hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高機能化した蛍光性温度センサーによる細胞内の温度分布イメージング

昨年度に開発した蛍光性温度センサーpoly (NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)を蛍光寿命イメージング法に応用し、COS7細胞内の温度マッピングを進めた。最初に、細胞内におけるpoly (NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)の性能について評価したところ、空間分解能200nm、温度分解能0.180.58°Cであり、細胞内の温度分布イメージングが十分に可能であることが分かった。そこで実際に、生細胞内の温度を測定したところ、核や中心体が細胞質に対して有意に熱く、さらにその程度が細胞周期依存的であることが判明した。この細胞内における小器官の温度差はこれまでに報告がなく、本研究課題で開発した蛍光性温度センサーによって初めて捉えられた生物学的知見である。さらに、定常時においてミトコンドリア周辺で温度が高いことや、脱共役剤による刺激に応じてミトコンドリア周辺で顕著な温度上昇が起きることも確認した。現在、これらの成果を公表すべく投稿論文を執筆中である。本年度は生細胞を測定対象とする蛍光性温度センサーを開発し、実際に生細胞の温度測定を行った。まず生細胞用の蛍光性温度センサーとして、N-イソプロピルアクリルアミド、蛍光性ベンゾフラザン、N,N'-メチレンビスアクリルアミドから成る直径50nm程度の親水性ナノゲル微粒子を合成した。この微粒子に対して生細胞中における機能評価を行ったところ、細胞の温度が27から33°Cに上昇すると、蛍光強度が150%以上増加することが分かった。この温度範囲における蛍光性温度センサーとしての温度分解能は0.29から0.5°Cであり、開発した蛍光性温度センサーを利用することで生細胞の正確な温度測定が可能になった。さらにこの蛍光性温度センサーを利用して、脱共役剤やアポトーシス誘導試薬により生細胞を刺激した際の温度変化も追跡できた。以上の結果をJournal of the American Chemical Society誌上(C. Gota et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 2766)で論文公表した。本成果は東京新聞(2009年2月17日付)、日本経済新聞(2009年2月23日付)、朝日新聞(2009年3月20日付)等で一般にも広く紹介されている。また本研究分野の代表として、蛍光性温度センサーについての解説記事を計測と制御誌(計測自動制御学会の機関誌、2008年5月号「特集:温度計測技術の新たな展開」)に寄稿した。本年度は、昨年度に開発した蛍光性温度センサーによる生細胞の温度測定を進めるとともに、より正確な計測手法である蛍光寿命イメージング法の導入を試みた。初期検討としてマイクロ流路を測定対象としたところ、以前に我々が開発した蛍光性温度センサーpoly(DBD-AE-co-NIPAM)と蛍光寿命イメージング法を組み合わせることで、0.1°C程度の温度分解能を達成することができた。これは既存の方法と比較すると10倍程度の分解能の向上に相当する。一方、昨年度に開発した蛍光性温度センサーと蛍光寿命イメージング法を組み合わせて生細胞の温度計測を試みたところ、30°C付近で観察される蛍光性温度センサーの凝集がパイルアップ効果の原因となり、正確な温度測定の障害となることが判明した。そこで、より親水性が高く細胞内において凝集を起こさない蛍光性温度センサーとして、イオン性ユニットを導入したpoly(NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)を新規に開発した。今後はこのセンサーを利用して生細胞の温度分布イメージングを進める予定である。以上の結果の中から、蛍光寿命イメージング法によるマイクロ流路の温度測定に関する成果をLab on a Chip誌上(Graham E. M. et al.,Lab Chip,2010,10,1267)で論文公表した。またアクリルアミドを利用した蛍光センサーの研究開発分野の代表として、解説記事を有機合成化学協会誌(2010年2月号p.153「ポリアクリルアミド系蛍光センサー」)に寄稿した。
バルト海地域交流に関する総合的地域研究

当研究では、まず、「バルト海地域」と呼ぶべき地域設定が重要である。単なるバルト海沿岸地方では歴史的生態系の概念からもその陸地における範囲が不明瞭であり、バルト海に注ぐ河川の流域ではそれはあまりに広大であり、不適当である。バルト海を中心に人間の営みにおける歴史的生態系を見いだし確定するには、そこが表面積415,000Km^2である"内海"であり、周辺民族にとっては活動の舞台、"通路"で、沿岸地方を結びつける役割に注目していくことにより、その活動によって限定される地域として他地域と区別しうる歴史的景観が、地形学(geoformology)が示唆する一地域と合致することに行き当たる。すなわち、バルト海の北部、ボスニア湾がアイソスタシ-現象によって地殻が陥没していて、現在も"刻々"と隆起していることから、最終氷期における氷床の中心をなした場所であることがわかり、このときの氷床の最大拡大範囲がここで問題としている「バルト海地域」であるくことが特定されうる。氷床の拡大に際して、中央部から周縁に向かって表土の侵触作用が行われ、その外側の外縁部では氷床の拡大期にもたらされた中央部周縁の表土が、氷床の後退期に残留・堆積したために、標高2300mのモレーン丘陵を形成した。バルト海の西・南・東岸沿岸にこれが分布し、デンマークの島嶼部及びユトランド半島からエルベ右岸の北ドイツ地方・ポーランドの沿バルト海の丘陵地帯・旧東プロイセンのマズ-リ-地方・バルト三国、そしてロシアのサンクトペテルブルクの東方まで連続する。例えば、この丘陵地帯の存在によって、平原の民たるポーランド人のバルト海沿岸への進出が永いこと阻まれてきたし、この沿岸地域に居住したスラブ系のヴェント人やバルト系のプロシャ人・ラトヴィア人、フィン・ウゴール系のエストニア人らが国家を形成する段階に到達する以前に、北欧人や北ドイツ人の活動の場となり、ヴァイキング活動、ハンザ・騎士団領の創設といった排他的空間が提供されたりした。また、バルト帝国を築いたスウェーデンが、国家発展の重点を本土の南北に拡大するのではなく、ストックホルムから真東へと向け、海を越え、対岸のフィンランド湾沿岸諸都市に求めていったことは注目に値する。その記憶がエストニア、ラトヴイィアに「バルト・スカンディア」概念を創起させ、両国の東方に対する拒絶感によって「冷戦期」にあってもこの概念が抱かれ続けてきた。大北方戦争以降、ロシアの勢力範囲がバルト海沿岸に達し、北欧勢力がオ-デル河口を例外としてバルト海南岸から撤退すると、ポーランドがロシア・プロイセン(のちにドイツ帝国)に分割され、いわゆる"列強"による勢力分割の舞台としてバルト海南岸は位置づけられ、それが結局・冷戦終結期まで続くことになる。そして、実際、バルト海が「分断」の海として"完全に"機能したのが、第二次世界大戦の冷戦機の状況のみであり、1989年の「東欧革命」と1991年のバルト三国のロシアからの独立に至るまでの時期であったが、あまりにもその期間の印象が強烈であったために、東独以東のポーランド北岸・バルト三国沿岸が"封鎖された海"のイメージを形成していたのである。この分断状態が打ち破られていく契機となったのが、バルト海の環境問題に対するゴルバチョフの提案(1989)であり、北欧会議的手法にならった議員レベルの地域協力が、最もそれに反発を抱くはずのロシアから謳われたことが重要である。この提案が、「バルト海地域」の真の有機的協力関係設立のゴ-サインであった。ドイツのシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州が"地域"として積極的に「バルト海地域」に関わっていこうとし、また、地理的には沿バルト海に属しているとは言えないノルウェーとアイスランドが、それぞれ1994年、1995年に環バルト海協力への積極的参加を具体的に表明した。それは、オ-レ・ヴェーヴァが「ノルディズムからバルティズムへ」と表明する「ノルディズム(北欧協力)」の拡大によって「バルティズム(バルト海協力)」に至る方向性が現実のものとなることを示唆している。今後、具体的に進行していくこの「バルト海領域」の"下位地域協力"がEUの拡大に先行する-また、EU的組織の手が届かない地道な地域協力を築いていく-注目すべきモデルを提供している。

バルト海の西・南・東岸沿岸にこれが分布し、デンマークの島嶼部及びユトランド半島からエルベ右岸の北ドイツ地方・ポーランドの沿バルト海の丘陵地帯・旧東プロイセンのマズ-リ-地方・バルト三国、そしてロシアのサンクトペテルブルクの東方まで連続する。例えば、この丘陵地帯の存在によって、平原の民たるポーランド人のバルト海沿岸への進出が永いこと阻まれてきたし、この沿岸地域に居住したスラブ系のヴェント人やバルト系のプロシャ人・ラトヴィア人、フィン・ウゴール系のエストニア人らが国家を形成する段階に到達する以前に、北欧人や北ドイツ人の活動の場となり、ヴァイキング活動、ハンザ・騎士団領の創設といった排他的空間が提供されたりした。また、バルト帝国を築いたスウェーデンが、国家発展の重点を本土の南北に拡大するのではなく、ストックホルムから真東へと向け、海を越え、対岸のフィンランド湾沿岸諸都市に求めていったことは注目に値する。その記憶がエストニア、ラトヴイィアに「バルト・スカンディア」概念を創起させ、両国の東方に対する拒絶感によって「冷戦期」にあってもこの概念が抱かれ続けてきた。大北方戦争以降、ロシアの勢力範囲がバルト海沿岸に達し、北欧勢力がオ-デル河口を例外としてバルト海南岸から撤退すると、ポーランドがロシア・プロイセン(のちにドイツ帝国)に分割され、いわゆる"列強"による勢力分割の舞台としてバルト海南岸は位置づけられ、それが結局・冷戦終結期まで続くことになる。そして、実際、バルト海が「分断」の海として"完全に"機能したのが、第二次世界大戦の冷戦機の状況のみであり、1989年の「東欧革命」と1991年のバルト三国のロシアからの独立に至るまでの時期であったが、あまりにもその期間の印象が強烈であったために、東独以東のポーランド北岸・バルト三国沿岸が"封鎖された海"のイメージを形成していたのである。この分断状態が打ち破られていく契機となったのが、バルト海の環境問題に対するゴルバチョフの提案(1989)であり、北欧会議的手法にならった議員レベルの地域協力が、最もそれに反発を抱くはずのロシアから謳われたことが重要である。この提案が、「バルト海地域」の真の有機的協力関係設立のゴ-サインであった。ドイツのシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州が"地域"として積極的に「バルト海地域」に関わっていこうとし、また、地理的には沿バルト海に属しているとは言えないノルウェーとアイスランドが、それぞれ1994年、1995年に環バルト海協力への積極的参加を具体的に表明した。それは、オ-レ・ヴェーヴァが「ノルディズムからバルティズムへ」と表明する「ノルディズム(北欧協力)」の拡大によって「バルティズム(バルト海協力)」に至る方向性が現実のものとなることを示唆している。今後、具体的に進行していくこの「バルト海領域」の"下位地域協力"がEUの拡大に先行する-また、EU的組織の手が届かない地道な地域協力を築いていく-注目すべきモデルを提供している。研究代表者および研究参加者が、現実に現地にでかけ文献調査・インタビュー等を経て確認したことは、バルト諸国の経験してきた歴史が、まさにバルト海をめぐって、北から(北欧民族によって)、西から(ドイツ民族によって)、南から(ポーランド民族によって)そして東から(ロシア民族によって)それぞれ時代によって異なった民族的圧力が常にかかることによって、それぞれの大波にのみこまれてきたという事実である。
ミクログリア細胞における統合失調症発症関連分子DISC1の役割

本研究では、ミクログリア細胞ライセートから50種類以上のDISC1相互作用分子を同定し、その中でTRAF6に着目してDISC1との結合を実証した。そして、DISC1ノックアウトマウス由来のミクログリア細胞ではTRAF6が脱局在していることを見出した。更に研究代表者は、グリア細胞特異的なDISC1生理機能を評価するため、Disc1コンディショナルノックアウトマウスを作製した。Genome PCRやmRNA発現実験から、Cre依存的にDisc1遺伝子欠損を確認した。更に、ミクログリア細胞特異的発現Creマウスと交配することで、細胞種特異的DISC1欠損マウスを樹立しつつある。統合失調症は主に思春期から青年期で発症する難治性の精神疾患の1つである。Disrupted-in-Schizophrenia-1(DISC1)は最も有力な統合失調症発症関連因子であり、神経発達に関わる分子として知られている。これまでに研究代表者は、DISC1が神経細胞とともにミクログリア細胞で発現していること、Disc1機能欠損マウスにおいてミクログリアの細胞数に異常が認められることを見出している。ミクログリア細胞は脳内で免疫応答を含む様々な生理機能に関わっている。本研究では、ミクログリア細胞でのDISC1の生理機能やその分子基盤を明らかにするため、次の2課題について解析に取り組む:1.ミクログリア細胞におけるDISC1の生理機能の解明、2.ミクログリア細胞におけるDISC1シグナル伝達機構の解明。本年度で研究代表者はミクログリア細胞におけるDISC1の生理機能の解明するため、野生型およびDisc1ノックアウト(KO)マウス由来ミクログリアについてサイトカイン分泌の比較検討を行った。野生型ミクログリアに比べてDISC1-KO由来ミクログリアはIL-1betaやTNFalphaの分泌量が増加していることが分かった。この結果は、DISC1がサイトカイン分泌制御に関与していることを示唆していた。また研究代表者は、ミクログリア細胞でDISC1がどのような生理機能に関与しているかを明らかにするため、プロテオミクス法を用いてミクログリア細胞特異的なDISC1相互作用分子を網羅的に同定した。研究代表者はミクログリア細胞におけるDISC1の生理機能の解明するため、野生型およびDisc1ノックアウト(KO)マウス由来ミクログリアについてサイトカイン分泌の比較検討を行った。これらの知見はDISC1が関わるミクログリア活性化の分子基盤を明らかにする手がかりとなった。本研究では、ミクログリア細胞でのDISC1の生理機能やその分子基盤を明らかにするため、次の2課題について解析に取り組んだ。1.ミクログリア細胞におけるDISC1の生理機能の解明、2.ミクログリア細胞におけるDISC1シグナル伝達機構の解明。本年度では、プロテオミクス解析から同定したDDX3、TRAF3及びTRAF6に着目し、DISC1との結合実験を行った。これらの分子はin vitro及びin vivoでDISC1と結合していることを見出した。これらの結果は、DISC1はTRAF複合体の局在制御を通じて、ストレス応答や自然免疫に関わる細胞内シグナル伝達に関与していることを示唆した。研究代表者は既に、DISC1がミクログリア細胞においてゴルジ体に集積していること、全脳タンパク質可溶化物を用いたDISC1-affinity columnクロマトグラフィー解析からRabやArfsを含む小胞輸送を制御する低分子量Gタンパク質がDISC1相互作用分子として得られていること、そして神経細胞においてDISC1が小胞・蛋白質輸送を制御していることを見出している。

ミクログリア細胞可溶化物を用いたプロテオミクス解析結果と上述した知見を勘案して、サイトカイン含有小胞の輸送や分泌機構に関わるシグナル伝達経路とDISC1の関連性について着目する。研究代表者はDISC1と得られた相互作用分子について結合実験を行い、結合領域を決定する。そして、特定のタンパク質結合能を欠いた変異体(ドミナントネガティブ)を作製し、ミクログリア細胞へ遺伝子導入する。申請者は形質導入細胞においてPoly I:C刺激に応じた細胞の形態変化やサイトカイン分泌評価を行う。神経科学研究遂行に係る旅費についての支出差額は予定していた学会や研究打ち合わせの都合上、回数が減少したこと。また物品費やその他の差額については一部の実験や受託解析を次年度へ延期したために生じた。そこで研究代表者は次年度において研究計画で示した解析と共に延期した一部実験や解析を追加して行う。本年度において同定したDISC1相互作用分子に対する抗体を次年度において受託解析により作製するため、当該費用を"その他"として計上する。またDISC1と相互作用分子の生理的意義を明らかにするため、分子細胞生物学的解析を行う上で細胞培養器具、試薬等を"物品費"として計上する。
道家思想への解釈から見る日本近代思想--明治・大正時代を中心として

私は平成20年11月末に来日してから、すでに一年半が経った。ここで平成21年度の研究成果を報告させて頂きたい。1、『諸子学刊』第3号に掲載された「近三十年来的日本『荘子』研究」という論文は、日本における『荘子』研究の動向及び莊子思想の日本文化に与えた影響について述べた。2、『諸子学刊』第3号に掲載された「『莊子』文学的厚重與輕妙-向内〓潜與向外飛翔之交錯」という訳文は、中国の読者に池田知久教授の荘子研究論文を紹介した。3、『道家思想的新研究--以《荘子》為中心』(上・下)」(60万字)という訳書が出版された。中国の読者に池田知久教授の日本道家思想研究の著作を紹介した。4、2009年7月に、「近代日本における荘子研究」というテーマで、2010年1月に、「近代日本における老子研究」というテーマで、斯文会で二回講演した。この講演はとりわけ日本において老荘思想の研究は、如何にして旧学から新学へ転身したのか、また、日本の近代化の中、老荘思想の地位は如何なるものだったのか、近代化に伴って生じてきた文学者・ジャーナリズムのような新しい社会階層は老荘思想へどのような解釈を与えたのか、ということを述べた。5、この1年の間、数回帰国し老荘関係の出土資料の調査・学会に出席した。また、2009年10月、台湾の台湾大学、および2010年1月、韓国の成均館大学校で開かれた国際シンポジウムに出席、老荘関係出土資料の上海博楚簡「凡物流形」についてそれぞれ発表した。日本で2009年12月に開かれた出土資料学会で「凡物流形」について発表した。日本及び世界の学者老荘関係の新しい資料を紹介した。6、《清華大学学報》2010年第1号に掲載された「「凡物流形」的文本結構与思想特徴」という論文は、老荘関係出土資料の上海博楚簡「凡物流形」を研究した。以上のように、平成21年度の研究は計画通りに行い、実りがあったと言える。私は平成20年11月末に来日してから、まだ半年しか経っていない。その為、初年度の研究計画をまだ十分貫徹していないし、正式に公表された研究成果もまだない。ここで、これから公表する予定の研究成果を報告させて頂きたい。1、平成21年度に中国河南師範大学出版社で出版する予定の『老子』(国学新読本叢書)という著書の中に、日本人学者は如何にして新しい理論・方法を用いて老子思想を考察したのか、このような新しい理論・方法及び学風は中国人学者にどのような影響を与えたのか、日本人学者はどのような研究成果が出されていたのかについて述べている。2、「近三十年日本的『荘子』研究動態」という論文は、『諸子学刊』第二号(華東師範大学出版社、2009年)という雑誌で刊行されることになっている。この論文は、とくに日本文化における道家思想は時代の変遷に応じてどのような変化が生じたのかという点について述べている。3、2009年7月に、私は「明治・大正時代における老荘思想」というテーマで、斯文会で講演することになっており、いまその準備を行っているところである。この講演はとりわけ日本において道家思想の研究は如何にして旧学から新学へ転身したのか、また、日本の近代化の中、道家思想の地位は如何なるものだったのか、美学・科学・宗教意識と密接に関係する道家思想はどのようにして新たな立場から理解され、改めて日本人の精神世界(哲学思想・政治思想・経済思想などの領域)の中に融合されたのか、近代化に伴って生じてきた実業家や文学者・ジャーナリズムのような新しい社会階層は老荘思想へどのような解釈を与えたのか、ということを述べたい。

5、この1年の間、数回帰国し老荘関係の出土資料の調査・学会に出席した。また、2009年10月、台湾の台湾大学、および2010年1月、韓国の成均館大学校で開かれた国際シンポジウムに出席、老荘関係出土資料の上海博楚簡「凡物流形」についてそれぞれ発表した。日本で2009年12月に開かれた出土資料学会で「凡物流形」について発表した。日本及び世界の学者老荘関係の新しい資料を紹介した。6、《清華大学学報》2010年第1号に掲載された「「凡物流形」的文本結構与思想特徴」という論文は、老荘関係出土資料の上海博楚簡「凡物流形」を研究した。以上のように、平成21年度の研究は計画通りに行い、実りがあったと言える。
スピネル型複合酸化物中の遷移金属イオンの状態解析

遷移金属イオンを含むスピネル型複合酸化物結晶には、電気的・磁気的に優れた性質を持つものが多く、広く応用されている。結晶作製の条件と遷移金属イオンの状態との関係を明らかにすることは重要である。本研究では、種々の条件で作製した、鉄スピネル、ニッケルスピネルーニッケルフェライト固溶体、ニッケル・亜鉛フェライト固溶体、マンガン・亜鉛フェライト固溶体の陽イオン分布を、X線結晶構造解析、EXAFS解析、メスバウア-スペクトル解析等により明らかにした。X線回折の測定には、本学超強力X線回折実験室の粉末X線回折装置RADーBを、EXAFSの測定には、同実験室のEXAFS測定装置を用いた。またメスバウア-スペクトルの測定は、本学放射性同位元素センタ-にて行った。リ-トベルト法解析プログラムを作成し、粉末X線回折法により陽イオン分布を求めた。X線回折は、結晶構造解析の有力な手段であるが、原子番号の近い遷移金属イオンはX線回折では互いの区別がほとんどつかないため、これらの遷移金属イオンを同時に含む結晶ではX線による構造解析は事実上不可能である。一方、X線を吸収する波長は元素毎に十分隔たっており、それぞれの元素は互いに影響を及ぼし合うことはない、EXAFSによる解析プログラムを作成し、これら元素を含む結晶の解析に適用し、よい結果を得ることができた。スピネル型の結晶の陽イオン分布は主に、静電エネルギ-、結晶場エネルギ-、及び分極エネルギ-によって決定される。これらのエネルギ-より、Mn^<3+>及びNi^<2+>は八面体サイトを、Zn^<2+>及び程度は小さいがFe^<2+>は四面体サイトを優先し、Mn^<2+>及びFe^<3+>には顕著なサイト優先性が無いことが予測されるが、実際の測定結果もほぼ満足の行くものであった。これらのエネルギ-の評価により、遷移金属イオンの配置をかなり正確に予測することが可能と考えられる。本年度において、EXAFSによるスピネル型結晶の陽イオン分布解析の手法をマンガン・亜鉛フェライト固溶体の陽イオン分布の解析に適用すると共に、メスバウア-スペクトル及び飽和磁化測定を行い、磁気的性質と陽イオン分布の関係について検討を加えた。マンガン・亜鉛フェライトは、高周波特性の優れた軟磁性材料として広く用いられている。飽和磁化等の磁気的性能は、その組成や作製条件によって変化する。固溶体の組成とその構造、及び磁気的性質の関係を明らかにすることは重要であるが、マンガン、亜鉛、鉄の原子番号が近いため、X線回析法により陽イオン分布を直接解析することは困難であり、陽イオン分布についての詳しい知見は得られていなかった。1200°Cで種々の組成の固溶体を作成し、本学超強力X線回折実験質のEXAFS測定装置を用いて、亜鉛、鉄、マンガンのEXAFを測定し、陽イオン分布を求めた。また、飽和磁化及びメスバウア-スペクトルの測定を行った。マンガンスピネルでは、マンガンイオンがほぼ四面体サイトを占めた。亜鉛イオンは四面体サイトにマンガンイオンを置換するように配置した。イオン半径の大きい2価の陽イオンが四面体サイトを占めるときに、マ-デルングエネルギ-が最も低下すること、及び共有結合性による亜鉛イオンの四面体サイト優先性と良く合致する。

磁化、及びメスバウア-スペクトルの測定結果は、EXAFSから測定された陽イオン分布と矛盾しないものであった。静電エネルギ-、結晶場エネルギ-、及び分極エネルギ-が、スピネル型結晶の陽イオン分布を決定する主な要因である。今後、計算機シミュレ-ションを行い、実験的には尽くしきれない種々の場合における状態の精密な予測を可能とする。本年度において、EXAFSによるスピネル型結晶の陽イオン分布解析のプログラムの改良並びに粉末X線解析リ-トベルトプログラムの作製を行い、ニッケル・亜鉛フェライト固溶体の陽イオン分布解析に適用した。ニッケル・亜鉛フェライトは、高抵抗で保持力が大きく、磁気記録・再生用のヘッド材料として広く用いられている。飽和磁化、残留磁気等の磁気的性質は、その組成や作製条件によって変化する。固溶体の組成とその構造の関係を明らかにすることは重要であるが、ニッケル、亜鉛、鉄の原子番号が近いため、X線回折法により陽イオン分布を直接解析することは困難であり、陽イオン分布についての明確な知見は得られていなかった。1200°Cで種々の組成の固溶体を作成し、本学超強力X線回折実験質のEXAFS測定装置を用いて、ニッケル、亜鉛、鉄のEXAFSを測定し、陽イオン分布を求めた。この時、四面体サイトを占めるニッケル、亜鉛、鉄の合計が1モルになる条件下で、全てのイオンの分布を最適化する手法を用いた。また。リ-トベルト解析によって得られた標準物質の陽イオン分布を用いて、EXAFS解析のための位相シフトを求めた。ニッケル・亜鉛フェライトでは、ニッケルイオンが主に八面体サイトを占め、亜鉛イオンが主に四面体サイト優先性並びに共有結合性から導かれる亜鉛イオンの四面体サイト優先性とよく一致するものである。静電エネルギ-、結晶場エネルギ-、及び分極エネルギ-等を評価することにより、スピネル型結晶の陽イオン分布をかなり正確に予測することが可能であった。
機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた修辞表現の意味理解過程の解明

本研究では,比喩やアイロニーといった修辞表現の理解過程が,字義的な理解と比較してどのような神経基盤によって支えられているのかをfMRIを用いて明らかにした.その結果,比喩理解では,左下前頭回(BA45)と内側前頭回(BA9/10)により大きな賦活が見られた.またアイロニー理解では,内側前頭回(BA9/10),上側頭溝により大きな賦活が見られた.これらの結果より,比喩やアイロニー理解では,矛盾した発話から意味関係や発話意図を推論するという高次認知過程の関与が示された.本研究では,比喩やアイロニーといった修辞表現の理解過程が,字義的な理解と比較してどのような神経基盤によって支えられているのかをfMRIを用いて明らかにした.その結果,比喩理解では,左下前頭回(BA45)と内側前頭回(BA9/10)により大きな賦活が見られた.またアイロニー理解では,内側前頭回(BA9/10),上側頭溝により大きな賦活が見られた.これらの結果より,比喩やアイロニー理解では,矛盾した発話から意味関係や発話意図を推論するという高次認知過程の関与が示された.本研究は比喩,アイロニー,慣用句といった修辞表現の意味理解過程に関与する神経基盤を,機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて画像化することにより,脳内機序の解明を目的としている.これを達成するために,本年度は次の2つの実験を実施し以下の結果を得た.隠喩(metaphor)と直喩(simile)の理解過程については,直喩は比較プロセスによって理解され,隠喩はカテゴリー化プロセスによって理解されるとするモデルが提案されている.本実験では, Shibata et.al.(2007a, b)の結果を受け,隠喩(metaphor)と直喩(simile),及び字義文の理解過程についてfMRIを用い,課題遂行中の賦活領域を比較検討した.その結果,隠喩(metaphor),直喩(simile)ともに,左の下前頭回(BA 45/47),左中側頭回(BA 22/37),右上側頭溝(BA 21),海馬傍回および視床に強い賦活が見られた.この結果より,隠喩(metaphor)及び直喩(simile)とも類似した脳内の処理プロセスの関与が示唆された.(2)アイロニー理解に関する神経基盤の検討ある発話がアイロニーとして理解されるのには,発話が先行する文脈と矛盾した命題を含んでいることがあげられる(例えば,晴天を期待していたにもかかわらず,悪天候だった場合の「いい天気だね」といった発話).このことから,アイロニーは,発話の字義通りの意味とは反対の,含意された話者の意図を伝達する発話とされる(Grice 1975).本実験ではこのような発話の非字義的な意味の理解にどのような脳内の処理プロセスの関与があるかについて,アイロニー発話,字義的発話,意味的逸脱を含む発話の3条件について, fMRIを用い,課題遂行中の賦活領域を比較検討した.その結果,字義的発話条件に比べ,アイロニー発話条件では,内側前頭回(BA 10),上側頭溝(BA 21)などの賦活が見られ,アイロニー理解には,他者の心的状況や意図を推測するmentalizingプロセスの関与が示唆された.本研究では,比喩やアイロニーといった発話の非字義的理解過程に注目し,その理解過程が字義的な理解と比較してどのような神経基盤によって支えられているのかをfMRIを用いて明らかにすることを目的とした.具体的には,比喩やアイロニーといった非字義的理解を要する文脈と,字義的理解のみを要する文脈条件,および意味の逸脱した文脈条件を用いて,脳内の処理プロセスに違いがあるかどうかについて,fMRIを用いて課題遂行中の賦活領域を比較検討した.この2年度の間に得られた成果は以下の通りである.1.比喩理解においては,字義的な理解に比べ,左の下前頭回(BA45)と内側前頭回(BA9/10)に大きな賦活を引き起こすことを示した.さらに同様の材料を用いて隠喩の理解過程と直喩の理解過程に違いがあるかどうかを,fMRI実験を行うことにより,字義的な理解と比較検討した.その結果,隠喩理解過程と直喩理解過程では左の下前頭回(BA45)と内側前頭回(BA9/10)などに類似した賦活が見られるとともに,字義文とは異なった賦活パターンを示すことがわかった.2.アイロニー理解においては,字義的な理解に比べ,内側前頭回(BA9/10)や上側頭回(STS)に大きな賦活が見られたことを明らかにした.これらの結果より,比喩やアイロニー理解においては,矛盾した発話から,意図を推論するという高次の認知過程が関与していることが示された.3.これらの検討から,推論が介在する発話の非字義的理解過程においては,内側前頭回(BA9/10)が関与していることが強く示唆された.
マウス亜種間コンソミック系統パネルを利用した褐色脂肪組織の活性調節機構の解明

マウスC57BL/6J(B6)-MSM/Ms(MSM)系統間の染色体置換により樹立した亜種間コンソミック系統および両親系統を対象にして、高脂肪食付加による褐色脂肪組織の白色脂肪化抵抗性などのデータ収集をおこなった。高脂肪食付加で顕著に体重が増加する系統、あるいは抗肥満を示す系統を見出した。10週齢時の個体の褐色脂肪のRNAを採取し、これを遺伝子発現に使用した。褐色脂肪組織の蓄積量が増加するコンソミック系統1種について、遺伝的背景となっているB6系統との連鎖解析、サブコンソミック系統の表現型を解析した。本研究はマウス・亜種間コンソミック(染色体置換)系統を使用して、成体における褐色脂肪組織の活性を熱産生・脂肪蓄積などエネルギー代謝関連表現型の観察を通じて測定し、関連遺伝子群を染色体上にマップし、交配やトランスジェネシスを通じて、それらの相加的効果、相乗的効果も含めた遺伝子間相互作用を全ゲノムレベルで解析することを目的としている。本年度は、褐色脂肪組織の活性を評価するための新たな表現型を観察するという側面から、数種類のコンソミック系統について高脂肪食摂餌を与え表現型収集を行った。遺伝的背景となっているB6系統は数週間の高脂肪食付加により、褐色脂肪部位の量が増加し褐色脂肪中に白色脂肪滴が観察されるようになるが、コンソミック系統の中にはB6系統に比べて、その量にバリエーションが存在した。いくつかの染色体置換系統については、この量の差を指標にして遺伝的背景となっているB6系統との連鎖解析を行った。全ゲノムを対象とした褐色脂肪組織の遺伝子発現解析と系統差の検索を行うためのパイロット実験として、全コンソミック系統の褐色脂肪蓄積に関するデータを収集した。成体動物の組織学的観察についても行い、コンソミック系統の褐色脂肪組織に脂肪蓄積が起因となると考えられる形態差を観察した。この形態差に関わる遺伝子を探索するため、次年度はエネルギー代謝に関連した数種の遺伝子について発現解析を行い、全体的な発現変動遺伝子を行うコンソミック系統の抽出に繋げる。特にエネルギー産生に大きくかかわるミトコンドリアの活性に関わる遺伝子に注目する。本研究は日本産野生由来マウス系統であるMSM/Ms(Mus musculus molssinus)を基盤とした亜種間コンソミック(染色体置換)系統を使用して、特に成体における褐色脂肪組織の活性状態を個体の脂肪蓄積などのエネルギー代謝関連表現型の観察を通じて検討し、表現型の差に関連した遺伝子群を染色体上にマップ、交配やトランスジェネシスを通じて、それらの相加的効果、相乗的効果も含めた遺伝子間相互作用を全ゲノムレベルで解析することを目的としている。本年度は、褐色脂肪組織の活性状態を評価するための新たな表現型として、B6およびMSM、さらには全ゲノムを対象にしたコンソミック系統29種を含む計31系統の呼吸商や活動量、血糖値などの測定項目を新たに追加した。各系統はまずオス10週齢の個体を5匹以上測定することを目標とした。呼吸商についてはデータの解析をおこない、遺伝子探索に使用できるか否かを検討している。褐色脂肪に量的差異が観察されるいくつかの染色体置換系統については、これを指標にして遺伝的背景となっているB6系統との連鎖解析を引き続き行った。また、全ゲノムを対象とした褐色脂肪組織の遺伝子発現解析と系統差の検索を行うための試料として、全コンソミック系統の褐色脂肪蓄積に関するデータおよび遺伝子発現解析に供する試料をさらに収集した。上記に加えて、複数のコンソミック系統の交配から、褐色脂肪の活性に関する表現型を指標にした染色体間の相加的あるいは相乗的効果の探索についても前年度に引き続き検討した。マウスC57BL/6JーMSM/Ms系統間の染色体置換により樹立した亜種間コンソミック系統や、これをもとに作成したサブコンソミック系統を対象にして、成体における褐色脂肪組織の活性状態を熱産生・脂肪蓄積などエネルギー代謝の量的形質として計測し、関連形質を制御する遺伝子群を染色体上にマップする。さらにゲノム多型情報を活用した連鎖解析やBACトランスジェネシスによる表現型模倣を指標に当該遺伝子群をクローニングし、それらの相互作用を遺伝子ネットワークとして明らかにする。この目的を遂行するため、コンソミック系統および両親系統のC57BL/6JおよびMSM/Msを対象にして、褐色脂肪組織の活性状態を検出するために適した表現型収集環境を検討し、高脂肪食付加による褐色脂肪組織の白色脂肪化抵抗性などのデータ収集をおこなった。これにより、高脂肪食付加で顕著に体重が増加する系統、あるいは抗肥満を示す系統を観察した。遺伝子発現については、10週齢時の個体の褐色脂肪のRNAを採取し、これを使用した。このサンプリングに使用した個体はエネルギー代謝関連の各種形質データについても取得した。コンソミック系統の遺伝的背景であるC57BL/6J

系統と差違のある系統については、複数のコンソミック系統を対象にしてサブコンソミック系統の作製を行ない、各コンソミック系統について、複数の系統を得ることができた。また、褐色脂肪組織の蓄積量が増加する染色体の1種について、遺伝的背景となっているC57BL/6J系統との連鎖解析とサブコンソミック系統の表現型を収集した。この系統についてはさらに、肥満に関連すると考えられるゲノム領域を保持するBACクローンを使用してBACトランスジェネシスを行った。B6およびMSM、さらには全ゲノムを対象にしたコンソミック系統の該当表現型収集が順調に進行している。遺伝子発現解析に必要な資料の採取も同様に進行している。コンソミック系統間の掛け合わせによる複数染色体効果の観察も開始した。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度になるため、遺伝子発現解析について一定の集団を定量PCRなどで検証したい。また、遺伝子発現と表現型の相関関係をコンソミック系統の掛け合わせや知識ベースでの情報収集からの検討も合わせて行いたい。さらに検証動物のためのマウス作成を生殖工学的手法を用いて行いたい。これら全ての結果を総括して、当該課題についての考察を行う。
可視・近赤外半導体レーザの光注入による偏光双安定と論理素子への応用に関する研究

本研究では、光情報処理の分野で注目を集めている可視・近赤外半導体レーザにおいて、TM偏光波やTE偏光波注入による偏光双安定動作と、この特性を利用した論理素子への応用について、詳細な実験を行い、さらに理論的な考察を行った。まずこれら2つの偏光波の光注入による偏光出力を測定した。その結果特にCSP型半導体レーザーにおいて、マスターレーザのモードホッピングによるスレーブレーザの偏光スレッチング特性が初めて見いだされ、その動作機構について、これらのレーザの増幅利得の波長依存性を考慮したモデルにより説明した。そして光双安定性を利用して光フリップフロップを構成し、スレーブレーザの多段接続により目的に応じたゲート機能を有する論理素子が可能であることを提案した。またCSP型と異なる導波構造を有する、SAS型、VSIS型、MQW型半導体レーザの偏光特性についても研究した結果、この導波構造が偏光特性に重要な役割を演じていることが明らかになった。さらにHe-Neレーザの偏光スイッチング特性についても研究を行い、半導体レーザの特性と比較した結果、直交偏光モード間の競合の強さは半導体レーザのほうが小さいことが判明した。これは活性媒質における空間ホールバーニング効果の大きさに依存していると考えられる。従って将来TEモードとTMモードの結合が強い半導体レーザ、換言すれば、これらのモードの発振しきい値条件が接近した構造を有する半導体レーザが開発されれば、偏光特性を利用した半導体レーザによる論理素子の実用化が期待できる。光メモリとして応用が可能な双安定光スイッチングは光情報処理システムに不可欠な技術である。また偏光スイッチングは入力に対する反転出力と非反転出力を同時に得ることが出来る。そこで本年度は双安定性を示すモードホッピングを有する半導体レーザ(マスターレーザ)を光源とし、発振しきい値電付近で定バイアス電流駆動した別の半導体レーザ(スレーブレーザ)に対してTM偏光波の注入を行った。マスターおよびスレーブレーザは共に830nmCSP型半導体レーザを使用した。これらのレーザは単一モード発振で、サーミスタとペルチェ素子を用いて温度制御を施した。注入光の波長はマスターレーザの素子温度および電流量により制御し、その強度はNDフィルタの透過率により制御した。これら2つのレーザからなる系を一つの系と見なしたとき、システムへの電流入力とシステムからの出力光の偏光状態の間に双安定な偏光スイッチングが実現出来ることを提案し、それを実験において確認した。具体的には、まずこのスイッチングの原理として、半導体レーザ増幅器の増幅率の注入光波長依存性、TM波注入による偏光出力の制御、モードホッピング等に関して説明し、次いでこの原理に基づいた実験とシミュレーション結果をもとに双安定特性に関して検討した。この双安定偏光スイッチングの利点としてマスターレーザとスレーブレーザの特性に応じてON/OFF出力の差、双安定ループの回転方向が設定可能であることを理論的、実験的に示した。更にスレーブレーザの多段接続が可能であることを推察した。まず昨年度は双安定性を示すモードホッピングを有する半導体レーザ(マスターレーザ)を光源とし、発振しきい値電付近で定バイアス電流駆動した別の半導体レーザ(スレーブレーザ)に対してTM偏光波の注入を行った。その結果偏光の双安定性を実現した。そこで本年度は次の段階として、この型の半導体レーザと異なるSASおよびVSIS型半導体レーザに関するTM波注入の実験や、CSPおよびSAS型半導体レーザに関するTE波注入の実験を行った。その結果、TM波注入において、モードホッピングによる双安定偏光スイッチングが得られず、またTE波注入において、CSP型と異なるタイプの偏光双安定性が得られた。従って半導体レーザにおける偏光スイッチングの動作はレーザの導波構造に依存することが明らかになった。

この理由としては、CSP型レーザがTMモードに対し増幅器として有効に動作するのに対し、SASおよびVSIS型半導体レーザは減衰器となるためである。この原因は活性層の厚みに起因していると考えられる。さらにHe-Neレーザの偏光スイッチングについても実験を行い、上述の半導体レーザの偏光スイッチング特性と比較し、それらのスイッチング動作のメカニズムの相違について検討した。半導体レーザの光注入効果の導波構造の影響について、昨年度までは特にバルク構造を有する近赤外半導体レーザについて研究を行った。そこで本年度は現在注目を集めている780nmおよび635nmMQW型半導体レーザについて、TE波注入を行った結果、前者ではマスターレーザの駆動電流のモードホッピングを伴わないある点でTM波及びTE波出力が共に同一方向に変化することが観測された。後者ではモードホッピングに依存して、両偏光波共に同一方向に変化することが観測された。しかしTM波注入において、いかなる変化も見いだされなかった。TE波注入特性に関する動作機構について、今後MQW構造の観点から詳細な検討が必要であるが、TM波注入に関する特性はTM波に対する増幅率が小さいためであると考えられる。次にこれまで研究の対象とし半導体レーザの光注入による偏光スイッチング特性とその動作機構の特徴を明らかにするために、633nmHe-Neレーザの光注入による偏光スイッチング特性とその動作機構についても研究を行った。この研究の結果、半導体レーザのTEモードとTMモードの競合は、He-NeレーザのS偏光とP偏光モードの競合に比べて、結合係数Cが小さいことが判明した。この理由は半導体レーザでは、TEモードとTMモードの偏光特性が導波構造により定まるため、空間ホールバーニング効果が小さく、その結果C<1なる弱結合である。一方He-NeレーザではS偏光とP偏光は共振器の損失と位相の異方性により、2つの自然軸の方向に偏光が定まるが、この偏光面はそれほど明確なものではない。従ってC>1なる強結合の状態が生じる。その結果偏光出力は一つのモードのみが許される偏光スイッチングとなると考えられる。
温度応答性高分子を用いる新規リサイクル型触媒の開発

機能性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(以下PNIPAAmと略記する)が温度等の外部環境の変化に応答してその物理的性質を変化させることに着目し、その挙動を有効に活用した新たなリサイクル型触媒反応システムの設計を行った。架橋構造を有するPNIPAAmを合成してその特性について調べたところ、水中で加温すると有機化合物をその内部に取り込み、続いて冷却した後に有機溶媒中に移すと取り込んだ有機化合物を放出することを見出した。そこで、この架橋型PNIPAAmの特性を活かした反応システムを構築することを目的とし、4級アンモニウム塩ユニットを有する架橋型PNIPAAmの合成を行い、水中で高分子ゲル内部を反応場として活用することを鍵とする新しい反応システムの開発について検討した。その結果、この反応システムが塩基性水溶液中におけるClaisen-Schmidt反応に有用であり、反応が効率よく進行することを見出した。さらに、反応終了後冷却したのちに触媒を有機溶媒で洗浄することにより簡便に生成物を回収することができることも明らかにし、触媒のリサイクルにも成功した。また、このシステムのNitrile Aldol反応、Darzens condensation、Julia-Colonna酸化反応等の適用についても成功した。一方、その応用として、内部に金属酸化物クラスターを導入した架橋型高分子を調製し、その酸化触媒としての利用について検討したところ、過酸化水素水中における酸化反応が良好に進行することも明らかにした。機能性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)が温度変化に応答してその親・疎水性質を変化させることに着目し、この挙動を有効に活用した新たなリサイクル型触媒反応システムの設計を行った。PNIPAAmと金属酸化物クラスターからなる複合触媒を調製し、水中における温度応答性質について調べたところ、高温で温度依存的にエマルジョン種を形成することを見出した。そこで、このエマルジョン種を有機反応における疎水性反応場として活用することを鍵とする新たな有機反応システムの開発を行った。その結果、この反応システムが過酸化水素水を用いるアルコール類の酸化反応に有用であり、高収率でケトン体およびカルボン酸生成物を与えることを見出した。さらに、触媒は低温にすることで容易に回収することができ、その再利用も可能であった。なお、高分子組成の工夫により触媒の温度応答性を調節することができ、金属酸化物クラスターの選択により触媒活性を制御することが可能であった。特に、水中で過酸化水素水を用いる本リサイクル型反応システムは、環境に優しい酸化反応系と考えられる。さらに、この複合触媒の特性を活かした反応設計を試み、三相系反応システムとゲル・フェーズ反応システムの開発にも成功し、これらのシステムが過酸化水素水を用いる(a)ベンジルアミン類の酸化反応によるカルボニル化合物合成反応や(b)4-ペンテン酸誘導体の酸化的環化反応に有用であることを明らかにした。
Mycobacterium avium complexの生体内殺菌機構の解明

Mycobacterium avium complex(MAC)は、肺を中心に慢性難治性の病巣を形成する抗酸菌で、近年臨床での重要性を増しており、その病態の解明と治療法の開発は急務と考えられる。MAC症の克服のために、a)MAC症における生体防御反応の特殊性の解明、b)宿主生体防御機構を活性化させる治療法の開発(広義のBRM療法)、c)広義のBRM療法と薬剤療法との組み合わせによる治療法の開発、d)新しい薬剤の開発等が必要と考えられるが、我々は、上記、a)、b)、c)の3点を目標として、2年間の研究を行い一定の成果を得たのでここに報告する。(1)マウス実験的M.avium complex(MAC)靜注感染系において全肺洗浄により得られた細胞と肺組織の表面抗原発現をそれぞれFACSと免疫組織化学で検討した結果、肉芽腫形成が著明となる感染9週目には肉芽腫肉のリンパ球は主にCD4腸性細胞であるが、肉芽腫以外の病変部ではCD8腸性リンパ球の方がCD4陽性リンパ球に比べて優勢に存在していることが判明した。(2)各種サイトカインにより活性化したマクロファ-ジのMACに対する殺菌能をin vitroで検討した。TNFαとGMCSFにより活性化したマクロファ-ジに増殖抑制作用が認められた。(3)マウスMAC感染モデルにおいて上記のin vitro実験で有望と考えられたTNFーαおよびその類縁物質であるTNFーβを投与し、感染に対する防御効果を検討した。TNFーα投与群で感染6週目に至り、対照群に比し肺内生菌数の有意な減少を認めた。(4)マウスMAC感染モデルにおいてBRMと薬剤の併用効果を検討した。BRMとして副腎皮質ホルモン(ハイドロコ-チゾン3.75mg/週)、薬剤はMACに対して、MICの低い新しいrifamycin系薬剤kRM1648(20mg/hg/日)を投与した。感染後5週目では両者併用群の生菌数は薬剤単独投与群に比べ肺、脾ともに低い傾向にあるものの有意ではなかったが、10週目では肺では生菌数は有意に低くなり、また、組織の肉芽腫形成、炎症も軽度であった。1.各種サイトカインにより活性化したマクロファ-ジ(Mφ)のM.avium complex(MAC)に対する殺菌能をin vitroで検討した。TNFαとGMーCSFにより活性化したマクロファ-ジに増殖抑制作用が認められた。2.透過型電顕による検討では液体培地中で肺胞マクロファ-ジに貧食されたMACはelectron transparent zoneに囲まれて正常構造を呈していた。現在更に諸種薬剤の存在下での超微形態の変化について検討中である。3.マウスにおける実験的MAC靜注感染系における肺の免疫、炎症細胞の動態を全肺洗浄により得られた細胞の表面抗原(la、Thy1.2、Lyt2、L3T4、CD3、αβTCR、γδTCR)に対するモノクロ-ナル抗体を使用してFACSで解析すると同時に、同抗体を用いて肺組織における炎症細胞の分布を肉芽腫形成との関連に着目して免疫組織学的に解析した。MAC 31F093T

株10^9CFUをBALB/cマウスの尾静脈より靜注し、肉芽腫形成以前の2週目、肉芽腫形成が認められ始める5週目及び9週目に全肺洗浄と肺の凍結切片を作成した。全肺洗浄液中細胞では経過とともにla陽性Mφ及びThy1.2、CD3陽性細胞の増加が認められた。Tリンパ球サブセットでは2週目はLyt2(CD8)陽性細胞が優位であり、5週目にはL3T4(CD4)細胞が優位となり9週目では再びCD8陽性細胞が優位であった。ABC法で染色した肺組織では5週目までは全肺洗浄液と相関した炎症細胞の増加が認められたが、9週目では肉芽腫内リンパ球は主にCD4陽性細胞であり、肉芽腫以外のリンパ球はCD8優位であり、肉芽腫形成後では全肺洗浄液との間に解離が認められた。今後早期に増加したCD8陽性細胞及び肉芽腫形成に関与していると考えられるCD4陽性細胞及び少数であるが近年感染防御において注目されているγδTcell機能についてin vitroでの実験系と平行してin situ hybridization法等によりin vivoでの解析が必要と考えられる。昨年度のin vitro実験でTNFーαとGMーCSFにより活性化したマクロファ-ジに増殖抑制作用が認められたため、MAC、31F093T株をBALB/cに接種して成立させたマウスMAC感染モデルに対して、両サイトカインのうち入手可能であったTNFーαおよびその類縁物質であるTNFーβを投与し、感染に対する防御効果を検討した。サイトカインは2x10^4Uあたりgelatin10mgに混じて週2回尾静脈より投与した。感染6週後でTNFーα投与群で肺の生菌数の有意な低下を認め、また全体に対照群、ゲル投与群に比べて生菌数は減少傾向を示した。2.マウスMAC感染モデルにおけるBRMならびに薬剤併用効果の検討上記実験でBRM単独では臨床上有意な感染防御は困難と考え、BRMとして副腎皮質ホルモン、MACに対して、MICの低い新しいrifamycin系薬剤KRM1648の併用効果を検討した。ハイドロコ-チゾンはCoxらの方法に準じて、感染第1日に2.5mg、以後週3回1.25mgずつ腹腔内投与、KRM1648は20mg/kg/日で連日経口投与した。感染後5週目では併用群の生菌数は肺、脾ともに低い傾向にあるものの有意ではなかったが、10週目では肺では生菌数は有意に低くなり、また、組織の肉芽腫形成、炎症も軽度であった。
根粒菌のレトロンと溶原性ファージの溶原化機構の解析

溶原性ファージφUは、クローバ根粒菌4S株に感染し、ファージDNA上のattPと4S株染色体上のattB間で特異的組換えを起こし、菌染色体にインテグレートすることで溶原化する。本研究では、4S株染色体上のattBをクローニングすることを目的とした。併せて、ファージφUと宿主菌株について、レトロン存在の可能性を検討した。1.根粒菌染色体のattBのクローニングクローバ根粒菌CI101株は、ファージφUのattPを保持するプラスミドpCI6を4S株のattBにインテグレートさせた菌株である。CI101株の全DNAの制限酵素断片に対してattPをプローブとしたサザン法を行うことにより、attPとattBの組換えによって生じるファージと菌染色体のキメラ断片であるattLとattRを検出可能であった。CI101株のジーンバンクの中から、attPをプローブとしてスク-ニングし、attLに相当する約4kbのPstI断片を得た。次に、このattL断片をプローブとして、4S株のジーンバンクをスクリーニングすることにより、attBが存在すると予想される2kbのPstI断片を得ることに成功した。現在、attP、attB、attLの塩基配列の解析を進めている。2.レトロンの探索根粒菌4S株及びその派生株について、マルチコピーシングルストランドDNA(msDNA)の存在を指標として、レトロンの検出を試みたが、いずれの菌株からもレトロンを検出することはできなかった。また、一部明らかになっているファージφUDNAの塩基配列のなかに、レトロンの機能と関係深い逆転写酵素の共通配列(12塩基)と相同性の高い配列が存在したものの、それを含むオープンリーディングフレーム、あるいはレトロンの構造を取り得る配列は見いだせず、本研究に使用した菌株では、レトロンの存在は明確にできないことが判明した。
トリハロメタン生成に関する水中フミン物質起原説批判

水道水中に生じる「トリハロメタン」は、水中フミン物質を起源として水道水の前塩素処理や塩素殺菌によって生成するとされている。しかし、天然水中に存在する「フミン物質」は、生体成分とその分解成分から化学的、生物学的に合成された「難分解性有機物」である。また、天然水中にはフミン物質以外に多量の非フミン物質が共存しており、極めて多様な低分子有機物の混合物である。天然水の塩素処理によって生成するトリハロメタンは、難分解性有機物であるフミン物質ではなく、易分解性の非フミン物質から生成すると考えた方が妥当である。本研究は天然水から分離したフミン物質と、もとの天然水についてトリハロメタン生成能を比較して、トリハロメタンの前駆物質が非フミン物質であることを実証する。淀川水系の4河川(木津川、宇治川、桂川、淀川)の環境基準点において経時的に採水を行い、非イオン性樹脂DAX-8を用いる分画法で、疎水性酸(フミン物質)画分、疎水性中性画分、親水性画分に分離した。各画分と原水を、トリハロメタン生成能の測定条件で塩素処理し、ヘッドスペース法でGCMSを用いてトリハロメタン濃度を定量した。水中フミン物質の大部分はフルボ酸であった。各試水から生成したトリハロメタンの大部分はクロロホルムであった。淀川水系河川のクロロホルム生成能は1322μg/Lであった。原水とフルボ酸のクロロホルム生成能を比較した結果、フルボ酸の寄与率は1524%であった。フルボ酸は溶存有機物の1328%をしめることからフルボ酸からの寄与が選択的に高いとはいえない。しかし、クロロホルム生成能の大部分はフルボ酸以外の画分に起因しており、トリハロメタンの主要な前駆物質はフミン物質ではなく、非フミン物質であることが実証された。本研究は天然水から分離精製したフミン物質を純水に溶解し、もとの天然水とトリハロメタン生成能を比較して寄与率を求め、トリハロメタンの前駆物質が非フミン物質であることを実証する。琵琶湖北湖の湖水と北海道別寒辺牛川の河川水から、DAX-8樹脂を用いる濃縮精製システムで水中フミン物質を濃縮しフルボ酸とフミン酸を分離精製した。フルボ酸を純水に溶解して原水と同じ濃度にした試水と原水を、トリハロメタン生成能の測定条件で塩素処理し、ヘッドスペース法でGCMSを用いてトリハロメタン濃度を定量した。琵琶湖水206トンからフルボ酸22g、別寒辺牛川水120Lからフルボ酸250mgを得た。別寒辺牛川水のトリハロメタン生成能は琵琶湖水の約7倍であった。