hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コヒーシン、コンデンシンが正常な細胞周期進行を保障する分子機構の統合的解明

コヒーシンおよびMis4/アドヘリンは真核生物に広く保存されているタンパク質複合体であり、姉妹染色分体間合着に必須である。コヒーシン構成因子であるRad21やMis4タンパク質が、微小管と動原体の相互作用に機能することを報告者は分裂酵母を用いて過去に示した。そこで、分裂酵母で得られた知見を元にして、ヒトHeLa細胞を用いてRNAi(干渉法)によってhRad21およびhMis4をノックダウンして表現型を詳細に観察した。その結果、hRad21あるいはhMis4をノックダウンした細胞では標的タンパク質が特異的に減量しており、細胞数の増殖に欠損を示した。細胞形態の観察および核DNA量の測定、M期サイクリンに対する免疫染色法などから、RNAi細胞ではM期細胞の蓄積は見られず、G1/S期進行に欠損を示すことが明らかとなった。これは分裂酵母変異体の研究からは予想されなかった結果であった。また、RNAi細胞にガンマ線を照射して経時的に培養したところ、DNA二重鎖切断の指標となるリン酸化H2AXのドット状局在の減少が効率的に行われなかった。さらに、間期にあるRNAi細胞の一部はセントロメア領域が点状ではなく線状に広がって観察された。以上からコヒーシンは間期ではセントロメアクロマチンの構造の形成やDNA二本鎖切断の修復に必要であることが示唆された。一方、RNAi細胞のM期染色体を生細胞経時観察したところ、その約50%では染色体が整列できないという欠損を示した。この時Aurora BキナーゼやSurvivinがセントロメア領域に局在できず、さらに姉妹染色分体の尚早な分離をFISH法により観察した。また、RNAi細胞のM期染色体は凝縮するが一次狭窄が見られずふやけた形状をとっていたことから、コヒーシンは姉妹染色分体をつなぎとめるだけでなく染色体の高次構造の構築にも必要であることが示唆された。コヒーシンおよびMis4アドヘリンは真核生物に広く保存されているタンパク質複合体であり、姉妹染色分体間合着に必須である。コヒーシン構成因子であるRad21や、Mis4の分裂酵母高温感受性変異体rad21-K1、mis4-242ではS期において姉妹染色分体合着を形成できずに致死となることが知られていたが、続くM期では微小管と動原体の相互作用が減退するためにスピンドルチェックポイントが活性化し、その結果M期遅延を起こすことを報告者は過去に示した。そこで、姉妹染色分体合着がM期における微小管と動原体の相互作用に機能するという知見が進化上保存されていることを検証するために、ヒトHeLa細胞を用いてRNAi(干渉法)によってhRad21およびhMis4をノックダウンして表現型を詳細に観察した。細胞形態の観察および核DNA量の測定、M期サイクリンに対する免疫染色法などから、ノックダウン細胞ではM期細胞の蓄積は見られず、G1/S期進行に欠損を示すことが明らかとなった。一方、ノックダウン細胞のM期染色体を生細胞経時観察したところ、その約50%では染色体が整列できないという欠損を示した。これらの結果から、ヒト細胞において、hMis4、hRad21はM期の進行に必要であるだけでなく、G1/S期の進行にも重要な機能を果たしていることが示唆された。この仮説に合致するように、M期遅延表現型を示さない新たな分裂酵母mis4変異体アリルmis4-450を単離した。今後はこのmis4-450変異体やヒト細胞でのRNAi法を用いて、ノックダウン細胞が細胞周期進行に欠損を示す原因を追究することを目標としたい。

この時Aurora BキナーゼやSurvivinがセントロメア領域に局在できず、さらに姉妹染色分体の尚早な分離をFISH法により観察した。また、RNAi細胞のM期染色体は凝縮するが一次狭窄が見られずふやけた形状をとっていたことから、コヒーシンは姉妹染色分体をつなぎとめるだけでなく染色体の高次構造の構築にも必要であることが示唆された。
ダイマーモット型分子性導体に内在する特異な電荷自由度の研究

本研究の目的は、分子性ダイマーモット絶縁体における分子ダイマー内の電荷自由度に起因する電荷ダイポール生成とその揺らぎによるグラス状態また秩序化により発現する電子的な誘電特性を解明することである。平成24年度は、1) k型分子配列構造をとるBEDT-TTF分子系三角格子ダイマーモット絶縁体の赤外光学スペクトル測定による特異な電荷励起モードの観測と電荷-スピン液体状態の相関、2)四角格子ダイマーモット絶縁体物質での新奇な誘電応答と電場誘起分極状態の観測、3)分子性電荷秩序絶縁体での電荷グラス状態における光学応答の研究を行った。以下、1)、2)についてその成果を記す。1)k-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3は、量子スピン液体物質として研究されてきたが、赤外光学スペクトルに電荷ギャップが開かないことから、スピンと共に電荷自由度も残留していることが分かった。この原因として0.1ev付近に電荷応答による励起モードがあること分かった。このモードはその温度依存性から、ダイマー内電荷自由度による分極状態の生成と強く相関し、この残留する自由度がスピンの液体状態の起源である可能性を提案した。2)(BEDT-TTF)2ICl2は、22Kで反強磁性秩序を示す四角格子系ダイマーモット絶縁体であるが、より高温の60-100Kでダイマー内電荷自由度に起因すると考えられる誘電異常を示し、60K以下では電場誘起による静的に強誘電的な分極状態を示すことを明らかにした。この電場誘起強誘電状態は、反強磁性秩序と強く相関していることを明らかにし、電荷とスピンの複合した自由度の結合が重要であることを明らかにした。以上のように、本研究により、分子ダイマー内の電荷-スピン自由度の相互結合に起因する新奇な誘電応答とスピン状態についての重要な知見が得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,分子性ダイマーモット絶縁体における分子ダイマー内の電荷自由度に起因する電荷ダイポール生成とその揺らぎによるグラス状態また秩序化により発現する電子的な誘電特性を解明することである.このためκ型分子配列構造をとるBEDT-TTF分子系ダイマーモット絶縁体とその類縁物質の単結晶育成および試料評価を行い,その上で低周波数誘電率測定,赤外光学反射スペクトル測定による電荷ダイナミクスに関する実験研究を行う.平成23年度は,1)スピン液体候補物質であるκ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3の低周波数誘電応答に対するランダムネスの効果,2)同物質におけるダイマー内電荷自由度に起因すると考えられる特異な電荷励起状態の赤外光学スペクトル測定による検証,3)分子ダイマー内電荷自由度を示唆する他のダイマーモット絶縁体系の探索の3項目に関して研究を行った.成果は次の通りである.1)κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3に対するエックス線照射による乱れと誘電応答の相関ダイマー内電荷自由度によるリラクサー的な誘電異常を示す本物質にエックス線照射による分子欠陥を導入することにより電子的な誘電応答から欠陥周りに誘起されると考えられる分極ドメインもしくはクラスター境界からの誘電応答に変遷することを観測した.赤外光学スペクトルの約0.1eVのエネルギーに特徴的なスペクトルウエイトの成長が観測された.明瞭なモットギャップ(ハバードギャップ)が観測されない原因がこのウエイトの成長であることを明らかにした.3)誘電異常を示すダイマーモット絶縁体の探索四角格子ダイマーモット絶縁体β'-(BEDT-TTF)_2ICl2に誘電異常を発見し詳細を検討中である.本研究の目的は、分子性ダイマーモット絶縁体における分子ダイマー内の電荷自由度に起因する電荷ダイポール生成とその揺らぎによるグラス状態また秩序化により発現する電子的な誘電特性を解明することである。

以上のように、本研究により、分子ダイマー内の電荷-スピン自由度の相互結合に起因する新奇な誘電応答とスピン状態についての重要な知見が得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。エックス線照射による分子欠陥導入による誘電応答の性質の変化が観測され,電子的誘電性が生じている確認がすすんだ.またダイマーモット系の探索により新たな誘電異常を示す物質を発見できた.24年度が最終年度であるため、記入しない。物質のバリエーションを増やすことで構造分類学的なアプローチから電子誘電性を検証していくことが重要である.今後さらに候補物質の洗い出しを進める.またκ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3に対する当初の研究目的であるスピン液体状態に対する電荷自由度の役割を明らかにする必要がある.このためには中性子散乱や非共鳴エックス線散乱実験などの実行が可能かどうかの検討を専門家と慎重に行う必要がある.
細胞内シグナル伝達物質ｃ－ｄｉ－ＧＭＰに着目した抗菌薬抵抗性メカニズムの解明

細菌は,浮遊状態から固層に付着し,菌体外多糖を産生し,バイオフィルムを形成する。バイオフィルムに起因する感染症は,慢性で難治性を示すが、その原因は抗菌薬抵抗性であると考えられている。本研究では,細菌は固層への付着により,菌体内のc-di-GMP濃度が上昇し,psl遺伝子の発現が誘導された結果,抗菌薬抵抗性を獲得し,バイオフィルム形成が誘導されることが分かった。c-di-GMPは新たな感染症治療のターゲットとなることが明らかとなった。慢性難治性感染症の代表的な例として,バイオフィルム感染症が問題となっている。バイオフィルム形成菌は抗菌薬や消毒薬に対し,抵抗性を示すことがその理由として考えられており,我々は,バイオフィルム形成以前の付着細菌が抗菌薬抵抗性を獲得していることを見出している。しかし,そのメカニズムは不明である。また近年,細胞内セカンドメッセンジャーであるc-di-GMPがバイオフィルム形成に重要な役割を果たすことから注目されており,本研究では,c-di-GMPと抗菌薬抵抗性の関連を明らかとすることを目的としている。1.付着による遺伝子発現の変動:付着による遺伝子発現の変動を解析するため,6ウェル平底プレートに遠心操作により,細菌を付着させ,付着菌を回収し,RT-PCRを行った。抗菌薬抵抗性に関与する可能性のある約20個の遺伝子を解析したところ,付着により遺伝子発現が誘導されたものが見つかった。2.リアルタイムイメージング法による抗菌薬抵抗性の解析:c-di-GMPに制御され,抗菌薬抵抗性に重要な役割を果たしているpsl遺伝子について,その欠損株では,マウスを使った感染実験でも,抗菌薬に対する抵抗性が低下していることが明らかとなった。3. c-di-GMP定量法の確立:LC-MSよりも簡便なc-di-GMPの定量法を確立するため,c-di-GMPにキャリア蛋白を結合し,マウスに免疫を行ったが,c-di-GMPに対する抗体価の上昇は見られなかった。そこで,c-di-GMPに対するDNAアプタマーのスクリーニングを行っている。しかし,メカニズムは不明である。近年,細胞内セカンドメッセンジャーであるc-di-GMPがバイオフィルム形成に重要な役割を果たすことから注目されており,本研究では,c-di-GMPと抗菌薬抵抗性の関連を明らかとすることを目的としている。現在確立されているc-di-GMPの定量法は,LC-MS法のみであり,これよりも簡便なc-di-GMPの定量法を確立するため,リボザイムに着目し,c-di-GMPに特異性の高いRNA分子を用いることで,定量法の確立に成功した。2) 2成分制御系,c-di-GMP合成,分解系遺伝子欠損株ライブラリーの作製2成分制御系が付着の認識に関与していると推測されるものの,PAO1ゲノムデータベースによると,その候補となる遺伝子は64個,またc-di-GMPの合成,分解に関与する遺伝子は38個存在している。現在,2成分制御系が8個,c-di-GMP合成,分解系は12個の変異株を作製し,現在抗菌薬抵抗性との関連について検討を行っている。1) c-di-GMP定量法の確立:現在確立されているLC-MS法よりも優れたc-di-GMPの定量法の確立を目的とし,リボザイムを応用したc-di-GMPの新規定量法の確立に成功した。菌体からのサンプル抽出法や,菌体量による補正方法などについては,まだ改善の余地があるため,現在,より正確な定量法の確立に向けて,プロトコールの改善を行っている。2) 2成分制御系,c-di-GMP合成,分解系遺伝子欠損株ライブラリーの作製:現在,2成分制御系が8個,c-di-GMP合成,分解系は12個の変異株を作製し,表現系の解析を行っている。今後さらに欠損株のライブラリーを増加し,解析を継続して行く予定である。3)臨床分離株のスクリーニング:当研究室で保有している,緑膿菌臨床分離株300株の中で,付着菌での抗菌薬抵抗性が低下している株を数株スクリーニングにより見出すことに成功している。抗菌薬抵抗性とは、抗菌薬存在下では増殖出来ないものの死滅せず、抗菌薬が無くなると再び増殖する現象であるが、そのメカニズムは不明である。これまでのLC-MS法によるc-di-GMPの定量では,限られた施設でしか定量を行う事が出来なかった。本研究では,簡便なc-di-GMPの定量法を確立するため,リボザイムに着目し,c-di-GMPに特異性の高いRNA分子を用いることで,定量法の確立に成功した。

この定量法により,マクロライド系抗菌薬であるクラリスロマイシンの添加により,c-di-GMP濃度が上昇することが確認された。2.臨床分離株のスクリーニング当研究室で保有している,緑膿菌臨床分離株300株の中で,付着菌での抗菌薬抵抗性が低下している株を6株見出した。これらの株では, RTーPCRの結果,psl遺伝子の発現量が低いことが明らかとなった。これらの株では,浮遊状態でのc-di-GMP濃度は,PAO1株と変わらないため,付着時に誘導される細胞内シグナル伝達に違いがあることも推測された。リボザイムを応用したc-di-GMPの新規定量法の確立に成功した。しかし,菌体からのサンプル抽出法や,菌体量による補正方法などについては,まだ改善の余地があるため,現在,より正確な定量法の確立に向けて,プロトコールの改善を行っている。また,クラリスロマイシンの添加により,バイオフィルム形成が促進されることから,c-di-GMP濃度の上昇が予測されたが,リボザイムを応用した定量法により,菌体内のc-di-GMP濃度が上昇していることが確認された。2.臨床分離株のスクリーニング当研究室で保有している,緑膿菌臨床分離株300株の中で,付着菌での抗菌薬抵抗性が低下している株を6株スクリーニングにより見出すことが出来た。これらの株は,浮遊菌ではc-di-GMP濃度は,他の株とそれ程変わらないものの,psl遺伝子の発現量が低かった。この事から,付着時に誘導されるpsl遺伝子の発現が,上昇していないことが推測された。細胞内シグナル伝達物質cyclic-di-GMPは、鞭毛の発現制御やバイオフィルム形成において重要な役割を果たし、細菌のライフサイクルや病原性に深く関与していることから注目されている。また、慢性感染症や難治性感染症の原因として、抗菌薬による殺菌効果が充分に発揮することができない現像である、抗菌薬抵抗性の重要性が認識されつつあるものの、そのメカニズムについては不明な点も多い。我々は,バイオフィルム形成以前の付着細菌が抗菌薬抵抗性を獲得していることを見出している。本研究では,c-di-GMPと抗菌薬抵抗性の関連を明らかとすることを目的としている。1)臨床分離株におけるc-di-GMPと抗菌薬抵抗性との関連当研究室で保有している,緑膿菌臨床分離株300株の中で,付着菌での抗菌薬抵抗性が低下している株を6株見出した。これらの株では,浮遊状態でのc-di-GMP濃度は野生株と変わらないもの、psl遺伝子の発現量が低いことがから、次世代シークエンサーにより、全ゲノム解析を実施し、psl遺伝子の解析を行った。2) c-di-GMP合成、分解酵素や2成分制御系と抗菌薬抵抗性との関連付着により、c-di-GMP濃度が上昇し、psl遺伝子の発現が誘導される結果、抗菌薬抵抗性が上昇することから、付着に関連するc-di-GMP合成または分解酵素をコードする遺伝子の探索を試みたが、関連する遺伝子は見つからなかった。また付着に関与する2成分制御系についても、関連する遺伝子は見出せなかった。細菌は,浮遊状態から固層に付着し,菌体外多糖を産生し,バイオフィルムを形成する。バイオフィルムに起因する感染症は,慢性で難治性を示すが、その原因は抗菌薬抵抗性であると考えられている。本研究では,細菌は固層への付着により,菌体内のc-di-GMP濃度が上昇し,psl遺伝子の発現が誘導された結果,抗菌薬抵抗性を獲得し,バイオフィルム形成が誘導されることが分かった。
リアルタイム行動強化による生活習慣病の克服に関する研究

生活習慣病の克服の一手段として、毎日測定した運動量を携帯電話で送信するシステムを用い、目標量達成に際して賞賛メールを送る効果とその送付方法を検討した。12名の対象者(糖尿病、肥満、もしくは両者)を2群に分けて8週間測定した結果、後半に賞賛メールを送る頻度を下げた群では運動量の減少はなく、目標値を20%増加させた群では運動量の増加は得られなかったがその維持はできていた。この期間では賞賛メールの送付方法によらず運動量の維持はできたが、今後さらに長期間の検討が必要である。【目的】生活習慣病の克服のために、毎日測定した運動量を携帯電話を用いて医療者に送信することで運動量の維持が可能かを検討する。【対象と方法】対象はコントロール不良の糖尿病患者又は生活習慣病治療を要する肥満患者とした。対象者には運動量計と携帯電話を貸与し毎日測定した運動量(歩数等)を携帯電話のメール機能とWeb参照機能とを利用して医療者に日々送信させた。研究期間は10週間で、観察期間を2週間としその間の1日歩数の平均値を参考にその後の目標歩数を設定した。対象を2群に分け前4週間は何れの群も7日間のうち4回目標値を上回ると、それを称賛するメールを送る。後4週間は、A群:称賛メール送信間隔を14日間に8回以上と延長、B群:最初の目標値から20%上乗値を目標値とし称賛メールを送る間隔は変えないとした。この両群間で運動量の維持に差があるかを検討した。【結果】研究対象者は両群とも6名で、A群は男4、女2、平均53.7歳、B群は男4、女2、平均43.7歳。それぞれの群で、前4週(前4)と後4週(後4)とで、1日平均歩数、目標歩数のクリア率(クリアした日数/測定日数)とを算出した。その結果、A群では(以下前4:後4)、平均歩数は、6688:7043、クリア率は、56.5%:60.2%でいずれも両期間で差がなかった。B群では、平均歩数は5797:5834、クリア率は55.2%:36.7%で、歩数には差がなかったが、クリア率は有意に低下した。【結論】歩数を指標に運動量の維持を検討したところ、称賛メールを送る間隔を延ばしても運動量には差がなく、目標歩数を増加させた際は、運動量の増加は見られなかったが同程度の運動量の維持はできた。今回の検討の範囲内では日々の歩数の維持については称賛メールを送る条件による差は見られなかった。
聴覚回復のための脳幹インプラント電極の開発

本研究の目的は、聴覚神経系に障害をもつ患者のための感覚機能代替システムにおいて,その設計手法を確立することである.本研究の成果は,(1)ラットの聴皮質で聴覚性信号を計測する微小多点表面電極と、脳幹を電気刺激する微小剣山電極を開発し、それらを用いた脳幹インプラントシステムの動物モデルを構築したこと,(2)聴皮質上からの多点信号計測から聴皮質の機能構造を明らかにしたうえで,脳幹・蝸牛神経核の電気刺激が音の高さ・強さの知覚を誘発できる可能性が高いことを示したこと,(3)電極間の所望の神経を選択的に刺激できる多点ゲート刺激法を開発したことである.表面電極は、皮質上から高空間分解能に聴覚性信号を多点計測する。同電極では、曲率があり脈動している脳表面に電極基板が密着できるように、柔らかいポリイミド・フィルムを基板に用いた。基板上には2mm角の計測部位に80μm角の計測点を70個配した。微小剣山電極は、1.3mm角の計測部位に400μm間隔で格子状に、16個の微小タングステン電極を有する。純音で誘発された聴皮質反応を表面電極で多点計測し,聴皮質の機能構造を考察した.同反応は,異なる音の周波数・音圧に対し,特徴的な時空間的活動パターンを示した.さらに,剣山電極を用いて,脳幹・蝸牛神経核を電気刺激したところ,音刺激で誘発された反応と同じ特徴を示し,蝸牛神経核の適当な部位を適当な電流強度で刺激すれば,音の高さと強さの情報を適切に知覚させられる可能性を示した.多点ゲート刺激法が,電極形状によらず所望の神経を選択的に刺激できることを,シミュレーションと動物実験で示した.多点ゲート刺激法では,陰極の刺激で電極周辺の神経を幅広く発火させ,不必要な活動電位の伝播を陽極の刺激で抑制する.本研究の目的は、聴覚神経系に障害をもつ患者のための感覚機能代替システムにおいて,その設計手法を確立することである.本研究の成果は,(1)ラットの聴皮質で聴覚性信号を計測する微小多点表面電極と、脳幹を電気刺激する微小剣山電極を開発し、それらを用いた脳幹インプラントシステムの動物モデルを構築したこと,(2)聴皮質上からの多点信号計測から聴皮質の機能構造を明らかにしたうえで,脳幹・蝸牛神経核の電気刺激が音の高さ・強さの知覚を誘発できる可能性が高いことを示したこと,(3)電極間の所望の神経を選択的に刺激できる多点ゲート刺激法を開発したことである.表面電極は、皮質上から高空間分解能に聴覚性信号を多点計測する。純音で誘発された聴皮質反応を表面電極で多点計測し,聴皮質の機能構造を考察した.同反応は,異なる音の周波数・音圧に対し,特徴的な時空間的活動パターンを示した.さらに,剣山電極を用いて,脳幹・蝸牛神経核を電気刺激したところ,音刺激で誘発された反応と同じ特徴を示し,蝸牛神経核の適当な部位を適当な電流強度で刺激すれば,音の高さと強さの情報を適切に知覚させられる可能性を示した.多点ゲート刺激法が,電極形状によらず所望の神経を選択的に刺激できることを,シミュレーションと動物実験で示した.多点ゲート刺激法では,陰極の刺激で電極周辺の神経を幅広く発火させ,不必要な活動電位の伝播を陽極の刺激で抑制する.本研究では、感覚細胞あるいは伝達経路に障害を持つ患者ための感覚機能代替システムにおいて、その設計手法を確立することである。具体的には、神経核の細胞体一つ一つを対象として、これらを分解能良く刺激したり、あるいは信号を検出できる針状マイクロ電極と、大脳感覚野の反応を分離性良く検出できる高分解能な表面電極を開発する。刺激に対する反応は一過性のものが多いため、多点を同時に分解脳良く検出・刺激できる電極が必要である。平成12年度は、まず大脳皮質からの信号検出用の表面電極を開発した。ポリイミドを基板とし、電極はピッチ500μm、36の接点を持つ多点電極である。この電極を麻酔下のラットの大脳に接触させ、クリック音を聞かせた時のABRとMLRの記録を行った。ABRは音に対する脳幹の反射反応で、MLRは大脳の反応である。実験の結果から、試作した表面電極で大脳での動的な反応の観察が可能であることが確認された。次に、クリック音を聴かせる代わりに神経核を刺激し、大脳聴皮質の反応を見る実験を行った。神経核刺激のために、針状マイクロ電極を開発した。この電極は、尖らせた100μm径のタングステン針を400μmピッチで4本並べたものである。実験では、刺激点を変えると大脳皮質での反応の中心が異なった。これは、神経核が選択的に刺激され、さらにそれが表面電極で異なった反応として観察できること意味する。

今後は、音刺激の周波数や音圧を変えたときに、これらの反応の違いを検討し、聴覚伝導路の解明を進めていく。それと同時に、音刺激に対する反応を電気刺激で再現できる方法を確立し、人工聴覚システムの設計指針を構築する。生体脳幹に多点電極を埋め込み、それを用いて脳幹を直接電気刺激し、聴覚信号を伝達する脳幹人工脳幹インプラントの動物モデルを構築した。同モデルで、ラットの聴皮質で聴覚性信号を計測するためと脳幹を電気刺激するために、それぞれ微小表面多点電極と微小微小剣山電極を開発した。さらに、表面電極で計測した聴覚性信号の多様性を、独立成分解析と神経細胞のモデル解析を用いて説明した。多点微小表面電極は、皮質上から高空間分解能に聴覚性の誘発電位を計測する。同電極では、曲率があり脈動している脳表面に電極基板が密着できるように、柔らかいポリイミド・フィルムを基板に用いた。基板上には2mm角の計測部位に80μm角の計測点を69個配した。微小剣山電極は、1.3mm角の計測部位に400μm間隔で格子状に、16個の微小タングステン電極を有する。インプラントシステムの動物モデルには、聴皮質の神経反応計測のために前者を、蝸牛神経核を電気刺激するために後者を用いた。純音に誘発された聴皮質の反応は、音の周波数に応じて異なる場所が局所的に反応した。また、蝸牛神経核の電気刺激は、音刺激と同様な反応を聴皮質で誘発した。さらに、同核の吻側部・尾側部を刺激すると聴皮質の吻側部・尾背部がそれぞれ選択的に反応した。このように、この実験系は、音刺激と電気刺激の両方に対して、選択的・機能的な神経反応を計測できることから、インプラントシステムの動物モデルとして有用である。皮質表面から計測できる聴覚性信号は、皮質の神経細胞のシナプス活動、発火活動、皮質外の神経活動など、多くの現象に起因する。そのため、同信号波形は多様性を示し、しばしばその解釈も難しい。'そこで、皮質における複数の神経細胞の発火活動・シナプス活動が、どのように聴覚性信号に寄与しているかをモデル解析した。次に、聴皮質上で多点計測した信号に独立成分解析を適用し、その結果をモデル解析結果と比較・検証した。その結果から、聴覚性信号の多様性は、皮質の神経細胞の発火活動、シナプス活動、および皮質外の神経活動の3成分による寄与の大きさで説明できることを示した。本研究の目的は,生体の脳幹に多点電極を埋め込み,それを用いて脳幹を直接電気刺激し,聴覚信号を伝達する「脳幹インプラントシステム」の電極を開発することである.本年度の研究実績は,(1)脳幹・蝸牛神経核の電気刺激が音高と音の強さの知覚を誘発できる可能性が高いことを示したこと,(2)電極間の神経を選択的に刺激できる多点ゲート刺激法を開発したことである.脳幹インプラントシステムの将来性を調べるために,純音による刺激と脳幹の電気刺激で誘発した聴皮質の神経活動を計測し,比較した.聴皮質での神経活動の計測と脳幹の電気刺激には,それぞれ,これまで開発した表面電極と剣山電極を用いた.音刺激で誘発した聴皮質の反応の特徴として,音の周波数・音圧が異なると,聴皮質上での時空間的活動パターンが明らかに変化する,すなわち,明らかな周波数局在構造と音圧局在構造が存在することを示した.さらに,脳幹・蝸牛神経核を電気刺激したところ,聴皮質上で誘発された反応波形は,音刺激で誘発されたそれと同じ特徴を示した.実際に,音刺激と電気刺激とで誘発された聴皮質上の反応を比較・検討したところ,脳幹の刺激部位に応じて異なる音高を知覚させている可能性が高いことを示した.さらに,脳幹の電気刺激で刺激電流値を増加させると,音刺激の音圧を増加させたときと同じ反応の変化が得られたことから,刺激電流値に応じて異なる音の強さを知覚させている可能性も高いことも示した.
遍在的ディスプレイ環境構築のための視覚特性の理解とその応用

近年、様々な環境でディスプレイが使用されるようになり、新しい視点で視覚特性について研究する必要が生じている。立体表示環境、カラー・ユニバーサル・デザイン表示環境、高精細表示環境において心理実験を行った。その結果、(1)立体表示環境では正しい奥行知覚が出来ない人の割合が予想以上に多く、30%程度存在することを明らかにした、(2)携帯端末上で実時間動作する色覚補助アプリケーションを新規開発した(色相ブレンド法の提案)、(3)天気予報図には領域分割の方法によってプロでも気づきにくい見易さの違いがあることを明らかにした、といった研究成果が得られた。本課題においては、特徴的な視環境の変化に対応し、(1)モバイル表示環境、(2)立体表示環境、(3) 2色覚者に配慮したユニバーサルカラー表示環境、における人間の視覚認知特性を理解し、併せて新しい表示機器の開発に資することを研究の目的としている。本年度は、2年目に当たり、上記(3)を重点的化する方針に従い、各々以下のような項目について基礎研究とプロトタイプ開発を行った。(1)モバイル表示環境(査読付き原著論文1件):以前から継続していたモバイル環境におけるスクロール表示に関する可読性評価結果を原著論文にまとめた(大塚ほか、映像情報メディア学会)。(2)立体表示環境(査読付き原著論文1件、査読付き国際会議論文1件):両眼視差と陰影手がかりの何れを立体知覚に利用するかの個人差について原著論文にまとめた(藤崎ほか、映像情報メディア学会)。また、新たに世代間における差異を検討し、国際会議で発表した(木原ほか、SID2013)。さらに、立体視能力向上のための訓練方法についても、基礎的なデータを収集し、口頭発表を行った。(3)ユニバーサルカラー表示環境(査読付き国際会議論文1件、国際特許出願1件):前年度に引き続き、モバイルで利用できる双方向(3色覚と2色覚)の色覚補助ミュレータの研究開発を行い、より完成度の高い方法を考案して国際会議で発表を行った(比良ほか、SID2013)。また、これに先立ち報道発表も行い、毎日新聞(Web版)等に掲載された。さらに、前年度の国内特許出願をもとに国際特許を出願した(JST支援)。(4)その他現在テレビ放送されている天気予報図を解析し、領域区分線の区切り方が視認性に大きく影響することを確認した。また、現在放送中の天気予報図が必ずしも心理学的知見を十分に生かしていないことも判明した。この成果を国際会議SID2014で発表する予定である。本年度は、初年度に当たり、以下のような項目について基礎研究とプロトタイプ開発を行った。(1)モバイル表示環境(査読付き原著論文1件):以前から継続していたスクロール表示に関する可読性評価結果を原著論文にまとめた(木原ほか、電子情報通信学会、2013)。また、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を利用した視認性評価に着手した。機器の制約が大きいことも明らかとなった。このため、固定機器を利用した基礎実験を併用して、研究を行う予定である。(2)立体表示環境(国際会議論文1件):両眼視差と陰影手がかりの何れを立体知覚に利用するかの個人差について調査を行った結果を国際会議で発表した(藤崎ほか、SID2012)。また、世代間における違いについてのデータを収集した(一部について本課題の予算を使用)。また、立体視能力向上のための訓練方法についても、基礎的なデータを収集した。(3)ユニバーサルカラー表示環境(国際会議論文1件、特許出願2件):モバイルで利用できる双方向(3色覚と2色覚)の色覚補助ミュレータの研究開発を行い、国際会議で発表を行った(大塚ほか、SID2012)。さらに、国内特許を2件出願し、さらに改良を行った。(4)その他:カナダのヨーク大学よりOno(オオノ)名誉教授を国際研究者交流として招聘し、両眼立体視と運動視に関する研究を実施した。本年度は、最終年度(3年目)に当たり、上記3項目以外に昨年度新たに確認された視環境の変化の兆候、すなわち、ディスプレイの大型化によるメディア情報表示方法の変化を捉えたことにより、この方面の研究を活発化させた。(1)モバイル表示環境:特に進展はなかった。(2)立体表示

環境:立体知覚の機序を調査する目的で、両眼視差と他の手がかりとの相互関係の個人差を継続して検討した。また、立体視能力向上のための訓練方法などについて基礎的なデータを収集を継続し、口頭発表を行った。(3)ユニバーサルカラー表示環境(国際特許出願1件):前年度に引き続き、実用化に向けた検討を継続した。さらに、JSTの支援により、国内特許出願をもとに国際特許を出願した(米国移行)。その他、色知覚に関する国際会議発表等を行った。(4)その他(査読付き国際会議論文2件):現在TV放送されている天気予報図を解析した結果、a)領域区分線の区切り方が視認性に大きく影響する、b)現在放送中の天気予報図の区分線が心理学的知見を必ずしも活かしたものになっていない、ことを明らかにした(SID2014で発表)。また、TVディスプレイの大型化に伴って、最近放送局が意図的に構図を変化させたことを心理学的に検証した(SID2015で発表予定)。メディア情報学・データベース上述の通り、それぞれの項目において一定の成果(合計で査読付き原著論文2件、査読付き国際会議2件、国際特許出願1件)が得られているので、おおむね良好と判断した。それぞれの項目において、一定の成果が出ているので、おおむね良好と判断した。なお、ヘッドマウントディスプレイを実際に利用した評価については、予備実験の結果、各種の制約があることが分かった。したがって、計画を多少変更し、さらに基礎的な部分から研究することとした。これに関係し、カナダのヨーク大学から立体知覚や運動知覚の大家であるProf. Onoを招へいし研究交流を深めた。最終年度にあたる次年度は、(1)これまでの研究成果を取りまとめた発表の推進と、(2)2020年の東京オリンピック招致決定で、今後、高精細・大型化やハイダイナミックレンジ化などの急激な変化が見込まれる映像ディスプレイの視認性についての基礎検討を行う予定である。今年度は、おおむね当初の予定通りとするが、既により多くの成果が出ているモバイルでの色覚補助についての重点化を行う。具体的には、(1)ユーザインタフェースの改良、(2)実用化に向けての機種依存性の対応、などである。また、ヘッドマウントディスプレイ利用の視環境評価については、より基礎的な部分に重点を移す予定である。具体的には、ヘッドマウントディスプレイを実際に使用するのではなく、まず、頭部を固定した状態で既存の大型の固定装置を用いて人工表示と実環境との融合特性を詳細に計測する予定である。研究は概ね順調に推移したが、その結果として、次年度に研究成果の実用化に係る打ち合わせや発表関係の旅費等を工面する必要が生じた。そこで、研究費の効率的使用に努めて、次年度分を工面した。平成25年度は、繰越金額の大半(800千円)を上記の旅費に充当する計画である。当初計画では、高機能で3Dのシースルー型ヘッドマウントディスプレイを購入する予定であったが、当該機種は視度(視距離)が固定である点が留意事項となっていた。
神経疾患バイオセンサーとしての脂肪酸結合タンパクの可能性追及

本申請では、組織および細胞に比較的高い発現特異性を有する脂肪酸結合タンパク分子ファミリーに着目し、測定が簡便でしかも鋭敏な疾患マーカーとしてFABPが機能するか否かを、マウス疾患モデルを用いた基礎的解析から検証した。現在までに以下のような結果を得ている。まず測定法としては、微量なタンパクを検出するのにすぐれた方法であるサンドイッチELISA法の条件検討を行い、5種類のFABP(脳型B-、上皮型E-、心臓型H-、肝臓型L-および脂肪細胞型A-FABP)のピコグラムレベルのタンパクを血清および臓器から定量的に検出する方法を確立した。さらに、応用の第1段階として、マウス肺にLPSを経気管的に投与したARDS(急性呼吸不全症候群)モデルを作成し、血中および肺胞洗浄液中のFABP量を定量したところ、L-FABPの発現がLPS投与後早期に血中レベルで上昇することを突き止めた。また同時に、L-FABPが肺胞マクロファージに発現することも、形態学的解析によって証明した。これまでに鋭敏なマーカーの開発が望まれていたARDSの発症余地や重傷度の指標としてL-FABPが有用であることを示した。以上の結果は、現在欧文誌に投稿中である。我々が世界に先駆けて作成したE-FABP(皮膚型)遺伝子欠損マウスの表現型として、1)表皮におけるH-FABP(皮膚型)の遺伝子発現の亢進、2)正常時における表皮を経由する水分放散量が野生型に比べて減少すること、および有機溶剤処理後の水分放散防御能の低下後の正常時状態までの回復が野生型における経過に比べて著しく遅延すること、が認められた。後者はヒトでは老人皮膚の状況に類似していた。皮膚以外ではE-FABPは、胸腺皮質の上皮細胞で特異的に発現されていることが初めて見出された。この所見は昨年発見して公表した肺胞マクロファージュにおけるE-FABPの強発現と併せて、このタンパクの抗原提示機能への深い関与を強く示唆している。さらに、免疫組織化学的にこの種の細胞の全貌を明瞭に顕微鏡下で観察可能にするためにはE-FABPが有用なマーカーとなることが判明した。同じく世界に先駆けて作成したB-FABP(脳型)遺伝子欠損マウスの表現型としては、1)B-FABPがアストログリアに発現局在するにも拘らずニューロンでE-FABPの遺伝子発現の軽度亢進を示すこと、2)B-FABPに好んで結合するドコサヘキサエノイン酸(DHA)の脳内含量が有意に低下すること、および3)行動学的解析により学習と記憶が低下していること、が明瞭に認められた。DHAの極低含量餌飼育による記憶低下の報告はこれまでにあるが、DHAの細胞内局在に直接関与するFABPの発現有無により、個体の学習記憶が影響されることを明示した今回の所見は、DHAの機能解明に大きな寄与をなすものと考えられる。これらの所見を下に、15年度は両FABPの生体での機能解明に神経と免疫双方から努力する予定である。
トルストイと分離派の研究-後期の作品を中心に

本研究は、トルストイ博物館や大英博物館などで、元来、とくに注意を集めてこなかった資料・文献を調査することによって、従来、大きな意義を持たないとされていた、レフ・トルストイと異端諸派の関係が、思想的にも、芸術的にも、伝記的にも深いものであることが分かった。これは、トルストイ研究に新局面をもたらすと同時に、異端諸派が18世紀から20世紀初頭のロシア文化・ロシア文学に有した大きな意義を確認する作業にもなったのである。それはソビエト時代に封印されてきた歴史を再発掘することにもなった。簡単に結論をまとめてみよう。1)トルストイの後期の禁欲主義的作品には、異端諸派の教義が深くかげを落としている。その中でも、鞭身派と去勢派の思想の影響は、歴史的にも、思想的にも見て取るこどができる。2)異端諸派の教義の両義性は、トルストイの作品を説明する原理としても有効である。一方、これは、異端諸派の思想の、ロシア文化における意義を逆照射することにもなる。3)だが、トルストイと両者を分けるものとしては、トルストイの反ユートピア、啓蒙主義的傾向などを挙げることができ、また、トルストイの実生活における、最終的な禁欲主義の挫折という伝記的事実がある。これらの事実は、今後のトルストイ研究のための重要な新視点になると思われる。八月と三月の二回、モスクワのトルストイ博物館付属資料室にて資料閲覧・収集を行った。その際、世界文学研究所リディア・オプリスカヤ教授および国立人文大学宗教学科ニコライ・シャブーロフ教授らに指導を受け、研究成果を議論する機会をもった。国内にも二度、出張し、日本ロシア語情報図書館・東京大学図書館・都立中央図書館などで資料閲覧・収集をした。また、設備費を用いて、レフ・トルストイや分離派に関する図書・資料を購入、研究した。インターネット経由での情報・資料も行った。トルストイの分離派との関係を年表にし、索引・データ・ベース化した。その結果、今まであまり深いかかわりはないとされていたトルストイと分離派および分離派の思想の間に、彼の作品の理解に大きな意味を持つ、つながりがあることが次第に明らかになりつつある。これはおもにトルストイの禁欲主義思想にかかわるものであり、分離派の思想の影響が後期の倫理的な諸作品に見られることを、歴史的・思想的を跡づけることができた。この研究成果は研究発表に挙げた書評「柳富子『トルストイと日本』」にも取り込まれているほか、現在、アメリカの雑誌(AATSEEL[アメリカスラブ・東欧研究学会紀要])に投稿・審査中の論文"Tolstoy,Attla,and Edison:The Triangular Construction of Identity of a"Peace Loving"Russian Across the Borders"に反映されている。研究成果の概要本研究は、トルストイ博物館や大英博物館などで、元来、とくに注意を集めてこなかった資料・文献を調査することによって、従来、大きな意義を持たないとされていた、レフ・トルストイと異端諸派の関係が、思想的にも、芸術的にも、伝記的にも深いものであることが分かった。その中でも、鞭身派と去勢派の思想の影響は、歴史的にも、思想的にも見て取ることができる。
ナノサイズ空孔型反応場を活用した高反応性アミノ酸誘導体モデルの開発

本研究では、酵素の活性部位の構造的特性を採り入れた巨大分子キャビティを開発し、このキャビティを活性中間体の保護空間"クレードル"として活用することで、内部に高反応性アミノ酸部位を導入した酵素活性部位モデル("クレードルドアミノ酸")を構築することを目的としている。本年度は、前年度に開発した、内部にセレノシステインユニットを有する"クレードルドセレノシステイン"を活用することで、重要な抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)の活性中間体に関するモデル研究を行った。GPxの触媒サイクルについては、セレノシステインセレネン酸(Sec-SeOH)を中間体とする機構が広く受け入れられているが、Sec-SeOHを直接観測した例は未だに報告されていない。今回、"クレードルドセレノシステイン"骨格をもち、C末端側がメチエルエステル部をもつセレノールSec-SeHの酸化によるSec-SeOHの生成について検討した。Sec-SeOHの過酸化水素による酸化について反応条件を精査した結果、塩基性条件下、低温で酸化反応を行うことにより、Sec-SeOHを良好な収率で生成させ、77Se NMRで観測することに成功した。これは、生体系および合成系を問わず、Sec-SeOHを直接観測した初めての例であり、GPxの触媒機構を化学的に解明する上で重要な知見といえる。前年度、第一級アルキル置換モデルを活用することで、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成を実験的に示すことにはじめて成功しているが、この発生法による検討も行った。対応するセレノシステインヨウ化セレネニルSec-SeIのアルカリ加水分解を低温下で行ったところ、Sec-SeHの酸化で得られたものと同じSec-SeOHが高収率で生成し、77Se NMRで観測された。Sec-SeOHは、GPx触媒機構の重要な中間体として1970年代から提唱されていながら、直接観測された例は全くなかった。今回、本研究で開発した高反応性アミノ酸誘導体モデルを活用することで、Sec-SeOHの77Se NMRによる直接観測をはじめて達成した。また、前年度、第一級アルキル置換モデルを活用することで、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成を実証することに成功しているが、この反応をセレノシステインモデルにも適用し、Sec-SeOHの高収率での生成に成功するなど、順調な進捗状況といえる。前年度に得られた知見に基づき、よりの活性部位の環境に近い部分構造をもつ"クレードルドセレノシステイン"を開発し、含セレン酵素のモデル研究を進める。具体的には、C末端側にアミドユニットをもつモデル系を開発し、GPxについて生化学の分野で最近新しく提唱された触媒機構について化学的検証を行う。また、硫黄類縁体である"クレードルドシステイン"を用いた酵素モデル研究についても検討する。本研究では、酵素の活性部位の構造的特性を採り入れた巨大分子キャビティを開発し、このキャビティを保護空間"クレードル"として活用することで、内部に高反応性アミノ酸部位を導入した酵素活性部位モデル("クレードルドアミノ酸")を構築することを目的としている。これにより、従来不安定性のために合成困難であった生体反応活性中間体を手に取れる形に安定化し、その構造および反応性を直接的に解明することを目指している。今年度、剛直なフェニレンデンドリマー骨格に基づく直径約2 nmの分子キャビティを活用し、内部にセレノシステインユニットを導入した"クレードルドセレノシステイン"を開発について検討した。このモデル系を活用することで、セレノシステインヨウ化セレネニルの合成について検討した。セレノシステインヨウ化セレネニルは、甲状腺ホルモン活性化酵素の触媒サイクルにおける重要な中間体として注目を集めている化学種であるが、セレノシステイン由来のヨウ化セレネニルについては、これまで観測例すら報告されていない。アミノ酸モデルの開発に先立ち、化学種の基本的な性質について知見を得るための標準物質の合成について検討し、キャビティ型骨格をもつセレノールの酸化的ヨウ素化により、第一級アルキル置換ヨウ化セレネニルを安定に合成・単離することに成功した。これを用いて、酵素作用機序に含まれる反応過程として提唱されていながらこれまで実証例がない、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成を実験的に示すことに成功した。次に、"クレードルドセレノシステイン"骨格をもつセレノールを、セレノシスチン誘導体をキャビティ内に導入する経路により合成した。このセレノールの酸化的ヨウ素化により、セレノシステイン由来ヨウ化セレネニルの合成・単離に初めて成功するとともに、その反応性を検証した。"クレードルドセレノシステイン"を開発し、それを活用することで、酵素反応における重要な中間体として提唱されていながら従来合成例のなかったセレノシステイン由来ヨウ化セレネニルの合成・単離に成功した。また、ヨウ化セレネニルの標準物質として第一級アルキル置換体を合成し、酵素作用機序に含まれると提唱されていながら実験的な証明例がなかった、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成過程の実証に成功するなど、順調な進捗状況といえる。

本年度は、前年度に開発した、内部にセレノシステインユニットを有する"クレードルドセレノシステイン"を活用することで、重要な抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)の活性中間体に関するモデル研究を行った。GPxの触媒サイクルについては、セレノシステインセレネン酸(Sec-SeOH)を中間体とする機構が広く受け入れられているが、Sec-SeOHを直接観測した例は未だに報告されていない。今回、"クレードルドセレノシステイン"骨格をもち、C末端側がメチエルエステル部をもつセレノールSec-SeHの酸化によるSec-SeOHの生成について検討した。Sec-SeOHの過酸化水素による酸化について反応条件を精査した結果、塩基性条件下、低温で酸化反応を行うことにより、Sec-SeOHを良好な収率で生成させ、77Se NMRで観測することに成功した。これは、生体系および合成系を問わず、Sec-SeOHを直接観測した初めての例であり、GPxの触媒機構を化学的に解明する上で重要な知見といえる。前年度、第一級アルキル置換モデルを活用することで、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成を実験的に示すことにはじめて成功しているが、この発生法による検討も行った。対応するセレノシステインヨウ化セレネニルSec-SeIのアルカリ加水分解を低温下で行ったところ、Sec-SeHの酸化で得られたものと同じSec-SeOHが高収率で生成し、77Se NMRで観測された。Sec-SeOHは、GPx触媒機構の重要な中間体として1970年代から提唱されていながら、直接観測された例は全くなかった。今回、本研究で開発した高反応性アミノ酸誘導体モデルを活用することで、Sec-SeOHの77Se NMRによる直接観測をはじめて達成した。また、前年度、第一級アルキル置換モデルを活用することで、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成を実証することに成功しているが、この反応をセレノシステインモデルにも適用し、Sec-SeOHの高収率での生成に成功するなど、順調な進捗状況といえる。前年度に得られた知見に基づき、"クレードルドセレノシステイン"を活用した生体反応活性種モデルの開発について検討する。セレノシステインヨウ化セレネニルの構造および反応性の解明を進めるとともに、代表的な抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼの触媒サイクルについて、提唱されてきた反応機構の化学的検証を行う。前年度に得られた知見に基づき、よりの活性部位の環境に近い部分構造をもつ"クレードルドセレノシステイン"を開発し、含セレン酵素のモデル研究を進める。具体的には、C末端側にアミドユニットをもつモデル系を開発し、GPxについて生化学の分野で最近新しく提唱された触媒機構について化学的検証を行う。また、硫黄類縁体である"クレードルドシステイン"を用いた酵素モデル研究についても検討する。
骨吸収抑制薬関連顎骨壊死を考慮した疎水性薬剤内包超分子ミセルによる骨代謝薬の創製

骨粗鬆症患者に対するBP製剤は一般的な治療法であるものの、抜歯などを行った場合には、骨吸収抑制薬関連顎骨壊死(ARONJ)を誘発する危険性があるため、歯科領域での昨今の課題となっている。本研究では、複数の環状分子の空洞部に線状分子が貫通した超分子ポリロタキサン(PRX)に着目し、また、高脂血症治療薬として知られているSimvastatin(SV)には骨分化誘導能や破骨細胞分化制御能が期待されていることからをSV内包化することによる新規骨代謝薬としての開発に着手する。
光ファイバ温度計を用いたディーゼル燃焼の乱れ特性解析

本研究では、ディーゼル燃焼の拡散燃焼期における乱れ特性を明らかにするため、先ず、バーナーによる定常乱流拡散火炎の場において、半導体レーザ2焦点流速計を用いて火炎のガス速度変動を、また、2色法を原理とする光ファイバ温度計を用いて火炎の温度変動を計測し、拡散火炎の温度分布および乱れ構造を追究した。次いで、ディーゼル機関燃焼室において、多サイクルに亘って連続計測された燃焼圧力および火炎温度変動の時系列データから乱れを抽出し、両者のスペクトル密度解析および自己相関係数解析により、ディーゼル燃焼拡散燃焼期の乱れ特性を追究した。得られた主な成果は以下のとおりである。定常乱流拡散火炎について、(1)光ファイバ温度計に、適切なレンズシステムを組合せることにより、火炎の局所的な時間平均温度および乱れ強さの空間分布を精度良く計測できること、(2)サンプル時刻が不等間隔な時系列データに相関スロット法を適用することにより、火炎のガス速度、火炎温度およびすす粒子濃度の乱れスペクトルが解析されること、(3)計測された時間平均温度、温度乱れ強さ、ガス速度、速度乱れ強さのx,y,z3軸方向分布から、定常乱流拡散火炎の乱れ特性および周囲空気のエントレインメントとの関係などが示された。また、ディーゼル機関の燃焼変動について、(4)燃焼圧力の乱れ強さと燃焼初期の最大圧力上昇率の間には極めて顕著な相関があること、(5)ディーゼル燃焼における拡散燃焼期の火炎温度の乱れ強さは、燃焼開始初期の最大圧力変動と顕著な相関があること、(6)ディーゼル燃焼の拡散燃焼期の火炎温度の乱れは、等方性乱れに近く、乱れの積分時間スケールは、パイロット噴射によって小さくなることなどが示された。
界面構造欠陥と電気抵抗の相関

バルク抵抗比30,000の高純度アルミニウム中の個々の双晶境界の4.2Kの電気抵抗率をSQUID(超伝導量子干渉計)と高感度のデジボル(プリアンプ付)を用いて測定した。粒界の回転軸は<111>、回転角は60度にそろえ、粒界面を変化させた。その結果,次の事が分かった。(1)<111>60゚双晶境界の比抵抗ρ_<GB>は、境界の面方位が{111}である整合双晶境界で最低(1.5_X10^<-17>Ωm^2)になる。また、面法線が<111>となす角γに比例して大きくなり、γ≦5゚のとき式で表される。(2)この式は、これら整合双晶境界に近い境界の構造が整合双晶境界(面{111})に刃状転位が重なったものである事を意味している。係数Aの値として4.8fΩm^2が得られた。この値とA=刃状転位の比抵抗x2/b(b:Burgers vectorの大きさ)から、この転位のBurgers vectorの大きさを求めた結果、重量転位はBrugers vector (1/6)<112>を持つ部分転位と考えられる。これは、金のγ=4゚双晶境界の高分解能電子顕微鏡観察の結果(KrakovとSmith,1986)とも一致する。(3)γ=5゚では他の対応粒界に対して成り立つ式ρ_<GB>=Asin(θ/2)+Bsin(φ/2)(θは傾角、φはねじり角)でも表される。整合双晶境界に近い境界はγ=5゚で一般の対応粒界と同じ構造を同時に持つと考えられる。
活動性マイクログリア制御による緑内障モデル動物の神経保護治療の試み

本研究では、マイクログリアが蛍光標識されているIba1-EGFPマウスを用い、視神経障害マウスからセルソーターによりマイクログリアを単離し遺伝子発現解析をおこなう。本手法は、これまでの網膜障害時におけるマイクログリアの解析法として例がなく、かつ視神経障害時により活性化されるマイクログリアの細胞内イベントを詳細に解析できる。また、本研究に用いる化合物ライブラリーは東北大学薬学部のオリジナルであり、独自性がある。加えて、CRISPR/Cas9によりゲノム編集の手法を組み合わせることで、同定された新規化合物の作用メカニズムにまで迫ることができる。