hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい作動媒体-吸収剤系を用いる吸収式ヒートポンプに関する研究

また,溶解度については測定結果を用いて,変曲点を境にして二つの温度範囲に分け,最小二乗法により実験式を作成した.3.熱的性質の測定1で決定した最適混合比における本系の熱的性質として種々の温度と濃度における比熱, 25°Cでの種々の濃度における混合熱の測定を行った.比熱については,測定結果を用いて温度と濃度の多項式でまとめた.混合熱については,測定結果を用いて温度と濃度の多項式でまとめた.混合熱については,微分稀釈熱及び微分溶解熱を測定し, Ri-dlich-Kister型の多項式で整理した.63年度は、62年度に引き続きメタノール-臭化リチウム-塩化亜鉛系の物理的性質(粘度、表面張力)を10.3wt%から66.0wt%の吸収剤濃度範囲で、283.15Kから353.15Kの温度範囲で測定を行った。また、62年度に測定した比熱、混合熱、溶解度、蒸気圧の実測値、実測値より作成した実験式、メタノールの液体と蒸気の比熱、純粋な固体の臭化リチウムと塩化亜鉛の比熱、メタノールの蒸発潜熱などを用いて、273.15Kにおける液体のメタノールのエンタルピーを418.4KJ・Kg^<-1>と定めて、本系のエンタルピー濃度線図を作成した。さらに、このエンタルピー濃度線図を用いて、本系を単効用型、二重効用型吸収式冷凍機や第一種、第二種単効用型吸収式ヒートポンプとしして用いた場合の理論上の性能及び動作特性を明らかにし、あわせて水-臭化リチウム系、メタノール-臭化リチウム系、R22ひく吸収剤系、アンモニア-水系などのそれとの比較検討も行い。次のような結果を得た。本系は他の系に比較して、かなり成績係数が良く、過熱温度や目的温度などの変動に対する成績係数への影響が小さく安定している系であるといえる。本系は作動媒体としてメタノールを用いているため、蒸発器温度と凝縮器温度を273.15K以下に設定することができることから、空調用のほかに冷凍用としての使用も考えられる。本系は空調用として用いた場合、太陽熱から得られる集熱温度のような低温熱源を利用して空冷化ができ、一方冷凍用として用いた場合でも空冷方式での運転が可能であり、さらに吸収式ヒートポンプとしても採用が考えられる。また、現在特定フロン類がオゾン層を破壊することから世界的な規制の対象になっており、本研究で取りあげた三成分系の構成物質から、本系は特定フロン類を用いる作動流体の代替物質として対応できる可能性が考えられる有望な系である。
ヒストン脱メチル化酵素Kdm2aによる精原幹細胞の分化制御機構の解明

哺乳動物の生殖細胞の発生過程において,ヒストンのエピジェネティックな修飾が著しく変動することが知られており、それらの修飾を調整する遺伝子を欠損させたマウスの多くが不妊の表現型を示すことから、生殖細胞の正常な発生においてエピジェネティックな修飾が極めて重要な役割を果たしていることが明らかである。我々はH3K36/H3K4の選択的脱メチル化酵素であるKdm2aの精子形成における機能を明らかにすることを目的として、生殖細胞特異的Kdm2a欠損(Kdm2a cKO)マウスを作成しその解析を行なった。その結果、性成熟期のKdm2a cKOマウスの精巣上体内にはほとんど精子が存在しないことを観察した。そこで、FACSを用いて精細胞の分化を詳細に解析したところ、Kdm2acKOマウスでは未分化精原細胞から分化型の精原細胞への移行が著しく阻害されることが明らかになった。さらに、Kdm2a cKOマウスから培養精原細胞株(Germline stem cells, GSC)を樹立し、マイクロアレイによってトランスクリプトームをControlと比較した結果、Kdm2a欠損GSCでは精子形成や減数分裂への関与が示唆される遺伝子群の発現が有意に低下した一方で、細胞周期の亢進に関与する遺伝子の有意な上昇が観察された。今後、この異常な表現型を引き起こす分子基盤を詳細に解析することで、Kdm2aの精子形成における役割を明らかにする。2015年度に計画していた表現型の解析については、ほぼ計画通りの成果を上げることができている。一方、精原幹細胞の培養株(GSC)の樹立については、培養初期の細胞増殖速度がcontrolと比較してKdm2a cKOで著しく遅かったため、十分なサンプル量を得るために想定以上の時間がかかった。哺乳動物の生殖細胞の発生過程において、ヒストンのエピジェネティックな修飾が著しく変動することが知られている。加えて、ヒストン修飾を制御する因子をノックアウト(KO)したマウスの多くが不妊の表現型を示すことから、生殖細胞の正常な発生においてヒストン修飾が極めて重要な役割を果たしていることが明らかである。我々はヒストンH3K4/H3K36の脱メチル化酵素であるKdm2aの精子形成における機能を明らかにすることを目的として、生殖細胞特異的Kdm2a KO(Kdm2a cKO)マウスを作成しその解析を行った。その結果、Kdm2a cKOマウスの精巣上体に精子形成がほとんど存在せず、精子形成に重篤な異常が生じていることが明らかになった。そこで、フローサイトメーターを用いて精細胞の分化を解析したところ、Kdm2a cKOマウスでは精原幹細胞を含む未分化精原細胞は野生型と同程度存在するのに対し、分化型精原細胞の出現が著しく抑制されていることが明らかになった。さらに、Kdm2a cKOマウスの精原細胞におけるトランスクリプトームをマイクロアレイで解析したところ、精子形成や減数分裂に関与する遺伝子群の発現が有意に低下することが明らかとなった。この発言低下する遺伝子群の中から、精原細胞の分化に重要な役割を果たすことが知られているmTORCのシグナルに着目して解析を行ったところ、Kdm2a cKO精原細胞ではmTORCの抑制因子であるREDD1の発現亢進ならびにmTORC活性の低下が起こっていること、およびRedd1遺伝子のプロモーター領域でH3K4のメチル化が亢進していることを明らかにした。このことから、Kdm2a欠損に起因した精子形成不全は、mTORCの抑制による精原細胞の分化異常によることが強く示唆された。初年度に計画した表現型解析は、計画通りの成果を上げることが出来ている。一方で、培養精原幹細胞の増殖速度が想定よりも遅かったため、大量のサンプルを必要とするChIPの解析が予定より遅れる結果になった。その結果、Kdm2a cKOマウスの精巣上体には精子形成がほとんど存在せず、精子形成に重篤な異常が生じていることが明らかになった。次に、フローサイトメーターを用いて精細胞の分化を解析したところ、Kdm2a cKOマウスでは未分化精原細胞から分化型精原細胞の移行が著しく抑制されてた。さらに、Kdm2a cKOマウスの精原細胞の遺伝子発現をマイクロアレイで解析したところ、精子形成や減数分裂に関与する遺伝子群の発現が有意に低下していた。また、H3K4me3特異的抗体を用いたKdm2a cKO精原細胞のChIP-seq解析を行ったところ、広範なゲノム領域においてH3K4me3の更新が起こっていた。さらに、ChIP-seqとマイクロアレイ解析で共通して変動する遺伝子群の中から、精原細胞の分化に重要な役割を果たすことが知られているmTORCのシグナルに着目して解析を行ったところ、Kdm2a cKO精原細胞ではmTORCの抑制因子であるREDD1の発現亢進ならびにmTORC活性の低下が起こっていること、およびRedd1遺伝子のプロモーター領域でH3K4のメチル化が亢進していることを明らかにした。

このことから、Kdm2a欠損に起因した精子形成不全は、mTORCの抑制による精原細胞の分化異常によることが強く示唆された。樹立したGSCの生理的特性を分子生物学的手法により詳細に解析することで、精子形成におけるKdm2aの分子的な役割を明らかにするとともに、得られた成果を論文として公表する準備をすすめる。ChIPの解析を速やかに行うとともに、これまでに得らているせいかと合わせて論文を作成し公表する。発生工学当初、初年度に次世代シーケンサーによる解析を計画していたが、解析対象である細胞株の樹立に想定以上の時間が必要であったため、この解析費用分を次年度に繰り越した。当初計画していた次世代シーケンサー解析に必要な量のサンプルを確保できなかったため、この解析に必要な費用を次年度に繰り越した。樹立した細胞株を用いて次世代シーケンサーによる詳細な解析を行う。サンプリングした細胞を用いてChIPを行うとともに、データの解析をすすめる。
立位時の血圧調節における抗重力筋の役割

児童生徒の起立性低血圧は学校現場にとって重要な課題である。本研究は立位時の抗重力筋の働きによる血圧調節機構(静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射)を明らかにし、抗重力筋の働きによる血圧調節を臨床応用し、児童生徒の起立性低血圧を改善することを目的とした。その結果、1立位時の下肢の抗重力筋による筋機械受容器反射は心拍数と心臓収縮性の両方を増加させること、2下肢の抗重力筋の発達が小さい水泳競技者は筋機械受容器反射の作用が弱いこと、3下肢のレジスタンストレーニングによって起立性低血圧を改善できることが示唆された。立位時における下肢の抗重力筋の働き、すなわち静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射による血圧調節メカニズムの解明を行った。そのための実験モデルとして、9名の男性被験者に4種類の体位変換(1.Head-up tilt、2. Head-upsuspension、3. Head-up tilt+静脈阻血、4. Head-up suspension+静脈阻血)を実施した。その結果、二つの主要な知見が見出された。一つは、立位時に下肢の抗重力筋を使用する「Head-up tilt」では、抗重力筋を使用しない「Head-up suspension」と比べ、1回拍出量の減少の程度が有意に小さいことが示された。このことから、通常の立位姿勢では、下肢の抗重力筋による静的な筋ポンプ作用で静脈還流量の低下を極力防ぐことも、血圧維持の一要因であることがわかった。二つ目は、「Head-up tilt」と「Head-up suspension」の比較においても、「Head-up tilt+静脈阻血」と「Head-suspension+静脈阻血」の比較においても、下肢の抗重力筋を使用する「Head-up tilt」と「Head-up tilt+静脈阻血」で、立位時に心拍数と心臓収縮性の増加が有意に大きかった。さらに、血管抵抗の指標である総末梢血管抵抗や脈波速度には抗重力筋の使用の有無で違いが見られなかったことから、通常の立位姿勢における下肢の抗重力筋による筋機械受容器反射は、血管には影響せず心臓に作用し、血圧の維持を図っていることがわかった。水泳競技者は微少重力下でトレーニングを行っているため、陸上競技者と比べ抗重力筋の発達の程度が小さいことが予想される。水泳競技者と陸上競技者において、立位時の下肢の抗重力筋に特徴的な働きが見られるかどうかを明らかにし、両競技者の静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射による血圧調節メカニズムの解明を行った。被験者は水泳競技者7名、陸上競技者7名であり、いずれも短距離種目を専門とする非持久性競技者であった。また、対照としてその他の競技者を6名用いた。これらの被験者に、前年度と同様、4種類の体位変換試験(1. Head-up tilt、2. Head-up suspension、3. Head-up tilt +静脈阻血、4. Head-up suspension +静脈阻血)を実施した。二つの主要な知見が見いだされた。一つは、立位時において筋機械受容器反射が引き起こす心拍数の増加と心臓収縮性の増強(前年度の研究成果)が、水泳競技者には見られなかったこと、もう一つは、陸上競技者では両応答が見られたが、特に心臓収縮性の増強が他の競技者より有意に大きかったことである。これらのことから、立位姿勢における下肢抗重力筋の収縮による筋機械受容器反射の作用が水泳競技者で弱く、逆に陸上競技者では強いことが明らかとなり、下肢の抗重力筋の発達の程度が立位時における筋機械受容器反射の作用に影響を及ぼすことが示唆された。本研究成果は、運動トレーニングによって下肢の抗重力筋を発達させることで筋機械受容器反射の作用を増強させることができることを意味するものであり、次年度実施予定である「自重負荷を用いた下肢のレジスタンストレーニングによる起立性低血圧の改善」が期待できる。最終年度は、自重負荷を用いた下肢のレジスタンストレーニングによる起立性低血圧の改善効果を検討した。起立試験を行った被験者18名のうち起立性低血圧者は3名であり、内訳は最低血圧の減少による者2名(被験者A、B)、最高血圧と最低血圧の両方の減少による者1名であった(被験者C)。この3名に2ヶ月間、自重負荷を用いた下肢のレジスタンストレーニングを行わせた。その結果、被験者全員に起立性低血圧の改善がみられた。本研究は、立位時の抗重力筋の働きによる血圧調節機構(静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射)を明らかにした上で、アスリート(特に水泳競技者と陸上競技者)や起立性低血圧者における抗重力筋の働きの特徴を調べ、下肢のレジスタンストレーニングによる起立性低血圧の改善の可能性を探ることであった。主な成果は、1立位姿勢における下肢の抗重力筋による筋機械受容器反射は、血管には影響せず心臓に作用して血圧の維持を図ること、2下肢の抗重力筋の発達の程度が大きいほど筋機械受容器反射の作用が強くなること、3自重負荷を用いた下肢のレジスタンストレーニングにより起立性低血圧の改善がみられることであった。今後、学校現場で自重負荷運動を取り入れ、児童・生徒の起立性低血圧の改善へと展開していきたい。

その結果、1立位時の下肢の抗重力筋による筋機械受容器反射は心拍数と心臓収縮性の両方を増加させること、2下肢の抗重力筋の発達が小さい水泳競技者は筋機械受容器反射の作用が弱いこと、3下肢のレジスタンストレーニングによって起立性低血圧を改善できることが示唆された。交付申請書に記載した「研究目的」は、1)抗重力筋の働きを静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射に分けて評価し、これらの働きによる立位時の血圧調節機構を明らかにする2)立位時の筋機械受容器反射は心臓または血管のどちらの器官に優先的に現れるのか、また、心臓であれば心拍数と心臓収縮性のどちらに、血管であれば心臓に近い大動脈と筋に近い末梢動脈のどちらに優先的に現れるのかを明らかにする3)アスリート(特に水泳競技者と陸上競技者)や起立性低血圧者の抗重力筋の働きを調べ、被験者群に特徴的な働きが見られるかどうかを明らかにする4)自重負荷を用いた下肢のレジスタンストレーニングによる起立性低血圧の改善効果を検討するである。これらに対し、現在までの2年間で次のような成果を得ている。1)抗重力筋の働きを静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射に分けて評価したところ、これらの働きによる血圧調節機構を解明することができた。2)立位時の筋機械受容器反射は心臓に優先的に現れ、血管には影響しないこと、そして反射が現れた心臓においては、交感神経活動を通して心拍数と心臓収縮性の両方が増加することを明らかにした。3)立位姿勢における下肢抗重力筋の収縮による筋機械受容器反射の作用は水泳競技者で弱く、逆に陸上競技者では強いことを明らかにした。これらの成果は、上記の「研究の目的」の1)2)と3)のアスリートに関する部分について明らかにできたことになる。残るは起立性低血圧者に関する研究のみとなった。以上より、現在までの達成度は「おおむね順調に進展している」と判断した。運動生理学これまでの研究成果をもとに、計画通り、対象を起立性低血圧者に移し、応用研究として「起立性低血圧者の抗重力筋作用の比較」や「下肢のレジスタンストレーニングによる起立性低血圧の改善」を行う。前者は起立性低血圧者における抗重力筋の働きを調べ、他の被験者群と比較して特徴的な働きが見られるかどうかを明らかにするものであり、後者はトレーニングによって起立性低血圧が改善するかどうかを調べ、改善したならば血圧調節因子のうちどの因子によるものかを明らかにするものである。課題は、今年度から起立性低血圧者を探しているが、なかなか見つからないことである。被験者を起立性調節障害者まで広げることを視野に入れている。交付申請書に記載した4つの「研究の目的」のうち2つは、1)抗重力筋の働きを静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射に分けて評価し、これらの働きによる立位時の血圧調節機構を明らかにする2)立位時の筋機械受容器反射は心臓または血管のどちらの器官に優先的に現れるのか、また、心臓であれば心拍数と心臓収縮性のどちらに、血管であれば心臓に近い大動脈と筋に近い末梢動脈のどちらに優先的に現れるのかを明らかにするである。これに対し、現在までの1年間で次のような成果を得ている。1)抗重力筋の働きを静的な筋ポンプ作用と筋機械受容器反射に分けて評価したところ、「研究実績の概要」に記載したように、これらの働きによる血圧調節メカニズムを解明することができた。
新物質YMnO_3と界面修飾法を用いた強誘導体不揮発性メモリー(MFS)の実用化

次世代の強誘電体不揮発性メモリーとして嘱望されている、MFS型FETの実用化に向けた検討を行った.現在我々が提唱しているMFS型FETのための物質は、YMnO_3であるが、実用化に向けていくつかの問題点が生じていた.大きなリ-ク電流、小さな残留分極である.この原因を探るために、様々な角度から検討を行った.単結晶上やPt基板上に作成されたYMnO_3薄膜はデバイスとして十分に機能する0.2μC/cm^2程度の残留分極値を示すが、Si直上に成長させた試料においては結晶性が悪く残留分極を示さなかった.いくつかの界面修飾を検討した結果、還元のY-Mn-OやY_2O_3が界面層として結晶性の向上に効果があることがわかった.これらの界面層を付加することによって、Si表面のキャリアを制御できることが確認された.そのときのメモリーウインドウ幅は1.1Vであった.これらの試料を用いて詳細なC-V特性、パルス特性等の電気特性の検討を行った結果、MFS型FETの基本的な動作は確認されたもののいくつかの問題点を明らかにすることができた.一番大きな問題点は保持特性が悪いことである.リ-ク電流が原因と考えられる.そこでパルク試料を用いてリ-ク電流の原因を探った.その結果、リ-ク電流はMnの価数揺動に起因しており、またそれはAサイトをYbと置換すること、Zrのド-ピングによって低減することが明らかにされた.また、AサイトのYB置換によってプロセス温度の低下が確認された.YbMnO_3Zrの薄膜化の検討を始めたところであるが、RMnO_3を用いたMFS型FETデバイスは実用化へ大きく前進した.次世代の強誘電体不揮発性メモリーとして嘱望されている、MFS型FETの実用化に向けた検討を行った.現在我々が提唱しているMFS型FETのための物質は、YMnO_3であるが、実用化に向けていくつかの問題点が生じていた.大きなリ-ク電流、小さな残留分極である.この原因を探るために、様々な角度から検討を行った.単結晶上やPt基板上に作成されたYMnO_3薄膜はデバイスとして十分に機能する0.2μC/cm^2程度の残留分極値を示すが、Si直上に成長させた試料においては結晶性が悪く残留分極を示さなかった.いくつかの界面修飾を検討した結果、還元のY-Mn-OやY_2O_3が界面層として結晶性の向上に効果があることがわかった.これらの界面層を付加することによって、Si表面のキャリアを制御できることが確認された.そのときのメモリーウインドウ幅は1.1Vであった.これらの試料を用いて詳細なC-V特性、パルス特性等の電気特性の検討を行った結果、MFS型FETの基本的な動作は確認されたもののいくつかの問題点を明らかにすることができた.一番大きな問題点は保持特性が悪いことである.リ-ク電流が原因と考えられる.そこでパルク試料を用いてリ-ク電流の原因を探った.その結果、リ-ク電流はMnの価数揺動に起因しており、またそれはAサイトをYbと置換すること、Zrのド-ピングによって低減することが明らかにされた.また、AサイトのYB置換によってプロセス温度の低下が確認された.YbMnO_3Zrの薄膜化の検討を始めたところであるが、RMnO_3を用いたMFS型FETデバイスは実用化へ大きく前進した.強誘電体不揮発性メモリー(MFS)の作製が期待できる新物質YMnO_3が、Si基板上でc軸配向する成長条件を確立することを目的として実験を行った。YMnO_3薄膜は、レーザーアブレーション法により作製した。まず、Si直上でYMnO_3の形成を試みた。X線回折、TEDから、YMnO_3の還元性バッファー層を挿入することによりYMnO_3の形成が確認できた。基板温度を上げると膜の配向が(11・1)から(00・1)に変化することがわかった。配向が異なる膜に対して電気的特性の評価を行った。強誘電体薄膜評価装置を用いた分極・電界特性の測定では膜が残留分極を示すことを確認した。しかし、残留分極の大きさは配向の違いと対応しておらず、文献値と比べてもかなり小さいものであった。TEM観察の結果から、Si上に形成したYMnO_3は結晶化は見られるものの粒径が数十nm程度と小さかった。また、比誘電率の周波数依存性、リ-ク電流、C-V等の測定結果から、膜中には空間電荷が多く存在すると見られる。そのため、メモリー応用に必要な特性を選るには、膜の結晶性を向上させる必要がある。そこで、Y_2O_3をバッファー層としてYMnO_3を成長させることを試みた。Y_2O_3は比誘電率がYMnO_3とほぼ等しいこと、YMnO_3の構成元素のみを構成元素することから、SiとYMnO_3との間にY_2O_3が存在してもメモリー応用においてほとんど問題にならない。TEM、RHEEDの結果からSi上でY_2O_3はエピタキシャル成長し、さらにその上に成長させたYMnO_3もc軸配向したエピタキシャル成長をしていることを確認できた。次世代の強誘電体不揮発性メモリーとして嘱望されている。

MFS型FETの実用化に向けた検討を行った。現在我々が提唱しているMFS型FETのための物質は、YMnO_3であるが、実用化に向けていくつかの問題点が生じていた。大きなリ-ク電流、小さな残留分極である。この原因を探るために、様々な角度から検討を行った。単結晶上やPt基板上に作成されたYMnO_3薄膜はデバイスとして十分に機能する0.2μC/cm^2程度の残留分極値を示すが、Si直上に成長させた試料においては結晶性が悪く残留分極を示さなかった。いくつかの界面修飾を検討した結果、還元状態のY-Mn-OやY_2O_3が界面層として結晶性の向上に効果があることがわかった。これらの界面層を付加することによって、Si表面のキャリアを制御できることが確認された。そのときのメモリーウインドウ幅は1.1Vであった。これらの試料を用いて詳細なC-V特性、パルス特性等の電気特性の検討を行った結果、MFS型FETの基本的な動作は確認されたもののいくつかの問題点を明らかにすることができた。一番大きな問題点は保持特性が悪いことである。リ-ク電流が原因と考えられる。そこでバルク試料を用いてリ-ク電流の原因を探った。その結果、リ-ク電流はMnの価数揺動に起因しており、またそれはAサイトをYbと置換すること、Zrのド-ピングによって低減することが明らかにされた。また、AサイトのYb置換によってプロセス温度の低下が確認された。YbMnO_3:Zrの薄膜化の検討を始めたところであるが、RMnO_3を用いたMFS型FETデバイスは実用化へ大きく前進した。
エクソソームの神経細胞への標的化機構の解明

脳内の神経細胞やグリア細胞間では細胞外小胞エクソソーム依存性の分子輸送が行われている。この輸送は神経変性疾患の病理形成にも関与し,ミクログリア由来のエクソソームは,アルツハイマー病因子タウを含有し神経細胞へ送達することで,タウの脳内伝播を媒介することが報告されている。エクソソームの標的細胞膜へのターゲッティングは重要なステップであるが,現在その分子機構が明らかなのは,ホスファチジルセリン依存的なミクログリアへの標的化のみである。本年度は,リポ多糖処理したミクログリア細胞株(BV-2)由来のエクソソームが,神経細胞株(N2a)への標的化が促進されることを明らかにした。また活性化BV-2由来エクソソームでは,通常のBV-2由来エクソソームと比較して,特定の糖タンパク質糖鎖の発現量が増加していた。次にこの糖鎖の特異的抗体でエクソソームを処理し表面の該当糖鎖をマスクした状態でN2a細胞に添加したところ取り込みが抑制された。また,この糖鎖は,アルツハイマー病の原因因子であるアミロイドbetaペプチド(Abeta)処理されたBV-2由来エクソソームにおいても増加しており,このエクソソームは神経細胞標的化能が亢進されていた。また特異的抗体によってこの標的化の亢進が抑制された。LPSやAbeta刺激されたミクログリアから分泌されるエクソソームの神経細胞ターゲティングに,当該糖鎖が関与していると考えられる。今後は,神経細胞やミクログリアの初代培養細胞でも同様の現象が起きるか確認するとともに,神経細胞側のエクソソーム糖鎖受容体分子の検索を行う。本年度は神経細胞ターゲティング能を保持するエクソソーム分子の同定を目的としていたが,その責任分子の一つとして糖タンパク質糖鎖を発見することができたことから本課題計画は順調に進捗しているといえる。2019年度は細胞株で確認された糖鎖による神経細胞ターゲティングが,初代培養細胞でもみられるか検討する。また神経細胞側の糖鎖受容体について検索を行う。また次年度に向けた該当糖鎖を含有するリポソームの作成に着手する。
放射線影響研究と防護基準策定に関する科学史的研究

本研究は、放射線影響をめぐる科学的な調査研究について、その形成と展開を歴史的に解明するとともに、それらが国際機関等の場でどのように評価され防護基準の策定にいかされたのかの経緯を解明することを目的とし、歴史と現状の両面から、科学史を軸に据えつつ学際的に研究を進めているものである。3年目である本年度は、本研究課題の研究班による全体研究会こそ当初計画していた2回より少ない、年度末の1回のみの開催にとどまったが、他のグループとの共催のものも含めて、以下のようなシンポジウム、ワークショップ等を企画・開催し、研究成果の発表を行なうことができた。5月には日本科学史学会の第67回年会におけるシンポジウム「放射線影響評価の国際機関(UNSCEAR)の歴史と現在」を実施した。関連する内容の論文は、『科学』(岩波書店、2018年9月号)の特集「小児甲状腺がんとUNSCEAR」に掲載された。11月には京都で国際ワークショップ“Radiation Diplomacy: The History and the Present"を開催し、国内外の研究者による9本の研究発表が行なわれた。2月には京都で公開シンポジウム「放射線防護基準と放射線生物学ーその歴史と現状」を開催し、第1部「放射線健康影響の科学と歴史」、第2部「原発事故被災者だから見える視点と法の役割」に関して、講演および議論をすることができた。その他にも、市民科学研究室との共催で、市民講座「東電原発裁判から見えてきたことー未公開だった検察資料を中心に」(講師:添田孝史氏)を開催し、日本公衆衛生学会第77回総会においては共同で「東電福島原発事故後の小児甲状腺がんに関する評価の問題点」に関するポスター発表を行なうなど、研究成果の発表を積極的に行なった。本研究課題の研究班による全体研究会は、年度内に1回しか開催できなかったが、国際ワークショップを京都で開催することができ、日本科学史学会の年会におけるシンポジウムを実施、また、京都で公開シンポジウムを開催することができたことなどから、おおむね順調に進展していると考えられる。最終年度である2019年度には、本研究課題の研究成果をよりいっそう積極的に学会等で発表し、口頭発表したものは論文として公刊するように努めたい。日本科学史学会の年会におけるシンポジウム、日本平和学会の研究大会における分科会などが既に予定されている。最終年度であることから、総括的な全体研究会を開催する。本研究は、放射線影響をめぐる科学的な調査研究について、その形成と展開を歴史的に解明するとともに、それらが国際機関等の場でどのように評価され防護基準の策定にいかされたのかの経緯を解明することを目的とし、歴史と現状の両面から、科学史を軸に据えつつ学際的に研究を進めている。初年度である本年度は、計画通り、共同研究者のこれまでの研究および進行中の最新の研究状況についての紹介・議論を目的とする全体研究会を7月と3月に実施することができた。5月には、日本科学史学会第63回年会においてシンポジウム「チェルノブイリ30年ー原発事故後の放射線健康影響問題の歴史と現在」を開催し、放射能汚染、健康被害の評価、住民支援策などについて、福島事故後の現状も含め、多面的に議論することができた。このシンポジウムについては、『社会新報』第4891号(2016年7月6日付)、5面で大きく紹介された。また、7月には、シンポジウム「太平洋核実験70年ー1946年「クロスロード作戦」再考」に共催として加わり、核実験による被害の歴史と現在について議論することができた。12月には、福島県での小児甲状腺がんの多発に関する疫学研究論文の読解を中心として、低線量被曝の疫学研究の世界的動向や疫学のあり方の歴史的検討、広島・長崎、チェルノブイリ、JCO、福島における保健対策について比較検討する研究会を実施した。その他にも、広島のABCCで原爆被爆者の調査に従事したワタル・ストウの伝記『小児科医ドクター・ストウ伝』の著者・長澤克治氏を招いて研究会を開催し、原爆被爆者調査の歴史の新たな研究展望を見通す議論を行なうことができた。当初の計画通り、本研究課題の研究班による全体研究会を2度開催できたこと、その他にも学会でシンポジウムを実施し、疫学をめぐる研究会も行なうなど、順調に進展している。既設のメーリングリストに加え、本研究課題に関するホームページも立ち上げることができ、情報交換や情報発信に役立っている。2年目である本年度は、計画していた通り、共同研究者のこれまでの研究および進行中の最新の研究状況についての紹介・議論を目的とする全体研究会を12月と3月との2回、実施することができた。その他に、6月の日本科学史学会第64回年会に際しては、同会場にて地元市民に公開の「現代科学技術の脅威原発の核による放射能惨害に抗して」と題する集会を企画・開催した。10月の日本公衆衛生学会第76回総会では、シンポジウム「疫学研究の意義とその活用を検討するー放射線に関連した労働者の健康を守るために」の企画立案に協力し、参加した。11月の科学技術社会論学会第16回年次研究大会では、オーガナイズド・セッション「公害・被曝被害放置をもたらす<科学>ーSTSアクチュアリティ再構築にむけて(その1)」

および「公害・被曝問題解決の条件ーSTSアクチュアリティ再構築にむけて(その2)」を開催した。また、研究成果のうち、日本科学史学会『科学史研究』誌で小特集「原発事故後の放射線健康影響問題ーチェルノブイリと福島」(編集担当:柿原泰)、『生物学史研究』誌で小特集「長澤克治著『小児科医ドクター・ストウ伝』をめぐって」(編集担当:中尾麻伊香)を取りまとめて、刊行することができた。当初の計画通り、本研究課題の研究班による全体研究会を2度開催できたこと、その他にも複数の学会でシンポジウムやセッションを企画・開催することができたこと、学会誌等において研究成果を論文として刊行できたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究は、放射線影響をめぐる科学的な調査研究について、その形成と展開を歴史的に解明するとともに、それらが国際機関等の場でどのように評価され防護基準の策定にいかされたのかの経緯を解明することを目的とし、歴史と現状の両面から、科学史を軸に据えつつ学際的に研究を進めているものである。3年目である本年度は、本研究課題の研究班による全体研究会こそ当初計画していた2回より少ない、年度末の1回のみの開催にとどまったが、他のグループとの共催のものも含めて、以下のようなシンポジウム、ワークショップ等を企画・開催し、研究成果の発表を行なうことができた。5月には日本科学史学会の第67回年会におけるシンポジウム「放射線影響評価の国際機関(UNSCEAR)の歴史と現在」を実施した。関連する内容の論文は、『科学』(岩波書店、2018年9月号)の特集「小児甲状腺がんとUNSCEAR」に掲載された。11月には京都で国際ワークショップ“Radiation Diplomacy: The History and the Present"を開催し、国内外の研究者による9本の研究発表が行なわれた。2月には京都で公開シンポジウム「放射線防護基準と放射線生物学ーその歴史と現状」を開催し、第1部「放射線健康影響の科学と歴史」、第2部「原発事故被災者だから見える視点と法の役割」に関して、講演および議論をすることができた。その他にも、市民科学研究室との共催で、市民講座「東電原発裁判から見えてきたことー未公開だった検察資料を中心に」(講師:添田孝史氏)を開催し、日本公衆衛生学会第77回総会においては共同で「東電福島原発事故後の小児甲状腺がんに関する評価の問題点」に関するポスター発表を行なうなど、研究成果の発表を積極的に行なった。本研究課題の研究班による全体研究会は、年度内に1回しか開催できなかったが、国際ワークショップを京都で開催することができ、日本科学史学会の年会におけるシンポジウムを実施、また、京都で公開シンポジウムを開催することができたことなどから、おおむね順調に進展していると考えられる。今後も年12回の全体研究会の他、学会での関連企画や研究会を実施していく予定である。共同での資料調査の機会をまだもつことができていないが、今後、適宜、行なっていきたい。今後も年12回の全体研究会や学会等でのシンポジウムを企画・開催し、研究の進展・深化を図っていく。また、国際的な研究集会も企画する。
樹木のみが獲得した多様な光合成制御の分子機構とその機能解析

樹木のみが獲得した環境適応能力を明らかにするために、草本植物6種,木本植物4種の色素組成,熱放散,光応答について調べた。反応中心ではβ-カロチンがα-カロテンと置換する割合が大きい樹木葉はlutein-epoxide存在比率が高い傾向にあった。さらに、樹木では草本植物に一般的に見られる熱放散機構のキサントフィルサイクル(Xan cyc)に依存したNPQが、暗中において明らか非依存的に変化していた。このXan cyc依存しないNPQ変化の機能を明らかにするために、各葉の光応答性を詳しく調べたが、暗中での高DPSが有利には働いておらず、また、lutein cycleも関与していなかった。樹木は、草本植物にはない多種多様な環境ストレスに対するマルチ分子機構が存在すると考えられているが、その詳細な研究はあまり行われていない。このため、樹木には草本植物とは明らかに異なる光合成の環境適応機構について、樹木特異的な環境応答(4種類の色素サイクルと1種類の光利用効率制御因子)について、個々の機能・生理を明らかにすると共にこれらを相互に関連付けを行いその生理的な機能について調べた。本年度は、4種の色素サイクルの内、2種の色素サイクル【カロチノイドサイクル】,【緩慢なVioサイクル】について青森ヒバおよびチャノキについてクロロフィル蛍光や葉内代謝産物、色素類を中心に測定を行った。その結果、チャノキの遮光強度に依存したカロチノイド適応があり、カロチノイドサイクルが、針葉樹以外の温暖帯地域の樹木でも存在することが明らかとなった。さらに、【緩慢なVioサイクル】については、Vioサイクルの時間変化をクロロフィル蛍光パラメータNPQ,qEおよび色素変化について調べた。その結果、双方植物のホウレンソウでは、一般的に知られている蛍光のエネルギークエンチングqEに依存した色素の変化が見られたのに対して、チャノキで数分間のqEと色素変化が同時に起こるが、その後、草本植物には見られない暗中でのダイナミックな色素変化があった。その変化は、時間と共に振動しており、暗中での光に依存しない新たな色素変化を示すものであった。さらに詳しい解析は、詳しい解析は次年度以降に行う予定である。生育環境の急激な変動に対して樹木は、草本植物にはない多種多様な環境ストレスに対するマルチ分子機構が存在すると考えられているのが、その詳細な研究はあまり行われていない。このために、樹木には草本植物とは明らかに異なる光合成の環境適応機構について、樹木特異的な環境応答(4種類の色素サイクルと1種類の光利用効率制御因子)について、個々の機能・生理を明らかにすると共にこれらを相互に関連付けを行いその生理的な機能について調べた。本年度は、4種の色素サイクルの内、2種の色素サイクル【Lxサイクル】,【緩慢なVioサイクル】について青森ヒバ,モミ,ユズリハ,カキ,ゲッケイジュについてクロロフィル蛍光や葉内代謝産物、色素類を中心に測定を行った。その結果、反応中心を構成する色素であるβ-カロチンが他の色素と置換する割合が大きいものがLxが存在する割合が大きい傾向にあった。しかし、Lxの具体的な機能解析までには至らなかった。緩慢なVioサイクルについては、草本植物のホウレンソウとの比較実験から、陸上高等植物の主な熱散逸機構であるVioサイクルとは異なり、色素組成と熱散逸とには大きなギャップが見られた。詳しい解析は次年度以降に行う予定である。樹木は、生育環境の急激な変動に対して草本植物にはない多種多様な環境ストレスに対するマルチ分子機構が存在すると考えられているのが、その詳細な研究はあまり行われていない。このために、本年度は特に草本・木本植物での光応答の違いに注目し、その違いが環境応答へ与える影響について調べた。草本植物6種,木本植物4種の色素組成,熱放散,光応答について調べた。一般的に、植物は光阻害を軽減するために過剰な光エネルギーを熱に放散させており、その主な機構としてキサントフィルサイクル(Xan cycle)が知られている。Xan cycleより得られるDPS(de-epoxidation state)は、クロロフィル蛍光パラメータであるNPQ(non-photochemical quenching)と強い相関がある。樹木では光照射中のXan cycleは草本植物と同様にNPQと強い相関が見られたが、樹木は光照射後、暗中において明らかにDPSに依存しないNPQ変化が見られた。さらに、その変化は経時的に変動していた。樹木特異的なDPSに依存しないNPQ変化の機構や生理機能を調べるために、光条件などを変化させ実験を行なった。その結果、低NPQ,高DPSの葉片であっても、光照射により、比較的早い時間でNQPがDPS依存に変化するが、暗中での高DPSが有利には働かなかった。

本年度において、光合成の光利用効率の上昇や光阻害の軽減などの機能を特定はできなかったが、草本植物・木本植物の色素組成変化とNPQの暗中での応答は大きく異なっていることを明らかにした。樹木生理学樹木が本来持ち合わせている環境適応機構の解明を行うために、樹木特異的な環境応答である色素変化について注目し、4種の色素サイクルを明らかにすることで樹木が生き残るために備えた特異的な環境適応機構を解き明かすことを目的とした。本年度は、4種のサイクルのうち2種についてそのサイクルの機構やそれらが光合成のエネルギー利用効率に与える影響について調べた。その中で、クロロフィル蛍光の時間分解や短期・長期の蛍光特性と色素変化から、暗中においても樹木は明るい環境と同程度の色素変化を周期的な振動を示しながら行っていた。この、生理現象が、実際にどの程度、生育環境へのストレス耐性に寄与しているのかはわかっていない。次のステップとなる色素サイクルの応答性などについての結果は来年度行う予定であり、本年度における初期の目的の50%は達成できたと考えられる。樹木が本来持ち合わせている環境適応機構の解明を行うために、樹木特異的な環境応答である色素変化について注目し、4種の色素サイクルを明らかにすることで樹木が生き残るために備えた特異的な環境適応機構を解き明かすことを目的とした。実際に、分子機構の解明までを行うことでその生理的な作用やメカニズムを特定できるが、そこまで到達できなかった。しかし、次のステップとなる色素サイクルの応答性などについての結果は得られており、本年度における初期の目的の80%は達成できたと考えられる。樹木光合成の多様な制御機構の樹種間分布を調べるために亜寒帯亜熱帯地域での樹木約100種、草本50種を対象として測定を行う。樹木特異的な色素応答・生育地域・気候・樹種間分布の相関図を作成して解析する。ゲッケイジュ,モミ,キャラボク等の常緑樹を用いて「4種の特異的色素サイクル+1種の未知制御」5種の樹木特異的環境応答によるストレス耐性の定量化を行う。色素組成を調整した樹木の成熟葉に低温・乾燥ストレスなどを与え、光化学系の阻害および回復過程(光合成活性,光合成タンパク質の回復速度,光合成電子伝達系)を指標としてストレス耐性の評価を行う。スーパーコンプレックス、qL,NPQ,ФPSII,ETR,Fv/Fm, openФPSII,excessを求め、ストレス耐性の定量的評価を行い、解析する。草本・木本植物の光合成の大きな違いとして、葉緑体へのCO2供給速度があり、光合成速度を決める重要な因子である。細胞間隙に接する葉肉細胞の表面積,CO2の拡散抵抗(内部コンダクタンス)を光合成律速因子の指標の一つとして、色素変換、光利用効率との関係を明らかにする(現有LiCor, Li-6400使用)。そして、樹木での光合成の適応機構の多様性の意義についても考察する。
閉路や木構造の存在を保証する不変量に関する研究

2008年の論文で小関氏と代表者は,ハミルトン閉路が存在するための「位数,連結度,独立数を含んだ次数和条件」に関して,次数の和をとる頂点数を2頂点,3頂点,4頂点としたとき,その最良の下限は,公差が"独立数-1"の等差数列をなすという規則性を発見した.この規則性は5頂点以上の次数和条件に関しても成立するのではないかと予想した.さらに,ハミルトン閉路の一般化である「指定された長さ以上の閉路」に対しても同様な規則性があるのではないかと予想した.これら2つの予想に関して,ハミルトン閉路に関する予想は正しいことを示し,指定された長さ以上の閉路に関しては4頂点次数和条件に対して予想が正しいことを示した.数年前,国立情報学研究所の小関氏と私は,ハミルトン閉路が存在するための「位数,連結度,独立数を含んだ次数和条件」に関して,次数和の頂点数を2頂点,3頂点,4頂点としたとき,その最良の下限は公差が「独立数ー1」の等差数列をなすという規則性を発見した.この規則性は5頂点以上の次数和条件に関しても成立すると予想した.さらに,ハミルトン閉路の一般化である「指定された頂点を通る閉路」に対しても同様な規則性があることを示した.そこで,同じくハミルトン閉路の一般化である「指定された長さ以上の閉路」に対しても同様な規則性があるのではないかと考えた.1.中国科学院の津垣氏と熊本大学の千葉氏との共同研究で,「指定された長さ以上の閉路」の4頂点次数和条件に対して,ハミルトン閉路と同様の等差数列的規則性があることを示し,それを2本の論文としてまとめた.現在,投稿中である.2.津垣氏,千葉氏,小関氏,東京理科大学の古谷氏と共同研究を行い,小関氏と私による「ハミルトン閉路が存在するための次数和条件に関する予想」が正しいこと,つまり,次数和条件の最良の下限は公差が「独立数ー1」の等差数列をなすという規則性がハミルトン閉路に関しては成立することを示した.現在,その証明の確認作業と論文の作成作業を行っている.1と2の結果から,「指定された頂点を通る閉路」に対しても同様な規則性があることが期待される.さらに,これらの結果から,次数和条件に現れる不変量の関係式における規則性が明らかになった.数年前に,小関氏と私は,ハミルトン閉路が存在するための「位数,連結度,独立数を含んだ次数和条件」に関して,次数和の頂点数を2頂点,3頂点,4頂点としたとき,その最良の下限は公差が「独立数ー1」の等差数列をなすという規則性を発見した.この規則性は5頂点以上の次数和条件に関しても成立すると予想した.さらに,ハミルトン閉路の一般化である「指定された頂点を通る閉路」に対しても同様な規則性があることも発見した.そこで,同じくハミルトン閉路の一般化である「指定された長さ以上の閉路」に対しても同様な規則性が期待される.しかし,「指定された長さ以上の閉路」が存在するための2頂点次数和条件はハミルトン閉路の2頂点次数和条件と同じ下限では成り立たない.つまり,「指定された長さ以上の閉路」に関して,等差数列的規則性は初項の段階で成立しない.第2項にあたる3頂点次数和条件に関して,ハミルトン閉路の3頂点次数和条件の下限と一致することを示した.私は,2頂点次数和条件だけが特別で,3頂点以上の次数和条件に対してはハミルトン閉路と同様の等差数列的規則性があるのではないかと予想している.2012年6月にアメリカで開催された研究集会「Cycles in Graphs」で,これらの予想に関して,津垣氏と千葉氏との共同研究で,「指定された長さ以上の閉路」の4頂点次数和条件に対して部分的に解決したことを発表した.その後,研究を推し進め完全解決し,現在論文としてまとめている段階である.つまり,「指定された長さ以上の閉路」の4頂点次数和条件はハミルトン閉路の4頂点次数和条件の下限と一致することを示し,3頂点と4頂点次数和条件に対して,ハミルトン閉路が存在するための次数和条件と同様の規則性が成り立つことを示した.1.数年前,小関健太氏(国立情報学研究所)と私は,ハミルトン閉路が存在するための「位数,連結度,独立数を含んだ次数和条件」に関して,次数和をとる頂点数を2頂点,3頂点,4頂点としたとき,その最良の下限は,公差が"独立数ー1"の等差数列をなすという規則性を発見した.この規則性は5頂点以上の次数和条件に関しても成立すると予想した.さらに,ハミルトン閉路の一般化である閉路に対しても同様な規則性があることも予想した.(1)平成25年,千葉周也氏(熊本大学),古谷倫貴氏(東京理科大学),小関氏,津垣正男氏(東京理科大学非常勤講師)と共同研究を行い,ハミルトン閉路に対する予想は正しいことを示した.平成26年,論文としてまとめ,国際雑誌に投稿した.(2)ハミルトン閉路の一般化である閉路に対する予想を証明するとき,各一般化に対する最適な閉路に対して,それを取り除いたグラフが非連結か連結か2連結かで状況は大きく異なる.それらのグラフに対する性質を調べる研究を,小畑久美氏(近畿大学),田澤新成氏(近畿大学名誉教授)と共同研究を行った.

2.指定された頂点集合を葉とする全域木に関する結果は,指定された辺集合の辺を含む閉路や指定された頂点集合の頂点同士を結ぶ道に関する結果から導かれる.そこで,当初の研究計画を少し修正して,これらの研究を行った.(1)千葉氏との共同研究で,指定された頂点集合の頂点をちょうど1頂点ずつ含む閉路でグラフを分割するための次数和条件の研究を行った.この研究により,閉路が存在するための次数和条件と閉路が指定された頂点を含むための次数和条件に明確な違いがあることが分かった.(2)松原良太氏(芝浦工業大学)と松村初氏(茨城大学)との共同研究で,一般のグラフと2部グラフにおいて指定された頂点集合の頂点同士を結ぶ複数の道でグラフを分割するための次数和条件に関する研究を行った.1.昨年,この科研研究の中で,ハミルトン閉路が存在するための「位数,連結度,独立数を含んだ次数和条件」の最良の下限は,公差が"独立数ー1"の等差数列をなすという規則性があることを,千葉周也氏(熊本大学),古谷倫貴氏(北里大学),小関健太氏(国立情報学研究所),津垣正男氏(東京理科大学非常勤講師)と意見交換を行い,ゼミ形式で議論を繰り返し,論文としてまとめ投稿した.そこで次に,ハミルトン閉路の一般化である最長閉路に対してこの規則性を調べる研究を行った.この規則性に関する証明を行うとき,最長閉路を取り除いたグラフが非連結か連結か2連結かでその証明手法は大きく異なってくる.そのため,それらのグラフに対する性質を調べる研究を行うことが重要となる.小畑久美氏(近畿大学)と田澤新成氏(近畿大学名誉教授)と意見交換を行い,ゼミ形式で議論を繰り返し,論文としてまとめ投稿した.2.指定された頂点集合の頂点をちょうど1頂点ずつ含む閉路でグラフを分割するための次数和条件の研究を,千葉氏と意見交換を行い,ゼミ形式で議論を繰り返し,論文としてまとめ投稿した.この研究により,閉路が存在するために必要な次数和条件と閉路が指定された頂点を含むために必要な次数和条件に大きな差があることが分かった.3.一般のグラフおよび2部グラフにおいて,指定された頂点集合の頂点同士を結ぶ複数の道でグラフを分割するための次数和条件に関する研究を,松原良太氏(芝浦工業大学)と松村初氏(茨城大学)と津垣氏と意見交換を行い,ゼミ形式で議論を繰り返し,論文としてまとめ投稿した.この研究により,一般のグラフに対しては指定された頂点集合の頂点同士を結ぶ複数の道でグラフを分割するための次数和条件と指定された辺を通るハミルトン閉路が存在するための次数和条件は同じであるが,2部グラフにおいてはそれらは異なることがわかった.2008年の論文で小関氏と代表者は,ハミルトン閉路が存在するための「位数,連結度,独立数を含んだ次数和条件」に関して,次数の和をとる頂点数を2頂点,3頂点,4頂点としたとき,その最良の下限は,公差が"独立数-1"の等差数列をなすという規則性を発見した.この規則性は5頂点以上の次数和条件に関しても成立するのではないかと予想した.さらに,ハミルトン閉路の一般化である「指定された長さ以上の閉路」に対しても同様な規則性があるのではないかと予想した.これら2つの予想に関して,ハミルトン閉路に関する予想は正しいことを示し,指定された長さ以上の閉路に関しては4頂点次数和条件に対して予想が正しいことを示した.1.申請時に計画していた「指定された長さ以上の閉路が存在するための4頂点次数和条件に関する研究」に対し,津垣氏と千葉氏との共同研究で,ハミルトン閉路の4頂点次数和条件の下限と一致することを示し,論文として完成させた.2.申請時に掲げていたハミルトン閉路が存在するための次数和条件に関して,その最良の下限は公差が「独立数ー1」の等差数列をなすという予想を津垣氏,小関氏,千葉氏,古谷氏と共同研究で解決し,論文として完成させた.