hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パーソナリティー形成におけるヘッジホッグシグナルの役割

パーソナリティー形成におけるソニックヘッジホッグ(Shh)シグナルの役割を解明するため、Shhシグナルが亢進しているGorlin症候群患者とそのモデルマウスを対象に研究を進めている。Gorlin症候群は奇形発生と易腫瘍形成を特徴とする神経皮膚症候群の一つで、PTCH1等の病的バリアントにより胎児期からShhシグナルが亢進している。パーソナリティー形成において神経伝達物質が深く関わっており、その産生細胞形成にShhシグナルの関与は大きい。2018年度はGorlin症候群のモデルマウスであるPtc1遺伝子ヘテロ接合性ノックアウトマウス(Ptc1+/-)を用いて研究を進めている。まずは脳組織中のセロトニン濃度を測定した。8週令のGorlin症候群モデルマウス(変異型)と野生型とを6匹ずつ、大脳、小脳、基底核にわけて、ELISAを用いて濃度を比較検討した。平均値で大脳は変異型6.06ng/ml、野生型4.80ng/ml、小脳は変異型2.80、野生型1.28ng/mlでGorlin症候群モデルマウスにおいて高値の傾向(大脳P=0.14、小脳P=0.18)であった。さらに検体数を増やして検討する予定である。さらにドーパミンとセロトニンの代謝産物である5-HIAAについても検討する。セロトニンや扁桃体に関連した不安や恐怖等の情動機能を評価するために行動実験も進めている。Gorlin症候群モデルマウス(変異型)と野生型とを比較検討している。オープンフィールド試験ではそれぞれ3匹ずつ行っており、平均値で歩行距離は変異型39558mm、野生型31465mmで、中央部の滞在時間は変異型27.3秒、野生型19.8秒とGorlin症候群モデルマウスにおいて不安感が低い傾向が見られている。個体数を増やすとともに、さらに高架式十字迷路試験、手がかり学習恐怖条件付け試験についても行っていく予定である。マウスの脳組織中の神経伝達物質濃度測定と、行動実験を進めているが、ゴーリン症候群モデルマウスが思ったより得られず、データがまだ少ない。Gorlin症候群モデルマウスと野生型において、大脳、小脳、基底核の組織中のセロトニン濃度を引き続き測定する。ドーパミンとセロトニンの代謝産物である5-HIAAの濃度も測定する。セロトニンや扁桃体に関連した不安や恐怖等の情動機能を評価するために行動実験も進める。Gorlin症候群モデルマウスと野生型とで比較する。オープンフィールド試験は、引き続き個体数を増やして検討する。高架式十字迷路試験は、オープンアームでの滞在時間やオープンアームへの覗き込み回数を測定。手がかり学習恐怖条件付け試験は、音刺激と電撃ショックを与え、1日後や7日後に別のケージにて音刺激のみ与えたときのすくみ行動時間を測定する。これらよりマウスにおけるShhシグナルと神経伝達物質や情動機能との関連性を明らかにし、ヒトでの結果と合わせて考察していく。神経伝達物質の産生細胞形成にShhシグナルは大きく関与している。まずは自己記入式質問紙である日本語版Temperament and Character Inventoryを用いてパーソナリティーの特徴を調査した。Gorlin症候群14例、コントロール16例で調査を行い、損害回避が有意に低下していた(P=0.0092)。先天奇形を伴う6例に限定するとさらに有意な低下がみられた(P=0.0042)。損害回避はセロトニンとの関連性が報告されており、次にセロトニンとの関係が大きい中脳と扁桃体の形態について検討した。Gorlin症候群10例、コントロール10例を対象にしてMRI画像から、中脳は前後径、扁桃体は画像処理ソフトを用いて体積を計測した。中脳については有意差を認めなかった。扁桃体はGorlin症候群において有意に左側の縮小がみられた(P=0.002)。さらにGorlin症候群の中で先天奇形あり郡7例となし郡3例で比較したところ、あり郡で有意に左扁桃体の縮小を認めた(P=0.019)。今後はGorlin症候群のモデルマウスであるPtc1遺伝子ヘテロ接合性ノックアウトマウス(Ptc1+/-)を用いて研究を進めていく。当初の計画ではマウスの実験を進めているところだが、マウスを増やすことに難渋している。その代わりに計画になかった脳形態について検討することができた。

8週令のGorlin症候群モデルマウス(変異型)と野生型とを6匹ずつ、大脳、小脳、基底核にわけて、ELISAを用いて濃度を比較検討した。平均値で大脳は変異型6.06ng/ml、野生型4.80ng/ml、小脳は変異型2.80、野生型1.28ng/mlでGorlin症候群モデルマウスにおいて高値の傾向(大脳P=0.14、小脳P=0.18)であった。さらに検体数を増やして検討する予定である。さらにドーパミンとセロトニンの代謝産物である5-HIAAについても検討する。セロトニンや扁桃体に関連した不安や恐怖等の情動機能を評価するために行動実験も進めている。Gorlin症候群モデルマウス(変異型)と野生型とを比較検討している。オープンフィールド試験ではそれぞれ3匹ずつ行っており、平均値で歩行距離は変異型39558mm、野生型31465mmで、中央部の滞在時間は変異型27.3秒、野生型19.8秒とGorlin症候群モデルマウスにおいて不安感が低い傾向が見られている。個体数を増やすとともに、さらに高架式十字迷路試験、手がかり学習恐怖条件付け試験についても行っていく予定である。マウスの脳組織中の神経伝達物質濃度測定と、行動実験を進めているが、ゴーリン症候群モデルマウスが思ったより得られず、データがまだ少ない。今後はGorlin症候群のモデルマウスであるPtc1遺伝子ヘテロ接合性ノックアウトマウス(Ptc1+/-)を用いて研究を進めていく。脳組織中のセロトニン等神経伝達物質の濃度を測定する。遅延報酬待機などの行動解析についても検討していく。Gorlin症候群モデルマウスと野生型において、大脳、小脳、基底核の組織中のセロトニン濃度を引き続き測定する。ドーパミンとセロトニンの代謝産物である5-HIAAの濃度も測定する。セロトニンや扁桃体に関連した不安や恐怖等の情動機能を評価するために行動実験も進める。Gorlin症候群モデルマウスと野生型とで比較する。オープンフィールド試験は、引き続き個体数を増やして検討する。高架式十字迷路試験は、オープンアームでの滞在時間やオープンアームへの覗き込み回数を測定。手がかり学習恐怖条件付け試験は、音刺激と電撃ショックを与え、1日後や7日後に別のケージにて音刺激のみ与えたときのすくみ行動時間を測定する。これらよりマウスにおけるShhシグナルと神経伝達物質や情動機能との関連性を明らかにし、ヒトでの結果と合わせて考察していく。マウスの実験関連の支出が多くなる予定。マウス、ケージ、維持費等。また、ELISAやPCR等の実験関連の支出も多い。これらの理由により平成30年度の支出が多くなることが見込まれたため残しておいた。モデルマウスが想定した数が得られず、実験がやや遅れている。今後はELISA関連の物品や、行動実験関連の物品を必要とする。また、論文作成や学会発表での費用も必要である。
シャペロン様ATPaseVCPの新規アダプター分子(SVIP)と空胞形成細胞死

分子シャペロンの一種であるVCP(別名p97)は、オルガネラ膜形成や異常タンパク質の除去システムなどの多彩な細胞機能に関与しており、これらは異なるアダプター分子の介在によってなされると考えられている。私たちがVCPの新規結合タンパク質として同定したSVIP (small VCP-interacting protein)は、培養細胞内で過剰発現させると、ポリグルタミン病などの神経変性疾患において観察されるような細胞内空胞が形成される。SVIPの細胞内機能を解明するために以下の研究を行った。1、SVIPにより形成される細胞内空胞の解析:SVIPの過剰発現にともない細胞内に形成される巨大な空胞の形成機構を解明するために、HeLa細胞にSVIPを過剰発現させ、電子顕微鏡による解析を行った。その結果、空胞の外側にそってリボソームが分布している様子が観察された。また、金コロイドを用いた免疫電子顕微鏡観察の結果、空胞膜上には小胞体膜タンパク質であるチトクロムNADPH還元酵素が分布し、空胞膜の内側には小胞体内腔タンパク質であるBiPが分布していた。以上の結果から、これらの空胞は小胞体が肥大化してできたものであると結論された。最近、VCPが小胞体タンパク質の分解機構(ERAD)に関与している可能性が指摘されているが、SVIPの過剰発現によってERADが阻害され、小胞体の機能に異常が生じた可能性が考えられた。2、VCP-SVIP複合体の性質の解析:VCPには、これまでに2種類のアダプタータンパク質(p47,Ufd1)が同定されている。VCP-SVIP複合体と既知のアダプタータンパク質との関係を詳細に解析するために、精製タンパク質を用いて結合実験を行った。その結果、p47,Ufd1およびSVIPのVCPへの結合はお互いに競合的であり、結合部位を共有していることが明らかとなった。このことより、SVIPはp47,Ufd1に続くVCPの第三のアダプター分子である可能性が強く示唆された。
開発と国家支配-連邦制国家エチオピアにおける開発エージェントと国家権力の相克

本研究によって明らかになったことは、エチオピアでは(1)開発の主体が政府から、政府だけでなく、国内外の企業家、国際機関およびそれと連携したNGOと、複数化しているということ、(2)一部でNGOと政府の間に密接な政治的関係が観察されたこと、(3)開発プロジェクトが実践された地域では、一部の地域住民の開発への参画と包摂、地域や世代による地域集団の分裂と対立、そして民族集団間の紛争に至るまで、それぞれの地域の社会的条件に応じて多様な形で地域社会の再編が進行しているということである。本研究はエチオピアにおいて、中央政府が地域開発を国家支配のためにいかなる形で利用しようとしているのか、そしてそれが地域住民にどのような影響を与えているのかを、南部諸民族州およびオロミア州の開発プロジェクトを事例として、実証的に明らかにすることを目的とする。今日のエチオピアの地方で行なわれている開発プロジェクトには、政府とプロジェクト間に複雑な依存/収奪の関係がみられる。地域開発には莫大な資金が投入され、関与する者に経済的利潤をもたらし、クライアント集団を形成することを可能にするが、他方で自由主義経済のもと開発の主体は多様化し、政権側と開発側、さらに開発の対象となる地域の住民の関係は複雑化し、そこに依存/収奪の関係が生ずるのである。本研究はこのような、エチオピアにおける国家権力・開発エージェント・地域住民間の複雑な交渉過程を明らかにし、そこからグローバル経済下の第三世界における開発と国家権力間の関係のモデルを構築することをめざす。本年度は、研究会において開発に関する基礎的研究の検討を行なう一方で、それぞれのフィールドにおいてなされている開発についての予備的調査を行なった。研究会では、ケニアにおける国営の水田開発と、移住者の国家に対する抵抗戦略についての事例研究、ザンビアの食糧援助システムの事例研究、エチオピア南部諸民族州における医療システムの展開についての事例報告について検討を行なった。また開発言説による「開発対象」の構築と、官僚機構による開発の実践に関する人類学的研究について、検討を行なった。フィールドでは、研究分担者の増田は、エチオピア南部諸民族州において、医療システムの運営のあり方と、近代医療が現地農牧民にどのように受容されているのかに関する調査を行なった。現地での医療システムは、医学的な観点からは、充分な形で展開されていないことが明らかになった。また松村は、ザンビアとエチオピアにおいて、食糧援助システムを運営する行政機構について調査を行なった。食糧援助の現地レベルでの実践は、援助システムの様々なレベルにおける介入により、旱魃等を理由としたドナー向けになされている説明とは一致される形ではなされていないことが明らかになった。研究協力者の吉田は、南部諸民族州で被差別民族集団における人権教育と、それよる支配集団との関係の変化について調査を行なった。松波は、オロミア州ナザレットで、宗教的巡礼に対する開発の影響について調査を行なった。山森は、オロミア州アルシにおいて、マラソンランナーのリクルートと育成が、地域社会にどのような影響を及ぼしているのかについて調査を行なった。研究会では、ケニアにおける女子割礼廃絶の取り組みについての報告、南部諸民族州における被差別集団の権利獲得運動についての報告、エチオピア・オロミア州におけるスポーツ振興の実態報告、オロミア州における宗教集団の活動についての報告、南部諸民族州における商業的農場経営と周辺農牧民への影響についての研究報告が行われた。フィールドワークでは、研究分担者である松田は、2009年8月6日から8月21まで、エチオピア北部ラリベラにおいて、コミュニティを基盤とした観光事業の取り組みについて調査を行った。商業ベースによる観光開発を利用しつつ、それを住民の生活向上に結びつけようとする動きがあることがわかった。研究協力者である松波は、2009年11月2日から2010年3月2目までの4カ月間、エチオピア東ショア地方のボリ村を主な拠点として、宗教集会での対話の記録と分析、並びに、村周辺での世帯調査を実施し、当地の人々の宗教生活と社会生活のあり方を考察する上で基礎となる一次資料を作成した。山森は、2009年6月30目から2010年1月29日までの7カ月間、エチオピア国オロミア州アルシ県で主に陸上競技者を対象に調査を行った。エチオピア陸上の制度と地域における陸上競技の取り組み方を明らかにすることができた。吉田は、南部諸民族州カファ地方とシェカ地方で、マンジョの請願活動に関する現状、年齢・性別・世代別の参加状況と意識の相違、政府見解に着目し聞き取り調査を実施した。また、マンジョをはじめとした被差別民に対する政策やNGOの活動についても調査を実施し、そこからエチオピアの現政権における被差別民の政治的位置づけについて明らかにした。研究会では、エチオピア西南部南部諸民族州における被差別民族集団の歴史と民族主義的運動の展開について、ティグライにおけるNGOの活動の歴史とTPLF政権の政治活動との関連について、アムハラ州バハルダールにおける住民の保健行動と、ヘルスワーカーの活動についての調査計画についての研究報告が行われた。

フィールドワークでは、研究分担者である石原は、2010年8月、エチオピア南西部ジンマ地方において商品作物の生産・取引をめぐる最近の動向について、また2010年12月-2011年1月、東部・南東部における宗教実践と民族政治の関連について調査を実施した。田川は2010年8月から9月にわたり、エチオピア連邦民主共和国オロミア州のボラナ地区において、開発の人類学的調査を行った。今回の調査では、NGOが長年にわたり行っている森林保護プロジェクトの経緯と現地の人々の対応についての聞き取りと、政府主導による住民互助組織についての調査を行った。眞城は、2011年1月末から2月半ば、エチオピアにおいて開発並びにローカルNGOの活動について調査を実施した。アディス・アベバでは開発にかかわる文献・資料の収集、ティグライ州ではローカルNGOの活動について調査を実施し、軍事政権から現政権に移行する中でローカルNGOの役割や政党との関係の変容について基礎となる一次資料を収集した。増田は2010年9月にアムハラ州バハルダールにおいて、国際保健に関する開発人類学的調査を行った。今回の調査では日本のJICA(国際協力機構)とアムハラ州保健局が協力して進めている「アムハラ州感染症対策サーベイランスシステム」構築の現場を訪問し、村落部のコミュニティー・ヘルス・ワーカー、ボランティア・ワーカーらへの聞き取りを行った。研究協力者の吉田は、2010年9月に、エチオピア南部諸民族州カファ地方において、UNDP資金によって南部諸民族州政府とローカルNGOがマンジョに対して実施しているプロジェクトに関する調査を実施した。本年度は研究会において、それぞれのフィールド調査の成果を報告し、これまでの研究のまとめを行った。10月1日の研究会において石原は、エチオピアにおけるイスラム系NGOの現状について報告を行った。宮脇は南部諸民族州ホールにおける国家支配・開発と精霊憑依の関係について、報告を行った。増田は、南部諸民族州バンナにおけるキリスト教化と開発の現状について報告した。松村はオロミア州ジンマ周辺におけるプランテーション開発による多民族共中地域の形成と宗教間対立について報告を行った。これらの研究は、国家支配下における開発とそれによる社会変動の実態、またそれに宗教がどのような役割を果たしているのかを明らかにするという意味で、本研究のテーマに新たな視点を加えるものといえる。3月3日の研究会では、田川はオロミア州ボラナにおける伝統的年齢階梯体系ガダの国家支配下における変容とその新たな政治的機能について報告した。藤本は南部諸民族州マロにおける邪視信仰が、開発と近代化のなかでどのように変容しているのかについて報告した。研究協力者の垣見はオロミア州ナザレットにおける精霊憑依儀礼と政府による制度化、観光化について報告を行った。研究協力者の上村はアムハラ州における有害な慣習の廃絶についての知識の伝達にかかわる保険普及員の役割についての報告を行った。
変異蛋白質の安定性の定量的評価

蛋白質の機能はその特異的な立体構造に依存しており,またその立体構造形成の情報は蛋白質の一次構造の中に含まれている.このことは蛋白質のアミノ酸配列順序を変えることにより好みの機能または安定性を保持した蛋白質を設計することが理論的に可能であることを意味する.しかし,一次構造から立体構造を予測する課題はまだ未解決のまま残されている.そこでこの課題解決の実験的アプローチとして,アミノ酸置換による変異型蛋白質の安定性を定量的に測定し,置換残基の特性との関連を明らかにした.具体的のは,大腸菌のトリプトファン合成酵素α-サブユニットの49位Gluを他の19種のアミノ酸各々に置換した変異型蛋白質の安定性を測定した.(1)変異蛋白質の安定性の定量的評価.野生型及び18種の変異型α-サブユニットのpH7およびpH9での塩酸グアニジン変性曲線を解析することによって,水中での変性のギブスエネルギー(△dG)を求めた. pH7での変異型各々の△dGの値は野生型の0.72-1.92倍に変化した.(2)安定性の置換残基の特性との関連. α-サブユニットの49位残基は分子内部に埋もれているので,置換残基の疏水性と野生型及び18種の変異型α-サブユニットの水中での△dGの値との関連を調べた.芳香族残基(Trp, Tyr, Phe)への置換型を除いて,置換残基の疏水性と△dGとは直線関係にあった.つまり,分子内部49位の置換残基の疏水性の増加に比例してα-サブユニットの安定性が高められた. Arg置換型が物理化学測定に必要な量を得られなかったのは, 49位Argが分子内部でイオン化状態にあり,疏水性が著しく低下したためにArg置換型の安定性も著しく低下したと考えられる.また,芳香族残基への置換型が直線関係から外れたのは,他のアミノ酸に比べ残基容積が大きすぎたためとみられる.蛋白質の機能はその特異的な立体構造に依存しており,またその立体構造形成の情報は蛋白質の一次構造の中に含まれている.このことは蛋白質のアミノ酸配列順序を変えることにより好みの機能または安定性を保持した蛋白質を設計することが理論的に可能であることを意味する.しかし,一次構造から立体構造を予測する課題はまだ未解決のまま残されている.そこでこの課題解決の実験的アプローチとして,アミノ酸置換による変異型蛋白質の安定性を定量的に測定し,置換残基の特性との関連を明らかにした.具体的のは,大腸菌のトリプトファン合成酵素α-サブユニットの49位Gluを他の19種のアミノ酸各々に置換した変異型蛋白質の安定性を測定した.(1)変異蛋白質の安定性の定量的評価.野生型及び18種の変異型α-サブユニットのpH7およびpH9での塩酸グアニジン変性曲線を解析することによって,水中での変性のギブスエネルギー(△dG)を求めた. pH7での変異型各々の△dGの値は野生型の0.72-1.92倍に変化した.(2)安定性の置換残基の特性との関連. α-サブユニットの49位残基は分子内部に埋もれているので,置換残基の疏水性と野生型及び18種の変異型α-サブユニットの水中での△dGの値との関連を調べた.芳香族残基(Trp, Tyr, Phe)への置換型を除いて,置換残基の疏水性と△dGとは直線関係にあった.つまり,分子内部49位の置換残基の疏水性の増加に比例してα-サブユニットの安定性が高められた. Arg置換型が物理化学測定に必要な量を得られなかったのは, 49位Argが分子内部でイオン化状態にあり,疏水性が著しく低下したためにArg置換型の安定性も著しく低下したと考えられる.また,芳香族残基への置換型が直線関係から外れたのは,他のアミノ酸に比べ残基容積が大きすぎたためとみられる.
糖脂質糖鎖発現の分子制御とその病態

ガングリオシドに特徴的に見いだされるNeuAcα2-8NeuAc構造やNeuAcα2-3Gal構造を有する生理活性ガングリオシド(GM3,GD3,GQ1bなど)の合成にかかわるα2-8シアル酸転移酵素およびα2-3シアル酸転移酵素に性状を明らかにする為に以下の研究を遂行した。[1]シアル酸転移酵素の高感度測定法の開発と応用糖脂質シアル酸転移酵素の測定法の簡便化および高感度測定系の開発を試みた。蛍光プローブ、ピリジルアミン(PA)を糖脂質のオリゴ糖に導入し、このPA化オリゴ糖が糖脂質シアル酸転移酵素の基質になるか否かを検討した。ラット肝臓ゴルジ装置膜を酵素源とし、PA-ラクトース(Lac-PA)、PA-α2→3シアリルラクトース(Neu-Lac-PA)を基質として用した場合、PA-α2→3シアリルラクトースのみが良好な基質となり、PA-ラクトースへのシアル酸の取り込みは検出出来なかった。Neu-Lac-PA基質に関して、Km,至適pH,金属イオン要求性は糖脂質を基質とした場合と類似していたが活性に及ぼすdetergentの要求性は約1/10程度であった。つぎにGM3合成酵素の蛍光測定のため、糖供与体CMP-NeuAcの蛍光標識体FITC-CMP-NeuAcのラクトシルセラミドへの取り込みを検討した。その結果、良好な酵素基質になることが判った。[2]シアル酸転移酵素の分子検出のためのアフィニティー標識法の開発光反応性ラクトシルセラミドジアジリン誘導体の合成とGM3合成酵素への応用を試みた。ウシ脳灰白質膜画分を酵素源としてGM3合成酵素への親和性をラクトシルセラミドとの競合、およびLac部分へのシアル酸の取り込みを指標に検討し、ほぼ同定度の良好な基質になることが判った。合成基質の光分解はすみやかに進行し光反応性の点でもラベル試薬として望ましい性質を示した。アビジン-ビオチン系を検出系に利用できる本化合物は目的GM3合成酵素の分子検索に有用なリガンドと考えられた。[3]アフリカツメガエル卵母細胞のガングリオシド組成、生合成経路、初期発生における糖脂質分子種変化アフリカツメガエル卵母細胞のガングリオシド組成、生合成経路、初期発生における糖脂質分子種変化について調べた。その結果(1)主要なガングリオシドの構造をGalNAc-GM1bと決定した。(2)卵母細胞には、アシアロGM1からGM1bを経てGalNAc-GMIbが合成される非常にユニークな合成経路を見いだした。(3)特定のガングリオシド(GM3,GMla,GalNAc-GM1b)が発生に伴って変化することを見いだした。

動物細胞表面にアンテナ様にその糖鎖を露出し、細胞の外界との情報のやりとりを担う分子として注目されている糖脂質糖鎖は、細胞の発生、分化、癌化によって大きく変動する。このことは、発生、分化、癌化に糖脂質糖鎖が介在する細胞認識や情報伝達系が存在することを予期させる。そこで、このような細胞活動の各局面における糖脂質糖鎖の役割を解析するためには、糖鎖発現を調節する因子を解析することが重要である。本研究は、以上の研究背景と問題意識に基づいて、生理活性を持つシアル酸含有糖脂質(ガングリオシド)の生合成を担うシアル酸転移酵素の完全精製およびその生理学的意義の解析を目的としている。シアル酸転移酵素の完全精製:シアル酸転移酵素は極めて不安定でその精製は予想以上に困難を極めた。したがってより効率のよい膜蛋白質精製法の開発に迫られた。まず、ゴルジ装置調製が標準化されているラット肝臓を材料として膜酵素であるシアル酸転移酵素の可溶化条件を調べた結果、その活性はTriton CFー54やTriton Xー100で効率よく回収できた。つぎにシアル酸転移酵素をタンパク質レベルで検出し、分子量やサブユニット構造を解析するために、ゲル電気泳動で汎用されているイオン性界面活性剤であるSDSを用いて可溶化を試みたが、活性は回収出来なかった。そこでこの目的に適用できるイオン性界面活性剤を検索したところ、GD3合成酵素の活性はポリオキシエチレンラウリルエ-テル硫酸ナトリウム/ラウリルジメッチルアミンオキシド(7:3)により可溶化されることを見いだした。現在この界面活性剤の存在化でポリアクリルアミドゲル電気泳動を、活性バンドの検出を試みている。シアル酸転移酵素の分子検出のためのアフィニティ-標識法の開発:GM3合成酵素(α2→3シアル酸転移酵素)の分子検索をするために基質であるラクトシルセラミドの光反応性誘導体を合成し、その性質をしらべた。光アフィニティ-標識において、光反応性基の選択は重要な問題である。アリ-ルジアリジン誘導体は、光照射によりニトレンより高反応性のカルベンを発生し、ラベルにより生じる結合も安定しており有用とかんがえらる。今回、光反応性ラクトシルセラミドジアジリン誘導体の合成とGM3合成酵素への応用を試みた。ウシ脳灰白質膜画分を酵素源としてGM3合成酵素への親和性をラクトシルセラミドとの競合、およびLac部分へのシアル酸の取り込みを指標に検討し、ほぼ同定度の良好な基質になることが判った。合成基質の光分解はすみやかに進行し光反応性の点でもラベル試薬として望ましい性質を示した。アビジンービオチン系を検出系に利用できる本化合物は目的GM3合成酵素の分子検索に有用なリガンドと考えられた。ガングリオシドに特徴的に見いだされるNeuAcα2-8NeuAc構造やNeuAcα2-3Gal構造を有する生理活性ガングリオシド(GM3,GD3,GQ1bなど)の合成にかかわるα2-8シアル酸転移酵素およびα2-3シアル酸転移酵素の性状を明らかにする為に以下の研究を遂行した。[1]シアル酸転移酵素の高感度測定法の開発と応用糖脂質シアル酸転移酵素の測定法の簡便化および高感度測定系の開発を試みた。蛍光プローブ、ピリジルアミン(PA)を糖脂質のオリゴ糖に導入し、このPA化オリゴ糖が糖脂質シアル酸転移酵素の基質になるか否かを検討した。
末服薬精神分裂病患者の認知機能障害と抗精神病薬による変化

琉球大学医学部附属病院精神科神経科受診患者のうち、DSM-IVの診断基準を満たす精神分裂病患者で、抗精神病薬を服用したことがなく、文書により同意の得られた7名につき、NEC製多チャンネルアンプ、Dell computer社製パーソナルコンピュータおよび、Neuroscan社製ERPs測定パッケージを用いて、聴覚Oddball課題のもとで頭皮上128電極部位について事象関連電位(Event Related Potentioals ; ERPs)の記録を施行した。さらに服薬開始2週間後に、同様にして第2回目の記録を施行した。平行してBPRSおよびSANS、PANSSを用いて精神症状の評価を行い、症状の改善が認められた時点で第3回目の記録を施行することになっている(現在までに第3回目の記録が行われたものは5名である)。対象群として性・年齢を一致させた健常者10名についてもERPs記録を施行している。今後、各方法による結果を相互に比較検討するとともに、サンプルサイズの増加にあわせ、分裂病患者群と健常者群あるいは未服薬時と服薬開始2週間後のデータの統計学的比較検討、症状の改善とERPsの変化の解析を行い、各ERP成分の本態、脳形態・機能との関連をできるかぎり明らかにしていく予定である。
線形符号と群符号に対するトレリスにおける問題に関する研究

トレリスは符号理論の分野で広く研究されている。コードのトレリスはコードの構造を記述するだけでなく、効率的な復号アルゴリズムを提供するものである。復号の複雑さがトレリスの頂点数と枝数に強く依存しているため、コードに対して如何に小さなトレリスを構成するか,またトレリスにどのような性質があるかを調べることは,非常に重要である.2005年度において、トレリスに関する以下の研究成果を得ている。従来から,線形符号およびグループ符号のためのトレリス理論が研究されてきているが、コードに対する最小のtail-bitingトレリスを構成する方法やその計算複雑度など,線形符号およびグループ符号のためのtail-bitingトレリスについては多くの未解決の問題が残されている。本研究は、線形符号に対する線形tail-bitingについてのKoetterとVardyの理論をグループ符号へ拡張しようとするものである。まず始めに,グループ符号に対するcharacteristicgeneratorの定義を与え、それらの性質(線形符号に対するcharacteristic generatorの性質の一般化となっている)を明らかにした。KoetterとVardyの論文(IT Transactions、2003年9月に発行)に示されているいくつかの性質は,ここでの研究結果の特別なケースとなっている。これらの研究成果はIEICE Transactions, Fundamentalsへの採録が決定している。ラティスは情報セキュリティだけでなく、通信においても使われる。ラティスに対する最小のトレリスを構成する問題の複雑さは未解決である。V.Tarokh、I..Blake、G.Forney、およびA.Banihashemiなどはこの分野で多くの優れた研究成果を挙げている。本研究では、今までとは全く異なる手法であるマトリックス法により,ラティスに対するトレリスの性質を明らかにした。また、トレリスに関連するトレリスの基底を計算するための効率的な方法を提案した。ここでの研究結果は、既存の結果より具体的であり、IEICE Transactions, Fundamentals2005年7月号に掲載された。これらの他に、直交したデザインからSpace-Time Block Codes(STBCs)の最小遅延について検討を行い、最小遅延の下界を与えた。この成果はIEEE Transactions Communicationsに発表する予定である。今後、トレリスを利用してSTBCを構成する方法について研究を進めていく予定である。
発展途上国における住民主体の環境安全教育プログラムの開発と評価

本研究の目的は次の2つである。1つは、アジア・アフリカの発展途上国における環境保全や安全管理の意識向上のための住民啓発用教育ツールの開発を行なうことである。2つめの目的はツールを現地で実施し、その教育効果の評価を行うことである。研究過程では、パキスタンとインドでの文化人類学的調査を実施し、ツール開発のための資料を収集した。また、先進国で用いられている教育ツールを分析し、応用の可否を探った。研究期間内で研究チーム全体で著書3(共著含む)、論文14を発表し、最終成果として2種の教育ツールを作成した。本研究の目的は、発展途上国の住民を対象にした環境保全意識を高めるための教育ツールの開発である。モンゴル、インドそしてパキスタンなどのアジアの国や地域で、文化人類学的手法により現地の情報を収集し、その分析に基づいて住民主体の教材を生み出そうという試みである。研究1年目の平成22年度には、大別すると以下の2つの研究活動を実施した。1つは既存の危機情報伝達プログラムと教育ツールの汎用性を確認し検討する。2つめは先進国で支持されている環境保全と安心・安全に関わるリスク・コミュニケーションのためのツールを収集し評価する。最初の研究においては、具体的には、国連環境計画(UNEP)が1990年代から提唱している危機情報プログラムを分析し、その有用性を検討した。そして、既存のツールの汎用性確認のための試みは、農村開発計画が実施されているパキスタンパンジャブ州の集落で実施した。この活動では、現地の小学校を訪問し、現地教員の協力を得て、日本での防災教育ツールを用いて、その教材の基本概念の汎用性確認を試みた。その結果、日本で活用されているツールの基本概念(直感的な身体保全行動を習得させる)は、パキスタンの小学校低学年でも十分通用するといえそうであった。この研究からは、今の段階では、次の2点が研究課題として指摘できよう。1つは、当該の児童たちが親しんでいると思われる、生活に根ざした素材を収集する。さらに、それに基づき、教材を効果的に提示するための手法を検討しなければならないだろう2つめの主要研究活動は、吉川が中心になって実施している進国における教育ツールの資料蓄積と分析である。ここでは、ヨーロッパを中心とする諸国での、環境保全教育および安心・安全教育を目的としたコミュニケーション・ツールに着目し、収集した。インドそしてパキスタンなどのアジアの国や地域で、文化人類学的手法により現地の情報を収集し、その分析に基づいて住民主体の教材を生み出そうという試みである。研究2年目の平成23年度には、以下の2つの研究活動を実施した。1つは前年度にパキスタンで収集した資料を分析し、発表した(本報告出版業績欄参照)。2つめは環境保全と安心・安全に関わるリスク・コミュニケーションのためのツールを収集し評価する。最初の研究活動では、平成22年度に農村開発計画が実施されているパキスタンパンジャブ州の集落で実施した教育ゲームにかかわる資料を分析し、発表した。さらに、この成果を、現地で確認するために、再度パキスタンを訪問し、資料収集に協力してくれた教育関係者と検討会を開催した。その結果、小学校低学年を対象とする教材では、日本で活用されているツールの手法であるイラストや直感的に理解し得る短文の解説は十分通用することが確認できた。本年度の現地訪問では、当該の児童たちが親しんでいると思われる、生活に根ざした素材を収集した。これらの基本的な考え方を整理し、研究最終年度に目標としている教材開発につなげていく必要がある。2つめの主要研究活動は、先進国における教育ツールの資料蓄積と分析である。過去2年継続していたこの資料が、発展途上国の小学生を対象とした教材の考え方としても有効であることが、本年度の現地訪問の際に確認できている。平成24年度の活動も、新たな資料の発掘をしていくことになる。本研究は次の2つの目的を掲げている。第1に、アジア・アフリカの発展途上国における、環境保全や安全管理の意識向上のための住民啓発用教育ツールの開発を行う。第2に、開発した教育ツールを現地研究協力者によって現地で実施してもらい、その教育効果の評価を行う。平成24年度には、大別すると以下の2つの研究活動を実施した。1つは、これまでの資料を基にして教育ツールを試作した。そしてそれを現地で試用して、ツールとしての応用性を検証した。もともとゲームを基礎とした教育ツールは受容されやすいが、今回もそれが確認できた。しかし、試作品では、現地の児童たちが親しんでいると思われる、生活に根ざした素材を十分に反映し切れていなかった。またツールの趣旨を理解するのに、生徒たちは当初戸惑ったようだった。このことは、ツールの素材だけでなく、教材を効果的に提示するための手法を検討しなければならないことを示唆している。

これと並行して、先進国で開発され用いられている教育ツールの資料蓄積を継続した。ここでは、ヨーロッパを中心とする地域での、環境保全教育および安心・安全教育を目的としたコミュニケーション・ツールに着目し、収集してきた。研究最終年度の本年度は、最終成果として2種の教材を製作した。1つは、処分ゴミ・再利用資源ゴミの分別を学ぶためのカードゲームで、「Card Sorting Game(カード分けゲーム)」と名付けた。2つめは、コミュニケーション・ゲームである。これはカードに示された状況について、参加者が交渉(コミュニケーションをとる)しながら、地域の環境保全のプログラムを構築することを目的としている。「What and how can you do with this ?(どうすればいい)」と名付けている。過去2年の研究活動において、現地での資料収集の実施と、その分析および成果発表を実施している。さらに、その成果を現地に持ち帰り、当事者の反応を確かめることでさらなる改良も可能となっている。以上のことから、現研究の進捗度は、おおむね順調であると判断している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の課題は、以下の2点である。(1)最終成果としての実際の教育ツールの作成をする。(2)それを現地教育機関(小学校)で試みる予定である。これらをうけて、成果報告を年度末に行う予定である。
光通信波長帯高精度レーザ歪みセンサの開発

平成25年度は、光ファイバを用いた津波計測用センサを設計・試作した。従来技術であるファブリー・ペロー共振器の代わりに、ファイバリング共振器を利用した新たなセンサ構造を提案し、その1次試作を行なった。本課題で試作したセンサは、円筒構造(直径120 mm、高さ240 mm)のアルミ材に全長が4.5 mのファイバリング共振器を巻き付けるといった簡便かつ安価な構造を有する。そして、水圧変化に伴うセンサの直径方向の変化量をリング共振器の共振周波数より測定するものである。つぎに試作したセンサと2台の周波数可変ファイバレーザを組み合わせることにより、レーザ津波計を作製し、水槽を利用した水位変化量の計測を実施した。2台のレーザを利用することにより温度変動に伴う測定誤差を50分の1に低減することに成功した。このような条件のもと、水槽の水位を約1 cmずつ変化させていった際に、12.2 MHz/cmというビート周波数の検出感度を得た。ビート信号の短期的なスペクトル揺らぎ(±110 kHz)から算出される水位変化量の測定誤差は90μmであり、世界最高水準の性能を実現することに成功した。平成26年度は、平成25年度に試作した津波計測用センサの感度向上を目指し、圧力により形状変化が起こり易い凹凸構造を設けたセンサ部を新たに試作した。また、120度ずつ角度のずれた方向に歪み検出用センサ部を設けた三成分歪み計測用センサを試作した。しかし、平成26年度に新規に採択された特別推進研究課題との重複の制限により、試作したセンサの評価ならびに改良を課題として残した状況で本課題が終了することになった。本研究は大震災への対策技術として、地殻変動に伴う歪み量の高感度計測ならびに津波計測にとって大変重要である。今後も本研究を継続していく予定である。研究発表:JAMSTEC連携協定協議会「高感度レーザ津波センサの試作」H25年度は、まず津波計測用センサ部を新たに設計・試作した。つぎに試作したセンサの性能試験として、水槽を利用した構成の実験系を利用して、センサの水位変化に対する測定分解能を評価した。津波計測用センサの設計・試作において、従来のファブリー・ペロー共振器の代わりにファイバリング共振器を利用した新たなセンサ構造を提案し、その1次試作を行なった。新たに本課題で試作したセンサは、円筒構造(直径120 mm、高さ240 mm)に加工したアルミ材に全長4.5 mのファイバリング共振器を巻き付けるといった簡便かつ安価な構造を有する。そして、水圧変化に伴うセンサの直径方向の変化をリング共振器の共振周波数の変化として測定するものである。つぎに試作したセンサと2台の周波数可変ファイバレーザを組み合わせて、レーザ津波計を構築し、水槽を利用した水位計測を実施した。その際、温度変動によるセンサ部の直径方向変化D(ΔT)は水位計測において誤差となる。そこで、一方のレーザはD(ΔT)を、他方のレーザは温度と水圧の両変化に伴う直径変化量D(ΔT)+D(ΔP)を検出し、それらの差分D(ΔP)をレーザ間のビート信号の変化から測定する方式を採用している。実験を行った結果、温度変動に伴う測定誤差を50分の1に低減させることに成功した。この条件のもと、水槽の水位を約1 cmずつ変化させていった際に、12.2 MHz/cmのビート周波数の検出感度を得た。ビート信号の短期的なスペクトル揺らぎ(±110 kHz)から算出される水位変化量の測定誤差は90 μmであり、このことより試作したセンサにより津波計測において極めて高い測定感度が得られることがわかった。

今後も本研究を継続していく予定である。研究発表:JAMSTEC連携協定協議会「高感度レーザ津波センサの試作」本年度の研究課題であったセンサの試作ならびに簡便な試験系を用いたセンサの性能評価を予定どおり実施した。具体的には、簡便でかつ安価なセンサを新たに設計・試作し、作製したセンサを用いた水位計測の原理実証実験を行った。その結果、試作したセンサにより津波計測において高い測定感度が得られることを実証した。H26年度はセンサの改良試作ならびにセンサの最終試験を実施する。センサの改良において、歪み計測における測定感度を向上させるために、(1)測定対象となるビート周波数の短期的な揺らぎ幅の低減、および(2)圧力に対するセンサの直径変化の高感度化を図る。(1)の改良において、ファイバリング共振器を構成する2つの光カプラの挿入損失を低減し、共振器のフィネスを高めることで、レーザ周波数の共振器へのトラッキング精度を向上する。また、センサ周辺にかかる振動成分を抑制することで、リング共振器の共振周波数の揺らぎ幅を低減する。さらに、ビート周波数のドリフトを低減させる。(2)の改良では、円筒部の厚みや形状を見直し、圧力に対しセンサ部が変形し易くなるよう工夫を施す。また、温度変動に伴うビート周波数変化の残留成分をさらに抑制するよう、センサ構造ならびにファイバリング共振器の巻き付け位置を改善する。以上のように改良したセンサの最終試験として、研究協力者が所有する施設を利用し、ボアホールにおける歪み計測ならびに海底における水位計測を実施する。
光合成蛋白質における高次π空間による光誘起電子移動反応の分子制御機構

光合成系II蛋白質複合体に働く除草剤は、第二キノン電子受容体Q_B部位に結合し、第一キノン電子受容体Q_Aから先の電子移動反応を阻害する。ブロモキシニルなどのπ電子系を持つフェノール系除草剤は、Q_B部位への結合によってQ_Aの酸化還元電位を低下させることが知られているが、その酸化還元電位コントロールの分子メカニズムは不明であった。そこで本研究では、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)とドッキング計算を用いてフェノール系除草剤とQ_Aとの相互作用および酸化還元電位への影響を調べた。ブロモキシニルを作用させた光化学系IIについて、Q_AとQ_Bの中間に存在する非ヘム鉄の光誘起還元反応の際のFTIRスペクトルを測定した。そのスペクトルにおいて、ブロモキシニルのCN及びCO伸縮振動が、それぞれ2209及び1516cm^<-1>に観測された。エタノール中のブロモキシニルのスペクトルや密度汎関数法(DFT)解析から、フェノール系除草剤は脱プロトン化したフェノレートアニオンの状態でQ_B部位に結合していることが示された。また、ヒスチジン由来のバンドの顕著な変化から、このフェノーレートアニオンの酸素原子が非ヘム鉄に配位するD1-His215に水素結合していることが示唆された。ドッキング計算によってもこの結果が支持された。これらの結果から、フェノール系除草剤は、フェノレートCOのHis側鎖への強い水素結合により、その相互作用シグナルがπ共役と水素結合よりなるQ_A-His-Fe-His-phenolate架橋構造を介してQ_Aに伝わり、Q_Aの酸化還元電位を低下させることが示された。1.植物の光化学系II(PSII)において第一キノン電子受容体Q_A及び第二キノン電子受容体Q_B間の電子移動経路を形成する非ヘム鉄について、その光誘起フーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトル(Fe^<2+>/Fe^<3+>差スペクトル)を測定し、チロシン側鎖のQ_A-His-Fe^<2+>-His-Q_Bπ空間への構造的相互作用を調べた。チロシンに選択的に[4-^<13>C]Tyr同位体置換を施した試料を用いて、チロシン側鎖のCO伸縮及びCOH変角振動バンドを同定した。量子化学計算による解析により、このチロシン側鎖は炭酸水素イオンを介して非ヘム鉄に相互作用していることが示された。このチロシンの相互作用は、π空間を介してキノン分子に作用し、Q_A、Q_B間の電子移動を制御し、また水素結合ネットワークを通じてQ_Bへのプロトン移動に重要な役割を果たしていることが示された。2.光化学系IIにおけるフェオフィチン第一電子受容体のFTIR差スペクトルを測定し、フェオフィチンの共役ケトC=O基の水素結合構造とその酸化還元電位との関係を調べた。共役ケトC=O基が水素結合しているD1蛋白質の130番目のアミノ酸がグルタミンである試料(ホウレンソウのPSII及びシアノバクテリアThermosynechococcus elongatusのPSII-PsbA3)及び、それがグルタミン酸である試料(T.elongatusのPSII-PsbA1)のスペクトルから、水素結合強度の違いは、フェオフィチンラジカルアニオンの構造により大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。フェオフィチンの水素結合複合体の密度汎関数法計算から、中性フェオフィチン及びフェオフィチンアニオンへの水素結合効果の違いによって、フェオフィチンの酸化還元電位が変化することが示された。シアノバクテリアはこのメカニズムを用いて第一電子受容体フェオフィチンの酸化還元電位を制御し、電荷再結合経路およびその速度を変化させて光化学系IIの光保護を行っていることが示された。これらの結果から、フェノール系除草剤は、フェノレートCOのHis側鎖への強い水素結合により、その相互作用シグナルがπ共役と水素結合よりなるQ_A-His-Fe-His-phenolate
肺癌におけるerbBファミリー遺伝子変異と関連因子発現に関する研究

非小細胞肺癌に対する分子標的治療薬としてEGFRをターゲットとしたgefetinib、erlotinibが本邦では承認され、一定の評価が得られている。その効果予測因子として2004年我々はDana Farber Cancer Instituteとの共同研究によりEGFR遺伝子体細胞変異を見いだしScience誌(2004;304:1497-500)に報告した。EGFR変異測定は迅速簡便なジェノタイピングの系を確立してきた。これらを用いて、さらに臨床病理学的因子・背景との相関を検討した。Gefitinib感受性については、耐性にかかわるエクソン20の挿入遺伝子変異型について詳細な検討を加えたほか、EGFR遺伝子増幅との相関も検討して報告した。EGFRはerbBファミリーに属するが、ファミリー遺伝子群が、新たな分子標的治療のターゲットになりうるか検討を加えるため、erbB3の遺伝子やタンパク発現、erbB4遺伝子変異やタンパク発現検索を加えて、論文として報告した。またDana Farber Cancer Instituteとの共同研究により、多くの癌遺伝子群の遺伝子変異を網羅的に解析してNat Gene誌(2007;39:347-51)に報告した。肺癌におけるチロシンキナーゼ群の変異解析をすすめ、Braf変異、PIK3CAの変異及び、EGFR variant IIIの変異を同定して、報告した。肺癌におけるBraf変異は比較的まれであり、検索した129例中1例でのみ変異を認めた(非喫煙者、腺癌で、V599E変異)。肺癌におけるEGFRvIII変異は252例中8例で認め、扁平上皮癌(7例)、喫煙者(8例)に多く認めた。この変異は当初、Dana Farber Cancer Instituteとの共同研究により、variant IIIの変異の同定を行い、機能解析および薬剤感受性試験を行った。肺癌におけるEGFR遺伝子変異については、病理学的に詳細な検討を行った。腺扁平上皮癌においてもEGFR遺伝子変異を認め、女性や、非喫煙者に、多く認めることがわかった。末梢小型肺腺癌においては比較的高率にEGFR遺伝子変異を認め、肺胞置換型増殖を認める腺癌に高率にEGFR変異を認めることがわかった。肺癌における既知のチロシンキナーゼ遺伝子の変異をDana Farber Cancer Instituteとの共同研究により、High-thoughputに同定し、Nature Genetics誌に報告した。肺癌におけるチロシンキナーゼ群の変異解析をすすめ、erbB4変異については検索したかぎりではなく、タンパク発現も臨床病理学的因子とは相関しないことを報告した。ErbB3についてはmRNAレベルでの肺癌での発現を検討した。肺癌において、比較的頻度が少ないとされる腺扁平上皮癌におけるEGFR遺伝子変異について、検討を加えた。26例の腺扁平上皮癌中、4例15.4%の症例でEGFR遺伝子変異を同定しえた。これらは、性別、喫煙と関連しており、過去の肺癌全体での数々の報告と一致していた。当院ではEGFR遺伝子変異陽性の腺扁平上皮癌症例にたいして、ゲフィチニブを使用した。Dana Farber Cancer Instituteとの共同研究によりSNPアレイを行い、肺腺癌に特徴的な遺伝子増幅パターンの解析を進めた。この結果は2007年12月号のNature誌に共同発表された。現在までにあまり知られていないものとしてはTTF-1遺伝子が候補に挙がった。しかし、われわれの教室で独自に、TTF-1遺伝子コピー数の定量を進めたが、とくに臨床病理学的背景因子として結びつくものはみつかっていない。
高温・高圧光学顕微鏡を用いた、超臨界水中での高分子化合物の挙動に関する研究

昨年度は、セルロース、キチン等の多糖類、ポリスチレンなどの合成高分子、シリカ、ガラスなどの無機物、酵母等の微生物を試料として用い、超臨界水を含む高温・高圧水中での挙動を、高温・高圧光学顕微鏡を用いてその場観察し、以下の結果を得た。1)320°C付近での、セルロースの結晶-不定形転移2)390°Cでのキチンの溶解3)250°C付近での、酵母細胞の崩壊3)250°C以上でのポリスチレンビーズの熱膨張と、臨界温度付近での急激な熱分解4)300°C付近での、シリカ微粒子の速やかな溶解5)臨界温度近辺での、ガラスビーズの膨潤本年度は、代表的なエンジニアリングプラスティクスであり、高い耐熱性を有するポリアミドの超臨界水中での挙動を直接観察した。ポリアミドでさえ、超臨界水中、400°C、25MPaにおいて、速やかに加水分解されることがわかった。またこれらの研究成果を取りまとめ、積極的に学会発表を行った。本研究で得られた結果は、高分子/超臨界水2成分系の相挙動に関する基礎的知見を与えると同時に、高分子材料の分解・リサイクルなどを目指した、超臨界水中での高分子材料の化学反応機構を考える上でも極めて重要である。科学研究全般において、視覚情報は、もっとも基本的な情報である。しかしながら、超臨界水のような、極限的な環境下での現象を対象とした場合には、視覚情報の取得そのものが困難であり、これまで視覚情報の有用性は十分には認識されてこなかった。本研究では、超臨界水中における材料物性の評価、反応条件のプロトタイピング等において、高温・高圧光学顕微鏡によるその場観察が、極めて有用な手段であることも示された。試料を水の臨界点以上、400°C、35MPaまで加熱、加圧できる高温・高圧光学顕微鏡を用い、様々な高分子化合物の亜臨界・超臨界水中での挙動を、その場観察により検討した。試料として、セルロース、キチン等の多糖類、ポリスチレンなどの合成高分子、シリカ、ガラスなどの無機物、酵母等の微生物を用いた。なかでも亜臨界・超臨界水中での加水分解挙動が詳細に調べられているセルロースに、特に注目した。市販の微結晶セルロースを、0.1wt%の濃度で水に分散し、顕微鏡セルに導入した。室温で、25MPaまで加圧した後、400°Cまで圧力を保ったまま急速昇温し、その過程でのセルロースの挙動を顕微鏡観察した。ビデオ録画した映像は、コンピューターに取り込み、画像解析ソフトウェアを用いて解析した。驚くべき事に、セルロースは、水中で300°Cまで加熱しても、顕著な変化は認められなかった。さらに加熱を続けると、330°C付近で水に速やかに溶解した。偏光顕微鏡観察により、セルロースの結晶状態を調べたところ、溶解直前には、複屈折が完全に消失し、無定形に転移している事がわかった。水中で加熱する事により、セルロースも、でんぷんのアルファ化と同様の結晶-無定形転移を起こす事を初めて明らかにした。転移の温度は、結晶化度、結晶形に依存し、結晶化度が高いほど、転移温度も高かった。さらに希薄な硫酸存在下での挙動を検討したところ、セルロースの結晶-無定形転移は250°C付近から始まり、酸の濃度にはほとんど依存しないことも解った。一方、キチンは、熱水中ではセルロースよりも安定で、390°Cで水に徐々に溶解した。