hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
部分因子環の幾何学的表現とその応用に関する研究

systemはあるテンソル圏の中のフロベニウス代数であることが知られている.昨年度までの研究で,私は部分因子環から得られるフロベニウス代数の3次までのコホモロジー群をdeviationによる方法で定義した.本年度の研究では,具体的に有限群作用による接合積から得られる部分因子環のQ-systemに対して,泉-幸崎の意味での2次コホモロジーと,deviationによるコホモロジー群を比較してみた.その結果,deviationによるコホモロジー群は作用群のコホモロジー群とは異なるという結果を得た.この結果の意味するところについては,今後,さらなる例について計算することによりdeviationによるコホモロジー群の知見を深めたい.部分因子環に対して非自明なコホモロジー群を定義することは難しいことが知られている.非自明なコホモロジーについては,泉-幸崎による先行研究がある.彼らは部分因子環のQ-systemと呼ばれる不変量に対して2次のコホモロジーという概念を定義し,実際に多くの例についてその計算を行った.これは因子環への群作用に対して定まるコホモロジー群の部分因子環に対する類事物と考えることができることが知られている.本研究では,低次元位相幾何学的な観点からQ-systemにコホモロジー群の定義を行った.部分因子環のQ-systemはフロベニウス代数の構造を持っており,その構造はある種の図式として理解できる.J. S. Carterらはフロベニウス代数に対してチェイン群とその微分を定義し,4次までのコホモロジー群を定義することに成功した.本研究では,彼らの結果を部分因子環のQ-systemに適用することにより,チェイン群とその微分を定義することが出来,4次までのコホモロジー群を与えることが確認出来た.残念ながら,具体的な計算をすることが技術的に難しく,この点については今後の課題としたい.また,結び目理論への応用を考えると,このように定義されたコホモロジー群では不十分であることは容易にわかる.結び目のJones多項式が部分因子環から得られたことを考えると,結び目のKhovanovホモロジー群との関係が期待されるが,この点についても今後の研究課題としたい.背景となる知識として新たに要求される部分が多く,それらの理解に手間取ってしまった.25年度が最終年度であるため、記入しない。具体的なQ-systemに対するコホモロジー群の計算が非常に煩雑であるために,計算が遅れているため.25年度が最終年度であるため、記入しない。(1)比較的取扱いが容易と思われる部分因子環に対してコホモロジー群の計算を行う.(2)Braidingを持つ部分因子環に対して同様のコホモロジー群を定義することにより,結び目理論への応用を促したい.実際には,braidingを持つ部分因子環のQ-systemに対するmodule categoryを考え,それに対して図式からコホモロジー群を定義する必要があるものと推察される.
真言宗寺院における中・近世期の学問展開に関する基礎的研究

佛法紹隆寺・善光寺(諏訪市)所蔵典籍の調査・研究を、4月21・22日、5月12・13日、6月9・10日、7月17・18日、9月15・16日、10月20・21日、11月17・18日、12月15・16日、2月16・17日、3月16・17日に行い、データベースの構築を行った。宝聚院(いわき市)所蔵典籍の調査・研究を、4月12・13日、5月26・27日、6月2・3日、7月14・15日、9月28・29日、10月6・7日、11月3・4日、2月2・3日に行い、データベースの構築を行った。『智山書庫塑像目録』、『真言宗智山派所属寺院聖教目録』、『真言宗智山派所属寺院史料目録』から、『大日経疏』関係資料の情報整理を行った。また、『大日経疏』の教科書である『大疏啓蒙』が識語や刊記等から、数次に渡って刊行されたことが明らかとなり、検討を続けることとなった。Code4Lib JAPAN Conference 2018(県立長野図書館、9月2日)にて、基調講演「寺社資料の電子化・共有化によるあたらな研究の展望と課題」を行った。日本各地の寺社に所蔵される教義書の調査・研究の可能性を、佛法紹隆寺、宝聚院の所蔵典籍を具体例として用い、さらに、寺社資料が電子化・共有されることによって可能となる研究の展望と課題について述べるとともに、3月8日には、県立長野図書館、県立信濃美術館、県立歴史館との連携フォーラム(信州知の連携フォーラム)として、信州大学附属中央図書館において、調査・研究のワークショップを行った。佛法紹隆寺所蔵典籍の調査・研究は20日、宝聚院所蔵典籍の調査・研究は16日間行い、順調に作業が進んだ。両寺院のデータベースは、見直し作業に入っており、31年度の内には、データベースの構築が完成する見通しである。智積院の調査に関しては、目録類から調査に必要な典籍の選定を終えており、31年度の調査に向けての準備が整った。今後は、佛法紹隆寺所蔵典籍、宝聚院所蔵典籍の見直し作業を通して、データベースを完成させ、画像データの収集を進める。智積院所蔵典籍の調査・研究を行う。1.図書の購入:真言宗関係図書を購入した。2.佛法紹隆寺・善光寺(長野県諏訪市)所蔵典籍の調査・研究:仏法紹隆寺所蔵典籍の調査を、4月20・21日、5月20・21日、6月17・18日、7月15・16日、9月16・17日、10月14・15日、11月18・19日、12月16・17日、2月17・18日、3月17・18日に行い、教相関係典籍の情報収集・整理とともに、パソコンへのデータ入力を行った。3.宝聚院(福島県いわき市)所蔵典籍の調査・研究:宝聚院所蔵典籍の調査を、4月1・2日、5月6・7日、6月10・11日、7月22・23日、8月5・6日、9月2・3日、10月7・8日、11月4・5日、12月16・17日、2月3・4日、3月10・11日に行い、教相関係典籍の情報収集・整理とともに、パソコンへのデータ入力を行った。さらに、8月19・20日に如来寺(福島県いわき市)において、真言宗関係資料の調査を行った。4.智積院(京都府京都市)所蔵典籍の調査・研究:智積院所蔵の教相関係典籍の確認作業を行った。佛法紹隆寺、宝聚院所蔵の教相関係典籍150点のうち、3割弱にあたる、45点の書誌調査・研究を行った。智積院所蔵の教相関係典籍については、調査は行えなかったものの、目録等を利用して書籍の確認作業を行った。よって、おおむね順調に進展していると判断した。Code4Lib JAPAN Conference 2018(県立長野図書館、9月2日)にて、基調講演

「寺社資料の電子化・共有化によるあたらな研究の展望と課題」を行った。日本各地の寺社に所蔵される教義書の調査・研究の可能性を、佛法紹隆寺、宝聚院の所蔵典籍を具体例として用い、さらに、寺社資料が電子化・共有されることによって可能となる研究の展望と課題について述べるとともに、3月8日には、県立長野図書館、県立信濃美術館、県立歴史館との連携フォーラム(信州知の連携フォーラム)として、信州大学附属中央図書館において、調査・研究のワークショップを行った。佛法紹隆寺所蔵典籍の調査・研究は20日、宝聚院所蔵典籍の調査・研究は16日間行い、順調に作業が進んだ。両寺院のデータベースは、見直し作業に入っており、31年度の内には、データベースの構築が完成する見通しである。智積院の調査に関しては、目録類から調査に必要な典籍の選定を終えており、31年度の調査に向けての準備が整った。佛法紹隆寺、宝聚院の教相関係典籍の調査については、今後とも継続して行い、データベースの構築を目指す。智積院の調査の教相関係典籍の調査については、実地調査を行い、地域寺院の典籍との比較を行う。今後は、佛法紹隆寺所蔵典籍、宝聚院所蔵典籍の見直し作業を通して、データベースを完成させ、画像データの収集を進める。智積院所蔵典籍の調査・研究を行う。智積院所蔵の教相関係典籍の調査を行う予定であったが、所蔵者との調査日程が不調に終わったため、次年度使用額は、H30年度請求額と合わせて、H30年度の調査旅費として使用する。調査対象寺院との日程調整がつかず、調査が1回行えなかったため、生じた。翌年度の調査費用として使用する計画である。
家畜の行動と生体情報を指標にしたストレス評価に関する研究

家畜は飼育環境の差違により、各種のストレスを受けている。したがって、家畜の行動および生体情報から、ストレスを評価することができる。産卵鶏については、今なお、ケージ飼育が一般的である。そこで本研究では、単飼ケージで飼育されている産卵鶏を用いて実験を行った。対照となる飼育条件として、照明時間を15時間、餌および水を自由摂取、室温を20°Cとした。小型テレメーターをニワトリの腹腔内に装着して、無拘束状態で心拍数、体温、活動量の日周変化を調べた。またビデオ録画から各種の維持行動を記録した。実験に供試した産卵鶏の明期の平均心拍数は286.1bpm、暗期では239.6bpm、明期の平均体温は40.3°C、暗期では39.7°C、明期の5分間の活動量は18単位、暗期では1単位を示した。また心拍数と体温は産卵前後1時間において有意な差は認められなかったが、活動量は産卵前で有意に増加した。次に上記の飼育環境を対照群とし、下記に示す2日問の実験処置を伴う実験を実施した。12:00翌日の08:00まで20時間絶食させる(絶食群)、床面積を62.5%に減少させる(スペース制限群)、および15時間の照明時間を10時間に短縮させる(明期短縮群)3つの実験を行った。絶食群では、対照群に比べ心拍数と体温は低下し、活動量は減少し、ケージつつき、給餌といつつき、および羽繕い頻度が有意に増加したが、嘴とぎ頻度は減少した。スペース制限群では、心拍数および体温ともに対照群に比べ明期および暗期において有意に増加し、活動量は明期においてのみ増加した。また羽繕い時間が減少し、ケージつつき頻度が増加し、頭掻きおよび羽繕い頻度は減少した。明期短縮群では、心拍数は明期で減少し、暗期で増加し、また体温は明期および暗期で増加し、休息時間は増加し、羽繕いおよび摂食時間は減少した。行動や心拍数、体温が飼育環境に顕著に影響を受けることが示唆された。
市民への的確なリスクコミュニケーション方策としての住宅構造安全性モニタリング

本邦の主要住家である木造建物(倒壊により死者発生危険度が特に高いとされている構造形式)について、地震からの構造健全性を微動のカオス挙動を測定する手法を応用して逐次監視し、さらに監視結果である物理指標を居住者に分かり易い防災情報(生命安全性)に変換し提供(リスクコミュニケーション)することにより、構造ヘルスモニタリングを人的被害軽減化対策システムとして防災に有効活用させる方途を考究した。本研究の目的は,本邦の主要住家である木造建物(倒壊により死者発生危険度が特に高いとされている構造形式)について,地震からの構造健全性を微動のカオス挙動を測定する手法を応用して逐次監視し,さらに監視結果である物理指標を居住者に分かり易い防災情報(生命安全性)に変換し提供(リスクコミュニケーション)することにより,SHMを人的被害軽減化対策システムとして防災に有効活用させることにある。今年度は研究初年度にあたり,以下の4点について研究を進めた。1.精密耐震診断・限界耐力計算・時刻歴応答計算による耐震評点の算定と微動計測によるデータベースの構築:愛知県下の木造住宅を対象として,微動測定および精密耐震診断を実施し,基本データベースを構築した。同時に,限界耐力計算及び五十田による復元力特性モデルを採用し時刻歴応答計算による耐震評点を算出した。2.微動記録に基づく耐震評点評価式の構築:微動記録より固有周期、カオス度、減衰定数を求め,それらを説明変数とする耐震評点回帰式を構築し,時刻歴応答による評点と高い相関を確認した(相関係数0.84)。3.木造解体実験による測定の実施:名古屋市内の住宅解体工事に合わせ,微動測定を実施することにより,耐震性劣化状態の評価式追随性を検討した。4.現存住宅における年間微動モニタリングの実施:住宅の微動を1回/日連続で計測することを試み,その耐震性の変動をモニタリング可能性を検討した。以上より,本年度の成果は以下に要約される。微動から推定される耐震特性値を用いて時刻歴応答計算による耐震評点相当を簡便に求める方法を提案した。また,微動記録より建物の剛性と減衰を含めたモデルパラメータを簡便に評価することは可能であり,それを用いた構造健全性のモニタリングは十分可能であることを確認した。本研究の目的は、本邦の主要住家である木造建物(倒壊により死者発生危険度が特に高いとされている構造形式)について、地震からの構造健全性を微動のカオス挙動を測定する手法を応用して逐次監視し、さらに監視結果である物理指標を居住者に分かり易い防災情報(生命安全性)に変換し提供(リスクコミュニケーション)することにより、SHMを人的被害軽減化対策システムとして防災に有効活用させることにある。今年度は昨年度の成果発表・討論に加え、主として住民への情報の伝え方に研究の主力をおいた。その結果、大きく以下の2点について新たな展開が見られ、研究が大きく前進した。1.モニタリングにより測定される建築構造的特性指標(剛性、振動挙動複雑性、減衰特性)から想定される地震動に対する住家被害状況を推定する関数構築とそれに基づく推定被害状態を可視化させ、住民提供する方式の確立。2.構造安全性が担保された場合のカメラ映像による室内安全性モニタリングと避難誘導方式の新たな提案。特に、後者については地震時の居住者の安全を構造物という器の耐震性のみではなく、居住者自身の居場所およびそのときの行動を映像モニタリングすることにより、確実に安全な場所に音声誘導させる仕組みを提案するものであり、住人にとり極めて分かり易く効果的なコミュニケーションツールとなる可能性を秘めている。これは、課題申請当初には計画になかった研究展開であり、そのために申請額より物品費に偏った執行となったが、課題目的達成により大きく漸近した成果が得られた。本研究は以下の二つの目的からなっている。1.木造住家の構造的健全性の常時監視の手法の開発とそのシステム構築に関する研究、および2.監視結果としての構造的健全性に関する物理指標を住人に分かり易い防災情報に変換し提供する手法の開発である。さらに昨年度の成果を承け、3.耐震改修方法及びその手法選択法の開発を新たに加えた。今年度は最終年度にあたり、上紀目標に関し、以下の成果を得て、本研究の総括を行った。1.(1)在来住家の解体に伴う耐震診断値の変化を測定耐震評点と実際の住家耐震性との関係を、北海道の住宅3棟について追加実施し、耐震評点を一般診断法及び時刻歴応答計算法によりにより図上計算する一方で、その影響を実際の建物振動(微動)から把握し、昨年度までの成果の検証を行った。1.(2)微動による構造的健全性診断手法の改良本研究は一時の耐震診断のみが目的ではなく、住家が使用される長期ライフサイクルにおける構造的健全性をモニタリングすることが目的であるので、建物の経年劣化や使用期間中に被震した場合にはその損傷度も評価されねばならない。そのための解析手法の改良を試みた。

2.(1)基礎関数構築測定された住宅の構造健全性(耐震診断評点)を使って、当該地域に想定される地震動強さ(ハザード)を入力することにより、住家損傷度および人的被害を評価するための関数を構築・改良を行った。2.(2)防災情報化とその有効性の検討構築された関数を利用し、想定される被害量として住人に提供しその有効性を検討した。当該地域のハザード情報収集法として、シナリオ地震予測ハザード及び確率的ハザード情報の取得とその利用法を検討した。3.(1)このようにして診断された結果、耐震性を要するとされた建物についての改修法選択・改修方法の検討を行った。
静脈グラフト内膜肥厚発生機序の解明

【背景】慢性透析患者の動静脈シャント吻合部内膜肥厚は、急速な平滑筋細胞や細胞外蛋白成分の内腔への集積で重要な閉塞原因となっている。【方法と結果】動静脈シャント吻合部内膜肥厚により術後閉塞した14例の内膜肥厚組織を採取し、平滑筋細胞増殖能と移動能の判定のためPCNA, MMPsと平滑筋細胞遊走能を測定した。組織MMP2レベルは早期閉塞例で有意に上昇しMMP2依存性の平滑筋細胞遊走を認めたが、細胞増殖能と閉塞期間に相関を認めなかった。この臨床結果確認のためマウス動静脈シャントモデルを新たに作成しMMP2+/+マウスと比較してMMP2-/-マウスで有意に内膜病変形成が少ないことを証明した.またSMCを低酸素にして培養しタンパク,遺伝子レベルで評価するとIntegrinとMMP-2の発現が関連していることが示唆された.【結語】吻合部内膜肥厚による早期動静脈シャント閉塞は、MMP-2活性化による平滑筋細胞遊走が関与している。【目的】動脈閉塞症に対し自家静脈グラフトを用いたバイパス術が施行されるが、術後1年以内に生じるグラフト閉塞は解決すべき課題である。我々はこれまでにグラフト閉塞の原因となる内膜肥厚にMMP2が深く関与していることを見出した。しかし内膜肥厚過程でMMP2がどのように調節されるかは不明である。内膜肥厚部では局所的低酸素状態が形成されており、この変化がHIF1α等の低酸素応答分子を誘導し、VEGF、TSP-1といった分子を活性化した後、αvβ3インテグリンに作用するとの仮説をたてた。αvβ3インテグリンはMMP2プロモーター領域に発現しており、このメカニズムがMMP-2発現を調節しうる。本研究はMMP-2発現調節により静脈グラフト閉塞の原因となる内膜肥厚を抑制することを目的とした。【本年度の成果】(1)ヒト血管平滑筋細胞(SMC)からの病態サンプルの回収;嫌気培養パウチを用いSMCを低酸素培養し、0、4、8、12時間、1、3,5、7日の8タイムコースで細胞を回収した(n=4)。回収した細胞からmRNAを抽出した後、cDNA化した。(2)サンプルの解析;real time PCRにて以下の遺伝子の発現解析を行う。1、MMP-2、2、MMP-9、3、HIF1α、4、VEGF、5、αvインテグリン、6、β3インテグリン。現在本研究を遂行中である。(3)ノックダウン用shRNAコンストラクトの作製;MMP-2調節メカニズムを証明するため、MMP-2、αvインテグリン、β3インテグリンのノックダウン実験を行う。このため各分子のRNAi遺伝子配列を検索し、DNA合成後shRNAプラスミドに組み込んだ。現在本プラスミドをコンピテントセルにトランスフォーメーションし、サブクローニング中である。【まとめ】22年度は予備実験、実験試料の作製に多くの時間を費やした。23年度から本格的解析をスタートさせる。【目的】PAD曲に対し自家静脈グラフトを用いたバイパス術が施行されるが、グラフト閉塞の原因となる内膜肥厚にMMP2が深く関与していることを見出したが機序は不明である。内膜肥厚部では局所的低酸素状態が形成されており、この変化がHIF1aを誘導し、VEGF、TSP-1といった分子を活性化した後、αvβ3インテグリンに作用するとの仮説をたてた。【本年度の成果】(1)低酸素培養ヒト血管平滑筋細胞(SMC)の解析;嫌気培養パウチを用いSMCを低酸素培養し、0、4、8、16時間、1、3日のタイムコースで細胞を回収し、real time PCRで遺伝子発現を解析した。概要は以下のとおりである。1、HIF1aは48hで上昇した(Oh;1,4h;1.8636,8h;1.6404,relative to Oh)。

2、αv、β3インテグリンともに1dayでピークとなる上昇を示した(αv:Oh;1,1d;5.4572,β3:0h;1,1d;16.6871,relative to Oh)。3、MMP-2はインテグリン同様に1dayでピークとなる上昇を示した(Oh;1,1d;8.9522,relative to Oh)。(2)インテグリンノックダウンによるSMCサンプルの作製;現在shRNAを利用したαv、β3インテグリンをノックダウンしたのち低酸素培養したサンプルを作製中で、real time PCRで各遺伝子の発現を確認する。【まとめ】今後サンプル数を増やし再現性を確認していく。さらにVEGF、TSP-1の発現も確認する。またノックダウン系により各分子の相互関係を明らかにしていく。本研究で,動静脈吻合作製後早期に発生する内膜肥厚の一因が血管平滑筋細胞の集積にあり,この血管平滑筋細胞の集積がMMP2ノックアウトマウスでは有意に抑制されることから,吻合部組織でのMMP2発現上昇が内膜肥厚形成に関与することを確認した.また,動脈硬化性狭窄病変に対してバルーン血管拡張術やステント治療後の再狭窄では内皮障害を起点とする炎症性変化が生じ,血液中の骨髄由来細胞,特にマクロファージが深く関与することが明らかとなっているが,この内膜肥厚形成過程においてはマクロファージなどの骨髄由来細胞の関与は少ないことが明らかとなった,一般に血管内膜肥厚過程では肥厚内膜局所は低酸素になっていることが知られている.そこでMMP-2発現メカニズムの解明のためにヒト血管平滑筋細胞(SMC)を低酸素培養し免疫染色を施行した.血管内膜で発現するとされるIntegrinαv,β3,およびMMP-2はそれぞれ24時間の低酸素で発現が亢進することがわかった.またタンパクレベルの変化を見るためWestern Blotを施行したがこちらも同様に誘導され,さらに経時的に変化していた.遺伝子レベルでの発現の変化を見るため,SMCを低酸素化で培養し経時的に回収,tRNAを抽出し,real time PCRで評価した.タンパクレベルと同様に低酸素下でIntegrinαv,β3,MMP-2ともに遺伝子発現レベルでも上昇していた.さらにIntegrinではβ3のほうがαvよりも上昇が大きかった.またMMP-2の発現は低酸素で非常に大幅に上昇しており,Integrinβ3にやや遅れて発現していることが明らかとなった.これらの結果からIntegrinの発現とMMP-2の発現は関連性が示唆され,さらにIntegrin,特にβ3がMMP-2の発現を誘導している可能性が示唆された.今後さらなるMMP2発現の分子メカニズムの解明により,新たな視点に立った内膜肥厚の治療が可能となり,バイパス術の治療成績向上へと結びつくものと考えている.
急性心筋梗塞におけるCK-MM Isoformの診断学的研究

今年度はCK-isoformの短時間・高分析システムの完成と,その臨床的検討を行った。分析には国産品の島津高速液体クロマトグラフLC-10Aシステムを用い,カラムにはAsahipak ES-502Nを用いた。基本的には筆者らがアメリカで行ったRapid Quantification System(Clin Chem 36:723,1990)と同様である。この結果,単一MM isofomの単一バンドとしての評価,分解能,分析時間(20分)とも満足のいく結果を得,このシステムが臨床的に充分応用可能であることを確認した。さらにこれを1連の急性期冠動脈疾患患者に適用した。患者は急性期に冠動脈造影が可能で,冠動脈の閉塞,再灌流の確認できるものである。PTCA(percutaneous transluminal coronary angioplasty),あるいは血栓溶解療法という急性期治療により,再灌流が確認された患者15名と,MM_3 isoformのデータから,毎分あたりの%MM_3の変化率を確認した。この結果,再灌流群の変化率(梗塞から初回採血までT=3.4時間)0.20±0.15,に対して非再灌流群(T=4.0時間)が-0.05±0.08と有意に再灌流群が高かった。故にこのシステムで%CK-MM_3の変化をみることにより,梗塞の重要な時期である5-6時間内に静脈投与であっても血栓溶解が成功したかどうかが判定され,次の治療方針決定に重要な示唆を与え得ることが判明した。また当初目標とした,冠動脈の再閉塞については,このシステム,あるいはCK-MM isoformによる診断は再灌流ほど容易では無いことが判り,この目的のためには,他の指標を参考にすべきだと考えられた。主任研究者が米国で開発した、CKのMM isoformのFPLCsystemによる短時間分離の可能性と、臨床応用を探る研究である。まず今年度はFPLC用のLarge columm,Small colummを購入し、主任研究者の開発した同一方法で分離能と再現能をみた。更に動物での心筋梗塞及び再潅流によるモデルを作成し、これがCKの分離に適した実験系であり、術操作がこのCKに影響しないかどうかを基礎的に検討した。更に梗塞サイズ計測、心機能、そして虚血の範囲の確認など、このモデルのCKーMM isoformの分離後に、比較検討できる項目についての確認をおこなった。今年度は、目的にかなう直接のデ-タは得られていないが、確認されたことは以下の如くである。すなわち、1)Large colum,Small columは有効にCK isoformを分離、可動することが判明したが、MM1,MM2,MM3の確認には、各々の単離した純粋isoformを得て、その分離の速さと再回収率の関係をチェックせねばならない。2)注射などの影響がCKに及ぶために、術操作後2時間はCKをフォロ-する必要があった。3)実験的に梗塞サイズはTTC染色で、虚血はEvans blueと壁運動異常で、更に心筋梗塞を^<99m>Tcで確認できるということが判明したが、梗塞については^<99m>Tc uptakeには注意を要し、壁運動異常のみの出るstunningだけでも^<99m>Tcを取り込む。更にこのことを、CK isoformの放出との関係でみることは、たいへん興味深い。故に虚血時間によってはCKの少量放出で、梗塞ができずにstunningに終わることもあり、CKを梗塞の表現とすることには注意を要する。故にreperfusion後の少量のCK、あるいはCKーisoformの確認は、短期再潅流による心筋障害の微妙な変化を追究できる可能性を残すものとして興味深いと思われた。

臨床応用については、PTCAによる早期再潅流モデル、短期再閉塞モデルが使えるため、CK isoformー分離systemの完成により、dataは容易に得られると考えられる。今年度はCK-isoformの短時間・高分析システムの完成と、その臨床的検討を行った。分析には国産品の島津高速液体クロマトグラフLC-10Aシステムを用い、カラムにはAsahipak ES-502Nを用いた。基本的には筆者らがアメリカで行ったRapid Quantification System(Clin Chem 36:723,1990)と同様である。この結果、単一MM isoformの単一バンドとしての評価、分解能、分析時間(20分)とも満足のいく結果を得、このシステムが臨床的に充分応用可能であることを確認した。さらにこれを一連の急性期冠動脈疾患患者に適用した。患者は急性期に冠動脈造影が可能で、冠動脈の閉塞、再潅流の確認できるものである。PTCA(percutaneous transluminal coronary angioplasty)、あるいは血栓溶解療法という急性期治療により、再潅流が確認された患者15名と、再潅流の得られなかった10名について検討した。急性期に得た2本のMM_3isoformのデータから、毎分あたりの%MM_3の変化率を確認した。この結果、再潅流群の変化率(梗塞から初回採血までT=3.4時間)0.20±0.15、に対して非再潅流群(T=4.0時間)が-0.05±0.08と有意に再潅流群が高かった。故にこのシステムで%CK-MM_3の変化をみることにより、梗塞の重要な時期である5-6時間内に静脈投与であっても血栓溶解が成功したかどうかが判定され、次の治療方針決定に重要な示唆を与え得ることが判明した。また当初目標とした、冠動脈の再閉塞については、このシステム、あるいはCK-MM isoformによる診断は再潅流ほど容易では無いことが判り、この目的のためには、他の指標を参考にすベきだと考えられた。
重金属汚染土壌の修復を目的とした高等植物の硫黄代謝系有用遺伝子資源の開発

本研究では、重金属耐性遺伝子の単離と機能解析を目的として研究を実施した。重金属汚染土壌の環境回復の実現に対する貢献が強く期待されている植物特有の有用遺伝子の単離を試み、機能解析を行った。特に、硫酸イオントランスポーターによる吸収が認められているセレンやクロム毒耐性に着目して、代謝およびトランスポーターを介した、新規の重金属耐性メカニズムの解析を行った。有用遺伝子の単離は、モデル植物であるシロイヌナズナの発現ライブラリーを、酵母で発現される系を用いて実施した。植物由来のcDNAライブラリーを形質転換した組み換え体の酵母について、硫酸イオンのアナログであるセレン酸(SeO_4^<2->)やクロム酸(CrO_4^<2->)を含む培地上で、スクリーニングを行った。選抜された遺伝子については、配列を確認後、新たに完全長cDNAを有するプラスミドを作成して、再度形質転換を行うことにより、形質の確認を行った。その結果、膜タンパク局在が予想される遺伝子が選抜された。本遺伝子が属するファミリーは現在まで、機能が明らかにされていない。ファミリーに属する複数の遺伝子について、発現様式の解析を行ったところ、目的の遺伝子のみが硫黄欠乏により発現が誘導され、根及び地上部のいずれの組織においても発現が認められた。また、プロモーターとレポーター遺伝子の融合タンパクを用いた解析より、本遺伝子は根、葉のいずれの組織においても表皮細胞で強く発現されることが示された。酵母では、高親和性の硫酸イオントランスポーターとの共発現により、硫酸イオンの吸収が抑制されていることが示されたことから、吸収活性の制御あるいは硫酸イオンの排出に関わる遺伝子である可能性が示された。本研究は、重金属耐性に関わる高等植物の有用遺伝子資源の単離および機能解析を目的としている。重金属のうち特に、セレン(Se)、クロム(Cr)については、硫酸イオン(SO_4^<2->)トランスポーターから植物体内に吸収されることが知られていることから、代謝およびトランスポーターを介した、新規の重金属耐性メカニズムの解明を目指している。高等植物の遺伝子ソースに、モデル植物であるシロイヌナズナの発現ライブラリーを用い、硫酸トランスポーター欠損株の酵母を利用するスクリーニング方法を確立した。実際には、同植物由来のcDNAライブラリーを形質転換した組み換え体の酵母について、硫酸イオンのアナログであるセレン酸(SeO_4^<2->)やクロム酸(CrO_4^<2->)を含む培地上で、スクリーニングを行った。硫酸イオントランスポーターが組み込まれた酵母は、これらの重金属を速やかに体内に取り込み、増殖することなく死滅することになる。しかしながら、ライブラリー由来の重金属耐性遺伝子を持つ酵母では、分裂・増殖の結果、コロニーを形成するため、容易に選抜が可能となる。本スクリーニングにより、50個の耐性クローンが選抜され、配列を解読し、同定を行った結果、9つについては、耐性に関わることが期待された。現在、改めて形質転換を行うことにより、耐性能を確認しているところである。確認された遺伝子については、今後、酵母のみならず、シロイヌナズナも用いることにより、重金属耐性機能の解析を推進していく予定である。重金属汚染土壌の修復の手法として、植物を用いたバイオレメディエーションの重要性が指摘されている。本研究では、重金属キレート物質を含む多種多様な植物の有用二次代謝物の構成成分である硫黄の原料となる硫酸の代謝を理解するため、アラビトプシスを用いた硫酸トランスポーターの機能解析を行った。本研究で特に着目したのは、外界から取り入れた硫酸イオンを地上部に輸送する際に、重要となる根の維管束組織で発現する輸送担体である。根と地上部を繋ぐ維管束組織は、植物全体の硫酸イオンの代謝メカニズムを理解する上で、最も重要な因子である。現在アラビドプシスのゲノム上の14種類の硫酸イオントランスポーターのうち、維管束の内鞘細胞で発現する輸送担体は、SUTR2;1、SULTR3;5とSULR4;1およびSULR4;2の4種類であった。このうち、前者2種については、細胞膜で発現し、後者2種については液胞膜で発現することを示し、さらに詳細な解析を行った。これまで機能未知であったグループ3に属するSULTR3;5については、単独では吸収活性を示さないものの、同じ組織で発現するSUTR2;1との共存下では、SUTR2;1単独に比較して、3倍もの高い吸収活性を有し、吸収促進因子としての機能が示された。変異体植物を用いた研究により、S欠乏時にSU:LTR3;5と協調して、維管束のアポプラストに取り残された硫酸イオンを積極的に細胞内に取り入れて、有効利用していると考えられた。液胞膜局在型硫酸イオン輸送担体SULTR4は、液胞内の硫酸イオンを細胞質に排出する輸送担体であることが示された。植物を用いた地上部への硫酸イオン輸送実験により、SULTR4;1,およびSULTR4;2は、積極的に液胞内の硫酸イオンを排出することにより、植物体内における硫酸イオンを制御していることを明らかにした。

有用遺伝子の単離は、モデル植物であるシロイヌナズナの発現ライブラリーを、酵母で発現される系を用いて実施した。植物由来のcDNAライブラリーを形質転換した組み換え体の酵母について、硫酸イオンのアナログであるセレン酸(SeO_4^<2->)やクロム酸(CrO_4^<2->)を含む培地上で、スクリーニングを行った。選抜された遺伝子については、配列を確認後、新たに完全長cDNAを有するプラスミドを作成して、再度形質転換を行うことにより、形質の確認を行った。その結果、膜タンパク局在が予想される遺伝子が選抜された。本遺伝子が属するファミリーは現在まで、機能が明らかにされていない。ファミリーに属する複数の遺伝子について、発現様式の解析を行ったところ、目的の遺伝子のみが硫黄欠乏により発現が誘導され、根及び地上部のいずれの組織においても発現が認められた。また、プロモーターとレポーター遺伝子の融合タンパクを用いた解析より、本遺伝子は根、葉のいずれの組織においても表皮細胞で強く発現されることが示された。酵母では、高親和性の硫酸イオントランスポーターとの共発現により、硫酸イオンの吸収が抑制されていることが示されたことから、吸収活性の制御あるいは硫酸イオンの排出に関わる遺伝子である可能性が示された。
有明海における底泥の生物化学的環境評価とその活性度に関する研究

有明海西部海域における高濁度層の形成と貧酸素水塊の形成との関係を調べるために,2002年9月と2003年7月の大潮時に現地観測を行った.その結果,有明海特有の強い潮流によって高濁度層が形成され,上げ潮最強時と下げ潮最強時における濁度は海底付近で2040ppmにも達することが明らかとなった.DO濃度が高い場合,底面付近の濁度とDO濃度の間には負の相関が見られ,酸素消費が高濁度層の形成と密接に関係していることが示された.また,懸濁物質(SS)による酸素消費速度を室内実験により評価し,底泥表面からの酸素消費速度と比較した.その結果,SSによる酸素消費速度は底泥表面からの酸素消費速度の約13倍の値をとり,貧酸素水塊の形成にはSSによる酸素消費過程が重要であることが明らかとなった.有明海湾奥部において底泥間隙水の水質調査を行った結果,南西側でAVS濃度は高い値を示しており,竹崎沖の底泥は広い範囲で嫌気状態となっていることが明らかとなった.竹崎沖の底泥を用いて酸素消費の実験を行った結果,底泥表面からの酸素消費に加えて,巻き上げに伴う酸素消費,つまりSSによる酸素消費と還元物質の溶出に伴う化学的酸素消費が貧酸素化に対して極めて重要な影響を及ぼすことが明らかとなった.有明海竹崎沖の底泥環境を浮泥の栄養塩の吸着・溶出現象と関連づけて検討し,仮説の妥当性を室内実験により検証することを試みた.その結果,底泥中の栄養塩濃度は深くなるほど高くなるという一般的な結果に反し,有明海竹崎沖の底泥中の栄養塩濃度は,還元層において深さ方向に著しく低下することが見出された.また,底泥の巻上げ実験の結果,DO濃度は減少するが,栄養塩濃度は増加せず,ほぼ一定値を取ることを見出した.これらの実験結果から,「有明海湾奥部西部海域において,浮泥による栄養塩吸着が活発に行われている」という仮説の妥当性が示唆された.有明海西部海域における高濁度層の形成と貧酸素水塊の形成との関係を調べるために,2002年9月と2003年7月の大潮時に現地観測を行った.その結果,有明海特有の強い潮流によって高濁度層が形成され,上げ潮最強時と下げ潮最強時における濁度は海底付近で2040ppmにも達することが明らかとなった.DO濃度が高い場合,底面付近の濁度とDO濃度の間には負の相関が見られ,酸素消費が高濁度層の形成と密接に関係していることが示された.また,懸濁物質(SS)による酸素消費速度を室内実験により評価し,底泥表面からの酸素消費速度と比較した.その結果,SSによる酸素消費速度は底泥表面からの酸素消費速度の約13倍の値をとり,貧酸素水塊の形成にはSSによる酸素消費過程が重要であることが明らかとなった.有明海湾奥部において底泥間隙水の水質調査を行った結果,南西側でAVS濃度は高い値を示しており,竹崎沖の底泥は広い範囲で嫌気状態となっていることが明らかとなった.竹崎沖の底泥を用いて酸素消費の実験を行った結果,底泥表面からの酸素消費に加えて,巻き上げに伴う酸素消費,つまりSSによる酸素消費と還元物質の溶出に伴う化学的酸素消費が貧酸素化に対して極めて重要な影響を及ぼすことが明らかとなった.有明海竹崎沖の底泥環境を浮泥の栄養塩の吸着・溶出現象と関連づけて検討し,仮説の妥当性を室内実験により検証することを試みた.その結果,底泥中の栄養塩濃度は深くなるほど高くなるという一般的な結果に反し,有明海竹崎沖の底泥中の栄養塩濃度は,還元層において深さ方向に著しく低下することが見出された.また,底泥の巻上げ実験の結果,DO濃度は減少するが,栄養塩濃度は増加せず,ほぼ一定値を取ることを見出した.これらの実験結果から,「有明海湾奥部西部海域において,浮泥による栄養塩吸着が活発に行われている」という仮説の妥当性が示唆された.1)有明海西部海域における高濁度層の観測と懸濁物質による酸素消費実験有明海西部海域における高濁度層の形成と貧酸素水塊の形成との関係を調べるために,2002年9月と2003年7月の大潮時に現地観測を行った.その結果,有明海特有の強い潮流によって高濁度層が形成され,上げ潮最強時と下げ潮最強時における濁度は海底付近で2040ppmにも達することが明らかとなった.DO濃度が高い場合,底面付近の濁度とDO濃度の間には負の相関が見られ、酸素消費が高濁度層の形成と密接に関係していることが示された.また,懸濁物質(SS)による酸素消費速度を室内実験により評価し,底泥表面からの酸素消費速度と比較した.その結果,SSによる酸素消費速度は底泥表面からの酸素消費速度の約13倍の値をとり,貧酸素水塊の形成にはSSによる酸素消費過程が重要であることが明らかとなった.2)有明海の竹崎-大牟田ラインにおける成層構造と水質特性有明海奥部における竹崎-大牟田ライン上で行った水質・潮流観測に基づいて,密度成層に伴う水質変化と物質輸送量を検討した.その結果,強い水温成層と塩淡成層が形成されると表層では赤潮が発生し,DO濃度は過飽和状態となることが示された.

底層では密度成層効果と底泥の巻き上がりによってDOは低下する傾向にある.非成層時においては,Ch1.a,濁度およびDO濃度の鉛直分布は一様な分布となることが明らかとなった.また,筑後川から流出した淡水は西部沿岸に沿って南下するため,西部海域において植物プランクトンが増殖する傾向が見られ,東部海域との違いが顕著となることがわかった.非成層時においてもCh1.aとSSのフラックスは西部海域において大きな値を示し,西部海域と東部海域における輸送量に違いが見られた.さらに,西部海域の底層付近においてSSフラックスの等値線が密になることから,この領域で底質の巻き上がりが大きく,輸送量も大きいことが明らかとなった.赤潮や貧酸素水塊の発生が報告されている有明海北部海域の水質環境と底泥環境を把握するため,2004年7月8日から8月9日にかけて溶存酸素の変動に着目した水質・流況観測を,2004年7月には底泥環境調査を行った.水質・流況の観測地点を昨年度の地点から北に約5kmの浅い海域に選び,昨年と同様の計測を行った.観測期間中,河川や降雨による淡水の流入はほとんどなく,昨年度とはかなり異なった外的要因となった.DOは潮汐周期で大きく変動したが,貧酸素水塊の長期滞留は認められなかった.また,潮汐の解析から有明海の潮汐の増幅に関わる副振動の特性が明らかになった.底泥環境調査の結果,AVS濃度が0.2mg/gdryを超えている範囲が西部海域で広く見られ,竹崎周辺海域の底泥環境が悪い状態にあることが示された.底泥間隙水中の溶存態無機窒素(DIN,NH_4-N,NO_2-N,NO_3-N)の値は,筑後川や六角川の河口付近から竹崎島へ向かって減少する傾向が,PO_4-Pの値は筑後川の河口付近から竹崎島へ向かって増加する傾向が示された.これは,北東海域が酸化的な状態にあり,南西海域が還元的な状態にあることに依存しており,PO_4-Pの吸着・溶脱現象や無機態窒素の硝化・脱窒が生じたためと推察される.有明海特有の強い潮流によって引き起こされる底泥の巻き上げが水質に及ぼす影響を詳細に調べるため,西部海域で底泥を採取し,底泥による酸素消費の実験を行った.その結果,底泥が巻き上がることにより酸素消費速度が著しく増加することが示された.これは,底泥表面からの酸素消費に加えて,SSによる酸素消費と2価の鉄や硫化水素などの還元物質の溶出に伴う化学的酸素消費に拠るためである.実験結果から見積もられた水柱5mにおける酸素消費速度は,底泥表面が0.21g/m^3/day,SS(SS濃度=14.2mg/l場合)が0.54g/m^3/day,化学的酸素消費が0.24g/m^3/dayであった.SSの酸素消費速度は底泥表面の酸素消費速度の2.6倍であり,化学的酸素消費速度の1.1倍であった.これらの結果から,有明海湾奥部西部海域の底泥環境は嫌気状態にあり,底泥の巻き上げが貧酸素水塊の形成に重要な影響を及ぼすことが示された.有明海湾奥部において底泥間隙水の水質調査を行った結果,南西側でAVS濃度は高い値を示しており,竹崎沖の底泥は広い範囲で嫌気状態となっていることが明らかとなった.これに伴い,硝酸態窒素(NO_3-N)の濃度は低くなり,逆に貧酸素化に伴い底泥からリン酸態リン(PO_4-P)が溶出し,PO_4-P濃度が大きくなっていた.しかしながら,アンモニア態窒素(NH_4-N)の濃度は竹崎沖では減少していた.間隙水中のアンモニア態窒素濃度は,一般に微生物による嫌気的分解により増加するはずである.NH_4-Nに関する逆の空間分布特性には有明海特有の現象が関与していると考えられた.「その原因は浮泥による栄養塩の吸着・溶出に拠る」という仮説を立て,有明海竹崎沖の底泥環境を栄養塩の吸着・溶出現象と関連づけて検討し,室内実験によりこの仮説の妥当性を検証することを試みた.
免荷システムを併用した機能的電気刺激による頸髄損傷への歩行再建適応の拡大

本研究の目標は、現行の歩行機能的電気刺激(FES)システムに免荷システムを併用した新しい歩行FESシステムの構築と適応範囲の拡大である。そのために、免荷システム系・測定系・刺激系・制御系を構築し、完全対麻痺者でその妥当性を検討した。免荷システム系は吊り上げ装置とトレッドミルを使用した。歩行の妨げにならないように、吊り上げ用ベルトの形状を工夫した。測定系は、カメラを新規に購入し、3次元動作解析システムを免荷システムと併用できるように構築した。刺激系は下肢用FESシステムを構築し、制御系は起立制御中に刺激パラメータを容易に変更できるように、新たに制御用プログラムを構築した。既にFESにより起立可能な完全対麻痺者でその妥当性を検討した。対象は、10年前に交通事故で脊髄損傷となり、8年前より埋め込み電極を用いたFES起立を継続している。免荷システムを用いて、吊るした状態にし、下肢へのFESによる体幹バランスへの影響を3次元動作解析により確認した。結果として、平行棒内では起立状態を維持している刺激パターンであったが、免荷システムを用いた場合、明らかなバランスの不均衡を容易に確認することが出来た。従来の平行棒内でのFES制御中では上肢によりバランス制御を行っているため、フィードバック制御を行う場合は、上肢の影響が外乱として作用してしまい、十分なフィードバック制御が行えない。また、起立中に刺激パターンを変更することは、体幹バランスを崩す可能性が高く極めて危険であった。しかし、今回開発した免荷システムを用いれば、安全にフィードバック制御を行うことが可能になった。
劣化の進んだ図書・文書資料の長期保存に向けた大量強化法の開発

酸性紙問題をテーマとする本研究では、大量強化処理法の開発と、脱酸性化処理法の改良の研究開発を行った。実践レベルでの紙資料の大量強化処理法の開発として、既存のフリース法の改良と、新たな可能性としてエレクトロスピニング法の応用に取り組んだ。いずれの手法もナノ繊維の技術を用いることで、紙資料の強化処理に適用できる可能性が判明し、今後の応用が期待できる結果となった。国内で稼働している気相型の脱酸性化処理法の弱点克服のため、ジエタノールアミン法という新しい脱酸性化処理法を検証した。酸性紙の図書・文書資料の脱酸性化処理の実用化へと展開するにあたっては、温度と減圧のバランスにより解決できる目処がたった。本研究は、日本の酸性紙研究で未解決となっている課題のうち、(1)実践レベルでの紙資料の大量強化処理、(2)既存の気相型脱酸性化処理法の弱点克服、これらに新たな展開を提示することを目的としている。(1)紙資料の強化処理の一手法であるフリース法を科学的に検証した。フリース法とは、脆弱化した紙資料の表面に新たな強化繊維層を薄く均一に貼り付ける方法である。強化繊維により新たな強度を得ることができ、既にドイツでは実用化されている。しかしながら、薄い繊維層を使用しても表面を覆ってしまうため、文字情報が読みにくくなるという欠点をもつ。そこで、(1)強化繊維層の厚さ、(2)強化繊維のパルプ化条件、(3)強化繊維の種類、これらを検討し、劣化抑制効果を検証した。また、(4)楮の薄紙の表打ちによる強化法を併せて試験し、劣化抑制効果を比較した。結果、フリース層の厚さは坪量2g/m2程度であれば比較的文字情報を阻害することなく、強化物性が最適であることが分かった。楮繊維のパルプ化条件として、ヘミセルロース分や微細繊維の水洗除去の有無を比べたが、顕著な差異は認められなかった。強化繊維の種類では、楮、三椏、雁皮のいずれにおいても強化効果が確認できた。(2)従来のドライ・アンモニア・酸化エチレン法の改良法として、酸性物質の中和剤であるエタノールアミン類の一種ジエタノールアミン(DEA)を揮発させ、酸性紙に直接付着させる方法を検討した。DEAを用いた気相処理により、良好なpH上昇効果が得られることが分かった。また、脱酸性化処理後の試料は、通常の環境条件下の保存において、pHの低下はほとんど認められなかった。DEA処理は、105°C及び80°C/65%r.h.の加速劣化処理条件において、酸性上質紙の耐折強さ、ゼロスパン引張強さの劣化抑制効果を示した。上記結果をもとに、(1)と(2)のそれぞれにおいて次年度の研究を進める準備が整った。本研究では、日本の酸性紙の保存研究で未解決となっているふたつの課題、(1)実践レベルでの紙資料の大量強化処理と、(2)気相型の脱酸性化処理の欠点克服、これらに新たな展開を提示することを目的にしている。(1)脆弱化した酸性紙の劣化抑制または強化処理を目的として、エレクトロスピニング法を用いてセルロース誘導体溶液からナノ繊維を形成させ、紙表面に付着させることを試みた。経年劣化図書を試料として、エレクトロスピニング法によってメチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)の3種類のセルロース誘導体溶液から紡糸したナノ繊維を紙表面に付着させた後、加速劣化処理を施し、紙の劣化抑制効果を評価した。このうちCMCのナノ繊維を付着させると、加速劣化処理による紙の劣化が抑制されることが、引張強さ、引裂強さ、アコースティック・エミッションによる紙の劣化度の変化から認められた。紙のゼロスパン引張強さも同じ傾向を示したことから、本処理の劣化抑制効果は、紙中のパルプ繊維強度の変化を反映していると考えられる。(2)現在実用化されている、アンモニアガスと酸化エチレンガスを紙中で反応させるドライ・アンモニア・酸化エチレン(DAE)法は、アンモニアガスによる紙の黄変、酸化エチレンガスの危険性が問題となる。その改良法として、本研究において、酸性物質の中和剤であるジエタノールアミン(DEA)を揮発させて酸性紙に直接付着させる方法を検討したところ、良好なpH上昇効果が得られた。今回検討した条件の中では、処理条件80°C-24h-10mbarが最も高いpH上昇効果を付与されることが明らかになった。この新しい手法を、酸性紙の図書・文書資料の脱酸性化処理の実用化へと展開するにあたっての今後の課題は、実験条件とくに加温条件の緩和の検討である。

本研究では、日本の酸性紙の保存研究で未解決となっているふたつの課題、(1)実践レベルでの紙資料の大量強化処理と、(2)気相型の脱酸性化処理の欠点克服、これらに新たな展開を提示することを目的とした。(1)紙強化法の新たな可能性として、フリース法の改良と、エレクトロスピニング法の応用に取り組んだ。それぞれの手法において、紙の強度向上効果と、処理後の試料に加速劣化処理を施し劣化抑制効果を検証した。フリース法は、紙表面を繊維で覆うことで物理的に強化する手法であるため、処理後、文字の判読が困難になる。そこで高い透明性をもつセルロースナノ繊維を用いたフリース法を検証したところ、自然劣化がかなり進んだ酸性紙での強度向上効果、劣化がある程度進んだ酸性紙での劣化抑制効果が確認できた。エレクトロスピニング法は、静電気力により高分子溶液をナノ繊維化し、紙表面に積層させる。セルロース誘導体のナノ繊維では強度向上効果よりも劣化抑制効果があること、カルボキシメチルセルロース(CMC)の劣化抑制効果が最も高いことが判明した。また、抑制効果にはCMCの分子量と紙自体の水分量が影響していることが示唆された。フリース法とエレクトロスピニング法、いずれもセルロースナノ繊維を用いることで、紙資料の強化処理として適用できる可能性が確認でき、今後のさらなる応用開発が期待できる。(2)現在実用化されているドライ・アンモニア・酸化エチレン(DAE)法では、アンモニアガスと酸化エチレンガスを紙中で反応させるため、アンモニアガスによる紙の黄変、酸化エチレンガスの危険性が問題となっていた。その改良法として、酸性物質の中和剤であるジエタノールアミン(DEA)を揮発させて酸性紙に付着させる方法を検討した。昨年度の課題であった実験条件(とくに加温条件)の緩和に関しては、温度と減圧のバランスにより解決できる目処がたった。26年度が最終年度であるため、記入しない。保存科学26年度が最終年度であるため、記入しない。紙資料の強化処理法開発と脱酸性化処理法改良、それぞれにおいて予定どおり実験を遂行し、第2年度の計画を進める準備が整ったため。(1)紙資料の大量強化処理平成24年度は、劣化が進んだ紙資料の強化処理としてのフリース法(紙表面を繊維で覆うことで物理的に強化する手法)を、強化繊維層の厚さ、強化繊維のパルプ化条件、強化繊維の種類から検証した。結果、フリース法は2g/m2程度までが良好であるとわかった。平成25年度は、強化繊維として3種のセルロース誘導体(メチルセルロースMC、カルボキシメチルセルロースCMC、ヒドロキシプロピルセルロースHPC)溶液をナノ繊維に紡糸するという新しい試みを行い、紡糸したフリースの物性を検証した。セルロース誘導体のうちMCは通常の手法では、粒状に飛散し繊維状にならないことが明らかとなり、手法の改良が必要となる。セルロース誘導体によるナノ繊維を紙表面に付着させることで、紙資料の劣化抑制効果が期待できるデータが得られているが、強化は認められなかった。(2)新規脱酸性化処理の検討現在実用化されている、アンモニアガスと酸化エチレンガスを紙中で反応させ、エタノールアミン類を生成することで酸性物質を中和するドライ・アンモニア・酸化エチレン(DAE)法の改良法として、エタノールアミン類の一種であるジエタノールアミン(DEA)を揮発させて酸性紙に直接付着させる方法を検討した。
植物の性分化に伴って発現する遺伝子の解析

ゼニゴケの雌培養細胞のYACライブラリーを作製することを試み、50750kbのインサートを持つYACクローンを23個得た。約50kb約500kbの2種類のクローンをプローブに用いたFISHに成功した。しかし、YACのクローニングの効率が低いこと、そのままではシ-クエスができないことなどから、P1由来人工染色体(PAC)にベクターを変えてライブラリーを作製することにした。PACライブラリーの材料には雌雄の葉状体を用いた。現在までに50250kbのインサートを持つクローンを約5000個得ている。約50kbのインサートを持つPACクローンをプローブに用いたFISHでシグナルが得られ、残りのクローンの中から性染色体由来のクローンが存在する可能性が示唆された。雌雄のゲノムの違いを検出するために、雌雄葉状体のゲノムDNAを鋳型にしてRAPD-PCRを行い得られたDNA断片の塩基配列を決定したところ、Ca^<2+>依存性タンパク質リン酸化酵素(CDPK)と相同性のある遺伝子が見つかった。雌培養細胞のゲノムにおいてCDPKの全塩基配列を決定したところ、6番目のエキソン(6A、6B)が重複して存在しており、これらをalternative splicingによって使い分けていると予想された。そこで、雌雄培養細胞、葉状体、生殖器官より抽出したmRNAを用いて、エキソン5と7の間をRT-PCRにより増幅してその塩基配列を決定した。すると、いずれの器官においてもエキソン6Aのみを持つmRNAと、エキソン6Bのみを持つmRNAが作られていることが確認され、実際にalternative splicingがおこなわれていることが明らかになった。雌性生殖器官と葉状体とのcDNAサブトラクションにより3種類の新規な遺伝子の断片が得られているほか、RNA fingerprintingによって多数の生殖器官特異的なcDNA断片を得た。植物の性分化決定の機構を解明するために、ゼニゴケをモデル植物としてとらえ、生殖器官の分化に関与する特異的な遺伝子を単離・同定し、その構造と機能及び発現様式を明らかにすることを目的とした。ゼニコケは、雌雄で構造の異なる性染色体を保有する半数体であることから、性分化の過程を分子生物学的に解析するのに最適な植物である。また、ゼニゴケは葉緑体ゲノムとミトコンドリアゲノムの全遺伝子構造が共に明らかになっている唯一の植物であり、細胞内の遺伝情報伝達の考察も具体的に行うことが出来る。さらに、培養方法や外来遺伝子の効果的な形質転換系も既に確立しているので、植物の遺伝子構造を解析する上で絶好のモデル生物であると言える。本年度の研究では、(1)ゼニゴケの葉状体、雌性生殖器官、雄性生殖器官からそれぞれのmRNAを抽出し、cDNAを作成した。(2)葉状体及び雄性生殖器官に対する雌性生殖器官のサブトラクティブ・cDNAライブラリーを作成した。以上の研究によって、今まで未知であったゼニゴケの雌性生殖器官で特異的に発現する遺伝子のcDNAライブラリーが作成出来た。初年度は、ほぼ計画通り研究は進行したが、既知の遺伝子と相同な遺伝子は検出されなかった。また、実験上の問題としては、ゼニゴケの生殖器官が小さく、器官形成の見られる時期が限られていることから、必要なmRNAを大量に抽出するためには、充分な量の試料から始める必要があった。(1)ゼニゴケ培養細胞から分裂中期の細胞を見いだし、性染色体の視覚化(DAPIならびにPI染色)の条件を検討した。