hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強磁場による生体内反応制御に関する研究

本研究では、生体高分子、細胞レベルおよび実験動物レベルにおける、強磁場を用いた新しい生体反応制御法の基礎となる現象・機構を調べた。アフリカツメガエル卵の初期発生過程に対する最大14テスラまでの強磁場の影響を調べることにより、強磁場の催奇形性および卵の卵割に対する磁場制御の可能性を調べた。10テスラ級の水平方向磁力線は初期卵割(第2-第3卵割)の卵割面の傾きに影響を与えた。しかし、磁場影響が見られたのは初期卵割期のみで、オタマジャクシの段階で判定したところでは催奇形性に対して磁場影響は見られなかった。初期卵割パターンに磁場影響が見られたにもかかわらず、オタマジャクシにまで成長した時点で磁場曝露/非曝露の間で催奇形成率に差が見られなかった事実は、卵の分割の方向に依らず細胞内成分の分布に大きな変化が生じなかったことを示唆しており、従って、細胞分裂が進行して細胞内相互作用が起こるときに特に異常が生じなかったためである、と考えられた。また、細胞レベルでの強磁場効果について、汎用的な培養付着細胞における反磁性物質の磁場配向を新たに見出した。高分子・生体関連物質レベルでの強磁場効果について、水の構造における反磁性エネルギーを介した微妙な構造変化を指摘するとともに、水と蛋白質の磁化率の相違に基づく磁気泳動効果の観測を行った。実験動物の強磁場空間における呼吸を近赤外酸素モニタでリアルタイム計測した。空間的磁場勾配の影響で空気中の酸素分子の挙動が変化し磁場中のラットの肺への酸素流入が促進された結果、ラット体内の血中オキシヘモグロビン濃度が上昇し、デオキシヘモグロビン濃度は減少した。生体内導体の不均一性に着目した数値計算モデルの構築を行い、導電率の異なる部位の境界が神経磁気刺激に強く影響を与えることを見いだした。本年度の研究では、生物個体レベル、および細胞・分子レベルでの強磁場効果の研究を行った。ラットを用いた動物実験により、微小循環血流に対する強磁場効果を調べた。また、生物発光における最大14テスラ磁場の影響を調べるため、磁場中でのホタル発光強度および発光スペクトルの測定を行った。生体内での代謝、特に活性酸素系の酵素反応に対する磁場効果を、カタラーゼによる過酸化水素分解反応、キサンチンオキシダーゼによるスーパー・オキシド生成反応などにおいて検討中であり、10年度は酵素反応の高速測定系を構築した。細胞レベルでの磁場制御に関し、血液細胞である赤血球と血小板の機能に対する最大14テスラ磁場の影響を調べた。赤血球の酸素分子結合/解離過程を磁場中にてリアルタイム光学計測した結果、赤血球サスペンションへの酸素ガス溶解過程が磁場影響を受けることが見られた。また、血小板が磁場中で磁力線に対して配向する現象:磁場配向の追試実験を行うとともに、血漿の凝固におけるコラーゲンやフィブリン、血小板磁場配向の影響を明らかにするための基礎的な知見を得ることができた。分子レベルでの強磁場効果に関しては、フィブリン重合/溶解速度に対する強磁場効果を磁場中におけるリアルタイム光学計測で調べた結果、フィブリン磁場配向によるフィブリン重合体の整列が重合繊維密度を高めることで、フィブリン重合/溶解速度ともに増強することが明らかとなった。さらに、生体系の重要な機能物質である水分子集団の構造に対する14テスラ磁場の影響を調べた。波長1000nm2000nmの近赤外光の吸収特性を調べた結果、10テスラ程度の磁場中で非常に僅かながら近赤外光吸収スペクトルの赤方偏位が見られた。

本年度は、強磁場が実験動物(ラットおよびマウス)の酸素代謝や骨形成に及ぼす影響を調べるとともに、細胞・分子の磁場配向による細胞機能変化と再生医工学的応用の可能性についても研究を進めた結果、以下のような成果を得ることができた。1.ラット体内の酸素濃度を赤外光吸収による無侵襲酸素モニタで測定し、最大8テスラの直流磁場が循環系の酸素運搬に与える影響を調べた結果、磁場曝露中にオキシヘモグロビン濃度が上昇し、デオキシヘモグロビンの濃度の減少する現象を観測できた。また、磁場中でのラットの微小循環と体温および湿度測定を行ったが、体温および湿度が減少し微小循環系も変化する結果も得た。マウスの足部の仮骨形成に対し、強磁場が促進効果を有することを観測した。2.血液などの生体コロイド溶液に対する強磁場効果を近赤外分光法を用いて調べた結果、赤血球サスペンションなどのレーリー散乱光強度が磁場中で顕著に変化する現象を見いだした。さらに赤血球の凝集が強磁場中で促進され、血沈が進行しやすくなることを確認した。3.細胞機能の磁場制御法に関し、コラーゲンとフィブリン等の蛋白質繊維が磁場中で特定方向に配向する現象を用いて、細胞機能の磁場制御のための実験を行った。その結果、骨芽細胞や血管内皮細胞の配向性を制御することに成功した。また、骨芽細胞の石灰化が磁場配向により促進されることを確認した。アフリカツメガエルの卵割異常や細胞内イオン濃度について検討を進めたが、これまでのところ顕著な磁場影響は観測されていない。4.神経細胞の成長が、コラーゲンの磁場配向によって促進される結果を得ることができた。また、虚血状態のラットの脳に対し、8字コイルによる磁気刺激および電気刺激を与えるための脳虚血モデルを用いた磁場曝露実験系を構築した。本研究では、アフリカツメガエル卵の初期発生過程に対する最大14テスラまでの強磁場の影響を調べることにより、強磁場の催奇形性能および卵の卵割の磁場制御の可能性を調べた。強磁場発生装置として14Tまでの水平磁場を発生可能な超伝導マグネットを用いた。また、超伝導マグネットのボア内にて、サンプルに磁場をあてながらリアルタイムで観察可能な実体顕微鏡システムを開発した。卵は水平方向の磁力線に曝露され、動物極-植物極境界面と磁力線の方向はほぼ平行であった。卵の分割のリアルタイム観察では、卵の側面(片面)のみの観察を行った。同時に、対照実験(コントロール)の卵の観察を実体顕微鏡(通常のタイプ)を用いて行った。また、磁場中および磁場外におけるツメガエル卵の第1分割から第3分割まで(受精後3時間まで)を注意深く観察した。対照群の正常な卵は鉛直方向の第1、2分割と、水平方向の第3分割を示した。しかし、磁場に曝露した卵の第3分割の分割面が卵表面と交わった線では、水平方向から傾いた場合が多く見られた。磁場中における卵割の側面観察の結果、約75%以上の卵が第2および第3分割面の傾きに異常が見いだされた。この第2および第3分割面の傾きに異常が認められた。ただし、それにもかかわらず、これらの卵は正常なオタマジャクシに成長し、催奇形性が14テスラ磁場中では見られないことが再度確認された。細胞分裂の際に形成される細胞内の高分子重合体の磁場配向が、第1分割から第3分割までの間に見られた卵割異常のメカニズムに関連したと考えられた。
林芙美子文学から見る近現代アジア諸国の研究

林芙美子作品のうち、アジア地域を描いたもの、及び、それに関する文献のデータ化作業、解読、足跡を探るための現地調査について、一定の成果を上げることができた。まずは、紙媒体の劣化によるテキスト存続の危機が懸念される戦時中に書かれた作品を電子データ化し、保存をはかった。さらに作品解読作業を行うことにより、文学的価値の評価を行った。また、アジア地域の現地調査を行い、足跡を明らかにしながら、伝記の補充をはかった。これらの成果については、サイト公開、論文作成、学会及びシンポジウム発表などで随時行っていった。最終年度には国際シンポジウムを開催した。また『林芙美子とインドネシア』の刊行準備をすすめている。予定していた三項目の予定のうち、1、林芙美子のアジア文献のデータベース作成、及びテキストのデータ化については、国立国会図書館や日本近代文学館、インドネシア国立図書館、朝日新聞フォトアーカイブなどが所蔵する雑誌や初版本、新聞等の調査を行った。「週刊朝日」「週刊婦人朝日」「ボルネオ新聞」などにアジアにおける林芙美子の足取りを記す新たなる貴重な記事を見つけることができた。また、アジア関係の作品をデータテキスト化する作業は順調にすすみ、「スマトラ西風の島」「南の田園」「ボルネオダイヤ」などのインドネシア関連作品に関しては完了することができた。2、現地調査については、まずは台湾にて林芙美子が滞在した地の調査を行った。また、研究協力者と研究会を行い、成果は「林芙美子は台湾をどのように描いたのか」(淡江大学大学院特別講座2013年5月4日)にて発表した。次にサハリンの現地調査を研究協力者とともに行った。作品「樺太への旅」や「雷鳥」にて詳細に描かれるサハリンにおける林芙美子の滞在ルートの確認調査結果として「林芙美子のサハリン紀行1『樺太への旅』に描かれるもの」(「藝文攷」19号2014年2月)を発表した。また、インドネシアやアジア各地での現地調査については、シンポジウム「文学とマンガ」(インドネシア大学大学院日本地域研究科主催2013年9月5日)にて「アジアの中の林芙美子」として報告を行った。また『世界の中の林芙美子』(日本大学芸術学部図書館2013年12月)に「日本を越え出る林芙美子の文学アジア各国における林芙美子研究の実践」を発表した。3、文献解読調査については、日本大学芸術学部図書館で所蔵する生原稿「戦線」の解読調査の一貫として、まずは原文をデータ化する作業を行っている。本年度予定していた二項目のうち、1、データベース作成の調査、及びテキストのデータ化については、昨年度から継続している。古書の類など、可能な文献は購入する一方で、国内では国会図書館、都立中央図書館、昭和館資料館、日本近代文学館などが所蔵する雑誌や新聞、初版本などの調査を行った。とくに、林芙美子が滞在したサハリン地域やスマトラ地域に関する資料を集中的に調べ、入手することが困難な「スマトラ新聞」などの調査に時間を費やした。国外ではスマトラのバンダ・アチェのシャクラー大学図書館、アチェ博物館資料館にて資料調査を行った。また、アジア関連作品をテキストデータ化する作業は、昨年度より引き続き長篇『戦線』の打ち込み作業に集中した。2、現地調査については、インドネシア・ジャカルタとスラバヤ、スマトラ地域において、再度の聞き取り調査、滞在ルートの調査を行い、今まで得た言及についての確認作業を行った。また、ダルマプルサダ大学、国立イスラム教スルタンカシムリアウ大学の研究者たちとインドネシアの詩パントゥンについて研究ミーティングを行った。成果は国立イスラム教大学スルタンカシム大学主催の国際セミナー「イスラムとマレーの文明」にて、「林芙美子が影響を受けたアジアの詩」というテーマで発表した。また、タイ国日本研究国際シンポジウム2014においては研究成果を「林芙美子と東南アジア従軍体験から得たもの」というタイトルで発表した。予定していた二項目のうち、1、林芙美子のアジア文献のデータベース作成、及びテキストデータ化については、順調に進んではいたものの、新たなる文献が発掘されるなどしたため、引き続き続行する必要性が生じてきた。一方で、「林芙美子が見た日本占領下インドネシアの日本語教育スマトラ・パレンバンの瑞穂学園についての調査報告」(「日本大学芸術学部紀要」62号)において、インドネシアにおける足跡の一部を記す一次資料の紹介と考察を行い、世に問うた。2、シンポジウムの開催、刊行物の発行、についてはおおむね良好に進行した。特にシンポジウムについては、「近現代アジア地域から見る文学と文化」を日本にて開催し、インドネシアやロシアの研究連携者たちとともに、研究期間中に得た調査成果、及び作品解読から得られた新たなる知見を発表し合うことができた。成果をまとめた報告・論文集も作成することができた。また、インドネシアやロシアにおいても頻繁にシンポジウムが開催され、参加し、発表することにより、より広く社会に研究成果を発信することができた。一方で、研究書『林芙美子とインドネシア』の発行も企画し、現在、刊行準備中である。

また『林芙美子とインドネシア』の刊行準備をすすめている。予定していた二項目のうち、1、データベース作成の調査、及びテキストのデータ化についてはおおむね順調にすすめることができているが、長編『戦線』生原稿のデータ化作業は、慎重さと精密さを要するため、まだ完成することができていない。2、現地調査については、順調にすすめることができた。より正確な情報を求め、再度の確認をすることができ、また、現地研究協力者たちとの共同作業やシンポジウムにての研究発表を通じて、来年度へむけ、研究の総括への展望がひらけてきた。日本近代文学25年度、26年度の研究をふまえ、27年度はデータベース化の作業をすすめ、まとめていくことを目指しながら、三年間の研究の総括として、海外の研究協力者たちとともに国際シンポジウムを開催し、社会に発表していく予定である。また、今後、林芙美子とアジア諸国の研究成果本を世に問う試みの第一弾として、まずは『林芙美子とインドネシア』をまとめ、出版したい。予定していた三項目のうち、1、データベース作成、及びテキストのデータ化については、おおむね順調に進んでいる。とくにテキストのデータ化についてはインドネシアについて書かれた作品をすべてデータ化し終えることができた。2、現地調査についても、順調に遂行することができた。現地研究協力者たちとの共同作業を通して、さらなる研究の発展についての展望を得ることができた。3、文献解読調査については、「戦線」の生原稿についてまずはデータ化する作業を行っているがまだ完成してはいない。精密さが必要とされるため、来年度も引き続き慎重に作業をすすめなければならない。27年に計画している国際シンポジウム開催のために、当初の予定を超過した費用が必要とされることが判明したため。25年度の研究を踏まえ、26年度は、データベース作成、及びテキストのデータ化作業をすすめながら、現地調査としてインドネシアのスマトラにおいて「スマトラ西風の島」の林芙美子の滞在ルートの確認を行いたい。成果は論文やセミナーなどにおいて逐次発表していく予定である。また、『世界の中の林芙美子』執筆メンバー、及び海外研究協力者たちと27年度に予定しているシンポジウムの開催をめざし、情報交換を行いながら研究をすすめていきたい。シンポジウム開催地までの移動費用や、予稿集や論文集の作成に使用する。
表面ナノ構造制御したポーラス薄膜による超親水性・疎水性界面の設計

本研究では、薄膜材料の実用性の高さに着目し、エネルギー消費・環境負荷の低減を目指したシングルサイト光触媒含有メソポーラス薄膜の開発を行うとともに、超親水性薄膜材料、超撥水性薄膜材料への応用を行った。(1)メソ細孔構造と孤立金属酸化物種の形成を確認し、シングルサイト光触媒活性点としてTi、V、Cr、Mo、W酸化物種を含有した透明なシングルサイト光触媒薄膜の開発に成功した。同薄膜が外部エネルギーの印加を必要とせず超親水性を示すこと、紫外光照射下では光誘起超親水性を発現することを見出し、優れた親水性薄膜材料の創製を実現した。(2)様々な材料の高親水性表面改質を目的とした、Ti含有メソポーラスシリカ薄膜の新規合成法の開発を行った。細孔構造の形成を促す構造規定剤の除去の際、従来法における高温焼成過程を経由せず、紫外光照射により光触媒的に構造規定剤の分解除去が可能であることを見出し、同手法による細孔構造形成に成功した。新規合成法を適切に利用することにより、石英基板、アルミニウム基板のみならず、熱耐久性の低いポリカーボネート、アルミニウム合金基板への高親水性コーティングを実現した。(3)超撥水性表面の構築を目的とした、材料表面での疎水性物質合成を行った。Cr含有メソポーラスシリカ薄膜のエチレンの光重合能を利用した同薄膜上でのポリエチエレン合成に成功するとともに、超撥水性への表面改質を実現した。以上のように、本研究では、シングルサイト光触媒薄膜の開発、およびその親水性、撥水性への応用を試みた。局所構造を明らかにするとともに、局所構造や表面微細構造と濡れ性との関係を評価し、機能性界面設計の基礎・応用に貢献した。表面ナノ構造を高次制御したメソポーラスシリカ薄膜に、シングルサイト光触媒を組み込むことで、既存の薄膜では成し得ない超親水性を示す新たな界面を設計し、防曇・防汚のための界面機能材料の開発を行った。さらに、薄膜の表面をポリマーや含フッ素化合物で修飾して疎水性表面に改質するなど、有機-無機ハイブリッド材料への展開も試みた。具体的な研究方法として以下の項目を段階的に行った。1)表面規制メソ細孔を有するメソポーラスシリカ薄膜の調製:表面規制メソ細孔を有するメソポーラスシリカ薄膜を石英ガラス基板上に調製した。各種基板上を利用して薄膜合成時の構造規制剤テンプレートと合成条件を選択することで細孔のサイズと構造および表面化学特性を制御した。表面濡れ性について評価を行い、表面特性発現へのナノ細孔構造の影響を明確にした。2)表面規制メソ細孔へのシングルサイト光触媒の固定:シングルサイト光触媒(孤立高分散した四配位酸化チタン種)は、メソポーラスシリカ薄膜の合成の際に原材料にチタン原料をブレンドすることで、メソ細孔の骨格内に組み込んだ。また、チタン以外にも、バナジウム、クロム、タングステンなどの光触媒特性を発揮する四配位酸化物種の添加も試みた。また、ポストシンセシス的な手法として合成したメソポーラスシリカの細孔内にCVD法、イオン交換法、原子層析出法によりシングルサイト光触媒を固定化した。さらに、申請者が独自に開発したシングルサイト光触媒支援光析出法によりナノサイズ金属触媒の固定化を行った。表面濡れ性、触媒特性について評価し、表面特性発現へのシングルサイト光触媒と金属ナノ触媒の影響を明確にした。
光活性大腸菌を用いた光エネルギー共役システムの作成

高度好塩性古細菌に存在する、光駆動性プロトン輸送タンパク質バクテリオロドプシンを大腸菌で発現させた場合、膜に正常な形でフォールディングした状態で発現せずに、インクルージョンボディーとなって発現する事が知られていた。本研究では、バクテリオロドプシンの類似タンパク質であるデルタロドプシンを用いる事で、機能発現する事が可能である事を示し。これまでに、pET-BL21(DE3)のシステムを利用して、(1)IPTGおよびレチナールの添加によって、大腸菌の膜上でレチナールを結合した、オプシンシフトが起こった状態で発現すること。(2)そこから調製した膜並びに、その膜からHisタグを用いて精製したデルタロドプシンが、好塩菌で発現している状態のバクテリオロドプシンと似た光サイクル反応を示すこと。(3)大腸菌で、薬剤排出ポンプEmrを共発現させることで、光駆動性の薬剤排出が観察できたこと。等を、明らかにして、報告した(BBRC 341 285-290)。さらに、このデルタロドプシンを発現した大腸菌が、光によって生育が抑制される事。その抑制が呼吸活性の抑制で生じること。また、呼吸活性を抑制した状態では、光リン酸化反応が見られることを明らかにした。また、本課題の中心となる光により運動の変化に関しては、BL21株がべん毛系が欠損している所為か、泳がないことが判明したので、RP437株を分与してもらい、それを用いた。さらに、RP437株で発現させるために、発現系もpbad-Arabinoseの系に変更した。落射蛍光システムを利用した照明系の暗視野観察の系はうまく作成できて、べん毛運動の場合もATP合成活性と同じく、呼吸活性を抑制した状態では、光によって運動が促進される事が分かってきた。また、ソフトアガーによるスワーム実験では、通常の状態(つまり呼吸活性を抑制していない状態)では、レチナール存在下で、運動性がむしろ低下している事が分かった(現在、投稿準備中)。これらの結果は、大腸菌の生体システムの中に、単に光駆動系のデバイスを組み込むだけでは、物質-エネルギー代謝にアンバランスが生じ、生物個体としては不都合である事を示している。
実態調査に基づくラテックスアレルギーの発症要因の分析と予防に関する研究

富山県内医療従事者及び一般若年層を対象としたラテックスアレルギーに関する実態調査(独自に開発した質問票による)と一部の対象者の血清検査を行った。さらに低アレルゲン化ラテックス作製を試み、以下の結果を得た。1.医療従事者641名(内看護師580名)を対象とした調査により、(1)手袋・ゴム風船・絆創膏等ラテックス関連製品により即時型アレルギーが誘発されたラテックス感作群は20.7%に達した。ラテックス感作群には若年層および手術室勤務が多かった。(2)89名の血清検査から2名が本アレルギーであると診断されたが、すべて看護師であった。(3)使用が回避されるべきパウダー付きラテックス手袋を依然として使用している施設が半数を占めた。(4)対処法として、アレルギーへの進展を助長する「ローション・湿潤クリーム塗布」が主流であった。2.一般若年層(中学生以下、平均年齢12.61才)405名を対象とした調査により、(1)ラテックス感作群は19.8%に達した。ラテックス感作群と他一般若年詳間で男女差は認められなかったが、ラテックス感作群の平均年齢は4.55才若く、かつ他の即時型アレルギーの併発率は有意に高かった。(2)主な誘発ラテックス製品として絆創膏(70%)、家庭用ゴム手袋(11.3%)、ゴム風船(11.3%)があげられた。(3)対処法として、原因製品の使用回避(36.3%)や医療機関受診(25%)等適切な対処法が取られていた。但し、本アレルギーの診断検査を受けた者は皆無であった。3.上記の調査結果より、発症原因として、医療従事者では、年齢(若年)、手術室、パウダー付き手袋、不適切な対処法が抽出された。また一般若年では、年齢(若年)、他アレルギー疾患の併発、絆創膏が抽出された。4.ラテックスHev B1とHev B7アレルゲンへのIgEの結合性はラテックスをトリプシンあるいはパパイン処理(37°C,1時間)により失われた。このことより、蛋白分解酵素処理は、低アレルゲン化ラテックスの開発に有用であると考えられた。ラテックスアレルギーに関し,計36の質問からなる質問票を独自に作成した。これに対する有効回答641(富山県内3施設の医療従事者)から以下に記す貴重な情報が得られた。1.即時型アレルギー既往者を23%(149名)に認めた。その誘因として,ゴム製品との直接/間接的接触(手袋着用,風船接触,歯科処置等)が19%を占めていた。その他に果物誘因を2.3%に認めた。2.上記既往者は,若年者で手術室など手袋使用頻度の高い職場に多い傾向を認めた。3.対処法として,「医師へ相談」(44%)や「手袋使用中断」(35%)より,本アレルギー助長作用のある「ローションや湿潤クリーム塗布」(79%)の頻度が高く,早急に正しい情報を提供する必要があると考えられた。

4.手袋資材では,1施設ではラテックス(パウダーフリー)とニトリル製であったが,他2施設では依然としてラテックス(パウダー付き)が最も使用頻度が高いという憂慮すべき実態が明らかにされた。5.本アレルギーのハイリスクとして,即時型アレルギ-に加え手荒れ(60%)や遅発性過敏症既往(25%)を認め,多重のリスクに暴露されている実態が浮き彫りされた。6.89名のうち、ラテックス特異的IgE陽性者は2名であった。このうち1名は無症状であり,本検査導入による無症候姓アレルギーの予知は,医療従事者の評価・管理に活用すべきことが示唆された。また,陽性血清はラテックスのみならずキウイ蛋白にも結合することがウエスタンブロツト法で確認され,今後ラテックス果物症候群の啓蒙も必要と考えられた。7.今回の調査から,啓蒙活動の緊急性・重要性が改めて認識され,その際今回の分析結果の提示は医療従事者への本アレルギーの認知に有力に作用するものと考えられた。今後,アナフィラキシーが報告されている小児領域への調査の展開と低感作ラテックスの開発を行う予定である。富山県内一般若年層(115才、平均12.6才、405名)を対象としたラテックスアレルギーに関する実態調査およびラテックス蛋白の低アレルゲン化に関する研究を行い、以下に記す情報・結果を得た。実態調査の結果から、本アレルギーハイリスク群(喘息、花粉症、アトピー性湿疹、薬物アレルギー、果物アレルギー、頻回の手術歴)に分類できる者が191名(47.1%)と非常に高い率であることが明らかにされた。このうち、本アレルギーが強く推定される擬患者(ゴム風船や絆創膏などが即時的に誘因となった者)が65名(16%)含まれ、その症状としては、皮膚や口唇、眼、喘息様症状が数時間から数日持続していた。症状の対処法として、原因製品の使用回避、医療機関受診、市販薬品等があげれた。但し、医療機関受診者で、本アレルギーの検査を受けた者は皆無であった。また、保護者や本人(中学生)を含め本アレルギーの存在を知っている者はわずかに0.7%であったことが抽出された。若年層においてもハイリスク群や擬患者の多さを考慮すると、本アレルギーに関する情報提供、啓蒙さらに検査の簡便化が今後の課題と考えられた。抽出ラテックス蛋白と患者血清(ラテックス特異的IgE強陽性者)との反応をウエスタンブロット法で分析すると、このIgEは5.2Kおよび4.2Kの2種類の蛋白と反応することが明らかになった。次いでラテックス蛋白(180μg/ml)を蛋白分解酵素トリプシンまたはパパイン(いずれも20μg/ml)で1時間、37°Cで処理後、同様にウエスタンブロット法で解析すると、上記2蛋白の反応性は消失することが確認された。このことから、上記蛋白分解酵素処理よ低感作ラテックス作製に極めて有効であることが明らかになった。
知的障害児の指導に関与する教師のトレーニングプログラム開発に関する研究

本研究の目的は、知的障害児の指導に関わる教師のトレーニングプログラムの開発を試みることであった。研究の柱としては、トレーニングプログラムの内容と方向性に関する研究、トレーニングプログラム案の立案と実施に関する研究、トレーニングに関連した資料の作成があった。トレーニングプログラムの内容と方向性に関する研究においては、KJ法を用いたトレーニングプログラムの内容と方向性の分析が行われた。この分析から、個別教育計画の作成において、行動分析の知識が有用であることと、教師間のコミュニケーションを改善しパートナーシップを養成していくことの重要性が示唆された。トレーニングプログラム案の立案と実施に関する研究においては、先のトレーニングプログラムの内容と方向性に関する研究の結果を受けて、行動分析の教授に関する研究の実施と教師間のパートナーシップを養成することを目的としたプログラムの立案とその有用性に関する検討がなされた。パートナーシップ養成に関する研究においては、PATHという方法とKJ法を用いた協議の有用性について検討がなされ、それらの有用性が示された。また、指導方法や指導理論の教授において講義を演習を組み合わせたプログラムを試作し、5日間の日程で12名の養護学校の教師の参加を得て行われた。プログラムで取り上げた指導方法や指導理論は、ノンバーバルコミュニケーション、行動分析、認知発達、ファシリテーテッド・コミュニケーション等の内容があった。このプログラムにおいては、作業や協議の時間の割合を増やし、障害児教育に関する知識と他者との問題解決場面におけるコミュニケーションの技能の獲得が可能かについて検討した。結果、参加者からの良好な評価を得ることができた。トレーニングに関連した資料の作成については、「ビギナーのための学習障害(LD)ハンドブック」の作成を行った。本年度は、主に次の3点について研究を行った。1)現職教員の研修プログラムに関する情報の収集。研究分担者が教育研究所や特殊教育センターで現在行われている現職教員研修プログラム(特に知的障害の領域における個別の指導計画の作成と実施等)についての情報の収集と担当者との情報の交換を行った。2)講義を通じた研修の理解度や定着度を測定する試み。個別の指導計画を立案するにあたり重要であると思われる内容を応用行動分析の領域から精選し、特殊教育に携わる教職員に対して講義を行った。その際にその講義内容の理解度と定着度を測定する試みを行った。今後、ここでの資料を基に講義内容の精選、伝達方法、講義の中の材料についての検討を進める予定である。3)教師のトレーニングプログラムとしてのリーフレットの発行。近年、通常の学級にいる学習障害児等に対する対応への要請が強いことから、今までの知見をまとめてリーフレット「ビギナーのための学習障害(LD)ハンドブック」を作成した。リーフレットは通常の教育における学級担任に学習障害の理解を促すものである。今後は、このリーフレットがトレーニングプログラムの一手段としてリーフレット活用の有効性について検討する予定である。本研究は、知的障害児の指導に関与する教師のトレーニングプログラム開発をめざすものであるが、その内容は大きく2つにわかれている.1つは,個別教育計画作成の基礎力を養成するためのプログラムであり,もう一つはパートナーシップを養成するためのプログラムである.本年度は,本研究の2年目であるため,この2つのプログラム作成のための情報収集及び基礎的研究を行った.個別教育計画作成の基礎力を養成するためのプログラムづくりの手始めとして,プログラムに必要な内容をプロジェクト参加者全員によってKJ法を用いて整理した.結果は,5つの部分に整理された.基礎理論とアセスメント,目標の設定と優先順位,IEP実行における諸問題,IEPの成功とパートナーシップ,IEP作成の背景にある思想性がそれらであった.この過程でプログラム内容として行動分析の教授の必要性が認められた.そこで行動分析を教師にどのように教授するかについて実験を行った.

実験は,行動分析の情報を与えられていない群,3時間の講義のみの群,30時間の行動分析に関する協議と3時間の講義を受けた群の3群にわけられ,教授方法に関する知識の差を測定しようとするものであった.パートナーシップを養成するためのプログラムは,お互いの協議と実体験を半分以上含んだ1週間(6時間×5日間)のプログラムを作成し12人の参加を得て参加者の充実度,プログラムに対する評価を測定した本研究は、知的障害児の指導に関与する教師のトレーニングプログラム開発をめざすものであるが、本年度はその3年目にあたる。研究の目的は、個別教育計画(移行計画も含む)作成の基礎力を養成するためのプログラムおよび支援者間のパートナーシップを養成するためのプログラムの検討である。本年度は、昨年、検討され、実施された支援者間のパートナーシップを養成するためのプログラムの結果の分析を中心におこなった。プログラムは、12名の養護学校教員が参加し、5日間それぞれ9:15から16:15の間に行われた。プログラムの内容は、コミュニケーションの指導をテーマとし、アプローチ方法としてノンバーバルコミュニケーション、行動分析、PATH、認知発達、ファシリテーティッドコミュニケーションを据え、養護学校での見学および資料収集、プログラム作成のシュミレーションと担任教員の前でのプレゼンテーションという内容から構成されていた。また、アプローチ方法の5つのうち3つは、作業や協議を中心としたものであった。プログラムの評価は、参加者に記入してもらったリッカート尺度及び自由記述からなる質問紙を分析することによって行った。参加者のほとんどが、このプログラムに参加したことを満足しており、参加者同志のコミュニケーションが改善し、テーマによる問題解決の方法についての示唆をえたとの回答が多く見られた。本研究の目的は、知的障害児の指導に関わる教師のトレーニングプログラムの開発を試みることであった。研究の柱としては、トレーニングプログラムの内容と方向性に関する研究、トレーニングプログラム案の立案と実施に関する研究、トレーニングに関連した資料の作成があった。トレーニングプログラムの内容と方向性に関する研究においては、KJ法を用いたトレーニングプログラムの内容と方向性の分析が行われた。この分析から、個別教育計画の作成において、行動分析の知識が有用であることと、教師間のコミュニケーションを改善しパートナーシップを養成していくことの重要性が示唆された。トレーニングプログラム案の立案と実施に関する研究においては、先のトレーニングプログラムの内容と方向性に関する研究の結果を受けて、行動分析の教授に関する研究の実施と教師間のパートナーシップを養成することを目的としたプログラムの立案とその有用性に関する検討がなされた。
ランチビオティック工学の展開：構造生物学的情報に基づく微生物酵素の改変

NukMはランチビオティック「ヌカシンISK-1」の前駆体ペプチドNukAの特定の部位のセリン、トレオニン残基を脱水・環化し、異常アミノ酸を導入する。NukMのN末端側のみを発現・精製しNukAと反応させたところ、NukM-N末領域が脱水を触媒していることを明らかとした。NukTはペプチダーゼドメインとATP結合ドメインを持つ。解析の結果、NukTの活性はATP依存的であることと、NuKTの二つのドメインが協調的に作用してターゲット領域の切断と菌体外輸送を行うことを明らかにした。特異的吸着型耐陛タンパク質NukHの構造解析を目的として下記の成果を得た。nukHをクローニングしたプラスミドであるpBADHによって形質転換したEscherichia coli C43 (DE3)の膜画分からのNukHの可溶化実験を行った。その結果、His_6-NukHを可溶化できた界面活性剤はn-dodecyl-β-D-maltoside(DDM)とn-octyl-β-D-glucosideのみであり、分子量・臨界ミセル濃度等を考慮して以降の実験ではDDMを用いることとした。可溶化後はニッケルアフィニティークロマトグラフィーならびにゲル濾過クロマトグラフィーによりNukHを精製できた。次に、リン脂質二重膜内でのHis_6-NukHの活性を評価するため、精製His_6-NukHと大腸菌脂質抽出物を用いてプロテオリポソームを作製し、リポソーム共沈法によるnukacin ISK-1との相互作用解析を行った。その結果、His_6-NukHの量に依存してリボソームへのnukacin ISK-1の吸着量が増加することが確認された。また、His_6-NukHの2次構造をCDスペクトルにより解析したところ、DDMミセル中においてα-ヘリックス構造を形成していることが確認され、His_6-NukHが高次構造を維持していることが示唆された。NMRによる構造解析を行うにあたっては、化学合成培地であるM9培地を用いた培養による安定同位体ラベル化が必要である。しかし、最小培地であるM9培地による培養では2xYT培地に比べ菌体量ならびに発現量ともに著しく低下したため、新たにC.H.L.培地と呼ばれる藻類加水分解物を含んだ安定同位体ラベル化用培地を用いてHis_6-NukHの精製を行った。その結果2xYT培地と同等の生育を示し、最終的に約3mg/ml(200μM)のHis_6-NukHの精製に成功した。1ランチビオティックnukacin ISK-1の異常アミノ酸形成酵素NukMの高次構造解析NukMのN末端側にHisタグのついたHis-NukM単独での結晶化や、ATPアナログやリーダーペプチド(LP)との共結晶化を試みたが、結晶は得られなかった。そこでNukM変異体の結晶化を試みた。まず、酵素活性を持つNukMのN末端領域(NukMN(1-577))の結晶化は成功しなかった。次に、NukMのN末端側にマルトース結合タンパク質(MBP)を付加したMBP-NukMを構築し、発現・精製を行った。ここでは、MBPタグによる、アミロースレジンを用いたアフィニティ精製を試みたが、MBP-NukMを十分に分離することができなかった。さらに、His-NukMについて、3CプロテアーゼによりHisタグを切断したNukMの結晶化を検討したが、Hisタグの切断ができなかった。2NukMによる抗菌ペプチドの機能改変N末端にLPを付与した変異体LP-NukMは、LPを持たないNukAのプロペプチド部分に4脱水2環化を導入することができた。一方、NukMとプロペプチドの反応では、何の修飾も確認できなかったことから、NukMのN末端にLPを付加することで、その基質特異性の拡張が出来ることが明らかとなった。次に、NukAとは全く構造の異なる抗真菌活性ペプチド、プロタミンを基質としてLP-NukMによる修飾活性を評価した。プロタミンやLP-プロタミンの修飾は確認されなかった。そこで、さらにNukAのプロペプチドの1から10残基目までを付加したもの(NukAL-NukA1-10-protamineおよびNukA1-10-protamine)を基質としたところ、1脱水1環化が確認され、NukAL-NukA1-10-protamineの反応効率はNukA1-10-protamineと比べて良好であった。ランチビオティックnukacin ISK-1の異常アミノ酸形成酵素NukMの触媒および基質認識ドメインの探索を目的とした。NukMを1577アミノ酸

残基までのNukMをN末端(NukMN)と578917アミノ酸残基までのC末端(NukMC)とに分けin vitroにおける活性試験を行い、LC-MSにより反応物の質量変化を解析し、脱水・環化の評価を行った。His-NukMNとの反応物から2脱水・1リン酸化・1環化を生じたHis-NukAと3脱水・1環化を生じたHis-NukAに相当する6価のピークが確認できた。このことからNukMのN末端は単独でも脱水、リン酸化、環化活性を持つことが確認できた。また、His-NukMCとの反応物からは何の修飾も生じていないHis-NukAに相当する6価のピークが確認できた。さらに、His-NukMNとHis-NukMCとの反応物からは、His-NukMNのみと反応させた時と同様の結果が得られた。このことからNukMのC末端は単独でもNukMN存在下でも触媒反応を示さないことがわかった。しかしながら、NukMのN末端だけでは全長のNukMのような完全修飾は行うことはできなかったため、完全修飾のためにはC末端の存在も不可欠であると推察された。表面プラズモン共鳴の実験結果からは、NukM、NukMNどちらもNukAとの親和性が最も高く、nukacin ISK-1との親和性は極めて低いことが明らかとなった。また、NukMCはすべてのペプチドに対して相互作用を示さなかった。リーダーペプチドを持たないnukacin ISK-1の親和性が著しく低下したことから、NukMがリーダーペプチドを認識していることが示唆され、特に、NukMのN末端が基質認識(リーダー認識)に関与すると考えられた。計画書の作成段階で、予想される問題点を明確にしていたことと、数値目標を定め多方面からの検討を柔軟に行ったことが順調に進展する結果となった。また、研究代表者と分担者が互いの専門領域で柔軟に対処したことも大きな要因と言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。NukHの構造解析については、2次元NMR(1^H,^<15>N)や3次元NMRによる解析を行う必要がある。また、滴定実験によるnukacin ISK-1とNhkHの相互作用メカニズムの解明も行いたい。さらに、、(1)SPRを用いたNukA、NukMの相互作用解析、(2)X線結晶構造解析によるNukMの立体構造の解明およびNukMの改変、(3)細胞膜構成成分の精製とnukacin ISK-1作用機構の解明、も今後の研究の推進方策として挙げられる。1異常アミノ酸形成酵素NukMの高次構造解析NukMの大腸菌における大量発現系を構築し、同時にNukMの精製条件をさらに検討し、結晶構造解析に必要な精製度、収量のNukMを得る。10 mg/ml程度のサンプルを得ることを目標とする。さらにタンパク質結晶化条件検討を行い、X線回折実験が可能な結晶を取得する。2NukMによる抗菌ペプチドの機能改変異常アミノ酸を導入する具体的なペプチドは、初段階として活性評価が容易な既存の抗菌ペプチドを標的とする。
歯科用金合金系超弾性合金の改良に関する研究

義歯クラスプ用超弾性金合金の諸性質を改良する目的で結晶粒の微細化により性質の安定性をもとめる実験を行った。初めに65wt%Au-12Cu-23Zhを母合金としてRu, Hf添加に加えにランタノイド金属La, Ce, Nd, Sm, Gdを01%添加し、疲労試験と結晶粒の微細化を調べた。その結果Ru単独添加に対してはSm, Gd, Ld添加、HfとRuの複合添加に対してはSm, Gd, Laの添加が良好な性質を示すことがわかった。精優れた超弾性を示す組成65wt%Au-12Cu-23Znを母合金(硬さ(HV)平均192、引張強さ330MPa,曲げ疲労13950回)とし、結晶粒の微細化と諸性質の向上のため、これにRu, Hfを底辺の各頂点に配置し、さらにランタノイド系5系列(La, Ce, Nd, Sm, Gd)を、もう一つの三角グラフの頂点に配置し、これらの添加率を0,0.25,0.5,0.75,1.0%と変化させた15種の合金を5系列,計75種の合金を作製した。方法は一端を封じた石英ガラス管内に母合金12gを入れ、これに添加元素を0.1mg度で計量添加し、アルゴン置換して高周波誘導炉で溶解合金化した。次に、板状試料(1×10×20mm)2枚、0.7φ×50mmの棒状試料4本、5φ×5mmの円柱状試料を埋没し脱ロウした鋳型に鋳造して板状、棒状試料を作製し、疲労、引張強さ、硬さ、変色、結晶粒微細化の計謝用の試料とした。これらを軸定した結果、硬さ(HV)ではLa添加で15種総平均185,Ceで183、Ndで182.Smで182、Gdで179となり、母合金の192より軟化した。しかし、合金種によっては母合金より大きいものもみられた。引張強さではLa添加で15種総平均405MPa, Ceで305、Ndで365,Smで304,Gdで403となり、母合金の330より大きいものもみられた。疲労試験ではLa添加で15種総平均9238回、Ceで9059回、Ndで8246回、Smで10307回,Gdで8684回となった。疲労試験ではいずれも母合金の13950回より小さかった。0.1%硫化ナトリウム水溶液に3日間全浸漬した変色試験と重量変化の結果は母合金との差はほとんど認められなかった。結晶粒径ではRuやHfの単独添加ならびに、これらとCeの複合添加で微細化の効果が大きかった。一方、RuとLa, Ce、Gdの各0.5%複合添加組成でも微細化が見られた。しかしLa、Ce, Sm, Gdのみの単独1%添加では微細化せず母合金より大きくなり、巨大な単結晶化の方向に向かう傾向が見られた。今回の実験を再度、繰り返し行い実験精度を上げる予定である。(1)歯ブラシ式磨耗試験ではNo.30でSm-4、No.31ではLa系で-0.1%前後の大きな重量変化が見られた。またNo.37の母合金では最大でも-0.06%であり比較的耐磨耗性がよかった。しかし、No.41では逆に-0.5-0.7%前後と大きくなった。すなわち母合金によりかなり大きな影響を受けることがわかった。(3)疲労試験では母合金を除く結晶粒を微細化したタイプのものでは合金No.30でLa-8、No.31でSm-4、Gd-4、またNo.37でLa-8ならびにSm-8、またNo.38ではSm-4が、またNo.40ではSm-4、Gd-8ならびにNo.41でSm-8、Gd-8が比較的良い性質を示した。以上の結果から、結晶粒の微細化効果が大きかったのは合金No.40のSm-8、次が合金No.30のSm-8、La-8、Sm-4の順となり、疲労もNo.37でLa-8、No.40でSm-4で約12,000回、No.41でSm-8が20,000回を超え、この近辺の添加物ならびに添加量が適当な範囲と考えられる。
カルシウムシグナリングと小脳シナプス回路発達

NMDA型グルタミン酸受容体はGluRζ1(NR1)とGluRε(NR2)サブユニットからなり、両者の共発現は受容体の機能発現、翻訳後輸送、シナプス発現、受容体蛋白の安定性に不可欠である。大脳シナプスにはNMDA受容体が豊富に発現し、その活動依存的なカルシウム流入がシナプス回路改築、シナプス可塑性、細胞死などを制御している。しかし、小脳プルキンエ細胞はGluRεサブユニットの発現を欠失するため、機能的なNMDA受容体を持たない例外的なニューロンである。小脳プルキンエ細胞のシナプス回路発達が平行繊維と登上繊維の間の激しい競合の上に成り立っている事実を考慮すれば、何らかのカルシウム流入装置がその発達を制御している可能性がある。そこで、プルキンエ細胞に豊富に発現するP/Q型カルシウムチャネルに着目し、そのチャネル本体を構成するα1Aサブユニットの遺伝子欠損マウスにおけるシナプス回路網の変化を追及した。その結果、本来、遠位樹状突起のみを支配する平行繊維の支配領域が近位樹状突起と細胞体にまで拡大していた。反対に、登上繊維の支配領域はより近位部へと退縮していた。さらに、本来は単一の登上繊維が独占的支配を確立している近位樹状突起において、複数の登上繊維が混在する形で多重支配となっていた。これらの事実は、P/Q型カルシウムチャネルが1本の主要な登上繊維の強化分子機構としてその独占的支配を促進し、他の興奮性入力をその支配領域から排除する分子機構であることを示唆している。従って、活動依存的なカルシウム流入が脳におけるシナプス回路改築の共通原理であり、NMDA受容体を持たないプルキンエ細胞ではP/Q型カルシウムチャネルがその役割を担っていることを物語っている。プルキンエ細胞は小脳における主要な情報処理ニューロンで、平行線維と登上線維による興奮性シナプス活動を基盤として協調運動や運動学習機能を発現する。これまでの研究から、平行線維シナプスに特異的なグルタミン酸受容体GluRd2が、遠位樹状突起における平行線維とプルキンエ細胞との間のシナプス形成を強化し、登上線維支配の過度な遠位化を防ぐ分子機構であることを明らかにしてきた。本年度は、登上線維側の強化分子機構を探索する目的で、この活動によりカルシウム流入を誘導するP/Q型カルシウムチャネルalpha-1Aに着目し、その遺伝子欠損マウスの小脳シナプス回路を検討した。その結果、近位樹状突起での登上線維支配の退縮が生じ、樹状突起の基部および細胞体において複数の登上線維による多重支配が生じた。一方、平行線維は本来の遠位樹状突起にとどまらず、近位樹状突起から細胞体にまで支配が拡大していた。以上の結果は、alpha-1Aが登上線維側の分子機構としてこのシナプス基盤を強化し、平行線維支配の過度な近位化を防御していることを示している。さらに、この分子欠損に伴なう樹状突起基部と細胞体における平行線維シナプスと登上線維シナプスの混在化は、この分子が主要な登上線維による独占的なシナプス支配に寄与し、そのコンパートメントからそれ以外の登上線維と平行線維による支配を排除していることも示している。この研究成果は、競合的な神経活動に伴うカルシウム流入が、視覚野や体性感覚野などの大脳皮質だけでなく、小脳における機能的シナプス回路成熟にも重要な鍵となっていることを示している。

大脳シナプスにはNMDA受容体が豊富に発現し、その活動依存的なカルシウム流入がシナプス回路改築、シナプス可塑性、細胞死などを制御している。しかし、小脳プルキンエ細胞はGluRεサブユニットの発現を欠失するため、機能的なNMDA受容体を持たない例外的なニューロンである。小脳プルキンエ細胞のシナプス回路発達が平行線維と登上線維の間の激しい競合の上に成り立っている事実を考慮すれば、何らかのカルシウム流入装置がその発達を制御している可能性がある。そこで、プルキンエ細胞に豊富に発現するP/Q型カルシウムチャネルに着目し、そのチャネル本体を構成するα1Aサブユニットの遺伝子欠損マウスにおけるシナプス回路網の変化を追求した。その結果、本来遠位樹状突起のみを支配する平行線維の支配領域が近位樹状突起と細胞体にまで拡大していた。反対に、登上線維の支配領域はより近位部へと退縮していた。さらに、本来は単一の登上線維が独占的支配を確立している近位樹状突起において、複数の登上線維が混在する形で多重支配となっていた。これらの事実は、P/Q型カルシウムチャネルが1本の主要な登上線維の強化分子機構としてその独占的支配を促進し、他の興奮性入力をその支配領域から排除する分子機構であることを示唆している。従って、活動依存的なカルシウム流入が脳におけるシナプス回路改築の共通原理であり、NMDA受容体を持たないプルキンエ細胞ではP/Q型カルシウムチャネルがその役割を担っていることを物語っている。
魚類の栄養要求に及ぼす環境水塩分の影響の解明

淡水魚と海水魚は、栄養要求は大きく異なっている。特に脂肪酸要求やアミノ酸関連物質であるタウリンの要求が異なっている。そこで、タウリン合成に関与するシステイン硫酸脱炭酸酵素の遺伝子の構造解析等をマダイ、ブリ、スズキ、マツカワについて行った。さらに、各器官・組織での発現を調べた結果、肝臓、幽門垂で強い発現がみられた。またひらめにおけるDHAおよびタウリン含量の異なる餌料および環境水中の塩分量がDHAおよびタウリンの合成酵素遺伝子の発現に及ぼす影響を調べた。餌料中のDHAおよびタウリン含量ならびに塩分の変化によって、DHAおよびタウリン合成酵素様遺伝子の発現量が変動することが明らかとなった。海産魚類では、タウリンの合成能が弱いため、餌飼料中にタウリンを要求する。タウリン合成には、いくつかの経路があり、システインからシステイン硫酸を経て、ヒポタウリンの合成を触媒するシステイン硫酸脱炭酸酵素(CSD)が律速酵素であると考えられている。そこで本研究では、マダイおよびブリのCSD遺伝子を単離して、その構造解析ならびに既報のCSDとの類縁関係を解析した。また、上記2魚種に加えて、スズキおよびマツカワの計4魚種について、組織特異的な発現を解析した。マダイおよびブリ肝臓から全RNAを抽出し、既報のCSD配列に高度に保存された領域にプライマーを設計して、CSDの部分配列を単離した後、RACE法により完全長CSDを単離した。CSD遺伝子の構造解析および近隣結合による系統樹解析をおこなった。また、上記に魚種に加えて、スズキおよびマツカワから全RNAを抽出し、魚類CSDに有効なプライマーペアを用いて、脳、鰓、心臓、胃、腸、幽門垂、筋肉、膵臓、胆嚢、腎臓などにおける発現を調べた。cDNAクローニングの結果、マダイおよびブリCSDの部分塩基配列776 bpおよび725 bpのCSDの部分配列を単離し、RACE法により、1882 bpおよび1821 bpのマダイおよびブリCSDを単離した。マダイおよびブリCSD様遺伝子は、既知の魚類CSD遺伝子と同じクレードに分類され、互いに88.8%、ティラピアやメダカなどと83%以上の相同性を示した。また、ドメイン解析によりピリドキサルリン酸(ビタミンB6誘導体)応答モチーフが見られた。各魚種の体組織における発現を観察したところ、すべての魚種で肝臓および幽門垂に強い発現が見られ、スズキ以外では心臓にも強い発現が見られた。DHAおよびタウリン含量の異なる餌料がDHAおよびタウリンの合成酵素遺伝子の発現に及ぼす影響ならびに、異なる塩分中で飼育したヒラメのDHAおよびタウリンの合成酵素遺伝子の発現変動を調べた。ヒラメにDHAとタウリンを強化した餌料と無強化の餌料を与えて日齢0-16日の17日間飼育した。また、100%海水、75%海水、および50%海水で中で日齢5584の30日間飼育した。その結果、無強化区では脂肪酸不飽和化酵素様遺伝子およびシステイン二酸化酵素(CDO)様遺伝子の発現が有意に増加した。試験10日目の全魚体中の脂肪酸不飽和化酵素様遺伝子の発現は、75%海水区で発現量が多い傾向がみられた。また、試験30日目では100%海水区では50%海水区の約1.7倍の発現量を示した。全魚体中における脂肪酸鎖長延長酵素様遺伝子の発現量は、飼育水の塩分の低下と共に減少する傾向がみられた。試験10日目の全魚体中におけるシステインスルフィン酸脱炭酸酵素様遺伝子の発現量は、75%海水区で最も多い傾向がみられ、50%海水区よりも有意に発現量が多かったが、100%海水区との間に差はみられなかった。全魚体中におけるCDO様遺伝子の発現量は、飼育水の塩分の低下と共に減少する傾向がみられた。試験10日目では、50%海水区が100%海水区よりも有意に発現量が少なく、約1/3倍の発現量を示した。しかし、試験20日目および30日目には、試験区間に有意な差はみられなかった。本研究により餌料中のDHAおよびタウリンならびに塩分の変化によって、DHAおよびタウリン合成酵素様遺伝子の発現量が変動することが明らかとなった。また、その変動は、日齢や発現組織、合成酵素様遺伝子によって異なることが明らかとなった。魚類栄養学申請者は,今までにマダイ,ブリ,スズキ,マツカワ,ニベの脂肪酸代謝関連遺伝子を文理するとともに,アミノ酸代謝関連酵素遺伝子のCSDの単離にも成功している。この度はマダイ,ブリ,スズキ,マツカワの各臓器における遺伝子の発現を検討するなど,おおむね順調に,研究が進展していると思われる。

今までは,アミノ酸の代謝に関連する遺伝子の単離を行ってきたが,今後は脂肪酸代謝に関連する遺伝子である脂肪酸長鎖化酵素遺伝子elovl,脂肪酸不飽和化酵素遺伝子のfadsの環境水中の塩分の変化に伴う発現応答について,検討する。具体的にはマダイ,ニジマスを異なる塩分の海水で飼育し,関連遺伝子の発現量を解析する。このことにより,環境水中の塩分とアミノ酸および脂肪酸の栄養代謝能の関連性を検討し,広塩性魚類の塩分耐性と栄養代謝の関連性を分子レベルで明らかにする。また,環境中の塩分変動に対応している広塩分性魚類がタウリンやDHA合成を亢進させて,塩分耐性能を高めているか否かを明らかにする。
鉄筋コンクリートの劣化予測のためのマルチスケールひび割れ進展解析法の構築

コンクリートの破壊力学挙動を再現するために,節点積分近似とCohesive crack modelを応用した離散ひび割れ進展解析手法を開発した.これを簡単な問題に適用したところ,正確なひび割れ進展経路を再現でき,またメッシュ分割依存性や寸法効果の再現性に関しても妥当な結果を得た.さらに,混合モード破壊のベンチマーク問題に本手法を適用した結果,実験結果とほぼ同様のひび割れ進展経路と荷重-変位関を得るとともに,混合モード荷重下におけるコンクリート・モルタルの局所的な破壊は引張によって生じることを確かめた.コンクリートの破壊力学挙動の代表的な特徴である寸法効果について検討を行った.これまで寸法効果は巨視的にのみ捉えられてきたが,本検討により,寸法効果は巨視的だけでなく,微視スケールの微細ひび割れ挙動によっても特徴付けられることを示した.また,ひび割れの数量も寸法効果に影響することを示し,コンクリートの破壊力学挙動を適切に評価するには,微細ひび割れの数量と挙動の両方を考慮する必要があることを検証した.コンクリートの材料的特徴の一つである破壊エネルギーは,材料・構造の両方に依存する不明瞭なパラメータとして扱われてきた.本研究では,これを材料固有のパラメータと仮定し,実験・数値解析の両方からその妥当性を検討した.寸法効果を再現可能な本研究の数値解析法によると,破壊エネルギーは材料のパラメータとみなせることを検証するとともに,供試体実験を併用した破壊エネルギーの同定方法を提案した.コンクリートの破壊力学挙動を再現するために,節点積分近似とCohesive crack modelを応用した離散ひび割れ進展解析手法を開発した.これを簡単な問題に適用したところ,正確なひび割れ進展経路を再現でき,またメッシュ分割依存性や寸法効果の再現性に関しても妥当な結果を得た.さらに,混合モード破壊のベンチマーク問題に本手法を適用した結果,実験結果とほぼ同様のひび割れ進展経路と荷重-変位関を得るとともに,混合モード荷重下におけるコンクリート・モルタルの局所的な破壊は引張によって生じることを確かめた.コンクリートの破壊力学挙動の代表的な特徴である寸法効果について検討を行った.これまで寸法効果は巨視的にのみ捉えられてきたが,本検討により,寸法効果は巨視的だけでなく,微視スケールの微細ひび割れ挙動によっても特徴付けられることを示した.また,ひび割れの数量も寸法効果に影響することを示し,コンクリートの破壊力学挙動を適切に評価するには,微細ひび割れの数量と挙動の両方を考慮する必要があることを検証した.コンクリートの材料的特徴の一つである破壊エネルギーは,材料・構造の両方に依存する不明瞭なパラメータとして扱われてきた.本研究では,これを材料固有のパラメータと仮定し,実験・数値解析の両方からその妥当性を検討した.寸法効果を再現可能な本研究の数値解析法によると,破壊エネルギーは材料のパラメータとみなせることを検証するとともに,供試体実験を併用した破壊エネルギーの同定方法を提案した.