hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写因子の欠損に直接起因する発がんにおける基本転写因子TFIIEとTFIIHの役割

1.TFIIHのキナーゼ活性の基質特異性と転写におけるPolIIの特異的リン酸化の解析PolII最大サブユニットのC末の7アミノ酸の繰り返し構造(CTD)のセリン残基リン酸化は転写の伸長過程に大きく関わり、その異常で発がんに至る疾患が複数見出されている。このCTDリン酸化を転写開始の際に行うTFIIHの基質特異性とPolIIの転写との関連を追及した。ヒトTFIIHを用いてCTDリン酸化部位を決定したところ、CTD配列の2番目と5番目のセリン残基をリン酸化した。特に5番目のセリンのリン酸化は転写開始複合体の中でTFIIEにより特異的に誘導され、転写伸長への移行との関連性が考えられる。2.TFIIHの欠損に起因する発がん患者細胞からの欠損TFIIHの活性の解析TFIIHは、紫外線等によるDNA傷害の修復にも関与し、2個のサブユニットXPBとXPDの一方の変異で発がんを伴う色素性乾皮症が発症する。我々は、TFIIHのXPBかXPDに変異を有する患者の欠損TFIIHと正常なTFIIHの機能を比較した。すると、XPB変異TFIIHは転写活性に大きな低下が見られるが、PolIIリン酸化活性の低下は小さいこと、一方XPD変異TFIIHには、転写活性の低下とPolIIリン酸化活性の低下の両方が見られた。3.TFIIHのDNA修復反応における他の修復因子との協調的制御機能の解析我々は、これまでTFIIHが遺伝子DNA上の紫外線、薬剤等による傷害部位にDNA修復因子が集まり修復する際に、形成される複合体内で損傷を認識するXPCと損傷DNA部位の3'側を切断するXPGの2者に結合することを見出している。今回、これら因子がTFIIHと相互作用し、その際紫外線、薬剤により損傷を生じたDNAとの相互作用の効率は、損傷の無いものより高いことを明らかにした。
アメリカ社会科における「サービス・ラーニング」プログラムに関する研究-「振り返り」と「統合」を重視した福祉教育プログラムの開発-

研究2年目を迎えた今年度は、昨年度の海外調査やサービス・ラーニングのデータベース化を踏まえて、国内における社会科および総合的学習にサービス・ラーニングの考え方がどのように生かされるのかを検討した。その成果は「11、研究発表」に載せた論文で明らかにした。また、静岡市社会福祉協議会と共同で開発した『福祉教育プログラム集(1)わたしのしあわせ・みんなのしあわせ』は、サービス・ラーニングの考え方を日本の学校教育の文脈で生かすかたちで作成したものである。現在、この第(2)集を校正中である。本年度明らかにしたことは、具体的には次の二点である。第一に、サービス・ラーニングの基本文献及び「福祉教育」プログラムの分析から、日本における社会科及び総合的学習でサービス・ラーニングの考え方を生かすためには、「振り返り」と「統合」の視点が不可欠であることを確認した。その成果は、先に述べた通り、論文や学会発表、さらには、静岡県内の様々な研究会で研究者や学校教員に紹介した。体験的活動が重視される昨今の授業実践では、「体験あって学びなし」の授業を乗り越えていくためにも、この二つの視点が大切なことは、多くの方々の共感を得られたものと考えている。第二に、日本に「サービス・ラーニング」を導入する際に役立つ視点として「振り返り」と「統合」の二つを重視しながら、先に述べた『福祉教育プログラム集』を完成させ、静岡市内を中心とした学校教現場でサービス・ラーニングの考え方を浸透させる努力をした。サービス・ラーニングを日本に確立するために大切なことは、「振り返り」と「統合」の視点を重視すること、そして、社会福祉協議会等の社会団体(行政やNPOを含む)と共同でカリキュラムを開発する努力を学校教員が惜しまないことである。本年度は、次の三点にわたって研究を行なった。(1)「サービス・ラーニング」に関する基本文献のデータベース化第一に、「サービス・ラーニング」に関する基本文献を収集し、データベース化を行なった。その結果、社会科では近年の改革の一つの柱として「サービス・ラーニング」が位置付けられていること、また、福祉教育では「世代間交流プログラム(Intergenerational Program)」として「サービス・ラーニング」に注目が集まっていることが明らかとなった。(2)専門家からの意見聴取及び情報収集第二に、ミネソタ大学のRob Shumer氏から意見聴取を行ない、福祉教育的な内容が「サービス・ラーニング」の一つの柱となっていること、「統合」と「振り返り」が「サービス・ラーニング」のコア(核)であることを確認した。また、氏の意見および収集した文献から、「サービス・ラーニング」の議論は社会科教育の文脈だけでなく広く公民教育(Citizenship Education)の文脈において行なう必要もあるということが明らかとなった。(3)「サービス・ラーニング」の授業の観察第三に、ミネアポリス市において、小学校および中学校の「サービス・ラーニング」に関する授業を観察した。その結果、「サービス・ラーニング」の実践は日本における「総合的な学習の時間」の実践と似通った部分がたくさんあることを確認した。研究二年目にあたる平成14年度には、平成13年度に得た知見に基づき、論文発表や講演を通して、日本の社会科及び総合的学習の発展に寄与していきたいと思う。
イネ糊粉層とデンプン性胚乳における貯蔵物質蓄積の分子機構解明に関する研究

イネ糊粉層とデンプン性胚乳における炭素代謝に関する遺伝子発現を調査したところ、糊粉層では解糖系の遺伝子のほか、クエン酸回路の遺伝子が多くみられたのに対し、デンプン性胚乳ではデンプン蓄積にかかわる酵素の遺伝子発現が多くみられた。近年の穀物需要の高まりや消費者の良食味志向を受けて、さらなる収量・品質の向上が望まれる。イネ科穀物は胚乳に貯蔵物質を蓄積し、胚乳は糊粉層とデンプン性胚乳から構成されるが、登熟期間中に前者は脂肪を、後者はデンプンを蓄積する。本研究では細胞単位で組織を切り分けることのできるレーザーマイクロダイセクションを用いて、そのような胚乳組織における空間的な貯蔵物質の違いを、炭素代謝の側面から明らかにしようとした。水稲品種「コシヒカリ」の開花後7日と12日の登熟粒を実験に供試した。登熟粒をエタノール:酢酸=3:1で固定後、2%カルボキシメチルセルロースで氷結包埋した。厚さ7μmの横断切片を作製後、レーザーマイクロダイセクションで糊粉層とデンプン性胚乳の中心部を単離し、RNAを抽出した。10ngのRNAを増幅、cDNAを合成し、定量PCRによる遺伝子発現解析を行った。炭素代謝系酵素のうち、ヘキソキナーゼ、グルコース6リン酸トランスロケーター、UDPグルコースピロホスホリラーゼ、ADPグルコースピロホスホリラーゼ、グルコース6リン酸ジヒドロゲナーゼなどに関して調査した。デンプンの蓄積するデンプン性胚乳では、グルコース6リン酸トランスロケーター、ADPグルコースピロホスホリラーゼの発現が高かった。一方、糊粉層ではこれらの遺伝子発現が著しく低かったことに加えて、グルコース6リン酸ジヒドロゲナーゼの発現がデンプン性胚乳に比べて著しく高く、グルコース6リン酸がデンプン合成の方向の代謝ではなく、ペントースリン酸経路に流れていることが示唆された。以上の結果は、炭素代謝の側面から、糊粉層とデンプン性胚乳における貯蔵物質蓄積の違いを明確に示していた。胚乳は各部位によって、それぞれ異なる貯蔵物質を蓄積する。申請者は平成20年度までに、水稲品種「コシヒカリ」の開花後7日と12日の胚乳(糊粉層とデンプン性胚乳中心部)をレーザーマイクロダイセクションにより単離し、44Kマイクロアレイや定量PCRなどの遺伝子発現解析手法により、糊粉層におけるペントースリン酸経路の存在や、デンプン性胚乳におけるデンプン合成系酵素の遺伝子群を明らかにした。平成21年度は、44Kマイクロアレイ解析から新規に発見した糊粉層あるいはデンプン性胚乳中心部特異的な代謝経路やタンパク質の遺伝子群の発現解析を行った。糊粉層では、ペントースリン酸経路以外に、クエン酸回路の遺伝子群が強く発現していた。このことは糊粉層では好気呼吸によってエネルギーを獲得していることを示していたため、酸素電極法により、胚乳各部位の溶存酸素濃度を測定したところ、糊粉層では3-6%の酸素が存在し、デンプン性胚乳では酸素濃度は0%であった。デンプン性胚乳で特異的に発現しているアルコール脱水素酵素も存在したことから、デンプン性胚乳では糊粉層と違って、嫌気呼吸によるエネルギー獲得が示唆された。またデンプン性胚乳では、アミロプラズト膜での局在が示唆されているTocタンパク質、outerenvelope protein (OEP), inner envelope protein (IEP)などが存在し、胚乳でのアミロプラストの分裂や増殖に対して、重要な役割を果たしていることが示唆された。以上の結果により、胚乳各部位におけるエネルギー獲得の違いや胚乳に多量に存在するアミロプラストの形成に関して重要な役割を果たし遺伝子群が明らかとなった。
ゼオライト中のメゾスコピックなカリウム超微子における強磁性のNMRによる研究

本テーマは、ゼオライトの空孔中に埋め込まれたカリウム(K)超微粒子が低温において強磁性を呈するという最近の報告に基づいて,その磁性のの性質,及び機構をNMRによって実験的に明らかにしようとするものである。LTA型ゼオライトでは,sodaliteケージが単純正方格子を組んでおり,格子間に直径11Åのsuperケージがある。そのsuperケージの中への4個ずつK原子を導入しクラスタを形成すると,クラスタの数密度に応じて転移温度48K,モーメント0.13mu_B程度の強磁性が磁化測定により報告されている。この単純金属カリウムにおける強磁性は,superケージのポテンシャル内に閉じこめられたK原子の波動関数が,隣接するsuperケージを結ぶ直径5Åの窓穴を通して重なり合い,交換相互作用によって強磁性が現れるという,いわば規則正しく並んだクラスタの遍歴磁性であるというモデルが提案されている。我々は,NMRによって強磁性の出現をダイレクトに検証するとともに,この遍歴磁性的なモデルの妥当性を検証する事を目的とした。本年度は予備実験として,Kクラスタを含まないゼオライトのNMRスペクトル測定を試みた。LTAは単体でもK原子を含んでいる為,クラスタのK原子と区別する為に,本実験が不可欠である。温度4.2K,磁場6Tにおいて,スピンエコー法により,K核のNMR信号検出を試みたが,実験精度内で検出されなかった。原因としては,K核の磁気モーメントは非常に小さい為感度が低い事や,単体のゼオライトは絶縁体である為,低温でT_1が著しく長く信号の検出が不可能である,等がある。今後,高磁場での測定や,クラスタを埋めこんだ試料の測定を試みる。
複合領域最適化手法による建築構造物を分散型構造設計法

1.トラスの多目的最適設計問題を形状設計と部材剛性設計の2段階に分解し,応答量と部材体積で定義される性能不満足度を最小化するような設計解を,部材体積に関するパラメータを順次変更してパラメトリックに最適解を求める手法を提案した。2.膜構造物に対し,設計外力に対するコンプライアンスを最小化するような初期形状と応力を最適化するための2段階手法を提案した。第1段階の最適化問題では,膜面が平面裁断膜から形成されるための可展条件を導入し,目標値からの偏差量を最小化するような最適応力を求める。さらに,第2段階では形状を改善してコンプライアンスを最小化するような最適形状を求める。第1段階の最適応力は,連立1次方程式を一度解いて求められるため,本最適化手法は極めて効率よく大規模膜構造物に適用できる。3.リブ付シェル構造物を対象とし,曲線と曲面の丸さに関する計量を導入して,設計者の希望する丸さレベルを有する形状を生成するための手法を提案した。このような形状指標を用いることにより,滑らかな曲面を自動的に生成することが可能となる。4.立体骨組を平面骨組に分解し、平面骨組の最適化を実行して立体骨組の最適解を求める手法を提案し、大規模骨組の最適解を求めてその有効性を示した。本手法では、平面骨組の最適化を並列的に実行するため、計算時間と記憶容量は平面骨組のサイズに依存し、立体骨組全体のサイズには依存しない。1.建築骨組の構造設計プロセスを,静的弾性設計と動的弾性設計に分け,それらをサブシステムとしてとらえることによる分散型の最適設計手法を提案した。本手法では,パラメトリック最適化手法を導入し,サブシステムの最適設計過程を繰返し行なって全体システムの満足解あるいは最適解を求めるため,大規模構造物の最適解を効率よく求めることができる。2.オブジェクト指向分析・設計の手法により,分散型の最適設計手法を分析し,サブプロセスと全体プロセスの設計問題のクラス構造を明らかにし,再利用性の高い分散型構造設計プログラムのテンプレートを構築した。3.トラス構造物に対し,形状設計と剛性設計を2つのサブシステムと考え,それらをネットワークで結合された2つのワークステーション(WS)でそれぞれ実行し,さらに,制御用WS上で実行される制御プログラムを用いて各サブシステムの最適設計過程を統合することにより,全体システムの最適化を実行するためのプログラムを作成した。4.サブシステムレベルの最適化の過程で,設計変数が離散値の集合として与えられ,連続関数による表現が困難な場合の1つの例として,トラスのトポロジー・節点位置同時最適化問題を対象とし,遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて最適化を実行するシステムを構築した。5.膜構造物に対し,形状設計プロセスを上位プロセス,初期応力決定プロセスを下位プロセスととらえ,2つのプロセスを繰り返し実行することにより,形状と剛性に関する要求を考慮した最適形状と応力と求める手法を提案した。3.リブ付きシェル構造物を対象とし,曲線と曲面の丸さに関する計量を導入して,設計者の希望する丸さレベルを有する形状を生成するための手法を提案した。

4.立体骨組を平面骨組に分解し,平面骨組の最適化を実行して立体骨組の最適解を求める手法を提案し,大規模骨組の最適解を求めてその有効性を示した。本手法では,平面骨組の最適化を並列的に実行するため,計算時間と記憶容量は平面骨組のサイズに依存し,立体骨組全体のサイズには依存しない。
植民地期インドネシアにおける民衆運動と地域社会

19世紀後半から20世紀前半のオランダ植民地時代におけるバンテン地域が、なぜ反乱や民族主義運動の中心地となったのか、住民は何を求めてそれらの運動に参加したのかを、農村の階層構造や農業生産力との関連で考察した。平成21年度に実施した研究の成果は、まず西ジャワ・バンテン地域における世界恐慌の影響について検討したことである。バンテンは、ジャワの他地域のような外国人経営による輸出向け作物の栽培が盛んでなく、産業の中心は住民による米とココヤシの栽培であった。こうした地域における住民の生活に、世界市場の変動がどのような影響を与えたのかはこれまでほとんど解明されていない。私は、オランダの国立総文書館やオランダ国立民族研究所(KITLV)で集めてきた一次史料を元にこれらを検討し、名古屋大学で2009年6月に開催された東南アジア学会の中部例会でその成果の一部を報告した。これは交付申請書に記載した本研究の目的である、農村の階層構造や農業生産力と民衆運動を関連づけて考察するという作業の一環として位置づけられる。またバンテン人の最大の現金収入源の一つであった南スマトラ・ランプン地域への出稼ぎに関して、その実態と、彼らがランプン社会で果たした役割について検討した。コショウ栽培が盛んで人口密度の低いランプンでは、収穫期における貴重な労働力として、バンテンからの出稼ぎ労働者がジャワ人移民と共に重宝されており、ランプン社会において非常に重要な役割を果たしていたことが分かった。その成果の一部は東南アジア学会の学会誌である『東南アジア歴史と文化』第38号に掲載された他、平成22年6月にシンガポールで開催されるIAHA (The International Association of Historians of Asia)において発表することが決まっている。平成22年度に実施した研究の成果は、まず西ジャワ・バンテン地域から南スマトラ・ランプン地域への出稼ぎの実態について検討したことである。これまでバンテンは貧しい地域と言われてきたが、毎年多くの者が莫大な費用のかかるメッカ巡礼に出かけられた地域でもある。この理由をバンテンにおける社会経済構造から検討し、米やココ椰子の商品化と、首都バタヴィアやランプンへの出稼ぎ労働により多額の現金収入が得られたことを解明した。そしてシンガポールのリヴァープールホテルで2010年6月に開催されたアジア史研究者協会(IAHA第21回大会において、Indonesia:Administering an archipelago in the 20th Centuryというテーマでオランダ人、インド人、インドネシア人の若手研究者と共にセッションを組んでパネル・ディスカッションを行い、ランプンにおける移住政策の概要と、それが現地社会に与えた影響について説明した。またランプンにおける村落共同体マルガがオランダ植民地政庁の介入によってどのように解体・再編されたのかを、オランダの国立総文書館やオランダ国立民族研究所(KITLV)、インドネシアの国立文書館等で集めてきた一次史料を元に検討した。そして、一度はオランダの介入で消滅したと言われたマルガが、20世紀初頭から慣習法学者の台頭により再評価され、その際に新たに設定されたマルガ領域及びその首長が現在のランプンのデサ(村)及び村長の起源となっていることを解明し、こうした一連の政策によって地域社会側からどのような抵抗運動が生じたのかをも明らかにした。これらの成果の一部を、京都大学で2010年7月に開催された東南アジア学会関西例会や、10月に広島大学で開催された広島史学研究大会東洋史部会で報告した他、論文として発表する準備を進めている。平成23年度に実施した研究の成果は、まず西ジャワ・バンテン地域からの最大の出稼ぎ先である南スマトラ・ランプン地域の実態を検討したことである。研究者はこれまでバンテン地域の村落首長の社会的地位および村落共同体の変容について検討を進めてきた。今回、ジャワ以外の地域においてオランダ植民地政庁の介入がどのように地域社会に影響を及ぼしたのかを解明することで、バンテンや他のジャワの事例とその変容過程を比較検討することを目指した。その結果、ランプンにおける村落共同体マルガは、一度はオランダ植民地政庁の介入で消滅したと言われたが、20世紀初頭から慣習法学者の台頭により再評価され、その際に新たに設定されたマルガ領域及びその首長が現在のランプンのデサ(村)及び村長の起源となっていることを解明し、こうした一連の政策によって地域社会側からどのような抵抗運動が生じたのかをも明らかにした。これらの研究を進めるために、オランダの国立総文書館やオランダ国立民族研究所(KITLV)、インドネシアの国立文書館や国立図書館で、当時の新聞や雑誌の記事を収集した他、現在も調査を継続中である。またこれらの成果の一部を、2011年10月に開催された東南アジア研究会にて報告した他、海外の雑誌に論文として発表する準備を進めている。

平成24年度に実施した研究の成果は、これまでの研究成果に基づき、19世紀後半から20世紀前半のオランダ植民地時代におけるバンテン地域が、なぜ反乱や民族主義運動の中心地となったのか、住民は何を求めてそれらの運動に参加したのかを農村の階層構造や農業生産力との関連で考察したことである。第一次世界大戦末期、船腹不足による海上輸送の停止や大規模な凶作、スペイン風邪大流行により、ゴムや砂糖などの輸出向け商品作物の栽培に特化した地域では大きな打撃を受けた。しかし現地向けの米やココヤシの栽培が盛んなバンテンでは、これらの影響は大きくなく、北部ではバタヴィアやランプンなどの周辺地域へ米が移出され、一貫して米の余剰地域であったこと、またランプンへコショウ収穫期に大量のバンテン人が出稼ぎに行くことで、まとまった現金収入を得る機会があったことなどが明らかになった。植民地政府から見た場合、バンテンは経済的に重要な地域ではなかったが、そのぶん上からの介入は少なく、比較的豊かな土地持ちの中には、メッカ巡礼に行く経済的余裕があった者が多かったと考えられる。こうした層が、自分たちの要求を上に伝える際の仲介として、民族主義運動や農民反乱などの機会を利用したと考えられる。これらの研究を進めるために、オランダの国立総文書館やオランダ国立民族研究所(KITLV)、インドネシアの国立文書館や国立図書館、インドネシア銀行(旧ジャワ銀行)で、当時の新聞や雑誌の記事、調査報告書等を収集した他、現在も調査を継続中である。またこれらの成果の一部を、海外の雑誌に論文として発表する準備を進めている。東日本大震災の影響により、研究費の減額の可能性があったため、海外調査に行く計画を年度の後半にずらさざるをえなかった。そのため、平成23年度に収集した史料を年度中に利用することが難しかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が現在の科研の最終年度になるため、現在進めている課題に一定の結論を出したいと思っている。史料が膨大なため今年度中にすべてを整理することは不可能であるが、これまで収集してきた史料を見直し、効率的且つ有効に活用することで、バンテンの地域社会の変容を新たな視点から再構築したいと考えている。
シグナル伝達阻害薬を用いた歯周炎進行抑制のための薬物療法の確立

シグナル伝達阻害薬用いた歯周炎進行抑制のための薬物療法の確立を目的とした基礎的研究として、本年度はヒト歯根膜細胞(HPL cells)を使用し、歯周炎の病態形成に深く関わる炎症性サイトカインの1つであるIL-1が誘導するRANKLの発現におけるMAPKの関与について検討した。その結果、RANKLは破骨細胞形成に関与する重要な分子であり、IL-1を含めた各種骨吸収因子は骨芽細胞・ストローマ細胞におけるRANKLの発現を促進することが知られている。したがって、IL-1βはHPL cellsにおいてもRANKL発現・RANKL活性を促進することにより歯槽骨吸収を助長すると考えられるが、このIL-1βの促進作用にはMAPKが部分的に関与していることが明らかになった。ヒト歯肉線維芽細胞において、interleukin-1(IL-1)が誘導する各種炎症関連分子産生の細胞内シグナル伝達経路の検討(MAPK/AP-1とIKK/I-κB/NF-κBの関与の確認)シグナル伝達阻害薬を用いた歯周炎進行抑制のための薬物療法の確立を目的とした基礎的研究として、ヒト歯肉線維芽細胞(HGF)を使用し、歯周炎の病態形成に深く関わる炎症性サイトカインの1つであるIL-1が誘導する各種炎症性分子の産生におけるMAPK/AP-1とIKK/I-κB/NF-κBカスケードの関与について検討した。その結果、したがって、IL-1βはHGFにおける各種炎症関連分子の産生をMAPK/AP-1とIKK/I-κB/NF-κBカスケードを介して促進することが明らかになった。
ネプツニウム化合物の中性子散乱による研究

国内で初めてとなるNp化合物の非弾性散乱実験を、NpCoGa_5について行い、フォノンの分散関係を決定することに成功した。同じ結晶構造を有する一連の化合物、重い電子系超伝導体PuCoGa_5や、UCoGa_5についてもフォノンを測定し、3者の間で特定の光学フォノンブランチに、顕著な分散の違いが現れることを明らかにした。得られた結果について、理論計算との比較から、その違いに3者のf電子状態の違いが反映されている可能性が高いことを見出した。特異な2段転移を示す反強磁性体NpFeGa_5について、偏極中性子を用いた回折実験を行い、転移の詳細を明らかにした。これまでにNpFeGa_5は、T_N=118Kで伝播ベクトルq=(1/2 1/2 0)でNpの磁気モーメントがc面内に向くと共に、FeもNpと反強磁性結合した磁気モーメントを有する秩序構造をとることを明らかにしている。今回偏極中性子回折実験を行い、温度を下げていくとT^x=77Kで、伝播ベクトルは変化しないまま、磁気モーメントにc軸成分が現れるとともに、大きさが伸びること、すなわち磁気モーメントが主軸から外れてc面から20°程度傾く、極めて特異な磁気構造が実現していることを見出した。類似した転移及び磁気構造は、NpNiGa_5やNpRhGa_5でも実現していることを明らかにしている。これらの構造は磁気的には安定であるとは考えられず、その背景に軌道自由度が重要な役割を担っていることを示唆した。また残されていたNpPtGa_5についても、q=(0 0 1/2)で面内にモーメントの向いた磁気構造が実現していることを明らかにした。これまでに明らかにしたNpTGa_5で実現している多彩な磁気構造について、局在的な描像である、結晶場基底状態を反映した軌道自由度を考慮に入れることで、モーメントの向きが主軸から外れた特異な構造を含めて、系統的に説明がつくことが理論的に示された。この結果を踏まえ、今後これまでに例のない、遍歴5f電子系における軌道秩序の実証に向け、さらなる研究を展開していくことを予定している。本年度はNp化合物の中性子回折実験を実施可能にするために、まず密封セルの開発と製作・試験に着手した。さらに実験を安全に実施する目的で、専用の4:K冷凍機を購入した。これらの機器を用いて、本年度は重い電子系超伝導体PuIGa5と同じ結晶構造をもっNp-115系化合物の中性子散乱実験を行い、この系の磁性について調べた。NpCoGa5はTN=47Kで反強磁性秩序を示すこと、またc軸方向に磁場を印加すると、5T以下の低磁場でメタ磁性転移を示すことが報告されている。単結晶を用いた中性子回折実験から、TN以下で伝播ベクトルg=(001/2)、Np当たり0.84μBの磁気モーメントがc軸を向いた磁気構造を持っことを明らかにした。これは同じ価電子数を持つ、UPdGa5,UPtGasと同じ磁気構造である。さらに磁場中中性子回折を行い、1.5:Kで磁場を印加していくと、4.6Tにおいて磁気モーメントがc軸を向いた単純な強磁性へと転移することを明らかにした。この結果から、NpCoGa5ではc面間の反強磁性結合が弱く、c面内の強い強磁性相互作用が高い転移温度の起源となっている事を明らかにした。NpFeGasについても中性子回折実験を行い、ZTN=118:K以下でc面内に磁気モーメントが向いたq=(1/21/20)の反強磁性秩序を示すことを明らかにした。この磁気構造は、d電子数が一つ多いNpCoGa5と比べて、磁気モーメントの向きだけでなく、相互作用の符号まで完全に逆転している事を見出した。また強度解析から、NpFeGa5ではINpに加え、Feもまた磁気モーメントを有することを見出した。U-115系では、遷移金属サイトに磁気モーメントを有する例はない。さらに磁気反射強度の詳細な測定から、80K近傍にもう一っ転移があることを明らかにした。現在この転移の詳細を明らかにするために実験を進めている。Np-115ではゴ電子数の変化により多様な磁気構造が実現しており、残るNi, Rh等の実験も進めていくことでその起源について明らかにしていく。昨年度実施したNpCoGa_5,NpFeGa_5に続き、まずT_c=30Kと18Kで強磁性秩序の存在が報告されているNpNiGa_5について実験を行った。単結晶を用いた中性子回折実験から、T_c以下でc軸方向にNpの磁気モーメントが配列した強磁性構造が現れ、18K以下では強磁性成分に加え、q=(1/2 1/2 1/2)の反強磁性成分が出現することを見出した。18K以下について、偏極中性子回折を用いた詳細な実験を行い、Npの磁気モーメントが主軸であるc軸からキャントした、極めて特異な磁気構造が実現していること、さらに18K前後で単に向きが変わるだけでなく、モーメントの増大を伴う事も見出した。これらの結果から、NpNiGa_5では5f電子状態の変化を伴う転移が実現していること、またその磁気構造は単純な磁気相互作用では説明できず、その背景に軌道自由度が重要な役割を担っている可能性が考えられることを明らかにした。

同じく2段の磁気転移を示すNpRhGa_5について実験を行い、T_N=36K以下でc軸に平行な磁気モーメントがq=(0 0 1/2)の反強磁性秩序を示し、32.5K以下でqは変わらず、向きがc軸からc面内へと大きく変化する事を明らかにした。特筆すべきは、このモーメントの向きの変化に伴い、NpNiGa_5と同様に大きさが増大することで、この転移に電子状態の変化が伴っていると考えられる。一連のNp-115化合物では、遷移金属を変えることで、多彩な磁気構造が実現していることを明らかにした。電子状態の変化や、多彩な磁気構造の実現には、軌道自由度が重要な役割を担っている可能性が考えられ、これらの統一的な理解は、同じ5f系であるUとの比較も含め、5f電子系の理解に向けて重要であると考えられる。他の115系化合物へ研究を展開すると同時に、より理解を深める目的で、共鳴X線散乱による相補的な研究も進めている。国内で初めてとなるNp化合物の非弾性散乱実験を、NpCoGa_5について行い、フォノンの分散関係を決定することに成功した。同じ結晶構造を有する一連の化合物、重い電子系超伝導体PuCoGa_5や、UCoGa_5についてもフォノンを測定し、3者の間で特定の光学フォノンブランチに、顕著な分散の違いが現れることを明らかにした。得られた結果について、理論計算との比較から、その違いに3者のf電子状態の違いが反映されている可能性が高いことを見出した。特異な2段転移を示す反強磁性体NpFeGa_5について、偏極中性子を用いた回折実験を行い、転移の詳細を明らかにした。これまでにNpFeGa_5は、T_N=118Kで伝播ベクトルq=(1/2 1/2 0)でNpの磁気モーメントがc面内に向くと共に、FeもNpと反強磁性結合した磁気モーメントを有する秩序構造をとることを明らかにしている。今回偏極中性子回折実験を行い、温度を下げていくとT^x=77Kで、伝播ベクトルは変化しないまま、磁気モーメントにc軸成分が現れるとともに、大きさが伸びること、すなわち磁気モーメントが主軸から外れてc面から20°程度傾く、極めて特異な磁気構造が実現していることを見出した。類似した転移及び磁気構造は、NpNiGa_5やNpRhGa_5でも実現していることを明らかにしている。これらの構造は磁気的には安定であるとは考えられず、その背景に軌道自由度が重要な役割を担っていることを示唆した。また残されていたNpPtGa_5についても、q=(0 0 1/2)で面内にモーメントの向いた磁気構造が実現していることを明らかにした。これまでに明らかにしたNpTGa_5で実現している多彩な磁気構造について、局在的な描像である、結晶場基底状態を反映した軌道自由度を考慮に入れることで、モーメントの向きが主軸から外れた特異な構造を含めて、系統的に説明がつくことが理論的に示された。この結果を踏まえ、今後これまでに例のない、遍歴5f電子系における軌道秩序の実証に向け、さらなる研究を展開していくことを予定している。
酸化物-鋼ヘテロ界面制御とそれによる酸化物複合型超微細鋼組織の創製

鉄鋼材料中の介在物粒子はフェライト変態時の核生成サイトとして働くため、酸化物粒子分散による鉄鋼組織の制御・微細化が検討されてきた。本研究では酸化物分散による組織微細化の極限を調査するために、粉末冶金法を用いて従来研究よりも一桁多い1.0vol.%までの酸化物粒子、特にフェライト生成能が報告されているTi_2O_3粒子を鋼中に分散させ、分散条件と組織形成の関係を調査した。その結果、分散量が少ない場合にはTi_2O_3粒子の増加に伴い組織微細化が進展するが、1.0vol.%に達する前に微細化効果が飽和してしまうことが判明した。また飽和時の組織サイズの考察から変態膨張によるひずみエネルギーと変態駆動力の関係が組織サイズに影響していることが示された。以上より、酸化物粒子分散による組織微細化は有限であること、そのときの分散量、また組織サイズの支配因子について、今後の組織微細化の指針となる知見が得られた。また、このように高密度に酸化物粒子を分散させた組織において、従来研究では報告されていなかった新しいフェライト-オーステナイト間の結晶方位関係を確認した。この結晶方位関係は稠密面平行関係を有しているが稠密・低指数方向の平行関係を持たない。また、代表的なKurdjumov-Sachsの関係のフェライトとは形態や生成温度が異なるため、生成機構も異なっていると考えられる。また、オーステナイトへのひずみの導入により新しい結晶方位関係は著しく促進される。以上の実験事実に即して、新しい結晶方位関係の選択機構として、介在物周囲に形成される転位構造の影響による二つの{111}_<fcc>面間へのbcc生成機構を提案した。
非経験的分子軌道計算の超高速化に関するハードウェアおよびソフトウェアの開発

分子軌道計算は、材料化学や医薬品開発のために欠くことのできない手法であり、現在本方法は化学工業においても広く利用され始めている。分子軌道計算は、基底関数の数Nの4乗に比例する演算量および、補助記憶量を必要とするため、タンパク質等の巨大分子の計算は、事実上不可能であった。そこで、本研究では演算時間の大幅な短縮と補助記憶量の削減を目的として、分子軌道計算のための専用計算機MOE(MO Engine)とそれを用いた分子軌道計算プログラムの開発を試みた。このシステムの実現には、既存分子軌道計算プログラムの改良、MOE-LSI(MOE用高度集積チップ)の作成ならびにその専用ボードへの実装が必要である。本研究で開発しようとしたMOEは、パソコンにIEEE1394と呼ばれる標準プロトコルを用いて接続される専用並列計算システムであり、その最小単位であるMOEL-SIを、今回新たに開発した。性能は200MFlopsである。このMOEL-SI5個をボード上に実装した。5個のMOEL-SIはPPRAM-Linkを用いて相互結合されているので、1ボードあたり1Gflopsの性能を示す。一方、分子軌道法計算プログラムの改良としては、現在広く世界で使われているGAMESSをベースに行った。本年度は、分子軌道計算専用機の開発のための概要設計を行った。並列計算の過程で、専用計算機上で計算をすることを考えたのは、基底関数の数nの4乗に比例する演算と補助記憶容量を必要とする分子積分の計算ステップである。これにより、ホストと専用計算の通信をnの2乗のオーダーに押さえることができる。採用する計算アルゴリズムは、本研究の研究分担者である小原が開発した積分計算法とした。本アルゴリズムは、データ並列性が高くベクトル計算機上で高速な性能を発揮し、また、スーパースカラなど、命令パイプラインを複数持つワークス-テションでも高速なため、様々なパッケージに実装され、世界中で最も広く使われている方法である。専用計算の内部構成は、演算をコントロールするCPUと複数の専用CPUボードをネットワークで結合する構成とした。机上で本専用計算機の性能評価をおこなったところ、60並列程度で1000軌道の計算がほぼ1日で実行できる可能性があることが判った。これは、1.6GFlopsの性能をもつスーパーコンピュータに匹敵する。本年度の研究成果は、情報処理学会アーキテクチャ研究会、「並列分散協調のためのワークショップHokke'96」において発表した。また日本化学会および日本薬学会春期年会でも発表する。本研究の目的は、非経験的分子軌道法計算の超高速化専用のデバイスと計算機システムの試作であり、戦略的には、計算優位生を確立して我が国の物質科学のレベルを欧米のそれより格段に高めることにある。本研究では世界的に利用されているハートリーフォック(HF)法の超高速化専用デバイスとそれを組み込んだ計算機システムのプロトタイプを開発した。HF法は、非経験的分子軌道法の中で最も基本的なもので、それ故、プログラムも整備されて世界的に使われている。この方法の最大の利点は分子構造の最適化にあるので、本研究では分子軌道計算の部分ばかりではなく構造最適化の部分にも重要な寄与をする分子積分の計算部分を高速化することを試みた。本研究ではHF法の分子積分の部分を高速化する。そのために専用多重並列計算機システムのプロトタイプを開発した。このシステムは、三重構造をとっており、Master(M)がSlave(S)を管理し、SはTを管理する。本研究ではMとSをワークステーションクラスタで構築し、TはLSIとボードの設計を行ない、積分計算専用の計算ボードとした。Mの役割は計算管理とFock行列の対角化であり、SではFock行列の一部を作成する。Tでは必要な分子積分を計算する。本年度は、専用計算機システムの制御と計算アルゴリズム開発・評価、および専用デバイスの設計と計算アルゴリズム開発・評価さらに専用計算機システムの詳細設計と開発・評価をおこなった。分子軌道計算は、基底関数の数Nの4乗に比例する演算量および、補助記憶量を必要とするため、タンパク質等の巨大分子の計算は、事実上可能であった。

そこで、本研究では演算時間の大幅な短縮と補助記憶量の削減を目的として、分子軌道計算のための専用計算機MOE(MO Enagine)とそれを用いた分子軌道計算プログラムの開発を試みた。このシステムの実現には、既存分子軌道計算プログラムの改良、MOE-LSI(MOE用高度集積チップ)の作成ならびにその専用ボードへの実装が必要である。本研究で開発しようとしたMOEは、パソコンにIEEE1394と呼ばれる標準プロトコルを用いて接続される専用並列計算システムであり、その最小単位であるMOEL-SIを今回新たに開発した。性能は200MFlopsである。このMOEL-SI5個をボード上に実装した。5個のMOEL-SIはPPRAM-Linkを用いて相互結合されているので、1ボードあたり1GFlopsの性能を示す。一方、分子軌道法計算プログラムの改良としては、現在広く世界で使われているGAMESSをベースに行った。
低q内部電流系プラズマにおける輸送と加熱の電流密度依存性

ULQ及びVLQプラズマに関して以下のテーマについて実験を行い、電磁モードの乱流に起因するダイナモ効果、異常インピーダンス、異常加熱に関する基礎的理解を深めた。(1)ピンチ系プラズマのポロイダル電場に対する応答とダイナモ効果を調べた。従来RFPやULQなどでは、トロイダル電場によってプラズマ電流を駆動した時、ポロイダル電流が自発的に発生するダイナモ効果があることが知られている。理論的にはこの逆過程、即ちポロイダル駆動電場によってトロイダル電流が発生するダイナモ効果が存在すると予測される。本研究ではULQプラズマに+-両極性のパルス・ポロイダル電場を印加し、トロイダル電流の発生を確認した。(2)ULQやVLQなどの高電流密度プラズマでは、古典的な電子の散乱による電気抵抗よりもはるかに大きなインピーダンスが観測される。本研究ではULQからVLQに亘る広いパラメータ領域と大小様々な実験装置に対してユニバーサルな異常インピーダンスのスケーリング則を見いだした。またその理論的説明を行った。(3)異常インピーダンス、異常加熱及びダイナモ効果は、キングモード乱流によって引き起こされる異常輸送現象として統一的に理解できることを示した。本研究計画の初年度に当たる本年度は、REPUTEー1Q実験装置に以下の改造を加え、そのプラズマパラメ-タ領域を拡大するとともに、プラズマ特性の確認、イオン異常加熱、プラズマ異常抵抗現象等の初期デ-タを得ることを目標とした。これ等について当初の計画に沿った実績を上げ初年度の目標は充分に達成された。REPUTEー1Q実験装置の電源を改造し、トカマクモ-ドでの運転を可能とした。これによりULQからトカマクに至るまでの広いパラメ-タ領域での実験が可能となり、大電流放電下でのプラズマ特性について一般性のある基礎デ-タが得られる装置となった。又真空容器に新な測定ポ-トを増設し、プラズマ計測の範囲を拡張した。ULQ配位は当研究グル-プによってREPUTEー1実験装置を用いて見いだされた高閉じ込め方式である。ULQに観られるイオン異常が熱現象は、高効率なプラズマの加熱の可能性を持ち、核融合工学での新しいアイデアとして期待されるとともに、太陽フレアの異常加熱機構等、宇宙プラズマの物理を明らかにすることにも実験的なデ-タを提供するものである。又プラズマ異常抵抗等の非線型放電プラズマ物理を、ULQと言うピンチプラズマの領域からトカマク型の放電に至るまでの広いパラメ-タ領域で研究すると言う視点は、世界的にも他例がなく、新規性の高い実験成果が期待される。本年度得られた初期デ-タは、REPUTEー1で得られていたスケ-リングから予測された現象と良い一致を示しており、当研究グル-プによる理論モデルの正当性も確認された。次年度は本格的なスケ-リング実験を行ない、更に深い理論的理解を目標とするとともに、低qプラズマ閉じ込めの工学的利点を実証する予定である。本研究計画で改造を加えたREPUTEー1Q実験装置を用い、ULQ(0〈q〈1〉領域及びVLQ(1〈q〈2)領域のプラズマ生成、閉じ込め実験を行った。ULQ領域ではイオンの異常加熱、VLQ領域では電子の異常加熱が起こることが示された。VLQ領域では電子温度11.5KeVを得た(X線スペクトル)。この電子温度から計算される古典的な電気抵抗率に対し、実測されるインピ-ダンスは数十百倍程度大きい。この異常抵抗はULQ領域でも観測され、MHD的に乱れたプラズマに共通な特性と考えられる。プラズマが高インピ-ダンスになることによって、プラズマへの高エネルギ-入力(電流×電圧)が得られ、異常加熱機構を通して電子、イオンへ散逸される。本実験結果は、VLQ領域では電子へ、ULQ領域ではイオンへのエネルギ-分配が大きくなることを示している。これは理論モデルによって説明される。電子温度の測定精度を向上する為に、レ-ザ-散乱計測を準備している。理物的な研究成果としては、異常加熱機構のモデル化、異常抵抗のモデル化を行った。乱れのエネルギ-散逸は不安定性成張率の大小によってイオン粘性散逸が大きくなるか、電子抵抗散逸が大きくなるかが変化することが示された。イオン粘性散逸が支配的な緩和過程では、ヘリシティ-保存が成立する。ヘリシティ

-保存と電場バランスを解くと、異常抵抗のモデルが得られる。その計算結果は実験デ-タを良く説明する。高温領域では無衝突過程でのイオン粘性を考える必要がある。ストカマティックな磁場中での異常粘性の評価、及びイオンのトランジットタイムダンピングによるエネルギ-散逸の評価を行い、高温領域でもイオンへのエネルギ-散逸が充分生じ得ることを示した。ULQ及びVLQプラズマに関して以下のテーマについて実験を行い、電磁モードの乱流に超因するダイナモ効果、異常インピーダンス、異常加熱に関する基礎的理解を深めた。(1)ピンチ系プラズマのポロイダル電場に対する応答とダイナモ効果を調べた。従来RFPやULQなどでは、トロイダル電場によってプラズマ電流を駆動した時、ポロイダル電流が自発的に発生するダイナモ効果があることが知られている。理論的にはこの逆過程、即ちポロイダル駆動電場によってトロイダル電流が発生するダイナモ効果が存在すると予測される。本研究ではULQプラズマに+-両極性のパルス・ポロイダル電場を印加し、トロイダル電流の発生を確認した。(2)ULQがVLQなどの高電流密度プラズマでは、古典的な電子の散乱による電気抵抗よりもはるかに大きなインピーダンスが観測される。本研究ではULEからVLQに亘る広いパラメータ領域と大小様々な実験装置に対してユニバーサルな異常インピーダンスのスケーリング則を見いだした。またその理論的説明を行った。(3)異常インピーダンス、異常加熱及びダイナモ効果は、キングモード乱流によッて引き起こされる異常輸送現象として統一的に理解できることを示した。
初等中等教育のための総合的体系的環境教育カリキュラム作成と教材開発

本研究は、総合学習の時間で環境教育を集中的に,実施することを前提として、このために主として北海道における,初等中等教育の総合的体系的な,環境教育カリキュラムを作成し主要な教材及び,その教育方法を,開発することを目的とする。このため,平成9年度はすでに作成されている,自然教室の,環境カリキュラムの修正をおこない,さらに環境教育に関する学習内容の基本的知識を学習するための教材を作成する。作成したテキストは,次の通りである。環境理論と環境教育の歴史、生物多様性と自然保護、食物連鎖、総合学習と環境教育、食品添加物、流氷と気象、水の循環、森林生態・木の種類、農業と化学物質、北海道の地形・地質、植物分類と自然保護。教材の適用と今後の計画。本研究で,開発した教材は総合学習、親子自然教室への適用を毎日おこなっている。総合学習での利用は,本年度からおこなわれるが、教育現場で本計画にそって,環境教育をおこなおうとする傾向が強くないのが,現況である。代表者は女子短大で講義をしているので,栃木短大の「自然と環境I」250名「自然と環境II」40名を対象に平成11年度・平成12年度におこなった。「自然と環境II」は北海道内を5泊6日でフイールドワークをおこなう講義と実習である。学生は中学校、高等学校で関連する学習をほとんどうけていない。この講義に関する反応は,すこぶるよい現況にある。現在テキストとして印刷すべき出版社と折衝中である。また、本年6月に出版する新北海道の植物では1,050種を扱うが70%の映像は本研究の結果を利用したものである。研究の目的本研究は、総合的学習の時間で環境教育を集中的に実施することを前提とし、このために主として北海道における初等中等教育の総合的体系的な環境教育カリキュラムを作成し、主要な教材及びその教育方法を開発することを目的とする。このため平成9年度は、すでに作成されている自然教育の環境教育カリキュラムの修正を行い、更に環境教育に関する学習内容の基本的知識を学習するための教師指導書原稿を作成する。10年度はこの内容を修正し、印刷原稿を作りそれぞれを教材化する。小中学生のために自然教室、環境教育カリキュラムの指導書及び学習書の内容の補足と改善を行った。この項目は植物生態と分類、自然保護、森林、第一次産業、地質と地形に関するものである。教師用指導書の作成のための準備及び内容打合せを行った。本州の分担者にはそれぞれの経費を分配した。勝見はデータ分析のためのパソコンを購入した。項目と分担者は下記である。新北海道自然史(平塚)、環境倫理(中山)、生物の多様性と自然保護(沼田・谷口)、バイオテクノロジー(勝見)、環境教育の歴史(鈴木善)、食物連鎖(山田)、総合学習と環境教育(佐嶋)、食品添加物(勝見)道内の分担者は下記である。流氷と気象(青田)、水の循環(小林)、森林生態と木材利用・木本の種類、キノコ(五十嵐)、植物分類(谷口・三浦)、動物分類(成田(協力者))、北海道の地形・地質(鈴木(順)・瀬川)、農薬、化学物質(鈴木(稔))これらの内容は項目を決定し、3月現在、第一次原稿を作成中である。代表者谷口は植物生態と分類のための画像データベースの構築作業を行っているが、平成11年度に完成予定である。尚、動物分類と自然地理、地学関連については、平成10年度協力者に依頼する。研究の目的本研究は、総合的学習の時間で環埠教育を集中的に実施することを前提とし、このために主として北海道における初等中等教育の総合的体系的な環境教育カリキュラムを作成し、主要な教材及びその教育方法を開発することを目的とする。このため平成9年度は、すでに作成されている自然教室の環境教育カリキュラムの修正を行い、更に環境教育に関する学習内容の基本的知識を学習するための教師指導書原稿を作成する。

平成10年度はこの内容を修正し、印刷原稿を作りそれぞれを教材化する。平成10年度は下記テーマで専門性を加味した原稿を作成し、修正作業を行っている。環境倫理(中山)、生物多様性と自然保護(谷口)、バイオテクノロジー(勝見)、環境教育の歴史(鈴木善)、食物連鎖(山田)、総合学習と環境教育(佐嶋)、食品添加物(勝見)、流氷と気象(青田),、水の循環(小林)、森林生態・木の種類・キノコ(五十嵐)、動物分類(成田)、農業と化学物質(鈴木稔)、北海道の地形・地質(鈴木順)、植物分類(谷口)。上記内容に関連する教材を作るためスライドにより映像を収集している。デジタル映像による動画を可能なかぎり収集した。平成11年度は上記テキストを完成し関連する映像教材を作成する。報告書の作成と平行して出版計画をたてる。研究の目的本研究は、総合学習の時間で環境教育を集中的に実施することを前提として、このために主として北海道における初等中等教育の総合的体系的な環境教育カリキュラムを作成し、主要な教材及びその教育方法を開発することを目的とする。このため平成9年度は、すでに作成されている自然教室の環境教育カリキュラムの修正を行い、更に環境教育に関する学習内容の基本的知識を学習するための教師指導書原稿を作成する。作成したテキストは下記である。環境理論(中山)、生物多様性と自然保護(谷口)、バイオテクノロジー(勝見)、環境教育の歴史(鈴木善)、食物連鎖(山田)、総合学習と環境教育(佐嶋)、食品添加物(勝見)、流氷と気象(青田)、水の循環(小林)、森林生態・木の種類・キノコ(五十嵐)、動物分類(成田)、農業と化学物質(鈴木稔)、北海道の地形・地質(鈴木順)、植物分類(谷口)。平成11年度はテキスト内容の再修正を行なった。関連する映像機材をビデオスライドで作成した。主なものは植物・動物分類、北海道の地形地質、自然環境、自然保護に関するものである。カリキュラムの評価を行なうため平成11年度8月、9月親子自然教室を2泊3日で行い適用評価した。現在一部内容の修正を行なっている。
IL‐13/Stat6を介したムチン型糖蛋白のシアル化合成過程とその感染防御作用

マウスからのNb排除と小腸杯細胞内のムチン型糖蛋白のシアル化とに強い相関が認められている.このシアル化ムチン型糖蛋白がNb排除にどのように関与しているかを調べ、以下の事柄を得た.シアル化オリゴ糖を用いた実験系から、シアル酸がムチン型糖蛋白から遊離した状態、すなわちオリゴ糖の形ではNbの排除には影響しない.Nbの排除はシアル化ムチン型糖蛋白が小腸に定着しているNbに生理学的に作用することで引き起こされていることが示唆された.この生理学的作用の一指標として、Nb内ATPの定量方法を検討した.2.ムチン産生細胞株におけるムチン型糖蛋白のシアル化合成過程の解析(中村、石渡)IL-13/Stat6誘導性の小腸杯細胞によるムチン型糖蛋白の産生亢進およびシアル化の機序を解析するためにムチン産生細胞株を入手した.細胞がムチンを産生していることを確認の上、IL-13あるいはIL-4を添加した際の培養上清中のムチン型糖蛋白の定量と性状を解析した.3.Nb排除時のムチン型糖蛋白の定量と性状解析(石渡)Nb感染マウスの小腸からムチン型糖蛋白を分離精製し、その定量および性状を解析した.分離精製はラットの胃からの方法を参考にし、さらに絨毛間のムチン型糖蛋白の高効率な回収法を検討した.4.シアル酸転移酵素ノックアウトマウスにおけるNb感染防御能(石渡)IL-13/Stat6を介したムチン型糖蛋白のシアル化にシアル酸転移酵素であるST3Gal IIIおよびST3Gal IVが関与している.今回、これらの転移酵素をノックアウトしたマウスをアメリカより導入し、Nbの感染防御能を調べた.マウスからのNb排除と小腸杯細胞内のムチン型糖蛋白のシアル化とに強い相関が認められている.このシアル化ムチン型糖蛋白がNb排除にどのように関与しているかを調べ、以下の事柄を得た.シアル化オリゴ糖を用いた実験系から、シアル酸がムチン型糖蛋白から遊離した状態、すなわちオリゴ糖の形ではNbの排除には影響しない.Nbの排除はシアル化ムチン型糖蛋白が小腸に定着しているNbに生理学的に作用することで引き起こされていることが示唆された.この生理学的作用の一指標として、Nb内ATPの定量方法を検討した.2.ムチン産生細胞株におけるムチン型糖蛋白のシアル化合成過程の解析(中村、石渡)IL-13/Stat6誘導性の小腸杯細胞によるムチン型糖蛋白の産生亢進およびシアル化の機序を解析するためにムチン産生細胞株を入手した.細胞がムチンを産生していることを確認の上、IL-13あるいはIL-4を添加した際の培養上清中のムチン型糖蛋白の定量と性状を解析した.3.Nb排除時のムチン型糖蛋白の定量と性状解析(石渡)Nb感染マウスの小腸からムチン型糖蛋白を分離精製し、その定量および性状を解析した.分離精製はラットの胃からの方法を参考にし、さらに絨毛間のムチン型糖蛋白の高効率な回収法を検討した.4.シアル酸転移酵素ノックアウトマウスにおけるNb感染防御能(石渡)IL-13/Stat6を介したムチン型糖蛋白のシアル化にシアル酸転移酵素であるST3Gal IIIおよびST3Gal IVが関与している.今回、これらの転移酵素をノックアウトしたマウスをアメリカより導入し、Nbの感染防御能を調べた.マウスがNbを排除する際、腸管内のムチン型糖蛋白の多くがシアル化されてくる.また、Nbを排除した直後のマウスの腸管に再びNbを外科的に移入しても、移入されたNbは定着することができないことを確認した.そこで、シアル酸の付いたオリゴ糖存在下でのNbのマウス腸管への定着を調べた.In vitroおよびin vivoの実験系ともにシアル化オリゴ糖はNbの定着に影響を与えなかった.これはシアル化ムチン型糖蛋白のシアル酸はムチンから遊離した状態(オリゴ糖の形)ではNbの定着に影響を与えないことを示唆する.2、ムチン産生細胞株におけるムチン型糖蛋白のシアル化合成過程の解析IL-13誘導性ムチン型糖蛋白の産生亢進およびシアル化の機序を解析するために、アメリカよりムチン産生細胞株の分与を受けた.現在、培養液中にIL-13を添加した際の産生粘液の定量および定性を行っている.3、シアル酸転移酵素欠損マウスにおけるNb感染防御IL-13/Stat6を介したムチン型糖蛋白のシアル化とNbの感染防御にシアル酸転移酵素のST3Gal IVが深く関わっていることを示してきたが、その転移酵素を欠損したマウスをアメリカより導入した.このマウスが感受性であれば、「IL-13/Stat6/ST3Gal IV/排除」の自説を強固たるものにすることができる.今後の研究の展開1、Nb排除直後のマウスからシアル化ムチン型糖蛋白を分離精製し、一方IL-13存在下でのムチン産生細胞株の培養上清を回収する.これらを前述したin vitro/in vivoの系に用いる.2、ムチン産生細胞株におけるシアル化合成過程を経時的に解析する.3、シアル酸転移酵素欠損マウスを用いた解析を行う.

マウスがNbを排除する際、小腸内のムチン型糖蛋白がシアル化(シアル化ムチン)されてくる.Nbを排除した直後のマウスの小腸杯細胞はシアル化ムチンを含んでいる.この時期にNbを外科的に移入する実験系から、Nbの排除はシアル化ムチンによるNbへの生理学的影響に起因していることが示唆された.生理学的な影響によるNbのダメージをNbのATP活性を直接定量することによって検討した.2.ムチン産生細胞株におけるムチン型糖蛋白のシアル化合成過程の解析(中村、石渡)IL-13/Stat6誘導性ムチン型糖蛋白の産生亢進およびシアル化の機序を解析するためにムチン産生細胞株を用いた.細胞がムチンを産生していることを確認し、この細胞にIL-13あるいはIL-4を添加し、産生されてくるムチンの量および性状を解析した.3.Nb排除時のムチン型糖蛋白の定量および性状解析(石渡)Nb感染マウスの小腸からムチン型糖蛋白を回収し、その定量および定性を行った.ムチン型糖蛋白の回収はラットの胃からのそれの回収法を参考にし、小腸絨毛間のムチン型糖蛋白の効率良い方法を検討した.定量にはフェノールー硫酸反応を、定性にはレクチンを用いたmicroplate ELISA法を応用した.4.シアル酸転移酵素欠損マウスにおけるNb感染防御(石渡)IL-13/Stat6を介したムチン型糖蛋白のシアル化にシアル酸転移酵素であるST3Gal IIIおよびST3Gal IVが関与している.これら転移酵素を遺伝的に欠損したノックアウトマウスにNbを感染させ、感染防御能を調べた.