hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンクリート系骨組への制振ダンパーの活用に関する研究

本年度は,まず立体フレームモデルによってダンパーを組み込んだ超高層RC建築物の地震応答解析を行い,新たに提案したワーレントラス状の設置形式を用いてダンパーを組み込んだ超高層RC建築物の地震応答性状を確認する.また,有限要素解析モデルを用いて,本設置形式の制振効果を評価する.最後に,本研究課題のまとめとして,これまでに実験および解析による検討を進めてきたダンパー接合部に関して更なる検討を重ね,具体的な設計法としてまとめることを目的とした.まず,地震応答解析の結果から,2層またぎのダンパー設置方法を用いたモデルの地震応答低減効果が大きいことを確認した.また,梁部材やダンパーの荷重ー変形関係を詳細に分析し,2層をまたぐようにダンパーを設置することでダンパーを有効に機能させることができることを示した.加えて,建物全体およびダンパーのエネルギ吸収量にも着目し,エネルギ吸収能力についても定量的に評価した.提案した設置形式を用いてダンパーを組み込んだ方が,従来の方法よりもエネルギ吸収能力に優れていることを確認した.さらに,有限要素解析結果から,提案したダンパー接合方法,および2層またぎの設置方法を用いてRC骨組にダンパーを組み込んだ場合の損傷状況や,等価粘性定数などの制振効果を定量的に評価した.最後に,これまでに提案してきたダンパー接合部に関して,有限要素解析モデルを用いたパラメトリックスタディや要素実験を行い,具体的な設計式を提案した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はブレース型ダンパー(以下,単にダンパー)を取り付けた鉄筋コンクリート骨組全体の計画と,鉄筋コンクリート骨組とダンパーの接合方法の検討を行った.まず,ダンパーを取り付けた鉄筋コンクリート骨組において,梁に作用する軸方向力に対処する接合方法の検討を行った.ブレースなどが入らない純ラーメン鉄筋コンクリート造建築物では梁に軸力は生じないが,ブレース型ダンパーを取り付けた構面では,ダンパーカの水平成分が軸力として梁に作用するため,鉄筋コンクリート骨組の耐力や損傷に影響を与えることが予想される.鉄筋コンクリート部材に損傷が生じると接合しているダンパーも本来の性能を発揮できない.その問題を解決するため,鉄筋コンクリート梁・柱部材の中に,ダンパーから連続した小さい断面の鋼部材(鋼板もしくは異形鉄筋)を埋め込み,ダンパーから骨組への力の伝達を直接行うことにした.以上の骨組計画を背景に,梁に作用する軸方向力を再現しうる境界条件を採用し,ダンパーを組み込んだ1層1スパンの鉄筋コンクリートフレームの繰り返し静的載荷実験を行った.実験の結果,梁・柱内部に鋼板もしくは異形鉄筋を通すことで,ダンパーによる付加軸力が生じても鉄筋コンクリート部材の損傷は制御できることが確認された.さらに,鋼板または異形鉄筋を通すことで,大変形を経験した後でも除荷をすれば修復可能な損傷度までコンクリートのひび割れ幅が閉じることがわかった.一方,内部に鋼を通さない試験体では大変形を経験した後,除荷してもひび割れは大きいままで,ダンパー接合部の変形も大きいことが確認された.本年度は昨年度行った梁に作用する軸方向力を考慮したダンパー付き1層1スパンの鉄筋コンクリートフレームの繰り返し静的載荷実験を再現する3次元有限要素解析を行った。まず、実験結果の詳細な分析をもとに、鉄筋コンクリート平面架構にダンパーを取り付けた場合の接合部やフレームの挙動を詳細かつ正確に再現する解析モデルを作成した。荷重-層間変形角関係において、実験結果と解析結果は良い対応を示しており、コンクリートのひび割れや鉄筋降伏による非線形性も精度良く再現できた。以上のことから、本解析モデルの有効性を確認できたと言える。次いで、ダンパー摺動部滑り量のロスに関して、梁とダンパー接合部の軸変形に着目して分析した。実験結果から、ダンパー摺動部滑り量のロスはダンパー接合部の軸変形よりも梁の軸変形による影響が支配的であることがわかっていたが、解析においてもこの傾向を確認し、その影響を定量的に評価した。また、本解析モデルを基に梁内部の異形鉄筋の断面寸法を変更して検討した結果、ダンパー軸力の水平成分に相当する軸力に抵抗できる断面の異形鉄筋を梁に通しておけば、ダンパーの滑り量に影響がでない程度の梁軸変形に抑えられることが分かった。また、ダンパー接合部周辺のコンクリートの主応力度分布や鉄筋の応力度分布、変形図などから、柱・梁部材断面中央に異形鉄筋を通したことによって鉄筋コンクリート柱・梁部材に悪影響は与えないことを確認した。したがって、柱・梁部材断面中央に異形鉄筋を通すことで、鉄筋コンクリートフレームに悪影響を与えずに梁の軸変形を抑えることが可能になり、摩擦ダンパー本来の性能が発揮できることが確認された。本年度は,まず立体フレームモデルによってダンパーを組み込んだ超高層RC建築物の地震応答解析を行い,新たに提案したワーレントラス状の設置形式を用いてダンパーを組み込んだ超高層RC建築物の地震応答性状を確認する.また,有限要素解析モデルを用いて,本設置形式の制振効果を評価する.最後に,本研究課題のまとめとして,これまでに実験および解析による検討を進めてきたダンパー接合部に関して更なる検討を重ね,具体的な設計法としてまとめることを目的とした.まず,地震応答解析の結果から,2層またぎのダンパー設置方法を用いたモデルの地震応答低減効果が大きいことを確認した.また,梁部材やダンパーの荷重ー変形関係を詳細に分析し,2層をまたぐようにダンパーを設置することでダンパーを有効に機能させることができることを示した.

加えて,建物全体およびダンパーのエネルギ吸収量にも着目し,エネルギ吸収能力についても定量的に評価した.提案した設置形式を用いてダンパーを組み込んだ方が,従来の方法よりもエネルギ吸収能力に優れていることを確認した.さらに,有限要素解析結果から,提案したダンパー接合方法,および2層またぎの設置方法を用いてRC骨組にダンパーを組み込んだ場合の損傷状況や,等価粘性定数などの制振効果を定量的に評価した.最後に,これまでに提案してきたダンパー接合部に関して,有限要素解析モデルを用いたパラメトリックスタディや要素実験を行い,具体的な設計式を提案した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した「本年度の研究実施計画」どおりに研究が進んでいる。ダンパーを取り付けた鉄筋コンクリート平面架構の有限要素解析を行った結果、ダンパー接合部の軸変形および梁の軸変形がダンパー摺動部滑り量のロスに与える影響を定量的に評価でき、おおむね順調に研究が進展している。今後はこのロスの影響を考慮した設計法を提案する。本年度までの研究成果により,ダンパーによる付加軸力が作用しても小断面の鋼部材を鉄筋コンクリート部材内部に通すことでの,骨組とダンパーともに有効に機能することが確認されている.来年度以降はダンパー付き鉄筋コンクリート立体架構の振動台実験を行うことで本接合方法の動的挙動について検討を進める.また、接合部の有限要素法解析モデル,および建物全体の耐震性能を検証するために必要な接合部のバネモデルを構築する.本年度までの研究成果から、ダンパーによる付加軸力が作用してもダンパー軸力の水平成分に相当する軸力に抵抗できる断面の異形鉄筋を梁に通しておけば、骨組とダンパーともに有効に機能することが確認されている。来年度はダンパー付き鉄筋コンクリート建物の地震応答解析を行うことで本接合方法の動的挙動について検討を進める。また、ダンパー付き鉄筋コンクリート建物の包括的な制振設計法の構築を進める。
ＲＮＡ顆粒Ｐボディーを介した環境応答

形質転換体として作成したDCP1-GFP植物、DCP2-GFP植物に環境ストレスとして高温(40°C)、低温(4°C)、塩ストレス(NaCl 200 mM)を処理し、根の伸長領域において蛍光観察を行った。得られた画像データからDCP1-GFPまたはDCP2-GFPに由来する顆粒を数値化し、コントロールとストレス処理植物間で比較した。高温処理は顆粒数の変化が大きかった90分、低温処理は20時間行うことにした。DCP1-GFP植物では高温、塩、低温処理により顆粒数が増加した。DCP2は高温、塩では顆粒数が増加したが、低温では顆粒数は増加しなかった。高温処理、低温処理を施して顆粒数の変化をおこした植物を、通常の23°Cに戻すと、それぞれ3時間、5時間ほどでコントロールと同じレベルの顆粒数となり、顆粒へと離合集散する過程が可逆的であることが示唆された。上記ストレス処理前後の植物からタンパク質を抽出し、ウェスタンブロッティングを行い、DCP1, DCP2タンパク質の量の変化があるかないかを確認した。その結果、ストレスの前後において、DCP1-GFP植物、DCP2-GFP植物それぞれでDCP1、DCP2の全タンパク質の量に変化はなかった。高温と塩ストレス処理によりDCP1のリン酸化が促進されることが確認された。一方で低温ストレス処理ではDCP1のリン酸化は促進されないことが明らかとなった。高温処理を施して顆粒数の変化をおこしたDCP1-GFP植物を、通常の23°Cへと戻すと、リン酸化レベルはコントロールの植物と同じレベルに下がった。24年度が最終年度であるため、記入しない。「P-ボディーの挙動」:我々はこれまで、環境応答に関与する遺伝子制御機構に興味を持ち、その機構に関わるタンパク質がP-ボディーと呼ばれる細胞質顆粒に局在することを明らかにしてきた。植物におけるP-ボディーの挙動を観察するため、上記のDCP1相補植物体を用いた。発芽3日程度の植物ではP-ボディーは植物体全体に観察されたが、特に茎頂分裂組織や根の分裂組織伸長組織に多く見られた。これはDCP1が発生に必須の遺伝子であるという過去の我々の報告に一致する。発生の進んだ14日目の植物では植物体全体でP-ボディーの数が減少していたが。分裂組織ではまだ多くのP-ボディー顆粒が存在していた。更に発生の進んだ1ヶ月程度の植物では、分裂組織でかろうじて観察できる程度であった。このように、P-ボディーはストレスを受けない植物体では、初期発生に大事な役割を持っていることが確認できた。「環境刺激とP-ボディー」:環境応答時のP-ボディーの動態を調べるため、上記のP-ボディー可視化植物、DCP1相補体に様々なストレスをかけ、その動態を観察した。発芽14日後の植物体に高温、低温、塩ストレスを与えたところ、コントロール植物に比べ、P-ボディーの数、大きさが共に有意に増加した。一方、塩ストレスを与えた植物はP-ボディー顆粒数に差はなかったが、大きさのみ増加していた。「miRNAとP-ボディーの関係」:RNAサイレンシングも環境変化に応答して、遺伝子発現調節をして環境感覚に働くことが知られている。我々はRNAサイレンシングに必要な分子であるmiRNAとP-ボディーの関係を調べるため、P-ボディー構成要素であるdcp1,dcp2,vcs変異体における、miRNAの蓄積を調べた。その結果、dcp1,dcp2,vcs変異体では野生型に比べ、miRNAの数が減少していた。また、それらのmiRNAにより通常は抑制されているmRNA量がこれらの変異体で増加していることが分かった。

研究の主幹をなす、DCP1,DCP2が可視化できる植物を作り出し、正常な発生過程を遂げることを確認できたことで、今後の研究への貴重な材料を手にすることができた。種々の環境変化を与えてからの解析にかかっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究班の中に入って議論をすると、いくつかの研究者が冷温ストレスと植物の関係、塩ストレスと植物の関係などをみていることを知った。こうした研究者と共同研究などを通じて、ストレスの掛け方を厳密に同じように行い、お互いのデータを比較しやすくする努力をする。
動きのリズムとその指導効果に関する実験的研究

動きのリズムは,運動学習における重要な要因の一つである.本研究は,この動きのリズムに着目し,最終的には指導との関連性を調べることを目的として実験が計画された.初年度は動きのリズム測定の客観化を主たる目的とし,さらに, Preferredリズムについての個人差,恒常性,独自性についても調べた.本年度は,学習との関連で動きのリズムを調べることにより,指導への足がかりを得ようとした.まず初年度の成果として,リズム測定の客観化に関しては前年度報告の通りであった.またPreferredリズムに関しては,バスケットボールドリブル,タッピング,なわとび,その場足ぶみ,両足連続とび,電鍵叩きの課題を用いて行った実験の結果, Preferredリズムの恒常性,独自性や個人差の存在を見い出した.これらの結果は, Rimoldiの研究結果と一致していた.本年度の目的達成のための方法として,イメージ表出における運動リズムの質を多面的に分析する方法を用いた.課題として,スキップ,ハードル走,走り幅とび,け上がりを用い,イメージ中の動きのリズムを両手のタッピングで表出させ,描かれた図形よりリズムの時間的側面と強弱側面を問題とした.そのリズムの恒常性や一般的特性を調べるとともに,技能水準およびイメージの明瞭性との関連についても明らかにしようとした.結果として,リズムの恒常性については課題の特性により異なり,スキップとハードル走は高く,走り幅とびでは低かった.運動表出時間については,各課題において個人差が明らかとなった.また技能水準との関係をみると,全般に技能水準の高い者ほどリズムの質も高い傾向がうかがえた.さらにイメージの明瞭性との関連では,顕著な傾向は見い出せなかったが,ある程度の関連性が推測される結果が得られた.動きのリズムは,運動学習における重要な要因の一つである.本研究は,この動きのリズムに着目し,最終的には指導との関連性を調べることを目的として実験が計画された.初年度は動きのリズム測定の客観化を主たる目的とし,さらに, Preferredリズムについての個人差,恒常性,独自性についても調べた.本年度は,学習との関連で動きのリズムを調べることにより,指導への足がかりを得ようとした.まず初年度の成果として,リズム測定の客観化に関しては前年度報告の通りであった.またPreferredリズムに関しては,バスケットボールドリブル,タッピング,なわとび,その場足ぶみ,両足連続とび,電鍵叩きの課題を用いて行った実験の結果, Preferredリズムの恒常性,独自性や個人差の存在を見い出した.これらの結果は, Rimoldiの研究結果と一致していた.本年度の目的達成のための方法として,イメージ表出における運動リズムの質を多面的に分析する方法を用いた.課題として,スキップ,ハードル走,走り幅とび,け上がりを用い,イメージ中の動きのリズムを両手のタッピングで表出させ,描かれた図形よりリズムの時間的側面と強弱側面を問題とした.そのリズムの恒常性や一般的特性を調べるとともに,技能水準およびイメージの明瞭性との関連についても明らかにしようとした.結果として,リズムの恒常性については課題の特性により異なり,スキップとハードル走は高く,走り幅とびでは低かった.運動表出時間については,各課題において個人差が明らかとなった.また技能水準との関係をみると,全般に技能水準の高い者ほどリズムの質も高い傾向がうかがえた.さらにイメージの明瞭性との関連では,顕著な傾向は見い出せなかったが,ある程度の関連性が推測される結果が得られた.本研究は運動学習におけるリズムの重要性に着目し,昨年度から実験的研究を行ってきた.本年度はリズムの発達に注目しつつ,学習との関連で運動リズムを調べることを目的として実験が計画された.課題として,スキップ,ハードル走,走り幅とび,高鉄棒でのけ上がりの4種を用い,各人が内面化している運動リズムを調べることにより,そのリズムの質と技能水準,イメージの明瞭性との関連性について調べた.運動リズムの測定は試作の行動記録器を用い,イメージ中の自己運動におけるリズムのタッピングによる表出により行った.さらに4種の課題を実際に行わせ, 8mmビデオで録画した.イメージの明瞭性をみるための質問紙によるテストも同時に行った.結果を要約すると次の通りであった.1.再現性については, 1ケ月の間隔をおいて測定の結果,スキップとハードル走では,運動表出時間に高い相関がみられたが,走り幅とびでは低かった.2.リズムの時間的側面についてみると,全般にスキップは恒常性が高く,つづいてハードル走,走り幅の順であった.3.表出されたリズムと技能レベルとの関係についてみると,例外もあったが概してハードル走に関しては,技能水準の高い者の方がリズムに規則性がみられた.さらに技能水準の高い者の方がリズムに恒常性がみられた.この傾向はけ上がりについても同様であった.4.イメージの明瞭性とリズムとの関係についてみると,関連性は示唆されたものの顕著な特徴は見い出せなかった.以上のような結果から,各人の内面化している運動リズムの特性や,技能水準,イメージの明瞭性との関連性がある程度明らかとなった.リズムの指導をより具体化するための基礎的知見が得られたものと考えている.リズミカルな動きは運動を合理的に遂行するためや、学習の効率を高めるうえで必要不可欠な要因と考えられる。本研究は、動きのリズムに着目し、その測定の客観化と指導効果について調べることを目的として計画された。

本年度のねらいは、測定の客観化と個人差について明らかにすることであった。6歳児を被験者として、スキップをしながら手拍子を打つという運動課題を用い、手足の協応動作の中にみられる動きのリズムを分析しようとした。園児は60名で、室内で個別に測定した。かかとにセンサを取り付け足が着地する時間をカセットレコーダーに記録し、インターフェースを介してイベントレコーダーに書かせた。用紙の紙送りスピードは12.5mm/secとした。同時に、小型マイクロスイッチから手拍子による時間も取り入れ記録した。これら3種の時間的関連を次の観点から分析しようと試みた。(1)手拍子間の間隔、(2)左足,右足各々の間隔、(3)手と足の間隔、(4)右足と左足の間隔、それぞれの時間について、その一定性を調べた結果、(4)における個人差が大きかった。動き全体の流れをみるための一つの観点として、左右の足の関連をみることの有効性が示唆された。(1)(2)(3)についても個人差は存在するが、(4)程ではなかった。リズムは運動能力との関係で調べられることもあり、両者の関係は興味深い。本研究でも幼児の運動能力テストとの関係をみたが、顕著な相関は認められなかった。今後は、動きのリズムの発達的変化や、熟練者におけるリズムを調べることにより、リズミカルな動きの本質をさぐり、その結果をもとに、指導によるリズムの体得の有効性について調べるつもりでいる。
携帯用会話盤を用いた社会的場面におけるチンパンジーの言語習得

障害児のコミュニケーション行動に関する研究の一つとして、知能の高いチンパンジーを障害児のモデルとした実験的分析を試みている。チンパンジーの知覚・認知の諸特性はヒトとほとんど変わらず、言語的コミュニケーションの乏しい点で、耳や口の不自由な障害児にきわめて近い存在である。今年度の研究の進捗状況は、現在までのところ以下の通りである。1)コミュニケーション・ツールとしての携帯用会話盤の製作:小型インテリジェントスイッチ(サン電業社)を主体とした新構想のもとに、従来に類例のない携帯用会話盤の制作をしている。このスイッチは従来のライトスイッチの照光部(押しボタン部)に液晶表示モジュール(発光ダイオードのバックライト付き)が組み込まれている。表示部は640ドット(縦20、横32ドット)で構成えているので、漢字、数字、図形文字などをきわめて鮮明に表示できる。何よりも画期的なことは、それぞれの押しボタンが小さなビデオターミナルのように多様なシンボルを表示できることだ。タイプライターの様に位置とシンボルの関係が固定しない。同じ端末が、どんなシンボルでも、どんな位置にでも表示できる。従って、携帯用の多目的な会話盤として最上の物といえる現在、ホストコンピューターとの接続を含め、ソフトとハードの両面から試作が進められている。2)チンパンジーの「言語」訓練。既存のキーボード(会話盤)を使って、チンパンジーに視覚性人工言語を教える試みが行われている。約80語を習得している雌のチンパンジー(アイ12才)に続いて、58才の子供のチンパンジー4頭を対象として、言語習得の基礎的な訓練が行われている。
２０世紀前半日本での土地改良事業の地域内網羅的データベース作成による国際比較分析

本研究課題の成果は、主に以下の4つである。第1に、土地改良事業の背景となる日本の零細分散錯圃の特徴を、主にヨーロッパの開放耕地制度と比較し、日本における土地改良事業の国際的な意義を明らかにした。第2に、20世紀初頭の水田灌漑の進展度を全国規模で明らかにし、国家予算を投じられる以前の土地改良事業の状況を明らかにした。当時日本には、村落共同体を基盤とした灌漑システムが発展していた。第3に、土地の交換分合の大きな阻止要因であった小作料の決定過程について、主に那須皓の「公正なる小作料」論をもとに分析を行った。第4に、富山県での土地改良事業の地域内網羅的データベースを作成した。20世紀前半の土地改良事業の地域内網羅的データベース作成による国際比較分析を進めるために、平成27年度は、主に以下の3つの作業を行った。(1)富山県の土地改良事業の資料調査および分析高岡市立図書館に所蔵されている富山県内務部(1918,1920,1928,1933,1938)『耕地整理並開墾要覧』、および『富山県農会報』を調査し必要箇所を写真撮影し、データ分析作成の準備を進めた。(3)日本各地の土地改良事業についての同時代文献の整理をおこなった。その結果、各耕地の小作料の不平等が、耕地の交換分合を妨げていた大きな要因の一つであることが明らかになった。この点は、戦前・戦中には強調されていた視点だが、戦後の研究史では十分に注目されていない。今後は、小作料の改訂作業と土地改良事業に与えた影響にまで視野を広げて分析を進めていかなくてはならないことが明らかになった。おおむね順調に進展しているが、土地改良事業のデータベース作成が当初の予定より遅れている。これは、想定していたよりデータの構造が複雑であり、データベースの構造を考え直す必要が生じたからである。また、前史として重要な近世の土地改良事業についての分析に当初の予定より時間がかかってしまった。しかし、近代の土地改良事業の前段階を詳細に分析できたのは、今後の本研究の進展に大きく資すると考えられる。20世紀前半日本での土地改良事業の地域内網羅的データベース作成による国際比較分析を進めるために、平成26年度は、主に以下の2つの作業を行った。(1)富山県内務部『耕地整理並開墾要覧』に示された耕地整理事業のデーターベースへの入力を進めた。(2)小作料の不平等、高額さが土地改良事業を妨げる大きな要因であり、かつと土地改良事業は、小作料にも大きな影響を与えた。小作料の決定過程に関して研究を進め、国内外で以下の2つの研究報告を行った。1.「那須皓『公正なる小作料』の経済学的モデル分析」日本経済思想史学会第27回全国大会,愛媛大学6月5日(那須皓の小作料論の按分案およびその差分方程式過程をを経済モデルを用いて明らかにした)2. The agricultural development and tenancy disputesunder authoritarian regime in prewar Japan Workshop: Development under Dictatorship?Lund University, Sweden 10月10日(土地改良事業が日本の農業発展や1920年代以降の小作争議にどのような影響を与えたかを、当時の「権威主義的体制」との関連のかなで分析した。ヨーロッパ、南米、アジアの研究者が集った会議での議論によって、わが国の土地改良事業を国際比較の中で位置づけることができた。とくにベトナムの農地制度を研究する研究者から積極的な質問、コメントをもらい同地域の土地改良事業との比較は興味深い問題であることが明らかとなった)おおむね順調に進展している。しかし、耕地整理事業と密接な関係にある小作料の決定過程の分析が、想定以上に困難であり、そこに時間を費やした分、耕地整理事業のデータベースの作成が予定よりやた遅れてしまった。1899年から1939年の土地改良事業の展開過程を示す富山県・石川県におけるデータベースを作成し、それをもとに日本の農業発展を、ヨーロッパ地域と比較する研究をおこなった。その主な成果は以下の2つである。当初の計画通り、富山県・石川県の土地改良事業のデータベースの作成・分析を進めていく。また、当初は十分に想定してなかったが、土地改良事業の進展にとって小作料改訂過程の分析が決定的に重要であることを明らかになったので、この点を含めて今後は分析を進めて行きたい。予定通り、富山県・石川県における耕地整理事業の分析を進めていく。本年度、子閣僚決定過程や、農政全般における諸論争を分析できたことで、より広い社会的文脈で土地改良事業の意義を捉えていく視点を得られた。

今後はこの視点を生かして研究を進めて生きたい。経済史支出金額に端数が生じたため。未使用金額117円が少額であったため、それを用いて使用可能な適切な支出先がなかったため。物品費として使用する。前年度未使用金額を加えた800,117円を用いて、当初の予算計画にしたがって適切に使用してまいりたい。
アレルゲン分子構造情報とタンパク質発現情報を援用した食品アレルゲンの再評価

既知アレルゲン(アレルギー疾患の原因となる物質)と植物種子に含まれるタンパク質のデータベースを活用して、種子タンパク質と既知アレルゲンの分子構造を比較した。類似性が認められた種子タンパク質について、アレルギー患者血清抗体(アレルゲンと結合するタンパク質)との結合を調べた結果、多くは抗体との結合性を示したが、ほとんど結合しないタンパク質もあることが明らかとなった。本研究で用いた方策が未知タンパク質のアレルゲン性の評価に有効であることが示された。同時に、食品アレルゲンの評価に関しては、既知アレルゲンとの分子構造の類似性に加え、変性や消化分解に対する感受性も考慮する必要があることが示唆された。花粉のような吸入アレルゲンと類似の配列を持つ食物アレルゲンでは、吸入アレルゲンに対して産生されたIgEが食物タンパク質と交差反応するケースが相当数存在すると予想された。そこで、本研究ではアレルゲンデータベースとプロテオーム情報を活用して交差反応性タンパク質を探索・同定し、アレルギー患者血清IgEとの反応特性を明らかにすることを目的に、アレルゲンデータベースに登録されているアレルゲンタンパク質(食物アレルギーのみならず花粉症や喘息など全てのアレルギーを含む)のアミノ酸配列情報と、プロテオーム解析とトランスクリプトーム解析によって得られた個々の動植物組織の可食部(食物)で発現、存在するタンパク質のアミノ酸配列情報を比較し、配列の類似性から、潜在的にアレルゲン性を持つと推定されるタンパク質を選抜した。これらの中で、いくつかの候補タンパク質分子についてcDNAを取得し、大腸菌発現ベクターに組み込んだプラスミドを構築した。大腸菌を形質転換して過剰発現を誘導し、タグを用いた親和性クロマトグラフィーによって分離精製し、SDS電気泳動により純度を検定した。これらの組換えタンパク質のアレルゲン性(IgE反応性)を評価するための、微量、高感度アッセイ系の条件検討を行った。食物アレルギーが疑われる患者の血清を用いて、組替えタンパク質との反応性を予備的に解析した。いくつかの組換えタンパク質はIgEとの結合性を示した。一方、IgEとの反応性をほとんど示さなタンパク質もあり、さらに検体数を増やして解析を進める必要があると考えられた。前年度までの研究により、配列に相同性(類似性)が認められた既知アレルゲン、および可食部タンパク質の中からより重要と思われる分子を選抜し組換えタンパク質として大腸菌で発現させ、一部の患者の血清を用いてIgEとの結合を解析した。ここまでの成果により、確かにアミノ酸配列が何らかの既知アレルゲンに類似性を示す食物タンパク質には実際に患者血清IgE抗体との反応性を示す場合もあり、このような一次構造の類似性から食物アレルゲン候補の第一スクリーニングを行うことは意味がある可能性が示された。今年度は、さらに血清検体数を増やして解析し、特にアレルギー臨床医学分野の研究者の協力を得て、花粉症やアトピーなどアレルギー疾患の臨床症状が明らかな患者さんからの血清を用いて解析した。その結果、個体間でのバラツキが顕著に減少し、高頻度でIgE結合陽性を示す潜在的アレルゲンがより明確に示された。これら結果から、配列と発現の情報から選抜、絞り込みをするアプローチは、タンパク質の潜在的アレルゲン性の評価に有効であることが明らかとなった。また、同時に明らかにIgE結合陰性を示すタンパク質の存在も明らかとなり、その原因の解明が今後の研究課題として残された。そこで、本研究ではアレルゲンデータベースとプロテオーム情報を活用して交差反応性タンパク質を探索・同定し、アレルギー患者血清IgEとの反応特性を明らかにすることを目的に、まず、国際的ネットワークにより構築されたアレルゲンデータベースに登録されているアレルゲンタンパク質(食物アレルギーのみならず花粉症や喘息など全てのアレルギーを含む)のアミノ酸配列情報と、プロテオーム解析とトランスクリプトーム解析によって得られた個々の動植物組織の可食部(食物)で発現、存在するタンパク質のアミノ酸配列情報を比較した。インシリコでアレルゲン類似構造タンパク質をスクリーニングした結果、複数のアレルゲン候補タンパク質が検索された。例えば、樺の木などの果樹の花粉症の主要アレルゲンと類似のタンパク質が小麦の種子で発現していること、また、製パン業者の小麦粉喘息の原因アレルゲンとして知られるタンパク質と類似配列を持つ分子がイネ種子(コメ)で発現していること、さらにコメ主要アレルゲンとして同定された分子が小麦種子でも発現していることなどが明らかとなった。作物可食部のプロテオームデータベースで発現が確認されているタンパク質の中で、既知のアレルゲンと類似の構造(アミノ酸配列)を持つ分子を探索し、大腸菌で組換えタンパク質として発現させることができた。

初年度では発現コンストラクトの作成にやや時間がかかり予定よりも遅れていたが、今年度の努力により、ほぼ予定通りに進捗した。さらに、これらの組換えタンパク質について患者血清IgEとの結合性を解析し、予備的なデータを得ることができた。これも予定よりは若干の遅れがあるものの、ほぼ予定どおりの進捗と考える。本研究の第一の目的は、作物可食部のプロテオームデータベースで発現が確認されているタンパク質の中で、既知のアレルゲンと類似の構造(アミノ酸配列)を持つ分子を探索することあった。実際に検索すると、同じ植物はもちろん、下等動物や高等微生物に由来するアレルゲンと一定の相同性を持つタンパク質が食物として摂取される作物の可食部でも発現していることが複数見つかってきた。このことからアレルゲン候補分子の探索に関しては、ほぼ計画通り進んでいると考える。一方、大腸菌で組換えタンパク質として発現させるために、アレルゲン候補タンパク質のcDNAを組み込んだ発現プラスミドの作成に関しては、一部のクローンでcDNAの増幅が難しいものがあり、進捗が遅れている。プライマーを作成し直して再度、増幅条件等を検討している。前年度までの研究により、配列に相同性(類似性)が認められた既知アレルゲン、および可食部タンパク質の中からより重要と思われる分子を選抜し組換えタンパク質として大腸菌で発現させ、一部の患者の血清を用いてIgEとの結合を解析した。ここまでの成果により、確かにアミノ酸配列が何らかの既知アレルゲンに類似性を示す食物タンパク質には実際に患者血清IgE抗体との反応性を示す場合もあり、このような一次構造の類似性から食物アレルゲン候補の第一スクリーニングを行うことは意味がある可能性が示された。今後は、さらに血清検体数を増やして解析し、このようなアプローチによる潜在的アレルゲン性の評価の有効性を明らかにする。前年度の研究により、配列に相同性(類似性)が認められた既知アレルゲン、および可食部タンパク質の中からより重要と思われる分子を選抜し組換えタンパク質として大腸菌で発現させる。発現したタンパク質を分離精製し、抗体分析のための抗原タンパク質を調製する。簡便に多量の組換えタンパク質を調製できることと、アミノ酸配列(一次構造)を重視する点、さらに、糖鎖が付加されないメリット(糖鎖で交差反応する例がある)を考慮して、発現系には大腸菌を選択する。タンパク質についてリッター規模の培養で組換え大腸菌を培養し、発現誘導後、目的のタンパク質をニッケルアフィニティーカラムにより精製する。不溶性タンパク質としてインクルージョンボディーに蓄積したタンパク質は、洗浄により菌体タンパク質を除去した後、尿素と還元剤で可溶化し、尿素存在下でのニッケルアフィニティーカラムクロマトにより同様に精製する。尿素存在下で精製したタンパク質は、透析で徐々に尿素濃度を下げる方法でリフォールドさせ、けん濁溶液として抗体分析の実験に用いる。また、余裕があれば最終年度のIgE抗体分析のための予備的な実験を行う。
量子多成分系理論の高度化とシステム構築：プロトニクス・ポジトロニクスへの展開

本研究課題の目的は、より実構造に近い理論計算を実現するために、申請者が開発してきた量子多成分系分子理論手法を高精度化し、かつ周囲環境を適切に取込む、(1)多階層量子多成分系理論の高度化・システム構築を行うことにある。それにより、水素・陽子が関わるプロトニクスや陽電子が関わるポジトロニクスにおいて、可能な限り実構造に近い(2)量子水素系、陽電子・ミューオン系の高精度・大規模計算を実現する。(1)多階層量子多成分系理論の高度化・システム構築:多階層量子多成分系理論手法のために、局在基底、平面波基底、分子力場を多階層的に取込む手法の開発、および高並列化効率を見据えて階層的MPI/ OpenMPを応用したプログラム実装を行っている。(2)量子水素系、陽電子・ミューオン系の高精度・大規模計算:本年度から早速、応用計算として、量子水素系、陽電子化合物、およびミューオニウム化合物の高精度計算を実施した。量子水素系としては、C60フラーレンの中に水素分子を含めた経路積分計算を行い、C60H2系に与える量子揺らぎの影響を理論的に見出した。本研究成果は、既にPCCP誌に掲載された。陽電子化合物においては、海外研究協力者のSurko (米)らが実測した、アセトアルデヒド分子の陽電子吸着能をターゲットとした。高精度な多成分系分子理論だけでなく、非調和性を含めた分子振動状態も考慮したところ、各振動準位によって陽電子吸着能が変化することを見出した。またアミノ酸において陽電子付着により、OH伸縮に大きな影響を及ぼすことも見出し、この研究成果をJCC誌に報告した。またミューオン化合物の計算も実施し、特に超微細結合定数に着目して、現在計算結果をまとめているところである。多階層量子多成分系理論手法の構築とプログラム実装を行い、既存プログラムとのリンクにも成功した。また初年度から早速、応用計算として、量子水素系、陽電子化合物、およびミューオニウム化合物の高精度計算も実施した。いくつかの研究成果は既に多くの学会発表や論文として報告しており、おおむね順調に進展している。引き続き理論手法開発およびプログラム実装により、多階層量子多成分系理論手法を深化させる。また水素・陽子が関わるプロトニクスや陽電子が関わるポジトロニクスにおいて、数多くの応用計算も実施していきたい。実験研究者との共同研究も活性化させる。一方、当初雇用を予定していた博士研究員であるが、初年度に本研究課題遂行のための適切な人材をみつけることができなかったため、次年度に適切な人材を探していきたい。
巨大計算に向けた低数値誤差蓄積シミュレーションコードの開発

本研究では、高精度な数値磁気単極子除去法およびシームレス粒子法の開発を行った。数値磁気単極子除去法の開発においては、双曲型除去法の難点である超音速上流域への移流問題を解決すべく局所的な除去を促進し、超音速上流域や澱み点における誤差の蓄積および解の振動を低減させた。シームレス粒子法の開発においては、開発済みの粒子計算部に加えて、場および流体計算部の高精度化を進め、惑星電磁圏や磁気圏-電離圏結合系などの実問題への適用を行った。本研究では、磁気圏現象の巨大計算を実現するための基盤技術の一つである「低数値誤差蓄積コード」の開発を目的としている。平成21年度は、数値磁気単極子(∇・B)除去法の開発、及び、惑星電磁圏-電離圏結合シミュレーション等の実問題への実装を行った。電磁圏-電離圏結合シミュレーションは、現在、リアルタイム宇宙天気シミュレーションなどにみられるように実用化の域に達しつつあるが、大規模化・高精度化を進める上で、特に惑星近傍の強磁場領域や澱み点近傍での計算反復回数の増加に伴って顕現する数値誤差の蓄積が問題となりつつある。本研究では、強磁場領域や澱み点近傍における数値誤差の蓄積を、従来の計算手法と比較して1-2桁小さく抑えるコードの開発を目標とする。平成21年度は、従来の数値磁気単極子除去法の中でも比較的誤差の蓄積が小さく適用範囲が広い双極子型除去法をベースにして開発を進めた。双曲型除去法の難点である超音速上流域への移流問題を解決するために、数値磁気単極子は逆極性のペアが出現するという性質を用いて移流の方向と速度を制御して局所的な除去を促進し、また背景流れに対する移流方向と速度の制御により補正誤差の逆流を抑え、超音速上流域や澱み点における誤差の蓄積および解の振動を低減させた。この数値誤差蓄積の低減により、惑星の電離圏内や電磁圏夜側のウェーク領域などのプラズマ対流速度が遅い領域における磁場構造をより精確に表現することに成功し、衛星観測と良く一致する結果を得た。また、一様格子上においてCT法の開発も行い、複数の数値磁気単極子除去法の比較を行った。平成23年2月までに電磁圏シミュレーション流体計算部の高精度化に関するコード開発を終え、平成23年3月までに成果纏めに関する資料(書籍)を購入した上で、研究成果を取り纏める予定であった。しかしながら、東日本大震災の影響で資料の納品が間に合わず、平成22年度の科学研究費補助金の一部(9,999円)を平成23年度に繰り越した。資料を入手後、流体計算部を実問題に適用する際のパラメータに関する情報を確認し、平成22年度の研究成果を取り纏めた。平成22年度は、磁気圏-電離圏結合シミュレーションの流体計算部の高精度化を行い、粒子コードおよび拡張磁気流体コードの場の計算部における数値誤差蓄積の低減を実現した。また、実問題への適用に向けて、木星磁気圏-電離圏結合領域における拡張磁気流体力学方程式系(電子移流項を含む磁気流体力学方程式系)への試験的な実装を試みた。本研究では、高精度中心スキームのリーマンファンの評価を行う際に、従来のように磁気流体波動の最大伝搬速度を用いずに、ランキン-ユゴニオの関係を用いた伝搬速度の見積りを利用することによって、プラズマ波動(特に接触不連続)に付加される数値粘性の大幅な低減を実現した。しかしながら、ランキン-ユゴニオの関係を用いた方法では、プラズマの移流速度と波動の伝搬が逆向きでキャンセルされる(合計速度が0になる)特異点において、数値不安定が生じる問題が発生する。この問題を解決するために、本研究では、プラズマの移流部分、すなわちエントロピーモードを分離して解く方法を新たに提案し、数値不安定が生じる特異点を回避することに成功した。実問題への適用に向けた試験的な実装においては、木星磁気圏-電離圏結合領域において電子移流項を磁気流体力学方程式系に組み込み、各種プラズマ波動の伝搬試験を行い、理論とよく一致する伝搬速度などの初期的な結果を得た。本研究は、地球・惑星電磁圏の巨大計算を実現するための基盤技術の一つである「低数値誤差蓄積コード」の開発を目的としている。本研究では、前年度(平成22年度)において、磁気圏-電離圏結合シミュレーションの流体計算部の高精度化を行い、粒子コードおよび拡張磁気流体コードの場の計算部における数値誤差蓄積の低減を達成した。平成23年度は、前年度に高精度化を達成した流体計算部の実問題への適用を行った。第一の適用先として、金星電離圏界面における磁気流体力学方程式系に適用し、現実的な速度シアー配位を初期条件として採用することによって、磁気流体近似では観測された表面波の成長を説明できないことを示し、運動論的効果の重要性を示唆する結果を得た。第二の適用先として、木星磁気圏-電離圏結合領域における拡張

磁気流体力学方程式系(電子移流項を含む磁気流体力学方程式系)に適用し、木星電離圏-イオ結合系の沿磁力線電場形成において電子移流項が果たす役割を定量的に評価した。その結果、沿磁力線電流がある閾値を超えると、電流駆動型の不安定性によってイオン音波モードが増幅され、狭い高度範囲に不連続的な加速層が形成されることを示した。また、観測から示唆される木星電離圏-イオ結合系における電流-電圧関係の経度分布を再現することに成功した。次に、流体計算部と、旋回位相を保持した粒子軌道計算部の結合を行い、自己無撞着な電磁混成コードにおける数値誤差蓄積の評価を行った。その結果、流体計算部に高精度中心スキームを用いた場合は、粒子軌道計算部の時間発展に半整数時間格子点を用いると二次の誤差が紛れ込み、更なる高次精度化を図る為には整数時間格子点上で粒子運動を解く陰的スキームを導入する必要があることが明らかになった。
循環調節における静脈系の生理学的意義の解明

(1)静脈系への自律神経支配の種差と部位差についてグリオキシル酸法を用いて、ウサギ、イヌ、サルの横隔膜下の静脈系におけるアドレナリン作動性神経の分布様式について比較検討した。その結果、分布密度が最も高い部位は、門脈、腎静脈、腹部下大静脈、総腸骨静脈、皮下を走向する外側伏在静脈であった。深部の四肢静脈、大腿静脈は一般にアドレナリン作動性神経の分布密度は低下する傾向が認められた。時に、外側伏在静脈の内、骨格筋の筋群間を走行する部位でアドレナリン作動性神経の分布密度は最も低値を示した。こうした部位差は、サルのみならず定性的にはイヌ、ウサギにおいても同様に認められた。しかしながら、同名の静脈におけるアドレナリン作動性神経の分布密度の絶対値はサル、イヌ、ウサギの順で低下した。(2)静脈平滑筋の薬物反応性における種差と部位差についてイヌ、サルの静脈標本を用いて、生理活性物質の反応性を比較し、その部位差より特性地図を求めた。イヌ静脈平滑筋はカテコラミン、セロトニン、プロスタグランジンF_<2α>、ヒスタミンの収縮物質の反応特性より大別して次の3群に分類される:(1)腹部の体幹部静脈群。(2)胸部体幹部、四肢、頸部の静脈群。(3)胸部体幹部静脈と上肢・頸部を連結する静脈群。アセチルコリン、アイソプロテレノ-ル、アデノシン、ATPの血管弛緩物質の反応性からも同様な部位の分類ができた。サル静脈平滑筋の薬物反応性より同様な特性地図を求めたところ、イヌと違って胸部体幹部静脈と直結する上肢、頸部の静脈群に特異的な反応性は認められなかった。これは四脚動物と立位動物の薬物反応性への差異を反映しているものかもしれないことが推測された。静脈系とは末梢に貯留した血液を心臓に戻すための導管系として働いているばかりでなく、経壁内圧の変化や神経・体液性調節状態の変化によって壁平滑筋の緊張を変え、血液量の再分配を引き起こし、右心房の充満圧や心拍出量を調節している臓器としての作用をも有する。このように、静脈系は循環動態の調節機構における制御臓器として重要な役割を果していることがわかる。そこで今年度は、この静脈系の神経支配の種差、部位差を中心に体系的に解析し、下記の事実が判明した。静脈壁にはその神経末端に大小含粒小胞を持った無髄神経が存在した。その分布特性は動脈系と異なり、静脈壁全体に及んだ。グリオキシル酸法を用いて、中型から大型の静脈壁に分布するアミン作動性神経の分布様式の部位差と種差を検討した。サル下大静脈(横隔膜直下部)の全体標本には、途中にバリコシィティを持った蛍光線維が網目状に分布し、スペクトル分析よりこの蛍光はノルアドレナリンであることが確認された。横隔膜より下部のサル静脈系におけるアドレナリン作動性神経の分布様式を解析した。実験は一定規格(0.1×0.1mm)の静脈標本に認められた蛍光線維数の10区画平均より分布密度を3グループに分類した。分布密度が最も高い(>10)部位は、門脈、腎静脈、腹部下大静脈、総腸骨静脈、皮下を走行する外側伏在静脈であった。また二尖弁の上流部は通常やや膨隆し、その部位への神経支配は特に緻密となっている傾向が認められた。深部の四肢静脈は一般にアドレナリン作動性神経の分布密度は低下する傾向が認められた。

特に外側伏在静脈の内、骨格筋の筋群間を走行する部位でアドレナリン作動性神経の分布密度は最も低値を示した。こうした部位差は、定性的にはイヌ、ウサギにおいても同様に認められた。しかしながら、同名の静脈におけるアドレナリン作動性神経の分布密度の絶対値はサル、イヌ、ウサギの順で低下した。イヌならびにサルの体幹部、四肢、頚部の静脈標本を用いて静脈平滑筋に及ぼす生理活性物質の反応性を解析し、その部位差について比較検討し特性地図を描いた。(1)イヌ静脈平滑筋はカテユ-ルアミン、セロトニンに対してきわめて高い感受性を有し、部位によりほとんど差異が認められない。反対にプロスタグランジンF_<2α>とヒスタミンは部位によって著しい反応性の違いを示した。すなわち、カテコ-ルアミンの反応量に比べて、ヒスタミン・プロスタグランジンF_<2α>の反応量がきわめて低い腹部の体幹部静脈群、プロスタグランジンF_<2α>の最大反応量がカテコ-ルアミンのそれにほぼ匹敵する胸部体幹部、四肢、頚部の静脈群。さらにプロスタグランジンF_<2α>やヒスタミンの最大反応量がカテコ-ルアミンのそれの約1.5/2倍程度にまで到達する胸部体幹部静脈を連結する上肢、頚部の静脈群に別けられる。(2)血管弛緩物質(アセチルコリン、アイソプロテレノ-ル、アデノシン、ATP)の反応性を用いてイヌ静脈平滑筋の反応を比較検討したところ、上記収縮物質と同様の特性地図を呈した。(3)サル静脈平滑筋の反応性を血管収縮物質を用いた特性地図で解析した。その結果イヌ同様、大別して3群の静脈平滑筋特性が分類された。しかしイヌと違って胸部体幹部静脈を連結する上肢、頚部の静脈群においてその反応性に特異なところは認められなかった。(4)血管弛緩物質(アセテルコリン、アイソプロテレノ-ル、アデノシン、ATP)を用いたサル静脈平滑筋の薬物特性の分析においても収縮物質(カテコ-ルアミン、セロトニン、ヒスタミン、プロスタグランジンF_<2α>)で分類されたとほほ同一の部位において3種類の反応特異性を示す静脈平滑筋群に分類された。
ショウジョウバエ配偶行動の基盤をなす神経構築に関する分子遺伝学的研究

Jumpstartと呼ばれる方法で動く遺伝子、P因子を1個第2ないし第3染色体に挿入し、突然変異を誘発し、配偶行動に異常を来たした数系統を分離した。行動のバイオアッセイは二つの方法で行った。ひとつは、処女雌と一緒にされた雄の求愛歌を小型マイクロフォンにより記録するというものであり、もうひとつは、雌雄1匹ずつを1mlの容器にいれて肉眼で観察し、交尾に至るまでの潜時、および交尾持続時間を計測した。分離された配偶行動異常変異体のひとつ、spinsterは、処女雌が異常に強い交尾拒否行動をとるために交尾が稀にしか起こらない変異体である。spinsterのcDNAクローニングによって、この遺伝子は数個の膜貫通ドメインを持つ新規の膜蛋白質をコードしていることが分かった。この蛋白質は、神経伝達物質のモノアミン類を細胞内に取り込む働きをするトランスポーター蛋白質と一部類似した部分があった。また、satoriと名付けられた変異体は、雄が雌にまったく求愛せず、雄に対して求愛行動を示す同性愛系統である。唾腺染色体へのin situハイブリダイゼーションにより、P因子挿入部位を調べたところ、第3染色体の91Bにマップされた。satoriを既知の同性愛系統であるfruitlessと相補性検定にかけたところ、satori/fruitlessというヘテロ接合体の雄は他の雄に対して明瞭な求愛行動を示し、両者は相補的でなかった。一方この雄は雌に対しては求愛行動を示し中には交尾に至るものもあり、この点ではsatoriはfruitlessによって相補された。P因子に組み込んである大腸菌のβ-galactosidase遺伝子、lacZ、をレポーターとして利用し、β-galactosidaseを発現する細胞を組織化学的に染色したところ、脳の一部の細胞に発現が見い出された。この遺伝子の分子遺伝学的な解析は現在実行中である。今年度は、配偶行動の遺伝学的解析をすすめる第一段階として、P因子挿入系統の作出と,行動観察による変異体の分離を行った。mutatorとしてP〔mw^+〕を用いて約700系統、P〔lwB〕を用いて約1000系統を作出し、前者についてはその全て、後者については半数の行動スクリ-ニングを完了した。その結果、配偶行動異常突然変異体として次の2系統を分離した。242401;この系統は、交尾成功率が極端に低い変異体として分離された。1時間以内の交尾率は野生型では約70%であったが、242401ではわずか9%であった。類似の表現型を示すspinster(佐野弓子他、1991)と242401変異をヘテロにもつ個体を作出したところ、その交尾成功率は75%であった。すなわち両者の表現型は類似しているが、その変異は互いに相補的であるので、両者は異なったアレルと考えられる。376300:この系統は、交尾成功率0%の突然変異体として分離された。その原因が雌雄いずれにあるのかを明らかにするため、野生型の雌雄とペアにしたところ、376300系統の雌は野生型の雄と交尾したが、376300の雄は野生型の雌に対して全く求愛せず、したがって交尾もしなかった。ところがこの系統の雄は他の雄に対して求愛行動をとり、性的定位に異常を来たした同性愛変異であることが分かった。376300系統について、Xーgal法を用いてレポ-タ-遺伝子lacZの発現を組織化学的に調べたところ、脳の特定の細胞群に発現が見られた。

しかし、他の組織・器官でも発現が認められたので、今のところ、発現の見られた神経細胞群と同性愛行動とを直接関連付ける訳には行かない。また、P〔lWB〕内のBluescript配列をプロ-ブとして唾腺染色体へのin situ hybridizationを行い、P因子挿入点を染色体上で特定した。Jumpstartと呼ばれる方法で動く遺伝子、P因子を1個第2ないし第3染色体に挿入し、突然変異を誘発し、配偶行動に異常を来たした数系統を分離した。行動のバイオアッセイは二つの方法で行った。ひとつは、処女雌と一緒にされた雄の求愛歌を小型マイクロフォンにより記録するというものであり、もうひとつは、雌雄1匹ずつを1mlの容器にいれて肉眼で観察し、交尾に至るまでの潜時、および交尾持続時間を計測した。分離された配偶行動異常変異体のひとつ、spinsterは、処女雌が異常に強い交尾拒否行動をとるために交尾が稀にしか起こらない変異体である。spinsterのcDNAクローニングによって、この遺伝子は数個の膜貫通ドメインを持つ新規の膜蛋白質をコードしていることが分かった。この蛋白質は、神経伝達物質のモノアミン類を細胞内に取り込む働きをするトランスポーター蛋白質と一部類似した部分があった。また、satoriと名付けられた変異体は、雄が雌にまったく求愛せず、雄に対して求愛行動を示す同性愛系統である。唾腺染色体へのin situハイブリダイゼーションにより、P因子挿入部位を調べたところ、第3染色体の91Bにマップされた。satoriを既知の同性愛系統であるfruitlessと相補性検定にかけたところ、satoril fruitlessというヘテロ接合体の雄は他の雄に対して明瞭な求愛行動を示し、両者は相補的でなかった。一方、この雄は雌に対しては求愛行動を示し中には交尾に至るものもあり、この点ではsatoriはfruitlessによって相補された。P因子に組み込んである大腸菌のβ-galactosidase遺伝子、lacZ、をレポーターとして利用し、β-galactosidaseを発現する細胞を組織化学的に染色したところ、脳の一部の細胞に発現が見い出された。この遺伝子の分子遺伝学的な解析は現在実行中である。
小児期からの新しい歯周病予防プログラムの確立ならびに基礎的研究

本研究の目的に同意の得られた小児78名とその小児の家族18名を対象に、P.gingivalisの検出を16S rRNA遺伝子および線毛遺伝子のプライマーを用いたPCR法により行った。さらに、線毛の型別による親子間での伝播の可能性についても検討を加えた。その結果、小児口腔内のプラークサンプルにおけるP. gingivalis 16S rRNA遺伝子の増幅によるP.gingivalisの検出では、78名中63名(80.8%)に検出が認められた。P. gingivalis線毛遺伝子の増幅を16S rRNAプライマーを用いてP. gingivalisの検出が認められた小児63名について行い、その結果、69.8%の小児がI型線毛株のみを有しており、全体ではP.gingivalisの検出が認められた小児の76.2%がI型線毛株を有していた。II型線毛株は、単一株での検出は認められなかったものの、I型とともに検出された小児が2名(3.2%)認められた。III型線毛株は、単体あるいはI型とともに4名(6.3%)から検出されたが、IV型線毛株は検出されず、線毛遺伝子で増幅の認められなかったものが20.6%あった。線毛の型別によるP. gingivalisの伝播経路については、10家族を対象にPCR法を行った結果、9家族において母親とその子供の線毛型は一致し、母子間での垂直伝播が起こっていることが示唆された。しかし、子供が保有している線毛型を母親が保有していない家族も1例認められ、P. gingivalisが母親以外からも伝播することが示唆された。神奈川歯科大学小児歯科外来に来院した小児50人(114歳)の上下顎臼歯部より滅菌探針を用いてプラークを採取した。プラークは採取後、DNAの抽出まで-20°Cにて保存した。プラーク細菌のDNA抽出には、ISOPLANTを用い、マニュアルに従って、DNAを抽出した。16S rRNA遺伝子の増幅には、Ashimotoらが報告した特異的プライマーを使用した。DNAの増幅は、95°C5分間加熱変性後、95°C30秒、60°C1分、72°C1分を35サイクルで行った。そして、PCR反応を終了したDNAとともにsmart ladderを分子量マーカーとして1.5%アガロースゲル電気泳動で分離し、0.5μg/mlのエチジウムブロマイドで、染色、脱色後、紫外線照射装置を用い、写真撮影を行って増幅DNA断片の検出を行った。その結果、Porphyromonas gingivalisは50人中36人から検出され、検出率は72%であった。Treponema denticolaは50人中19人から検出され、検出率は38%であった。男女別に見ると、P.gingivalisは男児29人中20人(69%)、女児21人中16人(76.2%)から検出された。T.denticolaは男児29人中10人(34.5%)、女児21人中9人(42.9%)から検出された。歯列別にみると、乳歯列期では、8人中P.gingivalisが6人(75%)から検出されたが、T.denticolaは検出されなかった。混合歯列期では、36人中P.gingivalisが26人(72.2%)、T.denticolaが13人(36.1%)から検出された。永久歯列期では、6人中P.gingivalisが4人(66.7%)、T.denticolaが6人(100%)から検出された。T.denticolaは、乳歯列期では検出されなかったという興味ある知見が得られた。