hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の再構築と分子機構の解明

本研究では、哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の分子機構を理解し、薬剤デザイン等の医療応用へ貢献することを目指した。申請者が確立した再構築型哺乳類ミトコンドリアの翻訳システムを応用し、ミトコンドリアにユニークな翻訳終結因子ICT1の機能解析を行った。ICT1の基質特異性や機能部位を解析してその作用機序を明らかにするとともに、ミトコンドリアの変則的終止コドンの解読機構のモデルを提唱した。ミトコンドリアリボソームと翻訳因子の複合体のcryoEM構造解析を進め、PREおよびPOST-トランスロケーション複合体について高分解能の構造を決定した。本研究課題は、哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の分子機構を理解することを目的とし、薬剤デザイン等の医療応用への貢献を目指す。<<哺乳類ミトコンドリア生体外蛋白質合成系の構築>>既に再構築型ミトコンドリア生体外蛋白質合成系(mtPURE system)の確立に成功している。本年度はこのシステムを応用し、部位特異的に非天然アミノ酸(光クロスリンカー)を導入するシステムを確立した。新生鎖ペプチドの目的の位置にクロスリンカーを導入できるため、新生鎖とリボソームペプチドトンネルとの相互作用について解析することができる。ミトコンドリアリボソームは膜蛋白質の合成に対応するため、ユニークなペプチドトンネルの構造をもつことが示唆されている。しかしながら、その構成要素や構造についての詳細は不明である。<<哺乳類ミトコンドリアリボソームの構造解析>>クライオ電子顕微鏡観察における解析粒子数を増やす事により分解能の向上を図った。<<哺乳類ミトコンドリア翻訳因子に誤作用する薬剤の作用機序の解析(高脂血症治療薬StatinのRRFmtへの作用機序の解析)>>Statin感受性が高まるRRF2mtSNP変異体3種類(I627T, E594G, K334R)を既に単離調製し、これら変異体の機能解析(GTPase活性、リボソーム解離活性)をStatin存在下・非存在下で行った。いずれの変異体においても、GTPase活性やリボソーム解離活性にstatinの影響は観られなかった。この結果は70Sリボソームを解析に利用していることが原因である可能性があり、55Sミトコンドリアリボソームを用いた解析を進める予定である。Statinはリボソームに結合してリボソームを異常に安定化し、変異体によるリボソーム解離を阻害すると推測している。機能解析とともに55S・statin複合体のcyoEM構造解析にも取り組む予定である。本研究課題は、哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の分子機構を理解することを目的とし、薬剤デザイン等の医療応用への貢献を目指している。当該年度は特に、哺乳類ミトコンドリア翻訳因子に誤作用する薬剤の作用機序の解析(高脂血症治療薬StatinのRRFmt/EF-G2mtへの作用機序の解析)を目的として、クライオ電子顕微鏡観察による哺乳類ミトコンドリア55Sリボソームの構造解析を中心に研究を進めた。ミトコンドリアリボソームの調製方法の改良を行い、さらに、解析粒子数を増やす事により、リボソーム単体の構造について分解能を向上させた。その結果、ミトコンドリアリボソームの小サブユニットに特有な構造を見いだした。また、リボソームと翻訳因子(EF-G1mt、EF-G2mt、RRFmt、およびtRNA)の複合体の形成条件について検討し、初期構造を得た。また、再構築型ミトコンドリア生体外タンパク質合成系(mtPURE system)の応用にも取り組んだ。昨年度、部位特異的に非天然アミノ酸(光クロスリンカー)を導入するシステムを確立し、引き続きその応用を試みた。ミトコンドリアリボソームは膜タンパク質の合成に特化したユニークなペプチドトンネル構造を有することが示唆されており、新生ペプチドとリボソームトンネルの相互作用の解析を目指した。これまでのところ、翻訳条件や光クロスリンカーの種類(εANB-Lys、L-4-Benzoyl-phenylalanine)について検討を行っているが、解析に十分な光クロスリンカーの導入効率が得られていない。本研究課題では、哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の分子機構を理解することを目的とし、薬剤デザイン等の医療応用への貢献を目指した。当該年度は、クライオ電子顕微鏡観察による哺乳類ミトコンドリア55Sリボソーム/翻訳因子複合体の構造解析を中心に研究を進めた。PRE-およびPOST-トランスロケーション複合体の構造を決定した。これまでミトコンドリアリボソーム単体の構造について報告があるが、翻訳因子やtRNAとの機能的複合体としてはじめての構造である。解像度はおよそ4Åであり、薬剤デザイン等にも十分応用できる。また、リボソームと翻訳因子(EF-G1mt/55S、EF-G2mt/55S、RRFmt/55S、RRFmt/EF-G2mt/39S)の複合体についてても解析を進め、初期構造を得た。さらに、EF-Tumt/tRNA(Ser, AGY)/55SやRF1Lmt/55S複合体の形成条件を決定した。再構築型ミトコンドリア生体外タンパク質合成系(mtPURE system)の応用にも取り組んだ。これまでに、部位特異的に非天然アミノ酸(光クロスリンカー)を導入するシステムを確立しており、引き続きその応用を試みた。

これまでのところ、翻訳条件や光クロスリンカーの種類(εANB-Lys、L-4-Benzoyl-phenylalanine)について検討を行っているが、解析に十分な光クロスリンカーの導入効率が得られていない。本研究では、哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の分子機構を理解し、薬剤デザイン等の医療応用へ貢献することを目指した。申請者が確立した再構築型哺乳類ミトコンドリアの翻訳システムを応用し、ミトコンドリアにユニークな翻訳終結因子ICT1の機能解析を行った。ICT1の基質特異性や機能部位を解析してその作用機序を明らかにするとともに、ミトコンドリアの変則的終止コドンの解読機構のモデルを提唱した。ミトコンドリアリボソームと翻訳因子の複合体のcryoEM構造解析を進め、PREおよびPOST-トランスロケーション複合体について高分解能の構造を決定した。ミトコンドリアリボソームの構造解析は概ね順調に進んでいると考えている。一方、再構築型生体外タンパク質合成系を応用してゆくためは、システムの翻訳効率を向上させる工夫が必要である。現在のシステムでは異種(大腸菌由来)tRNAを利用しているため、ミトコンドリア由来のtRNAおよびアミノアシルtRNA合成酵素(ARS)群を導入する必要があると考えている。生化学、分子生物学ミトコンドリアリボソームの構造解析については、諸翻訳因子とリボソームの複合体の構造を決定するとともに、特にEF-G2mt/55S複合体については、statin存在下の構造についても解析を進める。再構築型生体外タンパク質合成系の応用については、翻訳効率を向上させるため、ミトコンドリア由来のtRNAおよびARS群の導入を検討する。各種組み替えミトコンドリアARSの取得、ならびに、ミトコンドリア抽出液からのアミノアシルtRNA合成酵素複合体の単離精製、を試みる。着実に問題を解決して実験計画を進める事ができた。哺乳類ミトコンドリア生体外蛋白質合成系の構築:新生鎖ペプチドと相互作用するリボソームタンパク質を同定し、ミトコンドリアリボソームのペプチドトンネルの構造について知見を得る。哺乳類ミトコンドリアリボソームの構造解析:引き続きクライオ電子顕微鏡観察における解析粒子数を増やす事により分解能の向上を図る。哺乳類ミトコンドリア翻訳因子に誤作用する薬剤の作用機序の解析(高脂血症治療薬StatinのRRFmtへの作用機序の解析):Statin感受性が高まるRRF2mtSNP変異体の機能解析(GTPase活性、リボソーム解離活性)55Sミトコンドリアリボソームを用いて進める。55S・statin複合体のcyoEM構造解析にも取り組む。研究が順調に進みさらにmtPUREsystemに導入する光クロスリンカーの種類を拡張する必要があると判明したため実験手法の検討に日数を要し、当初計画していた実験を2か月ほど遅らせ、購入予定だった試薬は4,5月に購入することにした。試薬は4月と5月に購入する予定である。
総合的な学習の実施状況と教師の実践意識に関する全国調査

本研究は,現行の学習指導要領から新設された「総合的な学習の時間」の実践に焦点を当て、全面実施となってから5年目を迎えた教師たちを対象に,その授業の実態と教師たちの率直な意識を把握すべく,質問紙調査を基盤とした全国規模の調査研究である。総合的な学習の実践状況や教師の意識を量的・質的に明らかにすることから,現状での問題点を実証的に整理し,大学での教員養成や教育委員会等が主催する研修のあり方などを提言するための基礎的データを示すことが本研究の目的である.調査は、まず長野県内の教育課程協議会の「総合的な学習」授業研究校を対象とした予備調査の結果をベースに、全国調査に拡大して統計処理を行う際に、有意な質問項目等を吟味・修正した上で質問紙を作成した。全国の47都道府県すべてに、各10校以上調査用紙を配布できるよう発送リストを作成し、「総合的な学習主任または研究主任」に回答いただけるよう依頼状を添えて2007年1月に発送した。同年2月初旬に回答の集計と分析を行い、3月末に報告書を作成した。また,長野県内の学校(8月)、富山市の学校(10月)、愛知県内の学校(1月)、東京都内の学校(2月)、北海道の学校(3月)など、日本国内の「総合的な学習」の実践に関する調査校を研究メンバーの3名が分担して総合的な学習の授業実践を参観した。一般的な授業実態と今回の質問紙調査の結果との整合性を吟味しつつ、回答データを読み取る努力をした。調査結果を精査しつつ分析考察をすすめる中で、回答者から総合的な学習の実践に関し、多くの期待や要望や提出されたと同時に、学力向上政策が加速する中で「総合的な学習は廃止すべきだ」との声も少なくなかった。しかし、回答者のうち、50名弱の教師からは、本研究の次の段階となる聞き取り調査への協力を承諾する回答をいただいている。質問紙による統計的調査だけでは得られない実態把握は、今回の調査結果と合わせて今後のインタビュー取材の質にかかっていることは間違いない。本調査を総合的にふりかえって強く感じることは、教員養成や現職教育において学際的な学習の機会が十分に保障され、教師自らが問題を見つけ、問題解決の方策を主体的に考えるという学習経験の重要さである。本研究の成果は、日本生活科・総合的学習教育学会(2007年6月)にて発表する予定である。
イノシトール4リン酸(IP4)の新しい測定法の開発とその応用

われわれは現在まで培養細胞系を用い細胞内現象を各種疾患を想定し研究してきた。特異に細胞膜脂質組成に影響を与えるphospholipase A2の変化を血管作動薬を用いて測定してきたが、この酵素の活性かには細胞内カルシュウム濃度の上昇が必要であり、細胞膜のカルシュウム透過性をアイソトープラベルのカルシュウムを用い想定してきた。今日のようにphospholipase Cが脚光を浴びる以前より申請者は血小板にてphospholipase Cのの測定を行いthromboxaneA2合成への影響を検討してきた。また、大動脈平滑筋細胞、腎上皮細胞を培養したカルシュウムの膜透過性およびphospholipase Cを促進させる血小板活性因子を用い、細胞内カルシュウム濃度とphospholipase CおよびA2を検討してきた。また心筋肥大とくに特発性心筋症の発症とphospholipase Cおよび細胞膜情報伝達系異常が関与しているのではないかと考え、PIP2-PLCおよびIP3 kinaseを部分精製した。細胞内カルシュウムの微量な変化にIP3、IP4が関係していることに気付き今回IP4の測定を試みるために本研究を計画し、現在ウシ心筋よりIP4結合蛋白質を次の計画にしたがい精製中である。今後IP4結合蛋白質により特異性のある抗体化の高い抗体を作成し、ラジオインムノアッセイ法を確立する予定である。1)ラット心筋ホモジネートを超遠心後、FPLCを含む各種カラムと等電点電気泳動法を用いてIP4結合蛋白質を単離精製する。2)分離精製したIP4結合蛋白質を基にポリクローナルおよびモノクロナル抗体を作成する。3)アイソトープラベルIP4およびIP4結合蛋白質、モノクローナル抗体を用いラジオインムノアッセイ法を開発する。4)モノクローナ抗体を用い細胞内に於けるIP4結合蛋白質の局在性を確認する。近年、ホルモン、神経伝達物質、細胞増殖などによる受容体活性化に際してイノシト-ルリン脂質の代謝回転の亢進が生じ、作用発現に重要な役割を果していることが明らかになってきた。イノシト-ルリン1.4.5トリホスフェイト(IP3)は、細胞内小胞体よりカルシュウムを遊離させる作用を持つ。IP3はさらにIP3キナ-ゼによりイノシト-ル4リン酸(IP4)に変換させる。IP4は細胞外よりカルシュウムの細胞内へ取り込みを促進させることが報告されており、心筋における、これら受容体刺激-PLCの活性化-IP3の遊離-IP3キナ-ゼの活性化-細胞内カルシュウム増加の細胞内情報伝達機構が細胞の生命維持および、活性化に重要な役割を果たすものと考えられる。よってIP3、IP4はカルシュウム遊離を導く重要なSecond messengerであるといえる。IP3の定量法は確立されつつあるが、しかし細胞内情報伝達系での細胞内IP4の定量法は確立されていなく、アイソト-プラベルでの動態変化を見るといった方法で変化を測定している現状である。本研究計画では、IP4のアッセイ法を確立することにより、簡便かつ迅速にホルモンや生理的刺激によるIP4量変化を定量的に捕らえて、生命現象における役割を明らかにすることを意図している。更に各種病態でのIP4の変化を測定することで、各種疾患の診断を含む臨床応用を目指す。本年度は細胞内カルシュウム濃度変化をPAF、ET、IP3を添加し測定した。細胞内カルシュウム測定装置(カザルス、オリンパス)の納入の遅れ、解析用ソフトの不備等での心筋細胞を使用するにいたっていない。IP4の結合蛋白質精製は心筋内にIP4結合蛋白質が存在することを確認できた。

IP4は細胞外よりカルシュウムの細胞内へ取り込みを促進させることが報告されており,心筋における、これら受容体刺激ーPLCの活性化ーIP3の遊離ーIP3キナ-ゼの活性化ー細胞内カルシュウム増加の細胞内情報伝達機構が細胞の生命維持および、活性化に重要な役割を果たすものと考えられる。よってIP3,IP4はカルシュウム遊離を導く重要なsecond messengerであるといえる。IP3の定量法は確立されつつあるが、しかし細胞内情報伝達系での細胞内IP4の定量法は確立されていなく、アイソト-プラベルでの動態変化を見るといった方法で変化を測定している現状である。本研究計画では、IP4のアッセイ法を確立することにより、簡便かつ迅速にホルモンや生理的刺激によるIP4量変化を定量的に捕らえて、生命現象における役割を明らかにすることを意図している。更に各種病態でのIP4の変化を測定することで、各種疾患の診断を含む臨床応用を目指す。本年度は血管平滑筋細胞、内皮細胞および心筋細胞にて細胞内カルシウムを種々の条件下にて測定したまたその時のIP4をアイソト-プラベルのイノシト-ルリン酸を用いて測定した。またIP4結合蛋白質は以下の計画にしたがい精製中である。1)ラット心筋ホモジネ-トを超遠心後、FPLCを含む各種カラムと等電点電気泳動法を用いてIP4結合蛋白質を単離精製する。2)分離精製したIP4結合蛋白質を基にポリクロ-ナルおよびモノクロナル抗体を作成する。3)アイソト-プラベルIP4およびIP4結合蛋白質、モノクロ-ナル抗体を用いラジオインムノアッセイ法を開発する。
低放射化バナジウム合金のヘリウム保持・脱離特性に及ぼす不純物及び熱処理温度の影響

低放射化バナジウム合金(V-4Cr-4Ti)は核融合装置の第一壁およびブランケットの候補材である。V合金は核融合反応で生成される様々なエネルギーを有するヘリウム(He)粒子の衝撃を受けHeを保持する。保持されたHeは熱・粒子負荷によってプラズマ中に再放出されるだけでなく、高温でHe脆化を引き起こす。本研究では高エネルギーのHeイオンをDEMO炉の条件に近いフラックスおよび照射量で照射した。その後加熱しHeの熱脱離特性を調べた。Heは約230°Cと930°Cで大きな脱離ピークを持って脱離した。低温側で脱離するHeは欠陥と不純物に捕捉されたHeクラスターの解離による脱離であり、高温側は内部バブルおよびブリスターの破裂による脱離であった。照射量を増加させていくと、最初に高温側での脱離するHe量が飽和し、その後低温側で脱離する量も次第に飽和した。保持量は、フルエンスが5×10^<21>He/m^2(46 dpa)まではHeイオンは100%捕捉されその後飽和した。飽和した保持量は約3×10^<17>He/cm^2であり、projected range内に保持されていると仮定すると原子比(He/V)は1.4にもなった。一方Heの捕捉サイトとし析出物があるが、析出物の密度はV合金の最終熱処理温度に強く依存する。そこで、本研究では、表面を研磨した試料、最終熱処理温度を変化させた試料を作製した。最もHe保持量が少なかったのは研磨後1100°Cで加熱処理を行った試料である。最終熱処理を析出物密度が多くなる温度で行ったV合金は保持量が多く、低温側で脱離するHeの脱離温度が高温側にシフトした。また、表面からHeイオンが注入される深さまで酸素を溶解(拡散)させた試料では、保持量が未酸化試料に比べて少なく、低温側で脱離することが分かった。本研究で得られた結果は従来低照射量で行われていた研究結果と逆の傾向を示した。この研究はHe捕捉に大きな影響を与える不純物・析出物に対する新しい知見を得た。核融合炉の第一壁及びブランケット構造材料の候補材料であるバナジウム合金(V-4Cr-4Ti)は、様々なエネルギーのヘリウム(He)によって照射され、注入される。Heは材料中に固溶せず容易に移動し、転位や不純物原子、予め材料中に存在する格子欠陥や高エネルギー粒子によってはじき出された損傷などと強く相互作用をする。本テーマはV合金に注入されたHeの熱脱離および保持特性が不純物によってどのように変化するかを調べることを目的としている。不純物は研磨や最終熱処理温度によって大きく変わることが指摘されている。本年度は、最初に冷間圧延したV-4Cr-4Ti合金に5keVのHeイオンを照射し、その熱脱離特性と保持量の照射量依存性を系統的に調べた。HeイオンのフラックスおよびHeイオンの注入深さ内のはじき出し損傷はDEMO炉とほぼ同じ条件である。照射後のV合金表面にはsub-μmの直径を有するブリスターが観察された。保持されたHeは550K、850Kおよび1100K以上で脱離した。

表面観察の結果ブリスターは1100K以上で破裂してその後表面にはsub-μmの径のホールが形成された。照射量を増加させると最初に1100K以上で脱離するHeが飽和し、その後550Kで脱離するHe量が飽和した。この結果は3桁以上も低い照射量で行った他の研究者の結果と逆である。照射量が2×10^<21>He/m^2までは注入したHeがほぼ100%保持されたが、その後飽和した。その飽和量は2.7×10^<21>He/m^2であり、注入深さ内のHe/V比は1.4であった。また、表面を機械・電解研磨し、1373KでアニールしたV合金は、冷間圧延した試料よりも低温で脱離するHeの温度が高温側に50K以上もシフトし保持量も少なかった。しかし、析出物の分布が大きく異なる試料に対しては熱処理後に研磨したために、最終熱処理温度とヘリウムの保持特性が明確にならなかった。その理由として、研磨中に不純物(C,O)が取り込まれたためである。低放射化バナジウム合金(V-4Cr-4Ti)は核融合装置の第一壁およびブランケットの候補材である。V合金は核融合反応で生成される様々なエネルギーを有するヘリウム(He)粒子の衝撃を受けHeを保持する。保持されたHeは熱・粒子負荷によってプラズマ中に再放出されるだけでなく、高温でHe脆化を引き起こす。本研究では高エネルギーのHeイオンをDEMO炉の条件に近いフラックスおよび照射量で照射した。その後加熱しHeの熱脱離特性を調べた。Heは約230°Cと930°Cで大きな脱離ピークを持って脱離した。低温側で脱離するHeは欠陥と不純物に捕捉されたHeクラスターの解離による脱離であり、高温側は内部バブルおよびブリスターの破裂による脱離であった。照射量を増加させていくと、最初に高温側での脱離するHe量が飽和し、その後低温側で脱離する量も次第に飽和した。保持量は、フルエンスが5×10^<21>He/m^2(46dpa)まではHeイオンは100%捕捉されその後飽和した。飽和した保持量は約3×10^<17>He/cm^2であり、projected range内に保持されていると仮定すると原子比(He/V)は1.4にもなった。一方Heの捕捉サイトとし析出物があるが、析出物の密度はV合金の最終熱処理温度に強く依存する。そこで、本研究では、表面を研磨した試料、最終熱処理温度を変化させた試料を作製した。最もHe保持量が少なかったのは研磨後1100°Cで加熱処理を行った試料である。最終熱処理を析出物密度が多くなる温度で行ったV合金は保持量が多く、低温側で脱離するHeの脱離温度が高温側にシフトした。また、表面からHeイオンが注入される深さまで酸素を溶解(拡散)させた試料では、保持量が未酸化試料に比べて少なく、低温側で脱離することが分かった。本研究で得られた結果は従来低照射量で行われていた研究結果と逆の傾向を示した。この研究はHe捕捉に大きな影響を与える不純物・析出物に対する新しい知見を得た。
コンクリートの調合と床下地の上面仕上げ作業のしやすさの関係の提示

近年のコンクリートは、高層建築や複雑な形状に対応するため様々な調合の工夫がなされ、柱などに用いられている。ここで、床にはこのようなコンクリートを用いる必要は本来ないが、変更は管理上煩雑なため同一のものを用いる場合が多い。一方、床は職人が手作業で上面を仕上げるが、近年のコンクリートには作業が非常にしにくいものが多く、凹凸などの不具合が頻発している。本研究は、調合と作業のしやすさの関係を提示し、品質の良い床下地施工に寄与するものである。従来、建築物施工現場でのコンクリートの受発注は、主に強度と流動性を指定することによりなされている。これは、構造的観点から要求される強度を満たし、かつ柱,梁,壁などに確実に充填することを重要視しているためである。一方、現場打ちコンクリート床下地の施工にも、柱,梁,壁などに用いたコンクリートをそのまま用いることが多い。ここで、床下地の表層部品質には施工の過程で行う上面仕上げ作業の良否が大きく影響するが、高強度,高流動コンクリートなどのなかには比較的上面仕上げ作業がしにくいものが多いため、表層部晶質の劣悪な床下地が多数出現している。このような問題を未然に防ぐためには、強度,流動性が適切であることに加え、上面仕上げ作業のしやすさも考慮してコンクリートを選定する必要があるが、上面仕上げ作業のしやすさを調合から予測することは、現時点では非常に困難である。したがって、上面仕上げ作業のしやすさも考慮に入れて用いるコンクリートを選定するためには、事前に調合と上面仕上げ作業のしやすさを表す物理量FIの関係を把握しておく必要がある。このような観点から、本年度は、近年用いられている様々なコンクリートの調合ごとにFIを求め、データベースとして蓄積した。具体的には、実際に用いられている調合の調査結果から強度,流動性の組み合わせごとに最も一般的と思われる75種の調合を試料として選定し、FIを測定した。来年度は、FIの変化には調合のどのような要因が大きく影響するかを考察し、上面仕上げ作業がしやすく、かつ強度,流動性の観点からも優れたコンクリートを得ることができる調合を模索,提示する予定である。ここで、床下地の表層部品質には施工の過程で行う上面仕上げ作業の良否が大きく影響するが、高強度,高流動コンクリートなどのなかには比較的上面仕上げ作業がしにくいものが多いため、表層部品質の劣悪な床下地が多数出現している。このような問題を未然に防ぐためには、強度,流動性が滴切であることに加え、上面仕上げ作業のしやすさも考慮してコンクリートを選定する必要があるが、上面仕上げ作業のしやすさを調合から予測することは、現時点では非常に困難である。このような観点から、昨年度は、近年用いられている様々なコンクリートの調合ごとにFIを求め、データベースとして蓄積した。本年度は、昨年度の実績を踏まえ、F1の変化には調合のどのような要因が大きく影響するかを考察した。その結果、コンクリートの調合のうち、水セメントや単位水量,減水剤の種類,セメントの種類が大きく影響することを定量的に明らかにした。
分子生物学的アプローチによるアッシャー症候群の病態解明

わが国における網膜色素変性症の有病率はほぼ3千人に1人であると言われ、その大部分は眼症状のみを示すが、ときに部分症状として難聴がみられ、Usher(アッシャー)症候群はその代表である。遺伝性の網膜色素変性症の29%はUsher症候群であったとの報告があり、人口10万人に対し外国では2.26.2人の頻度でみられ、我が国では1978年の報告で、人口10万人当たり0.6人との報告がある。網膜色素変性症の中で聴覚障害を来す頻度はもっと高い可能性があるのに、我が国における現状は不明と言っても過言ではない。そこで、網膜色素変性症の中で聴覚障害の現状について全国疫学調査を行った。日本網膜色素変性症協会3200人の会員に、アンケート用紙を送付した。834名から返答があり、回収率は26%であった。834名中、828名が眼科で網膜色素変性症と診断されていた。今回の対象者の視覚症状平均自覚年齢は31.7歳であった。難聴を自覚している者は29.5%(244名)、平均自覚年齢は39.2歳であった。その中で耳鼻科で聴力検査を受けたことがある者は72.5%、補聴器を持っている者は23.4%にみられた。難聴の自覚があっても、耳鼻科を受診していない方が多い印象である。耳鳴りを自覚している者は全体の30.4%(252名)、難聴の自覚はないが耳鳴りを自覚している者は12.3%(102名)であり、難聴または耳鳴りのある者は全体の42.8%(346名)に認められた。網膜色素変性症に難聴または耳鳴を伴う60歳以下の頻度は人口10万人に対し、7.0人と計算された。地域的には北海道は10万人に4.7人と最も頻度が低く、九州・沖縄は10万人に対し8.5人と最も頻度が高かった(英文雑誌投稿中)。イギリス・ドイツから報告されている頻度に類似した結果であった。Usher症候群は、症状によって3つのタイプに分けられている。タイプ1は幼小児より高度な難聴が見られ、時々めまい、ふらつきを伴い、網膜変性も10歳前後で生じてくる。タイプ2は若年の頃より中等度の難聴が見られ、めまい、ふらつきは伴わない。タイプ3は難聴、網膜変性とも思春期以降に生じ、難聴は徐々に進行する。今回の検討でめまい・ふらつきと難聴の進行の頻度が多くみられた事から、タイプ2、3の頻度は多いと推測された。難聴の進行がみられるUSH2A, USH3遺伝子の検索と臨床データの解析が今後必要であり、進めていきたいと考えている。

難聴の進行がみられるUSH2A, USH3遺伝子の検索と臨床データの解析が今後必要であり、進めていきたいと考えている。わが国における網膜色素変性症の有病率はほぼ3千人に1人であると言われ、その大部分は眼症状のみを示すが、ときに部分症状として難聴がみられ、Usher(アッシャー)症候群はその代表である。遺伝性の網膜色素変性症の29%はUsher症候群であったとの報告があり、人口10万人に対し外国では3.64.4人の頻度でみられ、我が国では1978年の報告で、人ロ10万人当たり0.6人と報告がある。網膜色素変性症の中で聴覚障害を来すことはもっと多い可能性があるのに、今までそのことについてあまり知られていなかった。今回我々はJRPS(日本網膜色素変性症協会)の協力を得て、まず疫学調査を施行し、我が国における網膜色素変性症の中で聴覚障害の実情を調べた。JRPSの約3000人の会員に以下の内容のアンケート用紙を送付した。1、網膜色素変性症と眼科で診断されていますか?2、何歳ごろから視覚障害を自覚しましたか?3、難聴を自覚することがありますか?4、"ある"と答えられた方はいつ頃から自覚しましたか?5、難聴が徐々に進行していると感じていますか?6、耳鼻科に受診して聴力検査を受けた事がありますか?7、現在補聴器を持っていますか?8、耳鳴りを感じていますか?9、耳鳴りを感じている方はいつ頃から感じていますか?10、これまでに、めまいやふらつきを経験することがありましたか?834名から返答があり、回収率は約30%であった。現在データ解析を行っている最中であるが、難聴を自覚している方は約30%、何らかの耳症状がある方が42%認められた。また、現在までに15名のアッシャー症候群の方の協力を得て、視聴覚検査を施行し、また倫理委員会の許可を得て血液サンプルの採取をし、遺伝子変異の有無を解析中である。遺伝性の網膜色素変性症の29%はUsher症候群であったとの報告があり、人口10万人に対し外国では2.26.2人の頻度でみられ、我が国では1978年の報告で、人口10万人当たり0.6人との報告がある。網膜色素変性症の中で聴覚障害を来す頻度はもっと高い可能性があるのに、我が国における現状は不明と言っても過言ではない。そこで、網膜色素変性症の中で聴覚障害の現状について全国疫学調査を行った。日本網膜色素変性症協会3200人の会員に、アンケート用紙を送付した。834名から返答があり、回収率は26%であった。834名中、828名が眼科で網膜色素変性症と診断されていた。今回の対象者の視覚症状平均自覚年齢は31.7歳であった。難聴を自覚している者は29.5%(244名)、平均自覚年齢は39.2歳であった。その中で耳鼻科で聴力検査を受けたことがある者は72.5%、補聴器を持っている者は23.4%にみられた。難聴の自覚があっても、耳鼻科を受診していない方が多い印象である。耳鳴りを自覚している者は全体の30.4%(252名)、難聴の自覚はないが耳鳴りを自覚している者は12.3%(102名)であり、難聴または耳鳴りのある者は全体の42.8%(346名)に認められた。網膜色素変性症に難聴または耳鳴を伴う60歳以下の頻度は人口10万人に対し、7.0人と計算された。地域的には北海道は10万人に4.7人と最も頻度が低く、九州・沖縄は10万人に対し8.5人と最も頻度が高かった(英文雑誌投稿中)。イギリス・ドイツから報告されている頻度に類似した結果であった。Usher症候群は、症状によって3つのタイプに分けられている。
ヒト顎顔面・口腔領域好発悪性リンパ腫におけるDNA修複遺伝子の分子病理学的研究

マウスのMSH2ノックアウトマウスにおいて100%発症する胸腺のT細胞性リンパ腫において,BAX遺伝子(G)8repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationを効率にみとめることを確認し,ヒト濾胞性リンパ腫(FL)22例におけるhMSH2とhMLH1蛋白は,免疫組織化学的にのうちそれぞれ2例,4例の計6例に発現の欠失を確認した(27%).それぞれの遺伝子のすべての塩基配列をみたところ,hMSH2では2例とも,hMLH1では4例のうち1例にmutationがみとめられたが,hMSH2とhMLH1蛋白の発現が正常なFLではそれらの遺伝子にmutationはみとめなかった.更に,hMSH2とhMLH1遺伝子にmutationをみとめた6例すべてに,BAX遺伝子(G)8repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationをみとめたが,hMSH2とhMLH1蛋白の正常なFLではそのようなmutationはみとめなかった.また,ヒトFLにおけるBAX蛋白の発現は20%程度みとめられmismatchrepair遺伝子の異常とある程度の関連性があることが示唆され,現在までにヒトlymphoblastic lymphomaとともに,methylationの有無とDNA修復遺伝子の異常との関連性を検討している.マウスのMSH2ノックアウトマウスにおいて100%発症する胸腺のT細胞性リンパ腫において,BAX遺伝子(G)8repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationを効率にみとめることを確認し,ヒト濾胞性リンパ腫(FL)22例におけるhMSH2とhMLH1蛋白は,免疫組織化学的にのうちそれぞれ2例,4例の計6例に発現の欠失を確認した(27%).それぞれの遺伝子のすべての塩基配列をみたところ,hMSH2では2例とも,hMLH1では4例のうち1例にmutationがみとめられたが,hMSH2とhMLH1蛋白の発現が正常なFLではそれらの遺伝子にmutationはみとめなかった.更に,hMSH2とhMLH1遺伝子にmutationをみとめた6例すべてに,BAX遺伝子(G)8repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationをみとめたが,hMSH2とhMLH1蛋白の正常なFLではそのようなmutationはみとめなかった.また,ヒトFLにおけるBAX蛋白の発現は20%程度みとめられmismatchrepair遺伝子の異常とある程度の関連性があることが示唆され,現在までにヒトlymphoblastic lymphomaとともに,methylationの有無とDNA修復遺伝子の異常との関連性を検討している.まず,基礎データとして,マウスのMSH2ノックアウトマウスにおいて100%発症する胸腺のT細胞性リンパ腫において,BAX遺伝子(G)8repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationを効率にみとめることを確認した.次に,ヒト濾胞性リンパ腫(FL)22例におけるhMSH2とhMLH1蛋白は,免疫組織化学的にのうちそれぞれ2例,4例の計6例に発現の欠失を確認した(27%).それぞれの遺伝子のすべての塩基配列をみたところ,hMSH2では2例とも,hMLH1では4例のうち1例にmutationがみとめられたが,hMSH2とhMLH1蛋白の発現が正常なFLではそれらの遺伝子にmutaionはみとめなかった.更に,hMSH2とhMLH1遺伝子にmutationをみとめた6例すべてに,BAX遺伝子(G)8repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationをみとめたが,hMSH2とhMLH1蛋白の正常なFLではそのようなmutationはみとめなかった.今後,FLにおけるBAX蛋白の発現とmismatch repair遺伝子との関連を解析する予定である.まず,基礎データとして,マウスのMSH2ノックアウトマウスにおいて100%発症する胸腺のT細胞性リンパ腫において,BAX遺伝子(G)8 repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10 repeatにinsertion/deletion mutationを効率にみとめることを確認した.次に,ヒト濾胞性リンパ腫(FL)22例におけるhMSH2とhMLH1蛋白は,免疫組織化学的にのうちそれぞれ2例,4例の計6例に発現の欠失を確認した(27%).それぞれの遺伝子のすべての塩基配列をみたところ,hMSH2では2例とも,hMLH1では4例のうち1例にmutationがみとめられたが,hMSH2とhMLH1蛋白の発現が正常なFLではそれらの遺伝子にmutaionはみとめなかった.更に,hMSH2とhMLH1遺伝子にmutationをみとめた6例すべてに,BAX遺伝子(G)8 repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10 repeatにinsertion/deletion mutationをみとめたが,hMSH2とhMLH1蛋白の正常なFLではそのようなmutationはみとめなかった.更に,FLにおけるBAX蛋白の発現は20%程度みとめられmismatch repair遺伝子の異常とある程度の関連性があることが示唆された.マウスのMSH2ノックアウトマウスにおいて100%発症する胸腺のT細胞性リンパ゚

腫において,BAX遺伝子(G)8 repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10 repeatにinsertion/deletion mutationを効率にみとめることを確認し,ヒト濾胞性リンパ腫(FL)22例におけるhMSH2とhMLH1蛋白は,免疫組織化学的にのうちそれぞれ2例,4例の計6例に発現の欠失を確認した(27%).それぞれの遺伝子のすべての塩基配列をみたところ,hMSH2では2例とも,hMLH1では4例のうち1例にmutationがみとめられたが,hMSH2とhMLH1蛋白の発現が正常なFLではそれらの遺伝子にmutationはみとめなかった.更に,hMH2とhMLH1遺伝子にmutationをみとめた6例すべてに,BAX遺伝子(G)8 repeatないしTGFβR-II遺伝子(A)10repeatにinsertion/deletion mutationをみとめたが,hMSH2とhMLH1蛋白の正常なFLではそのようなmutationはみとめなかった.また,ヒトFLにおけるBAX蛋白の発現は20%程度みとめられmismatchrepair遺伝子の異常とある程度の関連性があることが示唆され,現在までにヒトlymphoblastic lymphomaとともに,methylationの有無とDNA修復遺伝子の異常との関連性を検討している.
道路交通騒音の市街地伝搬に伴う減衰量の予測

本研究の目的は、道路交通騒音が市街地を伝搬する際の建物等の障害物による騒音減衰量の予測方法を開発することである。ただし、特定地域を対象にして、障害物による音の反射や回折を逐一計算するような予測手法ではなく、地域のマクロな騒音特性を把握するための、簡便で実用的な騒音予測手法を目指すものである。研究方法としては、初めに市街地縮尺模型を用いて車両騒音の騒音減衰量を実験的に求め、その結果を用いたコンピュ-タ・シミュレ-ションによって様々な市街地条件に対する騒音予測方法について検討し、最後に現場実測デ-タと比較検討して予測手法の妥当性を検証する。まず、昭和63年度と平成元年度は、道路を一台の車両が走行する場合の道路交通騒音の市街地伝搬に関する模型実験を実施し、障害物による騒音減衰量を求めた。その結果を統計的に分析して、騒音レベル減衰量を求める簡便な実験式を提案した。その内容は、音源と受音点を結ぶ音線を中心にした『基準長方形』を想定し、それを7m×7mのメッシュに分割し、障害物の存在するメッシュとそうでないメッシュに分けて建物密度を表す市外地パラメ-タを導入し、そのパラメ-タから騒音減衰量を求めるというものである。このような騒音減衰量予測方法の妥当性を検証するために、平成3年度は、実際の道路周辺の市街地を5ヵ所選定し、道路交通騒音の実測を行った。実測結果の第一段階の検討から、騒音レベル減衰量は、受音点から道路をみたとき水平角120゚の範囲にある障害物の密度(建ペい率と建物平均高さ)と道路からの距離で概ね予測できることが分かった。次に、先の実験で得た予測計算方法の妥当性を検証するために、現在、コンピュ-タ・シミュレ-ションを行っているところであるが、詳しい結果を得るまでにもう少し時間がかかる予定である。本研究は、道路交通騒音が市街地を伝搬する際の建物等の障害物による騒音減衰量の予測方法を確立しようとするものである。研究方法としては、初めに市街地縮尺模型を用いて騒音減衰量を実験的に求め、そのデータを用いたコンピュータ・シミュレーションによって様々な市街地条件方法の妥当性を検証するものである。本年度は、研究の第一段階として、1台の車両からの騒音減衰量を模型実験により求め、その結果から騒音減衰量の予測式を導出した。騒音伝搬に影響を及ぼす障害物は、音源と受音点を結ぶ音線を中心に一定の幅をもった長方形内(基準長方形)に限定されると仮定した。騒音減衰量は、音線上に障害物がある場合とそうでない場合とでは大きく異なるので、両者は別な予測式を採用するのが妥当であると考えた。音線上に障害物がない場合は、障害物の音反射のために騒音減衰量は負となるが、これは障害物の平面密度と平均高さの2変数で概め予測できることが判明したので、これらを用いた予測式(実験式)を求めた。音線上に障害物の影響が最も大きいと判断されたので、これらの情報を反映した変数(音線上の障害物の平面密度・平均高さ、音源あるいは受音点からの平面角・仰角、基源と受音点の平面距離等)と騒音減衰量の関連を統計的に分析した。そして、騒音減衰量との関連性が比較的大きいパラメータだけを用いた予測式(実験式)を求めた。以上の研究成果は、次年度以降のシミュレーションの基本となる重要なものであるが、得られた予測式(実験式)は予測精度の点で若干の間題点も残されたので、次年度では実験方法を改良するとともに、実験数も増やして検討を重ね、研究の次のステップへ進む予定である。

本研究は、道路交通騒音が市街地を伝搬する際の建物等の障害物による騒音減衰量の予測方法を確立しようとするものである。研究方法としては、初めに市街地縮尺模型を用いて騒音減衰量を実験的に求め、そのデ-タを用いたコンピュ-タ・シミュレ-ションによって様々な市街地条件に対する騒音予測を検討し、最後に現場実測デ-タと比較検討して予測方法の妥当性を検証するものである。本年度は、まず道路を1台の車両が走行する場合の騒音減衰量の予測方法を再検討した。すなわち、昨年度の実験を改良した実験を再度実施して、その結果から騒音減衰量の予測式(実験式)を導出した。結果は昨年度とほぼ同じであるが、予測精度が向上した。続いて、道路を複数の車両が走行している場合の騒音減衰量の予測方法を検討した。まず昨年と同様な模型実験を実施し、騒音の伝搬経路を検討した。すなわち、音圧レベルの測定に平行して、受音点から音源の方向に対して、水平方向に±45°の面(障害物の水平方向の回折音の把握)と仰角45°の面(障害物の上部回折音の把握)の音響インテンシティを測定した。これによって、騒音が音源から受音点へどのような経路で伝搬しているかを把握することができた。以上の実験の結果得られた騒音減衰量の予測方法は、以下のようにまとめられる。すなわち、昨年の結果得られた方法を用いて音源(車両)ごとに騒音レベルを計算する。それらをレベル合成して全音源からの騒音レベルとする。このような騒音予測計算方法を用いて、様々な市街地条件についてコンピュ-タ・シミュレ-ションした。そして、その結果を、市街地の障害物密度と交通流で整理し、分かりやすい図に表示した。研究方法としては、初めに市街地縮尺模型を用いて騒音減衰量を実験的に求め、そのデ-タを用いたコンピュ-タ・シミュレ-ションによって様々な市街地条件に対する騒音予測方法について検討し、最後に現場実測デ-タと比較検討して予測方法の妥当性を検証しようとするものである。本年度は研究の最終年度にあたり、昨年度までに実験から求めた騒音減衰量の予測方法の妥当性や精度を検討する。すなわち、現実の道路周辺において道路交通騒音を実測調査し、その結果を予測計算結果と比較検討する。騒音の実測を行う場所は、市街地条件の異なるものをいくつか取り上げるために、合計5ヵ所選定した。各測定地において、道路端と市街地内の測定点(およそ30ヵ所を基準とする)で道路交通騒音を同時測定した。両測定点の騒音レベルの差が本研究で必要なデ-タである。騒音測定に併せて、道路の交通状態(交通量・大型車混入率など)も調査し、また測定地における建物等の障害物の状態を、住宅地図と現場踏査から把握した。実測結果の分析では、まず最初に、騒音レベル減衰量と市街地パラメ-タとの関係について検討した。その結果、レベル減衰量は、受音点から道路をみたとき水平角120°の範囲にある障害物の密度(建ペい率と建物平均高さ)と道路からの距離で、概ね予測できることが分かった。次に、昨年度までの予測計算方法の妥当性を検証するために、現在、コンピュ-タ・シミュレ-ションを行っているところであるが、詳しい結果を得るまでに、もう少し時間がかかる予定である。
微小金属での磁性不純物の振る舞い

本研究で得られた主な結果は以下の通りである。1.乱れた2次元系での近藤効果を量子モンテカルロ法を用いて調べた結果、磁性不純物の位置に依存して、局在スピンは伝導電子のスピンにより完全に遮蔽される場合と遮蔽されない場合とがある事が明らかになった。また、局在スピンと伝導電子のスピンとの相関関数は、局在スピンが遮蔽されている場合でも局在スピン近傍での強磁性的スピン相関が著しく抑えられ、局在スピンが遮蔽されていない場合は局在スピン近傍での反磁性的スピン相関が著しく抑えられる事が明らかになった。2.有限温度でのアンダーソンモデル・軌道縮退アンダーソンモデルの有限温度における素励起スペクトルをベーテ仮説に基づく厳密解を用いて調べた。系が価数揺動領域から近藤領域に移り変わる場合、或は結晶場中にある場合の有限温度での素励起スペクトルの温度変化系統的に調べた。得られた結果を基に実験で観測されている熱力学量の振る舞いを議論した。3.数値的厳密対角化と共形場理論に基づく有限サイズスケーリングとを組み合わせることでスピンギャップを持つ様々な1次元量子スピン系の磁場中での臨界的性質を調べた。スピン相関関数の臨界指数の磁場依存性を計算し、得られた結果に基づいて、S=1/2二本足梯子物質、及びハルデーンギャップ物質でのNMR緩和率の実験結果を説明した。4.ランチョス法に基づく連分数展開を用いて、次近接相互作用を持つS=1/2ボンド交替鎖で見られる磁化プラトー領域での動的構造因子を計算した。得られた結果を、この系の有効ハミルトニアンであるS=1/2XXZ鎖の厳密な素励起スペクトルとの比較において解析した。本研究は微小金属での局所的電子相関効果を理論的に調べることを目的としている。本年度は数値的厳密対角化と共形場理論に基づく有限サイズスケーリングとを組み合わせることで、低次元量子多体系の磁場中での臨界的的を調べた。近年、スピン梯子系やボンド交替鎖なとエネルギーギャップを持つ1次元スピン系が理論、実験の両面から活発に研究されている。ここではまず、第二近接相互作用を持っS=1/2ボンド交替鎖の磁場中での臨界的性質を調べた。その結果、この系は朝永ラッティンジャー流体で記述されることを明らかにした。さらに磁場に垂直方法のスピン相関関数の臨界指数は、磁化の立ち上がり付近で磁場の増加にともない増加し、最大値をとった後は磁場の増加と共に減少することを明らかにした。また、磁場に平行方向のスピン相関関数の臨界指数は、磁化の立ち上がり付近で磁場の増加と共に減少し、最小値をとった後増加することをが分かった。これらの振る舞いはS=1/2ハイゼンベルグ鎖ともハルデーンギャップ系とも異なり、この系特有の性質を示している。次いで、S=1/2二本足スピン梯子系におけるスピン相関関数の臨界指数の磁場依存性を調べた。その結果、横木方向の相互作用が強磁性的か反強磁性的かにより臨界指数の磁場依存性は定性的に異なった振る舞いを示すことが分かった。またごく最近行われた対角的な強磁性相互作用を持つS=1/2二本足梯子物質に対する磁場中での核磁気共鳴実験に基づいて、スピン相関関数の臨界指数の磁場依存性が考察されている。そこで、この物質を記述すると考えられるパラメータを用いて臨界指数の磁場依存性を計算し実験結果と比較した。得られた計算結果は実験結果と定性的に異なった振る舞いを示している。この結果は、この物質では梯子間の相互作用や格子ひずみの影響が重要であることを示唆していると考えられる。

本研究では近藤効果に代表される局所的電子相関効果がもたらす諸物性を研究することを目的としている。本年度は、主に以下の三つのテーマに関する研究を行った。1.磁性不純物を希薄に含む乱れた2次元電子系の帯磁率を量子モンテカルロ法により調べた結果、温度低下に従い有効キュリー定数は、乱れがある場合の方が強い温度依存性で減少した。この結果は以前、弱局在領域で摂動展開により得られた結果と矛盾しない。温度が近藤温度以下まで低下すると、有効キュリー定数は不純物ポテンシャル配意によらずゼロに向かって収束した。この結果は、磁性不純物を希薄に含む乱れた2次元電子系の基底状態がシングレットであることを示唆している。2.軌道縮退アンダーソンモデルの有限温度でのスピン、電荷励起スペクトルをベーテ仮説に基づく厳密解を用いて調べた。近藤領域、価数揺動領域での素励起スペクトルは、軌道縮退及び結晶場の影響を反映した近藤温度の違いにより、特徴的温度依存性を示すことが明らかになった。3.これまでの研究から、ギャップを持つ(擬)1次元量子スピン系は磁場でギャップが閉じた場合、朝永・ラッティンジャー流体で記述されることが示されている。そこで2本足スピン梯子系、ハルデーンギャップ系、スピンパイエルス転移系などについて朝永・ラッティンジャー流体相でのNMR緩和率(1/T_1)を系統的に調べた結果、温度低下に伴う1/T_1の発散のべきの磁場依存性は系の違いを反映した特徴的振る舞いを示すことが明らかになった。1.磁性不純物を希薄に含む乱れた2次元電子系の帯磁率を量子モンテカルロ法により調べた。41×41サイトの2次元電子系のオンサイト上に[-W,W]の範囲でランダムポテンシャルを分布させ、まず、系の中心に位置する磁性不純物の帯磁率の温度依存性を計算した結果、有効キュリー定数は乱れの強さに依らず温度低下に従い減少し、ゼロに漸近した。すなわち、この場合の乱れたポテンシャル中での磁性不純物の局在スピンは伝導電子のスピンにより遮蔽された。次に、ランダムポテンシャルはそのままで磁性不純物の位置を移動させて同様の計算をした結果、乱れが強くなるに従い有効キュリー定数は低温において増加し、W>3.0では温度が低下しても減少を示さなかった。すなわち、この位置にある磁性不純物の局在スピンは伝導電子のスピンにより完全には遮蔽されなかった。近藤温度がT_K=(2πχ)^<-1>で与えられることから、以上の結果は、乱れたポテンシャル中では近藤温度が0から乱れがない場合の値まで、空間的に分布していることを表している。この結果は、以前UCu_<5-x>Pd_x等の系が低温で示す非フェルミ流体的性質を説明するために現象論的に導入されたモデルを、微視的立場から説明したものである。2.次近接相互作用を持つS=1/2ボンド交替鎖は、飽和磁化の1/2に磁化プラトーを持つパラメータ領域が存在する。ここではランチョス法に基づく連分数展開を用いて、この系の磁化プラトー領域での動的構造因子を計算した。ボンド交替パラメータδが1に近く次近接相互作用αが0に近い場合、系はS=1/2XXZ鎖にマップされるが、α0.4でもδ1であれば動的構造因子の重みはS=1/2XXZ鎖の素励起のバンドの中に分布することが明らかになった。また、δが小さい場合動的構造因子の重みは波数がπ/2付近にあるが、δが大きくなるにつれ、その重みは波数がπ付近に移ることが明らかになった。
ダイレイタンシー発生以前の応力域における岩石のカイザー効果のメカニズムの研究

本研究では,(I)閉じたクラックを導入したガラス板を用いて一軸圧縮載荷時のクラックの挙動とAE発生の関係に注目したモデル実験を行った他,(II)一軸および三軸の先行応力を与えた花岡岩について一軸圧縮載荷時のAE計測を行い,両方の結果を比較検討することによって低応力レベル(ダイレイタンシー発生以前の応力域)における岩石のAEのカイザー効果のメカニズムを明らかにすることを試みた。(I)のガラス板を用いた実験では以下のことが明らかになった。(1)閉じたクラックが活発なAEを伴って滑った時は,除荷後にせん断変位が残留する。せん断変位が残留したクラックではAEのカイザー効果が現れ,AEの急増点は先行応力とよく一致する。(2)カイザー効果によってAEが急増する応力(=先行応力の最大値)では,閉じたクラックのせん断変位が急増する。(3)閉じたクラックの残留せん断変位は時間経過にともなって元に戻り,これによってAEの活性度も回復する。残留せん断変位が回復したクラックではAEのカイザー効果は現れない。(II)の花岡岩を用いた実験では以下のことが明らかになった。(4)花岡岩にダイレイタンシー開始応力以下の一軸先行応力を与えた場合,明瞭なカイザー効果が現れ,AEの急増する応力は先行応力とよく一致する。(5)一軸先行応力を与えた場合のAEの活性度は先行応力除荷後の経過時間にともなって回復し,それに伴ってカイザー効果も不明瞭になる。(6)三軸先行応力を与えた場合では,カイザー効果が不明瞭であり,その不明瞭なAE急増点は先行応力より著しく低い。以上の知見を総合して,岩石の低応力レベルのカイザー効果のメカニズムを説明するモデルを提案して。
細胞の老化と染色体テロメアの関連 -三次元核内構造の変化について-

染色体末端テロメアDNAは、細胞増殖に伴うDNA複製により末端より短小化することが知られている。その短小化と拮抗してテロメア長を維持する酵素がテロメレースである。テロメレースは、繰り返し配列からなるテロメアDNAの3′末端に同じ繰り返し配列を付加する機能を持ち、生殖細胞や腫瘍細胞など不死化細胞に発現が高く、有限の分裂可能回数をもつ体細胞では発現が弱いとされている。しかし、腫瘍細胞においてすら、テロメレース活性は弱いためにこれまでその活性を直接的に検討することは困難であった。今年度の本研究により、我々はPCRを用いた新しいテロメレース活性の検出方法を開発した。それによれば、約10^3個の細胞に由来するわずかな量のテロメレース活性を検出することが可能であることが明らかになった。本法を種々の細胞株および継代を重ねたヒト胎児由来の繊維芽細胞に応用し、それらの細胞におけるテロメレース活性を半定量的に比較した。その結果、ヒト初代線維芽細胞では、のべ継代数が30代、あるいは60代のものいずれでも活性は認められなかった。一方、U937細胞株を初めとする多くのヒト腫瘍由来の細胞株では、強い活性を検出することができた。以上の事実は、少なくともin vitroにおける細胞の老化に関してテロメレースが重大な関与をしていることを示している。今後、さらに多くの細胞株や初代細胞について検討を重ねたい。