hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アポトーシス細胞死の核変化を制御する新規カスパーゼ基質p74の作用機構

カスパーゼ3によるp74切断のアポトーシス核変化における役割カスパーゼ3を欠損している乳癌細胞株MCF7にN末端にmycタグを付けたp74を発現させ、スタウロスポリンでアポトーシスを誘導した。myc-p74の切断は、MCF7ではほとんど認められないが、myc-p74と同時にカスパーゼ3を共発現させると、2つの断片を生ずること、つまりカスパーゼ3により少なくとも2ケ所で切断されることが明らかになった。第一の部位は、断片のサイズから、2つのメチル基転位酵素様ドメインの間にあることが予想され、カスパーゼはアスパラギン酸のC末端側で切断することから、候補となる4ケ所のアスパラギン酸をアラニンに変える変異を導入し、ウサギ網状赤血球in vitro転写/翻訳システムで35Sラベルしたタンパクを合成して、カスパーゼ3による切断を調べところ、4ケ所のうち2ケ所(m1,m2)で切断されることがわかった。もう一つの切断部位は、N末端側のメチル基転位酵素様のドメインの内部にあることが予想されたため、候補となる3ケ所に変異を導入して、同様に調べたところ、そのうちの1ケ所(m3)の変異で切断が消失した。切断されない変異型p74をヒスチジン融合タンパクとして大腸菌に発現させ、ニッケルカラムで精製することを試みたが、水溶性の状態で発現させることには、成功しなかった。そこで、無細胞系ではなく、培養細胞で変異型p74の機能を解析した。野生型または変異型p74をコードするcDNAを、緑色蛍光タンパク(GFPをコードするcDNAと共に293Fas細胞に導入した後に、Fasに対する抗体でアポトーシス細胞死を誘導し、CFP発現細胞を選択して解析し、変異型p74の過剰発現のアボトーシス核変化に対する影響を調べた。野生型のp74は、アポトーシスに影響しなかったが、(m1+m2)変異のあるp74は、アポトーシスを抑制した。
継続的看護管理教育モデルの開発

本研究は、看護基礎教育、大学院教育(修士課程)、継続教育とを有機的に統合した、継続的看護管理教育モデルを開発することにあった。平成9年度は、基礎教育における看護管理教育の実態をはがき質問票および電話にて調査した。看護系大学では専任教員が2単位以上を教授しているのに対し、看護専門学校では、非常勤講師による1単位以下の教授が多いことがわかった。また、前者では、看護管理の教授内容を専門職業人に必要な知識や技術であるととらえているのに対し、後者では臨床現場に適用しやすい人材の育成を目的にしていることも明らかになった。平成10年度は、デルファイ法を用いて、看護管理教育で教授されるべき内容を整理、洗練した。また、それぞれの教育内容が、基礎教育、大学院教育、継続教育のどの教育レベルに位置づけるられるのが適切かを明らかにした。それぞれの教育レベルで上位に選択された概念は以下のとおりである。基礎教育では「マネジメント」等の管理の基礎概念、大学院教育では「医療政策」等の革新的かつ創造的な管理者の概念、継続教育では「患者=顧客満足」等の看護サービスの概念であった。さらに、デルファイ法で抽出された概念を基に、継続的看護管理教育モデルを作成した。中心的概念として「看護サービス」を位置づけ、看護サービスが提供される場として“組織"と“マネジメント"を置き、組織に影響を及ぼす“環境要因"と“政策"を基本概念とした。今年度は現行の看護管理教育プログラムを整理し、教育内容の分析を行うことが主要な目標である。方法は、文献検索やインターネットによるシラバスの探索及び便宜的方法を用いて現行管理教育関連のシラバスを収集した。また日本の看護管理教育機関に対して葉書によるアンケートおよび担当者への電話インタビューを行った。シラバスの教育内容の分析にはワグナーが示している看讃管理教育内容のキーワードを用いた。41の管理教育のシラバスを用いて分析した結果、看護系管理教育の内容には、(1)マーケティングや消費者行動など、看護サービスの対象「クライエント」に関する教育内容が少ないこと、(2)予算、財務、経済などの「ファイナンス」についての教育内容が少なかったこと、(3)看護管理の現任教育プログラムに特徴的であったが「看護理論」「看護教育」「臨床実習指導」「看護研究」など、管理以外の内容が含まれることが明らかになった。時間数、教育方法、専任担当者の有無等を知るために、看護系大学、短期大学、専門学校、卒後教育機関等358施設に葉書によるアンケート調査を行い、242施設から回答を得た(回収率67.5%)。看護基礎教育では教育時間数に大きな差が見られた。科目としての位置づけは独立して科目を設けている施設が59.2%、別科目に含めているものが11.8%、科目がないと答えているのは25.3%であった。専任の担当教員がいるのは24.1%、非常勤が20.4%で主に病院の看護部長などの管理者が担当していた。看護管理教育の理念、期待する特性、コース終了後に獲得している資質、教授方法等について、担当者への電話によるインタビューを行った。看護専門学校では学校から看護職という実践への適応を促進することが主要なねらいであった。看護管理教育のねらいはそれぞれのプログラムで異なっていることが示唆された。看護管理の定義を明確にし、カリキュラムの開発を行う必要がある。次年度はこれまでのデータをふまえながら、教育内容の優先度を探求し、我が国における継続的看護管理カリキュラムのモデルを作成する。
砂漠上空の砂塵とバイオエアロゾルの混合状態に関する野外研究:気球による直接採集

タクラマカン砂漠での気球観測では上空に浮遊する黄砂の約10%が微生物と合体していた。黄砂が偏西風帯にまで舞い上がった時点ですでに微生物を付着させている可能性が高い。能登半島での観測は、黄砂濃度上昇時に微生物濃度が上昇し「黄砂とともに大気圏を移動している」ことを強く示唆した。立山山頂付近の積雪の黄砂層の微生物多様性はタクラマカン砂漠のものと高い類似性があり、砂塵発生源地からの長距離移動・拡散を示唆した。近年、黄砂粒子と粒子に付着している微生物について社会的にも学術的にも強い関心が寄せられるようになっている。本研究では、既に中国甘粛省敦煌市(タクラマカン砂漠の東緑)の気象局キャンパス内に設置済みの観測サイト(中国科学院大気物理研究所と共同で維持管理)を利用し、砂漠上空に浮遊する黄砂粒子とバイオエアロゾル(ここでは細菌など。国や専門分野で定義は異なる)の混合状態とその高度変化を気球観測によって明らかにする。気球による試料採集は地表付近から高度約10kmの高度で行い、砂塵と微生物の大気中での混合状態、さらに微生物を同定する。本年度は、「黄砂粒子とバイオエアロゾルの濃度と混合状態、およびその高度変化」を明らかにするため気球搭載用各種機器を整備し、係留気球で2kmまで自由気球で3-10kmでの試料採集を行った。自由気球による採集は、試料切り離しに失敗した。次年度に向けロープワークを改良する。黄砂粒子と微生物が内部混合状態にあるものがあるかどうかを中心に検討を試みた。これらの結果からは、1.内部混合状態にある黄砂が高度2kmまでの領域で検出された2.内部混合状態にある黄砂は黄砂の10%程度であった3.耐塩菌、好塩菌の分布が高度によって大きな違いがあった4.いわゆるカビの類が多く同定されており、日和見感染症の原因菌となるものも同定された近年、黄砂粒子と粒子に付着している微生物について社会的にも学術的にも強い関心が寄せられるようになっている。本研究では、既に中国甘粛省敦煌市(タクラマカン砂漠の東縁)の気象局キャンパス内に設置済みの観測サイト(中国科学院大気物理研究所と共同で維持管理)を利用し、砂漠上空に浮遊する黄砂粒子とバイオエアロゾル(ここでは細菌など中心)の混合状態とその高度変化を気球観測で明らかにする。気球での試料採集は地表付近から高度約10kmの領域で行い、砂塵と微生物の混合状態、微生物同定を試みる。先年度に引き続き中国での観測を企図したが、中国政府が「気象法の厳格運用」の姿勢を打ち出し、地方の気象官署も中央に倣い気象業務を見直したことから、気象情報を取ることがきわめて困難になった。このため、中国起源大気の現地での直接観測は断念し、日本上空の航空機による自由大気圏高度の観測に変えた。試験飛行で試料導入法などを検討し、引き続いて本観測を実施した。昨年度に引き続き「黄砂粒子とバイオエアロゾルの濃度と混合状態、およびその高度変化」を検討した。また新たに「気塊の移動経路の違いの影響」「微生物の濃度」の検討を始めた。これらの結果からは、1.内部混合状態にある微生物の種類や多様性がケースごとに異なっていたが気塊の軌跡の違いの寄与は明確ではなかったが、さらに解析を深める必要がある。2.黄砂時と無い時では、大気中の微生物濃度に明瞭な差があった。黄砂時は高い。21年度に引き続き中国での観測を企図したが、中国政府が「気象法の厳格運用」の姿勢を打ち出し、地方の気象官署も中央に倣い気象業務を見直したことから、気象情報を取ることがきわめて困難になった。22年度も基本的な状況は変わらず、これまでの観測結果の取りまとめおよび日本側での野外調査(能登半島、立山頂上付近の積雪、能登半島上空の航空機観測)を実施した。また、今後の黄砂や黄砂に付着している微生物などの研究に関する展望を整理するため、中国側研究者と北京にてワークショップを持ち、改めて黄砂・バイオエアロゾル粒子の気候や環境への影響に関する学術研究の重要性や北東アジアの研究戦略上の重要性を確認した。今年度の特筆するべき成果として以下を挙げることが出来る、1.日本海洋上における塩酸による黄砂表面状態の大幅な変質が生じることがあることをつきとめた。

2.立山頂上付近の積雪を利用した黄砂・バイオエアロゾルの採集から、頂上付近の微生物多様性の状態がタクラマカン砂漠上空での状態ときわめて類似していることがわかった。
分娩中のストレスを計量的に評価する方法の開発-より安全な分娩介助法設定の為に-

産婦が分娩中に被るストレスを計量的に評価する一指標として、分娩中の体表温度変化を調べてきた。前年度の研究結果より、鼻尖部と左第4指尖端内側部の温度変化が良く平行することを知ったが、鼻尖部では発汗により温度プローブが皮膚表面から瞬時的に離れる為にV字型波形を示すことが判明したので、本年度は専ら左第4指尖端内側部での温度変化を計測した。即ち、同部にφ6mmの体温プレート電極(PTW-100)を装着し、これを1mの中継リードを介してポータブル熱電対温度計(PTW-100)に接続した。温度変化や分娩監視装置からケーブルを用いて引き出した外測法による子宮収縮曲線と、イヤープローブ(0380-1000-21)を用いBiox 3740パルスオキシメーターで測定した母体心拍数をLaboratoryRecorder PJ 1000-43/FDDに同時記録させた。データーを記録紙に表示させると共に、内部メモリーに保存し、実験終了後にPower Mac PC8500/120にデーターを転送して解析用ソフト(MEMORIA-MAC)を用いて解析した。統計的処理はStatViewを用いて行われた。分娩時期を子宮口開大が1≦3mの潜伏期、48cmの加速期、≧9cmの極期、分娩第2期、第3期に分け、夫々の期に産婦が感じる陣痛の強さをvertical visualana1ogue scale(VVAS)に表示させると共に、教室で考案した助産婦スコア(MS)を助産婦に採点させた。13例の完全症例(初産婦PP6、経産婦MP7)につき、体表温度下降(TTC)の変化が最も大きかったのはPP、MP共に極期で見られたのに反し、MSでは分娩第2期でPP、MP共に最大となった。他方、VVASではPPが極期で、MPでは第2期で最大となった。今回の3指標の成績が意味するものを解析中であるが、今後は引き続き難産などの異常分娩時との比較をも含めて、研究を継続させて行きたい。産婦が分娩中に被るストレスを計量的に評価する一指標として、分娩中の体表温度変化を調べた。産婦の鼻尖部、利き手でない側の第4指尖端内側部と額部にφ6mmの体温プレート電極(PTW-100)を装着し、これを1mの中継リ-ドを介してポ-タブル熱電対温度計(PTW-100)に接続した。これらのデーターや、分娩監視装置からケーブルを用いて引き出した外側法による子宮収縮曲線と、イヤープローブ(0380-1000-21)を用いBiox 3740パルスオキシメーターで測定した母体心拍数をLaboratory Recorder RJ 1000-43/FDDに記録させた。データーを記録紙に表示させると共に内部メモリーに保存し、実験終了後にPower Mac(PC8500/120)にデーターを転送して解析用ソフト(MEMORIA-MAC)を用いて解析した。分娩時期を子宮口開大が≦3cmの潜伏期、48cmの加速期、≧9cmの極期、分娩第2期、第3期に分け、夫々の期に産婦自身が感じる陣痛の強さをvisual analogue scale(VAS)に表示させると共に、教室で考案した産婦スコアー(MS)を助産婦に採点した。完全に記録を採り得た6例(初産婦3、経産婦3)の分析では、額部の温度変化が殆ど見られないのに対し、鼻尖部と指尖部における≧0.5°C/分以上の温度低下の回数を子宮収縮回数との割合で見ると、潜伏期:44.5±19.9%、活動期:74.8±16.8%、極期:84.5±13.0%、分娩第2期:76.5±18.2%であり、第3期には2.5±1.5分で安定状態に回復した。つまり、産婦は分娩第2期よりも極期に陣痛をストレスとして強く感じている可能性が示唆された。心拍数変化は分娩第1期よりも第2期の方が大きく(2040/分)、陣痛曲線に同調して増加する傾向が伺えた。MSとVASによる評価でも同様の傾向が見られた。今後は症例を重ねて正常分娩におけるこれら3評価法の変動域を決定し、難産などの異常分娩時との比較を進めて行きたい。

データーを記録紙に表示させると共に、内部メモリーに保存し、実験終了後にPower Mac PC8500/120にデーターを転送して解析用ソフト(MEMORIA-MAC)を用いて解析した。統計的処理はStatViewを用いて行われた。分娩時期を子宮口開大が1≦3mの潜伏期、48cmの加速期、≧9cmの極期、分娩第2期、第3期に分け、夫々の期に産婦が感じる陣痛の強さをvertical visualana1ogue scale(VVAS)に表示させると共に、教室で考案した助産婦スコア(MS)を助産婦に採点させた。13例の完全症例(初産婦PP6、経産婦MP7)につき、体表温度下降(TTC)の変化が最も大きかったのはPP、MP共に極期で見られたのに反し、MSでは分娩第2期でPP、MP共に最大となった。他方、VVASではPPが極期で、MPでは第2期で最大となった。今回の3指標の成績が意味するものを解析中であるが、今後は引き続き難産などの異常分娩時との比較をも含めて、研究を継続させて行きたい。
流体・構造連成災害および再生可能エネルギー利用に関するマルチフェイズ並列計算法

本研究では,流体・構造連成災害などに見られるような,流体と固体間の運動量と熱の連成を伴うマルチフェイズ現象を対象とする並列計算手法を提案し,その有効性を検討した.解法として,(1) Lagrangian-Eulerianモデルと,(2) full-Eulerianモデルの2種類の解法を提案した.これらの解法では,抗力係数のような経験則を使用せず,現象を従来の解法より高精度に予測できる.並列演算手法を導入し,スーパーコンピュータによる大規模計算を行った結果,実験結果とよく一致する計算結果が得られるとともに,数値実験結果では物理的に妥当な計算結果が得られることが確認され,解法の有効性が示された.平成27年度は、津波氾濫流が発生した際に、沿岸市街地において2次的な災害を引き起こす多数の漂流物の挙動を予測する数値解法の検討を行った。具体的には、以下のように、マルチフェイズ数値解法をの改良を行うとともに、水理模型実験結果との定量的な比較を行い、その有効性を検討した。本研究の数値解析手法の特徴として、流体・固体間の力学的な相互作用を抗力係数などの経験定数を用いずに、多相場の圧力および粘性項から直接計算していること、また任意形状の固体の衝突を扱えることが挙げられる。既往研究により、建物間に浸入する自由水面流れの状況や、浮体の安定・不安定、複雑形状物体に作用する流体力などが実験結果等と同様に計算できることが確認されている。また、MPIを利用して、3次元領域分割法により並列化されており、大規模な計算を行うことができる。平成27年度は、津波が遡上する地表面形状や、複雑に配置される建物群などの数値的な取り扱いに対する改良を加え、津波漂流物とそれらの接触をより効率的に計算できるようにした。平成27年度に採択された、京都大学防災研究所の一般共同研究(課題番号:27G-04)を通じて、津波再現水槽と1/250スケールの市街地模型を利用し、津波漂流物の輸送状況を把握する水理実験を京都大学防災研究所との連携のもとで実施した。この水理実験を対象として、上記の数値解法による計算を行い、それらの結果を比較した。その結果、多数の漂流物が建物群の間を通過して輸送される際の経路や空間的な分布について、比較的良好な計算結果が得られることが確認された。沿岸市街地模型を利用した津波漂流物実験を実施して、計算手法の有効性について、実験結果との比較を行うことができた。その結果、計算手法の有効性が実証できたので、有用な研究成果が得られたと考えられる。(1)流速・圧力緩和手法を用いる低マッハ数圧縮性流体解法の提案圧縮性流体の基礎式を用いて低マッハ数圧縮性流れを非圧縮性流体計算と同程度に高速に計算する数値解析解法を提案した.本手法では,SMAC系の非圧縮性流体計算で用いられる流速・圧力緩和手法を利用することで,音速に基づくCFL条件に拘束されずに計算することを可能にした.さらに,保存形の質量保存則から有限体積法に基づいて密度を計算することで質量の保存性を高精度に満足させた.提案した手法を用いて,キャビティ内の壁面駆動流れおよび側壁面温度差により生じる自然対流現象を解き,妥当な計算結果が得られること,また既往の高マッハ数流れに対する数値解法より計算時間が大幅に短縮されることを確認した.(2)落下水流による個々の礫の運動を考慮した多相場並列解法切欠き堰を越流して落下した水流により,下流側に平滑に敷き詰められた平均粒径約7 mmの礫群が輸送され,礫群層厚の変化,すなわち洗掘・堆積過程を計測する水理実験を行った.この水理実験を対象として,礫群を連続体として扱うのではなく,流体と約16,700個の礫1つ1つの力学連成や礫どうしの衝突を扱うことが可能な3次元固気液多相場の数値解法による大規模並列計算を行った.特に,本研究では500個の礫形状計測値に基づいて,代表的な26種類の形状を定め,これを四面体要素で表す礫の数値モデルを用いて,慣性テンソルなどの物性値や流体との相互作用を評価した.最初に,実験で用いた礫群の水中安息角を対象とした計算を行い,球形の礫モデルでは妥当な結果が得られず,本研究の礫モデルが有効であることを確認した.最後に,堰を越流した落下水流による礫群輸送の計算を行い,礫群の洗掘・堆積形状などの計測結果と定量的に比較し,数値解法の有効性を考察した.非圧縮性流体に関しては、3次元多相場並列解法において、形状の異なる固体を1万個のオーダで含む計算が可能となり、また実験結果との比較を通じてその有効性も確認できたため、研究は順調に進展している。一方、圧縮性流体と固体連成問題については、基礎方程式系の数値安定性などの問題から対応すべき課題が残されている。しかし、流速・圧力緩和手法を用いる計算手法を提案し、研究の見通しが得られる状況となっている。本研究では,津波・洪水漂流物に見られるような流体・構造連成災害など,流体と固体間の運動量と熱の連成現象に関連するマルチフェイズ現象を対象とする並列計算手法を提案し有効性を検討した.解法として,(1) Euler-Lagrangeモデルと,(2) Eulerモデルの2種類の解法を提案している.

前者では,固体モデルは剛体として扱われ,複数の四面体要素で表現される.固体間の衝突力は固体モデル内部に複数設定された接触判定球を利用して,個別要素法により求められる.また,固体に作用する流体力は,多相場の外力・圧力および粘性項の体積積分から求められ,抗力係数のような経験則を使用しないという利点がある.一方,上記(2)のEulerモデルは,固体が柔軟物体(粘弾性体)である場合の解法であり,時間的に変形しないEulerセルのみを利用して有限体積法により流体と固体の挙動を求める.上記(1)と(2)のいずれの解法も分散メモリ環境で並列計算が可能であるが,特に(2)の解法では並列化に伴う通信処理が簡単になるという利点がある.これらの解法を,(a)堰を越流落下する水流による礫群の洗掘実験への適用,(b)水柱崩壊による礫群輸送の数値実験,(c)高温粒子群を通過する低温液体の数値実験,(d)せん断弾性係数が温度に依存する粘弾性体を含む流れの数値実験,などに応用した結果,実験結果とよく一致する計算結果が得られるとともに,数値実験結果では物理的に妥当な計算結果が得られることが確認され,提案された解法の有効性が示された.特に,スーパーコンピュータを利用する大規模並列計算を行うことにより,本研究のEuler-Lagrangeモデルでは,約10万個以上の固体モデルを含む計算条件における,固体モデル周辺の流れや固体モデル間の接触移動などの計算が可能となり,実験結果を良好に再現することが示された.本研究では,流体・構造連成災害などに見られるような,流体と固体間の運動量と熱の連成を伴うマルチフェイズ現象を対象とする並列計算手法を提案し,その有効性を検討した.解法として,(1) Lagrangian-Eulerianモデルと,(2) full-Eulerianモデルの2種類の解法を提案した.これらの解法では,抗力係数のような経験則を使用せず,現象を従来の解法より高精度に予測できる.並列演算手法を導入し,スーパーコンピュータによる大規模計算を行った結果,実験結果とよく一致する計算結果が得られるとともに,数値実験結果では物理的に妥当な計算結果が得られることが確認され,解法の有効性が示された.平成27年度に検討を加えたマルチフェイズ数値解法を実スケールの問題へ適用できるように、乱流の扱いなどについてさらに検討を加える。また、地熱を利用する再生可能エネルギー問題や津波以外の防災問題にも適用できるよう、熱や圧縮性などを考慮した新しい解法を開発する予定である。平成28年度の研究では、剛体として扱われる固体と非圧縮性流体との連成並列計算法を検討した。平成29年度は、柔軟な固体である超弾性体を含む非圧縮性流体の3次元大規模並列計算法の開発を進め、数値実験等を通じて適用性に検討を加える予定である。また、圧縮性流体と固体との多相場解法や、熱的な連成を含む流体構造連成計算法の開発を進める。計算科学研究を計画通り進め、予算を使用した結果、24,643円分のみが平成27年度に残ったため、次年度使用額が発生しました。平成28年度は、本研究で利用する京都大学のスーパーコンピュータのリプレースに約半年の遅れが発生した。このため、スーパーコンピュータの利用負担金が当初予定していた金額より少なくなり、残額が発生した。次年度使用額は、平成28年度予算と比較すれば少額であるため、当該年度の研究計画に従い、直接経費の中で使用する予定である。平成29年度は、京都大学に新規導入されたメニーコアシステム(Xeon Phi KNL)と、Xeon Broadwellのシステムという2つのシステムを利用し、今年度使用額を利用して研究を加速する予定である。
DNA生合成阻害型抗腫瘍活性天然物Fostriecinの全合成研究

(2E)-5-(4-メトキシベンジルオキシ)ペント-2-エン-1-オールをD-(-)-酒石酸ジエチルを用いシャープレス不斉エポキシ化反応に付し、(2R,3R)-{3-[2-(4-メトキシベンジルオキシ)エチル]オキシラニル}メタノールへと変換後、13段階の反応を経て、電子密度の異なる3つのオレフィンを有する(5R,6E,8E)-6-[6-(4-メトキシベンジルオキシ)-3-メチルヘキサ-1,3-ジエニル]-5,6-ジヒドロピラン-2-オンへと導いた。これのシャープレス不斉ジヒドロキシル化反応を行ったところ、望む(5R,8R,9R)-6-[3,4-ジヒドロキシ-6-(4-メトキシベンジルオキシ)-3-メチル-1-へキセニル]-5,6-ジヒドロピラン-2-オンのみが位置およびジアステレオ選択的に得られた。続いて、2段階の反応により(5R,8R,9R)-{2,2,5-トリメチル-5-[2-(6-オキソ-3,6-ジヒドロ-2H-ピラン-2-イル)ビニル]-[1,3]ジオキソラン-4-イル}アセトアルデヒドへと変換後、そのアルデヒド部分を足場に1段階または6段階の反応により側鎖部の導入を行い、天然物フォストリエシン(CI-920)の有する全ての炭素を含む(5R,6E,8R,9R,11R,12Z,14Z,16E)-6-{2-[5-(2,9-ジヒドロキシノナ-3,5,7-トリエニル-2,2,4-トリメチル[1,3]ジオキソラン-4-イル]ビニル}-5,6-ジヒドロピラン-2-オン(8,9-イソプロピリデン脱リン酸化フォストリエシン)の立体選択的合成に成功した。
金属アルコキシドの加水分解懸濁液の凍結乾燥法による高温超伝導体の調製

本研究への科学研究費補助は平成4年度だけであるが、本研究は3年計画で始めたものである。初年度である平成4年の計画は、金属アルコキシドを合成して、それを同時加水分解して得た酸化物の懸濁液を凍結乾燥し、焼結させてY-Ba-Cu-O系高温超伝導体を調製することであった。本研究は、アルコキシドの合成から始めた。先ず、無水塩化銅を出発物質として、銅-ジ-イソプロポキシドを作り、次に、無水塩化イットリウムからイットリウム-トリ-イソプロポキシド、更に、金属バリウムからバリウム-ジ-イソプロポキシドを合成した。これらのアルコキシドのカチオン比がY:Ba:Cu=1:2;3になるように各アルコキシドを混合した後、同時加水分解を行って、酸化物の懸濁液を得て、この懸濁液を凍結乾燥して微粉体を得た。この粉体を電気炉で酸素雰囲気下で800°Cでの焼結を試みたが、約500°Cで融解が起こり、ガラス状物体となり、この物体は高温超伝導体の性質を示さなかった。凍結乾燥粉体をプラズマ発光分光計(ICPS)で分析した結果、カチオン比はY:Ba:Cu=1:6.8:3.8であり、予定した組成でないことが判明した。焼結時に500°Cで融解したことは、粉体が塩化物や水酸化物等の酸化物以外の物質を含んでいることを示唆している。そこで、合成したアルコキシドの純度に問題があると考え、市販のアルコキシドを使用して、同時加水分解を行うことにより、高温超伝導体を得られる状況になったが、まだ、確実性はない。加水分解の条件設定、懸濁液の洗浄法を中心に試行を重ねる必要があり、今後も研究を続ける予定である。
沖縄の児童・生徒における健康指標の改善を目指した食育介入：層別無作為化比較試験

(1)沖縄県N市立小学校20校在籍の小学生4,5年生と、研究参加への同意が得られた保護者を対象に層別無作為割り付けによるクロスオーバー介入試験参加の4,5年生のベースラインデータを用いた。介入は、食育授業と親子間の会話と栄養知識を促進させる食育教材を用いた。大規模校と小・中規模校別に層別化を行い無作為に前期と後期介入校群に10校ずつ2グループに割り付けた。解析は一定の基準を満たし、保護者の質問票における所得・教育歴とマッチした児童721名(男子318名、女子403名)を対象に、保護者データからカテゴリー化した所得・教育歴により児童を群分けし、児童の食品摂取量、栄養知識質問票正解率の群間比較をANOVAで実施した。栄養知識質問票正答率は男子69.1%、女子68.7%で、児童正答率に男女差はなかった。保護者の所得レベルが高いと、児童全体では有意に栄養知識正答率(p=0.056)、野菜摂取量(0.0025)、果物摂取量(0.01)が多いが、男女差は見られなかった。保護者の経済・所得レベルは、児童の健康的な食事と関連する可能性が示唆された。(2) (1)の介入開始6ヶ月後の、知識正答率、野菜・果物・ナトリウム摂取の変化量を前期介入群と後期介入群のそれぞれで算出し、t検定を用いて群間差(95%信頼区間)を推定した。また、収入や教育歴、家庭内会話レベルの層別でも同様に解析した。開始時点で児童と保護者を突合できた804組のうち、6か月時点まで追跡できた383組(47.6%)を分析した。開始時点の各群の基本特性で有意差はなかった。サブ解析によると高収入群で果物摂取量が有意に多く、高学歴群と家庭内の会話が多い群でナトリウム摂取量が有意に低くなった。対象者全体では食育による知識や食品摂取への効果はみられなかった。しかしながら、社会経済状況や家庭内会話レベルによって、児童の食品摂取量が変化する可能性が示唆された。データの収集と構築は順調に進んだ。疫学研究の結果について、研究分担者,研究協力者とともに論文化に向けて緊密に連絡を行っており、本研究はおおむね順調に進んでいると考えている。(1)すでに得られた栄養知識質問票、栄養摂取調査票、生活習慣質問票を集計し、栄養知識と栄養調査結果から、両者の関連性について、さまざまな交絡因子を考慮した解析を行う。(2)社会経済状況や家庭内会話レベルによって、児童の食品摂取量変化について詳細を検討する。さらに、学校・家庭における食育において、学校給食や食育教材による介入効果について解析を継続する。(3)対象に教科カリキュラムに関連させた内容の食育プログラムによる無作為化割付試験の結果から、カリキュラムの有効性を確かめるとともに、栄養知識と栄養摂取、栄養摂取と健康指標の因果関係を明らかにする。(1)平成28年度は、対象者の設定ため、対象地区、対象校の選定と、調査組織の構築、学校・教育委員会との調査実施のための交渉と了解作業を行った。当初は、沖縄県の教育事務所管内の小学校を抽出単位として検討したが、最終的に研究組織の規模、教育委員会をはじめとする行政の受け入れ、学校数、生徒数などを勘案して、那覇市を対象地域とした。研究の進展により、那覇市周辺の都市(例:浦添市、宜野湾市など)の学校も検討する。現在のところ、那覇市全小学校36校のうち26校、児童数3500名(4,5年生)が参加受け入れをしており、研究遂行上のサンプルサイズとしては、支障のない数である。(2)上記と並行して、教科カリキュラムと連携した家庭内で行う副教材の開発を行った。家庭内で行う副教材として、家庭で実施可能な栄養に関する小問題を開発し、生徒・児童に宿題として提供し、親が解答することで、栄養知識の取得と親子間対話を促進する教材を開発した。この小問題は、先行研究におけるベースラインにおいて取得した栄養知識の正解率の低かった内容を基にして作成した。(3)学校に負担の少ない食育介入プログラムと教材の開発を行った。学校における食育授業の実施は、食育が正規教科科目ではなく学校現場で十分な授業時間を確保できないのが現実である。栄養教諭・学校栄養士が食育授業を行う場合、給食時間を利用して行うことが現実的であるが、学校給食時間において食育授業を行う場合でも最大7分であることが分かった。この短時間において可能な食育教材を行った。児童の給食中に、新規開発の視覚教材を活用し、栄養教諭が担任教諭とともに授業を行うことが可能となった。(2)(3)の教材は、生活習慣病に関連する栄養素と、健康(疾病)との関連性に焦点を絞った内容としてある。これらの栄養素ごとに、5回に分けた食育授業を介入期間(6か月)に行う予定である。対象学校や対象者の協力が得られにくく参加率が低いことなどが考えられるが、現在のところ、対象校、教育委員会の協力が得られており、研究遂行上問題は生じていない。(1)平成29年度は、那覇市全小学校36校のうち20校、児童数1600名(4,5年生)と、参加同意をした保護者を対象に介入研究を実施した。研究デザイン:クロスオーバー層別無作為割付比較試験による介入研究(1年間)。

(2)平成28年度から継続して、家庭内で行う副教材(「食育がんばりファイル」)の開発を行った。この副教材は、家庭学習として栄養に関する小問題を、生徒・児童に宿題として提供し、親が児童に説明することが可能な説明文が添付されており、栄養知識の取得と親子間対話を促進する内容になっている。学校においては副教材の配布と回収を依頼して、可能な限り負担の少ない介入内容とした。食育が正規教科科目にはないのが現状であり学校現場では、食育の授業時間の確保が容易ではない。短時間において可能な食育教材の開発を行った。すなわち、給食時間や朝の時間などで、新規開発の視覚教材を活用し、栄養教諭が担任教諭とともに授業を行うことが可能となった。(3)沖縄の現状に鑑み食育授業の内容は、生活習慣病に関連する栄養素と、健康(疾病)との関連性に焦点を絞った内容にした。1.ビタミン2.カルシウム3.食塩4.食物繊維5.エネルギーの5項目を実施した。さらにステップアップクイズとして、歯科および食リテラシーに関連させた問題4回分も加えた。(4)現在、集計中であるが5回の食育授業がすべて実施できた小学校は90%以上であった。ベースライン調査、中間調査を実施、後期介入校に前期と同様の介入を行い、1年後に3回目の調査を実施した。介入前、6か月、1年後の3回にわたり、同一の内容の食事知識に関する小テストを行った。介入前後の正答率の比較を解析中である。また、食事調査(BDHQ)および食行動に関する調査も同時に実施した。保護者においても、同様の調査を実施した。当初の予定の対象学校1校において、担当栄養士と食育主任の教諭が病欠となったが、保護者と教育委員会の協力が得られており、研究遂行上の大きな問題は生じていない。(1)沖縄県N市立小学校20校在籍の小学生4,5年生と、研究参加への同意が得られた保護者を対象に層別無作為割り付けによるクロスオーバー介入試験参加の4,5年生のベースラインデータを用いた。介入は、食育授業と親子間の会話と栄養知識を促進させる食育教材を用いた。大規模校と小・中規模校別に層別化を行い無作為に前期と後期介入校群に10校ずつ2グループに割り付けた。解析は一定の基準を満たし、保護者の質問票における所得・教育歴とマッチした児童721名(男子318名、女子403名)を対象に、保護者データからカテゴリー化した所得・教育歴により児童を群分けし、児童の食品摂取量、栄養知識質問票正解率の群間比較をANOVAで実施した。栄養知識質問票正答率は男子69.1%、女子68.7%で、児童正答率に男女差はなかった。保護者の所得レベルが高いと、児童全体では有意に栄養知識正答率(p=0.056)、野菜摂取量(0.0025)、果物摂取量(0.01)が多いが、男女差は見られなかった。保護者の経済・所得レベルは、児童の健康的な食事と関連する可能性が示唆された。(2) (1)の介入開始6ヶ月後の、知識正答率、野菜・果物・ナトリウム摂取の変化量を前期介入群と後期介入群のそれぞれで算出し、t検定を用いて群間差(95%信頼区間)を推定した。また、収入や教育歴、家庭内会話レベルの層別でも同様に解析した。開始時点で児童と保護者を突合できた804組のうち、6か月時点まで追跡できた383組(47.6%)を分析した。開始時点の各群の基本特性で有意差はなかった。サブ解析によると高収入群で果物摂取量が有意に多く、高学歴群と家庭内の会話が多い群でナトリウム摂取量が有意に低くなった。対象者全体では食育による知識や食品摂取への効果はみられなかった。
磁性体含有単分散性粒子の合成および磁場を利用した配列制御に関する研究

磁性体を含有する複合粒子は、外部磁場による操作が可能であるため、診断薬用担体やホルモン等の微量物質の分析や分離回収に用いられる。分析の精度及び回収効率の向上のためには、粒子が高い磁化を持つことに加え、粒子個々のサイズ、形状及び磁性体含有率が均一であることが求められる。また、この条件を満たす粒子は、自己組織化を利用した配列化が可能であり、フォトニック結晶をはじめとする次世代光学デバイスへの応用も考えられる。昨年度の研究で、単分散シリカ粒子の表面にマグネタイトをヘテロ凝集させ、その上からシリカの保護層をコーティングすることで単分散磁性複合粒子の合成に成功し、さらにこれらの手順を交互に繰り返すことで、磁化の高い複合粒子を合成できることを見出した。しかし、合成手順が煩雑で時間がかかるという問題があった。本年度はその粒子合成プロセスの簡略化を検討し、生成粒子の均一性や磁気特性を損なうことなく、粒子合成に掛かる時間を4割程度削減することが可能となった。作製した粒子は磁気応答性を持ち、サブミクロンサイズで単分散であるため、自己組織化を利用した規則配列構造の形成を検討した。粒子濃度5wt%の粒子懸濁液に親水性のガラス基板を垂直に浸し、これを1μm/sの速度で引き上げることでガラス基板上に規則配列構造を形成させることに成功した。同条件においてネオジム磁石による磁場作用下でも規則配列構造を形成することが可能であった。磁場作用下で作製した配列構造の一部は、クラックの走る方向が変化しているものもあり、磁場によって粒子の配向性を制御できることが示唆された。配向性をより高度に制御できれば、広範囲で規則的な配列構造の形成など、デバイス開発に有用な配列技術につながると考えられる。粒子形態が均一(単分散)な複合粒子の作製には、負電荷表面を持つ単分散シリカ粒子に正電荷のマグネタイトナノ粒子を静電引力によって吸着させる、静電的ヘテロ凝集法を使用した。その結果、マグネタイトナノ粒子がシリカ粒子表面に均一に吸着した複合粒子の合成に成功した。作製した複合粒子は、表面にマグネタイトナノ粒子が露出した構造であるため、マグネタイトの脱離や酸化の恐れがある。このため、ケイ酸ナトリウムを用いて複合粒子表面に薄いシリカ層を形成させた。この結果、マグネタイトの脱離を抑制可能であり、粒子表面がシリカと同様の負電荷を示すことを確認した。磁性含有率の向上のために、シリカコート後の負電荷表面にヘテロ凝集とシリカコートを交互に繰り返した。繰り返し回数は5回まで検討し、粒子の凝集が少なく単分散性を維持した複合粒子の合成に成功した。繰り返し回数を増加させる度に飽和磁化が向上し、5回繰り返した粒子では27.7emu/gを達成した。粒子1個の磁性体含有率のばらつきを元素分析によって評価した結果、コート回数の増加に伴い均一性が向上する傾向を見出した。以上の結果より、サイズ、形状、磁性含有率の均一性を持ち、磁性含有率の高いマグネタイトシリカ複合粒子の合成に成功した。
前近代イスラム史における施設経営の実態：マムルーク朝期カイロの修道施設に着目して

本研究は、マムルーク朝期カイロの修道施設を対象に、その経営実態を当時の経済事情や社会情勢に即して分析することで、ワクフ(寄進制度)が果たした社会経済的役割を考察することを目的とする。修道施設は、スーフィーと呼ばれる修行者が修行・生活の拠点とした施設であり、彼らに衣食住と各種手当てを支給したほか、日々の宗教実践で必要とされる物資やサービスをワクフ財源から拠出した。マムルーク朝期にはスーフィズムの大衆化が進み、修道施設はスーフィーのみならず「民衆」も宗教生活を送るなかで日常的に利用する施設となった。修道施設の経営実態をワクフ研究の枠組みから検証する作業を通じて、当時の生活実態へ接近する糸口を探る。
鉄の酸化速度と黒雲母の溶解:大気酸素進化と低酸素分圧下での鉱物風化の関連

カンブリア時代の大気中の酸素の濃度変化は、生命の進化のみでなく、海洋の進化など地球表層環境の変化に密接に関連する重要な地球科学的課題である。古土壌(当時の風化を受けた岩石)や硫黄同位体の物理的化学的解析から、具体的進化モデルが提唱されてきたが、真核生物の進化に直接関係した地球史上最初の酸素増加が起きたと考えられる約28から18億年前の酸素濃度変化は定量的な算出がなされてない。まず、酸素分圧がコントロールできるグローブボックスを用いて、風化系を模擬した開いた系で、オリビン溶銀実験を行い、溶出したFe(II)のうち、酸化されて系に残るFeと酸化されずに系から流出するFeの分配を求めた。酸化されて系に残るFeの割合は、0.92(0.2気圧)から酸素分圧が減少するとともに減少し、10^<-4>気圧で0.15になることがわかった。これは約25から20億年前の古土壌に残るFeの割合と類似し、当時の酸素上昇のパターンを再現している。さらに風化に伴うFeの挙動の理論的な考察から、風化帯中の溶存Fe(II)濃度に影響を与える主要なfactorである、i.Fe(II)含有一次鉱物の溶解速度、ii.Fe(II)の酸化速度、iii.地下水流速をモデル化および微分方程式化し、風化帯中のFe(III)/Fe(II)濃度比(φ)と大気酸素濃度(PO_2)の関係を定量的に導いた。パラメータの感度解析の結果、φとPO_2の関係に大きな影響を与えるのは、地下水流速、pHであり、鉱物の溶解、風化時間は大きな影響を与えないことがわかった。このモデルを古土壌に適用したところ、25から20億年前の間に、酸素は徐々に上昇したことが明らかになった。先カンブリア時代の大気中の酸素の濃度変化は、生命の進化のみでなく、海洋の進化など地球表層環境の変化に密接に関連する重要な地球科学的課題である。本年度はまず、低酸素分圧下でのFe(II)の酸化速度式を求めた。ガスの混合比率により酸素分圧がコントロールできるグローブボックス内で、酸素分圧(10^<-4>-0.2気圧)とpH(6.9-8.0)を変化させながら、Fe(II)溶液のFe(II)濃度減少の時間変化を液体クロマトグラフィとICP-AESで測定した。これで得られたデータから、Fe(II)の酸化速度式、-d[Fe(II)]/dt=k[Fe(II)][OH^-]^2[PO_2]^xのxが1.0(0.2気圧)から酸素分圧が減少するとともに減少し、10^<-4>気圧で0.7になることがわかった。また、上記グローブボックスを用いて、風化系を模擬した開いた系で、含鉄鉱物の中で溶解速度が早いオリビンを用い、溶解実験を行い、溶出したFe(II)の、酸化されて系に残るFeと酸化されずに系から流出するFeの分配を求めた。酸化されずに系から流出するFeは、ICP-AESで、酸化されて系に残るFeは、Dithionite-citrate(DC)抽出法により濃度測定した。

酸化されて系に残るFeの割合は、0.92(0.2気圧)から酸素分圧が減少するとともに減少し、10^<-4>気圧で0.15になることがわかった。これは約25から20億年前の古土壌に残るFeの割合と類似し、当時の酸素上昇のパターンを再現している。カンブリア時代の大気中の酸素の濃度変化は、生命の進化のみでなく、海洋の進化など地球表層環境の変化に密接に関連する重要な地球科学的課題である。古土壌(当時の風化を受けた岩石)や硫黄同位体の物理的化学的解析から、具体的進化モデルが提唱されてきたが、真核生物の進化に直接関係した地球史上最初の酸素増加が起きたと考えられる約28から18億年前の酸素濃度変化は定量的な算出がなされてない。本年度は、風化に伴うFeの挙動の理論的な考察から、風化帯中の溶存Fe(II)濃度に影響を与える主要なfactorである、i.Fe(II)含有一次鉱物の溶解速度、ii.Fe(II)の酸化速度、iii.地下水流速をモデル化および微分方程式化し(d[Fe^<2+>]/dt=f+g+z(f:酸化項、g:地下水による流出項、z:溶解項))、風化帯中のFe(III)/Fe(II)濃度比(φ)と大気酸素濃度(PO_2)の関係を定量的に導いた。昨年度、実験により求めた(φ)と大気酸素濃度(PO_2)の関係と比較するため、実験の条件(流速、pH、溶解速度など)を入カパラメータとして上記方程式に入れ計算したところ、φとPO_2の関係が実験値とほぼ一致し、モデルの妥当性が検証された。さらに様々なパラメータの感度解析を行ったところ、溶解に関するパラメータ、風化時間、風化帯中の酸素濃度変化は、φとPO_2の関係に大きな影響を与えないことがわかった。しかし、地下水流速、pHは大きく影響を与えることがわかり、実際の古土壌に適用する際には、これらのパラメータの吟味が必要なことがわかった。
阪神淡路及び台湾集集大震災における復興まちづくりの国際共同研究

■研究目的台湾の震災復興のみならず神戸も多くの共通した課題を抱えていた。また、復興過程で新たな課題が次々発生し、復興再建には年月がかかることが予想された。私たち神戸市民が阪神・淡路大震災後4年間経験した復興再建課題は、「生活復興再建」「文化財・文化施設の復興」「住宅復興」「被災者への福祉」「ボランティア」「被災地域の保健医療」「学校現場の復旧・復興」「産業・雇用の復興」「都市基盤の復興」「都市再建と復興まちづくり」「田園基盤の復興と里づくり」「防災計画と防災拠点の整備」「防災研究・情報システムの開発」等多岐にわたった。復興再建を経験してきた私達神戸には、研究者・プランナーの人材ネットワークと復興記録の蓄積がある。そして、台湾と阪神・淡路の震災被災時期は異なるが、同じ大震災を経験した東アジアの同胞として建築計画・農村計画・都市計画の立場から、継続的に復興支援・国際共同研究・実態調査を行いその成果を両国で共有することを目的とした。■研究の方法と成果震災復興まちづくりの対象地域を設定した継続的な実態調査を主軸に、国際共同研究会、座談会、報告会等を開催しながら研究を進めた。日本では神戸を中心に復興街づくりネットワークの協力を得て、台湾では台中縣の集集鎮、大茅埔、下城里を中心に復興街づくり建築家グループの協力を得て、両国での実態調査を行った。台湾集集大震災直後の震災復興支援では神戸の経験が生かざれ、問題解決型の要望に応じることができ、実態調査だけではなく行政や設計のノウハウについてもコンサルティングすることができた。台湾と日本では文化・行政政策・建築施工・プランナーの位置づけと役割・住民の主体性の違いが明確に表れた。台湾では民間からの支援が大きく、学校建築の再建が敏速に行われた。日本では被災住宅への対応が早く、短期間のうちに再建された。共通の課題としては、自由経済・相続再分割・友好的な土地利用など、土地所有の問題が挙げられる。阪神淡路大震災後10年間、台湾集集大震災後5年間の継続的な復興調査記録を作成し、その成果をデーターベース化し、ITを通して世界に発信することができた。最終年度には「復興まちづくり」「住宅再建」「公共建築の再建」「田園コミュニティと地域産業の再建」という4つのテーマを掲げ、研究の成果と課題を捉えなおした。また、この研究を通じて研究者やプランナーとの新たなネットワークが生まれ、専門分野の方々との閾係も広がり、互いに相手国のネットワークを構築することができた。本年度は、台湾の被災地で行う農村及び都市の復興計画策定等の具体的な復興支援へ向けての基礎作業と復興実態の把握を行った。また、被災地で復興に携わる研究者・行政の担当者・地元住民との意見交換を通し、両国間の人のネットワークの構築を行った。その概要は以下の通り。2000年7月、6年前に集落調査を行った東勢鎮大茅

埔・下城里の調査、及び中寮小学校再建調査を行い、現地の状況に応じた復興支援体制プログラムを構築した。10月、逢甲大学での都市計画学会で、農村鹿谷郷の復興計画発表会に参加、意見交換を行い、現地実態調査も行う。また、市街地復興モデル東勢一番街復興計画の担当者や住民との意見交換、下城里・大茅埔の調査等を行った。日本建築学会に台湾大学陳亮全教授を迎え復興まちづくり国際共同研究会を開催。2001年1月、台湾文化庁長官をはじめ楽山基金会の一行を神戸の被災地に迎えた。2月、台湾大学黄世孟教授以下大学院生4人を神戸に迎え、定点調査及び、復興事例に関する議論を行った。また、台中を訪れ、台中東海大学建築系の教員や卒業生による東海建築工作隊の活動を中心に調査、学校建築再建、農村復興、原住民集落復興、集合住宅再建の問題等、活発な意見交換を行った。6年間定点調査を継続している神戸の被災地では、場所による復興の差が顕著に現れている。台湾の被災地でも同じく復興は様々な要因が絡み、場所による違いを示している。復興は場所に即した精緻な計画が必要であり、両国の復興状況の比較を通した連携が重要な役割を持つ。阪神・淡路大震災の後、私達が経験した復興再建課題は、「生活復興再建」「文化財・文化施設の復興」「住宅復興」「学校現場の復旧・復興」「都市基盤の復興」「都市再建と復興まちづくり」「田園基盤の復興と里づくり」「防災計画と防災拠点の整備」「防災研究・情報システムの開発」等多岐にわたる。神戸には、これらの復興再建を経験してきた研究者・プランナーの人材のネットワークと復興記録の蓄積がある。神戸、台湾両国の被災地の復興状況をデータベース化し、GISソフトにより整理し、共同研究を行う各研究者の「住居・集落計画」「住居学」「建築環境計画」「環境情報学」などの視点から、復興再建を経験してきた研究者やプランナーが神戸・台湾の復興状況を読み取り、比較分析をし、継続的に研究発表する場を設けている。台湾集集大震災の復興では神戸の蓄積された情報を提供するなど、両国での意見交換を数回にわたり行ってきた。今年度も平成14年1月13日に神戸大学にて「震災復興支援・学生発表会」を行い、台湾の学生、そして国内の筑波大学・大阪大学等の学生らが場を同じくして震災復興の研究成果を発表した。また兵庫県が国内で継続的に行っている「街の復興カルテ」地域別定点調査の研究発表において、震災より7年が経過している現在に至って、復興状況が停滞しつつあることが明らかとなってきた。現在も蓄積されつつあるデータを台湾と共有し、震災復興支援の地域連携システムの構築を目的とし、来年度も継続して調査、意見交換を行っていく予定である。究極の目的としては、今後再び起きる可能性を否定できない震災時の復興支援の基礎資料として世界の各地からインターネットを利用しアクセスして活用できることを可能にしたい。
アコースティックエミッションを利用した大面積宇宙ダストセンサーの高機能化

惑星間空間において直接的に観測される宇宙ダスト粒子は、太陽系外から到来するもの、太陽系内で太陽を周回するものなど様々あるが、数μm以下のサイズのものは太陽輻射圧の影響で軌道が擾乱を受けて起源を特定するのが難しい。一方で10μmを超えるようなダスト粒子の頻度は非常に小さく、宇宙機搭載のセンサーでは検出面積が限られていて観測データはほとんどない。本研究では、大きなサイズのダスト粒子(>10μm)を現実的な観測時間で直接観測できる検出面積(>1平方メートル)を持ちつつ、その軌道を特定するための速度と到来方向を測定可能なダストセンサーの基礎研究を行う。
線虫C.elegansの「忌避行動増強」に関する分子生物学的解析

神経機能が経験により変化する事、すなわち神経機能の可塑性は高次神経機能の基盤である。本研究では、神経機能可塑性の新たな基本原理を明らかにするために、線虫C.elegansの匂い忌避行動の増強を制御する遺伝子の解析を行った。C.elegansの匂い忌避行動の増強とは、C.elegansに嫌いな匂いを事前に経験させると、非連合学習としてその匂いに対する忌避行動が増強されるという現象である。本研究により、この匂い忌避行動増強にはドーパミンシグナル伝達が必要である事、特にドーパミン受容体としてD2受容体相同遺伝子が必要である事を明らかにした。ドーパミンは哺乳類の中枢神経系においてさまざまな高次神経機能に関与しているが、その分子レベルの作用メカニズムには不明な点が多い。本研究成果に基づいてC.elegansでさらなる解析を行う事によって、ドーパミンシグナル伝達の分子レベルでの新たな理解を得ることができると考えられる。私は神経機能可塑性の新たな基本原理を明らかにするために、モデル動物・線虫C.elegansの誘引行動/忌避行動という、最もシンプルな感覚応答行動の可塑性に関する研究を行っている。特に本研究では、「忌避行動の増強」に関する分子生物学的解析を課題としている。私は、C.elegansに嫌いな匂いを経験させると、その匂いに対する忌避行動が増強されるという興味深い現象を新たに見いだした。さらにこれまでの遺伝学的解析から、この現象はドーパミン生合成に関わる遺伝子によって制御される事を示唆する結果を得た。本研究の目標は、これら遺伝子が忌避行動増強に実際に関与する事を分子生物学的手法を用いて確認し、さらにそれぞれの遺伝子が機能するニューロンを同定することである。H19年度以前には、C.elegansにおけるドーパミン生合成に特異的に必須であるチロシン水酸化酵素cat-2遺伝子のノンセンス点突然変異体において、匂い忌避行動の増強が有意に低下する事を見出していた。H19年度においては、(1)cat-2遺伝子の欠失変異体も同様の表現型を示す事、また(2)これら変異体の表現型は、野生型遺伝子の導入によって回復する事を明らかにした。さらに、(3)ドーパミン受容体の遮断薬(antagonist)が忌避行動増強を抑える事を見出した。以上の結果から、C.elegansの匂い忌避行動の増強はドーパミンシグナル伝達によって制御されている事が強く示唆された。H20年度は、この現象に関与するドーパミン受容体とその機能部位の同定を目指す。私は神経機能可塑性の新たな基本原理を明らかにするために、モデル動物・線虫C. elegansの誘引行動/忌避行動という、最もシンプルな感覚応答行動の可塑性に関する研究を行っている。特に本研究課題では、「忌避行動の増強」に関する分子生物学的解析を行った。私は、C. elegansに嫌いな匂いを経験させると、その匂いに対する忌避行動が増強されるという興味深い現象を新たに見いだした。H19年度における遺伝学的及び薬理学的解析から、C. elegansの匂い忌避行動の増強がドーパミンシグナル伝達によって制御されている事が確認された。ドーパミンは哺乳類において、認識・感情・報酬・薬物中毒といったさまざまな高次神経機能に関与しているが、in vivoでの受容体下流のシグナル伝達機構は不明な点が多い。H20年度は、C. elegansの匂い忌避行動増強に関わるドーパミンシグナル伝達機構を明らかにするために、遺伝学的解析によるドーパミン受容体の同定を行った。哺乳類には5つのドーパミン受容体が存在しており、ドーパミンの結合により細胞内アデニル酸シクラーゼを活性化するD1型とこの働きを抑えるD2型に分けられている。C. elegansのゲノム中には1つのD1型(dop-1)と2つのD2型(dop-2, dop-3)が存在する事が知られていた。これらの遺伝子に対して遺伝学的解析を行った結果、dop-3遺伝子がC. elegansの匂い忌避行動増強に関与する事が明らかになった。