hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有限幾何と有限体上の関数族の研究

科学研究費補助金をうけて得た研究成果の第一は次のような結果である。標数2の有限commutative semifieldsの3乗写像から導かれる標数2の有限体上の関数は高い非線形度をもち、暗号理論と符号理論に有効に応用されうる関数であることが示せたことである。この成果は具体的によくみえる形で関数を構成することにより得られた。この構成に際しカギとなる補題として、有限体上の幾つかの関数を、ある理由でとても自然に定まる領域に制限したとき、この関数が2対1写像になることが得られた。この論文はコンピュータサイエンスのレクチャーノートに吉荒聡(東京女子大)と共著として載る予定である。第二は、奇標数の有限体のquadratic planar functionsに対応する平面はsemifields planesになり、そのうちの特別のものはデザルグ平面になることが示せたことである。また奇標数のcommutative semifieldsの平方写像はある有限体上の平面関数になることを示し、既知のほとんどのsemifieldsの平方写像はquadratic functionsになることも計算した。この論文を近畿大DC2年の南香織との共著として現在投稿中である。第三は位数9のすべての射影平面上のblocking semiovalsであり、一直線と8点で交わるものをすべて求め分類したことである。つめの段階で計算機を使用した。この論文は末竹千博(大分大)と共著でHokkaido Math.Journalから2006年に出版された。この一年間、有限体上の関数族からどのような有限幾何が作られるか、また与えた有限幾何の中で、ある部分集合族がなすバランスに富んだ配置に関わる関数はどんな関数か、その逆をたどる議論は有効であるか、等視点を有限体上の関数にすえて、有限幾何を考察する研究を行った。得られた成果の第一は、有限素体上に有限体を構成する手法を拡張して、位数9のnearfieldを構成し、その中にblocking semiovalと呼ばれる配置の良い集合の新しい系列を構成した。ここにもGF(3)上の特別の関数が利用される。この内容を記載した論文(共著)はHokkaido Math.J.に掲載されることに決まっている。成果の第二は4元体上の5次元ユニタリー射影平面の中に双対超卵形集合と呼ばれる、2次元部分空間からなるとてもバランスの良い配置集合族S(M_22)を構成し、その全自己同型群が22次のMathieu群の指数2の拡大群になることを示した。この族は座標空間における球面にたとえられるような集合族である。この論文はInnovations in incidence geometryに投稿中である。S(M_22)自身をGF(4)上の拡大体上の関数または関数族で直接表示することが課題として残されている。成果の第三は、有限体上の平面関数の一般化と考えられる、有限体上のn次単項式からくる差分方程式の解の個数の挙動に関する考察を行い、あるnに対する新事実を得たことである。これは昨年12月に京大数理解析研究所で行われた研究集会で発表した。更に、今年2月にイタリアシエナ大のPasini教授とベルギーゲント大のMaldeghem教授を訪ね、rank nの結合幾何の射影空間への埋め込み問題および2次形式の一般化であるVeronesean関数から構成される有限幾何について情報交換を行った。これらについては論文にまとめようと現在準備中である。有限幾何に深く関わる有限体上の関数を多方面から考察し、その特徴を根本から捉え再び有限幾何の有様を、関数を意識して一般化するのが本研究の目標である。この方向の研究の一つに有限体上の平面関数がある。1968年にOstromとDembowskiは平面関数から有限射影平面が構成され、その平面は正則作用という特異な自己同型群をうけることを示した。また、平面関数についての幾つかの予想を与えた。

本研究課題の研究代表者は以前平面関数がbent関数と呼ばれる有限素体上の関数族に対応して決まること、平面関数の指標論表現の研究を行ってきた。しかし、平面関数の分類問題は単項式に限っても難問である。この1年の研究実績の一つ目は、近年(2005年)DingとYuanにより与えられた平面関数の決定問題を解決したことである。この種の平面は大方がsemifields planesになる。これらの平面に対応するsemifieldsの構造を決める問題を今計算中である。(この研究成果を今論文として、まとめている。)次の実積は、標数2の有限体上の興味ある関数の一つO-polynomialsを利用して、3重可移に作用する自己同型群をもつdual hyperovals(有限射影空間内における配置のバランスが極めて良い部分空間の族)を再構成して、その全自己同型群が22次のマァシュー1群のガロア同型群による拡大群になること、この群が4元体上の6次の射影ユニタリー群の部分群になることをdual hyperovalsの言葉で再確認した。(この研究成果も今論文として、まとめている。)もう一つの実績として、4つの位数9の有限射影平面に対応する代数構造を、それらの平面の座標付けから細かく考察して、blocking semiovalsと呼ばれる面白い部分集合(xy平面での円のようなもの)を構成した。この成果は共著の論文として、Hokkaido Mathematical Journalに掲載されることが決まっている。有限体上の関数族で、有限幾何の構成に深く関与するものや暗号構成の実用上有用なものを統一的に研究し、それらの相互関係を解明していくのが本研究の目標である。本研究の代表者は20年にわたり奇素数標数の有限体上の関数を研究してきた。特に差分方程式の解の個数のバラツキ具合が最高度に一様である関数を多方面から研究してきた。この関数は平面関数とよばれ、点の集合上に可移に作用するような自己同型群をもつある種の有限射影平面の構成問題に寄与する関数である。昨年来finite commutative semifieldsの平方写像から得られる有限体上の関数はすべて平面関数になること、またこれらの平面関数から椎成される射影平面の自己同型群に共通のとても良い特性があることをつきとめた。更に既知のほとんどすべてのfinite commutative semifieldsの平方写像からくる平面関数の形を正確に決めた。これらの成果は今代数的組合せ論のJournalに投稿中である。(近畿大D1の南香織との共同研究)昨秋、科学研究費補助金の使用により、暗号理論および標数2の有限体上の関数の研究で中心的役割を果たしているパリ大学のC.Carlet氏を近畿大学に招き、連日密度の濃い討論を行った。この討論のなかからこの方面の研究に有望となるであろうアイデアを得た。その一つは標数2のfinite commutative semifieldsの3乗写像から得られる関数の非線形度がとても高いであろうという裏付けとなる定理を得たことである。非線形度が高いほど暗号構成の実用に役立つ。
代謝型グルタミン酸受容体の機能修飾機構と活性化に伴う動的構造変化の解析

代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)の細胞外領域の結晶を用いたX線構造解析により、2つのサブユニットが会合しホモ二量体として構成されていること、それぞれのサブユニットはグローブ状の構造をしており、グルタミン酸結合によりグローブが閉じるように細胞外領域の構造が変化することが明らかにされたが、細胞外領域の構造変化に伴って起こる細胞内領域の構造変化は未知であった。そこで、我々は、光ラベルを用いた分子の動的構造変化解析という最先端の手法を用いて、昨年度よりこの問題にアプローチしてきた。異色の蛍光物質間で、距離が近いほど、エネルギーの受け渡し(FRET(Fluorescent Resonance Energy Transfer)効率)が大きくなることが物理化学的に知られている。そこで、我々は、mGluR1のリガンド投与による構造変化を、FRET効率の変化として捉えるために、遺伝子工学的に、mGluR1の細胞内領域の様々な箇所に、シアン色の蛍光蛋白、もしくは黄色の蛍光蛋白、もしくはその両方を付加し、この分子をHEK293細胞に発現させ、蛍光の測光とFRETの評価を行った。しかし、細胞内に貯留する分子由来の蛍光が高いバックグランドとなり、確実なFRET変化を捕らえることができなかった。そこで、全反射照明を用いて細胞膜上に存在する分子の蛍光のみの測光を行った。その結果リガンド投与に伴うFRET効率の変化がようやく確実に捕らえられるようになり、以下の知見が得られた。(1)2量体サブユニットの、細胞内ループ1が相互に遠ざかる。(2)2量体サブユニットの、細胞内ループ2が相互に近づく。(3)ひとつのサブユニットの内部では明らかな構造変化は起こらない。これらの知見から、リガンド投与によりmGluR1の細胞内領域においては、個々のサブユニットの構造が変化するというよりは、2つのサブユニット間の配置が変化することが示唆され、この動きがG蛋白質の活性化を引き起こすと考えられた。代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)はホモ二量体として機能していることが知られており、グルタミン酸により二量体における細胞外領域間の距離が小さくなるということが報告されている。本研究者らは、多価陽イオンであるGd^<3+>がこの二量体間のインターフェースに存在するE238に作用することでmGluR1を活性化するということを報告している。そこで、グルタミン酸や多価陽イオンのmGluR1活性化機構ついてFRFT(Fluorescent Resonance Energy Transfer)を用いて検討を行った。蛍光タンパク質であるCFPやYFPを細胞内領域に導入し、一量体内および二量体間におけるFRET効率の変化を観察した。グルタミン酸の投与により二量体間のFRET効率は顕著な変化を見せたが、一量体内でのFRET効率には変化が見られなかった。この結果は、Gタンパクと共役する細胞内領域でもグルタミン酸によりmGluR1二量体が再配置されることを示している。多価陽イオンCa^<2+>やGd^<3+>もmGluR1二量体間のFRET効率を同様に変化させたが、この変化は陽イオンの作用部位と考えられるS166とE238の変異体では観察されなかった。このことから、多価陽イオンはグルタミン酸と同様な機構によりGタンパクを活性化すると考えられる。作用物質によりmGluRの反応性に違いが見られることから、更に構造機能関連の研究を進めるとともに、Gd^<3+>の作用部位に対する内因性物質についての同定も今後進めていく。

これらの知見から、リガンド投与によりmGluR1の細胞内領域においては、個々のサブユニットの構造が変化するというよりは、2つのサブユニット間の配置が変化することが示唆され、この動きがG蛋白質の活性化を引き起こすと考えられた。
慢性心不全患者における悪性新生物の発生・進展に関するコホート研究

本研究では、心血管疾患症例(N=10,114)における悪性新生物の既往と予後に関する検討を行った。症例は平均68±12歳、男性は70%、悪性腫瘍の既往は12%であった。悪性腫瘍の既往がある症例は、既往のない症例と比較し高齢で男性が多く、特に心不全症例ではBMIが低く、収縮期血圧が低く、心拍数が早かった。約3年間の追跡では悪性腫瘍の既往のある症例は、心血管疾患のステージ(BまたはC/D)に関係なく予後不良であった。我が国では食生活欧米化と高齢化進行によって心血管疾患(CVD)や慢性心不全(CHF)による死亡が増加している。近年増加している高齢のCVD患者の特徴は予後増悪因子の重積や悪性新生物(MT)など非心血管疾患の合併である。しかしながら、これまでCVD患者に合併したMTに関する疫学的研究は皆無である。本研究では国内最大の心血管・慢性心不全コホート(第二次東北慢性心不全登録研究)を用いてCVD・CHF患者に合併するMTの特徴・予後やCVD治療薬によるMTへの影響を明らかにする目的で開始された。本研究に登録された症例(N=10,219)の年齢は平均68歳、男性が70%であった。登録時にMTの既往を認めた症例は1178例(12%)で、MTのない症例と比較し、有意に高齢でやせ型の体型であり、血清アルブミンや中性脂肪・総コレステロールが低かった。左室駆出率やCVD治療薬の浸透率に差はなかったが、BNPがMTの既往例で有意に高かった。MTの既往例(平均72歳)で、これまでに調査しえた症例(N=375、32%)のMTの部位別罹患割合をみると、男性では胃(25%)、前立腺(15%)、結腸(14%)、肺(8%)、直腸(7%)の順に多く、女性では乳腺(26%)、子宮(14%)、胃(14%)、結腸(12%)、甲状腺(7%)の順に多かった。宮城県がん登録の平成16年集計と比較すると、本研究では男性は肺癌が少なく、女性では乳癌、子宮癌が多かった。本研究からMTの既往のあるCVD症例は、高齢で重症の傾向にあり、さらに低栄養状態であった。CVDでMTの既往例では特に慎重な栄養評価、介入が求められることを示唆する。現在の中間解析の段階でCVD患者のMTの詳細は未だ不明である。また、MTの状態や治療状況も十分に把握していない。MTの既往、CVD治療薬によるMTへの影響や予後について今後の調査で明らかにしていく。第二次東北慢性心不全登録(CHART-2)研究は、平成18年10月から開始された慢性心不全前向きコホート研究である。心血管疾患は人口構成の高齢化とともに急速に増加しており、日本で死因の第一位を占める悪性新生物と心血管疾患の関連を明らかにすることは、心血管疾患のリスク層別化や予後改善に大変重要な意義がある。平成23年度の調査では心不全症状をもつ症例(N=4,732)のうち、悪性新生物の既往と予後の性差に関する検討を行った。男性では悪性新生物の既往例は13.3%で、胃癌(31.3%)、大腸癌(15.3%)が多かった。女性では悪性新生物の既往例は11.2%で、乳癌が最も多く(24.1%)、次いで大腸癌が多かった(13.0%)。男女ともに大半の症例は手術を受けていた。男性では、悪性新生物の既往のある症例は有意に高齢で心房細動の合併が多く、貧血や低アルブミン血症を合併しBNPは高値であった。一方女性の悪性新生物の既往例は低アルブミン血症、BNP高値を認めたが貧血は認めなかった。平均約2.5年の追跡で全死亡に対する生存曲線では男性・女性ともに悪性新生物の既往例は有意に予後不良であった。しかし、心不全の予後に影響する因子で補正したCoxモデルでは、男性では悪性新生物の既往例の全死亡に対するハザード比は、悪性新生物の既往のない症例に比較し1.54倍であったのに対し、女性ではハザード比に有意差は認めなかった。男性では消化管由来のMTが多く栄養状態不良や貧血といった因子が予後に影響したことが予想される。本研究では、これまで悪性新生物の新規発生イベントを調査しており、今後さらに調査を継続することで、心血管疾患治療薬と悪性新生物の関連や予後に関する検討を進めることが可能である。第二次東北慢性心不全登録(CHART-2)研究は、平成18年10月から開始した心不全前向きコホート研究である。

心血管疾患は高齢化とともに急速に増加しており、日本で死因の第一位を占める悪性新生物と心血管疾患の関連を明らかにすることは、心血管疾患のリスク層別化や予後改善に大変重要な意義がある。平成24年度の調査では、心血管疾患(N=10,114)のうち、悪性新生物の既往と予後に関する検討を行った。心血管疾患のステージ(BまたはC/D)と、悪性腫瘍の既往の有無で以下の4群に分けた。Group(G)1(ステージB、悪性腫瘍の既往なし、N=4,785)、G2(ステージB、悪性腫瘍の既往あり、N=630)、G3(ステージC/D,悪性腫瘍の既往なし、N=4,165)、G4(ステージC/D、悪性腫瘍の既往あり、N=534)。症例は平均68±12歳,男性は70%,悪性腫瘍の既往は12%で認め,胃癌,大腸癌が多かった.悪性腫瘍の既往があるG2とG4は、既往のないG1・G3と比較し高齢で男性が多く, G4は最もBMIが低く(22.5±4.4)、収縮期血圧が低く(124.5±9.7)、心拍数が早かった(73.1±14.3)。平均3年の追跡期間でG4が最も全死亡が多かったが(26.2%), G2とG3の間に差はなかった(15.2 vs. 14.3, P=N.S.)。死因について、悪性腫瘍の既往のある症例は非心血管死が多く、なかでも癌死している症例が多かった。本研究では心不全症例で悪性腫瘍の既往がある事は相加的に予後への影響を大きくすることを示した。また、心不全発症前のステージBであっても悪性腫瘍の既往のある症例は、心不全を発症したステージC/Dの症例の予後と相違なく厳重な経過観察が必要である。また、G2のような症例に対して薬物療法を強化することが予後改善につながるか今後の検討課題である。本研究は登録数10,219名の大規模コホート研究であるが、平成23年11月までの時点で追跡困難例が105例(1.0%)と高い追跡率を維持している。そのため、心血管疾患におけるリスク層別化や、本研究における悪性新生物と心血管疾患に関する調査について信頼性の高いデータを発信できると確信している。今後は追跡中に発症した悪性新生物と心血管疾患について重点的に調査する。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では悪性新生物の既往のある心血管疾患症例は予後不良であることが示した。今後は心血管疾患症例における新規悪性新生物発症について調査することで、心血管治療薬の悪性新生物新規発症に与える影響や悪性新生物が心血管疾患に与える影響を明らかにすることを目標に研究を進める。本研究の研究協力施設のうち、東日本大震災で甚大な被害を受け追跡調査が困難な状況となっている施設が数施設ある。一人でも多くの症例を追跡できるよう各施設の担当者と緊密な連絡をとり、さらに行政などの協力を得て情報収集に努めている。
下痢性貝毒の迅速高感度検出システムの開発

プランクトン由来の自然毒である下痢性貝毒は二枚貝の中腸線に蓄積され、人に下痢を主要症状とする食中毒を引き起こす。下痢性貝毒の検査法はマウス致死活性を指標として定量する方法(公定法)が一般的に使用されているが、検査に時間がかかること(最低2日)、特異性に欠けること、感度が悪く測定誤差が大きいなどの問題点が多く改善が望まれていた。我々は下痢性貝毒の高感度迅速検出法を開発する目的で、筆者らが作製保存していた有機溶媒耐性モノクローナル抗体を使用してELISA法の基礎的条件を検討し新規ELISA法を確立した。また、本ELISA法によりホタテガイ60検体他11種類の貝類、計120検体の二枚貝の下痢性貝毒を定量し、その定量値を乳のみマウス法(下痢原性活性測定)および公定法(致死活性測定)による定量値と比較し有用性を確認した。以下に研究成果の概要を列記する。1.新規ELISA法の確立1)手法:試料1g→メタノール20mlにて抽出(3分)→抗体固相化プレートに試料調整液または標準液100μl添加→60分静置→洗浄→ペリオキシダーゼ標識オカダ酸溶液100μl添加→20分静置→洗浄→TMBZ溶液100μl添加→10分静置→反応停止→吸光度測定→定量以上のとおり2時間で測定できる。2.各種二枚貝(11種類、120検体)についてELISA法による定量を実施した結果、公定法に比べ高感度に検出でき、乳のみマウス法及び公定法の定量値とよく一致し有用性が実証された。以上の利点により、貝類の毒化モニタリング事業、食中毒事件の迅速解明、検疫業務、食品監視業務、毒化原因究明のための研究等に有効である。下痢性貝毒の高感度検出システムを構築するため、開発保存していた下痢性貝毒成分のオカダ酸、dinophysistoxin-1及びdinophysistoxin-3に対し特異的に反応する抗オカダ酸モノクローナル抗体を使用してELISA法の基礎的条件を検討するとともに、ELISA法による定量値を公定法(マウス致死活性測定)および乳のみマウス法(下痢原性活性測定)による定量値と比較検討したところ、以下記載のとおり良好な結果が得られ、高感度で選択的に、しかも簡便、迅速に下痢性貝毒を検出できるELISA法が確立できた。1.ELISA法の基礎的条件の検討1)ELISA法に供する試料調製方法を各種溶媒を用いて検討した結果、下痢性貝毒の抽出液はメタノールが最も良いことが明らかになった。2)新規開発のELISA法の測定範囲はは20300ng/ml、測定時間は2時間で、公定法に比べ感度は20倍に向上し、測定時間が1/12(従来法は最短24時間)に短縮された。3)回収率は95100%であった。2.ElISA法による定量値を公定法および乳のみマウス法における定量値と比較1)高濃度の下痢性貝毒が検出された貝類10検体について比較した結果3方法における定量値はよく一致した。2)公定法及び乳のみマウス法で検出限界以下の陰性となった20検体のうち3検体から低濃度の下痢性貝毒を本ELISA法で検出し、検出感度が高いことが確認された。

上記のとおり平成8年度当初の研究計画にそって実施し成果が得られたので、平成9年度については、さらに貝類の種類及び検体数を増やしELISA法を実施し、公定法、乳のみマウス法の測定値と比較検討し、高感度検出システムを構築する。昨年度は、下痢原性のあるオカダ酸群に対し特異的に反応する有機溶媒耐性モノクローナル抗体を使用してELISA法の基礎的条件を検討、樹立し標準物質添加回収率、再現性、感度、選択性に優れた方法であることを明らかにした。また、従来法のマウス致死活性測定法により陽性となったホタテガイ10検体、陰性検体20検体を対象として本法による定量を実施し、高感度に測定可能なことを報告した。今年度は、外国産及び国内産の各種貝類(ホタテガイ、アカガイ、カキ等二枚貝10種計120検体)について、ELISA法による下痢性貝毒の定量を実施し、公定法(マウス致死活性測定)および乳のみマウス法(下痢性活性測定)による定量値と比較検討した結果、良好な結果が得られ、高感度で選択的に、しかも簡便、迅速に下痢性貝毒を定量できることが確認された。以下に、開発に成功した高感度検出システムの概要を列記する。1.ELISA法試料1g→メタノール20mlにて抽出(3分)→抗体固相化プレートに試料調整液または標準液100μl添加→60分静置→洗浄→ペリオキシダーゼ標識オカダ酸溶液100μl添加→20分静置→洗浄→TMBZ溶液100μl添加→10分静置→反応停止→吸光度測定→定量2.従来法に比べた利点1)選択性か高い(dinophysistoxim-1,3及びオカダ酸)2)感度が高い(測定範囲:20300ng/ml)3)迅速性(2時間)4)再現性5)回収率(95100)に優れる。3.本技術の利用が期待される分野:貝類の毒化モニタリング事業、食中毒事件の迅速解明、検疫業務、食品監視業務、毒化原因究明のための研究
粘膜上皮・線維芽細胞による酪酸誘導T細胞アポトーシス解除機構の解析

歯周病発症には歯周組織の免疫応答が深く関与する。我々は、歯周病原鎌気性グラム陰性菌が大量に産生する酪酸がT細胞apoptosisを誘導し、歯周局所免疫応答に影響を及ぼすことを報告した。また、T細胞及び線維芽細胞(FB)の共存培養により、酪酸添加後FB接着T細胞数が増加し、接着T細胞がapoptosisを回避する現象を認めた。FBによる回避機構における酪酸の作用、細胞外matrix、接着分子発現に及ぼす影響、上皮細胞の関与を検討した。ヒトJurkat T細胞株、歯肉FB Gin-1細胞株を用い、各種濃度の酪酸存在下における細胞接着分子の遺伝子転写量をRT-PCR法で検討した。同時に、酪酸のFB-matrixの発現に及ぼす影響を検討した。上皮細胞の関与はKB細胞を用いた。T細胞とFB間の接着は、抗CD44、抗VLA-2、抗VLA-5の各抗体に阻害された。酪酸存在下におけるT細胞のCD44、VLA-2、VLA-5遣伝子転写量への酪酸濃度、及び経時的変化を検討した。VLA-2、VLA-5遺伝子の転写量に顕著な変化は認められなかったが、CD44遺伝子の転写量は、添加12時間から24時間で著しく増加した。一方、FBのビアルロン酸合成酵素、fibronectin、collagen遺伝子の転写量に変化は認められなかった。以上の結果から、酪酸存在下のFBへの接着T細胞数の増加及びapoptosis回避機構には、CD44発現量が関与しているものと思われる。ヒト口腔分離株を用いた場合では、健康歯肉から分離したFBでは酪酸刺激によりIL-6の産生が上昇しapoptosis回避に関与する可能性が示された。一方、歯周病患者から分離FBは酪酸感受性で、apoptosisが誘導されるためT細胞apoptosis回避は誘導されなかった。この感受性の違いが歯周病発症に闘与する可能性が示唆される。我々は歯周病原細菌が産生する短鎖脂肪酸(SCFA、特に酪酸の為害作用について、そのアポトーシス誘導性と解除機構について詳細に検討を行ってきた。すなわちSCFAは、マウスやヒトT細胞やB細胞に顕著にアポトーシスを誘導し、その作用は、酪酸で最も強く、酪酸によるT細胞アポトーシス誘導機序をほぼ解明した。口腔粘膜上皮細胞や歯肉線維芽細胞(HGF)は、酪酸に対し極めて強い抵抗性を持ち何ら細胞変性を生じず、低濃度の酪酸によりHGFの発育は促進され、T細胞はHGFの産生する、IL-8、IL-11の作用により酪酸誘導アポトーシスを回避できる。酪酸存在下の共存培養により、HGFに付着するT細胞数は急激に増加する。付着T細胞はほぼ完全に酪酸誘導アポトーシスを回避することができる。その付着にはCD44、CD49b及びCD49を仲介とすることなどが判明した。そこで、酪酸の組織に及ぼす影響を有孔膜上に形成した粘膜上皮細胞株KBのmonolayerを用い、double chamber内でSCFAのtight junction (TJ)に及ぼす影響をtight junction transepitherial electrical resistance system (TEER)用いた電気抵抗性の変化で測定した。その結果、内腔側SCFAを添加しても電気抵抗性に変化は認められなかったが、内腔に酪酸を入れた場合のみ顕著な電気抵抗性の上昇が認められた。これは酪酸が、粘膜上皮細胞のTJを閉鎖するなどの変化を示し外部刺激に反応している可能性を示している。

しかし、KB細胞から酪酸に感受性の細胞をクローニングし、同様の実験を行った結果、酪酸添加後も電気抵抗性に変化はなかった。これらの結果からは、組織が細菌の産生する酪酸を認識し、TJを閉鎖するなど反応により酪酸及び細菌の組織内浸潤を阻害している可能性を示している。酪酸産生細菌の多くは歯周病原性菌であるため、正常粘膜上皮細胞は酪酸刺激によりTJを閉鎖し、為害物質や菌の侵入を阻止している可能性がある。しかし、TJ閉鎖ができない場合はそれらの侵入を容易にするため組織破壊や局所免疫の異常が引き起こされる可能性が示唆される。昨年度に引き続き線維芽細胞の株化を行い、健康成人抜去歯より6種類の線維芽細胞(以下N-FB)を分離し株化した。また、歯周病治療時に得た歯周組織より合計10株の線維芽細胞(以下P-FB)も同様の方法で株化した。それらの細胞を用い、短鎖脂肪酸に対する感受性の違いを検討した結果、全てのN-FBにおいて、5mMの高濃度酪酸に対してもviabilityに影響は見られなかった。一方、P-FBにおいては、10株中7株で1.25mMの酪酸濃度で細胞のviabilityが約30%低下し、5mMでは80%低下した。全ての細胞が5mM酪酸により生存数の顕著な減少が見られた。酪酸によるapoptosis誘導性においても同様の結果が得られた。株化線維芽細胞を用いて酪酸(0.5,1,2,5mM)とLPS共存におけるcytokine産生に及ぼす影響を検討したところ、いずれのN-FBにおいてもIL-1βおよびIL-6の産生が酪酸濃度依存的に増加した。一方、P-FBの内4株は低濃度(0.5mM)の酪酸処理でIL-1β産生が標準株の1.5倍程度に増加した。それ以上の濃度では、apoptosis細胞数が増加し、cytokine産生判定は困難であった。脂肪酸のtight junctionに及ぼす影響を分離した線維芽細胞を用いて行ったが、脂肪酸の種類および細胞株による顕著な差は認められなかった。また、線維芽細胞の細胞外matrix産生に及ぼす酪酸の影響をRT-PCRで検討したが、いずれの細胞外マトリックスも産生量に変化は認められなかった。細胞シートを用いて細胞間の接着性の変化をtight junction electrical resistance system(TJER system)を用いて検討したが、脂肪酸添加による電気抵抗性の変化は認められなかった。従って、脂肪酸は線維芽細胞の相互接着に影響を及ぼさないものと思われる。また、N-FBの23N細胞シート上に口腔上皮KB細胞を重層した口腔上皮及び線維芽細胞実験モデルで脂肪酸添加による電気抵抗性の変化をTJER system検討したが、電気抵抗性に変化は認められなかった。今後、健康人および歯周病患者由来上皮細胞をレトロウイルス感染などによる株化を行い、口腔上皮細胞の短鎖脂肪酸への反応を詳細に検討する予定である。
児童養護施設で暮らす子どもの生活世界と教育課題の克服 ‐社会関係資本に着目して‐

児童養護施設で暮らす子どもたちの生活を包括的に捉え,生活に内在する課題の実態把握と原因分析を行うことが本研究の目的である。具体的には,児童養護施設と,そこで生活する子どもたちが通う学校でのフィールドワークを通して子どもたちの生活を描き出していく。そして,児童養護施設で暮らす子どもたちの課題の解決に向けて,周りの大人たちがどのような働きかけを行っているのかを明らかにし,実践的・政策的示唆を提言することをめざす。
固・液・気相3相相互作用を考慮した地盤の浸対破壊のメカニズム解明と対策方法の検討

不飽和地盤では、気相の発生・成長・圧縮と移動により地盤が劣化することで進行的かつ突発的な浸透破壊が生じ得る。水質汚染が進んだ都市河川ではより深刻な問題になるとも考えられる。以上のメカニズムの解明とそれを考慮した対策方法の開発は重要な課題である。本研究では、気泡(相)の発生・発達・圧縮・移動が固・液・気相3相連成による地盤の浸透破壊に及ぼす影響について実験・解析的に調べる。本年度、気泡(気相)の発生・発達・圧縮・移動が地盤の3相連成浸透破壊現象に及ぼす影響とメカニズムについて簡単な模型実験と解析手法の開発を試みた。-土槽模型実験装置作成し、浸透破壊に及ぼす気相の影響を調べた・矢板まわりの浸透破壊実験における水位変動実験を実施した。・ビデオカメラによって作成された画像をPIVシステムを用いて地盤の変形速度ベクトル分布を可視化するのに成功した。気泡が存在する場合には、しない場合に比べ断続的・突発的な変状や局部的な破壊が生じることが明らかになった。この現象は内部の気泡の発生・発達・移動と連動していることが明らかになった。・DO(溶存酸素量)メータで気泡発生・発達状況を測定した。過飽和酸素状態であればあるほどまた地盤が緩いほど破壊が進行しやすいことが分かった。-数値解析・粒子法の一種であるSPH法(Smoothed Particle Hydrodynamics)を用いて、さらに密度計算方法、固体相と流体相の連成効果の導入によって従来は困難であった3相連成で気泡の発達・移動を再現可能な解析手法を提案することに成功した。解析と実験結果とを比較しその妥当性を定量的に評価できることを示した。・開発した手法が、気泡の発達・移動と浸透破壊現象に及ぼすメカニズムを明らかにできる有益なものであることを示した。
制御された人工媒質中での放電プラズマ現象に関する研究

気-液2相が制御された条件で混合された人工的な不均質(ヘテロ)媒質中での放電プラズマ現象の解明と応用技術への展開を目的とした研究を進めた。まず、マイクロバブル含有水とミスト含有大気の放電特性を系統的に調べた。次に、単一バルブ内での放電プラズマの生成とその後の挙動を詳細に計測し、封入ガス種による放電特性の差異を解析した。その結果に基づいて、放電プラズマ中でのH,O,OHなどの反応活性種の生成過程や反応過程を検討した。本研究では、気-気、気-液2相が制御された条件で混合された人工的な媒質中での放電プラズマ現象の基礎過程を解明することを目的としている。初年度は次の研究計画を遂行した。1)電子輸送係数の測定装置の設計製作:超臨界流体中での測定に使用できる電子輸送管(ドリフトチューブ)として、光電陰極型の構造を有する小型で高耐圧のものを設計製作した。また、液滴含有気体やバブル含有液体中で使用できるものとして、金属メッシュ型面放電プラズマを電子放出源とした放電陰極型のものを開発した。2)人工媒質の調製と特性評価:超臨界流体として、最も簡単に超臨界状態が得られるCO_2を用いるため、そのハンドリングシステムを構築した。また、それに微量の反応性ガスを混合できるようにガス供給系を構成した。バブル含有液体については、バブルのサイズやその粒径分散、並びにその密度(体積分率)を予め評価しておくための動的光散乱法の実験配置を設計し、必要な構成部品を調達して実験系を組み立てている。液滴(ミスト)含有気体に対しては、ミー散乱法と偏光解析法を組み合わせたミー散乱エリプソメトリー法を活用した測定システムを構築しつつある。3)人工媒質中での放電プラズマ生成の実験液中のバブル内での放電を実現するため、金属導線と被覆導線を編物状にした面放電電極構造と、それに対向させて配置した第3電極の間での電気分解によって、H_2またはO_2のバブルを編物状電極上に選択的に生成し、面放電によってバブルの内部でプラズマが生成できることを確認した。本研究では、気-液2相が制御された条件で混合された人工的な媒質中での放電プラズマ現象における基礎過程の解明を目的とした研究を進めている。本年度では、まず、ナノマイクロバブルを強制的に導入した水中での放電開始電圧Vbを測定し、バブルの導入量によるVbの系統的な低下を確認した。また、高速動作の電磁弁を用いてガスをパルス的に供給し、中空の針電極の先端に単一のバブルを周期的に発生させ、そのバブル内での放電過程をバブルの生成と同期して観測する測定系を構築した。それによって、バブルの成長とともに内面に沿って放電プラズマの進展の様子が変化する現象を高速度カメラで観測することに成功した。今後は、放電のエネルギーやバブルのサイズを系統的に変化させて、放電に伴う衝撃波の伝播やバブルの変形・破壊の様子を測定していく予定である。一方、ミスト含有気体については、超音波を用いたミスト発生器によって生成したメタノールのミストを、メッシュ電極型誘電体バリア放電装置に導入し、各メッシュ内で均一かつ安定に放電が生成維持できることを確認した。今後は、各種の分光測定法を活用して、ミストの導入量によるプラズマパラメータやOHラジカルの生成量の変化を測定していく計画である。また、超臨界流体中での放電プラズマ生成については、京都大から愛媛大に移設した超臨界流体生成装置を用いて、Arの超臨界流体を用いた研究を開始したところであるが、これについても発光スペクトルによるプラズマパラメータの解析などを進めていきたい。高速パルス駆動が可能なピエゾバルブを利用し、水中に設置した微細ノズル電極から気体を供給して、ノズル電極と対向する平板電極との間に高電圧超短パルス電圧を印加することによって、単一バルブの生成と放電を同期させる新しい方法を開発した。それによって、mmオーダーの任意サイズのバブル内での放電の開始や進展、並びに放電によるバブルの変形や破壊現象の時間分解測定を行い、ガス種に依存した特性の違いを観測した。さらに、各種の封入ガス中での発光スペクトルの計測から、気相で生成される反応活性種のガス種依存性について系統的な評価を行った。放電とバブル内での放電からの水素原子の発光スペクトルは、典型的に大気圧下での気体中の放電の場合と、大きく異ならないがバブルのない水中の放電で観測されるスペクトルは、周囲の媒質密度による大きな広がりを示した。そこで、実効的に水と気体の中間的な値をもつ人工的な媒質密度が実現できるかどうかを確かめるため、大量のマイクロナノバブルを水中に導入して、単発放電の画像と同期して計測した発光スペクトルの関係を対応付げる実験を進めた。その結果をもとに、Hβ線のファンデルワールス広がりを解析し、実効密度が10^<21>10^<22>cm-3に対応する状態が実現していることがあることを確認した。これらの成果については、それぞれ学術論文と国際会議で発表した。

一方、それとは相補的な人工媒質系として、ミストを混合した気体中での放電現象についての実験的研究も並行して進めており、液中バブルの場合と気中の場合における発光スペクトルの比較から、OHラジカルやH,O原子などの生成における特性の違いを調べた。
リデュースト・メカニズムによる噴流拡散火災の乱流混合と火災構造の解明

乱流噴流拡散火災の基本的構造を解明するために,数値計算およびレーザ計測実験によってメタンを空気流中に噴射してできる噴流拡散火災の乱流混合と火災構造を解明した.1.新しいReduced Mechanismを考案する前に,より精密でこのメカニズムの元になっているSkeletal Mechanismを用いて燃料噴流拡散火災の検討を行った.まず,レイノルズ数が比較的小さく,計算領域全体にわたって流れ場と火災が層流である場合で,噴射管直語に火災が浮き上がって保持されるTriple Flameについて計算した.また,Reduced Mechanismと同様,反応速度の効果を評価できる最も簡単な1段の総括不可逆反応を用いて,噴流の下流側で層流から乱流への遷移が現れ,遷移点近傍で消炎が起こる場合について計算を行い,その結果を反応速度無限大の火炎面モデルを用いたときの結果と比較検討した.これらの結果については第33回の燃焼シンポジウムで報告した.さらに,前者のSkeletal Mechanismを用いて,レイノルズ数が大きく火炎下流部が乱流状態になっている場合として,燃料側速度が40m/s,空気側速度が4および2m/sの場合について計算を行い,乱流拡散火災の乱流混合と火炎構造に関して検討を行った。なお,これらの計算のうち,層流の計算には購入したパーソナルコンピュータを用い,大規模な計算には当研究機関の大型計算機を使用した.2.こららの計算結果に基づき新しいReduced Mechanismについて検討を行った.3.数値計算に対応する実験を,現有のパルスレーザ計測システムにより行った.特に,化学活性種のOHレーザ誘起蛍光の高感度測定を行った.乱流噴流拡散火災の基本的構造を解明するために,数値計算およびレーザ計測実験によってメタンを空気流中に噴射してできる噴流拡散火災の乱流混合と火災構造を解明した.1.新しいReduced Mechanismを考案する前に,より精密でこのメカニズムの元になっているSkeletal Mechanismを用いて燃料噴流拡散火災の検討を行った.まず,レイノルズ数が比較的小さく,計算領域全体にわたって流れ場と火災が層流である場合で,噴射管直語に火災が浮き上がって保持されるTriple Flameについて計算した.また,Reduced Mechanismと同様,反応速度の効果を評価できる最も簡単な1段の総括不可逆反応を用いて,噴流の下流側で層流から乱流への遷移が現れ,遷移点近傍で消炎が起こる場合について計算を行い,その結果を反応速度無限大の火炎面モデルを用いたときの結果と比較検討した.これらの結果については第33回の燃焼シンポジウムで報告した.さらに,前者のSkeletal Mechanismを用いて,レイノルズ数が大きく火炎下流部が乱流状態になっている場合として,燃料側速度が40m/s,空気側速度が4および2m/sの場合について計算を行い,乱流拡散火災の乱流混合と火炎構造に関して検討を行った。なお,これらの計算のうち,層流の計算には購入したパーソナルコンピュータを用い,大規模な計算には当研究機関の大型計算機を使用した.2.こららの計算結果に基づき新しいReduced Mechanismについて検討を行った.3.数値計算に対応する実験を,現有のパルスレーザ計測システムにより行った.特に,化学活性種のOHレーザ誘起蛍光の高感度測定を行った.
Virtual Realityがもたらす空間認識と現実との誤差の検証 -空間の居心地と使い勝手の追求-

「スケール感」は空間の居心地を決定する重要な要素の1つである。これを設計時にシミュレートするための方法として、最近の重要な技術であるQTVRを取り上げ、それによって得られるスケール感と、現実の空間のスケール感との誤差を検証した。実験の対象として、学内のホール(このホールは被験者である学生は普段入室できない)を選定し、実写によるQTVRを作成した。QTVRの作成では、意図的に部屋の高さを拡大、縮小したものも用意した。被験者にQTVRを見せた直後に、実際の部屋に移動し、QTVRで得た部屋の広さ(スケール感)の印象と現実との誤差についてアンケート調査を行った。結果として大部分の被験者が、現実のほうが狭く感じたという回答を示した。QTVRによる体験は実際以上に広い印象を被験者に与えたわけである。部屋の高さの異なって見えるQTVRの実験では、低く見えるように作成したQTVRと、高く見えるように作成したQTVRでは、両方の被験者ともに現実のほうが低く感じたと答えているが、高く見えるように作成したQTVRの被験者のほうが誤差を大きく感じるという傾向が見受けられた。QTVRによって得られる空間の高さの印象は、モデルの作成方法によっては異なる印象を与えることができるが、現実との誤差が存在した。このように、今回のQTVRによるシミュレーションは「スケール感」という点では、精度に劣る結果となった。現在、この精度を高めるための方策を検討中である。また、VRMLによるシミュレーションについても研究を進めている。●今年度に行った作業1.準備(1)対象地の選定:研究の対象地として、以下を選定した。・大手壕緑地・高知工科大学鏡野ホール・高知工科大学クラブハウス・中筋川ダム(2)設計者に対する取材:高知工科大学、及び、中筋川ダムの設計者に対して取材を行った.(大手堀緑地は、研究者自身の設計によるものである。)(3)図面、既存資料収集:上記の対象地について、図面,報告書、模型写真などを収集した.(4)モデリング:収集した図面を元にモデリング、レンダリングを行い、VRMLに変換した.(5) QTVRの作成:上記の対象地についてQTVRを作成した.実写によるものと,CADデータによるものの2種類を作成した.(6) VR硼機材の準備:大学で新たにVR用機材(コンピュータとへッドマウントディスプレイ)を購入することになったため、その仕様を定め、若干のソフトウエアの開発とチューンアップを行った.●新年度の作業予定2.実験(1)予備実験と実験用データの調整:新たに購入したVR用機材の可能性を調査するため、簡単な予備実験を行う.また,VRMLデータがスムーズに閲覧できるように、ソフト、ハードのチューンアップを行う。(2)本実験:適当な被験者を集め、QTVR,VRMLなどについて比較実験を行う.(3)実験結果の解析3. VRデータの修正と再実験実験結果に基づいてVRデータの修正を行い,同様の実験を行う.4.まとめ成果を研究論文にまとめる「スケール感」は空間の居心地を決定する重要な要素の1つである。
歴史地震の詳細震度分布図の作成と断層パラメータの推定に関する研究

歴史地震の研究の基礎となる古文献史料の収集事業は、地震研究所による「新収・日本地震史料」(全22冊、1981-1994)の刊行によって一応の完成を見た。本研究では、主としてこの史料集をもとに、歴史上発生した主な地震について、1地点の一事象を1単位としてデータベースを作成し、記載内容からその地点での震度を推定し、現在の市街地図上に詳細震度分布図としてプロットすることを試みた。海溝型巨大地震の例として、元禄16年(1703)南関東地震の江戸市中の詳細震度図の作成、安政東海地震(1854)の静岡県内の詳細震度分布図が作成された。内陸地震の例として、寛文2年(1662)北近畿地震、安政伊賀上野地震(1854)の京都盆地内の詳細震度分布の解明などがなされた。詳細震度分布と並んで、津波の実像解明も歴史地震の断層メカニズムの解明に資することができることから、過去に発生した津波の実態の解明にも力を注いだ。元禄16年(1703)南関東地震の静岡県伊東市や房総半島での浸水標高の解明や、延宝5年(1677)房総半島東方沖地震の津波の浸水標高調査はその例である。近代の例であるが、1938年福島県沖に発生した地震による津波記録から、その断層滑りのメカニズムを解明した研究もまた、本研究による断層パラメータの推定を行った例ということができる。本研究の始まる2005年の直前、2004年12月26日にインドネシア国スマトラ島北端西方沖合を震源とするM9.0の巨大地震が起き、インド洋に大津波が起きて世界全体として約28万人もの犧牲者を生じた。この地震は、震源の長さが1200kmもの巨大な海域に及んでおり、複数の固有海域のまたがって複合的に起きた超巨大地震であって、「連動型巨大地震」と呼ばれる。我が国の歴史上に起きた宝永地震(1707)もまたこのような連動型巨大地震の例と見ることができる。このスマトラ沖地震の津波の被災現地の調査による研究成果も本研究の一部として含めた。歴史地震に対する詳細震度分布、および津波浸水高の研究では、都司(2005)、行谷・都司(2005)、中村・都司(2005)の三重県での宝永地震(1707)、および安政東海地震(1854)の研究が行われ2005年中に論文として公表した。元禄南関東地震(1703)の江戸市中の詳細震度分布については都司・行谷ら(2006)が研究を行った。また論文作成には至っていないが、1751年越後高田地震、1828年越後三条地震の詳細震度分布がほぼ解明され、この両地震の震度6以上の領域は、2004年中越地震の震源域を東西から外接しあっていることが判明した。江戸期に起きた4回の宮城県沖地震の詳細震度分布が調べられ、2005年日本地震学会秋季大会で公表された(都司、2005)。佐藤、および西山(草野)によって大阪市平野の旧庄屋文書の調査が行われた。また中西によって安政伊賀上野地震(1854 )の木津川断層の北側にあたる京都府内の諸集落に保存された古文書がやや大最に発掘された。

江戸期におきた4回の宮城県沖地震の詳細震度分布が調べられ、2005年日本地震学会秋季大会で公表された(都司、2005)。西山(草野)によって、安政南海地震(1854)の地震・津波に被災した大阪の状況が詳細に調査され、また当時大阪に住んだ人の子孫に残した教訓が論じられた。この地震の大坂での詳細震度分布図が都司によって描かれた(論文未公表)。纐纈によって、湘南、東海地方に展開された強震計ネットワークによる観測が進められ、経験的グリーン関数法の開発と基本データの集積によって、断層モデルを与えたとき表層地盤の影響を加味した地震動の予測手法の確立に進歩が見られた。平成19年度は、(I)歴史地震のピンポイント震度データベースの作成、および(II)歴史地震の断層モデルの推定、の2つの研究を行った。主として(I)であって、(II)は平成19年度に本格的に行う。(I)次の各歴史地震に対して史料調査、事象のピンポイント・データベース化を進めた。(1)宝永地震(1707)、安政東海地震(1854-a)、および安政南海地震(1854-b)a.静岡県、大阪府、および四国各県に対して、ピンポイント詳細震度分布図を作成した。大阪平野には、弥生時代(2世紀-4世紀)に「河内湖」とよばれる大阪湾とつながった入り海があったことが地質学的に証明されているが、安政南海地震の大阪平野の震度分布の大きかった場所が、この先史時代の河内湖の領域と良い対応関係を持っていることが解明された。b.宝永地震、および安政南海地震のさい大坂の市街地内の堀川に侵入した津波による海水到達範囲、橋の落下、死者数の詳細を解明した。さらに、当時の大坂市民の心理行動ついて考察した。(2)寛文2年(1662)北近畿地震、および文政12年(1830)京都地震当時の京都の区割り、著名人や寺院寺社の配置を解明し、地震史料から知られる個々の建物の被害状況から知られる震度を推定して、京都市街地内の詳細震度分布図を作成した。京都市街地のうち、鴨川の両岸直近の街区で特に震度が大きかったことが判明した。明白に花折断層とその南の延長線上の直西に当たる街区で大きな震度を経験したことが判明した。また京都郊外の、伏見や大原など周辺地域の詳細震度も解明された。(3)江戸を襲った歴史地震元禄関東地震(1703)、および安政江戸地震(1855)による江戸市中の詳細震度分布を解明した。この2回の地震で江戸市中で震度の大きかった場所は、きわめて相似しており、現在の地図で日比谷・大手町・神保町・水道橋にいたる線で特に震度が大きかったことが判明した。(II)安政南海地震(1854-b)の断層モデルの推定安政南海地震(1854-b)について津波波高分布、地変分布、震度分布データを最も合理的に説明する断層モデルを決定した。この研究では断層面上での特に主要なすべりを起こした部分、すなわちアスペリティーの解明を試みた。得られた結果は、昭和21年(1944)昭和南海地震のそれにきわめて良く相似していて、しかもすべりの絶対値がその約1.5倍にも達していたことが解明された。南海沖のフレート堺界面のすべりによっい起きた,宝永地震(1854),安政東海地震(1854)安政南海地震(1854),および相模トラフのプレート境界面のすべりによって生じたと考えられる元禄南関東地震(1703)について,新たに古文書史料が多数発掘され,既知史料の知識とあわせて,都道府県別の詳細震度,津波被害データベースを作成した。また,中央構造線のすべりによる地震は,これまでの歴史地震研究では知られていなかったが,1596年の近畿,愛媛県,大分県にかけて起きた3個の一連の地震は,中央構造線に起きた地震事例と考えられ,これは本研究における新たな発堀成果である。
地球の大酸化イベント酸素危機が導く光合成生物の適応進化

ラン藻Synechocystis sp. PCC 6803のテトラピロール生合成系のうち4つの酵素系において、環境の酸素レベルに応じて機能分化している複数の系が機能していることを明らかにした。また、その複数の酵素系の成り立ちは、1)構造の異なる酵素系(アナロガス酵素)が利用される場合、3)構造が類似した酵素系(アイソザイム)が利用される場合、という2つに分類できることが判った。光合成生物の酸素環境への進化適応について、クロロフィル生合成系のイソサイクリック環(E環)の形成反応に焦点を当てて解析を行った。E環は、Mg-プロトポルフィリンIXモノメチルエステル(MPE)シクラーゼによって、MPEの13位メチルプロピオン酸が酸化的環状化することにより形成され、環状化に伴い13^1位にオキソ基が導入される。この反応を触媒するMPEシクラーゼには進化的に異なる2つの系が知られており、一つは酸素分子を13^1位にオキソ基に取り込む反応を行う一種のオキシゲナーゼ(酸素依存型MPEシクラーゼ)であり、もう一つは13^1位にオキソ基の酸素原子を水分子から取り込む一種のヒドラターゼ(酸素非依存型MPEシクラーゼ)である。光合成黎明期の地球環境が嫌気的であったことを考慮すると、酸素非依存型MPEシクラーゼがより起源が古く、酸素レベル上昇に伴って酸素依存型MPEシクラーゼが新たに進化してきたと推察される。ラン藻Synechocystissp. PCC 6803においてどちらの系がクロロフィルの5員環形成に関わっているのかを検討した結果、2つの酸素依存型MPEシクラーゼ遺伝子(sll1214、sll1874)が環境の酸素レベルに応じて使い分けられており、酸素非依存型MPEシクラーゼが機能しているという証拠は得られなかった。現在のラン藻は、進化の初期段階において酵素非依存型MPEシクラーゼから酸素依存型MPEシクラーゼへの置換が起こり、現在のラン藻はすべて酸素依存型MPEシクラーゼによってE環形成を行っていると推察される。さらに、現在、クロロフィルとヘムの共通生合成系において、酸素依存型と非依存型が共存すると考えられるコプロポルフィリノーゲンIIIオキシダーゼの反応における役割分化について検討を加えつつある。光合成生物の酸素環境への適応進化について、ヘム生合成系と共有されているクロロフィル生合成系の前半のコプロポフィリノーゲンIII酸化酵素(CPO)について解析を行った。CPOは、コプロポルフィリノーゲンIIIを酸化的脱炭酸によってプロトポルフィリノーゲンIXに変換する酵素で、O_2を電子受容体とするHemFとRadical SAMファミリーに属するHemNという構造的に全く異なる2種類の酵素が存在する。Synechocystissp. PCC 6803のゲノムには既知のhemFと高い類似性を示すsll1185、既知のhemNと類似性を示すsll1876とsll1917が存在する。これらの遺伝子の一つが欠損した3つの変異株を単離し、その形質を検討した。Δsll1185変異株は好気条件では生育できず、コプロポルフィリンIIIの蓄積を示す蛍光スペクトルを示した。一方、Δsll1876変異株は、微好気条件において有意な生育不良が認められ、た。この条件においては、5-アミノレブリン酸添加によってコプロポルフィリンの蓄積が認められた。Δsll1917変異株は、検討した条件ではいずれも野生株と変わりなく生育した。各タンパク質をE. coliで発現させて酵素活性を検討した。Sll1185は好気条件でCPO活性を示したことから、Sll1185がO_2依存型CPOであることが確認された。一方、Sll1876及びSll1917ではSll1876のみがNADHに依存したCPO活性を示した。この結果はSll1876がRadical SAM型CPOであることを示している。欠損株の形質を考え合わせると、Synechocystis sp. PCC 6803では、Sll1185とSll1876は、各々好気条件及び微好気条件において主要なCPOとして機能していることが示唆された。
戦時・戦後期地域社会における芸術家による文化活動の研究――埼玉県の事例を中心に

1研究目的本研究の目的は、戦時・戦後期の文化活動に関わった芸術家個人に関する資料を調査・収集・分析し、研究蓄積の少なかった、戦時・戦後期の埼玉県を中心とする文化領域における活動と、その担い手となった芸術家の動向を実証的に明らかにすることである。具体的には、埼玉県に居住した漫画家麻生豊の当該期の動向及び県内の翼賛文化運動を主たる対象とした。2研究方法及び研究活動上記の目的を達成するため、文献調査と分析による実証的な研究方法をとった。(1)麻生豊については、大分県立歴史博物館所蔵資料を調査し、麻生の日中戦争従軍の記録を収集した。また、さいたま市立漫画会館所蔵資料を調査し、翼賛文化運動における漫画家団体で、麻生が深く関与した日本漫画奉公会に関する資料などを収集した。(2)埼玉県における翼賛文化運動については、関係資料の調査・収集を進めた。(3)従来研究に取り組んでいる、戦時・戦後期建築技術者の文化活動に関する調査・分析を進めた。3研究成果(1)収集資料を分析し、従来詳細に知られていなかった日中戦争期から敗戦後における麻生の動向を解明した。麻生が日中戦争開戦後、比較的早期に新間漫画家として従軍、陸軍の報道関係セクションに積極的に協力したこと、その関係から帰国後は政府の情報宣伝機関の嘱託となり、ポスター等のメディアによる宣伝に関与、また漫画家の統一団体の組織を推進するなど国策に沿い、漫画家としての活動を続けたこと、一転、敗戦後には新たな漫画家団体を独自に結成したことなど、詳細な過程を解明した。(2)埼玉県における翼賛文化運動については、資料の調査・収集を進められたので、今後さらに分析を加え、麻生豊を含めた芸術家が地域社会でいかなる活動を展開したかを解明していく。(3)戦時・戦後期の芸術家の文化活動に関し、建築技術者の文化活動の戦時・戦後期の展開に関する論文をまとめ、発表した。