hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酵母のDNA複製開始にたずさわる因子Dna1の機能の解析

酵母のDNA複製開始に関与していると考えられるDNA1遺伝子のクローニングと塩基配列決定を最初に行った。高温感受性dna1変異を持つ株に、ARS1およびCENを持つシャトルベクターYCp50に酵母ゲノムの10-15kbp断片を持つライブラリーを形質転換し、36度でコロニーを形成するものを分離した。これは以前に報告されていたとおり第16番染色体上にあたることがわかった。また、ノーザン法によってこの断片とハイブリッドを形成するRNAを調べたところ、5-6kbのmRNAがあることがわかった。しかも、この転写産物は量的には非常に少ないものであった。また、いくつかの制限酵素で断片化、pUCベクターにサブクローニングして塩基配列を決定し、ホモロジー検索を行なうと、RPA135という遺伝子そのものであることがわかった。この遺伝子は、rRNAの転写を行なうRNAポリメラーゼIのsecond largest subunitをコードする遺伝子であり、第16番染色体上にあることもわかっていた。RPA135遺伝子を組み込んだプラスミドを、dna1変異株に形質転換し温度感受性を調べたところ、RPA135がdna1変異を相補するので、DNA1はRPA135そのものであると確認できた。一方、RPA135を欠失させた株は生育できないが、この株にGALプロモーター支配下でrRNAを発現させることができるプラスミドを導入すると、ガラクトース入り培地上で生育可能となる。このプラスミドをdna1変異株に導入したところ、36度でもガラクトース入り培地上で生育可能となったので、RPA135が直接DNA複製に関与している可能性は低いと考えられ、Dna1(Rpa135)はrRNAの発現を介して間接的に細胞がS期(DNA合成期)に入ることを助けていると考えられる。いままでにこのような報告はなかったので、G1/S期での細胞周期調節に翻訳調節が関与している可能性が考えられる。
涙液中サイトカインに基づいた角膜移植後の新しい治療指針

近年、角膜移植の分野でも病態にあわせたパーツ移植が施行されるようになり、移植後の治療方針に関しても、合併症のリスクなどを考慮し多様性が求められる。そこで、涙液中のサイトカインを測定して定量的に術後の炎症を把握し、病態の理解に務めた上で、最適な治療指針を作っていきたい。角膜内皮移植術後の涙液サイトカインを測定した結果、炎症による変化は手術眼のみではなく、両眼性で起こっていることがわかった。いくつかの炎症性サイトカイン・抗炎症性サイトカインの術眼は術後1ヶ月でピークを迎え、片眼は術後3ヶ月まで上がり続けるものもあった。今後、さらに長期的な経過や他の術式・疾患との比較検討が必要である。東京歯科大学市川総合病院にて該当の研究における倫理委員会へ申請し、倫理委員会の承諾を得た上で、プロトコールを作成した。そして、研究に必要な試薬・環境・プロトコールを作成・決定し、コントロール群、疾患対照群のサンプルを採取中である。【研究目的】角膜移植術前後の涙液サイトカインを測定する。【方法】当院にて角膜移植を施行した患者において、術前と術後の涙液サイトカインを測定することで、術後の炎症の程度や、そのメカニズムを解明し、最適な治療指針を作成する。今回は近年、多様化している角膜移植の中で、最も増えてきている角膜内皮移植術における周術期の涙液サイトカインについて測定した。内皮移植を施行した症例は18例18眼で、平均年齢75.7±7.41歳に対し、術前と術1週間、1ヶ月、3ヶ月後に涙液中のサイトカイン(IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-17a、TNFα、IFNγ、MCP-1)濃度を測定し、比較検討した。対照群として正常眼26眼の涙液を同様に採取、サイトカイン濃度を測定した。【結果】全症例で透明治癒を得た。涙液サイトカインの推移に関しては、炎症性サイトカインであるIL-1αとβ、-2は術眼では、術後1ヶ月でピークとなり、その後減るが、手術を施行していない対眼に関しては、術後増加している傾向にあった。TNF-αとIL-8に関しては、術後徐々に増加していき、正常群に比較して有意に増床していた。また、抗炎症性サイトカインに関しては、IL-4と-17Aにおいて、術後一ヶ月と三ヶ月で術眼と対眼ともに有意に上昇を認めた。涙液サイトカインが上昇した可能性として、術後の侵襲や炎症と、免疫反応が考えられ、術後、一ヶ月でピークを迎え、3ヶ月目も上がっていると言う動態を考えた場合、移植免疫が眼局所で感作され、リンパ節を経て活性化されたT-cellが血行性に片眼を含む全身に波及する、と言うメカニズムの関与のほうが考えやすい。また、今回得た涙液サイトカインの濃度はドライアイなど他疾患においてもそれ以上に上昇を認めている報告もあり、さらに症例の数や対象を広げ検討する必要がある。角膜移植疾患対照群の選定・不適合患者(糖尿病の併発や点眼薬使用)があり、予想の患者数に対して、今回の研究に不適合な患者の割合が多い。今後、新規の疾患対照群の検査漏れなどがないように細心の注意を払いながら、共同研究者の協力を得ながら進めていく。平成25年度では、試薬や研究の備品、サンプル採取に務めたため、解析や発表などを施行しておらず、今研究に関連した学会などへの参加はしていなかったため。平成25年度に集めたサンプルと平成26年度に集めるサンプルをあわせて解析し、論文・学会などへの報告を施行したい。
骨格筋fMRIの応用による口腔顔面痛の原因究明

骨格筋機能的磁気共鳴画像による咀嚼筋活動の定量的測定法を確立し、緊張型頭痛患者に応用することを目的として、健常な若年成人被験者に1Hzの下顎側方運動を一定時間(2.5分、5分、7.5分、10分)行わせてMR画像を撮像し、下顎側方運動を行う時間の増加に伴う各咀嚼筋のT2値の変化を確認した。各課題運動の間には40分間の安静を確保した。各被験者のMR画像の全スライス上で、両側咬筋、内側翼突筋、外側翼突筋の外形をトレースすることにより関心体積を設定し、各関心体積における平均T2値を算出した。その結果、左側方運動を「安静→2.5分→5分→7.5分→10分」の順番で行わせた場合(実験1)には、下顎運動時間の増加に伴うT2値の増加が観察され、特に右側(平衡側)の外側翼突筋で著明な増加が確認された。一方、右側方運動を「10分→7.5分→5分→2.5分→安静」の順番で行わせた場合(実験2)には、下顎運動時間の増加に伴うT2値の増加は左側方運動の場合と比較して明確でなく、筋間の差もあまり観察されなかった。実験1の結果ではT2値と運動量は相関しており、10分咀嚼後の各筋のT2値の増加量を運動量と考えると筋電図による過去の報告と一致していた。しかし、ガム咀嚼時と比較すると各筋のT2値の変化量は小さく、さらに実験2の結果では各筋におけるT2値の増加量は運動量と相関せず、各筋間の差も不明確であった。ガム咀嚼と比較して下顎側方運動は負荷が小さいためにT2値の変化が安定せず、ノイズや測定順序の影響を受けやすいと考えられる。下顎運動時の咀嚼筋活動測定にT2値の変化を利用するためには、負荷を適切に増大させる工夫が必要であると考えられる。今後も緊張型頭痛を含めた臨床的研究への応用に向けた更なる検証を行う予定である。口腔顔面痛には様々な要因が複雑に関連し、その発生機序には不明な点が多い。口腔顔面痛に含まれる緊張型頭痛やI型顎関節症に関しては、咀嚼筋障害との関連が示唆されており、顎運動における筋の過緊張がその原因の1つとして考えられているが、過剰な活動部位およびその活動量と疼痛との関連は明確ではない。本研究は、四肢や体幹の骨格筋活動測定に用いられている骨格筋機能的磁気共鳴画像(mfMRI)を用いて、咀嚼筋内部の活動様相を非侵襲的に測定解析し、口腔顔面痛における咀嚼筋障害と関連する疼痛の原因究明を目指すものである。平成18年度は、ガム咀嚼の前後における咬筋と外側翼突筋のT2値の変化を算出し、咀嚼筋活動の定量化に対するmfMRIの応用の可能性を検証することを目的として、健常成人男性にガムを任意の速度で左側偏咀嚼させ、その前後における頭部のMR画像を撮影した。各被験者のMR画像の全スライス上で、両側咬筋、外側翼突筋、下顎頭骨髄の外形をトレースすることにより関心体積を設定し、各関心体積における平均T2値を算出した。その結果、ガム咀嚼によって活動する筋の平均T2値に有意な変化が認められ、下顎頭骨髄の平均T2値にはほとんど変化が見られなかった。各咀嚼筋のT2値の変化量は、各咀嚼筋の活動量を反映していると考えられ、咀嚼筋活動測定に対して、mfMRIは十分応用可能であると思われる。平成19年度は、咀嚼時間の増加に伴う各咀嚼筋のT2値の変化を確認し、咀嚼筋活動定量化への応用を確立するとともに、筋内部の活動様相の解析を行う予定である。

実験1の結果ではT2値と運動量は相関しており、10分咀嚼後の各筋のT2値の増加量を運動量と考えると筋電図による過去の報告と一致していた。しかし、ガム咀嚼時と比較すると各筋のT2値の変化量は小さく、さらに実験2の結果では各筋におけるT2値の増加量は運動量と相関せず、各筋間の差も不明確であった。ガム咀嚼と比較して下顎側方運動は負荷が小さいためにT2値の変化が安定せず、ノイズや測定順序の影響を受けやすいと考えられる。下顎運動時の咀嚼筋活動測定にT2値の変化を利用するためには、負荷を適切に増大させる工夫が必要であると考えられる。今後も緊張型頭痛を含めた臨床的研究への応用に向けた更なる検証を行う予定である。
CD14によるショック制御法開発のための基礎的研究

1.ウサギおよびラットCD14 cDNAの分離・ウサギおよびラットのCD14(rabCD14およびratCD14)cDNAを分離し、全塩基配列を決定した。2.リコンビナントCD14(rCD14)の作成:マウス、ウサギおよびラットのrCD14の全長およびLPS結合部であることが予測される部(アミノ酸番号57-64)を含むアミノ酸番号1-71の領域を発現させた(1-71蛋白)。2.抗CD14抗体の作成:マウスCD14に対するポリクロン抗体(pAb)および単クロン抗体(mAb)を作成した。エピトープを異にする数種類のmAbを得た。rmC5-3はCD14のC末端部を、rmA4-2,rmF4-3,rmA12-10はmCD14の中央部を認識することがmCD14の合成ペプチドを用いたELISA法で判明した。3.mAbの機能活性:in vitroにおけるLPSによるMφのTNF-α産生に及ぼすmAbの効果はrmC5-3はTNF-α産生を強く亢進した。他のmAbは軽度ながら抑制した。pAbは抑制した。この様になおLPSの作用を強く阻止するmAbはなお得られておらず、mCD14,rabCD14およびratCD14の1-71蛋白による抗体作成を行っている。4.抗体のTNF抑制効果の検討:これらのin vivoにおけるTNF遊離やショックにおよぼす効果を検討した。その結果、pAbのF(ab')2はin vivoでもTNF-αの血清濃度を低下させることを明かにした。mAbのin vivoにおけるTNF-α遊離抑制効果はなおを明らかでなく、functionalなmAbを得た段階でESに対する効果を含めて結論を出したい。5.マウス可溶性mCD14(smCD14)の検討:ELISA法により正常およびLPS刺激に伴うSmCD14およびTNF-αおよびIL-1βの推移を検討し、変化の意義を考察した。6.Kupffer細胞(KC)および腹腔MφにおけるmCD14、CD18、TNF-α、IL-1βおよびIL-6の発現形式から見たmCD14の意義:肝臓および腹腔MφのmCD14およびサイトカインの発現を検討した。これによりLPSによるサイトカイン遊離は少数のmCD14分子でトリガーが引かれることおよび余剰のmCD14の発現の意義を考察した。7.mCD14とFcγRII/IIIとの関係:FcγRII/IIIがmCD14近傍に存在すること、またmCDを介するLPSシグナル伝達にFcγRII/IIIが関与する可能性を明らかにした。8.膜結合型および非結合型rCD14遺伝子導入マウス(M14MおよびM14S)の作成と解析:メタロチオネイン遺伝子上流配列をプロモーターとし、nativeおよびC末端を欠如したsmCD14を産生し得るmCD14遺伝子を組み込んだトランスジーンを用いてM14MおよびM14Sを作成した。M14Sでは末梢血smCD14値が高いことをウエスタン法やELISA法で明らかにした。さらに、M14SではLPS投与後の末梢血TNF-αおよびIL-1βが低値であることを観察した。しかし、LPS大量投与によるESに対する有意の効果はなお得られていない。9.mCD14ノックアウト(KO)マウスの作成:現在KOマウスを作成中である。pAbは抑制した。

6.Kupffer細胞(KC)および腹腔MφにおけるmCD14、CD18、TNF-α、IL-1βおよびIL-6の発現形式から見たmCD14の意義:肝臓および腹腔MφのmCD14およびサイトカインの発現を検討した。これによりLPSによるサイトカイン遊離は少数のmCD14分子でトリガーが引かれることおよび余剰のmCD14の発現の意義を考察した。7.mCD14とFcγRII/IIIとの関係:FcγRII/IIIがmCD14近傍に存在すること、またmCDを介するLPSシグナル伝達にFcγRII/IIIが関与する可能性を明らかにした。8.膜結合型および非結合型rCD14遺伝子導入マウス(M14MおよびM14S)の作成と解析:メタロチオネイン遺伝子上流配列をプロモーターとし、nativeおよびC末端を欠如したsmCD14を産生し得るmCD14遺伝子を組み込んだトランスジーンを用いてM14MおよびM14Sを作成した。M14Sでは末梢血smCD14値が高いことをウエスタン法やELISA法で明らかにした。さらに、M14SではLPS投与後の末梢血TNF-αおよびIL-1βが低値であることを観察した。しかし、LPS大量投与によるESに対する有意の効果はなお得られていない。9.mCD14ノックアウト(KO)マウスの作成:現在KOマウスを作成中である。1.ウサギCD14 cDNAの分離:すでに分離ずみのマウスのCD14 cDNAを用いてウサギのCD14 cDNAを分離し、塩基配列を決定した。2.リコンビナント(r)CD14の分離およびCD14ペプチド合成:これらのCD14 cDNAを用いてrCD14の大腸菌での発現を試みている。その中でマウスrCD14の作製に成功した。3.rCD14のTNF産生抑制効果のin vitro検討:2のrCD14およびペプチドを用いて種々のマクロファージ(Mphi)細胞株のLPSによるTNF産生におよぼす影響を検討したが、r蛋白のrefoldingの問題があり、まだ抑制を示す結果は得られていない。4.抗CD14抗体の作成とCD14のKupffer細胞(KC)における発現の検討:rCD14を用いて動物の系では国内外ではじめて抗マウスCD14の単クローン抗体(mAb)の作成に成功した。、このmAbとcDNAを用いてKCのCD14はLPS刺激により著しく発現増強し、常時強く発現し、LPS刺激では発現増強が軽度な腹腔Mphiとは際だった違いがあることを明らかにした。KCではmRNAの発現増加が蛋白の発現に先行して見られることから、貯蔵されたCD14の発現ではなく、積極的な生産が考えられた。この所見は体内におけるMphiの最大のプールであり、かつショックのさいの中枢的細胞であるMphi(KC)のショックにおけるLPSに対する反応性を考察するうえで重要な示唆を与えるものである。5.CD14遺伝子導入マウスの作成:メタロチオネイン(MT)、U2alphaグロブリンおよびサイトメガロウイルス(CM)のプロモーター領域を結合したnativeおよび変異マウスCD14を注入したF1マウス由来の卵から各々のトランスジェニックマウス(TG)を作成することに成功した。これまでMTプロモーター変異CD14遺伝子TGにおけるCD14発現解析を進めているが、亜鉛投与により肝、小腸、精巣で強く、心で弱く発現すること、脳、胸腺、脾、腎で全く発現がみられなかった。現在、MT、U2alphaおよびCM系TGの繁殖とホモ化を行っており、ショックの実験はこれからである。1.ウサギCD14 cDNAの分離解析:ウサギCD14 cDNAを分離し、全塩基配列を決定した。
肝細胞癌の発癌と進展に関与する遺伝子異常

肝細胞癌では高頻度に癌部でIGFBP-3の発現低下(82%)が認められた。IGFR3は肝癌において癌抑制遺伝子として機能しているものと考えられる。慢性肝疾患の持続する不規則な肝細胞増殖や肝組織の無制御な癌細胞増殖においてMAPKカスケードの活性がその分子機構に関与し、これに加えてゲノムのメチル化が、肝細胞癌発生と進展に深く関与することが考えられる。肝癌発癌と進展の過程において、遺伝子発現、遺伝子変異とメチル化状態の変化がどのような形で肝癌および肝硬変部で起きているかを明らかにする。1)B型及びC型肝硬変で共通して発現に変化のあらわれる遺伝子と、B型、C型に特異的に発現の変化のあらわれる遺伝子について遺伝子発現プロファイルを解析することにより、肝癌の発生に共通して重要な役割を持つ遺伝子のほか、感染ウィルス特異的に癌化に関与する遺伝子に関して検討した。B型肝硬変5例と肝癌症例5例、C型肝硬変5例と肝癌症例10例及び非B非C型肝硬変併発肝癌症例2例の、計10例の肝硬変と17例の肝癌組織について、Clontech社製の1176個のヒトcDNAをスポットしたマイクロアレイを用いて、同一症例の癌組織と非癌組織について個々の遺伝子発現量の変化を解析した。またHCCの各組織分化度別に共通して発現の変化する遺伝子を抽出・検討した。3)HBV陽性肝炎・肝硬変とHCV陽性陽性肝炎・肝硬変の遺伝子発現状態に差異のあることを明らかにした。islandの高メチル化をみとめた。この33%にIGFBP3の発現低下を認めた。すでにHCCの非癌部においてDNAの高メチル化状態が認められ、発癌の初期段階並びに癌の進展にも重要な役割を果たすと考えた。特に肝発癌の初期課程におけるIGFBP3の癌抑制遺伝子としての役割に注目している。
日本舞踊家初代吾妻徳穂アーカイブ作成のための調査研究

初代吾妻徳穂における舞踊活動のアーカイブ化を進める為、本年度は吾妻流事務所保有の資料整理とインタビュー、その他アヅマ・カブキの資料調査を行なっている。吾妻流事務所保有の資料整理は進行中であるが、資料の量が多いことと作業スペースが狭いこと、ファイルの破損で公演内容と資料の照らし合わせが必要なことから、この完成には多大な時間を要することが判明した。しかしこの整理を進めることで、初代徳穂のアーカイブの主軸となると考えている。そこに収集した資料を加えていくことで、より充実したアーカイブとなりえる。また本年度の研究成果として、米国によるアヅマ・カブキの資料調査が挙げられる。アヅマ・カブキとは、初代徳穂を中心とし舞踊家・演奏家と本格的なスタッフを同行した海外公演で、昭和29年と昭和30年の計2回開催された。昭和29年の第1回目は米国7都市、第2回目は米国欧州等47都市をまわっていた。現在アヅマ・カブキへの参加者は高齢化が進み、インタビューの依頼が困難な状況であったが、知人の紹介により、計2回のアヅマ・カブキに参加した故花柳若菜氏の自宅に保管されている資料を調査させていただけることになった。若菜氏の自宅は、米国ロサンゼルス州にある。そこで、吾妻流事務所にはないプログラムや、貴重な写真、また第1回に通訳兼出演者で参加した駒野栄美氏へのインタビューを行うことができた。この調査により、アヅマ・カブキ(特に第1回)について知ることができ、今後の調査の視野を広げることができた。本年度の計画は、資料調査と吾妻流事務所保有の資料整理、インタビューが中心であったが、アズマ・カブキの資料調査とインタビューが行えたことが今回最大の研究成果であったと言える。吾妻流事務所に保管の資料整理に関しては、量が多い上に作業スペースが狭いこと、綴ってあるファイルの破損が酷いことなど、当初の予定より時間を要することがわかった。今後も資料調査と資料整理を引き続き進めるが、アヅマ・カブキについても調査を続ける予定である。前回の米国調査では故花柳若菜邸での資料調査と駒野栄美氏にインタビューを行なったが、インタビューでは駒野氏の体力の都合調査の上時間が限られてしまった。従って、再度のインタビューを依頼したい。また、そこで判明した国内に存命のアヅマ・カブキ参加者へのインタビューを行う。また調査地については、故若菜氏邸の資料を目的に渡米したことから、ロサンゼルスのみであったが、第1回・第2回のアヅマ・カブキが訪れたブロードウェイをはじめ他の公演地も訪れ、資料収集と講演内容についての手がかりを探る。さらには、欧州公演の調査も進めたいため、イギリスをはじめとした数カ国の訪問も視野に入れている。国内調査については、吾妻流事務所の資料整理と並行して、初代徳穂の舞踊活動を年代順にアーカイブ化実現のために調査を進める。また資料に合わせて、国内の日本舞踊家や生前の初代徳穂について知る人物にインタビュー調査を依頼する。

また調査地については、故若菜氏邸の資料を目的に渡米したことから、ロサンゼルスのみであったが、第1回・第2回のアヅマ・カブキが訪れたブロードウェイをはじめ他の公演地も訪れ、資料収集と講演内容についての手がかりを探る。さらには、欧州公演の調査も進めたいため、イギリスをはじめとした数カ国の訪問も視野に入れている。国内調査については、吾妻流事務所の資料整理と並行して、初代徳穂の舞踊活動を年代順にアーカイブ化実現のために調査を進める。また資料に合わせて、国内の日本舞踊家や生前の初代徳穂について知る人物にインタビュー調査を依頼する。吾妻流事務所保有の資料整理に時間を要していることから、それに伴う事務用品代に差が出た。また、インタビューに伴う謝金は手続き等の問題から、実費で負担した。以上のことにより、差額が発生した。その差額は、国内調査での交通費、米国調査と欧州調査の出張費に当てる。欧州調査に伴い、翻訳機器の購入も考えている。
エネルギー代謝制御機構における転写因子KLF15の生理的意義の解明

(1)転写因子KLF15の肥満での発現変動遺伝的肥満モデルob/obマウスや高脂肪食給餌肥満モデルマウスにおいて、KLF15の発現が著明に抑制されることを見出した。(2)脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスの作出脂肪細胞特異的に発現する脂肪酸結合たんぱく(aP2)のプロモータを用いて、脂肪細胞特異的にKLF15を発現するトランスジェニックマウスを2ライン(Tg1およびTg3)作出した。2ラインとも他臓器にKLF15の発現は認めず、またTg1は内因性のKLF15と同等の発現を認め、Tg3は内因性のKLF15の約3倍の発現を認めた。(3)脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスと解析脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスであるTg1およびTg3とも、通常食飼育下では、脂肪量に差を認めず、耐糖能も野生型マウスと同等であった。しかし著明な低アディポネクチン血症を認め、KLF遺伝子によるアディポネクチン発現制御機構の存在が推定された。(4)高脂肪食餌育下脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスと解析脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスであるTg1およびTg3に高脂肪食を給餌したところ、野生型マウスに認められた肥満が著明に抑制され、良好な耐糖能を示した。(5)高脂肪食餌育下脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスと遺伝的肥満モデルob/obマウスとの交配KLF15を発現するob/obマウスを作出したところ、過食による肥満誘導をKLF15が抑制することを見出した。以上の結果より、KLF15は肥満を抑制する転写因子であることが判明した。(6)KLF15の抗肥満効果KLF15の標的遺伝子として、不飽和脂肪酸を合成する酵素SCD1をマイクロアレイ解析をより見出し、実際SCD1のプロモータ領域にKLF15が結合することを見出した。すなわちKLF15はSCD1の発現を介して脂肪酸合成を制御する転写因子であることが明らかとなった。1.脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスにおける肥満誘導抑制機序の解明脂肪細胞特異的に発現するFatty acid binding protein4(aP2)のプロモー5.4kbを用いて、内因性に発現するKLF15と同程度の発現が得られたLine1(Line1-Tgマウス)と内因性の約5倍量のKLF15を発現するLine3(Line3-Tgマウス)の二つのトランスジェニックマウスを作製した。Line1、Line3とも、高脂肪食を給餌やob/obやdb/dbなどの肥満モデルマウスとの交配において、KLF15発現依存性に肥満抵抗性を示すことが明らかとなった。またKLF15が肥満発症時のエネルギー代謝調節に重要な分子SCD-1の発現誘導に必須の遺伝子であることを明らかとした。2.脂肪組織特異的KLF15ノックアウト

マウスの作製KLF15遺伝子の第1エクソン両端に、LoxP配列を導入した変異KLF15遺伝子(KLF15floxアリル)を有するKLF15floxマウスの作製のために必要なターゲティングベクターを構築しえた。3.肥満発症時のKLF15の発現制御機構の解明作製した各種KLF15プロモーター領域のコンストラクトを脂肪細胞に導入し、肥満(細胞肥大化)に伴い制御を受けるプロモーター領域を同定した。さらにKLF15の発現調節にAMPキナーゼが重要な役割をもつことを明らかとした。4.Skp2の肥満形成における役割p27^<kipl>の発現を蛋白レベルで抑制するユビキチンリガーゼSkp2の欠損マウスでは、脂肪細胞数の減少がエネルギー過剰状態での生体の糖代謝悪化や肥満形成に抑制的に作用することを明らかとした。さらには、Skp2が膵β細胞の増殖において、細胞周制御分子の発現を制御する必須の分子であることを明らかとした(J Biol Chem.2007)。1.転写因子KLF15の肥満での発現変動遺伝的肥満モデルob/obマウスや高脂防食給餌肥満モデルマウスにおいて、KLF15の発現が著明に抑制されることを見出した。2.脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスの作出脂肪細胞特異的に発現する脂肪酸結合たんぱく(aP2)のプロモータを用いて、脂肪細胞特異的にKLF15を発現するトランスジェニツクマウスを2ライン(Tg1およびTg3)作出した。2ラインとも他臓器にKLF15の発現は認めず、またTg1は内因性のKLF15と同等の発現を認め, Tg3は内因性のKLF15の約3倍の発現を認めた。3.脂肪細胞特異的KLF15トランヌジェックマウスと解析脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスであるTg1およびTg3とも、通常食飼育下では、脂肪量に差を認めず、耐糖能も野生型マウスと同等であった。しかし著明な低アディポネクチン血症を認め、KLF遺伝子によるアディポネクチン発現制御機構の存在が推定された。4.高脂肪食飼育下脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスと解析脂肪細胞特異的KLF15トランスジェニックマウスであるTg1およびTg3に高脂肪食を給餌したところ、野生型マウスに認められた肥満が著明に抑制され、良好な耐糖能を示した。5.高脂肪食飼育下脂肪細胞特異的KLF15トランスジエニックマウスと遺伝的肥満モデルob/obマウスとの交配KLF15を発現するob/obマウスを作出したところ、過食による肥満誘導をKLF15が抑制することを見出した。以上の結果より、KLF15は肥満を抑制する転写因子であることが判明した。6.KLF15の抗肥満効果KLF15の標的遺伝子として、不飽和脂肪酸を合成する酵素SCD1をマイクロアレイ解析により見出し、実際SCD1のプロモータ領域にKLF15が結合することを見出した。すなわちKLF15はSCD1の発現を介して脂肪酸合成を制御する転写因子であることが明らかとなった。
ヌクレオソーム高次構造とダイナミクスの解析によるクロマチン潜在能の解明

クロマチンは、ヌクレオソームを基盤構造としてさまざまな結合因子群が会合した超分子複合体である。ヒストンバリアント、ヒストン修飾、ヒストンシャペロン、ヌクレオソームリモデラーなどのエピゲノム情報の変化によって、ヌクレオソーム構造が変動することで、さまざまな状態のクロマチン構造が形成される。本研究では、このヌクレオソームの多様な高次構造と動的性質を明らかにすることにより、遺伝子発現を制御する「クロマチンポテンシャル」の基盤原理を解明することを目指している。本年度は、昨年度開始した以下の項目1ー4の研究を開始した。(項目1)リンカーヒストンにより構築されるヌクレオソーム高次構造の解明:リンカーヒストンH1とヌクレオソームとの相互作用を解明するために、H1-ヌクレオソームの複合体の調製法の検討を行った。また、新規に同定しているアミノ酸配列が保存されていない機能ホモログに関しても、ヌクレオソームとの複合体の調製法の検討を行い、クライオ電子顕微鏡解析での構造解析条件の検討も行った。(項目2)ヘテロクロマチンの基盤となるヌクレオソーム高次構造の解明:ヘテロクロマチン領域の局在因子の1つであるリンカーヒストンH1が結合したHP1-ジヌクレオソーム-H1複合体の調製法の検討を行った。(項目3)遺伝子発現制御領域に形成されるヌクレオソーム高次構造の解明:特定のヒストンバリアントやヒストン修飾などを含むヌクレオソームの再構成を行い、それらの構造および構造的性質の解析を行った。また、転写制御に重要なパイオニア転写因子群などと結合したヌクレオソーム複合体の調製法の検討を行った。(項目4)ヌクレオソーム高次構造と転写制御能の相関関係の解析:再構成ヌクレオソームを用いた試験管内での転写反応系を用いて、転写伸長複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡法によって行った。本年度は、計画している4項目全てにおいて、当初の計画以上の進展が見られた。(項目1)「リンカーヒストンにより構築されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、リンカーヒストン-ヌクレオソーム複合体の調製法の検討を行う過程で、新規に同定しているアミノ酸配列が保存されていないリンカーヒストンの機能ホモログとヌクレオソームとの複合体の調製に成功した。そして、クライオ電子顕微鏡解析での構造解析条件の検討を行うことで、その立体構造の概要を得ることに成功した。(項目2)「ヘテロクロマチンの基盤となるヌクレオソーム高次構造の解明」では、ヘテロクロマチン領域の局在因子の1つであるリンカーヒストンH1が結合したHP1-ジヌクレオソーム-H1複合体のクライオ電子顕微鏡像を得ることに成功した。(項目3)「遺伝子発現制御領域に形成されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、ヒストンバリアントの1つであるCENP-Aの中心領域(CENP-A Targeting Domain: CATD)を含むヌクレオソームにおいて、CATDが同一ヌクレオソーム内のヒストンH4のN末テール領域の構造に変動を与えることを明らかにした。また、ヒストンH2A.Zおよびヒストンメチル化を含むヌクレオソームの構造的性質の解析を行い、それらのヌクレオソーム構造への影響を明らかにした。(項目4)「ヌクレオソーム高次構造と転写制御能の相関関係の解析」では、再構成ヌクレオソームを用いた試験管内での転写反応系を用いて、転写伸長中のRNA polymerase IIとヌクレオソームとの複合体群、および転写伸長中のRNA polymerase II、ヌクレオソーム、転写伸長因子群との複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡法によって解明した。計画している4項目において、順調に進展しているため、計画通りに研究を推進する。特に、(項目1)「リンカーヒストンにより構築されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、世界的な競争が激しいリンカーヒストン-ヌクレオソーム複合体の解析に加えて、独自性の高い新規に同定しているリンカーヒストンの機能ホモログとヌクレオソームとの複合体の解析に注力することで研究を効率よく推進するように努める。(項目2)「ヘテロクロマチンの基盤となるヌクレオソーム高次構造の解明」では、リンカーヒストンH1が結合したHP1-ジヌクレオソーム-H1複合体のクライオ電子顕微鏡像の高分解能化を目指し、さらなるサンプル調製法の改善と画像取得法の改善を図る。(項目3)「遺伝子発現制御領域に形成されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、遺伝子発現領域のヌクレオソームに結合するパイオニア転写因子群とヌクレオソームとの複合体の解析を中心に進める。(項目4)「ヌクレオソーム高次構造と転写制御能の相関関係の解析」では、ヒストンバリアント、ヒストン修飾、非コードRNAなどによる転写反応への影響を、生化学的および構造生物学的な手法により解析する。

(項目1)リンカーヒストンにより構築されるヌクレオソーム高次構造の解明:リンカーヒストンH1とヌクレオソームとの相互作用を解明するために、H1-ヌクレオソームの複合体の調製法の検討を行った。また、新規に同定しているアミノ酸配列が保存されていない機能ホモログに関しても、ヌクレオソームとの複合体の調製法の検討を行い、クライオ電子顕微鏡解析での構造解析条件の検討も行った。(項目2)ヘテロクロマチンの基盤となるヌクレオソーム高次構造の解明:ヘテロクロマチン領域の局在因子の1つであるリンカーヒストンH1が結合したHP1-ジヌクレオソーム-H1複合体の調製法の検討を行った。(項目3)遺伝子発現制御領域に形成されるヌクレオソーム高次構造の解明:特定のヒストンバリアントやヒストン修飾などを含むヌクレオソームの再構成を行い、それらの構造および構造的性質の解析を行った。また、転写制御に重要なパイオニア転写因子群などと結合したヌクレオソーム複合体の調製法の検討を行った。(項目4)ヌクレオソーム高次構造と転写制御能の相関関係の解析:再構成ヌクレオソームを用いた試験管内での転写反応系を用いて、転写伸長複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡法によって行った。本年度は、計画している4項目全てにおいて、当初の計画以上の進展が見られた。(項目1)「リンカーヒストンにより構築されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、リンカーヒストン-ヌクレオソーム複合体の調製法の検討を行う過程で、新規に同定しているアミノ酸配列が保存されていないリンカーヒストンの機能ホモログとヌクレオソームとの複合体の調製に成功した。そして、クライオ電子顕微鏡解析での構造解析条件の検討を行うことで、その立体構造の概要を得ることに成功した。(項目2)「ヘテロクロマチンの基盤となるヌクレオソーム高次構造の解明」では、ヘテロクロマチン領域の局在因子の1つであるリンカーヒストンH1が結合したHP1-ジヌクレオソーム-H1複合体のクライオ電子顕微鏡像を得ることに成功した。(項目3)「遺伝子発現制御領域に形成されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、ヒストンバリアントの1つであるCENP-Aの中心領域(CENP-A Targeting Domain: CATD)を含むヌクレオソームにおいて、CATDが同一ヌクレオソーム内のヒストンH4のN末テール領域の構造に変動を与えることを明らかにした。また、ヒストンH2A.Zおよびヒストンメチル化を含むヌクレオソームの構造的性質の解析を行い、それらのヌクレオソーム構造への影響を明らかにした。(項目4)「ヌクレオソーム高次構造と転写制御能の相関関係の解析」では、再構成ヌクレオソームを用いた試験管内での転写反応系を用いて、転写伸長中のRNA polymerase IIとヌクレオソームとの複合体群、および転写伸長中のRNA polymerase II、ヌクレオソーム、転写伸長因子群との複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡法によって解明した。計画している4項目において、順調に進展しているため、計画通りに研究を推進する。特に、(項目1)「リンカーヒストンにより構築されるヌクレオソーム高次構造の解明」では、世界的な競争が激しいリンカーヒストン-ヌクレオソーム複合体の解析に加えて、独自性の高い新規に同定しているリンカーヒストンの機能ホモログとヌクレオソームとの複合体の解析に注力することで研究を効率よく推進するように努める。
グリア細胞への迅速な直接誘導法を用いたヒト神経疾患モデルの作成

本年度は投稿論文のリバイス実験を行った。具体的には、1成体マウス線維芽細胞を用いた直接誘導の検討、2ヒト誘導アストロサイト(iA細胞)の機能解析、および3薬剤誘導性ベクターを用いたヒトiA細胞の誘導を目的として実験を行った。1においては、成体マウス線維芽細胞を用い、これまでに同定していたアストロサイト誘導因子(AIF)である、AIF1, AIF2, AIF3を導入したところ、AIF1単独もしくは3因子によりアストロサイトマーカーであるGFAP陽性の細胞が得られた。また、2においては、ウェスタンブロットおよび放射性同位体標識グルタミン酸を用いることにより、ヒトiA細胞が各種アストロサイトマーカーを発現する機能的アストロサイトであることが明らかになった。3では薬剤誘導性発現ベクターを用いることにより、ヒトiA細胞の誘導は不可逆的な現象であることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、神経疾患において、異常アストロサイトによる細胞非自律的な作用が病態形成の一因になっていることが明らかとなっており、疾患研究および創薬研究には、アストロサイトを用いた疾患モデルの作出および疾患解析が急務である。本研究では、ヒトアストロサイトの迅速な調製を目指した直接誘導法の開発および誘導アストロサイト(iA細胞)を用いた疾患モデルの作出を目的とした。これまでの検討から、アストロサイト誘導因子(AIF)である、AIF1, AIF2, AIF3をヒト皮膚由来線維芽細胞に導入することにより、アストロサイトマーカーであるGFAP陽性細胞(iA細胞)の誘導が可能であることが明らかとなっている。今年度は、ヒトiA細胞がヒト初代培養アストロサイトに類似した遺伝子発現様式を示すこと、および神経成熟促進作用を有する機能的アストロサイトであることを見いだした。さらに、FACSを用いたヒトiA細胞純化法を見いだすことができた。また、ヒトiPS細胞および神経幹細胞(lt-NES)にAIF1-3を導入することにより、迅速かつ高効率でiA細胞を誘導可能であることを見出した。次に、GFAP遺伝子の変異が原因となる、アレクサンダー病(ALX)の試験管内疾患モデル作出を試みた。モデル作出にあたり、細胞の遺伝的背景の相違による影響を排除するために、ヒトlt-NES細胞に対し、CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集を行った。対照細胞および変異導入細胞からiA細胞へ誘導したところ、GFAP遺伝子に変異を有するiA細胞において、低分子量熱ショックタンパク質であるαB-Crystallin陽性細胞数が有意に増加すること、およびGFAPタンパク質が細胞内において凝集体を形成することを見いだした。これらの結果から、iA細胞を用いることにより、アストロサイト関連疾患の表現型を再現可能であると考えられた。ヒト線維芽細胞由来iA細胞の遺伝子発現および機能性について検討することができ、iA細胞純化のための方法を見出した。また、線維芽細胞以外の細胞種からも同様の手法によりiA細胞の誘導が可能であり、試験管内疾患モデルの作出もおこなうことができた。来年度は、ALX病以外のアストロサイト関連疾患の試験管内モデル作出について検討を行う。また、作出した試験管内モデルに神経細胞も採用し、グリア細胞の神経細胞に対する細胞非自律的な作用について検討を行う。これらの検討と並行し、iA細胞への誘導効率を規定する細胞内のバリア機構の解析を行う。
土壌消毒剤の深層部ガス拡散解析と多点注入式深層土壌消毒機の研究開発

薬剤使用の軽減と深層部までの有効な土壌消毒法を明らかにするため,線虫の垂直生息密度分布の測定を行うとともに,従来の歩行牽引型土壌消毒機とトラクタマウント型土壌消毒機(一段注入式)並びに二段注入式深層用土壌消毒機(試作機)による薬剤の深層濃度分布特性と深層部までの線虫防除効果について検討を行った結果、以下の事が明らかになった。1.線虫の垂直生息密度分布各試験圃場とも有機物の多量の施用と深耕によって,深層部までの土壌環境が良くなっているため,一般の畑地(作土層2025cm)に比べて深層部(2550cm)までの線虫生息密度がかなり高まり,深層消毒の必要性がある。2.土壌消毒剤の垂直濃度分布DDは消毒7日後において,一段注入消毒法,二段注入消毒法ともに深さ50cmまで線虫防除に有効な10ppm以上のガス濃度が検出されたが,下層部から表層部にかけて急激なガス濃度の減少が見られた。一段注入法と二段注入法を比較すると,二段注入法の垂直ガス濃度分布が深層部までやや高く,薬剤使用量の軽減が期待される。3.線虫防除効果砂質土壌における消毒7日後の線虫減少率は一段注入法、二段注入法ともに上層部:98100%,下層部:98100%を示し,ほとんどの成虫が死滅した。しかし,消毒30日後は上層部:3077%,下層部:3088%と線虫密度の回復がみられ,A,B,E圃場では消毒前よりも線虫の増加が一部見られた。このことは現在の土壌消毒法が幼虫,成虫には効果的であるが,線虫卵への効果は薄いことを示しており,今後防除法の検討が必要である。4.一段注入法と二段注入法の間に明確な差は認められず,消毒後にビニール被覆を30日間行った消毒法と土壌水分の多いクロボク土での二段注入法が長期的な防除効果が認められた。今後,ガスの地表面から深層部までの均一な拡散と持続的な封入方法を検討し,消毒7日以降に孵化する線虫の防除を考えていく必要がある。薬剤使用の軽減と深層部までの有効な土壌消毒法を明らかにするため,従来の歩行索引型土壌消毒機とトラクタマウント型土壌消毒機(一段注入式)並びに試作した二段注入式深層用土壌消毒機による深層部の線虫防除効果と薬剤の深層濃度分布について比較検討を行った。その結果以下のことが明らかになった。1.線虫の垂直生態密度分布は有機物,堆肥の施用と深耕によって,深層部までの生息環境が良くなっているため,深層部(2550cm)までの線虫生息密度がかなり高まり,深層消毒の必要性が裏付けられた。2.土壌消毒剤DDの垂直濃度分布は,消毒7日後において,一段注入消毒法,二段注入消毒法ともに深さ50cmまで線虫防除に有効な10ppm以上のガス濃度が検出されたが,表層部010cmにかけて急激な濃度の減少が見られた。一段注入法と二段注入法を比較すると,二段注入法の垂直ガス濃度分布が深層部までやや均一性が見られ,薬剤使用量の軽減が期待された。

3.線虫防除効果は消毒7日後において一段注入法と二段注入法ともに上層部線虫減少率98100%,下層部線虫減少率98100%を示し,ほとんどの成虫が死滅した。しかし,消毒30日後には上層部:3077%,下層部:3088%と線虫密度の回復がみられ,圃場によっては消毒前よりも線虫の増加が一部見られた。このことは現在の土壌消毒が幼虫,成虫には効果的であるが,線虫卵への効果は薄いことを示すものであり今後消毒方法の再検討が必要であることが明らかになった。4.今回の試験では一段注入法と二段注入法の防除効果に明確な差は認められず,消毒後にビニール被覆を30日間行った消毒法と土壌水分の多いクロボク土での二段注入法が長期的な防除効果が認められた。薬剤使用の軽減と深層部までの有効な土壌消毒法を明らかにするため,線虫の垂直生息密度分布の測定を行うとともに,従来の歩行牽引型土壌消毒機とトラクタマウント型土壌消毒機(一段注入式)並びに二段注入式深層用土壌消毒機(試作機)による薬剤の深層濃度分布特性と深層部までの線虫防除効果について検討を行った結果、以下の事が明らかになった。1.線虫の垂直生息密度分布各試験圃場とも有機物の多量の施用と深耕によって,深層部までの土壌環境が良くなっているため,一般の畑地(作土層2025cm)に比べて深層部(2550cm)までの線虫生息密度がかなり高まり,深層消毒の必要性がある。2.土壌消毒剤の垂直濃度分布DDは消毒7日後において,一段注入消毒法,二段注入消毒法ともに深さ50cmまで線虫防除に有効な10ppm以上のガス濃度が検出されたが,下層部から表層部にかけて急激なガス濃度の減少が見られた。一段注入法と二段注入法を比較すると,二段注入法の垂直ガス濃度分布が深層部までやや高く,薬剤使用量の軽減が期待される。3.線虫防除効果砂質土壌における消毒7日後の線虫減少率は一段注入法、二段注入法ともに上層部:98100%,下層部:98100%を示し,ほとんどの成虫が死滅した。しかし,消毒30日後は上層部:3077%,下層部:3088%と線虫密度の回復がみられ,A,B,E圃場では消毒前よりも線虫の増加が一部見られた。このことは現在の土壌消毒法が幼虫,成虫には効果的であるが,線虫卵への効果は薄いことを示しており,今後防除法の検討が必要である。4.一段注入法と二段注入法の間に明確な差は認められず,消毒後にビニール被覆を30日間行った消毒法と土壌水分の多いクロボク土での二段注入法が長期的な防除効果が認められた。今後,ガスの地表面から深層部までの均一な拡散と持続的な封入方法を検討し,消毒7日以降に孵化する線虫の防除を考えていく必要がある。
アルミナセラミックス中の粒界拡散メカニズムの原子論的研究

高温構造用アルミナセラミックスのクリープ変形はしばしば粒界拡散に律速されるため、粒界拡散に対する添加物の効果を調査することは、実際の高温力学特性を理解・制御する上でも非常に重要であると考えられる。そこで本研究では、無添加およびYを添加した二通りのΣ13双晶粒界セルを構築し、酸素イオンの空孔形成エネルギーおよび移動エネルギーの第一原理計算を行い、両者の比較を行った。形成エネルギーに関しては、Yを固溶させた粒界コア領域において、無添加に比べむしろ空孔の形成エネルギーは低くなるサイトも存在し、空孔の濃度はYの存在に影響を受けないか、あるいは上昇する可能性が示唆された。Y2O3粒内における空孔形成エネルギーが、アルミナ粒内よりも大幅に低くなることを考慮すると、粒界においてY周辺の結合環境がY2O3に近い状態に変化していることが予想される。さらに空孔形成のサイトによるばらつきがYの添加により小さくなり、空孔が形成されやすい領域が無添加に比べ粒界面のごく近傍のみに限定されている。一方移動エネルギーは、Yが添加されることで大きくなることがわかった。これは過去双結晶を用いた酸素拡散実験により予想されている、Yの偏析により拡散の活性化エネルギーが増大するという傾向と一致している。すなわち本結果から、Yの偏析によるアルミナ酸素粒界拡散の抑制効果は、酸素空孔が周辺のYと会合することで、そのモビリティーが低下することに起因していると考えられる。添加物による材料特性のコントロールは実材料においても最も一般的かつ重要な手法であり、今後アルミナに関するより合理的な材料設計指針を構築するためにも、本研究で得られたような添加元素の原子・電子レベルの効果に関する知見は工業的にも価値が高いと考えられる。・アルミナセラミックスに関して、a軸を回転軸とする三つのモデル粒界(Σ11、Σ13、Σ37)を作製し、各粒界の安定構造探索および、粒界近傍における空孔形成エネルギーに関する第一原理計算を行った。また同粒界に関して長時間の古典分子動力学シミュレーションを行い、有効酸素拡散経路の探索を行った。その結果三つの粒界全てにおいて、粒内に比べ酸素空孔エネルギーは低くなる、すなわち空孔が形成されやすくなることがわかった。また粒界の整合性の指標となるΣ値が大きくなるほど粒内との差が大きくなることがわかったが、これは整合性が低いほど粒界近傍に存在する原子の結合環境(配位欠損の有無・(粒内中における)安定結合長からのずれなど)が、粒内と大きく異なってくることに起因することがわかった。一方分子動力学シミュレーションにより、粒界において酸素空孔は、粒界コアわずか数原子層領域において支配的に拡散することがわかった。その拡散経路は第一原理計算による移動エネルギー障壁の計算結果の結果、エネルギー的に有利と予測されたものと完全に一致した。このように、実験的手法のみでは定性的に解釈できない、原子一個単位の拡散というダイナミックな現象に関してにも定量的に精緻に解析できるのが、理論計算によるアプローチの強みであると言える。理論計算により示唆された知見を元に効率的に実験計画を立てることが非常に重要である。各理論計算の遂行に先立って、従来の計算機クラスタの見直し、計算コード(VASP)のコンパイル条件最適化、および高機能PCクラスタの購入・構築(Xeon、Core-i7を含む)を行った。・市販のアルミナ単結晶を熱拡散接合し、無添加及びイットリウムを添加したΣ13粒界を作製し、その原子構造を走査透過型電子顕微鏡により観察した。観察された原子構造、またイットリウムの優先偏析サイトも、理論計算の結果と一致した。
環境負荷の少ない物流システム構築のための条件

現在日本企業は低成長経済時代に適合した企業体質へ構造転換することが求められている。その中で有力な方策の一つは、原材料調達から、生産、流通、販売までをサプライチェーンとみなし、あらゆる段階の在庫を減らし、全体を同期化することによって、消費者ニーズに即応していく体制を築くことであろう。ところが、このシステムが普及していく段階で、物流が小口化、多頻度化し、貨物車交通量が増加したため、交通渋滞、交通公害が激化するという外部不経済が発生した。そこで本研究では、欧州各国での環境政策をめぐる議論をレビュウすることを通じて、物流システムの社会経済効果を総合的に評価する枠組(効率性評価枠組)と、主体別の影響を評価する枠組(公平性評価枠組)構築する。次に、考えられる施策とその効果を記した複数のシナリオを作成し、効果の将来予測と重要度を尋ねるインタビュー調査を実施し、今後必要であり、かつ受容される物流施策を明らかにした。平成10年度は重点的に文献サーベイを行うとともに、国際的な物流統計資料を駆使し、国際比較を行った。また、先進事例に関しヒアリング調査を行った。平成11年度は10年度に引き続きヒアリング調査を実施するとともに、物流システムの効率性評価枠組、公平性評価枠組を構築し、望ましい物流施策のあり方に関しシナリオを作成し、主要当事者である行政(運輸、交通インフラ各担当)、物流業者、生産者、卸・小売業者などに、効果の予測と重要度を尋ねるインタビュー調査を実施し、今後必要であり、かつ受容される物流施策を明らかにした。1.欧州各国の環境政策、都市物流政策をめぐる議論をレビュウし、物流システムの社会経済効果を総合的に評価する枠組(効率性評価枠組)と、主体別の影響を評価する枠組(公平性評価枠組)の構築を試みた。2.その過程で、炭素税の理論的位置づけ、各国での導入状況を取りまとめ、「炭素税による地球環境の保全」を、雑誌「公園緑地」に発表した。同論文では炭素税が外部不経済を内部化するピグー税理論に依拠していること、しかし外部不経済の計測が困難なため、実際には汚染の目標削減水準などを外生的に与え、税率が設定されていることを指摘し、燃料に課せられている複数の税の調整が必要なことを明らかにした。3.さらに、「共同配送」「トラックの積載率にもとづく都心部流入規制」の事例をケーススタディとして都市物流政策の有効性を検討し、「欧州におけるシティロジスティクスの動向」を、雑誌「道路交通経済」に発表した。特に「積載率にもとづく規制」は1998年9月、10月にそれぞれコペンハーゲン、アムステルダムで導入された新しいタイプの政策である。同論文は先進事例の紹介にとどまるものだが、さらに分析を進め、我が国の都市物流政策への含意を吟味して行く予定である。

平成11年度は10年度に引き続きヒアリング調査を実施するとともに、物流システムの効率性評価枠組、公平性評価枠組を構築し、望ましい物流施策のあり方に関しシナリオを作成し、主要当事者である行政(運輸、交通インフラ各担当)、物流業者、生産者、卸・小売業者などに、効果の予測と重要度を尋ねるインタビュー調査を実施し、今後必要であり、かつ受容される物流施策を明らかにした。
アルミニウムとエルビムを共添加した二酸化チタンからの異常発光現象

光通信に用いられている石英系光ファイバーは、1.5μmの波長においてその損失が最も少ない。このため、波長が1.5μm近傍の発光材料の開発が急務である。本研究の目的は、エルビウム(Er)とアルミニウム(Al)を共添加したルチル(TiO_2)からの異常発光のメカニズムを解明し、ルチル系の新しい発光材料の量子材料設計を行うことにある。平成19年度の研究成果は、以下の通りである。1.2B属元素(Zn)添加による1.5μm帯の発光強度の増大昨年度の研究では、フォトルミネッセンス(PL)強度は、3mol%Er-TiO_2に比べて8mo1%A1-3mol%Er-TiO_2では約18倍、14mo1%Ga-3mol%Er-TiO_2では約23倍に増大した。このような異常発光現象は、8mo1%Zn-3mol%Er-TiO_2でも見られ、Ga添加材に匹敵するPL強度が観測された。一方、8mol%Cu-3mol%Er-TiO_2では、そのような現象は見られず、発光スペクトルは3mol%Er-TiO_2とほほ同じでPL強度も弱かったこのような添加元素による違いは、Al、Ga、Znはルチル(TiO_2)相中のTiと置換するのに対して、Cuは置換しないことが考えられる。共添加材の発光は、Erを固溶したルチル(TiO_2)相からのものであることが分かった。2.Erを固溶したルチル(TiO_2)相の中の発光の局所構造モデルの作成電荷補償の観点から、Erイオン周りの局所構造モデルを作成した。すなわち、+3価のErはTiO_2中の侵入型位置に入り、6個の酸化物イオンで囲まれている。添加元素(+3価のGa、A1や+2価のZn)は、Er近傍にある+4価のTiと置換して、電荷のバランスをとっている。例えば、Ga、Alの場合、Er近傍に3個が配置している。3.蛍光EXAFSによるエルビウム近傍の局所構造の決定4.エルビウム(Er)の4f電子の多重項エネルギーの計算侵入型モデルを用いて、相対論DV-ME法によって、多重項エネルギーの計算を行った。平成18年度の研究成果は、以下の通りである。1.1.5μm帯の発光強度が最大となる最適組成の決定最適組成は、8mol%Al-3mol%Er-TiO_2であり、このときフォトルミネッセンス(PL)強度は、3mol%Er-TiO_2に比べて約18倍も増加した。アルミニウム(Al)と同じ3B属の元素であるガリウム(Ga)の場合、14mol%Al-3mol%Er-TiO_2が最適組成であり、PL強度は約23倍になった。このように異常発光現象が確認された。2.最適組成材のミクロ組織の観察と発光スペクトルの測定8mol%Al-3mol%Er-TiO_2には、Erを固溶したルチル(TiO_2)相以外に、Er_2Ti_2O_7とEr_3Al_5O_<12>の2つの化合物相が共存していた。それぞれの化合物を合成し、そのPLスペクトルを測定した。その結果、共添加材の発光は、これら化合物からではなく、Erを固溶したルチル(TiO_2)相からのものであることが分かった。3.Erを固溶したルチル(TiO_2)相の中の発光の局所構造モデルの作成電荷補償の観点から、Erイオン周りの局所構造モデルを作成した。現在、平面波基底擬ポテンシャル法を用いて、モデルの構造最適化を行っている。4.エルビウム(Er)の4f電子の多重項エネルギーの計算相対論DV-ME法による吸収スペクトルの理論計算に着手した。一方、8mol%Cu-3mol%Er-TiO_2では、そのような現象は見られず、発光スペクトルは3mol%Er-TiO_2とほほ同じでPL強度も弱かったこのような添加元素による違いは、Al、Ga、Znはルチル(TiO_2)