hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物起源ノイラミニダーゼの作用機構とシアロ糖鎖の酵素合成への応用

微生物起源のノイラミニダーゼを用いるシアロ糖鎖合成法の確立を究極の目的として、ミクロモノスポラ、クロストリディウム、ストレプトコッカスのノイラミニターゼ(それぞれ、M、C、Sと略す)の酵素化学的性質を検討した。Mの基質コロミン酸に対する親和性はCと比べ200倍以上、Sに比べ33倍も強い。Sでは、基質濃度10mg/ml以上で強い基質阻害が認められるが、MとCでは認められない。いずれの酵素でもコロミン酸に対する活性は、エタノール(EtOH)添加により強く阻害され、40%で完全に消失するが、ポリエチレングリコール(PEG)の存在下では逆に、20-100%活性化される。また、NaClの添加に伴い活性の低下が認められ、0.5M NaCl添加のとき、0.15%にまで低下する。NaClは酵素と基質との親和力を弱めると考えられる。ガングリオシドを基質とするとき、Cの活性は、低濃度のEtOH(2-5%)により大きく低下し10%以下となるが、それ以上の濃度で活性は回復し、20-40%で活性は、130%となる。一方、2-20%PEG存在下に活性は、200%に増大する。アセチルノイラミン酸とラクトースからSの存在下にシアリルラクトースを合成した。生成物はTSKgel Amido-80を用いるHPLCで分解し、示差屈折計RI-8020(本計画で購入)を用いて分析した。生成収率は2%である。シアロ糖鎖の酵素合成において、平衡を合成側にシフトさせるために高い基質濃度とアルコール類や塩類の添加が有効であると考えられる。本研究で用いた3種の酵素には、基質阻害、アルコールによる失活、PEGによる活性化、基質の構造変化などの要因が重要な役割を果していることが示された。Cを用いてガングリオシドを合成する場合、PEG♯600(2-20%)の添加が収率増大に有用であると思われる。本研究ではシアロ糖鎖合成のための基本的な知見を得ることができた。いずれの酵素も極めて不安定であり、安定性の賦与が今後の課題である。微生物起源のノイラミニダーゼを用いてシアロ糖鎖を合成することを最終の目的としして、各種のノイラミニダーゼの酵素化学的性質を検討した。また、予備的にシアリルラクトースの合成を試みた。1.放線菌ミクロモノスポラ由来のノイラミニダーゼ(M酵素)の酵素化学的性質:コロミン酸を基質として本酵素反応により生成するシアル酸をチオバルビツール酸法により定量した。pH5,37°Cにおいて0.17μg/mlの酵素を用いて、ミカエリス定数Km,0.24mg/ml、最大速度Vmax,6.6μM/minと求められた。基質高濃度においてもミカエリス・メンテン式に従い、ストレプトコッカス・ノイラミニダーゼ(S酵素)で観測された基質阻害は見られなかった。また、M酵素はS酵素に比べて33倍も基質に対する結合が強いことが示された。両酵素活性に対するNaClの添加効果を調べた。両酵素ともNaCl濃度を0.5Mまで上昇させると、活性は15%に低下した。これ以上のNaCl濃度ではそれ以上の活性の変化は認められなかった。

NaClはKm値の上昇を引き起こし、Vmaxには影響を与えなかった。すなわち、NaClは酵素と基質との相互作用を弱めることにより酵素活性を低下させることが示された。2.S酵素を用いるシアリルラクトース(SL)合成:N-アセチルノイラミン酸0.53mM,ラクトース0.48mM,S酵素2.42mg/ml,37C,pH6.5にて3時間反応させたのち、タンパク質除去後、HPLCにてSLの定量を行った。HPLCにはTSKgel Amido-80カラムを使用し、示差屈折計RI-8020(本計画で購入)および紫外部吸光度により検出した。SLの合成が認められた。その収量は反応に供した基質の1-2%であり、今後、反応の平衡をSL合成側へずらせるための工夫が必要であると考えられる。微生物起源のノイラミニダーゼを用いるシアロ糖鎖合成法の確立を究極の目的として、前年度に引き続き、各種ノイラミニダーゼ、とりわけ、クロストリディウムの酸素(C酵素)の性質を検討した。C酵素の基質コロミン酸に対する親和性はミクロモノスポラの酵素(M酵素)に比べ200倍以上、ストレプトコッカスの酵素(S酵素)に比べ6倍以上も弱い。S酵素では、基質濃度10mg/ml以上で強い基質阻害が認められたが、MおよびC酵素では認められない。C酵素のコロミン酸に対する活性は、エタノール(EtOH)添加により阻害され、40%で完全に消失する。一方、ポリエチレングリコール(PEG)の存在下に活性は上昇し、5-20% PEG ♯600存在下の活性は120%となる。ガングリオシド混合物を基質とするとき、C酵素の活性は、低濃度のEtOH(2-5%)により大きく低下し、10%以下となるが、それ以上の濃度で活性は回復し、20-40%で活性は130%となる。一方、2-20% PEG ♯600存在下に活性は200%に増大する。5% EtOH存在下にPEG ♯600を添加すると、EtOHによる阻害効果は消失することが示された。ノイラミニダーゼを用いるシアロ糖鎖の合成において、平衡を合成側にシフトさせるために高い基質濃度とアルコール類の添加が有効であると考えられる。本研究で用いた3種の酵素には、基質阻害、アルコールによる失活、PEGによる活性化、基質の構造変化などの要因が重要な役割を果たしていることが示された。ノイラミニダーゼによるシアリル・ラクトースの合成は収率2%で進行する(前年度報告)。本年度の結果から、C酵素を用いてガングリオシドを合成する場合、PEG ♯600(2-20%)の添加が収率増大に有用である可能性が示された。いずれの酵素も極めて不安定であり、安定性の賦与が今後の課題である。
酵母ペルオキシソームに見出された抗酸素ストレス活性をもつ蛋白質

本研究の目的は、ペルオキシソームのアシル-CoA酸化酵素(ACO)に対する失活抑制活性をもち、細胞にスーパーオキシド・ラジカル発生剤であるプラムバギンに対する耐性を賦与する、PXP-18と命名した酵母の16kDa蛋白質の作用機構とその生理的役割を明らかにすることである。ペルオキシソームの内部が常に強い酸素ストレスに曝されていること、このオルガネラへの輸送においても蛋白質は一時的な変性状態を経ることから、ペルオキシソームにも分子シャペロン様蛋白質が存在しているはずであるのに、未だに一例もその報告がない。1)PXP-18の本質を正しく理解するためには、その細胞内局在部位を明らかにしておく必要がある。細胞分画法、オルガネラの可溶化前後での酵素酵素抗体法による定量および免疫電子顕微鏡法によって、PXP-18がペルオキシソームのマトリックスに局在することを明らかにした。2)30μMのACOは生理的なストレス温度に近い48度でゆっくり失活する。PXP-18はこの失活を抑制した。円偏光二色性の測定からACOは48度では僅かにしか変性せず、70度では非可逆的に変性することが示された。一方PXP-18の70度での変性は僅かでまた可逆的であった。PXP-18の存在下に70度で加熱するとACOの一部はPXP-18と等モル複合体を形成し、一部は可溶性の状態で存在していた。可溶性の部分は二次構造的にも比活性の上からも無処理のACOと殆ど区別がつかなかった。またPXP-18は2Mの尿素で変性させたACOを有意に回復させた。これらの結果はPXP-18がペルオキシソーム内部で分子シャペロン様の役割を果たす蛋白質であることを期待させる。
高齢者の外出・交流活動を促進する木造密集市街地の改善モデルプラン

高齢者の社会的孤立を防ぐためには、高齢者が外出や交流活動がしやすい居住環境の整備が重要である。これらは個体性による差があることは言うまでもないが、居住地域の影響による差があることも考えられる。そこで本研究では、様々な居住環境が混在する複数の地区でデータを収集することで個体性や地域性によらない「住宅地の特性」と「高齢者の外出・交流活動」の関係を明らかにすることを目的とし、大阪府と東京都の自治体で全18地区448名の高齢者に対するアンケート調査を行った。また調査結果をもとに、劣悪な環境といわれて注目されることが多い木造密集市街地を高齢者にとって住みやすい住宅地に改善するための新たな視点を検討した。本研究は、高齢者の社会的孤立対策に有効であると考える、高齢者が外出や交流をしやすい居住環境を検討するため、小学校区程度で居住地が特定できる高齢者を対象にアンケート調査を行い、居住環境と外出行動の関連性を明らかにすることを目的としている。一連の研究では、複数の地域で同様の調査を行い、類似する居住環境と調査結果を比較することで、個体性や地域性によらない住宅地の特性と高齢者の外出行動・交流活動の関係を明らかにすることを目指している。またその結果をもとに、劣悪な環境といわれてきた木造密集市街地の改善モデルプランを検討する。平成26年度は、大阪府寝屋川市に居住する高齢者に対して調査を実施した。調査対象者は、寝屋川市社会福祉協議会の校区福祉委員会が各地区で開催している会食会や喫茶事業に参加した高齢者193名である。2014年1012月に開催されたエリアの異なる7地区にてアンケート票の説明及び配布回収を行った。以下、調査結果を簡潔にまとめる。1.「外出時に困ること」に関する質問では、買い物困難者が多く国のモデル事業として支援がある地区は、全項目で「困る・少し困る」という回答が多い。特に「公共交通の便」「外出先での階段・段差」で割合が高く、買い物困難者の多さはこのような居住環境に起因することが予測される。2.「交流活動」に関する質問では、地区別の回答結果より男女の性差で違いがみられ、特に「一緒にでかける」「悩みごとを相談する」近所付合いの有無は、女性の方が「ある」という回答が多いことに有意な差があった。3.寝屋川市は比較的居住密度が高い住宅地や集合住宅群が多かったため、平成27年度は近隣地域の中で比較的居住密度が低い郊外一戸建て住宅地で同様の調査を行い、これまでの調査結果と比較し分析を深める。今後、更なる増加が見込まれる高齢者の社会的孤立を防ぐためには、高齢者が外出したり交流活動を育むことで心身ともに健康を維持することが重要である。また、これらの外出や交流活動は個体差のみでなく、その居住環境に影響を受けることが予測される。本研究はかつての理想の住宅地といわれた郊外一戸建て住宅地と、劣悪な住宅地といわれる一方で、平坦で坂が少ない、都心に近い、商業施設が多いなど、高齢者の生活には潜在的な可能性が評価される木造密集市街地を対象に、高齢者の外出行動・交流活動がどのように異なるのかを比較検討し、最終的には木造密集市街地を高齢者にとって住みやすい住宅地に改善するための新たな方法を提案することを目的とした。調査は、小学校区程度の範囲で居住地が特定できる高齢者を対象に、外出行動と近所づきあいの実態を把握するアンケート調査を複数地区で行い、類似する居住環境と調査結果を比較することで、個体差によらない住宅地の特性と高齢者の外出行動・交流活動の関係を明らかにすることを目指した。しかし、本研究では前述の条件を満たした調査対象数を確保することに大変困難を極めた。そこで、今回は特に「個体性によらない分析結果を得ること」を最優先することとし、できるだけ多くの回答数を得ることに努めた。実施した調査概要は以下の通りである。調査地域は大阪府の3自治体、東京都の1自治体であり、調査対象は社会福祉協議会や自治体が地区ごとに開催している会食会等の交流の場に参加した高齢者である。大阪府は全13地区、東京都は全5地区の会場でアンケート調査を実施し計448名から回答を得た。また、コミュニティに配慮して計画された最新の居住地域の視察を行い、アンケート調査結果の分析と最新地域の視察で得られた知見をもとに、高齢者にとって住みやすい居住環境の提案を検討した。平成26年度に予定していた2自治体での調査のうち、1か所は予定通り終了したが1か所は調査地の確保ができなかった。新規調査地選定及び依頼により、平成27年度には新たな地域で調査が可能となった。平成26年度の成果は、2015年度日本建築学会大会(関東)において発表登録している。

27年度が最終年度であるため、記入しない。地域計画1.大阪府における調査平成26年度に引き続き大阪府において追加調査を実施する。平成27年度は、郊外一戸建て住宅地が所在する大阪府吹田市と豊中市を調査対象地とし、これまでと同様の手法で社会福祉協議会主催の会食会等に参加した高齢者を対象とする。2.新規エリアの調査東京都豊島区において大阪府と同様の調査を実施する。3.研究のまとめこれまでに行った全調査より、個体性や地域性によらない住宅地の特性と高齢者の外出行動・交流活動の関係を明らかにする。また、この関係性を踏まえ、木造密集市街地を高齢者の生活にふさわしい住宅地として整備できるよう、新しい視点での改善方法・モデルプランを提案する。
マイクロレオロジーセンサーで切り拓くインライン粘弾性モニタリングの新展開

MEMS技術を応用したレオロジーセンサーを開発した.開発したレオロジーセンサーはうずまき状の振動子を有しており,チップ全体を液体に没入させて粘弾性を測定する.開発したセンサーを振動試験したところ,15Gの振動下でも壊れることなく,5Gの振動下でも測定可能であった.このことはエンジンなどの振動する機器へ,本センサーを内蔵する用途への適用性が十分に高いことを示している.初年度は、MEMSレオロジーセンサーの実現に向けて、これまでに開発を進めてきた粘度センサーの改良を行い、検証実験を進めた。まず、MEMS粘度センサーのうずまき構造を改良し、ずり速度が一定でレオロジー測定に適した構造にするため、うずまき構造の変形解析を数値シミュレーションで行った。現状のうずまき構造では、ずり速度が一定でないばかりでなく、非垂直方向への変位も見られたことから、測定の誤差要因となっていた。数値シミュレーションの結果、うずまきの根本付近を、ある構造にすると非垂直方向への変位が無視できるほどに小さくできることが見出された。さらに、構造解析の結果を反映したセンサー構造を設計し、実際に製作プロセスを行った。現在は新しいセンサーチップの評価を進めている。レオロジー分野ではサンプルが貴重で微少量しか得られない場合も多く、そのようなサンプルでも測定可能であることは、MEMSレオロジーセンサーの大きな利点となることが想定される。そこで微少量サンプル用ホルダーを試作することで、実際に必要なサンプルの量や、系統効果要因となる振動現象の変化などの確認を行った。その結果、チップとホルダー底面の距離を2.0mm以上取れば振動現象にはほとんど影響がないことがわかり、その際に想定される最小の必要サンプル量は250マイクロリットル程度であることが明らかとなった。レオロジーセンサーの評価に向けて行った実験装置の開発としては、強制加振方式による振幅と位相の周波数応答解析が可能なシステムの構築と、共軸二重円筒回転子を用いたせん断速度が規定できる実験装置の構築を行った。回転振動のアクチュエータとしては永久磁石とムービングコイルを用いたシステムを採用し、高分解能で線形性の良いアクチュエータを実現した。液体のレオロジー性質は,液体分子の力学的特性や,分子間の相互作用などに関連する貴重な情報をもたらしてくれる物性値であり,通常はレオメーターという1000万円以上もする高価な機器で測定されている.本研究はMEMS技術を用いて超小型のレオロジーセンサーを開発することで,大幅な低価格化と,小型化によるインライン組み込みや内蔵などの新しい応用分野への適用を実現することを目的としている.開発2年目の2015年度は,MEMSレオロジーセンサーの実現に向けて,センサーの試作と理論解析を進めた.理論解析では,2014年度に数値シミュレーションで明らかにしたうずまき変形のねじれを解消するための根本構造の改良方法に関して,理論解析解を得ることに成功し,数値シミュレーションに頼らずに最適解を導出することを可能にした.この理論解析の過程で,代表者らが解析したせん断速度が一定になるうずまき構造の理論解に不備があり,せん断速度のばらつきが当初の計算よりも大きく見積もらなければならないことが判明した.解決方法は明確になっているものの,計算がより複雑になっており,現在も解析を進めている.せん断速度が一定となるうずまき構造の理論解析は,引き続き2016年度の開発目標としている.センサーの試作と評価に関しては,0.1°C程度の精度で温度制御した環境下でのセンサー定数(校正曲線)の評価を行い,粘度の算出値が,標準液の校正値と3%以下の偏差で一致する成果を得られた.レオロジー性質や粘度は温度に非常に敏感であるため,高精度な温度制御と測定が不可欠である.現状では偏差は3%であったが,温度制御を見直すことによってさらに高精度化できる感触が十分にある.そこで2016年度はマイクロレオロジーセンサーの限界性能を見極めるため,0.01°C程度の高精度な温度制御と温度測定が可能なシステムを製作することを目標の一つとした.ずり速度一定の渦巻の理論に不備が見つかるなどの想定外の事態もあったが,渦巻振動子の変形の理論解析に成功し,根元付近の改良方法も理論的に解を得られるようになったことは大きな進展である.センサーの製作と評価の面でも,温度制御による校正曲線の評価の信頼性を向上し,センサー自体の繰り返し性も大幅に改善されていることから,おおむね順調に進呈していると言える.液体のレオロジー性質は,液体分子の力学的特性や,分子間の相互作用などに関連する貴重な情報をもたらしてくれる物性値であり,通常はレオメーターという1000万円以上する高価な機器で測定されている.本研究はMEMS技術を用いて超小型のレオロジーセンサーを開発することで,大幅な低価格化と,小型化によるインライン組み込みや内蔵型センサーなどの新しい応用分野を開拓することを目指している.2016年度は,まず温度測定のさらなる高精度化により,レオロジーセンサーの校正曲線の高精度化を試みた.白金標準温度計と,ASL製測温抵抗ブリッジF700を用いた温度計システムと,断熱温槽を用いて,温度のばらつきで0.001°C以下,不確かさで3mK以下の温調環境を整え,粘度計校正用標準液の測定を行った.JS50からJS500までの4種類の標準液の校正値は,理論曲線と±0.7%以内の範囲で一致し,高い測定精度を確認できた.検証のために用いた石油関連製品の劣化サンプルの測定でも,細管粘度計の測定値と2%以内程度で一致を示した.

このことから,レオロジーセンサーの測定精度に関しては,温調と温度測定の精度を向上することにより,大幅に改良されることが明らかとなった.レオロジー測定の理論検討では,測定理論の見直しにより,測定回路を大幅に簡略化できる方法が見いだされた.また,自励発振の適用方法についても新しい発案があり,詳細は権利化のために公表を控えるが,より実用性の高い方法での測定が可能になることを明らかにした.センサーの最大の妥協点であった,測定精度に関して,本年度の研究により,予想以上に高精度な測定が可能であることが示された.細管粘度計などの高精度な従来法と比較しても,遜色ない測定精度であり,粘度センサーを簡易目的以外の,高精度評価などの目的にも用いることが可能であることが示された.このことは,レオロジーセンサーの実用化にとっては大きな意味を持ち,マーケットへの大きなアピールポイントとなる.そのため,レオロジーセンサーの開発状況としては,順調に進展していると言える.液体のレオロジー性質は,液体分子の力学的特性や,分子間の相互作用などに関連する貴重な情報をもたらしてくれる物性値であり,通常は,レオメーターという高価な機器で測定されている.本研究はMEMS技術を用いて超小型のレオロジーセンサーを開発することで,大幅な低価格化と,小型化によるインラインへの組み込みや,機器への内蔵などが可能なレオロジーセンサーを実用化することを目指して開発を進めた.2017年度は,昨年度の精密な温調によるセンサー精度の大幅な改善の結果を受けて,センサー自体に温度センサーに内蔵し,さらにはセンサーのホルダーに温調用の流路とヒーターを内蔵した新しいタイプのホルダーを試作した.流路付きのホルダーは,流体継ぎ手を備えており,一般的な流体用パイプラインの一部に組み込むことが可能である.これにより,実用段階における粘度・レオロジーセンサーの適用性が一段と高まった.温調付きのホルダーは温度の安定性±0.5K以下の温調制御が可能であることが確認され,非常に簡便に高精度な粘度測定が可能であることが実証された.更に,流路付きホルダーを用いて,振動試験を行ったところ,センサーの水平方向,垂直方向の振動に対して,共に15Gまで印可してもセンサーが破壊されることはなく,共振点以外の振動である場合は粘度測定の機能を保つことすらできることが明らかとなった.これまでの開発により,粘度・レオロジーセンサーの実用段階で予想される諸問題は解決されたと言える.早急に知財の準備を進め,製品化を進める予定である.MEMS技術を応用したレオロジーセンサーを開発した.開発したレオロジーセンサーはうずまき状の振動子を有しており,チップ全体を液体に没入させて粘弾性を測定する.開発したセンサーを振動試験したところ,15Gの振動下でも壊れることなく,5Gの振動下でも測定可能であった.このことはエンジンなどの振動する機器へ,本センサーを内蔵する用途への適用性が十分に高いことを示している.初年度にレオロジー測定に適した構造の完成まで到達したかったが、プロセスに用いる薬液の生産中止に伴うトラブルなどの対処に時間を浪費してしまった。
難治性卵巣癌における癌周辺微小環境を標的とした新規治療法の確立

悪性卵巣腫瘍は抗癌剤治療を行っても、薬剤耐性を獲得し癌性腹膜炎をおこし、腹水を多量に産生し、QOLの喪失へとつながっている。我々は癌性腹膜炎が癌細胞をさらに薬剤耐性の方向へと動かしていると仮説を立てた。癌性腹水の中には多くのサイトカイン、ケモカインが存在している。我々はその中でもIL-6に注目し、研究を行ってきた。我々の教室では卵巣癌治療のkey drugであるpaclitaxel(PTX)の耐性の細胞株を数種類樹立している。IL-6産生をELISA法で検討した結果、全てのPTX耐性株で野生株より優位にIL-6の産生量が増加していることを発見した。近年、大腸がんの領域でスフィンゴ脂質の一つであるスフィンゴシン1リン酸(S1P)がIL6-STAT3の経路を介して慢性炎症を起こし、癌化に関与しているという報告がされている(Cancer cell 2013)。そこで我々は抗癌剤耐性株のIL-6の産生量の増加にスフィンゴ脂質が関与しているのか検討した。S1Pはスフィンゴキナーゼ(SPHK1)によってリン酸化されることで細胞内において産生されるため、SPHK1の発現量を卵巣癌細胞株の野生株とPTX耐性株で比較検討を行った。その結果、野生株と比較してPTX耐性株でSPHK1の発現量の増加を認めた。さらにSPHK1の阻害剤であるFTY720を添加してPTX耐性株の感受性試験を行った所、PTX感受性の回復を認めた。さらにヌードマウスにPTX耐性卵巣癌細胞株を腹腔内投与し、腹膜播種モデルを作成し、PTXとFTY720の併用療法をおこなった所、PTX単独治療群と比較して腹水量の減少を認めた。このことからSPHK1を介したS1Pの産生が癌性腹膜炎を介した癌細胞のPTX耐性に関与しており、SPHK1の阻害剤であるFTY720がPTX耐性解除に関与する可能性が示唆された。
がんの浸潤転移とRhoファミリーの活性制御機構

がんの浸潤転移に相関する遺伝子発現の変化の中で、私どもは低分子量G蛋白質とTGFβシグナリングに注目し研究を進めている。Rhoファミリー(Rho,Rac,Cdc42)はアクチン細胞骨格系を制御し、生理的環境下では極性を有する上皮細胞層の形成に重要であるが、非生理的環境下では、がんの浸潤転移能への関与が示唆されている。私どもはRhoファミリー活性制御蛋白質およびTGFβシグナリング関連分子であるがん抑制遺伝子候補#16遺伝子(ヒトLM07ホモログ)の欠損マウスを用いて発がんおよび転移実験を行ない、Rhoファミリーの活性制御機構の破綻と、がんの浸潤転移能の獲得との関連を分子レベルで解析している。低分子量G蛋白質Rhoファミリーの活性制御蛋白質であるRho GDIα、Rho GDIβの欠損マウスを用いて個体発がん研究を行った結果、p53単独欠損マウスと比較して、p53/Rho GDI二重欠損マウスでは胸腺腫の発生が抑制される傾向が認められた。また、TPA/DMBA投与ではRho GDI欠損マウスの表皮細胞で異形成が認められるにとどまり、乳頭腫および扁平上皮がんの発生は認められなかった。Rho GDIα/β二重欠損マウスでは末梢血中の成熟T細胞およびB細胞の減少、未分化好酸球系細胞の増加が観察された。特に胸腺髄質内での未成熟T細胞の貯留が顕著であり、胸腺から末梢血中へのT細胞の移行が抑制されていることが明らかになった。TGFβによって発現が誘導されるがん抑制遺伝子候補#16(ヒトLM07ホモログ)は、肺胞および気管支上皮細胞のapical側およびlateral側で発現するが、極性を失った肺がん細胞では全周囲性に局在し、LM07/#16欠損マウスの肺では上皮細胞の異形成と透過性亢進を示唆する病理組織像が得られた。
農業構造・村落構造の変容と農業後継者問題に関する実証的研究

農業後継者問題はいわゆる経済の高度成長期以降の日本における社会問題の中でも最も難しい社会問題の一つであった。本研究は「農業危機」に対応してクローズ・アップされた農業後継者問題を「家」・「村」研究の一環として位置づけるとともに、「農業」・「農村」・「農家」という三側面における後継者問題を実証的方法によって構造的に把握し、それぞれの諸相の分析を通して課題を提示することにあった。本研究の調査対象地は青森県十和田市赤沼、山形県犬江町七軒、宮城県迫町北方、茨城県結城市宮崎、佐賀県東与賀町の5地点である。本研究において確認できた事項はつぎのとおりである。1.「農業」の後継者問題としては、農産物の自由化、生産調整、生産者米価の引下げ政策などによる稲作農業をめぐる環境が危機的状況にあり、兼業化の深化、農業離脱がさらに促進している。したがって、後継者の確保として個別農業経営から地域農業へ指向されているが部分的な農作業の受託関係段階にとどまっている。2.「農家」の後継問題としては、「家」の継承と「農家経営」の後継に二分して考えられるが、兼業化の進展にもかかわらず「家」の継承問題は顕在化していない。すなわち、依然として農家の家族形態は直系家族制が普遍的であり、その継続がその証左といえる。3.「農村」の後継者問題のうち農村生活においては、生活様式の都市化、混住化、兼業化の進展による日常的生活関連の機能低下にもかかわらず、部落会を中核とした自治組織の自律的地域活動が要請されている。その意味での「むら」のまとまりをつくり出すリーダー層の形成が課題になっている。4.農業後継者問題は地域性が色濃く投影している。たとえば、過疎山村地域は「むら」の解体過程にあり、後継者の流出、「嫁不足」、「老親扶養」など深刻な社会問題が山積している。本研究は農業後継者問題を「家」・「村」研究の一環として位置づけるとともに,「農業」・「農家」・「農村」という三側面における後継者問題を実証的方法によって構造的に把握し,それぞれの諸相の分析と課題を提示することにあった.本年度の調査において確認できたこととしては, 1.「農業」の後継問題では, 30才代のオペレーターに支えられ,彼等が農業労働を担っているかぎりでは地域農業(農作業共同・請負・経営請負等)において問題は顕在化していない.2.しかし,いわゆる「農地流動化」政策下にあって基幹労働力となる20才, 30才代の農外流出が多い地域では将来地域農業における後継問題は一層深刻化してくると考えられる.3.つまり,「農業」の後継問題においては,現在「個別経営」と「共同経営」が同時進行している過程で共同化志向が先行しており,農業労働力構成が問題になる4.「農家」の後継問題としては,「家」の後継と「農家経営」の後継という二つの側面が問題になる.5.農家後継の日本的特質として,「家」の後継と「農家経営」の後継は相続慣行を媒介として未分化である.6.また言うまでもなく制度としての「家」は崩壊したが,老親の扶養など農家生活の場においては「家」は依然として重要な課題を内包している.7.したがって理論的には両者を弁別して分析しなければならないが,「家」と「農家経営」が未分離の状態であるところに後継問題の鍵がある.8.「農村」の後継問題としては,とくに過疎山村地域においては,「家」の解体過程の進化により農林業の継承問題から親の扶養問題に焦点が移行してきている.

9.しかも,あとつぎ層が流出している場合は老親の離村に結びつく状況にある.10.農家継承,老親扶養問題と地域農業の後継問題は密接な関連があり,その構造関連的分析の重要性が確認された.本研究は農業後継者問題を「農業」・「農村」・「農家」という三側面における問題としてとらえ、それぞれの諸相の分析を通して課題を提示することにあった。初年度における分析結果をふまえて本年度あらたに検討した事項は次の諸点にもとめられる。1.「農業」の後継者確保をめぐる問題は地域の産業構造、とくに農外労働市場と農業生産構造の関連に基本的に規定されているが稲作依存度の高い農業ほどその影響が大きい。すなわち農産物の自由化、生産調整、生産者米価の引下げ政策等に対する農業者の危機感が兼業化の深化、農業離脱を一層促進している。2.しかし一方で地域農業の中核的役割をはたす「担い手」を中心とした生産組織、農作業の受委託関係の形成など自立経営農家創設のための若年農業者の確保と育成がみられる。つまり個別農業経営から共同・地域農業への移行期にあると言えるが、農業労働力構成、複合経営形態、農業機械化の地域的差異によって状況は異なっている。3.「農家」レベルの問題としては農家経営=家業の後継と農家生活=言えの継承に二分して考えられるが、後者の家の継承に関しては兼業化の進展にもかかわらず深刻化顕在化していない。すなわち依然として農家の家族形態は直系家族制が普遍的でありその継続がその証左と言える。4.「農村」の後継者問題については農業生産面での後継者確保は前述したとおりであるが、農村生活においては、生活様式の都市化、混住化、兼業化の進展による日常的生活関連の機能低下にもかかわらず、部落会を中核とした自治組織の自律的地域活動が要請されている。その意味での「むら」のまとまりをつくり出すリーダー層の形成が課題になる。5.農業後継者問題は地域性が色濃く投影している。たとえば、過疎山村地域は「むら」の解体過程にあり、後継者の流出、「嫁不足」、「老親扶養」など深刻な社会問題が山積している。
木質系バイオマス、廃プラスチック、酸化鉄の利用による還元・ガス化・水素製造

木質系バイオマスあるいは廃プラスチックと酸化鉄を混合・圧縮し、これを流量1000cc/minのアルゴン気流下、高周波誘導加熱炉内にてモリプデンサセプターを用いて14001800°Cの高温に加熱したマグネシアるつぼ内へ投入して、急熱した。なお[Pt-20Rh]-[Pt-40Rh]熱電対により温度を測定した。発生するガスは、これを捕集してガスクロマトグラフィーによりCO,CO2,CH4,H2を定量し、水蒸気発生量は重量測定によって求めた。いっぽう凝縮相は炭素、酸素、鉄をLECO炭素、酸素分析装置あるいは化学分析により定量した。以上より反応生成物の化学種、存在比、分圧比等を求めた。その結果、上記の条件下では、気相中の主成分は水素と一酸化炭素であり、炭酸ガスならびにメタンはほとんど生成しないこと、および凝縮相には金属鉄が生成することを明らかにした。以上の実験結果を不均一系熱力学を用いて解析し、気相と金属鉄については、ほぼ熱力学平衡が成立すること、および金属鉄中の炭素に関しては、生成する固体炭素の結晶性に依存し平衡には到達する場合と相でない場合があることを見出した。すなわち、木質系バイオマスでは、鉄中への浸炭が非常に迅速に進行するが、プラスチックでは、浸炭が遅れることを見出した。これらの結果を総合し、炭酸ガスおよびメタンを生成させず、一酸化炭素と水素を副産物として得ることのできる製鉄法の基礎学理を確立することができた。上記の目的を達成するための具体的条件をまとめれば以下のようである。1.混合圧縮体を急熱することが必要。2.温度は高温ほど望ましい。3.圧縮体中のC/Oモル比を1.1以上にする。木質系バイオマスおよび廃プラスチックと酸化鉄を混合し、1,4001,800°Cの超高温に急速加熱すると、酸化鉄が還元されて金属鉄を生成し、同時にCOガスとH_2ガスを生成し、CO_2ガスを生成しない現象を見い出した。この時に生成する金属鉄中の溶解炭素濃度、金属的の形態と該混合物中の炭素/酸素原子比との相関を明らかにした。バイオマスを用いると鉄の融以下で、炭素濃度が上昇する、すなわち浸炭が起こり、したがって酸化鉄の還元反応がきわめて迅速であることを示した。プラスチックを用いるとこのような浸炭は鉄の融点以上でしか起こらない。このような浸炭現象の大きな差異は、バイオマスおよびプラスチックのガス化によって精製するチャーの結晶構造と密接な関連があり、結晶化度の低いチャーほど浸炭が容易に起こることを突き止めた。以上の複雑系化学反応に対して、熱力学解析を行い、多元系、不均一系の熱力学式を解き、生成物(金属鉄、固体炭素、酸化鉄、ガス)の生成割合、さらには生成物の組成、これらの温度依存性等々を熱力学計算によって求めることに成功した。さらにこの計算結果と実験値との比較により、この複雑・多元・不均一系反応が、統一した解釈のもとに解析できることを示した。本研究の結果、炭酸ガスを生成せずに金属鉄を製造するための条件を完全に把握することができ、同時に水素とCOガスを生成するが、炭酸ガスを生成しない条件をも明らかにすることができた。現在我々の身の回りには、多くのプラスチック製品が氾濫している。2003年、廃プラスチックの総排出量は1001万トンあったが、そのうちわずか半分程度しか有効利用されず、残りは埋め立てや焼却処分されている。また、建設廃材など廃木材の処理も課題となっている。このような状況から、一部の製鉄所では羽口から微粉炭と共に廃プラスチックを投入する設備を高炉に導入し、また廃木材の利用も検討されている。

しかし、正確に効率よく操業するためには、高炉への廃棄物の吹き込みについて、より多くの基礎的データが必要となっている。そこで本研究では、木材、ポリエチレンを高温で熱分解し、生成ガス及びチャーの生成割合、生成ガス組成を調査した。その結果、木材からはチャー、CO、H2が得られ、ポリエチレンからはチャーとH2が得られた。また、木材あるいはポリエチレンとFe2O3(ヘマタイト)の混合物を高温でガス化・還元し、生成ガス及び凝縮相の生成割合や凝縮相の形状とその組成を調査した。その結果、混合物中のFe2O3は還元し、またFe2O3は見かけ上、木材あるいはポリエチレン中のHではなくCにより還元されたことを確認した。さらに、COやH2といった高還元性ガスが生成ガスの90%以上生じることを確認した。また微粉炭吹き込みによる高炉の安定操業は、高炉メーカーにおいて長期間の実績があるので、廃木材、廃プラスチックの燃焼速度が相対的に微粉炭以上であれば、高炉への廃木材、廃プラスチックの吹き込みは高炉の安定性に悪影響を及ぼさないものと考え、微粉炭、廃木材、廃プラスチックを1273Kから2073Kの高温度域、雰囲気酸素濃度0%、20%、30%、50%の下で反応性(燃焼速度)を調査した。その結果、廃木材は粒径が1mm以下であれば、また廃プラスチックは粒径が0.3mm以下であれば、ともに微粉炭よりも燃焼速度が大きくなることを確認した。以上の結果より、高炉羽口からの廃木材及び廃プラスチックの吹き込みは非常に有効であるということが分かった。木質系バイオマスあるいは廃プラスチックと酸化鉄を混合・圧縮し、これを流量1000cc/minのアルゴン気流下、高周波誘導加熱炉内にてモリブデンサセプターを用いて14001800°Cの高温に加熱したマグネシアるつぼ内へ投入して、急熱した。なお[Pt-20Rh]-[Pt-40Rh]熱電対により温度を測定した。発生するガスは、これを捕集してガスクロマトグラフィーによりCO,CO2,CH4,H2を定量し、水蒸気発生量は重量測定によって求めた。いっぽう凝縮相は炭素、酸素、鉄をLECO炭素、酸素分析装置あるいは化学分析により定量した。以上より反応生成物の化学種、存在比、分圧比等を求めた。その結果、上記の条件下では、気相中の主成分は水素と一酸化炭素であり、炭酸ガスならびにメタンはほとんど生成しないこと、および凝縮相には金属鉄が生成することを明らかにした。以上の実験結果を不均一系熱力学を用いて解析し、気相と金属鉄については、ほぼ熱力学平衡が成立すること、および金属鉄中の炭素に関しては、生成する固体炭素の結晶性に依存し平衡には到達する場合と相でない場合があることを見出した。すなわち、木質系バイオマスでは、鉄中への浸炭が非常に迅速に進行するが、プラスチックでは、浸炭が遅れることを見出した。これらの結果を総合し、炭酸ガスおよびメタンを生成させず、一酸化炭素と水素を副産物として得ることのできる製鉄法の基礎学理を確立することができた。上記の目的を達成するための具体的条件をまとめれば以下のようである。1.混合圧縮体を急熱することが必要。2.温度は高温ほど望ましい。3.圧縮体中のC/Oモル比を1.1以上にする。
Heat shock proteinを用いた視細胞変性に対する治療法〓開発

昨年度、外因性のheat shock protein 25 (hsp25)が網膜光障害から視細胞を保護することを報告した。今回は、遺伝性の視細胞変性を起こしRoyal College of Surgeons(RCS)ラットの視細胞変性に対して、hsp25が保護効果を有しているか否かを検討した。RCSラットはヒトの網膜色素変性症(RP)と共通した遺伝子変異を有しており、RPの動物も出るとして用いられている。1.対象:4週齢のRCSラット10匹を用いた。2方法1)Hspの硝子体内投与:Hsp25 1μg(1μl)を4週齢RCSラットの右眼の硝子体内にハミルトンシリンジを用いて注入した(治療眼)。左眼の硝子体内には同量の溶媒を注入した(コントロール眼)。3)網膜組織:ERGの記録後に眼球を摘出し、トルイジンブルーで染色した。網膜外層に残存している視細胞の核数を20箇所で測定しその平均を求め、治療眼とコントロール眼との間で比較した。3.結果ERG:Hsp25治療眼では、STRおよびb波の閾値がコントロール眼に比較して有意に保たれていた。また、暗順応および明順応ERGb波の最大振幅は、治療眼でコントロール眼に比較して有意に大きかった。網膜組織:Hsp25治療眼では網膜外層の杆体および錐体の核数が、コントロール眼に比較して有意に多く残存していた。4.結論:外因性のhsp25は、遺伝性の視細胞変性に対して保護効果を発揮した。Heat shock protein 25(Hsp25)の発現は、脳の神経細胞を虚血障害から保護する。本年度は、外因性のHsp25が網膜光障害による視細胞変性に対する保護効果を検討した。1.対象8年齢の雄SD白色ラットを対象として用いた。2.方法1)Hspの硝子体内投与:Hsp25 lμg(1μl)をSDラットの右眼の硝子体内にハミルトンシリンジを用いて注入した(治療眼)。2)網膜光障害:Hsp25の投与2日後に2,000 lux白色光を48時間照射して網膜光障害を作成した。4)網膜組織:ERGの記録後に眼球を摘出し、トルイジンブルーで染色した。3.結果1)ERG : Hsp25治療眼では、STRおよびb波の閾値がコントロール眼に比較して有意に保たれていた。2)網膜組織:Hsp25治療眼では網膜外層の杆体および錐体の核数が、コントロール眼に比較して有意に多く残存していた。4.結論外因性のHsp25は、視細胞を網膜光障害から保護することが明らかとなった。来年度は、遺伝性の視細胞変性モデルでHsp25の効果を検討する。
リポソーム吸入により集団インフルエンザリスクを減らす治療法の開発

本研究は、インフルエンザに対する新たな予防的治療法を開発することを目的とする。この治療法では、脂質の微小粒子である「リポソーム」を含む溶液を鼻から吸入する。リポソームの吸入は安全で、簡易吸入器を用いて誰でも実施できる。用いるリポソームには、インフルエンザウイルスが結合し、その後速やかに免疫応答が開始されるように工夫を施している。本研究のマウス実験でその効果を検証し、将来的に、有効性・安全性・汎用性を併せ持った予防的治療法の開発につなげたい。個人レベルで安全かつ効果的に実施できる予防的治療法が開発できれば、インフルエンザの集団発生リスクを下げることが大きく期待される。
抗がん剤反応性のプロテオーム・メタボローム解析に基づく個別化投薬の新戦略

抗がん剤の効果にみられる個人差はがん治療における大きな課題のひとつである。本研究は、タンパク質を介する応答を分析するプロテオーム解析と細胞内代謝を介する応答を分析するメタボローム解析という最新手法を用いて、癌に対する化学療法薬の作用機序と耐性メカニズムの解明を目的とした。薬理作用と耐性に関与する細胞内応答解析によって、抗がん剤反応性の個人差(有効または無効)を予測しうるバイオマーカー分子を複数見出し、個別化投薬へ展開するための基礎的知見を得た。本研究は、抗がん剤に対する癌細胞の応答反応について、タンパク質発現・機能を研究するプロテオーム解析と細胞内全代謝物質を一斉分析するメタボローム解析により、抗がん剤反応性の多様性(レスポンダー・ノンレスポンダー)を予測しうるバイオマーカーを見出し、個別化投薬への展開を目的とする。1)ヒト大腸癌細胞の薬剤応答に関するメタボローム解析:ノンターゲット網羅的解析手法により、ヒト大腸癌細胞にオキサリプラチンを添加したときの細胞内代謝応答を検討した。その結果、薬剤感受性癌において代謝が大きく変動し、とくにポリアミン代謝、グルタチオン代謝、核酸代謝の亢進を見出した。これらは薬剤応答を反映するバイオマーカーとなる可能性が考えられた。2)ヒト大腸癌細胞の薬剤応答に関するプロテオーム解析:ヒト大腸癌細胞のオキサリプラチン感受性と相関するタンパク質S100A10をプロテインチップ解析により新規に発見し、且つS100A10タンパク質およびmRNA発現量は結合パートナーであるannexinA2発現量と相関することを見出した。RNAiによりannexinA2をノックダウンすることによりS100A10タンパク質量は著しく減少したことからannexinA2はS100A10の細胞内安定性に影響すると考えられた。3)ヒト膵癌細胞の薬剤応答に関するメタボローム解析:ヒト膵癌細胞Miapacap-2を用いてゲムシタビン曝露後の細胞内代謝応答を調べた。その結果、ゲムシタビンは速やかに三リン酸化体まで代謝が進み、CTP合成酵素とリボヌクレオチド還元酵素を阻害することを解明した。さらに、核酸代謝阻害に対する細胞応答として解糖系およびTCAサイクル活性の上昇を見出した。本研究は、癌細胞に対する抗がん剤の薬理作用と耐性について、タンパク質発現を介する応答を研究するプロテオーム解析と細胞内代謝変動を介する応答を分析するメタボローム解析により、細胞内作用機序と耐性メカニズムを解明することを目的とした。薬理作用発現と耐性に関与するパスウェイ解析を通じて、抗がん剤反応性の個体差(レスポンダー/ノンレスポンダー)を予測しうるバイオマーカー分子を探索し、個別化投薬へ展開するための基礎的知見を得た。1)ヒト大腸癌細胞の薬剤応答のメタボローム解析:5-FUに対して耐性と感受性のヒト大腸癌細胞株を用い、5-FU曝露後に細胞内で生成する活性代謝物の濃度推移と内因性核酸代謝・エネルギー代謝に対する影響を解析した。耐性株は5-FUのリン酸化活性が低くチミジン生成は阻害されず、かつ酸化型グルタチオンの上昇により酸化ストレスへの抵抗力が強いと推察された。2)白血病細胞に対する核酸代謝拮抗薬の作用:ゲムシタビンあるいはシタラビン曝露後、ともに三リン酸化体が速やかに生成されたが、前者は核酸代謝を著しく阻害したのに対し後者はほとんど影響を及ぼさなかった。同じく核酸代謝拮抗薬とされる両薬剤の作用機序の違いをメタボローム解析で明らかにした。3)抗がん剤応答タンパク質のプロテオーム解析:オキサリプラチンに対する感受性の異なるヒト大腸癌細胞株を用いて、タンパク質二次元電気泳動と質量分析によって薬剤応答と相関する複数のタンパク質を見出した。バイオマーカー候補となるS100A10についてはノックダウンや強制発現によって薬剤感受性との関係を解析した。4)臨床検体の代謝物一斉分析:FOLFOX治療を受けた大腸癌患者の検体における代謝物質をキャピラリー電気泳動と質量分析装置により一斉分析した。得られた代謝物の動的変化から、抗がん剤曝露に応答して変化する特徴的な代謝物群を探索した。1)ヒト大腸癌細胞の薬剤応答のメタボローム解析:ヒト大腸癌細胞DLD1とその5-FU耐性株を用い、5-FU曝露後に細胞内で生成する活性代謝物と内因性ピリミジン代謝動態をメタボローム解析した。その結果、5-FUの活性代謝物FdUMPとFUTPの生成は耐性株で著明に低く、TS阻害やRNA合成阻害能が不十分であることが薬剤耐性の一因であることを解明した。2)ヒト膵癌細胞の薬剤応答のメタボローム解析:ヒト膵癌細胞MiaPaCa-2とそのゲムシタビン耐性株を用い、ゲムシタビン曝露後に細胞内で生成する活性代謝物と内因性ピリミジン代謝動態をメタボローム解析した。その結果、リン酸化体(dFdCMP, dFdCDP, dFdCTP)への活性化反応は耐性株で著明に低下し、内因性核酸代謝に対する影響も小さかった。

耐性株ではCTP合成酵素やリボヌクレオチド還元酵素の阻害が効かないことが判明した。3)CE-TOFMSによる代謝物一斉分析手順の開発:CE-TOFMS法によるヒト血液中の代謝物を一斉分析する方法を開発した。カチオンモード、アニオンモードそれぞれに関して、測定条件の検討、内部標準物質の選定、定量下限、定量性を示す範囲、再現性、S/N比などを検討し、標準分析手順とQuality Controlの手順を設定した。4)ヒト大腸癌細胞の薬剤応答のプロテオーム解析:オキサリプラチンに対する感受性の異なる複数のヒト大腸癌細胞を用い、感受性株と耐性株とで発現の異なるタンパク質を探索した。二次元電気泳動、SELDI-TOFMSによる発現パターンの比較から特徴的なタンパク質を見い出し質量分析装置で同定した。ウェスタンブロッティングおよびsiRNA法により新規に見い出したタンパク質の発現量と薬剤反応性との相関を検討した。全体の研究期間は3か年であり、初年度の平成23年度に癌細胞を用いた基礎研究から抗がん剤応答に関連する代謝経路並びにタンパク質を見出した。さらに、ゲムシタビンの新たな作用機序を解明した。初年度にバイオマーカー候補物質に関する知見を得たことにより、2年目以降の抗がん剤耐性メカニズムの解明、臨床検体におけるバイオマーカー候補物質の分析さらには臨床成績との相関に関する研究を予定通り進めることができる。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究調書・研究実施計画に記載した計画通り、ほぼ順調に進展している。核酸代謝阻害薬(5-FU、ゲムシタビン)の細胞内リン酸化体は、これまでの技術では測定不可能であったが、本研究で測定可能な新規分析法を確立したことにより核酸代謝動態と薬理作用機序について新たな知見を得た。その結果、癌細胞の核酸代謝阻害薬に対する耐性機序をメタボローム解析で解明できた。一方で、プラチナ系抗がん薬オキサリプラチンに対する薬剤反応性には複数のタンパク質が関与している可能性を見いだし、プロテオーム解析によって癌の薬剤応答と関連しうるタンパク質を発見した。これは新規発見であるため、知的財産権の獲得に向けて準備中である。抗がん剤5-FUやゲムシタビンに対して耐性と感受性のヒト癌細胞を用い、耐性獲得と密接に関連する細胞内代謝反応を調べる。同時に、プロテオーム解析・トランスクリプトーム解析により耐性癌に特徴的なタンパク質発現を検討する。さらに、癌患者の血液検体におけるバイオマーカー候補物質の発現量を測定し、抗がん剤治療効果との相関を解析することによって、臨床応用に向けたトランスレーショナル研究を実施する。1)統合的オミックス解析への展開:メタボローム解析によって発見した癌細胞の薬剤耐性機序を検証するために、代謝パスウェイの詳細について解析し、主要な酵素・標的タンパク質の発現(プロテオーム)、遺伝子発現とsiRNAによるノックダウン(トランスクリプトーム)、ゲノム変異解析を駆使し、統合的オミックス解析へ発展させる。薬剤耐性の全挙動を掌握することによって、耐性克服・感受性回復をめざした新たな治療戦略を考案する。
競泳における最速スタート方法の提案 -スタートブロック付スタート台を用いて-

本研究の目的は,大学競泳選手を対象にバックプレートの有無によるスタートパフォーマンスの違いについて検討することで新しいスタート方法を提案することである.被験者は一流競泳選手2名(男子1名,女子1名)大学水泳部に所属する競泳選手21名(男子11名,女子10名)であった.電気的に同期された3台のCCDビデオカメラ(60fps)を陸上および水中に設置し,スタート局面を撮影した.映像から実長換算法を用いて各種運動学的変量(ブロックタイム,15m通過時間,跳び出し水平速度,跳び出し角,跳び出し姿勢角,入水角,入水姿勢角,入水迎え角,飛距離)を算出し,対応のあるt検定を用いバックプレートの有無による運動学的変量の違いを比較した.本研究の結果を以下に示す.1.バックプレートを用いたキックスタートは従来のトラックスタートと比較してブロックタイムが短いこと,跳び出し水平速度が大きいことによりスタート局面パフォーマンスが高いことが明らかとなった.2.一流選手のスタート動作の特徴として,跳び出し時の身体重心水平速度が大きいこと,ブロックタイムが短いこと,入水姿勢角と入水角の差分を示す入水迎え角が0°に近いことが示された本研究の目的は,大学競泳選手を対象にバックプレートの有無によるスタートパフォーマンスの違いについて検討することで新しいスタート方法を提案することである.被験者は一流競泳選手2名(男子1名,女子1名)大学水泳部に所属する競泳選手21名(男子11名,女子10名)であった.電気的に同期された3台のCCDビデオカメラ(60fps)を陸上および水中に設置し,スタート局面を撮影した.映像から実長換算法を用いて各種運動学的変量(ブロックタイム,15m通過時間,跳び出し水平速度,跳び出し角,跳び出し姿勢角,入水角,入水姿勢角,入水迎え角,飛距離)を算出し,対応のあるt検定を用いバックプレートの有無による運動学的変量の違いを比較した.本研究の結果を以下に示す.1.バックプレートを用いたキックスタートは従来のトラックスタートと比較してブロックタイムが短いこと,跳び出し水平速度が大きいことによりスタート局面パフォーマンスが高いことが明らかとなった.2.一流選手のスタート動作の特徴として,跳び出し時の身体重心水平速度が大きいこと,ブロックタイムが短いこと,入水姿勢角と入水角の差分を示す入水迎え角が0°に近いことが示された国際水泳連盟の施設規定が変更され,国際大会におけるバックプレート付きスタート台の採用が決定された.そこで本研究の目的は,バックプレートの有無によるスタートパフォーマンスの違いについて検討することである.被験者は大学水泳部に所属する男子競泳選手11名であった,電気的に同期された3台のCCDビデオカメラ(60fps)を用いてスタート局面を撮影した.映像から実長換算法を用いて各種運動学的変量を算出し,対応のあるt検定を用いバックプレートの有無による運動学的変量の違いを比較した.キックスタート(K)はトラックスタート(T)と比べ15m通過時間は有意に短かった(K:6.78±0.33sec,T:6.92±0.34sec,P<0.01).また,各運動学的変量を比較すると,キックスタート(K)はトラックスタート(T)と比べスタートシグナルからスタート台からの足離れの間のブロックタイムは有意に短かった(K:0.70±0.04sec,T:0.74±0.04sec,P<0.01).また跳び出し水平速度は有意に大きかった(K:4.41±0.18m/s,T:4.29±0.12m/s,P<0.05).これらの結果から、バックプレートを用いたキックスタートは,バックプレートを蹴り出すことによってトラックスタートよりも水平方向の床反力が大きくなるため,跳び出し水平速度が大きくなり,そのことによってブロックタイムの短縮が認められたと考えられる.本研究の目的は,大学女子競泳選手を対象にバックプレートの有無によるスタートパフォーマンスの違いについて検討することである.被験者は大学水泳部に所属する女子競泳選手10名であった.電気的に同期された3台のCCDビデオカメラ(60fps)を陸上および水中に設置し,スタート局面を撮影した.映像から実長換算法を用いて各種運動学的変量(ブロックタイム,15m通過時間,跳び出し水平速度,跳び出し角,跳び出し姿勢角,入水角,入水姿勢角,入水迎え角,飛距離)を算出し,対応のあるt検定を用いバックプレートの有無による運動学的変量の違いを比較した.キックスタート(K)はトラックスタート(T)と比べ15m通過時間(sec)は有意に短かった(K:7.60±0.29,T:7.70±0.26,p<0.01)また,各運動学的変量を比較すると,キックスタート(K)はトラックスタート(T)と比べスタートシグナルからスタート台からの足離れの間のブロックタイム(sec)は有意に短かった(K:0.73±0.04,T:0.76±0.04,p<0.05).また跳び出し水平速度(m/s)は有意に大きかった(K:3.95±0.16,T:3.85±0.10,p<0.05).これらの結果から,大学女子競泳選手においてもキックスタートは,従来のトラックスタートと比較するとスタート局面時間が短縮することが明らかとなった.本研究の目的は国内一流選手と大学競泳選手の各種運動学的変量を比較することで競技力向上のためのスタート技術を検討することである.

被験者は一流競泳選手2名(男子1名,女子1名),大学水泳部に所属する競泳選手21名(男子11名,女子10名)であった.電気的に同期された3台のCCDビデオカメラ(60fps)を用いてスタート局面を撮影した.映像から実長換算法を用いて各種運動学的変量(跳び出し水平速度,跳び出し速度,跳び出し角,跳び出し姿勢角,入水角,入水姿勢角,入水迎え角,ブロックタイム,15m通過時間,)を算出し,一流選手と大学選手を比較することで一流選手のスタート動作の特徴について考察した.本研究の結果により,一流選手のスタート動作の特徴として,跳び出し時の身体重心水平速度および身体重心速度が大きいこと,ブロックタイムが短いこと,入水姿勢角(入水開始時の大転子と手部を結ぶ線分が水面となす角)と入水角(入水開始時の身体重心の速度ベクトルが水面となす角)の差分を示す入水迎え角が0°に近いことが示された.スタート台の違いによって生じるパフォーマンスの違いを運動学的変量を用いて明らかにすることで、スタートブロックによってスタート動作がどのような影響を受けるかを明らかにすることはできたものの,被験者の体力特性によって影響が異なることが明らかになった.これらの得た知見だけでは新たなスタート方法を提案することが出来なかったため,性別が異なる被験者を用いて追加実験を行った.24年度が最終年度であるため、記入しない。初年度に行った実験で得た知見だけでは新たなスタート方法を提案することが出来なかったため,性別が異なる被験者を用いて追加実験を行った.その結果,性別や年齢などの体力特性を考慮したスタート方法の提案が必要であることが明らかとなった.今後,今まで得た研究成果を参考に体力特性に応じたスタート方法を提案し,被験者への介入実験を行っていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。