hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子テレポーテーションを基礎にした時間領域多重量子情報処理の研究

帯域100MHzの時間領域量子非破壊相互作用ゲートを作製することに成功した。また、その入力として高純度シュレーディンガーの猫状態生成に成功した。さらに、連続量量子テレポーテーション装置を用いた単一光子量子ビットテレポーテーションの時間領域多重化(多光子化)として、量子トリットの量子テレポーテーションに成功した。これらから極限コヒーレント通信に用いる複雑な量子力学的操作実現のために必須な、時間領域多重量子情報処理の基盤技術を確立することができた。研究実施計画がどのように実行されたか以下に示す。平成26年4月-平成27年2月・2台のスクイーズ操作のテレポーテーション装置を作製する。具体的には、広帯域光パラメトリック発振器2台と広帯域ホモダイン検出器2台を作製し、これらを用いて2台のスクイーズ操作のテレポーテーション装置を作製する。-> 100MHzの帯域で動作する2台のスクイーズ操作テレポーテーション装置(ユニバーサルスクイーザー)の作製に成功しその動作を確認した。・共振器を用いた光スイッチを作製する。->共振器を用いた光スイッチを作製し、それを用いたオンデマンド単一光子源を動作させることに成功した。平成27年3月・平成26年度のまとめを行い、平成27年度の計画を立てる。->実施した。・平成26年度の成果を論文化する。->関連する論文がNature PhotonicsおよびNature Communicationsに掲載された。また、平成26年度の成果の論文執筆を開始した。昨年度作製に成功した2台のスクイーズ操作のテレポーテーション装置を同期して動作させ量子非破壊相互作用ゲートを作製した。このとき、2つのフィードフォワード系を1つの光学系に作り込み同期が安定して行えるように設計した。入力をコヒーレント状態とし、100MHzの帯域で動作することを確認した。また、量子非破壊相互作用ゲートを改造し、100MHzの帯域で動作する位相不敏感増幅器の作製にも成功した。これらについて物理学会にて発表した。さらに、論文執筆を開始した。当初予定した量子非破壊相互作用ゲート作製に止まらず、位相不敏感増幅器の作製にも成功したから。平成28年4月-平成29年2月昨年度に完成させた時間領域量子非破壊相互作用ゲートを用いて、シュレーディンガーの猫状態の量子非破壊測定とその時間反転に相当する操作を行うことを計画した。しかし、昨年度完成させた量子非破壊相互作用ゲートのフィデリティがそれほど高くないため、入力のシュレーディンガーの猫状態の純度が非常に高くないと古典限界を超えた操作は不可能であることが判明した。そこで計画を変更し、高純度シュレーディンガーの猫状態生成を徹底的に追求することにした。その結果、原理的には理想極限である100%の純度を達成できる方法を見つけ、それを実験的に検証することができた。具体的には、世界最高純度である78%の純度のシュレーディンガーの猫状態生成に成功した。これと昨年度に完成させた時間領域量子非破壊相互作用ゲートを組み合わせることにより、本研究の最終目的である、極限コヒーレント光通信に用いる複雑な量子力学的操作実現のために必須な、時間領域多重量子情報処理の基盤技術を確立することができた。平成29年3月本研究全体のまとめを行い、研究結果を論文にまとた。具体的には、時間領域量子非破壊相互作用ゲートと高純度シュレーディンガーの猫状態生成の論文を書いた。近日中に投稿予定である。研究実施計画で挙げた課題がほぼすべて達成されているから。平成28年4月-平成29年2月昨年度に完成させた時間領域量子非破壊相互作用ゲートを用いて、シュレーディンガーの猫状態の量子非破壊測定とその時間反転に相当する操作を行う。具体的な課題は、・昨年度発案した周波数選択による高純度シュレーディンガーの猫状態生成法を実現し、高純度シュレーディンガーの猫状態を生成する。・この高純度シュレーディンガーの猫状態に対して、時間領域量子非破壊相互作用ゲートを用いた量子非破壊測定を行う。・量子非破壊測定結果を用いて、時間領域量子非破壊相互作用ゲートの出力状態を元のシュレーディンガーの猫状態に戻す。である。これらにより、本研究の最終目的である、極限コヒーレント光通信に用いる複雑な量子力学的操作実現のために必須な、時間領域多重量子情報処理の基盤技術を確立することができる。平成29年3月本研究全体のまとめを行う。研究結果を論文にまとめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。量子光学、量子情報、量子エレクトロニクス平成26年度に開発に成功した2台のユニバーサルスクイーザーを同期して動作させる方策を考案する。特に、2台のフィードフォワードチャンネルを1つの光学系に統合し、同期の安定化を図る。これらを統合し、量子非破壊相互作用ゲートを実現する。
キトサンによるルーメンバイパス蛋白用コーティング剤開発は可能か

本研究では、異なる乾草を給与した去勢牛の反芻胃内培養においてキトサンが分解されるかを検証するとともに、培養後のサンプルが、第四胃あるいはそれ以降の消化管内において分解消失するかについて明らかにすることを目的とした。試験1.では反芻胃、十二指腸および回腸末端部にカニューレを装着したホルスタイン種去勢牛にアルファルファ、バミューダグラスおよびオ-ツ乾草を自由採食させた。これら3種の乾草の消化率および消化管内通過速度を測定するとともに、キトサン約1gを目開き0.045mm,サイズ40×50mmのナイロンバッグに入れた。これらを10個まとめて大型のナイロンバッグに収容して、12,24,48,72,および96時間反芻胃内で培養した。試験2.では、試験1と同じ牛を用いて、オ-ツ乾草および圧ぺん大麦を給与した。キトサン約0.5gを収容した目開き0.053mm,サイズ20×50mmのナイロンバッグ8個を一組としてこれらの牛の反芻胃内で24時間培養し、モ-バイルバッグ法により反芻胃以降のキトサンの分解・消失を測定した。反芻胃培養後、2個のバッグは洗浄後そのまま乾燥して重量を測定した。残りは牛の第四胃を想定したin vitro法で3時間培養した。そのうち2個のバッグは乾燥して重量を測定した。また、2個のバッグは、十二指腸カニューレから腸管内に投入した。残りの2個は、回腸末端部のカニューレから腸管内に投入した。腸管内に投入したバッグは糞中に回収し、洗浄後乾燥して重量を測定した。結果:試験1; 3種類の乾草の粗蛋白質含量は、アルファルファがもっとも高く17.4%であり、バミューダグラスがもっとも低く4.8%であった。乾草の乾物摂取量は、粗蛋白質含量の多い順番に高いものであった。各栄養成分の消化率もおおむね乾物摂取量に準じていた。消化管内通過速度は、乾草による有意な違いは認められなかった。反芻胃内における24時間の培養ではキトサンの分解は、認められなかった。試験2;反芻胃内で培養していないキトサンは、in vitro法による第四胃培養では15%程度の消失が認められたが、反芻胃内培養後のサンプルの結果では、第四胃以降での分解消失はほとんどないか、ほんのわずかの量であった。下部消化管でのキトサン消失の明確な結果は得られず、今後検討が必要である。本研究では、去勢牛の反芻胃内培養においてキトサンが分解されるかを検証するとともに、培養サンプルの大型バッグ内収容方法によるキトサンの分解様相の違いを検討し、以後の培養方法を確立することを目的とした。

方法:反芻胃および十二指腸カニューレを装着したホルスタイン種去勢牛にイタリアンライグラスサイレ-ジを由由採食させた。キトサン約1gを目開き0.045mm,サイズ40×50mmのナイロンバッグに入れた。これらを10個まとめて大型のナイロンバッグに収容した。大型バッグは、長さ約600mmの8号ナイロンテグスをつけ、スチールボール5個(150g)を入れた目開き1mm,サイズ100×400mmのナイロン製のものであった。培養方法は、大型バッグに任意に収容したものと培養バッグが重ならないように配置して固定したものであった。反芻胃内培養は、12,24,48,72,96時間であった。各バッグは、所定の時間培養後反芻胃から取り出し、ナイロンバッグ法の定法により洗浄した後、105°Cで乾燥して乾物重量を求めた。結果:キトサンは、培養96時間まで、去勢牛の反芻胃内において分解されなかった。培養後のキトサンの平均残存割合は、任意収容方法で108.7±2.8%整然配置方法で107.8±3.3%となり、大型バッグ収容方法による有意な違いは認められなかった。また、各培養時間におけるキトサンの残存割合は、任意収容方法では、培養12,24,48,72,96時間で、各々、104.7,108.1,110.2,111.6,108.9%となり、整然配置方法では、各々、105.2,108.7,111.3,106.6,107.0%となった。キトサンの残存割合と培養時間との間には、両収容方法とも有意な相関関係は認められなかった。現在は、モ-バイルバッグ法による結果の解析を行っており、これらの結果を基に、次年度の実施計画を作成する。本研究では、異なる乾草を給与した去勢牛の反芻胃内培養においてキトサンが分解されるかを検証するとともに、培養後のサンプルが、第四胃あるいはそれ以降の消化管内において分解消失するかについて明らかにすることを目的とした。方法:試験1.反芻胃、十二指腸および回腸末端部にカニューレを装着したホルスタイン種去勢牛にアルファルファ、バミューダグラスおよびオ-ツ乾草を自由採食させた。これら3種の乾草の消化率および消化管内通過速度を測定するとともに、キトサン約1gを目開き0.045mm,サイズ40×50mmのナイロンバッグに入れた。これらを10個まとめて大型のナイロンバッグに収容して、12,24,48,72,および96時間反芻胃内で培養した。試験2.試験1と同じ牛を用いて、オ-ツ乾草および圧ぺん大麦を給与した。キトサン約0.5gを収容した目開き0.053mm,サイズ20×50mmのナイロンバッグ8個を一組としてこれらの牛の反芻胃内で24時間培養し、モ-バイルバッグ法により反芻胃以降のキトサンの分解・消失を測定した。反芻胃培養後、2個のバッグは洗浄後そのまま乾燥して重量を測定した。残りは牛の第四胃を想定したin vitro法で3時間培養した。そのうち2個のバッグは乾燥して重量を測定した。また、2個のバッグは、十二指腸カニューレから腸管内に投入した。残りの2個は、回腸末端部のカニューレから腸管内に投入した。腸管内に投入したバッグは糞中に回収し、洗浄後乾燥して重量を測定した。結果:試験1;3種類の乾草の粗蛋白質含量は、アルファルファがもっとも高く17.4%であり、バミューダグラスがもっとも低く4.8%であった。乾草の乾物摂取量は、粗蛋白質含量の多い順番に高いものであった。各栄養成分の消化率もおおむね乾物摂取量に準じていた。消化管内通過速度は、乾草による有意な違いは認められなかった。反芻胃内における24時間の培養ではキトサンの分解は、認められなかった。試験2;反芻
導電性高分子/生体高分子複合体を用いたバイオセンサーの開発

低分子有機ゲルは、溶液中で形成される1次元配向構造をした超分子集合体である。この特殊な分子配向場で起る反応は、均一な溶液中とは様子が異なることが期待される。我々は、コレステロール骨格を利用して、この配向構造を作成し、その中で起るアントラセンの光二量化の立体配置について詳細な研究を行った。アントラセンは光二量化することが知られている。特に2位に置換基を持つアントラセンは、その対称性が低下しているために、二量体はhead/tailおよびsyn/antiの異性体が生成し、その中の一部は光学異性体である。(ゲル形成部)・(スペーサ)-(アントラセン-2-カルボン酸)の三単位を結合したゲル化剤を合成した。必要に応じ、スペーサ部に光学活性基を入れた。この光二量化生成物の分布を分析することにより、低分子有機ゲルの光学的、形態学的、また不斉反応場としての可能性を検討した。その結果、低分子有機ゲル中では、高度に立体規制された生成物を与え、また50%を越える光学収率も達成できることが明らかとなった。すなわち、ゲルと言う特殊空間を用いる事で、本来その分子が持ち得ない立体特異的な化学反応を誘起できると事が明らかとなった。特に極めて対称性が高いアントラセンの2量化反応において光学活性を誘起できた事は、今後様々な光学材料の創製において活用し得る、興味深い結果と言える。我々はこれまでに、ある種の分子超構造体の表面でおこる選択的な電気化学重合を利用した導電性高分子のナノファブリケーション法を開発し、(Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,465)。本方法論を拡張することで、脂質集合体などの人工系からDNA等の生体分子まで、マイクロオーダーの分子超構造体を鋳型として利用可能な事を既に見出している。本研究においてはDr.DAWNArnabが有する導電性高分子化学とコロイド化学の知識を活用して、上記研究の応用的展開を図る。即ち、ホスト化合物を基本骨格として生成する超構造体を鋳型として用い、その表面で生成する導電性高分子を利用して分子認識応答と電気化学的読み出しの共役を一般化する。導電性高分子は電気化学的に活性であるため、鋳型となったホスト化合物の分子認識を接合している導電性高分子の電気化学的変化として読み出すことが可能となる。この方法は導電性高分子の分子構造のひずみが電気化学読み出しの鍵となるため、分子認識の読み出しによく利用される静電的相互作用は必ずしも必要ではない。分子認識の新規read out法を開発し、より一般化したセンサーの開発を目的とする。さらに、センサーの高性能化を図るため、分子認識性導電性高分子の集積化、薄膜化、金属ナノ粒子との複合化による高感度検出・電気的光学的検出を試みる。本年度は、来日スケジュールの都合により、研究期間が5ケ月と限られていたため、鋳型として用いる超構造体の選定並びに合成を進めた。分子集合体をコンポーネント化することで、モノマーのライブラリーを構築することが出来る。分子集合体の多様性が獲得できれば、導電性高分子との組み合わせにより、形状依存性を有するセンサーライブラリーが構築出来る。種々の芳香族カルボン酸とアミンとの組み合わせにより、π-πスタックや水素結合、アルキル基間の相互作用を駆動力とした一連の繊維状分子集合体を構築することが出来た。来年度以降は、この分子集合体と導電性高分子を組み合わせ、ターゲット分子のセンシングに活用する。これまでに高分子化学を基礎として、導電性高分子であるポリアニリンの合成、独創的なDNAとの複合化、DNA-ポリアニリン-銀ナノ粒子3元複合体の構築、簡便な有機溶媒可溶金属ナノ粒子の合成法の開発を達成している。これらの研究実績の更なる発展を目指して、上記研究の応用的展開を図る研究を遂行した。導電性高分子は電気化学的に活性であるため、鋳型となったホスト化合物の分子認識を接合している導電性高分子の電気化学的変化として読み出すことが可能となると期待される。本研究分担者は、ゲル中でアントラセンの光=量化反応について研究を行い、(1)ゲルの相転的により生成物の立体構造が異なること、(2)二量化によりゲルのモルフォロジーが変化すること、(3)不斉反応が誘起されることなどを見出した。この成果、ゲルが新しい反応媒体として作用することを確立した。これらの成果は、イギリス化学会連報誌(Chemical Communications)および、平成21年3月の日本化学会春季年会にて発表を行った。(ゲル形成部)

・(スペーサ)-(アントラセン-2-カルボン酸)の三単位を結合したゲル化剤を合成した。必要に応じ、スペーサ部に光学活性基を入れた。この光二量化生成物の分布を分析することにより、低分子有機ゲルの光学的、形態学的、また不斉反応場としての可能性を検討した。その結果、低分子有機ゲル中では、高度に立体規制された生成物を与え、また50%を越える光学収率も達成できることが明らかとなった。すなわち、ゲルと言う特殊空間を用いる事で、本来その分子が持ち得ない立体特異的な化学反応を誘起できると事が明らかとなった。特に極めて対称性が高いアントラセンの2量化反応において光学活性を誘起できた事は、今後様々な光学材料の創製において活用し得る、興味深い結果と言える。
人間関係の円滑化を目指した社会情動信号エフェクターの開発と心理学的評価

H30年度の成果は以下の通りである.まず,社会情動信号が人の脳内でどのように処理されているかについてのモデルを構築し,実験によって検証した.具体的には,非ゼロ和ゲーム的状況において,状況と意図が与えられたときに,人がどのような表情を予測するかについて調べた.実験の結果,協力的他者の表情は公平性を符号化し,非協力的他者の表情は自己利益を符号化していることが分かった(寺田).また,プレゼンテーション時の発表者の心理的負担について,VR環境を用いて聴衆の存在の現実らしさがユーザに与える心理的影響について検証し,またゲーミフィケーションを導入することによる負担解消を図るための開発基盤整備とコンテンツ開発を行い,学術的に高い評価を得た(栗原).また,心理的な障壁を取り除き,自己開示を促進するロボット傾聴システムの研究開発を行い,ネガティブな自己開示をロボットが促進しやすいこと,男女でその傾向に大きな違いがあることを見出した(高橋).また,擬人化エージェントやロボットをユーザインタフェースと捉えた場合に,その内需状態を効果的に人間に伝達するためには,どのような表出,どのようなユーザモデルが必要なのかという問題について,様々な観点から解決を試みた(山田).また,顔部位検出デバイスとAR技術を用いた課題で自己身体像の認識について検討を行った.その結果,幼児期における顔部位認識の発達的変化を明らかにした(宮崎).平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年コミュニケーション障害や引きこもりなどの対人関係不全が社会問題化しており,その対策は急務である.対人関係不全の原因の一つは,視線や表情,対人距離,身体的同調などの,情動に影響を与える非言語情報(社会情動信号)の過多や過少である.そこで本研究では社会情動信号を情報機器によって制御することで対人関係不全の解決を目的とする.H27年度は他者の外観が情動に与える影響を明らかにするために(1)VR空間におけるエージェントの外観が対人距離に与える影響の調査を行った(寺田).実験によってVR空間においても外観が情動に影響を与える可能性が示唆された.また雑踏中における物理的隔離が情動に与える影響を調査するために(2)Mobile Personal Spaceの開発を行いプロトタイプを完成させた(寺田).Mobile PersonalSpaceは中に入った人の動きに合わせて動く物理的な殻である.殻の内側と外側はディスプレイになっている.殻の内外に備えられたカメラの映像に画像処理を加え,内外からの見え方を制御することで社会情動信号フィルタとして機能する.また,シースルー型HMDを用いた社会福祉学的アプローチに基づく"視線恐怖症的コミュ障"支援システムの開発と検証を行った(栗原).システムのプロトタイプを実装し,評価した結果,いくつかの機能は有効に働き,今後の改善点が得られた.また,エージェンシーの知覚量を人為的に制御する基礎知見を得るために,機械的なロボットに感じるエージェンシーの量とロボットの制御関数(正弦波)のパラメータ(周期)の間の関係を調査した(高橋).結果として緩やかなリズム変調がエージェンシー感覚を高めることが分かった.本課題においては(1)非言語情報と情動反応の因果構造の同定と(2)社会情動信号エフェクターの開発の両方が必要であるが,H27年度の成果においていずれのサブテーマにおいても進展がみられたため.H28年度の成果は以下の通りである.まず,Mobile Personal Space(中に入った人の動きに合わせて動く物理的な殻.殻の内外で流通する社会情動信号を制御することで社会情動信号フィルタとして機能する.)の有効性を検証するために,空間が閉鎖されていること,顔変換があることがコミュニケーションの質に与える影響を調べた.実験の結果,閉鎖かつ顔変換がある場合に,意見を否定されたときに悲しく感じ,相手を怖く感じることがわかった(寺田).また,疑心暗鬼が発生しやすい「人狼がいないかもしれない三人人狼」課題を開発し,この課題において疑心暗鬼を抑制する脱エージェンシー手法について考案した.その結果,抱き枕型の通信ディバイスを介すことで他者のエージェンシーを抑制しながらこのゲームを行うと,疑心暗鬼の発生が減少することが示唆された(高橋).また,VR空間における自己身体像確立に自己の鼻の提示が寄与するかどうかを確かめる実験を行った.VR空間における鼻表示の有無が,操作感やゲーム成績に及ぼす影響を検討した結果,鼻の映像が無意識的に自己身体と仮想世界の空間的位置関係の安定に作用し,ゲーム成績向上に結びつくことが示唆された(宮崎).また,映像やプレゼンテーションと連動してロボットなどの外部IoT機器を制御する基盤システムを作成し,その応用としてディスレクシア障害者,プレゼンテーションが苦手な人等の支援を行うシステム開発を行った(栗原).本課題の目標の一つは社会情動信号エフェクターの開発であるが,社会情動信号エフェクターとして機能するMobile Personal Spaceの有効性が示唆される結果が得られたため.また,その他のテーマについても進展が見られたため.H29年度の成果は以下の通りである.まず,相手を見る/見られることが人の社会的関係に及ぼす影響を調べた.二者間での視線の有無を要因とし,宣言記号合わせゲームを用いて二者間の主従関係を測定した.実験の結果,視線が双方向にやり取りされるとき,自尊感情が低い人が相手から見られない場合に人が相手に従うことが分かった(寺田).また,エージェントの外観がVR空間における対人距離に与える影響を調べた.

外観と身長が異なる複数のエージェントが実験参加者に向かって歩いてくるVR映像を提示し,実験参加者が不快に感じたときの対人距離を測定した結果,エージェントがもつ印象「親近性」「社会性」「道徳性」の欠如が,許容対人距離を長くする要因であることが分かった.また,エージェントの大きさが大きくなるほど許容対人距離が長くなることがわかった(寺田).また,電子音と連携してロボットなどの外部IoT機器を制御する基盤システムを構築し,昨年構築した映像に連動する情報システム制御基盤とともに応用事例を模索し,障害者支援,調理支援,コミュニケーション支援等を行うシステム開発を行い,学術的に高い評価を得た(栗原).また,社会性は自己を中心として他者を相対化することから,自己身体像の認識について幅広い年齢層に適用可能な課題の開発と評価を行った.顔部位検出デバイスとAR技術を用いて,自己身体像の上にバーチャルマークを提示し,それを現実の自己身体部位に正しく対応づけることができるかを評価する課題である.幼児を対象にこの課題の有効性を評価したところ,定位エラーに顔部位認識のゆがみが反映している可能性が示された(宮崎).本課題の目標の一つは社会情動信号エフェクターの開発であるが,対面状況でやりとりされる社会情動信号が具体的に対人関係にどのような影響が与えられるかが心理実験を通じて明らかになったため.またその他のテーマについても進展が見られたため.H30年度の成果は以下の通りである.まず,社会情動信号が人の脳内でどのように処理されているかについてのモデルを構築し,実験によって検証した.具体的には,非ゼロ和ゲーム的状況において,状況と意図が与えられたときに,人がどのような表情を予測するかについて調べた.実験の結果,協力的他者の表情は公平性を符号化し,非協力的他者の表情は自己利益を符号化していることが分かった(寺田).また,プレゼンテーション時の発表者の心理的負担について,VR環境を用いて聴衆の存在の現実らしさがユーザに与える心理的影響について検証し,またゲーミフィケーションを導入することによる負担解消を図るための開発基盤整備とコンテンツ開発を行い,学術的に高い評価を得た(栗原).また,心理的な障壁を取り除き,自己開示を促進するロボット傾聴システムの研究開発を行い,ネガティブな自己開示をロボットが促進しやすいこと,男女でその傾向に大きな違いがあることを見出した(高橋).また,擬人化エージェントやロボットをユーザインタフェースと捉えた場合に,その内需状態を効果的に人間に伝達するためには,どのような表出,どのようなユーザモデルが必要なのかという問題について,様々な観点から解決を試みた(山田).また,顔部位検出デバイスとAR技術を用いた課題で自己身体像の認識について検討を行った.その結果,幼児期における顔部位認識の発達的変化を明らかにした(宮崎).H27年度は非言語情報と情動反応の因果構造の同定において,他者の外観に注目したが情動に影響を与える要因としては視線,表情,身体同調がある.
ハイリスク(High risk)妊産婦の出生前診断におけるパースアウトカム(Path outcome)と看護の役割

1.前年度からの継続:先天性疾患児に伴うケアの分析と学会発表1)第27回日本女性心身医学会学術集会にて研究の成果を発表平成10年5月15日高知城ホールにて演題「先天性疾患児を出産した母親の心理的変化:産褥入院期間中の心理状態の分析から」研究概要:先天性疾患児を出産した母親を対象に面接調査を行い,胎児異常の告知から分娩時,産褥入院期間の心理的な変化を分析した。2)日本生命倫理学会第10回大会にて研究の成果を発表平成10年18日兵庫県立看護大学にて演題「周産期ケアにおける看護職の現状認識と対応策:先天性疾患児に焦点をあてて」研究概要:7カ所の保健・医療施設の看護職25名を対象に「先天性疾患児の出生」に焦点をあて,周産期における看護職のケア提供の現状と対応策にいて調査を行い,看護職のあり方を分析した。2.前年度からの継続:出生前診断に関する研究成果の雑誌発表(様式8の11=研究発表;雑誌論文)の欄を参照3.講演会の開催平成10年11月1日日本赤十字看護大学講堂にて演題「遺伝に関する看護とその倫理的課題」講師:GWEN ANDERSON,RN,phD (米国,Shriver Centerで遺伝に関する看護教育プログラムの研究開発,NIHのヒトゲノム計画の参画者,国際的なケア提供者への倫理的側面やカウンセリング等の教育・実践・研究指導者)参加者は,看護職・ケースワーカーなど約90名であった。平成8年度の実施は下記の通りである。1.周産期における保健・医療・福祉システム、出生前診断のケアについて、過去10年間の研究報告および雑誌への投稿記事を分析した。2.出生前診断のプロセスにおけるhigh risk妊産婦の心理体験を面接調査した。(1)出生前診断を受けるか否かの意志決定の場面(羊水検査のためのカウンセリング)に参加し、妊婦とその家族37ケースからの話しを聞いた。(2)胎児異常の診断から障害児の出生後1年以内にある妊産婦および母親7ケースを追跡調査中である。3.ケース検討会(「骨形成障害をもつ在宅療養児のサポートについて」)を実施した。研究対象である骨形成不全の児の退院にむけてのサポートについて、担当医師、褥婦棟・新生児室の看護スタッフ、地域の保健婦を交えてミーティングをおこなった。4.看護者のための学習会を開催した。(1)研究協力者4名と共に、心身障害児総合医療センター(東京都板橋区)を見学し、センター職員とのディスカッションをおこなった。(2)人間関係などコミニュケーション技術の向上のために、専門家(臨床心理士、認定カウンセラ-を招いて、研究協力者を対象に2回のワークをおこなった。参加者の延べ人数は75名であった。平成9年度の実施は下記の通りである。1.前年度からの継続1)先天性疾患児の出生に伴うケアの分析と学会発表(1)第38回日本母性衛生学会学術集会にて研究の成果を発表(平成9年10月17日,鹿児島市にて)(1)「先天性疾患児を出産した母親への継続的ケアの検討;母親と助産婦の面接から」(2)先天性疾患児をもつ家族へのケアの検討在宅療育に向けての入院施設におけるケアの分析」(2)第12回日本助産学会学術集会にて研究の成果を発表(平成10年3月21日,東京都にて)(1)「胎児異常が予測される産婦の心理に関する調査;先天性疾患児を出産した母親への面接調査より」2)母性看護従事者のための学習会を平成8年度に引き続いて開催した。研究協力者を対象に人間関係などコミュニケーション技術の向上のために,専門家(臨床心理士,認定カウンセラ-)を招いてワークをおこなった。参加者数は32名であった。2.今年度の新規計画・実施ハイリスク妊産婦・新生児へのケアに関する周産期関連領域の人々(看護職,医師,保母,理学療法士,臨床心理士,ケースワーカー,倫理学者,法哲学者など)の意識調査を行い,それを第12回日本助産学会学術集会(平成10年3月21日で発表した。「ハイリスク妊産婦・新生児へのケア提供者の現状と課題」1.前年度からの継続:先天性疾患児に伴うケアの分析と学会発表1)第27回日本女性心身医学会学術集会にて研究の成果を発表平成10年5月15日高知城ホールにて演題「先天性疾患児を出産した母親の心理的変化:産褥入院期間中の心理状態の分析から」研究概要:先天性疾患児を出産した母親を対象に面接調査を行い,胎児異常の告知から分娩時,産褥入院期間の心理的な変化を分析した。2.前年度からの継続:出生前診断に関する研究成果の雑誌発表(様式8の11=研究発表;雑誌論文)の欄を参照3.講演会の開催

平成10年11月1日日本赤十字看護大学講堂にて演題「遺伝に関する看護とその倫理的課題」講師:GWEN ANDERSON,RN,phD (米国,Shriver Centerで遺伝に関する看護教育プログラムの研究開発,NIHのヒトゲノム計画の参画者,国際的なケア提供者への倫理的側面やカウンセリング等の教育・実践・研究指導者)参加者は,看護職・ケースワーカーなど約90名であった。
細胞増殖促進活性を持つアニオン性合成ポリマーに関する研究

L929細胞以外のヒトおよびマウス由来の種々の培養細胞に対してMACBAの細胞増殖促進効果を検討した結果,MACBAが同じくマウス繊維芽細胞であるSTO細胞に対しても同様の増殖促進効果を示すことを明らかにした.これによりMACBAの細胞増殖促進効果がL929細胞に限られないことを示した.同時に種類の異なる細胞間で効果の程度に違いが観られたことから,作用機作は細胞間で差異がある機構と関連していることが示唆された.MACBAと関連した化学構造を持つポリマーを多種類合成した.これらの合成ポリマーの細胞増殖促進効果を検討した結果,MACBA以外に同様の効果を示すポリマーを新たに見い出した.両者の間での構造の比較から細胞増殖促進効果に直接関与しているのはマレイン酸由来のカルボキシル基部分であると考えられる.また,低濃度のポリマーで高い細胞増殖促進活性を得るためにはカルボキシル基以外の部分が適当な疎水性を持つ必要があることを示した.この結果はMACBAの細胞上の疎水性部分への分配が必要であることを示唆するものである.L929細胞以外のヒトおよびマウス由来の種々の培養細胞に対してMACBAの細胞増殖促進効果を検討した結果,MACBAが同じくマウス繊維芽細胞であるSTO細胞に対しても同様の増殖促進効果を示すことを明らかにした.これによりMACBAの細胞増殖促進効果がL929細胞に限られないことを示した.同時に種類の異なる細胞間で効果の程度に違いが観られたことから,作用機作は細胞間で差異がある機構と関連していることが示唆された.MACBAと関連した化学構造を持つポリマーを多種類合成した.これらの合成ポリマーの細胞増殖促進効果を検討した結果,MACBA以外に同様の効果を示すポリマーを新たに見い出した.両者の間での構造の比較から細胞増殖促進効果に直接関与しているのはマレイン酸由来のカルボキシル基部分であると考えられる.また,低濃度のポリマーで高い細胞増殖促進活性を得るためにはカルボキシル基以外の部分が適当な疎水性を持つ必要があることを示した.この結果はMACBAの細胞上の疎水性部分への分配が必要であることを示唆するものである.
シンプルな構造を有するタキソ-ル系抗癌剤の合成開発

タキソ-ル(1)は現在、新規抗癌剤として大変に期待されている天然ジテルペノイドである。本研究は次世代のタキソ-ル系抗癌剤への発展を見通して、タキソ-ル(1)をリ-ド化合物とする、よりシンプルな構造を有する活性類縁体の開発を目的として行った。その結果、B環部8員環閉環反応を鍵とする合成経路を確立し、2-6の様なタキサン誘導体を短行程で効率良く合成することが出来た。現在までのところでは抗癌活性試験には至っていないが、13位の還元を行った後に、側鎖を導入し、検討を行う予定である。同様の合成経路により種々の誘導体合成が可能と考えられ、抗癌活性を有する誘導体が得られるものと期待している。
心筋局所エネルギ-代謝を評価する ^<18>F標識分枝脂肪酸の開発およびその診断応用

正常ラットにおける体内分布を検討した結果これら^<18>F標識脂肪酸は肝臓、心臓、腎臓、肺に高い集積性を示した。心筋集積性に関して直鎖脂肪酸(FPA)は時間とともに心筋から急速にクリアランスされるのに対し分枝脂肪酸(3ーMFHA及び5ーMFHA)ではその集積性が保持された。また3ーMFHAの心筋への初期取り込みはFPA及び5ーMFHAに比べて低くこれは3位メチル基による立体障害による取り込み低下と考えられた。次に心筋での代謝物を検討した結果いずれの化合物も15min後では主にトリグリセリドの化学形で存在することがわかった。また15min後の遊離脂肪酸/トリグリセリド比をとるとFPA:0.11,3ーMFHA:0.04,5ーMFHA:0.13となり5ーメチル分枝脂肪酸は直鎖脂肪酸と同様より遊離脂肪酸の形で存在し得ることが明らかになりβ酸化を評価する薬剤として有利であることが示唆された。以上の結果より奇数位へのメチル基の導入及びメチル基ーカルボキシル基間のメチレン鎖の延長によりその心筋集積性が保持できるとともに心筋の初期取り込みを高いレベルで保持でき且つβ酸化を評価するのに有用な脂肪酸をドラッグデザインできることが示唆された。更に合成した3種の^<18>F標識薬剤のうち最も有用と考えられる5ーMFHAを用いてPETによる犬の心筋イメ-ジングを検討した結果投与後6ー30minに良好な心筋画像が得られた。
酵素機能改変による新規活性アルカロイド生産系の構築

放線菌より単離されるプロテインキナーゼ活性化インドールテルペノイドであるテレオシジン生合成酵素TleABCに注目する。TleABCの基質酵素との複合体構造をベースにして、テレオシジン生合成酵素を機能改変する。基質認識部位周辺の特定アミノ酸の飽和変異導入、基質認識部位周辺の、より広いアミノ酸に範囲におけるランダム変異導入の二つを行う。構築された改変酵素遺伝子ライブラリーを大腸菌で発現し、in vivoでの代謝物変化スクリーニングを行うことで、テレオシジン化合物ライブラリーの創出に取り組む。
HTLV-1関連脊髄症(HAM)の脊髄再生治療法開発に関する研究

難治性の脊髄損傷性疾患であるHTLV-1関連脊髄症(HAM)において、脊髄再生治療の開発研究を推進するために、体性幹細胞に対するHTLV-1の感染性と、体性幹細胞の有効性を検証するためのモデル動物の作成を試みた。GFP標識したHTLV-1感染ラット由来の脂肪組織由来体性幹細胞(ASC)の移植実験では、HTLV-1の感染拡大は認められなかった。ヒト由来のASCでは、invitroでのHTLV-1感染が確認され、ASCへもHTLV-1が感染する可能性が示唆された。HTLV-1感染ラットを用いた早期発症HAMモデル動物の作成に関しては、反復感染による発症促進効果は認められなかった。そこでHAM脊髄病態の解析を進め、脊髄組織でのアストロサイトからのケモカインCXCL10の過剰産生が重要であることを示し、モデル動物作成の方向性を明らかにした。HTLV-1感染感受性ラット(WKAH)にHTLV-1の感染を成立させ、脂肪組織から体性幹細胞(ASC)、脾臓から単核球細胞(PBMC)を分離し、それぞれの細胞群におけるHTLV-1の感染率をreal time PCR法にて定量的に測定した。HTLV-1の感染率はラットPBMCにおいて極めて低いことが判明し、またASCにおいて感染は検出限界以下であった。この結果は、体性幹細胞がHTLV-1の感染に対して感受性が乏しい可能性を示唆している。そこで次に、ASCのHTLV-1感染に対する感受性について解析する為に、in vitroでの感染実験系を確立した。HTLV-1関連脊髄症(HAM)患者由来の感染T細胞株培養上清の濃縮液を用いると、in vitroで感染が成立することを明らかにした。本実験系を用いて、ラット由来のPBMCとASCのHTLV-1感染に対する感受性を比較したところ、やはりASCへのHTLV-1感染はPBMCに比較して極めて低いという結果が得られた。さらに、マイトマイシン(MMC)処理したHTLV-1感染細胞株(MT-2)との共培養による実験系においての検証も実施しているが、MT-2細胞の混入の除外に関する実験系の確立について検討中である。また、GFP陽性ラット(系統:SD)にHTLV-1の感染を成立させ、ASCを分離してGFP陰性ラットへの移植を実施した。現在、移植したASC由来の腫瘍などの発生の有無について検討する為に長期飼育中である。さらに、HAMモデルラット発症系統(WKAH)に対してもHTLV-1の感染を成立させ、発症の有無について長期飼育観察中である。平成22年度に、GFP発現ラット(系統:SD,日本SLC)にHTLV-1を感染させ、脂肪組織から体性幹細胞(GFP陽性)を分離し、HTLV-1非感染GFP陰性ラットに移植した。今年度は、そのラットを感染後12ヶ月後に解剖し、肉眼的には明らかなGFP陽性細胞由来の腫瘍性病変の発生は認められなかった。移植されたHTLV-1非感染GFP陰性ラットにおけるGFP陽性細胞の有無について、各臓器でのPCRおよび組織学的な検討を実施している。また、平成22年度にHAMモデルラットを従来の方法(Am J Pathol 2006)で作製したが、発症に約2年を要し、発症率も低かったため、新規のHAMモデルラット作製の試みとして、HTLV-1感染細胞を2週間毎に投与することによって、発症率の向上と発症期間の短縮が得られないかを検討する実験に着手した。さらに、生命倫理委員会の承認を得た植うえで、ヒト脂肪組織から体性幹細胞(ASC)を分離して、HTLV-1受容体であるglucose transporter-1(Glut-1)(Manel N.et al,Cell 2003),heparan sulfate proteoglycans(HSPGs)(Jones KS et al.J Virol 2005),neuropilin-1(Ghez D et al,J Virol 2006)の細胞表面における発現レベルを、他の付着細胞株(HEK293)におけるこれらの分子の発現レベルと、フローサイトメトリー法にて比較解析したところ、Glut-1の発現レベルがやや低い結果が得られた。また、ASCのHTLV-1感染に対する感受性について解析する為に、in vitroでの感染実験系を確立した。本実験系を用いて、ヒト由来のPBMC、Jurkat細胞株とASCのHTLV-

1感染に対する感受性を比較したところ、ヒトASCに対するHTLV-1感染感受性は他の細胞群と比較して有意な差は認められなかった。現在、症例数を増やして検討を進めており、また、細胞分化誘導によるHTLV-1感染感受性の変化についても検討を進めている。脂肪組織由来の体性幹細胞(ASC)に対するHTLV-1の感染性について検討した。感染ラット由来のASCを非感染ラットに移植した実験系では、個体レベルでの感染は認められなかった。しかしながら、ヒト検体での検討が重要であると考え、ヒト由来ASCのHTLV-1感染に対する感受性について解析する為に、in vitroでの感染実験系を確立し、HAM患者由来の感染T細胞株培養上清の濃縮液を用いると、in vitroで感染が成立することを明らかにした。本実験系を用いて、ヒト由来のPBMC、Jurkat細胞株とASCのHTLV-1感染に対する感受性を比較したところ、ヒトASCに対するHTLV-1感染感受性は他の細胞群と比較して有意な差は認められなかった。すなわち、ヒト由来ASCではvitroでの感染が認められ、HTLV-1の感染性は否定できないと考えられた。また、平成22年度にHAMモデルラットを従来の方法(Am J Pathol 2006)で作製したが、発症に約2年を要し、発症率も低かったため、新規のHAMモデルラット作製の試みとして、HTLV-1感染細胞を2週間毎に投与することによって、発症率の向上と発症期間の短縮が得られないかを検討したが、改善効果は得られなかった。しかしながら、HAMモデル動物の作製は脊髄病変の治療効果を検証する上では必要性が高い。そこで、HAMモデル動物作製には脊髄病変の特徴をより明確にする必要性があると考え、患者検体を用いて脊髄炎症の慢性化機構について研究を進めた。HAM患者では、脊髄病変でのアストロサイトがCXCL10の主要な産生細胞であり、免疫系と神経系のCXCL10-CXCR3 interactionによる悪性炎症ループの形成が炎症の慢性化機構の主軸であることを明らかにし、論文化した(Brain改訂中)。幹細胞に関するHTLV-1の感染性といった、安全性に関する情報は順調に研究が進展しているが、HAMモデルラットを用いた幹細胞移植による脊髄再生の有効性に関する研究は、モデルラットの作成に時間がかかり、また発症率も低いことが、研究が遅れている理由である。24年度が最終年度であるため、記入しない。HTLV-1の細胞への感染性に関する新規実験系を確立したため、その手法を用いて、ヒト由来の体性幹細胞のみならず、iPS細胞、その他細胞の、HTLV-1感染感受性に関する検討を実施する。また、細胞の分化段階におけるHTLV-1感染感受性の変化の有無ついても検討する。さらに、新規HAMモデルラット作成の試みとして、HTLV-1感染細胞の接種方法を工夫することによって発症期間や発症率の改善の有無について検討する。
Ｅ型肝炎ウイルスの肝細胞への吸着・侵入機構に関する研究

本研究ではE型肝炎ウイルス(HEV)に対する感受性・非感受性ヒト肝細胞の網羅的な遺伝子発現解析、プロテオーム解析、およびcDNAライブラリスクリーニングによって有力なレセプター候補を同定した。現在までE型肝炎には有効な対策が存在しないが、今後、候補因子の肝細胞への結合・感染能を詳細に解析し、その吸着・侵入機構における役割を解明していくことで効果的なワクチンや治療薬開発の基盤確立を目指す。1)パンニング法。昨年度PCR介在型新規キットでのレトロウイルスベクターを用いたcDNAライブラリ構築に成功したが、複雑度は高いが挿入配列の平均鎖長が短くORFを含む可能性が低かった。そこで、同一キットを用いたライブラリ作製を外部に委託し、高複雑度で挿入平均鎖長の長いORFを含む可能性の高いライブラリの獲得に成功した。委託ライブラリ作製と並行して昨年度作製した自家製ライブラリによるスクリーニングの結果を精査し、レセプター候補遺伝子断片を同定した。更に同断片遺伝子の全長クローニングに成功した。2)HEV感受・非感受性細胞の網羅的遺伝子発現解析。感受・非感受性細胞間で上記クローニング遺伝子の発現に強い相関が見られ、当該遺伝子のレセプターとしての可能性が示唆された。3)レセプター候補発現の検証。レセプター候補に対する市販モノクローナル抗体の内、まず1種類を用いて感受・非感受性細胞間での発現差をFACSにて確認した。しかし、クリアな差ではなかった為、他のモノクローナル抗体でも試験を行うことでよりクリアな差を示すことを考えている。4)感受性細胞を用いたレセプター同定に向けた結合能評価系の確立と阻害能評価への応用。感受性細胞、HEV培養上清と抗HE-VLPモノクローナル抗体を用いたFACSでは結合能を確認することが出来た。そこで、市販モノクローナル抗体のHEVと当該細胞間の結合阻害能を確認したところ阻害能は見出せなかった。今後、他の市販モノクローナル抗体でも試験を行うことで阻害能を持つものを同定したいと考えている。5)レセプター候補の感染への寄与の検証。市販モノクローナル抗体と対応するsiRNAの感受性細胞への感染阻害能の検証を現在実施中。1)パンニング法。レトロウイルスベクターを用いたHEV感受性細胞からの高品質cDNAライブラリの構築は未完である。種々のコントロール実験の結果、今後販売が中止となるライブラリ作製キットの品質に疑義が持ち上がり、キットの再選定を行っている。一方で、他社のPCRを介在させる(多様性が下がる)方法でのライブラリ構築に成功し、パッケージング細胞への導入によって組換えレトロウイルスを得て非感受性細胞へ感染させ、ライブラリ由来蛋白質を発現させた。この細胞をE型肝炎ウイルス固相化プレートによって選択補足し、結合した細胞からゲノムを回収し、ライブラリ由来cDNAを同定した。しかし、導入ベクター配列が存在せず、非特異的吸着と併せ、HEVレセプターの同定には至っていない。当該細胞から抽出してラベリングしたcRNAプローブを作製し、遺伝子発現解析用マイクロアレイにハイブリダイズしてスキャニングした。当該細胞間での発現差からレセプター候補遺伝子が呈示された。3)HEV感受・非感受性細胞の二次元電気泳動解析。当該細胞の二次元電気泳動解析より、相違2因子について質量分析を実施、グリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素(GAPDH)とFatty acid-binding protein 2 (FABP2)を同定した。GAPDHは、ハウスキーピング遺伝子の一つとして、細胞の生存・維持に関わり、どの細胞でも一定量発現している遺伝子の一つである。また、FABP2は、peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR:炭化水素、脂質、タンパク質等の細胞内代謝と細胞の分化に密接に関与している転写因子)のシグナル経路に関連しており、細胞内機能から感染への関与機構の解明への端緒となる可能性を内包している。1)レセプター候補遺伝子搭載哺乳細胞発現ベクターによる非感受性細胞のレセプター候補安定発現株の樹立。哺乳類細胞において候補遺伝子を安定発現するベクターを昨年度に構築した。本年度は、当該ベクターを用いて、レセプター候補安定発現細胞株を樹立した。そこで、バルクの樹立細胞を用いて感受性復帰試験を試みたが、複数の矛盾点が生じたため、シングルセルクローニングを行っている。非感受性細胞でのレセプター候補の発現量について、再現性のよい安定したクローンを取得し、感受性復帰再試験を再度行う予定である。2)レセプター同定に向けたHEV高速増殖能獲得馴化細胞株の作製。既に、結合能評価系を確立し、結合能およびに阻害能評価への応用が可能となったが、現在までの所、市販モノクローナル抗体の阻害能は見出せていない。そこで、新たに感染阻害評価系の構築を目指した。既報によって、HEVが馴化によって高速増殖能を獲得することが報告されている(Lorenzo et al. Virus Research 2008)。そこで、今後の展開を鑑み感染性クローンを有するG3の馴化株を作製した。

増殖曲線がプラトーに達した時点で、新しい細胞に植え継ぐことを繰り返し、10日前後で感染感受性を評価可能な系の構築に成功した。今後、1)への応用が重要課題である。3)結合能の阻害が想定される各種ポリペプチド、モノクローナル抗体の評価。レセプター候補は、細胞接着因子として知られ、細胞表面上の膜蛋白質と相互作用を行い、特定のペプチドモチーフに結合することが知られている。当該モチーフは、配列情報レベルでHEVの構造タンパク質に高度に保存されているこが分かっている。そこで、抗相互作用因子抗体、特定のモチーフペプチドの結合に与える影響を予備実験レベルではあるが確認したところ、阻害能が示唆された。今後、結合能・感染能評価系を用いて詳細に検討する。ウイルス学1)パンニング法。PCRを介在させる新規キットにより感受性細胞cDNAライブラリ2種類の作製に成功した。その内、自家製ライブラリよりレセプター候補が挙がり、全長クローニングにも成功してきたことから計画はおおむね順調に進展している。2)HEV感受・非感受性細胞の網羅的遺伝子発現解析。当該細胞間におけるレセプター候補の発現量に感受・非感受性細胞間で強い相関が確認されたことから計画はおおむね順調に進展している。3)レセプター候補発現の検証。レセプター候補に対する市販モノクローナル抗体により感受・非感受性細胞間での発現差がFACSにて確認されたことからおおむね順調に進展している。4)感受性細胞を用いたレセプター同定に向けた結合能評価系の確立と阻害能評価への応用。感受性細胞、HEV培養上清と抗HE-VLPモノクローナル抗体を用いたFACSでは結合能を確認することができ、系の樹立に成功した。現在までの所、阻害能を有する市販モノクローナル抗体は見出されていないが、現在もその探索は進行しておりおおむね順調に進展している。5)レセプター候補の感染への寄与の検証。現在検証を進めており、おおむね順調に進展している。1)パンニング法。複雑度は落ちるものの、他社製のキットにより感受性細胞cDNAライブラリを作製出来たことは大きな一歩であり、計画は概ね達成されたと考えている。当該細胞間での発現差からレセプター候補遺伝子が呈示されたことから計画は概ね達成されたと考えている。3)HEV感受・非感受性細胞の二次元電気泳動解析。感染性規定宿主タンパク質の候補が2つ同定されたことより計画は概ね達成されたと考えている。1)レセプター候補発現提示の最適化。よりよい発現差を示すレセプター候補に対する市販モノクローナル抗体を同定する。2)阻害能保有抗体の探索。市販モノクローナル抗体の内、阻害能を持つものを同定する。3)レセプター候補の感染への寄与の検証。
植物の無機栄養と二次代謝

1.イネを対照区、窒素欠除区、リン欠除区、カリウム欠除区、ケイ酸添加区、ケイ酸欠除区を設けて水耕栽培し、収穫後地上部と根部に分け、さらに各部位の試料をメタノール可溶部と不溶部(細胞壁部)とに分けて、カフェー酸、p-クマル酸、フェルラ酸、シナピン酸を高速液体クロマトグラフィー(クロマトグラフィー用データ処理装置を接続する)によって分析を行った。イネにおいてはフェノール酸の大部分は細胞壁に結合した形で存在し、カフェー酸、シナピン酸はほとんど存在しなかった。フェノール酸含有率が養分ストレスに最も敏感に反応したのは窒素欠除区の葉のフェノール酸で、フェルラ酸はメタノール可溶部、不溶部ともに対照区の約4倍に増加し、p-クマル酸も23倍に増加した。リン欠除に最も敏感であったのは、葉のメタノール可溶部のp-クマル酸で約3倍に増加した。ケイ酸欠除により、フェノール酸が増加する傾向がみられたが、とくに葉のメタノール可溶部のケイ酸添加区では検出された。また、根のメタノール可溶部ではケイ酸欠除区のフェルラ酸はケイ酸添加区の2倍以上になった。2.人工照明を用い、培地のマンガン濃度を変えてクロレラを培養すると、マンガン高濃度の培地では、クロロフィルbが減少し、フェノール性化合物の酸化物と思われる褐色物質が生成したが、還元剤としてアスコルビン酸を培地に添加するとこれらの変化が抑制された。3.栄養条件を変えてトウモロコシを栽培し、紫外線を照射して蛍光を発する物質をペーパークロマトグラフィーを用いて分析した結果、栄養条件によって異なるクロマトグラムが得られた。
植物における酸素発生系の構造と反応機構

1.酸素発生系におけるMn-Caクラスターの構造光合成系IIにおける酸素発生MnクラスターとCaの構造上の関係とその役割を調べるため、通常の系II膜標品とCa除去した系II膜標品について、S_1,S_2状態間の閃光誘起フーリエ変換赤外(FT-IR)差スペクトルを測定した。その結果、(1)通常の酵素発生系では、S_1状態において、Mn、Ca間のカルボキシル基による架橋構造が存在すること、(2)S_2状態において、このカルボキシル基のCaへの配位結合が切れること、(3)Caの存在が、S_2状態の生成の際に起こるタンパク質の二次構造の変化を誘起すること、(4)Ca除去により、上のカルボキシル基はMnからも遊離すること、などが明らかとなった。上記(4)の結論は、Ca除去した系II膜標品のMnのX線吸収スペクトル(XAFS)の測定からも確かめられた。2.酵素発生系における基質水分子の結合状態酵素発生(水分解)系におけるMnクラスター上の水分子の結合構造とタンパク質との相互作用を調べるため、S_1,S_2状態間の閃光誘起FTIR差スペクトルをH_2O及びD_2O中で測定した。様々な形態で水と相互作用をするモデルカルボキシレート化合物のFTIRスペクトルと比較した結果、水分解系のMn原子に配位している水分子は蛋白質由来のカルボキシレート配位子と強い水素結合をつくっていることが明らかとなった。このことから、このカルボキシレート配位子が、水からプロトンを引き抜く際の最初の受容体となっていると考えられた。
マイクロプラスチック遊星ギヤ開発

本年度のマイクロプラスチック遊星ギヤ用歯車の最適加工条件を見出すことと、その精度測定方法を開発することである。実験では1次加工、2次加工における最適加工条件を見出した。さらに、マイクロギヤの精度測定方法がなく、それに関連した研究論文も見あたらない。本研究ではCCDカメラ顕微鏡で観察した結果をビデオプリンターにプリントしたものをwindowsのOS上で画像処理ソフトで外径、ピッチ誤差及び、歯みぞのふれを測定する方法を開発した。輪郭線に対する目測に誤差があることがわかった。しかし、測定歯車の誤差の再現性を向上させることによって実用可能なことがわかった。以下に本年度の研究成果を述べる。(1)遊星歯車として、内歯車、外歯車の最適加工条件を見出した。最適加工条件の定義は外径寸法で管理した。(2)制作したマイクロプラスチック歯車のような微小歯車の精度測定方法がなく、windows上画像処理ソフトにより、PC処理を行った。測定項目は歯みぞのふれ、円周ピッチ誤差、外径測定を行った。今後は、それらの結果の再現性を高めることで十分資料な資料を得ることができ、今後の研究で実用化が可能なことがわかった。本年度の研究はマイクロプラスチック遊星ギヤに使用する歯車加工である。とくに、本研究の加工方法は設備経費がLIGA技術やフォトエッチング技術に比べて非常に少ないことが利点である。すなわち、プラスチックの熱収縮を利用してさらに、微小化しようとしたものであり、研究代表者が開発したプラスチック製マイクロギヤの製造方法は大きく分けて2つに分けられる。1次加工は機械加工である。本研究ではプレス加工とした。2次加工はプラスチックの熱収縮による加工である。(1)共同研究者の旭化成工業(株)が開発した、多軸延伸プラスチック材料である多軸延伸メタクリル樹脂をプレス加工で1次加工を行った。プレス加工用金型のダイ及びパンチ歯車の設計を行った。遊星歯車として内歯車と外歯車であり、アンダーカット、インボリュート干渉、トリミング等が発生しない条件として、トロコイド歯形を設計し、その歯形を加工するためDXF座標に直し、製作依頼した。内歯車はモジュール0.08,歯数10,圧力角20゚、外歯車はモジュール0.08,歯数9,圧力角20゚である。(2)加工に当たって、1次プレス加工前後にプラスチック材料の多軸延伸メタクリル樹脂の延伸等による歪み、加工後の加工歪みの観察は購入した偏光顕微鏡で観察し、十分実用可能なことを確かめた。(3)本研究の結果を精密工学会で講演し、論文投稿の予定である。以上の結果から、本研究の基礎資料を求めることができ、次年度での遊星ギヤのシステム組立の目安が立ち、性能試験を行うための基礎研究ができた。本年度の研究はマイクロプラスチック遊星ギヤ用歯車の最適加工条件を見出すことと、その精度測定方法を開発することである。さらに、マイクロギヤの精度測定方法がなく、それに関連した研究論文も見わたらない。しかし、測定歯車の誤差の再現性を向上させることによって実用可能なことが分かった。(2)製作したマイクロプラスチック歯車のような微小歯車の精度測定方法がなく、windows上画像処理ソフトにより、PC処理を行った。