hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物種子の保存型mRNA遺伝子の構造解析及び発現制御機構の解明

また24ー11をプロ-ブとして、ササゲ登熟期及び発芽期における24ー11ーmRNAの消長をRNAブロット法により分析した。ディファレンシャル・ハイブリダイゼ-ションの手法を用いて,ササゲ成熟種子子葉のポリ(A)RNAから作成したcDNAライブラリ-を選別し,保存型mRNAのものとみられるcDNAクロ-ンを得た。そのうちの1種pSAS10は種子成熟のIII期(開花後1315日目)以後に検出されるようになり,発芽後は24時間目まで徐々に減少した。それゆえpSAS10は種子成熟の過程で合成され,休眠期から発芽期にかけて存在する保存型mRNAに相当するものと推定した。次にpSAS10ーcDNAの塩基配列を決定した。このcDNAは459bpからなっており,これに36bpのポリ(A)鎖が付加していた。この配列から導き出されたポリペプチドは約10KDaの大きさであり,システインに富むのが特徴である。しかし,これまでに知られているシステインに富むタンパク質,すなわちダイズのKunitzトリプシンインヒビタ-,コムギのαーアミラ-ゼインヒビタ-,イネの10ーKDaプロラミンなどとはアミノ酸配列に相同性は認められなかった。ササゲ成熟期のI期(開花後911日目)ないしII期(同1315日目)にはpSAS10ーmRNAは検出されない。しかし,これらの時期の未熟種子を発芽に適した条件下に置くとかなりの発芽率を示すが,このような未成熟発芽の状態の胚(子葉)ではpSAS10ーmRNAが検出できるようになった。このことからもpSAS10ーmRNAが発芽初期のタンパク質合成に不可欠な役割を果たしていることが示唆される。現在は,このタンパク質の性質を調べる目的で,cDNA塩基配列に基づく合成ペプチド(約20アミノ酸残基)を作製し,これのウサギ抗体を利用して,種子成熟・発芽期におけるこのタンパク質の検出を行っている。
赤外分光法による火山ガス組成遠隔測定の高度化に関する研究

申請者らは、火山ガスの赤外吸収スペクトルの遠隔測定から組成を求める方法の開発を1990年代初頭から試み、世界で最初にSO_2/HCl比の定量に成功し、その後もCO、CO_2、COS、HF、SiF_4などの検出に成功したが、本研究ではこの方法の高度化のために、もっと一般的な光源である太陽の散乱光を使う方法や、人工光源を用いる方法、光源のいらない赤外発光を用いる方法の確立を目ざした。平成14年度末にMidac社製フーリエ変換型分光器を主体にした高感度の屋外用赤外分光システムを組み上げることができたので、15年度はまず、実験室で高感度化のための調整を行ない、かつ標準ガスを用いて定量のための性能をチェックと検量線の作成を行なった。これらの予備実験をもとに阿蘇山、桜島において野外でのテスト観測を行なった。この際、これまで使用していたBomen社製のシステムも同時に使用して比較測定を行ない、新システムの性能の検討を行なった。阿蘇山は中岳の活動は、2003年夏から湯溜りが一部干上がり、火山性微動が増え、火山灰を出すなど活発化の兆しが見られ、火山活動の活発化に伴う火山ガス組成の変化を調べることができた。また、新たに開発を行なっている小型紫外分光器によるSO_2放出量の測定も併用して行ない、化学組成と放出量とを結び付ける結果を得た。桜島も定常的に火山ガスを放出しており、小型紫外分光器によるSO_2放出量の測定と一緒に測定を行なった。火山ガスの化学組成の時間変化は火山活動の推移を敏感に反映するが、噴火がさし迫ったり、噴火が起きている最中には危険なため火山ガスを採取できないので、遠隔測定することが重要となる。申請者らは、火山ガスの赤外吸収スペクトルの遠隔測定から組成を求める方法の開発を1990年代初頭から試み、世界で最初にSO_2/HCl比の定量に成功した。その後もCO、CO_2、COS、HF、SiF_4などの検出に成功したが、吸収スペクトル測定の最大の問題点は、火山ガスの背後に赤外光源が必要なことで、これまで高温の溶岩ドーム、噴気地帯の地熱を光源として用い成果を得た。本研究ではこの方法の高度化のために、もっと一般的な光源である太陽の散乱光を使う方法や、人工光源を用いる方法、光源のいらない赤外発光を用いる方法の確立を目ざす。平成14年度は、新しい高感度の屋外用赤外分光システムを組み上げ、実験室で高感度化のための調整を行ない、かつ標準ガスを用いて定量のための性能をチェックと検量線の作成を行なう予定であったが、システムの中心となるMidac社製フーリエ変換型分光器の納入が平成15年3月にずれ込み、組み立てと簡単な性能チェックを本報告書の提出後に行なう予定で、本格的なシステムの完成は次年度に行なうことになる。したがって、野外での観測は次年度に集中的に行なうことになり、研究対象の火山の候補としては阿蘇山、桜島、浅間山、三宅島などこれまでに経験のある火山から始める予定である。なお、本年度実績報告に載せた研究発表は、申請者らがすでに所有している旧分光システムを使った研究成果で平成14年度に公表されたものである。

平成14年度末にMidac社製フーリエ変換型分光器を主体にした高感度の屋外用赤外分光システムを組み上げることができたので、15年度はまず、実験室で高感度化のための調整を行ない、かつ標準ガスを用いて定量のための性能をチェックと検量線の作成を行なった。これらの予備実験をもとに阿蘇山、桜島において野外でのテスト観測を行なった。この際、これまで使用していたBomen社製のシステムも同時に使用して比較測定を行ない、新システムの性能の検討を行なった。阿蘇山は中岳の活動は、2003年夏から湯溜りが一部干上がり、火山性微動が増え、火山灰を出すなど活発化の兆しが見られ、火山活動の活発化に伴う火山ガス組成の変化を調べることができた。また、新たに開発を行なっている小型紫外分光器によるSO2放出量の測定も併用して行ない、化学組成と放出量とを結び付ける結果を得た。得られた結果は、15年度に行なわれた国際学会(International Union of Geodesy and Geophysics 2003)で報告し、論文としてまとめて投稿している。また、桜島についてもこれまでの結果を加えて国際学会(Goldschmidt Conference 2003)にて報告した。
1～10nm空間分解能を有する磁化変調自励共振型磁気力顕微鏡とナノスピン構造観察

10nm以下の分解能を有する磁気力顕微鏡(自励共振型磁気力顕微鏡)と磁性探針の開発を行った。目視でビット長18nmの記録パターン、直径15nmドットの磁気像を観察し、フーリエ解析法で8nmの分解能が得られた。次いでCoPt、FePtナノドットと反強磁性結合型多層膜[CoPd]/Ru/[CoPd]及びCoPt、FePtナノドットの磁気力顕微鏡観察を行った。これらのナノドットの磁化反転は、磁化反転障壁の弱い部分で起こり、微小領域の磁化反転と瞬時の磁壁伝搬によって進行することが判った。また[CoPd]/Ru/[CoPd]ビットでは、特異な非対称磁化反転を観察した。本年度は(1)円錐探針によるドットパターンMFM観察と分解能評価、(2)探針形状とMFM出力の相関に関するシミュレーション、(3)微細加工探針へのFePt薄膜のスパッタ製膜、並びに(4)(CoPd/Ru/CoPd)二重多層膜の作製とMFM磁区観察、の四項目の検討を行った。結果は以下の通りである(1)円錐探針によるパターンドットのMFM観察と分解能評価直径15300nmのFePt孤立ドットパターンを電子ビーム微細加工によって作製し、円錐型探針を用いたMFM観察を行い、分解能調査を行った。15nmの孤立ドットが明瞭に観察されており、MFM出力のサイズ依存性は探針サイズに比例した。(2)探針形状とMFM出力の相関に関するシミュレーション探針形状、磁性層の厚さ、飽和磁化等がMFM分解能に及ぼす影響を計算した。(1)の結果(MFMシグナル強度、S/N比)を参照してシミュレーションを行うと、単磁極型探針(先端径:10nm、探針-試料間距離:10nm)で、2000kfciの線記録密度の観察は可能であることが判った。単磁極型探針並びに機械強度の観点から、側面製膜が有効である。(3)微細加工探針へのFePt薄膜のスパッタ製膜高飽和磁化・高保磁力FePt膜を微細加工Si探針表面にコートする。そのために、SiO_2基板上にL1_0規則化・[001]配向FePt膜を作製する手法を検討し、SiO_2の微量添加が有効であることが分かった。また、この手法を用いて微細加工棒状探針にFePtを製膜した。Ru膜厚を0.22.5nmと変化させた垂直磁化(CoPd/Ru/CoPd)二重多層膜を作製し、ヒステリシス曲線、反強磁性結合および磁区構造を測定した。二重多層膜のヒステリシス曲線は、多層膜の上下層の磁化が(↑↑)(↑↓)(↓↑)(↓↓)の四値状態であることに対応した二段型ヒステリシス曲線であり、反強磁性交換磁場は最大1.5kOeであった。またMFM観察によって四値状態に対応した磁区構造を確認した。また磁区の時間緩和現象が観察された。分子、クラスター、ナノ粒子や薄膜結晶表面の特異なスピン配列に関する基礎研究やテラビットを越える超高密度ストレージの開発を推進するためには、110nmの観察分解能を有する磁気力顕微鏡(MFM)の開発が必要である。本申請では、高飽和磁化・高分解能を有するMFM探針を開発してMFMの高分解能を図り、10100nmクラスのパターン粒子の微細磁区解析を行うことを目的とした。1.10nm以下の空間分解能を有するMFM探針の設計・開発探針材料として高飽和磁化・高保磁力材料を用いると同時に探針先端形状の微細化が必要である。本研究では、高飽和磁化FeCoを磁性探針材料に選択し、Si探針への製膜には超高真空ヘリコンスパッタ装置を用い、基板回転・室温製膜を行うことによって高飽和磁化・高分解能探針を作製した。記録パターン観察から求めたMFM分解能は、直接観察評価で約20nm(フーリエ評価で約10nmに対応)であった。2,ナノドットアレイの作製反強磁性型交換結合した[Co/Pd]/Ru/[Co/Pd]二重多層膜ドットパターンとCoPt・FePt系ドットパターンの作製を行った。[Co/Pd]/Ru/[Co/Pd]ドットパターンは、微細加工基板上に製膜することによって作製し,ドット寸法は直径100nm3000nmとした。

CoPt・FePt系ドットパターンは、電子ビーム微細加工/イオンミリングプロセスによって作製し、ドット寸法は直径15nm500nmとした。3.ナノドットアレイの微細磁区構造観察と磁化反転機構の解明[Co/Pd]/Ru/[Co/Pd]、CoPt・FePt系ドットパターンの微細磁区構造観察を行い、磁化反転過程を観察した。磁化反転磁場は[Co/Pd]/Ru/[Co/Pd]系では1k Oe程度、FePt系では2030k Oe、CoPt系では約34k Oeであった。いずれの場合にも磁化反転プロセスは、ドット外周部のソフト磁性相と中心部のハード磁性相が結合した交換結合型磁化反転で理解された。外周部のソフト磁性層は、[Co/Pd]/Ru/[Co/Pd]では微細加工基板の形状効果、CoPt・FePtではイオンミリング時のダメージに起因すると考えられる。本年度は(1)円錐探針を用いた高分解能MFM探針の開発、(2)直径10100nmのドットアレイの作製、(3)ドットアレイの微細磁区構造観察と磁化反転過程に関する研究を実施した。結果は以下の通りである。(1)円錐探針を用いた高分解能MFM探針の開発高感度・高分解能を得るために、高飽和磁化と膜平滑性の2点に着目し、FeCoBを磁性層材料として選択し探針作製を行った。磁性層厚さ30nmで最も高い分解能が得られ、1500kfci(ビット長:17nm)の記録パターンが観察できた。高分解能探針として実用性が高い。(2)直径10100nmの強磁性ドットアレイの作製超高記録密度媒体として期待されるL1_0FePtについて、酸化物添加/急速加熱法で膜作製を行い、次いで電子ビームリソグラフィとイオンミリングによってパターン化した。その結果、ドット直径が15nm、ドット密度が0.83T dot/in^2に達するドットアレイを作製できた。保磁力は23Tで、反転磁場分布は双峰性であった。双峰性の原因は、ドット中にL1_0規則化と[001]配向に優れたドット群が40%、非[001]配向ドット及び双晶ドットが60%の割合で形成されていることである。FePt系超高密度記録媒体の製造の問題点が明らかになった。高飽和磁化FeCoドットはコア材料、記録媒体の裏打ち層等に用いられる。電子ビームリソグラフィ/リフトオフによって厚さ10100nm、形状が100x200nm3μmx6μmの矩形のドットアレイを作製した。(3)直径10100nmのドットアレイの微細磁区構造と磁化反転過程の解明FePt、FeCoドットアレイについて磁気力顕微鏡、X線MCD並びに極カー効果磁区観察装置を用いて磁区観察を行い磁化反転過程を調べた。FePtドットの磁化反転は、先ず体積12x10^<-19>m^3の活性化体積が反転し、次いでドット全体の一斉反転であると結論した。FeCoドットの磁区構造は、3μmx6μmの試料ではダブルクロスタイ構造であるが、サイズの低下とともにシングルクロスタイ構造、ランダウ構造と変化し、100nmx200nm以下では単磁区構造となることを明らかにした。
呼吸器病態におけるマクロライド系抗生物質によるオートファジー制御

少量持続マクロライド投与は慢性下気道感染症に対して有効であり、抗菌作用以外の抗炎症作用機序などが重要である。オートファジーは細胞内蛋白分解機構であり、細胞恒常性を維持する上で重要で、マクロライド系抗生物質による制御が報告されている。我々は、アジスロマイシン(AZM)とクラリスロマイシン(CAM)がオートファジー活性を阻害し、transforming growthfactor (TGF)-βによる線線維芽細胞への分化誘導抑制することを見出した。しかしながらマクロライドによるオートファジー阻害と筋線維芽細胞分化の制御の間に直接的な関連性は見出せなかった。マクロライド系抗生物質の慢性気道疾患に対する有効性をオートファジー制御の点から解明することを目標とし検討を行った。昨年度はアジスロマイシン(AZM)とクラリスロマイシン(CAM)が気道上皮細胞と線維芽細胞のいずれにおいてもオートファジーを阻害することが明らかとなった。AZMの投与はtransforming growthfactor (TGF)- βによる線線維芽細胞への分化誘導を容量依存性に抑制し抗線維化作用を持つ可能性が示唆された。しかしAZMによるオートファジー抑制作用は筋線維芽細胞分化抑制の機序には関与しないことも明らかとなった。そこでWnt/β-Catenin系、MAPキナーゼ系の関与について検討した。AZMはWnt/β-Catenin系に影響を与えなかったがTGF-βによるERK及びp38MAPキナーゼの活性化をAZMが軽度抑制することは認められた。本年度は、まずAZMによるERK及びp38MAPキナーゼ活性の抑制が筋線維芽細胞分化に関与するかどうかを検討した。ERK及びp38MAPキナーゼの阻害剤はTGF-βによる筋線維芽細胞分化を抑制したが、キナーゼ阻害作用と筋線維芽細胞分化抑制の程度がAZMの効果と乖離しておりメインの機序でないと考えられた。そこでNADPHoxidase 4(NOX4)の関与を検討したがAZMはNOX4の発現には影響を与えなかった。次にFocal Adhesion Kinase (FAK)のリン酸化に与える影響を検討した。AZMは軽度FAKのリン酸化を抑制する傾向を認めたが有意な低下とは言えなかった。以上よりAZMによるTGF-βによる筋線維芽細胞分化抑制という興味深い知見を得たが、その機序へのWnt/β-Catenin系、MAPキナーゼ系、NOX4、インテグリン-FAK系の関与は否定的であった。今後さらなる検討が必要である。マクロライド系抗生物質の慢性気道疾患に対する有効性をオートファジー制御の点から解明することを目標として、主に細胞培養系を用いて検討を行った。(1)AZMとCAMによるオートファジー制御に関する検討を行った。AZMとCAMのいずれも、培養線維芽細胞と気道上皮細胞のオートファジーを抑制することがwestern blotting法によるLC3の活性化から明らかとなり、その機序として分解過程のへの作用である事がタンパク分解酵素阻害剤であるPepstatin AとE64dに使用により明らかとなった。(2)気道線維芽細胞を用いた検討TGF-bによる筋線維芽細胞化の誘導はa-SMAの発現とtype Icollagen産生により確認した。AZMの投与は、TGF-bによる線線維芽細胞への分化誘導を容量依存性に抑制した。AZMによるオートファジー抑制作用がこの作用に関与するかを明らかにする目的で、LC3siRNA及びATG5siRNAによるノックダウンの影響をまず検討した。興味深いことにノックダウンによるオートファジーの抑制は、TGF-b非存在下で筋線維芽細胞への分化を誘導した。一方mTOR阻害剤であるtorin 1によるオートファジー誘導はTGF-bによる筋線維芽細胞への分化を抑制した。つまりAZMによるオートファジー抑制作用は、筋線維芽細胞分化抑制の機序には関与しないことを示唆する所見であった。そこでWnt/β-Catenin系、MAPキナーゼ系の関与をさらに検討した。結果、TGF-bはWnt/β-Catenin系には影響を与えず、またAZMも明らかな関与を示さなかった。一方MAPキナーゼ系に関しては、TGF-bはERK及びp38MAPキナーゼを活性化し、AZMによる抑制が確認できた。さらにMAPキナーゼ阻害剤による筋線維芽細胞分化の抑制も確認された。AZMによるオートファジー抑制作用、及びTGF-b誘導性筋線維芽細胞分化の抑制作用はそれぞれ確認することはできたが、この2つの作用の間の関連性が証明できなかった。そのため他の細胞内シグナル伝達系を含めた、広範な検討が必要となったため、結論を得るに至っていない。また上皮細胞を用いた検討に進めていない。(1)気道線維

芽細胞を用いた検討: TGF-b誘導性線線維芽細胞分化のAZMの投与による抑制の機序を、MAPキナーゼの関与を含めさらに詳細に検討する。興味深いことにAZM投与が、オートファジーの抑制と同時に、小胞体ストレス反応を誘導することを見出している。さらにAZMにHDAC様の作用が存在する可能性も見出しており、筋線維芽細胞分化制御の点からの検討課題と考えている。(2)気道上皮細胞を用いた検討: LPS (TLR4系)、またpolyI:C (TLR3系)を用いた刺激に加え、タバコ抽出液を用いて、気道上皮細胞に炎症を誘導し、各種炎症性サイトカイン産生を検討する。その際AZMの追加投与による抑制作用を検討する。抑制した場合には、AZMによる、オートファジー、小胞体ストレス、またHDAC様作用の関与を詳細に検討する。(3)気道フラグメントを用いた検討:AZMの筋線維芽細胞分化や気道上皮細胞炎症への抑制作用の詳細が明らかとなれば、より生理的な気道のモデルとして気道フラグメントを使用する。気道フラグメントに対してLPS、polyI:C及、TGF-b、タバコ抽出液による刺激を行い、各種サイトカイン産生や筋線維芽細胞誘導に対するAZMの影響を検討する。RT-PCR用キット、ウエスタン用試薬、プラスチックウエア(チップ、プレート、ピペット)、各種ELISAキット、各種抗体、培養用試薬および血清など消耗品の購入予定である。
Aサイト秩序型ペロブスカイト酸化物の核磁気共鳴(NMR)による研究

ペロブスカイト型構造のAサイトに複数のイオンが規則的に入った化合物A'Cu_3Ru_4O_<12>(A'=Ca,Sr,La等)について核磁気共鳴(NMR)法を用いて電子の微視的な性質を調べた。A'に二価の非磁性イオン(Ca,Sr)が入る系について、TX180K(Ca)、200K(Sr)付近で顕著な状態密度の変化が起こることを初めて明らかにした。これはCu-Ruイオン間の電荷移動と関連づけられ、電子相関が物性に与える影響を考える上で興味深い。1. f電子を含まないながらも、低温で重い電子的な挙動を示すCaCu_3Ru_4O_<12>(CCRO)について、Cu核・Ru核NQR/NMR測定をそれぞれ行った。Cu核の1/T_1TおよびナイトシフトKは二つの特性温度を境に顕著に温度変化し、電子状態が温度によって変わることを見いだした。二つのサブバンド模型の上にたち、CuサブバンドからRuサブバンドへの電荷移動が起こっていると説明される。なお、高温部分の1/T_1Tの振る舞いおよび絶対値により、Cu核に局在モーメントがないことがはっきりと示される。このことは、重い電子の原因が(従来提唱されていたような)高濃度近藤格子描像によるものではないことを示唆している。Ru核1/T_1Tの増強が示すようにRuサブバンド内の電子相関がその主因かもしれない。2. CCROとの比較のために、CaをLaで置換してCu/Ruの電子数を変化させた化合物LaCu_3Ru_4O_<12>(LCRO)を作成しCu核NQR測定を行った。CCROとは違い、1/T_1Tは温度変化せず一定の値をとる。このことは、CCROで見られたサブバンド間の電荷移動がLCROでは見られないことを示している。電荷移動の有無は電子数に大きく依存するようである。3. Aサイト秩序型ペロブスカイト系の中でもCaCu_3Ti_4O_<12>(CCTO)は絶縁体である。Cu核のNMR測定を試みているが、CCROにみられた共鳴位置付近には信号を観測されていない。このことはおそらく、Cu電子の電荷分布が大きく異なっていることによるのであろう。CCRO/CCTOの伝導性の違いと関連していると思われ興味深い。CaCu_3Ru_4O_<12>(CCRO)と同型構造(Aサイト秩序型規則ペロブスカイト系)でありながら、Cu, Ruの価数がCCROのそれと異なると思われる。Aサイト秩序型規則ペロブスカイト系においてはCuサイトは結晶学的には1サイトしか存在しないのにもかかわらず、LCROでは二つのCuサイトによるNQRピークが観測された。これは、Cuのもつd電子/ホールが一部局在化したことあるいはLa元素の格子欠陥に伴うのではないかと考えられる。また、CCROにおいてはT_1が異常な温度変化をなし、Cuサブバンド→Ruサブバンドへの電荷移動が起こっている(前年度の結果より)のに対し、LCROにおいてはT_1がかなり高温までT_1T=一定の、いわゆるコリンハ則に従い通常の金属に特徴的な振る舞いを示すことを明らかにした。LCROにおけるT_1Tの絶対値は、2つのCuサイトともCCROの高温部、つまり電荷移動が未だ起こっていない領域のT_1Tの絶対値に近い。これらの点からLCROではサブバンド間の電荷移動が起こっていないように見える。サブバンド内における遍歴性とサブバンド間の電荷移動にはなにか関係があるのかもしれない。その起源としてLCRO/CCROの電子数の違いは重要であろう。2.次年度以降のNMR測定に備え、LCROと同じ電子数だけれども磁気モーメントを含むSrCu_3Ru_4O_<12>(SCRO)のCu核についてNQR/NMR測定を行った。この化合物は、CaCu_3Ru_4O_<12>(CCRO)のレファレンス化合物である。SCROとCCROはともにAサイトが秩序化した規則ペロブスカイト構造をもち、かつCu,Ruの形式価数は両者で等しいと考えられる。NQR測定の結果、^<63,65>Cuの同位体ごとに1種類の共鳴ラインのみが観測され、Cuの局所電気的環境をみたときに結晶学的なサイトからの分裂が少なくとも静的にはないことが示される。(これは、電子ドープによりCuの平均価数を変えたLaCu_3Ru_4O_<12>とは対照的な結果である;H21年度報告書参照)。

また、Cu核の縦緩和率1/T_1は、高温では通常金属に見られるようなコリンハ則(1/T_1T=一定)に従うものの、200K付近でそこからはずれ、1/T_1Tが減少する。この様な振る舞いはCCROにも観測され、この温度で価数転移-すなわち、CuとRu間の電子移動-が起こっているのではないかと推測する。異なる種類の電子間の相関を考える上で興味深い結果であろう。また、1/T_1Tは温度を下げるに従ってT^*50K付近から急激な上昇を見せる。CCROにも似たような上昇はおこっているもののその特徴温度T^*は遙かに低く、数Kにすぎない。1/T_1Tの増大は電子相関の影響をうけてのことと思えるが、両化合物においてそのエネルギースケールが大幅に違っていることが本研究より明らかになった。何が電子相関を規定する主因なのか、SCRO/CCROの基底状態は何か、更に探求をつづけていくべき課題であろう。
集団歯科健診における歯質と審美修復材料との迅速な鑑別診断機器の開発

各種の励起波長に対する蛍光波長の違いを利用してレジン充填歯と天然歯とを識別し、集団健診でのレジン充填歯の見落としを防ぐのに役立てる事を目的とした。スリーエム社,クラレメディカル社,トクヤマデンタル社,睦化学工業社,松風社,及びジーシー社の各光重合型コンポジットレジンをスライドガラス上で直径1cm,厚さ1mmの円盤状に成型し、日立分光蛍光光度計F2500を用いて蛍光測定を行ない、最大強度の蛍光を発生させる励起波長(Ex)とその時の蛍光波長(Em)を求めた。その結果,各社製品において,最大の蛍光を発生する条件(Ex, Em)は,スリーエム社製(320,400),クラレメディカル社製(383,445),トクヤマデンタル社製(320,360),睦化学工業社製(320,360),松風社製(306,435),及びジーシー社製(313,350)となった。また,同時に抜去歯(下顎中切歯,上顎中切歯,上顎側切歯)を用いて同様の実験を行ったところ,励起波長367370,蛍光波長445nmで最大の蛍光を発生した。以上のことから,クラレメディカル社製のコンポジットレジンを除く製品は天然歯と比較して蛍光波長が短く,Ex=367370nmの励起波長の発光ダイオードを使い、フィルターによって445nm以上の蛍光をカットすれば、レジン充填歯の識別は可能であると考えられる。またクラレメディカル社製コンポジットレジンと天然歯との識別には,別の波長の発光ダイオードを用いることで対処できるものと考えられる。本研究の最終目的は、集団歯科健診時において、天然歯に充填された審美修復材料の有無とその形態を、見落とし無く、正確に判定できる機器の開発である。本年度は、そのための基礎的なデータの蓄積を目的として、美修復材料およびヒト抜去歯の蛍光スペクトルの特性を調べ、口腔内を想定した条件下で、歯と審美修復材料の蛍光の差を最も敏感に測定できる条件(励起波長と測定波長)を決定することを試みた。研究は当初以下のように計画した。1)ヒト抜去歯に充填用光重合型コンポジットレジンを充填する。2)分光蛍光光度計を用いて、励起波長を様々に変化させた光を試料に照射し、そこから発生する蛍光を測定する。そして、各種審美修復材料とヒト抜去歯の蛍光強度の差が最も大きく現われる励起波長と蛍光波長を決定する。3)決定された測定条件を参考に、以下に示す歯種や修復材料によって識別能がどのように変化するのか検討し、どの歯種、どの修復材料の場合にも共通して使用できる条件を決定する。歯種別の検討:乳前歯・乳犬歯・乳臼歯および永久歯の前歯・犬歯・小臼歯・大臼歯修復材料別の検討:レジン系、グラスアイオノマー系、ポーセレン系修復材料まずはその手始めとして、レジン系充填材料と歯、それぞれ単独に乾燥下にて光学特性を測定した。その結果、歯はどの充填材料と比べても430nm以上の励起波長で強い蛍光(500nm測定波長)を発した。また、個々の歯について測定値にばらつきがあるのか検討したところ、大きな差は見られなかった。特定の励起波長で、測定波長を連続的に変化させたところ、500nm以上の測定波長では歯とレジン系充填材料の蛍光強度の差が強く現れた。以上のことから、励起波長は430nm以上、測定波長は500nm以上の条件の場合、歯とレジン系充填材料を識別するのに有利な条件であると思われる。
教職実践のためのWebコンテンツを活用した情報学教育研修カリキュラムの開発

本研究は,教職実践のためのWebコンテンツを活用した情報学教育研修カリキュラムを開発することにある。研究代表者の松原は,平成29年度に新設の大学院教育学研究科高度教職実践専攻(教職大学院)の専任教授となったが,平成30年度はその完成年度にあたるので,本研究を理論的・実践的に進めるために効果的な環境となった。平成30年度は,情報学・次世代教育をテーマに,「人間性への回帰」として,「感性に響く・理性に理性に届く・知性に繋ぐ」を掲げて情報学教育の新しいカタチとしての「情報メディア教育」を提案し,「ICT超活用」をキー概念としている。そしてこれらの成果をベースに,情報学教育研修内容・カリキュラムの充実に努め,新しい視点による情報学教育に対応した研修カリキュラムとして,研修支援環境(試作版Ver.1)への改良・開発と評価を行った。(1)研修内容及びその関係情報(知識)を分析整理(担当:松原,研究協力者,期間:4月7月)ICT超活用をキー概念に,その研修カリキュラムに関して具体的に提案を行った。これは「情報学・次世代教育」構想の一環で,人工知能などの進展を背景にして,人間性への回帰が必要であるとの価値観から,ICT超活用の構想・展開・実現の具体化を行うとともに,AGAA(All Generations Arts Activities)環境の必要性を論じ,研修カリキュラムのさらなる充実を試みた。(2)改良試作版(Ver.1)の開発と協力者による評価(担当:松原,研究協力者,期間:8月12月)Webサイトは,試作版Ver.0をベースに,ICT超活用ポータルサイト,AGAAポータルサイト,用語解説・概念整理ポータルサイトを新たに整備・構築(Ver.1)した。(3)平成30年度のまとめ(担当:松原,研究協力者,期間:1月3月)本年度の研究の評価を行い,これらをまとめてその成果を公表した。理由当初の計画では,改良試作版(Ver.1)の開発と評価が中心であったが,3つのポータルサイト(ICT超活用ポータルサイト,AGAAポータルサイト,用語解説・概念整理ポータルサイト),に加え,新たに,情報学教育ニュースサイトを新規に構築するとともに,SNSでも公式アカウントを開設し,授業-Webサイト-SNSの連携による新しい情報環境の構築にまで展開することができた。今後は,AGAA(All Generations Arts Activities),ICT超活用,用語解説・概念整理の各Webサイトを有効に活用し展開するためのサブ環境にも傾注し,SNSを活用したVフォーラム(バーチャル・フォーラム)開催して,時間や空間の制限を緩和できる研修環境の構築についても展開し,研修環境の総合的な充実を試みる予定である。平成28年度は,ソーシャルメディア社会の教育をベースにして研修内容の分析を行い,新しい情報学教育に対応した研修モデルを構築した。1教育内容の抽出と分析(担当:松原,研究協力者,期間:4月7月)松原は,既に「ソーシャルメディア社会の教育」について研究成果を公表している。この成果を踏まえ,教職実践のための情報学として,プログラミング,情報とメディア,情報社会への参画,新しい社会・構造などについて,メディア情報学の立場から抽出と分析を行うとともに,ディジタル情報の収集とその分析も併せて行った。2教育クラウドを活用した新しい情報学教育の研修モデルの構築(担当:松原,研究協力者,期間:8月12月)情報学の側面から研修内容の分析を行い,緊急性とニーズが最も高いとされる「プログラミング教育」,「情報安全教育」などをテーマに取り上げ,研修内容を再構成した。この内容は,初等中等教育における情報教育の一貫した構成であり,すべての生徒に対し情報社会に主体的に対応するために社会の一員として必要な能力と態度を育てるための教員の資質と能力の向上を目指すものである。この趣旨を前提に研修モデル構築として,特に,プログラミング,情報とメディア,情報社会,情報のモラルと安全等について,抽出された研修内容に基づき方略を策定した。その際,ネットワークを積極的に活用した協働研修を支援する情報環境を構築するという立場から,代表者が既に保有する現有設備を使用し,e-LearningやWBL(Web Based Learning)としての環境も同時に想定して行った。3平成28年度の研究のまとめ(担当:松原,研究協力者,期間:1月3月)本年度の研究の評価を行い,これらをまとめてその成果を公表した。当初の計画では,情報学教育の中心的テーマとして「情報安全教育」を取り上げることとしていたが,情報学分野の教育において,初等中等教育におけるプログラミングが注目される中,小学校におけるプログラミング教育が緊急の課題となった。そこで,本研究の研修カリキュラムの対象として,「情報安全」だけでなく「プログラミング」も取り上げることとし,情報学教育の中心課題を拡大拡張し,教員研修コンテンツとカリキュラムの構築を行うことにし,一定の成果を得ることができた。したがって,当初の計画以上の内容を取り上げるとともに,研究成果は,本学に新設された「教職大学院」の教員研修・教職実践に役立てることができた。研究代表者の松原は,平成29年度より新設された「大学院教育学研究科高度教職実践専攻(教職大学院)」の専任教授となり,本研究を進めるにあたりさらに良好な環境となっている。平成29年度は,ソーシャルメディア社会の教育をベースに,情報学教育研修内容・カリキュラムの分析を行い,新しい情報学教育に対応した研修カリキュラムとして,Webベースの研修支援環境(試作版Ver.0)の開発と評価を行った。(1)研修内容及びその関係情報(知識)を分析整理(担当:松原,研究協力者,期間:4月7月)新しい情報メディア教育を提案し,その研修カリキュラムに関して具体的に提案を行った。

まず,ソーシャルメディア社会における教育を新たに「情報学・次世代教育」と位置づけ,その特徴を「情報学教育ポリシーの拡張と深化」として発展させた。次に,その具体的な展開として,「感性に響く情報メディア教育」,「理性に届く情報メディア教育」,「知性に繋ぐ情報メディア教育」のように3つの視点でそれぞれを展開した。人工知能などの進展を背景にして,むしろ,人間性への回帰が必要であるとの価値観から,ICTの超活用と称して新しい視点に立った情報メディア教育の可能性を示し,その教員研究カリキュラムの原案を確立した。(2)試作版(Ver.0)の開発と協力者による評価(担当:松原,研究協力者,期間:8月12月)Webサイトには,試作版として,2つのWebサイト,すなわち,1情報学・次世代サイト,2感性に響く情報メディア教育の展開,を新たに構築し,関係者による評価(意見聴取等)を行い修正・改善を行った。(3)平成29年度のまとめ(担当:松原,研究協力者,期間:1月3月)本年度の研究の評価を行い,これらをまとめてその成果を公表した。当初の計画では,試作版(Ver.0)の開発と評価が中心であったが,情報学教育ポリシーを策定するだけでなく,それを発展させて,「情報学教育ポリシーの拡張と深化」と称し,質・量ともに当初の計画以上に進展している。具体的には,新しく2つのWebサイト,「情報学・次世代教育」および「感性に響く情報メディア教育」を構築し,全国に発信している。本研究は,教職実践のためのWebコンテンツを活用した情報学教育研修カリキュラムを開発することにある。研究代表者の松原は,平成29年度に新設の大学院教育学研究科高度教職実践専攻(教職大学院)の専任教授となったが,平成30年度はその完成年度にあたるので,本研究を理論的・実践的に進めるために効果的な環境となった。平成30年度は,情報学・次世代教育をテーマに,「人間性への回帰」として,「感性に響く・理性に理性に届く・知性に繋ぐ」を掲げて情報学教育の新しいカタチとしての「情報メディア教育」を提案し,「ICT超活用」をキー概念としている。そしてこれらの成果をベースに,情報学教育研修内容・カリキュラムの充実に努め,新しい視点による情報学教育に対応した研修カリキュラムとして,研修支援環境(試作版Ver.1)への改良・開発と評価を行った。(1)研修内容及びその関係情報(知識)を分析整理(担当:松原,研究協力者,期間:4月7月)ICT超活用をキー概念に,その研修カリキュラムに関して具体的に提案を行った。これは「情報学・次世代教育」構想の一環で,人工知能などの進展を背景にして,人間性への回帰が必要であるとの価値観から,ICT超活用の構想・展開・実現の具体化を行うとともに,AGAA(All Generations Arts Activities)環境の必要性を論じ,研修カリキュラムのさらなる充実を試みた。
血管平滑筋の形態形成と機能制御

血管平滑筋は独立に存在しているのではなく結合組織層にはさまれて存在している。また、筋層内にも結合組織が複雑に入り込んでいる。他方、生化学的な研究に最もよく用いられるニワトリ砂胃平滑筋では0.3ー0.5mmの間隔で結合組織が編目状に存在しており、平滑筋細胞は一方向向けに並んで網状結合組織に結合している。そこで、ニワトリの胚の中で編目状の結合組織と一方向向けに並んだ平滑筋細胞の構造がどの様にして形成されるかを調べた。砂胃(筋胃)は産卵後3ー5日には腸管の膨らみとして観察され、産卵後7日目には直径1mmにまで成長した。しかし、この段階まででは平滑筋特有の網状結合組織ならびに一方向に並んだ平滑細胞は観察されなかった。また、細胞は方向性を持たず、比較的丸い構造をしていた。産卵後9ー11日目で細胞層の一部で網状結合組織の形成が観察された。網状結合組織は最初細胞層の薄い腸腔の端近くに形成され、その後細胞層全体に広がった。網状結合組織が形成されている部分、ならびにその周囲では細胞は細長くなり、一方向を向いて並ぶのが観察された。これらの細胞は抗ミオシン抗体で染色された。また、結合組織はアニリンブル-で染色された。産卵後12目で砂胃は直径約3mmになり、孵化時には直径1cm、成鳥では直径は4cmにまで成長するがこの間は砂胃の構造は本質的には変化しなかった。以上によりニワトリ砂胃平滑筋の分化に関して次のような知見が得られた。平滑筋細胞は最初もっぱら増殖し、分化はその後で起こる。平滑筋になる細胞と結合組織をつくる細胞は最初は区別できない。平滑筋ならびに網状結合組織への分化は同時に起こり、分化は器官の特定の部分から全体に急速に広がっていく。分化した後も器官の大きさは組織の形態を保ちながら増していく。これらの知見は血管平滑筋の分化とその機能発現に対しても種々の示唆を与えている。
Ｂ型胸腺腫を合併する重症筋無力症（ＭＧ）におけるＭＧ発症機序の解明

切除材料(凍結標本)胸腺癌7例、重症筋無力症(MG)非合併胸腺腫7例(B2:5例, B3:1例, AB:1例)、MG合併胸腺腫8例(B2:4例, B3:3例, B1:1例)の腫瘍部と正常部(胸腺組織)からDNAとRNAを抽出した。Illumina NGS次世代シークエンサーHiSeq2500を用いて、腫瘍や正常部胸腺DNAについて全エクソンレベルでの腫瘍の体細胞ポイント変異、コピー数異常を検出した。胸腺癌では、178遺伝子のmutationを認めた。しかし、複数の部位にmutationを認めたのは4遺伝子(C2orf16, KIT, MIR1268A, SETD2)で、複数の症例でmutationを認めたのは、MIR1268A遺伝子とSETD2のみであった。SETD2遺伝子は、以前の報告で胸腺癌でmutationが認められている遺伝子であった。胸腺腫では103遺伝子にmutationを認めたが、複数の部位にmutationを認めなかった。MIR1268AとSETD2は、サンガー法のシークエンスで塩基配列の異常を確認した。MG合併群が6例(56遺伝子)と非MG合併群が6例(48遺伝子)について、クラスター解析, GO解析, KEGGを用いたpathway解析を行った。MG合併群ではGEFの機能に関する遺伝子がenrichされ,非合併群ではfibronectinやimmunogloblin関連遺伝子がenrichされた。胸腺腫は、胸腺癌と比較してmutationの頻度が少なく、低悪性の特徴を示している可能性がある。DNAの断片化後にNGSアダプターの付加を行った。全ゲノム上でのタンパク質をコードする全エクソン(3751Mb)を標的にしてhybridizationでのcaptureをAgilent社SureSelectまたはIllumina社NexteraRapidCaptureにて行い、エクソンの配列の濃縮を行った。Illumina NGS次世代シークエンサーHiSeq2500を用いて、腫瘍や正常部胸腺DNAについてはx100以上、血液に関してはx70のdepth (深度)を目標にシークエンスを行った。産出された大量のデータは、東大医科研のスーパーコンピューターシステム上にて、理研にて構築されたアルゴリズムによってシークエンスデータ解析を迅速に行い、全エクソンレベルでの腫瘍の体細胞ポイント変異、コピー数異常を検出した。BRWD3、OGFOD1、PTEN、SETD2、SOD3、VPS13D、WDR64遺伝子のmutationをより悪性である胸腺癌において認めた。正常胸腺組織に対して、EpCAM抗体を使用し、cell sortingを行い、上皮細胞を単離できた。リンパ球の混在するタイプB1胸腺腫にも適応し、上皮細胞のみ次世代シークエンサーで解析する。胸腺癌7例、MG合併胸腺腫8例、MG非合併胸腺腫7例の腫瘍部と正常部のDNAに対して、Illumina NGS次世代シークエンサーHiSeq2500を用いて、にシークエンスを終了している。計画通りである。現在、東大医科研のスーパーコンピューターシステム上にて、理研にて構築されたアルゴリズムによってシークエンスデータ解析を行っている。胸腺癌vs胸腺腫は、結果が出たが、MG合併胸腺腫vs MG非合併胸腺腫は、現在解析中である。現在、正常胸腺組織でsortingを行い、胸腺上皮を分けることが可能になっている。リンパ球の多いタイプB1は、cell sortingを行い、腫瘍成分を分け、シークエンスを行う予定である。リンパ球の混在するタイプB1胸腺腫にも適応し、上皮細胞のみ次世代シークエンサーで解析し、胸腺皮質上皮と髄質上皮で特異的に発現している遺伝子を同定することができた。KIT, SETD2, ASXL1, EP300, TET2, TP53遺伝子は、以前の報告で胸腺癌でmutationが認められている遺伝子であった。胸腺腫では103遺伝子にmutationを認めたが、複数の部位にmutationを認めたのは3遺伝子(LOC101929596, MUC16, RPS14P3)で、複数の症例でmutationを認めた遺伝子はMUC16のみであった。MG合併群が6例(56遺伝子)と非MG

合併群が6例(48遺伝子)について、クラスター解析, GO解析, KEGGを用いたpathway解析を行った。MG合併群ではGEFの機能に関する遺伝子がenrichされ,非合併群ではfibronectinやimmunogloblin関連遺伝子がenrichされた。最初に、正常胸腺組織に対して、EpCAM抗体を使用し、cell sortingを行い、上皮細胞を単離できた。胸腺皮質上皮と髄質上皮で特異的に発現している遺伝子を同定することができた。次に、リンパ球の混在するタイプB1胸腺腫にも適応したが、腫瘍では間質と上皮の結合が強く上皮細胞の単離に難渋している。切除材料(凍結標本)胸腺癌7例、重症筋無力症(MG)非合併胸腺腫7例(B2:5例, B3:1例, AB:1例)、MG合併胸腺腫8例(B2:4例, B3:3例, B1:1例)の腫瘍部と正常部(胸腺組織)からDNAとRNAを抽出した。Illumina NGS次世代シークエンサーHiSeq2500を用いて、腫瘍や正常部胸腺DNAについて全エクソンレベルでの腫瘍の体細胞ポイント変異、コピー数異常を検出した。胸腺癌では、178遺伝子のmutationを認めた。しかし、複数の部位にmutationを認めたのは4遺伝子(C2orf16, KIT, MIR1268A, SETD2)で、複数の症例でmutationを認めたのは、MIR1268A遺伝子とSETD2のみであった。SETD2遺伝子は、以前の報告で胸腺癌でmutationが認められている遺伝子であった。胸腺腫では103遺伝子にmutationを認めたが、複数の部位にmutationを認めなかった。MIR1268AとSETD2は、サンガー法のシークエンスで塩基配列の異常を確認した。MG合併群が6例(56遺伝子)と非MG合併群が6例(48遺伝子)について、クラスター解析, GO解析, KEGGを用いたpathway解析を行った。胸腺腫は、胸腺癌と比較してmutationの頻度が少なく、低悪性の特徴を示している可能性がある。胸腺癌vs胸腺腫およびMG合併胸腺腫vs MG非合併胸腺腫の統計解析で選択された遺伝子に関しては、症例を増やし、validation groupを作成し、RNA-sequencingにてmutationを検討する。EpCAM抗体を使用したcell sortingにて、タイプB1胸腺腫の上皮細胞のみを単離し、次世代シークエンサーを行う。
画像処理による水生動物行動の自動解析装置の試作

我々は水槽中を自由に遊泳する金魚の位置座標を,CCDカメラ2台(上方及び側面),インターフェイスである画像入出力ボード2枚を通してパソコン入力し,その行動軌跡を長時間に亘り,リアルタイムで表示する装置を開発した。更に金魚の行動を自動的に定量化するため,移動速度,存在分布,左右回転比(時間当りの右回転,左回転,直進のイベント数),上方から見た体軸の傾き等のヒストグラムを作成した。この行動解析プログラムを用いて正常金魚と片側視神経切断金魚とで比較した。視神経切断直後から710日間,金魚は正常とは異なる遊泳パターンを生じた。正常では左右の回転比が同じであったが,視神経切断金魚では,切断側とは反対側(正常の視神経側)への回転が約2倍と増加した。この回転異常はその後ゆっくりと回復しほぼ34週で左右の回転比が同一に戻った。また視神経切断直後より,金魚の体軸は無傷の視神経側に大きく傾き,切断10日以降ゆっくりと回復し約3040日で垂直に戻った,これらの結果は,切断した視神経が2040日の経過で回復再生することを示唆する。そこで,トレーサーであるHRPを眼球内に注射し視蓋への視神経終末の再出現パターンを観察したところ,約3週間で終末が見られ,その後約30日で正常投射パターンに復した。以上の結果から金魚の視神経再生が行動学的にも形態学的にも確かめられた。本装置により従来計測不可能だった魚の行動解析の自動定量化に道を開き時間や人の節約に大きく貢献できた。今後,様々な用途に応じた行動パターンのアルゴリズムを開発し,神経行動学や関連分野の益々の発展に寄与したいと願っている。自由に遊泳する金魚の入った水槽の上方と、側方からCCDカメラを2台設置し、背景との色抽出から金魚の動画像を画像ボード(インターフェース)を介してパソコンに取り込んだ。金魚の重心座標を求め、時々刻々金魚の位置座標をハードディスクに貯蔵した(0.25秒/1フレーム)。この位置座標データを基にして一定時間(通常60分間)の遊泳軌跡や遊泳速度、総運動量等を定量化かつグラフ化した。更に一定距離50mmごとの左右の回転比や、上方向から見た金魚の体軸の傾きなども定量化しグラフに表した。更に、1匹の金魚に対して多少色の異なる2匹目の金魚を水槽に入れ、2匹同時に行動軌跡を描くこともできた。但しこの場合には1フレーム約1秒要した。次に本年度はこのシステムを金魚の片眼視神経切断からの再生過程に応用を試みた。片眼視神経切断により、金魚は未処置視神経(眼)側に多く回転した。この回転異常は視神経切断後10日間位持続し、徐々に回復し、ほぼ4週間で左右の回転比は同じになった。なお、正常コントロール群では、左右の回転比は全く同じであった。また、上方から観察した体軸の傾きも、同様片眼視神経切断後710日間位最大10°、正常未処置視神経(眼)側に傾いた。その後徐々に回復し、3040日で正常に復した。これらの結果は金魚の視神経再生を意味する。また、この視神経再生はHRPを用いた形態学的実験からも確かめられた。以上本画像処理システムは水生動物の行動を客観的かつ定量的に取り扱った最初の仕事であり、汎く水生動物に応用可能な有用システムと評価された。我々は水槽中を自由に遊泳する金魚の位置座標を,CCDカメラ2台(上方及び側面),インターフェイスである画像入出力ボード2枚を通してパソコンに入力し,その行動軌跡を長時間に亘り,リアルタイムで表示する装置を開発した。

更に金魚の行動を自動的に定量化するため,移動速度,存在分布,左右回転比(時間当りの右回転,左回転,直進のイベント数),上方から見た体軸の傾き等のヒストグラムを作成した。この行動解析プログラムを用いて正常金魚と片側視神経切断金魚とで比較した。視神経切断直後から710日間,金魚は正常とは異なる遊泳パターンを生じた。正常では左右の回転比が同じであったが,視神経切断金魚では,切断側とは反対側(正常の視神経側)への回転が約2倍と増加した。この回転異常はその後ゆっくりと回復しほぼ34週で左右の回転比が同一に戻った。また視神経切断直後より,金魚の体軸は無傷の視神経側に大きく傾き,切断10日以降ゆっくりと回復し約3040日で垂直に戻った,これらの結果は,切断した視神経が2040日の経過で回復再生することを示唆する。そこで,トレーサーであるHRPを眼球内に注射し視蓋への視神経終末への再出現パターンを観察したところ,約3週間で終末が見られ,その後約30日で正常投射パターンに復した。以上の結果から金魚の視神経再生が行動学的にも形態学的にも確かめられた。本装置により従来計測不可能だった魚の行動解析の自動定量化に道を開き時間や人の節約に大きく貢献できた。今後,様々な用途に応じた行動パターンのアルゴリズムを開発し,神経行動学や関連分野の益々の発展に寄与したいと願っている。
モザイク荷電膜による電解質置換

モザイク荷電膜は、膜の両面に貫通したアニオン交換領域とカチオン交換領域を持ち両イオンの通路を有しているため、膜の両側の濃度差あるいは圧力差によって発生する循環電流によって、非常高いにイオンの透過性を示すことが知られている。本研究は、ブロック共重合体から作製したモザイク荷電膜を用いて、これに直流電流を流したときの電解質の置換について検討した。また、生体物質を含む系への応用として、乳酸脱水素酵素であるLDH(Lactate dehydrogenase)を加えた系についても同様の実験を行い、酵素の活性の変化を調べた。本実験で使用したモザイク荷電膜は、ポリスチレン、ポリ(4ービニルベンジルジメチルアミン)、およびポリジエンからなるブロック共重合体を膜素材として製膜し、次いで、4級化、架橋、スルホン化したものである。ここで、C_o:初期イオン濃度、J:イオン透過速度、t:時間、V:体積、α:選択性因子1.実験装置(省略)2.実験結果酵素を含んだ系および含まない系のいずれの場合も、0.3A0.9Aについて、イオン濃度と時間の関係を実測した。その結果、(1)式を満足していることが分った。イオン種による違いは、イオン種による選択性すなわち置換速度が異なることを示している。
統合失調症罹患同胞対のエクソーム解析を基盤としたリスク変異の確定

統合失調症の発症に大きな影響力をもつ稀なリスク変異を同定するため以下の研究を行った。まず罹患同胞対3家系の全エクソーム解析を行い、PDCD11遺伝子の2つの稀な非同義変異(D961N、V1240L)を同定した。次に患者96人において同遺伝子のコード領域をターゲットリシークエンスし、3つの稀な非同義変異(V1240L、F1835del、R1837H)を同定した。さらに症例・対照研究(1,357対1,394)を行ったが、これらの変異と統合失調症とに有意な関連を認めなかった。PDCD11遺伝子の稀な変異が統合失調症の発症に大きな影響力をもつ可能性は支持されなかった。過去に、申請者らの施設における統合失調症罹患同胞対・両親3家系のエクソーム解析により、2家系に共通するリスク遺伝子としてPDCD11遺伝子が見いだされている。平成27年度は、統合失調症の発症に大きな影響を与えうるPDCD11遺伝子内の別の変異を探索する目的で、統合失調症患者96サンプルを用いてPDCD11遺伝子のタンパク質コード領域をターゲットシークエンスした。フィルタリングを経て、2家系において同定されたものを含め計4つの変異(D961N、V1240L、R1835del、R1837H)を候補リスク変異として同定した。予定通り、平成27年度はPDCD11コーディング領域のターゲットシーケンスに基づいて統合失調症の発症に強い影響を与えるPDCD11遺伝子内の候補リスク変異を同定した。統合失調症の罹患者が複数いる家系においては、頻度が稀な変異がその発症に重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では、統合失調症の発症に大きな影響力をもつ稀なリスク変異を同定するために、以下の研究を行った。まず、統合失調症罹患同胞対3家系の全エクソーム解析を行い、PDCD11遺伝子の2つの稀な非同義変異(D961N変異、V1240L変異)を同定した。次に患者96人において、PDCD11遺伝子のコード領域をターゲットリシークエンスし、3つの稀な非同義変異(V1240L変異、F1835del変異、R1837H変異)を同定した。本研究では、PDCD11遺伝子の稀な非同義変異が統合失調症の発症に大きな影響力をもつ可能性は支持されなかった。平成28年度は同定された候補リスク変異について大規模症例・対照サンプルを用いた関連解析を行う計画である。精神神経科学ターゲットシーケンスの外部委託費を当初の予定よりも圧縮することができたことなどが理由である。同定された変異について、大規模症例・対照サンプルを用いた関連解析を実施するために使用する。