hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IFN-γによるTrypanosoma cruziの感染促進作用

IFN-γは、細胞内寄生原虫殺害機序におけるtriggering factorとして重要であるが、偶然に、IFN-γがT.cruziのLLC-MK2細胞に対する感染性を促進させることを見い出した。更に、IFN-γが直接T.cruziに作用して感染率を上昇させることを明らかにした。この現象は、寄生虫が宿主の防御機構因子を逆に利用して種の保存をはかっていることを示唆しており、宿主と寄生虫との関係を従来とは異なった観点から解明する契機となり得る研究ととらえ、本年度は以下の検討を行なった。1.IFN-γの虫体への選択的結合の有無を明らかにするために、^<125>I-labeled IFN-γとunlabeled IFN-γを用いた結合試験を行なった。その結果、IFN-γのtrypomastigote虫体への結合は特異的なものであり、trypomastigote虫体表面上にIFN-γ結合物質が存在することが明らかになった。2.虫体表面上のIFN-γ結合物質の精製には多量のtrypomastigoteが必要であり、現在、培養系で作製しており、今少し時間がかかるものと考えている。3.T.cruzi cDNAライブラリーの作製は定法にもとづいてすでに終了しており、蛋白精製をまってIFN-γ結合物質をコードする遺伝子を同定する予定である。4.IFN-γレセプターknockout mouseでは、IFN-γによるmacrophageのNO・産生が活性化されない。そのためIFN-γと虫体の感染増殖との相関性をin vivoで見るのに適した実験モデルである。そこで、T.cruzi感染時に産生されるIFN-γが、in vivoで虫体の感染増殖を促進するかを、IFN-γレセプターknockout mouseを用いて検討するために学内の動物センターで飼育繁殖中であるが、他の実験にも使用しており十分な供給がまだできていない状況である。そのため感染実験に用いるT.cruziのstrainの選定、感染数等を抹消血中のparasitemia、死亡率および死亡までの日数をもとに現在検討している段階である。
ＰｄＣ層を持つＰｄ微粒子の触媒反応メカニズム解明

本研究にて実時間分割X線吸収分光測定システムの高度化を行った。温度精度0.01 Kの恒温循環器を導入し、測定システムの心臓部にあたる湾曲分光結晶の温度を安定化させた。測定レート2 Hzにて原子間距離の相対精度は200 fmにまで達し、実時間分割測定と高相対精度測定の両立に成功した。一酸化炭素を導入しながら、Pd金属微粒子に対して昇温反応測定と実時間分割XAFS測定との連動測定を行った。その結果、CO吸着及び反応によってPd金属微粒子にもたらされる500 fm程の原子間距離の膨張を観測し、350度程度以上からPdC層が形成されるメカニズムを明らかにした。本研究の目的は、Pd微粒子の上にPdC層を形成させ、その上で行われる触媒反応を、時間分解X線吸収分光システムを使用することで、詳細かつ精密に観測することである。その目的のため、時間分解X線吸収分光システムの高度化が必要であり、本年度には高精度温度調整器を購入し、時間分解システムの鍵である湾曲分光結晶の安定化作業を行った。購入した高精度温度調整器を据え付けたシステムは、実使用環境において0.005 K程度の温度揺らぎの範疇に収めることができることを確認した。現在、Pd K吸収端において、標準試料を対象とした場合、2 Hz測定で吸収端エネルギーの決定に関する相対精度が0.01 eVに達している。湾曲分光結晶の固定化作業を見直すことなどを今後実施することで、更に高い相対精度を実現させることを期待している。Pd微粒子の上に形成させたPdC層の反応に関わる影響を探るために、PdC/Pd微粒子に対する水素吸蔵反応の時間分解X線吸収分光システムによる実時間分割測定を実施した。PdC層を少しずつ形成させながら、水素吸蔵反応を「その場」かつ「実時間分割」で観測した。結果として、PdC層の形成に伴い、水素吸蔵反応が徐々に阻害されることが観測された。一方、吸蔵反応に要する時間はPdC層の有無に関係なくほぼ一定であった。Pd微粒子における律速要因が表面における水素解離吸着反応であることを考えると、示された結果は、PdC層において水素解離吸着反応は起こるものの、熱力学的問題により内部まで水素原子が拡散していかないということを表しているものと思われる。本研究は、パラジウム金属微粒子上に形成されるパラジウムカーボン層をターゲットとし、実時間分割X線吸収分光測定を通じて、その表面・触媒反応の進行機構を明らかにすることを目的としている。パラジウム金属微粒子上のパラジウムカーボン層は、申請者が形成過程を明らかにしたものであり、その表面・触媒反応の機構は未だ不明な点が多い。本研究では、分散型光学系を用いた実時間分割X線吸収分光測定の高度化を行うことで、その相対精度を高めることにより、これまでに観測できなかった微細な構造・電子状態変化を明らかにして、反応機構を解明しようと試みるものである。分散型光学系の心臓部である湾曲分光結晶は、集光と分光とを兼ねており、少しの熱膨張に伴う結晶歪がスペクトル測定に大きな影響を与えるため、極めて精密な温度制御が必要である。本研究の初年度である平成25年度においては、0.01 Kの温度精度を持つ精密恒温循環槽を購入し、湾曲分光結晶の冷却循環水に対して使用して、湾曲分光結晶の高い安定性を実現することができた。その結果、アルミナ担持パラジウム微粒子(4重量%)に対しての、2 Hzの実時間分割X線吸収分光測定においては、最近接原子間距離に対して100 fmの相対精度を達成することに成功した。本研究の二年度である平成26年度においては、パラジウム微粒子に対して、パラジウムカーボン層の形成・消失過程に関する温度・濃度・担体依存実時間分割X線吸収分光測定を行い、その速度論的解釈を行った。その結果、アルミナ担体においては容易にパラジウムカーボン層が形成されるものの、ランタン鉄酸化物担体においてはパラジウムカーボン層がほとんど形成されないなど、強い担体依存性を持つことなどの特徴を明らかにすることができた。本研究は、パラジウム金属微粒子上に形成されるパラジウムカーボン層をターゲットとし、実時間分割X線分光測定を通じて、その形成機構及び表面反応機構を明らかにすることを目的としている。本研究は、分散型光学系を用いた実時間分割X線吸収分光測定の高度化を行い、特にその相対精度を高めることをもって、これまでに観測できなかった微細なパラジウム金属微粒子の構造及び電子状態変化を明らかにし、反応機構の解明を試みるものである。分散型光学系の心臓部である湾曲分光結晶は、少しの熱膨張に伴う結晶歪がスペクトル測定に大きな影響を与える。本研究の初年度である平成25年度においては、相対精度0.01 Kの恒温循環槽を購入し、湾曲分光結晶の冷却循環水に対して使用して、高い安定性を実現させることが出来た。その結果、4重量%のアルミナ担持パラジウム金属微粒子に対する2 Hzの実時間分割X線吸収分光測定においては、最近接原子間距離に対して相対精度が100 fmにまで達した。本研究の二年度である平成26年度においては、パラジウムカーボン層の形成・消失過程に関する温度・濃度・担体依存性の観測を行った。結果、アルミナ担体においては容易にパラジウムカーボン層が形成されるものの、ランタン鉄酸化物担体においてはパラジウムカーボン層がほとんど形成されないなど、強い担体依存性を持つことが示された。本研究は当初の予定では二年間の計画であったが、平成26年度に補助期間

延長申請を行い、それが認められたことで、研究期間が平成27年度までの3年間に変更された。最終年度である平成27年度においては、X線吸収分光測定の長時間観測時に見られるエネルギーシフトの解消に取り組んだ。断熱型の湾曲分光結晶チェンバーを導入することで、1時間の連続測定時にてエネルギーシフトを0.1 eV以下に止める目途が立った。本研究にて実時間分割X線吸収分光測定システムの高度化を行った。温度精度0.01 Kの恒温循環器を導入し、測定システムの心臓部にあたる湾曲分光結晶の温度を安定化させた。測定レート2 Hzにて原子間距離の相対精度は200 fmにまで達し、実時間分割測定と高相対精度測定の両立に成功した。一酸化炭素を導入しながら、Pd金属微粒子に対して昇温反応測定と実時間分割XAFS測定との連動測定を行った。その結果、CO吸着及び反応によってPd金属微粒子にもたらされる500 fm程の原子間距離の膨張を観測し、350度程度以上からPdC層が形成されるメカニズムを明らかにした。本研究は当初の予定においては、平成25年度から平成26年度までの2年間の期間であった。平成26年度に補助期間延長申請を行い、それが認められることで、研究期間が平成27年度までの3年間に変更された。初年度における精密恒温循環槽の導入及びそれを用いた分散型光学系の高度化においては、概ね当初の目的を達成されたものと判断している。しかしながら、いくつかの点において、より高質の実時間分割X線吸収分光測定を行うという観点から、満足のいかない部分が残っている。問題点の1つは、温度制御の長時間的なシフトである。精密恒温循環槽の導入により、10分程度の実時間連続測定においてはこれまでにない高い相対精度が得られているが、1時間程度以上の実時間連続測定に対しては、X線のシフトがやや観測されて、充分なデータが得られていない。もう1つは、試料ムラの克服に関する問題である。分散型光学系によるX線吸収分光測定は、異なるエネルギーのX線が100マイクロメートル程度の幅に集中しているため、試料の厚み・濃度ムラの影響を大きく受ける。これは当初の予定では検出器の改良とペレット作成方法の改良により克服する予定であったが、現在は決定的なデータの質の向上がなされていない状態である。以上の問題ゆえに、測定データの質は研究開始前より確かに向上したものの、もう一段階のステップが必要なものと思われ、研究目的の達成度に関しては、現時点ではやや遅れていると評価している。X線吸収分光延長された本研究課題の最終年度である平成27年度における研究の進め方は、実時間分割X線吸収分光測定の長時間測定で観測されるシフトと、試料ムラに伴うデータの歪という、2つの問題の克服に重点的に取り組む。実時間分割X線吸収分光の1時間を超えるような長時間測定におけるシフトに対しては、外部からの熱源の流入を現状よりさらに防ぐことが1つの方針となる。平成27年度においては、湾曲分光結晶を内蔵するチェンバー自体の恒温化を施すことで、その解決を図る。試料ムラの問題に対しては、堆積法を用いたペレットの作成に今以上に取り組む。試料が変性しない程度に試料を擦り潰すことも重要であると認識しており、遊星ミルの回転パラメータの最適値を探り、よりX線吸収分光測定に有効なペレットを作成する。
医師不足・医師偏在に関する実証研究

近年我が国においては、医師の偏在・医師不足が大きな社会的問題として取り上げられてきた。本研究では、医師の長期パネルデータを用いた2つの実証研究に取り組んだ。第一に、医師のキャリア選択を動学的モデルを用いて分析し、医師の人的資本蓄積において病院勤務が重要な役割を果たすこと、また、その後の開業については開業医間の競争条件が大きな影響を及ぼすことが示唆された。第二に、2004年の新臨床研修制度の影響を分析し、新制度の導入により、それまで他地域からの勤務医供給により多く依存していたと思われる地域において、勤務医(研修医を除く)の減少と、病院へのアクセス及び医療のアウトカムの悪化が示唆された。本研究では、これに関し、医師調査個票データを用いた実証分析を行う。第一に、医師の長期パネルデータと動学的モデルを用い、医師が、地域間移動、開業、退職等のキャリア選択を如何に行い、どのような要因が意思決定に影響を及ぼすか、構造推定する。また推定したモデルを用い、医師偏在の解消に向けた制度・政策の効果を仮想的に検討する。第二に、医師の不足や偏在が、医療のアウトカム(死亡率など)等にどのような影響を及ぼしているか推定する。本年度は以下の研究を実施した。1.データの取得・基礎分析:厚生労働省の医師調査個票を目的外利用申請し、医籍番号に基づき医師レベルの長期パネルデータを作成した。また、市町村レベルの医療関連データ、および医療施設レベルの関連データの作成も並行して行った。また、これらのデータの検証・分析に着手し、データから観察される基礎的事実の把握を行い、推計モデルの妥当性を検討した。2.医師が大学での教育を終えた後、毎年毎年、どの地域でどの様な形態(勤務医又は開業医)で働き、どの時期に退職するかという選択を行うような動学的離散選択モデルの構築に着手した。3.誘導系の固定効果モデルの構築に着手した。特に、医師数及びその集約度が医療のアウトカム(死亡率)に及ぼす影響に関し、モデルの考察を行った。1.データの検証・基礎分析:本研究では厚生労働省の医師調査個票等を目的外利用申請し、医籍番号に基づき医師レベルの長期パネルデータを作成する。本年度はこれらの最新年度のデータを再度申請・取得し、データの検証・分析を進めた。2.医師が大学での教育を終えた後、毎年毎年、どの地域でどの様な形態(勤務医又は開業医)で働き、どの時期に退職するかという選択を行うような動学的離散選択モデルを構築し、コンピュータ上でシミュレーション(数値分析)ができるように数理表現を行い、パラメターの値の推定を行った。この際、男性医師と女性医師ではキャリア選択のパターンに大きな違いがあることが判明したため、性別の影響を明示的に考慮した動学的モデルの定式化に着手した。3.誘導系の固定効果モデルの推計を行った。本年度は、昨年度に引き続き、医師分布が医療のアウトカム等に及ぼす影響について詳細な分析を進めた。特に、2004年に新たに導入された新臨床研修制度に着目し、新制度が、i)医師の分布、ii)医師の労働市場、iii)医療のアウトカム、にそれぞれどのような影響を及ぼしたか、に関して分析を行い、基礎的な分析結果を得た。1.データの検証・基礎分析:本研究では厚生労働省の医師調査個票を目的外利用申請し、医籍番号に基づき医師レベルの長期パネルデータを作成する。

また、市町村レベルの医療関連データ、および医療施設レベルの関連データの作成も並行して行う。本年度はこれらの最新年度のデータを新たに取得し、データの検証・分析を進めるとともに、データから観察される基礎的事実の把握・仮説の構築に努めた。2.医師が大学での教育を終えた後、毎年毎年、どの地域でどの様な形態(勤務医又は開業医)で働き、どの時期に退職するかという選択を行うような動学的離散選択モデルを構築し、コンピュータ上でシミュレーション(数値分析)ができるように数理表現を行い、パラメターの値の推定に着手した。3.誘導系の固定効果モデルの推計を行った。被説明変数としては医療のアウトカム(死亡率)、最も重要な説明変数としては、医師数及びその集約度を用い医師分布が医療のアウトカムに及ぼす影響について基礎的分析を行った。また、2004年に導入された新臨床研修制度に着目し、新制度が日本の医療システムに及ぼした影響に関し、分析に着手した。厚生労働省に対し、医師調査等の個票データを統計法に基づき開示請求したが、想像以上に開示に時間がかかり、研究着手が遅延した。また、個票データは東京大学の飯塚研究室内でしか使用できないが、データ入手が遅れたことで、研究協力者であるノースウエスタン大学の渡辺教授の来日予定の調整が難しくなり、来日が当初予定より遅れたため、計画に遅延が生じた。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画通り、厚生労働省の医師調査個票を目的外利用申請し、統計法に基づくデータの開示を受けることができた。また、二つの研究課題課題に着手し、それぞれ推計のモデルを構築し、基礎的な推計を行う段階にあり、おおむね順調に進展していると考えている。来年度も本年度に引き続き、厚生労働省の医師調査個票を目的外利用申請し、統計法に基づくデータの開示を受けたい。また、二つの研究課題のそれぞれに関し、モデルの構築と推計を進めていく。また、本年度同様、海外の共同研究者に来日いただき、二つの研究課題を着実に進めていきたい。また、二つの研究課題課題のそれぞれに関し、モデルの修正・精緻化を行い、分析を進める。
現代社会の制度と価値観をめぐるコンフリクトについての理論的・比較社会学的研究

研究代表者は、現代社会への理論的アプローチの一環として、前年度までの研究に引き続いて2004年度も、いわゆる社会システム理論の研究に取り組んだ。具体的には、2003年度中に完成させた論文『社会学的システム理論の構成-コミュニケーションの自己言及性を中心に』を、単行本として出版するための諸作業を行った。またそれと並行して、社会システム理論の代表的論者であるドイツの社会学者ニクラス・ルーマンの大著Die Gesellschaft der Gesellschaft(1997年公刊)の日本語への翻訳に携わった。その一方で、沖縄県国頭郡東村に赴き、グローバル化の動きの中での地域社会のあり方を考察するにあたっての予備的な調査を行った。ただし、いずれも、研究成果の公表・公刊については次年度以降にずれ込む見通しである。以上に加えて、研究代表者は、東京大学社会学研究室とソウル大学社会学研究室との合同セミナーや日本社会学会大会に足を運んでディスカッションに参加したり、数理社会学会機関誌『理論と方法』に、ニクラス・ルーマン著『近代の観察』(馬場靖雄訳,法政大学出版局)の書評を寄稿したりした。他には、庄司興吉編『グローバル化と社会理論・社会運動』に対して学術論文「社会システム理論における自己言及パラダイムの由来-研究者集団から見たアプローチ」を執筆し、最終原稿をすでに編者に提出したが、その公刊は2005年6月前後になる予定である。現代社会に対する理論的アプローチとして、研究代表者は、ドイツの社会学者ニクラス・ルーマンの社会システム理論に注目し、いわゆるシステム理論の枠組と社会学理論との関係について討究を進めてきた。その成果は、2002年度を通じ、400字詰め原稿用紙換算で600枚以上の分量を持つ論文『社会学的システム理論の構成-コミュニケーションの自己言及性を中心に』としてまとめた。また、査読つき学術雑誌『現代社会理論研究』に研究論文「ルーマン社会システム理論におけるコミュニケーションと自己言及性」を投稿し、掲載された。その一方で、研究代表者は、社会システム理論を現代社会研究へと接続するための研究報告を3つの学会の大会において行った。すなわち、(1)日本社会学史学会第18回大会(於・大妻女子大学)における研究報告「イリノイ大学バイオロジカル・コンピュータ・ラボラトリ(BCL)の活動とルーマン社会システム理論」(単独報告;2002年6月29日)、(2)社会・経済システム学会第20回大会(於・桃山学院大学)における研究報告「社会システムの存立と安定性-ゴードン・パスクの会話理論を手がかりに」(単独報告;2002年10月27日)、(3)日本社会学会第75回大会(於・大阪大学)における研究報告「社会システム理論における多値論理学の位置」(単独報告;2002年11月16日)である。以上の研究実績に加え、雑誌論文・編著論文の執筆および学会報告の準備も進めつつあるが、その成果の公表については次年度以降にずれ込む見通しである。その成果として2002年度を通じて著した400字詰め原稿用紙換算で600枚以上の分量を持つ論文『社会学的システム理論の構成-コミュニケーションの自己言及性を中心に』に、2003年度は手を加え、最終的な稿にまとめあげた。この論文は来年度に公刊される見込みである。また、2002年度に行った学会報告の一部を研究論文「社会システムのオートポイエティック・モデル-ゴードン・パスクの会話理論を手がかりに」としてまとめ、査読つき学術雑誌『社会・経済システム』(社会・経済システム学会機関誌)に投稿し、掲載された。その一方で、研究代表者は、社会システム理論を現代社会研究へと接続するための研究報告を学会大会や研究会において行った。すなわち、(1)日本社会学会第76回大会(於・中央大学)での研究報告「ルーマンの全体社会概念」(単独報告;2003年10月12日)(2)九州美学研究会(於・九州大学)での研究報告「ルーマンの社会学的芸術論」(単独報告;2003年11月15日)である。以上の研究実績に加え、雑誌論文・書評論文・編著論文の執筆および学会報告の準備、およびフィールドワークないしその成果発表の準備も進めつつあるが、それらの公表については次年度以降にずれ込む見通しである。

以上に加えて、研究代表者は、東京大学社会学研究室とソウル大学社会学研究室との合同セミナーや日本社会学会大会に足を運んでディスカッションに参加したり、数理社会学会機関誌『理論と方法』に、ニクラス・ルーマン著『近代の観察』(馬場靖雄訳,法政大学出版局)の書評を寄稿したりした。他には、庄司興吉編『グローバル化と社会理論・社会運動』に対して学術論文「社会システム理論における自己言及パラダイムの由来-研究者集団から見たアプローチ」を執筆し、最終原稿をすでに編者に提出したが、その公刊は2005年6月前後になる予定である。
新しい制がん剤耐性遺伝子群の解析と克服法の確立

目的:癌治療における難問題の1つは制癌剤耐性腫瘍の出現である。がん患者の多くは制癌剤耐性と何らかの関連があるといわれている。本研究では,耐性腫瘍の耐性に関与する分子機序を明らかにして,耐性因子を同定する。と同時に耐性因子を標的にした耐性克服剤の関発を進める。耐性因子についとは臨床腫瘍の診断マーカーとしての有用性を検索し,さらに耐性克服剤についとは臨床応用への可能性を検討するために以下の研究を進めた。1基礎分野からは,多剤耐性,シスプラチン耐性,5ーフルオロウラシル耐性,エトポシド(VPー16)耐性およびカンプトテシン耐性獲得に関与する分子機構を明らかにする。2.臨床分野からは,Pー糖蛋白質,DNAトポイソメラーゼ,DNA損傷修復,グルタチオン関連酵素などが腫瘍耐性と関連するか否かを明らかにする。3.基礎と臨床分は協力して耐性克服剤の作用機序を明らかにし,臨床への応用性につていは検討する。結果:1.多剤耐性MDRー1遺伝子のプロモーターが制癌剤や血清除去や紫外線などで活性化された。2.多剤耐性を担うPー糖蛋白質のATPase活性部位に関する構造活性相関について解析を進めた。3.シスプラチン,5ーフルオロウラシル,カンプトテシンやエトポシド等の耐性獲得に薬剤のとりこみ,核酸合成,崩壊酵素なDNAトポイソメラーゼなどの新しい変化を見い出した。4.乳癌,卵巣癌,甲状腺癌や造血組織腫瘍などにおいてMDRー1またPー糖蛋白質の発現と耐性との関連の有無を検討した。5.多剤耐性や5ーFU耐性の新しい克服剤の開発と臨床応用を開始した。
果樹の根の機能解析ならびに好適根域環境の開発

1.土壌乾燥処理がビワとモモ幼樹の葉と根のソルビトール含量ならびに細胞核の変化に及ぼす影響ビワでは,乾燥処理によって葉と根のソルビトール含量は増加した.乾燥処理終了後かん水によって回復させた結果,葉と根のソルビトール含量は次第に低下した.対照区では折損の発生が見られたのに対して,乾燥処理区では新根の発生は観察されなかった.乾燥処理によって,葉肉と根端組織の細胞核の崩壊が引き起こされるとともに,デンプン粒が消失した.モモでは,乾燥処理によって葉のソルピトール含量は増加したが,根のソルビトール含量には影響は見られなかった.乾燥処理によって,葉肉細胞中のデンプンは容易に減少し,回復処理後に再び蓄積した.強乾燥区では葉肉細胞の細胞核の崩壊が引き起こされたが,中乾燥区では細胞核の変化は見られなかった.2.果樹の新根の太さと一次木部維管束数との関係供試した果樹の一次木部維管束数は以下のとおりであった.カラタチ:46個,ナシ:37個,ブドウ:36個,モモ:37個,ビワ:48個,ザクロ:57個,ヤマモモ:37個.ブドウとナシにおいては根径と一次木部維管束数との間に高い相関が見られた.窒素施肥量を変えてモモ幼樹を栽培した結果,太い根の一次木部数は多かった.また窒素施肥量が多い樹ほど新根の発生数とともに太い根が多く発生した.3.バラ科果樹の根の皮層細胞におけるphi肥厚と土壌乾燥処理による影響バラ科果樹の根には,皮層細胞の細胞壁が肥厚する特徴的な細胞構造が見られる.この構造はphi肥厚と呼ばれ,カスパリー線が発達する前に発現する.ビワ樹を用いて土壌を乾燥させて生育させた場合,乾燥させていない根に比べてphi肥厚は顕著であった.このことからphi肥厚は土壌乾燥に対する防御機構の一つと考えられる.1.土壌乾燥処理がビワとモモ幼樹の葉と根のソルビトール含量ならびに細胞核の変化に及ぼす影響ビワでは,乾燥処理によって葉と根のソルビトール含量は増加した.乾燥処理終了後かん水によって回復させた結果,葉と根のソルビトール含量は次第に低下した.対照区では折損の発生が見られたのに対して,乾燥処理区では新根の発生は観察されなかった.乾燥処理によって,葉肉と根端組織の細胞核の崩壊が引き起こされるとともに,デンプン粒が消失した.モモでは,乾燥処理によって葉のソルピトール含量は増加したが,根のソルビトール含量には影響は見られなかった.乾燥処理によって,葉肉細胞中のデンプンは容易に減少し,回復処理後に再び蓄積した.強乾燥区では葉肉細胞の細胞核の崩壊が引き起こされたが,中乾燥区では細胞核の変化は見られなかった.2.果樹の新根の太さと一次木部維管束数との関係供試した果樹の一次木部維管束数は以下のとおりであった.カラタチ:46個,ナシ:37個,ブドウ:36個,モモ:37個,ビワ:48個,ザクロ:57個,ヤマモモ:37個.ブドウとナシにおいては根径と一次木部維管束数との間に高い相関が見られた.窒素施肥量を変えてモモ幼樹を栽培した結果,太い根の一次木部数は多かった.また窒素施肥量が多い樹ほど新根の発生数とともに太い根が多く発生した.3.バラ科果樹の根の皮層細胞におけるphi肥厚と土壌乾燥処理による影響バラ科果樹の根には,皮層細胞の細胞壁が肥厚する特徴的な細胞構造が見られる.この構造はphi肥厚と呼ばれ,カスパリー線が発達する前に発現する.ビワ樹を用いて土壌を乾燥させて生育させた場合,乾燥させていない根に比べてphi肥厚は顕著であった.このことからphi肥厚は土壌乾燥に対する防御機構の一つと考えられる.1.ビワの根の生長に伴う内皮側皮層細胞にみられる細胞壁の内部成長並びにカスパリー線の形成ビワの根の皮層細胞の肥厚は細胞壁の内部生長とみられ,その拡大の最終段階では細胞の半分程度を占有するまでに肥厚した.根の維管束の発達につれて,カスパリー線の自家蛍光が蛍光顕微鏡によって明瞭に観察できるようになった.二次維管束の発達とともに細胞壁の内部生長を示した皮層組織と内皮組織の間に離脱帯が形成され、皮層が離脱する段階では内皮の細胞層数が増加し,カスパリー線も数層に増大した.皮層細胞の細胞壁の内部生長はカスパリー線と同様に,根からの水分や溶質の損出を防御するのに機能していると考えられる.このような細胞構造の発達は、モモについても観察でき、バラ科果樹に特有な細胞構造であると考えられ、土壌乾燥に強い要因の一つであると思われる。2.窒素施肥量の相違がモモ実生樹の根の維管束の分化・発達に及ぼす影響モモの3年生実生樹を用いて、窒素施肥量の相違を検討した。根の維管束の分化数は窒素無施肥区では3-4個、ポット当たり3g,6g施肥区では5-7個となり、窒素施肥の増加にしたがって根群の発達とともに根の維管束数は明らかに増加した。3.土壌乾燥処理がモモ幼樹の葉と根のソルビトール含量ならびに葉肉細胞の細胞核とデンプン蓄積に及ぼす影響

モモの台木用品種(おはつもも)の2年生実生樹を用いて土壌乾燥処理の影響を検討した.乾燥処理によって葉のソルビトール含量は増加したが,根のソルビトール含量には影響が見られなかった.乾燥処理終了後,かん水によって回復させた結果,かん水後1日目で葉のソルビトール含量も対照区と同じレベルにまで減少した.以下の項目について検討した.1.数種の果樹の新根の太さと一次木部維管束数との関係一次木部維管束数はウンシュウミカン46個,ナシ37個,ブドウ36個,ビワ48個,ザクロ57個,ヤマモモ37個であり,イチジクとイチョウは2個であった.新根の太さと根の一次木部維管束数との関係はナシとブドウでは高い正の相関がみられた.2.モモ実生樹の新根の太さと一次木部分化との関係モモの根の維管束数は37個の間で変異した.窒素施肥量と関係なく,太い根ほど一次木部数は明らかに多かった.窒素施肥量の多い樹ほど新根の発生数とともに太い根が多く発達するため,窒素施肥量の増大に従って一次木部数の多い根が増加するものと考えられる.3.バラ科果樹の根齢に伴う細胞構造の変化内皮側の皮層細胞に見られる細胞壁の肥厚部分はフロログリシン反応で強く赤色に染色した.根の横断面で見るとビワで最も顕著であり,ついでリンゴとナシとなり,モモで劣った.さらにビワについて根の齢による皮層細胞の細胞壁の肥厚状況をカスパリー線の発達と比較しながら検討した.4.土壌乾燥処理がビワ樹の根の細胞構造に及ぼす影響ビワ樹では内皮側の皮層細胞の細胞壁が土壌乾燥によって著しく発達することを確認した.5.バラ科以外の果樹根の内部構造バラ科の果樹類の根には皮層細胞の細胞壁が肥厚する特徴的な構造が発達する.バラ科以外の果樹根についてその内部構造を詳細に検討し,特にカスパリー線の発達を観察した.6.窒素施肥量の相違がザクロの成長に及ぼす影響ザクロは土壌乾燥に強い耐性をもつことが知られており,その原因を解析することは興味深い.また,ザクロの塩類耐性についての実験もみられないようである.今回は,窒素施肥量を変化させて検討し,体内栄養ならびに根の細胞構造について検討中である.1.モモ実生樹の新根の太さと一次木部分化との関係新しい白色根の横断面における一次木部数は37個の間で変異したが,窒素施肥量と関係なく,太い根で明らかに多かった.窒素施肥量が多い樹ほど新根の発生数とともに太い根が多く発達した.2.バラ科果樹の根の皮層細胞に発達する細胞壁の内部成長バラ科果樹類のビワ,リンゴ,ナシ,モモを用いて検討した.根の横断面で比較すると,ビワでは肥厚が最も顕著であり,次いでリンゴとナシとなり,モモで劣った.肥厚成長は内皮の外側の一層を中心にネックレス状にリングを形成し,最終的に一重のリングを形成するリンゴ,ナシと数層に分布するビワ,モモに区分された.3.数種の果樹の新根の太さと一次木部維管束数との関係供試した果樹の一次木部維管束数はそれぞれ以下のとおりである.ウンシュウミカン:46個,ナシ:37個,ブドウ:36個,ビワ:48個,ザクロ:57個,ヤマモモ:37個が観察された.ナシとブドウにおいては,根径と一次木部維管束数との間には高い相関がみられた.4.ビワ根の成長に伴う皮層細胞壁の内部成長(phi肥厚)とカスパリー線の発達Phi肥厚は根端から約10mmの部位から出現し,30mm付近でほぼ最大に達した.Phi肥厚が内皮を囲むようにリング状に発達した段階でも,カスパリー線の発達はその初期段階であり,内皮の細胞壁に点状に観察された.Phi肥厚とカスパリー線の形成過程の時間的な差異からみて,ビワ根ではカスパリー線の発達する前にphi肥厚がみられた.5.土壌乾燥処理とphi肥厚との関係phi肥厚は土壌を乾燥させて生育させた根において,乾燥させていない根に比べて顕著であった.ビワ根にとってphi肥厚の増大は土壌乾燥に対する防御機構の一つと考えられる.
『学習のふり返り』による「学習活動と評価の一体化」に関する研究

本研究では、算数・数学教育における「評価」を捉え直すための枠組みについて検討した上で、学習評価についての新たな視点について考察を進めた。日本語の「評価」に対応する2つの英語「Assessment」と「Evaluation」のもつ意味の違いに注目し、それらの概念の特質・特徴についてそれぞれ検討した後、Assessment的な評価の必要性、有用性に言及した。そして、両方の評価を併せ持つ事例として、アメリカにおけるレポート形式の評価の事例を検討した。またAssessmentにおける自己評価の記述に関して、その「評価」としての側面と「学習活動」としての側面に注目した。一方、先行研究の成果としての「メタ評価」を慨観した後、学習評価そのものについての「目標論」「内容論」「方法論」「評価論」について検討を行った。「何のために評価するのか」、「何を評価するのか」、「誰が、いつ、どのように評価するのか」、「どのように評価がなされたのか」についてそれぞれ検討を行い、それらが教育評価を行う際の指標であると同時に、評価についての評価(メタ評価)を行う際の規準としても機能することを明らかにした。更に、学習のふり返りと学習のまとめが相互構成的に構築されていく点に言及した上で、「学習活動と評価の一体化」という概念を提起した。更に、メタ的に再評価された評価(=学習活動)が学習者に客観的に捉えられた学習の成果である点を踏まえ、本当の意味での学習の成果とは、『知識・技能を獲得した自分(たち)を認識していること』であるとの新たな捉え方を提案した。国内における他教科でのパフォーマンス評価と学習のふり返りの実践、並びにアメリカやイギリスなど諸外国の算数・数学教育分野におけるパフォーマンス評価と学習のふり返りの具体的実践記録の検討を通して、パフォーマンス評価や記述による学習のふり返りに関する国内外の先行研究をレビューした。その結果を踏まえ、「学習のふり返りと学習のまとめ-学習者の立場からの学習活動と評価の一体化」と題した論文を纏め報告した。ここでは、従来から行われてきた学習のまとめを再考し、学習のふり返りは評価であるとの認識の下、「学習活動と評価の一体化」という新しい評価観を導き出している。また「算数・数学学習の評価に関する新たな視点」では、評価に対する評価として「メタ評価」という概念を打ち立て、その定義を行うとともに、「学習の成果とは知識・技能を獲得した自分(たち)を認識することである」との新たな視点を打ち出した。更に「算数・数学教育における「メタ評価」に関する基礎的考察」では、メタ評価の特質を理論的に導き出した。一方、具体的な実践をベースとした研究として、研究協力者による「学習のふり返り」の実践を進め、そのパイロットスタディの成果を「Note-Taking and Metacognition in Learning Mathematics : An Analysis in Terms of Semiotic Chaining and Meta-Representation」として報告した。ここでは、学習のふり返りとしてなされるノート記述を、3種類に分類して同定している。更に、「学習評価を学習の方法として活用すること-学習活動と評価の一体化-」では、学習のふり返り・まとめの事例に基づき、学習の方法として「評価」を活用する手だてについて考察を進めた。その結果、「ふり返り」と「まとめ」とは表裏一体の活動であることが示され、それらを相互構成的に構築していくことの必要性が示唆された。そして、両方の評価を併せ持つ事例として、アメリカにおけるレポート形式の評価の事例を健闘した。

一方、先行研究の成果としての「メタ評価」を概観した後、学習評価そのものについての「目標論」「内容論」「方法論」「評価論」について検討を行った。「何のために評価するのか」、「何を評価するのか」、「誰が、いつ、どのように評価するのか」、「どのように評価がなされたのか」についてそれぞれ検討を行い、それらが教育評価を行う際の指標であると同時に、評価についての評価(メタ評価)を行う際の規準としても機能することを明らかにした。更に、学習のふり返りと学習のまとめが相互構成的に構築されていく点に言及した上で、「学習活動と評価の一体化」という概念を提起した。更に、メタ的に再評価された評価(=学習活動)が学習者に客観的に捉えられた学習の成果である点を踏まえ、本当の意味での学習の成果とは、『知識・技能を獲得した自分(たち)を認識していること』であるとの新たな捉え方を提案した。
室の伝達特性の測定を必要としない室内音響指標のブラインド推定の研究

本研究では,室内の伝達特性を測定せずに,観測された信号(残響音声など)から室内音響指標(音声伝送指標,残響時間,音の明確性)をブラインド推定する方法を提案した.評価シミュレーションの結果,提案法が原理的に正しく室内音響指標をブラインド推定できることがわかった.また,フィールド実験の結果,人が部屋に居るときでも居ないときでも,提案法が,残響音声から室内音響指標を正確に逆推定できることがわかった.音バリアフリーやユニバーサルデザインの志向から,利用者に係わらず円滑な音声コミュニケーションを実現するための要素・統合技術の確立が急務となっている.そのため,音環境設計における質的な検討(音声の明瞭性の向上,誘導音の検知力向上など)は,最重要課題である.本研究の目的は,室内の伝達特性を測定せずに観測された音信号(音声や音楽といった身の回りの音)そのものから室内音響指標(残響時間(T60),音声伝送指標(STI),明確性(D値))を逆推定する方略を明らかにすることである.本研究では,変調伝達関数(MTF)に基づき,室内音響指標をブラインド推定する方法を確立するために,「MTFに基づいた残響時間のブラインド推定法」を足がかりとして,次の3つの課題に取り組む.1.室の統計的な音響特性を調査して,変調伝達関数のモデル化を行なう.2.様々な室の音響特性を網羅して,MTFの関数モデルの精緻化を行なう.3.MTFの逆推定法を加えた室内音響指標のブラインド推定法を構築する.平成24年度は,課題2と課題3に取り組んだ.課題2では,様々な室の音響特性を網羅して,MTFの関数モデルの精緻化を行った.ここでは,Schroederの室内インパルス応答の近似特性(指数型の減衰特性)にパラメータを一つ加えることで初期の過渡特性も表現できるようにモデルを拡張した.これに関し,課題1で取り組んだ総合評価を同様に行い,拡張モデルの有効性を確認した.次に課題3として,モデル化されたMTFから室内音響指標を算出する方法を検討した.最後に,平成23年度に購入した室内音響測定システムを利用して,実環境における室内音響指標のブラインド推定法を評価した.この結果,実測の室内インパルス応答の諸特性と同等の特性を推定可能であり,また人がいる環境でも観測信号から正確にMTF/STIをブラインド推定できることを確認した.本研究では,室内の伝達特性を測定せずに,観測された信号(残響音声など)から室内音響指標(音声伝送指標,残響時間,音の明確性)をブラインド推定する方法を提案した.評価シミュレーションの結果,提案法が原理的に正しく室内音響指標をブラインド推定できることがわかった.また,フィールド実験の結果,人が部屋に居るときでも居ないときでも,提案法が,残響音声から室内音響指標を正確に逆推定できることがわかった.音バリアフリーやユニバーサルデザインの志向から,利用者に係わらず円滑な音声コミュニケーションを実現するための要素・統合技術の確立が急務となっている.そのため,音環境設計における質的な検討(音声の明瞭性の向上,誘導音の検知力向上など)は,最重要課題である.本研究の目的は,室内の伝達特性を測定せずに,観測された音信号(音声や音楽といった身の回りの音)そのものから室内音響指標(残響時間(T60),音声伝送指標(STI),明確性(D値))を逆推定する方略を明らかにすることである.これらの客観的な指標は,一般的な室内音響の特徴付けだけでなく,音環境設計に関する主観的な「質」(音声の明瞭性,聞き取り難さ)を問うときに必要不可欠である.本研究では,変調伝達関数(MTF)に基づき,室内音響指標をブラインド推定する方法を確立するために,「MTFに基づいた残響時間のブラインド推定法」を足がかりとして,次の3つの課題に取り組む.(1)室の統計的な音響特性を調査して,変調伝達関数のモデル化を行なう.(2)様々な室の音響特性を網羅して,MTFの関数モデルの精緻化を行なう.(3)MTFの逆推定法を加えた室内音響指標のブラインド推定法を構築する.平成23年度は,課題(1)と課題(3)に取り組んだ.課題(1)では,SMILE2004データベース(建築と環境のサウンドライブラリ)を利用して,多種多様な室内インパルス応答を分析し,MTFのモデル化を行なった.ここでは,MTFの逆推定で音源特性(音声の特徴)を利用するため,室内音響測定と音源特性の再分析ならびにこれらの対応関係の調査も行った.次に課題(3)として,モデル化されたMTFから室内音響指標を算出する方法を検討した.残響時間の推定法をベースに残りの指標(STI,D値)の推定法を実装し,室内インパルス応答の統計的モデル化と室内インパルス応答とMTFの対応づけを評価した.本研究では,次の三つの課題の実施を計画している.(1)室の統計的な音響特性を調査して,変調伝達関数のモデル化を行なう.(2)様々な室の音響特性を網羅して,MTFの関数モデルの精緻化を行なう.(3)MTFの逆推定法を加えた室内音響指標のブラインド推定法を構築する.この三つの課題のうち,二つ(課題(1)と課題(3))を計画通りに実施することができた.

また,得られた研究成果から,様々な室の特性に関するMTFの関数モデル化とその精緻化についての具体的な解決策が見出されたため,計画を前倒しで課題(2)に取り組む準備が整った.以上から,おおむね順調に進展していると判断した.平成24年度は,平成23年度の研究成果に基づき,課題(2)として,様々な室の音響特性を網羅して,MTFの関数モデルの精緻化を行なう.様々な室のインパルス応答ならびに室内音響指標を網羅的に調査した結果から,ほとんどの室内インパルス応答の特性は指数減衰の形式になるが,室の構造上の特殊性や室内の物の移動・配置によっては,この応答特性がいくぶん複雑になる.これに対応して,MTFの関数モデルの精密化を図る.次に課題(3)として,課題(2)の精密化作業を加え,MTFの逆推定法を利用した室内音響指標のブラインド推定法を洗練化する.最後に,課題(2)と課題(3)のインタラクティブな作業として,ICE 60268, ISO 3382に準拠した室内インパルス応答測定装置等を利用して実環境における評価を行う.特に,提案法を既存の測定法を適用できない音環境(人が沢山いる教室など)にて室内音響指標を推定し,その正確さを検討する.次年度の研究費の使用は,主に旅費と謝金になる.まず,限られた費用内で戦略をもって効果的に研究成果を発表し,本研究成果を国内外に広くアピールする.特に,海外での研究発表に重点をおき,研究成果を最大限アピールできる難易度が高く著名な学会に絞って発表する.その他では,学術論文の英文添削や学会参加費に充当する.最後に,大規模な主観評価実験を長時間行うため,ボランティアで実験に参加させることは不可能である.そのため,実験参加者に対して,本学で決められた規則に準拠して,適切に謝金を支払い,円滑に研究を実施する.同様に,研究補助員(博士後期課程学生)に対しても,本学で定められた規則に準拠して,適切に謝金を支払い,研究計画に述べたような各タスクを円滑に実施する.
脊椎動物モデルを用いた行動制御遺伝子の同定と高効率スクリーニング法の確立

脳内において特異的な蛋白質代謝機構が存在することは、アルツハイマー病(AD)だけでなく、プリオン病、ポリグルタミン病などの研究から明らかになっている。なぜなら、これらの疾病の原因蛋白質は、広く全身に発現していながら、分解されずに病的に蓄積するのは脳・神経系に限られており、脳内における蛋白質代謝機構の失調が、これらの疾病の一因になっていると考えられるからである。一方、ADにおいて老人斑の主成分であるアミロイドβ蛋白質は、加齢と共にD-アスパラギン酸(D-Asp)を含むタイプが蓄積することが明らかになり、病態との関連が指摘されてきた。しかし一方で、AD患者の脳では、遊離のD-Aspは健常脳に比較し、減少していることも報告されている。従って、研究代表者は、D-Aspを含むペプチドを分解する酵素、即ち、D-aspartyl endopeptidase(以下DAEP)の存在を仮定し、ウサギ肝臓からDAEPの精製を行った。その結果、今年度になってミトコンドリア膜画分から、DAEPの精製に成功し、精製したDAEPを用いてその酵素的性質を調査した。DAEPは、脳、肝臓、腎臓などで比活性が高く、D-Asp含有蛋白質にのみ特異性を示すことが明らかになった。さらにDAEPは、分子シャペロンの一種、glucose regulated protein78(GRP78)と相互作用することも確認している。特に興味深いのは、DAEPの分子量が70万であることと、ラクタシチスンによってその活性が阻害されることである。これらの性質は、20Sプロテアソームと一致するものであるが、細胞内の局在が異なることや、基質特異性の違いなど、性質上の相違点も多い。従って、一次構造を比較するため、現在、二次元電気泳動によるDAEP構成成分の分離と、その一次配列の決定に取り組んでいる。アルツハイマー病の原因蛋白質の一つであるプレセニリンのノックアウトマウスは、神経発生に障害が起こることが明らかにされている。このことは、脊椎動物において、神経発生の初期過程に発現する遺伝子が、その後の脳の高次構造や記憶、行動に重要な影響を与えていることを示す良い例である。従って、研究代表者は、アルツハイマー病発症の分子機構の解明には、神経発生に関わる遺伝子のスクリーニングと、その効率的な実験方法の開発が重要であると考え、ゼブラフィッシュを動物モデルとした研究計画を立案していた。一方、アルツハイマー病において老人斑の主成分であるアミロイドβ蛋白質は、加齢と共にD-アスパラギン酸を含むタイプが蓄積することが明らかになり、病態との関連が指摘されてきた。さらに、D-アスパラギン酸が、哺乳類の特定の組織に高濃度に認められ、発生や成長過程で一過性の特徴ある濃度変化を示すことも明らかになった。以上のことから、研究代表者は、D-アスパラギン酸を含むペプチドを分解する酵素、即ち、D-aspartyl endopeptidase(以下DAEP)の存在を仮定し、D-アスパラギン酸を含むペプチドの分解活性を指標としてウサギ肝臓からDAEPの精製を行った。精製標品のN末端配列を分析したところ、小胞体においてシャペロンとして機能するglucose-regulated protein 78(GRP78/BiP)と一致することが分かり、BiPに対する抗体でDEAP活性画分を免沈すると、抗体濃度依存的にDEAP活性は減少した。現在では、BiPのDEAPとしての詳細な酵素学的研究を進めており、発生期におけるD-アスパラギン酸の生理的役割を明らかにするため、トランスジェニックフィッシュの構築に向けてBiPのクローニングを行った。
光集積回路を用いた高コントラスト撮像分光装置の開発

本研究では、太陽系外惑星の直接撮像を目指した、地上望遠鏡において大気の影響をほぼ完全に取り除き、極めて高いダイナミックレンジの像を得るための光集積回路開発を行った。開発した18入力81出力の光集積回路の特性を測定した結果、回路間特性にばらつきはあるものの、光を干渉させ、位相差をつけて出力する回路として機能していることを確認した。18入力数、81出力数の光集積回路は、天文学用としては最も大規模なものである。本研究の目的は、地上望遠鏡において大気の影響をほぼ完全に取り除き、極めて高いダイナミックレンジの像を得るPupil Remapping法を実現するための、光集積回路の開発である。本応募研究によって、現在の補償光学よりも高い角分解能で、最大100倍高いダイナミックレンジの撮像を行うための光集積回路を開発し、地上から太陽系外惑星を検出する可能性が大幅に高まる。本年度は、開発目標である入力数18の光集積回路の回路製作に向けて、小規模な回路でビームを干渉させるための重要コンポーネントの試作テストを行った。干渉縞を3点でサンプリングするための新しい2入力3出力回路と、4入力20出力回路の設計・試作を行い、利用できる帯域は狭いものの、ビームを干渉させ、位相差0,120,240度で3ビーム出力を可能にする回路の開発に成功した。入力ビーム数が増えると、これに伴い出力数も増加し、回路間のクロストークや損失が増加するため、できるだけ出力数を抑えることが重要である。これまで用いてきた4出力干渉回路よりも出力数の少ない3出力干渉回路の開発は、大規模回路製作に向けた大きなブレークスルーとなる。次に、これらの回路特性を元に、18入力81出力の回路設計・製作を行った。製造した回路の特性を測定した結果、回路間の特性にばらつきはあるものの、入力ビームを干渉させ、位相差をつけて出力させる回路として機能していることが確認できた。18の入力数、81の出力数の回路は、天文学用光集積回路としては、世界で最も大規模なものである。また、波長依存性が強く出ているため、ある程度帯域を限って使用するか、出力ビームを分光する必要があることがわかった。本年度は、多数のビーム結合・干渉させて高コントラスト像再生を行うための、18ビーム結合光集積回路の概念設計を行った。設計は、以下の2点に留意して行った。1)全てのビームの相関を取るのではなく、ある程度相関数を絞ることによって、高感度と高コントラストを両立する。2)干渉縞の位相と振幅を測定するために、これまでは位相シフターによる4点サンプリング(0,90,180,270度)を行っていたが、ビーム分岐数が多くなり、効率が悪くなるという問題があった。この問題を、ビームを3分岐させることで0,120,240度の3位相で干渉縞を測定する、新しい3分岐位相シフターを用いることで解決する。このような設計方針を元に、以下のような回路設計解を得た。1)シングルモードファイバーから入力された18のビームをそれぞれ3分岐させる。2)分岐させたビームを、他のファイバーからのビームとYカプラーによって結合する。3)結合したビームを、3分岐位相シフターに通すことで異なる位相を持った3つのビームに分岐させる。これにより、3位相での干渉縞測定を可能にする。4)最終出力ビーム数は81となり、非常にコンパクトな回路となる。相関数を減らし新しい3分岐位相シフターを用いることで、光の効率的な利用を行うと共に、導波路同士の交差数が減るため、電場の意図しない漏れだしを防ぐことができる。また、新しい3分岐位相シフターは、入力した2つのビームを結合し、0,120,240度の位相を持った3つのビームに分岐させるものであるが、このような導波路の設計解が存在することを、計算により示した。以上の回路概念設計を元に、NTTエレクトロニクス社に製造の実現性検討を依頼した。23年度において、18ビーム結合光集積回路の概念設計は終了している。一方、新しい3分岐位相シフターの概念設計を行い、この素子の実現可能性検討を、NTTエレクトロニクス社に依頼したが、これまでに開発実績のない素子であるために、検討に時間を要している。また、既に開発済みの8ビーム結合光集積回路を、Lick 3メートル望遠鏡用高コントラスト観測装置(Fiber Imager foR a Single Telescope,FIRST, SETI InstituteのFranck Marchisらが主導)に組み込み、On-sky testを行う予定であったが、現在可視光検出器のみ利用可能であり、8ビーム結合光集積回路が使用する近赤外線での利用が難しい状況にある。今後は、NTTエレクトロニクス社による3分岐位相シフターの実現性検討結果を受けて、回路の詳細設計と製造を行う。仮に3分岐位相シフターの実現が難しい場合は、開発実績のある、4点位相シフターを用いることで、開発を順調に進める。

製造した素子の光学特性測定を行い、干渉縞の位相・振幅測定の安定性・バイアスの有無、素子の透過効率などを調べる。結果を査読論文として出版する。Lick 3m望遠鏡でのOn-skyテストについては、SETI InstituteのF. Marchisらと協議し、搭載可能性を追求する。NTTエレクトロニクス社による詳細設計を受けて、18ビーム結合光集積回路の製造を行う予定であるが、研究費の多くの部分を、この素子の製造に使用する予定である。また、製造した素子の特性測定・結果の査読論文への出版、学会での成果発表などにも研究費を使用する。
歯周病治療のための口腔細菌モニタリングシステム

歯周病の診断における細菌学的検査の必要性は高まっている。これまでの検査は細菌の培養操作を必要とし,膨大な時間と労力を要するものであった。このため,実際の臨床の場に応用することが困難であった。近年,分子生物学の発展により,PCR法を応用した遺伝子レベルの細菌検出法が開発され,急速に臨床応用されつつある。PCR法は感度や迅速性・簡便性には優れているが,定量的な判断は難しい。本研究はこの問題点を解決するためにリアルタイムPCR法を用いた口腔細菌モニタリングシステムの開発を目的とした。PCRは16S rRNA遺伝子を標的とし,細菌共通のプライマー,歯周病細菌特異的プライマー(Porphyromonas gingivalis, Actinobacillusactinomycetemcomitans,prevotellaintermedia用),そして抗生剤(テトラサイクリン)耐性遺伝子tetQ用のプライマーを複数設計して,特異性と定量性の面で優れたプライマーの選択と反応条件の検討を行った。結果として,歯周ポケット内の総細菌と特異細菌の検出・定量が10-10^7cellの範囲で可能となった。PCR産物の検出にはSYBR GreenとTaqMan systemの両方法を用いたが,2方法の間に感度,定量性と特異性においての差はなかった。コスト面ではSYBR Greenの検出法が安価であるために臨床サンプルを用いた実験にはSYBRGreenを用いることとした。確立したリアルタイムPCR法と従来のPCR法の結果を臨床サンプルで比較したところ,両者の結果は概ね一致した。また薬剤耐性遺伝子tetQの定量も可能となり,薬剤耐性菌のモニタリングを組み込んだ歯周病細菌検査システムを確立することができた。1.液相ハイブリダイゼーションの検討16S rRNA遺伝子の保存領域からプライマーを設計し、すべての菌種の16S rRNA遺伝子を増幅可能とした。このPCR産物にacridinium ester標識した菌種特異的プローブをハイブリダイズさせ、歯周病細菌の検出を試みた。標識したacridinium esterはプローブがハイブリダイズ反応で2本鎖DNAを形成することでその後の加水分解操作から保護され、シグナル光を発生させる。この加水分解からの保護は、標識がプローブの中央に位置した場合には高い確率で行われることが報告されている。しかしながら、オリゴプローブ中央へのacridinium ester標識はパテントの理由で日本国内での発注が不可能であった。そこで、標識をプローブの末端に行い、検出を試みた。結果、加水分解やハイブリダイズ反応の条件を様々変更してみたが、検出感度、特異性ともに満足のいく結果を得られなかった。2.リアルタイムPCR法の検討液相ハイブリダイゼーションによる検出系は、プローブの標識法の問題点から歯周病細菌の検査システムに応用することが困難であった。そこで、リアルタイムPCR法を応用した検査システムを開発することとした。PCR反応のモニタリングにはパーキンエルマー社のGeneAmp5700を用いた。P.gingivalis,P.intermedia,A.actinomycetemcomitans,P.nigrescenceの各菌種について特異プライマーを設計し、特異性、感度、定量性について検討した。各菌種のプライマーはそれぞれがターゲットとする菌種とのみ特異的に反応し、感度は従来のPCR法と同じく10^2レベルであった。リアルタイムPCR法は特に定量性に優れた方法であり、10^2-10^7の範囲での定量が可能であった。