hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小型精密機器の健全性評価のための摩擦音による接触状態診断システムの開発

本研究では,小型精密機器の健全性評価のための摩擦音による接触状態診断システムを開発するために実際の機械でより一般的な平面対平面の接触における接触面の表面粗さと摩擦音の関係を明らかにした.本研究の特徴は,2つのディスクを手で擦るという非常に単純なテストの導入と,固有振動数が可聴域よりも高い試験片を導入した点にある.手をこすることにより再現性が良く,機械を用いた実験と比較しバックグラウンドノイズのない正確な実験が可能であることを確認した.研究の結果,摩擦音の周波数スペクトルには種々のピークがあり,一番低周波のピークは,表面がなめらかな時高周波数に移動し,表面が粗い時は時低周波数に移動することが明らかにされた.この摩擦音のピーク周波数と表面粗さには,F=A×R^Bのpower lawの形で表すことができることを明らかにした.ここで,Fは周波数のピーク,Rは表面粗さ,Aは係数,Bはpower係数を表す.AとBは,実験的に決定される.測定されたピーク周波数の解析のために,接触面の剛性を想定したばねで結合された2物体の単純な1-自由度力学モデルを提案した.ここで,接触面剛性をモデル化するため,粗い表面にはグリーンウッド-ウィリアムソン接触モデルを導入した.このモデルにより,表面粗さにより変化する接触面剛性によりシステムの固有周波数が変化することが明らかにされた.また,計算で求められる固有周波数は,実験で得られた摩擦音のピーク周波数と相関を有することが明らかにされた.この結果にもとづき,摩擦音のピーク周波数及びその変化により,接触面剛性(表面粗さ)及びその変化を診断することが可能であることを実証した.鋼のピンと平板を繰り返し滑り摩擦させることにより,摩擦音を発生させる試験を行った.この時,無潤滑,潤滑接触の二つの状態を研究した.無潤滑状態の繰り返し滑り接触では二つの過程に区別することができる.最初の過程は約30サイクルにおける約0.2の比較的低い摩擦係数を持つ最初の過程と,2つ目の過程は約100-2000サイクル間における0.55の比較的高い摩擦係数を示す.無潤滑での繰り返し滑り試験において2つの過程間の移行は,表面が粗くなったり擦り減ったりすることによって特徴づけられる.これは,40-42dBから50-52dBまで,音圧レベル(SPL)が増加することと伴っている.ピンと平板の表面が最初のうちで,または滑りの間で粗くなる場合,摩擦音のスペクトル密度(PSD)の周波数ピークは約0.7kHzに見ることができる.無潤滑接触でのSPLはピンと平板の粗さ組み合せに依存し,同様の粗さの場合は,次式によって表すことができる。ここで,As=532とBs=0.11は,実験的に得られた係数である.潤滑状態の滑り接触でも,2つの過程で区別することができる.最初の過程において,約1000-1500サイクルの摩擦係数は,μ=0.10-0.11である.2つ目の過程は,約1500サイクルを過ぎると摩擦係数がμ=0.14まで増加した.比較的低い摩擦である最初の過程でのSPLは,50から約42dBまで徐々に減少した.摩擦がより高かった2つ目の過程のSPLの値は,摩擦係数が低かった試験の最初の過程の値と等しいか,それよりも低かった.PSDピークのうち1つは,サイクル数の増加において徐々に変化している.最初のサイクルで約1.8kHzに見られたPSDピークが,10000サイクル後には約4kHzまで変化した.潤滑接触の場合,SPLと表面粗さの間には明らかな関係が見られなかった.SPLの変化やPSDピーク周波数シフトは,表面粗さ,摩擦係数のような接触状態の変化を示す.つまり,無潤滑接触において,摩擦音により摩耗表面粗さを評価できる高い可能性がある.本研究では,小型精密機器の健全性評価のための摩擦音による接触状態診断システムを開発するために実際の機械でより一般的な平面対平面の接触における接触面の表面粗さと摩擦音の関係を明らかにした.本研究の特徴は,2つのディスクを手で擦るという非常に単純なテストの導入と,固有振動数が可聴域よりも高い試験片を導入した点にある.手をこすることにより再現性が良く,機械を用いた実験と比較しバックグラウンドノイズのない正確な実験が可能であることを確認した.研究の結果,摩擦音の周波数スペクトルには種々のピークがあり,一番低周波のピークは,表面がなめらかな時高周波数に移動し,表面が粗い時は時低周波数に移動することが明らかにされた.この摩擦音のピーク周波数と表面粗さには,F=A×R^Bのpower lawの形で表すことができることを明らかにした.ここで,Fは周波数のピーク,Rは表面粗さ,Aは係数,Bはpower係数を表す.AとBは,実験的に決定される.測定されたピーク周波数の解析のために,接触面の剛性を想定したばねで結合された2物体の単純な1-自由度力学モデルを提案した.ここで,接触面剛性をモデル化するため,粗い表面にはグリーンウッド-ウィリアムソン接触モデルを導入した.このモデルにより,表面粗さにより変化する接触面剛性によりシステムの固有周波数が変化することが明らかにされた.また,計算で求められる固有周波数は,実験で得られた摩擦音のピーク周波数と相関を有することが明らかにされた.この結果にもとづき,摩擦音のピーク周波数及びその変化により,接触面剛性(表面粗さ)及びその変化を診断することが可能であることを実証した.
地方産業の近代化と地方名望家層の動向

1.期待された蚕糸業に関する纒まった資料の発掘はなかったが、県内に残存しない各種調査報告書を多数入手した。特に、『工場統計表』、『会社統計表』は、山梨県の産業構成を再把握する上で重要な資料となる。2.これまで『営業報告書』が確認されていたのは69社であったが、『山梨日日新聞』での決算広告の収集作業で、山梨県の近代産業の勃興期の明治30年代半ばから、蚕糸業の凋落期にあたる昭和10年代初頭に掛けての時期の約300社の決算資料を入手した。なお、『営業報告書』も多数複写し資料化した。3.入手した資料の解読・分析を進め、論文「日本の産業近代化と地方名望家層の動向」(『山梨大学教育学部研究報告』に発表予定)の執筆に努力している。これまでの分析検討の結果明らかになった新知見は、(1).県内のトップクラスの地主・銀行家から群小の製糸業者にいたる各階層の相互関連は必ずしも密接でなく二重構造とも言うべきハッキリした断層が存在し、一部を除き地域的な広がりも大きくない。(2).地域産業の振興に果たした名望家層の役割は大きいが,資金提供に止まり、経営参画にまで積極的に拘った部分は必ずしも多くない。これは山梨県のみの特長に止まるか否かについては更に検討を要する。(3).これまでの研究では興亡が激しく、経営基盤が脆弱と考えられていた製糸経営の財務構造は健全であった。これは地域産業の近代化をリ-ドした名望家層の経済感覚を反映すものといえよう。(4).従来、製糸業への特化と把握されていた本県の企業配置の見直しという新たな課題を発見した。4.なお、資料調査過程で多くの名望家層の『日記』を発見した。次年度は課題「日記資料を素材とする地方名望家層の思想研究」を申請し、更に、名望家層の精神活動や思想に分析のメスを入れたいと考えている。
自動車産業の展開と農村社会構造の変貎についての実態調査研究

これまで農村工業や今日の兼業農家の問題を解明する分析用具として我々は農村「地域」労働市場という考え方を適用してきた。調査研究分析の結果、この農村「地域」労働市場が近年新たな変動の過程にあることが確認されてきた。この変動要因の一つは新技術革新である。この新しい技術はかつてのような大きな設備投資を必要としないため「地域」労働市場にも大量に導入され、そのため労働力移動の量と方向は大きく変わってきている。変化の第一は農村の都市への労働力供給の相対的な低下である。かつて都市へ大量に移動していた新卒労働力をも含めて「地域」労働市場への労働力供給が強められ、都市の労働市場と「地域」労働市場とは相互に「自立」な動きを示すかのようになってきたのである。一方、農村が労働力の供給機能を相対的に弱めるなかで農村の労働力環流の機能は以前と同様に保持しつづけられており、そのため農村は全体として労働力環流の機能を比較的強く持たされるような事態になってきている。このような農村「地域」労働市場の労働力基盤としての位置の変動のもとで、その変動の一つの典型として農村高齢者の問題が登場してきている。農村高齢者の問題は単純に寿命の延長という事態が生まれてきているのではなく労働市場における農村の位置変動から、当然の失業として農村部に高齢者が一方的に押しつけられ、推積させられた結果生じたものである。しかもこうした一方的な押しつけおよび推積は農業経営の全般的な衰退化のなかで行なわれているのであり、そのため農村高齢者に生活や労働の上での困難がシワ寄せされ、このシワ寄せが再び農村「地域」労働市場の死重を形成することとなっている。このように「地域」労働市場の変動方向が本調査研究によって解明されてきている。
複合機能性材料を目指した超分子磁性体の開発

本研究では有機無機ハイブリッド分子性磁性体を中心に複合機能の開発を進めた。(1)機能性低次元磁石:ラジカル-コバルト系単一次元鎖磁石からこれまでの世界最高の保磁力をもつ磁性材料を開発した。(2)分子包接誘起磁性体:ラジカル置換のホスト・配位子分子を構築し、その磁性を超分子化学手法により制御した。(3)液晶性磁石・可溶化磁石:長鎖アルキル基を有する鉄(II)錯体を合成し、中間相転移とスピン転移の共存する系を得た。電導性、磁性、光特性を複合的に兼ね備えた物質群は、スイッチ、メモリー、演算素子、表示材料などさまざまな分野で活躍すると考えられる。分子性物質が、その多様性、加工性、軽量性、柔軟性など従前の無機物質にない特性をもつことから、分子性磁性材料開発においては従来の無機材料とは異なる方向性を目指すべきである。本研究では具体的にはハイブリッド分子性磁性体を中心に複合機能の開発を進めた。1.機能性低次元磁石:ラジカルーコバルト系単一次元鎖磁石からバルクの磁性との共存の見られる系が見つかり、世界最高の保磁力(52 k0e)を有する「硬い」磁性材料を開発した。2.単分子磁石・単鎖磁石:いくつかの4f-3d系単分子磁石を合成開発し、そのエネルギー準位図を正確に描くことにより磁化の量子トンネル効果を説明した。高周波ESRを用いて4f-3d間交換相互作用を決定した。3.分子包接誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:天然のアミノ酸にラジカル置換基を導入して、金属イオンとのキレート形成能を評価した。5.液晶性磁石・可溶化磁石:長鎖アルキル基を有する鉄(II)錯体を合成し、これらが中間相転移を有するスピンクロスオーバー転移物質であることを明らかにした。それらの転移の圧力効果を調べて、圧力下で中間相転移が消失し、熱ヒステリシスが失われることがわかった。6.有機スピンクロスオーバー:有機ビラジカルから室温双安定性を有する反磁性/常磁性転移物質を開発した。1.機能性低次元磁石:ラジカル-コバルト系単一次元鎖磁石から世界最高の保磁力(52 kOe)を有する磁性材料を開発した。これのμSR測定を行い、バルク転移が起こることと、その転移温度を明らかにした。2.ラジカル金属ハイブリッド磁性体:室温並みの強さをもつカップリングを与える、ラジカル直接配位の基底高スピン種を構築した。構造と磁気カップリングの相関に単純な関係式を提案した。3.単分子磁石・単鎖磁石:いくつかの4f-3d系単分子磁石を合成開発し、高周波ESRを用いて4f-3d間交換相互作用を決定した。重希土類と銅イオンとの間の交換相互作用に周期表上の単純な関係を見いだした。4.分子包接誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:ポリエーテル架橋をもつビラジカルを分子ピンセットとして用いた。特定のイオンの検出に使えるかどうかを検討した。類似の系から、光誘起励起スピン状態捕捉を示す系も開発した。6.分子グリッド:銅イオンと単純なピラゾール架橋配位子から環状四核錯体を得た。直鎖構造との作り分けに成功した。1.機能性低次元磁石:ラジカルーコバルト系単一次元鎖磁石からバルクの磁性との共存の見られる系が見つかり、これまでの世界最高の保磁力をさらに更新する程度の「硬い」磁性材料を開発した。また、既に[Co(hfac)_2(BPNN)]では行なわれていたが、今回新たに、[Co(hfac)_2(HNN)]のμSR(ミュオンスピン回転・緩和)を測定し、低次元構造を有するにもかかわらず長距離秩序状態を示すことを明らかにした。

2.分子包接誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:天然のアミノ酸にラジカル置換基を導入して、金属イオンとのキレート形成能を評価した。また、人工的なラジカル置換のホスト・配位子分子を構築した。ビラジカルの磁性を超分子化学手法により制御した。3.液晶性磁石・可溶化磁石:長鎖アルキル基を有する鉄(II)錯体を合成し、これらが中間相転移を有するスピンクロスオーバー転移物質であることを明らかにした。類似の系から、光誘起励起スピン状態捕捉を示す系も開発した。
未利用低質熱源からエネルギー回収を行う熱磁気モータの数値モデル構築

本研究では、発電所やゴミ焼却施設の廃熱など、数十°Cの未利用の低質熱源からエネルギーを回収する装置として「熱磁気モータ」を提案する。熱磁気モータの動作メカニズムの数値解析モデルを構築し、設計指針を明らかにすることを目的とする。はじめに、装置の主要な構成要素である永久磁石と感温磁性体の磁気的および熱的物性値を実験計測により取得する。その後、有限要素法によるマルチフィジックス解析ソフトウエアと多目的最適化手法を用いて、熱磁気モータの最適設計のための数値モデルを構築する。多目的最適化手法を適用することで、装置のパラメータと動作の関係を見いだすことを重点的に検討する。
ヒト前立腺癌培養細胞株を用いたcdk inhibitorによる制癌効果の基礎研究

3種類の非同期化ヒト前立腺癌培養細胞株にbutyrolactone I(以下BL)を作用させ、DNAプロイディ分析による細胞周期解析および二重蛍光測定法による細胞周期特異的な各種cyclinの発現レベルの解析を行った。各種細胞株に共通の変化および細胞株間の反応の相違について検討し、BLによって生じる変化の機序について考察を行い、新たな知見を得ることを目的とした。結果として、(1)ヒト前立腺癌培養細胞株の検討では、BLの作用により著明なG2/M期の上昇、及び第三ピークの出現が見られた。(2)cyclin DのサブタイプはD2が手術検体において、有意に高率に発現していた。(3)G2/M期に特異的なcyclin B1の発現を認めた。BLにより、多核細胞や巨核細胞及びcyclin Bが誘導されたという報告はない。これまでにprotein kinase inhibitorであるstaurosporineのanalogueであるK-252aにより、4C以上の核DNAが誘導されたという報告がある。K-252aはprotein kinaseの中でPKC・A kinase・MAP kinase・Cdc2 kinaseを同程度阻害するため4C以上の核DNAの誘発がどのprotein kinaseの阻害に起因するか不明であった。それに対し、BLはCDK selective inhibitorであるので、本研究により4C以上の核DNAの誘導はprotein kinaseの中でCDKを阻害したためであるということが強く示唆された。
本邦中・古生界の古地磁気層位学的研究

1.測定機器の整備:昭和62年度研究経費によって、超伝導磁力計(2G760R)及び付属の全自動試料ハンドラ-を導入した。同時に制御用ソフトウェアも開発し、これまで測定不可能であった堆積岩類の微弱な自然残留磁化を短時間で高精度に測定できるようになった。2.北海道の第三系:北海道中軸帯の第三系堆積岩の古地磁気学的研究により、白亜紀後期から第三紀初期にかけて北海道中央部が90度におよぶ反時計回りの回転運動を行ったこと、中期中新世には逆に約60度の時計回りの回転運動を行ったことが判明した。3.南九洲の第三系:南九州種子島及び宮崎県日南地方の第三系の古地の磁気学的研究により、南九州が5Ma以降に約30度の反時計回りの回転運動を行ったことが分った。これは、南九州が西南日本と異なるテクトニックブロックに属することを示す。4.北海道の白亜系:北海道中軸帯白亜系の古地磁気層位学的研究によって、蝦夷層群最上部からCampanianの階前期のchron33rに対応する逆磁化層準を見いだした。その他の蝦夷層群はすべて正帯磁で、白亜紀磁気静穏期に対応すると考えられる。古地磁気偏角はすべて西偏を示し、白亜紀以降に大規模な反時計回りの回転運動を受けたことを示す。5.西南日本の白亜系:四国から淡路島にかけて分布する上部白亜系和泉層群の古地磁気層位学的研究により、松山市東部・阿讃山地東部・淡路島東部の3地域から逆帯磁層準を見いだした。これらはそれぞれ、白亜紀後期のchron33r、32r、subchron32.1rに対比することができる。この結果、和泉層群の堆積速度は年間0.71cmという極めて速いものであることが明らかになった。昭和62年度の主要設備機器である超伝導磁力計は,納入設置が完了し,関連実験装置も整備された. 63年度より,本格的な測定作業を行うことができるようになった. 62年度においては,測定機器の整備の他に,本邦の白亜系推積岩類の採取及び磁化測定作業を行なった.これまでに,四国の上部白亜系和泉層群の測定・解析作業がほぼ終了し,その結果,我国で初めて,上部白亜紀の連続した古地磁気層序を確立することができた.また,和泉層群以外にも,北海道の白亜系蝦夷層群,西九州の白亜系姫ノ浦層群の試料採取を開始し,一部の試料については解析が終了し,学会・雑誌等に結果を公表した.これらの一連の研究の結果,西南日本の中生代上部白亜系の古地磁気層序は,和泉層群を対象とすることによって,ほぼ完成させることができた.また,中・下部白亜系に関しては,北海道蝦夷層群の予察的研究から,微弱ながらも安定な磁化をもつことが判明し,今後の超伝導磁力計を用いた測定によって,古地磁気層序を確立することができよう.一方,古生層下部中生層に関しては,九州山地の二畳紀三畳紀石炭岩を対象として,地質調査とともに古地磁気試料を採取した.現在,これらの石炭岩類の化石層序を再検討中であり, 63年度には集中的な測定作業を行なえるよう,層序関係や化石年代資料を整備する予定である.こうした大量の試料測定に備えるため, 63年度には磁化測定システムの全自動化を計画している.これは超伝導磁力計と交流消磁装置を直列に連結し,マイクロコンピューターによって,磁化測定と消磁作業を自動制御するシステムである.

このシステムによって,測定効率の飛躍的向上がはかれるほか,短期間の実習を行なえば,古地磁気研究者以外でも容易に測定を行なうことができる.昭和63年1月末に、米国2G社製超電導磁力計が納入され、直ちに稼動し基礎測定実験を行なった。当初、磁力計のエレクトロニクス部分に若干の問題があり、約2ケ月間の改修期間を必要としたが、平成元年3月現在、順調に稼動している。自動測定のためのソフトウェア開発は完了し、これまでに採取した岩石試料の測定作業中である。今年度までに本邦上部白亜系の古地磁気層序は、四国和泉層群を中心にほぼ完了し連続性の良い古地磁気層序を得ことができた。その結果、松山市東部、阿讚山地東部、淡路島南部の計3地域から逆帯磁層準を見出し、それぞれ上部白亜紀のchron33r、chron32r、及びSubchron32.1rに対比することができた。従って、四国和泉層群は全体として、chron33rからchron32までの約1千万年の間に堆積したことになり、その堆積速度は年間0.71.0cmという極めて速いものであることが分った。一方、下部白亜系は、北海道中軸帯の代表的層準の試料採取を修了し、現在測定中である。また、昭和63年7月から8月にかけて、中国華北地方の中・古生層の予備調査を行ない、本邦の同時代地層群との比較研究作業に着手した。これらの野外調査研究の他に、古地磁気測定システムの一層の自動化を行なった。これは、交流消磁装置を超電導磁力計と直列に連結させたシステムであり、単一の測定試料を入れ替える必要無しで、消磁と測定のサイクルを繰り返すことができる。この結果、信頼性の高い古地磁気記録を極めて短期間に得ことができるようになった。平成元年度以降は、この全自動測定システムを用いて、大量の試料を測定していく予定である。昭和63年度から引き続いて整備を進めてきた全自動超伝導磁力計測定システムを用いて、以下の3地域の古地磁気学的研究を行なった。1.南九州種子島の第三系堆積岩種子島に分布する始新世熊毛層群、中新世茎永層群を対象に計22箇所で古地磁気試料を採取し、そのうち11箇所から信頼できる残留磁化方位を得た。地層の傾動補正後の古地磁気偏角はいずれも30°40°の西偏を示し、これまでに西南日本の同時代の岩石から報告されている古地磁気方位とは著しく異なる。この事実は西南日本の時計回りの回転と日本海の拡大とを結びつける従来のモデルでは説明不可能である。2.九州高千穂地域の二畳紀三畳紀石灰岩宮崎県高千穂地方に分布する二畳紀後期三畳紀後期の石灰岩からなる三田井層・岩戸層・上村層を対象に古地磁気層位学的研究を行なった。このうち三畳紀後期の上村層最上部から安定した正・逆磁化層準を見いだした。これは三畳紀後期の地磁気逆転を示す世界で初めての例であり、今後更に詳細な磁気生層序学的研究を行なう予定である。3.北海道中軸帯の第三系堆積岩北海道中部の羽幌・夕張・新冠地域に分布する暁新世後期中新世の堆積岩を対象に総計110箇所で古地磁気試料を採取し、そのうち約30箇所から信頼できる古地磁気方位を得た。その結果、中新世以前には東偏していた古地磁気偏角が中期中新世を境にして西偏に転ずることが分かった。今年度は新たに以下の2地域の古地磁気学的研究を行った。1.北海道蝦夷層群旭川市北方の古丹別川、ワッカウェンベツ川沿いに分布する上部蝦夷層群羽幌川層、西知良志内層、大曲層、オソウシナイ層を対象に古地磁気層序学的研究を行った。その結果、全35サイト中16サイトから安定な古地磁気方位を得た。傾動補正後の平均偏角は約30°
複雑生物情報ネットワークにおけるダイナミクスと制御性の統合情報解析

今年、私は3つの国際会議で講演するように招待されました。さらに、2つの論文の出版料及び別刷り料が必要となる可能性があります。そこで、私は次の年度に、残りの予算を移動することに決めました。
食後の血管炎症とmiRNA発現変動に着目した食品の新たな動脈硬化予防機構の検討

本研究ではmiRNAによるmRNA制御に着目し、食後におけるこれらの発現変動解析から、血管炎症に対して予防的に働く食品因子を明らかにすることを目的とした。飽和脂肪酸であるパルミチン酸やグルコースの刺激により、血管内皮細胞における炎症や細胞死が惹起されること、ポリフェノールなどの食品因子の中にはそれらを抑制する作用を有するものがあることが明らかとなった。また、ヒトが脂肪を摂取した際にも、末梢血単核球において炎症などに関連するmRNA発現が増加する可能性が示された。それらをターゲットとするmiRNAを検索した結果、血管炎症の制御に関与しうるmiRNA-mRNAの調節機構が存在する可能性を見出した。初年度の取り組みとして、血管内皮細胞(HUVEC)にパルミチン酸刺激を行い、濃度ならびに時間をふり細胞生存率、活性酸素種産生、炎症性サイトカインや接着分子等の遺伝子発現、そしてmiRNA発現を検討した。パルミチン酸刺激により、濃度ならびに時間依存的に細胞生存率が低下したが、ポリフェノールによる改善が認められた。接着分子ICAM-1ならびにVCAM-1、またCOX-2のmRNA発現が増加したが、ポリフェノールにより抑制された。興味深いことに、パルミチン酸刺激により、いくつかの抗酸化酵素が顕著に増加し、ポリフェノールによりさらなる増加が見られた。また、脂肪摂取後の末梢血単核球よりRNAを抽出し、遺伝子発現量の変化を検討した。その結果、炎症性サイトカインならびに脂質代謝に関連する遺伝子の発現増加傾向が認められた。さらにそれらをターゲットにしうるmiRNAを検索した。本研究より、飽和脂肪酸であるパルミチン酸刺激により、血管内皮細胞における炎症や細胞死が惹起されること、ポリフェノールの中にはそれらを抑制する作用を有するものがあることが明らかとなった。また、ヒトが脂肪を摂取した際にも、末梢血単核球において炎症性サイトカインのmRNA発現が増加する可能性が示された。現在、変動したmRNAと関連するmiRNAについて検討中である。食品の機能性に関する研究が進む一方、脂質や糖質の過剰摂取といった食事内容によっては、血管炎症を引き起こし、動脈硬化リスクを高める要因となることが明らかとなってきた。本研究では、近年新たに解明された生体調節機構であるmiRNAによるmRNA制御に着目し、食後におけるこれらの発現変動の網羅的解析から、血管炎症に対して予防的に働く食品因子を明らかにすることを目的としている。今年度は昨年度に引き続き、培養血管内皮細胞(HUVEC)に飽和脂肪酸であるパルミチン酸を処理し、mRNA発現に対する影響を検討した。昨年度までに、パルミチン酸刺激により、炎症性サイトカインや接着分子、抗酸化酵素のmRNA発現が増加することを明らかにしたが、今年度はタンパク質レベルでの確認、また単球系細胞(THP-1)を用いて、単球接着実験を行った。その結果、ある種のポリフェノールにより接着分子ICAM-1、VCAM-1の発現抑制と、単球接着数の減少が認められた。パルミチン酸ならびにポリフェノールの作用機序として、転写因子NF-κB、Nrf2、そしてMAPキナーゼに対する影響を検討した。さらに、これらのmRNAの調節作用を有するmiRNAを文献、データベースで検索し、3種類のmiRNAの発現変動をreal time PCRで検討したが、パルミチン酸刺激の影響は認められなかった。そこで、パルミチン酸刺激が血管内皮細胞の遺伝子発現に及ぼす影響を網羅的に検討するため、mRNAならびにmiRNA発現量のマイクロアレイ解析を行ったところ、多くの発現変動が見られ、現在血管炎症に関連するものを中心に検討を進めている。着目した遺伝子に対するmiRNAの調節機構については、まだ明らかにできていないが、転写調節因子やシグナル伝達経路などの検討から、興味深いデータを得ており、今年度実施したマイクロアレイ解析の結果と合わせて、新たな知見を得ることができると考えている。本研究での成果の一部を国際学会で口頭発表し、Young Investigator Awardを受賞した。学術論文の投稿も現在準備中である。昨年度までに引き続き、培養血管内皮細胞(HUVEC)に飽和脂肪酸であるパルミチン酸を処理し、mRNA発現ならびにmiRNAに対する影響を検討した。昨年度実施したマイクロアレイ解析の結果から、3種類のmiRNAに着目し、リアルタイムPCRにより発現変動を確認したところ、そのうちの2種類のmiRNAに有意な発現上昇が認められた。そこで、マイクロアレイ解析の結果から、この2種類のmiRNAがターゲットとするmRNAの中で、顕著な発現減少が見られていた数種類をピックアップし、リアルタイムPCRで発現変動を確認した。その結果、いくつかの遺伝子において有意な発現減少が認められ、miRNAによるmRNA制御機構が働いている可能性が示された。さらに、パルミチン酸が引き起こす細胞死についても、種々の機構が働いていることを明らかにした。さらに、ある種のポリフェノールによる血管内皮炎症改善作用について、種々の阻害剤の添加やsiRNAによるノックダウンなどを試み、作用機序の検討を行い、新たな知見を得た。

飽和脂肪酸であるパルミチン酸やグルコースの刺激により、血管内皮細胞における炎症や細胞死が惹起されること、ポリフェノールなどの食品因子の中にはそれらを抑制する作用を有するものがあることが明らかとなった。また、ヒトが脂肪を摂取した際にも、末梢血単核球において炎症などに関連するmRNA発現が増加する可能性が示された。それらをターゲットとするmiRNAを検索した結果、血管炎症の制御に関与しうるmiRNA-mRNAの調節機構が存在する可能性を見出した。血管内皮細胞や脂肪摂取後の末梢血単核球において、脂肪酸やポリフェノールに対する興味深い応答を見出したが、miRNAの関与についてはまだ明らかにできていないため。マイクロアレイの解析を進める。注目したmiRNA-mRNAの発現調節機構の確認のため、miRNAの過剰発現、ノックダウンを行い、mRNA発現への影響を検討する。これまでの検討から、パルミチン酸刺激により、血管内皮細胞において、非常に多くの遺伝子発現が変動していることが示されたため、血管炎症や動脈硬化の観点から重要なものを優先して検討を進める。当初の計画では、最終年度にヒトにおける食品因子の有効性の検討を予定していたが、培養細胞での検討で興味深いデータが多く得られているため、新たな介入試験は実施せず、現在の実験系にて核心に迫る研究を行いたいと考えている。食生活学、食品機能学、分子栄養学血管内皮細胞において、本年度の成果から注目すべき遺伝子発現が絞りこめたので、今後はそれらをターゲットにするmiRNA発現の検討を進める。また、本年度得た脂肪摂取後の血漿ならびに末梢血単核球を用いて、mRNAならびにmiRNA発現変動を詳細に検討する。試薬を効率よく使用できたため。新たに着目した遺伝子のPrimerを購入する。
ソフト電極を用いた長期筋内筋電図記録による筋損傷回復過程の評価

ラット腓腹筋に導電性シルク電極を挿入し、埋め込み型テレメータを利用し無麻酔・無拘束の筋電図記録を行った。3週間以上安定した記録を行えることを確認にした。蛇毒カルディオトキシンを片脚の腓腹筋に注入し筋損傷を誘起後、1週間にわたって筋電図の変化を記録した。組織学的な損傷の経過に矛盾しない筋電図変化を得ることに成功した。周波数解析において特定の周波数帯の増減は見られなかった。マウス右脚腓腹筋内に、導電性シルク電極を平行に2本挿入し、一本をレファレンス用とした。導電性シルク電極はシリコンコーティングにより絶縁処置を施し、筋肉内留置部と末端のみ導電部位とし、他は絶縁部位になるよう加工を行った。筋内に留置される非絶縁部位の長さは複数の条件を検討し、ノイズが極小となる最適な長さを決定した。電極端はテレメータ電極と接続を行い、テレメトリーによる電位の記録を以下の2条件で実施した。すなわち1)浅麻酔下のマウスにおいて受動的な足関節背屈刺激に対する底屈反射。2)浅麻酔からの覚醒過程において四肢が動きはじめたときである。ノイズの混入が多く筋電図信号の同定が困難なため、信号解析が必要であった。また筋活動の有無を参照するために、同時に表面筋電図もあわせて記録を行った。記録された波形はノイズの混入が多く、周波数解析を行い、特定帯域の周波数フィルターも用いて信号検出を試みた。50Hzの倍数の電灯線ノイズを除去してもなお、底屈時に筋活動に伴う電位は残り、また表面筋電図と同等の帯域であり、筋内筋活動電位の記録には成功した。しかし予想外にノイズが多く、長時間記録時のノイズ対策および解析に課題が残った。低周波領域に足関節底屈に伴う電位変化がみられるが、これはむしろ筋組織内におけるソフト電極のずれなどによるものと考えられるが、今後の検討が必要である。当初予定していた1ヶ月の自由行動下の記録は達成できていない。骨格筋にはさまざまなレベルの損傷が日常的に起こり、組織学的な回復過程については我々を含めて多くの研究者が追求している。しかし骨格筋の最大の特徴である電気的な機能の回復過程についてはほとんど明らかにされていない。表面電極や針電極を用いた短時間の筋電図記録は行われているが、2週間程度かかる筋損傷の回復過程を連続的に評価した例はない。表面筋電図は長時間の記録を取ることも可能であるが、皮膚に同じ状態で数週間にわたる長期に電極を接触させておくことは困難である。針電極も骨格筋の収縮に伴う変位組織損傷は起こるので長期間の計測は困難である。そこで分担研究である鳥光慶一が開発した生体適合性の高いシルク糸に導電性材料を結合させたシルク電極をモデル動物の骨格筋に留置し、骨格筋損傷からの電気的な活動の回復過程を観察することを目的として研究を実施した。1年目はマウスの腓腹筋にシルク電極を挿入し、筋電活動の記録を試みた。しかしシルク挿入による侵襲が大きいことと、ノイズの除去がソフトフィルターでは不十分であり、損傷評価に耐える長期記録は実現できなかった。そこで2年目は対象動物をラットとして、同様に腓腹筋に電極を挿入した。しかし電極挿入による損傷は無視できないと判断したため、腓腹筋筋膜直上にシート状にしたシルク電極を留置した結果、留置1週間後よりテレメータによる無拘束・無麻酔の安定した筋電図記録に成功した。左右腓腹筋よりそれぞれテレメータ筋電図記録が可能になったラットの片脚の腓腹筋に蛇毒カルディオトキシンを注入し筋損傷を作成し、無拘束・無麻酔の状態で筋電図記録を1週間行った。健側との比較において組織学的な損傷の経過と矛盾しない筋電図変化が観察された。今後例数を重ね、再現性の確認と所見の妥当性を確認する予定である。筋内筋電図の記録には成功したが、ノイズの混入が多く、長時間記録およびその解析には不十分な状態である。ソフト電極のインピダンスの低下をはかるため、導電性材料のコーティング、また絶縁材料のコーティングの状態を変化させ、最適条件の検討を行っている。条件検討を行った上で、長時間の記録を行う予定である。体力科学ノイズ軽減のためのソフト電極のインピダンスの低下をはかるため、導電性材料のコーティング、また絶縁材料のコーティングの状態を変化させ、最適条件の検討を行っている。平成26年度に予定していた無拘束筋内筋電図活動の解析は今年度上半期に実施する予定である。
つまみ動作で発生した手指各屈筋と伸筋の収縮力-関節トルク値の測定による算定-

【目的】末梢神経損傷を伴う外傷手で,示指各関節の屈曲あるいは伸展による各関節トルク値を算出し,示指屈曲・伸展運動における手内筋の関与を検討した.【対象】末梢神経損傷を伴う外傷手4例8手(年齢23.8±4.8歳)の示指を対象に健側手と対照させた.症例1と2は手内筋の回復が見られない手内筋マイナス群で,症例3と4は回復が見られる手内筋プラス群とした.【方法】4枚の歪みゲージ(日本電気三栄社製,N11-FA-10-120-11)を用いた自作の指押し力測定器具で指押し力を測定し,各々の関節からの距離との積によって各関節トルク値を算出した.各々測定は3回おこない最大値を記録した.【結果と考察】屈曲トルク値は,手内筋マイナス群ではDIPで最も大きく,PIPとMPはDIPの約1/3であった.PIPのトルク値が減少したのは,虫様筋の麻痺により深指屈筋の収縮力が有効に作用しなかったためと考えられたが,その機序は解明できなかった.またMPトルク値の減少はMPの屈筋群である第1背側骨間筋の麻痺によるものとも考えられる.伸展トルク値は,健側では,MP(IP伸展位),MP(IP屈曲位),PIP,DIPの順で大きく,患側では,MP(IP屈曲位),MP(IP伸展位),PIP,DIPの順であり,健側ではMPのIP伸展位が,患側ではMPのIP屈曲位が最も大きい値を示した.MP伸展力は指伸筋で作られるが,健側のIP伸展位では虫様筋が収縮しFDP腱を遠位方向に引き,FDPによる拮抗作用を減少させることでIP伸展位が大きい値を示したと考える.一方,患側では虫様筋が収縮しないため,PIP関節の肢位によってFDPによる拮抗作用は減少せず,IPI屈曲位で指伸筋は他動的に伸張され,その分収縮力が有効にMPに作用し大きい値で測定されたと考える.すなわち,手内筋の麻痺によってPIP,MP関節の屈曲力と伸展力はともに減少することが示唆された.【目的】末梢神経損傷を伴う外傷手で,示指各関節の屈曲あるいは伸展による各関節トルク値を算出し,示指屈曲・伸展運動における手内筋の関与を検討した.【対象】末梢神経損傷を伴う外傷手4例8手(年齢23.8±4.8歳)の示指を対象に健側手と対照させた.症例1と2は手内筋の回復が見られない手内筋マイナス群で,症例3と4は回復が見られる手内筋プラス群とした.【方法】4枚の歪みゲージ(日本電気三栄社製,N11-FA-10-120-11)を用いた自作の指押し力測定器具で指押し力を測定し,各々の関節からの距離との積によって各関節トルク値を算出した.各々測定は3回おこない最大値を記録した.【結果と考察】屈曲トルク値は,手内筋マイナス群ではDIPで最も大きく,PIPとMPはDIPの約1/3であった.PIPのトルク値が減少したのは,虫様筋の麻痺により深指屈筋の収縮力が有効に作用しなかったためと考えられたが,その機序は解明できなかった.またMPトルク値の減少はMPの屈筋群である第1背側骨間筋の麻痺によるものとも考えられる.伸展トルク値は,健側では,MP(IP伸展位),MP(IP屈曲位),PIP,DIPの順で大きく,患側では,MP(IP屈曲位),MP(IP伸展位),PIP,DIPの順であり,健側ではMPのIP伸展位が,患側ではMPのIP屈曲位が最も大きい値を示した.MP伸展力は指伸筋で作られるが,健側のIP伸展位では虫様筋が収縮しFDP腱を遠位方向に引き,FDPによる拮抗作用を減少させることでIP伸展位が大きい値を示したと考える.一方,患側では虫様筋が収縮しないため,PIP関節の肢位によってFDPによる拮抗作用は減少せず,IPI屈曲位で指伸筋は他動的に伸張され,その分収縮力が有効にMPに作用し大きい値で測定されたと考える.すなわち,手内筋の麻痺によってPIP,MP関節の屈曲力と伸展力はともに減少することが示唆された.
液体クロマトグラフィーの高機能化のための固定相の開発

本研究は,カラム液体クロマトグラフィーにおいて固定相を物理的あるいは化学的に修飾して新たな機能を発現させることを目的とした。本年度は,イオン交換樹脂にイオン交換により種々のイオン性試薬を導入し,イオン交換以外の保持機能を持たせることを試みた。例えば,ドデシルスルホン酸ナトリウム(SDS)を導入した陰イオン交換樹脂は,逆相分配モードで使用でき,アルキル基結合型シリカゲル充填剤と同等の分離特性や性能を示すことが明らかとなった。塩を含まない移動相を用いるときは,導入したSDSは陰イオン交換樹脂に強固に結合しており,保持時間の安定性は満足できるものであった。また,塩を含む移動相を用いるときは,移動相にSDSを適量添加することによって逆相モードの分離が達成できることがわかった。イオン交換体へのイオン性試薬の導入と除去は可逆的に達成でき,イオン交換樹脂を逆相系充填剤としても使用できることが明らかとなった。また,SDSはミセルを形成する試薬であり,化合物によってはミセルへの分配に基づく蛍光強度の増加を期待することができる。検討した結果,移動相中のSDSの濃度が高くなるとダンシルアミノ酸の蛍光強度が増加することが確認された。更に,SDSを導入した固定相の存在下でダンシルアミノ酸を蛍光検出したところ,1040倍の検出感度の改善が確認された。但し,この場合,固定相にミセルが存在するか否かは確認できなかった。以上のように,陰イオン交換樹脂にSDSを導入することによって新たな保持機能を発現させることができ,更にオンカラム蛍光検出により感度が改善されることがわかった。本法の原理は他にも多くの応用が可能であると考えられる。
中南米におけるリーシュマニア症とその伝播に関する研究

エクアドルにおけるリーシュマニア症の調査・研究は、本研究組織により昭和61年から現在まで継続して実施されており、その研究成果は同国の厚生行政に反映されてきていることを先ず強調しておきたい。本研究年度においては、これまでの疫学的、臨床的知見をさらに充実させるための調査・研究を継続するとともに、同国におけるリーシュマニア症患者の診断や治療についても種々の検討を加えた。また、患者から分離したリ一シュマニア原虫の核型分析や、モノクロナール抗体を用いたELISAによる原虫種の同定と、その地理的分布を明らかにすると同時に、リーシュマニア原虫や媒介サシチョウバエのDNAシークエンシングを試み、リーシュマニア原虫の分類や本症の疫学的研究への応用を検討した。さらに、これらの寄生虫学的な研究成果に加え、汎発性皮膚リーシュマニア症患者由来のリーシュマニア原虫を用いて動物実験を試み、古典的な皮膚リ一シュマニア症患者由来の原虫感染との違いについて電顕病理学的見地から比較検討した。一方、リーシュマニア症においてもその診断法の改善が望まれている。そこで、本研究では種々の分子生物学的手法による簡便かつフィールド応用可能な診断法を開発する目的で、PCRを実施し従来使用されている塗沫標本や培養その他種々の診断法と比較した。臨床・疫学的な研究としては皮膚リーシュマニア症の特性を明らかにするとともに、他の皮膚疾患との鑑別診断に重要な一般皮膚科疾患についても比較検討し、多くの新知見を得ることができた。本年度はエクアドル共和国の皮膚リーシュマニア症流行地において抗マラリア剤のメファキンやアルテスネート(プラスモトリム)による患者の治療をおこなった.治療開始前後に継時的に得られた皮膚生検材料に基づいて,寄生虫学的,分子生物学的,電顕病理学的検索を試み,以下のような生成を得た.1.前年度に引き続き,メファキンやアルテスネートによるリーシュマニア症患者の治療を例数を増やして検討したところ,いずれも従来的50年にわたって使用されている注射薬のアンチモン剤よりも速効性でしかも副作用が極めて少ないことが確認された.また,これらの抗マラリア剤は経口投与できることから,リーシュマニア症のように医療機関がない地域で多く流行する疾患の集団治療薬としても有望であることが示唆された.2.上記薬剤の動物実験や試験管内テスト,あるいは患者での局所療法などの結果から,メファキンには直接の殺リーシュマニア作用はないが,アルテスネートにはこの直接作用が認められ,両薬剤の生体における薬物動態や作用機序の解明が急がれるところである.3.治療経過に伴なう抗マラリア剤の作用機序を調べるため,皮膚の生検材料を用いて電顕病理学的解析を試みたところ,治療開始前と後ではマクロファージやプラズマ細胞に著明な形態変化が観察された.しかし,現在のところこれらの形態的な変化が薬剤の直接作用によるものか,あるいは病巣部でのリーシュマニア原虫の消失に伴なう2次的なものかなどの点については不明であり,さらに検討中である.4.AP-PCRやNested PCRなどの分子生物学的手法を用いて,患者の生検材料や組織切片からのリーシュマニア原虫の検出を試み,将来の本症の迅速診断や治癒判定のための基礎資料とした.また,これらの手法により患者から分離された病原虫種の同定を可能にした.本研究では、従来実施してきたリーシュマニア症に関する疫学的、臨床的研究を更に充実させるため、種々の調査や実験を継続した。また、エクアドル国のリーシュマニア症患者の診断や治療についても検討や改良を加え、多くの成果を得ることができた。その中で、以下の項目は特筆に値する。1.各流行地の患者、媒介者(サシチョウバエ)、保虫宿主(動物)から分離したLeishmania原虫100余株をkaryotypeやELISAを用いて分析し、それらの地理的分布を明らかにした。3.リーシュマニア症患者の皮膚潰瘍部のホルマリン固定生検材料からの原虫の検出と種の同定に成功し、本法のフィールド応用が可能となった。

4.PCR法と従来から実施されている塗沫標本、培養、その他の診断法との比較を試み、PCR法がsensitivityやspecificityの面でも勝れていることを明らかにした。5.Leishmania原虫やサシチョウバエのDNA sequencingを試み、それらの分類や疫学的研究への応用をけんとうした。6.Leishmania原虫抗原に特異的にアネルギーな患者の病原虫や患者由来の生検材料を用いて、動物実験や電顕病理学的検討を加え、興味ある知見を得た。7.抗マラリア剤のMephaquinやArtesunateの経口投与、あるいはArtesunateの軟膏が皮膚リーシュマニアマニア症の治療に有効であることを確認した。
マントル遷移層スラブの軟化と深発地震に関する実験的研究

地球マントル対流を理解する鍵となるマントル遷移層における沈み込んだ海洋プレート(遷移層スラブ)の挙動について、長年未解決とされてきたスラブの軟化と深発地震の発生という2つの問題を取り上げ、非平衡相転移と変形の相互作用というダイナミックな観点から考察することを目的として実験研究を開始した。まずD-111型高圧変形装置と放射光単色X線による変形ー相転移その場観察手法の開発に取り組んだ。それにより遷移層圧力下20GPaを超える条件において、せん断変形場でMg2SiO4のオリビンースピネル相転移のその場観察に成功した。相転移開始前の低温条件ではピストンと試料間でのスリップが卓越するが、昇温し相転移が開始すると試料のせん断変形が進行する様子がその場観察された。温度上昇および相転移によるせん断試料部の軟化が予想される。一方でX線回折データのクオリティや時分割測定の時間分解能の向上など問題点も明らかになった。またD-DIA型変形装置を用いて10GPaまでの条件で、せん断変形場でFe2SiO4のオリビンースピネル相転移をその場観察する実験準備も進め、これまでにせん断変形場で得られているアコースティックエミッションデータの解析を行い、震源決定精度と試料サイズの関係について議論した。さらに660km不連続面を通過する遷移層スラブで起こるポストスピネル相転移が2段階で起こることを非平衡相転移に基づいて考察し、スラブ地震学で得られる不連続面の凹凸や多重不連続面との関係を議論した。基盤研究(S)との重複制限のため研究の初期段階で本課題は廃止となったが、本課題で得られたせん断変形場での相転移実験とアコースティックエミッション測定技術およびそれらの結果は、遷移層スラブの軟化とせん断不安定化の解明に必要不可欠なものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
有機導体における超伝導転移現象の量子振動効果を用いた研究

有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2は、生来の層状構造により増大した超伝導ゆらぎ効果のため、超伝導転移が不明瞭になり明確な上部臨界磁場を示さない。この物質の超伝導転移現象を探るため、量子振動効果に現れる超伝導による振動減衰の測定および解析を行った。ブリストル大学と共同で進めたドハース・ファンアルフェン効果の実験結果に現れる超伝導減衰因子の温度依存性、角度依存性に関する解析を進めた。0.5Kまでの温度範囲でのゆらぎによる超伝導ギャップを定量的に明らかにし、また超伝導及びそのゆらぎ効果が2次元的であることを明らかにした。また常伝導域の2次元性との関連を探るため電気抵抗異方性の温度依存性を測定した。一方、電気抵抗の量子振動(シュブニコフ・ドハース効果)をヘリウム3クライオスタットと科学研究費補助金にて購入した超伝導磁石により発生した0.55K、9Tの低温磁場下において、常圧、および2kbarの圧力下で測定した。シュブニコフ・ドハース効果は6.8T以上の磁場で観測された。6.8-7.3Tの磁場範囲では振動振幅の低減が見られた。圧力により超伝導を抑制した状態では振動減衰は見られず、先の減衰因子が確かに超伝導によるものであることが明らかになった。しかしながら既存の装置で得られる0.55Kでは解析に使える磁場範囲が狭く、定量的な解析に問題が残った。これは今後、さらに低温での希釈冷凍機による測定が必要である。また、他のκ型BEDT-TTF塩あるいはBO錯体でも量子振動効果の測定を試みたが、少なくとも0.55Kまでは超伝導転移領域における量子振動効果を測定するに至らなかった。以前より進行しているブリストル大学との共同研究によりκ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2のドハースファンアルフェン振動に現れる、超伝導揺らぎ効果の温度依存性についての議論をまとめた。温度依存性は熱揺らぎにより予想されるものより小さく、現象には量子揺らぎが関わっていることが明らかとなった。これは7月に開かれた合成金属国際会議(ICSM)にて発表した。またその角度依存性は8月に開かれた磁性国際会議(ICM)においてブリストル大学のグループにより発表された。また超伝導磁石を購入し現有ヘリウム3クライオスタットと組み合わせた極低温磁場測定系を構築し、シュブニコフ振動および角度依存磁気抵抗の測定を開始した。しかし試料回転機構等に問題があり微小な抵抗振動の観測に必要な高精度の実験はまだ実施していない。このため予備測定として(BEDO-TTF)_5(HCTMM)(Ph-CN)について実験を行っている。この塩は京都大学大学院理学研究科化学専攻の有機物性化学研究室で新しく合成されたものである。この錯体は超伝導転移を示さないが、有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2と同様に1次元的なフェルミ面と2次元的なフェルミ面を持つ。角度依存磁気抵抗の結果より1次元的なフェルミ面による磁気抵抗を観測した。この内容は2001年3月の物理学会にて報告予定である。有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の示す超伝導転移現象を探るため、2次元フェルミ面での量子振動効果に現れる、超伝導による減衰因子の測定および解析を行った。これまで測定してきた磁化率の量子振動(ドハース・ファンアルフェン効果)に加え、電気抵抗の量子振動(シュブニコフ・ドハース効果)を既存のヘリウム3クライオスタットと購入した超伝導磁石により発生した0.55K、9Tの低温磁場下において測定した。

シュブニコフ・ドハース効果は6.8T以上の磁場で観測された。また7.3T以下では振動振幅の低減が見られた。この振動減衰の原因を探るためヘリウム3クライオスタットに装着できる圧力セルを製作し、2kbarの圧力下で実験を行った。圧力により超伝導を抑制した状態では振動減衰は見られず、先の減衰因子が超伝導によるものであることが明らかになった。この結果は、2002年春の日本物理学会において発表予定である。しかしながら既存の装置で得られる0.55Kでは解析に使える磁場範囲が狭く、シュブニコフ・ドハース効果における超伝導減衰因子の定量的な解析に問題が残った。これは今後、希釈冷凍機による測定が必要である。一方、前年度に引き続きドハース・ファンアルフェン効果に現れる超伝導減衰因子の角度依存性に関する解析を進め、超伝導及びそのゆらぎ効果の顕著な2次元性を明らかにした。この成果を論文として発表した。また常伝導域の2次元性との関連を調べるため電気抵抗異方性の温度依存性を測定し、反強磁性相関との関係などについて他の物質と比較した。また、他のκ型BEDT-TTF塩あるいはBO錯体でも量子振動効果の測定を試みたが、少なくとも0.55Kまでは超伝導転移領域における量子振動効果を測定するに至らなかった。
放線菌プラスミド上の特異二次代謝生合成系の解析および人為制御による有用分子生産

放線菌Streptomycesrochei 7434AN4株は2つのポリケチド抗生物質ランカサイジン(LC)・ランカマイシン(LM)を生産する。また微生物ホルモンSRBを鍵物質としたLC・LM生産制御カスケードの存在も示唆された。本年度は(1) SRBの単離・構造決定,(2)潜在的二次代謝産物の発掘,に焦点を絞り研究を実施した。(1) SRBの単離・構造決定を行うため、160リットル培養し、各種クロマトグラフィーで精製した。高分解能質量分析により2つの活性成分の存在が示唆された。それらの構造をNMRで解析したところ、いずれもbutenolide骨格を有する新規シグナル分子であり、本成果によりシグナル分子の構造多様性を見出すことが出来た。さらに単離した化合物SRB1, SRB2を化学合成し、その構造を確認するとともに抗生物質生産誘導活性を調べた。その結果、天然型は20-50 nMという低濃度でもLC,LM生産誘導活性を有しており、アルキル鎖の1'位水酸基の立体化学が生物活性に重要であることを明らかにした。また、SRB合成酵素遺伝子srrX近傍のP450遺伝子srrOに注目し、破壊株を作製したところ、LC,LM生産が認められた。srrO破壊株から同様の手法でシグナル分子を単離したところ、SRB1,SRB2と比較して14マスユニット小さく、酸素原子が1つ少ないことが分かった。NMR解析を行ったところ、分岐側鎖6'位ケトンがメチレン基に置換された6'-deoxo-SRB1,6'-deoxo-SRB2であることが明らかとなった。(2) LC生合成遺伝子破壊株から通常生産されない抗カビ化合物ペンタマイシンの蓄積を見いだした。本領域研究のA03計画班・石川淳博士との共同研究により、本化合物の生合成遺伝子は染色体上にコードされており、右末端から510kbの位置にあることが分かった。24年度が最終年度であるため、記入しない。放線菌Streptomyces rochei7434AN4株は2つのポリケチド抗生物質ランカサイジン(LC)・ランカマイシン(LM)を生産する。本年度は(1)LM生合成におけるタイプ2型チオエステラーゼ遺伝子lkmEの機能解析,(2)SRBの単離・構造決定,に焦点を絞り研究を実施した。(1)lkmE遺伝子破壊株を構築して代謝産物を調べたところ、親株と比較してLMの生産量は70%減少しており、さらに新規化合物の生成が認められた。新規化合物の化学構造をNMR,MSなどの分光機器で精密解析したところ、いずれも15-norランカマイシン誘導体であることが分かった。[3-^2H]3-methyl-2-oxobutyrateの取り込み実験を行い、15-norランカマイシン誘導体のスターター起源はバリンであることが明らかになった。さらに13位分岐側鎖の1-カルボキシエチル基の立体化学も、キラル重水素標識イソ酪酸の取り込み実験により明らかに出来た。以上によりLkmEは、LM生合成において誤って導入されたスターターユニットを加水分解して除去する役割をもつことが示唆された。(2)SRBの単離・構造決定を行うため、200リットルスケールで培養し、各種クロマトグラフィーで精製した。それらの構造をNMRで解析したところ、いずれもγ-butenolide骨格を有する新規シグナル分子であった。今まで知られている放線菌微生物ホルモンはγ-butyrolactone骨格であり、本成果によりシグナル分子の構造多様性を見出すことが出来た。さらに単離した化合物SRB1,SRB2を化学合成し、その構造を確認するとともに抗生物質生産誘導活性を調べた。その結果、天然型は20-50nMという低濃度でもLC,LM生産誘導活性を有しており、アルキル鎖の1'位水酸基の立体化学が生物活性に重要であることを明らかにした。放線菌Streptomyces rochei 7434AN4株は2つのポリケチド抗生物質ランカサイジン(LC)・ランカマイシン(LM)を生産する。また、SRB合成酵素遺伝子srrX近傍のP450

遺伝子srrOに注目し、破壊株を作製したところ、LC,LM生産が認められた。srrO破壊株から同様の手法でシグナル分子を単離したところ、SRB1,SRB2と比較して14マスユニット小さく、酸素原子が1つ少ないことが分かった。NMR解析を行ったところ、分岐側鎖6'位ケトンがメチレン基に置換された6'-deoxo-SRB1,6'-deoxo-SRB2であることが明らかとなった。(2) LC生合成遺伝子破壊株から通常生産されない抗カビ化合物ペンタマイシンの蓄積を見いだした。本領域研究のA03計画班・石川淳博士との共同研究により、本化合物の生合成遺伝子は染色体上にコードされており、右末端から510kbの位置にあることが分かった。24年度が最終年度であるため、記入しない。9.に記載した項目(1)については学術雑誌に掲載され、ポリケチド生合成初発反応の巧妙な調節機構を明らかに出来た。(2)については、近年新規骨格のシグナル分子が他のStreptomyces属放線菌からも報告されており、放線菌二次代謝産物の人為制御による有用分子生産へと展開するに当たり、有用な知見であると考えている。来年度は本公募研究の最終年度に当たるため、今まで解析してきたP450水酸化酵素や糖転移酵素、PQQ要求性デヒドロゲナーゼの基質特異性に着目し、二次代謝酵素による新規骨格分子の構築を目指す。また、本年度構造決定を完了したシグナル分子SRBの生合成起源について興味が持たれたので、取り込み実験や遺伝子破壊実験を駆使してさらなる解析を進めていく所存である。