hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本中生代植物群の分類学的・古地理学的研究

またかって、Pelourdeaは中生代型のCordaites葉であるとの考えがあったが、葉の基部の状態はCordaitesのそれとは異なる。(3)中生代植物の分布上の特徴(古地理)は時代による変化が認められる。三畳紀初期のPelourdea植物群の分布はまだ確実には知られていない。三畳紀中後期では、黄河域と揚子江域とでは異なり、またその傾向はジュラ紀前期にまで及んでいる。ジュラ紀中・後期から白亜紀にかけては、手取型、領石型および混合型植物群の分布上のパタンが明瞭に示されている。(1)日本の中生代植物は広く分布し、またそれらの分類群もきわめて多種多様である。これらの植物はおもにOishi(1940)により記載がなされたが、現在の古植物学的知識によると分類上誤認されているものが多く、それらの再検討が内外の研究者によって要望されている。(2)平成10年度以降、本研究により日本の中生代植物の再記載・再検討が進行中である。現在までに得られた成果の一部は、つぎのとおりである。1)上部三畳系(成羽層群)産のCycadocarpidium新種記載。この新種は、苞葉に脈が2本しか認められないということで、他種とは区別される。2)東北地方太平洋側の上部ジュラ系、栃窪層、荻ノ浜層、舞根層および小々汐層の植物化石の採集と再記載。とくに栃窪層からは多くの追加標本が得られ、その組成は、メキシコのOaxaka層(中部ジュラ系)、イラン北部のShemshak層(中部ジュラ系)のそれときわめてよく似ている。いずれも手取型植物群に豊富な、たかわらび科のシダ、いちょう目およびチェカノフスキア目に属する植物、およびPodozamitesの枝条は認められていない。かつて、ベネチテス目に属したとされたZamitesmegaphyllusは、今回の採集で得られたきわめて大型のPelourdeaであることが判明した。Pelourdeaは分枝することなく、葉は草質であり、かつて単子葉植物を想わせるYuccitesの属名が与えられたが、分類群は明らかでない。またかつて、Pelourdeaは中生代型のCordaites葉であるとの考えがあったが、葉の基部の状態はColdaitesのそれとは異なる。
修飾ヌクレオソームの質量分析による構造生物学

本研究では、DNAのメチル化、およびヒストンのアセチル化・メチル化の修飾により引き起こされるヒストンテイルを含めたヌクレオソームの構造変化を明らかにするため、複合体を壊さずにイオン化し質量測定するネイティブ質量分析(ネイティブMS)や“形の違い"を解析できるイオンモビリティ質量分析(IM-MS)、水素重水素交換質量分析(HDX-MS)等、質量分析を駆使した構造解析を行っている。修飾ヌクレオソームは様々な長さのDNAを用いてモノトリヌクレオソームを調製し、ヌクレオソームコア(NCP)のみならず生体における"beads-on-a-string"を模した状態で解析する。本研究では、結晶構造解析では得られない情報をネイティブな状態で質量分析により獲得すること、および気相におけるフレキシブルな領域の振る舞いを解析することを目的として研究を進めた。(1) DNAメチル化酵素M.SssIによるCpGメチル化を質量分析で追跡する手法を確立し、酵素の気質認識の特性解析を行った。(2) (CCG)5の繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対のキメラ二重鎖DNAを調製し、これを含むNCPを作製することに成功し、イオンモビリティ質量分析による測定を行った。(3) (ATT)nの繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対のキメラ二重鎖DNAを設計し、目的とするDNAのプラスミドの構築に成功した。(4)366塩基対の二重鎖DNAを用いてダイヌクレオソーム(diNCP)を調製し、アセチル化の有無での構造の違いについて、X線小角散乱や質量分析を用いて解析した。以下のような実験を行い、成果が得られたため。(1)大腸菌発現系でDNAメチル化酵素M.SssIを調製し、M.SssIによるCpGメチル化を質量分析で追跡する手法を確立した。40、147、366塩基対のDNAで解析した結果、M.SssIでは5'および3'末端近傍のCpGはメチル化されないことが分かった。この結果について国際誌に投稿した。(2) (CCG)nの繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対の二重鎖DNAを設計し調製を検討した。その結果、n=5のキメラDNAを調製でき、これを含むNCPを作製することに成功した。Widom601DNAを用いて調製したNCPとの比較をイオンモビリティ質量分析により行い、学会発表した。(3) (ATT)nの繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対の二重鎖DNAを設計し調製を検討した。目的とするDNAのプラスミドの構築に成功した。(4)366塩基対の二重鎖DNAを用いて2つのヌクレオソームコアがつながったダイヌクレオソーム(diNCP)を調製し、これについてアセチル化の有無での構造の違いについて、X線小角散乱や質量分析を用いて解析した。メチル化を施したdiNCP、および特殊な繰り返し配列を有するDNAからなるNCPについて、ネイティブ質量分析やX線小角散乱での解析を進める。ヌクレオソームコア(NCP)の構造はヒストンやDNAの修飾、すなわちエピジェネティックな修飾が転写開始のシグナルと理解されているものの、修飾が施されたNCPの構造解析例は少ない。そこで、結晶構造解析では得られない情報をネイティブな状態で質量分析により獲得すること、および気相におけるフレキシブルな領域の振る舞いを解析することを目的として以下のような実験を行い成果が得られた。(1)大腸菌発現系でDNAメチル化酵素M.SssIを調製した。この酵素を用いて601配列を有するDNAオリゴマーをメチル化した。一方、大腸菌発現系で4種類のヒトヒストンタンパク質H2A、H2B、H3、H4を調製し、これらを用いてヒストン八量体を再構成した。メチル化されたDNAとヒストン八量体でヌクレオソームコア(NCP)を再構成し、電気泳動で精製後、ネイティブな条件での質量分析を行った。メチル化DNAを構成要素とするNCPのマススペクトルの測定により、インタクトな状態を質量分析で観測することに世界で初めて成功した。(2) 2つの601配列DNAを20塩基のリンカーDNAでつなぎ、さらに両端に20塩基のリンカー領域を有する約360塩基対のDNAオリゴマーを調製した後、これを用いてdi-NCPを作製した。ネイティブな状態で質量分析することにより、目的通りのdi-NCPが得られたことを確認した。(3) di-NCPの大量調製に必要なDNAオリゴマーの配列を複数含むプラスミドの調製に着手した。(4) di-NCPに対してヒストンアセチル化酵素p300によるアセチル化を行った。メチル化DNAで構成されたNCPのマススペクトルの測定に世界で初めて成功した。di-NCPを調製し、ヒストンアセチル化酵素p300HATドメインによるアセチル化の条件検討に着手した。修飾

ヌクレオソームは様々な長さのDNAを用いてモノトリヌクレオソームを調製し、ヌクレオソームコア(NCP)のみならず生体における"beads-on-a-string"を模した状態で解析する。本研究では、結晶構造解析では得られない情報をネイティブな状態で質量分析により獲得すること、および気相におけるフレキシブルな領域の振る舞いを解析することを目的として研究を進めた。(1) DNAメチル化酵素M.SssIによるCpGメチル化を質量分析で追跡する手法を確立し、酵素の気質認識の特性解析を行った。(2) (CCG)5の繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対のキメラ二重鎖DNAを調製し、これを含むNCPを作製することに成功し、イオンモビリティ質量分析による測定を行った。(3) (ATT)nの繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対のキメラ二重鎖DNAを設計し、目的とするDNAのプラスミドの構築に成功した。(4)366塩基対の二重鎖DNAを用いてダイヌクレオソーム(diNCP)を調製し、アセチル化の有無での構造の違いについて、X線小角散乱や質量分析を用いて解析した。以下のような実験を行い、成果が得られたため。(1)大腸菌発現系でDNAメチル化酵素M.SssIを調製し、M.SssIによるCpGメチル化を質量分析で追跡する手法を確立した。40、147、366塩基対のDNAで解析した結果、M.SssIでは5'および3'末端近傍のCpGはメチル化されないことが分かった。この結果について国際誌に投稿した。(2) (CCG)nの繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対の二重鎖DNAを設計し調製を検討した。その結果、n=5のキメラDNAを調製でき、これを含むNCPを作製することに成功した。Widom601DNAを用いて調製したNCPとの比較をイオンモビリティ質量分析により行い、学会発表した。(3) (ATT)nの繰り返し配列とWidom601DNAの半分の長さのDNA配列を含む147塩基対の二重鎖DNAを設計し調製を検討した。目的とするDNAのプラスミドの構築に成功した。(4)366塩基対の二重鎖DNAを用いて2つのヌクレオソームコアがつながったダイヌクレオソーム(diNCP)を調製し、これについてアセチル化の有無での構造の違いについて、X線小角散乱や質量分析を用いて解析した。アセチル化を施した後に再構成したdi-NCPと、再構成した後にアセチル化したdi-NCPの構造特性の違いを解析する。メチル化したDNAからdi-NCPの調製を試みる。メチル化を施したdiNCP、および特殊な繰り返し配列を有するDNAからなるNCPについて、ネイティブ質量分析やX線小角散乱での解析を進める。次年度使用額が生じた理由:物品費の購入を予定より低額に抑えられたため。機器の補修が必要なかったため。使用計画:質量分析装置関連のメンテナンスと消耗品の購入を計画する。消耗品の支出が予定より少なかったことと、大型機器の補修のための支出がなかったため。
小規模密閉空間を模擬した液化ガス漏洩時の拡散特性の研究

本研究は、エレベータ中での液体窒素(LN2)の漏洩による酸欠事故の危険性を理解する教材とするために、実物大の模擬閉鎖空間を作成し、LN2漏洩時の気化によって生じる酸素濃度変化を計測し、LN2漏洩量で酸素濃度がどの様に変化するのかを観測して危険性を検証した。多くの利用者が使用する安全な小型容器(シーベルとクリックの5l、10l容器)が横転した際に流出するLN2量を基準として、模擬空間でLN2漏洩・拡散実験を行い、危険な酸素欠乏空気(18%以下の空気)が発生するか、また、空間内のどこに、どの規模(危険度、出現時間、大きさ)で現れるか実験し危険性を検証した。実験は、1容器横転時(数秒間)のLN2漏洩量の計測。2模擬空間の作成と、LN2流出実験。3模擬空間を20個に細分化し、温度センサ、酸素濃度計を配しLN2流出時の温度と酸素濃度の変化を計測。4サーモグラフを用い温度変化と酸素濃度変化の可視化を検討した。LN2流出量を100400ccまで変化させ実験を行った結果、流出量200cc、高さ0.5mの位置で18%以下の酸素欠乏空気層が現れた。250cc以上では必ず18%以下が現れ、16%以下の領域も確認した。400ccでは、16%以下に加え、14%以下の値も確認した。高さlmの位置でも18%以下を確認しており、400cc以下の少量流出でも十分危険なことが検証できた。過去には、LN2を実験室に散布して観察した報告例があるが、いずれの場合も閉鎖空間に多量のLN2を散布して酸素濃度低下を示して、危険・注意喚起を促すものであった。本研究は、小規模な密閉空間においてLN2漏洩が少量でも酸欠事故の危険が生じることを、具体的な数値で明らかにした。また、視覚や体感的な変化(急な温度変化)を感じなくても、危険な状況が発生することを数値で示すことができた。
インスリン顆粒の物流システムの解明

調節性分泌は内分泌細胞などが刺激を感知してインスリンなどの生理活性物質を分泌することであるが、その分子メカニズムは十分に解明されていません。低分子量Gたんぱく質であるRab27は、インスリン分泌において重要な働きをしていることがこれまでにわかっています。私達は、Rab27aが未報告のたんぱく質複合体を形成していることを突き止めました。さらにこの複合体は未成熟顆粒に存在し、インスリン顆粒の成熟と分泌に機能していることを明らかにしました。本研究により、インスリンが合成されてから分泌されるまでのメカニズムの過程の一つを分子のレベルで明らかにしました。インスリンは、膵β細胞内において小胞体で合成、その後ゴルジ体で完成され、分泌顆粒に内包される。その後顆粒内で多量体を形成し、成熟したインスリンになり、細胞内に貯留される(成熟過程)。そして血中のグルコース濃度に応じて、細胞膜へ輸送、開口放出される(分泌過程)。そして古く残ったインスリン顆粒の一部はエンドソームーリソソーム系を介して分解されると言われている(分解過程)。このように合成されたインスリン顆粒は細胞内の物流システム(細胞内ロジスティクス)によってその生産(合成と成熟過程)から在庫管理(細胞内貯留)と流通量(分泌過程)、品質管理、廃棄(分解過程)が厳密に制御されているが、その分子メカニズムについては未解明な部分が多い。代表者はインスリン分泌に機能するRab27aの網羅的結合タンパク質の探索を行い、その中で複数のRab GTPaseを含んだ複合体に着目した。この新規複合体の生化学的、細胞生物学的解析を行ったところ、インスリン顆粒の成熟過程と分泌過程において重要な役割を持つことが明らかになりつつある。また、インスリン分泌過程が阻害されているノックアウトマウスの膵β細胞を調べたところ、恒常的にオートファジーが亢進していることが明らかになり、顆粒の品質管理にオートファジーが関係していることが示唆された。インスリンは膵β細胞から分泌され、細胞内での物流システム(細胞内ロジスティクス)によってその生成量や分泌量、貯留量が管理されている。しかしながら調節機構には未だ謎が多い。インスリンは小胞体で合成、ゴルジ体で完成され、分泌顆粒に内包される。その後成熟し、細胞内に貯留される(成熟過程:生産)。そして血中のグルコース濃度に応じて、細胞膜へ輸送、開口放出される(分泌過程:受注/配送)。顆粒の分泌過程の中心的役割をしているのがRab27aであるが、刺激に応じてどのように輸送、分泌を制御しているのかよくわかっていない。さらにβ細胞内の顆粒の総数は常に一定に保たれている。分泌しなかった一部の顆粒はリソソームで分解されるが、オートファジーの寄与がある可能性も示唆されている(分解過程:在庫管理/廃棄)。しかしながら詳細な機序は全く不明である。我々はRab27a結合たんぱく質としてRab2aたんぱく質を同定した。Rab2aは新規のエフェクターたんぱく質を介してRab27aと複合体を形成しており、未成熟顆粒に局在した。ノックダウン解析では、インスリン成熟と分泌が著しく阻害された。これによりRab27a-Rab2a複合体がインスリンの成熟と分泌に機能していることが示唆された。分解過程の解析においては、Rab27a欠損マウス(ashen)のβ細胞において、富栄養状態でも、野生型に比べ、顆粒のオートファゴソームへの取り込みが亢進していた。隔離膜形成も亢進しており、オートファジーの促進が確認された。インスリン分泌低下に伴い、細胞内に蓄積した顆粒の総数の調節や品質を維持するために、オートファジーが誘導されていることを示唆した。インスリン分泌の分子メカニズムは長年研究されているが、詳細なメカニズムは、未だ未解明な部分が多い。本研究は、顆粒成熟から分泌、品質管理の分子機構解明への一助になると考えられる。分子生物学代表者は平成25年度のインスリン顆粒の成熟と分泌についての研究計画1ー2、及びインスリン顆粒の品質管理機構についての研究計画1について研究を遂行した。まず顆粒の成熟と分泌についての解析については、新たに発見したRab27a複合体のリン酸化による制御を調べ、PKCの関与を示唆するデータを得た。さらに複合体の構成成分すべてに対して、アデノウイルスを利用したshRNAの導入によるノックダウンを行い、グルコース刺激に対する分泌能を調べたところ、構成成分それぞれのノックダウンでインスリン分泌が著しく阻害されることを見出した。さらにこの複合体は共通成分を持った二つの異なる複合体を形成し、一方の構成成分のノックダウンは、刺激による分泌のみを阻害し、しかしながらもう一方の構成成分のノックダウンは分泌機構の阻害だけでなく、インスリンの総量も著しく減少することがわかった。

次に顆粒の品質管理機構については、インスリン分泌が阻害されるノックアウトマウスから単離したβ細胞では、オートファジーが恒常的に亢進していることが、各種アッセイ法により明らかになり、顆粒の品質管理にオートファジーが関与している可能性を強く示唆する結果となった。以上により、本研究課題は当初の計画以上に様々なことが明らかになり、予定よりも進展していると考えられる。インスリン顆粒の成熟と分泌機構については、同定された新規Rab27a結合たんぱく質の中でさらに着目している複合体に関わりのありそうな分子について解析を行う。例えば新規のRab不活性化たんぱく質(Rab-GAP)の可能性のあるたんぱく質が同定されているので、それを調べる。さらに新規複合体の生理的な役割を調べるために、複合体構成たんぱく質の機能欠失変異体及びリン酸化部位変異体を、膵β細胞特異的に発現するトランスジェニックマウスを作成して、インスリン分泌能や、生体における血糖値等を調べる。インスリン顆粒の品質管理機構については、オートファジーの誘導メカニズムや、インスリン顆粒を実際に積極的に分解しているのかどうかを調べ、その分子機構の詳細を解析する。本研究課題に使用する消耗品や試薬類と同様のものが、研究室内に在庫として若干残っており、使用期限日の早いそれらを使用した。しかしながら次年度において購入予定の試薬類は計画通り必要になると思われるので、次年度に前年度分の計画通りの購入を行う予定である。またマウス等の購入、維持費は次年度に見送った。主に細胞培養器具や培地、試薬類の消耗品が主な研究の使途になる。平成26年度へ繰り越す金額が生じたが、これは前年度に予定していた、使用期限のある試薬等の購入を次年度に見送ったためである。in vivo実験のためのマウス購入、維持のための費用は次年度に使用する。さらにこれまでに得られたデータ等と国内外に発表するための旅費や、論文投稿等の費用にも使用する。
遺伝子異常モデルマウスを用いた内耳血管条障害の解明と保護作用

メラノサイト及びメラニンの増殖・産生に関連した内耳血管条障害の解明に関して、加齢に伴う蝸牛ユーメラニン量の優位な増加を同定し、活性酸素の解毒作用を介して加齢変化に対し保護的な役割を果たす可能性を示した。ミッドカイン(MK)とプレイオトロフィン(PTN)遺伝子遺伝子欠損マウスの聴力の閾値上昇、Kir4-1の発現と透過電顕にて中間細胞領域の空胞化変性をDKOマウス確認した。MKとPTNは中間細胞の維持に重要な役割を有していることを伺わせた。本研究ではメラノサイト及びメラニンの増殖・産生に関連した遺伝子異常モデルマウスを用いて内耳血管条障害の解明に際して、加齢による内耳メラニンの変化について検討を行った。メラニン量は加齢に伴い変化することが知られているが、加齢における蝸牛内の変化はこれまで検討されていなかった。高速液体クロマトグラフィーを用いて10週齢と100週齢のC57BL/6マウスの蝸牛内ユーメラニンとフェオメラニンの定量を行った。また、透過型電子顕微鏡を用いて同マウスの蝸牛血管条の観察を行った。その結果、蝸牛内ユーメラニンとフェオメラニン量の平均値は、100週齢の方が10週齢マウスに比較し高値であり、特にユーメラニン量が顕著に高い傾向を示した。透過型電子顕微鏡による観察では100週齢マウスの辺縁細胞内により多くの色素顆粒が認められた。一般にユーメラニンは有毒な活性酸素を取り込み、その毒性を弱める作用があり、一方でフェオメラニンは、むしろ活性酸素を産生する作用があるとされる。生体内における活性酸素の主な産生源はミトコンドリアである。血管条は特にこのミトコンドリアが豊富であることで知られ、この部位においてもユーメラニンの持つ活性酸素の解毒化作用が期待される。本検討で示した加齢に伴う蝸牛ユーメラニン量の優位な増加は、ユーメラニンによる活性酸素の解毒作用を介して、蝸牛の加齢変化に対し保護的な役割を果たす可能性あると考えられた。ミッドカイン(MK)とプレイオトロフィン(PTN)遺伝子double knockout (DKO)マウスにおいて蝸牛蓋膜の非コラーゲン蛋白であるβ-tectorinの発現の消失と聴力閾値上昇を確認している。一方、MK,PTNの発現はWild-type (WT)マウスの血管条にも認められたことから、今回血管条に焦点をしぼって遺伝子欠損マウスにおける障害を解析した。生後8週齢のWild-type (WT), MK knockout(MKKO)、PTN knockout(PTNKO)、double knockout(DKO)の各マウスを用い、ABR測定、径0.5mmのマウス用レーザードップラープローブにて蝸牛血流測定、内耳を光顕および透過電顕にて形態学的な変化の有無を観察した。MKKOおよびPTNKOマウスの聴力はWTに比べ25dBから30dBの閾値上昇を認めたが、PTNKOマウスでより閾値が高い傾向を認めた。DKOマウスではさらに高い閾値上昇を全周波数で認めた。蝸牛血流は4群において有意な差は認めなかった。光顕的観察ではMKKO、PTNKOおよびDKOマウスの血管条に明らかな変化は見られなかった。しかし透過電顕による観察では、中間細胞領域の空胞化変性をDKOマウスにて認めた。MKとPTNは相補的な役割を果たしているが、Vivoでのこれらの相補的役割はまだ解明されていない。PTNはメラノーマ細胞に強く発現し、メラノーマの転移において血管新生促進因子として関与している事が報告されている。血管条中間細胞はメラニンを含みメラノサイトと考えられており、PTNの発現が血管条に確認されたことは大変興味深く、相補的な役割を担っているとされるMKとPTNのDKOマウスで中間細胞領域の形態的変化を認めた事は、中間細胞がメラノサイトである事を示す所見といえる。さらに、PTNKOマウスの聴力閾値がMKKOマウスの閾値より高値である結果は、PTNが血管条においてMKより主導的な役割を果たしていることをうかがわせた。Kir4.1の発現はWTマウスに比し、KOマウスで低下していた。MKKOとPTNKOマウスを比較するとPTNKOマウスでより低下を認め、ABRの閾値上昇率の関係と一致していた。MKとPTNは相補的な役割を果たしているが、PTNはメラノーマ細胞に強く発現し、メラノーマの転移において血管新生促進因子として関与している事が報告されている。血管条中間細胞はメラニンを含みメラノサイトと考えられており、MKKOマウスに比しPTNKOマウスによりカリウムチャンネルを指標とした中間細胞の低下が確認されたことは興味深く、中間細胞がメラノサイトである事を示す所見といえる。

PTNKOマウスの聴力閾値がMKKOマウスの閾値より高値である結果と併せて、PTNが血管条においてMKより主導的な役割を果たしている事を示唆する所見が得られた。
がんにおける遺伝子発現の特異性

研究目的細胞の癌化に伴って一斉に起こる多種多様な表現形質の変化を、遺伝子発現の異常という観点でとらえ、癌細胞で特異的に発現される、あるいは、発現が変動する遺伝子を単離し、その構造を解析する。研究実績【◯!1】癌細胞にのみ特異的に発現されている遺伝子群をラット腹水肝癌AH60C細胞mRNAより調整したcDNAライブラリーの中より、differential colony hybridieationの方法で分離した。pAH34と名付けたクローンは、3.7KDの蛋白質をコードしうる1.5KbmRNAに相当する事を示し、そのcDNAインサート部分、426bpの塩基配列を決定した。当初NDHのdatabaseに登録されている遺伝子の塩基配列比較したところ、相同性のある遺伝子は見出せなかったが、その後、Glyceraldehyde 3 phosphate脱水素酵素のcDNAと同じである事が伴明した。これは、癌細胞では解糖系の活性が上昇するという従来の知見と一致し、我々のdifferential colony hybridizationによるapproachの有用性を確認したものと考えられる(遠藤)。【◯!2】ラットの癌特異的に転写を受ける反復配列由来のcDNAクローン、pAH53の塩基配列(RT-1)は約550bpの長さを持ち過去報告のある単一遺伝子、反復配列遺伝子のいずれとも相同性は見られなかった。その転写は、strand specificであり、細胞質polysomal poly【A^+】RNAとして存在する事が判明した(山本)。【◯3】ヒトレトロウイルス感染細胞での糖透過性の変化を検討した(畑中)。【◯!4】活性化H-ras遺伝子でトランスホームした細胞でのDNA結合蛋白質の動態を検討した(榊)。【◯!5】不死性を獲得した細胞での遺伝子発現の変化を検討した(高野)。【◯!6】癌化によって遺伝子発現の変換がみられるアルドラーゼ遺伝子を用いて、in vitro転写系をHeLa細胞のCell free extractを用いて確立した(向井)【◯!7】SV40ウィルス感染細胞より、SV40ウィルス遺伝子のtスプライスィングに必要な部位に特異的に結合する因子を精製、その性質を検討した(木島)研究目的細胞の癌化に伴って一斉に起こる多種多様な表現形質の変化を、遺伝子発現の異常という観点でとらえ、癌細胞で特異的に発現される、あるいは、発現が変動する遺伝子を単離し、その構造を解析する。【◯!6】癌化によって遺伝子発現の変換がみられるアルドラーゼ遺伝子を用いて、in vitro転写系をHeLa細胞のCell free extractを用いて確立した(向井)【◯!7】SV40ウィルス感染細胞より、SV40ウィルス遺伝子のtスプライスィングに必要な部位に特異的に結合する因子を精製、その性質を検討した(木島)
ブロック状光素子を用いるアクティブラーニング型光技術教育の実践的検証

実験教育用の取り扱いが容易で安価に提供できる新しい光学実験教材であるブロック状光素子を用いたアクティブラーニング型光技術教育の実践的検証を行った。教育の現場で容易に使用できるように様々なブロック状光素子を開発・改良し,それを用いた新たな実験メニューの開発を行った。ブロック状光素子を用いた実験キットを10セット製作し,その性能の均一性,それを用いた実験の精度を評価した結果,良好な結果が得られた。一方,レーザ装置の光出力が弱い等,いくつかの改善すべき点も明らかになった。平成27年度は,ブロック状光素子を用いた実験・実習の効果を本校(仙台高等専門学校)第5学年の授業において実地に検証するための準備を進めた。なお,ブロック状光素子の素子部のサイズは,当初計画のとおり,学生が取り扱うのに適当でかつコンパクトなサイズとして,光軸に垂直な面について2cm×2cmの断面を基本としている。先ず,様々なブロック状光学素子の実用化に向けた効率的かつ高性能な素子製作法について検討を行った。レーザ光源は,半導体レーザを用い,どのような向きの直線偏光でも同出力で取り出せるようにした方が学生が取り扱いやすいと考え,円偏光を出力する光源の開発を進めた。用いた半導体レーザは直線偏光を出力するものだったので,円偏光とするにはλ/4板が必要となるが,正規の素子を用いると高価なものになってしまうので,市販の樹脂製品の中で,複屈折を持ち,半導体レーザの波長でλ/4板として機能するものを探して切り出し,試作した光源部の出射端に取り付けることで円偏光を出力するレーザ光原を製作した。また,偏光子は回転機構を用いると高価になる上,学生に調整させることになるので,様々な透過軸を持つよう正方形に切り出したポラロイド板をアクリルブロックに貼り付けることで10種類の偏光子を製作して,それを入れ替えることで10°刻みで任意の直線偏光を取り出せるようにした。次にこれらのブロック状光素子を用いた実験メニューとして,「透過率の入射角依存性の測定」,「液体の屈折率の測定」,「偏光子の機能の確認」,「複屈折の測定」等のメニューを開発した。これらについては,第4学年の学生に,実際に試作したブロック状光素子を用いて実験を行ってもらい,光学機器メーカーが販売している各種光学機器を用いたのと遜色の無い結果が得られることを確認した。ブロック状光素子の開発や改良,それを用いた実験メニューの開発は計画通り進行している。ただし,ブロック状光素子を用いた実験と比較するための,光学機器メーカーが販売している機器を用いた教育データの収集については,当初は今年度中に第5学年の授業の中で実施する予定であったが,学校の行事日程の関係で授業時間の中で実施することができず,一部有志の学生に試行させたのに留まった。平成28年度に実施したいと考えている。また,授業に用いるブロック状光素子を用いた実験キットの量産化の作業は,今年度の研究結果を反映して改良を加えたものについて,平成28年度に実施予定である。平成28年度は,平成27年度に引き続きブロック状光素子を用いた実験・実習の効果を実地に検証するための準備を進めた。なお,ブロック状光素子の素子部のサイズは,光軸に垂直な面については,当初計画のとおり,学生が取り扱うのに適当でかつコンパクトなサイズとして,20mm×20mmの断面を基本としているが,市販の素子を利用する回転微動台の部分との整合性を改善するため,素子をマウントする土台の部分の高さを10mmから13mmに変更している。また,いくつかの量産用のブロック状光素子を新たに試作・検討した。平成27年度に実用化に向けた効率的かつ高性能な素子製作法の研究を行った「レーザ光源」,「偏光子」,「光検出器」,「試料ホルダ」に加え,糖液の旋光性を調べるための「液体用セル」,60°入射に対する反射率測定用の「60°プリズム一体型セル」等を開発している。これらについては,基本的には使用者の安全や装置の取り扱いの容易さを考えて基本的にアクリルを用いて作成しているが,偏光を利用することから,光が透過する部分についてはガラスを私用している。次にこれらのブロック状光素子を用いた実験メニューとしては,平成27年度に開発した「透過率の入射角依存性の測定」,「液体の屈折率の測定」,「偏光子の機能の確認」,「複屈折の測定」等に加えて,「糖液の旋光度の測定と糖度計への応用」,「光の吸収率の測定」,「回折格子の原理と回折角の測定」等のメニューを開発した。これらについては,第5学年の学生に,実際に試作したブロック状光素子を用いて実験を行ってもらい,光学機器メーカーが販売している各種光学機器を用いたのと遜色の無い結果が得られることを確認した。ブロック状光素子の開発や改良,それを用いた新たな実験メニューの開発は計画と折進行している。教育データの収集については,ブロック状光素子を用いた教育との対比用のデータ収集を第5学年の授業中の試験等により行なっている。また,授業に用いるために必要なだけのブロック状光素子を用いた実験キットの製作も行っている。平成29年度は,平成27年度・28年度に引き続きブロック状光素子を用いた実験・実習の効果を実地に検証するための準備を進めた。

特に,ガラスやプラスチック板に対する光の透過率を入射角や偏光を変えて測定できる実験教材キットを同一規格で10セット制作し,その性能や形態の均一性を評価して良好な結果が得られた。次にこれらのブロック状光素子を用いた実験メニューとしては,これまで開発してきた「透過率の入射角依存性の測定」,「液体の屈折率の測定」,「偏光子の機能の確認」,「複屈折の測定」,「糖液の旋光度の測定と糖度計への応用」,「光の吸収率の測定」,「回折格子の原理と回折角の測定」に加え,「光ピックアップの構造と原理」,「光ディスクからの回折光の測定」等,身の回りの最も身近な光システムの1つである光ディスクに関連した新しいメニューを開発した。これらについては、ほぼ全て理論値に近い実験結果が得られており、教材の測定精度としては、十分研究目的を達成している。ただし,量産した光実験キットについては,レーザ光源については,価格と教材作製の容易さから,赤色のレーザポインタを分解して作り変えたものを用いたため,レーザ光の出力が小さく,測定時に光学測定部分に暗箱をかぶせて外部光を遮光しなければならない点について,批判的な意見が得られた。測定結果自体は,市販の高価な光学測定系を用いたものと比べて遜色が無かったものの,今後改良が必要な点と認識している。また、光の吸収率の測定については、開発した教材による測定結果にばらつきが多く、これも不評であった。これは資料として用いた色セロファンをカバーガラスに張り付ける際に生じた気方によるものと考えられ、今後の改善が必要である。実験教育用の取り扱いが容易で安価に提供できる新しい光学実験教材であるブロック状光素子を用いたアクティブラーニング型光技術教育の実践的検証を行った。教育の現場で容易に使用できるように様々なブロック状光素子を開発・改良し,それを用いた新たな実験メニューの開発を行った。ブロック状光素子を用いた実験キットを10セット製作し,その性能の均一性,それを用いた実験の精度を評価した結果,良好な結果が得られた。一方,レーザ装置の光出力が弱い等,いくつかの改善すべき点も明らかになった。平成28年度以降は,ブロック状光素子を用いた実験と比較するための教育データの収集を行うとともに,ブロック状光素子を用いた実験キットを必要数製作し,ブロック状光素子を用いた実験・実習の効果の実地検証を進める。さらに,実地検証の結果を踏まえたブロック状光素子の改良,及び光導波路にも対応できる新しい素子や実験メニューの開発等を進める。授業等においてブロック状光素子を用いた実験を学生に実施させ,その教育的効果について検証を進める。また,引き続きブロック状光素子の改良,および光導波路にも対応できる新しい素子や実験メニューの開発を進める。光エレクトロニクス平成27年度の計画では,授業に用いるブロック状光素子を用いた実験キットの量産化の作業の補助のため,人件費・謝金として50,000円を計上していたが,平成28年度の研究結果を反映して改良を加えたものについて,平成28年度に実施するよう計画を改めた。このため,これに相当する予算を次年度使用額とすることとした。ブロック状光素子を用いた実験キット量産化の補助のため,人件費・謝金として予算を計上していたが,卒業研究の一環として作業を行ったため謝金の使用が不要となった。その分を不足気味だった素子の材料購入のため物品費として使用したが,最終的に若干の残金を出してしまった。平成28年度の計画で計上していた人件費・謝金50,000円と併せて、執行する計画である。平成29年度予算として計上していた物品費等と併せて執行する計画である。
アミノ酸脱水素酵素類の開発と応用

土壌サンプルを分離源とし、L-フェニルアラニンを含むスクリニーング培地で好気的に集積培養を行い、134株の菌を分離した。その中の15株の無細胞抽出液にフェニルアラニン脱水素酵素活性を認めた。これらの菌はいずれも胞子形成能を有するグラム陽性桿菌であり、Bacillus sphaericus由来のフェニルアラニン脱水素酵素に対する抗体との免疫反応が陰性であった。その中で、L-チロシンに対する活性が比較的低い酵素を生産する菌について分類学上の検討を行い、No.2、6、7をBacillus cereusあるいはBacillus thuringiensis、11をBacillus badiusであると同定した。オピン脱水素酵素については、化学合成したN-(1-R-Carboxylethyl)-S-phenylalanineを誘導剤として培地に加え、Arthrobacter sp.IC株を10リッター培養し、酵素を精製した。精製酵素はSDS-PAGEおよびNative-PAGEによりほぼ均一であった。N末端や、リジルエンドペプチダーゼによる部分分解断片のアミノ酸配列をプロテインシーケンサーにより決定した。抗体の調製や酵素化学的な検討を行う際には、酵素を高度に精製することが必要である。今回、スラブ電気泳動装置を備品として購入し、純度検定のために十分に活用することができた。また、各種の試薬等の消耗品を購入するためにも、本補助金が大いに役立った。
組織血液型抗原とがん・感染症に関する基盤的研究

血液型物質の研究は、輸血副作用の予防など輸血医学領域において臨床的に意義深い。加えて、多くの組織・臓器の細胞膜表面に存在する組織血液型抗原は、ウイルスや細菌などの外来物質に暴露されやすく、またがん化により細胞膜の変化などを生じるため、がんや感染症との関連が報告されている。本研究は、獣医学のみならずヒトの医学、生命科学領域への貢献を目的に、ヒトも保有し、小動物では組織血液型抗原であるシアル酸分子種を指標に、ウイルス感染個体の試料、腫瘍組織・培養細胞などを分子遺伝・生化学的に解析することで、組織血液型物質とがんや感染症に関する基盤的研究の構築、血液型物質の役割や生体に与える影響の解明を目指す。
外来牧草の雑草化リスクに及ぼす草地の種多様性の影響

本研究は「外来牧草の雑草化リスクに及ぼす草地の種多様性の影響」を解明することで生物多様性の「強さ」の程度を評価する試みである。1.宮崎県串間市都井岬の岬馬放牧地(国指定天然記念物)では小松ヶ丘では雑草化が進行していたが扇山では進行していなかった。2.ポット栽培実験の結果、在来種の密度と種多様性が高い場合ほど外来種の増加を防ぐことが示され、在来種による裸地の修復能力の高さが生物多様性の「強さ」に貢献していると考えられた。3.都井岬の扇山草地ではハイメドハギや匍匐性の高いコマツナギなどの在来植物が存在し、これら裸地の修復能力の高い遺伝子型の存在が外来牧草の雑草化リスクを防ぐ可能性が示唆された。本研究は「外来牧草の雑草化防止に及ぼす草地の種多様性の影響」を、野外調査と野外実験によって解明することにより、生物多様性の重要な要素である種多様性が持つ頑強性の程度を評価する試みである。1、都井岬における外来牧草の雑草化の進行状況の把握:宮崎県串間市都井岬の岬馬放牧地(国指定天然記念物)では外来牧草の雑草化が進行中であるので、毎月の調査を継続したところ、小松ヶ丘では雑草化が進行していたが現在でも扇山では進行していなかった。2.外来牧草の雑草化の要因解析:小松ヶ丘地区での外来牧草の雑草化は放牧圧の増加にともなう放牧草地の種多様性の減少と平行して生じていた。そこで、種多様性の高さと外来牧草の雑草化に関する要因解析実験を継続した。在来種の密度と種多様性の影響:ポット栽培によって在来種の密度と種多様性が外来牧草の増加に及ぼす影響を検討した結果、在来種の密度と種多様性が高い場合ほど外来種の増加を防ぐことが示された。小松ヶ丘における高い放牧圧による在来種の除去による裸地の形成が外来牧草の増加をもたらしていたと考えられ、在来種の密度と種多様性が高い場合ほど外来種の増加を防ぐことが明らかとなった。裸地に速やかに定着可能な在来植物種は外来牧草の侵入・優占に対する抵抗性の重要な要素であると考えられる。今後は、放牧馬の蹄傷による裸地形成に注目し、在来植物や外来牧草の裸地への侵入・定着能力の差について検討することが必要であると考えられた。3.都井岬と同様に暖地型の外来雑草が侵入・優占化している地域がどの範囲に存在するのかについて、日本各地でGPS記録機能があるデジタルカメラによって分布調査を行った結果、関東の房総半島、紀伊半島、淡路島、九州など主に南海に面した地域で暖地型の外来雑草が侵入・優占化している実態が明らかとなってきた。今年度は四国を含めより広範囲の地域についても調査を継続したい。1、都井岬における外来牧草の雑草化の進行状況の把握:宮崎県串間市都井岬の岬馬放牧地(国指定天然記念物)では外来牧草の雑草化が進行中であるので、毎月の調査を継続したところ、小松ヶ丘では雑草化が進行していたが2013年現在でも扇山では進行していなかった。2.外来牧草の雑草化の要因解析:2012年度に実施した種多様性の高さと外来牧草の雑草化に関する要因解析実験を継続した結果、小松ヶ丘における高い放牧圧による在来種の除去による裸地の形成が外来牧草の増加をもたらしていたと考えられ、在来種の密度と種多様性が高い場合ほど外来種の増加を防ぐことが確認された。裸地に速やかに定着可能な在来植物種は外来牧草の侵入・優占に対する抵抗性の重要な要素であると考えられた。また、放牧馬の蹄傷によって生じた裸地への侵入・定着能力の高い在来植物の遺伝子型が発見され、これら匍匐性の高い新規な遺伝子型の植物は外来牧草の雑草化抑制に機能していると考えられた。3.都井岬と同様に暖地型の外来雑草が侵入・優占化している地域がどの範囲に存在するのかについて、日本各地でGPS記録機能があるデジタルカメラによって分布調査を行った結果、関東の房総半島、紀伊半島、淡路島、九州など主に南海に面した地域で暖地型の外来雑草が侵入・優占化している実態がさらに明らかとなり、全国的には温暖化が暖地型の外来牧草の雑草化に及ぼしている影響が大きいことが示された。

Tilman et al. (1996)は、種の多様性が高いほど草地生態系の生産性、持続性、安定性が向上することを大規模野外実験によって明らかにしている。この種多様性が外来種の雑草化の成否に与える影響が大きいと考えて検証実験を行うことに本研究の特色と独創的な点がある。種多様性が高い場合にはニッチの空白が少ないので外来種の雑草化が生じにくいことが予想される。そして、この予想は、過去12年間の長期間の調査結果から予測されたものであることに大きな特徴がある。外来牧草の雑草化防止における種多様性の影響を評価するためにはフィールド調査だけでは不十分であり、実証実験が必要である。そこで、種多様性の異なるシバ型草地の実験区を人工的に数多く設定し、その実験区内に導入した外来牧草の雑草化に及ぼす草地の種多様性の影響を検出する実験生態学的検証を開始した。外来牧草の雑草化の評価は、数年間の栽培期間中に定期的にモニタリングを行うことで種多様性の高さが外来牧草の雑草化防止の程度に与える影響を評価できると考えられる。初年目の結果は予測と矛盾しない物であり、在来種の密度や種多様性が高い処理区ほど外来牧草の雑草化が進行しない傾向が明らかとなってきた。この点は24年度以降も確認する必要がある。また、GPS記録カメラを用いて日本各地の草地周辺環境における雑草の分布調査を行ったところ、都井岬だけでなく西南日本各地でもバヒアグラスやセンチピードグラス、カーペットグラスなどの暖地型牧草が雑草化している様子が確認された。この可能性としては、気候の温暖化、特に冬季の気温上昇が暖地型牧草の越冬条件を緩和したことが考えられた。本研究の結果によって、種多様性の高い生態系を保全することは外来牧草の雑草化を防止する上で極めて重要であることが明らかになる意義があると考えられる。本研究は「外来牧草の雑草化防止に及ぼす草地の種多様性の影響」を、野外調査と野外実験によって解明することにより、生物多様性の重要な要素である種多様性が持つ頑強性の程度を評価する試みである。まず、1、都井岬における外来牧草の雑草化の進行状況の把握:宮崎県串間市都井岬の岬馬放牧地(国指定天然記念物)では外来牧草の雑草化が進行中であるので、毎月の調査を継続したところ、小松ヶ丘では雑草化が進行していたが現在でも扇山では進行していないことがさらに明らかとなった。次に、2.外来牧草の雑草化の要因解析:小松ヶ丘地区での外来牧草の雑草化は放牧圧の増加にともなう放牧草地の種多様性の減少と平行して生じていた。そこで、種多様性の高さと外来牧草の雑草化に関する要因解析実験を継続した結果、在来種の密度と種多様性が高い場合ほど外来種の増加を防ぐことが示された。小松ヶ丘における高い放牧圧による在来種の除去による裸地の形成が外来牧草の増加をもたらしていたと考えられ、在来種の密度と種多様性が高い場合ほど外来種の増加を防ぐことが明らかとなった。裸地に速やかに定着可能な在来植物種は外来牧草の侵入・優占に対する抵抗性の重要な要素であると考えられる。今後は、放牧馬の蹄傷による裸地形成に注目し、在来植物や外来牧草の裸地への侵入・定着能力の差について検討することが必要であるとする重要な研究方向性が得られた。最後に3.都井岬と同様に暖地型の外来雑草が侵入・優占化している地域がどの範囲に存在するのかについて、日本各地でGPS記録機能があるデジタルカメラによって分布調査を行った結果、関東の房総半島、紀伊半島、淡路島、九州など主に南海に面した地域で暖地型の外来雑草が侵入・優占化している実態が明らかとなってきた。今年度は四国を含めより広範囲の地域についても調査を継続することが必要である。以上より、おおむね順調に進展している。
種々の酸化状態を有する高周期カルコゲン感応性化学種の創製と反応

本課題は、高反応(不安定)性のため、合成が避けられていた感応性カルコゲン化合物群の創製を行うものであり、酸素がもたない種々の酸化状態の変化に伴う多様性を解明することを目的とし、とりわけ合成が困難とされている電子供与性置換基を有する4および6価の高酸化状態をもつ「感応性超原子価カルコゲン化合物」の創製と反応を行うことを中心課題として研究を行った。「感応性超原子価カルコゲン化合物」:ジメチルアミノフェニル(Ar)基を電子供与性置換基として選び、中性4価テトラアリールテルル(Ar4Te)の合成検討を行った。各種合成条件を検討し、純粋なアリールリチウムを単離し供することで、中性4価テトラアリールテルルの合成単離に成功した。酸素・水等により容易に分解し、また微量の不純物の混入が分解を促進することも明らかとなった。合成単離したAr4Teは熱的にも高反応性であり、加熱により還元的脱離反応をおこし、定量的にAr2TeとAr2を与える事が明らかとなった。対応する6価テトラアリールテルルジフルオリドへもXeF2による酸化的ハロゲン化により導くことが出来た。結晶構造解析により、固体中ではテルルを中心とするオクタヘドラル構造を有している。芳香族置換基のパラ位に各種置換基を導入したAr*4TeF2を合成・比較したところ、電子供与性効果が大きいほど長く弱いTe-F結合となることが認められた。等電子構造を有する超原子価アンチモン化合物であるAr**5Sbを合成し、Ar*4Teとの混合条件下では、配位子交換反応が速やかにおこり、続く還元的脱離が進行することを実験的に初めて証明することが出来た。この交換反応は超原子価感応性化学種が高反応性を示す要因の一つと見なすことが出来ると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本課題は、高反応(不安定)性のため、合成が避けられていたカルコゲン化合物群の創製を行うものであり、酸素がもたない種々の酸化状態の変化に伴う多様性を解明することを目的とする。とりわけ合成が困難とされている電子供与性置換基を有する高周期16族元素を含む「感応性カルコゲノニウム塩」と、4および6価の高酸化状態をもつ「感応性超原子価カルコゲン化合物」の創製と反応を行うことを中心課題として研究を行った。「感応性カルコゲノニウム塩」:炭素を中心とするカチオン性トリアリールメタン系色素は、古くから知られる染料や感応性呈色分子群である。本申請年度は中心元素を高周期16族元素(Te, Se)とした感応性化合物群の合成を行なった。16族オニウムは発色しないと考えられていたため研究対象とならずにいたが、電子供与性基としてジアルキルアミノフェニル基をテルル上に導入し、オニウム塩として単離し、その後配位能力の弱い対アニオンへと交換することで、緑・青色に呈色する感応性オニウム塩となることが明らかとなった。対応するセレノニム塩についても検討をすすめ、合成単離に成功した。予想に反して、テルルとセレンの中心元素の異なる同族体オニウム種で、セレノニウム塩はほとんど呈色しないことが明らかとなった。「感応性超原子価カルコゲン化合物」:中性4価テトラアリールテルルは固体状態で三方両錐構造を有することが古くから知られているが、電子供与性置換基であるメトキシ基を導入すると、従来は遷移状態であると考えられていた四角錐構造を固体中で有することが明らかになった。この現象の発現理由を探るため、メチル基を導入したテトラメシチルテルルの合成単離を行った。結晶構造解析の結果、固体中で四角錐構造を有することが明らかとなった。これは、従来の概念とは異なり、必ずしも三方両錐構造を示さない場合が有り得ることを実験的に示した最初の例となった。

芳香族置換基のパラ位に各種置換基を導入したAr*4TeF2を合成・比較したところ、電子供与性効果が大きいほど長く弱いTe-F結合となることが認められた。等電子構造を有する超原子価アンチモン化合物であるAr**5Sbを合成し、Ar*4Teとの混合条件下では、配位子交換反応が速やかにおこり、続く還元的脱離が進行することを実験的に初めて証明することが出来た。この交換反応は超原子価感応性化学種が高反応性を示す要因の一つと見なすことが出来ると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画に沿って、合成が困難であると予想された電子供与性置換基を導入した新規化合物の合成単離に成功している。特に、中性四価の酸化状態を有する有機カルコゲン化合物は高反応性であり、その固体中での構造が四角錐構造を有するかどうかの発現理由を探るためには、合成単離と構造解析が必須であり、数々の試行錯誤の結果、四角錐構造を有する化合物の合成に成功している。今後、更なる検討を継続することで研究計画と目的を達成出来るものと考えている。昨年度までに得られた知見に基づいて、電子供与性基を有する中性六価化合物群の合成に着手する。また、中性四価化合物は、溶液中ではその構造を四角錐から三方両錐へと変化させていることが予想され、その動的挙動の感応性要因についても検討を行う。
低タンパク栄養状態の母親の母乳が、その乳仔に及ぼす影響に関する栄養形態学的研究

1.目的本研究は、出産直後から低タンパク食で飼育した母親ラットの母乳でその新生児を授乳し、乳仔および母親の筋組織の微細構造に及ぼす影響について、経日的に研究することで、タンパク栄養失調の本態を解明し、その予防的対策についての手がかりを得ることを目的とした。2.材料と方法AIN-93Gの組成に従い、低タンパク食(LP食:カゼイン5%)および対照食(C食:カゼイン20%)を作製し、出産直後の母親ラットを20日間それぞれの飼料にて飼育した。新生児ラットは出生後、すべて5匹に統一し、それぞれの母親の母乳を授乳した。離乳後、新生児ラットをすべて対照食で4週間飼育し飼育開始から1週毎の大胸筋および肝臓の一部を切除、型のごとく、試料を作製し、形態学的に検索を行った。また、血中アルブミン濃度および肝トリグリセリド量を測定した。3.結果と考察飼料飼育開始後のラットの体重は、LP食群、C食群ともに順調に増加したが、飼育終了時の体重は、C食群がLP食群を上回った。血中アルブミン濃度および肝トリグリセリド量は、飼育開始1週から両群間の差はほとんどなかった。LP食群の肝臓は、離乳時には典型的脂肪肝がみられたが、1週で急激に消失し、2週以降、両群間に違いは認められなかった。しかし大胸筋細胞では、離乳時にみられた筋原線維の散発的傷害は、飼育開始から、傷害の程度および頻度は徐々に軽微になるものの、いずれの週においても観察された。以上のことから、授乳中に低タンパク栄養状態に陥った場合、離乳後の飼料を対照食に変更することで、タンパク質摂取が増加し、タンパク栄養失調の典型である低アルブミン血症および脂肪肝は改善されることが明らかとなった。また、低タンパク栄養による脂肪肝も、血中アルブミン濃度の上昇により、速やかに改善されるものと思われた。しかし、授乳中にみられた体重差が、飼料飼育4週後に残存したのは、授乳中の母乳の成分組成は両群間に差はなかったものの、分泌量が減少した影響が未だ消えなかったためであろうと思われた。また、低タンパク栄養により誘起された筋傷害は、飼料変更後にも消失しなかったことから、血中アルブミン濃度が上昇しても、筋傷害が完全に回復するまでには、更なる期間を要すと思われ、飼育期間の延長および変更する飼料組成などについても、検討が必要である。1.目的本研究は、出産直後から低タンパク食で飼育した母親ラットの母乳でその新生児を授乳し、乳仔および母親の各種筋組織の微細構造に及ぼす影響について経日的に研究することで、タンパク栄養失調の本態を解明し、その予防的対策についての手がかりを得ることを目的とした。2.材料と方法AIN-93Gの組成に従い、低タンパク食(LP食:5%casein)および対照食(C食:20%casein)を作製後、出産直後の母親ラットをそれぞれの飼料で飼育した。母親ラットの出産した乳仔はすべて5匹に統一し、乳仔はそれぞれの母親がその母乳を授乳した。出産日、授乳開始5、10、15、20日後の母親およびその乳仔の各種筋組織の一部を切除し、型のごとく試料を作製し、母親の筋組織を光学および透過型電子顕微鏡にて、微細構造レベルにて検索を行った。また、各時期の血液、骨格筋ホモジネートおよび母親の母乳の生化学的検査(血中アルブミン濃度、大胸筋グルタチオン濃度、母乳中タンパク質および脂肪含有量)を行った。3.結果と考察C食群の乳仔ラットの体重は、授乳開始から順調に増加したが、LP食群では5日以降、低下傾向を示し、授乳終了時では、C食群の約半分であった。LP群の血中アルブミン濃度も、授乳開始5日以降、低下し始め、低タンパク血症を呈した。また、LP食群の大胸筋グルタチオン濃度は、C食群に比較すると、10日以降、若干低値であったが、大きな差は認められなかった。LP食群の10日以降の大胸筋細胞において、筋原線維のZラインストリーミングを中心とした傷害が観察されたが、その傷害の程度は、非常に散発的であり、かつ、限局したものであった。一方、母親ラットの体重は、授乳終了まで、両群ともに差はなく、血中アルブミン濃度も、正常範囲内であった。また、母乳中タンパク質および脂肪含有量は、いずれの時期においても、両群間に大きな差は認められなかった。以上のことから、低タンパク栄養状態の母親からの母乳で飼育された乳仔は、その母乳組成がC食群とほぼ同じであったにもかかわらず、その母乳の量的減少による発育不良のために、体重減少と血中アルブミン濃度の低下傾向がみられたものと思われる。その結果、大胸筋細胞において、軽度の形態学的所見が誘起されたものと考えられる。ただ、その傷害の程度が軽度であったのは、低タンパク栄養状態の母乳で飼育されたにもかかわらず、授乳発育途上という環境の中で、乳成分組成がほとんどC群と同じで、かつ、抗酸化作用のあるグルタチオンが大きく低下しなかったことと関連していることが示唆された。1.目的本研究は、出産直後から低タンパク食で飼育した母親ラットの母乳でその新生児を授乳し、乳仔および母親の各種筋組織の微細構造に及ぼす影響について、出生直後から経日的に研究することで、タンパク栄養失調の本態を解明し、その予防的対策についての手がかりを得ることを目的とした。