hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
夏用主要花壇苗の新花色品種育成に関する研究

夏用主要花壇苗(特に、ニチニチソウ、インパチエンス、および、ペチュニア)の花色と花色素の分析により、フラボノイドの分子間コピグメンテーションやアントシアニンの濃度の変化による花色への効果が確認できた。さらに、これまでペチュニアの花色の青色化は、搾汁pHの変化と関係があると考えられていたが、例外が見つかった。これらは、今後の夏用主要花壇苗における新花色品種育成に有効な基礎データであると考えられた。平成25年度は、夏用主要花壇苗の新花色品種育成目標の中心となるニチニチソウ(Catharanthus)の花をはじめとし、ペチュニア(Petunia)の花およびインパチエンス(Impatiens)の花における分光光度計による生花弁の吸収スペクトル測定および分光測色計による測色が終了した。この結果、本研究全体の最も基本となるデータを得ることができた。さらに、色素精製に用いる、各植物の乾燥花弁の採集も進んでおり準備段階は順調に進んでいる。その中でも、ニチニチソウの薄ピンク色の1品種から花色素の基本骨格となる新規アントシアニジンの存在の可能性が得られたので、即精製し分析した結果7-O-メチルペラルゴニジンの可能性が得られ、詳しく構造解析した結果、予想構造を証明できた。このため当初の花色発現の推定に新たな色幅が存在することが予想できた。ペチュニアでは色素の分布だけではなく、搾汁pHの測定からの花色発現への影響も調査し、現在データ整理を進めている。次年度は、ニチニチソウの微量アントシアニンおよび主要フラボノールの構造解析およびそれらの分布パターンを調査し、花色の発現機構を体系的にまとめる予定である。さらに、ペチュニア(バカラシリーズ)のアントシアニンと花色の関係も体系的に整理し論文としてまとめる予定である。インパチエンスは花弁の採集を進める予定である。さらに、本研究で参考事例になる可能性のある他の植物においても色素情報の蓄積を行い、本研究の結果と比較しながら新花色品種育成への可能性について考察していく予定である。平成26年度は、夏用主要花壇苗の主な3品目(ニチニチソウ、ペチュニア、インパチエンス)のうち、ニチニチソウ(エクエイターシリーズ)の花色と花色素(アントシアニンとフラボノール)の構造解析を含む全測定結果を整理し体系的なまとめが終了した。そして、学術論文としても受理され、印刷を待つ状態である。ペチュニア(バカラシリーズ)についても、測色、色素の同定およびpHの測定等、花色と花色素の関係をまとめるための一通りの実験が終了し、学会発表および学術論文としてまとめ、投稿する段階である。よって、次年度(27年度)は主にインパチエンス(エクストリームシリーズ)の実験となる。インパチエンスの花弁の測色、色素精製および構造決定のための乾燥花弁の準備は26年度中に終了したので、ペーパークロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィー、HPLCなどによりアントシアニンおよびブラボノールの単離精製を行い、FAB-MSによる分子量測定およびNMRによる構造解析等を進める予定である。そして、ニチニチソウおよびペチュニアと同様に花色との関係を体系的にまとめる予定である。さらに、前年度と同様に、上記の3品目以外の花卉作物で花色と花色素の関係を調べるうえでの参考になる情報が得られると考えられる花卉作物においても花色と花色素について同様な実験を進めていく。そして、多くのデータを集めながらこれまでにない新花色品種を育成するための育種法についても引き続き考えていく。平成25年度および平成26年度に夏用主要花壇苗の新花色品種育成目標の中心となるニチニチソウ(Catharanthus)の花をはじめとし、ペチュニア(Petunia)の花およびインパチエンス(Impatiens)の花における分光光度計による生花弁の吸収スペクトル測定、分光測色計による測色、搾汁pHの測定、花弁のアントシアニンおよびフラボノールの精製が予定通り達成できた。平成27年度は色素の精製および精製色素を用いた生花弁の吸収スペクトルの再現による発色機構の解明なども終了した。さらに、本研究で参考事例になる可能性のある他の植物においても色素情報の蓄積を行い、本研究の結果と比較しながら新花色品種育成への可能性について考察した。この結果、ニチニチソウではアントシアニジンの種類と分子間コピグメンテーションの関係により花色の赤色青紫色までの変化が体系的にまとめられた。インパチエンスではアントシアニジンの組み合わせ、アシル化アントシアニンの比率、および総アントシアニンの量により赤色紫色までの変化が体系的にまとめられた。そして、ペチュニアでは、これまでに知られているアントシアニジンの種類、分子内コピグメンテーションの関係、および、花冠の搾汁pHによる花色への影響の内、花冠のpHによる花色への影響が多数の品種で比較すると例外が色ごとの系統に存在することがわかった。よって、ペチュニア園芸品種における花冠の搾汁pHの値は花色の決定に重要なファクターではないかもしれないと考えられた。以上のことから交付申請時の「研究の目的」が十分に達成されたと考えられる。今後はさらに取扱品目の多い春用花壇苗についても研究を進めていきたいと考えている。

さらに、これまでペチュニアの花色の青色化は、搾汁pHの変化と関係があると考えられていたが、例外が見つかった。これらは、今後の夏用主要花壇苗における新花色品種育成に有効な基礎データであると考えられた。計画書の予定通り進んでおり、昨年度における予想以上の研究報告を含め、さらに、ニチニチソウでは体系的にまとめた論文が受理されていることから順調に進んでいる。ペチュニアにおいても学会発表および学術論文としての発表の準備ができていることから、計画書の予定通りに進んでいる。インパチエンスは実験の準備がすべてできていることから、27年度の予定通りのペースで進むと判断した。農学今後は、予定した内容の残りを進めるとともに、本研究のまとめに利用可能と考えられる他の材料も実験に用いていく予定である。計画書の予定通り進んでおり、ニチニチソウは材料収集も終わり各種の実験も順調に進んでいる。そのうち、一部のもので、予想外の発見があり、学術論文として発表できた。ペチュニアとインパチエンスの栽培も順調であり、予定通りである。その他、本研究に応用できる花壇苗以外の植物の花色と花色素についても学術論文として投稿できていることから、当初の計画以上に進展していると判断した。計画書の予定通り、ペチュニアとインパチエンスの栽培と実験を進めるとともに、本研究に応用できる情報も蓄積していく予定である。
メタボロミクスを用いた心肺血管疾患における代謝リモデリングの解析

心肺血管疾患における代謝リモデリングは未知の事象が多い。本研究では、網羅的代謝物質解析技術(メタボロミクス)を用い、臨床的指標と比較検討することにより、心肺血管疾患患者における代謝リモデリングの解明を目指し、心肺血管疾患の病態解明、新しい治療戦略の基盤の構築、病状把握のためのバイオマーカーを確立し、その結果を基礎研究へ還元することによりより深い病態解明につなげることを目標とした。心肺血管疾患における代謝リモデリングは未知の事象が多く存在し、臨床データはほぼ皆無である。本研究では、網羅的代謝物質解析技術(メタボロミクス)を用い、臨床的指標と比較検討することにより、心肺血管疾患患者における代謝リモデリングの解明を目指す。それにより、心肺血管疾患の発症と進展に関与する未知の代謝メカニズムを明らかにし、新たな病態解明、それらを標的とする新しい治療戦略の基盤の構築、病状把握のためのバイオマーカーを確立する。また、その結果を基礎研究へ還元することにより、より深い病態解明につなげることを目標とする。対象は心肺血管疾患を有し、待機的な心血管カテーテル検査の適応がある患者100例とする。通常の心血管カテーテル検査を施行し、その際に計4ヵ所から血液検体を採取、後日にこれらの検体を用いてメタボローム解析を行う。心血管カテーテル検査後に原疾患に対して必要に応じて治療介入を行い、6ヶ月および12ヶ月後に上記臨床検査による追跡調査を施行する。再度心血管カテーテル検査が必要と判断された患者は、メタボローム解析を再度施行する。メタボロミクスの解析結果と臨床的パラメーターとの相関を検討し、疾患や病態との関連が強い代謝産物を同定する。平行して心肺血管疾患マウスモデルを用いたメタボローム解析も行い、ヒトで得られたデータのバリデーションを行うとともに、マウスモデルにおいても疾患・病態特異的代謝産物の同定を試みる。疾患や病態と相関がありそうな代謝産物を明らかにし、その代謝経路に重要な酵素や関連分子の組織特異的遺伝子欠失マウスを作製することによって、候補となった代謝産物の病態生理学的な役割を明らかにする。現在まで、約70例の心肺血管疾患患者に対してメタボローム解析を施行するための検体採取を心血管カテーテル検査の際に施行した。順次、メタボローム解析を開始している状況である。研究開始より現在まで、合計76名の心肺血管疾患患者に対してメタボローム解析を施行するための検体採取を心血管カテーテル検査の際に施行した。内訳は、非虚血心疾患が20名(特発性拡張型心筋症が10名、肥大型心筋症が6名、高血圧性心疾患が2名、心サルコイドーシスが2名)、虚血性心疾患が25名(駆出率35%以上が17名、35%未満が8名)、心臓弁膜症が4例、肺高血圧症が5名、その他が22名である。順次、メタボローム解析を開始し、30名で初回の解析結果が判明した。現状では解析症例が少なく、一定の結果を見出せてはいないが、いくつかの代謝産物には注目している状況である。現在まで、113例の心肺血管疾患患者に対してメタボローム解析を施行するための検体採取を心血管カテーテル検査の際に施行した。順次、メタボローム解析を施行している状況である。一部の解析結果より、拡張型心筋症、虚血性心筋症の低心機能症例におけるエネルギー産生に関連する経路に注目している。今後、特に低心機能症例において、解析症例を増やしてく予定である。研究開始より現在まで、合計113名の心肺血管疾患患者に対してメタボローム解析を施行するための検体採取を心血管カテーテル検査の際に施行した。順次、メタボローム解析を施行し、少しずつ結果を解析している。一部の解析結果より、拡張型心筋症、虚血性心筋症の低心機能症例におけるエネルギー産生に関連する経路において、心臓カテーテル検査等の臨床的パラメーターとも対比し、一定の方向性を見いだしつつある状況である。

本研究では、網羅的代謝物質解析技術(メタボロミクス)を用い、臨床的指標と比較検討することにより、心肺血管疾患患者における代謝リモデリングの解明を目指し、心肺血管疾患の病態解明、新しい治療戦略の基盤の構築、病状把握のためのバイオマーカーを確立し、その結果を基礎研究へ還元することによりより深い病態解明につなげることを目標とした。まず、目標症例数までメタボローム解析を施行する。また、対象となった患者の追跡調査を計画通りに施行し、病状、心機能の変化等、臨床的パラメーターの変化と相関のある代謝産物を同定する。再度、心血管カテーテル検査が必要と判断された患者は、メタボローム解析を再度施行する。特に、代謝産物が病態との関連や薬物的介入との関連が認められた疾患については、対象条件を絞ってこの時期に症例の追加を行い、候補となった代謝産物の病態との相関性を再検証するとともに、バイオマーカーとしての有用性を検証する。心肺血管疾患マウスモデルを用いたメタボローム解析にて候補となった代謝産物についても、対象条件を絞って症例の追加を行い、候補となった代謝産物の病態との相関性を再検証するとともに、バイオマーカーとしての可能性を検証する。心肺血管疾患を有する患者サンプルを用いたメタボローム解析と平行して、心肺血管疾患マウスモデルを作製し、心肺血管組織や血液サンプルにおけるメタボローム解析も行う。具体的には、心不全モデルとして大動脈縮作モデルや心筋梗塞モデル、肺高血圧モデルとして低酸素暴露モデル、動脈硬化モデルとしてApoE欠損マウスなどを用いる。疾患や病態と関連がありそうな代謝産物が得られた場合、ヒトの血液サンプルでも疾患や病態との関連性について検証を行う。ヒトで候補となった代謝産物については、マウスモデルにおいてバリデーションする。上記にて疾患や病態と相関がありそうな代謝産物を明らかにし、その代謝経路に重要な酵素や関連分子の組織特異的遺伝子欠失マウスを作製するし、候補となった代謝産物の病態生理学的な役割を明らかにする。当初の目標症例数を超えた113例まで採血を終了したため、まずは全例メタボローム解析を実行し、心臓カテーテル検査等の臨床的パラメーターとの関連も解析する。特に、拡張型心筋症、虚血性心筋症の低心機能症例においては、今後も症例数を増やし、解析を追加する。病態との関連や薬物的介入との関連が認められた代謝産物においては、バイオマーカーとしての有用性も検証する。上記にて疾患や病態と相関がありそうな代謝産物を明らかにし、その代謝経路に重要な酵素や関連分子の組織
創造性教育におけるアクティブ・ラーニングを支援するラーニング・コモンズの試行

研究目的]本高専の教育課程の特徴である「創造性教育」の一環としてのアクティブ・ラーニングを支援するラーニング・コモンズの設計と試行を本研究の目的とする。[研究方法]1.本学で実践している「創造性教育」における課題解決プロセスを分析し、必要なツールや課題に応じた資料提供等の人的支援について明確にした。2.「場」として読書等の他の利用目的とラーニング・コモンズを併存させる物理的空間を構築した。方法は図書館内の暗騒音の計測に基づいた音量のバックグラウンドミュージックを特に閲覧スペースを中心に聴こえるようにしたサウンドマスキングシステムを利用するものである。使用する音楽は先行研究で図書館のバックグラウンドミュージックとして肯定意見の多かった環境音楽とした。3.「創造性教育」への授業外学習支援を視野に、上記1で明らかにしたツールや人的支援の提供を上記2の場で行い、学生利用者アンケートおよび教員へのインタビュー調査を実施した。[研究成果と今後の課題]1.提供したツールはディスカッション時に「役に立つ」との認識は持っていることがアンケートから伺えたが、実際には積極的な利用は見られなかった。この結果から授業外学習支援においても課題解決学習時に行われているファシリテートが重要になる。そのためには図書館でも課題解決学習の簡単な講習会等を実施することが有効と考えられる。2.サウンドマスキングシステムで利用したバックグラウンドミュージックについては特に個人学習の際に「リラックスできた」という意見が70%以上を占めたが、「他の利用者の声が気にならなかった」については10%であった。この結果から「場」の構築はサウンドマスキングの視点からではなくバックグラウンドミュージックが図書館利用者にもたらす効果という点から再考した方が図書館利用時のそれぞれの利用目的の効果を高める上でも有用ではないかとの示唆を得た。3. 1および2の結果に基づき課題解決学習方法の講習内容および図書館利用者の利用目的の効果を高める図書館の音環境の検討と提案を今後行う。
頭頸部癌に対するマクロライド系抗菌薬を用いた新規「アミノ酸飢餓誘導療法」の確立

報告者はマクロライド系抗生剤のオートファジー阻害活性に着目し、「新規オートファジー阻害剤」としてのマクロライドのdrug-repositioningを目的として研究を行った。アジスロマイシン(AZM)、クラリスロマイシン(CAM)を頭頸部がん細胞株CAL27、Detroit562に添加培養したところ、通常培養条件下では細胞毒性を示さないが、アミノ酸飢餓培地下では著明な殺細胞効果が誘導されることが観察された。アミノ酸飢餓条件下では細胞内アミノ酸プールが枯渇し、これを代償するためにオートファジーが亢進するが、AZM、CAMがオートファジーを阻害することで、転写因子CHOPを介したアポトーシスが誘導されることを明らかにした。また、このアポトーシス誘導は、培養液中にアミノ酸を再添加することで完全に消失した。報告者はさらに生体内での低栄養条件下での腫瘍増殖に着目し、EGFRの分子標的薬ゲフィチニブ(GEF)の飢餓条件下での効果も検討した。各種がん細胞株を10%FBS添加アミノ酸飢餓培養下でGEFを添加培養すると、オートファジーの著しい亢進とともにGEFの殺細胞効果が顕著に増強した。また、この抗腫瘍増強効果は、上記のマクロライドの場合と同様に、必須アミノ酸の再添加によりほぼ完全に消失した。興味深いことに、この条件下で誘導される細胞死は、アポトーシスでもオートファジー細胞死でもなく、RIPK-1活性化を伴うネクロプトーシス様の細胞死であった。オートファジーの過剰な亢進によりMLKLを含む細胞死を実行する機能タンパク質の分解が過剰に亢進することにより、このような変則的な細胞死が誘導されたと予想される。生体内の腫瘍細胞増殖では血管新生を常に伴い、腫瘍細胞は低栄養状態に曝されていることが予想される。AZM、CAMはオートファジー阻害活性を介してGEFを含む各種抗がん剤の増強効果を発揮する可能性が示された。以前より筆者らは、マクロライド系抗生剤のオートファジー阻害活性に着目し、その臨床応用を検討してきた。アジスロマイシン(AZM)、クラリスロマイシン(CAM)を頭頸部癌細胞株CAL27、Detroit562に添加したところ、通常培養条件化では細胞毒性がほとんど発現されないにもかかわらず、アミノ酸飢餓培地下では著明な殺細胞効果が発揮されることを予備実験で明らかにした。そこで今年度は、細胞死の誘導機序を追及することを主目的とした。アミノ酸飢餓状態下でCAL27にAZM、CAMを添加すると、アポトーシスと小胞体ストレス性転写因子CHOP (GADD153)の強力な誘導が観察された。CAL27細胞でCHOP knockdownにより細胞死は有意に減弱し、CHOP-/-MEFにおいても野生型CHOP+/+MEFに比べて細胞死が抑制された。オートファジー誘導に必須のatg5をコンディショナルにのノックアウト(KO)できるMEF細胞株、atg5 tet-off m5-7株を用いて、アミノ酸飢餓条件下でatg5 KOしたところ、マクロライド添加と同様にCHOPの誘導と連動して細胞死が増強した。また、これらの系にアミノ酸を再添加することで、細胞死ならびにCHOP誘導は完全にキャンセルされた。以上より、アミノ酸飢餓でマクロライドによりオートファジーを阻害すると、細胞内のアミノ酸プールが枯渇しCHOP誘導を介してアポトーシスをおこすと考えられた。また、これらの系でROS-glo(Promega社)を用いて酸化ストレスを検証した。アミノ酸飢餓状態で酸化ストレスがややかかるものの、AZM、CAMの添加による増加は見られなかった。また、抗酸化剤であるα-tocophenol、astaxanthinを添加しても細胞死は抑制されず、今回の系への酸化ストレスの関与は乏しいと考えられた。平成28年度の主目標としていた細胞死の機序の解明は概ね検証することができた。しかし、「EGFRシグナルの有無による細胞死の増減」および「アミノ酸トランスポーター阻害剤とAZM、CAM併用時の抗腫瘍効果の増強」の項目に関しては、まだ検討は十分に行えていない。以前より報告者らは、マクロライド系抗生剤のオートファジー阻害活性に着目し、その臨床応用を検討してきた。アジスロマイシン(AZM)、クラリスロマイシン(CAM)を頭頸部癌細胞株CAL27、Detroit562に添加したところ、通常培養条件化では細胞毒性がほとんど発現されないにもかかわらず、アミノ酸飢餓培地下では著明な殺細胞効果が発揮されることを明らかにした。一昨年度はその細胞死の誘導機序を追及した。その結果、アミノ酸飢餓でマクロライドによりオートファジーを阻害すると、細胞内のアミノ酸プールが枯渇しCHOP誘導を介してアポトーシスを誘導することが明らかとなった。平成29年度は臨床応用を踏まえてまず、LAT1阻害剤であるJPH203を用い、AZM、CAMとの併用による抗腫瘍効果の検討から開始した。しかし、JPH203の頭頚部癌細胞への殺細胞効果およびマクロライドとの併用による殺細胞効果の増強が検証されなかったため、当初の計画を変更し、EGFRの分子標的薬ゲフィチニブ(GEF)のアミノ酸飢餓条件下での効果を検討した。既に筆者らのグループは、GEFはオートファジーを誘導し、マクロライドとの併用により殺細胞効果が増強することを報告している(BBRC 2017)。頭頸部癌を含む各種癌細胞株を10%FBS添加アミノ酸飢餓培養下でGEFを添加すると、オートファジーの著しい亢進とともに殺細胞効果が顕著に増強した。

また、この増強効果は必須アミノ酸添加によりほぼ完全に消失した。興味深いことに、この条件下で誘導される細胞死は、アポトーシスでもオートファジー細胞死でもなく、RIPK-1活性化を伴うネクロプトーシス様細胞死であることが明らかとなった。オートファジーの過剰な亢進によりMLKLを含む細胞死を実行する機能タンパク質の分解が亢進することにより、このような変則的な細胞死が誘導されたと予想される。平成28年度の残りであった「アミノ酸トランスポーター阻害剤とAZM、CAM併用時の抗腫瘍効果の増強」の検証は行うことができた。しかし、LAT1の阻害とマクロライドの併用での殺細胞効果増強は示せたものの、JPH203自体のCAL27、Detroit562への効果が認められず、当初予定していたin vivoでの検討へも推移できなくなった。そこで,当初の研究計画を若干変更し、飢餓条件下でのEGFR TKIの抗腫瘍効果に関する検討を行い、一定の研究成果が得られた。報告者はマクロライド系抗生剤のオートファジー阻害活性に着目し、「新規オートファジー阻害剤」としてのマクロライドのdrug-repositioningを目的として研究を行った。アジスロマイシン(AZM)、クラリスロマイシン(CAM)を頭頸部がん細胞株CAL27、Detroit562に添加培養したところ、通常培養条件下では細胞毒性を示さないが、アミノ酸飢餓培地下では著明な殺細胞効果が誘導されることが観察された。アミノ酸飢餓条件下では細胞内アミノ酸プールが枯渇し、これを代償するためにオートファジーが亢進するが、AZM、CAMがオートファジーを阻害することで、転写因子CHOPを介したアポトーシスが誘導されることを明らかにした。また、このアポトーシス誘導は、培養液中にアミノ酸を再添加することで完全に消失した。報告者はさらに生体内での低栄養条件下での腫瘍増殖に着目し、EGFRの分子標的薬ゲフィチニブ(GEF)の飢餓条件下での効果も検討した。各種がん細胞株を10%FBS添加アミノ酸飢餓培養下でGEFを添加培養すると、オートファジーの著しい亢進とともにGEFの殺細胞効果が顕著に増強した。また、この抗腫瘍増強効果は、上記のマクロライドの場合と同様に、必須アミノ酸の再添加によりほぼ完全に消失した。興味深いことに、この条件下で誘導される細胞死は、アポトーシスでもオートファジー細胞死でもなく、RIPK-1活性化を伴うネクロプトーシス様の細胞死であった。オートファジーの過剰な亢進によりMLKLを含む細胞死を実行する機能タンパク質の分解が過剰に亢進することにより、このような変則的な細胞死が誘導されたと予想される。生体内の腫瘍細胞増殖では血管新生を常に伴い、腫瘍細胞は低栄養状態に曝されていることが予想される。AZM、CAMはオートファジー阻害活性を介してGEFを含む各種抗がん剤の増強効果を発揮する可能性が示された。平成29年度はin vivoでの検討を計画していたが、まずは平成28年度の未実施課題を遂行する。方策は当初掲げていた計画通りである。その後、in vivoでの検討に推移する。マクロライド抗生剤は,アミノ酸枯渇状態でオートファジー阻害活性を介して抗腫瘍効果を発現する。
鉄珪化物超伝導体におけるマルチギャップ超伝導の研究

鉄珪化物超伝導体におけるマルチギャップ超伝導の発現機構およびそのギャップ構造の詳細を明らかにするために、非磁性不純物効果を詳細に測定した。その結果、わずかな不純物量で超伝導転移温度が急激に減少し、それに伴い大小二つのギャップの大きさが単調に減少することを明らかにした。さらに、磁場中低温比熱と上部臨界磁場の異方性の測定から、二つのギャップを担うバンドがそれぞれ異なる異方性を持つことを明らかにした。超伝導ギャップ関数は超伝導の発現をになう引力相互作用と密接に関係するため、その対称性および構造の詳細を明らかにすることが、現在の固体物理学において基礎および応用的な側面からも非常に重要な問題となっている。とりわけ、複数のバンドで大きさの異なる超伝導ギャップが開くマルチギャップ超伝導が最近発見された鉄系超伝導体において発現している可能性が指摘されており、その詳細を調べることは非常に重要な課題である。マルチギャップ超伝導の詳細を明らかにするうえで、三元鉄珪化物超伝導体Lu2Fe3Si5は次のような観点から非常に適した系である。一つは、二つのバンドが超伝導に同程度寄与するという非常にシンプルな2ギャップ超伝導体であること、もう一つは結晶構造やキャリア濃度を変化させたりすることなく、本質的なマルチギャップ超伝導に対する不純物効果を系統的に調べることが可能な点である。われわれは、このLu2Fe3Si5に不純物としてScおよびYを導入した多結晶および単結晶試料を育成し、その転移温度および比熱から得られた大小二つのギャップの大きさの不純物導入量依存性を精密に測定した。その結果、転移温度はわずかな量の不純物の導入で劇的に下がり、大小のギャップの大きさは不純物の増加とともに減少することが明らかになった。これらの結果は、マルチギャップ超伝導のギャップ関数の対称性を知る上で非常に重要な知見となる。また、磁場中における低温比熱の非常に精密な測定から、大きなギャップをになうバンドは一次元的、小さなギャップをになうバンドは三次元的であることを明らかにした。この結果は、典型的なマルチギャップ超伝導体であるMgB2同様、異なる次元性をもつバンドの存在がマルチギャップ超伝導の発現のうえで非常に重要な役割を果たすことを示唆するものである。とりわけ、複数のバンドで大きさの異なる超伝導ギャップが開くマルチギャップ超伝導が最近発見された鉄系超伝導体において発現している可能性が指摘され、その詳細を調べることは重要な課題である。マルチギャップ超伝導の詳細を明らかにするうえで、三元鉄珪化物超伝導体Lu_2Fe_3Si_5は次のような観点から非常に適した系である。このような研究をする上で、純良かつ均一な固溶体の育成が必要不可欠である。そこでわれわれは、高純良な単結晶試料を得るため、Sn-Flux法を用いてLu_2Fe-3Si_5を育成した。その結果、転移温度が6.3K、転移幅が0.4K以下とこれまで報告された単結晶試料のうち最も高い転移温度と鋭い転移を示す試料を得ることに成功した。また、磁化測定から得られた試料が、きわめて磁束のピン止めが弱い純良な結晶であることも明らかにした。これらの結果は、マルチギャップ超伝導の詳細を明らかにする上で重要な一歩となる。三元鉄珪化物超伝導体Lu_2Fe_3Si_5は、大小のギャップを担う二つのバンドが超伝導に同程度寄与するという非常にシンプルな2ギャップ超伝導体である。その意味で、マルチギャップ超伝導体の普遍性を明らかにするための教科書的物質となる可能性が指摘されている。そこでわれわれはLu_2Fe_3Si_5のマルチギャップ超伝導の詳細を明らかにするために、転移温度とギャップの大きさに対する非磁性不純物効果と、上部臨界磁場の異方性および比熱の磁場印加方向依存性を測定した。その結果、非磁性不純物は転移温度を急激に減少させ、大小のギャップをともに単調に減少させることがわかった。

また、異方性の測定からは大きなギャップを担うバンドは擬一次元的であり、小さなギャップを担うバンドは等方的であることがわかった。これらの結果は、Lu_2Fe_3Si_5おけるマルチギャップ超伝導の発現機構を明らかにするうえで重要な一歩となる。なお、この異方性に関する成果はPhysical Review B誌において査読中である。
犯罪の継続についての理論的基礎

本研究は,犯罪が既遂後も継続するとされる場合において,その理論的な根拠を探究するものである。犯罪の継続という問題は,可罰的な事象と不可罰な事象を分ける分水嶺として機能している。すなわち,犯罪が終了した後は,たとえ法律上保護される利益の侵害などが認められようとも不可罰なものとなるのである。本研究では,犯罪の継続・終了の根拠を,それぞれの犯罪の特徴や事実的な基礎を個別具体的に明らかにすることによって,その共通項といえる部分を探究する。
内在性抗脳虚血機構(因子)の誘発と同定に関する研究

我々は脳に人工的に機械的損傷を負荷したマウスは非損傷マウスに比較して脳虚血後の生存率が高くなることを示し、脳損傷により脳組織に内存性に抗虚血機構が発動することを示唆してきた。本研究ではこの脳損傷後に生ずる抗虚血機構をマウス脳虚血モデル実験により特徴付け、以下の知見を得た。(1)抗脳虚血機構は機械的損傷後1週間から2週間にかけてその効果が発揮された。(2)マウスの亜種(家系)によって機械的脳損傷による抗脳虚血効果の程度に差異があった。(3)機械的脳損傷マウスでは局所麻酔薬痙攣による死亡率が非損傷マウスに比較して低く、局所麻酔薬痙攣に対する保護効果の誘発が示唆された。(4)脳虚血による脳損傷をを予め負荷し、その後再び脳虚血を施行したマウスでは再脳虚血後の生存率に改善を認めなかった。(5)室温において脳損傷マウスは非損傷マウスに比較して麻酔、脳虚血時の低体温からの回復が遅れることから、脳損傷と体温調節との関連が示唆された。また、本研究では脳組織切片における神経細胞機能と細胞内Ca2+およびpHの測定手法を確立し、低酸素による神経細胞死には、細胞内Ca2+の過剰上昇が関与することを示した。さらに、海馬切片の低酸素・無グルコ-ス負荷10分による負荷前に対する細胞内遊離Ca2+濃度の上昇は、損傷後3日と7日で損傷部近位で遠位より抑制されたが、損傷後14日では損傷部との遠近による細胞内遊離Ca2+濃度上昇には有意の差は認められなかった。以上の結果は、海馬損傷後3日および7日において損傷部近位では遠位にくらべ、低酸素・無グルコ-スに対する抵抗性がを高まっていることを示す。すなわち、損傷部位からの何らかの抗虚血因子が生成し、細胞内Ca2+の上昇を抑制することを示唆する。以上、生体のもつ損傷に対する修復機構に着目したアプロ-チは、脳蘇生、脳保護のための重要な視点を供しており、更なる発展が期待される。本年度は内在性抗脳虚血機構の誘発に関し、脳損傷の方法や部位による影響、抗脳虚作用ないしは脳保護作用の検索方法、また、神経栄養因子の脳内投与の脳虚血後の生存率におよぼす影響を検討した。(1)脳損傷の方法として脳虚血(総頸動脈両側結紮)をあらかじめ負荷し、その3日あるいは7日後に再度脳虚血を負荷したところ、虚血後の生存率にはとくに改善は認められなかった。(2)内在性抗脳虚血機構の誘発を検索する方法として、機械的脳損傷2週間後に総頸動脈両側永久結紮による持続的な脳虚血を施行したところ、脳損傷群は擬似手術(頭皮切のみ)群および無処置(麻酔のみ)群に比較して生存率が高いことが見出された。(3)機械的脳損傷の回復過程における脳保護作用誘発の一環として、局所麻酔薬(リドカイン)痙攣に対する脳保護効果についても検索しているが、損傷後3日目と7日目では非損傷群に比較してリドカインによる局麻痙攣死の低下が認められた。

(4)抗脳虚血因子の候補の一つとして、何らかのニューロトロフィックファクターが考えられるが、その一つである神経成長因子(NGF)を脳内に投与したマウスについて、脳虚血負荷後の生存率を対照群(生理食塩水投与群)と比較したところ、とくに差異は認められなかった。以上の結果から、脳全領域に対する重度の虚血性損傷よりも局所的な軽度の機械的損傷によって脳保護作用が誘発されることが示唆された。現在、引き続き損傷部位と抗脳虚血作用の関連を検索している。また、NGF以外のニューロトロフィックファクターの効果についても検索する必要があると思われる。本年度は機械的軽度脳損傷が誘起する抗脳虚血作用と体温の関係および抗脳虚血作用の効果の検索方法について検討した。(I)脳虚血と体温:機械的軽度脳損傷を施行したマウスおよび非脳損傷マウスについて、ペントパルビタ-ル麻酔下に両側総頚動脈の一時的閉塞による脳虚血を負荷し、虚血中および血流再開後における保温温度を調節して体温と生存率の関連を両群について比較した。その結果、(1)室温(25°C)では脳損傷マウスは非損傷マウスに比較して麻酔、虚血時の低体温からの回復が遅れること、(2)30°Cおよび34°Cの保温槽にて体温をコントロ-ルすると損傷マウスと非損傷マウスの虚血後生存率には有意の差がないこと、(3)両群とも30°C保温では34°C保温に比較して虚血後生存率が高いことがわかった。これらの結果は脳損傷マウスにおける虚血時、再開通時の低体温が虚血後生存率を向上させることを示唆しており、今後、脳損傷と体温調節との関連を検索する。(II)抗脳虚血効果の検索方法:人工的脳損傷を加えたマウスの損傷部分にスポンジを1週間留置して採取した脳脊髄液をマウスの脳室に投与し脳虚血負荷を行い、生食投与マウスと虚血後生存率を比較したが、両者に有意の差を認なかった。そこで、採取した脳脊髄液の成分(主としてタンパク、ペプチド)の分離濃縮した各分画の投与による抗虚血作用の検索を進めている。また、虚血による神経細胞障害にCa^<2+>過剰流入の関与が示唆されていることから、虚血に弱いとされる海馬のスライス標本灌流系を用い、細胞内遊離Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)の変化を記録し、虚血モデルとしての低酸素、高カリウム灌流液による[Ca^<2+>]_iの上昇を定量化することができた。このモデルを用い、[Ca^<2+>]_i変化に及ぼす上記の脳脊髄液成分、神経栄養因子等の効果を検索する予定である。今年度は主として以下の研究を行った。(1)脳組織切片潅流法による,損傷部位と非損傷部位の細胞内遊離Ca^<2+>濃度変化:ペントバルビタ-ル麻酔下にマウス頭骨上より定位的に25G注射針を刺入して大脳皮質,海馬を損傷し,79日後,それらマウスの脳切片標本を作製し,低酸素潅流・無グルコ-ス負荷実験を行い,画像処理法によって細胞内遊離Ca^<2+>濃度を測定し,損傷部近位と周辺領域の差異を検索した。損傷部近位では周辺部に比較して細胞内遊離Ca^<2+>濃度が低い標本と逆に高い標本が観察され,損傷部近位では損傷により細胞内遊離Ca^<2+>濃度に何等かの影響を受けていると考えられる。しかし,これまでの検索では損傷部近位と周辺領域のいずれも低酸素・無グルコ-スによる細胞内遊離Ca^<2+>濃度上昇が増大または抑制されることはなく,脳損傷による脳保護効果と細胞内遊離Ca^<2+>濃度の関連についてはさらに詳しく検討する必要があると考えている。(2) ^<14>Cーデオキシグルコ-ス法による脳内局所グルコ-ス代謝の検索:前述と同様に脳損傷を作製したマウスと非損傷マウスについて,1週間後,両側総頚動脈結〓を1時間施行し,さらに,1週間後に^<14>Cーデオキシグルコ-ス法による脳内局所グルコ-ス
Notch受容体の細胞表面における活性化調節機構

Notchシグナルは様々な細胞の運命決定に関与し、その変異は各種悪性腫瘍、遺伝性疾患の原因となる。Notchは細胞表面でリガンドと結合することによって活性化されるが、この活性化の分子機構は十分に理解されていない。本研究は、新たにNotchの細胞表面での発現に関与することを見出したTM2D3の組換え型タンパク質を作製し、組換え型Notchタンパク質との複合体の高次構造の解明、特異抗体の作製とこれを用いた解析を計画する。またTm2d3ノックアウトマウスをさらに解析する。一方、TM2D3の多型がアルツハイマー病の発症リスクを著しく増加させることが報告されている。この機構の解明にも着手する。
ステロイド産生細胞特異的ミトコンドリア酸性タンパク(StAMP)の機能解明

本年度の研究では、以下の検討をおこなった。1,StAMPの発現調節機構種々の長さのStAMPゲノムDNAの5末端非翻訳領域を、ルシフェラーゼ産生能を有するレポーターベクターに組み込み、ステロイドホルモン産生・非産生細胞にトランスフェクションし、ルミノメーターでルシフェラーゼ活性を測定した。その結果、Ad4BP/SF-1結合可能領域を欠如するレポーターベクターでは、ルシフェラーゼ活性が有意に低下し、Ad4BP/SF-1がStAMPの発現調節を行っている可能性が示唆された。さらに、In vitroでAd4BP/SF-1のpromoter bindingを検索するためにgel shift assayを行うためのDNAおよびリコンビナント蛋白を作成した。2,StAMPのミトコンドリア局在シグナルの研究本年度は、StAMPのミトコンドリア局在シグナルを検討するためにGFP結合StAMP蛋白を3T3細胞内に発現させ、ミトコンドリアに局在していることを確認することが確認された。現在、種々のStAMP蛋白の部分を欠如させたGFP結合蛋白を作成し、ミトコンドリア局在シグナルの検討を行っている。種々のマウス組織切片を使用し、Ad4BP/SF-1蛋白が発現している部位でのStAMP蛋白の局在を検討した。その結果、StAMP蛋白は、脳内で下垂体、副腎皮質の全層、脾臓の類洞内皮細胞、精巣のLeydig cell、また、マウス胎児の副腎原器発現していることが明らかとなり、これまで知られているAd4BP/SF-1の発現部位と完全に一致した。現在、マウス胎児性腺発達における発現につき検討を行っている。
疎水性相互作用を利用したペプチドアミロイド組織化構造体の動的制御

リサイクル可能な新規の機能・構造特性を有するソフトマテリアル合成に関して、生体高分子・特に多彩な構造・機能特性を有するタンパク質(ポリペプチド)の組織化機能に学び・超えるペプチド材料システム設計・合成と動的制御を目的とする。特に近年、タンパク質の組織化・増幅現象としてタンパク質の3次元構造変化に起因したアミロイド線維形成に高い関心が集まっている。高分子的観点からも、ポリペプチド1次構造がキラルかつシークエンシャルに制御され、2次構造としてのらせん構造、ひだ状構造が制御され、かつ更に3次元構造=機能へと階層的に増幅構築される。このような特性を有するポリペプチドの構築原理を解き明かすことは非常に魅力的であり、かつ新規のソフトマテリアル材料の非共有結合的相互作用に基づく動的制御に結びつく。自己組織化するポリペプチドとして、アミロイドペプチドを選択した。アミロイド繊維はペプチドβシートが、疎水性相互作用、水素結合、静電結合により繊維状にキラルに構造制御された自己組織化集合体である。我々は、平行二本鎖α-ヘリックス構造を有すペプチドのN末端に疎水性基を導入することにより、均一環境下において自発的・自己触媒的に、α-ヘリックス構造からβ-シート構造へと転移し、それに伴いアミロイド繊維を形成するペプチドの設計に成功した。本設計タンパク質を用いることにより、種々のペプチドを構造相補的に組織化することに成功した。
三世代家族における祖父母孫関係の実態と世代間関係に及ぼす影響

本研究は、静岡県庵原郡にある3つの保育園に通う6歳以下の孫と三世代同居をしている祖父母126組に対して調査を実施し、祖父母側からみた「祖父母と孫の関係」明らかにすることを目的とした。本研究の結果、次の知見が得られた。1.祖母は祖父に比べて、孫の世話を多くしており、性差がみられる。2.孫との親密度は、祖母、祖父ともにきわめて高い。3.孫の世話に「貢献している」と回答した者は、祖母60.2%、祖父33.1%であり、祖母の方が高率である。4.孫と一緒に暮らしていることに、祖父母の圧倒的多数がたいへん満足している。4.祖母、祖父の生きがいの第1位は「孫の成長」であり、それぞれ約36%を占めている。5.しつけによく関わっている祖父母ほど、孫との親密度が高い。6.祖父母と孫の関係は、祖父母の職業の有無や職種によっても異なる。7.祖母、祖父ともに「無職者」は、孫のしつけや世話に最も多く関わっており、親密度も高い。平成6年10月下旬文部省より科学研究費補助金交付の内定通知を受け、12月より補助金の使用が可能になり研究に着手した。まず、11月中旬より、三世代家族の世代間関係という視点から「祖父母と孫の関係」に取り組んでいる先行研究の検討を行った。この結果、日本では依然として子や孫と同居している高齢者が高率であり、しかも平均寿命の伸長によって祖父母が孫とつきあう期間は20年以上に長期化し、祖父母と孫の関係の重要性が高まっていること、多くの三世代・四世代家族において祖父母と孫は大変親密であること、孫の存在は、祖父母世代と父母世代の日常的接触や役割援助を促し、両世代間の緊張を和らげていること、祖父母による役割援助は、共働き家庭の年齢の低い孫に対して最も多くなされていることなどの知見が得られた。そこで、これらの先行研究をもとに調査票を作成し、平成7年23月に以下に示す調査を実施した。調査対象者は静岡県蒲原町・由比町・富士川町の9つの保育園に通う6歳以下の子供があり、父母が共働きをしている三世代家族の祖父母とした。有効票は祖父母揃いの有効票が134票と祖母のみの有効票が64票の198票、合計332人である。現在、調査が終了し、調査票の整理、コーディング作業を進めている。今後、東京大学大型計算機による統計処理を行い次の点などについて分析・検討をする。(1)孫に対する世話や養育の内容、及び孫との情緒関係は、祖母と祖父でどのように異なっているか。(2)孫の世話や養育の程度は、祖父母自身の満足感や不満感、生きがいに、どのような影響を及ぼしているのか。それは、祖父と祖母でどのように異なっているのか。(3)祖父母が孫を世話、養育していることが、父母世代との世代間関係にどのような影響を及ぼしているのか。(4)孫の世話や養育の程度は、祖父母の年齢、健康状態、学歴、経済状態、孫の性別・年齢・続柄、父母の就業状況等の要因にどの程度規定されているか。(5)三世代家族内の勢力関係や世代間の生活分離に、祖父母と孫の接触状況、祖父母の役割援助がどのように関わっているか。本研究は、静岡県庵原郡にある3つの保育園に通う6歳以下の孫と3世代同居をしている祖父母126組に対して調査を実施し、「祖父母」側からみた「祖父母と孫の関係」を明らかにすることを目的とした。本研究の結果、主に次の知見が得られた。(1)孫の世話の実態:祖父、祖母ともに第1位「孫と話す・遊ぶ」、第2位「孫とテレビを見る」、第3位「孫と家の中で遊ぶ」、第4位「孫に小遣い・菓子・玩具を与える」の順であった。また、祖母は祖父に比べて、孫の日常的世話(例えば「保育園の送迎」「食事を食べさせる」など)を多くしており、性差がみられた。(2)孫の世話に対する貢献度の自己評価:「貢献している」とする者が、祖母60.2%、祖父33.1%であり、祖母の貢献度の自己評価が高い。(3)祖父母と孫の親密度:孫が「なついていない」と回答した祖母は0%、祖父は3.3%にすぎず、孫との親密度はいずれも極めて高い。

(4)「孫と一緒に暮らしていること」に対する満足感:祖父、祖母ともに「非常に満足している」者が圧倒的多数をしめている。(5)祖父母の生きがい:祖父、祖母の約36%が「孫の成長」と回答し、生きがいの第1位であった。「孫に関すること」を生きがいとして答えた者の合計は、祖母の50.5%、祖父の46.6%に達した。(6)孫のしつけへの関わり方と親密度との関係:祖父、祖母ともに統計的な有意差が認められ、しつけによく係わっている祖父母ほど、孫との親密度が高いことが明らかにされた。(7)孫のしつけへの関わり方と若夫婦とのずれの関係:祖母はしつけに係わっている者ほど、若夫婦とのずれを感じていないに対して、祖父はしつけに係わっている者ほど、若夫婦とのずれを強く感じている。(8)祖父母と孫との関係は、祖父、祖母による差異ばかりでなく、祖父母の職業の有無や職種によっても異なる傾向を示した。(9)祖父母の職業と「祖父母と孫関係」:祖父、祖母ともに「無職者」は、他の者に比べて孫の日常的世話やしつけに多く関わっている。また、日常的世話やしつけに最も多く関わっている「無職の祖母」は、孫との親密度が他に比べて圧倒的に高い。祖母の「会社員・公務員」は他の「祖母」とは異なり、むしろ祖父に近い傾向を示した。以上の結果から、祖父、祖母にとって孫との生活は非常に満足感の高いものであり、高齢期を豊かに過ごしていく上で、孫は大変大切な存在であること、高齢前期の祖父母と孫の関係には、祖父母の職業生活が影響を及ぼしていることなどが明らかになった。
自然冷媒のアルミニウム表面処理管上の凝縮熱伝達に関する実験

本研究では、アルミニウム管に撥水性および親水性の表面処理を施した伝熱管を試作し、その撥水・親水性効果の凝縮伝熱における促進効果を純水・エタノール・HCFC123などの熱物性等が異なる物質に対し実験的に検証した。また、アルミニウム管等に施した撥水・親水性表面処理について試験板を作成し、静的接触角・動的接触角・転落角を測定によって、各表面処理の効果を定量的に測定した。その結果、以下の結論を得た。(1)静的接触角は、表面仕様にかかわらず試験流体の表面張力が大きくなるにともない大きくなる。撥水性表面処理試験板の静的接触角は、純水およびアンモニアの場合はAL4β、エタノールの場合はAL4αの表面処理仕様が最も大きい値を示した。また、親水性表面処理試験板の静的接触角は、表面張力の差異や表面処理仕様に依らず、高い濡れ性が確認できた。(2)撥水性表面処理試験板の動的接触角である前進角および後退角は、純水の場合はAL4α、アンモニアの場合はAL4が最も大きい値を示し、静的接触角とその傾向はほぼ同様であった。また、前進角は表面張力の差異に依らず、ほぼ一定の測定値を示し、後退角は表面張力が大きくなるほど小さい値を示した。(3)撥水表面処理試験板上の液滴は、流体の表面張力が大きくなるほど比較的少ない滴下量で流れ落ちる。また、AL4αおよびAL6上の液滴が比較的少ない滴下量で流れ落ちることが観察され、その表面処理効果の優位性が確認できた。(4)撥水性伝熱管は、表面張力が大きい純水の場合は滴状凝縮となり、凝縮面過冷度に対して高い熱流束を示した。また、凝縮熱伝達係数も高い値を示した。しかし、表面張力が小さいエタノールおよびHCFC123の場合は、いずれの撥水性表面処理伝熱管も膜状凝縮となり、水平円管に対するNusseltの値と一致し、その優位性は確認できなかった。本研究は、アルミニウム熱交換器の撥水表面処理による伝熱促進の効果を実験的に検証するとともに、その熱的設計に資する伝熱情報を提供すること。また、自然冷媒の一つであるアンモニアの撥水表面処理管上凝縮熱伝達と凝縮機構の解明を最終目標とし、比較的実験が容易な水、エタノール、常温近傍に沸点を有する代替フロンなどを試験媒体として定量的な伝熱促進、撥水性が伝熱に及ぼす影響、表面張力と凝縮形態の関係などを実験的に明らかにすることを目的としている。本年度は、実験装置の改修と測定方法の確立を中心に行い、平行して伝熱管の表面処理方法の選定を行った。光触媒効果のある表面処理の選定は、いくつかの候補からアンモニアに対する耐食試験と種々の表面張力が異なる試験流体について液滴の接触角測定実験を行い、それらの結果と表面観察などの総合的評価から、アルミニウムおよび銅に対する最適な撥水・親水性表面処理を決定した。さらに、選定した表面処理管を用いた蒸留水による凝縮実験を行い、各種実験条件による各表面処理管の凝縮形態の観察、未処理伝熱管に比べ撥水処理伝熱管の伝熱性能が向上することを実験的に明らかにした。現在、冷凍空調機器に多く用いられているHCFC系冷媒は、CFC系冷媒に比ベオゾン層破壊係数は格段に小さいものの皆無ではない。

そのため、オゾン層破壊係数が零であるHFC系冷媒への転換が進められてきたが、HFC冷媒は地球温暖化という側面から見ればCO_2に比べて極めて大きな温暖化係数を有しており、京都議定書の発効により温室効果ガス排出抑制のための方策が思案されている。そこで本研究では、アルミニウム管に撥水性および親水性の表面処理を施した伝熱管を試作し、その撥水・親水性効果の凝縮伝熱における促進効果を純水・エタノール・HCFC123などの熱物性等が異なる物質に対し実験的に検証した。また、アルミニウム管等に施した撥水・親水性表面処理について試験板を作成し、静的接触角.・動的接触角・転落角を測定によって、各表面処理の効果を定量的に測定し、以下の結論を得た。(1)静的接触角は、表面仕様にかかわらず試験流体の表面張力が大きくなるにともない大きくなる。撥水性表面処理試験板の静的接触角は、純水およびエタノールの場合はAL4およびCu4、アンモニアの場合はAL4およびCuSの表面処理仕様が最も大きい値を示し、親水性表面処理試験板の静的接触角は、表面張力の差異や表面処理仕様に依らず、高い濡れ性を示した。(2)撥水性表面処理試験板の動的接触角である前進角および後退角は、純水の場合はAL4αおよびCu4、アンモニアの場合はAL4およびCuSが最も大きい値を示し、静的接触角とその傾向はほぼ同様であった。また、前進角は表面張力の差異に依らず、ほぼ一定の測定値を示し、後退角は表面張力が大きくなるほど小さい値を示した。(3)撥水表面処理試験板上の液滴は、流体の表面張力が大きくなるほど比較的少ない滴下量で流れ落ちる。アルミニウム撥水表面処理試験板の場合はAL4αおよびAL6、また銅撥水表面処理試験板の場合はCuS上の液滴が、比較的少ない滴下量で流れ落ちることが観察され、その表面処理効果の優位性が確認できた。(4)撥水性伝熱管は、表面張力が大きい純水の場合は滴状凝縮となり、凝縮面過冷度に対して高い熱流束を示し、凝縮熱伝達係数も高い値を示す。しかし、表面張力が小さいエタノールおよびHCFC123の場合は、いずれの撥水性表面処理伝熱管も膜状凝縮となり、水平円管に対する物Nusseltの値と一致し、その優位性は確認できなかった。
人工制限酵素を用いたミトコンドリアゲノムの改変

高等植物のミトコンドリアゲノムは、雑種強勢を用いたハイブリッドF1品種育成に多用される細胞質雄性不稔の原因等、重要形質遺伝子を含んでいる。しかしながら、現在もこのゲノムの改変は不可能な技術である。本研究は、人工制限酵素を用いて、これにミトコンドリア局在化シグナルを付加することで、ミトコンドリアゲノム上任意配列の破壊改変を試みた。複数のターゲット配列それぞれに対応する二つ一組のTALENについて植物で同時に発現させるための複雑なベクターを効率的・迅速に構築するシステムを完成させ、TALEN導入シロイヌナズナを多数系統作出・解析することで、ミトコンドリアゲノム改変の為の有効な方法の検討を行った。シロイヌナズナ、イネにおけるミトコンドリアゲノム上の遺伝子破壊ターゲットについて、それぞれ複数の人工制限酵素を作製し、植物用形質転換ベクターを作製した。これらについては既に植物核ゲノムに導入した形質転換植物がT2ラインまで進んだ種子が得られており、今後ミトコンドリアゲノム上に変異が導入されているか否かを検討していく予定である。また、ここまでで作った二つ一組の人工制限酵素ORFが同時に発現しミトコンドリアへ局在する植物形質転換ベクターについて、その機能(遺伝子の同時発現とミトコンドリアへの局在)を確認検証した。上記ベクターのORFの部分にGFPやRFPの遺伝子配列を導入した同様のベクターを作製し、パーティクルガン法を用いて植物緑葉へ形質転換導入し、その遺伝子発現と局在を蛍光顕微鏡観察によって検証を行った。その結果、これらのベクターでは、二つのORFは、(遺伝子発現したものについてはきちんとミトコンドリアへ局在していることは確認できたが、)二つの遺伝子が同時に発現しない場合があることや、発現量に大きな差がある場合があることが確認された。そのため、植物形質転換用のベクターを改変し、別の種類の薬剤誘導型プロモーターや恒常的な発現用のプロモーターの使用や、発現量を増やしサイレンシングを抑制するようなターミネーター配列を導入したベクターを作り直した。これらの改変ベクターでは、二つ一組の人工制限酵素が同時に恒常的に強く発現し、またミトコンドリアへ局在することが確認された。また、新たなベクターに関してリクローニングを行い、出来たものからシロイヌナズナへ形質転換を行っている。平成24年度は,植物ミトコンドリアゲノム上の破壊目的遺伝子にあわせた人工制限酵素TALENの構築,並びにミトコンドリア局在/発現誘導型形質転換ベクターの構築を行った.シロイヌナズナとイネにおいて具体的な破壊ターゲット遺伝子内の標的配列を選び,第一弾として三遺伝子につき計5カ所を破壊する人工制限酵素ペアを設計し,インビトロジェン社にプラスミド構築を発注した.二つ一組のTALENを同時にエストロゲン薬剤誘導発現し,またミトコンドリアへ局在させる為の形質転換発現プラスミド(植物形質転換タンデム誘導発現ベクター)を構築完成することができた.このプラスミドへは試験的にTALENの代わりにGFPとRFPの二つのORFを同時に挿入し,これをパーティクルボンバードメント法でシロイヌナズナ葉表皮細胞に導入し,蛍光顕微鏡で観察したところ,確かに二つのORFがどちらも発現してミトコンドリアへ局在することを確認した.この複雑なベクター構築には,インビトロジェン社のMultisite Gateway Systemを導入しており,新たなTALENが手に入り次第,すぐに簡単に植物形質転換タンデム誘導発現ベクター内に導入できるようになっており,このようなクローニングが具体的に機能しているところまでチェックが進んでいる.現在, 11種類のベクター(うち三種はコントロール)が完成し,シロイヌナズナへの形質転換を行っている.植物の生育を支える遺伝情報は、核ゲノムの他、葉緑体、ミトコンドリア内のゲノムにも格納されている。ミトコンドリアゲノムは多細胞生物においては唯一人為改変が不可能であり、本研究では、これを近年発展が著しい人工制限酵素を応用することで植物ミトコンドリアゲノム上の任意配列の破壊をめざした。人工制限酵素として、二つ一組で働くタンパク質であるTALENを使用し、これにミトコンドリア局在化シークエンスを付加した発現ベクターを作製し、シロイヌナズナの核ゲノムに導入した。当初作製したベクターでは、二つの遺伝子を同時に安定高発現(誘導発現)することならびにミトコンドリア局在性能に問題があることが判明したため、この部分を改変し、どちらも大幅に改良することに成功した。また、TALENによるDNA認識配列および切断活性には一般的に不安定性がみられることから、複数のターゲット配列に対して、それぞれ複数のTALEN酵素とその組み合わせを発現させるベクターを作製した。また多種類のTALEN発現ベクターを簡便に作製するためのシステム構築に成功した。