hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光る透明ガエルの作出：非モデル両生類への遺伝子導入法の確立とNGSによる発現解析

これらについてアセンブラを用いてコンティグ配列を構築したところ、約23万の遺伝子配列が出力された。このコンティグ配列に各サンプルのリードをマッピングし、各遺伝子にマップされたリード数を統計的手法により群間比較したところ、黒色眼と透明ガエルでは1238、灰色眼と透明ガエルでは387の発現変動遺伝子が検出された。遺伝子ネットワーク解析の結果、前者ではアミノ酸生合成経路、後者ではホルモン刺激などに関わる遺伝子群との関連性が示唆された。ニホンアカガエル皮膚mRNAの網羅的解析(トランスクリプトーム解析)を、計画通り行なうことができなかった。1.組織・器官特異的に光る透明ガエルの作成-昨年度の実験で得られた顕微注入最適条件下で、I-SceIエンドヌクレアーゼを用いた組織特異的プロモーター/蛍光タンパク質の導入を実施し、トランスジェニック透明ガエルを作成する。なお、ニホンアカガエル受精卵から成体までの飼育方法は申請者らが確立している(Sumida 1996; J. Herpetol. 30:333-346など)。2.ニホンアカガエル皮膚mRNAの網羅的解析:昨年度計画してできなかった実験であるが、今年度は、ニホンアカガエル野生型および透明ガエルの変態期前後の皮膚(皮膚に色がつきはじめる時期)からmRNAを抽出し、完全長cDNAを合成する。cDNAをロングリード型次世代シークエンサー(GS-FLX+あるいはGS-junior:ロシュ社)でショットガンシークエンスする。ここで得たcDNA配列をネッタイツメガエルや、メダカ、マウス、ヒトゲノム情報と比較し、ニホンアカガエル変態期皮膚で発現している遺伝子とその配列を明らかにする。野生型と透明ガエルで得られた各相同遺伝子の配列を比較し、透明ガエルで機能が欠けている可能性のある(フレームシフト・アミノ酸欠失・置換が生じている)遺伝子リストアップする。それらの中で、他の動物で色素細胞の分化や色素合成・運搬に関わっていると考えられる遺伝子を、透明ガエルの黒色・虹色素胞異常の原因遺伝子候補とする。この予算(次世代シークエンサーによるシークエンスにかかる費用)を今年度に繰り越したため、次年度使用額が生じた。今年度は、ニホンアカガエル野生型および透明ガエルの変態期前後の皮膚からmRNAを抽出し、完全長cDNAを合成し、cDNAをロングリード型次世代シークエンサー(GS-FLX+あるいはGS-junior:ロシュ社)でショットガンシークエンスする。上に記載した通り、この解析には、外注費として支出する予定である。ここで得たcDNA配列をネッタイツメガエルや、メダカ、マウス、ヒトゲノム情報と比較し、ニホンアカガエル変態期皮膚で発現している遺伝子とその配列を明らかにする予定である。
首都圏における砂礫地生態系ネットワークの再生手法の検討

本年度は、砂礫地生態系のうち、河川の砂礫地生態系について、先進事例の調査を行い、それに加えて、象徴種となる植物の生態学的な調査と、植物の取り扱いについての調査を行った。1.ニュージーランドの河川の砂礫地に生息する絶滅危惧種の保全活動世界の網状河川の3/4はあニュージーランドに集中しているといわれる。このなかのワイタキ川上流のkaki(野鳥)の保全活動を調査した。Kakiは砂礫地にしか生息できないので、100ha規模の人工湿地が4カ所造成されて、野鳥の生息に適した流量調整がされている。卵の人工艀化も行われている。1993年に23個体にまで減少したkakiは2005年には83個体に増加した。日本の河川はニュージーランドと違って護岸が多いのでニュージーランドの事例をそのまま参考にすることはできないから、日本の環境に応じた保全方法を見いだす努力が必要である。2.カワラナデシコの種子発芽特性多摩川の砂礫地に生育するカワラナデシコは雌性両全性異株であることが知られている。そこで、両性花種子と雌花種子の発芽特性を比較した。両性花種子と雌花種子はともに温度下降系で緑陰感受性と光要求性を発現し、弱光条件において最も高い最終発芽率を示した。3.カワラノギクの保全における市民の態度多摩川のカワラノギクの保全活動を、野生と植栽の程度によって、序列化した。カワラノギクの保全活動は野生さを重視するものから全く人工的なものまで幅があった。野生と人工は連続していて明瞭な差異は認められなかった。4.発表会3年間の成果をもとに、2006年11月11日に明治大学生田キャンパスにおいて発表会「石ころでできた自然-その生態と価値-」を開催した。本年度は多摩川におけるカワラノギクの種子散布についての研究、カワラバッタのメタ個体群動態についての研究、コアジサシの屋上人工営巣地についての研究を行った。コアジサシは当該営巣地に飛来しなかったので、コアジサシについてはこれまでの営巣状況を整理し、営巣しなかった原因を検討してEATESにおいて発表した。これは、コアジサシが広範囲の営巣地の中からその年の営巣地を選んでいるからで、首都圏の砂礫地生態系ネットワークはコアジサシにとっては分断化が進んでいないといえる。カワラノギクの種子は風散布で大量に徹布された。種子の飛行高度は2.5m未満であったので、河川敷の高茎草原を飛び越えることができないと推定される。人工的に造成し、除草を続けている河原では草原化した河原と比べてはるかに遠距離に種子が散布することが確認された。現在の河原では、植物に覆われた場所が多いので、カワラノギクの種子散布にとってはきわめて分断化が進んでいるといわなければならない。カワラバッタ4641匹を標識し、再捕獲した。寄り州や中州を単位としてサブ個体群を考えると、別のサブ個体群への移動は85匹でみられた。移動距離の中央値である316mを最大移動距離と仮定してその1/2の158mのバッファーをGISを用いて生息地上に発生させ、生息地のネットワークについて検討した。この中での移動が91.8%を占めており、バッファー内の交流は盛んでメタ個体群として安定していると考えられる。さらに、半径を2倍にしてバッファーを発生させ、広範囲な個体群の結合をみたところ、3つのグループにまとまり、孤立した個体群はみとめられなかった。小作取水堰のある56.0kmと53.252.6kmが分断された区域であった。調査した3種の生息・生育地の分断化の程度は、カワラノギク>カワラバッタ>コアジサシとなっていると考えられる。1カワラノギグの復元個体群における種子散布の研究多摩川中流に造成された砂礫質河原においてカワラノギクを播種して個体群を復元した。風散布によって最も遠距離に散布された種子は250m散布されていた。粘着剤を用いて種子の飛翔高度を測定したところ、高茎草本の群落高よりも低いところを飛んでいることが判明した。2カワラバッタのメタ個体群動態多摩川中流における分布調査によれば、調査地である砂礫質河原は、本種が10匹以上確認された場所を大規模生息地,10匹未満の場所を小規模生息地,個体を確認できなかった場所を非生息地として分類された。その結果、多摩川の河口から4463kmの区間で本種の分布を確認した。メタ個体群動態を解明するために、標識再捕を2004年と2005年に行った。生息地間を移動した距離では,平均値428±315m,中央値316m,最頻値252mであった.本種の通常起こりやすい移動距離を300mと仮定したbuffer-1と,810mまでに本種の95%が出現したことから,最大移動距離を810mと仮定したbuffer-2を各生息地に発生させた.その結果,本種の地域個体群が多摩川の河口から52.653.2km付近で大きく分断化されていることが推測された.3コアジサシの人工屋上営巣地の調査コアジサシの繁殖に関わる調査のデザインと、ボランティアの意識調査を行った。ボランティアの情報源としては新聞が大きな比重を占めていた。

4まとめカワラノギクとカワラバッタの調査結果は分断化が進行していることを示すものであり、対策が急がれる。また、移動力によって分断化の程度が異なることが示唆された。本年度は、砂礫地生態系のうち、河川の砂礫地生態系について、先進事例の調査を行い、それに加えて、象徴種となる植物の生態学的な調査と、植物の取り扱いについての調査を行った。1.ニュージーランドの河川の砂礫地に生息する絶滅危惧種の保全活動世界の網状河川の3/4はあニュージーランドに集中しているといわれる。このなかのワイタキ川上流のkaki(野鳥)の保全活動を調査した。Kakiは砂礫地にしか生息できないので、100ha規模の人工湿地が4カ所造成されて、野鳥の生息に適した流量調整がされている。卵の人工艀化も行われている。1993年に23個体にまで減少したkakiは2005年には83個体に増加した。日本の河川はニュージーランドと違って護岸が多いのでニュージーランドの事例をそのまま参考にすることはできないから、日本の環境に応じた保全方法を見いだす努力が必要である。2.カワラナデシコの種子発芽特性多摩川の砂礫地に生育するカワラナデシコは雌性両全性異株であることが知られている。そこで、両性花種子と雌花種子の発芽特性を比較した。両性花種子と雌花種子はともに温度下降系で緑陰感受性と光要求性を発現し、弱光条件において最も高い最終発芽率を示した。3.カワラノギクの保全における市民の態度多摩川のカワラノギクの保全活動を、野生と植栽の程度によって、序列化した。カワラノギクの保全活動は野生さを重視するものから全く人工的なものまで幅があった。野生と人工は連続していて明瞭な差異は認められなかった。4.発表会3年間の成果をもとに、2006年11月11日に明治大学生田キャンパスにおいて発表会「石ころでできた自然-その生態と価値-」を開催した。
植物の常在微生物叢と病原菌の浸入・定着に関する研究

本研究では、トマトおよびダイコンにおいて種子および発芽させたモヤシ状の植物からその中に定着している常在細菌の分離を試みた。その結果、Bacillus属をはじめとするグラム陽性菌、好気性および通性嫌気性グラム陰性桿菌などが分離されてきた。それらは多様ではあったがランダムではなく、緩やかではあるが植物に定着しやすい常在細菌というものが真に存在することが示唆された。また、病斑や傷害部位から多数のErwinia herbicola群細菌を分離し保存することができた。常在菌のひとつPseudomonas fluorescensにおいてhrp遺伝子相同領域の存在を認め、クローニングすることに成功した。そのうちシークエンシングを行ったところはほとんどが病原細菌であるP.syringae群細菌のそれと一致していたが、ハープ線毛やハーピンタンパクに相当する遺伝子が欠失していることを初めて明らかにした。また、hrp相同領域は蛍光性Pseudomonas属に広く分布する可能性も示唆された。さらにhrp相同領域にトランスポゾン導入による突然変異を誘導することに成功し、この遺伝子の役割の解明に至る道筋を開くことができた。同時に腐生性のErwinia herbicola群細菌においてもhrp遺伝子、iaaM,iaaH遺伝子、etz遺伝子、ipdC遺伝子などの相同領域を保有している菌株が存在することを明らかにし、その一部はクローニングにも成功した。本年度は本研究計画の初年度にあたる。まず、トマトについて数種品種の種子を入手し、その種子より細菌の分離を試みた。発芽前の種子を浸漬した水より分離された細菌はグラム陰性菌が約4割と少なく、多くは陽性菌であり、またその大部分がBacillus spp.と考えられた。次に発芽したモヤシ状態の植物を磨砕して分離を試みたところ、Bacillus属を中心としたグラム陽性菌も多かったが、陰性菌の比率は約6割と上昇していた。これらに関しては品種間の差異などはほとんど見られなかった。ダイコンについては現在検討中である。これらの結果を従来予備試験で得られたメロンのデータなどと比較すると、グラム陰性菌の数が予想よりかなり少ないことが注目された。一方、植物の体内での定着に関与する遺伝子について、次年度分の試験の一部を前倒しで実施した。その結果、多くの植物に常在するPseudomonas fluorescensやErwinia herbicola群細菌の中に植物病原菌の病原性遺伝子であるhrp遺伝子の存在が確認された。さらにP.fluorescensでは遺伝子ライブラリーの作成と同遺伝子を含むクローンの選抜に成功した。腐生細菌からhrp遺伝子がクローニングされたのは本研究が初めてである。現在この遺伝子に変異を導入して定着能力に及ぼす影響を調査中である。また、E.herbicola群細菌ではインドール酢酸合成遺伝子のクローニングにも成功し、現在定着能力への関与を評価している。本年度は、主に植物病原細菌の病原性に関与する遺伝子のいくつかが、腐生細菌においてはその定着能力に関与しているのではないかという観点から、健全植物から分離された蛍光性Pseudomonas属細菌および病斑や傷害部位から分離されてはいるが病原性はなく腐性菌であると考えられたErwinia herbicola (Pantoea属)群細菌について、前年度に調べたhrp遺伝子のほか、IAA生合成遺伝子、ipdC遺伝子などの存在をハイブリダイゼーションによって検出し、さらにそれらのクローニングを試みた。その結果Pseudomonoas fluorescensにおいてhrp遺伝子のクローニングに成功し、さらにそのかなりの部分においてシークエンスを明らかにすることに成功した。その結果、hrp遺伝子群の多くの領域が保存されていたが、病原細菌において過敏感反応を誘導するタンパクであるhrpZ遺伝子や、それを菌体から植物細胞内へ注入する針の役目を果たすハープ線毛であるhrpA遺伝子が欠落しており、このことがP.fluorescensを腐性菌たらしめているものと推察された。さらにこの遺伝子が定着に関与しているかどうかを調べるため、hrpS遺伝子相同領域にトランスポゾンを導入した突然変異株を作成することに成功した。同様にErwinia herbicola群の腐生細菌においてもhrp遺伝子、ipdC遺伝子のクローニングに成功した。

現在この領域に変異を導入しているところである。この様にこれら遺伝子の定着への関与を完全に証明することは期限内に間に合わなかったが、あとは実際に植物体上での生存をみることで容易に結論に達するものと考えられる。本研究により、従来全く未解明であった腐性菌と病原菌の関係の解明に新たな方向性を打ち出したものと考える。
澱粉性食品開発のための物性の制御と咀嚼活動に関する研究

わらび澱粉は、伸びがありかつ付着性の高いゲルを形成し、アミロースを含みながら、モチ種に類似したゲル特性を示す。そのゲル特性を検討する目的で、4一α一グルカン転移酵素を作用させて、アミロースの直鎖を加水分解すると共に、アミロペクチンの房を構成する側鎖の差長を変化させた糊液の粘度をおよび粘弾性を測定し、ゾルゲル転移を起こしたときの澱粉の分子量および鎖長分布を測定した。その結果、わらび澱粉ゲルは、アミロース区分が減少しても、ゲルを形成し、そのゲル化機能はアミロースよりもアミロペクチンの影響が大きいことが分かった。また、ゲルを形成する要因は、アミロペクチンを構成する鎖長間の水素結合の影響が大きく、分子量の減少によるゾル化よりも、近隣の測鎖のアンバランスによる水素結合形成の疎外が、分子間のインターラクションを脆弱にしているものと推察された。また、ゲルの官能評価の結果から、わらび澱粉ゲルの食べにくさは、「伸び」に起因しており、それは、大変形下の測定で数値化できることが分かった。わらび澱粉のゲルを用いて筋電位測定を行ったところ、他の澱粉ゲルに比べて、筋活動量および非筋活動時間が多く、やわらかくても口腔内でまとめる時間が多くかかることが示された。さらに、官能評価を行うためのテクスチャー用語の収集では、日本語テクスチャー用語として445語が得られた。このテクスチャー用語の約70%は擬音語・擬態語であることから、日本語のテクスチャー表現に擬音語・擬態語が重要な役割を果たすことが示唆された。澱粉性食品の物性のうち、「飲み込みにくい」または「咀嚼しにくい」という食感に対応する、「付着性」および「伸び」を反映する測定法について、もち種に近似した物性を示すわらび澱粉を用い、代替として用いられている、葛と甘藷澱粉を対象として検討した。その結果、測定台を円形に抜き、プランジャーの先端が球形のものを用いたところ、澱粉ゲルの伸びに近似する挙動が得られた。得られた変形曲線は、伸びの程度とともに、伸びの過程での切れ(破断)を捉えることができた。また、口腔中での咀嚼の難易は、「圧縮と引き剥がしによる伸びの変形」および「表面の付着」の2つの要因であると考えられたが、「平行ずり変形を伴う表面の付着の程度」は、荷重による圧縮が少ないため、付着の強弱が観察されにくかった。したがって「垂直圧縮荷重を伴う表面の付着性」が感覚評価の「付着性」の強度を反映していた。しかし、「平行ずり変形を伴う表面の付着の程度」は、わらび澱粉の荷重変形曲線の最大応力点が中央より後方に位置し、はがれるまでの変形量が大きい傾向であった。アンケートによって得られた854種の言葉を整頓し、332語を得た。また、専門書や辞書類から用語を抽出し、その94語をあわせた426語について妥当性を検討したところ、それが確認された。さらに、専門化との面接調査により、用語を追加し、最終的に445語の用語を決定した。テクスチャー用語を収集し整頓した結果、用語の70%は擬音語・擬態語であり、中国語と比較しても日本語のテクスチャー表現に擬音語・擬態語が重要な役割を果たすことが示唆された。

そのゲル特性を検討する目的で、4-α-グルカン転移酵素を作用させて、アミロースの直鎖を加水分解すると共に、アミロペクチンの房を構成する側鎖の差長を変化させた糊液の粘度をおよび粘弾性を測定し、ゾルゲル転移を起こしたときの澱粉の分子量および鎖長分布を測定した。その結果、わらび澱粉ゲルは、4-α-グルカン転移酵素の作用量の増加に伴い、アミロース画分が減少した。また、アミロペクチン画分のうち、Fr.IIが増加し、Fr.IIIは減少した。この結果より、4-α-グルカン転移酵素によって、直鎖のアミロースが加水分解され、生成糖がアミロペクチンに転移したことにより、アミロペクチンの構造が変化したことが示された。その糊液の動的粘弾性を測定し、ゾル-ゲル転移点近傍の差長分布を比較したところ、そのゲル化機能はアミロースよりもアミロペクチンの影響が大きいことが分かった。わらび澱粉のゲルを用いて筋電位測定を行ったところ、他の澱粉ゲルに比べて、筋活動量および非筋活動時間が多く、やわらかくても口腔内でまとめる時間が多くかかることが示された。さらに、官能評価を行うためのテクスチャー用語の収集では、日本語テクスチャー用語として445語が得られた。このテクスチャー用語の約70%は擬音語・擬態語であることから、日本語のテクスチャー表現に擬音語・擬態語が重要な役割を果たすことが示唆された。
遺伝子発現情報に基づく腎盂尿管腫瘍に対するMVAC化学療法感受性予測法の確立

腎盂尿管癌15症例の癌特異的RNAより、マイクロアレイおよびリアルタイムPCRをもちいて感受性予測14遺伝子の発現量を定量し感受性を予測した。その結果、奏効群においては6例中4例、非奏効群においては9例中6例の感受性を予測可能であった。すなわち、本予測法で腎盂尿管癌に対するM-VAC療法の感受性予測は可能であるが、膀胱癌の感受性予測に比べ感度・特異度ともやや低下しており、腎盂尿管癌特異的な感受性予測法の構築が必要であると考えられた。われわれが以前構築した、浸潤性膀胱癌に対するM-VAC術前化学療法感受性予測システムは、膀胱癌患者のM-VAC療法感受性を高精度に予測可能であった。一方、腎盂・尿管腫瘍は膀胱癌と同様の尿路上皮よりなる腫瘍であり、その解剖学的な理由から膀胱癌よりも予後が不良とされる。われわれは尿管腫瘍に対しても予後改善効果を期待して術前化学療法を施行しているが、膀胱癌同様、その奏功率は50%程度である。そこで膀胱癌に対するM-VAC術前化学療法感受性予測法によって腎盂尿管癌のM-VAC療法感受性が予測か可能か、また腎盂尿管癌の網羅的な遺伝子発現プロファイルの検討により、腎盂尿管癌と膀胱癌の遺伝子発現の相違を検討すべく研究を行った。本年度は、腎盂尿管癌症例5症例において、その採取検体より得られたRNAを基にM-VAC化学療法の感受性が予測可能か検討した。すなわち、手術あるいは生検によって採取された腎盂尿管癌組織より、マイクロダイセクション法によって腫瘍細胞のみを選択的に採取し、腎盂尿管癌に特異的な遺伝子発現情報を取得。マイクロアレイおよびリアルタイムPCR法をもちいて発現検討を行った。得られた遺伝子発現情報より、感受性予測14遺伝子の発現情報に基づき感受性予測を予測。M-VAC療法の感受性と予測結果について検討した。その結果、膀胱癌と同様にその感受性を予測可能であることを発見した。すなわち、膀胱癌に対するM-VAC感受性予測法が腎盂尿管癌においても応用可能であることがわかり、腎盂尿管癌に対するオーダーメイド医療実現の可能性が示された。今後、さらに追加症例を用いて感受性予測を行うとともに、腎盂尿管癌に特有の遺伝子発現往路ファイルの解析をおこない、より正確な感受性予測法の確立を目指す予定である。一方、腎孟・尿管腫瘍は膀胱癌と同様の尿路上皮よりなる腫瘍であり、その解剖学的な理由から膀胱癌よりも予後が不良とされる。そこで膀胱癌に対するM-VAC術前化学療法感受性予測法によって腎孟尿管癌のM-VAC療法感受性が予測か可能か、また腎孟尿管癌の網羅的な遺伝子発現プロファイルの検討により、腎盂尿管癌と膀胱癌の遺伝子発現の相違を検討すべく研究を行った。本年度は前年度に引き続き、化学療法が施行された腎孟尿管癌10例の組織検体を用いて研究を行った。前年度分を含め、奏効例は6例、非奏効例は9例であった。前年度の研究で、腎孟尿管癌においてもわれわれが以前構築した感受性予測法によって膀胱癌と同様の予測精度が得られることが判明したので、10例についてはリアルタイムPCR法を用いた感受性予測をおこなった。方法は、手術あるいは生検によって採取された腎孟尿管癌組織より、マイクロダイセクション法によって腫瘍細胞のみを選択的に採取。腎孟尿管癌特異的なRNAを抽出し、リアルタイムPCR法をもちいて感受性予測14遺伝子の発現検討をおこなった。その結果、'奏効群においては6例中4例、非奏効群においては9例中6例の感受性を予測可能であった。統計学的には感度・特異度共に66.7%であり、更に感受性群を基準にすると、陽性予測率は57.1%、陰性予測率は75.1%であった。すなわち、本予測法で腎孟尿管癌に対するM-VAC療法の感受性予測は可能であるが、感度・特異度ともやや低下しており、腎孟尿管癌特異的な感受性予測法の構築が必要であると考えられた。
２Ｄプリンタ技術を用いたインタラクティブオブジェクト出力に関する研究

昨年度は主に,(1)導電性インクと2Dプリンタを用いた触覚ディスプレイの作成手法,及び(2)インタラクティブな化粧品パッケージについての研究を推進した.(1)では,電気刺激触覚と静電吸着触覚に着目し,それらを同時に提示可能な複合触覚ディスプレイの作成を検討する.提案手法では,導電性インクと家庭用のインクジェットプリンタを用い,触覚ディスプレイを構成する電極を専用紙上に両面印刷することで作成する.また提案する複合触覚ディスプレイ実現のために必要な要件を示し,作成した触覚ディスプレイの耐久評価を行った.電気刺激と静電吸着の複合触覚ディスプレイによる摩擦感と垂直方向の振動を組み合わせにより,表面の質感や凹凸のような感覚を提示できる.これにより,印刷した絵や写真を見るだけでなく,触覚情報と併せて楽しむことも可能となる.実際にユーザが知覚可能な触覚についての官能評価実験を実施し,提案した複合触覚ディスプレイの使用による特性調査を行った.実験の結果,電気刺激と静電吸着による特有の触覚は得られなかったが,周波数条件の組み合わせにより特定の感覚が弱まる,よりはっきりと感じられるなどの作用が確認された.(2)では,過去の研究成果であるExtensionStickerを応用したインタラクティブな化粧品パッケージの開発を行った.本研究は朝日印刷株式会社との共同研究として実施した.本研究は,従来梱包と陳列を目的としていた化粧品箱に,購入後も活用できる価値を付与することを目的としている.ExtensionStickerの技術を活用することで,より楽しく,化粧を支援するネイルプレビューシステムと,インタラクティブな鏡台システムを開発した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。【研究実績の概要】昨年度は主に,(1)印刷によるタッチインタフェースを備えたカードボードHMD“MilboxTouch"の開発・評価,(2) 2次元方向の操作を可能とする新規インタフェースの実現とその応用例の開発,の2プロジェクトについて研究を推進した.(1)について,今日Google Cardboardのようにスマートフォンをディスプレイとして使用する簡易的なヘッドマウントディスプレイ(HMD)を活用したVRコンテンツが普及している.一方で,HMD内部に格納したスマートフォンのタッチ操作が困難になり,インタラクティブ性が損失するという問題があった.この問題を解決するために,既存研究であるExtensionSticker技術を用いる.これにより印刷によって作成可能なインタフェースをHMD上に実装した.評価実験の結果,印刷によって作成したインタフェースが実用可能レベルでの入力精度が可能なことを示した.(2)の研究では,面積の小さな複数の導電性素材を介することで,静電容量式のタッチパネル上でタッチ入力を発生させ,手書き入力やポインティングといった自由な2次元方向へのタッチインタフェースを実現した.この2次元の操作を可能とするインタフェース実装のため,3Dプリンタを活用して,内部に複雑な導電性素材の配線をもつオブジェクトを作成する.評価実験により,インタフェース作成の際に必要点の大きさ・間隔などのパタメータを示した.また,このインタフェースの性能評価として,ポインティングタスクを実施し,フィッツの法則への適合度を調査した.結果,市販されているトラックパッドなどの入力インタフェースと比較しても遜色ない性能を持つことを示した.本研究成果であるMilboxTouchの開発・評価は完了している.さらに,現在一般販売まで実現している.Amazonやビックカメラなどの大手Webサービス,家電量販店にて入手可能であり,インタラクティブなVRコンテンツの一般普及に貢献した.国内外で複数の賞も受賞していることからも,十分に研究成果が現れていると考えている.また,研究計画段階では,2年目(本年度)に実施する予定であった新規インタフェース「2次元のタッチ操作を可能とする入力インタフェース」の開発は,プロトタイプの作成及び性能評価までが終了しており,順調に研究を推進できていると考えている.またこの研究については国内外で2件の学会発表を行い,現在論文誌投稿中である.昨年度は主に,(1)導電性インクと2Dプリンタを用いた触覚ディスプレイの作成手法,及び(2)インタラクティブな化粧品パッケージについての研究を推進した.(1)では,電気刺激触覚と静電吸着触覚に着目し,それらを同時に提示可能な複合触覚ディスプレイの作成を検討する.提案手法では,導電性インクと家庭用のインクジェットプリンタを用い,触覚ディスプレイを構成する電極を専用紙上に両面印刷することで作成する.また提案する複合触覚ディスプレイ実現のために必要な要件を示し,作成した触覚ディスプレイの耐久評価を行った.電気刺激と静電吸着の複合触覚ディスプレイによる摩擦感と垂直方向の振動を組み合わせにより,表面の質感や凹凸のような感覚を提示できる.これにより,印刷した絵や写真を見るだけでなく,触覚情報と併せて楽しむことも可能となる.実際にユーザが知覚可能な触覚についての官能評価実験を実施し,提案した複合触覚ディスプレイの使用による特性調査を行った.実験の結果,電気刺激と静電吸着による特有の触覚は得られなかったが,周波数条件の組み合わせにより特定の感覚が弱まる,よりはっきりと感じられるなどの作用が確認された.(2)では,過去の研究成果であるExtensionStickerを応用したインタラクティブな化粧品パッケージの開発を行った.本研究は朝日印刷株式会社との共同研究として実施した.本研究は,従来梱包と陳列を目的としていた化粧品箱に,購入後も活用できる価値を付与することを目的としている.

ExtensionStickerの技術を活用することで,より楽しく,化粧を支援するネイルプレビューシステムと,インタラクティブな鏡台システムを開発した.今年度は,まずMilboxTouchの論文誌投稿を行う.また,2次元のタッチ操作が可能な入力インタフェースについては,このインタフェースを活用したインタラクティブオブジェクトの開発を行い,その有用性の評価を行う.本研究についても学会への論文投稿,論文誌執筆も同時に進める予定である.また,現状は3Dプリンタを活用したプロトタイプの作成にとどまっているため,2Dプリンタと導電性インクを用いることで作成する手法を検討する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞接着を介したチロシンホスファターゼ相同性分子のシグナル伝達機構

細胞接着のシグナル伝達や細胞骨格の制御は、がん化やがんの進展、転移と密接に関連している。細胞骨格タンパクのバンド4.1分子と相同性のあるドメインを持つ細胞質型チロシンホスファターゼ(protein tyrosine phosphatase,PTP)は、ほ乳動物で5種、線虫で1種のファミリーメンバーが知られている。我々は、ほ乳動物のメンバーの一つ、PTP36をクローニングし、さらに、PTP36の過剰発現が、細胞接着、細胞骨格、細胞増殖などに影響を及ぼすことを明らかにした。さらに、その細胞内局在は、細胞の着脱による制御を受け、接着時には細胞室に存在しているが、剥離時には、細胞膜近傍の細胞骨格画分へと移行することを見い出した。本年度は、このバンド4.1スーパーファミリーのチロシンホスファターゼのシグナル伝達系について、以下の点を明らかにした。1. PTP36は、ほ乳動物のバンド4.1スーパーファミリーホスファターゼである。その過剰発現は、アクチンストレスファイバーや接着斑の減少を引き起こすが、今回、PTP36が、Rho依存性のFAKのリン酸化を抑制することを明らかにした。2. PTP36の標的候補分子として、新たにアンキリンリピートを持つ分子(1-8)、および細胞骨格蛋白と相同性のある分子(2-6)がPTP36と複合体を形成することを見い出した。3.シグナル伝達機構の解析に線虫(C.elegans)を利用する目的で、線虫のバンド4.1スーパーファミリーホスファターゼであるPTPlの発現部位を同定し、さらに、その過剰発現が、線虫の成長抑制という表現型を生じることを明らかにした。この表現型を指標にすることで、シグナル伝達機構の解析に線虫が利用できることが明らかになった。
被災自治体に対する垂直的な人的支援に関する研究―非常時における官僚の地方出向―

平常時における国から地方への出向人事については、国からの押しつけとする見解と自治体の自主的な招聘とする見解が対立しているが、東日本大震災の被災自治体への出向については、自治体サイドからの強い招聘に基づくものであったことが明らかになった。また、出向者の役割についても、1国との間の意思・情報の伝達役にとどまらず、国との激しい攻防を経て、交渉を軟着陸させる役割であったこと、2復旧・復興に係る関係者間の合意形成に際し、時に憎まれ役になり、時に一歩引いた視点から冷静な意見を提示する役割を期待されていたこと、が平常時と比べて特に特徴的であることが判明した。本研究の目的は、1東日本大震災の被災市町村に対する中央官僚の出向の背景、経緯、実態、効果等を明らかにし、非常時における中央地方関係の実態を解明すること、2日本の中央地方関係についての理論モデルを検証し、非常時における国と地方の役割分担のあり方や広域自治体(県)のあり方についての示唆を得ること、である。1に関しては、被災市町村の自治体運営にどのような変化が生じ、どのような人材を必要としたのかについて、国及び関係市町村の報道資料や議会議事録、マスコミ報道、関係者の手記、研究者による研究論文等を渉猟し、時間軸に沿った整理を進めている。同時に、被災市町村にどのような経歴を持つ人材が実際に出向してきたのかを明らかにするため、各種名簿等を用いて当該出向官僚のキャリア分析も進めている。それらを踏まえ、今後のインタビュー調査に向けた事前調整にも着手したところである。また、平常時における中央官僚の地方出向に関するデータの収集・分析も行い、非常時の地方出向との相違点を次年度以降に検証するための準備も行った。2に関しては、国・地方の役割分担や広域自治体(県)のあり方に関するこれまでの議論について、文献調査により整理を進めている。また、平成26年の地方自治法改正による市町村間の広域連携と都道府県による補完の新たな制度(「連携協約」と「事務の代替執行」)とその実態についてもフォローすべく、その具体的な取組み状況を文献調査等により把握した。文献調査については、ほぼ予定どおりの進捗状況と考えられる。なお、被災自治体の運営に関する資料が予想以上に多く、関係者インタビューの対象者の選定やインタビューの事前準備に時間が掛かったことなどから、インタビューについては次年度以降に行うこととした。1に関しては、被災市町村の自治体運営にどのような変化が生じ、どのような人材を必要としたのかについて、国及び関係市町村の報道資料や議会議事録、マスコミ報道、関係者の手記、研究者による研究論文等を渉猟し、時間軸に沿った整理を実施した。同時に、被災市町村にどのような経歴を持つ人材が実際に出向してきたのかを明らかにするため、各種名簿等を用いて当該出向官僚のキャリア分析も行った。さらに、それらの背景を踏まえつつ、実際に被災自治体に出向した中央官僚に対するインタビュー調査を実施した。また、平常時における中央官僚の地方出向に関するデータの収集・分析も行い、非常時の地方出向との相違点の検証を進めた。2に関しては、中央地方関係に関する先行研究のレビューを行い、既存の理論モデルについて検証を進めるとともに、国と地方の重要な結節点の一つである都道府県東京事務所と中央省庁との関係についても調査した。また、国・地方の役割分担や広域自治体(県)のあり方に関するこれまでの議論について、国の地方制度調査会創設以来の同調査会関係資料および同調査会での議論等をめぐる各種論文等の諸文献を調査し、歴史的および法的な面から検証を進めた。さらに、復旧・復興行政における県の役割が平常時とどのように異なっているのかを把握するため文献調査を行い、関係者インタビューの準備を進めた。関係者に対するインタビュー調査については、相手方のスケジュールの関係等により実施がやや遅れ気味のものがあるものの、次年度前半には概ね実施できる見込みである。さらに、それらの背景を踏まえつつ、実際に被災自治体に出向した中央官僚へのインタビュー調査を実施した。また、平常時における中央官僚の地方出向についてデータの収集・分析も行い、近年の動向の変化を把握するとともに、非常時の地方出向との相違点の検証を進めた。

また、国・地方の役割分担や広域自治体(県)のあり方に関するこれまでの議論について、国の地方制度調査会創設以来の同調査会関係資料および同調査会での議論等をめぐる各種論文等の諸文献を調査し、歴史的および法的な面から検証を進めた。さらに、復旧・復興行政における県の役割が平常時とどのように異なっているのかを把握するため、文献調査を行い、関係者への聞き取り調査を実施した。これらについて、初年度からの研究によって得られた知見をもとに成果をとりまとめ、論文として公表した。平常時における国から地方への出向人事については、国からの押しつけとする見解と自治体の自主的な招聘とする見解が対立しているが、東日本大震災の被災自治体への出向については、自治体サイドからの強い招聘に基づくものであったことが明らかになった。また、出向者の役割についても、1国との間の意思・情報の伝達役にとどまらず、国との激しい攻防を経て、交渉を軟着陸させる役割であったこと、2復旧・復興に係る関係者間の合意形成に際し、時に憎まれ役になり、時に一歩引いた視点から冷静な意見を提示する役割を期待されていたこと、が平常時と比べて特に特徴的であることが判明した。「被災市町村への中央官僚の出向の経緯、実態、効果等の解明」については、文献調査を継続するとともに、関係者へのヒアリング調査を実施する。「中央地方関係に関する理論モデルの検証」、「国・地方の役割分担、県の存在意義等に関する考察」については、文献調査による先行研究のレビューを継続するとともに、被災各県の行政管理担当課に対するヒアリング調査を行い、復旧・復興行政に係る県の役割の変化等について問う。「被災市町村への中央官僚の出向の経緯、実態、効果等の解明」については、引き続きヒアリング調査を実施する。また、「中央地方関係に関する理論モデルの検証」および「国・地方の役割分担、県の存在意義等に関する考察」については、先行研究レビューの総括を行うとともに、必要に応じて関係者に対するヒアリング調査を補完的に実施する。最後に、初年度からの研究によって得られた知見をもとに成果をとりまとめ、論文、学会報告、被災自治体へのフィードバック等の形で公表する。行政学、地方自治論今年度は関係者インタビューの対象者の選定やインタビューの事前準備を綿密に行うこととし、インタビューそのものについては次年度以降に行うこととしたため。中央官僚や被災自治体に対するインタビュー調査について、相手方のスケジュールの関係等により実施が次年度にずれ込んだものがあるため。関係者インタビューのための国内旅費など。関係者インタビューのための国内旅費、録音起こし経費など。
酸素分子錯体の励起状態のダイナミックス

1.酸素分子の錯体の励起状態は光酸化反応の初期状態と考えられるにも拘らず,その量子化学的研究は2, 3に限られていた.本研究では,酸素分子とH_2O, NH_3OH, CH_3SHの錯体を非経験的分子軌道法計算によって研究した.酸素分子をアルコールやアミノ類の液体中に溶かすと,長波長測に新しいすそのが出現することが知られていた.この吸収帯は,坪村とマリケンによって接触型電荷移動吸収帯と帰属されて説明されてきた.本研究において,上記の分子錯体の励起状態の電子構造を研究した結果,最低励起状態は,電荷移動型ではなく,むしろ,酸素分子の^3Δu状態が摂動をうけて,安定化した状態と考えられることが明らかになった. ^3Δu状態への遷移は本来禁制であるが,電荷移動相互作用によって安定化すると,わずかにであるが許容になる.このことは,酸素分子の光化学初期過程の研究にとって重要である.2.上記の研究のためと,さらに一般的な応用のために,非経験的分子軌道法計算をするプログラムシステムMOLYXを開発した.このシステムは,大型計算機でも利用できるが,机上にものる32ビットミニコンピュータでも非経験的計算が実行できるため,研究の能率を著るしく向上させることができるようになった.3.MOLYXシステムを利用して,新しいエキシマー系を設計し,実験家と協力して, AlAr^+系というこれまで知られていなかった分子イオンが, 200nmより短波長に巾の広い発光帯をもつことを明らかにした.1.酸素分子の錯体の励起状態は光酸化反応の初期状態と考えられるにも拘らず,その量子化学的研究は2, 3に限られていた.本研究では,酸素分子とH_2O, NH_3OH, CH_3SHの錯体を非経験的分子軌道法計算によって研究した.酸素分子をアルコールやアミノ類の液体中に溶かすと,長波長測に新しいすそのが出現することが知られていた.この吸収帯は,坪村とマリケンによって接触型電荷移動吸収帯と帰属されて説明されてきた.本研究において,上記の分子錯体の励起状態の電子構造を研究した結果,最低励起状態は,電荷移動型ではなく,むしろ,酸素分子の^3Δu状態が摂動をうけて,安定化した状態と考えられることが明らかになった. ^3Δu状態への遷移は本来禁制であるが,電荷移動相互作用によって安定化すると,わずかにであるが許容になる.このことは,酸素分子の光化学初期過程の研究にとって重要である.2.上記の研究のためと,さらに一般的な応用のために,非経験的分子軌道法計算をするプログラムシステムMOLYXを開発した.このシステムは,大型計算機でも利用できるが,机上にものる32ビットミニコンピュータでも非経験的計算が実行できるため,研究の能率を著るしく向上させることができるようになった.3.MOLYXシステムを利用して,新しいエキシマー系を設計し,実験家と協力して, AlAr^+系というこれまで知られていなかった分子イオンが, 200nmより短波長に巾の広い発光帯をもつことを明らかにした.
信頼性工学における劣化量デ-タの特徴付けと解析法

新製品の信頼性評価においては、試験時間と試験片の数に関する"時間と数の壁"なる制約が存在する。これらの制約下においては、試験時間の制約上限までに、開発した試験片がまったく故障しない場合が生じる。従来の"故障までの寿命時間デ-タ"、"故障の有無の0、1デ-タ"を用いた場合、デ-タは全て打ち切りデ-タとなり、推定精度を著しく低下させる。そこで、故障に向かう劣化の度合いを量る"劣化量デ-タ"に信頼性評価の可能性を見るが、本テ-マに関する従来の研究は少なく、また体系づけもなされていない。本研究では、その一歩として故障現象の中における劣化量デ-タの位置づけを明確にし、その上で炭素抵抗器の劣化量デ-タを用い、寿命特性の推定ならびに最適実験配置の検討を行った。対象としたサンプルは炭素非塗膜抵抗器(220kΩ)であり、試験条件は温度3水準、測定は4時点、サンプル数は各水準10個である。本研究においては抵抗値の初期抵抗値に対する変化量xが規格値を越えた時点で故障とし、この故障時間の平均寿命(NTTF)の推定精度に関し考察を行った。この結果、MTTFの推定精度に関し次のことがわかった。同じアイテム数ならば、設定温度水準差を大きくとり、推定を行う定格水準に近い水準に重みをおいた実験配置により、より良い結果が得られる。これはアイテム数の有効利用という点から、“数の壁"を越える方策となる。また、アイテム内変動を減らせば、測定時間の短縮を行っても同等の推定精度を維持できることがわかった。すなわち“時間の壁"を越える方策が得られた。これらの成果は、劣化量デ-タの有用性を示すものである。
RNAの「もつれ」による細胞内相分離の誘発機構の解明

膜を介さずに特定の因子を液滴内の局所空間に隔離する細胞内相分離に大きな注目が集まっている。これらの研究はタンパク質の天然変性領域を介した現象として盛んに研究されている。一方で、本研究ではRNAが誘発する相分離に注目し、RNA合成段階でのRNA同士の複数の短い相互作用(いわゆるRNAの「もつれ」)によるRNA相分離の分子機構とその意義を解明するため、細胞内とin vitroの双方から解析を行う。
STMの原理によるマイクロ部品の形状測定

最近、次世代を担う技術の一つとしてマイクロマシンの研究開発が広く注目を集めている。マイクロマシンが実現されれば、精密工学、医療をはじめとするさまざまな分野に大きなインパクトを与えることとなる。マイクロマシンを実現するために必要な要素技術の一つが、部品の寸法、形状、粗さ測定技術である。将来的には、直径数十μmの微細な穴の内径、真円度、深さを測定すること、あるいは、微細な部品の寸法、平面度、直角度、平行度などをサブμmのオーダーで測定することが必要となるであろう。このような観点から本研究では微細部品の寸法・形状測定法の開発を行った。本研究において開発した測定装置は、微細な計測プローブを測定対象に接近させ、トンネル電流を検出するための粗動及び微動機構、圧電素子を駆動し測定物とプローブ間の距離を一定に保つようにコントロールするための制御回路等から構成されている。トンネル電流を検出するためのプローブは、細いタングステン線の先端に微小なベアリング球を接着したものを製作し使用した。装置を試作した後、プローブ位置を制御している状態での、トンネル電流と制御電圧の様子の観察、装置に外乱が加わった時の、圧電素子の変位とプローブと測定物間の距離との関連について調べた。その結果、試料とプローブの間の距離が十分な精度で制御されていることが明かとなった。次に、幅20mm、深さ10μmの段差形状を有する鋼製試料の断面形状測定、従来測定が困難であった微小な穴の深さ計測などに本測定法を適用し、微小部品の寸法、形状測定に本測定法が有効なことを示した。
微視金属組織及び局所結晶方位分布の視点に基づく局所せん断帯の発生と進展に関する研究

せん断帯の生成機構を明らかにすべく、粒界近傍におけるせん断帯の発生挙動に関する研究を開始した。研究は以下の内容で構成される。1.BCC合金(Fe-3mass%Si)及びFCC合金(Fe-50-100mass%Ni合金)の柱状粗大結晶を用いた、せん断帯の生成初期過程に及ぼす粒界構造と初期方位の影響の解明、2.同合金の双結晶作成と、その双結晶を用いたせん断帯の生成初期過程の検討、3.透過型電子顕微鏡、電子線後方散乱法、ナノ硬度測定法を用いたせん断帯及びその周囲の歪の評価、である。Fe-3Si合金の柱状晶を用いた研究では、微小圧縮試験片および微小引っ張り試験片を作成し、30-60%の変形を室温で与えて変形組織の特徴を調べ、粒界近傍に3つの特徴ある変形組織が形成することを明らかにした。それらは、粒界のステップの形成、粒界と大きく角度をなして形成し周囲の未変形部との方位差が徐々に変化する遷移帯、同じく粒界と大きく角度をなして形成するが周囲の未変形部と急峻な方位変化を示す界面を持つミクロせん断帯、である。しかもこれらの生成は、粒界ごとで大きく異なることに加えて、同じ粒界でも粒界三重線近傍で生じる傾向にあることを見出した。双結晶作成については、すでに双結晶作成ブリッジマン炉の立ち上げに取り掛かり、1700°Cまでの昇温が可能であることを確認し、炉内の温度分布測定を終了し、本ブリッジマン炉が対象合金の双結晶作成に十分な能力を有することを確認した。4月以降本格的な双結晶作成に取り組む準備をほぼ完了した。ナノ硬度測定では、表面の平滑な研磨が必須であり、種々の研磨方法を施行した。それらは、コロイダルシリカ機械研磨、電解研磨、化学研磨である。このように初年度に数々の知見を得ており、次年度の布石となることが期待できる。昨年度の多結晶Fe-3Si合金を用いたミクロせん断帯の形成機構解析結果をより精緻に解析するため、本年度は粒界構造を制御した柱状晶および双結晶を用いてミクロせん断帯の形成機構を検討し以下の新たな知見を得た。1.Fe-3Si合金柱状晶を用いた実験では、室温での圧縮変形により粒界近傍でバンド状変形組織が発達し、そのバンド組織は粒界にステップを作るとともに、そのバンド内部には周期的な局所方位回転が生じていることが明らかとなった。その方位回転した領域には数百nm径の超微細粒も生成していることが観察された。マトリックスに対する方位回転領域ならびに超微細粒の結晶方位回転軸は共通していた。このバンド状変形組織内における方位回転機構を二つのすべり帯における転位運動の観点から考察した。2.Fe-3Si合金双結晶を用いた実験では、方位の組み合わせが異なるいくつかの双結晶を用いた実験を行った。この双結晶変形挙動をまずマクロ的にテイラー因子で予測し、変形に対して方位回転が生じる粒(unstable)と生じない粒(stable)に分類した。圧縮変形方向が粒界と平行の場合のうちのひとつの場合において、室温での圧縮変形により粒界近傍で特徴的な二種類の変形組織が発達した。ひとつは柱状晶で見られたバンド状組織であり、もうひとつは楔状組織である。前者は同じ方位を持つ単結晶でも発達することから粒界拘束の影響は小さいと考えられた。後者は、同じ方位を持つ単結晶では生じないことから粒界拘束(あるいは隣接粒の変形組織)の影響を受けて生じたものと考えられた。同じ結晶方位を持つように双結晶のそれぞれの方位を選択した上で、粒界と圧縮変形方向の角度が変形組織に及ぼす影響についても研究に着手した。3.粒界近傍における変形組織を理解する上で、粒界近傍における弾性ひずみ分布を明らかにすることは重要だと考え、電子線後方散乱法(EBSD)を用いて局所的な弾性ひずみの定量的測定に関する検討を、Willkinson法に注目して、進めている。
環境汚染物質による代謝変動と毒性に対するミオイノシトール及びフィチン酸摂取の影響

環境汚染物質による代謝変動と毒性に対するミオイノシトール及びフィチン酸摂取の影響について検討してきた。本研究以前に,食餌ミオイノシトールがDDT摂取ラットにおける肝臓脂質の蓄積や肝臓障害の指標となる血清GOTやGPT活性の上昇を抑制することを示していた。本研究では,まず,穀類や豆類に多く含有されるミオイノシトールのリン酸化誘導体であるフィチン酸がミオイノシトールと同様にDDT摂取ラットにおける肝臓脂質の蓄積や肝臓障害の指標となる血清GOTやGPT活性の上昇を抑制することを明らかとした。さらに,ミオイノシトールやフィチン酸による肝臓脂質低下作用は,肝臓の脂肪酸合成関連酵素活性の抑制をとおして発揮されることを示した。加えて,DDT摂取による肝臓脂質の蓄積,過酸化脂質の増大および血清銅の上昇が,食餌炭水化物源をショ糖とした場合に顕著であることを示した。また,食餌炭水化物源がスターチの場合に,食餌ミオイノシトールがDDT摂取による薬物代謝酵素活性の増大のうち,特に生体にとって防衛的に作用すると考えられているPhaseII酵素であるUDP-グルクロン酸転移酵素活性やグルタチオン-S-転移酵素活性の増大を促進することも明らかとした。本研究の結果より,DDTのような環境汚染物質摂取下において炭水化物源としてはデンプンが好ましい可能性が示された。加えて,食餌からのミオイノシトールの供給が重要となる可能性を示した。本研究の遂行過程において,食餌フィチン酸がミオイノシトールとほぼ同様な機能を発揮することが明らかとなってきたことと,フィチン酸についての他研究者の報告などから,フィチン酸が一種のビタミン様物質と考えられるのではないかという報告をまとめることができた。当初,予定していた性ホルモンへの影響やミオイノシトール代謝に関する研究などについては,現在実験を進行中であり,近い将来に明らかにできるものと考えている。実験動物としてウィスター系の雄ラットを用いて環境汚染物質による代謝変動と毒性に対するミオイノシトール及びフィチン酸摂取の影響について検討を加えた。まず、環境汚染物質として殺虫剤DDTを基本食に0.05%添加し、0.1%ミオイノシトールの影響について飼育期間を2週間として検討を加えた。DDT摂取により肝臓の総脂質、トリグリセリド、コレステロール含量および血清コレステロール濃度が有意に増加し、この増加は一般的にミオイノシトールにより抑制された。さらに、DDT摂取によるラット肝臓のグルコース-6-リン酸脱水素酵素およびリンゴ酸酵素活性の上昇もミオイノシトールにより有意に抑制された。以上の実験より、ミオイノシトールのDDT摂取下での肝臓脂質抑制効果は、少なくとも部分的に肝臓での脂肪酸合成の抑制が関係していているものと推定した。次に、DDTの添加レベルを0.13%と高くし、成長の遅延が生じるような実験条件下での食餌フィチン酸の影響について検討を加えた。フィチン酸の添加レベルも通常摂取レベルよりも高い1.5%とした。DDT摂取による成長の遅延に対してはフィチン酸の顕著な効果は見られなかったが、DDTによる肝臓脂質の蓄積は、フィチン酸により対照群のレベルにまで緩和された。また、DDT摂取による血清GOTやGPT活性の上昇が、食餌フィチン酸により抑制される傾向が見られた。本年度の研究より、DDTによる肝臓脂質の蓄積や脂肪酸合成酵素活性の亢進、肝臓障害などが、ミオイノシトールおよびミオイノシトールのリン酸化誘導体であるフィチン酸により抑制される可能性が示された。平成12年度は、11年度にやり残した内容も含め、DDTや他の環境汚染物質摂取下での性ホルモン、薬物代謝系酵素活性、イノシトール代謝などへの食餌ミオイノシトールやフィチン酸の影響について本格的に検討する。実験動物としてウイスター系の雄ラットを用いて環境汚染物質による代謝変動と毒性に対するミオイノシトール及びフィチン酸摂取の影響について検討を加えた。

環境汚染物質は,平成11年度の研究で用いたDDTを食餌に0.08%添加した。本年度は,まず,食餌ミオイノシトールとフィチン酸が,ほぼ同様にDDT摂取による肝臓脂肪の蓄積や肝臓の脂肪酸合成関連酵素であるグルコース-6-リン酸脱水素酵素やリンゴ酸酵素活性の増大を抑制することを明かとした。次に,DDT摂取によるラット肝臓のチトクロームP-450含量,薬物代謝酵素系のPhase I酵素であるアミノピリン脱メチル酵素活性やPhaseII酵素であるグルタチオンS-転移酵素活性の活性などの増大が,食餌ミオイノシトールおよびフィチン酸により促進される傾向を示すことを明かとした。また,本研究の計画には予定していない内容であったが,本実験の過程でDDT摂取による代謝変動や害作用が炭水化物源として澱粉を与えた場合と比較してショ糖を与えた場合の方が,顕著になることが明かとなった。この事実はDDTなどの環境汚染物質の作用が,食餌炭水化物の質により影響されることを示している。さらに,DDT摂取ラットに対する食餌ミオイノシトールやフィチン酸の効果についても,食餌中にコリンを添加する場合としない場合とで違いが見られることも明らかとなった。これらの現象については,さらに検討を加える予定である。平成13年度は,DDTや他の環境汚染物質による性ホルモンや睾丸への影響に着目してミオイノシトールやフィチン酸の効果を検討する。また,環境汚染物質摂取下での体内のミオイノシトール含量やミオイノシトール代謝について本格的に検討し,実際の食生活でどの程度のミオイノシトールやフィチン酸を摂取しているか測定する。環境汚染物質による代謝変動と毒性に対するミオイノシトール及びフィチン酸摂取の影響について検討してきた。本年度は,DDT摂取による肝臓および血清脂質含量および肝臓の脂肪酸合成関連酵素活性の増加が,炭水化物源がショ糖含量の多い場合にデンプン含量の多い場合と比較して顕著であることが明らかとなった。さらに,DDT摂取による過酸化脂質の増加もショ糖食の場合に促進された。また,炭水化物源に関係なしに,ミオイノシトールやフィチン酸はDDT摂取による肝臓脂質含量や脂肪酸合成関連酵素活性の増加を抑制したが,過酸化脂質含量に対しては顕著な影響を示さなかった。DDT摂取による薬物代謝酵素の誘導に対しては,ショ糖食がデンプン食と比較してPhase I酵素であるチトクロームP-450含量の増加を促進し,この促進は食餌ミオイノシトールやフィチン酸により抑制された。一方,Phase II酵素であるグルクロン酸トランスフェラーゼやグルタチオンS-トランスフェラーゼ活性は,DDT摂取下でデンプン食にミオイノシトールやフィチン酸を添加した場合に増大した。Phase I酵素活性の増大は過酸化脂質の増大や発癌と関連が深いと考えられ,Phase II酵素活性の増大は,異物排泄を高め,`生体に好ましいと考えられている。