hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状記憶合金のマルテンサイト変態に前駆して起こる電子構造変化の陽電子を用いた観測

等原子比近傍のNiTi合金は、室温近傍で形状記憶効果を発現するため広く利用されている。形状記憶効果を発現させているのは、NiTi合金の熱弾性マルテンサイト変態であり、優れた形状記憶合金の開発にはそのマルテンサイト変態の理解は欠かせない。近年、マルテンサイト変態開始前に、(1)弾性定数の低下(2)1/3<110>電子散漫散乱(3)フォノンのソフト化などのマルテンサイト変態の前駆現象が報告されているが、その際の電子構造の変化については全く情報がない。研究代表者らは、マルテンサイト変態に前駆して起こる母相の電子状態の変化を明らかにするためNi_XTi_<100-X>(X=50.6,50.8,51)合金の陽電子寿命と電気抵抗の温度変化を測定した。さらに、Ni濃度を増し、もはや20K以上の温度域ではマルテンサイト変態を起こさないNi_XTi_<100-X>(X=51.5,52,53)合金についても、同様に、様々な温度で陽電子寿命測定を行った。その結果、Ni_XTi_<100-X>(X=50.6,50.8,51)合金の陽電子寿命はMs点より数十K高い温度から温度低下にともない、上昇することを発見した。一般に、温度を低下させると、体積収縮が起こるため陽電子寿命は減少することが知られている。本測定結果はこれと全く反対の結果であり、マルテンサイト変態に前駆して起こる母相の電子構造変化を捉えることに成功した。一方、マルテンサイト変態を起こさないNi_XTi_<100-X>(X=51.5,52,53)合金についても陽電子寿命測定を行ったところ、320から200Kまで温度を低下させると、陽電子寿命は増加した。これは、マルテンサイト変態を起こさないNiTi合金においても、マルテンサイト変態の前駆現象と同様な電子系の変化が起こっていることを示している。このようにマルテンサイト変態の起源を明らかにする上で大変重要な知見が得られた。等原子比近傍のNiTi合金は、室温近傍で形状記憶効果を発現するため、温度作動素子やアクチュエータなどとして広く利用されている。研究代表者らは、マルテンサイト変態に前駆して起こる母相の電子状態の変化を明らかにするためNi_<51>Ti_<49>合金の陽電子寿命と電気抵抗の温度変化を測定した。さらに、Ni濃度を増し、もはや20K以上の温度域ではマルテンサイト変態を起こさないNi_<52>Ti_<48>合金についても、同様に、様々な温度で陽電子寿命測定を行った。その結果、Ni_<51>Ti_<49>合金の陽電子寿命はMs点より100K以上高い320K付近から温度低下にともない、120から150psまで大きく上昇することを発見した。一方、マルテンサイト変態を起こさないNi_<52>Ti_<48>合金についても陽電子寿命測定を行ったところ、320から200Kまで温度を低下させると、Ni_<51>Ti_<49>合金と同様に、125から150psまで陽電子寿命は増加した。

一般に、温度を低下させると、体積収縮が起こるため陽電子寿命は減少することが知られている。本測定結果はこれと全く反対の結果であり、マルテンサイト変態に前駆して起こる母相の電子構造変化を捉えることに成功した。一方、マルテンサイト変態を起こさないNi_XTi_<100-X>(X=51.5,52,53)合金についても陽電子寿命測定を行ったところ、320から200Kまで温度を低下させると、陽電子寿命は増加した。これは、マルテンサイト変態を起こさないNiTi合金においても、マルテンサイト変態の前駆現象と同様な電子系の変化が起こっていることを示している。このようにマルテンサイト変態の起源を明らかにする上で大変重要な知見が得られた。等原子比近傍のNiTi系合金は、室温近傍で形状記憶効果を発現するため、温度作動素子やアクチュエータなどとして広く利用されている。形状記憶効果を発現させているのは、NiTi系合金の熱弾性マルテンサイト変態であり、優れた形状記憶合金の開発にはマルテンサイト変態の理解は欠かせない。近年、マルテンサイト変態開始前に、弾性定数の低下などマルテンサイト変態の前駆現象が報告されているが、その際の電子構造の変化については全く情報がない。研究代表者らは、マルテンサイト変態に前駆して起こる母相の電子状態の変化を明らかにするためNi_<51>Ti_<49>、Ni_<52>Ti_<48>、Ni_<47.5>Ti_<50>Fe_<2.5>の陽電子寿命と電気抵抗の温度変化を測定した。その結果、Ni_<51>Ti_<49>の陽電子寿命はMs点より100K以上高い320K付近から温度低下にともない、120から150psまで上昇することを発見した。,本測定結果はこれと全く反対の結果であり、マルテンサイト変態に前駆して起こる母相の電子構造変化を捉えることに成功した。一方、Ni_<52>Ti_<48>についても陽電子寿命測定を行ったところ、320から200Kまで温度を低下させると、Ni_<51>Ti_<49>と同様に、125から150psまで陽電子寿命は増加した。また、母相からR相を経てB19'相へ二段階にマルテンサイト変態をするNi_<47.5>Ti_<50>Fe_<2.5>においても陽電子寿命の異常上昇は見られるが、NiTi二元系合金において観察されたものより小さかった。
アシナガバチ類におけるワーカー産卵の進化維持機構に関する研究

オーストラリア産アシナガバチRopalidia romandiの社会構造を分析した。巣の創設を人為的に誘導すると、ワーカーは女王を選別する行動を見せた。また、女王間の血縁度はワーカー間の血縁度より高く、周期的に女王数が減少するcyclicaloligogyny仮説を支持するものと考えられた。本種ではワーカー産卵を示す証拠は見つからなかった。日本産のコアシナガバチの繁殖虫生産を分析した結果、コロニーサイズとメス性比の間に正の相関関係が認められた。その原因として、(1)大型コロニーほど資源量が多く、その結果としてメス性比が大きくなる、(2)交尾したワーカーが繁殖することでメス性比が高くなる、の2つの要因が考えられた。日本産のフタモンアシナガバチの社会構造を独自に開発した13種のマイクロサテライトマーカーを使い分析した。その結果、(1)本種のearly maleは2倍体であり、事実上不妊であること、(2)コロニーサイズとワーカー産卵の頻度には正の相関関係にあること、(3)コロニーサイズとワーカー由来のオスの頻度には関係が無かったことが明らかとなった。巣上で産卵が認められた個体と、その個体が産んだと考えられる卵から生まれた一令幼虫のDNAを比較した結果、ワーカーの産んだ卵のほとんどが女王と他のワーカーによって食卵されていることが明らかとなった。本種のような一回交尾・単女王のコロニーでは、一般にワーカー同士による食卵(worker policing)が進化しにくいと考えられてきた。今回の発見はそれに反するものであり、極めて新奇な発見と考えられた。フタモンアシナガバチのワーカー由来のオスの頻度をアロザイムマーカーを使って分析した。その結果、平均40%のオス蜂がワーカーに由来することが明らかとなった。さらに、詳細な遺伝構造の分析を行うために、フタモンアシナガバチの核DNAの遺伝子配列をもとに、マイクロサテライト領域を増幅させるプライマーの設計を行った。その結果、20種類以上のプライマーセットを合成することができ、現在はPCR反応条件を調節している段階にある。現在までに4つのプライマーセットのPCR反応条件を調節し、PC01では5対立遺伝子、PC06では2対立遺伝子が観察された。その他のプライマーセットにもバンドパターンに変異が観察されており、現在条件を調整中である。Ropalidia romandiの調査では、ワーカーが女王をコントロールする局面が存在すること、コロニー内の血縁度が比較的高く維持されていることを明らかにした。フタモンアシナガバチの早期羽化オス(EM;Early Male)のアロザイム遺伝子型と核型を調査した。その結果、通常のオスはn=23の単数体個体であったが、EMは2n=46の2倍体オスであることが判明した。通常、2倍体オスは2倍体の精子を作り、もし交尾に成功しても、3倍体のメスを産出するので、事実上不妊とされている。したがって、本種のEMも事実上繁殖に寄与しないと考えられた。アシナガバチでのEMの存在は、ワーカーに交尾の機会を与えるという意味で、進化生態学上重要な形質の一つと考えられてきたが、本種の場合には、遺伝的荷重にしかならないことが示された。なお、この発見はPolistes属のアシナガバチでは世界で最初に得られた知見である。フタモンアシナガバチのDNAのくり返し配列をシークエンスし、プライマーを設計した。13遺伝子座について複数の対立遺伝子が確認され、これを使いコロニー内のワーカー産卵の比率を分析した。ワーカー産卵は、コロニーが成長し、ワーカー数が増加するにともなって増加する傾向が複数のコロニーで確認された。また、産卵直後に27個の卵をマークして、その後一齢幼虫時にそのDNAを分析した。これら27個の卵のうち13個体は産卵した個体の遺伝子型と矛盾する遺伝子型を持った個体であり、産卵から一齢幼虫に成長する過程で卵がすり替えられていることが明らかとなった。

以上のことから、女王はコロニーが小さい頃は、ワーカーによって産卵された卵を除去し、自身の卵で置き換えているが、コロニーサイズが大きくなるにつれてこのチェック機能が低下することにより、ワーカーの卵が生き残るものと考えられた。アシナガバチのワーカー産卵の進化維持機構を解明するために、フタモンアシナガバチとコアシナガバチを材料に、分子生物学的手法を用いて、調査研究を行った。13種類のプライマーを作成し、親子判定が正確にできるようにした。この手法を用いて、フタモンアシナガバチのわーかー産卵について調査研究したところ、以下のことが明らかとなった。(1)最初のワーカーと同じ時期に羽化する初期羽化オス(early male)は遺伝的に二倍体であり、事実上繁殖が不能であること。(2)ワーカー産卵はコロニーサイズの影響を強く受けており、そのサイズが大きくなるにつれて、ワーカー産卵数が増加し、それにつれてコロニーのオス比が大きくなること。また、次世代の繁殖世代の羽化時期もワーカー産卵の影響を受けており、小さいコロニーでは、繁殖メスが繁殖オスより早く羽化する傾向が、また大きなコロニーでは、同時もしくはむしろ、繁殖オスが繁殖メスより早く羽化する傾向にあること。(3)PCR方を用いて分析したところ、オスの42%がワーカー産卵に由来すること。しかし、コロニーサイズとワーカー由来のオス数には、相関関係が認められなかったこと。女王はワーカー由来の卵を盛んに除去し、自身の生むオス卵に置き換えていること。(4)以上のことから、本種のワーカー産卵は、コロニーサイズの影響を強く受けているが、その生存については、個々のコロニーの女王の影響を受けることが明らかとなった。コアシナガバチについては、以下のことが明らかとなった。(1)ワーカー、オス、繁殖メスは、それが羽化したセルのサイズで明確に区別が可能であること。(2)これを利用して、繁殖個体における性比と、コロニーサイズの関係を見たところ、コロニーサイズが増大するにつれて、メス比が増加する傾向が認められたこと。(3)以上のことから、本種の繁殖中の性比は、より成功したコロニーはより多くのメスを生産する傾向にあることが明らかとなった。その他オーストラリア産アシナガバチRopalidia romandiのコロニー内の血縁構造を分析した。血縁度から判定された女王数は約3匹であった。これは、本種においても、女王数が減少したときのみ繁殖メスが生産されているというcyclical oligogynyが起きているという、旧大陸に生息する種でのはじめての発見となった。
高度好熱菌蛋白質を用いたDNA修復機構の分子レベルでの解析

変性実験とプロテアーゼによる限定分解実験から、MutSは4つの構造ドメインからなると推定し、これらのドメインのうち中央部に位置するドメインが2本鎖DNAと相互作用する領域であることを示した(Tachiki et al.,Nucleic Acids Res.26,4153-4159)。また、これら構造ドメインの情報を元にして3つの断片化蛋白質を作成し、中央部のドメインが多量体形成能と2本鎖DNAへの非特異的な結合能を持つこと、及び、C末端ドメインがATP加水分解活性とミスマッチ特異的DNA結合能を持つことを示した(Tachiki et al.,in preparation)。また、溶液中でのMutSの会合状態をX線小角散乱を用いて測定した(Kato et al.in preparation)。さらに、単独およびADP共存下でMutSの結晶化に成功した。
電位感受性色素による神経活動の光学的記録法を用いた注意行動時の前頭前野の研究

本研究はサルの前頭前野における学習性の活動変化をいわゆる光学的記録法を用いて検出することを目的としている.方法が新しいものであり,記録条件を確立すること自体が重要な部分を占めているので,本年度は基礎的段階の年と位置づけて記録システムの開発と,これを用いてのラットの大脳皮質における予備実験とを行った.システム生物顕微鏡,金属顕微鏡などから適当なユニットを選んで組み合わせ手術用顕微鏡型でかつ落射照明が可能な蛍光顕微鏡を構成し脳定位固定装置に固定した.光源は水銀燈よりも安定なハロゲンランプを使用するが市販のユニットは光量が弱くゆらぎも大きいので高出力用の電源回路他一式を製作した.脳定位固定装置につけたラットの大脳皮質口腔感覚野を露出し,リンガー液に溶かしたスティリル系色素で染色してG励起で蛍光を観察した.染色した領域は明るい蛍光を発する.この状態で口腔内刺激を行い対応する蛍光像の輝度変化を調べた.測光には当初TVカメラを用いた.ビデオ信号をアナログ画像処理を通して背景光のカット,変化分を増巾を行い,ディジタル画像処理で変化分を検出するシステムである.しかしこのシステムは変化分の大きいことが必須であり,初期の試行錯誤の段階で採用するのは不適当であった.そこでダイナミックレンジの広いフォトダイオードを受光素子とした系を組んだ.大口径のシングルエレメントフォトダイオードを自作のアタッチメントによって顕微鏡に取り付け,電流-電圧変換,フィルタ,増巾回路からなる系で視野のある領域内全体の光量を測定した.領域内のトポグラフィーを調べることはできないが,この方法で信号をとらえることによりはじめて様々なテストが可能になり改良の路が拓けた.背景光に対して10^<-3>の大きさのパルセイションに乗って極く微弱な変化が見られている.現在このシステムを用いてより大きな信号を得る努力を続けているところである.本研究はサルの前頭前野における学習性の活動変化をいわゆる光学的記録法を用いて検出することを目的としている.方法が新しいものであり,記録条件を確立すること自体が重要な部分を占めているので,本年度は基礎的段階の年と位置づけて記録システムの開発と,これを用いてのラットの大脳皮質における予備実験とを行った.システム生物顕微鏡,金属顕微鏡などから適当なユニットを選んで組み合わせ手術用顕微鏡型でかつ落射照明が可能な蛍光顕微鏡を構成し脳定位固定装置に固定した.光源は水銀燈よりも安定なハロゲンランプを使用するが市販のユニットは光量が弱くゆらぎも大きいので高出力用の電源回路他一式を製作した.脳定位固定装置につけたラットの大脳皮質口腔感覚野を露出し,リンガー液に溶かしたスティリル系色素で染色してG励起で蛍光を観察した.染色した領域は明るい蛍光を発する.この状態で口腔内刺激を行い対応する蛍光像の輝度変化を調べた.測光には当初TVカメラを用いた.ビデオ信号をアナログ画像処理を通して背景光のカット,変化分を増巾を行い,ディジタル画像処理で変化分を検出するシステムである.しかしこのシステムは変化分の大きいことが必須であり,初期の試行錯誤の段階で採用するのは不適当であった.そこでダイナミックレンジの広いフォトダイオードを受光素子とした系を組んだ.大口径のシングルエレメントフォトダイオードを自作のアタッチメントによって顕微鏡に取り付け,電流-電圧変換,フィルタ,増巾回路からなる系で視野のある領域内全体の光量を測定した.領域内のトポグラフィーを調べることはできないが,この方法で信号をとらえることによりはじめて様々なテストが可能になり改良の路が拓けた.背景光に対して10^<-3>の大きさのパルセイションに乗って極く微弱な変化が見られている.現在このシステムを用いてより大きな信号を得る努力を続けているところである.
メゾスコピック領域における電子波干渉効果

重点領域研究「メゾスコピック領域における電子波干渉効果の基礎」は電子のドブロイ波長,平均自由行程,コヒ-レンス長などの種々の特性長と同程度またはそれ以下の寸法すなわちメゾスコピック領域における新しい物理学の開拓と重要な工学的応用につながるメゾスコピック領域における電子波干渉効果の解明と探索を行うもので,理学および工学の研究者を集めて組織された。この研究を効率よく進めるには,それぞれ異なる分野の研究者の密接な協力が必要である。このため,本研究は,専門の異なる研究分担者間の研究協力,情報の交換を円滑に進め,全体的な研究の調整を行なうものである。このため本年度は,1)重点領域研究「メゾスコピック領域における電子波の干渉効果の基礎」の研究例会を2回シンポジウムを2回企画,主催して本重点領域参加者相互の情報交換,研究連絡を促進した。2)2回本研究組織の会合を開き,研究組織全体の活動予定を決め,各研究グル-プの研究成果を進め,これを総合的に検討し,その結果を各研究班の研究方針に反映させ,研究の効率的な進展を図った。3)年度末に全員の参加を求めて成果報告会を開き,研究成果の批評,総括を行い,また今後の展開について検討を加えた。4)上記重点領域研究の研究計画書,研究会資料,研究成果報告書およびニュ-スレタ-を4回編集,印刷,配布した。5)研究例会,シンポジウム,成果報告会には,本研究分担者以外の参加も求め,また研究会資料,成果報告書は,本研究分担者以外にも広く配布して,成果の批評を求め,これを研究方針に反映させるように努めた。
マイクロダイアリシスによるカンナビノイド受容体内因性リガンドのin vivo解析

本研究課題は、平成1416年度において東京大学大学院薬学系研究科ならびに静岡県立大学薬学部にて行われた。平成14年度は、東京大学大学院薬学系研究科にて研究を行った。ラット脳マイクロダイアリシス(MD)により、カンナビノイド受容体の内因性リガンドであるアナンダミド(AN)の分析を目的とし、本研究では、酸クロリドを反応部位として持つ蛍光試薬DBD-COClにより、ANの一級水酸基を蛍光誘導体に導き、カラムスイッチングHPLCにより分離定量を行う。はじめに、MDにおけるANの回収率を向上させるために、透析液にシクロデキストリン(CD)誘導体を添加することを試みた。その結果、2,3,6-O-trimethyl-β-CD(TriMeCD)の添加が最も効果があることを見出した。平成1516年度においては、静岡県立大学薬学部にて研究を行った。ラット脳MDサンプルからの最適なAN抽出条件を検討した結果、酢酸エチルとトルエンの混合溶媒(50/50)使用が最も抽出効率が良く、また、液-液抽出時にTriMeCDの添加により、ANピークが大きくなり、抽出効率が向上した。次に、蛍光光度計によりDBD-CO-ANの蛍光強度変化を調べたところ、アセトニトリル(CH_3CN)含量が高いほど、蛍光強度も著しく大きくなった。そこで、移動相中のCH_3CN含量を95%とし、粒子径3μmのODSカラム(250×4.6mm,i.d.)を2本直列に連結するHPLCを構築した結果、検出感度が従来よりも約4.5倍に向上したHPLC条件を確立できた(検出限界:6nM)。こうして最適化したHPLCを使用して、AN投与後のラット脳MDを行い、脳神経-グリア細胞間液中ANの検出を試み、ラット脳MD中ANのピーク検出に成功した。今後、本HPLC法を活用して、脳内AN研究をさらに展開していきたい。本研究では、カンナビノイド受容体の内因性リガンドであるアナンダミド(AN)および2-アラキドニルグリセロール(2-AG)を、マイクロダイアリシス(MD)により定量できる分析法の開発、ならびに本法を用いて薬物刺激時における組織中ANおよび2-AG濃度の変動を調べることを目的としている。現在までにMDにより、生体内ANおよび2-AG濃度の変動を調べた報告は少ない。これは、ANおよび2-AGともに低濃度で存在することに加えて、これらの内因性リガンドがMD膜へ非特異的に吸着するために回収率が低下し、両リガンドの検出がより困難になるためである。本年度は、MDにおけるANの回収率向上および蛍光誘導体化の最適化を行うために、以下の実験1、2を行った。1.MDの透析液中に水溶性であるTrimethyl-β-cyclodextrin(TM-β-CD)を添加剤として加えることで、プロスタグランジン類の回収率の向上が報告されていたことから、0-5.0%TM-β-CDを含む透析液を用いて、ANの回収率をin vitroにて検討した結果、0.1%TM-β-CD含有時が最も高回収率であった。また、透析液の流速は6μL/minで行った場合に最大の回収量が得られた。2.本研究では、ANを蛍光誘導体化後、HPLCにより分離定量を行う方法を採用している。そのため、ANの蛍光誘導体化の反応率を最大にすることが必要である。そこで、トリチウム標識ANを用いて、蛍光誘導体化の反応率について調べた結果、60°C、2時間の条件下では、ANの放射能ピークが完全に消失し、AN蛍光誘導体の放射性ピークが出現した。

このことから、60°C、2時間の反応で、蛍光誘導体化反応が定量的に進行していることが確認された。今後は、更なるANの回収率の向上を目指し、他の添加剤を検討する予定である。当該年度においては,HPLC-蛍光検出によるアナンダミド(AN)定量の一層の高感度化を目的として,蛍光誘導体化時間ならびに抽出条件の最適化,および蛍光検出時での添加剤による蛍光強度の増強効果について検討した.はじめに,蛍光試薬DBD-COC1によるANの誘導体化時間について再検討した結果,反応開始後1時間で蛍光ピークが最大となった後,分解による蛍光ピークの減少が観察された.そのため,以後の実験では反応時間を1時間とした.次に,ANの抽出溶媒として従来はトルエンを使用していたが,より極性が高い有機溶媒である酢酸エチルを使用し抽出率を調べた.その結果,酢酸エチルのみの単独使用では,トルエン使用時の約1.2倍であったが,両溶媒(トルエンと酢酸エチル)を等量混合して行ったところ,抽出率が約5倍に向上した.ANは脂溶性が高いため,使用する容器の内壁に非特異的な吸着を生じる.そこで,これを防ぐ目的で各界面活性剤(SDS, SDBS, THA, Tween 80, CHAPS)を添加し,抽出率が向上するか否かについて調べた結果,2%CHAPS添加時において,回収率が約2倍に向上した.これらの検討により,ANの抽出率は従来法に比べて約10倍に向上する結果が得られた.次いで,HPLCによる分離後の蛍光検出時における蛍光強度の増強を考え,バッチ法により,シクロデキストリン誘導体あるいは各界面活性剤の共存下でのDBD-CO化ANの蛍光を測定した.その結果,β-シクロデキストリンポリマー共存下で,顕著な濃度依存的の蛍光強度の増強が確認され,最大で無添加時の約3倍となった.一方,界面活性剤の中では,Tween 80の添加により最大で約4倍の蛍光強度の増強が認められた.これらの結果は,生体内に微量で存在するANの高感度検出に役立つと考えられ,今後,生体試料中ANの定量に適用していく予定である.本年度は、はじめにアナンダミド(AN)の最適な抽出条件を検討した。その結果、酢酸エチルとトルエンの混合溶媒(50/50)使用時に抽出効率が最も良好であった。液-液抽出時における抽出容器壁へのANの吸着を防ぐ目的で、界面活性剤の添加を検討したが、ANのピークは予想に反して小さくなった。界面活性剤の多くの水酸基が蛍光試薬DBD-COC1と反応し得るので、ANの反応効率が低くなったためと考えられた。そこで、マイクロダイアリシス(MD)を行う際に、ANの回収率を上昇させる目的で用いる2,3,6-tri-Ο-methyl-β-cyclodextrinを添加したところ、ANのピークは大きくなり、容器壁への吸着を抑制できたと考えられた。次いで、HPLCによるAN定量に必要な内部標準物質を検討した結果、n-ウンデシルアルコールが適していた。次に、蛍光光度計によりDBD-CO-ANの蛍光強度変化を調べたところ、アセトニトリル(CH_3CN)含量が高いほど、蛍光強度も著しく大きくなった。そこで、移動相中のCH_3CN含量を検討した。CH_3CN含量の増加に伴い、保持時間が短くなり、逆相カラムでの分離効率が低下したので、粒子径3μmのODSカラム(250 X 4.6mm, i.d.)を2本直列に連結することで分離能を向上させた。
細胞接着に関する糖鎖合成活性の消化管における解析

1.糖転移酵素基質の調整ヒト胎盤より脂質を抽出し,糖脂質シアリルパラグロボシドを精製した.精製したシアリルパラグロボシドは糖脂質はエンドグリコセラミダーゼ処理の後,2-アミノピリジンで蛍光標識し,PA化シアリルラクトネオテトラオースとした.またこの一部を酸水解してPA化ラクトネオテトラオースを作製した.2.糖転移酵素活性測定大腸癌の手術切除標本からミクロゾーム画分を取り,蛍光モニターを取り付けた液体クロマトグラフィーを用いてsialyl Le^x,sialyl Le^a合成に関与するフコース転移酵素活性,シアル酸転移酵素活性・Sd(a)/N-アセチルガラクトサミン転移酵素活性を測定した.3.糖鎖抗原の発現解析sialyl Le^x,sialyl Le^aの発現をモノクローナル抗体を用いたELISA法によって解析した.この結果大腸癌では,非癌部と比べるとα2,6シアル酸転移酵素活性が上昇している傾向があるが,α2,3シアル酸転移酵素活性は同等か低下している傾向のあることが解った.これに対してSd(A)N-アセチルガラクトサミン転移酵素活性は正常組織に高く癌組織では低下していた.sialyl Le^x,sialyl Le^aの発現が亢進している10数症例でフコース転移酵素活性,シアル酸転移酵素活性の全てを測定したが,全例に共通する糖転移酵素活性の変化は見いだせず,sialyl Le^x,sialyl Le^aの発現亢進のメカニズムはそれぞれの症例によって異なるのではないかと考えられた.1.糖転移酵素基質の調整ヒト胎盤より脂質を抽出し,糖脂質シアリルパラグロボシドを精製した.精製したシアリルパラグロボシドは糖脂質はエンドグリコセラミダーゼ処理の後,2-アミノピリジンで蛍光標識し,PA化シアリルラクトネオテトラオースとした.またこの一部を酸水解してPA化ラクトネオテトラオースを作製した.2.糖転移酵素活性測定大腸癌の手術切除標本からミクロゾーム画分を取り,蛍光モニターを取り付けた液体クロマトグラフィーを用いてsialyl Le^x,sialyl Le^a合成に関与するフコース転移酵素活性,シアル酸転移酵素活性・Sd(a)/N-アセチルガラクトサミン転移酵素活性を測定した.3.糖鎖抗原の発現解析sialyl Le^x,sialyl Le^aの発現をモノクローナル抗体を用いたELISA法によって解析した.この結果大腸癌では,非癌部と比べるとα2,6シアル酸転移酵素活性が上昇している傾向があるが,α2,3シアル酸転移酵素活性は同等か低下している傾向のあることが解った.これに対してSd(A)N-アセチルガラクトサミン転移酵素活性は正常組織に高く癌組織では低下していた.sialyl Le^x,sialyl Le^aの発現が亢進している10数症例でフコース転移酵素活性,シアル酸転移酵素活性の全てを測定したが,全例に共通する糖転移酵素活性の変化は見いだせず,sialyl Le^x,sialyl Le^aの発現亢進のメカニズムはそれぞれの症例によって異なるのではないかと考えられた.
農山村の地域資源を活用した環境共生教育に関する拠点形成プログラムと情報システム

過疎により閉校となった、福岡県八女郡黒木町の笠原東小学校を事例として、自然体験や農山村生活の体験、農林作業体験、ならびに、地域資源を活用した循環型共生生活を実体験する、滞在型環境教育の拠点として活用することを意図し、地域社会および都市域の教育機関やNPO等と連携した拠点形成プログラムの開発と、その過程のビデオ記録等による情報発信システムの制作を目的に行った。まず、地域の自然資源を活用した環境共生施設として、五右衛門風呂およびオガクズ・バイオトイレを建築廃材や間伐材を活用して設置するとともに、薪ストーブの設置、ならびに、グリーンファンドの助成による太陽光発電パネルおよび小型風力発電機を設置した。教室を宿泊室、家庭科室を炊事室、職員室を食堂兼交流談話室等として活用し、以上の環境共生施設を使用する2泊3日の農林体験プログラムを、小・中・高校生、ならびに、大学生、社会人を被験者として、計8回実施した。農林体験メニューとして、・スギ・ヒノキ林の間伐と枝打ち、竹林の伐採と竹細工、稲刈りや菜種の播種、苗の定植等を用意して行った。これらの体験プログラムの前後にアンケート調査を実施するとともに、写真やビデオカメラで撮影記録した。調査・分析の結果、1.里山や棚田に囲まれた木造の廃小学校は、地元住民の協力を得られやすいことからも、環境共生教育の拠点として打ってつけであること、2.小・中・高校生や大学生、社会人ともに、2泊3日の農林体験合宿を楽しんだこと、3.同世代だけよりも、異世代が混合して参加するほうが好評で、作業能率も高まったこと、4.ほとんど全ての被験者が、参加したことや農林体験をしたことに満足し、充実感を得ていること、5.機会があれば再度参加したいと希望していること、さらに、6.参加体験することによって、農山村や農林業に対する興味や理解を深めていることが明らかとなった。また、7.航空写真の解析と現地調査により、研究対象地で活用できる森林・農地等の地域資源の評価と分布を明らかにした。以上の成果に基づき、農山村の地域資源を活用した環境共生教育に関する拠点形成プログラムを策定するとともに、撮影記録の編集によるDVDへの録画と、ホームページの開設による情報提供のシステムを構築した。本研究は、福岡県八女郡黒木町笠原地区にある休校中の「笠原東小学校」を宿泊拠点として活用し、周辺の河川、里山、棚田等の農林地を体験活動のフィールドとして利用することを念頭に置き、都市に住む(1)1825歳の青年層、ならびに(2)高校生、(3)中学生を被験者とし、2泊3日の宿泊体験や農作業などから得られる連帯感や充実感、ならびに、作業の難易度の差異を明らかにすることを目的に9月下旬から10月にかけて4回行った。得られた被験者は(1):37名、(2):6名、(3):10名、そして(1)(2)(3)の混合コースを設け、15名の参加を得た。全ての体験活動のプログラムは次に示すような内容とし、同一のものとした。1日目:午前;大学から小学校への移動、事前アンケート調査、午後;竹きり・竹細工夜;農林家との懇談・グループ討論2日目:午前;菜種の種まき・溝きり、午後;スギ林での枝打ち・間伐、夜;農林家との懇談・グループ討論

3日日:午前;スギ林での枝打ち・間伐、午後;事後アンケート調査、小学校から大学への移動上記の調査結果から次のようなことが明らかとなった。・都市部に暮らす青少年が農山村に関わる場として宿泊による農林業体験実習は貴重な機会である。2泊3日の合宿期間の長さは適切であると判断された。・農林体験作業全般の難易度は、中学生の40%が「難しかった」と回答しており、疲労感もみられた。高校生、大学生に対しては適切であった。・全体的に満足度が高いほど疲労感は低下し、また、同一学年よりも混合コースの方が意欲・満足度が高かった。・参加者のほとんどが、「参加してよかった」と満足感を表明したが、一般公募をかけても最初の参加には勇気が必要なため、教育課程に組み込むべきという意見が多かった。・休校校舎での宿泊は好意的に受取られたが、トイレなどの改修要望が多かった。以上のような結果を受け、18年度は対象を広げ、社会人、社会人と小中学生、社会人と中高生という組合せで同様の研究を継続する予定である。また、撮影記録した映像を編集し、情報伝達の媒体として完成させる予定である。過疎により閉校となった、福岡県八女郡黒木町の笠原東小学校を事例として、自然体験や農山村生活の体験、農林作業体験、ならびに、地域資源を活用した循環型共生生活を実体験する、滞在型環境教育の拠点として活用することを意図し、地域社会および都市域の教育機関やNPO等と連携した拠点形成プログラムの開発と、その過程のビデオ記録等による情報発信システムの制作を目的に行った。まず、地域の自然資源を活用した環境共生施設として、五右衛門風呂およびオガクズ・バイオトイレを建築廃材や間伐材を活用して設置するとともに、薪ストーブの設置、ならびに、グリーンファンドの助成による太陽光発電パネルおよび小型風力発電機を設置した。教室を宿泊室、家庭科室を炊事室、職員室を食堂兼交流談話室等として活用し、以上の環境共生施設を使用する2泊3日の農林体験プログラムを、小・中・高校生、ならびに、大学生、社会人を被験者として、計8回実施した。農林体験のメニューとしては、スギ・ヒノキ林の間伐と枝打ち、竹林の伐採と竹細工、稲刈りや菜種の播種、苗の定植を用意して行った。これらの体験プログラムの前後にアンケート調査を実施するとともに、写真やビデオカメラで撮影記録した。現在、一連のアンケート調査結果の集計・解析中であるが、概略の結果として、ほとんど全ての被験者が、参加したことや農林体験をしたことに満足し、充実感を得ていること、機会があれば再度参加したいと希望していること、また、参加体験することによって、農山村や農林業に対する興味や理解を深めていることが明らかとなった。一連の本調査の取組みに触発され、黒木町当局は校舎への薪ボイラーの設置による風呂と温シャワーの設備、ならびに、汲取り式トイレから水洗トイレへの改装等を行い、この元小学校は平成19年4月より、広く都市住民や青少年を対象とする農林体験交流施設「笠原東交流センター(愛称:笑顔の森)」として発足し、地域住民により組織された「笠原里山振興会」により運営されることとなった。
医療従事者の長時間労働と医療サービス生産の関係

2000年以降の日本の医療産業のデータを使用して、主に以下の3点を明らかにした。(1)医療産業の生産構造は、長時間労働により労働生産性が著しく低下するという点に特徴がある。(2)ひと月あたりの労働時間が100時間を越えると、労働生産性が低下する傾向がある。(3)労働時間の調整費用は労働者数の調整費用よりもかなり小さいため、医療サービス生産の拡大には労働時間の増加で対応せざるを得ず、医療産業の費用構造が長時間労働発生の原因になっている可能性がある。前年度では、日本の医療産業のデータを使用して、長時間労働と生産性損失の関係が有意であることをオイラー方程式の推定によって立証した。これは、長時間労働によって医療従事者の生産性が大きく低下する可能性があることを指摘するものであるが、定性的な分析結果であり、本研究の仮説の妥当性を示しただけである。言い換えれば、生産性の損失の具体的な大きさ、あるいは生産性に著しい損失をもたらす労働時間の水準については、具体的に言及できないものであった。今年度は、この分析結果を前提として、定量的な分析を行った。具体的には、生産性が著しく低下する労働時間の水準を解明する試みである。このような労働時間の水準は、医療産業における過重労働の判断基準となりえるものであり、分析から得られる政策的なインプリケーションは非常に大きいと期待される。分析方法としては、長時間労働と生産性の関係が逆U字型曲線で描写されるというモデルに基づき、日本の医療産業のデータを使用して非定常時系列分析を行った。逆U字型曲線であるため、労働を開始してからしばらくの間は(短時間労働)、労働時間の上昇とともに労働者の調子が上がり、生産性が上昇する。しかしながら、労働時間がある水準を超えると(長時間労働)、それ以降は労働時間の上昇によって労働者の疲労が極度に蓄積されるため、生産性が低下する。このような生産性の上昇と低下の境目に対応する労働時間をデータから定量的に分析した。なお、この逆U字型曲線の関係は、前年度におけるオイラー方程式の分析の中でも仮定されており、前年度の分析からの自然な流れとなっている。実証分析の結果、ひと月あたりの労働時間が100時間を超えると、生産性が著しく低下することが分かった。また、この生産性の低下は2000年以降特に顕著であり、80年代のピークと比較して約31%の生産性の低下が発生していることを明らかにした。本研究の目的は、医療従事者を対象にして、長時間労働と生産性損失の関係を実証分析することである。計画通りに、長時間労働と生産性損失の関係を描写する理論モデル(オイラー方程式)を構築し、そのモデルに日本の医療従事者のデータを当てはめて検証を行った。その結果、長時間労働により生産性にかなりの損失が生じていることが判明した。この結果は、日本の医療産業における長時間労働の深刻さを経済学的な観点から指摘するものであり、医療従事者の労働環境の改善を議論する際の重要な証拠になるものである。また、上述した結果に加えて、長時間労働の原因も判明した。本研究が提案する理論モデルの分析結果によれば、日本の医療産業では、長時間労働のコストよりも、医療従事者の新規採用コストのほうがはるかに大きい。そのため、医療サービス供給を増やすためには、医療従事者の新規採用を増やすよりも、既存の医療従事者の労働時間を延ばしたほうが低コストであり雇用者には好まれる。以上の結果は、医療従事者の長時間労働が費用構造に依存していることを指摘するものであり、既存研究では指摘されてこなかった新たな発見である。更には、製造業など他産業のデータも使用して同様の分析を行ったところ、長時間労働によって生じる生産性損失の大きさは、医療産業の方が大きいことが分かった。この結果は、長時間労働の弊害が医療産業において顕著であることを示すものである。以上の研究結果に基づき、2本の論文を作成することができた。1本の論文は、北九州市立大学のワーキングペーパーシリーズに登録され、海外の学術雑誌に投稿中である。もう1本の論文も同様に海外の学術雑誌に投稿され、現在は審査中である。研究は予定通り順調に進んでいる。しかしながら、本研究内容について論文出版という成果に結びついていない点が今年度の反省点である。研究開始時点で実証分析に使用する理論モデルの構築がある程度進んでいたため、実証分析を速やかに開始することが出来た。また、実証分析の進行と同時に、新たに入手した先行研究を参考にしながら理論モデルの改善も行った。得られた分析結果は、本研究を申請した際に説明した通りのものであり、長時間労働によって医療従事者の生産性が著しく低下していることが分かった。分析結果が一通りまとまったのは2012年8月頃であり、それから論文本文の執筆を開始した。完成した論文を海外の学術誌へ投稿したのは、9月頃である。

また、投稿前に中京大学のセミナーで研究報告も行った。しかしながら、翌年2月頃に論文不採用の通知が届いたため、論文審査員のコメントを参考にしながら、理論モデルや分析に使用するデータの調整・追加分析を行った。学外の協力者にもコメントを求めて、論文の修正に1か月ほど時間を費やした。現在は別の学術誌に投稿中であり、次年度には出版という成果に結びつくことを期待している。また、2012年11月頃以降、入手したデータを使用して同時進行で医療産業を対象にした別の論文も作成した。この論文も完成し、現在は海外の学術誌へ投稿中である。なお、この間に本研究を通じて入手したデータを使用して、同様の理論モデルの枠組みで別の論文も作成し学術雑誌へ投稿した。医療産業を対象にした論文ではない点に注意されたい。この論文は、2013年5月に学術雑誌International Journal of Businessへの掲載が決定し、同年9月に出版が予定されている。平成24年度実施計画に沿った形で研究を進めることが出来たため、今後の研究も当初の予定通りに進めたいと考えている。これまでは長時間労働と生産性損失の定性的な関係を分析してきたため、今後は定量的な関係にも注意を向けた分析を行う。この分析により、生産性に重大な損失が生じる労働時間の長さが解明されるため、労働環境改善のための重要な基準を見つけることが出来るかもしれない。今後も出来るだけ多くの論文を完成させ、それらを海外の学術誌へ投稿したいと考えている。本研究を通じて新たな先行研究を確認しているが、本研究のような着眼点で医療産業の問題を経済学的に議論しているものは皆無である。そのため、本研究の成果を対外的に発表できるように一層努力する所存である。今年度にデータベースへのアクセス権を1年分購入しており、ライセンス料は1か月ごとに支払いが行われる。そのうち8か月分の支払いが次年度に発生する。今年度に購入したデータベースが上述したように1か月ごとの支払いでも可能であったため、費用面での負担のバランスを図った結果として今年度は4か月分のみの支払いとなったが、事実上は次年度使用額(B-A)が0円以下である。なお、今後の研究計画でも使用するデータであり、また所属機関には研究用データベースがほとんど備わっていないため、データ分析を軸にしている本研究にとっては非常に重要なデータベースである。
カイコ感染モデルを用いた天然資源からの抗酸菌症治療薬の探索研究

結核を代表とする抗酸菌症に対する臨床薬は数が少なく、長期の投薬による耐性化や副作用などの問題もあることから、新たな薬剤が求められている。そこで本研究では、薬剤候補化合物の生体内(in vivo)での治療効果を迅速に評価する方法として、カイコを宿主として様々な抗酸菌を感染させた簡易的なin vivo評価系「カイコ抗酸菌症モデル」を用いて、微生物や海洋生物や植物などの天然資源から治療薬の新規リード化合物の探索を行う。