hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
青果物への農業用水・農薬溶液を介した水系由来の微生物汚染の機構解明

青果物の栽培中の潜在的汚染源として、農業用水に加えて、農業用水に希釈・溶解した農薬溶液も重要であり、それらから青果物への微生物汚染の機構解明が望まれる。農業用水あるいは農薬溶液から青果物に移行する細菌および糸状菌はそれぞれ10菌種以上存在し、それらの青果物汚染微生物に加えて、Escherichia coli O157:H7(毒素陰性株)も、数種農薬溶液中で増殖することが明らかとなった。増殖を示したこれらの微生物は、ペクチン分解性を有する植物病原菌のように、細胞壁分解酵素を産生しなかったため、農業用水および農薬溶液から移行しても、青果物内部には侵入せずに表面に付着の状態で存在すると推定された。青果物の微生物汚染防止は、栽培から収穫にかけての微生物汚染源と青果物との接触を最小限にし、微生物危害を未然に防ぐ栽培法を実践することで行う。潜在的汚染源として知られる農業用水に加えて、農業用水に希釈・溶解した農薬も微生物汚染源として重要であり、それらからの微生物汚染の機構解明を明確にしない限り、青果物の高度な衛生管理法の確立は実現できない。そこで本年度は、初年度の研究成果を基に、農業用水・農薬溶液から青果物への移行菌が多かったレタスおよびカキから同定された移行細菌6種と移行糸状菌6種に、ヒト病原菌としてEscherichiacoliO157:H7(毒素陰性菌株)を加えた13菌株について、これらの微生物の増殖と農薬成分との相互関係を解明する研究を実施した。そこで本研究の初年度には、果実(カキ、ウンシュウミカン、ウメ)園地と野菜(キュウリ、レタス、ブロッコリー)園地を対象に、農業用水、農業用水によって希釈・溶解された農薬および各青果物の微生物叢を解析し、これらの環境接触物から青果物への微生物汚染の影響を明らかにした。農業用水と農薬溶液の微生物叢を比較すると、一般には真菌種よりも細菌種が多く検出され、微生物数では水源と農薬の種類との組合せで結果が異なり、農業用水>農薬溶液、農業用水<農薬溶液、農業用水=農薬溶液の3様が見られた。果実類は、野菜類に比べて付着微生物数が検出限界値(102 CFU/g)以下と少なかったが、農業用水または農薬溶液から果実への移行菌(主に植物病原菌あるいは土壌由来菌)は比較的多く、カキ果実で微生物叢の25%、ウンシュウミカン果実で12%、ウメ果実で8%と推定された。一方、野菜類は細菌数および真菌数が高い(103106 CFU/g)にもかかわらず、検出される植物病原菌および土壌由来菌は、レタス(微生物叢の19%が農薬溶液から移行)を除いて、農業用水・農薬溶液よりも土壌からの移行菌が多いと推定された。すべてのサンプルで、遺伝子検出法によるヒト病原菌(サルモネラ、腸管出血性大腸菌およびリステリア)は陰性を示した。本年度は、これら農薬溶液中で増殖を示した微生物が、細胞壁分解酵素の産生を介して青果物内に侵入する機構を有しているのかどうかを確認するために、各微生物培養液において数種p-nitrophenol基質に対する酵素活性を測定した。対照菌株のペクトリチック細菌であるPectobacterium carotovorumでは、培地に添加したカキまたはレタス抽出物に対してα-L-arabinofuranosidaseやβ-D-galactopyranosidaseが高い活性を示し、カキまたはレタス中の特定の物質を認識して、これらの酵素を特異的に産生していることが示された。これに対して、上述の微生物では、数種の基質に対して低い活性は示したが、カキおよびアルカリ抽出物を添加しても顕著な活性はみられず、E. coli O157:H7を含むこれらの微生物は、細胞壁分解酵素を介して青果物内部へは侵入せずに、表面に付着しているものと推察した。

食品保全学初年度の研究から、青果物(キュウリ、レタス、ブロッコリー、ウメ、カキ、ウンシュウミカン)および青果物園地の農業用水・農薬溶液からは、ヒト病原菌は検出されず、微生物的安全性が保障されたことと、農業用水・農薬溶液から青果物への移行菌は、野菜類ではレタス、果実類ではカキが多く、これらの移行菌を同定した結果、植物病原菌と土壌由来菌が主体であることを明らかにした。本年度は、当初の研究予定通り、同定されたこれらの微生物から6種の細菌と6種の糸状菌を選定し、青果物汚染微生物と農薬溶液および農薬成分との相互関係を解明する研究を実施した。初年度の研究からは、青果物栽培環境からヒト病原菌は検出されなかったが、ヒト病原菌と農薬溶液および農薬成分との関係を明らかにするために、新たにEscherichia coli O157:H7(毒素陰性菌株)を加えた実験も実施した。その結果、農薬溶液は青果物の汚染微生物やヒト病原菌の増殖を促す可能性があり、その増殖には、主に農薬有効成分以外の含有成分(乳化剤・展着剤)が関わっていることが示唆され、十分な研究成果が得られた。本年度は、農業用水、農業用水によって希釈・溶解された農薬および青果物の微生物叢の解析を目的とした。申請当初に比べて、対象とする野菜の種類が若干変更されたが、果菜類(キュウリ)、葉菜類(レタス)、茎菜類(ブロコッリー)の3種類の野菜園地で研究を実施し、当初目的に沿って実験が進められた。果実類については、当初計画通りに、カキ、ウンシュウミカン、ウメ園地を対象として、実験を実施した。本年度の研究から、これらの青果物および青果物園地の農業用水・農薬溶液からは、ヒト病原菌は検出されず、微生物的安全性が保障されたことと、農業用水・農薬溶液から青果物への移行菌は、果実類ではカキ果実、野菜類ではレタスが多いことが明らかとなった。これらの移行菌の菌種同定をした結果、植物病原菌と土壌由来菌が主体であり、次年度にこれらの微生物と農業用水および農薬成分との相互関係を解明する研究の準備が整った。本年度までの研究で、農業用水、農業用水によって希釈・溶解された農薬から青果物に移行する細菌および糸状菌が存在し、それらの青果物汚染微生物に加えて、Escherichia coli O157:H7(毒素陰性菌株)も、数種農薬溶液中で増殖することが明らかとなった。この結果を受けて、これらの微生物が酵素の産生を介して、青果物内に侵入する可能性があるのかどうかを明らかにするために、次年度は、微生物が産生する細胞壁分解酵素と青果物中に含まれるその基質を推定する。最初に、対象微生物を液体培地中で振盪培養した培養液を粗酵素液とし、培地に炭素源として数種単糖類、少糖類、多糖類および各青果物のアルカリ抽出物を添加した区を設け、数種p-nitrophenol(PNP)を基質とする酵素活性を測定する。さらに、高い活性を示す微生物が存在した場合は、その微生物が産生する細胞壁分解酵素について、タンパク質量の推定および精製を行い、酵素特性(最適温度、pH、基質特異性など)を調査して、侵入過程における機作を考察する。本年度は、農業用水、農業用水によって希釈・溶解された農薬および青果物の微生物叢を解析した。その結果、カキ園地およびレタス園地における農業用水・農薬溶液からの青果物への移行菌(植物病原菌および土壌由来菌)の多いことが明らかとなったので、次年度は、これらの保存菌株を用いて、農業用水および農薬溶液から検出された微生物種の菌液と数種農薬混合後の微生物の挙動の把握を試みる。具体的には、農業用水から分離された微生物(細菌および糸状菌)を液体培地に、103 CFU/mlおよび106 CFU/mlとなるように懸濁液を作製し、これらの菌懸濁液と園地で使用される農薬とを混合して、微生物叢(菌数および菌種)の挙動を解析する。
乱流粒子加速に基づく高エネルギー天体現象の新たな描像

本年度は本研究計画の最大の目的である、乱流粒子加速による天体現象の解明、これを大きく前進させる論文を発表することができた。一つは現象論的アプローチによる、ブレーザーのスペクトルの説明である。Asano & Hayashida (2018)により、5つの代表的なブレーザーのスペクトルを乱流加速モデルで説明することに成功した。ここで提起された加速機構は加速時間スケールが粒子エネルギーに依存しない、Hard-sphere加速と呼ばれるものである。多くのブレーザーが普遍的にこの単一のモデルで説明できる可能性を示した、重要な結果であると考えている。もう一つの論文は、当初の研究計画で挙げていた課題の一つ、乱流の基礎理論に関するものである。先行研究では、流体シミュレーションにテスト粒子を注入し、その振舞いをみることで、乱流加速を論じていたが、そこで見られた加速機構の解釈は確立されていなかった。シミュレーションで再現している磁気流体中の波動には、Alfven波、Fast波、Slow波の三種類が存在しうるが、どのモードが粒子加速に効いているのか、どのような機構で加速しているのか、わからなかった。Teraki & Asano (2019)において、我々は流体シミュレーションではなく、純粋な単一モードの乱流を線形波動として用意し、そこでの粒子の振舞いをシミュレーションすることで、粒子加速について論じた。こうすることで、単一の波動モードの効果を取り出すことができ、それらの相対的な加速への貢献度の違いを割り出すことが可能となった。我々の結果は、従来考えられていたよりも高い効率で、粒子はFast波及びSlow波とTransit Time Dampingと呼ばれる共鳴を起こせることを確認した。大スケールFast波との相互作用による粒子加速は、我々が提唱したHard-sphere加速とも整合的である。今年度は順調に研究を進めることができ、高エネルギー天体における新しい加速機構としての乱流加速モデルをさらに押し進めることができた。特にガンマ線バースト(GRB)における宇宙線加速モデルを提案して出版されたのが最も大きな成果である。従来のモデルでは、GRBで観測されている最高エネルギー宇宙線を説明しようとすると、多くのエネルギーが低エネルギー宇宙線によって占められ、莫大なエネルギーが要求されることが問題とされていた。しかし、我々の提唱する乱流加速モデルでは、エネルギーの大部分を最高エネルギー宇宙線が占めることとなり、無理なく観測を説明することができる。相対論的ジェットが減速を始めた時に乱流が励起され、比較的遅い宇宙線加速が起きたと考え、その宇宙線スペクトルを計算した。その結果、比較的遅い加速ではあるものの、充分粒子を加速でき、そのHardなスペクトルによって、エネルギーを最高エネルギー領域に集中させることができた。他のモデルや宇宙線源候補が有する問題を克服した、全く新しい最高エネルギー宇宙線生成モデルを提案することができた。共同研究者とも乱流加速について研究を進め、幾つかは準備段階、幾つかは論文として発表されている。特に活動銀河核(AGN)ジェットとパルサー星雲における乱流加速モデルの計算を進めることができたのが大きい。AGNジェットでは、複数の天体スペクトルに対し、我々のモデルを適用した結果、無理なくその曲率を持ったスペクトルを再現することに成功した。この結果は近々発表予定である。一方、パルサー星雲の電波放射についても、そのHardなスペクトルが謎とされてきたが、これについても乱流で加速しているというモデルを提案し、出版受理済みとなっている。本研究課題に関連した乱流加速に関する論文を出版し、共同研究者ともモデルの応用、発展的研究を進め、幾つかは出版、幾つかは準備中である。直接乱流加速とは結びつかないが、高エネルギー天体に関する論文も多数出版されている。パルサーの周囲で輝くパルサー星雲は、中心パルサーから噴き出す相対論的な電子・陽電子プラズマ風が衝撃波で減速し、そこで粒子加速を起こし、電波からガンマ線に至る放射を放っていると考えられてきた。しかし、電波観測から評価される電子・陽電子の数は、理論的に計算されるパルサーから供給される数と比べてはるかに多い。さらに、その電波のスペクトルは非常にハードで、標準的な衝撃波加速では説明が難しい。我々はパルサー星雲の電波放射は、周囲のプラズマを乱流で加速したものと考え、加速粒子からの放射を計算した。我々のモデルは、電波放射をうまく説明することに成功し、乱流加速の可能性を示した。また、様々なブレーザーの放射を乱流加速モデルで説明しようと、我々のモデルを適用した計算も行ってきた。観測データを提供してくれた、観測チームの都合で未だ論文にはできていないが、計算そのものは既に終了し、次年度には出版できる見込みである。乱流加速の基礎論についても研究を進めた。乱流加速では粒子が波動とジャイロ共鳴することで、粒子が散乱され、加速されると考えられてきたが、Fast WaveやSlow Waveとの相互作用ではTransit Time Damping(TTD)と呼ばれる別な共鳴が、粒子との相互作用を主に担っていることを示した。従来の見積りでは、このTTD共鳴は相対論的な粒子に対しては非効率であると考えられてきたが、有限振幅の効果を取り入れることで、共鳴粒子が格段に増えることがわかった。この成果は旧分担者の寺木氏(彼の異動に伴い、やむなく分担から外れることとなった)の成果だが、次年度には出版できると見込んでいる。また、今年度は、隣接分野である衝撃波粒子加速を前提とした研究成果も多数発表することができた。重力波が検出された中性子星連星合体事象からの電磁波放射が観測されたのだが、その放射を論じた論文も発表した。

乱流加速を数値シミュレーションで模擬し、そこからの放射で観測を説明すると言う試みはかなり成功しており、論文として発表してきた。今後も出版を待つ成果が多数ある。本年度は本研究計画の最大の目的である、乱流粒子加速による天体現象の解明、これを大きく前進させる論文を発表することができた。一つは現象論的アプローチによる、ブレーザーのスペクトルの説明である。Asano & Hayashida (2018)により、5つの代表的なブレーザーのスペクトルを乱流加速モデルで説明することに成功した。ここで提起された加速機構は加速時間スケールが粒子エネルギーに依存しない、Hard-sphere加速と呼ばれるものである。多くのブレーザーが普遍的にこの単一のモデルで説明できる可能性を示した、重要な結果であると考えている。もう一つの論文は、当初の研究計画で挙げていた課題の一つ、乱流の基礎理論に関するものである。先行研究では、流体シミュレーションにテスト粒子を注入し、その振舞いをみることで、乱流加速を論じていたが、そこで見られた加速機構の解釈は確立されていなかった。シミュレーションで再現している磁気流体中の波動には、Alfven波、Fast波、Slow波の三種類が存在しうるが、どのモードが粒子加速に効いているのか、どのような機構で加速しているのか、わからなかった。Teraki & Asano (2019)において、我々は流体シミュレーションではなく、純粋な単一モードの乱流を線形波動として用意し、そこでの粒子の振舞いをシミュレーションすることで、粒子加速について論じた。こうすることで、単一の波動モードの効果を取り出すことができ、それらの相対的な加速への貢献度の違いを割り出すことが可能となった。我々の結果は、従来考えられていたよりも高い効率で、粒子はFast波及びSlow波とTransit Time Dampingと呼ばれる共鳴を起こせることを確認した。大スケールFast波との相互作用による粒子加速は、我々が提唱したHard-sphere加速とも整合的である。本年度に共同研究者と進めた複数の研究テーマが論文投稿直前となっている。これらを投稿、出版する。乱流加速の基礎論についての研究も今年は開花させたい。共同研究者の移籍などもあり、こちらはやや滞っているので、残りの期間で成果を出し、発展させたい。その中で新たな課題、テーマが見えてくるはずである。乱流加速の現象論の天体への応用だけではなく、基礎論の方の重点を上げていきたい。多数の著名なブレーザーからの放射を乱流加速で説明する計算は観測と良い一致を見せた。これを論文にまとめる。乱流加速の基礎論を担当していた分担者が一人減ったが、彼の研究成果はかなりまとまっており、これも近日中に発表できると考えている。他予算との兼合いから1割弱の執行誤差が生じた。少額なので来年度の投稿料、旅費などで執行する予定である。
有機金属中間体を経由する機能性有機フッ素化合物の短段階合成

研究課題としているポリマー合成において下記のポリマーの合成法を見いだした(ポリマー討論会(2018))。これは、申請者の研究により見いだしたAryltetrafluoroethyl-Cupper(ATFE-Cu)(P6: JACS 2014, 136, 15158)の重縮合によりPolytetrafluoro-xylylene(PTFX)のpara (p-PTFX)並びにmeta(m-PTFX)ポリマーの合成に世界で初めて成功した。orthoポリマー(o-PTFX)については、同様の手法では、原料となるo-ATFE-Cu合成が出来なかった。p-PTFXに関してはオクタフルオロパラシクロファンのCVDにより合成可能である事は、知られているもののラジカル反応による合成であるために構造の均一性には懸念が持たれていた。一方、p-ATFE-Cuの重縮合反応による合成ではポリマー構造の均一性が担保されている。さらにm-PTFXに関しては、CVDを利用する同様の手法を適用できないためにこれまで合成例の全くない新規ポリマーである。p-PTFX、m-PTFXはともに極めて優れた耐熱性を示し、500°C以上でも安定であった。この値は市販の最も耐熱性に優れるポリイミドをはるかに凌駕しており"Ultra Super Engineering plastics"と評価されるものである。更に、得られたポリマーの撥水性や剪断応力を加える事で透明になる事が明らかとなった。目標としていたTFEユニットを持つポリマーを10種類以上合成出来た。また従来のCVD法では、合成が不可能であったポリマーも合成されており十分な成果を得られていると考えられる。予想以上に研究成果が得られたために、熱重量・示差熱TG-DTAを測定する装置を導入し、ポリマーの耐熱性を測定した結果、従来の耐熱ポリマーの性能をはるかに凌駕する結果が得られた。さらに主鎖に酸素を導入したポリマーも合成可能となり、同様の手法により多様な、含フッ素ポリマーの合成が可能となった。上述したように、これまで合成が不可能であったポリマーの合成とその用途展開を行う。本研究でポリマーを合成する手法は、重縮合であり、廃棄物として副生する銅とフェナントロリンは、ポリマーと同等程度の重量を持っており、不経済な合成経路となっている。このような状況のもと銅を触媒とする反応の構築を目指す。
錐最適化技術の実社会における利活用を加速させる基礎理論の整備と深化

本研究は,錐最適化手法の実社会への応用を加速させるために,克服すべき3つの重要な課題である,【課題1】自己双対性を持たない錐上の最適化における双対手法の開発,【課題2】分枝限定法の適用において計算効率性を左右するホットスタート技術の開発,【課題3】組合せ最適化問題に対する凸錐緩和において重要な低ランク解の導出,に対して,それぞれ独自性の高い解決策を提案する.研究分担者・連携研究者・海外共同研究者・博士学生らの横断的な協力を仰ぎつつ,基礎理論の構築と計算実験による検証を反復することで,錐最適化手法の実社会における利活用の促進に寄与する成果を導き,学術誌を通して発信することを目的としている.【課題1】については昨年度までに,対数罰金法に基づく独自のアルゴリズムを提案し,その成果を査読付き学術誌において公開した.【課題3】については,半正定値錐に対する独自の凸多面錐近似法の提案を行い,この成果を査読付き学術誌において公開した.現在はさらにこの手法の拡張可能性を検討し,計算機実験を行った結果,拡張による計算効率性のさらなる向上が認められたため,新たな論文としてまとめ投稿する予定である.【課題2】については,今年度,対数罰金関数を取り入れた勾配法に基づく新たな交互方向乗数法の提案を試み,2次割当問題に対する計算実験を行った.問題例によって収束の速度が異なることから,これらの差異の原因を考察しつつ,今後成果を投稿論文としてまとめる予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,錐最適化手法の実社会への応用を加速させるために,克服すべき3つの重要な課題【課題1】自己双対性を持たない錐上の最適化における双対手法の開発,【課題2】分枝限定法の適用において計算効率性を左右するホットスタート技術の開発,【課題3】組合せ最適化問題に対する凸錐緩和において重要な低ランク解の導出についてそれぞれ独自性の高い解決策を提案することを目的としている.平成27年度は,各課題に対して以下のような成果が得られた.【課題1】について:提案する手法の着想は,自己双対性を有する半正定値錐のよい性質を活用することにある.この半正定値錐の中に,対称行列空間の基底を,固有値分解と同じ手間で算出できる新規性の高い手法と,さらにそれを用いた錐最適化問題の線形最適化近似手法を提案した.その有効性を計算機実験を用いて検証したところ,ある種の困難な錐最適化問題に対しては非常に有効であることが確かめられ,十分な成果を得ることができた.【課題2】について:平成27年度に課題1が予想以上に進展したため,課題2の推進に十分な時間を割くことができなかったが,平成28年度は,内点法から平滑化法にシフトする際に有効な各種パラメータの理論的な導出などに取り組みたいと考えている.【課題3】について:低ランク解の導出が有効であるとされる,協調フィルタリング問題の核ノルム緩和を用いた錐最適化問題に取り組んだ.協調フィルタリングは一部のデータの値から他のデータの値を推測する手法であり,レコメンデーションシステムなどにも活用されている.ランク関数が局所的に核ノルムで緩和されることを用いて導出された錐最適化問題の計算機実験を行い,その精度を検証すると共に,さらにその精度を上げるための独自のモデルも提案し,その有効性を検証した.これらは核ノルム緩和と低ランク行列の関係を議論する上で有益な情報を与えた.研究実績の概要で述べたように,課題2については若干遅れてはいるが,課題1については予想以上に,また課題3については順調に成果が得られた.本研究課題は,線形計画問題や半正定値計画問題を含む幅広い凸最適化問題である錐最適化手法の実社会への応用を加速させるために,克服すべき3つの重要な課題【課題1】自己双対性を持たない錐上の最適化における双対手法の開発【課題2】分枝限定法の適用において計算効率性を左右するホットスタート技術の開発【課題3】組合せ最適化問題に対する凸錐緩和において重要な低ランク解の導出に対して,それぞれ独自性の高い解決策を提案することを目的としている.本年度【課題1】については,二重非負値錐の双対錐に着目し,与えらた行列がこの錐に属するかどうかを判定するアルゴリスムの改良を試みた.線形計画問題を基盤とした判定法が構築できる,双対錐の部分錐をいくつか新たに提案し,それらの部分錐に属するかどうかを子問題とする分枝限定法を提案した.3種類の問題群に対して詳細な計算機実験を行ったところ,問題のサイズが大きくなるにつれて,提案手法が有効であることが確かめられた.それらの結果をまとめて国際誌に投稿中であり,3月末に2回目の改訂を終えたところである.【課題3】については,昨年度得られた成果を国際会議で発表し,参加していた研究者からアルゴリスムの工夫に関する新しい知見を得ることができた.来年度はこの知見に基づく研究を発展させたいと考えている.【課題2】については昨年度と同様十分な進捗は得られなかったので,来年度も継続して検討を続ける予定である.【課題2】の進捗は遅れているが,【課題1】,【課題3】については予想以上に興味深い結果が得られると共に,今後の研究の方向性についても知見を得ることができた.

本研究は,錐最適化手法の実社会への応用を加速させるために,克服すべき3つの重要な課題である,【課題1】自己双対性を持たない錐上の最適化における双対手法の開発,【課題2】分枝限定法の適用において計算効率性を左右するホットスタート技術の開発,【課題3】組合せ最適化問題に対する凸錐緩和において重要な低ランク解の導出,に対して,それぞれ独自性の高い解決策を提案する.研究分担者・連携研究者・海外共同研究者・博士学生らの横断的な協力を仰ぎつつ,基礎理論の構築と計算実験による検証を反復することで,錐最適化手法の実社会における利活用の促進に寄与する成果を導き,学術誌を通して発信することを目的としている.昨年度,【課題1】については,二重非負値錐の双対錐に着目し,与えられた行列がこの錐に属するかとうかを判定するアルゴリズムの改良を試み,線形計画法と分子限定法を組み合わせた独自のアルゴリズムを提案した.今年度この成果は学術誌に採択され,現在オンラインでは公開されている.今年度は,この手法によって生成される錐が,二重非負値錐の近似部分錐を与えることに着目し,その多様な生成法を提案するとともに,近似精度を検証するための計算機実験を行った.また,【課題3】については,ラグランジュ緩和法をベースとする劣勾配法の改良を試み,【課題1】で得られた知見と組み合わせることで,より有効なアルゴリズムを提案することに取り組んでいる.来年度はこれらについても成果としてまとめるよう計画している.【課題1】については,近似錐の精度という視点が加わり,当初の計画以上に研究が発展的に進捗している.計算機実験においても興味深い結果が得られており,この方向性でさらに研究を進めたいと考えている.特に来年度は近似錐を用いたアルゴリズムの収束性など,理論的な成果についても導出し,計算実験結果の裏付けを与える計画である.この【課題1】の発展的成果により,【課題3】についても独自の提案を行う準備が整いつつあり,【課題3】に関してもさらに研究を進める予定である.【課題2】については残念ながらまだ十分に取り組めていないことから,全体としては,おおむね順調に進展している,とした.本研究は,錐最適化手法の実社会への応用を加速させるために,克服すべき3つの重要な課題である,【課題1】自己双対性を持たない錐上の最適化における双対手法の開発,【課題2】分枝限定法の適用において計算効率性を左右するホットスタート技術の開発,【課題3】組合せ最適化問題に対する凸錐緩和において重要な低ランク解の導出,に対して,それぞれ独自性の高い解決策を提案する.研究分担者・連携研究者・海外共同研究者・博士学生らの横断的な協力を仰ぎつつ,基礎理論の構築と計算実験による検証を反復することで,錐最適化手法の実社会における利活用の促進に寄与する成果を導き,学術誌を通して発信することを目的としている.【課題1】については昨年度までに,対数罰金法に基づく独自のアルゴリズムを提案し,その成果を査読付き学術誌において公開した.【課題3】については,半正定値錐に対する独自の凸多面錐近似法の提案を行い,この成果を査読付き学術誌において公開した.現在はさらにこの手法の拡張可能性を検討し,計算機実験を行った結果,拡張による計算効率性のさらなる向上が認められたため,新たな論文としてまとめ投稿する予定である.【課題2】については,今年度,対数罰金関数を取り入れた勾配法に基づく新たな交互方向乗数法の提案を試み,2次割当問題に対する計算実験を行った.問題例によって収束の速度が異なることから,これらの差異の原因を考察しつつ,今後成果を投稿論文としてまとめる予定である.
少子高齢社会のウェルビーイング創成型地域学習コンテンツの開発

1.高齢者のニーズ把握と課題の明確化1)道内高齢者団体の博物館利用動向とニーズ調査1事例調査:北海道博物館の高齢者団体の2017年度入場数は、206(24.8%)と学校団体(34.4%)に次ぎ多数だった。内訳は老人福祉・介護施設(以下、施設)が一般団体より多く、老人デイサービスセンターが最多67だった。聞き取り調査(N=5)では、施設はレク、一般団体は学習を目的とし、バリアフリーや体験型設備等が不十分な地域博物館では、ソフト面での工夫やプログラム開発が重要と考えられた。2郵送法アンケート:道央、道北の老人デイサービスセンターのレク担当職員218名(回収率37.1%)への調査では、「博物館・資料館(49.0%)」「動物園(31.2%)」が利用多数で、「出張型のレク(48.3%)」「介助支援(44.9%)」、博物館の役割では「懐かしさの体験の場(71.2%)」への要望が多数だった。2.協働による地域学習プログラムの作成1)地域ナレッジ収集とプログラム試行1実行体制の整備と試行:士別市朝日町、名寄市智恵文を拠点に、モデル組織機関と連携して計6回の活動を実施し、同地の農林業や生活用具に関する回想法サロンを試行した。2資料情報化・動画記録:地域ナレッジをモデル館の所蔵資料へ情報付与することを目的に、サロンの動画記録を行った。同地の過去の映像資料を視聴するとともに、資料所在を聞き取り調査した。2)認知症予防プログラム実践団体の組織化名寄市日新を拠点に、市民と大学教員各数名を、賛同者・指導者として確保し、話し合い協力できる関係を形成して活動基盤を整備した。個人の生活様式、食・栄養を中心とする健康管理状況等を観点に、認知症予防に役立つチェックリストの作成を開始した。3.成果の普及1)ウェブでの情報発信本研究の情報発信と映像を通じた世代間交流のため、HPとSNSページを仮構築した。研究計画の各項目とも、ほぼ遅滞なく実施できている。「高齢者のニーズ把握と課題の明確化」の郵送法アンケートは北海道庁保健福祉部の協力を得ることで、2019年1月にスムーズに調査実施でき、該当地の老人デイサービスセンターの協力によって、予想を上回る回収率の調査を行うことができた。「協働による地域学習プログラムの作成」では、申請書にて計画していたモデル組織の解散という危機があったが、その後、現地の組織機関との協力によって、代替組織との新たな協力関係を形成でき、連携事業を実施できる活動基盤を整備できた。また、試作した学習プログラムの動画記録も実施できた。さらに、本年度新たな研究分担者が加わったことで、認知症予防プログラムの開発と評価について、知見を得られる研究体制を整備できた。「成果の普及」では、2019年度の運用開始に向け、本年度内にHPとSNSページを仮構築できた。1.高齢者のニーズ把握と課題の明確化1)道内高齢者団体の博物館利用動向とニーズ調査2018年実施データについて、地域別、事業所種別のクロス集計を行う。レクの活発な施設、博物館利用のある施設の特徴を把握する。2.協働による地域学習プログラムの作成1)地域ナレッジ収集とプログラム実施:1プログラムの計画:士別市朝日町、名寄市智恵文を拠点に、モデル組織機関と連携した行事を計画する。馬を使った農作業や冬山造材、昭和期の生活用具や年中行事を題材に、高齢者の心身の健康づくりに役立てると共に、モデル館の所蔵資料に関連づけたナレッジを収集するサロンやクラフトを実施する。広報によって、活動を世代間交流の場としても機能させる。2映像・メディア利用の有効性の把握:サロン参加者を対象に、高齢者層/若年層の映像・メディア利用状態を調査する。合わせて利用状態と高齢者の身体的特性の関係を明らかにする。試作した素材で映像による世代間交流の有効性を調査する。3.プログラムの実践と評価1)地域学習プログラムの実践と評価1アンケートの実施:事業の客体である高齢者、中学生を対象に、活動目標の達成をたずねる自己評価アンケートを実施する。2ヒアリング:第三者である学校教員を対象に、プログラムの生徒・児童への効果についてヒアリングする。2)認知症予防プログラムの実践と評価:名寄市日新を拠点に、1個人の嗜好・適性に合ったプログラムを提供するため、基本的な健康チェックによるアドバイス(主に食、栄養分野)を行い、認知症とその予防のための実践事例に関する勉強会を開催する。2予防活動のプログラムを実施する(ピアノ、外国語学習、塗り絵等)。3認知症予防のチェックリストの作成と検証を行う。4.成果の普及HPとSNSページを公開して両者を相互補完的に活用し、成果の発信と関心を持つ層の参入促進を継続できる仕組みをつくる。2郵送法

アンケート:道央、道北の老人デイサービスセンターのレク担当職員218名(回収率37.1%)への調査では、「博物館・資料館(49.0%)」「動物園(31.2%)」が利用多数で、「出張型のレク(48.3%)」「介助支援(44.9%)」、博物館の役割では「懐かしさの体験の場(71.2%)」への要望が多数だった。2.協働による地域学習プログラムの作成1)地域ナレッジ収集とプログラム試行1実行体制の整備と試行:士別市朝日町、名寄市智恵文を拠点に、モデル組織機関と連携して計6回の活動を実施し、同地の農林業や生活用具に関する回想法サロンを試行した。2資料情報化・動画記録:地域ナレッジをモデル館の所蔵資料へ情報付与することを目的に、サロンの動画記録を行った。同地の過去の映像資料を視聴するとともに、資料所在を聞き取り調査した。2)認知症予防プログラム実践団体の組織化名寄市日新を拠点に、市民と大学教員各数名を、賛同者・指導者として確保し、話し合い協力できる関係を形成して活動基盤を整備した。個人の生活様式、食・栄養を中心とする健康管理状況等を観点に、認知症予防に役立つチェックリストの作成を開始した。3.成果の普及1)ウェブでの情報発信本研究の情報発信と映像を通じた世代間交流のため、HPとSNSページを仮構築した。研究計画の各項目とも、ほぼ遅滞なく実施できている。「高齢者のニーズ把握と課題の明確化」の郵送法アンケートは北海道庁保健福祉部の協力を得ることで、2019年1月にスムーズに調査実施でき、該当地の老人デイサービスセンターの協力によって、予想を上回る回収率の調査を行うことができた。「協働による地域学習プログラムの作成」では、申請書にて計画していたモデル組織の解散という危機があったが、その後、現地の組織機関との協力によって、代替組織との新たな協力関係を形成でき、連携事業を実施できる活動基盤を整備できた。また、試作した学習プログラムの動画記録も実施できた。さらに、本年度新たな研究分担者が加わったことで、認知症予防プログラムの開発と評価について、知見を得られる研究体制を整備できた。「成果の普及」では、2019年度の運用開始に向け、本年度内にHPとSNSページを仮構築できた。1.高齢者のニーズ把握と課題の明確化1)道内高齢者団体の博物館利用動向とニーズ調査2018年実施データについて、地域別、事業所種別のクロス集計を行う。レクの活発な施設、博物館利用のある施設の特徴を把握する。2.協働による地域学習プログラムの作成1)地域ナレッジ収集とプログラム実施:1プログラムの計画:士別市朝日町、名寄市智恵文を拠点に、モデル組織機関と連携した行事を計画する。馬を使った農作業や冬山造材、昭和期の生活用具や年中行事を題材に、高齢者の心身の健康づくりに役立てると共に、モデル館の所蔵資料に関連づけたナレッジを収集するサロンやクラフトを実施する。広報によって、活動を世代間交流の場としても機能させる。2映像・メディア利用の有効性の把握:サロン参加者を対象に、高齢者層/若年層の映像・メディア利用状態を調査する。合わせて利用状態と高齢者の身体的特性の関係を明らかにする。試作した素材で映像による世代間交流の有効性を調査する。3.プログラムの実践と評価
コーポレートガバナンスにおけるアクティビストファンドの役割と上場企業法制の再検討

近年の日本におけるファンドの活動の特徴はM & A取引、特にMBOへの関与である。ファンドはMBOを行う取締役や支配株主と事実上一体として活動し、MBOにおける重要なプレイヤーとなっている。現在の日本ではMBOに対する会社法的な規制は、主に、事後的な司法によるコントロールに委ねられているが、それには十分でない点が多い。裁判所に期待される、望ましいMBOとそうでないMBOを選別する機能を適切に果たすために、取締役や支配株主の株主に対する義務の確立と、差止めや仮処分の柔軟な活用がなされるべきである。平成21年度は、ファンドが用いる戦略とその法的問題についての研究に取り組んだ。ファンドには様々なタイプのものがあり、その用いる戦略も多様であるが、買収ファンドの投資と回収の戦略についての研究を中心に行った。買収ファンドの代表的な投資回収戦略(exit strategy)はMBOであり、近年日本においてもMBOに関する事件が増加しており、実務的・理論的重要性が高まっているので、これを重点的に取り扱った。MBOは株主と経営者の間に構造的な利益相反が生じうる取引である。会社の外部者であるファンドが主導するMBOであっても、利益相反の懸念は拭えず、取引の公正性への疑念は残る。企業価値を高めるような望ましいMBOは奨励し、そうでないMBOは抑制する必要がある。現在の日本においては、上場会社のMBOは公開買付けと全部取得条項付種類株式の取得を組み合わせて行われることが多い。そのため、現在の日本法の下では、望ましいMBOとそうでないMBOの選別は、全部取得条項付種類株式の取得価格の決定の申立ての中で行われている。近年のMBOにおける全部取得条項付種類株式の価格決定についての裁判所の判断を見ると、概ね適切に望ましいMBOとそうでないものを選別しているといえる。しかし、取得価格決定の申立てによる選別では、MBOが実際に完了するまで選別機能を働かせることができないし、取得価格決定を申立てた株主にしか救済が与えられず、価格という取引の中核的な内容に裁判所が介入する必要があるためMBO実行者のインセンティブを損なう危険が高いなど、いくつかの重大な限界がある。このような限界があるので、差止めの柔軟な活用を検討すべきである。平成22年度は、ファンドが支配株主となっている場合の法的問題とその問題の緩和方法について研究を行った。ファンドがある会社に集中的に投資を行い、支配株主となっている場合かある。このようなファンドの投資回収戦略(exit strategy)の一つとして、全部取得条項付種類株式を用いた少数株主の締出(MBOも含まれる)がある。少数株主の締出は支配株主のファンドと一般少数株主の利害が対立する場面であり、少数株主の保護が問題となる。現在のところ、主な少数株主の保護の手段は全部取得条項付種類株式の取得価格の決定など事後的な金銭的救済であるが、それには不十分な点が多い。支配株主自ら自発的に公正な締出取引を行うようになることが究極的な株主保護であり、そのように行動するように支配株主にインセンティブを与えることも考えるべきである。一定の場合に締出の効力自体を否定すれば強力なインセンティブを与えることができる。少数株主の締出の効力が否定されるべきかどうかを判断する際は、効率性の問題と分配の問題に分けて考えるべきである。締出の効力が認められるためには、締出により企業価値が高まり、カルドア・ヒックス基準の意味で効率性が改善していることが必要であると考えるべきである。企業価値が増加している場合は価値の増加分の分配の問題が生じる。裁判所が分配の問題に取り組む際は、株主平等の原則を実質的に解し、価値の増加分が実質的に平等に少数株主にも分配されていること(すなわち公正な価格であること)が必要であり、そうでない場合は株主平等の原則に反すると考えるべきであるが、裁判所は分配の問題に介入するのは限定的であるべきである。本研究の目的は、ファンドの活動がコーポレート・ガバナンスやM&A取引にもたらすネガティブな影響を緩和ないし除去するための方策を検討することにある。近年の日本においては、上場会社の経営者とファンドが組み、一般株主を会社から締出すことで非上場化を図るMBOが増加している。MBOにおいては取締役と株主の間に構造的な利益相反状況が生じ、一般株主の犠牲の下で経営者・ファンドが不当な利益を得ていると思われる事案も少なくないように思われる。そのため、本年度は、MBOを中心に利益相反M&A取引における株主の救済を中心に研究を行った。MBOにより会社の所有構造や取締役のインセンティブ構造が変わり企業価値を高める可能性があるので、MBOに対する過度な規制は避けるべきである。MBOを行う取締役や支配株主に義務を課すことにより、自発的にMBO取引の質を向上させるようなインセンティブを与えるべきである。近年は、MBOを行う取締役は「株主の共同利益に配慮する義務」があるとしたレックス・ホールディングス損害賠償事件の東京地裁のように、取締役の株主に対する義務というものを観念する裁判例も登場している。

しかし、現時点での裁判所の設定する義務は不十分である。レックス事件の裁判所の設定する義務は、既存株主を害さない(従前の状態を悪化させない)という消極的な義務にすぎず、株主の利益を向上させるという積極的な義務ではないからである。一定の場合には、いわゆるレブロン義務類似の義務も観念すべきである。ファンドの支配株主としての側面にも注意が向けられておらず、支配株主と少数株主の間の利益相反問題は放置されたままである。支配株主の少数株主に対する義務も一定の場合には認められるべきである。
中心体を起点とした細胞膜形成の分子メカニズム

「微小管の形成中心」としての中心体のはたらきについては世界的に盛んに研究されてきた。一方で、中心体は「細胞膜の形成起点」としてもはたらいているが、微小管形成に関する役割に比べて研究例も少なく、その分子メカニズムは不明な点が多い。分裂酵母の胞子細胞膜の形成は、中心体(酵母ではスピンドル極体SPBとよばれる)から始まる。本研究の最終目的は、分裂酵母の胞子細胞膜形成の中で特にSPBにおける膜形成開始に焦点を当て、形成に必要な遺伝子の同定と解析により、その分子メカニズムを解明することである。電子顕微鏡による観察で、胞子形成時にはSPBの細胞質側にMOP (meiotic outer plaque)という層状の構造が形成されることがわかっている。これまで、申請者らはMOPを構成するタンパク質を数個明らかにしてきた。しかしながら、これらをSPBにつなぐしくみはわかっていなかった。本研究ではゲノムワイドな逆遺伝学と生化学的手法を組み合わせ、このしくみ解明を目指す。本年度はMOP構成因子をSPBに局在させる因子Dms1を同定し、その性格付けを行った。その結果、Dms1は胞子細胞膜形成開始に必須であった。また、栄養増殖時から胞子形成時を通して、SPBに局在することがわかった。さまざまな欠失変異株を再生し、解析した結果、Dms1はそのC末端にある膜貫通ドメインで核膜に局在し、N末端側でMOP構成因子と相互作用し、これらの因子をSPBに局在させることがわかった。分裂酵母では非必須遺伝子約3,500の遺伝子破壊株セットが作製されている。この株のうちで胞子細胞膜形成に欠損がみられるものを網羅的に解析し、Dms1を同定した。Dms1は膜貫通ドメインを持つ機能未知のタンパク質であった。dms1破壊株で胞子細胞膜は全く形成されなかったことから、Dms1は胞子細胞膜形成開始に必須であることがわかった。Dms1にGFPを付加し、その局在を観察した結果、栄養増殖時からSPBに観察された。また、核膜にも弱いながらシグナルが見られた。MOP構成因子であるSpo15, Spo2, Spo13はdms1の遺伝子破壊株ではいずれもSPBに観察出来なかった。逆にspo15, spo2, spo13の遺伝子破壊株ではDms1はSPBに局在できた。Dms1のC末端にある膜貫通ドメインを削った変異タンパク質はSPBに局在できなかった。逆に膜貫通ドメインだけでもSPBに局在することができた。以上のことから、Dms1は膜貫通ドメインを介して核膜に局在し、N末端側でMOP構成因子と相互作用し、これらをSPBにとどめている可能性が示唆された。1,Dms1とMOPをつなぐタンパク質の同定:今回の解析ではDms1と既存のMOP構成因子との直接的な結合は見られなかったため、Dms1は未知のタンパク質を介してMOPをSPBに局在させていると考えられる。そのタンパク質を分子遺伝学的手法や生化学的手法により取得する。2:MOPの活性化メカニズムの解明:胞子細胞膜形成がSPB上で開始するためにはMOPが活性化する必要がある。Ypt2は、低分子量GTPaseのRab8のオルソログであり、その候補因子の1つである。Spo13は、Ypt2のSPBへの局在に必要であるが、同時にRabタンパク質の活性化のためのGEF活性も有している。しかしながら、Spo13のGEF活性をなくしても胞子細胞膜形成はある程度できることから、申請者はYpt2のもう1つのGEFであると考えられるSec2(高等生物のRabin8のオルソログ)に注目している。Rabin8は高等生物ではリン酸化などにより高度に調節されている。Sec2はSPBに局在するなど胞子形成に関わる可能性が高いが、生育に必須な遺伝子であるため、いまだ詳細な機能はわかっていない。そこで本研究では、i)sec2+遺伝子にランダムに変異を導入し、胞子形成に欠損を示す突然変異株を取得するii)取得した変異株の形質を詳細に解析する。iii)Sec2と他のSPBタンパク質との相互作用、およびin vivo, in vitroでSec2によるYpt2の活性化の解析を行う。

また、栄養増殖時から胞子形成時を通して、SPBに局在することがわかった。さまざまな欠失変異株を再生し、解析した結果、Dms1はそのC末端にある膜貫通ドメインで核膜に局在し、N末端側でMOP構成因子と相互作用し、これらの因子をSPBに局在させることがわかった。分裂酵母では非必須遺伝子約3,500の遺伝子破壊株セットが作製されている。この株のうちで胞子細胞膜形成に欠損がみられるものを網羅的に解析し、Dms1を同定した。Dms1は膜貫通ドメインを持つ機能未知のタンパク質であった。dms1破壊株で胞子細胞膜は全く形成されなかったことから、Dms1は胞子細胞膜形成開始に必須であることがわかった。Dms1にGFPを付加し、その局在を観察した結果、栄養増殖時からSPBに観察された。また、核膜にも弱いながらシグナルが見られた。MOP構成因子であるSpo15, Spo2, Spo13はdms1の遺伝子破壊株ではいずれもSPBに観察出来なかった。逆にspo15, spo2, spo13の遺伝子破壊株ではDms1はSPBに局在できた。Dms1のC末端にある膜貫通ドメインを削った変異タンパク質はSPBに局在できなかった。逆に膜貫通ドメインだけでもSPBに局在することができた。以上のことから、Dms1は膜貫通ドメインを介して核膜に局在し、N末端側でMOP構成因子と相互作用し、これらをSPBにとどめている可能性が示唆された。1,Dms1とMOPをつなぐタンパク質の同定:今回の解析ではDms1と既存のMOP構成因子との直接的な結合は見られなかったため、Dms1は未知のタンパク質を介してMOPをSPBに局在させていると考えられる。そのタンパク質を分子遺伝学的手法や生化学的手法により取得する。2:MOPの活性化メカニズムの解明:胞子細胞膜形成がSPB上で開始するためにはMOPが活性化する必要がある。Ypt2は、低分子量GTPaseのRab8のオルソログであり、その候補因子の1つである。Spo13は、Ypt2のSPBへの局在に必要であるが、同時にRabタンパク質の活性化のためのGEF活性も有している。しかしながら、Spo13のGEF活性をなくしても胞子細胞膜形成はある程度できることから、申請者はYpt2のもう1つのGEFであると考えられるSec2(高等生物のRabin8のオルソログ)に注目している。Rabin8は高等生物ではリン酸化などにより高度に調節されている。Sec2はSPBに局在するなど胞子形成に関わる可能性が高いが、生育に必須な遺伝子であるため、いまだ詳細な機能はわかっていない。そこで本研究では、i)sec2+遺伝子にランダムに変異を導入し、胞子形成に欠損を示す突然変異株を取得するii)取得した変異株の形質を詳細に解析する。iii)Sec2と他のSPBタンパク質との相互作用、およびin vivo, in vitroでSec2によるYpt2の活性化の解析を行う。分子生物学関連の試薬が予想よりも少なくすんだため、その予算を来年度分とした。
免疫電顕と急速凍結デイ-プエッチングレプリカ法による胆汁うっ滞の研究

急速凍結ディ-プエッチングレプリカ法での肝細胞細胞骨格の観察は、個々のフィラメントの解像力が悪く、胆汁うっ滞時の細胞骨格の研究には1987年Katsumaらが発表した方法(Hepatology7:1215、1987)が優れていることが判明した。この方法を用いて、サイトカラシン、ファロイジン、催胆汁うっ滞因子投与ラット及び総胆管結紮ラットにおけるアクチンとサイトケラチンの動態を検討し、特にpericanalicular sheathの変化を明らかにした。この結果アクチンフィラメントの増加と共に中間経フィラメントが連動して増加することが判明した。そして閉塞性黄疸が長期持続するとpericanalicular sheathの破綻が起き、この事は閉塞性黄疸時においては早急にPTCDが必要なことを意味している。また、Moll分類のNo8と18のCKに対するモノクロナ-ル抗体を用いた検討から、肝細胞IFには免疫学的異質性が存在することが明らかとなり、アルコ-ル性肝障害(マロリ-大形成時)や肝癌発生過程においてIFに変化が生じることが判明した。この事はIFを用いての肝疾患の細胞骨格病理の新な展開を意味するものである。培養細胞を用いて、毛細胆管形成と肝細胞の極性形成におけるデスモゾ-ムとIFの関係も研究した。使用した抗体は抗CKモノクロ-ナル抗体(pkk_1)と抗デスモプラキンモノクロ-ナル抗体(IP1&2)で、免疫蛍光法と電顕にて検討した。その結果、IFとMFは細胞接着部位でデスモソ-ム、ヘミデスモソ-ムを介して相互関係を有し、IFは細胞質内ではMFとの関連性の元に細胞の立体構築形成に関与していることが判明した。今後はこれらの研究成果に基づき、細胞内の蛋白代謝の面も加味して、胆汁うっ滞を始めとする種々の肝疾患細胞骨格病理を明らかにしていく予定である。肝内胆汁うっ滞モデルとして,ファロイシン投与ラット,大阪市大溝口助教授より供与された催胆汁うっ滞因子投与ラットを用いた.コントロールと前記のラットを用いて,アクチン・ケラチンの免疫螢光染色と共に,界面活性剤で処理した肝を対象に透過電顕,走査電顕で肝細胞細胞骨格を観察した.閉塞性黄疸モデルとして,総胆管を1週間完全結紮したラットを用いた.ファロイジン投与ラット,総胆管結紮ラットでは,毛細胆管周囲にアクチンフィラメント(MF)のみならず中間径フィラメント(IF)も増加することを,免疫螢光法,透過電顕,走査電顕で証明した.しかし,催胆汁うっ滞因子投与ラットでは毛細胆管の拡張,微繊毛の減少・消失はあったが,毛細胆管周囲のMFやIFは増加しなかった.以上より,MFが増加するような状態ではIFはmetaplasticなchangeを起こすものと考えられた.ラット・ヒトの両者のIFに染色性を有する抗サイトケラチン抗体(RPN 1160,AmershamとCAM 5.2 BectonーDickinson)を使用し,最近ヒト正常肝細胞IFには免疫学的に異質性が存在することを見い出している(研究発表・雑誌論文学照).現在,胆汁うっ滞時に増加するIFがどのような性質のIFか免疫学的に同定中である.最近は従来我々が報告して来た方法以外に,まず肝組織を0.004% DTBTで固定後に凍結割断し,その後にJahnの液で処理する方法を試み,走査電顕でMFとIFの相互関係をより明瞭に摘出しうるようになっている.

現在,自作の凍結割断ディープエッチング装置を用いて,急速凍結割断を行っており,IFとMFの三次元的相互関係がより明瞭となるものと考えている.総胆管結禁1週間後と結禁解除1週間後のラット、および、サイトカラシンB、ファイロイシン、催胆汁うつ滞因子投与ラットを対象とし以下の研究を行った。Fey&Penmannの方法を改良したKatsumaらの方法を用い、凍結訳科をwhole mount extraction法で処理し、透過電顕でpericanalicular sheathを中心とした肝細胞細胞骨格を観察した。そして、抗サイトケラチンモノクロナール抗体(PKK1)を用いimmunogold法にて免疫電顕を行い中間径フィラメントの同定を行った。同時にアクチン、ケラチンの免疫蛍光染色も施行した。閉塞性黄疸、ファロイシン投与ラットでは毛細胆管周囲のマイクロフィラメントと共に中間径フィラメント(IF)が増加していた。閉塞性黄疸のラットではpericanalicular shenth(PS)は拡張、肥厚し、かつ届局蛇行も著明であった。また、PSの一部断裂像も認めた。このような所見は閉塞解除1週間後nは消失していた。PSを構成しているフィラメントのほとんどは、免疫電顕によりIFであることが判明した。上記肝内胆汁、催胆汁。うっ滞因子投与群ではマイクロフィラメント、IF共に著変はなく、phillipsの云う"canalicular ileus adynamic type"を示す所見であった。急速凍結ディープエッチングレプリカ法での観察は個々のフィラメントの解像力が悪く、種々の実験条件の相違による肝細胞細胞骨格病理を明らかにすることが出来なかった。現在、方法論の改良中である。急速凍結ディ-プエッチングレプリカ法での観察は、個々のフィラメントの解像力が悪く、種々の実験条件下での胆汁うつ滞症における肝細胞細胞骨格の研究は中止した。本年度は、昨年報告した研究実績に述べたFey&Penmannの方法を改良したKatsumaの方法を用いて、培養肝細胞における毛細胆管形成と極性形成におけるデスモゾ-ムと肝細胞中間径フィラメントの関係を研究した。使用した抗体は抗CKモノクロ-ナル抗体(PKK_1)の抗デスモプラキンモノクロ-ナル抗体(DP1&2)である。コルヒチン処理するとチュブリンは細胞質内で無構造となるが、マイクロフィラメント、IF、デスモプラキンには著変はなかった。サイトカラシンD処理によりMTに変化はなかったがMFは断裂し、軽度の細胞間の解離、デスモプラキンの分布の乱れが出現した。MFの凝集部位にDPを示す蛍光がしばしば観察された。コルヒチン、サイトカラシン同時処理により、細胞間の解離は強くなり、デスモゾ-ムを残して解離している部分もあり、CKの分布は不均一となった。以上の結果から、IFとMFは細胞接着部位でデスモソ-ム、ヘミデスモソ-ムを介して相互関係を有し、IFは細胞質内ではMTとの関連性の元に細胞の立体構築形成に関与していることが判明した。別の研究として、マロリ-体形成におけるIFとユ-ビキチンの関連性を検討し、マロリ-体形成フィラメントと周囲のIFにコ-ビキチン化が起きていることを明らかにした(肝蔵31:53ー58,1990)。また、Katsumaらの方法を用いて、実験肝癌発生過程における肝細胞中間径フィラメントの免疫学的性質の変化についても明らかにした(肝蔵:31,152,1990)。