hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子状水素を用いた新しい下肢虚血再灌流障害抑制法の開発

マウス下肢虚血再灌流モデルマウスの作成を行った。マウスはBALBcマウス、8週を使用した。簡易的な下肢虚血モデルとして、マウスの左後下肢を結束バンドで駆血し虚血モデルとした。左後足趾にレーザードプラー血流計(JMS社製)を装着し、駆血径と血流量の関係を求めた。駆血径と血流量は正の関係性があり、駆血径2cm以下で血流は5%程度まで減少した。次に虚血時間と駆血径の調整を行った。駆血径を1.5cm、2.0cmと設定し、各虚血時間(30分、60分、90分、120分、150分)経過後に駆血を解除し、再灌流開始した。再灌流開始後、超早期(0、2、4、6、8、10時間)、早期(1、2、3、4、5、6、7日後)、遠隔期(2、3、4週間後)の各タイミングで血液生化学的評価(CK,IL-6)と病理組織学的評価(HE染色)を行った。各条件毎に5匹ずつ検討した。結果、血液生化学的評価は再灌流後超早期に上昇し、24時間経過以降は正常値へと回復した。病理組織学的評価では、再灌流後超早期においては細胞間の浮腫が出現し、数日経過後から炎症細胞の浸潤を認めた。7日経過後には、再生筋細胞の出現が確認され、28日後では損傷した筋細胞の多くが再生筋細胞となっていた。駆血径1.5cmではマウス下肢径に対して極度に径が細く、下肢筋肉の挫滅が強く見られたため不適であった。実験期間中に下肢が壊死した個体は認めなかった。駆血径と虚血時間を生化学的初見と病理組織学的所見から検討し、適度な下肢へのダメージとして最終的には駆血径2cm、虚血時間2時間と設定したモデルが最適と判断し、下肢虚血再灌流モデルマウスを確定した。また、重症下肢虚血肢モデルとして、虚血時間を延長し一定の確率で下肢壊死を生じる重症下肢虚血モデルの作成を試みたが、虚血時間延長に伴い全固体が虚血中に死亡となり、さらなる検討を行なっている。下肢虚血再韓流モデルマウスの作成に時間を要した。適切なモデルに関する過去の報告が少なく、各種評価項目ならびに評価するタイミングに関しての検討に時間を要したため若干の遅れが生じている。下肢虚血再灌流モデルマウスは確立したため、今後は水素ガスを投与し虚血再灌流障害を抑制できるか検討する。水素ガスの投与方法や投与時間なども検討を要すると考えられる。また、効率的な実験を行うために、閉鎖空間内に水素ガスを充満させ、受動的に水素ガスを吸引させることを検討している。また、組織学的評価においては、免疫染色などを追加し更なる検討を行う予定である。

下肢虚血再灌流モデルマウスは確立したため、今後は水素ガスを投与し虚血再灌流障害を抑制できるか検討する。水素ガスの投与方法や投与時間なども検討を要すると考えられる。また、効率的な実験を行うために、閉鎖空間内に水素ガスを充満させ、受動的に水素ガスを吸引させることを検討している。また、組織学的評価においては、免疫染色などを追加し更なる検討を行う予定である。本年度から水素ガスの投与を検討していたが、実験計画がやや遅れていることにより不可能であったため、次年度使用額が生じた。本年度に追加のマウス個体ならびに試薬、水素ガスを購入し、さらなる実験を行う予定である。
水を溶媒として用いる環境調和型合成反応を指向した立体選択的ラジカル反応の開発

一般に、ラジカル種は水に対して安定であることから、ラジカル反応は厳密な無水条件などを必要とせず、中性条件下で反応を行うことができる。これまでに我々は水中でも使用可能なラジカル開始剤としてトリエチルボランに着目し研究を行ってきた。しかし、オキシムエーテル類への水中ラジカル付加反応では単純なアルキル基の付加のみに限られていた。そこで、平成16年度は、まず求電子的なラジカルの付加反応を水中で検討した。その結果、ラジカル前駆物質としてα-プロモエステルを用いて行った場合、ほとんど目的の付加体は得られず、トリエチルボラン由来のエチル化体が得られた。そこで、炭素-ハロゲン結合の結合エネルギーを考慮し、α-ヨードエステルを用いて反応を行ったところ、目的の付加体が高収率で得られた。また、ヘテロ環を有するラジカルとの反応も収率よく進行することも見出し、官能基化されたアミノ酸類の水中合成に成功した。次に、ラジカル開始剤として金属インジウムを用いたラジカル反応を検討した。我々は、本課題研究の初年度に、金属インジウムが、水中において一電子移動型ラジカル開始剤として働くことを初めて見出している。今年度は、さらにインジウムの適応範囲を広める目的で、アクリルアミド誘導体やビニルスルホンを基質として用いて1,4-付加反応を検討した。その結果、アクリルアミドを有する基質では、置換基の種類により収率が大きく異なるものの、目的の反応は進行することが分かった。さらに、ビニルスルホンでは、高収率で目的の付加体が得られた。そこで、平成14年度は新規ラジカル開始剤として金属インジウムを用いたラジカル反応を検討した。金属インジウムは、ナトリウムやカリウムに匹敵するほど第一イオン化ポテンシャルが低く、しかも水に対して安定であることから、水中において一電子移動型ラジカル開始剤として働くことが期待された。はじめに、グリオキシル酸のオキシムエーテル誘導体への炭素ラジカル付加反応を検討した。溶媒として水のみや、水-ジクロロメタン混合溶媒を用いた場合では反応は速やかに進行したが、有機溶媒のみで反応を行うと全く反応が進行しなかった。これらの結果から、インジウムを用いたラジカル反応には水の存在が必須であることが明らかになった。次に、他のイミン誘導体としてヒドラゾン類を用いて反応を検討した。その結果、オキシムエーテルを用いた反応よりも高い収率で目的の付加体が得られた。また、本反応をワンポット反応に展開し、水中でのグリオキシル酸からのα-アミノ酸類のワンポット合成法を開発した。最後に、本ラジカル反応の適応性を広げるため、ビニルスルホンなどの電子不足オレフィン類へのMichae1型炭素ラジカル付加反応を検討し、その開発にも成功した。近年、ラジカル反応において安全な原子移動反応や1電子移動反応の開発が望まれている。また、一般に、ラジカル種は水に対して安定であることから、ラジカル反応は厳密な無水条件などを必要とせず、中性条件下で反応を行うことができる。これまでに我々は水中でも使用可能なラジカル開始剤としてトリエチルボランに着目して研究を行ってきた。そこで、平成15年度は、金属亜鉛の1電子移動能に着目し、イミン類の水中ラジカル付加反応を検討した。N-スルホニルイミンへの水中炭素ラジカル付加反応を飽和NH_4Cl水溶液存在下、ヨウ化アルキルと亜鉛を用いて行ったところ、副生成物として還元体が少量生成するものの、反応は速やかに進行し付加体が収率良く得られた。また、カンファースルタムを有するイミン類への立体選択的水中ラジカル付加反応も進行し、α-アミノ酸の新規不斉合成法を確立した。次に昨年度、我々が開発したインジウムをラジカル開始剤とする水中分子間ラジカル付加反応を、タンデム型反応へ展開した。ビニルスルホンと活性化されていないオレフィンを有する基質のインジウムによる水中ラジカル反応を検討した。その結果、付加-閉環-ヨウ素化が進行した閉環体が高収率で得られた。本反応の特徴としては、二つの炭素-炭素結合と一つの炭素-ヨウ素結合を一段階で構築する点が上げられる。さらに、ヒドラゾンを有する基質のタンデム型付加-閉環反応も速やかに進行し、付加-閉環体が高収率で得られた。

次に、ラジカル開始剤として金属インジウムを用いたラジカル反応を検討した。我々は、本課題研究の初年度に、金属インジウムが、水中において一電子移動型ラジカル開始剤として働くことを初めて見出している。今年度は、さらにインジウムの適応範囲を広める目的で、アクリルアミド誘導体やビニルスルホンを基質として用いて1,4-付加反応を検討した。その結果、アクリルアミドを有する基質では、置換基の種類により収率が大きく異なるものの、目的の反応は進行することが分かった。さらに、ビニルスルホンでは、高収率で目的の付加体が得られた。
高剛性と高感度を兼ね備えたマイクロ力覚センシングデバイスの開発

本研究の課題であるH形溝付きはり構造を用いた高剛性で高感度なマイクロ力覚センシングデバイスの製作にむけ,以下のような成果を得た.1)H形溝付きはりをSiなどの高脆材に用いる場合,変形部の応力集中と疲労破壊が問題となる.そこで,これまでの解析結果に加え溝の内側と外側における応力を別々に解析したうえで最適溝形状の検討を行なった.その結果,楕円の長軸と短軸の比が1/5程度のものが有効であるという結果を得た.2)溝付きはりをAFMなどのカンチレバーとして用いる場合,触針先端の変化が問題となる.また平行移動機構として用いる場合の寄生角も課題である.そこで変形帯域の大きなTi-Ni系超弾性合金を用いての予備実験を考えたが,材料の調達が困難なことから実現できずFEAによる解析にとどまった.3)微小力の測定には不用意な外力への防止策が極めて重要となる.そこで我々が提案をしている過負荷防止機構の有用性について実験的に検証した.また,この作動点の決定には溝付きはりの回転中心が重要なことから,FEAによる解析を行い,定性的ではあるが各溝形状の回転中心を求めた.さらに,提案した過負荷防止機構は溝付きはりの溝の形によって複数軸力の過負荷にも応用できることを示した.4)H形溝付きはりの微小力測定への応用として脳外科手術用の剪刀に力測定部を構成したデバイスを作製し,切断感覚提示装置の開発を行った.5)微小な6軸力覚センサの実現に向けてスチュワートプラットフォーム型の構成を考え,FEAによる解析を行った.しかし現在,各軸力の信号のクロストーク(混信)を防ぐまでは至っていない.6)これらで得られた成果を,学術論文,国際会議および国内の学術会議において発表した.本研究の課題であるH形溝付きはり構造を用いた高剛性で高感度なマイクロ力覚センシングデバイスの製作にむけ,以下のような成果を得た.1)H形溝付きはりをSiなどの高脆材に用いる場合,変形部の応力集中と疲労破壊が問題となる.そこで,これまでの解析結果に加え溝の内側と外側における応力を別々に解析したうえで最適溝形状の検討を行なった.その結果,楕円の長軸と短軸の比が1/5程度のものが有効であるという結果を得た.2)溝付きはりをAFMなどのカンチレバーとして用いる場合,触針先端の変化が問題となる.また平行移動機構として用いる場合の寄生角も課題である.そこで変形帯域の大きなTi-Ni系超弾性合金を用いての予備実験を考えたが,材料の調達が困難なことから実現できずFEAによる解析にとどまった.3)微小力の測定には不用意な外力への防止策が極めて重要となる.そこで我々が提案をしている過負荷防止機構の有用性について実験的に検証した.また,この作動点の決定には溝付きはりの回転中心が重要なことから,FEAによる解析を行い,定性的ではあるが各溝形状の回転中心を求めた.さらに,提案した過負荷防止機構は溝付きはりの溝の形によって複数軸力の過負荷にも応用できることを示した.4)H形溝付きはりの微小力測定への応用として脳外科手術用の剪刀に力測定部を構成したデバイスを作製し,切断感覚提示装置の開発を行った.5)微小な6軸力覚センサの実現に向けてスチュワートプラットフォーム型の構成を考え,FEAによる解析を行った.しかし現在,各軸力の信号のクロストーク(混信)を防ぐまでは至っていない.6)これらで得られた成果を,学術論文,国際会議および国内の学術会議において発表した.1)H形溝付きはりは溝部への応力集中を特徴としていることから,その部位の疲労が問題となる.そこで,起歪部の最適溝形状について検討を行なった.応用においての加工をNC工作機械と考え,常用されている関数曲線である円弧,楕円,角円についての応力集通について検討した.2)片持ちはり構造を弾性ヒンジやカンチレバーなどの変位機構に用いる場合,その変形における回転中心が問題となる.そこで集中応力の分散と感度を兼ね備える形状について実験的に解明をおこなった.1)、2)の検討の結果,長軸と短軸の比が1/31/6のものが,発生ひずみが多い,過負荷防止点を設計する際に重要となる回転中心が求めやすい,応力集中点である疲労が少ない,などから最良の溝形状と考える.3)高脆材を用いた場合には不用意な力による過度の変形(破損)に対する防止策が重要となる.そこで,過負荷防止策について検討を行なった.具体的には,既存の平行ピン,セットスクリューに加え本研究で提案している溝付きはりについて,実験とシミュレーションによって検証した.既存の手法は組み立て作業に難さがあり微小なものにはむかない.溝付きはりは調整作業が不要となることから,その作動点の精度が上がる.しかし,はり厚さを大きく取れない場合の対策について検討を要する.4)H型溝付きはりの応用として,脳外科手術における手技の向上と術前試技を念頭においた手術シミュレータにおける力センシング機構として用いた.具体的には手術に用いるマイクロ剪刀にH形の溝を加工し,刃先にかかる微小力を測定した.4)フォースセンサの高剛性化,小型化を考え,スチュワートプラットフォーム型パラレル機構を用いたフォースセンサをワンブロックから一体加工することの可能性について検討を行なった.5)試作ボール

ジョイントの微小な回転力を測定する際に用いる力センサへの応用について検討した.本研究の課題であるH形溝付きはり構造を用いた高剛性で高感度なマイクロ力覚センシングデバイスの製作にむけ,以下のような成果を得た.1)H形溝付きはりをSiなどの高脆材に用いる場合,変形部の応力集中と疲労破壊が問題となる.そこで,これまでの解析結果に加え溝の内側と外側における応力を別々に解析したうえで最適溝形状の検討を行なった.その結果,楕円の長軸と短軸の比が2/5程度のものが有効であるという結果を得た.2)溝付きはりをAFMなどのカンチレバーとして用いる場合,触針先端の変化が問題となる.また平行移動機構として用いる場合の寄生角も課題である.そこで変形帯域の大きなTi-Ni系超弾性合金を用いての予備実験を考えたが,材料の調達が困難なことから実現できずFEAによる解析にとどまった.3)微小力の測定には不用意な外力への防止策が極めて重要となる.そこで我々が提案をしている過負荷防止機構の有用在について実験的に検証した.また,この作動点の決定には溝付きはりの回転中心が重要なことから,FEAによる解析を行い,定性的ではあるが各溝形状の回転中心を求めた.さらに,提案した過負荷防止機構は溝付きはりの溝の形によって複数軸力の過負荷にも応用できることを示した.4)H形溝付きはりのカセンサへの応用としてヒューマノイドロボットの足底センサを開発し,その歩行における床反力の測定を行った.5)H形溝付きはりの微小力測定への応用として脳外科手術用の剪刀に力測定部を構成したハプテックデバイスを作製し,切断感覚提示装置の開発を行った.6)微小な6軸力覚センサの実現に向けてスチュワートプラットフォーム型の構成を考え,FEAによる解析を行った.しかし現在,各軸力の信号のクロストーク(混信)を防ぐまでは至っていない.7)これらで得られた成果を,学術論文,国際会議および国内の学術会議において発表した.
クライオ電子顕微鏡によるⅢ型分泌系蛋白質輸送装置の構造基盤研究

本研究は、抗生物質を使わず細菌感染を治療する新規治療薬開発に向けて、未だ明らかにされていないIII型分泌系の蛋白質分泌機構を解明することを目的としている。具体的には、同じIII型分泌系に分類される細菌べん毛蛋白質輸送装置に着目し、クライオ電子顕微鏡を用いてその全体構造を高分解能で明らかにする。野生型と蛋白質の分泌頻度が高くなる変異体の構造を比較することで、蛋白質輸送装置の構造変化を明らかにし、輸送装置の開閉機構および蛋白質分泌機構の解明を目指す。2018年度はすでに精製方法が確立している、野生型蛋白質輸送装置の構造解析を行った。低分解能の構造解析に成功したが、2種類の構成膜蛋白質の位置を同定できず、精製過程で欠落した可能性が高い。そこで、可溶化に用いる界面活性剤の濃度や種類を複数検討し、野生型蛋白質輸送装置の構造解析を再度行う予定である。また、蛋白質輸送装置全体構造の精製だけではなく、部分構造の単離精製を試み、4種類の部分構造の単離精製に成功した。今後は、部分構造の構造解析も並行して行い、より詳細な構造変化を明らかにする予定である。さらに、反転膜ベシクルの系を用いて、輸送過程中の蛋白質輸送装置の可視化実験をクライオ電子線トモグラフィー法を用いて行った。輸送基質を膜外から加えることで、反転膜内部に形成されたべん毛繊維および輸送基質と結合した蛋白質輸送装置の可視化に成功した。この実験系からATPase複合体によるATP加水分解エネルギーのみでも輸送が駆動すること、輸送基質どうしの相互作用が輸送順序や輸送効率に関係することが明らかになった。2018年度に行う予定であった野生型蛋白質輸送装置の構造解析および原子モデルの作成に遅れが生じているため。昨年度に引き続き、野生型蛋白質輸送装置の精製条件の検討を行い、高分解能での構造解析および原子モデルの作成を行う。また、当初の予定通り、蛋白質輸送装置変異体の精製実験および構造解析を行い、蛋白質輸送装置の蛋白質分泌機構の解明を目指す。さらに、クライオ電子顕微鏡で撮影可能な濃度、分散具合で部分構造の単離精製に成功しており、蛋白質輸送装置全体だけではなく、部分構造にも着目して構造解析を進めていく。
スーパーノジュレイションダイズの収量ポテンシャル発現機構

作物の物質生産は気温と二酸化炭素上昇下において増加することが知られており、その増加程度は窒素の供給量に影響されることが指摘されている。ダイズは根粒による窒素固定能を有することから、窒素固定能の良否は気温と二酸化炭素に対する反応性に大きく影響することが推測される。そこで本研究では、遺伝的に窒素固定能の高いスーパーノジュレイション品種の物質生産特性を解明するため、高気温・二酸化炭素に対する反応性を根粒通常着生品種および根粒非着生系統と比較解析した。気温は外気温よりも約2°C高い処理区と外気温よりも23°C低い処理区の2区を設定した。二酸化炭素濃度は、標準区(約370ppm)と高二酸化炭素濃度区(標準+200ppm)を設けた。これらの処理は、東北農業研究センターに設置されている環境制御施設(グラジオトロン)を用いて行った。高温・高二酸化炭素による生育量の促進効果は、根粒着生品種において顕著に見られ、根粒非着生系統ではほとんどみられなかった。高温・高二酸化炭素区では、根着生品種は根粒着生数・重は増加しなかったが、根粒比活性の増加が認められた。また、高温・高二酸化炭素区では、根粒着生品種の光合成速度が増加した。スーパーノジュレイション品種は、通常着生種に比べ、高温・高二酸化炭素条件では、開花期以降の生育促進効果が顕著であった。このように、将来予測される温暖化条件に適応するダイズ品種は、根粒活性の高いことが必要特性と判断された。しかし、このような物質生産の促進は収量増加には結びつかなかった。これには、高温・高二酸化炭素条件における体内温度の上昇やC/N比率の変動が、子実形成に影響していることが示唆され、これらが今後の課題として残された。また、基肥施用区と無施用区を設けた。高温・高二酸化炭素による生育量の促進効果は、根粒着生品種において顕著に見られ、根粒非着生系統ではほとんど見られなかった。高温・高二酸化炭素区では、根粒着生品種は根粒着生数・重は増加しなかったが、根粒比活性の増加が認められた。以上のように、高温・高二酸化炭素条件における物質生産の増加は窒素固定能や光合成能の促進に起因しており、スーパーノジュレイションダイズ品種はこのような条件に適応した特性を持つことが示された。次年度は高温・高二酸化炭素条件における物質生産と子実生産の関係、および水利用効率について解析を行う予定である。大気圏の二酸化炭素濃度の上昇に伴う気温の上昇が予想されており、そのような条件下での作物生産量の変動は重要な研究課題である。高気温・二酸化酸素濃度条件下での作物の物質生産

・収量は、窒素の供給量と密接な関係にあることが指摘されている。そこで、窒素固定能が異なるダイズ品種・系統を用い、固定能と物質生産・収量との関係を解析した。材料は、根粒通常着生品種のエンレイとタマホマレ、根粒超着生(スーパーノジュレイション)品種のEn-b0-1と関東100号、根粒非着生系統のEnl282を用いた。東北農業研究センターに設置されている温度勾配制御施設(グラジオトロン)を用い、異なる二酸化炭素濃度条件(大気濃度(A)、大気濃度+200ppm(E))と気温条件(大気気温から約2°C低温(L)、大気気温から2-5°C高い気温(H))を組み合わせた処理を生育の全期にわたり与えた。高二酸化炭素・気温(E、H処理)による物質生産促進効果は、生育前半においてはすべての品種・系統において顕著にみられたが、生育後半においては、根粒着生品種においてのみみられ、根粒非着生品種では認められなかった。E・H処理による物質生産促進効果は、根粒通常着生品種と根粒超着生品種間における差異は小さかった。E・H処理条件では、根粒による窒素固定能と光合成能の増加が認められたことから、E・H条件下では、窒素固定能と光合成能の両機能の増加が物質生産促進の基礎であることが解明された。一方、このような物質生産の促進は、子実収量には反映されず、ほとんどの品種・系統においてE・H処理区の子実収量はA・L区を上回らなかった。高二酸化炭素濃度条件下では気孔開度が低下し、蒸散量が減小するため、植物体温が上昇し、生理機能に悪影響を与えたことが想定される。また、高温条件下では、葉面積がきわめて大きいため、蒸散量に吸水が追いつかなかった可能性も考えられる。次年度はこれらの要因を考慮しながら、物質生産の子実への分配に及ぼす影響の解析を進める。作物の物質生産は気温と二酸化炭素上昇下において増加することが知られており、その増加程度は窒素の供給量に影響されることが指摘されている。ダイズは根粒による窒素固定能を有することから、窒素固定能の良否は気温と二酸化炭索に対する反応性に大きく影響することが推測される。そこで本研究では、遺伝的に窒素固定能の高いスーパーノジュレイション品種の物質生産特性を解明するため、高気温・二酸化炭素に対する反応性を根粒通常着生品種および根粒非着生系統と比較解析した。気温は外気温よりも約2°C高い処理区と外気温よりも23°C低い処理区の2区を設定した。二酸化炭素濃度は、標準区(約370ppm)と高二酸化炭素濃度区(標準+200ppm)を設けた。これらの処理は、東北農業研究センターに設置されている環境制御施設(グラジオトロン)を用いて行った。高温・高二酸化炭素による生育量の促進効果は、根粒着生品種において顕著に見られ、根粒非着生系統ではほとんど見られなかった。高温・高二酸化炭素区では、根粒着生品種は根粒着生数・重は増加しなかったが、根粒比活性の増加が認められた。また、高温・高二酸化炭素区では、根粒着生品種の光合成速度が増加した。スーパーノジュレイション品種は、通常着生種に比べ、高温・高二酸化炭素条件では、開花期以降の生育促進効果が顕著であった。しかし、このような物質生産の促進は収量増加には結びつかなかった。
横隔膜ヘルニアを引き起こす左右非対称発生の解析

本研究では心外膜原基の横隔膜形成への関与を明らかにし、さらにその異常がヘルニアを引き起こす可能性について理解することを目的とした。心外膜原基由来の細胞を標識し横隔膜における分布を調べた結果、標識された細胞は先天性横隔膜ヘルニアの好発部位である後部左側に認められ、心外膜原基が横隔膜ヘルニアに重要な存在であることを明らかにした。さらに、横隔膜ヘルニアモデルマウスを用いて解析を行なった結果、ヘルニアを起こしたマウスにおいてWt1遺伝子を発現する心外膜原基由来細胞が横隔膜領域に存在しないことを明らかにした。これらの結果から心外膜原基由来細胞が横隔膜ヘルニアを引き起こす主たる細胞群であることを特定した。本研究テーマである「横隔膜ヘルニアを引き起こす左右非対称発生の解析」を証明するために本年度は4つの実験を計画しており、それらの解析を行ってきた。心外膜原基由来の細胞が横隔膜形成にどのように寄与するのかを明らかにすることを目的に[計画1]である「Wt1-GFPマウスを用いた心外膜原基由来細胞の移動、増殖パターンの解析」を行う事にしていたが、Wt1マウスの導入元であるThe Jackson Laboratoryでの供給に問題があり、年度終わりにWt1マウスが到着したため、当初の予定より解析が遅れた。現在マウスの確認を行っている最中で、例数は少ないがEGFP蛍光が横隔膜領域で認められ、またその局在領域が横隔膜ヘルニア高発部位と一致していることが明らかとなった。そのことから、このマウスを使用して本研究を遂行することが可能である可能性が示唆されている。左右軸遺伝子と横隔膜ヘルニアが関連するのかを明らかにする[計画2]である「ニワトリ胚を用いて左右軸を乱し、心外膜原基の形成・発生を観察」では、左右軸を乱し、心臓の逆位が見られている表現型が得られている。現在、このニワトリ胚の心外膜原基由来の細胞が左右軸の乱れによりどのように変化したかをin situ hybridizationして観察を行っている。[計画3]である「nitrofenCDHモデルマウスの作成し、発生初期に左右軸が乱れるか解析」は少数ではあるがnitrofenによって横隔膜ヘルニア(CDH)が発症するものが得られており、[計画4]である「Wt1-GFPマウスのCDHモデルを作成し正常固体と比較解析」は[計画3]の条件を元に作成準備にかかっている。全体的に、計画通り進んでおり、26年度の計画も実行できそうである。研究初年度に計画していたWt1-GFPマウスに関連した実験はマウスの生育不全で半年後に供給されたことから当初計画していた通り進んでいなかったため、本年度はその研究の続きから解析を行なった。Wt1-GFPマウスを用いて発生中の心外膜原基の移動の観察を行なった結果、右に偏って発生した心外膜原基は左に向かって増殖、移動する様子が観察された。このことから心外膜原基が右部から左部に向けて移動を行ない、横隔膜形成に必要な細胞が供給される可能性が明らかとなった。ニワトリ胚を用いて左右軸を乱した結果、心臓の逆位が観察されていたが膜形成に関連しては異常が認められないことが明らかとなった。このことから、左右軸の乱れは先天性横隔膜ヘルニア(CDH)と直接関連しない可能性が考えられた。このことから「計画5」で行なう予定であったマイクロアレイの実験を取りやめた。現在はWt1陽性細胞に直接影響を与える因子の特定を遺伝子カスケードなどから検証を行ない、候補となる分子をいくつかあきらかにした。nitrofenを用いてCDHモデルの作成が可能となったことからWt1-GFPマウスを用いてnitrofenによる細胞移動の変化を解析した。その結果Wt1陽性細胞の分布が乱れている可能性が示唆された。今回の研究でCDHの原因の最も重要な細胞群は体軸形成期に右側に偏って発生してくる心外膜原基である可能性を見いだしたことから、一定の成果を上げたと考えられる。発生進化使用するマウスが購入元の原因で入手までに時間がかかった結果、当初の計画より少しペースが遅いが、そのマウスの解析により非常に重要かつ有用な結果が得られている。この結果は先天性横隔膜ヘルニアの発症メカニズムを明らかにするのに重要になるため、今後このマウスをさらに解析することで、本研究計画の目標は達成可能であると考えている。今後の計画として【計画5】「左右軸の乱れにより心外膜原基に影響を与えるシグナルの同定」、【計画6】

「シグナルを薬剤などで阻害し、CDHが引き起こされることを証明」の2点があるが、【計画5】が実行されることで、【計画6】の候補が明らかになることから、できるだけ早急に【計画5】を進める必要があると考えている。現在平成25年度の計画をさらに実施しデータを得ることを目標としており、それが完了後【計画5】を実施する予定でいる。また、当初【計画5】はマイクロアレイを用いて行う予定にしていたが、所属大学で次世代シークエンサーが導入されたことから、より感度の高いトランスクリプトーム解析法を用いてシグナルの同定を行おうと考えている。購入する予定にしていた物品の納入が本年度に手に入らなかったため。計画通り必要な物品の購入費に充てる。
肝切除および肝移植後における肝細胞癌再発のメカニズムの解明とその制御

外科手術後の癌再発をいかに早く発見して治療するかは、今後,癌を克服していくための最も重要な課題である。肝細胞癌に対する肝切除および肝移植後の術後再発について、血中ヒトアルブミンm-RNAによる早期発見とモニタリングの可否を検討することを目的に本研究を行った。検討は、肝細胞癌に対する肝切除症例において、術前術中術後に経時的にヒトアルブミンm-RNAを測定し、他の検査所見と比較検討した。また、肝細胞癌に対する肝移植症例において術前術中術後に経時的にヒトアルブミンm-RNAを測定し、他の検査所見と比較検討した。さらに肝切除症例および肝移植症例の術後に、ヒトアルブミンm-RNAが再度陽性化した症例にchemoembolizationあるいは全身的化学療法を行い、ヒトアルブミンm-RNAの推移と病態を比較検討した。以上により、ヒトアルブミンm-RNAが肝細胞癌に対する外科治療の効果判定の指標となりうるか、術後再発の早期マーカーとなりうるか、再発症例に対する化学療法の適応とタイミングおよび治療効果判定の指標となりうるかを検討し、臨床応用への可否を明らかにすることを目的に本研究を行ってきた.その結果、血中ヒトアルブミンm-RNA単独では肝細胞癌に対する特異性にやや問題があるものの有用性が示唆された。今後、他の因子と組み合わせることによってさらに特異性を高めることができる可能性が示唆された。外科手術後の癌再発をいかに早く発見して治療するかは、今後、癌を克服していくための最も重要な課題である。肝細胞癌に対する肝切除および肝移植後の術語再発について、血中ヒトアルブミンm-RNAによる早期発見とモニタリングの可否を検討することを目的に本研究を行った。以上により、ヒトアルブミンm-RNAが肝細胞癌に対する外科治療の効果判定の指標となりうるか、術後再発の早期マーカーとなりうるか、再発症例に対する化学療法の適応とタイミングおよび治療効果判定の指標となりうるかを検討し、臨床応用への可否を明らかにすることを目的に本研究を行ってきた。その結果、血中ヒトアルブミンm-RNA単独では肝細胞癌に対する特異性にやや問題があるものの有用性が示唆された。今後、他の因子と組み合わせることによってさらに特異性を高めることができる可能性がある。この点を中心として今後継続して検討を行う予定である。
湖沼における開発と保全の社会的得失

本研究は、平成2・3年度文部省科学研究費補助研究・総合(A)「事業評価の社会的基準」(研究代表:尾上久雄、課題番号:02301084)の成果をふまえて発展させようとしたものであるが、昨年度の実績をもふまえて、総括的な研究成果の発表を、計画行政学会関西支部第15回大会(6月23日開催)において行った。研究代表者の、尾上が基調講演を行い、研究分担社の保母、秋山が報告をし、それ以外に3名の報告者を依頼し、研究分担者の北村がシンポジウムの司会を行った。このシンポジウムにおける報告・討論は、『日本計画行政学会関西支部年報』第15号(平成6年3月)に収録されている(pp.5-55)。こうしたなかで明らかになったことは、以下の点である。第1は、開発と保全の社会的得失を考慮する手段として、社会的費用便益分析は重要なものであり、それを市民的基礎の上に置くことが大切であるということである。第2は、長期のプロジェクトには、住民の選好の変化を受け入れるような柔構造の計画が必要であって、そのための法的・財政的な制度を作っておくことが大切であることである。第3は、経済的な手法や規制によって環境を保全する方法もあるが、市民の学習という手段によって環境問題に対応することが重要であるということである。第4は、開発と環境保全を両立させるには市民の参加が不可欠であり、そのためには環境や開発に関連する非営利組織・非政府組織を育てる社会的制度作りが大切であることである。以上の成果については、別添した研究成果報告書『環境保全と市民社会』にまとめられている。研究代表者,研究分担者のそれぞれの研究テーマについての相互認識を深めつつ,各人の研究分担を確定した。それぞれの研究テーマにつき,内外の研究状況をサーベイし,具体的なフィールドワークを開始した。確認された点の一つは,地域開発計画や環境保全計画は,長期にわたるため,社会環境の変化の中で計画の目的そのものの変更が迫られる場合があり,それらに対応できる柔軟さが必要であり,そのためには市民の自発性を計画の中に有機的に組に込むことが重要であるということである。この点については,本年6月23日に開催予定の計画行政学会関西支部大会において,研究代表者,研究分担者がそれぞれ報告の予定である。また,10月中旬には,このテーマを中心として,開発と保全,持続可能な発展,そのための科学技術の役割等に関心を持つ日米の研究者を集めた研究集会を,国立大学協会主催の国際会議(日米大学長シンポジウム)の一環として開催した。そこでは,(1)環境問題に関する教育の重要性(とりわけ学際性と,若い時代からの教育と,フィールドワークの必要性),(2)持続可能な発展のための技術的な対応の必要性,(3)環境保全に関する先進国の経験の発展途上国への伝達の重要性が強調された。本研究は、平成2・3年度文部省科学研究費補助研究・総合(A)[事業評価の社会的基準」(研究代表:尾上久雄、課題番号:02301084)の成果をふまえて発展させようとしたものであるが、昨年度の実績をもふまえて、総括的な研究成果の発表を、計画行政学会関西支部第15回大会(6月23日開催)において行った。研究代表者の、尾上が基調講演を行い、研究分担社の保母、秋山が報告をし、それ以外に3名の報告者を依頼し、研究分担社の北村がシンポジウムの司会を行った。

第2は、長期のプロジェクトには、住民の選好の変化を受け入れるような柔構造の計画が必要であって、そのための法的・財政的な制度を作っておくことが大切であることである。第3は、経済的な手法や規制によって環境を保全する方法もあるが、市民の学習という手段によって環境問題に対応することが重要であるということである。第4は、開発と環境保全を両立させるには市民の参加が不可欠であり、そのためには環境や開発に関連する非営利組織・非政府組織を育てる社会的制度作りが大切であることである。以上の成果につては、別添した研究成果報告書『環境保全と市民社会』にまとめられている。
逆ドラッグデザイン法の確立とポリグルタミン病分子治療薬の開発

アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患は、いずれも有効な治療法に乏しい難病である。本研究では、神経変性疾患の一種であるポリグルタミン病に対し、凝集形成抑制による治療法開発を行い、以下の3つの成果を得た。(1)ポリグルタミンタンパク質と凝集阻害化合物の結合様式を明らかにした。(2)分子シャペロンがエクソソームと呼ばれる細胞外小胞を介して細胞間伝播し、神経変性を抑制する機序を明らかにした。(3)薬物を効率的に脳内に送達するためのキャリア分子を開発した。以上の結果は、ポリグルタミン病ならびに神経変性疾患に対する治療法開発に有用な知見を提供するものである。本研究では、ポリグルタミン(PolyQ)タンパク質に選択的結合活性、凝集阻害活性を有するペプチドQBP1の構造情報をもとにして、凝集阻害化合物の開発を目指す。本年度は、PolyQタンパク質とQBP1ペプチドとの結合様式について検討を行った。まず、モデルPolyQタンパク質であるチオレドキシン融合PolyQタンパク質(Thio-PolyQ)を大腸菌発現系で調製し、これが経時的、濃度依存的、PolyQ鎖長依存的に凝集体を形成することを確認した。また、等温滴定型カロリメトリー(ITC)により、Thio-Q62に対するQBP1の結合定数、結合比を推定した。次に、Thio-Q62/QBP1複合体におけるQBP1のNMR立体構造解析を行うため、15NラベルしたQBP1(15N-QBP1)を調製した。15N-QBP1をチオレドキシン融合タンパク質として大腸菌発現系により合成し、この融合タンパク質からチオレドキシン部を酵素的に除去後、HPLC精製およびMS確認により、15N-QBP1を得た。この15N-QBP1を用い、ITCにより得られた結合モードに基づいてThio-Q62と複合体を形成させ、NMR測定を試みた。その結果、15N-QBP1に由来するNMRスペクトルが観測されたものの、著しく減弱しており、15N-QBP1のみ(Thio-Q62なし)のスペクトルとほぼ同一であった。これは、15N-QBP1がNMR測定中に凝集体に取り込まれた結果であると考えられ、Thio-Q62はQBP1存在下においても微細な凝集体を形成し、NMR測定が困難であることが示唆された。この目的において、PolyQタンパク質と複合体を形成した状態におけるQBP1の立体構造解析を行った。これまでに、QBP1ペプチドの15Nラベル体(15N-QBP1)、およびモデルPolyQタンパク質(チオレドキシン融合体、Thio-PolyQ)の大腸菌発現系を用いた調製法を確立した。また、等温滴定型カロリメトリーにより、QBP1とThio-Q62との結合モードに関する知見を得た。この結果に基づいて、15N-QBP1をThio-Q62と複合体を形成させ、NMR測定を試みた。しかし、Thio-Q62が測定中に微細な凝集体を形成し、15N-QBP1もこれに取り込まれるため、NMR測定が困難であることが示唆された。Thio-Q62の代わりに、より凝集性の低い短鎖PolyQタンパク質であるThio-Q45、Thio-Q35を用いたが、同様に測定が困難であった。これらの検討から、凝集性のより低いPolyQタンパク質の調製がNMR測定に必要であることが示唆された。また、薬物を脳内にデリバリーする手法の開発を目指し、細胞移行性ペプチドPTDのin vitroにおける網羅的BBB透過性評価を行った。その結果、複数のBBB透過性PTDを同定したため、ラットにおいて検討を行ったところ、そのうちの一種について高い脳内移行性を確認した。一方、分子シャペロンと呼ばれる防御因子がPolyQタンパク質の凝集を抑制し、神経変性を抑制することが知られているが、ショウジョウバエ個体を用いた検討から分子シャペロンが細胞非自律的に神経変性を抑制することを見出し、論文発表を行った(Takeuchi et al, PNAS 2015)。初年度に引き続き、構造解析に必要な試料調製および実験系の立ち上げが順調に進んだ。これまでに明らかとなったNMR測定上の問題点を踏まえ、QBP1の構造を明らかしていく。一方、PTDのスクリーニングから脳内移行性キャリア分子の候補を得ている。また、PolyQ凝集に着目した検討から分子シャペロンの細胞非自律的な機能を見出し、論文発表した。総合的に考え、概ね順調と言える。本研究では、ポリグルタミン(PolyQ)タンパク質に対する凝集阻害化合物の開発、および治療候補化合物を脳内に効率よくデリバリーするための汎用的手法の開発を行い、PolyQ病に対する治療法開発を目指す。この目的において、PolyQタンパク質に選択的結合活性、凝集阻害活性を有するペプチドQBP1のNMR立体構造解析による構造情報をもとにして、凝集阻害化合物の開発を行っている。実験に必要なQBP1ペプチドの15Nラベル体(15N-QBP1)、および様々な鎖長のPolyQ鎖をチオレドキシンタンパク質と融合させたモデルPolyQタンパク質(Thio-PolyQ)は、前年度までに確立した方法により調製した。

これまでに、Thio-Q62が15N-QBP1とともに微細な凝集体を形成し、NMR測定が困難であることが示唆されていたため、凝集性のより低い短鎖PolyQタンパク質を複数調製して再度NMR測定を行ったが、同様にQBP1由来のシグナルが経時的に減弱して測定が困難であった。そこで、より凝集速度が遅い融合タンパク質として、具体的にはチオレドキシンではなく、GSTを用いて融合タンパク質を調製し、現在測定を行っている。また、平行して進めている、血液脳関門(BBB)透過性分子の開発に関しては、前年度までに見出された高いBBB透過性を示す分子について、動物モデルで高い脳内移行性が確認されたため、薬物の脳移行性キャリア分子として国内特許出願およびPCT出願を行うとともに、現在、マウスへの末梢投与後の体内動態および脳移行効率の測定を行っている。代表者の異動に伴う若干の時間のロスはあったものの、前年度までに構築した実験系を用いて順調に実験を遂行した。QBP1ベースの凝集阻害化合物の開発は、NMR測定に想定以上に時間を取られているものの、もう一方の脳内移行性キャリア分子の開発は予想以上に進行している。総合的に見て、概ね順調と考えている。本研究では、ポリグルタミンタンパク質に対する凝集阻害化合物の開発、および治療候補化合物を脳内に効率よくデリバリーするための汎用的手法の開発を行い、ポリグルタミン病に対する治療法開発を目指す。今年度は、前年度までに見出された血液脳関門透過性分子PTD-Aについて、さらなる検討を進めた。マウス心臓からPTD-Aをin situ brain perfusion法により灌流し、脳内移行性を評価したところ、脳実質中への高い移行が認められた。また、PTD-Aの脳内移行量は、PTD-Aの初期濃度に依存して増大し、今回検討した濃度域では脳内移行量の頭打ち(移行量の飽和)は見られなかった。このことから、PTD-Aは何らかのトランスポーターを介して脳内移行しているというよりは、むしろ別の機序により血液脳関門を通過しているものと考えられる。血液脳関門透過機序に関しては今後も引き続き検討していく予定である。一方、血管内皮細胞株を用いた検討から、今回使用した濃度域でのPTD-Aの細胞毒性はほとんど認められなかった。以上の検討から、本研究で見出されたPTD-Aは、マウスにおいて高い脳内移行性を有し、薬物の脳移行性キャリア分子としての応用が高く期待できるものと考えられる。現在、PTD-Aをマウスに末梢投与した後の全身分布や体内動態を検討している。また、脳内移行性に乏しい薬物とPTD-Aをコンジュゲートさせ、末梢投与により脳移行性改善が認められるかどうかについて検討を行っている。本研究課題に関連して、ポリグルタミン病に対する創薬についての総説を執筆しBrainScience誌に掲載された。アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患は、いずれも有効な治療法に乏しい難病である。本研究では、神経変性疾患の一種であるポリグルタミン病に対し、凝集形成抑制による治療法開発を行い、以下の3つの成果を得た。(1)ポリグルタミンタンパク質と凝集阻害化合物の結合様式を明らかにした。(2)分子シャペロンがエクソソームと呼ばれる細胞外小胞を介して細胞間伝播し、神経変性を抑制する機序を明らかにした。(3)薬物を効率的に脳内に送達するためのキャリア分子を開発した。
可変タンデム案内翼を有する波カタービンの開発研究

ノズル作用時にはスロット翼、ディフューザ作用時にはタンデムディフューザとなる可逆タンデム案内羽根を、一様厚さの多重円弧翼と翼形翼で設計・試作した。次に、定常小形タービン試験装置を用いて、種々の流入条件に対するタービン特性を解明するモデル試験を行った。その結果、案内羽根のノズル設定角は約15゚、ディフューザ設定角は約55゚、無次元スロット幅(スロット幅/案内羽根弦長)は約0.1、案内羽根節弦比は約0.8がタービンの全特性に対して好適値であることを示した。続いて、可逆タンデム案内羽根が原理通りに作動するかどうかを確認するため、任意波形の往復流が実現できるタービン試験装置を用いて、タービン性能試験を行った。その結果、可逆タンデム案内羽根は原理通りに作動することが確認され、タンデム化によりディフューザ作用時の可変ピッチ角α挙動が改善されることがわかった。また、定常流れにおける特性を準定常的に用いて往復気流中の特性を評価する、準定常解析法の妥当性を確かめることができた。なお、本衝動タービンでは、案内羽根に翼形翼を採用するメリットはさほどなく、一様厚さの多重円弧翼で十分な性能が得られることがわかった。従って、本タービンの製造コストは安価となり、波力発電システムの実現に大いに貢献できることがわかった。さらに、本タービンの効率向上の可能性を理論的に考察した。その結果、タービン効率の向上には、適切な比速度と比直径の設定、偏差角の小さい動翼の設計、および下流側案内羽根の流入条件の改善が必要であることを明らかにした。三重県五ヶ所湾口沖の波浪データを2年間収集した。波浪データより五ヶ所湾口沖での有義波高と有義周波数が明らかになった。ノズル作用時にはスロット翼,ディフュ-ザ作用時にはタンデムディフュ-ザとなる可逆タンデム案内羽根を設計試作した。次に,定常流小型タ-ビン試験装置を用いて,種々の流入条件に対するスロット翼列のノズル特性およびタンデム翼列のディフュ-ザ特性を解明するモデル試験を行った。その結果,案内羽根のノズル設定角theta_1(案内羽根直線部と周方向のなす角)は約15°,ディフュ-ザ設計角は約55°がタ-ビン作動特性に対して最適値であることを明らかにした。またスロット幅dについても最適値が存在し,無次元スロット幅d/l_B(l_B:案内羽根弦長)≒0.1であることを示した。なお,タ-ビンの起動特性に対しては,theta_1に主として依存し,theta_1≒15°が好適値であることを示した。続いて,可逆タンデム案内羽根は原理通りに作動するかどうかを確認するため,一様厚さの多重円弧翼からなる可変ピッチ案内羽根と固定案内羽根を試作し,任意波形の往復気流が実現できるタ-ビン試験装置で,タ-ビン性能試験を行った。その結果,可逆タンデム案内羽根が原理通りに作動することが確認され,タンデム化によりディフュ-ザ作用時の可変ピッチ角の挙動が改善されることがわかった。また,前述の定常流れにおける特性を準定常的に用いて往復気流中の特性を評価する,準定常解析手法の妥当性を確かめることができた。三重県五ヶ所湾口沖の波浪デ-タの収集を行った。例えば,1993年7月における波浪デ-タは,有義波高5.63m,有義周波数12.0秒であった。ノズル作用時にはスロット翼,ディフューザ作用時にはタンデムディフューザとなる可逆タンデム案内羽根を翼形で設計試作した。

次に,定常小形タービン試験装置を用いて,種々の流入条件に対するスロット翼列のノズルおよびタンデム翼列のディフューザ特性を解明するモデル試験を行った。その結果,タンデム案内羽根を翼形にするメリットはさほどなく,本衝動タービンでは一様厚さの多重円弧翼の採用で十分な性能が得られることを明らかにした。また,案内羽根節弦比には最適値が存在し,約0.8であることを示した。なお,定常流れにおける特性を準定常的に用いて往復気流中の特性を評価する。準定常解析法の妥当性を,本案内羽根の場合においても確認した。続いて,任意の往復流が実現できるタービン試験装置を用いて,実際の海洋波をシミュレートできる往復流に対して実証試験を行い,タービンの作動および起動特性を調べた。その結果,本往復流ではそれに軸流速度が小さな場合が存在するため,可逆タンデム案内羽根が作動しない場合が時々生じるものの,ほぼ原理通りの作動が確認された。また,本タービンはウェルズタービンと比較して高い効率が得られ,同一波高に対してウェルズタービンの半分以下の回転速度で運転できるので強度および騒音の点でも有利であることがわかった。本衝動タービンの効率向上の可能性を検討するため,理論的な考察を行った。その結果,タービン効率をさらに向上させるためには,適切な比速度と比直径の設定,偏差角の小さい動翼の設計,および下流側案内羽根の流入条件の改善が必要であることを明らかにした。本衝動タービンは,前述の通り,一様厚さの多重円弧翼形の採用で十分な性能が得られるため,その製作コストを極めて低減できる。
船舶バラスト排水の処理技術の開発に関する研究

平成1619年度の研究期間中の各季節毎に合計11回、日本中近東航路のLNGタンカーによる船舶バラスト水とバラストタンク底の沈殿物の採取調査を実施した。そして、それら船上調査と関連する観測、実験結果に基づき、「海洋性プランクトンやバクテリア、菌の分析調査」や「バラストタンク水理実験・3次元数値シミュレーション実験」、「人工衛星や海上観測による関係海域の環境調査」、「衝撃波を利用したバラスト水処理技術の開発研究」などを実施した。主な研究内容は、(1)船舶バラスト水の処理や管理方法についての国際規則や条約、そしてそれらの動向に関する情報収集を実施した。(2)バラストタンク水理実験と3次元数値シミュレーションによるバラストタンク内の水循環の調査を実施し、バラスト水循環や交換の実態とその有効性を明らかにした。(3)圧縮空気銃による衝撃波と、微小気泡崩壊に伴う衝撃波を利用した海洋性バクテリアの不活性化技術に関する基礎的開発研究を実施し、その特性と有効性を明らかにした。(4)バラスト水やタンク底の沈殿物におけるプランクトンとバクテリア、菌類の分析調査を実施し、それらの実態を明らかにした。(5)人工衛星観測によるバラスト水交換海域における海洋生物の活性化状況と、バラスト水を採取する海域における生化学ならびに生産構造を調査し、それらの海域における海洋環境特性を明らかにした。平成20年度においても、衝撃波を利用したバラスト水処理技術の開発研究と、プランクトンのDNA分析に関する調査研究は継続して実施する。1.船舶バラストタンクにおけるバラスト水の循環及び交換過程における特性を明らかにすべく、バラストタンク内のバラスト水循環をモデル化してシミュレーションを行い、その基礎的なバラスト水の循環や交換過程の特性について研究を行った。また、循環式実験タンクを用いた実験を実施した。バラストタンク3次元数値モデル開発とタンク実験。2.LNGタンカーと日本中近東航路にて、バラスト排水の調査及び研究を開始し、2004年度では、冬と春の航海において調査を実施計画。(1)日本出港時のバラスト水取り入れ時に採水、(2)出港後の大洋上で、バラスト水交換開始前のバラストタンク内の上層と中層で採水、(3)洋上でのバラスト水交換時にバラスト排水の採水、(4)洋上でのバラスト水交換時に取り入れ海水の採水、(5)積荷港でバラスト水排水時のバラスト排水の採水、(6)日本への帰路、バラストタンク調査時に空バラストタンク底で沈殿物・泥の採取。3.全航海において実施した船舶バラスト水におけるプランク及びバクテリアなどの微生物特性の調査、(1)プランクトンの分類、(2)バクテリアおよび菌類の分析を実施した。4.全航海において実施した船舶バラスト排水およびタンク底の沈殿物・泥の化学特性を明らかにするため、重金属類の化学分析調査を実施。5.衝撃波によるバクテリア・海洋微生物の衝撃圧縮に関する実験実施。6.国際海事機構の船舶バラスト排水関係委員会に出席し、船舶バラスト水の処理方法や管理方法についての条約とその動向に関する情報を収集。また、循環式実験タンクを用いた実験とバラストタンク3次元数値モデルの開発を継続。2.LNGタンカーと日本中近東航路にて、バラスト排水の調査及び研究を開始し、2005年度では、春、夏、秋、冬の4航海においてバラスト水採水とバラストタンク底の沈殿物・泥の調査を実施。(1)日本出港時(2)出港後の大洋上(3)洋上でのバラスト水交換時(4)積荷港でバラスト水排水時(5)日本への帰路、バラストタンク調査時に空バラストタンク底で沈殿物・泥の採取。3.バラスト水交換海域での海水中のプランクトン分析と人工衛星観測によるクロロフィルαの解析。

4.全航海において実施した船舶バラスト水におけるプランク及びバクテリアなどの微生物特性の調査、(1)プランクトンの分類、(2)バクテリアおよび菌類の分析を実施。5.全航海において実施した船舶バラスト排水およびタンク底の沈殿物・泥の化学特性を明らかにするため、重金属類と有機・無機窒素・炭素の分析調査を実施。6.衝撃波によるバクテリア・海洋微生物の衝撃圧縮に関する実験実施。7.国際海事機構の船舶バラスト排水関係委員会での船舶バラスト水の処理方法や管理方法についての条約とその動向に関する情報を収集。1.船舶バラストタンクにおけるバラスト水の循環及び交換過程における特性を明らかにするため、3次元循環式模型タンク実験とバラストタンク3次元数値シミュレーションを行い、バラスト水循環と交換過程の特性について研究を行った。2.LNGタンカーと日本中近東航路にて、バラスト排水・沈殿物の調査及び研究を継続した。2006年度では、春、夏、秋、冬季の2航海において、バラスト水採水とバラストタンク底の沈殿物・泥の調査を実施した。3.バラスト水交換海域の海水中プランクトンの分析と人工衛星観測によるクロロフィルαの解析研究を継続した。4.2006年度の春季と夏季の2航海において、バラスト水におけるプランク及びバクテリアなどの微生物特性の調査(プランクトンの分類とバクテリアおよび菌類の分析)を実施し、観測調査を終了した。また、バラスト排水およびタンク底の沈殿物・泥の化学特性を明らかにするため、重金属類と有機・無機窒素・炭素の分析調査を実施し、観測調査を終了した。5.2006年度の秋季と冬季の2航海においては、バラスト水と沈殿物内のプランクトンの死骸やシストのDNA分析を開始した。6.圧縮空気銃による衝撃波と、微小気泡崩壊に伴う衝撃波によるバクテリア・海洋微生物の不活性化に関する実験研究を実施した。7.国際海事機構の船舶バラスト排水関係委員会での船舶バラスト水の処理方法や管理方法についての条約とその動向に関する情報収集を継続した。平成16,17,18年の3ヵ年に亘って、春夏秋冬の各季節毎に実施した日本中近東航路のLNGタンカーによるバラスト排水・沈殿物の採取試料に基づき、19年度は、これまでのバラスト排水と沈殿物の分析や、バラストタンク水槽実験・3次元数値シミュレーションの研究を取りまとめを継続しながら、主として(1)バラスト水交換海域の海水中プランクトンの分析と人工衛星観測によるクロロフィルαの解析研究、(2)バラスト水やタンク内沈殿物におけるプランクトンの分類とバクテリアおよび菌類の分析、(3)バラスト水と沈殿物内のプランクトンの死骸やシストのDNA分析、(4)圧縮空気銃による衝撃波と、微小気泡崩壊に伴う衝撃波によるバクテリア・海洋微生物の不活性化に関する処理技術の基礎的開発研究、(5)国際海事機構における船舶バラスト排水関係委員会での船舶バラスト水の処理方法や管理方法についての規約や条約とその動向に関する情報収集、などに関する調査研究を実施し、最終的な研究のとりまとめを行った。