hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
窒素安定同位体法を用いた多摩川の窒素汚染と浄化作用に関する研究

これは下流の流域に存在している畑地からの化学肥料由来のNO_3-Nの影響が反映しているのではないかと推定される.秋留台地の崖下に湧出する湧水は台地上の農業、特に畜産業の影響を強く受け、そのNO_3-N濃度は8.989.28mgL^<-1>と極めて高く、δ^<15>N値も+7.95+8.75‰と高い値を示している.(2)北浅川源流部のNO_3-N濃度は1.161.52mgL^<-1>であるが、大学移転やニュータウン開発が進んだ南浅川が合流すると浅川のNO_3-N濃度は4.42mgL^<-1>に上昇し、NH_4-NやNO_2-Nが検出された.(3)野川の主要な水源であるである国分寺崖線の湧水のNO^3-N濃度は4.506.48mgL^<-1>、δ^<15>N値は+4.67+5.34‰の範囲にあった.野川は流下するに従い、次第に河川自体の浄化作用や脱窒作用によりNO_3-N濃度を減少、δ^<15>N値を増大させ、仙川合流直前でそれぞれ4.03mgL^<-1>、+8.16‰を示した.仙川は三鷹市の下水処理水が流入している下流ではNH_4-N濃度5.18mgL^<-1>、NO_3-N濃度10.6mgL^<-1>でδ^<15>N値は+9.55‰であり、仙川合流後の野川はNO_3-N濃度6.40mgL^<-1>及びδ^<15>N値+11.7‰に増大している.(4)多摩川上流右岸の湧水のNO_3-N濃度は0.4814.1mgL^<-1>、δ^<15>N値は+0.53+6.84‰で+0.53‰のものは天然由来であり、6‰前後のものは土壌有機物の分解によるものと推定された.中流右岸の湧水のNO_<3->N濃度は0.129.62mgL^<-1>、δ^<15>N値は+5.64+8.21‰で高濃度のNO_3-Nは生活雑排水等の人為的影響によるものと推定された.中流左岸に位置する都立農業高校農場内の湧水のNO_3-N濃度は2.459.69mgL^<-1>で芦田下を除く3地点は9mgL^<-1>程度、δ^<15>N値は+6.90+7.82‰であったが、芦田下ではそれぞれ2.45mgL^<-1>、+13.2‰であることから芦田による窒素除去能力が示唆された.本研究の目的は窒素安定同位体法を用いて多摩川の窒素汚染源を明らかにし、その自然的、人為的浄化過程の意義を明確にするところにあるが、本年度は多摩川本流について、水源である山梨県笠取山から東京湾に到る間において採水し、無機イオン濃度および硝酸態窒素の安定同位体比(δ^<15>N)を測定した。(1)源流部の硝酸態窒素濃度は0.02mgL^<-1>程度であるが、人為的影響が加わり始め、上流部では水道水源の奥多摩湖に至る間に0.100.35mgL^<-1>に増加した。それに伴い、δ^<15>N値も1.051.14‰程度であったが、水質は良好に保たれていた。(2)中流部では支流から流入する窒素が次第に増加し硝酸態窒素濃度は、浅川を除いて0.441.61mgL^<-1>程度を示した。中には農業由来と推定されるδ^<15>N値が2.4‰程度のものもあるが、その大部分はδ^<15>N値が5.29.2‰を示し、家庭排水、浄化槽排水等の影響を示していた。とくに、支流の浅川下流は硝酸態窒素濃度が4.19mgL^<-1>、δ^<15>N値は15.9‰と著しい人為汚染度を示していた。(3)下流部でも流入する支流の窒素汚染度は大きく、野川を除いて硝酸態窒素濃度は3.204.71mgL^<-1>、δ^<15>N値は10.112.7‰程度の値を示していた。(4)結果として、多摩川本流は奥多摩湖あるいは、平井川の合流以前の多摩川橋までは、比較的窒素汚染の少ない、僅かに生活由来、農業由来の窒素の混入を認める程度であり、清澄性を保っているが、玉川上水の取水堰(羽村堰)より下流では、浄化槽処理排水、下水処理排水等の影響を強く反映した人為的汚染の大きな支流の流入につれて硝酸態窒素濃度が徐々に高くなり、7mgL^<-1>程度の濃度で東京湾に流入していた。
転写因子Nrf2の酸化ストレスと自食作用脆弱化の病態制御による高齢者筋萎縮の予防

運動は骨格筋の萎縮を予防し筋量を保つ。一方、筋収縮は、骨格筋内での活性酸素種(ROS)の過剰な産生を誘導する。ROSの増加は、筋組織の機能異常をもたらす。本研究では、C2C12筋管細胞の過度な収縮は、ROS生成を引き起こし、転写因子Nrf2とその標的遺伝子はROSの消去に働くこと、そして、過剰なROSは筋管細胞の細胞死を誘導するが、Nrf2の活性化はROSを消去し、その反応を抑止することを実証した。Nrf2は骨格筋の過度な収縮に伴う酸化ストレスから、筋機能を維持するために組織保護の役割を担っている。Nrf2が運動時における骨格筋のエネルギー代謝機能の維持にも深く関与していることが示唆された。骨格筋の収縮により活性酸素の産生は増加する。特に、急性の高強度運動により活性酸素の生成は促進され、骨格筋組織への構造的損傷が引き起こされる。このような状態が続くと骨格筋におけるレドックスの乱れが生じ、筋疲労を加速させ、運動耐容能の低下に繋がることが知られている。一方、転写因子NF-E2-related factor 2(Nrf2)は侵害刺激に対して生体が発動する防御機構を制御する因子であり、その転写因子の賦活化は運動刺激による酸化ストレスを制御することで骨格筋組織を保護し、筋疲労を遅延させる可能性が考えられる。これらのことから、本研究では運動耐容能の増進に対するNrf2の保護作用を明らかにするために、Nrf2遺伝子の欠失もしくは賦活化させたマウスを利用し、小動物用トレッドミルを用いて運動負荷実験を実施した。8-12週齢の野生型マウスとNrf2の遺伝子欠損マウスに4日間、Nrf2賦活剤であるスルフォラファンを投与し(25 mg / kg)前後における疲労困憊走行距離(5-28m /分の漸進的運動負荷)を比較した。その結果Nrf2の遺伝子欠損マウスは野生型と比べて走行成績が著しく低いことが明らかになった。また、野生型マウスではNrf2賦活剤の前投与により走行距離が大幅に伸びることが示された。しかしながら、Nrf2の遺伝子欠損マウスでは走行距離の変化はみられなかった。筋損傷マーカであるLDH及びCPK総活性値と脂質酸化損傷マーカーであるMDAにおいてもNrf2賦活剤の投与により有意に低下することが示された。これらの結果から、骨格筋でのNrf2を介した酸化ストレスの抑制が筋疲労を遅延させ、運動耐容能の増進に繋がった可能性が考えられた。定期的な運動は骨格筋を保つために重要な役割をはたす.しかし,運動による筋収縮は,骨格筋内での活性酸素種および活性窒素種(ROS/ RNS)の過剰な産生を誘導することが知られている.骨格筋組織内での過剰なROS/RNSの増加は,筋組織の機能異常をもたらし,運動能力を低下させるだけでなく,最終的には骨格筋へ様々な悪影響をおよぼす.運動時の骨格筋内での酸化ストレスの状態とNrf2の挙動について,筋芽細胞株C2C12とEPS装置を用いて,骨格筋収縮時の酸化ストレス状態およびNrf2の挙動を分子生物学的な実験手法により解析した.C2C12筋管細胞の過度な収縮は,過剰なROS生成を引き起こし,Nrf2およびその下流遺伝子は,生成されたROSの消去に働くこと,そして,過剰なROS生成は筋管細胞の細胞死を誘導するが、Nrf2の活性化はROSの消去を行うことで,その反応に対して抑止的に働くことが示された.すなわち,Nrf2は骨格筋の過度な収縮に伴う酸化ストレスから,筋機能を維持するための組織保護的な役割を担っていることが示唆された.また,本研究で観察された筋収縮時の過剰なROS生成は,ミトコンドリア由来であることが推測され,Nrf2が運動時の骨格筋のミトコンドリア機能に対しても保護的な機能を有している可能性を示唆した.今後は,Nrf2を調節することで,肥満患者等の運動療法などに対して,既存の方法を用いて,より効率的な運動方法の確立が可能になるのではないかと考えている.運動は骨格筋の萎縮を予防し筋量を保つ。遺伝子改変マウスの作製過程に遅延が生じている,また,骨格筋組織からの筋管細胞の分化誘導の初代培養系の確立にも時間を要している.体力医学最近の研究報告により,転写因子Nrf2の役割において、本来の抗酸化ストレス応答に加えて、脂質および糖代謝においても制御作用をもたらすことが判明されている。Nrf2の賦活化は脂質および糖代謝経路を促進させ、エネルギー利用を向上することで運動耐容能を増進する可能性が考えられる。今後は、短期間・長期間におけるNrf2賦活剤の投与が、各代謝経路の因子の発現レベルや血中のエネルギー基質に及ぼす影響について解析する予定である。
新たな治療戦略確立のためのヒト慢性骨髄性疾患腫瘍幹細胞の同定

多様な骨髄腫瘍性幹細胞の特性を理解するには、マウス異種移植による機能解析が不可欠である。我々は、マクロファージ寛容の導入によりヒト造血再構築能を高め、B6バックグラウンドとすることで繁殖性を担保した次世代免疫不全マウスを新規に開発した。この系を用いることで、原発性骨髄線維症幹細胞が線維芽細胞や血管内皮細胞などの非血球系多分化能を有することを明らかにした。また、慢性骨髄性白血病幹細胞および骨髄異形成症候群幹細胞を純化し、治療標的となり得る分子の同定を行った。平成22年度は、腫瘍性幹細胞解析のシステム構築と次世代ヒト細胞異種移植プラットホームの開発を進めた。まず、慢性骨髄性白血病と骨髄異形成症候群に関して、CD34陽性CD38陰性幹細胞分画の詳細な遺伝子発現データベースを構築した。このなかで、正常造血幹細胞と異なる活性化パターンを示すシグナルパスウェイや発現レベルの異なる遺伝子群を抽出する作業を進めた。次世代免疫不全マウス開発に関しては、C57/BL6バックグランドとすることで繁殖力の問題を解決し、かつIL-2Rγnu11-NOD/SCID(NOG)ラインを越える異種免疫寛容を獲得することを目指した。マクロファージ上に発現するSIRPAとそのリガンドであるCD47との結合は自己認識に重要な役割を担っているが、我々はNODライン特有の異種移植片寛容のメカニズムがSIRPA遺伝子多型にあることを突き止めた(Nat Immunol 8 ; 2007)。即ち、ヒトCD47とレシピエントマウスSIRPAの結合強化によりNODバックグラウンドを超える異種移植寛容の獲得が可能と考えられた。我々は、C57/BL6バックグランドでRag2およびIL2Rγを欠損したマウスに、NOD型SIRPA変異を導入した免疫不全マウスB6.Rag2nullIL2RγnullSIRPANOD/NOD(BRGS)ラインを樹立した。このBRGSマウスではT細胞のリークがなく、NOD型SIRPAを持つためにNOD/SCIDと比較して良好なヒト造血細胞生着が認められた。また、B6バックグラウンドであることの利点として、高い生存・繁殖力も確認された。このように、当初予定した平成22年度研究計画は遅滞なく達成された。(1)NOD型SIRPA変異を導入した免疫不全マウスによる異種移植平成22年度に樹立したB6.Rag2nullIL2RγnullSIRPANOD/NOD(BRGS)マウスは当初の予定通り順調に繁殖している。BRGSマウスをもちいた異種移植におけるヒト造血細胞の生着効率は、NOGマウスと同等以上の結果が得られた。慢性骨髄性腫瘍幹細胞の生体内機能解析に強力なツールを得たことにより、平成23年度研究として計画していた慢性骨髄性白血病(CML)および骨髄異形成症候群(MDS)を中心に異種移植を開始した。(2)CML幹細胞の遺伝子発現プロファイリングによる治療標的分子探索CML幹細胞が濃縮されるCD34陽性CD38陰性分画を純化して、網羅的遺伝子発現プロファイリングを行った。ヒト正常造血幹細胞を対照として比較解析したところ、CML幹細胞特異的に高発現する分子の抽出に成功した。このうちいくつかの分子はイマチニブ投与後にも高発現が維持されており、CML幹細胞の治療抵抗性に関与する可能性が示唆された。現在、アディポカインとして有名なレプチンの受容体の高発現に注目して機能解析を進めている。CML幹細胞の生存や自己複製に対するレプチンシグナルの役割を明らかにすべく、まず培養系での検証を行っている。(3)MDS病期進行に伴う幹細胞特性の変化我々は急性骨髄性白血病幹細胞特異的に高発現する細胞表面分子TIM-3を同定し、抗TIM-3抗体による分子標的治療の開発を進めてきた。TIM-3は正常造血幹細胞および病初期のMDS幹細胞には発現しないが、病期進行に伴って幹細胞分画における発現が高まることを見出した。抗TIM-3抗体投与によって、正常造血をスペアしつつMDSクローンを排除できる可能性を示す知見と考えている。上記(1)の異種移植系をもちいた検証を進めている。(1)免疫不全マウスの改良による異種移植の効率化B6.Rag2nullIL2RγnullSIRPANOD/NOD(BRGS)マウスをもちいた異種移植におけるヒト造血細胞の生着効率は、NOGマウスと同等以上の結果が得られ、今年度論文報告した(Blood 121, 840-848, 2013)。一方、BRGSマウスを用いてもなお、顆粒球系細胞および赤血球の再構築は不十分であった。顆粒球系細胞の増殖をサポートする重要なサイトカインであるIL-3は、ヒトとマウスで交差しないことが明らかとなっており、このことがBRGSを含む異種移植系における顆粒球再構築能の低下に繋がっている可能性があった。

平成24度研究において、新たに作製したヒトIL-3ノックインBRGSマウスでは、この点が克服されている。この改良型BRGSマウスをもちいることにより、骨髄増殖性腫瘍や骨髄異形成症候群(MDS)の異種移植マウスモデルを効率よく樹立することが可能と考えられた。(2) CML幹細胞に対する治療標的分子探索ヒト正常造血幹細胞には発現しないが、CML幹細胞特異的に高発現する分子として、βカテニン分解抑制に関与するGAS2の抽出に成功した。GAS2分子はイマチニブ投与後にも高発現が維持されており、CML幹細胞の治療抵抗性に関与する可能性が考えらた。(3) MDS幹細胞に対する分子標的治療AML幹細胞に高発現する細胞表面分子TIM-3は、正常造血幹細胞および病初期のMDS幹細胞には発現しないが、進行期MDS幹細胞に高発現することを見出した。抗TIM-3抗体投与によって、正常造血をスペアしつつMDSクローンを排除できる可能性が高いため、上記の改良型BRGSマウスをもちいた異種移植系での検証を進めた。当初計画していた新規免疫不全マウスラインの樹立とそれをもちいた異種移植系の確立、CML幹細胞およびMDS幹細胞の純化と細胞特性の解析、治療標的候補分子の探索など順調に進捗していると評価できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。慢性骨髄性腫瘍の異種移植生着効率は、BRGSマウスを宿主としてもちいても必ずしも高くない。今後は、ヒトの造血環境をより模倣したマウスモデルが必要と考えられる。まず、骨髄系細胞増殖に重要なサイトカインであるヒトIL-3をノックインしたマウスラインの樹立を進めており、平成24年度中には使用可能となる予定である。異種移植生着効率の劇的な改善により、腫瘍性幹細胞の機能解析が更に進むと期待される。.24年度が最終年度であるため、記入しない。
テーパー状流路を用いた単一細胞からの瞬間RNA抽出研究

本研究は、幅数ミクロンのテーパー状流路に、圧力と電圧を同時に印加して生体物質を流すと、DNA等長鎖状の分子を選択的にトラップ・抽出・濃縮できる技術を用い、1細胞からmRNAを抽出・精製するチップの開発を目的とする。本年度の成果を列挙する。1.RNA抽出条件の精査RNAはDNAと違い、まずsingle strandであり、自己会合しやすく、また鎖長も様々であるため、DNAトラップのノウハウがそのまま利用できないと考えられる。そこで、本課題では、まず、RNAを選択的にトラップできる条件を探る。具体的には、流路大きさ、圧力、電圧、ランニングバッファー、変性剤の有無、mRNA標識剤の有無などを調べた。その結果、なによりもランニングバッファーの影響が大きいことが分かり、この組成、調整方法を精査した。最終的には、マイルドに変性させる条件下で、効率よく、RNAをトラップできるランニングバッファーが得られ、特許化を行った。これにより、20100塩基程度のRNAがトラップできた。これはDNAトラップをもしのぐ成果であり、近年注目されているRNA干渉などの実験への応用も十分期待できるレベルである。2.単一細胞よりRNAを抽出するチップの設計検討実際に1細胞のRNAを瞬間的に抽出可能な、次に挙げる部位より構成されるチップの作製を目指し、本年度は詳細の検討、及び抽出部の試作を行う。2-1 1細胞供給部位一細胞を抽出部位に供給する2-2細胞破砕部流路を通る一つの細胞に、適確な濃度の細胞破砕液を作用させ、細胞を破砕すると同時に酵素を破壊する。2-3 RNAトラップ&捕集部テーパー状流路を用いて、RNAのみを選択的に捕集し、別流路に精製・分岐する。以上の各ステップを別々にチップ化し、具体的に検討をおこなった。その結果、ほぼ当初の予定通りの成果を得ることができた。
超高温高圧溶融状態からの高密度二酸化物ガラスの合成

本研究では,数万気圧・数千度の酸素超臨界中でのゲルマニウムおよびシリカの二酸化物(GeO_2,SiO_2)の溶融・急冷回収実験から中空角柱状の非常に特異な形態を有する単結晶の育成に成功した.高密度ガラスを合成することは難しかったが,超高圧下におけるガラス形成能や結晶成長機構の解明,新規機能性材料開発に対する幅広い知見を得ることができた.本研究では,数万気圧・数千度の酸素超臨界中でのゲルマニウムおよびシリカの二酸化物(GeO_2,SiO_2)の溶融・急冷回収実験から中空角柱状の非常に特異な形態を有する単結晶の育成に成功した.高密度ガラスを合成することは難しかったが,超高圧下におけるガラス形成能や結晶成長機構の解明,新規機能性材料開発に対する幅広い知見を得ることができた.本研究の初年度は,主に高圧下で溶融実験が可能な高温高圧発生装置の開発,希ガスのダイヤモンドアンビル用液化充填装置の開発および高圧下におけるゲルマニウム二酸化物(GeO_2)の溶融実験を行った.既存のダイヤモンドアンビルセル高圧発生装置と炭酸ガスレーザーを組み合わせることで数万気圧数千度の極限状態を実現でき,更にビームエキスパンダーを通してエネルギー密度を高めることで,高融点物質でも高圧下で溶融させることを可能にした.また,液化充填装置については設計から製作まで行い,初年度中に8割方完成した.現在真空や冷却機構,ギアなどの動作チェックをしている段階であり,21年度初めには稼動する予定である.溶融実験については,SiO_2は非常に高融点であるため技術的に難しく,まずGeO_2の溶融実験を優先して行った.GeO_2をKClO_4中で溶融させ,急冷回収試料のX線回折測定やラマン散乱測定,SEM-EDS観察から相同定を行った.当初の予想では溶融状態からの急冷により,GeO_2のガラスが回収されるものと思われたが,分析結果からGeO_2は中空状の単結晶として析出・回収されたことがわかった.この中空状GeO_2の結晶構造は過去に報告されたルチル型とよい一致を示すが,このような結晶形態の報告例はなく,世界で初めて報告された結晶形態である可能性が高い.現在,他の研究と平行してこの結果を投稿論文としてまとめている段階である.本研究の最終年度は,平成20年度の段階で確立した高温高圧実験技術を用いて超高温高圧溶融状態からの高密度SiO_2ガラスの合成とその構造解析および分析に主眼をおいて研究を遂行した.前年度のGeO_2に対する研究結果から酸素超臨界を用いることでルチル型酸化物は,超高温高圧下において中空角柱状に結晶成長をすることがわかった.身近な14族酸化物であるSiO_2とSnO_2はGeO_2と同様超高圧下ではRutile型構造を有する.このRutile型構造は,光触媒として有名なTiO_2が有する興味深い結晶構造である.そこで本研究では,GeO_2の他にSiO_2,SnO_2についてそれぞれ15.1GPa,5.1GPa以下の圧力範囲で融解実験を行った.SiO_2をKClO_4圧力媒体に挟み,15.1GPa・約3,000°C以上で加熱後,常圧回収した試料はRutile型GeO_2と同様,中空角柱状の結晶を確認した.また,KClを圧力媒体にして融解実験をおこなうと,ナノオーダーの球状試料を得ることができた.現在,透過型電子顕微鏡を用いてこの球状試料が結晶であるかガラスであるか解析している途中である.角柱状結晶をナノオーダーで中空状に加工することは非常に困難である.従って,結晶成長の条件を制御することでこのような形態の物質を得ることができれば非常に興味深い.今後,物性測定などをおこない新規物性の発現が確認できれば大きな飛躍が期待される.本研究で得られた一連の成果は平成21年7月に東京で開かれる第22回国際高圧力会議で発表した.また,共同研究者である大学院生が国内の日本金属学会・秋季大会で発表した〔学会発表参照〕.GeO_2の結果は投稿論文としてまとめ出版された〔雑誌論文参照〕.
CLEペプチドによる篩部パターニング制御

維管束は、篩部、木部、前形成層からなる。根においては、根端分裂組織における一次成長によって維管束系の基本パターンが形成される。篩部前駆細胞では複数のDof転写因子群が発現しているが、その下流因子として複数のCLEペプチド遺伝子がある。これらのCLEペプチドは篩部形成の側方阻害因子として働いているらしいことがわかってきた。そこで、維管束パターンの形成におけるCLEペプチドの役割を明らかにし、さらには、その受容体を解明することにより、維管束の組織パターンの決定の仕組みを明らかにする。
新規NF-κB抑制因子による炎症性腸疾患における慢性炎症の制御機構

初めに1年目はマクロファージ細胞株sh-USP10 RAW264.7細胞とsh-NT RAW264.7細胞の増殖能を検討した。しかしながらRAW264.7細胞に対するUSP10の機能が、この細胞株特異的だという可能性があった。そこで新たにJ774.1マクロファージ細胞株でsh-USP10 J774.1細胞とsh-NTJ774.1細胞を用いて検討した。その結果、sh-USP10 J774.1細胞はsh-NT J774.1細胞に比べ、約80%の増殖能を保有していた。これはRAW264.7細胞が約50%と比べ異なるが、USP10によりマクロファージの増殖が抑えられることは明らかになった。サイトカイン産生能を検討するにあたり、1年目は培養時間が長いと細胞数に差がつき結果の解釈が困難であった。そこで培養条件の検討をおこなった結果、無刺激でもTNFα、MIP-2有意に増加した。LPS刺激をおこなった結果、MIP-2、TNFα、IL-6産生で有意な増加が認められた。これはRAW264.7細胞の結果と異なるが、条件検討の違いによるものだと推測された。次にJ774.1細胞のUSP10とNF-κBの関係をレポータージーン解析で検討した。しかしながら、複数のベクター導入法を試みたが導入効率が悪く結果が出なかった。そこで293T細胞を使って同様な検討をおこなった。その結果、Tax存在下におけるNF-κBプロモーター活性はUSP10によって抑制された。さらにNF-κBの活性に関与る因子をスクリーニング的に組み合わせておこなった結果、X因子とY因子の存在下においても同様に顕著な転写抑制を誘導した。これ以外にもサイトカイン産生に重要なα因子とβ因子にもUSP10は作用して、炎症性サイトカインの産生に関与している可能性が推測された。1年目にUSP10はNF-κBに作用して、マクロファージやT細胞のサイトカイン産生や増殖能に影響を与える結果を得ることが出来た。2年目(昨年度)は他のマクロファージでの検討で同様にサイトカイン産生や増殖能に影響を与える結果を得て、細胞株特異的ではない事を証明できた。またUSP10KD細胞にUSP10を戻した細胞を、変異体を含め3種類の作成を終了した。これは今年度の結果には間に合わないが、3年目準備も順調に進んでいる。加えて、これまでブラックボックスであったUSP10がNF-κBにどの様に作用しているのか、またサイトカイン産生にどの様に関与しているのか、について解明研究を進めることができた。しかしながら因子特定を進めた結果、J774.1細胞のIL-1β産生やマウス炎症反応に関する研究が遅れぎみである。よって研究全体を考えれば、おおむね順調に進展しているとい判断は妥当であると考える。昨年度までの進行状況や結果を踏まえて最終年度も、1.細胞内でのUSP10のNF-κBに対する制御機構の解明、2.USP10とNF-κBの関係する炎症反応への影響、3.炎症性腸疾患マウスモデルでの解析の3つを中心に研究に取り組む。1.細胞内でのUSP10のNF-κBに対する制御機構の解明: USP10とNF-κBの活性に関与るX因子とY因子の経路をすすめ制御機構を明らかにする。こサイトカイン産生に重要なα因子とβ因子の関与の有無を明らかにする。またX因子、Y因子、α因子、β因子の各相互作用の検討もおこないたい。この実験には、USP10KD細胞にUSP10を戻した細胞やUSP10の多量発現細胞を用いる予定である。2.USP10とNF-κBの関係する炎症反応への影響: IL-1βを中心とした炎症性サイトカインへの影響を検討する。昨年度、J774.1細胞のIL-1β産生について、確定的な結果が得られておらず、方法の再検討を進める。その後、USP10活性化薬の一つであるレスベラトロールをin vitroの実験系にしようして、炎症抑制作用を検討する。3.炎症性腸疾患マウスモデルでの解析:引き続き、in vitroでの実験で得られた結果が、モデルマウス由来のマクロファージでも同様や否かUSP10とNF-κBを中心とした解析を更に進める。【目的】本研究は新規NF-κBの抑制因子のUSP10による炎症性腸疾患における慢性炎症の分子機構を解明して、臨床応用の基盤研究を目的とする。平成29年度(1年目)はUSP10ノックダウン細胞株を用いて、USP10がNF-κBを介してマクロファージやT細胞の機能にどのような影響をあたえるか検討した。【成果】初めにマクロファージ細胞株sh-USP10 RAW264.7細胞とsh-NT RAW264.7細胞の増殖能を検討した。その結果、sh-USP10 RAW264.7細胞はsh-NT細胞に比べ、約半分の増殖能しか有していなかった。サイトカイン産生能を検討した結果、無刺激でもTNFα、MIP-2有意に増加した。LPS刺激をおこなった結果、MIP-2産生で有意な上昇が認められたが、TNFαでは有意な差は認められなかった。一方、IL-6産生は刺激の有無に関係なく、差は認められなかった。

このUSP10の増殖能やサイトカイン産生への影響は、マクロファージ細胞株J774細胞を用いたUSP10ノックダウン細胞でも同様であった。またsh-USP10 RAW264.7細胞はsh-NT細胞に比べて、細胞表面のMHCクラスIとDectin -1の発現が増加していた。にT細胞株で検討した結果、sh-USP10 Jurkat細胞はsh-NT Jurkat細胞に比べ、約半分の増殖能しか有していなかった。またPMA+Ionomycin刺激によるサイトカイン産生能を検討した結果、IL-2、TNFα、IFNγの産生が優位に低下していた。次にUSP10存在下におけるNF-κB活性をについて、レポータージーン解析で検討した。その結果、Tax存在下におけるNF-κBプロモーター活性はUSP10によって抑制された。さらにNF-κB p65サブユニット存在下においても同様に顕著な転写抑制を誘導した昨年度は当初、培養細胞を用いてUSP10がNF-κBを介してマクロファージの機能と炎症反応にどのような影響をあたえるか検討する予定であった。研究を進めていく中で増殖能やサイトカイン産生能でも著明な差が認められ、これは予想以上の成果であった。そこで、当初の予定を変更して、他のマクロファージ細胞株でも検討して同様な結果を得たことから、USP10がNF-κBを介した活性は、細胞株特異的ではなく共通した所見であることが示唆された。更にT細胞株にも広げて検討して新たな知見を得ることができた。これの点は当初の計画以上に進展したと考えられる。しかしながら予定外の研究を進めた結果、炎症反応に関する研究が遅れぎみである。よって研究全体を考えれば、おおむね順調に進展しているとい判断は妥当であると考える。初めに1年目はマクロファージ細胞株sh-USP10 RAW264.7細胞とsh-NT RAW264.7細胞の増殖能を検討した。しかしながらRAW264.7細胞に対するUSP10の機能が、この細胞株特異的だという可能性があった。そこで新たにJ774.1マクロファージ細胞株でsh-USP10 J774.1細胞とsh-NTJ774.1細胞を用いて検討した。その結果、sh-USP10 J774.1細胞はsh-NT J774.1細胞に比べ、約80%の増殖能を保有していた。これはRAW264.7細胞が約50%と比べ異なるが、USP10によりマクロファージの増殖が抑えられることは明らかになった。サイトカイン産生能を検討するにあたり、1年目は培養時間が長いと細胞数に差がつき結果の解釈が困難であった。そこで培養条件の検討をおこなった結果、無刺激でもTNFα、MIP-2有意に増加した。LPS刺激をおこなった結果、MIP-2、TNFα、IL-6産生で有意な増加が認められた。これはRAW264.7細胞の結果と異なるが、条件検討の違いによるものだと推測された。次にJ774.1細胞のUSP10とNF-κBの関係をレポータージーン解析で検討した。しかしながら、複数のベクター導入法を試みたが導入効率が悪く結果が出なかった。そこで293T細胞を使って同様な検討をおこなった。さらにNF-κBの活性に関与る因子をスクリーニング的に組み合わせておこなった結果、X因子とY因子の存在下においても同様に顕著な転写抑制を誘導した。これ以外にもサイトカイン産生に重要なα因子とβ因子にもUSP10は作用して、炎症性サイトカインの産生に関与している可能性が推測された。
超臨界相イソブタンの空気酸化によるt-ブタノールの合成

現在オクタン価向上剤としてのMTBEの生産拡大や、樹脂の原料であるMMAの直酸法ヘの製法転換などにより、t-ブタノール(TBA)の合成は従来過酸化水素を用いて行われてきた。本研究ではt-ブタノールの生産におけるコストの削減と省エネルギーを目的として、超臨界相イソブタンを空気による酸化することを試みた。反応中間体であるt-ブチルハイドロパーオキサイドからt-ブタノールとアセトンへの生成経路があるが、触媒としてシリカチタニア、パラジウム活性炭触媒を用いるとt-ブタノールを高選択率で得ることができた。反応は固定床加圧式管型反応器を用い、標準条件を54atm,153°C,イソブタン(臨界温度408K、臨界気圧36bar)と空気の比を3対1、触媒接触時間はW/F=10gh/molとして行った。また生成物の分析はFIDとTCDを用いて行った。反応中間体であるt-ブチルハイドロパーオキサイドからt-ブタノールとアセトンへの生成経路がある。また副反応としてt-ブタノールの生成後の脱水反応によるイソブテンが、更にその重合反応によりイソオクテンが生成する。その他の生成物としてはCO,CO_2,C_<1->C_3などがある。5種類の触媒を用いて、気相反応と超臨界相反応の反応成績を比較した。気相での反応に比べ超臨界相ではイソブタン、酸素転化率がともにかなり向上した。特に酸素転化率の上昇は著しい。一般的に、気相から超臨界相に入ると、t-ブタノールとイソブテンの選択率はやや増加した。しかし、Pd/C触媒は超臨界相において、高い選択率も示した。収率から見るとSiO_<2->TiO_2、Pd/CとNa_2WO_4/SiO_2触媒の活性は高かった。触媒系の反応成績は無触媒のを上回ったので、触媒の使用は必要である。反応は固定床加圧式管型反応器を用い、標準条件54atm,153°C,イソブタン(臨界温度408K、臨界気圧36bar)と空気の比を3対1、触媒接触時間はW/F=10gh/molとして行った。反応中間体であるt-ブチルハイドロパーオキサイドからt-ブタノールとアセトンへの生成経路がある^<(1)>。その他の生成物としてはCO,CO_2,C_1-C_3などがある。収率から見るとSiO_2-TiO_2,Pd/CとNa_2WO_4/SiO_2触媒の活性は高かった。触媒系の反応成績は無触媒のを上回ったので、解媒使用はの必要である。一方、気相と超臨界相の間(48気圧前後)では臨界異常が現れた。温度を426Kにキップして、SiO_2-TiO_2触媒上の圧力効果を調べた。48気圧を越えると、反応系は気相から超臨界相に入る。それと共に、イソブタン、酸素の転化率、t-ブタノールとイソブテンのの収率は大幅に上昇した。しかし、超臨界相に入ってからさらに圧力を上げると、反応活性は逆に少し減少した。触媒を用いるとt-ブタノールを高選択率で得ることができる。この結果はt-ブチルハイドロパーオキサイドの分解反応において固体酸触媒などが有効に反応を制御していると考えられる。

気相での反応に比べ超臨界相ではイソブタン、酸素転化率がともにかなり向上した。特に酸素転化率の上昇は著しい。一般的に、気相から超臨界相に入ると、t-ブタノールとイソブテンの選択率はやや増加した。しかし、Pd/C触媒は超臨界相において、高い選択率も示した。収率から見るとSiO_<2->TiO_2、Pd/CとNa_2WO_4/SiO_2触媒の活性は高かった。触媒系の反応成績は無触媒のを上回ったので、触媒の使用は必要である。
北朝文化の研究-言語学史的考察

(1)『六朝詩人伝』(大修館書店、2000年)において、陸機・陸雲・沈約・劉孝綽の正伝を翻訳した。陸機・陸雲兄弟は西晋の南北文化の衝突と融合を身をもって体現した人物であり、沈約は、中国詩における声律の重要性を初めて自覚的に論じた人物で、その後の音韻学へ大きな影響をた。その訳出作業からは、北朝の正統意識の普遍性と特殊性を探る糸口を得ることができた。(2)北朝文化を考えるときに、忘れてはならない大きな要素は、「華化」という問題である。それは、単に非漢族が圧倒的な中華の勢力下に取り込まれていく漢化の過程を指すのではなく、周縁地域において、同時交替的に「華」の「非華」化という現象を孕みながら、大きな流れとしては双方による作用と反作用を繰り返しつつ、「華」のエリアを拡大していくことを指す。北魏の国家としての成長は、まさにこの「華化」の過程そのものであった。始祖力微時代に尊重された固有の風俗習慣も、道武帝の時代になると抗いがたい「華化」の勢いに飲み込まれ、漢族出身の馮皇后が推し進めた漢風の体制を引き継いだ孝文帝が、過激とも言える勢いで、姓氏の改変・鮮卑語の禁止・旧族の墓地の中原への移動・洛陽遷都など、数々の華化政策を実施していくなかで、正統の所在の変遷と言語(正音)意識の成熟という興味深い現象を連関させることができた。北魏期のこれらの「華化」現象は、中華の周縁部に常に繰り返される「華化」メカニズムを考える上で、貴重なモデルを提供となる。(3)北魏孝文帝によって推進された「華化」の通時的意味を探るために、清初に福建語・広東語の話者に対して行なわれた官話教育との比較検討を行った。清初の材料としては、当時の官話教科書『官話彙解便覧』が、中国境内のみならず、琉球や長崎などの境外をも巻き込んで広く流通したことの意味について考察し、「『新刻官音彙解釋義音注』から『新刻官話彙解便覧』へ」として発表した。本年度は、研究の初年度として、研究の基礎作業に着手した。(1)まず、六朝期の学術、特に語学史的見地から参照可能な先行文献の目録作成に着手した。これはほぼデータを収集し終わり、入力作業を順次進めつつある。また、作業の過程で、中華以外の周辺諸民族の歴史や民族学的研究が不可欠であることを痛感し、民族の移動と定住にともなうアイデンティティの変容に関する社会学的研究業績を、集中的に収集し学習した。これらに関しても、順次目録を作成しつつある。(2)南朝と北朝の双方を熟悉した学者顔之推の著作『顔氏家訓』をもとに、当時の教養のあり方を整理し、特に彼が重視した「ことばの規範」に関して、北朝末期の認識と南朝最盛期の言語観とを比較検討した。これに関して、論述をまとめつつある。(3)六朝文人の中から、南北の学問が衝突する場に当事者として立ち会った南人陸機・陸雲兄弟、そして南朝最盛期の学問を代表し、特に鋭敏な言語意識を有していた沈約、さらに後生その評価は下降するにもかかわらず、同時代にあっては絶大な支持を集めた劉孝綽、この三者の伝記を翻訳し、当時の知識人の生涯とその理念に関する理解を深めた。(4)台湾中央研究院作成の電子テキスト検索システムを使用し、北朝の言語政策を反映する史実に関してデータを集め、それに対して分析を加えた上で、論文作成の為の資料を順次作成した。来年度以降、最近公開の北京大学中文系作成の電子テキストを使用して、規範語の代表としての詩文の中から語学史的見地から有用な作品を収集し、実際の分析に移るが、それは今年度の作業をその基礎フォーマットとする。

北魏期のこれらの「華化」現象は、中華の周縁部に常に繰り返される「華化」メカニズムを考える上で、貴重なモデルを提供となる。(3)北魏孝文帝によって推進された「華化」の通時的意味を探るために、清初に福建語・広東語の話者に対して行なわれた官話教育との比較検討を行った。清初の材料としては、当時の官話教科書『官話彙解便覧』が、中国境内のみならず、琉球や長崎などの境外をも巻き込んで広く流通したことの意味について考察し、「『新刻官音彙解釋義音注』から『新刻官話彙解便覧』へ」として発表した。
超小型超伝導電力貯蔵装置(マイクロSMES)を活用した整流器型超伝導限流器の研究

コージェネレーション、非常用発電機、独立電力事業者(Independent Power Producers;IPP)などの分散電源の系統連系において、短絡容量の小さい商用系統で落雷、地絡などによる事故が発生した場合に分散電源から系統に向って短絡電流が流れて自家用発電機系統に一時的に電圧低下が発生したり、分散電源が系統と共倒れになることが考えられる。そのような場合への対策として、分散電源と商用系統との一時的な切り離しを行う方法も考えられ、実用化されているが、本研究では系統事故時に分散電源と商用系統との切り離しを行わず、系統と連系したまま短絡電流の抑制と同時に分散電源設置系統の電圧低下の防止を行う方法について検討した。本方式では、系統の異常時には自動的に短絡電流抑制と電圧低下を防ぎ、系統が正常に復帰後は自動的にもとの運転状態に戻る。平成10年度はこの方式の原理を示し、シミュレーション結果および実験結果を示したが、平成11年度はさらに装置の低コスト化のために超伝導コイルのインダクタンスの低減および回路の簡素化について検討した。すなわち、超伝導コイル保護のために設置される保護抵抗を用い、限流時の装置への流入エネルギーを保護抵抗とチョッパ回路で吸収し超伝導コイルのインダクタンスおよび装置全体の電流容量を低減した。これにより、装置をより使いやすく出来る高温超伝導コイルの適用について見通しを得た。また、この方法により、平成10年度に設置していたPWMインバータを設置せずとも限流時の電圧低下を防止できる。また、商用系統側の事故のほかに分散電源系統側に事故がある場合にも本方式は有効であり、商用系統側に影響を与えないように故障電流を限流できる。その他の特徴として本方式は限流の応答速度が他の方式に比べて高速であること、故障電流検出装置が不要であることから誤動作が無いこと、が挙げられる。コ・ジェネレーションなど自家用発電機を有する需要家や独立電力事業者(Independent Power Producers;IPP)において常時系統との並列運転をする場合に、商用系統で落雷、地落などによる事故が発生した場合に自家用発電機から系統に向かって短絡電流が流れて一時的に電圧低下が発生したり、自家用発電機が系統と共倒れになることが考えられる。そのような事故への対策として、自家用発電機と商用系統との一時的な切り離しを行う方法が一般的に考えられているが、本研究では事故による短絡電流の抑制と同時に自家用発電機の電圧低下の補償を系統との切り離しを行わずに連系したまま行う方式について提案を行っている。本方式では、系統が異常時には自動的に短絡電流抑制と瞬時電圧低下を行い、正常に復帰後も自動的にもとの運転状態に戻る。提案装置はダイオード整流回路と小容量の超伝導コイル、、電流形PWMインバータで構成される。通常の銅リアクトルを用いた整流器型限流器では常時リアクトルに電流を流すための直流電源が必要であるが、超伝導コイルを用いることによりこの電源を省略し、損失を低減することが出来る。PWMインバータは系統異常による発電機の出力電圧低下時にその電圧低下を補償するように動作させる。PWMインバータの作用により電圧低下を補償できるばかりでなく、限流時の超伝導コイルの電流増加を抑制でき、コイルの容量低減を図ることができる。平成10年度は提案装置の制御方式についてシミュレーションにて検討を行うと同時に10kJの蓄積エネルギーを持つ超伝導コイルを用いた実験により、装置の有効性を実験により検証した。今後、提案装置の損失低減、事故発生点の違いによる装置の特性、発電機の単独運転防止機能の追加、装置の起動方式等について検討を行う。

コージェネレーションや非常用発電機など自家用発電機を有する需要家や独立電力事業者(Independent Power Producers;IPP)において常時系統との並列運転を行う場合に、短絡容量の小さい商用系統で落雷、地絡などによる事故が発生した場合に自家用発電機から系統に向って短絡電流が流れて一時的に電圧低下が発生したり、自家用発電機が系統と共倒れになることが考えられる。そのような場合への対策として、自家用発電機と商用系統との一時的な切り離しを行う方法も考えられ、実用化されているが、本研究では系統事故時に自家用発電機と商用系統との切り離しを行わず、系統と連係したまま短絡電流の抑制と同時に自家用発電機系統の電圧低下の補償を行う方法について検討した。本方式では、系統の異常時には自動的に短絡電流抑制と電圧低下を防ぎ、系統が正常に復帰後は自動的にもとの運転状態に戻る。平成10年度はこの方式の原理を示し、シミュレーション結果および実験結果を示したが、平成11年度はさらに装置の低コスト化のために、超伝導コイルのインダクタンスの低減および回路の簡素化が可能であることを示した。すなわち、超伝導コイルの保護のために設置される保護抵抗を用い、限流時の装置への流入エネルギーを保護抵抗で吸収し超伝導コイルのインダクタンスおよび装置全体の電流容量を低減できることを示した。これにより、現時点ではコストおよび技術的理由から大型化が困難ではあるが装置をより使いやすく出来る高温超伝導コイルの適用について見通しを得た。また、この方法により、平成10年度において設置していたPWMインバータを設置せずとも限流時の電圧低下を防止できることが分かった。また、系統側の事故のほかに自家用発電機系統の事故がある場合にも本方式が有効であり、系統側に影響を与えないことが分かった。
全世界のタイ科魚類の分類的再検討と、赤と黒の体色を持つグループの単系統性

タイ科魚類は全世界の熱帯から温帯に生息し、水産上の重要種を多く含み、国際的な問題である種も含み、FAOから分類学的レビューは急務とされる。本科は、赤と黒の体色を持つグループが知られ、各単系統性や起源は不明であった。そこで本科の世界的な研究を行い、12新種を含むタイ科魚類を記載し、Centracanthidae(従来大西洋の別科)はタイ科に内包されることを証明し、赤と黒のグループは単純な2系統でないことが判明した。水産学や魚類学の基礎的知見に貢献した。初年度はまず標本持っていない及び十分でない種類の標本入手を優先し、各分類群の全種の採集調査を行い、系統遺伝学的解析を実施して,その概要を把握することに全力投球してきた.最優先事項として特に我国でも有名なマダイ属魚類の属と種の問題について最初に検討を行うために,豪州マダイと東アジアのマダイが同一種として形態学的研究から報告されたが(Paulin 1992)、すぐさま亜種とすべきという遺伝学者からの異論の見解が出た(Taniguchi et al 1996).それらを遺伝学的視点と形態学的視点から動物命名規約に沿って最終結論を得るために,オーストラリアの標本が少なかったが,やっと十分なサンプルを入手出来た.予備調査からニュージランドにも類似種が生息しており、それらの3つのポピュレーションは形態学的に区別でき、遺伝学的にも区別出来ることが分かった,更に遺伝学的視点の情報を更に得て,最終判断をする予定である.西部太平洋のレンコダイ属(Dentex)、インド洋のPolysteganus属やタイワンダイ属Aygyropsも、各属で複数種の有効種しか知られていないが(Heemstra and Heemstra 2006; Iwatsuki and Heemstra 2012)、実際には驚くことに10種以上認められ、既に韓国やアラブ諸国のトロールで多く漁獲され、外国に輸出されており、一部の種は乱獲され危機的な種を含むが、その殆どが未記載種であるが,最終結論をえるための組織をようやく西部太平洋の種類の組織を何とか最近協力者から得ることが出来たので,これから分析を行い,それらの属の分類学的レビューを行う.同様に黒い体色を持つタイ科魚類でも、問題ある属や種が多いが、Rhabdosargus属の未記載種を1種記載でき,昔からかなり問題があり1種とされてきたキビレ類似種群を3新種を含む5種に整理できた.現在ホソクロダイ(仮称)属(Sparidentex)もようやく論文が書ける形態と遺伝学的情報が揃ったので,これから執筆予定である.H26年度は、タイ科全種の標本やDNA分析用の組織サンプルの入手したい。私の研究を行ってきた分類群のタイ科は商業種であり、分布の中心にいけば必ず入手可能である魚類も多い。しかし、一部模式標本のみ知られ、稀な種の可能性がある種類もあるが、そのような場合は現地採集調査に赴く予定であったが、採集調査を予定していた、西アフリカ一帯が、昨年エボラ出血熱で渡航と採集調査が出来なくなり、カンサス大学魚類組織データベースコレクションから幾つかの種類を分けてもらったが、西アフリカの種類で入手出来ていない種類がDiplodusやVirdidentex等がある。エボラ出血熱の進行の状況を考えながら今後対応したい。最終年度はこれまで得られなかった種類があれば、それらのサンプル入手を最優先とする。情報を入手しながら、私の世界の魚類学者ネットワークを利用してなんとしてもそれらの魚類標本及びDNA分析用組織標本を集める。そして結果の得られたものから随時、執筆を行い、公表することに全力を尽くす。最終年度は、赤と黒の体色を持つグループの単系統性の検証するため、まず網羅的に問題ある種について組織片を入手して、赤と黒の問題ある系統について多くの可能性を示唆された類縁性のあるタイ科の外群グループ、イトヨリダイ科、フエフキダイ科、イサキ科、Centracanthidae, Inermidae,チビキ科、タカサゴ科、クロサギ科、アカメ科、Dinolestidae等のあぶり出しを行った。その結果、タイ科とは別科とされるCentracanthidaeはタイ科の中に内包されるが間違いないと判断された。更に、赤と黒の系統の初期の段階のグループであることが、COIやCytochrome bの結果から推察され、CentracanthidaeのSpicara属は赤と黒の2グループのタイ科のそれぞれの単系統の中に内包された。このことから結局、真実の系統はかなり赤と黒の系統と単純に分かれたのではなく、複雑な系統関係であることが判明した。タイ科は大きく黒グループ(浅海性タイ科概ね100 m以浅)と赤グループ(深所性タイ科、概ね水深200 m前後)に分化して、黒グループは大陸に沿って新生代以降に分散・種分化し、赤グループは大陸移動と分裂を始める中生代ジュラ紀以降に大陸の移動と共に、大陸と一緒に深いところで分布域を広げてきたことが強く示唆されることが判明した。結局、6亜科(外部形態から単系統とされてきたグループ)とされてきたが、タイ科は赤と黒の単純な2グループで分化してきたのではなく、生態の異なるタイ科と大陸移動の過程で赤と黒のグループに大きく分かれて全世界の海域に分布するようになったと強く示唆された。これらの結果は、今後タイ科魚類の生物学的基礎的知見として今後大きく資源管理の考え方に寄与すると思われる。

タイ科魚類は全世界の熱帯から温帯に生息し、水産上の重要種を多く含み、国際的な問題である種も含み、FAOから分類学的レビューは急務とされる。本科は、赤と黒の体色を持つグループが知られ、各単系統性や起源は不明であった。そこで本科の世界的な研究を行い、12新種を含むタイ科魚類を記載し、Centracanthidae(従来大西洋の別科)はタイ科に内包されることを証明し、赤と黒のグループは単純な2系統でないことが判明した。水産学や魚類学の基礎的知見に貢献した。H26年度は、タイ科全種の標本やDNA分析用の組織サンプルの入手を予定していたが、が、得られなかった種類は、サンプル入手を最優先としていた。幸い私の研究を行ってきた分類群のタイ科は商業種であり、分布の中心にいけば必ず入手可能である魚類も多い。しかし、一部模式標本のみ知られ、稀な種の可能性がある種類もあるが、そのような場合は現地採集調査に赴く予定をしていた。しかし昨年、西アフリカ一帯が、エボラ出血熱で渡航と採集調査が出来なくなり、カンサス大学魚類組織データベースコレクションから幾つかの種類を分けてもらったが、西アフリカの種類で入手出来ていない種類が、Spicara, Diplodusの多くやVirdidentex等があり、計画の変更が余儀なくされた。エボラ出血熱の進行の状況を考えながら今後対応したい。サンプル入手の可能性の情報を入手しながら、私の世界の魚類学者ネットワークを利用してなんとしてもそれらの魚類標本及びDNA分析用組織標本を集めたい。なお、インド・太平洋の赤グループでは、Dentex、Polysteganus,およびArgyropsでは、遺伝学的に得られた情報から、相当の分類学的混乱が判明してきており、隠蔽種や未記載種、属の変更の必要なもの、これらは現在の知見と異なり、まだ不明な種類もあるので、最終的な考察時に判断や考察が難しくなり、早急に分類学的解決を図っておく種類も多く出てきており、それらを優先する必要がでてきた。エボラ出血熱の影響で相当計画を変更させられたが、結果の得られたものから随時、まとめられるものから執筆を行い、公表することに全力を尽くしてきた。魚類学最終年度は、得られない種類の標本やDNA分析用の組織サンプル入手をを最優先とする。エボラ出血熱の影響で大西洋のサンプル入手が相当な計画を変更を余儀なくさせられたが、上述の別の研究過程で問題が明確になってきた、特にインド・太平洋の分類学的な問題が浮き彫りになり、それらの有益な結果が多く得られ、それらはまとめられるものは先にまとめて順次公表していく予定である。以上を3年間、調査・分析・検討を鋭意に、また精力的に進めてきた。エボラ出血熱の影響で、大西洋サンプル入手が出来なかったが、インド・太平洋のタイ科魚類の分類学的再検討を先に行い、タイ科の奥深い世界を更に可能となったので、なんとか組織を入手出来ていない大西洋のものを入手して、最初の予定通り、沿岸性海産魚類のタイ科の進化と分散を明らかにして、今後の本科の資源管理の方向性も考え、タイ科魚類の総合的情報を網羅して、本科の生物学の発展に大きく寄与したい。概ね順調だが,タイ科魚類(Centracanthidaeを含む)の組織片で希少種と普通種でも,一部入手が遅れているものがある.
磁場を利用する界面・微粒子の新分析法の開発

以下のような界面・微粒子の新分析法を開発した。1.磁気力を利用して、微粒子のゼロ速度磁気泳動法、ブラウン運動磁気泳動法、二次元フロー磁気泳動法、ナノギャップ磁気泳動法、液液界面磁化率測定法を開発した。2.磁気張力を利用して、化学結合力法、細胞表面とタンパク質の相互作用力測定法、力による化学平衡変位のラマン測定法等を開発した。3.界面キラル分子測定法として、界面全内部反射円二色性測定法、マイクロエマルション中および液液界面におけるポルフィリン会合体によるキラル認識法等を開発した。4.磁場と光を利用する新たな分析法として、液液界面全内部反射磁気光学測定法、パルス磁場ファラデー顕微鏡等を開発した。平成21年度は、以下のような成果を挙げた。1.磁気泳動法の確立について液滴の磁気泳動速度を詳細に測定検討し、液滴の界面において常磁性金属イオン(希土類イオン)がカルボン酸と反応して界面に吸着すると、界面の磁化率が増大することを明らかにした。界面磁化率は、液滴のサイズすなわち比表面積の増大に連れて液滴の見かけの磁化率が増大することから判定できる。界面磁化率は新しい概念であり、今後、ゼータ電位のような表面電気物性と並んで有用な微粒子の磁性パラメーターとなることが期待される。磁気泳動の実験法においては、磁気回路の有効性が示され、これにより、光学顕微鏡下で容易に磁気泳動速度の測定が可能となった。これは、微粒子磁化率計の普及に大いに貢献する成果である。2.磁気光学効果の利用開発について一連の希土類イオンの水溶液のファラデー効果よりモルヴェルデ定数を決定した。そして、モル磁化率およびJ値との相関性を検討した結果、f電子数が7以下のものとそれ以上のものの間には明らかな相違があり、ファラデー効果の有効遷移確率と磁気モーメントの間に線形的比例関係があることを明らかにした。さらに、パルス磁場を用いるファラデー画像測定が可能であることを確認した。平成22年度は、以下のような研究実績を挙げることができた。(1)平板ガラスプレートを使用する微粒子径測定法としてナノギャップ法を開発した。ナノギャップデバイスを磁気勾配にセットすると、磁気泳動速度と直径を顕微鏡下で同時に測定することができ、それらの解析から、単一微粒子の磁化率を測定することに成功した。さらに、微粒子をトラップしたナノギャップデバイスはそのまま顕微ラマン散乱装置の試料に供することができ、単一トラップ微粒子のラマンスペクトルを測定することができた。この方法により、ポリスチレン標準試料および大気中浮遊微粒子の磁化率を測定することができた。(2)電磁浮力を利用して、細胞とタンパク質の結合力および解離頻度を測定する方法および解離頻度の速度論的解析法を開発した。そして、20秒間で0-60pNの張力(3pN/sの増大速度)を作用させることにより、酵母細胞とConAの結合解離速度を測定し、両者の解離に要する力は平均で41pNであること、張力を作用させないときの解離の速度定数は、4.9x10^<-3>S^<-1>であり、解離に至る臨界伸長距離は0.25nmであると決定できた。(3)フェロセン薄膜のファラデーイメージング測定を行い、その配向特異性を議論した。平成23年度は、以下の成果を挙げた。1.パルス磁場を用いるファラデー回転の測定コンデンサーバンクと小型コイルを用いて1msのパルス磁場を発生させた。これを用いて、反磁性液体のファラデー回転が高感度で測定できることを明らかにした。2.液液界面におけるポルフィリンのヘテロ会合体を用いて、アミノ酸のキラル認識ができることを示した。3.遠心液膜セル中の液液界面に生成するポルフィリン会合体が、キラルな化合物を含まない時でも、回転方向に依存した円二色性スペクトルを示す現象を発見した。ミューラ-行列の測定から、この現象は、界面に生成した会合体がセルの前面と後面でヘリカルに重なるためであることを明らかにした。この研究により開発した理論は、これまで報告された多くの類似の現象も矛盾なく説明することができる。4.ラマン光学活性の測定により、NMRでは決定が不可能な早い構造変化を示す分子のキラル構造を正しく決定するための方法を開発した。平成24年度は、以下の研究実績を挙げた。1.二次元磁気泳動法の開発と微粒子フロー分離の実現マイクロ流路に対して傾斜した磁気勾配を作用させることにより、サイズと磁化率の異なる微粒子を連続的に分離し、そのヒストグラムを得ることに成功した。2.ブラウン運動解析と磁気泳動を組み合わせたナノ粒子の分析