hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可視紫外同時分光観測による地表境界層オゾンのリモートセンシング手法の開発

広域的地表オゾン増大の実態解明等のための下部対流圏オゾンのリモートセンシングを実現するため、可視紫外同時分光観測による手法を開発し、その精度検討と実証観測を行った。地上観測により、可視域でも実用的な精度でオゾンカラム量が推定できるめどが立った。地表反射スペクトルの干渉やエアロゾルの影響について、観測および放射伝達計算により推定する手法を開発した。検証のため航空機観測を実施し、現在解析を進めている。日本ではオゾン前駆気体の放出量・大気中濃度ともに減少傾向にあるにも拘らず、1980年代後半より対流圏オゾン濃度は逆に増加傾向にあり、アジア大陸などからの越境汚染の影響の重要性が指摘されている。越境汚染の把握に有効な静止衛星による観測が計画されつつあるが、従来の紫外分光リモートセンシング観測では従来成層圏成分と対流圏成分の分離が難しかった。本研究では、可視紫外で同時分光観測を行うことで、両者での散乱・光路長の差から下部対流圏オゾン量を分離して推定することが可能であるか、観測とシミュレーションの両面から検証することが目的である。放射モデルによるシミュレーションによって、分光観測によるオゾンカラム量測定精度、オゾン高度分布、エアロゾル分布などが推定結果に与える影響を定量化した。その結果、この手法においては1%程度の高精度で紫外および可視のカラム量を求めることが必要であることがわかった。オゾン高度分布の誤差はあまり影響しないが、エアロゾルの高度分布や光学的性質も重要な誤差要因となりうるため、その推定も重要であることが示された。今年度の検証観測は、筑波山山頂から斜め下方からの可視紫外散乱光を同時分光観測することで実施した。分光観測の結果と、シミュレーションおよび直接測定から求めた値を比較すると、紫外域では両者がほぼ一致する結果が得られたが、可視域では分光観測の値が有意に大きく、スペクトルフィッティングおよび地表アルベドの波長依存性の考慮が不十分であるためと推測された。今後、これらの点についての改善が必要である。さらに、平成23年中に航空機観測を実施するため、使用予定の航空機の改造を行い、航空局の検査に合格した。中国などアジア大陸からの対流圏オゾン越境汚染が日本などで重大な問題となりつつある。このような広域的な大気汚染の実態を理解するためには、衛星からの観測が有効であると考えられる。対流圏下部でのオゾン濃度を衛星からリモートセンシングで観測する手法として、可視・紫外域の両方でオゾンの同時分光観測を行うことで、両者で得られる傾斜オゾンカラム量の差から、地表付近のみのオゾン量を検出できる手法を考案し、航空機および地上での模擬観測を通じ、この手法を実証することが本研究の目的である。夏季および冬期の2回の航空機観測を実施し、高度約8kmから、ほぼ同時に可視および紫外域での太陽後方散乱光スペクトルを測定した。その際、地表状態により大きく異なる地表反射スペクトルを推定するため、高度約500mからの地表反射光スペクトルも測定した。この観測データから下部対流圏オゾン導出を行う上で、特に可視域Chappuis帯での差分吸光フィッティングによるオゾンカラム量推定精度が重要である。それを確認するため、地上での太陽直達光観測を実施し、紫外域Huggins帯で導出したオゾンカラム量と可視域Chappuis帯で導出したオゾンカラム量を比較したところ4%以内で一致した。主な誤差要因は、観測に用いた分光計の装置関数であり、太陽スペクトルフィッティングにより改善する手法を開発した。この観測データから可視域Chappuis帯および紫外Huggins帯での差分吸光フィッティングによるオゾンカラム量推定を実施するとともに、最適化するため観測に用いた分光計の装置関数を太陽スペクトルフィッティングにより改善している。さらに、高度約500mから測定した地表反射光スペクトルから、大気減衰を考慮して地表反射率スペクトルを求めるアルゴリズムを開発し、様々な地表条件毎に推定している。また、観測時の等価光路長を正確に推定するため、エアロゾル光学特性を考慮した等価光路長推定アルゴリズムを開発しその精度評価を行っている。

分光観測装置のトラブルにより、航空機観測の実施が1年遅れたこともあり、そのデータ解析が現在完了しておらず、この研究で目標としていた、可視・紫外域の両方で同時分光観測を行うことで、下部対流圏オゾン量を検出できる手法に関し、まだデータ解析およびオゾン量推定アルゴリズムの開発が完了しておらず、その精度の検証も不十分である。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、本研究の目標を達成するため以下の3点について、研究を集中している。精度良く、紫外および可視域の両方での差分吸光フィッティングでオゾンカラム量を推定するため、観測に用いた分光計の装置関数の推定の改善。高度約500mから測定した地表反射光スペクトルを基に、大気減衰を考慮して、地表反射率スペクトルを、様々な地表条件毎に推定するとともに、それを考慮した差分吸光フィッティングアルゴリズムの開発。観測時の等価光路長を正確に推定するため、分光データからエアロゾル光学厚を推定し、観測されたエアロゾル光学特性と比較するとともに、それを考慮した等価光路長推定アルゴリズムの開発とその精度評価。以上3点について、現在進めている開発を完了させることで、下部対流圏オゾン推定の可能性を定量的に検討するとともに、使用波長域などの最適化を進める。
ショウジョウバエ脳形成グランドプランの分子遺伝学的解析

ショウジョウバエの脳は、脊椎動物の脳と比べて格段に単純であるにもかかわらず、学習・記憶を始めとする多くの高度な認知機能をもち、脳初期発生と高次機能を研究するにあたり、優れた研究材料を提供している。本年度は、脳高次脳機能の中枢であるキノコ体の形成機構の分子遺伝学的解析を推進した。胚期キノコ体での発現を手がかりに、キノコ体前駆細胞でショウジョウバエPax6相同遺伝子eyelessとtwin of eyeless、および複眼形成遺伝子dachshundが高レベルで発現していること、さらにこれらの変異体ではキノコ体形成が著しく阻害されることを見い出し、脳における新規遺伝子制御ネットワークが存在することを示した。また、キノコ体神経芽細胞で核内レセプター型転写因子taillessが発現していることを見い出した。突然変異クローンを特異標識するMARCMモザイク解析法により、taillessがキノコ体神経芽細胞の継続的分裂に必須であることを明らかにした。さらに、突然変異体における発現解析の結果、taillessの発現が、先に明らかにしたeyeless,twin of eyeless,およびdac遺伝子とは独立に制御されていることを示した。Pax6遺伝子とtailless相同遺伝子Tlxは、脊椎動物脳の嗅皮質・扁桃体・大脳辺縁系等の形成に必須な機能を有することが示されている。本研究成果は、多様な脳が獲得して来た嗅覚・学習系の構築過程が、共通の遺伝子プログラムにより制御されていることを初めて示したものである。
水産養殖ビジネスへのビジネスモデルとイノベーションの応用可能性に関する研究

養殖事業分野では、大手企業でもすべての資源を抱え込むビジネスモデルを構築することは難しい。また、人口種苗、餌の開発、飼育方法、遺伝子研究の分野などでのトータルなイノベーションが要求される。つまり、遺伝子研究などの最先端の知識と、現場での泥臭い経験的な知識という、相反する知識を高度レベルで融合しなくてはならないというのが、この分野でのイノベーションの難しさである。本研究は水産事業において、製造業で構築されたビジネスモデルおよびイノベーション理論の応用可能性を多角化的な視点から探索するものである。水産事業分野の事業創造に関しては、水産学や水産経済学などの理系の学問分野からのアプローチが多く、経営学からこの分野へアプローチすることは皆無であった。そのためか、この分野では持続的に成長するためのビジネスモデルやイノベーションの方法が確立されていない。事実、この事業分野では、一部の大手企業しかビジネスとして収益を上げていないために、参入する企業も限られている。その意味でも、経営学の分野で構築されてきたビジネスモデルやイノベーションの手法が水産事業分野において有効に機能するかどうかを、多角的な視点から検証することである。本年度は、日本水産の子会社である黒瀬水産のブリ養殖についての成功をマネジメントおよびイノベーションの視点から分析を行った。黒瀬ブリはいまや市場でのブランドを確立しているが、そのブランド形成のプロセスには、生産現場でのプロセスイノベーションだけではなく、日本水産の持つグループ経営資源をうまく連動させることで生み出されていた。とくに、エサに唐辛子を入れるマブレスなどの開発や種苗などの開発において、日本水産の研究所の開発能力がフルに生かされていた。また、商品の流通、販売においても日本水産の持つグループ力が生かされていた。養殖事業分野では、日本水産のような大規模資本の垂直統合型がモデルが優位であることが理解できる。事実、一部の地方の中堅・中小企業を除いて、養殖事業分野で成功している事例は少ない。日本水産およびオランダのスクレティング社に協力により、調査は順調に進んでいる。スクレティング社の協力により、餌の視点から養殖事業も捉えることが可能になった。昨年度は、日本水産のグループ企業の養殖事業の成功プロセスを詳細に調査することができた。また、スクレティング社の餌の製造プロセスの特徴と課題も明らかになった。周知のとおり、日本の水産業は衰退産業に位置づけられている。しかし、その一方で、先進国の中でも水産大国がある。ノルウエーである。当該年度は、日本水産の協力を得ながら、宮崎にある黒瀬水産の養殖事業のイノベーシヨンマネジメントについて継続的に調査する一方、衰退産業から成長産業へと転換させたノルウェー水産業の成功ポイントを解明するために、ノルウェー水産審議会の協力を得ながら調査を行った。とくに、世界市場で大きな市場シェアを占めているノルウエーサーモンの日本市場開拓にフォーカスして研究を行った。日本では長い間、サケを焼いたり、燻製にして食べることはあっても生で食べる習慣はなかった。この常識を覆さない限り、日本市場の開拓は難しかった。この常識を覆すために、官民あげてのジャパンプロジェクトがスタートさせた。まずは、サーモンを普及させる上で、世界のリードカスタマーになりうる寿司屋に受け入れられるために、種苗からエサ、飼育に至るまで寄生虫の寄りつかない養殖環境をつくった。しかも、ノルウェーの養殖施設には、石油プラントで培われて技術が応用されていた。さらに、市場に対する戦略として、水揚げされてから日本の店頭に並ぶまで、最短で36時間、一度も、冷凍されずに届けられる仕組みを構築した。この官民上げてのプロジェクトの中核的な役割を担ってきたのが、ノルウェー水産審議会(NSC)である。NSCの活動原資はノルウェー政府が拠出している。ノルウェー政府は水産物に対して輸出額の0.75%に相当する輸出税を課しており、NSCはこの税金を原資に、世界主要市場に常駐する海外代表所(ノルウェー大使館内)を設け、ノルウエーの水産物のプロモーションを世界的に展開しているのである。調査は概ね順調に進んでいる。日本水産の協力もあるが、水産養殖についての研究開発や製造プロセスなどについては、かなり詳細に研究が進められている。また、ノルウエー水産審議会の協力もあり、国際比較の視点から日本の水産養殖の課題も明らかにすることができた。ただし、地方の養殖事業のビジネスモデルについては、まだ十分な解明が進んでいないが、福島や新潟などの有力な中堅企業の養殖事業者についてはインタビュー調査を行った。一部を除き、外資系企業の調査が十分に進んでいない。この業界での外資系企業に対する調査依頼は簡単に取ることができないというのが現状である。しかし、現在、協力を得ている大手日本企業のネットワークを通じて、調査依頼を行う予定である。そのため、今後はより一層、外資系企業の調査も進めることが可能になる。最終年度はグループシナジーという視点から水産養殖事業のイノベーションの解明に取り組んだ。水産養殖の場合、餌の開発、海上での飼育、加工流通など、川上かから川下までのイノベーションが連鎖することで新製品開発につながってくる。日本水産のグルーブ企業である黒瀬水産の若ぶり開発開発では、グループ経営の資産をフルに活用されている。養殖事業の成功の鍵になる餌の開発では、日本水産の研究所が持っている資源が活用されているし、その養殖魚の販売においても日本水産のネットワークが活用されている。

しかし、現場の魚の飼育方法については、独特の暗黙知が必要であり、また、水揚げから加工まで鮮度を保ちながら魚を処理していくプロセスでは現場を担当している黒瀬水産のマネジメントが有効に機能していた。つまり、親会社とグループ企業の資源が相互にリンクすることでイノベーションが生み出されていた。しかし、そうすると養殖事業の川上から川下まで押さえ、多様な事業を展開しているグループ企業を持つ日本水産のような垂直統合型の企業が、グループシナジーを通じてイノベーションを創造し、持続的競争優位性を生み出すのかというと、必ずしもそうではない。事実、地方では、ガボスなど独特の餌を与えることで、特定の地域では圧倒的な優位性を握っている地元の養殖企業もあるからにである。また、養殖事業の場合、魚病、天候不良、餌の原料になる魚粉相場の高騰など、さまざまなリスクが生産プロセスなかで発生する。そのため、シナジーを創り出すために、どの程度の垂直統合の度合いを高めるかという課題と、他の養殖魚でのグループイノベーションの比較も興味ある課題として残っている。というのも物の製造製品と異なり、水産業の場合、魚種の種類によってマネジメントが大きく異なるからである。養殖事業分野では、大手企業でもすべての資源を抱え込むビジネスモデルを構築することは難しい。また、人口種苗、餌の開発、飼育方法、遺伝子研究の分野などでのトータルなイノベーションが要求される。つまり、遺伝子研究などの最先端の知識と、現場での泥臭い経験的な知識という、相反する知識を高度レベルで融合しなくてはならないというのが、この分野でのイノベーションの難しさである。本年度は、現場の調査だけではなく、日本水産やニチロなどの研究所の研究者からのインタビュー調査を重ねる予定である。また、養殖事業の大国、ノルウェーのマリンハーベースト社への調査も予定している。今後は、継続して日本水産のグループ企業である黒瀬水産を中心に、原材料メーカーの伊万里水産なども調査していく予定である。つまり、原材料から最終的な小売り段階までのビジネスモデルの解明を進めていく予定である。また、地域、業種、企業などの特性によってどの程度、水産養殖のビジネスモデルが異なるのかも解明する予定である。さらに、サンプル数に限界があるかもしれないが、地方の養殖事業者を中心にアンケート調査を実施していく予定である。経営戦略論予定した地方企業のインタビュー調査が日程が合わずに、本年度にずれ込んだことである。そのため、交通費ならびにインタビューのテープ起こし料金が当初予定していた費用を下回ったことが大きい。昨年度は、水産養殖事業分野の外資系企業のインタビュー調査が一部の企業しか進めることができなかったため、計上したインタビューのテープ起こし料金を十分に使いきることができなかった。また、アンケート調査のサンブル数が一定数、確保できなかったために、アンケート調査の実施を延期したために、調査料金が未消化となったため。
人類の材料文明を解き明かす金属古文化財のナノ物性評価

前年度に引き続き、金属を主成分とする物質を用いた古文化財の物性を評価した。日本刀については、刃金と芯金の境界領域のナノ組織を電子顕微鏡で観察した。その結果、0.53μmの多角形のFe結晶粒子の中に複数方位をもつ炭化物が分散し、超鉄鋼と呼ばれる範疇の微細構造であることを明らかにした。また、これまで日本刀では実験されていない機械的性質として、硬度と引張り試験を試みた。断面の刃先から芯金の頂部(棟)に至る硬度(μ-Hv)の分布では、炭素量および熱処理によるマルテンサイトの形成などの組織との対応が明らかにできた。次に、長手方向に採取した引張り試験片による強度試験を行い、機械的性質に関する基礎的なデーターを得た。芯金の部分では、降伏点現象が観察され、侵入型不純物原子による転位の拘束が認められた。ただし、その効果は小さく、これは日本刀の不純物が少ないことによるものと考えられる。刃金と芯金の境界領域では、2相組織型の応力-伸び曲線が柔軟な鋼であることが明らかになった。さらに、引張り試験片の伸びと硬度の関係から加工硬化を論じることができることを明らかにした。この他、金属工芸品への色づけ技法として使われている硫黄を含む溶液によるCu表面の皮膜の構造を電子顕微鏡等で分析し、複数のCu硫化物および亜酸化銅が形成されていることを明らかにし、これと色彩の関係を解析した。本年度は本補助金研究の最終年であり、これまでの研究を整理して、研究成果報告書としてまとめた。わが国の金属文化財の代表である日本刀の金属組織およびナノ構造について検討した。研究に用いた日本刀は元禄時代、筑紫(現在の福岡)の刀鍛冶である信國吉包作の脇差しである。この作者は江戸中期の上作と評価されている鍛冶匠である。これを対象に選んだのは、美術刀として作刀技術が確立した時期の刀であるためである。全長は約60cm、最大厚さ6mm、最大高さ35mmある。先ず、刀の断面および側面についての金属組織を観察し、次に断面を透過電子顕微鏡および走査型電子顕微敏鏡およびX線スペクトロスコピーにより調べた。得られた結果はを以下にまとめる。先端の刃先近傍の炭素量は0.60.65%で、組成的には中炭素鋼である。先端の極く近くは焼き入れによって生じたマルテンサイト組織になっており、典型的なラス構造を示す。ラスの中の結晶には高密度の転位が存在し、双晶は見られない。ただし、複数の格子の重なりによるモワレ像などが存在し、更なるナノスケールの下部構造がある。したがって、強化の機構は高密度の転位とこれらの転位を固着する炭素原子によるものと考えられる。焼き入れ時のマルチンサイト発生温度(Ms点)は比較的高いものとみなされる。折り返し鍛錬された日本刀には酸化物が來雑物として見出されるが、本試料ではSi、Ca等を主成分とするガラス質のものに付随して、Tiを主成分とする結晶性酸化物が見出された。ガラスの中に分散する当酸化物は六角形を呈し、稠密な格子構造をもっている。この化合物の格子像は長周期構造を示し、副格子あるいは規則格子の存在が推定される。これまで、ほとんど研究されていない金糸銀糸などの金属糸、日本刀、陶磁器の釉に含まれる金属元素の発色効果、伝統的な金属表面着色技術、などの金属文化財の微細構造について広く検討した。金属糸では、江戸時代の金糸について、その成分を測定し、Agの含有量と表面の化学的状態を明らかにした。特に、Sn糸断面の透過電子顕微鏡観察などによって、100年以上の年月をかけてSn腐食が、Sn水酸化物、SnO、SnO_2へと移行しながら進行することを明らかにした。日本刀では、江戸中期に製作された日本刀の分析により、刃の部分ではラス状のマルテンサイトが形成されており、非金属介在物として、Ti、Zrなどを含む化合物がガラス介在物中に分散していることを見出した。また、刃と芯金の中間領域では、数10nmの粒径をもつαFe中に微細なセメンタイトが存在し、さらにその間に地に数nmの極めで微細な析出物が存在することを見出した。これは、現在、超鉄鋼の国家プロジェクトが日指している微細組繊に相当するもので、大きな発見である。また、この部分の引張り試験では、絞り値が80%以上という大きな値を得た。これは超塑性的な変形が起こっていることを示唆する。陶磁器では、白地にCoを含む青の顔料の不純物の分析から、日本、中国、朝鮮などの顔料の特長を明らかにし、時代と生産地の分類を可能にする結果を得た。このほか、伝統的な金属着色技術である煮色着色層の微細構造、江戸時代のAu-Ag合金貨幣に用いられた色上げ法の検討などの萌芽的研究を行った。

断面の刃先から芯金の頂部(棟)に至る硬度(μ-Hv)の分布では、炭素量および熱処理によるマルテンサイトの形成などの組織との対応が明らかにできた。次に、長手方向に採取した引張り試験片による強度試験を行い、機械的性質に関する基礎的なデーターを得た。芯金の部分では、降伏点現象が観察され、侵入型不純物原子による転位の拘束が認められた。ただし、その効果は小さく、これは日本刀の不純物が少ないことによるものと考えられる。刃金と芯金の境界領域では、2相組織型の応力-伸び曲線が柔軟な鋼であることが明らかになった。さらに、引張り試験片の伸びと硬度の関係から加工硬化を論じることができることを明らかにした。この他、金属工芸品への色づけ技法として使われている硫黄を含む溶液によるCu表面の皮膜の構造を電子顕微鏡等で分析し、複数のCu硫化物および亜酸化銅が形成されていることを明らかにし、これと色彩の関係を解析した。本年度は本補助金研究の最終年であり、これまでの研究を整理して、研究成果報告書としてまとめた。
「大量失業時代」における地域農業の構造変動研究

日本経済は1980年代を転換期としながら、それまでの農家労働力に依存しながら資本蓄積を行う農家労働力依存型から、景気循環の局面に応じて失業者の創出と吸引を行い、その基礎上で資本蓄積を行う失業者依存型へと転じた。このことは農業のありかたにも影響を与えており、かつては農外産業への一方的な労働力供給者であった農家は、今日、不況期を中心に農外からの労働力を受け止める、より多面的な機能を担うようになってきている。平成22年度は長野県上伊那地方を対象としながら、地域労働市場と農業構造の変化を特徴づけた。すなわち、同地方を対象として1993年に実施した調査の結果と、2009-11年のそれとを比較考察した。そこから以下の諸点が明らかとなった。第1に、近年、農外企業は、不況下の雇用調整を、主に派遣従業員の解雇で行っている。第2に、しかし、農家構成員の就業動向を見ると、不況下の雇用調整の対象となった者は若干名にとどまり、企業動向から明らかになった従業員の激しい流動性とはズレがあった。近年の農家構成員の農外における就業動向を特徴づけているのは、むしろ、高齢者の農外就業の増加であった。第3に、農業構造の動態変動として指摘すべきは、先ず、かつては農地の受け手及び複合化の担い手であった上層農の、この間の崩落である。つまり上層農は借地を放出して水稲単作化しているのであって、かつての上層の中間層化が進んでいる。また、その一方で、かつての零細層による、貸付地の自作化による規模拡大の動きも、そこにおける定年帰農の動きとからみ進んでいる。つまり、かつての零細層の中間層化もまた進んでいる。こうした2面的な動きの合成的結果は中間層の肥大化である。これは、上層の後退を零細層が補って地域全体の農地をある程度保全しているということでもある。第4に、しかし、こういった形の農地の保全には限界がある。新規就農者がリンゴ団地を引き受ける動きもあり、それが農地保全にある程度寄与しているが、全体としては急速な農地減少に歯止めがかかってない。第5に、中間層の肥大化は、中間層を支え、そして同時に中間層が担う組織である、集団耕作組合の「発展」をもたらしている。確かに、集団耕作組合の利用面積は一次期の停滞を脱してこの間に増加している。しかし、それは農機の使い勝手をよくすることによってである。したがって、中間層の脱農化もまた進んでいる。平成23年度は北海道石狩川下流域に位置する水稲単作地域の岩見沢市(旧北村)を対象としながら、地域労働市場と農業構造の変化を特徴づけた。すなわち、同市S集落の全農家20戸を対象として2002年に実施した聞取り調査の結果と、2011年の同様の調査とを比較考察して、この間の変化を考察した。第1に、2002年に集落内に存在していた農家のうち、かつて5ha以下の比較的小面積の農地を保有していた農家を中心に5戸が、2011年までの9年間に離農していた。この5戸のうち、2戸が在村離農、3戸が離村離農であった。第2に、こうして離農する家があった一方で、離農家が放出する農地を購入して、9年間にそれぞれが10ha程度の面積を増やして合計20ha以上の農地規模になるような、急速に規模拡大する農家が4戸、地域の農業構造変動の他方の極には存在していた。そして第3に、本研究課題との関連で特に注目すべきは、2002年時点では4.7haと、地域内では比較的面積規模の小さい水稲作経営で、加えて世帯主が農外で土木作業員として年間200万円程度の収入をあげていた一兼業農家が、この間の不況の影響を受けて土木作業員としての仕事が減少してきて農外収入が減少する中で、他方では農地をこの間に4ha程度購入して農業の規模拡大を進めていたことである。つまり農外の不況が、一部の兼業農家の農業への傾斜を促してきたわけである。第4に、ところでこうした面積規模の拡大の動きが地域内で存在する一方で、別の専業的な農家には集約的な経営展開の動きも見られ注目された。それは、3戸の農家における大豆種子の生産への着手である。こういった農家はかつての10ha程度の規模を2011年に至ってもほぼそのまま維持しながら規模拡大せず、こういった集約的な方向に展開してきたのである。

本研究の対象地の一つである長野県・上伊那郡・宮田村では、比較的良好な農外就業の地域労働市場条件のもとにあると言われながらも、リーマンショック後の不況下では、農家構成員に失業状態の者がいた。これは90年代初めのバブル崩壊後の不況期には見られなかったことで、ここに型の移行にともなう新たな状況の顕在化を見て取ることができた。そして、農業・農村政策的には、1999年の新基本法のもと、失業者が創出される不況局面で、農業・農村で雇用吸収力を高めてそれを一定吸収するセーフティーネット機能が期待されている。確かに宮田村でも、年金の受給開始年齢の段階的切り上げとともに高齢者の就業率が高まり、そうした老後の就業先として農業が選択されるケースがあったが、その一方で、農家にいる、失業状態、あるいは半失業状態にある青壮年労働力を吸引する受け皿として、農業は十分に機能しているとは言い難かった。これは、農家の就業構造や農業構造の展開には「慣性」とでも表現すべきものが働いていて、いったん展開の方向が定まってしまうと、それは短期的にはなかなか変わらない、ということである。失業者依存型の経済は、農家に、労働力の出し手(好況局面)と受け手(不況局面)という矛盾した役割を押し付けるが、この矛盾は、宮田村の農家では、今のところ、労働力の出し手の側面が優越する形で「解決」されていた。そして、より劣悪な農外就業の地域労働市場条件のもとにある北海道・岩見沢市や岩手県・北上市の調査地では、不況下には、農家がこのような農外就業へと傾斜することは困難で、農業振興がよりいっそう切望されているのである。初年度(H22)には長野県上伊那地方を対象とした実態調査を行った。また、2年度目(H23)には、北海道石狩川下流域地方を対象とした実態調査を行った。そして、これらの実態調査で得たデータを分析した結果を、論文や学会報告の形で公表してきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。過去2年間に行った2つの実態調査と、それらに基づいた分析の結果をふまえて、総括的な考察を行う。なお、本研究課題では、今まで調査対象地としてきた長野県上伊那地方と北海道石狩川下流域地方の他に、岩手県三陸地方を対象とした実態調査研究を行うことを予定していた。しかし、これを実施することは、昨年度の東日本大震災後の情報をふまえて、再考を余儀なくされている。そのため、本年度は、比較対象のために海外調査地を設定することをも含めて、代替的な調査研究対象地を選定する可能性がある。
交流加圧法による隙間量の測定システムの試作研究

(1)測定原理と特徴従来用いられている直流加圧法とは異なる測定原理を示し、隙間量の算出方法を述べた.また,その特徴や方法の比較を行なった.(2)測定システムの開発加圧のための可動部分,圧力の測定部,データ解析部からなる測定システムを製作した.モータの回転をメカニカルな方法で正弦波に変えて体積変化を与えるシステムであるが,既知の値を持つ隙間の実測では十分な測定精度は得られなかった.この原因としては,ジョイント部の加工精度の問題のために滑らかな正弦波上の加圧が得られなかったこと,ピストンの変位の位相は測定したが変位そのものは正弦波で数値的に与えたこと,データをアナログ記録器のチャート紙から目視で読み取ったことなどが考えられる.(3)シミュレーションによる装置の動作室模型の体積変化率と室内外差圧の変化を計算して,実測と比較した結果,位相の差は一致した.滑らかな正弦波状の圧力変化の確保と読み取り精度の向上を図れば,精度の高い測定システムが構築できると考えられる.(4)新しい測定システムの開発変位を高精度(2/1000mm)で制御できるアクチュエータとディジタル記録器を用いた測定システムを構成した.アクチュエータの制御プログラムの開発,測定方法とデータ解析手順の整理などを行なったが,システムがやや複雑になった。(1)文献調査:日本において交流加圧法による隙間量の測定に関する文献は現在のところ見当らない。海外については、既に分かっているローレンスバークレー研究所のグループの他に、米国で1978年に交流加圧法による測定方法の研究が行なわれていることが分かった。基本的な考え方は同じであるが、当時の圧力などの測定機器の精度の問題により、十分な測定精度が得られなかったとの報告があった。(2)測定システムの開発;加圧部、圧力及び変位の測定部、データ解析部からなる測定システムを製作した。最初はモーターの回転をメカニカルな方法で正弦波に変えて体積変化を与えるシステムを作成した。しかし、小さな隙間量の場合、既ち体積変化量が小さい場合には滑らかな正弦波での圧力変化が得られるが、実際の建物を対象とする体積変化量の大きいシステムでは、ジョイント部の間題により、滑らかな圧力変化が得られなかった。(3)シミュレーションによる装置の動作の予測:実験と同じ条件で、体積変化、圧力変化および変位のシミュレーションを行なった。実験結果と比較した場合、比較的小さな隙間量については、圧力変化、体積変化、前者の後者からの正弦波の遅れが計算と実験でよく合致した。これにより、滑らかな正弦波での圧力変化が得られれば、測定システムは測定方法の根拠となる方程式に従った挙動をすることが確かめられた。(4)新しい測定システムの開発:メカニカルな方法による滑らかな圧力変化の実現に限界があったので、電気モーターによるアクチュエータを数値的に制御して、体積変化を与えるシステムを開発した。このシステムによれば滑らかな圧力変化が得られる。アクチュエータを制御するためにコンピュータが必要となるが、変位を測定する必要がなくなるので装置の構成は、それほど複雑にはならない。(1)既存のシステムの改良点の検討既知の値を持つ隙間の実測では十分な測定精度は得られなかったので,この原因を検討した,滑らかな正弦波が得られていないこと(特にモータの回転数が高い場合)については,ジョイント部の加工精度が十分ではなかったことが挙げられる.隙間量の値の計算の際に,ピストンの変位の位相は測定したものの変位として正弦波を数値的に与えている.実際の変位を計測して隙間量を計算すれば算出結果が改善される可能性がある.また室内外圧力差のデータをアナログ記録器のチャート紙から目視で読み取ったための誤差の影響も考えられる.またシミュレーションにより装置の動作を検討した.室模型の体積変化率と室内外差圧の変化を計算して,実測と比較した結果,位相の差は一致した.滑らかな正弦波状の圧力変化の確保と読み取り精度の向上を図れば,精度の高い測定システムが構築できると考えられる.(2)新しい測定システムの開発測定システムは,電源装置,制御部分,室模型(既存),データ収録部分,データ解析部分からなる.

可動部分のピストンは変位を高精度(2/1000mm)で制御できるアクチュエータを用いたため,変位の測定が不要となった.またデータ収録部分にはディジタル記録器(サンプリング時間20Hz)を用いたので,読み取り誤差を無くすことができた.測定システムを構成した.アクチュエータの制御プログラムの開発,測定方法とデータ解析手順の整理などを行なったが,システムはやや複雑になった.
ヘリコバクター・ピロリ菌IV型分泌装置構成遺伝子cagYの機能解析

研究の目的胃がん発症に深く関与するとされるヘリコバクター・ピロリ菌(ピロリ菌)の発癌因子の一つCagAはナノ注射針として機能するIV型分泌装置を介して胃上皮細胞内に直接注入され、宿主細胞の異常増殖を引き起こすと考えられている。近年の研究により、CagAの繰り返し配列パターンによる発癌強度の違いが明らかにされてきている。一方、IV型分泌装置の構造・分泌機構は依然不明な点が多い。本研究ではIV型分泌装置の構成遺伝子の中でもCagA同様に特徴ある繰り返し配列が認められる遺伝子cagY野の機能解明を目的とした。研究方法以下の方法により、疾患別ピロリ菌臨床分離株のcagY遺伝子配列を解析し、cagYの多型と疾患との関連を比較検討した。1.疾患別のピロリ菌臨床分離株を培養し、DNAの抽出・精製後、PCR法にてcagY遺伝子の増幅・精製をした。3.2によって得られた各菌株の遺伝子配列をアミノ酸解析し、Multiple Aligment樹形図解析等によりcagYの多型と疾患との関連を比較検討した。研究成果本研究で得たcagY遺伝子のアミノ酸配列による多型を解析した結果、菌株間で特異的な配列を確認することが出来た。また、その特異的な配列による分類と疾患との関連を比較検討した結果、配列によって疾患との間に差が認められ、IV型分泌装置の構成遺伝子cagYについて新しい知見が得られる成果となった。疾患との関連性が強いと報告されているCagAの分泌機構の一部を担う遺伝子cagYにも疾患との関連が示唆され、今後CagAとの関りについてもさらなる検討が必要と考える。
パウダージェットデポジションHAp膜安定化と新規歯科治療への応用に関するTR

パウダージェットデポジション(PJD)法は,歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(HAp)微粒子を常温常圧環境下において歯質上に高速で吹き付け,接着材を介することなく,直接HAp膜を形成する技術である.本研究は,ハンドピース型PJD装置を用いて成膜されたHAp膜を形態的に評価し,擬似口腔内環境下におけるHAp膜の耐久性を評価することを目的とした.口腔内環境をシミュレートしたサーマルサイクル試験前後のHAp膜の形態性状,機械的性質に変化は認められなかった.パウダージェットデポジション(PJD)法は,歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(HAp)微粒子を常温常圧環境下(室温・大気圧環境下)において歯質上に高速で衝突させ,接着材を介することなく,直接HAp膜を形成する技術である.しかし,HAp膜の研磨法に関する検討や口腔内環境下におけるHAp膜の耐久性に関する評価は行われていない.本研究では,新たに作成したハンドピース型PJD装置を用い,エナメル質に成膜を行い,既存の歯質や修復物の研磨システムを応用し,HAp膜の研磨方法を検討した.各種研磨ペーストのなかで粗さ値および光沢度共に良好な値を示したものは,ダイヤポリッシャーペースト(GC)により研磨した場合で,表面粗さ値は0.047±0.017 μm,光沢度は268.3±1.5であった.次いで良好な値を示したものはダイレクトダイヤペースト(松風)により研磨した場合で,表面粗さ値は0.194±0.021μm,光沢度は220.7±2.1であった.これは,これらの材料がCR研磨ペーストとして使用され,成分にダイヤモンドが配合されているためと思われる.一方,歯面研磨ペーストであるリナメルトリートメントペースト(サンギ),メルサージュ(松風),PTC PASTE (GC)はCR研磨ペーストと比較して,粗さ値,光沢度,共に劣る値を示したが,HAp膜未研磨面と比較すると粗さ値,光沢度ともに優れた値を示した.パウダージェットデポジション(PJD)法は,歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(HAp)微粒子を常温常圧環境下において歯質上に高速で吹き付け,接着材を介することなく,直接HAp膜を形成する技術である.本研究は,ハンドピース型PJD装置を用いて成膜されたHAp膜を形態的に評価し,擬似口腔内環境下におけるHAp膜の耐久性を評価することを目的とした.口腔内環境をシミュレートしたサーマルサイクル試験前後のHAp膜の形態性状,機械的性質に変化は認められなかった.本研究は、歯と同じ成分であるハイドロキシアパタイト(HAp)を高速衝突付着現象(Powder Jet Deposition法)を利用して、虫歯治療の部位に直接再構築して、歯を治療するという全く新しい治療技術を実用化するものである。これまでの研究より、PJD法を応用し、歯質上に非常に均一で緊密であり、厚く幅広い面積のHAp膜の生成に成功している。HAp膜は非常に硬く、エナメル質と同程度であり、歯科診療で使用されるコンポジットレジンと同程度の強い接着強度を有している.今年度は、新ハンドピース型PJD装置を用い、これまでに確立された噴射条件を参考にし、エナメル質に成膜を行い、既存の歯面研磨法とコンポジットレジン(CR)研磨システムを応用し、HA膜の研磨方法を検討した。さらに成膜されたHAp膜の擬似口腔内環境における耐久性を評価した。その結果、全ての研磨においてHAp膜の研磨面が滑沢になる事が確認された。特に、歯面研磨よりCR研磨の方がより滑沢に研磨できることが確認された。サーマルサイクル試験前後の表面粗さでは、サーマルサイクル試験前後で同等の値を示す事から、口腔内環境において熱刺激が加わってもHAp膜の表面は維持されることがわかった。また、サーマルサイクル試験前後で同等の値を示す事から、口腔内環境において熱刺激が加わってもHAp膜の硬度は維持されことがわかった。これらの結果から、HAp膜が温度変化等の口腔内環境に耐え得る可能性を示唆した.平成23年度では研究計画に従って、新ハンドピース型PJD装置を用い、これまでに確立された噴射条件を参考にし、エナメル質に成膜を行い、既存の歯面研磨法とコンポジットレジン(CR)研磨システムを応用し、HA膜の研磨方法を検討し、さらに成膜されたHAp膜の擬似口腔内環境における耐久性を評価することができた。今後はこの結果を元に動物実験へ移行していく予定である。PJD法の臨床応用に必要十分な最適条件を設定し、動物を用いた前臨床試験により本法の安全性、治療効果の評価を行う。HA膜の成膜のためには、ある程度の大きさを有する歯を必要とするため、イヌ(ビーグル犬、成犬4匹)にて評価を行う。本実験は、東北大学環境安全委員会動物実験専門委員会の承認を得て行う。1)ビーグル犬(切歯、犬歯、前臼歯部を使用:総歯数n=80)にペントバルビタール20mg/kgを静脈内注射による全身麻酔を施す。2)被験歯にラバーダムを施し、以下4つの方法にて施術する。(1)エナメル質上にHA膜成膜(歯数n=20)<テスト群>(2)エナメル質上にプライマー塗布・コンポジットレジン充填(歯数n=20)<コントロール群>

(3)窩洞を形成し、象牙質上にHA膜を成膜・コンポジット充填(歯数n=20)<テスト群>(4)窩洞を形成し、象牙質上にプライマー塗布・コンポジット充填(歯数n=20)<コントロール群> 3) 7日(急性期)、90日(慢性期)経過後、ペントバルビタール静脈内投与にて屠殺し、被験歯を抜歯する。4)抜去歯を歯髄反応試験(歯髄の薄切切片を作製、歯髄反応と細菌侵入をスコアリングし、炎症程度を確認)、機械的強度測定(硬度)、形態性状観察(非接触型3次元形状、SEM)、色調、光沢度測定、成膜時の隣在歯、周囲歯肉、頬粘膜の炎症・損傷の有無(視診)にて評価を行う。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成24年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
神経細胞死予防のためのグルタミン酸・ドーパミン輸送蛋白の研究

アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患は神経細胞の脱落によって生じる。神経細胞の死滅を引き起こす一つの要因としてグルタミン酸によるカルシウム流入が挙げられている。グルタミン酸の起源として神経終末からのグルタミン酸放出が想定されていた。われわれの研究によって、細胞外ナトリウムなどの細胞外の電解質濃度を変化させるとグルタミン酸輸送蛋白を介してグルタミン酸を細胞外に放出されることが明らかにされた。すなわち、脳虚血や頭部外傷が生じると脳の細胞が損傷を受けて、細胞内外のイオン濃度が異常になり、細胞外のナトリウム濃度が低下し、カリウム濃度が上昇する。このようなイオン濃度の変化によりグルタミン酸輸送蛋白が逆回転して正常状態ではグルタミン酸を取り込むはずのところが、グルタミン酸を放出するようになる。このようなグルタミン酸輸送蛋白の逆回転によってグルタミン酸が細胞外に放出されて、神経細胞死を招く可能性がある。そこで、グルタミン酸輸送蛋白によるグルタミン酸の放出を抑制する薬物を検索した。その結果、グルタミン酸類縁物質であるL-2-(carboxycyclopropyl)-glycineのアイソフォームのうちIII型とIV型がグルタミン酸放出に対して阻害することが明らかとなった。これらの薬物が神経変性疾患における神経細胞死を阻止するのに役立つ可能性があると考えられた。今後、さらに類似の構造を持つ薬物がグルタミン酸の放出を阻害するかを検索してゆく予定である。
低真空で作動するねじみぞ式真空ポンプに関する基礎的研究

高圧域でのオイルフリー真空の需要がますます高まりつつある現況にかんがみ、ねじみぞ式真空ポンプの1000Pa以上における性能について実験を行うとともに理論解析を行った。流量零のときのロータの上流側と下流側の差圧の測定値を下流圧に対してプロットすると、周速が大きい場合、ある圧力以下では一定であった差圧がそれ以上の圧力では上昇した。この原因はロータ上の流れが層流から乱流に遷移することにあると考えられたので、横軸に溝の水力半径の4倍に基づいたレイノズル数をとり、縦軸に無次元差圧Δp^^<^>=Δpδ^2/(μUL)(U:周速、δ:半径すきま、L:ロータの長さ)をとって整理したところ、実験結果は周速に関係なく、一本の曲線上にのった実験に使用したいずれのロータでもレイノズル数が比較的小さい領域においては無次元差圧は一定であったが、レイノズル数が2000付近から増加しはじめ、レイノズル数の増加に対する差圧の増加率はアスペクト比(みぞ幅/みぞ深さ)が小さく、ねじ傾斜角が大きい方が大きいようであった。つぎに流量がある場合について実験を行った結果、無次元差圧Δp^^<^>と無次元流量W^^<^>=Q/(ρπoDU)(Q:上流側における質量流量、D:ロータ直径、ρ:上流側における密度)の間にはほぼ直線的な関係があること、ならびに差圧零のときの無次元流量(最大無次元流量)はレイノズル数によらず同じ値をとることがわかった。ねじみぞ内の流れを乱流として、簡略化されたレイノズル応力モデル(0方程式モデル)を用いて解析を行った。その結果、溝のアスペクト比が1よりロータを除いて実験結果と低レイノズル数(5000以下)では比較的よく一致したが、レイノズル数が高くなるにつれて、差が大きくなる傾向を示した。また同一の溝形状をもつロータについては、ねじ傾斜角が小さいほうが実験値との一致は良かった。最近,半導体産業をはじめとする簿膜応用工業において広帯域分子ポンプが使用されるようになった.広帯域分子ポンプはその高圧側をねじみぞ真空ポンプにより構成し,これによりターボ分子ポンプの作動圧力範囲を高圧側に10Pa(数Torr)程度まで拡張したのである.高圧域でのオイルフリー真空の需要がますます高まりつつある現況にかんがみ,ねじみぞつきロータの10^310^4Paにおける性能について実験的に研究を行った.流量零のときのロータの上流側と下流側の差圧を下流圧に対してプロットすると,周速が大きい場合ある圧力以下では一定であった差圧がそれ以上の圧力では上昇した.この原因はロータ上の流れが層流から乱流に遷移することにあると考えられたので,横軸に無次元差圧△P^<^>=△Pδ^2/(6μUL)(U:周速δ:半径すきま, L:ロータの長さ)をとって整理したところ,実験結果は周速に関係なく一本の曲線上に載った.実験に使用したいずれのロータでもレイノルズ数が比較的小さい領域においては無次元差圧は一定であるが,レイノルズ数が2000付近から増加しはじめ,レイノルズ数の増加に対する差圧の増加率はアスペクト比(みぞ幅/みぞ深さ)が小さく,ねじ傾斜角度が大きい方が大きいようである.しかし同一周速でも,同じレイノルズ数に対して圧力はそれぞれのロータで異なるため,ロータ間性能比較は同一圧力で行わねばならず,面倒である.

つぎに流量がある場合について△P^<^>と無次元流量W^<^>=Q/(ρπδDU)(Q:上流側における質量流量, D:ロータ直径, ρ:上流側における密度の間にはほぼ直線的な関係があり,差圧が零のときの無次元流量(最大無次元流量)はレイノルズ数によらず同じ値をとることがわかった.最近、半導体産業をはじめとする薄膜応用工業において広帯域分子ポンプが使用されるようになった。広帯域分子ポンプはその高圧側をねじみぞ式真空ポンプにより構成し、これによりターボ分子ポンプの作動圧力範囲を高圧側に10Pa(数Iorr)程度まで拡張したものである。高圧域でのオイルフリー真空の需要がますます高まりつつある現況にかんがみねじみぞ式真空ポンプの1000Pa以上における性能について実験を行うとともに理論解析を行った。本年度は、昨年度流量計の測定限界のため実験を行えなかった大流量域について実験を行い、無次元差圧△Pと無次元流量W=Q/(ρπδDU)(Q:上流側における質量流量、D:ロータ直径、ρ:上流側における密度)の間にはほぼ直線的な関係があること、ならびに差圧零のときの無次元流量(最大無次元流量)はレイノルズ数によらずおなじ値をとることを確認した。つぎにねじみぞ内の流れを乱流として、簡略化されたレイノルズ応力モデル(O方程式モデル)を用いて解析を行った。その結果、溝のアスペクト比(みぞ幅/みぞ深さ)が1より小さいロータを除いて実験結果と低レイノルズ数(5000以下)では比較的よく一致したが、レイノルズ数が高くなるにつれて、差が大きくなる傾向を示した。また同一の溝形状をもつロータについては、ねじ傾斜角が小さいほうが実験値との一致は良かった。理論と実験との一致を改善するためには、理論にテイラー形不安定による二次流れの効果および溝がロータの回転方向と角度をもっている効果を導入しなければならないと思われる。
疾患モデルショウジョウバエとカイコ多角体病ウイルス機能を活用した新創薬プロセス

βサルコグリカンはその細胞外ドメインにEGF様のアミノ酸配列を持っている。βサルコグリカンとEGFRとの相互作用をinvitroで解析したところ両者の相互作用が確認され、またこの細胞外ドメインがEGFRとの相互作用に必要であることを明らかにした。筋ジストロフィー関連遺伝子であるシントロフィン1と2遺伝子の二重変異系統の作製に成功し、両遺伝子の生体内機能を明らかにした。細胞質多角体ウイルスのVP3由来の固定化シグナルをβサルコグリカンタンパク質に導入したコンストラクトを作製し、ショウジョウバエ培養細胞で発現させることに成功した。本研究の目的は、申請者らが開発した複数の筋ジストロフィーモデルショウジョウバエを用いて、疾患原因遺伝子とその遺伝的相互作用遺伝子群の機能解明を行ない、筋ジストロフィー病態解明に貢献することにある。また各種疾患モデルショウジョウバエを用いたバイオアッセイ系とカイコ多角体病ウイルス機能を利用して疾病関連タンパク質を固定化したマイクロフローセルチップを利用したスクリーニングシステムを組み合わせて新しい創薬プロセスを開発し、筋ジストロフィーを始めとするヒト遺伝性難病の有効治療法開発への道を開拓する。1)筋ジストロフィー病態解明のためのβサルコグリカン遺伝子の生体内機能解明:筋ジストロフィー原因遺伝子のひとつであるβサルコグリカン遺伝子とEGFR経路構成遺伝子との遺伝学的相互作用が見られ、またβサルコグリカンの細胞外ドメインにEGF様のアミノ酸配列を持っているので、これが細胞膜上でEGFRの機能を抑制する可能性が考えられた。そこでこのモデルを検証するため大腸菌でともに発現させたβサルコグリカンとEGFRが共沈することを見出した。このことはβサルコグリカンとEGFRが相互作用しうることを意味する。2)カイコ多角体病ウイルス機能を利用したβサルコグリカン関連タンパク質のマイクロフローセルチップの開発:カイコ多角体病ウイルスVP3由来の多角体固定化シグナルをβサルコグリカンタンパク質に導入したコンストラクトを作製し、多角体タンパク質とともにカイコ細胞で発現させることにより、βサルコグリカンを多角体中に固定化することに成功した。3)筋ジストロフィー病態解明のためのシントロフィン遺伝子の生体内機能解明:筋ジストロフィー関連遺伝子であるシントロフィン1とシントロフィン2遺伝子の突然変異系統やノックダウン系統を樹立し、特にシントロフィン2遺伝子がアクチン重合の制御を通じて成虫複眼形態形成に関与することを明らかにした。本研究の月的は、申請者らが開発した複数の筋ジストロフィーモデルショウジョウバエを用いて、疾患原因遺伝子とその遺伝的相互作用遺伝子群の機能解明を行ない、筋ジストロフィー病態解明に貢献することにある。平成22年度は特に筋ジストロフィー関連遺伝子であるシントロフィン遺伝子の生体内機能について大きな進展が得られた。平成21年度に樹立したシントロフィン1遺伝子のノックダウン系統とシントロフィン2遺伝子の突然変異系統を組み合わせて作製したシントロフィン1,2二重変異系統では生存率の顕著な低下が見られることがわかった。またクライミングアッセイによりエスケーパーとして羽化した二重変異系統成虫の運動能力が顕著に低下していることを見出した。これらの二重変異系統の神経筋接合部ではシナプス末端の異常伸長が見られ、これが運動能力低下の一因であることが明らかになった。また東京大学生物機能制御化合物ライブラリー機構より入手した化合物ライブリーを用いてシントロフィン1,2二重変異系統の生存率を回復させる低分子化合物のスクリーニングを開始している。筋ジストロフィー関連遺伝子であるシントロフィン1遺伝子とシントロフィン2遺伝子の二重変異系統では生存率の顕著な低下が見られる。治療薬候補物質として、この生存率を向上させる低分子化合物のスクリーニングを平成22年度から開始していたが、平成23年度もこのスクリーニングを継続して行った。しかしながら2次スクリーニングにおいて、生存率向上の再現性があまり良くないことが判明した。一方、筋ジストロフィーモデルをさらに発展させるため、筋萎縮性側索硬化症(ALS)モデルショウジョウバエの開発にも着手した。また筋ジストロフィーの原因遺伝子のひとつであるβサルコグリカン遺伝子については、かねてよりEGFR経路構成遺伝子との間で遺伝学的相互作用があることを見出していた。

βサルコグリカンはその細胞外ドメインにEGF様のアミノ酸配列を持っているので、これが細胞膜上でEGFRの機能を抑制する可能性が考えられた。そこで平成23年度はβサルコグリカンとEGFRとの相互作用をin vitroで検討したところ、両者の相互作用が確認され、また両タンパク質の相互作用ドメインを決定した。
クロマチン構造の変化によるDNA複製制御に関する研究

1.DUFによるクロマチン構造の変化抗-DUF抗体を用いてDUFを除いたXenopus卵抽出液中、および、未処理卵抽出液中でクロマチンを形成させ、これらにヌクレアーゼを働かせたところ、前者よりも後者のほうが、ヌクレアーゼ感受性が高かった。DUFは二重鎖DNAおよび、コアヒストンに結合した。以上の結果は、DUFは、DNA複製が起こりやすくなるような緩んだクロマチン構造を形成させる作用があるということを示唆する。2.DUFと相互作用する因子の探索酵母two-hybrid法を利用して、ヒトDUFの140kDaサブユニットと相互作用するタンパク質を調べたところ、CLK1、GU2、ribosomal protein L15、S26が相互作用した。免疫共沈殿法により、Orc1とヒトDUFが結合した。このことは、DUFがORCと相互作用してDNA複製開始に関与することを示唆する。3.DNA修復におけるRPAの動態Xenopus卵抽出液系を用いて、DNA修復とRPAの動態との関連を調べた。DNAに二重鎖切断を加えると、修復DNA合成が起こっている部分にRPAのフォーカスが形成された。また、ATM/ATRを阻害してもRPAフォーカス形成に対する影響はなかった。このことは、RPAフォーカス形成にはDNA損傷チェックポイント機構は関与していないことを示唆する(東北大、榎本武美との共同研究)。4.テロメレースに親和性を持つDNAヘリケースの研究哺乳類細胞のテロメアの複製に関与する因子を探索する目的で、テロメレース精製の際、挙動を一にする因子を調べた。cDNAクローニングの結果、DNAヘリケースのモチーフを持ったタンパク質がテロメレースとともに部分精製された(お茶の水女子大学、室伏きみ子との共同研究)。バキュロウイルス系を用いて、このタンパク質を、Sf9中に発現させることに成功した。筆者らは、Xenopus卵からDNA複製開始に必要なDUFを精製した。DUFは、分子量140kDa(Cdc68p/Spt16pの類似体)と87kDa(SSRP1)のサブユニットから成り、二重鎖DNAに結合して二重鎖に負のねじれを導入する活性と、コアヒストンに結合して、クロマチン構造を緩める働きを持つ。本研究では、ヌクレオソーム構造に対するDUFの作用をしらべる。また、クロマチン構造をとったDNAの複製に対するDUFの作用を調べることによって、真核細胞のDNA複製開始に必要なクロマチンの構造変化の機構を解明することを目指した。さらに、複製以外のDNAの動態におけるDUFの機能を調べることを目的とした。酵母two-hybrid法を利用して、ヒトDUFの140kDaサブユニットと相互作用するタンパク質を調べたところ、CLK1、GU2、ribosomal protein L15、S26が結合することがわかった。また、免疫共沈殿法により、DNA複製開始部位に結合するORC複合体のサブユニットであるOrd1とヒトDUFが結合することがわかった。さらに、組換え体DUFを固定化したヵラムにOrc1が結合した。このことは、DUFがORC複合体と相互作用して複製開始に関わっていることを示唆する。Xenopus卵抽出液系を用いて、DNA修復とRPAの動態を調べた。また、ATM/ATRを阻害するカフェインはRPAフォーカス形成に対して影響を与えないことがわかった。このことは、RPAフォーカス形成にはチェックポイント機構は関与していないことを示唆する(東北大、榎本武美との共同研究)。