hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組織工学を応用した多血小板血漿移植に関する組織再生療法の開発

本年度の研究としては,まず,高濃度濃縮PRPの調製方法の検討を行った.当初の実験計画では約100倍の濃縮を目指していたが,操作途中の活性化の問題や,最終濃縮PRPの容量の問題から2030倍程度に濃縮したPRPが操作上も良好であることがわかった.すなわち,採取したイヌ末梢血10mlに1mlの抗凝固薬を添加した状態で遠心分離し,PRPの最終調製量を100μlとした.その結果,血小板濃縮率は平均20倍程度に濃縮された.また,遠心分離条件により,回収される血小板数に影響を与えるか検討を行うこととした.2回法の遠心分離のうち,1回目の遠心分離の条件を300×g,500×g,1000×g 10分間で遠心分離の条件を変えて,血小板収量に影響を与えるか検討を行った.その結果,300×gで最も血小板収量が高いことが明らかになった.次に実験動物を用いて高濃度PRPの創傷部位における作用の調査を行った.すなわち,イヌ下顎第3,第4前臼歯近心根部周囲に2壁性骨欠損を作製し,片側の骨欠損に高濃度PRPを移植し,対側は何も移植を行わず,対照群とした.実験観察期間中,術部の感染,排膿等の異常所見は認められなかった.また術部歯肉の炎症や形態,色調の異常は認められなかった.組織形態計測では,高濃度PRP移植により,新生セメント質の形成促進と上皮の深部増殖抑制作用が認められた.骨組織に関しては,高濃度PRPの移植により,形成が抑制される傾向を認めた.以上の結果から,高濃度濃縮PRPは,セメント質の再生と,上皮組織の深部増殖を抑制し,新生の結合組織性付着を促進させる可能性が示唆され,歯周組織再生効果があると考えられた.しかし,骨組織再生は,至適血小板濃度,または至適な成長因子濃度が存在することが推察された.本年度の研究としては,まず,高濃度濃縮PRPの調製方法の検討を行った.当初の実験計画では約100倍の濃縮を目指していたが,操作途中の活性化の問題や,最終濃縮PRPの容量の問題から2030倍程度に濃縮したPRPが操作上も良好であることがわかった.すなわち,採取したイヌ末梢血10mlに1mlの抗凝固薬を添加した状態で遠心分離し,PRPの最終調製量を100μlとした.その結果,血小板濃縮率は平均20倍程度に濃縮された.また,遠心分離条件により,回収される血小板数に影響を与えるか検討を行うこととした.2回法の遠心分離のうち,1回目の遠心分離の条件を300×g,500×g,1000×g 10分間で遠心分離の条件を変えて,血小板収量に影響を与えるか検討を行った.その結果,300×gで最も血小板収量が高いことが明らかになった.次に実験動物を用いて高濃度PRPの創傷部位における作用の調査を行った.すなわち,イヌ下顎第3,第4前臼歯近心根部周囲に2壁性骨欠損を作製し,片側の骨欠損に高濃度PRPを移植し,対側は何も移植を行わず,対照群とした.実験観察期間中,術部の感染,排膿等の異常所見は認められなかった.また術部歯肉の炎症や形態,色調の異常は認められなかった.組織形態計測では,高濃度PRP移植により,新生セメント質の形成促進と上皮の深部増殖抑制作用が認められた.骨組織に関しては,高濃度PRPの移植により,形成が抑制される傾向を認めた.以上の結果から,高濃度濃縮PRPは,セメント質の再生と,上皮組織の深部増殖を抑制し,新生の結合組織性付着を促進させる可能性が示唆され,歯周組織再生効果があると考えられた.しかし,骨組織再生は,至適血小板濃度,または至適な成長因子濃度が存在することが推察された.本年は,遠心分離を2回行う多血小板血漿(PRP)調製方法による血小板の濃縮率の検討と,調製したPRPによる歯周組織再生効果の検討を行った。その結果,PRPにはセメント質の再生や周囲軟組織の血管再構築の促進など歯周組織再生効果があることが分かった。すなわち,PRPの調製として,まず採取したイヌ末梢血を遠心分離し血小板の濃縮を行った。末梢血10mlから,最終調製量が0.5mlとなるようにPRPを調製した。調製したPRPの血小板濃縮率は平均5.5倍であった。さらに調製したPRPを人工的に作製した歯根周囲の骨欠損部内に移植し,歯周組織再生効果の検討を行った。PRPを移植しない場合と比較して,PRPを移植することによりセメント質の垂直的高さの形成促進と,上皮の深部増殖の抑制を認めた。骨組織に関しては有意な差は認めなかったが,PRP移植により骨組織の垂直的な形成が促進される傾向を認めた。さらに血管腔数の増加を認めた。以上の結果からPRPの歯周組織再生効果が確認できた。

PRP調製中の血小板に負荷ならびに刺激が加わると,活性化され主にα顆粒中に存在する成長因子が放出されることにより組織再生効果が低下してしまうことが考えられるため,回収された血小板のP-セレクチン量を測定し血小板が活性化されていないか確認を行っている。現在,血小板の凝集ならびに成長因子の放出を回避する目的で,PRP調製前にイヌ末梢血に対しPGE_1の添加を行っている。適正なPGE_1濃度と遠心分離の回転数,回転時間の諸条件を設定し,最終的に100倍の濃縮率が得られるように検討を行っている。今後さらに高濃度のPRP調製方法を実施し,人工的に惹起させた歯周炎による骨欠損モデルを作製し,高濃度濃縮血小板の移植の準備を行っている段階であり,曲小板の濃縮率の向上と安定が得られた段階で,高濃度血小板の歯周組織再生効果の検討を行っていく予定である。本研究の目的を達成するために,昨年度までに,遠心分離を2回行う多血小板血漿(PRP)調製方法による血小板の濃縮率の検討と,調製したPRPによる歯周組織再生効果の検討を行った。その結果,PRPにはセメント質の再生や周囲軟組織の血管再構築の促進など歯周組織再生効果があることが分かった。すなわち,PRPの調製として,まず採取したイヌ末梢血を遠心分離し血小板の濃縮を行った。末梢血10m1から,最終調製量が0.5mlとなるようにPRPを調製した。調製したPRPの血小板濃縮率は平均5.5倍であった。さらに調製したPRPを人工的に作製した歯根周囲の骨欠損部内に移植し,歯周組織再生効果の検討を行った。PRPを移植しない場合と比較して,PRPを移植することによりセメント質の垂直的高さの形成促進と,上皮の深部増殖の抑制を認めた。骨組織に関しては有意な差は認めなかったが,PRP移植により骨組織の垂直的な形成が促進される傾向を認めた。さらに血管腔数の増加を認めた。以上の結果からPRPの歯周組織再生効果が確認できた。本年度は,このPRPの効果をより強調するために臨床使用に実現可能なPRP濃度の調整を検討した。当初の実験計画では約100倍濃縮したPRPを目標にしていたが,操作途中の活性化の問題や,最終濃縮PRPの容積の問題から3035倍程度濃縮したPRPを移植することが,操作上も良好であることが分かった。さらに現在この高濃度に濃縮したPRPをイヌ実験的2壁性骨欠損を歯周組織に作成し,同部に高濃度PRPを移植し,現在観察期間の終了を待っている状態である。今後,同動物の組織学的な観察を詳細にし,最終年度にその結果を報告し,本研究の目的を達成したい。本年度の研究としては,まず,高濃度濃縮PRPの調製方法の検討を行った.当初の実験計画では約100倍の濃縮を目指していたが,操作途中の活性化の問題や,最終濃縮PRPの容量の問題から2030倍程度に濃縮したPRPが操作上も良好であることがわかった.すなわち,採取したイヌ末梢血10mlに1mlの抗凝固薬を添加した状態で遠心分離し,PRPの最終調製量を100μlとした.その結果,血小板濃縮率は平均20倍程度に濃縮された.また,遠心分離条件により,回収される血小板数に影響を与えるか検討を行うこととした,2回法の遠心分離のうち,1回目の遠心分離の条件を300×g,500×g,1000×g10分間で遠心分離の条件を変えて,血小板収量に影響を与えるか検討を行った.その結果,300×gで最も血小板収量が高いことが明らかになった.次に実験動物を用いて高濃度PRPの創傷部位における作用の調査を行った.すなわち,イヌ下顎第3,第4前臼歯近心根部周囲に2壁性骨欠損を作製し,片側の骨欠損に高濃度PRPを移植し,対側は何も移植を行わず,対照群とした.実験観察期間中,術部の感染,排膿等の異常所見は認められなかった.
トレーニングによる筋肉づくりに有利に作用するタンパク質に関する運動栄養学的研究

分岐鎖アミノ酸は、筋タンパクに豊富に含まれると同時に、運動時のエネルギー源としても利用されることが明らかにされつつある。本研究では、分岐鎖アミノ酸代謝の調節機構に関する基礎的研究と食餌タンパク質が体内の分岐鎖アミノ酸代謝に及ぼす影響を検討した。本研究において、ラット肝臓のBCKDHの活性調節には明確な雌雄差が存在することが明らかとなった。この所見は、ラットの分岐鎖アミノ酸代謝の調節が雌雄間でかなり異なることを示唆しており、ラットの成長率の雌雄差と考え合わせると興味深い。本研究の性腺摘出実験において、女性ホルモンはBCKDHキナーゼの発現を増加して肝BCKDH活性を抑制することが明かとなり、これが肝BCKDH活性の性差のメカニズムと考えられる。雌ラットの肝BCKDH活性は、30%もしくは8%タンパク食のいずれの食餌条件においても、運動負荷および絶食により著しく上昇した。この結果は、運動により分岐鎖アミノ酸の分解が促進されその必要量がかなり増加することを示唆している。すなわち、運動時では食餌からのタンパク質の摂取が少ない条件でも分岐鎖アミノ酸の酸化がかなり亢進し、その必要量が増加することを意味しているので、運動時には十分な分岐鎖アミノ酸を摂取することが重要であろう。本研究により、大豆タンパクよりも分岐鎖アミノ酸を多く含むカゼインの方がトレーニングラットの体内の分岐鎖アミノ酸量を高く保つために有利に作用することが示唆された。すなわち、トレーニングにより分岐鎖アミノ酸代謝の促進された状態では、分岐鎖アミノ酸を多く含むタンパク質を摂取することが筋肉づくりに有利に働くことを示唆している。分岐鎖アミノ酸代謝は、分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH)により律速されるが、本研究において、ラット肝臓のBCKDH活性は30%もしくは50%タンパク質のいずれかの食餌を与えても雄より雌で著しく低いので、分岐鎖アミノ酸代謝は雌雄間で大きく異なることが明らかとなった。BCKDHを不活性化するBCKDHキナーゼの活性は雄よりも雌で有意に高いので、分岐鎖アミノ酸代謝の雌雄差はBCKDHキナーゼの発現量の違いにより一部説明できると考えられる。さらに、雌雄のラットを去勢すると、雄では成長率と肝BCKDHとキナーゼ活性に影響はなかったが、雌では成長率の増加とともに肝BCKDHの著しい増加とキナーゼ活性の有意な低下を示し、いずれも雄のレベルに達した。従って、女性ホルモンは、キナーゼの発現量を促進し肝BCKDH活性を低下する作用を持つことが示された。また、肝BCKDHは体内の分岐鎖アミノ酸の充足度を示す指標となっている可能性が示唆された。低タンパク食(8%カゼイン食)を摂取したラット肝臓のBCKDH活性は著しく低いが、運動負荷により雌雄ともにその活性は有意に上昇した。この結果は、タンパク不足の条件でも運動は分岐鎖アミノ酸分解を促進することを意味しており、雌雄ともに運動時の分岐鎖アミノ酸利用率が高いことを示唆している。30%カゼイン食を摂取した雄ラットの肝BCKDH活性は40-50%が活性型で存在することより、次年度の肝BCKDH活性に対するタンパク質の種類の影響を比較する研究では、雄ラットに30%タンパク食を摂取させる条件が適当であることが明らかとなった。

分岐鎖アミノ酸代謝は、分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH)により律速されるので、本研究ではこの酵素活性を分岐鎖アミノ酸代謝の指標として用いた。昨年度のラット肝BCKDH活性に対する食餌タンパク質量の影響に関する研究では、雄ラットに30%タンパク食を摂取させる条件が食餌タンパク質の種類を比較するのに適当であることが明らかとなった。そこで本研究では、運動トレーニングしたラットの血清分岐鎖アミノ酸濃度と肝BCKDH活性に及ぼす動物性タンパク質(ミルクカゼイン)と植物性タンパク質(大豆タンパク)の影響の違いを比較検討した。その結果、安静ラットに対する食餌タンパク質の影響は認められなかったが、トレーニングラットでは、カゼイン食群に比べて大豆タンパク食群の血清分岐鎖アミノ酸濃度が低値を示す傾向が認められた。さらに、肝BCKDH活性は、カゼイン食群よりも大豆タンパク食群で低値を示し、血清分岐鎖アミノ酸濃度と対応した結果を示した。すなわち、運動により分岐鎖アミノ酸の消費量が促進され、分岐鎖アミノ酸含量の低い大豆タンパク食を摂取したラットでは血清のその濃度が低下し、それに伴い肝BCKDH活性も低下したと考えられる。これらの結果は、大豆タンパクよりもカゼインの方がトレーニングラットの体内の分岐鎖アミノ酸量を高く保つために有利に作用することを示唆している。
歴史文献を用いた過去の太陽活動の研究

本研究の目的は、歴史文献中に記述されている天体現象、特にオーロラと黒点の観測記録から、過去の太陽活動および宇宙天気現象の変遷を探ることである。今年度の成果としては、まず18-19世紀の巨大磁気嵐の記録の調査を行い、観測史上最大と言われていたいわゆるキャリントンイベントに匹敵するイベントが相当の頻度で起きていることを複数例で実証したことが挙げられる。この成果はすでに2本の論文として出版されている。また、放射性同位体などの解析から、キャリントンフレア以上のいわゆるスーパーフレアが起きた可能性がある西暦775年前後のオーロラ記録に関する史料の吟味を進め、当該の放射性同位体イベントがスーパーフレアであったという確証を得るには至っていないものの、新たな知見を得て論文にまとめている。また、太陽活動が極端に低調であった17世紀から18世紀にかけてのいわゆるマウンダー極小期と呼ばれる時期に日本と中国でオーロラらしい同時観測があることが以前から知られていたが、本研究で同時期のヨーロッパにおける黒点記録との照合を行い、実際にその時期には大フレアを起こしうるような巨大黒点がなかったこと、またオーロラの観測緯度から地磁気嵐の強さがDst indexで-300nT以上となることを明らかにした。この現象の説明を与えるために、Dst Indexの経験的な時間発展モデルを用いて、同程度の地磁気嵐が、黒点のない静穏領域にあるフィラメント噴出を起源とするコロナ質量放出で説明できることを明らかにした。この成果は論文出版受理の状態である。加えて、研究協力者が所属する機関等と協力して、市民参加型で歴史文献から天体現象を含む過去の自然現象の記録を探すイベンを開催し、その報告と考察を論文として出版している。太陽物理学としての成果が計4本の査読付き論文として出版ないし受理済みである。また、市民参加型イベントについては、近年注目が集まっているオープンサイエンスの文脈において、本研究の主目的である歴史文献を用いた太陽物理学がどのようにオープンサイエンスの流れに貢献し、またそこからフィードバックを得られるかについても考察を行い、論文を出版することができた。17-18世紀の現象のサーベイが想定以上に成果を挙げたことに加え、2年次以降に予定していた理論モデリング研究にも着手できたこと、オープンサイエンスという新しい学術的文脈への展開ができたことから、当初の計画以上の進展と判断した。引き続き広範な史料の渉猟と吟味を継続歯痛つ、今後は、いわゆる文献史料と現代的な観測をつなぐような、19世紀末から20世紀初頭にかけての太陽および地磁気観測データの活用にも研究を展開する。具体的には、京都大学花山天文台を始め、世界の天文台で観測され、ガラス乾板やフィルム写真としてデータが残っているもののうち、デジタル化が終わっているものを中心に分析を進める。
内視鏡と併用する胆管部腫瘍の非侵襲温熱治療用微細径アンテナの開発

がんの温熱治療とは,がん細胞が正常細胞よりも熱に弱いことを利用したがん治療の一つである。この治療法の成否は,患部をいかに効率よく加温できるかに左右される。本研究では,内視鏡に装備されている鉗子孔に挿入し胆管部を非侵襲で効率的に加温可能な微細径フレキシブルマイクロ波アンテナの実用化に関する研究を行った。まず,ブタを用いた動物実験結果より,血流存在下でのアンテナへの投入電力と周辺組織の温度上昇の関係より,アンテナ直径や耐電力などを決定した。さらに,共同研究を行っている医師の意見を聴取し,臨床現場で使用しやすい治療用マイクロ波アンテナを開発した。さらに,胆管部腫瘍の治療に多く用いられている金属ステント留置下での本アンテナの加温特性について検討を行い,この場合の効率的な加温方法についてもいくつかの知見を得た。本研究では,内視鏡に装備されている鉗子孔に挿入し胆管部を非侵襲で効率的に加温可能な微細径フレキシブルマイクロ波アンテナの実用化に関する研究を行う。本年度は,まず,以前に行ったブタ胆管に試作した上記アンテナを挿入し加温した際のデータを詳細に解析し,血流存在下でのアンテナへの投入電力と温度上昇の関係を考察した。この結果,血流による冷却効果は当初考えていたよりも大きく,患部の加温を行うには,比較的大きな電力が必要であることがわかった。そして,それらの結果を踏まえて,アンテナ直径やその耐電力などを決定した。また,本年度導入した実際の臨床現場で広く使用されているマイクロ波治療器の使用法を習得し,その特性を把握した。さらに,胆管内視鏡を日常的に診断・治療に使用している医師と詳細な意見交換を行い,ヒトに対する臨床使用に耐え得るアンテナの基本設計指針を見出した。その上で,アンテナの試作を行うにあたり,その電気的特性だけではなく,医師が扱いやすい硬さや表面コーティングなどを,生体適合性材料のみを用いていかに実現するか,既存の医療用具を参考にして検討を続けた結果,アンテナ試作に向けたおよその道筋をつけることができた。次年度は,これらの成果をもとにして,実際にヒト胆管部腫瘍の温熱治療に使用可能なアンテナを製作することを目的とする。本年度は,昨年度の検討結果をもとにして,臨床使用可能なフレキシブルマイクロ波アンテナの試作を行った。試作にあたっては,"臨床使用時に衛生状態を維持できる"・"医師が操作しやすい"といったような観点からもさらに検討を行った。現在は,試作したアンテナを臨床使用するために,医療機関の関係者と相談を重ねている。一方,現在の胆管部腫瘍の治療では,狭窄した胆管を拡張するために金属ステント留置が行われることが多い。この場合には,留置直後は胆管狭窄による諸症状の著しい改善が認められるものの,数か月後には,腫瘍細胞の成長により再狭窄が生じることが多い。こういった場合に,マイクロ波による温熱治療を行うことができれば,その効果が期待できる。しかし,金属ステントがマイクロ波を遮蔽するため,金属ステント内にアンテナが挿入された場合には,効率的な加温ができないことが明らかになった。そこで本研究では,マイクロ波を遮蔽しない金属ステントの構造について基礎検討を行い,いくつかの知見を得た。これについては,研究期間終了後も検討を続けていく予定である。
パンルベ方程式と可積分系

野海と山田は,アフィンワイル群の観点からパンルベ(型)微分方程式の系統的な一般化を与えた.この成果は野海の著書にまとめられ,この方面の研究を多いに活性化した.パンルベ6型方程式についても,新しいラックス形式を発見した.また,パンルベ方程式に現れるアフィンワイル群の双有理表現が,ルート系に関して普遍的構造をもっていることを示し,ガウス分解に基づくリー環論的な背景も明らかにした.さらに,得られたアフィンワイル群の双有理表現は,タウ関数にまで持ち上げが可能であり,タウ関数について,アフィンリー環の表現行列としての意味と,差分系的パンルペ性(正則性)が確認された.また,この構成から,与えられた表現がドリンフェルト・ソコロフ方程式系の相似簡約により得られるパンルベ型方程式の対称性を与えていることも明らかになった.一方で,アフィンワイル群を対称性にもつ離散可積分系について,梶原・野海・山田はq-パンルベ4型方程式とその特殊解を考察した.さらに,その拡張として,W(A^<(1)>_<m-1>×A^<(1)>_<n-1>)のアフィンワイル群の双有理表現を構成し,離散パンルベ方程式との関連を考察した.得られたアフィンワイル群の双有理表現は,トロピカル(=全正値)な表現であり,超離散化により超離散ソリトン系および可解格子模型(のクリスタル極限)と直接つながるものであることが判明した.野海・山田は,こうした表現の組み合わせ論的応用を示した.関連して,q-KP方程式とその多項式解に関する1つの定式化を与えた.増田等は(q-)パンルベ5,6型方程式の特殊解の行列式表示を与えた.高野・野海・山田は初期値空間の局所座標系とアファインワイル群との関係を示し,齋藤はパンルベ方程式の初期値空間の代数幾何学的特徴付けを与えた.以上の様に,本研究課題は,ほぼ全ての研究目標について満足すべき成果を得た.野海と山田は,アフィンワイル群の観点からパンルベ(型)微分方程式の系統的な一般化を与えた.この成果は野海の著書にまとめられ,この方面の研究を多いに活性化した.パンルベ6型方程式についても,新しいラックス形式を発見した.また,パンルベ方程式に現れるアフィンワイル群の双有理表現が,ルート系に関して普遍的構造をもっていることを示し,ガウス分解に基づくリー環論的な背景も明らかにした.さらに,得られたアフィンワイル群の双有理表現は,タウ関数にまで持ち上げが可能であり,タウ関数について,アフィンリー環の表現行列としての意味と,差分系的パンルペ性(正則性)が確認された.また,この構成から,与えられた表現がドリンフェルト・ソコロフ方程式系の相似簡約により得られるパンルベ型方程式の対称性を与えていることも明らかになった.一方で,アフィンワイル群を対称性にもつ離散可積分系について,梶原・野海・山田はq-パンルベ4型方程式とその特殊解を考察した.さらに,その拡張として,W(A^<(1)>_<m-1>×A^<(1)>_<n-1>)のアフィンワイル群の双有理表現を構成し,離散パンルベ方程式との関連を考察した.得られたアフィンワイル群の双有理表現は,トロピカル(=全正値)な表現であり,超離散化により超離散ソリトン系および可解格子模型(のクリスタル極限)と直接つながるものであることが判明した.野海・山田は,こうした表現の組み合わせ論的応用を示した.関連して,q-KP方程式とその多項式解に関する1つの定式化を与えた.増田等は(q-)パンルベ5,6型方程式の特殊解の行列式表示を与えた.高野・野海・山田は初期値空間の局所座標系とアファインワイル群との関係を示し,齋藤はパンルベ方程式の初期値空間の代数幾何学的特徴付けを与えた.以上の様に,本研究課題は,ほぼ全ての研究目標について満足すべき成果を得た.平成11年度科学研究費交付申請書に掲げた具体的課題の項目ごとに研究概要を示す。1ルート系への拡張:分担者山田、野海、高崎:A^<(1)>_n型以外のルート系への拡張は、ドリンフェルト・ソコロフ方程式系の理論を用いることにより、ルート系について普遍的な一般化に成功した(論文準備中)。これらの一般化されたパンルベ方程式系と古典的パンルベ・ガルニエ系との関係の解明が今後の課題である。2アフィンワイル群の表現:分担者山田、野海:ベックルンド変換の表現としてのアフィンワイル群の表現の幾何学的由来は、旗多様体上の自然な表現として理解されることがわかった(論文準備中)。無限次元ループ群の場合の厳密な定式化が課題である。3タウ関数の正則性:分担者山田、野海:タウ関数の主要部をなすコサイクル因子の構造が、少なくともA型の場合には、組合せ論的レベルまで詳しくわかって来た。他のルート系についても考察中である。4離散パンルベ方程式:分担者山田、野海、梶原:超離散のパンルベテストを梶原らが提唱した。関連する戸田方程式やその離散版について、行列式型の一般解の構成に成功した(太田(広島大)、増田(同志社)との共同研究、論文投稿中)。5初期値空間:分担者高野、齋藤、木村:高階パンルベ

方程式の初期値空間について、ベックルント変換との本質的関連が高野により見出され、今後の研究に重要な手掛かりを与えた。6ガルニエ系の研究:分担者高野、木村、野海、山田:ガルニエ系の初期値空間について、木村が基本的な計算を進めている。7その他:分担者全員:連続および離散パンルベ方程式の有理解の構造について、梶原を中心とする精力的な研究が進展中である。特に、方程式の合流における特解の振舞が興味深い。また、高崎によるカロジェロ系とトーラス上のモノドロミー保存変形との関連の発見も特筆すべき成果であった。平成12年度に,この研究により得られた主な結果は以下のとおりである.1.『アフィンワイル群の双有理表現』パンルベ方程式のベックルント変換として現われるアフィンワイル群の双有理表現は,本研究の主要テーマであり,野海と山田が系統的な研究を進めて来た.特にこの1,2年の研究の結果,こうした表現を,アフィンリー環の表現論や対応する(より一般のKac-Moodyリー環の)ポアソン代数を基礎として,極めて一般的な形で定式化することに成功した.この結果,タウ関数の基本性質であるコサイクルの多項式性の予想を解決するとともに,Drinfeld-Sokolov方程式系との関連を明白に理解できるようになった.2.『qパンルベIV方程式とその特殊解』1.で述べたアフィンワイル群の双有理表現は,ルートのパラメータについて加法的な表現である.そのq変形版にあたる乗法的な表現については,数年前に雛型となる表現を得ていたが,その後進展はなかった.本年度の研究で,梶原,野海,山田は,この乗法的表現をベックルント変換とするようなパンルベ方程式を考察した.特に,ルート系がA^<(1)>_2の場合に対応する方程式として,q差分パンルベIV方程式と呼ぶべきもの(の対称形式)を構成することができた.さらに,この系の特殊解を考察し,qエルミート解やq岡本解および,そのベックルント変換の系列全てを具体的に決定した.以上の結果は学会や国際会議等で発表し,学術論文として投稿中である.3.『その他の研究』関連して,ワイル群の組合せ論的表現とその対称関数への応用,および初期値空間の構成等についても,いくつかの進展があった.本年度の研究で、アフィンワイル群の表現より実現される離散パンルベ方程式の構造と表現論、組み合わせ論との関連が一層明確になった。梶原、野海、山田は、乗法的アフィンワイル群の表現に由来するq-差分パンルベ方程式を研究し、直積のアフィンワイル群W(A^<(1)>_<m-1>)×W(A^<(1)>_<n-1>)の乗法的表現を構成した。これは昨年度に得られたq-P_<IV>方程式とそのベックルンド変換をm=3,n=2の場合として含み、その一般化を与えている。この系では、アフィンワイル群の一方W(A^<(1)>_<m-1>)を対称性とみると、もう一方W(A^<(1)>_<n-1>)はそれと可換な離散的時間発展を担うものと考えられ、q-P_<IV>方程式の対称性を一般のA^<(1)>_<m-1>型に拡張するばかりでなく、ヒエラルヒー的な時間発展を含む拡張にもなっている。実際、このヒエラルヒー的方程式は、q-KP方程式としても定式化できることも示した。山田は、上記の一般化されたW(A^<(1)>_<m-1>)×W(A^<(1)>_<n-1>)型パンルベ方程式のベックルンド変換であるワイル群の表現は、ソリトン・セル・オートマトンの構成に用いられるものと全く等価であることを明らかにした。こうして、W(A^<(1)>_<m-1>)×W(A^<(1)>_<n-1>)型の系は、超離散極限において、A型スピン系のクリスタル極限として得られる箱玉系と等価であることが示された。
バクテリア定常期を決定するクオラムセンシング

アセトン・ブタノール菌は継代培養あるいは連続培養すると、主要発酵生成物であるアセトン・ブタノールの生成能を失った退化株が主要菌株となることが知られている。高ブタノール生成性アセトン・プタノール菌Clostridium saccharoperbutylacetonicum N1-4の退化株DGN3-4は、ソルベント生成遺伝子オペロン(bld、ctfAB,adc)を失っていないにも関わらずそのアセトン・ブタノール生成能が著しく低下していた。野生株は対数増殖期に有機酸(酢酸、酪酸)を生成し、定常期にいたってアセトン・ブタノール生成へと代謝転換するが、退化株はその代謝転換能に欠陥を有すると推考された。我々は、退化株DGN3-4の代謝転換能を回復する因子が野生株細胞外に蓄積されることを見出し、本物質が代謝機能を大幅に変換する新規なクオラムセンシング系のオートインデューサーであると考察し、その精製を試みた。まず、細胞外に蓄積される野生株代謝転換因子factor Sを限外濾過、逆相カラムによる濃縮、さらに逆相、順相の両高速液体クロマトグラフィを行い精製した。本精製標品は、退化株のアセトン・ブタノール生成能を回復能を保持していた。さらにコレステリル基による逆相カラムによる生成を行い、MS解析した結果、代謝転換因子の分子量は718Daであることが示唆された。FMOC-Clにより置換されなかっとことからペプチドである可能性は低いと考えられた。一方、本代謝転換因子factor Sの添加により回復する機能を見出すため、factor S添加条件下のタンパク質プロファイルを非添加条件下および野生株と比較したところ、factor S非添加条件下では野生株対数増殖期と同様のプロファイルを示し、添加条件下では野生株定常期と同様のプロファイルを示すことが明らかとなった。添加後発言量が著しく増大したタンパク質スポットの同定を行ったところ、ADC(アセトアセテートデカルボキシラーゼ)、Hsp18(熱ショックタンパク質)の増大が認められた。以上の結果から、factor Sはアセトン・ブタノール生成能など本菌生育に重要な細胞機能に影響を与えるばかりでなく、細胞代謝転換の全般に影響を与えるものと考えられた。高ブタノール生成性アセトン・ブタノール菌Clostridium saccharoperbutylacetonicum N1-4は継代培養中にアセトン・ブタノール生成能に欠陥を有した退化株を生じる。野性株は対数増殖期に有機酸(酢酸、酪酸)を生成し、定常期にいたってアセトン・ブタノール生成へと代謝転換するが、退化株はその代謝転換能に欠陥を有すると推考された。我々は、本菌退化株の代謝転換能を回復する因子が野生株細胞外に蓄積されることを見出し、本物質が代謝機能を大幅に変換する新規なクオラムセンシング系のオートインデューサーであると考察し、その精製を試みた。細胞外に蓄積される野生株代謝転換因子factor Sを限外濾過、逆相カラムによる濃縮、更に逆相、順相の両高速液体クロマトグラフィを行い精製した。精製標品をLCMSにより分析したところ[M+Na]^+=437.19194の物質であることが示された。本精製標品は退化株のアセトン・ブタノール生成能の回復能を保持していた。さらに構造解析を推し進める予定である。一方、本代謝転換因子factor Sの添加により回復する機能を見出すため、factor S添加条件下のたんぱく質プロファイルを非添加条件下および野生株と比較したところ、factor S非添加条件下では野生株対数増殖期と同様のプロファイルを示し、添加条件下では野生株定常期と同様のプロファイルを示すことが明らかとなった。以上の結果から、factor Sはアセトン・ブタノール生成能など本菌生育に重要な細胞機能に影響を与えるばかりでなく、細胞代謝転換の全般に影響を与えることが明らかにされた。

一方、本代謝転換因子factor Sの添加により回復する機能を見出すため、factor S添加条件下のタンパク質プロファイルを非添加条件下および野生株と比較したところ、factor S非添加条件下では野生株対数増殖期と同様のプロファイルを示し、添加条件下では野生株定常期と同様のプロファイルを示すことが明らかとなった。添加後発言量が著しく増大したタンパク質スポットの同定を行ったところ、ADC(アセトアセテートデカルボキシラーゼ)、Hsp18(熱ショックタンパク質)の増大が認められた。以上の結果から、factor Sはアセトン・ブタノール生成能など本菌生育に重要な細胞機能に影響を与えるばかりでなく、細胞代謝転換の全般に影響を与えるものと考えられた。
ヒト脱落乳歯由来幹細胞を用いた自閉症治療法の開拓

ヒト脱落乳歯由来肝細胞(SHED)は、乳歯歯髄から単離した多分化能をもつ間葉系幹細胞である。本研究は、SHEDを活用して自閉症の病態解明を行うことを目的としている。健常児と自閉症児各5名の乳歯を保護者の同意のもとに採取した。歯髄からSHEDを調整後、ドパミン神経細胞へ分化させ、神経細胞の形態解析を行った。自閉症児SHEDから分化させたドパミン神経細胞は、健常児SHEDと比較して神経細胞突起の長さが有意に短く、その分岐数についても有意な減少がみられた。また、自閉症群において、健常児群と比較し、神経細胞のミトコンドリア活性と神経細胞突起に局在するミトコンドリア数に有意な減少を認め、神経細胞内ATPとカルシウム濃度においても有意な低下がみられた。次に、神経突起伸張に関与する脳由来神経栄養因子であるbrain derived neurotrophic factor(BDNF)が自閉症児SHEDから分化させたドパミン神経細胞の突起伸張に直接的に関与しているか否かを確認するために、SHEDから分化させたドパミン神経細胞と、BDNFとの共培養を行った。健常児のドパミン神経細胞においては単独培養と比較し、BDNF共培養群では神経突起の長さや分岐数に有意な増加を認めたが、自閉症児のドパミン神経細胞においては、単独培養と比較し有意な差はみられなかった。以上のことから、神経突起伸張に関与するBDNFが、その下流のシグナルであるミトコンドリア機能に低下をもたらし、その結果、ドパミン神経細胞の突起伸張が抑制されることが明らかとなった。歯髄からSHEDを調整後、ドパミン神経細胞へ分化させ形態解析を行った。自閉症児SHEDより分化したドパミン神経細胞は神経突起が有意に短く分岐数も減少していた。さらに神経細胞のミトコンドリア活性および神経突起に局在するミトコンドリア数に減少を認め、神経細胞内ATPおよびカルシウムレベルの有意な低下がみられた。このことから、ミトコンドリアの機能低下によるドパミン神経細胞の突起伸張抑制が自閉症の病態に関与を示していることが明らかになった。自閉症児の歯髄調達および分化誘導に時間を要したため。若干の研究の遅れは生じたが、予定通りの計画で遂行している。今後は視床下部神経細胞への分化を完了させ計画に従い自閉症病態解明に向けて解析を進めていく。視床下部神経細胞への分化誘導を行う計画が本年度に遂行できず、次年度に繰り越すこととなったため。
境界付き多様体のシンプレクティック幾何学と接触トポロジーとその応用

今年度は主に以下の成果を得た。(1) S. Kim, Y.-G. Oh両氏との共同研究で、結び目の補空間のwrapped Floerホモロジーを構成した。ここでは構成に現れるモデュライ空間のコンパクト性に関わる解析的な問題を乗り越えることが主な研究上の困難であった。この研究成果は、3人の共著として結び目補空間のwrapped Floer理論については、来日する少し前から共同研究をしていて、今年度中に論文として仕上げることができた。Legendrian graphについてはB. An氏との共同研究によるChekanov-Eliashberg DGAの構成に続き、ruling invariantについてT. Kalman氏を加えて進展を見せている。その他の研究成果発表についてもLegendre結び目に対しては、Chekanov-Eliashberg DGAあるいは正則曲線の理論を使ったFloer理論的な不変量の他に、Shende氏、Treumann氏、Zaslow氏による超局所層の理論を用いた研究があり、外国人特別研究員のBae氏はその動向にも強い関心を示し、Tao Su氏、Yu Pan氏との議論などを通してその理解に努めている。Legendre結び目が様々な研究の交差点として現れているので、研究の方向として良い。今後も共同研究者のみならず、様々な研究者との交流を続けて更に優れた研究者となることを期待している。(1) 3次元接触多様体の中のルジャンドル絡み目のChekanov-Eliashberg代数の研究はよく知られている。それによりルジャンドル結び目、絡み目で古典的不変量では区別できない組を区別できる場合があることなど強力な研究手段を提供している。研究分担者のY. BaeはB.An氏との共同研究で、ルジャンドルグラフに対するChekanov-Eliashberg代数の構成に成功した。通常のChekanov-Eliashberg代数が有限生成であるのに対し、ルジャンドルグラフに対してのそれはグラフが枝別れする点ごとに無限個の生成元が現れることが大きく異なり、構成においても注意を要する。この研究成果をB. An and Y. Bae, A Chekanov-Eliashberg algebra for Legendrian graphs (arXiv:1803.05717)に纏めた。(2)結び目補空間の余接束で、底空間のエンドに付随した然るべきラグランジュ部分多様体の列を考え、そのwrapped Floerホモロジーを用いて結び目の不変量を構成する計画を進めた。すなわち、エンドに収束するラグランジュ部分多様体(底空間が負曲率のときにBusemann関数のレベル集合の余法束たち)のwrapped FloerホモロジーやA-無限大構造を研究を通して、特に双曲結び目の研究に新しい視点を与え、結び目接触ホモロジーと関連付けながら研究する。ここでは、正則曲線のモデュライ空間のコンパクト性についての議論で新しいアイデアが必要となる。この研究は、2018年度以降も継続する計画であり、S. Kim, Y-G. Oh両氏との共著論文に纏めるべく研究に励んでいる。Y. Baeは2017年10月末に外国人特別研究員として着任し、ルジャンドルグラフのChekanov-Eliashberg代数の構成や結び目補空間の余接束のFloer理論の研究の進展状況や議論の細部について、定期的に受け入れ教員の小野とセミナーを持ち議論をした。彼はこれまで、シンプレクティック構造や接触構造の研究で実績を上げているが、京都の低次元トポロジーの若手研究者とのセミナーなどを通して幅も広げつつある。着実に研究が進展している印象をもったので、「おおむね順調に進展している」と判断した。その他の研究成果発表についてもY. Baeは外国人特別研究員として着任した時から具体性のある研究計画を立てており、関連するいくつかの研究テーマを持っている。日本国外の研究者(Pohang IBS-CGP Y.-G. Oh氏, B. An氏, Giessen大学K. Zehmisch氏)と研究交流を保ち、また日本の研究者とも議論を深めることで、彼自身の研究テーマを深めていくことができると考えている。来日して半年ほどであるが、日本の研究集会で講演したり、他大学のセミナーに招かれ講演をしているので、その点でも心配はしていない。Legendre結び目に対しては、Chekanov-Eliashberg DGAあるいは正則曲線の理論を使ったFloer理論的な不変量の他に、Shende氏、Treumann氏、Zaslow氏による超局所層の理論を用いた研究があり、外国人特別研究員のBae氏はその動向にも強い関心を示し、Tao Su氏、Yu Pan氏との議論などを通してその理解に努めている。
未熟胸腺上皮細胞によるT細胞分化制御の解明

胸腺はT細胞系列に属する細胞が分化する一次リンパ機関の一つである。胸腺上皮細胞は胸腺髄質上皮細胞(mTEC)と胸腺皮質上皮細胞から構成されるが、いずれも未熟胸腺上皮共通前駆細胞(imTEC)から分化する。これまでにmTECやcTECについて、その生理学的重要性が解明されてきたが、imTECが果たすT細胞分化への役割は理解されていない。本研究では、imTECに発現される転写因子群を同定し、imTECによるT細胞分化制御機構の解明を目的とした。胸腺上皮細胞からimTECを含む集団とmTEC、cTECにおける遺伝子発現を比較した結果、Tead2、Hmga2、Zfp57、Ndn、Peg3がimTECに高発現する転写因子または転写制御因子であることが明らかとなった。より詳細に遺伝子発現を解析したところ、imTECにおいてHmga2、Ndn、Peg3が特に高発現していたため、これらの遺伝子についてCRISPER/Cas9法を用いて欠損マウスを作製し、胸腺上皮細胞およびT細胞系列細胞の分化について解析を行った。Ndn欠損マウスとHmga2欠損マウスについては胸腺上皮細胞の分化やT細胞系列に目立った変化は認められなかった。Peg3欠損マウスを解析した結果、胸腺上皮細胞の分化やαβT細胞の分化に変化は認められなかった。しかし、γδT細胞の亜集団であるVγ6陽性細胞が減少する傾向にあり、さらにIL-17産生型γδT細胞を含むCD44hi CD27loの集団も減少することがわかった。よってPeg3がimTECの遺伝子発現を制御することでVγ6陽性のIL-17産生型γδT細胞の分化を制御している可能性が示唆された。Peg3がimTECにおいて制御する遺伝子群を同定し、どのようなメカニズムによってVγ6の分化を制御しているのかを解明し、imTECの遺伝子発現ネットワーク解析が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
網膜神経細胞におけるトランスミッタ-放出のCa依存性に関する研究

1.神経細胞から放出されたグルタミン酸を検出する方法として、グルタミン酸受容体を豊富に含んでいる神経細胞による電気生理学的バイオアッセイ法を確立した。アメリカナマズの網膜からタンパク質分解酵素を使って単離した水平細胞は約1μM弱の濃度のグルタミン酸にも応答した。これはキンギョの水平細胞に比較して感度が数十倍高い。グルタミン酸がトランスミッタ-の候補として挙げられている網膜細胞を単離し、顕微鏡で観察しながらマイクロマニプレ-タでこの細胞を移動させてアメリカナマズの水平細胞の上に密着させて置いた。両者の細胞をそれぞれパッチ電極を使って電位固定(Whole-cell clamp)し、膜電流を同時記録した。細膜細胞を脱分極させると、水平細胞で応答を記録することができた。現在、この応答の性質を検討している。2.アミノ酸キャリア-がCa非依存性のトランスミッタ-放出に関与している可能性が示唆されているので、網膜グリア細胞のグルタミン酸キャリア-の性質を解析した。グルタミン酸1分子とNa^+3分子が細胞外からキャリア-に結合すると、グルタミン酸が細胞内に流入した。他のイオンは関与していなかった。グルタミン酸の流入は電流を発生させ、膜の過分極により応答は指数関数的に増大した。一方、脱分極によって細胞内からグルタミン酸が流出したが、グルタミン酸1分子とNa^+1分子が共輸送されるため電流は発生しなかった。グルタミン酸応答の膜電位依存性・温度依存性・反応のキネティクスを検討した結果、グリア細胞のグルタミン酸キャリア-は開状態に凍結されたイオンチャネルのような性質を持っていると考えられる。
芳香族結晶の動的核偏極による偏極固体陽子標的の開発

1偏極固体陽子標的偏極固体陽子標的は原子核・素粒子の構造とその間に働く力を研究する上で重要な実験装置である。従来、偏極固体陽子標的は高磁場低温の条件下でのみ可能とされてきたが、液体窒素温度、3キロガウスという高温低磁場中で動作する標的を製作するのが本研究の目的であり、革新的な開発である。2偏極装置の開発本年度は、常温で0.2%の偏極を得た昨年度の成果を発展させ、さらに偏極度を上げる開発を行った。(1)液体窒素による標的冷却システムの製作(2)液体窒素温度における陽子偏極のテスト実験と、偏極装置の動作条件の最適化(3)偏極度の絶対値測定と較正(4)偏極のビルドアップ(偏極上昇)時間と緩和時間の測定3現在の開発結果液体窒素温度下で18.4±3.9%という非常に大きな偏極度が得られた。これは、標的の実用化を可能にする画期的な成果である。また、8.2±0.5分という短いビルドアップ時間と、21±3時間という非常に長い緩和時間が得られた。この結果は標的を短時間で偏極させることができること、および偏極が長時間に渡って持続することを示しており、この標的システムが実用に適しているという開発当初の予想を裏付けるものである。最終目標である標的にビームを照射する散乱実験を実際に行うことが次の目標であり、現在必要な検出器の製作を含めた実験計画を進めている。偏極陽子固体標的は原子核・素粒子の構造とそれらに働く力を理解する上で重要な実験装置である。従来、偏極陽子固体標的は高磁場超低温の条件下でのみ可能とされてきた。高温低磁場中で利用可能な標的を開発するのが本研究の目的であり、革新的な開発である。本年度は、装置の設計・組み上げに始まる開発作業と、組みあがった装置を用いた陽子偏極のテスト実験を行った。1偏極装置の開発以下の装置の開発、製作を行った。(1)標的となる芳香族結晶の製作装置の開発および単結晶の作製(2)共振器、電磁石、マイクロ波、レーザー照射装置の開発(3)電子スピン共鳴測定、偏極測定装置(NMR)の開発結晶の作製では、パラタフェニールにペンタセンをドープした結晶、およびナフタレンにペンタセンをドープした結晶について純度の高い単結晶を得ることに成功した。アントラセンにフェナジンをドープした結晶についても開発を進めている。装置の組み上げはまだ初期的段階であるが、電子スピン共鳴測定装置を除いた他の装置がすでに動作をしている。2偏極度測定実験パラタフェニールにペンタセンを不純物としてドープした結晶を用い、偏極装置を用いた偏極実験を試みた。その結果、常温(300K)において0.2%の偏極度を得ることに成功した。従来の偏極固体陽子標的が1K以下の温度で使用されることに比べると、300倍の温度の下での偏極に成功したことになり、大きな成果が得られた。偏極度をさらに上げる開発を行い、実際に原子核ビームを照射する偏極標的として実用化することが今後の課題である。
食品に対する電子線照射の照射効果と健全性

本研究は最近の食生活において生鮮物志向、食品添加物無添加志向が引き起こす食品の安全性に対する危惧、とくに食中毒やマイコトキシンなどによる慢性的な食品汚染を防止するうえで新しい食品保存技術の導入の一環として行われたものである。食品保存技術として加熱、乾燥、加圧、塩蔵加工など数々ある中で、食品照射技術は早くからその実用性が論じられつつも、諸般の理由から実用化はごく限られた対象にしか及んでいない。その理由は照射に放射性核種が使われていることへの抜きがたい不信感があることも否定出来ない。本研究は、放射性核種の代わりに電子線を用いて殺菌を行う電子線殺菌法の有効性を調べるとともに、従来その殺菌機構はγ線と全く同じとされている電子線殺菌が本当にγ線のそれと同じか否かについても比較検討しようとするものである。平成2年度は、次の2点につき検討し興味深い結果を得た。1)芽胞形成菌に対する照射の効果を発芽の過程に注目してγ線及び加熱処理との比較により検討した。すなわち、Bacillus属から調製した精製芽胞に対し好気的ならびに嫌気的条件下でγ線照射、電子線照射を行った後、芽胞の発芽率を比較したところ、照射された芽胞では非照射芽胞よりも速やかに発芽のプロセスが進行し、その傾向はγ線において顕著であった。また、嫌気的条件よりも好気的条件で発芽の促進効果が大きかった。発芽した栄養細胞は耐熱性も弱く、加熱により速やかに死滅した。2)γ線照射した鶏肉のアミノ酸組成、タンパク質分解酵素による人工消化率の比較により、10kGy程度の線量では非照射試料と何等差は無かった。電子線照射した卵白についても同様であった。最近の食生活の多様化、自然食品、グルメ志向の高まりに伴い、農水産物由来の食品素材が様々な組み合せで利用されているが、その一方で食品添加物使用の規制などにより、腐敗、食中毒の危険性は高っている。腐敗、食中毒による経済的損失、食性病害の危険を防止するためには食品加工の早い段階での処理が望ましい。本研究では、食品保存技術のひととして注目されつつも、食品とくに水産物の処理には不適とされ、これまで省みられなかった電子線照射(EB照射)の生鮮食品や食品加工原料の保存法としての有効利用を目的に、その殺菌効果と健全性に関する検討を行った。本年度は、水産食品が製造・加工時に腐敗細菌や食中毒原因細菌などによって汚染されることから、その原因物質である製造水のEB照射による殺菌と照射製造水の健全性ちついて検討を行った。また、食品汚染の主要原因物質のひとつである香辛料についても、EB照射法のタ-メリック根茎に付着する芽胞菌に対する殺菌効果を従来法と比較検討した。水産加工食品の製造用水の汚染指標菌としては大腸菌を、放射線殺菌効果の指標菌としてはBacillus pumilis,好熱食中毒菌としては、Bacillus stearothermophilusを用い、EB照射の殺菌効果をγ線照射のそれと好気的条件、嫌気的条件下で殺菌効果を比較した。その結果、いづれの場合も殺菌効果はγ線照射の方がEB照射より多く、好気的条件の方が殺菌効果が優れていた。また、塩素イオンの有無は1ppmまでは殺菌効果に何ら影響を及ぼさなかった。タ-メリックに対する殺菌効果は、気流殺菌、マイクロ波照射、エクストル-ジョン処理、γ線照射、EB照射を比較すると有効な殺菌効果を示したのは、γ線照射とEB照射のみで、EB照射がタ-メリック根茎のような厚みのある試料の殺菌にも有効であることが判った。近年のライフスタイルの多様化に伴い、日本人の食生活スタイルも多様化している。加えて自然食品、機能性食品などへの健康志向の高まり、さらにはグルメブ-ムも手伝って農水産物由来の食品素材が様々な形態で利用されるようになっている。

しかも、その多くは複合、生鮮半乾燥形態での利用が消費者にもてはやされている。その一方で、消費者の食品添加物への拒否反応の高まりを反映して製造・加工業者の側にも食品添加物の利用を極力抑制する傾向が強まっている。かかる状況下では、前述のごとき食品形態の増加は、腐敗、変質ひいては食中毒発生の危検性を高めることになりかねない。この様な危検性を防止する為には食品加工の早い段階での原料及び製造用水の処理が望まれる。本研究では、一時期食品保存技術の一つとして注目されつつも、厚みのある食品や水産原料には不向きとされていた電子線照射(EB照射)の製造用水に混入する芽胞菌、厚みのある食品素材に対する照射効果をγ線照射や従来用いられている殺菌法などとの比較により評価した。初年度では、水産製造水のEB照射による殺菌を目的に、E.coli,B.pumilis,B.stearothermophilusなどで人為的に汚染させた製造用水に対し種々の線量照射を行い、γ線照射との殺菌効果を比較し興味深い結果を得た。芽胞菌の芽胞に対するEB照射が芽胞の発芽を抑制するのではなく、逆に促進することを明らかにした。その詳細に関しては分子レベルでの解明を進行中である。一方、厚みのある試料には不向きとされていたEB照射が十分有効であることを、タ-メリック根茎に対するEB照射をγ線や他の殺菌法との比較により明らかにした。また、乾燥卵白や、サルモネラ菌、キャンピロバクタ-などに汚染されやすい鶏肉に対して照射を行った場合の栄養的健全性についても検討し、健全性には問題のないことを確かめた。
ColE2群プラスミドの複製開始蛋白質の機能解析

ColE2プラスミドとColE3プラスミドの必須複製開始蛋白質(Rep蛋白質)と複製開始部位(Ori部位)との結合は厳密にプラスミド特異的である。既にこの特異性決定にRep蛋白質内のA、B2領域とOri部位内のα、β2部位が関与することを明らかにしていた。さらにその仕組みを明確にすることを目的として研究を行い、本年度は次のような成果を得た。1.Rep蛋白質中の特異性決定に関与するA領域では、既に明らかにしていた9アミノ酸の欠失・挿入に加えて、両側の3アミノ酸の置換により活性を保持したまま特異性が完全に転換することを明らかにした。2.前記の12アミノ酸について置換導入を試みたところ8アミノ酸を置換しても活性・特異性に影響が見られないものが得られ、この領域がリンカー領域であることが示唆された。さらに多くの変異体について解析し、この領域の特異性決定における役割を明らかにしたい。3.Rep蛋白質中の特異性決定に関与するB領域では、少数のアミノ酸置換で特異性が転換することが明らかとなったが、活性が低くなるので、さらに多数の置換変異について解析し、、この領域の活性・特異性決定における役割を明らかにしたい。この領域が他のDNA結合蛋白質のDNA結合ドメインのDNA結合αヘリックスと相同性をもつことを見出したので、部位特異的変異導入を試みている。4.フィルター結合法により複製開始効率がRep蛋白質のOri部位への結合の効率・安定性の反映であることを明らかにした。5.B領域とβ部位が関与する特異的かつ安定な結合が複製開始の正の制御のみならず、負の制御に関与していることが示唆された。アンチセンスRNA制御を補完する重要な制御機構である可能性が考えられる。