hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アセスメント「学びの物語」における個と共同体の試行錯誤過程と研修プログラム開発

研究経過から、個々の保育者が実践のエピソードを綴ることと保育活動とのつながりについては、複数の経路の存在が見えてきた。次に、先導的取組園を視察訪問し、保育観察及び記録、保育計画、保護者とのコミュニケーションのあり方等、保育活動の実態として基礎データの収集を行った。そこでは「学び」を捉える視点そのものよりも、保育者が子どもの声を聴き取ろうとする「誠実さ」「丁寧さ」といった言葉で保育の内実が語られ、「学びの物語」はアセスメントというより、子どもや保護者とのコミュニケーションツールとして重視されていた。これらの結果は、今後、調査予定の、NZ及び新規取組園における「学びの物語」の受容過程、試行錯誤過程に関する分析視点となる。本研究は当初の計画通り、データ収集及び学会における成果報告が実施されている。具体的には、上述の研究経過から、研究フィールドの園では個々の保育者が「学びの物語」を綴る目的は必ずしも一様ではなく、保育のエピソードを記述することと保育活動とのつながりについては複数の経路の存在が明らかになった。さらに、園内のカンファレンスや研修場面でそれぞれの個々の保育者の子ども観や保育観が可視化されていくプロセスが、「学びの物語」の足場づくりになっていることも示唆された。今後予定している、新規取組園の「学びの物語」実践に関わる調査やニュージーランドの保育現場における試行錯誤過程に関する調査の分析視点が明確になったといえる。31年度は(1)国内の新規取組園・先導的取組園の調査を継続するとともに、(2)NZで保育観察及びインタビューを行う。(1)国内の新規取組園・先導的取組園のいずれにおいても収集するデータは、保育実践の映像、保育記録、保育者が作成した「学びの物語」、観察者のフィールドノーツ、カンファレンスの記録、園内・園外研修の記録、保育者へのインタビュー記録等である。得られたデータは、エピソード分析の他、TEA(複線径路・等至性アプローチ)を用いて、個々の保育者の「学びの物語」受容の促進要因及び阻害要因を可視化しながら、形成的評価と保育活動との関わりについて分析を進める。なお、30年度の調査によって、新規取組園では年間の保育計画の流れ、各保育者の子ども理解の特徴や保育者同士の相互作用の実態等、「学びの物語」実践の背景次元の基礎情報を押さえている。それらを踏まえて、保育室に設置した広角・ズームアップムービー機能付きカメラで保育活動中の映像を記録し、保育者が「見て、切り取って、語ること」の内容と、その背後にどのような「切り取られないこと」「語られないこと」があるのかについても注視しながら、保育者が子どもの「学び」の何を評価するのか、「学び」を捉える着眼点を明らかにする。(2)現地NZの保育施設を視察し、保育実践の実態として、子どもと保育者の活動の実際、「学びの物語」の書かれ方、リフレクションのあり方、子どもの姿から「学び」を切り取る際の保育者の視点の置き方や、学びの評価をどのように保育計画につなげているのかについて聴き取りを行う。調査結果から、達成度評価ではなく、形成的評価が実際にどのようになされ、保育の質のどのような側面とつながっているのかについて考察する。これまでの研究成果は、日本保育学会第72回大会(東京)、20th PECERA(TAIPEI)等で報告する。
有機鉄錯体を助触媒とした貴金属フリー光触媒系の開発

光触媒として酸化チタンやカーボンナイトライドを選択し、色素または鉄触媒系の組み合わせを検討した。酸化チタンと色素を組み合わせた系では、ピリジル基をアンカー部位とした色素を用いると光触媒の耐久性が従来に比べて格段に向上した。具体的には従来10時間にも満たず触媒活性が失われる系でも、本系では100時間に及び触媒作用が安定に作動することをみいだし、そのメカニズムをピリジル基の数を変え、赤外分光法および光電流測定手法を用いて検討することで、水素結合による色素ー酸化チタン間での安定な色素の吸着と、電荷移動相互作用による電子移動が行われ、光触媒作用が行われていることを見出した。この結果は色素を担持した光触媒系が安定に水素生成サイトへ電荷を伝達可能であることを示唆している結果となった。カーボンナイトライド系ではポルフィリン系色素や鉄触媒を合成し、それぞれで電荷移動が行われることを光電流または光触媒水分解反応による、ガスクロマトグラフを用いた水素の検出により見出すことに成功した。一方で、鉄触媒系は現状カルボン酸を光触媒へのアンカー部位としており、光触媒活性は数時間で不活化することが分かった。これは光触媒反応中に鉄触媒が遊離・分解することが理由であり、上記のピリジル基のような水素結合を用いた色素系が安定な光触媒性能を示す結果を支持する。今後は鉄触媒部分も水素結合サイトを導入するなど、安定な光触媒活性を示す触媒系の構築が必要となることが分かった。本年度の目的は(1)新規色素系の構築と光触媒性能の精査(2)光電流測定を用いた触媒系の探索法の構築(3)鉄錯体触媒系の探索と評価である。(1)はピリジル基を用いた色素担持光触媒系が、従来の光触媒系を凌駕する安定性を示すことを見出し、鉄錯体触媒と組み合わせる光触媒部分の構築に成功している。(2)は本光触媒系をFTO基盤等に担持することで、光電流測定並びに安定性の評価や電荷量の評価が可能になってきている。(3)は鉄錯体を合成し、これら錯体を光触媒に担持することで期待した水素が発生することを確認している。本年度は予定通り色素ー光触媒ー鉄錯体の組み合わせによる色素増感型光触媒による水素生産の開発について研究を行う。色素部分は、前年度で得られた色素を組み合わせることで光触媒活性を試験する。光触媒部分も前年度で開発したカーボンナイトライドを用いる。鉄錯体部分は期待通りの安定性を有していないことが分かったため、新規鉄錯体を開発する。具体的にはアンカー部位としてカルボン酸ではなくピリジル基を用いた光触媒系を構築する。本研究では水素を生産する酵素ヒドロゲナーゼの鉄錯体構造に注目し、これを模倣した白金に替わる新規有機鉄系助触媒の開発を行い、光触媒に適切に組み込んだ「非貴金属系ハイブリッド光触媒」による水分解水素製造と、白金に変わる新たな鉄系助触媒の有用性を実証する。本年度は研究を始めるにあたり、過去の鉄錯体のスクリーニング並びに有機鉄錯体助触媒を開発し、その物性を明らかにするとともに、無機酸化物と鉄錯体助触媒を組み合わせ、光触媒のモデルを作ることを目的とし、研究を行った。無機酸化物に固定するアンカー部位(化学吸着)として、カルボキシル基を有した有機鉄錯体を合成した。本化合物はエタノールやトルエンなどの極性ー非極性溶媒に可溶であり、溶液法により光触媒に担持可能であることが分かった。この助触媒の電子受容電位は-0.9V vs NHEと推定された。次に鉄錯体に光触媒からの電子注入を行うため、適切な光触媒を組み合わせ電子を光触媒から鉄助触媒へ注入できる系を探索した。種々の組み合わせについて検討したところ、メラニンから作成される光触媒が>-1.0 vs NHEを有し、かつカルボキシル基を有した有機鉄錯体を化学吸着可能であることが、吸収スペクトル、赤外スペクトルの分光法を用いた解析により明らかとなった。このハイブリッド光触媒を用いて水分解反応を行ったところ、水素の生成が確認された。さらにメラニンから作成される光触媒は有機色素も担持可能であることが分かってきているので、次年度はハイブリッド光触媒系の最適化並びに水素量の同定、また有機鉄錯体の改良を行う。本年度は有機鉄錯体の合成並びに光触媒との組み合わせについて検討する予定であったが、次年度の予定であった光触媒水分解の実験並びに水素生産の同定実験まで進捗があった。さらに、鉄錯体ハイブリッド光触媒による水素生産が確認できたので、本年度は予定通り進行した。

カーボンナイトライド系ではポルフィリン系色素や鉄触媒を合成し、それぞれで電荷移動が行われることを光電流または光触媒水分解反応による、ガスクロマトグラフを用いた水素の検出により見出すことに成功した。一方で、鉄触媒系は現状カルボン酸を光触媒へのアンカー部位としており、光触媒活性は数時間で不活化することが分かった。これは光触媒反応中に鉄触媒が遊離・分解することが理由であり、上記のピリジル基のような水素結合を用いた色素系が安定な光触媒性能を示す結果を支持する。今後は鉄触媒部分も水素結合サイトを導入するなど、安定な光触媒活性を示す触媒系の構築が必要となることが分かった。本年度の目的は(1)新規色素系の構築と光触媒性能の精査(2)光電流測定を用いた触媒系の探索法の構築(3)鉄錯体触媒系の探索と評価である。(1)はピリジル基を用いた色素担持光触媒系が、従来の光触媒系を凌駕する安定性を示すことを見出し、鉄錯体触媒と組み合わせる光触媒部分の構築に成功している。(2)は本光触媒系をFTO基盤等に担持することで、光電流測定並びに安定性の評価や電荷量の評価が可能になってきている。(3)は鉄錯体を合成し、これら錯体を光触媒に担持することで期待した水素が発生することを確認している。次年度の目的である光触媒系の水素生産への道筋が今年度で達成できたので、今後はハイブリッド光触媒系の最適化並びに水素量の同定、また有機鉄錯体の改良を行う。また、メタルフリー色素ー光触媒ー鉄錯体助触媒を組みあわせ、色素を用いた可視光応答型「ハイブリッド光触媒」を開発し、反応メカニズムと性能の関係を明らかにする。光触媒ー鉄錯体助触媒系にメタルフリー色素を組み込むことにより、色素に対応した可視光を用いた光触媒の開発を行う。今後最適化される光触媒ー鉄錯体助触媒系に適応する色素を系統的に組み合わせ、光水分解時の水素製造量を精査する。過渡吸収測定と理論計算を用いることでハイブリッド光触媒系の反応機構を明らかにする。本年度は予定通り色素ー光触媒ー鉄錯体の組み合わせによる色素増感型光触媒による水素生産の開発について研究を行う。色素部分は、前年度で得られた色素を組み合わせることで光触媒活性を試験する。光触媒部分も前年度で開発したカーボンナイトライドを用いる。鉄錯体部分は期待通りの安定性を有していないことが分かったため、新規鉄錯体を開発する。具体的にはアンカー部位としてカルボン酸ではなくピリジル基を用いた光触媒系を構築する。
アルコール代謝の個人差と酵素多型との関係

1.人に於けるエタノールの初回通過効果の有無を調べる為、被験者をアルデヒド脱水素酵素(ALDH)アイソザイムの欠損者と正常者に分け、空腹時に体重当り0.1g及び0.4gのエタノールを経口及び経静脈投与した。0.4g/kgを投与した場合、血中エタノール濃度は直線的に減少した。血中アセトアルデヒド濃度は欠損者でのみ上昇した。経口投与した時の血中エタノール濃度は経静脈投与の場合よりもかなり低く、血中エタノール濃度曲線下面積は経静脈投与に比べ正常者に於いて13%、欠損者に於いて22%減少した。0.1g/kgを経口投与した場合、血中エタノール濃度は曲線的に下降した。曲線下面積は経静脈投与に比べ経口投与した時は正常者に於いて35%、欠損者に於いて33%減少し、エタノールの初回通過効果の存在が示された。曲線下面積の減少の割合は少量投与の場合に大きく、初回通過効果はエタノール少量投与によって明瞭に認められるものであった。2.食事後に0.1g/kgのエタノールを経口投与すると、ALDH正常型・欠損型被験者共に血中エタノール療度は空腹時に比べて有意に低くなり、曲線下面積は空腹時の経口投与に比べ著しく減少した。欠損者の血中アセトアルデヒド濃度は食事後投与の場合に高くなった。エタノール吸収の遅れ・吸収効率の低下と共に肝血流の増加とそれに伴うエタノール代謝の亢進が考えられた。3.健常者12人に0.1g/kgのエタノールを経静脈投与し、血中エタノール濃度曲線をMichaelis-Menten型酵素反応を消失過程に持つone compartment open modelで解析した。エタノール濃度の最高値は2.8mMから9.4mM迄分散し、非線形最小二乗法で求めたKm値、Vmax値には大きな個人差があった。エタノールが体内に拡散する速度と拡散スペースの容積もエタノール代謝の重要な要因であることが判った。アルコール代謝に関与するアルコール脱水素酵素(ADH)及びアルデヒド脱水素酵素(ALDH)の多型現象がアルコール代謝全般に及ぼす影響を調べる為に,健康な被験者に対し,エタノールを経口及び経静脈投与して,静脈血中のエタノールとアセトアルデヒド濃度を経時的に測定し,アルコール代謝の状態を調べた.1.ALDH正常型及び欠損型被験者に,空腹時に体重1kg当り0.1, 0.2, 0.4gのエタノールを経口及び経静脈投与し,投与後の血中エタノール濃度曲線下面積を算出した.両投与法を比較すると,経口投与では経静脈投与に比べて,曲線下面積が各投与量毎にそれぞれ33%, 25%, 20%減少し,経口投与したエタノールの一部は全身循環血に達する迄に,その吸収過程に於いて代謝されたことが判明した.即ち,エタノールが初回通過効果を受けたことが示された.又,曲線下面積はエタノールを少量投与した時程減少率が大きく,エタノールの初回通過効果は少量投与時に於いてより明瞭に認められた.血中アセトアルデヒド濃度は, ALDH正常型被験者では殆ど上昇しなかったが欠損型被験者では10μM以上に上昇した.経口投与と経静脈投与で血中アセトアルデヒド濃度に差はなかった.2.食事後に体重1kg当り0.1gのエタノールを経口及び経静脈投与したところ,両被験者共に血中エタノール濃度は空腹時に比べて極端に低く, 1時間以内に0となった.血中アセトアルデヒド濃度は, ALDH正常型被験者では殆ど上昇しなかったが,欠損型被験者ではエタノールのピークと一致して最高値に達し,その値は経口・経静脈投与何れの場合も空腹時投与の時の濃度に比べて高値を示した.

1.エタノール代謝に及ぼす食事の影響について調べた。被検者をアルデヒド脱水素酵素(ALDH)アイソザイムの欠損者と正常者に分け、食事後に体重当り0.1gのエタノールを経口及び経静脈投与し、空腹時投与との差異を検討した。経口投与では、血中エタノール濃度は空腹時に比べて有意に低くなり、速やかに血中から消失した。血中エタノール濃度曲線下面積は、空腹時の経口投与に比べ著しく減少し、正常者は88%、欠損者は79%の減少であった。経静脈投与の場合、両被検者共に空腹時に比べ食事後には約20%減少した。血中アセトアルデヒド濃度は欠損者に於いてのみ上昇し、最高血中濃度は経口投与時28μM、経静脈投与時20μMであった。又、経口・経静脈いづれの投与方法の場合も、空腹時よりも食事後投与の場合に高くなった。食事後に曲線下面積が減少したこと及び食事後の血中アセトアルデヒド濃度が高くなったことは、初回通過効果だけでなく、食事によって胃腸管からのエタノール吸収の遅れと吸収効率の低下が起こると共に、肝血流の増加とそれに伴うエタノール代謝の亢進等の要因が関係すると考えられた。2.エタノールを経静脈投与し、吸収過程の影響を除いた状態でのエタノール代謝を、コンパートメントモデルを適用して解析した。12人の健常人(正常者6人、欠損者6人)に体重当り0.1gのエタノールを投与し、血中エタノール濃度曲線をMichaelis-Menten型酵素反応を消失過程に持つone-compartment open modelに当てはめ、非線形最小二乗法でMichaelis-Mentenの定数(Km値・Vmax値)を計算した。血中エタノール濃度は点滴終了時に最高となり、その後曲線的に減少した。エタノール濃度の最高値は2.8mMから9.4mM迄分散し、Km値、Vmax値にき大きな個人差が見られ、エタノールが体内に拡散する速度と拡散スペースの容積もエタノール代謝の重要な因子であることが判った。
汎用光音響分光分析装置の開発とその応用に関する基礎研究

1.光音響分光分析装置の小型化光源としてダイオ-ドレ-ザ-(826nm)ヘッドを採用することによって,装置のスペ-スは従来のレ-ザ-発振器を用いるものに比べて約10分の1に縮小された。さらに小型化にするためには,駆動用電源,低周波発振器およびロックインアンプの改良が必要となる。2.セルの試作と測定条件の検討固体用セル(真ちゅう製,W50^<mm>×D60^<mm>×H70^<mm>)を設計し,製した。試料中の微量成分を濃縮したメンブランフィルタ-(φ13^<mm>)あるいは均一粒径イオン交換樹脂(φ550μm)10粒を装填した試料室,光音響信号をとらえるマイクロホン(φ8.0^<mm>)を内蔵したセルにレ-ザ-ヘッド(直径3.2^<cm>、長さ12.3^<cm>)を直結して測定条件を検討した。測定条件として,レ-ザ-出力は30mW(使用電流104mA),測定周波数は39Hzまたは69Hzが最適であった。試料とセル上部ガラス面との距離は1.01.5mmが適していた。3.実試料への応用環境試料中のリン酸イオンの定量を目的として,リンモリブデン青ー陽イオン界面活性剤の沈殿をメンブランフィルタ-上に濃縮する吸光光度法および目視定量法を確立した。検出下限はそれぞれ0.2μgおよび0.05μgであった。この試料を本研究の光音響分光法に適用したところ,定量範囲は0.051.0μgであったが,沈殿のフィルタ-上での不均一さのために再現性に問題があった。濾過面積を小さくすることで精度をあげ,また定量範囲も目視定量法と同程度なので,さらに感度を向上させるために,セル内のバックグランドを減少させる目的で差動式マイクロホンを内蔵させた差動型音響セルを試作し,その性能を検討中である。1.光音響分光分析装置の小型化光源としてダイオ-ドレ-ザ-(824nm)ヘッドを取り入れることによって,装置のスペ-スは従来のレ-ザ-発振器を用いるものに比べ,約10分の1に縮小された。さらに,小型化にするためには,駆動用電源および低周波発振器の改良が必要となる。2.セルの試作と測定条件の検討固体用セル(真鍮製,W50^<mm>×D60^<mm>×H70^<mm>)を設計し,製作した。試料中の微量成分を濃縮したメンブランフィルタ-(φ13^<mm>)あるいは均一粒径イオン交換樹脂(φ550μm)10粒をおさめた試料室,光音響信号をとらえるマイクロフォン(φ8.0mm)を内蔵した直径5cm,高さ10cm程度の円筒型の大きさである。現在,最適測定条件を検討しているが,ノイズの信号が大きくでるため,とくにセル周辺の振動に対する防震策を研究中である。3.測定試料の調製環境試料水中のリンの定量を目的として,リンモリブデン青ー陽イオン界面活性剤の沈澱をメンブランフィルタ-上に濃縮する吸光光度法および目視半定量法を確立した。この試料を本研究の光音響分光法に適用すれば,検出下限はさらに一桁はさがる見込みである。

また,リンモリブデン青を均一粒径の陰イオン交換樹脂に濃縮し,その中の10粒の樹脂を従来の光音響分光法で測定し,0.050.5μgのリンを定量する方法を発表した。(Anal.Chim.Acta)1.光音響分光分析装置の測定条件の検討自作した真ちゅう製の固体用光音響セルにダイオ-ドレ-ザ-(波長826mm)ヘッドを直結し,目的成分を濃縮したメングランフィルタ-をセル内に装填したときの基礎的測定条件を調べた。結果は次のとおりである。(1)レ-ザ-出力が増すにつれて光音響強度も比例して増大するが,レ-ザ-発振器の寿命を考慮して出力を30mW(使用電流104mA)にした。また,ロックインアンプの時定数を1秒に設定した。(2)試料を測定する際の周波数と光音響強度との関係を調べ,雑音による影響をも考慮して,測定周波数は39Hzまたは69Hzを採用した。(3)試料とセル上部ガラス面との空間は,最大の光音響強度が得られる1.01.5mmの距離になるように調節した。2.実試料への応用前年度に確立したリン酸イオンのメンブランフィルタ-濃縮ー目視定量法にしたがって試料を調製し,リン酸イオン濃度と光音響強度との関係を調べた。定量範囲はリン酸イオンとして0.05μg1.0μgであったが,再現性に乏しかった。その原因のひとつはフィルタ-上に濃縮された沈殿が均一に分布していない問題があり,濾過面積を小さくするなどの工夫が必要となった。また,定量範囲も目視定量法と同程度なので,さらに感度を向上させるために,セル内のバックグランドを減少させる目的で差動式マイクロホンを内蔵させた差動型光音響セルを試作し,その性能を検討中である。目視定量法により降水(降雨および降雪)中のリン酸イオンを定量したところ,その濃度は4055PPbの範囲にあり,導電率の値と相関性がないことがわかった。
ウイルスゲノムとヒトゲノムとの相互作用によるガン発症メカニズム解明

本研究は,ヒトパピローマウイルス(HPV: human papilloma virus)による子宮頸がん発症過程の解明による予測システムの開発と,その過程への介入による発症予防のための基礎研究を行うことで,以下の項目を目標として挙げた。1.子宮頸がん検診で得られたパップスメアからヒトパピローマウイルスゲノムの塩基配列決定を行う。2.L1タンパクによるHPVの系統分類をおこない,L1タンパクと相関する初期遺伝子型を探索する。3.子宮頸がん(上皮内ガン等の初期がん)患者から得られたパップスメアを利用して,がん化組織特異的なウイルスゲノムのintegration siteの探索を行う。4.Exome解析による高odds比発症関連バリアント探索を行う。平成30年度までに,パップスメアから抽出したDNA約325例のHPVの型判定(ウイルスゲノム塩基配列決定)とTP53, NOTCH1などの子宮頸がん関連遺伝子約10遺伝子(ヒト遺伝子)の塩基配列決定を終了した。現在DNA解析を進めている。L1領域のみを使った検査としてのHPVタイピング法と型判定の結果には大きな違いはなさそうであったが,パップスメア内のHPVのコピー数には大きな違いがある。本研究において,HPV型と患者の最終的転帰が必要である。HPV型判定については,実験室での作業であり順調に進んだが,患者転帰の情報は個人情報であるため,これに時間を要している。HPVのコピー数や変異と予後(510年後の帰結)についての相関について解析を進め,パップスメアからのHPVウイルスゲノム解析による予後判定法確立,ヒトゲノム内のintegration site同定による予後判定法確立,ワクチン候補となる共通領域検索を進めていきたい。特に,患者転帰とHPV型,HPVゲノムシーケンスとの相関を確認する必要があり,早々に患者転帰情報を収集する。目的を1.子宮頸がん検診で得られたパップスメアからヒトパピローマウイルスゲノムの塩基配列決定を行う。4.Exome解析による高odds比提供発症関連バリアント探索を行う。の4つに設定した。本年度は,現有しているパップスメアから抽出したDNA試料(パップスメアDNA)を材料として,公表されている全てのヒトパピローマウイルス塩基配列をもとに(https://pave.niaid.nih.gov/)と子宮頸がん発生に関連すると考えられる遺伝子(PIK3CA,KRAS,CDKN2A,EGFR,TP53,NOTCH1,Myc)を陽性コントロールの意味も含めて設定した。ビオチン標識オリゴヌクレオチドを合成し,オリゴヌクレオチドとパップスメアDNAとの液相ハイブリダイゼーション後に,DNAをcapture/濃縮し,シーケンス決定した。手持ちパップスメアDNAの1/4を使って濃縮し8sample/tubeにて,実験してヒト遺伝子領域depth>200(deduplication後)を達成し,十分に実験が遂行出来ることを確認した。実験自体は,順調に遂行出来ることを確認した。実験自体が順調に進められることを確認後,他研究のエフォート配分との関係から少々遅れている。平成29年度は,パップスメアから抽出したDNA約325例のHPVの型判定(ウイルスゲノム塩基配列決定)とTP53, NOTCH1などの子宮頸がん関連遺伝子約10遺伝子(ヒト遺伝子)の塩基配列決定を行った。これは,上記13までの目標達成に不可欠な実施項目である。L1領域のみを使った検査としてのHPVタイピング法と型判定の結果には大きな違いはなさそうであったが,パップスメア内のHPVのコピー数には大きな違いがあるようである。HPVのコピー数や変異と予後(510年後の帰結)についての相関について解析を進め,パップスメアからのHPVウイルスゲノム解析による予後判定法確立,ヒトゲノム内のintegration site同定による予後判定法確立,ワクチン候補となる共通領域検索を最終年に向けて進めていきたい。HPVの要因については,ゲノム配列が決定できる程度のDNA量がパップスメアから抽出でき,HPV側の要因は解析できる。しかし,ヒトのゲノムDNAは,多く取れないので, Exome解析による高odds比発症関連バリアント探索が遅れている。

2.L1タンパクによるHPVの系統分類をおこない,L1タンパクと相関する初期遺伝子型を探索する。3.子宮頸がん(上皮内ガン等の初期がん)患者から得られたパップスメアを利用して,がん化組織特異的なウイルスゲノムのintegration siteの探索を行う。4.Exome解析による高odds比発症関連バリアント探索を行う。平成30年度までに,パップスメアから抽出したDNA約325例のHPVの型判定(ウイルスゲノム塩基配列決定)とTP53, NOTCH1などの子宮頸がん関連遺伝子約10遺伝子(ヒト遺伝子)の塩基配列決定を終了した。現在DNA解析を進めている。L1領域のみを使った検査としてのHPVタイピング法と型判定の結果には大きな違いはなさそうであったが,パップスメア内のHPVのコピー数には大きな違いがある。本研究において,HPV型と患者の最終的転帰が必要である。HPV型判定については,実験室での作業であり順調に進んだが,患者転帰の情報は個人情報であるため,これに時間を要している。実験遂行は可能である事を確認出来ており,今後は予定まで追いついていけると考えている。パップスメアから抽出DNAを使ったexome解析は,325例全例ではなく,病期が進んだ患者について体細胞変異を同定する方向で考え,子宮頸部での体細胞変異と予後予測判定バリアント同定を考える。exome解析については,データ取得に関して,外注委託費用が自ら実施するよりも圧倒的に安くなっており,大量のデータを取得することで,少ないDNAライブラリーからでも解析出来るのではないかと考えている。HPVウイルス側の予後予測バリアントは,このまま進めれば研究は完了できる。HPVのコピー数や変異と予後(510年後の帰結)についての相関について解析を進め,パップスメアからのHPVウイルスゲノム解析による予後判定法確立,ヒトゲノム内のintegration site同定による予後判定法確立,ワクチン候補となる共通領域検索を進めていきたい。特に,患者転帰とHPV型,HPVゲノムシーケンスとの相関を確認する必要があり,早々に患者転帰情報を収集する。本年度は,濃縮キャプチャー実験が遂行出来るか否かが問題であった。確認にかなりの時間を要したこと,研究エフォート割合の関係から,次のステップまで進めなかった。次年度費用がかかると見込まれるexam解析を実施するため次年度使用額が生じている。本年度は,患者情報が収集出来た後のゲノムシーケンス,解析費用として考えていた分が,患者転帰情報の収集に手間取り,予算消化が進まず,翌年へ予算の繰り越しとなった。一年間の研究期間延長が認められており,最終年度に向けて,これまでの結果を統合して目標達成を目指す。濃縮キャプチャー実験が遂行可能であることを確認出来たので,次年度は滞りなく実験遂行が可能と考える。
再生医療技術を利用した新規HIV-1感染サルモデルの作成

最近進展の著しい再生医療技術を用いてHIV感染症根治のための基盤技術の開発を最終目標として、現在エイズのサルモデルとして頻用されるもののiPS細胞樹立についてはごく少数の報告しかないアカゲザルのiPS細胞樹立を試みた。その結果、ヒトの場合と比べてより厳密な条件が必要となるものの、アカゲザル末梢血からiPS細胞を樹立できること、造血幹細胞や骨髄球系細胞の表現形を持つ細胞を試験管内で誘導できることを見出した。後天性免疫不全症候群(AIDS)の原因ウイルスであるヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)は宿主域が狭く、ヒト以外に感染する動物はチンパンジーのみであり、アカゲザル、カニクイザル等の旧世界ザルやマーモセット等の新世界サルには感染しない。従って感染予防ワクチンの有効性を実験的に検定することが困難であり、ワクチン開発の大きな障害の一つとなっている。本研究は、サルの人工多能(iPS)細胞に遺伝子操作を加えて、HIV-1が個体内で感染・増殖できるサルを作出することを目的とする。今年度は、採取の比較的容易なアカゲザル末梢血細胞を出発材料としてiPS細胞樹立・維持条件の最適化を試みた。アカゲザル末梢血から末梢血単核球を分離し、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Mycのいわゆる山中4因子を発現するセンダイウイルスベクターを用いてiPS細胞の樹立を複数回試みた。当初、山中4因子を発現する4種類のセンダイウイルスベクターを用いてiPS細胞の樹立を試みたが、得られた細胞の遺伝子発現をRT-PCRにて解析した結果、センダイウイルスベクターの感染は確認できるものの、形態およびアルカリフォスファターゼ活性により未分化性iPS細胞樹立と同定することはできなかった。アカゲザルのiPS細胞はヒトやカニクイザルに比して樹立・維持が困難である可能性が考えられた。そこで山中4因子が1つのセンダイウイルスベクターにすべて発現しているものを用い、さらに、いくつかの培養条件を最適化したところ、最終的にembryonic stem cell様の形態を示すコロニーを樹立・維持ができるようになった。今年度は現在エイズのサルモデルとして頻用されるもののiPS細胞樹立についてはごく少数の報告しかないアカゲザルのiPS細胞樹立を試みた。アカゲザル末梢血からT細胞を分離し、ヒトiPS細胞誘導因子であるOct3/4、Sox2、Klf4、c-Mycのいわゆる山中4因子を発現するセンダイウイルスを用いてアカゲザルのiPS細胞樹立を行った。山中4因子導入後に添加するサイトカインの種類やRock inhibitorの有無等、種々の条件を振ったところ、ヒトのT細胞の場合よりも厳密な条件が必要とされるもののiPS細胞を樹立することが出来た。樹立したアカゲザルiPS細胞の未分化能は、未分化マーカーSSEA-4やTRA-1-60の発現やアルカリホスファターゼ染色により確認できた。使用したセンダイウイルスベクターの除去を確認した後、血管内皮増殖因子、幹細胞因子およびFlt-3リガンドを用いてCD34陽性細胞への分化誘導を行い、フローサイトメーターで表面マーカーの確認が出来た。M-CSFで分化誘導した場合はマクロファージへの分化が確認され、免疫不全マウスに移植したところ、三胚葉の組織成分を含む奇形種が形成され、多分化能も確認された。アカゲザルの末梢血液リンパ球に山中4因子をセンダイベクターで導入し、iPS細胞の樹立に昨年度までに成功した。樹立されたiPS細胞の多能性はNOD/SCIDマウスを用いた奇形腫形成実験や多能性関連遺伝子発現解析より確認済みである。今年度はiPS細胞をマウスのstromal cellと共培養することでCD34陽性の多能性血液前駆細胞に分化誘導後、IL-7、Flt-3とNotchリガンドの存在下で培養する事でCD8陽性T細胞、更にはサイトカインの組み合わせを変える事でマクロファージの分化誘導まで成功した。しかし、この方法ではCD4陽性かつCD8陽性のT細胞か、CD4陰性かつCD8陽性のT細胞は得られるものの、HIV-1の感染標的である成熟したCD4陽性かつCD8陰性のT細胞そのものはまだ得られていない。現在、これらのiPS細胞にGFP等のマーカー遺伝子を導入し、分化誘導後も安定発現するか否かの確認、さらにはGFP発現iPS由来CD34陽性造血幹細胞(iHSC)や分化誘導により得たT細胞やマクロファージの遺伝子発現等の機能確認を行っている。これらの確認が得られ次第、iPS細胞を作製したアカゲザル個体に移植してiPS細胞由来のT細胞やマクロファージの個体内生着を検討する予定である。

その結果、ヒトの場合と比べてより厳密な条件が必要となるものの、アカゲザル末梢血からiPS細胞を樹立できること、造血幹細胞や骨髄球系細胞の表現形を持つ細胞を試験管内で誘導できることを見出した。昨年度、アカゲザルiPS細胞樹立のための培養条件の最適化に当初の予想を遥かに越える時間を要したため、その遅れを今年度取り返すことができず、iPS細胞からのCD34陽性細胞やその先のマクロファージへの分化には成功したものの、当初計画していたiPS細胞からのT細胞への分化やそれらのサル個体への移植には至らなかった。ウイルス学マーカー遺伝子を導入したiPS細胞由来細胞を免疫寛容状態である胎仔ザルに同種移植し、iPS細胞由来細胞がアカゲザル個体において定着しうるか否か、iPS細胞由来のT細胞の分化が観察されるか否かを検討する。当初、文献的検索から、HIV-1の近縁ウイルスであるサル免疫不全ウイルスの感染モデルとして良く使用されるアカゲザルについてもiPS細胞作製が既に報告されていたために、アカゲザルの血液由来細胞を用いてiPS細胞の樹立を試みたが、樹立には至らなかった。そこでよりiPS細胞化の効率のよいウイルスべクターを使用し、さらに培養条件も広い範囲で検討して最適化したとろ、最終的にiPS細胞様の形態を示す細胞株の樹立に至った。この培養条件の最適化に当初の予想を遥かに越える時間を要したために、今年度は、当初計画していたiPS細胞からのT細胞への分化やそれらのサル個体への移植には至らなかった。しかし、当初参照したアカゲザルからのiPS細胞樹立の文献を再精査したところ、記載されているPCR用プライマーの配列から、用いられたサルはアカゲザルではなくカニクイザルであった可能性が考えられたため、我々の今年度の成果は、世界で始めてのアカゲザルのiPS細胞の樹立、となる可能性がある。アカゲザルとカニクイザルはヒトのモデルとしてそれぞれ別個の特徴を有しており、アカゲザルにおけるiPS細胞の樹立は再生医療技術全般の発展に寄与する可能性がある。アカゲザル末梢血よりiPS細胞の樹立に成功したが、iPS細胞樹立のための条件設定に当初の予定以上の時間を要したため、サル個体への移植実験が来年度にずれ込む予定である。従って一部の研究費の繰り越しを希望する。得られたiPS細胞様の細胞株の種々の万能化マーカーを詳細に検討して、iPS細胞であるか否かの検討を行う。一方、確実なiPS細胞化が既に複数回報告されているカニクイザルについてもiPS細胞化を行う。Schmittらの方法(Schmitt et al. Nature Immunology 2004, 5:410-417)に従い、得られたサルのiPS細胞とNotchリガンドを発現させたマウスのstromal cellの共培養にIL7やFlt-3のリガンドを加えて、CD4陽性CD8陽性の未成熟T細胞を得る。一方、iPS細胞を樹立した幼弱サル個体の胸腺組織にその未成熟T細胞を移植する。既に当初の計画から遅れているために、蛍光マーカー発現のみならず、HIV-1のrestriction factorであるTRIM5αやAPOBEC3Gの発現を人為的に抑制させたiPS細胞の移植を試みる。サル個体より回収した生物材料の解析に用いる予定である。平成25年度は計画の一部しか達成できず、大阪大学においてはサル細胞からのiPS細胞化のみの費用、京都大学ではサルからの採血の費用のみが生じた。
生活環境と芸術の相互浸透ーポスト・インダストリアル・ソサイアティにおける芸術位相

本研究は,現在わが国において,科学・技術域に比し,著しくその文化・社会機能の重要性を看過されている芸術領域につき,これを是正すべく,「重点領域研究」を提起申請する準備研究である.現代社会はまさに科学・技術発展をふまえ繁栄するが,そこになお否みがたい自然破壊や人間荒廃への傾斜の在することは,いつに知性の測りがたい深さでの人間性調和の歪み,つまりは感性の経視によると言わねばならない.そこにこれまで見落されてきた,芸術と科学・技術との本質的関わりを再検討し,人間性種かな文化・社会基盤を快復すべく,芸術的感性固有のすぐれた直観的創造力,総合的構思力,人間的共感力の活性化が望まれる.すでに今世紀中項来,このことは西欧では美学・芸術学分野において,芸術の文化・社会機能への着目・研究として展開されてきた. Fの形響をうけ,わが国でも芸術研究の個別から譜分野では高い学的水術の研究がみられるが,研究体制全体からは諸芸術の理論的・歴史的研究自体が分断され,整合性ある芸術研究全体としては,遺憾ながらなお成長期に止まっていると言える.この反省から,第13期日本学術会議に結成された「芸術学研究連絡委員会」の共同討議を機に,芸術関係の主要的学会が重点領域研究の準備体制を整え,昭和62年度総合研究(B)はその研究を結実させるに至った.すなわち,3回にわたる10学会の指導的研究者による合同会議を経て,「生活環境を芸術の相互浸透」の課題は,基本構想として, a)伝統と現代社会, b)表現とテクノロジー, c)芸術と現代環境, d)現代における芸術受容, e)芸術と非芸術の5主要項目に組成され,さらにその研究組識と研究展開について決定を見るに至った.その詳細は添付の重点領域研究申請書を参照されたい.本研究は,現在わが国において,科学・技術域に比し,著しくその文化・社会機能の重要性を看過されている芸術領域につき,これを是正すべく,「重点領域研究」を提起申請する準備研究である.現代社会はまさに科学・技術発展をふまえ繁栄するが,そこになお否みがたい自然破壊や人間荒廃への傾斜の在することは,いつに知性の測りがたい深さでの人間性調和の歪み,つまりは感性の経視によると言わねばならない.そこにこれまで見落されてきた,芸術と科学・技術との本質的関わりを再検討し,人間性種かな文化・社会基盤を快復すべく,芸術的感性固有のすぐれた直観的創造力,総合的構思力,人間的共感力の活性化が望まれる.すでに今世紀中項来,このことは西欧では美学・芸術学分野において,芸術の文化・社会機能への着目・研究として展開されてきた. Fの形響をうけ,わが国でも芸術研究の個別から譜分野では高い学的水術の研究がみられるが,研究体制全体からは諸芸術の理論的・歴史的研究自体が分断され,整合性ある芸術研究全体としては,遺憾ながらなお成長期に止まっていると言える.この反省から,第13期日本学術会議に結成された「芸術学研究連絡委員会」の共同討議を機に,芸術関係の主要的学会が重点領域研究の準備体制を整え,昭和62年度総合研究(B)はその研究を結実させるに至った.すなわち,3回にわたる10学会の指導的研究者による合同会議を経て,「生活環境を芸術の相互浸透」の課題は,基本構想として, a)伝統と現代社会, b)表現とテクノロジー, c)芸術と現代環境, d)現代における芸術受容, e)芸術と非芸術の5主要項目に組成され,さらにその研究組識と研究展開について決定を見るに至った.その詳細は添付の重点領域研究申請書を参照されたい.
順応,対比,及び恒常性の相互解析に基づく色彩認知の研究

本研究は、色覚機構を色彩対比、色彩順応及び色彩恒常性の三現象を切り離すことなく、全体的に捉える視点から理解することを目的として計画された。このために、時間・空間的配置を変数として,種々の色彩の平面立体図形の作成・提示を容易にし得る装置が必要となった。昭和63年度にイメ-ジ・メ-カを選定した。この機器により,色や形態の作成・編集が容易になった。又、知覚反応側定機、画像スイッチャ及び各種インタ-フェイスを実作し,実験を進めた。このようにして,画像メモリ,カラ-モニタ,コンピュ-タ及び画像スイッチャ有機的に,空間的・時間的に任意の画像を構成できる視覚刺激提示システムは一応の完成をみた。研究実験の成果としては,コンピュ-タ制御によるCRT上での画像観察による対比現象の分析から順応,さらに色恒常性と画像要因との関係及び,これに基づく三現象の総合的理解の解析が可能になったことがある。精神物理学的研究により,錐体・桿体相互用の存在範囲が,短波長背景と錐体の仂きにより決まることを示唆し,明所現から暗所現に至る色覚現象の基本的機序を考察するための貴重な知見を得た。又,黄青反対色過程の相互機序モデルを提唱し,上記三現象の統一的理解への足掛りの一つとした。さらに,視知覚系の集団的挙動に示される複雑な統合機能を神経信号間の構造関係の統計的分析手法により明らかにし,色一形知覚にとって最も重要・適切な変換が空間情報の符号化に関係することを示した。この結果はCRT画像上での色及び形知覚を考察する上で一つの重要な枠組みとなる。以上のごとく,順応、対比及び恒常性に関する色彩知覚現象の統一的理解の基礎研究に必要な装置の作製,及びこれを用いて基本的デ-タの獲得が可能になったことにより,今後も引き続き解析が進められる。画像メモリと画像メモリ制御用コンピュータにより、2次元円図形(静止像)をCRT上に呈示し、図形の背景輝度勾配を操作すると、2次元円図形を3次元球体図形へ視覚的に変換することができた。本研究では、2次元ー3次元変換メカニズムと対比との関係を明らかにするため、背景輝度勾配を独立変数とし、三次元性知覚については、円図形に対する観察者の三段階評定ー球体に見える、やや球体に見える、球体に見えないーによる評定値を従属変数として、三人の観察者について、それぞれ関数型を求めた。背景輝度勾配により、一様な輝度を持つ円図形との間に、勾配に対応して連続輝度差が生ずることから、円図形に生ずる異なる強さの明るさ対比が円図形に陰影効果を与え、立体視を成立させる。例えば、背景輝度勾配により、一様な輝度の円図形で上半分では、背景輝度が円図形の輝度より相対的に低く、下半分では、逆に相対的に高くなることから、円図形の上半分は明るく、下半分は暗く、変化が連続して感じられると同時に、平面円図形は全体として円球と立体的に知覚される。観察結果から、立体感の成立は、対比効果の強さではなく、平面円図形を取り囲む背景輝度の勾配により生ずる対比の型が要因であることが判明した。すなわち、対比による明暗が対称的に生じている場合に、もっとも強い立体感が生じ、明あるいは暗のいずれかが支配的になり、図形内の明暗の変化の対称性が低下する程、立体感は弱くなり、平面感に移行する。このことから、立体球面知覚成立の条件として、対比の対称的連続変化が強く示唆される他、さらに、恒常現象の基本である三次元物体知覚認知との関係の重要性が明白となった。

平成2年度は継続研究として、成果のまとめと報告書作成の年度である。平成元年度は、これに向けて、ここ数年来発表して来た反対色応答特性、増分閾特性、空間周波数特性に関する精神物理学的成果を参照しながら、色彩の恒常性、対比現象、順応現象の総合的検討を重ねて来た。このために必要な追加実験として、二次元画像の陰影効果による立体感の成立、対比だけではなく同化現象を含んで、それらの成起する空間条件、輝度差条件、色相差条件(彩度はCRT色彩画像での最大値で一定及び時間要因のより詳細な解析を行った。さらに、色彩認知に働く諸現象を総合的に理解するためには、色覚異常研究から得られる色覚機構モデルとの関連も重要であり、調査・研究を行った。これらの研究実績として、恒常現象は、三次元知覚と密接に関係すること、又、対比、順応現象は、残像現象を手掛りにする関係づけが可能であること、などを示唆する実験及び調査結果を得た。これらの成果の一部は、二つの論文となって最近公刊されたが、この中で、たとえば、色覚機構の解明には、青ー黄反対色系の非線型性、赤ー緑反対色系の線型性についての理解をより深めることが重要であることを報告している。本年度の研究実績は大きく二つの問題に分けられる。第一は、色彩対比及び同化現象の解析である。大小二つの正方形を中心で重ねてCRT上に提示し、中心の無彩色小正方形部分(被誘導野、視覚43')に、これを取囲む大きい正方形(誘導野、視覚6°)の色彩が及ぼす影響について観察した。被誘導野の明度が低い(黒)の場合にはそこに誘導野の色彩と同色系の色相が現れ(同化現象)、高い(白)の場合には反対色系の色相が観察される(対比現象)傾向を認めた。暗い被誘導野にみられる同化現象は、周辺の色彩により境界に生じた眼に見えない対比色ー両野の間で起こっている明るさ対比でマスクされ閾下にあると仮定するーとの対比色として考えられないかについて検討を進めた。特に周辺部と中心部の大きさ関係、明るさ水準、周辺誘導野の色彩、順応等の要因を含めて研究は続けられている(秋田担当)。第二は、色覚過程における時間・空間情報の抽出という観点から、視覚系における視覚情報変換機序を錐体、神経節細胞、及び皮質細胞のレベルに分けて考えた。各レベルにおいて色情報が加工されるプロセスを錐体、反対色、及び空間二重反対色の諸過程から分析しモデルを提案した(江島担当)。さらに、本年度は本課題による研究の総括の年であり、主たる成果をまとめ報告書を作成した(秋田担当)。
サルモネラ菌の遊泳運動に関する生物流体力学の研究

これまでの研究ではサルモネラ菌のべん毛の構造を考慮して変形の解析を行い,クローズドコイルべん毛の大変形とノーマルべん毛の微小変形の実験結果を理論解析によって説明した.今回の研究ではビブリオ菌の首振り運動の観察及び解析を行った.ビブリオ菌は一本のらせん形状のべん毛を回転させて水中を運動する.ビブリオ菌の遊泳運動を高輝度暗視野顕微鏡で観察すると菌体を振動しながら移動するものがあり,首振り角度も小さいものから大きいものが見られる.この首振り運動はべん毛の中心軸と菌体の対称軸が傾くことによる力学的アンバランスの効果と考えられる.ビブリオ菌の首振り運動について調べるために,高輝度暗視野顕微鏡の画像をビデオレコーダに記録した後,その画像をNIHイメージを用いて解析し,ビブリオ菌の移動速度や首振り角度の測定を行った.また,首振り角度や移動速度をFFT解析することにより,首振り運動の周波数を特定した.ただし,菌体によっては周波数のピークを検出できる菌も見られたが,周波数に顕著なピークを持たない菌も見られた.観察と並行して,ビブリオ菌の菌体を回転楕円体で近似し,べん毛が菌体の対称軸と傾いている場合に生じる菌体の首振り運動について定常ストークス流の立場で力とモーメントの釣り合いを考慮した解析を行った.解析結果より首振り運動するビブリオ菌の運動の軌跡や,べん毛の傾斜角と首振り角度の関係について明らかにした.これらの研究成果の一部を2006エアロアクアバイオメカニズム国際会議で発表した.サルモネラ菌は5-7本のらせん形状のべん毛を有している周毛性最近であるが,水中を推進するときは,複数のべん毛を束ねて一本のべん毛のように回転させる.また.べん毛モーターを逆回転させて束ねたべん毛を解き放つことにより方向転換を行う.本研究では,これまで行ってきた単毛性細菌に対する推進機構の解析,べん毛の変形の解析をサルモネラ菌に適用する.まず,サルモネラ菌のべん毛が11本のR状態とL状態をとる素繊維から成りことを考慮した解析を行い,10通りのべん毛形状を取ることを示した.実在するノーマルべん毛とクローズドコイルべん毛を対象として,変形の解析を行い,妥当な結果を得た.この結果は日本機械学会バイオエンジニアリング講演会などで報告し,論文として準備中である.次に,ストークス流の細長物体理論をべん毛に適用し,また境界要素法を菌体に適用することで周毛性細菌の遊泳運動の解析を行うが,べん毛の計算に対しては妥当な結果を得ており,結果の一部は日本機械学会講演会などで報告している.しかし,べん毛と菌体の相互作用を含めることについては解決しておらず,現在続行中である.これまで等方性の材質を仮定してべん毛の変形の解析を行ってきたが,今回の研究では,サルモネラ菌のべん毛の構造を考慮して変形の解析を行った.すなわち,サルモネラ菌のべん毛が11本の素繊維から成り,それぞれはR状態かL状態のいずれかの状態であり,R状態はL状態よりも多少短く,それぞれは右側あるいは左側に傾いている.状態の取り方によって10種類のべん毛形状がありうる.その中で実在が確かめられているクローズドコイルべん毛の大変形とノーマルべん毛の微小変形の実験結果を理論解析によって説明することが出来た.この成果は日本機械学会の国際論文集に掲載されている.本研究室では,ビブリオ菌の遊泳の観察を行っているが,中には菌体を振動させて推進するものが観察される.ビデオレコーダーに記録された画像はNIHイメージによって解析しているが,この首振り運動はべん毛が菌体に傾いているためと考えている.べん毛の傾き角をパラメータとして遊泳の解析を行って観察結果との比較を行っている.得られた結果の一部は,2006年に沖縄で開催されるエアロアクアバイオメカニズム国際会議で発表する予定である.これまでの研究ではサルモネラ菌のべん毛の構造を考慮して変形の解析を行い,クローズドコイルべん毛の大変形とノーマルべん毛の微小変形の実験結果を理論解析によって説明した.今回の研究ではビブリオ菌の首振り運動の観察及び解析を行った.ビブリオ菌は一本のらせん形状のべん毛を回転させて水中を運動する.ビブリオ菌の遊泳運動を高輝度暗視野顕微鏡で観察すると菌体を振動しながら移動するものがあり,首振り角度も小さいものから大きいものが見られる.この首振り運動はべん毛の中心軸と菌体の対称軸が傾くことによる力学的アンバランスの効果と考えられる.ビブリオ菌の首振り運動について調べるために,高輝度暗視野顕微鏡の画像をビデオレコーダに記録した後,その画像をNIHイメージを用いて解析し,ビブリオ菌の移動速度や首振り角度の測定を行った.また,首振り角度や移動速度をFFT解析することにより,首振り運動の周波数を特定した.ただし,菌体によっては周波数のピークを検出できる菌も見られたが,周波数に顕著なピークを持たない菌も見られた.観察と並行して,ビブリオ菌の菌体を回転楕円体で近似し,べん毛が菌体の対称軸と傾いている場合に生じる菌体の首振り運動について定常ストークス流の立場で力とモーメントの釣り合いを考慮した解析を行った.解析結果より首振り運動するビブリオ菌の運動の軌跡や,べん毛の傾斜角と首振り角度の関係について明らかにした.これらの研究成果の一部を2006エアロアクアバイオメカニズム国際会議で発表した.
ケミカルリゲーション法を用いたHIVプロテアーゼ誘導体の合成研究

HIVプロテアーゼは99アミノ酸よりなるアスパルチックポロテアーゼの一種で,エイズ治療のターゲットとして薬剤が開発され効果をあげている.しかし本酵素は数残基のアミノ酸変異により薬剤耐性を獲得する.そのため耐性の研究に変異プロテアーゼが必要となった.本酵素は主に遺伝子組み替え法により合成されるが,多種類の変異プロテアーゼを得ることは困難である.本研究は近年開発されたケミカルリゲーション法を用いた化学合成により,HIVプロテアーゼ誘導体およびその変異体を合成し,変異プロテアーゼに有効な阻害剤の開発に役立てることを目的とする.本年度は平成10年度の計画1-3によりチオールとアルキルハライドからスルフィド結合を得るケミカルリゲーション法を用いて合成したHIVプロテアーゼ誘導体の活性評価を行った.4 HIVプロテアーゼ誘導体の活性測定昨年度計画3により得られた高純度のHIVプロテアーゼ誘導体をフォールディングして活性型のダイマーとし,合成基質を用いてその活性を評価した.活性評価はHPLCを用いて,酵素により切断された基質断片の量を定量した.基質として,7残基アミノ酸よりなるペプチド基質(Phe-Proタイプ)と,分子内消光を利用した9残基アミノ酸からなる蛍光基質(Phe-Pheタイプ)の二種類の基質を,Fmoc型固相ペプチド合成法により合成して用いた.合成した酵素は特異的な基質切断能を有していた.5 HIVプロテアーゼ誘導体に対する阻害剤の活性評価得られたHIVプロテアーゼ誘導体を用い,既存のプロテアーゼ阻害剤(サキナビル,リトナビル,インディナビル,KNI-272等)による阻害活性を測定した.これらの阻害剤に対する感受性は,天然型酵素より低下していた.HIVプロテアーゼは99アミノ酸よりなるアスパルチックプロテアーゼの一種で,エイズ治療のターゲットとして数種の薬剤が開発され効果をあげている.しかし本酵素は数残基のアミノ酸変異により薬剤耐性を獲得する.そのため耐性の研究に変異プロテアーゼが必要となった.本酵素は主に遺伝子組み替え法により合成されるが,多種類の変異プロテアーゼを得ることは困難である.本研究は近年開発されたケミカルリゲーション法を用いた化学合成により,HIVプロテアーゼ誘導体およびその変異体を合成し,変異プロテアーゼに有効な阻害剤の開発に役立てることを目的とする.本年度はチオールとアルキルハライドからスルフィド結合を得るケミカルリゲーション法を用いて,HIVプロテアーゼ誘導体の合成を行った.また新規樹脂担体の開発もあわせて行った.1メルカプトアミドペプチド合成用樹脂担体の開発従来の固相ペプチド合成法が適用できる新規樹脂担体をデザインした.樹脂担体との結合部には酸で切断可能なトリチルチオエーテル,またはチオールで切断できるジスルフィド結合を適用し,これらの実用性を検討したところ,保護基の除去反応時に副反応の少ないジスルフィド結合型樹脂担体が有用であることを見いだした.2セグメントペプチドの合成1で開発したジスルフィド結合型樹脂担体を使用して,メルカプトアミドペプチドをFmoc型固相合成にて合成したところ,ほぼ満足の行く純度の目的物を得た.また通常のトリチル樹脂を用いてブロモアセチルペプチドの合成も行った.3ケミカルリゲーションによるHIVプロテアーゼ誘導体の合成2で合成した二つのペプチドセグメントを反応し,HPLCにてその進行状況を確認したところ,3時間程度で反応は完結した.得られた大分子ペプチドをゲル濾過クロマトグラフィーにて精製し,高純度のHIVプロテアーゼ誘導体を得ることが出来た.HIVプロテアーゼは99アミノ酸よりなるアスパルチックポロテアーゼの一種で,エイズ治療のターゲットとして薬剤が開発され効果をあげている.しかし本酵素は数残基のアミノ酸変異により薬剤耐性を獲得する.そのため耐性の研究に変異プロテアーゼが必要となった.本酵素は主に遺伝子組み替え法により合成されるが,多種類の変異プロテアーゼを得ることは困難である.本研究は近年開発されたケミカルリゲーション法を用いた化学合成により,HIVプロテアーゼ誘導体およびその変異体を合成し,変異プロテアーゼに有効な阻害剤の開発に役立てることを目的とする.本年度は平成10年度の計画1-3によりチオールとアルキルハライドからスルフィド結合を得るケミカルリゲーション法を用いて合成したHIVプロテアーゼ誘導体の活性評価を行った.4 HIVプロテアーゼ誘導体の活性測定昨年度計画3により得られた高純度のHIVプロテアーゼ誘導体をフォールディングして活性型のダイマーとし,合成基質を用いてその活性を評価した.活性評価はHPLCを用いて,酵素により切断された基質断片の量を定量した.基質として,7残基アミノ酸よりなるペプチド基質(Phe-Proタイプ)と,分子内消光を利用した9残基アミノ酸からなる蛍光基質(Phe-Pheタイプ)の二種類の基質を,Fmoc型固相ペプチド合成法により合成して用いた.合成した酵素は特異的な基質切断能を有していた.5 HIVプロテアーゼ誘導体に対する阻害剤の活性評価得られたHIVプロテアーゼ誘導体を用い,既存のプロテアーゼ阻害剤(サキナビル,リトナビル,インディナビル,KNI-272等)による阻害活性を測定した.これらの阻害剤に対する感受性は,天然型酵素より低下していた.