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フェミニニティと現像学的身体論批判--女(わたし)という身体の謎

東大教育学部教育研究科・川本隆史研究室の院生ゼミに参加。編著書『ファミリー・トラブル近代家族/ジェンダーのゆくえ』をテキストとして、上記課題の「弱いパターナリズムとしてのケア倫理」の議論を、「家族にとっての第三項」のテーマにつないで議論し考察を深めた。若手研究者を巻き込んだ「身体とジェンダー」研究会も、会を重ね、ようやく、刊行企画の具体化に向かいつつある。編著者としてのかかわりを果たしつつ、本研究課題の一部を本企画に反映した。また、近刊予定の『女性学/ジェンダー研究の現在』にも、本研究の成果は反映されている。国外研究は、前年度の大連大学ジェンダー研究センターでのシンポジウム報告に引き続き今年度も中国農村部の女性と家族の状況視察のスタディ・ツアーに参加、北京師範大学でのシンジウムに参加、婦女連視察も行い、近代化・市場化への急展開の中での中国女性たちの「主婦化」、高齢化社会の状況をつぶさに見る機会を得た。内地研究がとれたこともあり、最終年度のまとめらに向けての一定の基盤づくりはなしえたかと思える。計画年度最終年度の19年度は、研究テーマ「フェミニニティと現象学的身体論批判」について、初年度におけるフェミニズム理論からの考察に対して、哲学・倫理学の側からの、身体・女性・パターナリズム・ケア倫理・家族・親密圏のキーワードを立て、「弱いパターナリズムとしてのケア倫理」の主題で研究を進めた。他方、ジェンダー・バックラッシユへのフェミニズム側からの理論的対抗として、ジェンダー概念の分析概念としての射程と手法について捉え返す研究に関しても、発言刊行の機会を得た。秋以降は、内地研究先の東大教育学部教育研究科・川本隆史研究室の院生ゼミに参加。
高選択性細孔構造を有する固体超強酸触媒の開発

59年度から本年度を最終年度とする研究計画である。これまで固体超強酸触媒【SO(4^(2))】/Tiii【O_2】および【SO(4^(2))】/Zr【O_2】の安定で高活性を発現できる調製方法を確立した。そのために担体Ti【O_2】、Zr【O_2】の調製条件を主として細孔構造の面から検討し、その担体に硫酸処理法により【SO(4^(2))】を担持し、高活性状態にまで賦活する焼成条件を明らかにした。今年度は選択性を発揮できる使用法を検討した。そのため両触媒に対して、いくつかのアルコールとカルボン酸とのエステル化反応を気相常圧流通式反応器で活性ならびに選択性の検討を行った。昨年度までに得られている液相反応系での同じいくつかの反応種間の活性序列の結果と比較すると長所と短所が思い出された。短所としては反応温度が液相系より高いため、反応温度200°C前後に活性ピークをもち、その高温側で化学平衡による反応抑制がみられる。長所しては、この最大の活性を示す200°Cの反応速度定数の値の比をとり、2種のアルコールがカルボン酸と競争反応している系を想定し、一方が他方のアルコールに対して何倍の活性を有しているかを試算してみると、液相反応系ではみられなかった高値(高選択率)がみられたことである。この結果、細孔特性を利用して反応種間の差を利して選択的に生成物に導くためには、液相中固体触媒懸濁系よりも気相系固体触媒接触系の方がはるかに有利であることがわかった。しかしエステル化反応の反応機構から考えて、第1級アルコール〉第2級〉第3級の反応活性序列は予想されたが、液相系の場合第1級でも【C_2】以上のもの第2級までは同程度の活性となり選択率の差は得られなかった。しかし気相系では第1級の中でもアルキル基の間に差が現れて選択的に分子量の大きいものの反応活性の低下がみられ、この意味で選択性が確認された。今後はさらに本触媒の改良とその触媒を有効利用する立場から、特徴ある触媒プロセスを確立することが望まれよう。
稀土類及びアクチニド化合物の近藤効果の理論

多くのCe,Yb及びアクニチド化合物は近藤効果と結晶場のために種々の異常な物性を示す。さらに、これらの化合物のいくつかが特異な超伝導(ヘビーフェルミオン超伝導)を示すことが最近見出されて多くの注目を集めている。本研究では特にCe化合物に焦点をあて、その磁気的性質と電気的性質を統一的に記述する理論を建設した。磁気的性質は稀土類及びアクチニドイオンに局在したf電子が主として担っており、電気的性質は伝導電子が但っている。従って、両方の性質を統一的に研究することにより近藤効果の本質がより明確に理解できることになる。我々の方法は、局在したf電子の状態をフェルミオン演算子で表わすことにより、動的帯磁率と伝導電子の自てエネルギーをセルフコンシステントに求めることにある。この自己エネルギーを用いて電気抵抗や熱起電力等の伝導現象が記述できる。なお、物質パラメータは磁気的性質より一義的に決定が可能である。:1.Ce【Al_2】,Ce【Cu_2】,【Si_2】,Ce【B_6】等が示す電気抵抗の複雑な温度変化が結晶場と近藤効果の交互作用によることが明らかになった。2.Ce化合物の正の巨大熱起電力がフェルミ面近傍における近藤共鳴状態に基ずくことが明らかになった。また、Yb化合物の負の熱起電力も同様に説明される。なお、近藤ハミルトニアンより近藤共鳴状態を求めたのは本研究が最初であると思われる。3.これらの化合物の電気抵抗及び熱起電力の異方性が結晶場による近藤共鳴状態の異方性により統一的に説明された。これらの化合物の局所的な電子状態の異方性は超伝導にとって非常に重要である。この異方性がクーパー対の異方性を導き、従来のBCS超伝導とは違った性質をもたらすと考えられる。ごく最近見出された酸化物高温超伝導体においても、このような異方的のクーパー対が予測されている。この方面の発展も今後期待される。
インターロイキン1の作用発現とその制御に関する研究

IL-1シグナル伝達機構:ヒトメラノーマ細胞株A375に対するIL-1の増殖抑制における系において以下の点が明らかになった。IL-1による増殖阻害の過程に関与するp38MAPKの下流に位置する転写制御因子CHOPが誘導する新たなタンパクTRB3を見出した。TRB3遺伝子のプロモータ部位を解析し、CHOP-ATF結合領域が重要であること、さらに、TRB3はCHOPの転写活性を抑制することを明らかにした。IL-1Rファミリーの発現制御:IL-1Rファミリーで、細菌や菌体成分に反応してIL-1同様のシグナルを伝達するToll like receptor 2(TLR2)の肝細胞における発現制御は、IL-1により増強される。TGFBはIL-1のレセプター発現を抑制することにより、IL-1によるTLR2発現を抑制することを前年までに明らかにした。さらに線維芽細胞においても、TGFBがIL-1のレセプター発現を抑制することが明らかになった。IL-1α遺伝子発現制御機構:IL-1αを構成的に産生しているヒトメラノーマ細胞株を用い解析した結果、IL-1α遺伝子のプロモーター部分のGC rich部位と転写因子Sp1が重要であることを前年までに明らかにした。さらに、Sp1とHDAC1(ヒストンデアセチラーゼ1)との結合がIL-1遺伝子の転写に重要であることが明らかになった。また、ヒト線維芽細胞様滑膜細胞におけるIL-1αの転写活性化をエストロジェンがエストロゲンレセプターαを介して増強させることを明らかにした。糖鎖導入IL-1:前年までに、シアリルガラクトースを結合させたIL-1αの作製し、in vivoにおいて選択性を示すIL-1αを作成できた。さらに、TNFαにも同様にしてシアル酸を結合させることが出来た。In vivoにおいて抗腫瘍活性が増強されたTNFαを作成できた。ポリアミン合成酵素ODCの抑制因子アンチザイム(AZ)の翻訳がIL-1処理により増加し、そのIL-1応答部位がAZのエキソン部分に存在することを明らかにした。また、転写制御因子CHOP(C/EBPζ)が、他のC/EBPファミリーのなかで抑制的に働く因子と結合し、IL-6の転写を促進すること、CHOPや他のC/EBPファミリーIg/EBP(C/EBPγ)はホモダイマーを形成できずにプロテアゾームにより分解を受けるが、CHOPはIg/EBPと結合することにより、プロテアゾームを介した分解を防ぐことを見出した。IL-1Rファミリーの発現制御: IL-1Rファミリーで、細菌や菌体成分に反応してIL-1同様のシグナルを伝達するToll like receptor 2 (TLR2)の肝細胞における発現制御を調べた。TLR2の転写ならびにタンパクの発現はIL-1刺激により増強され、それにはNF-KBが重要であった。また、IL-1前処理により、TLR2リガンドに対する肝細胞の反応性も増強された。IL-1α遺伝子発現制御機構: IL-1αを構成的に産生しているヒトメラノーマ細胞株を用い解析を行っているが、転写因子SP-1が重要であることを示唆する結果が得られつつある。糖鎖導入IL-1:シアリルガラクトースを結合させたIL-1αの作製に成功し、現在in vitro, in vivoにおける種々の活性を測定している。In vitroにおける活性は一様に低下していた。IL-

1シグナル伝達機構:ヒトメラノーマ細胞株A375に対するIL-1の増殖抑制における系において以下の点が明らかになった。IL-1による増殖阻害の過程に、p38MAPKと共にERKが関与していることを、ERKやMKKのdominant negative体を発現させることにより証明できた。また、p38MAPKの下流に位置する転写制御因子CHOPが誘導する新たなタンパクTRB3を見い出した。IL-1Rファミリーの発現制御:IL-1Rファミリーで、細菌や菌体成分に反応してIL-1同様のシグナルを伝達するToll like receptor 2(TLR2)の肝細胞における発現制御は、IL-1により増強される。TGFBはIL-1のレセプター発現を抑制することにより、IL-1によるTLR2発現を抑制することが明かになった。IL-1α遺伝子発現制御機構:IL-1αを構成的に産生しているヒトメラノーマ細胞株を用い解析を行った結果、IL-1αのプロモーター部分のGC rich部位と転写因子Sp1が重要であることが明らかになった。また、ダイオキシン,ベンツピレン、3メチルコラントレンなどの多環芳香族炭化水素化合物が、ヒト関節リウマチ患者由来細胞株において、アリルハイドロカーボンレセプターを介してIL-1βの発現を誘導することを見い出した。糖鎖導入IL-1:シアリルガラクトースを結合させたIL-1αの作製に成功し、in vitro, in vivoにおける種々の活性を測定した結果。in vitroにおける活性は一様に低下していたが、in vivoにおける抗癌剤による骨髄細胞の減少からの回復効果は、元のIL-1と同等な、選択的活性をもつIL-1が作成できた。IL-1シグナル伝達機構:ヒトメラノーマ細胞株A375に対するIL-1の増殖抑制における系において以下の点が明らかになった。IL-1による増殖阻害の過程に関与するp38MAPKの下流に位置する転写制御因子CHOPが誘導する新たなタンパクTRB3を見出した。TRB3遺伝子のプロモータ部位を解析し、CHOP-ATF結合領域が重要であること、さらに、TRB3はCHOPの転写活性を抑制することを明らかにした。IL-1Rファミリーの発現制御:IL-1Rファミリーで、細菌や菌体成分に反応してIL-1同様のシグナルを伝達するToll like receptor 2 (TLR2)の肝細胞における発現制御は、IL-1により増強される。TGFBはIL-1のレセプター発現を抑制することにより、IL-1によるTLR2発現を抑制することを前年までに明らかにした。さらに線維芽細胞においても、TGFBがIL-1のレセプター発現を抑制することが明らかになった。
量子エンタングルメントに関するS行列理論と弦理論の研究

高エネルギー弾性散乱の終状態では相互作用によって2粒子間にエンタングルメントが生じるので、運動量空間における2粒子のエンタングルメント・エントロピーを考えた。Peschanski-Sekiによって、このエンタングルメント・エントロピーを求める公式が提案されていたが、そこにはcut-off依存性が残されていた。終状態のヒルベルト空間には相互作用していない状態も含まれているため、ヒルベルト空間の体積が無限大になり、これを抑えるためにcut-offが導入されていた。Peschanski氏と私は、相互作用していない状態を排除し、相互作用によってエンタングルメントを生じた状態のみを残す定式化を新たに見つけ、この無限大の問題を解決した。これによって、cut-offを用いることなく、終状態2粒子のエンタングルメント・エントロピーを全散乱断面積、弾性散乱断面積、微分散乱断面積のみを用いて表す公式に改善することができた。我々はこの改善されたエンタングルメント・エントロピーの公式を用いて、TevatronとLHCによる陽子-陽子散乱の実験データからエンタングルメント・エントロピーを評価した。この際、微分散乱断面積が必要なので、我々はdiffraction peakモデルを仮定して計算を行った。ここで提案された散乱粒子のエンタングルメント・エントロピーの定式化は、陽子-陽子散乱のみならず、その他の様々な散乱にも適用することができるので、今後、散乱実験をエンタングルメントの観点から研究する上で役立つと期待される。海外の研究者との研究のため、直接議論することがなかなかできず、コミュニケーションに時間がかかった。しかし、年度末に、相手方研究機関に長期滞在することによって研究を大きく進めることができ、実際に論文を執筆する段階まで進められた。これまでの散乱粒子のエンタングルメント・エントロピーの定式化を踏まえ、弦理論における弦の散乱に応用する。また、弦の散乱をより良く理解するために、弦の場の理論にも研究の幅を広げる。高エネルギー弾性散乱における2粒子終状態のエンタングルメント・エントロピーを表す公式がPeschanski-Sekiによって与えられた。我々は、実際の高エネルギー加速器実験で得られたデータを基に、この公式からエンタングルメント・エントロピーを具体的に評価しようと試みた。我々は、LHCやTevatronなどによって豊富なデータがある陽子-陽子散乱に注目した。Peschanski-Sekiの公式は、散乱断面積などの物理量と、(最大の衝突径数に対応する)cut-offパラメータで表されている。そこで、まず、我々は十分に大きなcut-offを設定し、実験データからエンタングルメント・エントロピーを計算した。その結果、エンタングルメント・エントロピーは入射粒子の重心系エネルギーに従って増加していることがわかった。さらに、このcut-offの依存性を逆手にとって、我々は陽子の有効半径を評価することを提案した。衝突径数が小さいと、非弾性散乱チャンネルが大きく寄与し、一方、衝突径数が非常に大きいと、ほとんど相互作用せず、エンタングルメントを稼がないと予想できる。我々は、最大衝突径数によってエンタングルメント・エントロピーにピークが現れると考え、そのピークでの最大衝突係数を陽子の有効半径(の2倍)と関係付けた。実験データを用いてこの有効半径を計算したところ、高エネルギーでは、有効半径は約1fmとなった。この有効半径は入射エネルギーに従って若干増加しているが、ほぼ一定の値となった。一般に、陽子の半径は今日でさえ未解明の問題である。我々の結果は、他の提案による陽子の半径と大きくは隔たっていない。我々の提案したエンタングルメントを用いた陽子半径の解析は、この問題に新しい見方を与える可能性がある。海外の研究者(フランス)との共同研究であるため、コミュニケーションに時間がかかった。しかし、2017年度末に彼を日本へ招聘したことで研究を大きく進展させることができたので、2018年度中の論文発表が期待できる。

しかし、年度末に、相手方研究機関に長期滞在することによって研究を大きく進めることができ、実際に論文を執筆する段階まで進められた。引き続き、散乱におけるエンタングルメントについて、粒子、弦など様々な角度から研究を進める。また、粒子散乱のエンタングルメント・エントロピーについては、当初予定していなかったが、共同研究者とcut-offに関する議論を深めていく中で、粒子散乱のエンタングルメント・エントロピーの公式を改善する新しい方法に気づいたので、それも今後の研究に組み込んで行く。これまでの散乱粒子のエンタングルメント・エントロピーの定式化を踏まえ、弦理論における弦の散乱に応用する。また、弦の散乱をより良く理解するために、弦の場の理論にも研究の幅を広げる。外国人共同研究者の招聘日数が若干短くなったことや、日程の都合上で出張を短縮したことのために、次年度使用額が生じた。翌年度は、共同研究の推進や新しい情報収集のための積極的な出張、計算機関係の研究環境の充実に使用することを計画している。パソコン、ソフトウェアを他財源で購入することができたため、次年度使用額が生じた。海外を含めた共同研究を一層活発に行うため、これを翌年度に出張旅費、海外研究者の招聘に使用する。
癌細胞膜特性にもとづく腎癌の治療法の開発

上記の研究課題を完隊すべく各種検討を行い下記の実績を得た.(1)癌細胞の膜特性として,細胞膜の情報伝達機構の中心的役割を果す,リン脂質代謝の一つであるイノシトールリン脂質(PI)代謝を検討し,癌細胞膜の新しい特性として,このPI代謝異常(代謝の異常亢進や異常代謝の産生等)が存在することを明らかにした.(2)ヒト腎癌細胞での検討ではさらに, PI代謝の異常のうち, CDP-DGと言う異常代謝物の蓄積が認められた細胞でのみがん遺伝子の一つ, C-myc遺伝子の過末発現が認められ,がん細胞の増殖とPI代謝,さらにがん遺伝子の発現機構が密接に関係していることを明らかにした.(3)異種のPIやPIアナログを用いて,リポゾームを作製し,ヒト腎癌などの癌細胞に作用させ殺細胞効果を検討した所,大豆由来のPIリポゾームなどがヒト癌細胞に対して強い殺細胞効果を示すこと,特にPI代謝の亢進が認められるヒト腎癌細胞に強いことが明らかになり,上記(1)(2)での検討されたPI代謝を調節することによる癌治療への可能性が示唆された.(4)その他,癌細胞におけるミトコンドリア膜のイオン輸送とエネルギー伝達系の異常を明らかにした.また研究に際して,ヒト腎癌より新しいヒト腎癌細胞株を樹立した.これらの研究成果は論文,及び日本泌尿器科学会,日本癌学会,アメリカ癌学会等で発表した.上記の研究課題を完隊すべく各種検討を行い下記の実績を得た.(1)癌細胞の膜特性として,細胞膜の情報伝達機構の中心的役割を果す,リン脂質代謝の一つであるイノシトールリン脂質(PI)代謝を検討し,癌細胞膜の新しい特性として,このPI代謝異常(代謝の異常亢進や異常代謝の産生等)が存在することを明らかにした.(2)ヒト腎癌細胞での検討ではさらに, PI代謝の異常のうち, CDP-DGと言う異常代謝物の蓄積が認められた細胞でのみがん遺伝子の一つ, C-myc遺伝子の過末発現が認められ,がん細胞の増殖とPI代謝,さらにがん遺伝子の発現機構が密接に関係していることを明らかにした.(3)異種のPIやPIアナログを用いて,リポゾームを作製し,ヒト腎癌などの癌細胞に作用させ殺細胞効果を検討した所,大豆由来のPIリポゾームなどがヒト癌細胞に対して強い殺細胞効果を示すこと,特にPI代謝の亢進が認められるヒト腎癌細胞に強いことが明らかになり,上記(1)(2)での検討されたPI代謝を調節することによる癌治療への可能性が示唆された.(4)その他,癌細胞におけるミトコンドリア膜のイオン輸送とエネルギー伝達系の異常を明らかにした.また研究に際して,ヒト腎癌より新しいヒト腎癌細胞株を樹立した.これらの研究成果は論文,及び日本泌尿器科学会,日本癌学会,アメリカ癌学会等で発表した.本年度は上記の研究課題を完遂すべく研究を行い下記の実績を得た。(1)研究に役立てるためにヒト腎癌組織より腎癌細胞株を分離樹立した。(2) (1)で得られたヒト腎癌細胞株他を使用し細胞膜のリン脂質を分離し、フオスファチジルイノシトール(PI)及びその代謝物の解析を行った。その結果、腎癌細胞ではこのPI代謝の亢進が認められること、さらに細胞増殖の速度が極めて速い細胞株に異常な代謝物が出現することがわかった。(3)次にこれらの細胞株につき増殖ともっとも密接な関係があるとされる癌遺伝子c-myc遺伝子の発現を検索しPI代謝系とその相関を検討した。その結果、(2)でPI代謝の異常が認められた細胞株でのみc-myc遺伝子が過剰発現していることが明らかとなり、ヒト腎癌においてPI代謝及びc-myc遺伝子発現と癌の増殖動態が密接に関係していることを明らかにした。(4)各種イノシトールリン脂質(特にPI)のアナログを用いリポゾームを作製しヒト腎癌細胞の膜に組み込ませその効果を検討した。その結果、大豆由来のPIがもっとも強く細胞増殖を抑制し、さらに殺細胞効果をもたらすことが明らかとなり、癌の細胞膜のPI代謝系を修飾することによる新しい腎癌治療への応用が期待できる結果が得られた。(5)一方、PI代謝が密接に関わる可能性のある細胞膜の表面のポンプ機構に影響を及ぼし、抗癌剤の効果を増強する作用のある【Ca^(2+)】拮抗剤の効果の検討をも行った。これらの研究成果の一部は論文及び日本泌尿器科学会と日本癌学会に発表した。今後はこの成果をふまえさらに発展させる計画である。また、補助金により購入した設備備品は細胞膜の分離とPIはじめリン脂質の分離に使用した。本年度は上記の研究課題を完遂すべく,昨年度の研究成果をふまえ,各種検討を行う下記の実績を得た.(a)癌細胞の膜特性として,昨年度より細胞膜の情報伝達機構の中心的役割を果すリン脂質代謝(特にイノシトールリン脂質((PI))代謝)を検討し,癌細胞膜にはのこPI代謝の異常が存在することを見い出している.今回さらに,細胞内のミトコンドリア膜に注目し,正常細胞とそれに対応する癌細胞を用いて検討した結果,癌細胞では,このミトコンドリア膜の異常,特にイオン輸送及びエネルギー伝達系に異常があることを見い出した.

(b)昨年までの検討でヒト腎癌細胞ではPI代謝の異常があり,さらにこの異常が癌遺伝子の一つのc-myc遺伝子等の発現と密接に関係していることを見出したが,本年はさらにこれを確かなものとする検討と,このPI代謝を調節する可能性のある薬物を用いてPI代謝の異常を正常化する試みとそれが癌細胞の増殖とどのように関連するかの検討を行った結果,癌細胞における膜PI代謝の調整は癌治療に結びつけれる可能性が示唆された.(c)上記の検討の一つで, PIのアナログのリポゾームを用いるヒト腎癌細胞の増殖制御効果の検討では昨年までに大豆由来のPIリポゾームが強い効果をもつことがわかったが,さらに検討した結果,このリポゾームはヒト腎癌でも膜PI代謝が亢進している癌にのみ有効であると言う臨床応用を考える上で興味深い決が得られた.これらの研究成果の一部は論文,及び日本泌尿器科学会,日本癌学会で,昨年につづき発表した.
バーチャルリアリティによる擬似経験が空間学習に及ぼす影響の解明

本研究は、バーチャルリアリティ(以下、VR)による空間学習特牲について心理学的に解明することを主たる目的としている.今年度はVRによる空間学習の受動陸が学習に及ぼす影響を検証するため、三次元コンピュータグラフィックス(以下三次元CG)による移動映像の観察から学習する場合(映像観察条件)と、自らの操作によって学習する場合(操作条件)とで、学習の正確さを比較する実験を行った.学習対象は三次元CGによって作成された空間(街並み)内の経路であり、そこには方向を変える交差点が7箇所含まれていた.映像観察条件では、出発地点から終着地点までを移動する映像を3回観察し、操作条件では、それと同じ経路を自らの操作によって3回移動することによって空間を学習した.いずれの条件でも学習の現実感を高めるため、背面投影式スクリーンおよびプロジェクターが用いられた.被験者は、いずれかの条件で学習した後、以下の課題を遂行した.すなわち、定位課題:経路の移動映像を観察させ、途中で再生を3地点で一時停止し、それぞれの地点を基点として出発地点と終着地点の方向推定,およびその地点が経路全体の中でどの付近かを推定する課題、風景再認課題:学習対象となった空間内での風景画像について、それらが学習経路上の風景であるかどうかを判断する課題であった.また、学習方略および課題遂行時の推定方略に関する質問紙にも回答させた.各課題成績について条件間の比較を行なったところ、特に顕著な差異は認められなかった.一方、学習方略による個人差の傾向があり、道順的理解を志向する場合は風景再認の精度がやや優れ、地図的理解を志向する場合は定位課題の精度が優れる傾向が見られた.これらの結果から、学習の受動性が空間学習の精度に影響を与えるとは言えず、VRによる案内がガイド付のものであれ探索型であれ、空間学習にそれほど大きな差異はない可能性が考えられる.本研究は,バーチャルリアリティによる空間学習特性を心理学的に解明することを主たる目的としている.今年度はバーチャルリアリティによる空間学習の有効性を検証するために,三次元コンピュータグラフィックス(以下CG)によって空間を学習する場合と実在空間の映像から学習する場合とで,その正確さ,効率性などを比較する実験を行った.学習対象は三次元CGによって作成された空間と実在する空間の2つであり,いずれも最低限記憶すべき目印が5つ,方向を変える交差点が6つ含まれていた.学習材料は,いずれの場合も出発地点から終着地点までを移動する映像であった.学習時の現実感を高めるために,映像呈示は背面投影式スクリーンおよびプロジェクターを用い,観察地点を可能な限り近づけることとした.学習手続きは,それぞれの学習対象について学習材料を4回観察することであった.ただし,いずれも2回目以降の学習では次の課題を遂行することとした.課題は,映像の再生を3地点で一時停止し,それぞれの地点を基点として出発地点と終着地点の方向推定,およびその地点が経路全体の中でどの付近かを推定する,現在位置推定であった.三次元CG空間の学習と実在空間の学習について,出発地点および終着地点の方向推定誤差,そして現在位置推定誤差を指標として比較を行なった.その結果,どちらの空間学習においても各指標は実用上問題のない程度の正確さであることを示し,またいずれの指標からも三次元CG空間と実在空間の学習の差異は認められなかった.これらの結果は,三次元CGの現実感あるいは情報量の豊富さが現実空間のそれよりも劣っているにもかかわらず,少なくとも移動映像を観察するという状況下では,バーチャルリアリティによっても十分実用的な空間学習が可能であることを示唆する.本研究は,バーチャルリアリティ(以下,VR)による空間学習特性を心理学的に解明することを主たる目的としている。今年度はVRの表現法が空間学習に与える影響を検証するために,三次元コンピュータグラフィックス(以下三次元CG)による線画から学習する場合と,陰影および色を表現した画像から学習する場合とで,その正確さ,効率性などを比較する実験を行った.学習対象は三次元CGによって作成された2種類の空間であり,いずれも最低限記憶すべき目印が3箇所,方向を変える交差点が6箇所含まれていた.学習材料は,いずれの場合も出発地点から終着地点までを移動する映像であり,線画によるものと陰影・色付きの2種類が作成された.被験者は2つの街並みを一方は線画,他方は陰影・色付き画像で学習した.学習には現実感を高めるため,背面投影式スクリーンおよびプロジェクターを用いた.学習手続きは,それぞれの学習対象について学習材料を4回観察することであり,2回目以降の学習では,映像の再生を3地点で一時停止し,それぞれの地点を基点として出発地点と終着地点の方向推定,およびその地点が経路全体の中でどの付近かを推定する,現在位置推定を遂行させた.線画による学習と陰影・色付き画像による学習について,出発地点および終着地点の方向推定誤差,そして現在位置推定誤差を指標として比較を行なった.その結果,全体的に陰影・色付き画像による学習がやや効率的かつ,正確であることが示された.特に,線画の場合は終着地点の方向把握で誤差が増加する傾向が認められた.これらの結果は,三次元CGの色と陰影を除外することによって抽象度が高まり,物体認識および全体的空間の把握に障害が発生し得る可能性を示している.すなわち,VRによる実用的な空間学習を実現するには,色および陰影情報を表現することが重要であると考えられる.本研究は、バーチャルリアリティ(以下、VR)による空間学習特牲について心理学的に解明することを主たる目的としている.

今年度はVRによる空間学習の受動陸が学習に及ぼす影響を検証するため、三次元コンピュータグラフィックス(以下三次元CG)による移動映像の観察から学習する場合(映像観察条件)と、自らの操作によって学習する場合(操作条件)とで、学習の正確さを比較する実験を行った.学習対象は三次元CGによって作成された空間(街並み)内の経路であり、そこには方向を変える交差点が7箇所含まれていた.映像観察条件では、出発地点から終着地点までを移動する映像を3回観察し、操作条件では、それと同じ経路を自らの操作によって3回移動することによって空間を学習した.いずれの条件でも学習の現実感を高めるため、背面投影式スクリーンおよびプロジェクターが用いられた.被験者は、いずれかの条件で学習した後、以下の課題を遂行した.すなわち、定位課題:経路の移動映像を観察させ、途中で再生を3地点で一時停止し、それぞれの地点を基点として出発地点と終着地点の方向推定,およびその地点が経路全体の中でどの付近かを推定する課題、風景再認課題:学習対象となった空間内での風景画像について、それらが学習経路上の風景であるかどうかを判断する課題であった.また、学習方略および課題遂行時の推定方略に関する質問紙にも回答させた.各課題成績について条件間の比較を行なったところ、特に顕著な差異は認められなかった.一方、学習方略による個人差の傾向があり、道順的理解を志向する場合は風景再認の精度がやや優れ、地図的理解を志向する場合は定位課題の精度が優れる傾向が見られた.これらの結果から、学習の受動性が空間学習の精度に影響を与えるとは言えず、VRによる案内がガイド付のものであれ探索型であれ、空間学習にそれほど大きな差異はない可能性が考えられる.
多変量予測モデリングに基づく骨折リスクスクリーニング法と予防教育プログラムの開発

高齢者における骨折は生活の質を著しく低下させる原因であることから、早期に骨折リスクの高いものをスクリーニングし予防・治療介入する必要がある。しかし、既存の骨折リスクスクリーニング法はその結果が“リスク値(%)や数値"で表示されるため、一般住民にはその解釈が難しく具体的な保健行動に繋がりにくいのが現状である。本研究は、多変量予測モデリングを基に自分にどのような骨折リスクがあるのかを具体的に提示できるスクリーニング法を構築し、さらにそのリスクに応じた骨折予防教育プログラムを開発することを目的とする。
新規キラル高分子触媒システムの開発

近年、共役芳香族オリゴマーやポリマーの合成における鈴木-宮浦カップリング反応の重要性はますます高まりつつある。この反応は一般的にホウ素部位とハロゲン部位を芳香環上に併せ持つ2官能性モノマーを用いる縮合重合であるため、単一分子量を有するオリゴマーや様々なモノマーユニットを任意の数含んだコオリゴマー等の精密段階合成には適していない。今回私は鈴木-宮浦カップリング反応における「ホウ素のマスキング」を利用した新しい共役芳香族化合物の段階的精密合成システムを検討した。ハロ置換アリールボロン酸と1,8-ジアミノナフタレンから容易に合成できるボロナミド誘導体をパラジウム触媒存在下、様々なアリールボロン酸と反応させたところ、ボロナミド部位を損なうことなく選択的にカップリング反応は進行し、目的のビアリール誘導体を高収率で得た(Step A)。この結果は1,8-ジアミノナフタレンが鈴木-宮浦カップリング反応条件下における効果的なボロニル基(B(OH)2)の保護基として働くことを示唆している。またマスキングしたボロナミド部位は室温における酸処理により用意に脱保護することができ、定量的にボロン酸へと変換することができること見出した(Step B)。この知見をもとに、様々なボロナミド誘導体をモノマーとして組み合わせ、Step AとStep Bとを繰り返し行うことにより選択的なカップリング反応が可能となり、多種多様な共役芳香族オリゴマーの精密合成に成功した。今回ナフタレン型骨格を有するモノマーを用い、連続的なクロスカップリング反応によりモノマーユニットの2,3位で結合したオリゴマーの合成法を確立し、またそのオリゴマーがらせん構造をとっていることを確認した。モノマーとして2-ブロモキノリニル-3-ボロン酸誘導体を用いた鈴木・宮浦カップリング反応による重合の検討を行った。5,8-ジメチル-2-ブロモ-3-キノリニルボロン酸のホウ素部位をピナコールボランに変換した化合物をモノマーとして用い、5mol%のビストリターシャリーブチルホスフィンパラジウム触媒存在下、塩基として炭酸水素ナトリウムを用いてDMF溶媒中で反応を行った時、最大12量体までのキノリンオリゴマーを88%収率で得ることに成功した。この反応条件下では、今まで問題となっていたモノマーのホウ素部位の加水分解反応は抑制され、カップリング反応のみが連続的に進行することを見出した。またキノリンオリゴマーの構造に関しての知見を得るため、各オリゴマーを様々な条件で再結晶を行なったところ、6量体の単結晶を得ることに成功した。この6量体のX線結晶構造の結果、キノリンオリゴマーは末端に臭素原子を持ち、キノリン環の2,3位で結合したらせん構造をとっていることを確認した。また結晶自体は左右一対のラセミ結晶であった。隣り合うキノリン環の二面角は116137°をとり、らせんの繰り返し周期は一巻き、2.5モノマーユニットで形成されていることが明らかとなった。採用1年目に、2-ブロモキノリニル-3-ボロン酸誘導体をモノマーとして、パラジウム触媒存在下、連続的な鈴木-宮浦カップリング反応により、キノリン環の2,3位で結合したオリゴ(キノリン-2,3-ジイル)を合成すること成功したことを報告した。またこの時、6量体のX線結晶構造解析からせん構造を有していることも合わせて報告している。今回、それぞれのオリゴマーの分光学的な解析により、その構造的な特徴を明らかにするとともにオリゴマー末端への光学活性置換基の導入による光学活性らせん誘起を検討した。各オリゴマーUVスペクトルをそれぞれ測定したところ、2量体は249nm、3量体は268nmの吸収極大波長を有するのに対して、4量体以上のオリゴマー273nmに吸収極大を有するほぼ同一のUVスペクトルを示した。このことは4量体以上のオリゴキノリンのらせん構造が、X線解析によって決定した6量体のらせん構造とほぼ同一であることを示唆している。各オリゴマーの末端臭素原子の置換反応による光学活性置換基の導入を検討した。一酸化炭素雰囲気下パラジウム触媒による光学活性1-シクロヘキシルエチルアミンとの反応を行ったところ、アミノカルボニル化反応が進行し光学活性アミドが得られた。CDスペクトル測定を行ったところ36量体において光学活性らせん構造が誘起されていることを見出した。また5量体と他の光学活性アミンとの反応も検討し、アミンの構造とらせん誘起の効率の関連についても検討を行い、アミンの立体が大きいほどCDスペクトルの波形も大きくなることを見出した。

この結果は1,8-ジアミノナフタレンが鈴木-宮浦カップリング反応条件下における効果的なボロニル基(B(OH)2)の保護基として働くことを示唆している。またマスキングしたボロナミド部位は室温における酸処理により用意に脱保護することができ、定量的にボロン酸へと変換することができること見出した(Step B)。この知見をもとに、様々なボロナミド誘導体をモノマーとして組み合わせ、Step AとStep Bとを繰り返し行うことにより選択的なカップリング反応が可能となり、多種多様な共役芳香族オリゴマーの精密合成に成功した。
トポロジカル磁気光学系と超伝導量子ビットの時間発展

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
サンゴ礁保全のための基礎的研究

1、平成7、8年度に引き続き、平成9年5月に沖縄県瀬底島周辺の10ヶ所の調査地点に、2040枚の定着板を設置した。3ヵ月後の9月初旬にに定着板を回収し、定着板上の稚サンゴの種及びその個体数を計数した。定着したサンゴは、ミドリイシサンゴが最も多く95%余りを占めた。次いで多いのはショウガサンゴ、ハナヤサイサンゴなどで、僅かではあるがハマサンゴ属の稚サンゴもみられた。この調査は平成元年より継続しているが、平成8年度は例年の10倍にあたる10.00030.000/m^2の稚サンゴの加入が見られた。平成9年度は例年同様1.0003.000/m^2の水準であった。2、群集内での優占種である、クシハダミドリイシ、オヤユビミドリイシを選び、瀬底島周辺の各調査地点における個体群組成の比較を行った。回復期にあるいくつかの地点では、中心となる年級群は少しづつことなり、場所によって中心となる年級群の加入時期に違いがあることが示唆された。3、ツマジロナガウニのクレージング効果をみるために、瀬底島周辺の10カ所においてウニの密度と、定着後1年目の稚サンゴの密度との関係を調べた。平成8年度の結果では、稚サンゴの密度とウニの密度には凸型の曲線関係がみられたが、今年度は逆の凹型の曲線関係がみられた。即ち、ウニの密度の低いところ、及び高いところの双方で、サンゴの加入量が多いという結果が得られた。4、オニヒトデの影響を見るために、網によって囲まれたオニヒトデ除去区と、隣接する非除去区との個体群組成の比較を行い、オニヒトデによる捕食がサンゴ個体群に与える影響をみた。平成9年度には非除去区域で多量のオニヒトデが観察され、急激な密度の減少と中心となる大型群体の消失が観察された。また、除去区では平成8年度の非除去区と同じく、良好な個体群が維持されていた。5、その他の実験については結果を解析中である。1)サンゴの定着量を測定するため、沖縄県瀬底島及び周辺のサンゴ礁に、深度、地形を考慮して10ヶ所の調査地点を選び、主要な造礁サンゴの産卵開始前の5月末に、それぞれ3050枚の定着板を設置した。約3ヶ月後の9月初旬に、設置した定着板の回収を行った。現在回収された定着板上の稚サンゴの密度を定量するとともに、そのほかの固着生物の密度、被度を測定し、サンゴの定着・加入量とサンゴ礁地形との関係、および深度との関係などを解析する作業を行っている。これまで得られた結果では、外洋に面したサンゴ礁では、稚サンゴの定着量が高く、陸からの土砂の流入の影響を受ける場所では定着量は少なかった。2)サンゴ礁において強力なグレーザーと考えられているツマジロナガウニの除去区を設置し、また隣接する地域に非除去区を設定して、ツマジロナガウニのサンゴの定着に及ぼす影響をみた。除去区では定着板表面に微細藻類がマットを作り、定着板裏面にはサンゴの定着が見られた。

一方、非除去区では、ウニのグレージングにより、定着板の表面には海藻の付着は少なく、裏面もウニが侵入できなくした定着板の裏面では、稚サンゴがみられるものの、ウニが自由に侵入できるように設定した定着板では、稚サンゴの定着は全く見られなかった。このことから、ツマジロナガウニが定着直後の稚サンゴの生残に多大な影響を与えていることが明らかになった。3年前に定着した稚サンゴを半年ごとに水中にて写真撮影を行い、一定時間間隔写真撮影法を用いて、稚サンゴと他の固着生物との競争関係、生残成長過程の解析を行った。満1年以上の群体ではグレーザーであるツマジロナガウニの食害を免れるものの、オニヒトデによる食害、シルトの堆積などの死亡要因が加わり、急激に密度が低下した。1、沖縄県瀬底島周辺のサンゴ礁に、深度、地形を考慮して10ヶ所の調査地点を選び、主要な造礁サンゴの産卵開始前である5月下旬にそれぞれ2040枚の定着板を設置した。3カ月の後の9月初旬にこれらの定着板を回収し、定着した稚サンゴの種類と密度を測定した。平成8年度は、最近の7年間のうちで最も多くの稚サンゴの加入がみられ、多い場所では1m^2あたり30,000コロニーの稚サンゴが定着していた。種類としては、ミドリイシ属のサンゴが最も多く、90%以上を占めていた。次いで、ハナヤサイサンゴ、ショウガサンゴが残りの殆どを占めた。また、ハマサンゴ属の稚サンゴの定着も確認されたが、量的には非常に少なかった。地形的には、礁池、礁縁に多く定着し、礁縁から離れた沖合いでは、定着量は急減した。島の周囲の各調査地点間で定着量を比較したが、平成8年度はいずれの地点でも、定着量は多く、これまでの最高値を示した。2、サンゴ礁の礁縁部に優占するグレーザーであるツマジロナガウニの除去区と、非除去区に定着板を設置し、3カ月後にその加入量を比較したところ、ナガウニの非除去区では多くのサンゴの定着がみられたが、非除去区では、一旦定着した稚サンゴが、ツマジロナガウニの摂食により、新規加入が多くみられなかった。このことから、ツマジロナガウニがサンゴの定着初期の主要な死亡要因であることが示唆された。3、島の周囲の裾礁においてツマジロナガウニの密度と、平成7年度に加入した稚サンゴとの関係を解析したが、明瞭な結果は得られなかった。4、1970年代にオニヒトデニより食害され、その後最近回復しつつあるサンゴ礁域の群集組成は、ミドリイシ属の種類が優占する。新規加入の稚サンゴもミドリイシ属が圧倒的多数を占めていることから、人工定着板のみでなく、実際のサンゴ礁においても同様の定着加入過程がおこっていること、ミドリイシ属のサンゴ礁がパイオニア種としての機能を持っていることがわかった。1、平成7、8年度に引き続き、平成9年5月に沖縄県瀬底島周辺の10ヶ所の調査地点に、2040枚の定着板を設置した。3ヵ月後の9月初旬にに定着板を回収し、定着板上の稚サンゴの種及びその個体数を計数した。この資料をもとに、加入・定着量とサンゴ礁地形との関係を解析した。2、瀬底島周辺の2カ所において、水深2m,5m,10m,15mに定着板を設置し、水深と定着量との関係を調べた。3、サンゴ礁上に7カ所の長期調査区を設定し、定着期より3ヵ月後、5ヵ月後及び1年後に、定着した稚サンゴの密度を種類ごとに追跡した。4、サンゴ群集内での優占種である、クシハダミドリイシ、オヤユビミドリイシを選び、瀬底島周辺の各サンゴ礁地形における個体群組成の比較を行った。5、ツマジロナガウニのグレージング効果をみるために、瀬底島周辺の10カ所においてウニの密度と、定着後1年目の稚サンゴの密度との関係を調べた。6、また、オニヒトデの影響を見るために、網によって囲まれたオニヒトデ除去区と、隣接する非除去区との個体群組成の比較を行い、オニヒトデによる捕食がサンゴ個体群に与える影響をみた。7、同一場所に設置して幼生を定着させた定着板を定着後
口腔癌化学放射線療法の新規効果予測因子の同定とその発現に基づいた個別化医療の構築

抗癌剤または放射線耐性口腔癌細胞株を作製した。5-FU耐性および非耐性株間で特異的な変動を示す遺伝子群をマイクロアレイ解析にて検索し、GDF15等候補遺伝子を同定した。候補遺伝子の発現抑制につながる薬剤を検討したところ、トリフルオロチミジンを見出した。5-FU系抗癌剤をベースとした化学療法後の再発症例に対してトリフルオロチミジンをベースとした治療法は一つの選択肢になると考えられた。また抗癌剤や放射線耐性口腔癌細胞株の作成は、本研究ではマイクロアレイ解析に加えパスウェイ解析とプロテオミクス解析を用いて、口腔癌細胞株と抗癌剤あるいは放射線耐性口腔癌細胞株間に特異的発現変動する遺伝子・蛋白を検索することにより、口腔癌に対する抗癌剤あるいは放射線の有用な効果予測因子の同定につながるものと考えられる。口腔癌細胞株(HSC2、HSC3、HSC4)を用いて、5-フルオロウラシル(5-FU)、タキソテール(TXT)、シスプラチンと(CDDP)耐性株を作成中であり、5-FU 5.5μg/mlまで、TXT95ng/mlまで、CDDP10.5μg/mlまで耐性を示すHSC2/FU、HSC3/FU、HSC4/FU、HSC2/TXT、HSC3/TXT、HSC4/TXT、HSC2/CDDP、HSC3/CDDP、HSC4/CDDPを作成できた。さらに高濃度まで耐性を示す耐性株を作成しているところである。ただしHSC3は次に同じ口腔癌細胞株(HSC2,HSC3,HSC4)を用いて、放射線を2Gyから徐々に線量を上げながら継代培養を続けることで9.5Gyの放射線量に耐性を示しており、20Gy以上に耐性を示すような放射線耐性口腔癌細胞株(HSC2/RT,HSC3/RT,HSC4/RT)の作製を行っているが、10Gy以上の放射線照射に対しては耐性を示しにくい状況である。また、HSC3は放射線感受性が高く、HSC2、HSC4は放射線感受性が低いことを確認できた。抗癌剤および放射線耐性口腔癌細胞株の作成後、マイクロアレイ解析に加えパスウェイ解析とプロテオミクス解析を用いて、口腔癌細胞株と抗癌剤あるいは放射線耐性口腔癌細胞株間に特異的発現変動する遺伝子・蛋白を検索することにより、口腔癌に対する抗癌剤あるいは放射線治療における臨床上有用な効果予測因子の同定につなげる予定である。口腔癌細胞株(HSC2)の耐性株HSC2/FUは、5-FU 8μg/ml以下の濃度では耐性を示し、形態的に紡錘形であった。またHSC2/FUはヌードマウスに移植したところ、HSC2を移植した場合と比較して造腫瘍性が増強した。さらにHSC2/FUにおいて、各クローン間で5-FU耐性に差異が生じていることを見出し、最も5-FU耐性を示すクローンHSC2/FU-cを分離樹立した。このクローンとHSC2間において特異的な変動を示す遺伝子群をマイクロアレイ解析にて検索し、GDF15等を同定した。GDF15等の発現抑制につながる薬剤を検討したところ、ヌクレオシド系抗癌剤TAS102の有効成分であるトリフルオロチミジンを見出し、これはHSC2/FU-cに対して細胞増殖抑制効果を発現し、さらにヌードマウス5-FU耐性腫瘍に対しても抗腫瘍効果を発現した。またTS-1とDocetaxcel併用化学療法を施行した口腔扁平上皮癌患者40例におけるGDF15の発現と治療効果との関連性を検索したところ、奏効例36例中26例で高発現を示し、非奏効例4例中全例で低発現を示し、有意差が認められた。また放射線耐性株HSC2/RTは、9.5Gyの放射線量に耐性を示しており、HSC2/RTとHSC2間において特異的な変動を示す遺伝子群をマイクロアレイ解析にて検索し、ALDH1等を同定し、その他重要と考えられる候補遺伝子も同定した。ALDH1等の発現抑制につながる薬剤を検討したところ、現時点では顕著な抑制につながる薬剤は見出せなかった。また放射線化学療法を施行した口腔扁平上皮癌患者30例におけるALDH1の発現は、奏効群と比較して非奏効群において有意に高かった。
話し言葉における使用実態調査に基づく日本語の否定表現の使用傾向の研究

本研究の目的は,日本語の話し言葉において,どのようなことが,どのような文脈で否定を使って表現される傾向があるのかを明らかにすることである。主な資料としては,話し言葉のコーパスを用いる。研究の特色は,基本的な否定だけでなく,「かもしれない」のようにモダリティ形式として固定化しているものも対象とし,否定形ではないが「違う」のように否定的な意味をもつ語,「まさか。」のように省略されている部分が否定的であると解釈できる副詞等も注意を払いながら,観察・分析を進めることである。また,他の言語と比べながら日本語の否定表現の使用の傾向を明らかにすることにより,日本語教育への応用も視野に入れている。資料としては,日本語の漫画・小説の会話文のフランス語訳,同じくフランス語原文の日本語訳を用いる,本研究を着実に進め,成果を得るためには,調査項目の検討や,調査方法の詳細の決定が極めて重要となる。そこで,まず,否定に関する先行研究,及びモダリティやとりたて表現等,否定と深く関わる文法カテゴリーにおける最新の研究の把握に努め,話し言葉における調査として,どういった項目をどのように調査することが最適であるかを検討した,また,フランス語との対照も行うため,日本語の話し言葉コーパスにおける調査を行う際にも,対照研究を視野に入れておく必要がある。そういった点にも配慮して調査項目や調査方法の検討を重ねたことで,今度の研究を着実に進めていくための基盤を作ることができた。平成30年度は,否定表現及び,関連する表現の研究を進め,コーパス調査を行うための,調査項目の検討を行った。また,コーパス調査の具体的な進め方について検討するため,旅費を使用して,国立国語研究所主催のNINJALシンポジウム「データに基づく日本語研究」に参加した,「コーパスとモダリティ」をテーマとするワークショップにおいては,手法等の面で貴重な情報を得た。また,「多角的な視点から見た日本語のモダリティ」のワークショップ等において,モダリティと否定の関係,とりたて表現と否定との関係を再認識することができ,コーパス調査の方法に反映させることを決定した。平成30年度に検討した調査項目に基づき,まずは,日本語の話し言葉のコーパスにおける否定表現の使用傾向の調査を行う。最近,話し言葉のコーパスの整備が進んでおり,当初の計画以上に,充実した調査を行うことができる見込みである。調査結果の考察においては,関連する最新の研究にも目配りしながら,進めていく。さらに,日本語とフランス語の話し言葉における否定表現使用の異同の調査にも着手する。具体的には日本語の漫画・小説の会話文のフランス語訳,同じくフランス語原文の日本語訳を用いて,話し言葉における否定表現の使用の調査を行う。平成30年度は,調査項目の検討に時間を要したため,コーパスを用いた本格的な調査を次年度以降に持ち越すこととなった。そのため,データ整理の謝金等についても,次年度以降に使用する。

次年度には,コーパス調査や,紙媒体資料の調査を本格的に進めていくため,謝金,消耗品が必要となる。また,研究協力者とのミーティングのために,旅費も使用する予定である。
大腸菌ゲノムの分配を可る遺伝子群の全体像

細菌における染色体分配の分子機構を明らかにするため、我々は今までに染色体分配機構の変異株(muk)を多数分離し、その変異を相補する遺伝子を単離し解析を行なってきた。mukA遺伝子(66分)を含む5,486bpのDNA断片の塩基配列を決定した。塩基配列よりmukA変異はシグナルペプチドを持つ外膜蛋白をコ-ドするtolC遺伝子であることが明らかになった。またDNA断片中にはmukA遺伝子の他に5つのORFが存在し、そのうちのORF5はparE遺伝子(新しいトポイソメラ-ゼIVのサブユニットをコ-ド)であることを発見した。またORF3(gumAと命名予定)はホスホエノ-ルピルビン酸依存性ホスホトランスフェラ-ゼ系(PTS)に必須な新しい遺伝子であることを発見した。一方、mukB変異(21分)を相補する5.353bpのDNA断片の塩基配列を決定し、mukB遺伝子は177kDaの大きな蛋白をコ-ドすることを明らかにした。コンピュ-タ-解析の結果は、MukB蛋白は異なる5つのドメイン構造を持ち、駆動力発生酵素(forceーgenarating enzyme)であることを示唆している。この研究で塩基配列を決定したDNA断片を次に記す。
バイオファウリングを抑制するクォーラムセンシング阻害剤徐放型逆浸透膜の新規開発

本年度は、クォーラムセンシンング(QS)阻害剤を膜表面に導入してバイオフィルムの形成を阻害するという、ドラッグデリバリーシステム(DDS)を応用した薬剤徐放能を有する新規RO膜の開発を行うため、徐放キャリアの検討を行った。前年度に徐放キャリアとしてシクロデキストリンを検討したが、α型、β型、γ型、メチル-β型のうちシクロデキストリンはモデル薬物のベンゾキノン類と複合化させたが、用いたベンゾキノン類の疎水性度が低く、結合定数がいずれにおいても低かったため、マイクロビーズへの検討に移行した。今年度は前年度に引き続きポリ(ラクチド-co-グリコリド)共重合体(PLGA)でマイクロビーズを調製し、その中にベンゾキノン類の封入を試みた。マイクロビーズの調製は、有機相にジクロロメタンを用い、PLGAとベンゾキノン類を溶解した。一方で水相にはポリビニルアルコールを溶解して、調製した有機相と混合・攪拌することにより、oil in waterエマルションを形成し有機相を蒸発させた。その後、溶液を凍結乾燥してマイクロビーズを得た。分子量の異なるPLGAを用いて調製したマイクロビーズによってベンゾキノン類の徐放速度を検討した。結果として、PLGAの分子量を大きくすることで、徐放速度を抑制することに成功した。さらに、仕込み薬剤の濃度が増加するにつれ、徐放速度が増加することも示された。実際に薬剤を膜面から放出する徐放膜にした際の実現可能性を示すために、一般的なクロスフロー条件で推算した。その結果、膜面から長期徐放するためには薬剤含有率を10%以上、1日当たりの放出量を1%以下のマイクロビーズを調製すれば徐放能を十分に有する薬剤徐放膜を製膜可能であることが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、バイオフィルム形成を抑制するクォーラムセンシンング(QS)阻害剤を膜表面に導入し、ドラッグデリバリーシステム(DDS)を応用した薬剤徐放能を有する新規RO膜の開発を行うため、まず初めにQS阻害剤によるバイオフィルム形成阻害活性に関する基礎的検討を行った。QS阻害剤としては、バニリン、シンナムラルデヒド、レスベラトロール、エラグ酸、ベンゾキノン類を対象として、バイオフィルムの形成阻害活性の有無を調査した。一定面積に切り取った逆浸透膜を浮遊させた液体培地にSphingomonas paucimobilis NBRC133935を培養し、各溶液に所定濃度のQS阻害剤を添加し、一定時間振とう後、溶液の濁度測定、および膜面を共焦点レーザー顕微鏡で観察することにより、バイオフィルムの形成阻害活性を評価した。濁度測定の結果、試験した全てのQS阻害剤で微生物の増殖抑制が確認された。また、共焦点レーザー顕微鏡の観察においてもバイオフィルムの形成が抑制されていることが確認された。続いて、徐放キャリアとしてはシクロデキストリン、およびマイクロビーズの2通りを検討した。QS阻害剤としてベンゾキノン類を用いたところ、シクロデキストリンについては、α型、β型、γ型、メチル-β型のうち、メチル-β型の包接能が最も高かった。しかしながら、用いたベンゾキノン類の疎水性度が低く、結合定数がいずれにおいても低いため、マイクロビーズの検討に移った。ポリ(ラクチド-co-グリコリド)共重合体(PLGA)とベンゾキノン類のマイクロビーズを調製した。マイクロビーズ調製時の薬剤仕込み量が一定の場合、PLGAの種類が異なる条件でも封入効率および含有率は変化しないことが分かった。また、PLGAの分子量が大きくなるにつれ徐放速度は低下することが分かった。本年度は、バイオフィルム形成を抑制するクォーラムセンシンング(QS)阻害剤の探索し、ドラッグデリバリーシステム(DDS)を応用した薬剤徐放キャリアの検討・評価まで行うことができた。これらの研究成果は当初計画の期待通りのものであると判断する。本年度の受理論文は0であったが、1報の学術論文を投稿準備中であることから次年度はこれまでの研究成果の発表が期待される。