hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物発光型ＤＮＡセンサーを用いた「その場」ウィルス・細菌検査法の開発

任意配列DNAを高感度検出する技術は、「その場」での疾病診断、DNA鑑定、ウィルスDNA診断が可能になると考えられるため、非常に魅力的なターゲットである。本研究では生物発光技術とゲノム編集技術CRISPR-Cas9を組み合わせることで、任意配列DNAに対する生物発光センサーの開発を行う。まず、標的DNA認識に伴うCas9タンパク質の構造変化を生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)効率の変化として検出することを試みた。BRETはルシフェラーゼの発光エネルギーで近傍の蛍光色素が励起される現象であり、その効率がルシフェラーゼと蛍光色素の距離によって変化することから、Cas9タンパク質の構造変化を発光波長変化として読み出すことができる。しかしながら、大腸菌を用いた発現系ではCas9-NanoLuc融合タンパク質を調整することが困難であることがわかった。そこで、新たな検出原理としてCas類縁体の持つ特異なヌクレアーゼ活性に着目し、標的DNAを生物発光で高感度検出するためのレポーター分子を設計した。合成したレポーター分子はCas類縁体の標的DNA認識に伴って、生物発光強度が約5倍変化することがわかった。本研究課題は、任意配列DNAに対する生物発光センサーを開発し、病原菌由来DNAを高感度検出する事を目的とする。当初の計画通り、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)とCas9タンパク質の構造変化に基づくセンサー構築を試みたが、大腸菌を用いたタンパク質調整が困難であることがわかった。そこでで、Cas類縁体の持つ特異なヌクレアーゼ活性に着目し、生物発光レポーター開発に成功した。申請書から修正を強いられたが、任意DNAを標的にできる汎用性は失われることはなく、さらに感度においてはこれまでの物を上回ると予想される。その一方で、本レポーターを用いてどれだけ類似したDNAを見分けることができるかは今後検討していかなければならない。成果としては、2年目に行う予定であった高感度化に繋がる新たなレポーター開発に成功したが、より詳細な性能評価が必要とされるため、総合的に"おおむね順調に進展している"と判断した。今後は、レポーター分子とCas類縁体を組み合わせて、相同性の高いDNA配列を見分けて検出することができるかを検証する。また、微量DNA検出のためにはレポーター分子由来のバックグランドを抑える必要がある。その課題に対しては、レポーター分子の精製および最適化を行っていく予定である。
芳香族求電子剤ならびに2種の不飽和型求核剤を用いるワンポット3成分連結反応の開発

ベンズアルデヒドにアリルシランを作用させてベンジルシリルエーテルを系内で発生させ、この中間体に対してアニソールを求核攻撃させれば連続的なFdedel-Crafts反応が進行するものと予想し、これら三者のワンポット縮合反応の検討を行った。実際に金属トリフラートの存在下で芳香族アルデヒドとアリルシランの反応をアニソール中で行った場合には過剰反応の抑制が困難であったが、金属クロリド、特に四塩化ハフニウムを触媒に用いると上記反応は円滑に促進され目的とする3成分連結体が良好な収率で得られることが分かった。さらに、同様の条件で様々な芳香族アルデヒドにアリルシランを作用させて種々のシリルエーテルを系内調製したところ、いずれの場合もこれら中間体に対する連続的なFdedel-Craftsアルキル化反応が速やかに進行し、対応する4, 4-ジアリールー1-ブテン類が高収率で得られることが分かった。シンナミルシランを第一求核剤、アニソールを第二求核剤として上記反応に適用し、さらに得られた化合物の二重結合の転位反応を行う事により抗腫瘍剤タモキシフェン類の短工程合成経路を確立した。さらに、4-ピバロイルオキシベンズアルデヒドを用いた際に得られる縮合体を鍵中間体とし、その求電子環化反応を活用して多置換テトラヒドロナフタレン型化合物を合成した。これを多置換ジヒドロナフタレンへと導きアミノ基側鎖を導入することにより、3成分連結法を活用した骨粗鬆症治療剤ナフォキシジンの人工合成を達成した。本研究ではアリール型反応剤をルイス酸触媒の存在下で縮合させ、対応する3成分カップリング体を高収率で得る検討を行い、さらに合成された縮合体を疑似ホルモン型治療薬ならびに光誘起性電子供与化合物に変換する検討を行った。まず、上半期では3成分連結反応の基質拡張を試み、ヘテロ元素を含有した求電子剤を用いることで所望のポリアリール型縮合体を高収率で得ることに成功した。さらに、p-ヨードベンズアルデヒドを求電子剤成分として用いて調製された中間体を活用し、抗腫瘍剤であるイドキシフェンを良好な収率で入手した。また、m-アニスアルデヒドを求電子剤成分として用いることにより、対応する縮合体から抗がん剤ドロキシフェンを得ることにも成功した。一方、下半期ではp-アニスアルデヒドを原料として用いて調製された3成分縮合体の分子内閉環反応を試みたところ、ヨウ素カチオン種を活性中心としてもつ酸性触媒が円滑にこの求電子環化を促進しテトラヒドロナフタレン骨格を有する多置換ステロイド型薬剤の合成中間体が高収率で生成することが分かった。この新しい双環骨格形成法を鍵工程とし、骨粗鬆症治療薬であるラソフォキシフェンの新規供給法を明らかとすることができた。
垂直入射に近いX線回折法による結晶表面構造の研究

固体表面の構造,たとえば,結晶表面の再配列構造や,表面に吸着した層の作る超構造の研究は,さまざまな方法で行なわれているが,それらの構造の原子配列については,いまだに分っていないものが少なくない.本研究では,垂直入射に近い条件を用いる独自のX線回折法により,結晶表面の原子配列を3次元的に決定することを目的としている.具体的には, Si単結晶表面上のAg, Biなどの金属を1原子層程度吸着したときにできるさまざまな超構造について,その原子配置を決定し,なぜそのような原子配置をとるか検討する.本年度は,まず, X線回折実験に適した超高真空槽を設計製作した.補助排気系には,磁気浮上型のターボ分子ポンプを用い,主排気系には,スパッタイオンポンプ,およびチタンゲッターポンプを用いた.現在,この真空樽を回転対陰極型のX線発生装置と組み合わせて, X線回析実験を行なえるよう整備を進めている.本年度は,高エネルギー研に設置されているX線回析超高真空槽を利用して実験を行なった.低速電子回析と同様な実験配置で, Si(111)面にBiを1原子層程度吸着したときにできる√<3>×√<3>構造について,いくつかの整数次の回析斑点の逆格子ロッドに沿った回析強度の変化を測定した.基板Siで回析されたX線と結晶表面のFi層で回析されたX線は,互いに干渉するので, Biの吸着位置を反映した強度変化を示すことになる.特に,逆格子点の前後で,基板Siで回析されたX線の位相はπだけ変化することを利用すれば,吸着位置を精度良く求めることができる.実験データを解析した結果は, Bi原子は,表面第一層のSi原子のダングリング・ボンドと1対1に結合したうえで,各Bi原子は,一辺が約3.1Aの正三角形状にクラスターしていることが分った. Si(111)面にAgを吸着したときに出来る√<3>×√<3>構造についても,現在,解析を進めている.固体表面の構造,たとえば,結晶表面の再配列構造や,表面に吸着した層の作る超構造の研究は,さまざまな方法で行なわれているが,それらの構造の原子配列については,いまだに分っていないものが少なくない.本研究では,垂直入射に近い条件を用いる独自のX線回折法により,結晶表面の原子配列を3次元的に決定することを目的としている.具体的には, Si単結晶表面上のAg, Biなどの金属を1原子層程度吸着したときにできるさまざまな超構造について,その原子配置を決定し,なぜそのような原子配置をとるか検討する.本年度は,まず, X線回折実験に適した超高真空槽を設計製作した.補助排気系には,磁気浮上型のターボ分子ポンプを用い,主排気系には,スパッタイオンポンプ,およびチタンゲッターポンプを用いた.現在,この真空樽を回転対陰極型のX線発生装置と組み合わせて, X線回析実験を行なえるよう整備を進めている.本年度は,高エネルギー研に設置されているX線回析超高真空槽を利用して実験を行なった.低速電子回析と同様な実験配置で, Si(111)面にBiを1原子層程度吸着したときにできる√<3>×√<3>構造について,いくつかの整数次の回析斑点の逆格子ロッドに沿った回析強度の変化を測定した.基板Siで回析されたX線と結晶表面のFi層で回析されたX線は,互いに干渉するので, Biの吸着位置を反映した強度変化を示すことになる.特に,逆格子点の前後で,基板Siで回析されたX線の位相はπだけ変化することを利用すれば,吸着位置を精度良く求めることができる.実験データを解析した結果は, Bi原子は,表面第一層のSi原子のダングリング・ボンドと1対1に結合したうえで,各Bi原子は,一辺が約3.1Aの正三角形状にクラスターしていることが分った. Si(111)面にAgを吸着したときに出来る√<3>×√<3>構造についても,現在,解析を進めている.
ゲノム情報正常発現を保証するスプライシング未完了RNAの核内繋留機構

NXF-1とCRM1は真核生物に共通するmRNAとsnRNAの核外輸送受容体である。Y14を含むEJCはスプライシング後のエキソン連結部に結合し、さまざまなmRNA代謝経路に関与している。線虫C. elegansにおいてY14を阻害した場合、CRM1及びNXF-1類似因子であるNXF-2依存的にスプライシング未完了RNAが細胞質に漏出する。タグ付きのNXF-2を発現する線虫及び培養細胞を解析した結果、NXF-2が核外輸送因子NXT-1と相互作用するとともに、翻訳開始因子eIF4Eとも相互作用し、結合するmRNAの翻訳を活性化する機能をもつことが明らかになった。本研究では、EJC中核因子がどのようにしてスプライシング複合体と相互作用し、どのようにしてスプライシング未完了RNAを核内に繋留しているのかについてその分子機構を解明し、ゲノム情報の正常発現を保証する根幹的な細胞システムを明らかにすることを目的としている。研究代表者は、Y14を中核とするpre-EJC機能をRNA干渉法によって阻害した場合、イントロンを含むスプライシング未完了RNAが細胞質に漏出するが、この漏出にはsnRNAの核外輸送受容体として知られているCRM1が関与することを明らかにしている。さらに、核外輸送受容体類似因子NXF-2がCRM1と協調してスプライシング未完了RNAの細胞質漏出に関与するも明らかにしている。この知見を基にして、平成26年度はこCRM-1とNXF-2及びmRNAの核外輸送受容体であるNXF-1のトランスジェニック線虫を作成し、それらのRNAとの相互作用や細胞内動態を解析した。その結果、線虫においても哺乳類と同様に、通常の状態ではNXF-1がmRNAの核外輸送受容体であり、CRM1がsnRNAの核外輸送受容体であることを明らかにした。また、NXF-2は単独では核外輸送受容体として機能しないものの、核のみならず細胞質において顆粒状の構造体を形成することや、この顆粒状構造体には翻訳開始因子eIF4Eが共局在することを明らかにした。この知見を基にして、平成27年度は機能未知のNXF-2、mRNAの核外輸送受容体であるNXF-1及びNXF-1の補助因子NXT-1のトランスジェニック線虫を作成し、それらの細胞内動態を解析した。その結果、核外輸送受容体NXF-1が核内に大部分が局在すること、一方核膜孔複合体との相互作用ドメインを持たないNXF-2は核に局在するとともに、細胞質において顆粒状の構造体を形成し、NXT-1もこの顆粒状構造に共局在することを明らかにした。また、NXF-2とNXT-1が相互作用することを免疫沈降実験によって明らかにした。さらに、哺乳類培養細胞の系を用いたレポーター発現解析実験によって、NXF-2が翻訳促進活性を持つことを明らかにした。以上の結果は、NXF-2が特定のmRNAを核外輸送し、輸送後のmRNAの翻訳制御に積極的に関与することを強く示唆している。トランスジェニック線虫系統を用いた細胞内局在解析が進み、免疫沈降実験系も確立できた。特に、機能が未知であったNXF-2の細胞内機能解析が大きく進展した。また、pre-EJC因子の進化的機能保存性の解析も順調に進んでいる。平成28年度は、EJC中核因子であるY14の機能が進化的に保存されているかどうかの検討を行った。哺乳類培養細胞であるHeLa細胞においてY14を阻害した場合のRNAを網羅的に配列解析した結果、細胞周期の進行に関係する遺伝子群に存在する比較的短いイントロンのスプライシングが未完了となることが明らかになった。しかし、これらのスプライシング未完了RNAが核外漏出しているかどうかについては解析できなかった。このような短いイントロンを含むレポーターRNAにY14などのEJC中核因子を人為的に結合させる実験から、EJC中核因子が効率的なスプライシングに必要であることが確認できた。

以上のことから、EJC中核因子がスプライシングに積極的に関与すると言う点で、線虫とヒトにおいて機能的に保存されていることが示唆された。NXF-1とCRM1は真核生物に共通するmRNAとsnRNAの核外輸送受容体である。Y14を含むEJCはスプライシング後のエキソン連結部に結合し、さまざまなmRNA代謝経路に関与している。線虫C. elegansにおいてY14を阻害した場合、CRM1及びNXF-1類似因子であるNXF-2依存的にスプライシング未完了RNAが細胞質に漏出する。タグ付きのNXF-2を発現する線虫及び培養細胞を解析した結果、NXF-2が核外輸送因子NXT-1と相互作用するとともに、翻訳開始因子eIF4Eとも相互作用し、結合するmRNAの翻訳を活性化する機能をもつことが明らかになった。各種核外輸送受容体のトランスジェニック線虫系統の作成は順調に進み、これらのトランスジェニック線虫を用いた免疫沈降実験で結合するRNAを解析する系を確立できた。しかし、pre-EJC因子やスプライシング因子SF3bのトランスジェニック線虫の作成がなかなかうまく行かず、これらの因子に結合するスプライシング未完了RNAの配列解析が遅れている。NXF-2が関与すると想定される学術的に新規性が高いmRNAの核外輸送と翻訳制御の連携システムの研究を優先的に実施するとともに、このシステムとスプライシング未完了RNAの核内繋留機構との関連性を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学スプライシング未完了RNAの核内繋留に関与すると考えられるpre-EJC因子やSF3bのトランスジェニック系統の作成を引き続き進めて研究の遅れを取り戻す。また、研究の過程で発見したNXF-2の細胞内顆粒の機能解析を新たに計画に入れる。さらに、哺乳類細胞においてpre-EJC因子を阻害する系を確立し、同様に次世代シーケンサーを用いた解析を行い、スプライシング未完了RNAの核内繋留機構に進化的共通性があるかどうかを検証する。予定していた試薬の納入が遅れたため。28年度は当該試薬が納入可能になったので使用する。
新しいメディア政策をめぐる地域のコンセンサス形成過程に関する実証的研究

三年間にわたる本研究は、主として全国各地のニュ-メディア政策の進歩状況を現地調査によって進めた。一口にニュ-メディアといってもその施設や機能はきわめて多岐にわたるため、本研究ではCATVに的を絞り、その実態についての実証研究を行った。以下にその要約を述べる。1、初年度及び第2年度は、一方で国(各省庁)のニュ-メディア政策がいかなるもので、それらがどのような特長をもって進められているかを理解し、他方で国の政策が具体的に地域社会にどこまで進められているかを資料及び現地調査でフォロ-した。2、国の政策と地域の政策が比較的順調に進行している地域情報化は農水省のMPIS政策であることから、実証研究の的をそこに絞り、九州の大分、熊本、四国の徳島、香川、さらに長野、岐阜などの諸県諸地域に数度の現地調査を行った。3、MPISにおける事業展開の中核はCATVであり、CATVによって地域の行政、経済、産業、文化の情報提供は着実に進行している。このことによって、地域社会におけるト-タルなコンセンサス形成も徐々に進行し、新しいコミュニティ運動や連帯意識の醸成もなされていることが認識される。4、問題は、いかに地域社会にとって有効な情報装置と地域情報が機能するかということであるが、各省庁の足並みがそろわないところが、結果として地域社会に混乱を招いている。国の政策的、資金的援助を有効に発揮するためには、国が地域の主体性を尊重しつつ、政策を展開してゆくことが何よりも肝要なことである。昭和63年度は、研究初年度であるため、関連論文の中から基本的文献を数度の研究会で検討しながら、同時に研究目的である地域社会の実証的研究を行うため、まず全国の新しいメディア政策の計画あるいは展開しつつある地域を選定し、とりわけ国の政策と連動しながら自治体や当該地域でのとりくみを予備調査することによって、われわれの共通の現実認識をもつことにした。そのため、申請時に挙げた地域よりもはるかに多くの現地予備調査をすることにより、全国的な新しいメディア政策の傾向を把握することができた。予備調査を行った地域としては、大分県大山市、盛岡市、広島市、唐津市、鹿児島県出水町、佐賀県白石町、香川県寒川町、岐阜県国府町、札幌市、函館市などがあり、かなり広範な地域を主として聴取りと現地資料収集によって調査した。国の情報化政策は日増しに急がれ、現実化してゆく傾向を見てとれるが、しかし、テクノピア構想、ニューメディア・コミュニティ構想、グリーントピア構想などの進捗状況は必ずしも全国的に足並みがそろっているわけではない。そうした中で比較的先進的な地域と思われる箇所を選定し、予備調査を行ったが、各省庁の政策の違いや地域や自治体の取組み体制、熱意の違いが現状ではバラツキのみが顕著にみられる状況を呈している。したがって新しいメディア政策に対する地域諸団体や住民のコンセンサス形成が、いかなるプロセスで達成されているのかといった領域までは今年度足を踏み入れることが困難であった。数度の研究会や予備調査、資料収集などから得た知見について、今年度は研究代表者が「中央大学文学部紀要」に論文を掲載することにした。平成元年度は、第2年目に入るため、前年度で得た資料やデ-タを下に、地域社会の情報化が具体的にどのように進み、かつ又各地域の特性にあわせて、いかなる情報政策が具体的に進行しているかを、主として現地調査によって知見を得ることに努力した。国の地域情報化政策は、各省庁が様々な計画を打出し、それぞれに指定地域やモデル地域を設定している。しかし、現実の地域情報化は、必ずしも具体化された形で進行していないのが実態である。しかし、今年度、数多くの地域を調査する過程で、主として農水省の進めてきた構造改善事業の一環として、すでに10年余の歴史をもつMPIS(多目的情報システム)は、農村を中心とした情報化がかなり当該地域に密着していることがわかった。

あわせて、平成元年度から、自治省が新たに地域情報化推進計画をたて、都道府県、市町村に情報化を呼びかけたことが、当該自治体に新たな刺激をもたらし、職員の関心も徐々に上向きになりつつあることが指摘できる。その点では秋田県大内町や群馬県伊勢崎市では、具体的作業に入りつつあることを現地調査により明確化したが、とりわけ、農水省のグリ-ントピア計画の指定を受けた徳島県の事例は、徳島市国府町、石井町、土成町、大俣農協がすでにCATVを中心とした多機能型地域情報を手がけつつあり、今後、回線を結びつけて広域的なCATVネットワ-ク・サ-ビスを計画中である。この事例は、国一県一地元が一体となってメディア改策を形成してゆく最初のモデルとなろう。その意味から期待がもてるが、地域のコンセンサス形成については、必ずしも一様ではないことから、次年度以降の更なる調査研究によって、その中味を客観的・科学的に把握したい。3年間にわたる本研究は、主として全国各地のニュ-メディア政策の進捗状況を現地調査によって進めた。一口にニュ-メディアといってもその施設や機能はきわめて多岐にわたるため、本研究ではCATVに的を絞り、実証研究を行った。以下に研究成果を要約する。1、初年度及び第2年度は、一方で国(各省庁)のニュ-メディア政策がいかなるもので、それらがどのような特徴をもって進められているかを理解し、他方で、国の政策が具体的に地域社会にどこまで進められているかを資料及び現地調査でフォロ-した。2、国の政策と地域の政策が比較的順調に進行している地域情報化は農水省のMPIS政策であるため、実証研究の的をそこに絞り、九州の大分、熊本、四国の徳島、香川、さらに長野、岐阜等に数度の現地調査を行った。3、MPISにおける事業展開の中核はCATVであり、CATVによって地域の行政、経済、産業、文化の情報提供は着実に進行している。このことによって、地域社会におけるト-タルなコンセンサス形成も徐々に進行し、新しいコミュニティ運動や連帯意識の醸成もなされていることが判明した。4、問題は、いかに地域社会にとって有効な情報装置と地域情報が機能するかということであるが、各省庁の足並みがそろわないところが、結果として地域社会に混乱を招いている。国の政策的・資金的援助を有効に発揮するためには、国が地域の主体性を尊重すべき政策を展開してゆくことが何よりも肝要なことである。
細胞を異常増殖と癌形質発現に導く分子機構の体細胞変異株を用いた研究

細胞増殖において染色体DNAが複製を完了した後正しく娘細胞に分配される際、染色体凝縮は必須の反応である。この染色体凝縮の調節遺伝子を変異株の利用によってヒトDNAからクローン化し、さらに同cDNAをクローン化した。その結果、本遺伝子は421アミノ酸からなる蛋白質をコードし、約55アミノ酸を単位とする7回繰返し構造を含むユニークなものであった。同遺伝子座をヒト第1染色体に決定した。DNA複製の主役を担うDNAポリメラーゼαの温度感受性変異株を高温にさらすと、M期において高頻度の染色体異常及び姉妹染色分体交換が誘発された。このことは、DNA複製の阻害がDNA2重鎖切断を介して染色体の不安定性を引き起し細胞死につながることを明確に示す。ヒトチミジル酸合成酵素mRNAの5'側非翻訳領域は28塩基を基本単位とする3回反復構造からなり、3通りのstem-loopを形成しうる。本構造を改変し翻訳活性との対応をみたところ、上記stem-loop構造が翻訳を抑制することが示唆された。高温にさらすと染色体異常や姉妹染色分体交換を誘発する変異株を14株分離したが、同条件下に外来遺伝子を移入すると形質転換頻度が正常値より40-70倍高いもの、あるいは低いものがあった。この結果は、染色体不安定性が遺伝子組換えと関連することを示す。また、遺伝子組換えのin vitroの測定系の樹立に関し、基礎検定を終えた。ホスファチジルセリン(PS)要求変異株を分離しPSが細胞増殖に必須であること、PSはホスファチジルコリンを前駆体としてリン脂質・セリン交換酵素によって生合成されることを解明した。また、Sindbisウイルス感染に際してPSがウイルスとエンドソーム膜との融合過程に必須の膜成分であることを示唆した。
新規軟骨無形成症治療薬開発研究

メクロジンは軟骨細胞においてFGFR3シグナルを抑制し、ACHマウスモデルへの経口投与により骨伸長促進効果が認められている。本研究では、メクロジンによるACHの根本的治療開発に向けて、FGFR3シグナルにおけるメクロジンの作用機序を検討する。FGFR3シグナルのMAPK経路のうちERKの上流に位置するMEKやRAF、さらにSTAT経路に与える効果や生体内にユビキタスに発現しているERKのリン酸化に与える影響を検討する。また、ACHマウスモデルに各種濃度のメクロジンを投与して副作用が少なく最大限効果を発揮できる用量やACH以外のFGFR3シグナルが関連した疾患動物モデルにおける効果を検討する。
客観的妥当性の高い英語前置詞の多義構造記述と学習者への効果的な提示法の研究

英語において、前置詞は頻度の観点でも担う意味・機能の幅広さの観点でも極めて重要であるが、日本人英語学習者にとって習得が難しいもののひとつである。英語教育の効果を高めるためには、各前置詞の意味の全体像をより客観的で納得感の高い形で記述し、学習者に提示する必要がある。本研究では前置詞に伴うジェスチャーに着目することで語義間の距離を推定し、より客観性を高めた前置詞の多義構造記述を行い、学習者の前置詞使用実態も踏まえた、前置詞の語義ごとの習得困難度を反映した前置詞の効果的な提示法を検討する。
シアノバクテリアの光混合栄養培養における炭素源の高効率変換とPHB生産

本申請課題では,好熱性シアノバクテアSynechococcus sp. MA19株およびゼニゴケカルスMarchantia polymorpha HYA-2F株を対象として,光混合栄養条件下における有機炭素源およびエネルギー利用特性を検討した.シアノバクテリアMA19株を種々の有機炭素源を含む培地中で培養したところ,スクロースを資化できることが分かった.また培地中のリン酸イオン濃度がポリヒドロキシ酪酸の生産性に大きな影響を及ぼすことを見出した.スクロースを含む培地中において,入射光強度067W/m^2の範囲で培養したところ,総エネルギー吸収量E_T=5.8×10^6J/g-cellsのとき,炭素回収率R_X=1.1および二酸化炭素放出率R_E=-0.18となった.従来報告されている光混合栄養細胞におけるR_X値は0.70.8であり,MA19株では,その代謝過程で排出されるガス状基質としてのCO_2も細胞内へ取り込まれて,細胞成分として有効にトラップしうることが示された.一方,外部照射型バイオリアクターによるゼニゴケ細胞HYA-2F株の光混合栄養培養(有機炭素源:グルコース)を実施した.その結果,吸収光エネルギー量をE_C=3.5×10^2W/kgに保った回分培養では,培養期間を通じてリアクターからのCO_2の放出が認められず,入射光強度を50W/m^2で一定にした培養と比べ高い細胞収率が達成された.また,エネルギー利用特性を代謝フラックス解析により検討した.その結果より,細胞内における光合成と呼吸によるエネルギー変換効率を求め,光および炭水化物によるエネルギーからATPへの変換特性を考慮した光照射制御を行うことにより,光強度を一定とした培養に比べ,供給エネルギー基準における細胞収率を著しく向上できることを示した.本申請課題では,好熱性シアノバクテアSynechococcus sp. MA19株およびゼニゴケカルスMarchantia polymorpha HYA-2F株を対象として,光混合栄養条件下における有機炭素源およびエネルギー利用特性を検討した.シアノバクテリアMA19株を種々の有機炭素源を含む培地中で培養したところ,スクロースを資化できることが分かった.また培地中のリン酸イオン濃度がポリヒドロキシ酪酸の生産性に大きな影響を及ぼすことを見出した.スクロースを含む培地中において,入射光強度067W/m^2の範囲で培養したところ,総エネルギー吸収量E_T=5.8×10^6J/g-cellsのとき,炭素回収率R_X=1.1および二酸化炭素放出率R_E=-0.18となった.従来報告されている光混合栄養細胞におけるR_X値は0.70.8であり,MA19株では,その代謝過程で排出されるガス状基質としてのCO_2も細胞内へ取り込まれて,細胞成分として有効にトラップしうることが示された.一方,外部照射型バイオリアクターによるゼニゴケ細胞HYA-2F株の光混合栄養培養(有機炭素源:グルコース)を実施した.その結果,吸収光エネルギー量をE_C=3.5×10^2W/kgに保った回分培養では,培養期間を通じてリアクターからのCO_2の放出が認められず,入射光強度を50W/m^2で一定にした培養と比べ高い細胞収率が達成された.また,エネルギー利用特性を代謝フラックス解析により検討した.その結果より,細胞内における光合成と呼吸によるエネルギー変換効率を求め,光および炭水化物によるエネルギーからATPへの変換特性を考慮した光照射制御を行うことにより,光強度を一定とした培養に比べ,供給エネルギー基準における細胞収率を著しく向上できることを示した.光照射下において,種々の糖を含む培地中でシアノバクテリアMA19株を培養したところ,シュークロース培地中で著しく細胞増殖が促進され,本株がシュークロースを資化できることが分かった.さらに,培地中のリン酸イオン濃度が,ポリヒドロキシ酪酸(PHB)の生産性に大きな影響を及ぼすことを見い出した.培地中へのリン酸塩の添加を制御し,細胞内リン含有量を0.08mmol/g-cellsに維持したとき,細胞内で蓄積されるPHBの含有量が顕著に向上し,最大で0.62g-PHB/g-cellsに達した.一方,外部照射型バイオリアクターによるゼニゴケ細胞HYA-2F株の光混合栄養培養(有機炭素源:グルコース)を実施した.その結果,培養初期において培養槽内の平均光強度が比較的高い範囲(平均光強度:824W/m^2)では,細胞による二酸化炭素の排出が極めて低レベルに抑制され,他方,細胞の対糖収率は,1.2g-cells/g-glucoseと非常に大きな値を示した.従属栄養培養における細胞の対糖収率は,通常0.5g-cells/g-glucose前後であることから,HYA-2F株の光混合栄養培養においては,有機炭素源としてグルコースの効率的な利用と同時に,その代謝過程で排出されるガス状基質としての二酸化炭素も細胞内へ取り込まれて,細胞成分として有効にトラップしうることが示された.本年度は,好熱性シアノバクテリアSynechococcus sp.MA19株およびゼニゴケカルスMarchantia polymorphaHYA-2F株を対象として,光混合栄養条件下における有機炭素源およびエネルギー利用特性を検討した.シアノバクテリアMA19株を,初期スクロース濃度5kg/m^3,入射光強度067W/m^2の範囲で培養した.

入射光強度45W/m^3までは,炭素回収率R_Xは,入射光強度の上昇とともに向上し,他方,二酸化炭素放出率R_Eは減少した.入射光強度67W/m^3のとき,炭素回収率R_X=1.1および二酸化炭素放出率R_E=-0.18となり,細胞によるCO_2放出は実質上ゼロ(空気中CO_2の取り込みによりR_Eは負の値)となることが分かった.従来報告されている光混合栄養細胞におけるR_X値は0.70.8であり,MA19株では,その代謝過程で排出されるガス状基質としてのCO_2も細胞内へ取り込まれ,炭素源を効率的にバイオマスおよびPHBに変換しうることが示された.一方,外部照射型バイオリアクターによるゼニゴケ細胞HYA-2F株の光混合栄養培養(有機炭素源:グルコース)を実施した.その結果,細胞による吸収光エネルギー量をE_C=350W/kgに制御することにより,培養期間を通じてCO_2の排出のない培養が達成された.さらに,光混合栄養における代謝フラックス解析により,細胞内における光合成と呼吸作用によるエネルギー変換効率を求めた.その結果,光および有機炭素源由来のエネルギーからATPへの変換効率は,最大で約10%であることが分かった.また,ATPへの変換効率を考慮した光照射制御を行うことにより,光強度を一定とした培養に比べ,供給エネルギー基準の細胞収率を著しく向上できることが示された.
冷却カルシウム原子を用いた精密原子干渉計の開発と時間標準への応用

これまで時間標準にはセシウム原子とマイクロ波を用いた原子干渉計がもちいられてきた。これに対して近年、さらに高精度な時間標準を作成するために、アルカリ土類原子と可視光を用いた原子干渉計の研究が進められている。当研究ではアルカリ土類であるカルシウム原子を用いた精密原子干渉計の開発を目標としている。原子干渉計の精度を上げるには原子を冷却するとよい。当研究ではこれまでに、700°Cの熱カルシウム原子ビームから直接、レーザー冷却法の基底となる方法である磁気光学トラップで10^7個程度のカルシウム原子を捕捉した。しかし、この冷却原子を用いて原子干渉計を構成するには、現在原子を操作する423nmのレーザー光がより多く必要となることが予想される。そこで、近年開発された非線形光学結晶BiBO結晶を用いた場合の423nmレーザー光を生成する効率を調べた。一方、以前に引き続き、原子ビームを用いた原子干渉計の研究を進めた。以前、2色場と3準位の相互作用を用いた原子干渉計を研究したが、今回は3色場と4準位が相互作用する原子干渉計を構成し、研究を行った。この原子干渉計は3個の原子干渉計を含み、それらが影響しあう、多重干渉と呼ばれる現象を引き起こすことを予想し、実験によってこれを確かめた。また、以前行ったライトシフト(ACシュタルクシフト)の測定を引き続き行い、精度を上げた。当研究はカルシウム原子を用いた精密原子干渉計の開発を目標としている。その原子干渉計の様式のひとつに光の2色場と原子の3準位の相互作用を利用した2色場3準位原子干渉計がある。これまでにこの干渉計を用いてAC効果の測定といった実績をあげてきたが、その理論的解析は行われていなかった。そこで、2色場と3準位の相互作用を含んだハミルトニアンから光ブロッホ方程式に似た方程式を解析的に導き、この相互作用を用いた3つの原子干渉計について、その性能の理論的評価を行った。また、この原子干渉計に用いる原子の供給源が原子ビームの場合とレーザー冷却された原子の場合についての比較も行った。一方、アルカリ土類の準安定状態を用いた原子干渉計を視野に入れ、この準安定状態の知られていないいくつかのパラメータを測定する実験も必要である。そこで、その準安定状態からの遷移に非共鳴な光を入射した時に起こるライトシフト(ACシュタルクシフト)による原子の波動関数の位相変動を原子干渉計で測定することにした。まず、よく知られた遷移に関してこの実験を行い、それが既知値とよく一致することを確かめた後、目的の遷移にこの実験を行い、その遷移の遷移強度を測定することができた。こういった原子干渉計の精度を上げるにはレーザー冷却された原子を用いるのが有利である。そこで、カルシウム原子のレーザー冷却により原子を捕捉する実験を行った。また、去年度まで行ってきた研究についてまとめ、これに関する論文を2つ発表した。時間標準は世界各国に存在し、その装置間の時間合わせや比較が重要となる。時間標準同士の比較には電波通信を用いる方法があるが、どうしても遅延が存在してしまう。そこで可搬型の時間標準があれば遅延なしに精度の評価が行えることが期待できる。しかし、現在の時間標準は大規模なレーザー光源や真空槽が必要となる。そこで、当研究ではレーザー光源や真空槽、レーザー冷却法を工夫し、可搬型の冷却カルシウム原子時間標準の開発を目標としている。これまでに、700°Cの熱カルシウム原子ビームから直接、レーザー冷却法の基底となる方法である磁気光学トラップで10^6個程度のカルシウム原子を捕捉した。しかし、熱原子ビームをあらかじめ減速できれば、さらに多くの原子を捕捉することが可能になる。原子を減速する場合には、ドップラー効果による原子と光の共鳴周波数のドップラー効果によるずれを補償する機構が必要で、一般には磁気によるゼーマン分裂を利用したゼーマン減速法を用いる。しかし、それには大きなコイルが必要になり、この研究の目的に合致しない。そこで、当研究では白色光減速法を用いることにした。これは、光の周波数分布を作為的に広げることでドップラー効果を補償する方法である。電気光学変調器により光の周波数分布を広げるなどした結果、カルシウム原子を10^7個程度捕捉することに成功した。一方、時間標準は原子の波動性を利用した「原子光学」的装置であるが、近年この分野で希薄原子気体のボース-アインシュタイン凝縮が達成されて以来、原子光学の発展が著しい。その基礎知識と最新の成果の敷衍のために、P.Meystreによる「Atom Optics」を邦訳した。また、原子干渉計の様式のひとつ、光の2色場と原子の3準位の相互作用を利用した2色場3準位原子干渉計に対する理論的解析を論文にまとめ、公表した。

そこで、近年開発された非線形光学結晶BiBO結晶を用いた場合の423nmレーザー光を生成する効率を調べた。一方、以前に引き続き、原子ビームを用いた原子干渉計の研究を進めた。以前、2色場と3準位の相互作用を用いた原子干渉計を研究したが、今回は3色場と4準位が相互作用する原子干渉計を構成し、研究を行った。この原子干渉計は3個の原子干渉計を含み、それらが影響しあう、多重干渉と呼ばれる現象を引き起こすことを予想し、実験によってこれを確かめた。また、以前行ったライトシフト(ACシュタルクシフト)の測定を引き続き行い、精度を上げた。
科学的知識を得ることによる日常的知識のとらえ直しの過程とその促進要因の解明

本研究では,科学的概念を得ることによって,それと矛盾する日常的概念を中心とする知識体系がどのように変化するのかを明らかにすることが目的であった.題材として「地球は丸い」「球面の至るところに人間や事物が存在する=ものは下に落ちない場合がある」の二つの命題からなる地球の形についての科学的概念,「地面は平らである」という日常的概念,「地面は平らに見える」という日常経験を取り挙げた.本年度は研究2として,次の二つの実験を行った.<第1実験>本実験では成人がどのような思考プロセスを経て日常経験と科学的概念の間の矛盾を解消し統合するかを検討した.文系大学生・大学院生20名を対象に「地球は丸いのに,地面が平らに見えるのはなぜか」という質問に答えてもらい,その後,答えを導き出すまでに生じた思考プロセスを詳細に説明してもらった.その結果,20名中17名の被験者は,いきなり地面の見え方の変化を説明する一般的原理(具体的な状況を超えて一般的に適用可能な一原理;「地球のほんの少しの部分しか見えないときは地面は平らに見え,多くの部分が見えるときは丸く見える」)を使用して統合することはなく,最初は1)地面の見え方の変化を説明する個別的原理(地面の見え方が変化する具体的な状況を個別的に説明する個別的原理;「地球からの距離によって地面の見え方は変化する」「地球の大きさによって地面の見え方は変化する」「地球上の人の大きさによって地面の見え方は変化する」)を使用して矛盾を解消し,次に2)1)のプロセスを一般的原理を使用して説明しなおすというプロセスを踏む被験者が多いことが示された.<第2実験>本実験では,地面の見え方の変化を説明する一般的原理の導入が子どもにとっては困難である原因について明らかにするために,小学校1年生から3年生の児童約30名を対象に実験を個人実験を行った.その結果、多くの子どもは,(1)円や球の一部の曲率を過大視し,(2)大きさが異なっても円や球の曲がり具合は同じ,という強いバイアスを持っていることが明らかになった.このことから,一般的原理の導入の困難性の一つの要因として,子どもが球や円について,一般的原理と矛盾する誤った知識(球や円は,常に丸さは同じ)を持っており,それが影響を及ぼすと推測される.本研究では,科学的概念を得ることによって日常的概念を中心とする知識体系がどのように変化するのかを明らかにすることを目的とする.平成10年度は、研究1として、子どもは、科学的概念と日常的概念をいかに関連づけているのかを検討した.既に以前に行った〈実験1〉の結果に基づいて,本年度行った〈実験2〉〈実験3〉では,科学的概念の枠組みの中に日常経験を統合する方法としてどのようなものを想定することができるのかを明確にし,統合の仕方は発達的にどのように変化していくのかを検討した.「地面は平らに見える」という日常経験を地球の形についての科学的概念(「地面は丸い」「球面の至るところに人間や事物が存在する=ものは下に落ちない場合がある」)の中に統合するためには,地面の見え方の変化を説明する原理(「どのような場合に地面は丸く見えたり,平らに見えたりするのか」を説明する原理)を獲得することが必要である.そのような原理として次の二つの原理を想定した.第1に,地面の見え方が変化する具体的な状況を個別的に説明する個別的原理(「地球からの距離によって地面の見え方は変化する」「地球の大きさによって地面の見え方は変化する」「地球上の人の大きさによって地面の見え方は変化する」)である.第2に,具体的な状況を超えて一般的に適用可能な一般的原理(「地球のほんの少しの部分しか見えないときは地面は平らに見え,多くの部分が見えるときは丸く見える」)である.小1・16名,小3・15名,小5・14名を対象にした二つの実験(実験2,3)の結果,個別的原理は小1において既に獲得されていること,一般的原理は小3小5の間のある時点で獲得されることが明らかになった.このことから,最初に,個別的原理を導入することによって日常経験の統合がなされ,後に一般的原理を導入することによって日常経験の統合がなされるようになると推測される.本研究では,科学的概念を得ることによって,それと矛盾する日常的概念を中心とする知識体系がどのように変化するのかを明らかにすることが目的であった.題材として「地球は丸い」「球面の至るところに人間や事物が存在する=ものは下に落ちない場合がある」の二つの命題からなる地球の形についての科学的概念,「地面は平らである」という日常的概念,「地面は平らに見える」という日常経験を取り挙げた.本年度は研究2として,次の二つの実験を行った.<第1実験>本実験では成人がどのような思考プロセスを経て日常経験と科学的概念の間の矛盾を解消し統合するかを検討した.文系大学生・大学院生20名を対象に「地球は丸いのに,地面が平らに見えるのはなぜか」という質問に答えてもらい,その後,答えを導き出すまでに生じた思考プロセスを詳細に説明してもらった.その結果,20名中17名の被験者は,いきなり地面の見え方の変化を説明する一般的原理(具体的な状況を超えて一般的に適用可能な一原理;

「地球のほんの少しの部分しか見えないときは地面は平らに見え,多くの部分が見えるときは丸く見える」)を使用して統合することはなく,最初は1)地面の見え方の変化を説明する個別的原理(地面の見え方が変化する具体的な状況を個別的に説明する個別的原理;「地球からの距離によって地面の見え方は変化する」「地球の大きさによって地面の見え方は変化する」「地球上の人の大きさによって地面の見え方は変化する」)を使用して矛盾を解消し,次に2)1)のプロセスを一般的原理を使用して説明しなおすというプロセスを踏む被験者が多いことが示された.<第2実験>本実験では,地面の見え方の変化を説明する一般的原理の導入が子どもにとっては困難である原因について明らかにするために,小学校1年生から3年生の児童約30名を対象に実験を個人実験を行った.その結果、多くの子どもは,(1)円や球の一部の曲率を過大視し,(2)大きさが異なっても円や球の曲がり具合は同じ,という強いバイアスを持っていることが明らかになった.このことから,一般的原理の導入の困難性の一つの要因として,子どもが球や円について,一般的原理と矛盾する誤った知識(球や円は,常に丸さは同じ)を持っており,それが影響を及ぼすと推測される.
住宅熱性能の実用的実測評価法に関する研究

建築基準法の抜本的改正や、住宅の品質確保の促進等に関する法律の制定などに見られるように、近年住宅分野でも消費者保護が要求されるようになってきている。本研究では、それらの要請にこたえるべく、省エネルギー基準において採用され一般的に関心の高い、熱損失係数(Q値)や日射取得係数(μ値)など、住宅の熱性能を実測評価によって求める実用的な方法について検討を行った。本研究では、以下の4つのフェーズで研究を行い、成果を得た。(1)熱シミュレーションによって得られた非定常な温度データに対してシステム同定理論を適用し、同理論によって熱損失係数などの建物熱特性値が精度よく同定されることを確認した(平成13年度)。(2)小規模実験住宅において得られた単室の非定常温度データに対して同様な同定理論を適用し、同理論によって熱損失係数が同定されるか、検証した。その結果、測定期間が2日以上であるなど、いくつかの条件が満足されるならば、この同定理論から得られる熱損失係数は妥当なものであり、同定手法として信頼性と再現性の点でも問題のないものであることが確認された(平成1314年度)。(3)人工気候室において取得した多数室の定常温度データに基づき同定する手法について検討を行った。その結果、妥当な熱損失係数を得た(平成1415年度)。(4)現実の戸建住宅において非定常な温度データに基づき同定する手法について研究した。とくに、励振として与える内部発熱の分布と熱量について検討を行い、同定結果の精度を確保するために必要な実用的実験手法について提案した(平成15年度)。昨今の建築基準法の抜本的改正や住宅の品質確保の促進等に関する法律の制定などが示すように、住宅分野でも消費者保護のために性能表示や性能保証が求められつつある。本研究は、これらの要請にこたえるべく、住宅の熱性能を実測によって測定・評価する手法を研究するものである。熱性能を表す指標としては、省エネルギー基準において採用されている熱損失係数(Q値)と日射取得係数(μ値)を選定した。本研究は、次の4つのフェーズで構成される。1.ミュレーションデータを用いた同定手法の事前検討2.小規模実験住宅における同定実験3.再現性と信頼性の観点から見た各種同定手法の評価4.実用的同定手法の提案とその検証現在はこのうち1.と2.を中心に研究を行っている。1.では、熱負荷シミュレーションの計算結果として出力される室温に基づき、指標の同定手法を検討するものである。これはいわば、正解がわかっている問題に対して、同定手法を適用することになるので、結論が明快に得られる。これにより、想定した伝熱モデルがほぼ妥当であることが確認された。2.では、屋外に木造の実験棟を建設し、さまざまな設定条件の下で、Q値の同定実験を行うものである。今年度は、外壁が無断熱の状況(Q値が大きい)で、以下の実験を行い、解析した。・発熱量の大小が同定精度に与える影響を検証するための実験・発熱パターンが同定精度に与える影響を検証するための実験・実験期間が同定精度に与える影響を検証するための実験・季節による差異の有無を確認するための実験また、室内の気流性状を把握するため、温度が調節可能で気密性を変化させられる規模の小さな実験室を作成し、実験を行った。本研究では、それらの要請にこたえるべく、省エネルギー基準において採用され一般的に関心の高い、熱損失係数(Q値)や日射取得係数(μ値)など、住宅の熱性能を実測評価によって求める実用的な方法について検討を行っている。本研究は、大きく次の4つのフェーズがある。(1)シミュレーションデータを用いた同定手法の事前検討(2)小規模実験住宅における同定実験(3)再現性と信頼性の観点から見た各種同定手法の評価

(4)実用的同定手法の提案とその検証昨年度の研究で(1)については検討を完了し、今年度は(2)(3)に関して検討を行った。(2)で得られた実験データを解析することにより、過去に提案された熱損失係数の同定手法について、・発熱パターンの違いが同定結果に与える影響・断熱性能の違いが同定結果に与える影響・実験期間が同定結果に与える影響・通気層及び外装材が同定結果に与える影響を明らかにし、それらの検討結果から適切な発熱パターン及び適切な外乱の計測ポイントが明らかとなった。(3)に関しては評価の基本となる定量的な評価指標及びその計算法を開発し、その妥当性を確認した。また、μ値については新たな同定手法を開発し、そのための同定実験を行った。現在、その妥当性及ぴ問題点について検討を行っているところである。建築基準法の抜本的改正や、住宅の品質確保の促進等に関する法律の制定などに見られるように、近年住宅分野でも消費者保護が要求されるようになってきている。本研究では、それらの要請にこたえるべく、省エネルギー基準において採用され一般的に関心の高い、熱損失係数(Q値)や日射取得係数(μ値)など、住宅の熱性能を実測評価によって求める実用的な方法について検討を行った。本研究は、大きく分けると、次の4つのフェーズがある。(1)シミュレーションデータを用いた同定手法の事前検討(2)小規模実験住宅における同定実験(3)再現性と信頼性の観点から見た各種同定手法の評価(4)実用的同定手法の提案とその検証昨年度までに(1)(3)の研究を行い、今年度はこれらに加えて(4)を行った。具体的には、実物大の実験住宅を使用して、同定のための発熱量と発熱点数と同定精度・信頼性との関係について、明らかにした。その結果、床面積が100m^2規模の住宅であれば、発熱量は2000W(20W/m^2)、発熱点数は6箇所という実用的な数量で、信頼できる熱損失係数が同定できることが分かった。また、発熱量を4000W(40W/m^2)まで高めれば非常に高い信頼性で同定できることが分かった。これらの結果は、今後、実用的な熱損失係数同定装置の開発において、貴重な設計資料となるものと思われる。
亜鉛欠乏状態における放射性物質の代謝と放射線感受性に関する研究

標記の課題について研究し、以下の成績を得た。1.幼若および成熟マウスに低亜鉛飼料および正常亜鉛飼料を給与し、放射性亜鉛を経口的に投与したところ、低亜鉛飼料群の体内残留率が著しく高くなるとともに、代謝回転率が低下した。飼料中の亜鉛濃度を高めると、消化管における放射性亜鉛の吸収率が低下した。安定体亜鉛の投与は、放射性亜鉛による内部被曝線量の低減に有効であることが示唆された。2.各妊娠のマウスを低亜鉛飼料および正常亜鉛飼料給与群に分け、それぞれに放射性亜鉛を経口的に投与したところ、低亜鉛飼料給与群の体内残留率が顕著に高くなり、かつ胎児における取りこみ量も増加した。各妊娠マウスの体内残留率は分娩と同時に急激に低下した。分娩前日の体内残留率と分娩直後の体内残留率の差は、分娩直後の新生子に取りこまれていた放射線亜鉛量に相当していた。3.低亜鉛飼料および正常亜鉛飼料給与マウスの臓器における放射性亜鉛の取りこみを経日的に調べた。肝、腎、脾、膵臓等の主要な臓器では、低亜鉛飼料群の方が高い濃度を示した。このことは、体内残留率とも符合している。4.SPFマウスを供試し、低亜鉛飼料と正常亜鉛飼料に分け、半致死線量に相当するガンマ線を照射して死亡率を観察し、放射線感受性について検討した。最終年度には例数を増やして死亡率を調べたところ、低亜鉛飼料群の方が正常亜鉛飼料群よりも低くなるという結果を得た。この結果は予想と反したものであり、今後さら実験を継続して成績を確実なものにするよう計画中である。卵白アルブミンをタンパク源として低亜鉛飼料を作製した。その低亜鉛飼料給与下の幼若および成塾マウスに放射性亜鉛を経口投与し、消化管吸収率および体内残留率を追跡した。放射能の測定には、本学RI総合実験室に設置されているガンマ線計測器(小動物用ホールボディカウンター)を使用した。なお、低亜鉛飼料の作製に際しては、本研究費補助金によって購入・設置されたV型混合機を活用した。結果:幼若および成熟マウスとも、低亜鉛飼料給与群では正常亜鉛飼料給与群に比較して放射性亜鉛の体内残留率が著しく高くなり、生物学的半減期も延長された。さらに飼料中の亜鉛濃度を変えて放射線亜鉛の消化管吸収率を調べた。幼若および成塾マウスとも、亜鉛濃度が高くなるのに従って吸収率が低下した。このことは安定体亜鉛が放射性亜鉛の消化吸収率を低下させ、その結果被ばく線量が低減されることを示唆している。主要臓器における放射性亜鉛の取りこみを低亜鉛飼料給与群および正常亜鉛飼料給与群について経時的に観察した。低亜鉛飼料給与群では各臓器の放射性亜鉛濃度が高くなった。従って、亜鉛欠乏状態のもとで放射性亜鉛が摂取されると、各臓器の被ばく線量が大きくなることをこれらの結果は示唆している。亜鉛欠乏状態下における放射性亜鉛の代謝については、ほぼ目的を達成したので、引き続き放射線感受性について研究を進める。亜鉛欠乏状態下の妊娠動物における放射性亜鉛の代謝および放射線感受性を調べる目的で,次の実験を行った.1.妊娠7日目のマウスを低亜鉛飼料群と正常亜鉛飼料群に分け,それぞれの飼料で飼育を始めたのち,妊娠12日目に放射性亜鉛を1回経口投与して体内残留率を追跡した.それらのマウスが分娩した時,ただちに新生子に取り込まれている放射性亜鉛の量を測定し,在胎中に胎盤を経て胎子に移行した放射性亜鉛の量を求めた.

2.SPFマウス25匹に低亜鉛飼料を給与してから1週間後に, 750ラドのガンマ線を全身に照射して死亡率を観察し,正常亜鉛飼料群(25匹供試)のそれと比較した.ガンマ線照射には,放射線医学総合研究所(千葉市)に設置されているセシウム137ガンマセルを使用した.結果:1.低亜鉛飼料を給与された妊娠12日目のマウスでは,妊娠18日目で体内残留率が投与量の94%となり,正常亜鉛飼料群の値(19%)に比べて5倍ほど高くなった.また低亜鉛飼料群では,正常亜鉛飼料群に比較して放射性亜鉛の代謝回転率が低くなった.分娩直後の新生子マウスにおける放射性亜鉛の取り込み量は,正常亜鉛飼料群に比べて低亜鉛飼料群の方が高い値を示した.2.ガンマ線750ラドを照射された低亜鉛飼料群および正常亜鉛飼料群とも,照射後18日目で死亡率が50%に達し,両群間で放射線感受性に有意な差が認められなかった.亜鉛欠乏状態下の妊娠動物における放射性亜鉛の体内残留率、胎子への移行、並びに亜鉛欠乏下の動物における放射線感受性を調べる目的で次の実験を行った。1.妊娠12、15、17日のマウスを各群5匹供試し、それぞれの妊娠日の5日前より低亜鉛飼料を給与した。対照として、同様の妊娠群を用意し、正常の亜鉛飼料を給与した。それぞれの群に、トレーサ量の放射性亜鉛を1回胃内に投与し、分娩するまで体内残留率を追跡した。2.SPFマウス100匹を低亜鉛群と正常亜鉛群に均等に分け、ガンマ線750ラドを照射して死亡率を観察した。昨年実施したデータと合わせて検討した。結果1.低亜鉛飼料および正常亜鉛飼料給与の場合とも、妊娠末期に近いほど体内残留率が高くなった。さらに低亜鉛飼料を給与された各妊娠群とも、対照群に比較して体内残留率が著しく高くなった。低亜鉛飼料を給与すると消化管における放射性亜鉛の吸収が促進され、それに伴って胎子への移行量も多くなることが観察された。ただし、母体に吸収された放射性亜鉛の胎子移行率には両条件下で有意な差が認められなかった。2.前年度に引き続いて、放射線感受性を低亜鉛飼料および正常亜鉛飼料給与下で追求した。例数を増やして解析した結果、低亜鉛飼料群より、正常亜鉛飼料群の死亡率が高くなった。その理由を明確にすることはできなかったので、今後さらに追求する計画である。