hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
回虫メトヘモグロビン還元系におけるシトクロムb5の構造特異性と生理機能解析

本研究では、回虫の新規NADH-メトヘモグロビン(Hb)還元系の構成成分であるシトクロムb_5(Cyt.b_5)について、宿主哺乳動物あるいは自活性線虫C.elegansのCyt.b_5と遺伝子および結晶構造レベルで比較することによって、1)本分子が寄生適応の過程で獲得した構造上の特質を明らかにすること、2)回虫Cyt.b_5前駆体蛋白をC.elegansで発現させることにより、その生合成様式、とくにプレシークエンス(PS)の役割を解明することを目的としている。1)回虫Cyt.b_5のX-線結晶構造解析については、1.8〓の解像度で構造を決定、好気的宿主哺乳類の可溶性Cyt.b_5(赤血球型)の構造と異なっていることを明らかにした。回虫Hbと本蛋白のドッキングモデル解析結果は、回虫Hbが生理的反応パートナーであること、また、免疫組織染色およびプロッテングの結果は、本蛋白は角皮下層と体腔液に分布する分泌蛋白であることを強く示唆した。本蛋白は宿主腸腔の低酸素環境に適応する過程で特化した分子種であるという作業仮説を立て、これを検証するために、すでにゲノムプロジェクトが終了した自活性線虫C.elegansのCyt.b_5について比較解析した。Databaseから4つの分子種が得られたが、いずれもPSの付加はみられなかった。ハイドロパシー解析によりそのうち2種は可溶性蛋白と推定され、その1種が回虫Cyt.b_5と最も高いホモロジーを示したが、両者ともExpressed sequence tagとして検出されていない。2)は、トランスフェクション効率が悪く、現在、条件検討中である。3)Biacoreをもちいて、回虫とヒトのCyt.b_5をリガンドにしてそれぞれ体腔液Hbをeluteしたところ、前者と比較して後者のリガンドは、体腔液Hbに対して低い親和性を示した。これらの知見は上述の仮説を支持するものである本研究では、回虫の新規NADH-メトヘモグロビン(Hb)還元系の構成成分であるシトクロムb_5(Cyt.b_5)について、宿主哺乳動物あるいは自活性線虫C.elegansのCyt.b_5と遺伝子および結晶構造レベルで比較することによって、1)本分子が寄生適応の過程で獲得した構造上の特質を明らかにすること、2)回虫Cyt.b_5前駆体蛋白をC.elegansで発現させることにより、その生合成様式、とくにプレシークエンス(PS)の役割を解明することを目的としている。これらの知見は上述の仮説を支持するものである本年度は以下の4項目、すなわち、1、リコンビナント回虫シトクロムb_5蛋白の大量調製、2、回虫シトクロムb_5蛋白の結晶化、3、回虫シトクロムb_5結晶蛋白のX線構造解析、4、回虫シトクロムb_5と哺乳類シトクロムb_5の分子構造の比較解析、を計画した。これらはほぼ予定どおりに遂行され以下にのべる成果を得ることができた。b5wtによりトランスフォームした大腸菌を大量培養し、IPTGで発現を誘導後、菌体を遠心により収集した。菌体から凍結融解により、リコンビナント蛋白を抽出し、透析後CMセルロファインイオン交換カラムクロマトグラフィーにより精製した。この標品をもちいて結晶化条件を蒸気拡散法で検討したところ、3.2Mの硫安濃度で赤色の平板な結晶を得ることができた。大型放射光施設(Photon Factory,筑波)において結晶に放射光を照射、回折強度を測定し、結晶学的パラメーターを決定した。結晶は単斜晶系、空間群C2,格子定数はa,b,c,βそれぞれ、103.2,41.8,49,8Åおよび111.1°であった。常法に従って分子モデルを構築、その精密化をおこない1.8Åの解像度で構造を決定した。回虫シトクロム

b_5は6つのαヘリックスと5つのβ鎖からなるが、鉄を配位する6位のヒスチジン近傍に4つのアミノ酸残基の挿入がみられ、これらが2つのαヘリックスα_4とα_5の間に、もうひとつのαヘリックス(α_<4A>)を形成していること、N-末端とC-末端付近のシステインがdisulfide結合を形成すること、ヘム平面がヘム鉄を配位する2つのヒスチジンを結ぶ軸を中心に約80°回転していることなど、好気的宿主哺乳類のシトクロムb_5(膜結合領域を除いた牛肝臓シトクロムb_5)の構造と異なっていることが明らかになった。さらに、本シトクロムb_5に特異的な抗体をもちいて、回虫成虫の体壁切片の免疫組織染色をおこなったところ、本蛋白は角皮下層に分布することが明らかになった。本年度は、1)自活性線虫C.elegansシトクロムb_5(Cyt.b_5)ホモログの検索、2)回虫Cyt.b_5前駆体蛋白をC.elegansに発現させることによるプレシークエンス(PS)の機能解析、の二課題を立案した。さらに研究の進展上、3)BiaCoreをもちいて、ヘモグロビン(Hb)とCyt.b_5との親和性解析を行った。以下に成果と到達点について述べる。1)これまでCyt.b_5はC-末端側に膜結合領域をもつ膜蛋白型と、膜結合領域を欠いた可溶性型とに大別されてきたが、PSを有する分泌型Cyt.b_5は回虫以外には他に例をみない。申請者により、本Cyt.b_5は成虫期に特異的に発現すること、PSを欠いた成熟蛋白は角皮下層と体腔液に分布し、それぞれ共存する体壁ミオグロビン(Mb)および体腔液Hbの酸化型を還元するメトミオ(ヘモ)グロビン還元系の必須成分として重要な生理機能を果たしていることが明らかになった。本年度は、本シトクロムは宿主腸腔の低酸素環境に適応する過程で特化した分子種であるという仮説を立て、これを検証する一環としてすでにゲノムプロジェクトが終了した自活性線虫C.elegansのCyt.b_5について比較解析した。Databaseから4つの分子種が得られたが、いずれもPSの付加はみられなかった。ハイドロパシー解析によりそのうちの2種は可溶性蛋白と推定され、その1種が回虫Cyt.b_5と最も高いホモロジーを示したが、両者ともESTとして検出されていない。3)回虫Cyt.b_5とヒトCyt.b_5をリガンドにしてそれぞれ体腔液Hbをeluteしたところ、前者と比較して後者のリガンドは、体腔液Hbに対して低い親和性を示した。これらの知見は上述の仮説を支持するものである。2)については、ジーンガンによるトランスフェクション効率が低いため良好な結果を得ておらず、現在条件を検討中である。
水界生物群集に及ぼす光―栄養バランスの生態化学量効果：北米での野外実験による検証

生物群集は、光をエネルキー源に栄養塩を物質源として成立しているが、その供給比の変化に対する生物群集の応答は良く解っていない。そこで、生物群集を丸のまま対象に操作実験が行える湖沼野外実験施設を利用し、光-栄養塩供給量比の変化に対する湖沼生態系の応答調べた。その結果、1)浅い湖では光の減衰は藻類をむしろ増加させること、2)生態転換効率には生産速度や捕食圧だけでなく植物のサイズや化学量も影響を及ぼすこと、3)落葉などの外来性有機物は腐食連鎖よりもむしろ生食連鎖を駆動させることなど、生態系レベルでの生物諸過程とその応答が具体的に明らかとなった。自然界の生物間相互作用系や栄養動態への環境変化影響の解明には、生物群集全体を対象とした実験的アプローチが不可欠である。特に生態系への光投入量は、生物生産のエネルギー量として重要であるが、その多寡に伴う群集構造への影響は殆ど研究されていない。本研究は生物群集の環境応答の鍵となり、申請者が提唱して来た光ー栄養塩バランス仮説を、国外にある大規模野外実験施設を用いることで実証することを目的とした。研究はコーネル大学が保有する大規模野外実験池施設(CURPF)を利用して行った。具体的には、2015年5月末に渡米し、ニュヨーク州イサカのCURPFにある0.1hの6池を対象に、遮光フローティングシートにより高遮光区(75%遮光)、中遮光区(50%遮光)、及び対照区(0%遮光)を設け、6月中旬9月中旬にかけて、動植物プランクトン、ベントス、水質及び水草の調査と基礎生産測定等を定期的に実施した。3ヶ月にわたって遮光に対する生物群集の応答を観察したところ、光投入量が多いほど、植物プランクトン生物量はむしろ減少するという全く予期しない結果が得られた。このパラドキシカルな状況について詳細な解析を行ったところ、植物プランクトン生物量は池底の水草(シャジクモ)と負の相関があることが分かった。さらに動物プランクトンやベントスの解析、小規模は藻類応答実験から、水草による植物プランクトンへの負の影響は動物プランクトンによるグレージングや栄養塩をめぐる消費型競争では単純には説明出来ないことが分かったた。数理モデルを用いた解析から、水草の受光量を決める水深と栄養塩が鍵となることが示唆されたが、同時に植物プランクトンの成長を阻害するアレロパシー(干渉型競争)の影響も否定出来なかった。来年度は、この光のパラドクスともいうべき減少を解明するための実験も合わせて実施することとした。本研究はコーネル大学が保有する大規模野外実験池施設(CURPF)を利用して実施し、予定どおり3ヶ月にわたる現場実験を実施することが出来た。実験の結果、上述したように当初想定していなかった結果が得られたがが、それは予期しない未知な現象を捉えるものであり、むしろより大きな成果に繋がると考えている。ただし、円高や米国での税制の変更などにより、滞在費や施設利用料が高騰したため、実験を行う池の反復数を減らしたり、分担者の滞在日数を減らすなど、作業量を減らさざるを得いなかった。しかし、反復数も最低限度は確保するなどの配慮を行ったため、研究内容を損なうほどの問題とはならなかった。生態系への光投入量は、生物生産のエネルギー量として重要であるが、その多寡に伴う群集構造への影響は殆ど研究されていない。このような生物群集への環境変化影響を調べるためには、生物群集全体を対象とした実験的アプローチが不可欠である。そこで、本研究は生物群集応答の鍵となる光ー栄養塩バランス仮説を、国外にある大規模野外実験施設を用いることで実証することを目的に実施している。2年目にあたる、本年度もコーネル大学の大規模野外実験池施設(CURPF)の池を利用して実験を行った。本年度は、池の個性を排除するため、強化キャンバス地を用いて2つの池(0.1h)をそれぞれ4つに仕切った上で、4段階の遮光区(0-83%遮光)を設けて実験を行った。実験は5月末から現地で3ヶ月間行い、動植物プランクトン、ベントス、水質、基礎生産、魚類密度等を定期的に測定した。解析にあたっては、ロトカーボルテラモデルをベースにした平衡モデルを作成し、野外実験で得られたデータからモデルパラメータを推定することで、一次生産から二次生産に至る物質転移(生態転換効率)に対する光ー栄養塩バンランスの化学量効果や生物間相互作用の影響を定量的に調べた。動物プランクトン生物量などについて、まだ一部の実験データが得られていないが、これまで得られたデータにより解析したところ、生態転換効率は一次生産速度や捕食圧(魚類)だけでなく、光ー栄養塩バランス変化に伴う一次生産者の炭素:リン比にも強く影響されていることが示され、当初仮説の妥当性が検証された。この他、去年の実験で明らかとなった遮光に伴う植物プランクトン量の増加について、CURPFの36池を対象とした調査や、水草によるアレロパシーの影響を調べる実験も行い、水草繁茂と植物プランクトン繁茂という2つ安定状態を導く環境要因の解析を野外調査と数理モデルの双方から行った。2年間にわたってはコーネル大学が保有する大規模野外実験池施設(CURPF)を利用して実施し、予定どおりの現場実験を実施することが出来た。その結果、去年の実験では予想外の結果が得られたが、本年度は仮説を実証するデータを得ることが出来た。ただし、CURPFは池によって環境条件が大きく異るため、細かいプロセス実験には向いていない。

そこで、来年度はモンタナ州立大学Flathead Lake Biological Station (FLBS)でエンクロージャーを用いた操作実験を行う計画を立てている。すでにFLBSの所長とは交渉が済んでおり、FLBSが所有している野外エンクロージャー(隔離水界)を用いた遮光実験を行い、群集動態に及ぼす化学量効果の詳細なプロセス解明したいと考えている。モンタナ大学Flathead研究所の配慮により、モンタナ州にある小さい湖(Lost Lake)を独占的に使用できる許可が得られたので、前年度までの野外実験で検討することが出来なかった生食連鎖と腐食連鎖の相対的重要性と陸上起源物質の湖沼生態系に及ぼす化学量効果について、隔離水界を用いた操作実験をLost Lakeにて5月末から8月にかけて実施した。隔離水界は、半径1m・深さ2mで、光条件(遮光有・無)x有機物(添加有・無)x3繰返しの計12基を用い、100μメッシュのろ過湖水とミジンコ類など動物プランクトンを加えて初期条件とした。12基のうち、6基の隔離水界は遮光ネットにより投入光を90%減衰させて一次生産を制御した。また、6基(遮光区3基、対照区3基)の隔離水界には、前年秋に採集した落葉を細かく破砕してネットで濾したものを用意し、陸上起源有機物として添加した。この落葉は、湖沼の一般的な外来有機物を想定したものである。実験は5月末から準備し、8月中旬まで実施し、その間、1週間毎に水質、微生物、動植物プランクトン等の採集を行った。また、実験期間中に安定同位体や、隔離水界の懸濁有機物(藻類、微生物、デトリタス)の栄養評価をするための動物プランクトン成長実験も行った。これまでの知見では、湖沼に流入する外来性有機物は窒素・リンに比べて炭素過多であることから腐食連鎖駆動のエネルギー源になると考えられていた。しかし、本実験から、陸上起源有機物の炭素の多くは非加給態である一方、外来性有機物からはリンの溶出が速やかに生じていることがわかった。その結果、陸上起源有機物は栄養塩の溶出を通じて、生食連鎖を駆動、すなわち一次生産を増大することで二次生産に貢献していることが分かった。また、前年度までに得られた実験結果の一部を用いて、動物プランクトンの温暖化影響についての解析も行った。生物群集は、光をエネルキー源に栄養塩を物質源として成立しているが、その供給比の変化に対する生物群集の応答は良く解っていない。そこで、生物群集を丸のまま対象に操作実験が行える湖沼野外実験施設を利用し、光-栄養塩供給量比の変化に対する湖沼生態系の応答調べた。その結果、1)浅い湖では光の減衰は藻類をむしろ増加させること、2)生態転換効率には生産速度や捕食圧だけでなく植物のサイズや化学量も影響を及ぼすこと、3)落葉などの外来性有機物は腐食連鎖よりもむしろ生食連鎖を駆動させることなど、生態系レベルでの生物諸過程とその応答が具体的に明らかとなった。予定どおり、来年度(2016年)もコーネル大学の大規模野外実験池施設(CURPF)を用いて3ヶ月間の現場実験を実施する。特に、光ー栄養塩バランスのプランクトン応答に加え、水草との拮抗関係を解明するためのサテライト実験も行う予定である。上述したように、本研究の最終年度にあたる2017年度は、モンタナ州大学FLBSにて(隔離水界)を用いた遮光実験を行う。
連続二次共生に伴う葉緑体ゲノム進化:緑色渦鞭毛藻類を例として

本研究では、緑色渦鞭毛藻類Lepidodinium属の葉緑体ゲノム配列を解読し、その進化や起源に迫ることを目的として実験を行った。次世代シーケンス解析により、ほぼ全長に近い葉緑体ゲノム断片を得ることに成功した。大規模葉緑体遺伝子データを用いた系統解析およびゲノム比較解析により、本種の葉緑体はPedinomonas属緑藻類に由来し、葉緑体獲得後に大規模なゲノム再編が起きたことが強く示唆された。光合成性渦鞭毛藻類は、紅藻類由来葉緑体を有する。しかし、Lepidodinium属渦鞭毛藻類は葉緑体置換により、紅藻類由来葉緑体ではなく緑藻類由来葉緑体を有している。この現象は連続二次共生と呼ばれており、Lepidodinium属渦鞭毛藻類はこれまでに知られている唯一の連続二次共生を行った生物である。本研究では、Lepidodinium属渦鞭毛藻類の葉緑体ゲノム配列を解読し、その進化や起源に迫ることを目的として実験を行った。Illumina HighSeq2000によるDNAシーケンス解析により、10個のコンティグからなる約62 kbの葉緑体ゲノム断片を得ることに成功した。ゲノム構造の全体像は不明であるが、本ゲノム断片中には60個のタンパク質コード配列が同定された。2種類のタンパク質コード遺伝子にはグループIIイントロンが挿入されていた。また、同定されたタンパク質コード遺伝子には緑藻類Pedinomonasおよびその近縁種において特異的にコードされる遺伝子が含まれていた。葉緑体ゲノムコードタンパク質配列による大規模データを用いた系統解析によりLepidodinium属葉緑体はPedinomonasの葉緑体と近縁であることが判明した。これは上述遺伝子を共有している事実からも支持される。このことは過去にLepidodinium属渦鞭毛藻類の祖先が、Pedinomonas属の祖先細胞を細胞内共生させ、葉緑体化させたことを強く示唆している。連続二次共生後のゲノム進化を解明するため、Lepidodinium属葉緑体ゲノムとその起源であるPedinomonas属葉緑体と比較した。その結果、様々な生物の葉緑体ゲノムで保存されている遺伝子のシンテニーはLepidodinium属葉緑体ゲノムにおいて維持されておらず、共生後に大規模なゲノム再編が起きたことを示している。24年度が最終年度であるため、記入しない。
圧縮性流体の基礎方程式系に現れる非線形波の安定性理論

本研究では,圧縮性粘性流体の様々なモデル方程式を包括するような一般的な対称双曲・放物型連立偏微分方程式系を研究対象とし,境界層解と呼ばれる定常解の存在性及び漸近安定性に関する数学的証明を与えた.特に境界層解の存在性に関しては,定常問題に関わる平衡点近傍の局所安定多様体の次元が負の特性速度の個数によって表現されることを発見した.また関連する対称放物型連立系に現れる縮退境界層解の代数的時間漸近率に関して,空間重み指数の臨界値が5であることを示した.この値は単独粘性保存則に対する結果を鑑みると最適であると考えられる.本研究課題二年目に当たる平成25年度は,前年度の研究に引き続き圧縮性粘性流体のモデル方程式系を包括するような一般的な対称双曲・放物型偏微分方程式系を1次元半空間上で考察し,境界層解と呼ばれる定常解の存在性及び漸近安定性に関する研究に取り組んだ.具体的には前年度の研究において扱った非縮退定常解の存在性の条件の見直しを行った.これまでの研究結果においては,非縮退定常解が存在するために,定常問題に現れるヤコビ行列が負の固有値を持つことが仮定されていた.一方でどのようなときにこの仮定が満たされるかについては明確には明らかにはされていなかった.そこで本年度の研究では,定常問題の解析方法を見直すことにより,定常解が存在するための条件を改良し,より明確に表現することに成功した.具体的には非定常問題での粘性係数をゼロとした非粘性双曲型連立系に現れる特性速度のうち,その値が負となるものの個数が双曲型の方程式の本数よりも多くなれば定常解が存在することを証明した.以前の証明方法では,保存形で与えられている方程式系をそのまま積分し,一階の常微分方程式系に帰着させていたため,定常解の存在条件を明確に表現することが出来なかった.本年の研究では,保存形の方程式形を対称形に変形させてから定常問題を考察することにより,先述のように存在条件を明確に求めることに成功した.この進展により,具体的な流体のモデル方程式系で見られた定常解の存在性及び非存在性を,負の特性速度の個数という観点から完全に説明出来るようになった.研究初年度に当たる24年度は一般の連立系を1次元半空間上で考えた問題に取りかかった.問題設定としては,まず最初に全ての特性速度が負となる場合,すなわち非縮退のケースを考察した.この設定は,圧縮性流体のモデル方程式に流出境界条件を設定した場合に対応する.本問題に対してはこれまでの研究により非縮退な定常解の存在性が示されていた.そこで本年の研究では,定常解からの摂動が十分小さい仮定のもとで,その漸近安定性を証明した.安定性を示す上で鍵となるのは,解の空間微分の評価をどのような順で導出していくか,という所にあるが, 1983年に松村・西田によって開発された圧縮性粘性流体に対する半空間エネルギー法を一般化し応用することにより放物型に対応する解の消散的評価を導出することに成功し,さらに安定性条件から従う双曲型に対応する解の消散的評価を組み合わせることにより,一様なエネルギー評価を求めることに成功した.また定常解の存在性を保証する条件と,安定性を示す際に必要となる条件の関連性についても考察した.現在の所これら2つの条件はそれぞれ独立に仮定されているが,これまでの圧縮性粘性流体に対する境界層解の存在性・安定性に対する研究では,これらの条件の間には関連性が見受けられた.この研究結果を鑑みると現在取り組んでいる一般の連立系においても2つの条件の間に関連性があることが予想される.現在の所明確な関連性の発見には至っていないが,本研究テーマについては25年度以降も引き続き取り組んでいく予定である.本研究課題3年目に当たる平成26年度は,前年度の研究に引き続き圧縮性粘性流体のモデル方程式系を包括するような一般的な対称双曲・放物型偏微分方程式系を1次元半空間上で考察し,境界層解と呼ばれる定常解の存在性及び漸近安定性に関する研究に取り組んだ.具体的にはこれまでの研究において存在を証明した縮退定常解の漸近安定性の証明に取り組んだ.非縮退定常解の漸近安定性は前年度までの研究により既に証明しており,半空間エネルギー法による放物型に対応する解の消散的評価と,安定性条件下における双曲型に対応する解の消散的評価を組み合わせることにより,その漸近安定性を証明した.定常解が縮退する場合も同様の方針で証明を試みたが,低回の基本評価の導出の際に縮退性による困難さが生じた為,方程式系に対してある仮定を課すことにより問題を解決した.具体的には,縮退する場合においては定常解は空間方向に多項式的な減衰しかしない為,非縮退の時に有用であったPoincare型の不等式による低回項の評価が利用出来ない.そこで縮退するケースでは,流束関数は0固有値に対応する固有ベクトルの方向に関して凸であるという仮定を課し,定常解の導関数を係数として持つ低回項の符号が正となるようにした.これにより定常解からの摂動に対するL2評価を導出することが可能となった.なお,具体的な圧縮性粘性流体のモデル方程式はこの仮定を満たしており,物理的観点からは自然は仮定と思われる.以上の研究により,縮退及び非縮退な定常解の存在性・漸近安定性を証明することに成功した.本研究課題

4年目に当たる平成27年度は,これまでの研究に引き続き圧縮性粘性流体のモデル方程式系を包括するような一般的な対称双曲・放物型偏微分方程式系を1次元半空間上で考察し,境界層解と呼ばれる定常解の存在性及び漸近安定性に関する研究に取り組んだ.具体的には前年度に解析した縮退定常解の漸近安定性に関する条件の見直しを行った.前年度に示した縮退定常解の漸近安定性の証明においては,低回の基本評価の導出の際に縮退性による困難さが生じた為,流束関数は0固有値に対応する固有ベクトルの方向に関して凸であるという仮定を課し,定常解の導関数を係数として持つ低回項の符号が正となるようにした.ところが具体的なモデル方程式系においては,この仮定を満たさないものも存在していることが発覚したため,仮定の見直しと証明の改良を行った.すなわち,具体的なモデル方程式系に対して縮退定常解が現れる状況では, 0以外の特性速度は全て負になっている点に着目し,定常解による重み関数を用いた重み付きエネルギー法を適用した.これにより低回項と部分積分により生じる移流項との組み合わせにより低回項の正値性を得ることが可能となり,流束関数の凸性を仮定すること無く$L^2$評価を導出することに成功した.以上の研究により,前年度の研究では技術的理由により課していた仮定の排除することが出来,さらに具体的なモデル方程式系において現れる縮退定常解の存在性・漸近安定性を包括するような一般論の構築に成功した.本年度の研究計画では定常波の漸近安定性を証明することが目標であったため,研究実績の概要欄に記載した通りおおむね順調に進展していると言える.本研究課題最終年度に当たる平成28年度は,これまでの研究に引き続き圧縮性粘性流体のモデル方程式系を包括するような一般的な対称双曲・放物型偏微分方程式系を1次元半空間上で考察し,境界層解と呼ばれる定常解の漸近安定性及び非定常解の定常解への時間漸近率に関する研究に取り組んだ.過去の研究においては,単独の粘性保存則に現れる縮退定常解への時間漸近率が考察されており,研究代表者らの研究('09)や川島・倉田('09)の研究により,代数的時間漸近率の臨界指数について解析された.特に川島・倉田('09)の結果において臨界指数は5であることが数学的に証明された.すなわち,代数的重み付きL2空間において重み指数が5より小さいならば,縮退定常解は漸近安定となり代数的時間漸近率が求められた.一方で重み指数が5より大きくなると,方程式の消散構造が変化することが示された.このような結果を踏まえて,本研究では関連する連立粘性保存則系に対して縮退定常解への時間漸近率を重み指数が5より小さい場合について導出した.単独の場合の過去の結果を鑑みると本結果は最適であると推察される.証明の鍵は移流項の対称行列Aと粘性行列である正定値対称行列Bに対して,行列BとAの積行列の固有値の符号の評価導出と,行列A及びBで定まる2次形式の同時標準化にある.このような工夫を経て方程式系を対角化することにより,固有値0に対応する方程式に単独方程式の解析の際に考案されたHardy型不等式の適用が可能となり,臨界指数での時間漸近率の導出が可能となった.本研究では,圧縮性粘性流体の様々なモデル方程式を包括するような一般的な対称双曲・放物型連立偏微分方程式系を研究対象とし,境界層解と呼ばれる定常解の存在性及び漸近安定性に関する数学的証明を与えた.特に境界層解の存在性に関しては,定常問題に関わる平衡点近傍の局所安定多様体の次元が負の特性速度の個数によって表現されることを発見した.また関連する対称放物型連立系に現れる縮退境界層解の代数的時間漸近率に関して,空間重み指数の臨界値が5であることを示した.
乾燥卵白をユニバーサルデザインフーズに応用するための基礎研究

アミノ酸価が高く、保存性および調理性に優れた乾燥卵白を用いて種々の試料を調製し、物性の測定および解析を行い咀嚼・嚥下補助剤としての妥当性を検討した。一方、近赤外分光法による卵白ゲル試料の水和性について検討した。その結果、乾燥卵白は咀嚼・嚥下補助剤として使用が可能であり、酵素添加やPHを変えることで物性が改変し、利用の幅が広がることが示唆された。分光学的解説からは卵白ゲルに包含されている水分子は、タンパク質分子と強く相互作用をしている水和構造であることが伺えた。高齢者にとって「食べること」は健康寿命の延伸とQOL(生活の質)の向上に直接結びつく大切な生活基盤である。このため少量で栄養価の高い介護食品を開発することは、高齢化社会における重要な課題の1つになっている。本研究は高齢者にとって適切な食感と、高い栄養価を有するユニバーサルデザインフーズ(介護食品)の開発を行うため、アミノ酸組成および調理性に優れている卵白を用いて新しいトロミ調製剤、ゲル化剤の開発を行うことを目的として進めている。市販の卵白粉末を用いて濃度の異なる懸濁液を調製し、ホットスターラーを用いて加熱処理を行い、濃度の異なる卵白ゲルを調製することができた。また塩や弱酸(酢)の添加によってゲルの性状が異なることが示された。調製したゲルの形成性や粘弾性は、ゲルに含まれる水分子の水和構造と密接に関連していることが考えられる。そこで分子科学的な観点から卵白ゲルの水和特性を明らかにするため、水の吸収スペクトルの測定が他の分光手段より容易に行える近赤外分光法を用いて、水和構造の解析を行った。その結果、7900cm^<-1>から4000cm^<-1>の近赤外波長域において、水に由来する2つのバンドが独立して観測できることが示された。特に5178cm^<-1>にピークを示すバンドは、温度上昇に伴い波数シフトと強度変化を示し、水和構造の変化を鋭敏に反映することが示された。このスペクトルの挙動は、純水の変化と異なることから、卵白ゲル特有の水和構造を反映していると考えられる。さらにこの知見を応用し、高い粘度を有する食品である餅について、加熱に伴う粘度増加のメカニズムを解析したところ、デンプン分子と水分子間における強い相互作用について知見が得られた。以上のことから、温度変化を行う近赤外分光測定は、様々な食品ゲルの水和特性の解析に有用であることが証明できた。本研究は高齢者にとって適切な食感と,高い栄養価を兼ね備えたユニバーサルデザインフーズ(介護食品)の開発を行うため,アミノ酸組成および調理性に優れている卵白を用いて新規なトロミ調製剤もしくはゲル化剤の開発を行うことを目的としている。本年度は市販の卵白粉末を用いて濃度の異なる懸濁液を調製し,様々な温度で加熱処理を行い,得られたゾル状およびゲル状試料の物性について解析を行った。卵白濃度5%:処理温度80,90度,卵白濃度10%:処理温度70度、卵白濃度15%:処理温度60度で調製した4種の試料は,厚生労働省が定める「そしゃく、嚥下困難者用食品の許可基準」を満たす物性であることが示された。またクリープメーターを用いて硬さ,凝集性,付着性のバランスについて解析を行った。その結果上記4種の試料と共に,卵白濃度5%:処理温度60,70度,卵白濃度10%:処理温度60,80度で調製を行った試料は,食品としてバランスの高いテクスチャーを有することが示された。一方,分子科学的な観点から卵白ゲルの物性を解析するため,光透過能の高い近赤外分光法を用いて調製卵白ゲルの水和構造と卵白分子の結晶性について解析を行った。水の吸収ピークの解析より,卵白ゲル中には水素結合の強い水分子種が多く含まれていることが示された。またタンパク質分子に由来するバンドの解析では,結晶性の高いタンパク質分子に特有のピークは観測されず,調製卵白ゲルの消化性は低下しないと推測された。これらの知見から,近赤外分光法が卵白ゲルの物性を解析する手段として有用であることが示された。本研究は高い栄養価と食感を兼ね備えたユニバーサルデザインフードを開発することを目的とし、アミノ酸組成や調理性に優れた乾燥卵白を用いてゲル状の嚥下補助剤を作出することを行った。今年度は、食品の酸度およびアルカリ度を制御する添加剤を用いてpHの異なる卵白懸濁液試料および食塩添加懸濁液試料を調製し、クリープメーターを用いて得られる物性値(かたさ、付着性、凝集性)を基準にして調製試料の評価を行った。

調製卵白ゲルの濃度と物性値に明瞭な相関は見出されなかったが、試料のかたさは塩の添加およびpH4.8において調製したゲル試料で増加する傾向が示された。この原因として、塩析や等電点が関与する蛋白質の凝集が関連していると推察した。一方、加熱処理温度の上昇に伴い凝集性は低下する傾向が見出された。特に高温加熱ではかたさは増加するが、内部結合力の低下のため咀嚼が容易になることが示された。「嚥下食ピラミッド」を用いて調製卵白ゲルの評価を行ったところ、pH4.8試料では5%(80、90°C処理)、10%(60、70°C処理)、15%(60°C処理)、pH6.0試料では5%(80、90°C処理)、10%(70、80°C処理)、15%(60、70°C処理)、pH8.0試料では5%(90°C処理)、10%(70、80、90°C処理)、15%(70、80°C処理)および食塩添加試料では5%(80°C処理)、10%(70、80°C処理)、15%(70°C処理)の計21試料が嚥下食の基準に適合することが示された。以上の結果、pHの制御および塩の添加により卵白ゲルの物性が改変され、咀嚼・嚥下補助剤としての利用範囲の幅が広がることが示唆された。
パルスレーザー蒸発による厚い長寿命炭素膜の開発と加速器への応用

本研究は基盤研究A(2)の支援によって、平成7-9年度に実施された研究成果をまとめたものである.炭素母材を蒸発蒸着する径40cm.高さ50cmの容量をもつ真空蒸着チェンバーを作り、出力480mJ/パルスのレーザーを蒸発源とするレーザープラズマアブレーション炭素蒸着装置を完成した。本装置を用いて、次のようなことを行った:1)できる膜厚,2)炭素膜の最大面積.3)膜厚の一様性4)基板からの剥離、すなわち、ガラス基板と銅フオイル基板との違い5)アニールによる炭素フオイルの平坦化6)フオイルのピンホールの有無上記の炭素フオイルの各種特性を調べた後、100250μg/cm^2の厚い炭素フオイルを、東工大(理)のバンデグラーフ加速器からの3.2MeV,13μAビームスポット3.5mm中のネオンビームで寿命を測定した.その結果、平均80mc/cm^2の寿命を示した.この値は市販の熱蒸着膜に比較して6倍の長寿命に相当する結果が得られた。初年度はレーザーAblationによる長寿命の厚い炭素薄膜製作のため、レーザー装置の調整と真空反応容器のデザイン、組立、調整を行った。1)Qスイッチパルス型YAGレーザー周波数10Hz、エネルギー700mJのアライメントを行い、パワーモニターを用いて、レーザー出力の調整を行った。2)炭素母材をレーザー蒸発させるための真空反応容器の設計、組立、調整とリ-クテスト:真空反応容器はステンレス製の径350mm、高さ450mmの円筒形で上の方にコールドトラップを設けた。この真空容器には高出力のレーザービームを導入するための30mmφの石英板、レーザービームを炭素母材前でon-offするためのシャッターシステム、膜厚をモニターする水晶厚み計を取り付けた。容器内には蒸発炭素母材を置くためのグラファイト坩堝とそれを上下の高さと回転できる支持台、更に蒸発源から高さ20cm上方にはガラスプレパラート(26mm×26mm)6つがマウントでき、しかも一様性を改善できるように回転できる径200mmφの蒸発基板を設けた。更に、本研究のゴールともいえる窒化炭素の化合物薄膜を開発するための原子状又はイオン状の窒素ビームを外部から導入する3′′のフランジを設けた。この反応真空容器はリ-クテストを行い10^<-7>10^<-8>Torr台の真空を保てる。初年度に製作した10^<-7>Torr台の真空チャンバーとQスイッチパルス型YAGレーザー、周波数10Hzのレーザービームを用いて、炭素母材のレーザーAblationによる蒸着を行った。まず、蒸着基板は蒸発源から58cmの距離にセットした、デスク状の炭素蒸発母材はレーザービーム入射方向に対して45°に置いた。このレーザー装置は、1064nmの900mJ/pulse、532nmの480mJ/pulseそれに206nmの100mJ/pulseの出力をもち、それぞれのpowerで蒸着速度を測定した。480mJ/pulse以上のpowreでないとなか々蒸着しない、他の蒸発法、例えば、電子ビームやアーク放電法に比べて極端に低いので集光レンズを用いてビーム密度を高めて蒸発を行った。パルスレーザーで蒸発した炭素粒子はスライドガラスにコートした剥離剤層を吹き飛ばすので、剥離剤の上に銅を100-200μg/cm^2の厚さを真空蒸着した。レーザー蒸着後、化学溶液で銅を溶かしてセルフサポートの炭素フオイルを作った。50μg/cm^2の炭素フオイルは東工大(理)の3.2MeV、13μAのネオンビームを用いて照射された。現在の所、本方法で製作したフオイルの寿命は市販のものと同じ位の寿命であった。その他に、スライドガラス基板に蒸着した炭素膜の表面をデジタル型マイクロスコープで、又蒸着膜厚分布はレーザー変位計を用いて測定した。本パルスレーザー装置の480mJ/パルスのパワーを用いて、レーザービーム方向に対して45°方向、経6mmφのレーザースポットで炭素母材をレーザーAblationすると蒸発速度が極めて小さく100μg/cm^2の膜厚を得るのに24時間かかる。

より早い蒸発速度を得るため、焦点距離30cmの集光レンズをレーザービーム導入用の真空チェンバー窓の前にセットした。これにより、10^<-6>Torrの真空度で100μg/cm^2の膜厚を得るのに前の1/6に短縮され、実験はスムーズに進めることができるようになった。レーザープラズマAblationによる炭素膜は強い熱歪みをもち、大気に取り出すとファイバー状に細かいクラックが発生する。更に、蒸着ガラス基板を蒸留水に浸し剥離すると、一瞬に巻き付きフラットなフォイル状として使えない。このため、蒸着中は基板を500Wハロゲンランプで200°Cに加熱した。100μg/cm^2の蒸着基板は、真空中、400°Cで4時間アニールした。この処理法によってクラックとフォイルの巻き付き現象は克服できた。本方法による蒸着膜の膜厚分布をα線厚み計で測定した。この結果、スパッターリング法と似た強い余弦法則を示した。レーザープラズマAblation法で作成した100200μg/cm^2の厚いフォイルを、東工大(理)のバンデクラ-フ加速器を用いて3.2MeV、13μA、ビームスポット3.5mmφのネオンビームでLifetimeを測定した。その結果、80mC/cm^2のLifetimeを示した。この値は市販の熱蒸着膜に比較して6倍に相当する。今後、レーザープラズマAblation法の特徴を見出すため、系統的な実験を進めて行く予定である。
微生物由来バイオダイナミクス因子による生体機能の障害と制御

本総合研究班では,まず各班員の現在の研究状況と今後の方向性についての頻繁な意見の交換を行い,微生物由来バイオダイナミクス因子のうち,定着因子,細胞侵入性因子,蛋白性及び低分子毒素などを主として取り上げ,それらの分子遺伝学的解析や活性発現機構の解析,更にはこれらの成果をふまえた医療・医学生物学領域への応用などを目ざし,総合的研究を強力に進めるべきとの方向性(原案)を出した.そして昭和62年11月7日と8日に富士研修所(静岡県)で全班員の出席のもとに,この原案について各班員の研究立場からの意見を述べ合い,現在および今後の研究の方向性について討議し,「微生物由来バイオダイナミクス因子」の研究領域で「重点領域研究」を申請し,この領域での研究の飛躍をはかり,世界に貢献すべき期が熟したとの結論に達した.この結論をふまえ,代表班員により「重点領域研究」申請のための準備を行うべく会合を重ね,最終的に下記のような研究テーマ及び組織を組み,申請手続きをとった.1.総括班ー病原微生物由来バイオダイナミクス因子の総括的研究(三輪谷俊夫)2.バイオダイナミクス因子の分子遺伝学的解析(1)定着・細胞侵入性バイオダイナミクス因子の分子遺伝学的解析(吉川昌之介)(2)毒素性バイオダイナミクス因子の分子遺伝学的解析(寺脇良郎)3.標的組織・細胞におけるバイオダイナミクス因子の活性発現機構(1)バイオダイナミクス因子による細胞膜の修飾(金ヶ崎士郎)(2)バイオダイナミクス因子の受容体及び細胞内侵入機構(竹田美文)(3)バイオダイナミクス因子によるADPーリボシル化と細胞機能の修飾(内田驍)4.低分子バイオダイナミクス因子の分子構造と機能(山崎幹夫)5.因子の医療・医学生物学領域への応用(三輪谷俊夫)本総合研究班では,まず各班員の現在の研究状況と今後の方向性についての頻繁な意見の交換を行い,微生物由来バイオダイナミクス因子のうち,定着因子,細胞侵入性因子,蛋白性及び低分子毒素などを主として取り上げ,それらの分子遺伝学的解析や活性発現機構の解析,更にはこれらの成果をふまえた医療・医学生物学領域への応用などを目ざし,総合的研究を強力に進めるべきとの方向性(原案)を出した.そして昭和62年11月7日と8日に富士研修所(静岡県)で全班員の出席のもとに,この原案について各班員の研究立場からの意見を述べ合い,現在および今後の研究の方向性について討議し,「微生物由来バイオダイナミクス因子」の研究領域で「重点領域研究」を申請し,この領域での研究の飛躍をはかり,世界に貢献すべき期が熟したとの結論に達した.この結論をふまえ,代表班員により「重点領域研究」申請のための準備を行うべく会合を重ね,最終的に下記のような研究テーマ及び組織を組み,申請手続きをとった.1.総括班ー病原微生物由来バイオダイナミクス因子の総括的研究(三輪谷俊夫)2.バイオダイナミクス因子の分子遺伝学的解析(1)定着・細胞侵入性バイオダイナミクス因子の分子遺伝学的解析(吉川昌之介)(2)毒素性バイオダイナミクス因子の分子遺伝学的解析(寺脇良郎)3.標的組織・細胞におけるバイオダイナミクス因子の活性発現機構(1)バイオダイナミクス因子による細胞膜の修飾(金ヶ崎士郎)(2)バイオダイナミクス因子の受容体及び細胞内侵入機構(竹田美文)(3)バイオダイナミクス因子によるADPーリボシル化と細胞機能の修飾(内田驍)4.低分子バイオダイナミクス因子の分子構造と機能(山崎幹夫)5.因子の医療・医学生物学領域への応用(三輪谷俊夫)
羊膜細胞におけるプロラクチンのアラキドン酸代謝におよぼす影響

アラキドン酸からプロスタグランジン合成については,従来より知られていたシクロオキシゲナーゼ(COX-1)に加え,近年,新しいシクロオキシゲナーゼ(COX-2)の存在が報告されている。COX-2は血管内皮細胞やマクロファージでホルボルエステルやサイトカインにより誘導され,炎症の際にプロスタグランジンの産生が増加することが証明されている。プロスタグランジンは胎盤でも産生され,子宮収縮に関与するという研究が進められてきたが,我々は,羊膜細胞においてCOX-2が発現し,さらにどの様な物質で発現が調節されているかについて検討した。羊膜由来細胞であるWISH cellsを用い,単層培養を行った。プロテインキナーゼCを介してのCOX-2mRNAの発現の有無を検討するため,ホルボルエステル(PMA)にて1時間から24時間にかけて刺激を行った。その結果,刺激後1時間から2時間の間に最も発現が増強した,さらに副腎ステロイドホルモン(コルチゾール)を同時に添加したところ2時間後および4時間後のCOX-2mRNAの発現が抑制され,COX-2はコルチゾールにより発現が抑制されることが証明できた。さらにCOX-2の誘導によりプロスタグランジンE_2産生も増加した。羊膜細胞では,COX-2はプロテインキナーゼCを介して発現し,分娩発来に関与する可能性が示唆された。プロスタグランジン合成について,従来より知られていたシクロオキシゲナーゼ(COX-1)に加え,近年,新しいシクロオキシゲナーゼ(COX-2)の存在が報告されている。COX-2は血管内皮細胞やマクロファージでPMAやサイトカインにより誘導されることが知られており,炎症に関係してプロスタグランジンの産生が増加することが証明されている。プロスタグランジンは胎盤でも産生され陣痛発来に関与することから,我々はまず羊膜細胞を用いてCOX-2が発現するかどうか検討を行った。プロテインキナーゼCを介してのCOX-2 mRNAの発現の有無を検討するため,PMAにて1時間から24時間にかけて刺激を行った。その結果,刺激後1時間から2時間の間に最も発現が増強した。さらに副腎ステロイドホルモン(コルチゾール)を同時に添加したところ発現が抑制された。COX-2はコルチゾールにより発現が抑制されることが証明できた。羊膜細胞培養上清中のプロスタグランジンE_2の定量,シクロオキシゲナーゼmRNAの発現の解析は順調に施行できた。今後はサイトカイン等による刺激でのCOXの発現の有無とプロラクチンがCOX産生に与える影響について検討していく。平成7年度までの研究経過プロスタグランジンの合成については、2種類のシクロオキシゲナーゼ(COX-1,COX-2)の存在が報告されており、COX-2はサイトカイン刺激等により誘導されることが知られている。今回の研究では、羊膜細胞においてサイトカイン[Interleukin-1β(IL-1β),Interleukin-8(IL-8)]刺激により、2時間後からCOX-2 mRNAが発現したが、コントロールでは発現は認められなかった。さらにプロスタグランジンE_2もサイトカイン刺激によるCOX-2の誘導により、4時間後に、コントロールと比較して約250%の増加がみられた。しかし、羊膜細胞でのCOXのmRNAの発現にいたるまでの細胞内情報伝達系(特にプロテインキナーゼC)について検討したが明らかな結論は得られていない。平成7年度の研究の評価羊膜細胞培養上清中のプロスタグランジンE_2の定量、シクロオキシゲナーゼmRNAの発現の解析は順調に施行できた。
抗体陰性HTLV-I感染に伴うミエロパチーの分子疫学的研究

通常の方法でhuman T lymphotropic virus type I(HTLV-I)抗体陰性の神経疾患患者において,ウェスタンブロット法によるスクリーニングを施行し,血清学にindeterminate(判定保留)である症例を研究対象としてきたが,commercial kitを用いた場合には,p19を主としたgag関連蛋白に対して非特異的に反応することが,当初考えていたよりも多く認められた.このため,よりpureなウイルス抗原を用いて吸収試験を加え,確実なindeterminate症例を選別して対象とした.この中の1例では,その末梢血単核球中にHTLV-I関連sequenceがPCR法によって検出された.したがってindeterminate症例の少なくとも一部にはHTLV-Iの感染が示唆された.また別のindeterminate症例では,その家族(健常者)にも同様の血清反応を示すものが認められた.次にHTLV-I associated myelopathy(HAM)において認められるHTLV-Iに特異的な細胞障害性T細胞(CTL)がindeterminate症例でも検出されるか否か検討した.対象患者末梢血より樹立したB cell lineにHTLV-Irecombinant vaccinia virusを感染させたものを標的細胞として,^<51>Cr release法によりCTL活性を測定したが,indeterminate症例ではHTLV-Iに特異的なCTL活性は検出されなかった.これに対してHAM患者ではHTLV-Iに特異的なCTL活性が検出された.indeterminate症例の中には病像がHAMに類似している例もあり,そのpathogenesisがHAMと同一であるとすれば,HTLV-Iに特異的なCTL自体はHAMのpathogenesisにあまり関係しない可能性もある.通常の方法でhuman T lymphotropic virus type I(HTLV-I)抗体陰性の神経疾患患者において,ウェスタンブロット法によるスクリーニングを施行し,血清学にindeterminate(判定保留)である症例を研究対象としてきたが,commercial kitを用いた場合には,p19を主としたgag関連蛋白に対して非特異的に反応することが,当初考えていたよりも多く認められた.このため,よりpureなウイルス抗原を用いて吸収試験を加え,確実なindeterminate症例を選別して対象とした.この中の1例では,その末梢血単核球中にHTLV-I関連sequenceがPCR法によって検出された.したがってindeterminate症例の少なくとも一部にはHTLV-Iの感染が示唆された.また別のindeterminate症例では,その家族(健常者)にも同様の血清反応を示すものが認められた.次にHTLV-I associated myelopathy(HAM)において認められるHTLV-Iに特異的な細胞障害性T細胞(CTL)がindeterminate症例でも検出されるか否か検討した.対象患者末梢血より樹立したB cell lineにHTLV-Irecombinant vaccinia virusを感染させたものを標的細胞として,^<51>Cr release法によりCTL活性を測定したが,indeterminate症例ではHTLV-Iに特異的なCTL活性は検出されなかった.これに対してHAM患者ではHTLV-Iに特異的なCTL活性が検出された.indeterminate症例の中には病像がHAMに類似している例もあり,そのpathogenesisがHAMと同一であるとすれば,HTLV-Iに特異的なCTL自体はHAMのpathogenesisにあまり関係しない可能性もある.成人T細胞白血病ウイルス(HTLV-I)のウェスタンブロット法によるスクリーニングで,血清学的にindeterminate(WHOの判定基準)とされた神経疾患患者10例において,末梢血単核球よりフェノール・クロロホルム法にてDNAを抽出し,PCR法を用いてHTLV-I関連sequenceを増幅した.10例中1例においてのみHTLV-I関連sequenceが検出された.この1例については,末梢血単核球を短期間培養したものから抽出したDNAからもHTLV-I関連sequenceが検出された.したがって,血清学的にindeterminateのほとんどの例でHTLV-I関連sequenceは検出されないが,少なくとも一部にはHTLV-I感染が存在する可能性が示唆された.次にこれらのindeterminate患者およびHTLV-Iassociated myelopathy(HAM)の患者4例において,その末梢血中にHTLV-Iに特異的な細胞傷害性T細胞(CTL)が存在するか否かを検討した.患者末梢血よりB cell Lineを樹立し,HTLV-I Recombinant vaccinia virusを感染させtargetとした.assay当日に患者より末梢血を採取し,magnrt beads法によりCD8陽性細胞を分離しeffectorとし,^<51>Cr release法によりCTL活性を測定した.HAM患者においては全例でHTLV-IのpXに対するCTL活性が認められ,一部にenvに対するCTL活性も認められたが,indeterminateの患者では認められなかった(上記のPCR法にて末梢血にHTLV-I関連sequenceが検討された1例においても認められなかった).この点については,HAMの病態発生におけるHTLV-I特異的なCTLに意義が未だ不明であるのでさらに今後の検討を要する。通常の方法でhuman T lymphotropic virus type I(HTLV-I)抗体陰性の神経疾患患者において,ウェスタンブロット法によるスクリーニングを施行し,血清学にindeterminate(判定保留)である症例を研究対象としてきたが,commercial kitを用いた場合には,p19を主としたgag関連蛋白に対して非特異的に反応することが,当初考えていたよりも多く認められた.このため,よりpureなウイルス抗原を用いて吸収試験を加え,確実なindeterminate症例を選別して対象とした.この中の1例では,その末梢血単核球中にHTLV-I関連sequenceが検出された.

また別のindeterminate症例では,その家族(健常者)にも同様の血清反応を示すものが認められた.次にHTLV-I associated myelopathy(HAM)において認められるHTLV-Iに特異的な細胞障害性T細胞(CTL)がindeterminate症例でも検出されるか否かを検討した.対象患者末梢血より樹立したB cell lineにHTLV-Irecombinant vaccinia virusを感染させたものを標的細胞として,^<51>Cr release法によりCTL活性を測定した結果,indeterminate症例ではHTLV-Iに特異的なCTL活性は検出されなかった.これに対してHAM患者ではHTLV-Iに特異的なCTL活性が検出された.indeterminate症例の中には病像がHAMに類似している例もあり,そのpathogenesisがHAMと同一であるとすれば,HTLV-Iに特異的なCTL自体はHAMのpathogenesisにあまり関係しない可能性もあるが,この点についてはさらに検討を積む必要がある.
ウェアラブルアグリロボットの研究開発

第一にウェアラブルロボットでサポートする動作を選定した。そこでいくつかの農家を訪問し、実際に農作業に携わる方からつらい作業やサポートして欲しい作業などのヒアリングを行った。ヒアリングの結果をもとに、ウェアラブルロボットでサポートする動作を絞り込み、OWAS法という姿勢評価方法を用いて、それらの動作に対して上体、上肢、下肢の姿勢と重量物の保持や力のかかり具合の評価を行った。その結果、重量物を持ち上げる動作、イチゴの摘み取りなど中腰を維持する動作、枝の剪定など腕を伸ばした状態を維持する動作の3つを対象動作とした。上記の動作をサポートするためにウェアラブルロボットの改良を行った。各関節部分の可動範囲の拡張と、アクチュエータを一時的に超音波モータとDCモータを併用した。DCモータ併用の理由は、安価で制御しやすいからである。モータと角度を取得するためのポテンショメータを用いて、人間が動く方向にモータを回転させるような追従制御を行った。人間が動き出したときにはモータは上手く追従するが、人間が動作を停止したときには、モータが人間の動きに追従していないので、今後この部分を改善する必要がある。製作したウェアラブルロボットを農場に持ち込み、実際に農作業者の方にウェアラブルロボットを装着してもらい評価をしてもらった。若干の動作制限はされるが、動作には問題ないということだった。問題点としては、ウェアラブルロボットと人間の接触部に違和感を感じるということであったので、今後装着感という観点からも改良をする必要がある。