hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種廃棄物を複合利用した固化処理土の力学特性に関する研究

この点については,短繊維混入に伴う強度定数の変化からも同様の知見を得ることができた.また一方で,圧密排水三軸圧縮試験で見られたように,短繊維を必要以上に混入して石灰系固化材による強度発現を妨げているようにも見えるが,ピーク強度を過ぎた後のひずみ軟化の抑制に対しては,非常に高い効果があることを確かめた.拘束圧の高低によっては,ひずみ軟化が全く起こらない場合もある.これは短繊維混入による靭性効果が存分に発揮されていることを裏付けるものである.各種廃棄物(短繊維)を複合利用した固化処理土の力学特性を明らかにするために,一連の圧密排水・非排水三軸圧縮試験を実施した.これらの結果から,短繊維を混ぜ合わせることによって,一定の強度発現効果が認められた.しかしながら,短繊維を必要以上に混入すると,かえって強度低下を招く恐れがあることも分かった.また一方で,短繊維を必要以上に混入して石灰系固化材による強度発現を妨げているようにも見えるが,ピーク強度を過ぎた後のひずみ軟化の抑制に対しては,非常に高い効果があることを確かめた.拘束圧の高低によっては,ひずみ軟化が全く起こらない場合もある.短繊維混入による靭性効果が存分に発揮されていると思われる.当該年度においては、短繊維混合固化処理土の養生初期における力学特性の把握に重きを置いた。次年度からは長期養生での実験を開始する予定である。実験結果の一部に申請者が予期していなかった現象が見られたため,次年度に追加実験を実施し,確認する予定である.研究全体に大きな影響はない.地盤工学次年度使用額(B-A)は866円と少額で、当該年度で直接経費(1,200,000円)のほとんどを使用している。次年度において,追加実験を実施する必要が生じたためである.次年度の直接経費に組み込み、当初の予定通り使用する。次年度使用額(228363円)については,追加実験を実施するための消耗品等に使用する予定である.
固定翼航空ロボットの失速を経由可能な姿勢制御の実現

本年度は,昨年度に開発した無人航空機のための姿勢遷移戦略を更に発展させる研究を行った.まず開発した理論を数学的に洗練し,より簡潔かつ明瞭な表現を得た.次に数学表現に対し物理的な意味を与え,本手法がなぜ有効であるかを理論的に証明した.さらにテールシッタ無人航空機を用いて,ホバリング中の極めて大きな姿勢遷移を実験し,理論の有効性を定量的に評価した.実験では従来手法が極めて高い確率で失敗する非常に大きな姿勢遷移に対し,本手法は確実に姿勢遷移を成功させ,高い有効性を示した.これらの研究成果は,知能ロボットに関する国際会議(ICRA2010およびIROS2010)で発表された.本研究の目的は失速を経由可能な安定な実現であるため,さらにこの成果を発展させ,失速を積極的に利用して機敏に転回する機動の生成およびそのシミュレーションを行った.航空機が失速せず向きを反転させるには大きな旋回が必要であるが,本研究は故意に失速を引き起こし,その大きな抗力を減速力として活用して旋回半径を狭めるものである.この機動の安定な実現に対して,開発した姿勢遷移法が有効であることがシミュレーションを通して明らかとなった.この研究結果は,知能ロボットシステムに関する国際会議(IROS2010)で発表された.その後実機での失速機動を行ったところ,シミュレーションに近い挙動が示され,成功裏に実験を終えた.また開発した理論を数学的に洗練したことにより,他の航空ロボットやマニピュレータの姿勢遷移にも応用された.垂直離着陸無人航空機(VTOL UAV)は単機で様々なミッションを可能にする.特にテールシッタ方式は,プロペラ・補助翼・昇降舵・方向舵という最小自由度で機体を構成できる利点がある.しかし操作力の小ささや少ない自由度により,一般に姿勢制御は難しい.多くの先行研究は高度な制御器によって一定の姿勢制御性能を有しているが,大きな姿勢偏差に対しては姿勢安定化に失敗する場合がある.本研究ではテールシッタUAVの実用化を目指し,大きな姿勢偏差に対しても安定な姿勢遷移戦略を提案した.安定な姿勢軌道の選択というアプローチで問題解決を図った研究は少なく,本研究の独創的な点である.従来手法(クォータニオンフィードバック)による姿勢遷移では,初期姿勢偏差が大きくなるに従って制御の失敗が増える.その原因は不要な並進力の発生,つまりプロペラが存在する機首の大きな動きにあることを実験を通して発見した.この問題を解決するため,機首の運動を最小限に抑える姿勢遷移手法を提案した.提案手法の有効性を,大きな初期姿勢偏差を与えたホバリングのシミュレーションおよび実験によって確かめた.その結果,初期姿勢偏差が大きくなればなるほど,提案手法の方が高速に姿勢安定化を達成することが示された.また,提案手法は屋外環境や人間による外乱に対しても有効に機能し,従来手法に対する安定性の大幅な増大が示された.また,提案された姿勢遷移戦略はホバリング以外の飛行での有効性も期待されるため,大きな姿勢偏差が起こりうるポストストール機動を定式化し応用を試みた.シミュレーションにより,提案する姿勢遷移手法の失速機動への有効性が確認された.本年度は,昨年度に開発した無人航空機のための姿勢遷移戦略を更に発展させる研究を行った.まず開発した理論を数学的に洗練し,より簡潔かつ明瞭な表現を得た.次に数学表現に対し物理的な意味を与え,本手法がなぜ有効であるかを理論的に証明した.さらにテールシッタ無人航空機を用いて,ホバリング中の極めて大きな姿勢遷移を実験し,理論の有効性を定量的に評価した.実験では従来手法が極めて高い確率で失敗する非常に大きな姿勢遷移に対し,本手法は確実に姿勢遷移を成功させ,高い有効性を示した.これらの研究成果は,知能ロボットに関する国際会議(ICRA2010およびIROS2010)で発表された.本研究の目的は失速を経由可能な安定な実現であるため,さらにこの成果を発展させ,失速を積極的に利用して機敏に転回する機動の生成およびそのシミュレーションを行った.航空機が失速せず向きを反転させるには大きな旋回が必要であるが,本研究は故意に失速を引き起こし,その大きな抗力を減速力として活用して旋回半径を狭めるものである.この機動の安定な実現に対して,開発した姿勢遷移法が有効であることがシミュレーションを通して明らかとなった.この研究結果は,知能ロボットシステムに関する国際会議(IROS2010)で発表された.その後実機での失速機動を行ったところ,シミュレーションに近い挙動が示され,成功裏に実験を終えた.また開発した理論を数学的に洗練したことにより,他の航空ロボットやマニピュレータの姿勢遷移にも応用された.
白砂青松の再生を目指して－複合微生物系を用いた迅速かつ機能的なマツ育苗技術の開発

本研究では、津波被害に起因した土壌汚染が想定される海岸林での迅速な植生回復を目指した基礎研究を行った。被災地における土壌及び菌根相調査を行ったところ、pHは表層でやや高い傾向があったが、重金属汚染は認められなかった。また、Wilcoxina属菌を優占種とした撹乱跡地に特徴的な外生菌根群集が検出された。初期定着能の高いクロマツを作出するシステム開発を目的として、モデル植物シロイヌナズナ及びクロマツを用いた有用根圏細菌の選抜を行った。いずれの宿主植物に対しても、全152細菌株のなかでBurkholderia属細菌及びLeifsonia属細菌が実生苗の根端数を増加させる効果を示した。東日本大震災に伴う大津波により、青森県から千葉県に至る広範囲の海岸クロマツ林が壊滅的被害を受けた。海岸クロマツ林は防砂・防風・防潮等の保安機能を有しており、復旧が急務である。しかし、津波浸水による土壌塩分濃度の上昇や有害物質・ヘドロなどの内湾性堆積物に起因する土壌汚染により、植生の回復を妨げられることが懸念される。本研究は、クロマツが外生菌根性樹種であることに着目し、共生微生物(外生菌根菌及び機能性根圏細菌)の制御に基づく機能付与型クロマツ苗の作出技術の開発を目指す。平成24年度は、機能性細菌PGPR(植物生育促進根圏細菌)のスクリーニングを中心に行った。鳥取県沿岸に自生するクロマツ実生を根圏土壌ごと採取し、水中分画法により細菌を250菌株単離した。さらに形態的特徴に基づいて重複株を除外し、152菌株を以降の実験に供した。スクリーニングは、まず(1)モデル植物のシロイヌナズナを用いて生態的観点から候補株を選抜し、(2)クロマツとの共培養、(3)クロマツ-菌根菌系との共培養後にそれぞれ根端数、重量、主根長、全根長を測定した。また、(4)PGPR特性に関する生化学試験を行った。(1)の結果、シロイヌナズナの根端数を有意に増加させるものが9菌株見つかった。これらに有望な7菌株を加えた計16菌株を(2)、(3)に供したが、いずれの菌株もクロマツ根端数への明確な影響を示さず、(1)の結果との相関も認められなかった。また試験(4)で、単独で生長促進能を規定する項目はなく、従来の試験項目のみでのPGPR活性評価は十分でないことが確認された。また、併せて被災地における土壌成分ならびにクロマツ根系における菌根相の詳細な調査も行った。平成25年度は、前年度と同じく7月上旬に、津波被害を受けたクロマツ林2か所(宮城県東松島野蒜および同県山下浜)においてクロマツ根圏土壌および根系の試料採取を行った。それぞれの林分についてクロマツ成木および実生10個体を対象とした。菌根菌感染率については昨年度と大きな変化は認められず、これまでに報告されている海岸クロマツ林と比べて低い傾向が認められた。クロマツ成木の菌根群集については、各個体の根系試料より分離した3040菌根チップからDNAを抽出し、ITS領域のPCR増幅を経てシーケンス解析を行った。シーケンスした塩基配列のデータ解析は平成26年度の課題とする。有用根圏微生物の選抜試験については、前年度の結果から、宿主が草本(シロイヌナズナ)の場合と木本(クロマツ)の場合とでPGPR活性が異なる可能性が示唆された。そのため、鳥取砂丘クロマツ根圏土壌から平板希釈法により分離・単離した土壌細菌培養株約150株を対象に、対木本植物のPGPR活性をもつ細菌株の選抜を改めて開始した。現在までに予備試験を終えて、有望な11株について追加試験を行っている。東日本大震災による津波被害を受けた宮城県の海岸林2カ所において2012年及び2013年に採取したクロマツ成木根圏試料について、DNAベースで菌根菌群集解析を行った。

多様度指数(Simpson's D及びShannon's H)はいずれも野蒜で高く、同地の菌根菌種多様性が両年ともに山下浜よりも高かったことが示唆された。また、野蒜では多様度指数が2012年から2013年にかけて減少していたのに対し、山下浜では増加傾向が認められた。主成分分析では、第1軸が74.8%、第2軸が17.8%を説明しており、おおむね良好な結果が得られた。2012年の菌根群集にはWilcoxina属菌、2013年にはClavulina属菌、Geopora属菌およびTuber属菌の影響が強く認められた。Wilcoxina属菌は撹乱跡地でよく観察される種であり、震災1年後の2012年には多く認められたが、2013年には他の菌の定着に伴い占有率が低くなったと考えられる。日本の海岸林における優占菌根菌種として知られるCenococcum geophilumは、本調査地ではほとんど検出されなかった。東北の海岸林で同種がもともと少ないことに加え(松田ら、第122回日本森林学会大会)、津波による撹乱が生じたことが要因として考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。森林病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。津波被害地における現地調査、機能性微生物のスクリーニングともに概ね当初の計画通り進展している。平成24年度に実施した機能性微生物の予備スクリーニングをさらに発展させた選抜実験を行うと共に、津波被害地における土壌成分及び菌根菌相調査を引き続き行う。前年度までに実施した機能性微生物の予備スクリーニングをさらに発展させた選抜実験を行うと共に、津波被害地における土壌成分及び菌根菌相調査を引き続き行う。当初、機能性微生物のスクリーニングはまず菌根菌を対象に、平成25年度以降に根圏細菌を対象に行う予定であったが、順番を逆にしたため菌根菌の培養に係る大量の培養用具を購入する必要がなくなった。平成25年度は根圏細菌の二次スクリーニングと併せて菌根菌のスクリーニングを遂行する予定である。平成25年度までの実験結果より、機能性微生物のPGPR効果が宿主植物によって異なる可能性が示唆された。それに伴って、機能付加型クロマツ作出の前に再度クロマツを使用しての微生物スクリーニングを行う必要が出てきたことから、機能付加型クロマツ作出に必要となる植物材料等の購入を次年度に持ち越すこととした。クロマツ育成技術開発のための機能性微生物のスクリーニングは、当初の予定より試験に供する微生物株数が多くなる見込みであるため、実験補助を新規に雇用して効率的な研究遂行を目指す。
集落システムからみた高齢者対象諸施設の適正配置に関する研究

1.本研究の目的は高齢者のための医療施設や福祉施設の分布をしらべ,それらが集落システムに対応して合理的に配列しているか否かを検証し,その合理的モデルを模索して,福祉対策にも貢献しようとするものである。2.岩手・宮城・三重・佐賀の4県を事例とした。それらの県について人口動態と高齢化の全体的傾向の把握につとめた。3.住民の通勤・通学および日常の購買行動から,日常生活圏とその中心都市を,高次中心都市とその都市圏,2次的中心とその都市圏,低次中心地とその勢力圏の3階層にわけ,医療機関の分布をしらべた。4.医療施設の分布は施設数との合計入院病床数において,一般には人口規模を強く反映しているが,集落システムからみれば,中心をなす都市の規模別配列に応じて医療施設は高次なものから低次のものえと配置されている。その結合型を5類型に分類した。5.老人福祉施設は,4県とも温泉地にみられるほか,立地の選択にあたっては県内の気候や景観などの要素も加味されている。高齢者対象の医療施設は一般と区別して特別に設置されることは稀で,集落システムに準じて立地する例が多いが,福祉施設の場合は,土地確保の困難さ,地元住民や行政の設置敬遠などのために,中心地システムに従わず,既存の中心集落から離れた場所に立地せざるを得ない場合もみられる。1.平成6年度は2年継続の第1年目にあたる。2.平成6年度は三重県および岩手県を対象として、両県における人口動態と高齢化の全体的状況の把握につとめた。3.また買物動向調査から、両県内の商圏と生活圏からみた集落システムを市町村単位で分析した。4.医療施設、福祉施設の分布、規模、種類などの分析のための資料は上記のほか平成7年度対象の宮城県を含めて、県により精粗があり、また閲覧できぬ場合もあった。そこで、県刊行の資料に加えて厚生省による全国的レベルの調査を援用するとともに、電話帖(イエロ-ページ)を利用し、集落単位の施設の分布を追跡した。5.これにより、集落システムと医療福祉施設の配置が、集落間リンケージとして合理性が求められるか否かを検討中である。7.医師会その他の資料の活用方法について、さらに検討する必要を認めた。1.本研究の目的は,高齢者のための医療施設や福祉施設の分布をしらべ,それらが集落システムに対応して合理的に配置しているか否かを検証し,その合理的モデルを模索して,福祉対策にも貢献しようとするものである。岩手・宮城・三重・佐賀の4県を事例とした。3.住民の通勤,通学および購買行動から,日常生活圏とその中心都市を高次中心都市とその都市圏、2次的中心とその都市圏,低次中心地とその影響圏の3階層にわけて,医療機関の分布を調べた。医療施設の分布は,施設数とその合計病床数において,一般には人口規模を強く反映しているが,集落システムからみれば,中心をなす都市の規模別配列に応じて医療施設は高次なものから低次のものえと設置されている。老人福祉施設の分布は,4県とも温泉地にみられるほか,県内の気候や景観などの要素も加味されて立地が選定されているようである。高齢者対象の医療施設は一般と区別して設置されることは稀で,集落システムに準じて立地する例が多いが,福祉施設の場合は、土地確保の困難さ,地元住民や行政当局の敬遠などのために,中心地システムに従わぬ例が多く,既存の中心集落からも離れた場所に立地せざるを得ない場合もみられる。
科学的アプローチに基づくアクティブな水害防備林の配置整備デザインに関する挑戦研究

本研究では,環境面にも有利な数ある伝統工法の一つとして知られる水害防備林に注目し,洪水エネルギーの減衰効果を定量的に評価し,防備林を積極活用するために必要な最適な配置整備デザインの科学指標を提案する.特に直感と経験則に依存する現状をブレークスルーして科学的知見に基づくアクティブな防備林整備につなげることを最終目標とする.我が国では古くから,堤防の浸食破壊の防止,洪水流の抑制および流木補足等の目的で竹や柳を低水河道に沿って植樹してきた.このような河川樹林帯は平水時においても,水質保全,生物空間の創出,水域のランドスケープの演出など,人工的な河川構造物にはない,大変魅力的なメリットがある.しかしながら,このような樹木群を過ぎる流れの水理特性やエネルギー低減効果,さらには樹木林背後の堤防浸食の防止機構に関する科学的データや知見はほとんどない.これら防備林の整備や計画は経験則に頼るのが現状である.さらに全国各地に現存する水害防備林が実際の洪水時に具体的にどのような減災機能を発揮しているのか詳細なデータはほとんどない.これを打破すべく流体力学・水理学的な理論解析と実験水理手法の双方より研究推進する.特に樹木群の配置パターンを系統変化させて,氾濫流減衰や堤防浸食防止との関係を定量評価する.研究初年度では,まず模型実験の環境整備に力を入れた.構造物をよぎる流れは、高速・低速域が混在する流速差が非常に大きな流れ場である.このため画像計測による流速計測を行う際,相関解析のパラメータ調整、光学系の調整に時間を要する.そこで仮の模型実験システムにおいて,予備計測を行い画像解析の最適な条件設定を行った.これにより次年度の本計測がスムーズに行われる.同時に群体抗力に関する文献と実在の水害防備林を調査して,樹木模型の仮制作と配置パターンの選定を行った.本実験の準備および水理条件選定において、情報収集、現地調査、予備実験は非常に重要で、初年度は、計画通り、これらのタスクを遂行できた。本年度は、本実験を実施する。得られた結果に、理論的考察を加えて、減衰効果の高い防備林の提案という、プロジェクトの根幹は揺るがない。具体的には次の研究を遂行する。現有の1.5m幅の広幅水路に主流部,高水敷および堤防模型を設置する.高水敷には防備林モデルを複数配置する.水位をあげ高水氾濫が生じたときの堤防にかかるせん断力および直応力を計測する.さらに防備林による流れ構造の変化を画像流速計(PIV)によって計測する.得られた結果より防備林の複数配置パターンと応力特性の関係を定量的に求めるとともに,洪水流のエネルギー減衰機構を科学的に解明する.実験結果と比較しながら,防備林の減災機能を定量評価するための解析モデルを構築する.樹木密生度が大きいと減衰効果は増大する反面,主流の抵抗増加および水深増加につながるため,最終的にはこれらのバランスを考慮しうる最適な配置密度の科学指標を構築する.本研究では,環境面にも有利な数ある伝統工法の一つとして知られる水害防備林に注目し,洪水エネルギーの減衰効果を定量的に評価し,防備林を積極活用するために必要な最適な配置整備デザインの科学指標を提案する.特に直感と経験則に依存する現状をブレークスルーして科学的知見に基づくアクティブな防備林整備につなげることを最終目標とする.我が国では古くから,堤防の浸食破壊の防止,洪水流の抑制および流木補足等の目的で竹や柳を低水河道に沿って植樹してきた.このような河川樹林帯は平水時においても,水質保全,生物空間の創出,水域のランドスケープの演出など,人工的な河川構造物にはない,大変魅力的なメリットがある.しかしながら,このような樹木群を過ぎる流れの水理特性やエネルギー低減効果,さらには樹木林背後の堤防浸食の防止機構に関する科学的データや知見はほとんどない.これら防備林の整備や計画は経験則に頼るのが現状である.さらに全国各地に現存する水害防備林が実際の洪水時に具体的にどのような減災機能を発揮しているのか詳細なデータはほとんどない.これを打破すべく流体力学・水理学的な理論解析と実験水理手法の双方より研究推進する.特に樹木群の配置パターンを系統変化させて,氾濫流減衰や堤防浸食防止との関係を定量評価する.研究初年度では,まず模型実験の環境整備に力を入れた.構造物をよぎる流れは、高速・低速域が混在する流速差が非常に大きな流れ場である.このため画像計測による流速計測を行う際,相関解析のパラメータ調整、光学系の調整に時間を要する.そこで仮の模型実験システムにおいて,予備計測を行い画像解析の最適な条件設定を行った.これにより次年度の本計測がスムーズに行われる.同時に群体抗力に関する文献と実在の水害防備林を調査して,樹木模型の仮制作と配置パターンの選定を行った.本実験の準備および水理条件選定において、情報収集、現地調査、予備実験は非常に重要で、初年度は、計画通り、これらのタスクを遂行できた。現有の1.5m幅の広幅水路に主流部,高水敷および堤防模型を設置する.高水敷には防備林モデルを複数配置する.水位をあげ高水氾濫が生じたときの堤防にかかるせん断力および直応力を計測する.

さらに防備林による流れ構造の変化を画像流速計(PIV)によって計測する.得られた結果より防備林の複数配置パターンと応力特性の関係を定量的に求めるとともに,洪水流のエネルギー減衰機構を科学的に解明する.実験結果と比較しながら,防備林の減災機能を定量評価するための解析モデルを構築する.樹木密生度が大きいと減衰効果は増大する反面,主流の抵抗増加および水深増加につながるため,最終的にはこれらのバランスを考慮しうる最適な配置密度の科学指標を構築する.本実験で使用するPIVシステムに必要な備品・消耗品をリストアップすべく予備実験を行ったが、予備実験に時間を要したことと、所属組織の年度替わりの時期と重なったために、初年度の導入を見送らざるを得なかったため。
創薬を指向した新規バイオフィルム形成阻害物質の作用機序研究

黄色ブドウ球菌は医療デバイスの表面にバイオフィルムを形成し、難治性感染症の原因となる。本研究では黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を阻害する化合物であるAnti-biofilm compound-JK(JK1)の作用機序を解析した。JK1には酸素呼吸を上昇させる活性があり、これの活性がバイオフィルム形成阻害に重要であることが示された。さらに、アミノグリコシド系抗菌薬に対する感受性化を誘導することが明らかになった。また、JK1は黄色ブドウ球菌の細胞壁分解に関与するLytMと特異的に結合することが明らかになった。変異体を用いた解析により、JK1はLytMの活性中心に結合することが示唆された。バイオフィルムは、微生物が固体表面または気液界面において形成する構造体である。バイオフィルムを形成した微生物によって引き起こされる感染症はバイオフィルム感染症と呼ばれ、抗菌薬や生体防御機構に耐性を示し、難治性であることから、臨床各科領域で大きな問題となっている。本研究では、未だ治療法が確立されていないバイオフィルム感染症に対する制御技術の開発を目指し、基礎的・応用的研究を展開する。申請者はこれまでに、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を阻害する低分子化合物であるAnti-Biofilm Compound-JK1(ABC-JK1)を取得している。ABC-JK1によるバイオフィルム形成阻害機序を解明することは、バイオフィルム感染症治療薬の開発に繋がる重要な知見を得ることに繋がると期待される。平成26年度は以下の内容に関して研究を行った。1プロテオーム解析:ABC-JK1の存在・非存在下で黄色ブドウ球菌のバイオフィルムを形成させた後、バイオフィルムマトリックス画分、細胞表層画分、細胞質画分をそれぞれ回収した。SDS-PAGEによる解析の結果、ABC-JK1存在下ではマトリックス画分のタンパク質プロファイルが大きく変化することを見出した。2トランスクリプトーム解析:ABC-JK1の存在・非存在下でバイオフィルムを形成させた黄色ブドウ球菌からRNAを抽出し、遺伝子発現プロファイルを解析した。その結果、ABC-JK1存在下では細胞外多糖の合成に関与するicaAの発現が低下していること、ある機能未知遺伝子の発現が大きく上昇していることを見出した。3ABC-JK1標的分子の同定:ABC-JK1をアミンカップリング法で固定化した磁性ビーズと黄色ブドウ球菌の細胞抽出液を混合し、ABC-JK1と特異的に結合する分子を精製した後、質量分析による同定試験を行った。細菌が固体表面または気液界面において形成する集合体はバイオフィルムと呼ばれる。バイオフィルム形成に起因する感染症はバイオフィルム感染症と呼ばれ、広範囲の診療科で問題となっている。各種医療用デバイスの表面にバイオフィルムが形成されると、局所感染はもとより、持続的に排菌が起こることで全身性の感染症へと進行する危険性が高い。また、バイオフィルムを形成した細菌は抗菌薬や生体防御機構に対して高い耐性を示すため難治性となる。バイオフィルム感染症は患者へ多大な負担を与えるだけでなく、治療期間の延長や医療費の増大にもつながる問題であり、根本的な治療法・予防法の開発が急務である。申請者はこれまでに、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を阻害する低分子化合物ABC-JK1を取得した。ABC-JK1によるバイオフィルム形成阻害機序を解明を目指し、平成27年度は以下の内容に関して研究を行った。1黄色ブドウ球菌遺伝子破壊株の作製と機能評価:ABC-JK1存在下で発現が変動した遺伝子やABC-JK1と相互作用を示すタンパク質をコードする遺伝子に関して、遺伝子破壊株を作製した。その結果、バイオフィルム形成能やABC-JK1感受性に関与すると思われる遺伝子を複数同定した。2構造活性相関研究:化合物ライブラリーに含まれるABC-JK1の構造類縁体のバイオフィルム形成阻害活性を測定し、ABC-JK1の構造において活性に重要な部位を明らかにした。3抗菌薬感受性に与える影響:ABC-JK1が抗菌薬に対する黄色ブドウ球菌の感受性に与える影響を評価した。ABC-JK1存在下では、ある種の抗菌薬に対する感受性が顕著に上昇することを見出した。前年度までに得られた知見をもとに複数の遺伝子破壊株を作製し、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成やABC-JK1のバイオフィルム形成阻害活性に関与すると思われる遺伝子を同定することができた。また、構造活性相関研究により、ABC-JK1の活性において重要な構造を明らかにすることができた。これらの成果はABC-JK1の作用機序を解明する上で非常に重要であり、研究が当初の計画に沿って順調に進展しているといえる。当初の研究計画には含まれていなかったが、ABC-JK1とは異なる構造を有するバイオフィルム形成阻害物質であるABC-JK2に関しても同様の手法を用いて作用機序の解析が進行している。黄色ブドウ球菌はカテーテルや人工関節などの医療用デバイスの表面にバイオフィルムを形成し、難治性のバイオフィルム感染症の原因となる。申請者はこれまでに、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を阻害する低分子化合物ABC-JK1を取得している。ABC-JK1によるバイオフィルム形成阻害機序の解明を目指し、平成27年度は以下の内容に関して研究を行った。

1アミノグリコシド感受性と呼吸活性に与える影響:昨年度までにABC-JK1存在下ではアミノグリコシド系抗菌薬に対する黄色ブドウ球菌の感受性が向上することを見出した。アミノグリコシドはプロトン駆動力に依存して細胞に取り込まれることが知られている。リアルタイムPCRにより遺伝子発現量を解析した結果、ABC-JK1は黄色ブドウ球菌のシトクロムaa3型酸化酵素であるqox遺伝子の転写を誘導することが示され、ABC-JK1は黄色ブドウ球菌の酸素呼吸を亢進させることが示唆された。2細胞構造に与える影響:透過電子顕微鏡観察により、ABC-JK1の存在下では細胞壁の肥厚化が誘導されることが明らかとなった。細胞壁の基質であるUDP-GlcNAcは細胞外多糖の合成にも使用される。よって、ABC-JK1存在下で観察される細胞外多糖の産生量の低下は、細胞壁合成の亢進による基質不足に起因するものと推察された。前年度までに得られた知見をもとに、ABC-JK1が黄色ブドウ球菌の表現型に与える効果をさらに詳細に解析した結果、酸素呼吸や細胞壁合成に影響を及ぼすことを明らかにすることができた。特に、酸素呼吸の亢進はバイオフィルム形成阻害活性を発揮する上で重要であることを示すデータを得ており、当初の計画に沿って作用機序の一端を明らかにすることができたといえる。今後は、作用機序をさらに詳細に明らかにするとともに、ABC-JK1の安全性評価試験を行う必要がある。黄色ブドウ球菌はカテーテルや人工関節などの医療用デバイスの表面にバイオフィルムを形成し、難治性のバイオフィルム感染症の原因となる。我々は、バイオフィルム感染症に対する有効な治療薬・予防薬の開発を目指し、独自のスクリーニングシステムを構築して黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を阻害する低分子化合物の大規模スクリーニングを行ってきた。ヒット化合物の一つであるABC-JK1は黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成に重要な細胞外多糖の産生を抑制し、細胞壁の肥厚化を誘導することが明らかになった。加えて、シトクロムaa3型酸化酵素であるqox遺伝子群の転写を誘導し、酸素呼吸を亢進させることで、プロトン駆動力依存的に作用するアミノグリコシド系抗菌薬に対する感受性を上昇させることが示された。次に、リンカー構造を持つ磁性ビーズの表面にABC-JK1の誘導体を共有結合で固定化し、プルダウン法による標的分子の同定を試みた。その結果、黄色ブドウ球菌の細胞壁分解に関与すると考えられるタンパク質と特異的に結合することが明らかになった。活性を持たない前駆体および変異体タンパク質との結合性は大きく低下したことから、本タンパク質の活性中心にABC-JK1が結合することが示唆された。本タンパク質の遺伝子欠損株は野生株と同等のバイオフィルム形成能を有し、そのバイオフィルム形成はABC-JK1によって阻害された。
超音波横波透過液をコンクリートの品質管理特性に導入するための基礎的研究

本研究は,練りまぜ直後から硬化後までのコンクリートを対象とし,その物性あるいは機械的性質の評価法として超音波横波パルス法を確立することを目的として行ったものである.以下に本研究の成果の概要を述べる.1.コンクリートの凝結試験法としての適用性についてコンクリートの凝結性状に影響をおよぼすと考えられている各種要因について検討を行った.その結果,凝結開始時間が主として水セメント比および養生温度に依存することを明らかとし,その算定方法の提案を行った.また,凝結開始時間の変動係数として6%未満の値が得られ,実用化の可能性が認められた.2.凝結開始時間の施工管理特性値としての適用性一例として,コンクリートの打継ぎ許容時間を管理対象として検討を行ったが,振動締固めを行う場合の打継ぎ許容時間が凝結開始時間とほぼ一致することが明らかとなり,本方法の有効性が確認された.3.横波透過波についてコンクリートの凝結の各段階毎に吸収係数が極小値を示す周波数が存在すること,また,その周波数が時間経過と共に,次第に高周波側に移行することが明らかとなった.ここでは,その周波数が振動締固めにおいて最適振動数を設定する際の有用な指標となることを示唆した.4.非破壊試験法としての適用性について本方法のコンクリートの強度推定法としての適用性について検討を行った.調合,材令等に因らずコンクリートの圧縮強度をその動的ずり弾性率によって一義的に推定することができ,従来行なわれている非破壊試験法に比べ,推定精度,既知である必要があるデータの種類などの点で本方法が秀れた試験法であることを明らかにした.本研究は,練りまぜ直後から硬化後までのコンクリートを対象とし,その物性あるいは機械的性質の評価法として超音波横波パルス法を確立することを目的として行ったものである.以下に本研究の成果の概要を述べる.1.コンクリートの凝結試験法としての適用性についてコンクリートの凝結性状に影響をおよぼすと考えられている各種要因について検討を行った.その結果,凝結開始時間が主として水セメント比および養生温度に依存することを明らかとし,その算定方法の提案を行った.また,凝結開始時間の変動係数として6%未満の値が得られ,実用化の可能性が認められた.2.凝結開始時間の施工管理特性値としての適用性一例として,コンクリートの打継ぎ許容時間を管理対象として検討を行ったが,振動締固めを行う場合の打継ぎ許容時間が凝結開始時間とほぼ一致することが明らかとなり,本方法の有効性が確認された.3.横波透過波についてコンクリートの凝結の各段階毎に吸収係数が極小値を示す周波数が存在すること,また,その周波数が時間経過と共に,次第に高周波側に移行することが明らかとなった.ここでは,その周波数が振動締固めにおいて最適振動数を設定する際の有用な指標となることを示唆した.4.非破壊試験法としての適用性について本方法のコンクリートの強度推定法としての適用性について検討を行った.調合,材令等に因らずコンクリートの圧縮強度をその動的ずり弾性率によって一義的に推定することができ,従来行なわれている非破壊試験法に比べ,推定精度,既知である必要があるデータの種類などの点で本方法が秀れた試験法であることを明らかにした.新規購入した超音波横波解析装置により、コンクリート試料を対象とした実験検討を行った。試料の厚さ、すなわち超音波横波の伝播距離が10cm程度までは、凝結初期から透過波の観測が十分可能であることが確認できた。但し、この場合、透過波のパワースペクトルを調べた結果,振動子の共振周波数である30kHzの信号波を入力した場合においても、フレッシュコンクリート中を透過した波には約10kHz以下の成分のみが観察された。この原因として、(1)各周波数成分毎の位相速度の違いにより波束が伸び、見掛上低周波の波形となる。(2)試料がフィルターとしての役割を果す。の二点について検討を行った結果、後者に依ることが明らかとなった。すなわち、0.5,1,2,4,8,16,30,60kHzを中心とし、それぞれ、ごく狭帯域のバンドパスフィルターを通した波について、吸収係数の周波数依存性および経時変化特性を検討した結果、凝結初期においては高周波成分の減衰が著しく大きいため、遠方まで透過できないことが明らかとなった。なお、吸収係数を周波数の関数として表した場合、その極小値が時間経過と共に高周波側に移行する現象が認められたが、このことは、パルス波を構成する周波数成分のうち、凝結段階に応じて透過しやすい周波数(共振現象と考えられる)が存在することを明らかにしたもので、これは、従来ばく然と周波数が変化するとされていたことに対する解答を与えるものである。上記の各周波数の波について、それぞれ、動的ずり弾性率および動的ずり粘性率を計算した場合、両者は何れも周波数依存性を有するが、その経時変化特性より得られる凝結開始時間に関しては、周波数に依らず一定であることが確認された。又、今回の実験で得られたコンクリートの凝結開始時間の調合依存性に関しては、従来のセメントペーストおよびセメントモルタルに関して得られていたものと一致し、その整合性が認められた。
細胞内自食作用における隔離膜形成の分子メカニズムの解明

自食は、真核細胞に保存された細胞内のタンパク質分解のための仕組みの1つで近年様々な生理現象への関与が報告されている。自食を正しく行うためには自食胞と呼ばれる小胞を適切に形成することが不可欠であるが、その形成機構に関しては、未だ不明な点が多い。最近、膜輸送制御因子の1つである低分子量Gタンパク質Rab33Bの自食胞形成への関与が示唆され、Rab33の適切なGTP-GDPサイクリング(あるいは、Rab33Bの不活性化)が重要な役割を果たすことが当研究室により明らかになっている。そこで本研究課題では、Rab33Bの不活性化(Rab33B-GAP)の固定とその機能解析を通して、自食胞形成の分子機構の解明を目指している。これまでの研究によってRab33B-GAP候補分子としてOATLIの同定に既に成功しており、加えて、OATLIのRab-GAPとしての生化学的性質や結合因子の探索や同定を行ってきた。本年度はOATLIと新規結合因子LC3との関係性について研究を進めた。LC3は昨年度の結合因子探索において見出せなかったが、他論文で示唆された結合モチーフをOATLIも有していることから結合因子の候補として検討した。このLC3はAtg8とも呼ばれ、自食作用必須因子の1つであることから興味深い候補であった。実際LC3はOATLIと直接結合し、かつ細胞質中で共局在を示した。続いて結合モチーフに変異を加えた非結合型OATLI変異体を作成し、LC3との結合の意義を検討した。その結果OATLIの過剰発現において見られる自食胞の成熟の遅延が変異体では見られなかった。このことから、OATLIはLC3と結合することで、自食胞の成熟過程を調節している可能性を示した。当初の目的として、OATLIを切り口に隔離膜形成のメカニズムの解明を目指したが、本研究によって、OATLIが自食胞の成熟過程に機能していることを明らかにした。自食胞形成において、OATLIは当初の目的とは異なるステップで機能していることを示したが、この知見は非常に重要であり、おおむね順調に研究が進展しているといえるから。本研究の一環として、作成したOATLI欠損マウスの解析がほとんど進展していないので、これまでの自食作用研究の結果を踏まえて、解析を進めたい。自食作用は細胞内のタンパク質分解のための仕組みの一つであり、自食を正しく行うためには自食胞と呼ばれる小胞を適切に形成することが不可欠であるが、その形成機構に関しては未だ不明な点が多い。最近、低分子量Gタンパク質Rab33Bの自食胞形成への関与が示唆され、Rab33Bの適切なGTP-GDPサイクリング(あるいはRab33Bの不活性化)が重要な役割を果たすことが当研究室により明らかになっている。そこで本研究課題では、Rab33Bの不活性化因子(Rabb33B-GAP)の同定とその機能解析を通して、自食胞形成の分子機構の解明を目指している。これまでの研究でRab33B-GAP候補分子の同定には既に成功しているが、Rab不活性化反応の特異性や至適反応条件といったRab-GAPの詳細な生化学的な性質は明らかでなかった。そこで本年度はまずRab33B-GAP候補分子のin vitroでの性状解析を行った。ヒトにおいて60種類存在するRabアイソフォームのうち、Rab33B同様ゴルジ体に局在するRab1AやRab2Aを含む11種類のRabのリコンビナントタンパク質を大腸菌から精製し、これらに対するRab33B-GAPの特異性をin vitro GAPアッセイ法により検討した。その結果、Rab33B-GAPはRab33B以外のRabには不活性化能を示さず、基質特異性が非常に高いRab-GAPであることが明らかとなった。さらにRab33B-GAPの反応速度や基質-酵素の濃度関係を既知のRab-GAPと比較したところ、Rab33B-GAPはこれまでに解析されたRab-GAPと比べ、より短時間かつ低い酵素濃度においても十分なRab不活性化能を示すことも明らかとなった。今後は、同定したRab33B特異的GAPのRab不活性化反応を時空間的に調節する分子機構に焦点を当て、研究を進める予定である。自食作用は細胞内のタンパク質分解機構の一つである。自食作用の過程において自食胞と呼ばれる小胞を形成することが不可欠であるが、その形成機構は未だ不明な点が多い。最近、低分子量Gタンパク質Rab33Bの自食胞形成への関与が示唆され、Rab33Bの不活性化が重要な役割を果たすことが当研究室により明らかになっている。これまでの研究によって、Rab33B-GAP分子としてOATL1を同定することに既に成功し、加えてOATL1の詳細な生化学的な性質を明らかにした。本年度はさらにOATL1がRab不活性化反応を調節する分子機構を理解するために、OATL1の結合タンパク質の同定と機能解析を行った。まず酵母Two-hybrid法や質量分析法を用いてOATL1に対する結合タンパク質を探索した。得られた複数の候補分子のうち共免疫沈降法によって結合を確認した1つのOATL1結合タンパク質(OATL1-BP)に着目した。既存の報告を参照し、OATL1-BPがリン酸化依存的にOATL1と結合することを示した。

さらに質量分析法などによりOATL1のリン酸化修飾を受けるセリン残基を同定し、このセリンをアラニンに置換したSA変異体ではOATL1-BPとの結合能が欠失することを確認した。加えて、OATL1のリン酸化やOATL1-BPの結合の役割を理解するために、SA変異体を用いて、OATL1のRab不活性化能力や細胞内局在への影響の検討を行った。これまでのところOATL1の機能について、有意な変化や影響を観察できていないが、今回同定したOATL1-BPはOATL1の機能を理解するうえで重要な突破口になることが期待される。自食は、真核細胞に保存された細胞内のタンパク質分解のための仕組みの1つで近年様々な生理現象への関与が報告されている。自食を正しく行うためには自食胞と呼ばれる小胞を適切に形成することが不可欠であるが、その形成機構に関しては、未だ不明な点が多い。最近、膜輸送制御因子の1つである低分子量Gタンパク質Rab33Bの自食胞形成への関与が示唆され、Rab33の適切なGTP-GDPサイクリング(あるいは、Rab33Bの不活性化)が重要な役割を果たすことが当研究室により明らかになっている。そこで本研究課題では、Rab33Bの不活性化(Rab33B-GAP)の固定とその機能解析を通して、自食胞形成の分子機構の解明を目指している。これまでの研究によってRab33B-GAP候補分子としてOATLIの同定に既に成功しており、加えて、OATLIのRab-GAPとしての生化学的性質や結合因子の探索や同定を行ってきた。本年度はOATLIと新規結合因子LC3との関係性について研究を進めた。LC3は昨年度の結合因子探索において見出せなかったが、他論文で示唆された結合モチーフをOATLIも有していることから結合因子の候補として検討した。このLC3はAtg8とも呼ばれ、自食作用必須因子の1つであることから興味深い候補であった。実際LC3はOATLIと直接結合し、かつ細胞質中で共局在を示した。続いて結合モチーフに変異を加えた非結合型OATLI変異体を作成し、LC3との結合の意義を検討した。その結果OATLIの過剰発現において見られる自食胞の成熟の遅延が変異体では見られなかった。このことから、OATLIはLC3と結合することで、自食胞の成熟過程を調節している可能性を示した。当初の目的として、OATLIを切り口に隔離膜形成のメカニズムの解明を目指したが、本研究によって、OATLIが自食胞の成熟過程に機能していることを明らかにした。自食胞形成において、OATLIは当初の目的とは異なるステップで機能していることを示したが、この知見は非常に重要であり、おおむね順調に研究が進展しているといえるから。本研究の一環として、作成したOATLI欠損マウスの解析がほとんど進展していないので、これまでの自食作用研究の結果を踏まえて、解析を進めたい。
コホート内症例対照研究による胆道がん、膵がんの血清を利用した発生要因の解明

胆道がんは加齢と共に増加する致命率の高い疾患で、近年増加傾向にある。膵がんも近年増加傾向にあり、発生原因は明らかでない。本研究は文部省大規模コホート(JACC Study)データ、保存血清を用いて、胆道がん死亡・膵がん死亡との関連を検討することを目的に行った。胆道がんは、胆道がん既往歴有と観察開始から2年以内の胆道がん死亡を除く男47,689人、女65,650人を解析対象とした。胆嚢がん死亡は男39人、女54人、その他の胆道がん死亡は男64人、女56人であった。膵がんは、膵がん既往歴有り、喫煙習慣情報不備の者を除き、男44,914人、女55,633人を分析対象とした。膵がん死亡は225人であった。胆管・胆のうがんの食生活と関連するリスク要因として、多量飲酒、脂肪・牛乳の過剰摂取、野菜・果物不足が報告されているが、発生要因は明確でない。本研究は胆嚢がん・その他の胆道がん別に死亡リスクの検討を行った。胆嚢がん死亡は輸血歴、便秘傾向でリスクを上昇させた。その他の胆道がん死亡では喫煙習慣、喫煙本数、胆石・胆嚢炎既往歴、輸血歴がリスクを上昇させた。血清測定値ではSOD、sFas、HDL-C、飽和脂肪酸量、不飽和脂肪酸量、n-3/n-6が胆道がん死亡と関連すると推測された。食習慣についてはフライの中等度摂取が胆道がん死亡リスクを上昇させた。膵がんの危険因子として、喫煙は唯一確立されている。飲酒についての疫学的根拠は不十分で、コーヒーについては否定的な報告が多い。糖尿病は多くの報告で膵がんと関連ありとされているが、真の危険因子かどうか意見が分かれている。本研究では膵臓がん死亡と生活習慣、血清IGF、TGF-β、フルクトサミン、インスリンとの関連を検討した。喫煙は膵がんリスクを上昇させたが、飲酒との関連は認められず、コーヒーは高頻度飲用者でリスクの上昇を認めた。糖尿病歴、胆石・胆嚢炎歴は膵がん死亡リスクを上昇させた。血清IGF-Iレベルが高いほど膵がん死亡リスクが上昇する傾向が示された。血清糖尿病関連指標は膵がんと関連がなかった。
有限群の表現と不動点集合を実現する有限群作用に関する研究

素数ベキ位数でない有限群をGとする。素数pに対し、有限群Gの指数pベキの正規部分群のうち位数最小な群O^p(G)をDress p型部分群といい、O^2(G)で表す。G-モジュールVが、各Dress p-部分群による固定点集合は原点のみであり、かつ、位数が素数ベキである部分群Pと部分群H(P<H)の組(P,H)に対して、Pによる固定点集合の次元がHによる固定点集合の次元の2倍より真に大きいとき、有限群Gをギャップ群という。すべての素数pに対して、Dress p型部分群の位数は素数べきでないと仮定する。ギャップ群はこの条件を常に満たす。まず、有限群Gがギャップ群であるのは、Dress2-部分群を含むGの部分群Lで、商群L/O^2(G)が巡回群であるような群Lがすべてギャップ群であることと同値であることを示した。そこで、以降G/O^2(G)は巡回群であると仮定する。次の正規化群の列を考えると、Gがギャップ群であるための必要十分条件は、各G_j(0<j<k)がギャップ群であることである。G_j\G_<j-1>の2べき位数の元たちのクラスC_jを定義し、G_j\G_<j-1>に関係する組(P, H)に対して、上記の次元の差が正となるかは、そのクラスが空であるかどうかで判定できることを示した。このクラスは、中心化群の形で与えられ、判定が容易であるものである。さらに、直積やwreath積について考察し、例えば、Gのn個(n【greater than or equal】2)の直積がギャップ群であれば、G×Gもギャップ群になることなどの結果を得た。素数べき位数でない有限群をGとする.G-表現が,Pは素数べき位数で,HはPを真に含む部分群であるようなすべての部分群の組(P, H)に対してPによる固定点集合の次元がHによる固定点集合の次元の2倍より真に大きいとき、この表現をギャップ表現といい,有限群Gをギャップ群という.素数pに対し,Gの指数pべきの正規部分群のうち位数最小な群をDress p-部分群と呼ぶこととする.すべての素数Pに対して,Dress p-部分群の位数は素数べきでないと仮定する.この条件はギャップ群となるための必要条件である.本年度は,このような有限群がギャップ群となるための条件について,次の観点から調査した.ある特別な表現V(G)が,調べるべき部分群の組(P, H)に制限を与えることが知られていた.他の表現でこのような表現が存在しないか考察した結果,部分群の表現から誘導される表現で組(P, H)に制限を与えるものが存在することを示し,ギャップ群になるために調べるべき部分群の組(P, H)が,何であるかを得た.Dress p-部分群がGと一致していないような奇素数がただ1つ存在しているとき,これらの表現達以外は考える必要がないことを得た.ある特別な表現の存在から,Dress p-部分群がGと一致していないような奇素数が2つ以上存在すれば,Gはギャップ群になることが知られている.そこで,Dress p-部分群がGと一致していないような奇素数がただ1つ存在している場合に考察した.この場合,Gがギャップ群でなければ,Sylow 2-部分群の形が決まる.このことを細かく考察することにより,Dress 2-部分群の位数が奇数でなければ,ギャップ群であることを得た.素数ベキ位数でない有限群をGとする。

素数pに対し、有限群Gの指数pベキの正規部分群のうち位数最小な群をDress p-部分群という。G-表現Vが、各Dress p-部分群による固定点集合は原点のみであり、かつ、すべての部分群の組(P,H)(P<H)に対して、Pによる固定点集合の次元がHによる固定点集合の次元の2倍より真に大きいとき、表現Vをギャップ表現とよび、有限群Gをギャップ群という。すべての素数pに対して、Dress p-部分群の位数は素数ベキでないと仮定する。ギャップ群はこの条件を常に満たす。昨年度、Dress p-部分群がGの真部分群である奇素数pがただ1つ存在するときに、ある元達の中心化群の情報が、Gがギャップ群であるかどうかを定めることが得られた。そのことから、Dress p-部分群がGの真部分群である奇素数pが1つ以上存在する非可解群はすべてギャップ群であることがわかる。一方、5次の対称群をみればわかるように、一般には上のことは成立しない。ソフトウェアGAPを用いて、完全群の自己同型群から5つほど反例を見つけた。さらに、昨年度得られたギャップ群になるための必要十分条件が、一般の群ではどうかを考察し、一般にも成立することを示した。つまり、ギャップ群であるかどうかは、ある元達の中心化群で決まる。このことにより、Dress 2-部分群が指数2であるような非可解群でも、無限にギャップ群でないものが存在することがわかる。ギャップ群に対してLaitinen予想は正しい。上の考察の延長上で、Drcss 2-部分群を指数2の部分群に持つ有限群に対し、Laitinen予想が正しければ、一般の有限に対してもLaitinen予想は正しいことが得られた。素数ベキ位数でない有限群Gに対し、以下の考察を行った。素数pに対し、有限群Gの指数pベキの正規部分群のうち位数最小な群O^P(G)をDress p-部分群という。G-モジュールVが、各Dress p-部分群による固定点集合は原点のみであり、かつ、位数が素数ベキである部分群Pと部分群H(P<H)の組(P,H)に対して、Pによる固定点集合の次元がHによる固定点集合の次元の2倍より真に大きいとき、有限群Gをギャップ群という。考察する有限群Gは、すべての素数pに対して、Dress p-部分群の位数は素数べきでないと仮定する。さらに、G/O^2(G)は巡回群であると仮定する。昨年度得た有限群Gがギャップ群であるための必要十分条件では、Dress 2-部分群の外の位数2^aの元たちのクラスC_aにおいて与えられた。このとき、C_1とC_a(a【greater than or equal】2)では条件が違っていた。つまり、クラスC_a(a【greater than or equal】2)では、中心化群の位数が2ベキでない元が存在すればよかったのに対し、位数が2の元のクラスC_1では、さらに強い条件が必要であった。そこで、クラスC_1にもクラスC_a(a【greater than or equal】2)の条件を課したとき、つまり、「中心化群の位数が2ベキでない元が存在する』としたとき、どのような性質をもつかを考察した。新しい条件を満たすかどうかは、C_n(n=log_2[G:O^2(G)])において成立するかに帰着される。新しい条件を満たす有限群Gを考える。G自身はギャップ群にならないときがあるが、GとGとの直積G×Gは常にギャップ群になることを示した。さらに、Gのn個(n【greater than or equal】2)の直積がギャップ群であれば、G×Gもギャップ群になることを得た。wreath積についても同様の考察を行い、同様の結果が得られた。
動物細胞を用いた環境水の長期暴露における臓器特異毒性の評価

環境水のような不特定多様汚染された水に起因する人体影響を包括的に評価する手法として,バイオアッセイが注目されており,水環境管理への導入も提案されている.培養ヒト細胞を用いたバイオアッセイは,ヒト健康障害リスクの評価にとっては望ましいと考えられるため,Amesテストなどと組み合わせた上で導入されることが想定される.しかしながら,従来の動物細胞を用いたバイオアッセイに関する研究は,短期間暴露における一般細胞毒性しか評価していない.そこで本研究は,ヒトの正常線維芽細胞・神経細胞株・肝細胞株について最長で亜急性相当期間における臓器特異的な毒性を,農薬をモデル環境汚染物質として,短期暴露・一般細胞毒性評価試験と併せて検討した.その結果,数種の農薬で,一般細胞毒性の発現濃度の1-2桁程度小さい程度で,臓器特異的な毒性や長期負荷の毒性が表れた.この結果は,臓器細胞が死亡しない低い暴露濃度でも臓器機能障害が表れる可能性を示しており,ヒト健康障害リスクの評価においてはこの可能性を考慮する必要があると結論できた.また,前年度までで水道原水ともなる環境水(河川水)に無視し得ない強い毒性が測定されたことから,環境水に農薬を添加した汚染水道原水をモデルとして,上水処理プロセスにおける毒性低減効果をこれらのバイオアッセイを用いて評価した.添加された農薬は,途中のオゾン処理で完全に分解されたが,依然として農薬の分解生成物に起因すると思われる細胞毒性や変異原性が測定された.このことは,原体濃度のみに着目している現状の水質管理の限界を指摘している.今後,上水処理プロセスの評価やその改善・新たな処理法の開発などについて,個別化合物の濃度に着目するばかりでなくバイオアッセイを用いた検討をも行う必要があろう.環境水のような不特定多様汚染された水に起因する人体影響を包括的に評価する手法として,バイオアッセイが注目されており,水環境管理への導入も提案されている.培養ヒト細胞を用いたバイオアッセイは,ヒト健康障害リスクの評価にとっては望ましいと考えられるため,Amesテストなどと組み合わせた上で導入されることが想定される.しかしながら,従来の動物細胞を用いたバイオアッセイに関する研究は,短期間暴露における一般細胞毒性しか評価していない.そこで本研究は,ヒトの正常線維芽細胞・神経細胞株・肝細胞株について最長で亜急性相当期間における臓器特異的な毒性を,農薬をモデル環境汚染物質として,短期暴露・一般細胞毒性評価試験と併せて検討した.その結果,数種の農薬で,一般細胞毒性の発現濃度の1-2桁程度小さい程度で,臓器特異的な毒性や長期負荷の毒性が表れた.この結果は,臓器細胞が死亡しない低い暴露濃度でも臓器機能障害が表れる可能性を示しており,ヒト健康障害リスクの評価においてはこの可能性を考慮する必要があると結論できた.また,前年度までで水道原水ともなる環境水(河川水)に無視し得ない強い毒性が測定されたことから,環境水に農薬を添加した汚染水道原水をモデルとして,上水処理プロセスにおける毒性低減効果をこれらのバイオアッセイを用いて評価した.添加された農薬は,途中のオゾン処理で完全に分解されたが,依然として農薬の分解生成物に起因すると思われる細胞毒性や変異原性が測定された.このことは,原体濃度のみに着目している現状の水質管理の限界を指摘している.今後,上水処理プロセスの評価やその改善・新たな処理法の開発などについて,個別化合物の濃度に着目するばかりでなくバイオアッセイを用いた検討をも行う必要があろう.