hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ワイドバンドギャップ・パワー半導体を用いた高速スイッチング電源の開発

高速スイッチング動作に基づく小型化を図った絶縁型フライバックコンバータを実証した.絶縁性を有する回路設計により,安心で安全な電源回路が実現される.また特に,回路実装された受動素子(トランス,コンデンサ)の評価を実施した.当該電力変換回路の設計および実製作により,高周スイッチング動作の達成を目指した.そしてメガヘルツ(MHz)周波数帯域における高速スイッチングに際して,回路内の入力電圧/出力電圧,入力電流/出力電流の実測による動作検証を行った.スイッチング電源回路における動作周波数の高周波化により,一周期当たりで扱うエネルギー量が減少し,インダクタやキャパシタの体積サイズを縮小できる.このことから電源自体の小型・軽量化が図られ,電源回路における達成目標の1つとされている10 W/立方センチメートルが実現可能となる.その一方で,高周波動作において,回路内の寄生インピーダンスの影響が顕在化する.つまり回路配線パターンやその構成素子の寄生成分に起因するサージ電圧やテール電流,それらのリンギング現象によりスイッチング損失が発生し,さらにその損失による発熱により素子の破壊を誘引するため,それらの抑制を図っている.本研究では,フライバックコンバータ回路で用いられるバルブデバイスとして,高速スイッチング動作が可能と考えられるパワーMOSFET(電界効果トランジスタ)に着目し,一般的な半導体材料であるシリコン(Si)製,また近年開発されているワイドバンドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)材料デバイスに対して,まず,それぞれ静特性ならびに動特性の評価を行った.具体的には,動作周波数を1 MHzとした高速スイッチング時における波形観測と損失の評価から,それらを比較検討した.静特性評価には,半導体カーブトレーサ装置を用いた.また動特性評価のための測定回路は,各線路の寄生インダクタンス,寄生キャパシタンスを極力減らすように設計し製作した.これらの静特性および動特性の評価から,スイッチング損失を実証し,またそれを抑制するためには,まずサージ電圧を抑制するためのスナバ回路の導入,さらにサージ電圧の発生要因と考えられるMOSFETのパッケージなどに起因する寄生インダクタンスを可能な限りケアして,最小化することが肝要であることを確認した.スイッチング電源回路における動作周波数の高周波化により,一周期当たりで扱うエネルギー量が減少し,インダクタやキャパシタの体積サイズを縮小できる.このことから電源自体の小型・軽量化が図られ,電源回路における達成目標の1つとされている10 W/立方cmが実現可能となる.その一方で,高周波動作において,回路内の寄生インピーダンスの影響が顕在化する.つまり回路配線パターンやその構成素子の寄生成分に起因するサージ電圧やテール電流,それらのリンギング現象によりスイッチング損失が発生し,さらにその損失による発熱により素子の破壊を誘引するため,それらの抑制を図っている.本研究では,フライバックコンバータ回路で使用されているスイッチングデバイスとして,高速切換動作が可能と考えられるワイドバンドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)材料デバイスに着目している.具体的にはJFET(接合型-電界効果トランジスタ)とMOSFET(金属酸化物半導体型-電界効果トランジスタ)の主要2種類のデバイスに対して,それぞれ静特性ならびに動特性の評価を行った.動作周波数は最大で3 MHzとした高速スイッチング時における波形観測と損失の評価から,それらを比較検討した.静特性評価には,半導体カーブトレーサ装置(CS-3300,岩通計測社製)を用いた.また動特性評価のための測定回路は,可能な限り寄生インピーダンス成分が小さくなるように設計・製作した.これらの静特性および動特性の評価から,スイッチング損失を実証した.DC/DC変換回路として, JFET(整流機能)とMOSFET(スイッチング機能)を相補的に利用することで,同期整流位相制御を達成するための検討が完了している.本研究では,(1) SiC-SBD, SiC-MOSFETの動特性評価,解析法の確立,(2)絶縁型コンバータ回路の動特性評価に基づく回路設計法の確立,(3)インバータ回路における動特性評価に基づく回路設計法の確立,(4)太陽電池と二次電池を連結した高速スイッチング電源の作製に基づくシステム設計手法の確立,これら4つを達成目標としている.平成26年度において(1)は完了しており,平成27年度は(2)についても,その成果を国際学会(IECON2015)での発表を含めて完了している.また(3)と(4)に対する基礎的な検討を終えた状況にある.具体的な達成事項について,2種類のパワー半導体デバイスの静特性評価からはワイドギャップ半導体材料デバイスの特長である導通損の低減を実験的に確認している.また動特性として描かれるスイッチング軌跡から見積もられるスイッチング損失は,静特性には一切現れない評価指標であり,平成26年度から比較して3倍高速な「3MHz帯」での評価を行っている.半導体素子以外にも,電源回路の絶縁性の確保ならびにリアクトルとして機能するパルストランスにおいて,低鉄損ならびに飽和磁束密度が高いとされている新しい磁性体材料(リカロイ,アルプスグリーンデバイス社製)に着目し,トロイダルコア(外径15.8[mm],内径5.8[mm],厚さ7.1[mm])として用いた.またコンデンサとしては,セラミックス素材の表面実装型を採用したことで,電解コンデンサ等よりも高周波数帯に適するものを選定した.これらにより,SiC製のパワー半導体デバイスを用いた絶縁型フライバックコンバータ回路を試作し,10MHz以上で5W出力の実験的動作に成功するに至っている.スイッチング電源回路における動作周波数の高周波化により,一周期当たりで扱うエネルギー量が減少し,インダクタやキャパシタの体積サイズを縮小できる.

このことから電源自体の小型・軽量化が図られ,電源回路における達成目標の1つとされている10 W/立方cmが実現可能となる.その一方で,高周波動作において,回路内の寄生インピーダンスの影響が顕在化する.つまり回路配線パターンやその構成素子の寄生成分に起因するサージ電圧やテール電流,それらのリンギング現象によりスイッチング損失が発生し,さらにその損失による発熱により素子の破壊を誘引するため,それらの抑制が課題であった.本研究では,フライバックコンバータ回路で使用されているスイッチングデバイスとして,高速切換動作が可能と考えられるワイドバンドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)材料デバイスに着目した.具体的にはJFET(接合型-電界効果トランジスタ)とMOSFET(金属酸化物半導体型-電界効果トランジスタ)の主要2種類のデバイスに対して,それぞれ静特性ならびに動特性の評価を行った.動作周波数は最大で10 MHzとした高速スイッチング時における波形観測と損失の評価から,それらを比較検討した.静特性評価には,半導体カーブトレーサ装置(CS-3300,岩通計測社製)を用いた.また動特性評価のための測定回路は,可能な限り寄生インピーダンス成分が小さくなるように設計・製作した.これらの静特性および動特性の評価から,スイッチング損失を実証した.DC/DC変換回路として, JFET(整流機能)とMOSFET(スイッチング機能)を相補的に利用する回路の提案,それらの作製により,同期整流位相制御による10MHz駆動のフライバックコンバータを実証した.高速スイッチング動作に基づく小型化を図った絶縁型フライバックコンバータを実証した.絶縁性を有する回路設計により,安心で安全な電源回路が実現される.また特に,回路実装された受動素子(トランス,コンデンサ)の評価を実施した.当該電力変換回路の設計および実製作により,高周スイッチング動作の達成を目指した.そしてメガヘルツ(MHz)周波数帯域における高速スイッチングに際して,回路内の入力電圧/出力電圧,入力電流/出力電流の実測による動作検証を行った.本研究では,(1) SiC-SBD, SiC-MOSFETの動特性評価,解析法の確立,(2)絶縁型コンバータ回路の動特性評価に基づく回路設計法の確立,(3)インバータ回路における動特性評価に基づく回路設計法の確立,(4)太陽電池と二次電池を連結した高速スイッチング電源の作製に基づくシステム設計手法の確立,これら4つを達成目標としている.初年度に,(1)は完了し,(2)についても学会発表(IECON2015)での準備段階にある.
放射線生体影響に関する物理学、疫学、生物学の認識文化の比較分析

本研究の目的は、放射線誘発の突然変異発生頻度を定量化する数理モデルを分子進化速度と結びつけることで、進化の主たる原因が、生体内部に起因するDNAの変異にあることを定量的に確立し、生物進化の駆動力に関する議論との整合性を確かめる事であった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。3つのグループの活動実績をそれぞれ以下に記す。社会調査G:夏の合宿で東北大学の瀧川裕貴氏を招聘し、アンケートの一般論について講演を実施した。その後、様々な議論を行った結果、学会ごとの交流の比較の資格化行った実績のある尾上洋介氏らの手法を元にアンケートフォームを作成することが最も定量的にアンケート結果を分析できるのではないかとの結論に達した。次にGoogleフォームを使ってアンケートフォームの作成を行った。その際、夏に行った合宿の議論の結果や、学会ごとの交流の比較を行った実績のある尾上洋介氏ら(京都大学)と議論しながら、1)各分野の構造(例:ネットワーク型かヒエラルキー型か)、2)研究や現場における分野間関係、3)研究組織、学会、審議会等における各分野の構成比率、そして4)各分野と社会的利害の関係を把握できる最も適切な設問の設定を行った。その後、設問が適当かどうかを複数の専門家に指摘をもらいながら、改良を行った。参与観察G:理化学研究所の理論科学連携研究推進グループ(iTHES)、大阪大学素粒子論研究室、ノースウエスタン大学の放射線生物学研究室、大阪大学医学部のマウス実験施設の訪問および聞き取りを実施した。その他にも、異分野研究者が集う「第8回iCeMS retreat」に参加し、異分野融合の実態を観察した。今後は夏の合宿の際に訪問先として適当であるとの結論を得た複数の研究機関にある程度の期間の滞在する調査を目指すこととなった。歴史研究G:夏に合宿型研究会を実施し、広島・長崎の被爆者調査と日本の放射線防護基準策定における各分野の調査を進めた。アンケートフォームの作成を行い、いくつかの研究室の訪問を実施し、歴史の調査と議論を実施したので。社会調査G:アンケート項目を作成し、491人の放射線の研究者(10の学会、6のML)にアンケートを実施し、結果の分析を行った。その結果、交流人数が多い人は放射能汚染のリスクを低く評価していることが認められた。交絡因子によるものかどうかを精査することによって、これらの関係がより明確になるが、これはH30年度実施予定の項目を改善し、大規模で実施するアンケートで確かめていきたい。また、異分野交流の人数が多い人は放射線に関する知識量も多い傾向がみられた。参与観察G:環境科学研究所、ノースウエスタン大学に赴き、研究所(室)の概要についてのインタビューを実施した。また分野を横断する試みを行っている研究会(iCEMリトリート研究会等)に参加し、分野横断の試みについて調査した。歴史研究G:分野横断研究を行った研究者(和田昭允・永宮正治・安斎育郎))のインタビュー調査を行い、文章化し、推敲を行い、発表できる目処が立った。アンケートもすでに実施し、プレ解析も行った。オーラルヒストリーも複数人実施した。アンケートがメールで実施できることになったので、メールによって拡散することでアンケートの着実な実施が見込まれる。また、尾上洋介氏(京都大学)には過去の実績から協力してもらえるので、着実に分析できると思われる。これまで協力者だった研究者を分担にし、より密接に連携を図る。
建造から品質・安全性・寿命まで評価可能な四次元可視化CAEシステムの開発

本研究は製品の設計、生産、稼動時の安全性評価、補修からなるライフサイクル全体を視野に収めた戦略的『四次元可視化』CAEシステムの構築を目的に、破壊力学、溶接力学、実験計測分野の研究者が密に連携して実施したものである。研究成果として(1)実構造物に発生する溶接残留応力および変形の予測が可能な高速熱弾塑性シミュレーションコードの開発(2)残留応力や変形の低減を目的とした溶接シミュレーションコードの高度化(3)溶接残留応力を有する実構造物を対象とした高速高精度き裂進展解析コードの開発(4)上記コードが連携したCAEシステムの構築および(5)疲労き裂進展実験による開発システムの検証を行った。本研究では、製品の設計、生産、稼動時の安全性評価、補修からなるライフサイクル全体を視野に収めた戦略的『四次元可視化』CAEシステムを破壊力学、溶接力学、計測分野の研究担当者の密なる連携の基に構築し、わが国の学術および産業の発展に貢献することを目的としており、平成27年度は下記の4課題について研究を実施しそれぞれ成果が得られた。(1)シミュレーションプラットフォームの構築:本研究に参加している各大学がそれぞれ保有する超大規模解析のための理想化陽解法(大阪府立大学)、溶接シミュレーションプログラム(大阪大学)、三次元き裂進展解析および座屈崩壊解析システム(東京理科大学、広島大学)の整備および機能強化を図るとともにこれらを結合するプラットフォームの原型版を開発した。(2)溶接組立シミュレーションと破壊力学解析プログラムの高速化と高度化:理想化陽解法のGPGPUへの実装により高速化を実現するとともに低変態温度溶接金属(LTT溶接金属)をモデル化し溶接シミュレーションに導入することによりLTTの疲労寿命改善効果を明らかにした。また、三次元き裂進展解析システムについては、残留応力を考慮した線形/非線形破壊力学パラメータの高精度な計算手法の開発および進展する三次元き裂のFEメッシュ自動生成の高速化を行った。(3)データマッピング手法の高度化:溶接シミュレーションや三次元き裂進展解析などを結合するため要素の種類や分割の粗密がまったく違っても適用可能な局所最小自乗法に基づくデータマッピング手法を開発し溶接継手におけるき裂進展の問題に適用した。(4)試行解析の実施と問題点の抽出:10から50万節点規模の試解析モデルを対象に溶接シミュレーションから残留応力を考慮したき裂進展解析までを実施し、一貫シミュレーションが現実的な時間で実行可能であることを確認した。平成27年度は下記の4課題について研究を実施しそれぞれ成果が得られたのでおおむね順調に進展していると評価される。(1)シミュレーションプラットフォームの構築:超大規模解析のためのGPGPUを用いた理想化陽解法、溶接シミュレーションプログラム、三次元き裂進展解析システムを結合するシミュレーションプラットフォームを開発しスポット溶接継手に適用し非線形破壊パラメータを評価することがきた。(2)溶接組立シミュレーションと破壊力学解析プログラムの高速化と高度化:理想化陽解法のGPGPUへの実装により、溶接組立シミュレーションの高速化を進めるとともに低変態温度溶接金属(LTT溶接金属)をモデル化し溶接シミュレーションに導入することによりLTTの疲労強度改善効果を検証することができた。また、三次元き裂進展解析システムについては、進展する三次元き裂に対するFEメッシュ自動生成の高速化および大規模モデルへの対応を行った。(3)データマッピング手法の高度化:溶接シミュレーションや三次元き裂進展解析などを結合するため要素の種類や分割の粗密がまったく違っても適用可能な局所最小自乗法に基づくデータマッピング手法を開発した。特に溶接が力学的に強非線形であるため応力の静水圧成分のスムージングに有効な手法を考案した。(4)試行解析の実施と問題点の抽出:10万から50万節点規模の試解析モデルを対象に溶接組立シミュレーションから残留応力を考慮したき裂進展解析までを実施し、1溶接組立シミュレーション、2データマッピング、3破壊力学シミュレーションが一貫して実行可能であることが確認できた。平成28年度は下記の3課題について研究を実施しそれぞれ成果が得られた。(1)溶接残留応力と溶接変形の測定および実証試験に関しては、溶接試験体の残留応力計測法としてX線回折法、弛緩法およびContour法、溶接変形の計測法として画像計測法を選定し、それぞれ精度確認およびデータ処理ソフトの開発を行った。また、本試験用の溶接試験体(溶接ままおよび焼鈍処理施工)を作成し、計測を実施した。一方、溶接および残留応力や初期き裂が部材の疲労き裂進展に及ぼす影響を把握し、シミュレーションの精度を検証するため、複数のき裂を有する円柱試験体を対象に基礎的な実験を実施した。(2)戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化に関しては、溶接施工無しの試験体のき裂進展データに基づき、き裂進展解析プログラムのキャリブレーションおよびき裂進展方向の予測式の選択・評価を行った。溶接試験体を対象に残留応力のシミュレーションによる予測と溶接残留応力場での裂進展解析を実施し溶接残留応力の影響を明らかにした。なお、シミュレーションによる事前検討を優先したため、平成28年度は試験片作成および残留応力の計測を実施し、疲労試験は29年度に実施することとした。(3)戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化に関しては、溶接シミュレーションコードの高速化を図り、その効果を自動車の足回り部品を念頭に置いた100万節点規模のモデルについて検証した。同じモデルを用いて脆性/延性き裂進展解析および疲労寿命予測を実施した。また、き裂進展解析については産業応用を念頭に、商用有限要素法プログラムを用いた手法も合わせて開発した。

最終目的である戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化の中核を成す各シミュレーションコードの開発に関しては、計画通りあるいは計画以上の進捗が得られているが、シミュレーションに力を注いだために、検証実験が計画よりはやや遅れる結果となった。最終年度である平成29年度は、戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化および実証試験を実施した。CAEシステムの高度化に関しては、船のような薄板溶接構造物や大型圧力容器溶接継手部における、残留応力や座屈、さらにはき裂進展が考慮可能な強度予測システムを理想化陽解法、仮想き裂閉口積分法、特性テンソル法などの新しい手法および概念に基づき構築した。開発システムを異材多層溶接継手におけるSCCの進展問題、抵抗スポット溶接継手におけるき裂進展問題やショットピーニングや低変態温度溶接材料による溶接残留応力の改善効果と稼動時の負荷の影響の検討に適用し開発システムの有用性を示した。一方、実証試験に関しては、溶接試験体を作成しX線回折法により溶接残留応力計測した後、初期き裂を導入し繰返し荷重の下での疲労き裂進展を観察し、その結果との比較に基づき、戦略的『四次元可視化』CAEシステムの予測精度の検証を行った。これらの研究成果は、平成29年度の1年間で10編の学術雑誌掲載論文および40件の学会発表として広く公開されている。特に、溶接学会全国大会や計算力学講演会においては、本研究が目指す『四次元可視化CAEシステム』の代表的成果を共著論文として公表する一方、新しく開発された疲労き裂進展予測システムを大阪大学接合科学研究所国際連携溶接計算科学研究拠点が開催した講演会における技術展示として企業の技術者に公開した。本研究は製品の設計、生産、稼動時の安全性評価、補修からなるライフサイクル全体を視野に収めた戦略的『四次元可視化』CAEシステムの構築を目的に、破壊力学、溶接力学、実験計測分野の研究者が密に連携して実施したものである。研究成果として(1)実構造物に発生する溶接残留応力および変形の予測が可能な高速熱弾塑性シミュレーションコードの開発(2)残留応力や変形の低減を目的とした溶接シミュレーションコードの高度化(3)溶接残留応力を有する実構造物を対象とした高速高精度き裂進展解析コードの開発(4)上記コードが連携したCAEシステムの構築および(5)疲労き裂進展実験による開発システムの検証を行った。平成27年度において、溶接シミュレーションおよびき裂進展を含めた強度評価がシームレスに実行可能なシステムが構築されたので、これを活用した仮想実験を実施することで継手形状、溶接条件、付加荷重のモード、初期欠陥の位置と大きさなどが試験結果に及ぼす影響を事前に把握することが可能となった。今後は、このシミュレーションシステムを用いて目的に適合した効率的な実験方案を提案し、これを実際の実験で検証する方向で研究を進め、最終的には実構造物に展開して行きたい。
インターネットの使用と偏見の関係の実証的研究

本研究では、オンライン調査により、インターネットの利用と在日コリアン・女性・同性愛者に対する偏見の間に関連があるかを検討した。その結果、匿名掲示板の2ちゃんねるやその他の掲示板の利用といった偏見と正の相関があるもの、SNSの利用といった偏見と負の相関のあるものなどが明らかにされた。また、社会支配指向、集団的ナルシシズム、マスメディアに対する猜疑心、生活満足度、主観的な生活の質などがこうした効果を媒介することが明らかにされた。2014年度には、新規に調査を実施する前段階として、これまでに取得した調査データを再分析し、論文として公表した。公表した論文は、1Twitterでのコリアンについての言説についての計量分析研究、2Twitterでの中国人についての言説の計量分析研究、3インターネットの使用と右翼傾向についての質問紙研究、4コリアンとの接触(交友関係)と偏見の関係を検討した質問紙研究である。科学研究費は主に、これらの研究を再構成するための資料費と、データのコーディング等の第三者に委託する作業の人件費に用いられた。これらの論文での結論も踏まえて、現在、研究計画書に記した質問紙調査を準備中である。当面の計画(夏学期中)としては、在日コリアン以外の対象も用いて、インターネットの使用と相関する偏見は何かを明らかにする研究を行い、また集団ナルシシズムなどの媒介要因の検討も行う。2015年度には、2014年度までに実施した研究をもとに、オンライン調査会社に委託しての調査を行った。この調査は、インターネットの利用が在日コリアン(韓国・朝鮮人)への偏見と関連しているという自身の研究を踏まえ、インターネットの利用と様々な対象への偏見の間に関連があるかを明らかにすることを目指したものであった。具体的には、ニュースサイト、Twitter、SNS、匿名掲示板の「2ちゃんねる」や「2ちゃんねるまとめブログ」などといった様々なWebサイト・サービスの利用と、在日コリアン、女性、性的マイノリティ、発達障害者などのマイノリティについての偏見の関連を明らかにすることを試みた。また、そうした関連性が見いだせるとして、それを媒介あるいは調整する変数は何であるのかを明らかにすることを目指した。たとえば、集団的ナルシシズムや、保守的イデオロギーの一種である社会支配指向などの変数の影響を明らかにすることを試みた。調査は十分な準備期間を経て2016年2月に実施されたため、まだ分析が終了していない。しかし、これまで大学生サンプルにおいてのみ示されていたインターネットの利用と偏見の関連性の有無を明らかにすることは、インターネットが欠かせない存在となっている現代社会において、集団間葛藤をやわらげたり拡大を防止したりするために、欠かせないものとなると考えられる。この調査の結果も踏まえた上で、そこで示された偏見と他の変数の関連がどのような因果関係によるものであるかを明らかにするための縦断的研究を今後行う予定である。交付された予算が当初申請予算に比して大幅に削減されたものであったため、一つの目的につき多数回調査を実施し試行錯誤することはできない。そのため、万全を期すために、1年目は既存研究の再評価を行い、2年目の調査の実施に備えることとした。なおこの間、今後実施する研究の予備調査として利用可能な調査を、他の研究プロジェクトとして実施しているため、データの蓄積の面でも進展はあった。社会心理学計画に遅れが生じているものの、2014年度中に計画していた質問紙調査は、今年度夏学期中に実施可能な見込みである。このデータを夏季休業期間中に分析し、冬学期には2015年度中に予定していた研究を遂行できる見込みである。進捗状況欄に記したように、調査を多数回実施し試行錯誤するだけの予算がないため、万全を期すために2014年度は既存のデータを再検討し2015年度に調査を実施するための準備に費やした。そのため、一年目は当初見込みに比べて大幅に少ない支出額となった。今年度において、当初2014年度に実施予定であった質問紙調査を回数を減らして実施し、またWeb調査会社に委託しての調査も実施する予定である。
リウマチ性顎関節炎におけるラポトーシスと関連遺伝子の解析および関節炎モデルの樹立

1.滑液採取法の検討-希釈法で採取した滑液サンプルは、パンピング操作で出血するためか血液の混入が予想以上に多かった。滑液は微量な上に相当量の血液が混入していたのでは、分析の定量性は全く信頼性がなく、希釈法は滑液の評価方法として不適切であった。そこで微量な滑液を原液で採取する方法を再々検討した。その結果、関節隆起頂点付近の皮膚を止血効果を期待しエピネフリン含有キシロカインで麻酔後、やや開口させ22G/25mmの注射針で同部から上関節腔を穿刺し、針の内部に入った滑液を27G注射針て吸引・採取する方法を考案した。同方法は少量の滑液であれば血液の混入が比較的避けて採取できる。本方法にて採取した滑液を分析する予定である。なお、滑膜の採取は様々な事情で困難なため、施行出来ていない。2. OAやRAに罹患した下顎頭に見出された浮腫性変化は、従来一般に用いられてきたT1とT2強調MRlでは下顎頭の骨髄が脂肪化しているため困難であった。そこで脂肪抑制併用T2強調MRlを用いて顎関節を観察したところ、患側の下顎頭に浮腫性変化が明瞭に見られることが予備的研究で明らかになり、現在、脂肪抑制併用T2強調像をルーチンに撮像している。滑膜の増殖や関節軟骨の破壊が始まる前に軟骨下骨や関節包外の下顎頭の骨髄に何らかの反応が生じている可能性を考えており検討中である。3.リウマチ性顎関節炎が他の関節と異なり、強直が生じにくい原因を関節包内の要因に求めてきた。しかし、関節包外の要因(特に筋の活動性)がむしろ大きいのではないかと推察され、現在、検討中である。1.関節液中の可溶性Fas抗原の測定は、関節液原液で行うのが望ましいと考えた。そこで関節液原液を効率よく採取する方法を検討したが、顎関節では炎症が比較的強い症例でも関節液自体が微量であるため、またcontaminationを生じるため、原液採取は困難であった。現在、希釈法にて関節液を採取・保存しており、今後、ELISAにて測定の予定である。2.関節リウマチに罹患している顎関節と変形性顎関節症のMRIを比較検討した。関節リウマチにおいては、(1)下顎頭、特に内部の骨硬化が早期に出現する可能性がある、(2)臨床症状に比較して関節液の貯留が予想よりも少ない、(3)関節液が多く貯留した顎関節では、骨髄に浮腫が生じているのではないか、と考えられた。今後、両疾患の関節液のサイトカインや可溶性Fas抗原等を比較し、以上の様な形態学的な違いが出るmechanismについて検討したいと考えている。
食道癌に対する変異p53機能回復薬を併用した新規複合化学療法の開発

本研究では,高率にp53遺伝子変異を有する食道扁平上皮癌に対して,変異p53機能を回復させることで化学療法に対する抵抗性を改善できるか,また併用効果に優れる抗癌剤の同定など作用メカニズムを含めて検証し,最終的に臨床応用につなげることを目的とする。作用機序に関しては, p53シグナル以外にも,変異p53が機能回復することでp53とinteractのあるmicroRNAがどう変化するかを網羅的microRNAアレイ解析により行う。さらに臨床サンプルを用いたPDX(Patient derived xenograft)モデルやオルガノイドを用いて検証することを目指す。
幼若神経細胞に及ぼす吸入麻酔薬の影響とその対策

幼若脳に麻酔薬を暴露すると、神経細胞に影響を与え、成長後の行動異常や学習機能の低下に関連することが知られている。長時間の麻酔薬暴露や併用した酸素濃度がその影響に関連するのかを検討した。3%セボフルラン長時間暴露と酸素濃度により、暴露直後のカスパーゼ陽性細胞が増加し、アポトーシスが増加して、水迷路の空間認知機能に影響すること示された。デクスメデトミジンやエリスロポイエチンの併用投与により、セボフルラン暴露による認知機能低下を改善、成長後の正常細胞数の割合を増加させることが示唆された。また、海馬の神経細胞の電位の長期増強効果にも幼若時の麻酔薬暴露が影響した。幼若脳に対する麻酔薬暴露により、成長後の脳の変性や学習機能障害が起きることが示唆されているが、詳細な原因や防止策は不明である。このため、平成24年度では、生後7日のラットにセボフルラン暴露でアポトーシスの程度や認知機能に悪影響を及ぼすことが判明した。25年度ではその影響が、デクスメデトミジンやエリスロポイエチン投与により減弱するか検討した。生後7日のラットにデクスメデトミジン6.6、12.5、25、50、100μg/kgあるいはエリスロポイエチン60、120,600Uを腹腔内投与した後に空気(酸素21%)下に3%セボフルラン4時間の暴露を行った。3週後にモーリス水迷路の学習を行い、5週後に恐怖条件付けテストを行い、6週後に再度モーリス水迷路と恐怖条件付けテスト(竦み時間)を用いて記憶の保持を観察した。デクスメデトミジン50、100μg/kg投与したラットでは、セボフルラン暴露中に死亡してしまったが、6.6μg/kg投与では、デクスメデトミジン投与なしのラットに比較してセボフルラン暴露による空間認知機能への悪影響を減弱した。エリスロポイエチン投与ではその改善効果はみられなかった。デクスメデトミジンの少量投与では、新生児ラットの吸入麻酔薬暴露による認知機能への悪影響を減弱することが示唆された。このため、本研究では、生後7日目のラットにセボフルランを暴露させ短期的な組織学的評価と長期的な行動学的評価と組織学的評価を行う。生後7日のラットを、酸素30%+3%セボフルラン6時間(n=6)、空気(酸素21%)+3%セボフルラン6時間(n=6)、酸素30%+3%セボフルラン4時間(n=6)、空気+3%セボフルラン4時間(n=6)、酸素30%+3%セボフルラン2時間(n=6)、空気+3%セボフルラン2時間(n=6)、空気のみ(コントロール群)(n=6)の各群に分け、それぞれ暴露させ暴露直後の血液ガスを測定、別のラットでは脳を採取してカスパーゼ3染色を行った。暴露3,6週後にモーリス水迷路により認知機能の評価をした。血液ガスは、すべての群で酸素、二酸化炭素濃度とも同程度であり、二酸化炭素濃度は通常より高値であった。大脳半球と海馬のカスパーゼ3陽性細胞数は21%酸素セボフルラン6時間暴露群でコントロールに比較して増大した。また、プラットホームまでの遊泳時間も21%酸素セボフルラン6時間暴露群では有意に30%酸素セボフルラン6時間暴露群よりも延長して、空間認知機能が障害されていることが示唆された。酸素濃度が低値で吸入麻酔暴露を行うと、アポトーシスの程度や認知機能に悪影響を及ぼすことが示唆された。25年度ではその影響が、デクスメデトミジンやエリスロポイエチン投与により影響されることが示唆された。26年度では生後7日のラットにセボフルラン暴露後の神経変性を電気生理学的に検討した。生後7日のラットに酸素30%下に3%セボフルラン4時間の暴露を行った群とセボフルラン暴露なしの群に分けた。暴露6週後に経頭蓋的に海馬CA1領域にフレキシブルマルチ電極アレーを挿入固定し、Schaffer側枝の刺激によるCA1領域における集合スパイク電位(シナプス長期増強:long-term potentiation(LTP))を測定した。

セボフルラン暴露していない群では、テタヌス刺激後のLTPは観察されたが、セボフルラン暴露群では、LTPの減弱が観察された。幼若ラットにセボフルラン暴露によって、海馬の神経構築に影響を与え、認知機能に影響を与える原因の1つに神経変性が考えられることが示唆された。麻酔科学、神経科学行動学的評価は行ったが組織学的評価を現在行っている最中のため、当初の予定より若干遅れている。予想外に酸素21%暴露での死亡率の増加があり、難渋した。今後は、組織学手評価を行い、実際の有効であった濃度において、電気生理学的に改善がみられているのか検討していく。吸入麻酔薬セボフルランの生後7日ラット幼若脳暴露により生じる、その後のアポトーシスや認知機能障害が低酸素を伴うとより強固になることが示唆された。この結果を踏まえ、生後7日ラットで吸入麻酔薬暴露前に各種の薬剤を投与された場合、その後のアポトーシスや認知機能へ及ぼす影響を検討する。デクスメデトミジン、エリスロポイエチン、及びカルベジロールの抑制効果を検討するが、それぞれの薬剤で至適な投与量とその効果についても検討していく。組織学的評価を行うためのソフトウエアの購入が年度末にずれ込み予想外に高かったため。次年度にくり越して、経費削減を努力する。消耗品等の購入により端数が生じたため、残額が生じた。次年度はこの残額と合わせて、各種薬剤、免疫染色のキットなどの消耗品の購入、昨年の研究成果の発表での旅費費用などに使用予定。
卵母細胞における減数分裂前期の染色体の出会いを制御する分子メカニズム

減数分裂において染色体を分離する際、ホロセントリック生物である線虫は、2つの染色体領域(染色体の長腕と短腕)を確立し、それぞれの領域で染色体を切り離している。減数分裂前期、線虫の相同染色体は、各1個ずつ交叉を染色体上に形成し、交叉から見て近い方の染色体末端までが短腕、遠い方までの染色体末端までが長腕となる。我々は、一旦交叉が形成されると、リン酸化されたシナプトネマタンパク質SYP-1と、それに結合するPLK-2キナーゼが、染色体短腕のみに局在し、これが染色体の非対称性(長腕と短腕)を確立するカスケードの上流にあたること、この短腕の確立が減数第一分裂に重要であることを発見した。本研究は、タンパク質のリン酸化/脱リン酸化制御を通して、減数分裂前期に染色体が対合し、交叉を形成したあと、正しく分離される分子メカニズムを探求することを目指している。平成27年度は、当初、減数分裂の必須因子であるPP4フォスファターゼの基質候補として同定した減数分裂特異的因子について、非/擬似リン酸化変異体株を作製し、それら変異株の表現型解析を行った。これより、同定した因子の一つ、シナプトネマタンパク質SYPのリン酸部位変異体では、減数分裂時にAnaphase chromosome bridgeが作られ、染色体分配を妨げられることを明らかにした。また、免疫染色解析より、この染色体分離異常は、Aurora B(AIR-2)キナーゼの局在異常が直接の原因であることも明らかにした。リン酸化型SYPに特異的な抗体作製を作ることに成功し、リン酸型SYPが染色体上の特定領域に局在することを示した。また、このリン酸型SYPの染色体上の分布が、交叉に依存することも示した。平成27年度の研究結果より、動的なリン酸型SYPの分布は、「交叉が染色体のドメインを指定し、正しい染色体分離に至るカスケード」の一端を担うことが明らかになった。加えて、我々は、もともとSYPタンパク質のリン酸化サイトを12箇所見つけていた。この12箇所のリン酸化の生物学的意義を明らかにするため、それぞれの部分変異を入れて表現型を比較したところ、最も重要な1リン酸化部位を同定することに成功した。この重要な1リン酸化部位は、特定のキナーゼの結合認識サイトであることから、現在はこの候補キナーゼとSYPの相互作用を調べている。当初、候補として変異株を作製したPP4基質候補因子のうち、特にSYPタンパク質のリン酸化が減数分裂における正しい染色体分配に必須であることがわかったため、SYPリン酸化の機能解析、リン酸化制御メカニズム解明に重点を置いて研究を進めている。SYPに関する変異株の作製、抗体作製は全て成功し、キナーゼの候補も得られたため、本研究はおおもね順調に進展していると考えられる。現在は、1年目で作製したこれらのツールを用いて、SYPリン酸化が含まれる分子カスケードを明らかにしようとしている。もともと、SYPリン酸化は、相同染色体の対合に重要だと予想していたが、sypリン酸化部位変異株の解析より、リン酸化は対合に重要なのではなく、染色体分離の直前におこる染色体構造変化に重要であることがわかった。当初予定していたHTPタンパク質のリン酸化機能探索については、競合相手があり、かつ競合相手の研究室のほうが研究進捗状況が進んでいることが国際学会において明らかになったため、我々は追求しないことになった。減数分裂前期、父由来と母由来の相同染色体同士は、ペアになって対合し、相同組み換えにより交叉を形成して、減数第一分裂で分離される。本研究は、卵母細胞が豊富な線虫をモデル生物を用いて、減数分裂因子のリン酸化修飾によって減数分裂前期の染色体対合、シナプシス、染色対分配が制御されるメカニズムを明らかにすることを目指した。特に平成28年度は、シナプトネマ複合体のcentral elementであるSYP-1のリン酸化制御に注目して研究を進めた。これまでに申請者は、SYP-1のリン酸化が、減数第一分裂における染色体分離に必要なAurora Bキナーゼの局在に重要であり、SYP-1の非リン酸化変異株は、減数第一分裂に不具合がでることを示してきた。これに加えて、平成28年度は、SYP-1のリン酸化が、始めにシナプトネマ複合体の全長で起こったあと、交叉が形成された後は、交叉から近い側のテロメア(染色体の短腕)にかけてのSYP-1のみがリン酸化されることを、リン酸型SYP-1に特異的な抗体の免疫染色を用いて示した。また、このリン酸化が短腕へ制限されるためには、PLK-2キナーゼが必須であることを指した。SYP-1の12箇所のリン酸化部位のうち、一箇所は、PLKキナーゼが結合するPolo結合サイトである。また、野生株では、PLK-2が染色体短腕のシナプトネマ複合体上に局在するのに対して、SYP-1非リン酸型変異株では、PLK-2がシナプトネマ複合体上に存在できないため、リン酸型のSYP-1が、PLK-2のプラットフォームとして機能するというモデルを立てた。加えて、ZygoteneからPachytene期においてSYP-1リン酸化が、相同染色体のシナプシスを促進するということも明らかにした。

減数分裂において染色体を分離する際、ホロセントリック生物である線虫は、2つの染色体領域(染色体の長腕と短腕)を確立し、それぞれの領域で染色体を切り離している。減数分裂前期、線虫の相同染色体は、各1個ずつ交叉を染色体上に形成し、交叉から見て近い方の染色体末端までが短腕、遠い方までの染色体末端までが長腕となる。我々は、一旦交叉が形成されると、リン酸化されたシナプトネマタンパク質SYP-1と、それに結合するPLK-2キナーゼが、染色体短腕のみに局在し、これが染色体の非対称性(長腕と短腕)を確立するカスケードの上流にあたること、この短腕の確立が減数第一分裂に重要であることを発見した。これまでの本研究成果と、先行研究より、我々は、染色体の特定領域におけるSYPリン酸化が、特定のキナーゼをリクルートし、それがシナプトネマ構造の他のタンパク質のリン酸化につながり、染色体分離に必要な染色体の構造変化につながる、という仮説を立てた。本年度は、候補キナーゼの変異体機能解析や、他のシナプトネマタンパク質のリン酸化パターンを解析し、上記の仮説を検証する。染色体生物学
サイレージ中1,2-プロパンジオールの生成要因と採食量調節因子としての評価

平成13年度の実験において,1,2-プロパンジオール生成能を有する乳酸菌Lactobacillus buchneri NK01を分離した.このL.buchneriをトウモロコシホールクロップに接種してバッグサイロを調製し,ヤギを用いて採食量,ルーメン液性状および血液性状の変化を調べた.また,L.buchneriに好気的変敗を防止する機能が見出されたため,イネ科牧草への接種試験や有望菌株のスクリーニングを行った.得られた結果は以下のとおりである.1.L.buchneriの接種によりサイレージ中に1,2-プロパンジオールが生成した.この変化は,乳酸の減少および酢酸の増加をともなっており,無接種サイレージに比べpHはわずかに上昇した.1,2-プロパンジオールの生成量は10g/kg DMであり,ボトルサイロにおける生成量(50g/kg DM)よりかなり少なかった.また,L.buchneriを接種したサイレージは,無接種サイレージよりも開封時の酵母が少なく,好気的安定性が高いことが判明した.2.L.buchneri接種サイレージの採食量は,無接種サイレージと変わらなかった.ルーメン液および末梢血中に1,2-プロパンジオールは見出されず,生体内およびルーメン微生物により速やかに代謝されると考えられた.1,2-プロパンジオールを飼料に添加して与えた場合と異なり,ルーメン液の酢酸/プロピオン酸比は高くなる傾向を示した.抹消血のグルコース濃度および遊離脂肪酸濃度は変化しなかった.以上のことから,L.buchneriは1,2-プロパンジオールの生成要因ではあるが,L.buchneri接種によって生じる1,2-プロパンジオールは採食行動に影響しないと考えられた.3.トウモロコシサイレージからL.buchneri NK02を分離した.NK01とNK02をトウモロコシホールクロップに接種して変敗防止能を比較したところ,NK02株の方が低濃度でも安定した効果を示すことが判明した.また,両菌株ともイタリアンライグラスおよびフェストロリウムでも好気的変敗を防止した.平成13年度の実験において,1,2-プロパンジオール生成能を有する乳酸菌Lactobacillus buchneri NK01を分離した.このL.buchneriをトウモロコシホールクロップに接種してバッグサイロを調製し,ヤギを用いて採食量,ルーメン液性状および血液性状の変化を調べた.また,L.buchneriに好気的変敗を防止する機能が見出されたため,イネ科牧草への接種試験や有望菌株のスクリーニングを行った.得られた結果は以下のとおりである.1.L.buchneriの接種によりサイレージ中に1,2-プロパンジオールが生成した.この変化は,乳酸の減少および酢酸の増加をともなっており,無接種サイレージに比べpHはわずかに上昇した.1,2-プロパンジオールの生成量は10g/kg DMであり,ボトルサイロにおける生成量(50g/kg DM)よりかなり少なかった.また,L.buchneriを接種したサイレージは,無接種サイレージよりも開封時の酵母が少なく,好気的安定性が高いことが判明した.2.L.buchneri接種サイレージの採食量は,無接種サイレージと変わらなかった.ルーメン液および末梢血中に1,2-プロパンジオールは見出されず,生体内およびルーメン微生物により速やかに代謝されると考えられた.1,2-プロパンジオールを飼料に添加して与えた場合と異なり,ルーメン液の酢酸/プロピオン酸比は高くなる傾向を示した.抹消血のグルコース濃度および遊離脂肪酸濃度は変化しなかった.以上のことから,L.buchneriは1,2-プロパンジオールの生成要因ではあるが,L.buchneri接種によって生じる1,2-プロパンジオールは採食行動に影響しないと考えられた.3.トウモロコシサイレージからL.buchneri NK02を分離した.NK01とNK02をトウモロコシホールクロップに接種して変敗防止能を比較したところ,NK02株の方が低濃度でも安定した効果を示すことが判明した.また,両菌株ともイタリアンライグラスおよびフェストロリウムでも好気的変敗を防止した.1.1,2-プロパンジオール(1,2-PD)生成菌の分離・同定とサイレージ添加剤としての特性評価ビール粕を主体とするTMRサイレージから、1,2-PD生成能を有する乳酸菌Lactobacillus buchneriを分離・同定した。本菌株を黄熟初期のトウモロシに添加してサイレージを調製し、発酵特性、微生物数および可溶性糖類の変化を調べた。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)L.buchneriを添加すると、貯蔵期間の延長にともなって乳酸と酵母数が減少した。酢酸は逆に増加しており、菌接種したサイレージの好気的安定性は向上した。(2)1,2-PDは菌接種したサイレージでのみ認められ、乳酸の減少および酢酸の増加に対応して生成量が増加した。4ヶ月間貯蔵したサイレージでは、約5%DMという多量の1,2-PDが蓄積していた。(3)好気的安定性の向上は酢酸量の増加と酵母数の減少が原因と考えられたが、未同定の抗菌性物質が生じている可能性も示された。2.飼料中1,2-PDのルーメン内分解性と採食量調節因子としての評価IN vitro培養実験を行って1,2-PDのルーメン内分解性を調べるとともに、飼料に2%DMの1,2-PDを添加してヤギによる採食試験を行った。

その結果、以下のことが明らかとなった。(1)1,2-PDはルーメン内微生物によって分解され、'その分解速度は乾草よりも穀実を主体とする飼料を給与した場合に大きいことが示された。また、飼料の継続的摂取にともなう分解速度の適応的上昇は認められなかった。(2)2%DMの1,2-PDは、穀実主体飼料の採食量に影響しなかった。また、選択採食によって調ぺた嗜好性も変化しなかった。(3)2%DMの1,2-PDを含む飼料を摂取しても、循環血およびルーメン液中に1,2-PDは検出されなかった。平成13年度の実験において,1,2-プロパンジオール生成能を有する乳酸菌Lactobacillus buchneri NK01を分離した.このL.buchneriをトウモロコシホールクロツプに接種してバッグサイロを調製し,ヤギを用いて採食量,ルーメン液性状および血液性状の変化を調べた.また,L.buchneriに好気的変敗を防止する機能が見出されたため,イネ科牧草への接種試験や有望菌株のスクリーニングを行った.得られた結果は以下のとおりである.1.L.buchneriの接種によりサイレージ中に1,2-プロパンジオールが生成した.この変化は,乳酸の減少および酢酸の増加をともなっており,無接種サイレージに比べpHはわずかに上昇した,1,2-プロパンジオールの生成量は10g/kgDMであり,ボトルサイロにおける生成量(50g/kgDM)よりかなり少なかった.また,L.buchneriを接種したサイレージは,無接種サイレージよりも開封時の酵母が少なく,好気的安定性が高いことが判明した.2.L.buchneri接種サイレージの採食量は,無接種サイレージと変わらなかった.ルーメン液および末梢血中に1,2-プロパンジオールは見出されず,生体内およびルーメン微生物により速やかに代謝されると考えられた.1,2-プロパンジオールを飼料に添加して与えた場合と異なり,ルーメン液の酢酸/プロピオン酸比は高くなる傾向を示した,抹消血のグルコース濃度および遊離脂肪酸濃度は変化しなかった.以上のことから,L.buchneriは1,2-プロパンジオールの生成要因ではあるが,L.buchneri接種によって生じる1,2-プロパンジオールは採食行動に影響しないと考えられた.3.トウモロコシサイレージからL.buchneri NK02を分離した.NK01とNK02をトウモロコシホールクロップに接種して変敗防止能を比較したところ,NK02株の方が低濃度でも安定した効果を示すことが判明した.また,両菌株ともイタリアンライグラスおよびフェストロリウムでも好気的変敗を防止した.
2-アジド-2-デオキシ糖を用いるグリコシル化反応の開発とオリゴ糖鎖合成への展開

多くの複合糖質オリゴ糖鎖に含まれる2-アセトアミド-2-デオキシ-β-グリコシド結合を構築する場合,フタルイミド基等で保護した糖供与体を用いてグリコシル化後,脱保護,アセチル化を行なうのが常法である.しかし最近,複雑なオリゴ糖鎖合成の場面において脱保護の問題が指摘されている.そこで,我々はアセトアミド基に容易に変換可能な置換基としてアジド基に着目し,2-アジド-2-デオキシグリコシルジフェニルホスファートを用いる高立体選択的グリコシル化反応を開発した.本年度は本法をシアリルルイスXガングリオシドの合成に適用できないか,検討を行なった.はじめに2,4,6位をベンジル基で保護したメチルガラクトシドを糖受容体として用い,3,4,6位をベンジル基で保護した2-アジド-2-デオキシグルコシルジフェニルホスファートとの反応を行った結果,ほぼ完壁なβ-選択性(α:β=1:>99)で望みとする二糖が得られることを見い出した.そこで,予めテトラメチルホスホロジアミダートを脱離基として組み込んだガラクトースdisarmed糖供与体を数種調製し,2-アジド-2-デオキシグルコース供与体による化学選択的なグリコシル化反応を試みたところ,2,4,6位をベンゾイル基で保護した化合物を用いた場合に収率60%で対応するグリコシドは得られるものの,α:β=60:40と満足のいく立体選択性は得られないことが明らかとなった.現在,立体選択性の改善に向けた検討を行なっている.多くの複合糖質オリゴ糖鎖に含まれる2-アセトアミド-2-デオキシ-β-グリコシド結合を構築する場合、フタルイミド基等で保護した糖供与体を用いてグリコシル化後、脱保護、アセチル化を行なうのが常法である。しかし最近、複雑なオリゴ糖鎖合成の場面において脱保護の問題が指摘されている。そこで、我々はアセトアミド基に容易に変換可能な置換基としてアジド基に着目し、2-アジド-2-デオキシグルコシルジフェニルホスファートを用いる高立体選択的グリコシル化反応を開発した。本年度は本反応の適用範囲を探るべく、各種糖供与体を合成し、様々な糖受容体との反応を行なった。3,4,6位をベンジルエーテル保護した2-アジド-2-デオキシガラクトシルジフェニルホスファートは対応するグルコース糖供与体と比べ反応性が高く、プロピオニトリル中-78°CでTMSOTfにより活性化を行なうことで、高収率、かつα:β=4:968:92の立体選択性でラムノースやグルコサミンの誘導体など、様々な糖受容体とカップリングすることが分かった。一方、対応するトリクロロアセトイミダートを用いて反応を行なった場合には同様の立体選択性は得られるが、アミジン誘導体などが副生するため低収率であり、ホスファート法の優位性が明らかとなった。また、4,6位をベンジリデンアセタール保護したガラクトース糖供与体も、より長い反応時間を要するものの、やはり高いβ-選択性を示した。しかし、3,4,6位をアセチル基で保護した2-アジド-2-デオキシ糖供与体を用いた場合には溶媒のプロピオニトリルを介してカップリングした化合物が主生成物となり、本法の限界も明らかとなった。多くの複合糖質オリゴ糖鎖に含まれる2-アセトアミド-2-デオキシ-β-グリコシド結合を構築する場合,フタルイミド基等で保護した糖供与体を用いてグリコシル化後,脱保護,アセチル化を行なうのが常法である.しかし最近,複雑なオリゴ糖鎖合成の場面において脱保護の問題が指摘されている.そこで,我々はアセトアミド基に容易に変換可能な置換基としてアジド基に着目し,2-アジド-2-デオキシグリコシルジフェニルホスファートを用いる高立体選択的グリコシル化反応を開発した.本年度は本法をシアリルルイスXガングリオシドの合成に適用できないか,検討を行なった.はじめに2,4,6位をベンジル基で保護したメチルガラクトシドを糖受容体として用い,3,4,6位をベンジル基で保護した2-アジド-2-デオキシグルコシルジフェニルホスファートとの反応を行った結果,ほぼ完壁なβ-選択性(α:β=1:>99)で望みとする二糖が得られることを見い出した.そこで,予めテトラメチルホスホロジアミダートを脱離基として組み込んだガラクトースdisarmed糖供与体を数種調製し,2-アジド-2-デオキシグルコース供与体による化学選択的なグリコシル化反応を試みたところ,2,4,6位をベンゾイル基で保護した化合物を用いた場合に収率60%で対応するグリコシドは得られるものの,α:β=60:40と満足のいく立体選択性は得られないことが明らかとなった.現在,立体選択性の改善に向けた検討を行なっている.
海洋表層の環境変動に対する中深層性大型捕食動物の生態応答の解明

海洋の中深層に潜水する大型動物・ゾウアザラシ類の捕食行動と海洋環境変動の関係を明らかにするために、動物装着型データロガーによる採餌行動の研究を行った。捕食行動を長期間(3-5ヶ月)記録できる加速度ロガーや、カメラロガーを新規に開発し、北東太平洋を回遊するゾウアザラシに取り付けた。その結果、アザラシが小型の中深層性魚類(ハダカイワシなど)を主な餌とし、400-600mの中深層に捕食が集中すること、亜寒帯循環・亜熱帯循環移行領域に「捕食のホットスポット」が見られること、などが明らかになった。移行領域に見られる海洋環境変動がキタゾウアザラシの捕食成功率や繁殖成績に強い影響を与えることが示唆された。本研究の目的は、海洋の中深層に潜水する大型動物・ゾウアザラシ類の捕食行動を新規手法によって数ヶ月に渡って記録し捕食行動の時空間変動に関するデータセットを得ることである。さらに、捕食行動の時空間変動と海洋環境・生物一次生産との関係を解析し、海洋表層の環境変動に対する中深層性大型捕食動物の生態応答を解明することを目的としている。研究初年度にあたる本年度は、調査に使用する機器の開発と野外調査を実施し、また調査結果の予備的な解析をおこなった。まず、機器開発については、従来の加速度記録計に加速度データの効率的な要約をおこなうアルゴリズムを組み込み、数ヶ月間の加速度シグナルを記録する新規記録計の開発をおこなった。また画像記録についても、深度によるトリガーを組み込んで特定の深度帯のみで撮影することにより、約1ヶ月間の記録を得ることが可能となった。次にこれらの機器を米国カリフォルニア州に生息するキタゾウアザラシに取り付ける野外調査を実施した。長期加速度記録計・画像記録計の装着・回収作業をおこなった結果、6個体から、約2.5ヶ月間の採餌回遊中の捕食行動の連続記録を得ることができた。その結果、ゾウアザラシは、回遊中の約7-9割の潜水において採餌をおこなうという高い捕食成功率をもつことが初めて明らかになった。捕食成功率は500-700mの深度で最大となっており、中深層の餌生物がこの深度帯に集中して分布していることが示唆された。またゾウアザラシに取り付けた画像記録計によって中深層性の魚であるハダカイワシ類が撮影された。ゾウアザラシ類の餌生物は従来イカ類が中心であると推定されてきたが、本研究の結果、小型ではあるが中深層において膨大な生物量をもつとされるハダカイワシ類がゾウアザラシの高い捕食成功率を支えていることが示唆された。研究3年目にあたる本年度は、新たなデータを取得するための野外調査を実施し、またこれまでに得られた動物行動データおよび海洋観測データの解析・成果発表をおこなった。野外調査は米国カリフォルニア州で6月と2月に行い、キタゾウアザラシに長期加速度計、加速度・画像記録計を取り付けた。また5月と12月に行った回収作業により、新たに繁殖後採餌回遊中の10個体から約2.5ヶ月間分の、換毛後採餌回遊中の11個体から約4-5ヶ月間分の、捕食行動・遊泳行動の連続記録を得ることができた。これらのデータ、およびこれまでに取得されたデータを解析した結果、ゾウアザラシは、繁殖後・換毛後のどちらの回遊中でも繁殖地から遠く離れるほど、捕食頻度が上昇する傾向にあり、中深層の生物密度は外洋で高い可能性が示唆された。また加速度・画像記録計の画像データにおいて、ハダカイワシ等の小型魚類、頭足類等がゾウアザラシに捕食されるシーンを捉えることができ、ゾウアザラシの中深層での餌種について新たな知見を得ることができた。また本年度は平成24年度に実施したゾウアザラシの採餌域での観測船による中深層性生物の観測についてデータ解析を進めた。得られた中層トロールサンプルの同定を進めた結果、48種の魚類が確認された。これらのサンプルについて、カリフォルニア大学サンタクルス校との共同研究により、安定同位体および脂肪酸分析を進めている。