hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
門脈血代謝産物一斉解析による非アルコール性脂肪性肝炎と肝小胞体ストレスの関係解明

昨年度までにおいて、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)モデルマウスの門脈血では糖・脂質が高いにもかかわらず7種類の遊離アミノ酸が有意に低く、これらのアミノ酸特にL-Methionine (L-Met)とL-Tyrosine (L-Tyr)を加えることで脂肪滴低減効果があることをin vitroで見出した。本年度は、L-Met, L-Tyrの肝細胞に与える影響を更に解析するために、細胞内小胞体ストレスマーカーおよび脂質輸送関連蛋白(ApoB100, MTTP)の発現を解析した。L-Met, L-Tyr欠損培地では肝細胞内にGRP78およびATF4の発現を認め小胞体ストレスが誘導されていることが明らかとなった。これに伴い肝細胞から放出されるVLDLは数は増加しているもののサイズが小型化していることも明らかとなった。また共免疫沈降法によりApoB100に結合しているMTTPが増加していることが明らかとなった。これらの結果はL-Met, L-Tyrの欠乏によりVLDLの成熟化および細胞内輸送が抑制されていることを示唆している。動物実験では高脂肪・L-Met, L-Tyr非含有食餌を与えたマウスでは、肝機能障害を起こすとともに肝細胞脂肪変性、肝細胞風船様腫大をきたしNAFLDの肝病理像に極めて類似した組織像を呈することが明らかとなった。これに伴い、細胞実験結果と一致して肝細胞の小胞体ストレスマーカーGRP78の発現亢進を認めた。これまでと同様な手法を用いて、脂肪肝モデルマウスob/obマウスの門脈血と類似した無血清培地(PBM-ob)を作成し、PBM, PBM-ob下で肝細胞の脂肪滴の誘導、小胞体ストレスを比較する。また、研究計画書の予定通り実際のNAFLD/NASH患者の末梢血アミノ酸分析DATAとの比較も行う。in vitroで遊離アミノ酸の脂肪滴退縮改善効果のメカニズムを明らかにする。マウスを用いた動物実験でin vivoにおける候補アミノ酸の脂肪肝改善効果を検討する。すでにアミノ酸改変食餌を購入済みであり速やかにできると考る。NAFLD患者の肝生検組織と末梢血中遊離アミノ酸プロファイルのデーターベースも更に充実させる。次年度使用額、は10000円未満であり、ほぼ予定通りの使用であった。購入試薬を定価より低価格で購入できたため、わずかに残高が生じてしまった。次年度使用額は10000円未満であり、ほぼ予定通りの使用であった。次年度の研究資金に合わせて計画書通り使用する予定。
全診療報酬情報を用いた糖尿病診療の時空間疫学分析

本研究の目的は、日本の糖尿病診療の現状を可視化し、最終的に糖尿病治療法と予後の関係を明らかにすることである。研究代表者は、まずレセプト情報・特定健診等情報データベース(NDB)を用いて、糖尿病薬処方患者を抽出する方法を明確に規定した。その後、NDBを用いた糖尿病の記述疫学・分析疫学研究の基盤を構築した。さらに、所属する公衆衛生学講座と糖尿病学講座のそれぞれの研究者らと連携して、薬剤(糖尿病薬、降圧薬、利尿薬、脂質異常症薬、抗血小板薬、抗凝固薬、ステロイドなどをクラスごと、薬剤ごとに)、診療行為(血糖、細小血管障害、大血管障害に関連するもの)、病名(糖尿病、糖尿病合併症、がん、(類)天疱瘡、膵炎、肺炎、肥満、骨折、精神疾患、歯科疾患などに関連するもの)に関する糖尿病患者を対象とした粗集計を性年齢階級別、(患者ごとに最も多く受診した)受診医療機関所在地の市町村別に実施した。糖尿病診療の現状(薬剤処方、診療行為算定、病名付与の状況)を性年齢階級別・市町村別に可視化した。今年度の本研究の成果として、NDBを用いて糖尿病患者における疾病の疫学特性(発症頻度、分布、関連情報)を人、場所、時間別に詳しく正確に観察し、記述する素地が整い、実際に検査項目や加算、糖尿病治療薬の処方に関する集計結果を公表することができた。糖尿病は医療計画に記載すべき5疾病の1つであり、本研究の基盤技術や研究成果は糖尿病に対する有効な対策樹立に必須である。糖尿病研究センター、東京歯科大学など外部の研究者とも、NDBが医学の発展に貢献すべく、積極的な意見交換を行い、必要に応じて本研究成果の基盤技術の提供を実施している。引き続きNDBを用いた記述疫学、分析疫学研究に必要な基盤構築を実施していくとともに、NDBを用いた疫学研究の成果を発信していく。(1)糖尿病患者数(病型、地域分布)(平成30年4月9月):糖尿病患者数集計をより精緻化し、本研究で扱う糖尿病患者の抽出方法を明確に規定する。さらに治療法や加算、病名などから、日本で初めてとなる1型糖尿病・2型糖尿病患者数の全数集計を実施、性年齢階級別・都道府県別・市町村別の頻度と分布を明らかにする。(2)糖尿病治療の状況(平成30年9月平成31年3月):検査項目や加算、糖尿病治療薬の処方に関する頻度や分布を集計する。たとえば、認知症患者や透析患者の治療の現状など、性年齢階級、都道府県、併存疾患に応じた治療内容の違い(statics)及び治療の変化の違い(dynamics)について分析する。(3)コホートの構築(平成31年4月平成32年3月):性年齢階級、都道府県、医療保険の種類、糖尿病治療薬の処方状況、アウトカムの指標(全入院・低血糖、医療費、がん、透析など)を統計ソフトで分析可能な状態に加工する。約770万人の大規模コホート、表形式で2億行程度の個人別、医療機関受診別のデータに加工することを想定している。(4)コホート研究(平成32年4月平成34年3月):統計ソフトを用いて時間的空間的な広がりも鑑みてモデル化する。最終的に、糖尿病治療薬の種類と低血糖による入院の関係や糖尿病治療薬の種類と医療費の関係を明らかにする。上記の研究計画に従い、(1)、(2)の順で予定通り進展した。2018年度(初年度)の成果として、NDBを利用した糖尿病の疫学研究の基盤が整い、糖尿病患者に関するさまざまな単純集計が可能となった。NDBを用いた記述疫学研究、分析疫学研究を行う基盤技術を構築する。今後はNDBを用いた大規模糖尿病患者コホート構築に向けた基盤を整える。2019年度はNDBを用いた糖尿病コホートを統計ソフトで分析可能な状態に加工していく。また、コホート化により可能になった、各種アウトカムの発生率、死亡率について、学会発表、論文化等を通じて公表していく。2020年度、2021年度に関しては、20182019年度に構築した環境を用いて、記述疫学研究・分析疫学研究を実施し、成果を公表していく予定である。本研究により得られた知見や基盤技術はNDBを用いた研究全般に応用可能なものも多い。NDBから生まれたさまざまな疾患に関係するエビデンスを世界に発信していけるよう、知見を集積、公表していく。

糖尿病診療の現状(薬剤処方、診療行為算定、病名付与の状況)を性年齢階級別・市町村別に可視化した。今年度の本研究の成果として、NDBを用いて糖尿病患者における疾病の疫学特性(発症頻度、分布、関連情報)を人、場所、時間別に詳しく正確に観察し、記述する素地が整い、実際に検査項目や加算、糖尿病治療薬の処方に関する集計結果を公表することができた。糖尿病は医療計画に記載すべき5疾病の1つであり、本研究の基盤技術や研究成果は糖尿病に対する有効な対策樹立に必須である。糖尿病研究センター、東京歯科大学など外部の研究者とも、NDBが医学の発展に貢献すべく、積極的な意見交換を行い、必要に応じて本研究成果の基盤技術の提供を実施している。引き続きNDBを用いた記述疫学、分析疫学研究に必要な基盤構築を実施していくとともに、NDBを用いた疫学研究の成果を発信していく。(1)糖尿病患者数(病型、地域分布)(平成30年4月9月):糖尿病患者数集計をより精緻化し、本研究で扱う糖尿病患者の抽出方法を明確に規定する。さらに治療法や加算、病名などから、日本で初めてとなる1型糖尿病・2型糖尿病患者数の全数集計を実施、性年齢階級別・都道府県別・市町村別の頻度と分布を明らかにする。(2)糖尿病治療の状況(平成30年9月平成31年3月):検査項目や加算、糖尿病治療薬の処方に関する頻度や分布を集計する。たとえば、認知症患者や透析患者の治療の現状など、性年齢階級、都道府県、併存疾患に応じた治療内容の違い(statics)及び治療の変化の違い(dynamics)について分析する。(3)コホートの構築(平成31年4月平成32年3月):性年齢階級、都道府県、医療保険の種類、糖尿病治療薬の処方状況、アウトカムの指標(全入院・低血糖、医療費、がん、透析など)を統計ソフトで分析可能な状態に加工する。約770万人の大規模コホート、表形式で2億行程度の個人別、医療機関受診別のデータに加工することを想定している。(4)コホート研究(平成32年4月平成34年3月):統計ソフトを用いて時間的空間的な広がりも鑑みてモデル化する。最終的に、糖尿病治療薬の種類と低血糖による入院の関係や糖尿病治療薬の種類と医療費の関係を明らかにする。上記の研究計画に従い、(1)、(2)の順で予定通り進展した。2018年度(初年度)の成果として、NDBを利用した糖尿病の疫学研究の基盤が整い、糖尿病患者に関するさまざまな単純集計が可能となった。NDBを用いた記述疫学研究、分析疫学研究を行う基盤技術を構築する。今後はNDBを用いた大規模糖尿病患者コホート構築に向けた基盤を整える。2019年度はNDBを用いた糖尿病コホートを統計ソフトで分析可能な状態に加工していく。また、コホート化により可能になった、各種アウトカムの発生率、死亡率について、学会発表、論文化等を通じて公表していく。2020年度、2021年度に関しては、20182019年度に構築した環境を用いて、記述疫学研究・分析疫学研究を実施し、成果を公表していく予定である。本研究により得られた知見や基盤技術はNDBを用いた研究全般に応用可能なものも多い。NDBから生まれたさまざまな疾患に関係するエビデンスを世界に発信していけるよう、知見を集積、公表していく。当初計画よりも進展があったため、NDBを用いた過去最大規模のコホート化処理を平成30年度から開始することとした。それに伴い、平成32年度に購入予定であった糖尿病・疫学・データベースに関する書籍や外付けハードディスク、統計ソフトおよび平成33年度に購入予定であった糖尿病・疫学・データベースに関する書籍や外付けハードディスクを年度末に購入する予定とした。
データ圧縮が発見する結び目理論の新定理

ミルナー不変量は,絡み目の分類を与える重要な概念であるが,計算が困難であるため他の不変量解析と比較して研究が進んでいない.本研究は,アルゴリズムによって絡み目の理論やその周辺領域を発展させる解析ツールを提供し,学術上の新発見を支援する.本研究では,データを少しずつ読み込みながらデータを圧縮することで省スペースで圧縮が可能なオンライン文法圧縮を応用して,これまでは計算できなかった深さの展開式まで実行可能なミルナー不変量解析ツールを開発し,専門家のコミュニティに提供した.本研究は、アルゴリズムの計算力によって数学の新定理を発見することを目指す。ミルナー不変量は,位相幾何学における結び目の構造を推定するための強力な道具である。しかし、単純にこれを求めようとすると、たとえ計算機を用いても莫大な時間を要するため、これまでのミルナー不変量の計算はごく単純なものに限定されている。本研究は、データ圧縮の理論によって計算可能な領域を指数関数的に拡大し、これまでは不可能であった複雑な結び目不変量を求めることを可能にする。そして、開発した不変量解析の処理系を世界に公開し、数学とアルゴリズムの共同作業によって現在は不可知の領域に存在する新知識の発見を目指す。以上が研究期間内に目指す目標である。これまでに、研究代表者、研究分担者および研究室の博士課程の学生の共同作業によって、簡単なミルナー不変量を自動計算するプログラムを開発した。このプログラムは海外の数学者に配布され、彼らのレビューを受けて昨日拡張を続けている。今後は本格的な知識発見に向けて国内外で研究打ち合わせを行い、問題設定と実験を続けていく。本研究は,アルゴリズムの計算力によって数学の新定理を発見することを目指す.ミルナー不変量は,位相幾何学における結び目の構造を推定するための強力な道具である.しかし,単純にこれを求めようとすると,たとえ計算機を用いても莫大な時間を要するため,これまでのミルナー不変量の計算はごく単純なものに限定されている.本研究は,データ圧縮の理論によって計算可能な領域を指数関数的に拡大し,これまでは不可能であった複雑な結び目不変量を求めることを可能にする.そして,開発した不変量解析の処理系を世界に公開し,数学とアルゴリズムの共同作業によって,現在は不可知の領域に存在する新知識の発見を目指す.このような目的に対して,本年度は,入力データをすべてメモリに格納しなくても,データを圧縮しながら目的のデータ構造を構築するオンライン索引アルゴリズムを構築した.これによって,非常に大規模なデータに対して索引を構築し,データの中身を高速に検索することが可能となった.これまでミルナー不変量解析には大量のメモリーが必要であったが,本研究によって入力データではなく出力サイズすなわち圧縮サイズに比例した領域でさまざまな検索が可能となった.これによってデータをすべて展開せずとも所望のデータのみに直接アクセスが可能となり,大量の不変量解析に応用できるようになり,これまでは解析できなかった領域を探索することで新しい知見を得ることが期待できる.本研究は,アルゴリズムの計算力によって数学の新定理を発見することを目指す.ミルナー不変量は,位相幾何学における結び目の構造を推定するための強力な道具である.しかし,単純にこれを求めようとすると,たとえ計算機を用いても莫大な時間を要するため,これまでのミルナー不変量の計算はごく単純なものに限定されている.本研究は,データ圧縮の理論によって計算可能な領域を指数関数的に拡大し,これまでは不可能であった複雑な結び目不変量を求めることを可能にする.そして,開発した不変量解析の処理系を世界に公開し,数学とアルゴリズムの共同作業によって,現在は不可知の領域に存在する新知識の発見を目指す.これまでの研究によって,ミルナー不変量を計算するアルゴリズムが,研究代表者らの進める文法圧縮と非常に関連が深いことがわかっており,関連研究の技術を適用することで時間および領域計算量を削減してより大規模な不変量同士の比較が可能であるとの予測がなされていた.そこで本研究では,データを少しずつ読み込みながら圧縮を行うストリームデータ圧縮をミルナー不変量の計算に応用し,これまでの素朴な計算方法との比較を行った.不変量の計算のうち,展開の深さは全体の計算時間に最も影響を与えるパラメータであるが,本研究で提案した手法は,素朴な手法では不可能であった深さが15を超えるところまで実用的な時間で計算できることが示された.これをさらに大規模化・一般化することによってこれまでは知られていなかった不変量に関する新しい知見が得られるものと期待できる.ミルナー不変量は,絡み目の分類を与える重要な概念であるが,計算が困難であるため他の不変量解析と比較して研究が進んでいない.本研究は,アルゴリズムによって絡み目の理論やその周辺領域を発展させる解析ツールを提供し,学術上の新発見を支援する.本研究では,データを少しずつ読み込みながらデータを圧縮することで省スペースで圧縮が可能なオンライン文法圧縮を応用して,これまでは計算できなかった深さの展開式まで実行可能なミルナー不変量解析ツールを開発し,専門家のコミュニティに提供した.これまでの研究で簡単なミルナー不変量を計算するプログラムは完成している。しかし、このプログラムを、計算機やプログラミングに全く習熟していない数学者が使おうとする場合、かなりの時間をかけて訓練を受けなくてはならない。現在のところ、全くの初心者でも使えるようなユーザインターフェースを備えていないため、初年度はこの部分の整備が必要であったが、研究メンバーにはユーザインターフェースの専門家がいないため、この部分の開発が遅れている。

また、研究者が自由に描いた結び目の絵をそのままデータとして取り込む機能も語句簡単なものを実装しているが、結び目の絵から情報を取り込む部分と、不変量を計算する部分のプログラムが連動していないため、やはり初心者が最終的な結果を得ることが難しくなっている。これらの基本機能の充実が研究の深化のために必要である。最終年度は,このアルゴリズムを一般に広く公開し,結び目理論だけではなく様々な分野での応用も目指し,ユーザーフレンドリーなインターフェースを開発する.データ圧縮初年度は、ユーザインターフェースの部分の開発が遅れたため、次年度は実際に使う側の研究者と密接に議論することで、必要な機能を補強し、実際に使えるプログラムにしていく。また、現在のプログラムは、ある程度以上の複雑さを持っている結び目に対しては、途中計算のために必要な領域が爆発してしまうため、より複雑で重要な結び目の解析に利用できない。そこで次年度は、代表者らがこれまでに開発した簡潔データ構造の動的な更新のテクニックを駆使することで、省スペースの不変量計算を目指す。今年度中に発表予定の内容をまとめることが予想以上に時間が掛かってしまい、国際会議への投稿が遅れている。次年度使用額が生じたのは、旅費として計上していた金額よりも実際の航空券代が安価であったためである。次年度に成果発表するための旅費として使用する。次年度使用額は2万円に満たない金額であり、次年度の旅費と使用するので問題ない。
鑑賞教育プログラム作成のための児童の視覚イメージ力に関する研究

研究三年目に当たる本年度は、前年度の授業実践を受け、継続して視覚イメージ力についての実態調査を行った。また,調査校より許可をいただき,図画工作科担当の教諭とTTによる鑑賞領域の提案授業を行った。調査対象は、第2学年1クラス。1.視覚イメージ力についての実態調査,分析今回の調査では、前年度調査した第1学年の児童を対象に引き続き分析を進めた。第2学年に上がった児童の学年進行による言語運用能力、イメージ力の違いについて分析。今回調査したクラスは,昨年度とクラス内の構成員が若干違うため,昨年度の研究で確認されたクラス内の子ども同士の影響も見直して調査する必要性を確認した。また,鑑賞の視点を持たせるためのワークシート開発の必要性を確認した。2.鑑賞領域授業実践児童が絵を見てどのような言葉を発するのか,日常の言語運用能力について,担任の教諭より聞き取り調査をした。そして,その調査をもとに授業実践を行った。調査クラスにおいて、本を読み聞かせ,その感想画を描いてもらう。そこで,言葉の聞き取りによるイメージ力を確認。描画後,鑑賞領域の授業を指導。(目標:自分や友だちの作品の工夫に気づき,関心をもって作品を見ようとする。自分や友だちの作品のよさや美しさを感じ取る。)そこで,絵から受けたイメージを言葉に置きかえる力を確認。初発の感想だけでは,絵を見る視点が不十分であるので,ワークシートを準備し,児童に選択又は記述による記入をしてもらい,描画後の自分の作品、友だちの作品に対する感想を収集。3.授業プログラムの提案(鑑賞領域)授業実践によって得られた資料を分析した結果の小学校低学年における鑑賞領域授業のプログラムの再検討は,今後の継続課題となった。本年度は、研究開始年度として、その目的と方法を明確にするために必要な基礎資料となる文献の収集を中心に進めた。具体的には、イメージに関する基礎文献として、C・S・パースの記号論、サルトルのイマージュ論、ピアジェの発達理論、多田俊文の映像と認識に関する理論を整理した。さらに、子どもの「イメージの発達と表現の指導」の先駆的実践としてN・R・スミスの先行研究を確認した。基礎文献の整理によって、イメージにおける受動性と能動性、再生性と予期性の構造が明らかになった。また、子どもの絵とイメージの発達段階について、動作、しるし、要素、デザイン、シンボル、イメージ、隠喩というキーワードによる整理の必要性が明らかになった。さらに、感情表現に関わる最新文献として、F・ポヤトス著の「Nonverbal Communication across Disciplines」(2002)、Z・ケベセス著の「Metaphor and Emotion」(2000)、A・アサナシャドウ編の「Speking of Emotion」(1998)の翻訳を通して、視覚イメージ力についての理論の整理を行い、感情の概念化について文化的多様性を考慮する視点を得、深層レベルにおける個々人と環境のインタラクションを視野に入れる必要性が確認された。また、研究遂行にあたって小学校現場での美術教育の実態を把握するために、先進的な実践が行われている都心の造形教育研究会に参加し、子どものイメージ力という観点から授業観察を行った。この調査によって、イメージ力について調査を行う際の視点と授業構築の視点を確認することが出来た。すなわち、子ども同士の関係性、環境との関わり、メディアの視点である。研究二年目に当たる本年度は、研究開始年度の基礎調査を受け、視覚イメージ力についての実態調査を行った。先ず、実態調査を行うに当たり、受け入れ可能な調査校のピックアップを行った。そして、調査校より許可をいただき、図画工作科担当の教諭とTTによる研究授業を行った。調査対象は、第1学年1クラスと第2学年1クラス。1.予備調査・授業実践先ず、それぞれのクラスにおいて、調査校の年間指導計画で実施予定の1単元(1年生1時間、2年生2時間)ずつの授業を行い、子どもたちの発言、コミュニケーションの実態について把握。その後、日頃の言語運用能力について、担任より聞き取り調査。2.視覚イメージ力について実態調査・授業実践各クラスにおいて、題材「おはなしだいすき」(全6時間)の導入、展開部(4時間)を指導。(目標:お話を聞いたり、読んだりして思いをふくらませて、絵や立体に表そうとする。お話しの大好きな場面を見つけて、絵や立体など自分なりの方法で表す)児童の言葉の聞き取りによるイメージ力、読後の印象をラフスケッチにて収集。また、記述式による印象の確認資料を収集。制作過程における、発想段階から構想段階に至るイメージの変移を確認。描画後の作品、作品のコメント、感想を収集。3.視覚イメージ力についての分析今回の実態調査・授業実践では、同じ題材を第1学年と第2学年で実施し、学年進行の差による言語運用能力、イメージ力の差について分析。同時に、昨年度の基礎研究で確認された「子ども同士の関係性」による影響も考慮し、クラス内の子ども同士の影響も継続して調査する必要性を確認した。

今回調査したクラスは,昨年度とクラス内の構成員が若干違うため,昨年度の研究で確認されたクラス内の子ども同士の影響も見直して調査する必要性を確認した。また,鑑賞の視点を持たせるためのワークシート開発の必要性を確認した。2.鑑賞領域授業実践児童が絵を見てどのような言葉を発するのか,日常の言語運用能力について,担任の教諭より聞き取り調査をした。そして,その調査をもとに授業実践を行った。調査クラスにおいて、本を読み聞かせ,その感想画を描いてもらう。そこで,言葉の聞き取りによるイメージ力を確認。描画後,鑑賞領域の授業を指導。(目標:自分や友だちの作品の工夫に気づき,関心をもって作品を見ようとする。自分や友だちの作品のよさや美しさを感じ取る。)そこで,絵から受けたイメージを言葉に置きかえる力を確認。初発の感想だけでは,絵を見る視点が不十分であるので,ワークシートを準備し,児童に選択又は記述による記入をしてもらい,描画後の自分の作品、友だちの作品に対する感想を収集。3.授業プログラムの提案(鑑賞領域)授業実践によって得られた資料を分析した結果の小学校低学年における鑑賞領域授業のプログラムの再検討は,今後の継続課題となった。
高効率RNA化学合成法の開発とそれを利用した機能性RNAの人工創製

本課題の最終年度として、本年は咋年度までに開発を達成したRNAの高効率反応促進剤を用いて、アミダイト法の特長を活かし、実際に機能をもつ修飾RNAの合成を試みた。具体的な標的化合物としては、生物が体内に持つトランスファーRNAのアンチコドン部分に存在するN_4アセチルシチジンを含むRNA4量体および17量体を選んだ。本化合物の合成にあたり、既存の方法を用いて合成を達成できずにいたChow博士(Wayne State University,アメリカ)と共同研究を行うこととし、平成14年6月末より渡米し、同博士指導のもと実験にあたった。RNA4量体の合成は液相合成法に基づき、トリフルオロメタンスルホン酸N-フェニルイミダゾールを反応促進剤に用い、アリル保護ホスホロアミダイトとヌクレオシドを化学量論量使用して縮合反応を行った。3量体の合成までは予想通り反応が進行したが、4量体の合成の際には等量反応では目的物を定量的に得られることができなかったため、やむを得ずアミダイトおよび反応促進剤を過剰量用いて反応を行った。その後、得られた4量体の各保護基の脱保護を行ったのち精製をし、目的物を得ることに成功した。またRNA17量体の合成は、アリル保護ホスホロアミダイト法による固相合成法に基づいて行った。固相合成にあたり、N^4-アセチルシチジンは塩基に対して非常に不安定であるため、濃アンモニア水を用いて切り出しを行う、市販のサクシニルリンカーをもつ固相担体を使用することができない。したがって非常に穏和な条件で切り出しが可能なヒドロキノン-0,0'-二酢酸基をもつ固相担体の合成からまず行った。得られた固相担体を用いて固相合成機上で17量体の合成を行ったのち、アリル系保護基の除去、TBAFによるTBDMS基の除去および固相担体からの切り出し、精製を行った。現段階では得られた化合物の完全な同定には至っていないが、非常に近いうちにその構造および物性を確認できると考えている。
ONIOM法と超球面探索法を組み合わせた化学反応経路自動探索法の開発と応用

分子やクラスターの安定平衡構造(EQ)は、ポテンシャルエネルギー表面(PES)上のエネルギー極小点に相当する。また、化学反応の遷移状態(TS)はPES上の一次鞍点で近似することができ、EQ同士はTSを経由する反応経路で結ばれている。反応や構造といった化学の様々な問題は、PES上でEQとTSを系統的に求めることによって理論解析できる。申請者らは、非調和下方歪みを追跡することによって、反応経路の系統的な自動探索が可能であることを発見した。この原理に基づき、PES上の反応経路ネットワークを直接辿って次々とEQとTSを明らかにすることのできるGlobal Reaction Route Mapping(GRRM)法を考案し、それを搭載した化学反応経路自動探索プログラムを開発した。本年度は、諸熊らがONIOM法による構造最適化計算のために開発してきたMicroiteration法と、申請者らのGRRM法を組み合わせることで、巨大分子の反応中心に関する反応経路を選択的に自動探索することを可能にした。酵素などの巨大分子では、たとえ全体が数万の原子集団から構成されていたとしても、化学結合の組み替え自体は数原子もしくは十原子程度からなる反応中心の中で起こる。Microiteration法では、反応中心とそれ以外の座標を分割し、反応中心以外の座標は、全体のエネルギーができるだけ低くなるように反応中心の動きに追随させる。それにも関らず、この方法で得られるEQおよびTSは、全ての座標を扱った場合のものと完全に一致する。本研究では、このMicroiteration法とGRRM法とを組み合わせて、化学結合の組み替えに関与する反応中心の座標変化に対応する反応経路のみを選択的に自動探索することを可能にした。これにより、巨大な系において、重要な反応中心の周囲の反応経路のみを高速探索することが可能となった。分子やクラスターの安定構造(EQ)は、ポテンシャルエネルギー表面(PES)上のエネルギー極小点に相当する。反応や構造といった化学の様々な問題は、PES上でEQやTSを系統的に求めることによって理論解析できる。これまで、反応経路をEQからTSに向かって上る方法が存在しなかったが、申請者らは超球面探索法を開発してこれを可能にし、PES上の反応経路ネットワークを直接辿って次々とEQとTSを明らかにすることのできる化学反応経路自動探索プログラムを開発した。本研究では、本手法をより複雑な巨大系に応用するために、以下の二つの追加プログラムを開発した。(1)多くの理論解析では、低障壁の反応経路で結ばれた低エネルギー領域のPESが重要となる。そこで、探索範囲を障壁の高さとエネルギー値で限定する高速探索アルゴリズムを開発した。この高速探索法を、水素結合クラスターに応用し、これまでは簡便なモデルポテンシャルでしか議論できてこなかった有限温度でのクラスター構造に関して、信頼できる量子化学計算で解析できた。さらに、モデルポテンシャルでは記述が困難な、酸分子の水和クラスターについて、その構造を予測した。(2)信頼できるエネルギー計算を高速に行えるONIOM法と(1)の低エネルギー領域の高速探索アルゴリズムとを組み合わせることで、巨大な有機金属触媒への有機分子の吸着構造の系統的な自動探索が可能となった。さらに、触媒反応のTSを系統的に得る問題にも応用し、不斉触媒として広く用いられているBINAPの選択性を、量子化学計算に基づいて自動的に再現することができた。つまり、本手法を、新しく設計された触媒の機能を検証するツールとして利用できることが分かった。分子やクラスターの平衡構造(EQ)は、ポテンシャルエネルギー表面(PES)上のエネルギー極小点に相当する。これまで、反応経路をEQからTSに向かってPESを上る方法が存在しなかったが、申請者らは非調和下方歪みを追跡する超球面探索法を開発してこれを可能にし、PES上の反応経路ネットワークを直接辿って次々とEQとTSを明らかにすることのできる化学反応経路自動探索プログラムを開発した。本年度は、諸熊らのONIOM法と本手法を組み合わせることによって、巨大な触媒分子が関与する複雑な触媒反応の立体選択性を検討した。その結果、本手法によって反応の遷移状態を網羅的に系統探索し、実験の立体選択性を化学的な直感や経験に頼ることなく自動的に再現することが出来た。つまり、本手法によって、触媒の立体選択性を系統的に予測可能であることが分かった。また、光反応やイオン-分子反応といった分子の励起状態が関与する反応では、異なる状態のPES同士の最小エネルギー(円錐)交差点(MSX)が反応機構を論じる上で非常に重要になる。本研究では、本手法によってMSXの自動探索も可能であることを示した。今後、光反応やイオン-分子反応の機構に関する系統的な理論解析と自動的な理論予測を行う見通しを得た。

申請者らは、非調和下方歪みを追跡することによって、反応経路の系統的な自動探索が可能であることを発見した。この原理に基づき、PES上の反応経路ネットワークを直接辿って次々とEQとTSを明らかにすることのできるGlobal Reaction Route Mapping(GRRM)法を考案し、それを搭載した化学反応経路自動探索プログラムを開発した。本年度は、諸熊らがONIOM法による構造最適化計算のために開発してきたMicroiteration法と、申請者らのGRRM法を組み合わせることで、巨大分子の反応中心に関する反応経路を選択的に自動探索することを可能にした。酵素などの巨大分子では、たとえ全体が数万の原子集団から構成されていたとしても、化学結合の組み替え自体は数原子もしくは十原子程度からなる反応中心の中で起こる。Microiteration法では、反応中心とそれ以外の座標を分割し、反応中心以外の座標は、全体のエネルギーができるだけ低くなるように反応中心の動きに追随させる。それにも関らず、この方法で得られるEQおよびTSは、全ての座標を扱った場合のものと完全に一致する。本研究では、このMicroiteration法とGRRM法とを組み合わせて、化学結合の組み替えに関与する反応中心の座標変化に対応する反応経路のみを選択的に自動探索することを可能にした。これにより、巨大な系において、重要な反応中心の周囲の反応経路のみを高速探索することが可能となった。
マウス養育中枢に発現する神経ペプチドが養育行動の各要素に果たす役割の遺伝学的解析

オキシトシンとバソプレシンおよびその受容体は養育行動を含む哺乳類の多くの社会行動の制御に重要であると考えられている。これらの分子の役割についての知見を得るため本研究で作成した4遺伝子破壊マウスの養育行動は、ほぼ正常であった。このことは養育行動においてこれらの分子が種間及び異なる環境間で大きく異なる作用を持ち、本研究で検討したC57BL/6マウス系統の養育行動には必須とはいえないことを示唆している。児童虐待やネグレクトなどの不適切養育の理解・予防のためには、まず正常な養育行動を司る神経メカニズムを明らかにしなければならない。そこで我々は、哺乳や仔の安全を守るといった基本的な養育行動が哺乳類進化において保存されていることに着目し、マウスモデル系を用い、養育行動の神経メカニズムの解析を行っている。これまでの研究で、脳内養育行動中枢は視床下部内側視索前野(MPOA)にある前交連核(ACN)に存在すると考えられた。また、ACN及びその近傍にはオキシトシン、サイトロトピン放出ホルモン(TRH)の産生ニューロン及びバソプレシンの神経線維の存在が確認されている。本スタートアップ研究の目的は、これらの神経ペプチドの発現と養育行動との関連について調べることである。これらの3つの神経ペプチドは発生の起源が同じであること、それらのレセプターは全て7回膜貫通型のタンパクであることから、冗長的機能を持つ可能性が考えられる。この可能性について検討するために、平成21年度はこれらの神経ペプチドのレセプターまたはリガンドの各ノックアウト(KO)マウスを交配させることで、ダブルKOマウス系統を作成し、その養育行動について調べた。その結果、C57BL6/J系統の未交尾メスではオキシトシンレセプター(OTR)×TRHのダブルKOマウスで仔の連れ戻し行動の開始がやや遅くなる傾向が確認された。またC57BL6/Jと129/sVの交雑系統の未交尾メスではOTR×バソプレシンレセプター(AVPR)1b及びAVPR1a×AVPR1bの2種類の交配グループで仔を喰殺する個体が多く観察された。しかしながら、これらの全てのKOマウスにおいて、出産後の養育行動にはKOマウスと野生型との間で顕著な差は確認できていない。現在これらの各KOマウスを交配させトリプルKOの作成を試みている。神経ペプチドのオキシトシン及びバソプレシンは哺乳類の養育行動制御において最も重要な分子の一つであると考えられている。マウスの脳内養育行動中枢である視床下部内側視索前野(MPOA)にある前交連核(ACN)近傍には神経内分泌細胞であるオキシトシン、サイトロトピン放出ホルモン(TRH)の産生ニューロン及びバソプレシンの神経線維の存在が確認されている。本研究では、これらの神経ペプチドの発現とメスの養育行動との関連について調べることを目的とした。特にこれらの3つの神経ペプチドが養育行動の発現において冗長的機能を持つ可能性に着目し、これらの神経ペプチドのレセプターまたはリガンドの各ノックアウト(KO)マウスを交配させ、最大で4種の遺伝子を破壊したKOマウスを作製し、その養育行動について調べた。その結果、未経産メス及び産後メスのいずれも養育行動の開始時間、養育行動を行った時間、仔にまたがり保温もしくは授乳していた時間、仔を舐めていた時間、巣作りをしていた時間、巣の状態について全ての遺伝子型間で有意な差は検出できなかった。オキシトシンとバソプレシンは養育行動を含む哺乳類の多くの社会行動の制御に重要であることが示唆されてきた。しかしながら、本研究ではオキシトシンとの相同分子であり機能に冗長性の示唆されるバソプレシンの機能を破壊してもマウスの養育行動に影響を与えなかった。このことは養育行動においてこれらの分子が種間及び異なる環境間で大きく異なる作用を持つ、もしくは養育行動の中でも非常に限定的な状況にのみ作用することを示唆している。
一般細菌・抗酸菌・真菌の網羅的菌叢解析による下気道感染症の病態の解明

肺などの下気道における細菌叢は従来無菌と考えられていたが、健常人でも細菌叢が存在することや、慢性閉塞性肺疾患などの各種呼吸器疾患における細菌叢と各疾患の病態や増悪における知見が集積されている。本研究では、遺伝子学的手法を用いて、それらの病態・進展・増悪に焦点を当て、一般細菌、抗酸菌、真菌の各種菌叢の経時的な変化を網羅的に解析し、菌叢が与える影響を解明する。
クリックケミストリーを活用した自己複製・増幅能を有するナノバイオシステムの創製

本研究で提案する、従来にはない人工核酸を活用した自己複製・増幅システムを検討する場合、二官能性モノマーを用いた機能性分子やオリゴマー合成における本質的副反応である"自己反応によるポリマーや環状化合物生成"を抑制する必要がある。本研究では、我々が報告してきたモノマーにおいてさえ高い塩基配列認識性とテンプレート鎖への結合特性を有するペプチドリボ核酸(PRNA)やペプチド核酸(PNA)モノマーの活用している。具体的には1.アジド基を有するヌクレオシド誘導体を用いた自己複製系の構築、2.アジド基とアセチレン基を両末端に有する新規ペプチドリボ核酸・ペプチド核酸系での自己複製・増幅反応の検討、3.天然DNA/RNA類似構造を有する自己複製・増幅系の構築、の3項目を論理的にかつ効率的に推進する。本年度は、まずターゲット鎖に対して高い認識性・結合特性を有し、モノマーの自己会合・自己反応を抑制する低モノマー濃度条件下でも反応進行が期待される、ヌクレオシドの5'位にアジド基を導入した新規PRNAモノマーの設計・合成を検討した。テンプレート鎖に相補的なPRNAオリゴマーの一塩基として、アセチレンを有するモノマーを導入し、主鎖にアセチレン部を有するクリックケミストリー適用オリゴマーの設計・合成を検討した。当初モノマー構造としては5'位にアジド基を、3'位にエチニル基の導入を検討した。しかし、このモノマーと相補的テンプレート鎖間ではほとんど相互作用が観測されなかった。この結果を踏まえ、ペプチド主鎖を用い、側鎖にエチニル基を導入した新規モノマー系を設計・合成を検討した。この系では相補的テンプレートとの相互作用が観測されることが明らかとなった。アジド基を有するヌクレオシド誘導体を用いた自己複製系の構築今年度は、申請者らが設計・合成し、モノマーにおいてさえ高い塩基配列認識性とテンプレート鎖への結合特性を有するペプチドリボ核酸(PRNA)やペプチド核酸(PNA)モノマーを活用する自己複製系について検討するため、5'位にアジド基を導入したリボヌクレオシド誘導体の合成と、側鎖α位にアルキン部位を導入したイソポリグルタミン鎖を骨格とするアミノ酸誘導体の合成を検討した。各種実験条件の検討ならびに最適化を行い、クリックケミストリーを活用した自己複製・増幅能を有するナノバイオシステム構築に供するモノマーならびに主鎖骨格合成法の確立に成功した。次にこのモノマーと側鎖にアルキン部位を有するアミノ酸誘導体を用いたクリック反応を用いたカップリング反応を検討した。モノマー濃度、銅触媒量、添加剤の種類・濃度を種々検討する事により、カップリング反応の最適条件の決定に成功した。さらにPRNA11量体オリゴマーの中央部分にアルキン部位を側鎖に有するアミノ酸誘導体を組み込んだ12量体主鎖を合成し、このアルキン部位へのアジドモノマーの導入反応を検討した。種々の条件下におけるクリック反応を活用したカップリング反応を検討した結果、アジドモノマー高濃度条件下において効率よいカップリング反応の進行を確認する事が出来た。最後にアルキン部位を側鎖に有するアミノ酸誘導体を組み込んだPRNA12量体と、相補的塩基配列を有するPRNA12量体存在下でのアジドモノマーのカップリング反応を検討した結果、効率よく導入可能である事を支持する、初期的結果を得る事に成功した。
西洋近代諸国家における社会移動とヘゲモニ-の研究

英仏独近代諸国家における支配のあり方を文化ヘゲモニ-概念を用い検討したもの。権力機構を通しての支配の代りに、説教・儀礼・象徴・メリトクラシー・結社・教育・宗教・労働組合等の文化手段や装置がどう利用されたか、エリート文化と民衆運動の関係はどうかを問うた。3年間の研究と討議の結果、次のことが明らかになった。イギリスではチェンバーの宮廷内部の機能分化に伴いジェントリの上層から宮内次官補に進出する者が現われ、王の私事を儀礼として執行することから社会的地位の上昇を実現する。18世紀末にはジェントリと民衆の互酬的な均衡状態の中に中流階級が割り込むが、これ自体ジェントルマン文化を吸収する部分と独立事業家への分裂を起す。ジェントルマン・パタ-ナリズムも鉱山経営・労働対策でみる限り1880年代の労働者自治の封殺へ転じ、新自由主義的国家の関与を準備する。世紀転換期にはロンドン金融家層がジェントルマン文化を吸引し、このエリート集団が海外進出を通じて下位中流層・労働者上層を統合する。かくして第一次大戦までジェントルマン・イデアルは支配的文化理念として存続した。これに比しフランスでは革命前のアノブリも帝政貴族も、貴族とブルジョワを統合する混合ゾーンとはならなかった。ただし帝政貴族は長子相続原理に支えられ中欧の支配地域ではグ-ツヘルと並存したが、復古王政期にはメリトクラシーを更めて賞揚し先天的血統原理には反対した点で注目される。民衆の共和心性は聖職者からの長期間の遊離によって固められてゆくが、聖職者の出自・出身地域、トリエント教義への忠誠度、立憲僧の輩出地域などによる地域差がみられ、それは「二つのフランス」の対照をなす。結局、第三共和政に初めて民衆への「社会上昇の機会の提供」を意味する制度改革により中流ブルジョワのヘゲモニ-が確立する。ドイツではユンカーとブルジョジ-の間の一層複雑な関係に注目することができる。今年度は、各自の研究分野の個別発表をベースにしながら、総論に向けて提示しうるものを引出そうと努めた。4回延べ9人の発表をとおしてまずイギリス史では、「ジェントルマン資本主義」概念を提起したP.J.ケインの考え、すなわち工業による資本主義の興隆を否定し、究極的に金融資本主義に帰着する農・商・工業,金融が機能的に一体となったものが17世紀から1930年代にいたる同国資本主義の構造である。従ってジェントリ層はミドル・クラスの上層を加え込んで閉鎖性・安定性を保持した。との説が示された(秋田)。この問題は必然的にミドル・クラスの一体性(アイデンティティ)の存否いかんとかかわるが、P.アンダスン,W.D.ルビンスタインの中産階級失敗説に対し、ヴィクトリア中期における中産階級独自の「文明化」観。オリエンタリズムの出現を見ることができるとした(東田)。フランス史では、国家レベルのヘゲモニーと、ローカル・ヘゲモニーを媒介する農業金融(小農保護)政策や教育制度をめぐる共和派ブルジョワジーと保守派大地主のせめぎ合いに19世紀中・後期の社会の実相が見られるとした。(槙原)。またロベスピエールの最高存在崇拝と異質なクローツの世界共和国論、理性祭典にみる統合論の独自性が示唆され(柳原)、社会移動・官職上昇を内包したボナパルティズム概念等をめぐって議論が戦わされた(岡本著合評会)。ドイツ史ではプロイセン時代のユンカーと産業ブルジョワジーの社会的融合についての発表を得た(田中)。

ユダヤ・ドイツ人のキリスト教徒への同化をめぐるMマルクーゼのゾンバルト批判の過程が混合婚の完遂こそが反セム主義をなくすとの彼の結論と共に紹介された(長田)。今後は、社会移動の方にも重点を移し、ヘゲモニー概念を煮つめるとともに柔軟に適用できるか否かも論議したい。それとともに英仏独相互の間の比較対象にも本格的に進みたい。本年度は4回の研究会(うち1回はメンバー外講師を招いての研究会)を開き,ヘゲモニーと社会移動に関する国ぐにの間の比較に論及した。イギリス史ではチューダー朝絶対王権の君主儀礼をとおしていかに王権の宮廷ジェントリーにたいするヘゲモニーが発揮されたかを論理的図像的に示し、またヘンリー6世時期(中世末期)の王様がバスタード・フューダリズムによって貴族に及ぼしたヘゲモニーの考察がなされた(以上イギリス)。また1790年代後半の総裁政府末期にあって、共和派支持のブルジョワジーが独立でヘゲモニーを確立できず、ナポレオンの強力なリーダーシップに依存せざるを得なかった事情が明らかにされた。さらに19世紀中葉のフランス南部にグラムシーのヘゲモニー概念を適用し、ローカル世界での民衆への文化的ヘゲモニーが司祭から教師へ移動したことを示した発表がおこなわれた(以上フランス史)。ナチ・エリートの学校教育・社会教育の経験やその後の経歴から、エリート形成の論理的・現実的過程に照明があてられた(ドイツ史)。今後は,グラムシのヘゲモニー概念の適用しうる範囲を考究し論理的作業をみがくこと,英仏のみならず仏晋(仏独)間の比較も十分時間をとっておこなう必要がある。また社会移動についてはまだ言及者が少ないのでこの領域にも力を入れたい。また現代史のテクノクラットの問題を扱かい、ナチ・エリート層の社会的背景を考えるよすがとしたい。本年度は5回の研究会(広島5回、出雲1回)において12回の個別報告とその検討が行なわれた。また本年度は科研最後の年にあたっていることから、研究成果報告書を作成し、またこの成果を論集として出版することとし、そのための編集委員会の設置、出版社との打ち合わせ(ミネルヴァ書房)、文部省の出版助成金の申請などの活動を行なった。今年度の研究会においては、従来の個別報告に加えて、近代西欧、特にイギリス、フランス、ドイツにおける文化的ヘゲモニ-の比較検討を重点的に行なった。その結果、イギリスのヘゲモニ-は16世紀から少なくとも20世紀初頭の戦間期まで内的な変質はともないながらも、ジェントルマンのヘゲモニ-が貫徹していたことが諸報告において明らかとなった。これに対して、フランスでは革命期に伝統的なカトリック・ヘゲモニ-がくずれ、一方でその間に台頭してきたブルジョワジ-を中核とする共和主義勢力は、いずれもそれにとってかわるヘゲモニ-を確立することができず、フランスに一応の文化的ヘゲモニ-が確立されるのは、第3共和政期の到来を待たねばならなかった。このようにイギリスとフランスとでは文化的ヘゲモニ-の在り方に大きな違いがあることが明らかとなったが、ドイツの場合はさらに複雑な問題を抱えていた。すなわち長い間ドイツは領邦国家体制をとっており、また西部が工業地域・ブルジョワの台頭があったのに対して、東部は以前としてユンカー貴族の封建的な領有関係が残ってきた。
微生物機能を利用した内湾環境修復に関する研究

1.微生物機能を利用して,有機物で汚染された内湾の生物環境を改善するため,脱窒細菌,アンモニア酸化細菌および微細藻類からなる有用微生物系を構築して環境修復・窒素除去を試みた。2.固定化脱窒細菌Pseudomonas sp.Sc51株を用いて、調整したモデル廃水および終末処理場廃水からの窒素除去を試みた結果、廃水中の硝酸塩・亜硝酸塩は速やかに減少し,窒素除去速度は調製モデル廃水の場合90.8μmol/1/hr,終末処理場廃水の場合55μmol/1/hrであった。3.微弱光のもとで光合成能を有する微細藻類を酸素生産者として利用した。現場海水・底泥に微細藻類P-1株を添加した系では、藻類による酸素生産が底泥による酸素消費を上回った。現場海底を想定した微弱条件で,分離した微細藻類による酸素条件改善の可能性が示唆された。5.有用微生物の大量保存の方法を検討した結果,凍結乾燥処理によりかなりの細胞が死滅するものの,凍結乾燥細胞は-30°Cにて長期間生残した。また,細菌細胞は20%グリセリン中で-30°Cにて長期間生残した。しかし,低温保存の場合,細菌細胞は保存日数の経過とともに生菌数が低下した。6.微生物散布による現場環境改善試験の結果,有機物分解量は冬季で26.4g/m^2/日,夏季で81.1g/m^2/日となり,底泥表層における脱窒による窒素除去量は冬季で30.7mgN/m^2,夏季で59.4mgN/m^2/日となり,微生物による環境改善効果が認められた。1.富栄養化した底泥から窒素成分の除去により環境修復を試みるため、有効な微生物として脱窒細菌とアンモニア酸化細菌からなる系を構築した。内湾底泥に微生物を投与した場合,微生物の活動を有効に長期的に保持させるためには,微生物群を散逸させることなく担体に付着させた状態が必要である。このため、担体としてイソライトを用い、これに脱窒細菌とアンモニア酸化細菌を付着させ、内湾底泥中に散布して各細菌群がどの程度担体に保持されているかを調べた。イソライト1g(湿重量)あたりの脱窒細菌数は調製当初では10^7 cellsであり,現場内湾底泥で散布後1ケ月までは10^7 cellsのレベルを保持していたが,25ケ月後にも10^4 cellsのレベルであり,かなりの期間担体に保持されていることが明らかとなった。一方,アンモニア酸化細菌は調製当初10^2 cells/gであったが,散布1ケ月には10^010^1 cell/gのレベルにまで減少し,今後、アンモニア酸化細菌の担体保持の方策を検討する必要があった。2.有用微生物菌株を汚染された内湾環境の改善に利用するためには、大量の細菌を供給する必要があり,調製された有用菌株細胞の凍結保存あるいは凍結乾燥保存による生残について検討した。凍結保存では20%グリセリン液中で70日間凍結後でもほとんどの細胞が生残し、コロニー形成能有していた。また,凍結乾燥保存では分散媒として20%スキムミルク液を用いて凍結乾燥したとき、凍結乾燥細胞を70日間冷凍保存後でもかなりの細胞の生残が認められた。3.有用脱窒細菌のSc51株を固定化し、終末処理廃水や調製廃水からの硝酸態・亜硝酸態窒素の除去(脱窒)を調べた結果、かなりすみやかに水中の窒素成分を消滅させることができた。(日本水産学会秋季大会にて口頭発表、平成7年9月,京都大学,講演番号731)

1.担体付着微生物系の機能を円滑に発現させるため,酸素生産者としての微細藻類の選別を行い,弱光条件下で純酸素生産量の多い藻類株を内湾から分離し,利用のための若干の性質を調べた。(平成8年度日本水産学会秋季大会にて口頭発表,平成8年10月,九州大学,講演番号715)2.富栄養化した内湾底泥から窒素成分の除去により環境修復を試みるため,有用脱窒細菌C8-2株の脱窒活性を調べた。C8-2株の脱窒能は20°C付近で最大となり,30°Cでも活性は低下しなかった。また,10°Cでも最大値の約1216%の活性が残存していた。10^8cells/mlの細胞濃度のC8-2株は20°Cにて2.17μmol/L/hrの脱窒活性を有していた。脱窒細菌C8-2株細胞の脱窒速度が電子受容体として硝酸塩を種々の濃度条件下で使用して測定された。30°Cにて最大脱窒速度Vmaxは3.74μmol/L/hr,硝酸塩に対するKm値は40.0μmol/Lであった。3.現場底泥に脱窒細菌C8-2珠を散布するための現場小型モデル系を設定し,底泥のみの場合と担体に付着させたC8-2株を底泥に添加した場合の脱窒ポテンシャルを比較した。その結果,現場海底泥中には脱窒細菌がかなり存在していたため,泥のみのコントロールでも0・419μmol/L/hr程度の脱窒ポテンシャルを有していたが,C8-2株の添加により脱窒ポテンシャルの増強が認められ、C8-2株が10^5cells/mlのレベルで泥コントロールの2倍に,10^7cells/mlのレベルで泥コントロールの約3倍となった。4.固定化脱窒細菌を使用した実験では,終末処理廃水および調製廃水からの硝酸態・亜硝酸態窒素の減少速度(脱窒速度)を調べた結果,それぞれ56.2μmol/L/hrおよび91・1μmol/L/hrの脱窒速度で,速やかに水中の窒素成分を除去させることができた。(日本防菌防微学会第22回年次大会にて口頭発表,平成8年5月,東京,講演番号E19)1.固定化脱窒細菌Pseudomonas sp.Sc51株の脱窒活性は30°C付近,pH78付近にて最大であり,50°Cにおいても最大値の60%程度,pH6あるいは9においても最大値の85%程度の活性が認められた。また,固定化Sc51株細胞は2030°Cで、pH7でもっとも安定であった。2.現場底泥に脱窒細菌C8-2株を散布するための現場小型モデル系を設定した。底泥のみの場合とC8-2株付着担体を底泥に添加した場合の脱窒ポテンシャルを比較した結果,C8-2株の添加により脱窒ポテンシャルの増強がみられた。脱窒ポテンシャルはC8-2株10^5cells/mlのレベルの場合,泥コントロールの2倍に,10^7cells/mlのレベルの場合,泥コントロールの約3倍となった。3.微生物散布による現場環境改善試験の詰果,有傲物分解量は冬季で26.4g/m^2/日,夏季で81.1g/m^2/日となり,底泥表層における脱窒による窒素除去量は冬季で30.7mgN/m^2/日,夏季で59.4mgN/m^2/日となり,微生物による環境改善効果が認められた。5.微弱光のもとで光合成能を有する微細藻類を酸素生産者として利用した。現場海水・底泥に微細藻類P-1株を添加した系では,藻類による酸素生産が底泥による酸素消費を上回った。現場海底を想定した微弱条件で,分離した微細藻類による酸素条件改善の可能性が示唆された。