hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幼児期の自己制御が児童期の適応に及ぼす影響：クールな制御とホットな制御から

認知の発達、抑制と情動制御、家族形態による社会的行動の違いなどの検討を行った。人間の自己制御活動について、認知的制御と情動制御の2側面を取り上げた。3年間の縦断研究により、幼児期の社会的情報処理は児童期の仲間関係に影響し、幼児期のクールな実行機能は児童期の学業成績に影響することを明らかにした。その他、成人・乳児の顔刺激に対する情動生理反応(体表温)と認知反応(接近欲求)及び自閉乳児の泣声に対する苦痛反応の日伊比較、日本人の幼児と成人を対象としたgo/nogo課題における認知的抑制に及ぼす情動刺激の影響,社会的情報処理場面におけるアイトラッキングと判断との関連,幼児の同調に及ぼす集団意識の影響、家庭構成が幼児の社会的行動に及ぼす影響の調査研究を行った。初年度に計画していた年長幼児のデータは収集し終わった。またデータの多くは入力済みである。分析が残されている。成人を対象とする実験は取りまとめ論文とした。基本的に当初の計画を進めていく。平成27年度に測定した小1年時点のデータの解析、また年長児時点との対応等、縦断的な分析を進める。さらに、成人実験として顔刺激への体表温、クールな情報処理へのホットな情動の影響を見る情動表情を手がかりとする空間手がかり課題、社会的情報処理における符号化の眼球運動分析を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。発達心理学基本的に当初の計画を進めていく。初年度に取ったデータの分析を行う。また27年度は小学1年生となった対象児の、入学後の学業適応と仲間適応について、教師調査、仲間調査を行い、初年度データとの縦断的なデータ分析を行う。さらに2種の実験を行う。1つは、ヒトの顔刺激に加え動物の成体・幼体の顔についての体表温変化の検討、2つ目は、クールな情報処理への情動の影響を、情動表情(怒り顔、笑い顔、中性顔)を手がかりとする空間手がかり課題により検討する。成人用実験が予備研究で終わったため、本格実施のための刺激提示・コントロールソフトの購入が遅れたこと、また子どもデータの収集が年度末になり、データ入力が終わらず、人件費・謝金の支出が遅れていることによる。当初購入予定であったTobii Eye Trackerを校費で購入できたため、動きにも強いTalk Eye Liteを眼球運動測定用に購入したが、その装置がより安価であったことによる。本年度の実験の中では脳機能測定を行わない事としたため、脳波測定装置の購入を行わなかった。また本年度はデータ収集に重きをおいたため、学会等での発表ができず、出張旅費を使わなかった事による。28年度に、当初予定していた刺激提示、コントロールソフトの購入を行う。また、調査実施、データ入力などの謝金処理を行う。脳機能測定のための測定装置及び制御ソフト、パソコンを購入する事に利用する。
東南アジア歴史都市デザインプロセスへの都市冷却効果検証モデルの組込と性能評価

マレーシア・マラッカはユネスコ指定の世界遺産都市であるが,指定ゾーン内の樹木や空地が乏しく,また交通渋滞の常態化による都市熱環境の悪化が懸念されている。本研究は,緑化空間の創出による熱環境の改善を歩行誘発につなげ地域価値向上のサイクルを実現するため,景観構成分析と都市冷却効果の検証機能を連携させた都市デザインプロセスの開発を目的とする。達成点として,定量解析を重合した結果を根拠とした地域緑化手法により,街路上およびその周辺での気温や地表面温度の低減効果を確認した。またこの環境改善が通過交通の低減に繋がると仮定したシナリオに基づく排熱計算を通じ,域内の交通排熱量の削減を定量的に明らかにした。マラッカ歴史地区を対象にユネスコ世界遺産登録エリアを中心とした空間情報データセット作成に取り組んだ。収集したデータは,行政界,街区・敷地境界,土地利用現況,ユネスコゾーン,道路,等高線,歴史的建造物位置,緑地・樹木位置である。デジタルデータは属性データをマレー語から翻訳,紙地図はスキャニングとジオレファレンス,座標系の変換・統一化などの加工・調整によりGIS上で用いるデータセットを整備した。土地利用の概況は商業業務地区が約46%,観光スポットでもある歴史的な公共建築などを含む教育・コミュニティ関連が約30%,住居系約11%,オープンスペース・空地は僅かに6%程度である。現状ではユネスコ・コアゾーン・マラッカ川西側地区にはまとまった緑地・空地がほとんど確認できていない。また,環境解析を行うために,対象地区再近隣ウエザーステーションにおける過去10年間の気象観測データを入手,年間,日中温度変化,風配図などを分析し,温湿度の初期値,卓越風の設定値を決定した。さらに,現地調査を実施,建物ファサードの連続写真を撮影,補正・連結によって建物高さを推定してモデリングを行った。微気候のシミュレーションにはEnvi-metモデルを用い,地区の建物高さ,草木高さ,土地被覆等を考慮した3次元モデルにより,気温,地表面温度,風速を水平グリッド2m間隔で計算して分布図を作成した。コアゾーン内の熱環境を概観し,ポケットパークや川の線的に結ぶことによる冷却効果の可能性が示唆された。最後に,歴史地区の景観,眺望,回遊動線の現状を把握するためSpaceSyntax手法に基づき,Axial mapおよびVisilibility Analysys Mapを作成,可視領域の可視領域解析を行った。前年度に構築した空間情報データセットを用い,マラッカ歴史地区における微気候(周辺気温・風速),歴史的景観への可視/不可視,歩行者行動の観点から,将来的な域内の緑化ポテンシャル空間および歩行者用新規パスを抽出し,回遊性向上と緑化ネットワークによる熱環境改善効果の評価を行った。まず,対象地区の建物,道路,緑地/樹木の現状をもとに歩行者の回遊性向上のシナリオを設定した。シナリオは1)街並み保全・整備計画勘案タイプ,2)新規パス組み合わせタイプ,3)最大限緑化タイプの3タイプである。シナリオ作成にあたり,Space Syntax理論に基づく街路の接続性,視認性分析を実行し,これらの構造的な特徴を定量的に把握した。また,現況微気候環境レイヤ,および,空地・オープンスペースを含む土地利用現況レイヤを重ね,街路間の接続性と周辺環境の両面から見た将来緑化可能空間を特定した。次に,微気候シミュレーションを行い,域内のどこでどの程度周辺熱環境の改善に寄与するかについて,気温・風速の変化から客観的な比較検討を行った。この際特に,歩行者の回遊性向上に資するグリーンネットワーク形成の観点から地区内の主要ノード・パス付近での微気候変化に着目した解析を加えた。これら結果から,既存の保全・整備計画との整合性を考慮しながら,新たな地区緑化手法とシナリオベースの緑化案が周辺熱環境改善に資する効果について知見をまとめた。自動車交通量の抑制による熱環境改善効果の予測に向けては,現地の交通関連データの探索と収集を進めた。最終年度は,3パターンの地域緑化シナリオに基づく微気候シミュレーションを深耕させるとともに,自動車交通量の削減が期待できるシナリオベースの交通排熱量削減の予測を行った。緑化による影響は樹木下だけでなく,交差点や街路沿いのオープンスペースにも波及していること,域内全体の温度低減に寄与していることが分かった。また,植栽を新設した歩行者専用道路上では,平均約0.8°Cの周辺気温低減と約7°Cの地表面温度低減の効果がみられた。また,通過交通量を最大25%減とすることで7.2%,最大50%減とすることで15.9%の交通排熱量削減に繋がることが明らかとなった。以下に研究期間全体を通じて実施した研究成果についてまとめる。1デジタル化された空間基盤データ,高解像度航空写真および現地調査から樹木・緑地・空地分布マップ,建物外形データからなるデータセットを作成した。また,土地利用現況図,建築物の外形および高さの現況等からなる主題図を作成,編集補正した建築物ファサード写真を参照し,建築物高さを推定した。2データセットを活用し,既存建築物の形状,現況緑被・樹木分布,土地被覆現況,気象観測データを入力値とした微気候シミュレーションを行った。地区の面的な気温分布,風速分布の現況を把握した。3気温,風速,可視・不可視領域の判定結果,SpaceSyntax理論に基づくThrough Vision値を重合,空間の統合度を示すIntegration値をオーバーレイし,地区緑化へのポテンシャルが高い緑化推奨空間の抽出を行った。4以上をもとに域内緑化シナリオを作成,シナリオ別の微気候シミュレーション適用と,域内の通過交通量予測に基づく交通排熱変化と緑化シナリオとの関係について分析を行い最終年度の成果を得た。

マレーシア・マラッカはユネスコ指定の世界遺産都市であるが,指定ゾーン内の樹木や空地が乏しく,また交通渋滞の常態化による都市熱環境の悪化が懸念されている。本研究は,緑化空間の創出による熱環境の改善を歩行誘発につなげ地域価値向上のサイクルを実現するため,景観構成分析と都市冷却効果の検証機能を連携させた都市デザインプロセスの開発を目的とする。達成点として,定量解析を重合した結果を根拠とした地域緑化手法により,街路上およびその周辺での気温や地表面温度の低減効果を確認した。またこの環境改善が通過交通の低減に繋がると仮定したシナリオに基づく排熱計算を通じ,域内の交通排熱量の削減を定量的に明らかにした。研究目的および計画調書に記載した緑化ネットワークの検討と熱環境改善効果の検証については予定通り達成した。交通関係のデータ探索に時間を要したため,交通廃熱の抑制による効果検証が未達である。都市デザイン学研究計画調書に記載した3年目の計画に従って進める。交通量の推定については代替方法を含めて検討する。研究計画調書に記載した平成25年度計画, (A)現況土地建物レイヤ,(B)現況微気候レイヤ,(C)物的景観保全レイヤの作成が,研究実績の概要に記した通り完了した。研究成果の一部を国際会議で2編発表した。人件費支出が見込み額を若干下回ったこと,交通廃熱関連の研究実施がやや遅延していることによる。研究計画調書に記載した2年目,3年目の計画を変更すべき理由は特段生じておらず,計画に従って研究を進める。次年度使用額は当該年度交付内定額の5%未満であり翌年度分とあわせた予算計画に大きな変更なない。内訳は旅費67万円,人件費25万円,物品費20万円,その他(投稿料など)15万円である。物品費の調達価格,人件費支出が見込み額を若干下回ったため次年度使用額が生じた。次年度使用額は当該年度分助成金の5%程度であり,翌年度分とをあわせた予算計画に大きな変更は生じない。旅費68万円(国内8,国外60),人件費25万円,消耗品費10万円,その他(投稿料など)25万円である。
高効率型微生物燃料電池における微生物共生システムの解明

高効率型微生物燃料電池(MFC)を構築するため、新規の膜電極複合体(MEA)を作成し評価した。Nafion 117を超えるMEAは得られなかった。MEAの重要な因子として膜厚と酸素の遮蔽性が指摘された。高効率型MFCの要因について生ゴミ供給型MFCを構築し、電気生産特性と微生物群集構造の関係を調べた。その結果、電気生産能力の向上および安定性には電極上におけるGeobacter属細菌の選択的集積、またその集積を可能とする負極溶液中の微生物群の柔軟な変化、そして有機酸を介した両者の緩やかな共生が必要不可欠である事が示唆された。H22年度では、新膜電極複合体の性能評価と合わせて微生物燃料電池(MFC)の発電特性と電気生産関連微生物生態系との関係性について解析を実施した。微生物燃料電池の内部抵抗を下げるためにも、できるだけ薄いプロトン交換膜を用いる必要がる。そこで研究分担者によって膜厚の異なる新膜電極複合体を複数作成し評価した。その結果、予想に反し、既存のNafion 117膜を用いた方がMFCの性能が良かった。その原因を探るため電子顕微鏡で膜を観察したところ微小な空隙が観察された。即ち、新膜電極複合体を設置したMFCでは負極槽内を嫌気状態に保立てなかったことが、低発電効率に至った原因と考えられた。Nafion 117膜を設置したMFCでは、電流電圧曲線の解析結果から、徐々に電気化学的性能の向上が観察された。即ち、培養34日目と168日目を比較すると最大電流密度は43mAm^<-2>_<anode>から2.2Am^<-2>_<anode>へ、最大出力は0.12Wm^<-3>から7.4Wm^<-3>へと向上した。この変化を理解するため、負電極表面上のバイオフィルム、懸濁液および生ゴミ分解槽液の微生物群集構造をDGGEおよび16SrRNA遺伝子クローンライブラリー解析を実施した。その結果、それぞれの群集構造は異なることが示された。また、培養日数の長期化に伴い、MFC負極槽内の微生物群集構造は、ある特定の生態系へとシフトしていくことが示された。昨年度までの成果を基に、H23年度は3つの微生物燃料電池(MFC)研究を実施した。その概要を述べる。1)新規電極複合体の性能評価と微生物群集構造の解析Nafionよりも安価でプロトン移動能力に遜色がないと想定されたSPEEKを材料に膜電極複合体(MEA)を作成し(研究分担者松田教授による)、その評価を実施した。MFCは、生ゴミ分解溶液を連続的に供給した。約1年間運転した結果、この新規MEAは、Nafion117と比較し、正極の電位が数十mV低い傾向にあった。内部抵抗に顕著な差は認められなかった。電流密度は安定期おいてNafion117設置MFCの約50%80%であった。両MFCにおいて異なる微生物群集構造が確認され、おそらく膜を透過する空気(酸素)の影響によるものと推察された。今後、この点を改良できれば十分Nafionの代替品となり得ることが示唆された。2)外部抵抗がMFCの発電性能と微生物群集構造に及ぼす影響10Ωと1000Ωの外部抵抗を設置したMFCを長期間運転し、その発電性能と微生物群集構造を解析した。その結果、外部抵抗によって微生物群集構造は大きく影響を受け、その作用の仕方は外部抵抗によって異なった。外部抵抗の変更に伴い微生物群集構造が変化すること、また、外部抵抗によるショックは、高効率型電気生産微生物の集積に寄与する可能性が示唆された。3)生ゴミ型MFCにおける発電特性と微生物群集構造の特徴生ゴミを電子供与体とするMFCを長期間運転し、その発電特性と微生物群集構造の特徴を解析した。その結果、MFCは極めて強いバイアスを示すこと、負極溶液中の微生物群とバイオフィルムは、電子フローを介した緩やかな共生系にあることが示され、負極溶液中の柔軟な群集構造とバイオフィルムにおけるGeobacterの特異的な優占化が、不均一系での電気生産能力の向上に寄与したと推察された。微生物燃料電池において最も重要なのは負電極上に、如何にして高電気生産微生物を選択的に集積させることである。この点に関し、負電極電位の重要性には未だ議論が続いている。そこで、外部抵抗を段階的に変化させたMFCsを用いて、電気生産特性と微生物群集構造の解析を実施した。実際には、初期外部抵抗として10Ωと1000Ωを設置(それぞれLR-MFC、HR-MFCと称す)し、一方は順次外部抵抗を上げるのに対して、他方は下げることとした。電気化学的解析結果、LR-MFCの電極上の方により早く電気生産性バイオフィルの形成が確認された。

実際、初期発電能力はLR-MFCの方がHR-MFCの約2倍程度高かった。しかしLR-MFCも外部抵抗が100Ωを超えると大幅な電流密度の減少が生じた。一方HR-MFCにおいて、外部抵抗の低下に伴い徐々に電流密度が増加した。外部抵抗がDGGE解析の結果、外部抵抗の変化に伴い細菌群集構造の変遷が観察された。LR-MFCでは、高発電を示していた低抵抗領域(25Ω50Ω)では、AnaeroarcusとGeobacterの集積が認められた一方で、高抵抗領域ではGeobacterは未検出となった。HR-MFCでは、最終的な低抵抗領域(10Ω)ではAnaeroarcus、RhodopsudomonasおよびAcetobacteriumが優占していた。ただし、Anaeroarcusがどの程度発電に寄与しているのかは今後の課題である。全体的な傾向として、低抵抗下では微生物の多様性が小さく高抵抗下にあるほど、多様性が増加する傾向であった。DGGE-MDS以上の結果から、外部抵抗25Ω50ΩではLR-およびHR-MFCとも群集構造が近接かつ高発電を示したことから、選択的集積化にはこれらの外部抵抗が有効であることが示唆された。本研究の目的は、微生物共生システムの解明を通じて更なる高効率型微生物燃料電池の構築を図ることにある。これまでの研究から、高効率型電気生産微生物の選択的優占化に必要であろうとされる"刺激"や"工夫"について複数の知見が得られた。今後、これらの仮説に基づく研究を実施することにより、当初の計画以上の進展が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。空気(酸素)の混入が大きな課題であるため、この点の改良を図りつつ、外部抵抗による電気生産微生物生態系の制御に関する研究を展開する。特に内部抵抗の削減と電流密度の向上、それらを担う負極溶液中およびバイオフィルムの微生物群集について、微生物学的および微生物生態学的に解析を進める。特に、これまでの分子レベル解析をさらに深化させると同時に、微生物の分離にも挑戦し、今後のシーズ作りも図って行く予定である。
加齢による舌の機能と形態の変化と咀嚼との関連

舌は咀嚼、嚥下システムにおける主器官であり、下顎と協力しながら食塊を形成、食塊を咽頭から食道に送る投目を司る。また、義歯を装着した場合には、その維持安定に深く関わっている。このような舌の重要な機能について臨床的に示した論文をQuintessence Internationalに報告した。さらに、昨年に引き続き、非侵襲的に舌の形状を測定するために超音波断層法とCCDカメラを用いて動的に計測できるシステムの開発と改良を行った。超音波システムは3.5MHz,有効視野角90°のセクタープローベとその計測器からなる。頭部とプローベの矢状面内の動揺を測定するために標点をつけその動きをCCDカメラによって測定した。口蓋形態と舌形状の対応は口蓋治具を用いて行った。超音波法からのシグナルとCCDカメラからのシグナルを重ね合わせて、口蓋形態に対する舌形状を計測した。本方法を用いて下顎安静時と咬合高径挙上時の舌形状について検討したところ、安静時には舌は口蓋前面の形状に類似した形態をとっているのが観察された。咬合挙上によって舌は下後方に位置するとともに、その形状の曲率が小さくなる傾向にあった。このように、計測法は舌運動と形態計測に非常に有効であることがわかった。本項目については日本補綴歯科学会雑誌に報告した。当初の本研究費の研究期間で行う予定であった加齢による舌運動機能と形態の変化については本測定装置を用いて今後行っていきたい。本研究の今年の課題は舌の形態と運動機能を計測する手段の確立にあった.そこで,我々は,超音波断層法による舌計測法とCCDカメラとを併用した舌の形状変化を動的に観測できるシステムを開発した.超音波による舌運動計測は超音波プローベを正中矢状面内の下顎底皮膚に当てて,舌面に向け超音波パルスを発射し,舌と口腔内の空気層との音響インピーダンスの違いによって生ずる反射波を同一パルスで受信,このパルス発射から受信までの遅延時間によって反射面までの距離を計測するとともに,パルス発射方向を正中面上で線状にスキャンすることにより舌面形状を得るものである.超音波断層装置はセクタ電子走査超音波診断装置(RT-3000,横河メディカル)を使用し,超音波プローベには,周波数3.5MHz,素子数64,有効視野角90°のセクタープローベ(U-type,横河メディカル)を用いた.超音波断層装置と顔面プロフィールを撮像するCCDカメラからの映像信号はAVミキサ-によってスーパーインポーズし,同時刻のCCDからの画像と超音波画像を1画面化し,ビデオレコーダに録画した.レコーダを再生し,その画像信号をビデオボードを介して,最高30フレーム/秒でデジタイズ後,コンピュータに転送し,画像処理を行い,口蓋形態などの生態座標系に対する舌形状や下顎位を測定するものである.本法を利用して舌形状や下顎位を動的に観測できるシステムがほぼ完成し,次年度には,本研究課題名にあるように加齢による舌形状と運動機能の変化および咀嚼との関連性について検討する予定である舌は咀嚼,嚥下システムにおける主器官であり,下顎と協力しながら食塊を形成,食塊を咽頭から食道に送る役目を司る.また,義歯を装着した場合には,その維持安定に深く関わっている.このような舌の重要な機能について臨床的に示した論文をQuintessence Internationalに報告した.さらに,昨年に引き続き,非侵襲的に舌の形状を測定するために超音波断層法とCCDカメラを用いて動的に計測できるシステムの開発と改良を行った.超音波システムは3.5MHz,有効視野角90°のセクタープローベとその計測器からなる.頭部とプローベの矢状面内の動揺を測定するために標点をつけその動きをCCDカメラによって測定した.口蓋形態と舌形状の対応は口蓋治具を用いて行った.

超音波法からのシグナルとCCDカメラからのシグナルを重ね合わせて,口蓋形態に対する舌形状を計測した.本方法を用いて下顎安静時と咬合高径挙上時の舌形状について検討したところ,安静時には舌は口蓋前面の形状に類似した形態をとっているのが観察された.咬合挙上によって舌は下後方に位置するとともに,その形状の曲率が小さくなる傾向にあった.このように,計測法は舌運動と形態計測に非常に有効であることがわかった.本項目については日本補綴歯科学会雑誌に報告した.当初の本研究費の研究期間で行う予定であった加齢による舌運動機能と形態の変化については本測定装置を用いて今後行っていきたい.
公共空間における情報（視覚・聴覚）障害者の探索行動実験

本研究は,平成8年度から10年度の研究期間に,情報(視覚・聴覚)障害者の探索行動実験として,利用方法が異なる3種の施設で順次実験する。具体的には,平成8年度に交通施設,平成9年度に医療福祉施設,平成10年度に文化施設において探索行動実験を行い,各施設における迷い行動の発生状況等の障害を把握し,情報空間との相互分析によってその要因を明らかにする。<平成8年度・交通施設における探索行動実験>平成8年度は,交通施設の中で空間タイプが特徴的な東京駅を選定し,その施設で「正面入口から入って,切符を購入し,改札を通って,コンコースを抜け,目的に電車のホームに到着する」までの探索行動実験を行った。当初の計画では,2種類の異なる施設について実験を行う予定であったが,比較をより明確にする意味で,同一施設において異なる2つの条件(独力で探索する,同伴者とともに探索する)で実験を行こととし,計2種類の実験を行った。各実験ごとに,視覚障害者5名,聴覚障害者5名,さらに比較のため健常者5名の計15名の被験者で実験を行い,合計30名の被験者で実験を行った。実験では,被験者に小型ビデオカメラを装着してビデオ撮影を行うとともに,実験者が被験者を追跡しながらその状況をビデオ撮影することで,被験者の探索行動を詳細に記録した。実験結果については,現在分析中であり,次年度(9年度)に各学会(日本建築学会・日本デザイン学会等)で中間報告を発表する予定である。
半導体表面におけるナノ構造の緩和過程

本研究では、温度可変走査トンネル顕微鏡(VT-STM)の探針を用いてSi(111)およびSi(001)表面にナノメートルサイズのシリコンピラミッドを作製し、その緩和過程から表面におけるステップへの付着・脱離過程とナノ構造の安定性およびSi(111)表面上に形成されたシリコン・ナノピラミッドにシリコン原子を蒸着することによるピラミッドの形状の変化を詳細に調べた。シリコン表面に形成されるナノピラミッドの緩和過程はSi(111)表面とSi(001)表面では非常に異なることが明らかになった。Si(111)表面では、崩壊は等方的に起こるのに対し、Si(001)表面では崩壊は非等方的である。この効果はシリコン表面の再構成構造およびステップ端の構造によることがモンテカルロシミュレーション等で明らかになった。これらのピラミッドに基板温度400°Cから500°Cの範囲において、シリコンを毎分0.1原子層の速度で蒸着しながらVT-STMにおいてその場観察した。Si(111)表面上のピラミッドの成長では崩壊過程とは反対に初期の段階で、{221}ファセットが消失し、{311}ファセットが残ることを示した。ピラミッドの成長過程ではシリコン蒸着後の早い段階では頂上の数層が崩壊するが、その後各層は成長を始めることを見出した。また成長においては下層の原子層は当初から成長を始めるのに対し、上層の原子層は、下層の原子層がある臨海高さまで成長した後に成長をはじめることを明らかにした。また蒸着速度を1/4にすると、ピラミッドの成長は一様になるが、これについてはまだ解釈が出来ていない。Si高指数面への金属吸着によるナノファセットの形成では、Si(113)表面へのGa吸着によってナノファセットの自己組織化を明らかにした。本研究では、高温走査トンネル顕微鏡(HT-STM)の探針を用いてSi(111)およびSi(001)表面にナノメートルサイズのシリコンピラミッド形成し、その緩和過程から表面におけるステップへの付着・脱離課程とシリコンナノ構造の緩和課程とナノ構造の安定性を調べた。Si(111)表面においてはお互いに双晶の関係にある2種類のピラミッドが形成された。界面に積層欠陥を含まないピラミッド(U)と界面に積層欠陥を含むピラミッド(F)である。UとFピラミッドの形成確率は夫々75%および25%であり、これから積層欠陥の形成エネルギーが0.47eV/nm^2となり、理論による予想値に近い値を示した。また界面エネルギーによりFピラミッドの崩壊速度はUピラミッドのそれの3倍大きいことを明らかにした。Uピラミッドの崩壊過程では下層のステップ端からの脱離は非常に遅く、これに対してFピラミッドでは各層から一様に脱離することを明らかにし、界面エネルギーによる効果で説明した。またUピラミッドの高さの変化は時間の1/4乗に比例することを明らかにし、これは理論的な予測とも一致することを示し、また2次元島の崩壊過程の定量的な結果とも一致することを明らかにし、一見複雑な崩壊過程を統計力学的に取扱うことが出来ることを示した。Si(001)表面上のシリコンピラミッドについては高さの変化等はSi(111)で得られた結果と一致したがSi(001)表面の2量体結合によるステップ構造の異方性により崩壊においてピラミッド最下層の特定のステップ端へのシリコンの付着確率が高くなることを明らかにした。また2次元島の崩壊は島のスタイル次元の振動が観測され、その振動と島を構成する原子の数の振動との間に相関があることを明らかにした。また崩壊速度はSi(001)表面上の酸素吸着により大きく変化し、酸素吸着物が脱離原子に対するバリアとして働いていることを明らかにした。

本研究では昨年度まで温度可変走査トンネル顕微鏡(VT-STM)の探針を用いてSi(111)およびSi(001)表面にナノメートルサイズのシリコンピラミッドを形成し、その緩和過程から表面におけるステップへの付着・脱離過程とナノ構造の安定性を調べた。本年度は特にSi(111)表面上に形成されたシリコン・ナノピラミッドにシリコン原子を蒸着する事によるピラミッドの形状の変化を詳細に調べた。Si(111)表面上に形成されるナノピラミッドは通常、崩壊とともに緩和する。これらのピラミッドにシリコン原子を蒸着すると、蒸着中においても崩壊するであろうという当初の予測に反して、ピラミッドは成長することを本研究で初めて明かにした。本実験では、基板温度400°Cから500°Cの範囲において、シリコンを毎分0.1原子層の速度で蒸着しながらVT-STMにおいてその場観察した。昨年度までのシリコンピラミッドの崩壊過程での結果ではピラミッドの{311}および{221}ファセットは崩壊とともに{221}ファセットが優勢になるのに対し、成長では初期の段階で{221}ファセットが消失し、{311}ファセットのみが残るとともに、{311}ファセットは{1255}ファセットに変化した。このことはシリコン表面において、{221}ファセットは成長速度が大きい事を示している。また{311}ファセットの比べて{1255}ファセットは成長条件ではエネルギー的に低い状態にある事をしめした。崩壊過程ではピラミッドUとFの崩壊過程は非常に異なったが、成長過程では大きな変化は見られなかった。これらのピラミッドへのシリコン蒸着でははじめ頂上の数層が崩壊するがその後各層は成長を始めることを見出した。成長においては下層の原子層は成長をはじめるのに対し、上層の原子層は、下層の原子層がある臨界高さまで成長した後に成長をはじめることを明かにした。本研究では昨年度まで温度可変走査トンネル顕微鏡(VT-STM)の探針を用いてSi(111)およびSi(001)裏面にナノメートルサイズのシリコンピラミッドを形成し、その緩和課程から表面におけるステップへの付着・脱離課程とナノ構造の安定性を調べた。またSi(111)表面上に形成されたシリコン・ナノピラミッドにシリコン原子を蒸着する事によるピラミッドの形状の変化を詳細に調べた。本年度はSi(111)表面上に形成されたシリコン・ナノピラミッドへのシリコン蒸着速度を変化させてピラミッド形成および成長過程を詳細に調べた。これらのピラミッドにシリコン原子を蒸着すると、蒸着中においても崩壊するであろうという当初の予測に反して、ピラミッドは成長することを本研究で初めて明かした。本実験では基板温度400°Cから500°Cの範囲において、シリコンを毎分0.2から0.05原子層の速度で蒸着しながら、VT-STMにおいてその場観察した。シリコンピラミッドの崩壊過程での結果ではピラミッドの{311}および{221}ファセットは崩壊とともに{221}ファセットが優勢になるのに対し、成長では蒸着速度によらず、初期の段階で{
負イオン検出法による励起ラジカルの解離現像の解明

励起ラジカルからの基底状態の中性断片への解離を研究するために、アルカリ金属ターゲットとの正イオンから負イオンの2電子移動過程を利用した。正イオンをアルカリ金属と衝突とせ、2電子移動により生成する負イオンを質量分析し検出した。H_2^+イオンからの解離性H^-イオンスペクトルにおいて運動エネルギー放出の異なるWingとCenterの2種類のピークが測定された。Centerのピークについて小さなOscilationが観測された。このOscilationnはH(1s)とH(21)に解離するn=3のリドベルグ状態の振動励起によると推定される。このことから励起ラジカルの振動状態の解析の可能性が示された。入射正イオンの試料ガスとしてメチルアセチレンかアレンのどちらかを用いるかにより、2電子移動によるC_3H_4^+からのC_3H_3^-イオンピークはその強度とピーク幅に差異が生じる。この負イオン断面積と運動エネルギー放出の差異はC_3H_4^+イオンの中性化で生成する励起C_3H_4のエネルギーの違いを示している。元のイオン種の違いよると励起C_3H_4の構造の相違による解離現像の変化と推定した。このことから励起ラジカルの異性体を解明する可能性が示された。しかし、現在使用している装置では入射正イオンを分離していないため生成負イオンピークに重なりが生じ、複雑な励起ラジカルの解離を詳細に研究するには若干の問題がある。この為本研究費を用いて、2つの磁場と2つの反応室を持つ上記問題点を解決する新しい装置を試作中である。
哺乳動物網膜における情報処理に関与する神経節細胞の膜特性

本研究では、哺乳動物網膜神経節細胞の光応答性を解明する目的で、ネコ網膜から単離した神経節細胞のアセチルコリン(Ach)受容体の性質を調べた。実験には、体重1kg前後のネコを用いた。麻酔下のネコの外側膝状体及びその周辺にDilを注入し3-4日経過した後、再びネコを麻酔して眼球を摘出し、酵素処理により神経節細胞を単離した。ラベルされた神経節細胞にwhole-cell voltage-clamp法を適用し、Ach電流を記録した。-70mVに電圧固定した細胞は、5μM以上のAchを投与すると内向き電流を発生した。この電流は一過性で比較的早い脱感作を示した。Ach応答の逆転電位は-5±3.6mV(n=11)であり、細胞外液のナトリウムイオン濃度を減少させると負の方向に移動した。電流振幅は細胞外液のカルシウムイオン濃度に強く依存し、濃度を上昇させると増大し、下降させる減少した。Ach応答の電流-電圧関係は非直線的であり、強い内向き整流特性を示した。この内向き整流特性は細胞外液のカルシウムイオン濃度を変化させても変わらなかった。Ach応答の薬理学的性質を検討するため、Achのアゴニストとアンタゴニストの効果を調べた。ニコチン(100μM)内向き電流を惹起したが、ムスカリンは無効であった。また、Ach電流はヘキサメソニウム(0.5μM)によって抑制されたが、同濃度のアトロピンでは影響を受けなかった。以上の結果から、ネコ網膜神経節細胞のAch受容体は中枢神経系で報告されているニコチン性Ach受容体と同じ性質を持っていることが明かとなった。
代数体の類数とその挙動およびBernoulli数に関する研究

研究実績の概要代数体の類数とその挙動およびBernoulli数に関する研究に関して,研究期間内に以下のような研究成果を得た。3.形式群に付随するq-analogueの概念を導入し,形式群に付随するBernoulli数に対してdistribution relationを証明した(日韓数論セミナー,1999(Tohoku univ.))。これを,応用すれば,形式群に付随するBernoulli数をp-進的に補間するp-進解析的関数を構成することができる。4.q-operatorと微分との関係を解明した。これを,応用すれば上記1.の結果を一般の数のq-Berunulli数の積の場合に拡張することができる。さらに,形式群に付随するBernoulli数の積の場合にも拡張することができる。5.形式群に関する考察を精密化し対象範囲を拡大した。q-operatorの作用を負巾項を含む巾級数へ拡張することにより,対応するL-関数の正の整数値における値の計算が可能になる。代数体の類数とその挙動およびBernoulli数に関する研究に関して,以下のような研究成果を得た.1.Bernoulli数の積を和で表わす公式をCarlitzのq-Bernoulli数に対して考察し2個の積の場合に証明した.2.Kanekoが証明した新しいBernoulli数に関する漸化公式を一般化し,さらに形式群に付随するq-Bernoulli数に対しても同様の漸化公式が存在することを証明した.3.形式群に付随するBernoulli数に対してdistribution relationを証明した.研究実績の概要代数体の類数とその挙動およびBernoulli数に関する研究に関して,研究期間内に以下のような研究成果を得た。
自然発症糖尿病ラット(WBN/Kob)の病因遺伝子の遺伝学的解析

WBNラットは膵臓全域にわたる繊維化によりインスリン低下を来たし糖尿病を発症する。WBNラットの原因遺伝子を解明するため、糖尿病を起こさないDA,ACI,BNの3系統を相手に交雑群を作成し、糖尿病形質および膵臓病変について調べ、遺伝解析を行った。1.低蛋白飼料はWBNおよびその交雑群の膵臓病変および糖尿病発症を促進させる効果があった。2.DA系との間のBC群として(DAxWBN)xWBNとWBNx(DAxWBN)とを作り、膵臓病変を調べた結果、膵炎陽性率は前者では3ヶ月令で6.7%であったが、4ヶ月令で64%と急激に上昇し、6ヶ月令で90%、12ヶ月令で100%となった。また、後者では、更に発症時期が早くなり、4ケ月令で89%,6ケ月令で100%となった.WBNの遺伝因子が優性かあるいはDAの遺伝因子の作用が強いのか、このBC群は陽性率が高すぎて遺伝解析には適さないことが分かった。3.ACI系,BN系,DA系とのF2交雑群を作成し、糖尿病症状と膵臓病変を調べた。膵炎陽性率は、4ヶ月令では、(ACIxWBN)F2では53.5%,(BNxWBN)F2では33.1%,(DAxWBN)F2では14.4%と、交配相手の遺伝因子が大きく作用していることが分かった。4.WBNおよびその交雑群の膵炎陽性率は加齢に従って上昇する。しかし(BNxWBN)F2群の陽性率は4ヶ月令前後で比較的安定していたため、これを膵炎の遺伝解析の対象群とした。1.飼料はすべて我々が開発した糖尿病好発飼料を用いた。2.WBN/Kob系ラットの糖尿病の遺伝解析を行うため、交雑群作成の交配相手となる正常系としてDA/Ham系を用いた。3.米国Research Genetics社からラット用マイクロサテライトマーカーを全部で431個購入して、WBN系、DA系とその間のF1のDNAを用いてタイピングを行い両系統間で多型を示すマーカーを探し、現在41座位の多型マーカーを見出した。5.WBN/Kob,DA/Ham,(DAx WBN)F1,(WBNxDA)F1およびBC1群とBC2群について体重、尿糖、血糖測定及び糖負荷試験を行った。その結果、WBN/Kobは13週齢ではまだ正常範囲にあったが、26週齢では耐糖能の明らかな低下を認めた。BC1及びBC2群は21週齢まで観察したが糖尿病の兆候は見られなかった。6.13週齢での膵臓の病理組織学的検索の結果、WBNでは約30%の個体において膵炎の像が見られたが、BC1及びBC2群では殆ど観察されなかった。DA及びF1では全く正常であった。今後の研究の展開:この1年間の研究で当初予想したほどに膵炎はさらには糖尿病が発現しないので、26週齢での糖負荷試験との膵臓の病理組織学的変化を指標に遺伝解析することにする。1.交配実験によって得られた交雑群のラットはすべて我々が開発した低蛋白飼料を与えられた。2. WBN/KOb系ラットの糖尿病の遺伝解析を行うため、交雑群作成の交配相手となる正常系として、DA/Ham以外にACN系とBN系を加えてBackcross(BC)群以外に新たにF2試験を行った。3.米国Research Genetics社からラット用マイクロサテライトマーカーを計431個購入し、WBN系と、DA系、ACN系、BN系とそれぞれの間のFlのDNAを用いてPCR法によるタイピングを行い、多型を示すマーカーを探し、現在までに76座位の多型マーカーを見出した。

4.前年度に育成した(DAxWBN)FlxWBNのBCl群193匹およびWBNx(DAxWBN)FlのBC2群75匹(いづれも雄のみ)を実験に供した。さらにDA系、ACN系、BN系とWBN系との間で新たにF2群を作成するための交配を開始し、現在それぞれ107、116、101匹のF2群を離乳、育成中である。5. DA/Ham系とWBN/Kob系の間のFlにWBN/Kob系を正逆戻し交配して得たBClおよびBC2群について3ヶ月令から6ヶ月令に至るまでの間、糖負荷試験を実施した。その結果、月令が増すにしたがって耐糖能の低下を示したが、随時での糖尿は陰性であった。6.上記正逆戻し交雑群の3から6ヶ月令に至るまでの膵臓の病理組織学的検索の結果、3ヶ月令では殆ど正常であったが、6ヶ月令では全例膵炎の像を呈した。そのため異常と正常個体の分離が見られることを期待して4ヶ月と5ヶ月令で集中的に観察しているところである。WBNラットは膵臓全域にわたる繊維化によりインスリン低下を来たし糖尿病を発症する。WBNラットの原因遺伝子を解明するため、糖尿病を起こさないDA、ACI、BNの3系統を相手に交雑群を作成し、糖尿病形質および膵臓病変について調べ、遺伝解析を行った。1.低蛋白飼料はWBNおよびその交雑群の膵臓病変および糖尿病発症を促進させる効果があった。2.DA系との間のBC群として(DAxWBN)xWBNとWBNx(DAxWBN)とを作り、膵臓病変を調べた結果、膵炎陽性率は前者では3ケ月令で6.7%であったが、4ケ月令で64%と急激に上昇し、6ケ月令で90%、12ケ月令で100%となった。また、後者では、更に発症時期が早くなり、4ケ月令で89%、6ケ月令で100%となった。WBNの遺伝因子が優性かあるいはDAの遺伝因子の作用が強いのか、このBC群は陽性率が高すぎて遺伝解析には適さないことが分かった。3.ACI系,BN系,DA系とのF2交雑群を作成し、糖尿病症状と膵臓病変を調べた。膵炎陽性率は、4ケ月令では、(ACIxWBN)F2では53.5%,(BNxWBN)F2では33.1%,(DAxWBN)F2では14.4%と、交配相手の遺伝因子が大きく作用していることが分かった。4.WBNおよびその交雑群の膵炎陽性率は加齢に従って上昇する。しかし(BNxWBN)F2群の陽性率は4ケ月令前後で比較的安定していたため、これを膵炎の遺伝解析の対象群とした。
子どもの虐待に対応するための制度的基盤に関する研究

本研究の目的は,子どもの虐待に対応するための制度的基盤を政策的観点から検討し,ありうべき社会資源・ネットワークを鹿児島県で試験的に構築することであった.この目的に向けて検討する中で,本研究は大きく二つの方向性を有することになった.その一つは,子どもの虐待へのよりよき対応のあり方の考察であり,もう一つは,人権の基礎の考察であった.元々,本研究では,前者しか念頭に置いていなかったが,研究の進展に伴って,子どもの虐待に必然的に付随する諸々の問題に直面する中で,被虐待児と虐待者が最終的にどのような方向に向かうことを目指すべきなのかがあらためて問われた.そして,この問題はより一般的にいえば,他者が介入して人の生に一定の方向付けを行おうとする際,そもそもそのようなことが是認される根拠は何であり,かつその是認される方向性とはどのようなものであるのかということである。この問題は,法律学的には,人権の基礎を問うことにつながっている.さて,これら二つのうち前者については,私が設立したわけではないのだけれども,鹿児島子どもの虐待問題研究会が設立されたことにより,かなりの進展が見られることとなった.本研究会には,鹿児島大学の心理・教育・保健・法律の諸先生方,児童総合相談センター,精神保健福祉センター,県内各市町村の保健婦,弁護士,その他の関係者,が参加しており,そしてこれが事実上,子どもの虐待に対応するための一つのネットワークとなっている.従来批判の対象にばかりなりがちであった児童総合相談センターが参加し,かつ専門の異なる諸々の大学教官がネットワークの一翼を担っていることで、個々の機関の利害を超え,層の厚いサポートが可能となっているように思われる.他方後者については,人間という存在についての心理学,生物学等による研究成果を参照しながら,現在も引き続き人権のありうべき基礎について考察中である.本年度は,法理論的な観点からの基礎研究を中心に行った.すなわち,現時点までに心理学的に解明されている・生身の人間の「意思」ないし「自己決定」というものを,現行法体系において想定されている「意思」ないし「自己決定」と対比しつつ,現行法体系が生身の人間のありようとより整合的であるためのいくつかの提言を行った.この研究は,人間の「意思」ないし「自己決定」が,たとえ心神耗弱・喪失または未成年の状態にない者であっても,何らかの形で条件づけられていることもあるのであり,そのような生身の人間の「意思」ないし「自己決定」を念頭に置くことにより,ひいては子どもの「意思」ないし「自己決定」に対して法体系上与えられるべき地位研究の前提となるものである.子どもの虐待に対応するための制度を検討するにあたっては,子どもの「意思」や「自己決定」の可能性と限界を見極める必要があり,本年度はかような基礎的作業を中心に行ったということになる.と同時に,本年度は,女性に対する暴力に関しても,知見を深めることを行った.ここ数年,女性に対する暴力が社会的に注目されつつあるが,女性に対する暴力も,子どもの虐待と類似の原因から生じること多いと理解されている.だとするならば,特に虐待者の処遇については,両者に共通するものを見いだしうるのであり,この点に関してアメリカにおける動向を検討中である.また,子どもの虐待も女性に対する暴力も,その大半は公的には把握されていないと考えられており,現時点ではこの実態調査を行うことも検討中である.本年度の成果は、次ぎの諸点である。第一に、PTSDに対する損害賠償責任に関する研究を行った。現時点の日本において、立法によってアメリカにも比するような子どもの虐待に対応するためのシステムをハード面から構築することは、きわめて困難である。そのような状況下で、子どもの虐待に対応するための制度的基盤を構築しようとするにあたっては、直接的な虐待への介入にとどまらず、むしろ様々な間接的な虐待防止スキームを検討する必要がある。例えば、親権喪失宣告の積極的な利用は、そのような目的に資する。管見の限り、近年、親権喪失宣告を得るための手引きのような著作が複数刊行され、それらを参考にしながら親権喪失宣告が獲得されつつある。このような認識に基づき、このような間接的な虐待防止スキームとして今年度検討したのが、虐待親の損害賠償責任である。暴力そのものによる損害よりも、虐待によって惹起されるPTSDについての損害賠償責任を検討したのは、それが虐待防止・救済に向けて、より重要性が高いと判断したからである。さらに、子どもの虐待と同質の問題として、ドメスティック・バイオレンスがあるが、PTSDに対する損害賠償責任は、ドメスティック・バイオレンスにおいても等しく活用されうる。本研究はまだ出版されていないが、5、6月頃には出版される予定である。第二に、ドメスティック・バイオレンスに関するパンフレットの作成を行い、試験的にそれを配布した。地方によっては、女性センターや弁護士会がそのようなパンフレットを作成・配布しているが、鹿児島県ではそのような活動はなされていない。女性一般に救済手段を周知することはきわめて緊急性・重要性が高い。ごく限定的な範囲においてではあるがそれを行った。ちなみに、虐待防止ネットワークの構築についてはまだ不充分であり、来年度も引き続きこの課題に取り組み、一定の成果をあげたいと考えている。本研究の目的は,子どもの虐待に対応するための制度的基盤を政策的観点から検討し,ありうべき社会資源・ネットワークを鹿児島県で試験的に構築することであった.この目的に向けて検討する中で,本研究は大きく二つの方向性を有することになった.

その一つは,子どもの虐待へのよりよき対応のあり方の考察であり,もう一つは,人権の基礎の考察であった.元々,本研究では,前者しか念頭に置いていなかったが,研究の進展に伴って,子どもの虐待に必然的に付随する諸々の問題に直面する中で,被虐待児と虐待者が最終的にどのような方向に向かうことを目指すべきなのかがあらためて問われた.そして,この問題はより一般的にいえば,他者が介入して人の生に一定の方向付けを行おうとする際,そもそもそのようなことが是認される根拠は何であり,かつその是認される方向性とはどのようなものであるのかということである。この問題は,法律学的には,人権の基礎を問うことにつながっている.さて,これら二つのうち前者については,私が設立したわけではないのだけれども,鹿児島子どもの虐待問題研究会が設立されたことにより,かなりの進展が見られることとなった.本研究会には,鹿児島大学の心理・教育・保健・法律の諸先生方,児童総合相談センター,精神保健福祉センター,県内各市町村の保健婦,弁護士,その他の関係者,が参加しており,そしてこれが事実上,子どもの虐待に対応するための一つのネットワークとなっている.従来批判の対象にばかりなりがちであった児童総合相談センターが参加し,かつ専門の異なる諸々の大学教官がネットワークの一翼を担っていることで、個々の機関の利害を超え,層の厚いサポートが可能となっているように思われる.他方後者については,人間という存在についての心理学,生物学等による研究成果を参照しながら,現在も引き続き人権のありうべき基礎について考察中である.
"ものを見分ける"ために必要な遺伝的プログラムの解析

ショウジョウバエ視覚認識行動に異常を示す突然変異体の原因遺伝子として単離されたdefective proventriculus (dve)遺伝子の上流発現制御領域によって発現が支配される神経細胞群(Dve標識細胞)は、視覚系の介在神経および視覚中枢に投射する神経細胞を含み、これらDve標識細胞の機能は視覚認識能の獲得に重要な役割を果たしていると考えられる。Dve標識細胞がGAL4発現細胞として標識されたdve-GAL4系統に、UAS-TNT系統を交配した子孫では、Dve標識細胞においてテタヌス毒素(tetanus toxin ; TNT)を発現し、Dve標識細胞の神経活動が阻害される。このような個体における視覚認識行動を予備的に調べた結果では、明らかな行動異常が観察されていた。しかし、昨年度の解析から、この結果の再現性を確認する必要性が出てきたため、飼育密度、照明などの条件を検討してみたが、明確な原因を特定できるには至らなかった。しかし、dve発現レベルを変化させた場合には、視覚認識行動の異常が誘導されており、より詳細な検討を継続することが必要であると考えられた。一方、神経機能の制御においては、シナプス間の細胞間相互作用が重要であるため、dve変異体において細胞間相互作用の異常によって形態異常が誘導される前胃での機能制御に注目した。前胃での発現を示すエンハンサートラップ系統のGAL4発現をdve変異体において観察したところ、2系統において遺伝子発現の減少が認められた。トランスポゾン挿入部位近傍の配列をもとに近傍の遺伝子を推定してみると、いずれも神経機能と深く関わる遺伝子の発現を反映している可能性が考えられた。ショウジョウバエ視覚認識行動に異常を示す突然変異体の原因遺伝子として単離されたdefective proventriculus(dve)遺伝子の上流発現制御領域によって発現が支配される神経細胞群(Dve標識細胞)は、視覚系の介在神経および視覚中枢に投射する神経細胞を含み、これらDve標識細胞の機能は視覚認識能の獲得に重要な役割を果たしていると考えられる。Dve標識細胞がGAL4発現細胞として標識されたdve-GAL4系統に、UAS-TNT系統を交配した子孫では、Dve標識細胞においてテタヌス毒素(tetanus toxin;TNT)を発現し、Dve標識細胞の神経活動が阻害される。本研究においては、この結果の再現性を確認するとともに、Dve標識細胞におけるdve遺伝子発現の制御と視覚認識行動との関連を調べることを目的とする。Dve標識細胞においてテタヌス毒素を強く発現させ過ぎると致死になってしまうが、弱い発現誘導条件では成虫が生まれてくる。このような個体を用いて視覚認識行動を測定したところ、予備実験の結果とは異なり、正常な認識行動を示した。予備実験の結果が再現されなかった原因として、毒素の産生効率が低下している可能性が考えられたので、飼育温度を変化させ、毒素の発現効率を上昇させてみたが、結果は変わらなかった。その他の要因として、飼育密度、照度などの条件を検討中であるが、現時点では原因を特定するに至っていない。今後、Dve標識細胞における神経活動、dve遺伝子発現と視覚認識行動との関係をさらに検討していく予定である。
糖鎖高分子とリプレッサーとの相互作用を活用した蛋白質生合成系の構築

本研究では、高分子効果によるタンパク質発現量の増加を目指し、S-ガラクトシドを高分子に担持させた複合糖質の合成を行い、誘導物質としての可能性を検証した。高分子支持体としては、ポリ(アミドアミン)デンドリマーに加え、ポリ(2-オキサゾリン)およびポリ(スチレン)骨格を有する糖鎖高分子を開環重合法およびリビングラジカル重合法を駆使して合成した。それらを誘導物質として用いてタンパク質のin vivo発現を行った。GFP (Green Fluorescent Protein)を目的タンパク質に用い、その発光により発現の確認と定量化を行った。タンパク質発現は37°Cで4時間行った。ポリ(スチレン)骨格は、大腸菌の細胞膜を崩壊させたのに対し、ポリ(アミドアミン)デンドリマーおよびポリ(2-オキサゾリン)骨格を用いた場合は、タンパク質の発現が確認でき、誘導物質としての作用が示唆された。遺伝子組み換え技術を積極的に活用したタンパク質の生合成は大腸菌をホストに用いており、この発現機構ではlac operonの遺伝子調節システムが適応されている。このシステムでは転写調節分子であるリプレッサーがDNA上に結合して転写を抑制しているが、誘導物質である糖質を添加することにより、リプレッサーは誘導物質と相互作用してDNAに結合できなくなり転写が開始される。Jacobらは誘導物質としてIsopropyl β-D-thiogalactopyranoside (IPTG)が最も効果的であることを報告したが、現在でもその発現量と培養時間は社会的要求を満たしていない。最近、リプレッサーのX線構造解析が報告され、糖結合部位の構造も明らかになってきた。本研究では高分子効果によるタンパク質発現量の増加を目指し、S-グリコシドを高分子に担持させた新規複合糖質の合成を行い、タンパク質生合成系の誘導物質としての可能性を検証した。高分子支持体としては、分子サイズや官能基数の制御が容易であるデンドリマーを選択した。毒性も考慮に入れポリ(アミドアミン)デンドリマー(PAMAM)を用い、S-グリコシド化とDCC-HOBt法により、目的のS-グリコデンドリマーを合成した(Gal-β-S-PAMAM)。1および2世代のチオグリコデンドリマーを調製し、Gal-β-S-PAMAMを誘導物質として用いてタンパク質発現を行った。目的タンパク質にはGFP (Green Fluorescent Protein)を用い、その発光によりタンパク質発現の確認と定量化を行った。大腸菌を培養しOD_<600>が0.6になったところで合成したGal-β-S-PAMAMを誘導物質として加え、タンパク質発現を37°Cで4時間行った。その培養液にUVを照射したところ、目視にてタンパク質の発現が確認でき、誘導物質としての作用が示唆された。しかしIPTGと比べるとその蛍光強度は低かった。今後は。蛍光測定による相対蛍光強度から定量的に解析し、膜融合法なども含めて検討する。遺伝子組み換え技術を活用したタンパク質の生合成は大腸菌をホストに用いており、この発現機構ではlacoperonの遺伝子調節システムが適応されている。このシステムでは転写調節分子であるリプレッサーがDNA上に結合して転写を抑制しているが、誘導物質を添加することにより、リプレッサーは誘導物質と相互作用してDNAに結合できなくなり転写が開始される。その誘導物質としてIsopropyl β-D-thiogalactopyranoside(IPTG)が最も効果的であることが知られているが、その発現量と培養時間は社会的要求を満たしていない。高分子支持体としては、昨年度検討したポリ(アミドアミン)デンドリマー(Takasu et al. J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. 2009)に加え、ポリ(2-オキサゾリン)およびポリ(スチレン)骨格を有する糖鎖高分子を開環重合法およびリビングラジカル重合法を駆使して合成できた。GFP(Green Fluorescent Protein)を目的タンパク質に用い、その発光により発現の確認と定量化を行った。昨年度と同様に、タンパク質発現は37°Cで4時間行った。ポリ(スチレン)骨格は、大腸菌の細胞膜を崩壊させたのに対し、ポリ(2-オキサゾリン)骨格を用いた場合は、タンパク質の発現が確認でき、誘導物質としての作用が示唆された。膜融合法も検討したが蛍光強度の増大は確認でなかった。