hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しいヒト由来のGTP結合蛋白質の精製とその生化学的,細胞生物学的機能の解析

2 RNAが認められ,最も多量に転写されているRNA分子種は細胞により異なっていた。これらのHrab2転写体は3'非翻訳領域の長さと構造に違いが認められ,転写終結またはpoly A付加部位の違いによって分子サイズの異なるHrab2転写体が生成されるものと考えられた.4.細胞内Hrab2 RNAは、ActinimycinD存在下において,細胞の種類や転写体分子サイズの違いに関係なく,βーactin RNAと同定度に安定であった.また,血清添加刺激によって,Hrab2の発現レベルが低下した.以上の結果よりHrab2は,いわゆる"houseーkeeping gene"の一種であることが示唆された.5.ヒトhrab2遺伝子は第8染色体上に座位することを明らかにした.6.Hrab2のcDNAの大腸菌で発現させ,約25kDaのHrab2蛋白質に対する特異的ウサギ抗血清を作製した.1次抗体としてアフィニティ精製した本抗体を用いてヒト腎新鮮凍結切片に対して組織抗体染色を行ったところ,糸球体および尿細管の特定の細胞の核周囲に粒状の染色像が得られた.現在,Hrab2蛋白質の細胞内局在について,さらに細胞内装置の特定や神経系組織についての検討を進めている.本年度は,ベクタ-pkk233ー2によってHーrabー2cDNAを大腸菌Kー12で発現させ,産生させたrabー2蛋白質をSDSーポリアクリルアミド電気泳動によって精製し,これを抗原としてウサギ抗血清を作製した.本抗rabー2血清を用いたウエスタンブロット法および免疫沈降法によって各種の培養動物の細胞中のrabー2蛋白質を検出し,以下のような結果が得られた.1.Hーrabー2 cDNAを発現させた大腸菌およびCOSー1細胞では,rabー2蛋白質はcDNAの塩基配列から算出されたアミノ酸配列から推定された24kDaの単一のバンドとして検出された.また,Hーrabー2 cDNAを移入させていないマウス,ラット,サルおよびヒトの培養細胞でも24kDaのrabー2の蛋白質が検出された.2.Hーrabー2 cDNAを発現させたCOSー1細胞では,24kDaのバンドに加えて,25kDaのよりfaintなバンドが検出され,一方,Hーrabー2 cDNAを移入させていないCOSー1細胞ではこのバンドは認められなかった.従って,25kDaのバンドは24kDaのものとは異なる修飾をもつrabー2蛋白質であると考えられた.3.ラット褐色腫PC12細胞とヒト神経芽細胞腫NB3細胞では24および25kDaのrabー2蛋白質が検出され,ヒト腫瘍細胞であるHeLaおよびKOBK101では25kDaのrabー2蛋白質のみが検出され,25kDaのrabー2蛋白質の産生は細胞種によってなんらかの調節を受けているものと考えられた.4.これらの細胞では,24および25kDaのrabー2蛋白質はともにリン酸化されていた.5.蛍光抗体法によってrabー2蛋白質はこれらの細胞の細胞質に局在することが認められた.
狭隘環境のための小型差動弾性アクチュエータの研究開発

しかし,1号機に用いた弾性体は3次元プリンタの材料であったり,ホビー用に用いるシリコン材料であったりしたため,耐久性が低く,繰り返し運動に対して破断が発生した.また,差動弾性アクチュエータの駆動用として用いた市販のサーボモータは,モータ,減速機,駆動回路などの全ての部品が1つの箱型の筐体に収まるよう上手く設計されてはいるものの,ロボットの形状や大きさに合わせてカスタマイズすることが困難であり,結果的に大型化を招くだけでなく,移動ロボットに用いるにはトルク不足であった.そこで2018年度では,弾性体に工業用のポリウレタン材料を用いて耐久性を向上させた.また,モータ,減速機,駆動回路などの部品を分離して配置するよう再設計し,1号機の3倍以上のトルクを実現した.これにより,2017年度では不十分であった配管内走行ロボットの性能検証実験が可能となった.実験では関節の角度制御とトルク制御を両方可能にするオムニホイールを備えたロボットシステムを構築した.トルク検知用の角度センサにモジュールの小さな歯車を用いることで分解能の向上を図った.以上の改良により,T字管走行はまだ不完全であるが,トルクを常に制御した状態であればあらゆる姿勢で曲管や垂直管に対応できるだけでなく異形管にも素早く対応できることが明らかとなった.2017年4月から9月までカナダ・ウォータールー大学に滞在し,現地の教員や学生との議論を通して小型差動弾性アクチュエータの構想設計を行った.帰国後,2017年9月から2018年3月までの間に,実機を製作し実験によりその性能検証を行った.設計においては,特に差動弾性アクチュエータの弾性体の材料や断面形状に着目し,その力学特性の検証に取り組んだ.弾性体には従来一般的であったシリコンゴムだけでなく最新の3次元プリンターの柔軟材料を用い,円柱や1次円錐,2次円錐などの形状によるトルク特性の変化をモデル化によって調査した.材料力学の基礎に基づき,せん断弾性係数やせん断ひずみなどから弾性体の回転変位と発生トルクの関係を定式化し,この結果と差動機構の力学的な関係から最終的に差動弾性アクチュエータが発生させられるトルクの値を導いた.上記の差動弾性アクチュエータの実機を製作し,実験によってその基本原理および性能を検証した.実験から差動機構を用いることにより,角度センサーひとつで弾性体の回転変位を測ることにより発生トルクを推定できることを示した.また,弾性体のヒステリシスは残るもののトルクの実験値が事前に求めた理論値と概ね一致し,線形特性を持つだけでなく,2次円錐の断面形状を持った弾性体は1次円錐のものより大きなトルクを発生させられることも明らかにした.最後に,本研究で開発した差動弾性アクチュエータを配管内検査ロボットに搭載し,配管内での突っ張り動作と走行動作を検証した.現段階では,ラピッドプロトタイピングを実行すべく,材料などに3次元プリンターの樹脂を使用しているため,耐久性不足により大きな突っ張り力を発生させることはできなかったが,ロボットが配管内の壁面に車輪を押し付けて前進後退できることを示した.当初計画していた差動弾性アクチュエータの力学特性の検証がおおむね順調に進展しており,弾性体の断面形状による発生トルクの値やその変化量を既に定式化できている.しかし実機実験から,歯車などの構成部品の耐久性不足や既成品のサーボモーターを用いることによるトルク不足などが明らかになったため,これらに改善の余地がある.また,計画していたトルクリミッタの機能については,弾性体とロボットの筐体を圧入ピンで固定し,大きなトルクが加わると弾性体が変形してピンを乗越えるように設計した.しかし,トルクリミッタとしては機能したものの,実験によるトルクの計測値が理論値と大きく異なり,再現性がなかった.そのため,トルクの計測精度が要求されるような用途には有用でないことが明らかとなった.丁字管の走行時の力学モデリングについては現在も推進中である.しかし,1号機に用いた弾性体は3次元プリンタの材料であったり,ホビー用に用いるシリコン材料であったりしたため,耐久性が低く,繰り返し運動に対して破断が発生した.また,差動弾性アクチュエータの駆動用として用いた市販のサーボモータは,モータ,減速機,駆動回路などの全ての部品が1つの箱型の筐体に収まるよう上手く設計されてはいるものの,ロボットの形状や大きさに合わせてカスタマイズすることが困難であり,結果的に大型化を招くだけでなく,移動ロボットに用いるにはトルク不足であった.そこで2018年度では,弾性体に工業用のポリウレタン材料を用いて耐久性を向上させた.また,モータ,減速機,駆動回路などの部品を分離して配置するよう再設計し,1号機の3倍以上のトルクを実現した.これにより,2017年度では不十分であった配管内走行ロボットの性能検証実験が可能となった.実験では関節の角度制御とトルク制御を両方可能にするオムニホイールを備えたロボットシステムを構築した.トルク検知用の角度センサにモジュールの小さな歯車を用いることで分解能の向上を図った.以上の改良により,T字管走行はまだ不完全であるが,トルクを常に制御した状態であればあらゆる姿勢で曲管や垂直管に対応できるだけでなく異形管にも素早く対応できることが明らかとなった.

上記の進捗状況で述べた耐久性不足と発生トルク不足について,既成品のサーボモーターを用いるのではなく,モーターと差動弾性機構を一体化した独自のアクチュエータを製作することによりカスタマイズ性を高め,改良を図る.また同時に弾性体に新たな材料(シリコンゴムや3次元プリンター用の柔軟材料だけでなくウレタンゴムなどを含めた多種の高分子材料)を用いることで弾性体の剛性そのものを高めて性能を検証する.以上のように改善を施した後,曲管や丁字管における配管内移動ロボットの手動操作による実験を行い,トルクの変化を計測する.これらの計測値から曲管や丁字管で滑らずに走行できる関節の制御戦略を力学的な視点に基づきながら構築し,実機に応用したときの走行性能を検証する.
自治体の災害対応における標準的組織マネジメントモデルの開発と実装

平成30年度は、同年6月に発生した大阪府北部地震、7月に発生した平成30年7月豪雨、9月に発生した台風21号による高潮・強風被害と北海道胆振東部地震を事例として、災害の特徴ごとの自治体の災害対応の実態及び課題について現地調査を行った。得られた重要な知見として、同一都道府県内で複数市町村が被災した場合、市町村ごとの災害対応の体制・能力の差異や都道府県の災害対応能力の限界により、十分な情報把握や支援活動が困難であったことが挙げられ、標準的組織マネジメントモデルの必要性が改めて明らかになった。また外部自治体による被災自治体への支援体制については、平成28年熊本地震を契機に導入された総務省による自治体の相互応援調整システムや災害マネジメント総括支援員の派遣制度が効果的だったが、被災直後の段階では、被災前の自治体の自主的な応援協定・応援体制の有無が早期の応援確保に影響したことを明らかにした。また、アメリカの標準的な災害対応システムであるICSやアメリカの防災資格制度(AEM、CEM)等について研究会を開催し、日本における災害対応の標準的組織マネジメントモデルに求められる要件や標準的な災害対応ノウハウを様々な組織・個人に普及させるための仕組みについて検討を行い、災害時の自治体の組織マネジメントモデル案を開発した。これらの研究成果は書籍や論文の刊行、学会発表を通じて社会に公表するとともに、研修等で活用可能な資料をホームページで公開した。さらに全国の自治体等の災害対応力の向上を目指した研修会を実施し、自治体や防災関係組織の職員等に対して成果を普及させる活動を行った。平成27年度には、まず東日本大震災における宮城県、国現地対策本部における災害対応資料の分析を行った。特に自治体の業務継続体制・災害対策本部体制と国現地対策本部が被災自治体支援に果たした役割について分析し、国現地対策本部が被災市町村と東京の緊急災害対策本部をつなぐ重要な役割を果たしたことや、知事・市町村長・現地対策本部幹部というトップレベルでの調整が迅速な意思決定を可能にしたことなどを明らかにし、論文にとりまとめて公表した。また平成27年9月に発生した関東・東北豪雨災害における常総市の災害対応、避難所運営状況等について現地調査や自治体職員への聞き取り調査を行い、水害時における被災自治体の災害対策本部体制の立ち上げの課題やリーダーシップの状況、県現地本部と市との関係、庁舎被災による業務継続への影響、NPO等の役割等についてデータ収集を行った。さらに、これらの成果を反映させながら、自治体の災害対応への準備状況に関するアンケート調査票案の作成を行った。並行してアメリカにおける災害対応の標準化の仕組みについての資料収集、資料分析を行った。平成27年度には、自治体等の業務継続体制に関するガイドライン(Continuity Guidance Circular 1)等から業務継続に必要とされる要因分析を、災害時指揮統制システム(Incident Command System)等から災害時の組織運営の基本原則の抽出を、災害復興に関するガイドライン(National Disaster Recovery Framework)等から復興の基本原則の抽出や復興を成功させるための要因分析を行った。平成27年度には国内自治体への全数アンケート調査を予定していたが、自治体関係者等への予備調査の結果、同時期に消防庁による業務継続体制に係るアンケート調査、及び日経グローカルによる自治体BCP(業務継続計画)に係るアンケート調査が実施され、予定しているアンケート調査と内容が一部重複することが判明した。回答者の負担軽減と、より効果的・効率的なアンケート調査を行うため、これらの調査結果の公表を待ち、その結果を踏まえて調査票を修正し、平成28年度に改めてアンケート調査を実施することにした。平成28年度は、4月に熊本地震が発生したため、熊本地震における庁舎被害が自治体の業務継続に及ぼした影響や益城町等の被災自治体の災害対応状況を現地調査し、自治体の災害対応の組織や体制、他自治体の応援派遣、被災自治体の受入体制についての資料収集や実態把握を行った。また平成27年度に収集した東日本大震災の自治体の災害対応に関するデータの分析も併せて行った。その結果として、自治体の災害対策本部の課題として「平常時との業務内容(質)」、「業務量の増大(量)」、「職員・設備等の資源の不足」、「執務環境の悪化」、「外部応援受入体制の不足」等を指摘するとともに、その改善に向けて「外部組織を含めた情報の共有」、「状況認識の統一と部局間調整」、「全庁的な進行管理のあり方」を提案した。さらに災害対策本部長の役割として「素早い意思決定」、「庁内マネジメント」、「外部調整」、「メッセージ発信」の4つを示すとともに、自らが陣頭指揮をとって指揮命令を行うタイプ(直接指示型)と、防災部局幹部職員(危機管理監等)に意思決定の多くを委任するタイプ(権限委任型)の二つのリーダーシップのタイプがあることを示した。さらに、災害対応の組織に求められる機能として、業務継続に向けた資源管理・優先業務の明確化と、支援受入体制があることを指摘した。これらは、本研究が目指す日本版の災害対応組織マネジメントモデルのドラフト案となるものであり、その成果の一部は論文にまとめて公表すると共に、自治体職員を対象とした研修等を通して普及を進めた。当初の研究計画スケジュールどおり、平成28年度には、日本版の災害対応組織マネジメントモデルのドラフト案を示すことができ、研究成果としては、概ね予定どおりに進捗していると考えている。ただし、平成28年熊本地震の発生にともない、被災自治体の災害対応や復興計画策定への支援に関する業務が多数発生すると共に、熊本地震の教訓を踏まえて全国の自治体が防災体制、防災計画の改善に取り組む状況となり、研究計画を策定した時点と比べると、外部環境が大きく変わっている。例えば、アンケートや研究会で自治体の防災担当職員から研究成果についてフィードバックを受ける予定であったが、上記のような防災体制の見直し

業務等に時間を取られ、研究等に関わって頂くことが困難な状況である。また、熊本地震から新たに得られた教訓や、国・地方自治体の災害対応体制改善の動きもキャッチアップする必要がある。このような状況を踏まえると、より優れた成果を出すためには、当初の研究計画や進行体制、スケジュールを見直し、より時間をかけて調査、研究を進めることが必要であり、研究全体としてはやや遅れている状況だと認識している。平成29年度は、平成28年4月に発生した熊本地震における自治体の災害対応検証報告書等を収集し、その記載内容から自治体の災害対応課題を、リーダーシップ、資源管理、情報マネジメント、事業継続、応援受入の観点から分析し、同一県内で複数市町村が連続して被災した場合の課題や庁舎被災時の災害対応課題等について整理した。また、地方自治体における業務継続計画(BCP)や受援計画の策定実態やその後の運用課題について自治体職員等からの聞き取り調査を行った。その結果、業務継続計画は策定したものの、庁内の体制や事前対策(予算、事業)に十分反映されていないこと、計画の更新や訓練・演習の実施、庁内マネジメントへの反映が不十分であることなどが課題として認識されていた。また業務継続計画と併せて重要となる受援計画については、平成29年3月に内閣府(防災担当)がガイドラインを公表し、自治体も策定の必要性を感じているものの、具体的な策定手順や策定の業務負担が課題となって、策定の取組が遅れていることが明らかになった。受援計画の具体的なひな形や応援自治体による支援方法の標準化を求める意見もあり、既発表のガイドラインよりも明確で具体的な内容が求められている。なお、これらの研究成果の一部は論文にまとめて公表するとともに、全国の自治体の災害対応力の向上を目指して、消防庁・内閣府(防災担当)が主催する業務継続計画策定研修等で自治体職員に報告し、成果を普及、還元する活動を行った。平成28年熊本地震の発生により、内閣府(防災)や消防庁、総務省、一部の都道府県にて、市町村の業務継続計画や受援計画、広域応援体制を支援する動きが活発となり、研究計画を策定した時点と比べると外部環境が大きく変わっている。そのため、本研究を推進するうえでも、熊本地震に対する自治体の災害対応の教訓を各自治体の検証報告書や国の研究会報告書等から分析し、反映させることが必要となり、当初の研究計画スケジュールと比べると遅れが出ている。しかし、研究計画を見直して平成29年度に熊本地震の資料分析や追加調査を実施することで、これらの環境や条件の変化に対してキャッチアップすることが出来た。また自治体職員を対象とした研修等で、研究成果を伝え、それに対するフィードバックを受ける機会を数多く設けたことで、研究内容を多角的に検証し、実践的な成果として社会に還元している。
一般の剰余類群における剰余位数・剰余指数の分布

素数pを法とする剰余類群は、位数p-1の単純な巡回群になる。自然数aを固定し、素数pを動かして剰余類a(mod p)の位数の分布を調べる問題は、すでに村田-知念によってほぼ解決している。ところが二つの異なる素数の積pqを法とする剰余類群は、群構造が複雑になり、例えば原始根の分布問題等は、素数pの剰余類群の場合と大きく異なった様相を呈する。今回は剰余類a(mod pq)の位数の分布をp,qを動かした場合に調べ、この問題の場合、現象としては素数pを法とする場合と大きな違いはなさそうだという結論を得た。研究課題に関する研究の初年度である平成18年度は、一般剰余類群における剰余位数を解析数論的にどのように表現したらよいかという点に関する、基礎的な試行錯誤に終始した。1.一般の剰余類群といっても、一番重要かつ興味深いのは「法が二つの素数p,qの積の場合」である。このとき、剰余類a(mod pq)の剰余位数はa(mod p)の剰余位数とa(mod q)の剰余位数の最小公倍数になることは比較的容易に分かる。このことだけから既に、合成数pqを法とする剰余位数の分布について部分的な結果は得られるが、素数を法とする場合の剰余位数の分布について村田-知念の研究で明らかになったような定量的な結果はまだ得られていない。今後の課題である。2.一般の剰余類群の位数分布に関して、かなり膨大な数値実験を行なった。前回の「素数を法とする場合」では得られた理論的結果を検証するために数値実験を用いたが、今回は理論的結果を予想する手がかりが得られることを期待して行なった実験である。上記の部分的な結果の検証には役立ったものの、はっきりした理論的結果を示唆する実験結果は得られていない。3.素数を法とする剰余位数分布に関して、得られた結果を論文、シンポジウムでの講演(2006年9月、中国山東大学における『中日整数論シンポジウム』)等によって広く公表した。4.北岡良之(研究分担者)は、素数を法とする剰余位数に関連して、次のような数の分布を考察して、興味ある結果を得た:a(mod p)の類の剰余位数をeとし、e=nk(n>1)と分解できているとするとき、a^{ki}の(mod p)での平均値の(素数pを動かしたときの)分布を調べる(次ページ文献の1番目)。これも今後の発展が期待できる問題である。研究課題の2年目である平成19年度は,研究方向を複数に分けて研究した。1一般の剰余類群における剰余位数の分布を,計算機実験の方面から調べて,法則性をheuristicな立場から調べようとする研究(これは素数を法とする剰余類群の場合に,村田-知念が用いて成功した方法である)。これに関しては比較的小さな二つの素数p,qを選び,別にbaseと呼ばれる自然数a(これも小さく取る)を取って,かなり先までのa(mod pq)の類の剰余位数について,その分布を調べた(この部分について弦科研費で新たに購入した計算機を利用した)。この剰余位数が,たとえば4を法とした各類に「自然密度を持つ」くらい平均的に分布するかどうかが重大なポイントであるが,これまでに我々の得た計算結果によれば,どうやら「自然密度」は存在しそうである。これは,一般の剰余類群において剰余指数の分布は偏りが大きく,自然密度を持たないというPomerance達の結果と好対照をなす現象である。来年度は,この密度の存在をいかに証明するかが焦点になるだろう。2一般の剰余類群として,二つの素数の積pqを特に考える理由は,現在盛んに使われているRSA暗号の理論的研究に寄与するからである。今年度はより積極的に,code理論と整数論との関わりについて研究した。具体的には(1)主として知念宏司氏の研究で,codeからゼータ関数を構成し,その関数論的な性質を調べることによって,codeの研究を進めるというもの。ゼータ関数の理論ではリーマン予想という未解決の予想が重要であるが,codeから作ったゼータ関数のあるものはリーマン予想を満たすことが示された。(2)Code理論では2進数表示が重要であるが,これとは別に実用的な面からGray codeと呼ばれるものが従来から知られてきた。Gray codeと2進数との関わりを,Sum of degits関数という立場からかなり明確に関係つけた。研究課題の最終年度である平成20年度は、「一般剰余類群における剰余位数の分布問題」と「Code理論と数論的関数の間の関係」の2方向で研究を継続した。

1一般の剰余類群での剰余位数の研究は、ほぼ前年度までの研究方針を踏襲した。すなわち、二つの素数p, qを取り、mod pqでのaの類の剰余位数を「法4で考察」した。法として4を選んだのは、経験的に「面白い現象は既に法4で見られる」からである。我々の当初の目標は、計算機による実験等により「法則性をheuristicな立場から探す」ことであった。これはかなりな程度まで成功し、法則性は見つかっているが、それを理論的に跡づける作業が出来ておらず、論文等による公表には至っていない。2Code理論と数論的関数の間の関係にっいては、これまでに得られた結果を国際シンポジウム「The 5th Japan-China Seminar on Number Theory」の席で発表した。昨年までの神谷諭一氏と村田による協同研究で、「数の2進法表示(Binary Codc)から作ったSum of digits関数と非常に単純な数論的関数の間に、非常に深い繋がりがある」ことが分かっていた。今年度はこの「両者の関係」が出てくる理由を調べると同時に、別のCodeと数論的関数の間に、同種の関係がないかどうか調べ、Gray Codeと呼ばれるものと数論的関数の間にも同じ関係が成り立つことが分かった(論文執筆中)。この興味ある関係は、更に色々なCodeと数論的関数の間に成り立っと思われる。
腸管粘膜固有層の自然免疫細胞群の解析

我々は、マウス小腸粘膜固有層のマクロファージにおけるTLRファミリーの発現、サイトカイン産生を明らかにした。また、腸管粘膜固有層の樹状細胞を標的として、腸管でIgAを誘導出来るワクチン開発の研究を行った。TLR3欠損マウスの解析から、TLR3が急性放射線腸障害の増悪因子であることを明らかにした。さらに、我々は、ΔdblGATAマウスを用いて、放射線腹部照射後の腸管の線維化において好酸球が必須の役割を果たすことを明らかにした。1.マウス粘膜固有層の自然免疫細胞群の解析IgAは粘膜面を介して侵入してくる病原体に対して重要な感染防御を行う。ワクチン開発において、抗原特異的なIgGだけでなく粘膜面において抗原特異的なIgAを誘導することが重要である。腸管粘膜固有層のCD11chighCD11bhigh樹状細胞は、これまでの解析から、抗原特異的なIgAを産生することが明らかになった。我々は、このCD11chighCD11bhigh樹状細胞を標的として、腸管粘膜において抗原特異的なIgA誘導が出来る新規粘膜ワクチンの開発を行った。経口免疫による抗原の送達や粘膜アジュバントのスクリーニングを行った。2.放射線腸障害におけるTLR3の役割放射線は、その電離・励起能力によって生体細胞内のDNAを損傷させる。軽度のDNA損傷は修復することができるが、それが不可能である場合にはDNAが損傷したまま分裂するか、もしくは細胞死を誘導する。腸管は非常に放射線感受性の高い臓器で、急性期の症候はgastrointestinal syndro me(GI syndrome)として知られており、5Gy以上の被曝で腸管上皮が障害され、吸収力低下による下痢や細菌感染のため腸炎を発症し亜急性に死亡する。また、悪性腫瘍の治療目的に広範囲腹部照射をした際に、目的外臓器の腸管が過剰照射されると、晩発性に反復性の出血性腸炎が誘発され、その後、慢性潰瘍や瘢痕化、腸の狭窄、閉塞、穿孔などが起こる。これらの症状は、重篤かつ難治性の副作用として臨床的に解決すべき重大な問題と考えられている。しかしながら、放射線腸障害に関して、これまで自然免疫の観点から十分な解析はなされていない。急性と慢性の放射線腸炎モデルを用いて、放射線腸障害におけるアジュバント受容体であるTLRの役割を検討した。腸管は食物の吸収や常在細菌叢との共生のため、免疫寛容を誘導して炎症などを抑制する一方で、侵入してくる病原体に対しては適切に認識を行い、免疫反応を誘導して排除を行う。しかし、どのような細胞が病原体を認識するか、またいかにして免疫寛容を凌駕し免疫系を活性化させるかについては殆ど分かっていなかった。我々は、小腸の粘膜固有層には、2種類の樹状細胞(DC)、マクロファージ、好酸球の4つのサブセットからなることを報告し、各サブセットの機能を解析している。CD11chighCD11bhighの樹状細胞が特異的にToll-like receptor (TLR)5を発現しており、IgA産生形質細胞の分化や、抗原特異的なCD4+ヘルパーTH1細胞とTH-17細胞の分化をTLR5の刺激依存的に誘導出来ることを明らかにした。現在、この細胞を標的として、腸管粘膜での抗原特異的なIgA産生を誘導出来る免疫法の確立を行っている。また、無菌性炎症の代表である急性放射線腸炎モデルを用いて、代表的な自然免疫受容体ファミリーであるToll-like receptor腸炎増悪メカニズムを検討した。各TLRファミリー欠損マウスをスクリーニングした結果、TLR3欠損マウスが著しく急性放射線腸炎に対して抵抗性を示すことが明らかになった。常在性マクロファージの炎症刺激に対するサイトカイン産生や、慢性炎症時の線維化に関して好酸球の役割を解析した。免疫学粘膜固有層のCD11chighCD11bhigh樹状細胞は、レチノイン酸を産生する能力があり、IgAを誘導出来る。CD11chighCD11bhigh樹状細胞では血中の単球が腸管粘膜固有層に入り最終分化を遂げる。最終分化には、GM-CSFが必須のサイトカインであることが明らかになっている。脾臓の一般的な樹状細胞をGM-CSFで刺激をするとIgAの産生に必須のレチノイン酸合成酵素を発現するよになることを見出した。GM-CSFで活性化した樹状細胞では、抗原特異的なIgAが誘導される事が分かった。GM-CSFで一般的な樹状細胞を処理してやることで粘膜型に変換IgA誘導の能力を賦与する事が出来るという知見が得られた。今後GM-CSFをアジュバントとして既存のワクチンに加えてやる事で、IgAを誘導出来るワクチン開発が出来ると考えられる。今後の研究展開が大きく期待出来る。また、TLR3欠損マウスにおいてγ線誘導性の腸炎に抵抗性を示す事が分かった。

γ線照射後,陰窩では顕著な細胞死が起こり、死細胞から漏出したRNAがTLR3を活性化し広範な細胞死を誘導し、上皮構造が破綻する事により致死性になる事が分かった。TLR3の阻害剤は顕著に放射線による腸障害を改善することが出来た。TLR3欠損マウスの解析から、TLR3が急性放射線腸炎の増悪因子であることが明らかになった。本来TLR3はウイルス感染に対して防御作用を発揮するが、今回、内因性RNAが作用することにより放射線腸障害を増悪させる事が分かった。これまで治療法のなかった放射線腸障害の新規治療法を提案できた。また、この知見は論文発表に出来、特許の取得も行っている。今年度形ある成果を出す事が出来たワクチン標的細胞が同定され、DNAワクチン接種によって、粘膜面での抗原特異的なIgA産生はきちんと認められている。また、放射線腸炎におけるTLR3の役割が分かり、これまで病態も治療法もなかった放射線腸炎の病理メカニズムが明らかになった。腸管粘膜固有層の各種自然免疫細胞群の役割に関して、個々にユニークな機能があるという端緒を明らかにすることが出来ている。研究計画以上の結果が出ており、今後の解析でより詳細な機能が明らかとなり十分に研究計画が達成出来ると思われる。今後はまず、GM-CSFをアジュバントとして用いて、IgAを誘導出来るワクチン開発の研究をさらに進めていく。また、IgA誘導したワクチンが腸管の細菌、ウイルスの感染防御に必要不可欠であるかどうか、ネズミチフス菌、腸管型マウス肝炎ウイルスに対する感染実験を行う予定である。急性放射線腸症候群に関して、TLR3の阻害剤がマウスにおいて有効であることが明らかになった。現在、国際特許の出願を行っている。ヒトにおいては原子力発電所の事故、テロ等で被曝をした患者のための治療法として重要と考えられる。また、卵巣癌などで腹膜播種をした患者さんに放射線腹部照射をすることがあるが、その際の副作用として急性放射線腸症候群が認められる。放射線治療の副作用の軽減においても有効であると考えられる。現在、カナダのベンチャー企業とともにヒトTLR3阻害剤のスクリーニングを行っており、将来的に製剤化、臨床応用を目指していく予定である。腸管粘膜固有層の好酸球(CD11cintCD11bhi)において、各種サイトカイン受容体の発現やTLRの発現をqPCRによって検討する。また、IL-4, IL-5, IL-13, IL-33といったTh2サイトカインで刺激をして、炎症性メディエーターや組織傷害性分子の誘導をRT-PCR, ELISA, DNA microarrayによって網羅的に解析を行う。MHC class IIと共刺激分子の発現を検討し、抗原提示能があるかも解析を行う。またこの好酸球のin vivoでの役割も検討する。GATA-1は未熟な骨髄系の前駆細胞から赤芽球、巨核球、好酸球への分化に必須の転写因子である。GATA-1欠損マウスは重篤な貧血のために胎生致死であるが、GATA-1の発現を正にオートレギュレーションするエンハンサーのGATA結合領域(dblGATA)を欠損させたマウスΔdblGATAマウスでは、貧血の表現型はなく好酸球が特異的に消失している(Dyer KD, J Immunol 179:1693,2007)。
中性子線検出用新規高効率シンチレータ結晶の開発

シンチレータデバイスの応用分野はエネルギー、医療、工業、農業等、多岐に渡り、トータルシステムで8.6兆円、シンチレータデバイスで450億円という莫大な市場規模を有する。中でも、中性子線検出器は、原子炉、核融合、資源探査等の健全性診断や予寿命予測等、エネルギーから物質・生命科学、安全・安心に資する技術まで広範な分野で用いられており、J-PARCの建設などでその役割が飛躍的に加速している。しかしながら、現状の中性子検出器は中性子検出効率が2050%@1Å程度のものが殆どであり、中性子を半分以上捨てていることになっている。この状況から、検出効率の大幅向上が望まれ、例えばJ-PARCのプロジェクトチームからは検出効率8090%@1Åが要求されている。加えて、高効率の中性子検出器が実現すれば、物流チェックなどにおいても従来型の受動的な検査方法ではなく能動的な物流チェックも可能となるなど、新技術の創成を齎すことが期待される。中性子検出器の検出効率向上の鍵を握るのがシンチレータである。これらの背景を踏まえ、研究では中性子検出器の技術革新に資する新規シンチレータ材料の開発を中心とし、その材料設計、探索合成、発光メカニズム、クエンチメカニズムの理解、更には、高品質バルク単結晶および形状制御単結晶作製技術の確立までを研究開発対象としている。研究室の保有するマイクロ引き下げ装置を用いて、中性子用フッ化物単結晶の作製を行った。中性子用シンチレータでは、Li、B、Gd含有量が多いほど、検出効率を高めることが可能である。作成したサンプルは、研究室の保有するラウエカメラなどで結晶構造や結晶性を確認し、さらに研究室の保有する吸収率測定装置や、蛍光測定装置を用いて、光学特性を評価するというサイクルで研究を進めている。平成21年度において、有意な発光が確認されたLiAlO3、LiCAG等は、擬似中性子として、研究室の保有するアルファ線源応答を評価した。特にLiCAFにおいては中性子を用いた2次元画像取得に成功した。研究室の保有するマイクロ引き下げ装置を用いて、中性子用フッ化物単結晶の作製を行う。初年度は、このサイクルで材料探索ができるスキームを確立した。平成21年度において、有意な発光が確認された際は、擬似中性子として、研究室の保有するアルファ線源を照射して、その応答を評価する。

作成したサンプルは、研究室の保有するラウエカメラなどで結晶構造や結晶性を確認し、さらに研究室の保有する吸収率測定装置や、蛍光測定装置を用いて、光学特性を評価するというサイクルで研究を進めている。平成21年度において、有意な発光が確認されたLiAlO3、LiCAG等は、擬似中性子として、研究室の保有するアルファ線源応答を評価した。特にLiCAFにおいては中性子を用いた2次元画像取得に成功した。
光化学系1複合体の分子集合装置の構造と機能の解析

光合成電子伝達系の光化学系1複合体は10以上のサブユニットと100分子以上のコファクターを結合する超分子複合体である。この複合体の分子集合の機構はほとんど明らかにされていないが、葉緑体ゲノムにコードされるYcf3とYcf4が複合体の分子集合に必須であることをすでに明らかにした。本研究では、大きな複合体を形成しているYcf4(ここではYcf4複合体と呼ぶ)を精製し、そのサブユニット構造を明らかにし、光化学系l複合体の分子集合の分子機構について明らかにすることを目的に行われた。Ycf4複合体は疎水性で存在量も少なく、従来の生化学的手法では精製が容易でない。そこで、緑藻クラミドモナスの野生株から、Ycf4のC末端にTAP(Tandem Affinity Purification)と呼ばれるタグを融合した葉緑体形質転換体を作出した。そして、この形質転換体のチラコイド膜を界面活性剤で可溶化し、ショ糖密度勾配超遠心、イオン交換クロマトグラフィー、IgGアガロースとカルモジュリン・ビーズのアフィニティクロマトグラフィーによりcf4複合体を高度に精製する方法を確立した。得られたYcf4複合体は分子量が大きく、20程度のポリペプチドを含むことが明らかにされた。以上のように本研究では光化学系1複合体の分子集合装置であると考えられるYcf4複合体を精製し、その構造を明らかにした。今後はこれらの構成ポリペプチドのN末端アミノ酸分析を行い、cDNAをクローン化し、構成成分の遺伝子構造を明らかにしたい、また、得られたポリペプチドの構造に関する情報から、Ycf4複合体がどのように光化学系1複合体の分子集合に関与するかについて明らかにしたい。光合成の電子伝達系の光化学系1複合体の分子集合に必須なタンパク質Ycf4は、分子量の大きな複合体を形成している。Ycf4複合体を精製し、その構成タンパク質を明らかにすることにより、未解明な光化学系1複合体の分子集合の分子機構を解明する突破口が開かれることが期待される。本研究では、カラムクロマトグラフィーを用いた従来の生化学的手法と、Ycf4タンパク質にタグを融合しアフィニティクロマトグラフィーを利用した方法で、可溶化した緑藻クラミドモナスのチラコイド膜から微量かつ疎水的であるYcf4複合体を精製する方法を確立した。前者の方法では、ショ糖密度勾配超遠心、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを用いた。後者の力法では、葉緑体形質転換法を利用してYcf4タンパク質のC末端にTAP(tandem affinity purification)タグを融合させた。このタグはProteinAのIgG結合領域、Calumodulin結合領域、および両者をつなぐ部位にTEVプロテアーゼ切断部位を含み、IgGアガロースとCalumodulinレジンの2段階アフィニティカラムで精製できる。いずれの方法でもYcf4複合体を高度に精製することに成功し、得られた標品には少なくとも10程度のサブユニットが存在することが分かった。また、ゲルろ過クロマトグラフィーから求めたYcf4複合体の見かけのサイズは1800kDaと見積もられた。複合体にはYcf4以外に光化学系1のサブユニットPsaFの存在を確認したが、その他はYcf4複合体独自のサブユニットであると思われる。またYcf4を基準にすると30kDaサブユニットのコピー数はかなり多いことが特徴的で、複合体の主要なサブユニットであると考えられる。

この複合体の分子集合の機構はほとんど明らかにされていないが、葉緑体ゲノムにコードされるYcf3とYcf4が複合体の分子集合に必須であることをすでに明らかにした。本研究では、大きな複合体を形成しているYcf4(ここではYcf4複合体と呼ぶ)を精製し、そのサブユニット構造を明らかにし、光化学系1複合体の分子集合の分子機構について明らかにすることを目的に行われた。Ycf4複合体は疎水性で存在量も少なく、従来の生化学的手法では精製が容易でない。そこで、緑藻クラミドモナスの野生株から、Ycf4のC末端にTAP(Tandem Affinity purification)と呼ばれるタグを融合した葉緑体形質転換体を作出した。そして、この形質転換体のチラコイド膜を界面温生剤で可溶化し、ショ糖密度勾配超遠心、イオン交換クロマトグラフィー、IgGアガロースとカルモジュリン・ビーズのアフィニティクロマトグラフィーによりcf4複合体を高度に精製する方法を確立した。得られたYcf4複合体は分子量が大きく、20程度のポリペプチドを含むことが明らかにされた。以上のように本研究では光化学系1複合体の分子集合装置であると考えられるYcf4複合体を精製し、その構造を明らかにした。今後はこれらの構成ポリペプチドのN末端アミノ酸分析を行い、cDNAをクローン化し、構成成分の遺伝子構造を明らかにしたい。また、得られたポリペプチドの構造に関する情報から、Ycf4複合体がどのように光化学系1複合体の分子集合に関与するかについて明らかにしたい。
文化財および美術工芸材料のナノ構造・物性の解明

日本刀、青銅、火縄銃、陶磁器、鉱物染料、貨幣、古墳材料などのナノ構造と物性について研究した。日本刀ではマルテンサイトおよび非金属介在物の微細構造、柿右衛門焼の赤および金顔料、江戸後期に伝来したプロシアン・ブルー染色布、古代ギリシャ銅貨幣中の鉄ナノ粒子、高松塚古墳漆喰の劣化機構等を明かにした。今年度は下記の文化財等の研究を推進した。それそれについて実績概要を述べる。(1)鉄鋼文化財・・・日本刀および新たに比較研究のため西洋刀剣の微細構造を調べた。日本刀では鎌倉および室町時代刀のマルテンサイト相の構造をEBSP、透渦電顕で解析し、超鉄鋼サイズの結晶粒であること、極めて良質の構造であることを明らかにじだ。西洋刀剣は層状マルテンサイトの縞状組織からなりバネ特性が優れることを解町した。(2)陶磁器文化財・・・柿右衛門様式の釉薬を透過電顕で観察し解析した。赤釉薬は20-150nmのEe_2O_3結晶からなり、マトリックスがPbを含むガラスで、これらの組み合わせが美しい色を示すごとを明らかにした。3鉱物系染料・・・室町から江戸時代に輸入された唐桟(とうざん)の黄色染料がクロム酸鉛であることを明らかにしたが、綿糸以外の羊毛糸について検討した。羊毛では表面に数μmの結晶からなり、羊毛内部ではアモルファスナノ粒子からなっていることを明らかにした。また、化合物のデコレーション効果で羊毛の微細構造が明らかになった。(4)青銅文化財・・・紀元前17世紀頃のペルシャ製銅剣の内部構造を観察し、Feナノ粒子が分散していることを発見した。これによって、銅でありながら磁気を示すことを初めて明らかにし、数kOeまで磁化が飽和しない原因として、Feナノ粒子の相互作用で高磁場まで飽和しないことを明らかにした。新たに開発した磁化測定の方法は銅文化財の産地同定、加工方法の解明に役立つものと期待される。火縄銃の鋼、浮世絵顔料等についても研究した。平成23年度に実施した研究の概略を下記に示す。(1)古代の青銅文化財中の鉄のナノ構造の研究では、紀元前16世紀の古代ペルシャ、ローマ、ギリシャ時代、日本の青銅のごく一部に数%の鉄が含まれていることを示し、この存在状態を透過電子顕微鏡で調べ、寸法が10-50nmの純鉄微粒子として存在することを見出した。これは原料鉱石のCuFeS_2からの混入だが、鉄器時代以前に鉄の還元が行われたことを示す歴史的な発見である。また、磁性を磁化曲線から求め、保磁力は低いが数kOeまで飽和しないことから、微粒子が磁気的にカプリングしていることを示した。同様の鉄微粒子を多量に分散できれば、極めて強力な永久磁石が製作可能であることを示唆するものである。(2)スイス武器博物館(NAZ)から提供された西洋刀剣のナノ構造を調べた。16-18世紀に作られた小型(細身)の剣は殆どが縞状組織で、2種の縞領域はマルテンサイトとなっているが、一方にはパーライトが存在する。これは組成によってマルテンサイトスタート温度が異なり、硬軟2種の組織として靭性と硬さおよびバネ性を付与している。日本刀とは異なる思想で作られた優秀な鋼製品であることを証明した。(3)ドイツおよびスイスにおけるローマ時代遺跡・聖堂建築等を出張調査し、譲渡されたローマ時代煉瓦、聖堂石材、陶器の微細構造を分析した。マスコバイト系、カオリナイト系、石英等の物質からなり、焼成されたものは土中でOH基が導入されて変質し、層状化合物がOHを取り込んでいることを明らかにした。(3)陶磁器では、元禄時代に製作された柿右衛門様式の赤、桃色、金色の釉薬のナノ構造を分析した。赤は50-100nmのヘマタイト微粒子からなり、桃色は数nmのヘマタイトと金ナノ粒子、金は数μmの粒子と数10nm以下の微粒子からなる。Au微粒子は非晶質ガラス中で拡散して大きな粒子に成長する。ガラス中でAu原子が拡散し、凝集・粗大化する現象は初めての結果である。また、金微粒子は着色にも寄与している。(4)このほか、前年度から継続している日本刀の研究、鉱物染色物質、水没埋蔵木簡の乾燥挙動、絵画では浮世絵に使われている青顔料、高松塚古墳の漆喰などについてナノ構造を明らかにした。日本刀および槍の微細構造では、室町時代中期に作られた加賀清光銘の日本刀において、その鋼は芯金、刃金、皮金の3種からなるが、芯金の炭素濃度は0.025%以下の極低炭素鋼、刃金の炭素濃度は0.56%の中炭素鋼である。芯金および刃金以外の皮金部分は約0.1%の低炭素鋼からなっている。これらの鋼の不純物量は極めて少なく、EDS分析では検出されなかった。芯金および刃金のマイクロビッカース硬度は、それぞれ120-150および730-820、低炭素鋼部は200-250である。

信濃守源貴道銘の槍の断面はひし形で、四隅が焼き入れられおり、その硬度は750、内部は150である。断面腐食像には加工の流れが観察され、約0.2%炭素鋼だけを使用した「丸鍛え」法で作られている。また、鋼中の非金属介在物の構造を観察し、FeO、FeSiO3等の化合物を特定した。古墳材料の解析では、高松塚古墳の漆喰の劣化機構について調査した。X線CTで透過した目地漆喰試料では、内部に多くの間隙が存在する。これを低真空型走査型電子顕微鏡で観察すると、漆喰の破面にはナノ寸法の多くの孔が存在し、トンネル状になっていた。トンネルの出口には漆喰と同じ成分を持つ多数のCaCO3(炭酸カルシウム)結晶が析出していた。これは、漆喰中に浸入した酸性の雨水が漆喰を溶解し、雨水が少なくなった時期(乾燥期)に溶解した成分がCaCO3結晶となって再析出したものである。この機構は鍾乳石の生成機構と同様である。青銅関連の研究では、わが国の寛永通宝の中で、特に磁気を示すものを選び、透過電子顕微鏡観察をした。磁性の起源は銅中に分散するナノ寸法の鉄粒子で、古代ペルシャ青銅と同様の微細組織であった。このほか、前年度から継続している鉱物顔料物質、水没埋蔵木簡の乾燥挙動、絵画では浮世絵に使われている青顔料などについてナノ構造を明らかにした。文化財および美術工芸品、埋蔵文化財の研究は試料の入手が極めて困難だが、個人的に収集したものが多数あること、海外の博物館・研究機関からの新たな試料の提供も受けて、当初の目的以上に新たな試みを進めることができた。また、ナノ構造を明らかにするための各種電子顕微鏡については、国内の大学および研究所、電子顕微鏡製作メーカーである日立製作所、日本電子の支援を受け、X線CTおよび回折ではリガク等の支援を受け、計画以上に研究が進展した。特に電子顕微鏡製作メーカーでは、最新の開発機器での分析ができた。この分野でナノ構造までを明らかにする研究は世界的に皆無の状況であり、世界をリードしている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は平成22-24年度までの3年計画であるが、目的とする研究は順調に進んでいる。したがって、研究計画等の変更は必要ない。本研究では当初の目的を達成することが当然の基本事項であるが、目的の達成とともに、新たな分野を切り開くことも重要である。その意味で、本研究の最終年度では、目的の達成とともに新たな分野を開拓することを推進の中心的な方策としている。本年度の研究の中でいくつかの新しい試みを進めており、さらに、これを発展させる。
放射線物質汚染から水道水の安全を図る－活性炭によるセシウム吸着能の診断と機構解明

放射性物質汚染地域の一部の水道水からセシウムが検出されている。この問題は森林や農地に固着されたセシウムが降雨や融雪に伴って水道水源に流出されることから長期化になると推測され、水道水の安全を図るには、浄水処理システム内での対応が何よりも重要になる。本研究では、農薬やフミン質等の溶解性有機物の除去に最も有効なプロセスは活性炭吸着であること、より安全で美味しい水を供給するために活性炭吸着を付加する水道事業体が増えていることを考慮し、セシウムの吸着特性と吸着機構に関し、固定層活性炭カラムによる吸着実験、脱着実験、貯水池底泥粒子による吸着実験、微生物による摂取実験を通じて詳細に検討した。放射線物質汚染地域の一部の水道水からセシウムが検出されている。この問題は森林や農地に固着されたセシウムが降雨や融雪に伴って水道水源に流入することから長期化になると推測され、水道水の安全を図るには、浄水処理システム内での対応が何よりも重要になる。本研究は、高度浄水処理の中核を担うのは活性炭吸着プロセスに着目し、回分式吸着実験と固定層吸着実験を通じて、活性炭によるセシウムの吸着能を診断し、それに与える活性炭性状、pH、共存金属イオン、フミン質などの影響を明らかにするとともに、セシウムの活性炭細孔内での吸着形態と分布形態に対する評価も合わせて、吸着機構を明らかにすることを目的としている。平成24年度では、セシウムを添加した河川水を供試水とし、3種類の石炭系活性炭による回分式吸着実験と固定層活性炭吸着実験を行い、セシウムの吸着容量特性と破過挙動をそれぞれ検討した。また、吸着実験による実験結果を細孔測定機器による活性炭の細孔分布の測定結果とゼータ電位測定機器による活性炭ゼータ電位の測定結果と関連付けて検討し、セシウムの吸着除去性に与える活性炭性状(主に活性炭の細孔分布とゼータ電位)の影響を評価した。その結果、活性炭によるセシウムの吸着除去性はフミン質に体表される水中天然有機物より小さいこと、3種類の活性炭によって大いに異なること、マイクロ孔(0.351.0mm)の細孔表面積が大きい活性炭ほどセシウムの吸着量が高いこと、活性炭のゼータ電位との関連性が小さいことなどが明らかになった。さらに、水中懸濁物質によるセシウムの固着特性、水中生息微生物によるセシウムの蓄積特性について、三春ダム貯水池の底泥を用いたセシウムの吸着実験と三春ダム貯水池底泥及び伊勢湾海域底泥からそれぞれ単離・増殖させた微生物種によるセシウムの蓄積実験をそれぞれ行い、底泥粒子によるセシウムの固着容量とそれに対する水温やpHの影響、淡水域及び海域に生息している微生物種によるセシウムの特性能力の相違を定量した。森林や農地に固着されたセシウムが降雨や融雪に伴って河川や湖沼・ダム貯水池に流入することから、放射性物質による水道水源の汚染問題は長期化になると推測され、水道水の安全を図るには、浄水処理システム内での対応が何よりも重要になる。平成25年度は、3種類の細孔径分布の異なる石炭系活性炭による固定層活性炭吸着実験を継続しながら、吸着されたセシウムの脱着挙動を詳細に検討し、累計吸着量と活性炭の種類によって、脱着速度と脱着量が異なること、吸着されたセシウムは濃度勾配によって大半脱着されることを明らかにした。また、新規購入した細孔分布測定装置を用いて、セシウムの吸着サイドを特定するとともに、フミン質に代表される天然有機物の吸着サイドとの関連性から、吸着・脱着の機構検討を開始した。また、活性炭吸着プロセスへの負荷変動を把握するため、ダム貯水池底泥粒子によるセシウムの吸着平衡特性とそれに与えるpH, EC,水温の影響を回分式吸着実験により詳細に検討し、その上で、単成分吸着等温線モデルに基づいた解析を通じて、吸着容量特性に係わる係数を特定した。また、走査電子顕微鏡(SEM)とX線回折法(XRD)による分析を行い、セシウムの吸着形態と分布形態を評価した。さらに、活性炭生物膜による蓄積特性の評価と関連して、ダム貯水池と伊勢湾海域の底泥から生息微生物を単離・増殖し、セシウムとの接触実験と微生物構造解析を行い、両水域に生息する微生物によるセシウムの蓄積容量の相違と蓄積容量の微生物種への依存性、水温と共存Kイオンの影響を明らかにした。放射性物質から水道水の安全を確保するには、降雨や融雪の時に集水域から河川などの水道水源に流出すると考えられるイオン態のセシウムに対し、微量有機物の除去に最も有効と評価されている活性炭吸着による除去性を診断し、関連する影響因子、吸着機構を検討することは極めて重要である。

まず、細孔分布と原料が異なる4種類の粒状活性炭を充填した活性炭カラムによる吸着実験を実施し、セシウムの吸着特性に対する活性炭種類の影響、流入水のpHの影響、共存フミン質の影響を検討した。また、吸着前後における活性炭細孔分布の変化を細孔表面積計測機器を用いて計測し、セシウムとフミン質の吸着に有効な細孔領域を特定するとともに、吸着サイトの相違からセシウムの吸着除去に対する共存フミン質の影響を評価した。次に、生物活性炭を利用した高度浄水処理プロセスにおける生物膜の働きを明らかにするため、生物膜を形成させた実験カラムにセシウムを含む供試水を通水させ、生物膜によるセシウムの抑留に対するセシウム流入濃度、水温の影響を評価した。さらに、河川や湖沼水域に存在するフミン質の化学組成や活性炭吸着強度は、集水域の土地分布、土地利用、特には集水域に分布している森林や農地の土壌性状によって異なり、それによってセシウムの吸着除去性も異なると考えられるので、異なるpH条件で森林土壌と農地土壌から溶出させたフミン質を用いた吸着実験を行い、吸着特性の相違を実験結果と理想吸着溶液理論に基づいた数値解析結果に基づいて検討した。26年度が最終年度であるため、記入しない。水環境工学、水処理工学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究実施計画に対応して、研究を遂行するとともに、実施段階で重要と考えるようになった、セシウムの懸濁物質による固着特性、水域生息微生物による摂取などの蓄積特性についての実験研究も行った。セシウムの吸着に対するフミン質の影響について、分析機器の故障により実験が中断された期間があり、補うための実験を行っている。活性炭によるセシウムの吸着除去特性に関する研究を実施計画に対応して実施するとともに、水域に生息している微生物によるセシウムの蓄積能力とその相違を明らかにする。平成26年度では、実施計画に従って研究を実施する。その後は、本研究課題で得た成果を参考して、主に生物膜の働きによって汚濁物質を除去する緩速ろ過浄水処理システムにおけるセシウムの抑留可能性や、集水域内でのセシウムの動き、特に植生根圏域や土壌域での動きについて、物理的、化学的、生物学的視点から検討し、セシウムによる水道水の水質リスクの軽減に寄与する集水域と浄水処理工程を含んだ総合的評価研究を展開したい。分析機器の故障により、予定されたセシウムへの吸着に対する水中フミン質の影響に関する実験研究が実施不能となり、それに伴って購入予定であった消耗品と試薬の購入を行わなかった。上記理由により購入されなかった消耗品と試薬を購入し、セシウムへの吸着に対する水中フミン質の影響に関する実験研究を実施する。
原三溪旧蔵近代絵画・彫刻に関する基礎的研究

美術史家・矢代幸雄とも親しい関係にあった日本近代の豪商・原三溪の日本近代美術コレクションは、日本美術院を中心とした美術家の代表的作品群といえる。原三漢旧蔵作品の基礎的調査、および原三溪を中心とした当時の美術家ネットワークの調査が本研究の主要な目的である。平成21年度は科学研究費補助金交付申請書の記載に従い、順調に研究が遂行された。調査としては、博物館、美術館、図書館において作品調査および文献調査をおこなった。作品調査については、横山大観を中心とした日本美術院の画家の作品を中心に実施し、基礎データをファイルメーカーでデータベース化した。文献調査については、以下の三点を中心に資料収集、調査を行った。第一に、原三溪について各種資料を収集した。そうすることで、原三溪コレクションの全体像を把握した。第二に、昭和初期に開催された明治大正名作美術展覧会について、関連資料を蒐集、整理し、明治大正期の主要作品のコレクターについて比較検討し、原三溪コレクションに関する考察を深めた。第三に、横山大観記念館所蔵の原三溪宛横山大観書簡を調査することで、日本美術院の画家・荒井寛方など、当時の原三溪をめぐる美術家ネットワークの一端を確認し、現在、分析作業を遂行中である。こうした調査は、原三溪コレクションの全体像を把握するためにも必要不可欠であり、平成22年度も、その継続調査の必要性が十分に認識された。