hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モンゴル東部新発見の突厥碑文調査と遺跡保護に関する考古学・歴史学的研究

その結果、遺跡マウンドの中央では約17m四方の長方形の周溝痕跡を確認できた。また南北、東西各方向の両端部及び中央部地点からは、本遺跡の被葬者のために犠牲に添えられた羊や馬などの獣骨が複数、出土した。また遺跡中央からは、かつて本遺跡が盗掘された痕跡とその表面層を示す白土層、さらにその下から盗掘されて投げ込まれた板石破片やそこに投げ込まれた羊や馬の骨片が出土した。これらは今後の放射性年代測定のための試料として有力な手がかりとなるであろう。また本遺跡マウンドでは約15mの方形の回りには、複数の碑文の根元の石片が出土した。碑文は計14本で、東辺に4本、南辺に3本、西辺に2本、北辺に3本、そしてマウンド中央の方形石囲いの東側に1本立てられていたと推測可能である。しかしながら、残りの1本はばらばらに破壊されており、本来の設置場所は不明である。また今回も遺跡上空からのドローン撮影や碑文数片の3Dによる撮影を行った。また当時の歴史環境の復元を行うための周辺遺跡の調査や、本遺跡に関わる同時代の類似遺跡の表面調査も実施した。なお本遺跡・碑文は既に盗掘や損傷を受けており、修復と保護が必要である。そのためにモンゴル遺跡センター所長にもご同行いただき、今後の修復や保存活動についても適切なアドヴァイスをいただけるように協議を行った。また本年の調査結果は、9月26ー27日にウランバートルで開催された国際シンポジウムで公表した。本研究はモンゴル科学アカデミー歴史研究所考古学センターとの国際共同調査に関わる協定書に基づき、モンゴル国スフバートル県テブシンシレー郡のドンゴインシレー遺跡・碑文の発掘調査を行った。今年度も、昨年度の継続調査として東西方向のトレンチ溝及びマウンド周辺を取り巻く周溝の主な箇所を発掘調査し、遺跡の構造に関する新知見を得た。溝の周辺や碑文の根元付近からは、羊や馬の複数からなる骨片、炭などが出土した。また本遺跡の碑文について言えば、これまで確認された13本の碑文に加え、新たに1本の碑文が立てられていたことを証する複数の石碑断片の発見があった。なお今回のマウンド付近の発掘調査により、13本の碑文の中には、地中にその根元部分が残されているものがあることから、残りの碑文を含む碑文の本来の建造位置を確定することができた。本遺跡マウンド中央付近には2m四方の石槨がおかれ、その周りを碑文が長方形で取り囲んでいる。そしてその周りを排水溝が取り囲む構造が看取されるが、なおその詳細な構造復元に関してはまだ未発掘の箇所の更なる発掘調査が必要である。また、遺跡全体の位置調査に関しては、日本から持参したドローン機による空撮により、本遺跡の位置する景観や自然環境との関係性の中で、本遺跡の設置背景を復元するための資料を収集することができた。さらに本遺跡から北に5km離れた地点からも、本遺跡と密接な情報を刻む碑文や雄山羊タムガの刻まれた遺跡が確認されたので、この小遺跡の発掘も行った結果、ドンゴインシレー遺跡との密接な関連性がうかがわれることが判明した。これらの遺跡も含めて、付近の周辺遺跡についても新たに表面調査・発掘調査を行う必要があろう。なお、本遺跡の修復・保存についてもモンゴル側の行政機関や研究機関とも協議を重ねている段階である。
マウスES細胞から成熟内胚葉系細胞への選択的分化誘導法の確立とその応用の研究

我々がすでに確立しているマウスES細胞から内胚葉系細胞への分化誘導系を用いて内中胚葉細胞を分化誘導した後、内胚葉系前駆細胞のみをソーティングにより抽出、さらにHNF6などの内胚葉系遺伝子の効率的な分化誘導法を検討した結果、いくつかの成長因子や液性因子を組み合わせ、かつある種のコラーゲンコーティングを施した培養皿でさらに分化誘導を行うことで、比較的効率的にHNF6などの内胚葉系遺伝子が誘導されることを証明した。現在のところ選択的に次なる段階の内胚葉系細胞を誘導することは可能となっていないが、成熟内胚葉系細胞への分化過程の次なるステップへ進む可能性が示されたことは、目的とする細胞を純化しかつ大量に獲得するという目的を果たすという意味において、重要な成果であったといえる。すでに確立した内胚葉分化誘導系の中で、大量に獲得できる細胞分画であるGoosecoid陽性Eカドヘリン陽性分画(内胚葉系前駆細胞分画)とGoosecoid陽性Eカドヘリン陰性分画(中胚葉系細胞)をDNAマイクロアレイでの比較解析にて、いくつかの遺伝子が内胚葉系前駆細胞分画に特異的に発現することを確認した。その中で、ある接着因子がマウス胚の内胚葉系細胞にのみ発現していることをin situ hybridizationにより証明した。この方法が内胚葉分化にかかわる遺伝子など、重要な分子の拾い上げに有効な方法であることが示された。また、Goosecoid陽性E-カドヘリン陽性分画、またその分画から確立した数ヶ月間継代培養可能な内胚葉系細胞株のin vivoでの応用研究では、マウスへの細胞移植実験での生着率が低く、更なる工夫が必要であると考えている。内胚葉前駆細胞から最終的に肝細胞や膵ベータ細胞などの成熟内胚葉系細胞へいたる分化過程のなかで、初期の内胚葉系前駆細胞から次なる分化段階へ進む指標としてHNF6やPdx1などを候補とした。我々がすでに発表している内胚葉系細胞への分化誘導系を用いて、これら遺伝子の効率的な分化誘導法をまず検討した。各種成長因子や液性因子などを様々な濃度やコンビネーションで使用することや、血清培地・無血清培地それぞれにおいて条件を細かく設定する、また各種コラーゲンコートされたディッシュを試してみるなど、いろいろな工夫を行なっている。分化した細胞における次の段階の分化マーカーの発現に関しては、まずRT-PCR法を中心に評価し、リアルタイムPCR法などで発現強度に差がないかを確認して、どのような培養条件が選択的な誘導を可能とするか評価検討しているところである。ある成長因子の添加により、初期内胚葉系細胞の培養維持の効率が良化することは明らかとなっている。現在その成長因子を軸として、選択的に次の培養段階へ誘導しうる有効な培養法を探っている。我々の内胚葉分化誘導系において、大量に獲得できる細胞分画はいくつかあり、Goosecoid陽性Eカドヘリン陽性分画(内胚葉系前駆細胞分画)とGoosecoid陽性Eカドヘリン陰性分画(中胚葉系細胞)をDNAマイクロアレイで比較解析する第一候補とした。DNAマイクロアレイ法により興味深い発現パターンを示す遺伝子や特異的に個別の分画に発現する遺伝子の拾い上げを行っている。結果、内胚葉系前駆細胞分画のみに特異的な発現パターンを示す接着因子や転写因子など、いくつか遺伝子がみつかっている。これら遺伝子の初期内胚葉系組織における詳細な発現パターンをまず確認することで、重要な分子の洗い出しを行なっているところである。
社会調査において研究者に求められる論理に関する基礎的研究

本年度は昨年度に引き続き、国内の各界の倫理問題関係の資料及び文献の収集を進め、その成果として、松本のウェブページ-「調査・個人情報・倫理」資料館-にて公開をし、順次情報を追加・更新している。資料館の内容は「資料目録」と「文献目録」の二つから成る。資料目録では情報を持つ主体ごとに五つの分野(研究者、行政、ビジネス、報道、医療)に分け、関連する法令・倫理綱領・指針や、個人情報保護問題・倫理問題に関する団体の意見書や声明などについて所在情報(単行本、雑誌、WWW)を記載している。文献目録の方は、単行本と雑誌記事・論文の2種に分け、上記所在情報に載せた掲載書・誌を中心に関連する文献をリストアップしている。そして資料目録から文献目録にリンクを張り、所在情報をクリックすると該当する文献のページが表示されるようにし、資料を探すひとの便をはかっている。また、主に国内の各界の議論の内容や進展の具合について調べた結果、内発性と自己規律性、横断性の乏しさが問題点として見いだされた。もっとも進んでいる医薬品の治験基準(新GCP)が倫理規定と内部審査機関の双方を設けているものの、これ以外では人間を対象にした調査や実験の前に倫理的側面を審査をする組織は無く、事後の論文掲載時の審査に倫理規定を設けている学会はまだ二つ(日本発達心理学会、日本社会学会)に留まっている。そして各界の議論においては、他の領域にまで視野に入れたものが意外と乏しい。他組織の倫理規定を知る際には、当「資料館」のような資料提供ページは価値あるものと思われる。今年度は単行本の収集にかなり集中したことで、主立った書籍はほぼ入手できた。また周辺領域としてビジネス、医療、報道、行政の4分野においても「個人情報」「倫理」に関する文献を収集した。それらの概観によって、以下の知見が得られた。現在、個人情報及びその保護の重要度は日々高まっている。これは情報処理技術の進展とインターネットの普及により個人情報の収集・解析と集積、検索が国境を越えて〈誰にでも〉容易になったことが大きい。そこで倫理面の議論と対応が進んでいるのが、遺伝情報〈ヒトゲノム〉問題を有する医学界と、個人情報を営利目的で利用しているビジネス界である。その誘因として大きいのは、両者とも被験者や顧客、そして世論の圧力に対応しなくては実験や業務が進まず、また保護対策が進んだライバルに遅れをとるという現実である。そして研究面でも医療分野は対応が突出している。日本疫学会では調査倫理をめぐって議論を続けている。また厚生省は新薬臨床実験や献血の解析についてインフォームド・コンセントの重要度を高めている。対して人文・社会科学関係では、日本社会学会が学会誌への投稿についてのガイドライン(1999年8月〉にて調査倫理について一項目を設けた段階である。しかし昨年から今年にかけて理工系を含めた学会で次々と概括的ではあるが倫理規定が定められている。日本家族社会学会、日本発達心理学会、日本機械学会、日本化学会などである。営利とは無関係な研究者もまた社会的にそのモラルを問われる時代になってきたのは間違いない。今後はまず3月中に、各分野ごとの基本資料リスト及び事例集をWWW上で公開し、一般の人々の利用に供することを目標としている。
金属系電子配線のEM過程の基礎的理解を目指して

Si振動リード基板上に成膜した試料に通電し、通電中における電気抵抗、内部摩擦、弾性率の経時変化、通電前後のX線回折、SEM、STM観察を行った。また、ナノ組織材料の物性を調べ以下の結果を得た。(1)Al-Si(Cu)配線(スパッタ成膜、膜厚50nm、線幅1mm):Si基板に直接成膜した試料に10^<11>A/m^2の高電流密度通電すると、基板温度が室温でボイド、ヒロック、あるいはデンドライトが発生し、nm域の薄膜では原子の移動度が極めて大きいことを示唆する。熱酸化によりSiO_2膜を形成したSi振動リード基板上に成膜した試料に室温で10^910^<10>A/m^2の通電直流電流を通じると、電気抵抗低下、内部摩擦増大、弾性率上昇が起きる。電気抵抗低下現象から求めた活性化エネルギーは0.35eVであり、結晶成長が起きる。金ナノ結晶で観測される結晶粒界層における集団的原子運動と推定される現象の活性化エネルギーに近い。結晶成長から期待できるのは電気抵抗低下、内部摩擦低下、弾性率上昇であり、内部摩擦増大の原因は不明である。(2)Cu/Ta/Si配線(スパッタ成膜、Cu膜厚50nmあるいは120nm、線幅1mm):Taバリア膜を形成したSi振動リード基板上に成膜した試料に室温で10^910^<10>A/m^2の通電直流電流を通じると、電気抵抗低下、内部摩擦低下、弾性率上昇、結晶粒成長が起きる。この現象は120nm Cu膜で明瞭に観測されるが、50nm Cu膜では変化の程度がかなり小さい。弾性率の膜厚依存性からは、結晶粒界層での擬弾性過程は50nm Cu膜の方が大きいことを示唆しており、EM効果と逆である。EM耐性は120nm Cu膜より50nm Cu膜が高い可能性があり、興味深い現象が見いだされた。熱酸化により数nm厚程度のSiO_2膜を形成したシリコン振動リード基板上にスパッタ法により膜厚2060nmのアルミニューム合金(Al-Si(Cu))薄膜回路を成膜した。膜面に垂直方向の平均結晶粒径は20nmであり、X線回折ではAl<111>反射のみが観測される。得られる薄膜試料の比抵抗はバルクAlの比抵抗の310倍で、粒界散乱および界面散乱を仮定すると説明できる。この試料に室温で電流密度10^9A/m^2の通電を行い、電気抵抗、内部摩擦、弾性率の経時変化を調べた。時間経過と共に電気抵抗は減少、内部摩擦は増大、弾性率は上昇する。電気抵抗の経時変化には、電流の向きに依存する可逆的変化成分も重畳して観測される。また、通電前後で、X線回折Al<111>反射ピークの半値幅は減少し、反射角は低角側からバルクAlの値に近づく。電気抵抗の経時減少の温度依存性から評価した活性化エネルギーは0.4eVであり、これは原子空孔の移動の活性化エネルギーである0.62eVと比べてもかなり低い。電気抵抗の減少およびAl<111>反射ピークの半値幅の減少は、通電による結晶粒径の増大を示唆している。前記の0.4eVは、結晶粒界層、基板側SiO_2との界面層、表面の自然酸化膜との界面層のいずれかでの原子の移動の活性化エネルギーであると推定される。また、ナノメートル級薄膜では200K以上で内部摩擦が急に大きくなり粒界緩和に起因すると推測されている。本試料では通電により結晶成長が起きることが示唆され、粒界緩和は減少することが予期されたが、実際には内部摩擦は大きくなった。すなわち、ナノメートル級配線の初期EM過程ではこれまでの知見では説明できない未知の過程が進行している可能性が高く、今後の研究課題である。熱酸化により数nm厚のSiO_2膜を形成したシリコン振動リード基板上にスパッタ法により膜厚約50nmのAl-Si(Cu)合金薄膜回路を成膜した。この回路に10^910^<10>A/m^2の直流電流を通じ、通電中における電気抵抗、内部摩擦、弾性率の経時変化ならびに通電前後でのX線回折スペクトルの変化を調べた。前年度の研究で、通電により電気抵抗低下、内部摩擦増大、弾性率上昇が起き、電気抵抗低下現象の温度依存性から求めた活性化エネルギーは0.4eVであることなどの予備的結果が得られており、本年度はその再現性実験とX線回折の高精度測定を進めた。初期EM過程の活性化エネルギーは試料間でやや異なるが、0.4eV前後である。一方、X線回折Al<111>反射ピークは成膜直後はバルクAlより低角側にあり、通電後はバルクAl値を越して高角側へ移動し、ピークはシャープになる。SEM観察では結晶粒成長が観測され、電気抵抗低下、弾性率上昇、Al<111>反射ピークのシャープ化は説明できる。一方、スパッタ成膜法で作成したナノ結晶Alの焼鈍による結晶粒成長を調べたところ、無通電の場合は、450K焼鈍後の結晶粒成長は観測されるが、その程度は小さい。また、μm級Al-Si(Cu)合金配線でのEM効果では0.71eVの活性化エネルギーが報告されており、本研究のnm級Al-Si(Cu)合金配線での0.4eVはこれよりかなり低い。

以上のことは、nm級Al-Si(Cu)合金配線ではEM効果が著しく大きくなることを示唆する。また、EM効果により内部応力が発生し、内部摩擦が大きくなっている可能性がある。詳細な機構はまだ不明であるが、これらは重大な現象であり、次年度は現在多用されているCu薄膜回路についても研究を開始する。Si振動リード基板上に成膜した試料に通電し、通電中における電気抵抗、内部摩擦、弾性率の経時変化、通電前後のX線回折、SEM、STM観察を行った。また、ナノ組織材料の物性を調べ以下の結果を得た。(1)Al-Si(Cu)配線(スパッタ成膜、膜厚50nm、線幅1mm):Si基板に直接成膜した試料に10^<11>A/m^2の高電流密度通電すると、基板温度が室温でボイド、ヒロック、あるいはデンドライトが発生し、nm域の薄膜では原子の移動度が極めて大きいことを示唆する。熱酸化によりSiO_2膜を形成したSi振動リード基板上に成膜した試料に室温で10^910^<10>A/m^2の通電直流電流を通じると、電気抵抗低下、内部摩擦増大、弾性率上昇が起きる。電気抵抗低下現象から求めた活性化エネルギーは0.35eVであり、結晶成長が起きる。金ナノ結晶で観測される結晶粒界層における集団的原子運動と推定される現象の活性化エネルギーに近い。結晶成長から期待できるのは電気抵抗低下、内部摩擦低下、弾性率上昇であり、内部摩擦増大の原因は不明である。(2)Cu/Ta/Si配線(スパッタ成膜、Cu膜厚50nmあるいは120nm、線幅1mm):Taバリア膜を形成したSi振動リード基板上に成膜した試料に室温で10^910^<10>A/m^2の通電直流電流を通じると、電気抵抗低下、内部摩擦低下、弾性率上昇、結晶粒成長が起きる。この現象は120nm Cu膜で明瞭に観測されるが、50nm Cu膜では変化の程度がかなり小さい。弾性率の膜厚依存性からは、結晶粒界層での擬弾性過程は50nm Cu膜の方が大きいことを示唆しており、EM効果と逆である。EM耐性は120nm Cu膜より50nm Cu膜が高い可能性があり、興味深い現象が見いだされた。
NMR・計算機科学を用いたアミド化合物の構造および動的挙動

置換芳香族アミド系のアミド結合付近の原子核のNMR化学シフト値に対する置換基効果については、交差共役系の存在するフェニルウレア系に加え、桂皮酸アニリド系も合成した。これまでの芳香族アミド系同様に、観測している核の化学シフト値は置換墓が電子吸引性になるほど低磁場シフトすることがわかっているが、逆に高磁場シフトを示す核が存在することが新たに判明した。この逆の置換基効果を示す核は置換基のある芳香環と共役可能なアミドカルボニル基の炭素と共役可能な二重結合の置換基に近い側の炭素であった。すなわち、この化学シフト値に対して置換墓の電子的性質を示すσ値とのHammettプロットにて置換基効果を評価した場合、通常は正の傾きもつものが、上記の2つの炭素上では負の傾きを示す。この原因はチェコのFriedlらによりπ電子の局所分極という概念で論文に報告されているが、我々はπ電子の局所分極ならずσ結合を通してもπ電子の分極の度合いの変化が伝達されている可能性があると考え、さらに置換芳香環とアミド基の共役系を断ち切った系について合成し同様の調査を行うとともに、簡単なハロゲン置換脂肪族ケトンのカルボニル系モデルについても調査を行っている。また芳香族アミド系では電子的な置換基効果は化学シフト値のみならず、動的状態を観測できるNMRの温度可変測定によりアミドのC-N結合回りの回転障壁にも反映され、良い相関のHammettプロットを与えることを置換N-メチルアセトアニリド類にて確認することができた。また、アミド化合物では水素結合とともに類似の弱いCH/π相互作用の存在も考えられ、NMRによるNOE測定結果と分子力場計算MM3による安定配座の探索の結果より、分子全体が伸びきった配座の存在に邪魔されることなく、折れ曲がったCH/π相互作用の存在が可能な配座が安定に存在することが示唆された。この化合物の芳香環上に置換基を入れるとNOE強度とのHammettプロットにおいて、良好な相関関係を示し、しかもその傾きρ値が負となり、CH/π相互作用の原理にかなう結果となった。この傾向は芳香族アミド化合物にとどまらず、アミド基をアルコキシル基、アミノ基、ホルミルオキシル基、カルボニル基の芳香族系列でも確認することができた。第一の目的であるアミド結合のNMR化学シフト値に対する置換基効果の研究については、交差共役の存在するフェニルウレア系を採用した。この系では芳香環上の電子的な置換基効果とともに、尿素窒素原子上の立体的な置換基効果についても言及した。尿素系ではC-N結合が2つ同一分子内に存在し、その片方が動的NMR測定により回転障壁をもつことがわかった。この回転障壁は窒素上のどこの部分の水素をメチル基に置換するかにより異なった変化を示した。またフェニル基上にp-ニトロ基を導入すると、フェニル基とフェニル基側についた窒素原子(N2)との共役が強まることでO-C-N2のアミド共役が弱まり、相対的にO-C-N1のアミド共役が強まりCN1回りの回転障壁が高くなることが明らかになった。第二の目的であるアミノ酸アミドの系については、(1)i+1位の窒素上にフェニル基を有するデペシペプチドCH3CO-NPhCH2CO-OCH2CO-NHMeの系においては、フェニル基による電子的効果と立体的効果のために、以前研究していたこのフェニル基がない系(0)に比べて、分子内β-ターンを形成しやすいことが、NMR測定およびIR測定により明らかになった。(2)生体中のタンパク質のβ-ターンに多く出現するアミノ酸、プロリン、をi+2位に持つCH3CO-NHCH2CO-N(CH2CH2CH2)CHCO-NHMe系では、上述の(0)の系に比べ、分子内β-ターンを形成しやすいことが同様に示唆されたが、この系の場合はβ-ターン形成のための分子内水素結合ともう一つの別の分子内水素結合が存在することが明らかとなった。第3の目的である化学シフトに対するNMR化学シフト値の置換基効果の分子軌道法計算による解釈については、半経験的分子軌道法計算プログラム富士通社製WinMOPACを用いて、各化合物におけるアミドカルボニル炭素原子、アミド窒素原子、NH水素原子の電子密度を求め、ハメットプロットにより、化学シフト値との相関関係について調べた。炭素と水素原子については、電子密度と化学シフト値との間には、概してよい相関関係が見られたことから化学シフト値の決定にいわゆる反磁性項が効いていると言えるが、アミド窒素原子については相関関係が化合物系により異なった。窒素原子の化学シフトには常磁性項もかなり効いている考えられるが、まだ定量的評価までは至っていない。

この原因はチェコのFriedlらによりπ電子の局所分極という概念で論文に報告されているが、我々はπ電子の局所分極ならずσ結合を通してもπ電子の分極の度合いの変化が伝達されている可能性があると考え、さらに置換芳香環とアミド基の共役系を断ち切った系について合成し同様の調査を行うとともに、簡単なハロゲン置換脂肪族ケトンのカルボニル系モデルについても調査を行っている。また芳香族アミド系では電子的な置換基効果は化学シフト値のみならず、動的状態を観測できるNMRの温度可変測定によりアミドのC-N結合回りの回転障壁にも反映され、良い相関のHammettプロットを与えることを置換N-メチルアセトアニリド類にて確認することができた。また、アミド化合物では水素結合とともに類似の弱いCH/π相互作用の存在も考えられ、NMRによるNOE測定結果と分子力場計算MM3による安定配座の探索の結果より、分子全体が伸びきった配座の存在に邪魔されることなく、折れ曲がったCH/π相互作用の存在が可能な配座が安定に存在することが示唆された。この化合物の芳香環上に置換基を入れるとNOE強度とのHammettプロットにおいて、良好な相関関係を示し、しかもその傾きρ値が負となり、CH/π相互作用の原理にかなう結果となった。この傾向は芳香族アミド化合物にとどまらず、アミド基をアルコキシル基、アミノ基、ホルミルオキシル基、カルボニル基の芳香族系列でも確認することができた。
登熟期に与える窒素肥料による種子内物質代謝の変動の解析と品質制御

[目的]ダイズ種子のタンパク質の脂質の含量は品種や栽培環境により変動するが、どの様な機構によるか不明である。そこで、開花期に窒素肥料を与え、種子の成分含量への影響を調べた。[方法]2品種のダイズ(高蛋白品種:エンレイ“EN"、高脂質品種:タマホマレ“TM")を95年6月1日に播種し6月中旬に圃場に1株当たり2個体(株間隔20cm、1処理区5x1m、2連)を定植した。開花が始まってからしばらくの8月1日に1株当たり10gの硫安を株元にまいた(窒素施肥区、HN)。開花開始から60日頃から10日間隔で登熟途中の種子を3回採取し、凍結保存した。完熟種子は植物体が枯れた後に回収した。登熟途中と完熟した種子を重量の違いにより分離し、各々のタンパク質含量,脂質含量、アミノ酸と糖組成を調べた。[結果]両品種ともに窒素追肥の有無による種子の生長は、僅かに無施肥の方が速かった。タンパク質含量はENでは無追肥区(LN)で4244%、NHで4042%、TMではLNで36.537.5%、HNで3436.5%で、種子重がENで0.23g,TMで0.24gで最も低くなった。また、脂質含量は全く逆になり、ENではLNで1314.5%、HNで14.516%、TMでそれぞれ15.516%、1616.5%になった。登熟途中の変化を調べると、脂質は登熟初期での蓄積が速く、窒素施肥により増量した。一方、タンパク質はLNの方が速く蓄積した。遊離アミノ酸組成では、転流形態の主要なアミノ酸のグルタミン含量がHNで極端に少なくなった。これらのことから、窒素施肥により茎葉部の生育が盛んになり光合成が盛んになったことに依る糖の種子への転流量が増加する一方で、アミノ酸の転流が抑制され、その結果として、種子の成分含量に影響が出たと考えられた。開花期に与える窒素肥料がダイズ種子のタンパク質と脂質などの貯蔵成分含量に与える影響を調べた。高タンパク質含量品種であるエンレイと高脂質含量品種であるタマホマレを1株当たり2個体(1品種当たり60株)を栽培し、開花後の8月1日に1株当たり10gの硫安を株元にまいた(高窒素区)。開花が始まったのはエンレイは7月18日、タイホマレは24日であった。種子を重量の違いにより分離し、各々のタンパク質含量、脂質含量、酸素活性(ホスホエノールピルベートカルボキシラーゼ)を測定した。登熟途中の種子重量の変化は両品種ともに窒素追肥の有無によりほとんど差はなかったが、エンレイでは低窒素区の方が、タマホマレでは高窒素区の方がやや早かった。

タンパク質含量はエンレイでは窒素追肥をしない低窒素区で4244%、高窒素区で4042%、タマホマレでは低窒素区で36.537.5%、高窒素区で3436.5%で、種子の重量がエンレイで0.23g,タマホマレで0.24gでタンパク質含量は最も低くなりそれ以上の大きさでは種子重と共に増加した。また、脂質含量はタンパク質含量と全く逆の結果になり、エンレイでは低窒素区で1314.5%、高窒素区で14.516%、タマホマレでそれぞれ15.516%、1616.5%になった。これらのことから、開花期の窒素施肥により種子のタンパク質含量が低下し、脂質含量が増加することが分かった。登熟途中の種子の分析を行い、生育時期の違いの成分への影響を検討する。来年度は、種子の中での物質代謝について調べる。[目的]ダイズ種子のタンパク質と脂質の含量は品種や栽培環境により変動するが、どの様な機構によるか不明である。そこで、開花期に窒素肥料を与え、種子の成分含量への影響を調べた。[方法]2品種のダイズ(高蛋白品種:エンレイ"EN"、高脂質品種:タマホマレ"TM")を95年6月1日に播種し6月中旬に圃場に1株当たり2個体(株間隔20cm、1処理区5×1m、2連)を定植した。開花が始まってからしばらくの8月1日に1株当たり10gの硫安を株元にまいた(窒素施肥区、HN)。開花開始から60日頃から10日間隔で登熟途中の種子を3回採取し、凍結保存した。完熟種子は植物体が枯れた後に回収した。登熟途中と完熟した種子を重量の違いにより分離し、各々のタンパク質含量、脂質含量、アミノ酸と糖組成を調べた。[結果]両品種ともに窒素追肥の有無による種子の生長は、僅かに無施肥の方が速かった。タンパク質含量はENでは無追肥区(LN)で4244%、HNで4042%、TMではLNで36.537.5%、HNで3436.5%で、種子重がENで0.23g,TMで0.24gで最も低くなった。また、脂質含量は全く逆になり、ENではLNで1314.5%、HNで14.516%、TMでそれぞれ15.516%、1616.5%になった。登熟途中の変化を調べると、脂質は登熟初期での蓄積が速く、窒素施肥により増量した。一方、タンパク質はLNの方が速く蓄積した。遊離アミノ酸組成では、転流形態の主要なアミノ酸のグルタミン含量がHNで極端に少なくなった。これらのことから、窒素施肥により茎葉部の生育が盛んになり光合成が盛んになったことに依る糖の種子への転流量が増加する一方で、アミノ酸の転流が抑制され、その結果として、種子の成分含量に影響が出たと考えられた。
土壁ラーメン架構耐力特性の解明

土壁と土塗小壁が連続することにより構成されるラーメン架構の耐力特性を明らかにするため,土壁,土塗小壁,および,両者により構成されたラーメン架構の加力試験を行った.併せて,壁土の材料試験,数値解析を行った.実験結果として,土壁と土塗小壁が連続することにより構成されるラーメン架構の耐力は,構成要素たる土壁,土塗小壁の耐力の和であらわされることが判明した.土壁と土塗小壁が連続することにより構成されるラーメン架構の耐力特性を明らかにするため,土壁,土塗小壁,および,両者により構成されたラーメン架構の加力試験を行った.併せて,壁土の材料試験,数値解析を行った.実験結果として,土壁と土塗小壁が連続することにより構成されるラーメン架構の耐力は,構成要素たる土壁,土塗小壁の耐力の和であらわされることが判明した.本年度は,鳥取県中部地方の大工・左官による壁幅の異なる4種類の土塗り壁を対象として正負繰り返し加力実験を行った.試験体は,柱間隔1P(910mm)を基準として,0.5P,2P,3Pの計4種類を作製した.0.5Pは,通常,袖壁として耐力に算定されないが,伝統構法木造建物を限界耐力計算によって構造設計する場合,袖壁の影響を無視することはできないと考え,単体での実験を計画した.試験体高さは,土台から桁まで2730mmである.貫は3段で,断面は18×105mmである.貫穴は柱心に開いているが,貫の幅18mmより数ミリ大きく開けられ,薄い板状のくさびで埋められている.試験体に用いた木材は徳島県産のスギ材で,柱,土台および桁材はE70以上である.その結果,タイロッドや鉛直荷重を作用させない場合,1/30radを超える変形では柱脚が容易に引き抜ける,2P以上の幅があれば柱脚が引き抜けず持ちこたえることが期待できる.最大耐力は,壁幅にほぼ比例する,小舞竹の間隔が小さい場合,荒壁の一体性が不十分となって壁土が大きく剥落する可能性がある,ことが判明した.本実験により,竹小舞の間隔や設置,加力方法の問題点が明らかになったので,2009年度に継続して実施する実験では,竹小舞の間隔を30mm程度とし,鉛直荷重を作用させた実験とするように計画中である.また,壁土の材料試験(圧縮試験)を行った.試験体は,直径5cm,高さ10cmの円柱である.荒壁土の最大耐力は,0.30.55N/mm^2であり,中塗土の最大耐力は,0.50.9N/mm^2であった.平成21年度は,平成20年度に引き続き土壁の実験を行った.載荷方法は正負繰り返し載荷とし,必要に応じて柱の歪を計測した.また,土壁のひび割れ状況を細かくデータに取るため,計測機と連動した写真撮影機能を追加し,記録を取った.実験は3月末に終了した.結果として,土塗り小壁と1/4間土壁,「1/4間土壁+土塗り小壁小壁+1/4間土壁」との間に耐力の加算則が大まかに成立すること,土塗り小壁と半間土壁,「半間土壁+土塗り小壁」との間に耐力の加算則が大まかに成立すること,が分かった.今後は,木材の曲げヤング係数の測定(2点載荷)を行うほか,10月以降は,実験結果の整理・まとめを行う(以上,中治が担当).解析は,3月に実験データ取得した.そこで,数値解析による一次分析を行った.一次分析結果と実験データの照合を行ったところ,大きな差が生じた.その後,木造軸組部分(柱頭・柱脚の抵抗モーメント,引き抜け耐力)のパラメータ解析を行ったところ,実験結果を大まか説明可能な解析モデルを得た.ただし,パラメータ解析の結果から推測される誤差の原因は,柱頭・柱脚部の回転剛性である.実際の試験体の仕様が現在不明であり,この点からを今後検討したい.今後は,木材の曲げヤング係数の測定後に再度数値解析モデルを検討し,実験結果の説明を試みる.数値解析結果のまとめは,実験結果の整理・まとめを受けつつ,11月頃から行う(山田が担当),なお,平成20年度の壁土と平成21年度の壁土では,耐力が異なっており,数値解析と実験の照合を難しくしている.木造土塗り壁の正負繰り返し加力実験を行った結果,以下のことが確認できた・タイロッドや鉛直荷重を作用させない場合,1/30radを超える変形では柱脚が容易に引き抜ける.ただし,2P以上の幅があれば,柱脚が引き抜けず持ちこたえることが期待できる.・最大耐力は,壁幅にほぼ比例する.・小舞竹の間隔が小さい場合,荒壁の一体性が不十分となって壁土が大きく剥落する可能性がある.・今回の実験では,土塗小壁と土壁の最大耐力の加算則が成り立つ.(2)壁土の材料試験結果を図5,6に示す.壁土材料強度は,年度によって大きく異なった.特に荒壁土は,2倍以上の強度差が生じた.また,中塗り土は,最大圧縮強度は同程度であったが,割裂引張強度は1.5倍の差が生じた.(3)数値解析に実大試験の追試は,(2)壁土の材料試験結果を受け行った.

結果を図7に示す.図より分かるように,解析結果は,実大実験結果に比して,1caseを除いて初期剛性が小さい(1/31/2程度),1caseを除いて最大耐力が低めである(0.70.9倍程度),破壊後に急速な耐力低下が生じるCaseを模擬していない,などの差を生じている.これは,実大実験の最終破壊形式が「柱脚の引抜け」であり,柱脚の引抜け耐力がばらつくこと,および,引抜け時の荷重-変位曲線を完全弾塑性に置き換えた単純化した解析であったこと,が原因である.従って,実験自体が,当初の予定した壁土の破壊が主となる破壊形式では無かったため,結果として「土壁ラーメン架構」の耐力機構解明には至らなかった.また,最終変形時には,壁土の小舞からの剥離が生じており,土壁の終局耐力維持に課題を残した.
BMP・Wntシグナルネットワークによる全前脳胞症(HPE)発症機構の解明

全前脳胞症はヒトの前脳と顔面正中部が形態異常になる先天性奇形で、遺伝的原因として幾つかの染色体遺伝子座が明らかになりつつあるが、その発症機序はよくわかっていない。代表者はBMPシグナルを抑制して神経を誘導するBiz (BMP inhibitory zinc finger)/zbtb14を単離した。興味深いことに、Biz/zbtb14と、その結合因子(Biz associated protein, Bap)、それぞれが全前脳胞症の原因遺伝子座に位置する。本研究は神経形成におけるBiz/zbtb14とBapの機能的な相互作用、およびBMP・Wntシグナルネットワークに対する作用機序を解析し、全前脳胞症発症機構の解明を目的としておこなった。Biz/zbtb14とBapの過剰発現実験をおこない、Biz/zbtb14単独に比べて、Biz/zbtb14とBap両遺伝子を共発現させた場合に後方神経マーカーの発現が、より強く誘導されるだけでなく、前方神経マーカーOtx2やRx2Aの発現領域が縮小することがわかった。これらの結果から、前後軸形成においてBap遺伝子はBiz/zbtb14と協調的にはたらく事がわかった。また、表皮マーカーの発現も同様に、Biz単独に比べてBap共存下の方が、より激しく減少し、Bapは前後軸形成に対してだけでなく背腹軸に及ぼすBiz/zbtb14の効果も強めることが明らかになった。さらにBap機能阻害実験を行ったところ、後方神経マーカーの発現が低下する一方で前方神経マーカーOtx2やRx2Aの発現領域が拡大することがわかり、過剰発現実験の結果を裏付けることが明らかになった。以上の結果から、Bapは初期胚の神経形成に必要不可欠であり、Biz/zbtb14と協調して前方神経の抑制と後方神経の形成促進に関与することが強く示唆された。全前脳胞症(holoprosencephaly; HPE)は前脳と顔面正中部の形態形成が異常になる先天性奇形である。遺伝的原因として幾つかの染色体遺伝子座が明らかになりつつあるが、その発症機序はよく分かっていない。研究代表者は独自のスクリーニング法により、BMPシグナルを抑制して神経を誘導する因子としてジンクフィンガータンパク質Bizを単離し、BizがWntシグナルを促進して後方神経を形成することを見出した。興味深いことに、Bizと、その結合因子(Biz associated protein, Bap)は、全前脳胞症の原因遺伝子座に位置する。本研究は、神経形成におけるBizとBiz結合因子(Bap)の機能的な相互作用、およびBMP・Wntシグナルネットワークに対する作用機序を解析し、全前脳胞症(HPE)発症機構の解明を目的としている。今年度は、全長型とC末欠損型のBiz、およびBapをコードするmRNAを、単独および複数組み合わせてツメガエル胚に顕微注入する過剰発現実験により、BizとBapの機能的な相互作用を調べる実験をおこなった。神経誘導や頭部形成に対する影響は、背腹軸および前後軸マーカー遺伝子の発現について、アニマルキャップ(未分化、かつ多分化能を持つ外胚葉組織片)を用いた定量的RT-PCRや、WISH法で調べることにより解析した。その結果、BizとBapの両者を組み合わせた場合、神経マーカーsox2や後方神経マーカーhoxb9の発現が強く誘導されることがわかった。また、全前脳胞症(HPE)の原因遺伝子と考えられている遺伝子群(shh, zic2, six3等)についてもBizとBapを共発現したときの影響を調べており、興味深い結果を得ている。したがって、BizとBiz結合因子(Bap)が協調して神経形成に関与していることが強く示唆された。今年度は、全長型とC末欠損型のBiz、およびBapをコードするmRNAを、単独および複数組み合わせた条件でツメガエル胚に顕微注入する過剰発現実験をおこなった。その結果、BizとBapをそれぞれ単独で発現させた場合よりも、両者を組み合わせた場合に、神経マーカーsox2や、後方神経マーカーhoxb9の発現が、より強く誘導されることがわかった。また、全前脳胞症(HPE)の原因遺伝子と考えられている遺伝子群(shh, zic2, six3等)についてもBizとBapの過剰発現の影響を調べており、興味深い結果を得ている。したがって、BizとBapが協調して神経形成に関与していることが強く示唆された。申請当時は平成29・30年の計画としていた実験の中には、既に開始しているものもあり、おおむね研究は順調に進んでいる。研究代表者は独自のスクリーニング法により、BMPシグナルを抑制して神経を誘導する因子としてジンクフィンガータンパク質Biz (BMP inhibitory zinc finger)/zbtb14を単離し、BizがさらにWntシグナルを促進して後方神経を形成することを見出した。興味深いことに、Bizと、その結合因子(Biz associated protein, Bap)は、それぞれが全前脳胞症の原因遺伝子座に位置する。

本研究は、神経形成におけるBizとBiz結合因子(Bap)の機能的な相互作用、およびBMP・Wntシグナルネットワークに対する作用機序を解析し、全前脳胞症(HPE)発症機構の解明を目的としている。今年度は、これまでに行なってきたBiz単独の機能解析を論文として報告した。さらにBizおよびBapの過剰発現実験により、BizとBapの両者を組み合わせた場合、後方神経マーカーhoxb9の発現が、より強く誘導されることに加え、全前脳胞症(HPE)の原因遺伝子と考えられている遺伝子群の一つであるtgif1の発現がBiz単独、およびBizとBapを共発現したときに大きく変化することがわかった。また、Bapの機能阻害実験をおこなうため、ツメガエルL、S各染色体由来の遺伝子を単離、それぞれの塩基配列を確認してLとS両方の染色体由来遺伝子を同時に翻訳阻害することが期待できるモルフォリノオリゴを作製した。Biz単独に比べて、BizとBap両遺伝子の機能を阻害した胚で、hoxb9の発現が、より強く低下していることが明らかになった。今年度は、これまでに行なってきたBizの機能解析を論文として報告することができた。さらに前年度に引き続き、BizおよびBap過剰発現実験により、BizとBapの機能的な相互作用を調べた。神経誘導や頭部形成に対する影響は、背腹軸および前後軸マーカー遺伝子の発現について、アニマルキャップ(未分化、かつ多分化能を持つ外胚葉組織片)を用いた定量的RT-PCRや、WISH法で調べることにより解析した。その結果、BizとBapを共発現させた場合に後方神経マーカーhoxb9の発現が、より強く誘導されることに加え、全前脳胞症(HPE)の原因遺伝子と考えられている遺伝子群の一つであるtgif1の発現がBiz単独、およびBizとBapを共発現したときに大きく変化する興味深い結果を得ている。また、Bapの機能阻害実験をおこなうため、ツメガエルL、S各染色体由来の遺伝子を単離、それぞれの塩基配列を確認してLとS両方の染色体由来遺伝子を同時に確実に翻訳阻害することが期待できるモルフォリノオリゴを作製した。Biz単独に比べて、BizとBap両遺伝子の機能阻害した胚で、hoxb9の発現がより強く低下していることが明らかになった。したがって、BizとBapが協調して神経形成に関与していることが強く示唆された。さらにBizとBapの協調作用機構を詳細に調べるため、エピトープタグを付加したBap、および各機能ドメインを欠損したBapコンストラクトを作製済みである。よって、おおむね研究は順調に進んでいると判断する。全前脳胞症はヒトの前脳と顔面正中部が形態異常になる先天性奇形で、遺伝的原因として幾つかの染色体遺伝子座が明らかになりつつあるが、その発症機序はよくわかっていない。代表者はBMPシグナルを抑制して神経を誘導するBiz (BMP inhibitory zinc finger)/zbtb14を単離した。興味深いことに、Biz/zbtb14と、その結合因子(Biz associated protein, Bap)、それぞれが全前脳胞症の原因遺伝子座に位置する。
酵素融合ジンクフィンガー蛋白質を用いたエピジェネティック修飾解析システムの開発

本研究ではDNAのメチル化を始めとするエピジェネティック修飾を、がんをはじめとする種々の疾患の早期・術中診断の指標として利用することを想定し、アルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質(ALP融合ZFP)の開発、及びそれを用いた検出システムの開発を目的とし、研究を行った。平成29年度は、ALP融合ZFPを用いた種々の標的DNA検出システムの構築を行った。まず、ALP融合ZFPによって標的のDNAを検出できるかをプレートアッセイによって確かめた。標的DNAのモデルである大腸菌O157のゲノムDNAを検出したところ、標的DNAの濃度に依存してシグナルが上昇し、10コピーの感度から検出することができた。一方で、標的ではないサルモネラ菌のゲノムDNAを検出した際にはシグナルの上昇が観察されなかったことから特異性にも優れた検出法であることが示された。また、小型で高感度な標的DNAの検出系を構築するため、チップ電極を用いた標的DNAの電気化学的な検出システムの開発も行った。ここではプレートではなくアビジンビーズ上に標的DNAを固定しALP融合ZFPによる検出を行った。ビーズと基質であるp-aminophenyl phosphateを混合し、酵素反応によって生じる反応生成物をチップ電極上で検出することで、電気化学的に標的DNAの検出を行った。結果として、グルコース脱水素酵素を用いた場合よりも100倍程度高感度に標的DNAを検出することができた。以上本年度は、ALPを融合したZFPを用いて化学発光、または電気化学的なシグナルに基づく標的DNAの検出システムの構築を行った。昨年度Biosensors and Bioelectronics誌に報告したDNAのメチル化検出法と、本検出法を組み合わせることで、より高感度なDNAメチル化の検出が期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではDNAのメチル化やヒストンのアセチル化といった種々のエピジェネティック修飾を、がんをはじめとする種々の疾患の早期・術中診断の指標として利用することを想定し、アルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質(ALP融合ZFP)の開発、及びそれを用いた複数の網羅的エピジェネティック修飾修同時検出システムの開発を目的として研究を進めた。平成27年度はまず、ALP融合ZFPの遺伝子構築及び大腸菌による組換発現、そして精製後蛋白質の特性評価を行った。大腸菌由来のALP遺伝子をペプチドリンカーを介してZFP遺伝子に融合し、大腸菌BL21(DE3)を用いて組換発現を試みた結果、最適な培養条件の検討に成功し、ALP融合ZFPを得ることができた。また、組換生産したALP融合ZFPはアフィニティークロマトグラフィーを用いた精製を行い、精製蛋白質を得ることにも成功した。精製後の蛋白質の特性評価を行った結果、野生型の100分の1程度のALP活性を有すること、また野生型と同程度のDNA結合能および配列特異性を有することが分かった。本蛋白質を用いることで、従来用いていたグルコース脱水素酵素融合ジンクフィンガー蛋白質よりも高感度に標的のDNAの検出を行えることが分かった。今後は、ALP融合ZFPの活性を、電極を用いて電気化学的に検出する際の条件を検討する。そして、レドックスサイクルを利用することにより、標的のDNAを電気化学的にかつ、化学発光を用いた場合よりも高感度に検出することを目指す。また一方で、リヨン第一大学のLoic. J. Blum教授との共同研究により、ALP融合ZFPを用いて複数の標的DNAを同時に検出するためのシステムの開発も進めており、既に基板上にプリントした複数の合成DNAを検出することに成功している。今後は実サンプルの検出を行う予定である。アルカリフォスファターゼを融合したジンクフィンガー蛋白質の組換生産、精製条件の検討に成功しており、精製後の蛋白質の特性評価まで計画通り進んでいるため。また、精製したアルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質を用いて標的のDNAを感度良く検出できることも既に検討済みである。本研究ではDNAのメチル化やヒストンのアセチル化といった種々のエピジェネティック修飾を、がんをはじめとする種々の疾患の早期・術中診断の指標として利用することを想定し、アルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質(ALP融合ZFP)の開発、及びそれを用いた検出システムの開発を目的とし、研究を進めた。平成28年度はまず、ALP融合ZFPの標的DNAへの結合能の評価及びALP活性の詳細な評価を行った。ALPのN末端にZFPを融合した場合約2 nM程度のKdが、C末端に融合した場合では約1 nM程度のKdが算出された。このことから、いずれの末端に融合した場合でもZFPは十分な結合能を保持していることが分かった。また、ALP活性を、pNPPを基質として算出したところ、それぞれ約50 U/mg、及び約45 U/mgとなった。このことから、融合する末端の違いはALP活性にはあまり影響しないことが分かった。また、グルコース脱水素酵素を融合したZFPを用いたメチル化DNAの検出法の開発も試みた。結果として、従来法より短い時間で、前立腺がんの診断の指標となる遺伝子領域におけるDNAメチル化レベルの検出に成功した。本結果については診断分野の最高峰の学術誌であるBiosensors and Bioelectronics誌に報告した。今後、より簡便かつ高感度なエピジェネティック修飾の検出法開発が期待できる。

一方で、リヨン第一大学のLoic. J. Blum教授との共同研究により、ALP融合ZFPを用いて複数の標的DNAを同時に検出するためのシステムの開発も進めており、こちらは平成29年度中の論文投稿を目指す。アルカリフォスファターゼを融合したジンクフィンガー蛋白質の詳細な特性を評価し、標的DNAの検出に成功していること、また、グルコース脱水素酵素を融合したジンクフィンガー蛋白質を用いたDNAのメチル化の電気化学的な検出法の開発にも成功していることを踏まえ判断した。本研究ではDNAのメチル化を始めとするエピジェネティック修飾を、がんをはじめとする種々の疾患の早期・術中診断の指標として利用することを想定し、アルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質(ALP融合ZFP)の開発、及びそれを用いた検出システムの開発を目的とし、研究を行った。平成29年度は、ALP融合ZFPを用いた種々の標的DNA検出システムの構築を行った。まず、ALP融合ZFPによって標的のDNAを検出できるかをプレートアッセイによって確かめた。標的DNAのモデルである大腸菌O157のゲノムDNAを検出したところ、標的DNAの濃度に依存してシグナルが上昇し、10コピーの感度から検出することができた。一方で、標的ではないサルモネラ菌のゲノムDNAを検出した際にはシグナルの上昇が観察されなかったことから特異性にも優れた検出法であることが示された。また、小型で高感度な標的DNAの検出系を構築するため、チップ電極を用いた標的DNAの電気化学的な検出システムの開発も行った。ここではプレートではなくアビジンビーズ上に標的DNAを固定しALP融合ZFPによる検出を行った。ビーズと基質であるp-aminophenyl phosphateを混合し、酵素反応によって生じる反応生成物をチップ電極上で検出することで、電気化学的に標的DNAの検出を行った。結果として、グルコース脱水素酵素を用いた場合よりも100倍程度高感度に標的DNAを検出することができた。以上本年度は、ALPを融合したZFPを用いて化学発光、または電気化学的なシグナルに基づく標的DNAの検出システムの構築を行った。昨年度Biosensors and Bioelectronics誌に報告したDNAのメチル化検出法と、本検出法を組み合わせることで、より高感度なDNAメチル化の検出が期待できる。今後は、ALP融合ZFPの活性を、電極を用いて電気化学的に検出する際の条件を検討する。その際基質として、p-アミノフェノールを用いることで電気化学的なレドックスサイクルを利用し、標的のDNAを感度良く検出することを目指す。具体的には、化学発光を用いた場合よりも1000倍高感度に検出することを目指す。また、リヨン第一大学のLoic. J. Blum教授との共同研究も引き続き行い、複数の実サンプルから得られたPCRサンプルを一度の測定で検出するシステムの開発を来年度中に完了させることを目指す。今後は、特性評価を行ったアルカリフォスファターゼ融合ZFPを用いて実際にエピジェネティック修飾の検出を試みる。最終的には小型の電極を用いた簡便な診断用のセンサーの構築を目指す。
電気エネルギ-システムの運用・消費・輸送の効率改善に関する基礎研究

1.電気エネルギ-輸送に関する空間利用効率の改善;これまで検討を重ねてきた空間利用効率の高い電力輸送方式の多くが不平衡定数をもつ線路となることから、不平衡高密度送電の不平衡潮流計算と不平衡線路故障解析法の検討を行ない成果を挙げた。2.電力輸送コストを含めた分散型電源・エネルギ-貯蔵設備配置計画の評価手法について;各種エネルギ-貯蔵設備を系統に配置する場合の設置点をもっとも合理的にきめるために電力輸送コスト等を考慮にとった地点別受電コストという概念を導入し、設置点を具体的にきめる方法を提案した。3.貯蔵システムと電源設備の計画に関する研究;負荷需要の種々の時間的変動特性について統計的解析を行い、電源の固定費,可変費の経年変化を検討した。また在来の揚水発電所等の貯蔵設備および将来導入が検討されている超電導コイル,水素などの貯蔵設備を在来系統にもっとも合理的に組みこむための一つの方式について提案を行った。4.エネルギ-貯蔵装置の導入価置の総合評価;エネルギ-貯蔵装置導入による系統安定化効果について検討し、超電導コイル貯蔵装置の急速応答特性により、負荷急変時の周波数維持および安定度向上に大きな効果が期待できること等を明らかにした。5.超電導機器による負荷端での電力変動の補償;超電導エネルギ-貯蔵装置を超電導同期調相機としても用いることの可能性について研究を行い、系統の無効電力制御への適用について種々の検討を行った。6.同期発電機の特性表現に関する検討;電気エネルギ-システムの過度応動特性を従来以上に正確に把握するため、サ-チコイルをとりつけた同期機を種々の動作条件のもとで運転し、空隙磁束を計測することにより発電機の特性表現を検討することを試みた。
高プロトン伝導性ガラス膜の合成

室温で高い電気伝導度を有し、化学安定性に優れた高プロトン伝導性ガラス膜の開発するために、伝導度とガラス内のプロトンの結合状態との関連性を調べ、また、高プロトン伝導性ガラスを得るために、より多くの水素結合性プロトンを含有したガラスの組成および作製条件についての検討を行った。ガラスは、大面積化や薄膜化などの点で、焼結体に比べて利点があり、水素ガスセンサーや水素燃料電池などの固体電解質としての応用が期待できる。無アルカリで分子状の水を含まないリン酸塩ガラスの伝導度(σ_<417>)は、プロトン濃度([H^+](mol/l))に対して実験式:σ_<417>=A_0[H^+]^2で表され、A_0はOH結合エネルギー(v_<OH>)とlogA_0=-0.00970v_<OH>+17.1で表されることが分かった。このことから、高プロトン伝導性ガラスは、“低いv_<OH>"、“高い[H^+]"で実現できると予測できた。多くの分子状の水を含むガラスをゾル・ゲル法によって作製した。プロパノールに溶解したP_2O_5にZr(OC_3H_7)_4を反応させ、加水分解した後、60120°Cで数週間乾燥させて12mm厚のゲル膜を得た。DTA-TG測定から、ゲルには分子状の水(200°C付近までに離脱する水)が多く含まれているのがわかった。50%の相対湿度中で測定した伝導度は高く、6070°Cで乾燥して作ったゲルの、室温での伝導度は10^<-2>S/cmのオーダーであった。また、その活性化エネルギーは0.150.18eVであった。このような値は、これまで最高の高プロトン伝導性を示すとされている他の結晶での値と同等か、それより高い可能性があり、伝導性の高い“Superprotonic conductor"とも呼ぶべき非晶体が合成できることがわかってきた。今後、化学安定性や大面積化などを含め、実用性のあるガラス膜の作製の検討を行っていく。