hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水平・鉛直力を定量測定可能な摩擦力顕微鏡用マイクロプローブ

摩擦係数などの物理量を精度良く測定することが困難であり,定性的な可視化手段にとどまっていた従来の摩擦力顕微鏡に対して,本研究では,マイクロマシン技術を用いて作製する新しいプローブを提案し,摩擦力顕微鏡を定量測定可能な手段に発展させることを目的としている.開発するプローブでは,水平方向に働く摩擦力を平行板バネのたわみで測定し,鉛直方向の力については平行板バネ支持部を支えるねじり梁のねじれによって独立に測定する.従来のカンチレバーのねじれで測定するものと異なり,水平力・鉛直力を独立に同時測定可能な構造としている.平行板バネに要求される主な仕様は,微小な摩擦力が測定可能な柔らかいバネであること(水平方向バネ定数10N/m以下),鉛直力による連成をさけるために鉛直方向には剛性が高いこと(垂直方向バネ定数1000N/m以上),振動外乱にロバストであるため十分高い共振周波数を有すること(10kHz以上)であり,以上の要請を満たすために,平行板バネ部として幅200μm,板厚5μmという高アスペクト比(40:1)の微小構造体の作製が要求される.本研究では,結晶異方性を利用した化学エッチングを用いて作製を試みた.特に,本年度の研究では,シリコン基板(面方位(100))の結晶の方向とマスクパターンを工夫することにより,平行板バネ面に特定の結晶面(100面)が露出するように設定した.これにより板幅約200μm,板厚約数μmの平行板バネ構造の作製に成功し,本作製法より高アスペクト比の微小構造体の作製が可能であることを見出した.さらに,試作したプローブを用いて摩擦力分布および原子間力による形状分布の同時観測が可能であり,水平力と鉛直力の連成しない独立測定が可能であることも確認した.以上,本プローブにより水平・鉛直力を定量測定可能な摩擦力顕微鏡観測を可能とすることができた.摩擦係数,摩擦力,凝着力などの物理量を精度良く測定することが困難であり,定性的な可視化手段にとどまっていた従来摩擦力顕微鏡に対して,本研究では,マイクロマシン技術を用いて作製する新しいプローブを提案し,摩擦力顕微鏡を定量測定可能な手段に発展させることを目的としている.開発するプローブでは,水平方向に働く摩擦力を平行板バネのたわみで測定し,鉛直方向の力を平行板バネ支持部を支えるヒンジ部のねじれによって独立に測定する.従来のカンチレバーのねじれで測定するものと異なり,水平力・鉛直力を独立に同時測定可能な構造としている.平行板バネに要求される主な仕様は,微小な摩擦力が測定可能な柔らかいバネであること(水平方向バネ定数10N/m以下),鉛直力による連成をさけるために鉛直方向には剛性が高いこと(垂直方向バネ定数1000N/m以上),振動外乱にロバストであるため十分高い共振周波数を有すること(10kHz以上)であり,以上の要請を満たすために,平行板バネ部として幅200μm,板厚5μmという高アスペクト比(40:1)の微小構造体の作製が要求される.プローブ作製で最も大きな困難が予想される点は,この高アスペクト比加工である.本研究では,結晶異方性を利用した化学エッチングを用いて作製を試みた.シリコン基板(面方位(100))の結晶の方向とマスクパターンを工夫することにより,平行板バネ面に特定の結晶面(110面)が露出するように設定し,高アスペクト比な板バネを試作した.板幅約200μm,板厚約70μmの平行板バネ構造の作製に成功したが,化学エッチングによる表面荒れが大きくこれ以上の高アスペクト比が困難であることが分かった.今後は平行板バネ面に特定の結晶面(100面)が露出する作製法を試みる.摩擦係数などの物理量を精度良く測定することが困難であり,定性的な可視化手段にとどまっていた従来の摩擦力顕微鏡に対して,本研究では,マイクロマシン技術を用いて作製する新しいプローブを提案し,摩擦力顕微鏡を定量測定可能な手段に発展させることを目的としている.開発するプローブでは,水平方向に働く摩擦力を平行板バネのたわみで測定し,鉛直方向の力については平行板バネ支持部を支えるねじり梁のねじれによって独立に測定する.従来のカンチレバーのねじれで測定するものと異なり,水平力・鉛直力を独立に同時測定可能な構造としている.平行板バネに要求される主な仕様は,微小な摩擦力が測定可能な柔らかいバネであること(水平方向バネ定数10N/m以下),鉛直力による連成をさけるために鉛直方向には剛性が高いこと(垂直方向バネ定数1000N/m以上),振動外乱にロバストであるため十分高い共振周波数を有すること(10kHz以上)であり,以上の要請を満たすために,平行板バネ部として幅200μm,板厚5μmという高アスペクト比(40:1)の微小構造体の作製が要求される.本研究では,結晶異方性を利用した化学エッチングを用いて作製を試みた.特に,本年度の研究では,シリコン基板(面方位(100))の結晶の方向とマスクパターンを工夫することにより,平行板バネ面に特定の結晶面(100面)が露出するように設定した.これにより板幅約200μm,板厚約数μmの平行板バネ構造の作製に成功し,本作製法より高アスペクト比の微小構造体の作製が可能であることを見出した.

さらに,試作したプローブを用いて摩擦力分布および原子間力による形状分布の同時観測が可能であり,水平力と鉛直力の連成しない独立測定が可能であることも確認した.以上,本プローブにより水平・鉛直力を定量測定可能な摩擦力顕微鏡観測を可能とすることができた.
神経堤由来細胞を用いた歯胚再生技術の確立

本研究では成体から採取可能な細胞を用いた歯や骨の再生を目指し,成体に潜伏し多分化能を有す神経堤細胞を標識できる,P0-Cre/CAG-CAT-EGFP成体マウス毛包から採取した神経堤由来細胞(NCDCs)の細胞増殖,分化能について解析した.NCDCsは一定の条件下で,未分化な状態で増殖し,骨芽細胞,脂肪細胞や神経細胞へと分化誘導可能であった.NCDCsとエナメル芽細胞との共存培養下では細胞接触部で象牙芽細胞マーカー遺伝子が発現した.またin vivoにてNCDCsの硬組織形成能を解析している.本研究結果から,成体から採取可能な細胞を用いた硬組織再生の可能性が示唆された.本研究では成体から採取可能な細胞を用いた歯や骨の再生を目指し,成体に潜伏し多分化能を有す神経堤細胞を標識できる,P0-Cre/CAG-CAT-EGFP成体マウス毛包から採取した神経堤由来細胞(NCDCs)の細胞増殖,分化能について解析した.NCDCsは一定の条件下で,未分化な状態で増殖し,骨芽細胞,脂肪細胞や神経細胞へと分化誘導可能であった.NCDCsとエナメル芽細胞との共存培養下では細胞接触部で象牙芽細胞マーカー遺伝子が発現した.またin vivoにてNCDCsの硬組織形成能を解析している.本研究結果から,成体から採取可能な細胞を用いた硬組織再生の可能性が示唆された.現在,喪失した口腔機能の回復は義歯や骨造成を含めたインプラントによる歯科治療が施されるが,将来の医療として歯や歯槽骨の再生が期待されている.臨床応用を目指した歯の再生医療には,1)歯原性細胞以外で,2)容易かつ低侵襲に採取でき,3)歯を喪失するような成人からも得られる細胞ソースの検索が重要と考え,我々は,成体になっても体内各所に存在し,一部多分化能を維持する神経堤由来細胞を細胞ソースとして研究に取り組んでる.これまでに,毛包に存在する神経堤細胞を純化,細胞増殖並びに硬組織形成細胞への分化誘導について解析してきた.本研究課題は,毛包の神経堤由来細胞を間葉系細胞ソースとしたスフェロイド培養と,光学リゾグラフィーを応用した上皮系細胞パターン培養を組み合わせた歯や歯槽骨の再生技術の確立を目的に計画された.平成25年度は神経堤由来細胞を特異的に標識可能なP0-Cre/CAG-CAT-EGFPマウス毛包から純化した神経堤細胞がスフェロイド培養並びに経代による長期培養においても増殖し,神経堤関連遺伝子の発現が認められたことから,培養条件により未分化な状態を維持し増殖可能なことが明らかになった.また,スフェロイド培養により,神経堤由来細胞が分化誘導によって象牙芽細胞マーカー遺伝子を発現することを明らかにした.同様にスフェロイド培養により,神経堤由来細胞が骨芽細胞へと分化可能であることを遺伝子発現,石灰可能,破骨細胞分化支持能といった点から明らかにした.現在,in vivoにてマウス頭蓋骨欠損部へのスフェロイド移植による骨修復能について解析中である.平成26年度以降は上皮系細胞のパターン培養の条件を検討し,上皮間葉スフェロイドの作製,移植実験を行う.臨床応用を目指した歯や歯槽骨の再生医療には,1)歯原性細胞以外で,2)容易かつ低侵襲に採取でき,3)歯を喪失するような成人からも得られる細胞ソースの検索が重要と考え,我々は,成体になっても体内各所に存在し,一部多分化能を維持する神経堤由来細胞を細胞ソースとして研究に取り組んでいる.本研究課題は,毛包に存在する神経堤由来細胞を間葉系間葉系細胞ソースとしたスフェロイド培養と,上皮系細胞パターン培養を組み合わせた歯や歯槽骨の再生技術の確立を目的に計画された.神経堤由来細胞を特異的に標識可能なP0-Cre/CAG-CAT-EGFPマウス毛包から純化した神経堤由来細胞がスフェロイド培養並びに経代による長期培養においても安定して増殖し,神経堤関連遺伝子の発現が認められたことから,培養条件により未分化な状態を維持し増殖可能なことが明らかになった.また,種々の条件で培養することで,毛包から純化した神経堤由来細胞が骨芽細胞,脂肪細胞や神経細胞へと分化誘導可能であることが確認された.神経堤由来細胞と上皮系細胞との上皮ー間葉相互作用の解析をするためにエナメル芽細胞と神経堤由来細胞の共存培養を行った.7日間培養後の遺伝子発現を解析してたところ,象牙芽細胞遺伝子の発現を認め,免疫蛍光染色ではエナメル芽細胞と神経堤由来細胞の接触部で象牙芽細胞マーカー遺伝子の発現が確認された.また並行して硬組織再生の細胞ソースとして毛包から純化した神経堤由来細胞の有効性を確立するために,in vivoにてマウス頭蓋骨欠損に移植する実験を,足場の検討,移植段階の検討,修復された硬組織の性質といった点から解析している.本研究結果から,毛包といった成体から低侵襲で採取可能な神経堤由来細胞を細胞ソースとした,象牙質や骨を含む硬組織再生の可能性が示唆された.医歯薬学当初の計画では25年度中に光リゾグラフィーを応用した上皮系細胞のパターン培養の実験系・上皮ー間葉スフェロイドの作製に着手している予定であったが,研究初期にP0-Cre/CAG-CAT-EGFP成体マウスの毛包から純化した神経堤

由来細胞から安定したスフェロイドが得られなかったため,いずれの実験にも現段階では着手できていない.しかし,計画の中では26年度に着手予定であったin vivoによるスフェロイドの移植実験には既に着手しており,総合的に判断すると研究はおおむね順調に進展している.P0-Cre/CAG-CAT-EGFP成体マウスの毛包から純化した神経堤由来細胞から安定したスフェロイドが得られなかったため,一部研究計画から遅れている部分はあるが,現在は安定したスフェロイドが得られるようになったため,今後は計画通りに遂行可能であると考える.光リゾグラフィーを応用したパターン培養では使用する細胞によってパターンの大きさや間隔など,最適な条件が異なると考えられるので早期に条件の探索を行う必要がある.
高純度FeTi金属間化合物単結晶の作成と評価

状態図上包晶反応を経て形成される金属間化合物の単結晶育成の基礎技術の確立を目的として、炉温降下型Bridgman炉をもちいて、高融点金属間化合物の一つであるFeTi金属間化合物単結晶の育成を行い、その成長機構を検討した。融解前の組成がFe-57.562.5at%Tiの範囲で単結晶が得られた。結晶育成時、るつぼ材のカーボンとTiが反応して結晶表面に炭化物層が形成されることから、Fe-7284at%Tiの組成範囲で結晶を育成して共晶点を通る組成よりカーボンと反応するTi量を求めたところ、約8at%であった。従来、状態図上包品反応を経て形成される化合物の単結晶化は、包晶反応をさけた融液組成から一種のフラックス法で行う必要があるとされている。しかし、上記の結果からFeTiの場合は、ほぼ科学量論組成の融液から包晶反応を経ない非平衡の凝固により化合物が形成されると考えられる。さらに、融解前の組成をFe-60at%Tiの一定とし、結晶育成時の固液界面近傍の温度勾配と成長速度を変えて組織変化を調べたところ、温度勾配と成長速度によって結晶のミクロ組織が変化し、温度勾配が大きくなるほどかつ成長速度が小さくなるほど組織が多結晶からデンドライト状単結晶へと変化した。このことから、FeTi金属間化合物単結晶は、包晶反応を経ず、非平衡の凝固より、固溶体的な成長をするとの結論を得た。黒鉛坩堝を使用したBridgman法(炉温降下法)におけるFeTi金属間化合物単結晶の成長過程を明らかにすることを目的として、融解前のFeとTiの組成、成長過程における固液界面の温度勾配および成長速度を変化させて結晶を育成し、結晶組織との関係を調査して以下の結果を得た。(1)温度勾配3.8K/mm、成長速度0.73μm/sの条件でFeとTiの組成を50at%Ti80at%Tiの範囲で変化させたところ、57.560at%Tiの組成で単結晶が得られた。坩堝と育成した結晶との接触部分では炭化物(TiC)が形成されていることから、成長過程における融液のTi濃度はこれより小さい値であると考えられる。(2)組成を60at%Tiで一定とし、温度勾配を2.04.3K/mm、成長速度を0.651.8μm/sの範囲で変化させて結晶を育成したところ、温度勾配4.3K/mm、成長速度0.65μm/sの条件では単結晶が育成できたが、これより小さい温度勾配および大きい成長速度では成長方向に長くのびた柱状晶からなる結晶が得られた。また、結晶の最終凝固部である上端では、状態図状包晶線を通る組成より高いTi濃度の融液から凝固した場合に予想される共晶組織は観察されなかった。以上の結果より、FeTi金属間化合物単結晶は、化学量論組成に近い組成の融液から包晶反応を経ずに融液からの析出により成長するものと考えられる。これは、単結晶育成条件下では、平衡状態が実現するだけの時間的余裕がなく、包晶反応が生じないためと思われる。

(2)組成を60at%Tiで一定とし、温度勾配を2.04.3K/mm、成長速度を0.651.8μm/sの範囲で変化させて結晶を育成したところ、温度勾配4.3K/mm、成長速度0.65μm/sの条件では単結晶が育成できたが、これより小さい温度勾配および大きい成長速度では成長方向に長くのびた柱状晶からなる結晶が得られた。また、結晶の最終凝固部である上端では、状態図状包晶線を通る組成より高いTi濃度の融液から凝固した場合に予想される共晶組織は観察されなかった。以上の結果より、FeTi金属間化合物単結晶は、化学量論組成に近い組成の融液から包晶反応を経ずに融液からの析出により成長するものと考えられる。これは、単結晶育成条件下では、平衡状態が実現するだけの時間的余裕がなく、包晶反応が生じないためと思われる。
顎動脈内注射法を応用した歯牙硬組織形成機構に関する実験薬理学的研究

本研究の基盤をなす顎動脈内注射法をウサギおよびラットで確立するために下記に述べるような基礎的研究を行なった。(1)ウサギおよびラットの顎部の脈管系の解剖学的特徴を把握し、可及的迅速に顎動脈を同定して、顎動脈内に確実に薬液を注射する基本的術式を確立する。(2)顎動脈内注射によって薬物が局所に到達していることを確認する目的で、同一動物の左右の顎動脈を用いて、片側の顎動脈には酢酸鉛を投与し、その反対側には同量の生理的食塩液を注射した。岡田三村の硬組織内時刻描記法を応用して、組織切片を作成し観察を行なった。(3)上記(2)の実験において、顎動脈内注射法自体の外科的侵襲が象牙質形成に及ぼす作用も併せて検討した。(4)エナメル組織の中間層細胞の機能を検索する目的で、酵素製剤を顎動脈内投与して中間層細胞を破壊した場合に起こるエナメル質形成の変化を観察した。これらの基礎的研究の結果、ウサギおよびラットにおける顎動脈内注射法の基本的術式が確立された。本術式の成否には、術中の動物の呼吸の管理、止血法、要した時間、術後の管理が大きく影響を与えることが確認された。酢酸鉛を投与した片側の切歯象牙質中には、鉛沈着線が認められ、確実に動脈内に薬液が投与されていることが示された。顎動脈内注射法によって象牙質の形成量は影響を受けなかったが、術後に形成された象牙質の組織化学的性質には変化が生じた。このことは、投与した薬物の象牙芽細胞に対する直接的な作用を反映するものと考えられる。酵素製剤投与を行なった予備的実験では、実験側の障害が重篤で、硬組織形成は著しく抑制された。今後は投与量の検討が必要と思われる。今回、確立した顎動脈内注射法にさらに改良・検討を加え、歯牙硬組織形成機構に関する実験薬理学的研究をすめてゆく予定である。
N-置換ホルムアミド代謝の分子レベルでの解明

F164株由来N-置換ホルムアミドデポルミラーゼは、基質特異性およびアミノ酸配列の点で、既知の酵素と全く異なる新規デポルミラーゼであり、今後、その反応機構および立体構造の解明が期待される。一方、本菌株は、N-置換ホルムアミドデポルミラーゼのみならずイソニトリルヒドラターゼの酵素活性も同時に有している。本株の有するイソニトリルヒドラターゼ(2例目)のタンパク質・遺伝子レベル両面からの解析は、本酵素に関するさらなる学術的知見を与えるとともに、イソニトリルヒドラターゼとN-置換ホルムアミドデポルミラーゼの遺伝子レベルでの関係の解明が期待される。(1)N-置換ホルムアミドデポルミラーゼの結晶化の検討今回、N-置換ホルムアミドデポルミラーゼ酵素の構造遺伝子を導入した組換え体から、N-置換ホルムアミドデポルミラーゼ酵素標品を大量に調製した。現在、ハンギングドロップ蒸気拡散法により、得られた酵素標品の結晶化条件の検討を行っている。(2)F164株由来イソニトリルヒドラターゼの分子生物学的解析今回、F164株におけるイソニトリルヒドラターゼの至適発現条件を検討した。発現条件検討を行うにあたって、まず、本株の無細胞抽出液を用いたイソニトリルヒドラターゼ活性測定法を再構築した。次に、本酵素活性を指標として、各種培養条件を検討した。その結果、N-置換ホルムアミドを誘導剤として添加した栄養培地で、本株を培養することによって、本酵素発現量が基本条件の約5倍に上昇することが明らかとなった。また、各種栄養培地についても同様に検討してみたところ、別の栄養培地を用いることで最大の酵素発現量を得ることができた。現在、本至適培養条件下で大量に培養した本菌体を用いて、本酵素の精製条件を検討しているところである。
歯周炎罹患者の未梢血単球由来IL-1,TNFαの遺伝子多型とその産生能の関連性

日本人健常者におけるTNF-αプロモーター領域遺伝子多型の有無についてシークエンス解析し、ハプロタイプを決定、それぞれのハプロタイプについて末梢血単核球由来TNF-α及びIL-1β産生量の比較検討を行った。また、健常者、成人性歯周炎及び早期発症型歯周炎患者におけるTNF-α及びIL-1β遺伝子多型の発現頻度について、PCR-SSOP法及びPCR-RFLP法を用いて解析を行った。検索した20名中11名にTNF-αプロモーター領域遺伝子多型が5カ所存在し、6種類のハプロタイプが確認された。ハプロタイプ別にTNF-α産生量は、多型(-1031C,-863A,-857C)を持つハプロタイプの方が産生量が高い傾向にあるものの有意差は認められなかったが、IL-1β産生量は多型を持つ方が産生量が有意に高かった。また、TNF-α及びIL-1β産生量には有意な相関が認められた。TNF-α遺伝子多型の発現頻度は、健常者に比べ早期発症型歯周炎患者で高いアレル(-863A)が存在した(オッズ比1.7;p>0.05)が、IL-1β遺伝子多型は疾患群との差は見られなかった。またハプロタイプ別の発現頻度は、多型(-1031C,-863A)を含むハプロタイプでは健常者に比べ早期発症型歯周炎患者で高い傾向にあるものの、有意差は認められなかった。以上より、TNF-αプロモーター領域遺伝子多型にはTNF-α及びIL-1β産生量を増加させるアレルが存在し、早期発症型歯周炎のリスクとなる可能性が示唆されたが、今後更なる検討が必要である。歯周疾患におけるsusceptibility(易感受性)を把握するためには、遺伝的素因を解明する必要がある。炎症性サイトカインのインターロイキン1(IL-1)や腫瘍壊死因子(TNF)は歯周組織の破壊に関わることが知られているが、近年それらサイトカインには遺伝子多型が存在することが報告されている。なかでもTNFαは、産生量の違いと遺伝子多型との関連性が報告されており、疾患との関連が示唆される。本年度は、まず健常者由来の末梢血単核球を歯周病原細菌で刺激、培養した際のTNFα産生量が、被験者によって異なるかを検討した。即ち、健常者20人を対象とし、末梢血よりヘパリン加採取後、比重遠心法で分離した末梢血単核球(PBMC)をConA(10μg/ml),P.g-LPS(100,1000ng/ml)で刺激(6,18hrs)した際のTNFα産生量をELIS kitで測定した。結果として、ConA刺激,18hrs培養において、TNFα産生量の高いグループ(3名)と、低いグループ(17名)が存在することが分かった。しかも高いグループに属する被検者は、いずれの刺激においても全て一致しており、刺激の種類によらず、遺伝子多型との関連性が示唆された。現在我々は、引き続きTNFα遺伝子多型との関連性を検討するため、TNFαPromoter/enhancer regionをPCR増幅後、T-A cloning法及びAuto sequencerにてシークエンス解析を行い、ハプロタイプを決定し、多型の有無について検討中である。更に、PCR-SSOP法にて歯周炎患者のTNFα遺伝子多型をタイピングし、またIL-1遺伝子多型についてはPCR-RFLP法によって検出後、疾患とこれらサイトカインの遺伝子多型との関連について検討予定である。
仮想現実により発症する動揺病と自律神経反応に関する研究

我々は、以前にCAVEで作り出すVIRTUAL REALITY(VR)を利用して、"視覚前庭ミスマッチが動揺病と平衡失調を作り出すこと"を報告した。この実験ではVR固有の動揺病は生じなかった。今回、視覚前庭ミスマッチが自律神経にどのように影響するか検討した。動揺病発症時には、交感神経系の視標であるP2/Tが有意に増加し、動揺病発症時には交感神経系の機能亢進の状態であることが示唆された。次に、HMDを使用したVRを用いてVR固有の効果で動揺病と平衡失調について検討を行った。最初のVR刺激は、15分で、次のセッションでは3分の刺激後に5分の休憩をおき、これを反復して8回行った。動揺病症状は、グレイビルスコアを用いて評価した。平衡失調については、重心動揺計を用いて評価した。結果、VR刺激の後で、スコアの上昇が見られたが有意ではなかった。総軌跡長は刺激前後で変化が無かったが、ロンベルグ率はVR刺激後に優位に減少した。短時間・反復性のVRの刺激は、自覚的な動揺病症状、および他覚的な平衡失調所見をきたさない結果が示された。これは、VRに対する適応が生じることを示唆している。また、ロンベルグ率の減少は、VRにより視覚依存性が低下していることを示唆している。今回の実験により、VRへの適応が、体位コントロールにおける視覚依存性の減少をもたらし、深部知覚や前庭覚のREWEIGHTINGをもたらす可能性が示唆された。我々は、以前にCAVEで作り出すVIRTUAL REALITY (VR)を利用して、"視覚前庭ミスマッチが動揺病と平衡失調を作り出すこと"を報告した。これは、VRに対する適応が生じていることを示唆している。
反応活性部位を持つ異核金属クラスターの構築

我々はこれまで,半サンドイッチ型Cp^*TaS_3Li_2骨格を持つ一連のタンタルスルフィド錯体を合成した。この新しいスルフィド錯体の特長は,対カチオンのリチウムが硫黄原子と結合していることで,種々の後周期遷移金属ハライドと反応して,リチウムが遷移金属と置換した異核金属スルフィドクラスターを与える。例えば,RuH(Cl)(PPh_3)_3および[Rh(Cl)(cod)]_2との反応の場合,ホスフィンは一部解離されるが,それぞれヒドリドとcod配位子を保持したままクラスター形成がなされることをX線構造解析により確定した。得られたクラスターは(Cp^*TaS_3)[RuH(PPh_3)_2]_2と(Cp^*TaS_3)[Rh(cod)]_2で,前者は非対称な三角TaRu_2骨格を有するのに対し,後者は対称なTaRh_2骨格を持つ。TaRu_2クラスターの2個のヒドリドは各々別のRuと結合し,金属間には架橋しない。この非対称TaRu_2骨格構造が溶液中でも保たれていることを,^1H-および^<31>P-NMR測定により証明した。TaRh_2クラスターはホスフィン,イソシアニド,一酸化炭素と容易に反応する。ホスフィンとの反応では(Cp^*TaS_3)[Rh(PPh_3)_2]_2が得られ,イソシアニドとの反応は(Cp^*TaS_3)[Rh(CN^+Bu)_2]_2を与える。興味深いことに,(Cp^*TaS_3)[Rh(PPh_3)_2]_2と一酸化炭素の反応は[Cp^*TaS_3][Rh(CO)(PPh_3)]_2を与えるのに対し,(Cp^*TaS_3)[Rh(cod)_2]に一酸化炭素を反応させると(Cp^*TaS_3)-[Rh(CO)x]_2と思われるクラスターを経由して分解する。一方,(Cp^*TaS_3)-[Rh(PPh_3)_2]_2にイソシアニドを加えると[Rh(CN^tBu)_4]^+が生成する。
自己組織化マップ連想メモリの高機能化とハードウェア化に関する研究

本研究では,連想に基づく高次情報処理システムの実現に向けて,より適切に脳の連想記憶機能を模倣する連想メモリを構築し,プログラミングが可能なハードウェアであるFPGAに実装することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.1.海馬神経回路網のモデル化生体の脳では海馬が記憶の獲得に重要な役割を果たしていると考えられている.本研究では,神経細胞に見られるスパイクタイミングによる学習則と海馬の解剖学的構造を考慮した連想メモリを構築し,本モデルが情報の出現頻度に応じて記憶を形成したり消去したりできること,並びに時空間情報を扱えることを明らかにした.2.自己組織化マップ連想メモリのハードウェアモデルの検討実装の対象としているFPGAはディジタル回路であるため,FPGAを用いて効率的に大規模な連想メモリを実装するためには,これまでソフトウェアモデルとして開発・改良を行ってきた自己組織化マップ連想メモリをハードウェア化に適したモデルとなるように修正する必要がある.具体的には,データの表現方法や回路規模が大きくなる乗算回路などについて,本モデルの基本的な特徴を損なわない範囲で簡単化を図る必要がある.また,連想メモリの中で情報の記憶に直接関係する重みの精度をどの程度にするべきか,複雑な演算を必要とする学習をハードウェア化に適した機構となるようにするためにはどのような修正を加えるべきかなどの検討を行った.こうした修正による影響を計算機シミュレーションによって確認した後,ハードウェアモデルのプロトタイプを構築した.本研究では,連想に基づく高次情報処理システムの実現に向けて,より適切に脳の連想記憶機能を模倣する連想メモリを構築し,ハードウェアに実装することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.1.短期記憶と長期記憶を備えた連想メモリに関する研究既に提案している自己組織化マップ連想メモリは,新規情報のみによる追加学習が可能であり,一種の長期記憶と見なせる.これに短期記憶の機能を新たに付加した.学習の際に,入力された情報との相関が高い既記憶情報の一部を取り出し,入力情報とともに一旦短期記憶に格納し,短期記憶に蓄えられた情報を長期記憶として学習させる方法を開発した.これにより,記憶間の干渉を防ぎ,パターン空間上での類似関係が適切に写像できることを明らかにした.また,短期記憶に相当する新たな連想メモリとして,形態学的連想記憶の可能性を探り,新しい学習法並びに耐雑音性を改善する手法を開発した.2.記憶情報からの概念獲得に関する研究1.の研究成果により,自己組織化マップ連想メモリは,情報の記憶と同時に与えられた情報間の類似関係を反映した分類を行うことが可能となった.これにより,複数の事例から外延的な意味での概念を獲得できる可能性がある.本研究では,3つのクラスが存在するアヤメのデータベースを用いて,各クラスに属するアヤメの属性データを1つの事例とし,個々の事例を記憶したマップ上のニューロンの位置から,クラス毎に平均の位置にあるニューロンを求めた.そのニューロンが該当するクラスの典型的な属性を保持する概念ニューロンであると定義し,概念ニューロンによる未学習データの分類によって,その妥当性を検証した.その結果,比較的簡単な方法ながらも,概念ニューロンが各クラスを代表する典型的な属性を獲得していることが明らかになり,本手法により学習後のマップから概念の獲得が行えることを示した.本研究では,連想に基づく高次情報処理システムの実現に向けて,より適切に脳の連想記憶機能を模倣する連想メモリを構築し,ハードウェアに実装することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.1.時系列情報の記憶・連想の実現既に提案している自己組織化マップ連想メモリでは時間変化のない静的な情報のみしか扱えなかった.本研究では,自己組織化マップ連想メモリのマップ上のニューロンに,内部状態が時間とともに減衰していく機能を組み込んだ.また,入力情報だけでなくこの内部状態も考慮してマップ上の勝ちニューロンを選択する方法を開発した.これにより,重複が何度も繰り返される複雑な時系列情報の学習・想起が行えるようになることを明らかにした.また,複数の類似した時系列情報に対して良好な分別能力を有すること,優れた耐雑音性を有することを明らかにした.この他,この課題に関する別のアプローチとして,時間情報を含んだエピソード記憶の形成に深く関係していると考えられている生体の海馬を模倣した神経回路モデルの研究を行った.2.形態学的連想記憶の学習法形態学的連想記憶は核パターンと呼ばれる中間パターンを介して学習を行うことで,大記憶容量の実用的な連想メモリとなることが知られているが,これまでは適切な核パターンの構成法がなかった.本研究では,形態学的連想記憶の想起特性を詳細に調べることにより,高速に核パターンを構成する学習法を開発した.計算機シミュレーションの結果から,本手法は従来の試行錯誤的な手法に比べ,100万倍以上高速に学習可能であることが分かった.さらに,1つの学習パターンに対して複数の核パターンを用いる学習・想起法の開発を行い,耐雑音性が大きく改善されることを明らかにした.本研究では,連想に基づく高次情報処理システムの実現に向けて,より適切に脳の連想記憶機能を模倣する連想メモリを構築し,プログラミングが可能なハードウェアであるFPGAに実装することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.1.海馬神経回路網のモデル化生体の脳では海馬が記憶の獲得に重要な役割を果たしていると考えられている.

本研究では,神経細胞に見られるスパイクタイミングによる学習則と海馬の解剖学的構造を考慮した連想メモリを構築し,本モデルが情報の出現頻度に応じて記憶を形成したり消去したりできること,並びに時空間情報を扱えることを明らかにした.2.自己組織化マップ連想メモリのハードウェアモデルの検討実装の対象としているFPGAはディジタル回路であるため,FPGAを用いて効率的に大規模な連想メモリを実装するためには,これまでソフトウェアモデルとして開発・改良を行ってきた自己組織化マップ連想メモリをハードウェア化に適したモデルとなるように修正する必要がある.具体的には,データの表現方法や回路規模が大きくなる乗算回路などについて,本モデルの基本的な特徴を損なわない範囲で簡単化を図る必要がある.また,連想メモリの中で情報の記憶に直接関係する重みの精度をどの程度にするべきか,複雑な演算を必要とする学習をハードウェア化に適した機構となるようにするためにはどのような修正を加えるべきかなどの検討を行った.こうした修正による影響を計算機シミュレーションによって確認した後,ハードウェアモデルのプロトタイプを構築した.
金属人工格子の制御と生成

本研究は、重点研「金属人工格子」のA01班であり、金属人工格子の制御と生成について系統的に研究することを目的としている。第一年度の本年は、金属人工格子によって新しい物性と機能材料を創製するための最も基本を成す高品位人工格子の作製法について基礎的研究を行い、以下の成果を得た。1.藤森らは、プラズマスパッタ及びイオンビ-ムスパッタ法により希土類金属と遷移金属の人工格子、並びにホイスラ-化合物を基にした人工格子の作製を行い、約10A^^°周期まで制御した人工格子化に成功し、Fe/Gd系の低磁場スピンフロップと異常磁気抵抗や、PtMnSb/CuMnSbまたはPtFe/Fe人工格子の垂直磁化光磁気効果など新しい知見を得た。2.松井らは、高精度に制御したMBE法により、種々の方位に結晶成長したFCCFe系人工格子を作製し、FCCFe磁性を明らかにした。3.宮崎らは、スパッタ法によりFe/Ge人工格子を作製し、界面での反強磁性FeGe化合物の形成を調べ、同時に、反強磁性FeGe層と未反応強磁性Fe層間の磁気的相互作用とそれによる磁化挙動を明らかにした。4.寺内らは、超高真空MBE法により、軽元素Siと金属Moの超格子成長のダイナミックスを調べ、高品位人工格子の生成と安定を研究した。また、得られたSi/Mo人工格のX線ミラ-への応用性を検討した。5.田崎らは、反応性蒸着法により金属と酸化物の結晶成長の様式をFeとFe系酸化物について詳細に調べ、その人工格子化を究明した。また、その人工格子の磁性も調べ界面磁性についての新しい知見を得た。6.鈴木らは、MBE法で金属/半導体の人工格子を成長させる際のヘテロエピタキシャル成長の様子をSMORKによってダイナミックに観測する方法を確立させ、成長様式に関する新しい知見を得た。
朝鮮儒林文化の形成と展開に関する総合的研究

本研究は思想、宗教、歴史、文学、書誌学、芸術学、建築学、民俗学など専門分野の異にする10研究機関、13名の研究者によって組織されている。平成11年度から14年度に及ぶ4年間の研究期間にあって、計22回の研究会を開催し、朝鮮儒林文化に関わる様々な分野の最先端の研究成果が発表され、活発な質疑応答により、研究者はそれぞれ知見を広めることを得た。また朝鮮儒林文化関連資料を体系的に蒐集する計画の一環として、富山大学では4年間で『韓国歴代文集叢書』全3000冊のうち1301冊1700冊を購入、京都府立大学では『承政院日記』全115冊を購入した。藤本幸夫は本研究による成果を広く学界に還元すべく、平成12年度、『朝鮮朝後期刻手名一覧表』を公刊した。吉田宏志がこれまで収集してきた朝鮮絵画資料の画像データベース化は最終的に約540件の入力作業を完成、その成果の一部はプリントアウトし『在日本朝鮮朝世俗画120選』として公刊した。各研究者は4年間の研究成果をそれぞれ論文としてまとめ、『朝鮮儒林文化の形成と展開に関する総合的研究』(平成11年度14年度科学研究費補助金、基盤研究(A)(1)、研究成果報告書)として公刊した。本年度は京都及び東京で計6回の研究会を開催した。各研究会における発表題目と発表者は以下の通り。1「李朝時代の儒画と美意識「モッ(〓)」について」(吉田宏志)2「日本現存朝鮮本とそのデータベースについて」(藤本幸夫)3「儒林文化と庭園」(西垣安比古)4「「両班」論幻想」(吉田光男)5「朝鮮活字版『白氏文集』をめぐって」(神鷹徳治)6「朝鮮天主教と鄭鑑録」(鈴木信昭)。発表内容は美術・書誌学・建築学・歴史学・文学・思想史と多岐にわたっており、毎回の活発な質疑・討論を経て、各研究者は互いに大いに知見を広めることを得た。このように、異分野の研究者による共同研究という利点を活かし、広範な分野・領域に広がりを持つ朝鮮儒林文化を総合的に研究するという本研究の目的を、順調に遂行しつつある。また各研究者は国内外の資料調査を行い、それぞれ貴重な成果を得ることができた。それらの成果は最終年度に提出する研究成果報告書において十二分に反映されるはずである。朝鮮儒林文化関連資料を体系的に蒐集する計画の一環として、富山大学では韓国歴代文集叢書のうち1301冊1400冊を購入した。次年度以降も継続的に購入していく予定である。吉田宏志はこれまで収集してきた1000点以上に及ぶ厖大な絵画資料の画像データベース化を新たに企図し、パソコン・スキャナー・ソフト等を購入、また謝金によって画像データ処理の専門家に作業を依頼し、データの入力作業に入った。最終年度までにデータベース化を完了する予定。朝鮮美術に関する日本における研究の蓄積が希少である現在、このデータベースの作成が学界に寄与するところは多大である。来年度は年8回程度の研究会開催によって研究者相互の知見を広め合うとともに、各研究者は国内外にわたって資料調査を行う。また従来より蓄積されてきた研究成果を踏まえて複数の資料集を刊行し、研究成果を広く学界に還元する予定である。1「朝鮮時代後期の圜丘壇について」(平木実)2「遼と高麗と日本をめぐる続蔵経典について-釈摩訶衍論賛玄疏-」(磯部彰)3「李圭景の術数観」(三浦國雄)4「李斉賢『孝行録』について」(金文京)5「高麗時代の男子裸形倚像について」(菊竹淳一)6「恒斎李匡臣緒論-初期江華学派における陽明学受容-」(中純夫)

発表内容は歴史学・書誌学・思想史・文学・仏教美術と多岐にわたっており、毎回の活発な質疑・討論を経て、各研究者は互いに大いに知見を広めることを得た。このように、異分野の研究者による共同研究という利点を活かし、広範な分野・領域に広がりを持つ朝鮮儒林文化を総合的に研究するという本研究の目的を、今年度も順調に遂行しつつある。また各研究者は国内外の資料調査を精力的に行い、それぞれ貴重な成果を得ることができた。それらの成果は最終年度に提出する研究成果報告書において十二分に反映されるはずである。朝鮮儒林文化関連資料を体系的に蒐集する計画の一環として、富山大学では昨年度の引き続き、韓国歴代文集叢書のうち1401冊1500冊を購入した。次年度以降も継続的に購入していく予定である。吉田宏志がこれまで収集してきた1000点以上に及ぶ厖大な絵画資料の画像データベース化は、昨年度の準備期間を経て、入力及びデータベース構築の具体的作業に入った。今年度は約160点の絵画資料を入力した。次年度以降も精力的に作業を継続していく予定である。また藤本幸夫は本研究による成果を広く学界に還元すべく、『朝鮮朝後期刻手名一覧表』を公刊した。来年度は年8回程度の研究会開催によって研究者相互の知見を広め合うとともに、各研究者は国内外にわたって資料調査を行う。また今年度同様、従来から蓄積されてきた研究成果を踏まえて複数の資料集を刊行し、研究成果を広く学界に還元する予定である。本年度は京都及び東京で計6回の研究会を開催した。各研究会における発表題目と発表者は以下の通り。1「両班の食-食文化史における李朝時代-」(朝倉敏夫)2「朝鮮版白氏文集の本文の系譜について」(神鷹徳治)3「朝鮮の儒林文化と山水画」(吉田宏志)4「国号「朝鮮」の名称をめぐって」(平木実)5「朝鮮の印刷文化」(藤本幸夫)6「朝鮮版の五臣注文選について」(磯部彰)。発表内容は文化人類学・書誌学・芸術・歴史学・印刷文化・文学と極めて多岐にわたっており、毎回の活発な質疑・討論を経て、各研究者は互いに大いに知見を広めることを得た。朝鮮儒林文化関連資料を体系的に蒐集する計画の一環として、富山大学では昨年度に引き続き、韓国歴代文集叢書のうち1501冊1600冊を購入した。最終年度も引き続きに購入する予定である。吉田宏志がこれまで収集してきた1000点近くに及ぶ厖大な絵画資料の画像データベース化は、昨年度から入力及びデータベース構築の具体的作業に入った。今年度は約300点の絵画資料を入力した。最終年度にはデータベース化を完成させるとともに、成果の一部を印刷製本し、広く内外研究者の利用に資する予定である。また菊竹淳一氏は本研究による成果を広く学界に還元すべく、『朝鮮王朝時代在銘仏画銘文集』を公刊した。最終年度に当たる来年度は、年6回程度の研究会開催によって研究者相互の知見を広め合うとともに、今年度同様、従来から蓄積されてきた研究成果を踏まえて複数の資料集を刊行し、研究成果を広く学界に還元する予定である。そして各研究者は4年間の研究成果をまとめてそれぞれ研究論文を執筆し。研究成果報告書(論文集)を作成する。本年度は京都及び東京で計4回の研究会を開催した。1「『旧本老乞大』の諸問題」(金文京)
環境資源利用をめぐる比較人類生態学:ボリビア第二次調査

調査によって得られた資料(特に人口学的資料)および生体試料の多くは分析中であるが、主な分析結果は以下の様に要約される。1.高地の牧畜村落における児童の身体発育は良好で、ボリビアの都市に居住する児童のそれに匹敵する。胸郭については同じような標高に居住するケチュア族の児童と比較して有意に小さい。低酸素分圧への適応として考えられていた大きな胸郭は、ケチュア族独特のものであり、アイマラ族に関しては必ずしもあてはまらない。2.高地の乾燥地域では、生業はリャマ・アルパカ・羊の牧畜を主体としており、寒冷耐性品種のジャガイモをわずかに生産するのみである。一週間にわたる食物摂取調査では、エネルギ-、タンパク質など多くの栄養素の摂取量は充足していたが、カルシウムおよびビダミンAの摂取量が所要量を大幅に下回っていた。24時間心拍数の連続記録から推定したエネルギ-消費量の個人間変動は大きく、性・年齢により特別の偏りは確認できなかった。3.アンデスなど高地に居住する人々は一般に低地(海抜レベル)に居住する人々に比較して血圧が低く、高血圧や冠状動脈疾患が少ないと理解されているが、調査資料を分析した結果、ボリビア・アンデスのアイマラ族の人々が低地居住者に比較して高血圧の有病率が低いという事実は確認できなかった。尿中排泄量から推定した、高地居住者のナトリウムおよびカリウムの摂取量は予想以上に高く、それぞれ低地居住者の2倍以上であった(高地居住者1日のナトリウム排泄量は260ミリモル、食塩15gに担当)。重回帰分析の結果、血圧は、年齢と上腕周径、居住地の標高(または、血中ヘモグロビン濃度)と有意な関連を示した。低酸素環境、ナトリウムおよびカリウムの高摂取量が血圧に対する影響を相殺している可能性があり、高地居住者のナトリウム、カリウムおよび他の無機質の生理的役割について詳細な検討を今後おこなう予定である。4.セレンの栄養状態と血中グルタチオンパ-オキシダ-ゼ活性(GSHーPx)について、高地および低地居住者の比較分析を行った。血中セレン濃度は高地と低地居住者との間に有意差はなかった。しかし、赤血球中セレン濃度は低地居住者が高く、逆に血清中セレン濃度は高地居住者において高値を示した。血中GSHーPx活性については、ヘモグロビン1gあたり活性値は高地居住者において低値であったが、血液1mlあたり活性値では高地居住者が高値であった。高地での食物摂取調査によるセレン摂取量から高地居住者の全血中セレン濃度を推定すると、実測値は成人男性で47.7%、成人女性で42.5%高く、セレン依存の血中GSHーPx活性を高く保つため、血中セレン濃度を高く維持する機構がはたらいている可能性を示唆している。しかし、血中ヘモグロビン濃度が高いことにともなって増加すると考えられる活性酸素種除去に充分なGSHーPx活性が保持されているかどうかについてはさらに検討する予定である。5.酸素の安定同位体( ^<18>O)および^2Hによる標識水を投与した高地の対象者について、得られた尿サンプルをマス・スペクトロメ-タ-で測定し、算出した一日当たりのエネルギ-消費量(基礎代謝率の1.3ー2倍の範囲であった)は、ペル-・アンデスで観察や古典的酸素消費量測定によって推定された値より高く、個体間の変動も大きかった。限定された資源・生活資材を有効に利用するため、アンデスでは成人の多くは活動レベルが低い(つまり働かない)という通説はこの集団では当てはまらなかった。6.キャッサバ(品種によってシアン配糖体の含有量が異なる)の利用をめぐって、栽培品種、摂取量、および味覚による識別能の調査を実施した。この地域の伝統的部族社会であるモセテン族と、高地からの移住者(ケチュア、アイマラ、チパヤ族)とを比較した時、モセテン族では苦い品種のキャッサバを栽培していないこと、味覚による品種の同定に誤りの少ないことが認められた。なお、移住者集団によって持込まれた一品種は、古くから栽培されている他の品種に比較してシアン化水素の含有量が高いことが分析によって明かとなった。高地においてもジャガイモについて同様の調査を実施しているが、作物に含まれる毒物除去の技術的方法、生体内での解毒、健康影響に関しては今後も検討する予定である。

3.アンデスなど高地に居住する人々は一般に低地(海抜レベル)に居住する人々に比較して血圧が低く、高血圧や冠状動脈疾患が少ないと理解されているが、調査資料を分析した結果、ボリビア・アンデスのアイマラ族の人々が低地居住者に比較して高血圧の有病率が低いという事実は確認できなかった。尿中排泄量から推定した、高地居住者のナトリウムおよびカリウムの摂取量は予想以上に高く、それぞれ低地居住者の2倍以上であった(高地居住者1日のナトリウム排泄量は260ミリモル、食塩15gに担当)。重回帰分析の結果、血圧は、年齢と上腕周径、居住地の標高(または、血中ヘモグロビン濃度)と有意な関連を示した。低酸素環境、ナトリウムおよびカリウムの高摂取量が血圧に対する影響を相殺している可能性があり、高地居住者のナトリウム、カリウムおよび他の無機質の生理的役割について詳細な検討を今後おこなう予定である。4.セレンの栄養状態と血中グルタチオンパ-オキシダ-ゼ活性(GSHーPx)について、高地および低地居住者の比較分析を行った。血中セレン濃度は高地と低地居住者との間に有意差はなかった。しかし、赤血球中セレン濃度は低地居住者が高く、逆に血清中セレン濃度は高地居住者において高値を示した。血中GSHーPx活性については、ヘモグロビン1gあたり活性値は高地居住者において低値であったが、血液1mlあたり活性値では高地居住者が高値であった。高地での食物摂取調査によるセレン摂取量から高地居住者の全血中セレン濃度を推定すると、実測値は成人男性で47.7%、成人女性で42.5%高く、セレン依存の血中GSHーPx活性を高く保つため、血中セレン濃度を高く維持する機構がはたらいている可能性を示唆している。しかし、血中ヘモグロビン濃度が高いことにともなって増加すると考えられる活性酸素種除去に充分なGSHーPx活性が保持されているかどうかについてはさらに検討する予定である。5.酸素の安定同位体( ^<18>O)および^2Hによる標識水を投与した高地の対象者について、得られた尿サンプルをマス・スペクトロメ-タ-で測定し、算出した一日当たりのエネルギ-消費量(基礎代謝率の1.3ー2倍の範囲であった)は、ペル-・アンデスで観察や古典的酸素消費量測定によって推定された値より高く、個体間の変動も大きかった。限定された資源・生活資材を有効に利用するため、アンデスでは成人の多くは活動レベルが低い(つまり働かない)という通説はこの集団では当てはまらなかった。6.キャッサバ(品種によってシアン配糖体の含有量が異なる)の利用をめぐって、栽培品種、摂取量、および味覚による識別能の調査を実施した。この地域の伝統的部族社会であるモセテン族と、高地からの移住者(ケチュア、アイマラ、チパヤ族)とを比較した時、モセテン族では苦い品種のキャッサバを栽培していないこと、味覚による品種の同定に誤りの少ないことが認められた。なお、移住者集団によって持込まれた一品種は、古くから栽培されている他の品種に比較してシアン化水素の含有量が高いことが分析によって明かとなった。高地においてもジャガイモについて同様の調査を実施しているが、作物に含まれる毒物除去の技術的方法、生体内での解毒、健康影響に関しては今後も検討する予定である。当初の計画では、本年度に高地と低地の複数の調査地における調査を実施する予定であったが、これまでの調査の継続性と新しい調査項目を実施するために、高地において集中的な調査を行なうべきとの判断から、本年度調査は高地のみとし、低地の調査は来年度に行なうこととした。
溶菌酵素遺伝子の導入による病害抵抗性植物の創成

1.イネ・β-1,3-グルカナーゼcDNAの完全長クローンGns1 c2および6塩基欠失クローンGns1Δlを作製し、これらをタバコに導入したところ、いずれの場合も形質転換タバコの当代および自殖後代は灰色かび病菌に対してきわめて強い抵抗性を示した。2.イネ・キチナーゼ遺伝子(RCC2およびRCG3)ならびにイネ・β-1,3-グルカナーゼ遺伝子(Gns1 c2)を各々CaMV 35Sプロモーターの下流に連結して、アグロバクテリウム法によってイネ(品種日本晴およびコシヒカリ)に再導入し、得られた再分化形質転換イネの当代および自殖後代について、導入遺伝子の発現解析とイネいもち病菌(レース007.0および333)に対する抵抗性検定を行った結果、いずれの場合にも導入遺伝子の高発現とイネいもち病に対する著しい抵抗性の増強が認められた。3.イネ・キチナーゼ遺伝子(RCC2)を導入したキュウリ(品種:霜不知)の当代および後代の灰色かび病菌に対する抵抗性を検討したところ、当代では約60%の株で、また強抵抗性当代株の自殖後代では約70%の株で、抵抗性の増強がみられた。これらの抵抗性株では、イネ・キチナーゼの発現量と抵抗性の増強に正の相関が認められた。4.接合菌類Rhizopus oligosporus(クモノスカビ)よりキチナーゼI/II/III(Chi I/II/III)を精製し、その遺伝子(chi1/chi2/chi3)を単離した後、chi1のcDNAをタバコに導入したところ、この菌類キチナーゼが植物体内で発現し、病原菌類に対する抵抗性が上昇することが示された。さらに、リンゴ、イネなどへの導入によっても同様の抵抗性の増強が認められた。1.イネ全DNAからイネβ-1,3-グルカナーゼ遺伝子Gns1のエクソン1および2をPCRで増幅した後、両者を連結することによって、イネβ-1,3-グルカナーゼcDNAの完全長クローンGns1 c2を作製した。一方、同cDNAの6塩基欠失クローンGns1Δ1を導入した形質転換タバコに灰色かび病菌の胞子を接種したところ、病斑形成がほぼ完全に阻止され、高い抵抗性が示された。今後、ここで認められた抵抗性の機作を、完全長クローン導入の場合と対比しながら、詳細に解析する。2.イネキチナーゼ遺伝子Cht-2のcDNAを導入した形質転換タバコおよびキュウリの当代ならびに後代について、うどんこ病菌あるいは灰色かび病菌に対する抵抗性が増強されていることを確認するとともに、これらの形質転換植物においてはキチナーゼやファイトアレキシンの活性が上昇していることを明らかにした。3.接合菌類Rhizopus oligosporusの2種のキチナーゼ遺伝子chi1およびchi2(対立遺伝子)を単離した後、chi1のcDNAをタバコに導入したところ、この菌類キチナーゼが植物体内で発現し、病原菌類に対する抵抗性が上昇していることが示された。1.イネ全DNAからイネβ-1,3-グルカナーゼ遺伝子Gns1のエクソン1および2をPCRで増幅した後、両者を連結することによって、イネβ-1,3-グルカナーゼcDNAの完全長クローンGns1 c2を作製し、これをタバコに導入したところ、6塩基欠失クローンGns1Δ1導入の場合と同様に、形質転換タバコは灰色かび病菌に対してきわめて強い抵抗性を示した。

2.イネキチナーゼ遺伝子Cht-2のcDNAを導入した形質転換キュウリの自殖後代株のうち、灰色かび病菌に対して強い抵抗性を示す株について、イネキチナーゼの各器官における発現をELISA、蛍光抗体法および酵素活性の測定によって解析したところ、イネキチナーゼは形質転換株の葉、花ならびに果実において強く発現していることが明らかになった。Aspergillus nidulansのキチナーゼ遺伝子chiAを単離し、その構造を解析するとともに、遺伝子破壊による機能解析を行ったところ、chiAは胞子の発芽および菌糸生長などの分化の過程で制御を受ける遺伝子であることが明らかにされた。1.イネ・キチナーゼ遺伝子(RCC2およびRCG3)ならびにイネ・β-1,3-グルカナーゼ遺伝子(Gns1 cDNA)を各々CaMV 35Sプロモーターの下流に連結して、いずれもアグロバクテリウム法によってイネ(品種日本晴およびコシヒカリ)に再導入し、得られた再分化形質転換イネの当代(RO)およびその自殖後代(R1)各十数数十株について、サザン、ノーザン、ウェスタン解析および酵素活性の測定を行うとともに、イネいもち病菌(レース007.0および333)に対する抵抗性を検定した結果、いずれの場合にも多くの株で導入遺伝子の高発現とイネいもち病に対する著しい抵抗性の増強が認められた。現在、抵抗性の安定した後代株の選抜を進めている。2.灰色かび病に対して強度の抵抗性を示したイネ・キチナーゼ遺伝子(RCC2)導入組換えキュウリおよびトマト植物の自殖後代株(R1)を用いて、イネ・キチナーゼの発現を解析した。ELISA法によりイネ・キチナーゼ量を測定した結果、葉、花および果実の各器官でそれぞれ高い発現が認められた。次に、各器官の組織切片について間接蛍光抗体染色を行い、Cell Scanを用いた定量的画像解析を行った結果、イネ・キチナーゼは各器官の細胞内で検出され、その蛍光強度は本菌類病に対する抵抗性の強さと相関することが示された。3.接合菌類Rhizopus oligosporusの増殖菌糸より新たなキチナーゼ(ChiIII)を精製し、その遺伝子chi3単離した。このキチナーゼは細菌型であり、既に我々が単離・精製している本菌のキチナーゼChiIとは基質特異性や反応の至適条件が異なっていた。さらに、chi1が培養後期においてのみ発現しているのに対しchi3は活発に生長している菌糸中で発現していることが示された。
窒化ケイ素セラミックスの熱処理による耐熱・強靱化過程

窒化ケイ素の粒界ガラス相の結晶化が高温強度向上に有効であることは,すでに15年以上前から指摘されていたが,その後粒界ガラス相の結晶化により逆に高温強度が劣化する例も多く出現し,上記のような因子を的確に把握した上で適切な熱処理条件を選択する必要性が特に近年認識され始めてきた。本研究では,できる限り不純物量の少ない酸化物助剤添加窒化ケイ素について,熱処理条件による粒界ガラス相の状態変化を高分解能電子顕微鏡(HREM)観察とEELS分析により調べ,同時に熱処理前後の室温での亀裂進展挙動と高温での強度劣化挙動の変化との対応を理解することを目的として行われた。主要な成果は以下にまとめられる。1)与えられた添加物以外の不純物量が50ppm以下である高純度窒化ケイ素試料について,最新の相図などをもとに最も適切な温度条件を推定し,高純度窒素ガス雰囲気炉において種々の時間の熱処理を行った。2)熱処理前後の試料について,精密重量変化,密度変化,粉末X線回折,SEM組織観察などの一連の評価を行った後,粒界相の透過電子顕微鏡観察とその像のイメージアナリシスによるガラス量の推定と,高分解能電子顕微鏡(HREM)よる粒界相の厚みの精密測定と,組成の局所分析を行った。3)室温の靱性評価をRーカーブ挙動を含めて詳細に測定すした。また亀裂とマイクロストラクチャーとの相互作用をSEMにより観察した。4)高温(>1000°C)でのクリープとスロークラックグロース(SCG)抵抗をそれぞれ独立に測定した。5)2)4)の結果を有機的に統合し,熱処理による耐熱,強靱化過程を系統的に理解した。6)以上の成果をJ.Am.Ceram.Soc.他の国際的に評価の高い雑誌に投稿し,掲載された。