hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低酸素細胞に対する殺細胞効果の増強と治療への応用

ニトロキシド化合物の1つ,テンポールに低酸素環境下, HIF1αの発現を強力に誘導する作用を見いだした。本研究ではHIF1で制御される遺伝子治療用ベクターを構築し,テンポールによる殺細胞効果の増強を評価することである。invitroにおいて,低酸素環境下テンポールによる自殺遺伝子発現を介した殺細胞効果は,約50倍の増強を示した。また,生体腫瘍においてもテンポールによるHIF1α発現誘導作用を確認した。癌組織には、正常組織と比較し酸素濃度の低い低酸素細胞領域が存在する。この領域は、従来の化学療法や放射線療法に対して抵抗性を示し、治療後の再発の原因として問題視されている。一方、近年、癌細胞は、その低酸素環境に適応するため低酸素誘導因子(HIF-1α)を発現し、細胞増殖、細胞死に関わる遺伝子を制御していることが判明してきた。こうした背景の下、我々は低酸素環境下でニトロオキシド化合物であるテンポールを細胞に添加した場合、低酸素誘導因子(HIF-1α)の発現が、大気酸素分圧下テンポール非添加細胞群と比較し約8倍と有意に増加することを見いだした。この発現誘導機構を応用した遺伝子治療への進展を目指し、今年度は、テンポール添加による、より発現誘導率の高いプロモーターへの改良と、テンポール濃度、酸素濃度による発現誘導率変化に関する基礎データ収集を目的とし研究をおこなった。HIF-1α発現誘導の評価には、免疫ブロッド法とルシフェラーゼ定量法を用いた。プロモーター改良に関しては、低酸素応答エレメント数を増やし、またエレメント間の距離を最適化することにより、これまでの約8倍から約35倍とより高い遺伝子発現を有するプロモーター構築に成功した。また、酸素依存的分解ドメインを付加することで、その遺伝子発現を約300倍へと増強することに成功した。さらに、この改良型プロモーターは抗がん剤、ドキソルビシンと併用することで、約600倍の遺伝子発現を有することを突き止めた。テンポール濃度、酸素濃度による発現誘導率変化に関しては、テンポール濃度2mM、酸素濃度1%で最も高い発現誘導率が得られた。テンポールを併用することで、より高い発現誘導を示す改良型プロモーターは治療用ベクターに搭載可能と考えられる。固形腫瘍には細胞増殖と血管新生の不均衡に起因する低酸素細胞領域が存在する。この領域は,放射線や抗がん剤に対し抵抗性であるため,治療後に残存する可能性が高く,再発の原因として問題視されている。我々は,ニトロオキシド化合物であるテンポールに低酸素環境下で低酸素誘導因子,HIF-1αの発現を強力に増加させる作用を見いだし,この作用機序を応用した,テンポールで低酸素細胞領域特異的に自殺遺伝子の発現を増強する遺伝子治療用ベクター開発を行っている。その結果,プロモーター領域内に4つの低酸素応答因子配列(HRE)を挿入し,HRE間の塩基数を最適化することにより,またプロモーター下流に酸素依存的分解ドメイン(ODD)を付加することにより,低酸素環境下テンポール添加により,ルシフェラーゼ(Luc)遺伝子の発現を200倍以上に誘導するベクター構築に成功した。今年度,我々はLuc遺伝子を,FcyFur融合遺伝子に組換えた遺伝子治療用ベクターを構築し,その殺細胞効果を検証することを目的とした。FcyFnr融合タンパクはシトシンデアミナーゼ活性を持ち,プロドラッグである5-FCを抗がん剤である5-FUへ代謝し殺細胞効果を示すことが知られている。FcyFur融合遺伝子を搭載した治療用ベクターは,5-FCとテンポール,また低酸素環境を擬似的に引き起こすCoCl_2を添加した試料のみにおいて高い殺細胞効果を示した。細胞形態に関しては,G2期で細胞周期が停止した細胞像が多く観察された。これらの結果は,低酸素環境下でテンポールにより殺細胞遺伝子の発現を誘導し,in vitroレベルで殺細胞効果の増強をはじめて示したものである。我々はニトロキシド化合物であるテンポールに低酸素環境でHIF-1aの発現を強力に増加させる作用を見いだした。この作用機序を応用した,テンポールにより低酸素細胞領域特異的に自殺遺伝子発現を増強する遺伝子治療は,放射線抵抗性である低酸素細胞領域を根絶するための戦略になると考えられる。これまでに、FcyFur融合タンパク(プロドラッグである5-FCを抗がん剤である5-FUへ代謝する酵素)をテンポールにより発現制御するベクターを用い、5-FCとテンポール,また低酸素環境を擬似的に引き起こすCoCl_2を添加した試料において最も高い殺細胞効果が視覚評価で確認された。今年度は、以下に示す3つの研究を遂行した。1)in vitroでの殺細胞効果増強の定量評価:コロニーアッセイ法を用いテンポールによる殺細胞効果の増強を定量評価した。5-FC添加群のCoCl_2とテンポール添加試料の生存率は,CoCl_2単独添加試料の生存率と比較し,約50倍のテンポールによるFcyFur遺伝子発現誘導を介した殺細胞効果の増強を示した。2)低細胞毒性ニトロキシド化合物の探索:テンポール

単独添加試料の生存率は,5-FC添加,非添加群共に低い生存率を示し、これはテンポールの細胞毒性に起因すると考えられた。このためHIF-1αの発現を低酸素環境下で強力に増加させ,かつ細胞毒性の低いニトロキシド化合物の探索をおこなった。その結果,Carbamyl-PROXYLが低い細胞毒性で高いHIF-1α誘導活性を有することが判明した。3)腫瘍内でのHIF-1α発現増強の評価:マウス生体腫瘍内でのテンポールによるHIF-1α発現増強をin vivo光イメージングシステムを用い評価した。in vitroと比較しテンポールによるレポーター遺伝子発現誘導率は低い値を示したが,生体腫瘍内でもテンポールは発現誘導活性を有することが判明した。
中性子ラジオグラフィーを用いる非平衡合金中の微量プロチウムの可視化に関する研究

本研究では、次世代の水素吸蔵合金として期待されるMg_2Niについて、この合金中の水素濃度を中性子ラジオグラフィー(NRG)を用いて非破壊で高精度に定量する手法を確立することを目的とした。また、微量の水素を対象とすれば水素脆性の影響を押さえてその挙動を観測することが期待できるため、合金中の水素の分布状態や拡散挙動を調べる試みも行った。水素濃度の異なる試料Mg_2NiHx(X=01.08)について得られたNRG像の黒化度と水素濃度の関係を調べたところ、水素固溶領域においては黒化度と水素濃度との間に良好な直線関係があることがわかった。これにより、Mg_2Ni中の微量・低濃度水素を高精度で定量できることが示された。他方、MgNi,Mg_2Ni,Mg_3Niの各組成の合金塊をNaBH_4水溶液を用いて水素化させ、水素吸蔵の進行の様子を観察した。Mg_2NiをNaBH_4水溶液に浸し、15分後に取り出してNRG測定を行ってみたところ、合金塊の縁の部分が白色となった像が得られ、水素吸蔵合金の初期水素化過程をはじめて観測することに成功した。Mg_3Ni (Mg_2NiとMgの共晶)の場合もMg_2Niと同様のNRG像が得られたが、水素化の進行は遅いことが示された。これらの試料では、水素化の初期では水素が合金塊の縁の部分に集中して存在し、合金内部へ水素の濃度勾配が緩やかに形成されるわけではないことが明らかにされた。NRG像で白く写った部分を削り取りXRD測定を行ってみたところ、この部分では水素固溶相を形成していることが示された。MgNiについては、上記の2種類の組成の試料と同様なNRG像は得られなかった。また、NaBH_4水溶液浸漬後8時間のNRG像を見るといずれの試料も水素化が合金内部へ進行していることがわかった。
生態系における、環境又は生物種間相互作用による個体群変動のモデリングと数理解析

すべての生命体は遺伝子の発現により制御されている。この遺伝子の発現にはDNAの転写とmRNAの翻訳の過程において、一般的に時間がかかることが近年の実験で明らかになっている。しかしながら、今までの理論的研究では、遺伝子の制御が形態形成の中核であるにも関わらずこのような課程を無視してそのメカニズムを調べて来た。そこで、申請者は昨年オックスフォード大学を訪問し、遺伝子発現のフィードバックの時間遅れの現象がTuringパターンの形成に与える影響について、主に連続モデルにおいて調べた結果、遺伝子発現の時間遅れの影響は安定なパターン形成に深刻な影響を与え、さらに安定なパターン形成のメカニズムとして提案されていたGrowing Domainが遺伝子発現を考える上ではreliableなメカニズムではないことを明らかにし、第3の新たなメカニズムが理論的に必要であることを示唆した。この研究は4つの論文としてまとめられた。1.生態系におけるPrey-Predatorの相互作用が与える侵入速度及び環境保全に関する研究侵入理論は環境保全においてきわめて重大なテーマであり、外部種の侵は既存の生態系に致命的な被害を起こしながらどんどん広がり、もとの生態系の均衡を壊してしまう。このような外部種の侵入による被害を最小にするためには、外部種の侵入可能条件とその伝播速度を特定することが何より大事な問題である。特に、侵入種と既存種の特定的な相互作用がその伝播速度にどんな影響を与えられるのかを調べることは、実際の伝播速度を調べる際に重要な要因として見なすかどうかという重要なポイントとして考えられる。その例として、2種の全く直接の相互作用のない被食者と1種の捕食者の一番単純な相互作用をもとに、第一の被食者が,補食者が第2の被食者を食べたあと残した死骸を食べるというモデルでは、死骸を食べるというたった一つの単純な相互作用が3種個体群の安定な共存状況をカオス的不安定な状況に変化させてしまう(S.S.Lee and T.Kajiwara,The effect of the remains ofcarcass in two-prey,one-predatorsystem,DCDS-B,9(2008)No.2,353-374)。まず。生態系における基本的な相互作用の一つとして、補食者-被食者モデルの3種系における侵入可能条件と侵入速度について、数理解析および数値シミュレーションを用いて調べ、さらに3種の中で片方の被食者が一方の死骸を食べるという相互作用が侵入現象と侵入速度にどんな影響を与えるのかについて以下結果を得られた。・侵入種の侵入可能条件についてn種に一般化したモデルでの数理解析・伝播速度は侵入種の拡散係数に依存する・3種の中で個体群の時間的変動にきわめて中大な影響を与える相互作用であっても、侵入種がどの種かによってその相互作用が伝播速度に影響を与える場合とそうでない場合がある・伝播速度を測定する場合は何より侵入種の影響が絶対的である2.大きな拡散係数をもつ既存種が伝播速度に与える影響について同種である生物の相互作用の場合、拡散係数は大体同じ値として考えられる。しかし、動物と植物の場合、植物の拡散係数は動物の拡散係数より極端的に小さい。このような場合でも、伝播速度は侵入種だけに大きく依存してしまうだろうか。このような問題はきわめて重要な観察対象である。なぜなら、外部の動物の侵入によって植物の生態が壊れてしまう場合は自然系でよく起きているからである。この研究については現在数理解析とシミュレーション手法をもとに進行中である。発生学におけるパターン形成は様々なスケールを持つ生命単位の相互作用によって生じる。組織レベルでのパターン形成は個々の細胞から生じ、個々の細胞の運命は的確な遺伝子発現の過程を経て決定される。本年の研究では遺伝子レベルでの時間制御がマクロスケールのパターン形成に与える影響について考察した。なお、パターン形成において組織の成長を伴う場合や組織の成長がモルフォゲンに直接制御される場合についても議論し、その結果を3つの論文として作成した。二つの論文は国際雑誌に記載予定でもう一つは作成中である。なお、この研究は遺伝子レベルでの時間制御が細胞組織レベルでのパターン形成に与える影響の重要性を非常に明らかにしており、今後、様々な発生のメカニズムの中で遺伝子レベルでの時間制御の部分が理論又は実験的にも大変重要であることを示している。各々の段階での仕組みを全体の図としてとらえる研究として注目されることが期待できる。また、時間制御とともにモデルのロバスト性を促進できる新たな、パターン形成の基本メカニズムの発見が期待される。
高分子量核酸,核酸-蛋白質複合体の構造解析に有効な同位体標識技術の開発と応用

(1)標識グルコースを原料とする糖部標識ヌクレオシド類の合成ルートの確立:標識グルコースを原料として糖部標識ウリジンやチミジンを合成するルートは収率がよいが、プリンヌクレオシド類の化学合成収率は満足のいくものではない。糖部標識ウリジンやチミジンを出発物質として酵素を用いる塩基交換反応を利用して糖部標識プリンヌクレオシドを調製する手法に関して検討した。ウリジンあるいはチミジンから換算して概ね90%以上の収率でアデノシン、グアノシン、2'-デオキシアデノシン、2'-デオキシグアノシンを得ることができた。(2)高分子量複合体の構造解析への応用:安定同位体利用NMR研究の最終目的は従来の手法では解析が困難であった高分子量複合体の構造解析にある。測定対象が高分子化するに従い、シグナルがブロードになり、かつその重複が著しくなる。化学合成法の長所の一つである残基特異的標識法を最大限に活用することにより任意の残基を標識したサンプルを種々調製し、個々の解析データを集積することにより全体構造を決定する。この手法により、シグナルの重複を防ぎ、また煩雑なシグナル帰属の操作を回避することにより、迅速でより精度の高い解析が可能となる。対称として、Antennapedia Homeodomainとその認識配列を含むDNAオリゴマーとの複合体を用いて、高分子量蛋白質-DNA複合体の糖ーリン酸バックボーンの構造解析を行い、全てのホスホジエステル結合部位に配座がBI配座でるかBII配座であるかを決定することに成功した。また、蛋白質の結合によるDNA糖部の配座の変化を観測することに成功した。現在、構造解析研究が進行中であり、近い将来、精密構造を報告できると期待している。(1)平成8年度においては、基板技術である安定同位体標識DNA/RNAオリゴマーの化学合成法の確立を第一の目標とした。微生物発酵法と化学合成法を組み合わせて用いる^<13>C/^<15>N-標識プリンヌクレオシド類(アデノシン、グアノシン、2'-デオキシアデノシン、2'-デオキシグアノシン)の合成ルート、^<13>C/^<15>N-標識ピリミジンヌクレオシド類(ウリジン、シチジン、2'-デオキシシチドン、チミジン)化学合成ルートを確立した。(2)合成された標識ヌクレオシド類をDNA/RNAオリゴマー合成用のモノマーユニットへと効率良く誘導する手法について確立した。(3)標識モノマーユニットが貴重であるため、モノマーユニットの消費を最小限に押さえ、かつ良好な収率でオリゴマーが得られる自動合成プロトコールをを見い出し、通常のプロトコールの約1/3のモノマーユニットで収率良くDNAオリゴマーを合成した。(6)糖部^<13>C/^2H-多重標職ヌクレオシドの合成法を検討し、2'-位、3'-位、4'-位、5'-位の任意の位置に選択的に重水素を導入する手法を確立した。ウリジンあるいはチミジンから換算して概ね90%以上の収率でアデノシン、グアノシン、2′-デオキシアデノシン、2′-デオキシグアノシンを得ることができた。(2)高分子量複合体の構造解析への応用:

安定同位体利用NMR研究の最終目的は従来の手法では解析が困難であった高分子量複合体の構造解析にある。測定対象が高分子化するに従い、シグナルがブロードになり、かつその重複が著しくなる。化学合成法の長所の一つである残基特異的標識法を最大限に活用することにより任意の残基を標識したサンプルを種々調製し、個々の解析データを集積することにより全体構造を決定する。この手法により、シグナルの重複を防ぎ、また煩雑なシグナル帰属の操作を回避することにより、迅速でより精度の高い解析が可能となる。対象として、Antennapedia-Homeodomainとその認識配列を含むDNAオリゴマーとの複合体を用いて、高分子量蛋白質-DNA複合体の糖ーリン酸バックボーンの構造解析を行い、全てのホスホジエステル結合部位に配座がBI配座であるかBII配座であるかを決定することに成功した。また、蛋白質の結合によるDNA糖部の配座の変化を観測することに成功した。現在、構造解析研究が進行中であり、近い将来、精密構造を報告できると期待している。
ファインセラミックス成形体微構造最適化のためのスラリー特性評価試験装置の開発

前年度までの研究により、鋳込み成形および金型プレス成形を対象として、形成される成形体の微構造とセラミックス原料スラリーの特性を相関づけ、成形体微構造最適化のための新たなスラリー評価法として遠心圧密法が有用であることを、広範囲な実験により実証してきた。これらの評価技術を基に本年度では、遠心沈降場を利用した重心移動量測定装置をベースとして、ファインセラミックス成形体微構造最適化のための実用的なスラリー評価装置を試作し、鋳込みおよびプレス成形へ適用して成形プロセス最適化のためのスラリー設計指針を検討した。鋳込み成形過程は本質的には高濃度スラリーの濃縮脱水過程として捉えられ、成形の初期段階における数%の濃縮でスラリーはネットワーク構造を形成することが実験およびシミュレーション解析により明らかとなった。このネットワーク構造の圧密過程を、その重心移動により評価し、微粒子接触点での力学条件に立脚した微視的観点より解析を行った。これより原料スラリーの調製条件とその成形特性との関係が的確に評価され、成形プロセス最適化のためのスラリー設計指針を得ることが可能となった。一方、顆粒の成形特性を評価する手法として、顆粒充填層の圧密・応力緩和挙動を利用して評価できることを種々な実験により実証した。噴霧乾燥法により作製する顆粒は、スラリー調製条件に大きく依存している。さらに噴霧乾燥過程も本質的には高濃度スラリーの濃縮過程であるため、顆粒の形成過程と原料スラリー特性との関係を試作試験装置により評価し、成形体微構造を制御する最適なスラリー設計指針が確立できることを実証した。構造用セラミックスであるアルミナを原料粉体として,スリップキャストと金型プレス法により成形体を作成した.成形及び噴霧造粒に当たっては,スラリー中の粒子濃度を一定とし,使用する高分子分散剤の濃度が成形体微構造に及ぼす影響について子細に検討した.スラリーの特性評価は主に従来方法により行い,成形体微構造とスラリー特性について考察した.その結果,スラリーの粘度が分散剤のわずかな濃度変化により影響を受ける場合があること,温度,放置時間が予想以上に影響することが明らかとなった.噴霧造粒/金型プレスにおいては,成形体の密度は,より分散されたスラリーにおいて最も高くなったが,最も均質な成形体は凝集スラリーより得られた.これは顆粒の構造に起因するものであるため,顆粒構造形成プロセスの解明が重要であることが明らかとなった.本年度の研究を通じて,従来の成形プロセスに関する研究の問題点を明らかにすることができた.従来の研究は,スラリーの特性と成形体特性の相関付を行うだけで,成形機構に関してはほとんど言及されていなかった.成形プロセスは,脱水・乾燥プロセスであり言い換えれば粒子濃度の濃縮プロセスである.したがって,調製時に測定されるスラリーの特性はあくまで初期値であり,成形体微構造の形成過程においてはスラリー特性も変化している.次年度は,成形機構に関する力学モデルの提案と,粒子濃縮過程におけるスラリー特性の評価が本研究で提案している原理によって可能であることを実証したい.前年度までの研究により、鋳込み成形および金型プレス成形を対象として、形成される成形体の微構造とセラミックス原料スラリーの特性を相関づけ、成形体微構造最適化のための新たなスラリー評価法として遠心圧密法が有用であることを、広範囲な実験により実証してきた。本年度では、鋳込み成形および金型プレス成形を対象とし、得られる成形体の微構造と原料スラリーの特性を相関づけ、成形体微構造最適化のための新たなスラリー評価法として、スラリーの濃縮過程を的確に模擬でき遠心圧密法が有用であること、広範囲な実験により実証した。スラリー評価実験では、粒子接触点での力学的条件を制御したアルミナスラリーを調製し、その遠心圧密挙動とレオロジー特性との関係を微視的観点より考察した。また、遠心沈降過程を個々の微粒子接触点に着目して微視的に解析を進めるために、重心移動検知法による圧密過程の測定を行い、成形体微構造を最適化するためのスラリー調製条件の予測が可能であることを、レオロジー解析により実証した。スラリーの力学的特性と成形体微構造との関係は、鋳込み成形および顆粒の作製実験により行った。

鋳込み成形過程で得られる成形体の微構造は、形成されるケ-クの降伏値と鋳込み圧の関係により定量的に評価できる見通しが得られた。一方、噴霧乾燥法により作製した顆粒はスラリー調製条件によりその形状が異なっており、従来の評価法であるスラリー粘度では相関づけられず、スラリー中の微粒子分散構造に依存することを明らかにした。この結果を基に顆粒の形状形成過程を解析するモデルを提案し、その妥当性がスラリーの遠心圧密による評価法の適用により実証された。これらの評価技術を基に次年度では、遠心沈降重心移動量測定装置をベースとして、ファインセラミックス成形体微構造最適化のための新たなスラリー特性評価装置として開発する。前年度までの研究により、鋳込み成形および金型プレス成形を対象として、形成される形成体の微構造とセラミックス原料スラリーの特性を相関づけ、成形体微構造最適化のための新たなスラリー評価法として遠心圧密法が有用であることを、広範囲な実験により実証してきた。これらの評価技術を基に本年度では、遠心沈降場を利用した重心移動量測定装置をベースとして、ファインセラミックス成形体微構造最適化のための実用的なスラリー評価装置を試作し、鋳込みおよびプレス成形へ適用して成形プロセス最適化のためのスラリー設計指針を検討した。鋳込み成形過程は本質的高濃度スラリーの濃縮脱水過程として捉えられ、成形の初期段階における数%の濃縮でスラリーはネットワーク構造を形成することが実験およびシミュレーション解析により明らかとなった。このネットワーク構造の圧密過程を、その重心移動により評価し、微粒子接触点での力学条件に立脚した微視的観点より解析を行った。これより原料スラリーの調整条件とその成形特性との関係が的確に評価され、成形プロセス最適化のためのスラリー設計指針を得ることが可能となった。一方、顆粒の成形特性を評価する手法として、顆粒充填層の圧密・応力緩和挙動を利用して評価できることを種々な実験により実証した。噴霧乾燥法により作製する顆粒は、スラリー調整条件に大きく依存している。さらに噴霧乾燥過程も本質的には高濃度スラリーの濃縮過程であるため、顆粒の形成過程と原料スラリー特性との関係を試作試験装置により評価し、成形体微構造を制御する最適なスラリー設計指針が確立できることを実証した。
形式的仕様とプログラムの厳密なレビューの自動化についての研究

平成16年度には、ソフトウェアシステムの機能仕様とプログラムの整合性(consistency)と正当性(validity)を検証する厳密なレビュー技術の自動化方法の確立及びその方法を支援するツールの開発のために、以下の具体的な研究を行った。第一、検証すべき性質を形式的仕様から自動的に抜き出すアルゴリズムと支援ツールを開発した。第二、レビュータスク木と仕様テスト技術を統合してレビュープロセスを確立し、その技術を支援するツールを構築した。第三、プログラムは形式的設計仕様を満たすかどうかを検証するために、機能定義と実行パスの関係に基く仕様によるプログラムをレビューする方法を確立し、その方法の有効性を評価するために、銀行のATMシステムに応用することによりレビューの実験を行い、実験の結果を分析、その方法の有効性を確立した。第四、仕様によるプログラムをレビューする方法を高効率に支援するために、支援ツールを開発した。そのツールによりプログラムのレビューを行うには、仕様に定義された機能をプログラムで実装されたかどうかを検証だけでなく、定義されてないプログラムコードの正しさも検査できる。更に、以上の研究でソフトウェア検証の新たな課題も発見し、今後の研究を展開するには役に立つ材料を獲得した。
復興CSRの定着化メカニズムに関する実証研究

当該研究課題について探求することの意義を「復興CSRとソーシャル・キャピタル(【特集】復興の経営学)」『経営哲学』15巻2号(経営哲学学会、2018年10月)にてふれることができた。具体的には、復興CSR(企業の社会的責任)で培われたソーシャル・キャピタル形成のノウハウや支援スキル等の知識移転を、組織内における復興CSRの定着化の視点から追っていくことが今後望まれると示唆した。また2018年9月には中国・浙江大学管理学院のMo Shenjiang准教授(CSR論)その他の教授を訪ね、中国におけるCSRの現状と課題について意見交換を行うことができた。中国企業においても地域復興など社会貢献活動へ寄せられる期待が年々大きくなっていることが伺えた。今後、アジアにおける日中企業の比較研究が可能となるよう研究交流をより進めていきたいと考える。さらに2019年3月、仙台国際センターで開かれた仙台防災未来フォーラムの分科会(一般社団法人SDGsとうほく主催「SDGsと仙台防災枠組から切り拓く、東北の未来アクションプラン」)に討論者として参加した。震災の教訓をもとに2015年に策定された仙台防災枠組の考え方は、SDGs(Sustainable Development Goals:国連が定めた2030年までの持続可能な開発目標)の11番目のゴール「住み続けられるまちづくり」に取り入れられているが、災害時の健康・福祉の維持、女性に配慮した避難所運営(ジェンダー平等)、産業・インフラの整備といった面で、他のSDGsの目標とも大いに関わりをもつテーマであることを再認識することができた。今後、本件考察についてもとりまとめを行いたいと考える。件数としては多くないが、国内学術雑誌での招待論文掲載や海外(アジア地域)の研究者との交流を進めることができ、また国内フォーラム分科会への討論者としての参加を通じて、SDGs等近年のトピックへの新しい展望を得ることができたゆえ。東北地域における企業のSDGs活動により注視しながら、震災以降の民間による地域支援スキームの展開について探求していきたいと考える。また地元紙の記事データベースを活用しながら支援ノウハウがどのように地域外(他の被災地)に移転されていったのかを追跡的に調査することを試みたい。さらに中国等の海外の大学研究者との交流もより一層拡大させ、CSR及び企業のコミュニティ活動に関する具体的な共同研究の端緒を得たいと考える。計画的な執行に努めたが、旅費経費をやや過大に見積もってしまい若干の余剰が生じた。翌年度分の請求額に合わせても増加分は小さく、当初計画を変更することなく適切に執行できる見込みである。
核蛋白質の核膜孔通過の分子メカニズム

本研究では、核蛋白質が細胞質から核膜孔にまで到達するために必要な因子の同定ならびにその機能解析を進めてきた。実験系としては、培養細胞をジギトニンで処理して得られるセミインタクト細胞を用いたin vitro核蛋白質輸送系を主として利用し、以下のような成果を挙げた。1.in vitro系に必要な細胞質粗抽出液のうち、核蛋白質が細胞質から核膜孔にまで運ばれるのに必要な因子を含む1つの分画中で、核蛋白質を中心に大きな機能的複合体が形成されることを初めて明らかにし、核膜孔ターゲティング複合体と名付けた。2.核膜孔ターゲティング複合体の2つの必須構成因子を同定し、その遺伝子クローニングに成功した。1つは、分子量58kDaであり、もう1つは、97kDaであったので、それぞれ、PTAC58,PTAC97と名付けた。3.PTAC58は、Arm motifと呼ばれる繰り返し配列を持つ蛋白質で、核局在化シグナルを認識する。また、PTAC58自身が核蛋白質と挙動を共にして、細胞質から核内にまで移行することが明らかになった。4.PTAC97は、核局在化シグナルに直接結合することはなく、PTAC58と1:1で結合する。5.PTAC58とPTAC97が結合しただけでは、核膜孔にまで到達することができず、核蛋白質を含む3者複合体が形成されてはじめてそれらは核膜孔にまでタ-デットできることが示された。以上の結果から、核蛋白質が細胞質から核膜孔に到る分子メカニズムの解明が大きく進んだ。核蛋白質の核への移行は、細胞質で核局在化シグナルが認識され、核膜孔まで運ばれるステップと、エネルギーを消費して核膜孔を通過するステップの大きく2つに分けられるが、本研究は、それぞれのステップに必要な因子を同定し、その性状を解析することによって、核蛋白質輸送の全体像の解明を目指している。本年度は、セミインタクト細胞によるin vitro核蛋白質輸送実験系を用いて、特に最初のステップに必要な因子の解明を進め、以下に示すような成果を得た。1.in vitro輸送系に必要な細胞質粗抽出液を分画し、最初のステップに必要な因子を含む画分(分画I)と第2の核膜孔通過のステップに必要な因子を含む画分(分画II)とにわけることに成功した。2.分画Iと核蛋白質を反応させると、核蛋白質を中心に大きな複合体を形成することが明かとなり、その複合体はin vitro系において、核膜孔までターゲットする活性を有していることがわかった。そこで、この複合体を核膜孔ターゲティング複合体と呼ぶ。3.核膜孔ターゲティング複合体は、分子量54,56,66,90kDaの4つの因子から構成されることがわかった。さらに、分子量54と90kDaの2つの因子が輸送活性に必須であることが明かとなった。4.54kDaの分子の遺伝子をクローニングし、その大腸菌発現蛋白質に対する抗体を得て、その抗体が生きた細胞で核蛋白質輸送を阻害することを確認した。5.90kDaの分子の遺伝子のクローニングが完了し、その結果、未知の蛋白質であることが明かとなった。本研究では、培養細胞をジギトニンで処理したセミインタクト細胞を用いたin vitro核蛋白質輸送系を利用して、核蛋白質輸送に必要な因子の同定ならびに機能解析を行ってきた。本年度は、昨年度、本研究において明らかにした、核膜孔ターゲティング複合体(nuclear pore-targeting complex;PTAC)を構成する因子の解析を進め、以下のような成果を得た。(1)PTACを構成する2つの必須因子は、遺伝子クローニングの結果、分子量がそれぞれ58kDa,97kDaであることがわかり、PTAC58ならびにPTAC97と名付けた。

得られた遺伝子を大腸菌で発現させて得られるレコンビナント蛋白質を用いて、両方の蛋白質が存在してはじめて効率よく核蛋白質輸送が起こることが、in vitro系を利用して確認された。(2)PTAC58は、既に別の研究で得られている、酵母のSRP1やヒトのRch1などと相同性の高い蛋白質で、Arm motifと呼ばれる特徴的な繰り返し配列を持つ。また、核局在化シグナルとの結合実験から、PTAC58が核局在化シグナルを特異的に認識する分子であることがわかり、PTAC58に対する抗体を培養細胞にインジェクションした結果、PTAC58そのものも核蛋白質と挙動を共にして核内に移行することが明らかとなった。(3)PTAC97は、未知の蛋白質であると思われ、おそらく1:1の比率でPTAC58に結合し、核蛋白質とは直接結合しない。また、PTAC58とPTAC97が結合しただけでは、核膜孔にターゲットできず、核蛋白質を含む3者複合体を形成してはじめて核膜孔にまで到達できることが明らかとなった。以上のように、核蛋白質を細胞質から核膜孔にまで運ぶために働く必須因子とその性状が明らかとなり、核蛋白質輸送の分子メカニズム解明に向けて大きく進展した。
メゾ無置換型環拡張ポルフィリンの化学の開拓

ヘキサフィリンは環拡張ポルフィリンの中ではもっともその物性について解明が進んでいる化合物群の一つであり、その多様な構造と、多岐にわたる金属錯体など、これまでに多くの報告がなされている。我々は、向かい合う2つのメゾ位が無置換となった初の安定なメゾ無置換型ヘキサフィリンであるメゾフリーヘキサフィリン、安定な中性ラジカルであるメゾ酸素化ヘキサフィリン、さらに、ビラジカル性を有するメゾジケトヘキサフィリンについて、吸収スペクトル、二光子吸収特性、理論化学計算などから統合的にさらなる物性評価を行い、π共役系の電子数とラジカル性、芳香族性について統合的にその物性評価を行った。また、メゾジケトヘキサフィリンについては詳細な磁気物性測定も行い、そのビラジカル性と、一重項基底であり不対電子が環全体に非局在化していることを実験的にも確認した。これら一連のヘキサフィリンについては新規な金属錯体の合成と物性評価を行い、新たな金属錯体の合成、その動的挙動についても明らかにした。この他にも、これまでに報告の少ない八の字型にねじれた構造を有するヘキサフィリンの外部刺激による構造と芳香族性のスイッチングについての解明や、新たな環拡張ポルフィリン金属錯体の合成と物性調査を行った。以上のように、これまでのメゾアリール置換環拡張ポルフィリンにはない新規な構造、機能、反応性を有する新規な化合物について合成に成功し、物性を明らかにした。この結果は今後のさらなる応用はもちろんのこと、機能化学や錯体化学、磁性化学など様々な分野に広く影響を与えると考えられる。交付申請書に記載の通り、新たな環拡張ポルフィリン類である中性有機ラジカルやビラジカル種であるメゾ無置換型ヘキサフィリン誘導体についてその物性評価を行い、新たな知見を得、新たな金属錯体の合成や修飾反応の開発にも成功している。研究の過程において新たな方向性の研究も進めることとなり、開殻系と芳香族性の関係のみならず、分子の構造変化と芳香族性の関係についても検討し、有意義な結果を得ている。メゾ無置換型のヘキサフィリンの金属錯体の合成を行い、その物性を明らかにするとともに、金属錯化に伴う骨格の変換を利用し、一重項基底ビラジカル種(シングレットビラジカル)であるメゾジケトヘキサフィリンの単離とその物性調査を行った。特に、単結晶ESRや、電子核二重共鳴(ENDOR)などを用いてその磁気物性について詳細な検討を行っており、電子がヘキサフィリン骨格上に非局在化していることを実験的に確かめた。シングレットビラジカルはこれまでにも報告例はあるもののいまだ謎が多く残る化学種であり、今回合成に成功したメゾジケトヘキサフィリンのように安定に単離でき結晶化も容易な化合物は、今後、シングレットビラジカルの性質や特徴について研究を行う上で非常に重要であると考えている。また、同様の骨格での芳香族化合物、モノラジカル種についても以前に報告しており、系統的に調査を行う上でも非常に重要な化合物群であると考えている。また、ベータ位に置換基を持つヘキサフィリンの金属錯化についても検討し、金属錯化によって構造を固定することによって、ねじれたメビウス構造を固定化し、ベータ位の置換基の位置による異性体の分離が可能であることを明らかにした。この化合物のメビウス構造への変化については、以前に酸を加えることによって達成しているが、その際には溶液中で速い平衡があり、異性体を分離することはできていなかった。今回の結果から、金属錯化を行うことによってメビウス構造が固定化できることが分かり、今後、メビウス構造の環拡張ポルフィリンについての研究を行う際に固定化の方法として金属錯化が有効な方法であることを示す結果となった。

交付申請書に記載の通り、新たな環拡張ポルフィリン類である中性有機ラジカルやビラジカル種であるメゾ無置換型ヘキサフィリン誘導体についてその物性評価を行い、新たな知見を得、新たな金属錯体の合成や修飾反応の開発にも成功している。研究の過程において新たな方向性の研究も進めることとなり、開殻系と芳香族性の関係のみならず、分子の構造変化と芳香族性の関係についても検討し、有意義な結果を得ている。
コーティング円筒を用いたテイラー渦流の連続型反応装置への応用に関する研究

29年度に同心二重円筒間に液体を満たし,外径60mm,長さ80mmの内円筒のみを回転させた装置を完全混合槽型反応器列とみなして応用することを目的として安定した渦流の形成と流体の粘弾性の間の相関関係を確認することができた.30年度は内円筒の長さを2倍の160mmとした同心二重円筒間流れにおけるテイラー渦の形成と粘弾性の相関関係について確認し,その次の段階として安定したテイラー渦列が生じる条件において流通系反応器として操作した際の特性,特に滞留時間分布を明らかにすることを目標として研究を行った.試験流体としてポリエチレンオキシド(PEO),ポリエチレングリコール(PEG)をそれぞれ1000PPM添加したグリセリン水溶液を用いた.最初に内円筒高さを2倍として各試験流体を用いた際の流れの状態を可視化し,PIV法により解析した.その結果,いずれの流体についても円筒軸方向に16-18個の渦列が観察され,2倍のスケールアップでは個々の渦の大きさはほぼ内外円筒間のクリアランスで決定され,渦数は単純にほぼ2倍となることが確認された.また,粘弾性流体の方がより安定した渦が生じるということも確認できたが,29年度の結果とは逆にPEGの方が安定性が高い結果となった.そこで,流通系装置として操作する段階に進む前に添加する高分子と安定性に関して検討を行った.動的粘弾性をレオメータで測定したところ,29年度とは逆にPEG溶液の弾性方が大きい結果となった.このことにより弾性が大きい流体がより安定な渦を形成するという結果を改めて確認することができたが,さらに溶液調製後の動的粘弾性を経時的に測定したところ,調整後の時間によりPEO,PEG溶液の弾性の大小が逆転することが確認された.今後は調製後の経過時間と動的粘弾性の関係について十分に検討した上で流通系反応器としての性能評価を検討する段階に進む予定である.内円筒の長さを2倍にすることにより渦列数が2倍となることから,スケールアップの際にはクリアランスを一定にすればほぼ単純に円筒長さによって渦数を制御できるという知見が得られたことから,装置設計の指針を確認することができた点で想定された一定の成果を挙げることができたといえる.一方,溶液調製からの経過時間により動的粘弾性が変化し,渦の安定性に影響を及ぼす可能性があることが明らかになった点については想定外ではあったが,同心二重円筒を流通系反応装置として応用するうえで非常に重要な因子が新たに見つかったと考えており,最終的な研究目標に向けて重要な成果が挙げられたという点で研究がおおむね順調に進捗していると考えられる.31年度は30年度に明らかとなった溶液調製後の時間経過と動的粘弾性の関係をレオメータによる測定に基づいて明確にすることを最初の目標とする.その次の段階として安定したテイラー渦列が生じる条件において二重円筒装置を流通系連続反応器として操作した際の特性,特に滞留時間分布を明らかにする.滞留時間分布測定実験は二重円筒装置の上部,下部に流体流出口,流入口を設置し,二重円筒間を試験液体で満たし,内円筒を所定回転数で操作している状態からトレーサーのKCl水溶液をステップ状に流入させ,出口に白金黒メッキを施した白金電極対を挿入し,液体中の電気抵抗を連続的に計測する.測定された抵抗値の経時変化パーソナルコンピュータに記録し,解析を行う.幾何学的条件の異なる二重円筒装置それぞれについて水,グリセリン水溶液,高分子を添加したグリセリン水溶液を試験流体として渦列の流動状態解析から安定操作可能な範囲についてトレーサー流量をパラメータとして変化させて実験を行う.測定されたステップ応答曲線を数値微分することにより滞留時間分布を求め,さらに完全混合槽列モデルと比較し,対応する槽数を求める.トレーサー流量が大きすぎると渦列を乱すことが考えられることから,幾何学的条件,内筒回転数などの操作条件によって槽列モデルが適用できるトレーサー流量範囲が限られることが予想される.そこで,さらなる解析として各条件において生じる渦数に応じた槽数のモデルで滞留時間分布が記述できるトレーサー流量範囲を操作可能範囲として明らかにすることを試みる予定である.その後,最終年度にはそれまでに明らかとなる二重円筒装置を完全混合槽列型連続反応装置として使用できる操作条件において反応実験を実施し,連続反応装置としての性能評価を行う.同心二重円筒間に液体を満たし,内円筒のみを回転させた時に生じるテイラー渦列を完全混合槽型反応器列とみなして流通系反応器として応用することを目的として安定した渦流の形成と流体の粘弾性の関係を検討することを29年度の第1の目的とした。具体的には渦の安定化に効果があることが確認されているエポキシ系の防食コーティングを施した内円筒を用い,効力減少効果のある高分子を添加した粘弾性流体が渦の安定にどの程度寄与するかを流れの可視化結果に基づいて検討した.添加する高分子としてポリエチレンオキシド(PEO),ポリエチレングリコール(PEG),キサンタンガム(XAN)を用いた.それらをPEO,PEGについては濃度1000PPM,XANについては1000PPMと100PPMとなるように添加したグリセリン水溶液の流動特性,動的粘弾性をレオメータにより測定し,いずれも擬塑性の粘弾性流体であり,流体によって損失正接の値がどの程度異なるかを確認した.

次に,コーティングを施した内円筒を設置した同心二重円筒装置に高分子添加溶液を満たしてテイラー渦を発生させ,渦列断面を横切る角度でレーザーシート光を照射し,USB高速度カメラを用いて流れの可視化撮影を実施し,撮影画像をパーソナルコンピュータに取り込み,流体解析ソフトウエアにより解析した.その解析により,流線および渦度を求め,渦安定性について検討した結果,上記3種類の高分子のうち,損失正接の値が測定された周波数条件でほぼ同じ範囲にあるPEO溶液と100PPMのXAN溶液で広い回転数条件の範囲で安定な渦が観察された.弾性が最も低いPEGでも回転数条件範囲は狭いものの安定な渦が生成することが確認された.しかしながら,損失正接が最も小さく弾性の強い1000PPMのXAN溶液では明確な渦列が観察されなかった.以上により粘弾性と渦の安定性の相関を確認することができた.予定された粘弾性流体によりテイラー渦が安定することと,粘弾性のパラメータと渦の安定性の相関関係はほぼ確認できた。概ねとしたのはこれまで使用してきた高さ80mmの円筒の他に,倍の高さ160mmの円筒を使用した際に明瞭に渦の可視化撮影を行うことができず,装置の幾何学的条件と渦の安定性についての検討が十分にできなかったためである。29年度に同心二重円筒間に液体を満たし,外径60mm,長さ80mmの内円筒のみを回転させた装置を完全混合槽型反応器列とみなして応用することを目的として安定した渦流の形成と流体の粘弾性の間の相関関係を確認することができた.30年度は内円筒の長さを2倍の160mmとした同心二重円筒間流れにおけるテイラー渦の形成と粘弾性の相関関係について確認し,その次の段階として安定したテイラー渦列が生じる条件において流通系反応器として操作した際の特性,特に滞留時間分布を明らかにすることを目標として研究を行った.試験流体としてポリエチレンオキシド(PEO),ポリエチレングリコール(PEG)をそれぞれ1000PPM添加したグリセリン水溶液を用いた.最初に内円筒高さを2倍として各試験流体を用いた際の流れの状態を可視化し,PIV法により解析した.その結果,いずれの流体についても円筒軸方向に16-18個の渦列が観察され,2倍のスケールアップでは個々の渦の大きさはほぼ内外円筒間のクリアランスで決定され,渦数は単純にほぼ2倍となることが確認された.また,粘弾性流体の方がより安定した渦が生じるということも確認できたが,29年度の結果とは逆にPEGの方が安定性が高い結果となった.そこで,流通系装置として操作する段階に進む前に添加する高分子と安定性に関して検討を行った.動的粘弾性をレオメータで測定したところ,29年度とは逆にPEG溶液の弾性方が大きい結果となった.このことにより弾性が大きい流体がより安定な渦を形成するという結果を改めて確認することができたが,さらに溶液調製後の動的粘弾性を経時的に測定したところ,調整後の時間によりPEO,PEG溶液の弾性の大小が逆転することが確認された.今後は調製後の経過時間と動的粘弾性の関係について十分に検討した上で流通系反応器としての性能評価を検討する段階に進む予定である.
南中国と周辺地域における地域伝統知を中心とした持続可能開発モデルの共創

平成30年度のフィールド調査は、当初予定の調査地中国海南省及びラオス中部サワナケート省において、現地調査を展開してきた。1、中国海南省調査地に関して、それぞれ開発程度、民族・文化背景の異なる4集落を対象とし、生業、生活、及び健康などの内容を含んだ質問票調査を実施した。質問票調査の一部集計の結果を踏まえ、一部の対象集落を再訪し、集落住民、政府関係者及び現地の共同研究者が参加するタウンミーティングを開催し、生活の満足度、生業・生活の問題点、健康問題について、グループディスカッションを行った。2、ラオス中部の対象地は、中国など外国企業の急速な進出によって、いわゆるアジア大開発の「フロンティア」地域なりつつある。現地住民が直面しているのは、急激な生業の市場経済化と健康の二重負担の問題(感染症と開発由来の環境汚染などによる健康問題)である。平成30年度では、このような問題を中心とし、対象集落住民の健康状況の把握(健康診断)、人口移動、土地利用(焼畑)及び生業に関わる質問票調査を実施した。研究成果の解析及び発表において、30年度まで収集したデータを解析し、国際学会発表及び国際誌論文の投稿に努めてきた。29年度までラオス中部の集落に収集した住民生活行動データにおいて、特に注目してきたのは、対象集落の周辺環境より、集落成人住民日常活動空間、生業活動、エネルギー消費、感染症のリスク、男女差への影響に関する問題であった。現時点解明できたのは、生業活動の影響によって、男性の活動範囲は女性よりひろく、マラリアを感染するリスクを高めた可能性がある。一方では、近代的農具、農業用化学物質の導入によって、女性の身体活動レベルは低下し、各種の生活習慣病につながる可能性は現れた。これらの成果は、論文にまとめ、国際誌の論文に投稿したほか(査読中)、アメリカ地理学会などの国際学会にも受理され、口頭発表を実施した。現地の調査許可及び研究倫理審査ため、平成29年度の研究調査は、当初の予定より、やや遅れた。しかし、平成30年度以降、中国及びラオスの研究カウンターパートは、本研究の意義及び重要性を理解できるようになり、現場のサポート及び情報の共有において、積極的に行ってきた。以上の研究協力によって、ある程度平成29年度の遅れた研究調査を挽回できたと考えている。とはいえ、短い期間で、集落住民、現地の政府関係者及び研究者と共同で問題を発見し、共同で問題解決の糸口を探っていくのは、非常に大きなチャレンジともいえる。昨年度までの調査結果の整理分析を行い、平成30年度と同様に、着実に現地住民及びほかの関係者との情報共有するのは、今後さらなる展開において不可欠な研究作業である。令和1年度において、昨年度の収集したデータを踏まえて、以下の活動中心で、研究を推進していく予定である。1補足データの収集:昨年度データ解析結果を踏まえ、必要に応じて、短期的なフィールド調査を実施し、補足データ収集を行う。2タウンミーティングの開催:データの解析を終え、現地の関係者に結果を共有し、タウンミーティングの企画・開催を行い、現在の生業、生活、健康における問題点の対策を探る。3研究成果の公表、昨年度と同様に、研究成果の解析に基づき、国内外学会の研究発表を行うと同時に、国際誌への論文投稿を積極的に行う。4人間活動空間評価するための解析手法の検討:ひきつづき、集落環境と住民日常活動の関係性について、データの解析を行うと同時に、人間活動空間評価するための各種指標の有効性と信頼性を検討する。平成29年度、当初の研究計画に基づき、対象地のラオス・サワナケート省と中国海南島で調査体制の整備及びフィールド調査を展開してきた。ラオス調査地サワナケート省セポン郡において、外国企業主導の換金作物開発の影響に着目し、現地住民の生活現状及び伝統生業の状況把握と整理を中心とし、現地調査を行ってきた。具体的に、以下の内容となる:1対象集落成人住民の日常身体活動の空間分布、2エネルギー消費(活動調査)及び栄養摂取(食事半定量調査)のバランス、3健康/栄養状態(身体計測)の把握、4生産基盤の空間分布(土地利用調査)と生業の実態、5伝統生業の整理と初歩的評価。現時点で収集したデータから、以下の発見があった:1集落住民の平均身体活動強度は中上レベル(PAL=1.87)であり、栄養収支バランスの側面からみれば、集落住民の生業は自らの生活を維持できる;2現時点で、焼畑での食料生産は、食生活の維持できると推測できるものの、開発による土地の収奪は、焼畑休耕期の短縮及び場所の遠距離化を引き起こし、将来的に持続できなくなる可能性は高い;3外部開発は、一部の住民に日雇い労働の機会をもたらし、現金収入の増加に寄与したものの、大規模なプランテーション及び製紙工場などによる環境への影響は、今後住民生活の不安材料となっている。平成29年度に、中国の調査地海南島において、主に、対象集落の選定、基本状況の把握、質問票による食生活と身体活動の半定量調査を実施した。ラオスと異なり、中国の農村の換金作物開発は、すでに「成熟」の状況に至っていて、現地住民が直面している問題は以下となる:1農村在住人口の高齢化と過疎化による換金作物の維持困難;2換金作物価格の暴落と生活の安定化;3食生活の改善と生活習慣病。これらの発見は、東アジア農村における住民福祉の向上と環境保全の両立できる持続可能な開発に重要な意義があると考えられる。平成29年度の調査は、当初の計画より、やや遅れている。その主な原因は主に以下の二つある:

1研究倫理審査は一定な期間必要であった;2調査許可の申請は一定な期間必要であった。特に中国の調査許可に関して、現地の共同研究者は研究の意義を理解し、可能な限り協力したものの、現地住民のプライバシーにかかわる研究の理由で、具体的な確認と審査に、かなりの時間は必要であった。上記の状況で、実質な現地調査は、予定よりやや遅れたものの、現地の共同研究者の協力で、調査許可及び倫理審査の手続きを行うとともに、対象村落の選定及び調査体制の整備は、順調に展開できた。ラオスの調査地において、ほぼ当初計画のとおり、対象集落の1生活実態調査、2土地利用と人口変動のプロセスに関する調査、3伝統生業の整理に関する調査は、順調に展開できた。中国の調査地において、調査許可の関係で、本格的な展開は、年度後半となり、予定よりやや遅れている。平成29年度末までは、対象集落を確定し、対象村落の基本状況の把握及び住民の生活実態(食事及び生活活動など)調査中心で、フィールドワークを実施してきた。次年度は、こうした状況を踏まえ、中国の対象地に重点を置き、フィールドワークを展開する予定である。平成30年度のフィールド調査は、当初予定の調査地中国海南省及びラオス中部サワナケート省において、現地調査を展開してきた。1、中国海南省調査地に関して、それぞれ開発程度、民族・文化背景の異なる4集落を対象とし、生業、生活、及び健康などの内容を含んだ質問票調査を実施した。質問票調査の一部集計の結果を踏まえ、一部の対象集落を再訪し、集落住民、政府関係者及び現地の共同研究者が参加するタウンミーティングを開催し、生活の満足度、生業・生活の問題点、健康問題について、グループディスカッションを行った。2、ラオス中部の対象地は、中国など外国企業の急速な進出によって、いわゆるアジア大開発の「フロンティア」地域なりつつある。現地住民が直面しているのは、急激な生業の市場経済化と健康の二重負担の問題(感染症と開発由来の環境汚染などによる健康問題)である。平成30年度では、このような問題を中心とし、対象集落住民の健康状況の把握(健康診断)、人口移動、土地利用(焼畑)及び生業に関わる質問票調査を実施した。研究成果の解析及び発表において、30年度まで収集したデータを解析し、国際学会発表及び国際誌論文の投稿に努めてきた。29年度までラオス中部の集落に収集した住民生活行動データにおいて、特に注目してきたのは、対象集落の周辺環境より、集落成人住民日常活動空間、生業活動、エネルギー消費、感染症のリスク、男女差への影響に関する問題であった。現時点解明できたのは、生業活動の影響によって、男性の活動範囲は女性よりひろく、マラリアを感染するリスクを高めた可能性がある。一方では、近代的農具、農業用化学物質の導入によって、女性の身体活動レベルは低下し、各種の生活習慣病につながる可能性は現れた。これらの成果は、論文にまとめ、国際誌の論文に投稿したほか(査読中)、アメリカ地理学会などの国際学会にも受理され、口頭発表を実施した。現地の調査許可及び研究倫理審査ため、平成29年度の研究調査は、当初の予定より、やや遅れた。
電場・磁場等の微弱エネルギによる処理水の物性測定と農業への利用に関する研究

本研究は、各種微弱エネルギにより処理した水の物性挙動を調べるとともに、これらの処理により種々の機能を付加した水(機能水)の農業への利用の可能性について検討したものである。結果の要約はつぎの通りである。1.電気石粒状物の充填層中を通水することにより、水の表面張力の値が低下し、膜透過性が向上することを測定結果から示した。2.電解水の物性挙動については、(1)酸化水及び還元水のpHとORPの関係は試薬によるpH調整水のpHとORPの関係から大きくはずれること、(2)酸化水を砂層を透過させた場合、透過前の物性を保持するのに砂の体積の1.5倍以上の酸化水の量が必要ということが分かった。3.電気分解水、電気石処理水、磁場処理水について、インキュベータ中でダイコンの初期生長を比較した結果、無処理水に比べていずれの処理水による栽培においても生体重、乾物重とも大きい結果が得られた。4.電解水のナス科植物青枯病菌への殺菌効果及びトマトのNFT水耕栽培における電解水による根圈部殺菌効果を調べた結果、(1)酸化水は青枯病菌(10^310^7cfu/ml)に対して高い殺菌効果があることが分かった。一方、還元水、塩酸水溶液、水酸化ナトリウム水溶液では10^310^5cfu/mlの青枯病菌に対して殺菌効果がなかった。(2)トマトのNFT栽培における青枯病の防除の結果、電解水による防除効果があることが分かった。このように、本研究において機能水が、植物の成長制御や無農薬防除など農業への利用の可能性があり、その価値が極めて高いことが明らかにした。しかし、機能水の植物生体反応への関わりなどについては、まだ不明な点が多い。今後,これらの事象を科学的に解明し,確実でより効果的な利用技術を確立する必要がある。本研究は、微弱エネルギによる生体への特異現象が、生体などに含まれる水を媒体としているという考えにたち、各種エネルギによる処理と水の物性変化ならびに処理水の農業生産への利用の可能性について検討するものである。平成4年度は電場(電気石粒状物、電気分解)及び磁場による水処理をい、処理条件と処理効果の関係及び処理水の植物生長への影響について調べた。まず、処理効果に関して得られた結果は、電気石粒状物の充填層中を通水することにより、水の表面張力の値が低下し、膜透過性が向上することである。通水処理直後の水の表面張力は、水温2530°Cにおいて無処理水に比べて1015%低下し、時間の経過とともに無処理水の値に復元する。復元に要する時間は、原水が蒸留水の場合は約60分、水道水の場合は約150分であった。また、水の表面張力は、温度の上昇とともにほぼ直線的に低下するが、処理水は無処理水に比べて直線の傾きが3倍以上大きいことが分かった。次に処理水の膜透過性を調べるため、セルロース膜を用いて浸透圧差による透過速度を測定し、無処理水と比較した結果、処理水の透過性が大きいことが分かった。これは、水の構造変化による粘性係数の低下を意味するものと考えられる。この現象の説明は、米の吸水試験の結果からも裏付けられた。