hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液体キセノンを用いたニュートリノの出ない4重ベータ崩壊、4重電子捕獲事象の探索

研究実績の概要でも述べたように、キセノン136の4重ベータ崩壊事象を探索した。過去にXMASSで発表された論文と同じ、800日分のデータを用い、同様にすでに発表された論文で使用した検出器の放射性不純物由来のバックグラウンドシミュレーションを用い、信号を探索した結果、有意な信号は見つからなかったものの、90%信頼度での半減期の下限値(3.8 x 10の24乗年)という、初の実験的制限を得ることが出来、この結果を日本物理学会第74回年次大会で報告し、論文の執筆に取り掛かることが出来た。また、Q値が573 keVのキセノン124の4重電子捕獲事象探索に向けた解析も進めている。XMASSで取られた約1600日のデータの位置再構成を全ての事象で終わらせており、また、シミュレーションについてもこれまでエネルギーの上限が300 keVだったのを、上限を無くしたシミュレーションを作り始めている。課題として考えていたエネルギースケールの系統誤差の評価手法についても、セシウム137の662 keVガンマ線源を検出器内に導入した較正データがあり、その較正データを用いることで評価可能であることが分かった。シミュレーションに用いる予定の東京大学のoakforestスーパーコンピュータについても、シミュレーションや解析ツールのセットアップを完了した。今後、キセノン136の4重ベータ崩壊事象探索結果について論文を投稿するのと平行して、Q値が573 keVのキセノン124の4重電子捕獲事象探索を進める。東京大学のoakforestスーパーコンピュータを用い、XMASS実験で取得した約1600日分のデータに相当するバックグラウンド事象シミュレーションを作成する。XMASS実験でこれまで探索されていない300 keV以上のエネルギー領域を探索するため、位置再構成情報を用いたカットや、液体キセノンの発光時定数情報を用いたカットの最適化を行い、データとシミュレーションの分布の違いを用いて系統誤差を評価する。エネルギースケールに関してコバルト57の122 keV、セシウム137の662 keVガンマ線源を用いたデータとシミュレーションの違いを用いて評価する。今年度後半を目処にバックグラウンドシミュレーション生成を終え、キセノン136の4重ベータ崩壊事象探索と同様にエネルギースペクトルのフィッティングを行い、キセノン124の4重電子捕獲事象探索を行う。エネルギースペクトルの中に予期せぬピークを見つけた場合はその原因を追求する。東京大学oakforestスーパーコンピュータを使用するための費用を想定していたが、XMASS実験のデータ取得終了に伴う作業や、スーパーカミオカンデ検出器の改修作業等に時間がかかり、予定よりも短い時間と短いノード数になってしまったため次年度使用額が生じた。使用計画についてはキセノン136のニュートリノの出ない4重ベータ崩壊の論文の英語校正費、論文投稿費、国際会議発表費、およびキセノン124のニュートリノの出ない4重電子捕獲事象探索のためのスーパーコンピュータ使用費と、データ保存用磁気ディスク購入費として用いる。
超高解像度の地震波トモグラフィを用いた地殻流体マッピングによる地震発生場の解明

本研究では、浅発地震の後続波を利用した地震波トモグラフィ等によって、日本列島における地殻流体を高い空間分解能でマッピングする。また、これにより得られた詳細な流体分布と内陸地震の分布・発生様式との比較によって両者の相対的位置関係の傾向を見出すことで、地殻流体の分布を指標とした未知の活断層による地震災害リスク評価の可能性を示すことを目的としている。これまでに、浅発地震の後続波到達時刻の読み取りに必要となる後続波の波線追跡・理論走時を精密に計算できるように修正した解析プログラムを準備した。また、これを用いて従来よりも高い精度で波線追跡・理論走時を計算しつつ、地震波到達時刻の再検測を行った。この解析プログラムは、地震波トモグラフィ解析の際に必要となる波線追跡・理論走時の計算にも適用することが可能であり、従来の解析で現れていた偽像の出現を抑えることが可能であると期待できる。また、流体分布と内陸地震の分布・発生様式との関連性の解明に向けて、2014年長野県北部地震(M6.7)等の内陸地震の震源域における地殻の二次元比抵抗構造と、詳細な震源分布や地震波速度構造との比較を行った。その結果、余震分布から推定される震源断層(逆断層)に沿って、その下位に地殻深部を起源とする流体が分布する傾向を見出した。さらに、地殻深部に流体の賦存が認められる群発地震の活動域等を事例とした地殻変動シミュレーションにより、内陸地震の発生や断層の形成のほか、局所的な地殻変動場の形成に地殻深部の流体が関与した可能性を示した。平成30年度は、後続波の波線追跡・理論走時計算の精度向上のために修正した解析プログラムを用いて浅発地震に伴う後続波到達時刻の再検測を行い、地震波速度構造を推定することが当初の目標であったが、地震波トモグラフィの解析プログラムにも同様の波線追跡プログラムを組込む必要が生じた。これにより、修正したプログラムの妥当性を確認するための解析等を行ったため、研究の達成状況は遅れていると評価した。一方、流体分布と内陸地震の分布・発生様式との関連性の解明に向けて、過去に発生した正断層型内陸地震の活動について、地殻流体が地殻深部に存在する場合の地殻変動を数値シミュレーションにより検討し、地殻流体が断層や局所的な地殻変動場の形成に関与した可能性を見出した。浅発地震に伴う後続波の精密な到達時刻データを用いた地震波トモグラフィにより、地殻流体のマッピングを従来よりも高い空間分解能の達成を目標として行う。その際、電磁探査等によって各地で推定されている比抵抗構造のほか、地震波トモグラフィによって得られた地震波速度構造から、流体の量や間隙形態を推定する。また、すでに実施した内陸地震の震源域における検討と同様に、地殻流体の分布と内陸地震活動や活断層の分布等との対比をさらに行うことで、両者の相対的位置関係の傾向を見出し、地殻流体を指標とした未知の活断層による地震災害リスク評価の可能性について検討する。平成28年度は、浅発地震の後続波到達時刻の読み取りに必要となるモホ面や地表での反射波(PmP、pPmP、SmS、sSmS)の波線追跡・理論走時を精密に計算できる解析プログラムを準備した。さらに、浅発地震の発生に伴う後続波の同定とその到達時刻の読み取り作業を行った。ここでは、既存の研究(Zhao et al., 2005)において開発された後続波の波線追跡プログラムに、「地盤構造モデル」(藤原ほか, 2009)として防災科学技術研究所より公開されている地殻浅部の地震波速度不連続面の深さ分布を考慮した。これらの地震波不連続面の分布は、多数の試錐調査や物理探査等に基づいて構築されたものである。そのため、今回準備した解析プログラムを用いることによって、従来よりも正確に、地震観測波形から後続波到達時刻を読み取ることが可能となった。また、この解析プログラムは、地震波トモグラフィ解析の際に必要となる波線追跡・理論走時の計算にも適用することが可能であり、従来の解析で現れていた偽像の出現を抑えることが可能であると期待できる。また、地殻流体のマッピングに向けて、九州地方における地震波速度構造及び比抵抗構造の比較を行った。その結果、前弧域の地殻深部にはスラブ起源の流体が存在し、その分布域はスラブの年代(温度構造)に起因する脱水深度の違いが関与していることが明らかになった。平成28年度は、準備した後続波の波線追跡・理論走時の解析プログラムを用いて、西南日本全域を対象に、浅発地震に伴う後続波到達時刻の読み取りを完了することが当初の目標であったが、そのためには精密に決定された震源パラメータが必要である。そのため、後続波到達時刻の読み取りを行う前に、相対震源位置決定等の精密な震源決定法を用いて震源パラメータを決め直すこととした。これにより到達時刻の読み取りを行う時期が遅れる分、研究の達成状況は遅めと評価した。

本研究では、浅発地震の後続波を利用した地震波トモグラフィ等によって、日本列島における地殻流体を高い空間分解能でマッピングする。また、これにより得られた詳細な流体分布と内陸地震の分布・発生様式との比較によって両者の相対的位置関係の傾向を見出すことで、地殻流体の分布を指標とした未知の活断層による地震災害リスク評価の可能性を示すことを目的としている。平成29年度は、前年度に準備した浅発地震の後続波到達時刻の読み取りに必要となる後続波の波線追跡・理論走時を精密に計算できる解析プログラムについて、さらに精度を高めるべく、地震波速度不連続面における屈折波の計算が可能となる解析プログラムを準備した。この解析プログラムを用いることにより、地震波トモグラフィ解析の際に必要となる波線追跡・理論走時の計算にも適用することが可能であり、従来の解析で現れていた偽像の出現を抑えることが可能であると期待できる。また、流体分布と内陸地震の分布・発生様式との関連性の解明に向けて、2014年長野県北部地震(M6.7)の震源域における地殻の二次元比抵抗構造と、詳細な震源分布や地震波速度構造との比較を行った。その結果、余震分布から推定される震源断層(逆断層)に沿って、その下位に地殻深部を起源とする流体が分布する傾向が認められた。さらに、これと同様に逆断層型の地震活動である1962年宮城県北部地震(M6.5)においても同様の傾向を示すことから、震源域に見出されたこれらの地殻流体は、内陸大地震の発生や逆断層の形成に関与した可能性を示した。平成29年度は、既に準備した後続波の波線追跡・理論走時の解析プログラムを用いて、浅発地震に伴う後続波到達時刻の読み取りを行い、地震波速度構造を推定することが当初の目標であったが、後続波到達時刻の読み取りに際して、地震波速度不連続面における屈折波の計算がより正確に行えるように波線追跡・理論走時の解析プログラムを対応させたうえで、相対震源位置決定等の精密な震源決定により震源パラメータを決め直す必要が生じた。これにより再度、到達時刻の読み取りについて解析等を行う分、研究の達成状況は遅めと評価した。一方、流体分布と内陸地震の分布・発生様式との関連性の解明に向けて、過去に発生した数例の逆断層型大地震について、震源断層の形状と震源域における地殻流体の分布との相対的位置関係を検討し、断層面に沿ってその下位に地殻流体が分布するといった共通する傾向を見出した。これまでに、浅発地震の後続波到達時刻の読み取りに必要となる後続波の波線追跡・理論走時を精密に計算できるように修正した解析プログラムを準備した。また、これを用いて従来よりも高い精度で波線追跡・理論走時を計算しつつ、地震波到達時刻の再検測を行った。この解析プログラムは、地震波トモグラフィ解析の際に必要となる波線追跡・理論走時の計算にも適用することが可能であり、従来の解析で現れていた偽像の出現を抑えることが可能であると期待できる。また、流体分布と内陸地震の分布・発生様式との関連性の解明に向けて、2014年長野県北部地震(M6.7)等の内陸地震の震源域における地殻の二次元比抵抗構造と、詳細な震源分布や地震波速度構造との比較を行った。
粘土の二次圧密およびセメンテーション関する研究

本研究では、粘土の圧密特性と強度特性におよぼす二次圧密およびセメンテーションの影響を定量的に明らかにする目的で、粘土の物理化学的性質の相違、堆積環境による土構造の相違を観察することにより、そのメカニズムを解明することを目的として、次の3つのステップで研究を行なった.1.物理的性質の異なる2種類の粘土に対して、圧密時の温度および時間を定量的に制御した圧密試験を実施し、二次圧密およびセメンテーションの影響を定量的に調べた.2.粘土の物理化学的性質の相違が温度効果を受けた粘土の力学的性質に与える影響を明らかにするために、4種類の粘土を用いで、温度調節が可能な三軸試験装置により二次圧密時の温度・時間・応力を定量的に変化させて圧密非排水せん断試験を行い、二次圧密、セメンテーションを受けた粘土の非排水せん断強度の評価を行った.3.物理的性質の異なる自然堆積粘土を用いて、定ひずみ速度圧密試験により、二次圧密、セメンテーションの程度の違い、また不撹乱試料と再構成試料の圧密特性の違いを比較検討した。本研究で得られた主な結果は以下のとおりである.(1)年代効果を受けた粘土は見かけ上圧密粘土の挙動を示し、せん断強度・圧密降伏応力は粘土のイオン濃度等に影響される.(2)陽イオン濃度の高い粘土では、二次圧密が促進することにより、セメンテーションの程度も増加することが明らかになった.(3)陽イオン濃度の低い粘土では、二次圧密が促進してもセメンテーションの程度はあまり増加しないことが明らかになった.(4)年代効果の程度の大きい試料については圧密降伏応力付近で急速に圧密係数が減少し、体積圧縮係数は圧密降伏応力付近で明瞭なピークを示す特徴がみられた.本研究では、粘土の圧密特性と強度特性におよぼす二次圧密およびセメンテーションの影響を定量的に明らかにする目的で、粘土の物理化学的性質の相違、堆積環境による土構造の相違を観察することにより、そのメカニズムを解明することを目的として、次の3つのステップで研究を行なった.1.物理的性質の異なる2種類の粘土に対して、圧密時の温度および時間を定量的に制御した圧密試験を実施し、二次圧密およびセメンテーションの影響を定量的に調べた.2.粘土の物理化学的性質の相違が温度効果を受けた粘土の力学的性質に与える影響を明らかにするために、4種類の粘土を用いで、温度調節が可能な三軸試験装置により二次圧密時の温度・時間・応力を定量的に変化させて圧密非排水せん断試験を行い、二次圧密、セメンテーションを受けた粘土の非排水せん断強度の評価を行った.3.物理的性質の異なる自然堆積粘土を用いて、定ひずみ速度圧密試験により、二次圧密、セメンテーションの程度の違い、また不撹乱試料と再構成試料の圧密特性の違いを比較検討した。本研究で得られた主な結果は以下のとおりである.(1)年代効果を受けた粘土は見かけ上圧密粘土の挙動を示し、せん断強度・圧密降伏応力は粘土のイオン濃度等に影響される.(2)陽イオン濃度の高い粘土では、二次圧密が促進することにより、セメンテーションの程度も増加することが明らかになった.(3)陽イオン濃度の低い粘土では、二次圧密が促進してもセメンテーションの程度はあまり増加しないことが明らかになった.(4)年代効果の程度の大きい試料については圧密降伏応力付近で急速に圧密係数が減少し、体積圧縮係数は圧密降伏応力付近で明瞭なピークを示す特徴がみられた.本研究の目的自然堆積粘土地盤は長期間にわたって形成されたため,二次圧密やセメンテーションなどの年代効果の影響を受けており,その力学的特性は短期間に室温で再圧密した粘土とは異なった挙動を示すことが知られている.また,粘土の力学特性は圧密時の温度に影響されることが知られており,高温で再圧密することにより自然堆積粘土の力学的性質に類似した挙動を示すことが知られている.自然堆積粘土地盤の力学的性質を解明するには年代効果(二次圧密,セメンテーション)の影響を定量的に評価する必要がある.本研究では,以下に示す物理的性質(イオン濃度)の異なる3種類の粘土に対して,圧密時の温度および時間を定量的に制御した三軸圧縮試験,圧密試験を実施し,二次圧密およびセメンテーションの影響を調べた.実験に用いた試料について実験に用いた3種類の試料は有明粘土,溶脱有明粘土,カオリン粘土である.溶脱有明粘土とは有明粘土中の有機物を除去するために,液性限界の約2倍の含水比でスラリー状にした有明粘土約70l対して過酸化水素水約75mlと少量の塩酸を2日間にわたり2度に分けて混合・攪拌し,その後予圧密をする作業を2度繰返して行った粘土試料である.間隙水の陽イオン濃度に着目すると,有明粘土に比べ溶脱有明粘土とカオリン粘土は陽イオン濃度が低いことが明らかとなった.本研究の主な結論本研究において得られた主な結果は以下のとおりである.(1)温度効果および時間効果を受けた粘土は見かけ上過圧密粘土の挙動を示し,せん断強度や圧密降伏応力は粘土のイオン濃度に影響されることが明らかになった.(2)有明粘土のように陽イオン濃度の高い粘土では,二次圧密が促進することにより,セメンテーションの程度も増加することが明らかになった.(3)陽イオン

濃度の低い溶脱有明粘土やカオリン粘土では,二次圧密が促進してもセメンテーションの程度はあまり増加しないことが明らかになった.本研究の目的長期間にわたって圧密形成された自然堆積粘土地盤は,二次圧密やセメンテーションなどの年代効果の影響を受けており,そのため土の構造が発達し見かけ上過圧密土の挙動を示し,土の力学的性質が変化していると考えられている.本研究では,深度および物理的性質の異なる洪積粘土を用いて,定ひずみ速度圧密試験により,粘土の圧密沈下挙動を調べた.これらの実験より粘土の二次圧密およびセメンテーションなどの年代効果の特徴が見出されるか否かについて検討した.実験に用いた試料、実験方法について実験に用いた試料は宇部港より採取した洪積粘土である.今回の実験では,14.00m29.00mの粘土層から採取した不撹乱粘土を用いた.これらの粘土より直径6cm,高さ2cmの供試体を作成し,定ひずみ速度圧密圧密試験を行った.定ひずみ速度圧密試験では供試体にバックプレッシャーを加え,ひずみ速度0.01%/minで載荷を行った.本研究の主な結論本研究で得られた結論は以下のとおりである.(1)e-logp曲線の正規圧密領域において下に凸となるような逆反りの曲線を示し,降伏応力を超えた地点の圧縮指数が最大になる年代効果による特徴がみられた.(2)年代効果の程度の大きい試料については圧密降伏応力付近で急速に圧密係数が減少し,体積圧縮係数は圧密降伏応力付近で明瞭なピークを示す特徴がみられた.(3)液性限界の増加に伴い圧縮指数が増加する傾向がみられた.本研究の目的と試料について自然堆積粘土地盤は長期間にわたって形成されたため,二次圧密やセメンテーションなどの年代効果の影響を受けており,その力学的特性は短期間に室温で再圧密した粘土とは異なった挙動を示すことが知られている.また,粘土の力学特性は圧密時の温度に影響されることが知られており,高温で再圧密することにより自然堆積粘土の力学的性質に類似した挙動を示すことが知られている.自然堆積粘土地盤の力学的性質を解明するには年代効果(二次圧密,セメンテーション)の影響を定量的に評価する必要がある.本研究では,物理的性質(イオン濃度)の異なる3種類の粘土(有明粘土,溶脱有明粘土,カオリン粘土)に対して,圧密時の温度および時間を定量的に制御した三軸圧縮試験,圧密試験を実施し,二次圧密およびセメンテーションの影響を調べた.なお,溶脱有明粘土とは有明粘土中の有機物を除去するために,液性限界の約2倍の含水比でスラリー状にした有明粘土約70に過酸化水素水約75mと少量の塩酸を2日間にわたり2度に分けて混合・攪拌し,その後予圧密をする作業を2度繰返して行った粘土試料である.間隙水の陽イオン濃度に着目すると,有明粘土に比べ溶脱有有明粘土,カオリン粘土では陽イオン濃度が低いことが明らかとなった.主な結論本研究において得られた主な結果は以下のとおりである.(1)温度効果および時間効果を受けた粘土は見かけ上圧密粘土の挙動を示し,せん断強度・圧密降伏応力は粘土のイオン濃度等に影響される.(2)有明粘土のように陽イオン濃度の高い粘土では,二次圧密が促進することにより,セメンテーションの程度も増加することが明らかになった.(3)陽イオン濃度の低い溶脱有明粘土やカオリン粘土では,二次圧密が促進してもセメンテーションの程度はあまり増加しないことが明らかになった.1.研究の目的粘土に様々な履歴を与えることにより圧密特性、せん断剛性・強度特性が変化することが知られているが、その理由は未だ明らかにされていない。
人工神経回路網による最適化問題の近似解法

研究代表者新島耕一は、まず、関数空間上の凸汎関数最適化問題に取り組んだ。なぜならば、関数空間上で議論をしておくと種々の最適化問題が包括的に取り扱えるからである。また、凸汎関数を研究対象にしたのは、一般の汎関数でも極小解の近傍では凸汎関数になっているからである。具体的には、凸汎関数を人工神経回路網のエネルギ-関数と見立てて、凸汎関数の極小解と有限回の計算で得られる近似極小解との差を見積った。これを非線形楕円型方程式の有限要素解のアポステリオリ誤差評価に適用したのが[1]である。さらに、圧縮性流体解析の有限要素解に適用したのが[2]である。一方、人工神経回路網のエネルギ-関数を極小にするアルゴリズムは非線形力学系であり、中に含まれているパラメ-タに依存して様々な様相を呈する。分担者山本範夫は、長年研究してきた非線形力学系の分岐現象をとらえる手法を利用して、非線形電子回路に表れるダッフィン方程式の分岐現象を克明に調べた。[3]ところで、凸汎関数の定義域は、普通、凸領域に設定する。しかしながら、この仮定が強すぎる場合が、実際問題ではしばしばおこる。分担者伊藤仁一は、R^nにp-凸領域という概念を導入し[4]、そこでの汎関数を考察した。もともと人工神経回路網のエネルギ-関数を極小にするアルゴリズムは、離散的な非線形力学系であり、これはまた、セルラ-オ-トマトンとみなすことができる。分担者及美正哉は、セルラ-オ-トマトンを代数的な立場から研究した[5]。
コンピテンシーを育てる教師の力量を測定・育成する方法の開発と評価

学校の教師には,学習したことの深い理解を促すとともに,自ら学ぶ力を高めることが期待されている。本研究は,こうした教師の専門性を科学的に測定するツールとともに,児童生徒の学習を支援する力を高める介入を開発することを目的としている。具体的には,実際の授業映像を提示した上で考えたことを記述させ,その内容を分析する。オンラインの調査とすることで,いつでもどこからでも回答可能なものとする。また,記述内容が本当に教師の力量をあらわすかを他の指標との関連を調べるとともに,教員志望学生,現職教員を対象とした介入研究を行い,児童生徒の学びを促す教師の力量を向上させる方策を明らかにする。
脂肪酸代謝を介した小胞体の形態形成機構

小胞体は扁平なシートや曲率の高いチューブルなど、形態的に極めて異なる膜ドメインを持ち、この形態が機能発揮に重要である。小胞体形態形成の機構は、特定の膜構造を安定化する膜タンパク質(膜変形タンパク質)を中心に解析が進んでおり、脂質に着目した解析は進んでいない。小胞体は脂肪酸の伸長・不飽和化などの代謝反応が起きるオルガネラである。脂肪酸代謝は膜脂質の物性を変化させ、膜タンパク質の機能に影響を与える。このことから、脂肪酸代謝は膜変形タンパク質などの活性を変化させることで、小胞体形態に影響を与えると予想される。そこで本研究では、脂肪酸代謝酵素に着目し、小胞体形態形成との関連を明らかにする。本年度は、脂肪酸伸長酵素の一つtrans-enoyl CoA reductase (TER)に着目した解析を行った。Strepタグを付けたTERを恒常的に発現する細胞を樹立した。その細胞抽出液からStrep-TERをpull downした。Pull downしたサンプルの中に約105 kDaのタンパク質(p105)を見出した。質量分析の結果、p105は細胞内カルシウム動態に関わるタンパク質であった。バキュロウイルス発現系でTERおよびp105の組換えタンパク質を発現・精製し、結合実験を行った。その結果、両者は直接結合した。また、TERのC末端の細胞質領域がp105と結合した。小胞体チューブルは細胞内カルシウムストアとして重要であり、カルシウム欠乏に伴って小胞体チューブルのリモデリングが起きることが報告されている。本年度の結果から、TERまたはTERが代謝する脂肪酸が、カルシウム制御を介して小胞体形態に関わる可能性が示された。本年度は、TERの結合タンパク質としてp105を同定し、TERのC末端がp105と結合することを見出した。また、生化学的な解析に必須であるTER、p105の組換えタンパク質の発現・精製系を確立した。以前の報告から、p105がカルシウム動態に関わること、カルシウム動態が小胞体の形態制御に関わることが知られている。従って、TERがp105や膜変形タンパク質の機能を調節することで、小胞体形態に関わる可能性が考えられる。以上のように今後の研究の土台となる結果や、今後の解析に必要となるツールを得たことから、順調に進展していると判断した。1)脂肪酸代謝による膜変形タンパク質の制御まず小胞体膜形態に関与する脂肪酸代謝酵素・脂質分子種の探索を行う。具体的には、脂肪酸代謝酵素のノックダウンや阻害剤を用いてスクリーニングを行う。次に、小胞体形態において機能する脂肪酸・脂質分子種を同定するため、脂肪酸代謝酵素の発現抑制・阻害下で産物の脂肪酸・脂質を戻す実験も行う。この処理で小胞体膜形態の異常がレスキューできれば、加えた脂肪酸・脂質が膜形態においてクリティカルであると考えられる。その後、脂肪酸代謝酵素の発現抑制・阻害下で、膜変形タンパク質の発現量・局在や、膜変形に重要なオリゴマー形成を評価し、脂肪酸代謝が制御する膜変形タンパク質を同定する。ここでは、脂肪酸代謝によって制御される膜形態(チューブルまたはシート)に着目し、その形態に関与する膜変形タンパク質について解析を行う。2)脂肪酸を介した膜形態制御のリポソームでの再構成解析で同定した「膜変形を制御する脂肪酸」と「脂肪酸代謝によって制御される膜変形タンパク質」を人工リポソームに再構成し、特定の脂肪酸を含む脂質分子によって膜変形タンパク質による形態形成が制御されることを示す。用いる脂質の脂肪酸組成や、膜変形タンパク質の種類・量を調節して最適化を行い、小胞体の形態形成について「脂肪酸と膜変形タンパク質の相互作用」も含めた新たなモデルを構築する。

また、生化学的な解析に必須であるTER、p105の組換えタンパク質の発現・精製系を確立した。以前の報告から、p105がカルシウム動態に関わること、カルシウム動態が小胞体の形態制御に関わることが知られている。従って、TERがp105や膜変形タンパク質の機能を調節することで、小胞体形態に関わる可能性が考えられる。以上のように今後の研究の土台となる結果や、今後の解析に必要となるツールを得たことから、順調に進展していると判断した。1)脂肪酸代謝による膜変形タンパク質の制御まず小胞体膜形態に関与する脂肪酸代謝酵素・脂質分子種の探索を行う。具体的には、脂肪酸代謝酵素のノックダウンや阻害剤を用いてスクリーニングを行う。次に、小胞体形態において機能する脂肪酸・脂質分子種を同定するため、脂肪酸代謝酵素の発現抑制・阻害下で産物の脂肪酸・脂質を戻す実験も行う。この処理で小胞体膜形態の異常がレスキューできれば、加えた脂肪酸・脂質が膜形態においてクリティカルであると考えられる。その後、脂肪酸代謝酵素の発現抑制・阻害下で、膜変形タンパク質の発現量・局在や、膜変形に重要なオリゴマー形成を評価し、脂肪酸代謝が制御する膜変形タンパク質を同定する。ここでは、脂肪酸代謝によって制御される膜形態(チューブルまたはシート)に着目し、その形態に関与する膜変形タンパク質について解析を行う。2)脂肪酸を介した膜形態制御のリポソームでの再構成解析で同定した「膜変形を制御する脂肪酸」と「脂肪酸代謝によって制御される膜変形タンパク質」を人工リポソームに再構成し、特定の脂肪酸を含む脂質分子によって膜変形タンパク質による形態形成が制御されることを示す。用いる脂質の脂肪酸組成や、膜変形タンパク質の種類・量を調節して最適化を行い、小胞体の形態形成について「脂肪酸と膜変形タンパク質の相互作用」も含めた新たなモデルを構築する。
臨床実習指導者の職業自我の発達過程に関する研究

看護基礎教育において学生が専門的知識、技術を統合して実践能力を身につけていく場が臨地実習であり、その指導にあたる臨床実習指導者の役割と責任は極めて大きい。多くの臨床実習指導者はどのような経過を経て、看護教育者として成長していくのかに疑問をもち本研究に取り組んだ。【研究目的と方法】本研究では臨床実習指導者の職業人としての社会化の過程を、職業自我の発達の側面から明らかにするために、G.H.Meadの象徴相互作用理論を枠組みとして用い、31名の学生指導の経験のある看護師に半構成的面接を行った。面接内容は、逐語録に転記した上でコード化し、KJ法を用いて分析した。【結果】分析内容から3077の意味項目が得られ、これらを"いつ"の時期に、"どのような行動と思考"を取り、"何をリファレンス"したのかをエピソードごとにグループ化した。その結果、8のカテゴリーが抽出され、1)臨床実習指導者との出会い、2)臨床実習指導者としてのこころの準備期間、3)初期の臨床実習指導者の思考と行動、4)臨床実習指導者としての思考と行動の変化、5)臨床実習指導者としての職業自我の確立、6)成熟した臨床実習指導者、7)看護教育者・管理者としての組織に所属、8)リファレンスグループとしての人びと・もの・こと、であった。【考察】臨床実習指導者として社会化される過程において、職業自我は、学生の頃の臨床実習指導者との出会いから始まっていた。そして、リファレンスグループである先輩看護師の学生との関わる姿を見ることによって、臨床実習指導者としてのこころの準備を整えていたと考えられる。実際に学生と関わりをもっようになってからの職業自我の発達過程は、身近なリファレンスグループとのシンボルのやり取りを通して、送られたシンボルを自らの中に取り込み、思考と行動の変化が起り、臨床実習指導者としての役割の明確化・行動の明確化がされることで、自立した行動がとれるようになり、成熟した臨床実習指導者として成長していくと考えられる。更に、自らの中に行動を意識化し、リファレンスグループとの関係において、看護教育者として看護管理者の組織に所属することで、次の職業自我確立のスタートラインに立つと考えられる。リファレンスグループは、職業自我の発達過程において看護教育者としての役割モデルであり、リファレンスグループと臨床実習指導者との関係はMentorとMenteeの関係と言えるのではないか。【研究目的】本研究では、看護実践の場で臨地実習指導を担当している看護師が、看護実践者から看護教育者へと役割移行し、職業的社会化を経て看護教育者として一人前になっていく過程を、臨床実習指導者の職業自我の発達状況とそれに影響を与えるリファレンスグループの種類、役割、機能との関係に焦点を当てて明らかにする。【研究方法】質的記述的研究方法を用いた。本研究ではG.H.Meadの象徴相互作用理論に基づいて研究枠組みを構成し、看護実践現場で学生の臨地実習指導にあたっている指導経験年数の異なる看護師にIn-depth interviewを行いデータ採取する。データはKJ法で分析する。【平成16年度研究実績】1.G.H.Meadの象徴相互作用理論に基づいて研究の概念枠組み構成を行い、研究参加者と研究の対象施設のリクルート基準作成、研究参加者の選定基準作成とリクルート方法(Chain referral sampling法)を決定した。2.平成16年10月に滋賀医科大学倫理委員会に申請し、11月に実施する事の承認を受けた。3.対象施設への研究参加依頼(滋賀医科大学・岐阜病院・公立南丹病院)と、滋賀県看護協会主催の臨床実習指導者講習会の受講生60名に研究依頼をした。4.平成17年2月3月に、依頼施設の看護部長を通して抽出した被験者に研究の趣旨を説明し同意の得られた8名に面接を行った。面接内容は、被験者の承諾を得て全て録音した。5.データの整理と解析は、面接内容を逐語録に転記し、KJ法による解析を行っている。KJ法を使うことに関しては、著作権の問題があるので、西山・森の2名が川喜田研究所で研修を受け、川喜田二郎先生に直接指導を受けている。【研究目的】本研究は、昨年(初年度)に引き続き、看護実践の場で臨地実習を担当している看護師を対象に、看護実践者から一人前の看護教育者として役割移行していく過程を、臨床実習指導者の職業自我の発達状況とそれに影響を与えるリファレンスグループの種類、役割、機能との関係に焦点を当てて明らかにする。【平成17年度研究実績】平成16年度にIn-depth interviewを実施した8名の研究参加者に加え、本年度は、指導経験年数の異なる看護師23名の面接を行いデータ採取した。昨年作成した対象施設のリクルート基準・研究参加者の選定基準のもとに、研究目的に賛同した臨床実習指導経験1年目以上の者、合計23名を、研究参加者の勤務する7施設の看護部門の責任者を通して抽出した。【手順】平成17年4月から10月の間に、研究参加者の勤務する施設内の個室あるいは、滋賀医科大学構内の研究室を確保し、面接を行った。面接内容は、研究参加者の承諾を得て全て録音した。データの整理と解析は、面接内容を逐語的に転記し、KJ法による解析を現在行っている。【結果】3名の研究者が逐語的に転記した録音内容を、KJ法で分析中である。

1年目7名・2年目4名・3年目3名・4年目9名・56年目3名・7年目以上5名を経験年数別に6つのグループに分類し、それらグループごとに元ラベルを作成中である。またそれらと平行して1年目の臨床実習指導者を、狭義のKJ法を用いて分析している途中である。今後これら経験年数の異なる5つのグループのデータを多段ピックアップし31名のデータをKJ法で分析していく予定である。看護基礎教育において学生が専門的知識、技術を統合して実践能力を身につけていく場が臨地実習であり、その指導にあたる臨床実習指導者の役割と責任は極めて大きい。多くの臨床実習指導者はどのような経過を経て、看護教育者として成長していくのかに疑問をもち本研究に取り組んだ。【研究目的と方法】本研究では臨床実習指導者の職業人としての社会化の過程を、職業自我の発達の側面から明らかにするために、G.H.Meadの象徴相互作用理論を枠組みとして用い、31名の学生指導の経験のある看護師に半構成的面接を行った。面接内容は、逐語録に転記した上でコード化し、KJ法を用いて分析した。【結果】分析内容から3077の意味項目が得られ、これらを"いつ"の時期に、"どのような行動と思考"を取り、"何をリファレンス"したのかをエピソードごとにグループ化した。その結果、8のカテゴリーが抽出され、1)臨床実習指導者との出会い、2)臨床実習指導者としてのこころの準備期間、3)初期の臨床実習指導者の思考と行動、4)臨床実習指導者としての思考と行動の変化、5)臨床実習指導者としての職業自我の確立、6)成熟した臨床実習指導者、7)看護教育者・管理者としての組織に所属、8)リファレンスグループとしての人びと・もの・こと、であった。【考察】臨床実習指導者として社会化される過程において、職業自我は、学生の頃の臨床実習指導者との出会いから始まっていた。そして、リファレンスグループである先輩看護師の学生との関わる姿を見ることによって、臨床実習指導者としてのこころの準備を整えていたと考えられる。実際に学生と関わりをもっようになってからの職業自我の発達過程は、身近なリファレンスグループとのシンボルのやり取りを通して、送られたシンボルを自らの中に取り込み、思考と行動の変化が起り、臨床実習指導者としての役割の明確化・行動の明確化がされることで、自立した行動がとれるようになり、成熟した臨床実習指導者として成長していくと考えられる。更に、自らの中に行動を意識化し、リファレンスグループとの関係において、看護教育者として看護管理者の組織に所属することで、次の職業自我確立のスタートラインに立つと考えられる。リファレンスグループは、職業自我の発達過程において看護教育者としての役割モデルであり、リファレンスグループと臨床実習指導者との関係はMentorとMenteeの関係と言えるのではないか。
計算困難な組合せ問題に対するアルゴリズムの設計と解析

実用的な最適化問題の多くは,NP困難と呼ばれる計算困難なクラスに属している.本研究では,これらの計算困難問題に対する高速な厳密アルゴリズムの設計とその計算量の解析を行った.結果として,充足可能性問題(3SAT),解空間連結性問題に対する高速なアルゴリズムを得ることができた.また,Horn-SATの解空間連結性問題,平面グラフの3彩色可能性問題の計算複雑さを特徴付けることに成功した.実用的な最適化問題の多くは,NP困難と呼ばれる計算困難なクラスに属している.本研究では,これらの計算困難問題に対する高速な厳密アルゴリズムの設計とその計算量の解析を行った.結果として,充足可能性問題(3SAT),解空間連結性問題に対する高速なアルゴリズムを得ることができた.また,Horn-SATの解空間連結性問題,平面グラフの3彩色可能性問題の計算複雑さを特徴付けることに成功した.実用上重要な組合せ最適化問題の多くは, NP困難と呼ばれる計算困難なクラスに属している.これらの問題に対する既知の厳密アルゴリズムは,全て指数時間アルゴリズムであり,実用上の観点からは使用に耐えないことが多かった.しかし,近年の計算機の高速化とアルゴリズム設計における理論の発展により,厳密アルゴリズムが適用可能な場合が増えており,より高速な厳密アルゴリズムの設計が要請されている.本研究では,計算困難な最適化問題の代表として,論理式の充足可能性問題とグラフの彩色可能性問題を取り上げ,高速なアルゴリズムの設計と解析,および高速化の限界に関する研究を行う.以下,代表的な結果てあるHajos Calculusの計算複雑さを例に成果を述べる. Hajos Calculus(以下HC)はルールに基づいてk彩色不能なグラフを生成する系である. HCは任意のk彩色不能なグラフを生成可能であり,生成される全てのグラフはk彩色不能である.HCによるグラフの生成はk彩色不能性のNP証明とみなすことができる.本研究では, HCを平面グラフに限定したPHCと呼ばれる系の証明能力はExtended Frege Systemの証明能力と等価であることを示した.Extended Frege Systemは充足不能性問題に対する強力なアルゴリズムであり,その能力の限界がよく解明されていないが,本結果によりグラフ理論的アプローチによる解析が可能となった.実用上重要な組合せ最適化問題の多くは,NP困難と呼ばれる計算困難なクラスに属している.これらの問題に対する既知の厳密アルゴリズムは,全て指数時間アルゴリズムであり,実用上の観点からは使用に耐えないことが多かった.しかし,近年の計算機の高速化とアルゴリズム設計における理論の発展により,厳密アルゴリズムが適用可能な場合が増えており,より高速な厳密アルゴリズムの設計が要請されている.本研究では,計算困難な最適化問題の代表として,論理式の充足可能性問題とグラフの彩色可能性問題を取り上げ,高速なアルゴリズムの設計と解析,および高速化の限界に関する研究を行う.以下,代表的な結果である3-SATの最悪計算時間改良を例に成果を述べる.論理式の充足可能性問題(SAT)とは,与えられた和積標準形の論理式を充足する変数割り当てが存在するかどうかを判定する問題である.SATは最初にNP完全性が示された問題であり,厳密アルゴリズム研究における最重要テーマのひとつである.本研究では3-SATに対する1.3211^n時間の乱択アルゴリズムを与えた.これはRolfによる現在最速のアルゴリズムの計算時間1.32216^nを更新する結果である.実用上重要な組合せ最適化問題の多くは,NP困難と呼ばれる計算困難なクラスに属している.これらの問題に対する既知の厳密アルゴリズムは,全て指数時間アルゴリズムであり,実用上の観点からは使用に耐えないことが多かった.しかし,近年の計算機の高速化とアルゴリズム設計における理論の発展により,厳密アルゴリズムが適用可能な場合が増えており,より高速な厳密アルゴリズムの設計が要請されている.本研究では,計算困難な最適化問題の代表として,論理式の充足可能性問題とグラフの彩色可能性問題を取り上げ,高速なアルゴリズムの設計と解析,および高速化の限界に関する研究を行う.以下,代表的な結果である3-SATの最悪計算時間改良を例に成果を述べる.論理式の充足可能性問題(SAT)とは,与えられた和積標準形の論理式を充足する変数割り当てが存在するかどうかを判定する問題である.SATは最初にNP完全性が示された問題であり,厳密アルゴリズム研究における最重要テーマのひとつである.本研究では3-SATに対する1.3303^n時間の決定性アルゴリズムを与えた.これはMoser, Schederによる現在最速のアルゴリズムの計算時間1.3334^nを更新する結果である.我々のアルゴリズムはHofmeisterらの乱択アルゴリズムを完全に脱乱択化することで得られた.
二酸化炭素リサイクル反応系の確立とその展開

研究代表者は二酸化炭素を再利用する新しい反応系(二酸化炭素リサイクル反応系)の概念に基づき検討を行った。その結果、炭酸プロパルギル化合物に対しパラジウム触媒存在下フェノールを作用させると、二酸化炭素の脱離-再付加を伴う反応が連続的に進行し、環状炭酸エステルが効率的に生成することを見いだした。本反応は不斉配位子BINAP存在下にて行うことでエナンチオ選択的な連続反応が進行し、光学活性環状炭酸エステルが高い不斉収率で得られてくる。また基質のプロパルギル位に不斉中心を持つ光学活性な基質に対して反応を行うと、エナンチオ特異的な反応が進行し、基質のキラリティーが全く損なわれることなく、相当する光学活性環状炭酸エステルが生成することを見いだした。この結果から本反応では二酸化炭素の脱離-再付加のプロセスと共に、軸性不斉を持つアレニルパラジウム中間体を経る連続的なキラリティーの転移が進行していることが明らかとなった。また基質にアリル基を導入した炭酸アリルエステルに対しパラジウム触媒を作用させた場合においても二酸化炭素リサイクル反応が進行し、ビニル置換された環状炭酸エステルが生成することを見出した。本反応は様々な基質に対し適用可能であり、更に共役系のジエン部を持つ基質に対し適用するとジエニル側鎖を有する環状炭酸エステルが生成することが明らかとなった。またホモプロパルギル位に水酸基が導入された炭酸プロパルギル化合物に対し、パラジウム触媒存在下フェノールを作用させたところ、目的とする二酸化炭素リサイクル反応は進行せず、代わりにフェノール置換されたジヒドロフラン体が高選択的に得られてくることが明らかとなった。これら見出した二酸化炭素リサイクル反応は高度に置換された環状炭酸エステルを一挙に得る方法として、今後様々な有機合成への応用が期待される。研究代表者は二酸化炭素を再利用する新しい反応系(二酸化炭素リサイクル反応系)の開発を目指し、その検討を行った。その結果、炭酸プロパルギル化合物に対しパラジウム触媒存在下フェノールを作用させると、二酸化炭素の脱離-再付加を伴った二酸化炭素リサイクル反応が連続的に進行し、環状炭酸エステルが効率的に生成することを見いだした。[J.Am.Chem.Soc.,2003]。また基質のプロパルギル位に不斉中心を持つ光学活性な基質に対して反応を行うと、エナンチオ特異的な反応が進行し、基質のキラリティーが全く損なわれることなく相当する光学活性環状炭酸エステルが生成することを見いだした[Org.Lett.,2003]。また基質にアリル基を導入した炭酸アリルエステルに対しパラジウム触媒を作用させた場合においても二酸化炭素リサイクル反応が進行し、ビニル置換された環状炭酸エステルが生成することを見出した[J.Org.Chem.,2004]。本反応は様々な基質に対し適用可能であり、触媒量のパラジウムを作用させるだけで相当する環状炭酸エステルに速やかに変換することができる。
気になる子供と養育者を支える農村型子育て世代包括ケアシステムモデルの構築

本研究の目的は、少子高齢化が進んでいる農村地域において、切れ目のない子育て支援に必要なネットワークや体制づくりを構築することである。初年度は、対象地域の地域診断をし、地域の子育ての現状把握と今後の課題について抽出することが目的であった。地域診断は、A町主催で行う子育て支援事業に参与参加し、住民との交流を行い、主観的情報を収集した。また、保健師らと共にA町の既存資料等から客観的情報収集を行い、地域概要の整理、地域の健康課題の抽出までを行った。今回抽出されたA町における子育て世代の現状として、出生数が少ないことや、集落同士が離れていることから、町内の母子が出合い、交流する機会や交流範囲が少ないことがあげられた。このことから、積極的に人と関わることが難しい母子は、孤立し育児不安を増強させる可能性などが母子の健康課題としてあげられた。また、今後のA町のあるべき姿を設定し、子育て計画の中で目標値を選定していくのに必要となる項目を確認し、A町が実施する質問紙によるニード調査の作成協力を行った。今後は、質問紙では測れない住民の「思い」などについて把握するべく、インタビューによる調査を引き続き実施することとする。現在、初回のニード調査に向けての準備を行っている。協力行政と調整し、対象者選定や具体的な調査内容の詰めを行い、研究計画書を基に倫理申請を提出している。倫理委員会の審査が終了次第、ニード調査を開始する。SSTの実施については、年間計画を立案し、5月に行う第1回運営会議にて具体的なプログラム作成の調整をかけていく。8月末のSST実施に向け、スタッフの確保、物品準備、実施前調査を行っていく予定である。概ね、計画通りに進展しているため、研究計画書に沿って進める。ニード調査については、倫理手続きが進んでいるため、倫理が通り次第、調査を開始し、随時、分析も進めていく。SSTの介入については、次年度開始できるよう保健センターと保育園2か所と打合せを行い、研究チーム主導でのSSTを初年度は行うことで合意が得られた。今後は、実施に向けた具体的な調整をすすめ、6月以降から保護者説明会、事前調査を進めていくこととする。協力行政との調整の中、現地のニード調査の調査時期が本研究の実施予定時期と重なることが判明したため、本研究のニード調査の方を少し後方に日程を変更したため、今年度中に購入予定であった物品等についても、現地との調整が全て整ってから行うよう計画変更した。したがって、研究の進行に合わせ、現地での評価観察に必要なカメラなどの物品や分析に必要なPC関連物品などを次年度購入していく。また、ニード調査の実施や、SST運営に際しての旅費、調査補助者への謝金等に使う予定である。
自然資源の観光利用における保全及び管理推進策としての利用者負担の評価に関する研究

国立公園や世界自然遺産など、自然豊かな地域において地域の自然資源の利用と保全の両立は重要な課題である。自然資源の管理や利用を進めるために必要な費用や体制の確保は大きな課題であるが、その一つの方策として、利用者負担を含む適切な対価による対象資源の保護管理費用の担保は期待が大きい。また、多くの関係者が関わる国立公園等の協働型管理運営のあり方において、地域住民が主体的に関わることで果たしうる役割や地域の持続性の観点も重要である。本研究では、地域の主体的な自然資源の管理や利用者負担のあり方について、最新の取組に関する事例調査を行い、課題や今後の方向性を明らかにする。
モデルマウスを用いた舌、咀嚼筋の萎縮メカニズムの解明

舌、咀嚼筋の発生、発育、萎縮、肥大を調節しているメカニズムについて研究を行い以下の知見を得た。1)発生学的起源、発生をコントロールしているプログラム、進化学的な出現時期などから、舌筋は頭部に存在するにもかかわらず、四肢の筋に近いことを明らかにした。2)マウス舌及び開口筋の一種である咬筋の筋、シナプス形成について調べ、体肢などの他の骨格筋と比較した。その結果、舌の筋形成、シナプス形成は他の骨格筋と比較すると非常に速く進行し、出生時には殆ど終了しているのに対して、咬筋ではこれらの進行が遅く、生後3週前後にならないと終了しないことを明らかにした。この結果から、舌は母乳を吸綴するためには、出生直後から機能することが必要である、また閉口筋である咬筋はマウスの摂食様式が吸綴から咀嚼へと転換する生後3週前後から機能する必要があるという、それぞれの筋に特異的な機能要求性を反映して筋形成、シナプス形成が進行するということを明らかにした。3)ラット咬筋の生後発達、マウスの飼料を固形から液状に転換することにより起こる咬筋表現型変化の調節機構について調べた。ラット咬筋の生後発達や筋量の調節にIGF、その受容体及び結合蛋白質が重要な役割を果たしていることを示唆した。4)筋ジストロフィーマウスの咬筋における筋衛星細胞の解析を行い、他の骨格筋と比較した。その結果、咬筋の筋衛星細胞群のプールは他の骨格筋と比較して大きく、この大きな衛星細胞群のプールによる筋線維の再生が、咬筋の変性の程度を、他の骨格筋と比較して小さくしている一因であることを明らかにした。5)クレンブテロール(β_2作動薬)により誘発される筋肥大の機序について調べた。β_2作動薬によるマウス咬筋肥大においては、IGFが促進因子として、TGFβ、マイオスタチンが抑制因子として拮抗的に機能している可能性を示唆した。平成16年度は器官培養法とモデルマウスを組み合わせて用いて以下の成果をあげた1.器官培養法にアンチセンス法およびRNA干渉法を組み合わせて用いてBMP2がマウス胎仔臼歯歯胚発生の進行(J.Oral Biosci.2004)及び舌の形態形成に重要な役割を果していることを明らかにした。2.器官培養法を用いてHGFは舌の横紋筋形成細胞の移動、予定筋芽細胞の分裂を促進するが、舌の筋芽細胞の分化は抑制することを明らかにした(Eur.J.Oral Sci.2004)3.ラット咬筋の生後発達過程において飼料の違い(固形、液状飼料)により誘導される咬筋表現型変化の調節にIGF、その受容体及び結合蛋白質の発現変化を調べ、これらの遺伝子が重要な役割を果たしていることを示唆した(Arch.Oral Biol.2004,Cell Tissue Res.2004)。6.無歯、(Miマウス)マウスを用いて生後発達過程における咬筋表現型の変化に、吸綴から咀嚼への転換という後天的な影響より遺伝的にプログラミングされた因子の影響の方が大きいことを示した。7.筋ジストロフィーモデルマウスを用いて、骨格筋再生に重要な役割を果している筋衛星細胞のプールのサイズが、体肢の筋よりも咬筋の方が大きいことを明らかにした(Am.J Physiol ; Cell Physiol in press)。現在老化促准マウス(Klotho)の骨格筋標本を採取中である。【目的】

小眼球症マウスを用いて、成長発育過程における咬合様式の違いが咬筋のnAChRの転換と除去に及ぼす影響を明らかにする。【材料と方法】生後1、2、3、4、8週目に野生型マウス(Wild)、小眼球症マウス(mi/mi)それぞれ6匹ずつを安楽死させ、咬筋と腓腹筋を摘出した。摘出した筋組織に発現するα、δサブユニット、胎仔型のみに発現するγサブユニット、成体型のみに発現するεサブユニットのmRNA量を測定した。腓腹筋はmitf遺伝子突然変異自体がnAChRサブユニットmRNA発現に及ぼす影響を調べるために用いた。【結果と考察】腓腹筋において、調べた4つのnAChRサブユニットのmRNA発現量はWildとmi/miの間で有意差は認められなかった。この結果は、mitf遺伝子突然変異自体はnAChRサブユニットmRNA発現に大きな影響を与えていないことを示唆している。胎仔型と成体型の両方に発現するα、δサブユニットおよび胎仔型のみに発現するγサブユニットのmRNA発現量は、Wildの咬筋において、生後14週前後まで減少し、48週ではほとんど変化しなかった。これに対してmi/miの咬筋においては、生後12週の間で減少したが、2週以降大幅な増加を示した。この結果は、mi/miの咬筋においては一旦減少を開始した胎仔型nAChRが、咀嚼運動が行えないため再び増加したことを示している。成体型nAChRのみに発現するεサブユニットmRNA発現量はWild、mi/miの咬筋の間で大きな差は認められず、生後12週で増加し、34週で減少し、48週では変化しなかった。この結果はmi/miの咬筋においてもnAChRの除去は、ほぼ正常に進行していることを示唆している。正常なシナプス形成の進行のためには、咀嚼運動が行われることが非常に重要だと思われる。【目的】インスリン様増殖因子(IGF)はインスリン様増殖因子受容体1(IGFR1)を介して細胞内にシグナルが伝達される。そのシグナルが低下することにより筋萎縮が起こると考えられている。老化に伴い顕著な筋萎縮が起きるとはよく知られているが、老化による筋萎縮とIGFシグナルの関係は明らかになっていない。平成18年度においては、この関係を明らかにするために、老化促進マウス(Klotho)の咬筋、舌筋、腓腹筋におけるIGFR1の発現変化を調べた。【材料と方法】実験には6週齢のKlotho及び正常マウス各6匹を用いた。咬筋、舌筋、腓腹筋を摘出し、湿重量を測定した。Real time PCR法によりこれらの筋におけるIGFR1 mRNA発現量を測定した。【結果】Klothoマウスの咬筋、舌筋、腓腹筋の湿重量は、正常マウスと比較して、それぞれ71%、45%、72%という顕著な減少を示した(p<0.01)。体重当たりの相対的な筋重量は、Klothoマウスの咬筋、腓腹筋では、正常マウスと比較してそれぞれ19%(有意差なし)、23%(p<0.05)の減少を示したが、舌筋は逆にKlothoマウスの方が正常マウスより51%大きくなっていた(p<0.01)。IGFR1 mRNA発現量は、Klothoマウスの咬筋、腓腹筋では、正常マウスと比較してそれぞれ1100%、71%の増加を示したが(P<0.01)、舌筋ではKlothoマウと正常マウスの間で有意な差は認められなかった。【考察】老化が筋萎縮に及ぼす影響は、咬筋、腓腹筋と比較して舌筋が小さいことが示された。筋萎縮の程度とIGFR1 mRNA
シンビオジェニック因子から理解する腸内細菌とヒトの共生およびその応用展開

母乳栄養児の腸管には、ビフィズス菌優勢な細菌叢(ビフィズスフローラ)が形成される。申請者は、このビフィズスフローラ形成には人乳に含まれるオリゴ糖成分が関与していることを明らかとしてきた。乳児に生息するビフィズス菌には、母乳オリゴ糖を資化する経路が特異的に存在しているのである。母乳オリゴ糖は、100種類以上の分子種からなるが、このうち最も多く含まれるコアオリゴ糖がラクト-N-テトラオースである。本オリゴ糖は人乳に特異的であり、他の霊長類の乳には全く存在しないか、存在しても微量であることが知られている。興味深いことに、これまでに単離されたビフィズス菌のすべての種および株は、ラクト-N-テトラオースを資化することが可能であるが、他の母乳オリゴ糖は種や株によっては利用することが出来ない場合がほとんどである。すなわち、ラクト-N-テトラオースは最もビフィズス菌増殖促進因子としての効果が高いことが予想される。平成30年度においては、ラクト-N-テトラオースの精密酵素合成法を開発することを目指した。その結果、ガラクト-N-ビオース/ラクト-N-ビオースIホスホリラーゼの活性中心付近に欠失・挿入・置換変異を導入することで、ガラクトース1-リン酸とラクト-N-トリオースIIからラクト-N-テトラオースを合成することが可能となった。なお、本合成反応において遊離するリン酸を他の反応で消費させることにより反応平衡を偏らせることが可能であり、添加したラクト-N-トリオースIIの100%をラクト-N-テトラオースに変換させることに成功した。近年、欧米において調製乳への母乳オリゴ糖添加が始まっており、本成果は、より人乳に近い調整乳を開発する上で重要な基盤となると考えられる。