hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
出芽酵母を用いた寄生線虫由来の長寿遺伝子の単離

寄生虫が近縁の自由生活種と比べて長寿命である理由を明らかにするため、ベネズエラ糞線虫のドラフトゲノムを構築し、宿主侵入後の遺伝子発現や自由生活線虫との違いを詳細に検討した。次世代シーケンサによりリードデータを取得しドラフトゲノムを構築した。アセンブル全長は55.5Mb、最長断片長15Mb、N50断片数5、N50最低長2Mbと高品質なドラフトが得られた。タンパク質コード遺伝子は18,048個だった。自由生活線虫と植物寄生線虫には存在せず、動物寄生線虫のみに存在する遺伝子にヘム合成の最終酵素であるフェロケラターゼがあった。この遺伝子は細菌からの水平転移によって獲得したと考えられた。本研究計画においては、酵母を用いたcDNAライブラリの作製が予想以上に困難であったために、当初の目的を達成するため、対象生物であるベネズエラ糞線虫Strongyloides venezuelensisのゲノム情報の整備に重点を置き、バイオインフォマティクスの手法により長寿に関係する寄生動物に特徴的な遺伝子を同定する方法をとった。ゲノム情報の生データとしてHiSEQ2000によるペアエンドとメイトペアのリードが既に得られていたので、完成度の高いドラフトゲノムを構築するため、東京工業大学生命情報で新規に開発されたヘテロ接合性を考慮したゲノムアセンブラを適用し、英国サンガー研究所との共同研究によりオプティカルマッピングのデータを取り入れた。また、分裂細胞を染色して共焦点顕微鏡で観察することにより、ベネズエラ糞線虫の染色体数を決定した。その結果、ベネズエラ糞線虫の染色体数は4本(2n=4)でゲノムサイズは52.2Mbと、C. elegansの半分ほどであることが分かった。現時点でのアセンブル結果は、総スキャッフォルド数が642本、N50が2,127kb、N50スキャッフォルド数が5本、N90スキャッフォルド数82本で、最長スキャッフォルドは15,118kbまで到達した。これは、これまでに発表された線虫ゲノムの中では最も完成度の高いドラフトゲノムのひとつである。遺伝子の解析では、総遺伝子数が18,263個でC. elegansよりも10%程度少なくなっている。ゲノムサイズの割に遺伝子数は多いが、これはイントロンの割合が小さくなり、ゲノムに占めるエクソンの割合が、C. elegansの10%からベネズエラ糞線虫では40%に増加していることが原因であった。自由生活線虫と比較するとメタロプロテアーゼ遺伝子ファミリーが大幅に拡大していた。一方化学受容体ファミリーは明らかな現象を示し、寄生虫においては外界シグナルの受容が単純化していることが推測された。現在インスリンシグナル系の遺伝子構造を確認中である。近年のモデル生物を用いた研究により、寿命は、発生や分化と同じく生化学の言葉で記述できる生命現象であることがわかってきた。これまでに明らかにされた、寿命の決定に一定の役割を演ずるシグナル伝達系は、酵母、線虫、ハエ、哺乳動物で共通しており、シグナル経路の機能喪失により寿命が延びることから、野生型では寿命には一定の限度がもうけられていると考えられる。一方、寄生虫は近縁の自由生活種と比べると著しく長寿であるので、寄生虫はなんらかの「長寿遺伝子」を獲得するように進化してきた可能性が高い。本研究では、ベネズエラ糞線虫の成虫が発現している遺伝子を出芽酵母に導入し、寿命延長作用のある遺伝子を同定する。初年度(平成24年度)は、酵母内の遺伝子断片から全長の遺伝子を得るために必須である、ベネズエラ糞線虫のゲノム・トランスクリプトーム情報を徹底して充実させた。ゲノムでは、次世代シーケンサのロシュ454およびイルミナHiseqのリード情報をアセンブルして、ある程度の品質のドラフトゲノム得ることができた。発現遺伝子の情報では、異なった8つの発育段階の虫体のRNAseqをイルミナHiseqで実施し、現在解析中である。これらの解析を通じて、自由生活種に存在せず寄生線虫特異的な遺伝子を同定することが可能であり、その中に長寿遺伝子が存在することが期待できる。このような分析により、仮に単一遺伝子の導入では寿命延長効果が明らかでない場合でも、長寿遺伝子の単離という当初目的の達成可能性を向上させると考える。さらに、初年度の注目べき成果として、これまで得るのが困難であった自由生活世代のメスを得ることができるようになったことが挙げられる。これにより、長寿命と短寿命のメスを直接比較し検討することが可能になった。本研究の当初計画では、ベネズエラ糞線虫の寄生世代のメスからcDNAを調整し、出芽酵母でライブラリを作製して、経時寿命chronological lifespanおよび分裂寿命replicative lifespanについてスクリーニングを実施することとしていた。

ところが、平成24年度には、研究の基盤となるゲノム・トランスクリプトーム情報は十分に整備することはできたが、スクリーニングに耐える酵母ライブラリの作製ができなかった。これにより、計画に遅れが生じていることは明らかであり、25年度は速やかにライブラリを作製し、経時寿命と分裂寿命のスクリーニングを開始したい。しかしながら、初年度の研究によって、これまで得るのが困難であった自由生活世代のメスを得ることができるようになったのは重大な進歩である。寄生世代のメスはきわめて長寿命(>400日)であるのに対し、自由生活世代のメスは短命(数日)である。ベネズエラ糞線虫由来の「長寿遺伝子」がなんらかのタンパク質をコードしているとすると、それは寄生世代では発現するが自由生活世代では発現しないと考えられる。そのような遺伝子を絞り込んでいくことでも、当初目的を達成できると考えられる。当初計画になかった方法も加えて2方面から長寿遺伝子の単離を目指す。ひとつは当初の予定通り出芽酵母でライブラリを作製して、経時寿命および分裂寿命についてスクリーニングを実施する。経時寿命のスクリーニングはフローサイトメータで死細胞をカウントする方法を、分裂寿命のスクリーニングは培養液の細胞数を濁度OD600で計測する方法を用いる。それぞれについて長寿命クローンが得られればインサートの塩基配列を決定し、ベネズエラ糞線虫のゲノム・トランスクリプトーム配列情報からcDNA全長の塩基配列を決定する。もう一方のアプローチは、これまで得るのが困難であった自由生活世代のメスを得ることができるようになったことを最大限利用する。ベネズエラ糞線虫由来の「長寿遺伝子」がタンパク質をコードしているとすると、それは寄生世代では発現するが自由生活世代では発現していないと考えられる。平成24年度には遺伝子研究の基盤となるゲノム・トランスクリプトーム情報をかなりの程度まで整備することができたので、発現解析によって候補遺伝子を絞り込み、狙った遺伝子を酵母に導入して長寿効果を測ることが可能になった。このアプローチによれば、単一遺伝子の導入では長寿効果が得られない場合でも、複数の候補遺伝子を同時に導入して効果をみることが可能である。平成25年度の研究費使用計画は以下の通り消耗品費のおもなものは、酵母ライブラリの作製と自由生活世代のメス成虫のRNAseqに要する費用、コンベンショナルなクローニングやPCRに係る費用である。これに加え、研究補助(単純作業)のための謝金、成果発表のための旅費、投稿料などが必要となる。
非定型抗精神病薬による血糖値異常の予測を目指した速度論モデルの構築

非定型抗精神病薬の重大な副作用に高血糖があり、臨床使用上大きな問題となっている。これらの薬物を安全に使用するためには、種々の病態に応じた個別の患者における血糖値異常を予測することが重要である。そこで本研究では、いまだ明らかとなっていない非定型抗精神病薬による血糖値異常のメカニズムの全容を明らかにするとともに、生体が持つ血糖恒常性システムや種々の病態を考慮に入れた速度論モデルを構築することを目的とする。本研究で得られる速度論モデルにより、用法用量変更後の血糖値変化の予測が可能になるほか、血糖値異常に繋がるリスクファクターの検索も可能となり、薬物療法の安全性の向上に大きく貢献するものと期待される。
再生医療技術を利用したファイバー型バイオ神経インターフェース

本研究課題では,移植医療に応用できるように神経細胞と生体適合性材料から形成される直径100-200 μm,長さ数メートルのバイオ神経インターフェースの構築を目指した。最初にマウスの神経幹細胞から形成される神経ファイバーの安定的な構築方法を確立した。次に、神経細胞ファイバー48本から形成される神経ファイバーバンドルを作製し、脊髄損傷モデルマウスへの治療効果を確認するため移植実験を行った。移植した神経ファイバーバンドル内部の神経幹細胞は、マウス脊髄に生着し術後2ヶ月で神経細胞、グリア細胞、オリゴデンドロサイト細胞に分化していることが確認できた。移植を見据えた神経インターフェース開発のため,平成26年度の研究計画は、神経細胞ファイバーを神経幹細胞を利用して作製し、長期的に神経細胞の機能が維持できることを確認する事であった。我々がこれまでに開発した2重同軸層流マイクロデバイスを用い、細胞を封入したコアシェル型のゲルファイバーを神経幹細胞で作製した。神経幹細胞をファイバー内部に封入後、57日間培養を行うことで神経幹細胞ファイバーを作製した。その後分化を誘導し、2週間で幹細胞が神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイトに分化する事を免疫組織化学染色法で確認した。さらに分化誘導後16ヶ月で、刺激電極による刺激が神経ファイバー中を神経細胞を介して伝播する事を確認した。また移植を見据えるため、1年近くの長期培養時での神経細胞の生存率と機能を確認した。分化誘導後も、10ヶ月以上経過しても、神経細胞・オリゴデンドロサイト・アストロサイトが生存し、内部でシナプスを有する神経回路を構築している事が確認出来た。移植などの際に細胞ファイバーの操作性を高め、神経信号伝達を安定化させるため、神経ファイバーを248本束ねたバンドル状構造の構築にも取り組んだ。ガラス棒を用いて神経細胞ファイバーをまとめ、生体適合性の高い材料(フィブリンやキトサン、コラーゲン、PEG)で被服することで神経バンドルを構築することに成功した。さらにバンドル内部で神経幹細胞が神経系の細胞に分化し数週間以上生存する事も確認した。当初の計画の目的である神経幹細胞ファイバーからの分化誘導による神経ファイバーの確立は成功した。さらに1年近くにわたる長期培養が可能である事が確認出来た。また、操作性を高めるためにファイバーをバンドル化する手法も確立する事が出来た。マイクロ・ナノデバイス本年度は、神経幹細胞ファイバーからの分化誘導による神経ファイバーの確立とバンドル構造構築に成功した。次年度は、「神経細胞ファイバーバンドル」の神経インターフェースとしての機能をin vitroおよびin vivoで検証する。異なる神経組織間を「神経細胞ファイバーバンドル」を介して神経の信号が伝達されるか、電気生理学的手法やカルシウムイメージング、組織学的手法により検証する。本年度は、in vitroの実験による神経ファイバーの基礎的な解析が主であり、動物を用いた実験などには至らなかったため、動物実験用の費用などがあまり生じなかった。また購入予定であった実体顕微鏡に関しては、他の顕微鏡や観察システムを工夫する事で代用した。次年度は、神経ファイバーを用いて初代培養神経細胞から作製した神経回路間の接続や、動物への移植実験などを行う予定である。
真核生物の比較ゲノム情報解析

ヒトをはじめ、酵母、線虫、昆虫、植物においてそれぞれを代表する生物種の全ゲノム配列が決定された。複数の真核生物ゲノム配列の比較を通じて、そこに書き込まれた高次の情報を読み解くことを目的とする。スプライシングシグナル定量化の基となるエクソン・イントロン境界データを大量に得るため、ゲノム配列とそれに由来するcDNAあるいはEST配列との比較を効率よく行うプログラムをまず作成した。様々な原因に由来するノイズの除去が予想外に大きな問題であったが、ヒト、C.elegans、D.melanogaster、A.thalianaそれぞれ16,00030,000の独立したイントロン挿入位置が同定できた。得られたスプライシング境界近傍についてサイト間の塩基分布の相関を検討した。イントロン5境界近傍には、4生物種を通して類似した特徴的なパターンが見出された。一方、イントロンの長さの分布にはそれぞれの生物種毎にかなりの差違が見られた。同一ゲノム上に多数のパラログを擁する多重遺伝子族の遺伝子構造を共同的に予測する手法の完全自動化を試みた。まだ改良すべき点は残るものの、人手による介入を大幅に削減出来ることが示せた。いくつかのゲノムプロジェクトの完了がアナウンスされたが、配列そのものおよびアノテーションの質についての検討はこれからである。この研究の目的の一つは比較ゲノム情報解析を通じてアノテーションの精度を高めることである。薬物代謝酵素など実用上重要な遺伝子族については独自の予測結果を順次公開していく予定である。一方、転写や翻訳の開始・終了、スプライシングシグナルの特徴、また遺伝子上のイントロンの密度や長さの分布などは、真核生物ゲノムの進化を考える上で重要な要素となる。本研究の成果はより高次のレベルの生命情報解析の基盤になるものと期待される。
下部尿路機能における一酸化窒素(NO)の役割に関する研究

【目的】尿道弛緩に関わるNOの生理学的役割を、NOの消去作用を有する安定で低毒性の有機化合物imidazolineoxyl N-oxides(PTIO)を用い家兎尿道平滑筋および単離平滑筋細胞にて検討し、さらにこの薬剤の尿失禁などの蓄尿障害の治療薬としての有用性について家兎の脊髄損傷モデルを用いて検討した。【実験方法】1)機能実験:尿道より平滑筋条片を作製し筋浴槽内に固定し張力変化を記録した。Phenylephrineにより前収縮させた平滑筋条片に経壁電気刺激(EFS)を行い弛緩反応を観察し、さらに平滑筋条片に透析プローブを貫通させKrebs液を潅流させながらEFSを行い、回収した透析液内のNO量をUV detecterにより測定した。PTIOおよびL-NNAの弛緩反応とNOx生成量への影響を観察した。2)細胞実験:尿道より粘膜を除去後、細切しコラゲナーゼを含むPBSにて細胞を遊離させ、これをMEM培地に移しCO2インキュベーター内で培養した。固着細胞をトリプシンで処理し、継代培養して3-4代細胞をEFS付きの容器に移し、倒立顕微鏡にてタブレット操作型ビデオミクロメーターでEFS時の細胞長の変化を観察し、培養液中のNOx量を測定した。細胞長の変化およびNO生成量に対するPTIOおよびL-NNA前処置の影響を検討した。3)脊髄損傷家兎モデルでの実験:家兎を麻酔下に膀胱瘻を作製し、第8-9胸椎レベルで脊椎損傷を起こし、急性期から回復した約9-10週後に機能実験と、経尿道的に膀胱または尿道内に圧力トランスデューサーを挿入し、膀胱内圧測定、尿道内圧測定を行い生理実験を行った。【結果】尿道平滑筋条片はEFSの周波数依存性に弛緩反応を示した。L-NNA前処置は弛緩反応をほぼ抑制したが、PTIOでの抑制率は約45%であった。またEFSによるNOx量はL-NNAおよびPTIO前処置でいずれも抑制されたが、抑制率はL-NNA前処置の方が有意に高かった。培養平滑筋実験では周波数依存性に細胞長が増加した。またL-NNAおよびPTIO前処置の培養液中のNOx量に対する効果は平滑筋条片での実験と同様であった。脊髄損傷家兎モデルより摘出した尿道平滑筋条片は対照群と比しEFSによる弛緩反応、刺激時のNOx濃度、薬剤の反応性には有意差はなかった。また脊髄損傷群では対照群に比較して、膀胱容量の減少、最大排尿圧、排尿回数は増加し、最大尿道閉鎖圧は有意に低下していた。PTIO,L-NNAの経静脈的投与では膀胱容量、排尿圧、排尿回数には影響しなかったが、尿道閉鎖圧は有意に上昇した。【結論】尿道平滑筋の弛緩においては、radical NOのみではなくNO bioaductも関係していることが示唆された。また脊髄損傷モデルでは膀胱機能、尿道機能ともに低下している可能性が考えられ、PTIOなどのNO消去剤は尿道抵抗を増加させ、尿失禁の治療薬となりうる可能性が示唆された。

培養平滑筋実験では周波数依存性に細胞長が増加した。またL-NNAおよびPTIO前処置の培養液中のNOx量に対する効果は平滑筋条片での実験と同様であった。脊髄損傷家兎モデルより摘出した尿道平滑筋条片は対照群と比しEFSによる弛緩反応、刺激時のNOx濃度、薬剤の反応性には有意差はなかった。また脊髄損傷群では対照群に比較して、膀胱容量の減少、最大排尿圧、排尿回数は増加し、最大尿道閉鎖圧は有意に低下していた。PTIO,L-NNAの経静脈的投与では膀胱容量、排尿圧、排尿回数には影響しなかったが、尿道閉鎖圧は有意に上昇した。【結論】尿道平滑筋の弛緩においては、radical NOのみではなくNO bioaductも関係していることが示唆された。また脊髄損傷モデルでは膀胱機能、尿道機能ともに低下している可能性が考えられ、PTIOなどのNO消去剤は尿道抵抗を増加させ、尿失禁の治療薬となりうる可能性が示唆された。【目的】尿道弛緩に関わるNO (radicalとbioaducts)の生理学的役割を、radicalNOの消失作用を有する安定で低毒性の有機化合物imidazolineoxyl N-oxides (PTIO)を用い家兎尿道平滑筋および単離平滑筋細胞にて検討した。【実験方法】雌性家兎の尿道を摘出し機能実験と培養細胞実験に用いた。1)機能実験:尿道より平滑筋条片を作製しKrebs液を満たした筋浴槽内に固定し等尺性トランスデューサーを介して張力変化を記録した。Phenylephrineにより前収縮させた平滑筋条片に経壁電気刺激(FES)を行い弛緩反応を観察した。さらに平滑筋条片に臓器用透析プローブを貫通させKrebs液を潅瘤させながらFESを行い、回収した透析液内のNO量をUV detecterにより測定した。radicalNO消去剤(PTIO)およびNOS阻害剤(L-NMA)の平滑筋弛緩反応およびNOx生産量に及ぼす影響について観察した。2)細胞実験:尿道より粘膜を除去後、細切しコレゲナーゼを含むPBSにて震とう恒温槽内で細胞を遊離させ、これをMEM培血に移しCO2インキュベータ-内で培養した。固着細胞をトリプシンで処理し、継代培養して3-4代細胞をFES付きの容器に移し、倒立顕微鏡で観察しタブレット操作型ビデオミクロメーターを用いFES時の細胞長の変化を観察し、培養液中のNOx量を測定した。細胞長の変化およびNO生成量に対するPTIOおよびL-NNA前処置の影響を検討した。【結果】尿道平滑筋条片はEFSの周波数依存性に弛緩反応を示した。L-NNA前処置により弛緩反応はほとんど抑制されたが、PTIO前処置での抑制率は約45%であった。またFESによるNOX量はL-NNAおよびPTIO前処置でいずれも抑制されたが、抑制率はL-NNA前処置の方が有意に高かった。さらに培養平滑筋実験では周波数依存性に細胞長が短縮した。またL-NNAおよびPTIO前処置の細胞長および培養液中のNOx量に対する効果は平滑筋条片での実験と同様であった。【結論】PTIOはrasical NOとのみしか反応しないので、尿道平滑筋の弛緩においては、radical NOのみではなくNO bioaductも関係していることが示唆された。またNO関連物質が前立腺肥大症などの尿道の閉塞性疾患の治療に、PTIOなどのNO消去剤尿失禁などの治療に有効である可能性が推察された。我々はこれまでradical NOの消去作用を有する安定で低毒性の有機化合物(imidazolneoxyl N- oxides;PTIO)を見い出しNOに関する様々な生理や病態の解析をおこなってきた。
強い外部磁場存在下における分子の反応動力学に関する理論的研究

1.強い外部磁場存在下における化学反応を考える際の基本となる"磁場の衣をまとった分子"の電子状態の計算を行なうab initioに基づく汎用プログラムを開発した。このプログラムを用いてH^+_2、H_2、HeH^<2+>分子イオンに対し非常に小さな基底関数系で試験的な計算を行なったところこれまでに得られている精度の良い計算と最大3%の差で一致した。2.高い電子状態においては核のクーロン力と磁場による力がより低い磁場で拮抗してしまうため軌道角運動量の大きい分極関数を基底関数に加えてやらないと良い記述ができないことがわかった。3.断熱ポテンシャルの交差点でのエネルギー差が磁場の強さに2次に依存すること、このエネルギー差への磁場効果は磁場が町さい領域では負に働くためある磁場で零になりその後増加するという性質を持つことがわかった。4.半古典的緊密結合方程式に磁場の効果を取の込むことにより磁場存在下における断熱ポテンシャル間の乗り移りの遷移確率を計査するプログラムを開発した。5.電子状態の計算結果および遷移密度の考え方を用いてSO_2分子をC^1B_2状態に励起させると起こる磁場消光の機構について解明を行なった。磁場のない状態でC^1B_2状態は2^1A_1,3^1A_1状態にポテンシャル交差という形で前期解離できる。特に3^1A_1とは相互作用が強い。磁場はこの2^1A_1,3^1A_1への前期解離を変調させるとともに、新しいチャンネルとして1^1A_2状態を開き統計的極限に相当する無輻射遷移をおこさせる(DM)。3^1A_1、1^1A_2状態への反応は実験で観測させている磁場消光における過剰エネルギー依存性も説明できることがわかった。
九員環を有するジテルペン化合物の合成研究

Anionic oxy-Cops転位反応による九員環形成には、基質として1,2-ジビニルシクロペンタノール誘導体の調製が必要となるが、モノテルペンのイソプロペニル基がそのまま転位反応に利用できることに着目し、(+)-1imonene(1__)を出発原料に選んだ。1__∧をオゾン酸化後、還元処理で環内二重結合を切断したケト-アルデヒドへ変換し、分子内アルドール反応で五員環を形成させて共役アルデヒド(2__)へと導き、Wittig反応でビニル基を導入してトリエンを得た。次に位置及び立体選択的に還内二重結合をbeta-エポキシドとし、リチウムアミドでオキシラン環を開いて目的の1,2-ジビニルシクロペンタノール誘導体(3__)へと変換した。転位反応後も不斉点を残す目的も兼ねたSharpless酸化により3__∧の五員環外二重結合をエポキシドで保護した。この化合物にanionic oxy-Cope転位反応をほどこすと、穏やかな条件で、速やかに高収率で反応が進行し(ジメトキシエタン中,カリウムヘキサメチルジシラジド,40°C,15分,収率89%)、光学活性な九員環化合物が得られた。次に得られた九員環ケトンのalpha位に8炭素ユニットの導入を目的として種々の条件下で九員環エノラートと求核置換反応を試みたが、いずれの場合もカップリング生成物は得られなかった。そこであらかじめ将来側鎖となる8炭素ユニットを導入した1,2-ジビニルシクロペンタノール誘導体を調整した後、oxy-Cope転位を行って一挙に側鎖を有した九員環化合物を合成する経路を試みた。化合物3__にBarbier反応で側鎖部分を導入し、酸化、Wittig反応、オキシラン環の開列により目的の転位反応基質(4__)を得た。4__∧はanionic oxy-Cope転位反応により、対応する九員環化合物を与えた。現在、転位反応の収率向上を目的として最的条件の検討を行っている。
大規模情報指向ネットワークにおける情報取得経路探索に関する研究

情報指向ネットワーク(ICN)が扱うことを求められる大量のコンテンツについて、コンテンツを要求するパケットを、指定されたコンテンツの提供元であるサーバあるいはそれを一時記憶するネットワーク内のルータまで配送するための経路を決定する手法について研究する。ICNでは、コンテンツがルータに一時記憶されるため、要求パケットの配送先には、本来の提供元に加えて、当該コンテンツを一時記憶したルータも含まれる。そのためコンテンツ要求パケットの配送を容易にするための、コンテンツ一時記憶方式も本研究の対象に含む。要求パケットを、途中のルータで逐次経路解決を行い、最終的に宛先のコンテンツに配送する。
無機質超高速プロトン伝導体を用いた燃料電池・電気化学デバイスの開発

我々は、ゾルゲル法で作製したガラスや溶融法で作ったガラスを水和させることで、室温で10^<-2>S/cmオーダーの電導度を有したプロトン伝導性ガラスになることを、世界で初めて報告してきた。このようなガラスの燃料電池、キャパシター、水素センサーなどへの応用の可能性について検討した。金属アルコキシドのゾルゲル法によって、細孔の大きさを25nmに制御した多孔質ガラスとすることで、室温で10^<-2>S/cmの高い電導度を有し、150°Cから-40°Cの温度領域で安定した高プロトン伝導ガラスの得られることを示した。また、基板を用いることでも高伝導性ガラス薄膜を作ることに成功した。更に、長鎖構造を持っリン酸塩ガラスが水和して粘稠性ゲルへ変化する特異な現象を発見し、イオン間の結合力を基にその生成機構を解明した。このゲルは室温でも10^<-3>10^<-2>S/cmという高い電導度を示し、ゲル中のオルトリン酸グループからのプロトンの解離と、水を介したホッピングによるプロトン伝導であることを明らかにした。水や第三成分の添加(とくにAl^<3+>イオンが有効)による構造制御が容易であり、これを利用して高伝導性の非晶質状態を長期間安定に維持するゲルに改良できることを示した。作製したガラスを電解質にした燃料電池を組立て、その室温での電池特性を測定したところ、ゾルゲルガラスと水和ガラスでそれぞれ、35および160mW/cm2の出力が得られることがわかった。また、また、電気二重層キャパシタ用電解質としても有用であり、静電容量30F/gを得ることに成功した。水素センサーについても、500nm程度のガラス薄膜を電解質としたセンサーを作成しその特性を測定したところ速い応答速度で、水素濃度変化に対応しているのが確認でき、水素センサーとして応用できることを示した。燃料電池を初めとする水素エネルギー関連デバイスへの応用を考え、低温領域(マイナス温度域150°C)かつ低湿度環境で高いプロトン伝導性ガラスおよび薄膜の作製を試み、燃料電池の電解質としての特性について調査した。1.ゾルゲル法による多孔質ガラスを作製し、ガラス作製条件やガラス組成と、得られたガラスの細孔特性と伝導特性との関連を検討した結果、-30°Cから150°Cの広い温度領域で10mS/cm以上の電導度を示すガラスの得られることがわかった。中でも、P_2O_5を含み、細孔径が5nmより小さいガラスは、室温でも100mS/cmもの高い電導度を示すものであった。2.ガラスの耐水性に及ぼすTiO_2,ZrO_2,Al_2O_3などの添加の効果を調べた結果、いづれの酸化物も効果のあることがわかった。3.界面活性剤をテンプレートに用いて、シリカ系ガラス薄膜を作製した。CTAB系の界面活性剤を用いると、細孔径が小さく、かつ方向性を有した細孔組織になることがわかった。4.ナフィオン系樹脂とのハイブリッド作製についても検討した。ゾルゲル法で作製したシリカ系ガラスとのハイブリッド膜の作製に成功し、アルコールの存在下でも、ほとんど膨潤しない電解質の得られることがわかった。5.作製したガラスの電解質としての応用の可能性についても検討し、発電動作を確認した。発電能力は小さく、作製したガラスに適した電極、触媒の開発が必要であることがわかった。

作製したガラスおよびガラス薄膜の細孔特性と電導度との関係についても、解明したプロトン伝導機構と合わせて検討した結果、燃料電池やセンサーなどの電解質として応用できる見通しが得られた。今後は、無機系電解質に適した触媒の開発と、そのシステム化によって、実用化に向けた検討を行っていく。燃料電池を初めとする水素エネルギー関連デバイスへの応用を考え、150°Cからマイナス温度域までで高いプロトン伝導性を示すガラスおよび薄膜の作製を試み、燃料電池の電解質への応用に関する検討を行った。1.ゾルゲル法による多孔質ガラスを作製した結果、P_2O_5-SiO_2系ガラスで細孔径が5nmより小さいものとすることで、100°Cで100mS/cmの電導度で、-40°Cまで温度を下げても、電導度がそれ程、低くならないガラスを作製することができた。このようなガラスは150°Cでも優れた耐久性を示し、細孔の大きさが小さいために、細孔内に吸着した水は、周りの湿度が低くなっても離脱が抑えられることから、低湿度側でも高い電導度を示すことが分かった。2.界面活性剤をテンプレートに用いたガラス薄膜についても作製を検討した。CTAB系の界面活性剤を用いることで、細孔径が小さく、かつ方向性を有した細孔組織が得られ、高い電導度を示すものにることがわかった。3.ナフィオン系樹脂とのハイブリッド作製についても検討した。ゾルゲル法で作製したシリカ系ガラスとのハイブリッド膜の作製に成功し、アルコールの存在下でも、ほとんど膨潤しない電解質の得られることがわかった。4.ガラスとヘテロポリ酸(PMAやPWA)とのハイブリッド化膜の作製についても検討した。ゾルゲル法によってPMAやPWAを混合した溶液を乾燥させることで0.10.3mmの厚さの膜を得た。30°Cから90°Cの範囲で10^<-3>10^<-0>S/cmと高い電導度を示した。5.電解質にして燃料電池を組み立て、その電池特性を測定したところ、30°Cで相対湿度30%の条件下で、数十mW/cm^2の出力を取り出すことができた。6.リン酸塩ガラスの水和により得られるゲル状プロトン伝導体を用いて酸水素燃料電池を作製し、160mW/cm^2の高出力を得た。また、カーボンクロスに含浸させて電気二重層キャパシタセルを作製し、2F/gの静電容量を確保した。さらに、ゲルの安定性はAl^<3+>イオン導入により制御できることを見いだした。燃料電池を初めとする水素エネルギー関連デバイスへの応用を考え、150°Cからマイナス温度(-40°C)域までで高いプロトン伝導性を示すガラスおよび薄膜の作製を試み、燃料電池やセンサーの電解質への応用に関する検討を行った。1.ゾルゲル法を用いてP_2O_5-SiO_2系およびPWA(PMA)-P_2O_5-SiO_2系ガラスを作製した。これらのガラスは5nmより小さい細孔を有した多孔体であり、-40°Cより高いプロトン電導度を示し、100°Cでの電導度は100mS/cmであったガラスは150°Cでも優れた耐久性を示し、また、細孔の大きさが小さいために、細孔内に吸着した水は、周りの湿度が低くなっても離脱が抑えられることから、低湿度側でも高い電導度を示すことが分かった。2.界面活性剤を細孔構造のテンプレートに用いたガラス薄膜についても作製を検討した。CTAB系の界面活性剤を用いることで、細孔径が小さく、かつ方向性を有した細孔組織が得られ、500nm程度の薄膜で、高い電導度を示すことがわかった。3.電解質にして燃料電池を組み立て、その電池特性を測定した。
波面上の気流の乱流構造に関する研究

風波の発達機構を解明する目的で波面上の気流の乱流構造を実験的に調べた.まずこの現象の基本データを得るため,固定波面について可視化法,熱線風速計による気流変動の測定ならびに,波面に沿った静圧分布の測定の3種類の方法により計測を行い,波面上の気流の構造とその波面に及ぼす効果を研究した.その結果次のような点が明らかにされた.1)表面が平滑な正弦波上の境界層にみられる乱流の組織構造は,同一条件で平板上の乱流境界層にみられるものと大差がない.ただし, 2)波面の場合には,ほぼ波高に相当するだけ組織構造の外縁(ほぼ境界層厚さに対応)が持ち上っている.3)波面上の気流の鉛直分布は,波の位相によって変化するが,一波長にわたり平均すると波面近くでは対数分布を示す.4)波面によって誘起された風速変動u^^およびw^^は,ポテンシャル理論から予想されるようにexp(-kz)にほぼ比例して減少する.5)波面の各位相における乱流強度および乱流レイノルズ応力は,波面の峯から風下側にかけて非常に大きな値を示し,これは気流の剥離に対応するものと考えられる.6)波面の圧力抵抗は,正弦波,ストークス波ともに大部分波面に沿った圧力分布の基本波成分によってきまる.7)ストークス波の圧力抵抗が正弦波のそれに比して大きいが,これは圧力波形の基本波成分の大きさよりもむしろ位相差の増大によるものである.8)波面の遮断係数は,波面の局所的最大勾配(δn/δx)maxを使用すれば,正弦波,ストークス波ともにレイノルズ数の関数として統一的に表現できる.9)波面上の人工粗度が,圧力抵抗に及ぼす影響はかなり複雑であるが,粗度のついた波の個数,粗度の大きさ,粗度の一波あたりの数および位置等の影響に関し,興味ある結果が得られた.風波の発達機構を解明する目的で波面上の気流の乱流構造を実験的に調べた.まずこの現象の基本データを得るため,固定波面について可視化法,熱線風速計による気流変動の測定ならびに,波面に沿った静圧分布の測定の3種類の方法により計測を行い,波面上の気流の構造とその波面に及ぼす効果を研究した.その結果次のような点が明らかにされた.1)表面が平滑な正弦波上の境界層にみられる乱流の組織構造は,同一条件で平板上の乱流境界層にみられるものと大差がない.ただし, 2)波面の場合には,ほぼ波高に相当するだけ組織構造の外縁(ほぼ境界層厚さに対応)が持ち上っている.3)波面上の気流の鉛直分布は,波の位相によって変化するが,一波長にわたり平均すると波面近くでは対数分布を示す.4)波面によって誘起された風速変動u^^およびw^^は,ポテンシャル理論から予想されるようにexp(-kz)にほぼ比例して減少する.5)波面の各位相における乱流強度および乱流レイノルズ応力は,波面の峯から風下側にかけて非常に大きな値を示し,これは気流の剥離に対応するものと考えられる.6)波面の圧力抵抗は,正弦波,ストークス波ともに大部分波面に沿った圧力分布の基本波成分によってきまる.7)ストークス波の圧力抵抗が正弦波のそれに比して大きいが,これは圧力波形の基本波成分の大きさよりもむしろ位相差の増大によるものである.8)波面の遮断係数は,波面の局所的最大勾配(δn/δx)maxを使用すれば,正弦波,ストークス波ともにレイノルズ数の関数として統一的に表現できる.9)波面上の人工粗度が,圧力抵抗に及ぼす影響はかなり複雑であるが,粗度のついた波の個数,粗度の大きさ,粗度の一波あたりの数および位置等の影響に関し,興味ある結果が得られた.風洞を使用して波形勾配H/L=0.1の正弦的な波形を有する固定波面上の気流の特性を、実験的に調べた。特に平均風速の鉛直分布,乱流強度の鉛直分布,乱流レーノズル応力の鉛直分布,波により誘起されるレーノズル応力の鉛直分布ならびに、波面上の静圧が波面の各位相においてどのように変化するかを詳しく調べた。今回の研究で得られた主要な結果は次の通りである。1.平均風速Uの鉛直分布は波面の位相によって著しく変化するが、一波長にわたり平均した風速〈U〉の鉛直分布は対数分布を示す。その分布形は、波速0の場合のkendallの測定結果に極めて近い。2.平均風速u,Wに対する波面の影響は、波面上の高さとともにexp-2πZ/Lに比例して減少する。3.一波長にわたる平均風速〈u〉および〈W〉のまわりのuおよびWの変化は、ポテンシャル運動として予測されるように、ほぼ正弦的である。ただし、波面に対する位相は、波面の近傍においてはポテンシャル運動として求よるものとは、かなりずれている。4.波面に沿ったUおよびWの変化の位相関係により、波により誘起されるレーノズル応力-f〈uw〉が発生する。ただし、この応力も波面から上方に向ってexp-2πZ/Lに比例して減衰する。5.乱流レーノズル応力-p【-!(u ́w ́)】および乱流強度p【-!(u^(12))】

p【-!(w^(12))】の波の位相による変化は、Kendallも報告しているようにかなり複雑である。特に今回波の峯から風下側にかけて非常に大きな変動が生じることが新たに見出された。これは、気流のはく離に対応しているものと考えられる。6.波面に沿った静圧の空間変動の振幅を規格化した値は、Kendallの測定結果に近い。波面追尾装置を用いた実験は現在進行中で、その結果に関しては、次回報告する予定である。
組織コントロールの影響過程におけるアイデンティティ志向の媒介効果

本年度は、(1)組織コントロールの影響過程におけるアイデンティティ志向の媒介効果と(2)アイデンティティ志向(identity orientation)と自己概念志向(self-concept orientation)の関係を明らかにすることを研究目的とした。まず(1)アイデンティティ志向の媒介効果を検証するために、1市場型、官僚型、クラン型コントロールが従業員の個人的、関係的、集団的アイデンティティ志向に与える影響、2アイデンティティ志向が組織内のアイデンティフィケーション・ターゲットに与える影響を定量的に分析した。分析の結果、組織コントロールに対する認知が、従業員の個人的、関係的、集団的アイデンティティ志向を媒介し、組織におけるアイデンティフィケーションに影響する一連の過程が確認された。すなわち本研究により、コントロールのタイプによって強化される従業員のアイデンティティ志向が異なり、それが職場におけるアイデンティフィケーションのターゲットー人間関係か組織かーを決定することが証明された。次に、(2)自己概念志向とアイデンティティ志向に関する研究についての先行研究を再検討し、統計的な検証をもおこなった。検討の結果、組織研究において両概念は、理論上明確に区別して使われていないが、本研究により統計上有意に弁別可能であり、異なる概念として捉えられることが証明された。すなわち、自己概念志向をアイデンティティ志向に影響する個人的要因と仮定した場合、自己概念志向が組織コントロールとアイデンティティ志向(もしくは組織におけるアイデンティフィケーション)の関係を調整すると予想される。以上の研究成果は、論文としてまとめられ、AOM 2018 Annual MeetingとBAM 2018で報告された。初年度の研究活動により、理論モデルの精緻化が当面の研究課題となったため、当初の計画通り海外で質問票調査を実施することができなかった。ただし、理論構築と理論モデルの精緻化(昨年度見直し研究計画)においては、着実な進展が見られるものと考える。組織コントロールの影響過程におけるアイデンティティ志向の媒介効果に関するより有効な理論モデルの構築に向けて、組織コントロール研究のみならず、組織アイデンティフィケーション研究にも理論的インプリケーションを与えられる研究を目指す。たとえば、組織アイデンティフィケーションの組織的先行要因として組織コントロール(もしくは報酬システムや組織文化など)、個人的先行要因として自己概念志向を包含するモデルの作成と検証を今後の課題としたい。本年度は、組織コントロールの影響過程における従業員のアイデンティティ志向の媒介効果を定量的に分析するために、概念の操作化、測定尺度の再検討と修正、理論モデルの精緻化を行った。そこで第一に、質問票調査を実施し、そのデータを用いて測定尺度の有用性、アイデンティティ志向の類似概念である自己概念志向との弁別性などを検討した。第二に、コントロールの認知が従業員のアイデンティフィケーションの対象ー対人関係か集団かーに与える影響を定量的に分析した。最後に、従業員が認知したコントロールのタイプにより、対人関係をアイデンティフィケーションの対象とする関係アイデンティフィケーションと集団をアイデンティフィケーションの対象とする組織アイデンティフィケーションの程度の差がみられ、それらはまた従業員のアイデンティティ志向によって媒介される一連の過程を明らかにされた。次年度以降は、従業員のアイデンティティ志向は、組織コントロールの認知だけでなく、自己概念志向に影響されることが予想されるため、これらの関係を加えた理論モデルの精緻化と検証を行う。また、組織コントロールが職務満足や転職意思などに及ぼす影響をも検討する。本研究は、国際比較研究を目指しており、アメリカを含む国々での質問票調査を計画していたが、海外学会報告のフィードバックにより、調査に先立ち測定尺度と理論モデルの部分的修正が新たな課題となった。そのため、当初の計画通り研究を進めることができなかった。研究計画を見直し、昨年度実施した質問票調査から得られたデータをより詳細に分析するとともに、その結果に対する実務家や海外研究者などからの定性的な知見を得ながら、国際比較研究に向けた質問票を作成する。

その後、新たに調査を実施し、定量的分析を行う。組織コントロールの影響過程におけるアイデンティティ志向の媒介効果に関するより有効な理論モデルの構築に向けて、組織コントロール研究のみならず、組織アイデンティフィケーション研究にも理論的インプリケーションを与えられる研究を目指す。たとえば、組織アイデンティフィケーションの組織的先行要因として組織コントロール(もしくは報酬システムや組織文化など)、個人的先行要因として自己概念志向を包含するモデルの作成と検証を今後の課題としたい。海外で質問票調査を行うことができなかったため、次年度使用額が生じた。質問票調査をおこなわなかったため、次年度使用額が生じた。
24-ハイドロキシコレステロール結合蛋白質のアルツハイマー病における意義の解明

本研究の目的は、アルツハイマー病との関連性が示唆されている脳特異的コレステロール代謝産物24-ハイドロキシコレステロール(24-HC:オキシステロールの一種)の作用機構に関して、申請者が独自に見出した24-HC結合蛋白質をターゲットとして、その生理的あるいは病理的機能を明らかにすることである。平成19年度は、24-HC結合蛋白質、ならびに本分子と高い相同性を有する分子群に関して、以下の点を明らかにした。・24-HC結合蛋白質のノックアウトマウスを樹立した。現在、ヘテロマウスの増産体制にあり、来年度6月にホモマウスが得られる予定である。・結合分子の網羅的解析を行った(物理的相互作用によるアプローチ)。24-HC結合蛋白質ならびにそのファミリー分子と相互作用する分子を網羅的に探索するため、免疫沈降により共沈する蛋白質を網羅的に解析した(マススペクトロメトリーによる解析)。本年度はこの中で核局在分子と結合するファミリー分子に特に着目して解析を行い、ある種の転写系に関与することを見出した。・線虫をモデルとしたエンハンサー遺伝子のスクリーニングを行った(遺伝学的相互作用によるアプローチ)。前年度までに得た24-HC結合蛋白質変異体のエンハンサー遺伝子について、その分子メカニズムを解析した。この結果、後期エンドソーム/リソソーム系の機能に関与することを見出した。本年度は、24-HC結合蛋白質ならびに本分子と高い相同性を有するOSBPに関して、以下の点を明らかにした。・24-HC結合蛋白質と相互作用する分子を網羅的に探索するため、免疫沈降により24-HC結合蛋白質と共沈する蛋白質をマススペクトロメトリーを用いて解析した。この結果、予想外にも24-HC結合蛋白質がOSBPと結合することを見出した。両者が高発現する脳において発現分布を調べたところ、両分子は共に海馬、大脳皮質、小脳における神経細胞に発現しており、海馬初代培養神経細胞では主に核近傍のゴルジ体において共局在することが分かった。さらに、両者の結合様式により、24-HC結合蛋白質のオキシステロールに対する反応性が変化することを見出した。・線虫をモデルとしたゲノムワイドな発現抑制系(feeding RNAi)を用い、オキシステロール結合蛋白質の変異体でみられた胚致死性を増強させるエンハンサー遺伝子のスクリーニングを行った。現在までに全ゲノムの約1/3の遺伝子についてスクリーニングを終了し、数十のエンハンサー遺伝子を同定した。これらの遺伝子は機能的に複数のグループに分類され、オキシステロール結合蛋白質の変異体においても、関連する現象に異常が観察された。
四元数ケーラー多様体内の部分多様体のツイスターリフトと四元数複素微分幾何学

四元数構造を保つ接続の取り方によらない不変量を,接続を分解することで求め,部分多様体の幾何学量と関連付けた.特に,これらの量とチャーン類等の位相的な量との関係を得た.応用として,低次元の場合に,ツイスター正則な曲面の法束のオイラー数に関するT. Friedrichによる不等式を改良することができた.また,四元数ケーラー多様体内のツイスターリフトが調和切断となる部分多様体の研究にも取り組んだ.曲面の場合には、ツイスター正則な曲面のツイスターリフトが調和切断になるなどの結果を得た.これは、Leschkeらによって得られている事実の一般化ともとれる.今年度は,四元数ケーラー多様体内の超極小部分多様体と呼ばれる部分多様体やより一般の超複素部分多様体の存在に関する研究を行った.前年度に行った,四元数正則曲面の理論をもとに,まず,一般の複素ベクトル束において,接続を分解し,いくつかの不変量を得た.さらに,第一チャーン類をこの不変量等を用いて表示した.これにより,第一チャーン類に関するある種の仮定のもと、超極小部分多様体に関する非存在定理を得た.例えば、第一チャーン類が零となるケーラー多様体は,法束が自明となるようにスカラー曲率が非零の四元数ケーラー多様体には超極小にはめ込めないことが分かった.本研究課題では,任意の2n次元の代数多様体は4n次元の四元数射影空間内に超極小部分多様体として実現できるか?という問題を考えるが,本年度までに得た事実を参考に,研究を進めていく.また,四元数射影空間のツイスター空間は複素射影空間であり,このツイスターファイブレーションの水平分布を与える複素接触構造をD. AlekseevskyとS. Marchiafavaの結果を参考に解析した.V.Cortes氏を訪問し,意見交換を行った.また,研究分担者の守屋と連携研究者の塚田と,今年度は2回打ち合わせを行った.その際,曲面の変換への応用についてや,アファイン微分幾何学の手法を用いる四元数多様体内のある種の複素部分多様体を研究手法に関する示唆を得た.また、研究分担者の守屋は,曲面のdressingに関する研究を,四元数正則幾何学の手法で進めた.本研究の目的は,四元数ケーラー多様体内の複素部分多様体をツイスター空間およびこの空間へのツイスターリフトを用いて研究することであり,特に,(1)ツイスターリフトが調和切断となる曲面の四元数正則曲面理論的特徴づけ,(2)四元数射影空間内の超極小部分多様体の存在・構成,(3)四元数ケーラー多様体内のツイスターリフトが調和切断となる部分多様体の分類,を具体的課題としている.今年度は,上記のうち(2)を主要な研究テーマとした.存在性に関して、昨年度は法束の第一チャーン類に着目したが、今年度は外空間が1次元(実4次元)四元数射影空間の場合のBryantらの研究等を参考に、共形面積に着目した.共形面積は共形不変量であり,その場合、ある種のツイスター正則な曲面の非存在に関する示唆を得られた.外の空間の次元がより高い場合には、共形面積を考えることは適当ではない.しかし、四元数構造を保つような変換に関して不変な幾何学量をすでにいくつか得ており、共形面積の場合を参考に、それらを用いて研究を行った.また、四元数正則幾何を用いた1次元の四元数射影空間内の曲面の研究の、高余次元化となる研究はLeschkeらによって行われているが,その一般化となる一般の四元数ケーラー多様体内のinclusiveな曲面とよばれている曲面に関して、研究分担者の守屋とともに,基本的な性質を考察し、Leschkeらの主張の一部を拡張した.ここでも、四元数構造に関する不変量が重要な役割をもつことが分かった.四元数構造を保つ接続の取り方によらない不変量を,接続を分解することで求め,部分多様体の幾何学量と関連付けた.特に,これらの量とチャーン類等の位相的な量との関係を得た.応用として,低次元の場合に,ツイスター正則な曲面の法束のオイラー数に関するT. Friedrichによる不等式を改良することができた.また,四元数ケーラー多様体内のツイスターリフトが調和切断となる部分多様体の研究にも取り組んだ.曲面の場合には、ツイスター正則な曲面のツイスターリフトが調和切断になるなどの結果を得た.これは、Leschkeらによって得られている事実の一般化ともとれる.今年度は,まず,ツイスターリフトを四元数正則曲面理論の観点から研究することを課題とした.これについては、ツイスターリフトが調和切断となる曲面の四元数正則曲面理論の観点からの特徴づけを得た.具体的には,平均曲率ベクトル場が正則切断あることと,右法ベクトル場が調和写像であることが同値であることが分かった.ツイスターリフトの理論と四元数正則曲面理論は,ともに曲面の研究において重要であり多くの共通点があるにもかかわらず,個別に研究されている感は否めない.

この課題を通じて,これらの融合もはかり,次年度以降の研究テーマの基礎付けを与えることもある程度できた.また,F. BurstallとI. Khemarによって,ツイスターリフトが調和切断となる曲面と可積分系との関連が指摘されている一方で,四元数正則曲面理論の視点から可積分系の研究は多くなされている.以上の背景をふまえ,可積分系の視点でも,ツイスターリフトが調和切断となる曲面の研究も重要と考えられるが,これは次年度以降の課題としたい.さらに,ブルガリアで行われた国際研究会議において講演を行い,当研究が擬リーマン幾何学の設定でもある程度有用であるとの示唆を得た.研究分担者の守屋は,リーマン面上の四元数的正則微分形式の層のコホモロジーに関する研究を行い,リーマン面上の正則微分形式に関するドルボーの定理に対応する結果を得た.また,平成24年2月に,研究分担者の守屋とともに小研究会を組織し意見交換を行った.今年度は、まず、四元数射影空間内の超極小部分多様体の構成に関する研究を行った。これに関しては,D. Alekseevskyらによる局所的な表示が得られている。本研究では、研究代表者の長谷川と分担者の守屋で議論を重ね、多重超共形写像という写像の概念を導入することで、超極小より広いクラスのツイスター正則な部分多様体を記述することが可能であることが分かった。この多重超共形写像がいかなる性質をもつときに、超極小となるかを考えることでその構成が可能であると考えているが、まだ実現に至っていないので今後の課題としたい。また、四元数ケーラー多様体内のツイスターリフトが調和切断となる部分多様体の研究に取り組んだ。これは、研究代表者が過去に4次元多様体内の曲面の場合に研究を行ってきたものの一般化にあたる。部分多様体の次元が2、すなわち曲面の場合には、ツイスター正則な曲面のツイスターリフトが調和切断になるなどの結果を得た。これは、Leschkeらによって得られている事実の一般化ともとれる。同時に、ここでの手法を参考に、ツイスターリフトが正則となるアファインはめ込みに関していくつかの結果を得た。研究分担者の守屋は、共同研究者のLeschkeとともに、極小曲面のドレッシングに関して研究を行った。ドレッシングは平坦接続の族を構成するひとつ手法をさすが、そのなかでシンプルファクタードレッシングに関して研究を進め、いくつかの結果を得た。微分幾何学複素ベクトル束におけるいくつかの不変量を用いて第一チャーン類を表示し,部分多様体論に応用できた.四元数射影空間内の超極小部分多様体の「構成」に関する研究に、大きな進展が得られなかった.ツイスターリフトが調和切断となる曲面の四元数正則曲面理論の観点からの特徴づけを得た.引き続き,「四元数射影空間内の超極小部分多様体の存在・構成」のテーマのうち「存在」に関する研究を行う.特に,これまでに得られた,第一チャーン類等に関する結果に基づき解析する.前年度に大きな進展が得られなかった、超極小部分多様体の構成の研究とともに、ツイスターリフトが調和切断となる部分多様体の研究を行う.引き続き,ツイスターリフトの理論と四元数正則曲面理論の関連を調べるとともに,「四元数射影空間内の超極小部分多様体の存在・構成」のテーマのうち「存在」に関する研究を行う.今年度までの研究費の未使用分の約1万円を次年度に使用する.これと合わせて次年度は以下の様に研究費を使用する.研究分担者および連携研究者との意見交換のため国内旅費20万円,D. Alekseevsky氏と直接意見交換のため,外国旅費を30万円使用する.また,物品費,書籍代として各20万円使用する.出席を計画していた研究会が、校務のため参加できなかった理由で、次年度使用額約10万円が生じた.翌年度請求額60万円を合わせて、旅費約40万円、物品約20万円、その他約10万円として使用する.今年度の研究費の未使用分の約30万円を次年度に使用する.
タバコ副流煙の体細胞毒性及び遺伝毒性の研究

本研究はタバコ副流煙が曝露個体そのものに及ぼす影響とその子孫に与える影響を調べることを目的とした。実験動物には世代交代の早いショウジョウバエの野生株と尿酸欠損株を用いた。尿酸は生体に比較的高濃度で含まれ、活性酸素やラジカルのスカベンジャーとして作用すると考えられている。タバコの煙を充満させた25°Cのインキュベーター内にショウジョウバエ3齢幼虫を置き、3あるいは6時間曝露後成虫まで飼育した。羽化率を算定し、曝露個体に対する致死作用を調べた。さらに、羽化した成虫を交配させた時の産卵数及びその卵の羽化率を計数することによって生殖に対する影響を調べた。遺伝子への酸化的傷害の有無を検討するため、曝露直後の幼虫からDNAを抽出し代表的な酸化傷害である8-hydroxydeoxyguanosine (8-OhdG)量を定量した。その結果6時間の曝露において、いずれの株でも生存率の低下が見られたが、尿酸欠損株では野生株の10%程度の減少に比べて有意に低い70%の減少が見られた。したがってタバコ副流煙は生体に対して致死的な作用を及ぼし、その一部は酸化的傷害によるものと考えられる。DNA中の8-OhdG量については、いずれの株でも顕著な変化は認められなかったので、細胞膜の脂質過酸化等、他の酸化傷害が致死的傷害となっている可能性がある。生殖に対する影響について、曝露後羽化したハエ同士の交配と通常に飼育したハエ同士の交配の間で、産卵数には大きな違いが見られなかったが、その卵の羽化率には曝露したハエ同士の交配で違いが見られた。7日間の産卵期間の総計で野生株では平均80%であったのに対し尿酸欠損株では57%であった。曝露の影響は雌においてより強いことを示唆する結果を得ている。副流煙への曝露は生殖能力に対して影響を及ぼしている可能性がある。本研究はタバコ副流煙が生体に及ぼす影響を調べることを目的としている。実験動物としてショウジョウバエの野生株と尿酸欠損株を用いた。まず短時間曝露の影響を観察するために、タバコの煙を充満させた25°Cのインキュベーター内にショウジョウバエ3齢幼虫を置き、一定時間毎に採取して成虫まで飼育した。体細胞突然変異を観察すると同時に、幼虫の羽化率で生存率を算定し、羽化した成虫を交配させた時の産卵数及びその卵の羽化率を計数することによって生殖に対する影響を調べた。突然変異は染色体突然変異を検出する翅毛スポットテストで検出した。酸化的傷害として、DNAの代表的酸化傷害である8-hydroxydeoxyguanosine(8-OhdG)量を定量した。その結果6時間までの短時間曝露において染色体突然変異は観察されなかったが、いずれの株でも生存率の低下が見られた。尿酸欠損株では生存率が野生株に比べて有意に低く、野生株の85%減少したのに対して30%まで減少した。曝露停止時には生存を確認しており、曝露中に窒息死したものではないと言える。しかしながらDNA中の8-OhdG量について、いずれの株でも顕著な変化は認められなかったので、細胞膜等の脂質過酸化等、他の酸化傷害が致死的傷害となっている可能性がある。