hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
すばる広視野サーベイ時代に向けての、宇宙最遠方クエーサーの選別法の確立

2013年にサーベイ観測の開始が計画されているすばる望遠鏡Hyper-Suprime Cam(HSC)を用いた、赤方偏移7付近の宇宙最遠方の活動銀河中心核(AGN、クエーサー;超巨大ブラックホールへ物質が質量降着する際に解放される重力エネルギーを放射に変換して輝いている天体)を効率的に選別するための戦略を練ると同時に、データが得られた際に、背景の物理を正しく解釈するのに必要な、比較対象となるべき近傍のAGNの観測的研究も進めた。具体的には、これまでに見つかっている赤方偏移が3-6の明るいクエーサーの数密度を基に、HSCサーベイで見つかることが期待される赤方偏移7付近のクエーサー、及び、赤方偏移3-6の暗いクエーサーの数密度を見積もり、宇宙初期の超巨大ブラックホール形成理論、クエーサーの寿命やダークハローの質量、宇宙の再イオン化の三次元構造に対して観測的に強い制限を加え得ることを明らかにした。また、似た色を示し、数としては圧倒的に多い銀河系内の褐色矮星を効率よく分離できると期待される手法も確立させた(http://optik2.mtk.nao.ac.jp/imanishi/Paper/HSC-QSO/ImanishiHSC-QSO.pdf)。結果を、2011年11月に京都で開催された関連研究会で発表した。また、2011年8月にプリンストン大学にて開かれたHSCサーベイ全体の国際会議にも出席し、計画の進捗状況を把握すると共に、関連研究者と議論を深めた。比較対象となるべき近傍AGNの研究に関しては、すばる望遠鏡を用いた高空間分解能の赤外線観測の研究成果を査読論文として出版した(Imanishi et al.2011 AJ 141 156)。あかり赤外線衛星に基づくAGNの分光観測から、赤方偏移0.5付近での星生成とAGN活動の結び付きを明らかにし、成果を査読論文としてまとめた(共著;Woo et al.2012)。すばる望遠鏡の次期主焦点広視野可視光カメラ(Hyper Suprime-Cam ; HSC)を用いた、宇宙最遠方のクエーサー(明るい活動銀河中心核;質量降着している超巨大ブラックホールによって莫大な放射エネルギーが生成されている天体)の探査の戦略をより定量的に練った。成果は、2010年9月の東北大学での研究会にて発表(招待講演)した。2012年後半のHSCの実際の観測開始に備えて、迅速に成果を出すための体制を整えている。具体的には、HSCに実際に搭載される予定のフィルターの透過率の波長依存性のデータを用い、宇宙最遠方のクエーサーを観測した場合の色が、大きな汚染源となる銀河系内の低温の星とどう分離できるかの詳細な計算をした。HSCの撮像観測で見つかるのは、あくまでも宇宙最遠方のクエーサー“候補"であり、分光観測によって、その候補天体が本物であることを確認しなければならない。赤方偏移が7付近のクエーサー候補に関しては、期待値もさほど大きくないため、既存の分光器で分光追観測を現実的に実施可能である。しかし、HSCサーベイで見つかる、赤方偏移が3-6のクエーサー候補に関しては、数密度の期待値が大きすぎて、ごく一部の候補しか分光追観測することができないと見込まれている。日本で検討が始まったすばる望遠鏡主焦点広視野分光器(Prime Focus Spectrograph ; PFS)は、本分光追観測の目的に非常に強力であり、HSCサーベイと併せて研究戦略を立てる必要がある。2010年9月、12月のPFS研究会にて、宇宙最遠方クエーサー研究の発表(招待講演)を行うと共に、PFSのwhite paper(期待される科学成果)のクエーサーの項を執筆した。

あかり赤外線衛星に基づくAGNの分光観測から、赤方偏移0.5付近での星生成とAGN活動の結び付きを明らかにし、成果を査読論文としてまとめた(共著;Woo et al.2012)。
新しいポルフィリノイドの創製と有機金属触媒への展開

臭化アルキニルとのクロスカップリング反応により、ホウ素化ポルフィリンからβ,β'ジエチニルポルフィリンを合成する手法を新たに開発した。このβ,β'ジエチニルポルフィリンから、パラジウム(ID触媒を用いた酸化的カップリングによりブタジイン架橋ポルフィリン三量体が高収率で生成することを前回報告した。β,β'ジエチニルポルフィリンに対して銅(II)を用いたGlaserカップリングを行うと、三量体ではなくブタジイン架橋ポルフィリン二量体が生成することが既に報告されている。反応中間体と考えられる非環状二量体を新たに合成し、この選択性の違いは炭素-炭素結合形成時における反応機構の違いに由来することを明らかにした。通常、環状多量体の高効率な合成は難しい。この三量化反応は、環状多量体の新たな高効率合成法として有用である。また、メゾ位にホルミル基を有するポルフィリンに対して、パラジウム触媒を用いたβ位直接アリール化反応を行うことに成功した。さらに、得られたβ-アリール-メゾホルミルポルフィリンに対してMcMurryカップリングを適用することにより、ビニレン架橋ポルフィリン二量体を合成することに成功した。β位にアリール基が無いビニレン架橋ポルフィリン二量体に比べて、新規二量体の紫外可視吸収スペクトルでは大きな長波長シフトが見られた。これはβ位に導入されたアリール基がビニレンとポルフィリンのなす二面角の変動幅を制限するため、より効果的にπ共役が拡張したためであると考えられる。ポルフィリンβ位選択的ホウ素化を起点とした官能基導入の一環としてβ位アセチル化に成功し、β位モノアセチル化ポルフィリン及びジアセチル化ポルフィリンを得た。モノアセチル化体に対してジヨードサマリウムを用いたピナコールカップリングと続く酸性条件下での転位を行うことによりβ位同士が一つのsp^3炭素原子で架橋されたポルフィリン二量体の合成に成功した。さらに強酸を作用させると、テトラヒドロペンタレン縮環ポルフィリン二量体が生成することを見出した。ポルフィリン二量体は人工光合成材料のモデル化合物として注目され、種々合成されている。テトラヒドロペンタレン縮環ポルフィリン二量体のようなメゾ位・β位それぞれが一つのsp^3炭素原子で架橋されたポルフィリン二量体の合成はこれまでに例がない。X線結晶構造解析によりその構造を明らかにするとともに、その光化学的性質も明らかにした。さらにジアセチル化ポルフィリンを用いて新規ポルフィリンピンサー型錯体の開発を試みた。当研究室では配向基としてピリジル基やイミダゾリル基といったヘテロ環を用いたポルフィリンピンサー型錯体しか報告していない。それらとは異なる配向基の導入により新規物性が期待できる。アセチル基のままでは配向基として不十分なため、イミノ化を行った。配位子の安定性も考慮に入れると2,2'-チオジアニリンが適当であると分かった。現在、生成した配位子にたいして種々金属錯化を試みている。研究実施計画に沿って、ポルフィリンを用いた新規配位子合成を試みた。その過程で、ポルフィリンβ位のホウ素を直接エチニル基に変換することに成功した。従来エチニル基の導入には不安定なジヒドロキシ体を経由する必要があったが、プロモアセチレンを用いたグロスカップリングにより収率の向上と新たにテトラエチニル化体の合成に成功した。得られたエチニル化ポルフィリンをビルディングブロックとして用いることにより、新規多量体を合成することに成功した。環状ポルフィリン多量体は、光合成中心における光捕集アンテナのモデル分子として、あるいは新規機能性分子創成の観点から、古くから盛んに研究がおこなわれてきた。中でもブタジイン架橋環状ポルフィリン多量体はポルフィリン間の大きな電気的相互作用が期待できるため、その合成が期待されるが、合成例は限られていた。当研究室ではβ,β'-ジエチニルポルフィリンから銅(II)を用いたGlaserカップリングによりブタジイン二重架橋環状ポルフィリン二量体を合成し、それが大きな二光子吸収断面積を有することを報告している。今回ジエチニルポルフィリンに対して、パラジウム(II)触媒を用いることによりブタジイン架橋ポルフィリン三量体が選択的に合成することに成功した。銅(II)を用いた反応では三量体はほとんど得られなかったため、この選択性は炭素-炭素結合形成時における反応機構の違いに由来すると考えられる。

さらに、得られたβ-アリール-メゾホルミルポルフィリンに対してMcMurryカップリングを適用することにより、ビニレン架橋ポルフィリン二量体を合成することに成功した。β位にアリール基が無いビニレン架橋ポルフィリン二量体に比べて、新規二量体の紫外可視吸収スペクトルでは大きな長波長シフトが見られた。これはβ位に導入されたアリール基がビニレンとポルフィリンのなす二面角の変動幅を制限するため、より効果的にπ共役が拡張したためであると考えられる。前年度研究実施計画に記したように、β位アセチルポルフィリンのイミン化により新規配位子を合成には成功した。しかし、それらは不安定であったため、新たにβ位に導入できる官能基を探ったところ、エチニル化に成功した。今回合成したβ位エチニルポルフィリンは新規配位子の前駆体としての利用が期待できる。さらに、パラジウム触媒を用いた酸化的カップリングを行なうことにより、新規三量体の合成にも成功した。今回合成に成功したポルフィリン三量体に関しては、まずその光物性を検討する。また研究課題に即したテーマとしては、ポルフィリンの中心金属を利用して三量体をテンプレートとした反応への応用を検討中である。さらに、得られた単量体は新規配位子の前駆体として、官能基変換を行い、ポルフィリン外周部への金属錯化に取り組む予定である。エチニル基新規導入法開拓により、テトラエチニルポルフィリンの合成が可能になった。テトラエチニルポルフィリンを用いた新たなポルフィリンテープ合成が可能であることを確認しているため、その収率向上、物性検討も行う。
先天性障害をもつ児に続く次回妊娠・出産に関する質的研究

今年度は、昨年度に開拓したフィールドを基盤とし、当該研究目的に照らし、データ収集および分析・解釈を行った。今後は引き続き分析を重ね、国内学会において報告を行う予定である。1.データ収集研究対象は、周産期領域において胎児が医学的なリスクを負うことを引き受けながら妊娠・出産を選択した女性である。データ収集方法として、軟骨無形成症の児をもつ親の会の全国支部の事務局に調査協力(調査対家の条件に合致した対象の紹介)を依頼した。軟骨無形成症の児を育てながら、次子妊娠を選択し、実際に出産を遂げた女性で、研究参加の同意が得られた8名の女性に対し、1-2回の非構成的な面接を行い、対象とする現象(先天性障害児に続く次子妊娠・出産)に特有な状況をデータとして収集した。面接内容は、許可を得て録音し、口述のデータを逐語録に起こし、分析素材とした。2.データ分析と解釈研究対象者の口述データ(逐語録)を熟読し、帰納的に分析を行った。事例ごとの経験全体の意味を捉え、記述した。現在、8名の分析結果を統合し、類型化を試みている。3.今年度に得られた成果(胎)児が骨疾患を有していることが発覚した際の状況とその時点での「次子妊娠の見通し」には、医療関係者が行った「遺伝に関連した情報提供の妥当性」、「夫・家族のサポート」および「児の健康状態」が大きく影響しており、骨疾患を有する児を育てるなかで培われた「新たな次子妊娠の意味」は、当初の「出生前診断の意味と価値」を変容させ、次子妊娠時の検査の選択に影響を与えていたと考えられる。平成14年度は、当該研究におけるデータ収集のためのフィールドの開拓とともに、先天性障害をもつ児の出産後に次子妊娠を考慮する女性と家族の背景の理解を目指した。方法として、文献の検討、医療専門職による療育・遺伝相談場面への参加、セルフヘルプグループ(神経-筋および骨結合組織疾患、染色体異常、代謝性疾患など全国20ヶ所の当事者会-以下SHGとする)の代表者を通じ活動内容と相談機能を探索、先天性障害児に続く出産を体験した女性へのプレ面接を実施した。以上より、次のような点が確認された。先天性障害をもつ児を出産した女性と家族の多くはSHGへの参加経験をもち、当該児の保育・療育および健康状態に一定の見通しを持ち、余裕を得たことにより次子妊娠を考慮していた。複数のSHGが障害児の保育・療育に関する内容のみならず、周産期に関連した事項についての相談機能を果たしており、相談は、障害をもつ女性自身が出産に臨む場合や出生前診断により疾患や異常が確定した場合、先天性障害をもつ児に続く妊娠を考慮している場合に行われていた。また約半数のグループの代表者が、次子妊娠以前からの継続的なサポートと医療専門職との連携の必要性を認識していた。さらにSHGは、当事者がi)胎児の出生前診断の結果として伝えられた疾患・障害の認識と生活に根ざした現実の疾患・障害とのズレを修正すること、ii)同一の疾患・障害に存在するレベル差を理解すること、iii)障害観を育てること、を助ける場として、医療機関における周産期ケアを補完する役割を担っていた。今年度の活動および確認された点を、来年度のデータ収集・分析に繋げていく予定である。
二酸化炭素を原料とした共重合ポリエステルの微生物合成

Pseudomonassp.61-3由来の低基質特異性のPHA重合酵素(PhaC1)、PHA重合酵素の基質となる炭素数6以上の3-ヒドロキシアシルCoA (3HA-CoA)を脂肪酸合成経路から供給する3-ヒドロキシアシルACP:CoAトランスフェラーゼ(PhaG)、さらには、Ralstoniaeutropha由来のβ-ケトチオラーゼ(PhbA)およびアセトアセチルCoAリダクターゼ(PhbB)の各遺伝子を導入したR.eutrophaの組換え株を作製した。その組換え株を糖あるいは二酸化炭素を唯一の炭素源として培養した結果、ポリ-3-ヒドロキシ酪酸(P(3HB))、あるいは、炭素数58の3HAユニットが2.4mol%取り込まれたP(3HB-co-3HA)共重合ポリエステルを合成した。Pseudomonas sp. 61-3由来の低基質特異性のPHA重合酵素(PhaC1)、さらには、重合酵素の基質となる炭素数6以上の3-ヒドロキシアシルCoA(3HA-CoA)を脂肪酸合成経路から供給する3-ヒドロキシアシルACP:CoAトランスフェラーゼ(PhaG)の両遺伝子を導入したR. eutrophaの組換え株を作製し、耐衝撃性に優れた実用的なPHA、すなわち第2モノマー成分として中長鎖長の3-ヒドロキシアルカン酸(3HA)が取り込まれた共重合PHA、P(3HB-co-3HA)を二酸化炭素から合成・生産させることが本研究の目的である。phaG遺伝子を導入したにもかかわらず、組換え株が合成したPHAの3HA分率は3 mol%以下であった。そのため、脂肪酸合成経路の律速酵素であるアセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)を増強してやることで検討し、Pseudomonas aeruginosaのゲノムDNAよりACC遺伝子(accA、D、BおよびC)をクローニングし、これらの遺伝子をさらに導入した組換えR. eutrophaを作製した。しかしながら、PHAの蓄積率は数%であり、PHA鎖中への3HAユニットの取り込みはなかった。さらなる3HA分率の向上を目指して、P. aeruginosa由来の推定3-ヒドロキシアシル-CoAリガーゼ遺伝子を新たに導入した組換えR. eutrophaの作製を試みている。phaG遺伝子を導入したにもかかわらず、組換え株が合成したPHAのの3HA分率は3 mol%以下であった。そこで、His-PhaGタンパク質発現系を構築し、その発現をウェスタン法で調べたところ、大腸菌では推定分子量と同じ33 kDaのタンパク質として検出されたが、Pseudomonas sp. 61-3およびR. eutrophaでは、45 kDaであった。これは、PHA合成細菌ではPhaGに12 kDaの何らかの物質が結合していることを意味しており、言い換えれば、R. eutrophaにおいても適当な微生物育種を行えば、3HA分率を高めた共重合PHAを合成させることができると予想した。そのため、脂肪酸合成経路の律速酵素であるアセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)を増強してやることで改善を試みることにした。Pseudomonas aeruginosaのゲノムDNAよりACC遺伝子(accA、D、BおよびC)をクローニングし、これらの遺伝子を導入した組換えR. eutrophaを現在作製している。研究計画通りに進めているが、アセチルCoAカルボキシラーゼ遺伝子群をクローニングしたものの、PHA生合成遺伝子群と共発現させる組換えプラスミドが構築できていない。これは、PHA生合成遺伝子群を挿入したプラスミドに適当な制限酵素認識部位がなく、PCRによる部位作製を試みたが、増幅したいDNA領域のGC含量が高く、PCRによるDNAの増幅が困難であったことによる。PCRにおけるプライマーの再設計、さらには、難増幅DNA配列でも増幅が可能なPCR酵素が新発売されたことにより、アセチルCoAカルボキシラーゼ遺伝子群とPHA生合成遺伝子群を挿入した組換えプラスミドを構築する目途がたったため、これらの遺伝子を導入したRalstonia eutrophaの新たな組換え株を作製する。

この組換え株が合成するPHAのポリエステル鎖中の3HA分率が低いままであった場合は、脂肪酸合成系代謝酵素についても十分検討し、菌株培養における培地成分の検討を行う。以上、今後も遺伝子工学・代謝工学的手法のみにならず、生化学的、微生物学的、培養工学的手法を屈指しながら、二酸化炭素から実用的な丈夫なPHAの合成を目指す。遺伝子クローニング、組換えプラスミドの構築、組換え微生物の培養、生産物の分析等を行うことから、遺伝子工学試薬(PCR酵素、制限酵素、遺伝子修飾酵素)、DNAの合成(PCR用のプライマー)、培地、プラスチック器具(滅菌シャーレ、マイクロピペット用チップ)など、そのほとんどを消耗品の購入に使用する予定である。
二次元乱雑系アンダーソン局在におけるスピン軌道相互作用の実験的研究

InAs単結晶の表面にMIS型FETを作成し,磁気伝導率とホール係数を測定した. 1.試料作成:本研究では,膜中電荷密度も低いInAs-MIS型FETを,真空紫外光による励起と紫外光による励起とを合せ用いる,二重光励起光CVD法により, 200°C以下の基板温度で作成することを試みた.二重光励起CVD装置を製作した.真空紫外光光源は160nm付近に大きい輻射を有する重水素ランプ(浜松ホトニクス製L1835)を,紫外光光源は200nmから300nmで比較的輻射強度の強い水銀-キセノンランプ(浜松ホトニクス製C2578)を用いた.膜成長槽は重水素ランプを直接取り付けられる開口部と紫外光を透過する石英ガラスの窓の付いたステンレス槽を製作した.SiO_2膜の原料である,窒素ガスで5%に希釈されたジシラン(SizH_6)と酸素ガスの流料を計測・制御するための,ガス流量調節回路は現在組み立て途上である.そこで,既存のシラン用ガス流量調節回路を使い,シランガスを原料とした,光CVDによりMIS型FETを製作した.2.測定:温度T=1.377K,磁場B=01T,電子濃度Ns=5×10^<11>6×10^<12>cm^<-2>の範囲で,磁気伝導率とホール係数を測定した.低温ではNs=1.5×10^<12>cm^<-2>近傍で,伝導率のNs依存にハンプが,また磁気伝導率のNs依存にも構造が観測された.弱磁場で,垂直磁場中磁気伝導率の大きさは, Ns=1.5×10^<12>cm^<-2>で極大を,そしてNs=2.0×10^<12>cm^<-2>で極小をもつ.また,平行磁場中の磁気伝導率はNsの増加とゝもに大きくなるが, Ns=2.0×10^<12>cm_<-2>近傍でその傾きが4倍になった.これらの現象は,第一励起サブバンドと基底サブバンドとの間のサブバンド間散乱を考慮することによって説明された[1].InAs単結晶の表面にMIS型FETを作成し,磁気伝導率とホール係数を測定した.1.試料作成:本研究では,膜中電荷密度も低いInAs-MIS型FETを,真空紫外光による励起と紫外光による励起とを合せ用いる,二重光励起光CVD法により, 200°C以下の基板温度で作成することを試みた.二重光励起CVD装置を製作した.真空紫外光光源は160nm付近に大きい輻射を有する重水素ランプ(浜松ホトニクス製L1835)を,紫外光光源は200nmから300nmで比較的輻射強度の強い水銀-キセノンランプ(浜松ホトニクス製C2578)を用いた.膜成長槽は重水素ランプを直接取り付けられる開口部と紫外光を透過する石英ガラスの窓の付いたステンレス槽を製作した.SiO_2膜の原料である,窒素ガスで5%に希釈されたジシラン(SizH_6)と酸素ガスの流料を計測・制御するための,ガス流量調節回路は現在組み立て途上である.そこで,既存のシラン用ガス流量調節回路を使い,シランガスを原料とした,光CVDによりMIS型FETを製作した.2.測定:温度T=1.377K,磁場B=01T,電子濃度Ns=5×10^<11>6×10^<12>cm^<-2>の範囲で,磁気伝導率とホール係数を測定した.低温ではNs=1.5×10^<12>cm^<-2>近傍で,伝導率のNs依存にハンプが,また磁気伝導率のNs依存にも構造が観測された.弱磁場で,垂直磁場中磁気伝導率の大きさは, Ns=1.5×10^<12>cm^<-2>で極大を,そしてNs=2.0×10^<12>cm^<-2>で極小をもつ.また,平行磁場中の磁気伝導率はNsの増加とゝもに大きくなるが, Ns=2.0×10^<12>cm_<-2>近傍でその傾きが4倍になった.これらの現象は,第一励起サブバンドと基底サブバンドとの間のサブバンド間散乱を考慮することによって説明された[1].
家族介護者の健康危険度を判定できる自己評価表の開発

本年度は2段階で研究を進めた。(1)家族介護者の健康危険度を自己判定するチェツク表を構成する要因の分析.昨年度の2地域の調査のデータから,病気により疲労を感じていると答えた者と2030歳代の若い家族介護者を省いた112名を「慢性疲労あり」群と「慢性疲労なし」群に分けて,慢性疲労症状と疲労軽減行動の特徴,関連要因を明らかにした.「慢性疲労あり」とは,厚生省の慢性疲労症候群の診断基準を参考に,「普段行っていることができないような疲労症状が6か月以上持続していること」と操作的に定義した.「慢性疲労あり」群は,「なし」群と比較して,以下の特徴が見られた.家族介護者の「年齢が65歳以上」,「要介護3の利用者を介護している」,「夜間介護のために起床する人」「慢性疲労症状に気力減退症状が加わっている」,「疲労軽減行動は自分の中に閉じこもる傾向や治療行動,自己治癒行動をとっている」「介護負担が多い方,特に,体調・仕事・経済的面で負担に感じている」「サポートが少ない,元気をつけてくれる人がいない」「介護をやりたくないが仕方がない,介護は当然と思っている」であった.また,関連要因のあり・ない別に相対危険度を算出した.先の結果から,健康危険度の自己チェック表を作成した.構成要因は,介護者の年齢,利用者の介護度,夜間介護のために起きる回数,介護負担,家族内サポートの有無,介護意識,疲労軽減行動,疲労症状の程度・持続期間である.相対危険度により重み付けも行った.(2)居宅介護支援センターおよび訪問看護ステーションのケアマネージャおよび訪問看護師5名から,チェック表にて家族介護者の健康危険状態の把握が可能かどうか,妥当性の意見をもらった.また,大学院教員および在宅ケア研究者にも意見をもらった.先の居宅介護支援センターおよび訪問看護ステーションにて,実際の支援方法の手段として有効かどうか現在試行の段階である.本年度は3段階で研究を進めた。(1)文献により健康チェック表の基盤となる理論の検討:介護負担感尺度および介護負担に関連する文献,保健行動に関する文献をMEDLINE,CINAHL,医学中央雑誌により,caregiver,elderly,home,family,health-behaviorのkeywordsで検索し基盤となる理論と研究枠組みを検討した。第一段階として,介護負担と関連要因に関する文献から,家族介護者が介護負担から病気に至るプロセスをモデル化した。「仮説1:要介護状態になる→介護者に生活の変化→生活全般に介護負担感を感じる段階→自分の健康に負担を感じる段階(介護疲労が始まった段階)→慢性蓄積疲労状態→病気」第二段階ではこのモデルに基づき介護者の予防行動を高めるモデルを検討した。病気を予防するには自分の健康に負担を感じる段階,つまり,介護疲労を感じた段階で,それをサインとして適切な介護疲労軽減行動をとることが重要である。この行動は病気回避行動であると考えた。(2)実態調査:(1)の文献レビュで,介護疲労を計測する尺度の開発研究は1件見られたのみであり,介護疲労軽減行動に関する研究は皆無であった。その為,福井県下の2町で在宅要介護老人の主家族介護者を対象に介護疲労と疲労軽減行動に関して訪問面接調査を80名に対して実施した。(3)(1)(2)の結果から介護疲労軽減行動モデル(仮説2)の作成:保健信念モデルを参考に,介護疲労の認知から介護疲労軽減行動にいたるプロセスをモデル化した。介護疲労軽減行動は,「病気への脆弱性」「介護疲労の重大性」や「対処に対する無力感」,「援助期待」等の介護者の認知が基盤となり,「疾病体験」「疲労への感受性」等の個人特性および健康状態,「対応行動による負担の認知」,「専門家のアドバイス」,「家族支援」が影響すると仮説化した。家族介護者の健康危険度が増した状態とはこの軽減行動が低下した状態であると操作的に定義した。本年度は3段階で研究を進めた。(1)仮説2「介護疲労軽減行動モデル」の吟味:訪問看護ステーションおよび在宅介護支援センターのケアマネージャより,介護疲労が強いが在宅で継続して介護している家族介護者に研究協力を依頼していただき,半構成的質問紙によりインタビュー調査「介護疲労の認知,対応,その行動に影響していること」を実施。同時に,訪問看護者,ケアマネージャに対して,先の研究協力者の日頃の疲労対応行動のエピソードに関するインタビュー調査を実施。その結果,仮説2の中でも,特に,介護者の介護生活の中で感じている疲労への認知評価が疲労軽減行動の重要な鍵を握っていることが予測された。(2)文献検索:慢性疲労および疲労軽減行動,予防行動に関する文献を検索:介護疲労を自己評価する尺度が未開発であること,介護疲労軽減行動に関する研究は皆無であることがわかった。そこで,慢性疲労に関する研究文献から,慢性蓄積疲労徴候を自己評価する尺度を参考に,介護者用に簡略化した慢性疲労症状を自己評価するチエック表を作成した。先の質的研究と加えて,さらに,10名の家族介護者より疲労軽減行動を聞き取り調査し,疲労軽減軽減行動の試案を作成した。(3)実態調査:上記で作成した疲労症状チエック表,疲労認知評価,疲労軽減行動,関連要因をもとに,地域特性の異なる2地域;農村地域80名,山村地域80名の家族介護者を対象に,聞き取り調査を実施。介護生活の中で感じている疲労を「いつものこと」,「こんなもんだ」,「年だ」,「たいしたことない」と軽く認知したり,否定し,積極的な休養や対処をとっていなかった。

また,この対応は若いときからの体力への自信と介護を他の家族にかわってもらえないという家族状況により,疲労軽減のための精神的・身体的休養を先送りさせていた。この対応行動の積み重ねにより,介護疲労が慢性疲労状態,病気へと発展しているごとが予測された。本年度は2段階で研究を進めた。(1)家族介護者の健康危険度を自己判定するチェツク表を構成する要因の分析.昨年度の2地域の調査のデータから,病気により疲労を感じていると答えた者と2030歳代の若い家族介護者を省いた112名を「慢性疲労あり」群と「慢性疲労なし」群に分けて,慢性疲労症状と疲労軽減行動の特徴,関連要因を明らかにした.「慢性疲労あり」とは,厚生省の慢性疲労症候群の診断基準を参考に,「普段行っていることができないような疲労症状が6か月以上持続していること」と操作的に定義した.「慢性疲労あり」群は,「なし」群と比較して,以下の特徴が見られた.家族介護者の「年齢が65歳以上」,「要介護3の利用者を介護している」,「夜間介護のために起床する人」「慢性疲労症状に気力減退症状が加わっている」,「疲労軽減行動は自分の中に閉じこもる傾向や治療行動,自己治癒行動をとっている」「介護負担が多い方,特に,体調・仕事・経済的面で負担に感じている」「サポートが少ない,元気をつけてくれる人がいない」「介護をやりたくないが仕方がない,介護は当然と思っている」であった.また,関連要因のあり・ない別に相対危険度を算出した.先の結果から,健康危険度の自己チェック表を作成した.構成要因は,介護者の年齢,利用者の介護度,夜間介護のために起きる回数,介護負担,家族内サポートの有無,介護意識,疲労軽減行動,疲労症状の程度・持続期間である.相対危険度により重み付けも行った.(2)居宅介護支援センターおよび訪問看護ステーションのケアマネージャおよび訪問看護師5名から,チェック表にて家族介護者の健康危険状態の把握が可能かどうか,妥当性の意見をもらった.また,大学院教員および在宅ケア研究者にも意見をもらった.先の居宅介護支援センターおよび訪問看護ステーションにて,実際の支援方法の手段として有効かどうか現在試行の段階である.
精神障害者の地域ケア推進のための再入院の実態と入退院及び受療の経年的動向の検討

1.地域ベースの再入院の実態把握とその関連要因の検討2つの保健所の協力を得て、医療保護入院後に退院をした343人の経過を約3年間にわたり追跡した。2つの保健所管内の再入院率は、1年後でそれぞれ30%と31%、3年後で41%と38%であった。再入院リスクの増大は「過去の入院回数」が多いことの影響が最も大きく、「診断」が非定型精神病、「医療費支払い区分」が生活保護、「保護者」が市町村長の者でも再入院リスクが増大していた。また、受療中断率も極めて高率であった。受療中断リスクが高い者の特徴として、診断がアルコール依存症・薬物依存症、精神病質・人格障害ないし痴呆であり、合併症があり、過去の入院回数が少なく、保健所への訪問依頼が否であることが示された。医療保護入院者の退院後の再入院および受療中断はかなりの頻度に上っており、またその関連要因の検討からも、精神障害者を地域で支える体制の整備が急務であることが明らかになった。2.精神疾患に関わる統計資料の整備1973年から1993年までの厚生省の患者調査および病院報告を用いて、精神疾患に係る統計資料を作成し、その経年推移について報告した。統計資料として整理した指標は受療患者数(外来患者数,在院患者数)、退院患者数と退院率、在院期間などであり、性別、年齢、診断、病院種類、地域ブロックなどとの関連を明らかにした。精神科受療有病率は外来受療の増加によって経年的増加が見られた。入院から退院までの在院期間は経年的に単調に短期化する傾向が継続していた。在院患者についての入院からその時点までの期間である継続在院期間は、ごく最近まで経年的に長期化の一途を辿ってきたが、1993年にはごくわずかではあるが初めて減少した。今後、継続在院期間が真に短期化に転じ、長期継続在院患者が減少に向かうかについては観察を継続する必要がある。1.精神保健法施行後の変化に重点をおいた精神疾患に関わる統計資料の整備:病院報告の平均在院日数についての年次推移の意味を明かにするために、厚生省の患者調査を用いて継続在院期間別の在院患者割合および継続在院期間別の退院率の推計を行った。1ヵ月間の退院患者数を1ヵ月間の在院患者延数で除した指標である総退院率は、平均在院日数の逆数とほぼ等しく、しかも患者の特性ごとの算出が容易である。そこで、平均在院日数に替えて、1974年1990年の総退院率に関する年次推移とその意味を明かにした。精神疾患の総退院率の年次推移は、最近上昇していた。これは、1ヵ月以下の在院患者割合はほとんど変化が見られない状態で、1ヵ月以下の退院率の最近の上昇が著しいためであった。また、精神疾患の性別および年齢階級別の総退院率の年次推移を示し、その意味を検討した。さらに、19911993年までの病院報告及び患者調査の目的外使用の申請を行い、最近の動向についての分析の準備を行った。再入院の実態把握とその関連要因の検討について:福岡県下の2つの保健所の協力を得て、医療保護入院・措置入院での退院後の再入院および受療中断の実態についての追跡調査を実施中である。すなわち、平成3年4月から平成5年9月までの精神病院退院患者343人を対象者として、保健所に保管されている医療保護入院届・退院届,定期病状報告,通院医療費公費負担申請書や各種社会資源の利用記録などの既存資料に基づき、保健所の協力により匿名性を保った状態で再入院・受療中断の有無とその時期についての調査を実施している。在院患者についての入院からその時点までの期間である継続

在院期間は、ごく最近まで経年的に長期化の一途を辿ってきたが、1993年にはごくわずかではあるが初めて減少した。今後、継続在院期間が真に短期化に転じ、長期継続在院患者が減少に向かうかについては観察を継続する必要がある。
非線形偏微分方程式の数学解析と数値計算

特異摂動理論のNavier-Stokes方程式への応用に関し、岡本久は同方程式の新しい厳密解を発見し,その流体力学的な性質を解明した.そのひとつは,TamadaとDorrepaalによる「斜めにぶつかる淀み点流」の3次元版であり,もうひとつはLerayによる相似解のスキームの解の発見である.特に,合流型超幾何関数で表されるものを多数発見した.Navier-Stokes方程式の定常解のうち,境界で流体の出入りがあるものを考え,その安定性を調べた.ある種の解はいくらReynolds数が大きくなっても安定性を失わないという結果を得た.また,2次元渦層が背景流としてのせん断流の中でどのように振舞うのかを,渦法という数値計算法を用いて数値計算で調べた.これまで2次元渦層の研究はそれ自身の振舞いが調べられてきたが,渦層と,せん断流などとの相互作用は本研究が始めてである.河合隆裕と竹井義次は代数解析の手法を用いて特異摂動理論を研究し,パンルベ方程式との興味ある関係を導いた.その結果に一端は、河合・竹井著、「特異摂動の代数解析」、岩波書店から近日刊、にも発表される予定である。室田一雄と岩田覚は数値線形代数理論の研究を通じて本研究に貢献した.特異摂動問題を離散化すると条件数の大きな行列あるいは独特の構造を持つ行列が現れる.こういった行列に関する連立方程式の解法には離散数学の手法が役に立つ.室田は精度の改良や高速化に関する多くの方法を提唱し,その有用性をしめした.特異摂動理論のNavier-Stokes方程式への応用に関し、岡本久は同方程式の新しい厳密解を発見し,その流体力学的な性質を解明した.そのひとつは,TamadaとDorrepaalによる「斜めにぶつかる淀み点流」の3次元版であり,もうひとつはLerayによる相似解のスキームの解の発見である.特に,合流型超幾何関数で表されるものを多数発見した.Navier-Stokes方程式の定常解のうち,境界で流体の出入りがあるものを考え,その安定性を調べた.ある種の解はいくらReynolds数が大きくなっても安定性を失わないという結果を得た.また,2次元渦層が背景流としてのせん断流の中でどのように振舞うのかを,渦法という数値計算法を用いて数値計算で調べた.これまで2次元渦層の研究はそれ自身の振舞いが調べられてきたが,渦層と,せん断流などとの相互作用は本研究が始めてである.河合隆裕と竹井義次は代数解析の手法を用いて特異摂動理論を研究し,パンルベ方程式との興味ある関係を導いた.その結果に一端は、河合・竹井著、「特異摂動の代数解析」、岩波書店から近日刊、にも発表される予定である。室田一雄と岩田覚は数値線形代数理論の研究を通じて本研究に貢献した.特異摂動問題を離散化すると条件数の大きな行列あるいは独特の構造を持つ行列が現れる.こういった行列に関する連立方程式の解法には離散数学の手法が役に立つ.室田は精度の改良や高速化に関する多くの方法を提唱し,その有用性をしめした.
NKT細胞による腸内細菌叢の制御と肥満との関わり

本研究は、NKT細胞・肥満・腸内細菌叢の関係性を肥満マウスモデルを用いて明らかにすることを目的とする。高脂肪食を給餌した野生型マウスまたはNKT細胞欠損マウスにおけるメタゲノム解析により、腸内細菌叢の変化を比較する。さらに、腸管や肝臓NKT細胞の活性化を測定し、抗生物質の投与実験からその活性化が腸内細菌叢依存的かを検討する。NKT細胞が高脂肪食によって機能修飾を受けるのか、またその影響が腸内細菌叢のバランスを変化させ、肥満にどのように作用するのかについて、腸内細菌叢の組成バランスの解析やメタボローム解析、腸管における遺伝子発現変化などを調べ、肥満メカニズムの解明に貢献する。
ホタテガイ外套膜組織に含まれる毒物質の同定と作用機構

ホタテガイは北海道や青森などの主要水産物のひとつであり、貝柱だけではなく、ひもと呼ばれる外套膜組織も、刺身や燻製などとして広く食されている。日本においては、中腸腺に蓄積する麻痺性貝毒、下痢性貝毒が定期的に検査され、貝毒が規制値以下のホタテガイのみが市場に出荷されている。貝毒は、我々の健康に危害を与えるだけではなく、水産業、食品加工業にも大きなダメージを与えてきた。我々は、市販されているホタテガイ外套膜組織を含む餌をラットやマウスに食べさせることによって食物摂取量の減少、運動量の減少、食物摂取量の減少、血糖値の上昇などの症状が現れ、死亡すること、その原因がホタテガイ組織に含まれている未知の毒物質であることを初めて明らかにした(Hasegawa et al 2018)。麻痺性貝毒(ナトリウムチャンネル阻害物質)や下痢性貝毒(ホスファターゼ阻害物質)は摂取後すぐに下痢や痙攣などの症状が現れる急性毒性を示すのに対し、外套膜に含まれる毒物質は摂取し続けることで毒性が現れる亜急性毒性を示す。また、0.01%(餌に含まれる外套膜含量)という少量の外套膜組織(体重比で換算すると50kgのヒトで毎日約1gの摂取に相当)を含む餌でさえ数か月後にラットが死亡したことから、毒物質が体内に蓄積する可能性も否定できない。今後、ホタテガイに含まれる未知の毒物質がヒトに対して毒性を示すかどうか明らかにするため、まず外套膜組織に含まれる毒物質の同定と作用メカニズムの解明が急務である。・ホタテガイ外套膜を含む餌をマウス、ラットに食餌させることによって食物摂取量の減少、さらには死に至ることを示してきた。毒性を示す最小容量を検討し、外套膜組織を0.05%含む餌を食餌させることで十分な毒性がみられることを明らかにした。また、0.01%外套膜組織を含む餌を食餌したマウスにおいても数か月後に毒性が現れたことから慢性毒性を示すことが示唆された。毒物質の蓄積について詳細な検討が必要であると考えられた。・外套膜組織以外の組織の毒性について検討し、えら、中腸線、卵巣においても同様に毒性を示すことを明らかにした。一方、貝柱においては毒性を認めなかった。・外套膜中のどのような成分が毒性を示すのかを明らかにするため、培養細胞およびマウスでの毒性評価系を用いて外套膜抽出液をイオン交換カラム、ゲルろ過カラムで分画した画分について評価をおこなった。現在までに、分子量1万以上のタンパク質成分が毒性を示していることを示唆するデータをえてきた。培養細胞系での毒性を示す分画がマウスで毒性を示す画分と一致していることから、今後培養細胞系を用いて毒物質の単離、同定ができるものと考えられた。・外套膜を摂取したラットでは血糖値の顕著な上昇が起こることを明らかにしてきた。その作用機構を調べるため、培養肝細胞を用いて研究を行ったところ、外套膜組織中に、インスリン抵抗性を引き起こす物質が含まれていることを見出した。この物質が毒性に寄与しているかどうかさらなる検討を行っている。・毒物質を同定するための評価系においてマウスを用いたin vivo評価系では多くの時間と労力が必要であった。しかし現在までの研究から、培養細胞系を用いた評価系を使用できることがわかってきた。このことから、毒物質の同定への道のりがかなり短縮されたと考えている。・毒物質の性状について当初の予想以上に明らかになってきている。・ホタテガイに含まれる毒物質が麻痺性、下痢性貝毒とは異なるものであることを確立するため。それぞれの貝毒が抽出されるメタノールおよび塩酸を用いて外套膜から抽出を行い、毒性を評価した。いずれの抽出液にも毒性は認められず、水抽出した画分においてのみ毒性が確認されたことから未知毒物質であることが明らかになった。・燻製などとしても食されている外套膜組織の安全性評価のため、外套膜組織を熱処理したサンプルの毒性を評価したところ、熱処理しても毒性の低下は認められなかったことから組織内で熱に安定な状態で存在しているものと考えられた。・毒物質を同定するため、水抽出した画分を、イオン交換カラム、硫安分画、ゲルろ過カラムを用いて分画し毒物質の部分精製を行った。現在、部分分画した成分の毒性とその成分の解析を進めている。・毒物質の作用機構を調べるため、ヒト肝細胞HepG2を用いて検討を行った。外套膜抽出液は、培養肝細胞に対し、インスリン刺激に伴うAktのリン酸化の阻害、細胞内のグリコーゲン含量の低下、糖新生酵素の発現量増加をひきおこした。また、in vivoにおいても外套膜組織を食べさせたマウスの肝臓においてグリコーゲン含量の低下と糖新生酵素の発現量増加が検出された。これらの結果から、外套膜組織の摂取が肝臓のインスリン抵抗性を誘発し血糖値の上昇を引き起こしていることが示唆された。現在、マウスが死亡する原因が外套膜中に含まれるインスリン抵抗性誘発物質に類似しているかどうか検討を進めている。・毒物質の同定まであともう一歩のところまで来ている。本年度中に毒物質の同定と毒性の作用機構を明らかにできるものと考えている。

日本においては、中腸腺に蓄積する麻痺性貝毒、下痢性貝毒が定期的に検査され、貝毒が規制値以下のホタテガイのみが市場に出荷されている。貝毒は、我々の健康に危害を与えるだけではなく、水産業、食品加工業にも大きなダメージを与えてきた。我々は、市販されているホタテガイ外套膜組織を含む餌をラットやマウスに食べさせることによって食物摂取量の減少、運動量の減少、食物摂取量の減少、血糖値の上昇などの症状が現れ、死亡すること、その原因がホタテガイ組織に含まれている未知の毒物質であることを初めて明らかにした(Hasegawa et al 2018)。麻痺性貝毒(ナトリウムチャンネル阻害物質)や下痢性貝毒(ホスファターゼ阻害物質)は摂取後すぐに下痢や痙攣などの症状が現れる急性毒性を示すのに対し、外套膜に含まれる毒物質は摂取し続けることで毒性が現れる亜急性毒性を示す。また、0.01%(餌に含まれる外套膜含量)という少量の外套膜組織(体重比で換算すると50kgのヒトで毎日約1gの摂取に相当)を含む餌でさえ数か月後にラットが死亡したことから、毒物質が体内に蓄積する可能性も否定できない。今後、ホタテガイに含まれる未知の毒物質がヒトに対して毒性を示すかどうか明らかにするため、まず外套膜組織に含まれる毒物質の同定と作用メカニズムの解明が急務である。・培養細胞系を用いた評価系により毒物質の早期の単離と同定を行い、その物質についてマウスを用いたin vivo評価系での毒性の確認実験を行う。・作用機構を明らかにするため、外套膜を食餌したマウスの各臓器の組織学的な研究を実施する。さらに外套膜を食餌したマウスにおいて生じる血糖値の上昇機構と毒性の関係について明らかにする。・毒物質の同定における評価において細胞培養系、マウスを用いたin vivo評価系を並行して使用して研究を進めてきた。細胞培養系においても毒性を検出することができるものの必ずしもin vivo評価系と一致していないことが示唆されてきた。in vivo評価系では1か月から2か月という時間と労力を要することから研究の進展を妨げている。今後より早い、簡便なin vivo評価系の構築が必須であると考えている。研究費の使用が遅れたことから当年度に実施する予定だった研究が次年度に先送りとなった。しかし研究成果は予想以上の結果を得ている。細胞培養系での毒性評価とマウスを用いた毒性評価に差が認められたことから当初の計画通りの実験を29年度に実施できなかった。30年度においてマウスを用いた実験系にシフトし予算を使用していく。前年度に実施できなかった研究を本年度に持ち越して実施する。その経費として使用する。
大型構造物の3次元形状・寸法測定に関する研究

今日、3次元測定機は機械工業の様々な分野で活用され、その有用性が広く認識されている。しかし、測定範囲は限られており、ほぼ乗用車の大きさが上限である。いっぽう、近年、いわゆる重厚長大型の工業分野における技術の高度化、ならびに生産体制の革新が重要視されてきているのに伴い、この分野でも3次元測定の要求が強まっている。このような背景から本研究では、数メ-トルから数十メ-トルの大きさの構造物の形状・寸法を10^<-5>10^<-6>の精度で測定できる測定システムの開発を目指して、初年度は測定原理の検討を行ない、第2年度はその応用の一例として、長大吊橋主塔部材の加工精度のon the machine計測を行なった。長大吊橋主塔のような大型構造物の完成形状は個々の部材の形状精度に依存している。このため、部材には極めて高い加工精度が要求されており、その実現にはon the machine計測が最も望ましいが、これまでの適当な計測方法がなかったものである。測定対象部材は6mx6mx5mの鋼板溶接製品で、その仕上げ加工後の形状・寸法精度に関して、接合される面の平面度、両端面間の距離および平行度など10項目以上の規定がある。実験では、本研究で開発した3次元測定システムによってこれらの測定が迅速に行なえることを確認した。また、測定精度は±0.2mmを達成できた。さらに、レベル、セオドライトなどを用いた従来法でon the machine計測が可能な項目については両者の測定結果を統計的に比較した。その結果、本測定方法は従来法より高い信頼度を有していることが確認された。以上のように、当初の研究目標をおおむね達成できたと考える。今後はさらに測定対象を広げてfeasibility testを重ね、システムの完成度を高めたい。当初の研究計画に従い,以下の3項目について研究をおこなった。(1)測定原理の定式化と測定誤差の理論解析大型構造物の3次元測定には三角測量法の応用が最適と考えられる。三角測量法の原理は既に確立されているが,本研究では特に測定の高能率化を目指して,高度な画像処理能力を有する側角儀の使用により視野内の“多数点"の3次元座標値を同時に求めることとし,このための測定原理を定式化した。さらに,この結果を基に誤差伝ぱの法則にもとづいて測定誤差要因の解析を行ない,測定機が具備すべき機能と精度を明らかにした。(2)CCDカメラの高精細化と高速画像処理の研究画像の取込みにはCCDカメラを使用することとしたが,既存のものは分解能が低い。そこで,本研究ではビエゾ・アクチュエ-タでCCD素子を微少量移動させつつ撮像することにより高密度の画像デ-タを得る方式を考案し,理論的にも実験的にもこの方式が有効であることを確認した。また、多量の画像デ-タをパソコンで高速処理するためのアルゴリズムを検討したが,この点については,より高速の演算能力を有するパソコンを用いて更に検討する必要があり,次年度の課題である。(3)自動側角儀の基本設計上記(1),(2)の結果を基に,自動側角儀の基本設計を行った。その結果,角度測定部に特に高い信頼性が必要となるものの,例えば,既存のセオドライトの技術で対応可能であることを確認した。本研究は平成元年度から2年計画で実施しており、平成2年度は終了年度である。したがって、平成2年度は研究の重点を実験システムの製作とこれによる測定方法の評価の2点に置いた。

(1)実験システムの製作:前年度の研究で、測定原理の定式化、ならびに測定システムに必要な各要素の製作を終えており、本年度は、パ-ソナルコンピュ-タを中心にこれらの要素を結合し実験システムを構成した。特に、多量の画像デ-タを高速で処理するためにプログラムの改良を行なうとともに、新たに32ビットパソコンを購入、使用した結果、測定時間を実用可能な範囲にまで短縮出来た。(2)測定方法の評価:上記実験システムを用いて、長大吊橋主塔部材の切削加工精度のon the machine計測を行なった。長大吊橋主塔のような大型構造物の完成形状は個々の部材の形状精度に依存している。このため、部材には極めて高い加工精度が要求されており、その実現にはon the machine計測が最も望ましいが、これまで適当な計測方法がなかったものである。測定対象部材は6m x 6m x 5mの溶接製品で、その仕上げ加工後の形状・寸法精度に関して、接合される面の平面度など10項目以上の規定がある。実験では、本研究で開発した3次元測定システムによってこれらの測定が迅速に行なえることを確認した。また、レベル、セオドライトなどを用いた従来法でon the machine計測が可能な項目については両者の測定結果を統計的に比較した。その結果、本測定方法は従来法より高い信頼度を有していることが確認された。
プロファイル解析による大豆加工食品中の各種サポニン化学構造の推定

(1)各種配糖体のLC-PDA/MS/MS分析結果を詳細に解析し,化学構造とMS及びMS/MSフラグメントパターンに関する新たな規則性が発見できた(Woo等,向山等,山根等,Son等)。これにより,数種類の主要サポニンのMSとMS/MSを確認すれば大豆種子サポニン生合成遺伝子の組合せが分かる体制が整った(Takahashi等,Takagi等,Yano等,Komagamine等)。(2)韓国のEMS処理大豆から2系統,DDMPサポニンを合成できない新変異が見つかった(Jagadeesh等)。また日本のEMS処理大豆909系統の種子サポニン組成を調べた結果,35系統(3.85%)がサポニン組成変異で,それらの遺伝的多型は7カテゴリーに分類された(Panneerselvam等)。プロファイル解析の結果,アグリコンC-3位結合糖鎖にGalを付加できないと考えられる新変異が1系統(EnT-3131)発見された(山根等)。(3)日本・中国・韓国の大豆とツルマメコレクションを調べた結果,中国に自生するツルマメ(Glycine soja)3805系統から,新規なサポニン組成を示す変異が34系統発見された。これら変異系統で観察された未確認サポニンのプロファイル解析結果から,変異系統では通常の大豆サポニン生合成遺伝子とは別の遺伝子が発現し,新規サポニンが合成蓄積すると推定された(Takahashi等)。(4)マメ科モデル植物ミヤコグサを発芽させ,根部と地上部のサポニン組成を調べた結果,根部で大豆サポニンの一部(DDMP-βg)が合成されることを確認した。この結果は,大豆サポニン生合成に関与するはずの未確認遺伝子(C-3位結合糖鎖のGlcUA転移酵素をコード)の探索にミヤコグサが利用できることを示している(未発表)。(1)韓国のEMS処理大豆の中から初めて,DDMPサポニンを合成できないにも関わらずグループAサポニンを蓄積する変異が見つかった。これまでグループAサポニンのアグリコン,ソヤサポゲノールA(SS-A),はDDMPサポニンの前駆体ソヤサポゲノールB(SS-B)を経て合成されると考えられていたが,この変異体の発見により,SS-BからSS-Aの合成(SS-BのC-21位炭素への酸素原子の導入)とSS-BからDDMPサポニンの合成(SS-BのC-22位水酸基へのDDMPの付加)は,基質SS-Bをめぐって拮抗する反応であることが明らかとなり,大豆サポニン生合成経路の一端が解明された。(2)日本のEMS処理大豆の中からC3位結合糖鎖第2糖にGalを付加できない変異が初めて見いだされたことで,アグリコンC-3位結合糖鎖がGlcUAで止まったグループAとDDMPサポニンのMSとMS/MS情報が得られ,プロファイル解析用データベースの構築が大きく前進した。(3)上記の2変異が見つかったことで,LC-PDA/MS/MS分析で数種類の主要サポニンのLC-PDA/MS/MS分析結果を確認すればサポニン生合成遺伝子の組合せが判別できる範囲が大幅に広がった。これにより,これまで同定が困難であった微量サポニンを含めて,LC-PDA/MS/MS分析情報のみでサポニン組成を判別できるケースが大幅に増えた。(4)これまでの研究で,大豆加工食品中のサポニン組成解析を進める基盤が整った。(5)大豆サポニン生合成遺伝子のいくつか(C-3位結合糖鎖第1等GlcUAの転移酵素をコードなど)が未だに見つかっていなため,C-3位結合糖鎖を持たないグループAとDDMPサポニンに関するデータベースが欠落している。この遺伝子の変異体探索を続け,プロファイル解析用データベースの完成を目指す。(1)未確認大豆サポニン生合成遺伝子(C-3位結合糖鎖GlcUA転移酵素とC-22位結合糖鎖末端糖アセチル化酵素をコード)の同定につながる変異体の探索を継続する。これら変異体の発見により,特定のサポニンを蓄積する(新たな健康機能性を有する,あるいは,これまでとは味が異なるなど)新品種大豆の育成に貢献する。(2)EMS処理大豆系統で発見されたアグリコンC-3位結合糖鎖にGalを導入できない変異体EnT-3131は,種子胚軸にサポニンAb-δ(C3-GlcUA;C22-Ara-acetylGlc-soyasapogenol A)とDDMP-δ(C3-GlcUA;C22-DDMP-soyasapogenol B)を蓄積すると予想される。これらのサポニンは普通大豆種子胚軸では全く検出されない。EnT-3131を増殖し,得られた種子からこれら新規サポニンを単離精製し,NMRやIR等の機器分析結果を加味して化学構造を決定し,プロファイル解析から推定される上記の化学構造と一致するかどうか確認する。(3)EnT-3131は,一般的な大豆種子の子葉で検出される主要サポニンDDMP-βg(C3-Glc-Gal-GlcUA;C22-DDMP-soyasapogenol B)を合成できない。逆相カラムを用いたサポニン組成分析では,DDMP-βgのすぐ前にショルダー成分として,DDMP-βgと分子質量(組成式)が同じだがMSとMS/MSパターンは異なる成分が溶出する。これまでこのピーク成分を単離精製することができず,その化学構造は不明であったが,EnT-3131ではこのピークが単独で存在する。