hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境を考慮した資源リサイクリングへの選鉱技術の適用および実験手法の調査

日本では埋立地の減少と環境の改善および金属資源を主体とする資源の枯渇から資源リサイクリングが急務となっている。金属をはじめとする資源リサイクリングについては、資源・素材学会の資源リサイクル部門委員会にて各種報告検討が行われている。この中で特に、選別主体の技術担当者および研究者が集まり環境調和型の資源リサイクリングを検討することは重要である。委員会を年に4回開催し、本委員会では各種単位操作である粉砕、分級、各種選別、脱水乾燥、湿式分離および熱を用いた資源リサイクリング関連技術を世界および日本の発表文献より体系的に調査し、環境調和型リサイクリングを考察し小冊子を作成した。その中で本文は下記7項目について記してあり、今後の環境調和型資源リサイクリングに関する資料として役立つことを期待する。1.破砕・粉砕とリサイクルヘの応用について、2.ふるい分け、分級、手選、色彩選別とリサイクリングへの応用について、3.比重選別、空気選別とリサイクリングヘの応用について、4.重液選別法とリサイクリングヘの応用について、5.磁気的選別とリサイクリングヘの応用について、6.静電選別とリサイクリングヘの応用について、7.リーチング、溶媒抽出とリサイクリングヘの応用について。これを基に将来の特定領域研究あるいは国際共同研究を申請するための準備とした。
放射線等で生じたゲノム切断の切断端に付く付加体を除去するユビキチン経路の解明

細胞内にできるDNA切断は、5'リン酸基、3'水酸基がついた「きれい」な傷ではない。DNA切断端周辺に塩基やリボース環損傷を含んだ「汚い」傷である。こうした「汚い」傷は、相同組換えや非相同末端結合のようなDNA修復の前に、「きれいな」傷に直される必要がある。「汚い」傷が「きれいな」傷に直されるメカニズムは分かっていない。本研究では、「汚い」傷を作る放射線と抗がん剤(エトポシド)と「きれいな」傷を作る制限酵素によってできるDNA切断を比較することにより、「汚い」傷が「きれいな」傷に直される経路を明らかにする。この経路に関与する因子の阻害は、放射線治療の増感作用をもたらす可能性がある。
生体内における記憶ヘルパーT細胞の維持機構およびその意義

骨髄において維持される記憶ヘルパーT細胞の機能について、記憶ヘルパーT細胞を特異的に欠損するCD69遺伝子欠損マウスを用いて解析したところ、骨髄記憶ヘルパーT細胞が液性免疫において必須な役割をもつことが明らかとなった。一方で、外界異物の侵入を受ける末梢非リンパ組織においても、記憶ヘルパーT細胞が形成、維持されることが知られている。そこで、呼吸器粘膜組織における記憶ヘルパーT細胞の維持機構について着目し解析したところ、記憶ヘルパーT細胞は誘導性気管支関連リンパ組織中で維持されることがわかった。これらの結果は記憶ヘルパーT細胞の生体内における役割やその維持機構の更なる解明に繋がることが期待される。記憶ヘルパーT細胞は免疫記憶において重要な役割を担っていることが知られているが、生体内におけるその維持のメカニズムは未だ不明な点が多い。記憶ヘルパーT細胞を特異的に欠損するCD69遺伝子欠損マウスの液性免疫反応を評価したところ、免疫早期の抗体価や脾臓におけるプラズマ細胞数には差がないにもかかわらず、高親和性抗体価や骨髄におけるプラズマ細胞数には著しい欠損が見られた。そこで、プラズマ細胞の骨髄への移行に骨髄記憶ヘルパーT細胞が関与しているか解析するため、野生型マウスを免疫し、脾臓に生じたプラズマ細胞をCD69遺伝子欠損マウスに移植する実験を行った。その結果、CD69遺伝子欠損マウスでは野生型マウスと比べてプラズマ細胞の骨髄への移行能が顕著に低いことが明らかとなった。さらに、野生型のマウスにおいてプラズマ細胞の骨髄への移行能はあらかじめ免疫したマウスにおいて顕著に高くなることが明らかとなり、骨髄記憶ヘルパーT細胞はプラズマ細胞の骨髄への移行を補助する役割を持つことが示唆された。CD69遺伝子欠損マウスでは、濾胞ヘルパーT細胞や胚中心B細胞、胚中心の形成は正常に見られることより、今まで知られていない液性免疫における胚中心反応以降でのヘルパーT細胞の役割が明らかとなった。CD69遺伝子欠損マウスの解析から骨髄記憶ヘルパーT細胞が液性免疫において必須な役割をもつことが明らかとなった。今後、骨髄記憶ヘルパーT細胞の生体内における意義のさらなる解明が期待される。アレルギーや自己免疫疾患等の慢性化を引き起こす、末梢組織における記憶ヘルパーT細胞の維持機構に着目し、研究を行った。われわれは、抗原特異的エフェクターヘルパーT細胞をマウスに移入し抗原を肺に投与することで、肺組織に誘導性気管支関連リンパ組織(induced bronchus-associated lymphoid tissue: iBALT)を誘導する系を確立した。さらに、iBALT構造を免疫染色法により解析すると、記憶ヘルパーT細胞の大部分がiBALT中に局在していることが明らかとなった。われわれはこれまでに骨髄において、IL-7が記憶ヘルパーT細胞ニッシェにおける機能分子として働くことを明らかにしていることから、末梢非リンパ組織における記憶ヘルパーT細胞の維持においてもIL-7が機能しているのではないかと考えた。IL-7の発現を組織学的に検出可能なIL-7-GFPノックインマウスを用いてiBALTを誘導すると、iBALT中に多くのIL-7産生細胞が局在し、記憶ヘルパーT細胞の大部分はIL-7産生細胞と接着して維持されていることを見出した。iBALT中での記憶ヘルパーT細胞の維持におけるIL-7の役割を解明するため、IL-7レセプターのコンディショナルノックアウトマウスを用いて解析を行った。IL-7がナイーブヘルパーT細胞の生存維持にも必須なサイトカインであることから、IL-7レセプターのコンディショナルノックアウトマウス由来の記憶ヘルパーT細胞を誘導した後に、薬剤によりIL-7レセプターを欠失させ、記憶ヘルパーT細胞特異的なIL-7の役割について解析した。その結果、記憶ヘルパーT細胞においてIL-7レセプターを欠損させた細胞では肺において維持される数が顕著に減少した。このことから記憶ヘルパーT細胞はiBALT中でIL-7依存的に維持されていることが示唆された。免疫学記憶ヘルパーT細胞を特異的に欠損するCD69遺伝子欠損マウスの表現型を解析することで、記憶ヘルパーT細胞の詳細な機能解析を行うことが可能となった。胚中心反応以降での記憶ヘルパーT細胞によるB細胞の高親和性抗体産生を補助する機能について明らかにしたことで、今まで知られていない液性免疫における記憶ヘルパーT細胞の役割について明らかにすることができたと考えている。これまで私たちは免疫反応の終息時において記憶ヘルパーT細胞が骨髄に定着し、骨髄のIL-7産生ストローマ細胞上に長期に渡り休止状態で維持されていることを見出してきた。一方で炎症状態が長期に渡って続いている慢性炎症においては記憶ヘルパーT細胞が炎症局所で維持されることから、骨髄での維持に類似した機構が形成されるのではないかと考え、慢性炎症組織における記憶ヘルパーT細胞の維持機構を解析して行く予定である。

また、記憶ヘルパーT細胞が長期生存維持される末梢組織中には、様々な特徴を持つストローマ細胞が存在し、それらの細胞と記憶ヘルパーT細胞の関係についても解析していく予定である。炎症の遷延化に関わる記憶ヘルパーT細胞の維持機構を解明することで、アレルギーや自己免疫疾患などにおける有害な免疫記憶の制御法の基盤技術を創出することができると考えている。
配位不飽和金属錯体配位子を用いる機能性多孔体の合成

この研究の目的は、配位不飽和金属中心(unsaturated metal centers ; UMCs)を持つ多孔性配位高分子を構築することである。この目的を達成するため,三つの戦略を採った。第一の戦略は,いわゆるビルディングブロックアプローチである。この方法により、我々は二つの異なるニッケル=1,4-シクロヘキサジカルボキシラート(1,4-CDC), Ni_3(μ_3-OH)_2(1,4-CDC)_2(H_2O)_4・4H_2O(1)とNi_6(μ_3-OH)_6(1,4-CDC)_3(H_2O)_6・2H_2O(2)の合成に成功した。1を50°Cで減圧することによって定量的にゲストの水分子が取り除かれ,脱水した固体1aを得た。配位水分子をさらに取り除くことによって、UMCsを持つ多孔性配位高分子1bが得られた1aと1bはどちらも1と一致する粉末X線回折パターンを示した。吸着測定により、1a、1bはCO_2を細孔に吸着することが示され、Ar、N_2に対しては吸着が起こらなかった。メタノールとエタノールに対する等温吸着測定も行い、吸着量はラングミュア解析を用い計算した。その結果、吸着量は各ユニットセルに対して、メタノール分子0.5個,エタノール分子0.3個であった。2については,化合物を110度以上に加熱することにより、顕著な結晶の膨張が引き起こされた(a, b軸;9.68%、c軸;15.64%)。ユニットセルの膨張により配位水分子が元来の位置から脱離し、UMCsを生成した。我々はまた化合物1、2の磁気挙動についても測定を行なった。X_MT対Tプロットから,スピン中心間に1はフェリ磁性相互作用、2は反強磁性相互作用を示した。その他にも、二段階自己集合反応を用いて、UMCsを持つ多孔性配位高分子を合成した。我々は、始めに銅部位が配位不飽和であるCu(pzc)_2(pzc=ピラジンカルボキシラート)を合成し,次にCu(pzc)_2をCd(NO_3)_2・4H_2Oと反応させることにより、CdCu(pzc)_2NO_3(4)を得た。
圧覚・振動覚・温冷覚を包含したマイクロ触覚センサチップの開発

本研究ではMEMS技術を用いた圧覚・振動覚・温冷覚を複合的に検知できる触覚センサの汎用チップ化の実現を目的とする。人間の触覚機能を参考にし、複数の時間周波数特性による振動・温度検知の実現と、伝熱の熱源となるヒータのチップ上への集積化を目指す。検知原理の過渡応答性の違いや検知部構造の機械的共振特性の違いにより周波数特性を設計する。これにより、圧覚・振動覚・温冷覚を包含して検知できるマイクロ触覚センサチップを実現し、ロボットによる精密把持制御や触り心地の計測などの触覚技術への応用につなげる。
膜タンパク質二次元結晶の電気的特性とその成長過程の長時間追跡法の開発

膜タンパク質KcsAチャネルの基板への配向固定を目指し、システイン残基導入変異体を多数(20数種類)作成した。KcsAチャネルは立体構造が既知だがそれは膜寛通部位に限られており、大きな細胞内ドメインの構造は明らかではない。そこで導入したシステイン残基が表面に露出し、しかも基板固定に寄与できるかということを明らかにするために新しい方法を開発した。システィン残基の金との反応性を利用し、SPR(表面プラズモン共鳴)法により結合の有無や結合様式を検討した結果、表面露出残基のパターンが明らかになり、立体構造に関する情報が得られた。金表面への反応性のもっとも高い変異体を使い、ガラス基板の上への配向性結合を行った。数時間以上の反応時間で反応が進行することが明らかになった。これを原子間力顕微鏡で観察すると、配向蛋白が均一な高さ分布を示し島状となった。ただし全表面を均一に被うことはできなかった。さらに結合したタンパクの他方から金結晶で標識し、X線による回折点からその運動性を捉えることができた。KcsAチャネル分子の全長での結晶化を目指し、2次元結晶の作成を行った。様々な結晶化条件をさぐる試行錯誤ののち、電子顕微鏡で結晶化を確認することができた。さらなる結晶成長を起こすための条件を検討する必要がある。この標品を気液界面に展開し、脂質平面膜法の一種であるtip-dip法で電流記録を試みたが、高密度であるため測定が極めて困難であった。一方、KcsAチャネルを脂質平面膜に大量再構成するために、電気的記録を行いつつ再構成を行った。この方法ではすべての再構成チャネルが同一のオリエンテーションで挿入されることが明らかになった。高密度再構成に向けて様々な条件での実験を進行中である。この実験では温度コントロールが重要であるので、効率よく安定な装置の作成を試みた。温度の設定は潅流液を細胞のごく近傍まで発熱体(ペルチエ素子)を設置することによって有効な温度変化を可能とすることができた。さらにこの方法では流路をピエゾ素子によってシフトし、短時間で温度ジャンプが可能となった。このとき実際に細胞が置かれている温度(局所温度)をモニターするために13μmの微細熱電対を加工し、細胞のごく近傍に設置することができた。これと平行して温度変化の時間経過を評価するために液間電位を測定し、数ミリ秒以内に温度変化していることを確認した。また、熱電対の応答時間(時定数)が70ミリ秒であることを明らかにした。Cut-open法はより使いやすくするために装置を工夫しつつある。特に細胞内潅流のためのマニピュレータを設置することにより作業効率が格段に改善した。細胞内液の潅流が数分で可能である。さらに現在、細胞内潅流について別の方法を試みつつある。それは巨大パッチ法の一種で、卵母細胞の細胞膜を破って緩やかに細胞内潅流しつつある状態で、比較的大きな電極(先端径約10μm)でパッチクランプするという方法である。大量に蛋白を発現させるので巨視的電流を測定することが可能でしかもcut-open法よりさらに速い溶液置換が可能となる。この方法はさまざまな利点と広い適用範囲があるのでできるだけ早い時期に確立したい。現在、prestinの遺伝子発現を試みている。一方、Prestin電流のキネティクスについてトランスポータ活性との関連を考慮しモデルを構築しつつある。
未熟児とその母親の母子関係形成過程に関する縦断的研究-出生直後から児の退院後1年までの経過を追って-

本研究は、未熟児(低出生体重児)を出産した母親とその児について、1)分娩直後から母親退院までの期間の母子関係に対し、児だけ入院期間中の母子関係がいかに変化したか、その過程を明らかにする、2)児に対する父親の養育行動が、母子関係に与える影響を明らかにする、3)児の退院後の母子関係の変化と、家庭内での母子関係を阻害する諸要因を明らかにすることを目的とした。I.研究方法調査対象は、岡山大学医学部附属病院で1,500g以下の未熟児を出産した母親とした。倫理的配慮として研究目的を説明し、同意の得られた者に対して調査を行った。調査内容は、児に対する行動(行為とことばかけ)、関心、感情、理解、不安・心配、生活状況等について、半構成的面接法と観察を行った。調査時期は、1)出産後から母親退院まで、2)児だけ入院中の面会時、3)児退院後1年間(1週間,1ヶ月,3ヶ月,6ヶ月,9ヶ月,1年)とした。調査期間は平成11年1月平成13年2月である。II.結果今回、13事例の結果を検討した。11事例(85%)が他の医療機関からの緊急搬送入院である。早産になった原因は、前期破水や妊娠中毒症が多く、11人(85%)が緊急帝王切開術である。1.出産直後から母親退院まで:1)初回面会時12人(92%)が児を小さいと感じ、児に否定的な印象・感情をもった者は9人(70%)である。2)その衝撃の大きさがその後の面会行動に影響を及ぼしている。2.児のみ入院中:1)退院後は、児との距離感や寂しさを感じた者は12人(92%)である。2)寂しさの解消や子供の成長を確認することが、母親の面会への動機づけになっている。3)児が保育器から出ると母親は児に対する愛着がより深まり、児への接近行動が促進される。4)保育器外で児を抱くこと、授乳行為や直接母乳を行うことで、母親であることや母親役割を実感し、児への関心が深まる。3.児退院後1年間:1)児が退院後、児の発育や発達について過度の不安を抱えている者が多い。2)過度に育児不安が強く、児への過度な心配・不安をもつ場合、母親は子供や育児に対し消極的な感情を持ちやすい。3)夫の無理解や非協力な場合は、母親は子供や育児に対し消極的な感情を持ちやすい。本研究は、平成10年度科学研究費補助金に追加採択されたものであり、実質的に研究開始をした時期は1998(平成10)年11月からである。昨年より試験的に2事例の経過を追っており、母子についての観察と母親との面接を行ない、母子関係でどのアセスメントツールを用いるか検討中である。1.試験事例事例1:29歳初産婦妊娠中毒症と胎児仮死で県北から救急車で緊急入院し、腹式帝王切開術で757g(在胎週数27週と4日)の女児を分娩した。5月1日母親退院、8月25日児(体重2501g)退院事例2:35歳初産婦切迫早産と胎児仮死で腹式帝王切開術施行し、1241g(在胎週数33週と4日)の女児を分娩した。母親9月18日退院、11月12日児(体重2652g)退院。この2事例は、退院後も母乳栄養を行えた珍しい事例である。母子関係は良好であり、同居家族がうまく母子をサポートしている。しかし、児の経過は良好であるにもかかわらず、共通して児のことについての不安が非常に大きい。2.今後追跡調査を行う予定の事例1) 32歳経産婦妊娠中毒症で他院から紹介され、緊急腹式帝王切開術で973gの男児分娩。現在、母親は退院し週に3回程度面会し、面会時に面接中である。2) 28歳初産婦双胎と切迫早産で、腹式帝王切開術でlO22g(女児)とlO16g(女児)を分娩。母親は退院後血栓症で自宅安静中である。

11事例(85%)が他の医療機関からの緊急搬送入院である。早産になった原因は、前期破水や妊娠中毒症が多く、11人(85%)が緊急帝王切開術である。1.出産直後から母親退院まで:1)初回面会時12人(92%)が児を小さいと感じ、児に否定的な印象・感情をもった者は9人(70%)である。2)その衝撃の大きさがその後の面会行動に影響を及ぼしている。2.児のみ入院中:1)退院後は、児との距離感や寂しさを感じた者は12人(92%)である。2)寂しさの解消や子供の成長を確認することが、母親の面会への動機づけになっている。3)児が保育器から出ると母親は児に対する愛着がより深まり、児への接近行動が促進される。4)保育器外で児を抱くこと、授乳行為や直接母乳を行うことで、母親であることや母親役割を実感し、児への関心が深まる。3.児退院後1年間:1)児が退院後、児の発育や発達について過度の不安を抱えている者が多い。2)過度に育児不安が強く、児への過度な心配・不安をもつ場合、母親は子供や育児に対し消極的な感情を持ちやすい。3)夫の無理解や非協力な場合は、母親は子供や育児に対し消極的な感情を持ちやすい。本研究は、平成10年度追加採択され、研究開始時期は1998(平成10)年11月からである。研究対象者は、岡山大学医学部附属病院で出生した生下時体重1,500g以下の未熟児とその母親で、出生直後から母子関係形成過程について、観察法と母親(時には家族)に対する面接を行なっている。1.追跡中の事例事例1:29歳初産婦。腹式帝王切開術で、757g(在胎週数27週4日)の女児を分娩。核家族。事例2:35歳初産婦。腹式帝王切開術で、1,241g(在胎週数33週4日)の女児を分娩。核家族。事例3:32歳経産婦。腹式帝王切開術で、973g(在胎週数29週0日)の男児を分娩。核家族。事例4:29歳経産婦。腹式帝王切開術で、1,442g(在胎週数31週5日)の女児を分娩。核家族。事例5:21歳初産婦。経膣分娩で、1,492g(在胎週数31週7日)の女児を分娩。核家族。事例6:25歳初産婦。腹式帝王切開術で、1,388g(在胎週数34週6日)の女児を分娩。核家族。事例7:30歳経産婦。腹式帝王切開術で、1,045g(在胎週数28週6日)の女児を分娩。核家族。事例8:26歳経産婦。腹式帝王切開術で、950g(在胎週数25週6日)の男児を分娩。核家族。事例9:34歳経産婦。腹式帝王切開術で、795g(在胎週数30週4日)の女児を分娩。拡大家族。事例10:28歳初産婦。腹式帝王切開術で、1,030g(在胎週数29週5日)の女児を分娩。核家族。事例11:23歳初産婦。腹式帝王切開術で、780g(在胎週数29週1日)の男児を分娩。核家族。事例12:37歳初産婦。腹式帝王切開術で、698g(在胎週数25週4日)の女児を分娩。拡大家族。事例13:34歳経産婦。経膣分娩で、1,468g(在胎週数30週6日)の男児を分娩。核家族。2.途中経過来年度報告予定であり、現在計13事例の経過を追っているが、3事例(11・12・13)は現在まだ児が入院中であり、報告できる事例数が減少することも予測される。尚、経過追跡中児が亡くなるケースが2事例あり、退院後県外に転居した者が1事例(追跡中)あった。途中経過ではあるが、児が保育器から出ると母親は児に対する愛着が深まり、母親であることを実感し母親役割を感じる。
強い重力場における化合物中の原子の沈降

本研究グループでは、100万Gレベルの強い遠心加速度場(超重力場)を高温で長時間発生することのできる超遠心機を開発し、強い重力場下の合金や化合物等の原子の沈降や分子・結晶化学の研究を進めている。これまでの研究で超重力場下における固体中の構成原子(置換型原子)の沈降現象は一般的な拡散よりも速い拡散となっていることが分かっている。本研究では、原子の沈降およびそれに伴う分解反応を確認した金属間化合物Bi_3Pb_7について、組成変化がほとんど起きない温度条件下で超重力処理を施し(120°C、90.5万G、100h)、陽電子消滅寿命を測定した。その結果、重力処理後の試料ではほとんど濃度変化が起きていないにもかかわらず、陽電子平均寿命が延びていることが分かった(出発試料:199ps、超重力場処理後:210ps)。平均寿命を延ばしたのは300psの寿命を持つ欠陥成分であり、複空孔等によるものであると考えられることが分かった。超重力場下で原子の沈降が起こる際に、空孔が導入され、点欠陥として結晶内に留まっていると考えられる。先に述べたように固体中の構成原子の沈降現象は一般的な拡散よりも速い拡散となっていることは分かっているが、そのメカニズムについてはまだ分かっていない。この原子の沈降メカニズムとして、空孔が絡んだ高速な拡散機構、準格子間型機構、これらの組み合わせを示唆する結果である。沈降メカニズムの解明に向けて今後より詳しく調べる予定である。Bi-Pb系金属間化合物Bi3Pb7単相、温度130°C、重力加速度102万G、100時間の条件で超重力場実験を行った。光学顕微鏡写真から回収試料は3つの層から成り立っていることが確認された。また、EPMA組成分析から、これらの層に対応した階段状の濃度傾斜が確認された。さらに、微小領域のXRD回折から、低重力側にBi相が析出していることが分かり、原子の沈降とそれに伴う金属間化合物の分解が起きたことが確認された。In: Pb=80:20mo1%で均一な組成、温度137-148°C、重力加速度87万Gの条件下で時間のみ31.3h、60h、150hと変えて超重力場実験を行い、濃度の時間変化を実験的に調べた。この結果、時間とともに濃度が変化し、60時間でほぼ定常状態に達したことが分かった。この実験結果と原子の沈降プロセスのシミュレーションの比較から、今回の実験条件では、沈降の拡散係数が一般的な拡散係数の10倍程度、沈降の拡散係数は10-7cm2/s程度であると見積もられた。これにより、超重力場下での沈降のメカニズムが特別に速い拡散メカニズムになっている可能性が示唆された。組成変化がほとんど起きない温度条件下で超重力処理を施した金属間化合物(Bi3Pb7、120°C、90.5万G、100h)について陽電子消滅寿命を測定した。その結果、重力処理後の試料ではほとんど濃度変化が起きていないにもかかわらず、陽電子平均寿命が延びていることが分かった(出発:199ps、処理後:210ps)。平均寿命を延ばしたのは300psの寿命を持つ欠陥成分であり、複空孔であると考えられる。これは、出発状態から空孔濃度が増えたことを表しており、原子の沈降と空孔増加の相関関係を現在調べている。
視細胞を守護する網膜色素上皮細胞の恒常性維持機構の解明

小眼球症関連転写因子Mitfは網膜色素上皮細胞の分化を制御する。Mitfの変異マウスblack-eyed white (bw)はメラノブラストの欠損により白毛と難聴を呈する。Mitf-bw遺伝子の特徴はレトロトランスポゾン(L1)の挿入であり、その結果、エクソン3、エクソン4、およびその両者を欠損するなどの異常なMitf-M mRNAが発現される。また、Mitf-M mRNAは脳でも発現され、bwマウスは、野生型マウスと比較しストレス環境に対する感受性が鈍化していた。さらに、ヒト網膜色素上皮細胞で発現するMITFを同定し、その発現にはbeta-カテニンが重要であることを明らかにした。我が国における成人失明の主要な原因疾患は糖尿病性網膜症と加齡に伴う網膜変性症であり、それらの病態には網膜色素上皮細胞(RPE)の機能障害が関与する。小眼球症関連転写因子Mitfは神経堤由来であるメラノブラストと脳由来のRPEの分化に必須であり、アミノ末端が異なる複数のアイソフォームから構成される。Mitfの変異マウス(black-eyed white, bw)では、Mitf遺伝子のイントロン内へのL1エレメント(レトロトランスポゾン)の挿入があり、選択的にメラノサイト特異的なMitf-Mの発現低下をきたすが、RPEで機能する他のアイソフォームの発現は維持される。その結果、白い体毛を呈するが、網膜は一見正常である。1)脳におけるMitf発現神経細胞の探索:bwマウスの回避行動の解析により、bwマウスでは、ストレスに満ちた環境に対する感受性あるいは恐怖感の程度が低いと推定された。そこで、新規に作製した抗Mitf抗体を用いて、野生型マウス脳におけるMitf発現神経細胞を同定した。2)ヒトRPE細胞の恒常性維持機構の解析:二種類のヒトRPE細胞株(ARPE-19とD407)と市販されている正常ヒトRPE細胞を用いて、発現するMITFアイソフォームを解析した。その結果、ARPE-19と正常ヒトRPE細胞は主にMITF-Dを発現しているが、D407細胞は分子量の大きいMITF-AあるいはMITF-Hを発現していることが示唆された。さらに、網膜形成に重要なWntシグナルのMITFアイソフォームの発現への関与を検討するため、Wntシグナル伝達系のβ-カテニンの発現などを比較検討した。その結果、D407細胞と比較して、ARPE-19と正常ヒトRPE細胞ではWntシグナル伝達系が優位であることが判明した。よって、MITF-Dの発現にはWntシグナルが関与することが示唆された。我が国における成人失明の主要な原因疾患は糖尿病性網膜症と加齡に伴う網膜変性症であり、それらの病態には網膜色素上皮細胞(RPE)の機能低下・障害が関与する。小眼球症関連転写因子(MITF)は、神経堤由来のメラノサイトと脳由来のRPEの分化に必須であり、アミノ末端が異なる複数のアイソフォームから構成される。MITFの変異マウス(black-eyed white, bw)の分子病態は、MITF遺伝子のイントロン内へのL1エレメント(レトロトランスポゾン)の挿入であり、選択的にメラノサイト特異的なMITF-Mの発現低下をきたすが、RPEで機能する他のアイソフォームの発現は維持される。その結果、bwマウスはメラノサイトを欠損するため白毛と難聴を呈するが、RPEの分化は維持されるため黒眼を呈する。興味深いことに、bwマウスは低酸素と高炭酸ガス換気応答の亢進(中枢性の化学感知機構の異常)を呈するため、他にも中枢性の異常がある可能性がある。そこで、平成24年度には、bwマウスの行動解析により、MITFに関する以下の結果を得た。1.自発運動と学習能力(回避行動試験)の解析により、bwマウスは概日リズムを維持しており、学習能力も野生型マウスと同等であることが判明した。一方、bwマウスは、ストレスに満ちた新規環境に対する感受性あるいは恐怖の程度が低いと推定された。2. L1エレメントの挿入により産生されるMITF-Mの異常スプライシングmRNAを同定した。さらに、ARPE-19ヒトRPE細胞における各MITF-M選択的スプライシング産物の機能解析により、MITF-Mの選択的スプライシング産物の転写活性化能の低下、及び正常なMITF-Mの機能を抑制する作用を確認した。なお、この解析には、メラニン合成系の律速酵素であるチロシナーゼの遺伝子プロモーターを用いた。bwマウスに自発運動の異常を発見したため、L1エレメント挿入によるMITF遺伝子転写産物のスプライシング異常に関する計画を優先的に実施した。1. bwマウスの行動様式の解析:学習能力(回避行動試験)の解析により、bwマウスの学習能力は野生型マウスと同等であることが判明した。

しかし、最初の回避行動試験に際し、初めて明るい場所に置かれたbwマウスは、隣接する暗い小部屋に移動するまでの時間が有意に長かった。なお、暗い小部屋では電気ショックが与えられるため、2回目以降の試験では、野生型マウスでも明るい場所での停留時間が長くなる。よって、bwマウスは、ストレスに満ちた新規環境に対する感受性あるいは恐怖の程度が低いと推定され、bwマウスの高次脳機能に障害があることが示唆された。2. L1エレメントによるMITF遺伝子転写産物のスプライシングへの影響:bwマウス特異的なMITF-Mの選択的スプライシング産物を同定した。さらに、各MITF-M選択的スプライシング産物のcDNAを作製し、その機能をARPE-19ヒトRPE細胞における一過性発現系により解析した。すなわち、ヒトチロシナーゼ遺伝子プロモーターの制御下にあるレポーターを用いて、MITF-Mの選択的スプライシング産物の転写活性化能の低下、及びMITF-Mの転写活性化能の抑制作用を検出した。3.マウス脳とヒト脳におけるMITF-M mRNAの発現: bwマウスの行動異常に着想を得て、マウス脳の種々領域における、MITF-M mRNAの発現を定量し、視床下部での発現が高い事を明らかにした。また、ヒト脳での発現も確認した。現在、上記結果を英文専門誌に投稿中である。先進諸国における失明の主要な原因は、糖尿病性網膜症と加齡黄斑変性症であり、それらの危険因子として喫煙が知られている。特に、加齡黄斑変性症は喫煙者に多く、網膜におけるカドミウム含量の増加を伴う。平成24年度には、bwマウスに関する研究を優先的に実施した。そこで、今後は、ヒトRPE細胞を用いた計画に力点を置き、以下の研究を推進する。1.ヒトRPE細胞の恒常性維持機構の解析:ARPE-19ヒトRPE細胞を1)高グルコース、2)低グルコース、あるいは3)カドミウムに曝露し、アポトーシスへの影響を解析する。同時に、MITF、ドーパクロームトートメラーゼ(DCT)、6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase 4 (PFKFB4)の発現(mRNAとタンパク)に与える影響を解析する。DCTはメラニン合成系の酵素であり、抗酸化的に機能する防御因子でもある。PFKFB4は解糖系の促進因子であるfructose-2,6-bisphosphate (F2,6BP)の生成と分解を担う酵素であるが、phosphatase活性が優位である。なお、PFKFB4は細胞の生存に必須である。さらに、網膜形成に関与するシグナル分子NOTCHの関与を検討するため、ARPE-19細胞をγ-セクレターゼ阻害剤(Notchの活性化を阻害)、あるいはNOTCHに対するsiRNAを用いて内在性NOTCHの機能あるいは発現量を減少させ、上記指標の変化を解析する。2.ヒトRPE細胞におけるWntシグナルの意義:ARPE-19細胞をWntシグナル系を活性化するリチウム(Li)で処理し、上記指標の発現への影響を調べる。なお、Liは躁鬱病の治療薬として頻用されている。
文献データベース調査に基づく科学的実在論論争の再構築

本年度の目的は、本研究課題の基礎となる論文データベースの調査を実施することにより、科学的実在論論争で争点となっている「科学の成功や失敗」という概念を、科学研究の実態に即してより詳細に分析することである。そこで、自然科学領域の論文データベースとしてweb of Science、google Scholarを用いた論文の被引用数検索を行うと同時に、申請時には着目していなかった研究資金の獲得状況から研究の成功や発展性を調査するという手法の検討を開始した。後者について、研究資金の継続性という観点から科学的実践を検討することの利点は、研究開発提案書の審査はピアレビューによって行われるため、申請した科学者の提唱する研究内容が業界でどれくらい受容されているかを判断することができる。これらの調査により、本研究課題の作業仮説として設定した科学研究の「擬似成功」「局所最適」という概念を検討する際に有用な事例の探索を実施した。自然科学分野のレビュー論文などを参照しながら、具体的事例となる研究の検討を継続しているが、現状では明確な事例を挙げられていない。その他、本研究課題に関連する科学の実践例をより捉えつつ、科学的実在論論争を振り返るために、2018年度科学基礎論学会秋の例会において、“On the Diversity of the Scientific Realism Debate"と題したワークショップを開催した。国内外の研究者と共に、量子論、ディープラーニング、光学に関する事例を用いた提題を検討した。今年度はこれまでの論争で扱われていなかった事例の調査を文献データベースを用いて実施することを主眼においていた。しかし、Juha SaatsiによるThe Routledge Handbook of Scientific Realism (2018)など、科学的実在論論争の新局面を示す論文集が出版され、当該論争の現状を改めて再検討する必要があった。そのため、文献データベース調査の実施よりも先行研究の調査を重視した。特に、前述した論文集には、高エネルギー物理学、原始宇宙論、歴史科学、認知科学など、諸科学分野により接近した研究論文が多数収録されており、本研究課題に関連する事例調査の情報を多数得ることができた。当初の研究目的からすると進捗に遅れはあるが、最新の研究動向を正確に反映した事例調査を行うために、こうした計画変更はやむを得ないものであったと考えられる。引き続き、Juha (2018)に基づいた先行研究調査を実施し、得られた知見から文献データベース調査のための基盤を構築する。新規な事例を開拓することも重要であるが、闇雲にデータベースを調査することで時間を消費するよりは、先行研究との差異化を図るために必要な作業だと考えられる。次年度は、チャクラバティの半実在論を批判的に検討することを計画している。その際、半実在論の「観察・観測手法の継続的発展」という前提を「擬似成功」「局所最適」の状態から批判的に検討するという当初の計画に加え、チャクラバティによる最近の著作Scientific Ontology (2017)を参照し、彼の形而上学的世界観を切りくずすことをも検討する。

次年度は、チャクラバティの半実在論を批判的に検討することを計画している。その際、半実在論の「観察・観測手法の継続的発展」という前提を「擬似成功」「局所最適」の状態から批判的に検討するという当初の計画に加え、チャクラバティによる最近の著作Scientific Ontology (2017)を参照し、彼の形而上学的世界観を切りくずすことをも検討する。当初購入を予定していた海外の研究書の出版が遅れたため。代わりに既出版の書籍を先に購入したが、若干の金額差が生じた。この差額は次年度に本来購入予定であった書籍の購入費に充てる。
認識行動経験の個人化学習に基づくパーソナライズドロボットの文脈適応型知能身体機構

本研究では,困っている人の気持ちに寄り添い,場面に応じて手を差し伸べる個人状況適応型の支援ロボットの知能身体技術の確立を,文脈依存型の情報推薦技術の実世界認識行動分野への展開を中心として進める.具体的な研究項目は(A)支援体験経験履歴のビッグデータの取得(嗜好データの入力),(B)コンテキストと支援評価の理解と予測の個人化学習(嗜好の予測),(C)個人文脈依存型の支援行動生成と身体拡張制御(推薦の提示),の三つの構成原理の解明になる.平成29年度は時系列の視聴覚マルチモーダル情報に基づいた個人や状況の文脈(コンテキスト)理解を導入し,その個人化学習に基づく適応支援生成について取り組んだ.具体的には支援ロボットによるサービス履歴を蓄積可能,リプリケーション機能に基づき各実証実験毎に蓄積されるロボットの体内ストレージのデータをクラウドストレージへと連続的に構成する方法を構築した.また,視聴覚情報のマルチモーダル時系列統合による物体環境情報認識法に基づいた個人化学習では,環境のコンテキストの理解として片付けの個人ルールの認識と獲得を観測と予め組み込んだルールに基づいて判断する方法と,過去の経験蓄積情報から個人ルールを抽出する方法を提案し,その学習結果として得られる個人ルールの理解に基づき支援行動を生成した.さらに,物体認識、人物認識の基本認識機能に加えて,人とのやり取りの中で個人の嗜好を獲得するロボットシステムを構築し,蓄積した個人毎の嗜好情報に基づいた対話を形成する支援ロボットの実環境実験を通じて,個人の嗜好に基づいた対話が人とロボットの関係の深化だけでなく,人と人の関係やコミュニケーションの深化にも質するという示唆を得ている.当初の計画では移動操作ロボットによる家事支援,生活支援サービスの構成法の研究テーマであったが,これらに加えて人のグループの中に存在するロボットが,ロボットと人の対話に加えて,人同士のコミュニケーション,関係性の向上についても,本研究で取り組む個人化学習という切り口が有効なことが明らかになりつつ有り,研究課題に重要性と波及効果が強まってきている状況に有り,当初の研究計画以上の広がりを見せている.平成30年度は引き続き状況や文脈の理解に基づき,個人化学習に基づく適応支援生成について取り組む.具体的には平成29年度に取り組んだ支援ロボットによるサービスの全履歴とその時その場で得られた場面状況の対情報からなる支援サービス経験履歴ビッグデータを蓄積可能なスケールアウト型のクラウドストレージをから,3D視覚情報など大容量のデータ,身体感覚情報の高周期情報に加え,環境の物体,地図,行動,反応等を信頼度を含んだ形で保持した高次の状況記述データを構築,蓄積する手法の確立に注力する.また,異なるロボット間での経験の共有方法について同一ロボットが別の環境で行った行動,異なるロボットが同一環境で行った行動,異なるロボットが異なる環境で行った行動の夫々に関して,視覚情報や身体感覚情報に加えて信頼度を含んだ高次の状況記述情報を,ロボットや環境に依存しない形で共有可能になる方法を明らかにし,そのなかでの人からの支援情報からコンテキストや指示のセマンティクスを抽出する手法に取り組み,次年度以降の内容となる,異ロボット間の共有経験の個人化学習に基づく適応支援生成のための基盤技術を確立する本研究では,困っている人の気持ちに寄り添い,場面に応じて手を差し伸べる個人状況適応型の支援ロボットの知能身体技術の確立を,文脈依存型の情報推薦技術の実世界認識行動分野への展開を中心として進める.具体的な研究項目は(A)支援体験経験履歴のビッグデータの取得(嗜好データの入力),(B)コンテキストと支援評価の理解と予測の個人化学習(嗜好の予測),(C)個人文脈依存型の支援行動生成と身体拡張制御(推薦の提示),の三つの構成原理の解明になる.ここでは,支援経験履歴により文脈依存の支援サービスを提供し,その評価と経験を通じた個人化学習を進める必要があるが,行動生成とその評価経験が鶏卵の関係にあり,各要素を順次開発し最後に全体を統合するウォーターフォール方式ではなく,全体システムを構成し,各要素を段階的に深化させていくアジャイル方式を採用する.平成28年度は移動サービスロボットによる冷蔵庫からの物品取り出しと人への受け渡し行動,双椀産業用ロボットによる棚からの物品の取り出し片付け行動,パーソナルサービスロボットによる人との対話と寄り添い行動の3種類のサービス支援ロボットのプロトタイプシステムを構築し,アジャイル型研究の基盤要素を確立した.また,リモートの分散型データべエースシステムの活用とタスク記述子の提案による認識行動経験履歴データーベースを構築しビッグデータの取得を行った.さらに,取得する物体環境情報認識法やロボットの認識行動の記述法に関しては,多種類のロボットに対応できるようにするため,ロボット間のスキル変換を念頭にした深層学習型の手法も含めて研究を行った.また,人との対話経験の蓄積に基づき個人化された対話の生成法を提案し,サービス支援ロボットを用いた実証実験を通じたユーザ評価実験により個人の嗜好性が反映されていることを検証した.移動サービスロボットによる冷蔵庫からの物品取り出しと人への受け渡し行動,双椀産業用ロボットによる棚からの物品の取り出し片付け行動,パーソナルサービスロボットによる人との対話と寄り添い行動の3種類のサービス支援ロボットのプロトタイプシステムを構築することでアジャイル型の研究開発を進めるうえで幅広い基盤システムを構築し,今後の研究の基礎をしっかりと築くことができた.さらに,ビッグデータの構築や対話を通じた個人化等の研究を進め,特に物体環境情報認識に関しては,より汎用的な情報取得を目指してロボット間でスキル変換できるレベルに抽象化された情報を深層学習技術も踏まえて構築した,これは当初の計画にはなかったものであり,大いに進展していると評価している.ユーザ評価では人の関係性の研究の専門家でもある家政学分野の研究者とも連携し研究を積極的に進めている.

本研究では,困っている人の気持ちに寄り添い,場面に応じて手を差し伸べる個人状況適応型の支援ロボットの知能身体技術の確立を,文脈依存型の情報推薦技術の実世界認識行動分野への展開を中心として進める.具体的な研究項目は(A)支援体験経験履歴のビッグデータの取得(嗜好データの入力),(B)コンテキストと支援評価の理解と予測の個人化学習(嗜好の予測),(C)個人文脈依存型の支援行動生成と身体拡張制御(推薦の提示),の三つの構成原理の解明になる.平成29年度は時系列の視聴覚マルチモーダル情報に基づいた個人や状況の文脈(コンテキスト)理解を導入し,その個人化学習に基づく適応支援生成について取り組んだ.具体的には支援ロボットによるサービス履歴を蓄積可能,リプリケーション機能に基づき各実証実験毎に蓄積されるロボットの体内ストレージのデータをクラウドストレージへと連続的に構成する方法を構築した.また,視聴覚情報のマルチモーダル時系列統合による物体環境情報認識法に基づいた個人化学習では,環境のコンテキストの理解として片付けの個人ルールの認識と獲得を観測と予め組み込んだルールに基づいて判断する方法と,過去の経験蓄積情報から個人ルールを抽出する方法を提案し,その学習結果として得られる個人ルールの理解に基づき支援行動を生成した.さらに,物体認識、人物認識の基本認識機能に加えて,人とのやり取りの中で個人の嗜好を獲得するロボットシステムを構築し,蓄積した個人毎の嗜好情報に基づいた対話を形成する支援ロボットの実環境実験を通じて,個人の嗜好に基づいた対話が人とロボットの関係の深化だけでなく,人と人の関係やコミュニケーションの深化にも質するという示唆を得ている.当初の計画では移動操作ロボットによる家事支援,生活支援サービスの構成法の研究テーマであったが,これらに加えて人のグループの中に存在するロボットが,ロボットと人の対話に加えて,人同士のコミュニケーション,関係性の向上についても,本研究で取り組む個人化学習という切り口が有効なことが明らかになりつつ有り,研究課題に重要性と波及効果が強まってきている状況に有り,当初の研究計画以上の広がりを見せている.平成29年度は時系列の視聴覚マルチモーダル情報に基づいた個人や状況の文脈(コンテキスト)理解を導入し,その個人化学習に基づく適応支援生成に取り組む.支援ロボットによるサービスの全履歴とその時その場で得られた場面状況の対情報からなる支援サービス経験履歴ビッグデータを蓄積可能なスケールアウト型のクラウドストレージを構築する.既に各実証実験毎にロボットの体内ストレージにデータを蓄積する方法には取り組んでおり,体内ストレージからクラウドストレージへと連続体ストレージとして構成する方法,3D視覚情報など大容量のデータの扱いと,高速で送られる身体感覚情報の対応付けをしながら蓄積する手法の確立に注力するコンテキスト理解の鍵となる,視聴覚情報のマルチモーダル時系列統合による物体環境情報認識法をに人のアクティビティ解析とおして得られた行為のイベント記述
フッ素による肝毒性発現メカニズムへの細胞内輸送阻害の関与

フッ素中毒による肝毒性に見られる、肝細胞内脂肪滞留のメカニズム解明を試みた。小胞体内で産生された脂質が、細胞内小胞輸送システムの阻害により、細胞内滞留した結果ではないかと考えた。脂質代謝との関連が示唆されながら、輸送に関する作用が不明であったCD36、ApoB、CIDE-B、Vamp-7、FABP-1各タンパクの挙動を調べた結果、CIDE-Bがタンパク輸送小胞形成時に、細胞質から小胞体膜上に移動し、また、輸送小胞形成阻害時に、その移動が阻害されたことから、タンパク輸送小胞コートタンパクと同様の挙動を示すことが明らかになった。肝毒性時に見られる肝脂肪滴発現メカニズムとして、細胞内小胞輸送機構の異常による細胞内脂質滞留を想定し、その証明を試みた。その端緒として、細胞内小胞輸送機構のもっとも初期段階であり、タンパク合成と脂質代謝の場である小胞体(ER)からの輸送小胞形成過程に着目した。そこで、ERからのタンパク小胞輸送機構であるCOPII小胞輸送と、ERからの脂質小胞輸送システムであるPCTV輸送がコンポーネントを共有しているのではないかと考え、知見が集積されつつあるCOPII小胞輸送機構解析モデルを用いて、PCTV輸送特異的タンパクが関与していないかを検討することにした。H24年度の研究において構築した、COPII小胞のコート形成過程の解析モデルを用い、H25年度にはPCTV輸送に関与が疑われている候補タンパクが、ERからの輸送小胞形成に関与しているかどうかを、検討した。候補タンパクとして、CD36、APOB100、CIDE B、Vamp-7、FABP-1を選び、ER膜への輸送小胞コート様の移動が見られるかどうかについて、調べた。その結果、CIDE-Bが輸送小胞のコート様の挙動を示すことがわかった(第156回日本獣医学会2013岐阜、および学術雑誌投稿中)。また、ERからの輸送阻害由来の細胞障害の解析を行った結果、その制御機構について、一定の知見を得ることができた(Mastumoto et al., Bio. Open, 2013)。CIDE-Bは細胞死制御タンパクでもあり、今後更なる研究の展開が期待できると考えられる。現在CIDE-Bの関与を証明するために、ノックダウン細胞における脂質分泌量の低下を検出しようと、実験中である。さらに、研究の過程でER-Golgi間の輸送を評価する系を作出し、学会発表に至っており(第40回日本毒性学会2013千葉)、学術雑誌に投稿中である。フッ化アルミ錯イオンがその標的であるrER膜局在三量体Gタンパクの活性化を起こした際に、rER膜上での輸送小胞形成を阻害することにより、細胞障害を惹起することは、代表者のこれまでの研究にて明らかにしてきた。これまでタンパク輸送小胞のみに焦点をあてて実験を行ってきたが、肝毒性発現時に細胞内に脂肪滴の滞留が見られることから、本研究ではrER膜局在三量体Gタンパク活性化の、脂質輸送小胞制御機構への影響に関して検討を行うこととした。代表者が作成したNRK細胞ミクロソーム画分とラット肝細胞質画分からなるin vitro再構成系を用いた実験にて、タンパク輸送小胞であるCOPIIコート小胞のコート形成過程をモニタリングした結果、Sar1タンパクやSec23タンパク等のコートタンパク群のミクロソーム膜への移動を、三量体Gタンパク活性化が抑制することを明らかにすることが出来、その抑制機構に関して、既知のH89感受性キナーゼ依存調節系との関連・差異を示した(Nakagawa et al. Mol Cell Biochem. 2012)。一方で、脂質輸送小胞とCOPIIコート小胞は構造上の差異が少なく、コート形成過程に関してはほぼ同様の機構を取ることがこの一年で明らかとなってきた。COPII小胞形成調節機構の解明はPCTV小胞形成調節の解明にも役立つと考えられる。そして、COPII小胞およびPCTV小胞コート形成過程にて、第1段階に細胞質よりrER膜上に移動するSar1と第2段階に移動するSec23の調節がそれぞれ異なるkinaseによって支配されていることを学会にて発表した(第154回日本獣医学会2012岩手大学)。平成24年度中の主な達成目標であった、in vitro再構成系を用いたPCTV特異コートタンパクの解析については結論が出ず、詳細な検討を行っている途中である。In vitro再構成系を用いたER膜上への小胞コートタンパクの移動評価実験にて、コート形成に必須であり、第1段階にて細胞質からrER膜へと移動するSar1と、第2段階にて移動するSec23の移動が、それぞれ異なるkinaseによって支配されていることを明らかにした。このことはコートの移動調節機構が少なくともSar1とSec23の2か所以上に存在することを示すと考えられる。

Sec23の移動を調節するkinaseについては、インヒビターを用いた実験にてcasein kinase IIであることを突き止めたので、ノックダウン実験等にて確認を行い次第、学術論文として投稿する予定である。三量体Gタンパクの活性化によりrER膜への移動が抑制されるPCTVコートタンパクを探索した。PCTV輸送に関与することが判明しているタンパクCD36、Vamp7、FABP1、ApoB100について調べてきたが、現在のところ、そのいずれからもコートタンパク様の挙動を示すデータは得られていない。ApoB100についてはrER膜でのタンパク量に方向性のある変化は見られなかった。FABP1は三量体Gタンパク活性化時やH89処置時にER結合量の減少が見られたが、検出感度的に厳しく再検討を要する。Vamp7は輸送活性化に伴いER膜結合量の増加が認められたが、三量体GタンパクやH89処置時の結合量の変化は確証が得られていない。CD36は細胞質のみで見られER膜上では検出できなかった。HepG2培養細胞を用いたNile Red染色による細胞内脂肪滴の観察については、三量体Gタンパク活性化物質mastoparan-7の処置により細胞内脂肪滴の増加が認められた。しかしフッ化物処置については作用が弱くまた例数が揃っておらず、結果の総括が出来ない状態にある。処置濃度・時間の詳細な検討を行う予定である。In vitro再構成系を用いたrER膜上へ移動するPCTVコートタンパクの探索について、実験条件を再検討する。検出が不安定なため、結論が出せなかった各PCTV関連タンパクCD36、Vamp7、FABP1、ApoB100について再検討を行う。具体的にはウエスタンブロット検出に際し検出試薬をより好感度なものに変更し改善を試みる。また幾つかの抗体については変更を行う。更にこれらに加えてコート形成タンパクの候補として2013年になってPCTVへの関与が報告されたCideBを検討する。またこれまで研究がほとんど行われていなかった、コートタンパク形成過程の第三段階であるSec13/31複合体のER膜への移動についても、調節機構の解明を試みる。PCTVに特異なコートタンパクを決定次第、(1)ER膜へのPCTVコートタンパクの移動に対するER膜局在三量体Gタンパク活性化の影響、(2)出芽したPCTVの数量とコートタンパク結合量へのER膜局在三量体Gタンパク活性化の影響、(3)PCTVのGolgi膜への融合に対する三量体Gタンパクの影響についてin vitro再構成系を用いた検討を行う予定である。培養細胞を用い、脂質分泌を解析し、H89や三量体Gタンパク活性化による細胞外への分泌の抑制を確認する。詳細としては、Nile Red染色による細胞内脂肪滴評価系を用い、H89やmastoparan-7処置だけでなく、フッ化ナトリウムまたはフッ化アルミニウム錯イオン処置群において細胞内に形成される脂肪滴の観察を行う。更にフッ素投与ラットを作出し、肝細胞内の脂肪滴貯留を観察することにより、タンパク輸送と脂質輸送のフッ素投与に対する感受性の違いを検討する。In vivoの実験に関しては、期間が不足する場合には培養細胞系への変更も考慮する。
静電力による走査型力顕微鏡の力制御

本研究では、走査型力顕微鏡における、静電力による力制御の実現を目的としている.本研究で実施した内容を以下に列挙する.(i)平板コンデンサ型静電アクチュエータのシミュレーション、(ii)櫛形電極型静電アクチュエータのシミュレーション、(iii)比例微分系制御系のシミュレーション(iv)櫛形電極式プローブの設計(v)ナノメートルオーダの機械振動子の設計(vi)ナノメートルオーダの機械振動子の作製(vji)探針をナノメートルオーダの弾性体で支持した機構の実現(viii)実現したプローブ、カンチレバーの静・動特性評価上記サブテーマの(i)から(iv)で、新規に構想に基づく力制御を実現するためのカンチレバーや振動子の実現を念頭に置いて、機構の設計とシミュレーションを行った.次に、若干の作成例に対し、計測系を実現し、その性能評価を行った.シミュレーションの結果、櫛形電極型の方が、電極同士のスナップイン問題がないため、実際に制御系を組んだ場合、制御が不安定になった場合の安定度が高いこと、アクチュエータの線形近似がよりし易いことを明らかにした.一方、力検出素子であるカンチレバーを小型化することによる、力分解能、力制御帯域の向上、等の利点をふまえて、カンチレバーの小型化の研究を行った.その結果、数100ナノメートルオーダの力検出素子の実現に成功した.現在、探針をナノメートルオーダの弾性体で支持した、力検出素子、振動子、力制御素子を実現している.走査型力顕微鏡においては、探針に作用する力を直接制御し、探針先端と試料との間に作用する力を相殺するような制御を行うことにより、探針が試料にスナップインしてしまうことを防ぐことが可能である。いままでに、磁気浮上による方法(ゴ-チエ・エマニュエル)、カンチレバ-に磁力を作用させる方法(ジャービス)、静電力による方法が報告されている。本研究では、小型化に比較的よく対応した力の発生方法として、静電力と磁歪力の両者について研究を行い、走査型力顕微鏡の力制御への応用の可能性を調べている。静電力による方法は、導電性カンチレバ-と固定子との間の静電力を用いる。磁歪を用いる場合は、カンチレバ-状ニッケル薄膜等を生成し、その発生力、変位を計測している。なお、磁歪性カンチレバ-の作製にはガルニエの協力を得ている。本研究では、走査型力顕微鏡における、静電力による力制御の実現を目的としている.本研究で実施した内容を以下に列挙する.(i)平板コンデンサ型静電アクチュエータのシミュレーション、(ii)櫛形電極型静電アクチュエータのシミュレーション、(iii)比例微分系制御系のシミュレーション(iv)櫛形電極式プローブの設計(v)ナノメートルオーダの機械振動子の設計(vi)ナノメートルオーダの機械振動子の作製(vji)探針をナノメートルオーダの弾性体で支持した機構の実現(viii)実現したプローブ、カンチレバーの静・動特性評価上記サブテーマの(i)から(iv)で、新規に構想に基づく力制御を実現するためのカンチレバーや振動子の実現を念頭に置いて、機構の設計とシミュレーションを行った.次に、若干の作成例に対し、計測系を実現し、その性能評価を行った.シミュレーションの結果、櫛形電極型の方が、電極同士のスナップイン問題がないため、実際に制御系を組んだ場合、制御が不安定になった場合の安定度が高いこと、アクチュエータの線形近似がよりし易いことを明らかにした.一方、力検出素子であるカンチレバーを小型化することによる、力分解能、力制御帯域の向上、等の利点をふまえて、カンチレバーの小型化の研究を行った.その結果、数100ナノメートルオーダの力検出素子の実現に成功した.現在、探針をナノメートルオーダの弾性体で支持した、力検出素子、振動子、力制御素子を実現している.