hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粘土遺物の年代測定:寺院の基壇の残留磁気測定と粘土の応力残留磁気に関する実験

1寺院の基壇等の版築粘土の残留磁気測定次の遺跡から、合計864個の定方位試料を採取した。(1)北野廃寺(京都)回廊基壇71個(2)大念寺古墳(島根)墳丘盛土446(3)本郷平廃寺(広島)三重塔心礎周辺55(4)下野国分僧寺(栃木)金堂,七重塔,築地塀,堀立柱226(5)今帰仁城跡(沖縄本丸66計864個大念寺の測定結果では、予想したように、残留磁気の偏角は、版築構築時の地磁気の偏角とほぼ一致している。また、残留磁気強度は、【10^(-6)】【10^(-2)】emu/grであり、非常に強いものがある。他については測定を継続中である。なお、これらの結果は、昭和62年6月に開催される日本文化財科学会で報告する予定である。2粘土の応力残留磁気に関する実験科研費で購入したデジタル磁力計,小型モーター等に、校費で購入した加速度測定器,電磁オッシログラフ,磁気シールドケースを組み合せて、実験に必要な装置を組立中である。昭和62年夏頃には、実験結果を出せる。3今後の研究の展開に対する計画(1)残留磁気強度が大きいことから、航空磁気測量他の非破壊的方法による埋れた版築遺跡の発見,古墳の年代測定ができると考えている。(2)中国大陸の広大な地域に分布する、おびただしい版築遺跡の残留磁気を測定して、アジア大陸の広範位,長年月にわたる、地磁気永年変化を調べたい。
菌類ウイルス資源の開発と利用法の新展開

菌類に感染するウイルスは,人類にとって都合の悪い菌類(植物病原菌など)を制御する因子として利用価値を見出され,有用ウイルスの探索が世界中で実施されている。本研究では,菌類ウイルス(マイコウイルス)を宿主の「代謝攪乱因子」として捉え,未知代謝産物を生産させる新ツールとして利用できるかをメタボロームで解析し,将来の創薬戦略に資するか検証する。また,菌類ウイルスと宿主菌代謝系の相互作用を新たな切り口とし,毒素生産を制御するような有用ウイルスの分離も試みる。菌類分子生物学の発展に寄与し得る実験ツールとして,ウイルスが独自に発達させてきた特殊な遺伝子発現機構(IRES)を応用し,単一ベクター/単一プロモーター制御下における多重発現系を開発する。以上を通して菌類ウイルスの有用性を独自の視点で明らかにすることを研究目的とする。2018年度までに分離したウイルス感染株からウイルス除去株を樹立し,ウイルス感染・非感染のisogenic系統間で,菌糸の成長や病原性等の基本的な生物学的特徴に差異を見出した。また,これらの新規マイコウイルスについてゲノム解析を進め,分類学的に新しいウイルス種や既報ウイルスに近縁な種など多数のウイルスについて完全長ゲノムを決定した。成果の一部を纏めて論文として発表した。また,昨年度の成果から複数種のマイコウイルスからIRESを見出していた。これらの内,代表的なウイルスCHV1とRnMBV1について,IRESのコア領域を特定すると共に,その特性を明らかにした。さらに,これまで未検定であった7科のウイルスについてIRESの保持を検討したところ、新たに4科のウイルスでIRESが見出された。以下の理由から,初年度にやや遅れ気味であった研究の進捗が改善し,全体としては順調に研究が進展していると判断した。1)国内のFusarium属菌株約300から13株のウイルス感染株を選抜し,多様な種のマイコウイルスを分離し,これらの内1菌株についてウイルス感染・非感染系統を樹立した。その結果,ウイルス感染により菌糸成長が促進するという結果を得た。本菌では,ウイルス感染により何等かの生理的変化が起きており,今後のメタボローム解析によりウイルス感染が宿主菌に与える影響のダイナミズムが紐解かれると期待される。2)国外産Fusasrium属菌株のウイルスゲノム(分類学的に新規の科・属を形成しうる)解析を完了し論文として発表した。その後,当該ウイルスとDI-RNAが宿主菌の病原性を低減させる作用があることを明らかにした。すなわち,ウイルス感染により毒素生産や菌体内の代謝制御系が攪乱されたと思われるため,本研究の主題に迫ることができる有力な生物材料が入手できたと考えている。3)多様なウイルス種からIRESを探索した結果,想像以上に多くのウイルス種からIRESが発見され,多重遺伝子発現系の開発に有用な素材を取り揃えることができた。さらに,2種のウイルスについてIRESのコア領域を特定するに至り,確認試験を待って論文化する段階まで進捗できている。4)ウイルスゲノム解析を簡便化するために,RNA direct sequencing法の最適化を進めて来ており,実用化レベルまで目前となった。これを分離した新規マイコウイルスのゲノム解析に適用し,ウイルス多様性理解に資するデータを得ることができると考えている。本研究課題の主題である,「マイコウイルス感染による宿主菌の代謝攪乱」を解析するプラットフォームが,徐々に確立されてきた。これらを用いて順次メタボローム解析を進め,ウイルスが菌類代謝系に与える影響を明らかにする。加えて,ウイルス除去作業を根気よく継続し,ケーススタディの数を増やすことで,ウイルス感染による代謝調節系の変化における一般性や特異性を明らかにするための基盤的情報の取得を目指す。また,精製したウイルス粒子を用いて,毒素を生産する植物病原菌や共生菌に接種し,それらが毒素生産を撹乱するか,植物ー菌類の共生関係を破綻させるか等を検討する(既に一部で感染株を樹立済み)。成果の論文化に向けて,分離ウイルスの性状解析を進める。特に,基本情報となる新規ウイルスのゲノム決定については,RNA direct sequencingを用いて迅速に進める予定である。IRESについては,現在までに多数の活性保持配列を同定しているので,各個に活性を維持する最小領域を特定し,多重発現実験に供する。初期目標として,3種類の蛍光タンパク質の同時発現系の開発を据えて,実用性の検証と問題点の洗い出しに努める。本研究では,菌類ウイルスを宿主の「代謝攪乱因子」として捉え,未知代謝産物を生産させる新ツールとして利用できるかをメタボロームで解析し,将来の創薬戦略に資するか検証する。国内の菌株コレクション(フザリウム属菌)約300株を取り寄せ,これらについてdsRNAを指標にウイルス探索したところ12株から明瞭なdsRNAを検出した。バンドパターンを比較すると少なくとも9種類のウイルス種(共感染ウイルス群)が分離された。

さらに研究室保管の植物共生菌約50株について同様の選抜を行なったが,ウイルス由来のdsRNAは検出されなかった。ウイルスが宿主菌代謝系に与える影響を解析するために,ウイルス除去株の樹立を菌糸先端切断再生法で試みたが成功に至っていない。現在,バドセル,分生子,プロトプラストの単コロニー分離によりウイルス非感染株の選抜を進めている。また,既存の菌類ウイルスのIRES活性をデュアルルシフェラーゼ実験系で定量比較したところ,ウイルス種によってその活性は様々であり,長い非翻訳領域を保持するウイルスのIRES活性が高い傾向が認められた。研究の主目的にアプローチする基盤は整ったが,ウイルスの性状解析と同一遺伝型のウイルス感染・非感染株の作出に遅れが生じている。これは予備実験を行った際のメタトランスクリプトームが成功しなかったことに起因する。研究室保管していたエピクロエ属植物共生菌をこの予備試験に供試したが,菌類ウイルス様の配列が全く見当たらなかった。そこで,このコレクションと新たに入手したフザリウム属菌株について,常法であるdsRNA抽出と電気泳動によるウイルス感染株のスクリーニングに切り替えた。また、ウイルス除去についてもリバビリン(抗ウイルス薬剤)を用いて菌糸先端切除・再生を繰り返し行ったが,ウイルス非感染株を得ることができなかった。一方で,メタボローム解析とIRES解析のプラットフォームは整っているため,進捗は全体としてやや遅れ気味であると考えられる。菌類に感染するウイルスは,人類にとって都合の悪い菌類(植物病原菌など)を制御する因子として利用価値を見出され,有用ウイルスの探索が世界中で実施されている。本研究では,菌類ウイルス(マイコウイルス)を宿主の「代謝攪乱因子」として捉え,未知代謝産物を生産させる新ツールとして利用できるかをメタボロームで解析し,将来の創薬戦略に資するか検証する。また,菌類ウイルスと宿主菌代謝系の相互作用を新たな切り口とし,毒素生産を制御するような有用ウイルスの分離も試みる。菌類分子生物学の発展に寄与し得る実験ツールとして,ウイルスが独自に発達させてきた特殊な遺伝子発現機構(IRES)を応用し,単一ベクター/単一プロモーター制御下における多重発現系を開発する。以上を通して菌類ウイルスの有用性を独自の視点で明らかにすることを研究目的とする。2018年度までに分離したウイルス感染株からウイルス除去株を樹立し,ウイルス感染・非感染のisogenic系統間で,菌糸の成長や病原性等の基本的な生物学的特徴に差異を見出した。また,これらの新規マイコウイルスについてゲノム解析を進め,分類学的に新しいウイルス種や既報ウイルスに近縁な種など多数のウイルスについて完全長ゲノムを決定した。成果の一部を纏めて論文として発表した。また,昨年度の成果から複数種のマイコウイルスからIRESを見出していた。これらの内,代表的なウイルスCHV1とRnMBV1について,IRESのコア領域を特定すると共に,その特性を明らかにした。
「大学事務職員独自のワークモチベーション」とメンタルヘルスの関係性

[目的]本研究は、(1)大学事務職員独自のワークモチベーション尺度を作成し、その尺度を用いて職場のメンタルヘルスとの関係を調査すること、(2)3ヶ月間の運動介入が大学事務職員独自のワークモチベーション(以下WM)及び職場のメンタルヘルスに及ぼす影響を調べることを目的とした。[研究方法]アンケート調査にて個人的属性及び大学事務職員のWMを規定する要因を調査・分析し、大学事務職員独自のWM尺度(自己発信・他者からの評価・職務のやりがい・職業満足感・帰属意識・職場内人間関係:6因子23項目)を作成した。そして、「職場のメンタルヘルス測定尺度」(MHI-5)を独立変数、上記のWM尺度を従属変数として重回帰分析を行った。運動介入は男性事務職員20名を対象とし、歩数計を用いて実際の運動量を測定し、3ヶ月間(週2日:1回あたり速歩30分間)を行った。[研究結果]メンタルヘルス項目の「やりがい・達成感」はWM項目すべてに関係性が認められた。また、「疲労・消耗感」は、他者からの評価、職業満足感、帰属意識に関係性が認められ、さらに「社会関係の回避」は、職務のやりがい、職務満足感、職場内人間関係に関係性が認められた。また、3ヶ月間の運動介入の結果、メンタルヘルス項目の「勤労意欲の減退」、「疲労・消耗感」、「余裕・ゆとりのなさ」が改善し、大学事務職員のWM項目の職務満足感が向上した。これらの結果より、職場のメンタルヘルスが大学事務職員のワークモチベーションを部分的に予測することが明らかとなった。そして運動介入を実施することにより、職場におけるメンタルヘルスが改善され、大学事務職員のワークモチベーションが向上する可能性が示唆された。
フェルミ原子ガス超流動と励起子ポラリトン超流動で実現する共鳴型超流動の統一的理解

平成24年度は、共鳴型超流動における、共鳴ボソンの凝縮粒子数への寄与を調べるため、結合フェルミオン・ボソンモデルを用いて、narrow resonance (フェルミ粒子と共鳴ボソンの結合が弱い場合:励起子ポラリトン凝縮に相当)から、broad resonance (フェルミ粒子と共鳴ボソンの結合が強い場合:フェルミ原子ガス超流動に相当)までを統一的に調べた。励起子ポラリトン系を念頭に2次元系を考え、KT転移温度の相互作用依存性をガウス揺らぎの理論を援用し、弱結合から強結合まで明らかにした。相互作用を2次元s波散乱長でスケールすると、超流動転移温度はresonanceの詳細にほとんど依存しないが、転移温度におけるボソンの種類は大きく依存する:共鳴ボソンが存在しないBCSモデルでは、相互作用が強くなるにつれ、フェルミ粒子が支配的な領域から安定化したクーパー対が支配的となる領域へ単純に移行するのに対し、共鳴型超流動の場合、一旦は安定なクーパー対が形成されるものの、強結合領域では、安定な共鳴ボソンが支配的となる。narrow resonanceの場合、クーパー対は中間結合の狭い領域でのみ支配的となっているが、これは、narrow resonanceで相互作用が強くなるためには、共鳴準位とフェルミ準位が近づく必要があるため、引力相互作用が強くなることと共鳴ボソン数の増大が同時に起こることに因るものである。中間結合領域での安定なクーパー対の割合は、3次元の場合と比べると大きく、これは2次元性による超流動揺らぎの発達の現れである。尚、研究では、ここで用いた強結合理論の妥当性を検証するため、擬2次元フェルミ原子気体で近年観測された1粒子励起スペクトルを同じ近似レベルで計算、unitarity limitで観測された擬ギャップサイズを定量的レベルで再現できることを確認している。24年度が最終年度であるため、記入しない。フェルミ原子ガス超流動と励起子ポラリトン超流動を統一的に扱うことを目指し、今年度は、対形成に関与する2種類のフェルミ粒子の質量が異なるフェルミ粒子系に対する強結合理論の構築を行った。これは、前者においてはカリウム40とリチウム6の異種原子クーパー対、後者においては電子と正孔の有効質量の違い、を考慮したものである。なお、前者における共鳴分子ボソン、後者におけるフォトンの効果は無視した。まず、質量差がない場合のフェルミ原子ガスに対し成功を収めてきたガウス揺らぎの理論を質量差がある場合に拡張すると、中間結合領域で転移温度が複数得られてしまうなどの非物理的な結果を出すことを見出した。これは、擬ギャップに伴うフェルミ面近傍の状態密度の減少が過大評価される結果、状態密度が負になることに因るものである。次に、状態密度の正値性が保証されるT行列理論に近似レベルを上げた計算を実施、状況は改善されるものの、一部のパラメータ領域で尚、非物理的な結果が得られた。解析の結果、これは、質量差によるある種の有効磁場に対する帯磁率の正値性がT行列理論では問題となる領域で破れていることに因ることが判明した。以上の研究結果から、状態密度、帯磁率、共に正値性が保証されるようにT行列理論を修正、これを用いて、与えられた相互作用、質量差に対する超流動転移温度を計算するコードの開発を行った。上述の「修正されたT行列理論」を用いると、スピンインバランスのあるフェルミ原子ガス超流動の分野で以前から指摘されていた「中間結合領域でのクロスオーバー理論の破綻」の問題も解決することを明らかにした。実際、この理論で計算された帯磁率は、フィッティングパラメータなしで、実験結果を定量的に再現できることを示した。

今年度の計画目標であった、基礎理論の構築について、共鳴ボソンの効果を取り入れるまでには至らなかったが、対形成に関与する粒子の質量が異なる場合を扱える強結合理論を作り上げることができた。当初考えていたガウス揺らぎの理論やT行列理論のレベルでは、質量差がある系で非物理的な結果を与えることが研究の過程で判明、その分析を行うことで克服方法が解明できた点は重要な成果である。この点を改善した「修正されたT行列理論」により、任意の相互作用強度、質量差での超流動転移温度が計算可能となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度はまず、今年度完成させた「修正されたT行列理論」に基づき、弱結合から強結合にいたる幅広い領域での転移温度を数値的に求める。特に、クーパー対形成に関与する2種類の粒子の質量差の影響を解明すると共に、質量差の効果が励起スペクトルなどの物理量にどう影響するかを研究する。そのうえで、共鳴分子ボソンの効果を同じ近似レベルで取り入れ、共鳴型超流動に適用できる理論の枠組みを構築する。
肝発癌における新規転写因子ZHXファミリーの機能解析

癌化には細胞増殖制御の乱れが深く関与し、関連する転写因子と相互作用するコファクターとの関係について明らかにする事が重要である。本研究では、細胞増殖制御・細胞癌化における転写因子ZHXファミリーの役割の検討を目的としている。始めに、ZHXファミリーを安定的に発現する細胞の作製・単離を試みた。いくつかの細胞クローンを得たが、増殖能の変化は認められなかったことから、レトロウイルスベクターを用いての細胞単離を再度試みる。平行して、ZHXファミリーノックダウン細胞作製のためのレトロウイルスRNAiの作製を行っている。これらの遺伝子改変細胞について、単離後、増殖能の変化やZHXファミリー及び関連遺伝子のRNA、タンパク質の発現の変化を調べる予定である。肝の癌化によってアイソザイム転換が生じる解糖系酵素(PKM及びHKII)について、各遺伝子プロモーター活性に対するZHXファミリーの影響を調べた。その結果、ZHX1及びZHX3はPKM及びHKIIを、ZHX2はPKMのプロモーター活性を阻害した。阻害活性はZHX3で最も高かった。これらの結果は、各ZHXファミリーのプロモーター特異的作用を示している。次に、正常ラット肝細胞及び悪性度の異なる肝癌細胞株を用いて、ZHXファミリーRNAの発現と癌の悪性度との関連性について検討した。ラット肝細胞でのZHX1の発現は、肝癌細胞での発現よりも低いことから、ZHX1の細胞増殖制御への関与が示唆された。悪性度の高いヒトHLE細胞及びラットdRLh84細胞において、ZHX2がほとんど発現していないことから、ZHX2の細胞増殖制御への関与も示唆され、大変興味深い。dRLh84細胞ではZHX3の発現レベルも低く、また全体的に、ZHX1の発現量は他の2者よりも高いことが示された。ZHXファミリーを過剰発現させた初代培養肝細胞及び肝癌細胞における、PK及びHKIIアイソザイム発現を検討する為、アデノウイルスベクターZHXファミリーを作製した。現在は細胞に導入するのに必要な量まで増幅中である。増幅後、各細胞に感染させて解析を行う。
ガス感知タンパク質によるシグナル伝達機構の解明

本研究では、酸素や一酸化炭素(CO)のようなガス状小分子によるシグナル伝達機構を解明するため、ガスセンサータンパク質であるDosとCooAの各種変異体を調製して検討した。Dosは6配位低スピン型のヘム構造をとるため、まず軸配位子の同定を行った。Dosと相同なFixLの構造情報をもとにしてDosの95位MetをGlnに置換し、吸収スペクトルと共鳴ラマンスペクトルを測定した。その結果、5配位高スピンヘムを含むことが判明し、Met95がDosの軸配位子であることがわかった。一方、CO分圧を感知する転写活性化因子であるCooAのDNA結合機構を解明するため、ヘム周辺のアミノ酸残基について変異をほどこした。まず、COによって置換されるCooAの軸配位子を同定するためにH77N、H77S、H77Rといった極性の異なる変異体を調製した。その結果、これらの変異によって5配位高スピンヘムの成分が生じることがわかった。しかし、結合COに由来する共鳴ラマンピークには差が見られなかったことから、COはHis77とは反対側のPro2を置換することがわかった。さらに、CooAのシグナル伝達に関わると考えられる中心ヘリックス上の残基(Cys105、Leu112、Ile113、Ala114、Leu116、Gly117、Arg118、Leu120、Thr121、Arg125、Met131)に変異をほどこし、共鳴ラマンスペクトルを測定した。その結果、L116Q、G117N、L12Qの変異体で鉄-CO伸縮振動が大きくシフトし、これら残基が結合COのごく近傍に存在することがわかった。また、フットプリントの解析から、これら変異体ではDNA結合能が消失していることが判明した。本研究では、ガス状小分子によるシグナル伝達機構を解明するため、酸素、及び一酸化炭素のセンサータンパク質であるDos及びCooAの各種変異体を調製して、分光学的測定により構造生物学的観点から検討を加えていく。これらタンパク質は活性中心にヘムを持ち、ガス分子はヘム鉄に結合するため、活性に大きな変化を与える残基はヘム周辺に位置すると推測できる。今年度においてはまずDosの変異体を作成し、ガス分子の結合に関わるヘムポケット内アミノ酸残基の同定を試みた。Dosと相同なアミノ酸配列を持つFixLの立体構造情報に基づき、Arg91、Met95、Gln100をそれぞれLeuに置換したR91L、M95L、Q100Lを作成した。共鳴ラマン分光法を用いて調べたところ、野生型Dosは酸化型、還元型ともに6配位低スピンヘムを含むことがわかった。また、前記の各変異体も野生型と同様のスペクトルを示した。一方、酸化型標品に対するシアンイオンの結合性を調べたところ、変異体間で多少の違いはあるものの、いずれも数μMのシアンイオン解離定数を示した。低スピンヘムは、一般に強い配位子場を持つ軸配位子を持っており、この配位子を置換するためにシアンイオンは通常数mMの大きな解離定数を示す。今回の結果は従来の知見と相反するものであり、野生型Dosは極めて異常な性質を示す軸配位子を持っていることがわかった。さらに、CooAについては還元型で軸配位子となっているHis77をAla、Ser、Thr、Gln、Asnに置換した変異体を作成した。これらの共鳴ラマンスペクトルを測定したところ、軸配位子をひとつ失った5配位型のスペクトルが得られたが、6配位成分も観測された。変位にともないタンパク質の構造変化が起こり、ヘム近傍の残基が新たにヘム鉄に配位した結果と思われる。

また、フットプリントの解析から、これら変異体ではDNA結合能が消失していることが判明した。本研究では、酸素や一酸化炭素(CO)のようなガス状小分子によるシグナル伝達機構を解明するため、ガスセンサータンパク質であるDosとCooAの各種変異体を調製して検討した。Dosは6配位低スピン型のヘム構造をとるため、まず軸配位子の同定を行った。Dosと相同なFixLの構造情報をもとにしてDosの95位MetをGlnに置換し、吸収スペクトルと共鳴ラマンスペクトルを測定した。その結果、5配位高スピンヘムを含むことが判明し、Met95がDosの軸配位子であることがわかった。一方、CO分圧を感知する転写活性化因子であるCooAのDNA結合機構を解明するため、ヘム周辺のアミノ酸残基について変異をほどこした。まず、COによって置換されるCooAの軸配位子を同定するためにH77N、H77S、H77Rといった極性の異なる変異体を調製した。その結果、これらの変異によって5配位高スピンヘムの成分が生じることがわかった。しかし、結合COに由来する共鳴ラマンピークには差が見られなかったことから、COはHis77とは反対側のPro2を置換することがわかった。さらに、CooAのシグナル伝達に関わると考えられる中心ヘリックス上の残基(Cys105、Leu112、Ile113、Ala114、Leu116、Gly117、Arg118、Leu120、Thr121、Arg125、Met131)に変異をほどこし、共鳴ラマンスペクトルを測定した。その結果、L116Q、G117N、L120Qの変異体で鉄-CO伸縮振動が大きくシフトし、これら残基が結合COのごく近傍に存在することがわかった。
３次元デジタルPET検出器の開発

本研究では高精度かつ効率的に信号を取得可能な3次元デジタルPET検出器を提案する。開発する検出器は受光素子の1/4サイズのシンチレータを用い、シンチレータは受光素子との接続面以外を光学的に遮蔽する。この際、2つの受光素子をまたがる1対のシンチレータの上部の一部分のみを光学接続することで受光素子の組み合わせと出力比で検出したシンチレータを一意に決定できる。本方式によってシンチレータ数の1/4の受光素子でデジタルPET検出器を実現でき、出力比から深さ情報も取得可能な検出器を開発する。
パルス超音速原子状酸素ビームを利用したSi常温酸化法の開発

5eVの並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化膜形成のねらいは、酸化反応に必要なエネルギーを原子状酸素の運動エネルギーとして供給する事であり、このことにより、シリコン基板温度を低く保ちつつ酸化反応に直接関与する原子状酸素にのみ必要なエネルギーを付与できる点にあった。実際に実験を行ってみると、室温での酸化膜成長とシリコン基板を100度に加熱した場合とで酸化膜の成長はほとんど変化がないことが明らかになった。このことは実験前の予想通り、酸素原子の運動エネルギーの一部が酸化反応の活性化エネルギーとして消費されていることを示していると思われる。また、このことは室温酸化の場合、膜厚1.5nm以上では酸化膜成長速度が低下することからも裏付けられた。シリコン基板を弱加熱してビーム酸化をおこなった場合の酸化膜成長は、基本的には放物線則に従っていることが確認され、拡散律速であることが確かめられた。さらに、飽和酸化膜厚は原子状酸素ビームのフラックスに強く依存しており、10^<13>atoms/cm^2sでは1nm程度の飽和酸化膜厚であるのに対して、10^<16>atoms/cm^2sでは約5nmの酸化膜が成長することも明らかになった。これらの実験結果から、高い並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化では、並進エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることにより、基板全体を低温に保ったままで表面の改質(酸化)が可能であることが示され、ウエハー全面をバッチ処理できるブロードアトムビームの有用性が明らかになった。本研究は炭酸ガスレーザーを用いたレーザーブレークダウン型原子状酸素ビーム発生装置の実用化により初めて発生可能となった、5eVの並進エネルギーを有する高強度原子状酸素ビームをSiウエハ-の酸化プロセスに適用する事によりSi基板の常温酸化法を開発することを目的とするものである。研究初年度にあたる平成9年度には、(1)装置の改良と立ち上げ、(2)ビーム評価システムの構築、ならびに(3)常温での酸化に関する予備実験を行った。その結果、以下に示すような結果が得られた。(1)炭酸ガスレーザー(7J/パルス)とソレノイドバルブを同期させることにより高強度の原子状酸素ビームが発生することを確認した。(2)四重極質量分析管を検出器とする飛行時間測定装置を作成した。本システムは3段の差動排気系を有しており、これによりビーム中に含まれる成分ごとにその並進エネルギーと相対強度を見積もることが可能となった。(3)本システムを用いて室温に保持したSi(001)基板に原子状酸素を照射し、酸化膜厚をエリプソメーターを用いて測定した。その結果、曝露前の自然酸化膜の有無に関係なく原子状酸素に曝露した後には4.2nmの厚さの酸化膜が成長していることが明らかになった。このことは4.2nmという酸化膜厚が原子状酸素の室温における拡散限界である事を示唆している。また、X線光電子分光とフーリエ変換赤外吸収スペクトルからSi/SiO2界面には比較的大きな遷移層と真性応力が存在していることが示された。これらの点に関しては基板の加熱(アニール)やフッ素の添加などが効果的であると考えられ、次年度以降の課題として残った。

シリコン基板を弱加熱してビーム酸化をおこなった場合の酸化膜成長は、基本的には放物線則に従っていることが確認され、拡散律速であることが確かめられた。さらに、飽和酸化膜厚は原子状酸素ビームのフラックスに強く依存しており、10^<13> atoms/cm^2sでは1nm程度の飽和酸化膜厚であるのに対して、10^<16> atoms/cm^2sでは約5nmの酸化膜が成長することも明らかになった。これらの実験結果から、高い並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化では、並進エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることにより、基板全体を低温に保ったままで表面の改質(酸化)が可能であることが示され、ウエハー全面をバッチ処理できるブロードアトムビームの有用性が明らかになった。
新たなエイズウイルス免疫標的、リポペプチドの研究－マウスからサル、そしてヒトへ－

29年度前期の研究結果から、個体レベルにおける効率的なリポペプチド免疫応答の誘導を行うためには、抗原提示経路を分子レベルで理解することが重要であると考えられた。そこで、平成29年度後期、ヒトの遺伝子を標的としたゲノムワイドのCRISPRノックアウトライブラリーをaddgeneより入手した。1つの細胞上でペプチド抗原提示とリポペプチド抗原提示を同時に比較するために、代表的なヒトのペプチド提示分子であるHLA-B27を選び、LP1 -IRES- HLA-B27のコンストラクトを構築し、浮遊細胞株K562へと導入した。今年度は、このK562細胞株に対してCRISPRノックアウトライブラリーを作用させ、LP1の細胞表面での発現制御に関わる分子群を網羅的に同定することを目的とした研究を行った。K562/LP1-IRES-B27高発現クローンに対し、CRISPRノックアウトライブラリー(Cas9遺伝子、gRNAライブラリーおよびPuromycin耐性遺伝子を含むレンチウイルスベクター)を導入し、ノックアウト処理を施した。導入24時間後からPuromycinによる薬剤選択を開始し、14日間の培養を行った。培養後の細胞をLP1、HLA-B27特異的な抗体を用いて染色し、フローサイトメトリーによって解析した結果、HLA-B27の発現には殆ど変化は無いが、LP1の発現が上昇している細胞集団が、レンチウイルスベクター感染依存的に観察された。一方で、LP1の発現のみが低下した細胞集団を明確に観察することはできなかった。そこで、LP1の発現のみが上昇している細胞集団をソーティングし、ゲノムDNAの回収を行った。回収したゲノムに対してgRNA領域をPCRにより特異的に増幅し、クローニングベクターへとクローニングし、配列解析を実施した。その結果、オートファジーの機能に関わる複数の遺伝子が同定された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。Th1応答を誘起する方法として知られるCFA免疫による検証を行った。Positive controlとしては、既にマウスの内在性MHCクラス1分子によって提示されていることが明らかとなっているovalbuminの257番目-264番目のアミノ酸配列に由来するペプチド(OVAペプチド)を使用し、これに対する特異的な免疫応答が検出可能であることを確認した。同様の条件にてC14nef5リポペプチドの投与を行ったが、C14nef5特異的な応答は検出できなかった。このことから、より脂溶性の物質に特化した免疫法が有効であると考え、C14nef5を包含したリポソームによる検証へと進んだが、実際には特異的応答は検出されなかった。リポソーム添加後のLP1 Tgマウス由来樹状細胞の抗原提示能についてC14nef5特異的T細胞株の活性化能を指標に評価したところ、単純にC14nef5精製抗原を直接パルスしたLP1 Tgマウス由来樹状細胞がより効率的にT細胞を活性化した。そこで、LP1 Tgマウス骨髄細胞より誘導した樹状細胞を用いた免疫手法を検証した。抗原特異的な応答が確認できたのはOVAペプチドに対してのみであり、優位な差ではない僅かな応答のみしかC14nef5に対しては検出されなかった。樹状細胞を使用したことにより、マウスに内在的に存在するオートリアクティブなT細胞に由来する反応がドミナントに検出されてしまい、C14nef5特異的応答をはっきりと評価するに至れなかったと考えられる。ペプチドの免疫手法として既に確立されているCFA免疫がリポペプチドに対しては成立しなかったことから、化学的物性の違いが免疫手法に大きく影響していると考えられる。樹状細胞による免疫ではマウス内在性のT細胞応答が評価の妨げとなることが明らかとなった。霊長類(アカゲザル)が有するリポペプチド免疫系をマウスにおいて再構築することに成功し、リポペプチド免疫を担うT細胞群の同定とその機能解析を推進するとともに、将来の新ワクチン開発を含めた臨床医学への研究発展の礎を十分に築いた。研究は極めて順調に進展したため、次年度以降の計画であったヒトリポペプチド提示分子の同定に向けた研究にもすでに着手し、それを発現したトランスジェニックマウスを作出して機能評価を加える段階に至っている。平成28年度、所属研究室ではLP1の新たな性質として「細胞表面発現を行う際にTAPを必要としない」ことを見出した。私はヒトリポペプチド免疫応答の実証を行うために、TAP1KO細胞において発現が低下しないアリルを探索した。その結果、HLA-C*0602がTAP1非依存的に細胞表面へ発現できることが明らかになった。そこで29年度は以下2つの研究に取り組んだ。1HLA-C*0602がリポペプチドを結合できる抗原結合溝を有するかついて、X線結晶構造解析により検証HLA-C*0602とβ2ミクログロブリンのリコンビナントタンパク質を大腸菌から大量に回収した。ペプチド抗原を添加し、人工的にrefoldingを行った。ゲルろ過クロマトグラフィー、陰イオン交換クロマトグラフィーで精製し、高純度のfoldingタンパク質に対し約1000条件の結晶化条件を検討、タンパク質の結晶を得た。タンパク質結晶についてSPring8施設でX線照射を行い、高解像度のデータを得た。LP1分子ではリポペプチドの脂肪酸部分はBポケットに収納されるが、HLA-C*0602のBポケットにLP1分子のように脂肪酸を収納できるような十分な空間的余裕は確認できなかった。

28年度に、HLA-C*0602を含むトランスジーンコンストラクトを構築し、マウス胚にマイクロインジェクションすることにより4匹のTg個体を見出した。2系統が順調に仔を産出た。この2系統それぞれのトランスジーンの発現をタンパク質レベルで評価した。脾臓細胞を回収し、SDS-PAGE/ウェスタンブロット法による検出を試みた。結果、2系統の内1系統において、MHC class1分子の全長の相当する分子量に特異的なバンドを確認した。昨年度は、アカゲザルリポペプチド提示分子の基本知見をもとにヒトリポペプチド提示分子候補を絞り込み、その構造学的特質を詳細に解明した。さらに、候補分子の生物学的また病態論的意義の追究に適した独自の解析ツールとして、トランスジェニックマウスの樹立を行い、候補分子に対する特異抗体等も確立した。ヒトリポペプチド免疫応答の実証は本研究課題の最終目標の一つであり、この目標に向けて順調に研究が進展していると考える。29年度前期の研究結果から、個体レベルにおける効率的なリポペプチド免疫応答の誘導を行うためには、抗原提示経路を分子レベルで理解することが重要であると考えられた。そこで、平成29年度後期、ヒトの遺伝子を標的としたゲノムワイドのCRISPRノックアウトライブラリーをaddgeneより入手した。1つの細胞上でペプチド抗原提示とリポペプチド抗原提示を同時に比較するために、代表的なヒトのペプチド提示分子であるHLA-B27を選び、LP1 -IRES- HLA-B27のコンストラクトを構築し、浮遊細胞株K562へと導入した。今年度は、このK562細胞株に対してCRISPRノックアウトライブラリーを作用させ、LP1の細胞表面での発現制御に関わる分子群を網羅的に同定することを目的とした研究を行った。K562/LP1-IRES-B27高発現クローンに対し、CRISPRノックアウトライブラリー(Cas9遺伝子、gRNAライブラリーおよびPuromycin耐性遺伝子を含むレンチウイルスベクター)を導入し、ノックアウト処理を施した。導入24時間後からPuromycinによる薬剤選択を開始し、14日間の培養を行った。培養後の細胞をLP1、HLA-B27特異的な抗体を用いて染色し、フローサイトメトリーによって解析した結果、HLA-B27の発現には殆ど変化は無いが、LP1の発現が上昇している細胞集団が、レンチウイルスベクター感染依存的に観察された。一方で、LP1の発現のみが低下した細胞集団を明確に観察することはできなかった。そこで、LP1の発現のみが上昇している細胞集団をソーティングし、ゲノムDNAの回収を行った。回収したゲノムに対してgRNA領域をPCRにより特異的に増幅し、クローニングベクターへとクローニングし、配列解析を実施した。その結果、オートファジーの機能に関わる複数の遺伝子が同定された。次年度では脂溶性が問題とならない免疫手法(DNAワクチン)をさらに幅広く検証するとともに、内在性のT細胞応答を欠損したような新たなモデルマウスを構築することを予定している。昨年度の結果から、HLA-C*0602はリポペプチド提示分子である可能性は低いと考えられた。
融液超急冷による遷移金属酸化物の電子状態の変化と触媒活性

本研究ではTiO_2を中心として,これにY_2O_3,ZrO_2,Ta_2O_5を加えた系について融液超急冷を行ない,組成や急冷条件による構成相の変化を調べた.そして通常の方法では得られない新物質が得られた場合には,それらの熱安定性や電子状態の評価を行った.ZrO_2との2成分系では,H_2を含む還元雰囲気で合成した試料がTiO_22070mol%の広い範囲で立方晶蛍石構造の固溶体となった.この相の生成はTiイオンが+4から+3へ部分的に還元されたためであることを,XPSおよびTGによって確認した.また,これらの急冷体をO_2中で酸化処理した後可視-紫外域の拡散反射スペクトル測定を行った結果,吸収端波長はTiO_2量によってほどんど変化せずいずれも380nm付近で,TiO_2と比較して少し短波長側へ移動していた.Ta_2O_5との2成分系では,ルチル構造TiO_2へのTa_2O_5の固溶限界が還元雰囲気中の急冷体で大幅に広がり,ほぼ30mol%まで均一な固溶体が生成した(状態図では10mol%程度).この結果は,Tiイオンの還元によって陽イオンの平均原子価が+4に近い状態が保たれたために起こったことがXPSとTG測定から明らかになった.また,O_2中急冷体では,TiO_260mol%付近の組成でこれまで報告のない新しい化合物の単相が得られた他,高温型Ta_2O_5へのTiO_2の固溶体がTiO_240mol%程度までの組成で生成した(状態図では20mol%以下).これら3種類の新物質についても拡散反射スペクトル測定を行なったが,吸収端波長は各端成分の値の間で組成とともにほぼ連続的に変化し,結晶構造の違いによる特異な挙動は認められなかった.以上のように,本研究の結果からいくつかの酸化物半導体の過飽和固溶体における電子状態の変化の様子が明らかとなった.このような変化と触媒活性との関連については,現在研究を進めている段階である.本研究ではTiO_2を中心として,これにY_2O_3,ZrO_2,Ta_2O_5を加えた系について融液超急冷を行ない,組成や急冷条件による構成相の変化を調べた.そして通常の方法では得られない新物質が得られた場合には,それらの熱安定性や電子状態の評価を行った.ZrO_2との2成分系では,H_2を含む還元雰囲気で合成した試料がTiO_22070mol%の広い範囲で立方晶蛍石構造の固溶体となった.この相の生成はTiイオンが+4から+3へ部分的に還元されたためであることを,XPSおよびTGによって確認した.また,これらの急冷体をO_2中で酸化処理した後可視-紫外域の拡散反射スペクトル測定を行った結果,吸収端波長はTiO_2量によってほどんど変化せずいずれも380nm付近で,TiO_2と比較して少し短波長側へ移動していた.Ta_2O_5との2成分系では,ルチル構造TiO_2へのTa_2O_5の固溶限界が還元雰囲気中の急冷体で大幅に広がり,ほぼ30mol%まで均一な固溶体が生成した(状態図では10mol%程度).この結果は,Tiイオンの還元によって陽イオンの平均原子価が+4に近い状態が保たれたために起こったことがXPSとTG測定から明らかになった.また,O_2中急冷体では,TiO_260mol%付近の組成でこれまで報告のない新しい化合物の単相が得られた他,高温型Ta_2O_5へのTiO_2の固溶体がTiO_240mol%程度までの組成で生成した(状態図では20mol%以下).これら3種類の新物質についても拡散反射スペクトル測定を行なったが,吸収端波長は各端成分の値の間で組成とともにほぼ連続的に変化し,結晶構造の違いによる特異な挙動は認められなかった.以上のように,本研究の結果からいくつかの酸化物半導体の過飽和固溶体における電子状態の変化の様子が明らかとなった.このような変化と触媒活性との関連については,現在研究を進めている段階である.
高レベル廃液からのゼオライトによる発熱元素の分離・精製

高レベル放射性廃液からの発熱元素であるCsとSrの高度分離精製法について検討し、以下の研究成果を得た。1.CsとSrの溶離挙動各種ゼオライトに吸着させたCsとSrの、酸、無機塩およびキレート試薬による溶離挙動を基礎的に検討した。Csの分配係数(K_d)と保持体積(V_R)との定量的な関係式として、V_R=V_m+ρV_aK_k(V_m:空隙部体積、ρ:密度、V_a:充填体積)の成り立つことを見いだした。CsとSrの溶離には、フェリエライト(F)およびA型ゼオライト(A)カラムを用いて、それぞれNH_4^+およびEDTA溶液を通液すれば、高い溶離率が得られた。2.CsとSrの相互分離模擬高レベル廃液を脱硝し、脱硝廃液をフェリエライトカラムに通液後、NH_4^+塩溶液で溶離すればCsの分離回収が可能である。流出液中のSrは、A型ゼオライトカラムに吸着し、EDTAで溶離回収できる。上記ゼオライトを混合カラム(A:F=2:3)とすれば、CsとSrを一括して吸着でき、混合溶離液(NH_4^+/EDTA)を通液すれば、CsとSrのクロマトグラフ分離が可能であった。カラム温度40°C、流速0.20cm^3/minで通液した場合には、分離度(R_S)=1.41が得られ、ほぼ完全な相互分離が達成できた。3.CsとSrの回収溶離フラクションからのCsの回収は、蒸発乾固物を400°Cで焼成すれば高純度のCsClが得られた。Srの回収は、溶離フラクションにHF溶液を添加すればSrF_2の沈殿物として回収できた以上の研究成果は、高レベル廃液の群分離処理でのCsとSrの分離工程にも応用可能であり、発熱元素の有効利用および消滅処理への応用が期待できる。高レベル廃液からの発熱元素の分離・精製に関して、本年度は以下の実績を得た。1.Csの溶離:Csを吸着したフェリエライトカラムにNH_4塩溶液を通液すれば、Csを99%以上の溶離率で回収できた。溶離ピークの位置(保持体積V_R,cm^3)は、Csの分配係数(K_d,cm^3/g)との間に、V_R=V_m+ρV_aK_d(V_m:空隙部体積、ρ:ゼオライト密度、V_a:充填体積)の成り立つことが分かった。2.Srの溶離:Srを吸着したA型ゼオライトにキレート試薬(EDTA)を通液すれば、99%以上の溶離が可能であった。Srの場合も上記の関係式が成り立つ。3.相互分離に関する基礎検討:CsとSrを予め吸着させたA型とフェリエライト(重量比2:3)の混合カラムに、混合溶離液(1M NH_4Cl/0.07M EDTA)を、流速0.20cm^3/min、40°Cで通液すれば、分離度(R_s)1.41が得られ、ほぼ完全な相互分離が達成できた。4.カラムの再生およびCsとSrの回収:溶離後のカラムはNH_4形であり、放射能分析からカラム内残留率は1%以下であった。

溶離フラクションを蒸発乾固後、400°Cで焼成すればEDTAの分解およびNH_4Clの昇華ができ、最終的にCsClおよびSrCl_2の結晶が回収できた。高レベル廃液からゼオライトカラムによるCsとSrの相互分離および回収について検討し、以下の成果を得た。1.CsとSrの相互分離模擬高レベル廃液を調製し、ギ酸脱硝法([HCOOH]/[HNO_3]=1.95)によりほぼ中性(pH6.90)の脱硝廃液が得られた。混合ゼオライトカラム(A:F=2:3)に脱硝廃液を通液すれば、CsとSrが一括して吸着可能であった。15成分系の脱硝廃液を混合ゼオライトカラムに通液しCsとSrを一括吸着後、混合溶離液(EDTA/NH^+_4塩溶液)によってほぼ完全な相互分離が達成できた。混合ゼオライトカラム(NH^+_4型Y:NH^+_4型モルデナイト3:2)を用いれば、溶離剤としてEDTAを用いずに、2MNH_4Cl溶液を通液するだけで相互分離が可能であり、分離度R_S=1.1以上の値が得られた。2.CsとSrの回収Cs溶離フラクションの熱分析を行い、400°CまでにNH_4Clの昇華が完了することを見いだした。蒸発乾固物を400°Cで焼成することにより、高純度(99%以上)のCsCl結晶が得られた。Sr溶離フランクションにはHF溶液を添加し、SrF_2として沈殿回収できた。以上の結果から、混合ゼオライトはCsとSrの一括分離に有効であり、混合溶離剤(EDTA/NH^+_4)もしくはNH_4Cl塩溶液を通液することにより、CsとSrのクロマトグラフィ分離が可能であった。また、溶離フラクションからCsClおよびSrF_2として発熱元素を回収することが可能であった。これらの結果は、高レベル廃液の群分離処理工程にも応用可能であると考えられる。
RNPトランスフェクション技術を用いたネガティヴストランドRNAウイルスの研究

インフルエンザウイルスは、8本のマイナス鎖RNAゲノムを遺伝子として持つ。ゲノムRNAの転写・複製は核内で行なわれ、感染後期に細胞質へ移行しウイルス粒子に取り込まれる。そこで本ウイルス粒子形成機構の解析を行ない、以下の結果を得た。1.ウイルス粒子形成において重要な機能を担っていると考えられるM1蛋白質の合成は、主に、NS1蛋白質および、おそらくM1蛋白質の自己制御により翻訳段階で促進されると考えられる。2.ウイルスゲノムを含むRNP複合体は、核内で、M1蛋白質と複合体を形成することにより、ウイルス粒子形成の場である細胞質へと移送される。3.ウイルス膜蛋白質の1つNAの細胞質ドメインは、ウイルス粒子形成において必須の役割を担っている。4.NS1蛋白質によるM1蛋白質発現促進に必要な、翻訳開始部位上流のRNAシグナルを同定した。今後は、もう1つのウイルス膜蛋白質であるHAの細胞質ドメイン含めた膜蛋白の細胞質ドメインとRNP-M1複合体の相互作用について解析を行なう予定である。一方、RNPトランスフェクション技術を用いた、インフルエンザウイルスワクチンベクター開発の試みも行なった。モデル実験として、麻疹ウイルス表面抗原エピトープの発現を行なうことにした。その為に、まず、麻疹ウイルス中和エピトープを、モノクローナル抗体を用いて得たエスケープ変異株の解析から同定した。このエピトープをcDNA上で、インフルエンザ蛋白に導入し、現在、この様なキメラウイルスの回収を試みている。
面積式新型ガス浮遊炉の開発

本研究では、面積式流量計のように拡がり角を小さくして浮揚力を高めた新型ガス浮遊炉の開発を目指した.ガス浮遊炉のシミュレーションを行い、浮遊炉の側壁の拡がり角によって浮遊体に作用する抗力は大きく変化し、拡がり角が小さくなるほど抗力が大きくなることが明らかになった.拡がり角が大きい場合には抗力は小さいものの流れ場は安定しており、拡がり角を小さくしていくと流れ場が一旦非定常になり不安定になるが、さらに拡がり角を小さくしていくと、再度、流れ場が定常になり安定化することを見出した.本研究では、面積式流量計のように拡がり角を小さくして浮揚力を高めた新型ガス浮遊炉の開発を目指した.ガス浮遊炉のシミュレーションを行い、浮遊炉の側壁の拡がり角によって浮遊体に作用する抗力は大きく変化し、拡がり角が小さくなるほど抗力が大きくなることが明らかになった.拡がり角が大きい場合には抗力は小さいものの流れ場は安定しており、拡がり角を小さくしていくと流れ場が一旦非定常になり不安定になるが、さらに拡がり角を小さくしていくと、再度、流れ場が定常になり安定化することを見出した.新機能材料開発や高純度物質精製の分野等で、浮遊炉というものが使用され、最もシンプルで汎用性の高い浮遊装置として、ガス流の差圧を利用した浮遊炉がある。しかしその内部流れは非常に複雑に変化し、試料に働く力が非定常に変化するため、高精度の位置制御が困難であり、取り扱うことができる径が小さいという問題点があった。そこで、本研究では、面積式流量計のように拡がり角を小さくして浮揚力を高めた新型ガス浮遊炉の開発を目指した。2次元ガス浮遊炉のシミュレーションを行い、浮遊炉の側壁の拡がり角によって浮遊体に作用する抗力は大きく変化し、拡がり角が小さくなるほど抗力が大きくなることが明らかになった。拡がり角が大きい場合には抗力は小さいものの流れ場は安定しており、拡がり角を小さくしていくと流れ場が一旦非定常になり不安定になるが、さらに拡がり角を小さくしていくと、再度、流れ場が定常になり安定化することを見出した。残念ながらレイノルズ数を上げていくと次第に安定領域は小さくなり、やがて、すべての拡がり角で流れが非定常になった。拡がり角を0度とした場合のシミュレーションを実行し、浮遊体の体積が小さな場合には後流が非定常であるが、ある程度大きくなると壁面の影響により流れは安定化して揚力は発生せず、縮流の効果により抗力が飛躍的に大きくなることを明らかにした。しかしながらベルヌーイ効果により浮遊体が壁面に引き寄せられる場合があり、高レイノルズ数化も併せ流れにスワールを与えたり、側壁面をポーラスにするなどの工夫が不可欠であることが判った。金属の浮遊に対して有効な電磁浮遊炉を除いて従来の浮遊炉(超音波浮遊炉、静電浮遊炉、じか浮遊炉、従来型ガス浮遊炉)ではセラミックスなどの非導電性の大きな溶融金属の浮揚は困難である。一方、宇宙空間では大きな新素材の開発を目指した研究が行われているがコストは高く利便性は極めて低いため、地上で実験可能な装置の開発がマテリアルプロセッシングの分野で大きな関心を集めている。そこで本研究では、大きな試料の浮遊を可能にする新型ガス浮遊炉を開発することを目的とし、面積式流量計をヒントに液滴挿入によって伴って発生する大きな差圧を利用して浮遊させる新しい浮遊炉を考案した。実際の溶融材料を想定し粘度および表面張力が大きい場合ものとして液滴を固体として数値シミュレーションをおこなったその結果あるテーパー角以下だと流れが安定し、安定浮遊することがわかった。これを模擬しようとまず、小さな浮揚力で液滴を浮遊させるため周囲流体を液体とした、液液での実験を行った。具体的には浮遊流体としてケロシンベース磁性流体、周囲流体と水とした。磁性流体の密度はケロシンを添加することによって調整した。上方からマイクロピペットで磁性流体をテーパー管に供給しニードルバルブで周囲流体の流量を増加させて安定浮遊を試みた。密度差が小さく、微小液滴の場合には安定浮遊させることが可能であったが、比重差が大きくなり、液滴が大きくなると、液滴が変形し、テーパー管に接触し浮遊は困難であった。表面張力の影響が安定浮遊に際しては非常に重要であることが分かった。今後の研究の継続に際しては低融点のロウを用いて温水あるいは温風上で浮遊させるなどの工夫が必要であると考えられる。
傷病希少猛禽類の画像診断、骨折治療およびリハビリテーション技術の確立

傷病救護された希少猛禽類は,1羽でも多くの個体を野生復帰させることが種の存続にとって重要であるが,実際の野生復帰率は極めて低いのが現状である。これは,野生復帰可能かの判断基準となる機能障害(特に関節障害)レベルの診断法が未確立であり,さらに客観的な飛翔訓練技術や訓練評価方法がないことも要因となっている。そこで,本研究では希少な猛禽類の野生復帰率を向上させて個体数の減少に歯止めをかけることを究極のゴールとし,傷病希少猛禽類の診断やリハビリテーションにおいて臨床獣医学的な技術を開発・実践して野生復帰率を向上させることを目標として,主に以下の2つの研究を行った。1)コンピューター断層撮影(CT)を利用した3次元画像診断法の確立4列ヘリカルCT撮影装置(東芝メディカルシステムズ,Asteion Super 4)を用いた猛禽類の診断条件を明らかにした。小型(チョウゲンボウ)大型(クマタカ)の猛禽類の全身骨格を3次元画像処理することが可能となり,エックス線検査では困難な関節障害(特に肩関節)の変位などの診断も容易に行えることが明らかとなった。2)血中乳酸値を指標とした猛禽類の運動機能評価法の開発乳酸値を指標としてリアルタイムに運動機能評価を行うため,ヒト用の携帯型簡易血中乳酸測定器(アークレイ株式会社,ラクテート・プロLT-1710)が適応可能であるかを検討し,本機が猛禽類の機能評価にも応用できることを明らかにした。実験訓練のモデル動物として利用したトビでは合計飛行距離800m程度のラインフライト訓練を23回/週×3週間程度行うことで,明らかな運動機能の向上が認められ野生復帰可能となった。わが国で保護される傷病野生動物の中には絶滅危惧猛禽類も少なくない。これら傷病希少猛禽類の多くは交通事故や建造物衝突などによる骨折を伴っていることがほとんどである。本研究では、希少な猛禽類を1羽でも多く野生復帰させて個体数減少に歯止めをかけることを究極のゴールとし、傷病希少猛禽類の1)診断、2)治療、3)リハビリテーションの一連の過程における臨床獣医学的な診断および治療技術を開発・実践して野生復帰率を向上させることを目標とした。研究は本学COE野生動物救護センターを拠点に本学附属動物病院とも共同で実施した。1)トビ(生体)、希少猛禽類(死体)などをモデル動物としてコンピューター断層撮影(CT)を利用した3次元画像診断法の確立を試みた。鳥類のCT検査条件については継続して検査を実施する。2)生体モデル動物(トビ)におけるアクリル硬化樹脂を用いた骨折整復術法の開発を試みた。獣医学臨床分野で使用される外固定用硬化剤は比重が高いため、野生復帰を目的とする鳥類への適応が困難な場合が多い。そこで本研究では国内で入手可能なアクリル硬化樹脂による手術法を試みた。今年度は1例でしか実施できなかったため、来年度も引き続き適応し知見を得て、治癒過程を画像診断などにより評価し、固定解除のガイドラインを作成する予定である。3)生体モデル動物(トビ)における血中乳酸値を指標にした飛翔訓練法の確立を試みた。乳酸値を指標とした場合には、経時的採血とリアルタイム評価が必要である。そこで、ヒト用の携帯型血中乳酸測定器が適応可能であることを評価した。また、これを用いてリハビリ運動前後の乳酸値の変動をモニタリングした。今年度は、さらに症例を確保して先進的な試みを行っている海外への研修を行い、研究目標を達成する予定である。なお、今年度の研究結果は、国際シンポジウムおよび学会発表を行っており、学術論文として執筆中である。