hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノバブルと超音波を用いた転移性肝がんに対する新たな遺伝子治療法の開発

本研究では,転移性肝がんの遺伝子治療法の開発とその治療効果の定量化を目的にしている.本年度は,昨年度に開発したマウス転移性肝がんモデルを使用して,ナノ・マクロバブルを用いた肝臓内血管密度の変化に基づく肝転移早期診断法の開発を目的にした.ナノバブルとして音響性リポソーム,マイクロバブルとしてソナゾイドを使用した.まず.EMT6-Lucルシフェラーゼ発現性細胞をマウスの脾臓に移植し,肝転移がんモデルを作製した.つぎに,バブルをマウスの尾静脈に注射して,血管内を流れるバブルの輝度情報から肝転移内の血管像を実験小動物用超高解像度超音波イメージングシステムで構築した.バブルと周囲組織との超音波輝度値が明確化になるように血液中のバブル濃度を調整した.三次元血管構築により腫瘍組織,腫瘍新生血管の縮退・形状変化,血管密度等の定量化をおこなった.ソナゾイドを用いた場合,肝臓内の血管密度がコントロールに対して有意に増加することが示されたが(P<0.05),ナノバブルでは生体内の寿命が短いために有意差が得られなかった.今後,ナノバブルの安定性を高めることで,EPR効果を利用した腫瘍新生血管のイメージングや遺伝子導入が可能になるものと考えられる.転移性肝癌は、最も頻度が高い肝腫瘍である.転移の好発臓器である肝臓では,悪性腫瘍の発生部位や種類に関わらず肝臓に転移を来たす可能性がある.特に経門脈性転移が発生する腹部消化器癌では,転移先の最初の臓器は肝臓になる.現時点で,肝転移に特異的な効能を示す薬剤や併用療法は開発されていない.本研究では、ナノバブルと超音波を用いて肝転移に対する新しい遺伝子治療法の開発を目的としている.本年度は,転移ルートの解明と,転移がんの血管構築法について研究をおこなった.まず,インドシアニン・グリーン(ICG)をマウスの脾臓に注射し,近赤外観察カメラ(PDE)観察下で肝転移ルートを明らかにした。マウス脾臓の中央部を短軸方向に結札し,脾臓の上部ないし下部にICG注射すると,いずれの場合においても,脾臓から肝臓にICGが広がることが確認された。このルートを基礎に,肝転移の遺伝子治療を今後おこなう場合には,脾臓の半分を利用して肝転移モデルを作製し,残る半分の脾臓に遺伝子反複投与をおこなうような,遺伝子治療モデルを提案できる可能性がある.転移がんの血管構築法では,ルシフェラーゼ遺伝子を恒常的に発現するEMT6-luc細胞をマウスの脾臓に移植し,肝転移を誘発して,ナノバブルと高周波超音波装置を用いて肝転移を観察した.2次元・3次元の肝臓内血管像を抽出し,血管の体積や密度を求めた.つぎに,臨床用の超音波造影剤であるソナゾイドを用いた場合と比較した.ナノバブルはソナゾイドと比較して生体中の寿命が短く血管像を十分に捉えることができなかったが,肝転移を定性的に評価できることが示された.現在、組織的の血管密度と血管体積の評価をおこない,論文作成の準備を進めている.今後は,超音波とナノバブルを用いて抗腫瘍性遺伝子を肝転移部位に導入し,肝転移の抑制が可能な分子導入法の開発を進める予定である.本研究では,転移性肝がんの遺伝子治療法の開発とその治療効果の定量化を目的にしている.本年度は,昨年度に開発したマウス転移性肝がんモデルを使用して,ナノ・マクロバブルを用いた肝臓内血管密度の変化に基づく肝転移早期診断法の開発を目的にした.ナノバブルとして音響性リポソーム,マイクロバブルとしてソナゾイドを使用した.まず.EMT6-Lucルシフェラーゼ発現性細胞をマウスの脾臓に移植し,肝転移がんモデルを作製した.つぎに,バブルをマウスの尾静脈に注射して,血管内を流れるバブルの輝度情報から肝転移内の血管像を実験小動物用超高解像度超音波イメージングシステムで構築した.バブルと周囲組織との超音波輝度値が明確化になるように血液中のバブル濃度を調整した.三次元血管構築により腫瘍組織,腫瘍新生血管の縮退・形状変化,血管密度等の定量化をおこなった.ソナゾイドを用いた場合,肝臓内の血管密度がコントロールに対して有意に増加することが示されたが(P<0.05),ナノバブルでは生体内の寿命が短いために有意差が得られなかった.今後,ナノバブルの安定性を高めることで,EPR効果を利用した腫瘍新生血管のイメージングや遺伝子導入が可能になるものと考えられる.
バスケットボールショットシミュレータの開発

バスケットボールショットのシミュレーションモデルの構築を行った。この動力学モデルは6つのサブモデルから構成されている。モデルに含まれる物理パラメータは実測したものを用いている。このモデルはリム、またはバックボードにおける接触点において滑り、転がりの両方を計算することが可能である。その結果、一般のショットでみられる現象をより現実的に計算することが可能となっている。現実的なバスケットボールショットのシミュレーションモデルを構築し選手のプレーの質の同上に貢献することを目的とし,以下の研究を行った.(1)バスケットボールとバックボードとの間の摩擦係数計測天然皮,および人工皮のバスケットボール,アクリルおよび強化ガラスのバックボードを利用して,ボールとボードの問の摩擦係数の測定を行った.アクリル,強化ガラスにおいては摩擦係数の違いがみられないこと,天然皮と人工皮のバスケットボールにおいては人工皮のバスケットボールがかなり高い摩擦係数を持つことを確認した.2)バスケットボールとリングとの間の摩擦係数の計測天然皮,人工皮のバスケットボールとリングとの間の摩擦係数を測定し,人工皮のバスケットボールが高い摩擦係数を有することを確認した.(3)バスケットボールの反発係数の測定バスケットボールの落下実験により,初期高さと跳ね返り高さの測定を行った.(4)空力特性の予備測定バスケットホールを高所から落下させ、ビテオカメラを用いてホールの軌道の測定を行った.現実的なバスケットポールショットのシミュレーションモデルを構築し選手のプレーの質の向上に貢献することを目的とし,以下の研究を行った.1.空力特性の測定ビデオカメラでバスケットボールを自由落下の様子を撮影した.画像解析により軌道を求め,理論軌道と比較することにより抗力係数を同定した.2.バスケットボールの剛性と粘性の測定ビデオカメラでバックボードに対するバスケットボールのバウンドの軌道を撮影した.画像解析によりバスケットボールの軌道を算出した.この画像解析から得た軌道と理論軌道を比較することによりバスケットボールの剛性と粘性を計算した.3.バスケットボールの摩擦係数の確認既にバスケットボールとリング,およびバックボードに対する摩擦係数の測定をすませている.この値の確からしさを確認するために,バスケットボールのバウンドテストの軌道と理論軌道の比較を行った.4.動力学モデルと実際のバウンド現象の比較動力学モデルとリングおよびバックボードに対するバスケットボールのバウンドテストの軌道を比較し,構築した動力学モデルの精度を向上させた.当該年度は、バスケットボールショットのあらゆる軌道を計算できるシミュレータを完成させた。このシミュレータは、バスケットボールのショット選択、ショットパーセンテージの向上、リバウンドのための位置取りなどバスケットボールの多岐にわたる戦略に役立てることができる。昨年度までに測定したバスケットボールとリング、バスケットボールとバックボードの摩擦係数、バスケットボールの空気抵抗係数、バスケットボールの剛性と粘性減衰係数を測定してきた。これらを動力学方程式にあてはめ、数値シミュレーションを行うプログラムに組み入れた。このバスケットボールのショットシミュレータは、ボールに剛性と粘性をもたせ、さらにボールの接触点における摩擦力の計算を含めているため、ショットからのボールのローリング現象、バスケットボールがリングとバックボードの間に挟まる現象などのとても珍しいが興味深い現象も計算が可能である。なお、プログラム言語はCコードを用いており、いくつかのフリープログラムを利用し、バスケットボールの軌道計算したものをアニメーション化することも可能になっている。完成したショットシミュレータで計算した軌道と実際のバウンドテスト(バスケットボールをリングおよびバックボードにバウンドさせる)から得た軌道を比較することにより、計算結果が妥当であることを確認している。現在まで、このバスケットボールショットシミュレータを用いて、フリースローのリバウンドの戦略に役立てるシミュレーションを行った。
ラマン光学活性イメージング開発によるアトロプ異性分布の可視化とフッ素科学での展開

パーフルオロアルキル(Rf)化合物のバルク物性を,分子の一次構造から予想可能にする``階層双極子アレー(SDA)モデル''を,我々は世界に先駆けて提案した.凝縮系の新しい階層構造となり得るこのモデルにより,従来の`\mbox{Rf基}=疎水性'という思い込みや経験に頼ったフッ素化学に,パラダイムシフトを与えると期待されている.SDAモデルをフッ素化学の学理として確立するためには,Rf基に固有のヘリックス構造がアトロプ異性をもつことを考慮して,分子ドメイン構造と相転移の関連を明らかにする必要がある.本研究では,アトロプ異性分子ドメインを可視化できるラマン光学活性イメージング装置を開発した.また,SDAモデルに基づいたフッ素`科学'の徹底理解と革新を進める成果となるよう工夫した.従来のROAは,キラリティーを持つ分子について立体構造の詳細を明らかにする目的で,不斉炭素を持つ化合物の``等方性の液体や固体''について測定するのが常識である.これは,複屈折を避けて量子化学計算と一致するROAスペクトルを正確に描き出すために必要だからである.しかし,本研究のようにスペクトルの測定ではなく,右巻きと左巻きヘリックスを区別してイメージングするだけならこの制約を考慮する必要はない.ケモメトリックスの併用により,これらドメインの差異を微弱なROAシグナルからイメージングすることは理論的に十分可能で,原理的な見通しは明るい.この可視化装置の開発に成功した.研究計画書に述べた計画以上のペースで進み,目的とする左右ヘリックスドメインのラマン光学活性測定による識別に成功し,論文発表も済ませることができた.SDAモデルに基づき,Nafion膜が示す巨大イオン透過性などほとんど知られていない物性の徹底解明を実験的に展開する.また,アトロプ異性制御とSDAモデルにより設計する新化合物により,ガラス表面の高効率SAM(自己組織化)膜の作製を行い,高寿命光ファイバーへ展開する.さらに,`社会還元研究'としてSDA表面偏析を利用したPFOA削減プログラムの根本的克服を,産学連携で進める.アルキル基の水素をすべてフッ素に置換したパーフルオロアルキル化合物は,他の化合物群には見られない特異な物性を示すことで知られ,多くの実用的事例がある。中でも撥水撥油性は,水と油という2元系では絶対に説明不可能な現象で,このため苦し紛れに「フルオラス性」という造語によってこの特異な性質を引き受け,実用的には問題を回避できてきたように見えた。しかし,この現状はパーフルオロアルキル化合物の分子構造から物性がまったく予見できない限界を示し,それはすなわち分子設計ができないという致命的な問題をはらんでいた。本研究課題では,フルオラス性を完全解明し,分子設計可能な化合物系にパラダイムシフトさせるための基礎学理の構築に取り組んでいる。当研究室では,世界で初めてフルオラス性を統一的に説明可能な階層双極子アレー(Stratfied dipole-arrays; SDA)理論を提唱し,その正当性を実験と主体に証明する取り組みを行っている。本課題の主目的であるパーフルオロアルキル基のヘリックスの右巻きと左巻き分子ドメインを識別する研究にとって,パーフルオロアルキル化合物の赤外およびラマンスペクトルの徹底理解は欠かせない。H29年度には,CF2対称伸縮振動バンドが,パーフルオロアルキル基の長さとともに高波数シフトする特異な現象を,ラマンスペクトルの測定から解明する研究に取り組み,その全貌を明らかにした。現在,ラマン分光器に1/4波長板を組み込み,配向した分子凝縮系でのラマン光学活性(ROA)の測定に取り組み,イメージング測定の実現に向けて努力している。当初,ROAイメージングの装置を組めばすぐに目的が達成できると踏んでいたが,実際にはパーフルオロアルキル化合物に関する振動分光法に致命的な未解決問題があることに気づき,その問題解決に時間を割いた。このため,計画より進捗に遅れがあるが,学術的に不足していた部分を大きく埋めることに成功しており,トータルとしては想定以上の成果をあげていると言ってもよい。パーフルオロアルキル(Rf)化合物のバルク物性を,分子の一次構造から予想可能にする階層双極子アレー(SDA)モデルを,我々は世界に先駆けて提案した.凝縮系の新しい階層構造となり得るこのモデルにより,従来のRf基=疎水性という思い込みや経験に頼ったフッ素化学に,パラダイムシフトを与えると期待されている.申請者の研究グループは,最近,一連のバルク物性をフッ素原子の性質のみから矛盾なく説明するアイディアを提案した.すなわち,Rf基が軸周りにねじれたヘリックス構造を持つことが原因で,階層的な双極子アレーの形成を通じて自発的な二次元凝縮系を誘発し,1分子のときとは全く異なる物性を発現することを世界で初めて指摘した新しい化学モデルである.階層双極子アレー(Stratified Dipole-Arrays; SDA)モデルと名付けたこのモデルを用いると,上記のバルク物性と1分子のときの性質をすべて矛盾なく統一的に説明でき,フッ素化学は経験に基づいたものから,モデルに基づいた正確な物性予想と分子設計に変わる.これまでに行った実証実験はすべてSDAモデルの予想と定量的にも一致している.このSDAモデルをより確かな化学モデルとしてフッ素科学のパラダイムシフトを実現させるため,さらに次の未検討課題を研究する必要がある.ROA測定の準備段階に当たるバルク試料での非共鳴ラマン測定装置を完成させた。それまで,測定の鍵となるCF2対称伸縮

振動バンドのRf鎖長依存性が生じるメカニズムの解明にも成功し,J. Phys. Chem. Aに発表した。ラマンイメージング装置を改良し,ROA測定を可能にする状態に作り替えることに成功し,Rf化合物には不斉中心がないにもかかわらず,アトロプ異性で右巻きと左巻きの化合物があることを,初めて明確にスペクトルで区別できるようになった。ほぼ計画した通りのペースで進捗している。パーフルオロアルキル(Rf)化合物のバルク物性を,分子の一次構造から予想可能にする``階層双極子アレー(SDA)モデル''を,我々は世界に先駆けて提案した.凝縮系の新しい階層構造となり得るこのモデルにより,従来の`\mbox{Rf基}=疎水性'という思い込みや経験に頼ったフッ素化学に,パラダイムシフトを与えると期待されている.SDAモデルをフッ素化学の学理として確立するためには,Rf基に固有のヘリックス構造がアトロプ異性をもつことを考慮して,分子ドメイン構造と相転移の関連を明らかにする必要がある.本研究では,アトロプ異性分子ドメインを可視化できるラマン光学活性イメージング装置を開発した.また,SDAモデルに基づいたフッ素`科学'の徹底理解と革新を進める成果となるよう工夫した.従来のROAは,キラリティーを持つ分子について立体構造の詳細を明らかにする目的で,不斉炭素を持つ化合物の``等方性の液体や固体''について測定するのが常識である.これは,複屈折を避けて量子化学計算と一致するROAスペクトルを正確に描き出すために必要だからである.しかし,本研究のようにスペクトルの測定ではなく,右巻きと左巻きヘリックスを区別してイメージングするだけならこの制約を考慮する必要はない.ケモメトリックスの併用により,これらドメインの差異を微弱なROAシグナルからイメージングすることは理論的に十分可能で,原理的な見通しは明るい.この可視化装置の開発に成功した.研究計画書に述べた計画以上のペースで進み,目的とする左右ヘリックスドメインのラマン光学活性測定による識別に成功し,論文発表も済ませることができた.パーフルオロアルキル(Rf)化合物のバルク物性を,分子の一次構造から予想可能にする``階層双極子アレー(SDA)モデル''を,我々は世界に先駆けて提案した.凝縮系の新しい階層構造となり得るこのモデルにより,従来の`Rf基=疎水性'という思い込みや経験に頼ったフッ素化学に,パラダイムシフトを与えると期待されている.SDAモデルをフッ素化学の学理として確立するためには,Rf基に固有のヘリックス構造がアトロプ異性をもつことを考慮して,分子ドメイン構造と相転移の関連を明らかにする必要がある.本研究では,アトロプ異性分子ドメインを可視化}できるラマン光学活性イメージング装置を開発し,SDAモデルに基づいたフッ素`科学'の徹底理解と革新を進めた.とくに2017年度はROA装置の開発に取り組んだ.すなわち,既存のラマン顕微鏡に1/4波長板を組み込み,ROAの測定の基礎的なプラットフォームを組むことはもちろん,世界的にも珍しい固体試料のROA測定を可能にする測定法の確立に取り組んだ.装置の動作チェックには,一般によく使われるαピネンでは固形物としての測定が困難であることから,アラニンを使った検証を行った.
ICUにおける人工呼吸器離脱患者のcomfortを促進する看護介入モデル

食道手術後に集中治療室で人工呼吸器をはずす際のcomfortを促進する看護ケアモデルを開発し、その効果を尺度と皮膚電位、患者の語りを用いて調べた。介入群に対しては、苦痛の緩和、安心感・満足感の提供、苦痛の超越(つらくても頑張ろうという気持ちが持てる)の働きかけをし、対照群は通常通りのケアを実施した。結果として、苦痛緩和、安心・満足、苦痛の超越のすべてにおいて、介入群の尺度平均得点が対照群より高かった。その中でも特に尺度点と患者の語りから、苦痛の超越を高める効果が期待できることが明らかとなった。このことは苦痛緩和が困難な集中治療室において重要な意味があると考えられる。本年度は研究実施計画にもとづき、文献検討および9名の研究参加者に対するICUでの人工呼吸器からの離脱場面の参加観察、および病棟帰室後の面接調査を実施し、comfortをもたらす要因についての一部を明らかにした。その結果、文献検討からは【苦痛を読み取る】【苦痛の原因に働きかける】【内的な力を高める】【侵襲から患者を護る】【関係性を維持する】の5つのカテゴリーが抽出された。【苦痛を読み取る】は、患者の表情や動作などの反応、およびバイタルサインから苦痛を感じ取ることを意味する。【苦痛の原因に働きかける】は、疼痛管理や呼吸しやすい体位や患者に呼吸に合わせた人工呼吸器の設定などを意味する。【内的な力を高める】は気分転換や、状況理解の促進、安心感や安全感を与える、励ます、患者の頑張りを認める、日常生活援助、コントロール感を高める、添うなどにより、患者の自我機能を強化し、知覚の低下や認知のゆがみを補い安心感につながることを意味する。【侵襲から患者を護る】はICUという非日常的な環境を和らげることを意味する。【関係性を維持する】は家族とのつながりや、看護師との人間的な関係性を保つことで、苦痛に耐える力(超越)を高めることを意味する。また参加観察と面接調査によって、家族の面会により安心感が得られること、患者個々の苦痛(姿勢、のどの痛み、口渇など)に対応すること、環境音に配慮すること、回復をともに喜ぶこと、手術が無事に終わったことを知ること、患者に言われなくても察してケアをすること、明るい表情での言葉かけや挨拶などが患者のcomfortに影響することなどが明らかとなった。残り10名程度の参加観察と面接調査を予定しているため、分析はまだ途中段階であるが、文献検討と質的調査結果より、ICUで人工呼吸器から離脱する患者のcomfortを促進するための介入モデルを検討するための示唆が得られた。本年度は研究実施計画にもとづき、昨年度にデータ収集できなかった研究参加者に対するICUでの人工呼吸器からの離脱場面の参加観察、および病棟帰室後の面接調査を実施し、comfortをもたらす要因について明らかにし、仮説としての介入プログラムモデルを作成している途中である。現状では、看護師は通常ケアとして、疼痛管理や呼吸しやすい体位や患者に合わせた人工呼吸器の設定などといった身体的な苦痛の原因に働きかけることを実施しているため、本介入プログラムは患者の安心感や、つらくても頑張ろうと思えるケアを中心に介入モデルを考えることとした。患者が安心感を得るためには、看護師・医師によってサポートされている実感や状況理解の促進(手術が無事に終わっていること、時間の流れを伝えること、現在は声がでないが口の管が抜ければ楽になり声が出るようになること、誤った記憶の訂正、患者がいる場所を伝えること、チューブなどに触れて自分の状態を知ることなど)、安全であることを保証すること、家族との面会時間の活用、患者から言われなくても察して日常生活上のケアをすること、など自分の置かれている状況や今後の見通しを理解した上で、任せていれば大丈夫と思えるような関わりが含まれる。また患者がつらくても頑張ろうと思えるためには、患者の頑張りを認めること、患者がつらそうな時にはそばに添い、状況に応じてタッチをおこなう、つらい時には遠慮なく看護師を呼ぶように伝えること、明るい表情での挨拶や言葉かけをすること、回復をともに喜ぶこと、患者の訴えや伝えたいことをコミュニケーション技術を用いて知り、患者の意思を尊重すること、家族にも状況を伝えて家族からも励ましの言葉をかけてもらうこと、など人間としての関係性を維持し、麻酔や鎮静剤の使用および手術侵襲による体力の消耗などで低下している患者の自我機能を強めていくための関わりが含まれる。本年度は人工呼吸器からの離脱患者におけるComfortを促進する看護介入プログラムを、看護師の協力を得て、研究への参加同意を得た食道がん術後患者に実施し、その効果を検証した。対象者は介入プログラムを実施した介入群10名と、従来どおりのケアを実施した対照群9名であり、両群間の属性に有意差はなかった。

評価指標は3種類のComfortの程度を測定するVAS、皮膚電位反応、および患者のComfortの認識とした。VAS値はReliefにおいて対照群5.58(±3.75)、介入群6.29(±3.49)、Easeにおいて対照群6.38(±3.27)、介入群7.77(±2.90)、Transcendenceにおいて対照群7.73(±3.25)、介入群9.90(±1.09)であった。いずれも介入群の方が高値で標準偏差も小さいが、特にその中でも介入群のTranscendenceの値が他よりも高く標準偏差も小さいことから、本プログラムはTranscendenceに対しての効果があることが示唆された。しかし統計的有意差は認められなかった。皮膚電位反応では、暑さ・寒さに対するReliefケアにより交感神経が鎮静化するが、EaseやTranscendenceのために患者に話しかける行為は、生理的には交感神経の鎮静化に結びつかないことが明らかとなった。また抜管後の患者の語りからは、看護師の説明や言葉により安心や、頑張ろうと思えたという発言が聞かれた。さらに面接調査で介入群のみに特異的にみられた反応として、「前向きに考えられるようにしてくれた」や「ほめてくれたのでこれでいいと思えた」など、看護師の言葉によって前向きな気持ちになれたことが明らかとなった。この結果は介入群のTranscendenceのVAS値が特に高かったことと一致しており、本介入のTranscendenceへの効果を裏づけている。
アフリカの持続可能な農村開発に向けたキャパシティ・アセスメント

本研究は、アフリカ農村地域のコミュニティにおけるキャパシティの理解と向上につなげるためのアセスメント枠組みを探求し、持続可能な農村開発へ貢献することを目指すものである。平成29年度は、昨年度の研究成果を、キャパシティに関する研究および社会実装につなげることを目標に、「国内外での発表」および「ナレッジ・プロダクトの作成」に主眼を置き、いずれも大いに進展があった。「国内外での発表」としては、International Sustainable Development Research Society (ISDRS) Conference(コロンビア・ボゴタ)や武蔵アフリカ研究会(上智大学)で口頭発表を行った他、アフリカ(ケニアのナイロビ大学ワンガリ・マータイ環境平和研究所、ガーナのクワメ・エンクルマ科学技術大学)や日本(東京大学、滋賀大学、他)などで研究成果に関する講演を行った。さらに、国連開発計画(UNDP)アフリカ局のウェビナー開催やDiploFoundationのオンラインコース"Capacity Development"講義の機会を得て、研究成果を発表し、UNDP職員(アフリカ局、アフリカ諸国にあるカントリー・オフィス)、開発実務者、研究者と、開発実務における活用について議論を行った。「ナレッジ・プロダクトの作成」に向けては、上記のような発表・意見交換の場を通して、より実践的かつ汎用性の高い成果物を作成できるよう、フィードバックを収集した。これまでキャパシティ・アセスメントの指標はガーナ(西アフリカ)とマラウイ(南部アフリカ)で検証してきたが、ケニアのセミナーでは、東アフリカでの適用可能性が確認されると共に、より実践的なガイダンス・ノート作成に向けて、有意義な議論を重ねることができた。ガーナの開発学大学(UDS)とプリテストに向けた議論・準備も進めることができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、幅広い文献調査を行った上で、8月にはガーナ(JICA/JSTによるSATREPSスキーム)で、そして9月にはマラウイ(科研費)で現地調査を行い、前年度までに行った現地調査で不十分であったデータを追加で収集するとともに分析結果の概要のフィードバックを、ガーナ(アッパーウェスト州ワ・ウェスト郡)とマラウイ(南部州ムランジェ郡)の調査地であるコミュニティ12村およびその他の主要なステークホルダーに共有し、結果の検証と振り返りの深化を行った。研究成果を国際開発学会全国大会(11月26-27日、広島大学)や国内外におけるアウトリーチ活動(日本やガーナの学部生対象の講義、UNU-INRA研究セミナーでの発表等)を通して社会へ共有・還元することにも努めた。そして、本研究の成果をまとめた博士論文"Community-Level Capacity Assessment for Sustainable Development in Rural Africa"を提出し、博士(サステイナビリティ学)の学位を取得した。本研究を通じて、これまで、アフリカの持続可能な農村開発に重要な役割を果たすとされつつも曖昧に捉えられてきたキャパシティを、アフリカの農村の特徴を踏まえて整理し、ガーナ・マラウイ両国においてその有効性を量的かつ質的観点から検証した上で、他のアフリカ諸国での適用可能性も考慮したアセスメント枠組みの構築を進めた。平成28年度の研究計画は、「文献調査、現地調査、データ分析、およびキャパシティ・アセスメントの振り返り」であったが、いずれも計画通り研究が進展した。現地調査では、ガーナおよびマラウイにおけるデータ収集を計画通り完了した上で、来年度に予定していた両国の主要ステークホルダーへのフィードバックの共有まで進めることができた。また、研究成果を学位論文にまとめたのに加え、学会やアウトリーチ活動を通してその成果を発信・共有することができた。昨年度の研究成果を、キャパシティに関する研究および社会実装に貢献すべく、今年度は研究成果のフィードバック、および最終成果物の完成・発表に取り組んでいく所存である。

具体的には、国内外の学会・研究会での発表、学術誌およびそれ以外の媒体への投稿を進めると共に、開発実務機関専門家(国際機関、NGOs等)に対し、これまで開発・使用してきたキャパシティ・アセスメントの枠組み・指標・ツールを共有すべく、ナレッジ・プロダクトの作成・出版を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
層状ペロブスカイトとイオン液体を活用した交流太陽電池と高速光センサーの発展

我々の日常生活は、太陽光であれ室内灯のような人工光であれ、光に満ち溢れている。環境光というユビキタスなエネルギー源から、得られるエネルギーが仮に微小でも、気軽にまた高効率に、しかも必要なときに発電できればその利点は大きい。我々は最近、有機光電セルにおいて巨大過渡光電流を発見した。我々は、さまざまな実験事実に基づき、巨大過渡光電流の起源を「電極界面の高効率電荷分離とバルク分極の相乗効果」と結論し、この発生に特化した[電極1(M)|電荷分離層(S)|絶縁分極層(I)|電極2(M)](以降、MISM光電セルと呼ぶ。)なる光電セルを提案した。電荷分離層で発生したキャリアが絶縁分極層を分極させ、この分極が電荷分離層での光電荷分離をさらに助長する相乗効果がある。MISM光電セルを用いたエネルギー変換には、電荷分離層の強い光吸収や効率的な電荷分離が非常に重要となる。そこで我々は、層状ペロブスカイトを電荷分離層として採用し、絶縁分極層としてのイオン液体と組み合わせることでMISM光電セルを試作した。チョッパーで変調(50 Hz)された疑似太陽光から生じる交流電流と電圧を計測することによって、解放端電圧= 0.53 V,短絡電流= 4.44 mA cm-2, Fill factor= 41.64%が得られた。変換効率は、変調周波数を上げると3%ほどに達し、期待通り大きな交流電流が発生することを見出した。我々は、エネルギー源として室内光も想定しているが、たとえばインバータ制御の蛍光灯は数十kHzで点減している。微弱なエネルギーではあるが、このような光源からもエネルギー得られること突き止めている。28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞融合受容体OFRによる破骨細胞多核化機構の解明

破骨細胞の細胞融合囚子としてDC-STAMP(研究課題名の中で用いているOFRではなく、先に報告されたDC-STAM戸を名称として使用)を同定し、ノックアウトマウスを作製したところ破骨細胞の細胞融合が完全に抑制されていることを見出した。また、DC-STAMPは破骨細胞に限らず他のマクロファージ系の巨細胞である異物巨細胞の細胞融合にも必須であることを明らかとした(J Exp Med 2005)。これらの成果を基に、PC-STAMPは様々なサイトカインの組み合わせにより誘導される様々なマクロファージ巨細胞の細胞融合においても、必須の機能をもつことが明らかとなった(J Bone Miner Res. In press)。しかし、破骨細胞とこれらマクロファージ系巨細胞においては、DC-STAMPの発現制御機構が異なっており、破骨細胞では破骨細胞分化に必須である転写因子c-FosとNFATclがDC-STAMPの発現制御を担っているが、マクロファージ系巨細胞においてはこれらの転写因子はDC-STAMPの発現に関与しなかった。事実、c-Fos欠損マウス由来の細胞や、NFAT抑制剤であるFK506存在下においでは、破骨細胞分化培養系ではDC-STAMPの発現誘導も細胞融合も通とらなかったが、マクロファージ巨細胞誘導系においてはDC-STAMPの発現誘導も細胞融合もともに観察された。c-FosとNEATclの作用の違いはクロマチン免疫沈降法でも確認することができ、破骨細胞においてはc-Fos及びNEATclはDC-STAMPプロモーターへ結合するのに対し、マクロファージ巨細胞においては両転写因子ともDC-STAMPプロモーターへの結合を認めなかった。以上の結果から、DC-STAMPは両転写因子ともDC-STAMPプロモーターへの結合を認めなかった。以上の結果から、DC-STAMPは破骨細胞及びマクロファージ巨細胞の細胞融合に必須であるが、その転写制御は細胞種特異的であることが判明した。破骨細胞の細胞融合因子としてDC-STAMP(OFRではなく、先に分子として報告されたDC-STAMPを名称として使用)を同定し、ノックアウトマウスを作製したところ破骨細胞の細胞融合が完全に抑制されていることを見出した。また、DC-STAMPは破骨細胞に限らず他のマクロファージ系の巨細胞である異物巨細胞の細胞融合においても必須の作用を持つことを明らかとし報告した(J Exp Med 2005)。分化マーカーや転写因子の発現はノックアウトマウス由来の破骨細胞にも野生型マウス由来のものと同様に認めており、またノックアウトマウス由来の破骨細胞にも破骨細胞に特異的とされる波状縁の形成を認め、弱いながらも骨吸収能を有していたことから、破骨細胞の分化そのものにはDC-STAMPは影響しないことを見出した。しかし、興味深いことにDC-STAMPを過剰に発現させても細胞の融合が誘導できないことから、DC-STAMP以外の分子が細胞融合に共役して作用していることが考えられる。DC-STAMPは破骨細胞に特異的な分子としてDNAサブトラクション法を用いて同定したことから、DC-STAMPと同様には骨細胞の分化に伴って共役分子も発現が誘導されてくることが考えられる。そこで破骨細胞の細胞融合機構を解明するため、DC-STAMPの発現を制御する機構の解明を行った。破骨細胞の分化にはc-fosやNFATc1といった転写因子が必須の作用を持つことが知られているが、DC-STAMPはまさにこれらの転写因子の標的分子であり、DC-STAMPの発現はc-fosノックアウトマウス由来の細胞やNEATc1抑制剤の存在下では誘導されなかった。またDC-STAMPの発現は破骨細胞と他の細胞融合をおこすマクロファージ巨細胞とではその制御機構が異なることも見出しており、現在これらの知見について投稿準備中である。
オゾン発生用プラズマリアクタの開発

コロナ放電を原理としたプラズマ発生装置を開発し、オゾン生成並びに各種ガス処理装置として適用を検討した。本リアクタはストリーマコロナ放電の特有の性質を有効に利用した点にあり、各種のプラズマ処理に有用な応用の道を拓くことが出来た。本研究により得られた主な内容は、(1)放電空間領域の拡大、(2)放電の安定な発生と持続、(3)均一な放電空間の形成、(4)放電出力増大方法の開発等、プラズマ発生装置が具備すべき要因を満たす構成とすることが出来た。形態学的に本研究を遂行し、視覚的、実験的に事象をとらえている。(1)(3)はストリーマコロナの有用な特性を応用したもので、ストリーマコロナの発生と電極形態との関係を詳細に調べ、最適な構成条件を求めている。また、ストリーマコロナの外観を写真やオシログラフの波形から視覚的に明らかに説明している。(4)の出力増大方法に関しては、同軸円筒電極を用いて、中心電極に歯車電極を数多く嵌合して設ける電極構成を考案して、歯車の数に比例した放電電流の増加を可能にしている。歯車の構成において、歯車間に設けるスペーサが高電圧工学上重要な役割をし、スペーサを設けることによりコロナ開始電圧の低下をはじめ、すべての歯車から一斉にストリーマコロナを発生させることが出来、このスペーサー効果と歯車電極の開発によって出力の増大を可能にすることが出来た。上述の通り、本方式を用いることにより、電極間に誘電体を介在することなく安定なプラズマ空間を広く形成することが出来、産業応用上、限りない活用の道を拓くことが出来た。また、本研究結果については、電気学会論文誌、日本オゾン協会年次報告講演会、平成4年度電気学会講演論文集に投稿し、掲載された。
等質空間のプランシェレル公式

本企画調査では、研究集会の開催の可否について詳細な吟味と準備を行うことを目的とし、成果を挙げることができた。研究協力者である、西山享・山下博・谷口健二・関口次郎と準備会合となる勉強会『冪零軌道と表現論(Nilpotent Orbit and Representation Theory)』を開催し打ち合わせを行った。2月に開催した第4回の会合は、海外からの複数の招待者を含む中身の濃いものであった。軌道分解や表現の実現、また例外型リー環の活用について知見が得られた。また、10月から11月にかけてU.C.BerkeleyのWolf教授を招聘したが、東京・名古屋・京都に滞在した期間に打ち合わせを行った。積分変換における第1人者であり、次年度以降の研究にも大きな刺激となった。7月22日から25日に京都大学数理解析研究所で行われた研究集会(代表者有木進)、翌週の実関数論関数解析合同シンポジウム(拓殖大学)、12月2日から5日の函館の表現論シンポジウム(北海道大学山下博ら代表)の機会も有効に活かし、準備会合を行った。その結果、来年度9月上旬に、10名ほどの海外からの招待講演者を含む研究会を開催することを決め、その概要を決定した。(研究代表者は関口次郎、西山享が担当する予定。)招待者のリスト作成やプログラムの概要はおおむね完成し、開催の準備としては成功しているといえよう。その他に、落合は、双曲錐多様体に付随したベクトル値超幾何微分方程式の超幾何方程式への分解と解の明示表示(藤井道彦との共同研究)、自由度の大きい完全可積分系の分類(大島利雄との共同研究)、Painleve微分方程式の多項式解であるYabloskii-Vorob'ev多項式の係数の数論的な性質(金子昌信との共同研究)、局所系係数のサイクルの交叉理論の共鳴(resonance)への拡張(三町勝久、吉田正章との共同研究)を本年度発表した。
重度・重複障害児の「書字・描画」能力を評価・促進する方法の開発に関する研究

研究代表者は、重度・重複障害児といわれている子どもたちに、STAを10年間にわたり行ってきた。そのような子どもの約4050%が、通常の会話が理解でき、しかも書字や描画が可能であるという実感をもった。本研究では、このような実感に関するその根拠について、客観的に明らかにしようとした。その根拠の背景にある大きな要素は、子どもとの会話のにおける質問から返答のタイムラグにあると推測された。そこで、健常者(健常児)と、事例児の会話における発信、受信間のタイムラグを計測し、比較してみた。発信、受信のメディアは単なることばではなく「Body movement」として認識した。その結果、健常者では平均0.020秒、健常児では平均0.016秒、事例児(重度・重複障害児と言われているが、STAによる書字が可能)の平均が0.023秒であった。また、全ての事例(健常、重度・重複障害児)で、会話の文脈(コンテクスト)の違いによりタイムラグの長さに差異が生じる傾向があった。そこで、会話の文脈を大切にしながら、重度・重複障害児とのSTAによる実践を継続して行うこととした。種々の事例から示唆されたものは以下のようである。(1)重度・重複障害児に対するコミュニケーションが明確に成立する条件は、双方に何らかの話題性(文脈)が成立していなければならないこと(2)会話の際の質問を「HOW」ではなく「YES」「NO」で応えられるようにすべき(3)STAにより、文字や絵が描けると他人が認識したとたんに、彼らの行動や表情等が積極的に変化する(4)例えば、自分の名前を文字表現することや天気の種類を文字表現するという能力と、文章表現する能力必ずしも一致していない研究代表者は、重度・重複障害児といわれている子どもたちに、STAを10年間にわたり行ってきた。(1)重度・重複障害児に対するコミュニケーションが明確に成立する条件は、双方に何らかの話題性(文脈)が成立していなければならないこと(2)会話の際の質問を「HOW」ではなく「YES」「NO」で応えられるようにすべき(3)STAにより、文字や絵が描けると他人が認識したとたんに、彼らの行動や表情等が積極的に変化する(4)例えば、自分の名前を文字表現することや天気の種類を文字表現するという能力と、文章表現する能力必ずしも一致していない(1)「生き生きした会話の間」を明らかにするため、健常者(成人)に対して、通常の会話場面における会話者相互のやり取り動作(例えば、一方の会話の区切りで相づちを打つ動作等)について、一方の発信(言語会話のセンテンス)の終了時から他方の相づちの発現時のタイムラグの計測を行なった。手続きは・デジタルビデオカメラにより、自由な会話場面を録画する。この時、一方の会話者は意図的に会話のセンテンスの区切りごとに頚部のうなづき動作を行ない、語句の終了時と頚部動作の終了時を一致させる。・録画画面からやり取りが明確な場面(複数観察者と当事者から確認)を取り出し、コンピュータ動画分析を行ない、発信者の動作の終了時から受け手のうなづき等の動作の発現時までの時間を計測する。以上のように行なった。その結果、健常者成人の場合、「やり-取り」は平均してほぼ0.5秒前後の「間」で行われていることがわかった。(2)さらに、障害児と指導者のさまざまなやり取りの場をデジタルカメラで録画、資料の収集を行なった。特に、教育相談場面において、重度・重複障害児と判定されながら、STA(表出援助法)を行なうことにより既に書字・描画能力が確認されている子どもに対して上記(1)と同様に測定を行なったところ、成人健常者とほぼ同じような「間」であった。まだ、数的にデータが少ないため、今後、健常者(児)と障害がある子どものデータ収集と分析を継続して実施していく予定である。本年度は、「生き生きした会話の間」に関するタイムラグ(問いかけと応答における時間的なずれ)について、重度・重複障害児といわれている子どもを対象にしてさまざまな場面においてビデオ分析を行った。その結果、結果的に書字や描画が行えた子どもでは健常者とほぼ同じタイムラグで応答していることの可能性が伺えた。しかしながら、事例を重ねる内、本来的には「生き生きした間」が発現する場面では双方の自然なコミュニケーションの文脈が成立していると思われた。

そのため、場面での文脈(意味の流れ)と「生き生きした間」が成立している関連性について新たに検討していく必要性が示唆された。来年度は、場面に流れる文脈を考慮に入れたビデオ分析を行う予定である。研究代表者が、いわゆる重度・重複障害児といわれている子どもたちに、STAを10年間にわたり行ってきたところ、そのような子どものおおよそ45割が、通常の会話が理解でき、しかも書字や描画が行えたということさらに書字や描画が可能な子どもをおおよそ推測できるという体験に基づき、その根拠について明らかにしようとした。その根拠の最大の観点は、子どもとの会話の際に、会話のセンテンスが終わった瞬間に子どもの前進的な動きを捉え、すかさず返事を返す、その時の子どもの反応の明確さや早さであると推測された。そこで、健常者(健常児)と、事例児における会話時の「身体の動き」の「やり」「とり」間のタイムラグを計測してみた。健常者では平均0.020秒、健常児では平均0.016秒、事例児(重度・重複障害児と言われているが、STAによる書字が可能)の平均が0.023秒であった。また、全ての事例(健常、重度・重複障害児)で、会話の文脈によりタイムラグに差異が生じる傾向があるということも確認された。そこで、会話の文脈を大切にしながら、重度・重複障害児とのSTAでの実践を継続して行うこととした種々の事例から示唆されたものは、(1)重度・重複障害児に対して、会話による発信とそれに対する何らかの身体の動き、が明確に行われる条件には、双方に何らかの話題性(文脈)が成立していなければならないこと、(2)会話の際の質問を「HOW」ではなく「YES」「NO」で応えられるようにすべき、(3)STAにより、文字や絵が描けると他人が認識したとたんに、彼らの行動や表情等が劇的に積極的に変化する、(4)例えば、自分の名前を文字表現することや天気の種類を文字表現するという能力と、文章表現するという能力必ずしも一致していない、以上等のことであった。STAの実践における会話の「文脈」、会話をつなぐ相づちやそのタイミングの重要性、が知見として得られた。
Noxの除去を目指した新規な光触媒反応系の設計とその実用化研究

申請者は本研究課題において、紫外光照射下のみにおいてNOx分解に光触媒活性を有する酸化チタン光触媒にイオン注入法を適用し、V,FeやCrなどの遷移金属イオンを注入することで可視光を吸収し可視光で機能しNOxを直接分解できる第2世代の酸化チタン光触媒の設計が可能となることを見いだした。触媒のin-situによるESRおよびXAFS測定によりCrイオン注入TiO_2光触媒中では、遷移金属イオンはたとえばV^<4+>として格子のTi_<4+>サイトに交換しており、注入酸化チタンの可視光発現機構に重要な役割をなしていることを明らかにした。さらに、イオン交換法によりゼオライト細孔内に高分散に担持した酸化チタン触媒は従来の粉末酸化チタンに比べ高い光触媒活性を示すが、このようなゼオライト触媒にもCrやVなどの遷移金属イオンを注入すると高分散酸化チタン種のUV吸収領域が長波長側の可視光領域にまでシフトし、可視光照射下においてNOを高効率に窒素と酸素に直接分解する理想的な可視光応答型の酸化チタン光触媒の調整が可能となることを明らかにした。また、in-situでのFT-IR測定によりNOの光触媒分解における反応中間体の検出および反応機構の解明を試み、光励起された光触媒からNOの反結合性軌道への電子移動を通してNOの光触媒分解が進行することを明らかにした。以上の研究成果は、NOの光触媒分解反応の分子レベルでの機構および光触媒の可視光化の機構解明に関する重要な知見を与えるものであり、可視光や太陽光で効率よく稼動する環境調和型の光触媒系の設計と実用化に大きな指針を与えるものである。申請者は最近、イオン交換法により調製したAg^+/ZSM-5触媒やゼオライトなどに高分散した酸化チタン種を光触媒として常温でNOxをN2とO2へ直接分解できること、さらにイオン注入法によりCrイオンを注入した酸化チタン光触媒(Crイオン注入TiO2光触媒)は可視光を吸収し可視光でNOxを直接分解する光触媒として機能することを見いだしている。本研究では、Ag^+/ZSM-5とCrイオン注入TiO2の2種類の光触媒を取り上げ、それらのキャラクタリゼーションとその上でのNOxの光触媒分解反応を検討した。特に、前者の光触媒系では光触媒反応機構を分子レベルで解明し、後者の光触媒系では光触媒の可視光化のメカニズムを明らかにし、太陽光で作動し常温で高効率にNOxを分解除去する光触媒反応系の実用化に必要な基礎的知見を得ることを目的とした。パリ第6大学からChatherine Louis博士(主任研究員)を日本に招騎し、Ag^+/ZSM-5触媒およびCrイオン注入酸化チタン光触媒のESR測定とそのシミュレーションを行い、Ag^+/ZSM-5触媒上ではAg^+イオンは孤立高分散状態で存在すること、Crイオン注入TiO2光触媒中では、CrイオンはCr^<3+>として格子のTi^<4+>サイトに交換しており、酸化チタンの可視光機能化に重要な役割をなしていることを明らかにした。これら2種類の触媒を用いてNOxの光触媒分解反応を検討した結果、光照射下NOxがN2とO2へ分解し、特にCrイオン注入TiO2光触媒は可視光照射下でNOxを直接分解できることがわかった。また、トリノ大学からElio Giamello助教授を日本に招聘しin-situでのFT-IR測定を行った結果、Ag^+/ZSM-5光触媒およびCrイオン注入TiO2光触媒のいずれの場合においても、光励起状態において光触媒からNOの反結合性軌道への電子移動を通してNOの光触媒分解が進行することを明らかにした。以上の研究成果は、NOの光触媒分解反応の分子レベルでの機構および光触媒の可視光化のメカニズム解明に関する重要な知見を与えるものであり、可視光や太陽光で効率よく稼働する光触媒系の設計と実用化に大きな指針を与えるものである。

本研究室では、前年度までにイオン注入法により紫外光照射下のみで稼働する酸化チタン微粒子にVやCrイオンを注入することで、可視光を吸収し可視光照射下で稼働する第2世代の酸化チタン光触媒の調製に成功している。本年度では、前年度までの経過を踏まえマグネトロンスパッタ法を用いることで、イオン注入を行わなくても可視光応答性を示す酸化チタン薄膜触媒の調製に初めて成功した。これら可視光型酸化チタン光触媒のNO光触媒分解反応における反応性について検討するとともに各種分光測定を行うことにより、薄膜光触媒の諸物性が光触媒活性におよぼす影響について検討し、高効率で機能する可視光応答型酸化チタン光触媒開発への基礎的な知見を得ることができた。マグネトロンスパッタ法による酸化チタン製膜プロセスにおいて基板温度を最適化することで、イオン注入法を用いることなく可視光領域に吸収を有する酸化チタン薄膜光触媒を調製できた。この触媒は可視光照射下においてNOを窒素と酸素に直接分解し、また、紫外光照射下においても高いNO分解活性を示し、マグネトロンスパッタ法により高活性で紫外光-可視光領域に応答する理想的な酸化チタン薄膜光触媒の調製が可能となることがわかった。XPS測定により、可視光応答型の酸化チタン薄膜は表面から内部に入るにつれTi/O元素比が連続的に変化する傾斜組成であり、最表面は量論的なTiO2の組成を取っていることがわかり、これらの傾斜組成が酸化チタン薄膜の可視光応答性の発現に重要な役割をなしていることを見いだした。酸化チタン薄膜の最表面構造が量論的なTiO2構造を有することが、マグネトロンスパッタ法調製可視光応答型薄膜が紫外光照射下においても従来の酸化チタン薄膜と同等の活性を有する理由の一つであると考えられる。また、従来の酸化チタン薄膜では太陽光の約数%しか利用できなかったのに対し、これら可視光応答型の酸化チタン薄膜光触媒は太陽光の照射下でも効率よく機能することがわかり、約3035%の太陽光を利用することが可能となる新しい光触媒系であることを明らかにした。
H形鋼強軸交又型柱はり接合部の復元力特性評価に関する研究

本研究においては柱はリフランジ交又部よりモデル化して取り出したリブ付平板の載荷実験、柱はリフランジ仕口部の局部曲げ載荷実験(はりタイプ実験)、十字型分解架構載荷実験を実施し考察した。まず、リブ付平板の載荷実験結果から、モーメント勾配が極めて大きい柱はリフランジ交又部においては、例えば直交する柱フランジのはりフランジに対する変形拘束により、最大耐力は1.3Mfu(Mfu=Zpσ_B、Zpi塑性断面係数、σ_B;引張強度)で与えられる。また、塑性モーメント到達後も剛性低下は小さく、近似的にM=1.3Mfuで塑性ヒンジを形成するものとみなし得ることが知られた。次に、パネル板降伏後の柱はり間の局部曲げ伝達耐力を調べるはりタイプ実験により、以下の結果が得られた。1)スカラップの存在はこの局部曲げ耐力を低下させるが、裏当金はそれを補強する効果がある。2)スカラップのない場合はウェブ厚の相違が同耐力に大きく影響する。3)極限解析に基づく局部曲げ耐力評価法を提示し、それが本実験結果に対し良好な評価結果を与えることを示した。最後に、十字型分解架構(パネル板有無の場合)の単調載荷実験を行い、以下の結果が得られた。但し、前期はリタイプ試験体には本分解架構試験体よりモデル化して取り出したそれと同一材質の試験体が含まれている。1)柱はリフランジ交又部はパネル周辺に4個所存在するためパネル周辺枠組が分担するパネルモーメントははりタイプ試験体最大局部曲げ耐力の4倍程度であった。2)本実験のようにパネル柱強度比が0.3前後と小さい場合にはパネル板のせん断耐力と周辺枠組の局部曲げ耐力の単純和で評価し得る。ここで行われた実験は限られた条件のものであるので、今後更にデータを蓄積していく必要がある。また、本研究で柱はり接合部の最大耐力評価はほぼ可能となったものの、復元力特性の定式化までには到らなかった。今後更に研究を継続するつもりである。
酸素環境を感知し、代謝制御につなげる翻訳制御メカニズムの解明

真核生物に幅広く保存されている翻訳因子eIF5Aは、近年の研究により、翻訳の伸長反応において、連続したプロリンなど特定のアミノ酸配列を有するタンパク質の翻訳を促進すると考えられている。eIF5Aはその分子内にハイプシン化と呼ばれる特殊な翻訳後修飾を受けるタンパク質であり、ハイプシン化はeIF5Aの機能に必須である。ハイプシン化は二段階の反応により起こり、一段階目の反応でeIF5Aにデオキシハイプシンが付加され、その側鎖に水酸基が付加されて修飾が完結する。二段階目で付加される水酸基は高等生物では生育に必須であるが、酵母では水酸基の欠損は致死ではない。我々はこれまでに水酸基の欠損により翻訳に影響を受けるタンパク質を探索してきたが、そこで得られたタンパク質の多くは、これまで提唱されているようなeIF5Aを翻訳に必要とするアミノ酸配列を有していないことから、eIF5Aはハイプシン化修飾の状況に応じて異なるタンパク質を翻訳の標的としているのではないかという仮説に至った。そこで、初年度は、その仮説を検証するため、ハイプシン化に関わる酵素Dys1とMmd1を人為的にコントロール可能な株の作製を目指した。dys1は必須遺伝子であるため、近年開発されたAIDシステムを用いて条件特異的にノックダウンすることにした。この系は、植物ホルモンであるオーキシンを用いてAIDタグを有するタンパク質をユビキチン化し、即座に分解に導くというシステムである。しかし、分裂酵母での使用例は少ないことから、今後様々な遺伝子のノックダウンに使用できるように、より一般化した分裂酵母におけるAIDシステムを構築構築した。これにより、任意の遺伝子を標的としてノックダウンできる研究環境が整った。しかし、実際にdys1にAIDタグを付加し、ノックダウンを試みたが、オーキシン添加後も特に増殖に影響は出なかった。dys1は必須遺伝子であることから、dys1の条件特異的不活化を可能にすることは本研究において非常に重要である。AIDシステムを用いたタンパク質のノックダウンでは、インドール酢酸を用いてdys1の分解を誘導する条件下でも酵母の増殖には影響を及ぼさなかったことから、ノックダウンが予想通りに起こらなかった可能性が考えられる。ノックダウンが起こったかどうかは通常ウェスタンブロッティングにより確認できるが、Dys1の場合、タンパク質の発現量が低いため、そもそもウェスタンでは検出できなかった。しかし、もう一つの可能性として、Dys1がノックダウンされても細胞の生育に影響が出なかったことも考えられる。それは、すでにハイプシン化を受けたeIF5Aが細胞内には十分量存在するからである。今後はこのことも考慮に入れ、戦略を練る必要がある。このように、dys1のノックダウン株の作製に時間がかかっているため、当初の研究予定からは遅れているが、AIDシステムは分裂酵母ではまだ一部でしか利用されていない技術であり、今後の研究のことを考えて、様々な遺伝子のノックダウンに使えるように新たにベクターを開発した。したがって、後半の研究ではよりスムーズな実験の進行が期待できる。前述したように、dys1をノックダウンできたとしても、細胞内に残っている成熟型eIF5Aの存在により、すぐには望みの表現型が現れない可能性が考えられる。そのため、今後は、すでに存在するeIF5Aを細胞から除去することも考慮に入れた方がよいと考えられる。eIF5AにもAIDタグを付加してノックダウンすると同時に、タグのないeIF5Aを発現誘導できるようにすれば、発現誘導により新たに合成されるeIF5Aはハイプシン化修飾を受けないため、未修飾の状態のeIF5Aだけが細胞内に存在することになると予想される。eIF5Aはゲノム内に2コピー存在するため、片方にはAIDタグを、もう一方には転写のオン・オフを制御可能なプロモーターを挿入することで、細胞内にハイプシン化されていないeIF5Aだけが発現している環境を作り出したい。同様のことはハイプシン化の二段階目の酵素Mmd1についても当てはまる。mmd1についてもdys1と同様にeIF5Aの発現を切り替え、ノックダウン後に合成されるeIF5Aがデオキシハイプシン化体のみになるようにしていきたい。目的の株作製後は、予定通りリボソームプロファイリングを用いて、ハイプシン化eIF5Aがない場合に翻訳に影響を受けるタンパク質のアミノ酸配列を解析していく。