hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外部磁場により変調できるヘリックスペプチドキャパシタの創成

金基板上にヘリックスペプチドを固定化し、外部刺激より、ヘリックスペプチドの長軸が、基板表面に対する傾き角を変化させる分子システムを構築し、分子メモリとしての展開を図る。外部刺激として、磁場や電場を取り上げている。磁場に対しては、磁性ナノ粒子をヘリックスペプチドの末端に結合させる。一方、電場応答型の分子システムでは、ヘリックスペプチドそのものがダイポールモーメントを有するため、外部電場にそのままで応答できると考えられる。そこで、まず、電場応答型分子システムの構築を行った。外部電場に応答して、ヘリックス軸の傾き角が変化する場合、その変化を簡便に検出できる必要がある。このために、ペプチドの末端にポルフィリンを結合した。具体的には、16量体ヘリックスペプチドのN末端にポルフィリンを結合したPor16SSおよびC末端に結合したSS16Porを合成した。ヘリックスペプチドの反対末端には、金基板への固定化のため、リポ酸が結合している。合成において、ポルフィリンの酸素存在下での光酸化反応により、リポ酸が酸化されてしまうことから、様々な反応の工夫を行った。これらのペプチドを金基板に固定化し、FTIR-RAS測定により、ヘリックスペプチドの基板法線方向からの傾き角を求めた。さらに、基板のUVスペクトルを測定したところ、基板表面で隣接するポルフィリン環はJ会合体を形成していることがわかり、ヘリックスペプチドの傾き角と対応していることが示された,AlaとAibとの交互配列をもつ16量体ヘリックスペプチドの末端にポルフィリンを導入した。合成の確認は、マススペクトルおよびNMR測定により行った。このペプチドを、金基板上に固定化した自己組織化膜を調製し、ポルフィリン環の相互作用を、UV測定により評価した。CV測定によるブロッキング観察より、このペプチドの自己組織化膜は稠密であることが示された。ソーレー帯の吸収極大波長は、溶液中の415nmから長波長に移動したことから、隣接するポルフィリン環は、J会合体様であることが示された。ヘリックス軸の基板法線方向からの傾き角は25度前後であり、垂直配向と考えられる。これに対して、ポルフィリン環は、基板方向に倒れていると解釈される。ポルフィリンをもたないヘリックスペプチドとの混合SAMを調製したところ、ポルフィリンの表面密度が低下するにも関わらず、ソーレー帯の長波長側へのシフトは小さくなった。このことから、ポルフィリン環自身に、head-to-tail型に並ぶ特性があることが示唆された。この特性に基づいてポルフィリンが並ぶために、ヘリックス軸の傾き角も小さくなっていることが考えられる。外部刺激により、ヘリックス軸の法線方向からの傾き角を変えるには、今後、ポルフィリン環の配向を水平配向から垂直配向に近づける必要がある。このためには、ポルフィリン環にZnを配位させ、隣り合うポルフィリン環を二価配位子で固定化するなどの工夫が必要と思われる。さらに、基板のUVスペクトルを測定したところ、基板表面で隣接するポルフィリン環はJ会合体を形成していることがわかり、ヘリックスペプチドの傾き角と対応していることが示された,
幼若永久歯の裂溝齲蝕予防法に関する臨床的研究

本研究では、裂溝填塞材として使用されている光硬化型グラスアイオノマーセメント(フジIIILC)の保持率の改善を目的に、歯面処理剤の使用によりセメントの歯質接着性がどう変化するかを剪断による接着強度試験にて調査した。被験歯としては牛下顎前歯を使用した。被験歯は研究費にて購入した研磨機(MINIMET1000)にて唇側エナメル質を耐水研削紙600番まで研磨し被着面とした。被着面を各種歯面処理剤で20秒間処理し、10秒水洗、10秒乾燥の後、直径4mm×高さ1.5mmのテフロンチューブを被着面に置き、練和したセメントをチューブ内に填塞し、30秒間光照射した。出来上がった試料は、24時間37°Cの水中に保存した後、5°C30秒・55°C30秒を1回とし、500回のサーマルサイクリング試験実施後、剪断試験を実施し接着強度を測定した。実験群は歯面処理剤の種類によって(1)無処理群、(2)デンティンコンディショナ-群、(3)キャビティーコンディショナ-群、(4)CAagent群、(5)ボンドウェルLCコンディショナ-群、(6)スコッチボンドエッチングジェル群の6群とし、1群の試料数は8個とした。測定の結果、接着強度は(1)群5.54±1.31Mpa、(2)群12.51±1.84Mpa、(3)群15.21±1.41Mpa、(4)群15.19±1.14Mpa、(5)群15.23±1.02Mpa、(6)群15.10±1.45Mpaであった。有意差検定(t検定)の結果、(1)群と(2)(6)群の間、および(2)群と(3)(6)群の間には有意差があった(P<0.005)。今後このデータをもとに核種歯面処理剤を臨床使用し、フジIIILCの保持率に差が出るかを検討し、最適な歯面処理剤を検討する予定であるが、既に(2)群で使用した歯面処理剤を臨床使用して得られた3年調査データをまとめることが出来たので、この結果を第75回LADR総会(平成9年3月1923日、アメリカ)にて報告した。
新規インドール化合物MA-5による難治不妊の克服を目指した研究

新規インドール化合物であるMA-5は、ミトコンドリアにおけるATP合成賦活やミトコンドリア遺伝子変異動物モデルの臓器の機能低下の補完、生存性の改善に寄与する。本研究では、MA-5の生殖補助医療技術への様々な応用の可能性を動物実験モデルによって幅広く検証し、配偶子、胚のミトコンドリア機能改善や、受精率や良好胚作出向上による難治性不妊治療における応用を目指した礎とする。
未利用遺伝子資源としての低栄養細菌の利用に関する研究

[背景と目的]低栄養条件下でのみ増殖が可能な絶対低栄養細菌は、これまで生物工学的利用は一部除きなされていない。これらの微生物は、未開であるが故に未知の可能性を秘めていると考えられる。本研究は、低栄養細菌を遺伝子資源と捕らえ、生物工学における利用価値のある遺伝子を探し出すことを目的としている。本年度は環境ホルモンの低栄養細菌による分解を行なった。環境ホルモンとして、有機スズ(トリフェニルスズ)を選び、トリフェニルスズとその分解物を検出する方法を確立すると共に、トリフェニルスズを分解出来る低栄養細菌を自然界よりスクリーニングすることを第1の目的とし、第2に新たに自然界よりイソクエン酸リアーゼの遺伝子を持つ低栄養細菌の分離も目的とした。[方法]トリフェニルスズならびにその分解物の検出は、トロポロンと結合させることにより極性を小さくしてベンゼンに抽出可能とし、その後プロピル化、GC-FPDにより行なった。トリフェニルスズ分解低栄養細菌の自然界からのスクリーニングは、トリフェニルスズ耐性菌の中からトリフェニルスズ分解物をつくる菌を検出することで調べた。[結果]ベンゼンに抽出することが困難なジフェニルスズが、トロポロンと結合することで抽出できるようになり検出可能となった。また、トリフェニルスズ含有培地で馴養した菌の培養液からジフェニルスズが検出された。しかし、自然界から純粋分離した低栄養細菌からはジフェニルスズ分解物は現在のところ確認されていない。以上のトリフェニルスズ分解低栄養細菌とは別に、当研究室では自然界より多くの低栄養細菌を分離してきている。これら低栄養細菌を用いて、昨年度決定した低栄養細菌のイソクエン酸リアーゼ遺伝子の探索を続行しているところである。低栄養条件下でのみ増殖が可能な絶対低栄養細菌は、これまで生物工学的利用は一部を除きなされていない。この微生物は、未開であるが故に未知の可能性を秘めていると考えられる。本研究は、低栄養細菌を遺伝子資源としてとらえ、生物工学において利用価値のある遺伝子を捜し出すことを目的としている。まず、天然界(とくに水田、活性汚泥、海洋)からレプリカ法を用い絶対低栄養細菌を分離した。これら菌株を用い、アルカリホスファターゼ、イソクエン酸リアーゼについて研究した。アルカリホスファターゼについてはOT662株について酵素学的性質を調べたところ、Km、Vm値ともに高栄養菌とは大きな差を見出し得なかった。一方、OT622株の生成するイソクエン酸リアーゼについてはYarrowia lipolyticaのKm値と比べて1/3と小さく、親和性の高いものであった。そこでOT662株からイソクエン酸リアーゼ遺伝子の分離を試みた。常法通り染色体DNAから他の菌からのイソクエン酸リアーゼの保存領域IとIIIを用いPCR増幅し、予想通り400bpよりわずかに小さい増幅断片を得た。この断片の遺伝子解析を行ったところ、396bpからなり、保存領域IIが認められたので、このものがICL遺伝子の一部であると結論ずけた。今後、この全塩基配列をクローニングし、低栄養細菌のICL遺伝子の全容を明らかにしていく予定である。本研究は、低栄養細菌を遺伝子資源としてとらえ、生物工学において利用価値のある遺伝子を探し出すことを目的としている。本年度は、昨年度に引き続き、絶対低栄養殺菌を天然界、とくに海洋からレプリカ法を用いて分離を続行した。また、昨年度低栄養細菌として分離したOT622株のイソクエン酸リアーゼ遺伝子について配列決定も続行した。得られた結果は以下のように要約される。1.新たに海洋から絶対低栄養細菌を10株分離した。

これらの菌については環境ホルモンである有機スズ(トリフェニルチン)分解能を調べた結果、3株が培養培地から有機スズを明らかに減少させていることを見い出した。この事から、低栄養細菌による低濃度環境ホルモンの生分解の可能性が示唆され、今後、これに関与する酵素を調べていきたい。2.昨年度決定したOT622株のイソクエン酸リアーゼの保存領域396bp以外の塩基配列の決定を行ったが、余り大きな進展はなかった。[背景と目的]低栄養条件下でのみ増殖が可能な絶対低栄養細菌は、これまで生物工学的利用は一部除きなされていない。これらの微生物は、未開であるが故に未知の可能性を秘めていると考えられる。本研究は、低栄養細菌を遺伝子資源と捕らえ、生物工学における利用価値のある遺伝子を探し出すことを目的としている。本年度は環境ホルモンの低栄養細菌による分解を行なった。環境ホルモンとして、有機スズ(トリフェニルスズ)を選び、トリフェニルスズとその分解物を検出する方法を確立すると共に、トリフェニルスズを分解出来る低栄養細菌を自然界よりスクリーニングすることを第1の目的とし、第2に新たに自然界よりイソクエン酸リアーゼの遺伝子を持つ低栄養細菌の分離も目的とした。[方法]トリフェニルスズならびにその分解物の検出は、トロポロンと結合させることにより極性を小さくしてベンゼンに抽出可能とし、その後プロピル化、GC-FPDにより行なった。トリフェニルスズ分解低栄養細菌の自然界からのスクリーニングは、トリフェニルスズ耐性菌の中からトリフェニルスズ分解物をつくる菌を検出することで調べた。[結果]ベンゼンに抽出することが困難なジフェニルスズが、トロポロンと結合することで抽出できるようになり検出可能となった。また、トリフェニルスズ含有培地で馴養した菌の培養液からジフェニルスズが検出された。しかし、自然界から純粋分離した低栄養細菌からはジフェニルスズ分解物は現在のところ確認されていない。以上のトリフェニルスズ分解低栄養細菌とは別に、当研究室では自然界より多くの低栄養細菌を分離してきている。これら低栄養細菌を用いて、昨年度決定した低栄養細菌のイソクエン酸リアーゼ遺伝子の探索を続行しているところである。
新興技術が持つデュアルユース的性格とその社会的統制に関する研究

現代の高度科学技術は多かれ少なかれデュアルユース技術の性格を有している。特にIT技術でその傾向が顕著で、技術がテロや犯罪に悪用される可能性もある。米国等においても、デュアルユースに関する制度的・政策的研究は、国防政策研究、科学技術政策研究などの間隙に落ちて、十分な研究蓄積がない。一方で、近年の米国の動向をみると、大学における統制、市場による統制、研究過程の公開による民主的統制など多様な社会的統制方式が発達している。本研究はこれらの事例の精査を参考にしつつ、新興技術のデュアルユース性の社会的統制のあり方を検討する。
遺伝に関わる実習の制約を解決する教材としての子のう菌類の研究

遺伝子診断やゲノム編集技術の大衆化を目前にした時代背景を踏まえ,実体験に根ざした遺伝リテラシーの向上を目指す。そのために,中学校から大学において容易に実施可能,かつ,基礎から発展的な内容までを体系化した,遺伝に関わる実習プロトコルを開発する。問題となる生体の扱いと系統の維持は,真核菌類を教材とすることによって解決する。これによって,多くの生徒たちが,対立遺伝子の分離と伝達,および,対立遺伝子の相互作用によって形質が決定されるしくみを観察できるようにする。
宿主免疫系を修飾するマダニ由来セリンプロテアーゼインヒビター(セルピン)の解析

セリンプロテアーゼは血液凝固、補体活性化をはじめ広く神経・免疫系に作用するなど重要な生理機能をもつ。セリンプロテアーゼインヒビターであるセルピンは、セリンプロテアーゼ活性を制御することにより生体の恒常性の維持を担っている。マダニは宿主に吸血すると約2週間という長期にわたり吸血を行なう。この吸血を促進するためマダニは唾液腺より種々の蛋白質を分泌する。この分泌蛋白のうちの1つとしてセルピンが考えられている。このマダニ分泌蛋白質により宿主の免疫系は修飾(免疫抑制、抗炎症作用)され、それがマダニの吸血促進に役立つと同時にダニ媒介性病原体の伝播を助けている。他の生物間で知られているセルピン遺伝子内の保存されているアミノ酸配列をもとに設計したプライマーを用いて、フタトゲチマダニ(Haemophysalis longicornis)唾液腺抽出RNAを鋳型に3'および5'RACE法を行った。これまでに4つの遺伝子が得られた。これらの遺伝子は他のダニ(Ixodes ricinus)のセルピン遺伝子と高い相同性を示した。このうち1クローン(HLS1)について大腸菌により組み換え蛋白を発現させ、抗ダニワクチンの可能性について検討したところ若ダニ、成ダニで有意なワクチン効果を認めた。HLS1遺伝子は吸血刺激により主にダニの中腸で発現するタンパクであり唾液腺では発現していなかった。現在、病原体伝播の阻止について検討している。この分泌蛋白のうち主役を担っているのがセルピンと考えられている。これまでセルピンはオウシマダニ(Boophilus microplus)に検出されているが性状は不明である。日本の主要なマダニであるフタトゲチマダニ(Haemophysalis longicornis)ではいまだ検出されていない。そこでフタトゲチマダニでセルピンを検出し、その生物性状を明らかにし、これを利用してダニ媒介性病原体の伝播を防ごうとするものである。まず、他の生物間で知られているセルピン遺伝子内の保存されているアミノ酸配列をもとに設計したプライマーを用いて、H.Longicornis唾液腺抽出RNAを鋳型に3'および5'RACE法を行った。このうち1クローンについて大腸菌により組み換え蛋白を発現させ、抗ダニワクチンの可能性について検討したところ若ダニ、成ダニで有意なワクチン効果を認めた。現在生物活性等について検討している。他の生物間で知られているセルピン遺伝子内の保存されているアミノ酸配列をもとに設計したプライマーを用いて、フタトゲチマダニ(Haemophysalis longicornis)唾液腺抽出RNAを鋳型に3'毒よび5'RACE法を行った。

これまでに4つの遺伝子が得られた。これらの遺伝子は他のダニ(Ixodes ricinus)のセルピン遺伝子と高い相同性を示した。このうち1クローン(HLS1)について大腸菌により組み換え蛋白を発現させ、抗ダニワクチンの可能性について検討したところ若ダニ、成ダニで有意なワクチン効果を認めた。HLS1遺伝子は吸血刺激により主にダニの中腸で発現するタンパクであり唾液腺では発現していなかった。現在、病原体伝播の阻止について検討している。
頭頸部のリンパ管構築-コンピューターによる三次元再構築-

口腔領域の臓器におけるリンパ管構築はほとんど検索されていない。リンパ管は形態的に細静脈と類似しており、免疫組織化学、酵素組織化学的染色法での完全な染め分けができない上、三次元構築の検索には不向きである。本研究では組織の完全連続切片を作成し、リンパ管であることが確認できる部位からリンパ管を追求した。これらの二次元画像をコンピューターで三次元構築し、リンパ管構築を検索した。【舌】舌下面ではリンパ管の大きな網目から舌下粘膜下への盲端形成は認められなかった。口腔底では、筋肉および下顎骨の表面を前後方向にリンパ管が走行しており、これらから樹枝状に口腔底粘膜に向かって盲端を形成していた。【顎下リンパ節】辺縁洞内には多数の隔壁状あるいは衝立状の突起が存在した。突起が疎な部位は液体成分が流れ易いため、流入直後のリンパは網目状に拡がり、経時的に衝立状突起の間を拡散するが、隔壁状突起の部位を通過することはできないため、時間が経過しても一定範囲を越えて拡散することはないと考えられた。細胞成分は衝立状突起が密な部位をも通過できないため、辺縁洞内において細胞成分の通れる通路が存在するものと考えられた。【歯肉】口唇と歯槽歯肉を区分している陥入上皮と歯槽の間には目の粗いリンパ管網が形成されていた。盲端形成は認められなかった。【食道】上皮直下の二層の筋層と上皮の間の固有層には稀に盲端を形成するリンパ管の網目があり、筋隙を通過して外側のリンパ管網に合流していた。この網目から出る集合リンパ管は筋隙を通過して食道外膜の集合リンパ管に合流していた。【下顎骨】下顎孔には下顎神経とともに筋隙を走行する集合リンパ管が入り込み、下顎管内では下歯槽動脈とともに走行していた。オトガイ孔から出入りしているリンパ管は確認できなかった。本研究は今まで顧みられることのなかったリンパ管構築に注目し、成体における頭頸部の各臓器のリンパ管構築を明らかにし、さらに、胎生期におけるリンパ管の発生を追及するものである。現在までのところ、実験手技的な問題点を解決することができた。すなわち、従来のパラフィン切片では切片の厚さが厚すぎ、毛細リンパ管の走行を追及することが不可能であり、集合リンパ管であっても周囲組織による圧迫等で扁平な部位では見逃す恐れがあった。さらに薄節時の切片の変形も認められたが、樹脂包埋による切片作成により、さらに薄い、しかも変形の少ない切片の入手が可能になった。これにともなって、染色液もコントラストの強いトルイジンブルー染色により、リンパ管の観察が容易になった。これらの試料作成法によって、現在、舌のリンパ管構築を舌背、舌下、そして対向する口腔粘膜のリンパ管構築を検索しているところである。舌下面粘膜上皮下リンパ管は上皮直下の舌腱膜内を太さ30μmの非常に太いリンパ管が大きな網目を構成しながら、舌小帯の中を走行しているオトガイ舌筋筋束に沿って下方に向かい、顎舌骨筋の上方を後方に走行していた。舌下粘膜に対向する口腔底粘膜上皮下では舌下面より細いが、数が多く、樹枝状を呈していた。

本研究は今まで顧みられることのなかったリンパ管構築に注目し、成体における頭頸部各臓器のリンパ管構築を明らかにし、さらに胎生期におけるリンパ管の発生を再検証することにある。樹脂包埋試料の3μm薄切切片作成技術の確立により、昨年の結果であった舌のリンパ管構築に加えて、本年は顎下リンパ節のリンパ管構築(平成11年日本リンパ学会発表)、胎生18日齢マウス歯肉のリンパ管構築(平成11年歯科基礎医学会発表)、脳髄膜のリンパ管構築(平成11年日本解剖学会東北・北海道連合地方会発表)、食道のリンパ管構築(平成12年日本微小循環学会発表)を明らかにした。顎下リンパ節では輸入リンパ管が辺縁洞に合流する際、鋭角に合流し、その部位の内面には弁様構造が存在すること、さらに辺縁洞内には二種類の隔壁が存在し、液成分は拡散するが、細胞成分には流路を形成するものと液成分の拡散をも妨げるものが確認された。これは辺縁洞の分画化を構成しているものと考えられた。歯肉のリンパ管では歯肉のリンパ管構築が口唇のリンパ管構築に比べて粗で吸収効率に劣ることが明らかになったが、試料が胎生期であるため、現在成体における構築を検索している。脳髄膜のリンパ管では、頸静脈孔の部位に注目して観察し、孔直上のクモ膜外表面に盲端を形成して毛細リンパ管が存在することを明らかにした。食道のリンパ管では、上皮直下に始まる、他の部位と比較すると非常に短い盲端を形成する毛細リンパ管網、内層と外層の筋肉の間のリンパ管網、外層の筋肉の外側に存在するリンパ管網の3層が確認された。口腔領域の臓器におけるリンパ管構築はほとんど検索されていない。リンパ管は形態的に細静脈と類似しており、免疫組織化学、酵素組織化学的染色法での完全な染め分けができない上、三次元構築の検索には不向きである。本研究では組織の完全連続切片を作成し、リンパ管であることが確認できる部位からリンパ管を追求した。これらの二次元画像をコンピューターで三次元構築し、リンパ管構築を検索した。【舌】舌下面ではリンパ管の大きな網目から舌下粘膜下への盲端形成は認められなかった。口腔底では、筋肉および下顎骨の表面を前後方向にリンパ管が走行しており、これらから樹枝状に口腔底粘膜に向かって盲端を形成していた。【顎下リンパ節】辺縁洞内には多数の隔壁状あるいは衝立状の突起が存在した。突起が疎な部位は液体成分が流れ易いため、流入直後のリンパは網目状に拡がり、経時的に衝立状突起の間を拡散するが、隔壁状突起の部位を通過することはできないため、時間が経過しても一定範囲を越えて拡散することはないと考えられた。細胞成分は衝立状突起が密な部位をも通過できないため、辺縁洞内において細胞成分の通れる通路が存在するものと考えられた。【歯肉】口唇と歯槽歯肉を区分している陥入上皮と歯槽の間には目の粗いリンパ管網が形成されていた。盲端形成は認められなかった。【食道】上皮直下の二層の筋層と上皮の間の固有層には稀に盲端を形成するリンパ管の網目があり、筋隙を通過して外側のリンパ管網に合流していた。この網目から出る集合リンパ管は筋隙を通過して食道外膜の集合リンパ管に合流していた。【下顎骨】下顎孔には下顎神経とともに筋隙を走行する集合リンパ管が入り込み、下顎管内では下歯槽動脈とともに走行していた。オトガイ孔から出入りしているリンパ管は確認できなかった。
遺伝性神経難病患者・家族と看護職の協働教育プログラムの開発

本研究は、遺伝性神経難病である家族性アミロイドポリニューロパチーに焦点を当て、患者・家族と看護職のニーズ調査をもとに、看護職に対する遺伝看護教育プログラムを開発することを目的として実施した。患者・家族のニーズ調査から、発症前遺伝子診断を受けて生きる人、発症者、家族といった立場の様々な苦悩や葛藤の様がわかった。また、看護職も遺伝性疾患ということで、対応に困難を感じていた。これらの結果に基づき、教育プログラムに盛り込む内容を検討した。今年度は、遺伝性神経難病患者・家族および看護職に面接調査を実施するための文献検討および研究の概念枠組みを行った。また、遺伝性神経難病には様々な疾患があるが、国内外の文献検索の結果、研究目的と照らし合わせて疾患を疾患をFamilial Amyloidotic Polyneuropathy(FAP)に限定した。疾患を限定することによって、疾患特異性が明確になること、看護職の教育プログラムの作成が焦点化しやすいことが利点として挙げられた。患者・家族の調査対象者については、国内の患者会「道しるべの会」「たんぽぽの会」に依頼し、患者・家族および看護職へ面接調査を実施するためのインタビューガイドを作成した。FAPは、日本・スウェーデン・ポルトガルに多い常染色体優性遺伝の予後不良の神経難病である。日本では、遺伝性ニューパチーの中で最も多い疾患といわれており、難病指定されている。国内外で看護に関する論文は、筆者らの論文しか見当たらなかった。そこで、今年度は、研究の概念枠組みを明確にするために、筆者らが報告したFAP患者・家族に対する看護研究論文5本についてメタ分析を実施した。その結果、看護職に必要な遺伝看護実践能力として、以下のことが必要であった。(1)患者だけでなく、配偶者・子ども・きょうだいも遺伝病であることの苦悩を述べていることから、看護職は患者とその家族の精神的支援を行う。(2)患者・家族は、遺伝について間違った情報を得ている人もいたため、看護職は、患者・家族が遺伝情報を正しく理解することができるように情報の提供を行う。(3)患者は、複数の症状を抱えながら生活していたため、看護職は、患者の生活支援、他の部門との連携を行う。これらの結果より、遺伝看護教育プログラムには以下の内容を盛り込む必要性が明らかになった。(1)精神的支援(2)遺伝情報の提供(3)生活支援(4)他の部門との連携今年度の研究目的は、昨年度明らかにした家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)患者・家族が抱えている課題をもとに、(1)さらに具体的に患者・家族の現状および課題を明確にし、(2)看護職の課題を明確にすることであった。熊本大学医学部倫理委員会の承認を得て、患者・家族9名に対して面接調査を実施した。研究対象者は、患者については、発症して移植を受けた患者・発症前遺伝子診断を受けているが未発症の者に調査を行った。家族については、配偶者をFAPで亡くした者、子どもの発症の不安を抱えている者とした。患者7名は30代60代であった。家族2名は、50代80代であった。研究対象者に承諾を得て、ICレコーダーに録音したものを逐語録にし、内容分析の手法を用いて質的帰納的に分析した。その結果、患者については、(1)家族や親戚の中で、遺伝する病気ということは何となく理解していたが、親戚づきあいが疎な場合は自分のこととしては受け止めておらず、FAP専門医を受診するという直接的な行動をとることにつながっていなかつた。(2)家族内に同病者がいる場合は、特に移植の可否が気持ちの明暗を左右していた。(3)ドナーとなるために発症前遺伝子診断を受けることを意志決定した人がいた。結果、陽性であり、ドナーにもなることができずにいたが、家族内に同病者がいることで、ともに励ましあい、事態を前向きに受け止めて生さていくことを選択していた。移植という対症療法があることは、生きる希望となっていた。その一方で、将来のドナー候補者への気かねも感じていた。(3)親に対してわだかまりを語った人はいなかったが、自分が子どもに遺伝させているかしれないことへの罪責感があった。(4)配偶者とその家族への対応は、これまでの研究対象者からは大きな課題は聞かれなかったが、独身の未発症患者からは、結婚するときの相手への説明責任を考えている責任感が語られた。当該年度は、(1)家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)患者,家族の現状及び課題の具体化・明確化(2)看講職の課題の明確化(3)それらをもとに、遺伝看護の教育プログラムを作成することを目的として研究を行なった。患者10名・家族14名に対して調査を継続し、当該年度は、のべ53回のフォローアッブインタビューを行った.その結果、FAP家系に生きるものの軌跡として、以下のことが明確になった。

家系員は、子ども時代に若い親の闘病と死を体験しており、遺伝性であることがわからなかったり、家系内で遺伝が語られなかったことで、家系員が次々に発症する恐怖を感じていた。未発症のものに、自分がat riskだと知ることで衝撃を受け、将来の治療に備えて発症前遺伝子診断を受検し発症を覚悟して生きる決意をしていた。発症者は、肝臓移植を受けるかどうか葛藤しながらも移植を決断し、移植後様々な社会資源を使って闘病生活を乗り越えていた。配偶者は、夫や妻を亡くした悲嘆に浸る間もなく、学童期の子どもを片親で育てる苦労や子どもの発症の不安を絶えず抱えながら日々過ごしていた.親、きょうだい、子ども、そして婚家の人々といった家族の最小単位の中で、遺伝性であることが大きな課題となっている現状が追究できた。しかしその一方で、課題を家族で乗り超える強さも見出された。一方、看講職は、遺伝学の基礎的知識の不足、遺伝的課題を抱えた患者・家族への関わり方や支援仕方、子どもへ遺伝情報の伝え方、遺伝子検査に関する情報不足、遺伝子診療部門との連携方法などが課題として挙げられた。以上の結果をもとに、遺伝性神経難病に携わる看護職への遺伝看護教育プログラムには、わかり易い遺伝学の基礎知識、遺伝を主軸に置いた家族アセスメントを含む家族支援、遺伝子検査の課題、遺伝子診療部門の紹介を盛り込むことが必須であり、1週間ごとに46回実施できるプログラムを作成した。
膜性腎炎の抗原解析

EHS腫瘍をMeshを用いて細胞成分に分離しし200mMNa_2CO_3緩衝液に浮遊しホモジェナイザーを用いて細胞を懸濁した。懸濁液を10,000rpmで遠心後上清をさら33,000rpmで超遠心し沈渣を得た。この沈渣より細胞外基質を除去する目的で0.5MNaCl注に浮遊させ同様に超遠心し再び沈渣を得た(EHC-UCP)、この沈渣は電子顕微鏡的検索によりほぼ細胞膜成分であることを確認した。EHS-UVPを計160mgアジュバントとともにラットに免疫したところ、免役6週より蛋白尿が出現し15週の観察期間中蛋白量は増加し屠殺時には約500mg/dayに達した。形態学的観察では光顕上免役後8週より糸球体基底膜の肥厚を認め15週ではこの変化はさらに顕著となりSpike形成も認められた。蛍光抗体法による検索においては糸球体係蹄壁に沿っ顆粒状にIgGとC3の沈着を認め顆粒の大きさは経時的に増大した。電顕的観察では上皮下にelectron dense depositを認めその大きさは経時的に増大した。これらの形態学変化はヒト膜性腎症に極めて類似していた。さらにEHS-UCP中の腎炎発症責任抗原を検索する目的で本腎症モデルにおいて糸球体に沈着した免疫グロブリン(EHS-IgG)を抽出精製して免疫ブロティング法を行った。EHS-UCPをPVDF膜に転写しEHS-IgGと反応させたところ63Kdに反応を認めた。以上の結果よりEHS腫瘍により惹起されたEHS腎症の責任抗原はEHS腫瘍の細胞膜中に存在する63Kdの蛋白質であることが強く示唆された。また、ヒト膜性腎症において併発することのある、大腸癌、胃癌と本抗原との関連について検索したところこれらの腫瘍組織にも分子量63Kdの本抗原が存在することが免疫ブロティング法により明らかになり、免疫組織化学的検索によりその抗原は腫瘍細胞の細胞膜に存在することが示された。
胚血球および血管内皮細胞の分化制御機構

本研究課題では、両生類Xenopus laevisを用いで、第一に、胚における原始赤血球の分化を制御している誘導因子の性状解析、第二に血球と血管内皮細胞の分化が互いに関連しあっているのかどうかの検証をおこなった。まず血球誘導における胚葉間相互作用を明確にするため、植物極細胞質除去胚を用いた実験を行った。植物極細胞質除去胚は背側構造を失い中胚葉からは主に赤血球のみが分化する。血球細胞の誘導に対する外胚葉細胞の重要性を調べるため、細胞質除去胚または対照胚が胞胚期に達した時に、動物極組織の切除を行った。細胞質除去胚から動物極組織を除くと、赤血球の分化マーカーα-globinの発現量は動物極細胞の除去量に応じて減少した。また、血球分化における外胚葉細胞の重要性は、外胚葉と中胚葉の接触を断ち、両者の間の相互作用をなくした外原腸胚においても示された。従って、中胚葉からの血球細胞の分化には、内胚葉からの中胚葉誘導活性に加えて、隣接する外胚葉細胞による特異的な誘導作用が必要である事が明らかとなった。次に、血管内皮細胞の分化マーカーtie-2の発現を指標に血管内皮細胞と血球の分化を制御している因子の検索をおこなった。BMP-4(骨形成蛋白質)を過剰発現させた外植体においては、赤血球の分化が誘導されるのみならず血管内皮細胞の分化も促進された。また逆に内在性のBMPシグナルを阻害された外植体では血球、血管内皮両系列の細胞分化が阻害された。従ってBMP-4が両系列細胞の分化に必須であることがわかった。一方BMP-4のみで血球と血管内皮細胞がどのように分岐してくるかを説明することができず、本研究ではFGF(繊維芽細胞増殖因子)がこれら2つの系列細胞の分化にかかわっていることを発見した。以上より、発生過程における血球、血管内皮細胞の分化は互いに密接にかかわり合っており、それらの分化は特定の分子によって統合的に制御されているごとが明らかとなった。本研究課題では、両生類Xenopus laevisを用いて、第一に、胚における原始赤血球の分化を制御している誘導因子の性状解析、第ニに血球と血管内皮細胞の分化が互いに関連しあっているのかどうかの検証をおこなった。植物極細胞質除去胚は背側構造は失うが、原腸陥入は正常に起こり中胚葉が形成されるため、外植片を用いた実験よりも胚葉間の相互作用を保持している点で、より生体に近い状態を反映していると考えた。細胞質除去胚から動物極組織を除くと、α-globinの発現量は動物極細胞の除去量に応じて減少した。

従って、中胚葉からの血球細胞の分化には、内胚葉からの中胚葉誘導活性に加えて、隣接する外胚葉細胞による特異的な誘導作用が必要である事が強く示唆された。次に、血管内皮細胞の分化マーカーtie-2の発現を指標に血管内皮細胞と血球の分化を制御している因子の検索を腹側帯域外植片を用いておこない、FGFがこれら2つの系列細胞の分化にかかわっていることを発見した。実際bFGF RNAを割球に顕微注入し、腹側帯域外植片での血球・血管内皮細胞の発現を調べると、α-globinの発現はほとんど消失し、一方Xtie-2の発現は増加した。またドミナントネガティブ変異受容体XFD RNAを割球に顕微注入すると、α-globinの発現領域は広がり、tie-2の発現領域は顕著に縮小した。本研究課題では、両生類Xenopus laevisを用いて、第一に、胚における原始赤血球の分化を制御している誘導因子の性状解析、第二に血球と血管内皮細胞の分化が互いに関連しあっているのかどうかの検証をおこなった。昨年度は主に外胚葉に由来する血球分化誘導活性についてその性状を解析した、続いて今年度は血管内皮細胞の分化マー力ーtie-2の発現を指標に、血管内皮細胞と血球の分化をそれぞれ制御している因子を探索し、その性状を解析した。まず、BMP(骨形成蛋白質)シグナルが両系列細胞への分化にどのように働くかを調べた。BMP-4を過剰発現させた外植体においては、赤血球の分化が誘導されるのみならず血管内皮細胞の分化も促進された。また逆に内在性のBMPシグナルを阻害された外植体では血球、血管内皮両系列の細胞分化が阻害された。BMPシグナルが血管内皮細胞の分化に重要な意義をもつことは脊椎勲物で初めて示されえ知見である。一方、BMPシグナルのみでは血球と血管内皮細胞がどのように分岐してくるかを説明することができず、それ以外の何らかの因子の関与が示唆された。これを明らかにする目的でwnt、FGF、notchなどいくつかの分子の関与を検討した結果、FGF(繊維芽細胞増殖因子)がこれら2つの系列細胞の分化にかかわづていることを発見した。bFGF RNAを割球に顕微注入し、腹側帯域外植片での血球・血管内皮細胞の発現を調べると、赤血球の分化マーカーα-globinの発現はほとんど消失し、一方tie-2の発現は増加した。またドミナントネガティブ変異受容体XFD RNAを割球に顕微注入することにより内在性のFGFシグナルを阻害すると、α-globinの発現領域は広がり、tie-2の発現領域は顕著に縮小した。以上より発生過程における血球、血管内皮細胞の分化は互いに密接にゆかわり合っており、それらの分化は特定の分子によりて統合的に制御されていることが明らかとなった。
高次細胞機能研究における微生物の役割ー微生物分子生物学の再評価ー

微生物研究が今後の分子生物学の進展のために再評価される必要があるとの判断から、わが国を代表する微生物分子遺伝学分野の研究者を糾合し、わが国における当該分野振興の方策を探り、重点領域研究を設定する可能性を検討することを目的として発足した。その結果、平成4年度発足重点領域申請領域情報伝達ネットワ-クの分子遺伝子学的研究を申請することになった。本申請領域では、遺伝解析系が確立している微生物を用いて、A生活環、B細胞分化、C刺激応答、D形態形成の4つの細胞機能について、これらを支配する遺伝子ネットワ-クの実体を分子レベルで明かにしようとするものである。このため、Aにおいては、酵母を用いて、細胞周期、ホルモン信号の受信機構、減数分裂の開始の信号、Bにおいては、枯草菌、サルモネラ菌、大腸菌、ならびに、放線菌を用いて、細胞分化開始シグナル、シグマ因子のカスケ-ド、ゲノムの再編成および細胞周期との関連、Cにおいては大腸菌とAgrobacterium属細菌を用いて、環境刺激に対する運動性応答、栄養飢餓、植物からの刺激、浸透圧等に対する細胞応答、またDにおいては、大腸菌、酵母を用いて、蛋白質の細胞内輸送とオルガネラ形成、機能的構造体の形成等の問題に焦点を当てる。これらの研究成果は高等生物にモデルを提供するのみならず、詳細に解析された微生物細胞を、生きた試験管(細胞試験管)として用いる高等生物遺伝子研究の道を開き、応用分野、例えばわが国が誇る発酵工業にも再び新しい解析技術を供給マることも充分に期待できる。この準備として、2回の班会議を開催したほか、小グル-プによる打ち合せ集会を三回行った。また、日本遺伝学会第62回大会のシンポジウム[微生物をモデルとした高次細胞機能の解析]を提案し援助した。
植物二次代謝における配糖化反応の分子遺伝学的代謝工学

植物における二次代謝産物の生合成および代謝は、いくつかの基本的な炭素骨格の生合成に引き続き、水酸化や配糖化、アシル化などの修飾反応を経て行われる。これら修飾反応は、それぞれの植物に特有の二次代謝産物の最終蓄積パターンを決定しており、生物活性発現にも深く関わっている。本研究では、この植物二次代謝産物の配糖化酵素およびその他の代謝変換酵素を分子細胞生物学的に解明し、その知見に基づいた配糖化の分子遺伝学的な代謝工学を目的とした。1.全ゲノム配列が明らかになったシロイヌナズナの想定フラボノイド配糖化酵素遺伝子を同定し、これらの組み換えタンパク質を発現させる無細胞系を確立した。2.シロイヌナズナゲノムへのT-DNA挿入によって想定フラボノイド配糖化酵素遺伝子の発現が抑制された突然変異体を獲得した。3.これらのin vitroとin vivoの解析結果から、シロイヌナズナゲノムに新規フラボノイドラムノース転移酵素と新規フラボノイドグルコース転移酵素遺伝子を同定できた。4.さらに、シスチンを分解変換するシスチンリアーゼ候補遺伝子をシロイヌナズナから単離し、無細胞系でその形質発現を行って酵素学的諸性質を明らかにした。その結果、以前アミノ酸代謝酵素をコードすると考えられていた遺伝子は新規シスチンリアーゼであると結論づけた。
宇宙X線観測用撮像型半導体素子の開発

本年度は昨年度の成果にもとづき、PIN型シリコンダイオードのアレイを用いた宇宙X線撮像デバイスの開発のため、以下のような研究を行った。(1)単一のPINダイオード素子を用い、プリアンプの性能向上およびアナログ処理技術の向上をはかった。この結果、常温でも数KeV以上のエネルギー域で安定な動作を実現することができた。光帰還方式も検討を行っている。(2)上に述べたシステムを-30°Cまで冷却し、温度とエネルギー分解能の相関を調べることにより、雑音に寄与するさまざまな成分の評価と分離を行った。現状ではリーク電流が効いているようである。(3)複数個の素子をアレイ状に並べた場合の、効率の良い信号読み出し方式を、いろいろな角度から検討した。一素子ごとにプリアンプを設けて信号処理する方法が最適であるが、処理回路がぼう大になってしまう。これに代わる方法として、プリンアンプ初段のFETのみは一素子ごとに設け、それ以降の信号をマルチプレクス処理する方法を実験的に検討した。また実際の観測を想定したシミュレーションを行った。(4)上の場合、ある素子にイベントのあったことを認識し、その素子の位置をエンコードする技術が鍵になると考えられる。以上のように本年度の研究を通じ、シリコンダイオードアレイを用いたX線撮像デバイスの基礎特性を把握し、技術的問題点を整理し、同時に開発の指針を得ることができた。ただし、時間の都合上、プリアンプの一部を組み込んだ独自のダイオードを試作するまでには至らなかった。本年度は本研究の初年度にあたる。研究はほぼ当初の計画に沿って行なわれ,以下のような成果が得られた。1.研究環境の整備。既存の設備と新規購入品を組み合わせることにより,真空排気系,冷却系,デ-タ取得系などを整備した。2.低雑音電荷増幅器の開発。半導体を用いたX線検出器には,低雑音電荷増幅器が決定的な役割をもつ。このため増幅器初段のFETやフィ-ドバック低抗の細かい吟味を行ない,低雑音の品種を選定した。また電源からの雑音を減らし,音響雑音を遮継するなど,増幅器の改良に力を注いだ。3.市販PINダイオ-ドの特性試験。2.で開発した増幅器を用い,市販の5×5素子のPINダイオ-ドアレイの特性試験を行なっている。理時点では常温で約0.5keV(rms),ー20°Cで0.3keVの雑音レベルが得られており,すでに約8keVより上のエネルギ-域では,常温でも優れたX線検出器として作動している。4.位置読み出し方法の開発。ダイオ-ドアレイの信号を,なるベく良い特性を損わず簡便に読み出す方法を考案中である。この目的のためには,よく似た信号読み出し方法を用いた位置検出型蛍光比例計数管がたいへん参考となるので,本研究を支援するため蛍光比例計数管の位置読み出し方法の改良も行なっている。5.PINダイオ-ドの特性を把握する目的で,結晶シンチレ-タの発光をダイオ-ドで受ける実験を行い,約keV以上のエネルギ-域では有効に使えることを示した。6.今後の特性試験にそなえ,X線発生装置,2次タ-ゲット,XZテ-ブルなどを組み合わせた較正システムを構築しつつある。
微細砂を高濃度に含む流れの構造に関する研究

本研究を進めるに当たり、次の二つのテーマに焦点を絞ってこれを推進した。1.圧力構造の解明微細砂を含む流れの圧力は、流体圧(間隙水圧)、粒子の相対運動(衝突など)に伴う動的圧力、および粒子同士の接触に伴う静的な圧力とからなっているものと考えられる。これらを次のような手順で解明した。(1)粒子径100μ600μの微細砂を用いて粒子濃度が0から40%程度の流れを作り、河床の平衡勾配を測定した結果、粗粒子のものよりも小さくなることが判明した。さらに、これは場の流れに起因することを明らかにした。(2)粒子流、土石流および浮遊砂流に関する研究成果ならびに上述のデータに基づいて圧力構造の定式化を図った。2.エネルギー散逸構造の解明平均流のエネルギー散逸は、主として場の乱れ、粒子と流体の相対速度、粒子間摩擦によって起こることに着目し、散逸関数を次のように定式化した。(1)1.の成果に基づいて、流れの上層と下層とではエネルギー散逸機構が異なることを明らかにし、上層では場の乱れによる散逸が卓越し、下層では粒子摩擦および粒子衝突による散逸が卓越することを見い出した。(2)場の流れによるエネルギー散逸については、浮遊砂流に関する知見をもとにこれを定式化し、粒子衝突および粒子間摩擦によるものは、上述の動的圧力および静的圧力に関する成果に基づいて定式化した。ついで、平均流の全エネルギー散逸率(散逸関数)を各散逸の和として表示した。(3)粒子濃度040%の流れを作り、等流水深、流速分布、濃度の鉛直分布等から、上述のエネルギー散逸関数に含まれる係数を決定した。
運動負荷時における、血中乳酸濃度の唾液によるモニタリング

運動負荷中の血中乳酸濃度の測定は、被検者の有酸素的運動能力の評価や、相対的運動強度の推定などに広く用いられているが、血中乳酸濃度の測定には採血を伴うため、被検者に対する負担が大きいことや、負荷する運動の種類によっては運動を一時停止する必要があるなど、様々な問題点が指摘されており、簡易方法による血中乳酸濃度動態モニタリングの開発が期待されている。そこで本研究では、電極センサーシステムによる唾液中乳酸濃度測定の妥当性を検討したうえで、運動負荷中および回復過程における唾液中の乳酸濃度を測定し、その濃度動態の特徴について検討した。また、血中乳酸濃度の上昇と唾液中乳酸濃度の上昇時間のタイムラグを計測して、実際の運動場面における唾液中乳酸濃度測定の妥当性について検討した。その結果、安静時における血液と唾液中の乳酸濃度にr=0.873の高い相関が認められ、唾液による血中乳酸濃度のモニタリングの可能性が示唆された。また、運動負荷時における血液中および唾液中乳酸濃度の最高値について比較検討した結果、血液と唾液中の乳酸濃度にr=0.730の高い相関が認められ、その最高値の発現には平均12.8分のタイムラグがあり、唾液中乳酸濃度は回復過程平均19.0分目に最高値を示すことが明らかになった。これらの結果から、運動負荷終了後約20分経過時点における唾液中の乳酸濃度を測定することにより、負荷した運動の相対的強度を推定可能であることが示唆された。今後さらにセンサーの改良を重ね、唾液中の乳酸濃度を正確に測定することを可能にして、運動能力の判定および運動強度の監視面における唾液中乳酸濃度測定の有用性について、検討を加える予定である。
分子識別能を有するインテリジェント配糖錯体の設計

1.本研究では、分枝状テトラミンであるトリス(2-アミノエチル)アミン;trenを用いることにより、[Ni(aldose_3-Ttren)]^<2+>という新しい型の配糖錯体の合成を試みた。出発原料としてNiSO_4・6H_2Oを選択した場合、L-Rhamnoseについては異なるタイプの結晶性錯体が得られ、この錯体と目的の錯体との関連について詳細に検討した。2.配糖錯体の合成trenと4倍当量の糖(D-Mannose,L-Rhamnose)をメタノール中で180240分間5055°Cで反応させ、Ni(II)塩(ハロゲン化物、硫酸塩)を加えた後、Sephadex LH-20により分離精製を行い、青色成分から青色粉末が、また、硫酸ニッケルとL-rhaの場合は空色の結晶が得られた。測定得られた錯体について、元素分析、電子吸収(AB)、円偏光二色性(CD)、赤外線吸収(IR)、固体の透過(TR)スペクトル、および磁化率の測定を行った。X線結晶構造解析[Ni((L-Rha)_3-tren)(SO_4)]・H_2O・3CH_3OH(錯体1)の結晶の最終的なR値は8.4%であった。3.元素分析結果等は、錯体1を除くといずれの錯体も、糖を3分子含む配糖錯体[Ni(aldose_3-tren)]X_n(X=CT、Br、SO_4^<2->)(n=1 or 2)であることを示している。これらは糖分子間の水素結合で安定化された構造をとり、さらにtrenの3級窒素が八面体の3回軸方向から配位したmono face-capped octahedralであると考えられる。また、配位子であるN-グリコシドの糖部分が配位する前に対イオンであるSO_4^<2->がキレート配位した構造であることが判明した。さらに、錯体1からBaX_2(X=Cl、Br)を用いてSO_4^<2->を引き抜いたところ、[Ni(aldose_3-tren)]^<2+>型になることがAB、CDスペクトルにより支持されたので、これは目的の錯体の前駆体であると推定される。以上、本研究により分子内にtren部分の疎水場と糖部分で形成される親水場の両方を持つ分子識別能を有する新しい反応場の構築への手掛かりを得ることができたものとみなされる。
植物から見る長江流域の自然と地域開発

本研究の目的は、中国長江流域の開発が、自然環境とどのように関わりながら進展したのかを考察することである。とくに、開発と植物との関係、人々の植物への認識変化の分析を通して、長江流域の地域開発、地域文化の特性を検討しようとするものである。本年度は当初、四川盆地の山間部を中心に、サンショの普及と利用法を調査することを予定していたが、5月に発生した四川大地震により調査の実施が困難となってしまった。そのため、昨年度に引き続き、長江下流の江南デルタ地帯を対象に、自然環境と水利開発、植物との関係を考察した。2009年9月には中国・江南地域への実地調査を行い、太湖南岸の〓田、銭唐江の防潮堤(海塘)、紹興平野の鑑湖などの水利施設を考察した。長江、銭塘江、太湖等の江南の河川・湖沼は、この地域おける生産・定住環境の造成に不利な条件を与えてきた。そのため、人々は技術を駆使して様々な施設を造営し自然改良に務めてきた。湿地帯改良のための〓田、逆流を防ぐための海塘、鑑湖と呼ばれる治水・灌漑防潮設備を備えた貯水池などは、江南における水利開発を象徴する設備である。その開発の過程では、湿地帯におけるサトイモ(水芋)や堤防における桑など、環境に適した植物・作物が選ばれて積極的に栽培されてきた。具体的な水利施設の調査を通して、自然環境の開発と植物の関係を考える上で、貴重な成果を見いだすことができた。本研究の目的は、中国南方(長江流域)の地域開発が、自然環境とどのように関わりながら進展したのかを考察することである。とくに、植物に対する人々の認識、利用方法の分析を通して、地域開発、地域文化を検討する。本年度は、具体的作物として落花生をとりあげ、文献史料(明清期の地方史や農書)の分析に加えて、江蘇省北部と黄河下流域の現地調査を行った。そして、落花生の普及と地域開発との関わりを長江下流域と黄河下流域の比較を通して検討した。落花生は、万暦三十七年刊『仙居県志』に見られる「落花生」の記載を根拠に、1600年頃にインドネシアを経由して福建に伝わったと考えられている。後に、長江下流域に普及するが、江南では「香芋」と呼ばれ、芋類として認識されていた(『常熟県志』、『種芋法』)。黄河下流域における落花生の普及は、長江流域よりも遅く、乾隆『臨清県志』において最も早い落記載が見える。大運河沿いに位置する臨清県は南方とも通じていたため、落花生が早く伝播したと考えられるが、黄河下流域に広く普及するのは清代末頃だと考えられている。沙地での栽培に適した落花生は、長江下流域の沙州や、黄河下流域の氾濫原に広がる沙地で栽培されるようになった。とくに、長期間、荒れ地として開発の対象にならなかった山東、河北、河南の黄河旧河道では長江下流域に遅れて、普及していった。20世紀に入ってからは、欧米を中心に中国産落花生油に対する需要が高まり、黄河下流域においては重要な経済作物となった。落花生は、長い間荒れ地として放置されていた沙地が開発の対象へと転じる重要な転機をもたらした作物ととらえることができよう。とくに、植物に対する人々の認識、利用方法の分析を通して、地域開発、地域文化を検討することを目指すものである。本年度は長江流域における自然環境と開発の問題を考える上での基礎的研究となる論考、「戦国時代の灌漑事業をめぐる研究の現状と課題」を執筆し、地域開発史のカギとなる水利灌漑事業をめぐる問題点と課題を整理した。2008年1月には中国・上海へ赴き、復旦大学歴史地理研究中心において中国北方地区・南方地区それぞれの開発史を専門的に研究する歴史地理学者との学術交流を行った。このような機会がもてたことは、最終年度の研究・現地調査を行ううえで大きな意義があった。また、今年度は本研究課題との比較研究として、漢代北方辺境地域を対象とした考察を行い、論文「漢代北方辺境と大同盆地」を執筆した。辺境防衛に特化した北方地区は、自然地理環境は勿論のこと、開発のあり方も南方とは全く異なっている。南と北という異なる地域における開発のあり方を比較することにより、中国の長江流域における自然環境と開発の特異性がより明確になったと思われる。以上のように、本年度は、長江流域の開発を考えるための基礎研究・比較研究に重点をおいて、研究を進めた。山椒等の植物を通した開発の具体的分析については、来年度の調査を通して行う予定である。

2009年9月には中国・江南地域への実地調査を行い、太湖南岸の〓田、銭唐江の防潮堤(海塘)、紹興平野の鑑湖などの水利施設を考察した。長江、銭塘江、太湖等の江南の河川・湖沼は、この地域おける生産・定住環境の造成に不利な条件を与えてきた。そのため、人々は技術を駆使して様々な施設を造営し自然改良に務めてきた。湿地帯改良のための〓田、逆流を防ぐための海塘、鑑湖と呼ばれる治水・灌漑防潮設備を備えた貯水池などは、江南における水利開発を象徴する設備である。その開発の過程では、湿地帯におけるサトイモ(水芋)や堤防における桑など、環境に適した植物・作物が選ばれて積極的に栽培されてきた。具体的な水利施設の調査を通して、自然環境の開発と植物の関係を考える上で、貴重な成果を見いだすことができた。
原子間力分光法を用いたニアフィールド信号の物質依存性の測定と解析

平成9年度は、原子間力とニアフィールド信号を同時に測定する方法について検討を行った。とくに、原子間力顕微鏡(AFM)の探針をエバネッセント場内に持ち込んだときに発生するカンチレバ-の熱変形について考察し、実験および解析的にその様子を明らかにした。AFMの探針を近接場顕微鏡のエバネッセント場内に持ち込むと、AFMレバ-がたわむことを実験で確認した。そのたわみ量を力に換算すると10^<-10>10^<-12>N程度であり、この値は通常報告されているエバネッセント場で働く光の力(10^<-12>N)と同程度またはそれ以上の大きさであった。この原因を探るために幾つかの実験を行った結果、レバ-のたわみは光の力より散乱光による熱変形が支配的であることが分かった。探針で散乱された光がレバ-内で吸収され、レバ-に熱変形が生じる。とくに、レベ-の変位検出のために施されている金属薄膜によって、レバ-は線膨張の異なる2層構造を構成することになり、温度変化がたわみを引き起こす。この現象は金属コートの厚さが増すほど顕著であった。また、エバネッセント場を強度変調すると、レバ-振動の周波数特性は光の力で現れる2次遅れ的なものにならず、低周波数領域において振動振幅の減衰や位相遅れが現れる複雑なものであった。そこで散乱光が引き起こす熱変形について理論解析を行い、その特性を数値計算で調べた。その結果、熱変形の解析結果が実験による複雑な周波数特性とよく一致することが分かり、レバ-のたわみの主な原因が熱変形であることが裏付けられた。熱変形の解析では、2層構造のカンチレバ-に対し、散乱光の吸収による温度分布とそれによる熱応力を求め、これが引き起こすレバ-振動の様子を求めた。また、エバネッセント波を共振周波数付近で強度変調すれば、熱変形の影響が少なくなり、光の力を計測できる可能性があることが分かった。