hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視覚障害者高等教育のための触図自動作成支援システム開発

視覚障がい者が数学や理科の科目を受講する場合,触図などの触覚教材の利用は学習能率向上のために重要である.しかしながら,ほとんどの盲学校において,触覚教材作成に関わる校内組織が設置されていない,触覚教材は教科担任が作成するなど,触覚教材作成に関する校内環境は十分でないのが現状である.そこで,本研究課題では,数学などの教科書で使われるグラフをコンピュータで自動認識し,点字プリンタで触図化するための支援システム開発を目的とし,そのシステムを試作した.視覚障がい者が数学や理科の科目を受講する場合,触図などの触覚教材の利用は学習能率向上のために重要である.しかしながら,ほとんどの盲学校において,触覚教材作成に関わる校内組織が設置されていない,触覚教材は教科担任が作成するなど,触覚教材作成に関する校内環境は十分でないのが現状である.そこで,本研究課題では,数学などの教科書で使われるグラフをコンピュータで自動認識し,点字プリンタで触図化するための支援システム開発を目的とし,そのシステムを試作した.本研究では,視覚障害者の高等教育で利用する数学や情報処理関連教科書などの図を,コンピュータを利用することで触図化を支援するシステムを開発することを目的とする.視覚障害学生の指導にあたっては,健常学生指導のそれと比較して,授業で用いる教材作成のための負担が大きく,視覚障害学生指導の能率を著しく妨げている.教科書にある図の効率的な触図化は,視覚障害学生指導の能率化のみならず,彼らに対して十分な資料を触図として提供できる上で学力向上に貢献でき,その社会的意義は大きいと考えられる.本研究で開発するシステムの概要は次の通りである.1.図をイメージ・スキャナ等で画像データに変換する.2.画像データからグラフ領域と文字領域を分離する.3.文字領域の文字列をOCR処理により文字認識する.4.文字認識された文字列を自動点字翻訳する.5.視覚障害者が読み易いように点字を適切な場所に自動配置する.6.上記一連の作業を支援するGUIを介して点字プリンタで触図を作成する.平成19年度では,文字領域抽出,入出力インタフェースの開発,ならびにGUI開発を行った.文字領域抽出では,1.入力画像データをラベル処理し連結成分を発見する,2.各連結成分が内接する矩形領域を同定,3.大きな矩形領域に対応する成分はグラフ成分と判別し除去する,4.残った成分に対して,細線化,線分化,線分密度計算,2値化処理により文字領域を同定する.文字は複数の線分から構成されるという仮定に基づき,線分が密集する領域を文字領域として識別している.点字プリンタにはジェイ・ティー・アール社製ESA721を購入した.ESA721はインタフェースとしてRS-232Cシリアルポートを標準装備しているので,これを利用した.また,GUIにはVisual C++を用いて開発した.本研究の目的は,高等教育で利用する数学などの教科書のグラフを触図化するためのコンピュータ支援システムを開発することである.視覚障害児の指導にあたっては,健常児のそれと比較して,授業で用いる教材作成のための負担が大きく,学生指導の能率を著しく妨げている.教科書にあるグラフの効率的な触図化は,視覚障害児指導の能率化のみならず,彼らに対して十分な資料を触図として提供できる上で学力向上に貢献でき,その社会的意義は大きい.本研究で開発するシステムの概要は次の通りである.1.グラフをイメージ・スキャナ等で画像データに変換する.2.画像データからグラフ領域と文字領域を分離する.3.文字領域の文字列をOCR処理により文字認識する.4.文字認識された文字列を自動点字翻訳する.5.上記一連の作業を支援するGUIを介して点字プリンタで触図を作成する.まず,入力画像を2値化処理し,ラベリングにより連結成分を抽出する.大領域成分はグラフ成分と判別して小領域成分から分離する.小領域成分には,文字成分の他,破線などのグラフ成分も存在する.このため,テンプレート・マッチング,局所的線分密度,階層化クラスタリングなどの処理を小領域成分に施し,小領域成分からグラフ成分を抽出する.更に,文字成分画像から文字列を抽出する.ここでは,階層化クラスタリング,ファジィ推論,および統計的検定を用いて文字列抽出処理を実現した.文字列抽出処理は,文字認識・数式認識に必要な手続きである.試作したシステムでは,岐阜大学で開発された点字翻訳システムIbukiTenCを用いて文字列を点字に変換し,最終的に点字プロッタで点図を出力する.実験結果により,一般の教科書に描かれているグラフに関しては,概ね良好に処理ができた.但し,グラフの点図化や認識精度に課題のあることも判明した.
ヒト卵巣癌腹水中のマクロファージ由来の腫瘍増殖活性因子と抑制性因子に関する研究

1.腹水中マクロファージよりの腫瘍細胞増殖抑制性因子に関する検討:前年度までの研究で腹水中マクロファージ由来の増殖抑制性因子はポリペプチド或いは蛋白である事が確認された。本年度はこの因子の性格をさらに明確にした。研究方法としては前年度と同様にHuman Tumor Clonogenic Assay(HTCA)を応用して行なった。この腫瘍細胞増殖抑制性因子は70°Cで完全に失活し、Hela細胞の増殖を阻害しなかった。抗TNF-α抗体を添加する事により腫瘍増殖抑制活性は拮抗された。しかし、他の抗体(抗TNF-β抗体、抗IL-I抗体)はこの因子の活性に影響を及ぼさなかった。抗TNF-α抗体による拮抗は抗体の量に依存していた。これらの事より腹水マクロファージより産生放出される腫瘍細胞増殖抑制性因子はTNF-αであると考えられた。腹水マクロファージからのTNF産生誘導はIFN-γ単独刺激で可能であったが、Lipopolysaccaride単独ではTNFの産生誘導は不可能であった。IFN-γを腹腔内投与した際の抗腫瘍効果をIn vitroで検討するため、HTCAに無処理の腹水マクロファージを封入し、腫瘍細胞と同時にIFN-γを作用させるとIFN-γの直接の抗腫瘍効果とマクロファージ産生TNFによる間接的抗腫瘍効果の両者の併用効果が観察された。IFN-γのみの直接効果、マクロファージ産生因子のみの効果に比し強い腫瘍細胞増殖抑制活性を示した。IFN-γと活性化マクロファージ培養上清を混合し、multiplicative analysisにより併用効果を検討するとsynergisticな効果である事が確認された。2.腹水中マクロファージ由来の腫瘍細胞増殖因子に関する検討。腹水中マクロファージの腫瘍細胞増殖促進作用は必ずしも再現性の高い現象ではなく、約60%の腹水マクロファージサンプルにしか有意の細胞増殖促進効果は認められなかった。約40%の腹水マクロファージ検体はHTCAにおいてHela細胞の増殖を促進した。しかし、Hela細胞は種々のGrowth factorに反応しない事より、未知の因子がHela細胞に働いたと考えられた。1.マクロファージ分離法の確立:最も効率良く,しかも簡便な分離法として腹水から比重遠心法により,単核細胞を分離,さらにこれを1時間培養しプラスチックへ付着させた時の回収率が最も良かった.ただし,症例により腹水中の癌細胞,マクロファージ,線維芽細胞等の比率は異なり,癌細胞が非常に多い腹水中ではプラスチック付着細胞として癌細胞の混入率が高くなる.従ってマクロファージの多い腹水を選択する必要性が明らかになった.2.腹水中マクロファージよりの腫瘍増殖抑制性因子に関する検討:IFN-γを刺激剤とする事により,腹水マクロファージから抑制性因子が放出され, Hela細胞の増殖が抑制される現象を用いて以下の知見を得た.1).Clonogenic Assayにおける腫瘍増殖抑制効果はマクロファージの数に比例する.2).腹水マクロファージによる抑制性因子の産生は1000単位のIFN-γでは15分間の刺激時間で充分に発現するが, 100単位のIFN-γでは同一の腫瘍増殖抑制効果を得るためには3倍の時間を要した. 3).腹水中の線維芽細胞,リンパ球,癌細胞を用いた実験ではHela細胞の増殖抑制効果は認められず,抑制性因子はマクロファージより産生されている事が確認された.4).抑制性因子の産生はIFN-γによる刺激から8時間後に開始され12時間後にピークに達する事が分った.5).抑制性因子の産生は蛋白合成阻害剤, m-RNA合成阻害剤により抑制され,何らかのペプチド或いは,蛋白である事が示唆された.しかし,マクロファージより産生される種々の酵素類やスーパーオキサイドとは異なるものである事が分かった.3.腹水中マクロファージ由来の腫瘍増殖活性因子に関する検討:1).無刺激のマクロファージの存在はHela細胞の増殖を促進する場合が多いが稀れには抑制的に働く腹水マクロファージも存在した.腹水により,マクロファージの腫瘍増殖活性作用に差があり,一様に腫瘍増殖因子を上清から得る事が困難で今後の検討を要する点である.1.腹水中マクロファージよりの腫瘍細胞増殖抑制性因子に関する検討:前年度までの研究で腹水中マクロファージ由来の増殖抑制性因子はポリペプチド或いは蛋白である事が確認された。

IFN-γを腹腔内投与した際の抗腫瘍効果をIn vitroで検討するため、HTCAに無処理の腹水マクロファージを封入し、腫瘍細胞と同時にIFN-γを作用させるとIFN-γの直接の抗腫瘍効果とマクロファージ産生TNFによる間接的抗腫瘍効果の両者の併用効果が観察された。IFN-γのみの直接効果、マクロファージ産生因子のみの効果に比し強い腫瘍細胞増殖抑制活性を示した。IFN-γと活性化マクロファージ培養上清を混合し、multiplicative analysisにより併用効果を検討するとsynergisticな効果である事が確認された。2.腹水中マクロファージ由来の腫瘍細胞増殖因子に関する検討。腹水中マクロファージの腫瘍細胞増殖促進作用は必ずしも再現性の高い現象ではなく、約60%の腹水マクロファージサンプルにしか有意の細胞増殖促進効果は認められなかった。約40%の腹水マクロファージ検体はHTCAにおいてHela細胞の増殖を促進した。しかし、Hela細胞は種々のGrowth factorに反応しない事より、未知の因子がHela細胞に働いたと考えられた。
金属薄膜サブ波長格子構造偏光子の研究

従来の偏光子より格段に優れた偏光子を実現した。(1)テラヘルツ帯用偏光子:熱インプリント法を用いることにより量産性に優れ、かつ高性能な偏光子の作製方法を確立した。2THzにおいて挿入損失0.2dB以下、消光比50dBの高特性を得た。当初目標の数値を達成した。(2)中赤外域用偏光子:厚さ0.3mmのシリコン基板の両面に三重の金属薄膜多重格子構造サブ波長偏光子を作製した。波長18μmにおいて挿入損失1.0dB、消光比32dBの高特性を得ることができた。当初目標に近い値を達成した。偏光子自体を基板の反射防止構造として利用する方法を見出し、当初目標とした数値を達成できる見込みを得た。中赤外域での光学特性実証:シリコン結晶基板上に周期2.4μm、高さ1.56μmの三角形状サブ波長格子を形成し、その上にアルミニウム薄膜およびアモルファスシリコンから成る多重格子構造サブ波長偏光子を作製した。単層、二重、および三重のサブ波長アルミ薄膜格子構造偏光子が実現できた。光学特性を測定した結果、単層の場合には挿入損失が7dB程度と大きく、消光比は12dBと低く、特性の悪い偏光子であった。しかし、二重、三重と多重化することにより、波長10-20μmにおいて実質の挿入損失が2dB以下、消光比が40dB以上を実現することができた。これらの特性は従来の偏光子では実現できない良好なものであり、本研究の大きな成果である。さらに、使用したシリコン基板の厚さを0.5mmから0.3mmと薄くし、同時に基板両面に偏光子を形成する方法を考案した。現在、基板両面にサブ波長格子を作製すた段階まで進めている。テラヘルツ帯正弦形状サブ波長格子構造偏光子のインプリントによる作製:三角形より正弦状断面格子の方が理論的に優れた光学特性を持つことを明らかにしており、実験的な検証を行った。三角断面形状の格子表面をスポット加熱ランプで加熱軟化させて正弦状に変形させ、正弦状断面サブ波長格子を作製することができた。しかし、金属として金の薄膜をスパッタリングで作製する際に、金のターゲットが消耗して穴が開き、バッキングプレートの銅が混入して失敗した。今後、金のターゲットを準備して再実験を行う予定である。なお、本研究遂行過程で、金属薄膜サブ波長格子構造が、吸収の小さいハーフミラーとして動作することも新たに見出すことができた。中赤外域用偏光子:挿入損失の低減化を2つの観点から進めた。一つは、基板自体の吸収損失(約2dB)の低減化であり、他の一つは基板裏面での反射損失(1.55dB)の低減化である。前者については、昨年度まで使用していたシリコン基板の厚さ0.5mmを、0.3mmと薄くすることで対応した。後者については、基板の裏面にも偏光子を形成することで対応した。その結果、作製した三重の金属薄膜多重格子構造サブ波長偏光子は、波長15μmにおいてTM偏光損失(挿入損失)2.0dB、TE偏光損失(消光比)35dB、波長18μmにおいてTM偏光損失1.0dB、TE偏光損失32dBの高特性を得ることができた。これらの特性は従来の偏光子と比較して格段に優れたものであり、大きな成果である。さらに、金属薄膜間の中間層にアモルファスシリコン酸化膜を用いれば偏光子自体が反射防止構造として機能することを見出し、挿入損失は0.5dB以下にできること、また金属としてAlに替えてAuを用いると偏光子特性がさらに改善することを見出し、将来さらなる発展が期待できる見込みを得た。テラヘルツ帯用偏光子:量産性に優れたインプリント法による作製法の研究を進めた。格子周期を従来の30μmから25μmに、金属(Au)膜厚を20nmから25nmにすることにより、2THzにおいてTM偏光損失(挿入損失)0.2dB以下、TE偏光損失(消光比)50dBの高特性を得た。従来のワイヤーグリッド型偏光子では、これらの数値はそれぞれ3.5dB, 25dBであるので、挿入損失は3.3dB(透過率が45%から95%以上に)改善し、消光比は25dB(316倍)改善し、格段に優れた特性を得た。テラヘルツ帯では金属としてAuを用いるよりもAlを用いた方がより高特性が期待できることを見出したため、金属種を変更することでさらなる高性能化が期待できる見込も得た。1.インプリント法によるテラヘルツ帯用偏光子の作製方法の開発

三角溝の格子をもつ金型を用いて、樹脂基板にサブ波長格子を転写し、その格子上に金薄膜を成膜して偏光子を作製する方法を開発した。テラヘルツ帯において挿入損失0.5dB、消光比40dB以上の、従来にはなかった良好な特性をもつ偏光子を実現することができた。特性をさらに向上する方法として、樹脂基板の両面にサブ波長格子構造偏光子を形成する方法を考案し、実際に金型を用いて作製することができた。消光比は測定限界以上(60dB)の高い値が得られ、提案の有効性を実証することができた。2.多重格子構造による近赤外域用サブ波長格子構造偏光子の開発シリコンウエハ上に異方性エッチングを用いて三角断面サブ波長格子を形成し、その上にアルミとアモルファスシリコンの交互膜を形成して二重および三重格子構造から成る偏光子を作製した。近赤外域で特性を評価したところ、消光比が20dB(測定器の測定限界)以上、挿入損失が1dB程度の良好な偏光子を得ることができた。これらの特性は、既存の偏光子では実現できなかった。中赤外域用の金属薄膜サブ波長多重格子構造偏光子を作製することができ、かつそれが理論的に予想していた通り高性能であることを示すことができた。得られた性能は、従来の偏光子では実現できないものであり、高く評価している。また、金属薄膜サブ波長格子構造がテラヘルツ帯において、良好なハーフミラーとして応用できることを新たに見出すことができた。当初の計画通り、インプリントにより高性能偏光子を得ることができた。さらに、高性能となるように、基板両面に偏光子を形成する方法を考案し、その有効性を実証できた。近赤外においては、多重波長格子を創案し、数値計算および実験でその有効性を実証できた点が高く評価できると考えている。なお、この成果を発表した大学院生が、電子情報通信学会から2011年度学術奨励賞を受賞し、本研究の成果が高く評価されたと考えている。中赤外域用偏光子:従来使用していた厚さ0.5mmのシリコン基板から0.3mmと薄くし、かつ基板両面に偏光子を形成することにより、基板裏面でのフレネル反射損失の防止と基板中での吸収損失低減化をはかる。この新しい高性能偏光子を実用化できるまで完成度を高める予定である。テラヘルツ帯用偏光子:インプリントによる、正弦状断面をもつ金のサブ波長格子構造偏光子を作製し、挿入損失を0.1dB程度まで低減化させる。1.インプリント法によるテラヘルツ帯用高性能偏光子の開発消光比は実用上十分であるので、今後の課題は挿入損失を0.1dB程度にすることが課題である。数値計算結果によると、格子形状をこれまでの三角形から正弦状にすることで達成できると予想している。2.多重格子構造による近赤外域用サブ波長格子構造偏光子の開発近赤外でも挿入損失をさらに低減することが課題である。多重格子にする際に用いるアモルファスシリコンの吸収を低減化することが課題である。また、テラヘルツ帯用偏光子開発で用いたインプリントの技術を適用を検討する予定である。テラヘルツ帯での分光透過特性を評価するには、測定器を保有している企業に有料で測定を依頼しなければならない。研究費をこれに充てる予定である。インプリントに用いる金型(5090万円)、シリコン基板への異方性エッチング微細加工費(40万円前後)、およびテラヘルツ帯での特性測定依頼費(1020万円)を予定している。
自動除去ベクターを用いた遺伝子導入による高効率かつ安全な分化誘導法の検討

多能性幹細胞等を分化誘導して分化組織を得る際に、残存未分化細胞によるガン化等のリスクを減らして安全性を向上させた系を構築することを試みた。我々独自の遺伝子導入系であるSeVdpベクターに、神経細胞特異的miRNAの標的配列を搭載し、そのベクターを感染させた多能性幹細胞を神経細胞へ分化誘導した。その結果、分化していない残存未分化細胞にはベクターが持続感染し、分化細胞からはベクターが自動的に除去されていた。その後、ベクターに搭載した自殺遺伝子によって分化細胞の選択を試みたが、未分化細胞のみならず分化細胞も死滅してしまった。今後は薬剤や分化誘導方法を検討して未分化細胞の選択的除去を可能にしたい。今年度(最終年度)は、マウスiPS細胞の神経分化に成功した前年度の結果を受けて、未分化細胞除去用ベクターを感染させたマウスiPS細胞を神経分化させ、ベクターの持続感染の有無を確認した。その結果、Tuj1陽性の神経細胞からはベクターが除去され、未分化な細胞にはベクターが持続感染していることが確認された。次に、上記の結果から、ベクターに搭載されている自殺遺伝子(P450遺伝子)の機能を利用して、ベクターが感染している未分化細胞を除去することを試みた。その結果、ベクター感染細胞が自殺遺伝子の機能によって死滅したことが確認されたが、それと同時に、分化した神経細胞の死滅も確認された。これは、神経分化の方法として胚葉体から分化させる方法を用いたため、神経細胞は未分化細胞の塊である胚葉体が死滅した影響を受けてしまったと考えられた。以上の結果から、研究期間全体では、我々独自の自動除去ベクターを用いて、神経分化した細胞からはベクターが自動的に除去され、未分化な細胞ではベクターの感染を持続させることに成功した。しかし、最終目標である分化細胞の選択に関しては、未分化細胞の除去に巻き込まれる形で神経細胞も死滅してしまったことから、本研究を完結させるために、今後は、胚葉体形成とは異なる分化方法を試して、未分化細胞の選択的除去を実現したいと考えている。マウスiPS細胞のin vitroでの神経分化を試みた。マウスiPS細胞やES細胞から胚葉体を形成させ、ゼラチンコート上でレチノイン酸によって神経細胞への分化を誘導した。その結果、胚葉体形成から2週間ほどすると、Tuji1陽性の神経細胞様の細胞が観察されるようになったことから、このような系を用いて、マウスiPS細胞から神経細胞の誘導を行うことが出来ることを明らかにした。次に、ブラストサイジン耐性遺伝子とP450遺伝子を同時に発現する、positive-negative選択細胞質持続発現型RNAベクターを感染させたマウスiPS細胞を、上記と同様な方法で神経細胞に分化させた。その結果、ベクター非感染の時と同様に神経細胞様の細胞が観察され、誘導効率にも顕著な差は確認されなかった。よって、我々のベクターは、多能性幹細胞の神経分化を阻害しないことを明らかにした。上記実験と並行して、ブラストサイジン耐性遺伝子とP450遺伝子を同時に発現するpositive-negative選択細胞質持続発現型RNAベクターに自動除去配列を追加して、新たなベクターの構築を試みた。自動除去のための配列としては、神経細胞特異的なmiR124の標的配列を4つ連続させた配列を用い、それをベクターのL遺伝子の3'UTRに挿入した。作製したベクターcDNAから組換えベクターの回収を試みたところ、実験に用いることができる十分な力価を有したベクターの回収に成功した。神経分化以外の分化系を習得するために、昨年7月、8月の二ヶ月間、イギリスのエディンバラ大学に短期留学し、その間、研究をストップせざるを得なかったため。現在、自動除去ベクターを持続感染させたマウスiPS細胞を神経分化させ、得られた神経細胞からベクターが自動除去されているか、確認を行っている。また、神経分化以外の系についても、分化系を立ち上げ、上記と同様な研究を行い、様々な系で実用性を証明したい。主に、細胞培養、分化誘導に用いる試薬の購入に用いる予定。また、得られた分化細胞の性質検討のために、抗体等の試薬の購入にも用いる予定。
自然を丸ごと捉える高校化学の授業書作り

1、目的・方法高校化学における総合的な理科の学力が身に付くカリキュラム及び授業書の作成を目的とし、具体的な授業案とその方法論を演示実験も含めて詳細に記述した授業書を一時間ごとに作成する。本年度はそのうち「NO2、花火の化学」と「NO3、酒の化学」の作成を目指した。2、成果「NO2、花火の化学」については冊子(約100ページ)にまとめて印刷し、各方面に配布することができた。「授業編のパート1「銅元素の旅」では元素概念の導入・展開を記した。この中で、人の体を作る元素を切り口にして元素不滅から元素循環へと元素概念を広げ、地球環境で循環する炭素元素を取り上げた。その際に元素循環がイメージしやいように銅元素の循環を演示実験で示した。この実験は金属銅を塩酸・過酸化水素で溶かし、アンモニア錯体にしてビタミンCで再び金属銅に戻すというものである。ここで私はガラス面だけでなくプラスチック面にもメッキがつきやすくする前処理剤として、従来からの塩化パラジウムでなく安価な硝酸銀を使う方法を開発した。また、パート2「光を出す元素」では炎色反応を通して元素を追うというアプローチで授業案を展開した。具体的には銅元素を炎色反応で追い、その応用として花火を取り上げた。麻ヒモを硝酸カリウムから塩素酸バリウムと代えて燃やすことで酸化剤の概念を導入し、実用花火の作り方を提示した。なお、解説編前半では温暖化問題を根本から解説し、後半では炎色反応の原理を詳細に記述し、線香花火の松葉様火花の生成原理も検討した。「NO3、酒の化学」は今のところ雑誌『化学と教育』5月号にその概要を記すにとどまっており、冊子の完成た至っていない。
算定コストを考慮した、知的財産権侵害に対する損害賠償の具体的な算定枠組みの研究

特許権侵害に対する損害賠償額の算定について、日本の判例・学説や米国の判例・学説を調査した。その結果、米国判例上の損害賠償額算定法である逸失利潤(lost profits)の算定の基本的な考え方は日本の特許法102条1項とよく似ているが、特許発明の価値を代替品に対する優位性で測るという米国における考え方が米国のほうが徹底されていることが分かった。日本の算定法の中には趣旨が不明なものもあるため、この点は参考になった。また、実際の判例において逸失利潤の算定のため考慮される要素は米国のほうがはるかに多いことが分かった。このことから、日本の102条1項の損害額算定法は米国における逸失利潤の算定を単純化したものと捉えられる。米国の逸失利潤の算定は日本の上記102条1項の下での算定よりも厳格であり複雑であるといえるが、米国ではその厳格さや複雑さが原因で生じている問題もあるようである。厳格さにより生じている問題として、逸失利潤の算定とは異なる算定方法(合理的実施料額の算定法)が利用されがちで、そちらの賠償額が高騰しているという問題が挙げられる。複雑さから生じている問題として、算定コストがかかることが挙げられる。上記のほか、不正競争防止法及び商標法に関する基礎的な研究を文献調査により行った。とりわけ、商品形態の保護をめぐる特許権と商標権の機能分担に関する米国の判例や学説を調査した。これらは商標法や不正競争防止法の制度趣旨の検討のために重要であり、制度趣旨の違いを踏まえた損害賠償論の構築にも寄与しうるものである。初年度は文献調査を行ったが、必要な資料についてはほぼ入手出来ている。今後は文献調査を継続するほか、海外調査も行う。調査先は米国を予定しており、具体的な訪問先を選定中である。昨年特許法が改正され、損害賠償の算定方法について変更があったため、これの趣旨や影響についても調査する。購入を予定していた洋書の出版が延期されたため、次年度に購入予定である
腎尿路性器癌の制癌剤耐性とその克服に関する研究

2.腫瘍細胞を高温処理(43°C)すると、toposiomerase IIα(topoIIα)の発現が上昇し、topoII阻害剤に感受性になることが報告されている。我々は、膀胱癌細胞株を用いて高温処理下におけるtopo IIαの発現上昇の機序について検討し、topo IIαプロモーター上の最も下流の逆向きCCAAT配列に結合する蛋白が重要であることを明らかにした。3.新たに合成したジヒドロピリジン系化合物、イミダゾチアゾール系化合物を中心に多剤耐性克服薬剤としての有用性をin vitroおよびin vivoにおいて検討し、副作用のないいくつかの有用な薬剤を見出した。これらの薬剤は獲得多剤耐性のみならず、腎癌の自然多剤耐性にも有効であり、臨床への応用が期待される。4.ヒト精巣癌細胞株からcisplatin耐性株を樹立し、ヌードマウスのorthotopicな部位(精巣)に移植することによって、適切なリンパ節転移モデルを作成した。このcisplatin耐性精巣癌細胞株/ヌードマウスの実験系はヒト精巣癌cisplatin耐性転移巣の治療や転移機構解析のための有用なモデルになるものと思われる。未治療およびMEC(methotrexate、eirubicin、cisplatin)療法後のヒト膀胱癌からそれぞれ新たな培養細胞株を樹立した。後者からの株は前者からの株に比べてADMに耐性であり、anthoracyclin系抗癌剤であるepirubicinの投与によりADM耐性が誘導されたものと考えられたが、MDR1mRNAの発現はいずれの株でもみられなかった。膀胱癌における獲得耐性の発現にはMDR1以外の因子の関与を考慮せねばならないと思われる。一方、未治療ヒト腎細胞癌からも抗癌剤感受性の異なる2株を新たに樹立した。このうち、ADMに自然耐性を示した1株ではMDR1mRNの発現を認めた。腎細胞癌の自然耐性にはMDR1は重要な因子であると思われる。耐性遺伝子の発現パターンが異なる3つの腎細胞癌株(KPK1、SN12C、NKK1)を用いて、新しく合成されたimidazothizole誘導体(N276-compounds)による抗癌剤感受性増強効果について検討した。Multidrug resistance 1(MDR1)およびMRP(multidrug resistance-associated protein)mRNAの発現亢進がみられたNKK1はMRPmRNAだけが発現亢進していたSN12Cや両遺伝子の発現がみられなかったKPK1に比べて、ADMやVBLにより高度の耐性を示したが、N276-compoundsの併用により著明な感受性の増強がみられ、そのレベルは最も感受性株(KPK1)のレベルにまで達した。これらのN276-compoundsはin vivoにおいて副作用が少なく将来、腎癌の化学療法への応用が期待される。1.P-糖蛋白発現亢進による抗癌剤多剤耐性の形質を示す腎尿路性器癌細胞株を用いて、新たに合成したジヒドロピリジン系化合物、イミダゾチアゾール系化合物を中心に多剤耐性克服薬剤としての有用性をin vitroおよびin vivoにおいて検討した。その結果、副作用のないいくつかの有用な薬剤を見出した。これらの薬剤は獲得多剤耐性のみならず、腎癌の自然多剤耐性にも有効であり、臨床試験への発展が期待される。3.ヒト精巣癌細胞株NEC8細胞からcisplatinに約6倍耐性の耐性株NEC/DDPを樹立した。この株のcisplatin耐性機序は細胞内cisplatin濃度の低下とメタロチオネインの発現亢進が主体であった。これら2株の細胞をヌードマウスの皮下、尾静脈内およびorthotopicな移植部位である精巣に移植し、増殖、転移の発現を比較検討した。その結果、いずれの細胞も皮下、尾静脈内(肺)では増殖しなかったが、精巣では良好な増殖を示し、後腹膜リンパ節に広範に転移した。精巣および転移巣から分離樹立した細胞株はそれぞれのもとの親株細胞とほぼ同等のcisplatin感受性を示し、NEC8/DDPの精巣およびリンパ節転移巣由来株はcisplatin耐性の形質を保持していた。これらの細胞/ヌードマウスの実験系はヒト精巣癌のcisplatin耐性転移巣の治療や転移機構解析のための有用なモデルになるものと思われる。
高速原子間力顕微鏡の開発とタンパク質分子のナノ動態解析

高速AFMの時間・空間分解能を一層引き上げるために、ミクロな大きさを持つカンチレバーにパワー変調した赤外レーザーを照射し、光熱膨張現象を用いてカンチレバーをZ方向に直接駆動した。遅い熱伝達過程は、新規に開発した逆伝達補償法を適用するとことで高速化できた。この結果、フィードバック帯域は70kHzから100kHzに拡がり、マイカ表面に緩やかに固定されたタンパク質(ミオシンV)分子を壊すことなく、高い空間分解能でビデオレート観察することに成功した。また、カンチレバーの振動振幅に起こるドリフトを一定に保つ回路を開発し、触圧を僅か数Åオーダーで一定に保ちながら長時間観察することができるようになった。形状以外の情報を映像として捉えることを目的に、探針と試料間の相互作用によって起こるカンチレバーの振動の位相シフトと周波数シフトを高速に読み取れる回路の開発と評価を行った。ミオシンV分子を観察したところ、形状像に現れない微細な変化を位相シフト像で観察することができた。タンパク質試料表面の粘弾性分布を反映した結果であると考えられる。開発した高速AFMを用いて、ミオシンVとアクチンフィラメントの相互作用の観察に取り組んだ。ATP存在下で、ミオシンVが2つのモーター部位を交互に使ってアクチンフィラメントに沿って歩行する様子を可視化することに成功した。さらに、ATPaseサイクルの各化学状態におけるアクトミオシンVの結合様式も明らかにできた。また、既にX線結晶構造解析で得られている三次構造(原子モデル)とAFM画像とをマッチングさせる手法の開発と評価を行った。ミオシンII、V、VIの頭部をAFM観察し、それらの原子モデルとAFM画像とをマッチングさせた。AFMの空間分解能は十分とはいえないが、いずれも高い精度でマッチングの回転角度を絞り込むことができた。1.高速AFMの時間・空間分解能を一層引き上げることを目的に、Z走査のフィードバック帯域を向上させることに取り組んだ。AFMのフィードバックループには、いろいろな遅延要素が含まれるが、主な遅延要素はZスキャナーの共振周波数とカンチレバーのQ値である。通常Zスキャナーに用いられる圧電素子は、マクロな機械デバイスであるため、高い共振周波数を持たせることが困難である。そこで、ミクロな機械デバイスであるカンチレバーにパワー変調したレーザーを照射し、光熱膨張によってカンチレバーをZ方向に直接駆動させる方法を開発した。980nmの赤外レーザーを用いた場合、カンチレバーの変位効率は0.3nm/mWであった。また、この手法を用いることによって、カンチレバーのQ値制御も同時に行え、カンチレバーの応答時間を短くすることができた。Z走査のフィードバック帯域は、55kHzから120kHzに拡大され、ビデオレートのフレームレートを達成する帯域になった。2.タンパク質分子の形状以外の情報を映像として捉えることを目的に、カンチレバーの振動の位相シフトを高速に検出する手法の開発が行われた。位相の検出感度は1.4度で、カンチレバーの振動の1周期毎に更新される。これまでに試料表面の弾性を反映した映像を捉えることができている。今後、タンパク質分子の観察に応用したい。3.高速AFMを用いて、モータータンパク質であるミオシンVとアクチンフィラメントの相互作用(アクトミオシンVの相互作用)を観察した。その結果、ミオシンVが二つのモーター部位を交互に使って、アクチン上を歩いているような様子を捉えることに成功した。タンパク質分子の時系列に沿った構造形態変化を直接観察したという極めてセンセーショナルな結果である。
破骨細胞分化における選択的スプライシングによる骨代謝制御機構の解明

選択的スプライシングは、タンパク質の多様性実現やmRNA機能のファインチューニングに重要である。選択的スプライシングの異常あるいは変化と疾患の関連性が報告されているが、破骨細胞における選択的スプライシングのメカニズム及び骨疾患との関連性は、不明である。本研究では、骨代謝における新たな転写後制御メカニズムを模索する過程で、RNA結合タンパク質RBP4に着目した。RBP4は、RAW264.7の破骨細胞分化誘導系において、RANKL処理後2日以降で、遺伝子発現が上昇した。RBP4の細胞内局在を検討した結果、無処理では、RBP4は、細胞質にのみ存在していたが、RANKL処理によって、細胞質に加えて、何らかの核内構造体への局在が観察された。その核内構造体への局在は、全体の約8.2%の細胞で観察され、その核内構造体の直径は平均約1.3マイクロメートルだった。RBP4の核内構造体への局在は、RANKL処理後9時間以降で観察された。RBP4の核内局在に関与するRANKL下流のシグナル伝達機構を明らかにするために、各種阻害剤処理実験を行った。RBP4の核内構造体への局在は、Akt inhibitor VIII、JNK阻害剤SP600125、カルシニューリン阻害剤Cyclosporin A、PI3-kinase阻害剤LY294002では、抑制されたが、MEK阻害剤U0126では抑制されなかった。さらに、これらの核内構造体を同定するために、核スペックルマーカーのSC-35、カハール体マーカーのコイリンと共免疫染色をおこなった結果、RBP4はそのどちらとも共局在しなかった。今後は、RBP4が局在する核内構造体およびRBP4の標的RNAの同定を試み、RBP4の選択的スプライシングへの関与を明らかにし、破骨細胞特異的RBP4KOマウスを用いて、骨代謝機能、骨疾患との関連性を明らかにしていく。2018年度より筑波大学から東京理科大学に異動になり、研究を一時停止せざるを得なかった。異動後、研究室を1から立ち上げることになり、研究設備を整えるのに相当の予算と時間が必要となってしまった。実際、細胞培養設備を稼働させるまでに、5ヶ月を要した。単球・マクロファージで特異的にRBP4をノックアウトするために、LysM-Creマウスを用いたが、骨髄マクロファージの遺伝子組換え効率が40%にとどまり、この系がうまく働かないことが判明した。プランBとして、Cathepsin K-Creマウスを入手して、破骨細胞特異的RBP4KOマウスを作製し、解析する。RBP4の標的RNAを同定するためのRNA-免疫沈降実験が難航している。RBP4の核内構造体局在メカニズムを明らかにするために、RBP4のリン酸化機構に着目する。RBP4が局在する核内構造体を同定するために、核内構造体マーカーとの共局在性を検討する。さらに、質量分析により、核内におけるRBP4結合タンパク質を同定する。RNA免疫沈降実験を成功させ、RBP4の標的RNAを同定し、RBP4の有無で、その標的RNAのスプライシングが変化するかどうかを明らかにする。RAW264.7細胞において、3種類のRBP4のスプライシングバリアントが発現していることを見出している。また、RBP4が自分自身のmRNAに結合するという報告があるので、RBP4自身が、破骨細胞分化過程において、RBP4自らの選択的スプライシングに関与するかどうかを検討する。さらに、スプライシングバリアントがコードするタンパク質バリアントのそれぞれの機能の相違を明らかにする。破骨細胞特異的RBP4遺伝子欠損マウスを作製し、閉経後骨粗鬆症、関節リウマチモデルを用いて、RBP4の骨代謝機能を明らかにしていく。

今後は、RBP4が局在する核内構造体およびRBP4の標的RNAの同定を試み、RBP4の選択的スプライシングへの関与を明らかにし、破骨細胞特異的RBP4KOマウスを用いて、骨代謝機能、骨疾患との関連性を明らかにしていく。2018年度より筑波大学から東京理科大学に異動になり、研究を一時停止せざるを得なかった。異動後、研究室を1から立ち上げることになり、研究設備を整えるのに相当の予算と時間が必要となってしまった。実際、細胞培養設備を稼働させるまでに、5ヶ月を要した。単球・マクロファージで特異的にRBP4をノックアウトするために、LysM-Creマウスを用いたが、骨髄マクロファージの遺伝子組換え効率が40%にとどまり、この系がうまく働かないことが判明した。プランBとして、Cathepsin K-Creマウスを入手して、破骨細胞特異的RBP4KOマウスを作製し、解析する。RBP4の標的RNAを同定するためのRNA-免疫沈降実験が難航している。RBP4の核内構造体局在メカニズムを明らかにするために、RBP4のリン酸化機構に着目する。RBP4が局在する核内構造体を同定するために、核内構造体マーカーとの共局在性を検討する。さらに、質量分析により、核内におけるRBP4結合タンパク質を同定する。RAW264.7細胞において、3種類のRBP4のスプライシングバリアントが発現していることを見出している。また、RBP4が自分自身のmRNAに結合するという報告があるので、RBP4自身が、破骨細胞分化過程において、RBP4自らの選択的スプライシングに関与するかどうかを検討する。さらに、スプライシングバリアントがコードするタンパク質バリアントのそれぞれの機能の相違を明らかにする。破骨細胞特異的RBP4遺伝子欠損マウスを作製し、閉経後骨粗鬆症、関節リウマチモデルを用いて、RBP4の骨代謝機能を明らかにしていく。助成金を適切に使用したが、59円の未使用金が発生してしまい、次年度へ繰り越すこととした。
種子散布に関する果実形態の進化プロセスの解明

本研究では、種子散布に関わる果実二型の遺伝子基盤とその進化プロセスの解明を目的としている。対象種である海岸性低木のクサトベラScaevola taccada (クサトベラ科)には、中果皮がコルク層で水に浮く型(コルク型)と果肉層で水に浮かない型(果肉型)の果実二型が存在する。これまでの申請者らによる顕微鏡等の形態観察より、開花20日前後にコルク型の中果皮が木化することで、二型の形態分化が生じることが明らかになっている。また、果実全体を用いたRNA-seqによる二型の比較トランスクリプトーム解析の結果より、開花20日から30日後に木化形成関連の酵素や転写因子の多くの遺伝子で発現量に明瞭な違いが検出されている。一方で、開花後20日以前の若い果実では、形態レベルでも遺伝子レベルでも明瞭な違いが検出されなかった。二型の形態分化に関わる原因遺伝子は形態分化前の若い果実の特定の果皮で発現している可能性がある。そこで本年度は、若い果実における各型の中果皮と内果皮の比較トランスクリプトーム解析を行った。果実サンプルの採集は、本種の結実時期である8月に沖縄県西表島北部の集団で行った。サンプルは各型3個体につき開花から5、10、15日後の段階の果実を野外で採集後、室内に移動して実体顕微鏡下で外果皮と中果皮に分けてRNAlaterに保存した。その後、各サンプルについてRNA抽出からライブラリー作成を行い、Hiseqによるシーケンスまで完了した。現在、二型間で発現の異なる遺伝子の探索を進めているところである。平成30年度8月に京都大学から鹿児島大学へ異動となり、分子実験や解析を行うための環境が変化したため。今年度は、全ゲノム配列の決定を行う予定である。全ゲノム配列の情報は、RNA-seqのリファレンスとして活用することで、原因遺伝子の探索を高い精度で行うことが可能になる。また、その後の進化プロセス解明のための多様性解析にも利用できる。現在、全ゲノム配列決定に使用する個体の選定を進めている。本種は基本的に自家不和合性であるが、申請者は2年前に自殖性の個体を発見した。この自殖個体のF1を栽培中であり、このF1個体を全ゲノム配列の決定に用いる予定である。平成30年度8月に京都大学から鹿児島大学へ異動となり、分子実験や解析を行うための環境が変化したため、作業が遅れてしまった。繰越分の助成金は今年度の分子実験のための試薬やシーケンスに使用する予定である。
溶融塩電析・合金化プロセスによるMg系水素吸蔵合金薄膜の作成と水素吸蔵特性

薄膜状の水素吸蔵合金を製造する従来のプロセスでは,いずれも(1)取扱いの難しい活性金属を使用する,(2)大面積化が困難,といった実用化に向けての難題を抱えている.そこで本研究では,バルク状合金に比べ大面積化,形状の自由度の向上が図れる薄膜状の水素吸蔵合金を溶融塩電析法を用いて作成し,その水素吸蔵・放出ならびに劣化・微粉化特性を評価することを目的とした.合金膜生成法として溶融塩電析・合金化プロセスなる新規の方法を取り上げる.本研究では,合金の「軽量化」に着目し,Ni基板(あるいはCu基板)上に種々の条件(電析温度,電流密度,時間)下においてMgを電析させ,Mg_2Ni(あるいはMg_2Cu)水素吸蔵合金薄膜を作成し,効果的な合金生成条件を決定した.すなわち,条件の如何によっては,単層の合金膜が生成せず,Mgが表面上に残存する場合や水素吸蔵合金以外の金属間化合物が確認された.一方,合金生成メカニズムの解明の目的で,電析後の基板の開回路電位(open circuitpotential)の推移ならびにcyclic voltammetoryの計測を行い,生成合金とそれが安定に存在しうる電位を平衡論的,速度論的に決定した.さらに生成した水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出評価をアルカリ水溶液中で行ったところ,水素放出特性が極めて劣ることが分かった.薄膜状の水素吸蔵合金を製造する従来のプロセスでは,いずれも(1)取扱いの難しい活性金属を使用する,(2)大面積化が困難,といった実用化に向けての難題を抱えている.そこで本研究では,バルク状合金に比べ大面積化,形状の自由度の向上が図れる薄膜状の水素吸蔵合金を溶融塩電析法を用いて作成し,その水素吸蔵・放出ならびに劣化・微粉化特性を評価することを目的とした.合金膜生成法として溶融塩電析・合金化プロセスなる新規の方法を取り上げる.本研究では,合金の「軽量化」に着目し,Ni基板(あるいはCu基板)上に種々の条件(電析温度,電流密度,時間)下においてMgを電析させ,Mg_2Ni(あるいはMg_2Cu)水素吸蔵合金薄膜を作成し,効果的な合金生成条件を決定した.すなわち,条件の如何によっては,単層の合金膜が生成せず,Mgが表面上に残存する場合や水素吸蔵合金以外の金属間化合物が確認された.一方,合金生成メカニズムの解明の目的で,電析後の基板の開回路電位(open circuitpotential)の推移ならびにcyclic voltammetoryの計測を行い,生成合金とそれが安定に存在しうる電位を平衡論的,速度論的に決定した.さらに生成した水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出評価をアルカリ水溶液中で行ったところ,水素放出特性が極めて劣ることが分かった.
非小細胞肺癌患者血清に特異的に発現するN結合型糖鎖の検索

系統的糖鎖解析法を用いて、健常人(n=12)と非小細胞肺癌患者(n=14)血清内に発現しているN結合型糖鎖構造を解析した。GlycoPrep(自動糖鎖切断装置)を用いてヒドラジン分解にて蛋白から糖鎖を切断し、GlycoTag(自動糖鎖標識装置)で蛍光標識した。ノイラミニダーゼによりシアル酸を取り除いて中性糖鎖にした後、順相HPLCと逆相HPLCを併用してそれらの溶出時間から2次元マップを作成した。既知構造糖鎖の2次元マップ上の位置と比較することにより、血清内に含まれる糖鎖を同定した。健常人血清と非小細胞肺癌(NSCLC)患者血清に含まれる糖鎖構造を比較検討することで、NSCLC患者特有の構造を検索した。ヒト血清中に発現しているN結合型糖鎖の30種類、84.1%の構造が明らかにできた。血清中糖鎖は、各々の構造の含有率のばらつきが少なく、その発現は極めて厳しく制御されていた。健常人とNSCLC患者血清に発現している糖鎖を比較検討すると、NSCLC患者血清に有意に多く発現している構造が認められた(p<0.01)。その構造は、トリマンノシルコアのα1-6側にGalβ1-4GlcNAcβ1-2が結合し、α1-3側にGalβ1-4(Fucα1-3)GlcNAcβ1-4とGalβ1-4GlcNAcβ1-2が結合した形の非還元末端にフコース側鎖を有する3本鎖糖鎖(A3G3Fo)と2次元マップ上で一致した。酵素消化法を用いて、この構造を確認した。このA3G3Fo構造の含有率は、血清SLX値、炎症反応、肝機能とも相関を認めなかったことから、他の臨床検査値とは独立した腫瘍マーカーとなりうる可能性が示唆された。
積雪地域における有機絶縁材料の劣化現象の研究

最近電気的特性の点で磁器に優る有機絶縁材料が屋外電力機器に広く用いられるようになってきた。日本海沿岸地域に降る雪は酸性度が高く加えて電解性の海塩成分を含んでいる。そのため屋外電力機器の有機絶縁材料は降雪に含まれるこれらの成分によって表面劣化が影響されることが予想される。本研究ではこの雪が有機絶縁材料の耐トラッキング性与える影響を検討した。そのため成分と組成を実際の降水に合わせた人工的溶液を作成してポリカーボネート,ポリエチレン,ABS樹脂,等の有機絶縁材料を各種試料を浸漬し加速劣化した。浸漬させた後,表面の撥水性,耐トラッキング性,吸水率,損失係数等の測定及び顕微鏡による表面観察を浸損しない原試料と比較して表面劣化の過程を検討した。次に,浸漬試料を-20°C以下のフリーザ-で24時間以上凍結しこの試料にIEC587耐トラッキング性試験を行った。以上の研究によって得られた結果を要約すると次のようにまとめられる。(1)有機絶縁材料を酸性度が高く,電解性の海塩成分を含んでいる降水を模した溶液に浸漬した結果の表面は劣化された。浸漬した試料の接触角は浸漬時間が長くなるにともなって減少した。すなわち試料表面が強い化学的侵害を受けていることが明らかである。そのため試料の撥水性が低下,結果としてトラッキング時間を大幅に短縮した。(2)一般に有機絶縁材料の吸水率は僅かで最大でも1%程度で,酸に対して耐性の強い材料の吸水率は0.2%以下である。さらに損失係数の値は吸水率におおよそ比例する。(3)ポリエチレンやポリプロピレンなどの未浸漬の耐トラッキング性試験において破壊しなかった試料でも規定時間内に破壊することが碓認された。このように酸性成分の強い降水を受けこれが凍結するような条件下では有機絶縁材料の耐トラッキング性が著しく低下することが明らかになった。初年度は実験室規模でシュミレートして実験を行った。まず実際の降水中に含まれるイオンの分析結果^<1)>に基ずいて降水を模擬した溶液(人工酸性雨溶液)を作成した。これは実際の降水の500倍劣化が加速される濃度を持っているもので,これに各種試料を一定時間浸漬して表面の接触角などの測定後に耐トラッキング性試験を行った。供試材料は充填剤を含まない純粋材料を使用した。人工酸性雨に浸漬されたポリマー絶縁材料はいずれも表面の接触角が減少した。浸漬後の試料表面をSEMで観察した結果,人工酸性雨の化学的侵害によって生じたとみられる10μm前後の凹凸や欠損部が多数認められ,ポリマー絶縁材料が初期に持っている撥水性が失われていることが分かった。また耐トラッキング性試験の結果,トラッキング破壊時間も短くなることがわかり,ポリマー絶縁材料の耐トラッキング性は人工酸性雨によって低下することが分かった。^<2)>また試験中表面に発生するシンチレーション放電をビデオカメラおよびマイクロスコープによって観察した結果,放電発生個所が下部電極に集中しやすい試料は耐トラッキング性が弱く,反対に放電が試料表面各所に散乱するような試料は耐トラッキング性が強いことが分かった。次年度は人工酸性雨を吸湿したポリマー絶縁材料を冷凍して諸実験を行い検討する。1)環境庁酸性雨対策委員会:第二次酸性雨対策調査:(1994)2)長谷川誠一他:酸性雨による有機絶縁材料の劣化:秋田工業高等専門学校研究紀要第32号15-18(1997)

本研究は最近,従来の磁器系絶縁体材料にとって替わりつつある有機絶縁材料が積雪地域の自然環境からうける侵害の中で,特に日本海沿岸で顕著な降雪に含まれる海塩成分と酸性成分が耐トラッキング性に及ぼす影響を明らかにする目的で行った。始めに,昨年度は降水の成分を模擬した人工酸性雨溶液に各種試料を浸漬して接触角測定から撥水性の変化を検討した。今年度は浸漬試料の吸水率と損失係数を測定して酸性雨の化学的侵害によって有機絶縁材料がどのような影響を受けるか検討した。その結果吸水率は試料によって大きく異なりABS樹脂は1%に達するがポリエチレンやポリプロピレン,ポリ塩化ビニールは0.1%以下と究めて少ない。またこれらの吸水率の少ない試料は人工酸性雨溶液の強酸性に対しても耐性が強い。吸水した試料の損失係数を測定したところ吸水前より増加する傾向が見られた。次に、浸漬試料を-20°C以下のフリーザ-で凍結しこの試料にIEC587耐トラッキング性試験を行った。その結果,ABS樹脂やポリカーボネートなどの吸水率の高い試料及び浸漬後損失係数の増した試料のトラッキング破壊時間は未浸漬試料より短くなった。またポリエチレンやポリプロピレンなどの未浸漬の耐トラッキング性試験において規定の6時間以上試験しても破壊しなかった試料でも規定時間内に破壊することが確認された。このように有機絶縁材料は酸性成分の強い降水を受けこれが凍結するような条件下では耐トラッキング性が低下することが明らかになった。
ラン藻FBP/SBPase導入形質転換植物によるソース/シンク器官の炭素代謝調節の解析

高等植物ソース器官のカルビン(光合成炭素還元:PCR)サイクルのチオール酵素に着目し、光合成を含めた炭素代謝におけるこれらの酵素の位置づけと調節機構の生理的意義の解明を目的とする。本研究ではラン藻(Synechococcus PCC7942)のチオール酵素FBP/SBPaseを葉緑体または細胞質に導入したタバコ形質転換植物を作製し、ソース/シンク器官における光合成および炭素代謝に及ぼす影響を検討した。水耕栽培(400μE/m^2/s、相対湿度60%、25°C)10週目の形質転換体の葉、茎、根は野生株と比較して著しく発達し、平均背丈は野生株の1.4倍大きくなっていた。第4葉の光合成速度は、1600μE/m^2/sでは野生株の1.24倍に上昇した。形質転換体の最終乾燥重量(開花時)は野生株の約1.5倍に増加していた。形成転換体ではFBPase活性が1.6倍、SBPase活性が2.3倍に上昇していたが、内在性の酵素活性には有意な差は見られなかった。その他のPCRサイクルの酵素には有意な差は見られなかった。しかし、形質転換体のRubiscoの活性化率が野生株に比べて上昇していた。野生株および形質転換体のの定量を行った。形質転換体の上葉(第4葉)、下葉のいずれにおいてもPCRサイクル中間体(PGA、DHAP、F6P、G6P、RuBP)は有意に増加していた。またヘキソース、ショ糖、デンプン量を測定した結果、ヘキソースは主に上葉と茎に、ショ糖は上葉に、デンプンは下葉と根に有意な増加が認められた。