hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
薬物相互作用の原因となるヒトCYP3A誘導の生体内分子機構の解析

ラットでもAdhPXRの併用によるhPXRの強発現下でリファンピシンの転写活性化作用が強められ、in vivoにおいてもPXRがCYP3A誘導の種差を規定する主要因子であることが判明した。しかし、今回の研究結果よりCYP3A4誘導の分子機構は、PXRの関与のみでは十分に説明できず、他の転写因子の関与、あるいは新たなcis-elementの存在が示唆され、CYP3A4誘導の解明には、今後さらなる研究が必要であることがわかった。今年度は、ヒトCYP3A4誘導の分子機構を解析するに当たり、すでに申請者らによって明らかにされたラットCYP3A1誘導との比較を行った。ラットCYP3A1とヒトCYP3A4遺伝子のプロモーターを比較すると、全体にあまり相同性が認められない。CYP3A1プロモーター領域の転写活性化に関わるA siteとB siteに対応するCYP3A4プロモーター領域の塩基配列には、ほとんど相同性はなく、CYP3A1C siteに相当するCYP3A4PXREのみに相同性が認められる。一方、最近CYP3A4遺伝子の上流域約7.2kbpから7.8kbpの領域が誘導に関わることが報告され、その領域の塩基配列(dNR-1と命名)は、ラットCYP3A1遺伝子のB siteに類似したAGTTCTをインパーフェクトなDR-3として有していることが判明した。そこで今回、CYP3A4遺伝子のプロモーター領域(-362bp)の5上流に7.2kbpから7.8kbpの領域(約600bp)を結合させたレポーターベクター(pCYP3A4-362+7K)を構築し、培養細胞を用いて誘導剤による転写活性化を検討した。その結果、ヒトCYP3A4およびラットCYP3A1遺伝子は、基本的には類似したシスエレメントに結合しているPXRが誘導剤で活性化されることで転写が活性化されることが明らかとなった。そして、その中心的役割をしているのがAGGTCAをDR-3として有するB siteおよびdNR-1配列である。また、PXREおよびC siteは、AGGTCAをER-6として有しており、DR-3を介した基本的転写活性化あるいは誘導を増強していることが示唆された。但し、これらDR-3にPXRが結合する際のパートナーは、ラットCYP3A1およびヒトCYP3A4遺伝子間で異なっている可能性も示されたが、この違いの原因については、現在のところ不明であり、さらなる研究が必要である。昨年度の本研究はCYP3A4誘導機構の解明をin vitroでおこなったが、本年度は、昨年度の研究結果を基にCYP3A4誘導に関与するcis-elementとアデノウイルスベクター発現系を用いてin vitroでCYP3A4誘導の検討を行った。すなわち、ルシフェラーゼをレポーター遺伝子とし、CYP3A4遺伝子のプロモーター部位(+11-362)のみを持つAdCYP3A4-362、またプロモーター部位とエンハンサー部位(-7.2k7.8k)を組み込んだアデノウイルスAdCYP3A4-362-7k、そしてhPXRを発現する組換えアデノウイルスAdhPXRをCOS-TPC法により作製した。
新しい可溶化法を使った組織成分の定量解析に基づく関節軟骨の包括的評価法の確立

当研究は、日本人の5人に1人が罹患する変形性膝関節症の根本的治療のため、関節軟骨組織の包括的な評価方法を確立することを目的としている。当研究室で開発されたthermolysinによる可溶化で可能になった軟骨組織完全可溶化法を用い、ラット組織内高分子成分のグリコサミノグリカン(GAG)とコラーゲン(COL)を中心に定量的解析を行っている。COLの定量的解析には、COLに特有のハイドロキシプロリン(HP)量を測定した。成熟過程における経時的変化について、関節軟骨組織の乾燥重量当たりのマトリックス構成成分とともに、DNA量についても解析し、各発生段階において組織像とともに比較し、関節軟骨の包括的評価を行う指標になりうるのかを検討した。現在までのところ、成熟過程において、軟骨組織のマトリックスを構成する高分子成分比は一様ではなく、GAG/HPの構成比は発生・成熟段階ごとに大きく異なることが分かった。さらに、これらの定量的解析結果は組織学的な構造変化とは必ずしも一致しているものではなかった。GAG/HPの構成比が局所的な組織像では発生段階の判断がつかない未成熟な組織を評価する指標となりうることが示唆された。H30年度は、組織像が成熟した層構造を形成した以降の段階にも対応しうる指標について検討した。組織学的な成熟後は、組織像もGAG/HP比も変化がほとんどなくなりどちらの指標からもその老化段階を判断し評価できないことがわかった。その問題を解決する指標となり得そうな、COLのクロスリンク、二糖解析によるGAG成分の定量的解析を行うための条件設定をすすめた。昨年度までにGAGとCOL成分の定量的解析、組織学的な解析、GAGとCOLの局在について発生段階ごとのサンプルの傾向を把握し、免疫組織学的な解析を進めている。組織学的評価とGAGとCOLの定量的解析結果と比較解析し包括的な関節軟骨の指標を検討した。昨年度はGAGの二糖解析とCOL架橋解析を行うべく、LC-MSを使った定量的解析法の条件設定を行った。条件設定を行うには、成熟過程毎のサンプルの夾雑物が大きく異なるため定量的に比較する条件設定に手間取った。ほぼCOLの架橋解析の条件設定が終わったところである。架橋解析についてのデータはほぼそろっている。二糖解析については条件の設定がおおよそできたこところで、LC-MSの故障のため修理が必要になった。修理後、条件設定からやり直す必要があり、二糖解析の結果が出るに至っておらず予定より遅れている。本研究の目的は関節軟骨組織の大部分を占めるマトリックス成分について発生・成熟・老化過程の経時的な変化に関する詳細なデータが蓄積することで最終的には関節軟骨の包括的な評価方法を確立することである。昨年度より、GAGの二糖解析とCOLの架橋解析を進めることで、より詳細かつ包括的な関節軟骨の評価方法の確立を目指している。架橋解析についてはLC-MSを使った解析法の条件設定がおわり、測定はほぼ終わっているため、解析を進める予定である。二糖解析については、LC-MSの修理も終わったため、再度、解析の条件設定から計画を再開する予定である。当研究室で開発されたtermolysinによる可溶化で可能になった軟骨組織完全可溶化法を用い、ラット組織内高分子成分のグルコサミノグリカン(GAG)とコラーゲンを中心に定量的解析を行っている。コラーゲンの定量的解析には、コラーゲンに特有のハイドロキシプロリン(HP)量を測定した。H28度は、発生・成熟・老化過程におけるこれら高分子成分の経時的変化について解析した。その結果、成熟段階によって、軟骨組織のマトリックスを構成する高分子成分比は一様ではなく、異なることが示唆された。すなわち、GAG/HPの構成比は発生・成熟段階ごとに大きく異なることが示された。GAGとコラーゲンの局在について発生段階ごとのサンプルを採取し、おおよその組織学的な局在の傾向を把握しているが、これらの定量的解析の結果は組織学的な変化と必ずしも一致しているものではなかった。一方で、関節軟骨は成熟過程でその組織像が大きく変化する(リモデリング)ため、出生後の組織像の変化に伴って細胞密度も成熟段階ごとに大きく異なっていた。組織の乾燥重量当たりのマトリックス構成成分とともにDNA量についても成熟過程における経時的変化について解析し、関節軟骨の包括的評価を行う指標になるかを検討している。成熟老化過程におけるこれらの変化についても同様に解析を進めており、GAGとコラーゲンの変化は発生・成熟過程における変化と比較するとゆるやかであった。H28度の研究実施計画では、様々な発生・成熟・老化段階のサンプルを採取し、組織的なマトリックス成分の局在等を調べ、H29度にGAGとコラーゲン成分の定量的解析を行う予定であった。組織学的な解析は、GAGとコラーゲンの局在について発生段階ごとのサンプルを採取し、おおよその傾向を把握し、免疫組織化学的な評価の準備を進めている段階である。同時に、GAGとHPの定量法が当研究室にて確立できたため、採取したサンプルを可溶化し、H29年度に予定していたGAGとコラーゲンの定量を先に行った。出生前後の構成成分の変動が予想以上に大きかったため、当初の予定よりも採取する成熟段階を細かく設定することとなったが、目的とする関節軟骨組織の包括的な評価がより詳細にできる可能性が示唆された。

また、関節軟骨は成熟過程で組織はリモデリングされるが、組織像により、発生段階により軟骨細胞密度が大きく異なることが分かったため、当初の解析予定にはなかったが、包括的評価の指標になりうると考え、DNA量についても成熟過程における経時的変化について解析している。H28年度の実施計画であるコラーゲンの架橋解析については最終的にH30年度の実施計画である包括的なコラーゲン架橋解析評価法の開発に向けて現在、LC-MSを使った条件設定などを行っており、準備が進んでいる。当研究は、日本人の5人に1人が罹患する変形性膝関節症の根本的治療のため、関節軟骨組織の包括的な評価方法を確立することを目的としている。当研究室で開発されたthermolysinによる可溶化で可能になった軟骨組織完全可溶化法を用い、ラット組織内高分子成分のグルコサミノグリカン(GAG)とコラーゲンを中心に定量的解析を行っている。コラーゲンの定量的解析には、コラーゲンに特有のハイドロキシプロリン(HP)量を測定した。すでに発生・成熟・老化過程におけるこれら高分子成分の経時的変化について解析したことを報告しているが、その結果、成熟段階によって、軟骨組織のマトリックスを構成する高分子成分比は一様ではなく、GAG/HPの構成比は発生・成熟段階ごとに大きく異なることが示唆された。GAGとコラーゲンの局在について発生段階ごとのサンプルを採取し、おおよその組織学的な局在の傾向を把握しているが、これらの定量的解析結果は組織学的な変化とは必ずしも一致しているものではなかった。一方で、関節軟骨は出生後の成熟過程でその組織像が大きく変化する(リモデリング)が、その変化に伴って、細胞密度も成熟段階ごとに大きく異なっていた。H29年度までのところで、成熟過程における経時的変化について、関節軟骨組織の乾燥重量当たりのマトリックス構成成分とともに、DNA量についても解析し、各発生段階において組織像とともに比較し、関節軟骨の包括的評価を行う指標になりうるのかを検討した。その結果、比較的均一に見える新生仔期までの発生段階の関節軟骨組織が、生化学的に解析したGAG/HPの構成比を比較すると、その発生段階によって著しく変化するため、GAG/HPの構成比が未成熟な組織を評価する指標となりうることが示唆された。すでに昨年度の報告で、GAGとコラーゲン成分の定量的解析を行ったこと示したが、H29年度は組織学的な解析、GAGとコラーゲンの局在について発生段階ごとのサンプルの傾向を把握し、免疫組織学的な解析を進めた。組織学的評価とH28年度の進捗状況で報告したGAGとコラーゲンの定量的解析結果と比較解析し包括的な関節軟骨の指標を検討した。H30年度は、コラーゲンの架橋解析についてとグリコサミノグリカンの二糖解析を行う。現在すでに包括的なコラーゲン架橋解析法の開発とグリコサミノグリカンの二糖解析の実施に向けて、LC-MSを使った条件設定などの準備が進めているところである。H30年度中には結果が出そろい、より詳細な包括的評価が可能になる予定である。
天然染料染色布の光退色・光劣化

染織文化財の劣化に関する基礎的研究として、天然染料染色布の光による劣化現象について検討した。伝統的な天然染料として紅花・茜・コチニール・黄はだ・ログウッド、およびそれらの主要色素であるカーサミン・プルプリン・カルミン酸・ベルベリン・ヘマトキシリンで、綿および絹布を染色し、これにキセノンランプを光源として光照射を行った。照射時間を変えた試料について、未照射試料との色差から変退色を調べた。また、縦糸の引張り強度、染色布のpH、水分率の変化もあわせて調べ、繊維の物理的・化学的な構造変化についても検討した。光による染色布の変退色は、綿・絹ともに紅花>黄はだ>コチニール>茜、ログウッドの順となったが、その大きさは繊維基質により異なった。天然染料による染色布と主要色素のみによる染色布の変退色を比較すると、後者の方がやや大きくなったものの大体よい対応がみられ、複数の色素成分を含む天然染料の変退色は、その主要色素のみを用いてモデル的に検討できることが確かめられた。光による強度低下では、染料による劣化促進効果が認められ、とくに絹において顕著であった。また、照射時間の増大に伴って染色布のpH、水分率ともに若干の低下がみられた。これらのことから、光照射は染料の変退色とともに、繊維分子鎖の切断とそれに伴う官能基の生成や結晶化度の変化などをもたらすことが推測されるが、変退色の程度と繊維の構造変化の程度とは必ずしも対応しておらず、染料および媒染剤が劣化に伴う繊維の構造変化に大きく影響していることが明らかとなった。
成長に関する非線型回帰問題の研究

1。約400名の成長記録(約18年間)を遡及的に収集追加した。ヒトの成長過程の解析のための資料収集計画を立てるに当って、模型内未知母数に対する相対的情報量が有用であることがわかった。2。誕生から成人までのヒトの身長に対する成長模型を新たに導入した。個体の成長の特徴づけを行う未知母数の推定のためのプログラムを開発した。これを各個体の成長記録に適用し、各人毎の成長の特徴づけを模型内の未知母数を推定することによって行った。これにもとずき各人の成人身長の推定,思春期開始年令およびその時点での身長の推定など各種特性点の推定を各個体に対して行った。例えば、思春期の開始時年令毎に成長のパターンを見ると開始時年令に対して一定の傾向があった。思春期発現後の身長の最大増加量の分布等を求めた。3。年令軸に非線型変換を施し、成長曲線の直線化を試みた。この直線化により成長曲線の比較が簡単に行なえるようになった。これらの手法を黄色ヒヒの平均体重の特徴づけに適用した。年令軸に変換を施すと、平均初潮年令までは雌雄の成長は相似であるが、初潮以後は急速に雌雄の成長に著しい異いが表われた。4。学童の追跡資料に対して、健常域,要注意域および異常域等の導入を行って、実際の保健指導を行い本年は良好な結果を得た。5。FORTRAN【IV】で簡単に利用できるグラフィック・ユーティリティー,EKAKUおよび通信機能を持ちパソコン端末側でグラフィック編集を可能とするシステムプログラムAKIの開発を行った。AKIでは、SASグラフの編集を自由に端末側で手軽に行える。その上に、その編集されたSASグラフに日本語を画面およびプロッター出力に追加・削除することが出来る。今後の展開:各項目の成長や異常成長を早期に予測するシステムを構築する。これは臨床の現場でも簡単に行なえるものとする。身体の各項目等の成長模型を求め、各項目の成長を特徴づける。1。2。3。4。5。
Ciz-RANKLシグナル機構の解明と癌骨転移に対する新規治療標的分子の探索

本研究はCiz(Cas Interacting Zinc Finger Protein)発現が寄与する事実を検証しCizーRANK(NFkB活性化受容体リガンド)関係シグナルの分子機序を解明することで、腫瘍遠隔転移、特に骨転移に関する新たなメカニズムを解明し、骨転移の予防や治療のための新たな創薬の標的開発・同定を目的としている。初年度は、これまでの研究結果である悪性黒色腫細胞株B16と、B16よりも転移能が高い悪性黒色腫細胞株B16F10と比較から、悪性黒色腫細胞の遊走性と接着性およびRANKLに対する応答性などにおけるCizの役割について再検証し、過去の報告とほぼ相違ない結果を得ることが出来た。2年目より、様々な腫瘍細胞(乳がん細胞、肺がん細胞、前立腺がん細胞)においてCizの発現量についてRNAレベルおよびタンパク質レベルにおいて解析し、悪性度の違う悪性黒色腫細胞と同様の違いが結果として得られるかについての実験を進めた。タンパク質レベルについての解析について安定した結果が得られず、実験方法についてその方法を再考する必要がある。悪性黒色腫細胞株B16とB16F10における腫瘍関連遺伝子の発現量をマイクロアレイで比較する予定であったが、現在のところ行えていない。CizはRas / MEK / MAPK経路を介した細胞骨格制御や生存維持への関与が推定されるが、Cizノックダウン細胞およびCiz強制発現細胞におけるERK1/2、MAPK、p130cas、リン酸化p130casのタンパク量レベルをウェスタンブロテッィング法により解析し、Ciz発現による影響を明らかにしようとするも、安定した結果が得られていない。また細胞の接着及び遊走性について再度着目し、腫瘍細胞接着面における遊走ステージに応じたポドソームの発現の経時的変化について解析を進めてきたが、結果は得られていない。勤務先の異動により、研究環境が大きく変化した。これまで使用していたノックアウトマウスの飼育が不調になり、必要な形質のマウスを得るのが非常に困難になった。約半年を要して、マウスの飼育環境を安定することが出来たが、研究に使用するための十分なマウスを得るには至っていない。また、臨床業務の割合が増幅し、研究にさけるエフォートの割合が減少した。個人的にも子育ての負荷が増加し、全体的に研究への集中が低下してしまったことが、研究の遅れにつながっていると思われる。1年間延長して研究を継続する機会を得ることが出来た。残りの研究期間が短いことから、今年度は本研究の最重要ポイントの一つである「CizーRANK(NFkB活性化受容体リガンド)関係シグナルの分子機序を解明」することを主眼において研究を進めたいと考えている。特に癌の骨転移において、腫瘍細胞から産生されるPTHrP、IL-6などは、宿主の間質細胞に作用して「NFkB活性化受容体リガンド」(RANKL)を活性化させて、骨吸収を促進する。実際に、腫瘍細胞の遊走性と骨転移がRANKLにより促進される(Jones, D, et.al. nature, 2006)ことが報告されているが、このPTHrP、IL-6とCizとのかかわりおよびRANKとCizのかかわりにターゲットを絞って実験を行いたいと計画している。中でも悪性黒色腫細胞の遊走性と接着性およびRANKLに対する応答性などにおけるCizの役割は報告した通りであるので、今後は腫瘍細胞を骨転移において最も頻度の高い、乳がん細胞に変更して解析していく予定である。本研究は、Ciz(Cas Interacting Zinc Finger Protein)発現が寄与する事実を検証しCiz -RANK(NFkB活性化受容体リガンド)関連シグナルの分子機序を解明することで、腫瘍遠隔転移、特に骨転移に関する新たなメカニズムを解明し、骨転移の予防や治療のための新たな創薬の標的開発、同定を目的としている。初年度にあたる昨年は、これまでの研究結果である悪性黒色腫細胞株B16と、B16よりも転移能が高い悪性黒色腫細胞株B16F10と比較から、悪性黒色腫細胞の遊走性と接着性およびRANKLに対する応答性などにおけるCizの役割について再検証し、過去の報告とほぼ相違ない結果を得ることができた。現在は、様々な腫瘍細胞(乳がん細胞、肺がん細胞、前立腺がん細胞)においてCizの発現量についてRNAレベルおよびタンパク質レベルにおいて解析し、悪性度の違う悪性黒色腫細胞と同様の違いが結果として得られるかについての実験を進めている。タンパク質レベルについての解析については、安定した結果が得られず、実験方法について、過去の報告を参考に、その方法について再考する必要があると考える。Cizはp130casと接して細胞内局在することから、Ras / MEK / MAPK経路を介した細胞骨格制御や生存維持への関与が推定されるが、Cizノックダウン細胞およびCiz強制発現細胞におけるERK1/2、MAPK、p130cas、リン酸化p130casのタンパク量レベルをウェスタンブロテッィング法により解析し、Ciz発現による影響を明らかにしようとするも、安定した結果が得られていない。また、in vivo実験に移るためにこれまでの報告書を参考にしながら、Cizの持つ機能とRANKL及び腫瘍細胞の悪性度の関係について仮説を立案し解析を進めている。いくつかの細胞種において、立案した仮設を裏づけるような結果を見いだせず、実験方法について検証している。

本研究はCiz(Cas Interacting Zinc Finger Protein)発現が寄与する事実を検証しCizーRANK(NFkB活性化受容体リガンド)関係シグナルの分子機序を解明することで、腫瘍遠隔転移、特に骨転移に関する新たなメカニズムを解明し、骨転移の予防や治療のための新たな創薬の標的開発・同定を目的としている。初年度は、これまでの研究結果である悪性黒色腫細胞株B16と、B16よりも転移能が高い悪性黒色腫細胞株B16F10と比較から、悪性黒色腫細胞の遊走性と接着性およびRANKLに対する応答性などにおけるCizの役割について再検証し、過去の報告とほぼ相違ない結果を得ることができた。昨年より、様々な腫瘍細胞(乳がん細胞、肺がん細胞、前立腺がん細胞)においてCizの発現量についてRNAレベルおよびタンパク質レベルにおいて解析し、悪性度の違う悪性黒色腫細胞と同様の違いが結果として得られるかについての実験を進めている。タンパク質レベルについての解析について安定した結果が得られず、実験方法についてその方法について再考する必要がある。悪性黒色腫細胞株B16とB16F10における腫瘍関連遺伝子の発現量をマイクロアレイで比較する予定であったが、現在のところ行えていない。CizはRas / MEK / MAPK経路を介した細胞骨格制御や生存維持への関与が推定されるが、Ci zノックダウン細胞およびCiz強制発現細胞におけるERK1/2、MAPK、p130cas、リン酸化p130casのタンパク量レベルをウェスタンブロテッィング法により解析し、Ciz発現による影響を明らかにしようとするも、安定した結果が得られていない。また、新たに細胞の接着及び遊走性について再度着目し、腫瘍細胞接着面における遊走ステージに応じたポドソームの発現の経時的変化について解析を進めている。いくつかの細胞種において、立案した仮説を裏づけるような結果を見いだせず、実験方法について検証している。in vivo解析では、ノックアウトマウスの飼育に問題が生じてしまったために、実験を計画通りに進めることが出来なかった。初年度は、これまでの研究結果である悪性黒色腫細胞株B16と、B16よりも転移能が高い悪性黒色腫細胞株B16F10と比較から、悪性黒色腫細胞の遊走性と接着性およびRANKLに対する応答性などにおけるCizの役割について再検証し、過去の報告とほぼ相違ない結果を得ることが出来た。2年目より、様々な腫瘍細胞(乳がん細胞、肺がん細胞、前立腺がん細胞)においてCizの発現量についてRNAレベルおよびタンパク質レベルにおいて解析し、悪性度の違う悪性黒色腫細胞と同様の違いが結果として得られるかについての実験を進めた。タンパク質レベルについての解析について安定した結果が得られず、実験方法についてその方法を再考する必要がある。
分子動力学の量子化

前年度に引き続き,分子動力学の量子化に関する研究を継続して行った.具体的には,古典力学の法則に従って運動する粒子の集団が,量子波束のダイナミクスをどのように近似的に再現しうるかに関して,両者の比較が容易であり,かつ量子力学のどのテキストにおいても現れる基本的なポテンシャルを対象として,形状が固定される場合と変化を許される場合の両者において,数値計算によって詳細な比較を行った.大規模系への数値的応用を視野に入れ,できるだけ少数の古典軌道集合で波束ダイナミクスを再現するための知見を得た.また一方で,配位結合に基づく分子の自己集合過程に関する研究を行った.この研究では,化学マスター方程式を出発点とする確率的アルゴリズムを用いて化学反応の時間発展を追跡する.第一段階として,目的生成物から基質へと自己集合過程を遡ることによって,過渡的に存在することが化学的に妥当と考えられる中間体を拾い出し,それらを接続する最小化学反応ネットワークを構築し,類似反応毎に速度定数を定義することによって,実験結果への最良フィットを導く速度定数探索を行った.それらに基づく各分子種の分子数の詳細な時間発展から,実験手法から得ることができない詳細な反応経路の追跡を可能にした.対象とする化学反応,反応の追跡や結果の解析のために適用する手法などが,本研究課題とは大きく異なるものの,この研究から得られる分子の自己集合反応の選択性に関する知見は,中長期的な視点において本課題に全て応用が可能であると考える.本研究課題の当初の目標である分子動力学の量子化の実装および実在分子系のダイナミクスへの応用は,まだ実現できていない.粒子集合の古典的な運動から得られる情報が,どのように量子位相へと寄与するかを,明らかにできていない状況にある.一方で,当初は予定していなかった方向での進捗がなされた.化学マスター方程式に基づく自己集合反応系の追跡は,いくつかの配位自己集合の詳細を明らかにし,以後も継続的にさまざまな自己集合系へと適用可能な見通しが立っている.量子化機構の解明に関しては,引き続き研究を進める.ただし量子波束動力学理論を適用する対象物は,当初予定していたよりもスケールの小さい分子系,モデル系での検証へと変更する必要がある.自己集合の反応過程の追跡において得られる知見は,当初の予定よりも時間を要すると予想されるものの,特に複雑な化学反応ネットワークにおいて自己集合の方向性を決定付ける因子を解明する段階で,本研究課題の遂行においてその成果を参照・活用することが可能である.これらについても引き続き研究を進めていく.初年度において申請者は、量子波動関数Action Decomposed Function(ADF)の分子動力学計算への適用を念頭に置き、主にエネルギー量子化の精密化、量子化機構の解明に取り組んだ。従来のWKBレベルの半古典的手法において一般的に見られる、プランク定数が大きい領域において生じる厳密な量子力学的結果との間の差異と、その改善法を詳細に調べた。量子波束が長時間の時間発展後に正確に自身の形状を回復することがわかっているポテンシャル系を対象に、量子波束と特定の古典軌道集合の時間発展の比較から、古典軌道集合によって運ばれる情報、つまり古典作用と軌道間の幾何学的形状変化を反映する位相が果たす役割を、部分的に明らかにした。その過程において、第2量子化記法で記述される系への半古典量子化手法の適用可能性について調べ、数値計算により、それが有効に適用できることを確認した(論文投稿準備中)。具体的には、申請者が以前に確立した半古典エネルギー量子化手法の、Bose-Hubbard模型と呼ばれる系への適用を通して、厳密な量子力学的対角化から導かれるエネルギー固有値を再現するエネルギー値が、系パラメータの特定の範囲で再現され得ること、そしてカオスのエネルギー量子化が可能であることを明らかにした。対象とした系は、本来そのダイナミクスの追跡を目的としている分子系とは異なるものの、この結果は我々が立脚している理論形式の、幅広い量子多体系への拡張が有効であることを示すものである。Bose-Hubbard系は、比較的単純な形のハミルトニアンによって記述される一方で、精密な実験的実現が可能になっており、そのダイナミクスは豊富な物理を持ち、多くの波及効果が期待される。当初の予定よりも、各論的な議論と数値的な検証に時間を要したために、分子動力学計算への適用という点においては、やや遅れている。特に、大型計算機を用いることを視野に入れた大規模分子系の量子ダイナミクスへの展開は、まだ本格的に着手できていない。しかしながら、1次元および少数次元における理論の精密化が本研究におけるボトルネックであることは当初から想定しており、それが確立され数値的検証によってその適用限界を確認できれば、大規模系への拡張にすぐに着手することが可能であることに変わりはない。また、当初予期していなかったことだが、光格子中の低温原子系のような第2量子化記法で記述される系の、我々の手法を用いた記述の可能性が示唆された。実験的パラメータを実時間において変化させることによって形状を自由に変化させることができる、制御の自由度が大きい光格子中の低温原子系のダイナミクスを追跡することは、量子相転移のダイナミクスや、量子計算機の実現可能性の議論へと拡張することが期待でき、その波及効果は計り知れない。ADF理論の物性物理学への適用可能性を示唆するものであり、分子系の記述だけでなくより一般的な量子多体系の取り扱いを可能にする。前年度と同様に,量子波動関数Action Decomposed Function(ADF)の分子動力学への応用を念頭に置き,エネルギー量子化機構の解明に関する研究を進めた.

古典軌道集合によって運ばれる,古典作用や近傍空間の幾何学的変化などの情報がもつ役割と,量子化への寄与を明らかにした.上記研究と関連して,いくつかの単純なモデルポテンシャル系において,量子波束の形状と,特定の条件を満足する古典軌道集合の作る空間パターンの比較から,両者の時間発展の間に明確な対応が見られることを,数値計算により明らかにした.この事実は,数学的な枠組が全く異なる古典力学と量子力学の間の接続(量子古典対応の問題)に対するより深い理解を導くと考えられる.また半古典的に量子波束を構築する際に,どのような古典軌道による寄与が優先的に取り込まれるべきかについての手掛かりを与え,本研究課題で対象と考えている分子系のダイナミクスへの適用に対しても重要になる(論文投稿準備中).一方で,確率方程式に基づく錯体自己集合の化学反応過程の理論解析に参画し,予備的な反応系の解析を行った.多段階の化学反応が反応速度の大きさに依存して確率的に進行するという前提のもと,数値的に追跡された各成分の時間発展が,実験結果を再現することを確認した.現在,より大きい自己集合系への適用を進行中である.昨年度の報告においても記述した,第2量子化記法で記述される系に対する半古典手法の適用についても,自由度を多く含む系への適用の有効性を確認した(論文投稿準備中).残念ながら,本研究課題で当初予定していた分子動力学の量子化の実装および実在分子系のダイナミクスへの応用は,現時点ではまだ実現できていない.古典力学を出発点として,量子効果を取り込んだ軌道運動に沿って計算される情報が,量子波動関数の位相部分に対して寄与することを明らかにできたものの,それらがどの程度の重みで寄与するかを定量的に見積もることが困難な状況である.一方で,当初は予想していなかった方向での進捗がなされた.量子波束と古典軌道集合の時空パターンの対応については,数値的発見を受けて現在数学的な解析を進めている.この研究で得られる知見は,古典力学を出発点として量子波動関数の時間発展を追跡する本研究課題へと全て還元することができる.また確率方程式に基づく自己集合反応系の追跡においても,それらの解析結果を本研究課題の遂行に役立てることができる.前年度に引き続き,分子動力学の量子化に関する研究を継続して行った.具体的には,古典力学の法則に従って運動する粒子の集団が,量子波束のダイナミクスをどのように近似的に再現しうるかに関して,両者の比較が容易であり,かつ量子力学のどのテキストにおいても現れる基本的なポテンシャルを対象として,形状が固定される場合と変化を許される場合の両者において,数値計算によって詳細な比較を行った.大規模系への数値的応用を視野に入れ,できるだけ少数の古典軌道集合で波束ダイナミクスを再現するための知見を得た.また一方で,配位結合に基づく分子の自己集合過程に関する研究を行った.
古代日本の食材加工にみる律令国家税制の実態的研究

アワビの加工実験として、2018年6月1日に熨斗アワビ(長鰒)の桂剥き・天日干しによる乾燥法の検証実験を行った。実験試料には前年の蔭干しによる実験で古代の長鰒の製造品種であることが明らかになったマダカアワビを使用した。実験の結果、天日干しは表面の硬化が早く、十分に伸長させることができないことが判明した。また、古代の長鰒は貢納から1年間は食材として利用されていたが、長期保管が及ぼす影響については検証されていない。このため、前年度の7月4日に調製したマダカアワビを用いて、2018年7月3日まで計測・計量・形状観察を行った。結果、長期保管した長鰒は、2017年10月の乾燥終了時と比べて数値的には若干の減量・縮小がみられたものの、観察の限りでは大きな変化は認められなかった。成分分析の結果では、各成分は2017年10月段階と特筆すべき違いは認められず、食材として一年間の保管に十分耐え得ることがわかった。文献史料等を対象とした分析としては、『延喜式』記載の水産品の品目総数や貢納数量・助数詞等を精査し、品別・国別の集成を行った。さらに、サメ・ナマコ・カツオの貢納木簡を集成し、数量詞・助数詞・加工名称から一人当たりの貢納数量や梱包単位、加工個体の平均重量等のデータを析出した。資料分析と併行して、水産学分野の研究者と意見交換を行い、共同で収集データの解析や現地調査にあたった。2019年11月6日と12月11日には静岡県西伊豆町田子にて伝統的カツオ製品の聞き取り調査を行い、伝統的なカツオ製品の製造方法や冷凍技術が確立される以前の操業形態などの貴重な情報を得ることができた。回遊魚であるカツオの加工時期について、近海のみの操業となる冷凍技術確立以前は春夏が乾燥加工の対象であったことが判明し、古代の税物生産の実態を研究する上で大きな成果となった。アワビの実験に使用するマダカアワビは漁獲量が少ないため、個体数の確保に一ヵ月以上をかけても数を揃えられず、サイズも十分ではない。このため、様々な条件での加工実験をすることは不可能であった。成分分析を予定していた腸漬鰒に関しては腐敗して実験の継続そのものが不可能となった。腸漬鰒については、長期保管と観察可能な場所の確保も含め、研究期間内に実験環境を整えることが困難な可能性がある。また、新たな調査対象としてサメ・ナマコなども検討していたが、水産学の研究者との意見交換等により、参河国のサメ製品などはエイの可能性があるなど、品種の同定自体が容易ではないことが明らかになった。上記課題を検討の結果、古代の食材貢納物の具体的な研究素材としては、アワビとならぶ重要な水産物であり、現在も伝統的加工法が知られ、素材魚種も明らかなカツオを調査対象とすることとした。カツオ製品については既に文献や木簡データの解析を進めていたため、比較的早く研究軌道を修正して有益な現地調査等を実施できたが、新たな加工実験等は来年度以降に持ち越しとなった。文献史料等の調査については、『延喜式』記載の食材について、水産物の貢納数量・助数詞等を重視した品別・国別の集成につづき、他の食材に関する同様のデータ収集を行う。次いで、アワビ・カツオといった具体的な研究対象について、古代国家の年間の収支状況を具体定数量で把握するため、『延喜式』記載の各種数量を集計して分析を試みる。アワビ・カツオについては、令制で貢納を指定された各種加工品について、令制施行以降、生産地や流通量等にどのような変化が認められるのかを中世前期までの諸史料について精査し、検証を加える。現地調査や加工実験に関しては、2018年度に実施したカツオ製品の現地調査を踏まえ、梱包・運送・保管の検証および具体定形状の復原を試みる。加工実験および検証実験に際しては、水産学分野の研究者やカツオ製品製造業者に十分な取材を行った上で実施する。腸漬鰒等の発酵製品については、加工および保管・観察を行う適切な環境が用意できない場合を想定して、貢納・保管時に使用した容器についての検証および類似製品を製造する業者等の現地取材を行う。また、2019年度は本研究の最終年度なので、これまで集成してきた各種データや加工実験・成分分析等について、分析・考察を加えた調査・研究報告書を作成し、その刊行を目指す。文献等の資料調査では、先行して調査を進めていたアワビに特化して木簡データを収集・解析するとともに、『延喜式』を対象とした水産品の貢納地域別のデータ収集を行った。加工実験は、当初は天日干しによる乾燥法等、前年度と条件を変えて実施する予定だったが、メガイアワビを使用した前年の実験データと前述の文献等資料調査を比較・検討したところ、古代の熨斗アワビは最大品種のマダカアワビを使用した可能性が高まった。このため、主たる実験目的を使用品種の特定とした。実験の参考に資するため、急遽5月に、熨斗アワビを製造している三重県鳥羽市国崎町の神宮御料鰒調製所において、使用品種別による差異等についての聞き取り調査を実施した。7月には志摩産の天然マダカアワビによる加工実験を行った。

厳密な比較検証のため、乾燥方法は前年のメガイアワビ加工実験と同じ陰干しとし、試料量の問題から天日干しによる成分分析等の調査は次年度以降とした。9月に水戻しによる2次加工実験を実施し、運搬形状を確認する加工を試みている。実験によるアワビ加工品の長さ・質量・幅のデータ分析によって、アワビの最大個体品種であるマダカアワビが長鰒の材料であったことが確認された。また、2次加工時に行った運搬形状の検証実験により、税物生産を前提とした製造工程等を特定することができた。成分分析については、入手できたマダカアワビの個体数が少ないため、今年度は加工前の生段階と水戻しによる2次加工から再乾燥2週間後の段階の計2回とした。また、聞き取り調査の結果、1年間の長期保管を行う必要が明らかとなったたため、製造から1年を経た次年度に3回目の分析を行うこととした。当該年度の分析結果としては、前年に行ったメガイアワビと類似した分析値を確認している。分析項目には、次年度以降に天日干しによる乾燥との比較を行う可能性を考慮して、新たに脂肪酸分析も行っている。文献史料・木簡等のデータ収集・整理やアワビを対象とした加工実験はほぼ予定通りであるが、次年度以降に加工実験を予定していた海藻や腸漬鰒・醤鰒に関する予備的な調査に変更と遅れが生じている。本研究では、加工実験や成分分析等、従来の文献史学とは異なる研究方法をとるため、実験・分析に適した食材・地域を具体的に選定した上でのデータ収集が必須となる。学術的な検証に耐えうるデータを収集するため、初年度となる平成29年度には、水産学や地域社会学といった多分野の研究者に調査・研究上の意見を求めることとした。水産学分野では石川智士氏(総合地球環境学研究所・教授)、社会学分野では赤嶺淳氏(一橋大学大学院社会学研究科・教授)のご協力を得て、意見交換を重ねている。その結果、海藻類は環境変化や近代以降の産業的な資源管理等によって分布や生育状況が古代と大きく異なっている可能性が高いこと、文献史料上の海藻類と現在のものとの種別同定が厳密には困難なこと、といった課題が浮き彫りとなった。このため、予定していた海藻類の調査に替えて、種別の特定が可能であり、現在も地域社会で生産・消費されている伝統的水産加工品を取り上げることとした。具体的対象としてはサメやナマコを取り上げ、文献史料や木簡データの収集・整理を進めている。また、アワビの加工実験では、使用品種の特定を目的の一つとしたため、当初予定の腸漬鰒・醤鰒に関する水産加工現場での取材・聞き取り調査をとりやめ、マダカアワビを使用した熨斗アワビ製造に関する聞き取り調査に切り替えている。その結果、腸漬鰒・醤鰒の加工に関する聞き取り調査は、鮫楚割や海鼠腸といったサメやナマコの加工品に関する資料収集と検証ポイントの検討を経た後の次年度以降に延期することとした。アワビの加工実験として、2018年6月1日に熨斗アワビ(長鰒)の桂剥き・天日干しによる乾燥法の検証実験を行った。実験試料には前年の蔭干しによる実験で古代の長鰒の製造品種であることが明らかになったマダカアワビを使用した。実験の結果、天日干しは表面の硬化が早く、十分に伸長させることができないことが判明した。また、古代の長鰒は貢納から1年間は食材として利用されていたが、長期保管が及ぼす影響については検証されていない。このため、前年度の7月4日に調製したマダカアワビを用いて、2018年7月3日まで計測・計量・形状観察を行った。結果、長期保管した長鰒は、2017年10月の乾燥終了時と比べて数値的には若干の減量・縮小がみられたものの、観察の限りでは大きな変化は認められなかった。成分分析の結果では、各成分は2017年10月段階と特筆すべき違いは認められず、食材として一年間の保管に十分耐え得ることがわかった。
網羅的遺伝子解析に基づいた、DKK2を標的とした胆管癌治療の有効性の検討

近年の種々の癌種における治療成績の改善には化学療法・分子標的治療の進歩がその一翼を担っている。しかし、胆管癌においては依然として有効な化学療法は非常に限られており、有効な分子標的治療薬は皆無である。肝内・肝外胆管癌においては手術による根治切除が唯一の根治的な治療であるが、根治切除後の予後も非常に厳しい状況にあり、新しい化学療法の開発が不可欠である。
社会基盤施設の長期・広域的機能損傷に対する協調的被害影響軽減戦略

本研究では,災害時における社会基盤施設の復旧速度を予測するための統計モデルと社会的に必要とされる社会基盤施設サービスの需要や経済的影響を定量的に評価するためのシミュレーション手法を開発した.本手法は,既往災害における被害データを基に構築されており,地震動の大きさなどの外力を与えることで社会基盤施設やその他の産業施設の機能的な被害や復旧状況を模擬することができ,東日本大震災の実際の状況についてもある程度の再現性を有することが示された.さらに,社会基盤施設の機能障害発生時において,設備管理者側だけでなく,利用者側が被害軽減を行うための戦略について,雨水の利用や節電を例とした事例分析を実施した.昨年度に引き続き,東日本大震災によって被害を受けた社会基盤施設に関する復旧情報を継続的に収集した.特に,これまでの調査であまり復旧情報が得られなかった地域に対して,現地訪問を含めた追加調査を実施し,データベースの大幅な拡充を行った.そのうえで,各社会基盤の復旧速度を評価するため,計画時点において利用を想定しているエージェントベースモデルに加えて,より適用が容易と考えられる故障解析分野で使われる統計モデルついても検討を行い,段階的に各モデルを適用していくための準備を進めた.一方,災害時における財・サービスの供給量を評価するために,社会基盤施設が被害を受けた状況下における社会・経済的影響評価モデルの構築を進めた.まず,財・サービスの供給能力自体がどの程度低下するかを予測するモデルについて改良を実施した.これは,従来想定してきた社会基盤の機能が完全に途絶する状況に加えて,機能低下割合が一部に限定される状況を対象に供給能力を評価する方法を提案したものである.今年度の検討では,電力供給を対象に,東日本大震災後の電力不足状態における企業の生産活動に対する実証的研究を通じてパラメーター等の設定を行った.さらに,これまで検討を実施してきた交通モデルと産業連関モデルを統合した物流モデルの深化を図るため,災害時における救急ロジスティクス等の緊急時における交通量の増加が交通渋滞と経済活動に与える影響について分析を実施した.本研究では,災害時における社会基盤施設の復旧速度を予測するための統計モデルと社会的に必要とされる社会基盤施設サービスの需要や経済的影響を定量的に評価するためのシミュレーション手法を開発した.本手法は,既往災害における被害データを基に構築されており,地震動の大きさなどの外力を与えることで社会基盤施設やその他の産業施設の機能的な被害や復旧状況を模擬することができ,東日本大震災の実際の状況についてもある程度の再現性を有することが示された.さらに,社会基盤施設の機能障害発生時において,設備管理者側だけでなく,利用者側が被害軽減を行うための戦略について,雨水の利用や節電を例とした事例分析を実施した.平成24年度は,社会基盤被害がもたらす地域拠点(企業,病院,避難所等)への影響に関する実態調査を実施した.まず,社会基盤施設(電力,水道,ガス,道路等)の復旧や機能障害による社会経済的影響に関する既往研究を調査し,モデル化の手法や異なるモデル間の連携方法について整理を行った.次いで,2011年3月11日に発生した東日本大震災における社会基盤被害と企業・地域拠点に関する公表情報の調査を実施した.具体的には,社会基盤の復旧データベースをできる限り細かい時間・空間スケールで構築するとともに,地方新聞や業界紙を含めた報道情報を整理し,病院・避難所の被害状況や企業の被災状況・復旧に関するポイントデータを作成した.東北地域や関東地域に立地するいくつかの企業や機関については,直接訪問し,生活必需品や中間投入財の過不足等の災害後から直面した困難な状況に関する情報の収集を行った.このデータベースを,GIS上の地震動や津波浸水域等のハザードの情報と重ね合わせ,災害影響のシミュレーションの基盤データとするための準備を行った.空間的に不足する情報については,空間内挿等を実施した.さらに,既往研究をベースにライフラインの途絶影響,設備被害とその回復過程を考慮した企業の災害時の生産能力の評価モデルを構築した.基盤データとして作成した東日本大震災の社会基盤や被災企業のデータベースに生産能力の評価モデルを適用した結果,鉱工業生産指数との相関性が高いなどの良好な結果が得られた.昨年度までの検討において,災害時における社会基盤施設の復旧速度を予測するための統計モデルと社会的に必要とされる社会基盤施設サービスの需要や経済的影響を定量的に評価するためのシミュレーション技法を構築してきた.本手法は,既往災害における被害データを基に構築されており,地震動の大きさなどの外力を与えることで社会基盤施設やその他の産業施設の機能的な被害や復旧状況を模擬することができ,東日本大震災の実際の状況についてもある程度の再現性を有することが示されている.本年度は,こうしたシミュレーションモデルが実用化段階にあることを念頭に,社会基盤施設の機能障害発生時において,設備管理者側だけでなく,利用者側が被害軽減を行うための戦略について検討を行った.利用者側の対策として,雨水の利用を例として取り上げ,平常時の利用と災害時の被害軽減効果につながる項目を抽出し,その便益を計量化するモデルを構築した.さらに,実際に存在する企業の協力の下で,その地域の降雨量のパターンや雨水で代替可能な水道の利用量などのデータを収集し,評価モデルを適用した結果,平常時と災害時における純便益を最大とする最適な雨水貯留タンクサイズの決定などに役立つことが示された.

このようなアプローチは,重要な地域拠点における自然エネルギーの導入などを対象にしたケースにおいても,適用が可能となる.災害時の条件設定を精緻化し,社会基盤施設の管理者側の災害対策や維持管理方針と組み合わせることで,よりきめ細かな被害軽減戦略につながることが期待され,本研究ではそのためのフレームワークや基礎モデルが示されたといえる.リスクマネジメント本年度は,社会基盤被害による企業の生産能力への影響評価方法や災害時における避難所運営の在り方についての考察を深めて学術論文として公表するなど,想定以上の成果が得られた.社会基盤の復旧評価モデルについては,大規模なデータベースの構築を着実に進めており,また復旧に関する統計モデルを導入するなど,段階的に評価モデルの適用を実施することで成果の導出タイミングを早める工夫を行った.これにより,研究全体の大幅な遅れは生じず,進捗は順調と考えられる.本年度は東日本大震災のデータベースの作成を中心に実施した.供給不足の要因についてある程度解明できるなど,順調に進んでいる.東日本の社会経済的影響に関するデータが膨大であることから,次年度以降も引き続きデータベースの拡充を図る予定である.設備管理者と利用者の協調型被害軽減戦略を検討する.社会基盤の復旧とその影響評価シミュレーションをベースに,ライフラインの早期復旧や各地域の拠点における備蓄や在庫を考慮した場合の被害軽減効果について検討を行う.社会基盤の復旧と地域拠点への影響評価に関する統合モデルの開発に着手する.・エージェントベースモデルに基づく社会基盤の復旧モデルの構築社会基盤の個別の要素やオペレーター一人一人,あるいは集合を基本的な動作・作用パターンが決まったエージェントとし,被害からの復旧日数を予測するモデルの構築を試みる.・地域拠点への影響評価モデルの構築昨年度の実態調査で取得したデータに基づき,人口分布や主要産業の分布を考慮した被災地域全体の財・サービスの過不足を評価する方法を検討する.備品:500千円,消耗品:250千円,旅費:500千円,その他:100千円で実施する.備品は,大規模のシミュレーションを実施するためのPCの購入に役立てる.現地調査や専門家との打ち合わせのために旅費を多めに確保している.
ポリエステル生産の効率化のための組換え植物の生育阻害機構の解明とその改善

バイオプラスチック(PHA)の合成遺伝子を導入した遺伝子組換えイネは、細胞内にPHAを作ることができる。しかしPHAを蓄積することにより、植物の生育が悪くなることが知られていた。そこで、その原因を解明するため、組換え株と野生株の遺伝子の働きを網羅的に解析し、組換え株の中で遺伝子の働きにどのような変化が起こったのかを調べた。その結果、組換え株で影響を受けていると考えられる遺伝子を数個見つけることができた。微生物が合成するポリエステルでありプラスチックとして利用できるpolyhydroxyalka-noate(PHA)を組換え植物を用いて生産する方法は、CO2の発生の少ない生産方法として期待できる。しかし、実用化のためには、生産性を大幅に向上させる必要があり、そのためには、PHAを蓄積した植物の生育阻害を回避することが重要な課題であると考えられる。本研究では、PHA蓄積植物の生育が悪くなる原因を明らかにするために、PHAを蓄積している植物で異常に発現が増加または減少している遺伝子を見つけることを目的とした。遺伝子発現の変化が明らかになれば、例えば、有害な物質を生産する遺伝子の発現が上昇していた場合、遺伝子組み換えによって該当遺伝子の発現を抑制することにより、生育阻害を緩和させることができると期待される。実験用のPHA生産の宿主植物として、生育阻害のとくに強くでるイネを用いた。PHA合成菌の一種Ralstonia eutropha由来のPHA生合成系遺伝子群を導入した組換えイネの培養細胞をアグロバクテリウム法により作成した。gas chromatography/mass spectroscopy(GC/MS)分析により、PHAの合成を確認した。さらに、マイクロアレイ解析により、発現パターンの解析を行った。その結果、発現量が大幅に上昇または減少している遺伝子を多数見つけることができた。微生物が貯蔵物質として合成・蓄積するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は、再生可能なバイオマスを原料に合成できるバイオプラスチックであり、石油由来のプラスチックの代替材料としての利用が期待されており、実用化のためには生産コストの削減が大きな課題である。我々は、PHAをより低コストで生産するために、PHAの生合成系遺伝子群を導入した組換え植物におけるPHA生産を検討してきた。しかし、PHAを蓄積した植物は生育が阻害され、生産性が低下する事が問題であった。生育阻害は低いPHA蓄積率でも起こることから、ポリマーの蓄積が植物の遺伝子発現を撹乱することで、生理毒性を示している可能性が示唆された。そこで本プロジェクトでは、PHA蓄積が植物の遺伝子発現にどのような影響をおよぼすのかを解析することを目的とした。PHAの蓄積による生育阻害のモデル系としてイネを用い、PHA合成系遺伝子群を導入したイネの培養細胞を作成した。この培養細胞はPHAを蓄積し、それに伴って茶色く褐変化して生育阻害を示したことから、生育阻害のモデル系として使用できることが分かった。このPHA蓄積細胞と、対照サンプルの細胞での遺伝子の発現量の差を、マイクロアレイを用いた分析により解析した。その結果、ポリマーを蓄積したイネ培養細胞で、有意に発現量が上昇した、または減少した遺伝子を十数個特定することができた。この結果から、PHA蓄積による生育阻害の原因の一つになっている遺伝子の候補を特定することができた。
中間化合物からの新しい高磁界超伝導体の合成

現在実用化されている超伝導線材のNb_3Snより高い磁界を発生できる材料の開発が期待されている。そこで、本研究では20テスラを越える磁界でも実用できる超伝導材料として有望なNb_3(Al,Ge)線材を、中間相のNb_2(Al,Ge)[σ相]とNbとを反応させる新しい製法で作製した。そして微粉末化処理やMgO添加による組織及び超伝導特性の改善について研究した。試料の作製方法は、σ相化合物Nb_2(Al,Ge)をアーク溶解により溶製した後、アルミナ乳鉢を用いて粉砕し、さらにジルコニア製容器を用いて遊星型ボールミル処理により数μm程度の粒径まで微細化し、Nb粉末と組成比Nb_<2.8-3.2>(Al,Ge)になるように混練した。その後、混合物をNbシースに封入し、溝ロールと、平ロールを使用し中間焼鈍なしで厚さ0.4mmのテープに加工したのち熱処理を行った。また、110vol%のMgO微粉末を添加した試料も作製した。試料断面のX線回折図形では、1200°Cの熱処理ではσ相がまだ残留しているが、1300°Cの熱処理を行うとほとんどA15相のピークのみとなり、1300°Cで短時間熱処理を行うことにより、ほぼ均質なA15相が生成された。出発物質をボールミル処理により微細化すると線材の臨界温度Tcが約1K改善され、onset Tc 18.0Kが得られた。線材の臨界電流密度Jcも、出発物質をボールミル処理をすることにより低磁界から高磁界まで全域にわたって改善され、ボールミルを12時間かけた混合粉末を用い、1300°C×2hの熱処理後、700°C×100hの焼鈍処理を行ったテープでは、23Tにおいても2.7×10^4A/cm^2以上の高いJcを得ることができた。また、無添加の試料では1617T付近でIc値が最大になるピーク効果がみられたが、MgOを510%添加した試料は21.5Tまで200A以上のIcを示し、ピーク効果が改善された。このように出発物質の微細化やMgO添加により、高磁界特性の優れたNb_3(Al,Ge)線材を新しい製法で作製することに成功した。今後、σ相とNb粉末のメカニカルアロイングについて研究し、熱処理温度の低下をはかる。現在、改良されたNb_3Sn線材を用いて4.2K(液体ヘリウム中)で約18Tの超伝導マグネットが製作されているが、NMR分析、核融合等では、20Tをこす高磁界を発生しうる超伝導線材の開発が望まれている。A15型化合物のNb_3(Al、Ge)は、次世代の高磁界超伝導材料として期待されているが、従来はその線材化が困難であった。