hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラジカルシャワーを用いたアラミド繊維の表面改質

本研究は、強度、弾性率、耐熱性に勝る全芳香族ポリアミド(アラミド)を強化材とするシリコンゴム複合材料を開発することを目的とし、平成6年度より7年度までの2年の研究成果である。アラミド/シリコンゴム界面の密着力の強化を図るアラミドの表面改質法は、低温プラズマを用いたリモートプラズマ(ラジカルシャワー)処理表面改質によって可能であることを見いだした。まず、アラミドのプラズマ処理によっておこる表面の改質の化学的変化を検討した。プラズマを照射すると、アラミド表面は親水性に改質されるが、これは電子衝撃によりアミド結合の切断がおこること。この分子鎖切断はシリコンとの密着力改善には障害となること、を明らかにし、電子衝撃の少ないラジカル種が中心となる改質法の開発の必要性を示した。つぎに、ラジカル種を表面改質法へ利用する手法の開発にとかかった。この開発は、プラズマの中から表面改質に主要な役割を果たすラジカル種を分け取り、表面改質に利用するリモートプラズマ処理技術で具体化した。はじめに、リモートプラズマ技術の理論的な意味づけをした後、この結果を基に、ラジカル種が改質の中心となるリモートプラズマ表面改質装置を試作した。このリモートプラズマ表面処理装置の有用性を、ポリテトラフルオロエチレンの脱フッ素化処理、ポリエチレンの表面塩素化処理、有機シラン化合物からのSiOx薄膜の合成などで実証した。最後に、このリモートプラズマ表面改質装置によって、アラミドの表面が効果的に親水化されること、表面の形態観察からも表面処理前後で表面形態の変化が少ないことを明らかにした。これらの結果は、リモートプラズマ処理が効果的に表面親水化を可能とし、かつ電子衝撃が少ない表面処理技術であることを物語っている。本研究は、強度、弾性率、耐熱性に勝る全芳香族ポリアミド(アラミド)を強化材とするシリコンゴム複合材料を開発することを目的とし、平成6年度より2年計画の事業である。本年度は事業の初年度にあたり、アラミド/シリコンゴム界面の密着力の強化を図るアラミドの表面改質法を検討した。この表面改質法には、低温プラズマを用いることとし、アラミドのプラズマ処理によっておこる表面の改質の化学的変化を明らかにした。この分子鎖切断はシリコンとの密着力改善には障害となること、を明らかにし、電子衝撃の少ないラジカル種が中心となる改質法が優れていることを結論づけた。この成果は昨秋の高分子討論会で発表し、アメリカの学会誌であるJournal of Polymer Scienceに投稿した。次に、この結果を基に、ラジカル種が改質の中心となるラジカルシャワーによる表面改質装置を試作した。ラジカルシャワーの照射によって、アラミド表面は効果的に親水化されることが明らかとなり、ラジカルシャワーによる表面改質の妥当性を確認した。さらに、ラジカルシャワーによるによる表面改質では、アミド結合の開裂も少なく、表面親水化法として適している。これらの成果は、今春の高分子学会の年会で発表を予定している。以上、本年度の研究からアラミドの表面改質法を開発する上で基本となる指針を得た。本研究は、強度、弾性率、耐熱性に勝る全芳香族ポリアミド(アラミド)を強化材とするシリコンゴム複合材料を開発することを目的とし、平成6年度より始まり本年度が最終年度である。

昨年度、アラミド表面にプラズマを照射するとアラミド表面は親水性に改質されるが、これと同時に電子衝撃によりアミド結合の切断がおこりシリコンとの密着力改善には障害となることを指摘した。本年度は、ラジカル種を表面改質法へ利用する手法の開発にとかかった。この開発は、プラズマの中から表面改質に主要な役割を果たすラジカル種を分け取り、表面改質に利用するリモートプラズマ処理技術で具体化した。はじめに、リモートプラズマ技術の理論的な意味づけをした後、この結果を基に、ラジカル種が改質の中心となるリモートプラズマ表面改質装置を試作した。このリモートプラズマ表面処理装置の有用性を、ポリテトラフルオロエチレンの脱フッ素化処理、ポリエチレンの表面塩素化処理、有機シラン化合物からのSiOx薄膜の合成などで実証した。最後に、このリモートプラズマ表面改質装置によって、アラミドの表面が効果的に親水化されること、表面の形態観察からも表面処理前後で表面形態の変化が少ないことを明かにした。これらの結果は。リモートプラズマ処理が効果的に表面親水化を可能とし、かつ電子衝撃が少ない表面処理技術であることを物語っている。
遠隔実習教育のためのマルチメディア教材作成利用技術に関する研究

平成18年度においては,サーモ情報を用いたマルチメディアコンテンツ評価に関する研究,および,視線情報を用いたマルチメディアコンテンツ作成に関する研究を実施した.人間の心理的な情報は外部から直接観測することができないが,外界から情報を受容することに伴って生じる生体反応は観測が可能であるものが多い.本研究では,サーモカメラ,および,視線計測装置を利用してマルチメディアコンテンツに対する人の反応を測定し,この測定結果をコンテンツ作成にフィードバックできるシステムを構築した.1.非接触型であるサーモカメラ(アビオニクス製サーモカメラ)を用いた情動検出システムを構築した.鼻部には上動脈吻合血管が皮膚直下に多数存在するため,情動ストレスに起因する血流量の変化が皮膚温度に顕著に現れることが知られている.予備実験として情動を鼻部温度から検出できるか確認するために,被験者に聴覚刺激によって動揺を与え,その時の鼻部温度を測定した.この実験の結果,動揺を与えた直後に温度低下が確認されたことから,これを利用した顔面皮膚温の変化による情動検出システムを構築した.特に,本システムでは,画像認識により鼻部部分をリアルタイムに追跡し,計測中に被験者が動いても温度を測定できるように実装したことが特徴となっている.また,顔面皮膚温度から情動を検出してユーザの嗜好を検出し,その人の好みのアイテムを推薦するシステムを試作した.成果を学会にて報告した.2.眼球運動を利用した映像編集システムを構築した.本システムは,固定ハイビジョンカメラで撮影した映像を,眼球測定器(Nac製視線計測装置)を装着した状態で視聴するだけで,あたかもカメラマンが撮影したようなカメラワークの加わった映像へと自動的に編集するシステムである.撮影は固定カメラを用いるため,カメラワークなどの撮影作業にとらわれることがない.撮影した映像はハイビジョン映像サイズで保存されるが,その映像の中から注視領域を切り出すことにより,カメラワークの加わった映像を作成している.切り出した領域を移動させることで,パン・チルト,拡大率を変化させることでズーミングの効果を仮想的に作り出した.視線の動きはつねに小刻み震えているため,5フレーム分の平均値をとり,その値を適用することで震えを低減させた.また,一定時間,視線が同じ場所に停滞している場合には,ズームを行うことにした.成果を学会にて報告した.平成16年度においては、複数のDVカメラで撮影したビデオの撮影日時情報を解析して時間的な関連性を自動検出する機能と、脳波・筋電・視線等の生体情報を用いてリプレイ等の映像演出効果を自動作成する機能を研究開発した。1.実習を支援するためには,「見たい箇所を多角度から見られるコンテンツ」,「各部の動きが正しく把握しやすいコンテンツ」などが望まれる.本研究では,ビデオカメラを複数用いて機器操作映像等を撮影し,その多面的ビデオ映像を同期再生するシステムMultiVideoPlayer(以下,MVP)についての提案を行った.MVPは,複数のデジタルビデオカメラ(以下,DVカメラ)で別々に撮影したビデオ映像中の映像撮影情報を解析してそれら複数のビデオ映像の関連性を自動検出する機能を有している.2.同じ時刻・場所で撮影した複数撮影者の映像をサーバに集め,インターネット経由で映像編集をできるようにするシステム「MediaBlocks」を提案した.MediaBlocksでは、自分ではうまく撮影できなかった瞬間の映像を,偶然に集められた他の人の映像の中から見つけて自分の映像に取り込むこと等が可能となる.3.複数人のグループで撮影された映像から自動的にショットの選別・スイッチングを行い、多視点映像コンテンツを作成するシステム「MindStudio-G」を提案した。本手法では、カメラワークと集中度という暗黙的な意志を生体信号(脳波、瞬目、筋電)の解析結果を用いることにより推定した。平成17年度においては,ハイビジョンカメラ1台の収録映像から自動的に講師の動画映像と板書の静止画とを作成し,即座にインターネット配信可能とする講義自動収録システムと,視線等の生体情報を用い,個人の学習ペースに合わせて講義映像をコントロールすることが可能な自主学習支援システムとを研究開発した.1.電子プレゼンテーションが普及した現在でも,大学等の教育機関において黒板を用いた講義は根強い支持を得ている.講師が講義前にビデオカメラを1台設置しておくだけで,その収録映像から自動的に講師の動画映像と板書の静止画とを作成し,即座にインターネット配信可能とする講義自動収録システムChalkTalkを構築した.板書静止画については,画像処理を施して講師の姿を消去する工夫を施している.1台の固定ビデオカメラのみで黒板全体を明瞭に記録するために解像度の高い民生用ハイビジョンカメラ(HDVカメラ)を用いて実装した.専属カメラマンを必要とせず,また,講義を担当する講師が極めて簡単に利用できることが特徴である.また実装にあたっては,可搬性を重視し,1台の固定ビデオカメラのみで板書全体を記録することができるようにした.2.個人の学習ペースに合わせて講義映像をコントロールすることが可能な自主学習支援システム「Ghost-Tutor」の構築を試みた.学習ペースを自動的に判別するために,眼球運動の特徴を利用した.眼球運動の測定実験の結果,学習状況の違いによって瞬きの回数,視線の停留時間,視線の軌跡に有意差があることを確認し,この結果に基づいて集中度を定量的に判別する方式を考案した.主な機能としては,例えば学習者が寝てしまったり講義以外のことを考えて映像を見逃してしまったりしたシーンを自動記録する機能や,高い集中状態であるときにシステムが自動的に動画の再生速度を通常より速くする機能などを提供している.システムの評価実験の結果,システムによって学習者の学習状況を高い精度で推定できることを確認し,同時に学習状況に応じて適切なサービスを学習者に提供できることを確認した.

平成18年度においては,サーモ情報を用いたマルチメディアコンテンツ評価に関する研究,および,視線情報を用いたマルチメディアコンテンツ作成に関する研究を実施した.人間の心理的な情報は外部から直接観測することができないが,外界から情報を受容することに伴って生じる生体反応は観測が可能であるものが多い.本研究では,サーモカメラ,および,視線計測装置を利用してマルチメディアコンテンツに対する人の反応を測定し,この測定結果をコンテンツ作成にフィードバックできるシステムを構築した.1.非接触型であるサーモカメラ(アビオニクス製サーモカメラ)を用いた情動検出システムを構築した.鼻部には上動脈吻合血管が皮膚直下に多数存在するため,情動ストレスに起因する血流量の変化が皮膚温度に顕著に現れることが知られている.予備実験として情動を鼻部温度から検出できるか確認するために,被験者に聴覚刺激によって動揺を与え,その時の鼻部温度を測定した.この実験の結果,動揺を与えた直後に温度低下が確認されたことから,これを利用した顔面皮膚温の変化による情動検出システムを構築した.特に,本システムでは,画像認識により鼻部部分をリアルタイムに追跡し,計測中に被験者が動いても温度を測定できるように実装したことが特徴となっている.また,顔面皮膚温度から情動を検出してユーザの嗜好を検出し,その人の好みのアイテムを推薦するシステムを試作した.成果を学会にて報告した.2.眼球運動を利用した映像編集システムを構築した.本システムは,固定ハイビジョンカメラで撮影した映像を,眼球測定器(Nac製視線計測装置)を装着した状態で視聴するだけで,あたかもカメラマンが撮影したようなカメラワークの加わった映像へと自動的に編集するシステムである.撮影は固定カメラを用いるため,カメラワークなどの撮影作業にとらわれることがない.撮影した映像はハイビジョン映像サイズで保存されるが,その映像の中から注視領域を切り出すことにより,カメラワークの加わった映像を作成している.切り出した領域を移動させることで,パン・チルト,拡大率を変化させることでズーミングの効果を仮想的に作り出した.視線の動きはつねに小刻み震えているため,5フレーム分の平均値をとり,その値を適用することで震えを低減させた.また,一定時間,視線が同じ場所に停滞している場合には,ズームを行うことにした.成果を学会にて報告した.
転写仲介因子CBPと細胞接着因子β-cateninの相互作用

β-cateninはカドヘリンの裏打ちタンパクで,カドヘリンを介した細胞接着に重要な役割を果たすと同時に,Wnt/Winglessシグナル伝達経路の構成要素としても機能している。さらに最近,β-cateninは大腸癌の癌抑制遺伝子APC産物と結合して負の制御を受けることや,それ自身が大腸癌やメラノーマで変異を起こして活性化しており,oncogeneとして機能していることが明らかになった。さらに,Wnt/Wingless刺激によって活性化されたβ-cateninはTcf(T cell factor)/Lef(lymphoid enhancer-binding factor)と結合して核移行し,転写活性化を引き起こしている。CBP(CREB-Binding Protein)は,cystein/histidine-rich(C/H)domainが3カ所,CREB結合領域,bromo-domainやglutamine rich domainが存在し,進化の過程で多様な機能ドメインを獲得した可能性を思わせる特徴的な構造から構成されている。そして,これらのドメインを介して基本転写因子を含めた様々な因子と複合体を形成することが明らかになりつつあり,Histone acetyltransferase(HAT)活性を有する転写インテグレーター(統合装置)としてのCBPによる統合的転写制御機構が注目を集めている。興味深いことに,申請者らはCBPとβ-cateninがin vitroで結合することを見出してきた(未発表)。そこで11年度の公募申請研究では,以下の3点に焦点を絞り,CBPとβ-cateninの相互作用の細胞生物学的意義を明らかにすることを目的とした。《1》結合領域の同定:準備実験の結果,β-cateninのCBPへの結合領域はC-末端側であることを明らかにしているが,さらに詳細な結合領域を明らかにした。《2》細胞生物学的意義:予備実験によって,CBPとβ-cateninが核内で共存することを見出している。β-cateninのCBPへの結合領域はp53との結合領域と重複する可能性がある,p53依存的なアポトーシスを阻害するかどうかを明らかにした。《3》β-cateninの核輸送:β-cateninがどのような刺激で核移行するのかを,集積・拡散の観点から検討してるところである。
TAEモードの非線形時間発展

1.トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)の空間構造が振幅に依存せず変化しないと仮定し、その振幅及び位相と高速イオン非線形運動を自己無撞着に追跡する、いわゆる「摂動論的非線形シミュレーションコード」を開発した。2.そのコードを用いて、TFTR(米国)における中性粒子入射実験において観測されたTAEバーストとそれに伴った高速イオン損失に関する計算機シミュレーションを実行した。物理的条件は実験に即した現実的なものとした。高速イオンは110keVに相当する、ほぼアルヴェン速度に等しい一定の速度で入射され、加熱パワーは10MWである。TAEによってプラズマ周縁に輸送された高速イオンは取り除かれる。磁気面は同心円状として、トロイダルモード数が1-3の3つのTAEを考慮した。それぞれのTAEの減衰率は常に一定で、2×10^5[s^<-1>]とした。磁場強度は磁気軸上で1[T]であり、アスペクト比3.2、安全係数は小半径の二乗に比例して変化し、中心で1.2、周縁で3.0であり、高速イオン減速時間は100[ms]とした。3.3つのTAEが同期したバーストが一定の時間間隔1.8[ms]で発生した。これは実験値の2.2[ms]とよく一致している。高速イオン蓄積エネルギーは古典的減速分布の20%で飽和した。各バーストに伴って高速イオン蓄積エネルギーが9%減少した。これも実験における推定値である7%とよく一致している。高速イオン分布の時間発展を解析した結果、高速イオン分布がほぼ限界安定状態となり、その近傍でゆらいでいることが明らかになった。また高速イオンの損失機構について解析し、最大振幅状態では全位相空間が、重なり合った共鳴領域で埋め尽くされていることがわかった。つまり最大振幅状態では高速イオンの軌道は確率的となり、共鳴の重なり(resonance overlap)が高速イオンの大局的輸送をもたらしていることが明らかになった。実験において観測されるアルヴェン固有モードの多様な時間発展を解明するために、計算機シミュレーションコードを開発し、シミュレーションを実行した。1.米国の大型トカマクTFTRでのD-Tプラズマ実験において観測された定常的なアルヴェン固有モード時間発展を解析するために、速度空間2次元、実空間3次元のFokker-Planckシミュレーションコードを開発した。実験に即した状況下でのアルヴェン固有モードの線形成長率及び高速イオンの共鳴条件を解析し、コードの有効性を確認した。2.TFTRでのNBI加熱実験においてアルヴェン固有モードがバースト的に繰り返し不安定化した例が報告されている。速度空間1次元、実空間3次元のFokker-Planckシミュレーションを実行し、アルヴェン固有モードの回帰的バーストとそれに伴う高速イオン損失の再現に成功した。さらに高速イオン分布時間発展を可視化解析し、高速イオン分布における階段状構造の形成と崩壊が重要な物理機構であることを解明した。3.2で述べたバーストのシミュレーションにおいては、背景プラズマを磁気流体として取り扱っている。この手法は磁気流体非線形性を解析できるという長所があるものの、時間ステップが磁気流体速進波によって小さな値に制限されるという短所がある。そのためにこれまでのシミュレーションは高速イオン減速時間を実験と比較して短い値に制限して実行している。この制約を取り払うために、アルヴェン固有モードを線形固有モードとして記述し、その振幅と位相の時間発展を追跡するシミュレーションコードを開発した。来年度はこのコードを用いてより現実的な物理条件におけるアルヴェン固有モード・バーストのシミュレーションを実行する予定である。
ファージセラピーの実用化に向けた非増殖性ファージの創出

世界的に薬剤耐性細菌が蔓延している中、その解決策として細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージを用いた「ファージセラピー」が注目されている。しかし、ファージは宿主細菌が存在する限り増殖し続けてしまい、ヒトに対して予期せぬ副作用を引き起こす危険性がある。本研究は、危険性を排除するために、再感染することができないファージ「非増殖性ファージ」の創出法の開発を目的とする。また、殺菌性評価とマウスの細菌感染モデルに対するファージセラピーを実施し、非増殖性ファージの有用性を実証する。
慢性疾患におけるホープの臨床疫学的縦断研究と在宅医療への応用

研究A.ホープや患者の行動・臨床指標の測定:引き続き慢性腎臓病患者(保存期慢性腎臓病、血液透析、腹膜透析)を対象に、ホープ尺度と健康関連QOLの尺度、その他の臨床指標の追跡調査を行った。聖マリアンナ医科大学病院、稲城市立病院、日本赤十字医療センター、JCHO二本松病院、白河厚生総合病院の5施設で行った。年度末時点で、有効アンケートは、ベースラインで約450名、1年後は約320名分、2年後は約200名分のデータを得た。研究B.ホープの縦断的評価:データの固定ができた1年後のホープを予測する因子を調べた。ベースラインのホープ得点が高いほど、1年後のホープは高かった。糖尿病性腎症であると、1年後のホープは低かった。2年後のデータも固定できたら、さらなる評価を行う予定である。研究C.短縮版ホープ尺度の作成:18項目のホープ尺度から、8項目の短縮版ホープ尺度を、1年後のデータをもちいて作成した。Cronbach's αは18項目版で0.94,短縮版で0.89であった。18項目版と8項目版の相関係数は0.968となった。一般向けHope尺度の下位項目との相関係数は、18項目版と短縮版でほぼ同様の値であった。研究D.在宅医療へのホープの拡張:在宅医療を受けている患者約10名と、その家族に半構造化インタビューを行った。ほとんどの患者のホープは、我々のホープ尺度を構成する概念(疾病、生きがい、役割とつながり)があてはまると考えられた。一方で、1部の症例では、その構成概念があてはまりにくいことがわかり、そのような症例では後ろ向きではあるが、安住できる過去志向で特徴づけられると考察できた。さらに、在宅医療の専門医師らと複数回の会議を行い、アンケート調査の研究方式、項目の検討を行った。在宅医療におけるアンケートの項目検討の過程で、有効な調査回答数の不足のおそれが生じたため、調査対象者の再検討を必要とした。また研究方式の見直しを行った上で項目検討を再開し、アンケート調査、データ解析、研究成果とりまめをやり直す必要が生じた。現在の慢性腎臓病フィールドで、ベースラインの測定は完了した。さらなる継続で、フォローアップ期間の臨床指標の測定も行う。そのうえで、縦断データを用いたホープの臨床指標との関係性を分析したい。在宅医療フィールドでは、アンケート調査を進めるに当たり、参加施設の数を増やして当初の計画を実行したい。平成28年度は、通院現場で利用可能で有用な慢性疾患のホープ尺度の評価を行うために、調査を実施した。研究1.ホープや患者の行動・臨床指標の測定慢性疾患のモデル疾患として、慢性腎臓病患者を選んだ。保存期慢性腎臓病、血液透析患者、腹膜透析患者に対して、ホープ尺度と健康関連QOLの尺度(KDQOLなど)の質問紙票調査を行っている。さらに、患者の行動や臨床指標を反映する指標を抽出し、聖マリアンナ医科大学病院、稲城市立病院、日本赤十字医療センター、JCHO二本松病院、白河厚生総合病院においてデータ収集を行った。年度末時点で、有効なアンケート339名分のデータを得た。研究2.ホープの妥当性の評価健康関連QOLの指標として、水分制限の負担、食事制限の負担を設定した。これらの項目に対して、ホープとの関係性を分析した。年齢・性別・原疾患・併存疾患・病期・社会背景因子などで補正しても、ホープのスコアが高いほど、負担感が増える共通オッズ比が有意に低かった(それぞれ、0.43および0.47)。したがってホープが高いほど、療養生活における制限の負担が軽くなる可能性があることが明らかとなった。治療遵守の指標として、収縮期血圧、拡張期血圧を設定した。これらの項目に対して、ホープの関係を分析した。年齢・性別・原疾患・併存疾患・病期・社会背景因子・治療薬などで補正した上でも、ホープのスコアが高いほど、収縮期血圧が有意に低かった(5 mmHg)。現在のサンプルサイズでは、ホープが拡張期血圧に関係性があるとは言えなかった。これより、ホープが高い程、治療遵守の指標が良好である可能性が示唆された。他の指標に関する分析は、さらなるデータの収集を行った上で分析する必要があると判断し、収集を継続することとした。フィールド(質問票)調査で協力していただく予定の研究協力者数名が、本人の都合で急遽本調査に参加できなくなった。このため、研究協力者の確保が必要となり、調査開始前の講習も必要とした。加えて、1部のフィールドで調査協力者が集まりにくく、医療情報の取得・データクリーニングに予想以上に時間がかかった。

糖尿病性腎症であると、1年後のホープは低かった。2年後のデータも固定できたら、さらなる評価を行う予定である。研究C.短縮版ホープ尺度の作成:18項目のホープ尺度から、8項目の短縮版ホープ尺度を、1年後のデータをもちいて作成した。Cronbach's αは18項目版で0.94,短縮版で0.89であった。18項目版と8項目版の相関係数は0.968となった。一般向けHope尺度の下位項目との相関係数は、18項目版と短縮版でほぼ同様の値であった。研究D.在宅医療へのホープの拡張:在宅医療を受けている患者約10名と、その家族に半構造化インタビューを行った。ほとんどの患者のホープは、我々のホープ尺度を構成する概念(疾病、生きがい、役割とつながり)があてはまると考えられた。一方で、1部の症例では、その構成概念があてはまりにくいことがわかり、そのような症例では後ろ向きではあるが、安住できる過去志向で特徴づけられると考察できた。さらに、在宅医療の専門医師らと複数回の会議を行い、アンケート調査の研究方式、項目の検討を行った。在宅医療におけるアンケートの項目検討の過程で、有効な調査回答数の不足のおそれが生じたため、調査対象者の再検討を必要とした。また研究方式の見直しを行った上で項目検討を再開し、アンケート調査、データ解析、研究成果とりまめをやり直す必要が生じた。現在のフィールドで本調査を継続し、ホープや行動・臨床指標のベースライン時点の測定は完了する予定である。その上で、ホープと健康関連QOLの分析、ホープと治療遵守の指標、日常生活障害度の指標等との関係性の本解析を行いたい。現在の慢性腎臓病フィールドで、ベースラインの測定は完了した。さらなる継続で、フォローアップ期間の臨床指標の測定も行う。そのうえで、縦断データを用いたホープの臨床指標との関係性を分析したい。在宅医療フィールドでは、アンケート調査を進めるに当たり、参加施設の数を増やして当初の計画を実行したい。
Myc誘導オートファジーと細胞がん化

がん遺伝子mycはヒトがんに広く関係している。細胞がん化、アポトーシス誘導、などを引き起こすことが知られているが、我々は新たにmycがオートファジーを誘導することを発見した。オートファジーとはバルクの蛋白質分解機構の一つであるが、誘導メカニズムは不明である。Myc変異体を使った研究などから、アポトーシス誘導能、細胞がん化能とは別にオートファジー誘導のためのMyc機能が存在していることが示唆された。また、がん化に伴ってMycオートファジー誘導能が抑制されることが観察された。これらの観察および、オートファジーが細胞死の一因となることが報告されていることから、オートファジー誘導はMycがん化のセーフガードとして働いている可能性が考えられる。本研究ではさらにMycによりコントロールされる新規Myc標的遺伝子を同定し、特に以下の3つの遺伝子TAFII105(既知の基本的転写因子だが、発表論文は少ない)、Meu4(新規遺伝子)、Mina53(新規遺伝子)について詳しく解析した。その結果、TAFII105、Meu4はオートファジー誘導に特異的に関与している可能性が考えられた。一方Mina53の発現を抑制すると細胞増殖がほぼ完全に抑制され、さらにオートファジー誘導による細胞死様の形態が観察された。このことから、予想に反して、Mina53はオートファジー抑制因子である可能性が考えられる。しかし、細胞増殖時にMina53発現が上昇すること、細胞周期抑制試薬がオートファジーを誘導することが今回観察されたことから、Mina53が細胞増殖に必要な因子である可能性も考えられる。つまり、Mina53発現抑制により細胞周期がとまり結果的にオートファジーが誘導されたというものである。オートファジーががん抑制に働く可能性があることから、上記遺伝子は、がんの診断、治療に応用できる可能性が考えられる。
乳幼児における印象知覚の発達過程の解明

人は顔を見ると瞬時かつ自動的に「優しそう」「強そう」など様々な印象を知覚するが、その発達過程についてはほとんど明らかになっていない。本研究では、顔画像に対する印象知覚の発達について検討した。前年度までに乳児の印象知覚および幼児の印象知覚実験の予備的データの収集に成功している。今年度は、前年度に引き続き、信頼感以外の印象も含め、26歳児および成人を対象に、印象判断実験を行った。その結果、印象の種類によって、幼児でも成人と同様の判断がなされるものと全く異なるものがあることが示された。たとえば幼児では、信頼感と支配性は年齢が上がるにつれて判断が安定する傾向があるが、成人では特に信頼感の判断が刺激画像や評価者によってばらつく傾向がみられた。有能さについては全体として判断が一致しない傾向がみられた。このように、印象の種類によって年代間で判断に差異がみられ、そこには顔を見る社会的経験あるいは文化による影響が働いていると考えられる。期間全体を通して、発達初期の乳幼児でも顔から印象を知覚している可能性が示唆された。したがって、顔から印象を知覚する能力は多くの社会的経験や高度な社会的相互作用をほとんど必要としないと考えられる。ただし、上述のように幼児と成人では判断の異なるところもあり、成長に伴う印象知覚の変化や、印象知覚の文化差などについては今後も検討を続ける必要がある。乳児を対象とした研究については国際学術雑誌に掲載された(Sakuta et al., 2018, PLOS ONE)。幼児を対象とした研究については、国際学会で発表し(Sakuta, 2019, ICPS)、現在、論文投稿準備中である。本研究課題をさらに発展させることにより、顔認知の重要な社会的側面である印象知覚の発達過程に加え、その文化的固有性及び普遍性を解明することができると考える。本研究では、印象知覚メカニズムがいつどのように獲得されるかを明らかにすることを目的とする。まず、生後1年以内の乳児は印象が知覚できるかを検討するため、乳児にとって最も重要と思われる信頼感の印象について、5-8ヶ月児を対象に実験を行った。実験では、言語による教示のできない乳児に対しては選好注視法を用いて、印象が相反する顔同士を対提示し、どちらをより長く見るかという注視行動を指標として印象の異なる顔に対する選好が見られるかを検討した。画像はTodorovらの作成したデータベース(Todorov & Oostenhof, 2008)に基づき、特定の印象のみが操作されていることが確認されているものを選定した。信頼感の高い顔と低い顔を対提示し、両者への注視率を比較したところ、2つの顔がどちらも優位性(Dominance)が高い場合には信頼感の高い顔を選好したが、優位性が低い顔同士の場合はそのような選好は見られなかった。つまり、乳児は信頼感が高くかつ優位性が高い顔を好んで注視することが明らかとなった。この結果より、生後1年未満の乳児でも信頼感という社会的に重要な印象の知覚が可能であることが示唆された。これは今までの研究では報告されていない全く新奇なものであり、社会的認知の発達を理解するうえで重要な知見といえる。本研究では、人物が「信頼できるかどうか」という社会的認知が発達の初期に獲得されている可能性を示唆するという重要な知見が得られた。初めに立てた仮説の通り、乳児が信頼感の高い顔を選好するという結果が得られたため、研究はおおむね順調に進展していると考える。今回は論文の掲載には至らなかったことから、「当初の計画以上に進展している」とは言えないと判断した。本研究課題は印象知覚メカニズムがいつどのように獲得されるかを明らかにすることを目的とする。前年度までに、乳児を対象とした検討により、2つの顔を正立で対提示した場合に乳児でも信頼感印象に対する感受性を持っている可能性が示唆された。そこで、次に、顔を上下逆さにした場合についても同様に検討した。その結果、乳児も成人同様、顔の全体情報から印象を知覚していることが示唆された。これまでに得られた結果をもとに論文を執筆し、現在投稿準備中である。乳児を対象とした調査では、顔の信頼感印象に焦点を絞って検討したが、信頼感以外の印象の知覚についても明らかにするため、さまざまな印象特性を持つ顔画像を使用し、生後のどの段階でそれぞれの印象の知覚が成立するかを検討した。対象は2歳6歳とした。印象の種類によっては、早い段階で知覚できるものと、より後期に発達するものがあると予測される。本研究では、信頼感(trustworthiness)、力強さ(Dominance)、有能さ(competence)印象の高い顔と低い顔などを対提示し、乳幼児がどちらを選好するかを検討した。言語による教示がうまく伝わらない可能性を考慮し、選好注視法と言語教示による選択判断を併用した。この実験については現在予備的データの取得途中であるが、幼児は信頼感については信頼感の高い顔をおおむね「いい人」と認識するが、そのほかの印象については判断が安定しないという傾向がみられている。刺激提示方法などを改良し、さらに手続きを洗練させて引き続き検討を行う。本研究では、これまでに確認された乳児の信頼感への感受性を、幼児でも確認することができた。乳児期から幼児期へと移行する2歳3歳の幼児の判断について、新たな知見を得ることができたという点で順調に進展していると考える。

本研究課題は印象知覚メカニズムが乳幼児期の発達過程でいつどのように獲得されるかを視覚認知の視点から明らかにすることを目的とする。これまでの検討により、乳児でも信頼感印象に対する感受性を持っており、乳児も成人同様、顔の全体情報から印象を知覚していることが示唆された。以上の結果はまだよく解明されていない発達初期の印象知覚に関して重要な知見を提供するものである。これまでに得られた結果をもとに論文を執筆し、現在国際誌に投稿・査読中である。乳児を対象とした調査では、顔の信頼感印象に焦点を絞って検討したが、信頼感以外の印象の知覚についても明らかにするため、信頼感(trustworthiness)、力強さ(dominance)、有能さ(competence)のいずれかの印象をコンピュータグラフィクスにより操作した顔画像を使用し、それぞれの印象の違いを見分けることができるかを検討した。対象は2歳6歳とした。印象の種類によっては、早い段階で知覚できるものと、より後期に発達するものがあると予測される。この実験については昨年度の予備的検討の結果を元に刺激画像のセットを修正し、再度実験を行っており、現在データの取得途中である。分析の結果、2歳児でも、信頼感の高い顔をほぼ一貫して「いい人」と認識するが、そのほかの印象についてはより年齢が進むまで判断が安定しないという傾向が確認されている。今の時点では年齢により人数にばらつきがあるため、引き続きデータ収集を継続する。これまで収集した乳児を対象としたデータに基づき、学術論文を執筆、投稿することができた。また、これまでに確認された乳児の信頼感への感受性を、幼児でも確認することができた。乳児期から幼児期へと移行する2歳3歳の幼児の判断について、新たな知見を得ることができた。幼児を対象とした研究成果については、2018年度に国内および海外の学会で発表予定である。印象知覚に関する研究を数多く行っているPrinceton大学教授を招聘して講演会を開催した際に、本研究課題についても時間をかけて議論を行うことができた。以上の点で順調に進展していると考える。人は顔を見ると瞬時かつ自動的に「優しそう」「強そう」など様々な印象を知覚するが、その発達過程についてはほとんど明らかになっていない。本研究では、顔画像に対する印象知覚の発達について検討した。前年度までに乳児の印象知覚および幼児の印象知覚実験の予備的データの収集に成功している。今年度は、前年度に引き続き、信頼感以外の印象も含め、26歳児および成人を対象に、印象判断実験を行った。その結果、印象の種類によって、幼児でも成人と同様の判断がなされるものと全く異なるものがあることが示された。たとえば幼児では、信頼感と支配性は年齢が上がるにつれて判断が安定する傾向があるが、成人では特に信頼感の判断が刺激画像や評価者によってばらつく傾向がみられた。有能さについては全体として判断が一致しない傾向がみられた。このように、印象の種類によって年代間で判断に差異がみられ、そこには顔を見る社会的経験あるいは文化による影響が働いていると考えられる。期間全体を通して、発達初期の乳幼児でも顔から印象を知覚している可能性が示唆された。
戦後日本政党政治における社会民主主義の位置―民社党の挑戦１９６０～１９７１―

第一に、蝋山政道についての史料を収集し、その分析を行った。蝋山は中道政治、社会民主主義(民主社会主義)を志向し、活発な言論活動、知的サークル活動を行った。ただし、彼は学者・知識人として自らを位置づけ、現実の政治活動とは一線を画した。第二に、蝋山との比較対象として関嘉彦についても同様に史料を収集し、その分析を行った。同じ民主社会主義者ながら蝋山とは対照的な知識人像を抽出し、現実政治との関わりや影響力について検討した。第三に、右派社会党の領袖として活躍し、蝋山や関とも関係が深かった河上丈太郎の日記を翻刻・出版するプロジェクトに参加した。本研究は、民社党の結成から展開の過程を、知識人を軸に検討することにより、戦後日本において社会民主主義勢力の形成がどのように行われたか、また、なぜ勢力拡大が政治的に成功しなかったのか、さらに、そこで蓄積された議論にはどのような特色があり、引き出すべき「成果」があるのかについて論じようとするものである。2012年度は、計画2年目として、史資料収集と原稿執筆を中心に行った。(1)東京出張(8-9月に計2回)を行い、国立国会図書館、東京大学総合図書館、国立公文書館、友愛労働歴史館などを訪問し、雑誌論文、行政資料、私文書等の収集を行った。(2)蝋山政道の著作や民社党関係の刊行物について収集し、閲覧した。2011年度には1955-65年を中心に収集・閲覧を行ったが、2012年度には1955年以前と1965年以降をも対象にし、時期ごとの内容について整理・類型化を行った。それぞれの個別の論点を関連する研究についても同様に収集・閲覧を行った。これらにより、史料や先行研究について、整理把握し、問題の所在を検討した。(3)当該テーマに関連する内容について、原稿執筆と学会・研究会報告を行った。2012年度中に公刊されたものとして、城下賢一「治山治水特別会計をめぐる政治過程」『土木史研究講演集』32号、2012年がある。同一報告を土木学会土木史研究会2012年大会(日本大学)にて報告した。他の原稿についても、2013年度の成果発表・公刊を計画している。2013年度は、計画3年目として、史資料収集のほか論文・学会発表を行った。主な内容は以下のとおりである。(2)北山俊哉との共著である「日本福祉国家発展とポスト類型論」が公刊された。日本における福祉国家の発展について、その前史となる戦前から現代までを対象に述べた。(3)翻刻作業に加わった『河上丈太郎日記』が刊行された。民社党グループと思想的・人的に近く、日本社会党委員長を務めた河上丈太郎の日記は、日本の社会民主主義研究にとって重要な史料である。(5)史資料収集について、東京出張(6月1回、8月3回)を行い、国立国会図書館、東京大学総合図書館、東京都立図書館などを訪問し、研究課題に関する史資料や書籍等を閲覧し、手許に必要なものについては複写した。2011年度は、初年度として、史資料収集を中心に行った。(1)東京(8-9月と3月に計4回)、名古屋(3月)に計5回の出張を行い、国立国会図書館、東京大学総合図書館、国立公文書館、名古屋市市政資料館、愛知県公文書館などを訪問し、雑誌論文、行政資料、私文書等の収集を行った。雑誌論文の収集にあたっては、『蝋山政道著作目録』を参考にし、その他ciniiなどのデータベースで補った。(2)蝋山は雑誌のみならず新聞への投稿も多いが、これらはこれまで網羅的に集められてこなかった。幸い、近年では新聞各社のデータベースが整備されてきている。これらを利用し、新聞投稿についても年次ごとに収集を進めた。(3)蝋山政道の著作や民社党関係の刊行物について収集し、閲覧した。図書館では多く断片的にしか集められていないため、古書による購入を進めた。関連する研究についても同様に収集・閲覧を行った。(4)当該テーマに関連する内容について、2本の論文(「占領期の遺族厚生連盟の活動とその政治的影響力」『立命館大学人文科学研究所紀要』97号、「日本型福祉国家と農業団体ー共済制度の経路依存性効果と分立型年金への道」『創造都市研究』7巻2号)を執筆し、発表した。2014年度は、最終年度として、成果発表と補足的な資料収集を行った。(3)研究テーマに関連する論文2本(共著と単著)を執筆し、掲載待ち状態である。また、収集史料のうち預かった個人の日記について翻刻を進めた。

翻刻に目処がついた段階での発表を行う予定である。(4) 5月に日本選挙学会大会(早稲田大学)、6月に日本比較政治学会(東京大学)、10月に日本政治学会(早稲田大学)、11月に史学会(東京大学)に出席し、最新の研究成果を聴取した。(5)補足的な史資料収集のため、1月に東京出張し、国立国会図書館に所蔵されている機関紙誌類を閲覧し、必要箇所を複写した。政治学史資料収集を進め、その内容把握や分析を行った。当該テーマに関連する内容について1本の論文を執筆し、発表した。同一内容の学会報告を行った。計画にあたっては、研究の進行を3段階に分けてこれを行うものとした。このうち、第1期は本研究のテーマに関わる文献・史料の収集や先行研究の整理を行い、第2期は社会民主主義勢力の知識人のうち、代表的な人物として蝋山政道を取り上げ、その思想と政治認識、具体的な政治行動について検討し、第3期に蝋山を中心に、知識人を軸に社民勢力内の他のアクターとの関係、また自民党や社会党など、他の政治勢力との異同について解明するとした。この計画に対応して、3年目の平成25年度には、(実績の概要に記した通り)当該テーマに関連する内容について2つの論文を執筆し、1つの史料集が刊行され、1つの書評を執筆した。この他、4つの国内外の学会に報告者として参加し、1つの日本語での報告、3つの英語での報告を行った。また、補充的に史資料収集を進め、その内容把握や分析を行った。したがって、平成25年度の作業の結果は、おおむね順調に推移していると判断される。このうち、第1期は本研究のテーマに関わる文献・史料の収集や先行研究の整理を行い、第2期は社会民主主義勢力の知識人のうち、代表的な人物として蝋山政道を取り上げ、その思想と政治認識、具体的な政治行動について検討するとした。その上で、初年度には第1期の作業を行うほか、第2期の作業についても着手するとした。実際の作業については、研究実績の概要に記載の通り、蝋山政道を中心に史資料収集を進め、今後の公表論文としての成果に結実させるため、その内容把握や分析を行った。この内容は第1期、第2期の計画内容に相当する。作業の結果として、追加的に収集・調査が必要な分が発生しているが、それらは補助的な範囲の量である。この他、当該テーマに関連する内容について2本の論文を執筆し、発表を済ませた。従って、初年度の作業の結果は、おおむね順調に推移していると判断される。社会民主主義勢力の知識人のうち、代表的な人物として蝋山政道を取り上げ、その思想と政治認識、具体的な政治行動について検討する。蝋山については近代日本の知的巨人の一人として多くの先行研究があるが、これらを批判的に摂取しつつ、戦後の社民勢力との関わりを中心にして彼を論じる。こうした視点はこれまでなかった。民社党の理論的指導者としての彼の社会民主主義理解が形成された経緯や、民社党結党後、同党の勢力拡大失敗の過程で、彼の思想や情勢認識には変化が迫られたと考えられるが、その具体的な在り様を明らかにする。具体的な問題としては、1960年総選挙での惨敗、安保闘争、公明党の出現による多党化の進展などが想定される。これらの出来事に対する蝋山の思想的対応の理解と、その全体的把握を目指す。なお、その他の主な知識人(関嘉彦、中村菊男、武藤光朗、猪木正道ら)については、蝋山の社会民主主義理解との関係のなかで副次的に検討する。
吸着分子から半導体基盤への励起エネルギ-移動

高真空下(1×10^<ー5>Pa)で,200kに冷却した基盤にフルオランテンを蒸着した。基盤にはシリコンウェ-ハ-の他に比較のために銀蒸着膜と石英基板も用いた。蒸着したフルオランテンの膜厚(D)は100ー500A^^°の間で変化させた。この試料に対して,水素放電管(パルス幅2ms)からの光を照射し,シングルフォトンカウンティング法により蛍光寿命測定を行った。フルオランテン薄膜の蛍光減衰曲線は,基盤・温度に関係なくいずれも二つの指数関数の和の形,A_1・exp(ーt/C_1)+A_2・exp(ーt/C_2),で表わすことができた。溶液中での蛍光寿命t_o(32.5ms)を基準にして,薄膜の蛍光の相対量子率,Φ=ΣAiCi/Co,を求めた。石英基盤上では,D=350A^^°でも500A^^°でもΦは0.75となり,膜厚による変化はみられなかった。また,銀基盤上では,D=360A^^°ではΦ=0.70,100A^^°では0.21と膜厚の減少と共にΦは小さくなった。Dの大きい領域ですでにΦに膜厚依存性が現われていることから,これらフルオランテンから銀表面へのエネルギ-移動が原因であると考えられる。これに対し,シリコン基盤ではD<300A^^°では蛍光がほとんど観測されず,D=500A^^°でかろうじて寿命測定が可能な信号強度を得ることができた。ところが,蛍光寿命の方は意外と長く、Φは約0.5であった。すなわた、シリコンの場合は銀に比べて,Φの膜厚依存性に不連続な点がある。このことは,基盤ー分子間の距離が小さい時に起こりやすい電子移動が関与していることを示唆している。真空度から推定すると、今回使用したシリコンの表面は薄い酸化膜で覆われている。電子移動をより起こりやすくするには真空度を約10^<ー8>Pa程度にして,加熱により酸化膜を除去する必要がある。そのために,現在,タ-ボ分子ポンプの取付けを進めている。
がんの超早期診断に向けた血中エクソソームの精良な単離・濃縮手法の開発

本研究では、“エクソソームのような微小な帯電粒子"を迅速かつ高効率で体液中から単離・濃縮するために、イオン濃度分極で発生するイオン枯渇領域の隔壁作用(斥力)を利用したマイクロ流体デバイスを開発した。人臍帯静脈由来血管内皮細胞株、ヒト肺胞基底上皮腺癌細胞株、ヒト胎児腎細胞由来株および、乳がん細胞株の4つの細胞の培養液から取り出したエクソソームについて、イオン枯渇領域の斥力の検証実験を実施し、エクソソームが、単離・濃縮可能なことを示した。また、エクソソームの形状と密度を計測することで、本手法の処理がエクソソームの形状維持に影響をおよぼさないことを示した。イオン濃度分極によるイオン欠乏領域の隔壁作用を利用する精良な単離・濃縮手法を実現するために、当該年度はイオン濃度分極の原理評価のためのデバイスを製作した。デバイスの機構については、構成要素を必要最小限にすることで、現象の基礎的な評価を可能にした。このデバイスを用いて複数種類の帯電粒子に対して単離・濃縮実験を実施した。単離・濃縮実験では、デバイスへ印過する電圧や粒子溶液の送液流量が変化すると、隔壁作用による斥力もその変化に追随して増減することが分かった。結果として、印過電圧や送液流量による静電力と流体力をパラメータとすることで、隔壁作用による斥力が制御可能であることが明らかになった。また、隔壁作用による斥力は、それを受ける帯電物質のサイズや帯電量によって大きく異なることも明らかになった。特に、当初想定していなかった興味深い現象として、生体内物質のモデルとしてアルブミンを使用した結果では、斥力ではなく引力が働いているような現象が新たに観測された。我々は、本研究で当初予定していた内容からさらに一歩踏み込んで、この斥力と引力の切り替わりが溶液内の各イオン種の濃度分布の重ね合わせから起こる現象であるという仮説を立て、この仮説を立証するために溶液内イオンの濃度分布の計測を開始した。以上の成果については、10月に行われた第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウムで発表するとともに、現在電気学会誌に論文を投稿中である。当該年度に実施したイオン欠乏領域の隔壁作用の検証は順調に完了しているため、次年度は予定通り、エクソソームを含む生体内物質の効果的な単離・濃縮のための検証を進めて行く。一方で、当該年度の実験により新たに確認された現象について追加で検証を進めようと考えているが、検証実験とデバイス製作を並行して進めることで、プロジェクト進捗への影響は無いものと判断した。さらにプロジェクトを促進させるために、評価に必要なエクソソームを大量に準備する施策を取っている。本研究では、がんの早期診断を目指し、がんのバイオマーカーであるエクソソームを高精度で検出するための単離・濃縮手法の開発に取り組んだ。“エクソソームのような微小な帯電粒子"を迅速かつ高効率で体液中から単離・濃縮するために、イオン濃度分極で発生するイオン枯渇領域を利用するマイクロ流体デバイスを開発した。開発したデバイスの機能検証および改良のために、複数種類のサイズの帯電粒子、アルブミン、デキストラン、バキュロウィルスをモデル粒子として網羅的に単離・濃縮実験を実施した。その結果として、イオン枯渇領域の規模と入力電圧との間に、制御可能な相関があることが明らかになった。さらに、各粒子がイオン枯渇領域から受ける斥力の差異を明らかにし、粒子を帯電量やサイズによって単離できることを示した。28年度は、製作したデバイスで実際にエクソソームの操作を行った。使用したエクソソームは、ヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞(HUVEC)、ヒト肺胞基底上皮腺癌細胞(A549)、ヒト胎児腎細胞由来株(HEK293)および、乳がん細胞株(MCF-7)の4つの細胞の培養液から取り出した。この4種類のエクソソームについて、イオン枯渇領域からうける斥力についての検証を実施し、エクソソームが他の帯電粒子と同様に単離・濃縮可能なことを示した。また、エクソソームの形状を原子間力顕微鏡により測定することで、本手法の電気化学的な力がエクソソームの形状維持に影響をおよぼさないことが示された。生体内物質の単離・濃縮率を向上させるため、当該年度のデバイスの機構を並列化させた生体内物質用の単離・濃縮デバイスを製作して、濃縮率や濃縮後の物質の変性の有無について検証を進めて行く。使用する生体内物質としては、アルブミン、デキストラン、エクソソームを用いることとし、入手が困難なエクソソームについては、常時利用できるように、独自で培養細胞から大量抽出して準備することでプロジェクトを促進させる。

検証が困難な生体内物質の変性の有無については、4大学ナノ・マイクロファブリケーションコンソーシアム(慶大、早大、東大、東工大)の共有装置の液中計測が可能な原子間力顕微鏡を使用して評価する。また並行して、当該年度の実験により新たに確認された複数のイオン種が起因すると推測できる現象について検証を進めていく。検証方法としては、インジケータ試薬を利用したpH計測によりプロトンの可視化を実施しようとしている。この結果を踏まえて、すでに試作した数理モデルに、非定常なイオン濃度分布の影響を取り入れたモデルを構築する。ナノ・マイクロ工学当該年度は、国際学会での発表を見送ったため、旅費として使用予定の額が次年度に繰り越された。国際学会で研究成果を発表するための旅費として使用する予定である。
長期的な低線量被曝が野生生物に及ぼす遺伝的影響の評価

アカマツの雌性配偶体(n)を対象としたマイクロサテライト分析手法の最適化を行った。裸子植物では,雌性配偶体の中に造卵器が形成され,その中に卵細胞が作られる。雌性配偶体は卵細胞が受精した後,被子植物でいうところの胚乳の役割を果たすが,被子植物とは異なり核相は単相のままである。そのため,雌性配偶体から体細胞に見られない対立遺伝子が検出された場合,卵細胞が形成される過程のどこかで突然変異が生じたと解釈することができる。これまでに,植物の生殖細胞のDNA分析として花粉の分析手法が知られてきたが,花粉は単細胞であるため,同一サンプルについて何度も分析を繰り返すことができない。雌性配偶体は単相かつ多細胞であるため,これを用いることで同一サンプルの再解析が可能となった。突然変異率のように極めて頻度の低い現象を扱う場合,複数回の分析によって再現性が確認できることの意義は大きい。また,低コストな温度・紫外線ロガーの観測システムを構築した。本研究では生殖細胞における被曝量と突然変異率の相関の有無を検証することを目指しているため,汚染レベルの異なる複数の地域において,複数台のロガーを設置する必要がある。しかし,気象観測に使用されるような屋外用ロガーは非常に高価であるため,複数台を設置することが難しい。今回,比較的安価な市販の室内用ロガーに防水加工を施して野外使用できるように調整し,高線量地域,中線量地域,及び低線量地域の調査地に各7台ずつ,合計21台のロガーが設置可能となった。初年度にあたる2018年度の目標は,調査地の決定と調査手法及び分析手法の最適化であった。調査地は,福島県内の低線量地域(0.05-0.07μSv/h程度)2地点,中線量地域(0.1-0.5μSv/h程度)3地点,及び高線量地域(3-7μSv/h程度)4地点の,合計9地点を選定した。各種手法の最適化について,当初計画では次の5項目について完了することを予定していた:1空間放射線量の測定手法,2紫外線ロガーの設置法,3サンプル組織の放射性セシウム量測定法,4DNA酸化損傷レベル測定法5生殖細胞のSSR分析手法。このうち,アカマツについては,1,2,3,及び5を完了し,4のDNA酸化損傷レベルの測定については最適化を開始した。なお,5の生殖細胞のSSR分析手法については,当初計画では花粉を用いる予定であったが,雌性配偶体を用いる手法に変更し,最適化を完了した。アカネズミについては,1と3が完了し,4のDNA酸化損傷レベルの測定については最適化を開始した。2のロガーの設置については,移動能力のあるアカネズミに対して採取地点の環境変数を測定することの意義が希薄であるため,ロガーの設置を取りやめ,サンプル数の充実を優先することとした。この計画変更は,アカネズミ組織中の放射性セシウム量と空間線量との間に相関がみられないという初年度の分析結果を受けたものである。5の生殖細胞のSSR分析手法については,アカネズミでは開始が遅れている。また,アカネズミについては,放射線による感受性関連遺伝子に対する自然選択の検出を目的として,RAD-Seqの発注を予定していたが,初年度はサンプリングを優先し,RAD-Seqの発注は2年目に持ち越しとした。おおむね当初計画に従い,最終年度までに,高線量地域,中線量地域,及び低線量地域のそれぞれに生育するアカマツとアカネズミを対象として,次の5項目について分析を行い放射線量と生物的影響の関係を評価する:1空間放射線量,2放射線以外の環境変数(積算気温と積算紫外線量),3各サンプルの内部被曝状況,4生殖組織のDNA酸化損傷レベル,5生殖細胞の突然変異率。本研究の中心的なデータとなる生殖細胞の突然変異率の分析については,実験操作の簡便性や結果の再現性を考慮して,分析する組織を花粉から雌性配偶体に変更したため,サンプリングの時期も開花期である4月下旬から結実期である10月下旬に変更となり,その後の分析も当初計画から半年ほど後ろ倒しとなる予定である。アカマツについては,DNA酸化損傷レベルの実験手法の最適化と測定の両方を2019年度中に完了することを目指す。また,植物は根端分裂組織を用いて比較的容易に染色体を観察することができるため,空間線量と染色体異常との関係についても分析を試みる。染色体異常も突然変異と同様に,放射線の生物学的な影響として社会的関心は高い。アカネズミについては,初年度の組織中の放射性セシウム濃度の測定の結果を受けて,温度・紫外線ロガーによる環境変数の測定を取りやめたため,その分の調査努力及びコストをサンプル数の充実に充てる。サンプリングと組織中の放射性セシウム量の測定が完了し次第,DNA酸化損傷レベルの分析と放射線感受性関連遺伝子のアウトライヤー分析を順次開始する。