hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規阻害剤の探索を志向した黄色ブドウ球菌由来莢膜合成酵素の構造・機能解析

本研究では、黄色ブドウ球菌の病原因子の一つである莢膜の合成に必須な酵素、CapE、CapFを標的として、その特性評価から阻害剤の設計を目指している。研究計画においては、2011年度ではCapEの構造情報を基盤として、その反応メカニズムの特徴を記述するのと平行して、低分子阻害剤の探索を進めることを予定していた。総合すると、低分子阻害剤の探索手法の確立に時間を要したが、その点を除いて順調に研究を遂行することができた。まず、CapEの反応メカニズムを詳細に記述する目的で、CapEの酵素単独の結晶構造、基質類縁体との複合体の結晶構造の2つを新規に解析し、基質との複合体の結晶構造と比較した。その結果、六量体の構造維持に重要とみなされるC末端側の領域が酵素単独の構造中では大きく揺らいでおり、基質の結合と六量体の構造変化が競奏的に進んでいるというモデルを構築するに至った。また、その構造変化と関連して、N末端側に位置する疎水ポケットが構造変化しており、その構造変化によりはじき出された78番目のフェニルアラニンが隣接する16番目のフェニルアラニン、122番目のロイシンの構造変化を誘起して、補酵素の配向を制御していることを示した。一般的に酵素の活性中心では固定された補酵素に基質が接近することで反応が進むと考えられており、補酵素の構造変化によって活性が制御される例は少なく、またその構造変化が六量体の高次構造と関連しているというモデルは本研究によって初めて示されたものである。一方、低分子阻害剤の設計に向けては、探索手法の検討と平行して、先行研究から阻害能の示唆された化合物を用いて活性測定を行った。その結果、CapEに関して有意な阻害能が見られたものの、CapF存在条件下では反応が進行してしまうということが明らかとなった。即ち、葵膜合成を阻害する上でCapFが重要な標的分子であるということを示すことができた。黄色ブドウ球菌はヒトの皮膚上や鼻腔内に常在しているが、免疫力の低い乳児や疾病患者に感染すると各種の外毒素を産生し、致死的な疾患を惹起する。加えて、容易に薬剤耐性を獲得するという特徴を持つことから、新たなアプローチによる黄色ブドウ球菌に対する抗菌剤の創製が社会的に強く求められている。病原因子の一つである莢膜は多糖類から構成される厚い膜で、黄色ブドウ球菌は莢膜で自身を保護し宿主の貪食活性から免れている。これらの莢膜は菌の表面に存在することためワクチン薬の標的として注目されているほか、黄色ブドウ球菌の生存に必須であることため、莢膜合成酵素を対象とした研究は莢膜合成を根本から阻害する薬剤の創製および莢膜発現の機序を解明する上で極めて重要な課題であると言える。本研究では、16種類存在する莢膜合成酵素のうち、莢膜を構成する単糖類の一つN-アセチル-L-フコサミンの合成を触媒する3つの酵素CapE、CapF、CapGを標的として構造、機能解析を目指している。現在までにCapFのX線結晶構造解析と初期機能解析に成功しており、CapEとCapFの機能に相互作用が重要な役割を果たしていることが示唆されている。そこで、これらの相互作用の詳細な解析を基盤として、相互作用界面を標的とした新規な阻害剤の設計を目標としている。当該年度において、CapEのX線結晶構造解析に成功し、本酵素の全体構造および触媒活性中心の部分構造を詳細に理解するに至った。また、この構造情報に基づいてCapEの変異体を作成し活性測定をすすめたところCapEに特異的な活性に重要な役割を果たす領域と考えられる部位を発見するに至った。研究計画と比較すると今年度の研究実績は極めて順調に結果が得られていると言え、今後CapEに特異的に作用する低分子の探索を進めていく上で貴重な基盤情報の蓄積が得られたと考えられる。病原因子の一つである莢膜は多糖類から構成される厚い膜で、黄色ブドウ球菌は莢膜で自身を保護し宿主の貧食活性から免れている。本研究では、16種領存在する莢膜合成酵素のうち、莢膜を構成する単糖類の一つN-アセチル-L-フコサミンの合成を触媒する3つの酵素CapE、CapF、CapGを標的として構造、機能解析を目指している。当該年度において、CapEのX線結晶構造解析の回折データの解析、モデルの精密化を完了した。このモデルを基に、一次配列からは予測不可能であった、CapE-CapF間の相互作用界面の活性残基を予測し、変異体を用いた活性測定を進めた。

これらの実験結果から、数多くの先攻研究があり、その機能について報告がなされている糖転移酵素の中でも、CapE、CapFが特徴的な活性制御機構を有していることが示唆されている。また、阻害剤設計のためのスクリーニングの予備実験としてコントロール実験と系の確立を目指した条件検討を進め、当該年度の目的を概ね達成できた。本研究では、黄色ブドウ球菌の病原因子の一つである莢膜の合成に必須な酵素、CapE、CapFを標的として、その特性評価から阻害剤の設計を目指している。研究計画においては、2011年度ではCapEの構造情報を基盤として、その反応メカニズムの特徴を記述するのと平行して、低分子阻害剤の探索を進めることを予定していた。総合すると、低分子阻害剤の探索手法の確立に時間を要したが、その点を除いて順調に研究を遂行することができた。まず、CapEの反応メカニズムを詳細に記述する目的で、CapEの酵素単独の結晶構造、基質類縁体との複合体の結晶構造の2つを新規に解析し、基質との複合体の結晶構造と比較した。その結果、六量体の構造維持に重要とみなされるC末端側の領域が酵素単独の構造中では大きく揺らいでおり、基質の結合と六量体の構造変化が競奏的に進んでいるというモデルを構築するに至った。また、その構造変化と関連して、N末端側に位置する疎水ポケットが構造変化しており、その構造変化によりはじき出された78番目のフェニルアラニンが隣接する16番目のフェニルアラニン、122番目のロイシンの構造変化を誘起して、補酵素の配向を制御していることを示した。一般的に酵素の活性中心では固定された補酵素に基質が接近することで反応が進むと考えられており、補酵素の構造変化によって活性が制御される例は少なく、またその構造変化が六量体の高次構造と関連しているというモデルは本研究によって初めて示されたものである。一方、低分子阻害剤の設計に向けては、探索手法の検討と平行して、先行研究から阻害能の示唆された化合物を用いて活性測定を行った。その結果、CapEに関して有意な阻害能が見られたものの、CapF存在条件下では反応が進行してしまうということが明らかとなった。即ち、葵膜合成を阻害する上でCapFが重要な標的分子であるということを示すことができた。
Jacobi群のユニタリ表現

実シンプレクティク群と実ハイゼンベルグ群の半直積であるJacobi群の最高ウエイト表現について次の様な結果を得た1)シンプレクティク群の実ランクが1のときには既約最高ウエイト表現のユニタリ化可能性が完全に決定でき、また表現空間に適当な基底をとると自然なHermife内積が対角化できることがわかった。この結果はpreprint゙Unitary hishest weightmodule of a Jacobi group〃にまとめ役稿準備中である。2)rankが2以上の時も同様の結果が得られると予想され現在もその研究は進行中である。なおrank2のときにはある程度の結果を得ている、実シンプレクティク群と実ハイゼンベルグ群の半直積であるJacobi群の最高ウエイト表現について次の様な結果を得た1)シンプレクティク群の実ランクが1のときには既約最高ウエイト表現のユニタリ化可能性が完全に決定でき、また表現空間に適当な基底をとると自然なHermife内積が対角化できることがわかった。なおrank2のときにはある程度の結果を得ている、
液体金属を用いた2成分系衝突噴流による高温面熱伝達の研究

液位の大きい上向き伝熱面での伝熱性能の大幅改善を図るため、本年度は通常の衝突噴流の他に、壁境界を衝突面に対向し有する衝突噴流系を検討した。この目的に沿う変形流路として周期的軸対象層流剥離による伝熱促進が期待できる「平行ノズル」や、伝熱面に垂直な方向の乱れ成分のみが選択的に増大できると言われる「1/rノズル」に気泡流衝突噴流系を用いて、その流動特性や伝熱性能の評価を行った。(1)伝熱性能の評価:結論としては壁境界をもつ気泡衝突噴流によって伝熱性能を広範囲かつ大幅に向上させることができた。特に淀み点近傍では通常の液単相衝突噴流系によるものに比べ、凡そ34倍に向上した。これは、壁境界と気泡の存在により局所乱流構造が変化したことに帰因する。また、チャンネル流れとして近似的に取扱うことが可能な領域全体で2倍程度の伝熱性能の向上が見られた。この二相流効果は気泡による液の加速度及び気泡通過時の残留液膜を通しての熱伝導の重ね合わせにより説明された。淀み点近傍とチャネル流れ領域との中間領域での流れ構造は大変複雑であり、気液間の相互干渉による乱れエネルギー散逸を極力押えるなどのノズル形状の改善を図ることにより一層の性能改善が望める。(2)流動特性の評価:グローバルな特性としての圧力損失の観点から「1/rノズル」が総合的に優れていると判断された。また流れ構造評価のため二相流の乱れエネルギー・バランスに基づく検討を行った。また、光学的手法を用いたボイド率分布の測定結果はドリフトフラックス・モデルで近似できること、及び気液間のスリップがないこと、従って、相対運動による液の乱れ促進は伝熱促進の主因にならぬことが判明した。(3)今後の予定:低沸点液-水、空気-低沸点液-水系による〓熱輸送効果の評価、並びに液体金属実験については現在、継続または準備中である。
分子イメージングによる統合失調症のドパミン神経伝達異常の解明

PETによる分子イメージング技術を用いて、ドパミン系を中心に統合失調症患者の神経伝達異常の解明を目指した。新規ドパミンPETリガンドの研究では、ドパミンD2アゴニストリガンドである[^<11>C]MNPAによって、D2アゴニスト結合の測定できることを確かめた。統合失調症患者のドパミン神経伝達に関する臨床研究では、[^<11>C]NNC112と[^<11>C]SCH23390の二種類のPETリガンドを用いて、統合失調症患者群においてドパミンD1受容体結合能が低下していることを確認した。また、L-[β-^<11>C]DOPAを用いてドパミン合成能の異常を調べ、統合失調症患者群では、左尾上核においてドパミン合成脳が亢進していること、視床と右側頭葉のドパミン合成脳は症状の重症度と相関することを明らかにした。さらに、[^<11>C]PE2Iを用いて統合失調症群では、健常対照群と比較し視床ドパミントランスポーター結合能が上昇していること、視床ドパミントランスポーターの上昇は精神症状の重症度と相関していることを明らかにした。以上の結果から、統合失調症では、シナプス前機能が亢進してドパミン神経伝達が過剰になっている病態が示唆された。統合失調症では脳内にドパミン過剰伝達を想定されており(ドパミン仮説)、抗精神病薬の臨床的力価とドパミンD2遮断作用が相関することから、特にD2受容体の異常が想定されてきた。PET(ポジトロンCT)による分子イメージングでは、抗精神病薬の作用点を生きているヒトで直接評価することができる利点がある。本研究では、統合失調症患者を対象に分子イメージングを用いて検査を行うことによって、統合失調症患者のドパミン系を中心とする神経伝達異常の解明を目指した。これまでに以下の研究を行った。(1)ドパミン受容体と認知機能に関する研究(2)ドパミン神経伝達を評価するための新規リガンドの開発研究(3)統合失調症のドパミンD1受容体に関する研究(4)統合失調症のドパミントランスポーターに関する研究PETによる分子イメージング技術を用いて、ドパミン系を中心に統合失調症患者の神経伝達異常の解明を目指した。最近、海外から[11C]NPAを用いてサルでD2アゴニスト結合を調べた研究が報告されたものの、統合失調症患者を対象にD2アゴニスト結合を調べた報告はない。[11C]MNPA(2-[11C]CH30-N-n-propylnorapomorphine)は[11C]NPAに比べ親和性が約5倍、D2/D1選択性が約20倍高く改良されており、より優れたPETリガンドである。同リガンドを用いることによって統合失調症のD2アゴニスト結合の測定が可能になる。本年度は、男性健常者を対象として、新規ドパミンD2受容体測定用アゴニストリガンドである[11C]MNPAを用いたPET検査を行った。動脈血採血を行い、血液を入力関数として用い、3コンパートメントモデル解析を行い、脳内ドパミンD2受容体のアゴニスト結合部位を定量した。さらに、小脳を参照領域として設定し、動脈血採血を必要としない簡便な定量法と比較検討した。その結果、[11C]MNPAは、尾状核、被殻で高い結合を示した。さらに、動脈血採血を必要としない、simplified reference tissue modelを用いた簡便な定量法が、3コンパートメントモデル解析とよく相関することも示した。以上より、[11C]MNPAを用いてD2アゴニスト結合の測定が可能なことを明らかにした。[11C]MNPAによるD2アゴニストイメージングは、統合失調症の病態検索に利用可能と思われた。さらに、[11C]MNPAはシナプス内ドパミン放出をより鋭敏に検出するので、ドパミン放出能の定量評価への応用が期待できる。L-[β-11C]DOPAを用いて統合失調症患者18例と健康対照20例を対象にPET検査を行い、統合失調症患者のドパミン合成能の異常を調べた。

その結果、統合失調症患者では、左尾上核においてドパミン合成脳が亢進していること、視床と右側頭葉のドパミン合成脳は症状の重症度と相関することを明らかにした。以上の結果は、統合失調症において、ドパミン神経伝達が亢進しているという病態仮説、ドパミン過剰仮説を支持する所見と思われた。また、昨年度に引き続き、男性健常者を対象として、新規ドパミンD2受容体測定用アゴニストリガンドである[11C]MNPA(2-[11C]CH30-N-n-propylnorapomorphine)([11C]MNPA)を用いたPET検査を行った。動脈血採血を行い、血液を入力関数として用い、3コンパートメントモデル解析を行い、脳内ドパミンD2受容体のアゴニスト結合部位を定量した。さらに、小脳を参照領域として設定し、動脈血採血を必要としない簡便な定量法と比較検討した。その結果、[11C]MNPAは、尾状核、被殻で高い結合を示した。また、動脈血採血を必要としない、simplified reference tissue modelを用いた簡便な定量法が、3コンパートメントモデル解析とよく相関することも示した。以上の方法を用いて、健常者におけるD2受容体アゴニストサイト結合能の健常人データベースを構築した。統合失調症患者を対象に分子イメージングを用いて検査を行い、統合失調症患者のドパミン系を中心とする神経伝達異常の解明を目指した。健康被験者を対象とした研究では、ヒトにおける扁桃体の神経活動とドパミンD1、D2受容体機能との関連を明らかにした。統合失調症患者を対象とした臨床研究では、[11C]NNC112と[11C]SCH23390の二種類のPETリガンドを用いて統合失調症患者においてドパミンD1受容体結合能が低下していることを確認した。さらにL-[β-11C]DOPAを用いて統合失調症患者群と健康対照群を対象にPET検査を行い、統合失調症患者のドパミン合成能の異常を調べた。また、健常者を対象として、新規ドパミンD2受容体測定用アゴニストリガンドである[11C]MNPA(2-[11C]CH30-N-n-propylnorapomorphine)([11C]MNPA)を用いたPET検査を行った。定量法を確立して統合失調症患者のドパミンアゴニストサイトを調べるために、D2受容体アゴニストサイト結合能に関する健常人データベースを構築した。さらに、[11C]
高周波電磁界の局所性を活かした近似計算法の確立

モーメント法(以下、MoM)における解析領域の局所化(以下、Local-MoM)について進捗を得た。Local-MoMとは観測点ごとに局所的に未知電流を配置するMoMであり、その「局所」の定義に、フレネルゾーンを用いている。局所化と同時に、電流分布の不連続の解消や、適切な境界条件を設定するために重み関数を適用する必要がある。今年度は以下の進捗を得た。平成26年度まではシンプルな矩形版形状に対してのみLocal-MoMを適用してきた。Local-MoMの実用性・汎用性の高さを主張するためには,さらに複雑な散乱体形状にも適用する必要がある。今回は12枚の矩形版がある一辺にて垂直配置でつながっている場合2球面の一部となる場合の二つについて検討した。どちらの場合もダイポール波源の位置を調整して、直接波が到達しない非照射領域が散乱体上に発生し、その際の局所解析領域形状について検討した。どちらの場合も、散乱中心点(反射点・回折点)を、照射領域と非照射領域の境界上に想定し、それをもとに局所解析領域を定義する。どちらの場合も、計算精度は概ね良好ではあったが、観測点が影領域にいる場合に、特に直接波に対する相対振幅が-30dB以下の領域において、35dB程度の誤差が目立った。この原因について、さらに考察を進めた。フレネルゾーンを用いて局所領域を定義すること、すなわち局所化が、どの程度の計算誤差を有するかを規範問題である無限平板のモデルで解析的に考察した。観測点が無限遠である場合、局所化による誤差は波源と散乱体との距離に依存して変化する。相対誤差は高々0.13%であることを解析的に示した。このわずかな誤差が、非照射領域が存在する場合、35dB程度の誤差となる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では電磁界の代表的な数値計算法であるモーメント法(MoM)に、高周波電磁界の局所性をフレネルゾーンという形で組み込んだ新たな数値計算法を実現することを目的としている。今年度は以下の2点について明らかにすることをR :標とした。1)領域分割数が周波数非依存となるモーメント法の実現平成25年度は1)と2)について検討し、以下の結果を得ている。1-a)2次元問題かつ物理光学近似法(PO)の散乱断面積解析の場合に限り、周波数が完全に無依存となることを示した。1-b)3次元への拡張の場合には現在検討中であるが、領域分割数を周波数に完全に無依存にすることはできず、周波数に対する増加オーダーを低減させることが可能である、という結果が得られている。さらなる検討が必要である。2-a)3次元問題の一例として矩形板の散乱問題にLocal-MoMを適用した。重み関数を放射積分の被積分関数だけでなく、電流分布計算の前処理として入射波にも適用する手法を提案し、精度が良好となる重み関数適用法を明らかにした。2-b)局所化によって散乱体が個々に分断された場合に、まとめてMoMを適用するのではなく、個々にMoMを適用する手法を提案した。これにより計算精度を維持したまま、最大使用メモリ量を減らすことができ、所与のメモリで解ける散乱体の最大サイズを更新することに成功した。特に2)に関する成果は将来汎用電磁界シミュレータに採用されれば大きなインパクトを与えうる。そのためにはさらなる一般化が今後の課題である。また、平成26年2月から5月にかけて汎用シミュレータを開発しているProf. Branko Kolundzija(セルビア・ベオグラード大学教授)の元へ研究遂行のため留学し、提案手法を実際のシミュレータへ組み込めるかどうかを検討する。平成26年2月末から5月末までの3ヶ月間、セルビア・ベオグラード大学のProf. Branko Kolundzijaのもとに渡航し、研究遂行した。具体的にはLocal-MoMを汎用電磁界シミュレータに組み込む手法について研究した。彼が開発しているMoMベース汎用電磁界シミュレータ「WIPL-D」の各種設定やオプションを活かしてLocal-MoMをWIPL-D上で再現できるようになった。これにより矩形版についてはWIPL-D上で完全に再現出来るようになった。Local-MoMは以下の利点を有する。1.通常のMoMでは32GB程度のメモリでは一辺40波長の矩形板までしか解けないが、Local-MoMを用いることにより、結果として、一辺100波長でも解けるようになる。2.通常のMoMの場合、周波数の4乗に比例して必要なメモリ量が増えていく。一方、Local-MoMを採用することでメモリ量の増加オーダーを理論的には周波数の2乗、実際には3乗未満で抑えることができることを確認した。3.高周波近似法の考え方を組み込んだアルゴリズムのため、計算精度は高周波になるほど向上する。4.汎用シミュレータに組み込めたことから、Local-MoM自体に汎用性があることがわかった。現在この内容をIEEE Transactionとして論文投稿するよう進めている。さらに様々な形状の散乱体に適用することが、課題として挙げられる。

モーメント法(以下、MoM)における解析領域の局所化(以下、Local-MoM)について進捗を得た。Local-MoMとは観測点ごとに局所的に未知電流を配置するMoMであり、その「局所」の定義に、フレネルゾーンを用いている。局所化と同時に、電流分布の不連続の解消や、適切な境界条件を設定するために重み関数を適用する必要がある。今年度は以下の進捗を得た。平成26年度まではシンプルな矩形版形状に対してのみLocal-MoMを適用してきた。Local-MoMの実用性・汎用性の高さを主張するためには,さらに複雑な散乱体形状にも適用する必要がある。今回は12枚の矩形版がある一辺にて垂直配置でつながっている場合2球面の一部となる場合の二つについて検討した。どちらの場合もダイポール波源の位置を調整して、直接波が到達しない非照射領域が散乱体上に発生し、その際の局所解析領域形状について検討した。どちらの場合も、散乱中心点(反射点・回折点)を、照射領域と非照射領域の境界上に想定し、それをもとに局所解析領域を定義する。どちらの場合も、計算精度は概ね良好ではあったが、観測点が影領域にいる場合に、特に直接波に対する相対振幅が-30dB以下の領域において、35dB程度の誤差が目立った。この原因について、さらに考察を進めた。フレネルゾーンを用いて局所領域を定義すること、すなわち局所化が、どの程度の計算誤差を有するかを規範問題である無限平板のモデルで解析的に考察した。観測点が無限遠である場合、局所化による誤差は波源と散乱体との距離に依存して変化する。相対誤差は高々0.13%であることを解析的に示した。このわずかな誤差が、非照射領域が存在する場合、35dB程度の誤差となる。曲面散乱体へLocal-MoMを適用することや、PO-MoMという別の解法についても検討する予定であったが、上手く進んでいない。特に曲面散乱体へ適用する際の、局所領域の決め方に困難があり、難航している。27年度が最終年度であるため、記入しない。検討しているLocal-MoMを他形状のモデルについて検討する.曲面や複数の散乱体に対しても有効であるかどうか検討する.その際、局所領域をどのように決めるのがベストか考える必要がある。領域分割数の周波数無依存化については、3次元問題の場合には単純に周波数無依存にはできず依存性低減が確認される、ということ、Local-MoMについては、精度が良好となる重み関数適用法および分断された個別散乱体毎にMoMを適用するという方針を示している。他形状への提案手法の適用が今後の課題である。平成25年度の研究成果を踏まえ、MoMによる計算法にっいての知識を深める必要があると判断した。26年2月から5月までのセルビア留学にて、MoMの専門家であるProf. Branko Kolundzijaの元でMoMに関する高度な知識を身につけ、その後の研究に活かす。
個体・細胞レベルでの放射線応答へのポリ(ADP-リボース)代謝の関与と放射線増感

放射線治療の感受性の予測には未解明の部分が多く、増感法の新たな開発が重要である。放射線によるDNAの修復、及び細胞死の過程についてはDNA-PKやp53、SAPK/JNK経路等について精力的に解明が進みつつある。本研究ではポリ(ADP-リボース)代謝という異なる切り口からポリ(ADP-リボース)合成及び分解の欠損モデルを用いて放射線応答機構や増感法の開発の推進や放射線治療抵抗性の機序の解明を目指し、研究を行った。ポリ(ADP-リボース)合成酵素(Parp-1)欠損マウスにおけるガンマ線照射後の出血傾向は、脾臓細胞の増殖サイクルへの移行低下に関連する骨髄幹細胞の増殖、分化能の低下による可能性が示唆された。また、Parp-1欠損マウスにおけるガンマ線照射後のapoptosis感受性は、臓器間で異なり、毛嚢では顕著な亢進を認めた。酸化的DNA損傷後、Parp-1欠損細胞では、XRCC1 fociの形成能が消失した。ポリ(ADP-リボース)グリコヒドロラーゼ(Parg)欠損細胞における、ガンマ線照射後の致死感受性亢進は、NADの減少とpoly(ADP-ribose)の一過性蓄積を伴い、初期のapoptosisではなく、生存細胞におけるより遅延性の影響によることを示した。マウス血漿中のpoly(ADP-ribose)の存在を明らかにし、その定量系を確立した。これにより細胞死に伴い、血中に漏出すると予測されるpoly(ADP ribose)が、放射線治療感受性予測のバイオマーカーとして有用であるかどうかの検討が可能になった。
記憶T細胞応答を制御するエピジェネティック機構の解明

予防接種に代表される免疫記憶は、二百年以上前から知られる現象であるが、詳細な分子機構は未だ不明な点が多い。我々はその中心を担う記憶ヘルパーT細胞に焦点を当て、抗原に対する反応を統合し解析したレスポンソームのデータベース構築に成功した。また詳細な解析の結果、記憶T細胞のepigenetic制御および転写後制御機構が、迅速な抗原応答に重要であることを見出した。前者の機構には、ポリコームやトライソラックス群による空間的相互作用が、後者の機構には特定のRNA結合タンパク質が、それぞれ関与することも判明した。今後は、これらの研究結果を新規ワクチン開発やアレルギー疾患治療へ繋げていきたい。交付申請書に記した研究目的に即し、私は免疫記憶に関する未解決問題の1つ、“なぜメモリー(記憶)T細胞はナイーブ(未感作)T細胞に比べて迅速に免疫応答できるのか"を解明すべく研究を進めた。本年度は以前から研究に取り組んでいたエピジェネティック制御因子、ポリコーム群(PcG)およびトライソラックス群(TrxG)タンパク質について論文発表することができた。その内容はPcG/TrxGの空間的相互作用がT細胞の抗原応答時の変化“レスポンソーム"の制御に関わるというものである。このようなDNA結合タンパクの空間的位置と機能との関連についての先行研究はほとんどなく、我々の得た知見は非常に意義深いものであると考えている。解析したデータは、公共データベースのGene Expression Omnibus (GEO)にて公開しており、世界中の研究者が簡便にアクセス可能な有用なリソースの構築にも繋がった。また、同様の内容について国内外の学会で発表し、様々な分野の研究者との議論を深めた。さらに、研究代表者が得意とするトランスクリプトーム解析手法を用いて、T細胞がサイトカインに応答する際の遺伝子発現の変化についても論文として報告することができた。CIRCOSやモザイクプロットなど、解析結果を視覚的に分かりやすく表現する手法も修得することができたのも収穫の一つである。いずれの研究も海外の研究者との共同研究であり、国際的なネットワークの構築の実績も得られることができた。交付申請書に記した研究計画即して記載する。記憶T細胞のトランスクリプトーム解析とエピゲノム解析として予定していた、感作(ナイーブ)Th細胞と記憶(メモリー)Th2細胞の抗原刺激前後の比較を中心としたRNA-seq、ChIP-seq解析は終了した。また比較対照として、時系列のデータや活性化Th1/Th2/Th17細胞、記憶Th1/Th17などのデータも取得済みである。現在はこれらのデータ解析に最適のプログラムやパラメーターを検討している。記憶T細胞の迅速応答を制御する新規中核因子の同定と機能解析については、既に解析対象遺伝子の絞り込みを終了した。siRNAを用いたノックダウンの実験系、レトロウイルスを用いた過剰発現系において、Egr2(転写制御因子)やRBP(RNA結合タンパク質)がサイトカインの発現および細胞増殖を制御することが分かってきた。このうちRBPの機能解析においては、RNA immunoprecipitation (RIP)およびRIP-seqの実験系の立ち上げにも成功し、研究を飛躍的に進めることができた。以上のように、ゲノムワイドデータの取得、候補遺伝子の絞り込み、絞り込んだ遺伝子の機能解析と計画以上のペースで研究が進んでいる。現時点での達成度は十分であると考えている。交付申請書に記した研究目的に即し、私は免疫記憶に関する未解決問題の1つ、“なぜメモリー(記憶)T細胞はナイーブ(未感作)T細胞に比べて迅速に免疫応答できるのか"を解明すべく研究に取り組んでいる。本年度は、数年間にわたり研究を続けてきたエピジェネティック制御因子、ポリコーム群(PcG)およびトライソラックス群(TrxG)タンパク質について、権威のある総説誌に投稿することができた。またこれに関連する研究について、国内(1回)、国外(2回。うち1回は小規模のため本報告書には記載せず)の学会、シンポジウム等で発表した。こうした活動を通じて、国内外の様々な分野の研究者との議論を深め、国際的なネットワークを拡大することができた。また、研究代表者が得意とするトランスクリプトーム解析手法を用いて、炎症を制御する分子CD69に関する研究に貢献し、共著者として論文発表を行った。この内容は、NHKのテレビニュースやインターネットのヤフーニュースでも紹介され、広く一般社会に興味を持たれる研究であった。今後も同様にアウトリーチ活動に取り組んでいきたいと考えている。また、このようなプログラミングを用いた解析法は多方面に応用可能であり、研究室内外で共同研究のニーズが高い。こういった共同研究の幅が広がったことも、本研究によって得られた成果の1つである。さらに、現時点では実績という形になっていないものの、投稿中あるいは投稿準備中の論文が多数あり、この1年間で飛躍的に研究が進んだと実感している。交付申請書に記した研究計画に即して記載する。記憶T細胞のプロテオーム解析の一貫として予定していた、Bioplexを使用した分泌サイトカイン量の網羅的測定は終了した。その結果、トランスクリプトーム解析で観察された、記憶T細胞における種々のサイトカイン・ケモカインの発現上昇がタンパク質レベルで裏付けられた。また我々は、上述した記憶T細胞のサイトカイン産生と、ミトコンドリア機能との関連性を調べることを計画していたが、これに関しても大きな進展があった。本学に新規導入された超高解像度顕微鏡(Structured Illumination Microscopy; SIM)のセットアップを完了し、T細胞のミトコンドリアの形態を視覚的に捉えることに成功した。

そして、細胞内の抗酸化機構として重要なTxnip-Txn系を人工的に改変したマウス由来のT細胞では、ミトコンドリアの形態異常が生じることを発見した。またこの遺伝子改変マウス由来のT細胞のミトコンドリアの機能異常は、DNAマイクロアレイによる遺伝子発現プロファイリングによっても確認された。さらに、記憶T細胞の迅速応答を制御する新規中核因子の機能解析でも大きな進捗があった。候補分子としてリストアップしていたRBP(RNA結合タンパク質)が、記憶T細胞の増殖やサイトカイン産生に重要であることを見出し、現在論文投稿準備中の段階まで来ている。以上のように、当初の計画以上に実験が進み、予想以上に興味深い結果が得られていることから、現時点での達成度は十分であると考えている。交付申請書に記した研究目的に即し、研究代表者は免疫記憶に関する未解決問題の1つ、“なぜメモリー(記憶)T細胞はナイーブ(未感作)T細胞に比べて迅速に免疫応答できるのか"を解明すべく研究に取り組んだ。本年度は、数年間にわたり研究を続けてきたエピジェネティック制御因子、ポリコーム群(PcG)およびトライソラックス群(TrxG)タンパク質について、権威のある総説誌に複数論文発表することができた。また、TrxGタンパク質の一種であるMeninによるエピジェネティックな制御機構が、記憶T細胞の応答に重要であることを見出し論文として発表した。この内容に関しては学会発表も行なっている。さらには、研究代表者が得意とするトランスクリプトーム解析手法を生かして、国内外の研究者と共同研究を行い、共著者として論文発表を行った。発表した総説、原著論文の多くが海外の研究者との共同研究であり、国際的なネットワークの構築の実績も得られることができた。現時点で投稿中あるいは投稿準備中の論文も多数あり、この1年間で飛躍的に研究が進んだと実感している。具体的には、TrxGタンパク質の一種であるCxxc1の機能解析、記憶T細胞応答の転写後修飾に関係する新規RNA結合タンパク質についての論文が投稿準備中である。また、PcG/TrxGのco-occupied遺伝子の空間的相互作用については、昨年度導入した相関関数という手法に一部工夫を加えることでより高度な解析を行えるようになった。これを用いて、公共データベース(GEO)を利用したH3K27me3とH3K4me3の空間的相互作用について解析し、T細胞での特殊なパターンを発見した。以上のように、さらなる発展の見込める基礎データを数多く得られたことも、本研究の重要な実績であると考えている。予防接種に代表される免疫記憶は、二百年以上前から知られる現象であるが、詳細な分子機構は未だ不明な点が多い。我々はその中心を担う記憶ヘルパーT細胞に焦点を当て、抗原に対する反応を統合し解析したレスポンソームのデータベース構築に成功した。
臨地実習におけるインフォームドコンセントに関する研究

実習協力への患者の意向および,協力の可否を検討するために説明を望む情報を明らかにする目的で調査を行った.前年度から継続している調査結果を合わせて以下に報告する.調査協力を承諾した患者会会員840名を対象に,2005年12月から2006年6月に無記名の自記式質問紙を患者会経由で配布した.内容は属性・実習協力経験・実習協力への意向・協力検討時に希望する情報等とした.対象および患者会の匿名性確保,目的外使用の禁止,回答の任意性について説明文書を明記し返信にて同意とみなした.【結果】回収数380(45.2%),有効回答数378(99.5%).平均年齢65.6(SD±11.8)才,男性41.0%,女性57.4%,入院経験者96.6%.実習協力経験実習協力経験者53.2%のうち,受け持ち患者経験者が51.7%,見学等の経験者が43.3%だった.協力経験者の多くは「喜んで協力した」と回答したが,8.0%は協力を「遠慮して断れなかった」と回答した.実習協力への意向83.8%が協力したいと回答したが,治療に専念したい等の理由から協力したくないとの回答が16.1%あった.説明を希望する情報希望する情報として最も多かった項目は「トラブル発生時の対応」(88.4%)だった.「実習協力のメリット」について,協力したくないとする者の方が有意に情報提供を求めていた.「学生の単独実施か,指導者との共同か」「実習協力のデメリット」「協力を断ったら不利益があるのか」「途中で断ることが可能か」「実習期間・時間」は,実習協力未経験者の方が有意に情報提供を求めていた.上記結果から,実習協力への患者の意向が示唆された.関連文献の分析結果から,患者が特に求める実習協力のメリット・デメリットに関する研究は稀少である.臨地実習におけるインフォームドコンセントを確立するためにも,関連領域の更なる探索が必要である.【研究目的】臨地実習、特に病院における看護学実習に関するインフォームドコンセントの現状と今後の課題を検討するため、本年度は以下の3点を目的とした調査を行った。1:患者への実習協力依頼の現状を明らかにする。2:実習時のトラブルから、実習に伴う患者側のリスクおよび学生側のリスクを検討する資料を得る。3:学生が立案した看護計画の開示状況、そして、患者が参画することへの看護教員の意向を調査する。【研究方法】1:調査方法全国看護専門学校3年課程467校の教員を対象にした質問紙調査。2:調査内容1)対象者属性、2)患者への実習協力依頼状況、3)実習時のトラブル、4)学生が立案した看護計画の開示状況等。【結果概要】1:調査票配布数と回収数調査実施の承諾が得られた217施設へ調査票1354部を配布し、627部回収できた。2:患者への実習協力依頼状況教員が臨床実習指導者と相談して患者を選択し、主に臨床実習指導者や看護師長が実習開始前に口頭説明で患者へ依頼し、多くが口頭によって承諾を得ている現状が明らかになった。ただし、文書を用いた説明実施が2割弱、そして、書面による承諾確認を約4割が行っていた。説明内容は、実習目標、学生の学習状況や実施するケアの概要が主になっていた。3:実習時のトラブル約半数の教員は学生が実施した看護技術へのクレームを受けた経験があった。クレームは、清拭、洗髪、血圧測定、コミュニケーションが多い。実習での医療事故は未然に防いだ経験も含め、約4割以上の教員があると回答した。その内容は、転落・転倒、針刺し、爪切り時の損傷などが主であった。一方で、患者からのセクシャルハラスメントや暴力などのトラブルも数多く回答があった。4:看護計画の開示状況約9割以上が開示していないと回答しているが、開示について今後検討していく必要性を回答したものが多かった。【研究目的】臨地実習,特に病院での看護学実習におけるインフォームドコンセントの現状と今後の課題を検討するため,本年度は,1:看護学実習への協力に対する患者の意向,2:実習依頼時に患者が希望する情報を明らかにする目的で調査を行った.【研究方法】調査対象・方法:入院経験のある患者またはその家族を調査対象とし,患者会15団体へ文書にて調査を依頼した.7団体から調査協力の可否について返信があり,調査協力の得られた5団体に調査票配布を依頼した.各団体を通じ,435名へ調査票を配布した.調査内容:(1)対象者背景(年齢、性別、入院経験、看護実習協力経験),(2)看護学実習協力への意向(選択式),(3)看護学実習への協力を検討する際に必要な情報(選択式),(4)看護学実習への協力経験の認識(選択式)【結果概要】現段階での回収数は183(回収率:42.1%)であった(回収継続中).(1)対象者属性年齢:平均61.0(SD±11.7,27-90)歳,性別:男性30.9%,女性69.1%,実習協力経験:49.7%に経験があった.(2)看護学実習協力への意向「ぜひ協力したい」「できれば協力したい」との回答を合算すると89.1%だった.

「できれば協力したくない」が10.4%,「絶対に協力したくない」が0.5%だった.協力したくない最多理由は「治療に専念したい」だった.(3)看護学実習への協力を検討する際に必要な情報「トラブルが生じた場合にどうするのか」の回答割合が最も高く,回答者の90.2%だった.次に「学生が何をするのか」が85.2%,「学生が一人でするのか,指導者とするのか」が78.1%,「協力する期間・時間」が74.9%だった.(4)看護学実習への協力経験の認識協力経験を持つ者の64.4%が喜んで協力したと回答し,10.0%は遠慮して断れなかったと回答した.63.3%が協力して良かったと回答し1.1%が後悔したと回答した.実習協力への患者の意向および,協力の可否を検討するために説明を望む情報を明らかにする目的で調査を行った.前年度から継続している調査結果を合わせて以下に報告する.調査協力を承諾した患者会会員840名を対象に,2005年12月から2006年6月に無記名の自記式質問紙を患者会経由で配布した.内容は属性・実習協力経験・実習協力への意向・協力検討時に希望する情報等とした.対象および患者会の匿名性確保,目的外使用の禁止,回答の任意性について説明文書を明記し返信にて同意とみなした.【結果】回収数380(45.2%),有効回答数378(99.5%).平均年齢65.6(SD±11.8)才,男性41.0%,女性57.4%,入院経験者96.6%.実習協力経験実習協力経験者53.2%のうち,受け持ち患者経験者が51.7%,見学等の経験者が43.3%だった.協力経験者の多くは「喜んで協力した」と回答したが,8.0%は協力を「遠慮して断れなかった」と回答した.実習協力への意向83.8%が協力したいと回答したが,治療に専念したい等の理由から協力したくないとの回答が16.1%あった.説明を希望する情報希望する情報として最も多かった項目は「トラブル発生時の対応」(88.4%)だった.「実習協力のメリット」について,協力したくないとする者の方が有意に情報提供を求めていた.「学生の単独実施か,指導者との共同か」「実習協力のデメリット」「協力を断ったら不利益があるのか」「途中で断ることが可能か」「実習期間・時間」は,実習協力未経験者の方が有意に情報提供を求めていた.上記結果から,実習協力への患者の意向が示唆された.関連文献の分析結果から,患者が特に求める実習協力のメリット・デメリットに関する研究は稀少である.臨地実習におけるインフォームドコンセントを確立するためにも,関連領域の更なる探索が必要である.
独占禁止法と金銭的サンクション-EC競争法上の行政制裁金制度とその賦課手続-

EC競争法上の行政制裁金は、利得への固執性と加減算の可能性を座標軸としてみれば、賦課対象行為の選択と制裁金額の算定のいずれにおいても利得への固執性が小さく、加重・軽減要因による加減算の可能性が大きい制度であると評価できる。日本においても独禁法の違反抑止力を強化する観点から、不当な取引制限だけでなく、私的独占(支配型および排除型)に対して、課徴金を賦課することができる制度を導入すべきである。その場合、新しい課徴金制度は、EC競争法上の行政制裁金制度を参考にしつつも、大幅な裁量性の問題などについて一定の修正を加える必要がある。新しい課徴金の算定は、違反行為の対象となった商品・サービスの売上額に一定の算定率を乗じた額を基礎額とし、これに一定の要因に基づいて加減算を行うこととすべきである。いずれの国・地域においても金銭的サンクションは、構造指向的レメディや行為指向的レメディに比べて執行が相対的に容易であり、行政当局や裁判所による継続的監視が不要である点に特徴があるが、それ自体としては市場支配力の弊害に対応するものではないことから、課徴金は、構造指向的レメディ、行為指向的レメディと組合せ、相互補完的に用いる必要がある。「独占禁止法と金銭的サンクション-EC競争法上の行政制裁金制度とその賦課手続-」と題する本研究の初年度は、欧州委員会の行政制裁金算定ガイドラインおよびカルテル・リニエンシー告示が改定されたことから、これを検討した。それとともに、本研究開始前に、2005年6月分まで既に調査済みであった欧州委員会によるEC条約81条、82条違反行為者に対する制裁金賦課の件数、制裁金額、賦課対象事業者数などについて、フォローアップの調査を行った。2006年9月に官報に搭載された新しい制裁金算定ガイドラインは、幾つかの点で従来のガイドラインを修正・変更する内容となっている。例えば、算定の基礎となる売上高は、原則として違反行為の対象とされた地理的範囲における違反が直接間接に関係する商品・サービスの売上高とされた。基本制裁金額はこれの最高30%までとされた。またカルテルに関するリニエンシー告示も2006年12月に発表された。旧告示と比較して大きな相違はないが、制裁金の免除を受けるために、どのような証拠を提出すれば告示の定める要件を充たすのかがより一層具体的に示されていること、従来の運用上存在した「マーカー」の地位を初めて告示で公認したことなどが特徴である。2005年6月以降の欧州委員会による運用において最も目立つのは、2007年に入って著しく高額の制裁金を課される事件が現われたことであろう(ガス絶縁開閉装置カルテル事件、エレベータカルテル事件)。これらは長期間にわたって違反が行われていたこと、および繰返し違反が一部にみられたことによる。いずれにせよ、当初の計画に従って、研究を続行していきたい。2007年度は、EC競争法における市場支配的地位の濫用に関する事件のうち、課徴金が賦課されたケースについて検討した。EC条約82条(市場支配的地位の濫用の禁止)違反で制裁金が課された事件は、40件前後みられ、その行為類型は、取引拒絶、不当廉売、価格圧搾、差別対価、抱合せ、忠誠リベート、排他的行為などである。82条違反のケースの具体的な特徴は、(1)排除的濫用のケースが多い、(2)82条違反の場合、従来違反とされたことのない新規の行為類型が問題となる場合があり、このようなケースについては、A新規の行為類型であったが重い制裁金が課されたケース、B穏当な制裁金が課されたケース、C1000ユーロの名目的な制裁金が課された事例、D制裁金が課されなかった事件に分かれる。併せて本年度は、不当な取引制限、排除型私的独占、不公正な取引方法の-部に対する課徴金制度のあり方や公取委の審判制度のあり方を検討してきた内閣府の独占禁止法基本問題懇談会が報告書を公表したことから、このうち特に不当な取引制限と支配型私的独占に対する課徴金の改正のあり方について拙稿を執筆した(ジュリスト1342号)。

最終年度である2008年度は行政制裁金や課徴金といった行政上の金銭的サンクションを構造志向的措置(企業分割)や行為志向的措置(排除措置命令)と比較しながら、金銭的サンクションの特徴を検討した。その結果、金銭的サンクションは構造指向的レメディや行為指向的レメディに比べて執行が相対的に容易であり、特に反トラスト当局や裁判所による継続的監視が不要である点に特徴があること、しかし、金銭的サンクションは、それ自体としては市場支配力の弊害に対応するものではないから、構造指向的レメディ、行為指向的レメディと組合せ、補完的に用いる必要があることが明らかとなった。また、2008年3月に課徴金の賦課対象を拡大することを内容とする独占禁止法の改正法案が国会に提出されたことから、特に排除型私的独占に対する課徴金制度の新設について検討した。法案には業種別の算定率の採用、短期的利潤を犠牲にする可能性がある価格的排除行為をも対象行為に含めることなど、利得への固執性については維持されている側面と緩和された側面とが認められるが、全体としてはやや後者の側面が強いように思われる。また法案は供給に係る売上高のみを算定の基礎とすることによって供給を受ける場面(購入)における排除は除外すること、「当該行為に係る一定の取引分野において当該事業者が供給した供給した商品又は役務」、「当該他の事業者が当該商品又は役務を供給するために必要な商品又は役務」などについて解釈上詰めるべき点が残されていることが指摘される必要があるほか、私的独占、不当な取引制限、不公正な取引方法のいずれに該当するとされるか(私的独占については排除型か支配型か)によって、課徴金が賦課されるか、何パーセントの算定率となるかが異なることとなる点が重要である。要旨以上のような知見が得られた。
高温超電導バルク単結晶の機械的特性評価と破壊機構

酸化物高温超電導バルクの小型試験片により機械的特性を評価し、その破壊機構を解明した。1破壊靭性:SEVNB試験片を用いたSm系バルクの3点曲げおよび引張り破壊靭性は共に1.01.3MPam^<1/2>であり、c軸方向の切り欠きの場合、a-b面内の潜在微視き裂のため、これに垂直なものに比べて高い。RTから77Kまでの温度低下により破壊靭性は上昇する。2疲労強度と3点曲げ強度:Y系バルクの77Kにおける3点曲げ強度は90MPaであり、室温より高く、またヤング率も低温の方が高い。これらはそれぞれバルク試料の上部でわずかに高いことが判明した。77Kにおける応力比0.1の繰返し曲げ試験による5×10^4回の耐久限度は70MPaで曲げ強度の80%となり、繰返し応力による損傷効果を明らかになった。3圧縮強度:応力-ひずみ曲線はc軸に垂直な負荷では線形、c軸方向負荷では非線形となり、ヤング率およびポアソン比は、微小き裂の開閉口挙動により、異方性および荷重依存性を示す。c軸方向負荷の圧縮強度はc軸に垂直な場合に比べて大きく、77Kにおけるこの強度は466MPaに達する。圧縮強度は試験片の長さとともに増加するが、c軸に垂直な負荷の場合、太さの4倍を超えるとへき開面に沿う剥離と座屈のため低下する。これらの弾性率および強度はいずれも引張によるものと比べて大きい。4接合バルクの引張り強度:大型化を目指しY系バルクの{110}面をErあるいは銀添加Y123焼結体で結晶成長接合したバルクの引張り強度は、14MPaあるいは27MPaであり、被接合Y系バルクの強度46MPaと比べると低い。前者の場合は接合部中央に、また、後者は接合界面から30μm離れた被接合体内にある液相凝固領域が破壊の起点になっており、捕捉磁場の劣化域とも対応するこの領域の制御が強度向上につながることを明らかにした。希土類高温超電導バルク試料から、c軸およびそれに垂直な方位に小型試験片を切り出し、機械的特性の異方性および温度依存性を明らかにした。また、試験片側面および破断面の微視的な観察を行い、組織と強度および破壊機構との関係を明らかにした。破壊靭性先端の曲率半径が20μm以下の鋭い切り欠きをもつSEVNB試験片を用いたSm系バルクの3点曲げおよび引張り破壊靭性値は1.01.3MPam^<1/2>程度であり、c軸方向の深さを持つ切り欠きの方が、これに垂直なものに比べてやや高い。これは主として、き裂進展に直交する潜在微小き裂の阻止効果による。RTから77Kまでの温度低下により破壊靭性はわずかに上昇するが温度依存性は大きくない。ビッカース硬さ試験によるインデンテーション法破壊靱性は、曲げおよび引張りによる値に比べてかなり低いことが明らかになった。疲労強度77Kにおける繰り返し3点曲げおよび引張り試験による応力比0.1の5×10^4回の片振り耐久限度はGd系バルクで70MPaであり、曲げ破壊強度の70%、Y系バルクでも70MPaであり、曲げ強度の最低値と等しく、平均値の80%となった。

疲労破面上には200μm程度のボイドとき裂進展方向の段が観察された。圧縮強度Sm系バルクのc軸方向負荷の圧縮破壊強度はC軸に垂直な負荷の場合に比べて大きい。3×3mmの断面を持つ試験片の圧縮強度は長さが48mmと大きくなるにつれて増加する。12mmを超えると破砕形破壊の生じるc軸方向負荷の破壊強度はやや増加するが、c軸に垂直な負荷の場合、a-bへき開面に沿う剥離と座屈により低下する。圧縮の縦弾性係数およびポアソン比は、潜在微小き裂の開閉口挙動により、異方性および荷重依存性を示す。これらの圧縮による弾性率および強度は引張によるものと比べて大きい。希土類高温超電導バルク単結晶から小型試験片を切り出し、機械的特性を明らかにした。接合バルクの引張り強度:大型化を目指したY系バルクの{110}面をErあるいは銀添加Y123焼結体で接合したバルクの引張り強度は、いずれの場合も27MPaであり、被接合体の強度46MPaと比べると低い。前者の場合は接合部中央に、また、後者の場合は接合界面から被接合部に30μm入った領域にある凝固液相領域が破壊の起点になっており、捕捉磁場の減少領域とも対応するこの領域の制御が特性向上につながることを明らかにした。破壊靭性:SEVNB試験片を用いたSm系バルクの3点曲げおよび引張り破壊靭性値は1.01.3MPam^<1/2>程度であり、c軸方向深さの切り欠きを持つ方が、これに垂直なものに比べてやや高い。RTから77Kまでの温度低下により破壊靭性はわずかに上昇するがその差は大きくない。3点曲げ強度および疲労強度:Y系バルクの77Kにおける3点曲げ強度は90MPaであり、室温のそれより高く、またヤング率も低温の方が高い。これら曲げ強度およびヤング率はそれぞれバルク試料の上部および底部でわずかに高いことが判明した。77Kにおける繰り返し3点曲げ試験による応力比0.1の5×10^4回の片振り耐久限度は70MPa程度であり、曲げ強度の70%80%となった。圧縮強度:応力-ひずみ曲線はc軸に垂直な負荷では線形、c軸方向負荷では非線形となり、縦弾性係数およびポアソン比は、潜在微小き裂の開閉口挙動により、異方性および荷重依存性を示す。c軸方向負荷の圧縮強度はc軸に垂直な場合に比べて大きく、77Kにおけるこの強度は466MPaに達する。圧縮強度は試験片の長さとともに増加するが、これに垂直な負荷の場合、太さの4倍を超えるとへき開面に沿う剥離と座屈により低下する。これらの弾性率および強度は引張によるものと比べて大きい。
RNA結合タンパク質Mex-3Bによる腸内細菌叢の制御を介した代謝制御機構の解明

我々はこれまでに、RNA結合タンパク質Mex-3B欠損マウスの寿命が雄特異的に延長し、さらに雄特異的にインスリン感受性が亢進していることを明らかにしている。腸内細菌叢の違いがインスリン感受性に影響を与えることが報告されていることから、我々はMex-3B欠損雄マウスで認められるインスリン感受性の亢進には、腸内細菌叢の違いが重要な役割を果たしているのではないかと推測し研究を進めてきた。本研究では、1)インスリン感受性に影響を与える菌の同定、2) Mex-3Bによる腸内細菌叢制御機構の解明により、腸内細菌叢の制御を介した代謝制御機構の全貌を明らかにすることを目的とする。
高温超電導磁気浮上における非線形電磁力学現象の解明と解析手法の確立

本研究では、リニアドライブやフライホイールなどの具体的な応用システムの試作研究が進められている高温超電導磁気浮上系について、その非線非電磁力学現象の解明と解析手法の確立を目指して、浮上上や振動の測定実験、非線形力額的視点からの挙動解析、第二種超電導による電磁場・電磁力の解析や数値解析を行った。まず、高温超電導材とその上に浮上する磁石からなる系の実験で、静的な浮上力の特性や、超電導体を加振したときの浮上磁力の鉛直方向の振動特性を測定した。これより、第二種超電導の電磁現象による磁気的な復元力の非線形性から予想される非線形振動特性として、共振曲線のピークの左への傾斜、加振振動数の2倍の振動成分の存在、直流成分の存在による振動中心の上方へのずれを確認した。また、振動時の復元力の剛性定数、高次の係数や減衰定数をパラメータとする非線形振動の解析的近似解について、振動特性の実験結果に最も適合するものを最小2乗法で求め、これらのパラメータを同定した。その結果、同定した動的パラメータが、静的な浮上力測定で評価した値とは異なることを確認した。これに関して、第二種超電導における磁束流の影響を考慮した巨視的な構成則に基づいて、振動時の浮上力を解析的に評価する方法を導き、これを用いて上述の差異を定量的に説明することができた。さらに、上述の構成則に基づいた第二種超電導の軸対称3次元電磁場数値解析コードをまず開発し、これを基に電磁場と浮上系の力学的挙動との連成数値解析コードを開発した。これを用いて磁場や電流の分布、鉛直方向の振動特性などを評価し、実験・解析と同様の結果を得て、本手法の妥当性を確認した。以上のことから、本研究により、高温超電導磁気浮上系の鉛直方向の非線形電磁力学現象を実験的、解析的に解明するとともに、この現象を評価する解析手法を確立することができた。