hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規コレクチンを用いた細胞内O-GlcNAc糖鎖の生理的役割の解明

O-GlcNAc糖鎖は、蛋白のセリンやスレオニンのアミノ酸残基(Ser/Thr)に結合する糖鎖であり、UDP-GlcNAc-β-N-acetylglucosaminyltransferase(O-GlcNAc transferase)によって糖付加が行われると考えられている。この糖鎖の付加は細胞内蛋白(核蛋白、細胞質存在蛋白)のみに認められ、生命現象に重要な役目を担っていることが推測される。我々は、コレクチンの糖結合活性が上記の糖鎖とオーバーラップすることから、コレクチンのモチーフを利用して新規コレクチンのクローニングを企画し、細胞内糖鎖の機能を探ろうと考えた。1)我々は、膜タイプの新規コレクチンを想定し、その遺伝子クローニングを試み、本年度候補遺伝子の一つCL-P1遺伝子のクローニングに成功した。さらにCL-P1遺伝子を大腸菌で発現させ、抗体作成を行い、本レクチンが膜型のレクチンであることを証明した(論文投稿中)。その後本レクチンのマウスホモローグをクローニングした。本レクチン遺伝子は非常に遺伝子保存率が高く、生体にとって重要な働きをしていることが示唆された。2)レクチン遺伝子の機能を探るには、生体での役割探索が必須であり、いろんな大学、病院との共同研究をおこなっている。始めに大阪某市における健康診断において、ボランテアでの日本人正常値の検討を行った。約500人におけるMBL血中濃度では1-2mg/mlであり、遺伝子多型のアレル頻度は0.18であった(医学のあゆみ2000)。また北大第一内科との共同研究で、自己免疫性疾患とコレクチン遺伝子多型について検索を行った。その結果、慢性ウイルス感染症ではC型肝炎にて本レクチン(MBL)の血中濃度が高い患者は予後が良い事が推測された(Scan.J.Gasteroentelogy,2000)。さらに自己免疫性疾患(SLE,RA,Sjogren syndrome)では、本遺伝子の変異が高いことがみられた。今後本レクチンの測定が自己免疫性疾患のマーカーや予後判定の材料に使える可能性が考えられた。
生命金属元素分析と分子イメージング技術の融合による生体メタロミクス計測技術の開発

生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、生体内に投与した複数の放射性同位体の挙動を、半導体コンプトンカメラGREIを用いて定量性が改善された3次元の断層画像として取得することを可能にした。糖尿病モデルマウスに同時に投与したSr-85、Mn-54、Zn-65の撮像データに適用した結果、Sr-85の特徴的な挙動が3次元画像として明瞭に描出され、Mn-54の同様の挙動を示唆する画像が得られた。さらに、NaおよびKの放射性同位体を同時に投与してGREI撮像する画像診断法の着想に至った。生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、平成26年度は、計算機シミュレーションやRIファントムを用いた撮像実験を行い、本研究代表者らが開発した半導体コンプトンカメラ「GREI」を用いた3次元定量撮像手法の検討を行った。放射線検出器のモンテカルロシミュレーション・ツールキットとして汎用されているGEANT4を用い、現在所有している2台のGREI撮像ヘッドをコンピュータ上にモデル化し、それら2台の撮像ヘッドを向い合せに配置した「対向デュアルヘッド型GREI」による撮像の計算機シミュレーションを行った。2台のGREI撮像ヘッド間の距離を変化させて撮像性能を比較した結果、距離を近付けるほど感度および画質も向上した。そこで、実際の撮像実験においては、その実験における条件を考慮して撮像対象に出来るだけ近付けることとした。そして、保有する2台のGREI撮像ヘッドを用いて構築された対向デュアルヘッド型GREIを用いて、RIファントムの撮像実験を行った。この実験では、4つのガンマ線源のホットスポットを有するRIファントムを作成し、対向デュアルヘッド型GREIの撮像視野内に設置して撮像データを取得した。この撮像実験の結果、20分間の撮像でRIファントムの3次元断層画像を取得することに成功し、この画像強度を用いて定量性の評価が可能となった。しかしながら、作成した3次元断層画像では、背景のアーチファクトが目立つ傾向が見られた。この原因は、画像生成に使用した逆投影関数を過度に単純化したことであると考えられたため、より正確な逆投影関数の検討も開始した。生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、平成27年度は、半導体コンプトンカメラGREIによるガンマ線計測に関与する詳細な物理過程を考慮した画像再構成法の開発を重点的に行い、さらに、本研究で開発される手法の適用例として、血糖降下作用をもつ亜鉛錯体の生体内の挙動に関するイメージング分析を行った。昨年度までに、対向デュアルヘッド型GREIを用いた20分間の撮像でRIファントムの3次元断層画像を取得することに成功していたが、背景のアーチファクトが目立つ傾向が見られていた。この原因は、画像生成に使用した逆投影関数を過度に単純化したことであると考え、GREIによる1つ1つのガンマ線の検出事象毎に変化するコンプトン散乱角の決定精度を考慮した、より正確な逆投影関数を用いた画像再構成法の開発を行った。簡便な画像再構成法として常用している単純逆投影(SBP)逆重畳積分法に関して、開発した逆投影関数を用いてSBP画像を作成した結果、SBP画像の背景ノイズを顕著に低減することに成功した。また、糖尿病モデルマウスに投与した種々のZn-65標識亜鉛錯体のGREI撮像データを用いて、それぞれの亜鉛錯体の生体内挙動のイメージング分析を行った。その結果、血糖降下作用をもつ亜鉛錯体と、それ以外の亜鉛錯体および塩化亜鉛溶液の生体内分布の違いから、亜鉛錯体の血糖降下作用と体内動態との相関を示唆する画像データを得ることに成功した。物理過程をより正確に考慮した逆投影関数を用いて単純逆投影画像の画質を向上することに成功しており、さらに、GREI撮像データから、薬理作用と体内動態の相関を示唆するイメージング分析結果を得ることにも成功しているため。生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、平成28年度は、まず、半導体コンプトンカメラGREI用の新規3次元画像再構成法を実装した、GPGPUを組み込んだ画像再構成システムを新たに構築した。これにより、GREIの撮像データを用いた3次元断層画像の取得が効率的に行えるようになった。そこで、本研究課題の予備実験で得られていた撮像データにこの画像再構成法を適用し、種々の放射性核種の撮像データから3次元の断層画像を作成した。その結果、予備実験ではかろうじて画像化されていた、ある病態モデル動物の特定の組織におけるSr-85の特徴的な挙動が、同じデータを用いて3次元的に明瞭に観察することができた。また、同実験で同モデル動物に同時に投与されていたMn-54についても3次元断層画像を作成して挙動を調べたところ、同組織でSr-85と類似した挙動を示す様子が観察された。このように、GREIは同一の個体における複数の事象を同時に捉えることが可能であり、本研究でもその利点を示す結果が得られた。

また、初期に比べて撮像性能が向上したGREIを用いて行った再現実験のデータにもこの3次元画像再構成法を適用した結果、従来の画像では識別が難しかった組織でのSr-85の特徴的な挙動が3次元で明瞭に確認され、同病態との相関を示唆する有望な画像データが得られた。新規の病態モデル動物を用いた実験を考慮していたが、新規の画像再構成法を開発したことにより、予備実験のデータから有用な情報を取得することに成功し、本研究の方向性で継続することで当初計画以上の成果が得られることを示唆する結果が得られたため。生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、平成28年度までの研究で、生体内に投与した複数の放射性同位体の挙動を、半導体コンプトンカメラGREIを用いて定量性が改善された3次元の断層画像として取得することを可能にした。本画像化手法を用いると、単一のGREI撮像ヘッドで一方向から撮像したデータから3次元断層画像を生成することが可能となり、過去の撮像データにも適用することができる。糖尿病モデルマウスに同時に投与したSr-85、Mn-54、Zn-65の撮像データに適用した結果、Sr-85の特徴的な挙動が3次元画像として明瞭に描出され、さらに、Mn-54も同様の挙動を示していたことが可視化された。また、再現性検証実験の撮像データに本手法を適用した結果、従来の画像では識別が難しかった組織でのSr-85の特徴的な挙動が3次元で明瞭に確認され、同病態との相関を示唆する有望な画像データが得られた。そこで、平成29年度は、本技術の有用性をより明確に示して実用化を促進するための、生体内の挙動を可視化分析する金属元素について検討した。NaおよびKは、それぞれ細胞外液、細胞内液中にイオンとして高い濃度で存在し、それぞれのイオンのバランスが生命機能の維持に重要であることが知られている。このことから、NaおよびKの放射性同位体を同時に投与し、それらイオンが関連する分子レベルの変化を画像診断可能にする着想に至った。入手が容易なNa-22を正常マウスに投与してGREI撮像実験を行い、Naイオンの体内での挙動を3次元で画像化することに成功した。今後、本研究テーマに関して引き続き研究を行い、病態モデル動物における挙動の変化を捉えることで、本手法の有用性を示したい。生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、生体内に投与した複数の放射性同位体の挙動を、半導体コンプトンカメラGREIを用いて定量性が改善された3次元の断層画像として取得することを可能にした。糖尿病モデルマウスに同時に投与したSr-85、Mn-54、Zn-65の撮像データに適用した結果、Sr-85の特徴的な挙動が3次元画像として明瞭に描出され、Mn-54の同様の挙動を示唆する画像が得られた。さらに、NaおよびKの放射性同位体を同時に投与してGREI撮像する画像診断法の着想に至った。対向デュアルヘッド型GREIを用いて、20分間の撮像で3次元断層画像を取得することに成功し、その撮像性能を示すと共に定量評価可能なデータを生成することができたが、一方で画像中のアーチファクトの問題が課題として残ったため。概ね当初の計画通りに実施し、さらに、新規の3次元定量画像再構成法の開発も重点的に行う。
第二次大戦後のドイツにおける社会格差に関する研究-日独比較の試み-

社会格差をめぐる主要な論点のひとつ、社会移動(世代間の階層間移動)に焦点をあて、19世紀以降のドイツでそれがどのような推移をたどったかを、国際比較の観点を入れながら検証した。さらに、労働者と職員・官吏との「身分的」格差の問題から出発して、第二次大戦後西ドイツの労使関係の変化を、労働協約における賃金グループ設定への「職務評価」方式の導入という問題に即して検討した。同方式は日本でも導入が図られたが結局成功せずに終わった。この点を軸に両国労使関係の比較を行った。2006年9月にドイツに渡航し、資料の収集にあたった。とくにマンハイムのZUMA(Zentrum fur Umfragen, Methoden und Analysen)では1971年のミクロセンサス追加調査(データベース化された統計資料)を利用することができ、これが、研究内容の豊富化と一定の転換をもたらした。同資料は、調査時点の1971年のみならず戦後ドイツの社会変動についてきわめて豊富な内容のデータを含んでいる。その分析の過程で、戦後ドイツの社会変動にとっての高度成長の意味が、研究テーマとしてより鮮明に浮かび上がってきた。現在、とくに1960年代における労働協約と女性労働の変容に焦点をあてて研究を進めている。労働協約についてはすでにワイマール期以来、熟練・半熟練・不熟練という労働者の伝統的な3区分と現実の作業内容との乖離が問題になってきたが、1960年代に、作業内容の難度を基準とする作業評価方式にもとづく賃金グループへの転換がなされることにより、賃金協定をめぐる長年の懸案に決着がつけられた。女性労働についても、同じく1960年代に重要な変化が生じた。「男は仕事、女は家庭」という伝統的観念は第二次大戦後もなお根強く残っていたが、高度成長下の労働力不足のなかで(パートタイムを含む)女性労働に対する需要が大きく高まるなか、伝統的性別分業観に変化が生じ、女性の就労が積極的に評価されるようになるのである。研究内容について、名古屋の中部ドイツ史研究会(2006年12月)と京都のドイツ現代史研究会(2007年1月)で報告の機会を与えられ、貴重な批判・助言を得ることができた。これらを生かしつつ、現在、上記のような内容の論文を執筆中である。さらに、上のミクロセンサス追加調査等を用いて、戦後の社会移動(階層間移動)に関する研究を進めている。この間執筆を続けてきた論文「戦後ドイツの社会変動」を完成した。ここでは、戦後の高度成長期に、熟練・半熟練・不熟練という労働者の伝統的3区分を基礎とする労働協約の賃金グループの再編が進められ、職務内容の難度を規準とする職務評価にもとづく賃金グループの設定に転換していくプロセスについて論じた。労働協約の賃金グループについてはもうひとつ、女性に対する差別的賃金規定の撤廃が重要な争点となった。上記論文では、高度成長期における女性就労の急増という状況と絡めつつ、差別賃金撤廃の問題についても論じた。ところで、職務評価を基礎とするいわゆる「職務給」の導入は戦後の日本でも図られたが、わが国では結局定着せずに終わり、むしろ「能力給」が主要な賃金形態として普及していく。その理由の探求を通じて日独労使関係の比較を行う論文の作成準備を現在進めている。もうひとつ、19/20世紀のドイツにおける社会移動(階層間移動)に関する研究史のサーベイを行い、これも論文としてまとめつつある。社会移動は、所得格差と並び、本研究課題のテーマである社会格差の重要な要因である。論文では、19世紀における産業化の進展は社会移動にどのような影響を及ぼしたのか、20世紀に入って何らかのトレンドの変化があったのか否か、日本における動きとはどのような違いがあるか、などの諸問題が検討される。上記諸研究の資料収集のため、2007年10月にドイツに渡航し、ボンのFriedrich-Ebert-Stiftungおよびコブレンツの連邦文書館で作業を行った。また、同年9月にドイツ現代史学会で行った講演「1848/49年革命と社会主義」は、直接には19世紀を対象とするが、19世紀の社会主義との対比で戦後ドイツの社会民主党についても論じ、戦後の社会格差をめぐる政治状況について考察を加えた。9月の帰国後は、上に記した研究成果の仕上げを行うとともに、「地域開発と地方自治」に関する文献・資料を読み進めた。
遺伝性がんB細胞性慢性リンパ性白血病の多段階発がん・転移進展機構の解析

B細胞性慢性リンパ性白血病(BCLL)は家族集積性や発症率の人種差から複数の感受性遺伝子による遺伝性癌の一つと考えられる。我々は、New Zealand White(NZW)マウス系がBCLLを自然発症することを見出し、遺伝学的解析によりBCLL前駆細胞の増殖に関わるいくつかの感受性遺伝子領域を明らかにした。さらにこれら前がん状態の細胞が悪性細胞へと変異する際に、多段階発癌機構が働いている可能性が示唆された。一方、近年、染色体のloss of heterozygosity(LOH)がヒトやマウスの腫瘍細胞で多数見出され、これまでに複数の癌関連遺伝子がLOHの位置をもとに同定されている。(NZW x B10.NZW)F1マウスにおいてもNZWと同様にBCLLが発症するので、本研究では、BCLLを発症した(NZW x B10.NZW)F1マウスから白血病細胞をFACSソーティングやmicrodis sectionにより分離しゲノムDNAのLOHを検討した。その結果マウス第2、3、4、7染色体にLOHが認められた。このうち第4染色体テロメア側及び第7染色体テロメア側には複数の個体で共通領域にLOHが認められ、両者ともNZW由来及びB10由来のいづれかがlossし、偏りがないため、これらのLOHのもたらす効果はその領域に含まれる遺伝子の用量効果である可能性が示唆された。興味深い事に、昨年度の我々のマイクロアレイによる遺伝子発現レベルの解析でBCLLで発現が低下していた癌抑制遺伝子Tsg101及び免疫抑制性遺伝子Tgfb1はマウス第7染色体上にマップされている。今後、これらの遺伝子を含め、LOHとマイクロアレイを対応させつつBCLL発症機構を総合的に解明していきたい。
非組換え型定常部遺伝子の転写による抗体多重アイソタイプ同時発現とクラス変換の制御

ヒト発現型μ鎖(膜型)遺伝子を導入されたマウスの脾細胞にクラス変換を誘導すると、導入遺伝子であるヒトIgMと内在性のマウスIgが同時に発現される。これは、導入遺伝子のヒト可変部と内在性マウス定常部からなるトランスmRNAがトランス・スプライシングによって産生されることによると考えられ、この機構による多重アイソタイプ同時発現が、クラス変換の中間過程に位置してその制御に関与している可能性を示唆している。本研究ではまず、ヒト発現型μ鎖(膜型)遺伝子導入マウスの脾細胞をLPSと高濃度のIL-4によって刺激すると、ε鎖トランスmRNAが産生されることを見いだした。これによって、全ての内在性アイソタイプの抗体がトランスmRNAによって産生されうることが示された。さらに、このε鎖トランスmRNA産生はε鎖遺伝子の非組換え型転写によって制御されているが、ε鎖トランスmRNAの産生はクラス変換のそれに比して極めて効率がよく、この過程が遺伝子の組換えによるのではないであろうことが示された。また、このとき抗IgG1抗体を添加しておくとγ1、ε両鎖のトランスmRNAの産生が特異的に抑制されるとの予備的結果も得られた。これらの結果により、トランス・スプライシングによる多重アイソタイプ同時発現がクラス変換に先立つ制御過程であることが改めて強く示唆された。加えて、本研究ではTGF-βによるα鎖へのクラス変換に際し、1.5日後からTGF-βをIL-2に置き換え細胞の増殖を回復させると、クラス変換の遺伝子組換え様式が変化することを見いだした。これは、クラス変換が、非組換え型定常部遺伝子の転写のみでなく、細胞の増殖・DNAの複製によっても制御されている可能性があることを意味している。
糖鎖立体構造アンサンブル予測のための新たな構造探索モデルの開発と応用

糖鎖はタンパク質や脂質に結合し、幅広い生命現象だけではなく様々な疾患とも関係している。しかし、糖鎖構造に固有な柔軟性や多様性が原因で、従来の構造生物学的な機能解析(X線結晶構造解析など)は困難を極めており、計算機シミュレーションによる立体構造予測に期待が高まっている。本申請課題では、レプリカ交換法とメタダイナミクス法を用いて糖鎖の立体構造アンサンブルを高精度・高効率で求める計算モデルを構築し、複雑な疾患関連糖鎖の立体構造予測を実現することを目的として研究を進めてきた。前年度までに、レプリカ交換法とメタダイナミクス法を用いた新たな計算モデルを構築し、N型複合型分岐糖鎖の立体構造アンサンブルを特定した。レプリカ交換法を用いた以前の計算結果と比較して、新たな手法では収束性が上がり計算精度が向上した。また、精度は落ちるものの、分子サイズの大きな糖鎖に応用可能な計算モデルも提案した。最終年度は、精度と効率の両立を目指して他の構造探索手法を用いた計算を実施、総合的な比較のもとで、複雑で分子サイズの大きな疾患関連糖鎖に応用可能な計算モデルを確立した。同時に、レプリカ交換法に基づいたドッキング計算も進め、糖鎖ータンパク質受容体の結合計算に応用可能な計算モデルを確立した。タンパク質結合糖鎖の一部に対するX線構造やNMRで求まる平均構造を用いた従来の機能解析に対して、多様な立体構造とその分布に基づいた定量解析を実施する計算基盤が得られた。今後、糖鎖の生物学的機能の理解とともに、新たな創薬ターゲットの創出にもつなげたい。1.成果の具体的な内容本課題の目的は、分子動力学シミュレーション技術を用いて糖鎖の立体構造を高い精度・高い効率で予測する方法を開発することにある。平成28年度は、メタダイナミクス法とレプリカ交換法と呼ばれる二種類の拡張アンサンブル法を組み合わせた新たな手法(RSE-MTD法)を取り入れ、従来の分子動力学シミュレーションでは困難であった広範囲での糖鎖構造探索を実現した。(1) RSE-MTD法を用いて2糖類9種の計算を実施し、手法の有効性を検証した。(2)実験データに対して既存のCHARMM分子力場を評価し、量子化学計算に基づく改良を行った。(3)実践的な応用例として、N型分岐型混合糖鎖(9糖)の構造予測を行い良好な結果を得た。2.意義、重要性(1)糖鎖と生命科学や病気との関連性が明らかになる一方で、複雑で柔軟な糖鎖構造を特定するのは困難を極めている。本課題がうまくゆけば、学術的な意義はもちろん、疾患に関係する糖鎖の立体構造予測の結果は診断・治療の新たな技術開発へ応用可能であり波及効果は大きい。(2)分子動力学シミュレーションは実験、理論につぐ第3の手法として生命科学分野で広く用いられている。複雑な生体分子の立体構造アンサンブルを正しく求めることは、シミュレーションによる分子機能研究の根幹である。本課題の成果は、糖鎖に限らず、生命科学分野のシミュレーション研究に応用可能という点で学術的意義は大きい。分子力場の評価及びRSE-MTD法における反応座標の選定に時間を要したものの、その後の構造探索は、計算資源の利用状況が良かったこともあり、非常に順調に進んだ。(研究実績の概要)本課題は、レプリカ交換法とメタダイナミクス法を用いて糖鎖の立体構造アンサンブルを高精度・高効率で求める計算モデルを構築し、複雑な疾患関連糖鎖の立体構造予測を実現することを目的としている。H28年度には、新たな計算モデル(RSE-MTD法)を開発し、典型例としてN型分岐型混合糖鎖の立体構造予測に成功した。H29年度は、(1)同計算モデルの確立に向けて、RSE-MTD法を含め、異なる拡張アンサンブル法でN型糖鎖の構造予測を実施し、各種拡張アンサンブル法を用いた糖鎖計算の特徴と効率をまとめた。(2)また、将来的な糖鎖ー受容体結合の計算を念頭に、拡張アンサンブル法を用いたドッキング計算モデルを構築した。(意義、重要性)糖鎖の実験的な立体構造解析が困難を極める中、計算化学による構造予測は大きな助けとなる。分子動力学シミュレーションは原子解像度の構造予測で有力な手段ではあるが、通常の計算では、糖鎖の複雑多様な立体構造を十分に探索することができない。本実績の意義と重要性は、拡張アンサンブル法を用いた糖鎖計算の有効性を実証するとともに、一般的に利用可能なツール化への基盤となる点にある。糖鎖構造生物学分野での学術的な貢献に加え、診断・治療の新たな技術開発分野への波及効果も期待する。H28年度の研究が非常に順調に進んだため、H29年度は、新しい計算モデルの有効性、他の手法との比較を通じた性能評価を十分に行うことができた。計算手法およびモデリングが確立していたため、特に問題が生じなかった点も順調に進んだ要因と考える。

前年度までに、レプリカ交換法とメタダイナミクス法を用いた新たな計算モデルを構築し、N型複合型分岐糖鎖の立体構造アンサンブルを特定した。レプリカ交換法を用いた以前の計算結果と比較して、新たな手法では収束性が上がり計算精度が向上した。また、精度は落ちるものの、分子サイズの大きな糖鎖に応用可能な計算モデルも提案した。最終年度は、精度と効率の両立を目指して他の構造探索手法を用いた計算を実施、総合的な比較のもとで、複雑で分子サイズの大きな疾患関連糖鎖に応用可能な計算モデルを確立した。同時に、レプリカ交換法に基づいたドッキング計算も進め、糖鎖ータンパク質受容体の結合計算に応用可能な計算モデルを確立した。タンパク質結合糖鎖の一部に対するX線構造やNMRで求まる平均構造を用いた従来の機能解析に対して、多様な立体構造とその分布に基づいた定量解析を実施する計算基盤が得られた。今後、糖鎖の生物学的機能の理解とともに、新たな創薬ターゲットの創出にもつなげたい。研究計画に基本的な変更はない。N型分岐型糖鎖の計算に加え、疾患関連糖鎖の応用計算を進める。具体的には、実験的な構造データ(NMRやX線部分構造)が得られているBisect糖鎖とシアル酸糖鎖の立体構造予測を実施する。最終年度ということで、研究計画に沿って疾患関連糖鎖の応用計算を進めるとともに、本課題の成果発表とまとめに尽力する。購入を予定していたグラフィックカードが市場に少なく入手困難となり、ファイルサーバのスペックを落としたため。(理由)購入を予定していたRAIDディスクの仕様変更により購入を見送ったことと、国際会議への参加を見送ったため。(使用計画)今年度見送ったRAIDディスクを購入しファイルサーバを増強するとともに、最終年度なので国際会議での発表も行う予定である。新たなグラフィックカードが市場でており、それを購入しファイルサーバを増強を行う予定である。
確率場上に定義された特殊な微分方程式に関する研究

本研究では、(1)不規則因子が時間的に変動する確率過程ではなく,空間的に変動する確率場の形で含まれる,(2)対象となる従属変数が確率場の位置を指定する変数を兼ねている,という特殊な微分方程式を対象とし,解の構成法に関する数学的考察を行うと共に構造信頼性工学において重要となる不規則き裂進展問題への適用を試みた。得られた主な結果は以下の通りである。1.まず,従来の確率過程論で用いられてきた初到達時刻の考え方を用いることにより,(従属変数がスカラー量であることを前提とした上で)解の数学的構成法を新しく提案した。この解は不規則因子が除外された場合には通常の(決定論的な)常微分法定式の解と一致するので,物理的に無理がないものである。2.いわゆる拡散近似の考え方を用いて,方程式中に含まれる確率場積分変換した新たな確率場をガウス近似し,この近似の下で解過程の推移確率分布を導出する手法を提案した。3.この手法を金属材料の疲労き裂の不規則進展問題に適用し,従来用いられてきた通常の確率微分方程式(微分方程式中に不規則因子が確率過程の形で含まれるもの)による数学的モデル化の手法との比較検討を行った。数値計算の結果,推定される残存寿命分布は従来の結果よりやや長寿命側になることがわかった。これらの結果に加えて,本研究で対象としたタイプの確率微分方程式が他のどのような現象に適用し得るかについても検討を行い,例えば地震波の空間的な不規則伝播や,不規則電磁場中の荷電粒子の運動等も同じ様な形の微分方程式で記述し得ることが明らかとなった。上述の疲労き裂の不規則進展問題と併せて,本研究で構築した解析手法が信頼性工学等の実用的分野で重要な役割を果たし得ることを明らかとした店は極めて重要であると考えられる。
超音速ジェット騒音の低減とジェットノズル形状の最適化に関する数値的研究

性能を落とすことなく、スクリーチ音を防ぐには、フィードバックのメカニズムを理解し、スクリーチ音の大きさを予測することが重要である。スクリーチ音は衝撃波とせん断層の不安定波の干渉により起こる。スクリーチ音は上流に伝播し、ノズルのリップと干渉する。反射し、散乱した音は、薄いせん断層を刺激する。この過程が不安定波を増幅させ、強いスクリーチ音が発生する。この研究の目的は、ノズルのリップの形状がどのようにスクリーチ音に影響するか調べることである。1.ノズルリップでの音の散乱問題ノズルのリップの形状がどのようにスクリーチ音に影響を与えるか、一様流の効果を考慮せずに数値的に調べた。ここでは、スクリーチ音を模擬した平面波とノズルのリップの干渉問題を考える。この数値シミュレーションで、反射波が小さくなるような最適なノズル形状が見つけることができる。その最適な形状は、超音速ジェットから発生するスクリーチ音も減らすことができると思われる。高次精度のスキーム及び非反射条件を使うことによって、音の伝播問題、ノズルのリップによる散乱問題が精度良く解く事ができた。2.軸対称超音遼ジェットマッハ数1.19でレイノルズ数が5×10^5の軸対称超音速ジェットの計算をした。ここでは、軸対称スクリーチ音モードの発生及び伝播を確かめる。この問題でも、同様に高次精度のスキーム及び、非反射条件を使う。スクリーチ音が発生し、伝播していく様子が捉えられた。また、超音速ジェット特有のショックセル構造や、大きな渦構造も詳細に捉えられている。これは、ノズルの最適形状の検証に使うことができ、上述した最適なノズルリップの形状をこの数値計算で確かめることができた。性能を落とすことなく、スクリーチ音を防ぐには、フィードバックのメカニズムを理解し、スクリーチ皆の大きさを予測することが重要である。1.ノズルでのリップ音の散乱問題ノズルのリップの形状どのようにスクリーチ音に影響を与えるか、一様流の効果を考慮せずに数値的に調べた。この数値シミュレーションで、反射波が小さくなるような最適なノズル状が見つけることができる。この最適な形状は、超音速ジェットから発生するスクリーチ音も減らすことができると思われる。高次精度のスキーム及び、非反射条件を使うことによって、音の伝播問題、ノズルのリップによる散乱問題が精度良く解く事ができた。2.軸対称超音速ジェットマッハ数1.19でレイノルズ数が5×10^5の軸対称超音速ジェットの計算をした。これは、ノズルの最適形状の検証に使うことができ、上述した最適なノズルリップの形状をこの数値計算で確かめる予定である。
魚類の良質卵を規定する母性ＲＮＡに関する分子生物学的研究

種苗生産を確立するためには安定して良質な卵を得る必要があり、卵質改善が重要な課題として位置づけられる。卵内に蓄積されているmRNA (母性mRNA)は初期発生を制御する重要な因子であり、胚発生過程に異常がある不良卵は、この母性mRNA量の過不足や局在の異常などがおこり、良質卵と異なった状態にある可能性が考えられる。本年では、ニホンウナギ卵内の母性mRNA局在と卵質を関連付けて解析した。まず、卵形成過程の卵母細胞および排卵卵における体軸形成関連因子sybuのmRNA局在をin situハイブリダイゼーション法(ISH)により調べた。その結果、卵黄形成期以降の卵母細胞および排卵卵において、植物極側の表層細胞質に陽性シグナルが認められた。次に、卵質の異なる排卵卵におけるmRNA局在をISHにより調べた結果、植物極の局在様式が異なる卵が認められた。その出現割合は、卵質の悪い個体で高い傾向にあった。これら個体の卵内のsybu mRNA量を定量PCRにより調べた結果、卵質間で顕著な差はみられなかった。以上の結果から、不良卵の中にはsybuの母性mRNA量に差異は認められなくとも、そのmRNA局在が良質卵とは異なる卵が存在することが明らかとなった。したがって、ニホンウナギにおいて、mRNA局在の乱れが不良卵の分子生物学特徴の一つである可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。卵質を決定する要因の中でも、卵に蓄積されているRNA(母性RNA)の組成が正常であることは極めて重要な必要条件である。そこで本研究では、ニホンウナギを用いて、NGS解析により良質卵と不良卵に含まれる母性RNAの網羅的な構成比較を行ない、良質卵に必須の母性RNA組成を明らかにすることを目的とした。良質卵および不良卵のtotal RNAからリボゾーマルRNA (rRNA)を除去し、得られた微量RNAからNGS用母性RNAを含むcDNAライブラリーを作製後、HiSeq2000 (illumina社)を用いてRNA-Seqを行なった。まず、rRNAの混入率をリードマッピングにより確かめた結果、0.02-1.66%であった。de novoアセンブリした結果、200base以上の212,650個のコンティグが得られ、ニホンウナギ卵のESTライブラリーを構築することに成功した。これら配列をリファレンス配列として、各コンティグにマップされるリード数をカウントし、良質卵と不良卵で発現レベルを比較した。現在、良質卵と不良卵で差のあるコンティグ配列を探索中である。また、BLASTにより候補配列の相同性解析も行なっている。平行して、細胞周期および細胞分裂に関与する遺伝子(ccnb3、cdc37、cops5、esr2など)80個を卵質関連候補遺伝子とし、良質卵および不良卵におけるRNA量を比較し、卵質との関連について検討した。その結果、いずれの遺伝子においても良質卵と不良卵の間で顕著な差はみられなかった。他方、1tn1は不良卵でほとんど検出されないサンプルがあったことから、良質卵の十分条件ではないが、必要条件である可能性が示唆された。卵質を決定する要因の中でも、卵に蓄積されているmRNA(母性mRNA)の量や質が正常であることは極めて重要な必要条件であると考えられる。そこで本研究では、ニホンウナギを用いて、良質卵と不良卵に含まれる母性mRNAの網羅的比較を行ない、良質卵に必須の母性mRNAを明らかにすることを目的とした。昨年、RNA-seqにより得られたコンティグのうち、100 base以上の619,029個のコンティグ(N50: 296 b)を用いた。まず、良質卵(受精率80%以上、孵化率80%以上)と不良卵(受精率80%以上、孵化率20%以下)で相対的発現量(RPKM値)を比較し、良質卵に特徴的に認められるコンティグを絞り込んだ。その結果、良質卵に2倍以上多く発現しているコンティグ994個、良質卵のみ発現しているコンティグ1563個が得られた。これらのコンティグのうちBLASTxによりアノテーションが付いたコンティグはそれぞれ148個、227個であった。次に、これらmRNA量を定量PCRにより測定し、良質卵と不良卵で比較した。その結果、12個のコンティグにおいて不良卵で有意に低く、良質卵と比べて1.4-4.1倍低かった。これらコンティグはアクチン重合関連タンパク、分子シャペロンなどと相同性が高かった。よって、これら母性mRNA量が十分量あることは良質卵としての必要条件であることが示唆された。並行して、既知の初期発生関連遺伝子45個(軸形成、転写・翻訳調節、母性胚性転移関連遺伝子)のmRNA量を比較した。また、悪質卵(受精率10%以下、孵化率1%以下)との比較においても顕著な差はみられなかった。

卵内に蓄積されているmRNA (母性mRNA)は初期発生を制御する重要な因子であり、胚発生過程に異常がある不良卵は、この母性mRNA量の過不足や局在の異常などがおこり、良質卵と異なった状態にある可能性が考えられる。本年では、ニホンウナギ卵内の母性mRNA局在と卵質を関連付けて解析した。まず、卵形成過程の卵母細胞および排卵卵における体軸形成関連因子sybuのmRNA局在をin situハイブリダイゼーション法(ISH)により調べた。その結果、卵黄形成期以降の卵母細胞および排卵卵において、植物極側の表層細胞質に陽性シグナルが認められた。次に、卵質の異なる排卵卵におけるmRNA局在をISHにより調べた結果、植物極の局在様式が異なる卵が認められた。その出現割合は、卵質の悪い個体で高い傾向にあった。これら個体の卵内のsybu mRNA量を定量PCRにより調べた結果、卵質間で顕著な差はみられなかった。以上の結果から、不良卵の中にはsybuの母性mRNA量に差異は認められなくとも、そのmRNA局在が良質卵とは異なる卵が存在することが明らかとなった。したがって、ニホンウナギにおいて、mRNA局在の乱れが不良卵の分子生物学特徴の一つである可能性が示唆された。次世代シーケンサーにより得られた膨大なデータからのスクリーニングにより、良質卵特異的な母性mRNAをいくつか特定するに至った。このことにより、卵質の分子生物学的背景の一部が明らかになったといえる。また、近年公開されたニホンウナギドラフトゲノムを用いたマッピングも並行して行なっており、さらにいくつかの候補が挙がっている。これらの状況から計画は着実に実行されており、おおむね順調に進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。卵質は母性mRNAの量だけではなく、mRNA局在や翻訳過程とも密接に関わっている可能性がある。そこで今後は、特定した良質卵特異的な母性mRNA群および胚発生に重要な役割を果たすと考えられている因子(母性胚性転移関連因子:pou2など)のmRNA局在およびタンパク発現と卵質の関連について調べる予定である。並行して、卵形成および胚発生過程における発現解析も行なう。また、特定した良質卵特異的な母性mRNA群のうち、初期胚発生過程において機能が明らかでない因子については翻訳阻害実験を行なう予定である。母性RNAを含むcDNAライブラリーを作製し、十分な情報量のESTデータベースを構築することができた。現在、このデータベースを用いて、de novoで良質卵特異的な母性RNA組成を探索中であり、いくつかの遺伝子が候補として挙がっている。今後はde novoで特定した良質卵特異的な母性RNA候補群がin vivoにおいても卵質に関与するか調べる予定である。定量PCRを用いて、良質卵および不良卵におけるRNA量を正確に比較することでさらに候補を絞り込み、良質卵に必須の母性RNA組成を明らかにする。数個に絞り込めた場合は機能解析を行ない、候補が多い場合は発現量解析によりさらに絞り込みを行なう予定である。
植物の種多様性の滅失と保全に関する研究

植物の種多様性の滅失と保全について以下の研究を行った。1.植物の遺伝的多様性の滅失と保全を考える上で、植物の実際の移動能力を調べることが重要である。散布能力が高く、遺伝子流動は非常に大きいと考えられてきたシダ類のイノモトソウの集団内遺伝構造を電気泳動法で解析した結果、シダ類の胞子による散布が非常に制限されうることが示唆された。2.世界各地で絶滅が心配されている河川の水生植物で形態が特殊化したカワゴケソウ科の形態進化に関する基礎研究を行った。Malaccotristicha malayanaの形態学的観察を行った結果、匍匐する扁平な植物体本体は根と同様、非対称な根冠をもち,側軸が維管束付近から内生的に発生することなどを確かめた。この形態は科の中で原始的とされるTristicha trifariaなどの形態と基本的には同じであり、それらよりも特殊化が進んでいると判断された。3.日本からは絶滅したと考えられていたキヌフラスコモ(車軸藻類)が最近芦ノ湖(神奈川県)で再発見された。本種の分類上の位置を確かめるために、卵胞子の表面構造を観察したところ、日本の固有種であるとする説を支持した。現在人工培養などで保存を図っている。4.ドクウツギ属の分子系統学的研究を行った。得られた系統樹から、この属の隔離分布が大陸移動によるとする説を支持せず,第三紀末期の移動・分断による結果であることが示唆された.5.カエデ属Acerは化石記録から歴史上、種分化と絶滅の繰り返しによって現在の種群が形成されてきたと考えられる。種の絶滅過程を推定する基礎データとして、カエデ属の種間分子系統樹と色素体DNAの進化速度を推定した。東アジアと北米に隔離分布する姉妹種は中新世後期に分岐し、東アジアと北米フロラの類似は複数回の両地域間の種群の拡散、分断、絶滅によって引き起こされたことがわかった。1.降雨後の増水によって急流中に水没する川岸の岩上に生える渓流沿い植物は特殊環境に適応しているため、絶滅の恐れがある植物である。屋久島に固有のヤクシマダイモンジソウは渓流沿い植物の1つである。台風接近中などの増水時に野外調査の結果、渓流沿い植物に特徴的な、水流抵抗の小さい細葉をもった個体の方が広葉個体よりも残存率がはるかに高いことが分かり、細葉が適応形態であることを確かめた。細葉個体と広葉個体の成長率を比較したところ、細葉個体の方が低いことが示され、そのため通常の陸上では競争に勝てないことが示唆された。交雑による分離実験から、細葉と広葉の葉形は1遺伝子によって決められていると推定された。2.細葉をもつ渓流沿い種子植物と広葉をもちそれに近縁と考えられる陸上植物の比較解剖学的研究を行い、細葉は広葉に比べて葉身の細胞数が少ないことが分かり、広葉から細葉への道化は細胞数の減少を伴っていると示唆された。3.ムニンノボタンは小笠原諸島(父島)の固有種で、典型的な絶滅危惧植物の1つである。ムニンノボタンとハハジマノボタンについて、動物による果実の摂取野外調査と、種子の発芽実験を行ったところハハジマノボタンの果実はハハジマメグロによって食べられるが、ムニンノボタンは食餌跡がみられないことが分かった。また、閉じた果実に中にある種子は発芽が悪く、種子だけの方が良く発芽した。

このことから、父島からメグロが絶滅して果実が食べられなくなったことがムニンノボタンの衰退に関係していると示唆された。成熟したムニンノボタンは明るい日照地を好む植物であるが、比較育成実験によって幼苗期では半日陰で水分条件の良い場所が適していることが分かった。1.植物の遺伝的多様性の滅失と保全を考える上で、植物の実際の移動能力を調べることが重要である。シダ植物は一般に1個体で大量の胞子をつくり、散布能力が高く、遺伝子流動は非常に大きいと考えられてきた。ところが、本研究でアロザイムの電気泳動的多型を遺伝マーカーとしてイノモトソウの集団内遺伝構造を解析した結果、高々数10mの石垣の中にも対立遺伝子の頻度が大きく異なる部位が見出された。同様の結果は、東京都文京区の2集団で見られただけでなく、500km近く離れた京都のイノモトソウ集団でも見られた。各個体の遺伝子型の空間的自己相関解析の結果では遺伝的に均一なパッチの大きさはたった4-10mくらいしかないことが示されている。今回のデータは、シダ植物の胞子による散布がこれまで考えられてきたよりもはるかに制限されることが起こり得ることを示唆している。2.カエデ属Acerは落葉広葉樹林を構成する最も大きな属であり、約200種を含む。化石記録から歴史上、種分化と絶滅の繰り返しによって現在の種群が形成されてきたと考えられる。種の絶滅過程を推定する基礎データとして、本研究では、カエデ属の種間関係を色素体DNAのRFLP解析から推定した。その結果、カエデ属節間の系統関係、カエデ属の色素体DNAの進化速度は7.9X10-1l<10のマイナス11乗>+/-<プラスマイナス>1.4X10-ll<10のマイナス11乗>であり、これまで報告されている多年生植物のものとほぼ一致すること、東アジアと北米に隔離分布する姉妹種について分岐年代を推定したところ中新世後期であり、東アジアと北米フロラの類似は複数回の両地域間の種群の拡散、分断、絶滅によって引き起こされたことがわかった。1.世界各地で絶滅が心配されているカワゴケソウ科の形態進化に関する基礎研究を行った。この科は他に類例をみないほど形態が特殊化して河川の岩上に固着して生育する水生植物である。Malaccotristichamalayanaの形態学的観察を行い、次のような新知見を得た。匍匐する扁平な軸は非対称な根冠をもち、側軸が維管束付近から内生的に発生することから、この軸は根と相同であると考えられる。短枝と解釈される「ラムリ」は根の表皮近くの皮層から内生的に発生し、「ラムリ」に伴って痕跡的な付着体も内生的に発生することを確かめた。この形態は科の中で原始的とされるIndotristicha ramosissimaやTristichatrifariaの形態と基本的には同じであり、それらよりも特殊化が進んでいると判断された。2.かつて日本各地の湖沼に生育していたが、その後絶滅したと考えられていたキヌフラスコモ(車軸藻類)が3年前に芦ノ湖(神奈川県)で再発見された。現在人工培養などで保存を図っている。この種は最初日本の固有種とされたが、世界中に分布するフタマタフラスコモの品種と考えられるようになった。分類上の位置を確かめるために、卵胞子の表面構造を観察したところ、本種が日本の固有種であるとする説を支持した。3.日本にもドクウツギが固有種として分布するドクウツギ属の分子系統学的研究を行った。
遷移金属をドープした透明酸化物薄膜の光キャリア注入によるスピン制御

透明導電性酸化物薄膜は液晶板や太陽電池の透明電極など多岐にわたり応用されている。導入試料として、室温で高い導電性を示し電極としてペロブスカイト型の強誘電体薄膜と相性が良いことが知られているLaNiO_3薄膜を作製し、その詳細な電子状態について明らかにした。加えてRNiO_3(R:希土類元素)群のNdNiO_3の作製も行った。NdNiO_3はLaNiO_3と比べ結晶構造が歪みNi 3dのバンド幅が減少することから、約200Kで常磁性金属から反強磁性絶縁体転移を示すようになるが、本研究では薄膜化することで基板応力の影響により結晶の歪みが変わり、バルクとは違った抵抗率の振る舞いを観測した。また絶縁膜材料で知られるCeO_2薄膜の作製及び光電子分光による電子状態の観測などを行った。本来、絶縁体のエネルギーギャップ中には電子状態は観測されないが、軟X線光電子分光の結果ではギャップ内に状態があることが分かった。一方でバルク敏感な硬X線光電子分光の結果では全く状態のないきれいなエネルギーギャップが観測された。この結果から表面状態によっては酸素欠損などで伝導性を示す可能性があるなど、デバイス応用の際に問題となる点が明らかとなった。以上のように、基板や成膜温度は薄膜の物性に大きな影響を与えることを踏まえて透明酸化物薄膜であるIn_2O_3や磁性元素をドープしたIn_2O_3についても研究を進めてきた。本研究の目標としてきた光キャリア注入効果による電子状態の変化をとらえるまでには至らなかったが、他の酸化物薄膜の作製や光電子分光測定を行い、磁性を持った絶縁体などと組み合わせた多層薄膜の作製やその界面の電子状態の研究の足がかりとなる結果が得られた。本研究では導入試料として、電極としても応用が期待され、パルスレーザー堆積法により良質な単結晶薄膜ができるLaNiO3薄膜を作成した。LaNio3は金属-絶縁体転移を示さず最低温まで常磁性金属状態を保つ物質であり、ペロフスカイト型RNio3(R:希土類元素)群の中では最も基本的な物質と位置付けられている。しかし単結晶試料の作成は困難であり、光電子分光などによる電子状態の研究は進んでいなかった。そこで単結晶薄膜を作成し、抵抗、X線回折、AFM等で膜質を確認したのち、軟X線吸収及び角度分解光電子分光測定を行いその電子状態について調べた。その結果、これまでに報告されている多結晶試料の光電子分光では観測されていなかった大きな状態密度がフェルミ準位上で観測された。これはNi 34のe_g電子状態に由来しLaNiO_3の高い伝導性を反映している。また成膜時の酸素分圧を抑制した試料では、フェルミ準位上の状態密度が減少した。これは酸素欠陥を入れることにより抵抗率が上昇し絶縁体へ転移している電子状態をとらえており、成膜時の酸素分圧が薄膜の物性に大きく関わることを示している。また、LaNiO3のフェルミ面の形状を実験的に得ることに成功した。電子及びホール由来の2種類のフェルミ面を区別することができ、電子由来のフェルミ面を形成するエネルギーバンドでは、フェルミ準位近傍において有効質量の繰り込みを示唆するバンドの折れ曲がりが観測された。この結果は電子状態の観点からもこの系が強相関金属であることを示している。以上のような成膜条件、酸素分圧に対する物性への影響や測定手法を踏まえ、透明酸化物薄膜であるIn_2O_3を作成している。良質で光照射におけるキャリア注入がより効率良く行われるように成膜基板との相性や成膜条件を探索している。本研究では導入試料として、電極としても応用が期待されるLaNiO_3薄膜を作製した。LaNiO_3は金属-絶縁体転移を示さず最低温まで常磁性金属状態を保つ物質で、ペロフスカイト型RNiO_3(R:希土類元素)群の中では最も基本的な物質と位置付けられている。次に関連物質としてNdNiO_3薄膜を作製した。金属のLaNiO_3と比較するとNdNiO_3は結晶構造が歪みNi 3dのバンド幅が減少することから、約200Kで常磁性金属から反強磁性絶縁体転移を示すようになる。本研究では薄膜化することで基板応力の影響により結晶の歪みが変わり、バルクとは違った抵抗率の振る舞いが観測された。バルクでは約200Kである転移温度(T_t)が、本研究で作製した薄膜では約240Kと高い転移温度を示した。これは基板応力の影響でバルクよりも歪んだ結晶構造で安定化し、希土類Rを変える(Rのイオン半径を小さくする)ことに対応する効果(Nd→Sm:T_t=400K)と同様に転移温度が上昇したものと考えられる。最適条件の薄膜ではバルク同様に抵抗率の急激な飛びが再現されているが、成膜温度を上昇させるに従い抵抗率の飛びが小さくなり、最終的に転移がなくなり絶縁体的になることがわかった。これは酸素欠損によるものと考えられる。

以上のように基板や成膜温度は薄膜の物性に大きな影響を与えることがわかり、それらを踏まえて透明酸化物薄膜であるIn_2O_3や磁性元素をドープしたIn_2O_3ついても研究を進めている。良質で光照射におけるキャリア注入がより効率良く行われるように成膜基板との相性や成膜条件を探索している。またペロフスカイト型酸化物においても、磁性を持った絶縁体などと組み合わせた多層薄膜の作製やその界面の電子状態の研究及び光キャリア注入の可能性について検討中である。透明導電性酸化物薄膜は液晶板や太陽電池の透明電極など多岐にわたり応用されている。導入試料として、室温で高い導電性を示し電極としてペロブスカイト型の強誘電体薄膜と相性が良いことが知られているLaNiO_3薄膜を作製し、その詳細な電子状態について明らかにした。加えてRNiO_3(R:希土類元素)群のNdNiO_3の作製も行った。NdNiO_3はLaNiO_3と比べ結晶構造が歪みNi 3dのバンド幅が減少することから、約200Kで常磁性金属から反強磁性絶縁体転移を示すようになるが、本研究では薄膜化することで基板応力の影響により結晶の歪みが変わり、バルクとは違った抵抗率の振る舞いを観測した。また絶縁膜材料で知られるCeO_2薄膜の作製及び光電子分光による電子状態の観測などを行った。本来、絶縁体のエネルギーギャップ中には電子状態は観測されないが、軟X線光電子分光の結果ではギャップ内に状態があることが分かった。一方でバルク敏感な硬X線光電子分光の結果では全く状態のないきれいなエネルギーギャップが観測された。この結果から表面状態によっては酸素欠損などで伝導性を示す可能性があるなど、デバイス応用の際に問題となる点が明らかとなった。以上のように、基板や成膜温度は薄膜の物性に大きな影響を与えることを踏まえて透明酸化物薄膜であるIn_2O_3や磁性元素をドープしたIn_2O_3についても研究を進めてきた。本研究の目標としてきた光キャリア注入効果による電子状態の変化をとらえるまでには至らなかったが、他の酸化物薄膜の作製や光電子分光測定を行い、磁性を持った絶縁体などと組み合わせた多層薄膜の作製やその界面の電子状態の研究の足がかりとなる結果が得られた。
知的障害者のグループホームにおける成年後見制度利用の実態と支援モデルの開発

本研究では、知的障害者のグループホーム(GH)における成年後見制度の利用実態を明らかにし、本制度利用における支援モデルの開発を行う。GH利用者、GHの支援者(世話人等)、後見人の3者に焦点を当て、個別支援計画作成過程や日頃の情報共有、利用者の豊かな地域生活に向けてのビジョンの共通理解、支援者と後見人とで意見の相違があった場合の調整方法などを明らかにすることを通して、利用者本人の権利擁護に基づく支援の在り方について検討する。
抗炎症関連分子Spred2に着目したマウスモデルによる移植肺機能温存法の開発

肺移植後は虚血再灌流障害の制御が喫緊の課題となっている。移植後肺障害にERK経路の関与が指摘され、抗炎症機能を有するSPRED分子群が発見された。我々はマウス肺虚血再灌流モデルを用いて、SPRED2遺伝子が欠損(ノックアウト)した肺ではERK経路が活性化し肺障害が重症化することを発見した。肺移植モデルでSPRED2をノックアウトしたマウスに正常ドナーマウス肺を移植しても肺障害が惹起されることを見出した。本研究では、我々が開発した種々のSPRED2遺伝子改変マウスを用いて、移植肺におけるSPRED2の機能を解明し、肺移植患者の移植肺に対する新しい肺機能温存法の開発を目指す。
根管清掃剤作用後の根管壁の硬度変化と支台築造用レジンの接着性に関する研究

支台築造に既製の金属ポストを併用したコンポジットレジンによる方法が臨床で広く行われていることから無機質脱灰剤がレジンの根管壁接着性およびポストの維持力にどのような影響をおよぼすかを検索し以下のような成績を得た。1.根管壁に対する無機質脱灰剤の影響について(1)電顕的観察、ポスト形成後の根管壁は全ての症例でSmeared layerが観察され、無機質脱灰剤の作用によりSmeared layerは除去され象牙細管の出現を認めた。しかし、30%リン酸溶液で70秒、10%クエン酸で120秒およびEDTAで140秒と差があった。以後の実験は薬剤作用をした根管を実験群とし作用しなかった根管を対照群とした。(2)硬度変化について、実験群の平均微小硬度が63.7に比較し対照群は42.0と高くなった。これは根管壁に残留したSmeared layerの硬度が影響したものと考えられる。(3)表面粗さについて、実験群の平均が46μmであったのに比較し対照群平均163μmであった。表面粗さとレジンの接着性は大きな関連性が考えられるためさらに今後の詳細な検討が必要である。2.コンポジットレジンの根管壁接着性およびポストの根管内維持力について(1)Core Max(三金工業)を使用し、引張り接着強さを測定したところ、実験群では平均127kg/【cm^2】であったのに比較し対照群平均38kg/【cm^2】と、実験群の高い接着性が得られた。(2)万能引張り圧縮試験器によるポストの引き抜き試験により根管内維持力を測定した結果、実験群で平均48kgに比較し対照群平均28kgであった。以上の結果より既製の金属ポストを併用したコンポジットレジンによる支台築造法を行う際は無機質脱灰剤を根管に使用することが必要と考えた。しかし、既製ポストの形態、残存歯質の量およびレジンの理工学的性質などを今回の成績を含めて検討し、総合的な評価をする必要がある。