hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エディアカラ化石生物群に多細胞動物の祖先は含まれるのか?

ロシア、オーストラリア、ナミビアなどのエディアカラ化石群について、産地および当該国に保存されている標本を基に研究した。また、類縁とされる現生の生物について、解剖学的特徴を観察し、化石と比較検討した。さらに、海外の著名研究者との討論も行った。その結果、エディアカラ化石生物群には、現生の動物界に含まれるものは無いとの結論に到達した。本年度は、原生代末のエディアカラ化石生物群が果たして多細胞動物の祖先であるか否かを明らかにするためにオーストラリア、ロシアにおいて研究をおこなった。1.オーストラリア(平成18年11月3日11月24日):オーストラリアAdelaide北方のエディアカラ紀の地層の露出現場の見学および、AdelaideのSouth Australian Museumにおいて同博物館のDr.James Gehlingおよびモスクワのロシア科学アカデミー古生物学研究所のProf.Michael Fedonkin、Dr.Andrei Ivansovらと館に所蔵の化石群について、その形態、保存状況等について討論を行った。検討を行った化石属はDickinsonia, Marywadea, Spriggina, Tribrachidium等である。とりわけMarywadeaについては正中軸沿いに左右の「体節」が互い違いに接していること、また「頭部」も左右非対称であることを確認した。2.ロシア(平成19年3月19日3月30日):モスクワのロシア科学アカデミー古生物学研究所においてProf.Michael FedonkinとDr.AndreiIvansovとロシア白海産のKimberellaの化石についてその形態と保存状況について討論を行った。また、キンベレラ化石約20個体についてその形態の観察を行った。Kimberellaについては、同心円上に、外側から内側にかけて、outer band, crenulated-zone, ridge, inner discがみとめられることが判った。口、肛門などinner discには認めることができず、最近主張されているKimberella=軟体動物説について否定的な観察結果を得た。エディアカラ化石生物群は、プレカンブリア代の末にみられる化石の一群で、「体節」が左右の正中線沿いに互い違いにぶつかる奇妙な左右対称性など独特の形態をもつ。従来刺胞動物、節足動物など様々な解釈がなされてきたが、帰属させるべき動物門を決定的に特徴づけるような形質が発見された例は無く、現在も謎の生物群として研究者の前に立ちはだかっている。最近Kimberellaと名付けられた化石が軟体動物に近い形態を持っているとの報告がロシアの研究者が中心となってなされている。この説の妥当性を検討するために、今年度は次のような研究を行った。・ロシア科学アカデミー古生物学研究所における白海産Kimberella化石の形態観察。・白海のKimberella化石産地の現地調査・ロシア科学アカデミー古生物学研究所のAndrei Ivantsov博士を京都大学総合博物館に客員教授として招聘し、現生軟体動物の解剖学的特徴とKimberellaの形態を比較検討また、生命にとって金属元素がきわめて重要な役割を果たしていることは、酵素の活性を担う補因子(cofactor)の70%以上に遷移金属イオンが含まれている事実から容易に推測がつく。一方これらの元素は、超新星の爆発で形成され、太陽系形成の際に地球にもたらされた。ただし、地球ではマントル対流による元素の地球内部への選択的移動、大気の酸化による海水中での溶存量の変動などによって生物にとって利用できる微量元素の量が地史を通じて大きく変動しており、当然生命進化にも大きく影響していると考えられる。そこで、ロシア科学アカデミー古生物学研究所のMichael Fedonkin博士とこの観点について討議した。今年度は以下のような研究を行った。1)現生の多細胞動物の形態との比較多くの個体の検討から軟体動物に近縁とされているエディアカラ化石生物群の代表的化石Kimberellaについて、現生の軟体動物との比較を試みた。検討に当たっては、京都大学客員教授として招聘したロシア科学アカデミー古生物学研究所Y.A.Ivantsov博士と共同で形態的に類似する平巻きの腹足類および、軟体動物としては原始的な形質を残すとされる多板類、無板類の解剖学的特徴を観察すると共に、保存状態を考慮しながらKimberellaの形態と比較した。その結果、Kimberellaは、器官レベルで現生の軟体動物が示す派生的形質に対比できる形態を持たないことが明らかとなった。2)環境解析エディアカラ化石生物群の出現直前の環境解析を目的に、ナミビア国のカオコランドにおいて現地調査を行い、原生代末の氷河期が終わった時期に堆積したキャップカーボネート資料を採集した。現在炭素同位体等の分析の準備を始めている。Kimberellaを中心とした検討の結果からすれば、エディアカラ化石生物群のボディプランは、最低2層の膜を有することがわかるが、これが多細胞動物における二胚葉性を意味するという保証はない。また、Yorgiaなどは体内に枝分かれをした管系が存在する。体内に栄養や酸素等を供給するための構造と解釈されるが、これは多細胞動物に限らず巨視的な生物には様々な形で備わった形質である。これまで、多細胞動物における器官と対応するような構造は見いだされていない。
アルミニウム耐性細菌の検索及び耐性機構の解析

酸性土壌における植物の生育障害は、可溶性アルミニウムの過剰(アルミニウム・ストレス)によるといわれ重要な今日的課題であるが、その研究は殆ど植物で行われ微生物を対象とした研究は極めて少ない。本研究では、酸性土壌、酸性鉱山水や酸性温泉水などの酸性環境から分離した多数の「好酸性従属栄養細菌」の中からアルミニウム耐性細菌を選抜して、アルミニウムの生育への影響や耐性機構について検討した。種々の酸性環境から分離した好酸性従属栄養細菌65菌株及び基準菌株5菌株について、アルミニウム10-200mM(pH3.5)培地で培養した結果、全菌株で高いアルミニウム耐性が認められた。ところが、これらの菌株は、むしろアルミニウム濃度200mMの存在でその生育が顕著に促進されることから「好アルミニウム細菌」であることを明らかにした。これらの菌株は通常の培地では生育しない低pH条件(pH2.5以下)でも、高濃度のアルミニウムの存在により生育が著しく改善される。アルミニウムは、栄養源や生育必須因子になることはなく、また2価鉄イオンのようなエネルギー源として働くことはないが、その生育促進効果は顕著である。アルミニウムの菌体への吸収を検討した結果、乾燥菌体1g当たり1,000-2,000μg(菌体重の0.1-0.2%)のアルミニウム吸収が認められた。この吸収量は、アルミニウム集積性植物(紫陽花や茶樹)と比較しても異常に高い値である。さらに、アルミニウム耐性あるいは生育促進に関わる要因として、キレート能を有する有機酸および細胞内タンパク質に注目し、アルミニウム添加によるそれら両物質の消長を解析した。しかし、生育促進に直接結びつく有機酸およびタンパク質成分の存在については、明確な結論は得られなかった。
アクチンゲルの振動メカニズムの解明

アクチンフィラメント間をPEG鎖で化学架橋したアクチンゲルの貯蔵弾性率、つまり硬さが自励振動することを明らかにした。この自励振動の源は、化学架橋とアクチンの脱重合・重合ダイナミクス、つまりアクチンの協調的・同調的な重合・脱重合現象、ダイナミックインスタビリティ(動的不安定性)と呼ばれる現象に起因することを示した。本研究では、動的粘弾性とアクチンの重合を同時観察する実験システムを構築し、ダイナミックインスタビリティに基づいたゲルモデルの作製および、運動抽出システムの構築を進めた。研究代表者のこれまでの研究成果から、アクチンゲルの貯蔵弾性率の自励振動現象は、アクチンフィラメント間の化学架橋と、アクチンの脱重合・重合ダイナミクスが必須であることが分っている。アクチンゲル中で、アクチンの重合が進んでいるときには貯蔵弾性率が上昇するのに対して、協調的な脱重合が起こった際には貯蔵弾性率が低下するように、協調的・同調的な重合・脱重合が、貯蔵弾性率の自励振動の源である可能性が高い。この協調的・同調的な重合・脱重合は、アクチンフィラメントや微小管で見られるダイナミックインスタビリティ(動的不安定性)によるものと考えている。今年度は、昨年度に引き続きストレスレオメーターに、石英製のパラレルプレートを導入し、プレート上面からレーザー光を導入し、分光器で蛍光強度を測定するシステム構築を実施した。また、アクチン架橋タンパク質を架橋点としたハイドロゲルの作製において、filamin遺伝子のアクチン結合領域のcDNA合成、ならびに大腸菌を使った発現系の構築を行った。さらに、ミオシンIIを架橋点とするハイドロゲルの作製にも成功した。一方、昨年度アクチンゲルと同様の方法で作製した微小管ゲルについて、基本的な物性データの取得を行ったところ、同様の解析を実施したところ、微小管ゲルでもアクチンゲルと同様に、自己修復能を有することを見いだした。また最も興味深いことに、微小管ゲルでは、架橋していない微小管と比べて、重合の臨界濃度が低下し、脱重合の臨界濃度が上昇することを明らかにした。このことは、チューブリンの架橋によるダイナミックインスタビリティが増大することを意味する。この結果は、微小管の架橋とそれに伴うゲル化・自励振動とダイナミックインスタビリティとの関係を示唆する重要な結果であると考えている。研究代表者のこれまでの研究成果から、アクチンゲルや微小管ゲルの貯蔵弾性率の自励振動現象は、繊維状自己集合体間の化学架橋とモノマー分子の脱重合・重合ダイナミクスが必須であることを明らかにしてきた。すなわち、細胞骨格ゲル中で、繊維構造体の協調的・同調的な脱重合が、貯蔵弾性率の自励振動の源であることを示してきた。この協調的・同調的な脱重合は、ダイナミックインスタビリティ(動的不安定性)によるものと考えられる。今年度は、このダイナミックインスタビリティに基づいたゲルモデルの作製と、運動抽出システムの構築を進めた。作製したゲルモデルでは、実際の生物におけるアメーバ運動をモデルとすることとした。そこで真正粘菌をモデル生物とし、実際の粘菌の運動・行動制御とアクチンゲルの振動モデルを比較した。その過程で、粘菌の低分子量Gタンパク質のひとつであるRas1タンパク質が、粘菌の行動を抑制することを見いだした。Rasタンパク質は、アクチン細胞骨格の制御因子であることがよく知られている。自励振動ゲルモデルを、Rasによる制御機構を反映させ、運動方向制御が可能となるようにする必要があることを明らかにし、モデルに反映させている。一般的な、in vitro motility assayでは、ガラス基板上にモータータンパク質を固定し、レールタンパク質であるアクチンや微小管を滑り運動させる。このとき、レールタンパク質である微小管をPEG架橋した自励振動する微小管ゲルにすることで、系に加えたアガロースビーズに協調的な運動特性を見いだし、これを利用して従来のin vitro motility系では、達成できなかった、大きな仕事を抽出することに成功した。研究代表者のこれまでの研究成果から、アクチンゲルの貯蔵弾性率の自励振動現象は、アクチンフィラメント間の化学架橋と、アクチンの脱重合・重合ダイナミクスが必須であることを明らかにしてきた。アクチンゲル中で、アクチンの重合が進んでいるときには、貯蔵弾性率が上昇し、反対に協調的な脱重合が起こることで貯蔵弾性率が低下するように、協調的・同調的な重合・脱重合が、貯蔵弾性率の自励振動の源ではないかと考えている。一般に、蛍光色素でラベルしたアクチンでは、フィラメント化に伴い蛍光強度が上昇することが知られていることから、力学強度と蛍光強度を同時にモニターすることで、力学強度が自励振動しているアクチンネットワークの動態を明らかにすることができる。今年度は、ストレスレオメーターに、石英製のパラレルプレートを導入し、プレート上面から20W、473nmのレーザー光を導入し、分光器で蛍光強度を導入するシステムの設計と構築および、評価をおこなった。

試料面では、アクチンフィラメントの一分子蛍光観察で実績のあるLys375に、有機色素の中では退色に強い蛍光色素であるAlexa 488を結合したアクチン試料の調整に成功した。しかしながら、プロトタイプの蛍光観察システムを用いた実験に必要な量の蛍光修飾を施したアクチンでは、蛍光修飾による機能欠損のため、重合が十分に進まず、ゲル形成がおこらなかった。このような試料ではあるが、弱いながらも重合に伴う蛍光強度の増大と、動的粘弾性の上昇を同時に測定することに成功した。さらに現在、装置面では、高速・高感度検出を目指したさらなる改良とゲル形成を阻害しないアクチンの蛍光修飾法の検討を並行して進めている。またアクチンゲルと同様の方法で作製した微小管ゲルについて同様の解析を実施したところ、微小管ゲルでもアクチンゲルと同じ貯蔵弾性率が自励振動することを見いだした。平成24年度の計画は、力学強度と蛍光強度を同時に測定する系の改良、Cys374に蛍光色素を導入したアクチンを用いたアクチンゲルの貯蔵弾性率の自励振動と蛍光強度の同時測定、アクチン架橋タンパク質で物理架橋したアクチンゲルの貯蔵弾性率測定であった。昨年度より引き続き実施した、同時測定系の改良では、プロトタイプに比べて、時間分解能を約2倍に、蛍光の検出感度を約20倍にすることに成功した。また、アクチン架橋タンパク質を架橋点としたハイドロゲルの作製において、filaminのアクチン結合領域のcDNA合成、ならびに大腸菌を使った発現系の構築を行った。しかしながら、発現量が極端に少なく、アクチンゲル作製に充分な量が得られないことから、現在、発現条件の最適化を試みている。また並行して、充分な量が確保できるウサギ骨格筋から調整したミオシンのHMM(ヘビーメロミオシン)を架橋分子としたゲルの創製を試みた。その結果、両末端に官能基を持つPEGを用いて、二量体化させた分子を用いて、これをアクチンフィラメントの架橋点としたアクチンのゲル化に成功した。現在、これらの試料を用いた測定の準備を進めているが、データ取得に至っておらず、当初の計画よりやや遅れていると考えている。他方、微小管のダイナミックインスタビリティは、アクチンのものよりも計測や解析が容易と考えられたことから、平成24年度は、微小管ゲルの基本的な物性評価を行った。その結果、微小管ゲルでは、架橋点の数が増えるに従い、チューブリンの温度依存的な重合の促進が見られた。しかしながら一方で、脱重合も促進された。これらの結果から、架橋点の増加、すなわち微小管のゲル化に伴って、ダイナミックインスタビリティが増大していることが示唆された。このことは、細胞骨格タンパク質ゲルの自励振動の分子メカニズムを解明する上で重要な発見であると考えている。平成23年度の計画は、力学強度と蛍光強度を同時にモニターする系の開発とアクチンへの蛍光修飾を実施するものであった。前者の同時モニター系の開発、すなわち、レオメーターへの光学系の導入では、レオメーター製造メーカー純正装置との比較で、時間分解能で3倍程度、光の検出感度で100倍程度の性能を持つプロトタイプの蛍光観察システムの製作に成功した。
パイプ流を起因とした斜面崩壊発生機構に関する研究

土砂災害の崩壊地では,滑落部には地下水の流れた跡であるパイピングホールが確認されることが多く,豪雨時のパイプ流による過剰間隙水圧の発生が斜面崩壊の一因であると指摘されている。本研究は,モニタリング計測によってパイプ流の観測が可能か,またその影響について検証することを目的とする。自然斜面での降雨時の斜面内水分動態の観測を目的として屋外計測を実施した。屋外計測は,まず選定した集水エリアに80 cm間隔9つの計測地点を設定し,簡易動的コーン貫入試験によって地中内の地層境界を把握した。その地層境界を参考に,1地点3から5深度,計32箇所の水分・水位計測を行った。計測期間中38の降雨イベントが観測されたが,地下水の発生に至るほどの豪雨は観測されなかったため,土中水分量の変化量によって考察を行った。その結果,各地点,各層の水分変化傾向は様々で,全ての地点において上部からの浸透によって,浅い地点から水分量が上昇するわけではなく,高強度の降雨にのみ反応を示す地点が確認された。このような変化の要因は,自然状態の斜面の不均一性や背面地山の水門環境,植生の影響等が複雑に関係しており,本実験のサイトでは高密度の計測であっても水の流れの把握は一義的には推定できないことがわかった。そこで,地盤モデルを単純化した室内実験を実施した。計測位置の違いによるパイプ流の影響について考察するため,モデル斜面内にパイプ流を模擬し,降雨量,配置を変えて計6ケースの検証を行った。その結果,常時はパイプ流があることで,排水効果が生まれ斜面が安定するが,パイプが閉塞した場合には,斜面内に排水していた地下水が溢れ,斜面を急激に不安定かさせることがわかった。また,パイプ流に近いほど常時の地下水が低く,逆に閉塞時には地下水が高いことが計測機器によって観測された。本研究はパイプ流の存在が斜面崩壊に及ぼす影響について,屋外計測実験と室内土槽実験,数値解析から明らかにするものである。本年度の研究実績として,屋外計測実験では計測対象エリアの決定のため,1m深地温探査,地中音探査,電気探査の結果から,地中内の水分量の高い場所を特定し,地形的に集水地形にある場所を測定対象地として選定した。対象エリアにて表層の深さを調べるために簡易動的コーン貫入試験を8箇所で実施し,得られたN値から地層構造を把握した。この結果を基に32箇所の設置場所と設置深度を決定した。室内土槽実験では高さ90cm幅100cm奥行き154cmの土槽斜面に人工降雨装置によって降雨を与え,パイプ流を模擬した塩ビパイプを設置した場合と設置していない場合の崩壊過程および水分動態計測を実施した。模擬パイプ流を設置しなかった斜面では,20mm/hの降雨を5時間与え,その後50mm/hに降雨強度を上昇させたところ,28分後に斜面が崩壊した。一方で,模擬パイプ流を設置した斜面では50mm/hに変更後も崩壊は発生せず,パイプ流が斜面内にあることで,斜面内の地下水が排水され比較的安定することが分かった。しかし,模擬パイプ流の下端を閉塞させ,さらにパイプ内に水を加えたところ,大きく崩壊し,パイプ流の閉塞による崩壊が再現された。超音波多地点計測によって得られた降雨時の斜面内の水位を横断方向に比較すると,パイプ流や土槽境界に近いほど水位が低く,パイプ流が排水孔としての役割を果たしていることが確認された。また,パイプ流を閉塞させ注水したとき,パイプ流からの注水にも係わらず,パイプ流付近の水位の増加に比べ,パイプ流と離れた箇所での水位上昇が著しいことが確認された。模擬パイプ流の閉塞方法や設置位置を変えて,多地点計測時のパイプ流の検知や危険時の判定方法について検討して行く必要がある。当初の予定では,平成28年度に屋外実験を開始している予定であったが,使用予定であった超音波トランスデューサ(40kHz)が廃版となり,現状の在庫収集と代替品のトランスデューサの選定と,それに合わせた測定システムの再構築に時間を要したため,現地への測定システムの設置が完了していない。超音波測定器においては軽微な改良で新旧両トランスデューサに対応できることが分かったため,確保した40kHz超音波トランスデューサでシステム構築し,順次,新センサに移行していく。なお,計測機器が揃わない時間を利用して,当初計画より詳細な計測対象地の調査・選定が実施できている。屋内土槽実験では,平常時のパイプ流の排水効果や,閉塞による崩壊現象の過程を得られた。今後,パイプ流の閉塞箇所によって現象が異なることが予想されることから,さらなる追加実験を予定する。本研究は,モニタリング計測によって過剰間隙水圧の発生を補足することができるのか,斜面安定性に具体的にどれほど影響を及ぼすのかを検証することを目的とする。平成29年度の研究実績として,自然斜面での降雨時の斜面内水分動態の観測を目的として屋外計測を2箇所,パイプ流と水分動態計測結果の関係性を考察するために室内土槽実験を実施した。屋外計測は,盛土斜面および自然斜面の2つのフィールドを選定し,計測を実施している。盛土斜面では浅層部に地下水が確認され,さらに斜面に微量ではあるが継続的な変状がみられる。

2017年7月25日の降雨時には計測斜面に隣接した斜面において小崩壊が確認され,計測結果を基に降雨,地下水,崩壊の関係についてまとめる。自然斜面を対象とした現場では,昨年度の実験結果から選定した集水エリアに32本の超音波水分・水位検出器を高密度に配置し,高密度な計測を開始した。自然地盤における継続的な計測によって,斜面内の水分動態を把握する。室内実験では,計測位置の違いによるパイプ流の影響について考察するため,高さ90cm,奥行き154cm,幅100cmのモデル斜面内にパイプ流を模擬し,横断方向に5本,4段の水位計測を行い,パイプ流と計測位置の関係について検証した。盛土斜面の屋外計測は,2017年1月よりデータが収集できたが,自然斜面では設置作業が遅れ,2017年12月に設置が完了した。そのため自然斜面の計測では今年度の梅雨期,台風期の降雨を対象に分析を行う。室内実験は当初の予定よりケース数を増やし,模擬パイプ流の閉塞箇所の違いによる影響や,パイプ流と計測位置による計測結果の関係について考察している。土砂災害の崩壊地では,滑落部には地下水の流れた跡であるパイピングホールが確認されることが多く,豪雨時のパイプ流による過剰間隙水圧の発生が斜面崩壊の一因であると指摘されている。本研究は,モニタリング計測によってパイプ流の観測が可能か,またその影響について検証することを目的とする。自然斜面での降雨時の斜面内水分動態の観測を目的として屋外計測を実施した。屋外計測は,まず選定した集水エリアに80 cm間隔9つの計測地点を設定し,簡易動的コーン貫入試験によって地中内の地層境界を把握した。その地層境界を参考に,1地点3から5深度,計32箇所の水分・水位計測を行った。計測期間中38の降雨イベントが観測されたが,地下水の発生に至るほどの豪雨は観測されなかったため,土中水分量の変化量によって考察を行った。その結果,各地点,各層の水分変化傾向は様々で,全ての地点において上部からの浸透によって,浅い地点から水分量が上昇するわけではなく,高強度の降雨にのみ反応を示す地点が確認された。このような変化の要因は,自然状態の斜面の不均一性や背面地山の水門環境,植生の影響等が複雑に関係しており,本実験のサイトでは高密度の計測であっても水の流れの把握は一義的には推定できないことがわかった。そこで,地盤モデルを単純化した室内実験を実施した。計測位置の違いによるパイプ流の影響について考察するため,モデル斜面内にパイプ流を模擬し,降雨量,配置を変えて計6ケースの検証を行った。その結果,常時はパイプ流があることで,排水効果が生まれ斜面が安定するが,パイプが閉塞した場合には,斜面内に排水していた地下水が溢れ,斜面を急激に不安定かさせることがわかった。また,パイプ流に近いほど常時の地下水が低く,逆に閉塞時には地下水が高いことが計測機器によって観測された。本年度は現地データの収集と整理を主として,室内土槽実験の追試や,数値解析を実施する。屋外実験では上半期の台風期前に計測システムを構築し,斜面内の水分動態について多地点観測を実施する。平常時と大雨時の結果を比較し,水分動態の変化傾向からパイプ流の有無を判定できるのか検証する。また,通年の測定結果を統計的に分析し,計測対象斜面の水分動態と降雨強度の関係から危険判定が可能か検証する。
半導体ヘテロ接合界面のひずみ分布評価システムの開発

本研究の目的は、各種オプトエレクトロニクス素子に用いられている半導体ヘテロ接合界面に存在するひずみの分布を測定するシステムを開発し、結晶成長方法の違いや成長方法における成長条件の違いによる界面ひずみの不均一性を調べることである。ここで取り上げた半導体ヘテロ結合は、主としてGaAs基板上に作製したもので、液相エピタクシャル成長したInGaAsp/GaAsヘテロ接合およびZnSxSei-x/GaAsヘテロ接合である。特に、本研究では半導体ヘテロ接合界面ひずみに対する新しい評価法として、我々の開発した3d還移金属不純物発光を用いた方法を導入した。この方法は、3d還移金属不純物発光がひずみ場に対して非常に敏感であることを利用したもので、新しい高感度ひずみ評価法である。ここでは、GaAs結晶中のCr還移金属不純物発光を利用したが、この発光スペクトルの測定には、ArおよびKrイオン・レーザで励起し、試料面での2次元分布測定のために可動光学系を作製した。この光学系は、試料を動かすことなく、励起光および発光を制御し、いつも同じ条件で発光スペクトルを測定できるようにしてある。こうような半導体ヘテロ界面ひずみの2次元分布測定システムを用いて、上記ヘテロ接合界面に存在するひずみの分布測定および評価を行った。InGaAsp/GaAsヘテロ接合に関しては、ヘテロ界面ひずみと格子不整合との関係を詳しく調べ、ヘテロ界面ひずみが格子不整合によって生じていることを明らかにするとともに液相成長時のスライド・ボードの方向とひずみ場の方向との関係を明らかにした。また、ZnSxSeiーx/GaAsヘテロ接合に関しては、S組成の異なる一連の試料に対してひずみ分布測定を実行し、このヘテロ接合界面には、格子不整合によるひずみではなく、両半導体材料の熱膨張係数の違いによるひずみが支配的であることを見出した。本研究の目的は、各種オプトエレクトロニクス素子に用いられている半導体ヘテロ接合界面に存在するひずみの分布を測定するシステムを開発し、結晶成長方法の違いや各成長方法における成長条件の違いによる界面ひずみの不均一性を調べることである。ここで取り上げた半導体ヘテロ接合は、主としてGaAs基板上に作製したもので、液相エピタクシャル成長したInGaAsP/GaAsヘテロ接合およびZnSxSe_<1-x>/GaAsヘテロ接合である。特に、本研究では半導体ヘテロ接合界面ひずみに対する新しい評価法として、我々の開発した3d遷移金属不純物発光を用いた方法を導入した。この方法は、3d遷移金属不純物発光がひずみ場に対して非常に敏感であることを利用したもので、新しい高感度ひずみ評価法である。ここでは、GaAs結晶中のCr遷移金属不純物発光を利用したが、この発光スペクトルの測定には、ArおよびKrイオン・レーザーで励起し、試料面での2次元分布測定のために可動光学系を作製した。このような半導体ヘテロ界面ひずみの2次元分布測定システムを用いて、上記ヘテロ接合界面に存在するひずみの分布測定および評価を行った。InGaAsP/GaAsヘテロ接合に関しては、ヘテロ界面ひずみと格子不整合度との関係を詳しく調べ、ヘテロ界面ひずみが格子不整合によって生じていることを明らかにするとともに液相成長時のスライド・ボートの方向とひずみ場の方向との関係も明らかにした。また、ZnSxSe_<1-x>/GaAsヘテロ接合に関しては、S組成の異なる一連の試料に対してひずみ分布測定を実行し、このヘテロ接合界面には、格子不整合によるひずみではなく、両半導体の熱膨張係数の違いによるひずみが支配的であることを見出した。
精神医療における入院時告知の実施状況とその望ましいあり方に関する研究

平成13年度は,精神科入院治療における医療保護入院患者に対する入院時書面告知をめぐる諸問題を明確にする目的で,昭和62年精神保健法改正当時の文献収集を行った。書面告知が入院患者の権利擁護を目的とすることは明白であるが,告知が書面によってなされること,告知内容,時期について,一部関係団体より,信頼関係を損なう・治療の妨げとなる等の理由により抵抗が示されたことを確認した。この抵抗感は,制度法定化10余年が経過した現在においても一部で見聞することである。そうであるならば,実際の運用のあり方が現場によって差があることが予測され,実施状況を明らかにする意義はあるものと考える。次に,実際書面告知場面に立ち会う・実施する立場にある精神医療専門職3名を対象に,書面告知の評価できる点,問題点,実施状況,望ましいあり方について半構成的質問紙を用いてインタビューを実施し,書面告知の運用をめぐる価値観にいくつかパターンがあるとの仮説を得た。書面告知はあくまで法で定められた行為であり,本来実施内容に違いがあってはならないものとする考え方と,告知行為には,治療関係,信頼関係を築く意味合いも当然発生するとの考え方である。後者の考え方には,そのために告知行為に慎重になる態度と,逆に告知行為を積極的に関係確立に活用していこうとの態度があることが示唆された。平成14年度は,文献収集の継続および医療保護入院,措置入院経験のある回復者2名を対象に,数回のインタビューを実施した。両者はいずれも入院時に書面告知を受けた記憶がなく内容も知らなかったが,インタビューにおいて内容は十分理解し説明を受けることの意義を肯定し,告知時期については入院後1週間前後が適切であるとの意見を述べた。被告知者にとっては,単に告知されるのみでなく理解を促す説明がその後の治療経過においても重要であることが示唆された。本年度は,精神科入院治療における医療保護入院患者に対する入院時書面告知をめぐる諸問題を明確にする目的で,先ず,昭和62年精神保健法改正当時の文献収集を行った。次に,事前調査として,実際書面告知場面に立ち会う・実施する立場にある精神医療専門職3名を対象に,書面告知の評価できる点,問題点,実施状況,望ましいあり方について,半構成的質問紙を用いてインタビューを実施した。そこから,本研究に関する概念枠組みを確認,修正するいくつかの視点を得た。また,書面告知の運用をめぐる価値観にいくつかパターンがあるとの仮説を得ることができた。すなわち,書面告知はあくまで法で定められた行為であり,本来実施内容に違いがあってはならないものとする考え方と,それにとどまらず,告知行為には,治療関係,信頼関係を築く意味合いも当然発生するとの考え方である。
ベテランと若手の比較に基づくソーシャルワーカーの専門的力量解明にむけた実証的研究

近年の福祉領域では、高い専門的力量を有したソーシャルワーカー養成が急務である。しかしながら、「高い専門性」や経験年数の違いによりどのような力量の違いが存在するのかについては、未だ解明されていない課題である。従って、これらを解明することにより、力量形成を支援するシステムを検討するための素材が得られると考えたため、本研究で取り組むこととした。具体的には、経験年数の異なる保健医療分野のソーシャルワーカーを対象に、同一事例のいくつかの場面を提示し、自分ならその場面でどのような行動をとるのかを明らかにする、インタビューによるプレ調査を実施し、その結果に基づくアンケート調査を実施した。アンケート調査は、2007年1月から5月末にかけて、A県及びB県医療ソーシャルワーカー協会の会員計645人に対して実施し、有効回答数は81人(12.6%)であった。その結果をアプローチ対象・アプローチ内容・アプローチ方法の三点から比較することにより、ベテランと若手ソーシャルワーカーの力量傾向の差異を明らかにした。その結果、アプローチ対象では、経験年数が長いほうが多方面への目配りを行う傾向があることや、院内への配慮が働いている点が示唆された。アプローチ内容では、ベテランの方が本人の今後について検討するうえで、病状やリハビリゴールに規定される面が大きいことを認識しながら動いていることが示唆された。アプローチ方法では、ワーカー主導の援助というよりも、あくまでも本人を基点として援助を行おうとしているベテランワーカーのスタンスがうかがえ、ソーシャルワークにおいて留意するべき原則が、若手よりもベテランに近いほど重視されていることが示唆された。以上の結果について、日本社会福祉学会で報告するとともに論文執筆を行った。近年福祉領域では、高い専門的力量を有したソーシャルワーカーの養成が急務である。しかしながら、「高い専門性」とはどのようなことなのか、経験年数の違いによりソーシャルワーカーとしてどのような力量の違いが存在するのかについては、未だ解明されていない。従って、これらの点を解明することにより、力量形成を支援する効果的なシステムを検討するうえでの素材が得られると考えたため、本研究ではソーシャルワーカーの専門的力量の一端を解明することを目的とした。具体的には、経験年数の異なる医療ソーシャルワーカーを対象に、同一事例を提示し、その事例でとるべき行動と、ソーシャルワーカー個々人が描いているメンタル・モデルを抽出する調査を実施し、ベテランと若手の力量傾向やメンタル・モデルの差異についての検討に取り組んでいる。本研究は2年計画であり、平成18年度はプレ調査の枠組形成からプレ調査実施、本調査の実施までを行った。平成18年4月から8月にかけては、B県医療ソーシャルワーカー協会への調査協力依頼を行い、先行研究を収集・整理するなかで調査の枠組を形成した。8月には、若手(3年以上5年未満)のソーシャルワーカーと、ベテラン(15年から20年前後)のソーシャルワーカー各5名計10名に対し、2つの事例を提示し、自分だったらどのように対応するのかを答えてもらった。また、ベテランと若手のメンタル・モデルの差異を明らかにするために、ソーシャルワーク、クライエント、ソーシャルワーカーについての比喩を述べてもらった。以上のプレ調査の結果と、先行研究の整理から導き出された知見に基づき調査票を作成し、平成19年1月にB県医療ソーシャルワーカー協会会員310名に対して、郵送によるアンケート調査を実施した。現在調査票を回収中である。近年の福祉領域では,高い専門的力量を有したソーシャルワーカー養成が急務である。しかしながら,「高い専門性」や経験年数の違いによりどのような力量の違いが存在するのかについては,未だ解明されていない課題である。従って,これらを解明することにより,力量形成を支援するシステムを検討するための素材が得られると考えたため,本研究で取り組むこととした。具体的には,経験年数の異なる保健医療分野のソーシャルワーカーを対象に,同一事例のいくつかの場面を提示し,自分ならその場面でどのような行動をとるのかを明らかにするアンケート調査を実施した。

アンケート調査は,2007年1月から5月末にかけて,A県及びB県医療ソーシャルワーカー協会の会員計645人に対して実施し,有効回答数は81人(12.6%)であった。その結果をアプローチ対象・アプローチ内容・アプローチ方法の三点から比較することにより,ベテランと若手ソーシャルワーカーの力量傾向の差異を明らかにした。その結果,アプローチ対象では,経験年数が長いほうが多方面への目配りを行う傾向があることや,院内への配慮が働いている点が示唆された。アプローチ内容では,ベテランの方が本人の今後について検討するうえで,病状やリハビリゴールに規定される面が大きいことを認識しながら動いていることが示唆された。アプローチ方法では,ワーカー主導の援助というよりも,あくまでも本人を基点として援助を行おうとしているベテランワーカーのスタンスがうかがえ,ソーシャルワークにおいて留意するべき原則が,若手よりもベテランに近いほど重視されていることが示唆された。以上の結果について,日本社会福祉学会で報告するとともに論文執筆を行った。
内的衝動とその認知処理に着目した衝動性の発現モデルの構築

本年度の主な目的は、1「衝動制御スペクトラム障害」に属する精神障害および発達障害(例.強迫性障害、トゥレット症候群、注意欠如多動性障害)における内的衝動が経過の中で変化し得るものであるか、変化に関連する要因が何か明らかにすること、2感情状態が内的衝動の抑制能力に影響を与えるかいなか検討することであった。1前年度に引き続き、大学病院の専門外来において通常のチックに対する治療を受けたトゥレット症候群患者を対象に、内的衝動が経過の中でどのように変化するか縦断調査を行った。その結果、30名中20名が2度目の調査研究への協力を承諾した。分析の結果、変化なしを中心に、内的衝動の変化量は正規分布をする可能性があることが示唆された。また、内的衝動の変化には不安や抑うつ感の強さが関連する一方、衝動的行動の変化には強迫性の強さが関連する可能性が示された。以上より、内的衝動は生来の変化しない特性ではなく、働きかけにより変化しうる性質のものであること、内的衝動を感じてから衝動的行動に至るまでの各段階に関与する心理的要因が明らかになったと言える。2表情刺激を用いた神経心理検査を作成し、感情状態が衝動制御の過程に与える影響について検討を行うこととした。刺激の選定のための予備調査を行い、その後、非臨床群(18歳以上の精神科等への通院歴がない男女)を対象に、感情状態が内的衝動の抑制能力に影響を与えるか検討した。その結果、非臨床群においては、感情状態が誤答数や反応時間などの衝動制御に影響を与えるとは言えなかった。今後、トゥレット症候群をはじめとする臨床群と対照群で実験を行い、2群での比較を通して衝動制御の共通プロセスと、衝動制御スペクトラム障害における特徴をより詳細に明らかにしていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の主な目的は, 1「衝動制御スペクトラム障害」に属する種々の精神障害および発達障害(例.強迫性障害(OCD),トゥレット症候群(TS),注意欠如多動性障害(ADHD))における内的衝動の差異について検討すること,2内的衝動の維持・増強に影響を与えていると考えられる注意の転換の困難さを測定する神経心理課題を決定し、予備的検討を行うことであった。1衝動制御スペクトラム障害内の内的衝動の同一性と差異を検討するため,OCD併発群,ADHD併発群,OCDおよびADHDを併発していないTS群で内的衝動の強さを比較検討した。その結果,ADHD併発群では攻撃性を帯びた衝動が高い一方,OCD併発群では身体感覚を伴う衝動が高いことが示唆され,衝動制御スペクトラム障害において,「強迫性」と「衝動性」の2つの軸が異なるタイプの内的衝動を高めていることが明らかになった。また,内的衝動が経過の中でどのように変化するか,変化に関連する要因が何か検討するために,以前研究に参加したトゥレット症候群患者30名への再調査を新たに計画,開始した。これまでに30名中15名に研究参加を依頼し,13名から協力を得ている。2TS患者に行ったインタビュー調査の結果から,他者の負の感情や,自分自身の負の感情が衝動制御の問題に影響を与えている可能性が考えられたため,表情などの情動を喚起する刺激を利用した課題が必要と考え,現在実験プログラムの作成を行っている。今後,大学生・大学院生およびトゥレット症候群患者数名への予備調査を実施予定である。1内的衝動の変化に関連する要因を検討することで、研究課題に関する臨床心理学的知見がより深まると考えられ、本年度新たに質問紙調査を追加したこと、2刺激の選定および作成に計画よりも時間がかかったことから、当初実施予定であった神経心理課題を用いた実験の予備的検討の実施に至らなかった。しかしながら、質問紙による縦断調査を実施することで、内的衝動によって生じる衝動性についてより深い示唆が得られると考えられる。

その結果、非臨床群においては、感情状態が誤答数や反応時間などの衝動制御に影響を与えるとは言えなかった。今後、トゥレット症候群をはじめとする臨床群と対照群で実験を行い、2群での比較を通して衝動制御の共通プロセスと、衝動制御スペクトラム障害における特徴をより詳細に明らかにしていく。28年度は、27年度に引き続き、内的衝動の維持・増強に影響を与えていると考えられる「注意の転換の困難さ」を測定する神経心理課題について、大学院生への予備調査を実施する。その後、TS患者15名に研究参加を依頼、データの収集を行う。質問紙によって測定された内的衝動の強さと神経心理課題の成績の関連を検討し、内的衝動にもとづく衝動性の発現モデルを明らかにする。また、27年度に縦断研究への研究依頼ができなかった15名のうち、転院/寛解などにより研究協力依頼が困難になった8名を除く7名のTS患者に質問紙への協力依頼を実施、データの収集を完了させる。内的衝動の変化の程度と、変化に関わる要因について分析を行い、その結果を国内学会及び国際学会で発表する。以上の研究成果をまとめ、博士論文を執筆、提出することが28年度の目的である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
前近代の平野部地域における景観史と災害史の融合的研究―大井川流域を素材に―

本研究の目的は、大井川流域をフィールドとして、景観史と災害史を融合的に理解することにある。当該年度もそうした目的に沿って、a.現地調査とb.史料読解をおこなった。a.現地調査については、現地の灌漑体系の把握を目的として、大井川扇状地を踏査した。本研究では遠江国初倉荘故地を主な対象とするが、用水・排水の現況を目視し、地図上に記録した。特に、大井川右岸の島田市阪本・大柳・大柳南での踏査を重視した。b.史料読解に関しても、昨年度から引き続き、『島田市近世初倉史料』収録の近世史料を読み進めた。それから、当該年度の研究成果としては、1「筥崎宮と荘園制」、2「筑後国水田荘の開発と「村」の枠組み」、3「中世の駿河湾にみる塩業と森林資源」の3本の論文を発表した。具体的な概要として、まず、1では、筑前国筥崎宮を素材にその荘園制的領有構造の形成を論じた。次に、2では、福岡県の矢部川扇状地に位置した筑後国水田荘の開発と村落構造を論じた。これは、同様に大井川扇状地に位置した遠江国初倉荘の景観形成を理解する上で、重要な比較対象となった。最後に、3では、中世の駿河湾岸の海村で広く塩業が営まれており、さらにそれにともなう燃料の確保のために、森林伐採がおこなわれていたことを指摘した。つまり、人間の生業が中世の環境に大きな影響を与えていたといえる。このことを本研究のフィールド周辺で明らかにできたことは、景観史・災害史の観点からみても重要な成果となった。現地調査に関して、当該年度は複数回にわたり、フィールドワークを順調に進めることができた。但し、当初の計画では大井川左岸へと調査範囲を広げる予定だったが、これをおこなうことはできなかった。前年度の調査の遅れとともに、当初の計画で想定していたエリアがやや広大であり、現段階で調査範囲を拡大させることは不適当と判断したからである。そのため、エリアをしぼることで、重点を置いて調査を進めることとなった。一方で、荘園史・環境史に関する論文3本を発表できたことは、予想を超える大きな成果となった。特に、本研究で比較対象としていた矢部川扇状地の事例において、中世的景観の形成に関する論文を発表できた(上記2)。こうした事例研究の蓄積により、大井川流域を含む一般的な扇状地の景観史を広く、かつ適切に理解していくことが可能となった。次年度もひきつづき、a.現地調査とb.史料読解を進める。また、本研究では次年度を最終年度として調整期間にあてている。そこで、当該年度までに不十分と判断された事項に関しては、補充の追加調査のため、次年度の時間と予算をそれに充てることを対応策として考えている。そして、本研究の成果としては、報告書の刊行を目標におく。そのほか、個別論文の発表などによって、景観史と災害史をめぐる研究成果を継続的に公開していきたい。当該年度はそうした目的に沿って、現地調査と史料読解をおこなった。まず、現地調査については、大井川右岸の島田市の初倉地区を中心に、1/2,500および1/10,000都市計画図を入手し、踏査をおこなった。圃場整備事業後の現在でも湯日川など小河川が蛇行しており、氾濫などを伴う過去の景観形成の痕跡を知ることができる。こうした傾向は、栃山川などの小河川が多く存在する大井川左岸の一帯でも同様である。一方、史料読解について述べると、『静岡県史』に収録された初倉荘関係の中世史料のほか、『島田市近世初倉史料』に収録された近世史料を読み進めた。大井川右岸に位置する初倉地区に関しては、近世の水害と復旧・防災をめぐる史料が多い。そして、今後の課題となるが、こうした災害史料を、現地調査の成果にもとづく地理的情報と結びつけることで、地域における景観形成のあり方を論じることが可能となる。最後に、当該年度の研究成果としては、荘園・村落史研究会編『中世村落と地域社会ー荘園制と在地の論理ー』についての書評を発表した。平野部地域に見られる河川の氾濫の問題を取り上げ、景観史研究と災害史研究を接続させていく必要性に触れた。特に、歴史的にみて災害による地形の改変を受けやすかった平野部地域の問題を、景観史研究のなかにどのように位置づけていくべきかを課題として提起した。当該年度は当初の計画に沿い、大井川右岸を中心に現地調査と史料読解をおこなった。これらは、地理的情報と歴史的情報を切り結ぶ基礎的な作業として位置づけられる。次年度はこうした作業の範囲を大井川左岸にまで広げる。但し、現地での聞き書きについては、時間の制約が大きかったことから、その成果は必ずしも十分でなかった。本研究の計画では最終年度を調整期間とし、補足調査を予定している。そのため、本年度で必要とした追加の調査はこの期間におこなうこととする。

本研究では遠江国初倉荘故地を主な対象とするが、用水・排水の現況を目視し、地図上に記録した。特に、大井川右岸の島田市阪本・大柳・大柳南での踏査を重視した。b.史料読解に関しても、昨年度から引き続き、『島田市近世初倉史料』収録の近世史料を読み進めた。それから、当該年度の研究成果としては、1「筥崎宮と荘園制」、2「筑後国水田荘の開発と「村」の枠組み」、3「中世の駿河湾にみる塩業と森林資源」の3本の論文を発表した。具体的な概要として、まず、1では、筑前国筥崎宮を素材にその荘園制的領有構造の形成を論じた。次に、2では、福岡県の矢部川扇状地に位置した筑後国水田荘の開発と村落構造を論じた。これは、同様に大井川扇状地に位置した遠江国初倉荘の景観形成を理解する上で、重要な比較対象となった。最後に、3では、中世の駿河湾岸の海村で広く塩業が営まれており、さらにそれにともなう燃料の確保のために、森林伐採がおこなわれていたことを指摘した。つまり、人間の生業が中世の環境に大きな影響を与えていたといえる。このことを本研究のフィールド周辺で明らかにできたことは、景観史・災害史の観点からみても重要な成果となった。現地調査に関して、当該年度は複数回にわたり、フィールドワークを順調に進めることができた。但し、当初の計画では大井川左岸へと調査範囲を広げる予定だったが、これをおこなうことはできなかった。前年度の調査の遅れとともに、当初の計画で想定していたエリアがやや広大であり、現段階で調査範囲を拡大させることは不適当と判断したからである。そのため、エリアをしぼることで、重点を置いて調査を進めることとなった。一方で、荘園史・環境史に関する論文3本を発表できたことは、予想を超える大きな成果となった。特に、本研究で比較対象としていた矢部川扇状地の事例において、中世的景観の形成に関する論文を発表できた(上記2)。こうした事例研究の蓄積により、大井川流域を含む一般的な扇状地の景観史を広く、かつ適切に理解していくことが可能となった。次年度でも当初の計画に沿った形で、大井川左岸にフィールドを広げて研究を進める。当該年度と同じく現地を踏査するとともに、中世・近世の史料を読解していく。本研究では最終年度を調整期間にあてている。当該年度・次年度の調査対象地について、調査成果の整理・分析の段階で補充の追加調査が必要と判断された場合、最終年度の時間と予算をそれに充てることを対応策として考えている。本研究の成果としては、最終年度に報告書を刊行することを目標におく。そのほか、個別論文の発表などによって、景観史と災害史をめぐる研究成果を学界と社会に還元したい。次年度もひきつづき、a.現地調査とb.史料読解を進める。また、本研究では次年度を最終年度として調整期間にあてている。そこで、当該年度までに不十分と判断された事項に関しては、補充の追加調査のため、次年度の時間と予算をそれに充てることを対応策として考えている。そして、本研究の成果としては、報告書の刊行を目標におく。そのほか、個別論文の発表などによって、景観史と災害史をめぐる研究成果を継続的に公開していきたい。当該年度は時間の制約が大きかったことから、聞き書きに伴うデータの収集は不十分であった。そのため、データの整理にかかる経費は、次年度分として計上・使用することとしたい。当該年度までの調査で、特に前年度は時間の制約が大きかったことから、聞き書きに伴うデータの収集が不十分であった。
微生物の刺激感知機能の解明と行動活性物質の迅速検索システムの開発に関する研究

前年度に開発した動画像システムにより緑膿菌の刺激感知機能の解析を行った。緑膿菌にはリン酸欠乏下で誘導されるリン酸認識能が存在した。この認識能の選択性は非常に高く、リン酸以外のリン化合物にはピロリン酸を除いて応答を示さなかった。ピロリン酸の場合も、分解したリン酸が含まれている可能性があり、この混入しているリン酸へ応答したのかもしれない。リン酸欠乏下で同様に誘導されるアルカリ性フォスファターゼ生産との関係を調べたところ、アルカリ性フォスファターゼの誘導のタイミングとほぼ同様のタイミングでリン酸認識能が誘導されることがわかった。そこでアルカリ性フォスファターゼを構成的に生産する変異潟を分離したところ、その変異株の中に非誘導型のリン酸認識を示す株が見つかった。アルカリ性フォスファターゼ生産はバイナリー系のPhoB-PhoRシステムにより発現調節がおこなわれているので、PhoB又はPhoRをコードする遺伝子の欠損した細胞を作成しリン酸認識能の誘導調節について調べた。その結果、アルカリ性フォスファターゼ発現の調節ができないにもかかわらず、リン酸認識の誘導は野性株同様に生じることがわかった。このことは、リン酸認識能の発現調節がPhoB-PhoR系によらないことを示している。この調節に係わる遺伝子群をクローニングするため非誘導型のリン酸認識を示す変異株をPAol株のゲノムDNAライブラリーにより誘導型に形質転換するDNA断片のスクリーニングをおこなった。その結果約4-kbサイズのDNA断片が得られ、現在そのサブクローニングを行っている。微生物の動きを顕微鏡下で連続観察し、その行動を詳細に解析するための動画像処理システムを開発した。システムの構成は、倒立位相差顕微鏡、CCDカメラ、VTR、イメ-ジプロセッサ-、パソコンおよび各種出力装置からなる。このシステムにより、細菌の刺激応答を秒単位で計測することが可能になった。また、計測12要する時間も約1分で十分であり期待した迅速性を実現することができた。迅速な計測が可能となったことには、次のような意義がある。まず、多数の計測を短時間に終了することができ、行動変異株の分離や特性の確認に極めて都合がよい。また、短時間に計測できるので、細胞により代謝されたり、取りこまれたりされやすい物質に対する正確な計測ができる。緑膿菌などの絶対好元性菌の場合、溶存酸素濃度の低下などの影響を受ける前に計測が終了できる利点もある。緑膿菌と大腸菌を用いた予備的な刺激応答の計測結果から、緑膿菌は大腸菌が嫌うロイミンなどの疎水性アミノ酸にも集積することが解った。緑膿菌のアミノ酸応答をさらに詳しく調べたところ、緑膿菌には少なくとも2種類のアミノ酸センサ-が存在することがわかった。現在このセンサ-タンパク質をコ-ドする遺伝子のクロ-ニングをすすめているところである。前年度は開発した動画像システムにより緑膿菌の刺激感知機能の解析を行った。ピロリン酸の場合も分解したリン酸が含まれている可能性があり、この混入しているリン酸へ応答したのかもしれない。そこでアルカリ性フォスファターゼを構成的に生産する変異株を分離したところ、との変異株の中に非誘導型のリン酸認識を示す株が見つかった。アルカル性フォスファターゼ生産はバイナリー系のPhoB-PhoRシステムにより発現調節がおこなわれているので、PhoB又はPhoRをコードする遺伝子の欠損した細胞を作成しリン酸認識能の誘導調節について調べた。

その結果、アルカリ性フォスファターゼ発現の調節ができないにもかかわらず、リン酸認識の誘導は野性株同様に生じることがわかった。このことは、リン酸認識能の発現調節がPhoB-PhoR系によらないことを示している。この調節に係わる遺伝子群をクローニングするため非誘導型のリン酸認識を示す変異株をPAoI株のゲノムDNAライブラリーにより誘導型に形質転換するDNA断片のスクリーニングをおこなった。その結果約4-KbサイズのDNA断片が得られ、現在そのサブクローニングを行っている。
免疫反応の調節因子としてのメタロチオネインの役割

全身免疫機構に主眼をおき、メタロチオネイン(MT)の果たす役割について、MT欠損マウスを用いて検討し、以下の知見を得た。細菌感染モデルを用いた解析MT欠損マウスにSalmonella Typhimuriumを感染させ、生存率を比較したところ、感染後3日以内の生存率は、MT欠損マウスでは、高い傾向を示した。しかしながら、感染後7日目までの生存率には有意な差は見られなかった。これらの事から、Salmonella感染に対する生体防御には、MTは影響しない事が示唆された。肝炎モデルを用いた解析ConcanavarinA投与による肝炎モデルにおいて、投与後8時間目の血漿中のGPT活性を測定したところ、MT欠損マウスでは、対照マウスと比べ有意に低い値を示した。又、LPSとgalactosamine併用による肝炎モデルにおいても同様に、投与後6時間目の血漿中GPT活性は、MT欠損マウスにおいて、有意に低い値を示した。血漿中IFN-γ濃度は、MT欠損マウスの方が、有意に低い値を示した。血漿中のGPT活性とIFN-γの値は、相関関係を示すことから(r=0.928)、MT欠損マウスでは、IFN-γの産生が抑制され、肝障害が軽減される事が示唆された。以上の事からMTの発現していないマウスでは、薬物によって誘導される肝炎が抑制される事が示された。細胞内のシグナル伝達の解析脾細胞からTリンパ球を精製し、抗CD3抗体で刺激6時間後の核蛋白中のNF-κBの転写活性を、ゲルシフトアッセイを用い測定したところ、MT欠損マウスでは、対照群と比べ、転写活性が促進されていた。また、脾細胞も用いた場合を同様に、転写活性が促進されていた。他の転写因子であるAP-1、NFATについては、MT欠損の影響は見られなかった。<初年度実績>脾臓中に存在するリンパ球に主眼をおき、リンパ球に存在するメタロチオネイン(MT)の果たす役割について、MT欠損マウスを用いて検討し、以下の知見を得た。表面抗原の検索成熟したリンパ球が発現する表面抗原(CD45R/B220,CD3,CD4,CD8)を測定したところ、コントロールマウスとMT欠損マウスとの間に、差はみられなかった。この事から、脾リンパ球の成熟課程には、MTが関与しない事が示唆された。増殖応答性脾細胞を各種のmitogenで刺激し、増殖応答性について検討したところ、Bリンパ球のmitogenであるLPSで刺激した場合には、MT欠損の影響はみられなかったが、Tリンパ球増殖因子である抗CD3(ε)抗体やConcanavarin Aで刺激をすると、MT欠損マウスでは、細胞増殖が抑制されていた。又、脾臓から精製したTリンパ球を用いた場合でも、同様に細胞増殖が抑制されていた。これらの事から、MTはTリンパ球の増殖応答性に関与している事が示唆された。IL-2の産生Tリンパ球増殖因子で脾細胞を刺激後、培養液中へのIL-2蛋白質の分泌量を経時的に測定したところ、MT欠損マウスでは、刺激後12、24時間目のIL-2産生量が、有意に低下していた。さらに、MT欠損マウスの脾細胞の培養液中に、T細胞のmitogenと同時にrecombinant IL-2を添加すると、増殖応答性がコントロールマウスのレベルまで改善された。これらの事から、MT欠損マウスのT細胞をmitogen刺激した際の増殖応答性が抑制されている原因として、刺激後初期に産生されるIL-2産生量が少ない事、刺激後のIL-2産生が遅れる為である事が示された。