hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二枚貝による麻酔性貝毒の蓄積・代謝過程の細胞、分子レベルにおける機構解明

麻痺性貝毒による二枚貝の毒化は食品衛生および産業上重大な問題であるが、二枚貝による毒の蓄積・代謝の機構に関する知見は乏しい。本研究は、in vivo, in vitro両面で実験を行い、蓄積・代謝機構を細胞および分子レベルで追求した。麻痺性貝毒の蓄積能の高いホタテガイの消化盲嚢の細胞を分離して毒量をHPLCで調査した結果、細胞内には組織重量当たりの毒力をはるかに超える毒が検出され、特に毒力の高い試料で顕著であったことから、細胞内への毒の取り込みが毒化機構では重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに、取り込み機構を解明するために同細胞の初代培養系の開発を試み、培養液への毒の添加による細胞内への毒の取り込みを調べたが確認できなかった。培養細胞の状態の向上が必要と考えられる。あまり毒化しない二枚貝の代表としてアサリの飼育実験による解毒機構の解明を行った。培養した有毒渦鞭毛藻Alexandriumtamarenseを給餌して毒化させた後、毎日換水しながら飼育し、飼育海水を含む系内の全試料の毒量をHPLCを使って測定した。飼育中の糞に渦鞭毛藻と同じ組成示す毒が著量に検出され、消化高率が低いことが明らかとなった。また、減毒期にアサリからの減少総毒量の85%に相当する毒が海水から検出され、アサリと同組成であったことから、解毒機構では分解よりも体外への排出が重要な役割を果たすことが明らかとなった。二枚貝9種の消化消化盲嚢から粗酵素液を調製し、精製毒とともにインキュベートして麻痺性貝毒変換・分解酵素の検索を実施した結果、サラガイが基質特異性のない分解酵素を有することを明らかにした。
細胞外マトリクスプロテオグリカンを介する新規の感作機構の解明

機械痛覚過敏の末梢性機構は不明な点が多い。細胞外マトリクスプロテオグリカンであるversicanの末梢性痛覚感作における役割を解明することを目的として本研究を実施した。ラットにおいて、酸による培養痛み受容器細胞の機械感受性増強にも、酸による筋痛み受容器線維の機械反応増強にも、versicanの関与が示された。一方、MCP-1はversicanを介して感作作用を及ぼすことが報告されていたが、培養痛み受容器細胞レベルでも、組織レベルで皮膚痛み受容器線維の記録でも、versicanの関与を示すことはできなかった。MCP-1による感作には神経以外の細胞の関与が示唆された。本年度は1)培養後根神経節細胞(DRG細胞)の機械感受性電流の酸による増強におけるVersicanの役割を確認した。また、DRG細胞の機械感受性電流が酸によって感作される場合、電流量が増大するばかりでなく、活性化閾値も低下することを明らかにした。2)取り出し皮膚ー伏在神経標本から機械感受性C-線維受容器活動を記録し、MCP-1の効果を調べた。また、versicanを発現するIB4(+)細胞の指標として、a,b-methyleneATP(metATP)に対する反応性を調べた。MCP-1 100ng/mlは30分の投与期間中に、記録した約半数の線維に興奮を引き起こした。これにはmetATPに対する感受性の有無による差は見られなかった。一方、機械刺激に対する反応はmetATP(+)線維群ではMCP-1による増強が見られたが、metATP(-)線維群では有意な増強は見られなかった。また、MCP-1効果の細胞内・外機構を明らかにするため、DRG細胞の機械感受性電流に対するMCP-1の効果も種々の濃度を用いて調べたが、明らかな増強は見られなかった。これらの事実は、MCP-1の痛み受容器に対する効果には、他の細胞が関与している可能性があることを示唆する。3)versicanが後根神経節細胞レベルだけでなく、末梢侵害受容器活動においても酸による感作にかかわっているかを明らかにするため、筋細径線維受容器からの単一神経記録を行い、酸による機械反応の感作がversicanと競合するコンドロイチン硫酸の投与により抑制されるかどうかを調べた。0.3%のコンドロイチン硫酸の投与により酸による機械反応増強効果はほとんど消失した。この結果はversicanが末梢でも働いていることを示唆する。細胞外マトリクスプロテオグリカンの1つであるversicanに着目し、細胞内情報伝達機構を介さずversicanを解して生じる新規の感作機構の存在を明らかにし、その末梢性感作における役割を解明することを目的としている。今年度は筋の末梢侵害受容器の酸による機械感受性の増大におけるversicanの関与を確実なものにするため、取り出し皮膚ー伏在神経標本から機械感受性C-線維受容器活動を記録し、コンドロイチン硫酸の濃度を変えて実験を行った。酸による機械感受性増大は、コンドロイチン硫酸の濃度依存的に抑制されたことより、versicanが末梢でも働いていると考えられる。神経生理学熱による感作について調べるところまでいけなかった。ATPやセロトニンなどイオンチャネル受容体を介する感作について、細胞外プロテオグリカンの関与を調べる。熱に対する酸の感作効果とそれにおける細胞外プロテオグリカンの関与を調べる。薬品保存のために古くなった冷蔵ショーケースを買う予定であったが、まだ何とか機能していたので、購入を次年度に伸ばした。夏を前に冷蔵ショーケースを購入する。
動物装着型映像撮影システムの開発と海鳥類への適用

観察が難しい環境下における野生動物の採餌行動や社会的相互作用を記録するため、小型の映像記録装置の開発と海鳥への適用を行った。カツオドリの幼鳥にビデオカメラを装着することによって、社会的な情報を用いて採餌をおこなっていることが明らかになった。また、小型GPSを併用することにより、行動圏の拡大や採餌技術の発達に伴って、他個体との社会的接触が変化することが示された。平成23年度は、繁殖島において兄弟間の無条件雛数削減によって巣外に排出されたカツオドリの雛を保護飼育し、巣立ち前から開放型飼育に移行することにより渡去に導く手法を応用し、幼鳥が親(本研究では保護飼育者)の給餌に依存しながら営巣地(飼育地)と海を行き来して渡去するまでの「親による子への長期的世話期間」に、マイクロビデオカメラとGPSデータロガーを交互に装着して、幼鳥目線の動画と行動軌跡を記録した。幼鳥はその時期に飛翔行動を発達させ、行動域を拡大させていったが、その背景には幼鳥が海域で出会う成鳥や他種海鳥を追跡する行動があり、他者との関わりによって採餌海域等の情報を得ている可能性が示唆された。平成24年度は、育雛中のカツオドリの成鳥にGPSを装着して採餌パターンを推定した.カツオドリは飛び込み潜水採食法を用いるが、一連の採餌行動には、1回のみの飛び込み潜水で構成されているパターン、局所的に一地点を中心にして行ったり来たりしながら採餌するパターン、直線的に移動しながら採餌するパターンが見られ、最初のパターンが全体の約35%を占めた.カツオドリは、トビウオとトビイカを中心にさまざまな魚種を捕食するが、複数の採餌パターンを用いることで、各々の餌種の分布状態に対応した採餌行動を試みていることが示唆された.これまでのデータロガーを用いた研究の主な成果は、個体の行動が明らかになることだったが、ビデオカメラを併用することによって、海洋生活に適応していく時期の幼鳥の行動発達の背景には、他者との社会的相互作用があることを初めて示した成果の意義と重要性は大きいものと考えている。今後、成鳥目線からの索餌・採餌行動を撮影できるようになれば、別の視点から幼鳥の行動が明らかになると予想され、そのためには長時間記録のための開発が必要である。成果の内容: 2011年には仲ノ神島海鳥繁殖地において兄弟間の無条件雛数削減によって巣外に排出されたカツオドリ4雛を保護し、西表島西端にある研究施設で育雛した。巣立ち前から開放型飼育に移行し、「親による子への長期的世話期間」は自由飛翔下で海域と飼育地を行き来して渡去に至った。この間、45回のビデオ装着を行なって海鳥目線の映像情報を記録した。解析には、先行して実施した2010年の3個体のGPSとビデオデータも加えた。GPSにより、幼鳥の1日あたりの行動圏は巣立ち後経過に伴う拡大傾向がみられ、より長時間海域で過ごし,より遠くへ飛翔するなど,飛翔能力の発達過程が明らかになった。ビデオを通したカツオドリ幼鳥の視線には、他個体を追跡飛翔する様子が撮影され,追跡時の飛翔時間は単独時の飛翔時間よりも長かった.また幼鳥が採餌行動を試みた際の約半数には,同種や他種の採餌群、あるいは浮遊群が撮影されていた。つまり、成長期のカツオドリ幼鳥は他個体との相互作用を積極的に行うことで、採餌場所の情報を得たり、飛翔・採餌技術を発達させている可能性が明らかになってきた。また本種は羽ばたきと滑空を交互に行って飛翔するが、ビデオ映像の上下動(羽ばたき)と安定(滑空)、水平線の傾き(滑空姿勢)は幼鳥の飛翔状態を表しており、各々の回数と時間、角度を解析することにより飛翔特性を明らかにした。意義と重要性:仲ノ神島は海鳥6種の集団繁殖地で、それら幼鳥の巣立ち時期はほぼ同調しているが海域での行動は全く知られていない。今回、親鳥による子への巣立ち後の長期的世話期間を通して、初めて海域に適応していこうとする成長期のカツオドリ幼鳥が海洋でどのように他個体と関わっているのか、それを特に巣立ち後日齢の明らかな幼鳥の目線で写し取った意義は大きく、当初、目論んだ海鳥類の社会行動、集団採餌行動の解明に踏み込んだと言えるだろう。野外調査(保護飼育)による成長期の幼鳥へGPSロガーと小型ビデオカメラを装着することによる成果は、前述したようにおおむね順調に進んでいる。技術的には、ビデオカメラは装着位置によって撮影される映像が変わり、目的によって選択することが考えられる。現状では背面中央にレンズを前方か後方に向きを変えて、あるいは尾羽に後ろ向きに装着可能である。毎日の機器交換が確実に行える保護飼育幼鳥への装着は、着脱の簡便性と1ケ月程度の繰り返し装着を行える利点から、背面の羽毛上にメッシュ台座を固定し、そこに機器を装着する方法が適している。

また前年の先行調査で課題であった飛び込み潜水採餌後のビデオレンズの水滴皮膜による解像度低下は、コーティングを施すことによる改善を得た。野外調査(仲ノ神島繁殖地)においては、野生の成鳥に装着する場合は繰り返し装着が困難なため、1個体1回に限った装着を行い、数日間1週間程度の間に確実な回収が必要である。2011年度は繁殖地において、まず比較的記録時間の長いGPSを野生のカツオドリ成鳥4個体に装着し、このうちの2個体から2日間の採餌トリップ時間・移動総距離・最大到達距離・行動面積などの行動情報に関する初めてのデータが得られた。しかし他の2個体は機器を装着した状態で観察されるものの予定期間内に再捕獲できず、その後に機器は自然落下した。今後に向けて、確実な再捕獲方法の考案と現在1時間半程度の記録時間しかない小型ビデオカメラの充電池の増量が最重要課題として残った。野外調査: 2011年度までに、カツオドリ幼鳥については十分なデータが得られたので、2012年度は主に仲ノ神島海鳥集団繁殖地の野生の成鳥を対象にGPSとビデオ装着を実施する。技術的には、2011年度の課題となったロガーを装着した成鳥の再捕獲方法については、周囲のカツオドリへの影響を最小限に抑えるために、対象個体だけを捕獲する小型鳥類用捕獲ネット(ボーネット)を中型海鳥用にサイズ変更して試作・改良中である。超小型ビデオカメラの充電池の増量は容易ではないが、現在、他種の充電池を組み込んで撮影時間延長をテスト中である。これらを進めると同時に、成鳥にGPSとビデオカメラを装着し、2011年度までに得られた幼鳥の行動パターン解析と2012年度に実施する成鳥の行動パターン解析によって、幼鳥と成鳥の行動比較を行う。データ解析については、ソフトウエアMatlab上での自動化等、解析手法の開発を推進する。なお、本研究成果は、国内外の学会において順次発表し、論文としてとりまとめ、学術誌に発表する。主に名古屋-西表島間、及び西表島-仲ノ神島間の傭船等の調査旅費、ならびに学会旅費、また2012年度野外調査中(仲ノ神島)に紛失した分の機材補充、捕獲ネットの試作改造費とする予定。
ポリマクロモノマーの高密度長鎖多分岐構造に由来する凝集構造と流動特性

末端構造がメタクリレート型のポリスチレンマクロモノマーをリビングアニオン重合法で大量合成し、これを種々の条件でラジカル単独重合することにより高密度多分岐ポリマーとしてのポリマクロモノマーPoly(MA-PSt)を合成した。また、メタクリル酸メチルとのランダム共重合を行い、分岐密度の異なる多分岐ポリマーPoly[MMA-co-(MA-PSt)]を合成した。これらの多分岐ポリマーについて、平行円板型レオメーターを用いて、温度140-220°C、周波数0.016-16.7Hzに変化させて粘弾性(レオロジー特性)の測定を行い、分岐構造がバルク特性の一つとして重要なレオロジー特性にどのように影響するか検討した。また、比較のために単分散の直鎖ポリスチレンの合成も行い、同一条件でレオロジー特性の測定を行った。ポリマクロモノマーでは、直鎖状ポリスチレンとは異なり、ゴム状平坦領域を持たず、ガラス転移領域に続いて流動領域に入ることが分かった。また、すべての領域でG^<11>がG^1よりも大きくなっており、高密度多分岐構造のため分子鎖間の絡み合いが存在しないkことがわかった。この傾向は、枝分子量が同じで、枝本数2545本(幹鎖の重合度2545)のポリマクロモノマーPoly(MA-PSt2740)-2545においても見られた。また、マスターカーブの低周波流動領域で、G^1が角振動数ωの2乗、G^<11>がωの1乗に比例して低下する領域へ入る周波数から最大緩和時間を見積もり、この値およびゼロせん断粘度の分子量依存性を分子論の観点から検討した。一方、MMAとの共重合で分岐密度を低下させた多分岐ポリマーでは、ある分岐密度から分子間の絡み合いによるゴム状平坦部が出現することが分かった。これらの結果は、測定試料の脆性とよく対応した。以上の結果より、多分岐ポリマーのレオロジー特性が、ポリマーの分岐構造によって系統的に変化することが明らかとなった。末端構造がメタクリレート型のポリスチレンマクロモノマーをリビングアニオン重合法で大量合成し、これをラジカル単独重合して高密度多分岐ポリマーとしてのポリマクロモノマーを合成した。また、分岐密度を変える目的で、メタクリル酸メチルとのランダム共重合を行い、さらにスチレンとの交互共重合性について検討した。これらの試料のうち、枝分子量が数平均で2740、枝本数397本、全体の重量平均分子量1,372,000、Mw/Mn=1.61のポリマクロモノマーおよびMMAと等モルのランダム共重合体(見かけの分子量でMw=176,000、Mw/Mn=1.61)、および直鎖ポリスチレン(Mw=382,000、Mw/Mn=1.20)について、平行円板型レオメーターを用いて、温度140-220°C、周波数0.016-16.7Hzに変化させて粘弾性(レオロジー特性)の測定を行った。その結果、多分岐ポリマーのせん断貯蔵弾性率G'および損失弾性率G"は、直鎖ポリスチレンに比べ、同じ温度、周波数で低い値を示した。また、時間-温度の重ね合わせ後の基準温度でのマスター曲線から、多分岐ポリマーでは、単独重合体のみならずMMAとの等モル共重合体においても、直鎖状ポリスチレンとは異なり、ゴム状平坦領域を持たず、ガラス転移に続いて直ちに流動領域に入ることを見出した。

これは、直鎖ポリマーに一般的に見られる分子鎖間の絡み合いの現象が、高密度多分岐ポリマーの導入によって著しく抑制されたためと結論された。現在さらに、分別試料について、分岐長、分岐密度との関係、ならびに凝集構造との関連について調べ、直鎖型ポリマーと比較し検討している。前年度に合成した末端構造がメタクリレート型のポリスチレンマクロモノマーのラジカル単独重合体であるポリマクロモノマーPoly(MA-PSt)に加え、同マクロモノマーとメタクリル酸メチルとのランダム共重合体分岐密度の異なる多分岐ポリマーPoly[MMA-co-(MA-PSt)]を合成し、これらの多分岐ポリマーについて、平行円板型レオメーターを用いて、温度140-220゚C、周波数0.016-16.7Hzに変化させて粘弾性(レオロジー特性)の測定を行い、分岐構造がバルク特性の一つとして重要なレオロジー特性にどのように影響するか検討した。また、比較のために単分散の直鎖ポリスチレンの合成も行い、同一条件でレオロジー特性の測定を行った。ポリマクロモノマーでは、直鎖状ポリスチレンとは異なり、ゴム状平坦領域を持たず、ガラス転移領域に続いて流動領域に入ることが分かった。また、すべての領域でG^<II>がG^Iよりも大きくなっており、高密度多分岐構造のため分子鎖間の絡み合いが存在しないkことがわかった。この傾向は、枝分子量が同じで、枝本数2545本(幹鎖の重合度2545)のポリマクロモノマーPoly(MA-PSt2740)-2545においても見られた。また、マスターカーブの低周波流動領域で、G^Iが角振動数ωの2乗、G^<II>がωの1乗に比例して低下する領域へ入る周波数から最大緩和時間を見積もり、この値およびゼロせん断粘度の分子量依存性を分子論の観点から検討した。一方、MMAとの共重合で分岐密度を低下させた多分岐ポリマーでは、ある分岐密度から分子間の絡み合いによるゴム状平坦部が出現することが分かった。これらの結果は、測定試料の脆性とよく対応した。以上の結果より、多分岐ポリマーのレオロジー特性が、ポリマーの分岐構造によって系統的に変化することが明らかとなった。
インバータ駆動誘導電動機の等価回路定数測定システムの開発と特性算定への応用

本研究では最近インバータ駆動誘導発動機の特性算定法の確立が強く望まれていることにかんがみ,その特性算定の基礎となる誘導発動機等価回路定数の新らしい測定法を開発すると共に,これを用いて精度よくインバータ駆動誘導発動機の特性算定法を見出すことを目標として行なったものである.得られた成果を要約すれば次のようになる.1.本研究で提案する誘導発動機等価回路定数測定システムとして,電動機試験用電源であるインバータ,電動機に加わる歪み波電圧,電流の検出部, AD変換部,計測制御用コンピュータ,及び解析用コンピュータから成る測定システムを設計,試作し,本システムにより誘導電動機の基本波及び種々な次数の高調波に対する等価回路定数が決定出来ることを確認した.また本システムの別法として,試験用インバータを特に設けず,任意の既設のインバータと電動機の組合せに適用出来る等価回路定数測定システムも設計,試作し,その有用性を確認した.2.1で試作したシステムにより,電動機の基本波及び高調波等等価回路諸定数を測定し,その性質を調べた.その結果,電動機の高調波損失を支配する高調波等価回路の二次抵抗r_2,二次漏れインダクタンスl_2の周波数特性その他が明らかになり,特にl_2については,拘束試験から求めるよりも無負荷試験から求める方がより実際的な値が得られることが判明した.3.上に得られた諸定数に基づき,インバータ駆動誘導電動機の負荷特性算定の手法を種々検討し,実測特性とよく一致する負荷特性算定法を得た.4.インバータ駆動誘導電動機の始動時の特性算定についても検討し,通常の低周波始動時に適用できる精度よいトルク算定法を得た.今後の過大として,供試誘導電動機の容量と台数を増加し,さらに本システムの適用性について検討が望まれる.本研究では最近インバータ駆動誘導発動機の特性算定法の確立が強く望まれていることにかんがみ,その特性算定の基礎となる誘導発動機等価回路定数の新らしい測定法を開発すると共に,これを用いて精度よくインバータ駆動誘導発動機の特性算定法を見出すことを目標として行なったものである.得られた成果を要約すれば次のようになる.1.本研究で提案する誘導発動機等価回路定数測定システムとして,電動機試験用電源であるインバータ,電動機に加わる歪み波電圧,電流の検出部, AD変換部,計測制御用コンピュータ,及び解析用コンピュータから成る測定システムを設計,試作し,本システムにより誘導電動機の基本波及び種々な次数の高調波に対する等価回路定数が決定出来ることを確認した.また本システムの別法として,試験用インバータを特に設けず,任意の既設のインバータと電動機の組合せに適用出来る等価回路定数測定システムも設計,試作し,その有用性を確認した.2.1で試作したシステムにより,電動機の基本波及び高調波等等価回路諸定数を測定し,その性質を調べた.その結果,電動機の高調波損失を支配する高調波等価回路の二次抵抗r_2,二次漏れインダクタンスl_2の周波数特性その他が明らかになり,特にl_2については,拘束試験から求めるよりも無負荷試験から求める方がより実際的な値が得られることが判明した.3.上に得られた諸定数に基づき,インバータ駆動誘導電動機の負荷特性算定の手法を種々検討し,実測特性とよく一致する負荷特性算定法を得た.4.インバータ駆動誘導電動機の始動時の特性算定についても検討し,通常の低周波始動時に適用できる精度よいトルク算定法を得た.今後の過大として,供試誘導電動機の容量と台数を増加し,さらに本システムの適用性について検討が望まれる.
スフィンゴ脂質による血管攣縮機構の解明とミオシン阻害剤による攣縮減衰効果

平滑筋細胞におけるスフィンゴ脂質(SPC)の作用機序の一部を解明することが出来た。さらに、SPCの攣縮効果はミオシン阻害剤(blebbistatin)によって打ち消されることが推測された。血管攣縮性動脈硬化にSphingosyl phosphorylcholine(SPC)が関与するのかを検証するために、Boyden chamber法によるSPCに対するモルモット脳底動脈平滑筋細胞(Gba-SM4)の遊走能を調べた。その結果、SPCへの遊走能を示す多孔性膜透過率が増加した。このことから、SPCは血管攣縮に関与することが示唆された。SPCの作用によって平滑筋細胞にどのような影響があるのかを検証するため、SPCを作用させたGba-SM4細胞に蛍光免疫染色を施し、共焦点レーザー顕微鏡観察によってアクチン細胞骨格とミオシンとの局在関係を調べた。Gba-SM4にSPCを作用させるとアクチン細胞骨格であるストレスファイバーが増強されるとともに細胞膜領域ではマグナポディアと呼ばれる毛羽立った特殊な細胞突起が出現した。マグナポディアの出現頻度を解析した結果、マグナポディアの出現率と遊走能の増加には相関関係が確認された。マグナポディアの出現を遊走能の上昇、もしくは血管攣縮の現象として認められたため、SPCによる遊走能亢進の際の分子的作用機序を検討することにした。G蛋白質の阻害剤であるPT-x、p38の阻害剤SB203580、rhokinaseの阻害剤Y-27632、さらに情報伝達の出口に相当するミオシンの阻害剤BlebbistatinをSPCに共添加し、SPCの情報伝達阻害をマグナポディアの出現率として検証した。その結果、最下流のBlebbistatinの共添付では完全なマグナポディア出現減少が確認されたが、SPCとPT-x、もしくはSB203580の共添加においマグナポディアの出現が残存したことから、複数の作用点もしくは他経路経由の作用が推測された。Blebbistatinのミオシンへの生化学(化学エネルギー)的阻害効果は既に検証されているため、分子形態的効果を検討した。活性化したリン酸化ミオシン分子は二つの頭部ドメインが開いた状態であるが、Blebbistatinの効果で二つの頭部ドメインが閉じて大きなひとつの塊(グロビュラードメイン)を形成することが解明された。ミオシン頭部ドメインが一つの塊になることが結果的にアクトミオシン相互作用を阻害すると推測されるが分子構造学的な証明がさらに必要とされる結果となった。Blebbistatinが平滑筋細胞内においてどのような挙動を示すのかを検討するため、Gba-SM4(平滑筋培養細胞)でのアクチン細胞骨格への影響を調べることにした。GFP-β(beta)アクチン発現細胞を作製し、Blebbistatinを作用させて共焦点レーザー顕微鏡でアクチン細胞骨格の観察を行なった。Blebbistatinの効果で細胞骨格として観察されるべきアクチンストレスファイバーは短く断片化され、細胞収縮が阻害されていると推測される樹状化細胞へと変容していった。SPC(Sphingosyl phosphorylcholine)を前処理した細胞にBebbistatinを作用させた結果、攣縮効果として確認されたマグナポディアが減少し、収縮阻害された細胞骨格へと遷移していった。つぎに、ラット盲腸紐の平滑筋組織において、同様にBlebbistatinの収縮阻害もしくはSPCの攣縮効果をトランスジューサーによって、等張性収縮力を測定し、さらに、SPC前処理後Blebbistatinを作用させてSPC攣縮効果阻害を検証した。SPC単独効果ではリン酸化を伴わない攣縮が確認され、Blebbistatin単独効果では収縮力の阻害が確認された。SPC前処理後のBlebbistatin効果ではSPCで誘発される攣縮がBlebbistatinで消失した。収縮力測定に用いた平滑筋組織試料を電子顕微鏡で観察した結果、SPC攣縮の条件下で平滑筋組織内ではアクチン線維の密集化とミオシンの線維化が確認され、本来のカルシウム収縮よりも線維化の密度が高かった。SPC前処理後のBlebbistatinを作用させた条件では、Blebbistatinの効果によってアクチン線維の配向は乱れ、ミオシンの線維化も消失した。薬理学的だけでなく生理学的・形態学的にもSPCの攣縮効果をBlebbistatinによって解消することが証明された。
抗血栓薬の適正使用と周術期インシデントの関連性

本研究では、周術期における、抗血栓薬の適正使用と、血栓関連インシデントもしくは出血インシデントとの関連性を明らかにするために調査を行っている。現在、2016年7月に起こった周術期インシデントの解析が完了した。2016年7月に、当院の手術室にて施行された手術は453件であった。そのうち、周術期において抗血栓薬が処方された患者は101名であった。1抗血栓薬の手術前の休薬は適切に行われているか周術期に抗血栓薬が処方された患者101名の内、手術前より抗血栓薬を使用していた患者は71名であった。内訳は、アスピリン41名、クロピドグレル27名の順で多かった。手術前の休薬期間の平均値はそれぞれ、3.76±6.13日、4.23±6.41日であり、それぞれ、添付文書上に記載されている休薬期間の目安よりも短かった。しかし、予定外手術等も存在するため、一概に休薬期間が短いとは言えないものと思われた。2抗血栓薬の手術後の再開は適切に行われているか手術前にアスピリン、クロピドグレルを服用していた患者の中で、術後に再開された患者はそれぞれ、36名、26名であり、手術後の再開に要した日数はそれぞれ、3.36±5.90日、3.09±6.00日であった。手術後の出血状況等を考慮した上で、抗血栓薬再開がなされていると思われた。3周術期インシデント事例から見た抗血栓薬の使用状況の分析2016年7月において、周術期に発生したインシデントは、血栓関連インシデントが6件であり、内訳は深部静脈血栓症が3件、肺血栓塞栓症が2件、脳梗塞が1件であった。その中で、抗血栓薬を適正に使用した上で発生した事例が3件、抗血栓薬を使用していなかった事例が2件、抗血栓薬の用量が過少と思われた事例が1件であった。一方、出血関連インシデントは2件であり、抗血栓薬は適切に休薬されていた事例が1件、抗血栓薬が一部休薬されていなかった事例が1件であった。しかし、後者に関しては、脳梗塞の既往があったため、やむを得ない事例と思われた。
胎生期心臓のアシド-シスへの適応に関する基礎的研究

胎生期心臓のアシド-シスへの適応に関する基礎的研究を行い,以下の如き結果を得た。1)胎生21日,胎生28日の胎仔家児より心臓を摘出し,潅流し,左室内左を測定した。潅流液をコントロ-ルのpH7.4から,呼吸性アシド-シスpH6.8の液へ変え,左室内左の変化をみた。成熟心筋では左室内左は低下したが,胎仔心筋はコントロ-ルの値と有意差はなく,未熟心筋は成熟心筋に比しアシド-シスに抵抗性をもっていた。また,心筋から細胞を単離し,同様にアシド-シスの細胞収縮への影響をみたが,未熟心筋細胞の収縮はアシド-シスに抵抗性をもっていた。2)細胞内pHを蛍光色素BCECFを用いて測定し、呼吸性アシド-シスの細胞内pHへの影響を調べた。細胞内pHはアシド-シスで低下したがその低下は胎仔心筋細胞では成熟細胞に比し有意に少なかった。細胞内pH調節機構のひとつであるNaーH交換の阻害剤であるアミクライドの存在下でも胎仔心筋と成獣心筋のpHの差は依然存在した。別の細胞内pH制御機構であるCl^ーHCO_3^ー交換の阻害剤であるSITSの存在下では細胞内pHは胎仔と成獣心筋で同様に低下した。以上の結果は、胎仔ではアシド-シスに抵抗性を示すが,その機序は少なくとも一部には,胎仔でCl^ーHCO_3^ー交換がより活発であることによることを示す。3)アシド-シスに伴う細胞内Ca濃度の変化を蛍光色素faraー2を用いて測定した。アシド-シスで細胞内Ca濃度は上昇したが,その程度は胎仔と成熟で同程度であり、胎仔のアシド-シスに対する抵抗性はカルシウムでは説明できないことがわかった。
斎宮の文学史

口頭発表と論文化の機会を複数得て実施できたことが平成24年度の重要な成果である。平成24年度は、三回の学会発表および三本の論文化を行った。特に王権研究会で行った「物語における斎宮と王権」は、本研究課題の「斎宮を通史的に論じる」という面を活かし、広い時代を扱うことができた点、歴史学を中心とした研究者の前で口頭発表を行った点で、非常に充実した発表となった。また、物語研究会で行った「物語を支える時間の揺らぎ」はシンポジウム(「「歴史は物語である」を越えて-「虚×実」が拓く<物語〉の可能性-」)のパネラーとしての発表であり、歴史哲学や近代文学といかに問題意識を共有するかを考えることができた。この口頭発表については、論文として再構成の上、『物語研究』13号に掲載予定である。このほか、論文として「『更級日記』の斎宮と天照御神信仰」を発表した。『更級日記』における孝標女の信仰を斎宮との関わりの中で読み解いたものであり、本研究にとって重要な視座となった。また平成25年2月には古代文学会で口頭発表「大伯皇女のゆくえ」を行った。研究課題の遂行にあたって、平成24年度は中世を中心に研究を進めてきたが、この発表では、上代との繋がりの中で平安後期物語をはじめとする作品群にあらわれる思想を対象として論じた。斎宮制度の始発である大伯皇女の文学史を捉え返すことで、改めて「斎宮の文学史」を理論化するイメージを持てたと言える。平成24年度は、本研究課題の最終年にあたる。「斎宮の文学史」をまとめたことで、本研究の目標は達成できたと考えている。本研究が提示した、さまざまな文学作品における斎宮像の読み解きが今後の斎宮研究に寄与するところは大きいと考えている。よって、本研究課題は十分に実施され、成果を出したと言える。平成23年度は「斎宮の文学史」に向けて、多くの研究成果を出すことができた。「斎宮の文学史」をたどる上で中心となる『源氏物語』の秋好中宮について、二回の学会発表(東京学芸大学国語国文学会・物語研究会例会)と三本の論文(「『源氏物語』絵合巻の政治力学」(『中古文学』88号)・「六条御息所を支える「虚構」」(『日本文学』61-1号)・「「神さぶ」櫛のゆくえ」(『学芸国語国文学』44号))を発表したことは重要な成果といえる。秋好中宮と彼女を取り巻く人々との関係を論じた中で、準拠として史実の存在と深く関わって秋好中宮の物語が構成されていることが明らかになった。斎宮経験者という経歴を持つことで、虚構の存在ながら、史実から強い影響を受け、また『源氏物語』以後の歴史にも影響を与えていく在り方は、「斎宮の文学」史において中心的な視点になる予定である。また、中世王朝物語に関する研究として「『海人の刈藻』における姉妹の論理と皇女たち」(『学芸古典文学』5号)、古代における斎宮像を物語と結びつけた「古代日本における祭祀と王権」(『アジア遊学』)を発表したことは、本研究における成果であると同時に、斎宮研究において遅れている中世王朝物語への視点および歴史学と文学の結び合わせを明らかにした点で、意義のある研究と考えられる。上記の口頭発表、論文発表に加えて、学会・研究会参加による情報収集等も行った。現在所属する学会・研究会は多数あるが、枕草子の会、狭衣物語研究会、日本漢文を読む会、源氏物語を読む会などで計5回の研究発表・合評等を担当した。いずれも「斎宮の文学史」と接点を持つ研究会であり、担当を通じて視野を広げながら、有益な議論を交わすことができた。また、日本文学協会研究発表大会や中古文学会春季・秋季大会など多くの研者が集まる場に参加し情報収集を行うと同時に、最新の資料等も集めることができた。加えて8月にエストニアのタリンで行われたEAJSの国際会議に参加し、今後の研究に生かせる国際的な研究の方向性を知ることができた。

研究課題の遂行にあたって、平成24年度は中世を中心に研究を進めてきたが、この発表では、上代との繋がりの中で平安後期物語をはじめとする作品群にあらわれる思想を対象として論じた。斎宮制度の始発である大伯皇女の文学史を捉え返すことで、改めて「斎宮の文学史」を理論化するイメージを持てたと言える。平成24年度は、本研究課題の最終年にあたる。「斎宮の文学史」をまとめたことで、本研究の目標は達成できたと考えている。本研究が提示した、さまざまな文学作品における斎宮像の読み解きが今後の斎宮研究に寄与するところは大きいと考えている。よって、本研究課題は十分に実施され、成果を出したと言える。本研究は、「斎宮の文学史」として、歴史学、宗教学の成果を取り入れながら、文学を主軸にした通史的な研究をまとめるところに目標がある。そのために必要なのは、まず個々の物語や斎宮の事例を丁寧に検討することであり、それを成果として提出することである。平成23年度は、学会発表、論文発表を重ね、個々の論を積み上げることが十分にできたと考えるため、当初の計画以上の進展があったと判断できる。平成24年度は、平成23年度に引き続き、個々の物語における斎宮および歴史上の斎宮の事例を検討することを行いながら、「斎宮の文学史」として通史的にまとめることを目標に置く。本研究において、まだ検討が不十分であるのは、中世王朝物語や『更級日記』『とはずがたり』といった平安後期から中世における作品である。こうした諸作品の検討をまずは行う。その上で、古代から中世にかけての斎宮像を明らかにするために、個々の作品が他の作品あるいは歴史上の斎宮や周囲の人々の認識にどのような影響を与えたかという点で論を立てていく必要がある。研究会など発表の場を通して論の推敲を重ねるとともに、三重県での調査を行うなど、考古学、歴史学の最新の成果を取り入れ、研究成果を示していく予定である。
遺伝子発現解析によるキャッサバの環境応答機構の理解および情報基盤整備

公共データベースGenBank(NCBI)および理研キャッサバ完全長cDNAの配列データを用いて、約22,000の目標遺伝子配列から各々60塩基プローブ配列を選んだキャッサバオリゴマイクロアレイチップを開発した。この開発したマイクロアレイチップを用いて、キャッサバの3品種、2ストレス条件についてのマイクロアレイ実験を行い、各品種、ストレス条件についての異なる遺伝子発現プロファイルを獲得できた。CAGE法についても、同様に各条件の遺伝子発現解析を行い、2つの解析手法による遺伝子概観を獲得した。目的である有用熱帯作物キャッサバの遺伝子発現の概観を把握するため、平成21年度はカスタムオリゴマイクロアレイを作製した。当方で収集したキャッサバ完全長cDNAの両端読み配列データ(35400配列)および公共データベースGenBankから獲得できたメッセンジャーRNA(以降、mRNA)の全長および部分長読み配列データ(41166配列)をカスタムオリゴマイクロアレイのプローブデザインの出発データとした。まず、公共データベースより獲得した全配列データの確認を行い、不適切な配列データ(葉緑体、ミトコンドリア、rDNAといったmRNA由来でないデータや大腸菌、ファージなどの実験的に混入しやすいキャッサバ以外の生物由来のデータ)の排除を行った。続いて、配列の類似性を用い、配列データを整列、結合し、配列データの冗長性を排除した(CAP3プログラムによる集合化)。さらに、完全長cDNA配列および既知のタンパク質配列との対応付けを行うことで、転写方向の確認を行った。mRNAは、転写方向を誤った配列からデザインされたプローブとは重合できないため、この確認はオリゴマイクロアレイのプローブデザインについて重要な処理である。以上の処理から独立したおよそ22,000配列データを獲得した。この配列データセットから、60塩基のマイクロアレイプローブをデザインし、およそ21,000プローブを有するオリゴマイクロアレイを作製することができた。このカスタムオリゴマイクロアレイを用い、無処理、乾燥処理をしたキャッサバの2品種、計4種のマイクロアレイ実験を行った。海外連携研究機関であるCIATより提供されたRNAを用いた。その結果、各プローブに関する同じ処理下(無処理についても同様)でのRNAサンプル間発現レベルの相関係数は0.97前後であり、今後の実験へ利用できるオリゴマイクロアレイであることが確認できた。あわせて、各キャッサバ品種の乾燥条件下での遺伝子発現概略を得ることができた。以上のように、平成21年度実施計画に則った活動を実行した。目的である有用熱帯作物キャッサバの遺伝子発現の概観を把握するため、これまでの研究活動において当方が収集したキャッサバ完全長cDNAの両端読み配列データ(35,400配列)および公共データベースGenBankから獲得できたメッセンジャーRNA(以降、mRNA)の全長および部分長読み配列データ(41,166配列)をカスタムオリゴマイクロアレイのプローブデザインの出発データとしたカスタムオリゴマイクロアレイを作製した。更に詳細な遺伝子発現の概観を理解するため、今年度は、CAGE (Cap Analysis Gene Expression)法を用い、あらかじめデザインしたプローブにとらわれない広範囲な細胞内転写産物の発現の理解を目的としたデータ収集を行った。キャッサバ品種MTAI16を摂氏5度(低温)、28度(通常)、37度(高温)で育成した植物体の葉と茎を対象に全RNAを抽出した。品種ECU72からも同様に生育させ、同部位よりRNAを抽出した。合計6種のサンプルに由来するCAGEライブラリを作成した。作成したCAGEライブラリから獲得した完全長cDNAの5'端読み配列(タグ)をおよそ1000万配列を獲得した。これをキャッサバゲノム塩基配列データへマップすることで、各サンプル間の比較をおこなった。本課題を通じて、収集、生産、整理したデータについては、ウェブブラウザで閲覧可能なデータベース(Cassava Online Archive, URL : http://cassava.psc.riken.jp/)を構築し、順次、データを公開した。このデータベースは、閲覧に際して、ユーザー登録、費用を一切問わないものであり、植物ゲノミクス、特にキャッサバおよび周辺植物種の研究推進に貢献すべく開発したものである。
電気刺激筋収縮における最適な力発揮を誘発する刺激パターンとそのメカニズムの解明

一定頻度の電気刺激による骨格筋収縮中に,単発の刺激を付加すると,発揮張力は増大し,かつそのまま維持される現象(catchlike property)が認められる.本研究では,catchlike propertyについて,(1)力の増大が最も起こりやすい至適な一定頻度の電気刺激周波数の同定,(2)張力の増大と超音波Bモード法による筋・腱複合体の振る舞いとの関係性からのcatchlike propertyの発生機序を検討することを目的とした.一連の実験結果より,catchlike propertyは,至適な電気刺激周波数が存在し,その値は下腿三頭筋の場合はおおよそ17.5Hzである,また,発生メカニズムは筋・腱複合体のスティフネスの増加が関与していることが示唆された.一定頻度の電気刺激による骨格筋収縮中に,単発の刺激を付加すると,発揮張力は増大し,かつそのまま維持される現象(catchlike property)が認められる.本研究では,catchlike propertyについて,(1)力の増大が最も起こりやすい至適な一定頻度の電気刺激周波数の同定,(2)張力の増大と超音波Bモード法による筋・腱複合体の振る舞いとの関係性からのcatchlike propertyの発生機序を検討することを目的とした.一連の実験結果より,catchlike propertyは,至適な電気刺激周波数が存在し,その値は下腿三頭筋の場合はおおよそ17.5Hzである,また,発生メカニズムは筋・腱複合体のスティフネスの増加が関与していることが示唆された.電気刺激誘発の骨格筋収縮において,単発付加後張力増大現象(catchlike property)が効率よく発生するための一定頻度刺激の周波数を定量化することを研究目的とした.対象は,成人健常者7名の右脚足関節底屈動作とした.実験は, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20Hzでの一定頻度刺激(CONT)およびCONT刺激に刺激開始1秒後に単発の刺激を加えた刺激(CATCH)を行った.なお, CATCHにおいては,単発刺激を加えた時点での瞬時刺激周波数は50Hz(20ミリ秒間隔)であった. CONTおよびCATCH条件での刺激は2秒間行った.同一の刺激周波数におけるCONTとCATCHとの力の差分(単発刺激による力の増加・維持量)を算出し,単発刺激後張力増大現象を誘発する最適な一定刺激周波数の同定を試みた.その結果,対象者によって多少のばらつきは認められたが, 10Hz以下の刺激周波数では張力増大現象が一時的に発生するだけであり,維持はされなかった.一方, 12.5Hz以上の刺激周波数では張力増大現象が維持されることが多く, 17.5Hzでの刺激周波数が統計学的に最も力の増加・維持量が大きかった.筋電図測定によるM波の振幅値は,単発刺激付加前後において差は生じなかったことから,張力増大現象(catchlike property)は運動単位の新たな参加動員が要因ではないと推察された.本研究の結果より, catchlike propertyが発生・維持されるためには,ある程度高いbackgroundの刺激周波数が必要であることが示唆された.本研究は,一定頻度での電気刺激による筋収縮中において,単発刺激付加後することによって力が増大してそのまま維持されるcatchlike propertyという現象の生理学的メカニズムを解明することを目的とした.前年度の研究によりcatchlike propertyが効率よく発生するためには,一定頻度刺激が17.5Hz程度であることが同定できた。よって,本研究では,一定頻度刺激は17.5Hzを採用し,刺激は2秒間行った.単発刺激付加は刺激開始1秒後とし,その際の瞬時刺激周波数は50Hz(20ミリ秒間隔)であった.対象は健常成人男性10名の右脚足関節底屈動作とした.超音波Bモード法による画像測定を腓腹筋内側頭にて77フレーム/秒で行った.得られた画像より,筋束と深部腱膜の交点の移動距離を腱の伸張量(L)を連続して得た.筋トルク(筋力)の値とLの比より腱のstiffness変化を時系列で算出した.その結果,catchlike property(単発刺激後に力が増大・維持される)が明らかに得られる対象者の場合は,stiffnessの一時的な増加が維持されていた.一方,単発刺激後に力が増大するものの維持されない,もしくは維持されていたとしても微小であった対象者の場合は,stiffnessの増加も一時的であり,維持されることはなかった.この結果より,単発刺激後に力が増大・維持されている時間帯は,腱stiffnessの増大が維持(筋がより短縮)された筋腱の形状で保たれているといえる.したがって,Catchlike propertyの発生メカニズムは,腱stiffnessなどの筋・腱複合体の振る舞いにより決定されると結論つけされる.
DNAおよびヌクレオチドの酸化損傷とその防御

活性酸素によるDNA損傷とその防御に関して下記のような、大腸菌を用いた変異誘発に関する基礎的研究、酵素基質特異性に関する生化学的研究、また発がんリスク評価に関連して、動物臓器DNA、ヒト試料の酸化ストレスのマーカーの分析などを行った。1)リボヌクレオチド2-OH-ATPはヒトMTH1蛋白により効率よく分解され様々な酸化損傷ヌクレオチドの中で最も低いKm値(最も高い親和性)を示した。2)アゾ色素系肝発がん物質3'-methyl-4-dimethylaminoazobenzenの投与によりマウスおよびラットの肝臓中の8-OH-dGおよびその修復活性が高まったことから肝発がんにおける活性酸素の関与が示された。3)ヒトMTH1タンパク質により次亜塩素酸DNA付加体8-クロル-dGTP(8-Cl-dGTP)が効率良く分解された。4)ヒト培養細胞に対しクロシドライトアスベストを作用させたところ、8-OH-Guaレベルおよびその修復活性、hOGG1およびhMTH1のmRNA発現がすべて上昇した。5)大腸菌のOrf135タンパクはリボヌクレオチド5-OH-CTPを効率良く分解した。6)ヒト培養細胞に対し発癌性砒素化合物で処理した後、酸化ストレスマーカーを調べた。DNA中8-OH-dGの上昇、修復活性の低下、OGG1mRNAおよびタンパク発現の低下が認められた。7)尿中8-ヒドロキシデオキシグアノシンの高精度自動分析装置を開発した。8)アゾ色素3'-メチル-4-ジメチルアミノアゾベンゼン(3'-MeDAB)投与マウス肝において低分子OGG1分子が検出された。9)DNA修復酵素OGG1はカスパーゼ依存的アポトーシスにより断片化する事を見い出した。1.酸化損傷ヌクレオシド三リン酸、2-ヒドロキシデオキシアデノシン(2-OH-dATP)は大腸菌DNAポリメラーゼIIIにより高頻度でグアニンに対合して取り込まれ、主にG→T変異を起こした。2.リボヌクレオチド2-OH-ATPはヒトMTH1蛋白により効率よく分解され様々な酸化損傷ヌクレオチドの中で最も低いKm値(最も高い親和性)を示した。3.野菜、果物中の主要抗酸化成分クロロゲン酸は4NQOによるラット舌発がんモデルにおいてDNA中の8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OH-dG)の生成を抑制した。4.栄養欠乏食およびエタノールの長期投与によりラット食道DNA中の8-OH-dGおよびその修復活性は上昇し酸化ストレスの関与が示された。6.尿中8-OH-dG測定法を開発し、某企業従業員約300人の尿を分析し、ライフスタイルとの関係を調べたところ、適度の運動(<5時間/週)は8-OH-dG値を低下させること等がわかった。今後は、2-OH-Adeを細胞レベルで検出し、発がんにおけるこのDNA損傷の意義を研究したい。また8-OH-dGについては更に分析を進め癌予防のためのライフスタイルの開発に役立てたい。活性酸素によるDNA損傷とその防御に関して、分子生物学的手法を用いた試験管内実験、培養細胞を用いた基礎的研究、およびヒト白血球を用いた分子疫学的研究等を行った。1.ラット肝臓および腎臓抽出物によるDNA中の8-ヒドロキシグアニン(8-OH-Gua)の修復効率は隣接塩基の違いにより約10倍の差が認められた。2.DNA中の2-ヒドロキシアデニン(2-OH-Ade)と4種の塩基との熱力学的安定性を調べたところ、塩基対の安定性は既に報告した2-OH-Adeによる変異特性の傾向と一致した。

3.チミンの酸化損傷塩基である5-ホルミルウラシル(5-fU)は動物細胞で弱い変異原性を示し、T->GおよびT->A変異を引き起こした。4.ヒトMTH1タンパク質により次亜塩素酸DNA付加体8-クロル-dGTP(8-Cl-dGTP)が効率良く分解された。5.ヒト培養細胞に対しクロシドライトアスベストを作用させたところ、8-OH-Guaレベルおよびその修復活性、hOGG1およびhMTH1のmRNA発現がすべて上昇した。6.大腸癌患者および良性ポリープ患者の非癌部組織DNA中の8-OH-dGを測定したところ両者で差は見られなかったが、8-OH-dG値と年令との正の相関がみられた。7.某企業の労働者362名の白血球DNA中の8OH-dGレベルを測定したところ、男性では一日平均労働時間と、また女性では精神的ストレスと正の相関がみられた。ヒトMTH1、大腸菌MutTはグアニンヌクレオチドの酸化損傷である8-ヒドロキシ(OH)-dGTPを分解することによってDNA複製で起こりうるエラーを抑制する。これまで我々は、ヒトMTH1が8-OH-dGTPだけでなくアデニンヌクレオチドの酸化損傷(2-OH-dATP,8-OH-dATP,2-OH-ATP)を効率よく分解することを報告してきた。一方、大腸菌MutTは確認した限りでは8-OH-dGTPのみを特異的に分解し、酸化損傷アデニンヌクレオチドに対する分解活性は検出できなかった。このことからアデニンヌクレオチド・プールの浄化機能を大腸菌では他のタンパク質が担っている可能性があると推測し、タンパク質配列の相同性から検索を行った。今回はMTH1、MutTと相同性をもつ大腸菌Orf135タンパク質(分子量15.4KDa)のヌクレオチド分解活性の基質特異性について調べた。大腸菌ゲノムDNAからPCRによってOrf135領域を増幅し、GST-Orf135融合タンパク質の発現ベクターを構築した。大腸菌体内で発現させたGST-Orf135融合タンパク質をアフィニティーカラム、ゲルろ過によって精製した。得られた標品のGSTタグを配列特異的プロテアーゼを用いて切断し、さらにアフィニティーカラム精製によってOrf135を含む断片を得た。得られた精製標品を用いて5種の主要な酸化損傷デオキシリボヌクレオチド、5種の酸化損傷リボヌクレオチドに対する分解活性を測定したところ、リボヌクレオチドの酸化損傷、5-OH-CTPのみを特異的に分解する活性が観察された。この5-OH-CTP分解活性を酵素学的に解析した結果、分解効率(kcat/Km)が630s-1・mM-1と算出された。これは正常型CTPに対する分解活性の30倍の効率であり、5-OH-CTPがOrf135の非常によい基質であることが明らかになった。活性酸素によるDNA損傷とその防御に関して我々が発見した酸化的DNA損傷、8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OH-dG)を一つの主要なテーマとして研究した。分子生物学的手法を用いた試験管内実験、動物や培養細胞を用いた基礎的研究、およびヒト尿、白血球中8-OH-dG分析等を行った。
座屈が誘起するナノ構造体の巨大物性応答の解明と新奇デバイスの力学設計

ナノ構造体において、座屈による急峻な変形に起因する巨大物性変化のメカニズムを原子モデリング解析によって明らかにするとともに、座屈変形を積極活用したナノデバイスの設計を行う。ひずみー物性巨大応答を発現する最適構造・欠陥構造を検討することで、新奇デバイス創製のための指導原理を獲得する。申請者が独自に開発してきたマルチフィジックス原子シミュレーション法を用い、ナノ構造体で発現する特異な物性の解明(基礎)と、その効果を最大化するデバイス構造設計(応用)の両者を視野に入れた複眼的研究を推進する。
生物学的環境修復技術の科学的基盤確立に関する研究

バイオレメディエーションでは、種々の微生物が存在する複合系によって汚染物質が分解されるが、その系内でのそれぞれの微生物の機能および相互作用については未だ未解明な部分が多い。本研究では、我々が考案した新たな異化的分解菌検出法SIP-D法を確立し、浄化能の向上化と分解微生物ネットワークを解明することを目的とした。その結果、高分子化合物の分解には真菌と細菌の複合系が有効であり、また、テトラクロロエチレンと油の分解微生物ネットワークの概要を明らかにすることが出来た。バイオレメディエーションでは、分解を直接的に担う微生物と間接的に関与する微生物とが相互に作用しながら存在する複合系によって分解が行われるが、その解明が不十分なために科学的には未だ完成途上にある技術である。このため、土壌還元法によるPCE分解を主たる研究対象として、我々が開発した安定同位体標識化合物を用いて異化的分解菌を特定的に検出するSIP-D(Stable Isotope Probing for Dissimilation)法の技術的確立を行った。また、従前技術のSIP法も併用することにより分解に直接的および間接的に関わる微生物の時系列的変動の解明に取り組み、分解に関わる微生物ネットワークの動的全貌の解明を目指した研究を開始した。まず、SIP-D法の検出範囲に関する検討を行った結果、Dehalococcoides属細菌等の偏性脱ハロゲン呼吸細菌およびDesulfitobacterium属細菌等の脱ハロゲン呼吸細菌の存在を検出する事が可能であるが、Clostridium属細菌の様な共代謝による分解菌の対しては困難である事が明らかにされた。また、間接的に分解に関与する菌の解明に着手したが、さらに詳細に検討する必要性が生じ、今後の検討課題となった。さらに、PCEの完全無機化プロセスの全体像を把握する為に、塩素化エテン類のみならずそれらの更なる分解産物と想定される塩素化アルコール類、塩素化有機酸類の分析法の検討に取り組み、解析条件を定める事が出来た。バイオレメディエーションでは、種々の微生物が相互に作用しながら存在する複合系によって分解が行われるが、早急に科学的に完成した技術にすることが求められている。本研究では土壌還元法によるPCE分解を主たる研究対象として、安定同位体標識化合物を用いて異化的分解菌を検出するSIP-D(Stable Isotope Probing for Dissimilation)法の技術的確立を行った。また、分解に直接および間接的に関わる微生物の時系列的変動の解明に取り組み、分解微生物ネットワークの動的全貌の解明を目指した研究を行った。まず、SIP-D法の高度化に際して用いるべき適切な標識炭素源について検討した結果、使用炭素源によって特定されるテトラクロロエチレン(PCE)分解菌が異なることが判明し、更なる検討が示された。また、環境サンプルにSIP-D法を適用した結果、土着性の潜在的PCE分解菌としてDehalobacter属細菌の特定に成功しSIP-D法が有効であることが示された。ついで、分解微生物ネットワークの解明に関し、PCE由来の分解産物について検討した。分解プロセスの各過程に於けるエチレン骨格を有す化合物の総量が分解進行に伴って減少したことから、エチレン骨格を有さない新たな分解中間産物の生成が示唆され、新規PCE分解経路の存在が推定された。今後、この化合物を同定する予定である。一方、分解微生物ネットワークの構成メンバーを検出するための基盤技術、また、複合系の構造と機能を観察するための光学的技法をそれぞれ構築した。生物を用いて汚染環境を修復する技術すなわちバイオレメディエーションでは、汚染物質を分解する微生物の働きがこの技術の成功を左右する最も重要な操作因子であるが、本技術の対象となる土壌環境あるいは水環境においては様々な微生物が生存している。従って、多種多様な微生物の中から汚染物質分解に関与する微生物のみを賦活化して浄化を進める事が環境への影響を最小限に止めるために必要である。本研究では、分解に関わる微生物を明らかにするため、分解に直接および間接的に関わる微生物の時系列的変動の解明に取り組み、分解微生物ネットワークの動的全貌の解明を目指した。まず、分解に直接的に関わる微生物のうち異化的分解菌を特異的に検出するSIP-D(Stable Isotope Probing for Dissimilation)法の高度化を図り、用いるべき適切な標識炭素源について検討した結果、テトラクロロエチレン(PCE)分解過程の解析にはピルビン酸やフマル酸等の混合体が有効である事が示唆された。また、石油分解に関する直接的分解菌およびそれら分解産物を利用する間接的分解菌の解析をSIP-D、SIP等を用いて行い、特定された微生物の同定と分解産物の時系列変動とにより分解微生物ネットワークの概要を明らかにする事が出来た。さらに、多環芳香族炭化水素の分解には細菌と真菌の相互作用が存在する事を明らかにした。一方、前年度に構築した複合系の構造および機能を観察するための光学的顕微鏡観察技法を用い,ムコイド生産、非生産株の棲み分けを識別できるに十分な機能を有す事を明らかにした。