hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気層序学による中新世以降のネパールヒマラヤの上昇・侵食過程と気候・生物相の変遷

ネパールヒマラヤのテクトニクス,生物相,気候の変遷を明らかにするため,この研究では主にシワリク層群とカトマンズ盆地の堆積物の磁気的・堆積学的解析を行った。1.東西600kmの範囲にシワリク層群のうち,7つの河川セクションのデータと新たに分析したTinau北部(約1,550m)の古地磁気データを取りまとめた.その結果,この地層の年代スパンは161Ma,堆積速度は2565 cm/kyr,そして10.99.7Maと5.23.6Maの二つの堆積ピークを確認した。特に,10.99.7 Maのピークは高ヒマラヤ結晶岩帯の上昇とそれに伴う侵食作用とモンスーンの強化に伴う堆積物供給の増加,または盆地の埋没等の総合的な結果と思われる。2.地シワリク層群の粘土・シルト質堆積物の磁気ファブリックは主に圧縮応力場を反映し,10cc程度のサンプルでも磁気リニエーション(E-WW-SE)がtectonic transport方向と直交するため,サイスモテクトニックな指標となりうる。3.カトマンズ盆地のLukundolの露頭上部でB-M境界(約0.78Ma)が確認されており,堆積スパンが約0.71.1Maであることを明らかにした。Lukundol層(主に粘土・シルト)とItaiti層(主に砂礫)の境界は約0.96 Maで,その時期にはMahabharat山地の上昇が活発だったと思われる。4.同盆地のGokarna層のDhapasiセクション下部の黒色粘土・シルト中に磁気エクスカーションが確認され,それをLaschamp Eventと対比した。C14年代も考察し堆積時期が約4534kaと推定した。プロデルタ堆積物は粒度分析結果から淘汰が悪く多重モードを持つシルトからなり堆積物の混合やリワークを反映していると推定される。中新世以降のネパールヒマラヤの上昇・侵食過程と気候・生物相の変遷の研究は以下の順で行った。(1)5km以上の厚さの堆積物からなる16-1Maのシワリク層群が分布する東西600km南北10km以上の範囲の中でのセクション(Khutia-Rato地域)から過去に得られた代表的な堆積相・磁気逆転暦に基づく磁気層序学・磁気ファブリックおよび化石と花粉分析データ収集とその解析を行った。磁気層序学から求めた堆積速度は地点によって異なり、同じ時間間隔の中での堆積速度を,隆起に伴う速度の変化や気候変化では説明できないことがわかった。とくに堆積速度は11-9.5Maと5.5-4.5Maの2つの時期に大きく増加することが示された。また、帯磁率および岩石磁気パラメータを使い地層の対比を試みた。(2)2-3Ma以降の堆積物についてはカトマンズ盆地内に現地調査を行い、既に公開されている年代・堆積相・古気候変動に関するデータ収集とそのとりまとめを行った。盆地南端に分布する厚さ120m以上のLukundol-Itaiti層のセクションの磁気層序からCobb Mountain-Brunhesクロンの最下部に相当する0.751.1Maという年代を明らかにした.およそ4525kaのGokarna-Thimi層からなるとされる盆地北部のArubari, Dhapasiなどのセクションについては堆積相解析の適用,地層の対比する目的での帯磁率の現場測定、磁気エクスカーション(Laschamp, Mono Lake)の確定のため古地磁気的試料と花粉分析用の資料の採取を行った。Arubari/Besigaon

地域では帯磁率の現場測定値は0-20E-5 SIの範囲を示し、堆積物の粒径と逆相関の関係にあり、地層の対比に有効であることが確認された。中新世以降のネパールヒマラヤの上昇・侵食過程と気候・生物相の変遷の研究を以下の順で行った。2.シワリク山地については詳しい地質マッピングデータはあるが、テクトニックエヴェント、古環境変動などのタイミングのデータが少ない二つのセクション(Dumkibas-BardaghatとTinau Khola North)で、古地磁気学的測定と花粉分析用の試料を採集し、測定・分析を開始した。また、亜ヒマラヤを含む前縁盆地で磁気ファブリックから推定されるcompressive regimeに伴う磁気ファブリックを明らかにする目的で中央ネパール中部シワリクAmlekhganj付近の厚さ数百mのセクションで粘土・砂岩のサンプルを採集し磁気帯磁率の異方性を測定した。まだ初期段階の結論であるが、対象セクションのサンプル規模では磁気リニエーションが斜交層理から読みとれる堆積時の古流向だけでなく、tectonic transportdirectionによるものなど、幅広いばらつきがあることがわかった。中新世以降のネパールヒマラヤの上昇・侵食過程と気候・生物相の変遷の19年度の研究から以下の結果が得られた。2.中央ネパールのシワリク層群のTinau Khola北部セクション(厚さ:1,000m)の116地点から採取した堆積物コアの残留磁化分析・磁気極性区分及びAMS法による磁気ファブリックの分析を実地した。得られた磁気極性シークエンスを標準GPTS(Cande and Kent 1995)と比較すると,該当セクションの年代が約14.6-10Maと平均堆積速度は22cm/kyr推定できた。それで、Tinau Khola北部の地層の最下部は南部の地層(<11.5Ma: Gautam and Roesler 1999)より3Myrも古いという事実が明になり,ヒマラヤの上昇・モンスーン気候の発達(特に10Ma以前の時期)について重要であると言える。磁気ファブリックに関しては新たに北部セクションから得られた結果は同南部セクションの結果(depositional bedding-parallel foliationとtectonicaly induced pre-tilting NNE-SSW lineation)と同様であることが明らになった。この結果はヒマラヤのseismotectonicな解釈(Gautam2008, in press)のために重要である。
プロチウムをドープした合金薄膜多層膜の磁性と伝導性

希土類金属(RE)は非常に水素を吸収しやすく,もとのREの構造や電子物性と大きく異なる性質を持ち合わせたRE水素化物を形成することが知られている.REと強磁性遷移金属(TM)を組み合わせたTM/RE多層膜では,水素を吸収すると考えられるRE層のみならず,界面を通してTM層の特性も変化すると予想されるので,水素化により大きな特性変化が生じ,新しい機能性材料が創製されると期待できる.本研究では,REとして,非磁性軽希土類Laを,TMとして強磁性のFeとCoを用い,それらを組み合わせた多層膜を作製し,水素化前後での,多層膜の構造と磁性・伝導性について調べ,それらの違いを明らかにするとともに,これらの研究を通して新機能材料の創製を目指している.Fe/La多層膜では,水素雰囲気中でFe/La多層膜の電気抵抗は時間の経過とともに大きく増加したことから,多層膜が水素を吸収したことを確認した.FeとLaは非固溶系であり,Fe/La多層膜の小角XRDプロファイルには5次までの回折ピークが見られたことから,界面混合層のほとんど無い,良質な積層構造を有する試料の作製に成功した.水素化後に,回折ピークは低角側に移動しており,多層膜が膨張することが明らかとなった.膨張量は,La膜厚あたり19%に達した.バルクのLa水素化物の体積膨張量は,LaH_2で21%,LaH3で18%あり,それに匹敵する大きな膨張が膜面垂直方向の一方向に生じたことになる.これは基板拘束により,膜面内の膨張が抑制されたことが原因と考えられる.水素化によりFe/La多層膜の飽和磁化は増加した.上記の結果は,以前に報告したCo/La多層膜の飽和磁化の増加と似ている.しかし,Co/La多層膜では,界面にCo-La混合層が形成しており,それが不均化反応により分解したことが原因であるのに対し,Fe/La多層膜では,La水素化物の形成に伴う界面Fe原子の電子状態変化やFe層に体積膨張が誘起されたことによる,Fe層自身の特性変化が磁化増加の主因と考えられる.希土類金属(RE)は非常に水素を吸収しやすく,もとのREの構造や電子物性と大きく異なる性質を持ち合わせたRE水素化物を形成することが知られている.REと強磁性遷移金属(TM)を組み合わせたTM/RE多層膜では,水素を吸収すると考えられるRE層のみならず,界面を通してTM層の特性も変化すると予想されるので,水素化により大きな特性変化が生じ,新しい機能性材料が創製されると期待できる.本研究では,REとして,非磁性軽希土類Laを,TMとして強磁性のFeとCoを用い,それらを組み合わせた多層膜を作製し,水素化前後での,多層膜の構造と磁性・伝導性について調べ,それらの違いを明らかにするとともに,これらの研究を通して新機能材料の創製を目指している.Fe/La多層膜では,水素雰囲気中でFe/La多層膜の電気抵抗は時間の経過とともに大きく増加したことから,多層膜が水素を吸収したことを確認した.FeとLaは非固溶系であり,Fe/La多層膜の小角XRDプロファイルには5次までの回折ピークが見られたことから,界面混合層のほとんど無い,良質な積層構造を有する試料の作製に成功した.水素化後に,回折ピークは低角側に移動しており,多層膜が膨張することが明らかとなった.膨張量は,La膜厚あたり19%に達した.バルクのLa水素化物の体積膨張量は,LaH_2で21%,LaH3で18%あり,それに匹敵する大きな膨張が膜面垂直方向の一方向に生じたことになる.これは基板拘束により,膜面内の膨張が抑制されたことが原因と考えられる.水素化によりFe/La多層膜の飽和磁化は増加した.上記の結果は,以前に報告したCo/La多層膜の飽和磁化の増加と似ている.しかし,Co/La多層膜では,界面にCo-La混合層が形成しており,それが不均化反応により分解したことが原因であるのに対し,Fe/La多層膜では,La水素化物の形成に伴う界面Fe原子の電子状態変化やFe層に体積膨張が誘起されたことによる,Fe層自身の特性変化が磁化増加の主因と考えられる.
インド・ブラジルの金型産業研究：技術形成・発展段階・競争力・他地域との比較検証

これは、これまでの研究調査によって明らかになった、ブラジル金型産業の形成と発展段階、地理的広がり、技術蓄積などについてまとめた内容である。需給構造から見たブラジルの金型産業は需要サイドの要求する金型を質、量共に供給できていない状態であり、この状況は貿易統計分析によってその実態を明らかとした。しかし、ドイツ人移民都市であるJoinvilleを中心とするブラジルの新興金型企業群は、その現状を踏まえ、技術的課題にとりくみ、質的向上に努めていた。現地調査に基づくと、Joinvilleでは中核企業のスピンオフとして金型企業が誕生し、地域集積とドイツとの移民ネットワークを活用することでブラジルの金型産業発展に取り組む状況を明らかとした。日本ではブラジル金型研究はほとんどなされていない状況であり、ブラジル金型産業について実態が明らかとなったことは金型研究上重要な寄与があったと思われる。また日本においても調査によって明らかとなったブラジルの金型産業について、中部プラスチック金型協同組合で報告するなど研究成果の社会還元に努めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はブラジル調査を実施した。主な訪問地はサンパウロおよびその周辺地域と、リオデジャネイロ州ヘデンジェである。サンパウロでは外資系自動車メーカー二社の金型工場、金型教育機関のSENAI(全国工業訓練機関)、自動車部品・素材メーカー、金型・金型部品メーカーなどを訪問した。ヘデンジェでは日系自動車メーカー、自動車部品・素材メーカーを訪問した。またブラジルの金型および自動車産業の歴史的集積地であるサンパウロABC地域で地元工業会の要請の元、ブラジルと日中韓の金型国際競争力に関するフォーラムを開催した。今年度の調査の主目的は、ブラジル金型産業の現状確認とブラジル金型現地ネットワークの形成であった。企業訪問では、ブラジル金型ユーザーの現地・海外からの金型調達状況および現地金型への評価状況の実態把握を行うことができた。またブラジル金型技術形成の歴史的過程についても確認することができた。金型教育機関訪問ではブラジル金型人材育成の過去からの経緯と実績および問題点について確認することができた。これまであまり明らかではなかったブラジル金型産業の実態把握について貴重な一歩を踏み出すことができたと考えている。ブラジル金型現地ネットワーク構築については、ブラジル金型工業会会長や自動車企業および関連諸機関との面談により、有意義なネットワーク形成を行うことができた。次回以降の訪問調査では有力な金型集積地であるパラナ州クリティバやサンタカタリナ州ジョインビレの地場企業の紹介もしていただけることになった。サンパウロについてもネットワーク構築をした地元自動車企業よりさらに金型関連企業を紹介していただけることとなった。今年度の研究業績発表はブラジル・インドとの比較評価を行う中国や韓国および日本などアジア諸国が中心であった。2015年度にはブラジル調査の結果を整理分析し、積極的に発表していきたいと考えている。今年度はインド南部自動車集積クラスターの訪問調査を実施した(日系・地場自動車メーカーおよびその部品・金型サプライヤー訪問)。訪問した地場自動車メーカー社はインド自動車産業の萌芽から発展にかけてイギリスから自動車生産ラインを導入し自社生産を開始した企業である。これまでの文献調査でインドのそうしたライン一式の導入による自動車生産開始と金型導入の歴史的事実は把握していた。同社では最近、日本の自動車メーカーからライン一式を導入し、金型を生産設備に付随して導入していた。まさにインドの自動車産業萌芽期の金型導入事例を目の当たりにしたかのごとくであり、非常に興味深い視察を行えた。今回の金型サプライヤー訪問で、地場プラスチック用金型、金属プレス用金型を訪問した。トップクラスのインド金型関連企業は、想像以上に技術力を高めていると判明した。パート技法を用いた生産・納期管理は、日本の一般的金型メーカーより厳密であり、非常に大きなファクトファインディングが得られた。金型教育機関の訪問では欧州の金型関連技術が想定以上に根深く浸透していた。測定や品質管理の標準化、度量衡単位、工作機械選定などに大きく関わっており、インドの欧州傾倒の根深さが明らかとなった。インド技術の源流の一つである英国自動車メーカー訪問も実施した。英国流生産方式の視察は重要な知見となった。日本の金型関連企業も訪問した。技術の進歩に柔軟に対応しようとしている企業が多く、日本の競争力維持の可能性からも大きな収穫であった。これらの訪問調査については、国内で数回、PJ研究会を開催し、プロジェクトメンバー内で意識の共有化と問題点について深く検討を行った。得られた研究成果については国内、国外の学会で積極的に発表を行うとともに研究雑誌などへの投稿も行われた。また書籍『金型産業の技術形成と発展の諸様相グローバル化と競争の中で』を刊行した。昨年のブラジルの訪問調査に加え、本年度はインド訪問調査を行った。インド訪問調査では、研究実績の概要に詳述したとおり、インドの南部自動車クラスターにおいて、金型ユーザー、金型サプライヤー、金型教育機関について重要なファクトファインディングが得られた。実施予定だったブラジル調査は、急速な治安悪化により、進出している日本自動車関連企業の従業員も安全のためブラジル出国をしている状況であり、安全管理上の理由により断念せざるを得なかった。そのため、文献調査、データ収集と定量分析、eメールなどでの情報収集を主体とした。そこから得られた知見については積極的に発表を行っている。今年度の主な訪問地はインド北部集積地のグルガオン、マネサールである。日系自動車メーカーおよびそのサプライヤー(自動車部品・金型ユーザー、金型メーカー)を訪問した。

自動車担当メンバーからはかつてのインドものづくりは鷹揚だったが、今回の訪問で管理レベルがきわめて上がっていたと指摘があった。インド全体のものづくり能力向上、そして経済成長による消費者ニーズが厳しくなったことがその背景にある。OEMメーカーが関連インド金型・プレス地場産業を主工場の近隣に立地させてきたこともあり、グルガオンからマネサールに至る地帯で金型も含め、素形材産業の一大集積形成が観察された。金型担当メンバーは昨年のインド南部の金型集積やブラジルと比較して以下の点で異なると分析した。第一に、今回の訪問地域における金型生産の担い手は独立した金型(専業)産業ではなく、コングロマリット(複合企業体)の一部門として行われている点。第二に、部位による現地調達と輸入、分業が行われている点である。第二のポイントはチームリーダーの指摘する金型産業発展段階の第三段階の特徴にぴったり合致する。金型技術メンバーからは、金型設計・製作の技術移転の進展について指摘があった。今回訪問した日系自動車部品メーカーはすでにCADデータ・CAEシミュレーションから型製造・調整・試作までの一貫したショップを現地に有している。トライプレスも有し、納品された金型の調整なども現地で行う体制を整えている。今後、5軸加工機導入・3次元計測によるその場形状評価などが課題となってくる段階と分析が成された。現地金型プレーヤーの技術向上も顕著である。訪問した地場メーカーは機械に頼るだけでなく、しっかりした経験・蓄積したノウハウにより、技能的に金型作成を行っていた。今回の訪問により金型集積の成長、技術移転の促進、地場メーカーの成長を明らかにすることが出来た。昨年度のインド南部での自動車クラスター訪問調査に続き、本年度はインド北部自動車クラスターで訪問調査を行った。インド訪問調査では、本計画当初に予定していた南部地域と北部地域の調査を終えることが出来、金型ユーザー、金型サプライヤー、金型教育機関について重要なファクトファインディングが得られた。またアフリカなどでのインド自動車産業の海外進出も調査分析し、インド企業のグローバル展開、調達・サプライチェーンなどについての事例も得ることが出来た。デリー訪問で、2017年より実施が見込まれる新自動車政策についても情報収集・意見交換を行うことが出来た。ブラジルについては初年度にインド自動車・金型産業集積地のサンパウロ周辺についての調査は実施したが、2016年度に予定していた訪問計画は、現地の流行病蔓延や治安悪化などで断念せざるを得なかった。しかしその間も、ブラジルとのネットワーク構築は進展させた。これにより、最終年度のブラジル南部地域での金型集積調査計画立案をきわめて円滑に進めることができた。
外国人学習支援者のカルチャー.ステレオタイプと異文化間トレランスに関する研究

文化的相互理解を困難に導く原因には様々なものがあるが、カルチャー・ステレオタイプとカルチュラル・イントレランスの問題を欠かすことはできない。多文化接触を余儀なくされる日本語学習支援者にとって、多文化に対するトレランスは欠かせないものであるが、彼らのカルチャー・ステレオタイプに対する気づきは、トレランスと何らかのかかわりがあるのであろうか。あるとすれば、それはどのような関わりであろうか。とりわけカルチャー・ステレオタイプの表出に対して、自己抑制能力の高い学習支援者は、いったい何を「異文化」ととらえ、彼・彼女が「異文化」と感じる文化に対して、どの程度の受容性・耐性をもっているのだろうか。彼らにトレランスがあるとすれば、それはどのようなものであり、いつ、どこで、いかに形成されたのだろうか。管見によれば、このような問いに明快に回答できるような研究成果はないが、平成17年度の研究成果によって、主として以下の2点が明らかになった。日本語学習支援者(教師。ボランティア)の中でも、優れてカルチャー・ステレオタイプの表出に対して自己抑制の働きが強い対象者を抽出し、実施したエスノグラフィック・インタビュー及び、半構造的インタビューの分析結果から、1、多文化に対するトレランスとカルチャー・ステレオタイプとの間の関連性を明らかにし、2、同時に昨今日本の異文化間教育関係者によって作られた異文化間トレランスの概念を再考した。加えて、欧米先進諸国の教員養成課程において、カルチャー・ステレオタイプ、イントレランスの逓減をはじめとする多文化理解、多文化共生のための教育実践がどのような理念のもとに、どんな形で行われているのかを明らかにするため、内外の多文化・異文化間教育専門家との国際情報交換を行い、そこにどのような固有の・共通の課題や問題があるのかを明らかにした。異文化間の対人相互理解を困難に導く原因として、カルチャー・ステレオタイプと異文化に対するイントレランスを見逃すことはできない。特に教育現場において、教師やボランティアの持つステレオタイプの影響によって、学習者のカルチャー・ステレオタイプが確固たるものに強化され、異文化に対する偏見が一層助長することも少なくない。そこで本研究では異文化学習者の教育に携わる日本語学習支援者(教師、ボランティア)のカルチャー・ステレオタイプの逓減に対する認識や、アウェアネスの有無が、どのような諸要因によって決定づけられるのか、またカルチャー・ステレオタイプに対するアウェアネスの有無と異文化間トレランスはどのように関わるのかを解明すべく、(1)前年度に実施した質問紙調査のデータに対して新たな分析を加えると共に、(2)質問紙調査に協力した調査対象者の中からカルチャー・ステレオタイプに対する認識の低い者と高い者を抽出し、前者に対しては半構造的インタビューを、後者に対してはエスノグラフィック・インタビューを実施することにした。その結果、(1)質問紙調査において具体的なカルチャー・ステレオタイプの記述が少ない対象者ほど、ステレオタイプの危険性、問題性をしっかりと認識し、日頃から意識的にステレオタイプ表出に対する自己抑制を心がけていること、(2)カルチャー・ステレオタイプの認識が低い対象者は、学部生と異文化接触が質的・量的に少ない教師に多く、認誠の高い対象者に学生(学部生・院生)は一人もいないことなどが明らかになった。現在、エスノグラフィック・インタビューを継続実施中であり、その結果を詳細に分析し、教師のカルチャー・ステレオタイプの逓減に何が必要か、ステレオタイプとトレランスはどのような関係にあるのかなどを解明し、外国人学習支援の円滑化や異文化接触の深化のための教育に具体的な提案を行うことが今後の課題である。平成15年度までの3年にわたる科研において実施した質問紙調査で、カルチャー・ステレオタイプに対する気づきを持った日本語教師が、異文化接触の機会が多いにも関わらず、非常に少ないことが判明したが、カルチャー・ステレオタイプに対する危険性をしっかり認識し、学習者に対してステレオタイプを持って接することを回避しようと心がけている日本語教師とはいったいどのような背景をもっているか、エスノグラフィック・インタビューを通してライフヒストリーを聞き取った。

その成果の一部は、2004年に異文化間教育学会大会で発表し、『広島平和科学』に投稿、査読審査中である。現在、学会で発表した以外のデータを整理・分析している段階である。本研究のテーマである、教師のカルチャー・ステレオタイプの逓減、異文化間トレランスの向上、獲得の終局的な目的は、多文化共生時代における多文化理解・コミュニケーション能力を持った教師をいかに要請するかというより大きな教育課題につながるものである。そこで、筆者は、(1)日本での教師の実態調査を行い、(2)多文化理解・コミュニケーション能力を備えた教師はどのような背景や経験を持った教師であるのか研究調査を実施し、解明することによって、教員養成の糸口を模索するのみならず、(3)多文化主義に基づく多文化教育や異文化間教育の経験が豊富な欧米先進諸国において、教員の多文化理解・コミュニケーション能力の養成がどのように行われているのかを明らかにすべく、他大学あるいは海外より研究協力者を招き、アメリカ、イギリス、ドイツ、オーストラリアにおける多文化主義及び多文化教育の現状及び問題点に関する専門的知識の提供を得つつ、(4)今後の教員養成のあり方をともに模索すべく、学術的な研究交流を深めてきた。文化的相互理解を困難に導く原因には様々なものがあるが、カルチャー・ステレオタイプとカルチュラル・イントレランスの問題を欠かすことはできない。多文化接触を余儀なくされる日本語学習支援者にとって、多文化に対するトレランスは欠かせないものであるが、彼らのカルチャー・ステレオタイプに対する気づきは、トレランスと何らかの関わりがあるのであろうか。あるとすれば、それはどのような関わりであろうか。とりわけカルチャー・ステレオタイプの表出に対して、自己抑制能力の高い学習支援者は、いったい何を「異文化」ととらえ、彼・彼女が「異文化」と感じる文化に対して、どの程度の受容性・耐性をもっているのだろうか。彼らにトレランスがあるとすれば、それはどのようなものであり、いつ、どこで、いかに形成されたのだろうか。管見によれば、このような問いに明快に回答できるような研究成果はないが、平成17年度の研究成果によって、主として以下の2点が明らかになった。日本語学習支援者(教師。ボランティア)の中でも、優れてカルチャー・ステレオタイプの表出に対して自己抑制の働きが強い対象者を抽出し、実施したエスノグラフィック・インタビュー及び、半構造的インタビューの分析結果から、1、多文化に対するトレランスとカルチャー・ステレオタイプとの間の関連性を明らかにし、2、同時に昨今日本の異文化間教育関係者によって作られた異文化間トレランスの概念を再考した。
排便運動における骨盤神経叢直腸枝の働きに関する実験的研究

骨盤神経叢由来の骨盤神経の直腸枝は腸間膜内を腸管に沿って上行する枝と、直腸壁内を上行する枝の二つに分かれる。これらの枝が排便運動にどのように関与しているか十分に解明されていない。骨盤神経叢直腸枝の排便運動に関与する働きをヒルシュスプルング病根治術のモデルを用いて研究した。【実験方法】ビーグル犬(910kg)を使用。対照犬(3頭):開腹し下部結腸の1)後腸間膜動脈流入部より5cm口側,2)後腸間膜動脈流入部,3)後腸間膜動脈流入部の5cm肛門側,4)腹膜翻転部の4箇所にSGT(strain gage force transducer)を装着。各SGTを1cH,2cH,3cH,4cHとした。他群も同様にSGTを4箇所装着。骨盤神経叢直腸枝切断犬(3頭):開腹し直腸枝の腸間膜上行枝および直腸奨膜筋層を1cm幅全周性に剥離し直腸壁内上行枝を切断し筋創部を修復。経肛門Soave法犬(2頭):経肛門的に大腸を切断し,肛門外よりSoave法を用いてpull-throughを施行。開腹Soave法犬(2頭):開腹し後腸間膜動脈を切断,腸間膜処理を行い,結腸を切断しSoave法でpull-throughを施行。各群の排便時の大腸運動を解析。【結果】対照犬は排便時に4cHの大きな弛緩と3cHの大きな収縮波形がみられた。骨盤神経叢直腸枝切断犬では同様な弛緩・収縮波形はみられなかった。開腹Soave法犬でも排便時に4cHでの弛緩・収縮波形、3cHでの大きな収縮波形はみられなかった。経肛門Soave法犬では4cHで排便時に弛緩波形がみられたが、3cHで大きな収縮波形はみられなかった。【まとめ】下部結腸運動ならびに排便運動に対して骨盤神経叢直腸枝が重要な役割をしていること,経肛門Soave法犬でみられた排便時の弛緩波形は骨盤神経叢直腸枝の腸間膜上行枝が関与していることが示唆された。実験犬としてビーグル犬(メス,910kg)を用いた。まず対照犬(3頭)の排便時腸管運動を測定した。静脈麻酔下で挿管し開腹。SGT(strain gage force transducer)を次の様に装着:開腹し下部結腸の1)後腸間膜動脈流入部より5cm口側,2)後腸間膜動脈流入部,3)後腸間膜動脈流入部の5cm肛門側,4)腹膜翻転部の4箇所。配線を腹部から背中から引き出し,送信機に連結。術後1ヵ月後に排便時の腸管運動を受信機からコンピューターによりグラフ化し測定した。1),2),3)で排便時のHigh-amplitude contractionと考えられる収縮が観察され,また肛門部近くの4)では排便時での弛緩波を認めた。

これにより正常と考えられる排便時の腸管運動が把握された。腸間膜上行枝切断犬,直腸壁内上行枝切断犬,経肛門的Soave法犬についての排便運動は,実験犬の術中死,術後配線のトラブル(実験犬による引きちぎりなど)により術後排便時の測定観察はまだできていない状態である。骨盤神経叢由来の骨盤神経の直腸枝は腸間膜内を腸管に沿って上行する枝と、直腸壁内を上行する枝の二つに分かれる。これらの枝が排便運動にどのように関与しているか十分に解明されていない。骨盤神経叢直腸枝の排便運動に関与する働きをヒルシュスプルング病根治術のモデルを用いて研究した。【実験方法】ビーグル犬(910kg)を使用。対照犬(3頭):開腹し下部結腸の1)後腸間膜動脈流入部より5cm口側,2)後腸間膜動脈流入部,3)後腸間膜動脈流入部の5cm肛門側,4)腹膜翻転部の4箇所にSGT(strain gage force transducer)を装着。各SGTを1cH,2cH,3cH,4cHとした。他群も同様にSGTを4箇所装着。骨盤神経叢直腸枝切断犬(3頭):開腹し直腸枝の腸間膜上行枝および直腸漿膜筋層を1cm幅全周性に剥離し直腸壁内上行枝を切断し筋創部を修復。経肛門Soave法犬(2頭):経肛門的に大腸を切断し,肛門外よりSoave法を用いてpull-throughを施行。開腹Soave法犬(2頭):開腹し後腸間膜動脈を切断,腸間膜処理を行い,結腸を切断しSoave法でpull-throughを施行。各群の排便時の大腸運動を解析。【結果】対照犬は排便時に4cHの大きな弛緩と3cHの大きな収縮波形がみられた。骨盤神経叢直腸枝切断犬では同様な弛緩・収縮波形はみられなかった。経肛門Soave法犬では4cHで排便時に弛緩波形がみられたが、3cHで大きな収縮波形はみられなかった。【まとめ】下部結腸運動ならびに排便運動に対して骨盤神経叢直腸枝が重要な役割をしていること,経肛門Soave法犬でみられた排便時の弛緩波形は骨盤神経叢直腸枝の腸間膜上行枝が関与していることが示唆された。
“高周波脳波ゆらぎ解析"の生理学的意義の解明

1.意識水準の客観的評価:健常成人を被検者として自覚している意識水準と、"高周波脳波ゆらぎ解析"結果との対比を検討した。眠気を自覚していない覚醒状態においては、パラメーターS1のトポグラフィーでは、全例で前頭部優位のパターンが得られ、これまで報告されている、健常成人における大脳皮質脳血流の分布とよく一致した。一方、眠気を自覚している状態では、この大脳皮質高次機能を反映するS1パラメーターのトポグラフィー表示で、前頭部優位のパターンは消失し、皮質下機能を反映するS2パラメーターは低下した。さらに、入眠すると(睡眠段階1)S1パラメーターの前頭部優位のパターンの消失のみならず、S2はゼロレベルに低下した。2.痴呆の電気生理学的評価ならびに薬物脳波学的検討:痴呆症例を検討したところ、共通することは、眠気を全く自覚していないにもかかわらず、健常成人における上の結果とは異なり、眠気を自覚している時と同様、S1パラメーターのトポグラフィーにおいて正常な前頭部優位のパターンは認められなかった。また、前痴呆症例以外では、S2パラメーターの低下を認めた。即ち、痴呆症例では眠気を全く自覚していないにもかかわらず、健常成人の眠気を自覚している時と極めて類似した結果となった。この結果から、痴呆発症のメカニズムとして、前痴呆症例に認められる、前頭前野の機能低下に始まり、皮質下覚醒系における機能低下がひき続き起こってくると推測された。さらに、向知性薬TA-0910を用いた検討では(1)簡便な知的レベル評価法であるMMSの投与前後の有意な改善に一致して、S2の上昇を広範囲に認めた。(2)PzにおけるS2とMMSとは相関関係が認められた一方、Fzとは有意な相関は得られなかった。以上の結果から、"高周波脳波ゆらぎ解析"が信頼性の高い薬物脳波学的手法であることが強く示唆された。本脳波解析法は、平成5年9月29日付特許許可を受けた(特許第1790545号)1.意識水準の客観的評価意識の定義は困難であるが、共通する体験として覚醒から睡眠に至る過程がある。即ちだれしも意識の変動を日常のごとく体験している。まず、健常人を被検者として自覚している意識水準と、“高周波脳波ゆらぎ解析"結果との対比を検討した。眠気を自覚していない覚醒状態においては、S1パラメーターのトポグラフィーでは、全例で前頭部優位のパターンが得られ、これまで報告されている。健常成人における大脳皮質脳血流の分布とよく一致した。一方、眠気を自覚している状態では、この大脳皮質高次機能を反映するS1パラメーターのトポグラフィー表示で、前頭部優位のパターンは消失し、皮質下機能を反映する。S2パラメーターは低下した。2.痴呆の電気生理学的評価痴呆症例を検討したところ、共通することは、眠気を全く自覚していないにもかかわらず、健常成人における上の結果とは異なり、眠気を自覚しているいる時と同様、S1パラメーターのトポグラフィーにおいて正常な前頭部優位のパターンは認められなかった。即ち、痴呆症例の“高周波脳波ゆらぎ解析"結果は、眠気を全く自覚していないにもかかわらず、健常成人の眠気を自覚している時と極めて類似した結果となった。

この結果から、痴呆発症のメカニズムとして、前痴呆症例に認められる、前頭前野の機能低下に始まり、皮質下覚醒系における機能低下がひき続き起こってくると推測された。平成5年度研究実績として報告した、1.意識水準の客観的評価、2.痴呆の電気生理学的評価に関する成果を踏まえ、"高周波脳波ゆらぎ解析"が信頼性の高い一つの薬物脳波学的手法であることを、向知性薬TA-0910を用いて検討した。1.TA-0910投与前後のパラメーターS1,S2の変化十分なインフォームド・コンセントの得られた8例を対象とした。投与前MMSは平均17.5で、標準偏差は4.3点であった。15点以下の重症痴呆1例を除きすべて中等症であった。これら全例で、パラメーターS1のトポグラフィー表示において正常な前頭部優位のパターンを認めなかった。また全例で広範なパラメーターS2の低下を認めた。TA-0910投与後MMSは平均24.0、標準偏差5.6点と著明な改善を認めた(P<0.001)。一方、投与前後におけるパラメーターの変化は、個々の症例においてS2の優位な上昇を広範囲に認めた。2.パラメーターS2とMMSとの相関MMSは世界的に利用されている簡便な知的レベル評価法である。MMSをはじめとする種々のこれら知的レベル評価、脳の後半部の機能評価である。そこで、前半部のFzと後半部のPzにおけるパラメーターS2と、それに対応するMMSとの相関を検定した結果、PzにおけるS2とMMSとは有意水準99%で相関関係が得られた一方、FzにおけるS2とMMSとは有意な相関は得られなかった。以上の結果から、"高周波脳波ゆらぎ解析"が信頼性の高い薬物脳波学的手法であることが強く示唆された。
高エネルギー電子によるレーザー核融合爆縮コアプラズマ電磁場診断

レーザー電子加速によって発生する電子の特性を理解し、さらに単色・高エネルギー・超短パルスの電子線を用い、レーザーと固体の相互作用で発生する電磁場の変化を高速時間分解で捉えることに成功した。高強度レーザーをガス中に照射すると相対論領域の速度で、100フェムト秒以下の超短パルス電子線を発生させることができる。これを光同期が可能な別の高強度レーザーと固体との相互作用部分に照射することで、その電子線の曲げられる様子から発生した電磁場の様子を評価した。二つのレーザーのタイミングを変化させることで、その電磁場の時間変化を観測した。この電子は相対論的速度と非常に短い時間幅を持つため、100フェムト秒以下の時間分解能が達成できた。電子プローブの結果、レーザーと固体の相互作用によって固体内部で高速電子が発生し、それが固体内部から放出されてできる電場が、固体が金属の場合は自由電子が高速電子放出後の正電荷の部分に流れるため、急速にその電場の領域が拡大するのに対し、誘電体の場合は自由電子が存在しないため電場の領域が拡大しないことを観測することができた。本研究においてレーザー電子加速によって発生する電子線によって超高速の電磁場のプローブが可能であることを証明した。将来、レーザー核融合の爆縮や高速点火の際に発生する電磁場の評価にも適用可能で、電子プローブの結果からレーザー核融合の高効率な点火方法を検討することができると考えられる。(1)過去の実験およびシミュレーション結果から爆縮コアプラズマの電磁場(特に磁場)と密度を仮定し、この爆縮コアにレーザーと物質の相互作用によってできる高エネルギー電子を照射した際に,磁場によってどの程度曲げられるかを運動方程式から、また高密度物質中(固体と仮定)でどの程度散乱されるかをモンテカルロシミュレーションを用いて計算した。その結果、磁場の強度とスケールの積が非常に大きい場合は密度による散乱の影響を無視でき、磁場の影響だけを見ることができることがわかった。しかし、磁場が小さい場合はこの散乱の影響を無視することができない。そこで密度分布はX線等の別の粒子を用いて計測し、得られた密度分布を持つ物質中に電子を照射したときの散乱の影響をモンテカルロシミュレーションによって予想し、実験で得られた電子の分布と比較することで磁場の大きさを計測することを考えた。この内容を核融合エネルギー連合講演会で発表した。(2)基礎実験としてレーザーと物質の相互作用で発生する高エネルギー電子の固体中での散乱実験を行った。高強度レーザーを50ミクロンの銅平板に照射し高エネルギー粒子を生成し、これを直径1ミリの鉄の球に照射し、その後方で散乱した電子の像をIPスタック(イメージングプレートとフィルターを交互に並べたもの)で計測した。実験で得られたIPスタック上での電子の分布はモンテカルロシミュレーションによってよく再現されており、レーザーと物質の相互作用によって発生する高エネルギー電子の散乱の予想にモンテカルロシミュレーションが有効であることがわかった。(3)高強度レーザーを用いたレーザー航跡場加速による高エネルギー電子の発生、高エネルギー電子の検出器であるイメージングプレートの1GeV領域の電子に対する感度の較正についての論文を発表した。二次元流体コード(h2D)とハイブリッド粒子コード(LSP)を使い、高エネルギー電子を用いたレーザープラズマ相互作用で発生する強磁場の計測のシミュレーションを行った。この研究は本研究課題の中の基礎研究として、レーザー加速による高エネルギー電子がプラズマ中に発生する磁場計測に使用可能かを判断するという重要な意義を持つ。まず、二次元流体コードを用いて強度が約10^<14>W/cm^2のナノ秒パルスレーザー(Ins)を固体(ポリエチレン)表面に照射したときに発生するアブレーションプラズマとその周りに発生する磁場を計算した。レーザー照射後すぐにプラズマ中に非平行の電子の温度勾配と密度勾配によって圧力が生じ、電場が励起され、それを取り巻くように磁場が発生する。照射後1.5nsには100kGauss程度に到達する。次にハイブリッド粒子コードを用いて、このプラズマと磁場に10MeVの高エネルギー電子を入射させたときに起こる高エネルギー電子の偏向を計算する。その電子の変位量から磁場の大きさと分布(電子の方向に積分された磁場強度)を再構築する。結果、電子の変位量から再構築した磁場の大きさは流体シミュレーションで求めた磁場の大きさと一致する結果が得られた。このことから、レーザー加速によって発生する高エネルギー電子がプラズマ中に発生する磁場の計測に有効であることがわかった。この計測法の時間分解能は電子のパルス幅によって決まり、数10fsが実現可能である。

電子プローブの結果、レーザーと固体の相互作用によって固体内部で高速電子が発生し、それが固体内部から放出されてできる電場が、固体が金属の場合は自由電子が高速電子放出後の正電荷の部分に流れるため、急速にその電場の領域が拡大するのに対し、誘電体の場合は自由電子が存在しないため電場の領域が拡大しないことを観測することができた。本研究においてレーザー電子加速によって発生する電子線によって超高速の電磁場のプローブが可能であることを証明した。将来、レーザー核融合の爆縮や高速点火の際に発生する電磁場の評価にも適用可能で、電子プローブの結果からレーザー核融合の高効率な点火方法を検討することができると考えられる。
プロテオミクスを用いた抗核抗体および自己抗体の検出と同定

プロテオミクスの手法を用いて、抗核抗体および自己抗体を検出すること、および同定することを目的として研究を行った。液相あるいは固相での抗原蛋白の分画を行い、各分画に対する血清の反応性を検討し、その結果、コントロールと比較して患者血清において強く反応する分画を見出した。本研究によりプロテオミクスの手法を用いることによって新たな抗核抗体および自己抗体を見出す方向性を明らかに出来たと考える。はじめに抗核抗体(Fluorescent Antinuclear Antibody)のスクリーニング検査にて陽性(血清希釈160倍以上にてもヒト培養細胞と反応させた場合、核領域に免疫グロブリンの沈着を意味する蛍光が陽性と判定される場合)を呈した血清のうち、ELISA法による抗DNA抗体などの疾患特異的抗体が検出されなかった検体の収集を行った。抗核抗体を検出する抗原を準備した。上記、抗核抗体スクリーニング検査に用いられているヒト培養細胞であるHEp-2細胞を培養し、界面活性剤、蛋白分解酵素阻害剤を含む細胞溶解液にて溶解を行い、これを抗原とした。抗原の分画にはゲルを用いた2次元電気泳動などの固相プロテオミクスよりも感度が数段優れている液相プロテオミクスの系を用いた。一次元目は液相等電点電気泳動を用いて蛋白のpIの違いに基づいて分画し(20分画)、二次元目は逆相HPLCを用いて蛋白の疎水性の違いにより分画を行った(80分画)。これらの分画を抗原としてイムノスクリーニングを行い、患者血清と強く反応するいくつかの陽性分画が得られた。前年度の研究で抗核抗体(Fluorescent Antinuclear Antibody)のスクリーニング検査にて陽性(血清希釈160倍以上にてもヒト培養細胞と反応させた場合、核領域に免疫グロブリンの沈着を意味する蛍光が陽性と判定される場合)を呈した血清のうち、ELISA法による抗DNA抗体などの疾患特異的抗体が検出されなかった検体の収集を行う一方、抗核抗体スクリーニング検査に用いられているヒト培養細胞であるHEp-2細胞を培養し、界面活性剤、蛋白分解酵素阻害剤を含む細胞溶解液にて溶解を行い、これを抗原とし、その分画にはゲルを用いた2次元電気泳動などの固相プロテオミクスよりも感度が数段優れている液相プロテオミクスの系を用いた。本年度はこの方法に加えて、ゲルベーストの方法にても分析を試みた。最終的に、この分画についてSDS-PAGEの諸条件下によるさらなる分画を行い、多数の蛋白が含まれていることを確認し、プロッティングを行った。さらに陽性バンドについてproteinIDを求めるべく種々検討を行ったが明らかな結果を得るには至らなかった。
抗体結合型β-カテニン siRNAを用いた多発性骨髄腫に対する新規治療法の開発

多くのがんの増殖に関連するβ-cateninを標的として抗体結合型siRNAの作製を試み、多発性骨髄腫(以下、MM)に対する新規治療法の開発研究を行った。β-catenin siRNAが免疫不全マウスに移植したMM腫瘤の増殖を著明に抑制することを確認した。さらに抗体とsiRNAの結合に成功し、抗体結合型siRNAを作製した。本研究の成果は、多発性骨髄腫に対するRNA干渉療法の開発へと展開できる。我々は平成2022年度科学研究費基盤(C)を受け、抗体結合型βーカテニンsiRNAを用いた多発性骨髄腫に対する新規治療法の開発に関して、以下のことを明らかにした。1)骨髄腫患者の骨髄より骨髄腫細胞を純化分離し、正常人骨髄中の形質細胞よりβーカテニンが高発現していることを明らかにした。βーカテニンには非リン酸化状態である活性型とリン酸化状態の非活性型があるが、いづれのタイプも健常人より高発現していた。2)βーカテニンsiRNAを骨髄腫細胞の皮下腫瘤モデルに投与し、骨髄腫の成長を著明に抑制することを明らかにした。またこれはカスパーゼ依存性のアポトーシス誘導であることを明らかにし、βーカテニンが多発性骨髄腫の新規ターゲットとして有効であることを明らかにし報告した(Clinical Cancer Research,in press)。またβーカテニンシグナル阻害剤による骨髄腫細胞への抗腫瘍効果についても検討している。3)抗体結合型のsiRNAの試作を行ない、現在も検討中である。4)そのため、平成21年度の予定に上げていた正所性骨髄腫モデルマウスの作製を前倒しにし、IM-9細胞を経静脈的移植によるモデルマウスを一種類作製した。本モデルでは移植後一週間で体重減少を認め、骨髄の病理学的検索によると、全例骨髄内への生着を認め、ほぼ30日でモデルマウスは100%死に至る。その他の骨髄腫細胞株を用いた正所性骨髄腫モデルマウスも作製中である。我々は平成2022年度科学研究費基盤(c)を受け、抗体結合型βーカテニンsiRNAを用いた多発性骨髄腫に対する新規治療法の開発に関して、平成21年度は以下の検討結果を得た。1) βーカテニンsiRNAを骨髄腫細胞の皮下腫瘤モデルに投与し、骨髄腫の成長を著明に抑制することを明らかにした。またこれはカスパーゼ依存性のアポトーシス誘導であることを明らかにし、βーカテニンが多発性骨髄腫の新規ターゲットとして有効であることを明らかにした(Clinical Cancer Research, 2009.)。2)リポソームを用いた抗体結合型のDDS、および抗体結合型のsiRNAの作製に着手している。抗体結合型リポソームは、より血中での停滞時間を長くすることを目指して、従来のカチオニックリポソームではなく、アニオニックリポソームを用いてsiRNAの内包実験を行っている。また抗体結合型siRNAについては、CPG固層化担体上で、オリゴRNAのSH基の活性化に成功し、そこにペプチドの結合に成功している。3)昨年度作製したIM-9細胞を用いた正所性骨髄腫モデルマウスを用いて、βーカテニンシグナルに対する新規阻害剤による骨髄腫への抗腫瘍効果についても検討し、新規阻害剤は無治療群に比して有意に骨髄腫担がんマウスの生存率を延長することを明らかにした(現在投稿準備中)。またSCIDマウスにシクロフォスファミドの前投与後にOPM2骨腫種細胞株を移植した正所性骨髄腫モデルマウスの作製にも成功した。我々は平成2022年度科学研究費基盤(C)を受け、抗体結合型β-カテニンsiRNAを用いた多発性骨髄腫に対する新規治療法の開発に関して、平成22年度は以下の検討結果を得た。1)リボソームを用いた抗体結合型のDDS、および抗体結合型のsiRNAの作製を行ってきた。抗体結合型リボソームは、より血中での停滞時間を長くすることを目指して、従来のカチオニックリポソームだけではなく、アニオニックリポソームを用いてsiRNAの内包実験を行っている。また抗体結合型siRNAについては、オリゴRNAのSH基と抗体Fc部位のSH基を結合し、抗体とオリゴRNAの結合に成功した。この結果を踏まえ、細胞内への抗体結合型siRNAの導入実験を行っている。今後抗体結合型β-カテニンsiRNAのin vitro、in vivoにおける効果を検討していく。2) β-カテニンsiRNAに皮下骨髄腫モデルマウスにおける治療効果の報告(Clin Cance Res, 2009)を踏まえ、米国製薬企業から共同研究のあった新規Wnt/β-カテニン経路阻害剤の前臨床試験を行い、正所性担がんモデルマウスにおける治療効果を明らかにした(Exp Opin Ther Targets, in press;投稿中)。本lead compoundは現在、臨床試験向けに構造展開され、臨床試験準備中である。3)がん幹細胞が存在すると考えられる低酸素環境に適応した骨髄腫細胞株を5株樹立した。

これらの株を用いて正所性モデルを作製するとともに、Wnt/β-カテニン経路の活性化を検討している。これらの細胞、およびモデルを用い、抗体結合型β-カテニンsiRNAの治療効果を検討する。これらの成果により、今まで多発性骨髄腫といった造血器腫瘍には適応・開発が難しいと考えられていたRNAi療法による新規治療の開発、および骨髄腫幹細胞に対するRNAi療法の開発が進められる。
支配方程式を教師とした機械学習による液膜塗布時の膜厚ムラ予測モデルの構築

半導体デバイス、MEMS、ディスプレイのカラーフィルタ等の製法では機能性の液膜を基板に塗布する工程があるが、様々な物理要因によって種々の膜厚ムラが発生し、最終製品の寸法精度が低下してしまう課題がある。この膜厚ムラの発生を回避・抑制できるような最適塗布条件を数値シミュレーションによって探索したいが、従来の方法では1時間発展計算に時間を要すること、2計算に必要な塗膜の物性値の測定・入手が困難なこと、が障壁となっていた。本研究では1支配方程式を教師とした機械学習を導入して高速に膜厚ムラを予測する枠組みを構築し、2塗膜の物性値をデータ同化の方法によって推定できるようにすることで上記の課題の解決を目指す。
クラミドモナスのピレノイドに関する研究

単細胞緑藻クロレラやセネデスムスでは、ピレノイドとそのまわりのデンプン鞘が低いCO_2濃度条件で発達する。クラミドモナスでもピレノイドデンプンの発達が知られていたが、顕微鏡観察によるだけで生化学的な解析はほとんど行なわれていない。そこで、まずピレノイドの大きさを定量化したところ、5%CO_2濃度で生育した細胞(高CO_2細胞)と通常の空気(約0.04%CO_2)で生育した細胞(低CO_2細胞)ではそれぞれ1.11と1.69μmの直径であった。ピレノイドを球形と仮定すると、低CO_2細胞のピレノイドは、高CO_2細胞の約3倍に増加していることになった。この増加がピレノイド成分の増加に伴なったものかどうかを調べるため、単離ピレノイドの純化を進めた。水銀固定と密度勾配遠心により、また単離ピレノイドを顕微鏡下で数えることによって、タンパク質量がピレノイド1個あたり、高低両CO_2細胞でそれぞれ5.12μgであることが判明した。ピレノイドの主成分は、いづれのCO_2濃度でもRubiscoであった。この結果から、低CO_2濃度条件で、Rubiscoがピレノイドに入ることによって、ピレノイドが発達していることが明らかとなった。クラミドモナスにはRubisco大サブユニットは遺伝子が1つ、小サブユニットの遺伝子は2つ存在する。低CO_2条件に移した時、rbcS2の発現は高CO_2条件下と変らなかったが、rbcS1の転写はむしろ抑えられた。また、フロラムフェニコールを処理しても、低CO_2条件でのピノレノイドの発達は認められた。これらの事実は、ピレノイドが発達すま時、Rubisco遺伝子の転写は促進されず、また、タンパク質合成と関係なく発達が進むことが明らかとなった。既に合成され葉緑体内に存在するRubiscoが、低CO_2条件になるとピレノイドに集合すると考えられる。単細胞緑藻クラミドモナスのクロロプラストに存在するピレノイドは電子顕微鏡などで見いだされる構造体である。生体膜に包まれていないため、その活性を保ったままで単離することは容易ではない。そこで、主成分であるリブロース1、5-二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(Rubisco)の単離を行なった。これまでの報告では、FPLCのモノQカラムを用いるのが多かったが、単離を迅速に行なうため、HPLCを用いる系を開発した。カラムの樹脂を検討したところ、DEAE-5PWやPhenyl-5PWはRubiscoを不可逆的に吸着してしまった。しかし、DEAE-3SWで分離が可能となったが、2つのピーク(保持時間18分と22分)に分離することが明かとなった。その2つのピークの高さが細胞のサンプルによって異なることから、現在、培養条件による変化を検討している。また、グアニジン塩酸処理によりRubiscoを各ペプチドに解離すると、DEAE-3SWで小サブユニットと思われるピーク(約5分)も見いだされた。現在その確認を行っている。ピレノイドの周辺に存在するピレノイドスターチとストロマに局在するストロマスターチとを区別することはまだできない。そこで、まずamyloglucosidaseを用いて細胞のデンプン量を分解し測定した。その結果、現在用いている培養条件では、細胞は413mg/mlpcvのデンプンを持っていることが判明した。それより低いデンプン量の突然変異株を探索中である。

また、デンプン合成、特にbranching enzymeの遺伝子に関する研究も開始した。顕微鏡や電子顕微鏡の観察から、単細胞緑藻のChlorellaやChlamydomonasでは、生育時のCO_2濃度を5%(高CO_2条件)から通常の空気(低CO_2条件)に移すと、葉緑体内の一区画であるピレノイドをその周りのピレノイドスターチが増大することが知られている。このピレノイドが発達する時ピレノイドのRubiscoタンパク質量も増加していることを初年度示した。そこで、C.reinhardtiiを用いて、核にコードされたタンパク質の合成阻害剤であるシクロヘキシミドを与えたところ、低CO_2条件下でのピレノイドの発達が抑えられた。一方、葉緑体におけるタンパク質合成阻害剤であるクロラムフェニコールはピレノイドの発達を阻害せず、ピレノイドスターチの発達が抑えられた。C.reinhardtiiのRubiscoは大小2つのサブユニットからなるが、大サブユニットの遺伝子は葉緑体に1つ、小サブユニットの遺伝子は核DNAに2つ(rbcS1とrbcS2)存在する。rbcS1とrbcS2に特異的なプローブを用いて、高CO_2条件から低CO_2条件に移行した細胞における両遺伝子の転写産物量を比較した。高CO_2条件下ではrbcS1の転写量はrbcS2の転写量に比べて少なく、ピレノイドの発達する条件に移した時、rbcS2の転写量はそれまでと変わらず、rbcS1の転写はむしろ抑制された。このことから、ピレノイドを構成するRubiscoはrbcS2由来の小サブユニットを持つものが多いのではないかと考えられる。また、ピレノイドの異常な株の探索を続け、ピレノイドが細胞内に2個存在する変異株が得られた。緑藻クロレラではピレノイドとその周囲のデンプン鞘(ピレノイドデンプン)が、低いCO_2濃度条件で発達する。クラミドモナスでもピレノイドデンプンの発達が知られていた。しかし、これまでピレノイドの発達は電子および光学顕微鏡観察によるもので、その生化学的な解析はほとんど行なわれていない。そこで、まず、光学顕微鏡を用いて、ピレノイド自体の大きさを測定したところ、5%CO_2濃度で生育した細胞(高CO_2細胞)のピレノイドの直径は1.11μmで、通常の空気で生育した細胞(低CO_2細胞)のそれは1.69μmであった。この値は、ピレノイドを球形と仮定すると、低CO_2細胞のピレノイドは、高CO_2細胞の約3倍に増加していたことになる。そこで、この増加が、中身が変わらず単に大きさだけが増大しただけなのか、それとも何らかの物質が入ってきて大きくなったのかを調べるため、これまで進めてきたピレノイドの単離技術をさらに改良した。単離ピレノイドを顕微鏡で数え、ピレノイド1個あたりのタンパク質量を求めたところ、高低両CO_2細胞のピレノイドはそれぞれ5、12μgであった。この結果から、低CO_2細胞におけるピレノイドの増大はタンパク質がピレノイドに入ることによることが明かとなった。高低両CO_2細胞ともピレノイドの主成分はRubiscoであった。クラミドモナスにはRubisco小サブユニットの遺伝子は2つ存在する。低CO_2条件に移した時、rbcS2の発現は高CO_2条件と変わらなかったが、rbcS2の発現はむしろ抑えられた。また、クロラムフェニコールを処理した場合にも低CO_2条件下でピレノイドの発達が見られた。