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超高線量率パルスX線の生物作用の基礎的研究

本研究は、パルス幅が1ps以下の超高線量率単一短パルスX線(レーザープラズマX線)による培養哺乳動物細胞に対する細胞致死作用の初期過程を検討し、その特徴を明らかにすることを目的として、放射線感受性の異なる2種類の細胞(マウスL5178Y及びその放射線高感受性突然変異株M10)に対する照射実験を行い、コロニー生存率に対する従来の線量率のγ線による結果と、1psec以下のパルスX線(線量率10^<12>-10^<13> Gy/sec)による結果との比較検討を行った。結果は以下の通りである。1.パルスX線の生物作用では、従来の線量率のX線と比較して、その細胞致死作用が高くはならず、むしろやや抵抗性になる。2.パルスX線の生物作用においては、その間接作用が従来の線量率のX線の場合とはやや異なる機構となり、細胞内の損傷産物に差が出ている可能性が示唆された。本研究は、従来の線量率よりも1000倍高い線量率のX線の生物作用を検討したもので、全く新しい研究成果である。今後再現性の良い実験条件を確立し、更に詳細な検討がなされることを期待したい。将来的な臨床医学応用としては、パルス幅が1ps以下と非常に短時間であることから、心臓のような動きのある臓器の画像診断への応用が考えられる。この場合、単純撮影よりCT撮影が望ましいが、多方向から同時に曝射できることが重要となる。また、放射線治療においては、高い位置精度が要求される定位照射、とくに呼吸性移動が問題となる体幹部定位照射への応用が適していると考えられる。ただし、線源から1mの距離での実際の線量率を、現状の放射線治療レベルに確保できることが必須である。このような臨床応用の実現もあわせて期待したい。放射線の生物作用の初期過程は、短パルスX線を利用して検討され、これまでパルス幅3nsecまで検討された。さらに短いパルスによる影響は、X線源の開発に依存するが、近年のレーザー核融合研究の発展に伴って、パルス幅が1ps以下の新しいX線源の利用が可能となった。本研究は、この超高線量率単一短パルスX線(レーザープラズマX線)による培養哺乳動物細胞に対する細胞致死作用の初期過程を検討し、その特徴を明らかにすることを目的としている。本年度は、以下の研究成果を得た。1.レーザープラズマX線の細胞照射システムの改良線量評価にガラス線量計を用い、テフロンブロックの中に線量計および細胞溶液の収納スペースを確保し、2本の線量計が細胞溶液を挟む配置とすることによって照射線量評価の精度を確保した。2.細胞の生存率の検討放射線感受性の異なる2種類の細胞(マウスL5178Y及びその放射線高感受性突然変異株M10)に対する照射実験を行い、従来の線量率のγ線による結果との比較検討を行った。マシンタイムが十分でなかった点とレーザープラズマX線の照射条件の再現性に問題がある点のために十分なデータを取得することができなかったが、いずれの細胞の場合にも傾向として、0.5psecパルスX線の場合にやや高感受性となる結果を得た。従来、3nsecパルス照射では感受性に変化がないという結果が報告されているので、より短いパルスで感受性に変化が見られたことは注目に値すると判断している。次年度以降にさらに確認を行い、その解析を試みたい。

本研究は、この超高線量率単一短パルスX線(レーザープラズマX線)による培養哺乳動物細胞に対する細胞致死作用の初期過程を検討し、その特徴を明らかにすることを目的としている。本年度は、その致死作用について、以下の研究成果を得た。1.放射線感受性の異なる2種類の細胞(マウスL5178Y及ぴその放射線高感受性突然変異株M10)に対する照射実験を行い、コロニー生存率に対する従来の線量率のγ線による結果とO.5psecのパルスX線(線量率10^<12>-10^<13>Gy/sec)による結果との比較検討を行った。なお、線量評価の影響を回避するため、同一線量計を用いて両者の実験条件における線量評価を行い、補正した。結果は、いずれの細胞の場合にも傾向として、0.5psecパルスX線の場合にやや抵抗性となる結果を得た。従来、3nsecパルス照射では感受性に変化がないという結果が報告されているので、より短いパルスX線の場合に感受性に変化が見られたことは注目に値すると判断している。2.5-ヨードデオキシウリジンの増感作用を検討し、L5178Y(親株)では、増感作用がやや低下したが、M10では、逆に増感作用が増大するという結果を得た。以上の結果は、未解明の機構の存在を示唆しており、目下その機構の検討を進めている。本研究は、パルス幅が1ps以下の超高線量率単一短パルスX線(レーザープラズマX線)による培養哺乳動物細胞に対する細胞致死作用の初期過程を検討し、その特徴を明らかにすることを目的として、放射線感受性の異なる2種類の細胞(マウスL5178Y及びその放射線高感受性突然変異株M10)に対する照射実験を行い、コロニー生存率に対する従来の線量率のγ線による結果と0.5psecのパルスX線(線量率10^<12>-10^<13>Gy/sec)による結果との比較検討を行った。昨年度までに得られた結果は以下の通りである。1.パルスX線の生物作用では、従来の線量率のX線と比較してその細胞致死作用が高くはならず、むしろやや抵抗性になる。2.パルスX線の生物作用においては、その間接作用において、従来の線量率のX線の場合とはやや異なる機構となり、細胞内の損傷産物に差が出ている可能性が示唆された。そこで今年度は、レーザープラズマX線および上記結果の臨床医学応用に関して検討した。まず、パルス幅が1ps以下と非常に短時間であることから、心臓のような動きのある臓器の画像診断への応用が考えられた。この場合、単純写真よりCT撮影が望ましいが、多方向から同時に曝射できることが重要と考えられた。また、放射線治療では、高い位置精度が要求される定位照射、とくに呼吸性移動が問題となる体幹部定位照射への応用が適していると考えられた。ただし、線源から1mの距離での実際の線量率を、現状の放射線治療レベルに確保できることが必須と考えられた。最後に、本研究は、従来の線量率よりも1000倍高い線量率のX線の生物作用の検討したもので、全く新しい研究成果である。今後再現性の良い実験条件を確立し、更に詳細な検討がなされることを期待したい。また、将来的に、画像診断と放射線治療での臨床応用が実現することもあわせて大いに期待するところである。
東日本における縄文時代集落の研究

本研究では、(1)東日本における縄文時代の集落について、その構造の変遷、地域的な特色を解明することを目指した。さらに、(2)縄文時代から弥生時代にかけての集落の構造変化の過程についてその地域的特色の解明を目的とした。この研究を達成するため、具体的には、東日本各地で集落遺跡関係資料の調査と遺跡踏査を実施し、基礎資料の収集、分析を行った。特に北上川、馬淵川流域、岩木川、米代川流域、阿賀野川流域など大河川の水系毎に資料収集と分析を行い、その地域色を追求した。さらに、北上川流域では複数の集落遺跡で発掘調査を実施し、調査資料の総合的な研究を進めた。また、膨大な資料の存在が予想される集落研究を効率的に進める研究方法を確立するため、有効な資料収集のデーターベースシステムを構築を目指し、その運用を図った。また、集落構造の研究のため、中神遺跡、山王囲遺跡で発掘調査を実施し、遺構、遺物の入念な総合的分析を進めた。また、前田遺跡、足沢遺跡では出土資料の分析を行った。このような考古学的研究によって、東北地方の集落遺跡の構造、その変遷について詳細に検討した。さらに、この分析結果をふまえて、東日本全体で総合的に縄文集落を検討し、その構造の特色、変遷について、より確度の高い仮設を呈示することができた。また、集落遺跡資料のデーターベース化を確立し、軌道にのせることができた。このシステムは、集落にとどまらず、貝塚、墓など様々な遺跡、住居跡、貯蔵穴、配石墓などの遺構、土器、骨角器などの遺物についての資料収集、分析を幅広く、相互の結び付きをつけて進めること可能であり、今後の研究の基盤を構築することができたと考える。以上、本研究で集落遺跡の基盤研究に大きな成果をうることができた。1996年度は、研究計画にしたがって、(1)岩手県花泉町中神遺跡の調査を実施し、その発掘資料の整理,分析を進めた。1996年9月11日から23日の3週間の調査で、北上川中流域の基幹集落の構造、晩期前葉堅穴住居跡、集落内区画施設、弥生前期埋設土器群などを精査し、台地東側と南側にひろがる包含層の範囲を確認し、大きな成果をえた。ことに、堅穴住居跡の検出によって晩期集落の居住域と廃棄場との関係など集落構造の基本的情報が確保できた。また、土段を伴う溝状遺構は集落内の区画施設であると推定されるが、今後の継続調査を必要とする。墓域で、現在のところ弥生時代前期の遺構が検出されている。(2)検出した堅穴住居跡では、後期末葉から晩期前半の豊富な資料が出土した。現在、この一括資料と東北北部の曲田I、前田遺跡,東北中部の中沢目貝塚出土資料などとの比較研究を進めている。ことに晩期1、2期の資料が豊富であり、晩期前葉の地域性を解明するうえできわめて有効な資料となった。(3)岩手県二戸市金田一川遺跡を踏査し、この晩期集落の立地、包含層の広がり、周辺遺跡の状況を確認した。なおこの遺跡から出土した晩期各時期の新資料を資料化することができた。(4)関連資料として、晩期後半から弥生前期にかけての集落遺跡の調査資料が,宮城県一迫町山王囲遺跡においてえられた。中神遺跡との比較研究によって晩期縄文時代の集落構造の地域性を解明することが可能となった。現在、これらの調査内容について、報告書にまとめる作業を進めている。平成9年度には、研究計画にしたがって、平成8年度に調査した岩手県花泉町中神遺跡出土資料の整理、分析を進めた。

殊に1号竪穴住居跡出土資料の整理、分析、解析を鋭意進めた。その結果、晩期前葉大洞BC式と呼ばれる土器群を中心に多量の亀ヶ岡式土器の型式内容が把握され、北上川中流域における晩期前葉の縄文土器の地域性が明らかになり、大きな成果がえられた。第2の成果としては、北斜面含層から出土した多量の動物遺存体、出土石器の整理、分析を行い、晩期後半から終末、さらに弥生時代にかけての狩猟、漁撈活動の実態を知ることができた。殊にサケ科魚類が各層から出土し、その依存度の高さが確認された点は重要な成果となった。第3の成果は、土器の胎土分析の検討結果がえられた点である。この地域での粘土採集、土器作り、焼成などの様々な段階を明らかにする手掛かりが確保された。また、集落研究関連資料の収集、観察を進めた。特に、宮城県一迫町山王囲遺跡では、縄文時代終末期の集落構造、住居構造を検討することができた。さらに岩手県浄法寺町上杉沢遺跡では、晩期中葉の大洞C1式期の集落構造を検討する機会イえられた。これらの集落構造、層位的資料の検討によって、縄文時代後期、晩期、弥生時代にかけての東日本、ことに東北地方における集落構造の理解を深めることができた。今後、これらの成果を踏まえ、さらに新たな分析資料を加え、縄文集落研究をより一層内容豊かにしていきたいと考えている。1998年度には、研究計画にもとづいて、次のような研究、調査活動を実施した。(1)東北地方における集落遺跡の調査資料の分析を行い、その総合的な検討と総括を行った。ことに、岩手県花泉町中神遺跡の竪穴住居跡出土資料、岩手県玉山村前田遺跡の竪穴住居跡出土資料、二戸市足沢遺跡出土資料の分析と資料化を行い、北上川・馬淵川水系の縄文時代集落の総合的な検討を行った。さらに、(2)各地の縄文集落の構造、特色を把握するため、東北地方の青森市三内丸山遺跡、二戸市、秋田県能代市周辺、北陸地方の新潟市周辺、新潟県朝日町奥三面遺跡群など、主要集落遺跡の資料調査を現地において取り組んだ。また、(3)重要な関連遺跡である山王囲遺跡の平成9、10年度調査資料の資料化と分析を行った。そして、(4)これらの基礎資料を、大学院学生の協力で本研究のために構築したデータベースシステムによって、資料化、統計分析する作業を進めた。最終段階で、(5)平成8年10年度の本研究の成果について総括を行った。膨大な基礎資料の分析、検討にあたって、構築した画像処理システムに入力したスライド、写真、実測図、地図資料などを活用した。本研究によって、東北地方における中神遺跡、山王囲遺跡、前田遺跡、足沢遺跡などの発掘調査資料を核として、東日本の集落遺跡研究資料のデータベース化が軌道にのった。また、その資料分析によって、東日本における縄文集落の構造と変遷、地域性について新たな理解がえられ、基盤的研究としての成果をあげることができた。
サンゴの生殖と群体形成過程に関する基礎的研究

1.アザミサンゴの群体内におけるポリプの成長率、線成長量等を比較し群体の成長様式をしらべた。ヌアザミサンゴ,ハマサンゴ,ハナヤサイサンゴの生殖様式を明らかにし、生殖期解明の基礎を整えた。2.ハナヤサイサンゴの幼ポリプの組織や骨格の微細構造を透過・走査両顕微鏡でしらべて造骨組織の骨格形成過程を明らかにした。3.ミドリイシの骨格の再生過程を走査電顕で観察し、結晶体の動きを明らかにし、さきに発表した正常な骨格形式過程と比較した。またウミトサカの骨片形成における糖タンパク質の結晶核としての役割についてもしらべ、肯定的結果を得た。4.クサビライシの傘が柄から分離する過程を走査電顕でしらべ、造骨組織の結晶が粉末化して崩壊することを明らかにし、造骨組織の酸分泌によるものと推定した。また傘が柄から分離する力学的条件もしらべ、骨格の粉末化の進行とともに傘を分離する力が小さくなることを明らかにし、粉末化が重要な過程であることを確かめた。5.フトウネタケを雌雄異体サンゴの代表として、その受精・卵割・幼生形成の諸過程を明らかにし,幼生の定着後16日で触手の羽状分枝3対をもつに至った幼ポリプが形成された。アザミサンゴについても人工受精、幼生の変態過程を観察した。6.アザミサンゴの形態形成過程の一環として、スィーパー触手の形成、その際の刺胞の変換についてしらべた。刺胞は細長く刺糸のシャフトの長いbasitrich型から、太い刺胞嚢と短いシャフトのMbM型へ変換した。両者は中間型でつながるので、b-rhabdoid型と総称することにした。本研究は、サンゴの生殖細胞から群体に至る形態形成過程を総合的に理解することを目的とし、以下の研究を行った。1.イワヤマハマサンゴの群体間の癒合率が高いので、無性生殖又は単為生殖の頻度が高いことが予想されたが、1985年4月9月の間に調べたところ、単為生殖の可能性が高いことがわかった。2.ハナヤサイサンゴは、冬期(1月3月)の間は有性生殖を停止する可能性のあることがわかった。3.ハナヤサイサンゴのプラヌラ幼生の定着後の成長過程を走査型及び透過型電顕で観察した。定着1週間後、中央に大型ポリプ、周辺に6個の小型ポリプを具える幼体の骨格は、5×15μmの小粒炭酸石灰から構成され、それらの形成途中と思われる1×2μmの微小な紡錘状の基質を伴った顆粒も観察された。4.イシサンゴ類の再生時及び成体の骨格の結晶構造を走査電顕で調べた結果、球状及び紡錘状の結晶体から構成されていることがわかった。なおこれらの結晶体の形成機序に関する研究も継続中である。5.離脱直前のクサビライシ骨格の予定離脱面をダイヤモンドソースで薄切りし、カーボランダムで研ました50100μmの切片を光顕及び顕微X線像で調べた。その結果、骨格部の溶解により生じた間隙は0.3mmで粉末化しつつある骨格部の深さは3050μmであった。6.クサビライシを、付着した岩ごととり出し、引張試験機に固定し、5mm/minの速度で引っ張りその強さを求めた。その結果、離脱直前のものでは傘と柄で切れその時の強度は2Kg以下であった。離脱直前より前のものでは岩と柄で切れ、その強さは330Kgである。

7.約15種のサンゴの破片の生存・生長を調べた野外実験の結果、破片を針にしばりつける方法は、他の方法より生存率が高い事がわかった。また生存率、生長について環境要因との関係を調べた。
タイ・ミャンマー国境域移動者の生活実践:少数民族の社会ネットワークと文化再生産

国境の町メーソットは、後背地に難民キャンプを持ち、タイの経済開発や、国境をはさんだ両国の関わる国際協定において地政学的に重要な位置づけをされている。また、少数民族居住地域として国境を跨ぐ文化・言語圏にある。そうした国境の場にあって、国境を越えて流入する移民は、様々な制約のなかで社会的ネットワークと生活を形成しており、そのこと自体が国境の社会空間を形作っていることを明らかにした国境の町メーソットは、後背地に難民キャンプを持ち、タイの経済開発や、国境をはさんだ両国の関わる国際協定において地政学的に重要な位置づけをされている。そうした国境の場にあって、国境を越えて流入する移民は、様々な制約のなかで社会的ネットワークと生活を形成しており、そのこと自体が国境の社会空間を形作っていることを明らかにした本科研では、ミャンマーから労働目的でタイヘ入国する人々について国境の町メーソットで、その社会ネットワークの広がりと文化再編の状況を調査することが主たる目的である。初年度は、まずそのための制度的な基盤の理解に向けて資料収集とインタビュー調査、そして今後の調査のための予備調査・ネットワーク形成が目的であった。9月と11月に二度渡航し、チュラーロンコーン大学アジア研究所アジア移民研究センターやタマサート大学で資料収集を行った。また、バンコクにオフィスをもち国境にて支援活動を行う国際NGOとも連絡をとり、調査への協力の可能性を打診した。メーソットヘ赴き、今後の調査の主たる対象を同定し、必要な協力を得るべく、同地のNGO組織、保健衛生や教育に関わる団体、学校や、移動労働者のコミュニティを訪れた。また、現地ではメーソットで調査を展開しているタイの研究者とも幾度か会合をもち、あるいは、同行しながら調査を始めることができた。このほか、国内で、移動労働に関わるセミナーを開催した。一度は6月に、若手や大学院生を中心に現在同テーマで調査を続ける研究者によるセミナー、もう一度は、1月に、海外からタイ人研究者を招き国際ワークショップに参加した。現在タイにおける移動労働をめぐるテーマの広がりなどを把握することができた。平成22年度は、私的な事情により、長期海外出張することができなかった。他経費の出張時に短く(二日間)現地メーソットを訪れ、今後の調査につなげるべくインタビューを行った。国境のLearning Centerと呼ばれる移動労働者の子弟のための、タイ国定カリキュラムの枠外のボランティアベースの学校を訪れ、移動労働者の子弟の教育について尋ね、また、キリスト教教会と仏教寺院、そして移動労働者のコミュニティを訪れて話を聞いた。調査としては不十分だが、来年度以降の調査の対象や内容を見極めるうえでは有益であった。国内では、これまでのミャンマー側の調査をまとめて投稿し、海外査読付きジャーナルで採用が決まった(23年11月発行Journal of Asian Studies掲載予定)。一方、ミャンマー側の事情も含めて調査を進めるべく、院生や他研究者の旅費を補助した。その結果として、現在大学院生と共著による論文を仕上げつつあり、新年度初めには投稿予定である。これは、国境のメーソットと、バンコク近郊の漁港におけるミャンマーからの移動労働者へのインタビューに基づき、二つの地点の移動労働者の家族形成や労働をめぐる実践を比較した論考である。従来、タイ国内のミャンマー人労働者は一つのカテゴリーとして論じられてきたが、メーソットのような国境地域と、より中心に近い地域では、労働者の移動の様態、労働条件や移民としてのステータス、タイへの適応、家族形成、本国とのつながりの保ち方においてかなり大きな相違がみられること。それは、一つには実際には文化的・歴史的・社会的にも連続している国境域と、より国家の内奥にある地域との相違に起因することを指摘し、その二つの相違を戦略的に用いる移動者の適応についても論じている。本科研の目的は、ミャンマーから労働目的でタイへ入国する人々について国境の町メーソットで、その社会ネットワークの広がりと文化再編の状況を調査し検証することであった。初年度は、まずそのための制度的な基盤の理解に向けて資料収集とインタビュー調査、ネットワーク形成を行った。平成22年度は、私的な事情により、予定より調査期間が短かったが、メーソットで移動労働者のコミュニティを訪れ、国境にある国定カリキュラム外の学校や、宗教施設、医療援助ベースなどを訪れて調査した。最終年度は、自身で調査に行くことが不可能となり、研究協力者の小堀栄子氏に調査を依頼した。この様に、事情により申請時の予定よりも自分自身で調査に赴く期間が短かったが、院生や研究協力者を派遣することで、追加データを収集し、共著論文を執筆し本年度二つの投稿論文を査読付きジャーナルに送ることができた。一つは、国境のメーソットと、バンコク近郊の漁港におけるミャンマーからの移動労働者へのインタビューに基づき、二つの地点の移動労働者の家族形成や労働をめぐる実践を比較した論考である。この論文はこの一年間で修正・再投稿を行った。

今一つは、熱帯医学のジャーナルに投稿した小堀氏との共著による、国境の町メーソットにおける移動労働者のマラリア感染に関するものである。
DNA塩基配列に基く扁形動物渦虫類の系統関係の推定

三胚葉性動物の進化の基点に位置するグループとして、後生動物の進化を考える上で重要な扁形動物渦虫類の系統的関係を18SリボソームDNA(18S rDNA)の塩基配列に基づく解析により推定した。渦虫類の系統関係に関しては、近年興った分岐分類学が、カテヌラ目を最も原始的なグループと考える点で、無腸目を最も原始的なグループとみる伝統的分類学と対立している。無腸目、カテヌラ目、多食目、卵黄皮目、順列目、棒腸目、全腔目、三岐腸目、多岐腸目の9目より17種を選び、ゲノムDNAより18S rDNAに特異的なプライマーを用いてほぼ全長にあたる約2000塩基対のDNA断片をPCR法で増幅し、ジデオキシ法により塩基配列を決定した。そのデータにDNAデータバンクから引用した菌類、原生生物、二胚葉性動物(海綿、刺胞、有櫛動物)、条虫類、吸虫類の配列を合わせて,近隣結合法、最節約法、最尤法により系統樹を作成し、それを従来の形態に基づく系統樹と比較した。本研究の結果は:(1)渦虫鋼の出現の後で条虫類、吸虫類が派生する点は従来の分類学のものと一致していた。(2)渦虫類のなかで最も早期に分岐したグループは無腸目であるという点で伝統的分類学と一致し、分岐分類学の考えを指示しなかった。(3)伝統的および分岐分類学の考えと異なり、三岐腸目が無腸目の次に分岐し、かる残りの7目の集まりに対する姉妹群となっていた。渦虫類の塩基配列を多くの多細胞生物の18SrDNA塩基配列と併せて系統樹を作成した場合も、無腸目は必ず三胚葉性動物の中で最も早く分岐していた。本研究の結果は、無腸目こそが三胚葉性動物の起源近くに位置する動物である可能性を強く示唆している。
非筋定型ミオシンIIによる内臓器官の左右非対称な形態形成機構に関する研究

多細胞動物の内臓器官の配置や形は、多くの場合、遺伝的に決定された左右非対称性を示す。これまでの遺伝学的解析により、ショウジョウバエ中腸の左右非対称な形態形成において、非筋定型ミオシンIIの活性化が必要であることを明らかとしていた。本研究では、非筋定型ミオシンIIの活性化に左右バイアスがあるか検証を試みた。その結果、明確な左右バイアスを見出すには至らなかったが、中腸の形態形成時に生じる左右方向へ細胞運動に、必須なことが確かめられた。以前の研究代表者の研究により、ショウジョウバエ胚中腸の左右非対称な形態形成時に起きる、中腸の環状内臓筋細胞の左右非対称な動きに、非筋定型ミオシンII重鎖Zipper(Zip)の機能が不可欠であることが明らかにされていました。また、非筋定型ミオシンIIは、左右非対称性を示す動物門で広く保存されており、その機能が普遍的である可能性は高いと予測されました。そこで、本申請研究計画は、中腸の環状内臓筋細胞において、非筋ミオシンIIの活性に左右バイアスが存在するか検討し、存在すれば、その分子機構を明らかとすることを目標としました。本年度は、申請研究計画の内容通り、まず2通りの方法を用いて、非筋ミオシンIIの活性に左右バイアスがあるか検出を試みました。1、非筋ミオシンIIは、ミオシン軽鎖のリン酸化により活性化されます。そこで、リン酸化型ミオシン軽鎖を検出する抗体を用いて免疫染色を行い、環状内臓筋細胞を詳細に観察しました。しかしながら、これまでの解析において、その染色パターンに優位な左右差を検出することはできませんでした。2、Zipやミオシン軽鎖のタンパク質の動きを詳細に解析するために、GFPを融合したこれらのタンパク質を目的の組織発現できるトランスジェニック系統を作出/準備しました。加えて、これらの融合タンパク質を中腸の環状内蔵筋細胞で特異的に発現させるシステムも構築しました。現在、このシステムを用いて、タイムラプス撮影を行い、中腸の環状内蔵筋細胞における、ミオシンIIの動きの時空間的な解析を試しみており、来年度も引き続き解析を行う予定です。脊椎動物を用いた研究から、左右軸の決定機構に関しては、多くの知見が得られていたが、左右軸情報に基づいて、実際にどのような分子機構が細胞の移動や空間的配置をコントロールし、左右非対称な内臓器官の形態が形成されるかについては、ほとんど明らかにされていなかった。申請者は、ショウジョウバエを用いた突然変異体の網羅的探索により、非筋定型ミオシンHをコードするzipper(zip)の機能が中腸前方部の左右非対称な形態形成に必須であることを同定していた。また、遺伝学的解析により、中腸上皮細胞を取り巻く環状内臓筋細胞のzip機能がその形態形成に最も必要であることも明らかとしていた。そこで本研究では、環状内臓筋細胞においてZip活性に左右バイアスがあるか検討することを目的とした。非筋定型ミオシンIIは、ミオシン軽鎖と複合体を形成し、ミオシン軽鎖がリン酸化されることにより活性化する。リン酸化型ミオシン軽鎖を認識する抗体を用いて免疫染色により解析を行ったところ、その局在に左右バイアスは検出されなかった。さらに、GFP融合型ミオシン軽鎖を環状内臓筋で特異的に発現できる系を作り、ミオシン軽鎖の局在や動きに左右バイアスがあるか、免疫染色とタイムラプス撮影により検討を行った。しかし、両アプローチにおいてGFP融合型ミオシン軽鎖の局在や動きに左右バイアスの存在を検出することはできなかった。本研究期間中に、環状内臓筋細胞や中腸上皮細胞の前後および左右軸の両方向への動きにZip活性が必要なことを定量的な解析により明らかとしており、その事から1、前後方向の細胞運動に働くZip活性が左右非対称形成に必須であり、Zip活性自身に左右バイアスはない、2、Zip活性の左右バイアスが極小のため本研究では検出できなかった、ことが示唆された。
光合成細菌の光合成反応中心タンパク質に見る適応放散

酸素非発生型光合成細菌であるPorphyrobacter属の細菌群は近縁種の中でも特に生育環境が多様な系統群であり、それぞれの環境に適した系統に進化した適応放散の好例である。Porphyrobacter属の好熱性の細菌ではタンパク質を高温下で安定化させるために特定アミノ酸が増えると指摘されている。また、光合成反応中心の系統解析では16S rRNAとは異なり、好熱性と海洋性の細菌群が近縁としてクラスターを組み、生育環境によって異なる系統の細菌の光合成器官が同じ傾向の進化を受けているという仮説を得るに至った。本研究では、これを確かめるために、環境サンプルのゲノム解析と単離、系統解析を行う。
歯牙のマイクロウェアに基づく初期の恐竜類の食性の推定

1、目的と手法:本研究では恐竜類の共通祖先の食性の推定を目指した。恐竜の祖先は、従来は肉食と考えられていたが、近年発見された恐竜に最も近縁とされるシレサウルス類が草食と考えられる歯を持つことから、現在ではその食性は明らかではない。本研究では、(1)祖先状態推定による恐竜の共通祖先の食性の推定と、(2)恐竜類に最も近縁と考えられているシレサウルス類の歯に残った微細な傷(マイクロウェア)を用いたシレサウルスの食性の復元、を目指した。2、祖先状態推定による成果:恐竜および恐竜に近縁な動物のうち、食性がわかるものを草食と肉食に二分し、これらの動物の系統関係を用いて恐竜の共通祖先の食性を推定した。その結果、最尤法を用いた方法では恐竜の共通祖先は草食である可能性が約6割、肉食である可能性が約4割であることがわかった。この結論は、恐竜の共通祖先が草食であった可能性が肉食であった可能性と同じ程度に高いこと、また用いた手法の制約で食性を単純に草食と肉食に二分せざるを得なかったことを考え合わせると恐竜の共通祖先が雑食であった可能性が非常に高いことを示している。3、シレサウルスのマイクロウェアの研究による成果:ポーランドワルシャワ大学で研究されているシレサウルスの化石から樹脂を用いて歯の表面の微細な傷(マイクロウェア)の型取りを行った。同時にポーランドのオポレ大によるシレサウルスの産出地での発掘にも参加し、シレサウルスと同じ環境下で生活していた古脊椎動物に関する理解を深めた。日本に持ち帰った歯型を電子顕微鏡により観察した。歯の表面には摂食時についたと思われる100μm程度の細かな傷、(マイクロウェア)が残っていた。本研究により、シレサウルスのより詳細な食性を解明する道筋をつけられた。今後はマイクロウェアの形態を調べ、他の様々な食性の動物との比較を行う予定である。4、本研究の成果や、調査時に撮影した写真は、博物館でのセミナーや、博物館の研究成果を発表する新聞記事に活用されており、一般の方の古生物や地学に対する興味を喚起する一助になっている。
in situ PCR法による細菌病原遺伝子の検出法の開発と臨床診断への応用

口腔の感染性疾患の病態を把握し、的確にリスク診断を行うためには、口腔内の微生物の動態・病原因子の局在についてモレキュラーのレベルで迅速に検出・定量することが必要である。本研究においては分子生物学的手法の一つであるPCRを用いた口腔細菌の同時検出法Multiplex PCR法ならびにin situ PCR法の開発の基礎研究を行なったが、対象が臨床試料中の細菌DNAであり、そのテンプレート濃度が僅少となり、また他の口腔細菌の來雑により検出感度が十分に上がらないことが多いことが判明した。そこで、その点を克服すべく、ユニバーサルプライマーによるPCR反応産物をテンプレートとして菌種特異的PCRを行なうNested PCRを行った。歯肉縁上歯垢10例及び歯周ポケット内容液15例を採取し、試料中の細菌DNAをmutans streptococci等の齲蝕関連細菌及び偏性嫌気性グラム陰性桿菌等の歯周病関連細菌に特異的なプライマーによるNested PCRによって増幅・検出した結果、通常のPCR法に比較して感度よく検出できることが判明した。また同時にDNA検出限界が100 attoグラム程度と通常のPCR法の百倍から千倍にまで上昇することが判明した。この傾向はNestedmultiplex PCR法においても反応が阻害されることなく同様に得られた。口腔の細菌菌種及び細菌病原遺伝子特異的なプライマーの種類は、現在のところ限られているが、本法は高感度に口腔内試料中のターゲットDNAを検出できることから、臨床における病態把握及びリスク診断の一助となる可能性が考えられた。
ヒト甲状腺癌における放射性ヨード治療の効果増強遺伝子の解析

研究実績の概要まず、われわれは新たにクローニングしてきたヒトヨードポンプのcDNAを用いて、大腸菌に蛋白を発現させ、作成した分子量8000のペプチドを家兎に免疫し、2種類の抗体を得た。これらを用いてヒト甲状腺組織を免疫染色すると、正常甲状腺に比べ41%の乳頭癌ではヒトヨードポンプの蛋白発現(75-80kD)が増加していた。甲状腺組織を用いたウエスタンブロット解析でも同様の結果を得た。甲状腺組織から抽出したmRNAを用い、より感度のよいcRNAをプローブにしてノーザンブロット解析を行ってもこれを裏付ける結果を得た。すなわち、甲状腺乳頭癌では発現しているヨードポンプの活性が低下していると考えられるので、その阻害要因を検討することになった。以前、短時間のアクチノマイシンに暴露した培養甲状腺細胞FRTL-5でのヨード摂取能が亢進していたので、何らかの阻害蛋白が存在し、甲状腺癌の一部でのヨード取り込みを抑制していることが推測される。そこで、ヨードポンプ蛋白のC末端からの欠失変異をいくつか作成し、CHO細胞に発現させ、その放射性ヨード摂取を見た。発現されたヨードポンプは全長643アミノ酸に比べC末端側から93アミノ酸を欠失させるとその活性を失うことがわかった。欠失が63アミノ酸ではこのような活性低下は見られなかった。したがって、この30アミノ酸の部分がヨードポンプの機能に重要であることがわかった。今後は、この30アミノ酸の部分に結合し機能を抑制する蛋白を単離し、遺伝子治療を前提とした甲状腺癌の放射線ヨード治療の可能性を検討していく予定である。我々はまず第一に、甲状腺におけるヨードポンプの発現を解析した。ヒトヨードポンプcDNAをすでにクローニングしており、これをpcDNAベクターに導入。制限酵素BamHIにて切断後、SP6ポリメラーゼにてcRNAプローベを作成し、これをノーザン解析に使用した。ヨードポンプに対する特異抗体はヒトヨードポンプ第6細胞外ドメインとGST蛋白の融合蛋白を大腸菌にて作成、これを精製し、ウザギに免疫、13週にて抗血清を得、ウエスタン解析、免疫組織染色に供した。甲状腺乳頭癌において、ノーザン解析では6例の乳頭癌で正常甲状腺組織に比べヨードポンプmRNAの発現が増加していた。ウエスタン解析を行なった17例では7例にてヨードポンプ蛋白の発現が増加していた(41%)。免疫組織染色でも乳頭癌部に一致して強い発現をみた。これらの結果をふまえて、次にホモロジーのあるグルコーストランスポーター(SGLT1)とのキメラ蛋白を作成し、ヨードの摂取をみたが、キメラ蛋白ではヨードの摂取がみられなかった。まず、われわれは新たにクローニングしてきたヒトヨードポンプのcDNAを用いて、大腸菌に蛋白を発現させ、作成した分子量8000kDのペプチドを家兎に免疫し、2種類の抗体を得た。これらを用いてヒト甲状腺組織を免疫染色すると、正常甲状腺に比ベ41%の乳頭癌ではヒトヨードポンプの蛋白発現(75-80kD)が増加していた。以前、短時間アクチノマイシンに暴露した培養甲状腺細胞FRTL-5でのヨード摂取能が亢進していたので、何らかの阻害蛋白が存在し、甲状腺癌の一部でのヨード取り込みを抑制していることが推測される。

発現されたヨードポンプは全長643アミノ酸に比ベC末端側から93アミノ酸を欠失させるとその活性を失うことがわかった。欠失が63アミノ酸ではこのような活性低下は見られなかった。したがって、この30アミノ酸の部分がヨードポンプの機能に重要であることがわかった。今後は、この30アミノ酸の部分に結合し機能を抑制する蛋白を単離し、遺伝子治療を前提とした甲状腺癌の放射線ヨード治療の可能性を検討していく予定である。
在宅COPD患者への遠隔的呼吸リハビリテーションの実施可能性を探る

本研究では,慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者に対し,インターネット回線によるビデオ通話等を利用した遠隔的呼吸リハビリテーション(PTR)システムを構築し,その実施可能性について検討する.具体的には8週間のPTRプログラムを実施し,安全性(有害事象の発生率や重症度),プログラム実施状況(完遂率,脱落理由),介入効果(生活の質)を指標に検討していく.研究開始1年目には,PTRシステムの構築と試験的運用を行い,研究協力者の同伴の下でPTRプログラムを実施したのち,システム上の問題点を確認しながら検証する.2年目以降はPTRシステムを改良した上で実践的に導入し,介入効果を含めた実施可能性を検証する。
FASTの新評価システムの構築：父母子の認知のズレを通じた研究

本研究は、Family System Test (FAST)で使用する検査器具の仕様を一部変更し、規定の検査方法による一面的な家族構造の評価だけではなく、父母の測定も行い、三者間(父母子)の評価のズレを多面的にとらえる新しい評価軸を加え、その評価方法を検証し、FASTにおける新しい評価システムを構築することを目的としてきた。新しい評価軸を加えた検査を実施したが、統計処理で時間が掛かり、現在分析中である。また当初の予定人数より集まらなかったため、計画を変更し再度募集をかけたが、それでも研究協力が得にくい状況が続いた。平成25年度に産前産後休暇を取得しため,計画していた調査を1年間繰り下がって平成26年度に行う。平成26年度に研究を再開し,平成25年度に計画していた調査研究を現在行っている。現時点で研究実績は得られていない。その理由として、平成26年度の研究実施計画で調査の拠点づくりを行っている。拠点づくりの具体的内容としては、申請者の勤務校で調査実施のために園田学園女子大学の生命倫理委員会に調査の申請を行った。1回の審査に1ヶ月半を要し、これまで2回申請を行ったが、現時点で承認が得られず、現在3回目の申請を行っているところである。申請が承認され次第、研究実施計画に沿って研究を行う予定である。現時点で、関連文献のレビューを行った論文「家族アセスメントツールFamily System Test(FAST)について」(園田学園女子大学論文集50, 73-84)を執筆した。これは本研究の研究の位置づけを証明するには重要な成果である。一方、調査による研究実績は現在執筆中であり、今年度中に学会に投稿する予定である。申請者の勤務校で調査実施のために園田学園女子大学の生命倫理委員会において、1年半かけてようやく承認を得て、現在調査を継続している。本研究は、1日本での標準化にあたり、これまで申請者が蓄積してきた研究結果より推測される、Family System Test (FAST)で使用する検査器具の仕様を一部変更し、その可能性を見出したが、さらにデータを蓄積し、日本の家族にも適用可能であること、2規定の検査方法(検査対象は子ども限定)による一面的な家族構造の評価だけではなく、父母の測定も行い、三者間(父母子)の評価のズレを多面的にとらえる新しい評価軸を加え、その評価方法を検証し、FASTにおける新しい評価システムを構築することを目的としてきた。今年度は、これまでに蓄積したFASTのデータから二者間(母子)のデータを抽出し、日本独特の家族構造の把握を中心に研究を進めた。欧米では、力関係において親子の世代間境界が明確である家族関係構造が多い。しかし、日本では親と子の世代間境界が曖昧で、特に力関係においてその特徴が顕著に現れている。その結果を踏まえ、日本における標準化では、力関係を表すブロックの高さを低くし、日本の家族をより表現しやすくすることで、新しい評価軸として検討している。現在、新しい評価軸を加えた検査を実施し、データを集めている段階である。来年度には、統計処理を行った上で、学会発表、論文投稿を行う予定としている。今後はこのように本研究によって、これまで子どもが捉えるFASTによる家族認知のみであったが、母親というほかの家族メンバーのFASTの家族認知を得ることで、基礎研究から臨床応用に生かせるFASTの新たな評価システムを構築することができる。申請者の勤務校の生命倫理委員会において承認を得て,現在調査を継続している。しかし,なかなか研究協力を得られない状況にある。新しい評価軸を加えた検査を実施し、平成29年度には、統計処理を行った上で、学会発表、論文投稿を行う予定であった。しかし、統計処理で時間が掛かり、現在分析中である。また平成29年度にFASTの研究協力者を募り、解析結果を学会にて発表する予定であったが、当初の予定人数より集まらなかったため、計画を変更し再度募集をかけたが、それでも研究協力が得にくい状況が続いた。申請者の勤務校で調査実施のために園田学園女子大学の生命倫理委員会に調査の申請を行った。1回の審査に1ヶ月半を要し、これまで2回申請を行ったが、現時点で承認が得られず、現在3回目の申請を行っており、研究の拠点づくりを行っている。研究が大幅に遅れていることから、研究協力者の募集推進をさらに積極的に行う予定である。研究が大幅に遅れていることから,研究協力者の募集推進をさらに積極的に行う予定である。

社会科学研究が大幅に遅れていることから、倫理委員会承認後のデータ収集を迅速に行う必要がある。そのため、データ収集協力者を増員する予定にしている。平成25年度に産前産後休暇を取得しため,計画していた調査を1年間繰り下がって平成26年度に行う。平成28年度では、これまでに残っている費用を引き続き使用する予定である。平成28年度にFASTの研究協力者を募り、解析結果を学会にて発表する予定であったが、当初の予定人数より集まらなかったため、計画を変更し次年度に再度募集をかけるため、未使用額が生じた。平成26年度に研究が実施できなかったため、平成27年度では2年分の費用を使用する予定である。平成28年度も平成27年度に引き続き、調査協力者への謝礼、調査室の完備のための備品購入(調査協力者への飲み物、テーブルクロス、パソコンなど)、論文投稿費用などの費用を予定している。このため、再度の研究協力者の募集と学会での発表を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。平成26年度に研究を再開し,平成25年度に計画していた調査研究を現在行っている。平成27年度は調査参加者への謝礼、調査協力者への謝礼、調査室の完備のための備品購入(テーブルクロス・パソコンなど)、学会発表、調査協力者との打ち合わせのための費用を予定している。平成25年度に産前産後の休暇を取得したため,平成26年度に研究を再開し,平成25年度に計画していた調査研究を現在行っている。
肺癌の個別化ゲノム医療に向けた定位放射線治療感受性のバイオマーカー探索

進捗状況:課題名「肺癌の個別化ゲノム医療に向けた定位放射線治療感受性のバイオマーカー探索」2019年3月時点で、原発性肺癌に対する定位放射線治療を施行した患者のうち、研究参加の同意を取得しかつ、CTガイド下針肺生検を行った4症例において腫瘍組織を採取した。臨床検体由来の腫瘍RNAは、質の担保が難しく、さらに針肺生検由来の腫瘍サンプルは微量であるが、遺伝子発現解析を行う品質・量を確保できた。その詳細を以下に示す。分解されていない高品質の腫瘍RNAを得るために、針肺生検で採取された腫瘍組織の一部を、採取後直ちにRNAlaterに十分浸透後に凍結し、肺癌4症例の新鮮凍結検体を得た。2019年3月時点で、4症例のうち病理学的にadenocarcinomaの診断が得られた肺癌1症例において、キアゲン社のAllPrep DNA/RNA Mini Kitを用いたtotal RNAの抽出を行った。抽出したRNAの濃度は75ng/μl(サンプル量:30μl)、NanoDropを用いた吸光度の測定では、A260/280は2.02であり、タンパク質・フェノールの混入は認められなかった。A260/230は1.28であり、吸光スペクトルに問題なく、スピンカラム抽出のためバッファーなどの残存・混入は否定的と考えられた。今後は残り3症例の腫瘍組織においてもtotal RNAの抽出を行う。その後、RNAシーケンスを行い定位照射抵抗性の遺伝子発現異常を同定する。近隣施設でも広く定位照射を行うようになり、肺がんに対する定位照射症例の集積ペースが遅くなっている。今後は、近隣施設にも協力をお願いしてさらなる集積ペースの向上をはかる。、今後は、残り3症例における腫瘍組織からのRNAの抽出、新規症例の集積、バイオアナライザーによるRNAの評価を行う。将来的にはRNAシーケンスを行い、肺癌に対する定位放射線治療感受性のバイオマーカーとなる遺伝子発現異常を探索する。本研究は肺癌の遺伝子異常プロファイルをもとに耐性メカニズムを検討し、個別化ゲノム医療へ応用可能な治療効果予測バイオマーカーを探索することである。定位放射線治療を行う原発性肺癌例と放射線治療後局所再発例の生検組織に対して次世代シークエンサーを用いた包括的ゲノム解析とRNAシークエンスによる遺伝子発現解析を行う。次世代シークエンサによる包括的ゲノム解析では、これまで放射線治療の耐性に寄与すると言われてきた遺伝子変異のみならず、それ以外の変異遺伝子を全エキソンレベルにて検出する。RNAシークエンスではTopHat/Cufflinksによる解析パイプラインを使用し、リード数を基に各遺伝子の発現量を定量化する。融合遺伝子による異常トランスクリプトームの発現も解析対象とする。最終的には、定位放射線治療の感受性を規定する遺伝子発現異常を検出する。その後、上記の結果を統合解析し、定位放射線治療の感受性に寄与する遺伝子異常を多層で検討する。また、本研究では構造異型も検出可能な手法を用いており、ゲノム構造異常により生じる異常転写産物が、定位放射線治療の効果予測バイオマーカになり得るか検討する。29年度は定位放射線治療を実施した原発性肺癌症例4例の治療前生検組織を採取した。組織型は腺癌2症例、扁平上皮癌2症例であった。全例病期はT1aN0M0であった。治療としては定位放射線治療48Gy/4Frが実施された。現時点では臨床上、全例とも再発は認めていない。原発性肺癌に対して定位照射実施施設の増加に伴い、当院での定位照射実施件数減少している。これは、全国的にも同様の傾向で、早期に定位照射を開始した多くの施設にて実施件数が減少している。また、定位照射実施症例は、高齢や合併症などのため手術拒否もしくは手術不可能な患者群になるため、生検組織採取に患者の同意が得られにくいことも理由の一つであった。

今後は、近隣施設にも協力をお願いしてさらなる集積ペースの向上をはかる。、生検組織を用いたゲノム解析とRNAシークエンスによる遺伝子発現解析には時間を要するため、症例蓄積と並行して次世代シークエンサーを用いたゲノム解析とRNAシークエンスを用いた遺伝子発現解析を行う。また、症例蓄積の速度を上げるため、カンファレンスなどにて定位照射適応患者を積極的にリクルートする予定である。今後は、残り3症例における腫瘍組織からのRNAの抽出、新規症例の集積、バイオアナライザーによるRNAの評価を行う。将来的にはRNAシーケンスを行い、肺癌に対する定位放射線治療感受性のバイオマーカーとなる遺伝子発現異常を探索する。症例蓄積の遅延のため、最も経費のかかるゲノム解析・RNAシーケンスによる解析が前年度では実施できなかった。本年度からは現在採取できている組織に対してゲノム解析・RNAシーケンスによる遺伝子発現解析を生検組織の蓄積と同時平行にて行う予定である。肺癌に対する定位照射症例の集積ペース遅延に伴い、RNA抽出が現段階で集積した4例中1例しか行われなかった。そのため、次年度使用額が生じることとなった。
DNA・RNAとタンパク質の相互作用による機能ドメインの形成

HeLa細胞の核抽出液を用いたin vitroのmRNA前駆体スプライシング反応系を解析し,前駆体の5′末端にあるキャップ構造が,スプライシング反応を促進すること,またその効果は,キャップ構造に最も近いイントロンのスプライシングにしか及ばないことを明らかにした.さらにキャップ構造と特異的に結合する分子量約12万のタンパク質を, HeLa細胞の核抽出液中に固定した.大腸菌のRNasePのRNAサブユニットの二つの機能,すなわちタンパク質サブユニットと結合する機能と,触媒機能とに対応するRNAの領域を明らかにした.この過程で,新しい部位特異的突然変異体作製法を開発した(志村).カイコ後部絹子腺中で特異的に発現するフィブロイン遺伝子の組織特異的転写促進に関与するDNAシグナルを固定した.このシグナルに作用する因子を検索し,ホスホセルロースで分画されるA, B2つの画分を合わせた時に構築されるDNA・タンパク質複合体のあることを明らかにした(鈴木). (-)鎖RNAをゲノムにもつセンダイウィルス(HVJ)によるin vitro転写系を確立し,転写に要求される宿主因子ならびに生成するmRNAの性質を解析した.この宿主因子を部分精製し,それが2つの相補的な活性に分画されうること,その内の一つがチューブリンであることを明らかにした.またmRNAのキャップ構造の分析を行い, HVJmRNAの開始部位の正確なマッピングを行った(水本).ゲノムのAT含量の高いマイコプラズマtRNAのアンチュドン構造を解析して, 4コドンボックスに対応するtRNAは,殆んどの場合アンチュドンの5′末端が未修飾のUをもつtRNAであることを明らかにした(山尾).終結部位特異性が変化した変異P因子が,アデニン塩基が乏しい配列の直後で優先的に終結を起こすこと, P因子が転写産物の3′末端のRNA・DNA対合領域と相互作用することを示した(重定).HeLa細胞の核抽出液を用いたin vitroのmRNA前駆体スプライシング反応系を解析し,前駆体の5′末端にあるキャップ構造が,スプライシング反応を促進すること,またその効果は,キャップ構造に最も近いイントロンのスプライシングにしか及ばないことを明らかにした.さらにキャップ構造と特異的に結合する分子量約12万のタンパク質を, HeLa細胞の核抽出液中に固定した.大腸菌のRNasePのRNAサブユニットの二つの機能,すなわちタンパク質サブユニットと結合する機能と,触媒機能とに対応するRNAの領域を明らかにした.この過程で,新しい部位特異的突然変異体作製法を開発した(志村).カイコ後部絹子腺中で特異的に発現するフィブロイン遺伝子の組織特異的転写促進に関与するDNAシグナルを固定した.このシグナルに作用する因子を検索し,ホスホセルロースで分画されるA, B2つの画分を合わせた時に構築されるDNA・タンパク質複合体のあることを明らかにした(鈴木). (-)鎖RNAをゲノムにもつセンダイウィルス(HVJ)によるin vitro転写系を確立し,転写に要求される宿主因子ならびに生成するmRNAの性質を解析した.この宿主因子を部分精製し,それが2つの相補的な活性に分画されうること,その内の一つがチューブリンであることを明らかにした.またmRNAのキャップ構造の分析を行い, HVJmRNAの開始部位の正確なマッピングを行った(水本).ゲノムのAT含量の高いマイコプラズマtRNAのアンチュドン構造を解析して, 4コドンボックスに対応するtRNAは,殆んどの場合アンチュドンの5′末端が未修飾のUをもつtRNAであることを明らかにした(山尾).終結部位特異性が変化した変異P因子が,アデニン塩基が乏しい配列の直後で優先的に終結を起こすこと, P因子が転写産物の3′末端のRNA・DNA対合領域と相互作用することを示した(重定).
海洋構造物の動的破壊挙動とその動的設計に関する基礎的研究

本研究では、昭和62年度から平成元年度の3年間にわたり、本学とオレゴン州立大学との間で海洋構造物に関する共同研究を行い、得られた研究成果を研究報告書としてまとめている。以下その概要について述べる。海洋構造物は、その構造形式、使用材料や機能により、多種多用な構造物が開発されてきており、過酷な環境に設置・建設されてきている。最近では、深海開発用の柔軟構造物(Compliant Offshore Structure)が、研究及び実施設計での主要なテーマとなっている。本研究では、はじめに海洋開発での環境評価法や海洋構造物の設計概念について考察している。とくに、現在建設中である関西新空港を事例とし、わが国の海洋開発と環境評価法について研究した。また、テンションレグ・プラットホームやガイドタワー・プラットホームなどの新しい構造の力学特性や経済性について、過去の研究結果を基に比較検討している。このような海洋開発の基礎をなす海洋構造物には、風荷重、波浪荷重、潮流や地震荷重などとの相互作用により、複雑な力学的挙動が示される。構造物に作用する正確な波荷重の推定がこのような構造物の解析や設計において重要な問題である。小規模構造物及び大型構造物に作用する流体力の基礎概念と定式化法について検討した。とくに。モリソン式で用いられる流体抗力係数や慣性係数の同定問題についての新しい評価方法を提案している。次に、海洋構造物の動力学的挙動や崩壊挙動を解明するための構造解析法について詳細に考察した。とくに、複雑な海洋構造物の解析におけるモデル化(構造モデルや連成モデル)、定式化法(数学モデル、離散化手法、非線形解析法や動的応答解析法)について調査研究した。また、幾何学的非線形、材料学的非線形や非線形流体力などを含む問題の解析手法について体系化し、各種海洋構造物の静力学的及び動力学性状について考察している。本研究で開発した解析手法を用いて浮遊式構造の係留システムの力学的特性についても明らかにしている。さらに、内外の研究成果をもとに、構造物の力学的特性や海洋構造解析の問題点について考察している。海洋構造物の破壊モードは、構造物の信頼設計において重要になってくる。本研究では、衝突問題、劣化問題である腐食や疲労問題、動的不安定問題や基礎崩壊問題を中心に、海洋構造物に関わる破壊モ-ドについて調査研究した。海洋構造物の衝突時間が、構造物の固有周期と比較して、非常に小さいので、簡単なモデルに置き換えて研究されている。しかしながら、この種の問題は、非線形性の高い動的問題であるので、有限要素法を用いて、円筒パイプの動的崩壊挙動について検討し、衝突時間、衝突角度や衝突荷重の大きさなどの影響について明らかにした。また、海洋環境での鋼材の腐食疲労実験を行い、その疲労特性や破壊性状について明らかにしている。最後に、海洋構造物の設計法について調査研究した。API(米国石油協会)などの海外での海洋構造物の設計基準や指針の関連性についても考察した。従来、構造設計には、許容応力設計法が用いられてきているが、種々の限界状態に基づく限界状態設計法に移行しつつある。また、各国で破壊モードに基づく信頼設計法の海洋構造物への適用について研究がなされ、構造要素の信頼設計からシステムとしての信頼設計が検討されている。以上、簡単に本研究で得られた研究成果の概要について述べてきたが、解決しなければならない多くの問題が残されている。これらの問題は、各分野に関係する学際的なものであり、今後の研究課題としたい。海洋資源の国際的利用,開発や社会生活空間の海洋への拡大が注目されているなかで,その土台となる海洋構造物の安全性や耐久性が重要な技術的問題となっている.本研究では,海洋開発に必要となる海洋構造物の技術開発や設計指針等の問題点を両国間で調査研究を行い,特に海洋構造物の動物破壊とその設計法について,共同調査研究することを目的とする.海洋構造物の動的破壊挙動とその動的設計に関する基礎的研究について,計画,構造,水理,材料,地盤の各分野から展望し,以下の課題について調査,研究を進めた.今年度(昭和62年度)は,初年度のため基礎的な調査,研究となったが,研究実績の概要を以下に記述する.1.海洋構造物のモデル化と解析手法の開発本研究を進めるに海洋構造物に関する海外の文献をデータ・ベース化し,研究の際の文献調査のための省力化を計った.また,海洋構造物を解析するための従来の解析手法を整理した.2.鋼材の大気中腐食と腐食疲労の関する研究海洋構造物の風や波浪によって長期的な繰り返し荷重を受け,NaClの存在のもとでは,典型的な腐食疲労の環境にある.本年度は,その基礎データとして,大気中における疲労強度と,低サイクル疲労後の鋼材の機械的性質を実験によって明らかにした.3.海洋構造物に及ぼす水理特性(浮遊土砂濃度の推定)研究浮遊土砂濃度を推定するために,土砂拡散係数と運動量拡散係数との比をリチャードソン数(成層流体の安定・不安定の指標)との係わりのもとで定式化した.さらに,砂粒子の浮遊様式への組織渦の係わりを可視化実験及び理論的に考察した.4.アンカーの把駐力に関する研究海底地盤の条件よりアンカー形式は異なるが,アンカーの材料として,比重の大きいスラグを用いた重量コンクリートの使用開発の実現性を明らかにした.骨材となる電気炉スラグの吸水膨張に関する研究を行った.5.交通,運輸と国土利用,および防災システムに関する研究海洋開発が進められると,海洋においても交通による事故は陸上と同様に発生する.