O_7を中心に、Cd_2Os_2O_7やその他のパイロクロア化合物の電子構造計算を局所密度近似に基づくFLAPW法を用いて行った。この系は金属になる場合は、A_2B_2O_7のBサイトに入った遷移金属のdバンドが伝導帯となるが、ReやOsの様な5d遷移金属の場合には、伝導帯に対するスピン軌道相互作用の影響は大きく無視する事は出来ない。また、Bサイトのパイロクロア格子を稜線で繋ぐ位置にある酸素原子と伝導帯の混成は大きく、この酸素位置を変えると電子比熱係数の値が大きく変わる事が解った。さらに、系統的な電子構造計算から、Bサイトのdバンドに対する局所的な結晶場の効果はあまり大きくなく、結晶場分裂にはAサイトの電子との混成が大きく関与していることが解った。この点、局所的な結晶場によりe_gバンドとt_<2g>バンドの分裂がはっきりしているスピネル型の化合物の伝導帯の性質とは異なっている。Cd_2Re_2O_7は2回の構造相転移を経て超伝導となる。低温の構造が未確定であるが、対称性の低下から定性的なバンド構造の変化に対する議論を行った。また、構造相転移後に詳細に報告されているNQRの実験結果と比較する目的で、高温相での電場勾配の計算も行ったが、構造相転移後における電子構造の具体的な変化に関する議論は今後の課題として残された。最近、Y_2Nb_2O_7においてNbサイトあたり一個のd電子をもちながら、非磁性の半導体となると報告されている。類似物質の電子構造計算からこの系はd電子が磁性を持たない場合は金属的であると予想され、局所密度近似を超えた電子相関の重要性を示唆している。したがって、LDA+U法による電子相関を取り入れた電子構造計算を行う必要がある事がわかった。
産業構造の転換と地域・経営・労働者

本研究で明らかにされたことは以下の通りである。1.日本の地域構造は、ME技術革新に規定された企業の経済活動と全国総合開発計画に代表される産業と地域開発にかかわる国家政策に大きくは規定されながら、個別地方自治体の振興・開発政策と企業・事業所の進出・撤退という現象によって結果されてきている。2.1980年代から90年代のこれらの動きは、地方自治体の振興・開発政策にかかわりなく、政治・経済・文化等の管理中枢機能の東京一極集中とアジアへの生産移転、企業内国際分業体制(グローバルCIM)の確立、つまりアジアをも含めた日本産業の地域構造の再編がみられた。3.それに伴って国内地方の産業・雇用の空洞化の進展であった。とくに70年代から80年代にハイテク産業の量産基地として工場進出のあった長野県伊那地域は、アジアを中心とする海外移転により、生産縮小・工場閉鎖による雇用の減少、小零細工場の閉鎖等が進行していた。4.また、これまで「内発型」産業都市として発展をしてきた浜松市では、その中核であったオートバイと楽器の二大産業においても、産業の成熟化と他方における電子化による競争の激化、国際化・脱浜松の進展によって、中小零細企業に危機が生じ、自治体も中小零細も新たな対応が迫られていること。今年度は継続研究の第1年度であり、産業構造の転換とそれに伴う地域の変容、企業経営の変革、労働者状態の変化に関する文献研究に手をつけるとともに、実態分析として、賃金構造基本調査のデータを再分析して労務管理と労働者状態の変化の分析と伊那市と新居浜市で現地調査をおこなった。そこから得られた知見の一部を示すと以下のとおりである。1.経済の国際化と急激な円高の進行の中で、製造業の海外シフトがさらに進み、とくに近年はアジア市場を視野に入れてアジアへの工場進出が加速されている。そして国内産業の「空洞化」が進みつつある。伊那市ではバブル期に進出してきた工場が、アジアへのシフトにより、撤退したり、人員削減が行われた工場がいくつか現れている。2.多品種少量生産化もさらに進み、生産のありかたがプロダクトインからマーケットイン方式への転換も見られ、それに合わせて、需要の変動に機敏に対処するための大型の生産ラインから小回りの効く柔軟なラインへの変更、組立ロボットを廃止し、流れ作業ではなく一人でワープロを組み立てる「一人生産方式」と称される生産システムも現れてきた。また、中高年労働者の排除もさらに進み(大企業では50歳代前半の労働者が定年になる前に50%以上が排出されている)、雇用形態・人事管理も流動化・多様化が進行しつつある。次年度以降、対象地域・業種を広げてこれらの実態把握を進めたい。平成7年度は、産業構造の転換を明らかにするためのデータベースの構築と、長崎県佐世保市において地域産業構造の変化とそれに伴う地域・経営・労働の変容の実態調査を行った。佐世保市の実態調査では、現在のところ次のような事実が明らかになった。かつて佐世保市は造船業と基地経済かの主要産業であったが、佐世保重工(造船業)の地域経済・雇用に持つ比重が低下した。また佐世保市経済に大きな比重を持っていた基地経済は、円高の下で米軍兵士・家族の消費・娯楽が基地内で済まされるようになり、市内の飲食店、商店へのマイナス影響が顕著に現れてきている。代わって観光リゾート産業であるハウステンボスが観光客を吸収し、地域の雇用と経済に大きな影響を与えるようになってきた。しかしハウステンボスは、長崎市観光とセットになっている形態が多く、宿泊客を多く集めるにはいたっていない。加えて長崎市観光とセットになったため、これまでの佐世保市の観光地であった西海・九十九島等への観光客は減少の一途をたどっている。1900年代の佐世保市の産業構造は造船業と観光・リゾート産業、そして基地経済にほぼ三分される構造に変化してきているが、佐世保重工はかつての経営危機と坪内経営による混乱から未だ抜け出せず、経営と雇用について明確な見通しが立てられない状況である。観光・リゾート産業も、ハウステンボスの持つ不安定性と他の観光へのマイナス影響により、これまた21世紀への展望ができているとは言いがたい状況である。基地経済も米軍の動向と円レート対ドルの変動によって左右される要素が大きく不安定である。

このように佐世保市経済(産業・経営・雇用)は全体として不安定な状態になる。平成8年度は、産業構造の転換を明からかにするためのデータベースの構築と、東京都青梅市の電気機械産業、岩手県釜石市の製鉄業、福岡市の自動車産業の実態調査および長崎県佐世保市の観光・リゾート産業の補充調査を行った。産業構造は、製造業のますますアジアを中心にした海外進出が進み、国内産業、とくに組立産業の量産工程の縮小・空洞化が進行し、大企業のグローバルCIMとしての国際分業体制が確立(グローバリゼイション)、雇用の縮小・不安定化(中高年の早期退職制度・役職定年制の普及・出向・転籍の増大、派遣・パート労働者の増大)と労務管理上の「能力主義」化(目標管理の普及、定期昇給の縮小、年俸制の導入等)が進んだ。他方、国内では情報化、サービス経済化が進行した。東京50キロ圏内にある青梅地域の大企業の事業所では成熟した工程は地方やアジアの量産工場へ移され、研究開発・試作型の拠点工場・母工場化し、ますます製品のハイテクノロジー化(プロダクト・イノベーション)が進み、従業員構成において開発・製造技術者の割合が増大する一方、コンベアと組立ロボットという工程から「一人組立」と言うような生産システムの「革新」、新たなプロセス・イノベーションが進んでいる。大手自動車産業の最新工場である福岡市の自動車工場でもロボットから人への転換が生じ、労働者の機動的配置(人のJIT)が進行している。
減数分裂期組換え開始の空間的制御機構の解明

減数分裂は、有性生殖を行う生物が配偶子を形成するための分裂である。この時、相同染色体間での遺伝的組換えが必要である。組換えが起こらなくなると、生物の多様性の減〓や、染色体異常による疾患につながる。減数分裂期の染色体は様々なタンパク質と相互作用することで、ダイナミックに構造を変化させる。本研究では、ゲノムワイドな解析手法とバイオインフォマティクス技術を用いて、染色体の高次構造構築に重要な因子が、どの様に組換え開始制御機構に係わっているのか解析した。減数分裂は次世代を担う配偶子を形成するための分裂である。その過程で、時空間的に厳密な制御の下、相同染色体間での組換えが行われる。減数分裂期の染色体は、ダイナミックにその姿を変える。染色体の高次構造の形成に重要な因子として、コヒーシンと呼ばれるタンパク質複合体が挙げられる。コヒーシンは体細胞分裂期と減数分裂期でその構成タンパク質の一部が異なる。先行研究の結果として、減数分裂期型のコヒーシンに依存して組換え開始反応が起こる染色体領域とそうではない領域が存在することが明らかになっている。本研究では、ゲノムワイドな解析手法とバイオインフォマティクス技術を用いて、そのメカニズムを解明する。組換え開始反応に係わるタンパク質について、ゲノムワイドに染色体への結合のコヒーシン依存性を解析した。非依存性を示す領域について、(1)領域内に含まれる遺伝子機能、(2)トランスポゾンの局在、(3)DNA複製開始点などの機能配列、(4)GC含量、(5)染色体上の位置などを指標に共通点の探索を行った。また、減数分裂期においても体細胞分裂期型のコヒーシンが染色体上に局在することが知られている。体細胞分裂期型コヒーシンの減数分裂期の局在や、減数分裂期特異的なコヒーシン構成タンパク質を体細胞分裂期特異的なコヒーシン構成タンパク質に置換した株での組換え開始反応に関わるタンパク質のゲノムワイドな局在についても解析を行っている。非依存領域はドメインを形成して分布しており、染色体末端に比較的多く分布している傾向が見られた。全ての領域についての共通点は見つかっていないことから、クロマチン構造やヒストン修飾、核内配置などと関与している可能性も考えられる。それらについてさらに解析を行うことで、減数分裂期型コヒーシンに依存しない新規の組換え開始部位決定の制御機構を明らかに出来る可能性がある。本研究では、ゲノムワイドな解析手法とバイオインフォマティクス技術を用いて、減数分裂期の相同組換え開始における、コヒーシンの役割と使い分けの意義の解明に挑戦している。しかし、技術的な問題で、一部の染色体についてしか調べられていなかった。そこで、組換え開始反応に係わるタンパク質についてChIP-chip法を行い、全染色体についてコヒーシンの依存性を解析した。その領域に存在する遺伝子や機能配列に着目してコヒーシン非依存的な領域の共通点を探している。何らかの共通点が見つかれば、染色体領域毎に組換え開始反応の制御機構が異なっていることの意義が分かると考えられる。減数分裂期においても体細胞分裂型のコヒーシンが染色体上に局在することが知られている。しかし、その意義や染色体上の何処に結合しているのかは明らかにされていない。そこで、ChIP-chip法やChIP-Seq法を行うために、体細胞分裂期型と減数分裂期型のコヒーシンの構成タンパク質にそれぞれ別のタグ配列を付加した株を作製した。また、減数分裂期型コヒーシンを体細胞型のコヒーシンに置き換えた株も作製中である。今後、作製した株を用いて組換えの開始反応を解析することで、減数分裂期型コヒーシンに依存しない新規の組換え開始部位決定の制御機構を明らかにしていく。減数分裂期の相同組換えについて、全染色体上の減数分裂期型コヒーシンに依存しない染色体領域のマッピングを行い、その後、(1)領域に含まれる遺伝子や配列に注目したアプローチと、(2)領域に結合するタンパク質に注目したアプローチを用いて、減数分裂期型コヒーシンに依存しない組換え開始反応の制御機構を明らかにすることが目的である。全染色体上の減数分裂期型コヒーシンに依存しない染色体領域のマッピングは完了した。したがって、第一チェックポイントは達成された。

(1)のアプローチにおいて、データマイニングによる特徴分析と染色体改変による効果検証を行う予定であった。前者については順調に進行中であるが、後者は開始段階であり、やや進行が遅れている。(2)のアプローチにおいては、体細胞分裂期型コヒーシンと減数分裂期型コヒーシンに注目している。解析に必要な株の作製も進んでおり、おおむね順調に進行していると考えられる。これまでタイリングアレイを用いたChIP-chip解析で染色体上のタンパク質の局在を調べてきた。今後も、得られたデータをバイオインフォマティクスツールを組み合わせて解析を行っていく。しかし、状況によっては、より解像度の高いChIP-Seq法を導入する必要性が出てくることも考えられる。加えて、タイリングアレイの販売形態の変化により新規に購入するのが難しくなってきた。幸い次世代シークエンサーを使える環境にあるので、今後はChIP-Seq法に切り替えて研究を進めて行きたい。体細胞分裂期型と減数分裂期型コヒーシンに注目した実験については、作製した株を用いて予定通り解析を進めていく。ただし、コヒーシンに依存しない組換え開始領域では、ヒストン修飾など他の染色体構造要因が重要である可能性もある。したがって、状況に応じて解析方法を切り替えていくことも考える。当初はタイリングアレイを用いたChIP-chip法により染色体上のタンパク質の局在を解析する予定であった。しかしながら、タイリングアレイの販売形態の変化により購入が困難な状況になってきた。現在、次世代シークエンサーを用いたより解像度の高い解析が可能なChIP-Seq法が経済的、技術的に一般的になってきている。加えて、所属研究室に次世代シークエンサーが導入されたため、ChIP-Seq法をメインにゲノムワイドな解析を行っていくことにした。この変更に伴い、PCR装置の購入が必要なくなり、タイリングアレイの購入も控えていた。次年度に使用する予定の研究費を次世代シークエンサーの消耗品にあてていく予定である。
「わざ」の継承に働く「知」の構造を解明する-新たな学習術理の創成に向けて

スポーツや音楽演奏や伝統芸能における「わざ」の修練・継承においては、(1)目習いと手習いの連動、(2)修練と継承の一体化が軸となっていた。(1)目習いにおいては単に視覚のみでなく様々な運動感覚が統合的に働くこと、また手習いにおいても自己の身体動作の実際と身体イメージとの間を繋ぐために表象・言語の力が大きく関与していること、(2)修練における経験の内在化が常に継承行為の一部となっていること、創造的模倣(ミメーシス)が、経験の再構成において広義の制作的行為(ポイエーシス)へと移行していく機構が認められることが解明された。「近代スポーツ班」は、サッカーキックの左右の違いと、トラップからパスまでの一連の動作を客観分析することを目的に実験をおこなった。その結果、インサイドキックを左右で蹴ったときにおける、利き脚の左右によらない左キックと右キックの動作上の違いを明らかにした。さらに、トラップからキックまでの時間の短縮には、トラップ開始までの動き出し時間の短縮が関係していることを突きとめた。また、日本サッカー草創期(メキシコ五輪世代)に影響を与えたD.クラマー氏や釜本邦茂氏などをゲストに技術の伝承に関して聞き取り調査・ワークショップをおこなった(小田・鈴木・西平)。「伝統技芸班」は、書道の伝書をわざの伝承という観点で分析した。また、わざをミメーシス・ポイエーシス・パフォーマティヴィティの連関から捉えなおす日独比較研究を行い、日独両国で発表した(鈴木)。「伝統芸能班」は、モーションキャプチャの撮影技術講習会を2回開催し、海賀孝明氏(わらび座・エンジニア)の指導のもと、踊り手にフラを踊ってもらいデータを記録・分析。また、ハワイにて伝統芸能「フラ」の身体の動きのデータをモーションキャプチャで採り、及びフラの指導者へのインタビューを実施した(生田)。それらに加えて、西平は世阿弥の稽古哲学に関して文献研究を進めた。東洋哲学と演劇論という二つの異なる視点から、「わざ」と「無心」の逆説的関連など、その稽古の思想を分析。金森は、現代日本の身体論の系譜を調べ直し、とくに湯浅泰男・市川浩の調査を続行している。今井は、教育の意図的な作用の側面が教育学においてどのようにテーマ化されてきたか、またされうるかについて考察を行った。さらに、協力者を含め研究組織全体の研究会を行い、チームの組織化、研究計画の練り上げ、途中経過発表などをおこなった。「近代スポーツ・音楽班」はドラム奏者の両手交互協調動作中のパフォーマンスに対し、スティック使用の与える影響を検討した。スティックの使用は打撃力と両手協調動作の安定性を向上させることが明らかとなり、道具の使用はヒトの運動能力あるいは表現能力の拡張に寄与していることが示唆された。また筋活動について表面筋電図測定による実験の結果、熟練ドラム奏者は手首の筋群の筋活動タイミングの変動性が小さいこと、主動筋-拮抗筋間の同時収縮の水準が低く、リラックス状態で効率的な片手打撃動作をしていることが示された。さらに世界最速ドラマーコンテスト優勝者を対象に片手最速スティッキング動作中の行動パフォーマンスと手首筋活動を調査した結果、通常レベル以下のドラム奏者は片手で7Hzの動作(1秒間に7回叩く動作)が限界なのに対し、世界最速ドラマーは10Hzの動作(1秒間に10回叩く動作)を安定して遂行可能なことが示され、10Hzという極めてすばやくかつ安定した動作の制御背景には主動筋-拮抗筋間の高いコヒーレンス関係が存在することが明らかとなった。「伝統技能班」は書道・剣道の伝書分析を継続し、また身体パフォーマンス文化と学習文化の国際比較研究を進行中で、その成果の一部をドイツで発表した。「伝統芸能班」2008年2月にハワイで実施したモーションキャプチャを利用した「フラ」における身体(形)の調査データを基に分析を進め、その成果を学会にて公表した。またモーション・キャプチャというテクノロジーがどのようにフラの「わざ」の学習や継承に有効か否かの検討を継続している。各メンバーとも各種学会・雑誌での発表の他、本科研の合同研究会(9月・京都大)を行い、各グループの成果を報告し、来年度へ向けての方向性を討議しあった。リズミカルなヒトの両手協調運動、およびその構成要素となる片手運動の制御機構を解明すべく、ドラマーのパフオーアンスに関する比較実験を実施し、道具の使用がヒトの運動機能に与える影響や、熟練音楽家の運動スキル獲得機序について新たな知見を提供した。また、文化の違いが身体パフォーマンスに与える影響を比較調査すべく、フランス・アフリカ・ドイツ・日本のサッカー指導の現場調査・分析・発表をおこない、一定の成果を得た。さらに、モーションキャプチャで記録したハワイのフラの身体動作をデータ解析するとともに、「わざ」の熟練・伝承に必要な知識・身体技法について聞き取り調査をし、伝統芸能における「わざ」の習得を構造的に解明し、成果の一部を発表した。

伝統的な「わざ」の修練・継承においては、(1)目習いと手習いの連動、(2)修練と継承の一体化が軸となっているという仮説を立て検証したが、近代スポーツ、西洋音楽演奏、伝統技芸・技能、伝統芸道・民俗芸能のいずれのフィールドにおける調査研究においても、この二つの軸を有することが確認された。だだし、(1)目習いと手習いは従来、視覚と身体の連動という捉え方がなされてきたが、目習いにおいては単に視覚のみでなく様々な運動感覚が統合的に働くとともに、また手習いにおいても自己の身体動作の実際と、身体イメージとの間を繋ぐために身体のみならず表象の力が大きく関与していることが明らかとなつた。(2)修練と継承の一体化については、修練における経験の内在化が常に継承行為の一部となっていること、つまりわざの修練における創造的模倣(ミメーシス)が、経験の再構成において広義の制作的行為(ポイエシス)へと移行していく機構が認められることが明らかとなった。本科研はここで終わるが、今後はこの転換機構に焦点を絞った調査研究を行うことが「わざ」の学習術理解明のための最重要事項となると予想される。
プリオン病の病態発現機序の解明(海綿状変性形成におけるサイトカイン関与の解析)

[実験目的]クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)をはじめとするプリオン病は、異常プリオンタンパク(PrPsc)の脳内蓄積とともに脳の海綿状化が特徴で、伝達性海綿状脳症ともいわれる。しかし、脳の海綿状化の機構は明らかではない。われわれは先に、CJD因子を接種したマウスで臨床症状の発現と前後して一酸化窒素合成酵素(iNOS)-mRNAとTNFα-mRNAが発現することを観察し、これらのサイトイカインと病態との相関性について報告した。その後、iNOSとTNFα遺伝子を欠損したマウスを用い、脳にCJD因子を接種して、その必須性を検証したが、潜伏期間、症状の進行、海綿状態の脳内分布と程度、PrPscの蓄積などいずれも野生株と欠損株との間に有意差が見られなかった。本年度はiNOS遺伝子欠損マウスの腹腔内にCJD因子を接種し、末梢性の感染について、これまでの実験結果を検証することを試みた。[実験結果]iNOS遺伝子欠損マウスC57BL/6-Nos2<tm1lau>、homozygous,はJackson Laboratoryより購入した。遺伝子欠損マウスと野生株(C57BL/6)にCJD北里1株及び対照としてPBSを脳内接種した。野生株、ノックアウトマウスの両群とも接種後28週から32週にかけて徐々に発症した。臨床結果は緩徐に進行し、末期まで4-8週も経過した。脳の組織学的検索は現在進行中であるが、潜伏期間にほとんど差がないことから、中枢性感染、末梢性感染のいずれの場合も、サイトカインやiNOS系の関与は必須でないと結論した。[実験目的]クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)をはじめとする伝達性海綿状脳症の脳の海綿状化の機構は明らかでない。われわれは昨年度、CJD因子を接種したマウスで臨床症状の発現と前後してTNF-αとIL-1α-mRNAおよび一酸化窒素(iNOS)-mRNAが発現することを観察し、病態とサイトカインとの相関性について報告した。本年度は海綿状化の発現におけるTNF-αの必須性を検証するため、TNF-α遺伝子欠損マウスにCJD因子を接種した結果を報告する。[実験結果]農水省家畜衛生試験場関川賢二博士より提供されたマウス(C57BL/6)のTNF-α(+/+),(+/-),(-/-)にCJD因子を脳内接種し、症状の発現を確認して脳を採取した。潜伏期間はいずれのマウス群も約140日で有意差はなかった。TNF-α、IL-1α-およびGFAP-mRNAをRT-PCR法で検索した結果、TNF-α(+/+),(+/-),(-/-)のいずれにもGFAP-mRNAの強い発現が見られたが、TNF-α-とIL-1α-mRNAは検出されなかった。脳の組織変化をHE染色と抗PrP抗体を用いた免疫組織化学染色で調べた。CJD接種の3群では大脳、小脳にびまん性に激しい空胞変性が観察され、海綿状変性の著しい部位に異常PrPの蓄積が確認された。以上の病理組織像は3群間で有意差はなかった。[結論]最近、伝達性海綿状脳症に見られる神経細胞の崩壊やミエリンの空胞変性に炎症性サイトカインの関与が示唆されてきている。しかし、TNF-α遺伝子欠損マウスを用いた本実験の結果から、CJDの病態発現にTNF-αは必須の因子ではないと結論した。なお。現時点では他のサイトカインの関与を否定するものではない。

われわれは先に、CJD因子を接種したマウスで臨床症状の発現と前後して一酸化窒素合成酵素(iNOS)-mRNAが発現することを観察し、病態と一酸化窒素(NO)との相関性について報告した。本年度は海綿状化の発現におけるNOの必須性を検証するため、iNOS遺伝子欠損マウスにCJD因子を接種した結果を報告する。[実験結果]iNOS遺伝子欠損マウスC57BL/6-Nos2<tm1Lau>,homozygous,はJackson Laboratoryより購入した。野性株(C57BL/6)とともにCJD北里1株および対照としてPBSを脳内接種した。症状発現前の15週目と死亡直前に脳を採取した。潜伏期間は野性株、ノックアウトマウスの両群とも17週であった。iNOS-およびGFAP-mRNAをRT-PCR法で検索した結果、野性株ではiNOS-mRNAは臨床的に発症が認められる15週目ですでに強い発現が見られ、以後臨床経過とともに増強した。ノックアウトマウスとPBS接種群ではiNOS-mRNAは検出されなかった。GFAP-mRNAも15週目で検出され、しかもiNOS(+/+)群と(-/-)群との間に顕著な差は観察されなかった。脳の組織変化をHE染色で調べた。CJD因子接種群では症状発現前の15週目ですでに中等度から激しい空胞変性が大脳、小脳にびまん性に観察された。HE染色像はiNOS(+/+)群と(-/-)群との間に個体差以上の病変の程度や分布上の差は認められなかった。[結論]サイトカイン(平成9年度)とiNOSのノックアウトマウスを用いた一連の実験から、伝達性海綿状脳症に見られる神経細胞の崩壊やミエリンの空胞変性にサイト力インやiNOS系が必須の因子ではないと結論した。[実験目的]クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)をはじめとするプリオン病は、異常プリオンタンパク(PrPsc)の脳内蓄積とともに脳の海綿状化が特徴で、伝達性海綿状脳症ともいわれる。しかし、脳の海綿状化の機構は明らかではない。われわれは先に、CJD因子を接種したマウスで臨床症状の発現と前後して一酸化窒素合成酵素(iNOS)-mRNAとTNFα-mRNAが発現することを観察し、これらのサイトカインと病態との相関性について報告した。その後、iNOSとTNFα遺伝子を欠損したマウスを用い、脳にCJD因子を接種して、その必須性を検証したが、潜状期間、症状の進行、海綿状態の脳内分布と程度、PrPscの蓄積などいずれも野性株との間に有意差が見られなかった。本年度はiNOS遺伝子欠損マウスの腹腔内にCJD因子を接種し、末梢性の感染について、これまでの実験結果を検証することを試みた。遺伝子欠損マウスと野性株(C57BL/6)にCJD北里1株および対照としてPBSを脳内接種した。野性株、ノックアウトマウスの両群とも接種後28週から32週にかけて徐々に発症した。臨床経過は緩徐に進行し、末期まで4-8週も経過した。脳の組織学的検索は現在進行中であるが、潜状期間にほとんど差がないことから、中枢性感染、末梢性感染のいずれの場合も、サイトカインやiNOS系の関与は必須でないと結論した。
低温稼働SOFC用ナノ構造化薄膜セリア系固体電解質の作成と評価

300-500°Cの温度範囲において、高い酸化物イオン伝導度を持つ薄膜セリア系固体電解質材料開発手法を確立することを目的とし、薄膜セリア系固体電解質中のナノ構造の特徴が、伝導特性に与える影響を精査した。電極/固体電解質界面近傍には、アノードからのNiの拡散層が観察され、その領域内には、バルク固体中には認められなかったほどの、多量な酸素欠陥が秩序化した状態が観察され、あわせて多量のCe^<3+>の発生が確認された。この秩序化した酸素欠陥層を制御することが重要であることを明らかにした。本提案課題では、これまで提案者が行ってきた、セリア系バルク固体電解質中の粒内に、従来は、十分にはその存在が知られていなかった「X線回折試験の検出限界以下に埋もれたマイクロドメイン構造が酸化物イオン伝導度を低下させる」という研究成果を発展させ、300-500°Cの温度範囲において、高い酸化物イオン伝導度を持つ薄膜セリア系固体電解質材料開発手法を確立することを目的とする。その目的達成のために、薄膜セリア系固体電解質中のナノヘテロ構造を精密に解析し、そのナノ構造の特徴をバルク固体との比較のうえで考察し、伝導機構を理論的に解析することを通して、ナノ組織・構造制御を行い、高性能セリア系薄膜固体電解質の開発に取り組んだ。薄膜固体電解質内の組織・構造観察にTEM-EELSを用いたところ、従来の電気泳動法を用いて作製した、セリア系薄膜固体電解質は、電極/固体電解質界面近傍に、アノードからのNiの拡散層(0.5ミクロン程度の幅)が観察され、その領域内には、バルク固体中には認められなかったほどの多量の酸素欠陥が秩序化した状態が観察され、あわせて多量のCe^<3+>の発生が確認された。さらに、電極/固体電解質界面から数ミクロン以上はなれた、バルク体内は、焼結体において観察されたと同じような、マイクロドメイン構造が観察された。このような、界面及びバルクのナノレベルの不均一な構造が、これまで薄膜セリア系固体電解質の性能低下につながっていたものと考察し、より均一な界面近傍の組織を作製する目的で、ミストCVD法を利用した薄膜セリア系固体電解質の作製を開始し、緻密膜の作製に成功した。来年度は、こうして緻密化した膜の微細構造と物性の関係についてまとめる予定。300-500°Cの温度範囲において、高い酸化物イオン伝導度を持つ薄膜セリア系固体電解質材料開発手法を確立することを目的とし、薄膜セリア系固体電解質中のナノヘテロ構造を精密に解析し、そのナノ構造の特徴を、バルク固体との比較のうえで考察し、伝導機構を理論的に解析することを通して、ナノ組織・構造制御を行い、高性能セリア系薄膜固体電解質の開発に取り組んだ。昨年度、薄膜固体電解内の組織・構造観察にTEM-EELSを用いたところ、従来の電気泳動法を用いて作製した、電極/固体電解質界面近傍に、アノードからのNiの拡散層が観察され、その領域内には、バルク固体中には認められなかったほどの、多量な酸素欠陥が秩序化した状態が観察され、あわせて多量のCe^<3+>の発生が確認されたと報告した。今年度は、薄膜固体電解質/電極界面の構造をより正確に把握し、高い導電率をうるための、ヘテロ界面を合成する目的で、イオンミリング法で、固体電解質表面から深さ方向に、厚みを薄くし、電解質/電極界面近傍までのバルク構造を精査することで、より正確な組成の深さ方向への変化の様子を、定量的にとらえることに成功した。また、シミュレーション結果とTEM観察結果との対応から、このヘテロ界面内に広がる秩序化した酸素欠陥構造の特徴も明らかにすることに成功した。以上のような2年間の固体電解質/電極ヘテロ界面近傍におけるナノレベルの不均一構造の観察結果と、薄膜デバイス特性評価の相関性の検討結果から、これまで、バルク固体よりも低い導電特性のみが報告されてきた薄膜固体電解質デバイスが抱える、本質的な問題が明らかになった。さらにミストCVD法を用いて作成したGdドープドセリア固体電解質薄膜内の固体電解質/電極ヘテロ界面では、ナノレベルの不均一性が極めて小さい結果であったことから、今後の高性能薄膜燃料電池開発手法を確立することに成功した。
マクロ電極に近接したマイクロ電極の電気化学的挙動に関する研究

充分大きな面積を持ち,互いに極めて近接した二つの電極(マクロ電極)の間に,微少な電極(マイクロ電極またはミクロ電極)が位置するように作製した複合電極においては,マクロ電極へ適当な電位を印加することによって,ミクロ電極表面の溶液環境が制御し得るという予測に基づいて研究を行い,以下の結果を得た.1.複合電極の製作:約75μm離れて平行に存在する二枚のグラッシ-カ-ボン板(マクロ電極;表面積0.08cm^2)の間に,直径25μmの白金線(ミクロ電極)が位置するような複合電極を約30本試作した.これらの内,ミクローマクロ電極間の距離が25μm以下である電極のみが,次項で述べるような,上記予測に適合する電気化学的特性を示すことが明かとなった.2.複合電極の電気化学的特性:Fe^<2+>を含む水溶液中,マクロ電極の電位をFe^<2+>の酸化電位よりも十分正の値に保った条件下でのミクロ電極によるボルタムメトリ-でにおいては,Fe^<2+>のFe^<3+>への酸化波はほとんど現れず,Fe^<3+>の還元波が主として観測された.このことは,ミクロ電極がマクロ電極の拡散層内にほぼ位置しており,作製した複合電極が研究目的にかなったものであることを示している.3.アスコルビン酸(AA)共存下でのド-パミン(DA)の定量:作製した複合電極を通常の方法で研磨したのみの場合,マクロ電極に+0.40V(vs.SCE)の電位を印加することにより,AAとDAの酸化電位の差が僅か100mV以下であるにもかゝわらず,ミクロ電極表面からAAがほぼ選択的に除去された.この条件下でミクロ電極による微分パルスボルタムメトリ-を行うことにより,10mMのAA共存下0.5mM以上のDAの定量が可能であった.さらに,マクロ電極の表面に電気化学的酸化処理を施すことにより,AAーDA系における複合電極の選択性が向上することが示された.即ち,処理後の電極においては,マクロ電極に+0.1Vの電位を印加するのみで,20mMのAA共存下0.2mM以上のDAの定量が可能となった.充分大きな面積を持ち,互いに極めて近接した二つの電極(マクロ電極)の間に,微少な電極(マイクロ電極またはミクロ電極)が位置するように作製した複合電極においては,マクロ電極へ適当な電位を印加することによって,ミクロ電極表面の溶液環境が制御し得るという予測に基づいて研究を行い,以下の結果を得た.1.複合電極の製作:約75μm離れて平行に存在する二枚のグラッシ-カ-ボン板(マクロ電極;表面積0.08cm^2)の間に,直径25μmの白金線(ミクロ電極)が位置するような複合電極を約30本試作した.これらの内,ミクローマクロ電極間の距離が25μm以下である電極のみが,次項で述べるような,上記予測に適合する電気化学的特性を示すことが明かとなった.2.複合電極の電気化学的特性:Fe^<2+>を含む水溶液中,マクロ電極の電位をFe^<2+>の酸化電位よりも十分正の値に保った条件下でのミクロ電極によるボルタムメトリ-でにおいては,Fe^<2+>のFe^<3+>への酸化波はほとんど現れず,Fe^<3+>の還元波が主として観測された.このことは,ミクロ電極がマクロ電極の拡散層内にほぼ位置しており,作製した複合電極が研究目的にかなったものであることを示している.3.アスコルビン酸(AA)共存下でのド-パミン(DA)の定量:作製した複合電極を通常の方法で研磨したのみの場合,マクロ電極に+0.40V(vs.SCE)の電位を印加することにより,AAとDAの酸化電位の差が僅か100mV以下であるにもかゝわらず,ミクロ電極表面からAAがほぼ選択的に除去された.この条件下でミクロ電極による微分パルスボルタムメトリ-を行うことにより,10mMのAA共存下0.5mM以上のDAの定量が可能であった.さらに,マクロ電極の表面に電気化学的酸化処理を施すことにより,AAーDA系における複合電極の選択性が向上することが示された.即ち,処理後の電極においては,マクロ電極に+0.1Vの電位を印加するのみで,20mMのAA共存下0.2mM以上のDAの定量が可能となった.ミクロ電極に近接してマクロ電極が位置するような複合電極においては,マクロ電極に印可する電位によって,ミクロ電極表面の溶液環境が制御し得るという予測に基づいて研究を行い,以下の結果を得た.1.複合電極の製作:本研究の基本となる上記予測の妥当性を検証するため,まず,約75μm離れて平行に存在する二枚のグラッシ-カ-ボン板(マクロ電極;表面積0.08cm^2)の間に,直径25μmの白金線(ミクロ電極)が位置するような複合電極を約30本試作した.これらの内,ミクローマクロ電極間の距離が25μm以下であるような電極のみが,次項で述べる良好な電気化学的特性を示すことが明かとなった.2.複合電極の電気化学的特性:フェロシアンイオン[Fe(II)]を含む水溶液中において,マクロ電極の電位をFe(II)の酸化電位よりも十分正の値に保った場合,ミクロ電極表面での同イオンの濃度がほぼゼロとなるような状況が実現された.

即ち,この条件下でのミクロ電極によるボルタムメトリ-では,Fe(II)のFe(III)への酸化波はほとんど現れず,Fe(III)の還元波が主として観測された.このことは,ミクロ電極がマクロ電極の拡散層内にほぼ位置しており,作製した複合電極が研究目的にかなったものであることを示している.3.アスコルビン酸(AA)共存下でのド-パミン(DA)の定量:神経伝達物質であるカテコ-ルアミン類の脳内での測定では,通常,共存するAAが防害物質となる.作製した複合電極をAAーDA系に応用したところ,マクロ電極を+0.40Vに印可することにより,AAとDAの酸化電位の差が僅か100mVであるにもかゝわらずミクロ電極表面からAAが選択的に除去された.この条件下でミクロ電極による微分パルスボルタムメトリ-を行うことにより,100mMのAA共存下0.5mM以上のDAの定量が可能であった.ミクロ電極に近接してマクロ電極が位置するような複合電極においては,マクロ電極に印可する電位によって,ミクロ電極表面の溶液環境が制御し得るという知見を平成2年度における研究によって明らかにしている.この結果に基づいて作成したミクローマクロ複合電極を用いて,in vivo分析への適用を考える場合の第一目標としての,アスコルビン酸(AA)共存下でのド-パミン(DA)の選択的定量法の可能性を検討し,以下の結果を得た.1.複合電極の前処理法:通常の方法で研磨したのみの複合電極のマクロ部による,AAとDAのサイクリックボルタンメトリ-(CV)においては,AAの酸化電位が不安定であり,場合によっては,DAの酸化電位と全く同じになることを示された.このような状況では,マクロ電極によって系中のAAのみを選択的に除去することは不可能である.このため,グラッシ-カ-ボン電極を酸化処理することによって,その吸着特性を変化させ得るという,報告者らの他の目的で行った研究結果に基づき,マクロ電極の酸化処理を種々の液性の水溶液中で検討した.その結果,0.1M硫酸中マクロ電極に1.8V(vs.SCE)の電位を30分間印可してその表面を酸化した後,-0.8Vで30秒間還元した場合,この電極によるCVにおいてはAAがDAよりも200mV易酸化性となり,ミクロ電極表面からAAのみを選択的に除去し得る可能性が示された.2.AA共存下でのDAの定量:前項の方法で処理した複合電極においては,AAーDA共存系においてマクロ電極を+0.1V(前年度の研究におけるよりも0.3V負側)に印可することにより,ミクロ電極表面からAAが選択的に除去された.この条件でミクロ電極による微分パルスボルタンメトリ-を行うことにより,20mMのAA共存下0.2mM以上のDAの定量を再現性良く行うことが可能となった.
低温菌を宿主としたタンパク質生産系の開発:低温生産を支える分子基盤解明と応用

現在、様々なタンパク質発現系が開発されているが、熱安定性の低いタンパク質等、常温では生産が困難なものが未だ数多く存在する。そこで、タンパク質がより安定な低温環境で効率よくタンパク質を生産できる系を構築することを目的として、低温菌を宿主とした新奇なタンパク質生産系の開発を目指した。また同時に、本菌の低温への適応機構の解析を行い、応用面にフィードバックすることも目指した。β-lactamaseをレポーターとしたプロモーター探索ベクターを用いて、低温誘導性プロモーターを探索した。その結果、inositol monophosphatase遺伝子(suhβ)のプロモーターが低温で高い転写活性をもつことが示された。18°Cで培養したときのsuhβの転写量は、4°Cで培養したときの約15倍であった。suhβを破壊したところ、低温での生育能の低下が見られ、suhβが低温での生育に重要であることが明らかにされた。