hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「植民者」から「引揚者」へ:沖縄における植民地台湾の記憶の「語り」

さらに年度中に執筆した和文の学術論文が平成25年5月現在、査読審査中で、審査を通過すれば8月頃に出版される予定である。以上のように、平成24年度は前半はおおむね順調に調査と執筆活動を行うことができたが、後半は就職活動のために精神的にも時間的にも消耗してしまい、当初計画していたほどには研究を進めることができなかったことを残念に思っている。今年度のフィールド調査と資料収集によって、本研究の目標を達成するためのデータはほとんど入手できた。また国内外で研究発表したことにより、有益なフィードバックを得られた。来年度はこれまでの調査結果を論文として発表することに努めたい。本研究課題の目的を達成するためのデータはほとんど得られたので、今後はそれらを単著論文としてまとめることに力を注ぐ。
環境の理念と保全手法に関する基礎班

(1)理念領域の研究成果報告会の主催昭和61年2月1日、東京千代田区霞ヶ関の東海大学校友会館において、当班主催の理念領域全体の合同研究報告会を開催した。本年は、計画研究3班が新しくスタートした年でもあり、公募研究の研究班も新しいものがあるところから、相互の情報交換と連絡体制をよくすることを主眼にして、研究報告会を進めた。約50名が参加し、かなり充実した会合をもった。(2)今後の研究計画の検討過去3年間の研究の進展により、社会科学系の研究者の間にもかなりしっかりした研究体制ができつつあり、環境科学全体の発展のためにも重要な役割を担うべき段階になってきたのであるが、ちょうどこうした時期に特別研究のあり方が根本的に転換し、重点領域研究以外の方式では、研究が推進できないことになったので、未だ幼弱といってもよい社会科学系の環境科学研究者にとっては、大変重大な課題に直面することとなった。そのため、これらの問題点については、重点的に検討を行った。そして、環境計画の理念と手法というような総括的研究課題を中心に、かつ、自然科学系を中心とした研究についてもできる限り積極的に参加して研究を進めることについて、研究の間の合意を形成するように努めた。このため、第1回昭和60年5月23日、第2回7月9日、第3回11月29日、第4回昭和61年2月1日研究会を開いて検討を行った。その結果、比較的若手の中から積極的に新しい重点領域研究としてスタートする研究計画に参加することについて確実な見とおしが得られることとなった。
収束電子回折による不定比酸化物の3次元ホール分布測定法の開発

YBa_2Cu_3O_<7-d>不定比酸化物内のホール分布の評価のために、多軸入射収束電子回折を開発した。まず、原子散乱因子の価数依存性が少ない高散乱角領域を使った、c軸近傍入射の収束電子回折強度を、動力学的理論を元にした数値計算によりフィッティングさせた。それらがよく一致したことより、原子散乱因子、計算手法に誤りがないことを確認した。次に、原子散乱因子の価数依存性が大きい小散乱角領域を使った、a軸近傍入射の収束電子回折強度を、上記の数値計算法によりフィッティングさせた。その結果、CuO_2面に0.2個のホールが入った場合に、実験値と計算値があうことがわかった。これは滴定法により得られた酸素量から予想されるホール量と近いものとなった。広範囲高分解能透過型電子顕微鏡(LA-HRTEM)におけるエネルギー分散型X線分析結果の定量性について評価した。ZrO_2粒子を包埋したK-Al-Si-Sn-Oセラミックスから、収束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて、GaイオンビームによりLA-HRTEM観察可能な試料を作製した。試料最上面近くにLA-HRTEM観察部分を残した試料(マンホールトップ型)の場合、それ以外の試料で検出されたGaが検出されなかった。これは入射GaがLA-HRTEM観察部分に残っておらず、それ以外の部分に堆積していることを示唆した。さらにZrO_2/SiO_2界面近傍の分析結果は、界面から200nm以上離れればバルク試料のそれと同じになることから、この領域ではイオンビーム加工によるミキシングの影響は無視できることがわかった。こうしたことから、マンホールトップ型試料の作製により、試料の組成を正確に測定できることが明らかとなった。このLA-HRTEM法を用いて、1)(Hg,Pb)(Ba,Sr)_2Ca_2Cu_3O_y,および2)Y-Ba-Cu-O超伝導体の微構造を観察し、それと臨界電流密度のピーク効果発現機構について考察した。1)ではHgとPbの組成が、30nm周期で変調していること2)では双晶境界間隔が狭い試料では、境界近傍に酸素欠損領域があることを見いだした。このような微構造を持つ試料では、77K,1-3Tでの臨界電流密度が高いことから、これらの領域の臨界温度が低下したことによる量子化磁束ピン止めがピーク効果の原因であることが示唆された。Yb(Ba_<0.8>Sr_<0.2>)_2Cu_3O_<7-d>(Yb-123)の原子位置を、収束電子回折図形から決定することが出来た。粉砕したYb-123粉末をマイクログリッド上にのせて、[001]にほぼ垂直な方向から加速電圧300kVの収束電子線を入射することにより、ブラッグ条件を正確に満たした00,14-00,26反射の電子線強度を得た。この電子線回折強度を、動力学的回折理論を基にした数値計算プログラムでフィッティングしたところ、かなり良い一致を示した。最良のフィッティングが得られたとき、Baのz座標が中性子回折結果より求めたそれより小さくなった。この原因は、電子に対するBaの原子散乱因子は他の構成元素のそれより大きく、電子線回折強度比はBaの位置に敏感に反応するのに対して、中性子に対するBaの原子散乱因子は小さいため、中性子回折結果に最も影響を与えないからであると考えられた。

このLA-HRTEM法を用いて、1)(Hg,Pb)(Ba,Sr)_2Ca_2Cu_3O_y,および2)Y-Ba-Cu-O超伝導体の微構造を観察し、それと臨界電流密度のピーク効果発現機構について考察した。1)ではHgとPbの組成が、30nm周期で変調していること2)では双晶境界間隔が狭い試料では、境界近傍に酸素欠損領域があることを見いだした。このような微構造を持つ試料では、77K,1-3Tでの臨界電流密度が高いことから、これらの領域の臨界温度が低下したことによる量子化磁束ピン止めがピーク効果の原因であることが示唆された。
RI標識アネキシンVの抗癌剤誘導アポトーシスの評価に対する有用性についての研究

ヒト由来肺癌細胞であるPC-1を使用して、これまでに抗癌剤投与あるいは放射線照射(5Gy-20Gy)によりアポトーシス惹起されることを125-I標識アネキシンを用いて明らかにした。今回は両者の併用によるアポトーシスについても検討した。抗癌剤(CDDP)にて処理した腫瘍細胞(ヒト肺癌細胞株PC-1)を用意し、細胞はmedium中に3X10^6の浮遊液とした。抗癌剤未処理細胞群(コントロール群)、抗癌剤処理細胞群、抗癌剤未処理細胞+放射線照射(5Gy,10Gy)群、抗癌剤処理細胞+放射線照射(5Gy,10Gy)群について照射後3,6,12,24時間後に125-I標識アネキシンを0.2μCi/mlとなるように加え、water bathにて90分インキュベートした後にガンマカウンターにて計測した。3時間後では照射の有無にかかわらず抗癌剤処理細胞群および抗癌剤処理細胞+放射線照射(5Gy,10Gy)群に125-I標識アネキシンの取り込みが見られ、照6-12時間後まで125-I標識アネキシンの取り込みがみられた。5Gy群と10Gy群との間に差は見られなかった。PC-1では放射線によるアポトーシスは抗癌剤によるアポトーシスよりも少ないことをこれまでに明らかにしたが、抗癌剤と放射線との併用によるアポトーシスの増強効果は見られなかった。24時間後にはすべての群でアポトーシスの著明な増加が見られた。アポトーシスを起こすことを証明した抗癌剤処理細胞群をもちいた125-I標識アネキシン法とTUNEL法との比較検討ではアポトーシス早期とアポトーシス中・後期を明確に区別することは出来なかった。RI標識アネキシンVの抗癌剤誘導アポトーシスを評価するための一環として、抗癌剤処理腫瘍細胞のアネキシン取り込みについて検討した。抗癌剤(CDDP)にてアポトーシスを誘導した腫瘍細胞(ヒト肺癌細胞株PC-1)と未処理のPC-1細胞とを用意し、これらに0.2/0.02/0.002マイクロCi/mlに調製したI-125標識アネキシンVを加え、直ちに37°Cの恒温槽にてインキュベーションした。インキュベーション時間は0分,5分,15分,30分,60分,120分とした。インキュベーション後は遠心分離器にて遠心分離した後に上清を吸引除去し、洗浄・遠沈を2回繰り返した後シンチレーション・カウンタにて計測した。RI標識アネキシンVの取り込みはCDDP処理によりアポトーシスを惹起した群にのみ、みられた。アネキシンVの取り込みはインキュベーション後5分にはみられはじめ、15分後にはほぼピークに達し、120分後までほぼ一定した取り込みを保った。RI標識がアポトーシスの評価として有用である可能性を強く示唆する結果が得られており、次年度以降は従来、確立されたアポトーシスの評価法であるTUNEL法やBrdU標識されるDNA fragmentの検出法を用いてRI標識アネキシンVの集積との関連性、相違性について検討する予定である。放射線の照射による細胞のapoptosisの誘導に関する実験をヒト由来肺癌細胞であるPC-1を用いて行った。細胞はmedium中に3X10^6の浮遊液とし、5Gy,10Gy,20Gyの照射を行った。照射後3,6,12,24時間後に125-I標識アネキシンを0.2μCi/mlとなるように加え、water bathにて90分インキュベートした後にガンマカウンターにて計測した。コントロールを1.00としたときのカウントは照射3時間後では5Gy群0.97,10Gy群0.96,20Gy群1.01、照射6時間後では5Gy群1.12,10Gy群1.11,20Gy群1.09、照射12時間後では5Gy群0.97,10Gy群0.99,20Gy群0.98、照射24時間後では5Gy群0.98,10Gy群1.00,20Gy群0.98であった。照射後6時間にて照射群で約10%程度のapoptosisの誘導が見られた。照射3,12,24時間では照射によるapoptosisは見られなかった。また照射後6時間の線量群では5Gy照射群でもっともカウントは大きかったが、線量(5Gy-20Gy)の間にはapoptosisの誘導に有意差は見られなかった。Apoptosisを高頻度に招来する悪性腫瘍は悪性リンパ腫等の一部の腫瘍に限られ、非小細胞肺癌細胞では一般にapoptosisの誘導は軽度であるとされており、今回使用した細胞株でも同様であった。前年度の実験にてCDDPでは明らかなapoptosisの誘導が起こっており、抗癌剤との併用によるapoptosisの誘導についても検討を行い、早期apoptosisの誘導の画像化への一助とする。

抗癌剤(CDDP)にて処理した腫瘍細胞(ヒト肺癌細胞株PC-1)を用意し、細胞はmedium中に3X10^6の浮遊液とした。抗癌剤未処理細胞群(コントロール群)、抗癌剤処理細胞群、抗癌剤未処理細胞+放射線照射(5Gy,10Gy)群、抗癌剤処理細胞+放射線照射(5Gy,10Gy)群について照射後3,6,12,24時間後に125-I標識アネキシンを0.2μCi/mlとなるように加え、water bathにて90分インキュベートした後にガンマカウンターにて計測した。3時間後では照射の有無にかかわらず抗癌剤処理細胞群および抗癌剤処理細胞+放射線照射(5Gy,10Gy)群に125-I標識アネキシンの取り込みが見られ、照6-12時間後まで125-I標識アネキシンの取り込みがみられた。5Gy群と10Gy群との間に差は見られなかった。PC-1では放射線によるアポトーシスは抗癌剤によるアポトーシスよりも少ないことをこれまでに明らかにしたが、抗癌剤と放射線との併用によるアポトーシスの増強効果は見られなかった。24時間後にはすべての群でアポトーシスの著明な増加が見られた。アポトーシスを起こすことを証明した抗癌剤処理細胞群をもちいた125-I標識アネキシン法とTUNEL法との比較検討ではアポトーシス早期とアポトーシス中・後期を明確に区別することは出来なかった。
道路橋床版の設計と維持管理の連続照査を可能とする構造性能評価技術の開発

コンクリート橋の長寿命化を実現するためには,設計と維持管理を一本化し連続的に扱っていく必要がある。本研究の目的は,道路橋床版を対象とした,設計・維持管理体系の連続化の根幹を支える作用・性能・外観の評価技術の開発である。連続照査用作用の評価技術として,実構造物調査による実測データから,逆解析的に力学・環境作用の同定とモデル化を行う。構造性能の評価技術として,床版のモデル供試体による実験的・解析的検討を行い,コンクリートの累積損傷モデルを構築して部材レベルの損傷過程を解明する。また外観に基づく評価技術として,実構造物調査により得たひび割れ情報を統合化するとともに,部材の損傷過程との関連づけを行う。
熱帯産の稀少有用林産資源の探索とその利用

本研究は、平成11年から平成13年の3年間,7回に渡りタイ国を訪問し、タイ国側の共同研究者とともに、主として隣接国との国境付近の8つの地域を探索し、その地域の市場で売買されている有用林産物(木菜、果樹、嗜好林差物、樹皮、薬用植物など)とその利用についての情報を得、また森林に分け入り稀少有用林産物資源の探索と資料の採取を行った。得られた成果を以下に記す。1)3年間で32科5種の植物を探索した。主な植物は、キョウチクトウ科、シクンシ科、トウダイグサ科、マメ科、オトギリソウ科、ミソハギ科、アカネ科であり、抗バクテリア活性、タンニンとレジン、染料、抗炎症性、抗糖尿病活性、嗜好品、染料、抗マラリアとして利用されていることが判明した。2)探索した32科、95種の植物について、既往の研究をChemical Abstract (Scifinderシステムによる)で探索した。探索した95種のうち70種の植物が、すでに研究対象となっており、抽出成分と生理活性などが報告されていることが判明したが、残り20種については未だ研究されてはいなく、今後貴重な研究対象となると予想される。3)本研究では主に抗マラリア活性を持つとされた、アカネ科の抽出成分について化合物の単離と構造決定および生理活性試験を行ったが、興味深いことに新たな生物活性である抗Helicobacter pylori活性が見出された。4)樹皮タンニンの構造は温帯産とは異なる基本構造をもつ樹皮タンニンを持つ植物が見出され、その構造-機能は興味深いことが見出された。5)熱帯産レジンの採取植物および利用は極めて多様性であることが判明した。6)以上をまとめ報告書を作成した。以上、タイ国内でに極めて多くの希少有用林産物が利用されていることが判明したが、未研究の多くの植物も見出され、この点の究明が重要であること、また、今後、このような探索研究はタイ国のみに限らず、関係各国の協力の基、インドシナ全域、東南アジア全域そしてアフリカ、南米に拡張し、地球レベルでの総括的な研究に発展させることが、恒久的熱帯林と地球環境保全には緊要であると判断される。本年度は2回にわたりタイ国を訪問し、ラオス、カンボジア国境付近と南タイの森林の希少有用林産物資源の探索と試料の採取を行った。具体的には第一回探索第二回探索:上記の採取した試料はカセサート大学にて水、及び有機溶媒にて抽出し、各フラクションの成分組成をガスクロマトグラフィおよび薄層クロマトグラフィにて分離精製するとともに、各種スペクトル分析にてそれらの化学構造を推定した。更に、採取した植物について既知及び未知成分の化学構造と生理活性についての情報をChmical Abstractsにて検索し、最終年度での研究遂行のための議論を行った。その結果、抗Helicobacter pylori活性、抗真菌活性を持つ興味深い成分などが見出され、また熱帯植物(特にマングローブ)タンニンの多様性について、幾つかの新知見を得た。本年度は8月17日8月24日、タイ国を訪問し、中央タイとミャンマー国境付近のにおける森林の稀少価値林産物資源の探索と試料の採取を行った。

具体的には8月17日:大阪関西空港-タイ国(Phitsanulok)到着8月24日: PhitsanulokからBangkokを経由大阪関西空港採取した試料の抽出成分を検索した結果、興味深い構造一活性相関が得られた。また、本年度が研究期問の最終年度であるので、本年度に採取した植物および過去2年間に採取した植物について過去10年間に研究された文献をChemical Abstractsから検索し、また地元で集めた資料に基づき、まとめ報告書を作成した。さらに、ある種の樹種の抽出成分については、引き続き研究を進めることが必要であり、今後関連の専門誌に投稿を予定している。
擬似移動層を組み込んだオリゴペプチド合成用バイオリアクターシステムの開発

本研究では、プロテアーゼの加水分解反応の逆反応を利用するオリゴペプチド合成用のバイオリアクターシステムを構築するために必要な基礎的諸因子を解明することを目的とした。本研究の前半では、特に固定化酵素を用いる有機溶媒中でのジペプチド前躯体合成反応に着目して、活性と安定性に及ぼす因子の解明を試みた。一方、効率的なバイオリアクターシステムを構築するためには、基質と生成物の効率的な分離方法も確立する必要がある。本研究の後半では、連続クロマト分離で使用されている擬似移動層を組み込んで、生成物と基質の連続分離を行い、分離された基質を再び反応器に戻すことにより、システム全体としての効率の向上の可能性を、予備的ではあるが検討した。すなわち、次式で示すアスパルテ-ム前躯体(Z-AspPheOMe)合成反応を取り上げ、1)固定化酵素の活性と安定性に及ぼす因子の解析と反応条件の最適化、2)擬似移動層分離を念頭においた、吸着樹脂の選択と吸脱着挙動の解明、3)擬似移動層分離の解析、4)実際に工業生産を想定したバイオリアクターシステムの経済性の評価、5)化学合成法と酵素合成法の評価、の5点に着目して研究を行った。本研究では、固定化サーモライシンを用いたジペプチド前駆体合成反応において、生成物を連続的に分離回収するための擬似移動層を組み込んだバイオリアクターシステムの開発を最終目的としている。本年度は、主として、(1)式で表されるアスパルテ-ム前駆体合成反応に着目して、1)酵素の活性、安定性に及ぼす固定化方法、有機溶媒の種類、水分濃度の影響、2)反応条件の最適化、3)反応性生物分離に適した分離用樹脂の検索と分離挙動の解析方法の確立についてて検討した。Z-Asp+PheOMe→Z-AspPheOMe+H_2O(1)1)については、特に固定化酵素の安定性に及ぼす多孔性担体の孔径、材質、及び有機溶媒の種類に着目して検討したが、熱安定性はいずれの因子にも強く依存した。特に、安定性が孔径に依存するという結果はこれまでに報告されていない新しい事実として注目される。平均細孔径10nmのAmberlite XAD7に酵素サーモライシンををグルタルアルデヒド架橋法により固定化したところ、t-Amyl alcohol中で最も高い安定性を示した。結晶酵素、架橋化結晶酵素、架橋酵素を調製し、その安定性を比較したところ、いずれの酵素も固定化酵素よりも安定性が低下した。また、架橋化結晶酵素が最も安定性が高く、架橋酵素が低い結果となった。これらの結果より、平均細孔径が10nmという極めて小さい細孔内に架橋固定化された酵素分子は、規則正しく固定化されていること、酵素分子だけではなくt-アミルアルコールの分子運動も抑えられることが推測された。2)に関しては、酢酸エチルとt-アミルアルコールの混合溶液(1/3)中で、しかも基質のPheOMe濃度をZ-Asp濃度に対して相対的に高くすることが、合成速度、安定性の観点から最も適していることが明かとなった。3)に関しては、それぞれの基質を単独でカラムに流した場合は、陰イオン交換樹脂であるDowex MWA1が最も分離能が高いことが示された。しかし、2つの基質が共存する場合には、イオンペア-の形成のために分離能が低下することが明かとなった。本研究では、固定化サーモライシンを用いたジペプチド前駆体合成反応において、生成物を連続的に分離回収するための疑似移動層を組み込んだバイオリアクターシステムの開発を最終目的としている。本年度は、主として、バイオリアクターを構築する上で、活性と並んで重要な固定化酵素の安定性に及ぼす因子の詳細な解析を行った。モデル反応系として、(1)式で表されるアスパルテ-ム前駆体合成反応を取り上げた。固定化酵素の有機溶媒中、緩衝液中での安定性に及ぼす多孔性担体の孔径、及び温度に着目して検討した。種々検討した多孔性担体の中では、平均細孔径10nmのAmberlite XAD7に酵素サーモライシンをグルタルアルデヒド架橋法により固定化した酵素が最も高い安定性を示した。また、有機溶媒としては酢酸エチルよりもt-アミルアルコール中で、著しく安定性が高かった。

t-アミルアルコール中では、80°Cで10時間インキュベート後も80%の残存活性を示した。水分濃度の影響に関しては、酢酸エチル中では34%を、また、t-アミルアルコール中では810%を超すと急激に安定性が低下した。残存活性の経時変化は、一次反応ではなく二次反応に近い挙動を示した。固定化酵素よりの酵素の漏れを調べたところ、酢酸エチル中でインキュベートした場合には、酵素の自己消化物とみられるバンドがSDS-PAGE上で観察された。また、酵素の漏れは水分として添加する緩衝液中のカルシウム濃度が高くなると減少した。これらのことから、固定化酵素が酢酸エチル中で不安定な原因は、固定化されている酵素の周囲に水相が生じ、その中で自己消化反応が起こるためであり、t-アミルアルコール中で安定な理由は、酵素の周囲には明確な水相が存在しないためであることが示唆された。
環境化学物質によるエピジェネティクス変化と次世代影響の解明

本研究では、胎児期の環境化学物質曝露が臍帯血のIGF2/H19領域、LINE1のDNAメチル化に及ぼす影響について検討した。札幌の一産科病院で2002年-2005年にリクルートし同意を得た妊婦514名のうち、臍帯血の得られた267名を対象とし、パイロシークエンス法を用いてIGF2/H19、LINE1領域の臍帯血DNAメチル化について定量を行い、環境化学物質との関連について重回帰分析にて検討を行った。交絡因子で調整後、PFOA曝露によるIGF2メチル化の有意な低下、MEHP曝露によるH19メチル化の有意な低下、水銀曝露によるLINE1メチル化の有意な増加が認められた。(1)「前向き出生コホート(母児514組)」における低出生体重児の各種データ解析北海道スタディ小コホート(母児514組)の母児調査票および母体血各種化学物質濃度データを用いて、網羅的DNAメチル化解析に供するサンプルの選別を試みた。514児の内、子宮内胎児発育遅延と診断された児は41名おり、平均出生体重は2497gで、健常児の平均出生体重(3087g)より低かった。子宮内発育遅延児の母親群の血液では、ダイオキシン、PCB、PFOSの平均濃度が、健常児の母親群血液中より若干高く検出されていた。また、妊娠中の喫煙の割合も子宮内発育遅延児の母親群の方が健常児の母親群より高かった。しかしながら、個体別の情報を比較すると、必ずしも子宮内発育遅延児の母親血液中の各種化学物質濃度が高いわけではなかった。そのため、現在までに得られている情報を基にして検体を選別し、網羅的なDNAメチル化解析をする当初の予定を変更し、ゲノムのメチル化状態の指標とされているlong interspersednucleotide element-1 (LINE-1)のメチル化状態を児の臍帯血DNAを用いて調べ、子宮内発育遅延児と健常児におけるゲノムのLINE-1メチル化状態を比較することにした。(2)パイロシーケンサーを用いたDNAメチル化測定条件の確立キアゲン社のパイロシーケンサー(PyroMark)を用いて、ゲノムのLINE-1メチル化状態を測定する条件を確立した。市販のヒトゲノムサンプル(健常人)を用いてLINE-1のメチル化を調べたところ、80%程度のメチル化が検出された。この値はすでに報告されている値に近く、LINE-1のメチル化測定条件が確立できた。DNAメチル化はエピジェネティック制御機構のひとつで、胎児期の環境と出生後の表現型を結ぶ重要な要素だと考えられている。動物実験により内分泌撹乱物質曝露のメチル化への影響が示唆されているが、現在のところ疫学研究での報告、特に胎児期曝露の影響を評価した報告は少ない。そこで本研究では、胎児期の環境化学物質曝露が臍帯血のIGF2/H19領域、LINE1のDNAメチル化に及ぼす影響について検討した。札幌の一産科病院で2002年から2005年にリクルートし同意を得た妊婦514名のうち、初期調査票・カルテ情報・臍帯血の得られた267名を対象とし、パイロシークエンス法を用いてIGF2/H19、LINE1領域の臍帯血DNAメチル化について定量を行った。胎児期の曝露要因として母体血中PFOS・PFOA濃度はLC-MS/MS、MEHP濃度はGC-MS、ダイオキシン・PCBs濃度はHRGC/HRMS、母毛髪中の総水銀濃度は酸化燃焼金アマルガム法(AAS法)にて測定を行い、メチル化との関連について重回帰分析で検討を行った。交絡因子で調整後、これら環境化学物質の胎児期曝露の臍帯血DNAメチル化への影響については、PFOA曝露によるIGF2メチル化の有意な低下(β= -1.60 , 95% CI: -2.98, -0.22)、水銀曝露によるLINE1メチル化の有意な増加(β= 0.71, 95% CI: 0.07, 1.36)が認められ、PFOS・PFOAの胎児期曝露によるIGF2領域への影響、水銀曝露によるゲノム全体のメチル化の亢進が示唆された。また、曝露影響の性差があり、PFOSのIGF2への影響は女児でより顕著なメチル化の低下が観察された(β= -2.15, 95% CI: -4.60, 0.21)。

1)「前向き出生コホート(母児514組)」における臍帯血DNAの抽出:北海道スタディ小コホート(母児514組)のうち、臍帯血サンプルが採取・保管されていた268児について、核酸抽出機(プロメガ社)を用いて臍帯血からDNAを抽出した。また、抽出したDNAの一部を用い、メチル化解析用にバイサルファイト処理を行った。(2)パイロシーケンサーを用いたIGF2遺伝子DNAメチル化測定条件の確立:キアゲン社のパーロシーケンサー(PyroMark)を用いて、IGF2 (Insulin-like growth factor-2)のDNAメチル化状態を測定する条件を確立した。(3)「前向き出生コホート」臍帯血DNAを用いたIGF2遺伝子およびLINE1領域メチル化の測定:上記で決定した測定条件の下で、児268名分の臍帯血DNAのIGF2メチル化を測定した。また、H23年度に決定した測定条件の下で、LINE1のDNAメチル化を測定した。この集団における、各領域のDNAメチル化率の平均(%)は、IGF2が48.7% (±2.9)、LINE1が76.4% (±1.1)であった。(4)胎児期の化学物質曝露による児のDNAへの影響の評価(統計解析):測定したIGF2、LINE1DNAメチル化率を従属変数に、妊娠中喫煙の有無、及び母体血中ダイオキシン(TEQ)・PFOS/PFOA・MEHP濃度、母毛髪水銀量をそれぞれ独立変数にとり、母年齢・年収・在胎週数・児性別・(喫煙曝露以外は加えて妊娠中喫煙、水銀曝露はさらにパーマ歴)を共変量として加え、重回帰分析を行った。その結果、母体血中PFOA濃度(log10)とIGF2メチル化(%)との間に負の相関(β=-1.5, p=0.04)が、母毛髪中水銀量(log10)とLINE1メチル化(%)との間に正の相関(β=0.8, p=0.02)が確認された。コホートの母児の情報を分析するのに時間を要した。それにより、当初の研究計画を変更して新たな対応策を考え、準備し、解析を開始するのに時間を要した。25年度が最終年度であるため、記入しない。また、本研究室においての臍帯血DNA抽出・パイロシーケンサーを用いたDNAメチル化定量は初の試みであったため、測定系の立ち上げ、確立に時間を要した。子宮内発育遅延児と健常児の臍帯血DNAにおけるLINE-1のメチル化状態を比較することにより、子宮内胎児発育遅延にゲノムのエピジェネティックな変化が関与している可能性の有無が明らかになる。エピジェネティックな変化が関与している場合は、次に、胎児の発育に関与する遺伝子群(IGF-1,2など)についてプロモーター領域のメチル化状態の変化、蛋白質量の変動の有無を明らかにし、低出生体重が生じるメカニズムの一端を明らかにすることを試みる。児臍帯血の胎児発育関連遺伝子IGF2、ゲノム全体のメチル化の指標となるLINE1について、環境化学物質曝露(ダイオキシン、PCB、PFOS/PFOAなど)および喫煙曝露によるDNAメチル化への影響を、重回帰分析など統計学的手法を用いて現在検討中である。今後はIGF2の発現を調節しているH19 DMR領域のメチル化についてパイロシーケンサーで測定し、胎児期の環境化学物質曝露がDNAメチル化に与える影響について検討する。さらに、曝露によって観察されるIGF2/H19、LINE
ガン遺伝子の機能と構造の推定のためのコンピュータシステムの開発

1)データベースの増強.新しく発表された配列データをNBRFデータベースから利用しようとすると,かなりな時間待たねばならない.そこで本年度から最新の配列データを集中的にデータベースにファイルすることにした.本年度約600種の配列がファイルされ,総計6千種の配列を含むデータベースに増強された.2)ローカル・サーチ法の開発.ホモロジー検出法として従来一般に利用されているドツトマトリックス法は広い領域にわたった配列が強く保存された分子のホモロジーを検出するためには適しているが,配列がdivergeした分子に対しては有効でない.こうした分子に対しても十分ホモロジーが検出出来る方法を開発した.この方法は,既にホモロジーが同定されている配例で.局所的に強く保存された配列を選び,それをプローブにして類似の配列をデータベース中にサーチする方法で,この方法をIg様配列にサーチに応用した結果, fmsがん遺伝子産物とシュワン細胞のglycoproteln P_oに有意なホモロジーが検出された.また,まだ最終的確認はされていないが, CEA(corcinoembryonic antigen),リンクタンパク及びEVウイルスのglycoーproteinにもIg様配列が検出された.3)がん遺伝子の系統分類.src族にみられるように,がん遺伝子はしばしば多数のメンバーから成る多重遺伝子族を形成する.これらを系統的に分類し,以後の研究指針となる有益な情報を得るため,分子系統樹法を開発した. src族に応用した結果,系統分類が機能的分類に対応すること,チロシンキナーゼがrafから進化した,等の興味ある知見を得た.4)立体礎造の推定.タンパク質の2次構造の知見から高い確度で立体構造を推定する方法が開発出来た.従って1次構造から立体構造を推定するためには信頼性の高い2次構造推定法の開発が要となる.現在その開発・改良を急いでいるが,確度が次第に上昇してきている.1)データベースの増強.新しく発表された配列データをNBRFデータベースから利用しようとすると,かなりな時間待たねばならない.そこで本年度から最新の配列データを集中的にデータベースにファイルすることにした.本年度約600種の配列がファイルされ,総計6千種の配列を含むデータベースに増強された.2)ローカル・サーチ法の開発.ホモロジー検出法として従来一般に利用されているドツトマトリックス法は広い領域にわたった配列が強く保存された分子のホモロジーを検出するためには適しているが,配列がdivergeした分子に対しては有効でない.こうした分子に対しても十分ホモロジーが検出出来る方法を開発した.この方法は,既にホモロジーが同定されている配例で.局所的に強く保存された配列を選び,それをプローブにして類似の配列をデータベース中にサーチする方法で,この方法をIg様配列にサーチに応用した結果, fmsがん遺伝子産物とシュワン細胞のglycoproteln P_oに有意なホモロジーが検出された.また,まだ最終的確認はされていないが, CEA(corcinoembryonic antigen),リンクタンパク及びEVウイルスのglycoーproteinにもIg様配列が検出された.3)がん遺伝子の系統分類.src族にみられるように,がん遺伝子はしばしば多数のメンバーから成る多重遺伝子族を形成する.これらを系統的に分類し,以後の研究指針となる有益な情報を得るため,分子系統樹法を開発した. src族に応用した結果,系統分類が機能的分類に対応すること,チロシンキナーゼがrafから進化した,等の興味ある知見を得た.4)立体礎造の推定.タンパク質の2次構造の知見から高い確度で立体構造を推定する方法が開発出来た.従って1次構造から立体構造を推定するためには信頼性の高い2次構造推定法の開発が要となる.現在その開発・改良を急いでいるが,確度が次第に上昇してきている.
津波被災地における地下水利用技術に関する研究

研究対象地として,帯水層内に,津波により塩水化した地下水と,その上部に淡水域が分布している宮城県亘理町および山元町を選定した。研究対象地に設置されている地下水観測井戸の深度は1015mである。現地試験に先立って各観測井戸のECを深度1m毎に測定したところ,塩淡境界深度は5m以深であり,想定するパッカー深度を39mの範囲とした。この条件で使用可能な二重揚水装置を試作した。観測井戸の口径は50mm,材質は硬質塩化ビニール管であることから,パッカーの材質はゴム製とし,その長さは50cmとした。パッカーの上部および下部にはそれぞれ揚水ホースに接続された揚水口を配し,揚水ホースおよびケーブルグリップでパッカーを支持することで,井戸の任意の深度を空気パッカーで止水できる構造とした。揚水ホースはDC12V駆動の吸い込み式ポンプおよび流量計に接続され,コントローラーでそれぞれ揚水量を調節できる。またパッカー上部および下部には自記水位・EC計を付帯できるスペースを設けた。試作した二重揚水装置について,その性能を確かめるため室内試験を行った。パッカーに揚水ホースを接続した状態で地上より3m上から揚水する連続揚水10分間の試験では,最大揚水量が10.815.1L/minであり,揚水ホースの内径が大きくなると揚水量も増加した。0.10MPaの空気圧でパッカーを膨張させ、12時間以上経過後の圧力を計測する耐久試験では,2回の試験共にエアー漏れはなく,所定の性能を発揮できることが確認された。また二重揚水の実施に先駆けて,パッカーを塩淡境界に設置し,上部のみから揚水する方法で研究対象地の観測用井戸で揚水試験を行った。その結果,内陸側では淡水が揚水可能な井戸が見られたが,海岸近くの井戸では淡水の揚水が難しいことが明らかになった。調査地における塩淡境界深度は想定の範囲内であり,これに対応する二重揚水装置の作成が完了し,動作試験も良好であったため。平成30年度に作成した装置を用いて,宮城県亘理町・山元町の観測用井戸において,井戸内の塩淡境界にパッカーを設置し塩水と淡水を同時に揚水する試験を行い,揚水した地下水および孔内のECの経時変化,揚水前と揚水後の井戸内の深度別EC分布の変化を明らかにする。また揚水中の地下水を採取し,ラドン濃度・pH・ORP・DOを測定し,水質の経時変化を明らかにする。なお本研究では,現地で栽培が盛んなイチゴの生育に適した水のECが70mS/m以下であることから,この値を塩水と淡水の閾値とする。揚水試験は塩淡境界を有する観測井戸で行い,井戸の位置(主に海岸線からの距離)や塩淡境界深度と試験結果との関係について考察する。

なお本研究では,現地で栽培が盛んなイチゴの生育に適した水のECが70mS/m以下であることから,この値を塩水と淡水の閾値とする。揚水試験は塩淡境界を有する観測井戸で行い,井戸の位置(主に海岸線からの距離)や塩淡境界深度と試験結果との関係について考察する。二重揚水装置の室内試験結果が良好であり、その後に予定していた装置の改修を行わず,平成31年度(令和元年度)に実施する現地試験後に改修を行うこととしたため。
郷土の音楽素材の教材開発と大学教員のアウトリーチによる実証的研究

本研究では,秋田県内各地域の「郷土の音楽素材」を(1)伝統音楽的音楽素材(民謡,お囃子,わらべうたなど),(2)西洋音楽的音楽素材(明治以降の秋田県関連の作曲家の音楽作品や著作など),(3)生涯音楽的音楽素材(県内各地域における特色ある文化施設や音楽活動,人材など)の三つに分類して教材開発するとともに,開発した教材を用いた大学における授業実践と大学教員によるアウトリーチ活動によってその有効性を検証した。その結果,「地域の音楽素材」は,親近感の高まりが楽曲の魅力や価値を好意的に受け入れようとする態度生成を促進し,学習意欲を高めることが明らかとなった。本研究は,「郷土の音楽素材」による教材開発と,その教材を活用した大学教員のアウトリーチ・プログラムを連動させた地域の音楽文化遺産伝承の試みである。主な研究内容は,i)「郷土の音楽素材」の教材開発とライブラリの設置運営,ii)開発した「郷土の音楽教材」を活用した大学教員によるアウトリーチ活動,iii)教員養成における「郷土の音楽教材」の導入と実践である。そのため,秋田県内各地域の「郷土の音楽素材」を,(1)伝統音楽的音楽素材(民謡,お囃子,わらべうたなど),(2)西洋音楽的音楽素材(明治以降の秋田県関連の作曲家の音楽作品や著作など),(3)生涯音楽的音楽素材(県内各地域における特色ある文化施設や音楽活動,人材など)の三つに分類して教材開発するとともに,開発した教材を用いた授業実践と大学教員によるアウトリーチ活動によってその有効性を検証していく。本年度は,3カ年11段階の研究計画のうち第1および第2段階として,関連資料,文献の収集等ライブラリの設置にかかわることに取り組んだ。(1)伝統音楽的音楽素材については,秋田県県北地方の現地調査による映像,音源資料,文献の収集を行った。(2)西洋音楽的音楽素材については,秋田県に関係のある音楽家の作品(楽譜),著作,文献,録音資料等の収集を行った。また,音楽科教員養成の取り組みとして,学部および大学院の教材に秋田県関連の音楽家の作品を採り上げるとともに,アトリオン音楽ホールで成田為三の合唱作品を発表した。(3)生涯音楽的音楽素材については,県内各地域における公立文化施設の音楽関連の事業の調査を行った。以上の研究の成果として収集した資料をデータベース化し,秋田大学教育総合実践センターで運営する<あきた教職.net>において22年度前期に公開する予定で準備を進めている。本研究は,「郷土の音楽素材」による教材開発とその教材を活用した大学教員のアウトリーチ・プログラムを連動させた,地域の音楽文化遺産伝承と時代の要請に応じた教員養成の試みである。本研究における「郷土の音楽素材」とは,(1)伝統音楽的音楽素材(民謡,お囃子,わらべうたなど),(2)西洋音楽的音楽素材(明治以降の秋田県関連の作曲家の音楽作品や著作など),(3)生涯音楽的音楽素材(県内各地域における特色ある文化施設や音楽活動,人材など)の三つである。本年度は,3カ年11段階の研究計画のうち第3から第7段階として,ライブラリの収蔵資料及び教材数の増加を図るとともに,ライブラリの資料・教材を活用した大学教員のアウトリーチ活動と3回に渡る市民向けレクチャー・コンサートを実施した。アウトリーチ活動では,秋田県内の小学校2校,中学校1校を対象として,秋田県関連の音楽家の作品を取り入れた鑑賞教室を実施した。また,市民向けレクチャー・コンサートでは,地域の音楽家と協同し,秋田県関連の音楽家の作品によるコンサートを開催するとともに,ライブラリで収集した作品(楽譜),著作,文献,録音資料等の公開を行った。地域出身もしくは関わりの深い音楽家の作品は,音楽作品そのものの受容が促進されるだけでなく,興味関心の高まりが音楽の学習意欲の増大へと結びついていくことが確認された。教員養成の取り組みとしては,学部および大学院の教材として秋田県関連の音楽家の作品を採り上げるとともに,その成果を踏まえて23年度には系統的なカリキュラム開発へと発展させていく計画である。研究の最終年度として、(1)教員養成における取り組み(学部、大学院の専門科目における教材の導入)、(2)関係機関、学校への教材の配布、(3)市民向けアウトリーチ・プログラムの実施の三つに取り組んだ。(1)については、地域にかかわりのある音楽家の作品を活用した教員養成カリキュラムを構築し、学部および大学院で授業実践を行った。受講学生の変容の考察を通して教員養成における「地域の音楽素材」活用の可能性について検討した結果、「地域の音楽素材」は、親近感の高まりが楽曲の魅力や価値を好意的に受け入れようとする態度形成を促進し、学習意欲を高めることが明らかとなった。このことは教員養成だけでなく、学校教育においても同様の効果が期待できると考えられる。

(2)については、当初の計画では民俗芸能等の伝統音楽的素材の映像教材も制作する予定であったが、近隣の大学の研究プロジェクトと大きく重複することが明らかとなったため、西洋音楽的素材に特化することとした。学校教育と社会教育の双方で活用可能なものという視点からDVDとCD教材を制作し、県内の図書館、高等学校、各地方教育委員会等に配布した。(3)については、市民向けアウトリーチとして、ライブラリを活用した地域関連の音楽家の作品だけの解説付き声楽講座を行うとともに、講座と並行して収集した作品(楽譜)、著作、文献、録音資料等の公開を行った。本研究課題では、「郷土の音楽素材」による教材開発と、その教材を活用した大学教員のアウトリーチ・プログラムを連動させた地域の音楽文化遺産伝承と時代の要請に応じた教員養成を目指した。3年間の研究を通して、当初の目的はほぼ達成できたと考える。この研究で得られた成果を今後の大学教員のアウトリーチおよび地域の教育に貢献できる教員の養成に役立てていきたい。
宇宙線空気シャワーに伴う電磁パルスの観測

空気シャワーに伴う電磁パルスについて、計測器の整備とともに、まず予備観測を行った。空気シャワーの検出は高知大学理学部2号館屋上に、プロポーショナルカウンター(50cm×50cm)4台を長方形(9m×10m)の頂点に置き、それぞれに同時にある一定の粒子数以上の入射があったときを空気シャワートリガーとして、これも屋上に設置してあるボールアンテナの出力をデイジタルオシロスコープに記録している。データはGPIBを通して、マイクロコンピュータのフロッピーディスクに書き込んでいる。1イヴェンを4224バイとして、1枚のフロッピーディスクに150イヴェントが記録可能である。データ処理はフロッピーディスクから磁気テープに移し汎用コンピュータによる解析を行う。しかし、現在はマイクロコンピュータによる予備解析の段階である。空気シャワーによるトリガーにより記録したボールアンテナの出力波形をフーリエ変換することにより周波数スペクトルを得た。この結果比較的人工ノイズの少ない波形においても15KHzの波が卓越していることがわかった。一般にはもっと大きい人工ノイズが重なっているため、いかにして空気シャワーに伴っていると判断される波形を見出すかというのが問題である。それにはまず第一に人工ノイズの少ない場所で観測するということが肝要であり、本観測は笹山(高知大学理学部地球観測所)で行うための作業が進行中である。第二には空気シャワーそのものの計測をきちんとするということが必要であり、シンチレーションカウンター系の配備を行っている。
原発性胆汁性肝硬変における精製ヒト胆管上皮抗原に対するT細胞免疫の解析

原発性胆汁性肝硬変ではヒト胆汁蛋白より精製したヒト胆管上皮抗原28KD(p28)に対する末梢血Tリンパ球に対するproliferationが高率に検出される。従って本症における胆管破壊にはp28を標的抗原とするT cell autoimmunityが病因として関与すると考えられる。標的抗原p28のアミノ酸inner sequenceはHPLC蛋白カラムにp28の蛋白分解物をapplyし,検討中である。DRBI*0803陽性の原発性胆汁性肝硬変症例ではDRBI*0803陰性例に比し,胆管抗原p28に対するT cell proliferationが高率かつ,高値を示した。DRBI*0803のMHC分子が標的抗原の抗原呈子に関与して可能性が示唆された。1.PBC患者の末梢血Tリンパ球のprolife rationを指標に同室した胆管上皮抗原BI(m.w>200KD)は2ME還元下のSDS-PAGEにより5ヶの蛋白バンドに分画される。このうちB1-5(m.w.28KD)のTcell抗原性が存在する事を多数例のPBCで確認した。2.PBC症例のHLAsero-bypingでは、HLAclassI抗原は健康人と比較して検出頻度に差を認めないが、HLA classII抗原のHLA・DRW8はlocal populatiou、およびnational populatiouと比較して極めて高率に検出された。(X^2>20)HLAclassII抗原のDNAtypingをPCR-SSO法を用いて、解析し、DRB1*0803が高率に検出された。DQA1*0103、およびDQB/*0601も同様に検出されたが、二つのDQ遺伝子はDRB/*0803と連鎖不平衡にある為と考えている。3.PCB症例のうち、胆管上皮抗原B1-5に対する末梢血Tリンパ球のproliferationはHLA・DRW8陽性群が同抗原陰性群に比して高い事を認めたPBCの免疫遺伝学的研究についてはHLA classII遺伝子をPCR-SSO法により解析し,PBCではDRB1*0803が高率に検出される事を報告して来た。PBCの胆管破壊にはヒト胆汁蛋白より精製したヒト胆管上皮抗原に対するT細胞免疫が関与する事を報告して来た。ヒト胆管上皮抗原BIの還元カルボキシメチル化を行いHPLC(カラム:YMC-pack protein-RP)で解析した結果,BIは14.89台のピークとして検出される.このpeakはbroadで糖鎖による修飾が想定される為に,アミノ酸一次配列の決定には未だ至っていない。
培養不能細菌の分子メカニズム

細菌学が確立したのは、19世紀の後半で、寒天平板培地を用いた培養と細菌の単離技術の確立と時を同じくする。この技術は、寒天平板培地上にコロニーを作らせることによって個々の細胞レベルでは目に見えない細菌の存在を可視化すること、さらにそれらの計数することを可能にした。この技術が細菌学の基本となったため、細菌学者は寒天平板培地を細菌の有無の判定にも用いるようになった。つまり寒天平板培地にコロニーを作らなければ、その試料の中には細菌はいないか、死滅した、と判断する。この考え方は、医学、衛生学、食品細菌学などを含む実質的にほぼ全ての細菌学の分野の常識となっていた。こうした常識と違う常識を持っていたのは、生態学の分野である。天然の土壌や水の中の細菌を対象にしてきた研究者は、1950年代から既に天然の細菌の大部分は培養できないことに気が付いていた。すなわち、天然環境中で生きて増殖していることと、培養できることは同義ではないのである。これらの二つの常識を繋いだのが、VNC (Viable but Nonculturable)つまり、培養できないものの生きている細菌の存在についての概念である。この概念は1985年にアメリカメリーランド大学のRita R.Colwell教授によって提案され、その後多くの研究が始まった。しかしこの概念は今だに分子レベルできちんと記述されたとは言い難く、それが多くの疑念を抱かせることになっている。本研究はVNCとはどのような生理状態であるかについて、分子レベルでその解明を目指したものである。この研究を通じ、以下のことを明らかにした。(1)混菌状態から、VNC状態の菌を選択的に分取する方法論を作った。(2)VNC状態と酸素ストレスとの関係を明らかにした。(3)天然の共生状態の菌のVNC状態について知見を得た。(4)細菌の死滅あるいはVNC状態を誘導する要素としてのウイルス様粒子の動態を明らかにした。(5)大腸菌のシグマ因子と定常期の細胞の生理状態との関わりについて明らかにした。本年度は、細菌の培養不能状態(Viable but Nonculturable:VNC)について、いくつかの異なる方向から解析を行った。第一に木暮、山本、水之江は生理学的な立場から検討を行った。その結果、(1)低温、低栄養、低塩分などのストレス下に置かれた海洋細菌は、VNC状態に移行すること、(2)VNC状態の細菌は、対数増殖期とは異なる特徴的な形態を示すとともに、酸化的なストレスなどに過敏になること、(3)一時的なストレス条件の緩和により、コロニー形成能が復帰すること、などが明らかになった。これにより、VNCの解析用の、再現性の高い実験系がほぼ確立しつつあるとともに、遺伝子レベルでの解析を可能にしつつある。さらに、千浦は、海洋細菌のいくつかが(1)対数増殖期から定常期へと移行するに従い、菌体から微小粒子が放出すること、(2)このような実験系あるいは天然海水中から得た微小粒子が核酸を含んでいること、(3)これらの微小粒子は、大腸菌に対し、非特異的に形質導入を起こしうる能力があることを示した。一方石浜は大腸菌を対象にし、低温を始めとするストレス環境下でどのような遺伝子がどのようなメカニズムによって発現されるかについて検討を行った。

その結果、(1)大腸菌の7つのシグマ因子の細胞内濃度およびRNA polymeraseへの結合力を算定し、それぞれの因子によって制御されている遺伝子群の発現パターンを明らかにし、(2)さらに、転写因子(100-150種ほど存在)が、それぞれの遺伝子群の中でどのような特定遺伝子を認識し、発現させているかについて検討を行った。以上の研究より、VNCについて、生理学的あるいは遺伝子レベルでの新たな知見が得られつつある。主な実績は以下の通りである。(1)海洋細菌、Vibro parahaemolyticus、Vibrioi alginolyticusを低温下、低栄養に置くことにより、VNC状態、つまり培養できないが、生理活性を維持している状態に陥る系を作り、その挙動について実験的に観察した。また、V.alginolyticusの場合には、ナトリウム排出性の呼吸鎖の有無が、VNC状態への移行に影響することから、エネルギー獲得系がVNC状態と関わることを明らかにした。(2)異なる生理状態にある大腸菌をPercoll Gradientで分ける基本的な方法論を開発した。またこの方法によって分取された個々の細菌群集は、それぞれ異なる遺伝子を発現させていることを明らかにした。(3)天然海水中から限外ろ過で濃縮して得られたウイルス様の微小粒子が非特異的な遺伝子伝搬能を有し、これに感染した細菌は同様の粒子生成能を持つことを明らかにした。(4)いわゆるVNC状態にある海洋細菌、Vibrio choleraeの電子顕微鏡観察を行ない、それらが通常の生理状態の時と異なった繊維状の形状を示すことを明らかにした。(5)VNC状態の菌の培養条件を検討した結果、アスコルビン酸・αケトグルタル酸などの添加により、コロニー形成能が大きく復帰することを明らかにした。この結果は、細菌の計数法に応用可能であるとともに、VNC状態が酸化的ストレスと関わることを示している。多くの細菌は、低栄養、低温などのストレス条件下におかれると、異なる生理状態に移行する。そうした状態のひとつとして、培養できないが、生理活性を維持した状態がある。本研究は、培養不能状態にある細菌の生理状態を、分子レベルで解明することを目的としている。その研究実績のいくつかを述べる。第一に、熱水や冷湧水が供給される深海底また温泉などの化学合成生態系は地球上での細菌の進化を考慮する上で鍵となる生態系である。これらの環境中の細菌群集の培養能を調べるとともに、その種組成を培養によらない方法を適用して調べた。第二に、海洋には細菌の10-100倍のウイルス様粒子が存在し、海洋細菌に感染することで、その死滅や培養能の喪失を招く。これらのウイルス様粒子を天然海水から濃縮、分離し、その機能、遺伝子伝播に与える影響について基礎的知見を得た。第三に、培養不能状態への移行あるいはそこからの復帰には活性酸素によるストレスが大きく関与していると予想されてきた。培養不能状態の菌に対してこうしたストレス状態が異なる条件を与え、実際にそれが培養能を左右していることを明らかにした。第四に、培養不能状態の菌は培養可能な菌や死滅した菌と共存していることにより、その解析が困難とされてきた。Percoll密度勾配法により、異なる培養能、遺伝子発現の状況下にある集団を分離、解析する新たな手法を開発した。
Mg-Ca合金のin vitro疲労特性に及ぼす結晶粒径の影響の解明

本年度は、異なる結晶粒径を有するMg-0.3at.%Ca合金の作製を行い2種類の結晶粒径を有する材料を作製した。準静的速度での引張試験により、結晶粒微細化に起因する高強度化が確認された。そこで、大気中での疲労試験および疑似体液中での疲労試験を実施し、周囲環境の疲労特性への影響の解明に取り組んだ。この結果、大気中においては、結晶粒微細化にともなう疲労寿命の改善が確認された。また、疑似体液中においても低サイクル領域では、in vitro疲労寿命は結晶粒径の微細化にともない、増加する傾向が認められた。しかしながら、結晶粒径の微細化にともなう疲労寿命の増加幅は、応力振幅の低下にともない、減少する傾向が認められた。一般に、in vitro疲労試験に用いた試験片は高強度化および耐食性低下の両方の影響を受けると考えられる。疲労試験後の破面観察を実施すると、結晶粒径および周囲環境によらず、いずれも粒界破壊を呈していることが確認された。また、電気化学試験より、結晶粒径の微細化にともなう、自然電位の低下などが確認され、結晶粒界の増加による耐食性の低下が生じていることが推察された。したがって、結晶粒微細化強化にともない、大気中および、疑似体液中での低サイクル疲労試験では、疲労寿命の増加が認められたものの、結晶粒微細化にともなう耐食性の低下を反映し、高サイクル疲労においては、疲労寿命の改善が認められなかったものと考えられる。第一原理計算を用いた粒界の存在による仕事関数の影響の評価について、前例がないことから、適切なモデル化が決定できておらず、当初予定していたよりも本項の進捗は遅れている。一方で、異なる結晶粒径を有する材料のin vitro疲労特性および電気化学特性の評価は当初の計画よりも早期に進展しており、おおよそ評価を終えつつある。したがって、総合評価として、概ね順調に進展していると考えられる。今後は、当初の計画通り、高サイクル疲労での疲労特性が改善しない要因として考えられる電気化学特性について、結晶粒径微細化の効果を実験、計算の両面からすすめる。また、疲労変形挙動についても解析を実施し、変形挙動および電気化学特性の両面が疲労特性へ与える影響の解明を試みる。