hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性腎炎症候群及びネフローゼ症候群患者の免疫学的異常

14名の腎疾患患者において検討した。抗IFN-g陽性細胞/IL-4抗体陽性細胞は平均5.8であった。これは、対照健常小児5名における平均8.9よりもIL-4を発現する細胞の割合が多いと思われた。腎疾患患者におけるT細胞集団はサイトカインパターンでIL-4を代表とするTh2優位と予想され、アレルギー疾患を合併する根拠であることが示唆された。さらに、サイトメガロウイルスに特異的なCD4細胞について検討した。まず、CD4陽性細胞のうちウイルス抗原特異的に反応する頻度をフローサイトメトリーにて検討した。ELISA法で血清サイトメガロウィルス抗体(IgG)陽性の既感染者は8名であった。サイトメガロウイルス抗原特異的に抗IFN-gを産生した細胞頻度は全CD4細胞数の1.30%で過去に報告された既感染者の頻度1.21%(J Infect Dis2000Mar;181(3):859-66)と大差はなかった。さらに、腎炎及びネフローゼ症候群の症状悪化時にこれらの細胞頻度の変化がないか経時的に調べたところ平均1.8%まで上昇したが、症例数が少ないこともあり統計学的に有意差があるとはいえなかった。
茶香気に関与するモノテルペン類の生成機構

茶の製造工程中に、香気の主要成分であるテルペンアルコールが、葉中の酵素により生成する機構を明らかにすベく、以下の実験を行なった。1)酵素の基質と考えられるゲラニルーβーDグルコシドを合成し、その構造を各種スペクトルの解析から確定した。2)茶葉中の粗酵素系を利用する目的で、アセトンパウダーを調製し、βーグルコシダーゼ活性を、pーnitrophenol法で測定した結果、アセトンパウダーとして0.8u/gであった。3)茶葉中の香気の先駆体混合物を得る目的で、ヤブキタ種茎茶の熱水抽出物を調製した。さらに減圧濃縮、溶媒抽出によって既存の香気成分を完全に除いた。4)上記水溶液にクエン酸ナトリウム緩衝液中アセトンパウダーを作用させ、生成する揮発性香気成分について調べた。各化合物の単離・同定には、高分解能を有するキャピラリーガスクロマトグラフィーを用い、各化合物の同定は、保持指標の計算、ガスクロマトグラフィー質量分析法のデータ解析によった。その結果リナロール、リナロールオキシド、ゲラニオールなどのモノテルペンアルコールとともにベンジルアルコール、フェニルエチルアルコールなど茶香気の主成分が同定された。これらの低分子化合物が、不揮発性の先駆体より形成されることが明らかとなった。5)1)で合成したゲラニオール配糖体とアセトンパウダーを3)と同様の条件で処理したところ、ゲラニオールとその異性体であるネロールが、主成分でありその比は2:1であった。ピーク面積より計算すると先駆体の10.6%が加水分解されたことになる。以上の結果から、従来推定の域を出なかった、茶香気の形成に、先駆体の存在と酵素反応が関わることが分った。茶香気成分の主体であるモノテルペンアルコールは,茶葉中に配糖体として存在し,製造茶工程中の核段階において,葉中酵素による加水分解をうけて遊離するものとの仮説を説明するために以下の研究を行なった.(1)ゲラニオールグルコシドの合成香気先駆体の配糖体モデルとして,ゲラニオールと1-ブロE-D-グルコースをKonig-Knorr反応により縮合させ,ゲラニオール1-β-D-グルコシドを好収量で得た.さらにこのものに, Lewis酸触媒の存在下アノマー化を行ない, 1-α-型グルコシドに変換させることに成功した.各化合物の立体構造はH-NMRを主とする各種スペクトルで確認した.(2)茶葉アセトンパウダーの調製と酵素活性茶葉粗酵素を得るため,生葉より低温でアセトン処理し,アセトンパウダーを得ることが出来た.一般のβ-glucosidase活性の測定法である, P-Nitro benzyl-β-D-glucosideにより測定した結果,アセトンパウダーに酵素活性の存在することを確認した.(3)茶葉中配糖体の分画茶葉を直ちに蒸煮して酵素を不活性化した後,熱水抽出物について,遠心分離して上澄液を粗抽出液とし,さらに常法に従って,カラムクロマトグラフィーより配糖体画分を分画した.(4)合成品および天然抽出物よりのモノテルペンアルコール類の精製(1)で得た合成品, (3)で得た粗抽出物について水溶液をpH5に調整後,市販β-グルコシダーゼおよび(2)で調製した粗酵素を用い,ガスクロマトグラフィーよりアルコールの精製を検討した.その結合,合成品からはゲラニオール,天然抽出物からはゲラニオールとともにリナロールが,いずれの酵素系によっても遊離して来ることが明らかとなった.茶葉粗酵素中のβ-グルコシダーゼ活性を測定するため、茶生葉より26%の収率でアセトンパウダーを得た。これをクエン酸Naバッファーでホモゲナイズした後遠沈し、上澄部を得た。

P-ニトロフェノール法により、酵素活性を測定したところ、0.8u/gであった。茶香気成分の先駆体として、茶葉中のアルコール配糖体が、グルコシダーゼにより加水分解されることを証明するため、ヤブキタ種より製造された茎茶の熱水抽出物を減圧濃縮し、さらにペンタン抽出することにより、揮発性成分を完全に除いた。上で調整したアセトンパウダーを加え、37°C、1時間振とうした後食塩飽和として、エーテルで抽出した。エーテルを留去し、得られた有機成分を、ガスクロマトグラフィー(GC)、GC-質量分析法(MS)で分析し、新らたに生じた揮発成分の同定を試みた。その結果、リナロール、リナロールオキシド、ゲラニオールなどのモノテルペンアルコールとともに、茶香気の主成分である(Z)-3-ヘキセノール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコールなどが、GC上認められ、茶粗酵素系による、不揮発性先駆体から各種アルコールの形成が明らかとなった。モデル系として昨年度合成した、ゲラニオール-β-グルコシドを上と同様な条件下、アセトンパウダーと処理し、ペンタン抽出部についてGC、GC-MSで精査したところ、ゲラニオールと異性体のネロールが、約2:1で存在し、ゲラニオールのみで、添加した配糖体の7.1%、ネロールと合わせて10.6%が加水分解されたことになる。以上の結果から、茶香気の特性を決めるテルペンアルコールは、不揮発性・水溶性の配糖体より、葉中のβ-グルコシダーゼによって形成されるという仮説を確かめることが出来た。
耐病性野生ブドウのスチルベンシンターゼ遺伝子の解析

多くの植物において,病原菌の侵入に対して誘導される抗菌性物質(フィトアレキシン)の存在が知られている。ブドウに誘導されるフィトアレキシンとしてはリスベラトロールが知られており,リスベラトロールをより多く発現するブドウ品種ほど,灰色カビ病などの病害に対する抵抗性が高いことが報告されている。本研究では,強い耐病性を示すチベット産ブドウ野生種に着目し,そのリスベラトロール誘導量を耐病性の低い栽培種(シャルドネ)と比較した。さらに,リスベラトロール合成のキー酵素であるスチルベンシンターゼ遺伝子を両品種からクローニングし,その遺伝子発現を制御していると考えられるプロモーター領域の塩基配列を比較した。野生種の発芽3ヵ月後の新梢のブドウの葉に誘導されるリスベラトロール量はシャルドネ種に比べて34.3倍,耐病性の高いルペストリス種と比べても4.8倍(ポジション1)大きかった。ブドウの葉の新梢における位置の違いによりリスベラトロール誘導量を比較すると,発芽3ヵ月目の枝ではポジション1,4,8の順,すなわち,葉齢が高いほどより多くのリスベラトロールが誘導された。オプティマ種の構造遺伝子の塩基配列をもとに設計したプライマーを用いてクローニングした野生種およびシャルドネ種のスチルベンシンターゼ構造遺伝子の上流部分のエクソン領域の塩基配列は両品種間で同一であった。シャルドネ,野生種ともに180bp付近から下流にイントロンが存在した。カッセト-カセットプライマー法によりクローニングしたスチルベンシンターゼ遺伝子上流域の塩基配列を決定した結果,野生種およびシャルドネ種ともに,開始コドンを含むスチルベンシンターゼ構造遺伝子の上流部分の塩基配列とプロモーターに共通に見られるTATAAboxが確認された。野生種とシャルドネのスチルベンシンターゼ遺伝子のプロモーター領域の相同率は97.3%であった。
140GHzサイクロトロン3倍波ジャイロ・ペニオトロンの試作

次期核融合プラズマ装置の電子サイクロトロン共鳴加熱への利用を目的として、短ミリ波からサブミリ波帯大電力源の開発が期待されている。本研究は、これら周波数帯の電力源開発に展望を開くことを目的として、140GHzサイクロトロン3倍波ジャイロ・ペニオトロンの設計、試作を行った。1.140GHzジャイロ・ペニオトロンの設計、試作現有高圧電源の仕様、加速電圧60KV、ビーム電流10Aで、サイクロトロン3倍波動作での動作効率が最大となるように、TEozモード空胴共振器構造の設計を行った。設計した空胴共振器の共振周波数、及び負荷Qはそれぞれ140.3GHz、2300である。共振器設計に用いた仕様に合った電子ビームを得るべく、MIG型電子銃構造の設計を行った。設計されたビーム電流10Aの電子銃の特性は現在の技術でのほぼ上限と思われる。以上の考察のもとに設計された実験管で予想される発振出力、及び動作効率は、シミュレーションの結果、それぞれ45.5KW、9.0%であった。2.実験結果と検討サイクロトロン3倍波動作における139.5GHzの発振が、ビーム電流5A近辺より観測され、発振出力はビーム電流の増加と共に増加した。この発振は、出力導波管開口部からの電磁波の放射パターンを測定することにより、目的としたTEozモードの発振であることが確認された。これまでに得られた発振出力は、ビーム電流6Aで3.3KWである。これは、実験管、超伝導マグネット、電子銃マグネット相互の中心軸の不一致によるもので、今後これらの軸調整により大幅な出力の増加が望めるものと思われる。いずれにしても、サイクロトロン3倍波動作としては、これまでに例のない140GHz帯の基本動作が確認され、短ミリ波、サブミリ波帯高調波管の開発に展望が開かれたものと思われる。次期核融合プラズマ装置の電子サイクロトロン共鳴加熱に用いる短ミリ波からサブミリ波帯大電力源の開発に展望を開くことを目的として、本研究は140GHzサイクロトロン3倍波ジヤイロ・ペニオトロンを設計、試作し、その動作を実験的に検討することにある。今年度は、昨年度に設計、試作した実験管を用いて動作実験を行った。1.試作電子銃の特性設計した電子銃は、高効率動作を行わせるためにサイクロトロン3倍波動作では前例のない、60KV、10Aの仕様となっているが、設計した定格の電流の得られることが確認された。2.140GHz試作管の実験結果と検討サイクロトロン3倍波動作における139.5GHzの発振が、ビーム電流5A近辺より観測され、発振電力はビーム電流の増加と共に増加した。この発振は、出力導波管開口部から放射される電磁波の強度分布を測定した結果、開口から離れるにつれて、強度分布はTEozモードの典型的な開口近傍パターンから遠方パターンに堆移しており、発生電磁波が目的としたTEozモードの発振であることが確認された。発振出力は出力導波管開口部で水負荷により測定しているが、これまでに得られた発振出力は、ビーム電流6Aで3.3KWである。これは、実験管、超伝導マグネット、及び電子銃マグネット相互の中心軸が一致しておらず、カソード電流の一部が電子銃の陽極に流入し、設計定格の陽極電圧を印加できなかったためで、今後これらの軸相互の調整を行うことにより、発振出力の大幅な増加が望めるものと思われる。

いずれにしても、サイクロトロン3倍波動作としては、これまでに例のない140GHz帯の基本作動が確認され、今後の短ミリ波、サブミリ波帯サイクロトロン高調波管の開発に展望が開かれたものと思われる。
ミオシン結合タンパク質による新たな筋収縮制御機構の解明

C-タンパク質は横紋筋に発現する主要なミオシン結合タンパク質である。本研究により分子のN端側領域でミオシンだけでなく、アクチン線維とも結合することでアクトミオシン相互作用を調節することを明らかにした。また、C-タンパク質が脊椎動物だけでなく、原索動物尾索類のホヤにも存在することも明らかにした。この研究は、脊椎動物の進化の過程で筋収縮の制御がトロポニンだけでなくC-タンパク質も寄与することでシステムの多様化が生じたことを示し、動物の生理機能発現メカニズムに関して新たな知見をもたらした。本年度はマウスの心筋型、速筋型および遅筋型C-タンパク質のN端側フラグメントを大腸菌発現系により作成し、F-アクチンへの結合の生理的意味を考察した。まず、C-タンパク質の3種アイソフォーム間のF-アクチンに対する結合能力の違いをF-アクチンとの共沈実験で解析した。その結果、C-タンパク質のN端側フラグメントはアクチン1モル当たりに心筋型が約0.45モル、速筋型が約0.6モル、遅筋型が約0.35モルの割合で結合が飽和し、結合の強さは速筋型、心筋型、遅筋型の順に弱くなるという傾向を明らかにした。次に、アクチン束化活性を測定した。また、アイソフォーム間のミオシン線維への結合能を共沈実験により解析した。さらに、C-タンパク質アイソフォーム間でN端側領域がアクチン-ミオシン相互作用にどのような影響をもたらすのかを、C-タンパク質フラグメント存在下でのアクトミオシンATPase活性を測定することで比較した。これらの結果、アクチン束化活性、ミオシンへの結合能が最も高いのは速筋型であり、アクトミオシンATPase活性も速筋型が最も上昇させることが明らかになった。これらのことは、C-タンパク質がそのN端側領域でF-アクチンと結合することでアクチン-ミオシン相互作用に影響を与え活性化することを示唆した。昨年度脊椎動物だけでなく、原索動物尾索類カタユウレイボヤ(Ciona intestinalis)にC-タンパク質と考えられる遺伝子が存在することを明らかにした。今年度は組み換え体を作製してアクチンへの結合を解析した。その結果、マウスと同様にカタユウレイボヤC-タンパク質もN端側領域でF-アクチンに結合し、束化することが明らかになった。このことはアクチンに対する結合が、種を超えてC-タンパク質の基本性質であることを示し、非常に重要な機能であることが示唆された。尾索類カタユウレイボヤC-タンパク質のcDNAをもとに、ドメイン8から10を含むC末端側領域のリコンビナントタンパク質を作成し、その機能を調べた。共沈実験の結果、既知の哺乳類のものと同様にミオシンフィラメントに結合し、フィラメントの安定化に寄与することが示された。さらにN末端側領域のリコンビナントタンパク質を用いて抗体を作成し、カタユウレイボヤC-タンパク質が心臓の筋原線維A帯に局在していることを明らかにした。この結果は、単に遺伝子レベルで存在していたのではなく、タンパク質として発現・機能していることを明確に示している。これらの研究から、(1)脊椎動物だけではなく原索動物尾索類であるカタユウレイボヤにもC-タンパク質が発現していることを世界で初めて証明した。(2)原索動物と脊椎動物において、C-タンパク質が共にN末端側でアクチンフィラメントに結合し、C末端側でミオシンフィラメントに結合することを明らかにした。この機能特性は脊索動物の進化において高く保存されており、C-タンパク質がサルコメアの形成や維持、及び筋収縮制御に関わる重要な因子であることを強く示唆した。一方、脊椎動物C-タンパク質の機能を解明するため、マウス速筋型C-タンパク質のN端側領域に対してさらに細かなリコンビナントタンパク質を作成し、機能解析を行った。その結果、ドメイン1と2の間のリンカー領域とドメイン2にまたがる領域がアクチン結合及びミオシン結合の両方に重要であり、その最小の領域がactin-activated myosin ATPaseの活性に影響を及ぼすことを明らかにした。C-タンパク質(Myosin binding Protein-C)は横紋筋に特徴的なミオシン結合タンパク質である。筋原繊維のA帯の領域に局在し、コネクチンやアクチンとも相互作用し、ミオシンフィラメントの安定化や筋肉の収縮制御に関与していると考えられている。これまでに多くの脊椎動物でC-タンパク質の存在が明らかになり解析が行われてきたが、無脊椎動物ではその存在が明らかになっていない。本研究ではニワトリ心筋型C-タンパク質のアミノ酸配列をもとにKEGG databaseで脊索動物尾索類カタユウレイボヤ(Ciona intestinalis)を対象にBLAST検索を行った。その結果、1176個のアミノ酸をコードするID 00178041が50%のホモロジーを持つことを明らかにした。また、ID 00178041はGhost databaseのKH.C1.113に対応し、splicing variantが3つ存在することがわかった。

組織での発現様式を解明するためにRT-PCRを行った結果、幼生横紋筋と成体心筋で主にバリアント3 (V3)の発現が認められた。そこで、KH.C1.113のV3をコードするcloneをC. intestinalis genomic and cDNA resources (Kyoto University)から供与して頂いた。KH.C1.113-V3が既知のC-タンパク質と同様な機能を持っているのかを検討するために、pEGFP-C3発現ベクターに組み込み、ニワトリ胚の心筋初代培養細胞、骨格筋初代培養細胞に導入した。その結果、どちらの培養細胞でも横紋構造に組み込まれ、筋原繊維のA帯に結合できることが分かった。以上の結果より、KH.C1.113がカタユウレイボヤC-タンパクであることを明らかにした。本研究の目的は(1)Cータンパク質による制御機構が脊椎動物への進化の過程でいつ獲得されたのか、及びその生理特性を明らかにすること、(2)Cータンパク質による横紋筋収縮制御のメカニズムを分子レベルで解明し、収縮システムの基本構造を明らかにするである。今年度は(2)の研究に重点を置いて、Cータンパク質のアクチン結合を解析し、筋収縮に及ぼすCータンパク質の生理的意義を考察した。また、(1)の研究に関してはカタユウレイボヤCータンパク質の組み換え体を作製してその機能を解析することで、アクチン結合が種を超えて保存された重要な機能であることを明らかにした。これらの研究の成果は日本動物学会第83回大会(大阪)にて発表した。論文については、現在作成中である。そこで今年度は、(1)の研究に重点を置いて、原索動物のCータンパク質を同定し、その機能の解明を行った。この研究の成果は日本動物学会第82回大会(旭川)にて発表した。また、関連する研究成果を国際学術雑誌に2編報告した。(1)引き続き、カタユウレイボヤCータンパク質の機能とその構造の関係を分子細胞生物学的手法により解析し、脊椎動物のものと比較検討する。特にミオシン結合部位を同定しその機能を明らかにする。また抗体を作製し、その局在様式を明らかにする。(2)新規に作成する抗体を活用して原索動物頭索類においてCータンパク質が存在するのかを明らかにする。存在すれば、遺伝子を単離して同定する。(3)Cータンパク質による横紋筋収縮制御の分子メカニズムの解明するため、全てのアイソフォームでN端側領域のアクチン結合部位を決定する。次にアクチンーミオシン相互作用に対してCータンパク質が与える影響をin vitromotility assayにより解析する。(1)H23年度に同定した原索動物Cータンパク質の機能とその構造の関係を分子細胞生物学的手法により解析し、脊椎動物のものと比較検討する。
熱帯アジア水田における緑の革命50年の土壌肥沃度への影響評価と稲作生産力の再評価

「緑の革命」後50年間での熱帯アジアの水田土壌の肥沃度の長期的変化を明らかにすることを目的として、50年前に調査が行われたタイ・フィリピン・マレーシア・バングラデシュにおいてほぼ同一地点で土壌を採取して肥沃度特性を分析した。その結果、いずれの国においても可給態リン酸の大幅な増加が認められ、pHや有機物の変化は顕著ではなかった。また、全カリウムの有意な減少がタイで認められた。従って、全般的な土壌肥沃度の向上は認められたものの、収量増加に伴う養分収奪の増加により加速化されていることが予想される土壌養分の適切な管理が熱帯水田稲作の持続性を確保するためには不可欠であると結論された。「緑の革命」によって過去50年間に普及した多投入型集約農法の水田土壌への影響を定量的なデータによって明らかにするとともに、ポスト緑の革命に向けて、熱帯アジア水田のもつ稲作生産力を再評価することを研究目的として、初年度である2015年度は、熱帯アジアのうちで緑の革命の導入時期の遅かった後発国であるタイにおいて、およそ50年前の土壌調査の追跡調査を実施した。すなわち、2015年の夏および2016年春に都合3回のタイ出張を行い、50年前の調査地のうち現在でも水田の残る北部・東北部・中央部タイの合計65地点において、水田土壌表層土の試料採取を行い、あわせて現状を管理の面から解釈するために、現在の土壌管理・肥培管理について当該圃場の農家へのインタビューを実施した(総移動距離は6,000km程度)。また、採取した土壌試料について、50年前のKawaguchi & Kyuma(1977)と同一の手法を用いて、土壌肥沃度の一般項目の分析を行うための基礎的検討として、標準土壌の共有と、pH、EC、全炭素、全窒素(湿式分解法)、可給態リン(ブレイ準法)、交換性塩基(酢安抽出法)などの分析方法の確認と、同一試料を用いた分析データのすりあわせを実施し、その後今回採取した土壌の分析を随時進めた。さらに、中・近赤外分光特性の分析を標準試料を用いて行い、試料調製法ならびに分析条件の検討を行い、土壌の理化学データを中・近赤外分光特性によって推定するための基礎情報を集めた。初年度の当初の計画では、土壌調査はタイとバングラデシュの2ヵ国で合計100試料のサンプリングを予定していたが、タイの土壌試料採取がタイ全土の広域にわたるため都合3回の調査が必要であったため、またバングラデシュでの土壌調査は、現地まで出向いて過去の水田土壌調査に関する情報を収集したが、50年前の地点に再び戻るための航空写真画像の解読などがうまく進まずかつ現地の治安状況も必ずしも安心できるものではなかったため実施することができず、結果としてタイ1ヵ国での調査となった。しかし、両国とも「緑の革命」後発国のため、タイ1ヵ国を精緻に再調査したことで、後発国の状況は十分評価できるものと考えている。一方土壌分析については、標準土壌の確認と方法論の詰めが終了し、実際の試料の分析数は予定よりもやや少ないものの、この点については来年度に十分取り戻すことが可能であると考えている。「緑の革命」によって過去50年間に普及した多投入型集約農法の水田土壌への影響を定量的なデータによって明らかにするとともに、ポスト緑の革命に向けて、熱帯アジア水田のもつ稲作生産力を再評価することを研究目的として、2年目である2016年度は、初年度に実施したタイの土壌分析の結果から、タイの水田土壌肥沃度の地域別定量評価と50年前との肥沃度レベルの変化に関する解析を行った。また、熱帯アジアのうちで緑の革命の導入時期の早かった先進国であるフィリピンにおいて、およそ50年前の土壌調査の追跡調査を実施した。すなわち、2016年の夏および2016年早春に都合5回のフィリピン出張を行い、50年前の調査地のうち現在でも水田の残るルソン島、レイテ島、パナイ島の合計32地点において、水田土壌表層土の試料採取を行い、あわせて現状を管理の面から解釈するために、現在の土壌管理・肥培管理について当該圃場の農家へのインタビューを実施した。また、採取した土壌試料について、50年前のKawaguchi & Kyuma (1977)と同一の手法を用いて、土壌肥沃度の一般分析(pH、EC、全炭素、全窒素(湿式分解法)、可給態リン(ブレイ準法)、交換性塩基(酢安抽出法)、交換酸度(滴定法)、粒径組成(ピペット法)、粘土鉱物組成(XRD法))を随時進めた。さらに、同一土壌を用いて中・近赤外分光特性の分析を行い、上記一般理化学性を中・近赤外分光特性によって推定するための基礎情報を集めた。2016年度の当初の計画では、土壌調査はフィリピンとインドの2ヵ国を予定していたが、インド広域での土壌調査および土壌試料の搬出に関する許可を得るための調整が困難であったことと、緑の革命先進国の代表としてフィリピンだけでも代表性は十分あり研究目的は十分達成されると判断されたことから、フィリピン1ヵ国での調査となった。一方土壌分析については、予定通り順調に進めている。

「緑の革命」によって過去50年間に普及した多投入型集約農法の水田土壌への影響を定量的なデータによって明らかにするとともに、ポスト緑の革命に向けて、熱帯アジア水田のもつ稲作生産力を再評価することを研究目的として、3年目である2017年度は、2年目に実施したフィリピンの土壌分析の結果から、フィリピンの水田土壌肥沃度の地域別定量評価と50年前との肥沃度レベルの変化に関する解析を行った。また、熱帯アジアのうち、経済発展が大いに進み集約農業の実施が十分可能な状況にあるマレーシアと経済発展があまり進まず集約化が遅れがちなバングラデシュにおいて、およそ50年前の土壌調査の追跡調査を実施した。すなわち、2017年の9月および11月にマレーシア出張を、2017年5月および9月にバングラデシュ出張をそれぞれ行い、50年前の調査地のうち現在でも水田の残るそれぞれ32地点、29地点において、水田土壌表層土の試料採取を行い、あわせて現状を管理の面から解釈するために、現在の土壌管理・肥培管理について当該圃場の農家へのインタビューを実施した。また、採取した土壌試料について、50年前のKawaguchi & Kyuma (1977)と同一の手法を用いて、土壌肥沃度の一般分析(pH、EC、全炭素、全窒素(湿式分解法)、可給態リン(ブレイ準法)、交換性塩基(酢安抽出法)、交換酸度(滴定法)、粒径組成(ピペット法)、粘土鉱物組成(XRD法))を随時進めた。さらに、同一土壌を用いて中・近赤外分光特性の分析を行い、上記一般理化学性を中・近赤外分光特性による推定も実施し、その有用性を検討した。その結果、3年間の研究を通じて、タイ、フィリピン、マレーシア、バングラデシュの水田土壌の「緑の革命」後50年での肥沃度特性の変化が定量的に明らかとなった。「緑の革命」後50年間での熱帯アジアの水田土壌の肥沃度の長期的変化を明らかにすることを目的として、50年前に調査が行われたタイ・フィリピン・マレーシア・バングラデシュにおいてほぼ同一地点で土壌を採取して肥沃度特性を分析した。その結果、いずれの国においても可給態リン酸の大幅な増加が認められ、pHや有機物の変化は顕著ではなかった。また、全カリウムの有意な減少がタイで認められた。従って、全般的な土壌肥沃度の向上は認められたものの、収量増加に伴う養分収奪の増加により加速化されていることが予想される土壌養分の適切な管理が熱帯水田稲作の持続性を確保するためには不可欠であると結論された。次年度は、「緑の革命」の先進国である、フィリピンとインドの土壌調査を計画中である。フィリピン、インドともに、地域によっては治安状況に不確定要素があるものの、現地のカウンターパートと十分な情報交換を行いながら、適切な判断を行っていきたいと考えている。少なくとも1ヵ国で精緻な土壌調査およびサンプリングが行えれば、研究目的は十分に達成できるものと考えられる。また、土壌試料の分析については、事前の問題検討はすべて終了しており、計画に従って順調に進める予定である。最終年度は、フィリピンのうち治安が悪くアクセスが困難であったミンダナオ島の一部に加え、経済発展が大いに進み集約農業の実施が十分可能な状況にあるマレーシア、さらには経済発展があまり進まず集約化が遅れがちなバングラデシュで土壌調査を行うとともに、同様の50年前との肥沃度レベルの比較を行い、調査対象国の結果を俯瞰することにより、50年間の肥沃度変化の規定要因の解明と今後へ向けた提言を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。土壌学29年度が最終年度であるため、記入しない。
小学校第4学年国語科単元学習における書写学習の研究

【研究目的】書写教育の「学習する意義」に着目し、子どもの課題章識を高める系統性のある指導法や国語科の中での位置づけについて研究を進める。学んだことを日常生活に生かすことができてこそ書写学習の成果が上がると考えさ1990年からの取り組みを柱に、学習課題を常に意識し、意欲的・効率的に継続して学習できるようにした。この学習によって、「正しく読みやすい文字」を書く能力にとどまらず、文字のもっ法則性を科学的・論理的に分析し、データを処理する力を育てることも目指している。【研究方法】多くの学校では週1回程度の書写学習の時間を定期的に設定しているが、国語科の単元学習のひとつとして集中的に取り組み、言語事項の文字の学習と関連づけで定着できるようにする。書写教育を小中9か年にわたって系統的に見直し、一貫した「思考力」を育てること、ができるようにさまざまな実践を構想している。【研究成果】平成20年度の取り組みとして、現在小学校4年生の毛筆書写学習を対象に研究を進めているが、小学校全学年の研究を取りまとめるためにはまだ時間がかかる。引き続き、書写学習を言語事項の文字学習と関連づけ、単元構成していくために、次の研究が必要である。(1)文字構成による学習漢字の分類と教材化(2)文字の合理性・法則性の整理と教材化(3)自己評価と相互評価を組み合わせたグループ学習実践(4)教科書教材の分析(5)小中9か年を通じたカリキュラムモデルの作成(6)子どもの実態分析今後、単元学習による書写学習と定期的に行う書写学習を比較し、それぞれの成果と課題をまとめること、更に、書写学習と言語事項との関連に配慮した国語科学習カリキュラムモデルを考えていきたい。その際、子どもの実態と取り巻く教育環境を整理・分析把握し、学習履修状況を明らかにし、実践を蓄積したい。書写教育において、子ども一人ひとりの実態差が非常に大きげことは周知である。したがって(7)にっいて、データをより多く集め、整理・分類していく必要がある。
新しい測定法を用いたラジカル重合の停止速度定数k_tの鎖長依存性の解明

ラジカル重合の停止反応は拡散律則であるため、その速度定数尾は重合率(粘度)とともに成長ラジカルの鎖長に敏感である。本研究では、従来の庵決定法では困難であった、特定の鎖長の尾を決定しうる新しい手法を3種提案し、それらを用いて尾の鎖長依存性を定量的に明らかにすることを目的とした。本年度は、昨年度その有用性を確認し精度を高めた3種の手法を用いて、スチレンの希薄溶液(低重合率)系における尾の鎖長依存性を精査した。k_tを支配する拡散様式は鎖長とともに移り変わるが、特にその境界領域を精査し、理論との整合性を検討した。また、スチレン系における準希薄溶液(中重合率)における鎖長依存性を調べ、鎖長依存性が粘度に依存するとする理論との比較を行った。続いて、アクリレート系の検討を行った。アクリレート系では、高分子鎖の末端にラジカルが位置する末端鎖ラジカルだけでなく、移動反応により高分子鎖の中間部にラジカルが位置する中間鎖ラジカルが成長ラジカルとしてかなりの割合で存在することが既往の研究で明らかになっており、鎖長依存性が両者の比率に依存するとする理論的予測に鑑み、興味深い対象であった。鎖長依存性は溶媒にもより、スチレンの希薄溶液系でこの点を調べた。溶媒が高分子の形態(広がり)や運動に影響を与えるためである。また、2つの高分子鎖をケトン基で結んだ光開始剤を調製して、そのパルスレーザーによる光解裂を利用した鎖長依存性を研究しうる新しい尾決定法を提案し、その有効性を予備的に確認した。ラジカル重合の停止反応は拡散律則であるため、その速度定数k_tは、重合率(粘度)とともに、成長ラジカルの鎖長に敏感であり、k_tの鎖長依存性を明らかにすることは重要である。本研究では、特定の鎖長の停止速度定数k_tを決定しうる、リビングラジカル重合を用いた新しいk_t決定法を3種提案し、k_tの鎖長依存性を明らかにすることを目的とした。本年度は、3種の決定法、(1)定常重合速度法・(2)非定常重合速度法・(3)再結合停止の直接観察法をスチレン系に適用した。その結果、例えば、重合度DP=20のポリスチレン(3wt%,110°C)のk_tは、手法1と2により3.6x10^8M^<-1>s^<-1>と同じ値が得られ、手法3では4.0x10^8M^<-1>s^<-1>が得られた。他の重合度(8から100)とポリスチレン濃度(1から5wt%)においても、3つの手法からほぼ同じ値が得られた。従来、k_tの実測値は測定精度の限界により数十%の誤差を含むのが通常であったことに鑑みると、この一致は驚くべき結果である。個々の実験法の正確さと各実験間の整合性が示唆され、3つの手法をk_t決定法として確立することができた。希薄領域(低ポリスチレン濃度)において、k_tは、DPの増加とともに、k_tDP^<-0.5>(DP【less than or equal】10)、k_tDP^<-1.0>(10【less than or equal】DP【less thanor equal】30)、k_tDP^<-0.16>(30【less thanor equal】DP)となり、k_tの鎖長依存性を明らかにすることができた。これらの3領域は、理論との比較により、それぞれ、重心の拡散に支配される領域、中間領域、セグメントの拡散に支配される領域と考えられる。
極超新星(ハイパーノバ)とガンマ線バーストの研究

ガンマ線バーストを引き起こした有力候補天体である極超新星SN1998bw、最近の極超新星1999asおよび最も最近のSN 2002apの1)光学的性、2)爆発機構とガンマ線発生機構、3)その起源を明らかにする上で、以下のような新たな結果を得た。1)まず極超新星1998bWのスペクトルのモデル計算を行ない、観測との比較から、この超新星の爆発エネルギーが普通の超新星の30倍もの大きさであること、爆発した星の質量が、主系列で太陽質量の40倍程度の巨大なものであること、鉄の生成量が、太陽質量の0.5倍程度という普通の超新星の7倍もの量であることを明らかにした。2)超新星SN 1999asは、さらに大規模な爆発であり、そのエネルギーは、通常の超新星の30倍以上の大きさであり、その親星は、太陽質量の50倍以上という大質量星であった。特に鉄の生成量が、太陽質量の4倍程度と、SN1998bwのさらに8倍にもなることを導いた。3)一方、SN 2002apの爆発は、上記2例より小規模である。生成された^<56>Niの質量は、太陽質量の0.1倍と、普通の超新星と同程度である。この超新星の親星の質量は、太陽質量の25倍程度という、普通の大質量星である。しかし、爆発エネルギーは、5x10^<51>エルグと通常の超新星の5倍程度で、この超新星が「極超新星」であることを示している。このように、SN 2002apは、通常の超新星と極超新星の中間に位置している。このような中間型の極超新星の発見は初めてであり、ガンマ線バーストと極超新星の関連の研究に新たな興味深いデータを提供したことになる。ガンマ線バーストを引き起こした天体である極超新星SN1998bwの1)光学的性質、2)爆発機構とガンマ線発生機構、3)その起源を明らかにするために、本年度は以下のような計算を遂行し、新たな結果を得た。1)まず極超新星1998bwのスペクトルのモデル計算を行ない、観測との比較から元素合成量、膨張速度、元素の混合の程度を求めた。それにより、この超新星の爆発エネルギーが普通の超新星の30倍もの大きさであること、爆発した星の質量が、主系列で太陽質量の40倍程度の巨大なものであること、鉄の生成量が、太陽質量の0.5倍程度という普通の超新星の7倍もの量であることを明らかにした。また、球対称爆発モデルでは説明できないスペクトルの特徴があることも示した。さらに、別の極超新星の候補とされるSN1997efのスペクトルと光度曲線も同様に解析し、1998bwよりはやや小規模ではあるものの、やはり極超新星であることを明らかにした。2)爆発が球対称でない場合、ある特定の方向へエネルギーが集中してジェット状の爆発となるモデル計算を行なった。このような巨大なエネルギーの非対称な爆発の際の元素合成の結果得られた元素の分布が、SNl998bwのスペクトルの特徴をよく説明することを示した。また、非対称爆発による元素合成の結果、これまで説明のできなかった古い星のZnの生成量を説明できることを示した。特に明るい超新星SN1999asおよびSN2002apの爆発モデルを構築し、観測データとの詳細な比較によって、爆発した星の質量や爆発エネルギーなどの推定を行なった。この2つの超新星は、以下のように、爆発エネルギーがふつうの超新星よりはるかに大きい「極超新星」(Hypernova)であるという結論を得た。1)この超新星の明るさに距離の補正を施すと、観測史上最も明るい超新星である。

2)生成された^<56>Niの質量は、太陽質量の4倍という莫大な量となる。3)光度曲線の形から、この超新星の質量は、太陽質量の10倍以上である。その親星の質量に換算すると、もともと太陽質量の50倍以上という大質量星の爆発であった。4)爆発エネルギーは、3x10^<52>エルグ以上すなわち通常の超新星の10倍以上の大きさであり、この超新星が「極超新星」であることを示している。いっぽうSN2002aPの爆発は次のような特徴を持つことが分かった。1)この超新星の絶対的明るさは、近距離であることを考慮すると特別に明るいわけではない。2)生成された^<56>Niの質量は、太陽質量の0.1倍と、普通の超新星と同程度である。3)この超新星の質量は、太陽質量の2-3倍程度であるその親星の質量に換算すると、もともと太陽質量の25倍程度という、普通の大質量星である。4)爆発エネルギーは、5x10^<51>エルグと通常の超新星の5倍程度で、この超新星が「極超新星」であることを示している。このように、昨年度研究した極超新星SN1997ef, 1998bwと比べると、SN1999asはさらに規模の大きい大爆発であるのに対し、SN2002apの方は、通常の超新星との中間に位置している。このような中間型の極超新星の発見は初めてであり、ガンマ線バーストと極超新星の関連の研究に新たな興味深いデータを提供したことになる。
バクテリアゲノムにおけるオーバーラッピング・ジーンの比較解析

本研究は、ゲノム情報科学と実験生物学の手法を用い、バクテリアゲノムに多数存在するオーバーラップ遺伝子の進化と役割について明らかにすることを目的として行った。公開された50種の網羅的なゲノム情報解析から、原核生物においてオーバーラップ遺伝子が極めて多く存在し、それらがゲノムサイズや全ORFの数と比例して増えるという事が分かった。近種ゲノムにおいてオーバーラップが保存されなかった遺伝子の構造を比較した結果、オーバーラップ遺伝子の多くは塩基配列の突然変異によって生じたことが示唆された。またオーバーラップ構造の種間における差異を分類したところ、種の進化的距離と相関した割合の変化が見られたことから、見かけ上のオーバーラップ形成の頻度は種を超えて一定と考えられる。我々はその一例である遺伝子組(htgA-yaaW)について着目し、分子生物学的手法による機能解析を行った。htgA、yaaW両遺伝子の細胞内での転写が確認され、さらにこれら両遺伝子の欠失株において、熱ショック応答でのdnaK遺伝子の発現誘導が不安定になるという結果を得た。原核生物のオーバーラップ遺伝子は、ウイルス等で提唱されるようなゲノムサイズ縮小の為ではなく、ゲノム自体のダイナミックな変動と共に生成と分解を繰り返すと結論付けられる。一方で極めて稀な構造を持つ例も存在し、今回divergent構造のオーバーラップがアンチセンス制御として働く可能性も示唆された。本研究は、原核生物におけるオーバーラップ遺伝子の進化のダイナミズムを明らかにするとともに、情報解析を実験生物学へのスクリーニングに活用する事を試み、遺伝子機能解析の新たな手法として実践した。本研究ではこれまでに、オーバーラッピング・ジーンの解析を主にコンピュータを用いて行い、その進化的意義を配列情報から解明しようとしてきた。今年度は、これらの結果を実際の実験系において検証し、新たな知見を得るという試みに着手した。平成13年、山形県鶴岡市に慶応義塾大学先端生命科学研究所として、実験生物学の様々なアプローチを駆使する研究の場が作られた。この研究所において我々は、大腸菌ゲノムにコードされた、アンチセンスオーバーラッピング・ジーンの機能とその発現制御メカニズムの解明を目指して実験を行っている。オーバーラッピング・ジーンは、2つの遺伝子が配列情報を共有しているが、特に2本ある遺伝子鎖の両方でコードされたオーバーラッピング・ジーンの場合、互いの遺伝子が逆方向を向いて存在する事となる。このようなオーバーラッピング・ジーンは、その遺伝子発現制御に相互に関わっていると考えられる。大腸菌のゲノムにおけるこのようなアンチセンスオーバーラッピング・ジーンの中で、その機能は未知であるが、熱ショック遺伝子の制御に関わる可能性のある遺伝子を検出した。大腸菌は熱ショックにより特定の遺伝子群を発現させる機構を持っており、これらの複雑な制御は大腸菌のストレス応答の代表的な例として、多くの研究がなされている。この遺伝子の発現、熱誘導による発現の違い、また他の熱ショック遺伝子との相互作用等を調べる事により、オーバーラップ遺伝子の意義について、実験生物学的な考察を加えることが出来る。現在のところ、これら遺伝子群をRT-PCRによって増幅し、その発現挙動を比較している。学会発表(ポスター)IABシンポジウム(9月鶴岡)第24回日本分子生物学会年会(12月横浜)本研究は、ゲノム情報科学と実験生物学の手法を用い、バクテリアゲノムに多数存在するオーバーラップ遺伝子の進化と役割について明らかにすることを目的として行った。
ミトコンドリアATP合成酵素活性調節因子の構造と作用機序

1.酵母ミトコンドリアATP合成酵素にはATPアーゼインヒビターの外に2種の蛋白性活性調節因子が存在し, 3者が協同して同酵素の活性調節を行っている.ATPアーゼインヒビターと9K蛋白はATP合成酵素(F1部分とF0部分から構成されている)のF1部分にin vitroでそれぞれ1対1のモル比で結合する.そこで両者が共存する条件下での結合について検討した.両者を同時にF1-ATPアーゼに添加すると両者は競合的にF1部分に結合した.次にF1とATPアーゼインヒビターの複合体に9K蛋白を添加しても交換反応は起きなかった.この逆の場合でも交換反応はみられなかった.このことはこれら両蛋白はミトコンドリア内膜上ではF1に対していずれか一方が結合することによって活性調節を行うことを示唆している.2. 15K蛋白はF1部分には結合せず, F0部分に結合することが明らかになった.15K蛋白が存在しない条件下ではATPアーゼインヒビターも9K蛋白もF1部分から解離しやすくなるが15K蛋白が存在すると両者ともF1部分に結合する.しかしこの場合でもF1部分に結合するリガンド蛋白としては両者のうちいずれかであり他方はゆるい結合にとどまっている.このことからATPアーゼインヒビターと9K蛋白は15K蛋白を介在してF1部分にいずれか一方が結合するメカニズムになっていると予想された.3.実施計画になったATPアーゼインヒビターと9K蛋白の相互作用, F1部分と両者の相互作用のNMRによる解析は実施できなかったのでさらに追求する予定である.1.酵母ミトコンドリアATP合成酵素にはATPアーゼインヒビターの外に2種の蛋白性活性調節因子が存在し, 3者が協同して同酵素の活性調節を行っている.ATPアーゼインヒビターと9K蛋白はATP合成酵素(F1部分とF0部分から構成されている)のF1部分にin vitroでそれぞれ1対1のモル比で結合する.そこで両者が共存する条件下での結合について検討した.両者を同時にF1-ATPアーゼに添加すると両者は競合的にF1部分に結合した.次にF1とATPアーゼインヒビターの複合体に9K蛋白を添加しても交換反応は起きなかった.この逆の場合でも交換反応はみられなかった.このことはこれら両蛋白はミトコンドリア内膜上ではF1に対していずれか一方が結合することによって活性調節を行うことを示唆している.2. 15K蛋白はF1部分には結合せず, F0部分に結合することが明らかになった.15K蛋白が存在しない条件下ではATPアーゼインヒビターも9K蛋白もF1部分から解離しやすくなるが15K蛋白が存在すると両者ともF1部分に結合する.しかしこの場合でもF1部分に結合するリガンド蛋白としては両者のうちいずれかであり他方はゆるい結合にとどまっている.このことからATPアーゼインヒビターと9K蛋白は15K蛋白を介在してF1部分にいずれか一方が結合するメカニズムになっていると予想された.3.実施計画になったATPアーゼインヒビターと9K蛋白の相互作用, F1部分と両者の相互作用のNMRによる解析は実施できなかったのでさらに追求する予定である.
非定常燃料噴霧の着火遅れに及ぼす雰囲気条件、噴射条件および燃料組成の影響

ディーゼル燃焼を単発で模擬できるボア60mm,ストローク100mmの電子制御-油圧駆動方式の急速圧縮膨張装置を用いて雰囲気条件,噴射条件および燃料組成を変化させてディーゼル燃料噴霧の着火遅れを測定した.その結果,雰囲気圧力4.2MPaのもとで燃料噴射圧力を30MPaから100MPaまで上げた場合,また燃料噴射圧力100MPaのもとで雰囲気圧力を16MPaまで上げた場合の着火遅れは飽和することなく短縮し続けた.また雰囲気圧力4.2MPaおよび燃料噴射圧力100MPaの条件でノズルの噴口径を小さくすると着火遅れは短くなるが,噴口径がφ0.05mm以下になると着火遅れはほぼ一定となり,温度に対する着火遅れの傾向は衝撃波管を用いた炭化水素系燃料の均一予混合気の着火遅れの傾向に類似していることが示した.着火遅れに及ぼすセタン価およびセタン価向上剤の影響について,基準燃料をセタン,デカリン,1-メチルナフタレンの混合燃料とし,各々の混合割合を調整し,セタン価を3555に変化させた所,物理遅れが支配的な高温領域では着火遅れに対するセタン価の影響はほとんどないが,化学遅れが支配的な低温領域ではセタン価の増加に伴い着火遅れが短縮した.またセタン価向上剤の影響を調べるために2-エチルヘキシル硝酸塩とdi-t-ブチル過酸化物を用いて,比較実験を行った結果,燃料組成によらずセタン価が同じであれば,着火遅れも等しくなることが分かった.最後にエンジン始動時,すなわち燃料噴射圧力を30MPaまで下げ,壁面温度も室温付近まで下げて着火遅れを測定したところ,着火遅れは燃焼室壁面温度に影響されず,燃料噴射圧力の違いに大きく影響されることを示した.最後に一連の着火遅れ測定実験において,燃焼室の中心部の雰囲気温度が900K前後で,着火遅れの温度依存性に変化が生じる.この温度は燃焼室壁面温度,セタン価,および雰囲気圧力に関係ないことが分かった.ディーゼル燃料噴霧の着火遅れに及ぼす雰囲気条件,燃料噴射条件および燃料性状の影響を最新のディーゼル機関の運転条件を実現できるボア60mm,ストローク95mm,圧縮比16.1の単発の小形急速圧縮膨張装置を用いて調べた.燃料噴射開始時期はレーザー光遮断法,すなわちレーザー光をノズル噴口直下に入射し,燃料噴霧先端によりレーザー光が遮断されることから決定した.着火はシリンダーヘッドに設置した圧電素子式圧力変換器で測定した.燃料噴射圧力100MPa,ノズル噴口径0.2mmのもとで,雰囲気圧力を4.2MPaからl2MPaまで上昇させたところ,また雰囲気圧力を4.2MPaのもとて燃料噴射圧力を30からl00MPaまで上昇させたところ,着火遅れは短くなることが分かった.高圧燃料噴射のもとてノズル噴口径を小さくすると着火遅れは短くなるが,噴口径をφ0.05mmから0.025mmよで小さくすると,両者で着火遅れはほぼ一致し,それ以上短縮しなかった.この傾向は衝撃波管で計測される均一予混合気の自着火,すなわち化学遅れと類似の傾向を示すことが分かり,高圧燃料噴射のもとで噴口径を小さくした場合の着火遅れは主として化学遅れに支配されていることが分かった.最後に燃料性状の影響が着火遅れに及ぼす影響を調べた.その結果,セタン価が35から55の範囲において,高温域では着火遅れに対するセタン価の影響はほとんど無いが,低温域ではセタン価の増加と共に着火遅れが短くなる.またセタン価向上剤に硝酸塩を用いて着火遅れに及ぼす影響を調べたところ,燃料性状が異なっていても,セタン価が同じであれば,ほぼ同等の着火遅れが得られることが分かった.ディーゼル燃焼を単発で模擬できるボア60mm,ストローク100mmの電子制御-油圧駆動方式の急速圧縮膨張装置を用いて雰囲気条件,噴射条件および燃料組成を変化させてディーゼル燃料噴霧の着火遅れを測定した.その結果,雰囲気圧力4.2MPaのもとで燃料噴射圧力を30MPaから100MPaまで上げた場合,また燃料噴射圧力100MPaのもとで雰囲気圧力を16MPaまで上げた場合の着火遅れは飽和することなく短縮し続けた.

また雰囲気圧力4.2MPaおよび燃料噴射圧力100MPaの条件でノズルの噴口径を小さくすると着火遅れは短くなるが,噴口径がφ0.05mm以下になると着火遅れはほぼ一定となり,温度に対する着火遅れの傾向は衝撃波管を用いた炭化水素系燃料の均一予混合気の着火遅れの傾向に類似していることが示した.着火遅れに及ぼすセタン価およびセタン価向上剤の影響について,基準燃料をセタン,デカリン,1-メチルナフタレンの混合燃料とし,各々の混合割合を調整し,セタン価を3555に変化させた所,物理遅れが支配的な高温領域では着火遅れに対するセタン価の影響はほとんどないが,化学遅れが支配的な低温領域ではセタン価の増加に伴い着火遅れが短縮した.またセタン価向上剤の影響を調べるために2-エチルヘキシル硝酸塩とdi-t-ブチル過酸化物を用いて,比較実験を行った結果,燃料組成によらずセタン価が同じであれば,着火遅れも等しくなることが分かった.最後にエンジン始動時,すなわち燃料噴射圧力を30MPaまで下げ,壁面温度も室温付近まで下げて着火遅れを測定したところ,着火遅れは燃焼室壁面温度に影響されず,燃料噴射圧力の違いに大きく影響されることを示した.最後に一連の着火遅れ測定実験において,燃焼室の中心部の雰囲気温度が900K前後で,着火遅れの温度依存性に変化が生じる.この温度は燃焼室壁面温度,セタン価,および雰囲気圧力に関係ないことが分かった.
慈悲への恐れを伴う難治性うつ病に対する恥の記憶と思いやりの記憶の効果について

研究1恥の感情を測定するための心理評価尺度であるInternalized Shame ScaleとOther As Shamer Scaleの日本語版を作成する。研究2うつ病患者20名・健常者20名を対象とした半構造化面接を実施、仮説を構築したうえで健常者250名を対象とした質問紙調査により、恥の記憶が慈悲への恐れに与える影響を検証し、思いやりの記憶による恥の感情の緩和効果について探索する。研究3うつ病患者20名を対象に「思いやりの記憶」に関する心理教育を含む集団コンパッション・フォーカスト・セラピーをRCTにより実施し、慈悲への恐れや抑うつの変化をセラピー実施群と対照群の間で比較する。研究1恥の感情を測定するための心理評価尺度であるInternalized ShameScaleとOther As Shamer Scaleの日本語版を作成する。
ストレス応答を介したがん幹細胞ニッチシグナルの解明

本研究では、がんの未分化形質を制御する微小環境シグナルを特定することを目標として、白血病や脳腫瘍細胞に焦点を当てて研究を進めた。昨年に引き続き、脳腫瘍において、高頻度に活性化がみられるmTORシグナルの役割について検討した。活性型EGFRの強制発現とp16/p19欠損の組み合わせにおいて発生する脳腫瘍において、タモキシフェン誘導的にTsc1を欠損させ、in vivoでのmTORC1の更なる活性化を誘導した。その結果、mTORC1の過剰活性化は、スフィア形成細胞能を有する腫瘍細胞の頻度を上昇させた。同時に、大脳基底核への再移植を限界希釈法にて行ったところ、腫瘍発生能を有するいわゆるtumor-initiating cellの頻度は有意に上昇していた。このことから、mTOR活性化が脳腫瘍幹細胞の増幅を誘導するということが判明した。さらに、本実験系において、遺伝子発現解析、蛋白解析、代謝解析を行ったところ、mTORC1の活性化によって、蛋白合成の顕著な亢進とともにミトコンドリアにおける酸化的リン酸化の亢進が認められた。このように、脳腫瘍幹細胞制御にmTORを介したエネルギー代謝制御が重要であることが明らかとなった。また、患者サンプル由来脳腫瘍において、Notch阻害剤の感受性を解析したところ、サンプル間で大きく反応が異なること、感受性を示すサンプルではAKTのリン酸化が低下していること、さらに、CD133やCD44などの幹細胞抗原の発現パターンと有意に相関することが認められた。以上のように、脳腫瘍幹細胞の制御には、微小環境からのmTOR、Notchシグナルが重要な役割を果たしていることが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。まず、脳腫瘍において、高頻度に活性化がみられるmTORシグナルの役割について検討した。Tsc1欠損マウスを用い、mTOR複合体1(mTORC1)の活性化状態と神経幹細胞自己複製との関連を検討した。Subventricular zoneの神経幹・前駆細胞を採取し培養を行ったところ、初代スフィア形成では、Tsc1欠損による影響は認められなかったが、2次スフィア形成、3次スフィア形成においては、有意に細胞増殖能の低下が認められた。このことから、mTORC1の過剰な活性化は正常神経幹細胞の自己複製を低下させることが判明した。次に、活性型EGFRの強制発現とp16/p19欠損の組み合わせにおいて発生する脳腫瘍において、Tsc1を欠損させ、mTORC1の更なる活性化を誘導し、その影響を検討した。その結果、mTORC1の過剰活性化は、腫瘍の増大を誘導することを見いだした。これらの腫瘍組織ではVEGFの産生亢進と血管新生の増強が認められた。さらに、がん細胞におけるmTORC1活性化による遺伝子発現変動を観察したところ、炎症性サイトカインシグナルの亢進が認められた。このことから、腫瘍におけるmTORC1の活性が、がんの微小環境に影響を及ぼし、その悪性化を亢進させていることが推察され、今後、がんの幹細胞特性についても検討を行う必要があると考えられた。同時に、リンパ性白血病モデルにおいても、mTOR活性化により、病態増悪が認められたが、その場合も微小環境への影響が示唆された。以上のように、がんモデルを駆使することにより、がんの幹細胞特性を制御する微小環境因子の解析において重要な知見を得ることができた。計画通り研究を遂行し、重要な知見を見出すことができたため。来年度は、引き続き白血病および脳腫瘍の幹細胞特性の検討を行い、治療標的の特定を進めたい。