hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊娠・授乳期の骨強度低下に寄与する食事性因子および骨代謝関連ホルモンの同定

2.若年女性の踵骨骨超音波値に寄与する因子の検索本学女子学生631名を対象に踵骨骨超音波検査を行い、骨評価値とそれに関与する因子について解析を行った。踵骨骨超音波値と有意な正の相関関係があった身体計測値は、体重、BMI、ウエスト周囲径、体脂肪量、除脂肪体重、骨格筋量であった。また安静時心拍数が、踵骨骨超音波値と有意な負の相関を認めた。さらに、これら有意な相関を認めた項目を独立変数とし、踵骨骨超音波値を従属変数とする重回帰分析を行った結果、骨格筋量、安静時心拍数、BMI、体脂肪量が、踵骨骨超音波値に対する独立した説明因子として抽出された。(甲斐田遥香、河手久弥他.若年女性の音響的骨評価値に関与する因子の解析.第21回日本病態栄養学会年次学術集会京都2018年1月13日)福岡山王病院産科における妊娠14週までの妊婦の登録者数は、平成30年3月末現在で134名に到達し、目標症例数の100名を上回ったため、新規の登録は中止してフォローアップを継続している。また、妊娠4か月の時点での母乳提供に関しても、平成30年3月末現在で約30名の同意が得られており、今後は、母乳中のビタミンD濃度の測定を行う予定である。若年女性の踵骨骨超音波値に関する解析では、体重やBMIと正の相関を示し、心拍数と負の相関を示すことが明らかになっており、さらに解析数を増やして検討を行っている。1.妊娠・授乳関連骨粗鬆症に関するリスク因子の評価平成28年6月より、福岡山王病院産科にて、研究対象者(妊娠14週までの妊婦)の登録を開始し、135名の登録を完了した。早産のためデータが取得できなかった人、研究を途中で辞退する人などを除いた99名の解析を行った。妊娠前期における踵骨音響的骨評価値(OSI)を高値群49名、低値群50名の2群に分け、各測定項目を比較した結果、OSI高値群の体重、腹囲、妊娠前体重、中性脂肪が、低値群と比較して有意に高かった。また、OSI低値群の骨吸収マーカーTRACP-5bは、高値群と比較して有意に高かった。また出産歴がある群が、出産歴がない群と比較して、妊娠前期のOSIが有意に低かった。OSIと相関する因子を解析したところ、妊娠前期では、身長、体重、腹囲、妊娠前体重について、OSIと正の相関関係が認められた。妊娠後期においては、プロラクチンがOSIと正の相関関係を示した。今回の研究成果は、平成30年10月に開催された第20回日本骨粗鬆症学会にて発表した。2.若年女性の踵骨骨超音波値に寄与する因子の検索本学栄養科学部女子大学生631名を対象として、OSIと、身体測定値、食事調査、血液検査データ、体組成データとの関連について解析を行ったところ、骨格筋量、BMI、体重、安静時心拍数が、OSIに対する独立した説明因子として抽出された。若年女性の骨超音波値が心拍数と負の相関を認めたので、自律神経活動に着目し、さらに解析を行った。脈波から自律神経系の活動度を評価できるTAS9 VIEW(YKC社)を用いて、本学女子学生30名における交感神経の活動度を測定し、OSIとの関連について検討したが、交感神経の活動度とOSIの間に有意な相関は認められなかった。今後は対象者の人数を増やして解析を行いたいと考えている。1.引き続き福岡山王病院にて、研究参加の同意を得た妊婦に対して、踵骨超音波検査、生活調査(日光曝露時間を含む)、食事摂取頻度調査法を用いた栄養調査、身体測定、体脂肪率測定、血液検査等を、出産後12ヵ月まで経時的に行っていく。研究対象者数が100名を超えた時点で、踵骨骨超音波値と関連する因子に関して探索を行う。2.若年女性において踵骨超音波測定値と関連する因子をより詳細に調べるために、過去20年間の本学学生のヘルスチェックのデータを用いて解析する。
新規合成KSP阻害剤を用いた乳癌治療の開発

新規合成KSP阻害薬のうち、KPYB10602はヒト乳癌細胞株に対する細胞増殖抑制力が最も高く、その効果はMDA-MB-231細胞で最も高かった。細胞周期の解析において、KPYB10602は、G2/M期の割合を増加させ、sub-G1細胞を出現させた。また、ヒストンDNA断片化の増加がみられ、アポトーシスを誘導したものと考えられた。担がんマウスにKPYB10602を腹腔内投与したところ、有害作用を示すことなく腫瘍体積増加速度を抑制した。従って、ヒト乳癌細胞に対して、in vitroおよびin vivoで増殖抑制効果を示した新規KSP阻害薬は、新たな抗腫瘍薬の候補になる可能性が示唆された。平成27年度は、合成KSP阻害薬のヒト乳癌細胞に対する細胞増殖抑制効果について検討した。ヒト乳癌細胞株としては、サブタイプを考慮し、MCF-7、MDA-MB-231を用い、KSP阻害薬は、藤井らが合成した三種のカルバゾール誘導体KPYB10602、KPYC12688ならびにKPYC12687、既存のS-(methoxytrityl)-L-cysteine (S(MeO)TLC)を用いた。その結果、いずれの細胞においても、濃度依存的な細胞増殖抑制効果を示し、なかでもカルバゾール誘導体KPYB10602の細胞増殖抑制活性が最も高かった。また、その効果は、阻害薬添加48時間後に比較して72時間後において顕著であった。従って、本研究課題では、KSP阻害薬として、KPYB10602ならびにS(MeO)TLCを用いることとした。KSPの阻害は、細胞周期に影響を及ぼし、分裂期(M期)で停止させることが知られている。そこで、乳癌細胞に対するKSP阻害薬の細胞周期に対する効果について、フローサイトメトリーにて経時的な解析を行ったところ、KSP阻害薬処理12時間後にはG2/M期への集積、すなわちM期での停止が観察された。M期での停止はアポトーシスを誘導することが知られていることから、MCF-7およびMDA-MB-231に対するKPYB10602のアポトーシス誘導能を評価するために、ヒストンDNAの断片化をELISA法にて経時的に測定した。その結果、両細胞ともにKPYB10602添加24時間後と比較して、48時間後において多くのヒストンDNA断片化が検出された。従って、KPYB10602は、乳癌細胞の細胞周期をM期で停止させ、アポトーシスを誘導した結果、細胞増殖を抑制することが示唆された。当初計画した本研究期間内に明らかにする事項の一つ、すなわち、乳癌細胞に対する新規合成KSP阻害薬の抗腫瘍効果について、サブタイプの異なる乳癌細胞株を用いて検討することができた(in vitro)。加えて、既存のS(MeO)TLCの効果を同様に検討した。さらに、in vivoにおける効果を検討すべく、担癌マウスの作製を試み、条件等を検討した結果、乳癌細胞株MDA-MB-231を用いて担癌マウスを安定的に作製することが可能となった。以上から、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価した。前年度の検討において、kinesin spindle protein (KSP)阻害薬であるカルバゾール誘導体KPYB10602は、乳癌細胞の細胞周期をM期で停止させ、アポトーシスを誘導した結果、細胞増殖を抑制することが示唆された。また、担癌マウスの作製を試みたところ、ヒト乳癌細胞株MCF-7に比較してMDA-MB-231でより安定的に作製することができた。そこで本年度は、ヒト乳癌細胞株(MCF-7、MDA-MB-231)を用いてKPYB10602によるM期停止からアポトーシス誘導に至るメカニズムの検討、ならびにヒト乳癌細胞株(MDA-MB-231)を接種した免疫不全マウス(担癌マウス)に対するKPYB10602の抗腫瘍効果を検討した。染色体の分離は、Securinが分解されることで開始されるが、KSPを阻害することによって、Securinのタンパク質分解が抑制された。このことから、染色体の分配が妨げられ、細胞周期はM期で停止したことが推察された。また、アポトーシス促進因子であるBaxの増加、ならびにアポトーシス抑制因子であるSurvivinの減少が、乳癌細胞にアポトーシスを誘導したものと考えられた。しかしながら、アポトーシスの実行因子であるCaspase-3の関与は明らかではなく、さらに詳細な検討が必要である。また、KPYB10602を担癌マウスに腹腔内投与したところ、既存の微小管阻害薬であるパクリタキセルと同様に腫瘍体積増加速度を抑制した。観察期間において、体重減少等の有害事象は認められなかった。平成28年度内において、乳癌細胞に対するKPYB10602の効果をin vitroおよびin vivoで検討し、学術論文としてまとめ、発表に至った。当初の計画の7割程度を遂行できたことから、本研究課題はおおむね順調に進んでいると判断した。前年度の検討において、担癌マウスに新規合成kinesinspindle protein(KSP)阻害薬KPYB10602を投与したところ、抗腫瘍作用を示す一方、体重減少等の有害事象は観察されなかった。そこで本年度は、ヒト正常細胞に対するKPYB10602の影響を検討した。

また、既存の微小管阻害薬であるパクリタキセルは、癌細胞のみならず神経細胞の微小管機能も阻害するため、有害作用として末梢神経障害を生じることが弊害となっている。末梢神経障害は、重篤になれば薬の休薬や中止も余儀なくされることから、その発症を未然に防ぐことが重要である。そこで、末梢神経障害の症状を呈する前段階において変動する因子について探索した。正常細胞として、ヒト脂肪組織由来間質細胞(adipose-derived stromal cells: ASCs)を用いて、細胞増殖に対するKPYB10602の効果を検討した。その結果、ヒト乳癌細胞株で観察された濃度依存的な細胞増殖の抑制はみられなかった。我々は、健常マウスに対してパクリタキセルを投与すると、投与8日後に歩行障害を誘発する一方、KPYB10602は歩行に対して障害を与えなかったことを報告している。そこで、末梢神経障害の重症度に関与する因子に着目し、歩行障害を起こす前の血中濃度について検討したところ、今回検討した因子で有意な変化は認められなかった。本研究から、KPYB10602は、乳癌細胞株の細胞増殖を濃度依存的に抑制し、その効果はパクリタキセルと同等であることが明らかになった。その作用は細胞周期を分裂期で停止させ、アポトーシスを誘導したものと考えられた。担癌マウスにKPYB10602を腹腔内投与したところ、有害作用を示すことなく腫瘍体積増加速度を抑制した。従って、KPYB10602は、乳癌治療に対して新たな抗腫瘍薬の候補になりうることが期待された。新規合成KSP阻害薬のうち、KPYB10602はヒト乳癌細胞株に対する細胞増殖抑制力が最も高く、その効果はMDA-MB-231細胞で最も高かった。細胞周期の解析において、KPYB10602は、G2/M期の割合を増加させ、sub-G1細胞を出現させた。また、ヒストンDNA断片化の増加がみられ、アポトーシスを誘導したものと考えられた。担がんマウスにKPYB10602を腹腔内投与したところ、有害作用を示すことなく腫瘍体積増加速度を抑制した。従って、ヒト乳癌細胞に対して、in vitroおよびin vivoで増殖抑制効果を示した新規KSP阻害薬は、新たな抗腫瘍薬の候補になる可能性が示唆された。前年度から引き続き、in vitroおよびin vivoでの検討を行う。具体的には、新規合成KSP阻害薬の抗腫瘍効果をin vivoで検討する。すなわち、ヒト乳癌細胞株(MDA-MB-231)を接種された免疫不全マウス(担癌マウス)における腫瘍増大抑制作用を検討する。併せて、新規合成KSP阻害薬ならびにS(MeO)TLCによる乳癌細胞株のアポトーシス誘導に関するメカニズムを検討する。平成29年度は、KPYB10602の毒性、ならびに多剤との併用効果等について検討する予定である。医歯薬学担癌マウス作製が予想外に困難であったため、当初計画した物品費の支出がなく、次年度使用額が生じた。注文したELISAキットの納品が間に合わなかったため、次年度使用額が生じた。当該年度において、担癌マウス作製に関して条件検討を行い、安定的な作製が可能となったことから、当該助成金は、動物実験に付随する物品費として使用する。次年度使用額が生じてはいるが、すでにELISAキットは注文済みであり、納品され次第、実験に供する。
蛋白尿の新しい機序:酸化ストレスによる糸球体基底膜のシャント形成

糖尿病に高脂血症を併発したラットでは酸化ストレスの腎での産生が相乗的に増加し、糸球体内マクロファージ浸潤が増加する(Kidney Int 65(3),2004)。糸球体内マクロファージは酸化ストレスやcollagenase産生などを介して糸球体基底膜のシャントや断列をきたし、高分子蛋白のリークの原因となる。しかし、ヒト腎生検組織の検討で糸球体基底膜のシャントや基底膜断裂の糸球体切片当たりの数は蛋白尿や血尿の程度あるいは糸球体硬化や間質尿細管病変と相関がみられなかった。PAM染色で基底膜断裂は蛋白分子の選択性の良い微小変化型ネフローゼ症候群のモデルのPAN腎症に比べ蛋白選択性の悪いnephrotoxic nephritisモデルに多くみられた。糸球体GBM断裂は浸潤白血球部位にみられ、CsCl_3で検出したsuperoxide産生は糸球体上皮細胞の基底膜との接触部で増大していることを電顕レベルで確かめた。糸球体,特にpodocyteに発現するNADPHoxidaseは酸化ストレスにより糸球体基底膜を障害しシャントや断列を形成し高分子蛋白尿の機序として重要である。糸球体podocyteのNADPHoxidaseの制御は蛋白尿抑制の新しい治療戦略として重要である。糖尿病に高脂血症を併発したラツトでは酸化ストレスの腎での産生が相乗的に増加し、その時、糸球体内にマクロファージの浸潤が増加する(Kidney Int 65(3),2004)。糸球体内マクロファージは酸化ストレスやcollagenase産生などを介して糸球体基底膜のシャントや断列をきたし、高分子蛋白のリークの原因となると考えられる。高分子蛋白尿に糸球体基底膜のシャントや基底膜断裂が重要であることはヒト腎生検組織のPAM染色で検討でも症例が少ないが確認されつつある。この高分子蛋白のシャント仮説を証明するために蛋白分子の選択性の良い微小変化型ネフローゼ症候群のモデルのPAN腎症および蛋白選択性の悪いnephrotoxic nephritisモデルを作製し、FITC標識アルブミンと高分子のRodamin標識IgGを静注し、それぞれのクリアランスを測定し検討中である。糸球体GBM断裂の機序として浸潤白血球や糸球体上皮細胞による酸化ストレスの局所での産生増大を電顕レベルで検討している。
多層膜金属触媒を用いた湿式シリコン基板垂直エッチング法の高精度制御に関する研究

Ti, W, SiO2およびHfなど様々な金属を中間層としての実験を行い、MacEtchを用いたSi基板加工における金属中間層の効果や選定の方針に関して重要な知見を得た。MacEtchによりSi基板に垂直孔を得るためには、触媒金属(Auなど)- Si間の相互原子拡散を抑制するバリアメタルとしての働きが金属中間層に求められることを明らかにした。具体的な実験は3次元実装基板用(3D-LSI)のシリコン貫通孔電極(TSV)を想定し,様々な金属中間層を用いた触媒によりSi(100)基板に対し垂直な直径10μmの高アスペクト比ホールの形成を行った。金属触媒膜パターンはフォトリソグラフィを用いたリフトオフプロセスにより形成した。Au膜の厚さは20nm、金属中間層は10nmそれぞれスパッタ堆積を行った。金属中間層を用いずに、Au触媒膜のみでMacEtchを行った場合,触媒の金膜が分裂し、小さな穴が無数に空いた。一方で中間層を用いて、Au/SiO2やAu/Ti膜を触媒としてエッチングした場合は、金属の分裂が起こらず、直径約10μmの垂直孔が得られた。以上の結果から,触媒金属(Au)とSi原子の相互拡散が起こり,Au触媒膜側に拡散したSi原子がMacEtch中に触媒膜の分裂を引き起こし, Siエッチング形状が崩れることが明らかになった。すなわち,金属中間層として求められる役割の一つが, SiとAu原子の相互拡散を抑制であることがわかった。今後はWなど実際にLSIプロセスに用いられているバリアメタルを中間層とすることで,現在のSiプロセスと高い親和性を持つエッチング加工技術に発展すると期待する。当初計画していた,「多層膜金属触媒がSi基板の加工形状に対する影響の把握」および「多層金属構造を用いたMacEtch反応メカニズム」については、ほぼ明らかとなり,中間金属層に求められる効果はAuとSiの相互拡散の抑制であることが分かった。また断面TEMを使った観察結果から、エッチングの初期段階において、これらの金属中間層は溶解しているため,エッチング反応に直接のかかわりがないことも明らかになった。残された課題としては,「深さ100μmを超える高アスペクト垂直ホールの形成」だが,深さ100μmのホールに関してはすでに課題をクリアしており,現在はSi基板の貫通孔を得るのに十分な深さの250μmに挑戦している.一方で新たな課題として,深さ100μmを超えるとエッチングホールが歪曲することが明らかとなった.エッチング中のホールの歪曲は論文などではあまり報告されておらず,発生のメカニズムや抑制方法などの検討が必要であると考える。一方で,これまでの研究の中で,金属中間層だけでなく、添加剤として用いた界面活性剤にホール形状を垂直に保つための重要な役割があることを発見した。特に深さが100μmを超えるような長時間のMacEtcにおいてホールの垂直性を保つ効果が見られた。このような報告はこれまで無く、添加剤によるエッチング形状の制御の可能性を示唆する新たな成果と考えられる。深さ250μmを超える垂直ホールの形成を試みる.これまでの研究結果から添加剤がエッチング形状を改善することを明らかにしているが、詳しいメカニズムやMacEtchに最適な添加剤の種類やエッチング条件などはわかっていない。今後は、エッチング溶液濃度、基板抵抗率、添加剤などエッチングのパラメータを変化させて、加工形状に与える影響を調査し、添加剤の役割やエッチング形状に与える効果について調査を行う。

また断面TEMを使った観察結果から、エッチングの初期段階において、これらの金属中間層は溶解しているため,エッチング反応に直接のかかわりがないことも明らかになった。残された課題としては,「深さ100μmを超える高アスペクト垂直ホールの形成」だが,深さ100μmのホールに関してはすでに課題をクリアしており,現在はSi基板の貫通孔を得るのに十分な深さの250μmに挑戦している.一方で新たな課題として,深さ100μmを超えるとエッチングホールが歪曲することが明らかとなった.エッチング中のホールの歪曲は論文などではあまり報告されておらず,発生のメカニズムや抑制方法などの検討が必要であると考える。一方で,これまでの研究の中で,金属中間層だけでなく、添加剤として用いた界面活性剤にホール形状を垂直に保つための重要な役割があることを発見した。特に深さが100μmを超えるような長時間のMacEtcにおいてホールの垂直性を保つ効果が見られた。このような報告はこれまで無く、添加剤によるエッチング形状の制御の可能性を示唆する新たな成果と考えられる。深さ250μmを超える垂直ホールの形成を試みる.これまでの研究結果から添加剤がエッチング形状を改善することを明らかにしているが、詳しいメカニズムやMacEtchに最適な添加剤の種類やエッチング条件などはわかっていない。今後は、エッチング溶液濃度、基板抵抗率、添加剤などエッチングのパラメータを変化させて、加工形状に与える影響を調査し、添加剤の役割やエッチング形状に与える効果について調査を行う。当初その他の項目として電子顕微鏡の整備を計画していたが、大阪北部地震の影響で主要部品が故障してしまい、計画金額では不足したため、別の予算から工面した。繰り越した金額は、新たに計画している添加剤の効果を調査する実験や、研究を効率的に進めるため、学生アルバイトへの謝金として使用する。
圧電性半導体の光・運動変換を用いたマイクロマシンの遠隔駆動機構

本研究で提案した光電効果と圧電効果を組み合わせた遠隔駆動機構は、マイクロマシンにおいて、エネルギーの源とその伝達、およびマシン内での動力への変換をマイクロサイズのデバイスで行なうという問題を克服し、単独で自由に動き回る「トラベリングロボット」を実現し得る駆動機構として期待される。光電変換部の最適化を図るため、a-Si太陽電池の直列接続構造を作製し、アクチュエータとしてPVDFを選びこれを駆動することで特性を測定した。基板としてガラス基板及びSi基板を用いた。ガラス基板の場合は基板からの光入射、Si基板の場合は上部電極を透明とし上部からの光入射とする。上部、下部各電極は、透明の場合はITOあるいはZnOを、また不透明の場合は反射率を考慮しAl,Al/ITO/あるいはITO/Alを用いた。直列接続構造として、マスク蒸着による絶縁とワイアボンディングによる接続を用いたディスクリートモデルと、レーザアブレーションによる微細加工を用いた集積モデルを作製したが、集積モデルは各膜の作製条件と微細加工の条件の最適な組合せを見い出すまでに至らず、充分な数の直列接続構造が得られなかったので、主にディスクリートモデルで特性を測定した。直列接続の素子数の増加と共に、開放電圧はほぼ素子数に比例して増加し、ソ-ラシミュレータ(AM=1.5,100mW/cm^2)照射時に素子数24で最大15.9Vを得た。また短絡電流は、素子数20程度では若干減少するものの目立った変化は見られず、同じく素子数24で200μAを得た。ディスクリートモデルでは素子間の接続抵抗が比較的大きいが、集積モデルの加工プロセスの最適化により接続抵抗を減らすことができ、さらなる性能向上が期待される。また、チョッピング光照射によるPVDFアクチュエータの振動駆動を試み、アクチュエータの共振周波数に合わせたチョッピングにより複数のアクチュエータを選択的に駆動できることを確認した。負荷時の発生電圧は約250HzまでDCと変わらず、その後周波数の1/2乗に反比例して低下したが、素子数の増加によるカットオフ周波数の低下は見られなかった。このことから直列接続太陽電池が振動駆動の電源としても有効であることが示された。
細胞増殖の抑制とその破綻機構の解析

細胞周期が回転することにより細胞は増殖を行なうが、正確な複製と分裂を遂行するためにその過程は精密な分子機構により監視されている。従って、この機構の破綻は、遺伝子不安定化、染色体異常、細胞分化異常などを引き起こし、癌の発生ならびに悪性化の原因となりうる。本研究は細胞周期の分裂期並びにG1/S移行期に働く分子の機能を解析し、その機能破綻が腫瘍化に働くメカニズムについて検討することを目的として行った。以下に本年度の成果を要約する。1)細胞周期の分裂期並びにG1/S移行期に働く分子の機能を解析し、その機能破綻が腫瘍化に働くメカニズムについて検討を行った。2)分裂期キナーゼAurora-Aの過剰発現を乳腺特異的に誘導すると、分裂異常が生じて多くの二核細胞が生じたが、その後p53依存性に細胞死を起こすために癌化しないことが分かった。そこでp53不活化マウスと交配したところ、細胞死は抑制され、乳腺に腫瘍性変化が観察された。3)抗癌剤で処理した癌細胞が、分裂期に進入した後、崩壊死する現象を捉え、この細胞死にスピンドルチェックポイントの活性化が必要であることを見出した。つまりスピンドルチェックポイント機能に障害のある癌細胞は抗癌剤に耐性であることが分かった。5)脂質合成において重要な転写因子であるSREBP-1aの発現がマウスにおいて肝腫大を引き起こすことを見出し、その際CDK阻害因子であるp21の転写制御を介して細胞周期を調節に関わることを明らかにした。細胞周期が回転することにより細胞は増殖を行うが、正確な複製と分裂を行うために、その過程は厳重に監視・制御されている。細胞周期回転の過程において遺伝子や染色体に異常が生じた場合、あるいは細胞外のシグナルによって増殖を抑制する必要が生じた場合は、細胞周期を一時的に停止しなければならず、様々な分子がこうした緊急時の細胞周期停止シグナルに関与することが分かってきている。内因性,及び外因性の遺伝子損傷に反応して細胞周期を停止させ損傷部を修復するシグナルの破綻は遺伝子ならびに染色体の異常を引き起こし癌を発生させそして悪性化させる重大な原因となりうる。本研究は分裂期及びG1期における細胞周期制御分子の機能解析とその機能破綻による腫瘍化のメカニズムを明確にすることを目的としておこなった。以下の本年度の成果を要約する。1)ショウジョウバエ腫瘍抑制遺伝子wartsのヒトホモログであり、分裂期キナーゼの一つであるh-wartsは、cdc2キナーゼによって分裂期前半でリン酸化される基質であり、cdc2と共に分裂期を制御する分子である可能性が示唆された。2)h-wartsは間期には核内と中心体に存在し,分裂期に入ると分裂装置上を動的に移動する分子であることがわかった。分裂装置上ではアクチン重合調節分子zyxinのLIMドメインとZnフィンガーを介して結合し、細胞分裂の進行を制御していることがわかった。3)CDK阻害分子p57の発現が骨芽細胞の増殖停止及び分化誘導に関与することを示してきたが,TGFβにより骨芽細胞を処理した際、Smadによる転写制御を介してCDK阻害分子p57が分解され、それが骨芽細胞の増殖を刺激することがわかった。本研究はG2/M期及びG1/S期における細胞周期進行制御の分子機構の解析とその破綻による腫瘍化のメカニズムを明確にすることを目的として行なった。1)ショウジョウバエ腫瘍抑制遺伝子産物wartsのヒトホモログであり、分裂期キナーゼの一つであるWARTSの機能解析を行なった。ラットの線維芽細胞に野生型WARTS(WARTS-WT)とキナーゼ不活型WARTS(WARTS-KD)をそれぞれ導入し、その形質変化を観察したところ、WARTS-KD発現細胞では細胞分裂異常が高頻度に認められ、多核細胞や異数体細胞が多く出現することが分かった。またWARTSはzyxin、mMOB1、PP2Aと共に分裂装置上で複合体を形成し、PP2Aの活性によってそのキナーゼ活性が調節されることを明らかにした。2)DT40細胞を用い、anaphase-promoting complex(APC)の活性調節分子の一つであるCdh1の欠損株を作成した。Cdh1(-/-)細胞はM期の延長に加え,p27依存性のG1停止に対して抵抗性を示した。更にこの細胞ではDNA損傷時にG2チェックポイントが作動せずM期に侵入し、細胞死が誘導されることが分かった。つまり,Cdh1/APCはDNA損傷によって活性化され、G2チェックポイントを誘導する分子として働き、細胞周期の適切な進行とゲノムの安定化に重要な役割を持つことが明らかになった。

1)分裂期キナーゼの一つであるWARTSが、カスパーゼ非依存性に細胞死誘導を行うOmiと呼ばれるセリンプロテアーゼと結合し,それを活性化することによって細胞死を誘導することを見出した。つまりWARTSの制御異常は細胞死と細胞分裂の異常を引き起こし,腫瘍形成に働くことが予想される。2)多くのヒト悪性腫瘍において過剰発現が認められる分裂期キナーゼAurora-Aの機能解析を行った。Aurora-AはAjubaと呼ばれる分子と結合することによって活性化し、Cdc2/cyclin B複合体をその下流で活性化することによってG2からM期への進行を制御していることが分かった。3)CDK阻害因子p57が骨芽細胞内でLIM kinase-1と結合し、その細胞内局在に影響を与えることによってアクチンストレスファイバー形成を制御していることが明らかになった。細胞周期が回転することにより細胞は増殖を行なうが、正確な複製と分裂を遂行するためにその過程は精密な分子機構により監視されている。従って、この機構の破綻は、遺伝子不安定化、染色体異常、細胞分化異常などを引き起こし、癌の発生ならびに悪性化の原因となりうる。本研究は細胞周期の分裂期並びにG1/S移行期に働く分子の機能を解析し、その機能破綻が腫瘍化に働くメカニズムについて検討することを目的として行った。以下に本年度の成果を要約する。1)分裂期キナーゼの一つであるWARTSは分裂中期直後に活性化することを見出した。そして、正常細胞におけるWARTSを抑制することによって多くの細胞に分裂障害が生じて4倍体形成の頻度が上がること、そして4倍体の細胞は新たなS期に進入することが分かり、WARTSが多倍体形成を阻害する分子として機能していることが分かった。その結果、Aurora-AがG2/M期移行、染色体整列、中心体分離、細胞質分離という分裂期における重要なイヴェントに直接関わつていることを明らかにし、特にG2/M期進行と染色体整列を実施するためにAurora-AがそれぞれAjuba、CENP-Aと呼ばれる分子と結合していることを見出した。3)CDK阻害因子p57が骨芽細胞内でLIM kinase-1と結合し、その細胞内局在に影響を与えることによってアクチンストレスファイバー形成を制御していることを明らかにした。1)細胞周期の分裂期並びにG1/S移行期に働く分子の機能を解析し、その機能破綻が腫瘍化に働くメカニズムについて検討を行った。2)分裂期キナーゼAurora-Aの過剰発現を乳腺特異的に誘導すると、分裂異常が生じて多くの二核細胞が生じたが、その後p53依存性に細胞死を起こすために癌化しないことが分かった。
フラクソイド動特性を制御した酸化物超伝導体と複合材料の高圧合成

本年度は、当初の研究計画に基づいて平成二年度より引き続き、酸化物超伝導体に捕獲されたフラクソイド動特性の研究および高圧合成の可能性について研究を推進した。前者に対しては、特に粒間と粒内電流密度の評価法の確立およびビスマス系(2212相)単結晶の不可逆磁化の磁場及び温度依存性の研究を行った。一方、高圧合成については、銀添加されたイットリウム系にたいして高温(RT1000°C)高圧(15GPa)下の処理効果の研究を行った。フラクソイド動特性の研究は、これまで研究成果を逐次JJAP、物理学会、応用物理学会等で報告してきたが、今年度は焼結体の粒間電流と粒内電流を分離する事に成功したので、その成果をM2SーHTSCで報告した。これは従来の方法に加えて、本年度購入したクライオスタット中でホ-ル素子を用いた局所磁化の測定を行うことによって分離を確実に行えるようになったものである。その結果、焼結体の電流密度の磁場及び温度依存性をより明確にする事が出来た。さらに、ビスマス系(2212相)単結晶について高温超伝導体におけるフラクソイド動特性の特徴のひとつである、不可逆磁化の温度依存性及び磁場依存性を限られた磁場温度領域ではあるが明らかにすることができ、本研究で開発した局所磁化及び局所残留磁化の測定法が有効であることを示すことが出来た。これらの成果については、上述のプロシ-ディングズ(Physica C)に一部が報告され、現在論文準備中である。一方、高圧合成は、種々の物質にたいして試みられているが、最近になってようやく興味ある結果が得られつつある。すなわち、高圧高温処理を施した銀添加イットリウム系試料についてインダクタンス測定などを行った結果、超伝導の体積分率が広い温度範囲にわたって、温度減少とともに直線的に増加することを見いだした。これは、粒界講造(及び粒径分布)やピンニング機構への銀添加効果によるものと考えられる。しかしながら、本研究の本来の目的である1)イットリウム系における粒間電流の増加や、2)ビスマス(2212相)へのピンニング中心の導入という観点からは、未だにめざましい成果は得られておらず今後の課題となっている。
単子葉作物における新規ベタイン生合成経路の解明と耐塩性強化

単子葉作物における新規ベタイン生合成経路の解明を目的として、1、オオムギ植物体におけるHvCMOタンパク質の発現解析、2、オオムギタンパク質を用いたCMO活性測定を行った。1、オオムギ植物体におけるHvCMOタンパク質の発現解析昨年度大腸菌発現系を用いて作製したリコンビナントHvCMOタンパク質を抗原として、抗HvCMO抗体を作製した。抗HvCMO抗体を用いたWestern blot分析の結果、オオムギではHvCMOタンパク質が発現していることを確認した。単子葉作物におけるCMOタンパク質の検出に成功したのは本研究が初めてである。また、オオムギ植物体内での各器官におけるHvCMOタンパク質の分布とベタイン蓄積の分布がほぼ一致したことから、HvCMOタンパク質がベタイン合成に関与することが示唆された。2、オオムギタンパク質を用いたCMO活性測定オオムギ植物体から抽出したタンパク質を用いてin vitroでの活性測定を試みた。対照として、CMO活性測定の系が確立したホウレンソウタンパク質を用いた。ホウレンソウCMO活性にはこれまでの報告通りチラコイド膜と還元型フェレドキシンが必要であった。一方、オオムギからの抽出タンパク質にチラコイド膜と還元型フェレドキシンを加えてもCMO活性が検出されなかったが、オオムギミクロソーム画分と還元剤を加えることによってCMO活性を検出することができた。単子葉作物における新規ベタイン生合成経路の解明を目的として、1,オオムギHvCMO遺伝子の単離、2,HvCMO遺伝子の発現様式およびHvCMOタンパク質の細胞内局在性の解析、および3,大腸菌発現系を用いたオオムギHvCMOタンパク質の機能解析、を行った。結果を以下に示す。1,オオムギHvCMO遺伝子の単離オオムギのCMOである、HvCMO遺伝子を、オオムギ葉cDNAライブラリーからPCR法およびRACE法により単離した。推定アミノ酸配列より、オオムギHvCMOは他の植物のCMOと同様に内部に鉄硫黄クラスターを持つことが予想された。2,HvCMO遺伝子の発現様式およびHvCMOタンパク質の細胞内局在性の解析HvCMO遺伝子の3'非翻訳領域を用いて、オオムギの器官レベルにおける、HvCMO遺伝子の発現部位を調べた。その結果、HvCMO遺伝子の転写産物は特に節間および根に多いことが分かった。また高濃度の塩や乾燥によって、発現量が減少した。また、HvCMO遺伝子とGreen fluorescent protein (GFP)遺伝子を連結させたキメラ遺伝子を、シロイヌナズナ培養細胞に導入したところ、GFP蛍光が小胞体において検出された。このことは、HvCMOタンパク質が小胞体に存在することを示唆している。3,大腸菌発現系を用いたオオムギHvCMOタンパク質の機能解析HvCMO遺伝子およびオオムギBBD2遺伝子をベタイン合成能欠損大腸菌DH5α株に共発現させた。またポジティブコントロールとしてホウレンソウCMO遺伝子およびBBD2遺伝子を共発現させた大腸菌も作製した。導入遺伝子の発現を誘導し、基質であるコリンを与えてベタイン合成量を測定したが、いずれのラインの大腸菌においてもベタイン合成は見られなかった。したがって、HvCMOの機能を解析する際、大腸菌発現系は不適であることが明らかとなった。
学習障害児における局在性大脳機能の改善経過-局所脳血流量および認知神経心理学的解析-

学習障害児とは知的には正常ではあるが、読み・書きなどある能力だけが特異的に障害されている児童である。文部省の定義(1999)では、学習障害の背景には神経学的基盤があると推定しているが、その科学的根拠はまだ明確ではないと思われる。本研究では、学習障害児の大脳機能低下部位における局所脳血流量と認知神経心理学的症状の継時的変化(改善)について検討することが目的である。対象は、頭部MRIにて局所性の病変を認めず、かつ認知神経心理学的症状として特異的症状を呈した学習障害児である。内訳は、特異的漢字書字障害例、読み書き障害例、書字障害例、言語性意味理解障害例などである。平成9年度から平成11年度までの3年間に、15名の学習障害児の局所血流量を測定し、大脳の局所大脳機能の低下部位を推定した。そのうちの4名については、第2時点目の局所血流量を測定した。その結果、症状が類似している後天的大脳損傷成人での責任病巣と同様の部位での大脳局所の機能低下が学習障害児においても認められた。すなわち、読み書きに関する障害を呈した児童は全例左側頭葉や左下頭頂小葉を含む血流量の低下を示し、言語性意味理解障害児では、全例左側頭葉の下部領域を含む部位での血流量の低下を示した。機能の変化については、症状には変化を認めなかった1名の特異的漢字書字障害児で局所脳血流量が低下していた左側頭葉の血流量には変化がなく、同様に症状に変化を認めなかった1名の読み書き障害児での血流低下部位である角回を含む左下頭頂小葉でも変化を認めなかった。一方、言語性意味理解障害を認めた1例では症状の改善と平行して左側頭葉の局所脳血流量の改善が認められた。学習障害児とは知的には正常ではあるが,ある能力だけが特異的に障害されている児童である.文部省から1995年に出された中間報告では,学習障害の背景には神経学的基盤があると推定しているが,その科学的根拠はまだ明確ではないと思われる.本研究では,学習障害児の大脳機能低下部位の局所血流と認知神経心理的症状の継時的変化(改善)について検討することが目的である.対象は,全例頭部MRIにて局在性の病変を認めないで,かつ認知神経心理学的症状として特異的症状を呈した学習障害児である.全例全般的な知的機能は正常である.内訳は,漢字のみの書字障害を呈した特異的漢字障害例3例,仮名漢字ともに読み書き障害を呈した1例,言語特異的意味理解障害児7例である.初年度としての本年度は,第一時点での評価年度であり,上記のうちの9例について認知神経心理学的および局所脳血流量の解析を行った.その結果,特異的漢字書字障害2例での局所脳血流量に左右差の認められた低血流量共通部位は左側頭葉であり,特異的読み書き障害児では角回を含む左頭頂葉と左側頭葉,言語性特異的意味理解障害児では左側頭葉を含む広い領域であった.この結果は,症状が類似している後天性の局在病変を有する成人例での漢字失書例,失読失書例,語義失語または超皮質性感覚失語例の責任病巣の場所に類似していた.また,高次の運動障害を定量化するために,自家製の機器システムを作成すべく,機器を購入し,接続したが現在刺激プログラムを作成中である。2年目としての来年度は上記症例に加えて第1時点での検査を行い,さらに症例によっては第2時点の認知神経心理検査と局所脳血流量の測定を続行する予定である.

学習障害児とは知的には正常ではあるが、読み・書きなどある能力だけが特異的に障害されている児童である。文部省の中間報告(1995)では、学習障害の背景には神経学的基盤があると推定しているが、その科学的根拠はまだ明確ではないと思われる。本研究では、学習障害児の大脳機能低下部位における局所脳血流量と認知神経心理学的症状の継時的変化(改善)について検討することが目的である。対象は、頭部MRIにて局所性の病変を認めず、かつ認知神経心理学的症状として特異的症状を呈した学習障害児である。内訳は、特異的漢字書字障害例、読み書き障害例、書字障害例、言語性意味理解障害例などである。初年度としての平成9年度は学習障害児の局所脳血流量の変化を調べる上でのベースラインとなる第一回目の測定を9名に施行し、大脳の局所大脳機能の低下部位を推定した.2年目の平成10年度はベースラインとしての第一回目の測定を平成9年度の症例に3名追加し、第2時点目となる症例については3名のデータを得た。その結果、初年度の報告と同様、学習障害児においても症状が類似している後天的大脳損傷成人での責任病巣と同様の大脳局所の機能低下が認められた。機能の変化については、症状には変化を認めなかった1名の特異的漢字書字障害児で局所脳血流量が低下していた左側頭葉の血流量には変化がなく、やはり1名の読み書き障害児での血流低下部位である角回を含む下頭頂小葉でも変化を認めなかった。一方、言語性意味理解障害を認めた1例では症状の改善と平行して局所脳血流量の改善が認められた。平成11年度は第2時点目の測定を5名以上を対象に行い、認知神経心理学的症状との関連性について検討する予定である。文部省の定義(1999)では、学習障害の背景には神経学的基盤があると推定しているが、その科学的根拠はまだ明確ではないと思われる。平成9年度から平成11年度までの3年間に、15名の学習障害児の局所血流量を測定し、大脳の局所大脳機能の低下部位を推定した。そのうちの4名については、第2時点目の局所血流量を測定した。その結果、症状が類似している後天的大脳損傷成人での責任病巣と同様の部位での大脳局所の機能低下が学習障害児においても認められた。すなわち、読み書きに関する障害を呈した児童は全例左側頭葉や左下頭頂小葉を含む血流量の低下を示し、言語性意味理解障害児では、全例左側頭葉の下部領域を含む部位での血流量の低下を示した。機能の変化については、症状には変化を認めなかった1名の特異的漢字書字障害児で局所脳血流量が低下していた左側頭葉の血流量には変化がなく、同様に症状に変化を認めなかった1名の読み書き障害児での血流低下部位である角回を含む左下頭頂小葉でも変化を認めなかった。一方、言語性意味理解障害を認めた1例では症状の改善と平行して左側頭葉の局所脳血流量の改善が認められた。
新しい粘液関連トレフォイルペプチドと腸管寄生虫排除時のラット杯細胞粘液糖鎖の変化

Nippostrongylus brasiliensis(Nb)初感染ラットでは、その排虫の時期に一致してSP、pS2という本来小腸杯細胞には発現していないトレフォイルペプチド(TFF)が発現するという事を昨年示した。そこで今年度は初感染を経験した感作ラットやヌードラットなど様々な免疫状態にラット小腸にNb成虫を外科的に移入し、小腸杯細胞数の変動、粘液糖鎖の変化とTFF発現の相関を調べた。その結果、Nbが排除される時には必ず杯細胞数の増加、粘液糖鎖の変化に同調してTFFの異所性発現が見られることがNorthern blottingで確認された。(また、TFFの発現調節は粘膜局所で行われることが示唆された。)現在、定量的PCRの条件を検討中である。最近、トレフォイルペプチドノックアウトマウス(KOマウス)が開発されたことから、私達の研究課題をマウスモデルで行うことが可能かどうか調べた。その結果、マウスでもNbを排除する時期に一致して杯細胞数が増加し、杯細胞粘液にα-fucose、β-GalNac、sialic acidといった糖鎖が発現してくることが明らかとなった。今後KOマウスを用いた研究やマウス、ラットモデルの両者を比較することでTFFが杯細胞粘液の糖鎖変化のレギュレーションを担うという新しい側面、生理機能が明らかになる可能性があると考えられる。なおこれまでの本研究の成果は、単行本『粘膜免疫-腸は免疫の指令塔』(清野宏ら編、中山書店)の1章(『粘液学への序章』-腸管奇生虫感染モデルから見えてきたもの)にまとめ、近々刊行される予定である。Nippostrongylus brasiliensis(Nb)感染経過中に、Trefoil peptidesが異所性に発現するというmRNAレベル(Northern blotting)のデータを元に蛋白レベルでの解析を試みた。まず、各trefoil peptidesの合成ペプチドを用いて作成した抗血清を用いて免疫染色を行った。ところが、通常私達が用いているカルノア固定・パラフィン切片で、正常時、常に発現しているトレフォイルペプチドは染色されるものの、異所性に発現しているものは捉えることができなかった。固定法を変え、抗原賦活法を行ったり、凍結切片を作成したが同様の結果であった。次にWestern blottingによる検討を行ったが、やはり異所性に発現するtrefoil peptidesを捉えることはできなかった。この結果、異所性に発現するtrefoil peptidesのmRNAシグナルはいわゆるnonsenseなものである可能性、蛋白は作られているが極微量のため通常の方法では捉えられなかった可能性などが考えられる。Northern blottingで得られたmRNAシグナルは非常に弱いものであり、後者の可能性が高いと考えられ、検出感度を高める方法を検討中である。また、trefoil peptidesの異所性発現が、他の実験モデル(感作ラットにnormal wormを移入する系、ヌードラットにdamaged wormを移入する系)でも見られるのか検討中であり、Nb排除時の杯細胞粘液糖鎖末端の変化とtrefoil peptidesの異所性発現が常に同時に起こっているのか確認を進めている。
潜在能力アプローチを用いた「生態系サービスの享受」プロセスの解明

人びとの「生態系サービスの享受」に関する選択、その背後にある動機や理由、選択をなすために必要な力の修得機会、経験などについて、「潜在能力アプローチ」や「生物多様性と生態系サービスの経済学」に関する先行研究をもとに複数の経路モデルを構築した上で、住民ヒアリングおよびアンケート調査を実施し、その結果を潜在能力アプローチの諸概念を用いて分析する。調査対象は、滋賀県近江八幡市・東近江市の琵琶湖・内湖湖岸および岩手県陸前高田市の広田湾沿岸の漁業地区の高齢者と小中学生である。
中小企業信用リスクの潜在変数による計量化と信用リスクモデル検査手法の開発

信用相関やデフォルト後の回収率(LGD)の計算モデルについて、実際にデータを用いて解決を試みた。とくにこれまで統計モデルを検討していたが、より現実的に計算可能な確率モデルの開発を中心に行った。また、信用リスクモデルの評価基準をBIS規制や銀行の自己資本などの、金融ルールの策定に適用することを金融庁や国際決済銀行バーセル委員会などに働きかけた。その結果、本研究であげた学術的成果を実社会に反映することができた。なし得た学術的な成果は以下の点である。(1)信用相関モデルの作成貸し手にとって貸出ポートフォリオ全体のリスク量を知る必要がある。そのためには、個々の借り手の信用リスクだけではなく、借り手間の相関構造を知る必要がある。これまでも信用相関を確率モデルから求める方法は存在したが、確率測度が実際と違うなどいくつかの問題があった。本年度は実務的に利用可能な、確率モデルによる信用相関を求めるモデルを作成した。(2)デフォルト時損失率(LGD)モデルの開発これまでの信用リスクモデルは主にデフォルト(倒産)の発生確率を予測するものであった。しかし、実際の信用リスクを算定するためには、デフォルト確率だけではなく、デフォルトしたときに貸出債権のうちどの程度回収不可能になるかという、デフォルト時損失率を計算できなくてはならない。日本においてはLGDの実績データの不備のため、このモデルの構築は進んでいなかった。本研究ではImpliedLGDの概念に基づき、日本でも計算可能なモデルを開発した。これらの研究成果は金融庁などの関係当局に置いてすでに公認済みであり、またCRD運営協議会へのフィードバックも行っている。その成果は(1)についてFSA research reviewに、(2)についてはISM Research Memorandumに発表した信用相関やデフォルト後の回収率(LGD)の計算モデルについて、実際にデータを用いて解決を試みた。その成果は(1)についてFSA research reviewに、(2)についてはISM Research Memorandumに発表した本研究ではCRD運営協議会から中小企業信用リスクに関するデータの提供を受け、これまでデータの不足で研究対象になりにくかった、中小企業の信用リスクの計量化モデルについて検討した。また、改正BIS規制を考慮し、銀行の内部信用リスク評価モデルを検査する手法を、上述の研究結果をもとに確立した。具体的な研究対象となったモデル・方法は以下のものであった。(1)潜在変数の検証信用リスクモデリングの最大の問題点は、信用リスクに影響を与えるファクターが特定できず、多くの財務指標を取捨選択することが難しいことである。そこでこの研究ではLISRELモデル等、潜在変数の測定モデルを導入し、主成分分析、因子分析といった単純な潜在変数モデルとの比較を行った。その結果ある条件のもとでは潜在変数が有効であることを検証した。(2)データセグメント・フラグ・ネストの方法と精度これまでの中小企業信用リスクモデルは業種と規模に対してデータセグメントを行っている。しかし、セグメントによるデータ数の減少はモデルの頑健性を低下させるため、カテゴリー間の調整はセグメントでなく業種フラグやネストモデルの採用によって解決する方が有利である。本研究ではデータセグメントと他の対処方法を比較し、データ数とセグメント数の関係について明らかにし、さらに最適セグメント数の決定方法について考察した。その成果は(1)については統計数理2002年vol2に、(2)については金融庁ワーキングペーパーに発表した。本年度は前年度に開発した信用リスクモデルを元にモデル評価の方法を開発し、その後信用相関やデフォルト後の回収率(LGD)の計算モデルについて、実際にデータを用いて解決を試みた。今年度になし得た学術的な成果は以下の点である。(1)信用リスクモデルの評価基準・評価方法の確立

2006年に発行されるBIS規制においては、信用リスクモデルを各銀行が独自に開発することが可能となる。各国の行政当局は各銀行が開発したモデルの妥当性を検証・評価し、認可しなければならないが、その評価方法が確立されていなかった。本研究では信用リスクモデルの精度を厳密に定義し、精度に与えるファクターを整理することによって、モデルの事前評価・事後評価の方法を網羅的に提案した。この成果はBIS会議において報告し、実際のBIS規制に反映される。(2)デフォルト時損失率(LGD)モデルの開発これまでの信用リスクモデルは主にデフォルト(倒産)の発生確率を予測するものであった。しかし、実際の信用リスクを算定するためには、デフォルト確率だけではなく、デフォルトしたときに貸出債権のうちどの程度回収不可能になるかという、デフォルト時損失率を計算できなくてはならない。日本においてはLGDの実績データの不備のため、このモデルの構築は進んでいなかった。本研究ではImpliedLGDの概念に基づき、日本でも計算可能なモデルを開発した。これらの研究成果は金融庁などの関係当局に置いてすでに公認済みであり、またCRD運営協議会へのフィードバックも行っている。その成果は(1)については金融庁ワーキングペーパーに(2)についてはISM Research Memorandumに発表した本年度は前年度から継続して、信用相関やデフォルト後の回収率(LGD)の計算モデルについて、実際にデータを用いて解決を試みた。とくにこれまで統計モデルを検討していたが、より現実的に計算可能な確率モデルの開発を中心に行った。また、信用リスクモデルの評価基準をBIS規制や銀行の自己資本などの、金融ルールの策定に適用することを金融庁や国際決済銀行バーセル委員会などに働きかけた。その結果、本研究であげた学術的成果を実社会に反映することができた。今年度になし得た学術的な成果は以下の点である。(1)信用相関モデルの作成貸し手にとって貸出ポートフォリオ全体のリスク量を知る必要がある。そのためには、個々の借り手の信用リスクだけではなく、借り手間の相関構造を知る必要がある。これまでも信用相関を確率モデルから求める方法は存在したが、確率測度が実際と違うなどいくつかの問題があった。本年度は実務的に利用可能な、確率モデルによる信用相関を求めるモデルを作成した。
超塑性材料における粒界拡散および格子拡散

Zr基およびPd基金属ガラスは,100Kにも及ぶ広い過冷却液体領域を持っている。この新しいタイプのランダム構造を有する金属ガラスの構造緩和,ガラス遷移,結晶化過程は原子の拡散と密接に関係しているので,拡散の知識は金属ガラスの諸物性を理解する上できわめて重要である。しかしながら,原子の拡散に関する研究はきわめて少ないのが現状である。本研究では,Zr基およびPd基金属ガラスのアモルファス領域および過冷却液体領域における自己拡散係数を測定し,その拡散機構を明らかにすることを目的とした。Zr_<55>Cu_<25>Al_<10>Ni_<10>金属ガラス中のNiの拡散係数およびPd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>金属ガラス中のPdとNiの拡散係数を測定した結果,それらの温度依存性は1つのアレニウスの式で表わせないことがわかった。つまり,アモルファス領域ではアレニウスの直線性が存在するが,ガラス遷移温度を境にして過冷却液体領域における拡散係数は低温のアモルファス中の拡散係数の温度依存性の高温側への外挿値よりも大きくなる。このようなアレニウスプロットからの曲がりは過冷却液体領域での原子の拡散が集団運動によって起こっていると考えることによって説明した。我々は過冷却液体領域では,原子の配置のエントロピーと共にエンタルピーにも温度依存性があると考えてモデルを発展させた。その結果,集団運動に関係する原子数はエンタルピーの増大と共に減少することが明らかになった。
汎熱帯海流散布植物の分子系統地理:地理的障壁を越えた遺伝子交流と種分化

汎熱帯海流散布植物は海流による種子散布を行い世界の熱帯海岸域に広く分布する。これの種分化過程と、広い分布域内での種のまとまりの維持に必要な遺伝子交流の程度を明らかにするため、世界の熱帯・亜熱帯域で収集した広範なサンプルについて分子マーカーを用いた集団遺伝学的解析を行った。アオイ科のオオハマボウ類の解析では、近縁4種がいずれもオオハマボウを母種として分化した可能性が示唆された。また、オオハマボウは太平洋、大西洋、インド洋のそれぞれの地域内では大きな遺伝的な分化は見られず、種子の海流散布による頻繁な遺伝子流動が示唆された。一方、中・南米に分布するHibiscus pernambucensisでは、太平洋岸と大西洋岸とで大きな遺伝的分化が見られ、この分布域を縦断する地峡が遺伝子交流の障壁となって来たことを示している。さらに大西洋側ではオオハマボウ種子の海流散布による、オオハマボウからH.pernambucensisへの大規模な遺伝子浸透の可能性が示唆された。グンバイヒルガオ(ヒルガオ科)は、全世界に広く分布するsubsp.brasiliensisとsubsp.pes-capraeの2亜種が知られている。いずれの亜種も海流による種子散布を行うが、両者の分布域はインド洋で接していて、その間に明瞭な地理的障壁はない。AFLPマーカーを用いた解析では、この2亜種間の遺伝的な分化を確認した。一方、グンバイヒルガオの遠隔の集団間でも遺伝子流動が起こっていること、集団間の地理的な距離は遺伝的距離にある程度相関していることが明らかになった。マメ科のナタマメ属は4亜種50種からなり、このうちナガミハマナタマメなど数種は海流散布を行い非常に広い分布域を持つ。核DNAのITS領域を用いた系統解析では、ハワイ固有のMaunaloa亜属は、海流散布種ナガミハマナタマメがハワイまで流れ着いたあと、海流散布を行わない種へと急速に種分化したものであることが示唆された。熱帯域に広く分布する汎熱帯種の中には種子の散布を海流に頼っているものが多い。これらの植物では、散布体の海流による移動によって広範囲にわたる分散が行なわれ、極めて広い分布域が獲得でき、また遺伝的交流を即されていると考えられる。代表的な海流散布植物であるグンバイヒルガオのDFR遺伝子イントロン領域を使ったこれまでの解析では、各大洋毎に地域性を反映するようなハプロタイプの系図関係と太平洋と大西洋、太平洋とインド洋でそれぞれ共通して分布するハプロタイプの存在がわかっている。一方、インド洋と太平洋に共通して分布するハプロタイプは見つかっていない。この結果から、それぞれの大洋を分ける障壁である、南北アメリカ大陸、マレー半島域、アフリカ大陸のうち、アフリカ大陸以外はグンバイヒルガオの遺伝的交流を完全には妨げていない可能性が示唆された。そこで本研究では、1)海流散布植物、グンバイヒルガオ、ナガミハマナタマメ、オオハマボウについて、地理的障壁を越えた遺伝子流動がどのくらい生じているかを明らかにする。2)グンバイヒルガオの2亜種で見られる、明瞭な地理的障壁を伴わない分布域の境界が、他の汎熱帯海流散布種にも生じているか明らかにする。3)上の分布パターンの原因を明らかにすることを目的とした。本年度は、スリランカ、タイ、ハワイ、トンガ、サモア、アラブ首長国連邦、タンザニアで、グンバイヒルガオとナガミハマナタマメ、オオハマボウを探索し、集団サンプリングを行った。