hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
(プロ)レニン受容体を介した脳・心血管・腎臓障害進展メカニズムの解明

本研究では(プロ)レニン受容体を用いた脳・心血管・腎臓障害に対する新しい予防・治療戦略の基盤を構築するため、(1)動物疾患モデルを用いた実験、(2)全長型、可溶性型、膜貫通型(プロ)レニン受容体の機能解析、(3)血中・尿中濃度の測定を行った。大脳皮質特異的(プロ)レニン受容体ノックアウトモデルは重度の脳萎縮を呈した。(プロ)レニン受容体は細胞小胞pHを制御すること、LC3B等のオートファジー関連タンパク質を制御していた。また、血漿可溶性(プロ)レニン受容体は血漿レニン活性等と独立しており、透析導入患者や腎炎患者、膵癌患者において上昇していた。本年度、(プロ)レニン受容体を用いた脳・心血管・腎臓障害に対する新しい予防・治療戦略の基盤を構築するため、(1)動物疾患モデルを用いたインターベンション実験、(2)全長型、可溶性型、膜貫通型PRRの機能解析、(3)ELISAを用いた血中・尿中濃度の測定を行った。(1)動物疾患モデルを用いたインターベンション実験:動物疾患モデルを用いた検討では、脱水負荷環境下での腎臓における(プロ)レニン受容体及びレニン・アンジオテンシン系構成因子、(プロ)レニン受容体を切断するFurinの遺伝子発現、タンパク質発現を腎臓の各セグメントで検討した。加えて、(プロ)レニン受容体floxマウスに誘導性Creを発現するマウスを掛け合わせ、(プロ)レニン受容体組織特異的ノックアウトモデルを作製した。現在、RT-PCR、Western blot、免疫組織染色により、表現型の検討を行っている。(2)全長型、可溶性型、膜貫通型PRRの機能解析:全長、可溶性、膜貫通型のそれぞれの機能を解析するため、(プロ)レニン受容体の全長、可溶性、幕貫通型のそれぞれのプラスミドDNAを作製した。これらのプラスミドDNAに加え、ヒトの遺伝子変異で過剰発現するexon4が欠失した配列、Furin切断部位に変異を入れた配列についても作製した。現在、マウス(プロ)レニン受容体flox/flox ES細胞および初代神経幹細胞を作製し、各プラスミドの導入を行っている。(3)ELISAを用いた血中・尿中濃度の測定:まず、健常者の血液・尿を用い(プロ)レニン受容体測定法のバリデーションを取り各種採血条件における(プロ)レニン受容体可溶性成分の安定性を確認した。可溶性(プロ)レニン受容体は血漿中に単量体で存在し、血漿レニン活性等と独立していることが明らかとなった。本研究では(プロ)レニン受容体(PRR)を用いた脳・心血管・腎臓障害に対する新しい予防・治療戦略の基盤を構築するため、(1)動物疾患モデルを用いたインターベンション実験、(2)全長型、可溶性型、膜貫通型PRRの機能解析、(3)ELISAを用いた血中・尿中濃度の測定を行った。(1)動物疾患モデルを用いたインターベンション実験:動物疾患モデルを用いた検討では、脱水負荷環境下での腎臓におけるPRR及びレニン・アンジオテンシン系構成因子のタンパク質発現を腎臓の各セグメントで検討した。加えて、PRR大脳皮質特異的ノックアウトモデルを作製した。本モデルは出生0日目で重度の脳萎縮を呈し、LC3B等のオートファジー関連タンパク質が誘導されていた。2.全長型、可溶性型、膜貫通型PRRの機能解析:全長、可溶性、膜貫通型のそれぞれの機能を解析するため、PRRの全長、可溶性、幕貫通型、ヒトの遺伝子変異で過剰発現するexon4が欠失した配列、Furin切断部位に変異を入れた配列のプラスミドを作製した。全長、可溶性、幕貫通型で細胞小胞のpH上昇が抑えられたが、exon4が欠失した配列、Furin切断部位に変異を入れた配列ではpH上昇が抑えられず、PRRは細胞小胞pHを制御することで細胞の恒常性維持に関連していることが示唆された。3. ELISAを用いた血中・尿中濃度の測定:可溶性PRRは血漿中に単量体で存在し、血漿レニン活性等と独立していることが明らかとなった。また、透析導入患者や腎炎患者、膵癌患者において血漿可溶性PRR濃度が上昇していた。分子生物学本研究は、(プロ)レニン受容体の脳・心血管・腎臓障害への関与とその作用機序を動物実験モデル及びヒトを対象として検証し、その病態生理学的役割を解明するため、(1)動物疾患モデルを用いたインターベンション実験、(2)全長型、可溶性型、膜貫通型(プロ)レニン受容体の機能解析、(3)ELISAを用いた血中・尿中(プロ)レニン受容体濃度の測定の3テーマを行うことを計画している。

(1)、(2)、(3)のそれぞれのテーマ共に概ね当初の計画通り実験が進展しており、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。本研究計画は順調に推移しており、次年度もこのまま研究計画通りに本研究課題を遂行する。現時点で研究計画の変更はなく、研究を遂行する上での問題点も見当たらない。
染色体機能ドメイン制御の可塑性とその意義

本研究は、最近申請者が開発した染色体複製ドメイン構造を単一細胞で、かつゲノムワイドに調べることができる新しい手法(scRepli-seq法)を用いて、これまでアプローチが困難であった個々の細胞レベルでの染色体構造制御を明らかにすることを目指している。最終的には、そのような制御を生み出すメカニズム解明にむけた基盤情報を当該研究分野に提示することを目標としている。本年度は、昨年度に引き続きマウスES細胞および神経前駆細胞からデータを収集した。また、scRepli-seq法のプロトコール改良を進め、SNP情報を利用して単一細胞内の父方と母方由来染色体を区別した解析系や、より低コストで実験を行える系を確立した。さらに収集したデータの解析パイプラインの確立を進めた。染色体ドメイン構造の安定性を定量的に再評価したところ、昨年度に得られた結果(大部分の複製ドメイン構造は個々の細胞レベルで非常に安定に形成されている)に加えて、これまでの解析では気付かなかったドメイン構造制御の特徴が明らかになった。具体的には、1)細胞分化の過程で構造変化を起こす染色体ドメインは、未分化状態の細胞では構造的に不安定な傾向がある、2)この不安定性は、細胞が分化すると消失する、ということが明らかとなった。細胞分化状態と染色体構造制御の関係を示す非常に興味深い結果である。現在、これらの知見を取りまとめて論文として投稿中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、染色体複製ドメイン構造(DNA複製の開始や複製フォークの進行が協調して制御される染色体構造単位)を単一細胞で、かつゲノムワイドに調べることができる新しい手法を用い、これまでアプローチが困難であった個々の細胞レベルでの染色体構造制御を明らかにすることを目指している。本年度は、マウスES細胞、それから分化させた神経前駆細胞、ヒトRPE網膜色素上皮細胞を対象に、申請者が確立した次世代シーケンサーを用いたシングルセル複製ドメイン解析(single cell replication domain sequencing: scRepli-Seq)を進めた。主にデータの収集に注力し、得られたデータの詳しい解析は現在進めている途中であるが、現時点で以下のことを明らかにすることができた。1)細胞集団の解析から明らかになっていた細胞分化に伴う複製ドメイン構造の変化が、シングルセルレベルでも明確に検出できた。3)細胞の分化状態にかかわらずほとんどの複製ドメインは個々の細胞レベルでも安定に形成されているが、一部の複製ドメインに関しては個々の細胞間でバリエーションがあることが明らかになった。構造的に安定、不安定な染色体複製ドメインを世界ではじめて体系的に示した点は画期的であると言える。予定通りさまざまな単一細胞サンプルからのデータ収集を進めることができた。得られたデータの質に関しても、細胞集団データと比較して特に問題はなかった。実験開始当初、マウスES細胞から得られるデータの質に問題があることが分かった。細胞種ごとにサンプルの調製法に微妙な変更を行うことでこの問題を解決することができ、予定通り計画が進んだ。データの解析をさらに進め、個々の細胞レベルで観察された複製ドメイン制御のメカニズムについて明らかにしていく。マウスES細胞では、これまで多くのエピゲノム解析情報がデータベースとして蓄積されている。これらを利用することで、個々の細胞間で構造的バリエーションが大きいドメインを特徴付けるようなクロマチン制御を探索する。また、単一細胞における遺伝子発現データとの比較も行い、これまでの実験から明らかとなっている複製ドメイン制御との関係を調べる。
マイクロ凝集液滴の接触角を測定することによる表面エネルギー分布評価手法の提案

MEMSトライボロジーにおいて,摩擦力や付着力の制御のためには,接触面の表面エネルギーを制御する事が必要である.そこで,環境制御型SEM内で冷却ステージにより,試料を冷却し,試験表面上の岬オーダーの液滴を観察することで,局所領域の表面エネルギーの評価を試みた.局所領域の表面エネルギーが決定されれぱ,面全体の表面エネルギーの分布の評価,いわゆる表面エネルギーのマッピングが可能となる.昨年度,本手法の可能性が示されたので,本年はシリコンウエハ上に100500nmの厚さでアルミ薄膜蒸着し,フォトレジストを施すことで,パターン形状及び寸法を変化させた試験片を作成し,アルミ蒸着膜の部分とシリコン基板上の部分の表面エネルギーの評価を試みた.パターン形状は円形であり,パターンの直径は,30,50,70,及び120μmである.アセトン及びエタノールにより超音波洗浄された後に環境制御型SEM内で評価された.その結果,直径30μmのシリコン基板が暴露した円内の部分より,水滴の凝縮は開始し,その際の接触角は平均62°であった.この値は従来の巨視的な液適法で測定したシリコンの接触角とほぽ同程度の値である.以上の結果より,本研究により直径30μmの微小局所領域の表面エネルギーの評価が本方法で可能である事が明らかになった.MEMSトライボロジーにおいて,摩擦力や付着力の制御のためには,接触面の表面エネルギーを制御する事が必要である.しかし,種々の特殊なプロセスで微細加工された表面は,材料だけでなくプロセスによっても,各部で表面エネルギーが異なることが考えられるが,実際の部材において,各部毎に計測する方法はない.ところで,研究代表者は,耐摩耗硬質膜の摩擦摩耗特性の評価を行ってきた.その際,肉眼では摩耗が見えず,またAFMでも測定できないぐらいの摩耗痕深さであっても,息を吹きかけるだけで,摩耗痕の唖置を判腹することが可能であった.さらに環境制御型SEM内で冷却ステージにより,試料を冷却したところ,試験表面でμmオーダーの液滴が観察されたが,その接触角が,1mm直径の液滴の接触角とほとんど同じであった.このような背景から,試料表面に表面エネルギーの分布があった場合,その分布を結露させた液滴の接触角を測定することにより,推定することが可能である.また,蒸気として,極性を有する水と非極性のヨウ化メチレンを用いることで,表面エネルギーの分散力成分と水素結合成分を分腹することが可能となる.本研究では,MEMS用の材料としては,Siウエハが代表である.そこで,ウエットエッチングやドライエッチング等の各種プロセスで,MEMSの実際の部品を製作し,微小表面を有する各面の表面エネルギーをμmサイズの液滴で測定し,腹に製作した大面積を有する試験片のmmサイズの液滴による表面エネルギーの結果と比較することで,本手法の有効性を明らかにした.MEMSトライボロジーにおいて,摩擦力や付着力の制御のためには,接触面の表面エネルギーを制御する事が必要である.そこで,環境制御型SEM内で冷却ステージにより,試料を冷却し,試験表面上の岬オーダーの液滴を観察することで,局所領域の表面エネルギーの評価を試みた.局所領域の表面エネルギーが決定されれぱ,面全体の表面エネルギーの分布の評価,いわゆる表面エネルギーのマッピングが可能となる.昨年度,本手法の可能性が示されたので,本年はシリコンウエハ上に100500nmの厚さでアルミ薄膜蒸着し,フォトレジストを施すことで,パターン形状及び寸法を変化させた試験片を作成し,アルミ蒸着膜の部分とシリコン基板上の部分の表面エネルギーの評価を試みた.パターン形状は円形であり,パターンの直径は,30,50,70,及び120μmである.アセトン及びエタノールにより超音波洗浄された後に環境制御型SEM内で評価された.その結果,直径30μmのシリコン基板が暴露した円内の部分より,水滴の凝縮は開始し,その際の接触角は平均62°であった.この値は従来の巨視的な液適法で測定したシリコンの接触角とほぽ同程度の値である.以上の結果より,本研究により直径30μmの微小局所領域の表面エネルギーの評価が本方法で可能である事が明らかになった.
アメリカ合衆国における文化の多様性(ダイヴァーシティ)とアメリカナイゼーション

冷戦体制終了後、一方で国家の独立、民族の対立が起こり、他方では、統一経済圏の成立などの諸国家の緊密な関係が生じている。このような差異化と統合化が同時進行する世界情勢において、多民族の独自性を認めつつ、社会的・文化的統合をめざすアメリカ合衆国の現状を研究することは、きわめて意義深い。このような認識に基づいて、本研究は、初年度においては、他人種・多民族をアメリカ的な価値に統合するという「人種のるつぼ」の発想から、文化の差異・多様性をアメリカ社会の強み・豊かさとして認め調整してゆこうとする「マルティカルチュラリズム」(多文化主義)への移行を、主として考察した。次年度は、多様性と統合という問題は、現在のアメリカに限られぬアメリカ合衆国成立以来の問題であるという認識に立って、歴史的な考察を重視するとともに、アメリカ的価値観の成立、その過程で捨象されたマイノリティー(黒人、先住民族、ヒスパニック系、アジア系、女性)の視点からの社会・文化の見直しに焦点を当てた。差異化と統合化の対立、調和という問題はアメリカの文化・社会のあらゆる面にわたるため、統合的な研究は今後に待たねばならないが、次の三点について、研究成果をまとめることができた。1.現代(1990年代)におけるマイノリティーとくにアフリカ系アメリカ人の、平等をめざす運動を通して、多民族他人種共存共栄の可能性、それを阻むものと促進するものを考察する。2.差異化が最も顕著にみられる都市をテーマにして、都市的状況、都市住民の心理という観点から、現在隆盛をきわめる大衆文化ジャンルであるミステリ-(推理小説)がアメリカにおいて発生した理由を探る。3.同一テーマを扱った西部劇映画に見られる主人公像の描かれ方の差異に注目して、1946-1971年のアメリカ社会の変化を跡づける。初年度である平成7年度は、以前より実施していた合衆国における文化の多様性とアメリカナイゼーションに関する研究を定期的に継続して行った。その際今年度科学研究費によって入手できた視聴覚資料等も活用した。多民族・多人種・多文化アメリカ社会に関して入手した基本的資料を通して、移民としてやったきた大多数のアメリカ人と、先住民族アメリカインディアン、アフリカ系アメリカ人各々のアメリカナイゼーション、また、北米と中南米のヒスパニックの民族意識の差異等の理解が深まった。入手した多文化主義に関する資料は、内容、アプローチともに様々であるが、文化の多様性は都市において目だった現われ方をすることが裏付けられた。とりわけ、(1)都市におけるユダヤ系とイタリヤ系の行動様式・同化パターンにおける差異、(2)アフリカ系アメリカ人の農村から都市への流入、ヒスパニックの最近の都市への流入に伴って生じる社会構造の変化、(3)アジア系の行動形態や同化パターンについての理解が深まった。アメリカにおいては社会変化が急速であるため、今後は社会変化や意識変化を時代区分に応じて細かに考察してゆくことも必要になる。また、文化の多様性は、映画・音楽・文学といった芸術や、広告・テレビ番組といったメディアや、服装・流行・娯楽等にも如実に反映しているが、大衆芸術の代表である映画における人種・民族・言語・性差・政治の問題について認識を深めた。今後は、個々の研究テーマを共通の研究課題として有機的に関連づけ、研究成果として公表する課題が残されている。平成8年度も以前から実施していた、合衆国における文化の多様性とアメリカナイゼイションに関する研究会を定期的に継続して行った。その際各人の分担分野を連携させる作業も行ってきた。平成7年度より行ってきたアメリカ社会の様々な側面に表出するダイヴァーシティに関する資料収集、データ・ベース作成を継続して行った。また、本年度は、アメリカの多文化的特質が日本始め他の社会に対して持つ意味の検討も始め、アメリカと日本の民族意識の差異等の認識を増した。

多民族・多人種・多文化アメリカ社会に関して入手した資料や、実際にそういうアメリカ社会でも最先端に立って建設的な多人種対応をしているアメリカの各種ボランティアとのインタヴューを通して民族意識を超えた多人種・多文化社会の展望の理解も深まった。アメリカ社会のダイヴァーシティ対処・活用法方が様々な分野で日本社会においても示唆的であるという認識を深めた。アメリカナイゼイションとアカルチャレイションとの関連という視点からもアメリカにおけるダイヴァーシティの考察をした。文化の多様性は都市において目立った現れ方をしているが、社会変化や時代区分に応じた人種別の細かいアメリカナイゼイションの比較考察を始めた。また、文化の多様性のメディアにおける位置、特にアメリカ映画における人種・民族・言語・性差・政治の問題についてアメリカメディア界における視点の理解を更に深めた。今後はこれまでの研究成果を踏まえて全体的なまとめを行い、合衆国の多様性肯定、多文化主義とアメリカナイゼイションに関する論文集を刊行する。現在の社会状勢を見ると、一方においては、民族の自立、民族間の抗争という差異化、多様化の傾向があり、他方においては、世界が政治・経済的にブロックとして統合に向かう傾向がある。そして世界は情報ネットワークで緊密に結ばれている。このような状況において、多民族からなる社会を、分裂の危機に陥らずにいかに統合するかが建国以来の課題であったアメリカ合衆国は、現代世界の一つの縮図であり、モデルケースであるとも言える。本研究はこのような観点に立って、初年度においては、諸民族をいかにアメリカ的な価値に同化させるかという「人種のるつぼ」的発想が、多くの異なった文化の調和的共存が未来の社会にとって豊かさであり強みであるという「多文化主義」(マルティカルチュラリズム)へ変化してゆくプロセスを主に考察した。次年度と3年度においては、アメリカ的価値観の成立、アメリカ社会の変化などを歴史的に検討するとともに、従来の歴史において抑圧されてきたマイノリティー(黒人、先住民、ヒスパニック、アジア系、女性)の視点を考慮に入れて、関連する多くの問題を研究した。この期間には研究者の内2名が、アメリカ合衆国へ1年間研修に出て、研究テーマについて、実地に見聞することができた。テーマに関連する問題が多岐にわたったため、研究の方向がやや分散してしまったうらみがあるが、最終年度には次の三点につき、研究成果を論文の形にまとめることができた。1.マイノリティー・グループとくにアフリカ系アメリカ人の平等をめざす運動の経過、および1990年代における状勢と多民族共存共栄への可能性。2.差異が最も顕著に見られる都市における人間の心理、およびアメリカにおけるミステリ-(推理小説)の誕生と都市における人種・階級・性差との関連。3.同一テーマを扱った西部劇(1946-1971年)の主人公像の描かれ方の差異から見たアメリカ社会の変化。
PETを用いた痛み評価系の確立および片頭痛病態に関わるマイクログリアの役割の解明

片頭痛病態モデルラットを用いて脳の炎症反応の中核をなすマイクログリアが同側の大脳皮質において広域に活性化することを[^<11> C]PK11195-PETイメージングで明らかにした。また、FDG-PETイメージングとSPM解析法を組み合わせた解析では、片頭痛発作により、同側の三叉神経尾側核を含む脳幹部の複数の神経核、対側の視床の腹内側核、腹外側核、島皮質、一次及び二次体性感覚野等片頭痛の疼痛伝達に関わる領域の神経活動が亢進していることを明らかにした。脱分極が波のように大脳半球全般に広がるSpreading depression(SD)現象はその伝播速度が片頭痛の前兆で現れる閃輝暗点と一致することなどから片頭痛のモデルとしてよく使われている。我々は片頭痛発作に伴う痛みの伝達回路を明らかにし、痛みの客観的な評価系を確立目的で、SDをラットの大脳皮質に片側性に引き起こし、FDG-PETイメージングとSPM解析法を組み合わせて脳内の賦活領域を検討した。結果、これらの動物においてSD刺激後、同側の三叉神経尾側核および隣接の外側網様核、対側の視床の腹内側核、腹外側核、島皮質等、片頭痛の疼痛伝達に関わる領域の神経活動が亢進していることを明らかにした。またSPM解析では三叉神経尾側核において統計学的に優位な神経活動の上昇が観察され、片頭痛の客観的な評価に三叉神経尾側核での神経活動を用いた。これらの評価系を用いて片頭痛の頓挫薬の効果を検討したところ、片頭痛の頓挫薬としてよくつかわれているスマトリプタンは三叉神経尾側核での神経活動を抑制する効果を示さなかった。また、スマトリプタンの前投与群では大脳皮質の感覚野、後部帯状回,腹側海馬の一部において神経活動の亢進が観察された。スマトリプタンは三叉神経終末での炎症性ペプチドの遊離を抑制することから、今後、脳内の炎症反応におけるスマトリプタンの作用も合わせて検討し、片頭痛の疼痛伝達、認知におけるスマトリプタンの薬理作用を明らかにする予定である。片頭痛の疼痛形成・伝達機序に関して、発作時の血管拡張による血漿タンパク質などの漏出が無菌性炎症(neurogenic inflammation)を引き起こし、これらの炎症反応情報が三叉神経系を介して感覚中枢に伝達され、痛みとして認知されるという「三叉神経血管説」が提唱されている。一方、脱分極が波のように大脳半球全般に広がるSpreading depression (SD)現象はその伝播速度が片頭痛の前兆で現れる閃輝暗点と一致することなどから片頭痛のモデルとしてよく使われている。我々はラットの大脳半球に片側性のSDを引き起こし、片頭痛の疼痛伝達回路や脳内炎症についてPETイメージングで検討してきた。既に大脳皮質の片側性のSD刺激によって、脳の炎症反応の中核をなすマイクログリアが同側の大脳皮質において広域に活性化すること、同側の三叉神経尾側核および隣接の外側網様核、対側の視床の腹内側核、腹外側核、島皮質等、片頭痛の疼痛伝達に関わる領域の神経活動が亢進していることを明らかにした。今年度は片頭痛の頓挫薬としてよくつかわれているスマトリプタンや免疫抑制剤であるFK506を用いてSD刺激による脳内炎症への影響について[^<11>C]PK11195-PETで検討した。結果、SD刺激後FK506の連日投与ではマイクログリアの活性化が抑制されるのに対し、1mg/kgのスマトリプタンの前投与ではマイクログリアの活性化には変化が見られなかった。スマトリプタンの前投与により三叉神経尾側核における神経活動が抑制されないことや大脳皮質の感覚野、後部帯状回,腹側海馬の一部において神経活動が亢進することと考え合わせると本実験条件ではスマトリプタンが鎮痛効果を示さないことを示唆している。今後、スマトリプタンの有効用量を検討し、疼痛認知領域の神経活動との相関を解析していく予定である。一方、脱分極が波のように大脳半球全般に広がるSpreading depression(SD)現象はその伝播速度が片頭痛の前兆で現れる閃輝暗点と一致することなどから片頭痛のモデルとしてよく使われている。我々は片頭痛発作に伴う痛みの伝達回路を明らかにし、痛みの客観的な評価系を確立目的で、SDをラットの大脳皮質に片側性に引き起こし、片頭痛の疼痛伝達回路や脳内炎症についてPETイメージングで検討した。既に大脳皮質の片側性のSD刺激によって、脳の炎症反応の中核をなすマイクログリアが同側の大脳皮質において広域に活性化することを[^<11>C]

PK11195-PETイメージングで可視化し、定量解析することに成功した。更に、FDG-PETイメージングとSPM解析法を組み合わせた脳機能画像解析では、SD刺激によって、同側の三叉神経尾側核を含む複数の神経核、対側の腹側視床下部、視床の腹内側核、腹外側核、島皮質、一次及び二次体性感覚野等片頭痛の疼痛伝達に関わる領域の神経活動が亢進していることを明らかにした。今年度はこれらの片頭痛関連の疼痛ネットワーク(pain matrix)を指標に、片頭痛の頓挫薬としてつかわれているスマトリプタンの効果を評価した。結果、すでに鎮痛効果が報告されている有効容量(100ug/kg)で、スマトリプタンは一次及び二次体性感覚野および視床下部における神経活動を低下させていることが明らかになった。これらの結果は一次・二次体性感覚野の神経活動は片頭痛の客観的な評価系に成りうることを示唆している。
フッ素、カルシウム含有材料による人工う蝕象牙質内層の再石灰化誘導とABRZの評価

牛歯およびヒト歯象牙質において、人工う蝕象牙質内層モデルを構築し、それに対するFCPーCOMPLEXやフッ化ナトリウムの塗布による接着界面への効果が確認できた。特にFCPーCOMPLEXでは脱灰影響象牙質内部に深く浸透することにより、接着界面に起きる2次的な脱灰を広く抑制できることが走査型電子顕微鏡観察によって明らかとなった。また、塗布表面にはカルシウムおよびフッ素の沈着がEDSによっても確認でき、その産生物に関してはXAFSによってフッ化カルシウムが最表層に沈着していることが確認されたが、深部においてはフルオロアパタイトの形で存在することが推察できた。フッ素及びカルシウム含有材料を新規に作成するにあたり、含有させるカルシウムとフッ素の存在形式を過去の研究成果から推測、予備実験を行ったうえで濃度等を決定した。使用したカルシウムは塩化カルシウムを利用し、既存の2ステッププライマーシステムのプライマーに配合することによって酸性度を保ち、象牙質の処理能力を低下させないよう配慮した。またフッ素は特別に処理されたフッ化ナトリウムを利用し、重合後もボンド自体の物性が低下しにくいと言う特性を持った既存のボンドを組み合わせた。牛歯に過去の実験方法(ヘラルドら2014年発表)を応用し、人工う蝕象牙質内層を作成後、コントロールとして既存のプライマーシステムを使用した群と、それぞれカルシウム含有プライマーとフッ素含有ボンドを組み合わせて、合計4群とした。それぞれの群の接着操作後にコンポジットレジン充填を行い、ABRZの観察試料とした。結果として、コントロール群に比べて、カルシウム含有プライマーを使用した群、フッ素含有ボンドを使用した群、両方を使用した群、それぞれに置いて顕著に脱灰抑制を示すABRZの存在、その形態に影響を及ぼすことが確認された。2ステップセルフエッチングプライマーシステムを使用した場合、接着界面に脱灰抑制層の存在が確認されてきたが、う蝕象牙質内層に対する評価はほぼなく、またプライマーシステムにカルシウムを含有させる音によって、脱灰によって脆弱化した象牙質に対し、直接的にミネラルを補充することによって、健全象牙質により近似した物性を短期的に与え、接着に有利な環境を与えることが出来ると示唆された。初年度で得られた研究結果を基に、国内及び海外での発表を実現した。得られた内容としては、人工的に作成したう蝕象牙質内層に対して、フッ素、カルシウム及びリンを含有した1液性のFCP-Complexを臨床の状況を考慮して30秒間塗布することで、その後に行う酸ー塩基処理に対する抵抗性を増大させることが確認できた。また走査型電子顕微鏡を用いた表層における成分分析(EDS)の結果、他のグループ(フッ化ナトリウム溶液)に比べて表層におけるフッ素やカルシウムの含有率の上昇が確認できたことから、脱灰抑制の強化の結果と合わせることで、FCP-Complexが持つ歯質強化能力の評価が、明視化出来たこととなった。これまでの研究では樹脂含浸層直下に耐酸塩基抵抗層であるAcid-base resistant Zoneの存在が確認されており、フッ素による肥厚などの効果も評価されていたが、この結果によりAcid-base resistant zoneの存在や強化のみならず、さらに脱灰の影響を受けているう蝕象牙質内層の強化が行える可能性が示唆されたこととなる。また、コンポジットレジンを用いた歯質接着性の評価に関しては、早期と長期との評価を進行しており、早期のデータに基づく発表を行った。この実験では当初予期していた、FCP-Complex塗布による接着力の低下は統計学的な有意差が出るほどのものではなく、低下傾向を示した程度であった。実際の数値としては微小引張り試験の結果、塗布したものが44MPaに対し塗布してないものは48MPa程度であった。人工的に作成したう蝕象牙質内層に対して、フッ素、カルシウム及びリンを含有した1液性のFCP-Complexを臨床の状況を考慮して30秒間塗布することで、その後に行う酸ー塩基処理に対する抵抗性を増大させることが確認できた。またさらに3ヶ月保存した結果を現在発表予定としている。26年度および27年度で得られた研究結果を、海外で発表を行った。また英語論文を作成し投稿、受理掲載された。今年度に得られた情報としては、脱灰操作により作製した人工う蝕象牙質内層に、フッ素、カルシウム含有材料(FCPーCOMPLEX)を塗布したり、フッ素およびカルシウム含有接着剤接着に応用することにより、再石灰化の核となるフッ化

カルシウムやフルオロアパタイトが表層に沈着、形成されることが走査型電子顕微鏡などで確認された。また脱灰の影響を受けた深部の象牙質では、優位に耐酸性の向上が確認され、このことからも接着修復後の周囲からの2次う蝕の形成を抑制する効果があることが判明した。これらは単に酸塩基抵抗層であるAcid-base resistant zoneの存在が確認され、またその厚みがフッ素、カルシウム含有材料のほうが肥厚する傾向が見られただけでなく、深部における耐酸性の確認が電子顕微鏡によって確認できたことによるもので、脱灰の影響を受けたう蝕象牙質内層の強化及び再石灰化が可能であることを十分に示したことになる。また接着強さの評価においては長期保管後も安定した接着強さを有しており、対象群と比較してさらに向上する可能性を持った結果を得ることができた。これによりこれまで考えられていたう蝕象牙質内層における接着強さの長期保管による低下が防げるだけでなく、さらに健全象牙質に近似した結果を得るという目標に対する指針が出来たことになった。牛歯およびヒト歯象牙質において、人工う蝕象牙質内層モデルを構築し、それに対するFCPーCOMPLEXやフッ化ナトリウムの塗布による接着界面への効果が確認できた。特にFCPーCOMPLEXでは脱灰影響象牙質内部に深く浸透することにより、接着界面に起きる2次的な脱灰を広く抑制できることが走査型電子顕微鏡観察によって明らかとなった。また、塗布表面にはカルシウムおよびフッ素の沈着がEDSによっても確認でき、その産生物に関してはXAFSによってフッ化カルシウムが最表層に沈着していることが確認されたが、深部においてはフルオロアパタイトの形で存在することが推察できた。当初想定していた以上の研究成果が得られたことにより、今後の研究方針に対し有利に働くことが予想される。交付期間である3年間のうちに得られる結果を基に新たな課題を設け、さらに進展した研究内容へと結びつけることが出来る。今後は得られた内容を元にさらに研究を進めることと、研究結果をまとめて雑誌に投稿することを最終年度の目標とする。医歯薬学今回までに得られた内容を考え、今後は接着界面におけるABRZの耐久性の評価や、カルシウム含有プライマー塗布後、フッ素含有ボンド塗布後に得られた象牙質表面の成分解析を行ったり、接着の基本評価である引張り試験を行い、臨床上問題が無い程度の接着能力を有しているかを検討する。当初計画していた物品費が安く捻出出来たため。購入予定であった物品のうち、消耗品の購入代金がまとめて購入することによって減額され、予定よりも低くなったため。学会発表(海外)を最終年度に控えていることと、論文掲載費用が必要であることで、次年度に繰り越した。次年度以降に発生する物品購入代金や、旅費の精算に充当する予定。
能動的注意学習機構を備えたヒューマノイドによる日常生活支援の知識獲得と行動実現

平成22年度は,以前構築した見守りロボットと共通の複数視野並列画像処理システムを用い、ヒューマノイドが家具といった物体を操作するために必要な知識を収拾するための人に装着する帽子型人行動観察システムを提案・構築した。ヒューマノイドが実際の家庭環境で作業するために必要な知識を獲得する際にはどんな物について知識を獲得するかを決める知識獲得対象の決定方法が問題となる.ヒューマノイドは人の仕事を代替することが求められるので,人の行動を観察することで効率良くヒューマノイドに必要な知識が獲得できると考えられる。人の行動を観察する方法として、見守りロボットといった常に人を観察するロボットを用いて観察する方法などが考えられる。固定型ロボットでは視覚システムをいくら工夫しても見える範囲が限られ、例えば冷蔵庫の中身、箪笥の引き出しの中身といった収納の中を直接観察することは難しい。こういった収納の中をヒューマノイドといったロボットで観察するには、人が収納に近づいたことを認識し人が何か持っているといった複数の事象を認識し何が起きたかを推定する・実際にロボット自身が収納を操作し人が何をしたのかを確認するといった方法が考えられるが、推定の信頼性が高くなければならない・収納の操作のコストがかかるといった欠点がある。これに対し、人の操作を観察するためのデバイスを装着してもらえれば、人の手先や視線といったものを確実に把握することができ知識の獲得が容易になる。開発した帽子型人行動観察デバイスは次の特徴を備える。(1)広視野複数視野カメラシステムで人の手先・顔・環境を同時にとらえることができる。(2)次世代ロボット知能化プロジェクトで開発された特徴抽出・相関演算を高速で行える省電力小型のLinux搭載共通基盤画像認識モジュールで常に視覚処理を行える。平成22年度はこのような固定型ロボット・ヒューマノイドロボットなどでは扱うことの難しい収納に関する知識を得るための人の行動を観察可能な帽子型人行動観察装着デバイスを提案・開発した。平成20年度はヒューマノイドが実際の家庭環境で作業するために必要な知識を明らかにするために,「ヒューマノイドプラットフォーム上での可動物体を含めた認識・操作システムの構築」を行った.これらの知識を人の観察から獲得するためには既存のヒューマノイドの視覚能力では視力・視野といった点で不十分であるため,「人観察からの知識獲得のための視覚システムの検討・試作・構築」を行い,人観察に必要な視覚システムを種々の方法で検討を行った.1.ヒューマノイドプラットフォーム上での可動物体を含めた認識・操作システムの構築ヒューマノイドプラットフォーム上でカップ・机・キッチンといった単一の剛体から複数の剛体が組み合わさった冷蔵庫の引き出しと言った可動構造を持つ対象について,複数の視覚特徴に関する知識を組み合わせることでロバストに認識可能な認識システムとそれらを操作するためにヒューマノイドに必要な知識の枠組みを明らかにし,操作システムを構築した.2.人観察からの知識獲得のための視覚システムの検討・試作・構築ロボットが人の観察から知識を獲得するためには,既存のロボット搭載視覚システムでは十分ではない.(1)ズーム機能の無いカメラを複数搭載する方法(2)ズーム可能なカメラを搭載する方法(3)広角のレンズを搭載し注視対象を制御する方法などが考えられるこれらについて検討を行い,実際に基本システムを構築し,人発見・人追跡等の人観察に必要な基本ソフトウェアシステムを構築した.平成21年度は,平成20年度構築した見守りロボットを用いてロボットが人を観察することで知識を獲得するために必要な常時人を観察するシステムを構築した。ヒューマノイドが実際の家庭環境で作業するために必要な知識を獲得する際にはどんな物について知識を獲得するかを決める知識獲得対象の決定方法が問題となる.ヒューマノイドは人の仕事を代替することが求められるので,人の行動を観察することで効率良くヒューマノイドに必要な知識が獲得できると考えられる.物体操作・移動能力を持ったヒューマノイドには片付けなどのタスクをしていることが期待され,常に人の行動を観察するには必ずしも適さない.そこで,物体操作・移動能力を持たない見守りロボットに常に人の行動を観察させることが考えられる.見守りロボットを用いて常に人を検出し画像を記録するシステムを構築した.見守りロボットが常時人を観察するためには(1)部屋全体を観察できる視覚・聴覚システム(2)常に視覚情報を処理できる視覚処理システムが必要となる.可動範囲が-9090度と広い首Yaw軸上に魚眼レンズを搭載した複数可変視野カメラと16チャンネルマイクシステムを搭載することで(1)を,次世代ロボット知能化プロジェクトで開発された特徴抽出・相関演算を高速で行える省電力小型のLinux搭載共通基盤画像認識モジュールを搭載することで(2)を実現している.これらのシステムを備えた見守りロボットを用いて画像認識モジュール上で常に人を検出する視覚処理を実現し,その結果に基づいて画像をデーターベースに蓄えるシステムを構築し,常に人を検出し画像を記録するシステムを構築した.平成22年度は,以前構築した見守りロボットと共通の複数視野並列画像処理システムを用い、ヒューマノイドが家具といった物体を操作するために必要な知識を収拾するための人に装着する帽子型人行動観察システムを提案・構築した。

固定型ロボットでは視覚システムをいくら工夫しても見える範囲が限られ、例えば冷蔵庫の中身、箪笥の引き出しの中身といった収納の中を直接観察することは難しい。こういった収納の中をヒューマノイドといったロボットで観察するには、人が収納に近づいたことを認識し人が何か持っているといった複数の事象を認識し何が起きたかを推定する・実際にロボット自身が収納を操作し人が何をしたのかを確認するといった方法が考えられるが、推定の信頼性が高くなければならない・収納の操作のコストがかかるといった欠点がある。これに対し、人の操作を観察するためのデバイスを装着してもらえれば、人の手先や視線といったものを確実に把握することができ知識の獲得が容易になる。開発した帽子型人行動観察デバイスは次の特徴を備える。(1)広視野複数視野カメラシステムで人の手先・顔・環境を同時にとらえることができる。(2)次世代ロボット知能化プロジェクトで開発された特徴抽出・相関演算を高速で行える省電力小型のLinux搭載共通基盤画像認識モジュールで常に視覚処理を行える。平成22年度はこのような固定型ロボット・ヒューマノイドロボットなどでは扱うことの難しい収納に関する知識を得るための人の行動を観察可能な帽子型人行動観察装着デバイスを提案・開発した。
源氏物語の享受資料の調査研究と享受影響年表の作成

本研究は、課題名の示すごとく二つの目的を意図したものである。一つは源氏物語の享受資料の収集・調査・研究であり、他はその享受影響年表の作成である。前者においては大略以下のような成果を得た。(1)新たに、中・近世の源氏物語享受資料二十数点について調査・紹介した。とりわけ昭和初期から伝本不明とされていた猪苗代兼載自筆の『源氏一部抜書』の発見や、『源語類聚鈔』及び『紫史吟評』の著者自筆稿本を紹介できたことは、予想外の成果であった。また、中院通勝筆『源氏物語絵詞』や住吉如慶画『源氏物語画帖』は美術史上においても貴重な資料となるはずである。(2)近世出版の享受資料九十点余りについて調査した結果を解題としてまとめた。(3)江戸時代から明治にかけての錦絵中の「源氏絵」を、初めて享受資料として取り上げ、約五百点余りを調査し、錦絵「源氏絵」目録を作成した。(4)享受の対象を趣味・遊戯資料にまで広げ、源氏流生花書や双六・かるたの類の収集・調査を行い、その解題・目録を作成した。なお、以上の成果は『源氏物語の享受資料-調査と発掘-』として公刊した。後者については、約二千枚のカードの整理をほぼ終え、さらに在外資料や古記録資料を増補しつつある。『年表編』『資料編』の二部に分けて原稿化を進めており、可能な限りの享受記録を収載した『源氏物語享受影響年表』の完成を目指している。1.源氏物語の古注釈書の調査研究とカード資料作成は平安末室町時代までを大略終了。(カード約300枚)2.源氏絵・錦絵関係の調査とカード資料作成は、約200点ほどの資料について調査終了。ただし錦絵は刊年不明のものが多く困惑。3.源氏物語本文の書写享受関係について調査(約20点)4.源氏かるた,双六,香に関する資料の蒐集と調査。(かるた関係約8点,双六関係約12点,香関係2,花道関係3の資料を蒐集。)5.関西方面への出張(3回)により,京都文化博物館,京都大学,大阪青山経大,天理図書館,名古屋遺左文庫,等の調査ほぼ終了。6.文献資料よりの享受の資料調査を開始。(次年度へ向けて)7.古書目録類よりの享受資料収集。(カード約50枚)8.調査蒐集により「源氏一部抜書」「源氏文学鎖」など新資料発見の成果あり。1.源氏物語の古注釈書のカード資料作成はほとんど終了。但し、この種の資料調査に不可避な遺漏については随時補訂を続けていく。2.源氏物語本文の書写・享受関係についてのカード作成もほとんど終了3.源氏物語の錦絵関係資料約500点の調査終了。4.源氏物語の享受資料としての遊芸関係資料(かるた・双六・香・花道ete)についのカード作成もほとんど終了。5.古書目録類よりの補訂カード資料蒐集を継続中。6.近世における俗訳・合巻・絵本類の享受資料を一まずまとめて、「学術研究」第45号に発表。7.主要な享受資料と新出資料を『源氏物語の享受資料-調査と発掘-』と題して一著にまとめる予定。(武蔵野書院より刊行予定)8.最終目的の『享受影響年表』(年表編・資料編二冊)刊行準備中
弾性反跳過程を利用した窒化炭素膜中の水素定量

アモルファスC:N:H膜の構造は、メチル基、メチレン基およびアミノ基で終端される1nm以下の大きさの窒化炭素クラスターからなるモデルで説明される。本研究ではアモルファスC:N:H膜の終端水素をHe^<2+>イオンビーム照射による水素弾性反跳現象を利用してホモリシス的に離脱させた。アモルファスC:N:H膜として二種類のα-CN_x:H膜を準備した。サンプルAはメチル基、メチレン基およびアミノ基を多く含有していて、x=0.25である。一方サンプルBは主にアミノ基を多量に含有し、x=0.67である。これらのサンプルに2.5MeV-He^<2+>を04.86×10^<15>ions/cm^2の範囲で照射した。サンプルAでは、He^<2+>照射量の増加と共に、メチル基およびメチレン基の水素が超高真空中に離脱し、炭素の未終端は結合を新たに形成して窒化炭素クラスターの成長がみられた。初期水素組成は0.5で、He^<2+>照射とともに組成は減少した。それと共に機械特性も1.6GPaから5.2GPaに増加した。一方、サンプルBの結果から、He^<2+>照射によってもアミノ基は破壊されず、窒化炭素クラスターの成長が観測できなかった。初期水素組成は0.2で、He^<2+>照射とともに組成は変化しなかった。アミノ基が破壊されない理由として、プロトンのヘテロリシス的な解離があげられる。極性が大なアミノ基の水素は高速イオンビームによる瞬間的な結合破壊によりプロトンとして解離することが十分考えられる。プロトンがNアニオンの間の強いクーロン静電引力で瞬時に再結合すれば、見た目には「解離しない」と判断されてしまう。
同所性移植した肺癌のリンパ節及び肺内転移に関連する分子の探索とその分子標的治療

本研究では、肺癌の同所性移植による転移病態モデルの作成とそれを用いて転移機序を解析することにある。1.ヒト非小細胞肺癌を同所性移植することにより、原発性肺癌の形成とともに、癌腫によりリンパ節あるいは肺内転移を引き起こすことを明らかにし、臨床特性を比較的反映した病態モデルを作成することに成功した。2.転移機序を検討する目的で、癌細胞株、移植部位あるいは転移部位の腫瘍からRNAを回収しRT-PCR法により転移・浸潤あるいは血管新生関連分子(MMPs,uPA,VEGF,HGF,サイトカインなど)のmRNA発現および各特異抗体を用いて蛋白質レベルでの発現を調べた結果、リンパ節転移を生ずる癌細胞は、MMP-2,MT1-MMPの発現が亢進していること、肺内転移を引き起こす癌細胞は、HGFの受容体であるc-METが強く発現していること、さらにはHGFで処理することにより基底膜への浸潤能が増強することを見い出した。これらの分子の発現が肺癌細胞の転移様式(リンパ節あるいは肺内転移など)に関連し規定している可能性が示された。3.作成された本肺癌病態モデルを用いて、抗腫瘍・抗転移効果を有する既存の薬物の評価ならびに新たな分子標的薬物の探索を検討する前段階として、制癌剤CPT-11と黄連、黄柏などの生薬に含まれているベルベリン(止瀉作用を有する)との併用効果を検討した結果、移植部位の腫瘍の増殖及びリンパ節への転移に対して、各単独投与群に比較して相乗的な抑制効果を示した。
機能性接着接合の界面の総合的評価

接着接合は,構造軽量化,高減衰特性など,機械的接合法にくらべて,すぐれた機能性を持っている.しかし,接着接合とその機能性の基本的な関係が明らかにされていないため,接着技術の構造接合法としての信頼性はあまりたかくない.接着接合部の機能性は,接合部の構成材料の力学的性質や,接合部の幾何学的形状だけでなく,接合界面の物理化学的性質,さらに接着剤の硬化過程など,ひろい範囲の因子の影響を受けている.したがって,接着接合部の機能性の十分な把握には,これらのおおくの因子を考慮した総合的な検討が必要である.本研究では,接着接合部の機能性を,接合材料の物性値だけでなく,接合界面の力学的性質と物理化学的性質をも考慮して,総合的に解明することを試みた.1.接着接合部の変形と強度を系統的に解析する方法を確立し,実験との比較によりその妥当性を確かめた.2.接着接合部の静剛性と動剛性に及ぼす接着条件の影響を,実験的に調べ接着状態を認識する方法を確立した.3.接着界面のクラック先端とその近傍の応力分布を弾塑性解析し,その分布状態を明らかにした.4.ポリマーの接着性を,樹脂の重合過程,内部構造と関連ずけて明らかにした.5.フィルム積層材料の降伏と破壊のメカニズムと積層条件の関係を明らかにした.6.セラミックの結合過程の収縮量を焼成条件に関連ずけて明らかにした.接着接合は,構造軽量化,高減衰特性など,機械的接合法にくらべて,すぐれた機能性を持っている.しかし,接着接合とその機能性の基本的な関係が明らかにされていないため,接着技術の構造接合法としての信頼性はあまりたかくない.接着接合部の機能性は,接合部の構成材料の力学的性質や,接合部の幾何学的形状だけでなく,接合界面の物理化学的性質,さらに接着剤の硬化過程など,ひろい範囲の因子の影響を受けている.したがって,接着接合部の機能性の十分な把握には,これらのおおくの因子を考慮した総合的な検討が必要である.本研究では,接着接合部の機能性を,接合材料の物性値だけでなく,接合界面の力学的性質と物理化学的性質をも考慮して,総合的に解明することを試みた.1.接着接合部の変形と強度を系統的に解析する方法を確立し,実験との比較によりその妥当性を確かめた.2.接着接合部の静剛性と動剛性に及ぼす接着条件の影響を,実験的に調べ接着状態を認識する方法を確立した.3.接着界面のクラック先端とその近傍の応力分布を弾塑性解析し,その分布状態を明らかにした.4.ポリマーの接着性を,樹脂の重合過程,内部構造と関連ずけて明らかにした.5.フィルム積層材料の降伏と破壊のメカニズムと積層条件の関係を明らかにした.6.セラミックの結合過程の収縮量を焼成条件に関連ずけて明らかにした.接着結合部の静的負荷、動的負荷に対する変形半動や振動減衰特性などの力学的機能性を、接合部構成材料の物性値だけでなく、界面の力学的性質と物理化学的性質をも考慮して、総合的に解明することを試みた。得られた結果は次の通りである。1)カップリングを用いた接着軸継手に対し、接着部の形状と軸継手の引張負荷、ねじり負荷、それらの組合せ負荷での強度との関係を明らかにした。2)ガラス繊維強化プラスチック円筒軸と金属軸との接着接合する場合に対して、接着接合部の強度設計に対する資料を得た。3)金属の重ね合せ継手の接着長さと継手強度の関係を、応力解析と強度則を用いて明らにした。4)カーボン繊維強化プラスチック積層材の、衝撃破壊現象と衝撃荷重の時間経過による変化との関係を明らにした。5)カーボン繊維強化プラスチック積層材の、異方性と破壊靭性値との関係を、き裂深さに関連づけて明らにした。6)接合界面での振動減衰特性を、接合界面の表面状態に関連づけて明らにした。7)超音波による接合界面の接触圧力、界面の欠陥の存在の計測方法に関しての知見が得られた。8)エボキシ樹脂にマイカを分散した複合材料に対し、マイカの表面処理と複合材料の力学的性質の関係を明らにした。9)硬化時に非収縮性挙動を示す樹脂の、接着強度に対する知見が得られた。10)ZnO系セラミックの微構造と電気的特性の関係に対して知見が得られた。
ファセット的凝固における成長カイネティクスに関する研究

半導体、酸化物超伝導体の一方向凝固過程における固液界面は、多くの場合、ファセットからなる鋸歯状の形態を示し、ファセット界面の凹部にはセル境界が形成される。このような結晶の高品質化には界面の制御が鍵となるところから、ファセット的凝固過程の解明には多くの関心が払われてきた。ファセットの成長機構を調べるために、まず表面カイネティクス過冷却度と成長速度との関係を求めることが必須である。従来、凝固潜熱の効果を無視できる為に表面過冷却度はバルク過冷却度に一致するとして仮定し議論されてきたが、我々の研究成果によりこの仮定そのものを再検討する必要性が生じている。まず、純サリチル酸フェニルの一方向凝固における熱輸送過程の数値シミュレーションの結果より次のことが明らかになった。1)ファセット界面を有する物質の一方向凝固においては凝固潜熱が成長界面前方の液相温度勾配を減少させる、2)坩堝壁の存在が凝固潜熱の界面からの除去を促進し、凝固速度が速く試料厚さ/坩堝壁厚さの比が大きい程、界面前方で復熱領域が発生しやすい。これらの結果は、二波長光干渉計による液相中の温度分布計測及び試料中に挿入した微細熱電対による測定の結果とほぼ一致しており、表面過冷却度はバルク過冷却度と一致しないと考えるのが妥当であると結論づけられた。さらに、チモール-oーターフェニル2元系合金を試料とした場合での二波長光干渉計による温度・濃度同時測定の結果により、ブレークダウンの必要条件を界面の異方性を考慮しない形態不安定化のクライテリオン(M-S理論)で検討を試みた。その結果、従来の凝固潜熱の効果を無視した解析に比べよりM-S理論で予言される条件に近い条件でブレークダウンするものの、そのデータのばらつきは大きく、ブレークダウンの発現は界面の異方性並びに結晶内の欠陥分布にも依存することが示された。
シロイヌナズナの重力屈性シグナルに関与するDGEの分子機能解析

シロイヌナズナの重力屈性時に起こる重力刺激の感受から組織の偏差成長に至るシグナル伝達機構に関わる分子メカニズムについては、ほとんどわかっていない。これまでの研究によりDGEs遺伝子は、重力屈性シグナルに関与していることを示してきた。しかし、これらの遺伝子のコードするタンパク質の分子機能については全くわかっていない。そこで、それらの相互作用タンパク質の機能解析を行うことにより、DGEsタンパク質の機能を間接的に明らかとすることを目的とした。本研究において、DGEsと相互作用タンパク質の相互作用が重力屈性に重要であることがわかるとともに、分子機能について参考になる情報が集まった。シロイヌナズナの重力感受細胞に着目した遺伝子発現比較解析により、重力刺激感受後の重力屈性シグナルに関与する遺伝子DGE1、DGE2およびDTL(DGEs)を同定してきた。しかし、これらの遺伝子のコードするタンパク質には、保存された既知の機能ドメインが存在せず分子機能の予測が困難であった。そこで、相互作用タンパク質同定し、それらの予測された機能からDGE1、DGE2およびDTLの機能を予測することとした。本年度は、共免疫沈降およびYeast Two-Hybridスクリーニングによって得られたDGEsとの相互作用候補タンパク質について、個々の遺伝子のクローニングを行い、相互作用の確認をYeast Two-Hybrid法で行った。その結果、DGEsと4つのRCC1ファミリータンパク質との相互作用を確認することができた。しかし、RCC1ファミリーの植物における分子機能については殆どわかっていない。そこで重力屈性とRCC1ファミリータンパク質との関与を調べるために、T-DNA挿入ラインを取り寄せて、機能欠損変異体の準備を行うとともに、35Sプロモーターを用いた過剰発現体の作製も行った。また、RCC1ファミリーの発現部位およびタンパク質の細胞内局在を決定するために、プロモーターGUSおよびGFP融合タンパク質発現形質転換体の作製および系統の確立を行った。これらの材料を次年度の研究に用いて結果を得る予定である。研究実績の内容シロイヌナズナの重力屈性に関与する遺伝子DGE1、DGE2およびDTL(DGEs)のコードするタンパク質の分子機能は道であるlそこで、分子機能類推のために、相互作用タンパク質を同定し、DGEsの分子機能の類推を行うこととした。昨年度までの研究により、相互作用タンパク質である4つのRCC1ファミリータンパク質のとのタンパク質間相互作用の確認を行っている。そこで、本年度においてはタンパク質間相互作用の詳細なドメイン解析を行った。その結果、DGEsのC末端の保存性の高い14アミノ酸領域とRCCファミリータンパク質のBRXドメインが、タンパク質間相互作用に必要十分であることを、Yeast Two-Hybrid法により明らかにした。4つのRCC1ファミリータンパク質をコードする遺伝子の植物における機能が、重力屈性と関与しているかを明らかとするため、T-DNA挿入系統を入手し多重変異体を作成した。その結果、単一変異体においては重力屈性の異常は見られなかったが、多重変異体において主根の重力屈性の異常が観察された。プロモーターGUSを用いた発現組織解析を行ったところ、多重変異体の表現型において主根の重力屈性異常を示した遺伝子について感受細胞である主根のコルメラ細胞での発現が見られた。これらの結果より、DGEsとRCC1ファミリータンパク質は、相互作用を介して重力屈性シグナル伝達に関与している可能性が考えられた。計画していた遺伝子機能欠損体の取得および機能欠損体の選出は順調に進行している。形質転換体の作製については、予定していた殆どの系統を確立することができている。また、酵母を用いたタンパク質間相互作用の確認に関しては、一部実験による確認ができていないものもあるが、およそ順調である。植物分子生物学今後は、本年度に確認ができていないタンパク質間相互作用の確認をするとともに、遺伝子機能欠損体の表現型の観察および形質転換体を用いたRCC1ファミリータンパク質の発現部位や細胞内局在の確認を行う予定である。Yeast Two-Hybrid法によるタンパク質間相互作用の確認実験で、本年度未観察のものがあるため、必要試薬や器具の購入に使用予定であった経費に残額が生じた。一部、確認のできていな酵母によるタンパク質間相互作用の実験に必要な試薬および器具を購入する予定である。