hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
科学修飾探針を用いる走査型トンネル顕微鏡

走査型トンネル顕微鏡(STM)は、トンネル電流を利用した原子レベルの高分解能を持つ表面分析だが、化学種選択性が得にくい弱点を持つ。本研究室では電気化学における電子移動反応とSTMにおけるトンネル効果の原理的な類似点に着目し試料と水素結合可能な部位を有するチオール誘導体を化学修飾したSTM探針を用いることで試料分子の水素結合性官能基が明るく観察されることを初めて見出し、STMの化学修飾探針による化学種認識が可能なことを示した。本年度はこれを以下の二つの点で発展させた。1)金属配位子の配位能の違いを用いた金属種識別試料としてさまざまな中心金属を持つポルフィリン錯体を合成して用い、探針は中心金属と配位能を有する物質4-mercaptopyridineで化学修飾したものを用いる。測定の結果、」Zn(II),Ni(II)錯体では、未修飾探針では金属中心部が凹んで観察されたが、修飾探針では金属中心が突起して観察された。一方,Mg(II)錯体は未修飾探針、修飾探針の観察でいずれも中心部が凹んで観察された。この相違は金属と配位子の配位能の違いで、このことから中心金属部分が修飾探針により識別できることを示した。2)分子の配座解析分子内に2種類のエーテル酸素原子を持つジエーテル分子をエーテル酸素原子と水素結合を形成できる4-mercaptobenzoic acidで修飾した探針も用いて観察した。そのSTM像においては2種類のエーテル酸素原子がともに明るく観察されたが、一方が他方よりも明るかった。試料の2つのエーテル酸素原子は基盤に吸着したときに、一方が他方よりも探針上の修飾分子とより強い水素結合を形成し、この水素結合の強さの違いがSTM像に反映されたためと考えられる。このことから化学修飾探針により酸素原子の不対電子対の向き(ジエーテルの配座)を区別できることが示された。走査型トンネル顕微鏡(STM)は,非常に密接した探針と試料間に電位をかけたとき生じるトンネル電流を利用した原子レベルの高分解能を持つ表面分析法だが,化学種による選択性が得にくい弱点を持一つ.本研究室では修飾電極の修飾化学種による電子移動反応の制御に関する電気化学的研究を行っており,電気化学における電子移動反応とSTMにおけるトンネル効果との原理的な類似点に着目した.そして試料と水素結合可能な部位を有するチオール誘導体を化学修飾した探針を用いることで,水素結合性官能基を明るく観測されることを初めて見出し、化学修飾探針による化学種認識の可能性を示した.1)電導性ポリマー修飾による効果電導性ポリマーのポリピロールを修飾した探針を用いると,水素結合性官能基の部分が明るく観測され,これは以前示したチオールSAM修飾探針を用いた場合と比べて長時間観測でき,同時に再現性の向上も確認できた,またポリピロール修飾後の洗浄液のpHがSTM像の明暗に対して影響を与えたことから,探針-試料間の水素結合が深く関わっていることを見出した.2)金属配位子の配位能の違いを用いた金属種認識試料として様々な中心金属を持つポルフィリン金属錯体を合成して用い,探針は中心金属と配位能を有する物質で修飾する.これらを用いたSTM測定では,金属と配位子の配位能の違いから中心金属種をSTM像の明暗にて識別できると考えられる.現在,試料となるポルフィリンの合成を終え測定中である.3)水素結合受容性分子の認識以前までの研究とは逆に,探針をプロトン供与性の4-mercaptobenzoic acidで化学修飾し,試料としてプロトン受容性官能基を有するエーテルを用いて測定したところ水素結合性官能基の部分のみが明るく観測された.これは,エーテルの非共有電子対が修飾した探針上の分子の官能基と水素結合したためと考えられる.走査型トンネル顕微鏡(STM)は、トンネル電流を利用した原子レベルの高分解能を持つ表面分析だが、化学種選択性が得にくい弱点を持つ。

試料の2つのエーテル酸素原子は基盤に吸着したときに、一方が他方よりも探針上の修飾分子とより強い水素結合を形成し、この水素結合の強さの違いがSTM像に反映されたためと考えられる。このことから化学修飾探針により酸素原子の不対電子対の向き(ジエーテルの配座)を区別できることが示された。走査型トンネル顕微鏡(STM)は,トンネル電流を利用した原子レベルの高分解能を持つ表面分析法だが,化学種による選択性が得にくい弱点を持つ.本研究室では電気化学における電子移動反応とSTMにおけるトンネル効果との原理的な類似点に着目し試料と水素結合可能な部位を有するチオール誘導体を化学修飾したSTM探針を用いることで,試料分子の水素結合性官能基が明るく観測されることを初めて見出し、STMの化学修飾探針による化学種認識が可能なことを示した.本年度はこれを以下の二つの点に発展させた。1)金属配位子の配位能の違いを用いた金属種認識試料として様々な中心金属を持つポルフィリン錯体を合成して用い,探針は中心金属と配位能を有する物質4-mercaptopyridineで化学修飾したものを用いる.測定の結果、Zn(II)、Ni(II)錯体では、未修飾探針では金属中心部が凹んで観察されたが、修飾探針では金属中心が突起して観察された。一方Mg(II)錯体は未修飾探針、修飾探針の観察でいずれも中心部が凹んで観察された。この相違は金属と配位子の配位能の違いで、このことから中心金属部分が修飾探針により識別ができることを示した。2)分子の配列構造の認識分子内に2種類のエーテル酸素原子を持つジエーテル分子をエーテル酸素原子と水素結合を形成できる4-mercaptobenzoic acidで修飾した探針を用いて観察した。そのSTM像においては2種類のエーテル酸素原子が共に明るく観察されたが、一方が他方よりも明るかった。試料の2つのエーテル酸素原子は基板に吸着したときに、一方が他方よりも探針上の修飾分子とより強い水素結合を形成し、この水素結合の強さの違いがSTM像に反映されたためと考えられる。このことから化学修飾探針により酸素原子の不対電子対の向き(ジエーテルの配列構造)も区別できることが示された。
ヤムイモの窒素固定エンドファイトの解明と農業革新

本研究はヤムイモに共生する窒素固定細菌を次世代の農資源と捉え農業革新と食料増産による国際協力を目標としたものである。ヤムイモとはヤマノイモ科の植物の食用種を指す。開発途上国ではヤムイモは地域の食料として重要な作物であるが、その重要性が熱帯地域以外では適切に認識されておらず、研究や品種改良の対象とされてこなかった。申請者らは科学研究費の助成(20062015年)を受けて国際熱帯農業研究所(International Institute of Tropical Agriculture:IITAナイジェリア)とヤムイモの生産性改善に関する共同研究を行い、これまでに新しい増殖方法や栽培技術などを開発してきた。そして、高収量品種の育成過程で窒素がほとんどない土壌でも良く生育するヤムイモ系統を発見した。この系統は平成27-29年挑戦的萌芽研究「ヤムイモ(Dioscorea spp.)の窒素固定細菌との共生に関する研究」において、根粒菌などの窒素固定細菌と共生していることが世界で初めて確認され、窒素固定の寄与率が38%以上あることを明らかにした。ヤムイモの生育に窒素固定細菌が関与することはこれまでに報告がなく、また、マメ科以外に内生するこれらの細菌の生態や能力に関する報告は少ない。窒素固定細菌が見つかったヤムイモと別の種にも窒素固定細菌が発見され、2種合わせて3属の根粒菌と8属の窒素固定細菌が分離された。これらの中にはPlant Growth Promoting Bacteria (PGPB)のEnterobacter属も見つかっており、成長促進材としての利用も考えられた(未発表)。本研究はヤムイモに内生する窒素固定細菌の能力や特性を明らかにして、ヤムイモ生産における窒素固定細菌の利用を確立するとともに、農業生産における窒素固定エンドファイトの利用による窒素肥料に依存しない持続的な食糧生産技術の開発を目指す、農学と微生物工学を融合したものである。ヤムイモの一種である4系統のダイジョと3系統のトゲイモについて窒素固定の寄与度及び窒素固定細菌の分離・同定を試みた。その結果、すべての系統からアセチレン還元活性を持つ細菌が分離され、これらは窒素固定細菌と推定された。これらの細菌の16S rRNA遺伝子シークエンスから18属の窒素固定細菌が同定された。同定された9属の細菌はマメ科以外から分離された初めての報告となった。次に、牛堆肥、尿素および無施肥(対照)の施肥条件下で栽培したダイジョおよびトゲイモの生育における窒素固定細菌の窒素固定能力についてδ15Nを測定して窒素寄与度を調べた。その結果、ダイジョおよびトゲイモ共に施肥した植物体におけるδ15Nはそれぞれの肥料から供給されており、一方、ダイジョおよびトゲイモの対照ではそれぞれ1340%および2065%の窒素を空気中から得ていることが明らかになった。これらの植物体からも窒素固定細菌が分離・同定され、ダイジョの主たる細菌はRhizobium、Mesorhizobium、Devosia属、トゲイモではAcinetobacter、Pantoea、Pseudomonas、Pseudomonas、Serratia、Stenotrophomonas属であった。これらの結果から、ヤムイモではほとんどの種・系統で窒素固定細菌が内生していると考えられるが、窒素固定の寄与率は施肥条件や系統によって異なることが明らかになった。さらに、ナイジェリアの国際熱帯農業研究所(IITA)において低肥沃土壌で育つホワイトヤム6品種を栽培し、茎及び根のサンプルから窒素固定能を持ついくつかの細菌を分離した。ホワイトヤムの生育にも窒素固定細菌が関与していることが明らかになった。ヤムイモから単離した窒素固定細菌をヤムイモ植物体に接種して、窒素の固定能力を調べる。特に、Rhizobiumなどを人工的に接種した植物体は根などが増加することから、細菌が固定する空中窒素だけでなく内生ホルモンへの影響が考えられる。植物生育促進細菌(Plant Growth Promoting Bacteria: PGPB)としての機能性を調査する。ヤムイモの細菌フローラの解析のためメタゲノム解析方法が確立した。今後は共生細菌の種類と量を数種のヤムイモで調査し、ヤムイモに窒素を供給している細菌を推定する。そして、これまでに単離・同定した細菌を組み合わせて、生物肥料資材としてのパッケージを作成する。また、窒素固定細菌は東京農業大学の菌株保存室に登録し、遺伝資源としてデータベース化をめざす。

ヤムイモの生育に窒素固定細菌が関与することはこれまでに報告がなく、また、マメ科以外に内生するこれらの細菌の生態や能力に関する報告は少ない。窒素固定細菌が見つかったヤムイモと別の種にも窒素固定細菌が発見され、2種合わせて3属の根粒菌と8属の窒素固定細菌が分離された。これらの中にはPlant Growth Promoting Bacteria (PGPB)のEnterobacter属も見つかっており、成長促進材としての利用も考えられた(未発表)。本研究はヤムイモに内生する窒素固定細菌の能力や特性を明らかにして、ヤムイモ生産における窒素固定細菌の利用を確立するとともに、農業生産における窒素固定エンドファイトの利用による窒素肥料に依存しない持続的な食糧生産技術の開発を目指す、農学と微生物工学を融合したものである。ヤムイモの一種である4系統のダイジョと3系統のトゲイモについて窒素固定の寄与度及び窒素固定細菌の分離・同定を試みた。その結果、すべての系統からアセチレン還元活性を持つ細菌が分離され、これらは窒素固定細菌と推定された。これらの細菌の16S rRNA遺伝子シークエンスから18属の窒素固定細菌が同定された。同定された9属の細菌はマメ科以外から分離された初めての報告となった。次に、牛堆肥、尿素および無施肥(対照)の施肥条件下で栽培したダイジョおよびトゲイモの生育における窒素固定細菌の窒素固定能力についてδ15Nを測定して窒素寄与度を調べた。その結果、ダイジョおよびトゲイモ共に施肥した植物体におけるδ15Nはそれぞれの肥料から供給されており、一方、ダイジョおよびトゲイモの対照ではそれぞれ1340%および2065%の窒素を空気中から得ていることが明らかになった。これらの植物体からも窒素固定細菌が分離・同定され、ダイジョの主たる細菌はRhizobium、Mesorhizobium、Devosia属、トゲイモではAcinetobacter、Pantoea、Pseudomonas、Pseudomonas、Serratia、Stenotrophomonas属であった。これらの結果から、ヤムイモではほとんどの種・系統で窒素固定細菌が内生していると考えられるが、窒素固定の寄与率は施肥条件や系統によって異なることが明らかになった。さらに、ナイジェリアの国際熱帯農業研究所(IITA)において低肥沃土壌で育つホワイトヤム6品種を栽培し、茎及び根のサンプルから窒素固定能を持ついくつかの細菌を分離した。ホワイトヤムの生育にも窒素固定細菌が関与していることが明らかになった。ヤムイモから単離した窒素固定細菌をヤムイモ植物体に接種して、窒素の固定能力を調べる。特に、Rhizobiumなどを人工的に接種した植物体は根などが増加することから、細菌が固定する空中窒素だけでなく内生ホルモンへの影響が考えられる。植物生育促進細菌(Plant Growth Promoting Bacteria: PGPB)としての機能性を調査する。ヤムイモの細菌フローラの解析のためメタゲノム解析方法が確立した。今後は共生細菌の種類と量を数種のヤムイモで調査し、ヤムイモに窒素を供給している細菌を推定する。
溶解シリコンの熱物性に関する研究

本研究の目的は、溶融シリコンについて、(1)新しい計測技術の開発、(2)分子動力学によるシミュレーション、(3)データの収集・評価と標準化、による多面的・総合的なアプローチにより、現在最も信頼できる熱物性値情報を供給することであり、研究成果は以下のようにまとめられる。(1)分子シミュレーション溶融シリコンをGibbsアンサンブルモンテカルロ法で扱うために、ポテンシャルの検討を行い、S-Wポテンシャルを用いて気液層平衡線図と臨界点の推算を行った。その結果、臨界温度は7500±500K、臨界密度は750±100kgm^<-1>と推算された。(2)表面光散乱法現有の装置を高温での精度向上のため、リプロンの波数選択のための新たな回路格子を導入し改良を加えた。また、防震対策や光学系の高精度化を行うことにより信号のS/N比を向上させ、表面張力のばらつきを±8.9%から±1%以内に抑えることができた。また、測定精度を±8.5%から±4.1%に向上させることができた。溶融シリコンの表面張力・粘性率の測定を行った。測定試料は、99.9995%のシリコン単結晶であり、温度範囲は融点(1685K)から1850Kであった。計123点の測定値から次の相関式を作成した。ε=800-0.13(T-1685)mNm^<-1>標準偏差は±0.48%で、測定精度は±4.4%と見積もられた。GDMSにより分析した測定終了後のシリコン中の残量酸素濃度は6.35×10^<17>atoms・cm^<-3>であり、CZ系における表面張力と酸素の関係を調べる上で重要なデータを測定できたと考えられる。表面張力については、密度データによる表面張力の違いや酸素濃度等を含め、他の研究者の測定値と比較した。本年度は,実験ではリプロンを利用した表面光散乱法を高温融体に適用し,分子シミュレーションではGibbsアンサンブルモンテカルロ法の適用の可能性を検討した。得られた成果は以下のようにまとめられる。(1)現有の表面光散乱法の装置を,1500°C以上の高温でより大きな信号を得るため,赤外線イメージ炉および光学系の改良を行い,新たな装置を作製した。(2)高温での精度向上のため,リプロンの波数選択のための新たな回折格子を導入した。溶融塩化ナトリウムを用いた予備実験により,1000°C以上での表面張力および粘性率の精度の向上が認められた。(3)溶融シリコンをGibbsアンサンブルモンテカルロ法で扱うための,ポテンシャルの検討を行い,気液相平衡線図と臨界点の推算を行った。その結果,臨界温度は約7800K,臨界密度は約850kgm^<-3>と推算された。本年度は,リプロンを利用した表面光散乱法を改良し,溶融シリコンに適用した。(1)高温での精度向上のため,リプロンの波数選択のための新たな回折格子を導入した。また,防震対策や光学系の高精度化を行うことにより信号のS/N比が向上し,表面張力のばらつきを±8.9%から±1%以内に抑えることができた。

また,測定精度を±8.5%から±4.1%に向上することができた。(2)溶融シリコンの表面張力・粘性率の測定を行った。測定試料は,99.9995%のシリコン単結晶であり,温度範囲は融点(1685K)から1850Kであった。計123点の測定値から次の相関式を作成した。σ=800-0.13(T-1685)mN-m^<-1>標準偏差は±0.48%で、測定精度は±4.4%と見積もられた。GDMSにより分析した測定終了後のシリコン中の残留酸素濃度は6.35×10^<17>atoms・cm^<-3>であり、CZ系における表面張力と酸素の関係を調べるうえで重要なデータを測定できたと考えられる。表面張力については、密度データによる表面張力の違いや酸素濃度等を含め、他の研究者の測定値と比較した。粘性率については、最大のばらつきが80%程度と測定精度(±18%)より大きく、満足のいく結果を得られなかった。しかし、この主な原因は液面の揺れであるため、今後の改良・検討が必要である。本年度は、実験、シミュレーションともに最終のまとめを行った。得られた成果は以下のようにまとめられる。(1)表面光散乱法による表面張力と粘性率測定の高精度化の検討を行った。具体的には、波数選択に従来の回折格子ではなく、参照光の入射角を変える方法を試み、従来と同等以上の精度を得られることが明らかになった。(2)シリコンの熱物性値の文献調査を行い、一部をデータベース化した。
新規転写因子KLF5による骨代謝調節機構の解明

昨年までに、新規転写因子Kruppel-like zinc-finger transcription factor 5(KLF5)が、骨軟骨組織において肥大軟骨細胞および骨芽細胞に多く発現していることを確認した上で、KLF5ヘテロノックアウトマウスを作製し、各年齢における骨軟骨組織を解析したところ、生直後のヘテロマウスにおいて軟骨基質の石灰化の遅延が認められ、KLF5が内軟骨性骨化に重要な役割を果たしていることを示した。本年度は、さらにKLF5ヘテロマウスの胎生期における骨軟骨組織の解析を進めた。KLF5ヘテロノックアウトマウスは胎生期を通して小さく、胎生15.5日でも生後1日目と同様に軟骨基質の石灰化遅延が見られた。胎生16.5日になると肥大軟骨細胞層の著明な延長が見られ、KLF5が胎生期の肥大軟骨細胞層から骨髄組織への置換の段階で、基質の分解や血管侵入に重要な役割を果たしていると考えられた。次に、KLF5が炎症や組織破壊に関与するとの報告があることから、WTとKLF5ヘテロノックアウトマウスにおけるアジュバント関節炎モデルや、変形性関節症モデルを作製し、骨量の減少程度、関節破壊の程度を、X線学的・組織学的に比較検討を行った。しかし、何れの系においても、両者における有意な差を見ることはできなかった。このことからKLF5は関節炎や変形性関節症の発症には関与していないことが明らかとなった。以上より、KLF5は肥大軟骨細胞周囲の基質の石灰化や、骨髄組織へ置換する際の基質分解や血管侵入等に重要な役割を果たしているものと考えられた。新規転写因子Kruppel-like zinc-finger transcription factor 5(KLF5)の骨軟骨組織における機能を解明する目的で、まず遺伝子欠損(KO)マウスを作成しその骨組織の解析を行った。最初にKLF5の骨軟骨における発現および局在を、RT-PCR法、免疫組織化学法により検討したところ、若年マウスの前肥大軟骨細胞、肥大軟骨細胞、骨芽細胞に強く発現していることが確認された。また、成人マウスにおいても、肥大軟骨細胞、骨芽細胞に発現がみられた。次に、出生直後のKLF5 KOマウスの長管骨の骨軟骨組織の解析を行ったところ、KOマウスにおいて肥大軟骨細胞層の延長がみられた。さらに、軟骨基質・石灰化組織に特異的な組織染色法を行ったところ、肥大軟骨細胞層における軟骨基質の石灰化の遅延が認められ、成長板の軟骨分化マーカー(II型・X型コラーゲン)による免疫染色でも、同様の所見が得られた。一方、4週齢・8週齢KOマウスの長管骨の形態・骨密度を、X線撮影とDEXAを用いて検討したが、WTマウスと比較し有意な差は認めなかった。以上より、内軟骨性骨化にKLF5が関与していることが考えられたため、既に我々が独自に確立している内軟骨性骨化の再現モデルでもある脛骨骨折モデルを8週齢のWTマウスとKOマウスに作成し、その治癒過程をX線学的に比較検討したが、治癒過程に有意な差は認められなかった。
インタラクティブシステムにおける情報の認知的アクセス容易性に関する研究

ユーザビリティ評価手法の中でインスペクション法に類別される認知的ウォークスルー法(CW法)は,分析者自身がユーザの振舞いをシミュレートしながら一連の質問に回答することによって,システムとの円滑なインタラクションの妨げとなる問題点を洗い出す評価手法である.CW法は漸次改良が加えられてきたが,実用性を重視して簡略化された第3版では質問記述が抽象的で回答しにくいといった問題が指摘されている.本研究では,操作の対象と行為の区別および知覚と解釈の区別を導入してD. A. Normanの7段階モデルを拡張した.その拡張モデルに基づき質問項目の見直しと明確化を図り,CW法の改良を試みた.Webユーザビリティ評価を題材として問題発見効率について比較実験を行った結果,評価対象の特性を考慮して自明な質問を省略することによって,改良版のCW法は第3版と同等の回答時間でより高い問題検出率を示すことが確認された.比較実験の実施にあたってはCW法評価支援システムを開発し,複数の実験協力者からインターネットを介して並行して回答データ収集を行った.この評価支援システムは,CW法に限らず様々なインスペクション法による評価が統合的に実施できるように,アンケート調査と回答データ入力を支援する機能が実現されている.さらに,支援ツール自身のアクセシビリティにも配慮し,CW法による評価を障害者自身によって遠隔地からも実施することが可能となっている.この評価支援システムを用いて,障害者自身(全盲2名,強度の弱視2名)によるWebサイト評価をオンラインの遠隔評価によって実施した結果,支援ツールの実用性について一定の評価を得ることができた.この支援システムは障害者や高齢者を含む様々な特性のユーザから評価データを収集するとともに,多様なユーザが分析者として参加する遠隔ユーザビリティ評価の実施手順を確立していくために有効な手段となることが期待される.ユーザビリティ評価手法の中でインスペクション法に類別される認知的ウォークスルー法(CW法)は,分析者自身がユーザの振舞いをシミュレートしながら一連の質問に回答することによって,システムとの円滑なインタラクションの妨げとなる問題点を洗い出す評価手法である.CW法は漸次改良が加えられてきたが,実用性を重視して簡略化された第3版では質問記述が抽象的で回答しにくいといった問題が指摘されている.本研究では,操作の対象と行為の区別および知覚と解釈の区別を導入してD. A. Normanの7段階モデルを拡張した.その拡張モデルに基づき質問項目の見直しと明確化を図り,CW法の改良を試みた.Webユーザビリティ評価を題材として問題発見効率について比較実験を行った結果,評価対象の特性を考慮して自明な質問を省略することによって,改良版のCW法は第3版と同等の回答時間でより高い問題検出率を示すことが確認された.比較実験の実施にあたってはCW法評価支援システムを開発し,複数の実験協力者からインターネットを介して並行して回答データ収集を行った.この評価支援システムは,CW法に限らず様々なインスペクション法による評価が統合的に実施できるように,アンケート調査と回答データ入力を支援する機能が実現されている.さらに,支援ツール自身のアクセシビリティにも配慮し,CW法による評価を障害者自身によって遠隔地からも実施することが可能となっている.この評価支援システムを用いて,障害者自身(全盲2名,強度の弱視2名)によるWebサイト評価をオンラインの遠隔評価によって実施した結果,支援ツールの実用性について一定の評価を得ることができた.この支援システムは障害者や高齢者を含む様々な特性のユーザから評価データを収集するとともに,多様なユーザが分析者として参加する遠隔ユーザビリティ評価の実施手順を確立していくために有効な手段となることが期待される.研究代表者ならびに研究協力者が提案した認知モデルに基づく認知的ウォークスルー法において,評価対象システムにおける問題点を発見するための9つの質問項目を認知科学の素養を有しない分析者にも理解しやすい表現に置き換えることによって洗練した〔(1)認知モデルの構築〕.その上で,さまざまなタイプの質問項目を用いて評価実験を行うための評価支援システムを開発した.この評価支援システムは,我々が提案する質問項目(質問数9個)だけでなく,従来の認知的ウォークスルー法で用いられた質問項目(質問数4個)やその他の質問項目にも利用できるように設計されている〔(4)評価支援システムの開発〕.この評価支援システムを用いて,我々が提案する評価手法と従来の認知的ウォークスルー法について比較実験を行った.実験は学部生48名の協力を得て実施され,分析の結果,我々の評価手法は従来手法に比べて問題発見効率において優れていることが示された.さらに,より実際的な状況における検討を研究協力者の協力を得て行った.今井氏(ユーディット)は,全盲,脳性麻痺3級,聴覚障害2級を含む6名の分析者による評価実験を行った.その結果,想定ユーザの特性に応じて一部の質問項目を省略することによって,評価手法をより円滑に適用できる見通しを得た〔(2)評価手法の開発〕.一方,山崎氏(日本IBM)の協力を得て,企業の現場で実施されたユーザビリティ評価の結果を,9つの質問項目に照らして分類した.その結果,我々が提案する認知モデルが実務レベルにおいても評価結果を体系的に整理する上で有効であることが確認された〔(3)デザイン原理の特定〕.認知的ウォークスルー法(CW法)を用いてユーザビリティ評価を行う場合,質問内容と回答要領をどのように説明すべきかについて明確な指針は確立されていない.そこで,本年度は分析者に正答例を提示することが問題発見効率に及ぼす影響について検討した.

具体的には学部生68名の協力を得て2つのWebサイトについてCW法を用いて評価実験を実施し,CW法の種類(旧版,新版),正答提示の有無,評価対象サイト(2種類)について3要因の分散分析を行った.その結果,正答提示を行った方(0.28)が提示無しの場合(0.22)よりも正答率が高くその差は有意であり(p<.05),正答提示による主効果が認められた.ただし,本実験では平均正答率は全体的に低かったことから,事前説明を過度に簡略化することなく質問意図を例示することの重要性も確認された.CW法による評価実験を行うための評価支援システム(前年度開発)については,以下の2点で機能拡張を行った.(1)CW法だけでなく,様々な質問形式によるインスペクション法による評価が統合的に実施できるように,アンケート調査の実施と結果データの収集を支援する機能を実現した.(2)CW法による評価を障害者自身によって遠隔地からも実施できるように,支援ツールのアクセシビリティを向上させた.この拡張された評価支援システムを用いて,障害者自身(全盲2名,強度の弱視2名)によるWebサイト評価を,オンラインの遠隔評価によって実施した.この実験を通して参加した障害者から支援ツールについてアクセシビリティ上の不備は指摘されず,支援ツールの実用性について一定の評価を得ることができた.本支援システムは,障害者や高齢者を含む様々な特性のユーザから評価データを収集するとともに,インスペクション法の遠隔評価について実施手順を確立していくために有効な手段を提供となることが期待される.
胸部臓器凍結保存移植の細胞レベルにおける基礎的研究

同種凍結保存胸部組織移植手術は、人工物による再建が不可能な感染疾患に対する再建術に不可欠であり、国内でも臨床応用が増加している。プログラムフリーザーを使用して緩徐に凍結・保存し、解凍後移植するが、新鮮同種組織と比べ耐久性に優れ、同種移植に伴う拒絶反応が軽微である。この機序を解明するため、培養細胞株を用いて凍結保存に伴う同種抗原性の変化を検討した。いずれの細胞株も、凍結保存・解凍操作後のcell viability低下は軽度であり、BEAS-2B(気道上皮細胞)では急速凍結や冷蔵庫保存と比較して良好であった。HLA-classI,II,ICAM-1発現度については細胞株間で異なった。BEAS-2Bでは凍結後IFN刺激後HLA-class II発現増強度低下が認められたが、他の細胞では凍結保存後も有意差はなく、むしろ血管内皮細胞ではIFN刺激反応性が増強する傾向にあった。線維芽細胞はMLCは、凍結保存操作によって有意差は生じなかった。ヒト気道上皮細胞・内皮細胞・線維芽細胞はそれぞれ凍結保存操作によって同種抗原性が種々に変化した。細胞viabilityが保存されれば組織matrixが良好に保たれる一方、同種抗原性も保持されるため移植後急性拒絶反応が増強する可能性がある。組織内にわずかに含まれる、抗原提示細胞であるdendritic cell等のviabilityの変化もさらに検討する必要があると考えられた。同種組織移植において組織凍結保存解凍操作が同種抗原性に対しいかなる影響を与えるかについて検討した。方法:ヒト由来気道上皮細胞株・内皮細胞株を用いた培養系において、凍結保存解凍操作が細胞表面のMHC class I,II抗原の発現度に及ぼす変化、およびinterferon-gamma刺激によるMHC抗原の発現度変化をflow cytometryおよび細胞のviabilityから検討した。気道上皮細胞株にはBEAS-2Bを使用した。BEAS-2Bをプログラムフリーザーを用いて緩徐に冷却、凍結し、-80°Cにて1週間保存,その後37°Cまで急速解凍したものを2つに分け培養した。一方にlnterferon-gamma(IFN)100ng/mlを加え、48時間培養した後にHLA-ABC-FITC,HLA-DR-PEにて2-color flowcytometric arlalysisを施行した。同様にコントロールとして新鮮BEAS-2BをIFN添加、非添加にて48時間培養、cytometryを施行した。内皮細胞としてヒト大伏在静脈から内皮細胞を採取、継代培養したものを用いた。気道上皮と同様にIFNに対する反応性を検討した。結果:気道上皮細胞の凍結保存による同種抗原発現の変化について:コントロール群では、HLA-classの発現が認められ、HLA-classIIの発現度は低かった。HLA-classIIはIFN添加培養後48時間後には有意に発現増強が認められた。これと比較して、凍結保存群では、HLA-classIの発現がコントロールと比較して有意に低かった。また、HLA-classIIの発現はIFNの刺激によっても増強しなかった。内皮細胞の凍結保存操作による同種抗原性発現の変化について:気道上皮細胞とは異なり、HLA-classIIの発現については、凍結保存群のほうがむしろIFNに対する反応性が増強した。方法:ヒト由来線維芽細胞を用いた培養系において、凍結保存解凍操作が細胞表面のMHC class I,II抗原の発現度に及ぼす変化、およびinterferon-gamma刺激によるMHC抗原の発現度変化をflow cytometryおよび同種リンパ球との混合培養反応から検討した。線維芽細胞にはヒト肺組織から継代培養したものを使用した。線維芽細胞をプログラムフリーザーを用いて緩徐に冷却、凍結し、-80°Cにて1週間保存,その後37°Cまで急速解凍したものを2つに分け培養した。一方にinterferon-gamma(IFN)100ng/mlを加え、48時間培養した後にHLA-ABC-FITC,HLA-DR-PE,ICAM-1の発現をフローサイトメトリー(FCM)で測定した。

同様にコントロールとして新鮮線維芽細胞をIFN添加、非添加にて48時間培養、FCMを施行した。また、冷凍凍結・解凍した線維芽細胞とコントロールをそれぞれ放射線照射後同種末梢血リンパ球と混合培養してMLR反応をMTT assayにて測定した。結果:線維芽細胞の凍結保存による同種抗原発現の変化について:Baselineにおいては、HLA-class I,II,ICAM-1の細胞表面発現度には有意差が認められなかった。IFN刺激によるHLA-class I,II,ICAM-1の発現強度増加現象はどちらの群にも認められたが、両者に有意差は認められなかった。MLR反応についても、凍結保存、解凍群とコントロール群の間にMTT assay測定値には有意差は認められなかった。結語:心臓弁など組織コンポーネントの大部分を占める線維芽細胞は、冷凍凍結保存・解凍操作によって同種関連細胞表面抗原の発現度、およびリンパ球に与える同種抗原性について大きな変化は認められなかった。このことは冷凍凍結保存・解凍操作によっても線維芽細胞のviabilityが良好に保たれることを示唆したものと考えられた。
神経変性疾患におけるCHCHD2遺伝子の関連解明

パーキンソン病(Parkinson's disease, PD)は静止時振戦・筋固縮・無動症・姿勢反射障害などを呈する、アルツハイマー病に次いで罹患率の高い神経変性疾患である。現在日本には約16万人の患者が存在する。PDの第1の発症リスクは加齢であり、60歳以上の100人に1人がPDを発症すると推定されており、超高齢化社会へ突入しつつある日本では早急に克服しなければならない疾病の1つである。PDはほとんどが孤発性だが全患者の5-10%には家族歴がある。このような遺伝性PDを対象に分子遺伝学研究を行った結果、PD発症に関わるさまざまな遺伝子が単離されている。新規優性遺伝性PDの原因遺伝子CHCHD2は家族性パーキンソン病の原因であるだけでなく、孤発性PDの発症感受性遺伝子でもある。本研究ではCHCHD2と神経変性疾患のゲノム的関連を明らかにする目的で大規模ゲノム解析を実施した。本年度は独自でカスタム作成したPD関連遺伝子を網羅的に解析出来るパネルを用いて次世代シークエンサー(Ion Torrent)システムを使用し新たにパーキンソン病300症例及び健常者200人についてCHCHD2遺伝子解析を行った。検出されたバリアントについて公共データベースに登録されているか否か、Polyphen2などを用いてバリアントによるCHCHD2タンパク質の病的影響が予測されるか否かを検討した。結果、新たの病的変異は認められなかった。Ion Chef, Ion GeneStudio S5, Ion Reporterの連携運用によりライブラリ作成からテンプレート作成、データ解析まで全自動で行うシステムを構築し、効率的かつ低コストで高精度の遺伝情報を取得することが出来た。パーキンソン病(PD)は静止時振戦・筋固縮・無動症・姿勢反射障害などを呈する神経難病で、現在日本には14-15万人の患者が存在する。CHCHD2はハンチントン病、低酸素負荷(脳血管障害)、がん、滑脳症などさまざまな疾患で発現量の変化が報告されているが、ゲノム的アプローチから疾患を解析した報告はまだ乏しいままである。本研究ではCHCHD2と神経変性疾患のゲノム的関連を明らかにする目的で、筋萎縮側索硬化症、レビ-小体型認知症、認知症を伴うパーキンソン病、多系統萎縮症について大規模ゲノム解析を実施する。本年度は筋萎縮側索硬化症900例についてCHCHD2遺伝子シークエンス解析を行った。また、健常者800人についてCHCHD2遺伝子シークエンス解析を行った。検出された3つのバリアントについて統計学的解析を行った結果、有意な相関は認められ無かった。さらに、200例のPDについてCHCHD2遺伝子シークエンス解析およびコピー数解析を行った。結果、新たの変異は検知されなかった。また、レビ-小体型認知症、認知症を伴うパーキンソン病、多系統萎縮症については、現在所有の症例数が少ないため、所属施設で症例の追加収集を積極的に行っている。計画とおり、筋萎縮側索硬化症900例についてCHCHD2遺伝子シークエンス解析を行った。さらに健常者800人についてCHCHD2遺伝子シークエンス解析を行い、検出されたバリアントについて相関検討ができたので、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。本年度は次世代シークエンサー(Ion PGM)システム用のパーキンソン病パネルを作成し、パーキンソン病300症例についてCHCHD2遺伝子解析を行った。Ion Chef, Ion PGM, Ion Reporterの連携運用によりライブラリ作成およびテンプレート作成からデータ解析まで全自動で行うシステムを構築した。

計画とおり、あらたにパーキンソン病300症例についてCHCHD2遺伝子解析を行い、検出されたバリアントについて相関検討ができたので、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。パーキンソン病(Parkinson's disease, PD)は静止時振戦・筋固縮・無動症・姿勢反射障害などを呈する、アルツハイマー病に次いで罹患率の高い神経変性疾患である。現在日本には約16万人の患者が存在する。PDの第1の発症リスクは加齢であり、60歳以上の100人に1人がPDを発症すると推定されており、超高齢化社会へ突入しつつある日本では早急に克服しなければならない疾病の1つである。PDはほとんどが孤発性だが全患者の5-10%には家族歴がある。このような遺伝性PDを対象に分子遺伝学研究を行った結果、PD発症に関わるさまざまな遺伝子が単離されている。新規優性遺伝性PDの原因遺伝子CHCHD2は家族性パーキンソン病の原因であるだけでなく、孤発性PDの発症感受性遺伝子でもある。本研究ではCHCHD2と神経変性疾患のゲノム的関連を明らかにする目的で大規模ゲノム解析を実施した。本年度は独自でカスタム作成したPD関連遺伝子を網羅的に解析出来るパネルを用いて次世代シークエンサー(Ion Torrent)システムを使用し新たにパーキンソン病300症例及び健常者200人についてCHCHD2遺伝子解析を行った。検出されたバリアントについて公共データベースに登録されているか否か、Polyphen2などを用いてバリアントによるCHCHD2タンパク質の病的影響が予測されるか否かを検討した。結果、新たの病的変異は認められなかった。Ion Chef, Ion GeneStudio S5, Ion Reporterの連携運用によりライブラリ作成からテンプレート作成、データ解析まで全自動で行うシステムを構築し、効率的かつ低コストで高精度の遺伝情報を取得することが出来た。筋萎縮側索硬化症、レビ-小体型認知症、認知症を伴うパーキンソン病、多系統萎縮症についてさらに解析対象を増やし、CHCHD2と神経変性疾患のゲノム的関連を明らかにする。筋萎縮硬化症、レビー小体型認知症、認知症を伴うパーキンソン病、多系統筋萎縮症について解析対象をふやし、CHCHD2遺伝子と神経変性疾患のゲノム的関連を明らかにする。
生殖系列におけるゲノムエピジェネティカル変動の分子機構と生物学的意義

1。精巣生殖細胞特異的遺伝子のメチル化解析:精子形成過程でCpG非メチル化イントロンレス遺伝子が精子核内でピストン領域に存在し、再メチル化される可能性が示されたので、一般性を調べるために、より多くの遺伝子の解析を試みた。UniGeneデータベース検索によって精巣だけでESTが得られる遺伝子を246見いだし、その中の51個のイントロンレス遺伝子から、39個の精巣生殖細胞特異的遺伝子を同定した。そこから20個を選択し、メチル化を調べ、16個が雄生殖細胞特異的に低メチル化であることを明らかにした。現在、精子核内動態を解析中である。2。精子核内ゲノム再メチル化領域の解析:精子形成過程でCpG非メチル化イントロンレス遺子が精子核内でヒストン領域に存在し、再メチル化されることをChIPアッセイにより明らかにした。3。精子核内ゲノム再メチル化の生物学的意義:精子核内で再メチル化されるTact1遺伝子について、in vitroでメチル化したものとしないものを受精卵前核に注入し、発現を調べたところ、メチル化しない場合、発現し、メチル化により発現が抑えられた。この結果は、精子核内再メチル化は受精直後の無用な遺伝子発現抑制に重要な役割を果たす可能性を示唆している。1。2。3。(1)精子核内でメチル化されるゲノム領域が残存ヒストン(ヌクレオソーム)領域である可能性を、抗ヒストン抗体を用いたクロマチン免疫沈降法(ChIPアッセイ)を用いて検討した。精子核クロマチンは、大部分のヒストンがプロタミンへ置換しており、様々な刺激に対し強固な構造をとり、sonicationやDNaseに対し抵抗性を示す。一方、メチル化領域がヒストン-DNA構造であれば、DNase感受性が高いと考えられる。従って核内のクロマチンをmicrococcal nucleaseにて部分切断した後、抗ヒストン抗体を用いた免疫沈降を行った。免疫沈降されたクロマチンのDNAに対し、精子核内でメチル化されるTact1及びPgk2遺伝子、そして精子核内でメチル化されないOaz1遺伝子の様々な領域に対する特異的プライマーを用いたPCRを行ったところ、メチル化される領域周辺はヒストン結合が強く、メチル化されない領域周辺は非ヒストン領域である可能性が示された。(2)精子核ゲノムの特定領域をメチル化する因子として新規DNAメチル基転移酵素であるDnmt3aとDnmt3bについて、検討を加えた。どちらか一方がメチル化に必須の場合、遺伝子ノックアウトでメチル化不全が観察されるはずである。通常のノックアウトでは胚性致死あるいは出生後早期に致死となるため、生殖細胞特異的コンディショナルノックアウトマウスの解析を行った。TNAP-CreあるいはPgk2-CreトランスジェニックマウスをそれぞれDnmt3b^<2lox/1lox>あるいはDnmt3a^<2lox/1lox>マウスと交配して得られたDnmt3b^<-/->及びDnmt3a^<-/->精子でTact1遺伝子DNAについてメチル化を調べたところいずれも正常にメチル化されていた。これらの結果はDnmt3a、Dnmt3bいずれもが相互補完的にメチル化を行うか、あるいは別の新規メチル化機構が働く可能性を示している。そこで、前者の可能性を調べるために、[Dnmt3a^<-/->;Dnmt3b^<+/->]と[Dnmt3a^<+/->;Dnmt3b^<-/->]精子について解析したところ、どちらも正常にメチル化された。この結果は未知のメチル化機構が存在する可能性を強く示唆している。1。精子形成過程各段階の生殖細胞単離法の確立:生殖細胞におけるエピジェネティカル変動の解析には、迅速で高純度の各分化段階の生殖細胞の単離が必要不可欠である。そこで成体精巣から単離した生殖細胞をHoechstとPIで染色し、FACSを用いて、パキテン期精母細胞と半数体精細胞をそれぞれ、8090%の純度で精製出来る系を確立した。

また、精子形成開始直後の最も精原細胞が多く含まれる生後1週目の精巣から単離した細胞を抗Ep-CAM抗体で表面ラベルして、FACSで分離することで精原細胞を90%<の純度で精製できる系を確立した。2。精子核内ゲノム再メチル化領域の解析:精子形成過程でCpG非メチル化イントロンレス遺伝子が精子核内でヒストン領域に存在し、再メチル化される可能性が示されたので、一般性を調べるために、より多くの遺伝子の解析を試みた。UniGeneデータベース検索によって精巣だけでESTが得られる遺伝子を246見いだし、その中の51個のイントロンレス遺伝子から、39個の精巣生殖細胞特異的遺伝子を同定した。そこから20個を選択し、メチル化を調べ、16個が精子形成過程特異的に低メチル化であることを明らかにした。現在、精子核内動態を解析中である。3。精子形成過程におけるヒストンメチル化と遺伝子発現との関係:精子形成過程では、減数分裂後多くの遺伝子が発現する。これらの中にはプロモーター付近のCpGメチル化によって発現が抑えられ、脱メチル化が発現に必須のものが存在している。このCpG脱メチル化は精原細胞で起こり、その後、ヒストンメチル化(H3K9me1/me2)により抑制が持続し、パキテン期以後、H3K9me1/me2の脱メチル化に伴って遺伝子が発現できようになる可能性が示された。
東アジアと新大陸への人類の拡散を古人骨DNAから探る

現代型ホモサピエンスの拡散を明らかにする上で世界各地の人類集団の遺伝的特性を知ることは不可欠である。しかし,過去に生じた集団の移動や拡散・古代人類集団間の遺伝的混合を無視して現代人類集団間の遺伝的類縁関係を古代人類集団へと単純に展開することは出来ない。現代人のデータから古代を類推するのではなく,『過去』を直接分析する必然がある。本研究では、約2000年前の中米メキシコ・テオティワカン遺跡について、祭祀の中心部周辺の一般家屋の埋葬墓から出土した古人骨、月のピラミッドならびに羽毛の生えた蛇神殿から出土した古人骨のDNA分析をおこない、テオティワカン一般集団、月のピラミッドならびに羽毛の生えた蛇神殿それぞれに埋葬された生け贄集団、計3つの人類集団の遺伝的多様性を明らかにした。分析は(1)古人骨試料からのDNAの抽出と精製、(2)PCR法による精製DNAの増幅、(3)増幅したDNAをもちいたダイデオキシ法による塩基配列の決定、をおこない、得られた塩基配列を基に集団の遺伝的多様性を求めた。比較分析したDNA領域は、高度の遺伝的多様性を有し、世界中の多くの現生ならびに古代人類集団に関するデータが既に得られているために本研究の目的に最も適した、ミトコンドリアDNAのDループ領域である。テオティワカン遺跡の一般人類集団の遺伝的多様性を現代のネイティブアメリカン集団(北米3集団、中米3集団、南米4集団)と比較したところ、予想とは異なり、現代の中米ネイティブアメリカン集団とではなく、現代の南米ネイティブアメリカン集団と最も近縁な関係を示していた。また、ミトコンドリアDNAタイプの多様性は現代よりも古代のネイティブアメリカンで高かった。これらの結果は、中米ネイティブアメリカン集団の遺伝的構成が、集団の構成員だけではなく、地域的な集団の構成そのものも、コロンブス以降に劇的に変化したことを示唆した。しかし,過去に生じた集団の移動や拡散・古代人類集団間の遺伝的混合を無視して現代人類集団間の遺伝的類縁関係を古代人類集団へと単純に展開する(古代と現代の間の時間をゼロとみなす)ことは出来ない。現代の人類集団間の遺伝的類縁関係をもってして,それら人類集団の起源や系統を論ずる(現代人のデータから古代を類推する)のではなく,『過去』を直接分析する必然がある。本研究申請代表者・植田は,この10年あまりの間に,古人骨試料から遺伝情報物質であるDNAを取り出し直接分析する(それらの塩基配列を明らかにする)方法を開発・確立し,過去の試料を遺伝的解析の直接の対象とすることを可能にした。そこで本研究では東アジアならびにアメリカ大陸から出土した古人骨試料からDNAを抽出・精製し,それらDNAの塩基配列を決定することにより,東アジアならびにアメリカ大陸に古代に生きていた人々の遺伝的多様性を直接明らかにし,古代から現代に至る人類諸集団間における遺伝的類縁度を推定し,東アジアと新大陸への人類の拡散に関する理解の飛躍的進展をはかることを目的に研究を進めた。本年度は中国・黄河下流域・商代以前(いわゆる夏代)の古人骨試料を収集した。収集した古人骨試料について,DNA分析のための前処理としての古人骨試料のクリーニング作業ならびに古人骨試料からのDNAの抽出とその精製をおこなった。しかし,過去に生じた集団の移動や拡散

・古代人類集団間の遺伝的混合を無視して現代人類集団間の遺伝的類縁関係を古代人類集団へと単純に展開する(古代と現代の間の時間をゼロとみなす)ことは出来ない。現代の人類集団間の遺伝的類縁関係をもってして,それら人類集団の起源や系統を論ずる(現代人のデータから古代を類推する)のではなく,『過去』を直接分析する必然がある。本研究申請代表者・植田は,この10年あまりの間に,古人骨試料から遺伝情報物質であるDNAを取り出し直接分析する(それらの塩基配列を明らかにする)方法を開発・確立し,過去の試料を遺伝的解析の直接の対象とすることを可能にした。そこで本研究では東アジアならびにアメリカ大陸から出土した古人骨試料からDNAを抽出・精製し,それらDNAの塩基配列を決定することにより,東アジアならびにアメリカ大陸に古代に生きていた人々の遺伝的多様性を直接明らかにし,古代から現代に至る人類諸集団間における遺伝的類縁度を推定し,東アジアと新大陸への人類の拡散に関する理解の飛躍的進展をはかることを目的に研究を進めた。本年度はメキシコ合衆国・テオティワカン遺跡の古人骨試料を収集した。収集した古人骨試料について,DNA分析のための前処理としての古人骨試料のクリーニング作業ならびに古人骨試料からのDNAの抽出とその精製をおこなった。中米メキシコの2000年前のテオティワカン遺跡の羽毛の生えた蛇神殿および月のピラミッドから出土した生け贄と考えられる古人骨試料をもちいた以下の古人骨DNA分析をおこない、これら古人骨群の遺伝的多様性を明らかにした。(1)古人骨試料からのDNAの抽出と精製、(2)PCR法による精製DNAの増幅、(3)増幅したDNAをもちいたダイデオキシ法による塩基配列の決定。分析するDNA領域は、高度の遺伝的多様性を有し、世界中の多くの現生ならびに古代人類集団に関するデータが既に得られているために本研究の目的に最も適した、ミトコンドリアDNAのD-loop領域とした。月のピラミッドから出土した生け贄と考えられる古人骨DNA分析結果(塩基配列)を、現代のネイティブアメリカン集団(北米3集団、中米3集団、南米4集団)と比較したところ、現代のネイティブアメリカン集団では見られないミトコンドリアハプロタイプを示していた。現代のネイティブアメリカン集団の遺伝的多様性が他の人類集団に比較して低く、ミトコンドリアハプロタイプは特定のタイプに集中する傾向が強いが、本結果は古代のネイティブアメリカン集団の遺伝的多様性は高かった可能性を強く示唆し、コロンブス以降にネイティブアメリカン集団の遺伝的多様性が下がったことを裏付ける結果となっている。中米メキシコの2000年前のテオティワカン遺跡の一般人類集団の遺伝的多様性を、太陽のピラミッド、月のピラミッドならびに羽毛の生えた蛇神殿を主体とした祭祀の中心部周辺の一般家屋の埋葬墓から出土した古人骨のDNA分析により明らかにした。また、前年度までに明らかにした月のピラミッドならびに羽毛の生えた蛇神殿から出土した生け贄と考えられる古人骨のDNA分析とも比較した。分析方法は基本的に従来と同様であり、(1)古人骨試料からのDNAの抽出と精製、(2)PCR法による精製DNAの増幅、(3)増幅したDNAをもちいたダイデオキシ法による塩基配列の決定、をおこない、得られた塩基配列を基に集団の遺伝的多様性を求めた。
小腸上皮細胞膜の脂質過酸化と膜障害

過酸化脂質の細胞毒性発現機構を生体膜レベルで明らかにすることを目的とし、小腸刷子縁膜の動的構造に対する脂質過酸化の影響を蛍光ラベル法で調べた。膜脂質流動性については既に詳細に解析したので特に本年度は膜タンパク構造を対象にして調べた。(1)蛍光性マレイミド試薬と膜タンパクSH基の反応性を指標にして解析した結果、脂質過酸化の程度に依存したSH基近傍構造の変化が明らかにされたと共にこの変化には脂質過酸化反応、最終産物であるマロンアルデヒドと膜タンパクアミノ基との反応の関与している可能性が示唆された。(2)膜タンパク構造の変化は更に蛍光標識した膜標品の蛍光異方性、寿命、消光速度などの解析からも証明され過酸化脂質生成による膜タンパク構造rigidityの増加が明らかにされた。今後は更に膜流動性とこのような膜タンパク構造の変化の相関性につき定量的に明らかにすることが脂質過酸化による膜動的構造変化の機構解明に重要であり現在、進行中である。(3)本膜標品の脂質過酸化は膜動的構造のみならず膜表面荷電の著しい変化を誘起させることが蛍光消光実験から明らかにされた(日本薬学会北陸支部第74回例会発表、1988年)。膜表面荷電は生体膜の機能と密接に関係していることから、このことは脂質過酸化の細胞機能傷害の発現機構の解明に重要な情報を与えていると思われ、膜動的構造変化との関係につき検討を行っている。(4)生体内抗酸化物質の検索に関する研究の一環として本年度はビタミンK及びその誘導体の影響につき、リン脂質リポソームを用いて調べた。その結果K_1K_2及びユビキノン(Q_<10>)には抗酸化作用が認められたが、K_3は効果のないことがわかった。また、これらの抗酸化作用にはイソプレテレノイド側鎖の存在が大きく関係しており、脂質層に埋め込まれた状態でのみ抗酸化作用を発現することが明らかにされた。
プラネタリーヘルスに向けたPM2.5による消費基準健康被害量の全球的予測

本年度は,研究課題の採択内定交付が1月末であったため,実質的には2か月未満の研究期間しかなかったため,これまでには目立った研究実績はないが,渡航先の共同研究者との打ち合わせを数回行い,研究の実施プロセスの明確化や利用する計算機システムについての理解を深めた。現在のGlobal-IE-labは多地域間産業連関表を前年のデータを基に翌年の経済データを制約条件として追加し,逐次的に最適化計算によって翌年の多地域間産業連関表を作表する。したがって,2050年などの長期シナリオに対応した多地域間産業連関表を構築する場合でも,逐次更新のデータが必要であり,また計算時間や計算機の性能も高く要求される。計算システムの根本的な構造の変更は他への研究利用も継続していることから困難であるため,制約条件の付与の方法やデータ構築の工夫によって対処することを検討した。本年度は,Global-IE-labシステムの理解と共同研究者との打ち合わせを通じて,研究プロセスの明確化を進めることができた。実質的な研究期間の短かさから判断すれば,妥当な進捗であると判断する。今後は,Global-IE-labシステムへの制約条件となるデータ整備を進め,試験的な計算を早期に進め,結果の妥当性を検証する方法の検討に入る。また,基課題の研究成果を取り込めるように多地域間産業連関表の国や部門の対応関係を予め規定しておく。内定年度:2018本年度は,研究課題の採択内定交付が1月末であったため,実質的には2か月未満の研究期間しかなかったため,これまでには目立った研究実績はないが,渡航先の共同研究者との打ち合わせを数回行い,研究の実施プロセスの明確化や利用する計算機システムについての理解を深めた。