hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
費用対効果の高い保健医療管理情報システム改善策：ネパールにおける超学際研究の試み

本研究は、最貧国における医療保健・公衆衛生・環境政策のEBPMに資するミクロデータ整備の改善方策をEBPMの手法で同定することに挑戦する。具体的には、ネパール政府が全国の保健・医療施設から定期的にデータ収集を行うために導入したHMIS(Health Management Information System)について、いかに効率的に正確かつ完全なデータを収集できるように運営するかを明らかにする。
HLA-Fによる新規腫瘍病理診断法の開発

HLAクラスI分子の一つであるHLA-Fを、悪性度の高い腫瘍のマーカーとして利用する新規腫瘍病理診断法の開発をめざして本研究を行った。病理診断において広く使用されるホルマリン標本でHLA-Fの発現解析を行うため、解析方法を最適化した。大腸癌のホルマリン標本で検証したところ、HLA-Fは悪性度の高い低分化癌に100%発現し、このうち75%に高発現、中高分化癌でも約26%にHLA-Fが高発現していた。また悪性度の異なる大腸癌細胞株を用いたmRNA解析においても、低分化癌細胞株において、HLA-FのmRNAが高くなる傾向が得られた。今後、症例数をふやし本法の有用性についてさらに検証する。HLA-Fは、非古典的HLAクラスI遺伝子に分類されるHLA遺伝子で、通常のHLA遺伝子とは異なり、非常に多型性に乏しい。またタンパクとしての発現は細胞質のみで、細胞表面には発現しないと考えられていたが、我々は細胞質および細胞表面に発現するHLA-Fに特異的に反応するモノクローナル抗体の作製に成功し、HLA-Fが、妊娠後期胎盤トロホブラスト、活性化免疫担当細胞の細胞表面に発現することを示してきた。さらに、HLA-Fが通常のHLAクラスI分子とは異なり、多様な発現様式で発現すること、クロスプレゼンテーションに関与すること、Killer Immunoglobulin-like Receptor (KIR)のリガンドとなりうることが明らかになり、何らかの免疫調節作用を持つのではないかと期待されている。そのため、免疫調節機構の破綻による腫瘍増悪化とこのような腫瘍細胞上のHLA-Fの発現との関連が注目され、腫瘍悪性度、予後との関連が調べられている。我々もすでに、共同研究者であるDan Geraghtyらが作製した抗HLA-F抗体を用いて、新鮮凍結標本を解析しており、その中で、HLA-Fが甲状腺未分化癌、腎細胞癌、胃癌等の特に低分化癌に強く発現し、高分化癌では、その発現が弱いことを見出している。このことから我々は、HLA-Fが低分化癌のマーカーになるのではないかと考えており、本研究では、より多くの腫瘍標本における解析を可能にするため、ホルマリン標本を用いたHLA-F発現解析方法を確立し、これらにおけるHLA-Fの発現解析を行い、HLA-Fの腫瘍マーカーとして有用性、さらにはHLA-Fと腫瘍増悪化、予後低下との関連について明らかにする。今年度は、6種の抗HLA-F抗体のホルマリン標本染色法の確立および胃癌、大腸癌などの腺癌を中心に解析を始めること、in vitro解析のためのHLA-F陽性細胞株の検索を目標として本研究を進めてきた。我々はこれまでに6種の抗HLA-F抗体を作製しているが、このうち、新鮮凍結標本において使用可能であったのは1種のみであり、この抗HLA-F抗体のホルマリン標本における解析条件を確立し、先に新鮮凍結標本で得られた結果のホルマリン標本での検証を試みた。染色条件の確立については、後期胎盤のホルマリン標本を陽性コントロールに使用し、後期胎盤の絨毛外トロホブラストに強くHLA-Fを検出できる染色条件の確立に成功した。この染色条件を用いて、胃癌、大腸癌のホルマリン標本各10例について、HLA-Fの発現解析を行ったところ、低分化であるほどHLA-Fの発現が強い傾向は見られたが、粘液等にも強く反応が見られたことと、正常細胞において新鮮凍結標本とは異なる発現が見られたことから、現在は染色条件の再検討、および細胞株を使用して、HLA-Fの細胞における局在部位の検討を進めている。HLA-F陽性細胞株については低分化・中分化・高分化・正常の大腸癌株について発現解析を行っているが現段階においてはHLA-F陽性細胞株を見いだせていない。今後、細胞株を増やし検討を継続していく予定である。現段階ではホルマリン標本においても低分化癌であるほどHLA-Fの発現強度が強い傾向は得られたが、染色条件の再検討を行う必要があること、またHLA-F陽性細胞株の検索も継続する必要があることなどから、現在までの達成度は「やや遅れている」と判断した。HLA-Fは、非古典的HLAクラスI遺伝子に分類されるHLA遺伝子で、多型性に乏しく、胎盤トロホブラスト、B細胞、活性化リンパ球の細胞表面に発現することが報告されている。また、これまでの研究からHLA-Fが多様な発現様式を持つことが明らかになっている。我々は新鮮凍結標本を使用したこれまでの研究で、HLA-Fが悪性度の高い腫瘍により強く発現することを見出している。本研究では、より多くの腫瘍標本における解析を可能にするため、ホルマリン標本を用いたHLA-F発現解析方法を確立し、HLA-Fの発現解析を行うことで、HLA-Fの腫瘍マーカーとして有用性、さらにはHLA-Fと腫瘍増悪化、予後低下との関連について明らかにすることを目的としている。今年度は、昨年度から引き続き、HLA-Fの発現様式の違いを識別できる6種の抗HLA-Fモノクローナル抗体を用いて、ホルマリン標本における染色条件の検討を行った。その結果、6種のうち、5種の抗HLA-Fモノクローナル抗体がホルマリン標本で使用可能であることを確認できたが、より高感度に検出可能な条件を確立めざし、詳細な条件検討を行っている。また低分化・中分化・高分化の大腸癌および正常大腸の細胞株を使用して、HLA-Fの発現解析を行い、細胞質にHLA-Fが発現することを確認した。

しかし、ウエスタンブロッティング、FACS、qPCRにおける解析結果が一致しておらず、現在、これらの結果の検証中である。今後は、6種全ての抗HLA-Fモノクローナル抗体の染色条件を確立し、組織標本を用いてHLA-Fの発現様式の違いと腫瘍悪性度との関連、細胞株を用いて、HLA-Fの局在と腫瘍悪性度との関連を明らかにし、これまで得られた結果を検証すると共に、HLA-Fの腫瘍マーカーとしての有用性等について明らかにすることを目指す。今年度も昨年度同様、6種の抗HLA-F抗体のホルマリン標本染色法の確立および大腸癌などの腺癌を中心に解析を始めること、in vitro解析のためのHLA-F陽性細胞株の検索を目標として本研究を進めてきた。その結果、6種のうち5種の抗HLA-Fモノクローナル抗体がホルマリン標本に使用可能であることを確認できた。しかし、さらに検出方法の精度向上をめざし、条件検討を重ねる予定である。また、HLA-F陽性細胞株の検索については、現在7種の低分化・中分化・高分化の大腸癌細胞株を用いて検討しているが、いずれもフローサイトメトリーでは細胞葉面にHLA-F陰性であり、細胞質にはHLA-Fを確認できた。一方、免疫染色を行ったところ、細胞表面付近にもHLA-Fの発現が見られるものもあり、現在、HLA-Fの細胞内局在については、詳細に解析中である。研究計画2年目の到達目標であったホルマリン標本の染色法の確立と、HLA-F陽性の腫瘍細胞株の検索が達成できていないため、現在までの達成度は「やや遅れている」と判断した。HLA-Fは、非古典的HLAクラスI遺伝子に分類されるHLA遺伝子で、多型性に乏しく、胎盤トロホブラスト、B細胞、活性化リンパ球の細胞表面に発現することが報告されている。また、これまでの研究からHLA-Fが多様な発現様式を持つことが明らかになっている。我々は新鮮凍結標本を使用したこれまでの研究で、HLA-Fが悪性度の高い腫瘍により強く発現することを見出している。より多くの標本を用いて、HLA-Fの腫瘍マーカーとしての有用性を検討するため、ホルマリン標本におけるHLA-F染色法を開発し、HLA-Fと腫瘍増悪化、予後低下との関連について明らかにするとともに、HLA-Fを用いた新規腫瘍病理診断法の開発のため、本研究を行った。昨年度までの結果から、我々が所有する6種の抗HLA-Fモノクローナル抗体のうち、5種の抗HLA-Fモノクローナル抗体がホルマリン標本で使用可能であることを確認できた。今年度は、ホルマリン標本に使用可能な5種の抗体の腫瘍反応性を詳細に検討し、低分化癌に強く反応する抗HLA-Fモノクローナル抗体を1種決定した。これを使用して、大腸癌の標本数を増やし検討した結果、低分化・中分化・高分化の大腸癌のいずれにもHLA-Fは発現しているが、低分化癌により強い発現を確認できた。しかし、低分化癌の症例数が12例と少なく、HLA-Fを利用した新規腫瘍病理診断法を実用化するには、今後さらに標本数を増やして検証する必要があると考える。HLA-Fの発現と、臨床データ(腫瘍増悪化、予後)との関連については、現在継続して解析中である。HLAクラスI分子の一つであるHLA-Fを、悪性度の高い腫瘍のマーカーとして利用する新規腫瘍病理診断法の開発をめざして本研究を行った。病理診断において広く使用されるホルマリン標本でHLA-Fの発現解析を行うため、解析方法を最適化した。
集積反応場の機能設計

生体系に見られる各種の集積場のモデル研究に焦点をあて、機能設計原理の確立およびその展開を目的とする研究を遂行し、目的を達成した。まずデオキシコール酸およびその誘導体をホスト分子とし、ブタジエン誘導体をゲスト分子とする包接重合の研究をさらに一歩押し進め、ホスト集合体の形成する反応場空間の差異が、特異的構造をもつ生成高分子に与える影響を反応速度、生長ラジカル寿命、立体規則性の差異などの比較によって検討し、集積反応場の役割を浮きぼりにし得た。またキラルなリン酸二分子膜の特異な分子配向構造を利用して、各種の発色団スペクトル機能の制御をメチレンブルーやシアニン色素に対して行い重要な知見を得た。さらにカタラーゼのもつ触媒活性と過酸化活性のうち、後者を特異的に発現させる系を開発するとともに、この新しい集積酸化反応場の確立のために光橋かけ型樹脂の内部に本共役系を固定化して安定に保持させることに成功した。また独自に分子設計された両親媒性のポリエーテルポルフィリンをベースに生成した水溶性の鉄ポルフィリン錯体の、水中での諸特性を検討し、水溶性の側鎖と、ポルフィリン環同志の疎水性相互作用との関連を明らかにした。これらに関連して、酵素の触媒効率を、活性中心の不整構造との関連から解析することを目的に、光学活性アミン類の共存下での、逆性基質の挙動をも研究した。さらに鋳型分子の存在下で、ガラス表面に共有結合させた分子認識能をもつオクタデシルシリル単分子膜を用いて、その結合部位を修飾した表面がリポソームを特異的に吸着することを見出して、その吸脱着過程をくわしく検討した。以上の人工細膜、人工二分子膜、酵素および包接化合物など集積反応場のモデル研究から、機能設計原理の確立およびその展開を目的とした期待どおりの成果が得られ、本特定研究を完結することができた。
病原酵母クリプトコックスの低酸素ストレス応答の分子細胞シグナリング解析

病原真菌Cryptococcus neoformans(クリプトコックス)は我が国に常在する真菌の中で最も病原性が強く、易感染患者、特にエイズ患者の直接死因としても極めて重要な真菌である。本菌は生育に酸素が必須な偏性好気性酵母であるが、自然環境からヒトに感染時、肺に感染して血流に乗り血液脳関門を通過後、脳内に至って髄膜炎等を起こすと考えられており、高酸素環境(自然環境、肺)から低酸素環境(血流、脳内)への劇的な酸素濃度変化などに打ち勝って初めて増殖し病原性を示す。我々は、本菌の細胞周期制御機構を研究中に、本菌のユニークな低酸素ストレスへの応答現象を見出し、本菌の低酸素ストレス応答機構と細胞周期制御機構とは深く関連していることを明らかにして来た。しかるに、平成30年度には、本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構との全体像をつかむため、本菌の低酸素応答関連遺伝子や細胞周期制御関連遺伝子などの解析を進めた。我々がCryptococcus neoformansより分子クローニングしたWee1kinase、Cdc25/Mih1などの細胞周期制御関連遺伝子の解析を進め、また、一酸化窒素(NO)の産生の可能性の検討を進めるなどした。一方、病原真菌クリプトコックスは、ヒトに感染時、肺に感染して血流に乗り、血液脳関門(BBB: Blood Brain Barrier)を通過後、脳内に至って致命率の高い髄膜炎などを引き起こすが、BBBを越えて行くメカニズムに関する研究について、我々のこれまでの研究成果とも関連させて、32編の引用論文を挙げて考察し、総説論文を執筆して発表した。病原酵母Cryptococcus neoformans(クリプトコックス)は我が国に常在する真菌の中で最も病原性が強く、易感染患者、特にエイズ患者の直接死因としても極めて重要な真菌であり、更なるその基礎研究が強く望まれている。我々は、本菌の細胞周期制御機構を研究中に、本菌のユニークな低酸素ストレスへの応答現象を見出し、それが本研究の出発点になっており、本菌の低酸素ストレス応答機構と細胞周期制御機構とは深く関連している。しかるに、本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構を含めた全体像を探るため、細胞周期制御機構解析に関連して、細胞増殖に関連する新規遺伝子Oat1(オロト酸トランスポーターと想定される)を本菌より新たに同定、解析し、また、本菌の低酸素ストレス応答関連遺伝子や細胞周期制御関連遺伝子として、他の新たな遺伝子についても同定、解析を進めており、いくつかの候補遺伝子をすでに得て、更なる解析、考察を進めている。しかるに、本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構を含めた全体像をつかむため、細胞周期制御機構解析に関連して、細胞増殖関連新規遺伝子を本菌より新たに同定、解析した。しかるに、平成29年度には、本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構との全体像をつかむため、本菌の低酸素応答関連遺伝子や細胞周期制御関連遺伝子として、新たな遺伝子についても同定して解析を進めた。一方、病原真菌クリプトコックスのの低酸素応答の分子細胞シグナリングについて、我々のこれまでの研究成果を中心にして、新たな知見も加えて14編の引用論文を挙げて考察し、総説論文を執筆して発表し、また、クリプトコックスのカイコ感染モデルについても、我々の研究成果も含めて考察し、44編の引用論文を挙げて総説論文を執筆して発表した。更に、病原真菌Aspergillu fumigatusにおいては、菌が感染する際、肺組織への侵入部位では酸素濃度が低下することが知られており、クリプトコックスの場合と同様、菌は低酸素環境に適応できない場合、感染を進行させることができないが、我々が見出した新規転写因子AtrRが、低酸素下での生育に深く関わることを見出して報告した。

私たちは、クリプトコックスの細胞周期制御機構を研究中に、本菌のユニークな低酸素環境ストレスへの応答現象を見出し、それが本研究の出発点になっており、本菌の細胞周期制御機構と低酸素環境ストレス応答機構とは深く関連している。本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構を含めた全体像をつかむため、本菌の細胞周期制御機構や低酸素環境ストレス応答機構に関連すると想定される複数の新たな遺伝子を同定して解析を進めている。また、本菌の低酸素応答の理解に向けて考察を進めて報告し、更には、本菌のカイコ感染モデルについても考察を進めて報告した。病原真菌Cryptococcus neoformans(クリプトコックス)は我が国に常在する真菌の中で最も病原性が強く、易感染患者、特にエイズ患者の直接死因としても極めて重要な真菌である。本菌は生育に酸素が必須な偏性好気性酵母であるが、自然環境からヒトに感染時、肺に感染して血流に乗り血液脳関門を通過後、脳内に至って髄膜炎等を起こすと考えられており、高酸素環境(自然環境、肺)から低酸素環境(血流、脳内)への劇的な酸素濃度変化などに打ち勝って初めて増殖し病原性を示す。我々は、本菌の細胞周期制御機構を研究中に、本菌のユニークな低酸素ストレスへの応答現象を見出し、本菌の低酸素ストレス応答機構と細胞周期制御機構とは深く関連していることを明らかにして来た。しかるに、平成30年度には、本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構との全体像をつかむため、本菌の低酸素応答関連遺伝子や細胞周期制御関連遺伝子などの解析を進めた。我々がCryptococcus neoformansより分子クローニングしたWee1kinase、Cdc25/Mih1などの細胞周期制御関連遺伝子の解析を進め、また、一酸化窒素(NO)の産生の可能性の検討を進めるなどした。一方、病原真菌クリプトコックスは、ヒトに感染時、肺に感染して血流に乗り、血液脳関門(BBB: Blood Brain Barrier)を通過後、脳内に至って致命率の高い髄膜炎などを引き起こすが、BBBを越えて行くメカニズムに関する研究について、我々のこれまでの研究成果とも関連させて、32編の引用論文を挙げて考察し、総説論文を執筆して発表した。本菌の低酸素ストレス応答関連遺伝子や細胞周期制御関連遺として、新たに見いだしているいくつかの遺伝子について、更に詳細に解析を進めて行く予定である。今後の展望としては、本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構との全体像に迫れる知見が得られることが期待される。クリプトコックスの低酸素環境ストレス応答機構と細胞周期制御機構とは深く関連しており、それぞれに関連することが想定される新たな遺伝子の解析を更に詳細に進めて行く予定である。本菌の低酸素ストレス応答機構とそれに深く関連する細胞周期制御機構の全体像に迫れることが期待される。平成28年度には、研究全般を研究代表者のみで行ったので、当初に予定していた「人件費・謝金」(当初予定:500,000円)については使用せず(0円)、その結果などにより、未使用額(798,959円)を生じた。(理由)
抗TSH受容体抗体の生物活性と受容体の構造解析に関する研究

TSH受容体発現CHO細胞を用いた抗TSH受容体抗体活性を測定系を確立し、受容体抗体の作用機序を検討した。2)CHO細胞にTSH受容体分子(分子量108kDa、Ka=0.9×10^<10>/M)発現を認めた。3)自己免疫性甲状腺疾患患者(バセドウ病15例、特発性粘液水腫5例)血中受容体抗体のCHO-TSHRに対する結合活性(TRB)、TSH結合阻害活性(TBI)、cAMP産生刺激活性(TACS)及び抑制活性(TACI)を測定した。4)バセドウ病、特発性粘液水腫15例全例にTRBを認め、バセドウ病14例にTBI、15例にTACS、特発性粘液水腫5例にTACIを認めた。5)バセドウ病のTACSはTRB(r=0.86)及びTBI(r=0.72)と各々正の相関を示した。また特発性粘液水腫のTACIはTRB(r=0.93)及びTBI(r=0.89)と各々正の相関を示した。6)N型糖鎖及びS-S結合変異受容体に対するTSH及び抗TSH受容体抗体のTRB、TBI及びTACSを測定した。7)抑制型抗体は糖鎖変異受容体(Asn^<99>)との結合活性が低下し、刺激型抗体は糖鎖変異受容体(Asn^<113>)との結合能が低下した。TSH及び刺激型抗体のS-S結合変異受容体への刺激作用が低下した。
ロボット統合型マイクロ流体チップによる卵子機械的特徴量の長期タイムラプス計測

未受精卵は,培養時間とともに透明体の機械的特徴量が変化していると考えられるが,従来の卵子評価においての評価指標は顕微鏡明視野画像に基づいた形状パラメータによるものが多く,卵子の機械的特徴量の推移の評価はいまだ改善の余地が大きい.本研究では,時間とともに変化する卵子の硬さ計測のために,手動膜型ポンプを有するピペット型のマイクロ流体チップ内に,磁気駆動型のオンチッププローブと力センサを統合した,ロボット統合型マイクロ流体チップを用いてマウス卵子の機械的特徴量のタイムラプス計測を行った.本研究では,長期培養中の卵子の機械的特徴量と発生率の関連性を調査することを目指し,経時的に機械的特徴量を計測することを目的とする.(1)卵子を長期間培養しながら機械的特徴量を計測するためのピペット型ロボチップを作製することに成功した.ピペット型ロボチップに用いる材料には,高精度な機械的特徴量計測を達成するための被加工材としての高い加工分解能に加え,長期タイムラプス計測を達成するための長期安定性が求められる.そこで本研究では卵子計測のためのロボット構造体及びマイクロ流路をシリコンのDeep RIEにより作製し,それらをガラスを用いてパッケージングすることでチップの作製を行った.この作製工程において,ガラス基板上に接合したシリコン基板のDeep RIEによる貫通加工時にシリコン基板のオーバーエッチングが問題となるが,犠牲パターン配置によるマイクロローディング効果の低減と,エッチストップレイヤーの成膜とパルスプラズマを用いたDeep RIEによるチャージアップの低減を行うことで,この問題を解決した.(2)ピペット型ロボチップを用いた,卵子のチップ内への吸引に成功した.チップにはチップ内で駆動するロボットによる機械的特徴量計測機能に加え,ポリジメチルシロキサン製のメンブレン型ポンプを統合した.メンブレン型ポンプを指で押すことによりピペッティングを行うことができる.ピペッティングによる卵子の吸引実験を行い,10回の実験において10個/10個の吸引に成功した.(3)ピペット型ロボチップを用いた,卵子の機械的特徴量計測に成功した.卵子の機械的特徴量計測は,磁気駆動型プローブにより力センサに卵子を押し込み,その時の反力と変形量を計測することにより行った.平行平板による球殻の圧縮モデルを適用することで,卵子の透明帯のモデル化を行い,その機械的特徴量の算出した.(1)ピペット型ロボチップの設計・作製単一卵子を長期培養しながら粘弾性特性,形状特性,色情報等の機械的特徴量をタイムラプス計測するために,ピペット型ロボチップを設計・製作を行った.手動膜型ポンプを用いることで,卵子を吸引口からピペッティングによりマイクロ流路内を計測部まで搬送に成功した.チップの計測部において,磁気駆動型プローブと力センサを用いることで,卵子を変形させた際の,卵子の反力計測を行った.チップ作製においては,チップ材料の長期安定性を確保するために,ガラスを用いてシリコン構造体のロボットをチップ内にパッケージングするガラスーシリコン系のピペット型ロボチップを作製した.シリコンのドライエッチング時の,マイクロローディング効果および基板のチャージアップによる不均一なエッチングを防ぐために,シリコン基板の接合面にあらかじめエッチングのストップ層として,金属薄膜を成膜することで,高精度かつ均一なマイクロ構造体を作製した.(2)機械的特徴量および生物学的特徴量指標ピペット型ロボチップを用いて,細胞の機械的特徴量計測を行った.さらに,平行平板による球殻の圧縮モデルを適用することで,卵子の透明帯のモデル化を行い,その機械的特徴量の算出した.(3)特徴量計測システム統合とデータベース化磁気駆動型プローブを用いた卵子の機械的特徴量計測のために,顕微鏡に画像センサをおよび磁気駆動ユニットを統合し,長期タイムラプス計測システムの設計および基礎評価を行った.本研究では,卵子の活性評価に対する機械的な指標を得ることを目的とし,授精率に相関があると考えられる解凍後からの未授精卵の透明体のヤング率の推移を調査するための長期間タイムラプス計測を行った.モデル胚としてマウス卵子を対象として,従来のシャーレを用いた卵子培養に替わり,計測部を有するピペット型マイクロ流体チップを培養器として用いることで,機械的特徴量タイムラプス計測に成功した.(1)ピペット型マイクロ流体チップの設計・作製:ピペット型マイクロ流体チップの手動メンブレンポンプの設計および評価を行った.前年度までの成果および知見をもとに,マウス卵子計測のための力センサの再設計を行い,これらをピペット型マイクロ流体チップに統合した.(2)機械的特徴量および生物学的特徴量指標:変位縮小機構を有する力計測プローブの駆動特性評価を行い,マウス卵子の計測に必要となる,50マイクロメーター以上の力計測プローブの駆動に成功した.計測においては,卵子品質に関する文献調査を行い,従来の卵子の生物学的活性評価を考慮し,解凍後6時間までの1時間刻みのタイムラプス的な機械的特徴量計測を行い,経過時間と透明体のヤング率との関係の計測に成功した.(3)特徴量計測システム統合とデータベース化:初年度に研究開発した計測システム・ソフトを用いて,卵子透明体の特徴量計測を行った.計測においては,透明体を球殻としてモデル化した大変形解析を行い透明体のヤング率を計測した.複数個の卵子に対する解凍後の時間経過に伴うヤング率の推移のデータに取得に成功したが,そのデータベース化や,特徴量の自動抽出は今後の課題である.

未受精卵は,培養時間とともに透明体の機械的特徴量が変化していると考えられるが,従来の卵子評価においての評価指標は顕微鏡明視野画像に基づいた形状パラメータによるものが多く,卵子の機械的特徴量の推移の評価はいまだ改善の余地が大きい.本研究では,時間とともに変化する卵子の硬さ計測のために,手動膜型ポンプを有するピペット型のマイクロ流体チップ内に,磁気駆動型のオンチッププローブと力センサを統合した,ロボット統合型マイクロ流体チップを用いてマウス卵子の機械的特徴量のタイムラプス計測を行った.メンブレン型ポンプの特性評価を行い,卵子の搬送精度に対して吸引流量,膜型ポンプの膜厚設計など,定量的な評価を行う.これらのデータと前年度までの成果および知見をもとに,ピペット型ロボチップの再設計・作製を行う.ピペット型ロボチップの評価では,磁気駆動型プローブの繰り返し位置決め精度,力センサのキャリブレーションを行う.また長期培養中の卵子の機械的特徴量と発生率の関連性を調査することを目的とし,チップ材料の長期安定性を評価することで,経時的に機械的特徴量を計測するための長期タイムラプス計測システムの構築および評価を行う.受精卵が胚盤胞になるまでの約7日間の長期個別培養・個別計測を行う.計測は,顕微鏡に取り付けた画像センサを用いることで,卵子の形状特性だけでなく卵子の変形時の時間的な反力の変化から,粘性および弾性特性を計測する.計測速度は対象物の変形速度を考慮してチップ設置後10秒/回を目標とする.さらに,モデルを単純なバネダンパ系と仮定した場合,計測精度は等価ヤング率で10 Pa,等価粘性係数で10 Pa・sとし,FEMによる解析によりモデル化精度の妥当性を評価する.計測した機械的特徴量と,生物学的特徴量のデータを比較することで,培養時におけるどの時期のどのパラメータが重要なのかという高活性卵子の指標化を試みる.以上のように,粘弾性特性,形状特性,色情報等の機械的特徴量と,発生率・受胎率の総合的なデータベースを構築することを目標とする.マイクロ・ナノメカトロニクス
高次構造変化を利用した高分子液体のエレクトロレオロジー制御

1.芳香環を有するイソシアナ-トとポリエーテルとの付加により、分子内にハード及びソフトセグメントを持つポリエーテルウレタンを合成した。GPCおよびNMR法などを用いたキャラクタリゼーションの結果から反応条件を検討し、設計した分子を高収率で得る条件を決定した。2.合成した試料について、03kV/mmの電圧を印加して粘度測定および動的粘弾性測定を行った。各電場強度での粘度のせん断速度依存性を調べた結果、分子構造に依存した様々なER効果を観測した。例えば、ナフタレンジイソシアナ-トとポリプロピレングリコールから合成した試料では、両末端にナフタレン環を持つハード-ソフト-ハード型では電場下で粘度が増加する正のER効果、中央にナフタレン環をもち両端にポリエーテル鎖を持つソフト-ハード-ソフト型では電場下で粘度が減少する負のER効果を示すことが明らかになった。また、これらのER効果は低せん断速度領域で顕著に現れることが分かった。動的粘弾性測定では低角速度領域で電場による弾性率の変化が見られた。3.電場による高次構造変化に関する詳細な解析を行うために、法線応力測定を行った。正のER効果を発現するウレタン流体では、電場によって法線応力が高せん断速度で増加したことから電場下でネットワークを形成していることが示唆された。また、NMR緩和測定で分子間相互作用の情報を得るための基礎的条件を検討した。4.ウレタン系と並行して、解離基を持つビニル系モノマーなど、種々の新規モノマーの合成と重合を行った。本年度の研究では、得られた高分子のER効果の測定には至らなかったが、新規ER流体の合成法に関して有用な知見を得た。15EA05:以上に示したように、新規試料の調製、電場下でのレオロジー挙動の詳細な解析、誘起構造の推定、測定法の改良など、ER効果を用いたレオロジー制御のための基礎として有用な成果が得られた。
水稲群落の低水温ストレスに対する生育・収量反応の解明とそのモデル化

本研究は,低水温ストレスが水稲の生育,収量に及ぼす影響を,シミュレーションモデルによって体系的かつ定量的に解明することを目的とする。モデル化に必要な基礎情報を収集するために,冷水掛け流し圃場試験を行い,乾物や子実生産およびそれらに関連する生理形質の水温反応を調査した。得られたデータを基に,水温,気温,日射量などから水稲の生育・収量を定量的かつ動的に説明するモデルを開発した。開発した生育モデルは,発育ステージ,主稈出葉数,分げつ数,葉面積の展開,受光,受光量から乾物への変換,乾物の分配の要素から構成される。主稈葉数と分げつ数を異なる水温関数で表し,両者の積と葉面積の関係を基に葉面積の増加を推定した。また,稔実歩合は幼穂の温度条件に大きく依存するが,幼穂位置はその発育過程において節間伸長に伴い大きく変化し,生殖生長期の中期頃までには水中にあるのに対して,同期後半には水面上となる。稔実の温度関数にはこのような幼穂温度環境の影響を取り入れた。また,桑形ら(2001)が開発した熱収支に基づく水田水温モデルの推定精度を比布,岩見沢,札幌,大野の4地点で検証した。水温推定を結合させたモデルの北海道における広域適用性を検証するために,19901999年を対象に上記の4地点についてシミュレーションを行った。その結果,本モデルは,日射,気温などによって生じる収量の地域・年次間変動(19677gm^<-2>)をよく再現することがわかった(標準推定誤差=79gm^<-2>,実測と推定値の相関係数=0.832,n=33)。以上のことから,水温推定と生育・収量予測を結合した本モデルは,ステージごとに異なる生育の水温反応の定量的解析や今後予想される温暖化の影響評価などに広く活用できるものと考えられた。湛水条件で生育する水稲にとって,灌漑水温は極めて重要な環境要因である。水温の影響は,根,地上部基部,養分供給量などを通じて現れるため,圃場条件において個々の影響を定量的に評価することは困難である。そこで,まず低水温が根の機能に及ぼす影響を解明するために,水温調節可能な循環水耕栽培装置を製作し,根部のみを冷却したときの水稲の生育を,稲体の水分条件との関連から検討した。品種「きらら397」を1999年6月4日に播種し,7月4日にビニールハウス内の水耕栽培装置5台に移植した。処理は7月14日から21日間,1627°Cの5温度条件で行った。水耕ベッドの水深は12cmとし,水位は基部下5cmとした。根部冷却は地上部,根の生長を著しく抑制したが,その程度は地上部,特に葉面積で著しかった。その結果,根重/葉面積は,低水温によって有意に増加し,その程度は処理日数とともにより顕著になった。株当りの蒸散速度は,いずれの測定日においても低水温条件下で大きく抑制されたが,葉面積当たりの蒸散速度および地上部相対含水率は,8日目に顕著な抑制が認められたものの,温度依存度は日数の経過に伴い減少した。このように,低水温は処理期間を通じて生育を大きく抑制したが,水分状態への影響は処理前期で著しく,中・後期には緩和される傾向にあった。

すなわち,低水温に伴う水分吸収の制限は,葉面積を大きく抑制する一方で根重/葉面積比を増加させ,葉面積当たりの蒸散速度や相対含水率の低下を緩和するように作用したものと推察される。このことは,根部冷却条件下における葉面積展開の抑制が,水分吸収の抑制を大きく反映したのものであることを示唆している。今後,水分吸収との関連から低水温における葉の生長過程の定量化を試みる。本研究は,複数の生理過程を介して現れる水稲の低水温ストレスを,シミュレーションモデルによって体系的かつ定量的に解明することを目的とする.本年度は,水温が発育ステージおよび乾物生産に及ぼす影響を,過去3年間の冷水掛け流しによる水温処理試験の結果から解析した.供試品種は「きらら397」である.水温処理は3年とも栄養生長期に約20日間,生殖生長期に約30日間行った.処理水温は1624°Cであった.栄養生長期および生殖生長期の平均発育速度(発育日数の逆数)は,年次にかかわらず水温と直線的な関係を示したため,出穂までの発育指数(出芽を0,幼穂形成期を1,出穂期を2とする連続変数)の変化を水温の一次関数から簡便に推定することができた.水温は,主稈総葉数,幼穂長,稈長の増加速度にも大きく影響したが,その影響は主として発育速度の遅速に起因したものであった.したがって,主稈総葉数,幼穂長,稈長の推移を,発育指数〓非線形関数によって高い精度で推定することができた.異なる生育時期における冷水温処理が乾物生産に及ぼす影響を,葉面積,群落受光率,日射利用効率から解析したところ,水温は主として葉面積および群落受光率を通じて乾物生産に影響し,日射利用効率に対する水温の影響は小さいことが示唆された.また,穂孕み期頃までの相対葉面積増加速度は,出葉速度と密接な正の相関を示したことから,異なる水温条件における葉面積の増加速度を,発育指数と主稈葉数から定式化することができた.本研究は,複数の生理過程を介して現れる水稲の低水温ストレスを,シミュレーションモデルによって体系的かつ定量的に解明することを目的とする。本年度は,分げつ数,葉面積展開,受光,乾物生産および収量に及ぼす水温の影響をモデル化し,その妥当性を札幌(北海道大学),比布,岩見沢,大野(北海道立農業研究試験場)における試験結果を用いて検証した。対象品種はきらら397である。また,一般に水田水温のデータは限られているため,モデルを広域適用するためには水温の推定が必要となる。そこで,桑形・濱嵜(2000)が開発した熱収支に基づく水田水温モデルの推定精度を上記の4地点で検証した。モデルに必要な環境変数は,日射量,気温,風速,相対湿度である。開発した生育モデルは,発育ステージ,主稈出葉数,分げつ数,葉面積の展開,受光,受光量から乾物への変換,乾物の分配の要素から構成される。昨年度開発した主稈出葉数サブモデルと,水温の一次関数として表される分げつ増加サブモデルから葉面積の変化を定量化し,群落受光量の推定に用いた。乾物生産は,受光量と発育ステージの関数として示される日射利用効率の積によって推定した。乾物の子実への分配率は,稔実歩合と強い正の相関を示した。稔実歩合を内島(1976)の提案した冷却量を用いて評価することにより,水温が収穫指数に及ぼす影響を定量化した。このようにして得られたモデルは,種々の生育過程に及ぼす低水温の影響をよく反映し,異なる地域における10年間の収量の変動を高い精度で推定することがわかった。また,水温推定についても上記4地点で実測値と高い適合を示した。以上のことから,水温推定と生育・収量予測を結合した本モデルは,ステージごとに異なる生育の水温反応の定量的解析や今後予想される温暖化の影響評価などに広く活用できるものと考えられた。
日本と英国の児童生徒のものづくりの意識及び意欲に関する国際比較

【研究計画】本年度は英国の児童生徒のものづくり調査1分析と日英の生活・遊び・ものづくり調査2分析をした。管見の限り,ものづくりに関する意識を諸外国と日本の児童生徒を比較検討された研究はなく,本研究成果は,極めて意義があると言える。【方法】実施時期:調査1,調査2ともに,平成21年2月21年3月。調査研究1の調査方法及び調査対象:平成18年度と同一の質問紙を使い実施。調査1の英国は,小学校36年生,中学校全学年。調査2の日本の対象校は,都道府県より。総数約4300名。英国の対象校は800名。調査研究2の調査方法及び調査対象:日本・英国ともに小学校36年生,中学校全学年。質問紙は生活・遊び・ものづくりの意欲に関わる152項目。尺度構成は4件法。尚,日本については平成4月7月にかけ,事前に電話・メール等で連絡し,協力依頼を確認した。英国については,平成4月7月にかけ,事前にメール等で協力依頼を確認した。解析方法;日本と英国の意識差を,器用・不器用意識,経験量,学年の推移により比較検討した。結果:調査1では,「ものづくりに対する児童生徒の器用・不器用の意識」(土井1998日本産業技術教育学会第40巻1号pp.23-32),「ものづくりにおける児童生徒の器用不器用感の意識構造に関する研究」(土井2001平成10年平成12年度科学研究費補助金(基盤研究(C)(2)),「児童生徒のものづくり経験の意識が器用感,意欲,技術観に及ぼす影響」(土井2001技術教育研究NO.57pp.50-59)など前の調査結果よりも器用・不器用意識の低下が認められた。調査2では,児童生徒の生活・遊び・ものづくりの意欲を調査(「児童生徒の生活・遊び・ものづくりの意欲と実態」(2002)など前の調査結果より遊び・ものづくりの意識の低下が認められた。ものづくりの経験量は低下しており,学校教育のものづくりの授業時間数の増加,地域のものづくりの教育のあり方を再考する必要があると指摘した。英国と日本の比較では,英国の器用・不器用意識や自律的意識が高く,日本の教育では自尊感情を高める方法の再考とものづくりの経験を高める必要があると言える。ものづくりに対する器用意識や意欲の低下が問題とされて久しい。また、義務教育課程における学校教育の技術教育は中学校しか保障されていない現実があり、これらの課題を解決しているとは言い難い現状である。初等教育からの技術教育は、英国など先進諸国の義務教育課程では、Design and Technologyが必修教科として実施されている。しかし、これまで、社会的に技術教育が保障ている国nの児童生徒のものづくり意識を比較検討した先行研究はなく、技術教育の実施による学習の成果に関する実証的な検証は何一つない。このようなことから、本研究の目的は、日本と英国の児童生徒のものづくりの意識を比較検討することにある。方法は、質問紙法でおこなった。質問紙の構成は、8カテゴリ、42項目よりなる。調査期間は、2006年2007年に実施した。調査対象は小学3年生中学3年生の児童生徒に限定した。日本の児童生徒は、14000人であり、英国の児童生徒は、3000人であった。2006年9月10月、英国の小学校(校)と中学校(校)を訪問しEastcotePrimarySchoolの学校長をはじめ13校の校長に、質問紙調査の協力依頼をした。最終的に、小学校8校、中学校7校の協力が得られた。英国の調査は、2007年2月3月に行った。回収は、3月に終了し、現在、英国のデータは入力中である。一方、回収を終えた日本の児童生徒のものづくりに対する意識は、6年前に同一の質問紙で調査したものと比較検討した。その結果、2006年は1999年に実施したものより、全般的に低くなっていること、特に、小学5年以降から、ものづくりの意欲は明らかに低くなっていることが分かった。また、器用不器用を比較すると、不器用感が高まっていることが分かった。器用・不器用の要因分析を行った結果、器用感は、技能と知識に裏付けられた関係性が示唆された、しかし、不器用感を抱くにはその関係性は認められなかった。以上の知見を得た。本研究の目的は,日本と英国の児童生徒のものづくりの意識,及び遊び・生活を国際比較し,学齢期におけるものづくりの意識の実態を明らかにすることにある。調査方法は,両国の児童生徒(小学校3年生中学校3年生)を対象に,(1)「ものづくりにおける児童生徒の器用不器用感」,(2)「児童生徒の生活・遊び・ものづくりの意欲と実態」に関する質問紙調査である。本年度の研究成果は,次の通りである。質問紙を回収した対象児童生徒数は,日本12581人,英国1957人であった。両国の児童生徒のものづくりの意識をみると,小3中3の英国の児童生徒は,全学年で器用意識は明確に高く,また計画した通りに進められる自信,構想した通りにできる等の遂行意識,速くできる,色をはみ出さず塗れる等の技能意識,家庭に道具や材料がある家庭環境整備の意識,幼いころからのものづくりの経験意識等が,日本の児童生徒より明らかに高かった。さらに,親や友達からの他者評価,仕上がりはきれいなどの自己評価,働く人への関心も高かった。

一方,英国の児童生徒は他者依存的意識が高く,ものを上手くできるという自尊感情が高いことが分かった。以上のように,日本の児童生徒は,ものづくりの経験量や家庭環境整備の低さなど日常的生活経験の機会の希薄さを背景に,強い自律的意識を促される反面,他者からの評価が少なく,自尊感情意識が高まらず,器用意識や技能意識の低下,働く人への関心の低下も招いていると推察した。本結果は,日本と英国の児童生徒のものづくり意識を国際比較した最も新しい実態的知見といえ,ものづくり立国をめざそうとする日本のものづくり・技術教育のあり方に,極めて重要な示唆を与えると考える。【研究計画】本年度は英国の児童生徒のものづくり調査1分析と日英の生活・遊び・ものづくり調査2分析をした。管見の限り,ものづくりに関する意識を諸外国と日本の児童生徒を比較検討された研究はなく,本研究成果は,極めて意義があると言える。【方法】実施時期:調査1,調査2ともに,平成21年2月21年3月。調査研究1の調査方法及び調査対象:平成18年度と同一の質問紙を使い実施。調査1の英国は,小学校36年生,中学校全学年。調査2の日本の対象校は,都道府県より。総数約4300名。英国の対象校は800名。調査研究2の調査方法及び調査対象:日本・英国ともに小学校36年生,中学校全学年。質問紙は生活・遊び・ものづくりの意欲に関わる152項目。尺度構成は4件法。尚,日本については平成4月7月にかけ,事前に電話・メール等で連絡し,協力依頼を確認した。英国については,平成4月7月にかけ,事前にメール等で協力依頼を確認した。解析方法;日本と英国の意識差を,器用・不器用意識,経験量,学年の推移により比較検討した。結果:調査1では,「ものづくりに対する児童生徒の器用・不器用の意識」(土井1998日本産業技術教育学会第40巻1号pp.23-32),「ものづくりにおける児童生徒の器用不器用感の意識構造に関する研究」(土井2001平成10年平成12年度科学研究費補助金(基盤研究(C)(2)),「児童生徒のものづくり経験の意識が器用感,意欲,技術観に及ぼす影響」(土井2001技術教育研究NO.57pp.50-59)など前の調査結果よりも器用・不器用意識の低下が認められた。調査2では,児童生徒の生活・遊び・ものづくりの意欲を調査(「児童生徒の生活・遊び・ものづくりの意欲と実態」(2002)など前の調査結果より遊び・ものづくりの意識の低下が認められた。ものづくりの経験量は低下しており,学校教育のものづくりの授業時間数の増加,地域のものづくりの教育のあり方を再考する必要があると指摘した。英国と日本の比較では,英国の器用・不器用意識や自律的意識が高く,日本の教育では自尊感情を高める方法の再考とものづくりの経験を高める必要があると言える。
立体規則性および光学活性新規含珪素高分子の設計と合成

従来、主としてオイルやゴム、セラミックス前駆体などの工業材料として用いられてきた含珪素高分子が、近年、液晶材料や光・電子機能性材料としても注目を集めつつある。本研究は、含珪素高分子の立体化学を制御する精密な合成法を開発し、ポリマーの発揮する機能や性能を高度に制御することを目的として行われた。具体的には、研究代表者が開発した珪素-ナフチル基間の臭素による立体選択的切断反応、ヒドロシラン類と水、シラノールなどとの脱水素カップリング反応などを応用して、珪素-酸素結合を有する光学活性ポリシロキサンおよびシンジオタクチックポリ(メチルフェニルシロキサン)の合成に成功した。また、汎用の光学活性カラムを用いることによって光学的に純粋な含珪素モノマーを単離する手法を開発し、その重付加反応および開環重合によって光学活性ポリカルボシランを合成した。また、新しい光学活性求核試薬として研究代表者が開発した光学活性シリルリチウムを用いて、光学活性オリゴシランを合成した。単結晶X線構造解析と円二色性スペクトルとの相関を解明し、X線による構造解析が不可能なポリシラン系化合物の立体化学をも決定できることを明らかにした。光学活性珪素化合物の立体特異的官能基変換反応の開発を目的として、まず、珪素-ナフチル基間の臭素による切断反応について検討したところ、電子供与性置換基であるメトキン基をナフチル基の4-位に導入した場合に、切断反応が促進され、生成物のラセミ化が大幅に抑制できることがわかった。この結果を利用して、メトキシ基を導入したナフチル基を有する光学活性ジシロキサンのナフチル基の切断反応を行い、その加水分解反応により水酸基を有する光学活性ジシロキサンを合成し(Org.Lett.,1,549(1999))、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシランとの重縮合により、光学活性ポリ(シロキサン)の合成に初めて成功した(Macromolecules,in press(2000))。さらに同様の手法により得たジヒドロジシロキサンと、上で用いた光学活性ジヒドロキシジシロキサンのRh触媒による脱水素縮合反応から、シンジオタクチックポリ(シロキサン)を得ることにも成功している(Macromolecules,in preparation)。最近、光学活性シリルリチウムの合成にも成功し、さらにその立体配置がTHF、-78°Cで、1時間以上安定に維持できることも見いだしている(J.Organomet.Chem.,submitted)。昨年度合成法を開発した光学活性ジシロキサン、(S,S)-1,3-ジメチル-1,3-ジフェニル-ジシロキサン-1,3-ジオールを用いて、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルアミンとの重縮合を行い、光学活性ポリシロキサンをはじめて合成することに成功した(Macromolecules,33,1960(2000))。また、この光学活性ジシロキサンジオールを、同様にして合成した光学活性ジヒドロジシロキサンと、遷移金属触媒による脱水素重縮合反応を行うことによって、シンジオタクチックポリ(メチルフェニルシロキサン)を合成することにも成功した(Polym.Int.,50,135(2001))。さらに、重合時の環化反応による重合度の伸び悩みを解消する目的で、分子量の大きな光学活性モノマー(1S),(7S)-1,7-ジ(1-ナフチル)-1,7-ジフェニル-4,4-ジメチル-1,4,7-トリシラヘプタン-1,7-ジオールの合成にも成功し、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルアミンとの重縮合の結果、数平均分子量1万程度の光学活性ポリカルボシロキサンの合成に成功した(Macromolecules,33,3940(2000))。光学活性シリルリチウムの合成にも成功し、この立体配置がTHF溶液中、-78°Cで1時間以上安定であることも明らかにした(J.Organomet.Chem.,611,20(2000))。昨年度確立した、光学活性ジシロキサン誘導体とビスアミノシラン誘導体からの重縮合による光学活性ポリシロキサンの合成法を展開する目的で、光学活性ジシロキサンジオールと三官能性トリスアミノシラン誘導体との重縮合を行った。重合時間が長くなるにつれて、生成ポリマーの分子量が次第に高くなると同時に、分子量分散が大きくなり、重合開始24時間後には不溶性のゲルを生成した。

得られたポリマーの固体^<29>SiNMRスペクトルから、得られたポリマーはシロキサンユニットを骨格に含むポリシルセスキオキサンゲルであることがわかった。さらに、重合初期の可溶成分の旋光度を評価したところ、直鎖状ポリシロキサン同様旋光性を有していることがわかり、生成したゲルが光学活性であることが示唆された(Polym. J., 34, 43(2002))。また、光学活性ベンゾシラシクロブテンを光学活性カラムを用いたHPLCにより分取することに成功し、その開環反応の立体および位置選択性を評価した。その結果、アニオン種による開環反応では、カルバニオンとシリルアニオンで開環位置の選択性を制御できること、遷移金属触媒を用いると開環反応の立体選択性を完全に制御できることを明らかにした(Chem. Lett., 2001 986(2001))。さらに、遷移金属触媒を用いた開環重合を行った結果、得られたポリマーは立体規則生活光学活性であると同時に、連鎖移動剤として用いたトリエチルシランの量により分子量も制御できることを明らかにした(Macromolecules, in press(2002))。昨年度までに確立した光学活性含珪素化合物合成法を利用して、光学活性ジシランの合成を行った。光学活性シリルリチウムの光学活性ハロシランに対する求核置換反応の立体選択性は、ハロゲンの種類、反応溶媒、反応温度によって大きく影響を受けることがわかった。さらに、フルオロシランの場合には、反応温度、溶媒によって、反応の立体選択性を完全立体保持から完全立体反転まで、幅広く制御することができ、生成物の立体構造を自在に制御できることを明らかにした(Submitted to Organometallics)。これらの知見を基にして、珪素原子上に不斉を有する光学活性オリゴシラン類の合成を行った。不斉珪素原子を1つおよび2つ有する光学活性ジシランおよびトリシランの円二色性スペクトルは、それぞれの珪素原子回りの立体化学を反映するとともに、フェニル置換基とオリゴシラン主鎖部分のエキシトンカップリングも認められた。これらの結果に加え、単結晶構造解析を行って立体構造を明確にした光学活性ジシランの結果をあわせることにより、単結晶を作成しにくいサンプルにおいても、円二色性スペクトルを測定することによって、立体化学を評価できる手法を確立することに成功した(Chirality,15,231(2003))。さらに、末端のみに不斉珪素原子を有する長鎖オリゴシランも合成した。これらは、末端に導入した不斉珪素原子の立体化学がオリゴシランのとるコンフォーメーションを制御できることをあきらかにした(Submitted to Chirality)。
北海道における森林流域の炭素、窒素および他の元素の動態パターン

本研究は北海道大学北方生物圏フィールド科学センターの雨龍研究林で行っている。2003年6月に泥川流域内、異なる林分6箇所を選んで固定観測地を設定した。これらの林分は、湿地アカエゾマツ林(1箇所)と河畔ハンノキ林(2箇所)と斜面針広混交林、落葉広葉樹林(3箇所)を含んでいる。調査項目はリターフォールによる養分インプト量、降雨による養分インプット量、土壌養分貯留量、土壌窒素無機化と硝化速度などである。これまでのおもな研究結果は以下の通りである。1.リターフォール:年間リターフォール量は林分により異なっていた。最も低いのが湿地アカエゾマツ林で1128kg/haであり、最も高いのが河畔ハンノキーヤチダモ林で5065kg/haであった。2.林内雨による全窒素インプット量:2003年7月から11月までの各林分の林内雨量は湿地アカエゾマツ林が603mm、河畔ハンノキ林が640mm、斜面針広混交林が525647mmであった。林内雨による全窒素インプット量はそれぞれ2.66、2.883.75、3.353.86kgN/haであった。土壌窒素無機化・硝化速度:010cmの土壌窒素無機化速度は林分によって異なり、最も高いのが河畔ハンノキ林(678igN/kg/d)であり、最も低いのは湿地アカエゾマツ林(215igN/kg/d)であった。1030cmの土壌も同じパータンを示していた。また、土壌窒素硝化速度は010cmで31615igN/kg/d、1030cmで19318igN/kg/dとなり、林分によりその値は異なっていた。
顔面奇形の発生抑制遺伝子の解析

RYK,EPHB2,EPHB3の変異解析をおこなった。患者検体はヴェトナム政府の指導のもとにインフォームドコンセントを得てヴェトナムで収集された患者221名とその家族282名と日本人の検体として3省指針に従ったインフォームドコンセントのもとに収集した約150組の両親と患者のトリオを使用した。RYK遺伝子に関してはヴェトナムおよび日本人約450名の変異解析を終了した。変異解析においてY450C変異を見いだした。この変異は機能解析として発現ベクターに変異遺伝子を組み込みNIH3T3細胞においてアガー上でのcolony formation assayを行った。Y450Cは野生型のRYK遺伝子に比べて約20%の活性を示すのみであった。さらに変異は、このY450Cは正常コントロールを含むヴェトナム人670人、日本人594人、白人100人の合計1,364人の中には見いだせずSNPの可能性は低くY450Cが口唇裂・口蓋裂の原因である可能性が高い(論文投稿中)。RYK遺伝子については、遺伝子内の3個SNPを用いてヴェトナム人・日本人ともに伝達不平衡テスト・患者対照研究を行ったが、全ての多型部位において有意な差はなかった。EPHB2,EPHB3に関しては、変異を見出すことはできなかった。さらに候補遺伝子としてDlx3とTGF-β3遺伝子について、日本人において、変異解析、相関解析と伝達不平衡テスト(TDT)を行ったが、全ての解析方法・遺伝子において陰性結果であった。Van der Woude症候群の家系例の連鎖解析は、全ゲノムスキャンを終了し、1カ所だけ患者にハプロタイプを共有する領域を見出した。責任座位はこの場所である。しかし、浸透率が低いようで正常表現型のヒトにこのハプロタイプを持つ者が5人確認され、LOD得点は1を下る(有意ではない)。浸透率の説明を第二の遺伝子で説明可能かもしれず、現在さらに解析を進めている。