hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガス分子のサイズ/透過・遮断性を見分ける新規ガス分離高分子薄膜の開発

多孔性高分子基材膜に分子鎖長を制御した高分子鎖を導入することで、細孔径をナノサイズで制御するとともに、ガス分子とグラフト鎖の相互作用効果を利用することにより、水素ガスを選択透過する機能性膜の開発を目指す。今年度は、イオン照射による核飛跡を利用したグラフト膜の開発を進めた。基材膜には、酸素、水蒸気の遮断性が高い25μm厚のポリ塩化ビニリデンを用いた。モノマーは、水素を選択的に透過するケイ素を含んだグラフト用モノマーである、トリメチルシリルスチレン(TMSS)を用いた。量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所のイオン照射施設TIARAを利用し、310MeV 84Kr20+を照射した。1×10^10 ions/cm2照射した試料へのTMSSのグラフト重合では、24時間でグラフト率12%に達し、核飛跡に残存するラジカルを利用したグラフト重合に成功した。差圧法を利用したガス透過試験において、未照射膜の膜の水素ガス透過度は、1.5×10^-12 mol/sec・m2・Paと低い値を示したが、1×10^10 ions/cm2照射した試料は7.7×10^-8 mol/sec・m^2・Paとガスの透過性を示した。しかしながら、酸素に対する水素の透過性比(H2/O2)は、未照射、照射試料双方ともそれぞれ1.1、1.3倍と選択透過性を示さなかった。一方、イオン照射した膜にTMSSを12%グラフトした膜では、水素の透過度が6.4×10^-8 mol/sec・m^2・Paに低下するし、酸素に対する選択透過性(H2/O2=6.0)を示したことから、核飛跡に導入したTMSSグラフト鎖が水素ガスの選択透過に有効に機能したことを実証できた。当初の計画において、29年度以降の計画として、『リビンググラフト重合膜を用いたガス選択透過性の検討とイオン穿孔膜を用いた検討』としていた。昨年度の検討で、イオン照射した膜の核飛跡を利用し、選択的にグラフト重合反応が進行すること、ガス透過比において酸素に対して水素が6倍選択的に透過したことを見出し、昨年度の目的を達成できた。今年度は、イオン照射による核飛跡へ選択的にグラフト重合した膜を用いて水素ガスの選択分離性について引き続き検討を進めた。酸素、水蒸気の遮断性が高い25μm厚のポリ塩化ビニリデンを基材膜に用い、モノマーは、水素を選択的に透過するケイ素を含んだグラフト用モノマーである、トリメチルシリルスチレン(TMSS)を用いた。量子科学技術研究開発機構高崎研究所のイオン照射施設TIARAを利用し、310MeV 84Kr20+を照射した。反応容器に入れた試料をアルゴン置換した後、モノマーを注入し、グラフト重合膜を調製した。差圧法によるガス透過試験において、単位時間当たりの圧力変化からガス透過量を算出し、ガス透過性を評価した。イオン照射線量1×10^7および10^9 ions/cm2照射した膜を用いたガス透過試験において、イオン照射のみの膜の水素透過度は、それぞれ5×10^-13, 2×10^-13 mol/sec・m2・Paであり、グラフト率22, 21%に調製した膜は、イオン照射のみの膜より2倍速い1×10^-12 mol/sec・m2・Pa水素透過度を示した。窒素に対する水素の透過率(H2/O2)は、1×10^7および10^9 ions/cm2照射した試料では、それぞれ2.9, 2.1倍であったのに対し、グラフトした試料は、それぞれ、3.3, 3.2倍の水素選択透過性を示した。
分子進化学の新展開の推進

本重点研究では、形態進化と分子進化の接点、過去に生存した生物のDNA単離と系統進化、太古の生物の進化と真核生物の起源、及びその他の領域研究として、ウィルスの分子進化学的アプローチの確立、並びに分子系統樹推定法と種々の遺伝子解析法の開発・改良、の4つの項目を重点的に研究する組織を組み、分子進化学の新しい展開を試みた。本年度は締めくくりの年であり、過去4年間の研究活動の総括と将来への展望を期して、「生物の多様性と進化」と題する公開シンポジウムを平成10年1月10日-11日の2日間、東京で開催した。分子進化学を中心に形態レベルの進化も含め、16人による講演を行い、多数の参加者と活発な討論に終始した、極めて意義深いシンポジウムであった。本重点研究は、絶滅した生物からのDNAの単離に関しては、一部問題の困難さのため、十分な成果は得られなかったが、全体としては予想以上の成果を上げることができた。加えて、本重点研究メンバーが中核となって、進化学会を来年度発足させることを決議した。現在、その準備を進めているが、これは本重点研究の大きな成果の一つであろう。また、複数の班員による分子進化学の平易な解説書を出版し、成果の公表と普及に努めた。本重点領域研究を通じて、これまでの分子進化学の枠が大きく拡大し、新しい大きな研究グループが出来たこと、形態進化と分子進化の接点という大きな共通のテーマでまとまることが出来たことは、新しい分子進化学の発展の上で有意義であった。本重点研究は、計画班8研究グループ、公募研究から35研究グループで本年度から発足した。分子進化学の新しい展開を計るため、「形態進化と分子進化の接点の追及」および「過去に生存した生物のDNAの単離と、分子系統進化学の新たな展開」はじめとして5つの主要な研究テーマを柱として、相互に強力な連携を持つ研究組織を組んだ。1.平成7年1月東京にて、計画班、公募研究から優れた成果をあげつつある研究者による公開シンポジウム開催した。このシンポジウムにはおよそ120人の参加者があり、活発な討論が行われ、本重点研究の発展にとって極めて有益であった。2.平成6年8月京都にて、脊椎動物の初期進化に焦点をあて、形態進化と分子進化の接点を追及するワークショップを開いた。この会には分子進化学、動物学、分子生物学などの広い分野から20名程度参加して、活発な討論を行った。特に材料の交換、技術に関する交流を深める上で、この会は極めて有効であった。来年度以降もこうした会を継続して持つよう、総括班として努力する。3.若い研究者を中心に、優れた研究を展開しつつある班員に研究経費の援助を行った。この援助は、これまで研究経費の理由で十分研究ができなかった若い研究を勇気づけ、予想以上の成果を上げるのに役立った。4.「形態進化と分子進化の接点」に関する研究は順調に成果を上げているが、「化石からDNAを単離する試み」は予想以上に困難を極めている。来年度はワークショップなどを通じて、成果が上げられるよう、強力に推進する。本重点領域研究は、分子進化学、動物学、植物学、分子生物学からの参加者を含むヘテロな研究グループであるため、連携を密にし、研究の交流を促進することを目的に、テーマごとの研究集会を開催した。その結果、班員間での情報・材料の交換が活発に進められ、成果が上がった。年度末に優れた成果をあげつつある研究者による公開シンポジウムを開催し、また全員による研究成果報告会を開き、研究の進展状況や研究方向をチェックした。主な研究成果は以下の通りである:表現型レベルの進化と分子進化の関連を解明することは本重点領域研究の最重要課題である。さまざまな遺伝子族の分子系統進化学的解析を行った結果、真核生物の進化の過程で、遺伝子の多様化は徐々に進んだのではなく、大きな表現型レベルの進化に伴って、異なるタイプの遺伝子が急速に、かつ断続的に多様化したことが明らかになった。このような断続的な多様化のメカニズムについては、今後解明していく。絶滅動物のDNA塩基配列の解析に関しては新たな進展があった。すなわち、2万5千年前のマンモスからDNAの単離に成功している。今後は年代をさらに遡って、種々の絶滅動物からDNAの単離を試みる。真核生物の起源に関する研究でも新しい知見が得られ、ミトコンドリアを持たない原生生物の一種ギアルディアが調べた真核生物中、最古の真核生物であることが確認された。さらに、細胞内小器官に局在する分子が真核生物のごく初期の段階で急速に多様化したことが明らかになり、これらの知見に加え、ギアルディアに於けるこれらの分子の細胞内分布、電子顕微鏡によるギアルディアの細胞内構造、等を調べる研究体制が整いつつある。この研究グループから、真核細胞の起源に関する重要な知見が得られるものと期待される。本重点研究では昨年度に引き続き、形態進化と分子進化の接点、過去に生存した生物のDNAの単離と系統進化、太古の生物の進化と真核生物の起源、及びその他の領域研究として、ウイルスの分子進化学的アプローチの確立、並びに分子系統樹推定法をはじめとして、種々の遺伝子解析法の開発・改良、の4つの項目を重点的に研究する組織を組み、分子進化学の新しい展開を試みた。平成8年度の本重点領域研究は、総括班(7名)、1計画班(9名)及び公募研究(25名)から構成されている。

計画班の班員は分子進化学を専門とする研究者であるが、公募研究では、動物学、植物学、分子生物学からの参加者がかなり含まれている。このようなヘテロな研究グループの間で、連携を密にし、研究の交流を促進するために、研究集会を企画した。平成9年1月に、計画研究及び公募研究に参加するすべての研究者が一同に会して、これまでの成果を発表し、顕著な研究成果を上げたグループについては、公開シンポジウム「分子から見た生物の進化」で、その成果を発表した。さらに、それらを研究成果報告書として、一般に公開する。絶滅した生物からのDNAの単離に関しては、一部問題の困難さのため、十分な成果は未だ得られていないが、全体としては、予想以上の成果が上げられている。さらに、将来の発展を期して、助手及び大学院生を主体とする若手の研究集会を平成9年3月に開催し、現在の研究成果と将来の展望に関して活発な討論がなされた。また、本重点領域研究の成果は学会を通じて広く公開された。すなわち、平成8年8月、日本分子生物学会において、「生物の多様性:分子進化と形態進化」、平成8年10月、日本遺伝学会において、「分子系統進化学の新しい視点」と題するシンポジウムをそれぞれ企画し、他分野との交流に寄与した。さらに、複数の班員による分子進化学の平易な解説書「基礎分子進化学」、「ネオ生物学シリーズ・ゲノム情報を読む」を出版し(いずれも印刷中)、成果の公表と普及に努めた。本重点領域研究は本年度が最終年度であるが、3年間を通じて、これまでほとんど面識が無かった研究グループが、互いに知り合うことで、重要な生物材料の交換が促進されたばかりでなく、共同研究の計画まで持つグループまで現れた。また、形態進化と分子進化の接点という大きな共通のテーマでまとまることが出来たことは、本重点領域研究の発展の上で有意義であった。総合的に判断して、当初予定していた以上の成果が得られた。本重点研究では、形態進化と分子進化の接点、過去に生存した生物のDNA単離と系統進化、太古の生物の進化と真核生物の起源、及びその他の領域研究として、ウィルスの分子進化学的アプローチの確立、並びに分子系統樹推定法と種々の遺伝子解析法の開発・改良、の4つの項目を重点的に研究する組織を組み、分子進化学の新しい展開を試みた。本年度は締めくくりの年であり、過去4年間の研究活動の総括と将来への展望を期して、「生物の多様性と進化」と題する公開シンポジウムを平成10年1月10日-11日の2日間、東京で開催した。分子進化学を中心に形態レベルの進化も含め、16人による講演を行い、多数の参加者と活発な討論に終始した、極めて意義深いシンポジウムであった。本重点研究は、絶滅した生物からのDNAの単離に関しては、一部問題の困難さのため、十分な成果は得られなかったが、全体としては予想以上の成果を上げることができた。加えて、本重点研究メンバーが中核となって、進化学会を来年度発足させることを決議した。現在、その準備を進めているが、これは本重点研究の大きな成果の一つであろう。また、複数の班員による分子進化学の平易な解説書を出版し、成果の公表と普及に努めた。本重点領域研究を通じて、これまでの分子進化学の枠が大きく拡大し、新しい大きな研究グループが出来たこと、形態進化と分子進化の接点という大きな共通のテーマでまとまることが出来たことは、新しい分子進化学の発展の上で有意義であった。
科学コミュニケーションを活用した研究倫理教育の研究

平成30年度は本助成事業の最終年度(延長年度)として、当初の研究実施計画に従い、科学コミュニケーションを経験した大学院生の意識変容のプロセスを当該年度までに蓄積したデータにより分析した。特に、市民との科学コミュニケーションによって、大学院生の研究倫理感を向上させたか否かに焦点を当てて分析を行った。得られた知見を基に大学院教育及びポスドク等若手研究者教育で実施可能なカリキュラムの原案作成を行った。そして当該原案の実効性を検証するための臨床教育実践を、前年度に引き続き実施し、より多くのデータを蓄積した。実践内容としては、平成30年11月10日に科学技術振興機構(JST)主催「サイエンスアゴラ2018」において、前年度に引き続き第3回目の「STSステートメントサイエンスセッション」を開催した。併せて平成31年3月16日に福岡市中心部の電気ビル協創館BIZCORIにて「STSステートメントサイエンスカフェ」を開催し、福岡市民を対象とした科学コミュニケーション活動を実施した。以上により上記原案の実効性評価のための大学院生の意識変容に関わるデータをより多く蓄積することができた。最終年度の特記すべき実績として、平成26年度から、平成29年度までの4ヵ年の科学コミュニケーション活動による臨床教育実践において収集した質問票調査の全データの分析を行い、科学コミュニケーション活動が実際に大学院生の研究倫理感醸成に寄与するという結果を得ることができたことを挙げることができる。但し被験者数が、4ヵ年を累計しても13名であることから、助成事業終了後も継続したデータの収集が必要である。なお当年度は、延長年度であった。延長理由は臨床教育実践を経験した大学院生へのインタビュー調査の追加を行うためであった。インタビュー調査については理系大学院生3名への追加インタビューを実施し延長目的を達成することができた。初年度の平成27年度は、研究目的に記述した、1)科学コミュニケーションを経験中心カリキュラムの核とした研究倫理教育の国内外の事例収集と2)九州大学における教育の場を活用した臨床教育学的アプローチにより1)に関する実践的な知見の収集と構造化の2点に主眼を置いた調査研究をスタートさせた。先ず1)については、「サイエンスアゴラ2015」(科学技術振興機構JST主催)の科学コミュニケーション実践者交流の場に参加し、大学等における科学コミュニケーション実践者との交流による情報収集を行った。また分担研究者の吉澤剛大阪大学准教授の協力により、吉澤教授が代表を勤める「責任ある研究・イノベーションのための組織と社会(OSRRIs)研究会」に参加し研究交流を行い、有益な情報を収集することができた。次に2)については臨床教育学的アプローチとして、平成27年6月6日に福岡市内の中心繁華街において福岡市民を対象とした科学コミュニケーション活動を実施した。当該活動に参加した九州大学大学院生による科学コミュニケーション実践の場において非専門家である市民との交流の場において、大学院生の倫理観等にいかなる意識の変容が生じたかを質問票調査を実施して必要な知見を収集することができた。同時に当該科学コミュニケーション活動が、参加した市民の科学技術理解増進を実現できたか否かの調査も上記質問票調査によって、公開の科学コミュニケーションの場で市民に対する研究内容の「STSステートメント」というツールの活用による研究内容の公衆理解は、ある程度の達成を実現できたという結果を得ることができた。以上の研究成果を基に、平成27年度内に4件の学協会等発表と1件の海外向け英文報道誌に1件の論説を掲載し、2件の専門誌(科学技術社会論学会誌等)論文投稿(平成28年4月現在査読中)までを実現できた。研究計画において初年度に予定した、1)科学コミュニケーションを経験中心カリキュラムの核とした研究倫理教育の国内外の事例収集と2)九州大学における教育の場を活用した臨床教育学的アプローチにより1)に関する実践的な知見の収集と構造化の2点に主眼を置いた調査研究を予定通りスタートさせることができた。特に2)に関する臨床教育学的アプローチとしての、地域社会の市民を対象とした科学コミュニケーション活動の実践を実現し、重要な知見を収集することができた。研究実績の概要に記載した通り、それらの成果を基盤に平成27年度内に4件の学協会等発表と1件の海外向け英文報道誌に1件の論説を掲載し、科学技術社会論学会誌等の2件の専門誌論文投稿(平成28年4月現在査読中)までを実現できたことを根拠とする。平成27年度実施状況報告書の「今後の推進方策」に記述した通り、研究代表者の所属する九州大学における臨床教育実践を推進した。「今後の推進方策」に記述した予定の通り、平成28年11月3日に科学技術振興機構(JST)主催の「サイエンスアゴラ2016」(日本科学未来館・東京)において「STSステートメントセッション」と題する臨床教育実践を実施することができた。さらに平成29年3月18日に福岡市内において「STSステートメントサイエンスカフェ」を開催できた。サイエンスアゴラ2016と福岡市内のサイエンスカフェにはそれぞれ3人の九州大学大学院生が参加し、大学院生が作成したSTSステートメントを発表した。そして参加した市民からの質問に応えるとともに活発なディスカッションを行うことができた。以上2回の科学技術コミュニケーション活動に基づく臨床教育実践によって、STSステートメントを作成・発表した九州大学大学院生が科学技術コミュニケーション実践の場において非専門家である市民との交流の場の中で、いかなる意識変容が生じたかを把握するための質問票調査を実施することができた。平成29年3月現在、質問票調査によって入手した知見の構造化を進めている。

なお上記の科学コミュニケーションに際して携わった大学院生・ポスドク等若手研究者の意識変容のプロセスの分析は次のように進めている。(i)専門的知識・情報を平易化するためにどのような工夫したのか、そして(ii)非専門家としての市民のニーズへの応答にあたって生じた葛藤や問題解決のプロセスが(i)にどのように反映したかの抽出。以上の2点の分析作業を平成29年度に向けて進めている。「研究実績の概要」に記したように、平成27年度実施状況報告書の「今後の推進方策」で平成28年度研究計画の重要な項目であった、九州大学における臨床教育実践を推進することができたためである。予定通り、平成28年11月3日に科学技術振興機構(JST)主催の「サイエンスアゴラ2016」(日本科学未来館・東京)における「STSステートメントセッション」並びに平成29年3月18日に福岡市内で「STSステートメントサイエンスカフェ」を開催できた。当初の狙い通り、以上2回の臨床教育実践により、STSステートメントを作成・発表した九州大学大学院生の意識変容実態調査を進めることができている。それらの成果により、平成29年3月現在で、科学技術社会論学会誌、日本サイエンスコミュニケーション協会誌、日本経営システム学会誌、それぞれに査読付き論文を3報、国際学会誌"Educational Alternatives"に査読付き英文論文1報を掲載することができた。平成28年度実施状況報告書の「今後の研究の推進方策」に記載した通り、研究代表者の所属する九州大学における臨床教育実践の中で、(i)科学技術コミュニケーション実践を行った九州大学大学院生が専門的知識・情報を平易化し非専門家である市民へ向けた情報発信を行ったプロセスの解明、(ii)(i)を進める中で大学院生の意識に生じた葛藤や問題解決のプロセスが大学院生自身の研究倫理感醸成に実際に寄与したか否か、寄与したとすれば、どのような過程でそれが実現したかを明らかにするための質問票調査と半構造化インタビュー調査を実施し、多様な知見を得ることができた。得られた知見を九州大学の大学院教育における研究倫理教育で活用できるカリキュラムに反映させるための検討を進めた。以上の知見を拡張するために、平成29年11月24日に科学技術振興機構主催「サイエンスアゴラ2017」において、平成28年度に引き続き第2回目の「STSステートメントセッション」を開催した。併せて平成30年3月17日に福岡市内の天神地区において「STSステートメントサイエンスカフェ」を開催し、福岡市民を対象とした科学技術コミュニケーション活動による臨床教育実践により、前年度に引き続き大学院生の意識変容に関わるデータ収集を実施することができた。
吸着選択性を利用する揮発成分の分離に関する研究

揮発性成分はそれぞれ異なる化学特性をもち,その多様性のため単一の分離法での分離は困難である.用いた分離法が分析結果に大きく影響するので,分離した揮発成分濃縮物に質的・量的変化を起こさない分離法が望まれる.また,試料を少量しか用いることのできない場合,さらに分離は困難となる.これらの問題に対応した分離法を検討した.1.吸着剤の選択的吸着特性の検討. :活性炭, Tenax-GCは選択的な吸着能をもつので,それを検討した.その結果,活性炭は広く揮発性成分を吸着するが, Tenax-GCは選択性を示しモノテルペン炭化水素化合物の保持能は弱く,含酸素テルペン,セスキテルペンをよく保持し,これらの選択性を精油の分画に利用できることを見い出した.2.Serial-Trapping法. :シリカゲルカラムクロマトにかわる方法として,微量のサンプルの精油成分分画法を検討した.活性炭(20mg)とTenax-GC(20mg)の直列連結した吸着カラムによるSerial-Trappingにより微量の精油から炭化水素モノテルペン,含酸素テルペンおよびセスキテルペン区分に分画する方法を開発した.3.柑きつ類果皮精油成分の分析への応用. :上述のSerial-Trapping法で定性的分析を行い,連続蒸留抽出法を併用して白柳ネーブル果皮精油の香気成分を定量分析した. GC/MSによる同定にKovats Indexを補助手段とし,炭化水素類9成分,含酸素化合物59成分を同定した.さらに,白柳ネーブル果皮精油の特徴的香気にとって重要な9成分を明らかにした.また,スダチ果皮中の揮発成分として炭化水素類28成分,含酸素化合物65成分を明らかにした.揮発性成分はそれぞれ異なる化学特性をもち,その多様性のため単一の分離法での分離は困難である.用いた分離法が分析結果に大きく影響するので,分離した揮発成分濃縮物に質的・量的変化を起こさない分離法が望まれる.また,試料を少量しか用いることのできない場合,さらに分離は困難となる.これらの問題に対応した分離法を検討した.1.吸着剤の選択的吸着特性の検討. :活性炭, Tenax-GCは選択的な吸着能をもつので,それを検討した.その結果,活性炭は広く揮発性成分を吸着するが, Tenax-GCは選択性を示しモノテルペン炭化水素化合物の保持能は弱く,含酸素テルペン,セスキテルペンをよく保持し,これらの選択性を精油の分画に利用できることを見い出した.2.Serial-Trapping法. :シリカゲルカラムクロマトにかわる方法として,微量のサンプルの精油成分分画法を検討した.活性炭(20mg)とTenax-GC(20mg)の直列連結した吸着カラムによるSerial-Trappingにより微量の精油から炭化水素モノテルペン,含酸素テルペンおよびセスキテルペン区分に分画する方法を開発した.3.柑きつ類果皮精油成分の分析への応用. :上述のSerial-Trapping法で定性的分析を行い,連続蒸留抽出法を併用して白柳ネーブル果皮精油の香気成分を定量分析した. GC/MSによる同定にKovats Indexを補助手段とし,炭化水素類9成分,含酸素化合物59成分を同定した.さらに,白柳ネーブル果皮精油の特徴的香気にとって重要な9成分を明らかにした.また,スダチ果皮中の揮発成分として炭化水素類28成分,含酸素化合物65成分を明らかにした.揮発性化合物はそれぞれ異なる化学特性をもち、その多様性のため単一の分離法での分離は困難である。分離法の差異によって分析結果も大きく変わる。分離過程での変化生成物、不純物の混人により、化合物の同定を困難にし、さらにフレーバー特性を変化させる。また、試料を少量しか用いられない場合例えば植物培養細胞、組識の一部、昆虫の分泌腺などの微量のサンプル中の揮発成分の分離はさらに困難である。これらの問題に対応した分離法を検討した。1、吸着剤の選択的吸着特性の検討活性炭およびTenax-GCは被吸着成分の分子の大きさ、官能基、分子の三次元的形状によって吸着能が異なるので、その選択性を検討した。その結果、活性炭は特異性を示さないが、Tenax-GCは選択性を示し、モノテルペン炭化水素化合物の保持能は弱く、含酸素テルペンおよびセスキテルペンをよく保持する。これらの選択性を精油の分画に利用できることを見いだした。2、植物精油成分分析への応用微量のサンプルの精油成分分画法を検討した。活性炭(20mg)とTenax-GC(20mg)の微細な吸着カラム(0.4×1.0cm)を直列連結したSerial-Trapping-Systemにより、微量の試料中の精油を炭化水素モノテルペン区分、含酸素テルペンおよびセスキテルペン区分に分画する方法を開発した。これにより柑橘果皮の精油成分分析を行った。この分離法と連続蒸留抽出法を併用して、スダチ(citrus sudachi)の果皮精油成分として71種、ネーブル(Citrussinensis)の果皮精油成分として68種の揮発性成分を同定した。
太陽熱利用昇温型吸収ヒートポンプ式乾燥システムの熱工学的解析と評価法

まず、乾燥システムについて、サイクルシミュレーションによりその駆動の可能性並びに伝熱特性について検討を加えた。その結果、太陽熱源による熱源水温度が上昇すれば、COPが幾分上昇し、過熱蒸気の昇温値も大きくなってくる。これは蒸発器内圧力と水溶液平均濃度が上昇することに起因している。この計算結果より本乾燥システムが駆動し、過熱蒸気の過熱昇温に適用可能なことが示された。シミュレーションにより本乾燥システムの駆動と特性を評価してきたが、今後は乾燥器内の乾燥経過も加えたシミュレーションが必要になってくるため、乾燥器内のモデル化が要求される。そのためには各種の乾燥物からの蒸発速度を定量的に評価することが不可欠であり、そのためには過熱蒸気中への蒸発推進力を明確にしておくことが必須条件となる。空気中へ水が蒸発する場合の蒸発の推進力は液表面と空気中での水蒸気の分圧差で説明される。しかし過熱蒸気の場合は分圧差では説明できないので、主流と液表面との温度差や密度差、主流温度における飽和蒸気圧との圧力差をパラメータにとって推進力の検討を行った。レーザ干渉法による実験の結果、蒸発推進力は液表面と主流における密度差で示せる結果を得た。本乾燥システムの高性能化技術として、化学吸着型セラミックセンサによる高温用湿度測定装置を作成した。前面パネルに湿度測定用、風速測定用の二種類のセラミックセンサを同時に使用できるように、二つの端子が設けられている。液晶パネルによって、測定結果がディジタル表示される。実験の結果、実用化への指針が得られた。
戦略的提携関係の形成・維持プロセスに関する実証研究

まず,既存文献ならびに企業情報データベースの利用によって,本研究の対象となり得る戦略的提携事例を抽出し,当該企業に関するバックグラウンド情報を収集した.同時に文献サーベイを進め,その結果,戦略的提携行動と情報システムの戦略的活用という観点から研究の展開可能性に留意し,情報システムにおける「提携スラスト」(Wiseman,1989)という概念に着目した.次に,戦略的提携と情報システムという観点から,提携関係の形成プロセスの事例研究を試みた.すなわち,競争優位と競争スラストの概念を整理し,次いで,松下のパナソニック・オーダー・システムとオ-クネットのテレビ・オ-クション・システムの2つの事例を紹介・分析した.分析結果より以下の4命題を導出した.【命題1】競争優位は,明確な競争戦略に基づき独自の情報技術と既存の情報技術の双方を効果的に活用することにより獲得可能である.【命題2】競争優位は単独の戦略スラストよりは,複数の戦略スラストの効果的な組合せによって獲得される.【命題3】情報システムを導入し競争優位を獲得・維持するためには,情報システム以上に経営管理システムがより重要である.【命題4】情報システムの構築によって競争優位を獲得しようとするプロセスは,非情にダイナミックなプロセスである.上記【命題2】で示されるように,提携スラストと他の戦略スラストを効果的に組み合わせることによって競争優位が獲得される咎示された.このことは,戦略提携活動研究を情報システムの関連性で捕らえようとする試みに一定の意義が認められるものと考えられる.まず,既存文献ならびに企業情報データベースの利用によって,本研究の対象となり得る戦略的提携事例を抽出し,当該企業に関するバックグラウンド情報を収集した.同時に文献サーベイを進め,その結果,戦略的提携行動と情報システムの戦略的活用という観点から研究の展開可能性に留意し,情報システムにおける「提携スラスト」(Wiseman,1989)という概念に着目した.次に,戦略的提携と情報システムという観点から,提携関係の形成プロセスの事例研究を試みた.すなわち,競争優位と競争スラストの概念を整理し,次いで,松下のパナソニック・オーダー・システムとオ-クネットのテレビ・オ-クション・システムの2つの事例を紹介・分析した.分析結果より以下の4命題を導出した.【命題1】競争優位は,明確な競争戦略に基づき独自の情報技術と既存の情報技術の双方を効果的に活用することにより獲得可能である.【命題2】競争優位は単独の戦略スラストよりは,複数の戦略スラストの効果的な組合せによって獲得される.【命題3】情報システムを導入し競争優位を獲得・維持するためには,情報システム以上に経営管理システムがより重要である.【命題4】情報システムの構築によって競争優位を獲得しようとするプロセスは,非情にダイナミックなプロセスである.上記【命題2】で示されるように,提携スラストと他の戦略スラストを効果的に組み合わせることによって競争優位が獲得される咎示された.このことは,戦略提携活動研究を情報システムの関連性で捕らえようとする試みに一定の意義が認められるものと考えられる.
事象の地平線のトポロジーと重力場の関係に関する研究

これまで物理学においてカタストロフィー理論は主に、幾何光学(重力レンズ)におけるコースティックや流体力学における衝撃波を理解するために用いられてきた。この事は、力学的なフローの問題は適当な作用関数の局所的な特異点(臨界点、停留点)もしくはそれに準ずる構造で取り扱われる事に起因している。実際、事象の地平線の端点の構造は本質的に幾何光学の問題でありこの線で定式化が可能である。ただし事象の地平線の特異点(端点)は上のコースティックのような純粋に局所的な特異点ではない。つまり、状態空間を大域的に取り扱う、拡張された特異点の理論が必要になるのである。この拡張は実特異点論における多重関数芽という概念を導入することによって行われる。そしてこのようにして定義された特異点ををMaxwell setと呼ぶ。事象の地平線の端点はこのMaxwell特異点に対応していてその構造の分類は多重関数芽の普遍開折の分類によって与えられる。結果はほんの5種の構造ですべてのホライズンの構造が記述されるはずである。つまり起こりうるホライズンのトポロジーは完全につくされる。さらに言えばMaxwell setの構造と事象の地平線のトポロジーが関係する事は本来の応用数学の立場からも興味深い。これまであまり進展のなかったMaxwell setについての研究を活性化することも期待される。また、上のような理由で端点の集合は事象の地平線の大域的な構造について大部分の情報を保持していると考えられる。この事は端点の集合の持ちうる情報量(エントロピー)でもってブラックホールのエントロピーが評価できる事を示唆している。実際、端点の集合の状態の数は鎖状高分子からの類推から評価できて、良く知られるブラックホールのエントロピーを与えるようである。ベッケンシュタインのブラックホールエントロピーにおいて、そのもっとも特筆すべきは、表面積に比例するということであろう。じっさいエントロピーは示量変数であるから、ブラックホールの内部自由度をその表面に制限しなければこのような事情は説明できないだろうし、ADS/CFT, Quantum Geometryその他の研究はそのセンスで行われてきた。本研究は、この点においてまったく独立にブラックホールエントロピーが面積に比例することを説明する点が重要である。本年度は主に、事象の地平線のトポロジーを決める端点の構造を分類する事を主たる目的において研究を行った。そのために実関数の特異点論についての数学的理論を導入した。ここでいう特異点は力学系における変分原理の臨界点であり、物理現象を記述する。そして事象の地平線も幾何光学の枠組みでの議論が本質的であることから、その端点を一種の準局所的な特異点として取り扱う事ができる。準局所的といったのは重要で、良くこの枠組みで取り扱われる幾何光学のコースティックは純粋に局所的に定義される。それに対して地平線の端点は一部の変数(状態空間)においては大域的に与えられるので、実関数特異点論を拡張する必要がある。このような特異点をMaxwell集合とよんで多重関数芽による枠組みでそのジェネリシティーを議論するのである。それによれば、このような多重関数芽を許される変形パラメータ数(=地平線の次元)の制限のもとで普遍開折として分類が可能である。分類された関数芽は位相的構造の小片をあたえ任意のジェネリックな地平線の端点はこれらの組み合わせで与えられる。地平線の位相構造はこの端点を原点とする未来向き光円錐の抱絡面をもって与えられる。つまり事象の地平線のトポロジーが決定できる。これによれば、トーラスの地平線が一般的にできるなどのことが結論される。このようにMaxwell集合が重力理論に応用できる事はこれまで知られていなかった事であるし、数学におけるこの分野の発展に対してもいささかの寄与のあることであろう。

この事は端点の集合の持ちうる情報量(エントロピー)でもってブラックホールのエントロピーが評価できる事を示唆している。実際、端点の集合の状態の数は鎖状高分子からの類推から評価できて、良く知られるブラックホールのエントロピーを与えるようである。ベッケンシュタインのブラックホールエントロピーにおいて、そのもっとも特筆すべきは、表面積に比例するということであろう。じっさいエントロピーは示量変数であるから、ブラックホールの内部自由度をその表面に制限しなければこのような事情は説明できないだろうし、ADS/CFT, Quantum Geometryその他の研究はそのセンスで行われてきた。本研究は、この点においてまったく独立にブラックホールエントロピーが面積に比例することを説明する点が重要である。
NF2遺伝子変異に着目した悪性中皮腫の診断法および治療法の確立

悪性中皮腫では、その発症に寄与する活性型のがん遺伝子変異は同定されておらず、CDKN2A、BAP1、NF2などのがん抑制遺伝子の不活化変異が高頻度に認められる。CDKN2AおよびBAP1遺伝子異常の検出が、中皮腫診断に取り入れられるようになったのに対して、NF2遺伝子変異は日常の病理診断では解析されておらず、その異常に着目した治療の有用性は実証されていない。本研究では、悪性中皮腫においてNF2遺伝子変異を検出する病理学的手法を確立するとともに、NF2遺伝子変異に着目した治療法の開発を目指す。
乾燥ストレス応答の転写調節に関与するシス因子DREに結合するタンパク質因子の同定

シロイヌナズナの乾燥ストレス誘導性遺伝子群の中で、rd(responsive to dehydration)29A遺伝子の転写開始領域に見いだされた乾燥応答に関与する制御領域DRE(Dehydration Responsive Element)に結合するタンパク質因子を同定し、またこのDNA結合タンパク質がrd29A遺伝子の発現にどのように関わっているかという問題を解明、考案するために、DREに結合するタンパク質因子のcDNAクローンの単離を試みた。乾燥処理、低温処理および無処理のシロイヌナズナよりmRNAを調整後、cDNAを合成した。この様にして得たcDNAをそれぞれ大腸菌発現型λファージベクターであるλgt11と結合させることによりcDNAライブラリーを作製した。これを用いてサウスウエスタン法によりDREに結合するタンパク質因子のcDNAの単離を試みた。その結果、DRE配列に結合するタンパク質をコードするcDNAクローンがいくつか得られた。その塩基配列の一部を決定し、ホモロジーサーチを行ったところ、得られたクローンの大部分はRNA結合タンパク質など既知のものであった。ホモロジーサーチの結果、データーベースに登録されている配列との間で有意なホモロジーのない未知の塩基配列を持つcDNAクローンも3個得られた。これら3個のcDNAクローンの長さは2.0kb^2.1kbと異なるが同一の遺伝子由来の産物であることが確かめられた。しかしこれらのcDNAの全長の塩基配列を決定したところ、タンパク質をコードする領域が見つからなかった。またプロトプラストを用いたトランジェット発現系を用いて、得られたクローンのDREに対する転写活性化の効果を解析したが、転写の活性化は認められなかった。以上の結果より、原核生物である大腸菌を用いたサウスウエスタン法では、植物などの真核生物における転写因子のクローニングは困難であるのかもしれない。今後は真核生物である酵母を用いたクローニング法も検討していく。
大規模群泳行動データセットとインタラクション解析手法の構築

課題A:大規模群泳行動の自動計測本研究では,(a)映像中で群になって泳ぐ魚を検出・追跡する技術,(b)検出した魚の姿勢をモデル化し時間経過に伴うその動きを獲得する技術,の開発を行った.2018年度はマイワシはクロマグロだけでなく,コウモリやメダカ,人物などへの適用を行った.現状では(b)の技術の適用先はマイワシに限定されているが,(a)はクロマグロ成魚などの大きな個体に対しても対応できるように拡張し,様々な対象に対して有効に動作することを確認した.課題B:群泳行動データセットの構築水族館や水産養殖場で収集した映像を用い,(a)映像データ,(b)それぞれに映っている個体の位置,を対にしたデータセットの構築を行った.対象は先述のクロマグロ成魚・クロマグロ稚魚・マイワシとし,それらについて位置データを人の眼で付与し,それを組みとしてデータセットとした.2018年度はこれまでに不足していた環境条件(暗い場合やバースト現象のバリエーション)を補うことを念頭におき,データセットを拡張した.AとBに共通して「生物移動情報学」の他の研究班との協力を密にして実施した.先のコウモリに映像解析はその一例である.また,これらの成果を広く一般にアピールするために,佐世保市の九十九島水族館海きららにおいて,2018年9月に一般向けの研究発表会「九十九島の日研究発表会」を九十九島水族館と共同で実施した.40名の参加者を得て好評のうちに終了した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。計画通り,大規模群泳行動の自動計測を行うための画像処理アルゴリズムの開発を行った.マグロ稚魚などの小さな物体でも精度良く検出するために,CNN(畳み込みニューラルネットワーク)を利用した検出手法と,さらに,遊泳している魚の姿勢変化をモデル化して,群泳している魚を追跡する手法を開発した.後者は追跡を可能とするだけでなく,姿勢変化モデルによってパラメトリックに姿勢を表現するため,姿勢変化から魚の異常行動を検出し,それが群の中を伝搬していく様子の解析に繋げることができると考えている.これまでに蓄積している水族館や養殖場でのデータを利用してこれらのアルゴリズムの有用性評価を行った.また,当初想定していた稚魚の動き解析だけでなく,生物移動情報学の他の研究グループが研究対象としている生物の解析への適用を開始した.具体的には,コウモリが飛翔している様子を捉えた映像に対して,上記の検出・追跡手法が適用できるか検討を行った.この場合は,マグロ稚魚と異なり背景に岩などの複雑な模様の物体が含まれている点が課題となるが,サンプル映像を用いた予備的検討の結果,良好な結果が得られた.課題A-2:群泳行動データセットの構築すでに保有していた水族館や養殖場で撮影した映像に加え,新たに,2017年8月に近畿大学水産研究所大島実験場において群泳行動映像の撮影を行った.これらの映像に対して,魚の位置・姿勢データを人の手で加えるアノテーション作業を行っている.課題A-1については,当初想定していた研究項目だけでなく,コウモリなど他の対象や,様々な環境への適用を想定した検討を行ったため,計画以上の進展が見られている.しかし,A-1に注力したため,課題A-2についてはアノテーション作業が若干遅延気味となっているが,研究計画全体としては計画通りの進捗であると考えている.課題A:大規模群泳行動の自動計測本研究では,(a)映像中で群になって泳ぐ魚を検出・追跡する技術,(b)検出した魚の姿勢をモデル化し時間経過に伴うその動きを獲得する技術,の開発を行った.2018年度はマイワシはクロマグロだけでなく,コウモリやメダカ,人物などへの適用を行った.現状では(b)の技術の適用先はマイワシに限定されているが,(a)はクロマグロ成魚などの大きな個体に対しても対応できるように拡張し,様々な対象に対して有効に動作することを確認した.課題B:群泳行動データセットの構築水族館や水産養殖場で収集した映像を用い,(a)映像データ,(b)それぞれに映っている個体の位置,を対にしたデータセットの構築を行った.対象は先述のクロマグロ成魚・クロマグロ稚魚・マイワシとし,それらについて位置データを人の眼で付与し,それを組みとしてデータセットとした.2018年度はこれまでに不足していた環境条件(暗い場合やバースト現象のバリエーション)を補うことを念頭におき,データセットを拡張した.AとBに共通して「生物移動情報学」の他の研究班との協力を密にして実施した.先のコウモリに映像解析はその一例である.また,これらの成果を広く一般にアピールするために,佐世保市の九十九島水族館海きららにおいて,2018年9月に一般向けの研究発表会「九十九島の日研究発表会」を九十九島水族館と共同で実施した.40名の参加者を得て好評のうちに終了した.課題A-1としてあげた自動計測手法の開発については,稚魚の群泳,コウモリなどすでに検討対象としているものついて,様々な環境において安定して検出・追跡できる手法の構築を目指す.このために必要な映像については,これまでに蓄積しているものを利用するが,追加で撮影を要する場合は,水族館や養殖場,あるいは,生物移動情報学の他の研究グループと協力して新たな映像を撮影する予定である.さらに,群泳行動のメカニズムを解明するためのアルゴリズムの開発にも着手する.

そのために,これまでに実施していたアノテーション作業に加えて,バースト行動など異常行動を加えたアノテーションを実施する.また,本研究を広く一般にアピールするために,2018年9月に映像収集などで協力を得ている佐世保市の九十九島水族館海きららにおいて公開講座を実施する予定としている.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
飛粉の超音波照射と新食品素材開発

(1)蒟蒻精粉の製造時の廃棄物「飛粉」を食品素材開発する主目的の除臭ついては,飛粉を25%エタノール水溶液中で超音波15分間処理することで精製に成功した。この精製した飛粉(素材A)には炭水化物,食物繊維,たんぱく質,無機成分など機能性成分が豊富に含有していた。素材Aの微細構造を電子顕微鏡で観察したところ,素材Aは成分粒子の分散形態が確認され,食材として活用しやすいことを示唆し,有用な食品素材として期待された。(2)飛粉を食品素材として普及させる目的で食パン,カステラ及びラスク,ビスケットの調製に活用し,性状,嗜好や保存性に及ぼす影響を研究した。その結果,素材Aを食パンには7%,カステラ及びラスクには7.5%,ビスケットには10%まで小麦粉と置換でき,従来の食パン,カステラ及びラスク,ビスケットに無い好ましい食感を付与し,保存性の向上がはかれることを見出した。また,蕎麦麺の「つなぎ」に素材Aを適用し,飛粉ゾルを調製し蕎麦粉を加えて蕎麦麺を製造し,品質に与える影響と生麺の保存性について研究した。その結果,蕎麦麺のつなぎとしては素材Aの7.5%添加が最適で,この麺は蕎麦粉100%麺に比べ,吸水量は多いが,茹汁への溶出量は少なかった。その上,蕎麦麺は硬く弾力性を備え切れにくくなり,伸びが抑えられた。官能評価でも蕎麦粉100%麺より好まれた。生蕎麦麺を5°Cで24日間保存中の生菌数は蕎麦粉100%麺では8日間で可食限界の3×10^6/gに増殖したが,素材A7.5%添加麺では15日間まで延長され,真菌数や酵母も10^210^3/gレベルを保持し,食品素材Aの抗菌作用が期待された。これらの結果により飛粉の素材Aは新規食品素材として他にも利用できる可能性を提供した。蒟蒻精粉の製造時に生ずる飛粉を有効利用と環境負荷の低減化を図る観点から,超音波併用のアルコールによる精製法を試み,飛粉を新食品素材として開発し普及させる目的に研究を行った。1.飛粉の精製に及ぼす超音波照射の効果:19971999年度産の飛粉と超音波処理により精製した飛粉の組織構造,臭気物質,一般成分,食物繊維,無機成分,遊離アミノ酸含有量を比較した結果は,(1)走査型電子顕微鏡観察により超音波照射処理した飛粉(素材A)は成分粒子が分散形態であったが,非照射の飛粉(素材B)は部分的に粒子の凝集が観察され,照射が差異を生じさせ精製をもたらした。(2)素材Aは素材Bに比し3年間共通してTMA,DMA値が顕著に減少し,素材AはBの茶褐色に比べ明らかに淡い褐色に脱色した。飛粉は照射によりたんぱく質,遊離アミノ酸,脂質,灰分が若干減少し,炭水化物,食物繊維量が相対的に増加した。K,Ca,P,Feなどの無機成分は素材AB間に有意な差がなく比較的多く含有していた。従って,飛粉素材Aは新食品素材としての利用が期待された。2.飛粉素材添加パンとカステラの性状及び食味特性:その結果は,素材Aは物性特性や食味特性に影響を及ぼすことなくパンには7%まで,カステラには7.5%まで小麦粉と置換できた。その両製品は色が淡い茶褐色であったが,パンとカステラの膨化率は無添加とほぼ同等値を示し,気孔も均一で,保水力が大きかった。

クリープメータ(RE2-33005)測定のテクスチャー値では無添加品に比べ,パンの硬さは同等値,カステラでは値が小さく,凝集性は共に有意に大きく弾力があり,破断応力・歪は同等値又は小さく軟らかい特性を示し,食味では無添加品より素材A添加品が共に好評を得た。30°C・湿度80%RHの96時間保存ではパンのAw値は無添加品0.95に対し素材A添加品は0.930.94を保持し,外観的な老化現象は進まなくカビ発生も無く,カステラでもパンと同様、保存性に優れ、品質改良を認めた。蒟蒻飛粉の有効利用と環境負荷の低減化を図る観点から,群馬県で3年間(19982000年)に収穫した飛粉(無処理C)を超音波併用のエタノール浸漬15分間処理(A),エタノール浸漬15分間処理(B)の各種飛粉の走査型電子顕微鏡組織構造観察,臭気物質,色調,一般成分,食物繊維,無機成分,遊離アミノ酸含有量を調べた。Aの成分粒子は分散の形態が観察され,AはBに比し3年間共通してTMA, DMA値が顕著に減少し,色は茶褐色が抑制された。Aの成分は炭水化物,食物繊維,たんぱく質,無機質が比較的多く含有する傾向を示し,有用な食品素材であることを証明した。その結果は家政誌(52巻,2号,2000年)と日本食生活学会誌(12巻,2号,2001年)に報告した。精製飛粉素材(A)の活用では,素材Aを用いてパンやカステラを製造したところ,従来のパンやカステラに無い好ましい食感を付与できること,更にパンの4日間保存では老化現象は進まなく,パンの品質改良が計れることを見出し家政誌(52巻)やカステラは平成13年度日本調理科学会大会に報告した。平成13年度は,飛粉素材A, B, C添加ビスケットを製造し,その製品の性状,成分,食味及び保存性を検討した。素材Aはビスケットの副材料として小麦粉の10%まで添加できた。焼成品(試料A)は薄い茶褐色で,スプレッドファクター,膨化率は無添加品(試料S)とほぼ同等の性状を呈し,破断応力は大きく硬いが,破断エネルギーは小さくもろい食感を形成し,吸水率は有意に大きく,試料Aの成分値はSよりたんぱく質,食物繊維,無機質の含量が多く栄養特性の改善が期待された。嗜好性に関与する遊離アミノ酸や遊離糖では,試料AはSに比べ含有量が多いことを認め,嗜好面では試料AはSと同程度に好まれた。素材B, Cの10%添加品では食味が劣った。試料AとSの明所(1500Lx)48日間保存の過酸化物価は両者とも大きな油脂の変敗はなかった。A素材7.5%添加カステラをラスクに加工する最適焙焼条件は遠赤外線オーブンの70°C,6時間設定で,品質が優れ,食味は無添加と同等に好まれた。蒟蒻飛粉の有効利用と環境負荷の低減化を図る観点から,飛粉を超音波併用の25%エタノール中で15分間浸漬処理を施し,その精製飛粉(素材A)の脱臭・脱色に成功した。更に素材Aの微細構造を解明し,成分は炭水化物,食物繊維,たんぱく質,無機成分など機能性成分が豊富に含有しており,有用な食品素材として期待されることを家政誌、(Vol51,2号,2000)と日本食生活学会誌(Vol12,2号,2001)に報告した。この飛粉素材Aを普及させる目的で,素材Aを食パンには7%,カステラ及びラスクには7.5%,ビスケットには10%までそれぞれ小麦粉に置換して製造したところ,従来の食パン,カステラ及びラスク,ビスケットに無い好ましい食感を付与し,保存性の向上がはかれることを見出し,飛粉添加食パンへの適性は家政誌(Vol 51,2号,2000)に報告した。平成14年度では,飛粉添加ビスケットへの適性を報文として日本食生活学会誌(Vol13,1号,2002)に報告した。また,蕎麦麺の麺の「つなぎ」として素材Aを添加した蕎麦麺を製造し,品質に与える影響を検討した。
S.mutansコラーゲン結合タンパクの循環器疾患における病原性の解析

う蝕の主要な原因細菌であるStreptococcus mutansは感染性心内膜炎の原因菌としても知られている.最近,ブドウ球菌などのコラーゲン結合タンパクと相同性を有する分子量約120-kDaのCnmタンパクが発見された.我々はこのタンパクがS.mutansの約1020%に存在し,口腔内での分離頻度が低いとされる血清型f型株やk型株に多く存在することを明らかにした.Cnmを有するS.mutansは,何らかの原因により露出したコラーゲンを主成分とする組織への結合能を有することが考えられることから,循環器疾患における重要な病原因子の1つである可能性が示唆された.う蝕の主要な原因細菌であるStreptococcus mutansは感染性心内膜炎の原因菌としても知られている.最近,ブドウ球菌などのコラーゲン結合タンパクと相同性を有する分子量約120-kDaのCnmタンパクが発見された.我々はこのタンパクがS.mutansの約1020%に存在し,口腔内での分離頻度が低いとされる血清型f型株やk型株に多く存在することを明らかにした.Cnmを有するS.mutansは,何らかの原因により露出したコラーゲンを主成分とする組織への結合能を有することが考えられることから,循環器疾患における重要な病原因子の1つである可能性が示唆された.う蝕原性細菌Streptococcus mutansにおいて分子疫学的解析法の1つであるMulti Locus Sequence Typing(MLST)法を確立する過程において,コラーゲン結合タンパクをコードする遺伝子を有するS.mutans菌株が系統樹上のあるクラスターに集中し,高ビルレンス株のカテゴリーを形成している可能性が明らかになった.そこで,本研究では,これらの株における循環器疾患に対する病原性を検討することにした.まず,マウス脳出血モデルを用いて分析した結果,コラーゲン結合遺伝子を保有する菌株では,保有しない菌株と比較して,有意に重篤な脳出血の悪化が認められた.その後,これらの菌株に共通する分子生物学的特徴を利用した検出系を確立するとともに,唾液サンプルを用いた簡易検出法の確立も行った.次に,諸外国において分離された菌株を用いて,コラーゲン結合遺伝子の存在に関する分析を行ったところ,日本だけでなくフィンランドやタイにおける分離株でも同様の菌株が存在することが明らかになった.また,S.mutans以外の口腔レンサ球菌全般において分析した結果,Streptococcus salivariusにおいてもコラーゲン結合能を有する菌株が高頻度に存在することを明らかにした.一方で,I型コラーゲンへの結合能はS.mutansの方がS.salivariusよりも有意に高いことを示した.その後,感染性心内膜炎患者から高頻度に検出される血清型k型のS.mutans菌株から,既知のコラーゲン結合遺伝子と相同性を有する遺伝子を見い出したため,その病原性に関する分析を現在進めている.近年,う蝕原性細菌Streptococcus mutansにおいて,感染性心内膜炎の原因菌として知られるStreptococcus mutansのコラーゲン結合タンパクであるCnaタンパクと相同性の高い約120kDaのCnmタンパクが同定された.これまでに,このCnmタンパクの日本人の口腔における検出頻度が約1020%であることを明らかにするとともに,Cnmタンパク保有S.mutans菌株とう蝕および循環器疾患との関連についての研究を行ってきた.本研究では,Cnmタンパクをコードするcnm遺伝子を遺伝子操作により欠失させた菌株を作製し,その病原性に関して分析を行った.その結果,cnm遺伝子を欠失させた菌株では,コラーゲン結合能が失われるとともに,マウス脳出血モデルを用いた分析において,Cnmタンパクを保有する親株に認められたような脳出血の悪化が認められないことが明らかになった.また,諸外国におけるコラーゲン結合タンパク保有菌株の検出頻度を多数の臨床分離株を分離し検討したところ,フィンランド人やタイ人からの分離株においても日本とほぼ同様の割合で存在することを明らかにした.その後,感染性心内膜炎患者から高頻度に検出される血清型k型に分類されるS.mutansから,Cnmタンパクと相同性の高い新規のタンパクを同定し,Cbmタンパクと命名した.Cbmタンパクを保有する菌株では,Cnmタンパク保有菌株よりさらに高いコラーゲン結合能を保有していることが明らかとなったことから,その病原性に関する研究を現在進めている.