hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代謝ストレス応答性長鎖非コードＲＮＡの分解制御と遺伝子発現における役割

アンチセンスRNAが主に細胞質内で翻訳に依存した分解を受けていることを明らかにし、それを一分子のRNA Fluorescence Hybridyzation(RNA-smFISH)を行うことで実際にアンチセンスRNAが細胞質内に移行していることを確認した。またアンチセンスRNAを発現している細胞と発現していない細胞があり、出芽酵母で見いだされている現象が分裂酵母でも確認された。さらに超遠心によるスクロース密度を利用した分画法(ポリソームフラクショネーション)を行うことでアンチセンスRNAがリボソームと実際に結合していることを明らかにした。またアンチセンスRNAの分解経路を同定する段階で作製した変異株のうち、アンチセンスRNAの分解を促進する因子の破壊株でアンチセンスRNAの発現量が変化しなかったものがあった。このことから、その因子がアンチセンスRNAの分解だけではなく、転写にも影響を及ぼしている可能性が示唆された。そこで公開データベースのその因子の破壊株で行われたRNA-seqのデータを現在解析し、破壊株でも発現量が増えていないようなアンチセンスRNAがないか現在探索中である。近年、大規模ゲノム解析が行われるようになり、ゲノムDNA中の非コード領域からタンパク質をコードしない「ノンコーディングRNA(ncRNA)」が多数転写されていることが明らかになった。また、RNAの品質保証系によるRNA分解が、クロマチン修飾や遺伝子発現制御と関連あることが示されつつある。したがって、ncRNAを介したストレス応答性遺伝子発現制御とRNA分解系の関係も興味深い課題である。これまでの研究から、分裂酵母でグルコース飢餓ストレスに応答して転写される遺伝子であるfbp1領域から、グルコースが豊富な条件下でアンチセンスRNA(fbp1-as)が発現しており、センス鎖のmRNAと逆のストレス応答性を示すことが明らかになっている。そこで、本研究は分裂酵母を用いて、先述のグルコース飢餓応答性領域から非ストレス下で転写されるアンチセンスRNAの分解経路の同定および翻訳に共役した分解による遺伝子発現制御への影響を調べることを目的としている。平成28年度はリボソームプロファイリングのデータを参照することによってfbp1-asのリボソーム結合位置を特定した。また、fbp1-asの細胞質内分解経路を調べたところ、翻訳と共役したNMD経路によって分解されることがわかった。さらに、他の複数のグルコース飢餓ストレス応答性を示す遺伝子領域から転写されるアンチセンスRNAで同様の制御を受けているものを複数同定した。以上の結果と、平成26年度、27年度で得られた局在などのデータを論文にまとめて発表した。
身体での共創表現におけるファシリテータのはたらき

西と三輪らが,2012年12月から東日本大震災の被災地で継続している「てあわせ表現」ワークショップを対象に,集団の位置計測とその解析,継続参加している保護者へのインタビュー調査等の質的検討から,身体での共創表現におけるファシリテータのはたらきを検討した.位置計測では,ファシリテータは,参加者と多様な距離をとりあっていることが確認された.また,ファシリテータの移動に伴い,全体の重心位置が変化する場面のあることが推察された.インタビューの質的検討では,活動の継続に伴って,参加者が相互に表現をファシリテートし合う「共創するファシリテーション」への意識がめばえていることが明らかとなった.1.「てあわせ表現」を主活動とする共創表現ワークショップの実施:身体での共創表現のミニマムモデルである「てあわせ表現」を主活動として,年齢や性別,障害の有無等の異なる多様な人々が,共に身体で表現するワークショップ(120分)を,宮城県石巻市・東松島市で年間20回(各10回),石川県野々市市の生活介護施設で年間5回実施した.参加者は,石巻市が児童福祉サービスを利用する発達障害等の児童と職員20名,東松島市が発達障害児・者を含む一般市民40-50名,野々市市が重度障害者と施設職員20名であった.2.ワークショップの記録と表現の検討:各ワークショップの様子は,23台のビデオカメラを用いて撮影し,参加者相互の身体的かかわりから生まれる表現の様子について,「てあわせ表現」の深化を示す5つのモードを参照しながら,各参加者の年間を通しての表現の変容を検討した.結果として,ワークショップの参加それぞれの表現が深化する方向性が確認された.3.ファシリテータの動きや言葉がけの抽出と検討:それぞれのワークショップでのファシリテータの全体への言葉かけと参加者への動きや言葉での個別の対応を,時系列に沿って抽出・整理し,ファシリテータの側から捉えた相互行為に関する意味連関の時系列変化についての検討を試みた.言葉と動きの相互の関係性については,引き続き検討する必要のあることが確認された.4.ファシリテータの内省の記述の収集と質的分析:ファシリテータと特定の参加者との「てあわせ表現」時の内省の記述を連続して収集し,修正版グランテッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)を用いた分析が可能であるかどうかの検討を試みた.今後も記述を集積することで,M-GTAでの分析が有効になると考えられる.「てあわせ表現」を主活動とする共創表現ワークショップについては,現地の方々との協働を得て,順調に実施できている.また,ワークショップの様子の撮影については,参加者の同意を得て撮影を行うことができており,得られた映像を用いての表現の検討や,ファシリテータの動きや声かけの検討も予定通り進んでいる.一方で,ファシリテータの内省の記述については,まだ十分な記述量が得られていないため,今後は,現地ファシリテータ等の対象を広げ,記述量を増やす予定である.1.身体での共創表現ワークショップの実施:平成27年度に引き続き,「てあわせ表現」を主活動とする共創表現ワークショップを,宮城県石巻市で年間10回実施した.あわせて,今年度は,未就園児親子を対象にした共創表現ワークショップを岡崎市および町田市で2回,幼児と保育者を対象とする共創表現ワークショップを綾部市,岡崎市で4回実施した.2.ワークショップの記録と表現の検討:各ワークショップの様子は,これまでと同様に動画撮影を行い,映像記録をもとに,参加者相互の身体的かかわりから生まれる表現を検討した.結果として,石巻市の活動では,このワークショップに継続して参加している障害児・者が主体的に表現する様子や,他者への積極的なはたらきかけが多くみられ,ファシリテータ的なはたらきを担う様子が確認された.また,新たに研究フィールドに加えた乳幼児を対象とする共創表現ワークショップでは,ファシリテータの丁寧な言葉がけと,自身の身体を使って表現を促す様子が多く確認された.3.ファシリテータの動きと言葉がけの抽出と検討:それぞれのワークショップでのファシリテータの全体への言葉かけと参加者への個別の対応を時系列に沿って抽出・整理した.石巻市での活動では,ファシリテータの言葉かけの数はワークショップを重ねることで減少し,言葉かけの内容は,「○○しましょう」といった指示的な言葉ではなく,イメージや風景等,身体表現の基盤を共有するような言葉がけが主となってくることが特徴的であった.4.ファシリテータの内省の記述の収集と質的分析:各ワークショップでのファシリテータの内省の記述を継続して収集し,修正版グランテッド・セオリー・アプローチを用いての分析が可能であるかどうかの検討を進めた.本年度から新たな研究フィールドを加えたことによってデータ量は確保されたが,各ワークショップの質的差異については検討課題である.石巻市での「てあわせ表現」を主活動とする共創表現ワークショップおよび,岡崎市,綾部市等での乳幼児と保護者・保育者を対象とする共創表現ワークショップについては,現地の方々との協働を得て,順調に実施できている.また,ワークショップの様子の撮影については,参加者・保護者の同意を得て撮影を行うことができており,得られた映像を用いての表現の検討や,ファシリテータの動きや声かけに関する検討は順調に進んでいる.

一方で,これまで十分なデータ量の確保が難しかったファシリテータの内省の記述については,平成28年度より新たな研究フィールドを追加したことで,分析に着手するためのデータ量確保の目途をたてることができた.研究開始時は,研究期間を2015-2016年度としたが,新たにファシリテータとなる者と参加者とのかかわりが,ワークショップの積み重ねとともにどのように変化していくのかを検討するために,2017年度も実践と研究を継続し,十分なデータ量の確保に努めた.1.ワークショップの継続:2015,2016年度に引き続き,身体での共創表現「てあわせ」ワークショップを,宮城県石巻市・東松島市合同で年間10回実施した.参加者は,被災した重度の発達障害児・者とその家族,現地の教育・福祉関係者,一般市民,関東から参加する学生や研究者等であり,年齢は1歳から80歳と大変幅広い.現地の方々と協働し,多様な人々が共創表現を行うワークショップを継続して実現することができた.2.ワークショップの記録:各回の動画撮影を行い,収集した映像記録をもとに,参加者相互の身体的なかかわりや,ファシリテータのはたらきの実際を具体的に検討した.3.ファシリテータのはたらきの検討:2016年度より,現地の方々がファシリテーションの一部を担うようになったが,2017年度はその割合が増え,新たにファシリテータを担う者と参加者との表現場面の映像を多く収集することができた.これらの映像記録から,新たなファシリテータとなった者は,個人の表現を促すだけでなく,参加者相互のかかわりを生むような言葉かけを多く用いることが明らかとなった.さらに,新たにファシリテータの役割を経験する者が,ワークショップ参加者内で増えることで,ファシリテータではない回や場面においても,主体的な相互作用および,参加者相互が自発的にファシリテートし合う様相を捉えることができた.映像から考察された点は,毎回のワークショップ終了時のファシリテータのコメントや,ファシリテーション勉強会時の討議内容を質的に検討した結果とも一致した.西と三輪らが,2012年12月から東日本大震災の被災地で継続している「てあわせ表現」ワークショップを対象に,集団の位置計測とその解析,継続参加している保護者へのインタビュー調査等の質的検討から,身体での共創表現におけるファシリテータのはたらきを検討した.位置計測では,ファシリテータは,参加者と多様な距離をとりあっていることが確認された.また,ファシリテータの移動に伴い,全体の重心位置が変化する場面のあることが推察された.インタビューの質的検討では,活動の継続に伴って,参加者が相互に表現をファシリテートし合う「共創するファシリテーション」への意識がめばえていることが明らかとなった.これまで進めてきた身体での共創表現ワークショップを継続し,参加者相互の関係性の変容による表現自体の変容と,ファシリテータから捉える相互行為の意味連関の時系列変化に関する研究をさらに推進する.データの量が不足しているファシリテータの内省の記述については,今後は,ファシリテータ補助者である現地の参加者にも,内省の記述をお願いして量を補充し,M-GTAを中心とする質的検討へとつなげる.これまで進めてきた身体での共創表現ワークショップを継続し,参加者相互の関係性の変容による表現自体の変容と,ファシリテータから捉えた相互行為の意味連関の時系列変化に関する研究をさらに推進する.データの量が不足していたファシリテータの内省の記述については,新たな研究フィールドの追加により,分析に着手することが可能となったことから,M-GTAを中心とする質的検討を実施する.
Mathieu群を中心とする単純群の研究

1.研究代表者岩崎は,5つのMathieu群のそれぞれに付随する幾何である5つの(Mathieu-)Wittシステムをできるだけ自然かつ初等的統一的に把握する研究の一環として,今年度は3つの大きなシステムW_<24>,W_<23>,W_<22>の存在の一意性の新しい初等的統一的な証明を与えることができた.すなわち,これら3つのシステムの一意性ーこれら3つと同一のパラメーターをもつSteinerシステムはそれぞれ同型であるーを,初等的で単純な同一の方法ー問題になっているパラメーターをもつ3つのSteinerシステムに対し,ある一定の方法に従って,全ての点に適当な名前をつけることができるという点の命名法と全てのブロックを明示することができるというブロックの書き上げ法を具体的に提示したーで証明した.またこの証明は,3つのシステムの存在・構成をも与えている.2.分担者山崎昌男は,ある発展方程式の初期値問題に関する興味深い結果を得た.すなわち,主部が楕円型とは限らない定数係数擬微分作用素と非有界なポテンシャルの和の形に書ける作用素を発展作用素とする発展方程式の初期値問題がL^2(IR^n)-空間で適切になるための,擬微分作用素のシンボルとポテンシャルの増大度に関する精密な十分条件ー必要条件にかなり近いーを得た.この条件は,シュレーディンガー方程式など物理における重要な方程式にも適用できるものである.3.ごく簡単に述べるにとどめるが,分担者町田は本質的極小クローンと亜群に関して,分担者宮地はある種の関数空間における関数の延長に関して,それぞれ興味深い成果をあげた.4.今回の科研費の援助により,代表者・分担者はそれぞれの専攻分野に関する研究集会に参加して,研究を発表し,有益な研究交流を行った.1.研究代表者岩崎は,5つのMathieu群のそれぞれに付随する幾何である5つの(Mathieu-)Wittシステムをできるだけ自然かつ初等的統一的に把握する研究の一環として,今年度は3つの大きなシステムW_<24>,W_<23>,W_<22>の存在の一意性の新しい初等的統一的な証明を与えることができた.すなわち,これら3つのシステムの一意性ーこれら3つと同一のパラメーターをもつSteinerシステムはそれぞれ同型であるーを,初等的で単純な同一の方法ー問題になっているパラメーターをもつ3つのSteinerシステムに対し,ある一定の方法に従って,全ての点に適当な名前をつけることができるという点の命名法と全てのブロックを明示することができるというブロックの書き上げ法を具体的に提示したーで証明した.またこの証明は,3つのシステムの存在・構成をも与えている.2.分担者山崎昌男は,ある発展方程式の初期値問題に関する興味深い結果を得た.すなわち,主部が楕円型とは限らない定数係数擬微分作用素と非有界なポテンシャルの和の形に書ける作用素を発展作用素とする発展方程式の初期値問題がL^2(IR^n)-空間で適切になるための,擬微分作用素のシンボルとポテンシャルの増大度に関する精密な十分条件ー必要条件にかなり近いーを得た.この条件は,シュレーディンガー方程式など物理における重要な方程式にも適用できるものである.3.ごく簡単に述べるにとどめるが,分担者町田は本質的極小クローンと亜群に関して,分担者宮地はある種の関数空間における関数の延長に関して,それぞれ興味深い成果をあげた.4.今回の科研費の援助により,代表者・分担者はそれぞれの専攻分野に関する研究集会に参加して,研究を発表し,有益な研究交流を行った.
機械学習を用いた既存の都市内部構造モデルの定量的評価と再構築

日本の都市の内部構造に関しては、従来、同心円やセクターという地理的パターンの基準をもとにして、分析、解釈がなされてきた。一方で、近年の日本では、その内部構造を大きく変容させるような現象が生じている。そこで、本研究では、従来の都市内部構造モデルの日本の都市に対する適合度について、機械学習の手法を援用して定量的に評価するとともに、様々な規模の日本の都市を対象とした機械学習による都市内部構造の分類を通じた、新たな都市内部構造モデルの構築を目指す。
遺伝子導入による細胞移植時の免疫制御法の開発

本研究では、ブタ-イヌ間の異種移植時に起こる超急性拒絶を起こすイヌ抗ブタ抗体と、その抗原となりうるブタ細胞上の糖鎖について検討した。ブタ抗原としてブタ腎(PK15)細胞を用い、20種類の糖鎖を各種濃度で添加したイヌ血清のPK15細胞に対する細胞障害抑制試験を実施した。さらにイヌ血清による細胞障害を抑制する糖鎖のうち、その糖鎖に結合することが判明しているレクチンを用い、レクチンによるイヌ血清の細胞障害抑制試験を実施した。無処置のイヌ血清は、PK15細胞に対し、98.1%±4.2(mean±SD)の細胞障害率を示し、熱処理後のイヌ血清ではほとんど細胞障害を示さなかった。このことから、イヌ-ブタ間の細胞障害には、イヌ抗ブタ抗体と抗原、補体の関与が示唆された。今回用いた20種類の糖鎖のうち、N-acetyl-β-Mannosamineが47.4%と最もよくイヌ血清のPK15細胞に対する細胞障害を抑制し、α-D-Galactose-1-phosphate、Arabinogalactan、N-acetyl-Glucosamine、Galactal(ICN)の順で抑制した。また、それらを混合使用することにより、細胞障害率を72.6%低下させることが可能であった。N-acetyl-Glucosamineに特異的に結合するWGAレクチンは、ブタ細胞上に存在しているこの糖鎖への抗体の結合を競合阻害することにより、細胞障害を低下させることが可能であった。今回の研究から、ブタ組織上にはイヌ抗ブタ抗体の特異抗原となりうる糖鎖が存在し、その糖鎖と抗体との結合を阻害することで、超急性拒絶を起こしうる反応を抑制することが判明した。本研究では、遺伝子導入法として細胞毒性が低く、比較的効率が良く、操作が簡便なリポフェクション法を用いて、異種移植の領域で広く使われているブタの腎細胞(PK15)への遺伝子導入法を検討した。トランスフェクション試薬として非リポソーマル脂質を使ったFuGENE6と、カチオニックリポソームであるDOTAPを使用し、β-ガラクトシダーゼ(β-Gal)をコントロールベクターとしてPK15への遺伝子導入の条件を検討した。検討条件として、導入時間を196時間、DNA量を0.050.8μg/well、細胞量を5×10^25×10^6cells/mlで検討した。ELISA法にてβ-Galの活性を、X-Gal染色にてβ-Galの発現を評価した。また、トランスフェクション後のβ-Gal活性および遺伝子発現を114日間測定し、その維持期間を観察した。細胞毒性については、フルオレッセイン-エチジウムブロマイド法にて検討した。遺伝子導入効率をもとに最適条件は導入時間が両方のトランスフェクション試薬で24時間、DNA量はFuGENE6で0.4μg/well、DOTAPで0.8μg/well、細胞量はFuGENE6で染色した結果では5×10^2cells/ml、ELISAの結果ではDOTAPも同様に5×10^45×10^5cells/mlであった。遺伝子導入後のβ-Gal活性の高値はFuGENE6で5日間、DOTAPで6日間維持された。両方のトランスフェクション試薬で導入されたPK15は8日間高い生存率を維持し、コントロールベクターのみ添加のコントロールPK15と生存率に相違は認められなかった。FuGENE6とDOTAPの比較では、FuGENE6は、より少量のDNA量で高いβ-Gal活性を示したが、維持期間はDOTAPがより長く維持された。
多次元ニュートリノ輻射流体計算コードによる超新星爆発メカニズムの研究

超新星爆発は重たい星の最期に起こる重力崩壊により起こるが、その爆発メカニズムは長年に未解明である。爆発の鍵を握る加熱機構はニュートリノ(電子の仲間である素粒子)が発生・伝搬・消滅する過程を記述する必要がある。本研究ではニュートリノ粒子の分布発展を6次元空間ボルツマン方程式により解く輻射流体計算コードを世界で初めて開発して、重力崩壊から爆発ダイナミクスへの多次元計算を可能にした。特に、3次元空間でのニュートリノ輻射輸送の特性と爆発への影響を初めて解明した。大質量星(太陽質量の10倍以上)の進化の最期におこる重力崩壊は、中心コアのバウンスを経て華々しい超新星爆発を起こすと考えられている。爆発か否かを結論づける上での最大の課題はニュートリノ輻射輸送にある。超新星の中心コアではニュートリノが本質的な役割を果たしているが、これまでの研究では、ニュートリノ輻射輸送の計算が球対称あるいは近似のもとでのみ行われてきており、爆発メカニズムを明確に捉えることができなかった。この現状を打破して、ニュートリノ輻射輸送計算を空間3次元で実行可能にすることで、爆発ダイナミクスにおける多次元ニュートリノ輻射輸送の役割を明確にして、超新星爆発の謎にせまる。初年度は基礎コード開発とテスト問題によるコード検証を行なった。多次元における輻射輸送方程式(ボルツマン方程式)の基本的な定式化をもとに、数値計算が可能な形に差分式を整備した。それに基づいて計算コードの開発を行った。2次元(軸対称)、3次元のもとでニュートリノ反応・状態方程式を組込んだニュートリノ輻射輸送計算の基本コードを完成させた。ニュートリノ光源からの伝搬、ガウス分布の拡散などの基礎テストを行い、コードを検証した。さらに、超新星コアの多次元モデルにおけるニュートリノ輻射輸送の振舞いのテスト計算を行なった。輻射輸送方程式の定式化において、衝突項の評価をローレンツ変換により計算する部分について定式化およびテスト計算を行なって、数値手法の問題点を吟味した。また、球対称ニュートリノ輻射輸送計算により、多次元計算へ拡張するための基礎データを蓄積すると共に、ニュートリノ地上観測により高温高密度物質を探るための数値シミュレーションを進めた。平成23年度は、多次元ニュートリノ輻射輸送の評価を行なった。前年度までに整備した定式化・計算コードを超新星コアに応用して、静的な物質分布のもとで3次元ニュートリノ輻射輸送を計算する方法を確立した。解析解や球対称における一般相対論的ニュートリノ輻射流体計算コードによる数値計算結果との比較をもとに3次元計算コードの検証・較正を行なった上で、2次元・3次元形状に歪んだ超新星コアのモデルにおいてニュートリノ輻射輸送の振舞いを明らかにした。特に、球対称計算コードでは現れない動径方向以外の流束を記述可能であることを示した。さらに、多次元流体計算による物質分布をもとに3次元ニュートリノ輻射輸送によりニュートリノ加熱率・レプトン数変化率を評価できるように計算コードを発展させて、爆発へ向けた加熱率の議論を行なえるようになった。また計算コードの大規模化へ向けて、並列化の取り組みを開始して、必要なグリッド数や並列規模などの評価を行なった。平成25年度は、3次元超新星コアのプロファイルにおけるニュートリノ輻射を系統的に調べて、多次元におけるニュートリノ輻射輸送の特徴を明らかにした。並列計算法により大計算規模・効率化した

6次元ボルツマン方程式計算コードにより、爆発後の代表的なスナップショットについてニュートリノ輻射定常解を求めて、ニュートリノの空間・エネルギー・角度空間全ての分布および反応・加熱率の空間分布を解明した。Ray-by-ray法による近似計算手法との比較を行い、近年の多次元計算で頻繁に用いられているRay-by-ray法は動径方向のみを扱うため、ニュートリノ分布や加熱率において方向変動を強調しすぎることを、世界で初めて3次元空間のもとで示した。また、基礎開発を終えたニュートリノ輻射流体計算コード(6次元ボルツマン方程式+流体力学)の適用を進めて、コアバウンス後の定常降着衝撃波に対する不安定性(SASI)を記述することに成功した。相対論的な効果を含んだ統合コードも完成して、重力崩壊からコアバウンスへ至る現象を追うことが可能となった。これにより超新星爆発の各ステージでの多次元ダイナミクス計算への道筋が整った。大質量星の進化の最期におこる重力崩壊は、中心コアのバウンスを経て華々しい超新星爆発を起こすと考えられている。爆発か否かを結論づける上での最大の課題はニュートリノ輻射輸送にある。超新星の中心コアではニュートリノが本質的な役割を果たしているが、これまでの研究では、ニュートリノ輻射輸送の計算が球対称あるいは近似のもとでのみ行われてきており、爆発メカニズムを明確に捉えることができなかった。この現状を打破して、ニュートリノ輻射輸送計算を空間3次元で実行可能にすることで、爆発ダイナミクスにおける多次元ニュートリノ輻射輸送の役割を明確にして、超新星爆発の謎にせまる。平成24年度は、流体計算コードと結合する開発を進めた。また、3次元超新星計算の現実的なプロファイル等に基づいて、超新星コアにおける多次元ニュートリノ輻射輸送の性質を調べた。輻射流体計算コードの基本部分は出来上がり、重力崩壊からバウンスへ至るダイナミクスの振舞を記述できた。この時、相対論効果を無視した近似では、ニュートリノ閉込め量を正確に記述することができないことが判明したため、ボルツマン方程式の衝突項における相対論によるエネルギー・角度シフトの記述を取り込む定式化およびコード開発を行い、基本的な振舞を追う事が可能となった。3次元超新星コアにおけるニュートリノ輻射輸送については、計算コードの大規模並列化、基本チューニング、入出力の並列化、解析コードの整備を行った結果、現時点で最大規模のメッシュ解像度のもとで、3次元ニュートリノ輻射のシミュレーションを行うことが可能となった。また、多次元でポピュラーな近似手法であるRay-by-ray近似による計算も行うことにより、ニュートリノ加熱効果などの近似計算との比較を行った。これによりニュートリノ輻射輸送の爆発への影響を定量的に明らかにする道筋が整い、解析結果を取りまとめている。これまでの研究では、ニュートリノ輻射輸送の計算が球対称あるいは近似のもとでのみ行われてきており、爆発メカニズムを明確に捉えることができなかった。この現状を打破して、ニュートリノ輻射輸送計算を空間
ナノ粒子を用いた低温自己焼結接合法の開発とそのエレクトロニクス実装への適用

粒子径が数十nm以下の銀ナノ粒子を接合材料に利用することで、金属同士を300°C以下で固相接合できる接合法を開発した。特に、接合過程で酸化銀を還元して、ナノ粒をその場生成する接合プロセスを新たに考案し、これによって接合温度200°Cでも接合が可能となり、ナノ粒子を直接用いる場合に比べて、より簡便、低コストで、かつ高い接合強度が達成できた。また、本接合法をパワー半導体モジュールの接合に適用したところ、従来のはんだを用いた接合より高い信頼性が得られた。有機-銀複合ナノ粒子による金属の接合では、有機物により金属表面の酸化皮膜が還元されるため、炭素より酸化物標準生成自由エネルギーの大きい金、銀、銅との金属接合が可能であった。接合温度を200400°Cと変化させ、有機-銀複合ナノ粒子を用いて銅、金を接合し、引張試験により接合強度を評価した結果、225°C以下では接合性は得られなかったが、250°C以上では接合温度の上昇に伴い強度は上昇し、400°Cでは50MPa以上の高強度を示した。250°Cでの破壊形態は、有機物の分解・排出が不十分であり、未焼成銀領域が多く存在していた。一方400°Cでの破壊形態は、ほぼ全域白色の焼成銀中で破壊していた。このことから、有機物の残留は接合の阻害要因となり、250°C以下では十分に有機物を排出できないが、400°Cでは有機物はほぼ排出され、銀層の焼成・緻密化が進行して強固な継手が得られることが分かった。また、界面での相互拡散挙動について調査するため、界面の組成分析を行った結果、被接合金属種に関わらず界面での原子の相互拡散はほとんどなかった。これは、接合温度が銀、金、銅の融点に対して十分低いためと考えられる。次に、金、銅に対する接合界面の透過型電子顕微鏡による詳細な観察結果から、本接合法での界面接合機構を検討した。その結果、銀/金界面では、銀ナノ粒子が金基板に対して焼結する際、250°Cの低温から金基板の結晶方位に再配向してヘテロエピタキシャル層を形成することで接合を達成していることが分かった。一方、銀/銅界面では、特定の方位関係は認められなかった。これは、銅は金と違って銀と格子定数が大きく異なることと、接合に際して、酸化皮膜の分解が必要なことが起因していると推察された。しかし、金、銅どちらの場合も界面での整合性は得られており良好な界面接合が達成され、これにより高い接合強度が得られることが分かった。本年度は、接合温度、接合加圧力の低減を目的に、(1)ナノ粒子の特性、形態制御、(2)接合部の材料設計の最適化、(3)ナノ粒子焼成過程のシミュレーションついて検討を行った。(1)、(2)については、ナノ粒子の粒径と含有有機物量が接合性に及ぼす影響を検討した。平均粒径が50nm以下となると被接合材界面での接合性が向上した。接合界面では、ナノ粒子は被接合材表面に濡れ広がるように焼結し、エピタキシアル構造を形成するのに対して、ミクロンサイズの粒子は、ネック形成するのみで十分な接合が得られなかった。さらに粒径が20nm以下となると50nmと比較して、接合層での焼結速度が大きく向上した。また、界面での接合過程につて、分子動力学によるシミュレーションを行った結果((3))、Ag原子は粒子/基板の接触部へ流入し、界面直近から順に基板の結晶構造に対応した特定の方位をもって再配列することが分かった。このとき、Agと格子定数差の小さいAuやAl基板に対しては基板と同一方位に再配列し、格子定数差の大きいCuやNi基板に対しては基板方位に対応した特定方位に再配列することを確認した。また、粒径が大きくなると、界面での焼結速度が低下することが確認できた。しかし、粒子径が20nm以下では、独立分散性を維持するために有機物被覆が不可欠であり、これが接合阻害因子となるため、300°C程度の接合温度では、有機物被覆のない粒径50nmの粒子と接合強度に大きな差異がないことが分かった。この問題を解決するため、酸化物還元によるナノ粒子その場形成接合プロセスの開発を行った。酸化銀粒子は、還元剤の添加により、160°C程度の低温で還元され、ナノサイズの銀粒子を生成し、即座に焼結することが明かとなった。この特性を接合過程に適用することにより、有機-銀複合ナノ粒子よりさらに低温、低加圧接合が可能となることが分かった。本年度は、接合温度、接合加圧力の低減を目的に、前年度までに開発した、酸化銀粒子と還元溶剤を用いたナノ粒子その場形成接合プロセスを用いて、(1)接合界面でのナノ粒子の焼結機構の解明、(2)接合温度、接合加圧力の低減、(3)エレクトロニクス実装への適用について検討を行った。

(1)については、金、銅、アルミニウムを被接合材として用い、これらと銀ナノ粒子との界面焼結機構を検討した。金については、銀ナノ粒子は界面の広い範囲で金の結晶と整合して焼結し、界面でエピタキシアル構造を形成していることを、放射光X線計測、X線光電子分光、透過電子顕微鏡観察によって実験的に解明した。また分子動力学(MD)シミュレーションによってその動的な形成過程を検討し、ナノ粒はピコ秒オーダーで基板に焼結した後、界面から原子が再配列してエピタキシアル層を順次形成することを明らかにした。また、MDシミュレーションによって、界面での焼結性に及ぼす粒径効果と粒子配列の効果も明らかにした。銅、アルミニウムとの焼結については、焼結した銀ナノ粒子は、これらの金属の酸化皮膜を介して接合することが分かった。いずれについても接合温度を高くすると強度が向上し、用途によっては適用可能であることが分かった。(2)については、還元剤の選定によって、焼結過程で銀ナノ粒子に適度の粒度分布が得られるように、酸化銀還元速度を制御することで接合の低温、低加圧化が可能であることが分かった。これによって接合温度を250°Cから200°Cに低減できた。(3)については、本接合プロセスを用いて、パワー半導体チップをダイボンドしたパワーモジュールを試作し、熱抵抗と温度サイクル試験による長期信頼性を評価した結果、熱抵抗は従来の鉛リッチ高温はんだより優れており、長期信頼性も同等以上であることが分かった。これらのことから本プロセスはパワー半導体モジュールの実装に適用可能であることが示された。
トリチウムの透過漏洩と汚染・除染

本研究の目的は、核融合炉システムからのトリチウム(T)漏洩を制御するための学術基盤構築である。鉄鋼材料配管を透過するTは元素状(HT)と内部被曝リスクが高い水蒸気状(HTO)に大別できるが、材料表面のFe水酸基濃度を低減すると水蒸気状でのT透過を抑制できることを見出した。また、複雑形状へ適用可能な湿式法による酸化物系透過抑制被膜形成技術の開発に取組み、透過速度を1/104に低減することに成功した。加えて、炉心材料が中性子照射を受けると著しくT蓄積量が増大することを見出し、照射欠陥と水素同位体の結合エネルギー等を定量的に評価すると共に、HやDに照射欠陥を占有させることでT除染効率を著しく向上できることを見出した。1.研究計画の概要本研究の目的は、核融合炉システムから作業環境および一般環境へのトリチウム漏洩を制御するための学術的基盤を構築し、ITERおよび原型炉における作業者の内部被曝の抑制および原型炉建設に対する社会的受容性の確保に資することである。トリチウムの漏洩経路としては、(1)運転時における高温配管中の透過、(2)システム開放時や炉外取出し時における材料からの放出・移行、などがある。いずれも材料の表面状態やバルク中の拡散挙動に敏感に依存する現象であり、これまでにも研究がなされてきたが、従来の実験の大部分は軽水素や重水素を用いた真空中でのものであり、トリチウムの内部被曝危険性を左右する放出化学形(元素状か水蒸気状か)や、それを支配する因子、β線の照射効果については明らかとなっていない。そこで本研究では、トリチウム移行を理解・制御する上で特に重要な、下記の研究を進める。(1)高温材料中のトリチウム透過抑制技術の開発(2)高濃度にトリチウム汚染された材料からのトリチウム放出・移行速度および化学形と、これらに及ぼす雰囲気の影響の定量的評価と放射線効果を含めた機構解明(3)材料の汚染防止技術および除染技術の開発本研究の目的は、核融合炉システムからのトリチウム(T)漏洩を制御するための学術基盤構築である。トリチウムに汚染させたステンレス鋼からの室温近傍におけるトリチウム放出を詳細に調べ、(1)トリチウム放出速度がバルク中の拡散過程により律速される、(2)表面にトリチウム濃縮層が形成される、(3)主な放出化学形は内部被曝の危険性が高い水蒸気状である、などの点を明らかにした。一方、バナジウムについても同様に放出挙動を調べたところ、顕著なトリチウムの表面濃縮は観察されず、加えて拡散係数が7桁大きいにもかかわらずステンレス鋼より小さな放出速度を示した。これらの結果より、汚染材料からのトリチウム放出を理解するには、表面酸化膜中におけるトリチウムの存在状態と表面濃度・脱離速度との関係、および金属中では原子状で存在するトリチウムの水蒸気状への化学形変化メカニズムを解明することが必要不可欠であることを見出した。このような酸化膜中の水素同位体挙動をモデリングするための第一段階として、密度汎関数法に基づく金属酸化物-水素系での振動数計算・エネルギー計算の妥当性を確かめた。また、分子動力学用ポテンシャルモデルの効率的な構築法を提案し、いくつかの酸化物を例に取りその有効性を確認した。高温配管からのトリチウム透過を抑制する技術としては透過防止障壁膜に注目し、配管材料と熱膨張率が近いZrO_2やMgOをゾルゲル法などにより成膜する技術の開発研究を展開した。透過トリチウムの化学形に及ぼす雰囲気中の水蒸気の影響を調べるための参照材料として金にも注目し、第一段階として金メッキした鉄鋼材料を通しての真空中への重水素透過挙動を調べた。加えて、大型核融合装置中でのトリチウム挙動を調べると共に、実験室で得られるデータの実機への適用性を評価するテストスタンドとして核融合科学研究所・大型ヘリカル装置LHDに着目し、同装置内におけるトリチウム捕集・計測に関する要素技術研究を行った。トリチウム(T)透過障壁として、Au膜およびZrO_2系酸化物膜の特性を評価した。フェライト鋼上に厚さ10μmのAu膜をめっきしたところ、573Kで約1/1000の透過抑制効果が得られたが、高温領域では抑制効果は減少した。一方、ゾルゲル法で成膜した厚さ約50nmのZrO_2層を基材とし、さらに厚さ約150nmの被覆層を形成したところ大きな抑制効果が発現し、透過速度が823Kで1/2000に減少した。並行して、可搬・高感度ファイバープローブ型分光装置および分析用チャンバーを用い、ラマン分光法による結晶構造解析を行った。今後、障壁効果と膜構造の関連を調べ、透過機構の解明と更なる性能向上を目指す。除染技術については一次閉じ込め材料であるオーステナイト鋼とプラズマ対向材料(PFM)であるタングステン(W)に重点を置いた。

前者については、露点計を用いた水分管理の下で脱離挙動を調べ、大気中から真空中(10^<-6>Pa)という広い水蒸気分圧範囲においてTの脱離が拡散律速モデルで記述できることを見出し、除染処理及び廃棄物保管中のT挙動を予測する見通しを得た。Wについては、磁気軸受ターボ分子ポンプを用いて水素同位体滞留・脱離挙動解析装置を構築し、重水素(D)の脱離挙動に及ぼす炭素(C)同時照射の影響を調べた。Cを単独照射したのちD照射した場合はDの除染に900K以上での加熱が必要であったが、CとDを同時照射した場合には700K以下の温度で除染できるという興味深い結果を得た。加えて、PFMからのT脱離を実機(LHD)で評価するための、水素同位体モニタや丁水連続回収設備を設計した。以上のヤクロ挙動の研究と並行し、量子力学計算・分子動力学計算モンテカルロ法によりT挙動を解析・予測するモデルの構築も進めた。本年度は拡散モデルの構築に重点を置き、体心立方晶金属について同位体効果等を予測する見通しを得た。トリチウム(T)の透過漏洩抑制を目指し、複雑形状への施工に適する湿度法による透過抑制膜形成技術の開発を継続した。湿度法では膜が多孔質膜になる場合が多く、実際にゾルゲル法でフェライト鋼上にZrO_2膜を形成したところ顕著な透過抑制効果は見られなかった。そこで金属硝酸塩溶液中での電解処理およびリン酸塩被膜との多層化による緻密化を試み、300600°Cで水素同位体の透過速度を1/1001/3000に抑制することに成功した(特許出願)。数百時間程度の耐久性試験を行ったところ、500°C以下の温度領域では有意な劣化は見られず、水冷却核融合炉への応用に見通しを得た。高温領域では膜構成元素の基材フェライト鋼中への拡散を水素同位体が助長することで徐々に透過抑制能が低下した。より優れた高温耐久性を付与するため今後膜厚や成膜条件等の最適化を進める。また、材料から放出されるTの化学形(主に元素状または水蒸気状)を支配する因子を調べるため、ステンレス鋼を例に取り化学的表面状態と表面T濃度および水分量の関係を調べ、酸化膜中の[Fe]/[Cr]比が大きい場合に保持される水分量も多く、またT濃度も高いことを明らかにした。これらの結果は、酸化膜に水分が保持されやすいと同位体交換によりバルクからTがOTとして濃縮し、水蒸気状で脱離しやすくなることを示唆している。より詳細に脱離機構を解明するため、偏光変調法や拡散反射法による赤外吸収スペクトル測定を行い、化学吸着水と物理吸着水とで同位体交換挙動が異なることなどを見出した。加えて、プラズマ対向材料として有望視されるWについてトリチウムの吸蔵・脱離特性に及ぼす粒子線照射による表面状態変化の影響を調べた。並行して量子力学計算・分子動力学計算等でT挙動を解析・予測するモデルの構築も進め、材料中の水素同位体の溶解度や拡散計数に及ぼす応力場の影響等を予測する見通しを得た。トリチウム(T)透過抑制技術に関しては、広い温度領域(室温600°C程度)で十分な性能を発揮する透過抑制膜を得るための材料探索と成膜条件最適化を進めた。金属材料については水素同位体の溶解度が最も小さいタングステン(W)をプラズマ溶射法で低放射化フェライト鋼上に成膜し、水素同位体透過速度を測定した。しかし、成膜時に形成された開気孔の存在により、良好な性能は得られなかった。
ナノ材料の4次元構造解析を目指した高速Ｘ線逆空間マッピング法の開発

高速X線3次元逆空間マッピング法の開発を行った。波長分散集束X線を用いて迅速測定した複数の2次元X線散漫散乱画像データから、逐次近似法による繰り返し計算により3次元逆空間マッピングを再生するための解析アルゴリズムを開発するとともに、高詳細マップを得るための集光光学系の改良を行った。これら開発により、単色平行X線と位置敏感型2次元X線検出器を用いた最新の高速法に比べて、少なくとも2倍程度の高測化が達成された。また、解析アルゴリズムの改良によりさらなる高速化が可能であることが示唆された。波長分散集束X線ビームを2次元集光する光学系の設計と製作を行った。水平面内の集光に関しては、ポリクロメーター結晶の彎曲形状を数値計算して収差の出ない形状に設計し、その製作を終えた。鉛直方向の集光に用いるX線集光ミラーの設計については、使用する放射光ビームラインの延長工事に伴い、予定していたよりも大きなミラーが必要になることが設計段階で明らかになった。製作費を計上した結果、当初予算を大きく上回ることが判明したため、鉛直方向の集光は行わずスリットで切り出す方針に変更した。また、数枚の画像データから3次元逆格子マップを構築する解析法の開発を進めた。従来の方法で3次元逆空間マップを得るためには、最新の2次元検出器を用いた方法でも数100枚の実験配置で測定したX線散乱パターンを逆空間でのX線散乱分布に変換する必要がある。一方、本研究で提案する方法では、数回の実験配置で測定した一連のX線散乱データを変換すれば良いが、検出器上で情報の重ね焼が生じ、実験データを直ちに逆空間マップに変換できない問題があった。この問題を解決するために、逐次近似法を用いた解析法の開発を進めた。X線散乱分布が見込めない逆空間ボクセルの値を0に拘束することでスパース性を利用する試みや、逐次近似の際にX線散乱分布を更新する方法を様々に試した結果、数枚の画像データから数10回の繰り返し計算で3次元逆空間マップを再構築できることをシミュレーションで確認した。他方、実験におけるX線ビームサイズをシミュレーションに取り入れる必要性が明らかとなった。波長分散集束X線ビームの集光光学系の設計と開発については、水平面内の集光に関しては予定通り製作を終えることができた。鉛直方向の集光ミラーについては、設計を進めていたものの、共同利用施設側の工事に係るX線ビーム性能の変更に伴い当初予定していた予算を超える製作費が必要になることが判明したため、その製作を断念した。代替案としてスリットの導入を検討し、方法論の開発に必要な性能は確保できることを確認できている。また、解析法の開発についても期待どおりの進展があり、さらなる改良のための問題点の抽出も行うことができた。以上のように、想定していなかった事情があったものの、全体的にはおおむね順調に進展していると考えられる。前年度に製作した放射光白色X線から波長分散集束X線ビームを生成する湾曲結晶ポリクロメーターの評価を行った。厚さ0.05mmと0.1mmのシリコン分光結晶を用いて水平方向の集光サイズを評価したところ、前者はX線ビームの半分程度を試料位置で全半値幅で0.1mmまで集光できるとこを確認したが、残り半分ほどのX線ビームは薄い結晶を湾曲させることにより生じた結晶のシワにより、1点に集光することができなかった。他方、厚さ0.1mmのシリコン結晶においてはシワの影響が小さく、X線ビームのほぼ全体を1点に集束することができた。集光サイズは全半値幅で0.15mm程度であった。目標としていた0.1mmに不足するものの、改良前の0.5mmから大きく改善され、実験に大きな支障のない値まで集光することに成功した。縦方向のビームサイズ縮小化は、スリットによってX線を0.1mmに切り出すことで行った。この波長分散集束X線ビームを用いて、半導体超格子薄膜試料について逆格子マッピング測定を行った。試料の面内角度を角度ステップ4°で走査しながら、X線散乱パターンを50枚、各1秒で取得した。50枚全ての画像を用いてデータ処理した結果、試料の面内異方性を反映する3次元逆空間マップを得ることに成功した。データ処理に用いる画像の数を減らしながら逆空間マップを作成した結果、10枚以下では試料の面内異方性を正しく再生することが難しいことが分かった。この原因は、X線ビームサイズが2次元検出器のピクセルサイズと同程度なため、隣接ピクセルに複数の散乱ベクトルのX線が入ったためである。この影響を補正する測定法の改良や解析法の開発が課題として残った。また、本研究によって高度化した波長分散集束X線ビームにより、X線散乱実験が高効率化され、界面構造のその場観察実験の高速化に繋がった。

まずは平成28年度に製作した集光素子とスリットによって作り出した微小ビームの形状評価を行い、十分な性能を確認できた後に、超格子薄膜試料を用いた逆空間マッピング測定を行う。これと並行して解析法の改良とソフト化を進め、上記実験データをもとに3次元逆空間マップを作製する。この結果をもとに、さらなる高速化の検証を行う。X線散乱、表面科学平成28年度の検討により、次年度に新たに導入することを決定したスリットの設置に係る経費が発生したため。スリットの設置に係る消耗品の購入に使用する。
ペニシリン低感受性B群レンサ球菌の病原性に関わる莢膜多糖体の血清型変化事象の解明

新生児及び高齢者の重篤感染症治療の第一選択薬であるペニシリン系薬に低感受性を示すB群レンサ球菌(PRGBS)株が、同一医療機関でST1に属しながらも莢膜多糖体血清型の経時的な集団変遷をみせた。流行初期の血清型IIIの株と変遷後のIaの株はいずれもST1に属し、ペニシリン結合蛋白(PBPs)に共通の4アミノ酸置換が見られた。さらにドラフトゲノム配列のANI値及びSNPを指標とした系統解析の結果,血清型IIIのstrain SU12と血清型Iaのstrain SU97の間でクラスターが形成され、ゲノム配列の高い相同性が確認された(ANI値99.84%, 957 SNPs)。また,これらの株間で病原因子の保有プロファイルも一致していた。莢膜多糖体遺伝子クラスターとその上流、下流を含む約55 kb領域の解析からstrain SU12ではcpsY上流のhylBへのIS1548挿入による遺伝子破壊が認められたが、このような特徴は流行初期の血清型IIIの全株で確認された。一方、strain SU97ではcpsL下流のtRNA-ArgとrpsAの間へのISsag8の挿入が認められたが、strain SU12でみられたhylBの遺伝子破壊は確認されなかった。このような特徴は血清型Iaの株の大多数で確認された。hylBは主要な病原因子であるヒアルロニダーゼをコードしており,血清型Iaの株が正常なhylBを有していたことから血液由来の4株がいずれも血清型Iaで予後不良事例であったこととの関連性が注目される。新生児及び高齢者の重篤感染症治療の第一選択薬であるペニシリン系薬に低感受性を示すB群レンサ球菌(PRGBS)株が、同一医療機関で遺伝的に同じクローンに属しながらも莢膜多糖体血清型の経時的な変化をみせたことから、菌株のゲノム解析により本菌の病原因子且つワクチン標的物質でもある莢膜多糖体遺伝子クラスターの遺伝子組み換え(capsular switching)が本事象に果たす役割の解明を主要な目的とした。本年度は免疫学的手法で血清型別が困難であったPRGBS株について、multiplex PCRにより血清型を決定した。さらに高分子量ペニシリン結合蛋白(PBPs)に同一のアミノ酸置換を有するsequence type 1の血清型Ia及びIIIの株を対象に高速シークエンサーによるゲノムDNAのマッピング解析を実施した。莢膜多糖体遺伝子クラスターの塩基配列を収集・精査した結果、cpsY-cpsA-cpsB-cpsC-cpsD-cpsE-cpsF並びにcpsK-cpsL-neuB-neuC-neuD-neuAの各遺伝子の相同性は>99%であった。また、血清型による多様性を示すcpsGと血清型Iaの莢膜多糖体決定領域であるcpsHの相似度は5055%で、これまで確認されている血清型IaとIIIの相応領域の相似度26%より高かった。さらには興味深いことに莢膜多糖体血清型IIIの決定領域であるcpsIとcpsJの相似度は>98%と極めて高値であった。莢膜多糖体遺伝子クラスターの周辺領域の検索では2株共に、neuAの下流9.9kb中遠位約7.3kbの配列がStreptococcus agalactiae A909株(血清型Ia)と一致し、近位の約1.4kbの配列がStreptococcus agalactiae NEM316株(血清型III)と一致していることを明らかにしている。当該年度の計画のうち重要なPRGBS代表株のゲノムDNAのマッピング解析を先行して実施している。さらに、血清型IaとIIIの株の間で莢膜多糖体遺伝子クラスターの塩基配列の比較解析に着手できており、知見が得られていることから計画よりやや遅れているが研究は進んでいるものと考えられる。新生児及び高齢者の重篤感染症治療の第一選択薬であるペニシリン系薬に低感受性を示すB群レンサ球菌(PRGBS)株が、同一医療機関でST1に属しながらも莢膜多糖体血清型の経時的な変化をみせたことから、菌株のゲノム解析により本菌の病原因子且つワクチン標的物質でもある莢膜多糖体遺伝子クラスターの遺伝子組み換え(capsular switching)が本事象に果たす役割の解明を主要な目的とした。本年度は血清型III及びIaの株の莢膜多糖体遺伝子クラスター周辺領域の塩基配列解析を続行し、neuA下流にISSag8の挿入を見出している。また、両株の莢膜多糖体遺伝子クラスター以外のゲノム配列が広範囲で一致していることを見出している。さらに上述の医療機関で血清型IIIの株とIaの株の中間で出現したST1の血清型IbのPRGBS株及びセフチブテン耐性ペニシリン感性GBS(CTBr PSGBS)の次世代シークエンスデータを取得し、解析を進めている。これらのPRGBS株とCTBrPSGBS株の関連性を調べる目的で、ペニシリン、セフォタキシム、セフチブテンの各抗菌薬を用いた耐性株のin vitro選択実験を実施した。その結果、ペニシリン、セフォタキシムで選択した場合、PRGBS株が得られた。一方、セフチブテンで選択した場合にはPBP2X、PBP2Bに容易にアミノ酸置換を伴う変異が認められたがPRGBS株は得られず、CTBrPSGBSが得られたことが注目された。

同一宿主から検出された血清型Ibのペニシリン耐性B群レンサ球菌(PRGBS)とセフチブテン耐性ペニシリン感性GBS株(ともにST1)の高速シークエンサーによるゲノムDNAのマッピング解析が年度末となってしまったため、詳細な解析が次年度にもちこされたことによる。新生児及び高齢者の重篤感染症治療の第一選択薬であるペニシリン系薬に低感受性を示すB群レンサ球菌(PRGBS)株が、同一医療機関でST1に属しながらも莢膜多糖体血清型の経時的な変化をみせた。流行初期の血清型IIIの株と変遷後のIaの株はいずれもST1に属し、ペニシリン結合蛋白(PBPs)に共通のアミノ酸置換が見られた。さらにドラフトゲノム配列から莢膜多糖体遺伝子クラスターとその上流、下流を含む約50 kb領域は、血清型特異的cpsG-cpsH領域、IIIの株のcpsY上流のhylBへのIS1548挿入、Iaの株のneuA下流のISsag8挿入を除き高い配列類似性を示した。また、この50 kb領域の少なくとも20 kb上流、下流の配列が>99%一致し、残りのゲノム配列の広域的な類似性も認められた。病原因子の保有プロファイルも一致していた。以上の知見から、血清型IIIからIaへの莢膜スイッチングがPRGBS ST1クローン内で起こり、この事象は莢膜多糖体遺伝子クラスターを含む50 kb領域の置換によるものと考えられる。本知見でみられたPRGBSにおける莢膜スイッチング事象は、本菌の院内流行を背景に、保菌患者の抗莢膜抗体などの免疫圧や抗菌薬選択圧により誘発されたとも推測されるが、出現したIaの株は機能遺伝子hylBを有しており予後不良例との関連性が注目された(論文作成中)。また、PRGBS株とセフチブテン耐性ペニシリン感性GBS (CTBrPSGBS)株の関連性を調べる目的で実施した各種β-ラクタム剤による耐性株のin vitro選択実験では、β-ラクタム分子の選択圧の違いによりPRGBS株あるいはCTBrPSGBS株が得られることを明らかにした(論文投稿中)。研究者のその他の業務の多忙により論文の作成、投稿業務に遅れが生じたため新生児及び高齢者の重篤感染症治療の第一選択薬であるペニシリン系薬に低感受性を示すB群レンサ球菌(PRGBS)株が、同一医療機関でST1に属しながらも莢膜多糖体血清型の経時的な集団変遷をみせた。流行初期の血清型IIIの株と変遷後のIaの株はいずれもST1に属し、ペニシリン結合蛋白(PBPs)に共通の4アミノ酸置換が見られた。さらにドラフトゲノム配列のANI値及びSNPを指標とした系統解析の結果,血清型IIIのstrain SU12と血清型Iaのstrain SU97の間でクラスターが形成され、ゲノム配列の高い相同性が確認された(ANI値99.84%, 957 SNPs)。また,これらの株間で病原因子の保有プロファイルも一致していた。莢膜多糖体遺伝子クラスターとその上流、下流を含む約55 kb領域の解析からstrain SU12ではcpsY上流のhylBへのIS1548挿入による遺伝子破壊が認められたが、このような特徴は流行初期の血清型IIIの全株で確認された。一方、strain SU97ではcpsL下流のtRNA-ArgとrpsAの間へのISsag8の挿入が認められたが、strain SU12でみられたhylBの遺伝子破壊は確認されなかった。このような特徴は血清型Iaの株の大多数で確認された。hylBは主要な病原因子であるヒアルロニダーゼをコードしており,血清型Iaの株が正常なhylBを有していたことから血液由来の4株がいずれも血清型Iaで予後不良事例であったこととの関連性が注目される。