hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
氷床コアの総合解析による様々な時間スケールの地球環境変動の解明

南極氷床から採取したドームふじ氷床アイスコアの解析から正確な年代軸を持つ地球環境変動を明らかにし、地球環境史研究の基準となる気候・環境変動記録を提供することを目的として研究を進めた。過去72万年間をカバーする3035m長のアイスコアを解析して、精密年代をつけた化学成分や水同位体のデータセットについては、ほぼ完成した。大規模な気候変動のメカニズムについて研究を進めた。例えば硫酸塩エアロゾルが氷期-間氷期の気温変動に大きく寄与していたことを示した。また氷期の硫酸イオンの起源として、従来考えられていた海洋生物起源のものだけでなく、ダスト起源のものが多かった可能性が高いことを明らかにした。・コアデータの2009年版データセットを作成した。過去34万年間の第1期コアデータセツトについては、基本は2003年版の第一期基本解析データセットであり、これを一部エラーと思われるデータがあったので、再測定を行い、異常だと判断したデータを削除してまとめた。データの要素はおおむね50年平均の酸素同位体比、200年に1データの主要イオン(Na^+,Mg^<2+>,Ca^<2+>,Cl^-,NO_3^-,SO_4^<2->,MSA^-)濃度と固体微粒子(ダスト)濃度である。過去72万年をカバーする第2期コアデータセットについては、2399.50m-3028.10mについて、10cm間隔の連続サンプルを作成し、5つ飛びに測定してまとめた。データ要素は水同位(δD,δ^<18>O,d-excess)、主要イオン(Na^+,NH_4^+K^+,Mg^<2+>,Ca^<2+>,Cl^-,MSA^-,NO_3^-,SO_4^<2->)濃度、固体微粒子(ダスト)濃度、pHと電気伝導度である。ドームふじアイスコアコンソーシアム内で限定公開した。・南極氷期中の温暖化イベントであるAIMイベントについて、3万9千年前から3万6千年まで(772mから728mの深さに相当)のAIM8について、約10cmの連続サンプルを作成し,分析を進めている。AIM8の期間中にはダストと同位体には弱い相関があり、気温が下がるとダストが増えていた。・南極で掘削した複数の浅層コア(ドームふじ、ドーム南、MD364,YM85)のコア年代について、研究を進めた。沿岸から内陸まで堆積速度が異なる地点でも、大きな火山噴火の痕跡が残っていた。・ダストセンサーの分析法の改良を行っている。従来のレーザー式マイクロパーティクルカウンターと当該年度に購入したコールターカウンターによる測定を比較し、それぞれの優位性と問題点を洗い出している。・次年度購入予定である質量分析計の一部を購入した。・第51次南極地域観測隊に参加して、ドームふじ地点にて122m氷床コアと積雪ピットの採取、沿岸から内陸まで10km毎に表面積雪を採取した。・南極氷床上の沿岸から内陸に至る約1000kmの輸送ルートがあり、10km毎に採取した表面積雪のイオン、水同位体、ダストの分析を行った。過去の研究結果をふまえて、環境指標物質の輸送過程と堆積環境の変動を調べている。特に最近の大雪との関連に注目して学会発表した。・新たな浅層コアの分析は出来なかったが、すでにある複数コアのデータセットを用いて近年の地球環境変動についての研究を進めた。・南極の最終氷期中の数千年スケールの温暖化イベントであるAIMについて、10年以内の時間分解能でコア解析を進めた。イオンが2.5万年前から3.9万年前まで、水同位体が2.7万年から3.9万年、ダストが2.3万年から3.9万年までで、6つのAIMイベントが含まれる。平成23年度から重点的に研究を進める。・ドームふじコアの72万年間の基本データセット作成と高精度年代決定については研究を継続中。・ダスト分析法については、さまざまな検討をして、一応の解決をした。平成23年度にその経過をまとめて発表する予定である。・補助金にて購入した水同位体分析装置は立ち上げ中で、まだ定常的な運用には至っていない。・氷床コアから気温変動復元を高精度化するために、同位体モデルを用いた気温復元実験について詳細な再検討を行った。とくに、水分子の「水素」と「酸素」安定同位体比を両方とも解析に組み入れることで、水蒸気起源海域の水温復元の妥当性に注目して解析した。その結果、過去の研究結果とは異なり、水蒸気起源水温変動が有意に大きい推定値を得た。しかし、気温の復元結果は過去の研究とは大きくは異ならなかった。現在、この手法を他地点のアイスコアに適用し、妥当性を検討している。

・ドームふじ氷床コアの分析を継続した。・氷床コア含有気体の窒素と酸素の量比の2000年間隔の深部データが完成したので、これを用いてミランコビッチ・サイクルに基づく新たな年代決定を行っている。・ドームふじ深層コアの海塩性ナトリウムイオン(海塩エアロゾルの指標)、非海塩性カルシウムイオン(ダストの指標)、非海塩性硫酸イオン(海洋生物活動の指標)のフラックス変動の復元を行った。非海塩性硫酸イオンは、オービタルスケールの変動を示すものの、海塩性ナトリウムや非海塩性カルシウムとは異なり、気温と単純な逆相関の関係を示していなかった。氷期の寒冷期に、陸域のダスト起源の非海塩性硫酸イオンが増えた可能性が示唆された。・氷床コアから気温変動復元を高精度化するために、同位体モデルを用いた気温復元を行った。過去の研究結果とは異なり、水蒸気起源水温変動が有意に大きい推定値を得た。・氷期・間氷期サイクルとエアロゾル変動の対応に着目して、エアロゾルの濃度だけでなく組成という新しい古環境プロキシーに着目した解析をした。イオン濃度から硫酸塩濃度を復元し、その濃度が氷期間氷期スケールの気温変動と負の相関関係があることを明らかにした。この負の相関は硫酸塩が負の放射強制力として氷期間氷期スケールの気温変動に作用していることを示唆する。・極域雪氷試料のストロンチウムとネオジウムの同位体比の測定を元素の単離法の検討と磁場型多重検出型ICP-MSで可能にした。さらに四重極型(Q)ICP-MSの最適化により、元素濃度測定のサブpgオーダーの分析を可能にした。氷床表面の積雪試料の分析から、大陸起源粒子状物質の起源や希土類元素存在度パターンに関する情報が得られた。・トラジェクトリモデル及び客観解析気象データを用いた南極氷床への大気輸送起源の分布を、現在気候場における年平均および季節変化に着目し、沿岸域と内陸部での大気輸送の違いや各コア掘削点での特徴を得た。・研究計画の最終年度であり、ドームふじ氷床コアのデータセットの作成と高精度年代決定について研究を進め、ほぼ完成したが出版までには至らなかった。また、国際シンポジウム「極域アイスコア・地形地質・モデリングから迫る古環境変動とそのメカニズム」を共催した。地球環境が過去から現在まで大きく変動していることを招聘した海外の研究者とともに議論した。・ドームふじのアイスコア研究から、氷期の硫酸イオンの起源として、従来考えられていた海洋生物起源のものだけでなく、ダスト起源のものが多かった可能性が高いことを示した。O2/N2を用いて深度-年代を計算する手法を、統計数理研究所との共同研究により開発した。・マイクロ波酸分解法を用いてドームふじ氷床コア中の金属全濃度の測定し,過去70万年間の金属組成の気候変動への応答と特徴を解析した。氷期にはすべての元素が地殻に近い組成を示すが,温暖な時期には幅広い分布を示すグループ(Mg,Ca)と高い濃縮を示すグループ(Ba,Sr,Mn,Fe)があることが分かった.・南極ドームふじ氷床コアにおいて、急激な気温変動の代表的な年代である最終退氷期において、不揮発性の海塩・硫酸エアロゾル粒子を抽出し、X線分析装置で元素組成を分析した。300年分解能という高時間分解能での解析で、最終退氷期の水溶性エアロゾルの主成分は塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウムであることが分かった。
イネの厳格な限界日長応答を制御する概日時計と光シグナルの統合機構の解明

イネは、わずか30分の日長の違いを認識できるほど正確で、ON/OFFが明確な、花芽形成ホルモン(フロリゲン)Hd3a / RFT1遺伝子の転写制御をおこなう。これまでに、この正確な計時機構の遺伝子ネットワークが解析され、Grain number, plant height, and heading date 7 (Ghd7) →Ehd1→Hd3a/RFT1というイネ特異的なカスケードとHd1の相互作用が重要であることがわかってきた。このカスケードの上流に位置するGhd7の転写制御には、フィトクロムによる光信号伝達系と概日時計との相互作用が大きく貢献していると考えられている。またGhd7は開花期だけではなく、穂の形態形成、草丈、環境応答制御にも関わっていることが報告されており、その多面的な機能は収量などの重要農業形質に大きな影響を及ぼすと考えられる。本研究ではGhd7発現制御の解析を通して、イネの光と概日時計シグナルの統合機構と、開花期制御因子の多面的な機能について解析を行った。H30年度までに、Ghd7の発現誘導に必要な部位を特定するため、Ghd7の発現制御解析に関する形質転換体やGhd7ノックアウト形質転換体を作製した。これらの形質転換体について、出穂期調査、生育調査、Ghd7の発現解析、Ghd7の下流の遺伝子の発現解析等を行った。Ghd7ノックアウトイネは、長日条件で出穂期が早い、分げつが少ない、草丈が低いなどのフェノタイプが観察され、Ghd7が重要農業形質に大きな影響を及ぼすことが再確認された。高効率イネ形質転換法を用いて、Ghd7のC末端にレポーターが融合した形質転換イネを作製した。Ghd7はフィトクロムにより発現制御を受けると考えられたので、フィトクロム-GFPタンパク質が高発現する形質転換イネを作製し、フィトクロムによるChIP解析を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。イネは、わずか30分の日長の違いを認識できるほど正確で、ON/OFFが明確な、花芽形成ホルモン(フロリゲン)Hd3a/RFT1遺伝子の転写制御をおこなう。本研究ではGhd7発現制御の解析を通して、イネの光と概日時計シグナルの統合機構と、開花期制御因子の多面的な機能について解析を行う。H29年度は、Ghd7の発現制御解析に関する形質転換体を多数作製し、一部のラインについて解析を行った。フィトクロムによるChIP解析を行うため、フィトクロム-GFPタンパク質が高発現する形質転換イネをスクリーニングし、一部のラインについて十分と思われるタンパク質の蓄積が確認された。ある程度成長したイネでChIP解析を行う必要があるため、播種後8から12週のイネについて、固定条件およびクロマチン断片化条件を検討した。計画通り、Ghd7の発現制御解析のための形質転換体を多数作製し、一部については解析も行った。H29年度前半は、研究補助員が少なかったため研究が計画通りに進まなかったが、H30年1月から研究補助員を増員したため研究の効率が上がった。

Ghd7ノックアウトイネは、長日条件で出穂期が早い、分げつが少ない、草丈が低いなどのフェノタイプが観察され、Ghd7が重要農業形質に大きな影響を及ぼすことが再確認された。高効率イネ形質転換法を用いて、Ghd7のC末端にレポーターが融合した形質転換イネを作製した。Ghd7はフィトクロムにより発現制御を受けると考えられたので、フィトクロム-GFPタンパク質が高発現する形質転換イネを作製し、フィトクロムによるChIP解析を行った。Ghd7の転写制御に関わるゲノム部位を解析するため、H29年度に作製した多数の形質転換体について解析を行う。また、Ghd7の転写開始地点の情報を得るため、様々な抗体を用いてChIP解析を行う。フィトクロムによるGhd7の転写制御機構を明らかにするため、フィトクロム-GFPタンパク質を高発現するイネでChIP解析を行う。Ghd7タンパク質の発現と組織局在および細胞内局在を詳しく調べるため、Ghd7の下流にレポーターを融合した形質転換イネを解析する。一定の結果が得られ次第、学会発表や論文発表を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
カイコモデルを用いた細菌の節足動物内生存戦略及び病原因子の解明

近年の大きな気候変動から節足動物媒介性細菌感染症の新興、再興が予想されるが、細菌の節足動物内での生存を可能とする仕組み(生存戦略)やヒトに対する病原性への影響はほとんど解明されていない。本研究では、病原性微生物として野兎病菌を、節足動物としてカイコを使った感染モデル系を用いて、A.微生物の節足動物内での生存戦略、B.節足動物を経由することによるヒトに対する病原性への影響、C.ヒト細胞内での増殖メカニズムの3点に焦点を当て、そこに寄与する因子を同定することで、節足動物媒介性感染症の全貌に迫りたい。
2型ミオシンアイソフォームの細胞内動態の分子基盤

不活性化なミオシンIIは尾部が折り畳まれたコンパクトな構造(10S構造)をとることがinvitroの研究により提唱されているが、その生理的意義は解明されていない。本研究により、10S構造を形成できない変異ミオシンIIは脱会合しにくくなり、細胞が遊走する際に後方に蓄積されることがわかった。10S構造は不活性になったミオシンIIが再び会合するのを防ぎ、新たな細胞内領域にリクルートされることを可能にする役割をもつということを提唱した。2型ミオシン(ミオシンII)の2種類のアイソフォーム(IIAとIIB)が細胞内において、いかにして時空間的にフィラメントを形成し機能するのかを明らかにすることを目的とし、特に重鎖の尾部の役割に注目し研究を進め、今年度は以下のことを明らかにした。(1)各アイソフォームの約100アミノ酸残基のC末端尾部フラグメントのARF93とBRF102、及びそれらのnonhelical tailpieceの欠損変異体、さらにnonhelical tailpieceを交換したキメラ変異体を用いてCDスペクトルの測定を行なった。その結果、nonhelical tailpieceの高次構造がアイソフォーム間で異なる可能性を見いだした。また、これらの尾部フラグメントのα-helical coiled-coil構造の熱安定性を解析したところ、ARF93がBRFI02よりも熱安定性が高く、この安定性の違いはnonhelical tailpieceのみにはよらず、そこから少しN端側の部分が関与することが示唆された。(2)重鎖全長のIIA及びIIBのC-63領域を交換したキメラミオシンIIの細胞内局在が交換したC-63領域に依存することがわかった。このC-63領域は上記のnonhelical tailpieceとそのN端側の部分を含む。(3)尾部が折り畳まれた10S構造を形成する際に、平滑筋ミオシンにおいて調節軽鎖と結合することが報告された部位に相当する非筋細胞ミオシンIIBの部位を、10S構造を形成しない骨格筋ミオシンの相当配列に置換したキメラ変異体をヒト繊維芽細胞に発現させ、その挙動を解析した。その結果、キメラ変異体は細胞内で偏った局在を示すことがわかった。この局在は遊走中の細胞で顕著に見られ、キメラ変異体は遊走中に後方に取り残されるような挙動を示した。さらにこの変異体は、野生型に比べて細胞内で高度に会合していることが分かった。これはキメラ変異体が10S構造をとれずに常に伸びた構造をとっているためだと考えられる。以上のことから、10S構造はミオシンIIが不活性化時に会合してフィラメントになることを抑制する役割をもつと考えられる。2型ミオシン(ミオシンIIの2種類のアイソフォーム(IIAとIIB)が細胞内において、いかにして時空間的にフィラメントを形成し機能するのかを明らかにすることを目的とし、今年度は特に尾部が折り畳まれた10S構造と伸びた6S構造の変換の分子機構について新たな知見を得た。10S構造を形成する際に、平滑筋ミオシンにおいて調節軽鎖と結合することが報告された部位に相当する非筋細胞ミオシンIIBの部位を、10S構造を形成しない骨格筋ミオシンの相当配列に置換したキメラ変異体(IIB-NM)が、細胞が遊走する際に後方に取り残されるような挙動を示すことを昨年度に報告した。今年度は、この変異体(IIB-NM)の性質を詳細に調べた。(1)昆虫細胞発現系により調製したリコンビナントIIB-NMは調節軽鎖が脱リン酸化された不活性な状態でも、10S構造を形成するATP存在下の生理的塩濃度条件で、双極性のフィラメントを形成することがわかった。また、その際に観られたモノマーは6S構造を示していた。(2)GFP-IIB-NMとmCherry-IIB-WT(野生型)を同時に細胞に発現させ、ストレスファイバーが張っている同じ細胞内領域での挙動をFRAP法により解析したところ、GFP-IIB.NMの蛍光回復が常に遅いという結果を得た。(4)会合に重要である正電荷クラスターのP1の電荷逆転変異をIIB-NMにさらに加えた変異体IIB-NM-Plmは、細胞の遊走時に後方への極度の局在を示さなくなることがわかった。(5)IIA-NMも遊走時に前方にリクルートされにくくなるが、IIB-NMほど極度に後方に局在はしなかった。以上の結果から、遊走時にミオシンIIが前方にリクルートされるためには、モノマーになることが重要であり、10S構造はミオシンIIが不活性化時に会合してフィラメントになることを抑制する役割をもつということが示唆された。

今年度は、(1)ミオシンIIの各アイソフォームの細胞内局在に関わる分子基盤と、(2)細胞内での10S⇔6Sのコンフォメーション変化の分子基盤を研究し、アイソフォーム特異的な時空間的局在の生理的意味を明らかにすることを目標とし、以下の新たな知見を得た。(1)細胞質分裂時において、ミオシンIIBのほとんどが赤道面の収縮環に局在するのに対し、ミオシンIIAは収縮環のみならず両極にも局在した。分裂後、両極へ伸展する際には、移動時のラメラに相当する両極近傍にはミオシンIIAが多く局在し、ミオシンIIBは移動時の後方に相当する中央付近に多く局在した。各アイソフォームのC末端のnonhelical tailpieceを含む60残基程度の領域を欠損した変異体は細胞質内に拡散し、このC末端領域を交換したキメラ変異体はC末端領域側のアイソフォームと同様の局在を示した。これらの結果は、間期の局在と同様に、細胞質分裂時においても、この短いC末端領域がミオシンIIの各アイソフォームの細胞内局在を決めている可能性を示唆する。(2)Kikume GRとの融合タンパク質を用いたphotoconversion法による解析を行い、10Sを形成できないミオシンIIB-SK1・2(IIB-NMから改名)変異体は、高度に細胞骨格に取り込まれてダイナミクスを失ってしまうことが示された。また、IIB-SK1・2を強制発現させた細胞においては、内在性のミオシンIIAがIIB-SK1・2が局在した後方から排除され前方のみに局在し、遊走の速度と遊走方向の持続性が増加することがわかった。本研究によって、アイソフォーム特異的な細胞内局在には、C末端領域が重要な役割を担っていることが示された。また、細胞内でのミオシンIIの10S⇔6Sコンフォメーション変化が実際に起きていて、その細胞運動過程における重要性がはっきりした。本年度、目的としていた以下の3点、(1)ミオシンIIAとIIBの自己認識機構、(2)ミオシンIIAとIIBの細胞内局在の分子機構、(3)細胞内での10S⇔6S変化の実態、の中で特に(3)に関して今後の研究の方向性を決められる興味深い結果が得られた。(1)と(2)に関しては、細胞質分裂時に注目し、IIAとIIBの異なる局在と、それを決める分子内領域がわかりつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究によって、2種類のミオシンIIアイソフォーム(IIAとIIB)の細胞内における時空間的なフィラメント形成には、それぞれのアイソフォームのC末端領域が重要な役割をしていることと、10S⇔6S変換が適切に行なわれる必用があることがわかってきた。さらに、それぞれのアイソフォームの会合能の違いも関与している可能性があり、今後は、これらを結び付けることができる解析が必用と考えている。具体的には、それぞれの現象に関わる分子内領域の変異を組み合わせた変異体の細胞内での挙動と、in vitroにおける解析を行なう予定である。
キネシンに依存しない双極性紡錘体形成機構の解明

本研究では染色体分配装置である紡錘体微小管形成機構の包括的理解を目指し、以下の研究を行った。(1)5型キネシン温度感受性変異株のサプレッサー変異の取得と解析一昨年度に取得したcut7変異による温度感受性を抑圧するサプレッサー変異について、次世代シーケンス解析による原因遺伝子の特定を試みた。その結果、取得の予想されたPkl1を含むMWP複合体構成因子の変異に加え、微小管構成因子であるαおよびβ-チューブリン、微小管プラス端結合因子の変異が取得された。紡錘体微小管を詳細に観察した結果、cut7変異株では紡錘体微小管量が増大し、それに伴って、14型キネシン(Klp2)の局在量も増加すること、サプレッサー変異存在下ではこれら微小管量やKlp2量の増加が解消されることが判明した。したがって、cut7変異株では紡錘体形成に必須な力が低下しているのに加えて、過剰量の14型キネシンがより強力にCut7と拮抗的な力を発生させることで紡錘体が形成できず致死性を示すと考えられた。Yukawa et al., G3: Genes|Genomes|Genetics, 9(1): 269-280 (2019)(2)ヒト14型キネシンの紡錘体形成における機能互換性解析ヒト14型キネシンHSET/KifC1を分裂酵母内で過剰発現させた場合、分裂酵母の14型キネシン(Pkl1, Klp2)を過剰発現させた場合と同様、異常な単極性紡錘体しか形成できず、致死性を示すことを見出した。したがって、HSET/KifC1は酵母細胞内でPkl1やKlp2と同様、Cut7と拮抗的な力を生み出せることが明らかとなった。さらに、この致死性を利用することにより、ヒト14型キネシン阻害活性を酵母細胞の生育に置き換えて、細胞毒性と区別して評価する手法を確立することができた。Yukawa et al., Fungal Genet. Biol., 116: 33-41 (2018)染色体分配装置である紡錘体微小管の構造形成にはキネシンモーター蛋白質が重要な役割を果たし、特に5型キネシンの働きが必須であると考えられていた。しかしながら、我々は、分裂酵母の5型キネシン(Cut7)と14型キネシン(Pkl1)を同時に欠損させた分裂酵母が紡錘体を形成できることを見出した。そこで、本研究では、既知のキネシンモーターに依存しない新たな紡錘体形成機構の解明を目指している。以下に、その実施概要を示す。(1)5型および14型キネシン二重欠損株と合成致死性を示す変異株の取得既知のキネシンモーターに依存しない紡錘体形成機構に働く新規因子を同定するため、cut7pkl1二重欠損株と合成致死性を示す遺伝子欠損株のスクリーニングを実施した。具体的には、取得が予想される候補因子は微小管結合能を有する可能性が高いことから、分裂酵母データベースの情報を活用して微小管結合能を有することが既知の因子をコードする遺伝子欠損株を選抜し、cut7pkl1との合成致死性の有無を調べた。その結果、6型キネシンを含む7遺伝子がこの二重欠損株の生育に必須であることを新たに見出した。(2)5型キネシン温度感受性変異株のサプレッサー変異の取得紡錘体形成機構に働く新規因子を同定するため、cut7変異株が示す温度感受性を抑圧する変異株の取得を試みた。多数の変異株を取得し、取得の予想されたpkl1変異を含めて12の相補性グループに分類した。次世代シークエンス解析により、変異遺伝子の同定を行う。当初の計画通りに進んでおり、期待通りの成果が上がっている。染色体分配装置である紡錘体微小管の双極構造形成にはキネシンモーター蛋白質が重要な役割を果たし、特に5型キネシンの働きが必須であると考えられていた。しかしながら、分裂酵母の5型キネシン(Cut7)と14型キネシン(Pkl1)を同時に欠損させた分裂酵母が紡錘体を形成できることを見出した。そこで、本研究では、既知のキネシンモーターに依存しない新たな紡錘体形成機構の解明を目指し、以下の研究を行った。(1)5型および14型キネシン二重欠損株と合成致死性を示す変異株の解析昨年度取得したcut7pkl1二重欠損株と合成致死性を示す7遺伝子欠損株のうち、6型キネシン(klp9)および微小管ポリメラーゼ複合体(alp7/alp14)について温度感受性変異を新たに取得し、これら変異株の致死条件における微小管動態をライブイメージングにより詳細に観察した。その観察結果から、既知のキネシンモーターに依存しない紡錘体形成機構として、まず、微小管ポリメラーゼが双極性の短い紡錘体微小管を構築し、さらに6型キネシンがその微小管を伸長させることで紡錘体を形成させると考えられた。Yukawa et al., Mol. Biol. Cell 28(25): 3647-3659 (2017)(2)14型キネシンKlp2の紡錘体形成における機能解析分裂酵母のもう一つの14型キネシンKlp2がcut

7pkl1二重欠損株の紡錘体形成にどのような役割を果たすかについて検討した。その結果、Klp2は紡錘体微小管上に局在し、Pkl1と同様、Cut7と拮抗的な力を発生させることで紡錘体形成に関わることを見出した。Yukawa et al., J. Cell Sci. 131(1): 1-11 (2018)研究成果として論文2報を公表することができた。本研究では染色体分配装置である紡錘体微小管形成機構の包括的理解を目指し、以下の研究を行った。(1)5型キネシン温度感受性変異株のサプレッサー変異の取得と解析一昨年度に取得したcut7変異による温度感受性を抑圧するサプレッサー変異について、次世代シーケンス解析による原因遺伝子の特定を試みた。その結果、取得の予想されたPkl1を含むMWP複合体構成因子の変異に加え、微小管構成因子であるαおよびβ-チューブリン、微小管プラス端結合因子の変異が取得された。紡錘体微小管を詳細に観察した結果、cut7変異株では紡錘体微小管量が増大し、それに伴って、14型キネシン(Klp2)の局在量も増加すること、サプレッサー変異存在下ではこれら微小管量やKlp2量の増加が解消されることが判明した。したがって、cut7変異株では紡錘体形成に必須な力が低下しているのに加えて、過剰量の14型キネシンがより強力にCut7と拮抗的な力を発生させることで紡錘体が形成できず致死性を示すと考えられた。Yukawa et al., G3: Genes|Genomes|Genetics, 9(1): 269-280 (2019)(2)ヒト14型キネシンの紡錘体形成における機能互換性解析ヒト14型キネシンHSET/KifC1を分裂酵母内で過剰発現させた場合、分裂酵母の14型キネシン(Pkl1, Klp2)を過剰発現させた場合と同様、異常な単極性紡錘体しか形成できず、致死性を示すことを見出した。したがって、HSET/KifC1は酵母細胞内でPkl1やKlp2と同様、Cut7と拮抗的な力を生み出せることが明らかとなった。さらに、この致死性を利用することにより、ヒト14型キネシン阻害活性を酵母細胞の生育に置き換えて、細胞毒性と区別して評価する手法を確立することができた。Yukawa et al., Fungal Genet. Biol., 116: 33-41 (2018)今後、昨年度に得られた研究成果をもとにさらに展開する。論文にまとめられるものは成果として公表する。5型および14型キネシン二重欠損株の紡錘体形成にける微小管ポリメラーゼの役割について、さらに詳細に調べる。また、cut7pkl1二重欠損株と合成致死性を示す他の変異株についてもライブイメージングによる詳細な微小管動態観察を行う。さらに、5型キネシン温度感受性変異株のサプレッサー変異株の解析を行う。これらの解析により、既知のキネシンモーターに依存しない紡錘体形成機構の全容解明を目指す。主な理由として、設備備品として購入予定していたNanoDrop分光光度計より、Qubitフルオロメーターの方が安価かつ十分な性能を備えていたことから、こちらの購入に変更したため。(理由)旅費の支出を抑えることができたため。(使用計画)次年度の消耗品費にあてる。主に消耗品として使用し、成果について学会発表を行う。
ブリッジ・フィルター：新しいフィルター・クラスの提案

この研究では,Hodrick and Prescott(1997)により計量経済学分野で広く使われるようになったホドリック・プレスコット・フィルターやKim et al. (2009)により提案され,近年広く使われるようになりつつあるl1トレンド・フィルターなどのトレンド推定手法をその特殊ケースとして含む新たなフィルター・クラスであるブリッジ・フィルターを提案し,その性質を解明するとともに,調整パラメーター値の設定問題など応用上重要な課題に取り組み一定の成果を上げた。加えて,このフィルターを使えば既存の手法では実現できないトレンドの推定が可能になる様子を示した。本研究は,「ブリッジ・フィルター:新しいフィルター・クラスの提案」という研究課題のもと,Hodrick and Prescott(1997)によって提案されたホドリック・プレスコット・フィルター(以下,HPフィルター), Kim他(2009)によって提案されたl1トレンド・フィルターといったポピュラーなトレンド推定手法をその特殊ケースとして含む新たなフィルター・クラスを提案し,その応用上の課題克服を目指すとともに,そのマクロ計量経済分析への応用を試みる。新しいフィルターは,Fu (1998)により研究されたブリッジ回帰の特殊ケースとみなすことができる。研究計画の初年度は,Fu (1998)のレビューなど関連文献のレビューを行った。そのほか,この研究に応用できる関連研究として,l1トレンド・フィルターの調整パラメーター選択に関する研究,HPフィルターのリッジ回帰表現に関する研究を行い,研究成果を査読付国際学術誌に発表した。現在までの進捗状況はおおむね順調に進展していると判断できる。Fu (1998)のレビューなど関連文献のレビューを行ったほか,この研究に応用できる関連研究として,l1トレンド・フィルターの調整パラメーター選択に関する研究,HPフィルターのリッジ回帰表現に関する研究を行い,研究成果を査読付国際学術誌に発表できたことなどによる。本研究は,「ブリッジ・フィルター:新しいフィルター・クラスの提案」という研究課題のもと,King and Rebelo (1993)により研究された指数平滑化フィルター,Hodrick and Prescott(1997)により提案されたホドリック・プレスコット・フィルター(以下,HPフィルター), Kim他(2009)により提案されたl1トレンド・フィルター,そして1D fused lassoといったポピュラーなトレンド推定手法をその特殊ケースとして含む新たなフィルター・クラスを提案し,その応用上の課題克服を目指すとともに,マクロ計量経済分析への応用を試みる。新しいフィルターは,Fu (1998)により研究されたブリッジ回帰と密接に関連している。研究計画の2年目にあたる今年度は,この研究に応用できる関連研究として,(1)l1トレンド・フィルターを応用して米国の実質GDPの区分線形トレンドを推定する研究,(2)米国のNAIRU推定に関する研究を行い,それぞれの研究から得られた成果を査読付国際学術誌に発表した。そのほか,(3)HPフィルターにより推定されたトレンドが線形トレンドよりももっともらしい理由を解明する研究,(4)HPフィルターによるトレンドに加えてトレンドの外挿値を同時に推定できるようにHPフィルターを拡張する研究,そして(5)損失関数をチェック関数にしたHPフィルターの分位点回帰版の開発に関する研究を行った。この研究に応用できる関連研究として,l1トレンド・フィルターを使用して米国の実質GDPの区分線形トレンドを推定する研究を行ったほか,米国のNAIRUに関する研究を行い,研究成果を査読付国際学術誌に発表できたこと,損失関数をチェック関数に置き換えた新たなフィルターの開発に関する研究を新たに進めたこと,そしてpure HPフィルターを開発できたことなどによる。本研究は,「ブリッジ・フィルター:新しいフィルター・クラスの提案」という研究課題のもと,Hodrick and Prescott(1997)により計量経済学分野で広く使われるようになったホドリック・プレスコット・フィルター(以下,HPフィルター)やKim et al. (2009)により提案され,近年広く使われるようになりつつあるl1トレンド・フィルターなどのトレンド推定手法をその特殊ケースとして含む新たなフィルター・クラスであるブリッジ・フィルターを提案し,その応用上の課題克服を目指すとともに,そうしたフィルターに関する新たな知見の獲得を目指した。この研究は,Fu (1998)により提案されたブリッジ回帰に密接に関連している。3年間の研究期間の最終年度にあたる今年度は,研究成果をワーキング・ペーパーにまとめヨーク大学(英国),滋賀大学,そしてシンガポール・マネジメント大学で研究報告を行い,得られたコメントを考慮しながら研究の完成を目指した。この間併せてHPフィルターやl1トレンド・フィルターに関する関連研究を完成させ海外の査読付き専門誌に研究成果を出版するなどした。これらの成果は,ブリッジ・フィルターの性質に関する新たな知見の獲得につながった。例えば,l1トレンド・フィルターの調整パラメーター選択に関して行った研究は,ブリッジ・フィルターの実用化の上でも課題であったその調整パラメーター選択法の提案につながった。この研究の完成にはGCV計算上必要である実効自由度の計算に目途を付ける必要があるなど解決できていない課題もあるものの,今年度の研究により大きく研究は進展した。この研究では,Hodrick and Prescott(1997)により計量経済学分野で広く使われるようになったホドリック・プレスコット・フィルターやKim et al. (2009)により提案され,近年広く使われるようになりつつあるl1トレンド・フィルターなどのトレンド推定手法をその特殊ケースとして含む

新たなフィルター・クラスであるブリッジ・フィルターを提案し,その性質を解明するとともに,調整パラメーター値の設定問題など応用上重要な課題に取り組み一定の成果を上げた。加えて,このフィルターを使えば既存の手法では実現できないトレンドの推定が可能になる様子を示した。初年度に引き続き,関連研究の調査を行うほか,この研究に応用できるHPフィルターやl1トレンド・フィルターの研究を行い,最終的に最終年度での研究の完成につなげることを計画している。初年度,次年度に引き続き,関連研究の調査を行うほか,この研究に応用できるHPフィルターやl1トレンド・フィルターの研究を行い,最終的に最終年度での研究の完成につなげることを計画している。これまでの研究の過程で,開発を計画しているブリッジ・フィルターにもpureブリッジ・フィルターとでも呼べそうなフィルターが存在することに気付いた。研究期間の最終年度に当たる今年度は,こうしたpureブリッジ・フィルターを含めた形で論文をまとめる計画である。そのほか,損失関数をチェック関数にしたフィルターの提案とその実用化に向けた課題の克服もあわせておこないたい。次年度以降に国際学会に出席して研究成果を報告するために,当初研究助成金執行計画を変更したため。年度内に論文英文校閲の発注を行う可能性があったが,論文作成に時間がかかり校閲の発注が年度内に終了しなかったため3万円弱の助成金差額が生じた。本差額は,最終年度に,研究成果の報告や成果をまとめた論文の英文校閲,関連する研究を行う海外研究者との研究打ち合わせに使用する計画である。次年度以降に国際学会に出席して研究成果を報告するために使用することを計画している。本差額は,翌年度分として請求した助成金と合わせて,最終年度に,研究成果の報告や成果をまとめた論文の英文校閲,関連する研究を行う海外研究者との研究打ち合わせに使用する計画である。
適応格子型CIP法を用いた富山湾の深層水湧昇再現シミュレーションに関する研究

今年度は次の2項目について研究を行った。1:地形データの現況シミュレーション。2:海水のダイナミクスに関する検討。1については、富山湾の地形データを前年度に開発を行っていた適応格子型CIP法に導入した。その際、CIP法や適応格子法を3次元に拡張することも同時に行った。3次元化に関しては適応格子を実現するにあたり必須である8分木データ構造の検討や、CIP法の3次元係数の導出などを行った。これらの開発されたプログラムを用いて富山湾内の流動場再現シミュレーションを検討した。はじめに富山湾の流動場の現況を知るために富山商船高等専門学校が所有する若潮丸による富山湾のADCP調査のデータ解析を行った。この調査によると、富山湾では表層と亜表層で海水流動が反流している状況が確認された。また、CTD調査によると、水温1°C未満の水塊が、秋から冬にかけて水深400m付近から水深300m付近まで上昇する現象が見られ、深層水が定期的に湧昇している状況が確認された。本研究では湾内の流動シミュレーションを行うことで、表層と亜表層で反流が起こる様子や、湧昇を示唆する鉛直循環流れを再現することができた。これらの結果については日本海洋学会春季大会で発表を行った。2については、鉛直循環の起こる場所、もしくは特徴的な流れを生じさせる要因に関して、主に風を駆動力とした場合について検討を行った。これらの検討からは、特に氷見沖で北東方向に5(m/sec)の風が吹いた場合に強い潮流が発生することがわかり、近年この海域で急潮による漁業への被害が深刻になっているがその原因を裏付ける結果が得られた。この結果については、平成17年度北陸地区学生による研究発表会で発表を行った。さらに本研究を応用することで、沿岸域における適応格子法の有意性を、日本海洋学会秋季大会、および、日本機械学会年会で発表を行った。今年度は、次の三項目について研究を行った。1:CIP法の作成、2:適忘格子法の検討、3:富山湾の三次元数値シミュレーション。1のCIP法については、2次元での移流方程式についてプログラムを作成し、クーラン数の検討や、数値振動の回避、また、海洋シミュレーションに直接関係する波の伝播について本研究での基本的な部分の整備を行った。さらに、密度の異なる層が存在する場合にその境界での相互干渉についてのシミュレーションの検討を行った。2の適応格子法については、四分木型のデータ構造を用いることで二次元に関する浅水方程式を解けるようになった。この手法にETOPO5などの富山湾の地形を導入することで、湾内の流れを大まかに捉えることができた。結果としては、能登半島先端部での複雑な流れが存在することを示すことができ、さちに、湾南部で卓越しでいるといわれている東向流の存在を再現することができた。また、これらのシミュレーションから得られた流れ場については、ADCP現地調査から得られたデータと比較検証を行ない、定性的な湾内の流れ場は概ね再現できたことが確認された。この検討研究については、2005年度日本海洋学会春季大会で発表を行った。3については、CIP法や適応格子法は利用していないが、湧昇再現シミユレーションを行う場合に三次元的な検討は不可欠であるために、実際に構造格子型多層モデルのソフトウェアを開発しシミュレーションを行りた。このシミュレーションでは、富山湾で卓越する北東風や南西風により、富山湾南東部の新湊市や氷見市付近で湧昇や沈降といつた鉛直方向の流れが生じることを確認できた。この結果とCTDデータを比較し、湧昇を含む風による鉛直循環流れを検討した。なお、この研究についてはく平成16年度北陸地区学生による研究発表会で発表を行った。

この結果については、平成17年度北陸地区学生による研究発表会で発表を行った。さらに本研究を応用することで、沿岸域における適応格子法の有意性を、日本海洋学会秋季大会、および、日本機械学会年会で発表を行った。
ケモカインによる破骨細胞の走化性の研究

現在、歯周組織再生に局所応用される各種材料は、主に骨芽細胞の分化を目的としており、破骨細胞の骨吸収抑制を目的とする作用は期待し難い.そのため、再生療法において、骨吸収にはたらく因子の積極的な除去が必要である.そこで、破骨細胞の分化機構を阻害するのではなく、未分化破骨細胞の炎症局所への遊走を阻害することを企画した.単球/マクロファージ系細胞は、ケモカイン受容体を介してケモカインに応答することから、単球/マクロファージ由来である破骨細胞も、血液幹細胞から成熟破骨細泡への分化過程において、類似の機構により炎症局所へ集積することが推測される.そこで、生理的骨代謝機構を崩さずに炎症局所特異的に骨吸収を抑制するために、骨組織への破骨細胞の走化性を抑制すべきであると考えた.本実験系には、純化された未分化破骨細胞もしくは成熟破骨細胞が必要である。マウス大腿骨骨髄より調整した破骨細胞前駆細胞にM-CSF、OPGL/ODFを添加し未分化破骨細胞を得る系に関して、本実験の使用に耐えうる純度の細胞が得られないため、目下開発中である。さらに、同時進行として、純化されてないマウス由来大腿骨骨髄細胞を用い、各種ケモカインによる本細胞の遊走について、CCおよびCXCケモカイン受容体の経時的発現動態を検討中である。また、すでに系が安定しているウサギ由来成熟破骨細胞を用い、タンパク質レベルでのケモカイン受容体の発現を検討する.歯周疾患により吸収された骨の回復は、再生療法を駆使しても臨床的に満足する結果は必ずしも得られない.現在、歯周組織の再生に局所応用されているbone morphogenetic proteinやenamel matrix proteinは、主に骨芽細胞の分化を目的としており、破骨細胞の骨吸収抑制作用は期待し難い.そのため、再生療法における骨吸収活性因子の積極的な除去が必要であると考える.しかし、リウマチのような炎症性骨吸収疾患においてOCIFは、骨吸収抑制薬でなく鎮痛剤として用いられている現状から、歯周組織再生に応用することは困難であると思われる.したがって、炎症性骨吸収に対する抑制剤は、破骨細胞分化以外の機構を阻害する必要があることが示唆される.一方、免疫担当細胞は、ケモカインにより炎症部位に遊走し分化することが知られている.とくに単球/クロファージ系細胞のケモカインへの応答にCCR110およびCXCR14のケモカイン受容体が関与することから、単球/クロファージ由来である破骨細胞も、血液幹細胞から成熟は骨細胞への分化過程において、類似の機構により炎症局所へ集積することが推測される.そこで、生理的骨代謝機能を崩さずに炎症局所特異的に骨吸収を抑制するために、骨組織への破骨細胞の走化性を抑制すべきであると考え、本研究を企画した.破骨細胞は、必須分化因子であるosteoprotegrin-ligand/osteoclast differential factor (OPGL/ODF)により分化し、骨吸収活性を示す現在、本研究の使用に耐える破骨細胞前駆細胞の調整法、および同細胞を用いた走化性を検討するための実験系の開発中である。また、すでに系が安定しているウサギ由来成熟破骨細胞を用い、タンパク質レベルでのケモカイン受容体の発現を検討する.
血管系とネフロン機能分化の細胞制御ネットワークの解明

高血圧の発症や維持には腎が重要な役割を果たしている。今回は腎性脈管作動物質の生理的役割について検討した。レニン・アンジオテンシン系、カリクレイン・キニン系、プロスタグランディン系、チトクロムP450系などの脈管作動物質はネフロン特異性があり、各部位のネフロン機能と密接に関連している。また、ネフロンの成熟と老化にともない著明な加齢変化を示す。高血圧では腎性脈管作動物質の産生異常が認められる。アラキドン酸代謝系の第3経路であるチトクロムP450系は19-ヒドロキシエイコサテトラエノイン酸、20-ヒドロキシエイコサテトラエノイン酸(HETE)、エポキシエイコサトリエン酸(EET)を産生するが、その生理的役割を明らかにした。20HETEは抵抗血管である腎輸入細動脈において血管内皮細胞依存性の血管収縮作用を持つ昇圧因子であり、EETは血管拡張作用を有する。さらに、培養メサンギウム細胞や血管平滑筋細胞では、シクロオキシゲナーゼ系のプロスタサイクリンとチトクロムP450系のEETは細胞増殖に対して相拮抗して作動している。すなわち、前者は細胞増殖を抑制し、-後者は刺激する。アラキドン酸がシクロオキシゲナーゼにより代謝された場合には細胞増殖が抑制され、チトクロムP450により代謝された場合には細胞増殖が進展する。高血圧では前者が抑制され、後者の活性が亢進していることから、高血圧性血管障害や腎障害の進展機序にもこれらの脈管作動物質が関与していることが示唆される。今回は高血圧症の病態における腎性脈管作動物質の役割を検討した。レニン・アンジオテンシン系、カリクレイン・キニン系、プロスタグランディン系、チロクロムP450系などの脈管作動物質はネフロン特異性がり、各部位のネフロン機能と密接に関連している。また、本態性高血圧のみならず自然発症高血圧や食塩感受性高血圧モデル動物でも差異が認められる。高血圧では腎性降圧物質のカリクレイン・キニン系、プロスタグランディン系の産生低下が認められる。一方、アラキドン酸代謝系の第3経路であるチロクロムP450系により19-ヒドロキシエイコサテトラエノイン酸、20-ヒドロキシエイコサテトラエノイン酸が産生されるが、前者はNa-K-ATPaseを刺激し、後者は抵抗血管である単離した腎輸入細動脈において血管内皮細胞依存性の血管収縮作用を持つ昇圧因子である。高血圧ではこれらの産生が亢進している。さらに、培養メサンギウム細胞や血管平滑筋細胞では、シクロオキシゲナーゼ系のプロスタサイクリンとチトクロムP450系のエポキシエイコサトリエン酸は細胞増殖に対して相拮抗して作動している。すなわち、前者は細胞増殖を抑制し、後者は刺激する。アラキドン酸がシクロオキシゲナーゼにより代謝された場合には細胞増殖は抑制され、チトクロムP450により代謝された場合には細胞増殖が進展する。

アラキドン酸代謝系の第3経路であるチトクロムP450系は19-ヒドロキシエイコサテトラエノイン酸、20-ヒドロキシエイコサテトラエノイン酸(HETE)、エポキシエイコサトリエン酸(EET)を産生するが、その生理的役割を明らかにした。20HETEは抵抗血管である腎輸入細動脈において血管内皮細胞依存性の血管収縮作用を持つ昇圧因子であり、EETは血管拡張作用を有する。さらに、培養メサンギウム細胞や血管平滑筋細胞では、シクロオキシゲナーゼ系のプロスタサイクリンとチトクロムP450系りEETは細胞増殖に対して相拮抗して作動している。すなわち、前者は細胞増殖を抑制し、後者は刺激する。アラキドン酸がシクロオキシゲナーゼにより代謝された場合には細胞増殖が抑制され、チトクロムP450により代謝された場合には細胞増殖が進展する。高血圧では前者が抑制され、後者の活性が亢進していることから、高血圧性血管障害や腎障害の進展機序にもこれらの脈管作動物質が関与していることが示唆される。
筋電図法による単一運動単位の筋線維構成の同定

単一運動単位を構成する筋線維群(筋単位)は、その組織学的、生化学的性質が均一性をもつことが数多く報告されている。しかし、筋線維の興奮性膜の性質から均一性を追及した研究はみられない。そこで、興奮性膜の性質をあらわすひとつの指標と考えられる興奮伝導速度から筋線維構成を観察したところ、筋線維膜の疲労性に同一筋単位内あっても異質性が存在することを見出した。すなわち、持続的に一定筋力を発揮したとき筋線維の興奮伝導速度は個々の筋線維で異なった速度の減少を示した。また回復期においても、すみやかに前値へもどるものと15分の回復時間で元の速度へ回復しなかったものなど差異が顕著にあらわれた。この様な新知見の得られた理由として、新しい筋電図導出方法の確立と設備備品費より充当した増巾器及びデータレコーダの特性に大きく依存していると考えられる。次にこの知見を汎用性のある方法におきかえることに注目した。従来の方法(針電極法等)を用い運動単位の活動電位を導出し、同時に筋線維走行方向にそって表面電極を23コ装着して筋電図を導出する。表面筋電図から加算器等を用いて運動単位の活動電位を求める。持続的筋力発揮中に活動電位波形の振巾と期間を測定したところ、運動終板より離れた活動電位波形に低振巾や、持続時間の延長がみられた。これは上記の筋単位の筋線維構成が異質性であることと同じ意味を持つ。この様な方法を用いて数多くの運動単位の筋線維構成を定性的に求め、筋電図上から選手の競技特性などを調査することなどより広い応用性を見い出すことが今後の課題と考える。また、この研究テーマでは運動終板の疲労性など追及すべき問題点が数多く存在することが判明した。これらの点もあわせて今後の課題と考える。
オートファゴソーム形成過程の中期因子ＡＴＧ２の解析

本研究の目的は、オートファゴソーム形成において、特に解析が進んでいない中期段階の分子機構を解明することにある。本研究では、中期段階で機能すると考えられているタンパク分子ATG2の解析を行う。初年度にあたる平成27年度は、ATG2ノックアウト細胞株の樹立・解析を主に行った。1)CRISPR/Cas9システムを用いて、ヒト培養細胞からATG2ノックアウト細胞株を樹立した。表現系解析を行い、形態学的解析により適した細胞株として、マウス培養細胞からも同様にATG2ノックアウト細胞株を樹立した。2)また、ATG2相互作用分子Xについて、RNAiによる機能阻害実験を行い、分子Xの機能阻害によるオートファジー活性の低下が示された。ATG2が既知のオートファジー関連分子以外の分子との相互作用により、オートファゴソーム形成において機能している可能性が示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
持ち運び可能な肺磁界測定装置の開発と職業性粉じん曝露作業者への応用

じん肺に代表されるような、粉じん作業に伴う慢性の健康障害の一次予防において、肺内に蓄積した粉じん量を知ることができればきわめて有用である。粉じんの磁性を利用して肺内に沈着している粉じん量を推定する肺磁界測定法(Magnetopneumography)は約30年前に開発されたが、機器が大きく作業場への持ち運びが困難なため限られた研究でしか利用されていない。装置を小型化し持ち運び可能になれば、多くの作業において利用が広がる可能性がある。そこで我々は、肺磁界測定のための装置を小型化し、可搬性を高めることによって、粉じん作業の現場で容易に測定ができるように、新たな簡易型測定装置を製作するとともに、精度と感度を高めるように測定の手技を改善した。我々の製作した装置は、作業者の作業場へ持ち運ぶのに十分に小型化され、また通常の100ボルト電源で作動する。本試作装置を用いて溶接作業者の肺磁界測定を行い、十分な感度、精度が確保されていることを確認した。したがって溶接作業者の曝露評価、健康リスク評価に、本可搬型装置が利用されることが期待される。さらに溶接作業以外の磁性粉じん取り扱い作業への応用のため、いくつかの粉じんの磁性を測定し、溶接ヒュームと比較して5-30%程度の磁性強度を有することを確認した。その代表として、印刷用粉体トナー取り扱い作業を検討したところ、作業の環境が極めて良好なため、当初の試作装置には感度上なお改善の余地があることが示唆された。今後さらに装置の改良を行い、本作業者の測定を行う予定である。1肺磁界測定装置の小型化、軽量化今年度は、磁化コイルを改良し、肺に対する十分な磁化力を有し、かつ通常の100V電源で使用できる磁化コイル装置の製作を行うとともに、装置構成全般を改良し、可搬性を高めた。また胸部の磁化条件について検討するとともに、胸部の各所において磁束計から得られる残存肺磁界密度の値から、胸部全体の代表値を演算・推定する方法を考案した。2各種粉じんの磁性測定本研究で予定していた各種粉じんについて重量1mgの試料を作成し、その磁性強度を測定した。印刷用トナーのキャリア粒子、キャリアを含有する一成分系トナー、コバルトを含有する超硬合金試料、希土類磁石原料粉体数種において、溶接ヒュームを基準(100%)としたとき、5-30%程度の磁性が確認された。したがってこれらの粉じんに曝露されている作業者では、その沈着粉じん量を肺磁界測定で検出できるものと推察された。3作業者の測定今年度は超硬合金作業者で肺線維症を発症した1名の測定のみを行った。この例では曝露中止後相当時間が経過しており、また磁性源であるコバルトが体液中に溶出しやすいこともあって、本装置の感度内では磁性粉じんの検出ができなかった。来年度は、溶接作業者を比較対照にして、現在印刷用トナーおよび希土類磁石原料粉体を取り扱っている作業者の測定を、作業の現場で行えるように、現場との交渉を行った。1肺磁界測定装置の改良肺磁界測定装置の小型化、軽量化による可搬性の向上に関しては、昨年度にほぼ完了していたが、試験的な測定によって、なお測定精度を高める必要があることが判明したため、以下の2点について改良を行った。(1)架台の作成:肺磁界強度は、被検者の胸壁と磁束計の間の距離に大きく影響されるため、計測時に用いる組立式のスケール入り架台を作成するとともに、磁束計による胸壁スキャン時に光センサによってスケールを自動認識させることで、計測時の相互の位置関係が判るようにした。

(2)沈着粉じん量の視覚的表示:スキャンによって得られた磁界強度とあらかじめ測定しておいた粉じんの磁性から、肺の各部位の粉じん沈着量を推定し、これを立体的に表示させることで、作業者に判りやすい結果の視覚的表示を工夫した。2作業者の測定アーク溶接作業者に対して、制作した可搬型肺磁界測定装置による計測を、作業の現場で行った。工場内にモーターなどの強い磁場発生源がある場合はそのノイズを避ける必要があるが、測定の場所や時間を工夫することで、作業者の肺内に沈着した溶接ヒュームを、本装置によって感度よく検出できることを確認した。次に弱い磁性粉じん作業として、印刷用トナー取り扱い作業者に対する調査を実施した。この調査では、粉体トナー自体の磁性は十分に検出可能であったが、同時に実施した曝露量測定から推定された累積曝露量が低いため、作業の現場で行う肺磁界の計測でノイズレベルを超える検出を行うことは困難であった。したがって、溶接作業者以外の比較的弱い磁性粉じんに利用するためには、さらなる感度の向上が必要であることが示唆された。今後さらに装置の改良を進める予定である。