hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マントル物質の高圧・応力場での非平衡過程の格子不安定性とカイネティックス

スラブの沈み込みや,固体流動,マントルの物質移動など現象を理解するために,物質を取り巻く環境の変化に即応して地球内部物質が圧力や熱誘起により,構造相転移,分解,離溶,融解,結晶化など色々な構造変化の素過程,過渡現象や前駆現象X回折逐次測定を行うことを本研究の目的としている.地球内部の環境を加熱装置を内蔵したダイヤモンドアンビル加圧装置を用いて再現し,結晶構造変化の運動論を,応力と温度を関数にして,時間分割実験システムを開発した.そのシステムを用いて高圧力,応力場で主にケイ酸塩スピネル,ガーネット,ペロブスカイトなどの上部・下部マントル物質の高圧・応力場での非平衡過程の格子不安定性とカイネティクスの研究を開始した.X線検出装置として精度の高いX線角度分散スペクトルが短時間で得られるImaging Plate(IP)検出器をX線回折装置に設置し高温高圧状態での回折実験装置を確立した.購入した理学電機製のRAXIS-IVの性能テスト(位置分解能,検出効率,ダイナミックレンジ,再現性等)を行ない当初目的の仕様を確認した.電気的に検出光子数が瞬時に記憶回路に転送システム,また回折強度データ整理と表示のソフト開発を行なってきた.研究室に既に存在する回転対陰極強力X線発生装置に設置したHUBER社製の四軸自動回折計にIP検出器を取り付け一体型の装置にした.微視的にはエネルギー・時間・空間の秩序度とそれらのゆらぎであり,その際準安定状態として,熱力学で定義される相が存在する場合と,準安定相が存在する場合がある.時間的には時間分割,時間変動で観察や測定ができる.高圧状態で,単結晶X線回折実験が可能になり,上記した色々な構造変化の逐次測定をし,それらの有機的な関係を調べ地球内部物質の変態の運動論を議論する.実験結果から固体流動の機構や遷移帯での地震波速度の異常について,物質科学的な知見が得られると思う.スラブの沈み込みや,固体流動,マントルの物質移動など現象を理解するために,物質を取り巻く環境の変化に即応して地球内部物質が圧力や熱誘起により,構造相転移,分解,離溶,融解,結晶化など色々な構造変化の素過程,過渡現象や前駆現象X回折逐次測定を行うことを本研究の目的としている.地球内部の環境を加熱装置を内蔵したダイヤモンドアンビル加圧装置を用いて再現し,結晶構造変化の運動論を,応力と温度を関数にして,時間分割実験システムを開発した.そのシステムを用いて高圧力,応力場で主にケイ酸塩スピネル,ガーネット,ペロブスカイトなどの上部・下部マントル物質の高圧・応力場での非平衡過程の格子不安定性とカイネティクスの研究を開始した.X線検出装置として精度の高いX線角度分散スペクトルが短時間で得られるImaging Plate(IP)検出器をX線回折装置に設置し高温高圧状態での回折実験装置を確立した.購入した理学電機製のRAXIS-IVの性能テスト(位置分解能,検出効率,ダイナミックレンジ,再現性等)を行ない当初目的の仕様を確認した.電気的に検出光子数が瞬時に記憶回路に転送システム,また回折強度データ整理と表示のソフト開発を行なってきた.研究室に既に存在する回転対陰極強力X線発生装置に設置したHUBER社製の四軸自動回折計にIP検出器を取り付け一体型の装置にした.微視的にはエネルギー・時間・空間の秩序度とそれらのゆらぎであり,その際準安定状態として,熱力学で定義される相が存在する場合と,準安定相が存在する場合がある.時間的には時間分割,時間変動で観察や測定ができる.高圧状態で,単結晶X線回折実験が可能になり,上記した色々な構造変化の逐次測定をし,それらの有機的な関係を調べ地球内部物質の変態の運動論を議論する.実験結果から固体流動の機構や遷移帯での地震波速度の異常について,物質科学的な知見が得られると思う.スラブの沈み込みや、固体流動、マントルの物質対流など現象を理解するために、物質を取り巻く環境の変化に即応して地球内部物質が圧力や熱誘起により、構造相転移、分解、離溶、融解、結晶化など色々な構造変化の素過程、過渡現象や前駆現象X回折逐次測定を行うことを本研究の目的としている。地球内部の環境を加熱装置を内蔵したダイヤモンドアンビル加圧装置を用いて再現し,結晶構造変化の運動論を、応力と温度を関数にして、時間分割実験システムを開発した。そのシステムを用いて高圧力、応力場で主にケイ酸塩スピネル、ガーネット、ペロブスカイトなどの上部・下部マントル物質の高圧・応力場での非平衡過程の格子不安定性とカイネティクスの研究を開始した。X線検出装置として精度の高いX線角度分散スペクトルが短時間で得られるImaging Plate(IP))検出器をX線回折装置に設置し高温高圧状態での回折実験装置を確立した。購入した理学電機製のRAXIS-IVの性能テスト(位置分解能,検出効率,ダイナミックレンジ,再現性等)を行ない当初目的の仕様を確認した。電気的に検出光子数が瞬時に記憶回路に転送システム,また回折強度データ整理と表示のソフト開発を行なってきた。研究室に既に存在する回転対陰極強力X線発生装置に設置したHUBER社製の四軸自動回折計にIP検出器を取り付け一体型の装置にした。微視的にはエネルギー・時間・空間の秩序度とそれらのゆらぎであり、その際準安定状態として、熱力学で定義される相が存在する場合と、準安定相が存在する場合がある。時間的には時間分割、時間変動で観察や測定ができる。

高圧状態で、単結晶X線回折実験が可能になり、上記した色々な構造変化の逐次測定をし、それらの有機的な関係を調べ地球内部物質の変態の運動論を議論する。実験結果から固体流動の機構や遷移帯での地震波速度の異常について、物質科学的な知見が得られると思う。スラブの沈み込みや、固体流動、マントルの物質対流など現象を理解するために、物質を取り巻く環境の変化に即応して地球内部物質が圧力や熱誘起により、構造相転移、分解、離溶、融解、結晶化など色々な構造変化の素過程、過渡現象や前駆現象X回折逐次測定を行うことを本研究の目的としている.地球内部の環境を加熱装置を内蔵したダイヤモンドアンビル加圧装置を用いて再現し,結晶構造変化の運動論を、応力と温度を関数にして、時間分割実験システムを開発した.そのシステムを用いて高圧力、応力場で主にケイ酸塩スピネル、ガーネット、ペロブスカイトなどの上部・下部マントル物質の高圧・応力場での非平衡過程の格子不安定性とカイネティクスの研究を開始した.X線検出装置として精度の高いX線角度分散スペクトルが短時間で得られるImaging Plate(IP)検出器をX線回折装置に設置し高温高圧状態での回折実験装置を確立した.購入した理学電機製のRAXIS-IVの性能テスト(位置分解能,検出効率,ダイナミックレンジ,再現性等)を行ない当初目的の仕様を確認した.電気的に検出光子数が瞬時に記憶回路に転送システム,また回折強度データ整理と表示のソフト開発を行なってきた.研究室に既に存在する回転対陰極強力X線発生装置に設置したHUBER社製の四軸自動回折計にIP検出器を取り付け一体型の装置にした.微視的にはエネルギー・時間・空間の秩序度とそれらのゆらぎであり、その際準安定状態として、熱力学で定義される相が存在する場合と、準安定相が存在する場合がある。時間的には時間分割、時間変動で観察や測定ができる。スラブの沈み込みや、固体流動、マントルの物質対流など現象を理解するために、物質を取り巻く環境の変化に即応して地球内部物質が圧力や熱誘起により、構造相転移、分解、離溶、融解、結晶化など色々な構造変化の素過程、過渡現象や前駆現象X回折逐次測定を行うことを本研究の目的としている.地球内部の環境を加熱装置を内蔵したダイヤモンドアンビル加圧装置を用いて再現し,結晶構造変化の運動論を、応力と温度を関数にして、時間分割実験システムを開発した.そのシステムを用いて高圧力、応力場で主にケイ酸塩スピネル、ガーネット、ペロブスカイトなどの上部・下部マントル物質の高圧・応力場での非平衡過程の格子不安定性とカイネティクスの研究を開始した.X線検出装置として精度の高いX線角度分散スペクトルが短時間で得られるImaging Plate(IP)検出器をX線回折装置に設置し高温高圧状態での回折実験装置を確立した.購入した理学電機製のRAXIS-IVの性能テスト(位置分解能,検出効率,ダイナミックレンジ,再現性等)を行ない当初目的の仕様を確認した.電気的に検出光子数が瞬時に記憶回路に転送システム,また回折強度データ整理と表示のソフト開発を行なってきた.
網羅的分析アプローチによる自然水中での放射性セシウムの存在形態と溶出機構の解明

本研究では、阿武隈川での底質・浮遊砂に含まれる放射性セシウムの存在形態と溶出動態を明らかにすることを目的とした。これまでの調査結果から、底質・浮遊砂中の粒状態有機物含有量と放射性セシウム濃度に正の相関性が確認されていた。そこで、比重分離操作により底質試料を有機物含有量の大きく異なる分画に分け、C/Nならびに安定同位体分析により、セシウム濃度と有機物起源の関連性を調べた。その結果、比重2.0以上の分画は自生有機物(河川付着藻類等)を多く含み、セシウム濃度と有機物含量に正の相関が見られた。一方で、比重2.0以下の分画は他生有機物(陸由来植物等)を多く含み、必ずしもセシウム濃度と有機物含量に相関を示さなかったが、土粒子比表面積とセシウム濃度には相関がみられた。さらに、過酸化水素処理により有機物分を除去した結果、底質試料中の放射性セシウム濃度は減少しなかった。さらに、クエン酸や還元剤等を用いた化学処理により底質試料中の非晶質を除去した後においても放射性セシウム濃度は大きく減少しなかった。以上の結果は、河川底泥中の自生有機物には表面積の大きく化学的安定性の高い無機微粒子が含まれ、このような無機微粒子にセシウムは取り込まれていることを示唆する。つまり、福島原発事故から1.5年-4年後に阿武隈川で採取された底泥試料中の放射性セシウムは、結晶性鉱物など化学的安定な無機粒子に取り込まれ、河川水中におけるセシウム溶出は比較的小さい可能性を示している。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、底泥浮遊砂の物理化学的分離・溶解処理、放射性セシウム溶出特性、高度化学分析、微細藻類摂取モデルを組み合わせ、水環境中での放射性セシウム化学形態を明らかにすることを目的とする。この目的達成のため3つの課題を設定した。平成27年度では,課題1「河川・河口域底泥浮遊砂の網羅的分離・溶解処理と放射性セシウム溶出特性」を中心に実施した。比重分離や化学溶解等の多様な物理化学的処理を実施し、底泥浮遊砂からの放射性セシウム溶出特性を調べた。その結果,阿武隈川底質・浮遊砂粒子中の有機炭素・窒素含有量と放射性セシウム含有量に正の相関が見出された。そこで,過酸化水素を用いて粒子中の有機物の酸化除去処理を施した。しかし,処理後においてもしても放射性セシウム含有量に変化はなく,セシウムへの有機物吸着は見られなかった。続いて,BET法により鉱物粒子の比表面積を測定し,有機炭素含有量,放射性セシウム量と比較した結果,両者とも比表面積と正の相関を示した。従って,比表面積の大きい粘土性鉱物粒子は有機物と放射性セシウムを多く含むことから,有機炭素と放射性セシウムの間に相関があることが示唆された。比重分離実験から,特に比重2.0以下の試料において有機炭素含有量と放射性セシウム量に強い正の相関が確認された。このことは,比重2.0以下の試料において,無機物粒子へのセシウム吸着と有機物吸着が同程度に生じていることを示唆する。粒子の鉱物組成を明らかにするためXRD分析を行った結果,明瞭なピークは見られず,雲母等の結晶性鉱物は高い割合で含まれていなかった。しかし,この結果は,微量で含まれる放射性セシウムが結晶性粘土鉱物に取り込まれていないという結果を排除するものではない。実際に,非結晶性酸化物を除去するための種々の処理を行ったところ,放射性セシウムの溶出は見られなかった。現在までの達成度は,おおむね順調に進展していると判断する。今年度の研究計画と目的は,課題1「河川・河口域底泥浮遊砂の網羅的分離・溶解処理と放射性セシウム溶出特性」を中心に実施し,比重分離や化学溶解等の多様な物理化学的処理を実施することで、底泥浮遊砂からの放射性セシウム溶出特性と放射性セシウム化学形態の関連性を明らかにすることであった。9.研究実績の概要で示したように,今年度の研究目的はおおむね達成されたと判断でき,研究計画は順調に進展している。

さらに、クエン酸や還元剤等を用いた化学処理により底質試料中の非晶質を除去した後においても放射性セシウム濃度は大きく減少しなかった。以上の結果は、河川底泥中の自生有機物には表面積の大きく化学的安定性の高い無機微粒子が含まれ、このような無機微粒子にセシウムは取り込まれていることを示唆する。つまり、福島原発事故から1.5年-4年後に阿武隈川で採取された底泥試料中の放射性セシウムは、結晶性鉱物など化学的安定な無機粒子に取り込まれ、河川水中におけるセシウム溶出は比較的小さい可能性を示している。今後の研究の推進方策として,平成28年度では,課題2「底泥浮遊砂の無機有機組成・鉱物・モフォロジー分析」を実施し,物理化学的分離・溶解処理に供した試料ならびに未処理試料について、多方面からの高度化学分析を実施し、表面モフォロジーや、表面積、有機物分子組成、鉱物組成等を明らかにする。さらに,課題3「水環境中での粒状態放射性セシウムの存在形態・溶出特性・生物利用性の関係性解明」を実施し,物理化学処理による放射性セシウムの溶出特性や微細藻類セシウム摂取モデルを用いた解析等を総合的に評価することで、水・底泥環境中での放射性セシウムの吸着・溶出特性、生物利用性の関係性についての普遍的な知見の産出を図る。28年度が最終年度であるため、記入しない。
グローバル時代を生き抜く力を育成する大学教育―高校からの学習成果移行の観点から―

本研究では、以下の具体的な研究課題(リサーチ・クエスチョン)を設定している。(1)多文化・異文化に関する知識の理解やコミュニケーション・スキル、チームワーク、リーダーシップの4つの資質・能力を構成する要素は何なのか。(2)学生の4つの資質・能力が培われる学習・教育環境の特徴は何なのか。(3)学生は4つの資質・能力をどのように獲得して行くのか。(4)学生の4つの資質・能力の素地(素養)はどのように培われるのか。
マンガ教材学習過程の生体情報解析に基づく個別適応型学習システムの構築

デジタル教科書の導入に向けて,教材のデジタル化が進められている。デジタル化の利点の一つとして,教材による学習時の行動を収集し,学習支援に活用できることがあげられる。しかし,学習教材として身近なものになりつつあるマンガ教材はセリフや図といったマルチモーダル性を有するため,学習時の詳細なログを取得することは容易ではない。本研究の目的は,マンガ教材学習時の生体情報から理解度を推定し,学習者一人一人に適した学びを提供することである。研究期間内に視線追跡情報による学習者の理解度推定モデルを構築,マンガ教材学習時の理解度を用いた個別適応型システムの開発および教育実践による評価を行う。
アロステリズムによってシグナル増幅可能な化学センサーの創製

現在、医薬系・農薬・香料・環境・国防問題など幅広い分野において、特定の検体を高感度かつ選択的に検知できる化学センサーの開発は、基礎学問にとどまらず応用面においても化学・生体系ナノテクノロジーとも密接に関連し社会に対する波及効果は高く、現代化学の最重要テーマの一つである。本提案では、申請者が広く提唱していきた超分子アロステリックシグナル増幅センシングという新規な分析手法によって、幅広い標的分析検体を超高感度にセンシングすることを目標としている。
十分統計量と個別冗長度に着目したユニバーサルＶＦ符号の理論解析および設計法

可変長ブロックの集合を固定長符号語の集合に写像するVF符号の理論的な性能評価を行った.まず,VF符号の部分クラスとして考えることのできる,固定長ブロックの集合を固定長符号語の集合に写像するFF符号について,符号化レートで圧縮性能を評価した場合と,符号化レートとその下限の差である冗長度で圧縮性能を評価した場合について,それぞれの最適な符号クラスの包含関係の条件について明らかにした.また,複数のブロックを切り出すマルチショット・タンストール符号について,平均符号化レートのエントロピーへの収束および符号化レートの概収束を証明し,1個のブロックを切り出すワンショット符号との違いを明らかにした.本研究では情報源からの出力である可変長の系列集合を固定長の符号語集合に圧縮符号化するVF符号について,主に理論的観点から研究を行なっている.今年度は,VF符号の圧縮限界について,符号化する系列集合のサイズが可算無限の場合の符号化レートの下界について主に研究を進めた.以前,2012年度の研究において,VF符号の符号化定理のうち符号化レートの下界についての証明を行なった.VF符号においては,可変長系列の集合のサイズを大きくしたときの符号化レートの極限を評価する.この際の定理の仮定として,2012年度の結果では「可変長系列の集合における最短の長さが長くなるような符号であれば」という,符号に関するやや自然でない条件が課されていた.本年度はこの条件に関連して「符号化レートが有限であれば,可変長系列の集合における最短の長さは,可変長系列の集合のサイズを大きくした時にいくらでも長くなる」という補題を証明した.符号化アルゴリズムの圧縮性能を良くすることは符号化レートを下げることであるから,性能の良い符号化アルゴリズムにおいては,当然符号化レートは有限であるべきである.これは,以前の証明で課していた条件よりもリーズナブルな条件であり,VF符号の符号化定理としての証明が一般的なものとなった.以上の研究成果について,研究会で発表を行なった.また,2011年度中に学会発表していた,VF符号の部分クラスであるFF符号の冗長度に関する研究成果について,論文2本を投稿していたものが,本年度出版された.可変長ブロックの集合を固定長符号語の集合に写像するVF符号の理論的な性能評価を行った.まず,VF符号の部分クラスとして考えることのできる,固定長ブロックの集合を固定長符号語の集合に写像するFF符号について,符号化レートで圧縮性能を評価した場合と,符号化レートとその下限の差である冗長度で圧縮性能を評価した場合について,それぞれの最適な符号クラスの包含関係の条件について明らかにした.また,複数のブロックを切り出すマルチショット・タンストール符号について,平均符号化レートのエントロピーへの収束および符号化レートの概収束を証明し,1個のブロックを切り出すワンショット符号との違いを明らかにした.本研究では情報源からの可変長出力系列集合を固定長の符号語集合に圧縮符号化するVF符号について主に理論的観点から研究を行っている.今年度は,VF符号の特殊な場合であるFF符号について研究を行った.2010年度の研究で一般情報源に対する達成可能なFF符号の冗長度を定式化し,その値が情報源のエントロピースペクトルの漸近的な幅の最大値に一致することを示した.今年度はこれを発展させ,冗長度で見たときに漸近的に最適な符号のクラスを考え,これと符号化レートで見たときに漸近的に最適な符号のクラスとの関係を調べた.この結果,これら2つのクラスの包含関係が,古賀によって2009年度に示されたエントロピースペクトルの漸近的な最大幅の上界および下界に関する不等式で等号が成立するかどうかによって決まることを証明した.定常無記憶情報源や定常エルゴード情報源などのクラスにおいては,これら2つのクラスは完全に一致することが明らかだが,非定常情報源などの他の情報源クラスにおいてはこれらの関係は予想もされていなかった.また,これら2つのクラスが一致するための必要十分条件として,エントロピースペクトルの下端が収束するという条件が得られた.この条件は定常情報源より明らかに広いクラスであるため,非定常情報源の一部においても,情報源符号化の符号化レートによる最適性と冗長度による最適性が同等となることを意味している.さらに,エントロピースペクトルの上端が収束することの操作的な意味についても研究を行い,漸近的に最適な全ての符号の符号化レートが収束するための必要十分条件が,この状況となることを理論的に証明した.以上の結果より,これまで定常情報源においては自明に成立するような状況が,定常情報源より広い情報源クラスにおいて必要十分条件となっていることが明らかになった.本研究では情報源系列から切り出した可変長のブロック集合を固定長の符号語集合に符号化するVF符号について,主に理論的観点から研究を行っている.今年度は,VF符号の圧縮限界について,最適なVF符号であるタンストールを対象として主に研究を進めた.今年度は,長い系列から複数のブロックを切り出すマルチショット・タンストール符号について,符号語長の合計をブロック長の合計で割った個別符号化レートの期待値が情報源のエントロピーに収束することを示した.さらに,個別符号化レートが情報源のエントロピーに概収束することを示した.

これらの解析の際に,複数のタンストール木のデカルト連結および複数のタンストール木の葉の数の幾何平均という2つの新しい概念を定義し,これらがマルチショット・タンストール符号の理論的な性能の解析の際に鍵となる性質であることを示した.また,この2種類の期待値の取り方に着目し,符号語長をブロック長の期待値で割った物を平均符号化レートとした場合にはタンストール符号が最適であるのに対し,個別符号化レートの期待値を平均符号化レートとした場合には,タンストール符号とは異なる符号が最適であることを示し,さらに,その符号を実現する逐次的なアルゴリズムを示した.これら2つの符号について理論的,実験的な比較を行った結果,提案した符号では,タンストール符号に比べて個別符号化レートの期待値だけでなく,最悪の符号化レートや符号化レートのオーバーフロー確率についても良い性能を示すことが明らかになった.情報理論VF符号に関する個別冗長度や個別符号化レートおよび十分統計量に着目して,その理論的な性能解析を行ないながら,新しい高性能なVF符号化アルゴリズムを提案するのが本研究の目的である.この目的のうち,個別冗長度を用いた個別符号化レートの理論的な成果が出ている.ただ,十分統計量に関連した結果がまだ出せていないので,その点においてのみ,やや遅れている.一方,情報スペクトル理論を用いた理論的な成果として,VF符号のサブクラスとして解釈することのできるFF符号について,その符号化レートに関する最適性と冗長度に関する最適性の間の関係で成果が出た.これは当初の計画にはなかった結果であり,この部分については当初の計画以上に進んでいる.全体として見ると,現在までの達成度はやや遅れている.実施計画においては,平成24年度中にVF符号の解析および予備実験が終了する予定であった.現在までに,VF符号の特殊な例であるFF符号についての成果が得られた.これは,VF符号に関する理論的な解析が予想以上に得られていなかった為である.そのため,平成24年度はVF符号の特殊な例であるFF符号に関する解析から始める必要があった.現在までにFF符号に関する十分な成果が得られたため,これに基づいてVF符号に関する解析を進めている.まず,可算無限アルファベット情報源をVF符号で符号化した際の最悪符号化レートおよび最悪冗長度についての理論的解析を進めており,平成25年度前半中にはVF符号の十分統計量によらない基本的な定式化ができる計画である.さらに,十分統計量を用いたVF符号の定式化にも着手しており,これについては平成25年度後半に成果が得られ,年度中に成果を公表できる予定である.以上で,平成25年度中には,理論面では計画に比べて遅れていた状況を取り戻すことができると考えている.実装面においては,平成24年度中には着手することができなかった.これは上記の理論面の研究に時間がかかった為である.しかし理論的な成果が出つつあるため,平成25年度中には実装面においても研究を着手することができると考えられる.以上より,当初の計画に比べて現在までの達成度は半年程度の遅れであり,今年度中に達成度の遅れを取り戻すことができると考えられる.平成26年度が最終年度であるので,主に十分棟計量を用いたVF符号の理論的な解析を行なう計画である.また,新しいVF符号を設計し,従来の符号と実験的・理論的に比較することを計画している.まず,十分統計量を用いたVF符号の理論的な解析については,以前FV符号に関する理論的な成果が得られているので,これをVF符号に関して適用することで,双対な結果が得られることが期待される.この点について解析を進める計画である.
円形脱毛症に対するケモカイン、ケモカイン受容体阻害を介する新規治療戦略

円形脱毛症病変部の毛包周囲には著明なリンパ球浸潤が観察される。今回の実験を通して、その機序がTh1細胞、Tc1細胞の集合を誘引させるケモカインであるCXCL10が毛包周囲に強く発現し、また円形脱毛症ではそれに対する細胞走化性が亢進していることが明らかになった。急性期のみならず慢性期でもCD8陽性Tc1細胞が持続的に浸潤していた。この走化性を阻害することが治療につながると考えられるが、治療ガイドラインにて推奨されている抗ヒスタミン薬にその阻害効果がみられることがわかった。円形脱毛症に対するケモカイン、ケモカイン受容体阻害を介する新規治療戦略について検討してきた。まず円形脱毛症患者の末梢血リンパ球において、Th1、Tc1細胞がTh1ケモカインであるCXCL10に対して強い走化性を示すことを証明した。それは、まず、CXCL10の受容体であるCXCR3発現が円形脱毛症患者の末梢血リンパ球では健常者よりもより強く発現していること、リアルタイムに走化性が観察されるEZ-Taxiscanという機器を用いた結果、よりはやくCXCL10に向かって走化性を示すことを示し、J Dermatol Sciに報告した。その上で、まずは日本皮膚科学会円形脱毛症診療ガイドラインにも推奨されている抗ヒスタミン薬におけるオロパタジン塩酸塩が走化性を阻害するかを確認したところ、CXCR3発現の抑制、走化性の抑制、カルシウム濃度の抑制。アクチン重合の抑制効果があることが示され、抗ヒスタミン薬が円形脱毛症患者のTh1、Tc1細胞の走化活動性を抑制することを証明し、J Dermatol Sciに報告した。今後、さらに他の阻害効果をもつ抗体などを検討して行きたい。円形脱毛症は組織特異的な自己免疫疾患とされ、毛包の自己抗原にたいして細胞障害性T細胞が集簇し自己免疫反応を起こしていると推測されている。本研究ではヒトの円形脱毛症病変部においてTh1、Tc1ケモカインであるCXCL10発現が毛包表皮細胞において亢進し、それをリガンドとするTh1、Tc1細胞が著明に浸潤していることが明らかとなった。またこれらTh1、Tc1細胞の走化性をリアルタイムに観察するとCXCL10に対して著明に亢進していた。一方、TARCに対しては強い走化性を示さなかった。これらは急性期によく観察されるが、慢性期においても毛包周囲にCD8陽性のTc1細胞が持続的に浸潤していることも判明した。この走化性の活性化は細胞内カルシウム濃度の上昇やアクチン重合の亢進によるものであった。Th1細胞、Tc1細胞の浸潤を阻害するものとして、抗ヒスタミン薬の効果を観察した所、オロパタジンと共培養したされたリンパ球はその走化性が著明に阻害され、またCXCR3発現を抑制していた。またカルシウム濃度やアクチン重合も低下させていたことから、オロパタジンは急性期円形脱毛症において一定の改善効果をもつのではないかと推測された。140-147.にまとめて報告した。また海外学会を含めて学会発表をおこなった。円形脱毛症の病態を解明するために、患者末梢血リンパ球におけるケモカイン発現の解析を行ったところ、急性期円形脱毛症では、Th1ケモカイン受容体CXCR3発現が健常群と比較して有意に発現細胞数が多かった。またCD8細胞上のCXCR3発現、すなわちTc1におけるCXCR3陽性細胞も円形脱毛症では健常群と比較して多かった。慢性期では興味深いことに、Tc1のみが有意に発現細胞数が多かった。組織学的にも、急性期円形脱毛症では、毛包周囲にCD4+CXCR3+細胞が有意に浸潤していた。さらに組織でのCXCL10発現が免疫組織学的検討でもmRNA発現においても有意に上昇しており、この発現上昇がCXCR3+細胞の円形脱毛症病変部毛包周囲への浸潤を促しているものと理解された。EZTaxiscanでも、CXCL10に対する細胞走化性は健常群と比較して有意に亢進していた。以上から、何等かの原因でCXCL10発現が上昇し、そこにCXCR3+Th1やTc1が浸潤し、いわゆるswarm of beesを形成することとなった。すでにこれらの検討結果は2つの医学雑誌に投稿し、いずれもアクセプトされている。一定の数以上の患者末梢血リンパ球の解析が出来ている。現在、慢性期の患者を集めることに時間を要している。現時点までに、末梢血リンパ球におけるケモカイン受容体発現、病変部におけるケモカイン発現、細胞走化のリアルタイム観察、細胞骨格の検討等を行ってきた。概ねこの1年間で今後の実験の方向性を確認することが出来たため、今後はこのデータの確認をあらゆる方向性から診ていくこととした。

今後は、CXCR3陽性細胞のうちわけをさらに検討したい。つまりCXCR3陽性細胞の中で、Th1、Tc1、抑制性T細胞(Treg)と分け、とくにCXCR3陽性抑制性T細胞にたいする効果、またはこの分画の円形脱毛症での働きなどについて検討して行きたい。また米国の大学においてすでにCXCR3抗体を樹立しているようであり、円形脱毛症に対する効果を診ている。こことの共同研究についても検討して行きたい。円形脱毛症患者では当初の予測のようにTh1、Tc1がおそらくはCXCL10発現の上昇している。しかし現時点ではこの産生細胞が不明である。今後は、CXCL10の産生を促すためのI型インターフェロンの発現細胞を確認するために、DCなどを検討してくこととしている。その後、CXCR3阻害薬などによって円形脱毛症が改善するかを、円形脱毛症モデルマウスなどを使用して、検討してく予定である。CXCR3陽性抑制性T細胞の検討。EZ-Taxiscanにおけるメインテナンス経費、抗体作成などを検討したい。とくにC3H/HeJマウスをつかったリンパ球の走化性検討とともに抗体を使用した走化性抑制効果についても検討していきたい。抗体購入、末梢血リンパ球から樹状細胞を取り出すためのマグネットビーズの購入インターフェロンの濃度検討のためのELISAキット購入
骨芽細胞周期の開始を制御するカルシウム依存性Kチャネルの調節機構解明

骨粗鬆症は国内の患者数が1300万人に達し、骨折の増加から寝たきりになるなどQOLの低下に直結する病気である。現在までに骨粗鬆症を予防・治療する薬物が開発されてきたが、骨吸収を抑制するだけでなく、骨産生を増強する薬物があれば併用することにより、より生理的な骨量の増加が期待される。そのためには骨芽細胞の増殖・分化の制御機構を詳細に解析する必要があるが、細胞膜電位変化による増殖制御メカニズムは未だに明らかとなっていない。本研究は骨芽細胞において、カルシウム依存性Kチャネルの一つであるIK (Intermediate-conductance Ca2+-activated K+)チャネルが細胞周期の開始を制御することにより細胞増殖しているのではないかと仮説を立て研究を行うことにより、骨芽細胞の詳細な増殖機構を明らかとすることを目的とした。細胞は骨芽細胞株であるMC3T3-E1を用いてフローサイトメトリー法により細胞周期を推定した。何も処置をしていないMC3T3-E1細胞に対して、IKチャネルの活性化作用を持つ薬物を添加したものではS期の細胞の割合が増加することが明らかとなった。このことはIKチャネルがG1期からS期への細胞周期移行時に何か役割を果たしていることを示唆している。しかしながらこのS期の細胞の増加率は低くまだ確証を得るには不十分と考える。今後は細胞周期同期法をさらに検討すること、さらには電気生理学的手法を併用することによりもっと詳しくG1/S期の制御におけるIKチャネルの役割を明らかとする。フローサイトメトリー法によるMC3T3-E1細胞の細胞周期解析においてIKチャネルの活性化によりS期の細胞が増加する知見を得ることができた。しかしながら増加率はまだまだ低く確実にIKチャネルが関与しているかを明らかとするには不足している。また、IKチャネルの阻害剤の適用では明確な差は見られなかった。これらのことは細胞周期の同期操作がまだ不十分であるためと考えられる。また、各細胞周期におけるIKチャネルの発現割合の変動などは見ることができていないので今後検討したい。細胞周期の同期方法を見直してより明確に細胞周期のステージを分離し、各周期におけるIKチャネルの発現量の変化を定量的に解析する。具体的には細胞周期の同期法を見直し、よりG1/S期への移行が評価しやすい実験系を使用する。その後フローサイトメーターを使用して各細胞周期ごとの細胞集団を分画してそれらよりmRNAを回収、real-time PCR法によりIKチャネルの発現量を定量化する。IKチャネルのactivator, inhibitorを使用することにより細胞周期に変化が出るかを探り、IKチャネルの関与を明らかとする。これと同時に電気生理学的手法を行うためには生細胞で細胞周期を同定する必要があるため、細胞周期を可視化する方法の検討も行い、細胞周期にIKチャネルがどのようにかかわるかを明らかとする。

これと同時に電気生理学的手法を行うためには生細胞で細胞周期を同定する必要があるため、細胞周期を可視化する方法の検討も行い、細胞周期にIKチャネルがどのようにかかわるかを明らかとする。当該年度では細胞周期ごとに分けた細胞におけるIKチャネルの発現量の変化を測定すると同時に電気生理学的手法を用いて活性の測定を行う計画をしていた。しかしながら生細胞を用いてのフローサイトメトリー法には困難が伴い、あまりうまく進んでいない。次年度はこれまでとは違うアプローチ(生細胞で細胞周期を区別する染色薬)や、遺伝子ベースの細胞周期指示タンパク質(FUCCI)などの導入をすることにより、細胞周期におけるIKチャネルの役割を明らかとする。
様々な形で視覚に障害を持つ人のために科学教材をバリアフリー化するシステムの研究

印刷ないしPDFの理数系文書をアクセシブルな電子書籍形式であるDAISYに変換するOCR技術の改良,理数系DAISY編集・閲覧ソフトウェアの開発,日本語理数系教材をきちんと取り扱えるようにDAISY形式を拡張・改良する研究などを行った。その結果,全盲・重度弱視・発達性読字障害など様々な形で視覚に障害を持つ生徒が,インクルーシブな教育環境で晴眼者と同じ科学教材を共有するための基礎が確立できた。本研究では,全盲・重度弱視・発達性読字障害(Dyslexia)など様々な形で視覚に障害を持つ児童・生徒が,インクルーシブな教育環境で晴眼者と同じ科学教材を容易に共有できるようにするため,数式・表・グラフ・図などさまざまな特殊表記・特殊記号を含む科学コンテンツをバリアフリーな形に自動変換するシステムの研究開発を行う。本研究は大別して,A.理数系対応DAISY編集・閲覧ソフトウェア開発,B.DAISY対応数式OCRシステム開発の2つの部分から構成される。それぞれに関する本年度の研究成果は次の通りである。Aグループ:山口(日大),川根(同),駒田(同)先行課題研究で開発してきた音声出力機能付き数学文書エディタを土台として,理数系コンテンツを扱うことのできるテキストDAISY編集・閲覧ソフトウェアを試作した。このソフトウェアは従来の数式エディタの機能をすべて持つ以外に,DAISYのインデックス機能や強調表示機能,読み上げ・ハイライト連動機能等を持ち,全盲だけでなく重度弱視や発達性読字障害の人にも利用できる。さらにメニューやダイアローグを日本語・英語以外の言語に容易に変換できるようにする機能を実装し,表編集・読み上げ機能も強化した。また,作成した理数系テキストDAISYコンテンツにおいて,専門用語・数式に正しい読みを与える方法を提案・実装し,さらに音声合成を利用して音声DAISYとして出力する技術開発にも取り組んだ。Bグループ:鈴木(九大),金堀(筑波技大)先行課題研究で開発してきた数式OCR技術を改良し,研究協力者であるJ.ガードナー博士らの協力の下に,理数系書籍に数多く含まれる図・グラフ中の数式を自動認識した上,MathML形式に変換してSVG形式の図・グラフ中に埋め込むシステムを試作した。これにより,DAISY電子書籍中の図をアクセシブルにするための道が開かれた。また,数式を含む複雑な表の認識技術についてさまざまな改良を行った。A.について本年度は日本点字図書館の研究協力者等の協力を得て,(1)中等教育における数式読み上げ法の標準化の検討,(2)日本語DAISYにおいて,音声合成の読み誤り,息継ぎ・抑揚等を修正する新たなインターフェースの開発を行うとともに,(3)昨年試作したDAISY編集・閲覧ソフトウェアの改良を行った。B.については(1)中等教育の理数系教科書で最近多く利用される複雑なレイアウトのOCR解析技術,(2)拡張ラテン文字を使用する英語以外の欧州諸言語の認識精度向上等の研究を実施した。本研究では,全盲・重度弱視・発達性読字障害(Dyslexia)など様々な形で視覚に障害を持つ児童・生徒が,インクルーシブな教育環境で晴眼者と同じ科学教材を容易に共有できるようにするため,数式・表・グラフ・図など様々な特殊表記・特殊記号を含む科学コンテンツをバリアフリーな形に自動変換するシステムの研究開発を行う。本研究は大別して,A.理数系対応DAISY編集・閲覧ソフトウェア開発,B. DAISY対応数式OCRシステム開発の2つの部分から構成される。本年度はまずA.のDAISY編集・閲覧ソフトウェアについて,日本点字図書館の研究協力者等とともに,1障害の特性や用途に応じた「詳細読み」,「なめらか読み」,「簡易読み」の3種類の数式読み上げ法を定めてそれらを切り替える機能を実装し,2前年度製作した音声合成の読み誤り,息継ぎ・抑揚等を修正するインターフェースの改良を行うとともに,3製作したコンテンツをEPUB3出力するためのモジュールを試作した。B.の数式OCR関連としては,4誤認識を少なくするため,OCR実行前にテキスト領域・数式領域・表領域・図領域などをあらかじめ指定するインターフェースを開発し,5これまでの日本語文字・英数字・拡張ラテン文字に加えロシア文字を認識する機能を実装した。さらに620冊余の中学・高校の理数系教科書をDAISY化し,全盲・重度弱視・発達性読字障害それぞれ数名の生徒に実際に提供して,意見を聴取した。これらの過程で,今後このシステムをデジタル教科書製作に応用する上での課題が多く明らかになったため,研究内容を精査し,前年度応募として,平成25年度に新たに課題研究をスタートすることになった。

本年度までに試作したソフトウェアにより,実際に中学・高校の数学・理科教科書数冊のDAISY化を行い,評価テストに入る準備ができた。中等教育の理数系教科書に特化した数式OCR技術の改良についても目途がつき,来年度前半には実用化できる見込みである。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度基礎研究を実施した,複雑なレイアウトの教科書を可能な限り自動的に認識するための解析技術を数式OCRシステムに組み込み,それを用いて実際の理数系教科書を対象とした評価実験を行い,その結果に基づいて一層の改良を図る。また全盲・重度弱視・発達性読字障害のモニター生徒を対象として,試作した理数系DAISY教科書の評価実験を実施し,その結果に基づいてDAISY編集・閲覧ソフトウェアの読み上げ機能等の改良を図る。本年度主催した国際研究集会DEIMS12参加者の協力を得て,同ソフトウェアの多言語化にも取り組む。
糖尿病の超早期診断のための核磁気共鳴画像(MRI)による膵島定量法の開発

2型糖尿病の病態を膵β細胞量の観点から解析するため、非侵襲的に核磁気共鳴画像(MRI)を用いて画像化できるかどうか検討した。初めに、マウスより摘出した膵臓断片を種々の解析条件でMRI撮像したが膵島は描出できなかった。Gd造影剤などを用いて同様に検討したが同様の結果であった。そこで、β細胞に発現するグルカゴン様ペプチド1 (glucagon-like peptide-1)受容体(以下GLP-1R)のリガンドであるexendin(9-39)にフッ素(F)を付加したプローブを単離した膵島に暴露してMRI解析を行った。しかし、前検討で認められたシグナルが全く認められず、膵β細胞腫瘍株のINS-1細胞を用いて同様の実験を行っても結果は同様であった。シグナルが得られない原因探索のため、このプローブのGLP-1R親和性を結合実験で評価した結果、親和性が著明に低下していることが判明した。そこで、新たにexendin-4にFを付加したプローブを合成した。このプローブのGLP-1R親和性はexendin-4と同様に維持されていた。研究期間は終了したが、今後このプローブを用いてMRI解析を行う予定である。本研究の第一の目的は、非侵襲的な膵島量の検知を行うために、MRIを用いた解析技術を開発することである。平成22年度は、まずプローブ非存在下での検討を行うために膵島の定位解析系を構築した。具体的には膵β細胞特異的に蛍光タンパクのGFPを発現する遺伝子改変マウスより摘出した膵臓の断片をアガロースゲルに包埋し、蛍光実体顕微鏡で三次元的に観察して膵島の位置を決定し、位置決定した膵島について動物用超高磁場MRIを用いて種々の撮像条件で撮像実験を行った。しかしながら、膵島と周囲の外分泌組織を明瞭に画像化する条件を見つけることはできなかった。そこで、プローブ存在下での検討に移行した。先行研究で開発した様々な膵β細胞のイメージングプローブ化合物候補の内、GLP-1受容体のリガンドであるExendin(9-39)を^<19>Fで標識した化合物は、予備試験で行った^<19>F MRSのファントム実験でシグナルを認めており、また初期の検討で2.1×10^4個のマウスより単離した膵島への暴露実験でも微弱ではあるがシグナルを認めていたため、再度確認実験を行った。その結果、ファントム実験では常にシグナルを検出することができたが、単離膵島を用いた検討では、安定した結果が得られなかった。原因として、これまで使用していた膵島分離用の消化酵素が販売中止となり、新たに別の消化酵素を用いるようになったことが疑われた。至適分離条件検討した上で膵島分離行なったが、従来の酵素と消化状態が異なるために外分泌組織の混入が著明に多くなった。この問題は今後のプローブ開発の上では大きな問題であるため、解決のために様々な検討をおこなった。最終的に、比重遠心前に新たな処理段階を設けることで膵外分泌組織がほとんど混入しない条件を決定できた。平成23年度は、平成22年度に確立した膵島分離条件で単離した膵島を用いて以下の実験を行った。まず予備試験の19F MRSのファントム実験でシグナルを認めた^<19>Fで標識したExendin(9-39)を1.1×10^4IEQの膵島へ30分暴露後、3回PBSで洗浄後に^<19>F MRSを施行した。しかしながら、明らかなシグナルの再現が認められなかった。そこで、単位細胞当たりのプローブ結合面積拡大を期待して、膵島を0.05%トリプシンを用いて膵島を単一細胞にした後に、^<19>Fで標識したExendin(9-39)の暴露実験を行った。予備検討の結果との乖離の原因として、消化酵素の変更に伴い膵島の消化状態が以前と異なることや、GLP-1受容体発現が^<19>

F MRSで検知するには少ない可能性が考えられた。新たな条件確立や最適化は困難と予想されたため、単離膵島を用いる評価から細胞株を用いたin vitroでの評価系構築を行うこととした。具体的には、GLP-1受容体の発現ベクターを作成し、それをHEK293細胞にトランスフェクションし、GLP-1受容体を過剰発現させた上で上記と同様の暴露実験を行うこととした。そこで、ヒトGLP-1受容体のフラグメントをpcDNA^<TM>3.1/HisAベクターのマルチプルクローニングサイトに挿入を試みた。サブクローニングして得られたベクターをシークエンスを行って核酸配列を確認し、目的のベクターを得ることができた。今後は、実際にHEK293細胞にトランスフェクションしてGLP-1受容体の発現量を確認し、発現が十分であれば同様の暴露実験を行い、19F MRSによりシグナルが得られた場合には、事前に非標識Exendinの投与下と非投与下でシグナルを比較し、GLP-1受容体選択的結合かどうか評価する予定である。平成24年度は、細胞株を用いたin vitroでの評価系を構築するために、平成23年度に作成したGLP-1受容体の発現ベクターをHEK293細胞にトランスフェクションし、GLP-1受容体を過剰発現させた上で上記と同様の暴露実験を行うことであった。平成23年度に作成したベクターのシークエンスの確認を終了しており、平成24年度は実際にHEK293細胞へのトランスフェクションしたが、タグタンパクとヒトGLP-1受容体タンパクいずれの発現も確認することができなかった。また、平成24年度はGLP-1受容体をカイコに強発現させて感染細胞から膜画分を精製し、それを用いるBinding assay法を新たに構築した。さらに、19F標識Exendin4プローブを新たに合成した。新たに構築したBinding assay法を用いて、従来の19F標識Exendin(9-39)と19F標識Exendin4それぞれのGLP-1受容体への結合能を評価した結果、19F標識Exendin(9-39)の結合能が100分の1に低下しており、新しい19F標識Exendin4の結合能はExendin4と同様に保たれていることが判明した。結合能が維持されていた19F標識Exendin4を用いてINS1細胞への暴露実験を実施した結果、19F標識Exendin4はGLP-1受容体を介してINS1細胞に結合することを示すことができた。19F-MRIで細胞量に応じた19Fシグナルが得られるかどうかの実験をする前に最終年度末を迎えたが、今後も実験を重ねて19F標識Exendin4プローブを利用した19F-MRIによる非侵襲的イメージングの可能性を検討する予定である。膵島分離酵素の変更を余儀なくされ、おそらくはそのために、予備検討で認められたシグナルが再現できなくなった。結果的にin vitroの評価計を新たに構築する必要が生じたこと。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度には、新たな評価に必要なヒトGLP-1受容体発現ベクターを構築できたため、今後は、実際にHEK293細胞に同ベクターをトランスフェクションしてGLP-1受容体の発現量を確認し、発現が十分であれば同様の暴露実験を行う。^<19>F MRSによりシグナルが得られた場合には、非標識Exendinの存在下と非存在下でシグナルを比較し、GLP-1受容体選択的結合かどうか評価する。
神経細胞の自発的形態形成における少数資源の奪い合いによる自己組織化機構の研究

発生過程においては、さまざまな自己組織化現象がみられる。その理論的枠組みとして、チューリング型の反応拡散系がよく知られているが、系に関与する分子数が少数である場合には、少数資源の奪い合いによる自己組織化という形でチューリング型の反応拡散系を実装することが可能である。申請者らは、幼若神経細胞の形態形成過程における細胞内輸送の制御機構が、細胞内輸送という少数資源の奪い合いによる自己組織化の好適なモデル系であると考え、本研究においては、キネシン型分子モーターによる細胞内輸送が、正の協同性と少数資源の奪い合いの効果によって、自己組織化されることを実証した。まず、in vitro再構成系で、微小管とキネシンだけからなる系で、キネシン濃度依存的にキネシンと微小管の相互作用に協同的自己組織化現象が生じることを示した。さらに、その機構を一分子計測と構造解析を組み合わせることによって解明した。一方、細胞内でキネシンと微小管の結合速度定数を直接計測する一分子顕微鏡システムを構築し、これを利用することで細胞内でのキネシンと微小管の結合制御を微小管1本、キネシン1分子のレベルで明らかにした。その結果、細胞内には、キネシンとの親和性が異なる微小管が少なくとも4種類存在し、キネシンとの結合や微小管自身のダイナミクス、翻訳後修飾など様々な系によって複雑に制御されていることが示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。申請者らは、幼若神経細胞の形態形成過程における細胞内輸送の制御機構の研究を通じて、細胞内輸送がランダムに選択された突起に集中することにより神経細胞の自発的な形態形成が行われるという結果を得た。このことは、神経細胞の自発的形態形成・極性形成が、細胞内輸送という少数資源の奪い合いによる自己組織化の好適なモデル系であることを示唆している。本研究では、in vitro再構成系と培養神経細胞を用いた実験を組み合わせることで、少数資源の奪い合いによる自己組織化モデルの前提となる「細胞内輸送の自己活性化」の検証および分子機構の解明と「細胞内輸送を担うモーター分子の個数の細胞内分布計測」を行う。前者については、微小管の構造多型と分子モーターの共同性の関係、キネシンおよびダイニンの結合/運動が微小管の構造に与える影響、構造多型認識部位が共同性に与える影響、変異体の細胞内輸送に与える影響の解析などを実施する。後者については、キネシン分子数の細胞内分布の計測、キネシン自己活性化機構制御による軸索突起形成の人為制御を実施する。ほぼ計画通りに進行している。順調に進展しているので、予定通りに進めていく。
タンパク質合成における遺伝情報伝達過程での亜鉛の役割に関する分子生物学的研究

亜鉛の生理作用は現在、蛋白質合成やオーキシンとの関係などの観点から検討されているが、その中で、亜鉛欠乏症の発現は光と関係があることが経験的に知られている。即ち欠乏症の発現は強い直射日光が当る南側で北側よりも著しいことが2、3の植物で報告されている。そこで亜鉛欠乏症と光の関係について水稲を用いて詳細に検討した。水稲を23週間亜鉛添加区(+Zn)と無添加区(-Zn)の条件下で水耕栽培した。-Zn区に葉の伸長抑制が認められ始めた段階で、一部の個体を寒冷紗で遮光し、-Znの非遮光区に亜鉛欠乏によるネクローシスが見られ始めるまで、(約10日間)遮光を続けた。遮光処理後植物体を採取して、生育量、SOD活性、過酸化物量の測定を行い、また栽培期間中溢泌液を採取し、遊離アミノ酸の測定を行った。また同じく栽培期間中に葉を採取し、ESRを用いた水稲葉中のラジカルの測定を行った。そして亜鉛欠乏によるそれらの値を変化と、さらに植物を遮光した際の影響について比較検討した。どの測定項目においても+Zn区と-Zn区の間では明らかな差が認められた。-Zn区の遮光と非遮光区の間には次のような幾つかの差異が認められた。(1)遮光区では、非遮光区で見られる葉のネクローシスが発生しなかった。(2)遮光区では、非遮光区と比べて過酸化物量が少なかった。(3)遮光区では、非遮光区と比べて溢泌液のニンヒドリン反応呈色物質が少なかった。しかしSOD活性は-Zn区の遮光区と非遮光区との間に差異が認められなかった。以上の結果は、遮光処理が亜鉛欠乏により引き起こされる現象を緩和することを示しており、光・酸素障害が亜鉛欠乏下で顕在化することが明らかとなった。酵母Saccharomyces cerevisiaeを、亜鉛レベルを変えたBurkholder最少培地で1代培養した。菌体を集めガラスビーズとともに激しく震とうすることによって破砕し、タンパクを抽出したのち変性条件で電気泳動を行い、ペプチドレベルで亜鉛欠乏の影響を検討した。その結果超高感度なペプチド検出法である銀染色で多数のペプチドの消失または新たな出現が認められた。これよりやや感度の低いCBB染色でも幾つかのペプチドに差のあることが認められたため、本ペプチドのN末端アミノ酸配列を検討し、ペプチドを同定する事より、亜鉛欠乏によって影響を受けるペプチドの機能から亜鉛の生理機能を推定した。4個のペプチドを解析対象としたが、うち1個のペプチドのN末端アミノ酸配列21残基が決定され、Cu,Zn-Superoxide dismutase(Cu,Zn-SOD)のN末端アミノ酸配列と100%の相同性を示したため、このものがCu,Zn-SODであると同定した。残り4個はN末端がブロックを受けているらしく、N末端アミノ酸は解読できなかった。SODは活性酸素の消去に必須の酵素であるため、亜鉛欠乏症の一部が本酵素の減少に起因する酸素障害である可能性が高いものと考えられた。今後残りのペプチドについてもブロックをはずす等して、アミノ酸配列を解読する必要がある。亜鉛欠乏によって細胞周期に何らかの差異の生じることが考えられたため、亜鉛欠乏下における細胞の生育経過を濁度の測定により検討し、かつ生育途中で亜鉛を再添加して細胞の生育を調べた。その結果、亜鉛欠乏が進行すると亜鉛を再添加してもすぐには生育が回復しないことが認められ、亜鉛は細胞周期上の複数の箇所に関与している事が推定された。この中で第1義的な影響が何であるのかさらに検討する必要がある。