hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物由来カルス細胞を用いた天然ゴム生合成機構の解明

セイタカアワダチソウの葉由来cDNAから、天然ゴム生合成系に必須とされるcis-prenyltransferase (CPT)、ファルネシル二リン酸合成酵素(FPS)、ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素(GGPS)、イソペンテニル二リン酸異性化酵素(IDI)の4種類の遺伝子全長クローニングを行い、pCold ProS2ベクターに挿入して、in vitroにおけるタンパク質発現を行った。ニッケルカラムにより精製したFPS、GGPS、IDIタンパク質に関しては、pH、触媒濃度、反応温度を検討して酵素の最適反応条件を決定した後、化学反応速度論的な解析を行い、酵素のキャラクタライゼーションを行った。一方、CPTをpENTR/D-TOPOベクターに導入して、クロナーゼ反応によりpH35GSベクターに導入した。そしてpH35GS/CPTをエレクトロポレーションによりアグロバクテリウムに組み込んだ。形質転換したアグロバクテリウムをセイタカアワダチソウ由来カルス細胞へ感染させて、カルベニシリン、ハイグロマイシンを含むMS培地で培養した。1ヶ月後カルス細胞のゲノム解析を行った結果、pH35GS/CPTが組み込まれていることを確認できた。今後はこの変異型カルス細胞のゴム合成能、また生産するゴムの開始末端構造、鎖長などの変化を解析していく予定である。セイタカアワダチソウの葉由来cDNAから、天然ゴム生合成系に必須とされるcis-prenyltransferase (CPT)、ファルネシル二リン酸合成酵素(FPS)、ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素(GGPS)、イソペンテル二リン酸異性化酵素(IDI)の4種類の遺伝子全長クローニングを行い、pCold ProS2ベクターに挿入して、in vitroにおけるタンパク質発現を試みた。IPTGの添加により目的タンパク質の過剰発現を行い、ニッケルアフィニティーカラムにより精製した。FPS、GGPS、IDIに関しては、pH、触媒濃度、反応温度の検討を行い、酵素の最適反応条件を検討した後、化学反応速度論的な解析を行い、酵素のキャラクタライゼーションを行った。一方CPTに関しては、in vitroにおける酵素反応を行い、逆層薄層クロマトグラフィー(RP-TLC)により、生成物の鎖長解析を行った。その結果、開始基質としてFPPを添加したときC45・C50、GGPPを添加したときC45の主生成物が確認できた。世界的に見ても、in vitroにおけるcis-prenyltransferaseの生成物確認の事例はあまり報告されておらず、非常に大きな結果と言える。さらにCPTに関しては、YEp352ベクターへ挿入して、RER2欠損酵母株(SNH23-7D)に形質転換させた後、23°Cまたは35°Cで培養したときの成育差を観察した。ネガティブコントロールとしてCPTを導入していない欠損酵母株は成育できないが、CPTを導入した酵母は35°Cでの成育補完を示した。in vivoにおいてもCPTは酵素活性を示すことが示唆された。CPTのin vitroにおける生成物解析、in vivoにおける酵素活性を確認ができたことは非常に大きな成果といえる。その他の酵素の機能解析も完了した。今後は、これらの遺伝子群をバイナリーベクターに導入して、アグロバクテリウムへの形質転換を行い、セイタカアワダチソウ由来カルス細胞へ感染させる。この遺伝子改変カルスからゴムを抽出して、分子量、収量等の変化を解析していきたい。
情報駆動型ミセル－ベシクル転移の探究

本研究は、アルキル鎖をDNA分子に結合させたDNA担持型両親媒性分子を用いて、それらの自己集合体の形態変化であるミセル-ベシクル転移を誘導するDNA enzymeの分子システムを構築することを目的としている。この分子システムが構築されると、分子ロボティクスの「知能班」「感覚班」「アメーバ班」をひとつなぎにできる要素技術となり、当該領域に大きく貢献できる。さらに将来、情報分子のもつ配列のエントロピーがミセル-ベシクル転移という物理現象を制御する新機軸の基礎研究をうみだすものと期待される。本年度、DNAオリゴマーにRNA1塩基分を組み込んだDNA-RNAキメラを親水部としる新規両親媒性分子を、バッファーに分散させたときの分子集合体の構造形成およびその形態変化を光学顕微鏡下で観測した。マグネシウム(II)の存在下、40°Cまで分散液を昇温すると、不可逆的に3次元のネットワーク状の構造体が現れることがわかった。これは、マグネシウム(II)と昇温という刺激が揃って初めて観察された。また、同配列で全てDNAの親水部をもつ両親媒性分子の分散液では、そのような現象が見出されず、同配列のすべてRNAの両親媒性分子の場合は、ネットワークまで形成しなかったが凝集体が分散液中に形成された。透過型電子顕微鏡やAFMでこの構造体を観察すると、数十nmの大きさの粒子がクラスター状に集合して、それがさらにネットワーク状に凝集するした階層構造が明らかになった。これは、マイクロメートルサイズの分子集合体の形成という点では興味深く、これまで報告されているDNA担持型両親媒性分子の自己集合体(ナノメートルサイズ)や、DNAゲルという3次元網目構造体には分類できない、新奇の自己集合体への形態変化として考えられ興味深い。今後は、さらに本研究を発展させ、この構造体の形成機構およびベシクルへ形態変化し得る親水部の構造を設計・合成する。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、アルキル鎖をDNA分子に結合させたDNA担持型両親媒性分子を用いて、それらの自己集合体の形態変化であるミセルーベシクル転移を誘導するDNA enzymeの分子システムを構築することを目的としている。さらに将来、情報分子のもつ配列のエントロピーがミセルーベシクル転移という物理現象を制御する新機軸の基礎研究へ貢献するものと期待される。本年度、DNAのオリゴマーを親水部とする新規両親媒性分子の合成に取り組み、その分散液を調製したところ、マイクロメートルサイズの分子集合体が形成されることを顕微鏡下で観察できた。この分子はアミノ基を末端とする修飾型DNAに対し、高級脂肪酸をアミド結合させることで得られたことから、分子集合体内での水素結合がマイクロメートルサイズまで大きな構造体の形成要因となっているものと考えられる。新規両親媒性分子の合成に至り、水中での分子集合能を顕微鏡下で調べる段階に到達したため。次年度、DNA親水部をDNA enzymeの基質となる配列とした両親媒性分子を合成し、水中での自己集合能を評価する。合成した分子の水溶性が高くmシエルなど分子集合体が形成されない場合、アミダイト試薬からリン酸骨格に対してもエステル結合で疎水性のアルキル鎖を導入して、多鎖一親水基のDNA担持型両親媒性分子を合成し、問題解決をはかる。
房総半島南部におけるヒノキ漏脂病の発生要因の解明

目的:ヒノキの造林において、1030年生の林分に多く発病し問題となっているのがヒノキ漏脂病である。房総半島ではヒノキ漏脂病については1950年代に簡単な報告があったのみでこれまで詳細な発生報告は無かったが、平成22,23年の調査により本病の発生が数ヵ所の造林地で確認された。平成23年の調査により調査個体の2割以上が被害を受けていた地域は尾根筋より中腹に集中していたため、発生要因に地理的要因が関係していることが示唆されたが、複雑急峻な地形で環境変化に富んだ本調査地において罹病木が特定の林分に集中していたことから、発生要因が地理条件だけでは無く、罹病しやすい気象・地位等の非生物的環境要因についても検証をおこなつた。方法:ヒノキ林分約240haの中から、被害の大小6箇所において温湿度ロガー(おんどとり)を設置し、6月8日から翌年1月29日迄の期間、1時間毎の温湿度の変化を記録し、各地域間の温湿度の関係を統計解析した。ロガーの設置方法はセンサー部を北側方向、地上から150cmになるように設置した。また、直射日光、雨滴によるノイズを防ぐためセンサー部を保護した。結果:各地域間の温度について分散分析をおこなった結果、5%水準で有意差がみとめられなかった。湿度については分散分析をおこなった結果、5%水準で有意差がみとめられたため、各地域間毎に多重比較をおこなったところ、罹病率が高いところと3箇所中2箇所で5%水準で有意差がみとめられたため、この結果は罹病被害が比較的乾燥しやすい尾根筋より、沢に近く湿度が高いとおもわれる中腹の方が大きいことを裏付けることになり、漏脂病の罹病被害には湿度がある程度の関係していることが示唆された。
BCL11A機能からみたリンパ球分化制御機構の解明

Evi9/Ctip1/BCL11A遺伝子はZincフィンガー蛋白をコードし、その遺伝子産物は主に造血細胞や脳で発現している。Evi9はマウスおよびヒトのそれぞれ急性骨髄性白血病および慢性リンパ性白血病の発症に関与すると考えられている。またノックアウトマウスを用いた研究などから、Evi9はB細胞の発生に必須であることがわかったいる。しかしながら、Evi9の発現の異常が、どのような分子機構でそれらの悪性腫瘍を引き起こすのかや、B細胞分化におけるEvi9の役割については、いまだ十分明らかになっていない。Evi9はBCL6と共に核内で特異的な小体様構造(nuclear body,NB)内に局在するが、その環境における役割も十分理解されていない。本研究では、Yeast 2 hybrid systemによりEvi9がSUMO E2リガーゼでえあるUBC9およびE3リガーゼであるPIAS3とPIASyと会合するという地検を出発点にEvi9機能の解明を行なった。その結果、Evi9はヒト由来細胞株においてubc9とNB内に共局在し、またSUMO-1をNB内にリクルートした。Evi9の634番リシン残基はSUMO化を受けることがわかったが、これはEvi9のNB形成には必須ではなく、NB形成およびSUMO1のリクルートにはEvi9のN-末側のドメインが関与していることが示された。Evi9はSUMO化の機構制御を介して細胞の腫瘍化やリンパ球分化に関与している可能性が示唆された。1.生物学的BCL11A機能の解明:BCL11AノックアウトマウスではB細胞が欠失するが、これはProBからPreB細胞期での分化異常によると考えられている。この原因を明らかにするため、胎児肝細胞における免疫グロブリン重鎖(IgH)の再構成を検討した。ノックアウトマウスではIgH再構成がおこらないことが示された。またPreB細胞はIL7刺激により誘導されるが、BCL11AノックアウトマウスではIL7刺激によるProB細胞の誘導が消失している。RT-PCRを用いた解析により遺伝子発現検索より、BCL11Aノックアウトマウス胎児肝細胞においてIL7受容体は発現していることが示された。BCL11AはIL7受容体よりのシグナル伝達の下流に位置する可能性がある。またノックアウトマウス胎児肝細胞ではB細胞発生分化関連遺伝子であるEBF, Pax5の発現低下がおこっていることを見い出した。一方胸腺におけるT細胞発生については、ノックアウトマウスではその数の著明な減少と、double negative細胞分画の相対的増加が認められた。BCL11A標的遺伝子としてリンパ球分化に関わる遺伝子の発現をBCL11Aを過剰発現させた胸腺上皮細胞ではNotchリガンドの発現亢進が認められた。2.BCL11A分子機能の解明:BCL11Aの形成する核内小体にはSUMO1およびSUMO E2リガーゼが共局在した。またBCL11AがSUMO E3リガーゼと会合することが示された。BCL11AのSUMO修飾部位に変異を加えたミュータントもSUMO1と共局在した。BCL11A/Evi9/Ctip1遺伝子はレトロウイルス誘発性マウス白血病およびt(2;14)転座を有するヒト慢性リンパ性白血病の原因遺伝子として同定された。BCL11AノックアウトマウスはBリンパ球を欠損し、その機能はリンパ球の発生・分化に必須である。BCL11A遺伝子産物は6つのzincフィンガー蛋白をコードし、その遺伝子産物はリンパ腫関連遺伝子BCL6と共に核内のドット状の小体(NB)内に局在する。これまでにBCL11AがSUMO1およびSUMO E2/E3リガーゼと共局在/会合すること、またBCL11A自身もSUMO化修飾を受けることを示してきた。蛍光抗体法を用いた検索により、これらSUMO化

関連遺伝子産物に加え、新たにリンパ球の発生・分化関連遺伝子lkaros、白血病原因遺伝子PML、癌抑制遺伝子p53がそれぞれこのNBに共局在することが示された。免疫沈降法により、in vivoにおいてBCL11Aはp53と会合することが示された。p53の標的遺伝子であるp21プロモータを用いたレポーターアッセイにより、BCL11Aはp53による転写活性化に対して抑制的に働いていることがわかった。p53は核内、とりわけPML body内でSUMO化をはじめとする翻訳後修飾による安定化と転写活性制御を受けることが知られており、BCL11AはSUMO化修飾機構を介してp53の機能制御を行っている可能性が考えられた。ユビキチンおよびSmall Uqibuitin-like Modifier(SUMO)はいずれも標的分子のリシン残基に付加される。SUMO化はユビキチン化を介した蛋白分解に拮抗作用をしめすが、SUMO化はそれ以外にも、細胞内局や転写活性制御など多岐の蛋白機能性御在に関わっていると考えられている。BCL11A/Evi9/Ctip1遺伝子はZincフィンガー蛋白をコードし、その産物は核内でドット状の小体(NB)内に局在する。BCL11AノックアウトマウスはBリンパ球を欠損し、その機能はリンパ球の発生・分化に必須であると考えられている。これまでに、我々はBCL11AがSUMO E2/E3リガーゼとそれぞれ共局在/会合すること、またBCL11A自身もSUMO化修飾を受けることを示してきた。今回、我々はp53がBCL11Aの形成するNB内に集積することを見い出した。BCL11Aを発現させた細胞抽出物を用いた免疫沈降実験からBCL11Aがin vivoにおいてp53と会合していることが示された。p53標的DNA配列を用いたレポーターアッセイではBCL11Aはp53転写活性化に対し抑制的に働いた。p53は核内、とりわけPML body内でSUMO化をはじめとする翻訳後修飾による安定化と転写活性制御を受けるが、SUMO1を発現させた細胞ではBCL11AとPMLの形成するNBのオーバーラップが観察された。BCL11AはSUMO化修飾機構を介してp53の機能制御を行っている可能性が考えられる。
地震直後の高層建築物における火災発生危険を考慮した避難誘導方策に関する研究

この研究では、大地震発生後の高層オフィスビルにおける避難方法について検討した。過去の地震時の事例から考察すると、建物全体の避難方法として上層階の避難者を優先して避難させ、階段における過剰な混雑を制御することが重要である。高層オフィスビルにおいては、地震によって階段や附室の防火区画に損傷が生じて火災時の煙が拡散する恐れがある。また、巨大なビルの大人数の避難者数に比べて階段の容量が少ないという懸念がある。避難シミュレーションモデルを用いて、全館同時避難と上層階優先避難についての避難状況を算出し、地震後のこれらの避難方法の効果と課題について比較検討を行った。家具・機器類の転倒時の室内歩行速度調査に関しては、地震動の直後に見られる物品が散乱した通路を想定した歩行実験を、神戸大学都市安全研究センター実験棟にて被験者48人で実施した。その結果、通路における散乱物は、歩行速度に大きな影響を与えることが明らかとなった。その際には、散乱物密度が大きいほど歩行速度の低下も大きくなると言える。ただし、自由歩行時と比較した場合、散乱物密度がたとえ小さい場合であっても、歩行速度の低下は非常に大であり、散乱物が歩行速度に与える影響は、散乱物が少ない場合であっても無視できない。また、通路に擬似的なガラス片を配置した場合、危険だと感じる物への影響は非常に大きいことが判明した。また、個人的な要因としては、背の高い男性ほど歩行は速く、背の低い女性ほど遅い傾向が出た。地震時の管理スタッフ対応シナリオに関する同定調査、高層建築物での被害シナリオ同定調査に関しては、過去の同種調査での資料収集を行い、各シナリオの傾向を整理した。地震時の階避難シミュレーションモデルの開発に関しては、在館者の避難行動を予測するためにオブジェクト指向に基づく避難シミュレーションモデルを用いて、各フロアにおける避難階段の入り口までの行動予測ができるように階避難シミュレーションモデルを開発した。この避難シミュレーションモデルの条件設定に、地震後の建築物内での物品散乱等の避難障害が、地震時の在館者の避難行動に与える影響について、前記家具・機器類の転倒時の室内歩行速度実験から得られた歩行速度の結果を反映させ、避難経路の遮断や閉塞が、避難完了時間や避難行動に与える影響について検討・考察した。家具・機器類の転倒時の室内歩行速度調査に関して、地震動の直後に見られる物品が散乱するとともに停電により非常用照明程度の明るさとなる通路を想定した歩行実験を、神戸大学都市安全研究センター実験棟にて被験者24人で実施した。震災時に見られる、物品が散乱した通路を想定した歩行実験を行なった結果、震災時の通路における散乱物や照明の停電は、歩行速度だけでなく歩行者の心理にも大きな影響を与えることが明らかとなった。特に照明の停電は、散乱物自体よりも直接的に、被災者の恐怖心に対して強い影響を与えることが明らかとなった。場合によっては、その避難路が選択されるかどうかについても判断の材料となりえるため、避難者が避難計画通りの避難口まで到達できない可能性も高まる。同時に、災害時の混乱や恐慌状態を生じさせる可能性も高いと考えられることから、非常照明設備の必要性の高さが改めて実証されたと言える。避難誘導方策に関しては、火災発生の可能性がある大規模な地震後を想定し、事務所ピルにおける全館避難の誘導方策に関して検討した。過去の事例から地震直後の建築物内での状況を整理した結果、全館を対象とした避難誘導においては、上層階在館者の優先避難と、階段室内での滞留発生の抑制が、優先すべき事項として見出された。特に超高層事務所ピルの場合、地震に伴う竪穴区画の損傷が懸念されるとともに、在館者の総数に対する避難階段の容量も相対的に低くなるため、上記二つの課題の重要性が高まると考えられる。そこで、避難シミュレーションモデルを用いて、いくつかの避難誘導パターンを比較し、地震後の避難誘導の方法に関して検討・考察した。その結果、順次避難の効果として、避難時間の内訳を制御し、階段流入時の過度な滞留や階段内での待ちを抑制する可能性があることが確認された。また、上階層の在館者の優先避難などの有効性も確認された。地震直後、火災発生危険がある中で、構造や部材被害、インフラ被害による生活支障の大小を判断して、実被害発生前にスムースに全館避難(順次避難など)を行うことにより在館者の安全確保をはかる必要がある。本研究では、高層建築物の管理スタッフや在館者の人間行動特性をふまえた地震時のスタッフ・在館者の動向予測を避難シミュレーションにより行うとともに、地震後の高層建築物内で発生する火災等の災害発生シナリオをふまえた被害事象推移予測を行い、状況が遷移する中での在館者の避難行動予測を行うシステムを開発した。なお、2011年3月11日に東北地方太平洋沖地震が発生し、仙台の高層建築物(事務所ビル1棟、商業ビル2棟)において調査を行った結果、震度7程度まで増幅された揺れとなったと考えられる高層階等の激震下では一斉同時避難の傾向があることを確認した。

以上の結果、避難シミュレーションによる検討を通じて、全館一斉避難の場合は総避難時間を最小とすることができるが、避難施設の各所での過度な滞留が発生し待機時間も増大すること、それに対して、順次避難の効果として、避難時間の内訳を変化させ、階段流入時や階段内での過度な滞留を抑制する可能性があることが確認された。また、滞留時間の分布の比較から、上階層避難者の優先の効果も確認することができた。こうした順次避難や上階優先避難は、在館者数が増加するほど効果が現れる傾向も確認できた。一方で実際問題としては、建物規模が大きくなるほど全館の状況把握や避難者への情報伝達の困難性が増加する。また、地震後の出火も想定した場合には、出火階の違いも加えた検討が必要になる。順次避難のルールやその設定値の検討では、状況の差違に左右されにくいという観点も重要となることを示した。
オープンフィールド高活動を示すミュータントマウスの行動解析

個体特性としてのオープンフィールド(以下OF)高活動は,その個体の一般活動性の高さ,探索傾向の強さ,実験場面からの逃避傾向の強さなどを反映する可能性が示唆されている。本研究では,OF高活動を示すミュータントマウスに対して複数の行動テストを実施し,その結果をもとにOF高活動の背後にある心的過程(活動性,探索性,情動性など)についての考察を行うことを目的とした。本年度は,OF高活動と探索性との関連を検討するために,理化学研究所動物ゲノム変異開発研究チームにおいて開発された2系統のOF高活動マウス(M-174,M-73)を用いて,物体探索テストを実施した。物体探索テストでは,OFにマウスを充分に馴化させたあと,フィールド内に新奇な物体(ビー玉入りの筒)を置き,新奇物体に接近して嗅覚的に探索した総時間を10分間計測した。その結果,M-174では高活動個体で物体探索時間が有意に短いこと,M-73では高活動個体と正常個体で物体探索時間に有意な差は見られないことが明らかとなった。前年度に実施したホームケージ活動性テスト,Light-darkテストの結果と総合すると,M-174およびM-73のOF活動性の高さは一般活動性の高さを判定したものであり,探索傾向や逃避傾向の高さを反映したものではないと結論づけることができる。一方,OF高活動であるにもかかわらず,ホームケージ高活動を示さず,Light-darkテストにおいても異常を示さないM-914のような系統も存在していることから(前年度報告),OF活動性が一般活動性や逃避傾向以外の要素を含むことは明らかである。今回,繁殖上の問題で,M-914の物体探索テストに関して充分なデータを得ることができなかったが,OF高活動の背後に存在する第三の要因を明らかにするために, M-914の詳細解析が望まれる。本年度は,オープンフィールドにおける高活動とリンクする行動指標を明らかにすることを目的として,理化学研究所動物ゲノム変異開発研究チームにおいて開発された3系統のオープンフィールド高活動マウス(A系統,B系統,C系統)の行動特性について検討した。まず,オープンフィールドにおける活動性について各系統を比較したところ,いずれの系統も野生型と比べてオープンフィールド活動性が有意に高く,活動量はA系統,C系統,B系統の順に多いことが明らかになった。次に,ホームケージにおける活動性について調べた結果,A系統とB系統はホームケージにおいても同様に高活動であったことから一般活動性の高さがオープンフィールド活動性に反映されたものと考えられる。一方,C系統のオープンフィールドでは高活動であるものの,ホームケージでの活動性は野生型と変わらなかった。C系統のように新奇場面特異的に活動量が増大する場合,実験場面(オープンフィールド)から逃避しようとする反応が生じているか,新奇場面を探索しようとする傾向が強いか,のいずれかである可能性が考えられる。そこで,次に暗い箱から出てどのくらい明るい箱を探索するかを調べるLight-dark testを実施した。このテストでは「暗い箱」という隠れ場所が存在するため,オープンフィールドと比べて逃避反応が混入しにくいと考えられている。Light-dark testの結果,明るい箱への滞在時間は,A系統,B系統のみならずC系統においても野生型と変わらないことが明らかになった。この結果から,C系統のオープンフィールド高活動が逃避反応の生起によるものである可能性は低いと考えられる。次年度は,探索傾向増大の可能性に焦点を当ててC系統の行動特性をさらに検討するとともに,その他の高活動ミュータントマウスの行動特性についても検討してみる予定である。
湖沼における藻類産生有機物を起点とする微生物ループの構造解明の試み

安定同位体プローブ法により、藻類産生有機物を起点とする湖沼微生物ループの構造を評価した。藻類単藻無菌株を13C標識重炭酸で培養し、13C標識された藻類産生有機物を湖沼水に添加して培養した。比重分画したDNAを解析した結果、Limonohabitans属に近縁な細菌群が藻類産生有機物に特異的に応答していること、鞭毛虫や繊毛虫などがLimnohabitans属を捕食して増殖していることなどが観察された。また、Limnohabitans属と藍藻類との間に密接な関係があることも実湖沼の調査から推察された。単藻無菌株(Microcystis aeruginosa, Scenedesmus acuminatus)を13C標識重炭酸で培養し、13C標識された藻類産生有機物を神奈川県津久井湖から採水した湖水に添加して培養した。藻類産生有機物を添加すると、培養1日後にかけて急速な細菌増殖が観察された後、全菌数が急減するという現象が観察された。培養1日後の試料を比重分画し、16S rRNA遺伝子の組成を解析した結果、Limonohabitans属に近縁な細菌群が優先して藻類産生有機物を同化していることが明らかになった。また、18S rRNA遺伝子を解析したところ、培養1日後には襟鞭毛虫に近縁な微生物が、培養14日後には繊毛虫に近縁な微生物がそれぞれ藻類産生有機物由来の炭素を同化していることが確認された。このことから、これらの原生生物はLimnohabitans属あるいはLimnohabitans属を捕食した原生生物を餌にして増殖していることが推測された。また、津久井湖における調査からLimnohabitans属と藍藻類の存在量には密接な関係があり、実際の湖沼においてもLimnohabitans属が藍藻由来のAOMを起点とする微生物ループにおいて重要な役割を担っていることが推察された。AOMを用いたDNA安定同位体プロービング(DNA-SIP)については、関連文献の調査を行うと共に、湖沼水から核酸抽出を試み、DNA-SIPに必要な量の核酸を得るために必要な湖沼水の量を評価した。AOMをフーリエ変換質量分析(FTMS)で分析する条件を検討したが、PPL固相抽出カートリッジでの回収率が非常に低く、多糖類などが主成分と想定されるAOMをFTMSで分析することは困難であることが示された。AOMを利用する微生物やAOM由来の有機物が実際の湖沼でどのような動態を示すのかを評価するために、相模湖、津久井湖での定期採水を毎月1回の頻度で開始し、微生物群集の量・組成をモニタリングすると共に、溶存有機物の特性をFTMSによって分析した。緩衝剤などの有機物を培地から除き、炭酸水素ナトリウムを添加した系での藻類培養の試行錯誤に時間を要し、当初の目的である安定同位体標識したAOMの調製およびDNA-SIPの実施は未着手となった。しかし、本研究の基盤である藻類培養条件を確立できたことは大きな成果であり、安定同位体標識したAOMの調製の道筋はついた。DNA-SIPに必要な核酸抽出の条件検討は予定通り終了しているので、次年度にはただちに安定同位体標識したAOMを調製し、DNA-SIPを適用できると考えられる。AOMのFTMS分析については、固相抽出の段階で低回収率の問題が浮上し、当初目的通りの分析には至らなかった。現状のアプローチでは、AOMをFTMSで分析することは困難であると想定されるので、これ以上の条件検討は一旦取り置き、微生物による分解産物の分析に焦点を当てることが現実的と考えられる。なお、相模湖・津久井湖の湖沼水については、固相抽出によって十分な量の溶存有機物が回収されており、FTMSでの分析には支障がないことを確認できている。確立した培養方法に基づいて、13C標識した炭酸水素ナトリウムを添加してMicrocystis aeruginosa、Chlorella vulgaris、Scenedesmus acuminatus、Achnanthidium minutissimumを培養し、13C-AOMを調製する。これらのAOMを、相模湖・津久井湖の湖沼水に添加して分解実験を実施し、経時的に試料を採取してDNA-SIPを行うことで、異なる藻類由来のAOMがどのような微生物に利用されるのかを明らかにする。また、分解に伴って溶存有機物組成にどのような変化が現れるのかについて、FTMSによる分析を試みる。これらの知見は、相模湖・津久井湖の定期観測の結果と照合し、実湖沼での微生物ループと溶存有機物の特性との関係について考察を行う予定である。

また、実湖沼水に直接13C標識した炭酸水素ナトリウムを添加して、元々含まれる藻類に由来する13C-AOMを調製し、DNA-SIP及びFTMSによる解析を行い、純粋藻類株を用いた結果と比較する。該当なし
医療事故への刑事法的対応の在り方

医療事故に対する刑事処分の現状を,民事上の損害賠償及び行政処分と比較しつつ,事例研究を通じて実証的に明らかにするとともに,それをふまえて,医療事故に対する刑事責任のあり方について検討を加えた。そのうえで,(1)刑事処分は故意又はそれに準ずる悪質な場合に限定すること,(2)刑事処分の後追いではなく,医療事故の原因となった医師について,事故から学び復帰を援助する行政処分のシステムを新たに構築するという提言を行った。研究の初年度にあたる今年度は,当初の研究計画に従い,現在,医療事故に対する刑事責任の追及がいかなる事例において行われているのかを,裁判例の分析と検討を通じて実証的に明らかにする作業を行った。具体的には,まず第1に,刑事事件として起訴され,裁判において過失責任が認められた事案と,同じく医療事故で,民事上の損害賠償が認められた事案,及び,行政処分がなされた事案とを比較し,そこでの過失の程度に差異があるのかを,判例集に公刊されたものを中心として検討を行った。そして,第2に,刑事事件それ自体において,過失責任を問う範囲に変化が見られるのかどうかという問題について,裁判例の検討を行った。さらに,昨年4月に,厚生労働省に「診療行為に関連した死亡に係る死因究明等の在り方に関する検討会」が設置され,医療事故に対する法的責任追及のあり方及び刑事司法制度との関係について議論がなされている。検討会の議論では,専門的な調査委員会を設けて,医療事故の原因究明を行うとともに,病院管理者に対し委員会への届出義務を課すことにより,医師法21条に基づく警察の異状死の届出義務を解除し,他方で,重大な過失があった場合その他悪質な事案では,調査委員会が捜査機関に対して通知を行うとするなど,医療事故が発生した場合の既存の刑事司法システムを根本的に変える意見が出されている。この検討会には,法務省,警察庁の関係者も出席しており,そこでの議論が今後の制度設計の指針となると考えられたため,議事録をてがかりとして,その内容の詳細な検討を行った。本年度は,研究計画に従い,以下の2点を中心として研究を行った。第1に,前年度に引き続き,医療事故に関する裁判例の分析を行った。具体的な作業として,まず,公刊された裁判例,医道審議会における行政処分の公表例等を素材として,刑事事件として起訴され,裁判において過失責任が認められた事案と,同じく医療事故で,民事上の損害賠償が認められた事案,及び,行政処分がなされた事案とを比較し,そこでの過失の程度に差異があるのか否かを検討した。それと並行して,刑事事件それ自体において,過失責任を問う範囲に変化が見られるのかどうかという観点から,過去20年間の刑事裁判例の検討を行った。第2に,厚生労働省に置かれた「診療行為に関連した死亡に係る死因究明等の在り方に関する検討会」が,4月に,「医療の安全の確保に向けた医療事故による死亡の原因究明・再発防止等の在り方に関する第3次試案」を,また6月に,「医療安全調査委員会設置法案(仮称)大綱案」を公表し,これをきっかけに,具体的な制度設計をにらんだ議論が本格化した。そこで,医療事故に対する法的責任追及のあり方及び刑事司法制度との関係という観点から,検討会の議事録及び各界の意見の分析を行った。第3に,同一の問題に対する諸外国の状況につき,アメリカとドイツについて,関連する文献を収集し,調査に着手した。近年,医療事故についても刑事処分が科される傾向が強まっているが,その一方で,こうした刑罰拡大の傾向に対しては,医療界を中心に,強い疑問の声もあがっている。本研究は,医療安全の確保と推進のために,刑事司法制度がシステムとして医療事故にどのように対応すべきなのかという観点から,医療と刑事司法制度の関係につき,民事責任や行政処分との関係も視野に入れつつ,総合的な検討を行うことを目的とするものである。研究の最終年度にあたる本年度は,前年度までの,実証研究と比較法研究を踏まえて,医療事故に対する刑事法の対応の在り方についてまとめの検討作業を行った。この点に関連して,厚生労働省に置かれた「診療行為に関連した死亡に係る死因究明等の在り方に関する検討会」が,「医療の安全の確保に向けた医療事故による死亡の原因究明・再発防止等の在り方に関する第3次試案」と,「医療安全調査委員会設置法案(仮称)大綱案」を公表し,これをきっかけに,具体的な制度設計をにらんだ議論が進展していたため,それを素材として,具体的な制度設計について考察を行った。その一環として,2009年10月に,厚生労働省の研究班において,大綱案に示された捜査機関への通知制度に関する講演を行った。また,医療事故に対する刑事処分のあり方を検討するにあたっては,あわせて行政処分のあり方を検討することが不可欠となるが,この点については,日本医師会に設置された「医療事故における責任問題検討委員会」に委員として参加し,検討を行った。

同委員会は,2010年3月に答申を行ったが,そこでは,(1)刑事処分は故意又はそれに準ずる悪質な場合に限定し,医療事故に対する原因究明と再発防止策を検討するシステムを構築すること,(2)刑事処分の後追いではなく,医療事故の原因となった医師について,事故から学び復帰を援助する行政処分のシステムを新たに構築すること,(3)医療事故にかかわるシステムを医療専門家の集団が中心となる自律的システムとして構想するとともに,そのなかに国民の代表も取り込んだ,透明性のあるシステムとすること等が提言されている。
完備化に基づく自動証明技術の研究

本研究の目的は,等式を用いた自動証明技術として広い応用範囲をもつ完備化と呼ばれる手続きの高速な実装技術を提案することである.本研究では,等式を解くための手続きであるナローイングと完備化手続きとの類似性に着目し,ナローイングに基づく関数論理型言語処理系の実装で提案されているコンパイル技術を完備化手続きに応用することで完備化手続きの高速化をはかることを目的とした.今年度は,前年度提案した完備化手続きを高速に実装するための等式のコンパイル技術を用いて,実際にUNIX環境上に完備化手続きを実装した.具体的には,コンパイルされた等式からの危険対の生成と,実行時での動的な等式コンパイルのための命令セットをもつ抽象機械を実装し,完備化手続きの中に組み込んだ.これにより従来のものに比べてある程度の高速化を図ることができたが,期待したほどの効果は得られなかった.これは等式を簡約化する部分が従来の完備化手続きと同様に実装されていたためであった.この問題点を解決するために,今年度は等式のコンパイルされた表現をデータとみなして簡約を行う方法について検討を行い,実装を試みた.また,高階の完備化の理論的研究と関連して,前年度につづいて高階ナローイングに関する理論的研究を行った.前年度で提案した高階ナローイング計算系を出発点とし,その計算系が生成する解の探索空間をさらに縮小できるいくつかの改良点を発見した.それらを組み合わせることで,いくつかの新たな高階ナローイング計算系を提案した.本研究の目的は,等式を用いた自動証明技術として広い応用範囲をもつ完備化と呼ばれる手続きの高速な実装技術を提案することである。本研究では,等式を解くための手続きであるナローイングと完備化手続きとの類似性に着目し,ナローイングに基づく関数論理型言語処理系の実装で提案されているコンパイル技術を完備化手続きに応用することで完備化手続きの高速化をはかる。今年度は,ナローイングに基づく関数論理型言語の実装方式について調査を行い,それを基にして完備化手続きを高速に実装するための等式のコンパイル技術を提案した。この中で関数論理型言語処理系の実装で提案されている抽象機械を調査した。関数論理型言語処理系の抽象機械として,関数型言語処理系の抽象機械を拡張したものと,論理型言語処理系の抽象機械を拡張したものとがこれまでに提案されている。今回の調査で,後者の抽象機械を応用することで,完備化の対象となる等式のコンパイルを行えることがわかった。また,完備化の場合,関数論理型言語と異なり,コンパイルの対象となる等式が動的に生成されるという問題がある。そこで,等式の内部表現をコンパイルされたコードに近い形式にすることで,等式の動的な生成がそのまま等式のコンパイルの大部分を兼ねるような方式を提案した。これにより,完備化のようにコンパイルの対象が動的に生成される場合でも高速にコンパイルを行えることがわかった。現在,提案した方式に基づいた完備化手続きの計算機上への実装と評価を進めている段階である。また,高階の完備化の理論的研究と関連して,高階ナローイングに関する理論的研究を行った。高階ナローイングでは,一階の場合に比べて解の探索空間が爆発的に増えるという問題がある。そこで,解の探索空間が小さくなるように既存の高階ナローイング計算系を改良していき,そこで得られた知見に基づき新たな高階ナローイング計算系を提案した。本研究の目的は,等式を用いた自動証明技術として広い応用範囲をもつ完備化と呼ばれる手続きの高速な実装技術を提案することである.本研究では,等式を解くための手続きであるナローイングと完備化手続きとの類似性に着目し,ナローイングに基づく関数論理型言語処理系の実装で提案されているコンパイル技術を完備化手続きに応用することで完備化手続きの高速化をはかることを目的とした.今年度は,前年度提案した完備化手続きを高速に実装するための等式のコンパイル技術を用いて,実際にUNIX環境上に完備化手続きを実装した.具体的には,コンパイルされた等式からの危険対の生成と,実行時での動的な等式コンパイルのための命令セットをもつ抽象機械を実装し,完備化手続きの中に組み込んだ.これにより従来のものに比べてある程度の高速化を図ることができたが,期待したほどの効果は得られなかった.これは等式を簡約化する部分が従来の完備化手続きと同様に実装されていたためであった.この問題点を解決するために,今年度は等式のコンパイルされた表現をデータとみなして簡約を行う方法について検討を行い,実装を試みた.また,高階の完備化の理論的研究と関連して,前年度につづいて高階ナローイングに関する理論的研究を行った.前年度で提案した高階ナローイング計算系を出発点とし,その計算系が生成する解の探索空間をさらに縮小できるいくつかの改良点を発見した.それらを組み合わせることで,いくつかの新たな高階ナローイング計算系を提案した.
口腔悪性腫瘍の微小環境における癌関連線維芽細胞(CAF)と細胞外基質の役割

研究2年目まででは、口腔扁平上皮癌(OSCC)の微小環境での細胞外基質の改変と転移の関係を免疫組織化学的に検討したが、統計学的に症例数が少なかったので、最終年度ではさらに症例を追加して、精度の高い解析を行った。対象として、頸部郭清術を行った扁平上皮癌の全97症例を郭清時に転移のなかった群、転移の認められた群に分け、原発巣とリンパ節に対して、LOX, MT1-MMP(MMP-14)、S100A8及びTIMP-1の局在を免疫組織化学的に観察した。非転移例のリンパ節は原発に近接する区域のリンパ節、転移例の転移によって構造が破壊されているリンパ節では転移リンパ節と同じ区域の転移を含まないリンパ節で検討した。OSCCの原発部の腫瘍実質、特に浸潤先端部にこれらの因子が発現し、MT1-MMP, S100A8, TIMP-1は周囲の炎症性細胞、線維芽細胞様細胞、樹状細胞などにも高率に発現しており、細胞外基質のリモデリングが腫瘍の浸潤に関与していることを示している。原発腫瘍ではTIMP-1の実質細胞及び間質細胞での発現、LOX, MT1-MMPの実質細胞での発現がリンパ節転移と相関していることが示された。これらの因子はリンパ節転移の予測因子となり得ることが考えられる。S100A8は腫瘍に隣接する線維芽細胞が特に強く発現していることから、腫瘍関連線維芽細胞(CAF)の良いマーカーになることが考えられる。また、リンパ節では非転移例と比較して、転移症例でのリンパ節にmarginal sinus histiocytosisが高頻度に形成され、ここに、LOX、MT1-MMPの陽性マクロファージが有意に増加していた。この所見はLOX、MT1-MMPがOSCCのリンパ節転移の成立に先立って、周辺洞の微小環境の細胞外基質を改変し、SCC細胞が定着しやすい微小環境の構築に関与していることを示唆している。初年度の研究として、細胞外基質の豊富な悪性唾液腺腫瘍の腫瘍細胞と細胞間基質の関係を免疫組織化学的に検討した。多形腺腫由来癌、腺様嚢胞癌、粘表皮癌を対象とし、腫瘍細胞の環境である細胞外基質の改造因子である、lysyl oxidase (LOX), LOX-like2 (LOXL2)及び細胞外基質の分解酵素matrix metalloproteinase-14 (MMP14)の解析を行った。対象として良性腫瘍である多形腺腫を研究対象に加えた。LOX及びLOXL2はコラーゲンとエラスチンを共有結合架橋させる酵素で、悪性腫瘍においては細胞外基質をremodellingすることで、腫瘍細胞の浸潤・転移に関係すると考えられている。多形腺腫由来癌では、良性部分においては発現がみられないが、被膜外浸潤はないが悪性化している腫瘍細胞、被膜外に浸潤している細胞とその周囲の間質に発現が認められた。腺様嚢胞癌においては、篩状、管状構造では発現がみられなかったものの、浸潤部分の索状構造では発現がみられた。粘表皮癌でも浸潤部位でのみ発現が認められた。多形腺腫ではほとんどの部位で両者の発現はなかった。概して、LOXよりLOXL2の方が広範囲で強い発現を示していた。MMP14では発現は弱く、悪性腫瘍での浸潤部細胞や間質に弱い反応がみられ、多形腺腫では発現していなかった。以上より、唾液腺腫瘍は多彩な細胞外基質を形成するが、悪性化にいたってその基質が改造されていることが示された。これは悪性化に伴う微小環境が浸潤や転移に適した環境に変わっていくことが考察される。研究計画では初年度は口腔扁平上皮癌とリンパ節転移について、細胞外基質の改造を検討する予定であったが、扁平上皮癌ではLOX familyの研究も他施設から少数であるがなされている。このため、予定していた唾液腺腫瘍についての研究を先に行った。初年度の唾液腺悪性腫瘍の解析は概ね順調といえる。LOX, LOXL2はコラーゲンとエラスチンの架橋を形成する酵素で、線維化に関係する因子である。MMP14は膜型マトリックスメタロプロテナーゼで細胞外基質のコラーゲンを分解する。S100A8はS100A9とともに複合体Calprotectinを形成する。CalprotectinはMMP-2を制御する。TIMPはMMPsと複合体を形成し、MMPの機能を抑制することにより、MMPのコラーゲンの分解を減弱させ、線維化を生じさせる。本研究ではLOX, MMP14, S100A8は原発や転移巣の腫瘍実質細胞や実質周囲の炎症性細胞、線維芽細胞様細胞、樹枝状細胞などに発現していた。リンパ節非転移例と比較して、転移症例での転移リンパ節やそれに近接する転移巣を含まないリンパ節での周辺洞で陽性細胞が増加しており、リンパ節転移に関与する微小環境の形成に関係していることが示唆された。LOXL2やTIMP1は腫瘍実質より周囲の炎症性細胞の発現が強く、転移の有無にかかわらず、陽性細胞を含むmarginal sinushistiocytosisの形成は少なかった。LOXL2、TIMP1は転移後の浸潤の微小環境形成に関与していると思われる。研究期間の2年目は口腔扁平上皮癌を対象として研究を遂行した。腫瘍関連線維芽

細胞に密接に関係している膠原線維などの細胞外基質の形成と改変を各種の関連因子をマーカーとして解析した。症例数が少ないものの概ね順調に研究できた。研究2年目まででは、口腔扁平上皮癌(OSCC)の微小環境での細胞外基質の改変と転移の関係を免疫組織化学的に検討したが、統計学的に症例数が少なかったので、最終年度ではさらに症例を追加して、精度の高い解析を行った。対象として、頸部郭清術を行った扁平上皮癌の全97症例を郭清時に転移のなかった群、転移の認められた群に分け、原発巣とリンパ節に対して、LOX, MT1-MMP(MMP-14)、S100A8及びTIMP-1の局在を免疫組織化学的に観察した。非転移例のリンパ節は原発に近接する区域のリンパ節、転移例の転移によって構造が破壊されているリンパ節では転移リンパ節と同じ区域の転移を含まないリンパ節で検討した。OSCCの原発部の腫瘍実質、特に浸潤先端部にこれらの因子が発現し、MT1-MMP, S100A8, TIMP-1は周囲の炎症性細胞、線維芽細胞様細胞、樹状細胞などにも高率に発現しており、細胞外基質のリモデリングが腫瘍の浸潤に関与していることを示している。原発腫瘍ではTIMP-1の実質細胞及び間質細胞での発現、LOX, MT1-MMPの実質細胞での発現がリンパ節転移と相関していることが示された。これらの因子はリンパ節転移の予測因子となり得ることが考えられる。S100A8は腫瘍に隣接する線維芽細胞が特に強く発現していることから、腫瘍関連線維芽細胞(CAF)の良いマーカーになることが考えられる。また、リンパ節では非転移例と比較して、転移症例でのリンパ節にmarginal sinus histiocytosisが高頻度に形成され、ここに、LOX、MT1-MMPの陽性マクロファージが有意に増加していた。この所見はLOX、MT1-MMPがOSCCのリンパ節転移の成立に先立って、周辺洞の微小環境の細胞外基質を改変し、SCC細胞が定着しやすい微小環境の構築に関与していることを示唆している。唾液腺腫瘍においても悪性化に伴う細胞外基質の改造があることが明らかになったが、微小環境を形成している癌関連線維芽細胞(CAF)との関係は不明である。今後はCAFとの関係も検討していきたい。また、扁平上皮癌での細胞外基質の改造と浸潤及びリンパ節転移の関係も検討していく予定である。扁平上皮癌の微小環境における細胞外基質の改変の研究をさらに推し進める。症例数を増やすことで、リンパ節転移に関係した因子を統計学的に判定する。また、細胞外基質形成や改変の因子のうち、リンパ節転移成立以前のリンパ節周辺洞に作用している因子がわかったので、これらの因子とCAFの関連を検討する。これによって、扁平上皮癌の浸潤や転移での微小環境の成立過程が明確になる。当初は先に扁平上皮癌の研究を予定していたが、他施設の研究状況を鑑みて、唾液腺腫瘍の研究を前倒しにした。このため、使用する抗体等の試薬が少なくなり、次年度使用額が発生した。検討した扁平上皮癌の症例数が約40例と少なく、使用した抗体等の試薬にかかる経費が予定より少なくてすみ、次年度使用額が生じた。次年度は対象となる症例数を増加させるため、翌年度請求助成金と合わせて、試薬などに使用する予定である。口腔扁平上皮癌での細胞外基質の改造に関する免疫組織化学的研究を行う。浸潤様式やリンパ節転移の有無などのグループにわけ、LOX, LOX2, MMPなどの局在を検討する。
廃羊毛の化学処理による再資源化-酸化と還元による消臭機能の付与

本研究では,過ギ酸でシスチン残基をシステイン酸残基に酸化した羊毛のアミン化合物に対する消臭性能と,2-メルカプトエタノールでシスチン残基をシステイン残基に還元した羊毛のメルカプタン化合物に対する消臭性能をテドラーバック法とガスクロマトグラフィーの両方で評価した。この結果,酸化羊毛は極めて優れたアンモニア吸収性能を有することが明らかとなった。C_nH_<2n+1>NH_2,(n=14),(CH_3)_nNH_<3-n>(n=2,3)に対する吸収性も測定したところ,モノアルキルアミンのアルキル基が長くなるほど,また,アルキル基の置換数が多いほど吸収性は低下した。この結果は,スルホン酸基とアミンとの結合において,アミンに置換したアルキル基が立体障害として作用することを示唆している。酸化羊毛をさらにサクシニル化することによってカルボキシル基を導入したところ,アンモニア吸収性は向上しなかった。酸化羊毛と酸化後サクシニル化した羊毛を繰り返し使用した場合のアンモニア吸収性を測定したところ,共に繰り返し回数が増すにっれ徐々に吸収速度は低下した。1回目のアンモニア吸収実験では酸化羊毛のほうが酸化後サクシニル化した羊毛より高い吸収性を示したが,2回目以降は酸化後サクシニル化した羊毛のほうが酸化羊毛より速くアンモニアを吸収した。このことは弱酸であるカルボキシル基より強酸のスルホン酸基のほうがアンモニアとの結合する速度が速いことを示唆している。還元羊毛のエチルメルカプタンに対する吸収性を測定した結果,4Lテドラーバック中の初期濃度80ppmのエチルメルカプタンは315%程度しか減少せず,還元処理による消臭性向上への効果は少なかった。しかし,羊毛の含水率を変化させて同様に測定したところ,含水率によってメルカプタン吸収性は異なり,約100%の水を含む還元羊毛が最も高い吸収性を示すことが明らかとなった。本研究の最終目的は,廃羊毛の機能化のための化学処理の開発であり,今回はその基礎研究となるものである。従って,実験試料は廃羊毛の代わりに,リンコルンもしくはコリデール種羊毛のトップをさらに精製した羊毛繊維を用いた。羊毛ケラチン中のシスチン残基をシステイン酸残基に変換するためにこの羊毛繊維を既存の方法を参考にして過ギ酸酸化した。酸化処理は0°Cの過ギ酸中に羊毛繊維を浸漬し20分間攪拌して行った。この条件で酸化した羊毛中のシステイン酸残基は543μmol/lであり,これと当量のスルホン酸基がケラチン中に生成したことになる。上記の酸化羊毛と未処理の精製羊毛のアンモニアに対する吸収性能をテドラーバッグ法で評価した。この結果,両試料とも高い吸収性能を示し,特に酸化羊毛のアンモニア吸収速度が著しく速いことが明らかとなった。そこで,アンモニア,メチルアミン,ジメチルアミン,トリメチルアミン,エチルアミンなどのアミン類に対する吸収速度を,繊維製品新機能評議会によって提案された方法を参考にして測定することを試みた。すなわち,窒素置換した500mlのフラスコに4.17mol/l濃度のアミン水溶液20μlと内部基準としてエーテルを10μl注入した後細かく切断した試料を0.5g加え,ガスクロマトグラフでアンモニアあるいはアミンの減少速度を測定した。この結果,未処理羊毛および酸化羊毛はともにアンモニアおよびメチルアミンを吸収したが,特に酸化羊毛の吸収速度は著しく速く,1時間以内に検知不可量まで減少した。

他方,アミンの置換基であるアルキル基が大きくなるほど,また置換基数が多くなるほど,両羊毛試料の吸収性能は低下し,これらアルキルアミンの羊毛への吸着にはアルキル基が立体障害として強く影響を及ぼすことが明らかとなった。本研究の最終目的は,廃羊毛の機能化のための化学処理の開発であり,今回はその基礎研究となるものである。従って,実験試料は廃羊毛の代わりに,羊毛繊維(トップ)を用いた。昨年度は過ギ酸処理により羊毛ケラチン中のシスチン残基をシステイン酸残基に変換すると,アンモニアおよびメチルアミンのような置換基の小さい1級アミンに対する吸収能が極めて高くなることを見出した。そこで当初の予定を若干修正し,今年度も引き続き酸化羊毛と酸化後さらにサクシニル化しCOOH基も導入した羊毛におけるアンモニア吸収能を検討した。酸化後サクシニル化した羊毛は酸化羊毛比べてアンモニアの吸収能は低かった。この理由として,サクシニル化処理では水酸化ナトリウムなどを用いるため,処理羊毛中のSO_3H基およびCOOH基がナトリウムを主とする金属塩を形成していることが考えられた。酸化後サクシニル化した羊毛を脱塩処理し金属を脱離させると,アンモニア吸収能は向上した。酸化後サクシニル化し脱塩した羊毛の1回目の吸収能評価実験での吸収能は酸化処理のみの羊毛より低かった。しかしこの評価実験を繰り返すと,2回目以降は酸化羊毛を超えるアンモニア吸収速度を示した。このことは処理羊毛中のCOOH基にもアンモニアは収着するが,SO_3H基に比べて収着速度が遅いことを示している。さらにアンモニアを繰り返し吸収させた場合の酸化羊毛の吸収速度の変化を検討した。1回目の評価実験では500mlの三角フラスコ中に含まれた約14000ppmのアンモニアが1時間でGCで検知不可の濃度にまで吸収された。しかし同実験を繰り返すと徐々に吸収速度は低下し,4回目には4時間後でも初期濃度の約60%のアンモニアが残存していた。他方,同処理羊毛を0.0005M希硫酸1Lで洗浄後水洗すると再び初めの試料のように高い吸収能を示すことが明らかになった。羊毛を過ギ酸で酸化すると極めて速やかにアンモニアを吸収する機能が発現することは一昨年,昨年の研究から明らかとなった。また,昨年度末から今年度初めの研究では,酸化羊毛をアンモニア吸収材として繰り返し使用するとその吸収機能は徐々に低下するが,0.005M希硫酸で洗浄するとその機能はほぼ完全に再生することができることが明らかとなった(18年度報告書に継ぎ再掲)。今年度はこのような羊毛繊維の酸化を実用化させることを目的として,反応時間を変化させて酸化した羊毛の平織物(染色試験用標準添付白布)の消臭性能といくつかの消費性能を評価測定した。この結果,0°Cの過ギ酸溶液中で5分間酸化した羊毛織物では若干の硬化と引張り強度の低下が認められたが優れたアンモニア吸収性を有し,酸化羊毛がアンモニア消臭性材料として有望な繊維材料となりうることが明らかとなった。他方,3M 2-メルカプトエタノール水溶液で羊毛繊維を還元するための最適反応時間(温度40°C)を2,4,6時間と変えて検討した。この結果,還元時間とSH基量との間に一定の関係なしに還元羊毛中のSH基量は379★446μmol/g・woolの範囲にあることがわかった。これらの還元羊毛のメルカプタン化合物に対する消臭性を,約40ppmのエタンチオールを含んだ2Lのテドラーバックとガス検知管を使って評価した。