hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化処理による炭素バイオフィルムのミクロ・ナノ生物活性領域の成長

本年度はアノードの電流生産活性を上げることを目的に、炭素アノードの電気化学的酸化を試みた。電気化学的酸化は、黒鉛フェルトを硝酸または硫酸溶液中で+2.0Vの電圧を30分間かけることで行った。XPS分析の結果、特に硝酸を用いた場合に炭素の酸化がより多く観察された。2つの電極について、無処理の電極と比較した結果、酸化処理を行った電極を用いた際に微生物の電流生産が促進された。しかし、酸で電気化学的に酸化を行う方法では、下水処理のような大規模な廃水処理に用いるアノードの製作方法には適さないと判断した。続いて、より簡便な酸化方法として、O2プラズマ処理を試みた。吸水試験の結果、未処理アノードに対しプラズマ処理アノードで吸水率が高く、さらに活性汚泥に浸漬した際の微生物の担持性が向上することが示された。このプラズマ酸化処理を行ったアノードを用い無処理のアノードを用いた場合と微生物の電流生産性を比較した。O2プラズマ処理は,植種から一定期間の電流の立ち上がり期に電流生産を促進し,培養全体を通して誤差が小さくなる傾向が観察された.しかし,培養開始からしばらく時間が経過した後では未処理と酸化処理アノードで差がなくなった.これは、時間経過によりアノード表面にバイオフィルムが形成されバイオフィルム表面で有機物が消費され,アノード内部に捕捉されている微生物に有機物を行き渡らないためと考えられる.そこで,微生物バイオフィルム内で電流生産が活発に行われる領域を拡げる試みとしてアノードが設置されている汚水に人為的に流速を発生させ、バイオフィルム内部への基質供給を促進できないか試みた。嫌気的に保たれた状態で一定流速を与える流路を製作し、微生物燃料電池のアノード表面に流速を与えた結果、流速の増加に伴った電流生産の増加が観察された。これまで、炭素アノードの酸化処理が微生物の電流生産を促進する実験において、Geobacter sp. R4株のような純粋培養物では、無処理のアノードと比較して顕著で長期的な電流生産の促進効果が観察されていた。本年度、活性汚泥のような複合微生物群集を用いた実験を行った結果、培養初期に一定の効果が見られたものの、この効果が長期的に続くものではなかった。そこで基質拡散律速が生じていると考え、汚水中に流れを生じさせることで電流生産を促進することを試みた結果、特に有機物濃度が薄く微生物燃料電池の抵抗が小さい時に、最大で静置時の5.3倍の電流生産が観察された。この電流生産の促進効果は、アノードの材料の表面改質を行ったときに比べて大きく、MFCの配置を工夫することで流速をなるべく与えて電流生産を促進するアプローチが重要であることが示された。また、Geobacter sp. R4株を用い、酸化処理を行ったアノードと無処理の材料でRNAシーケンスを行った培養物よりタンパク質を抽出しシトクロムを検出しMS解析を行い、各電流生産条件において発現したシトクロムを同定した。昨年度の研究において、アノードバイオフィルムの活性領域の拡大には基質供給の促進が重要であることが示された。また、昨年度の研究において、微生物燃料電池のセル、アノード、およびカソード電流を別々にリニアスイープボルタンメトリーにより測定した結果、アノードおよびカソードの電流がセル電流に比べて大きいことが示された。このことは、我々のMFCにおいては、セパレータにおけるイオン移動が全体のセル電流を制限することを示している。つまりアノードをこれ以上改良しても、汚水有機物濃度が十分ある場合ではセル電流を促進できないことを示している。また、セパレータは薄くなるほど高価であり改良の余地がない。また、実用規模のMFCとして深さ1mの装置を用い上段・中段・下段でカソードおよびセル電流に大きな差があり、下段では電流が減少した。これはカソード内部で電子を受け取る酸素の供給に律速があることが示された。これよりカソード内部の空気供給を検討する必要がある。以上の状況から、今後は特に滞留時間の後半で基質が薄くなった場合にアノードバイオフィルムの活性領域の拡大することを狙って流速に着目する。流速をミカエリスメンテン式に組み込んだモデルを作成し処理槽全体の基質供給、分解ならびに電流生産を計算し、MFC配置から生産電流を予測できる方法を確立することに注力する。さらにカソードについても現状のデッドエンド構造から循環性を良くするものに改良し、電流生産に与える影響を評価する。

O2プラズマ処理は,植種から一定期間の電流の立ち上がり期に電流生産を促進し,培養全体を通して誤差が小さくなる傾向が観察された.しかし,培養開始からしばらく時間が経過した後では未処理と酸化処理アノードで差がなくなった.これは、時間経過によりアノード表面にバイオフィルムが形成されバイオフィルム表面で有機物が消費され,アノード内部に捕捉されている微生物に有機物を行き渡らないためと考えられる.そこで,微生物バイオフィルム内で電流生産が活発に行われる領域を拡げる試みとしてアノードが設置されている汚水に人為的に流速を発生させ、バイオフィルム内部への基質供給を促進できないか試みた。嫌気的に保たれた状態で一定流速を与える流路を製作し、微生物燃料電池のアノード表面に流速を与えた結果、流速の増加に伴った電流生産の増加が観察された。これまで、炭素アノードの酸化処理が微生物の電流生産を促進する実験において、Geobacter sp. R4株のような純粋培養物では、無処理のアノードと比較して顕著で長期的な電流生産の促進効果が観察されていた。本年度、活性汚泥のような複合微生物群集を用いた実験を行った結果、培養初期に一定の効果が見られたものの、この効果が長期的に続くものではなかった。そこで基質拡散律速が生じていると考え、汚水中に流れを生じさせることで電流生産を促進することを試みた結果、特に有機物濃度が薄く微生物燃料電池の抵抗が小さい時に、最大で静置時の5.3倍の電流生産が観察された。この電流生産の促進効果は、アノードの材料の表面改質を行ったときに比べて大きく、MFCの配置を工夫することで流速をなるべく与えて電流生産を促進するアプローチが重要であることが示された。また、Geobacter sp. R4株を用い、酸化処理を行ったアノードと無処理の材料でRNAシーケンスを行った培養物よりタンパク質を抽出しシトクロムを検出しMS解析を行い、各電流生産条件において発現したシトクロムを同定した。昨年度の研究において、アノードバイオフィルムの活性領域の拡大には基質供給の促進が重要であることが示された。また、昨年度の研究において、微生物燃料電池のセル、アノード、およびカソード電流を別々にリニアスイープボルタンメトリーにより測定した結果、アノードおよびカソードの電流がセル電流に比べて大きいことが示された。このことは、我々のMFCにおいては、セパレータにおけるイオン移動が全体のセル電流を制限することを示している。つまりアノードをこれ以上改良しても、汚水有機物濃度が十分ある場合ではセル電流を促進できないことを示している。また、セパレータは薄くなるほど高価であり改良の余地がない。また、実用規模のMFCとして深さ1mの装置を用い上段・中段・下段でカソードおよびセル電流に大きな差があり、下段では電流が減少した。これはカソード内部で電子を受け取る酸素の供給に律速があることが示された。これよりカソード内部の空気供給を検討する必要がある。以上の状況から、今後は特に滞留時間の後半で基質が薄くなった場合にアノードバイオフィルムの活性領域の拡大することを狙って流速に着目する。流速をミカエリスメンテン式に組み込んだモデルを作成し処理槽全体の基質供給、分解ならびに電流生産を計算し、MFC配置から生産電流を予測できる方法を確立することに注力する。
金属錯体系イオン液体の機能科学：電子物性・外場応答性・ガス吸脱着

本課題は、金属錯体をカチオンとするイオン液体および関連物質の物質開発と機能開拓を目的とする。これらは金属錯体とイオン液体の特性を併せ持つ多機能物質である。今年度は第一に、サーモクロミックイオン液体の開発を目的として、ロジウムイソシアニド錯体をカチオンとするイオン液体を合成した。その結果、この液体はロジウム間結合の生成に基づくサーモクロミズムを示し、高温で橙色、低温で青紫色を呈することがわかった。また低温でオリゴマー化に基づく蛍光を示した。さらに、この液体は化学反応性を有し、ヨウ化メチル蒸気に触れると酸化的付加を起こし、ヨウ素との反応によって多核錯体を形成した。このように、サーモクロミズム、ベイポクロミズム、蛍光性、化学反応性を備えた優れた多機能液体が実現した。第二に、ハーフサンドイッチ型錯体の二量化平衡に基づくサーモクロミックイオン液体を開発した。これらは置換基に応じた色調変化を示す常磁性液体であり、温度低下による二量化に伴う磁化率の減少が認められた。第三に、サンドイッチ型ルテニウム錯体系イオン液体の分子運動性に関する検討を行なった。NMR分光の手法を用いて、カチオン・アニオン間距離および置換基の運動状態を明らかにした。液体の粘度は、主にカチオンの運動性と相関していることが示された。第四に、イオン液体とイオン結晶の中間相であるイオン性プラスチック相の発現と機能開拓を目的として、一連のフェロセン系の塩を系統的に合成した。これらの相挙動を検討することにより、分子体積・形状とプラスチック相への相転移温度の間の相関を見出した。さらに、プラスチック相発現に有利なアニオンを見出した。このほか、関連するフェロセン系物質の構造、熱物性、および原子価状態に関する検討を行った。今年度の研究において、有機金属を用いた特徴あるイオン液体が実現した。本系は光物性や反応性などを備えた優れた多機能液体であり、機能性液体の概念を大きく拡張するものである。さらに、物性上の展開が期待される柔粘性イオン結晶の設計指針を得ることができた。これらは、金属錯体系イオン液体の今後の展開につながる成果である。今年度得られた結果を基盤として、より広範な化学反応性・光応答性を有する金属錯体をカチオンとするイオン液体を開発し、その機能性評価を行う。あわせて、柔粘性イオン結晶について、相変化に伴う物性制御の可能性を探索する。今年度は第一に、Ni錯体系ソルバトクロミック錯体に配位性側鎖を導入したイオン液体を開発した。この錯体は常磁性の閉環体(青色)と非磁性の開環体(赤色)の間で配位平衡を起こすため、温度変化に伴う色変化(サーモクロミズム)および磁性変化が実現した。さらに、置換基制御による温度変化域の制御が可能であった。第二に、各種のアルキル置換基を有するサンドイッチ型ルテニウム錯体をフッ素系またはシアノ系アニオンと組み合わせた一連の塩を合成し、その相系列を検討した。その結果、置換基がメチル基または水素(無置換体)の場合、ほとんどの塩が高温で柔粘性結晶相を発現することが分かった。一方、エチル基以上の長さの置換基を持つ塩は、多くが柔粘性結晶相を示さずに融解し、イオン液体となった。このように、柔粘性イオン結晶相とイオン液体相の関連を解明し、その境界を明らかにすることができた。なお、得られた塩のうちC(CN)3塩は若干例外的な相挙動を示した。これは平面アニオンが分離積層構造を与えやすいことが要因と推察される。第三に、上記の研究の発展として、置換フェロセンを用いた各種の柔粘性イオン結晶を合成し、柔粘性結晶相への転移温度に対する分子形状およびサイズの効果を検討した。その結果、アニオンサイズとカチオンサイズの差が小さく、かつ分子に若干の非対称性がある場合に転移温度が低下する傾向が認められた。さらに、いくつかのメタロセン系物質の構造、熱物性、および原子価状態の検討を行った。今年度の研究において、重要項目である磁性サーモクロミックイオン液体が実現した。さらに、柔粘性イオン結晶相とイオン液体相の関連が解明され、それぞれに対する有用な設計指針が得られた。これらの結果は金属錯体系イオン液体の展開可能性を拡張するものである。今年度は第一に、イオン液体の配位平衡に基づく物性発現を目的として、ソルバトクロミック錯体に対してポリシアノ系アニオンを組み合わせた塩を系統的に合成した。その結果、これらのアニオンは直接金属に配位するため、イオン液体化には不利であることがわかった。溶液中の吸収スペクトルから、シアノ系アニオンのドナー数を決定した。さらに、配位結合長および固体の吸収の解析から、結晶構造がシアノ系アニオンの配位能に与える効果を検証した。第二に、優れたイオン抽出能を持つイオン液体の開発を目的として、アザクラウンエーテルを用いたイオン液体を開発した。アザクラウンエーテルにアルカリ金属イオンを取り込ませる方法、および酸を添加する方法を用いて、溶媒和イオン液体およびプロトン性イオン液体をそれぞれ合成した。

このように同一配位子から双方のイオン液体を生成する系を実現した。得られたイオン液体の熱物性および熱安定性を評価した。さらに、配位子およびアニオンの疎水性・親水性を調節することにより、LCST挙動を実現した。第三に、オクタメチルフェロセンに対して各種のアニオンを組み合わせることにより、各種の磁性柔粘性イオン結晶を合成した。柔粘性結晶相への転移温度に対する分子形状およびサイズの効果を検討し、その相関を明らかにした。あわせて、関連するフェロセン系物質の構造、熱物性、および原子価状態の検討を行った。今年度の研究において、同一配位子から溶媒和イオン液体とプロトン性イオン液体を生成する系を実現し、さらにLCST挙動を達成した。あわせて物性上の展開が期待される磁性柔粘性イオン結晶を開発した。これらの結果は金属錯体系イオン液体の領域を大きく拡げるものである。本課題は、金属錯体をカチオンとするイオン液体および関連物質の物質開発と機能開拓を目的とする。これらは金属錯体とイオン液体の特性を併せ持つ多機能物質である。今年度は第一に、サーモクロミックイオン液体の開発を目的として、ロジウムイソシアニド錯体をカチオンとするイオン液体を合成した。その結果、この液体はロジウム間結合の生成に基づくサーモクロミズムを示し、高温で橙色、低温で青紫色を呈することがわかった。また低温でオリゴマー化に基づく蛍光を示した。さらに、この液体は化学反応性を有し、ヨウ化メチル蒸気に触れると酸化的付加を起こし、ヨウ素との反応によって多核錯体を形成した。このように、サーモクロミズム、ベイポクロミズム、蛍光性、化学反応性を備えた優れた多機能液体が実現した。第二に、ハーフサンドイッチ型錯体の二量化平衡に基づくサーモクロミックイオン液体を開発した。これらは置換基に応じた色調変化を示す常磁性液体であり、温度低下による二量化に伴う磁化率の減少が認められた。第三に、サンドイッチ型ルテニウム錯体系イオン液体の分子運動性に関する検討を行なった。NMR分光の手法を用いて、カチオン・アニオン間距離および置換基の運動状態を明らかにした。液体の粘度は、主にカチオンの運動性と相関していることが示された。第四に、イオン液体とイオン結晶の中間相であるイオン性プラスチック相の発現と機能開拓を目的として、一連のフェロセン系の塩を系統的に合成した。これらの相挙動を検討することにより、分子体積・形状とプラスチック相への相転移温度の間の相関を見出した。さらに、プラスチック相発現に有利なアニオンを見出した。このほか、関連するフェロセン系物質の構造、熱物性、および原子価状態に関する検討を行った。今年度の研究において、有機金属を用いた特徴あるイオン液体が実現した。本系は光物性や反応性などを備えた優れた多機能液体であり、機能性液体の概念を大きく拡張するものである。さらに、物性上の展開が期待される柔粘性イオン結晶の設計指針を得ることができた。これらは、金属錯体系イオン液体の今後の展開につながる成果である。ソルバトクロミック錯体系イオン液体に各種アニオンを導入することにより、外場応答性・機能性を拡張する。
カリフラワーモザイクウイルス多機能性封入体蛋白質が持つ感染拡大機能の分子機構

病原性因子を欠損したカリフラワーモザイクウイルス(CaMV)は、シロイヌナズナに全身感染できない。しかし、本研究で得られたシロイヌナズナ突然変異体、F12は、上記欠損ウイルスに全身感染を許す。さらに、F12変異体は、野生型CaMVやその他のウイルスに感染した場合、野生型植物よりも激しい病徴を示した。これらの結果から、F12変異体では多くの植物ウイルスに対して共通して働く植物の病害抵抗性メカニズムが、機能不全に陥っているものと考えられた。植物ウイルス感染拡大の分子機構を明らかにすることは,植物ウイルス病防除戦略の確立に重要である.これまでに,カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の多機能性封入体蛋白質(Tav)がCaMVの感染拡大に重要な役割を果たすことを明らかにした.本研究では,1)感染拡大機能に必要なTavの機能ドメインおよび細胞内局在性を明らかにすること,および2)Tav変異体の弱毒性の抑圧変異体宿主を単離し,感染拡大抑制機能に関わる宿主遺伝子を同定することを目的とする.それぞれに関する平成18年度の成果・進捗状況は以下の通り.1)感染拡大機能に重要なドメインおよび他のいくつかのドメインを欠失させたTav変異体についてGFPとの融合蛋白質の発現系を構築し,アラビドプシスを形質転換した.現在,T2個体群を解析中である.2)エチルメタンスルホン酸によって突然変異を誘発したアラビドプシス(Col)のM2集団を用い,全身感染能が著しく低下したTav欠失変異ウイルスの接種による第一次スクリーニングを開始した.組織化学的検討からこの変異ウイルスは,野生型宿主においても低率ながら茎生葉に移行するが,上位ロゼット葉への移行はほとんど認められなかった.そこで,ウイルスの弱毒性を抑圧する変異の指標として,上位ロゼット葉におけるウイルスの蓄積をティッシュプリンティング法によって検討し,これまでに約2000個体のM2集団から46の上位ロゼット葉に感染が広がった個体を選抜し,それらのうち,稔性のあったものから自殖種子を得た.今後,組織化学的検出法を用いた第二次スクリーニングの後,変異遺伝子をマッピングする予定である.植物ウイルス感染拡大の分子機構を明らかにすることは,植物ウイルス病防除戦略の確立に重要である.これまでに,カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の多機能性封入体蛋白質(Tav)がCaMVの感染拡大に重要な役割を果たすことを明らかにした.本研究では,Tav変異体の弱毒性を抑圧する宿主変異体を単離し,感染拡大抑制機能に関わる宿主遺伝子を同定することを目的とする.本年度は、平成18年度から進めているエチルメタンスルホン酸誘発突然変異アラビドプシス(Col)M2集団のスクリーニングを継続し、全身感染能がほぼ完全に失ったTav欠失変異CaMV(TavD23-CaMV)に全身感染を許容する宿主変異体を得た。全身感染能の著しく低下したTav欠失変異CaMV(TavD2-CaMV)の接種による第一次スクリーニングにおいて上位ロゼット葉におけるウイルスの蓄積をティッシュプリンティング法によって検討した。これまでに約3100個体のM2集団から56の上位ロゼット葉に感染が広がった個体を選抜し,それらの自殖後代について組織化学的検出法を用いた第二次スクリーニングを行った。各系統89個体にTavD2-CaMVを接種し、全ロゼット葉をハンマーブロッティング免疫染色法によって解析したところ、25系統で75%以上の個体の全身感染が認められたが、その感染程度は系統によって異なり、上位葉への高率での感染拡大が認められた系統は11系統であった。そのうち1系統、F12では明確な病徴が観察された。F12は全身感染能がほぼ完全に失ったTavD23-CaMVによる全身感染を許容し、この性質は劣性遺伝することがわかった。以上の結果から、F12変異はTavD23-CaMVによる全身感染を抑制する遺伝子の変異であり、その原因遺伝子は野生型ウイルスでは抑制されている感染拡大抑制能を担うものと考えられる。植物ウイルス感染拡大の分子機構を明らかにすることは,植物ウイルス病防除戦略の確立に重要である.これまでに,カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の多機能性封入体蛋白質(Tav)がCaMVの感染拡大に重要な役割を果たすことを明らかにした.本研究では,Tav変異体の弱毒性を抑圧する宿主変異体を単離し,感染拡大抑制機能に関わる宿主遺伝子を同定することを目的とする.本年度は、平成18年度から進めているエチルメタンスルホン酸誘発突然変異アラビドプシス(Co1エコタイプ)M2集団のスクリーニングで得られた,全身感染能がほぼ完全に失ったTav欠失変異CaMV(TavD23-CaMV)に全身感染を許容する宿主変異体について遺伝解析を行った.約4100個体のM2集団から56の上位ロゼット葉に感染が広がった個体を選抜し,それらの自殖後代について組織化学的検出法を用いた第二次スクリーニングを行った.

各系統89個体にTavD2-CaMVを接種し、全ロゼット葉をハンマーブロッティング免疫染色法によって解析したところ,上位葉への高率での感染拡大が認められた系統は11系統であった.そのうち1系統,F12では,明確な病徴が観察され,TavD23-CaMVによる全身感染を許容した。この性質はアラビドプシスLerエコタイプとのF1はTavD23-CaMVに抵抗性を示し、F2では抵抗性と感受性が3:1に分離したことから一遺伝子劣性変異に起因すると考えられた.以上の結果から,F12変異はTavD23-CaMVによる全身感染を抑制する遺伝子の変異であり,その原因遺伝子は野生型ウイルスでは抑制されている感染拡大抑制能を担うものと考えられる.現在,F12変異のマッピングを実施している.
ポリペプチドとヒドリドクラスターがつくる不斉反応場における光学活性アミノ酸合成

ポリペプチド不斉反応場を導入することが可能な対称中心を持たないヒドリドクラスター(4)の合成を先行実験として行った。使用する金属は、生体が使用しているモリブデンと鉄以外にも、いろいろな種類の遷移金属(ルテニウムや銅)を使用して合成を行った。ルテニウムと銅を用いた理由は、ルテニウムは鉄と同じ8族元素であり、銅は生体における酸素分子の活性化において、鉄と同様に深く関与しているからである。具体的な合成は、以下に示すように、単核錯体(1)→複核硫化物錯体(2)→三核硫化物クラスター(3)→対称中心を持たないヒドリドクラスター(4)と段階的に合成した。その際、単核錯体(1)に支持配位子として、ヘキサメチルベンゼンとトリメチルホスファイトトリメチルホスファイトを使用することと、モリブデンユニットとしてMoOS_3を使用することで、クラスター合成に成功した。そして、非点対称ヒドリドクラスター(4項の準備状況参照)に銀(I)試薬を反応させ、銅に配位している、ヨウ素配位子をヨウ化銀として取り除き、水溶性アクア硫化物クラスターを合成した。合成した水溶性アクア硫化物クラスターを水中で加熱することで、ホスファイト配位子が加水分解され、亜リン酸錯体になり、さらに亜リン酸配位子からルテニウムイオンにヒドリド移動して、水溶性ヒドリド硫化物クラスターになる。実際、ルテニウム単核錯体を用いた先行実験ではメタノールとリン酸が生成し、ホスファイト錯体はヒドリド錯体に変わるととを、X線構想解析、NMR、エレクトロスプレー質量分析法で明らかにした。
心外膜脂肪が心房線維化をきたす機序解明とこれを抑制する化合物スクリーニング系構築

心外膜脂肪の蓄積は心血管病発症を促進する。申請者らは心房細動患者の左心房標本を解析し,“心外膜脂肪と心房筋が接する箇所に線維化が生じ,心外膜脂肪中の悪玉サイトカインの量が線維化と相関すること"を解明した。しかし左心房標本は手術時の1点でしか得られないため“心外膜脂肪がどのような機序で心房線維化を惹起するかが不明"という課題が残った。本研究の目的は,“器官培養系を用いてヒト心外膜脂脂肪が心房線維化を惹起する機序を明らかにする"ことである。さらに病理解剖の御遺体を用い脂肪の部位による線維化様式の違いを解明する。そして“器官培養系を応用し心房線維化を抑制する化合物のスクリーニング系を構築する"。
植え込み型プログラマブル骨格筋刺激装置の開発

広背筋を用いて循環補助を行うCardiomyoplastyの臨床応用が我が国でも現実になろうとしているが、臨床応用に先だつ充分な動物実験が不可欠であるという認識のもとに、我々はこれまで、様々な要求に応えうる動物実験用植え込み型骨格筋刺激装置(MCMS-1110)を開発し、7回の植え込み耐久実験をおこなった。その内の3台でそれぞれ、植え込み後181日,234日および349日の連続作動を記録した。これら一連の実験結果の検討から、現時点ではサイズ、電池、電極などの問題点を有するものの、これらの課題を一つ一つ克服することにより、広い要求に応え得る信頼性の高い骨格筋刺激装置に成り得ると結論した。また我が国でのCardiomyoplastyの臨床応用が近づきつつある現在、研究面でもより高度な慢性動物実験に比重が移ってきた。Dynamic Cardiomyoplastyの補助効果の評価には優れた心不全モデルが不可欠であり、その最も有望な方法としてRapid Pacing法が注目を浴びている。植え込み型のrapidpacing可能な刺激装置は我が国には存在しないので、MCMS-1110にrapid pacing機能を付加することで植え込み型rapid pacing可能骨格筋刺激装置を開発することにした。基本的な部分はMCMS-1110の機能を継承し、ROMの変更で最高350bpmまでの発信が可能な埋め込み型骨格筋刺激装置MCMS-1111を開発・製作し、現在、急性および慢性実験でその最終性能確認を行っている。1.骨格筋を循環補助に使用することをめざした研究を促進するためには、バースト刺激と種々の刺激様式の設定が可能な植え込み型骨格筋刺激装置の開発が不可欠と考え、この分野の研究で求められる種々の条件を十分に満たす骨格筋刺激装置の開発を目指した。2.植え込み型骨格筋刺激装置の基本設計:(1)バースト刺激,(2)実験動物への植え込み,(3)刺激条件の経皮的設定変更,(4)心臓同期刺激が可能な骨格筋刺激装置の回路の基本設計を、新潟大学工学部情報工学科牧野秀夫助教授と共同で行った。3.試作機の製作および基本動作の確立:実際に刺激装置の試作機を製作し、犬を使った急性実験でその基本動作を確認した。4.プログラマブル機能の確認:プログラマーおよびソフトウェアの開発を併せて行い、犬を用いた急性実験でプログラミングシステム及び刺激装置のプログラマブル機能を確認した。以上の結果から、刺激装置本体の基本設計には問題ないことが確かめられた。5.パッケージ技術の確立:今回の機種では、加工が容易で安価なABS樹脂を使用したコンテナーを製作し、刺激装置の回路を収納した。植え込み型で重要な防水技術を含めたパッケージ技術の目処が立ったが、大きさ60×92×22mm、重さ140gでやはりまだ大きく、今後解決すべき問題点として残った。我々はこれまで、骨格筋を循環補助に使用することをめざした研究の促進に必要な、バースト刺激と種々の刺激様式の設定が可能な植え込み型骨格筋刺激装置の開発を行ってきた。これまでに、(1)バースト刺激、(2)実験動物への植え込み、(3)刺激条件の経皮的設定変更および(4)心臓同期刺激が可能な骨格筋刺激装置の回路設計と試作機製作を行い、併せて開発したプログラマ-およびソフトウェアを用いた急性実験でその基本動作を確認した。また、加工が容易で安価なABS樹脂を使用したコンテナ-を製作し、刺激装置回路を収納する技術を確立して、実際の植え込みに備えた。今年度は、これまでに確立された技術をもとに7台の刺激装置を製作し、体重25-30kgの7頭の雑種成犬に実際に植え込んでその耐久性に関する評価を行い、以下の様な結果を得た。電池容量と理論的消費電流からは約9ケ月程度の連続作動が見込まれることから、4台については概ね良好な結果と判断されるが、残りの3台は短期間で停止しており、使用する電池の問題も含めて個体差の低減が今後の大きな課題として残された考えられる。

広背筋を用いて循環補助を行うCardiomyoplastyの臨床応用が我が国でも現実になろうとしているが、臨床応用に先だつ充分な動物実験が不可欠であるという認識のもとに、我々はこれまで、様々な要求に応えうる動物実験用植え込み型骨格筋刺激装置(MCMS-1110)を開発し、その植え込み耐久実験をおこなった。その結果、最近349日の連続作動を記録し、今後解決されねばならぬ課題として、刺激装置の小型化、電池容量、刺激電極等の問題がのこったものの、現時点では概ね満足すべき結果を得た。我が国でのCardiomyoplastyの臨床応用が近づきつつある現在、研究面でもより高度な慢性動物実験に比重が移ってきた。Dynamic Cardiomyoplastyの補助効果の評価には優れた心不全モデルが不可欠であり、その最も有望な方法としてRapid Pacing法が注目を浴びてきた。しかし、残念ながら植え込み型のRapid Pacing可能な刺激装置は我が国には存在しない。我々には、これまでの研究成果からMCMS-1110があり、この刺激装置にRapid Pacing機能を付加することで植え込み型Rapid Pacing可能骨格筋刺激装置を開発することにした。基本的な部分はMCMS-1110の機能を継承し、ROMの変更で最高350bpmまでの発信が可能な埋め込み型骨格筋刺激装置MCMS-1111を開発・製作して、急性実験でその基本性能を確認した。現在慢性植え込み実験でその最終性能確認を行っている。
過剰な遺伝子増幅を誘導するシグナル経路を明らかにする

遺伝子の過剰な増幅を誘導するシグナル伝達経路を明らかにすることが本研究の目的である。私たちは、TGF-βシグナルの活性化が、特異的にかつ再現性を持ってマウス染色体15番上のがん遺伝子mycを含む領域とその近接する領域の遺伝子増幅を誘導することを見出している。そこで、このシステムを活用して、遺伝子増幅を誘導するファクターの同定を試みている。今年度は、遺伝子増幅を起こすシグナル経路の探索を行った。まず、TGF-β刺激によってどのようなタイムコースで増幅が起こるか探索を行った。まず、刺激後7日目、28日目のRNAシークエンス結果を解析した。7日目は、遺伝子増幅前であり、28日目は、遺伝子増幅後である。この2つの転写プロファイルの変化を調べ、遺伝子増幅を誘導するシグナル経路の同定を現在試みている。また、TGF-βの下流分子として知られているSMAD2遺伝子の欠失細胞をCRSPR Cas9システムを活用して作製を試みた。しかし、遺伝子欠失細胞を取得することができず、現在、SMAD2発現誘導株を作製し、SMAD2の遺伝子増幅へ関与を検討を行う方向へ研究方針を転換した。TGF-β刺激によって遺伝子増幅領域に存在するタンパク質を探索するために、遺伝子増幅領域に特異的に結合する3xFLAG-dCas9を作製し、その局在について現在調べている。いくつかの特異的に結合するgRNAを試みているが、遺伝子増幅後にも結合する3xFLAG-dCas9が得られておらず、遺伝子増幅によってクロマチン状態が変化したためであろうと考察している。そのためより高い発現量を持つ3xFLAG-dCas9タンパク質の作製が必要である。予定していた実験を行ったものの、期待したような成果が得られていない。1つ目は、SMAD2ノックアウト細胞の作製である。今回私たちは、乳癌細胞株であるNMuMG細胞を用いて、CRSPR-Cas9を用いて、SMAD2の遺伝子欠損を試みた。しかし、タンパク質発現量を半減することはできたが、欠失はできていない。そのため、遺伝子増幅にSMAD2シグナルが必要であるかどうかを決定することができていない。今後は、むしろTGF-βなしに、恒常活性型SMAD2を過剰発現して遺伝子増幅に対する効果を調べる。遺伝子増幅部位に存在するタンパク質の同定については、3xFLAG-dCas9の発現プロモーターの調整と、適当な遺伝子増幅状態を選ぶ事を予定している。遺伝子増幅を起こすシグナル経路の探索を行う。TGF-β刺激前、7日目、28日目のRNAシークエンス結果の解析によって、遺伝子増幅前である7日目と遺伝子増幅後の28日目で転写プロファイルの変化から、遺伝子増幅を誘導するシグナル経路の同定を試みる。TGF-βの下流分子として知られているSMAD2の恒常活性型変異タンパク質の過剰発現などを行うことで、遺伝子増幅に関わるシグナル伝達経路の確認を行う。加えて、TGF-β刺激によって遺伝子増幅領域に存在するタンパク質の変化(結合状態が変化するものやタンパク質修飾が変化するもの)を、遺伝子増幅領域に特異的に結合する3xFLAG-dCas9に結合するタンパク質を質量分析計で分析することで結合蛋白質を解析する。また、遺伝子増幅が起こるAbcd2遺伝子領域にCaspase-ER(T2)遺伝子を挿入し、遺伝子増幅するとtamoxifenの培地添加によってアポトーシスが誘導できる細胞を作製する。この細胞にCRISPR-Cas9ライブラリーシステムを用いて網羅的なゲノムスクリーニングを行う。アポトーシスを指標として遺伝子増幅に必要なシグナル経路の同定を試みる。

そのため、遺伝子増幅にSMAD2シグナルが必要であるかどうかを決定することができていない。今後は、むしろTGF-βなしに、恒常活性型SMAD2を過剰発現して遺伝子増幅に対する効果を調べる。遺伝子増幅部位に存在するタンパク質の同定については、3xFLAG-dCas9の発現プロモーターの調整と、適当な遺伝子増幅状態を選ぶ事を予定している。遺伝子増幅を起こすシグナル経路の探索を行う。TGF-β刺激前、7日目、28日目のRNAシークエンス結果の解析によって、遺伝子増幅前である7日目と遺伝子増幅後の28日目で転写プロファイルの変化から、遺伝子増幅を誘導するシグナル経路の同定を試みる。TGF-βの下流分子として知られているSMAD2の恒常活性型変異タンパク質の過剰発現などを行うことで、遺伝子増幅に関わるシグナル伝達経路の確認を行う。加えて、TGF-β刺激によって遺伝子増幅領域に存在するタンパク質の変化(結合状態が変化するものやタンパク質修飾が変化するもの)を、遺伝子増幅領域に特異的に結合する3xFLAG-dCas9に結合するタンパク質を質量分析計で分析することで結合蛋白質を解析する。SMAD2遺伝子欠失細胞を取得後にTGF-β刺激による遺伝子増幅を観察する事を予定していたが、SMAD2欠失細胞の取得に失敗したために、TGF-β刺激による遺伝子増幅を観察する実験を行うことができなかった。代替の実験計画として、SMAD2の恒常的活性化型遺伝子の導入とそれによる遺伝子増幅を観察する実験を計画している。その研究を本年度7月までに終了する予定であり、この実験に次年度使用となった研究費を当てる予定である。
広域地震災害を想定した建物強震観測・モニタリング普及促進のための環境構築

建物強震観測の拡充と観測記録の活用のため、広域地震災害を想定した建物被災度モニタリングや防災情報への展開を考慮して、技術者や建物使用者が活用できる強震観測方策とデータ共有システムの検討を行った。主な成果は、1建物の強震観測の現状把握と既存の観測記録の再検討、2ウェブGISを用いた強震観測記録の共有システムの検討、3強震観測の普及にむけたシステム・データ・機材の活用の検討である。これにより建物に関係する設計者、技術者および使用者にメリットを考慮した観測方策の展開が有効であることを考察した。地盤の強震観測に比べて一元化や公開性に劣る建物の強震観測体制について、観測関係者が相互に観測記録を活用する普及戦略を検討し、地震時の建物の健全度(被災度)のモニタリングなどへの展開も含めて、将来の広域地震災害を想定した強震観測方策とデータ共有プラットフォームのプロトタイプ構築を試みる。平成26年度は主に以下3点を実施した。(1)論文等の既存資料を調査し、建物強震観測および構造ヘルスモニタリングの傾向分析を行った。東北地方太平洋沖地震以降に建築学会大会などで観測結果が公開される例が増加しているが、相互の関連の整理などが十分ではないと考えられる。またデータ共有はごく限定的である。(2)代表者・分担者の研究室で20年以上継続している建物強震観測について、改めて主要建物の観測記録の整理・分析を統一的に行い、のべ数千の波形をデータベース化するとともに、建物応答特性に関する統一的な分析指標(入力地震動特性、固有振動数、減衰、相互作用など)を定めて分析を加えた。さらに多数の記録から入力地震動特性とC0、Rtの関係、建物応答特性とAiとの関係などを検討し、現行設計法に関する考察を行いうることも示した。以上の分析から、将来的な統合データベースに必要な項目や整理方法などに関する知見を整理した。(3)上記で整理した建物と強震観測データを用いて、強震観測・モニタリング情報共有プラットフォームのプロトタイプ構築に着手した。これまで防災分野での活用が進んでいるウェブGISと相互運用による環境構築の技術を用い、強震観測記録や対象建物に関する情報を他の防災情報と一元化して用いうる情報プラットフォームを目指している。今年度はまず波形データベースと表示についての検討を主に行った。建物の強震観測体制の拡充と観測記録の活用のため、新たな強震観測の方策とデータ共有プラットフォームのプロトタイプ構築を目的としている。27年度の主要な成果は以下の通り。(1)研究代表者が長期的に実施している建物の強震観測記録の収集・整理を引き続き行った。特に建設過程における継続的強震観測について、これまで蓄積した高層建物など9棟のデータに加えて、新たな免震建物についても実施した。これは研究代表者らが建築物の建設から供用期間全般にわたるモニタリングとして提示してきた観測ものであり、建設現場で利用可能な新たなセンサの開拓により現実性を増している。また、これら複数の建物のデータベースに基づく分析として、固有振動数・減衰定数の建設段階に伴う変化や建物高さ依存性などの検討を行った。(2)強震観測・モニタリング情報共有プラットフォームのプロトタイプ構築を継続した。ウェブGISと相互運用による環境構築技術に基づき、対象建物・地盤に関する情報とともに強震観測記録を扱う情報プラットフォームを想定している。前年度の波形データベース・表示機能に続き、建物・地盤に関する基礎データのデータベース設計を行った。建物の立体的な強震観測体制をどのようにデータベース化するかなどが課題である。(3)システムの活用について、構造ヘルスモニタリングの観点、および大地震時の被災情報の観点から考察を行った。いずれの場合も、建物の耐震性能に関する情報が必要になり、構造設計資料のデータベース化を検討する必要がある。(4)新たなセンサ数種類について、使用テストを行った。特に、自治体における計測震度計のリプレイスに伴う旧式機器の活用を建設現場において確認した。今年度の計画として挙げていた、観測記録の収集・整理、ユーザーニーズを考慮したシステム機能の検討、広域災害における利用などの諸点について、ほぼ予定通りの結果を得たため。建物強震観測の拡充と観測記録の活用のために、広域地震災害を想定した建物被災度モニタリングや防災情報への展開を考慮して、技術者や使用者が有効に活用できる強震観測方策とデータ共有プラットフォームの検討を行った。成果は大別して以下の3点である。1.建物強震観測の現状把握と既存の観測記録の検討:主に文献調査から建物の強震観測とモニタリングの状況分析を行った。また、代表者・分担者の研究室で観測を実施してきた数10棟について、のべ数千の観測記録の統一的な再分析とデータベース化を行い、建物振動特性の傾向や耐震設計との関係を検討した。2016年度は特に、4月1日の三重県南東沖地震の東海一円の記録収集、熊本地震の記録の分析、大規模エネルギー施設の観測、免震建物の記録収集などを行った。2.強震観測記録の共有プラットフォームの検討:ウェブGISと相互運用による環境構築技術を用い、観測記録や対象建物・地盤条件等を他の防災情報と一元化しうる情報プラットフォームを試作した。これにより入力地震動や被災状況との関係を検討でき、各建物におけるメリットだけでなく、広域の被災予測や被災状況把握など防災面での活用にもつながる。2016年度は建物多点記録のデータベース化と立体振動表示などを検討した。3.強震観測の展開にむけた検討:上記の成果を用いた建物強震観測の展開について検討を行った。観測対象建物はなるべく多数かつ建物種別、規模、場所等は多様であることが有用である。

このために、極力ローコストで管理が容易な観測機材・体制を想定し、旧式の強震計の再利用やMEMSセンサの活用を検討した。2016年度は、被災度モニタリングを目的として、複数建物の振動特性の長期・短期の変化状況を検討した。以上から、研究者、建設関係者および建物ユーザー等のそれぞれのメリットを考察することにより、さらに多様な展開が期待できる。建物強震観測の拡充と観測記録の活用のため、広域地震災害を想定した建物被災度モニタリングや防災情報への展開を考慮して、技術者や建物使用者が活用できる強震観測方策とデータ共有システムの検討を行った。主な成果は、1建物の強震観測の現状把握と既存の観測記録の再検討、2ウェブGISを用いた強震観測記録の共有システムの検討、3強震観測の普及にむけたシステム・データ・機材の活用の検討である。これにより建物に関係する設計者、技術者および使用者にメリットを考慮した観測方策の展開が有効であることを考察した。今年度の計画として挙げていた、強震観測・モニタリングに関する公表資料に基づく調査・分析、情報共有プラットフォームのサーバ構築と基本的な構成の検討、統合情報に基づく建物応答の検討の3点について、ほぼ予定通りの成果をあげたため。・建物強震観測記録の収集・整理について、継続して実施する。・情報共有プラットフォームについて、プロトタイプを構築したうえで、利用方法の検討、利用を通じたインターフェイスの改善などに取り組む。・広域大災害時における多数の建物の強震観測記録と建物情報の活用について、個々の被害状況モニタリングと広域被災状況把握などが実際的な意味を持つかなどについて検討を加える。建築構造学代表者・分担者が関与した建物について観測記録の収集・整理を進める。情報共有プラットフォームについて、研究者、建物オーナー、設計者などの利用者を想定し、ヒアリングや文献調査に基づいて、期待される方針やシステム環境のあり方を検討する。将来の南海トラフの地震など広域で大災害となる地震動の予測から、一元化された建物観測体制がもたらす被害情報などのメリットを検討する。物品購入において予定より1円安価だったため次年度の物品購入で調整する。
チトクロム酸化酵素反応機構全容の解明を目指す反応中間体の吸収スペクトルの決定

私たちは体の中で、食べたご飯を分解して電子を取り出し、この電子を酸素に渡して水にまで還元する。この酸素還元反応は、チトクロム酸化酵素が行い、それはプロトンポンプと共役している。生命現象そのものと言えるこれらの反応の共役機構は未だ不明で、解明するために種々の構造化学的手法による研究が行われている。それらの結果を有機的に結びつけて解釈するための基準となる「吸収スペクトル」を測定するための準備が整った。本研究では、呼吸鎖電子伝達系末端において酸素分子を水にまで還元する反応と共役して、プロトンを膜の内側から外側へと能動輸送するチトクロム酸化酵素(CcO)の酸素還元反応とプロトン輸送反応、およびそれらの共役の仕組みの解明を目指す。酸素還元反応のいくつかの反応中間体が振動分光法により既に明らかにされているが、本研究では、それらについて吸収スペクトルを決定する。理由として、吸収スペクトルの測定は他の手法と組み合わせる事が容易であり、共役機構解明の上で必要不可欠な動的構造解析を種々の手法を用いて行なう時に、酸素還元反応のどの段階を検出しているのかを知る基準となるからである。本研究では酵素反応追跡用人工心肺装置を用い、時間分解共鳴ラマン分光法によりウシ心筋由来CcOの酸素還元反応を追跡する。この装置を使うと比較的少ない試料で測定が可能であり、限られた量の試料を用いて質の高いスペクトルが得られる。実験は、ラマン検出用レーザー光と同軸に吸収スペクトル測定用白色光を重ね、酸素還元反応の開始後同時刻においてラマンスペクトルと吸収スペクトルを測定し、それぞれの吸収スペクトルが酸素還元反応のどの段階のものであるのかを明らかにし、それによって反応中間体の吸収スペクトルを決定するというものである。昨年度において人工心肺装置の改良と測定条件の検討により必要とする酵素試料を減らし、ラマン及び吸収スペクトルの同時測定のための光学系をほぼ確立したが、今年度においては吸収スペクトルを測りうる波長領域の拡大と白色光源の光量を上げることを課題とした。本研究では、呼吸鎖電子伝達系末端において酸素分子を水にまで還元する反応と共役して、プロトンを膜の内から外へと能動輸送するチトクロム酸化酵素(CcO)の、酸素還元反応とプロトン輸送反応、及びその共役機構の解明を目指す。この目的を達成するために酸素還元反応中間体の吸収スペクトルを決定する。吸収スペクトル測定は他の手法との組み合わせが容易で、共役機構解明の上で必要不可欠な「動的構造解析」を種々の手法を用いて行なう時に、酸素還元反応のどの段階を検出しているのかを知る基準となるからである。本研究では酵素反応追跡用人工心肺装置を用い、時間分解可視共鳴ラマン分光法によりCcOの酸素還元反応を追跡する。現時点では可視共鳴ラマン分光法を用い酸素の鉄への配位構造を決定する事によってのみ反応中間体が帰属され得る。ラマン検出用レーザー光と同軸に吸収スペクトル測定用白色光を重ね、酸素還元反応の開始後同時刻においてラマンスペクトルと吸収スペクトルを測定し、個々の吸収スペクトルが酸素還元反応のどの段階のものであるのかを明らかにし、それによって反応中間体の吸収スペクトルを決定する。1,2年目は光学系及び人工心肺装置の改良により、測定に必要な酵素量をそれまでの半分以下に減らし、またラマンと吸収スペクトルの同時測定を可能にした。また、昨年溶液条件を検討したところ、鉄-His伸縮振動モードが複数存在する事が新たにわかった。本年度においてはこの再現性を調べた。ラマン分光器をより明るい装置に変更した。更にレーザーシステムを変更して出力の高いレーザー光を得た事により、同軸に合わせた白色光のサンプル点における波長領域を可視全域に広げ得たので、可視全領域できれいな吸収スペクトルを測れるようにできた。動的構造解析を行う種々の手法に適した試料濃度によっては測定可能な吸収帯に制限がある事を考えるととても重要な進展と言える。この装置を使うと比較的少ない試料で測定が可能であり、また、酸素存在下でCO結合型CcOに590 nmのレーザー光を照射してCOを光解離して一斉に酸素還元反応を開始することが出来る。

目的の達成のためには、ラマン検出用レーザー光と同軸に吸収スペクトル測定用白色光を重ね、酸素還元反応の開始後同時刻においてラマンスペクトルと吸収スペクトルを測定し、それぞれの吸収スペクトルが酸素還元反応のどの段階のものであるのかを明らかにし、それによって反応中間体の吸収スペクトルを決定するというものである。本年度においては人工心肺装置の改良と測定条件の検討により必要とする酵素試料を減らすことと、ラマン及び吸収スペクトルの同時測定のための光学系の確立が大きな目標であった。前者については主に装置を改良することにより、また、後者については予定していた光学系を組み立てまた改良することによりほぼ完成した。本年度においては昨年度ほぼ完成したラマンおよび吸収スペクトルを同時に測定するための光学系の改良を行った。これは、サンプル点における光量をより多くすることが目的であった。その点において目的は達成された。しかし、これまでに報告されているCcOの反応中間体の寿命と異なるデータが得られたため、その原因の究明が必要となった。また、レーザーシステムが期せずして不安定化しその調整に時間を要したため、ラマンスペクトルの測定が出来ていない。このため、ラマンスペクトルと吸収スペクトルの同時測定を行い、本年度において反応中間体の吸収スペクトルを決定する当初の目標は達せられていない。少し遅れたが25年度中に達成する見通しである。一方で、反応中間体の寿命が異なる点について調べる上で緩衝液の水素イオン濃度を変更する実験を試みたところ、これまで一本と考えられていた鉄ーヒスチジン伸縮振動に由来するラマンバンドを二本検出した。このことは、CcOの酸素還元反応とプロトンポンプンプ共役機構を理解する上で意義深い。この点については、想定外の進展であった。本年度においては人工心肺装置の改良を行い、必要とする酵素試料の量を減らすことを一つの目標としたが、一回の測定に必要な酵素量はこれまでの半分以下となった。また、改良により、より再現性の高いスペクトルが得られるようになったため、一回の測定で得られるデータが格段に増えた。また、ラマンおよび吸収スペクトルを同時に測定するための光学系の構築がもう一つの大きな課題であった。これについてもほぼ完成し、既に同時測定を行っている。以上のことから研究課題はおおむね順調に進展していると言える。研究室の移転が年度末に行われ、システムが部品にまで分解・梱包されており、これらを再度組み立てる。これを一刻も早くに行い、システムに最適な条件を確立する。確立後はラマンスペクトルと吸収スペクトルの同時測定を繰り返し行い、各中間体の吸収スペクトルの決定を目指す。今後の課題としては、ラマンスペクトル測定用レーザーと吸収スペクトル測定用白色光源をより効率よくサンプル点に導くための改良を行う。特に吸収スペクトルを測定しうる波長領域についての検討が必要である。また、様々な改良を重ねる中で酵素反応追跡用人工心肺装置における肺の切換えや、光源の切換え等の操作が煩雑になってきており、出来るだけ機械制御を導入する。システムの再組み立ておよび最適化に必要な部品の購入。成果発表や学術調査のための旅費。上記の課題を解決するために光学部品を購入する。
大規模災害時の遺体情報一元管理システム構築に関する研究

世界初の電子ペンに対応したデンタルチャート及び遺体情報管理システムを開発した。すなわち、デンタルチャートのデータを迅速にデジタル化することで、データベース化や検索(個人識別)に要する時間並びにマンパワーの大幅な削減が可能になり、誤入力に起因する遺体取り違えの問題も解消される。デンタルチャートと口腔内写真・エックス線写真・顔貌写真をリンク付け可能な遺体情報一元管理システムを構築した。さらに、クラウド上でのファイル保存も可能になった。これにより、大規模災害発生時に多数の遺体が生じた場合、迅速なデータベース化と確実な身元確認ができるシステムが完成した。歯科的身元確認は遺体の情報と生前の情報を照合することで行われる。東日本大震災当時は、遺体の口腔内所見をデジタル化し、さらにデータベース化するまでに非常に時間がかかるとともに多大なマンパワーが必要であった。即ち、災害時においては、情報の「デジタル化」と「データベース化」が迅速かつ確実な身元確認の鍵となることが示された。本研究は、文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業(S1203004、平成24年度平成26年度)において開発された世界初の「電子ペン対応デンタルチャート及びデータ管理システム」をベースにしてさらなる改良・改善を施し、以って大規模災害時の迅速かつ確実な身元確認作業に資することを目的とする。災害時の歯科的身元確認においては、まず、遺体の口腔内所見を記載する。本研究では、電子ペン付属のボールペンを用いて電子ペン対応デンタルチャートに口腔内所見を記載するが、従来は記載者によりまちまちであった記載内容を数字付でリスト化し、数字を記載する方式を採用した。そうすることで、口腔内所見の記載内容を標準化することができ、書式の統一化も可能となる。記載された情報は即座にデジタル化されるとともに電子ペン内のメモリーに蓄積され、Bluetoothに接続することでコンピュータに転送される。転送されたデータは1歯単位での修正が行われる。デンタルチャート作成時に撮影された顔貌写真、口腔内写真、エックス線写真はデンタルチャートとリンク付けされ、それらの遺体情報を1つのファイルで管理することが可能となった。以上、電子ペン対応デンタルチャートを使用することで、遺体情報の迅速なデジタル化とデータベース構築が可能となり、確実な身元確認の遂行と遺体取り違えの危険性を低減することができるようになる。デジタルデータのメリットを生かした身元確認の遂行を通じて多大なる社会貢献が期待できる。コンピューターに保存された写真類(顔貌・口腔内・エックス線)はデータ管理システム画面で縮小・拡大・回転等の修飾を施し、デンタルチャートとリンク付けすることが可能となった。これにより、デンタルチャートと写真類を含めた遺体情報の一元管理システムが一応完成された。但し、UI(User Interface)の使い勝手など細かい改良が必要な部分が残されている。最終年度は、初年度に導入された電子ペン対応デンタルチャートのソフトウェアのうち、デンタルチャート、口腔内写真、顔貌写真が添付された鑑定書のフォーマットが完成した。すなわち、1ページ目で鑑定書雛形文の編集、2ページ目には作成したデンタルチャートの画像が貼り付けられ、3ページ目には顔貌写真と口腔内写真を5枚法で配置された鑑定書(Microsoft Word書類)のフォーマットが完成した。さらに、作成したデンタルチャートはクラウド保存できるようになり、データをどこからでも取り出すことができるようになった。但し、管理や修正の権限をどうするかまでは実施できなかった。従来、デンタルチャートは手書きにより作成される。その後、チャートのデータをコンピュータに入力し、データベースが構築される。東日本大震災後、デンタルチャートのデータがデータベース化され、検索(個人識別)に利用されるようになるまで長い時間がかかったのは、アナログデータのデジタル化に手間取ったことが原因であった。本研究の目的は世界初の電子ペンに対応したデンタルチャート及びデータ管理システムを開発することであった。これによりデンタルチャートのデータが迅速にデジタル化され、データベース化や検索(個人識別)に要する時間並びにマンパワーの大幅な削減につながり、誤入力に起因する遺体取り違えの問題も解消されることが予想された。研究期間全体を通じて、デンタルチャートと口腔内写真・エックス線写真・顔貌写真をリンク付けすることにより、遺体情報を1つのファイルで管理できる一元管理システムを構築することができた。また、クラウド上でのファイル保存まで目的を達成することができた。これにより、大規模災害発生時に多数の遺体が生じた場合、迅速なデータベース化と確実な身元確認ができるシステムができあがった。次年度は、デンタルチャートシステムによって管理されたファイル等を用いて鑑定書を作成できる機能を追加する。さらに、一元管理ファイルのクラウドへの転送を含めたクラウド環境の構築を行う。法医学今年度の物品費で購入予定であったものを次年度に購入することにしたため。また、次年度に支払うソフトウェアプログラム依託費が増加することが予想されたため、次年度分に充当すべく今年度支出予定の物品費・旅費を削減した。前年度購入予定であった物品を購入する。