hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規リゾホスホリパーゼの機能とリン脂質一重膜制御の分子基盤の解明

新規リゾホスホリパーゼであるiPLA2θは、リン脂質の主要構成成分であるホスファチジルコリンを分解して遊離コリンを取り出す代謝経路に必要不可欠な酵素であることを見出した。この経路が遮断された遺伝子改変マウスでは、肝臓で内因性にコリンを取り出すことができなくなり、その結果コリンが代謝されて生じるメチル供与体であるベタインやS-アデノシルメチオニンなども不足し、脂質や糖などのエネルギー代謝が正常に保てなくなることが判明した。全身性iPLA2θ欠損マウスの肝臓における水溶性低分子化合物のメタボロミクス解析を行った結果、前年度報告したグリセロホスホコリンやコリンに加えて、ベタインやメチオニンサイクルに関連する代謝物の変化が見られた。関連代謝酵素のうち、Bhmt、Mat1aなどの発現量が大きく上昇しており、iPLA2θ欠損により肝臓内のコリン代謝が障害を受けていることが示唆された。これに対し、リン脂質の脂肪酸組成解析は当初の予想とは異なり、限定的であった。iPLA2θ欠損マウスから採取した肝細胞の初代培養を行ったところ、グリセロホスホコリンやコリンの細胞内濃度が大きく低下していた。加えて、肝細胞からのFGF21の分泌量が大きく上昇しており、これが全身性iPLA2θ欠損マウスの示す低成長の原因となることが予想された。一方、iPLA2θ欠損マウスの脂肪組織由来幹細胞をin vitroで分化誘導すると、脂肪分化関連遺伝子の発現や脂肪滴形成は野生型と同様に観察されたが、Ucp1やCideaなどの褐色化マーカーの発現が顕著に増加していた。iPLA2θ欠損マウスの体重あたりの酸素消費量は野生型に比べて増加しており、ミトコンドリア数の増加などの白色脂肪組織の褐色化に特徴的な兆候が見られることから、エネルギー消費の増大がiPLA2θ欠損マウスが示するい痩の一因であることが示唆された。全身性iPLA2θ欠損マウスはメンデルの法則に従って誕生したが、通常の固形飼料で飼育すると、離乳時から体重増加が停止して生後4週までに全個体が死亡した。水分含有量の高いゲル状飼料で飼育すると延命効果が見られたが、摂食量の減少は見られないのにも関わらず、離乳後の体重増加が緩慢で、白色脂肪組織の萎縮を伴う成長遅延が観察された。さらに6週齢を過ぎると歩行異常、背骨の湾曲、眼瞼下垂、毛並みが悪いなどの所見を示し、生後10週までにほとんどの個体が死亡した。欠損マウスは低血糖と低体温を示し、インスリン、IGF-1、甲状腺ホルモン、レプチン、アディポネクチンの血中濃度が低下しており、超低比重リポ蛋白(VLDL)中のトリグリセリドとコレステロールの含量も著しく低下していた。iPLA2θはリゾホスファチジルコリンをグリセロホスホコリン(GPC)と脂肪酸に加水分解する活性を示し、主要組織中のGPC含量を定量すると、肝臓で著しく減少しており、腎臓や骨格筋でも25%程度の減少が見られた。したがって、iPLA2θは肝臓の内在性GPC産生経路で中心的な役割を果たすリゾホスホリパーゼであること、また本経路の欠損が重篤な表現型を導くことが明らかとなった。肝臓と内臓脂肪の遺伝子発現解析を行った結果、肝臓では脂肪酸合成経路の代謝酵素群の発現量が大きく減少しており、トリグリセリドをVLDLに転移するMTPの発現量も低下していた。一方、脂肪細胞分化や脂肪合成のマーカーの発現低下は認められず、熱産生に特徴的な脱共役蛋白質Ucp1やCideaの発現上昇が見られた。このことから、iPLA2θ欠損マウスでは、肝臓における脂肪酸合成の低下とトリグリセリドの排出能の低下、および白色脂肪細胞の褐色脂肪細胞様形質への転換(browning、褐色化)により、全身の中性脂質が失われて白色脂肪細胞の萎縮が起こると考えられた。<最終年度に実施した研究の成果>全身性iPLA2θ欠損マウスにおける各臓器の水溶性低分子化合物の変化を解析し、新たに肝臓でS-アデノシルメチオニンが有意に減少し、プトレシンが蓄積することが判明した。Tyloxapolによってリポプロテインリパーゼ活性を阻害して血中トリグリセリド濃度の経時変化を測定することで、欠損マウスでは肝臓からのVLDL分泌が大きく低下することが示された。また、欠損マウスでは肝臓へのグリコーゲンの蓄積を伴う低血糖が見られ、それを補償するために白色脂肪組織のlypolysisが促進され、エネルギー消費の増大と白色脂肪組織の褐色化が進行して痩せることが示唆された。実際、欠損マウスから分離した脂肪細胞幹細胞をin vitroで培養した場合は、野生型マウス由来の脂肪細胞幹細胞と同様にadipogenesisが進行したことから、欠損マウスが示す脂肪組織の褐色化は脂肪細胞自身に原因があるのではなく、全身のエネルギー代謝調節の異常が原因と考えられた。<研究期間全体を通じて実施した研究の成果

>iPLA2θはリン脂質のホスファチジルコリンを分解して遊離コリンを取り出す経路に必須のリゾホスホリパーゼであることが分かった。この経路が遮断されると、肝臓で内因性コリンを作り出す能力が大幅に低下し、その結果メチル供与体である、ベタイン、S-アデノシルメチオニンなどが不足するとともに、脂質代謝や糖代謝にも異常が生じ、生体のエネルギー代謝を正常に保てなくなることが判明した。脂質生物学全身性iPLA2θ欠損マウスの表現型解析が肝臓、白色脂肪細胞、血液を中心として予定通り進んでおり、組織特異的な欠損マウスの作製も進んだ。iPLA2θ欠損により生じるグリセロホスホコリンとコリンの産生の低下が及ぼす周辺代謝経路に対する影響、成長不良やるい痩を引き起こす原因についても大きな進展が見られた。遺伝子改変マウスの表現型解析が肝臓、白色脂肪細胞、血液を中心として予定通り進んでおり、メタボロミクス解析よりiPLA2θが肝臓における主要GPC産生酵素であることを明らかにし、さらに脂肪組織における中性脂肪の喪失のメカニズムの一端も明らかにできたことなど、大きな進展が見られた。また、組織特異的な欠損マウスの作製も予定通り進行している。2)組織特異的欠損マウスや長期間飼育したヘテロ欠損マウスの表現型を解析する。3)脂肪滴を取り囲む脂質一重膜の動態観察を当初予定していたが、iPLA2θ欠損マウスの脂肪組織の萎縮は、白色脂肪細胞の脂肪滴の形成阻害ではなく、むしろ白色脂肪組織の褐色化を伴う消費エネルギーの増大であることが判明したので、iPLA2θによるエネルギー消費の制御のメカニズムを解析を推進する予定である1)肝臓、白色脂肪組織などの組織特異的な欠損マウスの表現型解析、生化学的解析、遺伝子やタンパク質の発現解析、メタボローム解析を行い、全身性欠損マウスのデータと比較する。2)肝実質細胞、白色脂肪組織由来の脂肪前駆細胞、骨格筋細胞などの初代培養系を用いて、リン脂質代謝とコリン代謝を中心に質量分析による網羅的解析を行う。3)安定同位体や蛍光プローブを用いて、ホスファチジルコリンを中心としたリン脂質およびその代謝物の細胞内動態や代謝経路の解析を行う。新たな抗体作製委託に5ヶ月程度要することから次年度に使用する予定の研究費が生じた。翌年度以降に請求する研究費と合わせた使用計画については、上記に加えて、新たな遺伝子改変マウスの導入、マウス用特殊飼料、細胞培養用ディッシュ、培地、試薬の購入などに使用予定である。安定同位体の合成委託が5月下旬までかかること、抗体作製委託に56ヶ月程度要すること、海外での学会発表予定を次年度に変更したこと、などから次年度に使用する予定の研究費が生じた。翌年度以降に請求する研究費と合わせた使用計画については、上記の4つに加えて、新たな遺伝子改変マウスの導入、マウス用特殊飼料、オリゴヌクレオチドの合成、細胞培養用のディッシュや培地などに使用予定である。
災害ソーシャルワーク理論の体系化に向けた「機能特性」に関する実証的研究

本研究の目的は「災害ソーシャルワーク理論」の体系化に向け、その機能特性を実証的に明らかにすることにある。研究方法は、ソーシャルワーカー8名に対してインタビュー調査を実施し、定性的(質的)コーディングを用いて分析した。研究成果としては192のセグメントより18のコアカテゴリーを生成しその内容を定義化した。生成された18のコアカテゴリーより、災害ソーシャルワークの機能特性として3点が指摘できる。1ソーシャルワークの本質的かつ社会や地域に開かれた機能に集約されたこと、2当事者である本人のニーズを起点として実践が強調されたこと、3その時点での対応のみならず先の展開を想定した働きが顕著なことである。今年度は、ソーシャルワーク機能の再整理と基本的枠組みに関する考察、東日本大震災におけるソーシャルワーカーによる実践の分析に取り組んだ。第1段階として、研究協力者に対する仮説生成を目的とした集中的インタビューを行った。その結果、震災直後の緊急対応から、その後の生活支援に至るさまざまな局面において、それらに対応するソーシャルワーク実践と機能の概要を把握することができた。第2段階として、第1段階と同じように、それぞれの領域より選出した6名のソーシャルワーカーに対する仮説生成を目的とした集中的インタビューを行った。さらに第3段階として、第2段階で行ったインタビューの補充・点検に主眼を置いた再インタビューを行った。その結果、災害ソーシャルワークの機能として、通常のソーシャルワーク機能を基盤としながら、それとの関連で、強化機能、追加機能、発展機能の枠組みと内容を抽出できることがわかった。また東日本大震災におけるソーシャルワーカーの実践は、それぞれの領域と被災地域の特性によって、その取り組み内容に濃淡があることもわかってきた。これらを踏まえたうえで、インタビュー結果のセグメント化と精緻な分析を行い、災害ソーシャルワークの機能特性である強化機能、追加機能、発展機能の枠組みの具体的な内容を検討しているところである。来年度は、この検討作業に基づく災害ソーシャルワークの機能特性についての精査と、災害ソーシャルワークの理論と実践に関する調査を実施したいと考えている。今年度の研究成果は、質的研究の手法を用いて「災害ソーシャルワーク機能」を構築した点にある。その方法と成果の一部を紹介する。実践領域と実務経験を勘案して選定した8名のソーシャルワーカーに対するインタビュー結果をセグメント化し、生成した192のセグメントをもとに、ソーシャルワーカーの働きに注目して、サブカテゴリーを作製した。そのサブカテゴリーから、18のコアカテゴリーを構築した。これが当初の研究目的である災害ソーシャルワークの機能特性の検討と合致する「災害ソーシャルワーク機能」である。「災害ソーシャルワーク機能」としての18のコアカテゴリーは、1「人命救助及び安全確保を優先する」2「安否確認や被害状況に関する情報の収集・確認によって、課題やニーズを把握する」3「情報の集約と整理ができる仕組みをつくる」4「課題やニーズを予測して行動する」5「把握できた課題に優先順位をつけながら対応する」というように、全部で1から18のカテゴリーによって構成されている。これらのカテゴリーを概観すると、災害時のソーシャルワーク機能は、その時点での対応のみならず、先の展開を想定した働きがみられること、また災害時には当事者や地域の関係者の力を最大限の活用する傾向が顕著であった。今後は、この「災害ソーシャルワーク機能」についての評価と検証を行いたいと考えている。具体的には、被災地のソーシャルワーカーによる仮説検証を目的としたインタビューの実施と、日本ソーシャルワーク学会において研究成果の検証の場を設定する予定である。それらを通して、災害ソーシャルワークとしての体系化とソーシャルワーク機能との整合性についても検討していきたい。今年度の研究成果は、質的研究の手法を用いて構築した「災害ソーシャルワーク機能」について、評価と検証を行ったことである。評価と検証の方法として、ひとつは実践現場のソーシャルワーカーに対する仮説検証インタビューを実施した。もうひとつは日本ソーシャルワーク学会において研究成果を報告し、そこで評価を受けるという「エキスパートチェック」を行った。以下、その成果を述べる。実践現場のソーシャルワーカーによる仮説検証インタビューは5月に2回行った。1回目は、福島県内の病院に勤務する社会福祉士に対して行った。その結果、我々が構築した「18の災害ソーシャルワーク機能」について、ひとつは、被災地の状況によって対応の仕方は異なるので、「場」といった地域視点を導入すること、もうひとつは時間経過によって支援内容も変化するので「時間軸」の整理を加えることが確認された。2回目は宮城県内の病院に勤務する社会福祉士に対して行った。その結果、「18の災害ソーシャルワーク機能」について、ひとつは、命からがらやっとの思いで運ばれてきた被災者(患者)へのニーズ把握の重要性と、このインタビューにおいても「時間軸」の必要性が指摘された。日本ソーシャルワーク学会における「エキスパートチェック」では「18の災害ソーシャルワーク機能」は、1その場にいる人なら誰でも行うこと、2援助専門職なら誰でも行うこと、そして3ソーシャルワーカーだから行うことが混在・重層化されているという指摘があり、その点を整理する必要性を共有した。また18番目の機能である「地域おける支援体制づくりに向けてネットワークを構築する」ということについて議論が集中し、ここでも時間軸との関係が指摘され、時系列による機能特性の分析が課題となった。1年の補助期間の延長を申請し承認を得た。これによって遅れていた部分を取り戻すことができる。評価と検証作業の結果をもとに最終的な研究成果のまとめに入っている。最終年度にあたる今年度の研究成果は以下の3点に要約できる。第1点は、2016年5月の第64回日本医療社会福祉協会全国大会(新潟大会)において、シンポジウム1「災害ソーシャルワークの確立

過去・現在・未来」のシンポジストとして、本研究メンバーである岩間伸之氏が招聘され、研究成果を中心に発題した。これによって我々の一連の研究が、災害ソーシャルワークの確立に僅かながら貢献できたことが評価された。第2点は、災害ソーシャルワーク研究の今後の展望として、2016年11月には、熊本地震シンポジウム「地域に根付いた避難所の取り組みと被災者支援」に参加するとともに、熊本地震の被災地のフィールドワークを行った。さらに2017年1月には、長崎純心大学と関連する社会福祉法人における災害対応、地域連携について視察した。また2017年3月には、日本発達心理学会第28回大会において、他の学問分野における災害支援の動向を把握した。本研究は一定の成果を出したが、災害ソーシャルワーク研究には、未だ多くの検討課題があり、今年度のフィールドワークを中心としたこれらの活動を通して、今後の災害ソーシャルワーク研究の方向性を探ることができた。第3点は、4年間に及ぶ研究活動の成果として「災害ソーシャルワーク理論の体系化に向けた「機能特性」に関する実証的研究(調査研究報告書)」をまとめたことである。複数回の編集委員会と作業を通して、150頁にわたる報告書を作りあげた。そしてこの報告書をもって、学会ならびに関係者へ本研究の成果を報告することができた。以上の3点が最終年度の研究成果である。本研究の目的は「災害ソーシャルワーク理論」の体系化に向け、その機能特性を実証的に明らかにすることにある。研究方法は、ソーシャルワーカー8名に対してインタビュー調査を実施し、定性的(質的)コーディングを用いて分析した。研究成果としては192のセグメントより18のコアカテゴリーを生成しその内容を定義化した。生成された18のコアカテゴリーより、災害ソーシャルワークの機能特性として3点が指摘できる。1ソーシャルワークの本質的かつ社会や地域に開かれた機能に集約されたこと、2当事者である本人のニーズを起点として実践が強調されたこと、3その時点での対応のみならず先の展開を想定した働きが顕著なことである。研究目的は「災害ソーシャルワーク理論」の体系化に向け、その「機能特性」を実証的に明らかにすることであった。今年度の研究成果としては、「機能特性」についての仮説生成まで到達したが、その検証作業には至らなかった。この点が自己評価として「(3)やや遅れている」として理由である。すでに検証作業の計画はできているので、次年度で追いつきたい。平成27年度に行った評価と検証作業を踏まえ、これまでの研究成果を最終的な報告書としてまとめることになる。
家族関係と子どもの問題行動に関する研究

本研究は思春期における子どもの問題行動とこの時期の家族関係との関連を明らかにし、子どもの問題行動の低さと関連する家族関係の在り方を検討した。予備調査により家族関係、ならびに子どもの問題行動を測定する尺度の精緻化を行い、最終的に中学生264名(男子135名、女子129名)のデータを用いて分析を行った。なお、家族関係の測定は、夫婦間、父子間、母子間における結びつきと勢力から行い、子どもの問題行動は、内在化問題、外在化問題、対人関係の問題から測定を行った。その結果、家族成員間の結びつきが強く、勢力関係が均衡した家族関係が、子どもの問題行動の低さと関連することが示唆された。本研究は、思春期における子どもの問題行動とこの時期の家族関係との関連を明らかにし、子どもの問題行動の低減と関連する家族関係のあり方を検討することである。2015年度においては、子どもの問題行動と家族関係を捉える尺度項目の検討とそれらを用いて予備調査を行うことを目標とした。中学生計700名を対象に実施した予備調査では、家族成員間の結びつきの強さと均衡した影響力のバランスを有する家族関係が、思春期の子どもの問題行動の低さとの関連を示した。しかし、本研究の目的の一つである子どもの問題行動と家族関係のあり方のモデル化という側面では、十分な成果が得られなかった。具体的には、共分散構造分析に耐えうるための家族関係の査定方法、さらには子どもの問題行動を捉える尺度項目の精緻化が課題となった。そこで、これらを克服するために、現役の小学校・中学校教員とディスカッションを行い、子どもに負担なく、また包括的に問題行動を捉える項目内容を再検討を行うこととした。同時に、家族関係を捉える項目においても、再検討を行うこととした。前述のように2015年度においては、予備調査を実施し、改善点を明確にすることができた。具体的には、家族システムを捉える尺度項目、ならび子どもの問題行動を捉える尺度項目の精緻化の課題である。この問題を克服するため、現役の小学校・中学校教員とディスカッションを行い、より簡易的、且つ本研究の目的に即した項目の選別を検討している。調査対象となる教育機関との連携も滞りなく進み、本年度内には研究論文として仕上げる段階までを到達目標としたい。本研究は、思春期における子どもの問題行動とこの時期の家族関係との関連を明らかにし、子どもの問題行動の低減と関連する家族関係の在り方を検討することである。2016年度では、2015年度の中学生700名を対象とした予備調査の情報をもとに、家族関係、ならびに子どもの問題行動を測定する尺度を精緻化し、中学生264名(男子135名、女子129名)のデータから分析を行った。より具体的には、家族関係を捉える項目を、結びつきと勢力に限定し、中学生が回答可能な項目に修正を行い、父親、母親、青年といった3者関係それぞれを詳細に捉える尺度を作成した。さらに、子どもの問題行動を簡易的、かつ包括的に捉える尺度を作成した。この尺度は19項目から構成され、下位因子として1注意・実行因子、2怒り・攻撃性因子、3自己主張因子となる。これらの因子は、内在化の問題、外在化の問題、対人関係の問題に対応すると考えられる。最終的に、家族関係を測定した項目から、クラスタ分析により家族の形態を分類(以下、家族構造)したところ、思春期の青年を持つ家族構造を34タイプに分類された。この家族構造の違いにより、子どもの問題行動との関連を検討したところ、家族構造の形態の違いと子どもの問題行動との関連性が認められた。この結果を基に思春期の子どもの内在化の問題、外在化の問題、対人関係の問題とどのような家族構造の形態が関連するかを考察し、思春期の家族関係の在り方を示した。今後の推進方策として、予備調査から得られた情報を反映させた質問紙を2016年7月中に完成させ、データ収集を行う。なお、データ収集を行う教育機関の内諾は得ている。2016年10月には分析の見通しを立て、結果をまとめる。年度内には論文としてまとめるといった状況にある。臨床心理学次年度使用額が生じた大きな理由としては、統計分析ソフト(SPSS)とPCの購入が遅れたためである。しかし、2016年5月時点で購入済みである。使用計画としては、物品費(設備備品費)として統計分析ソフトとPC、インタビューに用いる録音媒体に使用する。消耗品については、書籍、質問紙印刷用のための用紙とインク代等が該当する。国内旅費については、2つの学会で発表を計画している。人件費についてもデータ分析、資料整理に必要となる。最後にその他については、アンケート調査作成のために使用する。
尿分離による資源循環・低エミッション型排水処理システムの構築

本研究では、水環境への汚濁負荷排出削減、水消費量削減、エネルギー消費量削減を図るため、尿分離による資源循環・低エミッション型排水処理システムを構築した。具体的には、水消費量、電力消費量を大幅に削減しつつ使用感は従来の水洗トイレと変わらない尿分離型トイレを開発した。開発途中で新たに考案した方式については、2件の特許出願を行った。さらにこの尿分離型トイレを我が国のサービスエリア・パーキングエリアに設置するため、各サービスエリアの施設調査を行い、データを収集し、本システムを導入した場合に、水消費量、エネルギー消費量、および水環境への汚濁負荷削減がどの程度になるか、精緻なシミュレーションを行った。24年度では,23年度に試作した洗浄水循環型尿分離実験システムを用いて,人尿がどの程度回収できるかという実験を行った結果,ほぼ100%の回収率であることがわかった.しかし,大便を一緒に排出する場合は,制御が難しいという問題点が新たに見つかった.本システムでは時間による自動洗浄制御を行っているが,大便を排出する場合,小便と大便の排出のタイムラグには個人差があるため,これ以上の自動制御は難しいと考えられた.そこで新たに自己選択型トイレという方式を考案した.これはトイレにボタンを設けて使用者が排出に大便を含むか否かを選択できるようにしたトイレシステムである.この発案に関しては特許出願を行った.また,分離した尿の利活用について調査し,原尿で大根や小松菜を栽培し,水のみを与えた場合との比較を行った.原尿を液肥として用いる場合,アンモニアが影響すると作物が枯れやすいという傾向があるという知見を得た.シミュレーションに関しては,本システムの導入効果のみならず,大震災時,特に大地震の起こった後に洪水に見舞われるような,複合災害時にこのシステムの衛生学的な状況はどうなるのかという病原菌感染リスクに関してのシミュレーションを新たに行った.洪水が起こり,トイレ内の汚物が流出するような事態では感染リスクが非常に高くなることがわかった.通常では衛生的な我が国の都市部においても,コレラ菌など,普段見られないような病原菌が流行するおそれがあることも示唆された.このような状況を回避するためには,トイレ内の汚物が流出しないようなシステムが必要である.これらの結果に関しては水文・水資源学会および国際学会で発表を行った.25年度では、24年度までに得られた知見を基にして、本システムの導入効果のみならず、大地震時、特に大地震の起こった後に洪水に見舞われるような複合災害時にこのシステムの衛生学的な状況はどうなるのかという、病原菌感染リスクに関してのシミュレーションも新たに行った。大地震が発生した後、豪雨に見舞われトイレ内の汚物が流出するような状況では、病原感染リスクは非常に高くなることがわかった。この結果に関しても水文・水資源学会、土木学会、および国際学会に論文投稿したり、学会発表を行った。シミュレーションのための基礎データの構築と洗浄水循環型尿分離トイレの試作を行った.詳細を以下に述べる.開発した洗浄水循環型尿分離トイレを高速道路サービスエリア,パーキングエリアに設置することを想定したシミュレーションを行うための資料収集・整理をし,各サービスエリア,パーキングエリアの既往調査資料による施設利用の経年推移,年間の利用状況を把握した.また,エネルギーや水道水消費状況に関して,エネルギー,水道水消費の経年推移,年間の変動も把握した.さらに,汚水処理施設(浄化槽)の設計図書,汚水処理実績,美野里PA浄化槽施設の構造と処理性能も把握した.各SA,PAのし尿の排出量,雑排水と併せた汚水の排出量,及び排出汚濁負荷量の年間の変動パターンも把握した.そして,開発した洗浄水循環型尿分離トイレなど,環境低負荷型トイレを導入した場合にどの程度の水消費量,エネルギー消費量,汚濁負荷量削減が可能になるのか,シミュレーションを行った.また,コストの面から見て,環境低負荷型トイレ導入コストが導入後の水消費量,エネルギー消費量削減などによるランニングコスト削減によって,どの程度の期間で回収できるのかといったシミュレーションも行った.さらに,本システムを導入した場合のLCA(ライフサイクルアセスメント)を行い,既存のシステムと提案した「資源循環・低エミッション型排水処理システム」とで,製造過程から廃棄に至るまで,エネルギー的にどれだけのエネルギー負荷排出をしているかの比較も行い,本システムの導入効果の予測を行った.

尿の回収率を高めるには,どのような構造,方式がよいのかを検討し,洗浄水循環型尿分離大便器を試作に着手した.そして,どの程度人尿が回収できるのかを評価するための実験システムを作った.24年度では,23年度に得られた実験結果を基にして,問題点を洗い出し,自己選択型トイレという新たな方式を考案し,本研究課題中に二回目の特許出願を行うことができたため.分離した尿の利活用について調査し,原尿で大根や小松菜を栽培した他,シミュレーションに関しても,その成果を水文・水資源学会および国際学会で発表を行うことができたため.尿の回収率を高めるには,どのような構造,方式がよいのかを検討し,洗浄水循環型尿分離大便器の試作に着手したところ,尿分離の際に尿石がたまり尿管詰まりの問題が発生することに気づいた.そこで,循環させる洗浄水に尿石防止剤を注入し,尿石を発生させないようにすることができた.この新たな方式に関しては,特許申請も行うことができた.さらに23年度はこの尿分離システムを試作するのみで,実験は24年度に行う予定だったが,システムの試作を早く行うことができたため,23年度中に実験も既に行うことができたため.また,シミュレーションに必要な,高速道路サービスエリア,パーキングエリアに関する各種データを入手することができ,実情を把握することができ,本システムの導入効果の予測を行うためのシミュレーションを迅速に行うことができたため.24年度に新たに考案し,特許出願した自己選択型トイレに関しては,試作を行いたいと考えている.しかし,25年度は最終年度でもあるため,論文作成や学会発表など,今までの研究成果発表にも注力していこうと考えている.24年度は23年度に得られた結果を基にして,尿分離の実験システムを作った後に,試作した洗浄水循環型尿分離トイレを用いて尿分離の実験を行うことを計画していたが.実験は既に終了したので,実験結果に基づいて,問題点を洗い出し,さらに検討・改良を加える.シミュレーションに関しては,本システムの導入効果のみならず,大震災後に避難所等に設置することも想定し,衛生学的に問題はないか,病原菌感染リスクについてのシミュレーションも行う.また,高速道路のサービスエリア,パーキングエリアなどで実際に試作したトイレを設置して実証実験ができないか検討をしたが,費用面で折り合いがつかなかったため,分離した尿の利活用方法について調査し,例えば尿を液肥として使用した場合の実験を行う.24年度からの繰越金は,24年度にメーカーに委託した実験に対する支払い金額が,メーカーとの交渉の結果,予想していた額よりも安くなったため生じた.25年度の研究費の使用計画に関しては,24年度に新たに考案し,特許出願を行った自己選択型トイレの試作を行いたいので,そのために使用したい.また,25年度は最終年度でもあるため,今までの研究成果発表のための費用,例えば学会参加費や渡航費,英語論文の校閲料や,パソコンなど研究遂行のための環境整備に充てたいと考えている.尿分離システム試作費など大部分の研究費は初年度において計上し,既に使用させていただいているため,次年度では,残りの予算で分離した尿の利活用方法についての実験を行ったり,土木学会論文集,水工学論文集,水文・水資源学会誌などでの論文発表や学会での講演発表のために研究費を使用することを予定している.
高分子LB膜を用いた近接場光学による分子情報パタ-ニング

分子を高度に組織化する方法としてラングミュアーブロジェット(LB)法が注目されている。LB膜は水面上に形成される単分子膜を一層づつ固体基板に累積して得られる有機超薄膜であり、分子の配向や配列が制御されたテーラーメイドの分子組織体を形成する。我々は高度に組織化した高分子超薄膜を構築することを目的として、高分子LB膜について研究を展開してきたが、長鎖アルキルアクリルアミド系高分子が優れた単分子膜形成能を有していることを見い出している。また、このアルキルアクリルアミドポリマーの優れたLB膜形成能を利用して、LB膜形成能を有しない種々の機能団を共重合法により導入することに成功している。更に光架橋団を導入することにより、2次元架橋した高分子LB膜による分子パタ-ニングに検討を行っている。一分子層あたり18Aの分子レベルでの平滑な高分子ナノ薄膜を得ている。近接場光学を用いての分子情報の記録を行える高分子材料として興味がもたれる。この系を応用して、新たな高密度分子情報記録の高分子薄膜として新規な光機能団と架橋基を有する3元アクリルアミド高分子LB膜を提案したい。この高分子LB膜を光や電子線の刺激により2次元的に架橋した部分の光学的性質(屈折率、SHG活性)の変化を近接場光学により観察し情報を読みとることを目的とする。本年度はその母校となる光架橋性高分子LB膜について詳細に検討した。わずか二分子膜に相当する2次元ネットワーク高分子膜の作製に成功した。
釣漁具の漁獲選択性理論の構築に関する研究

理論的な解析によって漁獲選択性曲線を推定することができれば,これまでの漁獲試験結果から帰納的に求めた漁獲選択性曲線と相互に補うことによって,より信頼性の高い漁獲選択性を求めることができるものと考えられる。本研究では,対象魚の大きさや行動,釣針などの主要な漁具要素の特性がどのようにこの釣獲現象に影響し,選択性に関連しているのかを明らかにし,基礎的な漁獲選択性理論を構築する。1)口腔模型内への釣針の進入過程は基本的には釣針や餌の流体抵抗力の働きによって生じる。このため、口腔に入った釣針は大きな釣針、餌ほど最大進入距離は長くなった。口腔に入る比率を示す進入率は大きな釣針ほど小さくなり、進入率を考慮すると平均的には最大進入距離は大きな釣針、餌ほど短くなることがわかった。2)釣針の形状は進入過程での釣針の姿勢に影響する。その結果,最大進入距離に影響が現れた。長型釣針では釣針のクキが口腔模型入口上部に接触するか,しないかで大きく最大進入距離が異なってくる。丸型釣針ではクキの接触の影響は極端には現れない。また、進入時の姿勢が安定しており、上を向いた針先が口腔模型内壁上部に接触し、針がかりに有利に働いた。3)釣獲実験よって得た入り難さ係数からは魚の大きさに対して適切な餌の大きさがあることが示された。餌の大きさは入り難さ係数に強く関係していると考えられた。しかし,線形関係といった単純な関係ではないので,モデル化は困難であった。4)釣針進入限界を定めることにより、釣獲確率モデルの釣獲現象への適合範囲を広くすることができた。釣針進入限界と魚の口腔、釣針、餌の大きさや形状との関係については今後の課題である。釣漁具の基礎的な漁獲選択性理論の研究を3年計画で行なっている。5年度は,釣針が魚の口腔に入っていく過程について分析を行ない,釣針など主要な釣漁具要素や魚の大きさと釣針の入り方との関係を求めた。釣針は吸い込まれる水流に乗って口腔に入っていくと考え,透明パイプで作成した魚の口腔の単純化模型を用いて実験を行なった。口腔模型の水流の発生には小さな空気室の負圧を利用し,その空気室内の水位の調整によって流速と流量を設定した。実験では,現有の高速シャッター高解像度ビデオカメラレコーダを用いて釣針の動きを撮影し,録画した。実験水槽は現有の水槽施設等を使用した。新規購入した画像解析装置を使用し,録画した画像について釣針の位置,口腔模型内の流速の計測処理を行なった。釣針の口腔への入りやすさについて,釣針の大きさに対して口腔模型の直径が大きくなるほど,釣針全体が入りやすくなった。入っていく距離は,口腔模型内の流速,流量が大きくなるほど長くなった。しかし,釣針が大きくなり,また,付属のハリスが太くなると,釣針は自由に動きにくくなって口腔模型に入りにくく,入っていく距離も短くなった。池産サクラマスを用いて同様に実験を行ない,実際に魚が釣針に食いついたときの現象を測定し,比較検討すると,口腔模型の実験と同様な結果となった。これらの結果を統計的に分析して実験式を得た。この実験式と流体力学を基にして,最も適合する数学モデルを作成しているところである。2年目の6年度は,釣針が魚の口腔からでていく過程について分析を行ない,釣針など主要な釣漁具要素や魚の大きさと釣針のかかり方との関係を求めることを目的とした。

口腔に入った釣針は、魚の移動やあわせを行うことによって釣糸が引かれるため、口腔から出ていくと考え,透明パイプで作成した魚の口腔の単純化模型を作成し、その中に釣針を入れて実験を行なった。釣針を引く速度は、口腔模型を固定し、釣糸につけた浮子の浮力の大きさ及びバネの張力によって設定した。実験では,現有の高速シャッター高解像度ビデオカメラレコーダを用いて釣針の動きを撮影し,録画した。実験水槽は現有の水槽施設等を使用した。新規購入の画像圧縮伸張ボードとハードディスクを付加した現有の画像解析装置を使用し,録画した画像について釣針の位置,釣糸の引っ張り速度の計測処理を行なった。また、画像解析用ソフトウェアのアップグレードセットを新規購入した。実験の結果、口腔模型内での釣針の動きからは、釣針の先と口腔模型との接触を判断することが難しく、釣針の移動距離と針がかりの関係を見いだすまでには至らなかった。これについては釣針と口腔との接触を明確に判断できる実験方法の再検討を行っている。一方、前年度から懸案事項であった釣獲率に対する釣餌の大きさの影響について実験を行った。釣餌には同じ形状・大きさの餌を大量に作るため,円柱形に形抜きした練餌を使用した。餌の大きさは直径(mm)×高さ(mm)が2×3,3×3,4.5×3,5×5,6.5×5,6.5×8の6種類である。釣針には袖形7号を使用した。釣られた経験のないサクラマス稚魚全長12-13cmを1回の実験に100尾使用し,それらを容水量1.5tの実験水槽に入れた。釣手1人が釣針1本をつけた竿を使用し,順次魚を釣上げ,別の水槽にその魚を移した。実験開始から100試行までの間に釣れた尾数を釣獲尾数とし,その比を釣獲率として求めた。この実験の結果、釣獲率は、餌が大きくても小さくても悪くなった。餌の大きさは、釣針の入りやすさと針がかりの両方に関係し、魚の大きさに対して、餌が大きすぎても小さすぎても釣針は口腔に入りにくく、また、餌が大きいほど針がかりしにくいことがわかった。7年度は基礎的な選択性理論の構築を完成するため、追実験を行った。釣針が魚の口腔から出ていく過程における、針がかりに関係する釣針の動きを計測することができないため、釣針が魚の口腔に入る過程に集中して分析を進めた。餌付き釣針の口腔への入りやすさについて餌の大きさの影響を明らかにするため、口腔模型を用いて吸い込み実験を行った。袖形7号釣針を使用し、円柱形に形抜きした6種類の大きさの練餌を針先につけた。口腔模型の水流の発生には小さな空気室の負圧を利用し、その空気室内の水位の調節によって流速と流量を同一に設定した。口腔模型の中に吸い込まれ、移動する餌付き釣針の動きを高速シャッタービデオカメラで撮影し、画像解析装置を用いて、時間経過に伴う口腔模型内の流速と釣針の位置を計測処理した。その結果、餌が大きくなるほど餌付き釣針は口腔模型の奥まで吸い込まれ、口腔模型に入りやすいといえた。袖形とは形状の異なるヤマメ形釣針を使用し、釣針の大きさの影響について分析した。この釣針は実験魚としたサクラマスに適した釣針として市販されており、これまでの袖形に比較して針先だけが長くなっている。釣針の大きさは4、5、6、8、10号とした。釣られた経験のない全長約14cmの実験魚を1回の実験に100尾使用し、容水量1.5tの実験水槽に入れた。同一釣手1人が釣針1本をつけた竿で順次魚を釣り上げて別の水槽に移した。100試行目までに釣獲した回数と試行回数との比を釣獲確率として求めた。
光学的計測法を用いた大脳皮質視覚野神経回路を伝搬する神経興奮の解析

ラット大脳皮質より得た切片標本を用いて皮質特に視覚野の神経回路を明らかにする研究を行った。神経回路を興奮がどのように伝達されるかを直接観測するために、電位感受性色素をプローブとした光学計測法を用いた。この研究により明らかになったのは次に点である。1)視覚入力部位である白質に電気刺激を与えると、興奮は6層と4層、さらに2-3層に強い興奮を引き起こしながら皮質表面に向かって伝播すること。このことは従来知られている視覚野神経回路から推測される結果とよく一致する。2)水平方向の強い興奮伝播が脱抑制下において2-3層と5層を中心にみられること。このことは、垂直方向に伸びる神経回路に加えて、水平方向への興奮伝播を担う回路が視覚野に組み込まれており、その程度は、視覚野の興奮のレベルによってコントロールされていることを示唆している。3)光学的に観測された興奮伝播に対する皮質の一部の遮断による影響の解析から、このような水平方向の興奮伝播は、水平方向にある程度の広がりを持つ垂直方向の神経結合を次々と介して興奮が伝播することによって起こることが示唆された。これらの結果は、多くの神経細胞の興奮を集合としてとらえたときに得られた結果であり、さらに、単一神経細胞レベルでの解析が必要である。現在、スライスパッチクランプ法を用いることによって皮質内の単一細胞を刺激し、それによって引き起こされる神経興奮伝播を光学的にとらえる試みを行っている。
中欧における教養の精神史-フンボルトからスローターダイクまで

本研究の目的は、フンボルトの教養理念がその後約200年の中欧精神史の中でいかに受容され、また変容したかを追跡することによって、この理念の受容ないし変容の過程で生じた問題点を明らかにし、現在崩壊の危機に瀕している教養の再生可能性を模索することであった。その結果得られた主な知見は、以下のとおりである。フンボルトの教養理念は19世紀半ばにシュティフターの『晩夏』において清澄な文学的形象を得るが、その『晩夏』を高く評価したのは反教養主義者ニーチェであった。19世紀末期ドイツ教養市民層の安楽な教養趣味にフンボルトの理念の形骸化を見たニーチェは、『晩夏』に描かれた教養ユートピアの探求に、有用性の論理に抗して高貴な精神の自己形成に向かう教養の本質的契機を見出し、みずからもフンボルトの理念への回帰を訴えたのである。だがニーチェには、教養理念の敵対者となる「大衆」へのあからさまな蔑視があり、そこに万人に開かれた普遍的教養を信じていたフンボルトとの相違がある。フンボルトとは異なり大衆社会の幕開けの時代に生きたニーチェは、「教養俗物」としての大衆とユートピア的教養理念に生きる少数者を峻別し、後者を「探求者」と呼んだ。このニーチェの命名に、20世紀になってホーフマンスタールが応答する。ヴァイマル期におこなわれた講演『国民の精神空間としての文書』で、ホーフマンスタールはニーチェの「探求者」概念を呼び出し、この「探求者」を核とした「真の国民の形成」を訴えるのであるが、そこで自由に代わって拘束を求める精神を称揚したホーフマンスタールは、「保守革命」という言葉を発して新たなナショナリズムの運動に棹さすのである。この新たなナショナリズムの延長線上に成立したナチズムの時代に、凝固した反ユートピアを打破する精神として「可能性感覚」を提示したのがムージルであった。本研究は、ヴィルヘルム・フォン・フンボルトの教養理念がその後約200年の中欧精神史の中でいかに受容され、また変容したのかを追跡することによって、この理念の受容ないし変容の過程で生じた問題点を明らかにし、現在崩壊の危機に瀕している教養の再生可能性を模索することを目的とする。本年度は、ニーチェによるフンボルトの受容を考察した。初期の『反時代的考察』から後期の『ツァラトゥストラはこう語った』にいたるまで、生涯にわたって「教養俗物」を罵倒しつづけたニーチェは反教養主義者と見なされることが多い。しかし、『音楽の精神からの悲劇の誕生』刊行直後に行われた講演『われわれの教育機関の将来について』を読めば、それが皮相な見解であることがわかる。この講演でニーチェは徹底的に同時代の浅薄な教養観を批判し、フンボルトの教養理念への回帰を訴えているのである。だがしかし、ニーチェの教養理念がフンボルトの教養理念と完全に一致するわけではない。万人に開かれた普遍的教養を信じていたフンボルトに対し、ニーチェは天才を保護することに特化した教養機関の必要性を主張する。そこには大衆社会の幕開けを迎えたヨーロッパに生きるニーチェの苦悩が反映している。くわえて、京都新聞に「ユートピアの精神史」と題した論説を連載する機会を得て、教養とユートピア的思惟との関連について考察した。現在、計15回の連載の途中であるが、ムージルの可能性感覚を起点として、ユートピア的思惟としての教養理念をフンボルト・シュティフター・ニーチェを結ぶラインに見いだすことができた。

本研究は、ヴィルヘルム・フォン・フンボルトの教養理念がその後約200年の中欧精神史の中でいかに受容され、また変容したかを追跡することによって、この理念の受容ないし変容の過程で生じた問題点を明らかにし、現在崩壊の危機に瀕している教養の再生可能性を模索することを目的とする。本年度は、教養理念とユートピア的思惟との間にある密接な関係を考察した。フンボルトの教養理念は19世紀半ばにシュティフターの『晩夏』において清澄な文学的形象を得るが、その『晩夏』を高く評価したのは反教養主義者ニーチェであった。19世紀末期ドイツ教養市民層の安楽な教養趣味にフンボルトの理念の形骸化を見たニーチェは、『晩夏』に描かれた教養ユートピアの探求に、有用性の論理に抗して高貴な精神の自己形成に向かう教養の本質的契機を見出し、みずからもフンボルトの理念への回帰を訴えたのである。だがニーチェには、教養理念の敵対者となる「大衆」へのあからさまな蔑視があり、そこに万人に開かれた普遍的教養を信じていたフンボルトとの相違がある。フンボルトとは異なり大衆社会の幕開けの時代に生きたニーチェは、「教養俗物」としての大衆とユートピア的教養理念に生きる少数者を峻別し、後者を「探求者」と呼んだ。このニーチェの命名に、20世紀になってホーフマンスタールが応答する。ヴァイマル期におこなわれた講演『国民の精神空間としての文書』で、ホーフマンスタールはニーチェの「探求者」概念を呼び出し、この「探求者」を核とした「真の国民の形成」を訴えるのであるが、そこで自由に代わって拘束を求める精神を称揚したホーフマンスタールは、「保守革命」という言葉を発して新たなナショナリズムの運動に棹さすのである。この新たなナショナリズムの延長線上に成立したナチズムの時代に、凝固した反ユートピアを打破する精神として「可能性感覚」を提示したのがムージルであった。
戦間期郷土研究の地方的展開

1920年代から30年代初頭を中心に、柳田国男とその民俗学が構成した人脈を地方レベルで主として同時代の書簡を中心にその動態を考察した。その際、柳田の高弟にあたる民俗学者・橋浦泰雄が残した手紙類、書簡に依拠しながら、特に柳田が組織化を重点的に行った地域に着目して柳田民俗学におけるネットワーク形成の特色を抽出することをこころがけた。その結果、それらの地域の特色として、柳田・橋浦の双方から見て、信頼するに足る郷土史家が当該地において自主的な郷土研究の人脈を作っているか否かが判断基準となっていることが分った。ここで使う「信頼」とは、その郷土史家が同時代の政治から離れてあくまで学問として民俗学を捉えているかどうか、に大きな比重がある。橋浦自身は当該期、社会主義運動に関わっており、枢要の郷土史家はそのことを知りつつ、橋浦をあくまで民俗学者として遇しており、そのことは長期にわたる両者の交流からも判明する。柳田民俗学がこうした誠実かつ、同時代の政治に左右されない人材を擁していたことは、戦時下における経験を基礎とした稀有の思想環境に民俗学が位置づけられる礎石となった。以上の組織化に関する人的構成は、これまでの研究史で言われてきた「一将功成万骨枯」という柳田を頂点としたトップダウン型の研究体制とは一線を画し、それぞれの郷土研究が自律的に活動していたことを示す証左となるため、これまでの考えられてきた柳田民俗学の像を大幅に変える可能性を秘めている。大正末から柳田國男と各地の郷土史家との連絡役を果たした橋浦泰雄の中から、柳田民俗学の組織化について地域的に重要な役割を担ったと思われる人物を戦間期に限定して抽出し、彼らの書簡を分析することで、当該期の柳田國男が地方に対して何を求め、想定していたのかを考察した。まず、(1)郷土史家からの書簡全体を俯瞰して、地域ごとに分別し、その上で(2)とりわけ集中的に書簡が集中している信州松本、関西(大坂・京都)、新潟、鳥取に絞って個々に書簡を分析した。その結果、戦間期にあって上記の地域においては柳田、ないし橋浦の来訪が機縁となって、郷土研究会が成立した事例が散見され、それが核になって同地の郷土研究が進展していること、さらにその中心となる研究会を担った人物と柳田・橋浦が戦中戦後に到るまで、長期にわたる交流を続けていることを確認した。通常、近代日本の郷土研究が本格的に全国組織網を完備させたのは、一九三五年八月に行われた柳田の還暦記念を境とする「民間伝承の会」成立以降と位置づける場合が多い。しかし実際には、本研究で確認されるように、そこに到るまでの十数年間、地道に柳田民俗学は重点的にこれらの地域に向けて組織化をはかっており、この蓄積がやがて一九三〇年代に入って実を結んだと見る方が妥当である。この行程によって構築された研究組織網は、やがて戦時下に於いても時局による影響を受けることのない、柳田民俗学の経験的な方法を維持する場として機能することとなる。戦間期にあたる1920年代に柳田国男の主導する郷土研究が、いくつか地方で局所的に組織上の基盤作りを行っており、そこで形成された人的つながりが昭和10年代の柳田民俗学の飛躍的な地方浸透をはかる橋頭堡となったことを検証した。とくに注目されるのは、当該の地域に柳田国男、もしくは柳田の信頼する民俗学者が出向き、在地の郷土史家と密接に交流することを基点としている部分である。とりわけそれが顕著なのは、長野県東筑摩郡で1920年代、丸松商事役員にして郷土吏家だった胡桃沢勘内を中心に組織された「話をきく会」、そして長崎県五島福江の五島合同新聞社長の久保清をめぐる在地の郷土史家たちが見せる民俗学への理解であろう。

1920年代から柳田の高弟だった橋浦泰雄は、このふたつの地域に数回足を運び、同地の調査を行ったが、当時、社会主義運動にも参画していた橋浦に対して、当該地の郷土史家はいずれも、社会主義運動とは別個に、あくまで民俗学者として橋浦を遇し、滞在の時期はもちろん、長期にわたる書面での交遊を続けた。ここで判明するのは、政治と民俗学を切り離すという了解事項が外側からやってくる民俗学者と、それを迎え入れる郷土史家との間で成立していた点である。そしてまさに柳田が重視したのは、郷土をよく知るという側面以外に、こうした信条を持つ信頼するに足る人物がその地にいるかどうかであった点が理解できる。網羅的に郷土研究を組織化するという「数合わせ」の論理だけではない、そこに信頼できる人物がいる、という前提条件こそ、まさにこの時期の柳田民俗学が射程に置いた組織化の尺度だった。
細胞時計同調の包括的理解と人為的制御のための人工入力系の構築

概日時計システムは、生体分子ネットワークが生み出す振動現象を理解し、人工遺伝子回路構築といった合成生物学分野へ応用するためのモデルとして極めて重要である。概日時計システムの発振系のメカニズムの解明が進む一方で、哺乳細胞時計が外的環境に応答して位相を双方向にシフトさせる同調機構に関する情報は不足している。本研究では、高い標的選択性を有する人工転写因子を設計し、これを用いて同調機構を理解することを目的とした。本年度は、DNA結合蛋白質として知られるジンクフィンガーを用いて、時計遺伝子プロモーターに選択的に結合し、任意のタイミングで機能を発揮するスイッチ型人工転写因子の作製を行い、これらのジンクフィンガー型人工転写因子の誘導量と細胞の概日時計の位相シフト量との関係に関して検討した。まず、転写活性化ドメインの影響を調べるため、種々の転写活性化ドメインをジンクフィンガーに融合し、プロモーター活性を示すドメインの選択を行った。また、レポーターアッセイによって、その人工転写因子が高いDNA結合配列選択性を有することを確認した。さらに、この人工転写因子の細胞内蓄積量をリガンド添加量によって調節できることを確認した。概日時計振動周期における様々なタイミングでリガンドを添加したところ、リガンド添加のタイミングによって、位相を前後にシフトさせることが可能なこと、またリガンド濃度に応じて位相シフトの変化量が変わることを明らかにした。血清やホルモンなど、従来用いられてきた同調刺激が様々な遺伝子に作用してしまうのに対し、本結果は、単一の時計遺伝子の活性化が細胞時計の位相シフトを誘起し得ることを示唆している。27年度が最終年度であるため、記入しない。DNA結合タンパク質として知られるジンクフィンガーやTranscription Activator-Like Effector (TALE)を鋳型として、任意のDNA配列に結合できるDNA結合タンパク質をデザインできるようになってきた。本研究では、これらのDNA結合ドメインを用いて、時計遺伝子プロモーターに選択的に結合し、任意のタイミングで機能を発揮するスイッチ型人工転写因子の作製を行った。そして、これらを用いて細胞の時計システムの同調を誘起することを試みた。まず、TALEを鋳型として時計遺伝子プロモーターを標的とした人工タンパク質をデザインし、リガンドの添加によってこの人工タンパク質の分解/蓄積をスイッチできるドメインとの融合体として細胞内で発現させた。その結果、これらは、リガンドの添加に応答してDNAに結合することが確認できた。しかし、時計遺伝子の発現リズムをリアルタイムでモニタリングしたことろ、これらのいずれも、効果的に概日時計リズムの同調を誘起することはできないことが判明した。一方、ジンクフィンガーを鋳型として作製した人工DNA結合タンパク質は、リガンドの添加に応答して、概日時計リズムの同調を誘起した。そこでこれをベースにして、各ドメインの性質を変化させたものを作製した。時計遺伝子発現をリアルタイムでモニタリングした結果、これらのほとんどが、リガンドの添加に応答して時計遺伝子発現のリズムを増強するという結果が得られた。今後、その詳細に関して、検討を進めていく予定である。TALEを用いて標的プロモーター配列に結合するタンパク質を作製することができたが、概日時計同調への効果が高いものが得られなかったため、当初の予定としていた位相応答を詳細に検討することができなかった。これまでに同調効果が見られたジンクフィンガー型人工DNA結合タンパク質をベースに機能改変を進め、位相応答への影響を詳細に検討する予定である27年度が最終年度であるため、記入しない。
地球のコア-マントル境界における化学反応と変形に関する研究

本研究では、コアーマントル境界領域における構成物質の粘弾性的性質を解明することを目的として、一軸応力場におけるX線回折実験を行った。まず最初に、X線の透過能が高くかつ機械的強度も大きい物質で、高圧実験のガスケットとして使える材料やその加工法を探索した。その結果、高純度ボロンとエポキシ樹脂、およびカプトンシートの組み合わせにより、少なくとも65GPaまでの超高圧下まで安定して高圧が発生可能で、X線のバックグラウンドも充分低い試料構成の開発に成功した。さらにそれを安定して用いることができるダイヤモンドアンビルを設計・製作し、フォトンファクトリーおよびSPring-8の両放射光実験施設で実験を行った。今までにデータをとることができた試料は、鉄と同じ結晶構造を持つコバルト、下部マントルの構成鉱物の一つと考えられるCaSiO_3ペロフスカイト、3価の鉄からなるFe_2O_3、圧力標準物質として広く用いられているAu、および下部マントル鉱物の一つであるSiO_2スティショバイト、である。これらの物質について室温で65GPa程度までの圧力下でさまざまなデータをとることができ、現在それらの結果を精力的に解析中である。その予備的結果は、高圧討論会を始めいくつかの学会で口頭発表した。本年度は、地球深部環境における鉱物の粘弾性的性質を明らかにする研究の準備と予備的な実験を行った。具体的な実験方法としては、ダイヤモンドアンビル装置を用いて粉末試料を圧媒体を用いずに圧縮し、加圧軸とは直角方向から細く絞ったX線を照射して、得られたデバイリングの形状を詳細に解析することにより、一軸応力場に置かれた試料の差応力状態や弾性常数を明らかにしようとするものである。この研究は、基本的には研究代表者が今まで行ってきた研究の延長上に位置するものであるが、本研究では温度を室温だけでなく、レーザー加熱と組み合わせて高温にしたり、今まで行われていない斜方晶ペロフスカイト試料まで拡張することで、より現実の地球深部に対応した議論を可能にしようとするものである。その目的のためにまず、解析を行うコンピューターやソフトウェアを購入した。また実験としては、八木研究室のダイヤモンドアンビル装置を用い、無定型ボロンを使って横からX線が入射できるガスケットの開発を行った。それらを用いて筑波のフォトンファクトリーにおいて予備的な実験を行った。またアメリカ・シカゴのAdvanced Photon Source(APS)でカーネギーグループと共同でマシンタイムが配分されたので、そこにも装置を持ち込んで予備的な実験を行った。これらの予備実験の結果から、現有のダイヤモンドアンビル装置をこの研究に用いる際の問題点等が明らかになったので、現在これらの装置をどのように改良していくか検討を進めている。また得られたデータの解析方法についても、改良を進めている。