hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CMBにおける局所超低速度異常領域のグローバルマッピング

核-マントル境界において,ScS波反射点とSKS波入射点が近い領域内にある地震-観測点ペアを同時にアレイ解析の手法を使って解析した.特にトンガ・ケルマデックで起きた地震に関して日本と中国の観測点で得られたScS波に特徴的な走時の遅れが観測されたので,詳細に解析した.観測S波波形からScS波,SKS波の合成波形を伝搬経路の違いによる物理分散の補正を施すことで作成し,観測波形との相関法にてScS波-S波,SKS波-S波走時差測定方法を1997年-2014年間の19地震に適用した.その測定値はSKS-Sはほとんど走時異常がない(2秒程度)のに対しScS-Sは大きな正の走時異常(510秒)を示した.これはScSの核反射点に大きなS波速度異常があるがその周囲のSKSが核に入射または核から射出する点の付近ではS波速度異常がないことを表す.これらの測定値を既存の3次元S波速度をもとに有限波長効果を考慮した走時インバージョンを行い核-マントル境界のローカルなS波速度低速異常を推定した.その結果太平洋LLSVPにの西端にニューギニアから北東方向へ線状に伸びるS波低速度異常でで説明されることが分かった.その以上の特徴として:1)北東ー南西方向には長く、北西ー南東方向に狭いridge状のである,2)5%Sを超えるS波速度異常である,3)太平洋LLSVPの本体とはノーマルな領域で隔てられている,4)異常は核-マントル境界上200kmを超えては上方に伸びていない.挙げられる.得られた速度構造をもとに地震波形を計算したところ、初期モデルに使用した既存モデルよりも観測波形を再現することが示された.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の特徴は,核-マントル境界において,ScS波反射点とSKS波入射点が近い領域内にある全ての地震-観測点ペアを同時にアレイ解析の手法を使って解析することにある.そのため,2009年ー2015年のマグニチュード6.0以上で震源が100kmより深い地震の震央距離およそ6090度にあるグローバル波形データを収集した.それらをScS波反射点,SKS波入射点の場所という観点から核-マントル境界を20°×20°のブロックにグループ分けをする前処理を実施した.その結果,ニューギニアから北東の太平洋下,ちょうど太平洋Large low-shear-velocity provinceの西端にあたる場所に反射点を持つScS波に特に顕著な走時の遅れが観測され,これらはトンガ・ケルマデックで起きた地震を日本や中国東部で観測した場合にのみに観測される特徴であることが分かった.いずれの場合もSKS波では大きな走時異常が見られず,SKS波の核入射、射出点間のScS波反射点付近における核-マントル境界直上の極めてローカルな低速度異常が原因であると考えられる.またScS波反射点がニューギニア島にかかるとScS波走時異常は見られなくなり、異常が急激に変化することが分かった.定量的に核-マントル境界のローカルなS波速度異常を見積もるために観測S波波形からScS波,SKS波の合成波形を作成し,観測ScS波,SKS波波形とそれぞれ相関を取り、ScS波-S波,SKS波-S波走時差測定を行った.その結果SKS波-S波走時差の異常が±2秒以内であるのに対し,ScS波-S波走時差異常は6秒を超え大きいものでは10秒ほどになることが分かった.本研究では次のステップを踏んでCMBの局所的構造を詳査する計画である.1可能な限りの広帯域地震波形データを収集し,大量データの前処理を行い解析の準備をする.2地震波形解析によるScS波ーS波およびSKS波ーS波走時差測定.ScSーS,SKSーS走時異常の地域性,規模,異常振幅等を特定する.3観測された走時異常のフォワードモデリングによるCMB構造の決定.4地震波形フォワードモデリングによるCMB微細構造の決定.段階1に関して,核-マントル境界(CMB)において,ScS波反射点とSKS波入射点が近い領域内にある地震-観測点ペアを同時にアレイ解析の手法を使って解析することため,2009年ー2015年のマグニチュード6.0以上で震源が100kmより深い地震の震央距離およそ6090度にあるグローバル波形データ収集を完了させた.段階2に関してScS波に特に顕著な走時の遅れが観測されたニューギニアから北東の太平洋下にScS波反射点がある地震-観測点ペアに対して,波形相関法でScS波ーS波およびSKS波ーS波走時差測定を行った.以上現在までの進捗状況は当初の計画通りである.核-マントル境界において,ScS波反射点とSKS波入射点が近い領域内にある地震-観測点ペアを同時にアレイ解析の手法を使って解析した.特にトンガ・ケルマデックで起きた地震に関して日本と中国の観測点で得られたScS波に特徴的な走時の遅れが観測されたので,詳細に解析した.観測S

波波形からScS波,SKS波の合成波形を伝搬経路の違いによる物理分散の補正を施すことで作成し,観測波形との相関法にてScS波-S波,SKS波-S波走時差測定方法を1997年-2014年間の19地震に適用した.その測定値はSKS-Sはほとんど走時異常がない(2秒程度)のに対しScS-Sは大きな正の走時異常(510秒)を示した.これはScSの核反射点に大きなS波速度異常があるがその周囲のSKSが核に入射または核から射出する点の付近ではS波速度異常がないことを表す.これらの測定値を既存の3次元S波速度をもとに有限波長効果を考慮した走時インバージョンを行い核-マントル境界のローカルなS波速度低速異常を推定した.その結果太平洋LLSVPにの西端にニューギニアから北東方向へ線状に伸びるS波低速度異常でで説明されることが分かった.その以上の特徴として:1)北東ー南西方向には長く、北西ー南東方向に狭いridge状のである,2)5%Sを超えるS波速度異常である,3)太平洋LLSVPの本体とはノーマルな領域で隔てられている,4)異常は核-マントル境界上200kmを超えては上方に伸びていない.挙げられる.得られた速度構造をもとに地震波形を計算したところ、初期モデルに使用した既存モデルよりも観測波形を再現することが示された.昨年度,ニューギニアから北東の太平洋下に反射点があるScS波に顕著な正の走時異常が見られ,ScS波ーS波およびSKS波ーS波走時差測定を行った.今後はこの測定値を使って観測された走時異常のフォワードモデリングによる核-マントル境界構造の推定,さらにはインバージョンによる核-マントル境界構造の決定を行う.さらに解析をグローバルへと展開する.前処理によって,ScS波反射点をもとに核-マントル境界上20°×20°ブロックで分けたグループ毎にScS波およびSKS波に異常があるか否か,ある場合にはどのような異常があるかを見極める.見出された異常に応じた解析を行い、必要な場合は波形スタッキング等を施す.スタッキングに関しては予想以上に信号雑音比が小さくScS波がクリアに観測されない領域があり,データ量を増やす必要性が見られた.これまでは収集する波形データをsS波,pS波などの地表反射波とScS波がオーバーラップするのを避けるため震源が100kmより深い地震に限っていたが,S波とsS波,pS波がほぼ同時に到達するような浅い地震に対象を広げデータ収集を行い,データ量を増やす.核-マントル境界における走時異常に加え,地震波形に何らかの特徴が見られた場合,観測された波形変化を生じさせる複雑な構造を明らかにするため波形フォワードモデリングを行う.得られたモデルに対して,数値シミュレーションや化学的解釈モデルとの比較,室内実験による結果など,他の研究を含めた総合的な解釈を施す.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
四肢再生における幹細胞システムと再生能力

本年度も昨年度に引き続き、無尾両生類アフリカツメガエルにおける不完全四肢再生の原因をパターン形成の面と組織分化の面から調べた。まずパターン形成については、本来上腕部と自脚部を形成すべき再生芽が、アフリカツメガエルではそれぞれの部位を形成するのに必要なHox遺伝子の発現を再現しておらず、とくに基部から先端にかけての形態形成が途中で滞っていることを見出した。さらに前後軸形成に必須のshh遺伝子の発現不全が見られることも見出した。これは形態を完全に再生できるはずの幹細胞である再生芽細胞が、正確な分化を起こすことができないことがアフリカツメガエルの不完全四肢再生の原因のひとつである可能性を示唆している。また組織分化については、筋肉分化について調べ、論文として発表した。このことは、再生芽は筋肉を再生・分化させる能力を持っているが、材料となる筋肉前駆体細胞が存在しない可能性を示している。再生幹細胞の形成における神経因子の影響について詳しく調べた。再生幹細胞形成時に除神経を行うと形成不全になるが、その原因が細胞増殖異常と細胞死によること、またいくつかの遺伝子発現が不全になることを見出した。また、いくつかの遺伝子発現は除神経によって影響を受けないことから、再生幹細胞形成には神経因子依存的に行われるイベントと、非依存的に起こる内容があることがわかった。現在、論文投稿準備中である。本年度は、無尾両生類アフリカツメガエルにおける不完全四肢再生の原因をパターン形成の面と組織分化の面から調べた。まずパターン形成については、本来上腕部と自脚部を形成すべき再生芽が、アフリカツメガエルではそれぞれの部位を形成するのに必要な遺伝子発現をしておらず、とくに基部から先端にかけての形態形成が途中で滞っていることを見出した。また組織分化については、筋肉分化について調べた。アフリカツメガエルの四肢の再生体には筋肉がほとんど全く含まれていない事を確認し、さらに筋肉形成に必要な遺伝子発現が再生がにおいて観察されないことがわかった。しかし、筋肉再生の細胞供給源の可能性が示唆される筋衛星細胞を肢再生芽に移植すると顕著な筋肉分化が見られた。このことから再生芽の環境自体には筋肉分化を阻害する要素はないことがわかった。また筋肉細胞の誘引因子のひとつであるHGFの添加によっても筋肉組織を誘導することに成功した。アフリカツメガエルを実験材料とするメリットのひとつである、トランスジェニック動物の作成により、上の2つの事柄についてより詳しい解析を続けている。
中国農村の組織デザインへの比較制度分析－高齢化する農村社会にむけて－

中国は著しい経済発展を成し遂げた。しかしその一方で、発展から取り残された農村部はさらに高齢化、過疎化が急激に進み、消失してしまう危険さえある。中国政府は協同組合である農民専業合作社の設立を代表とする、組織制度の改革でこれに対応しようとしている。本研究では、中国・湖南省の合作社社員農家を対象に、合計約600戸の農家に対する面接調査を実施し、そのデータを新制度経済学の枠組みにおいて計量経済学的に分析して特徴を洗い出し、中国農村の望ましい組織デザインを提示した。平成25年11月に4週間近くにわたり現地調査を実施した。対象は、中国湖南省長沙市周辺農村である。前年位引き続き、農民専業合作社の実態を調査するとともに、社員、非社員に対し面接調査を行った。その結果を因子分析ならびに共分散構造分析を用いて分析している。項目を、特殊性、有能性、暗黙知、脅威、評価、依存度、関係、固定度、要求、満足として、それを観測変数とし、潜在変数をとらえようとしている。中国農村の合作社の形成において、能力=有能性が成果に対してプラスに働くyだけでなく、暗黙知を通して動的取引費用が発生するためにマイナスにも働くことを因果関係を示して実証しようとしている。まず4月より、中国農村組織の基礎となる農民専業合作社に関する情報の、日本国内で獲得した資料やインターネットを用いて収集に努めた。同時にこれら資料の中国語からの翻訳を行い、研究の問題発見と調査項目を絞り込んだ。ここで得られた視点から、9月に中国農村で、合作社に対する聞き取り調査を行った。カウンターパートの都合から、本年は湖南省を対象に調査している。カウンターパートの中南大学にて、調査の立案を立て、できるだけ事例を集める必要があるので、長沙市と、湖南省中部にあるChenzhou市において、合作社を訪問し理事長、理事、参加農家に対する聞き取りを行った。帰国後に、同行した大学院生とともに、聞取り調査内容から、現場での問題点を探り出し、中国語によるレポートを作成して、現地協力機関へ送付している。また、次年度の本調査に向けての質問票のデザインをどうするのかの検討を続けた。同時に組織デザインの理論モデル化のために、比較制度分析の枠組みで検討を続けた。本年度は、当初予定していた現地調査は行わず、過去に中国農村にて収集した農家経済情報、農民専業合作社情報の整理を行い、理論を構築し、その実証を行った。すなわち、面接調査によって得られた項目、尺度を用いて、その回答から、作成した尺度の妥当性と信頼性、そして構成概念の妥当性を確認的因子分析をもとに検討した。さらに確認された独立変数と従属変数をもとに、重回帰分析、単純傾斜分析、共分散構造分析を用いて、(1)合作社と農民の人間関係が特殊的であっても、参加程度には関わり合いがない、(2)合作社が有能であると、より参加程度を強める。(3)人間関係が強いほど、参加程度が高まる、(4)合作社の有能性を求めて参加するためには、人間関係に支えられる必要がある、という参加要因に関する仮説の検証を行った。この成果は、「中国・農民専業合作社への参加要因の実証の試みー中国的特徴の視点からー」『京都大学生物資源経済研究』No.19、1-14頁、2015年、として発表した。そして、関係研究者に配布し、コメントをいただき、この理論の精緻化に役立てるために、この結果を含めたこれまでの成果を統合して書籍として刊行した(『農村の新制度経済学ーアジアと日本ー』日本評論社、1-344頁、2015)。さらに、このコメントを参照に調査項目の改善をはかり、中国農村での組織化を対象として書籍で提示した理論に基づいた臨地調査を行い、その実証を行う。まず4月より、主要な中国農村組織である農民専業合作社に関する、当研究でこれまで現地調査にて収集した情報、データを整理した。これをもとに、合作社の組織デザインに関する合作社社員に対する面接調査の質問項目を設計した。それは、1「社員の家計特性」、2「社員の組織参加」、3「参加程度による社員の投資行動の相違」に関する項目(7段階での回答)からなっている。設計ではマーケティングリサーチの手法を基礎としている。さらに、研究協力者・李妍蓉(京都大学大学院生)が研究代表者・浅見淳之の指示のもと、また現地の中南大学の調査協力のもと、7月23日より9月4日まで、中国湖南省の農村部での合作社社員に対し、この調査票を用いた面接調査を行った。浅見淳之は8月8日より8月16日まで現地に入り、面接調査とともに調査執行の調整を行っている。調査では、各村の幹部に調査補助をお願いしたが、同時に調査を理解する過程で、村幹部と農民に対し経営分析手法の研修ともなった。湖南省・永州市、チン州市、長沙市での、14の農民専業合作社を対象とし、全部で567戸の社員農家に面接調査を行うことができた。ここで得られた質問回答をデータベース化して、因子分析、回帰分析、共分散構造分析を行っており、比較制度分析理論に基づいて、合作社の規範的な農村組織デザインを設計している。特に、合作社への出荷程度と、依存度、資産特殊性、不確実性、ケイパビリティ、ホールドアップなどの要因に因果関係がみられると予想され、その因果の程度から組織デザインを検討している。

中国政府は協同組合である農民専業合作社の設立を代表とする、組織制度の改革でこれに対応しようとしている。本研究では、中国・湖南省の合作社社員農家を対象に、合計約600戸の農家に対する面接調査を実施し、そのデータを新制度経済学の枠組みにおいて計量経済学的に分析して特徴を洗い出し、中国農村の望ましい組織デザインを提示した。計画では、本年度中に中国湖南省で合作社社員に対する面接調査を行う予定であった。しかし8月の調査の計画中に、主たる調査協力者の大幅な異動があり、本年度中には調査を実施することが困難であることが判明した。ただし、研究体制の見直しをはかり、次年度以降は別の担当者との研究協力において現地調査を行えるようになった。したがって本年度は、現地調査よりもむしろこれまで収集したデータに基づく分析、理論の構築に主眼をおき、その成果を書籍や論文として刊行した。農業経済学本年度に発表した論文、書籍の配布によりコメントを受けており、調査項目の大幅な改善が期待できる。調査協力者との関係を密にして、来年度は8月、9月に綿密な現地調査を行う。さらにそこで得られた成果をもとに翌年3月に補足調査を行うとともに、中国の関係機関でその成果を中国語と英語で発表し、中国農村の発展戦略に資することを予定している。目的に対応して、実際に面接調査を実施しほぼ目的を達成している。ただし因果モデルがうまく作成できないので、質問項目に問題があると考えられ、これを改善をして次年度にさらなる面接調査を行う。複数の事例調査は、詳しくその実態を聞き出すことができた。しかし、9月12日からの反日暴動によって、調査協力や政府機関などでの調査を断られ、十分な調査成果が得られたとは言えない。それでも、事例数は計画時よりも減ったが、少数の事例を綿密に検討することで、次年度以降の調査研究につなげることができた計画では、本年度中に中国湖南省で合作社社員に対する面接調査を行う予定であった。したがって、次年度に予算を持越し、次年度に調査をするために、次年度使用額が生じた。本年度の調査では、面接した農民に、質問項目が理解できない状況が発生した。これを解決して、よりわかりやすい質問項目を作り直し、次年度の面接調査を行う。引き続き得られた資料、調査結果から問題点と特徴を探る。8月までに、これらの問題点をもとにした、調査項目を整理し中国語に翻訳し、9月に湖南省の代表的な合作社のある村2村を選び、その村民に対し面接調査を行う。得られた調査結果をもとに、パス解析ならびに共分散構造分析によって、その組織デザインの特徴を探る。これらの現地調査のために、旅費、大学院生の手伝い、現地中南大学の学生、教員のための支払いのために研究費が必要である。調査項目の大幅な改善したのち、来年度は8月、9月に綿密な現地調査を行う。
物理療法の鎮痛・知覚閾値の変化についての機序の解明

【研究の目的】本研究はリウマチ性疾患の疼痛や異常感覚に対する温熱刺激と電気刺激の鎮痛効果とその作用機序について、交感神経性皮膚血流反応(SFR)および交感神経皮膚反応(SSR)による皮膚交感神経活動に及ぼす影響と、知覚閾値の変化について電流知覚閾値装置(CPT)を用いて解明することを目的とした。【対象と方法】対象は外来通院中の痛みや異常感覚を訴えるリウマチ性疾患患者30名(平均年齢59.7±12.5歳)。また痛みを自覚していない健康成人18名(平均年齢32.4±1.6歳)をコントロール群として全例から文書にて、検査および目的について同意を得た。なお本研究は当大学の倫理審査を経たものである。温熱療法はホットパック、赤外線を使用。電気刺激は低周波鍼通電療法を行い、刺激時間はそれぞれ15分間。週1回の治療を3ヶ月間行った。測定方法は交感神経性皮膚血流反応(SFR)はレーザードップラー血流計(ALF21)を用い、電気刺激による血流変化を記録。交感神経皮膚反応(SSR)は電気刺激による電位変化を導出し、0.51000Hzのバントパスフィルターでノイズを除去し記録した。電流知覚閾値装置(CPT)は上肢は示指、下肢は第1趾、第2趾遠位端において、2000Hz、250Hz、5Hz時の電流を知覚したレベル(mA)をもってCPTを測定した。患者自身の評価は疼痛スケール(pain relief scale)の経時的変化を総合した痛み改善度とQOL評価法(SF-36)をendpointとした。【研究結果】痛みを有するリウマチ性疾患患者に対して電気刺激を行うと、温熱刺激よりも皮膚交感神経活動の抑制と皮膚血流の増加及び痛覚閾値の上昇を認めた。この反応は健常者を対照とした電気刺激では若干の変化がみられるものの、リウマチ性疾患患者のような有意な差は認められず、病的な状態であることでより変化を起こしやすい結果となった。この反応には2つの機序が考えられる。1つは軸索反射機序による血管拡張であり、もう1つは皮膚血管を支配する皮膚交感神経の緊張の抑制による血管拡張である。今回の結果からは局所の軸索反射によるものと皮膚血管を支配する皮膚交感神経の緊張の抑制による両者の血管拡張機序が考えられた。また痛覚閾値で5Hz(C線維)が有意に上昇したことから侵害刺激として感じるSecond Painに対しては閾値の上昇をもたらす可能性があり、神経障害が広範囲に拡がる前の細い無髄神経が障害される時期には治療効果が期待できることが示唆された。以上のことから電気刺激は筋収縮運動を引き起こすことによって筋代謝および筋ポンプ作用を亢進させると共に神経性調節及び液性調節によって皮膚血流および筋血流を増加させることが示唆され、鎮痛機序に関与する求心性神経を効率的に刺激することが痛覚閾値を上昇させる効果につながったものと考える。さらに心拍数や血圧は電気・温熱刺激においてほとんど変化は認められなかったことから、心機能の変化を引き起こすような全身的な影響は少なく、臨床上高齢者や心疾患等を持つ患者にも適応でき、簡便で鎮痛効果が期待できる治療法と考える。

今回の結果からは局所の軸索反射によるものと皮膚血管を支配する皮膚交感神経の緊張の抑制による両者の血管拡張機序が考えられた。また痛覚閾値で5Hz(C線維)が有意に上昇したことから侵害刺激として感じるSecond Painに対しては閾値の上昇をもたらす可能性があり、神経障害が広範囲に拡がる前の細い無髄神経が障害される時期には治療効果が期待できることが示唆された。以上のことから電気刺激は筋収縮運動を引き起こすことによって筋代謝および筋ポンプ作用を亢進させると共に神経性調節及び液性調節によって皮膚血流および筋血流を増加させることが示唆され、鎮痛機序に関与する求心性神経を効率的に刺激することが痛覚閾値を上昇させる効果につながったものと考える。さらに心拍数や血圧は電気・温熱刺激においてほとんど変化は認められなかったことから、心機能の変化を引き起こすような全身的な影響は少なく、臨床上高齢者や心疾患等を持つ患者にも適応でき、簡便で鎮痛効果が期待できる治療法と考える。【研究の目的】本研究はリウマチ性疾患の疼痛や異常感覚に対する温熱刺激と電気刺激の鎮痛効果とその作用機序について、交感神経性皮膚血流反応(SFR)および交感神経皮膚反応(SSR)による皮膚交感神経活動に及ぼす影響と、知覚閾値の変化について電流知覚閾値装置(CPT)を用いて解明することを目的とした。3年計画の1年目はコントロールデータとして健常成人を対象に行った。【対象と方法】対象は健康成人18例(32.4±1.6歳)で、検査室にて安静時と温熱・電気刺激後の交感神経皮膚反応(SSR)と皮膚血流(レーザードップラ血流計)を記録し、電流知覚閾値測定(CPT)も上肢は第2指もしくは下肢は第1趾、第2趾遠位端において、2000Hz、250Hz、5Hzの電流を感じたレベル(mA)をもって測定した。温熱刺激はホットパックや赤外線を使用、電気刺激は経皮的電気刺激や低周波鍼通電刺激を行った。刺激部位は膝関節部、足関節部とし、日を変えて2回の測定を行った。電気刺激の頻度は1Hz、刺激強度は筋収縮が観察でき、疼痛を感じさせない程度の強さとし、刺激時間は15分間とした。【研究結果】健常成人において温熱・電気刺激を行うと皮膚交感神経活動は刺激前と比べ減少するものの有意差は認めず、皮膚血流量は両刺激により増加するが、電気刺激群が温熱刺激と比べ有意な増加を認めた。またCPTによる知覚閾値および痛覚閾値は、知覚閾値においてAβ線維(2000Hz)、Aδ線維(250Hz)、C線維(5Hz)では刺激前後の変化や左右の比較で有意差は認められなかった。しかし、電気刺激群で痛覚閾値においてC線維(5Hz)で刺激前後の変化で有意差が認められた。以上より電気刺激は単なる温熱効果以外に、刺激による自律神経(中枢を介した)への作用がある可能性を示唆した。また、C線維の痛覚閾値が有意に変化したことは電気刺激により侵害刺激として感じるSecond painに対しては閾値の上昇をもたらす効果が期待できた。3年計画の2年目はリウマチ性疾患に対して行った。【対象と方法】
ガスセンシング材料用としての機能性マイクロ/ナノ構造を有する金属酸化物の調製

本研究は、高度な自動車排ガス用センサあるいは環境モニタリング用ガスセンサの構築を最終目標とし、酸化物系薄膜材料の作製法、微細構造、表面物性の最適化とセンサ材料の結晶構造、電気化学特性の評価・検討を行うものである。今年度は、昨年度に見出したイットリア安定化ジルコニア(YSZ)とAuメッシュ/Pt検知極を組み合わせた環境モニタリング用水素センサについて、ガス応答特性の改善を行った。また、YSZセンサにおけるNOx検知メカニズムの解明を目指し、VASPを用いたコンピューターシミュレーションを行った。まず、Auメッシュ/Pt検知極を用いた新規な水素センサについて、特性改善を行った。本素子の水素選択性および応答回復速度は十分ではなかったため、Auメッシュ/Pt上へYSZ層を形成した後、550°Cで2ヶ月間安定化したところ、水素に対する高選択性と高速応答性が得られた。本素子は、大気環境条件下(21vol.% 02および1.35vol.%H2O)においても40400ppmの低濃度水素を再現性良く検知可能であった。次に、YSZセンサにおけるNOx検知メカニズムを明確にするため、YSZ(111)およびYSZ+0(111)表面におけるNOx(NO,NO2)の吸着状態について、密度関数理論(DFT)を用いたシミュレーション解析を行った。その結果、作動温度500°CではYSZ+0(111)表面の吸着NOおよび吸着NO2は、YSZ表面の酸素原子(0)と反応することでそれぞれNO2およびNO3(あるいはNO+O2)として脱離することが分かった。一方、YSZ(111)表面では、吸着NOと吸着NO2の物理的な吸着脱離反応が進行することが分かった。今年度は、YSZ型ガスセンサにおいて良好なセンサ特性を得るための重要な因子である検知極材料の調製法として、環境負荷が低くマイクロ・ナノ構造の形成が可能な、水溶性溶液中におけるゾルゲル法を適用することで、特異的なガス検知能を有するセンサの開発を目指して研究を行い、以下のような結果を得た。まず、シリンジポンプにより水溶液系での反応を制御することで合成したNiOおよびZnOについて、走査電子顕微鏡を用いて検知極構造を観察したところ、両検知極において目的とするポーラスな構造を有するサブマイクロサイズの酸化物粒子が確認された。そこで、これらをYSZ型素子の検知極材料として適用し、一般的な排ガス環境条件下(5vol.%H_2O、5vol.%O_2)において、ppmレベルの種々のガス(CO、C_3H_8、NO、NO_2、H_2、CH_4、C_3H_6、NH_4)に対する応答特性を調べたところ、ZnOを検知極として用いた素子が、550°C-700°Cという高温下においても炭化水素およびNO_2に対して高い感度を示した。また、ZnOをベースとしてNi^<2+>を5mol.%添加することで、感度を約2倍に増加させることに成功した。本ZnO(+5mol.%NiO)素子の炭化水素およびNO_2に対する90%応答時間はいずれも約1分と比較的迅速であることも分かった。本研究は、高度な固体電気化学式ガスセンサの構築を最終目標とし、酸化物系薄膜材料の作製法の検討、微細構造、表面物性の最適化、およびセンサ材料の結晶構造や電気化学特性の評価を行うものである。今年度は、昨年度に見出したイットリア安定化ジルコニア(YSZ)センサ用検知極材料の調製法の検討結果に基づいて作製した、マイクロ・ナノ構造を有するCuO検知極素子について、ガス応答特性の評価を行った。また、YSZセンサのガス応答メカニズムを明確にする目的で、スーパーコンピュータによるシミュレーション解析を行った。まず、種々の検知極材料を用いたジルコニアセンサの作製と特性評価を行った。ゾルゲル法により合成したCuO微粒子を、検知極層としてYSZ上へ形成することで、種々の被検ガスの中でも、特にNO_2を高感度、高選択的に検知可能であることを明らかにした。次に、高選択的水素センサを作製するため、Pt検知極上へ金メッシュを付加したところ、10ppmという低濃度水素の検知に成功した。さらに、金属酸化物検知極を用いたYSZセンサにおけるガス検知メカニズムを検討するため、シミュレーションによる理論的モデリングを行った。具体的には、NOx検知におけるYSZの役割を明らかにするために、酸素イオン濃度の異なる2種類のYSZ(111)表面へのNOx(NO,NO_2)の吸着状態について、密度関数理論に基づいたスーパーコンピュータによる原子レベルでの理論的解析を行った。その結果、YSZ中の酸素イオン濃度が高い場合にNOxとより強い相互作用を起こすことがわかった。

本素子の水素選択性および応答回復速度は十分ではなかったため、Auメッシュ/Pt上へYSZ層を形成した後、550°Cで2ヶ月間安定化したところ、水素に対する高選択性と高速応答性が得られた。本素子は、大気環境条件下(21vol.% 02および1.35vol.%H2O)においても40400ppmの低濃度水素を再現性良く検知可能であった。次に、YSZセンサにおけるNOx検知メカニズムを明確にするため、YSZ(111)およびYSZ+0(111)表面におけるNOx(NO,NO2)の吸着状態について、密度関数理論(DFT)を用いたシミュレーション解析を行った。その結果、作動温度500°CではYSZ+0(111)表面の吸着NOおよび吸着NO2は、YSZ表面の酸素原子(0)と反応することでそれぞれNO2およびNO3(あるいはNO+O2)として脱離することが分かった。一方、YSZ(111)表面では、吸着NOと吸着NO2の物理的な吸着脱離反応が進行することが分かった。今年度は、ゾルゲル法を用いた微細構造を有する検知極材料の合成とそのガス検知極材料への応用、およびコンピュータシミュレーションによるYSZセンサにおけるガス検知メカニズムの検討について計画したが、研究計画通りほぼ順調に進展している。まず、金メッシュとPt検知極を組み合わせたYSZセンサについて、そのH_2検知メカニズムの解明に取り組む予定である。また、本素子の作製プロセスおよび作動条件を最適化することで、H_2に対して高感度および高速応答性を示すセンサの開発を目指す。次に、今年度明らかにした理論的モデリングを用いたシミュレーションによるYSZ上へのNOx吸着について、温度変化による吸着状態への影響について検討を行う予定である。また、NOxに加えて、HCs(炭化水素)、H_2、COなどの種々のガス成分についてもシミュレーションによる検討を行う。さらに、高温条件下においても長期的な安定作動が可能なセンサ材料を作製するために、ゾルゲル法を用いたナノ/マイクロ構造を有する新規な検知極材料の調製を行う予定である。
PCR-SSCP法を用いたC型肝炎ウイルス変異の分析と治療効果との関連性の研究

C型慢性活動性肝炎のインターフェロン治療では投与前後の変異ウイルスの迅速な解析及び検討が治療効果予測に重要であると報告されている。しかしながらC型肝炎ウイルス(HCV)の変異解明のためには、最終的には塩基配列解析の作業が必要で、多大の時間、労力、経費を要する。そこで、1塩基の配列の差でも捉える事ができ、迅速、簡易なpolymerase chain reaction-single starandconformationpolymorphism(PCR-SSCP)法を用いて症例毎のHCV変異クローンの数を知り、臨床ウイルス学に基づいた治療法の一部として貢献する事ができるかどうかという事を検討する目的で本研究を施行した。治療前後の時期のC型肝炎患者血清からRNAを抽出、cDNAを作製し、変異が多い領域のhypervariable region 1(HVR-1)のcDNAをPCR法で増幅、dideoxy法にて塩基配列を決定、治療前後の変異クローンの数を検索した。また、同じ検体に対してPCR-SSCP法を施行、銀染色にて変異クローンのバンド数を検討した。PCR-SSCP法で得られたHCV変異クローン数の結果と、実際に施行して得られた塩基配列解析による変異クローンの結果とを比較検討したが、いずれの検体に於いてもPCR-SSCP法で認められるバンドの数は、塩基配列解析より得られた変異クローン数よりも少なく、変異クローン数の多少という点に関してはある程度の傾向が見られる症例も存在したが必ずしも全例というわけではなく、この方法で症例の変異クローン数を的確に捕捉できるという結果は得られなかった。PCR-SSCP法での各種要因を変更して実験を施行してみたが、いずれも同様の結果であった。ただ今回の研究では簡易さという点を重要視してmini gelを用い、塩基配列決定の際に使用するような大きな長いgelは用いていない。今回意図した目的の一つとは合致しないが、そのような方法を用いて検討する事やバンドを的確に視認するためらdetectionsystemを用いた検討が次のstepとして必要と考えられる。
三次元反ドゥジッター時空(AdS_3)中の弦理論

弦理論の近年の研究により、時間方向まで曲がった非自明な時空中の弦理論、ブラックホールの量子論、AdS/CFT対応と呼ばれる興味深い仮説等、様々な観点から3次元反ドゥジッター時空(AdS_3=SL(2,R))中の弦理論の重要性が注目されている。このSL(2,R)中の弦理論はボソニックな場合SL(2,R) WZWモデルというモデルで記述さる。このモデルはsl_2カレント代数の対称性を持ち、モデルを理解する上で、このような対称性を持つ共系場理論のより一般的な解析が有用と考えられる。今年度は、前年度の相関関数の研究に基づき、このような共系場理論における演算子積(OPE)に関する研究をおこなった。SL(2,R)中の弦理論を議論する際には、sl_2のhighest weight表現に属するプライマリー場を正しく扱うことが重要である。そのため、まず、sl_2のweightが明確なプライマリー場の2点、3点関数を特別な場合に求め、それらを用いてこうしたプライマリー場のOPEを議論した。その結果、sl_2の縮退表現に属するプライマリー場を含む場合に、sl_2のweightが明確でないプライマリー場を用いた議論で見られた問題点が解決され、正しいOPEが得られることを示した。さらに一般の場合の相関関数を求め、その解析性、sl_2の表現論との整合性などの性質を詳しく解析した。また、これらの種々の結果や古典極限における議論から、SL(2,R) WZWモデルにおけるOPEの計算法を提案し、OPEがSL(2,R)の表現論と整合するように与えられることを示した。平坦でない非自明な時空中の弦理論、ブラックホールの量子論、AdS/CFT対応と呼ばれる仮説を通しての弦理論・ゲージ理論の非摂動的側面などを理解する上で、反ドゥジッター時空(AdS)中の弦理論が重要であると認識されている。特に、3次元の反ドゥジッター時空(AdS_3)は、様々な理由から、最も精密な解析が可能な場合であると考えられている。このAdS_3中の弦理論の構造を明らかにするためには、モジュラー不変性、演算子積(OPE)など、弦理論を記述している共形場理論(CFT)の基本的性質を知る必要がある。本研究では、まず加藤(東大・数理)と共に、どのようなモジュラー不変量が可能なのかを調べ、理論のヒルベルト空間を決定する上での有用な知見を得た。また、石橋、奥山(高エネルギー加速器研究機構)と共に、OPEを考察するために重要である一般のプライマリー場の2点、3点関数を、経路積分を直接実行することにより厳密に求めた。その結果は、対称性などに基づいて間接的に提案されていた結果と等価であることがわかり、3点までの相関関数の厳密な結果を確立したといえる。このような経路積分を実行するには、複雑な手続きが必要であったが、さらに細道(京大・基研)、奥山と共に、ゼロモードを正しく考慮すれば、こうした計算が本質的に自由場のものに帰着し、簡便に実行できることを示した。その結果を利用し、ある場合の4点関数が求められることも示した。このように、AdS_3中の弦理論の基本的性質に関して有用な結果を得たと考えている。これらの結果に基づいたさらなる解析により、AdS_3中の弦理論の構造が確立されると期待される。
森林流出水に含まれる養分物質の濃度量に影響を及ぼす要因について

1.森林生態系における水溶性養分物質の垂直変化:林外雨,林内雨,リター層から5, 10, 20, 30, 50, 70cm土壌層にいたる土壌流出水さらに渓流流出水の水質分析を月24回おこなった.各土壌層の土壌流出水は,内径19.5cmのそれぞれの長さの塩化ビニール製パイプを埋設してその流出水を採取した.どの溶存物質濃度も林外雨にたいし林内雨で増加した.土壌層を通過しつつその濃度を減少したのは, NH_4-N,org-N,P,K,Cl,SO_4であった.一方, NO_3-N,Ca,Mgは,土壌層において濃度は増加し, 70cm層で一定にちかずく傾向をしめした.2.降水と渓流流出水の季節変化:降水で明らかな季節変化をしめしたのは, NaとClであった.北西季節風に伴う海塩の影響であろう.冬期に高い濃度がみられた.アニオンであるClには渓流流出水にもその影響が認められた.渓流のNO_3-N濃度は, 4月から夏期へ生物的活性の上昇とともに増加し,晩秋,最高となった.植物根による吸収とのバランスによるものであろう.融雪期一時的に濃度が増加するのは溶脱によると考えられる. SO_4,Ca,Mgの渓流流出水濃度は,流出水量のおおきい夏期にやや低下する傾向があった.逆にPは流出水量のすくない冬期にやや濃度が低くなった.流出水のpH,硅酸,NH_4-N,org-N,Naの流出水には季節変化は認められなかった.3.洪水時の水質変化:渓流流出水のNO_3-N濃度は水位の上昇に伴って上昇し,最高水位で最大となり,以後急速に減少して旧に復する傾向をしめした. Na,Mg,SO_4は,水位の上昇とともに濃度は低下し,水位の下降とともに旧に復した. Clは洪水時期によってことなった変動をしめし, CaとKは洪水時期よりも集水域によって濃度変動が異なった.1.森林生態系における水溶性養分物質の垂直変化:林外雨,林内雨,リター層から5, 10, 20, 30, 50, 70cm土壌層にいたる土壌流出水さらに渓流流出水の水質分析を月24回おこなった.各土壌層の土壌流出水は,内径19.5cmのそれぞれの長さの塩化ビニール製パイプを埋設してその流出水を採取した.どの溶存物質濃度も林外雨にたいし林内雨で増加した.土壌層を通過しつつその濃度を減少したのは, NH_4-N,org-N,P,K,Cl,SO_4であった.一方, NO_3-N,Ca,Mgは,土壌層において濃度は増加し, 70cm層で一定にちかずく傾向をしめした.2.降水と渓流流出水の季節変化:降水で明らかな季節変化をしめしたのは, NaとClであった.北西季節風に伴う海塩の影響であろう.冬期に高い濃度がみられた.アニオンであるClには渓流流出水にもその影響が認められた.渓流のNO_3-N濃度は, 4月から夏期へ生物的活性の上昇とともに増加し,晩秋,最高となった.植物根による吸収とのバランスによるものであろう.融雪期一時的に濃度が増加するのは溶脱によると考えられる. SO_4,Ca,Mgの渓流流出水濃度は,流出水量のおおきい夏期にやや低下する傾向があった.逆にPは流出水量のすくない冬期にやや濃度が低くなった.流出水のpH,硅酸,NH_4-N,org-N,Naの流出水には季節変化は認められなかった.3.洪水時の水質変化:渓流流出水のNO_3-N濃度は水位の上昇に伴って上昇し,最高水位で最大となり,以後急速に減少して旧に復する傾向をしめした. Na,Mg,SO_4は,水位の上昇とともに濃度は低下し,水位の下降とともに旧に復した. Clは洪水時期によってことなった変動をしめし, CaとKは洪水時期よりも集水域によって濃度変動が異なった.斜面に沿っての土壌に含まれる水溶性養分物質濃度変化とその標高での流出水の濃度の関係を調査した。とくにカルシウムとマグネシウムに、斜面上部より下部にむかって濃度増加の傾向が、土壌水と流出水の双方において認められた。森林集水域斜面下部に深さ0cmから70cmにいたる計7本の塩化ビニール製パイプを埋め、森林土壌流出水の垂直的濃度及び量の変化を測定した。流出水量については、各層間に大きな変化は認められなかった。アンモニアは降水、林内雨を経てAo層において濃度最大となり、以後鉱物質層にいたって土壌深とともに濃度は急速に低下した。硝酸はアンモニアと似た傾向を示したが、鉱物質層510cmにおいて濃度最大となり、以後ゆるやかに濃度は減少した。カルシウム、マグネシウムなどのミネラルは、土壌層2030cmにおいて濃度最大となり、以後減少した。しかし、70cm深においても、どの元素もなお流出水に較べて高い濃度を保持している。70cm以深、岩磐層に至る間の土壌流出水の濃度変化を更に調査する必要がある。流出水量と流出水養分濃度の関係を、集水域末端に設置した量水堰堤流出水によって分析測定した。カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムは、流出水が基底流か地表流を含んでいるかにかかわらず、指数関数的な負の相関を示した。

塩素とリンについては、ほぼ一定であった。アンモニア、硝酸、有機態窒素はバラツキが大きかったが、ハイドログラフと自動採水器の組み合せによる集中的採水分析の結果、ある程度の分離が可能となった。すなわち、基底流の時はミネラル類と同様、流出水量と負の相関をもつが、一時出水の際には流出水量の増加とともに濃度上昇し、水量の低減とともに濃度も減少して旧に復する傾向が認められた。
保型形式の具体的構成とその数論的及び幾何学的応用

数論的研究については、主な成果として奈良女子大の岡崎武生氏との共同研究により次数2の斜交群とその内部形式上の保型形式の間のジャッケ・ラングランズ・清水対応の例をテータリフトと呼ばれる保型形式により与えた。幾何学的応用に関しては、一般次元の双曲空間を含む対称錐体上の実数値保型関数のある一般的な構成を与えた。前者の結果はラングランズ函手性という保型形式の数論の指導原理について数少ない具体例を与えたものである.後者については、実双曲空間の算術商の実アフィン空間への埋め込みを考えるという幾何学の問題の一般化を意識した結果である。1.まず数論的研究に関しては、次数2のシンプレクティック群GSp(2)とその内部形式のジャッケ・ラングランズ対応の例を保型形式のレベルで与えることを一つの目標としていた。これについて今年度は、これまで研究してきた荒川リフトという内部形式上の尖点形式と岡崎武生氏により構成されたGSp(2)上のパラモヂュラー尖点形式が、同じ大域的なスピノールL関数を持つことを発見した。つまりこの2つの保型形式がジャッケ・ラングランズ対応の条件を満たす保型形式の例を与えることが分かつた。2.更に、昨年度まで研究していた荒川リフトのフーリエ係数の2乗ノルムと次数8のランキン-セルバーグL関数の中心値の明示的関係式を精密化し以下の結果を得た。(1)上記の1の発見を応用することで、荒川リフトのフーリエ係数の2乗ノルムと岡崎民が構成したパラモヂュラー形式のランキン-セルバーグL関数の中心値との明示的関係も得た。これはべヘラー、古澤-マーティン-シャライカの予想と両立するものである。(2)フーリエ係数の非消滅性が示されている荒川リフトに対して、それに付随するランキン-セルバーグL関数の中心値が正になる例を与えることができた。これは岡崎氏が与えたパラモヂュラー形式についても言える。これまでL関数の中心値の研究については、非負性の結果はいくつか知られているが、より強く真に正となる例を与えた結果はあまりないように思われる。3.次に幾何学的応用の方面の研究として、実双曲空間を含む一般の等質自己双対錐体上の実数値保型関数の一般論を作った。この研究の発端となった松本-吉田が構成した3次元双曲空間上の実数値保型関数は、この一般論で与えた保型関数の線形結合として表される。今回の結果は幾何学的応用の方面の問題として考えている、双曲空間を数論的群で割って得られる双曲多様体の実ユークリッド空間への埋め込み問題と関係するものと期待している。今年度はこの研究の大きな目標の一つである次数2のシンプレクティック群GSp(2)とその内部形式である符号(1,1)の四元数ユニタリー群GSp(1,1)の間の保型L関数を保存する対応、つまりジャッケ-ラングランズ対応を保型形式のレベルで実現する研究について大きな進展があった。より詳しくは、この対応を、GSp(1,1)へのテータリフトとGSp(2)へのテータリフトによって構成される尖点形式を使って与えるというこれまで続けてきた研究について、かなり一般的な状況設定で研究できることが分かった。具体的にはGSp(1,1)の尖点形式に関してこれまで無限素点で四元数離散系列表現を生成するという条件と有限素点である特定の極大コンパクト群に関して右不変という条件が必要であったが、無限素点では任意の離散系列表現でよく、分岐有限素点での極大コンパクト群の選び方は何でもよいことが分かった。更に次のステップとして、このジャッケ-ラングランス対応を表現論の言葉で翻訳するという研究を始めたが、オクラホマ大学のラルフ・シュミッドやアメヤ・ピターレとの共同研究により、当研究に必要な表現論的情報が相当程度揃ったことが分かった。来年度これらをまとめてテータリフトで与えられるジャッケ-ラングランズ対応を表現論の言葉で解釈する研究の見通しが立ったと言える.ジャッケ-ラングランズ対応の一般線型群の場合は既に完成しているが,我々の考えている場合はまだ十分研究されているとは言えず、例すら作られていないと思われる。一方で例外型リー群G2上のホウィッタカー関数の計算も今年度は行い、この関数を特徴づける微分方程式を、その解の計算が実行できるところまで書き下す見通しを立てたところである。この関数の計算は、フーリエ展開の理論を作るのみならず、ある程度の抽象論しかなかった群G2上の保型形式を具体的に構成する研究につながるものである。来年度はこの微分方程式を解くことでホウィッタカー関数を知られている特殊関数で書き下す研究を考えている。

今年度は、これまで奈良女子大の岡崎武生氏と共に研究してきた次数4の直交群上の保型形式から次数2のシンプレクティック群とその非コンパクト内部形式への2つのテータリフトがジャッケ・ラングランズ対応の条件(具体的にはスピノールL関数の一致など)を満たすことを確かめた結果について、当初の計画通りの進展を得ることができた。つまりこれら2つのテータリフトが生成するカスプ保型表現のすべての素点での局所成分を具体的に決定することができた。そしてこの2つのテータリフトがオクラホマ大学のラルフ・シュミーッドが与えた非カスピダル表現の明示的な「局所ジャッケ・ラングランズ対応」と両立するよい大域的対応を与えることが分かった。更に今年度はコンパクト内部形式へのテータリフトについても研究し、これも上述の2つの保型形式とのジャッケ・ラングランズ対応の条件を満たし、同様の理解ができることを確かめた。この研究は、すでに知られている四元数環の乗法群の場合以外で、ジャッケ・ラングランズ対応を精密に与えた唯一の例と思われる.またこの研究の応用として、非コンパクト内部形式へのテータリフトのフーリエ係数の2乗を次数2のシンプレクティック群のランキン・セルバーグ型保型L関数の中心値と明示的に関係づける公式やこの非コンパクト内部形式へのテータリフトの非消滅の存在を証明できた。以上の応用はこれまでの結果を無限素点の表現を一般の離散系列表現にした場合までに拡張したものである。最後に今年度は例外型リー群G2上のホウィッタカー関数の研究も取り上げたが、ハイゼンベルグ放物型部分群の場合で四元数離散系列表現に対するホウィッタカー関数が満たす差分微分方程式を明示的に書き下すまでに至った。次のステップはこの微分方程式を解きホウィッタカー関数を明示的に書くことであるかこれは次年度以降の新しい研究期間において行うことにした。
Entamoebaの嚢子形成及び脱嚢に必須な運動性調節機構の解析

アメーバの嚢子形成及び脱嚢はヒトへの感染型の形成及び感染の成立のための重要な過程である。本研究は両過程に必須なアクチン細胞骨格再編成の重要分子であるアクチン脱重合因子コフィリン並びにプロフィリンに注目し、アメーバゲノム中の両遺伝子の同定、塩基配列の決定、系統解析、組換えタンパク質の調製、局在及び両過程における発現解析を行い、分子種による違いを明らかにした。アメーバの脱嚢及び嚢子形成に必須なアクチン細胞骨格再編成の重要分子であるアクチン脱重合分子コフィリン(cofilin:Cf)ならびにArp2/3に注目し、以下の実験を行った。1.相同検索:赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)及びEntamoeba invadensのゲノムデータベースを用いた相同検索を行い、赤痢アメーバにはEhCf-1(138アミノ酸)、-2(139アミノ酸)の2種の存在が判明した。一方、E.invadensにはEhcf-1に相同な3種のEicf-1(138アミノ酸)、-2(138アミノ酸)、-3(139アミノ酸)とEhcf-2に相同なEiCf-2(137アミノ酸)の存在が明らかになった。同様に相同検索の結果、赤痢アメーバのEhArp2(401アミノ酸)、EhArp3(415アミノ酸)、これらと相同なE.invadensのEiArp2(398アミノ酸)、EiArp3(416アミノ酸)の存在が判明した。さらに、運動性の本体であるアクチンの3種(EiAct-1、-2、-3)もE invadensデータベースから得られた。2.クローニング及び塩基配列の決定:これらの分子について、cDNAをテンプレイトにしたPCRによる増幅、プラスミドへの導入を行い、その塩基配列を決定した。3.脱嚢誘導に伴うmRNAレベルの解析:脱嚢誘導前と誘導5時間後のmRNAレベルを各コフィリンについて比較したところ、すべてのコフィリンで亢進が認められたが、cytochalasin D存在下ではCf1-1とCf1-3で著明な亢進が認められた。4.栄養型及び嚢子におけるmRNAレベルの比較:栄養型と嚢子のmRNAレベルの比較では、Cf1-1とCf1-3は栄養型でもほとんど発現されておらず、一方Cf1-2とCf2は栄養型で高い発現が認められた。5.siRNAの脱嚢への効果:EiCf1-1に対するsiRNAを作成し、cytochalasin D存在下で脱嚢促進効果に対する影響を調べた結果、その効果を減弱させることが明らかになった。アメーバの脱嚢及び嚢子形成に必須なアクチン細胞骨格再編成の重要分子であるアクチン脱重合因子コフィリン(cofilin : Cfl)に注目し、昨年度得られた成果につき再検索・再検討・再現性の確認を行うとともに、新たな課題についても検討した。1.相同検索:赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica : Eh)及びE.invadens(Ei)のゲノムデータベースを用いた相同検索の結果、Ehには1種、Eiには3種Cfl(Cfl-1、Cfl-2、Cfl-3)の存在が明らかになった。同様に相同検索の結果、運動性の本体であるEiのアクチン(actin : Act)にはAct-1、Act-2の2種の存在も判明した。2.クローニング・塩基配列の決定:Cfl及びAct遺伝子につき、PCRによる増幅、プラスミドへの導入を行い、その塩基配列を決定した。3.系統解析:EntameobaのCflならびに他の生物のCfl/ADFを用いて系統樹を作成し解析した結果、EntameobaのCflは他の生物のCfl/ADFとは離れた独立したクレイドを形成した。4.局在の解析:EiCfl-2及びActに対する抗体を用いた蛍光抗体法により局在を調べた結果、栄養型、嚢子、脱嚢したアメーバの細胞膜直下の領域が両者ともに染色され、同じ局在を示した。特に、栄養型及び脱嚢したアメーバの仮足の部分は両者ともに強く染色された。5.栄養型、嚢子のCfl及びActのmRNAレベル:栄養型ではCfl-2が圧倒的に発現され、Cfl-1とCfl-3はほとんど発現されておらず、Cfl-2も嚢子では極めて低いレベルになることが確認された。Actも栄養型での発現が極めて高く、Act-2がAct-1よりも発現が高かった。6.脱嚢誘導に伴うmRNAレベル:各Cflの脱嚢誘導5時間後のmRNAレベルの亢進が確認され、cytochalasin D存在下でのCfl-1とCfl-3の著明な亢進も確認された。アメーバの脱嚢及び嚢子形成に必須なアクチン細胞骨格再編成の重要分子であるアクチン脱重合因子コフィリン(cofilin)の解析を終了し、論文として発表した。次にプロフィリン(profilin : PFN)に注目し解析した。

プロフィリンはADP結合アクチンユニットに結合して、ADPとATPの交換を刺激することでコフィリンの効果を逆転させ、プロフィリンと結合したATP結合アクチンユニットはコフィリンと分離して自由に重合することができる。更に、プロフィリンはアクチン結合部位の他にプロリン結合部位及びホスホイノシチト結合部位をもつことから、多機能蛋白質として機能することが明らかになっている。1.相同検索:Entamoeba invadens(Ei)のゲノムデータベースを用いて相同検索を行った結果、EiにはPFN1(132アミノ酸)、PFN2(129アミノ酸)、PFN3(130アミノ酸)、PFN4(131アミノ酸)の4種のPFNの存在が明らかになった。2.クローニング・塩基配列の決定:4種PFNにつき、cDNAをテンプレイトにしたPCRによる増幅、プラスミド(pQE31)への導入を行い、その塩基配列を決定した。3.局在の解析:EiPFN1及びアクチンに対する抗体を用いた蛍光抗体法により局在を調べた結果、栄養型、嚢子、脱嚢したアメーバのいずれも細胞膜直下の領域が両者ともに染色され、同じ局在を示した。特に、栄養型の仮足の部分は両者ともに強く染色され、アメーバの運動への関与が強く示唆された。4.栄養型、嚢子のPFNのmRNAレベル:栄養型ではPFN1とPFN4がPFN2とPFN3よりもより多く発現され、嚢子ではPFN1とPFN3がほぼ同じレベル、PFN4が続き、PFN2は極めて低いレベルであった。5.嚢子形成・脱嚢に伴うmRNAレベル:嚢子形成初期にPFN2以外の3種PFNの発現の増加が認められ、後期には減少した。一方、脱嚢誘導によりすべてのPFNのmRNAレベルの亢進が確認された。