hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細藻類を用いた廃糖蜜蒸留廃水中の天然色素処理機構の解明

獲得した微細藻類のバイオマス量の確保および同定作業を順次行っている.環境試料より集積した試料を用い模擬廃糖蜜蒸留廃液による培養を行ったが,微細藻類以外の微生物の増殖が早く微細藻類の増殖に関する評価が行えなかった.そのため微細藻類の単離作業を行ったことで遅れが生じた.また,産前・産後休暇の取得のため約3ヶ月間研究の中断があった.H29年度に環境試料から藻類を獲得したので,十分なバイオマス量を確保した後に順次酸耐性,有機物・アンモニア耐性,メラノイジン耐性等の特性を評価する.評価法の条件検討などは引き続き既存の分離株を用いて行う.加えて,各培地で培養した際に発現している遺伝子を網羅的に解析し,微細藻類の活性に関する遺伝子のうち発現量が大きく変動しているものを抽出する.まずはMBM培地等基本的な藻類培養培地に,各成分を蒸留廃水と同濃度添加した培地を用いて培養を行う.それぞれの成分と藻類の活性の関係が得られたら,複数成分を混合したもの,そして模擬廃水を用いた培養を行う.実際の廃糖蜜蒸留廃水においては,廃水中の成分の他,微細藻類に影響を与える因子として廃水中に共存する微生物群が挙げられる.調査対象地より実廃水が入手できた段階で,中に含まれる微生物叢解析を行う.特に,基質競合関係にある菌や存在割合の多い菌種に着目した解析を行い,微細藻類の活性との比較を行う.その中で,微細藻類の増殖に影響をもたらしている微生物を抽出する.環境試料からの好酸性微細藻類を分離したので,十分なバイオマス量を確保した後に有機物耐性,アンモニア耐性,メラノイジン耐性等の特性によりスクリーニングを行う.その際に,有機物,アンモニア,メラノイジンの除去率も評価する.有望株を得られたら,分離株の同定や共生微生物の確認も行う.加えて,各培地で培養した際に発現している遺伝子をRNA-Seq解析し,微細藻類の活性に関する遺伝子のうち発現量が大きく変動しているものを抽出する.まずはMBM培地等基本的な藻類培養培地に,メラノイジンを蒸留廃水と同濃度添加した培地を用いて培養を行う.場合により,アンモニア等の他成分を混合したもの,また模擬廃糖蜜蒸留廃液を用い同様の解析を行う.事業期間初年度に研究代表者の所属機関の変更が生じ,予算や物品の移管に伴う準備期間が当初の予定よりも長くなった.また,当初計画に組み込まれていた実験設備等が使用できなくなり,研究の進捗に遅れが生じたことが大きな要因となった.実施内容としては環境試料からの目的の微細藻類の分離が主となったため,当初予定していたよりも物品や試薬の購入が少額となった.また,遺伝子解析を行う分の予算を使用しなかった.しかしながら,好酸性藻類試料を25試料も獲得できており,次年度以降の実験を随時進めていくことが可能である.また,微細藻類が当初の予定より多く獲得できたことから,その遺伝子解析費用にも使用する予定である.環境試料より集積した試料を用い模擬廃糖蜜蒸留廃液による培養を行ったが,微細藻類以外の微生物の増殖が早く微細藻類の増殖に関する評価が行えなかった.そのため微細藻類の単離作業を行うことで計画の変更が必要となった.その結果,当初予定していたよりも物品や試薬の購入が少額となった.また,産前・前後休暇の取得のため約3ヶ月間研究の中断があった.未使用額は最終年度に行う遺伝子解析費用に支出する予定である.
クリーンルーム内気流のレーザー可視化・画像処理計測手法の開発研究

1.レーザー可視化システムに関して:レーザー可視化装置を作成し、クリーンルーム内気流性状の詳細な可視化実験を行ない、数多くの可視化画像(スチール写真,ビデオ画像)を得ることに成功した。それらの画像と3次元数値シミュレーション結果とを比較検討し、両者の結果は気流の全体的様相のみならず、特徴的な領域(吹出口間の上昇流等)での微細な乱流構造までも良く一致することを確認した。このことから、数値シミュレーション結果の良否の検討資料としても有効であることが判った。2.レーザー流速計に関して:レーザー・ドップラー流速計を用いて室内気流を測定する手法について多くの実験を行なった。その結果は平均風速に関しては他の風速計(例えば、タンデム型熱線風速計)と比較して良く一致しており、空間精度・時間分解能等の高さを考慮するとより高精度な測定結果が得られることがわかった。乱流統計量に関しては、乱流エネルギー・レイノルズ応力については妥当な測定結果が得られたが、渦動粘性係数等については良い結果が得られなかった。これは、速度勾配の計算方法等データの処理法に関して適当な手法が確立していないためでありこの点については今後の課題として残される。3.画像処理に関して:レーザー可視化装置を用いて得られたビデオ画像を1コマずつ画像処理を行ないトレーサーの濃度分布図を作成した。これを時系列で並べることにより、従来非常に難かしいと考えられていた汚染質拡散機構の定量的把握が可能となった。1.レーザー可視化システムに関して:レーザー可視化装置を新たに作成し、層流型クリーンルーム及び乱流型クリーンルーム内の気流性状の詳細な可視化実験を行ない、数多くの可視化画像(スチール写真、ビデオ画像)を得ることに成功した。層流型クリーンルームの可視化画像から以下の結論が得られた。(1)層流型クリーンルーム内に設置された直方体の製造装置モデルの側面にははく離渦を生じ、渦中の汚染質は停滞し易い。(2)装置側面のはく離域で気流の吸い込みを行なうことははく離渦を解消させることに有効である。(3)装置を壁際に接して配置する場合には、壁際の装置上部に定在渦が形成され汚染質が停滞し易くなるので、壁との間に隙間を設けることが望ましい。(4)人間は装置から離れて近傍に立っているだけでは装置上部の気流性状に影響を及ぼさないが、前かがみの状態になると、装置上部に大きな滞留域が生じる。(5)天井吹出面に照明器具等の障害物があると気流が乱れ、この乱れは減衰せずに床面まで到達する。乱流型のクリーンルームに関しては、可視化画像と3次元乱流数値シミュレーション結果を比較検討し、特徴的な領域(吹出口間の上昇流等)で両者が良く一致することを確認し、数値シミュレーション結果の良否の判定に可視化画像が有効であることが判った。又、画像処理が可能となるような写真を得るためのトレーサーの発生方法についても検討を行ない、従来の噴霧器で発生させる方法の他に、プロペラを回転させることにより、対象となる気流に対する影響を少なくし、トレーサーの量をコントロールできる発生方法についても検討を行った。2.レーザー流速計に関して:機種の選定を行い、納入されたレーザードップラー流速計について性能試験を行なった結果、最初の目的に十分満足するものであることを確認した。今後、レーザー可視化システムと同期させ、両者の結果についての比較検討を行なう予定である。
二重拡散重力流のダイナミックスの解明と数値予測モデルの開発

目的本研究では、熱及び物質の移動が共存し、それらがともに浮力効果を持つような重力流(二重拡散重力流と呼ぶ)を対象に、そのダイナミックスの解明と数値予測モデルの開発を行う。液化天然ガス(LNG)の流出、火砕流、前線性豪雨(雪)などがその例である。いま、空気より分子量の小さいLNGが低温のため高密度になっている重力流を考えると、周囲大気との混合領域では温度が上昇して密度の極小部が形成され局所的に上向きの浮力が働く。混合がさらに進むと、重力流の先端部分が全体として上昇プルームになって上空に拡散していく。本研究では、二重拡散重力流についてK-H不安定などの不安定現象を調べる。この場合、周囲流体の巻き込み(混合)が局所的な浮力を生むため、不安定の発生条件、混合機構に変化の生じることが予想される。つぎに、流れの不安定で生まれる渦が重力流の内部構造、ダイナミックスにもたらす変化を明らかにする。経過と成果重力流内のK-H不安定とそれに伴う内部構造、ダイナミックスの変化:重力流ヘッドの先端部分で、Ri数が臨界値0.25に達する位置でK-H不安定が発生する。K-H渦は次々に生成されて発達しながら重力流の上面(ゼロ流速面)に沿って重力流後方に流下していく。このとき、K-H渦による周囲流体の巻き込みにより“混合領域"が形成されるが、二重拡散重力流の場合流体の密度が周囲流体よりも小さい部分(密度の極小部分)が形成されて小規模な熱対流が発生し、混合を促進するが、逆にK-H渦の発達を抑制する。この混合領域は重力流の内部構造を大きく変化させる。また、重力流上面でのドラッグを生むため重力流の進行を遅らせる働きをする。重力流から上昇ブルームへの変化:重力流ヘッドは随伴流から独立した渦構造を形成するが、その前面での周囲流体の取り込みに伴って浮力を増し、次々と随伴流から分離して上昇する。周囲流体の取り込みは、ヘッドに対抗する周囲流体の流速、安定度に大きく依存する。目的:本研究では、熱及び物質の移動が共存し、それらの混合の度合によって正負両方の浮力効果を持つような重力流(二重拡散重力流と呼ぶ)を対象に、そのダイナミックスの解明と数値予測モデルの開発を行うことを目的とする。これは液化天然ガス(LNG)の流出、火砕流、前線性豪雨(雪)の予測を想定した基礎研究である。経過および成果:本年度は、成層乱流の高次の輸送理論を組み込んだ高空間分解能の重力流数値モデル(現有)を用いる。二重拡散重力流についてKelvin-Helmholtz不安定現象を調べた。この場合、周囲流体の巻き込み(混合)によって生じる局所的な浮力が、不安定の発生条件、混合機構に及ぼす変化を明らかにした。さらに、流れの不安定で生まれる渦が重力流の内部構造、ダイナミックスにもたらす変化を明らかにした。即ち、二重拡散重力流の場合、局所的に形成される(上向きの)浮力がK-H不安定を加速し、これにともなって生じる混合がさらに浮力を生めため、K-H不安定定が著しく加速されることを示した。また、活発化したK-H不安定による混合が重力流の上面でのdragを生むため、重力流の進行速度が著しく減速されること、重力流の内部構造もK-H不安定のない場合とは大きく異なったものになることを示した。これらのことは大型成層風洞実験によっても検証した。

目的本研究では、熱及び物質の移動が共存し、それらがともに浮力効果を持つような重力流(二重拡散重力流と呼ぶ)を対象に、そのダイナミックスの解明と数値予測モデルの開発を行う。液化天然ガス(LNG)の流出、火砕流、前線性豪雨(雪)などがその例である。いま、空気より分子量の小さいLNGが低温のため高密度になっている重力流を考えると、周囲大気との混合領域では温度が上昇して密度の極小部が形成され局所的に上向きの浮力が働く。混合がさらに進むと、重力流の先端部が全体として上昇プルームになって上空に拡散していく。本研究では、二重拡散重力流についてK-H不安定などの不安定現象を調べる。この場合、周囲流体の巻き込み(混合)が局所的な浮力を生むため、不安定の発生条件、混合機構に変化の生じることが予測される。つぎに、流れの不安定で生まれる渦が重力流の内部構造、ダイナミックスにもたらす変化を明らかにする。経過と成果重力流内のK-H不安定とそれに伴う内部構造、ダイナミックスの変化:重力流ヘッドの先端部でR_i数が臨界値0.25に達する位置でK-H不安定が発生する。K-H渦は次々に生成されて発達しながら重力流の上面(ゼロ流速面)に沿って重力流後方に流下していく。このとき、K-H渦による周囲流体の巻き込みにより"混合領域"が形成されるが、二重拡散重力流の場合流体の密度が周囲流体よりも小さい部分(密度の極小部分)が形成されて小規模な熱対流が発生し、混合を促進するが、逆にK-H渦の発達を抑制する。この混合領域は重力流の内部構造を大きく変化させる。また、重力流上面でのドラッグを生むため重力流の進行を遅らせる働きをする。重力流から上昇ブルームへの変化:重力流ヘッドは随伴流から独立した渦構造を形成するが、その前面での周囲流体の取り込みに伴って浮力を増し、次々と随伴流から分離して上昇する。周囲流体の取り込みは、ヘッドに対向する周囲流体の流速、安定度に大きく依存する。
腎移植後抗体関連型拒絶反応におけると新規バイオマーカーの同定と治療戦略の確立

腎移植後拒絶反応のうち抗体関連型拒絶反応は難治性である。そのマーカーを同定するために、抗体関連型拒絶反応を発症した患者のリンパ球における遺伝子発現をDNAアレイを用いて評価を行った。その結果から候補遺伝子はいくつか挙げられたが、有用であると考えられるマーカーを特定することはできなかった。しかし、DNAアレイの結果から補体因子および補体制御因子といった補体カスケードが亢進していることをが推測された。そのことから、補体または補体制御因子が抗体関連型拒絶反応のマーカーとなりうると考えられた。さらには我々はラットによる抗体関連型拒絶反応モデルの確立に成功しており、そのモデルを用いた検討では補体因子であるC3とC5の産物のいくつかと補体制御因子の発現が亢進していることが確認できた。そこで補体因子C3、C5および補体カスケードの最初の因子であるC1に着目して、マーカーの有用性を検討することとした。補体因子C3とC5の産物であるC3ad、C5adのうち、ケモカインとして作用する産物を除き、また最終産物として最も安定性が高いC3d、C5dに着目した。しかし、ヒトリンパ球におけるC3dの発現についてPCRにて評価したところ、発現の上昇は認められなかった。そこで、C3dの発現ではなくC3dの結合能に注目し、人工ビーズを用いてC3d結合能を評価する実験方法を確立した。しかもC3dの結合能の評価は患者血清を用いて簡易に測定できるため、マーカーとして臨床応用することに適していると考えられた。この方法を用いて抗体関連型拒絶反応を生じた数例の患者の血清から、C3d結合能を評価したところ臨床結果と相関が認められマーカーとなりうる有用性を確認した。今後はC5d、C1を用いて評価を行う予定である。当初予定していた方法では抗体関連型拒絶反応のマーカーの特定はできなかった。しかし、結果から補体カスケードが亢進していることを確認し、またラット腎移植モデルを用いてC3dがマーカーとなる可能性を特定することができた。また、ヒト血清を用いてその有用性についても現時点で数例ではあるが確認している。方法は予定と異なるがマーカーを特定することができ、途中段階ではあるが評価方法も確立したため、おおむね順調に進展していると判断した。抗体関連型拒絶反応を発症した腎移植患者の血清を用いて、C3d結合能の評価をすすめていく。ある程度のn数が揃ったところで、患者背景、術前・術後のクロスマッチ結果、術前・術後のドナー特異的HLA抗体のMFI値、脱感作療法の種類などとの関連についての解析を行う。同時にC5d、C1のマーカーとしての有用性も評価を行う。DNAアレイの結果から抗体関連型拒絶反応のマーカーとなり得るものを検索した。抗体関連型拒絶反応を発症した腎移植レシピエントと発症していないレシピエントの末梢血リンパ球からDNAを分離しDNAアレイで候補遺伝子を調べた。現時点では抗体関連型拒絶反応のマーカーとなりうる候補遺伝子を特定できていない。原因として腎移植レシピエントの末梢血リンパ球には拒絶反応以外にも免疫抑制剤の影響があること、また手術や炎症の影響があることが考えられる。このため症例数を他のマーカー検索方法についても検討する必要性がある可能性がある。しかし、今後もPCRの結果などから有効と考えられるマーカーの検索を継続していく。ラットを皮膚移植で感作させることによって、腎移植抗体関連型拒絶反応モデルの確率に成功した。DAラットからLEWラットへの皮膚移植によってDAラット特異的抗体が上昇することを確認した。また5日目の移植腎の病理検査から抗体関連型拒絶反応が起きていることも確認できた。しかし拒絶反応の程度が弱いため、皮膚移植に関して若干の変更を要すると考えている。抗体関連型拒絶反応のマーカーは特定できていないが、ラット抗体関連型拒絶反応モデルを用いて候補遺伝子の発現を今後検討していく予定である。抗体関連型拒絶反応に対するマーカーを特定するまでに至っていないため。

この方法を用いて抗体関連型拒絶反応を生じた数例の患者の血清から、C3d結合能を評価したところ臨床結果と相関が認められマーカーとなりうる有用性を確認した。今後はC5d、C1を用いて評価を行う予定である。当初予定していた方法では抗体関連型拒絶反応のマーカーの特定はできなかった。しかし、結果から補体カスケードが亢進していることを確認し、またラット腎移植モデルを用いてC3dがマーカーとなる可能性を特定することができた。また、ヒト血清を用いてその有用性についても現時点で数例ではあるが確認している。方法は予定と異なるがマーカーを特定することができ、途中段階ではあるが評価方法も確立したため、おおむね順調に進展していると判断した。マーカーが特定できない原因として腎移植レシピエントの末梢血リンパ球には拒絶反応以外にも免疫抑制剤の影響があること、また手術や炎症の影響があることが考えられる。このためマーカーの特定方法について検討し直す必要性がある。この方法を検討しながら、今後もPCRの結果などから現在候補に挙げられている遺伝子からマーカーの検索を継続していく。またラット抗体関連型拒絶反応モデルを用いて候補遺伝子の発現を今後検討していく予定である。抗体関連型拒絶反応を発症した腎移植患者の血清を用いて、C3d結合能の評価をすすめていく。ある程度のn数が揃ったところで、患者背景、術前・術後のクロスマッチ結果、術前・術後のドナー特異的HLA抗体のMFI値、脱感作療法の種類などとの関連についての解析を行う。同時にC5d、C1のマーカーとしての有用性も評価を行う。現在、候補遺伝子マーカーの一つとして補体に関する検索を行っている。市販されているAssay kitを用いて、腎移植レシピエントの補体の活性を調べる予定としていたが、そのkitの抗体が改良予定であったたために、改良後に購入するため次年度使用が生じた。DNAアレイを用いて抗体関連型拒絶反応の同定を行う予定であったが、直接的な同定はできなかった。しかし、DNAアレイの結果とマウス抗体関連型拒絶反応モデルを用いて間接的にはマーカーを同定することができた。そのため、当初予定していた実験とは異なる実験方法となったため、次年度使用額が生じました。次年度は患者血清を用いて、このマーカーおよびその他にも候補と考えられている補体関連因子の評価を行い、臨床結果との関連を検討する予定である。また論文を作成し投稿する予定であるため、実験と投稿に助成金を使用する予定である。
複合糖質の糖鎖プロセシング阻害剤

1.哺乳動物の細胞表層に広く存在するN-アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)の2-β-SNa体と、シチジン、デオキシシチジンおよびアラビノシルシトシンとを、2種類のスペ-サ-[(a)-SCH_2O-,(b)-SCH_2CONH-]を介して結合させ、対応するCMP-Neu5Ac誘導体・類縁体へと導いた。スペ-サ-(a)を有する化合物は、各ヌクレオシドの5'-0-メトキシエトキシメチル誘導体から、またスペ-サ-(b)を有する化合物は、対応する5'-N-クロロアセチル誘導体から合成された。これらの化合物には、Neu5Acシンタ-ゼやNeu5Acトランスフェラ-ゼの阻害作用が認められ、今後、複合糖質の糖鎖機能に関する本態的研究への応用と共に、制癌、抗ウイルス作用などの生理活性が期待されている。グラム陰性菌の細胞表層に存在する2-ケト-3-デオキシオクトン酸(KDO)に関しては、スペ-サ-を-0-,-S-,-SCH_20-および-SCH_2CONH-としたCMP-KDO誘導体・類縁体を合成し、その酵素阻害性と生物活性発現の有無について検討を加えている。2.グルコシダ-ゼ阻害剤1-デオキシノジリマイシン(DNJ)をリ-ド化合物として、対応するグルコサミン型(GlcNAcDNJ)、マンノサミン型およびガラクトサミン型DNJを合成した所、予想通りN-アセチルヘキソサニダ-ゼ阻害活性を発現した。さらにDNJおよびGlcNAcDNJを含む各種二糖類、Galβ(1→4)DNJ、Galβ(1→3)DNJ、Glcβ(1→3)DNJ、およびGalβ(1→4)GlcNAcDNJ、Galβ(1→3)GlcNAcDNJ、およびGlcNAcβ(1→4)GlcNAcDNJの合成に成功した。即ち、対応するグルコシルブロミドまたはメチルチオグリコシドをドナ-とし、DNJのN-BocまたはN-Z誘導体をアクセプタ-として縮合を行った。中でもGalβ(1→4)、Calβ(1→4)GlcNAcDNJ及びGlcNAc(1→4)GlcNAcDNJは、広く糖脂質、糖蛋白質に含まれる重要な糖鎖ユニットの類縁体であり、糖鎖プロセシング阻害をはじめとする新しい生理活性が期待されている。1.N-アセチルノイラミン酸のβ-クロリドにフッ化銀を作用させてα-フルオリド体とし、これにBF_3エーテレート触媒下でチオ酢酸を反応させβ-チオアセチル誘導体を合成した。これに低温下等モル量のナトリウムメトキシドを作用させてβ-SNa体(1__)を調整した。一方、トシル誘導体を経てシチジンの5'位にアジド基を導入し、ついで水素添加により還元して5'位にアミノ基を有するシチジン誘導体(2__)を調整した。

化合物(2__)のアミノ基をクロロアセチル化した後、N、N-ジメチルホルムアミド中で化合物(1__)と攪拌・反応させたところ、予想通りクロル原子が容易に(1__)で置換されて、対応する-SCH_2CONH-をスペーサーとする擬似CMP-シアル酸誘導体を収率良く得ることに成功した。また、シチジンの5'位にメトキシエトキシメチル基を導入した化合物にジメチルボランブロミドを反応させ、in situに(1__)を作用させると、ブロム体との置換反応が進行し、対応する-SCH_2O-をスペーサーとするCMP-シアル酸誘導体を得ることができた。これらの化合物について、糖鎖プロセシング阻害活性ならびにその応について検討中である。また、CMP-KDO誘導体についても同様の方法により研究が進行中である。2.1-デオキシノジリマイシンをリード化合物として、N-アセチルグルコサミン、N-アセチルマンノサミン、N-アセチルガラクトサミン型誘導体を合成した。これらの化合物は、予想通り対応するN-アセチルヘキソサミニダーゼ阻害活性を発現した。更に、1-デオキシノジリマイシン及びそのグルコサミン型アナログをグリコシルアクセプターとして、ガラクトースをはじめ各種の糖を縮合させ、複合糖質糖鎖類似オリゴ糖の構築を行っている。今後、より複雑な化合物の合成を行い、抗ウィルス・制癌剤としての応用を検討する。1.前年度に合成したN-アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)のシチジン誘導体(CMP-Neu5Ac誘導体)の中で、SCH_2および-SCH_2CONH-をスペ-サ-とした化合物にCMP-Neu5Acジンタ-ゼおよびNeu5Acトランスフェラ-ゼの阻害活性が認められた。これら2種類のスペ-サ-を用いて、さらにデオキシシチジンおよびアラビノシルシトシンを含むCMP-Neu5Ac誘導体の合成を行った。すなわち、既に確立した方法により調製したNeu5Acの2-β-Sna体を、デオキシシチジンおよびアラビノシルシトシン5'-0-メトキシエトキシメチル(MEM)誘導体に、ジメチルボランブロミドとin situに反応させて、対応する-SCH_2O-架橋化合物を合成した。一方、5'-N-クロロアセチル誘導体にSN2的に反応させて、対応する-SCH_2CONH-架橋化合物へと導いた。これらの化合物は、Neu5Acシンタ-ゼおよびトランスフェラ-ゼの阻害作用の他、制癌・抗ウィルス作用が期待される。KDOに関しても、スペ-サ-を-O-、-S-、-SCH_2O-および-SCH_2CONH-としたCMP誘導体、類縁体を合成し、その生物活性を検討中である。2.グルコシダ-ゼ阻害剤1-デオキシノジリマイシン(DNJ)およびグルコサミン型DNJ類縁体(GlcNAcDNJ)を含む各種糖鎖、Galβ(1→4)DNJ、Galβ(1→3)DNJ、Glcβ(1→3)DNJ、Galβ(1→4)GlcNAcDNJ、Galβ(1→3)GlcNAcDNJ、およびGlcNAcβ(1→4)GlcNAcDNJの合成に成功した。即ち、β(1→3)糖鎖は対応するグルコシルブロミド体、β(1→4)糖鎖はSMeグリコシド体をドナ-とし、DNJのN-BocまたはN-Z誘導体をアクセプタ-として縮合を行った。中でもGalβ(1→4)DNJ、Galβ(1→4)GlcNAcDNJ及び、GlcNAcβ(1→4)GlcNAcDNJは、広く複合糖質糖鎖中に含まれる重要な糖鎖ユニットの類縁体であり、新しい生理活性が期待されている。現在これら新規二糖類を用いてさらに複雑な複合糖質糖鎖(例えばNeu5Ac誘導体)へと導いている。
水・土壌系における汚染物質の循環に関する研究

砂、礫等で構成される浸透性路床上の流れにおける層内流れと層上流れの間の物質輸送について(1)浸透層は3種に区分されるが、これらのうち境界面に近い層A、Bの2領域が物質輸送に主として関係する。(2)浸透層Aは浸透層上部に位置し、セル状の形態をとる主流との交換の盛んな領域であり、境界面のおよそ80%の面積を占め、その形状比は0.25程度である。交換層セルの厚さは浸透層構成材料の代表粒径に依存する。(3)物質輸送特性を減衰時間定数、交換速度、拡散係数の形で検討し、これらが水理量、浸透層構成材料の特性に依存することを示し、次元解析により関数関係を明らかにした。地下水中の汚染物質の動態については、(1)河川水から地下水へ涵養する場合、河川底の土壌を通過するため塩分の土粒子への吸着反応が発生する。従って、土壌および底泥の土粒子に対する塩分の吸着量を室内実験により明らかにし、吸着等温線を求めた。その結果、吸着過程と脱着過程間にヒステリシスが存在することが明らかになった。(2)河川水と地下水間の境界領域での流れを飽和-不飽和浸透理論により涵養量を推定した結果、感潮河川の水位変動に伴い涵養量もかなり大きく変動することが判明した。また、河川における濁度物質の流送過程については(1)室内実験、現地観測結果より濁度は流下に伴い指数関数的に減少し、その減衰速度は河川流では、V_b=6.69×10^<-5>(m/s)程度の値であり、室内実験では無次元減衰速度V/u_*は相対粗度高さd_m/h、路床高さ、砂粒レイノルズ数u_*d_m/v、無次元化粘性底層厚δ/h、速度係数U/u_*に依存する。(2)数値計算結果より支川あるいは浸透水の流入による希釈、及び河床と河道水とにおける濁質の交換が河川の濁質分布に主要な影響を及ぼしていることが分かった。本研究は、表面流と地下水流間の境界面近傍における水・土壌汚染物質の輸送と沈降・吸着機構について、主として浸透性路床における河川流と浸透流の流れ場を対象として理論的、数値水理学的に研究し、河川流と浸透流の自浄・自濁作用の立場より、汚染物質の水・土壌系における物質循環の機構を明らかにし、定量化、モデル化しようとする。本年度は研究計画の初年度として、表面流と浸透流の境界面付近における流動と土壌表層付近における輸送機構の解明を室内実験、観測結果の収集を中心に進め、その実態を明らかにすることに努めるとともに、それを再現するためのモデル化を行った。すなわち、表面流中の溶存態・浮遊態の汚染物質は表面流と浸透流間の交換流や表面流から浸透流・帯水層を涵養する流れによる移流により、両者の境界である河床の表面付近の土壌や底泥中の水に取り込まれ、河床表面付近の土壌中で汚染物質が沈降・吸着されることにより、表面流・浸透流中の物質濃度が低下することが明かとなった。

さらに、研究代表者:綾は、表面流から土壌・浸透流系への流動と汚染物質の輸送機構を分担し、従来の室内実験結果、観測結果を収集し、整理するとともに、境界面近傍における移流と拡散の実態把握とモデル化について研究し、礫、微細砂、シルト等の非粘着性土壌を対象とし、流動と汚濁物質の輸送機構を可視化するための微視的な数値実験モデルを構築した。分担者:青木は、土壌・浸透流系における流動・物質輸送と吸着・脱着現象について研究した。対象土壌として、微細砂、シルト等の非粘着性土壌と粘土、底泥等の粘着性土壌について行った結果、流動と吸脱着の特性がこの2種の土壌について異なることが分かった。本研究は、表面流と地下水流間の境界面近傍における水・土壌汚染物質の輸送と沈降・吸着機構について、主として浸透性路床における河川流と浸透流の流れ場を対象として理論的・数値水理学的に研究し、河川流と浸透流の自浄・自濁作用の立場より、汚染物質の水・土壌系における物質循環の機構を明らかにし、定量化、モデル化しようとする。本年度は研究計画の最終年度として、昨年度に引き続き、表面流と浸透流の境界面付近における流動と土壌表層付近における輸送機構の解明を室内実験、観測結果の収集を中心に進めた。その結果、表面流中の汚染物質が表面流と浸透流間の交換流や表面流から浸透流・帯水層を涵養する流れによる移流により、両者の境界である表面付近の土壌や底泥中の水に取り込まれ、河床表面付近の土壌中で汚染物質が沈降・吸着されることにより、表面流・浸透流中の物質濃度が低下することが明かとなり、水理量との関係が検討された。さらに、その実態を数値解析的研究により明らかにすることを努めた。すなわち、現象再現のための数学モデルの構築を行い、境界面近傍における移流と拡散の実態把握とモデル化について研究し、非粘着性土壌中の、流動と汚濁物質の輸送機構を可視化するための微視的な数値実験を行い、水理実験で得られた現象の再現性を試みた。分担者:青木は、土壌・浸透流系における流動・物質輸送と吸着・脱着現象について研究し、対象土壌として、非粘着性土壌と粘着性土壌について行い、2種の土壌における流動と吸脱着の特性を明らかにした。
流体・重力双対性を用いたブラックホールダイナミクスの研究

本研究は、流体とブラックホールの対応である「流体・重力対応」を用いて、流体力学を解析することでブラックホール動力学の理解を目指した。具体的な問題として、高次元ブラックホールの普遍的な不安定性(グレゴリー・ラフラーメ不安定性)について理解することを目指し、対応する流体の不安定性について幾つかの重要な結果を得た。まず、グレゴリー・ラフラーメ不安定性の流体対応物であるレイリー・プラトー不安定性の非線形ダイナミクスを追跡する強力な近似法を確立した。また、ブラックホールに対応する流体を解析し、新たな不安定性を発見した。この発見は、純粋に流体力学分野においても重要なものであり、同時に、同様な不安定性がブラックホールにも存在することを示唆している。本研究で得られた成果は、今後のブラックホール研究に対して一つの方向性を示し、重力理論の本質的理解に貢献したと言える。本年度は主に、Gregory-Laflamme不安定性の流体双対であるRayleigh-Plateau不安定性のダイナミクスを調べる為、自由表面を持つ粘性流の近似法について研究した。先行研究としてEggers-Dupont(1994年)によって、4次元の非相対論的非圧縮性流体の軸対称流を1+1次元の偏微分方程式系に還元する方法が確立されていた。まず私は、彼らの方法を任意次元に一般化し、論文としてまとめた。また、R.Emparan教授(Barcelona大)、J.Camps博士(Durham大)、N.Hadda氏(Barcelona大)と共同で、Eggers-Dupontの方法を非相対論的圧縮性流体と相対論的圧縮性流体へ拡張した。これら共同研究の成果は現在、論文発表に向けて準備を進めている最中である。本研究の目的の一つである、Gregory-Laflamme不安定性の最終状態の解明には、Rayleigh-Plateau不安定性の非線形ダイナミクスを効果的に調べる方法が必要とされる。本研究で得られた1+1次元型の偏微分方程式系は、非常に単純な構造を持ち、数値解析が容易である。更に、自己相似性など期待される対称性を課せば、この偏微分方程式系は一つの常微分方程式に還元することも可能であり、解析的手法でRayleigh-Pltateau不安定の最終状態に関する情報を得ることも可能にする。この意味で本研究の成果は非常に意義深く、重要である。Gregory-Laflamme不安定性について知るには、適当な状態方程式や粘性係数を用いて、得られた流体方程式を更に詳しく解析する必要があるが、それに関する準備は順調に進んでおり、数ヶ月中にGregory-Laflamme不安定性の最終状態に対して、何かしら有益な結果が得られると考えている。一般相対論では定常ブラックホールが熱力学系として扱えることが知られており、ブラックホール熱力学として定式化されている。この対応は応用上も非常に重要であるが、動的ブラックホールに関して同様の対応は知られておらず、長年未解決問題として君臨してきた。この問いに答えるのがブラックホールと流体の対応を定式化した流体・重力対応であり、ブラックホール熱力学をブラックホール流体力学へと一般化したものと見なせる。弦理論をはじめとする統一理論・量子重力理論の候補は高次元時空で定式化されており、理論の非摂動的側面や初期宇宙の理解には高次元ブラックホールの考察が不可欠になる。本研究の目的は、流体・重力対応という強力な道具を携えて高次元ブラックホール研究における諸問題、特に高次元ブラックホールの不安定性やダイナミクスなど、を解明することである。本年度は、高次元ブラックホールに特徴的な不安定性とそれに伴うダイナミクスについて知る為、双対な流体である表面張力で支えられた液柱の不安定性について考察した。上記の枠組みで考察するには、表面張力で支えられた圧縮性流体の性質を知る必要がある。勿論、類似した研究は長い歴史を持つが、表面張力と圧縮率を同時に考慮した本格的考察は本研究で初めて行われた。結果として、ある臨界半径より小さい液滴・液柱が不安定であるという驚くべき結果を得た。この結果は、純粋な流体力学的立場からも十分に興味深いが、重力の言葉に翻訳した際、小さいブラックホールの未知の不安定性を意味するか近日中に結論付けられると考えている。ブラックホール研究の過程で、流体分野において長く見落とされてきた系(圧縮する液滴・液柱)の重要性が再発見されたことは非常に興味深い。また、本成果は今後の流体・重力対応を用いたブラックホール研究へ一つの重要なステップになることは間違いない。
国の安定性の量的評価：冷戦終結前後の実証分析

世界97か国の国家安定性を,安定度をみる上向き評価・不安定度をみる下向き評価双方のDEA(Data Envelopment Analysis)手法で計量し,その1981-2004年(冷戦終結(1989年)前後24年)の推移をDEA/MI(Malmquist Index)分析で明示する方法論を提示した。分析は統合国(ドイツ)・分裂国(ソ連,チェコスロバキア,ユーゴスラビア)に焦点をあて,特に多数生じた分裂後継国については,2004年(分裂後10数年)における安定性の評価を行った。国家安定性の推移を明示できるDEA/MI計算を,安定度をみる上向きDEA・不安定度をみる下向きDEA双方について行った。用いたデータは,97か国1981ー2004年のパネルデータであり,計算過程には研究代表者らが提案しているDEA/MI累積指数,国の統合・分裂を考慮できるデータパネル操作法も組み込まれている。得られた主な結果は以下の通りである:1.国別の安定性の推移をみると,(1)スイスの安定性が安定度・不安定度双方からみて高い。(2)アメリカも概ね安定性は高いが,1991年の湾岸戦争,2001年の同時多発テロは安定度より不安定度に表れている。(3)中国の安定性は高いとはいえないが,1989年の天安門事件は,不安定度ではなく安定度の低下として表れている。以上のように,歴史的事実が確実に反映されていることから,本研究の分析手法の妥当性を確認できた。2.世界の国の安定性フロンティアを押し上げた国,安定性リア(不安定度フロンティア)を押し下げた国をみると,スイス,アメリカ,シンガポールが世界の安定性の高揚に貢献したこと,イラク,ペルー,北朝鮮が安定性を低下させた責任があることが実証された。3.ドイツの統合直前は,安定度は東独の方が西独より高く,不安定度から見ると西独の方が東独より安定性が高かったことが分かった。4.旧ソ連,旧チェコスロバキア,旧ユーゴスラビアの3分裂事例から,いずれも分裂の5年前から安定度・不安定度のいずれかで測った安定性が50%低下して分裂に至っていることが分かった。得られた主な結果は以下の通りである:1.国別の安定性の推移をみると,1989年の天安門事件,1991年の湾岸戦争,2001年の同時多発テロなどの歴史的事実が確実に推移グラフに反映されていることから,本研究の分析手法の妥当性を確認できた。2.世界の国家安定性フロンティアを押し上げた国,安定性リア(不安定度フロンティア)を押し下げた国をみると,スイス,アメリカ,シンガポールが世界の安定性の高揚に貢献したこと,イラク,ペルー,北朝鮮が安定性を低下させた責任があることが実証された。3.ドイツの統合直前は,安定度は東独の方が西独より高く,不安定度から見ると西独の方が東独より安定性が高かった。4.ソ連,チェコスロバキア,ユーゴスラビアの3分裂事例から,いずれも分裂の5年前から安定度・不安定度のいずれかで測った安定性が50%低下して分裂に至っていた。5. 2004年におけるすべての国の安定性を全14階層に格付けしたが,ソ連の分裂後継国15国の中では,ロシアが第2階層で最も高くキルギス・タジキスタンが第12階層で最も低い。ユーゴスラビア後継国5国では,最高がスロベニア(第7階層)・最低がマケドニア(第12階層)であった。チェコスロバキア後継2国のスロバキア・チェコは共に第9階層であった。本研究の目的は,世界の国家の安定性をDEA (Data Envelopment Analysis)手法で計量し,その推移をDEA/MI (Malmquist Index)分析で明示化する方法論を提示することである。本研究は,研究代表者が提唱している「DEAノン効率性分析」の一環として,「国の安定性」のDEA評価を考えるという特徴・意義ももつ。23年度はその初年度として,以下のように研究を実施した:(1)文献調査により,国の安定性評価,DEA/MI適用の既往研究をサーベイした。(2)国家安定性評価に関係する社会のアスペクトを国内経済,国内社会,対外経済,対外社会の4つに設定した。(3)対象国を97カ国,対象期間を冷戦終結(1989年)

前後23年とした。(4)アスペクトごとに対応する社会指標を選定し,正負の指標方向に応じて,それぞれ2DEA出力,4DEA入力とした。(5)DEAノン効率性分析なることに鑑み,CCR (Charnes/Cooper/Rhodes)モデルを採用することに決定した。(6)各国の6入出力社会指標データを収集し,パネルデータファイルとして作成した。(7)統合国(ドイツ)・分裂国(旧ソ連,旧チェコスロバキア,旧ユーゴスラビア)について,研究代表者らが開発した技法によりパネルデータを操作し,標準的データパネルに再構成した。(8)国の安定度を評価するテストDEA/MI計算を行なった。ほぼ計画通りに研究作業を行っているから。統合国(ドイツ)・分裂国(ソ連,チェコスロバキア,ユーゴスラビア)各々につき詳細分析を行なう。また,分裂後継諸国について,更なる分析を行う。24年度:国の安定度を評価するDEA/MI計算を,上方・下方評価について行い,結果を整理し考察する。25年度:統合国(ドイツ)・分裂国(ソ連,チェコスロバキア,ユーゴスラビア)各々につき詳細分析を行なう。該当なし物品費は考察のための文献資料購入,人件費・謝金は結果整理の作業謝金,旅費は研究分担者との打ち合わせが,それぞれの主な使途である。
哺乳動物フェニルアラニン転移リボ核酸の超修飾塩基に関する化学的研究

1. (E)-1-ベンジルー7-ホルミルワイをオスミウ酸素化した後,シユウ酸ジクロリドを用いる新しい反応によって環状炭酸ジエステルに導き,接触還元によって題記超修飾塩基のモデル化合物を得た.2.このモデル反応に従って題記塩基に対する標的化合物を合成するために必要な合成するために必要な合成中間体(S)-(E)-1-ベルジルー7-(3-カルボメトキシー3-カルボメイトキシアミノー2-ブテニル)ワイの合成法を改良した.すなわち, 1-ベンジルワイをNaHCO_3存在下I_2との反応によって容易かつ高収率で1-ベンジルー7-ヨードワイとし,ビニルグリシン語導体とのHeck反応によって目的を達した.この反応の操作は非常に簡単なので,ここに重要中間体の大量合成が可能になったものと思われた.しかしながら,一方の原料である光学的に純粋なビニルグリシンは文献によれば大量に得ることが容易な筈であったが,現実にはラセミ化を伴い,収率もよくなかったので,現在独自の方法による≦-ビニルグリシンの合成法を検討中である.3.この合成中間体をオスミウム酸酸化したところ,ジアステレオマーの混合物としてジオール体を得た.これらはシリカゲルカラムによって分離することができ, X線結晶解析によって主成績体の絶対配置を(S,S,S)と決定した.酸化文応の性質上他方は(R,R,S)一体である.これらを上述のモデル文応にならって選択的に脱オキシ化することによって,題記超修飾塩基に対する標的化合物7-(3-カルボメトキシー3-カルボメトキシアミノー2-ヒドロキシブチル)ワイの(B,S)-及び(S,S)-体を合成することに成功した.4.ここに得た標的化合物の化学的性質の検討及び題記塩基の生体資料からの単離は現在続行中である.1. (E)-1-ベンジルー7-ホルミルワイをオスミウ酸素化した後,シユウ酸ジクロリドを用いる新しい反応によって環状炭酸ジエステルに導き,接触還元によって題記超修飾塩基のモデル化合物を得た.2.このモデル反応に従って題記塩基に対する標的化合物を合成するために必要な合成するために必要な合成中間体(S)-(E)-1-ベルジルー7-(3-カルボメトキシー3-カルボメイトキシアミノー2-ブテニル)ワイの合成法を改良した.すなわち, 1-ベンジルワイをNaHCO_3存在下I_2との反応によって容易かつ高収率で1-ベンジルー7-ヨードワイとし,ビニルグリシン語導体とのHeck反応によって目的を達した.この反応の操作は非常に簡単なので,ここに重要中間体の大量合成が可能になったものと思われた.しかしながら,一方の原料である光学的に純粋なビニルグリシンは文献によれば大量に得ることが容易な筈であったが,現実にはラセミ化を伴い,収率もよくなかったので,現在独自の方法による≦-ビニルグリシンの合成法を検討中である.3.この合成中間体をオスミウム酸酸化したところ,ジアステレオマーの混合物としてジオール体を得た.これらはシリカゲルカラムによって分離することができ, X線結晶解析によって主成績体の絶対配置を(S,S,S)と決定した.酸化文応の性質上他方は(R,R,S)一体である.これらを上述のモデル文応にならって選択的に脱オキシ化することによって,題記超修飾塩基に対する標的化合物7-(3-カルボメトキシー3-カルボメトキシアミノー2-ヒドロキシブチル)ワイの(B,S)-及び(S,S)-体を合成することに成功した.4.ここに得た標的化合物の化学的性質の検討及び題記塩基の生体資料からの単離は現在続行中である.1.題起超修飾塩基【1b!】のモデル化合物7-(2-ヒドロキシ-3-メチルブチル)ワイ(【3!】)の合成中間体として重要な(【E!_】)-1-ベンジル-7-(3-メチル-1-ブテニル)ワイは、1-ベンジル-7-ホルミルワイ(【2!】)と、対応するWittig試薬との反応によって得ていたが、今回【2!】を還元して得るアルコール体を経てWittig試薬に導き、イソブチルアルデヒドとの反応によってより高収率かつ高選択的に合成することができた。2.上記合成中間体をオスミウム酸酸化することによって対応するジオール体を得ることができた。しかしながら、このものはパラジウム炭素を触媒とする接触還元では低収率にしか目的の【3!】を与えなかった。そこで、このジオール体の選択的脱オキシ化反応を種々検討したが、既存の方法では目的を達することができなかった。この問題は、ジオール体をシュウ酸ジクロリドと反応させ、得られる5員環炭酸ジエステル体をパラジウム炭素触媒で接触還元するという新しい方法を案出することによって解決した。3.上記モデル反応にならい、すでに合成法を確立している(【S!_】)-1-ベンジル-7-(3-カルボメトキシ-3-カルボメトキシアミノ-1-プロペニル)ワイ(【4!】)をオスミウム酸酸化したところ、1組のジアステレオマーの混合物としてジオール体【5!】,【6!】を得た。これらはシリカゲルカラムによって分離することができ、X線結晶解析によって主成績体【6!】の絶体配置を(【S!_】,【S!_】,【S!_】)と決定した。

酸化反応の性質上【5!】は(【R!_】,【R!_】,S)一体である。これらを上述の方法で選択的に脱オキシ化することによって、【6!】から(【R!_】,【S!_】)-【1b!】を,【5!】から(【S!_,】【S!_】)-【1b!】を得ることができた。したがって、本年度の研究計画はすべて達成されたことになる。ここに得られた【1b!】のいずれかがラット肝からの超修飾塩基であると考えられるが、天然からのサンプルがないため、同定するには至っていない。
中学校理科教育における博物館と連携した「進化」の学習プログラムの開発

【研究の目的】本研究は中学校理科教育で開発があまりされていない「進化」の学習について、博物館(科学館・動物園を含む)や大学との連携により専門家と協働して学習プログラムを構築することを目的として行ったものである。研究代表者の従前の研究により、博物館と学校に連携の構築には博物館の専門家との互恵的な関係の中で、学校で実施可能でかつ多様な連携プログラムの開発が不可欠であるという課題が明確となっている。この課題を克服するため、大学や博物館等との専門家と共に授業で活用できる教材開発を進め、博物館と学校との連携プログラムを作り出すことを目指した。本研究の特色は文部科学省が次期学習指導要領に向け、中学校理科「生命」領域で最も重要視すると公示した「生物の多様性と共通性」を深く学ぶための教材開発に焦点を当てた点である。【研究方法】博物館の専門家(国立科学博物館、東京大学大気海洋研究所、日本モンキーセンター、広島市安佐動物公園)との連携プログラムを構築した。試案した連携プログラムの実施は研究代表者の勤務先の中学校及び近隣の小学校で実施し、実施後にはそのプログラムの有効性を図るために生徒に質問紙調査を行った。得られた結果から連携プログラムの修正・再構築を行い、連携した博物館や中学校に向けて情報提供を行なった。また、全国の学校に連携事業を普及させるため研究成果を各種学会・研究会で発表した。【研究の成果】「生物の多様性と共通性」を理解する学習の柱は「進化」の学習内容であるが、これまで中学校理科での開発の報告は極めて少なかったが、本研究において「進化」の学習を通し生物の多様性について生徒が深く思考するアクティブ・ラーニングの要素を含んだ教材の開発を行ったことが成果である。また、博物館との連携プログラムの構築を「進化」の学習開発に焦点を当て遂行したことに大きな意義がある。
単一のDNAの機械的摘出・固定ハンドリングの試み

本研究は、特定のDNAを触って測る本作業に先立ち、観察・伸展・把持・固定などの準備作業を機械的にマニュアル操作できるシステムの構築を目的とする。DNAは市販のものを用い、観察はDNAを染色して倒立形蛍光顕微鏡を用いたが、直径2nm程度のDNAでもその存在位置がわかった。工具はガラス管を0.8μmまで先細にして伸ばし、パイプの中に染色液を充填し蛍光顕微鏡でも見えるようにした。なお、工具はアクチュエータで動かしたが、これはピエゾ素子の20μm程度の微動をてこで増幅して3方向に駆動できる。さらに、工具の半面にアルミニウム薄膜を蒸着して、1MHz・1MV/mの電場を印加した。設計通りに、DNAは電場によって伸展し、DNAの端をアルミニウム薄膜に固定して動かせた。ただし、動かせたDNAが単一であるか否かがわからなかった。
学生理解度を高めるシーケンス制御実験装置の開発

〈研究目的〉現在、本校情報工学科ではPLC(プログラマブルロジックコントローラ)を用いたシーケンス制御実験を実施している。しかし、実験後のレポートを見ると学生の理解度が高いとは言えない状況である。これは実験に使用している機器がスイッチとランプだけの簡単なものであり、センサーやモーター等の制御を体験していないことが考えられる。本研究は、上記の現状を踏まえて学生の理解度をより高めるための、体感的なシーケンス制御実験装置を開発することを目的とする。〈研究方法〉今回開発する装置は制御を学生に体験させるために制御対象を、自動ドアとすることとする。自動ドアには位置決めセンサーや駆動系を含んでおり、今回の研究の目的に適していると考える。製作する自動ドアは卓上サイズとし、その機構もアクリル等で可視できものとする。また、学生実験にて使用するため誤動作を含むプログラム不具合が考えられる。この時、駆動部等を守るための工夫として、リレーを用いた正転逆転制御、クラッチによるモーター保護など装置を守るよう工夫する。コントローラー部には、比較的入手し易いPICマイコンを使用する。PICマイコンにはシーケンス制御ソフトが公開されており今回はそれを使用する。〈研究成果〉今回、制御対象としての自動ドアを製作したが5Vでの回路設計にしたため、従来シーケンス制御に使用する光電センサー等を利用できなかった。そのため5Vで使用できる焦電センサー等を使用したが、リレー駆動の安定性を欠き改善が必要となった。コントローラーの製作に関しては設計を行い、ブレッドボード上にて動作を確認した。今回の研究では基板化し、単体で使用できるシーケンサーの製作には至らなかった。本研究については、自動ドアのセンサーの安定動作・コントローラー部の基板化が今後の課題となる。
応答特異抗体とDNA arrayによる放射線感受性予測システムの構築

放射線感受性予測のためヒトT細胞腫癌由来MOLT-4細胞の放射線照射後のシグナル伝達と遺伝子発現制御機構を解析した。細胞死を放射線感受性の指標に、jnkのドミナントネガティブタンパク発現細胞、もしくは、特異的阻害剤による遺伝子発現の変化を、リン酸化特異的抗体によるWestern解析とRT-PCR, DNA arrayを用いて、検討した。X線照射後、SAPK/JNKリン酸化に続いて、転写因子c-Mycのm RNA、タンパク量の線量依存的・時間依存的減少、c-Myc antisense oligonucleolides導入やc-Myc阻害剤処理によるアポトーシスが誘導過程について、DNA arrayによる遺伝子発現の網羅的解析のデータを裏付けるために、RT-PCRなどいくつかの実験で再検証を行う実験を行った。スポットする遺伝子配列や感度の制御について検討し、DNA arrayの信頼性を向上させることが、放射線応答遺伝子・感受性決定遺伝子DNA array開発や臨床におけるDNA arrayを用いた診断法の確立へつながると考える。また放射線照射後に誘導または修飾されるタンパク質に対する新規抗体の開発を目的として、これまでp53のセリン15、37、46のリン酸化特異的抗体、DNA依存性プロテインキナーゼの基質の1つであるXRCC4タンパク質に対するリン酸化特異抗体や我々が発見したアポトーシスの過程で新規に誘導され、p42/SETβのカスパーゼ切断産物であるp41特異的抗体を作製し他の各種細胞で検証してきた。放射線誘発アポトーシスにおいてp54JNKがカスパーゼ3によって切断されて生ずるp52を新たな細胞死マーカータンパクとして加えることができた。放射線感受性予測のためヒトT細胞腫瘍由来MOLT-4細胞の放射線照射後のシグナル伝達と遺伝子発現制御機構を解析した。リン酸化特異的抗体によるWestern解析とjnkのドミナントネガティブタンパク発現細胞、もしくは、特異的阻害剤による遺伝子発現の変化をRT-PCR, DNA arrayを用いて、細胞死を放射線感受性の指標に検討した。X線照射後、SAPK/JNKリン酸化に続いて、転写因子c-MycのmRNA、タンパク量の線量依存的・時間依存的減少、c-Myc antisense oligonucleotides導入やc-Myc阻害剤処理によるアポトーシスが誘導過程について、DNA arrayによる遺伝子発現の網羅的解析のデータを裏付けるために、RT-PCRなどいくつかの実験で再検証を行う実験を続けている。スポットする遺伝子配列や感度の制御について再検討し、DNA arrayの信頼性向上を向上させることが、放射線応答遺伝子・感受性決定遺伝子DNA array開発や臨床におけるDNA arrayを用いた診断法の確立へつながると考える。
青年期のメンタルヘルスへの早期介入プログラム導入とその評価についての研究

子どもの発達を取り巻く、虐待、不登校、いじめ、非行、暴力、自殺など多くの問題は、極めて深刻である。思春期までに適切な心の発達につながらず、思春期以降社会への適応に問題を持つ若者が増加している。乳幼児期、学童期、青年期の子どもの問題は、家族を抜きにして語ることはできず、子どもの発達段階に応じた養育や教育を見直す時期に来ている。今回の研究の目的は、思春期の問題が生じることを未然に防止し、思春期(ティーンエイジ)の子どもを持つ親支援が重要であると考え,すでにオーストラリアで開発された(1) Teen Triple P Seminar Series(TTPS:セミナー形式ティーントリプルP)をわが国に導入すること、(2) TTPSの効果について科学的に検証することである。Teen Triple P Seminar Series (TTPS:セミナー形式ティーントリプルP)は、60分の認定ファシリテーターによる解説と30分間の質問タイムの計90分で構成されている。内容は3つのテーマ(チップシート)1思春期の子どもの責任性を育てる、2思春期の子どもの能力・有能性を高める、3思春期の子どもの社会性を育てる、でそれぞれ6つずつの重要な要素のスキルが用意されている。平成30年度は、1実施にあたり、ファシリテーターキット(マニュアル、セミナー用パワーポイント)、チップシート3種、養成講座用教材(講義ノート、養成講座用パワーポイント、養成講座用DVD等を翻訳を行い、教材を準備し、養成講座開催に向けての環境を整備した。特定Triple Pファシリテーター養成講座に使用するマニュアルの翻訳が終了し、今後細部において監訳を行う段階に達している。平成31年度は、プログラム実施の標準化のためファシリテーター養成講座を計画する。この養成研修の参加者に認定試験を行い合格者のみがプログラム実施が可能となる。プログラム実施に当たり、小学校高学年中学生(11歳15歳)に焦点を当て、対象児童とその養育者の現状調査を行い、プログラム実施6週間後に同じ質問紙調査を行い、プログラム効果の測定を明らかにする。具体的には、以下の手順で研究を計画する。1対象児童とその養育者への質問調査票(質問紙)の選択を協議する。2対象人数は1地域50人を3地域で実施し(計150人)、1地域ごとに「思春期の子どもの責任性を育てる」、「思春期の子どもの能力・有能性を高める」、「思春期の子どもの社会性を育てる」の3テーマを実施する。そして、年度内に3質問紙の集計し、分析を行う予定である。英文翻訳費は、翻訳作業工程に沿って支払いを行ったため、結果として2回に分けて支払うこととなったためである。当初の英文翻訳一式の見積額が、1,175,727円であり、1回目の支払額723,199円の差額として、平成31年度当初で残金の452,528円を支払う予定である。これは当初の計画通りの金額支出である。