hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
携帯端末上でのソーシャルメディア向け超軽便レコメンデーション

携帯端末上でのソーシャルメディア向け超軽便レコメンデーションを行なう際に、最も適切なのは、「(1)コンビニ会社L社やファーストフードM社等に見られるような、商品販売側が開設しているコミュニティサイト」上でのやり取りに基づいて、レコメンデーションを行なうことである。「いいね!」ほか、好意的反応を示したユーザに対して、その商品そのものをレコメンデーションするのが良い。一方、「(2)商品販売側以外を含む個人開設のコミュニティサイト」等に基づく場合、具体的な商品の特定が容易とは限らず、種々の工夫を施しても、レコメンデーションの精度は、(1)より劣らざるを得ない。携帯端末、特にスマートフォンのプラットフォームとして代表的なiPhoneとAndroidについて、それらでプログラミングを行なうにあたり、これらは仕様変更が激しく、以前の仕様の切り捨ても頻繁に行なわれるので、最新のプログラミング方式の動向を、企業開催の研修セミナーを有効活用して受講した。また、申請段階で述べたとおり、本研究では、PCをプラットフォームとする環境でのレコメンデーション方式を携帯端末向きに改良していく方式を採っている。全ユーザの購入履歴を基盤としてレコメンデーションを行なうよりも、レコメンデーションのターゲットとするアクティブユーザと仲の良いユーザに限定してレコメンデーションの候補アイテム抽出の負荷を軽減しようとすることも、申請書において述べたところである。この、仲の良いユーザに限定してのレコメンデーションを、PCを前提とする環境で行なった場合の評価結果について、ジャーナル論文で発表・報告した。まず、コミュニティ機能を用いた、商品群の絞り込みについて検討した。一般にソーシャルメディアでは,フォーマルなビジネスよりも肩の力を抜いたインフォーマルな形で,様々な話題が順不同に発生する.まったく制約なしでは推薦処理の軽便化が困難なので,候補となる商品群をある程度絞り込む.ソーシャルメディアでは,特定のテーマに興味を持つ利用者が参加し,自由に情報や意見を書き込んで交流できるコミュニティ機能を持つ場合が少なくない.そこでこのコミュニティ機能を用いて話題を限定し,レコメンデーションを行なう商品を絞り込む.次に、どういう状況が理想的かを検討し、以下の4項目を得た。(1)レコメンデーションの宛て先となる,あるアクティブユーザが居た時に,どんな商品の購入を望んでいるかが,リアルタイムで把握できれば望ましい.(2)レコメンド対象は,複数の商品群でも構わないが,商品単位で購入を望んでいる度合いがわかれば,より望ましい.(3)ここにおいて,レコメンデーションをする側(業者側)とされる側(アクティブユーザ)で,どの商品かという認識に齟齬があってはならず,正確に情報共有されることが望ましい.(4)以上3点に寄与する以外の文面は,邪魔になる危険性があるので,できる限り少ない方が望ましい.前項(1)(4)を満たすソーシャルメディアの一例として,コンビニエンス・ストアL社のFacebookページがある.当該Facebookページでは,L社側から特定の商品を紹介する投稿が商品名+画像付きでなされる.まず単純に,投稿に対して「いいね!」をクリックしたユーザは,好意的反応を示したと考えられる.「コメント」を書き込んだユーザは,「いいね!」よりも更に強い反応を示したと考えられる.試行的に,3/3(火)AM11:003/5(木)PM5:05までに発生した96件のコメントを分析した.具体的な状況として、観光者がお土産を買うという状況について取り組んだ。観光者が特定のお土産の購入を希望する場合、それは購入しないまま帰路についてしまわないように、一方で、長時間重い荷物を携行させないように、どこで買うのが望ましいのかを含む、適切な情報推薦が望ましい。そこで、観光者側から得た観光スポットの周遊予定に基づき、適切な購入場所を情報推薦する方式を開発し、評価した。評価実験の結果、有効との評価が得られた。また、観光スポットを推薦アイテムと見なしての情報推薦にも取り組んだ。既存方式での問題点として、アクティブユーザの訪問履歴を充分考慮せず、全ユーザに対して同一の観光スポットが推薦されてしまう問題点がある。そこで、アクティブユーザから得られた訪問済みの観光スポット情報を活用し、未訪問の観光スポットを優先して推薦する方式を開発し、評価した。こちらも評価実験の結果、有効との評価が得られた。1年目の遅れが、現在も尾を引いてしまっている。学内の雑務に多くの時間を取られてしまった。データベース3年目は、本研究により多くの時間を投じて、推進を強化したい。本研究課題は研究代表者による単独の研究であるが、研究代表者自身が異動したため、新しい所属で研究を実施できる環境を整備するのに、決して少なくない労力を要してしまった。研究全体の進捗の遅れが取り戻せておらず、予定が来年度に後ろ倒しになってしまっているため。新しい所属組織での研究環境もほぼ整ったので、今後は遅れを取り戻すべく、推進していく。遅れを取り戻しつつ、研究を推進していく。

本研究課題は研究代表者による単独の研究であるが、研究代表者自身が異動したため、新しい所属で研究を実施できる環境を整備するのに、決して少なくない労力を要してしまい、研究全体の進捗が遅れたため。当初の1年目に予定していた内容を中心に、遅れを取り戻しつつ、研究を推進していく。
流域単位における農業系水域ネットワークの生態的機能評価と保全

流域単位の生態系評価を行うことを目的としたため,岩木川という一級河川の中下流域の大半を対象とする比較的大規模な研究地を設定した。これにより,従来から進められているマイクロバビタット評価に加えて,マクロな視点の調査・解析を行うことができた。第1に,(1)水田-小水路,(2)溜池,(3)河川-幹線の用水路-承水路-排水路-河川のそれぞれにおいて,水域ネットワークとしての連続性と環境の空間配置の視点から解析を行った。TWINSPAN解析の結果,大きな水路網では,水路構造そのものよりその水路がどの様な位置に存在するかが魚類群集を決定する要因となっていることが明らかとなった。加えて,重回帰分析ではマイクロバビタットの相当する構造にも関連性を示す魚種も見られ,異なるスケールの要因を同時に考えなければならない当初の仮説を支持する結果が得られた.魚種ごとの具体的な特性を双方の結果から把握し,保全に生かすデータが得られたと考えられる。この際,水系の連続性にも注目し,水系の連続性を補償する魚道や流速条件に対する魚類の遊泳能力にも研究を展開した。第2に,多様な生態系を維持してきた溜池の生態的特性を溜池構造や浚渫の方法それらに関連した植生構造から明らかにすることにした。さらに,生物生息に関連する物理化学要因について詳細な調査を加えることとし,特に溜池の貧酸素が生物群集に与える影響に注目し,またそれがどの様な条件で発生するかについても検討を深めることにした。本研究では具体的な問題点の抽出や環境デザインの提案まで行い、農業水利事業に生かすことを目的とし,この成果はその目的を一定程度達成したものと考えている。1.農業用水路における生息場評価10000haの水田を潅漑する青森県津軽地方に位置する岩木川左岸水路網を主な対象に,魚類の移動と生息場選択について調査した.水路を用水路・承水路・排水路・ため池掛りと大きく分類した後,制水ゲートや揚水機の存在サイフォンなどによってセグメント化した.それぞれの場所で遡上難易度を設定し,魚類採捕および微生息場スケールの物理環境計測を行った.採捕は定置網による季節を通したものの他に,全ての水路で魚類採捕が可能になる非潅概期に,電気ショッカーによる採捕も行った.季節を通した採捕結果から,クラスター分析やTWINSPANなどの多変量解析により,魚類群集の特性から水路の分類を行った.また,電気ショッカーによるより定量的な採捕結果は,その場の微少環境構造も含めて,重回帰分析等を行い,魚種によってその場所の微少環境が重要なのか,それとも水路の位置付けがより重要なのかを明らかにした.これらの結果より,潅漑期は制水ゲートの存在が魚類組成に影響し,非潅漑期は,制水ゲートの影響は薄れ,用水路,排水路などの水路区分がより明確になることが明らかとなった.また,小規模な農業用水路網において,メダカを中心に個体レベルでの環境利用の季節変化についても明らかにした.2.魚食性水鳥類の生息に関する研究カイツブリ,カンムリカイツブリ,サギ類に関して,主にため池の構造と採餌場所,営巣場所に注目し,生息密度や繁殖成功等の視点から調査した.餌となる比較的小型の魚類は,近年移入されたオオクチバスの影響を強く受けており,その生息密度はため池の構造によって大きく異なった.すなわち,水際部に植生帯が広く分布し,仔稚魚期をそこで過ごすことが出来るような水位が保たれている池では,比較的小型魚の密度は高い.魚食性鳥類は,魚食魚との競争では一方的な影響を受け,小型魚の密度によって生息場所を変える事が明らかとなった.特に繁殖期により小型の魚を必要とするカイツブリなどでは顕著な傾向が認められた.1.農業用水路における生息場評価

16年度からの継続で,岩木川左岸水路網を主な対象に,魚類の移動と生息場選択について調査した.水路を用水路・承水路・排水路・ため池掛りと大きく分類した後,制水ゲートや揚水機の存在サイフォンなどによってセグメント化した.それぞれの場所で遡上難易度を設定し,魚類採捕および微生息場スケールの物理環境計測を行った.17年度は調査地点や季節を増加させた.多変量解析により,魚類群集の特性から水路の分類を行った.また,電気ショッカーによるより定量的な採捕結果は,その場の微少環境構造も含めて,重回帰分析等を行い,魚種によってその場所の微少環境が重要なのか,それとも水路の位置付けがより重要なのかを明らかにした.これらの結果より,潅漑期は制水ゲートの存在が魚類組成に影響し,非潅漑期は,制水ゲートの影響は薄れ,用水路,排水路などの水路区分がより明確になることが明らかとなった.また,比較対象として,関東地方における水路網の調査も行い,タモロコを指標種として環境選択性を評価した.2.ため池に生息する魚類・鳥類に関する研究ため池に生息する鳥類に関して,主にため池の構造と採餌場所,営巣場所に注目し,生息密度や繁殖成功等の視点から調査した.同時に生息魚類の分布・密度調査も行なった.餌となる比較的小型の魚類は,近年移入されたオオクチバスの影響を強く受けており,その生息密度はため池の構造や植生によって大きく異なった。すなわち,水際部に植生帯が広く分布し,仔稚魚期をそこで過ごすことが出来るような水位が保たれている池や,ヒシなどの浮葉植物に水面を広く覆われるでは,比較的小型魚の密度は高かった.魚食性鳥類は,魚食魚との競争では一方的な影響を受け,小型魚の密度によって生息場所を変える事が明らかとなった.特に繁殖期により小型の魚を必要とするカイツブリなどでは顕著な傾向が認められた.1.農業用水路・河川の連続性17年度までは岩木川左岸水路網を主な対象に,水路内の魚類の移動と生息場選択について調査した.18年度は河川との連続性に注目し,水路の上下流における魚類の移動可能性と魚類相の構造を解析した.結果として,季節的移動と移動の難易度による魚類群集の変動性が示され,後背湿地の代償である農業用水路網の重要性を確認し,特にそこに含まれる希少種等の保全方策に関して,有用な成果を得た.また,電気ショッカーを用いた定量的な採捕結果を,多変量解析などの手法により解析することによって,その場の微少環境構造以上に水路の位置付けがより重要である魚種をピックアップした.魚類の遊泳能力に関する解析を行い,落差等による水路内の遡上難易度,魚道の設置検討に用いるためのパラメータを野外実験により収集した.2.ため池・水田に生息する魚類・鳥類に関する研究ため池に生息する鳥類に関して,主にため池の構造と採餌場所,営巣場所に注目し,生息密度や繁殖成功等の視点から調査した.同時に生息魚類の分布・密度調査も行なった.餌となる比較的小型の魚類に,近年移入されたオオクチバスの影響を強く受けており,その生息密度はため池の構造や植生によって大きく異なった.すなわち,水際部に植生帯が広く分布し,仔稚魚期をそこで過ごすことが出来るような水位が保たれている池や,ヒシなどの浮葉植物に水面を広く覆われるでは,比較的小型魚の密度は高かった.魚食性鳥類は,魚食魚との競争では一方的な影響を受け,小型魚の密度によって生息場所を変える事が明らかとなった.
生体硬組織に対する医薬品の親和性に関する物理化学的研究

1.ヒドロキシアパタイトHAPが主成分である硬組織に対する薬物の結合機構あるいは薬物の送達・濃縮機構を、HAP界面における分子間相互作用(複合体形成すなわち薬物の親和性)の観点から理解するために表記の研究をモデル系により行った。実験に際しては、合成HAP、牛血清アルブミンBSA(蛋白モデル物質)、ポンソ-R(PR、薬物モデル物質)を用いた。NaClイオン強度を調節して6°C、中性pHの領域で調べた。2.PRとBSAのHAPへの吸着量はそれぞれNaCl添加濃度とともに増大した。この結果は、吸着したPR分子間同士あるいはBSA分子間同士の静電反発を添加NaClが抑制していることを意味している。BSAのHAPに対する吸着等温線は高親和型となった。BSAに対するPRの結合率も添加NaCl濃度とともに大となった。これはNaClによりBSA-PR間の静電的反発が抑制されるとともに、両者の疎水基どうしの相互作用が強められるためと考えられる。これらの結果を考慮に入れてHAP-BSA-PR三者間の相互作用について考察した。PR添加濃度を一定にした時のHAPに対するPRの見かけ吸着量は、BSA添加濃度とともに直線的に増加する領域、直線関係から外れて極大値に達する領域、再び低下する領域の3種に分類されることがわかった。第一の領域では添加BSAが全て吸着され、このBSAに対してPRが結合する。第二の領域では遊離BSAが出現するために直線性から外れる。第三の領域ではBSAのHAPに対する吸着は飽和に達しており遊離BSAがPRを消費するためにPRの見かけの吸着量が低下すると考えられる。第一の領域から得られる吸着BSAに対するPRの結合率は水中のBSAに対するPRの結合率よりも大であるが20mmol/dm^3NaCl中における結合率よりも小であった。
阿武隈変成帯の御斉所変成岩と竹貫変成岩の関係の解祈

1岩相構成や構造特性の異なる阿武隈変成帯の御斉所変成岩と竹貫変成岩の境界部(特に、竹貫北方地域)の諸密な地質調査の結果、両変成岩は構造的に不調和であり、竹貫変成岩が御斉所変成岩中のデコルマ岩塊としても産出することが明らかになった。2御斉所・竹貫両変成岩の境界にそって貫入し、固結した十文字岩体とよばれる深成岩体のRb-Sv全岩アイソクロン年代値を初めて測定した結果,122±20Maの値が得られた。これは、御斉所変成岩が竹貫変成岩の上に衝上した時期には生対応する値と考えられる。3、御斉所・竹貫両変成岩の境界付近に分布する砂泥質変成岩中のザクロ石の組識と組成の特微を調べた結果、従来竹貫変成岩に特有のものとされてきた分域構造が御斉所変成岩中のものにも見られることが明らかになった。これは、高温条件下での急速かつ連続的な加圧と減圧の現象が両変成岩に共通するものであり、したがって加圧の現象が両変成岩に共通するものであり、したがって加圧は御斉所変成岩の竹貫変成岩上への衝上運動によるものであることを保証している。4ザクロ石斑状変晶内での元素の拡散による組成の均一化現象に注目し、高温条件の継続時間を推定した結果、約400万年以下であることがわかった。この間に作低3Kbの加圧と減圧とがあったことになるので、それは年間約5mmの連度での埋沒と上昇ということになる。5変成岩中の雲母のKAr年代値を測定し、90105Naの値を得た。低変成度のものの方がやや古い値を示す傾向が認められる。6御斉所変成岩に貫入し、ともに変形・変成された石英ポ-フィリ-の中のジルコンのイオンプロ-ブ年代値を測定し、マグマからの結晶時期として約120Ma、変成年代としてそれより数百万年若い値を得た。以上のように、阿武隈変成岩の様々な特微が確立され、現在、それらをもとに島弧一海溝系での新しいテクトニクスモデルを構築中である。1.阿武隈変成岩は岩相構成・地質構造の違いから、御斉所変成岩と竹貫変成岩とに区分される。御斉所変成岩は主としてMORBによく似た化学組成の塩基性岩と珪質岩によって構成されており、海洋地殻上部物質に由来している。珪質岩からジュラ紀の放散虫化石が見出され、堆積時代が明らかになるとともに、変成作用の年代が限定された。御斉所変成岩は全体的に著しく変形され、複雑な褶曲構造や線構造を示す。一方、竹貫変成岩は主として泥質ないし砂質の片麻岩からなり、少量の大理石ラテライト質岩、塩基性岩をともなう。原岩の形成時代は不明であるが、大陸地殻に由来する物質の変成したものである。

全体的には比較的単純な地質構造を示すが、御斉所変成岩に接した部分では複雑な褶曲構造を示す。このように大局的には両変成岩の相違は明瞭であるが、その境界付近ではどちらの変成岩に属するのかよく分からないものが産出する。そこで境界付近を詳しく調査した結果、両変成岩は混在しており、決して特定の面で接しているのではないことが明らかになった。この境界付近には、超塩基性岩の構造岩塊も多数見られる。2.詳細な岩石学的解析の結果、竹貫変成岩は高温条件下で急激な加圧とそれにひき続く減圧とを受けている。一方、御斉所変成岩は、低温部では低圧条件下で再結晶しただけであるが、竹貫変成岩近傍の高温部では竹貫変成岩と類似した圧力変化を受けていることが明らかになった。以上を総合すると、原岩形成場の異なる御斉所変成岩が竹貫変成岩に衝上したことが明確になったといえよう。これは海洋地殻の大陸地殻への衝上あるいは大陸地殻との衝突とそれにひき続く機械的突入に相当し、新しいテクトニクスモデルの構築が必要であることを示している。ひき続き、野外調査と室内実験を進めるとともに、新しいテクトニクスモデルを考案中である。1.岩相構成や構造特性の異なる御斉所変成岩と竹貫変成岩の境界部(特に竹貫北方地域)を綿密に調査した結果、両者は構造的に不調和であり、竹貫変成岩が御斉所変成岩中のブロック(デコルマ)として存在することもあることがわかった。2.御斉所・竹貫両変成岩の境界にそって貫入した十文字岩体とよばれる深成岩体のRbーSr全岩アイソクロン年代値を求めた結果,122±20Maの値が得られた。これは、御斉所変成岩の竹貫変成岩上への衝上の時期にほぼ対応する値と考えられる。3.御斉所・竹貫両変成岩の境界付近に分布する砂泥質変成岩中のザクロ石の組織と組成上の特徴を調べた結果、従来竹貫変成岩に特有のものとされてきたセクト構造が御斉所変成岩中のものにも見られることが明らかになった。これは、高温条件下での急速かつ連続的な加圧と減圧の現象が両変成岩に共通するものであり、したがって加圧は御斉所変成岩の竹貫変成岩上への衝上運動によるものであることを保証している。4.ザクロ石斑状変晶内での元素の拡散による組成の均一化現象に注目し、高温条件の継続時間を推定した結果、約400万年以下であることがわかった。この間に最低3Kbの加圧と減圧があったことになるので、それは年間約5mmの速度での埋没および上昇ということになる。5.変成岩中の雲母のKーAr年代値を測定し、90ー105Maの値を得た。低変成度のものの方がやや古い値を示す傾向が認められる。6.御斉所変成岩中に貫入し、ともに変形・変成した石英ポ-フィリ-中のジルコンのイオンプロ-ブ年代値を測定し、マグマからの結晶化の時期として約120Ma、変成年代としてそれより数百万年若い値が得られた。以上のように、阿武隈変成岩の特徴が確立され、現在、それをもとに島弧一海溝系での新しいテクトニクスモデルを構築中である。
現代台湾語書き言葉の研究―文字使用の多様性と規範形成を巡って

本研究は台湾(びん南)語の現代における書き言葉形成と、文字使用の実態を記述するものである。台湾語は台湾における多数派の母語でありながら、長い間標準化がなされてこなかったが、民主化以降正書法に関する議論が活発になっている。本研究では学校教科書、雑誌、流行歌曲の歌詞、言語景観(街中の看板、広告等)の4種の書記媒体(領域)における台湾語の文字使用を調査し、更にそれを書き手に対する面接(インタビュー)調査と組み合わせることで、書き言葉の多様性と規範形成の様相、及びその仕組みを解明することを目指す。
扁桃体-視床下部連関の新たな探索:室傍核への間接性扁桃体入力の解明

扁桃体は情動発現の中枢であり、扁桃体中心核(CeA)からの出力は情動反応の表出に関わるとされる。本研究では情動反応のうち、内分泌反応や自律反応に関わる扁桃体から視床下部室傍核(PVH)への間接投射路について解析してきた。その結果、初年度はCeAから分界条床核(BST)の腹外側部と傍分界条床核(parastrial nucleus : PS)を介してPVHに至る間接路の存在を証明した。さらに、BSTの腹外側部からPVHへの投射は中等度であったのに対して、PSからはPVHのほぼすべての亜核に強い投射が存在することを認めた。PSはBST腹側部のすぐ内側に接して存在する小さな核であるが、上記の結果より内分泌や自律機能の制御において重要な役割を担っていることが考えられたので、次年度は扁桃体を含めた前脳領域からのPSへの入力様式について詳しく解析した。コレラトキシンBサブユニットを用いた逆行性標識法では、辺縁下皮質、側坐核Shell領域、BST前内側部、内側視索前野、視床下部背内側核、CeAなどにPSへ投射するニューロンが観察された。ビオチン化デキストランアミンを用いた順行性標識法では、視床下部背内側核からの投射は強く、辺縁下皮質、内側視索前野、側坐核Shell領域、BST前内側部およびCeAからの投射は中等度であった。外側中隔核からの投射は弱かった。以上から、PSはCeAだけではなく、他の多くの前脳辺縁系領域から入力を受けていることが明らかとなった。おそらく、これらの入力情報はPS内で統合処理された後、PS -PVH路を介して内分泌や自律機能の制御に関わっていると考えられる。扁桃体は情動発現の中枢であり、情動の表出は内分泌・自律反応や情動行動の変化として現れる。一方、視床下部の室傍核(PVH)は視床下部-下垂体-副腎皮質系などを介する内分泌反応の制御や、脳幹・脊髄への投射による自律反応の制御に関わっている。扁桃体の主な出力部位である中心核(CeA)はこの核への連絡によって内分泌・自律反応の変化を引き起こすと考えられているが、CeAからPVHへの直接投射はほとんどない。そこで本研究では、ラットのCeAからPVHへの間接投射路の詳細な解析を行っている。本年度は、CeAから分界条床核(BST)領域を介してPVHへ連絡する経路の分析を行った。その結果、CeAからBSTへの投射線維は、BSTの尾側レベルでは最外側部のみに、中間レベルでは外側部から腹側部にかけて分布し、吻側レベルでは前交連周囲に認められた。そして、中間レベルへの投射が最も強く、CeA内側部からの線維が腹内側部にある傍条核(PS ; parastriatal nucleus)を避けるように分布していたのに対して、CeA外側部からの線維はPS内にも分布していたのが特徴的であった。一方、PVHへ投射するニューロンは中間レベルBSTの腹側部、とくにPSに数多く存在し、他の領域ではこれより少なかった。したがっで、CeA外側部からPSを介してPVHへ連絡する経路が強く示唆され、またCeA外側部や内側部から中間レベルBSTの腹外側部や吻側レベルの前交連周囲部を介する経路の存在も考えられた。

これらの領域からPVHへの投射を観察すると、PSがPVHのほぼ全域に多くの線維を送っていたのに対して、吻側レベルの前交連周囲部からPVHへの投射は中程度であり、中間レベルBSTの腹外側部からの投射は少なかった。扁桃体は情動発現の中枢であり、扁桃体中心核(CeA)からの出力は情動反応の表出に関わるとされる。本研究では情動反応のうち、内分泌反応や自律反応に関わる扁桃体から視床下部室傍核(PVH)への間接投射路について解析してきた。その結果、初年度はCeAから分界条床核(BST)の腹外側部と前交連周囲部、および分界条傍核(parastrial nucleus : PS)を介してPVHに至る間接路の存在を明らかにした。また、BSTの腹外側部や前交連周囲部からPVHへの投射は中等度であったのに対して、PSからはPVHのほぼすべての亜核に強い投射があることを確認した。PSはBST腹側部のすぐ内側に接して存在する小さな核であるが、上記の結果より内分泌や自律機能の制御において重要な役割を担っていることが考えられたので、本年度は扁桃体を含めた前脳領域からのPSへの入力様式について詳しく解析した。コレラトキシンBサブユニットを用いた逆行性標識法では、辺縁下皮質、側坐核Shell領域、BST前内側部、内側視索前野、視床下部背内側核、CeAなどにPSへ投射するニューロンが観察された。ビオチン化デキストランアミンを用いた順行性標識法では、視床下部背内側核からの投射は強く、辺縁下皮質、内側視索前野、側坐核Shell領域、BST前内側部およびCeAからの投射は中等度であった。外側中隔核からの投射は弱かった。以上から、PSはCeAだけではなく、他の多くの前脳辺縁系領域から入力を受けていることが明らかとなった。おそらく、これらの入力情報はPS内で統合処理された後、PS-PVH路を介して内分泌や自律機能の制御に関わっていると考えられる。
半導体レーザの注入同期による全光ネットワークのための全光型再生中継器

将来の全光ネットワークで重要な全光型信号処理デバイスとして、新しい全光型再生中継器を提案した。これは半導体DFBレーザの注入同期を利用して波形が劣化した強度変調光を波形が等化された周波数変調光に変換し、さらに狭帯域光フィルタにより波形が等化された強度変調光を得るものである。入力信号光の周波数を半導体DFBレーザの自励発振周波数から約10GHz離し、狭帯域光フィルタとしては光ファイバグレーティングを用いた。まず、50MHzの正弦波で強度変調された入力信号光に対して方形波で強度変調された出力光が得られ、波形整形の原理を示すことができた。提案した再生中継器の速度制限要因を検討した結果、半導体DFBレーザの緩和振動が1番の要因であることを見いだした。その回避手法を検討し、入力信号の変調度を変化させる方法を提案した。この方法により、光ファイバ増幅器の雑音により劣化した1.8Gb/sのランダムパターン信号波形を整形することに成功した。今後は回避手法のさらに詳細な検討と、さらなる高速化を試みる予定である。また、波長変換器も将来の全光ネットワークの実現に欠かせない。半導体光増幅器(SOA)を用いて波長が異なり直交する2つの偏波で発振させ、これを4光波混合の励起光として用いる偏波無依存自己励起型波長変換器を提案し、実証した。変換効率として-22.9dB、偏波依存性として0.8dBを得た。しかしながら、受動モードロック現象により励起光がパルス化するという問題があり、今後の課題である。
ｄ１０金属酸化物新イオン伝導体の構造デザイン

我々の研究プロジェクト「d10金属酸化物新イオン伝導体の構造デザイン」の概要を記す。Pr2(Ni,Cu,Ga)O4イオン伝導性材料ではNi2.5+に比べて高い価数を持つGa3+を添加することで格子間酸素量(キャリア濃度)が増加して酸素透過率が向上すること見いだされた。新物質探索の結果、新しい構造ファミリーNdBaInO4を発見した。SrをNdBaInO4に添加すると酸化物イオン伝導度が向上することも見出した。Pr2(Ni,Cu,Ga)O4, PrBaCo2O5.5+delta, Ce0.5Zr0.5O2の酸化物イオンの拡散経路を研究した。K2NiF4型A2BO4酸化物の異方性熱膨張を研究した。純酸化物イオン伝導体および酸化物イオンー電子混合伝導体などの、酸化物イオン伝導性材料は、燃料電池、酸素分離膜およびガスセンサーなどに幅広く応用されている。酸化物イオン伝導度は結晶構造に強く依存するので、新しい構造ファミリーに属する新規酸化物イオン伝導体を発見すれば、酸化物イオン伝導体の応用の革新的発展へ向けた新しい扉を開けると期待される。また、酸化物イオン伝導経路を調べて伝導機構を明らかにすることはイオン伝導体の開発に役立つ。新しい層状ペロブスカイト関連構造をデザインするために、AA'BO4の様々な化学組成を調べた。AA'BO4のAとA'は大きな陽イオンであり、Bは小さな陽イオンである。本研究で多くの化学組成を調べた後、酸化物イオン伝導性材料の新しい構造ファミリーであるNdBaInO4を発見した。NdBaInO4試料は、新しい結晶構造を持つ単斜単相(空間群はP21/c)であり、イオン伝導性を示すことを見出した。また、NdBaInO4の酸化物イオンの拡散経路を結合原子価法により可視化した。酸化物イオンはA-O (Nd-O)ユニット内を2次元に移動することがわかった。PrBaCo2O5+δの結晶構造と核密度分布を中性子回折データのリートベルトおよびMEM解析により検討した。PrBaCo2O5+δには大量の酸素空孔がプラセオジムの近くの頂点酸素O2席に存在していることが分かった。このプラセオジム近くの頂点酸素O2と、コバルトー酸素面上の酸素O3を介して酸化物イオンが移動する。移動する方向は<110>方向であることがわかった。酸化物イオンの拡散経路は二次元のネットワークを形成する。(A1-xA'x)2(B1-y-zB'yB''z)O4+δおよび(A1-xA'x)2(B1-y-zB'yB''z)2O5+δ(δは過剰酸素量)試料を合成し、その結晶構造と電気的性質を評価した。酸素透過率が高い試料であるPr2(Ni0.75Cu0.25)0.95Ga0.05O4+δおよびPr2(Ni0.75Cu0.25)O4+δ、ならびに参照試料であるSr2Ti0.9Co0.1O3の中性子粉末回折パターンと放射光粉末回折プロファイルを測定し、リートベルト法および最大エントロピー法により解析した。Pr2(Ni0.75Cu0.25)0.95Ga0.05O4+δにおけるd10 Gaの役割を解明することに成功した。ガリウムと銅を添加すると、大量の酸素原子が格子間に入って酸素透過率が高くなることが分かった。さらに理論計算による検証を重ねた結果、添加したガリウムによって酸化物イオンが格子間に入ることが分かった。また通常、格子間酸素O3は格子頂点酸素O2と静電的な反発を起こすため、格子間に入りにくいが、銅を添加することで格子O2の位置がずれやすくなり、格子間酸素O3が安定化されることが分かった。さらに、温度を室温(20°C)から高温(約1000°C)まで上昇させると、格子間酸素O3と格子酸素O2の分布が連結して酸化物イオンが移動する様子が確認された。d10 Gaは酸素との配位状態が柔軟であることが原因の一つとなって、格子間酸素を取り込みやすいと考えられる。本成果は米国化学会の学術誌Chemistry of Materialsに掲載された。さらに、この成果を踏まえて、d10元素を含む新しいイオン伝導体である新物質探索に取り組んでおり、有望な結果が得られつつある。新しい構造ファミリーに属する新規酸化物イオン伝導体を発見すれば、酸化物イオン伝導体の応用の革新的発展へ向けた新しい扉を開けると期待される。

本研究課題では新しい層状ペロブスカイト関連構造をデザインするために、d10元素Bを含むAA'BO4の様々な化学組成を調べた。AA'BO4のAとA'は大きな陽イオンであり、Bは小さな陽イオンである。この研究で多くの化学組成を調べた結果、酸化物イオン伝導性材料の新しい構造ファミリーであるNdBaInO4を発見した。合成したNdBaInO4試料は、新しい結晶構造を持つ単斜単相(空間群はP21/c)であり、イオン伝導性を示すことを見出してChem.Meter.に速報で報告した。また、NdBaInO4の酸化物イオンの拡散経路を結合原子価法により可視化した。酸化物イオンはA-O(Nd-O)ユニット内を二次元に移動することがわかった。さらにSrをNd席に10 mol%添加することによりイオン伝導度が30倍向上することを見出してJ.Mater.Chem.Aに報告した。また、様々な関連物質を合成、電気伝導度を測定し、関連物質を広く網羅する物質構造特許(米国、韓国、日本)を出願し、取得した。このように、本課題では、d10金属酸化物新イオン伝導体の構造デザインに成功し、23組成もの新物質の合成を成し遂げた。また、d10元素Bを含む様々な化学組成のAA'BO4を合成して、結晶構造の温度依存性および電子密度解析を行い、熱膨張の異方性の構造的要因を原子・電子レベルで明らかにし、Inorg.Chem.などの国際学術誌3報で報告した。関連した研究では、PrBaCo2O5+δやセリア関連化合物の結晶構造を幅広く研究し、イオン拡散経路を明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。無機固体化学材料科学結晶構造解析26年度が最終年度であるため、記入しない。純酸化物イオン伝導体および酸化物イオンー電子混合伝導体などの、酸化物イオン伝導性材料は、燃料電池、酸素分離膜およびガスセンサーなどに幅広く応用されている。酸化物イオン伝導度は結晶構造に強く依存するので、新しい構造ファミリーに属する新規酸化物イオン伝導体を発見すれば、酸化物イオン伝導体の応用の革新的発展へ向けた新しい扉を開けると期待される。本年度はd10 Inを含む新規イオン伝導体を精力的に探索して、新物質NdBaInO4を発見するに至った。この新物質は、過去に報告の無い全く新しい結晶構造を持つことが、未知構造解析により判明した。新物質NdBaInO4はイオン伝導性を示すことも、本課題において実証した。すなわち本課題により新しい構造ファミリーを見つけることができたので、当初の計画以上の進展であるといえる。本課題ではさらにGaを含む新規の構造を持つ新イオン伝導体の発見もできそうであり、本研究課題の更なる進展が期待される。また2013年度には今まで未解明であったPrBaCo2O5+δにおける酸化物イオン伝導の移動経路を可視化することに成功した。さらにプロトン伝導体である水酸アパタイトにおけるプロトン伝導経路の可視化にも成功した。以上のように、当初の計画以上に進展が見られた。今年度2014年度更なる進展が期待される。プラセオジム・ニッケル酸化物にガリウムと銅を添加することにより、酸素透過率が高くなる仕組み、また、この添加した酸化物中に動きやすい酸素原子が大量にできる仕組みは長年わかっていなかった。
植物性エストロゲンによる細胞分化と細胞増殖における自食作用の役割

有効性評価:H30年度は骨芽細胞様株細胞の増殖と分化におけるオートファジーの関連と大豆イソフラボン処理の影響について検討した。その結果、MC3T3-E1の増殖に伴ってオートファジーに関連する遺伝子のmRNA発現が上昇し大変おした。さらに大豆イソフラボン(0.1-10μM)の10日間の処理により、分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性が上昇するとともに、オートファジーに関連する遺伝子のmRNA発現量が増加した。安全性評価:H30年度は、エクオール添加MCF-7細胞に、バフィロマイシン(BAF)を添加して培養し、その影響を調べた。BAF添加によりDNA合成細胞の割合は減少したことから、オートファジーが細胞周期G1期の進行に関わると考えられる。同じ条件でクロマチン結合性MCM2-7タンパク質の量は減少した。MCM2-7はDNA複製ヘリカーゼとして機能するので、この変化がDNA合成細胞減少の原因と考えられる。3-MA添加によってもほぼ同様の変化が認められた。オートファジーにより分解制御を受ける低酸素誘導転写因子HIF-1aは、BAFの存在下で、その存在量は増加した。一方で、分解抵抗性変異HIF-1aの293T細胞での強制発現により、クロマチン結合性MCM2-7量は減少した。よって、エクオール添加MCF-7細胞において、MCM機能を負に制御するHIF-1aがオートファジーにより分解されることで、G1期の進行が促進される可能性が考えられる。3年間の研究により、オートファジーは脂肪細胞及び骨芽細胞の増殖と分化に関連していること、大豆イソフラボンは脂肪細胞のオートファジーには抑制的に、骨芽細胞には促進的に作用する可能性が示唆された。乳がん細胞の増殖については、イソフラボン代謝産物のエクオール存在下、そして、通常血清存在下とも、オートファジーはG1期進行を促進することが示唆された。研究目的:近年、エストロゲン誘導体やポリフェノールが種々の細胞のオートファジーに影響することで、脂質代謝の調節やがんの増殖に関与する可能性が報告されている。本研究では、大豆イソフラボンをはじめとする植物性エストロゲンによる、脂肪細胞、骨系細胞及び乳がん細胞の増殖と分化のメカニズムを明らかにする目的で、自食作用(オートファジー)役割を中心に解析する。研究計画:脂肪細胞の培養系に植物性エストロゲンを添加し、細胞増殖と分化脂肪蓄積抑制作用を評価するとともに、オートファジーに特異的な色素で染色することで関連を検討する。植物性エストロゲンが、乳がん細胞のサイクリンD1、Myc及びMCM2-7タンパク質に対し、量的、質的影響を与えるかどうかをタンパク質のウエスタン解析により調べる。研究結果:[有効性評価]マウス脂肪細胞株MC3T3-L1細胞を用い、脂肪細胞の増殖と分化に伴い発現するオートファジー関連遺伝子についてRT-PCRにより解析した。その結果、MC3T3-L1細胞の培養2日目にBeclin-1等のオートファジー関連遺伝子の発現が上昇し、3日目から低下し、7日目まで継続することが判明した。ゲニステインは、Beclin-1の遺伝子発現を抑制した。[安全性評価]乳がん由来のMCF-7細胞を1μMダイゼイン存在下に一日培養した時に、S期細胞の割合が約2倍に増加した。この時に、MCM7タンパク質の量は1.5倍に増加した。一方で、サイクリンD1の核局在化は変わらなかった。ダイゼイン非存在下で、MCF-7に、オートファジー阻害剤のBafilomycinを添加すると、S期細胞の割合が低下し、一方で、多くの細胞がS期途中で停滞することが示唆された。[有効性評価]脂肪細胞の増殖と分化の初期にオートファジー関連因子の遺伝子発現が上昇することが明らかになった。増殖と分化の初期に認められるオートファジーが、その後の脂肪細胞の分化に重要な役割を果たすことが先行研究で報告されており、大豆イソフラボンの一種であるゲニステインが脂肪細胞の分化の初期のオートファジーを抑制することは新規である。28年度の研究計画を80%達成することができた。[安全性評価]大豆イソフラボン存在下に培養した乳がん細胞のS期細胞の増加が、MCMタンパク質の量的増加を伴うことを明らかにした。おそらく、そのことが原因で、DNA複製開始と進行が促進されると考えられる。つまりG1期の進行がイソフラボンにより促進されると考えられるが、サイクリンD1の結果から、PI3K-AKT経路の刺激というよりは、それ以外の機構を介して促進すると考えられる。Bafilomycin添加の結果から、通常培養下のMCF-7細胞のS期進行にオートファジーが関与する可能性が示唆されるが、この効果がオートファジー特異的かどうかを今後見極める必要がある。研究目的:近年、エストロゲン誘導体やポリフェノールが種々の細胞のオートファジーに影響することで、代謝の調節やがんの増殖に関与する可能性が報告されている。本研究では、植物性エストロゲンによる細胞増殖と分化のメカニズムを明らかにする目的で、オートファジーの役割を中心に解析する。研究計画:脂肪細胞の培養系に植物性エストロゲンを添加し、増殖と分化に対する影響を評価するとともに、オートファジーに特異的な染色で関連を検討する。植物性エストロゲンが、乳がん細胞のサイクリンD1、Myc及びMCM2-7タンパク質に対する影響をウエスタン解析により調べる。

研究結果:マウス脂肪細胞株MC3T3-L1細胞を用い、脂肪細胞の増殖と分化に伴い発現するオートファジーについて、オートリソソームを蛍光染色することで評価した。MC3T3-L1細胞を分化誘導した結果、MC3T3-L1細胞の培養1日目にオートファジーに関連するオートリソソームが誘導され、2日目にピークに達し、3日目には低下した。分化誘導によるオートリソソームの発現は、1ー3日目全てにおいて、対照に比べて有意に高値を示した。増殖を刺激する低分子物資を含む通常血清下で培養したMCF-7細胞を、リソソーム阻害剤のバフィロマイシン存在下に10時間、あるいはシャペロン介在オートファジー阻害剤の3-MA存在下に18時間培養した。両者で、DNA複製細胞の割合は有意に低下し、クロマチン結合性MCM4タンパク質の割合も低下した。よって、本培養条件下で、オートファジーはクロマチン結合性MCM2-7レベルを高めることでDNA複製に対し正に働くと考えられる。この時に低酸素誘導転写因子HIF-1AはMCM4と同様にクロマチンから解離する変化を示した。MCM2-7とHIF-1Aの直接の相互作用を調べたところ、HIF-1AとMCM2,3,4との結合性が示された。有効性評価:脂肪細胞の増殖と分化の初期にオートファジー関連するオートリソソームが上昇することが明らかになった。昨年度、大豆イソフラボンの一種であるゲニステインが、脂肪細胞の分化の初期のオートファジー関連遺伝子の発現を抑制したが、今年度はオートリソソームの発現に対するイソフラボンの影響について、最終的な結論を得るには至らなかった。29年度の研究計画を60%達成するにとどまった。安全性評価:バフィロマイシン添加によりMCF-7細胞のDNA合成細胞率が低下し、同様の影響が3-MA添加によっても観察されたことから、細胞周期のG1期の進行にオートファジーが正の役割を果たすことが示唆された。この時のオートファジー分解標的候補であるHIF-1Aは阻害剤添加で量が増加するという単純な変化を示さなかった。一方で、HIF-1AとMCM2-7との直接的相互作用が明らかになった。今後も継続して、オートファジーがHIF-1A分解を促進することでMCM2-7機能を刺激し、G1期進行を推進するという仮設を検討する必要がある。29年度の目標を80%程度達成したと考える。有効性評価:H30年度は骨芽細胞様株細胞の増殖と分化におけるオートファジーの関連と大豆イソフラボン処理の影響について検討した。その結果、MC3T3-E1の増殖に伴ってオートファジーに関連する遺伝子のmRNA発現が上昇し大変おした。さらに大豆イソフラボン(0.1-10μM)の10日間の処理により、分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性が上昇するとともに、オートファジーに関連する遺伝子のmRNA発現量が増加した。安全性評価:H30年度は、エクオール添加MCF-7細胞に、バフィロマイシン(BAF)を添加して培養し、その影響を調べた。BAF添加によりDNA合成細胞の割合は減少したことから、オートファジーが細胞周期G1期の進行に関わると考えられる。同じ条件でクロマチン結合性MCM2-7タンパク質の量は減少した。
低酸素応答を制御する「酸素センサー」機構の分子メカニズム

私達の体は高地などの低酸素環境において、低酸素応答により呼吸や代謝を調節し、恒常性を維持する。しかし、生体が環境の酸素濃度変化を感知する'酸素センサー'機構は、未知な部分が多い。本研究では、低酸素応答性の高次複合体(低酸素コンプレックス)を構成する分子PRP19に着目して、その発現が低酸素環境で抑制される機構と低酸素下での細胞死抑制に働く分子メカニズムを明らかにした。低酸素コンプレックス構成分子PRP19の機能解析プロリン水酸化酵素PHD3が形成する低酸素コンプレックスの構成タンパク質としてPRP19を同定して、その機能を解析した。PRP19はcaspase経路の活性化を阻害して、細胞死を抑制するこれまでの解析からPRP19は低酸素下で細胞死抑制に働くことを明らかにした。その分子機序をcaspase経路に着目して解析した。長期の低酸素培養により、HeLa細胞ではcaspase経路が活性化されて細胞死が誘導される。PRP19の発現をsiRNAにより抑制した細胞では、caspase経路の活性が上昇し、細胞死が顕著に増加した。一方、PRP19とPHD3を同時に抑制した細胞では、caspase経路の活性は野生型と同程度であった。このことから、PRP19はcaspaseの活性化に働くPHD3を抑制することで同経路を阻害して、細胞死抑制に働くことが明らかになった。PRP19の低酸素下における発現抑制機構PRP19 mRNAの発現が長期の低酸素下で減少することをこれまでに見出してきた。PRP19の発現低下は低酸素模倣試薬であるDFO処理によっても認められた。しかし、転写因子HIFのsiRNAはPRP19の発現抑制には効果を示さなかった。そこで、PRP19のプロモーター領域の解析を進めた。PRP19の開始コドンより上流の3kbの領域を用いて、ルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、上流1.5kbの領域に発現抑制に必要な領域が存在することが明らかになった。一方、同領域に存在する6個のE-box配列を欠失したレポーターにおいても、同様の活性が認められてE-box配列は必要ではないことが明らかになった。今後さらに、PRP19の上流・下流のシグナル伝達機構とPRP19の発現制御機構の詳細な解析を進め、低酸素環境をセンスする細胞内の分子機構の解明をめざしたい。低酸素コンプレックス構成分子PRP19の機能解析プロリン水酸化酵素PHD3が形成する低酸素コンプレックスの構成タンパク質として、これまでにPRP19を同定してきた。本研究では、低酸素応答におけるPRP19の働きと、その発現制御機構を解析した。PRP19由来ペプチドを用いた低酸素コンプレックスの阻害PRP19が低酸素依存的にPHD3と結合するのに必要なN末端側領域のペプチドを発現するベクターを作成した。このペプチドを細胞内に発現させたところ、ペプチドの発現量依存的に、低酸素コンプレックスの中核をなすPHD3-PRP19の結合が阻害されることが明らかになった。さらに、このペプチドは容量依存的に低酸素下におけるHlF-1α,HlF-2αの発現を阻害することが明らかになった。また、このペプチドを乳癌細胞株MCF7に導入したところ、細胞増殖を抑制する活性を示した。この細胞からmRNAを抽出して、癌転移に関与するマトリックスメタロプロテアーゼの発現を検証したところ、発現が有意に減少していることが判明した。以上のことから、PRP19ペプチドは低酸素コンプレックスを競合的に阻害して、低酸素性の癌の活性を阻害できることが示唆された。PRP19の発現を負に制御する機構を明らかにするためにルシフェラーゼアッセイを用いたプロモーター領域の解析を進めた。転写抑制に働く最少領域を決定するために、プロモーター領域を段階的に削除したところ、転写開始点の上流130bpまでの領域に転写抑制部位が存在することが示唆された。その領域に結合しうる転写因子をデータベースと照合して探索したところ、STAT、GATA、Elkなどの転写因子が候補分子として同定された。これらの因子が低酸素下でどのような遺伝子群の発現を制御するのかを、今後明らかにしていきたい。
グルクロナン分解酵素を利用したグルクロン酸の新規生産システムの構築

デンプンおよびカードランなどのグルカン類をTEMPO触媒酸化することによって得られるグルクロナン(ポリグルクロン酸)と,これに作用する加水分解酵素とを組み合わせることによって,有用物質であるグルクロン酸を効率的に生産する新規プロセスを構築することを目的として検討した.酸化カードラン(カーデュロン酸)分解菌としてPaenibacillus sp.EH621株の単離・同定に成功した.本菌からはカーデュロン酸に特異的に作用し,グルクロン酸を生成する加水分解酵素が得られた.デンプンおよびカードランなどのグルカン類をTEMPO触媒酸化することによって得られるグルクロナン(ポリグルクロン酸)と,これに作用する加水分解酵素とを組み合わせることによって,有用物質であるグルクロン酸を効率的に生産する新規プロセスを構築することを目的として検討した.酸化カードラン(カーデュロン酸)分解菌としてPaenibacillus sp.EH621株の単離・同定に成功した.本菌からはカーデュロン酸に特異的に作用し,グルクロン酸を生成する加水分解酵素が得られた.食品添加剤,化粧品,医薬品などに広く利用されている有用物質グルクロン酸およびその分子内エステル誘導体であるグルクロノラクトンを効率的に生産するために,グルカン類をTEMPO触媒酸化することによって得られるグルクロナン(ポリグルクロン酸)と,これに作用する加水分解酵素とを組み合わせる新規プロセスを構築することを目的として検討を行った酵素の基質にするグルクロナンとして,セロウロン酸(β-1,4-グルクロナン),アミロウロン酸(α-1,4-グルクロナン)に加えて,カードラン((β-1,3-グルカン)のTEMPO触媒酸化によって得られる酸化カードラン(β-1,3-グルクロナン)も新たに用いることにした.酸化カードラン分解菌はこれまでに知られていないため,各地で採取した土壌を微生物源として新規分解菌のスクリーニングを実施した.その結果,数種の酸化カードラン分解菌を単離することができ,その中で特に強い分解能を示した1株(EH621株)については,16S rRNAをコードする遺伝子の塩基配列をデータベースと比較することでPaenibacillus属と同定した.EH621株の産生する酸化カードラン加水分解酵素活性は無細胞抽出液中に検出されたが,予想していたよりも活性が低かったため,培養条件や,酵素抽出条件などの最適化を進めている.また,より強力な分解菌の単離をめざして,菌株のスクリーニングも継続して行っている食品添加剤,化粧品,医薬品などに広く利用されている有用物質グルクロン酸およびその分子内エステル誘導体であるグルクロノラクトンを効率的に生産するために,グルカン類をTEMPO触媒酸化することによって得られるグルクロナン(ポリグルクロン酸)と,これに作用する加水分解酵素とを組み合わせる新規プロセスを構築することを目的として検討を続けている.本年度は,酵素の基質にするグルクロナンとして,カードラン(β-1,3-グルカン)のTEMPO触媒酸化によって得られるカーデュロン酸(β-1,3-グルクロナン,酸化カードラン)を中心とした検討を行った.カーデュロン酸分解菌として昨年度に単離・同定することに成功したPaenibacillus sp.EH621株について,酵素抽出条件などの影響を調べた.しかしながら,グルクロン酸の効率的な生産システムに使用するためには,抽出されるカーデュロン酸分解酵素の活性が充分に高く得られないという問題があった.そこでカーデュロン酸分解菌のスクリーニングをさらに継続することにした.その結果,土壌中より新たなカーデュロン酸分解菌が単離され,BH651株と命名した.BH651株はカーデュロン酸を炭素源とする培地でよく増殖するが,EH621株と比較して,培養液中の窒素濃度の影響をより強く受けることが明らかになった.そのため,培地成分の最適化によるカーデュロン酸分解酵素の産生量増加をめざした検討を進めている.セルロース,デンプン,およびカードランなどのグルカン類をTEMPO触媒酸化することによって得られるグルクロナン(ポリグルクロン酸)と,これに作用する加水分解酵素とを組み合わせることによって,食品添加剤,化粧品,医薬などに広く利用されている有用物質グルクロン酸およびその分子内エステル誘導体であるグルクロノラクトンを,効率的に生産する新規プロセスを構築することを目的とする.そのために,グルクロナン分解菌のスクリーニングを行ない,グルクロン酸生産に適した強力な加水分解酵素を獲得することを目指した.目的に適した酵素を産生する菌株を得るために,グルクロナン分解菌のスクリーニングを実施した.スクリーニングの基質には,デンプンのTEMPO酸化によって調製されるα-1,4-グルクロナン(アミロウロン酸)の他に,β-1,3-グルカンであるカードランをTEMPO触媒酸化するによって得られるβ-1,3-グルクロナン(カーデュロン酸)を用いた.微生物源のサンプリングは,栃木県内を中心に国内各地の土壌を用いて実施した.その結果,カーデュロン酸分解菌としてPaenibacillus sp. EH621株の単離・同定に成功した.本菌からはカーデュロン酸に作用し,これをエンド型に分解する加水分解酵素が得られた.カーデュロン酸からグルクロン酸の生成をさらに効率的に行うことを目指してスクリーニングを継続したところ,新たなカーデュロン酸分解菌BH651株が得られた.これらカーデュロン酸分解菌の培養条件,酵素抽出条件,および酵素反応条件を検討することによって,グルクロン酸の効率的な生成条件の最適化をはかった.TEMPO

酸化カードラン(カーデュロン酸)の分解菌を単離し,同定するところまではほぼ予定通りに進んでいる.しかしながら,充分に高い酵素活性が得られておらずこの点が解決すべき課題である.24年度が最終年度であるため、記入しない。単離された菌株については培養条件および酵素抽出条件(可溶化処理の検討など)の最適化をはかることによって,より高い酵素活性を得ることをめざす.一方,カーデュロン酸分解能力が高く,目的に適した分解酵素を効率的に産生する菌株のスクリーニングは今年度も地道に継続して予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。