hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
土壌環境中の重金属に応答した植物の活性酸素生成とカルシウム情報伝達への影響

本研究テーマでは、植物におけるカルシウム情報伝達と活性酸素生成系を介した環境応答に与える金属イオンの影響について研究を行った。その結果、オゾンや紫外線あるいは低温ショックなどの環境要因に対するタバコ細胞および植物体の応答および過敏感細胞死誘導反応においてカルシウムチャネルと二次的な活性酸素生成が重要な働きをすること、その情報伝達の過程で金属イオンがイオンチャネル等の特定の分子をターゲットに大きな影響を及ぼすことを示唆するデータを得た。具体的には、環境応答に関与する当該カルシウムチャネルが、金属カチオン(Al3+、La3+,Gd3+など)に対して強い感受性を示し、活性酸素生成は、二価鉄イオン(Fe2+)や一価の銅イオン(Cu+)の影響を大きく受けることが明らかになった。また、3系統のタバコに由来する培養細胞およびイネの培養細胞の低温応答性カルシウム情報伝達に対する16種類の希土類イオンとAl3+の影響を比較した。希土類16種類に対する感受性のタイピングとAl3+に対する強い感受性から低温応答性カルシウムチャネルが機械刺激応答性カルシウムチャネルとも活性酸素応答性カルシウムチャネルとも異なる新規のチャネルであることが明らかになった。上記の研究から得られた知見に基づき、これを応用した研究事例として、金属イオンが直接的に植物の細胞にダメージを与えるメカニズムに着目し、植物細胞を金属ストレスから保護するためのペプチドの開発に成功している。将来的にこのペプチドを分泌する植物を作成することで、効果的な金属汚染土壌での植物の栽培やファイトリメディエーションによる環境改善に道を拓ことが期待できる。本研究では、植物におけるカルシウム情報伝達と活性酸素生成系を介した環境応答に与える金属イオンの影響について研究を行った。その結果、オゾンに対するタバコ細胞および植物体の応答および過敏感細胞死誘導反応においてカルシウムチャネルと二次的な活性酸素生成が重要な働きをすることを明らかにし、その前者はアルミニウムイオン(Al^<3+>)や希土類イオン(La^<3+>,Gd^<3+>など)に対して感受性を示し、後者は二価鉄イオン(Fe^<2+>)や一価の銅イオン(Cu^+)の影響を大きく受けることが明らかになった(Kadono et al.2006、研究発表欄参照)。また、3系統のタバコに由来する培養細胞およびイネの培養細胞の低温応答性カルシウム情報伝達に対する16種類の希土類イオンとアルミニウムイオンの影響を比較した。希土類16種類に対する感受性のタイピングとアルミニウムに対する強い感受性から低温応答性カルシウムチャネルが機械刺激応答性カルシウムチャネルとも活性酸素応答性カルシウムチャネルとも異なる新規のチャネルであることが明らかになった(Lin et al.2007、低温生物工学会誌、印刷中)。この他に「土壌環境中の重金属に応答した植物の活性酸素生成とカルシウム情報伝達系への影響」に関連したテーマで、6件の海外研究機関における招聘講演(英・クランフィールド大学、独・ボン大学、仏・パリ第6大学、仏・パリ第7大学、中国林業科学研究院など)、3件の国内外シンポジウム招聘講演(北京市、九州大学など)、7件の国際会議発表、および8件の国際学会発表を行った。また現時点で成果発表には至っていないが、北九州市におけるカドミウム高含有米発生のフィールドにおける実態調査およびその発生メカニズムの検証を北九州市経済文化局農林水産部および北九州市市環境科学研究所との共同研究を通じて実施している。本研究では,前年度に引き続き,植物培養細胞および植物体(タバコ,イネ,シロイヌナズナ)および藻類におけるカルシウム情報伝達と活性酸素生成系を介した環境応答に与える金属イオンの影響について研究を行った。以下に成果を列記する。(1)本研究の成果として得た知見を,活性酸素生成とイオンチャネルに関する複数の著書と総説の中で公表した。(2)すでにAl^<3+>やCu^<2+>をはじめとする金属イオンが活性酸素生成およびカルシウム情報伝達の制御因子として重要な役割を演じることを既に報告しているオゾンに対するタバコ細胞の応答反応を,実験室レベルではなく実際に光化学オキシダント発生時の大気に曝露した植物を用いて詳細な解析を行った(国内外の学会において成果発表済み)。(3)タバコ培養細胞の低温応答性カルシウム情報伝達に対する16種類の希土類イオンとアルミニウムイオンの影響を既報に続いて詳細に解析した(林他)。

この他に「土壌環境中の重金属に応答した植物の活性酸素生成とカルシウム情報伝達系への影響」に関連したテーマで,22件の学会発表,招聘講演等を行った。また現在,研究を継続中であるが,北九州市におけるカドミウム高含有米発生のフィールドにおける実態調査およびその発生メカニズムの検証を北九州市経済文化局農林水産部および北九州市市環境科学研究所との共同研究を通じて実施している。さらに19年3月より,カドミウムが活性酸素生成および一酸化窒素の生成に与える影響に関してフランスのブルゴーニュ大学との共同研究に着手した。土壌環境中の重金属に応答した植物の活性酸素生成とカルシウム情報伝達への影響を解明するため、シロイヌナズナ、タバコ、トマト、イネなど様々な植物材料を用いて研究を行ってきたが、特にタバコ培養細胞を利用した研究において進展があったので以下に記載する。重金属に対する植物細胞の応答過程で細胞内でのカルシウム情報伝達力種要な役割を果たすことに着目し、銅処理を行ったタバコ培養細胞における細胞内カルシウム濃度変化(細胞質のみで発現させたエクオリン発光によりリアルタイムに観測)と細胞死(エバンスブルー染色により定量化)の誘導の間に相関があること実験により示した。次に、分子レベルでの植物細胞保護の観点から、生体毒性を示す金属を取り込み無毒化することにより植物細胞を保護する活性を有するペプチド配列を設計し合成した(将来は遺伝子組み換えによる導入を検討)。本オリゴペプチドはヒトプリオンタンパク質の銅結合領域のアミノ酸配列を参考にしたものである。銅により誘導される細胞へのカルシウムイオンの取り込みを阻害するため、新規に開発したペプチド性の植物細胞保護試薬を植物に添加し、効果を検証した。実際に、ペプチド添加により銅イオンにより誘導される細胞内カルシウム濃度上昇の阻害に成功した。細胞死誘導過程において重要な役割を担うカルシウム情報伝達経路が阻害されたことで細胞死の抑制が予想された。予想の通り、ペプチドを添加した処理区では、銅による細胞死が有意に阻害された。これらの知見は、将来、重金属の毒性から植物を保護する目的で、土壌改良あるいは耐性植物の創出に向けた有用な知見であるといえる。この成果は、国内外の学会での発表後、論文としてZeitschrift fuer Naturforschung誌に受理されており、年内に出版予定。一方、アルミニウムによる細胞毒性に活性酸素とカルシウム情報伝達の下流で機能するサリチル酸情報伝達系が関与することがシロイヌナズナのさまざまな変異体を用いて明らかにした(複数の論文投稿を準備中)。
抗がん性抗生物質によるDNA分子の微細構造の認識、修飾並びに活性変動

ブレオマイシンやマイトマイシンは他の化学物質とは異なり、DNAの高次構造を認識して、塩基配列特異的にDNA鎖を切断する。DNAの高次構造は部分的ではあるが次第に解明されつつある。当研究室で用いているバクテリオファージG4のDNA合成開始領域は、このような研究に最も適したものである。一方、他の特異な構造を有する領域を探索し、プラスミドCoIIbのDNA合成開始領域が特異な高次構造を有することを確認した。G4のDNA合成開始領域とともに薬剤との反応性の特異性を調べるよい基質になり得る。ブレオマイシンはCu^<2+>イオンの存在下でDNA鎖に切断を与えるが、その際、G4のDNA合成開始領域を基質にした場合には、1本鎖状態で作用する場合と、2本鎖状態で作用する場合とで、DNAの切断箇所に片寄りが見られた。すなわち1本鎖DNAの3'末端を標識した基質と、2本鎖DNAの3'末端を標識した基質とで、ブレオマイシンによる切断箇所及び切断され易さに相違が認められた。ブレオマイシンは低塩濃度でDNAに効果的に作用することが知られているが、DNAは低塩濃度下では、高次構造の保持という観点から問題がある。そこで塩濃度を0ー500mNに変化され、このような環境下でのDNA鎖切断活性を測定したところ、塩濃度10mMでDNA鎖切断活性が極大に達することが判明した。またより安定な高次構造をとり得ると考えられる100mM以上の塩濃度でも、また塩濃度が0の時でもDNA鎖の切断は観察されたが、DNA鎖切断活性は低下した。より高い塩濃度下ではDNAは構造的に安定化するためであり、逆に低塩濃度下ではDNAが線状になり、ブレオマイシンによって十分に認識されないような構造をとるためと考えられる。多くの化学薬剤は溶液中で酸化される際に活性酸素を放出し、これがDNA鎖切断を行うとも確認している。
ホワイトカラー労働者に対する労働時間の弾力化とその影響(副題)フレックスタイム制の導入とその結果

本研究の目的は、フレックス・タイム制やみなし労働時間制など、現在、ホワイトカラー労鋤者に対する労働時間短縮策として急速に導入が進んでいる新しい労働時間制度を,企業の「合理化」策全体のなかに位置づけて実証的に研究することである。分析の対象は,労働時間弾力化の点でもっとも先行している印刷大企業とした。研究の結果,現在までに,次の点が明らかになった。第一に,労潮時問の短縮=弾力化策は,ホワイトカラーの生産性向上対策,人件費節約策として具体化されていること。これは,FA化による人員削減と深夜勤務手当の割増率引き下げ(交替制労働)などによりブルーカラーの人件費の節約が一段落した後に出されている点にも留意する必要がある。第ニに,労働時間弾力化が,まず労働基準法上のフレックスタイム制を導入し,その後みなし労働時間制の利用ヘシフトしながら,実質的に拡大していること。現在までに,研究開発部門や営業部門ではみなし制にシフトした。事務部門ではまだだが,法改正による規制緩和とともに導入を図ろうとしていると推察される。第三に,新しい労働時間制度に対応して賃金体系が変更された。毎月の賃金では手当を,さらに賞与の際には奨励金等を新設している。また,みなし労働時間制ヘシフトした部門の場合,実質的には時間外手当がつかなくなっている。この制度のもとでは所定外労働時間の増大が賃金コストの増大に結びつかない。残業手当なしでの残業による勤労意欲の減退を,賃金にしめる人事考課分の増大によって抑制しようとしている。最後に,新設された手当の支給率は,所定外労働時間が減少したことを理由に一律に削減されてきている.今後は,労働時間に関する実質的裁量権が労資どちらにあるのか,労働時間の個人別管理の実態、「サービス残業」の存在等について研究を進めたい。
性別職務分離の研究

"男女が、互いにその人権を尊重しつつ責任を分かち合い性別にかかわりなく、その個性と能力を発揮することができる社会"の実現をめざした「男女共同参画社会基本法」が成立(1999年6月15日)して5年を経た。この法律がめざした精神はどのように進展しているのだろうか。本研究は男女の職務分離の現状と課題を明らかにするために、男性保育士・女性消防吏員--それぞれの職域全体の1%に--焦点をあて、保育士・消防吏員の男女のジェンダー意識を中心に、さらに保育専門学校生には、男の子・女の子に期待する資質など、また保育所所長・園長(経営者を含む)には、男性保育士を採用するための設備や、給与上昇の必要性などを聞いた。男性保育士の活躍は、増えている母子家庭の子どもにとっての父親役割を期待されたり、保育に必要な力仕事を受け持つことも多い。保育士の男女のジェンダー意識にはあまり差はないが、消防吏員の男性の性別役割分業意識は根強い。「女性消防隊員が必要」という問いについて、男性は「はい」36.1%、「いいえ」22.8%、「回答なし」40.8%であるのに対して、女性は「はい」72.9%、また「女性救急隊員が必要」については男性の40.9%に対し、女性は97.6%が賛成している。今後の課題として、女性消防吏員は「消防学校で男性と同じ訓練を受けたのに、火災現場で活躍する機会がない」と訴えている。男性職である消防吏員の場合、これまで労基法上の制約が女性の職域を限定していた点もあるが、技術革新で危険有害業務の制限も緩和されつつあり、意識的な是正措置も必要であろう。「保母」から「保育士」への名称の変更(1999年)、国家資格を持つ専門職(2003年)となった保育士の公立・私立の賃金格差の是正など、男女混合職への定着が、今後の課題である。男女共同参画社会基本浩は、男女が性別にかかわりなく個性と能力を十分に発揮できる社会の実現をめざし、雇用における男女の均等な機会と待遇の確保を目標としている。本研究は男女の職務・職域分離の現状と課題を明らかにするために、女性消防士・男性保育士--それぞれ職域全体の1%--に焦点をあて、職に就いた動機、意識形成の基となった成育史、両性の協調による職業能力の向上などを調査・インタビューし・職業教育カリキュラム、職場におけるジェンダー・コンフリクトなどを研究・その課題を明らかにするものである。2か年の研究計画のうち、初年度にあたる今年度は、保育士に関する意識についてアンケート調査を行い、合わせて自由記述に回答を得たケースへの個別インタビューへの協力者を把握することとした。保育士に関するアンケートは、男女の保育士のほか、管理職である園長(理事長)には、男性保育士採用への意向、これを阻む事情、男性用トイレや休憩室などの環境整備への課題についても聞いた。また、保育士養成専門学校男女学生にも調査を実施、これまでいわゆる「女性職」とされてきた職域に進出する意識や期待、抱負などを尋ねた。アンケート調査票は、学生用430通、保育士用1189通、園長・経営者用490通を配布した。学生用はすでに363通返送されている。保育士用と園長・経営者用は、締め切りを3月31日にとしているため、3月19日現在、保育士用202通、園長・経営者用102通が返送されている。

また、消防士についてもアンケート調査項目を作成・検討し、次年度への調査実施に備えた。男女共同参画社会基本法は、男女が性にかかわりなく個性と能力を十分に発揮できる社会の実現をめざし、雇用における男女の均等な機会と待遇の確保を目標としている。本研究は男女の職務・職域分離の現状と課題を明らかにするために、女性消防士・男性保育士--それぞれ職域全体の1%--に焦点をあて、職に就いた動機、意識形成の基となった成育史、両性の協調による職業能力の向上などを調査し、職場におけるジェンダー・コンフリクトなどを研究・その課題を明らかにするものである。2か年計画の2年目の今年度は、京都府・京都市・大阪府・大阪市の消防士に1498通のアンケートを送付し、1035通(うち1通は全面無回答)が返送された。また前年度に実施した保育士養成専門学校の学生、保育所の経営者、保育士に配布したアンケートも、最終的に、363通、170通、372通が返送された。これら全てをSPSSで多角的に分析し、男性と女性のジェンダー意識の違い、その違いが男性保育士や女性消防士の採用にどのような影響があるのかなどを分析した。全てのアンケートに自由記述欄を設け、回答者の6割近くが何らかのコメントを記述した。そこにもアンケートでは分からない本音が書かれており、別個に分析した。女性消防士に関しては、2月に「女性消防職員の採用、職域拡大等に係る留意事項について(通知)」が出された。また3月には、「女性消防職員の警防業務への従事に係る留意事項について(通知)」が出され、重量物の解釈、一般的な建物火災の警防業務への従事について、セクシュアル・ハラスメント防止策、妊産婦の取り扱い、職場環境の整備などに言及している。成果を報告書にするべく、現在まとめている。
人の感覚および生体信号に基づく人と環境のインターフェイス最適化に関する研究

本研究により得られた成果を以下に示す.(1)体系を考慮した立位連成振動における動特性解析を行った.その結果,BMIと呼ばれる人間の肥満度を表す数値で被験者ごとの体系を分類することにより,人体ディメンジョンと動特性の関係が高いという結果が得られ,体型ごとに動特性が違うことがわかった.また同時に行った不快度アンケートから,個人別の動特性の違いが心理面にも影響を与えていることがわかった.(2)感性評価試験を行い,自動二輪車の不安定挙動とライダ感性との関連性について検討した.ファジイ集合理論を適用しライダの主観のあいまいさを考慮した.その結果,車両に生じる振動が各成分ごとに感性評価され,バランスの取れた車両特性を得るための設計指針が得られた.(3)圧力負荷時の鼓膜挙動計測と感性評価を行った.その結果,鼓膜挙動は圧力差に依存すること,圧力負荷時の鼓膜の変位は大きく,人は強く不快感を感じることがわかった.また圧力負荷時の鼓膜挙動をシグモイド関数により表現し,鼓膜と人の感性の関係を得た.(4)衝突障害評価用3歳児有限要素人体モデルを開発した.衝撃試験を行うことによりモデルの生体忠実性を実証できた.また,胸部での骨折判定を行った結果,チャイルドシートのハーネスによる圧迫により胸部の骨折が予測できた.よって,モデルの障害評価への可能性を実証できた.(5)随意筋収縮を考慮した人体上肢のモデルを構築した.上肢運動に関する筋肉を把握する際には,関節角度と回転角度を基準にトルクと平均筋活動量により活動特性を明らかにした.また,活動特性よりHillモデルの活動状態の定義手法を新たに提案した.提案する活動状態により随意筋収縮を考慮したモデルを用いて運動解析を行った.その結果,実験結果と同様な傾向を示したため,提案する手法は妥当であり,随意筋収縮を考慮したモデルが構築されたといえる.本研究により得られた成果を以下に示す.(1)体系を考慮した立位連成振動における動特性解析を行った.その結果,BMIと呼ばれる人間の肥満度を表す数値で被験者ごとの体系を分類することにより,人体ディメンジョンと動特性の関係が高いという結果が得られ,体型ごとに動特性が違うことがわかった.また同時に行った不快度アンケートから,個人別の動特性の違いが心理面にも影響を与えていることがわかった.(2)感性評価試験を行い,自動二輪車の不安定挙動とライダ感性との関連性について検討した.ファジイ集合理論を適用しライダの主観のあいまいさを考慮した.その結果,車両に生じる振動が各成分ごとに感性評価され,バランスの取れた車両特性を得るための設計指針が得られた.(3)圧力負荷時の鼓膜挙動計測と感性評価を行った.その結果,鼓膜挙動は圧力差に依存すること,圧力負荷時の鼓膜の変位は大きく,人は強く不快感を感じることがわかった.また圧力負荷時の鼓膜挙動をシグモイド関数により表現し,鼓膜と人の感性の関係を得た.(4)衝突障害評価用3歳児有限要素人体モデルを開発した.衝撃試験を行うことによりモデルの生体忠実性を実証できた.また,胸部での骨折判定を行った結果,チャイルドシートのハーネスによる圧迫により胸部の骨折が予測できた.よって,モデルの障害評価への可能性を実証できた.(5)随意筋収縮を考慮した人体上肢のモデルを構築した.上肢運動に関する筋肉を把握する際には,関節角度と回転角度を基準にトルクと平均筋活動量により活動特性を明らかにした.また,活動特性よりHillモデルの活動状態の定義手法を新たに提案した.提案する活動状態により随意筋収縮を考慮したモデルを用いて運動解析を行った.その結果,実験結果と同様な傾向を示したため,提案する手法は妥当であり,随意筋収縮を考慮したモデルが構築されたといえる.本研究により得られた成果を以下に示す.1.立位・座位姿勢下での人体動特性の解明大型加振機による正弦波スイープ加振を行う事により,立位・座位姿勢にある被験者の頭・肩・腰・膝の周波数応答を求めた.これにより,上下方向については姿勢による動特性への影響が見られないものの,左右・前後方向については大きく異なる事が明らかとなった.2.不快感の周波数依存性の解明被験者にさまざまな周波数の正弦波を与え,各々の振動について不快度と不快に感じた部位を回答させる評価実験を行った.その結果,不快感は上下方向では身体各部の共振と,左右・前後方向では振動の変位に主に依存する事が明らかとなった.また,現在最も一般的な乗り心地評価指標として用いられている旧国鉄基準と比較すると,屈折点となる周波数がまるで異なることが分かった.3.乗り心地評価式の作成被験者に列車振動を再現した2軸連成振動を与え,不快度の評価を行った.また加振と同時に頭・肩・腰・膝の加速度を測定した.不快度の評価点を目的変数,身体4ヶ所の加速度の1/3オクターブバンド分析結果を説明変数とした重回帰分析を行い,これにより人体動特性から乗り心地が予測・評価可能な重回帰式が得られた.その予測精度は良好であり,床振動のみで評価する従来手法と比較してよりよい予測性を持つ事が確認された.本研究により得られた成果を以下に示す.(1)体系を考慮した立位連成振動における動特性解析を行った.

その結果,BMIと呼ばれる人間の肥満度を表す数値で被験者ごとの体系を分類することにより,人体ディメンジョンと動特性の関係が高いという結果が得られ,体型ごとに動特性が違うことがわかった.また同時に行った不快度アンケートから,個人別の動特性の違いが心理面にも影響を与えていることがわかった.(2)感性評価試験を行い,自動二輪車の不安定挙動とライダ感性との関連性について検討した.ファジイ集合理論を適用しライダの主観のあいまいさを考慮した.その結果,車両に生じる振動が各成分ごとに感性評価され,バランスの取れた車両特性を得るための設計指針が得られた.(3)圧力負荷時の鼓膜挙動計測と感性評価を行った.その結果,鼓膜挙動は圧力差に依存すること,圧力負荷時の鼓膜の変位は大きく,人は強く不快感を感じることがわかった.また圧力負荷時の鼓膜挙動をシグモイド関数により表現し,鼓膜と人の感性の関係を得た.(4)衝突障害評価用3歳児有限要素人体モデルを開発した.衝撃試験を行うことによりモデルの生体忠実性を実証できた.また,胸部での骨折判定を行った結果,チャイルドシートのハーネスによる圧迫により胸部の骨折が予測できた.よって,モデルの障害評価への可能性を実証できた.(5)随意筋収縮を考慮した人体上肢のモデルを構築した.上肢運動に関する筋肉を把握する際には,関節角度と回転角度を基準にトルクと平均筋活動量により活動特性を明らかにした.また,活動特性よりHillモデルの活動状態の定義手法を新たに提案した.提案する活動状態により随意筋収縮を考慮したモデルを用いて運動解析を行った.その結果,実験結果と同様な傾向を示したため,提案する手法は妥当であり,随意筋収縮を考慮したモデルが構築されたといえる.
切削状態認識用複合機能形超音波インプロセスセンサの研究

本研究では超音波の音圧反射率および反射時間を利用して,工具摩耗と工作物寸法を同時に検出する方法について検討を行った.その結果,得られた主な成果は次のとおりである.1.工作物と工具刃先の接触部は通常の接触面と著しく異なるが,このような接触状態下にある工具摩耗量と工作物寸法の検出について,静的なモデル実験を行ったところ,十分な出力信号が得られ,本測定法の妥当性が得られた.2.切削時における出力信号(音圧反射率の変化)の検討を行ったところ,工具摩耗の有無に対して約20%の出力信号の差が認められ,この結果は工具摩耗の認識に十分な値であり,実際の切削中においても工具摩耗を検出することが可能であることを確認した.3.出力信号と工具摩耗量はほぼ直線関係になることが明らかとなった.このような関係が存在することは実用上有益なことであり,この両者の関係を利用し,検出したい工具摩耗量に応じたしきい値を設定することによって,工具交換時期の予測もできることがわかった.4.切削油剤を供給した場合には,切削時に生じる振動および境界面に切削油剤が介在することにより音波の特性が変化するため十分な出力信号を得ることができない.また,工作物寸法の検出については切削熱の影響が大きく関与することが明らかとなった.以上,当初の研究目的のうち切削中における工作物寸法の検出方法については,切削熱の影響に対して今後検討する必要があるが,工具摩耗量を精度良く検出することが確認できたことにより,本測定法の実用化への基礎を固めることができた.本研究では超音波の音圧反射率および反射時間を利用して,工具摩耗と工作物寸法を同時に検出する方法について検討を行った.その結果,得られた主な成果は次のとおりである.1.工作物と工具刃先の接触部は通常の接触面と著しく異なるが,このような接触状態下にある工具摩耗量と工作物寸法の検出について,静的なモデル実験を行ったところ,十分な出力信号が得られ,本測定法の妥当性が得られた.2.切削時における出力信号(音圧反射率の変化)の検討を行ったところ,工具摩耗の有無に対して約20%の出力信号の差が認められ,この結果は工具摩耗の認識に十分な値であり,実際の切削中においても工具摩耗を検出することが可能であることを確認した.3.出力信号と工具摩耗量はほぼ直線関係になることが明らかとなった.このような関係が存在することは実用上有益なことであり,この両者の関係を利用し,検出したい工具摩耗量に応じたしきい値を設定することによって,工具交換時期の予測もできることがわかった.4.切削油剤を供給した場合には,切削時に生じる振動および境界面に切削油剤が介在することにより音波の特性が変化するため十分な出力信号を得ることができない.また,工作物寸法の検出については切削熱の影響が大きく関与することが明らかとなった.以上,当初の研究目的のうち切削中における工作物寸法の検出方法については,切削熱の影響に対して今後検討する必要があるが,工具摩耗量を精度良く検出することが確認できたことにより,本測定法の実用化への基礎を固めることができた.切削加工における工作物の寸法・形状,工具摩耗などの諸特性をインプロセスで測定することは、切削加工の自動化,無人化が進むなかで重要な課題である。そこで本研究では、これまで工作機械構造の分野で開発された超音波による接触面圧力測定法の原理を利用して、工具から被削材へ超音波を入射させ、反射波が戻ってくるまでの時間から「工作物の寸法」,被削材表面と工具刃先の摩耗による接触面積の変化(反射率の変化)から「工具摩耗」を同時に検出する複合機能形超音波インプロセスセンサに関する基礎研究を行った。現在までに得られた主な成果及び進行状況は以下のとおりである。1.工作物と工具刃先の接触部は通常の接触面と著しく異なるが、このような接触状態下にある工具摩耗量と工作物寸法の検出について、静的なモデル実験を行ったところ、十分な出力信号(反射率の変化)が得られ、本測定法の妥当性が得られた。2.切削時における出力信号の検討を行ったところ、乾燥状態においては反射率の変化を監視することにより工具摩耗(フランク摩耗)を検出することが可能であること。また、工作物寸法の検出については切削熱の影響が大きく関与することが明らかになった。3.切削油剤を供給した場合には、切削時に生じる振動および境界面に切削油剤が介在することにより音波の特性が変化するため十分な出力信号を得ることができない。よって、次年度も当初設定した計画に従って、特に今年度確認された工具摩耗の検出について、種々の切削条件下でのデータの拡充、ならびに工作物寸法の検出方法についての検討を行い、本測定法の総合評価を行い、問題点とその対策などを明確にし、実用化のための基礎を固める。
近赤外光トポグラフィによる肝鬱血域または肝腫瘍の同定

蛍光薬剤(ICG;インドシアニングリーン)を投与すると、近赤外光を照射することによって肝腫瘍が自己蛍光を発すること確認した。蛍光薬剤の投与は、蛍光薬剤をターゲットとした近赤外光トポグラフィによる検出が高感度に可能であることを見出した。一方、マウスにジエチルニトロソアミンを投与した肝腫瘍ICG蛍光実験モデルを構築し肝腫瘍におけるICGと近赤外光の関係を確認した。[目的]近赤外光トポグラフィ、ピコ秒単位のパルス光源から発光される連続近赤外光を光源とし、多数の送受光ファイバを通して生体表面において多点照射(24ヵ所から52ヵ所で測定)において高速に検出する光トポグラフィ法が考案された。これは、数ミリ秒の時間分解能で測定した範囲が2次元画像化(マッピング)できるようなり、脳科学領域において応用され発展した。具体的には、脳表面に沿って酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンを検出しマッピングすることで大脳皮質機能を神経活動部位の酸素代謝や血行動態のダイナミックな変化から詳細に検討することが可能になった。その後、光トポグラフィ法による脳機能イメージングとして、大脳皮質機能を測定する報告がされている。しかし、肝に応用した報告はない。今回われわれは、この光トポグラフィ法を肝臓に応用することを目的とする。例として、従来の一点における測定の問題点を克服し、肝表面全体の酸素化ヘモグロビンと、還元ヘモグロビンマップを2次元的にリアルタイムに表示し臨床に応用することが可能か探る。[結果]平成21年11月までに、実験過程において、蛍光薬剤(ICG;インドシアニングリーン)によって、肝腫瘍が描出されることが発見された。これは蛍光薬剤ICGによって腫瘍が自己発光するもので、よって蛍光薬剤の効果(感度と特異度)を再評価する必要が生じた。この、蛍光薬剤が発するのは近赤外光と近赤外光トポグラフィの組み合わせは本研究を飛躍的に高めると期待される。よって、予定していた実験はこの蛍光薬剤の再評価のため年度内の完了が困難になり、翌年に一部繰越した。例として、従来の一点における測定の問題点を克服し、肝表面全体の酸素化ヘモグロビンと、還元ヘモグロビンマップを2次元的にリアルタイムに表示し臨床に応用することが可能か探った。これは蛍光薬剤(ICG;インドシアニングリーン)によって腫瘍が自己発光するもので、よって蛍光薬剤の効果(感度と特異度)を再評価する必要が生じた。この、蛍光薬剤と近赤外光トポグラフィの組み合わせは本研究を飛躍的に高めると期待される。それは、蛍光薬剤が発するのは近赤外光のためである。よって、予定していた実験の一部を変更し、近赤外光による検出よりも、蛍光薬剤をターゲットとした近赤外光による治療が可能なことを仮説として見出した。その結果、平成23年2月までにその実験モデルを構築し完成させた。
強毒ネズミマラリアにおける防御免疫の成立とその解析

Plasmodium bergheiNK65赤内型原虫の再燃原虫血症を薬剤で繰り返し抑制することによって赤内型マラリア原虫の慢性感染モデルを作製することができる。このモデルにおいて免疫応答の末梢部分の機能を検討するために、in vivoのマクロファージ除去を試みた。除去率が低いためにマクロファージの種々の機能を推定することが困難であった。マクロファージ除去の効率を90%以上に高めるための工夫が必要がある。一方、慢性感染における免疫応答の中枢部分の機能を検討するためにPlasmodium berghei NK65慢性感染マウスに抗T細胞モノクローナル抗体を投与してT細胞を除去した。その結果、防御にはγδT細胞やCD8^+T細胞ではなくCD4^+T細胞が必要であることが明らかになった。除去実験ではCD4^+T細胞が防御の十分条件なのか、さらにどのCD4^+T細胞が機能しているのか解明することはできない。そこで慢性感染マウスから脾細胞を回収し正常マウスに移入して防御が移植できるか検討した。Plasmodium berghei NK65感染マウスを繰り返し治療して慢性感染状態にして、初感染後8週に防御の成立を確認するために同じ原虫を再感染させた。これらのマウスを脾細胞のドナーとして、初感染後8週から3週毎に23週まで脾細胞の正常マウスへ移入を行った。脾細胞移入24時間後に原虫を感染させ共通する主な所見は脾細胞を移入したマウスにおける低原虫血症死、原虫増殖の速度の上昇、頭蓋の静脈うっ血であり、これまでに報告された結果とは大きく異なった。移入脾細胞は原虫感染の期間に因らずドナーでは防御的に機能するがレシピエントでは病理学的に機能する考えることができる。脾細胞移入のモデルは慢性感染成立の解明に非常に有用であることが示唆される。Plasmodium berghei NK65感染マウスによって、P.falciparum感染の次の点のシミュレーションが可能であることを確認した。1)再燃をおこす-P.berghei NK65,P.berghei ANKAはICR,BALB/c,C57BL/6,CBAマウスにおいて標準的な薬剤治療後や防御能を成立した後も再燃を起こす。2)繰り返し感染しないと防御能が成立しない-抗マラリア剤で3回再燃を抑制した時点で防御が確立する。3)慢性感染となる(asymptomatic carrieが存在する)-防御能を獲得したマウスは長期にわたって時に軽度の原虫血症を示す。4)免疫が失われやすい-マウス体内からP.bergheiが充分量の抗マラリア剤あるいは免疫能によって根絶されるとそのマウスは早急に防御能を失う。上記モデルにおいて経時的にマウス個体別に採血をし血中のP.bergheiNK65に対する特異抗体(IgG,IgG1,IgG2a,IgG2b,IgG3,IgM)レベルと各クラスの免疫グロブリンレベルを測定した。慢性感染マウスにおいてCD4+T細胞を除去すると防御能が失われるが、CD8+T細胞やγδT細胞を除去しても防御能は失われない。繰り返し再燃を抑制して防御能を誘導する期間中にCD4+T細胞を除去するとマウスの生存日数が延長するが防御能は付与されない。CD8+T細胞を除去しても防御能が成立する。抗CD4モノクローナル抗体を投与してCD4^+T細胞をPlasmodium berghei NK65

慢性感染CBAマウスから除去すると、マウス血清中の抗原虫抗体が低下するのに相反して原虫血症が増加し、マウスは死亡する。この事実は慢性感染状態においてCD4^+T細胞がマラリア原虫に対する防御能を維持するための必要条件であることを示している。そこで、CD4^+T細胞は防御能維持のための十分条件であるか否か検討するため、まず脾細胞を移入して防御免疫が移植できるか否か調べた。これまでに発表されている信頼できるデータはP.berghei感染においては防御免疫の移植は不可能であることを示している。しかしながら、これらの実験においては感染経過を考慮した脾細胞の移入がなされていない。P.berghe NK65感染マウスの原虫血症に対してくりかえしクロロキンを投与して防御能を与えたマウス並びに、P.berghei XATを感作してP.berghi NK65に対する防御能を与えたマウスの両者にP.berghei NK65をさらに感染させてから3週、6週、9週、12週に脾臓を摘出しそれらの脾細胞を移入したマウスは正常脾細胞を移入したマウスに比較して、原虫の末梢血への出現が23日遅れるにも係わらず、その後の原虫血症の増加率が高く、かつ低原虫血症で死亡した。これに反し6週の脾細胞移入マウスは上記のように低原虫血症で死亡するグループ、高原虫血症を示しながら比較的長期間生存するグループそして原虫血症を抑制して生存するグループの3群に分けられ、脾細胞移入によって防御免疫の移植が可能であることが明らかとなった。これらの観察結果は脾細胞移入によって病理反応を引き起こしやすくしてマウスを早期に死亡させてしまうこと、タイミングを選べば防御免疫を移植することが可能なことを示している。しかしながら防御免疫の移植の確率はこれまで20%50%であり、移植の条件の不明の部分がかなり残されている。
腫瘍細胞集積性ペプチド類を用いた癌の診断および治療への新展開に向けて

(1)市販のPhe(4F)は極めて高価なため、このアミノ酸を4-フルオロベンジルクロリドとアセトアミドマロン酸エステルによる常法にしたがって合成した。しかし、^<19>F核磁気共鳴イメージング(MRI)に用いるにはフッ素の含有率が低すぎるので、新たにペンタフルオロフェニルアラニン[Phe(F_5)]の効率的合成法を確立した。さらに、Phe(F_5)を含むジペプチド類の合成もようやく完了したので、現在腫瘍細胞へのトランスポーターを介した取込み実験に着手している。(2)p-ボロノフェニルアラニン(Bpa)も同様に高価であり、^<10>Bで標識した化合物を得るには、従来Snyderあるいは切畑らによる合成法が用いられて来た。しかし、それらの方法では、合成の途中でCCl_4や臭素のような有害な試薬を用いなければならないので、p-ブロモベンツアルデヒドから出発する新たな合成経路を確立した。さらに、酵素法による光学分割のためN-クロロアセチル誘導体として調製することを試みたが、種々の条件検討にもかかわらず残念ながら目的を達成することができなかった。しかし、nBuLiを用いる緩和な条件でのホウ素化、ベンジル位のハロゲン化の温和な条件などを改良し、N-アセチル体の効率的な新規合成経路を確立できた。引き続き、得られたN-アセチル体の酵素分割を進めている。(3)新たにガンの診断と治療の両方に役立つフッ素含有Bpaをデザインし、その合成を開始した。標的化合物は、4-ボロノ-2,3,5,6-テトラフルオロフェニルアラニン[Bpa(F_4)]で、市販の2,3,5,6-テトラフルオロ安息香酸から出発する合成経路について、現在検討を加えているところである。Bpa(F_4)のカルボキシル基を切畑らの方法により還元したアルコール体Bpa(F_4)-olを用いれば、MRIで腫瘍細胞の位置を確認した上で、中性子の照射を正確に行うことが可能となり、BNCTの新たな進展につながることが期待される。(4)アミノ酸の合成に予想以上の時間を費やしたため、残念ながら本研究期間内に成果を論文を発表することはできなかった。しかしながら、本研究課題に必要なフッ素あるいはホウ素含有アミノ酸類の調製法が確立できたので、いよいよMRIおよびBNCTに関する新たな研究の展開が可能となった。今後得られる種々の成果、および、各種アミノ酸合成に関する論文を順次発表して行きたい(1)市販のPhe(4F)は極めて高価なため、このアミノ酸を4-フルオロベンジルクロリドとアセトアミドマロン酸エステルによる常法にしたがって合成した。今後得られる種々の成果、および、各種アミノ酸合成に関する論文を順次発表して行きたい(1)市販のPhe(4F)は極めて高価なため、このアミノ酸を4-フルオロベンジルクロリドとアセトアミドマロン酸エステルから常法にしたがって大量に合成した。しかし、核磁気共鳴イメージング(MRI)に用いるにはFの含有率が低すぎるので、ペンタフルオロフェニルアラニンの調製に取り組むことにした。このようにF含有率を高めることにより、腫瘍細胞への取込み量が増大されることも期待できる。(2)MRIに関する予備実験(測定)を日本電子株式会社と大阪大学大学院理学研究科の山本仁博士の協力を得て進めているところである。

(3)p-ボロノフェニルアラニン(BPA)も同様に高価であり、^<10>Bで標識した化合物を得るにはSnyderあるいは切畑らによる合成法が適していると考えられていた。しかし、それらの方法では、ブロモトルエンからボロノベンツアルデヒドを調製する際にCCl_4や臭素といった有害な試薬を用いるので、新たにp-ブロモベンツアルデヒドから出発する合成経路を確立した。また、この経路の途中で生成するデヒドロアミノ酸誘導体の還元は、従来加圧下による接触還元で行われているが、常圧で行う方法を確立することも出来た。さらに、酵素法による光学分割のため、N-クロロアセチル誘導体として調製することにも成功した。このN-クロロアセチル基はチオ尿素で温和に除去できるため、従来のN-アセチル基より好ましい保護基であるあることも分かった。(4)BPAのカルボキシル基を還元したアルコール体p-ボロノフェニルアラニノール(BPA-ol)の調製を切畑らの方法で行い、BPAと活性エステル法で縮合することに成功した。今後、ペンタフルオロフェニルアラニンが得られ次第、これらを含むペプチドライブラリーを作成する。続いて、これらのペプチドがどの程度腫瘍細胞に取り込まれるかを確認すると同時に、その細胞をNMR管に封じて^<19>F-NMRの測定に取りかかる予定である(測定は大阪大学あるいは日本電子株式会社の装置を用いて行うことになる)。実績:(1)市販のPhe(4F)は極めて高価なため、前年度はこのアミノ酸を4-フルオロベンジルクロリドとアセトアミドマロン酸エステルによる常法にしたがって合成した。しかし、^<19>F核磁気共鳴イメージング(MRI)に用いるにはフッ素の含有率が低すぎるので、本年度はペンタフルオロフェニルアラニン[Phe(F_5)]の調製法を確立した。このようにフッ素の含有率を高めることにより、腫瘍細胞への取込み量が増大されることも期待できる。また、Phe(F_5)を含む種々のジペプチドの合成もようやく完了したので、現在腫瘍細胞へのトランスポーターを介した取込み実験に着手している。(2)p-ボロノフェニルアラニン(BPA)も同様に高価であり、^<10>Bで標識した化合物を得るには、従来Snyderあるいは切畑らによる合成法が用いられて来た。しかし、それらの方法では、合成の途中でCCl_4や臭素のような有害な試薬を用いなければならないので、昨年度p-ブロモベンツアルデヒドから出発する新たな合成経路を確立した。本年度は、酵素法による光学分割のためN-クロロアセチル誘導体として調製することを試みたが、種々の条件検討にもかかわらず残念ながら目的を達成することができなかった。しかし、nBuLiを用いる緩和な条件でのホウ素化、ベンジル位のハロゲン化の温和な条件などを改良し、N-アセチル体の比較的効率的な新規合成経路を確立できた。引き続き、得られたN-アセチル体の酵素分割を進めている。(3)本年度は、新たにガンの診断と治療の両方に役立つフッ素含有BPAをデザインし、その合成を進めることにした。標的化合物は、2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ボロノフェニルアラニン[BPA(F_4)]
初等教育における発展的科学教育の計画・実施・評価に関する学際的な開発研究

本年度は、(1)千葉県白井市大山口小学校5年生(継続)、(2)神奈川県横浜市神橋小学校4年生(新規)、(3)埼玉県草加市八幡小学校5年生(新規)を対象に、教育委員会、学校の協力により授業支援体制を作り、発展的科学教育のカリキュラム開発、「総合的な学習の時間」での授業、授業評価システムの開発と評価活動を行った。研究目標毎に次の実績が得られた。i)カリキュラムや実験の開発(目的3)に関しては、ア)児童の探求心や探求活動を活性化させ、高校レベルのバイオ教育を可能にする2種のカリキュラム(小4,小5年生向け)とイ)同様のアストロバイオロジー教育を可能にする小5年生向けのカリキュラムを開発した。児童の事前事後アンケート結果、概念地図の変容から、そのの有効性が示唆された。ii)児童の科学力育成に必要な援助者チームの構成モデル(目的2)に関しては、援助者チームを若手研究者(大学院生)と教師、TA・TT(大学院生)から構成し、教員と若手研究者のリレー授業を実施した。援助者・児童のアンケート結果から、こうした構成が協同的な授業の展開や児童の成長にとって有効であることが示唆された。iii)適時性の同定(目的1)に関しては、学習環境の整備により小学校高学年児童に高校レベルの発展的科学教育が可能であること、質問の質や量の変化から科学的思考力が醸成されたこと、普段の授業で気になる児童も活躍したこと、4年生ゃは概念や用語の理解が難しいという課題が見られたが、それへ配慮すれば4年生も発展的科学教育の適時性を持つことが確認できた。iv)評価系の開発については(目的4)、TAや教員へのアンケート、概念地図法や事前事後アンケートなどの多様なデータを用いた評価と授業直後の検討会での授業改善のための評価という2系統の評価システムを採用した。このシステムはうまく機能した。検討会には先の援助者チームに加え、教育学者・教育心理学者も随時参加した。こうしたメンバー構成が有効であった。また、概念地図法のデータや意識調査データによる児童の学習活動の分析も有効であることが示唆された。平成17年度研究の結果、目標毎に以下の実績が得られた。(1)発展的科学教育の適時制(臨界点)の同定について:千葉県白井市内の小学校5年生2学級を対象に、「共に生きる」という共通テーマ、「知ることと使うこと」を学習目標に、総合的な学習の時間に高校レベルのバイオ教育を行った。その結果、(1)学習内容の十分な理解、獲得した知識を使った「ウィルスは生き物か生き物でないか」などの課題解決が可能なこと、(2)多動な傾向を持つ児童などでも授業に集中でき、十分授業を楽しめることが示され、学習環境などの整備により、小学校高学年児童に高校レベルのバイオ教育が可能であることが示された。(2)児童生徒の科学力育成に必要な援助者チームの構成モデルについて:(1)教育委員会、小学校の協力により授業支援体制を整え、(2)授業開発体制として研究者、大学院生、教員各チームの意見交換の場を設定し、(3)実施体制として教員と大学院生のリレー授業を実施すると共に、TA,TTも活用した。こうした構成が有効であった。(3)発展的科学教育に必要なカリキュラムや実験の開発について:バイオ関連の知識の学習、児童にも実施可能なDNA抽出実験等の実験、大学院生の研究テーマや研究内容の語りかけを内容とする、児童の探求心や探求活動を活性化させるカリキュラムを開発した。事前事後アンケート、概念地図の変容、毎授業時間のわかったことの記述などから、このカリキュラムの有効性が示された。(4)効果の測定及びカリキュラムの改善調整のための評価系の開発について:(1)授業直後の研究者、大学院生、教師による授業の改善調整のための検討会議による授業評価授業記録と(2)児童の産出した概念地図、専門用語の既知度調査、担当教員の感想等による効果の測定・分析・評価という2系統の評価システムを開発した。なお、(5)国内外の科学教育の現状と問題点の明確化については、現時点で達成できていない。iii)

適時性の同定(目的1)に関しては、学習環境の整備により小学校高学年児童に高校レベルの発展的科学教育が可能であること、質問の質や量の変化から科学的思考力が醸成されたこと、普段の授業で気になる児童も活躍したこと、4年生ゃは概念や用語の理解が難しいという課題が見られたが、それへ配慮すれば4年生も発展的科学教育の適時性を持つことが確認できた。iv)評価系の開発については(目的4)、TAや教員へのアンケート、概念地図法や事前事後アンケートなどの多様なデータを用いた評価と授業直後の検討会での授業改善のための評価という2系統の評価システムを採用した。このシステムはうまく機能した。検討会には先の援助者チームに加え、教育学者・教育心理学者も随時参加した。こうしたメンバー構成が有効であった。また、概念地図法のデータや意識調査データによる児童の学習活動の分析も有効であることが示唆された。
哺乳類の突然変異誘発に関与するDNA複製装置のin vitroでの再構成

DNA損傷の多くは、正常な塩基対合を防げることによりDNA合成を阻害することが知られている。ところが最近、これらの損傷DNAを鋳型として、効率よくDNA合成を行う特殊なDNAポリメラーゼ(損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ)が多数発見された。この損傷乗り越え型DNAポリメラーゼは原核生物から真核生物まで広く保存されており、DNA複製の停止を回避するために重要な機能を担っていることが明らかとなってきた。本研究では、哺乳類の損傷乗り越えDNA合成の分子機構を明らかにするために、損傷乗り越え型DNAポリメラーゼの一つであるREV1遺伝子を同定し、その機能解析を行った。ヒトREV1遺伝子は1250アミノ酸残基からなるタンパク質を、マウスRev1遺伝子は1249アミノ酸残基からなるタンパク質をコードすることが分かった。REV1/Rev1タンパク質の生化学的解析を行うために、これらの遺伝子を大腸菌で過剰発現させた後、各種クロマトグラフィーによってREV/Rev1タンパク質を精製した。REV1/Rev1タンパク質の酵素活性をプライマー伸長反応により測定したところ、これらのたんぱく質は鋳型のグアニンに特異的にdCMPを重合するdCMP転移酵素であることを証明した。次に、REV1/Rev1タンパク質の損傷乗り越えDNA合成活性を、ウラシル残基と脱塩基部位を鋳型に持つモデル基質を用いて測定した。脱塩基部位は鋳型塩基が欠落した構造のために複製型DNAポリメラーゼによるDNA合成を強く阻害する。ところがREV1/Rev1タンパク質は脱塩基部位に対してグアニンと同程度の効率でdCMPを取り込むことが明らかとなった。Rev1タンパク質のこの酵素活性が、損傷を乗り越えてDNA合成を行うための重要な機能であると思われる。さらに、ヒトREV1タンパク質については、多数の欠失型タンパク質を作成し、dCMP転移活性と、DNA結合活性に必要な領域を同定した。さらに本研究では、ヒトREV1タンパク質とヒトREV7たんぱく質が安定なヘテロ二量体を構成することを示した。この複合体の酵素活性はREV1単独のそれと同等であったことから、REV7タンパク質はREV1とそれ以外のタンパク質との相互作用を仲介し高次複合体を構成するために必要なサブユニットであると考えられた。DNA損傷の多くは、正常な塩基対合を妨げることによりDNA合成を阻害することが知られている。申請者は、哺乳類の損傷乗り越えDNA合成の分子機構を明らかにするために、損傷乗り越え型DNAポリメラーゼの一つであるREV1遺伝子を同定し、その機能解析を行った。REV1/Rev1遺伝子の発現をノーザン法により解析したところ、観察した臓器すべてに発現を認めた。ヒトでは、脾臓、前立腺、精巣、卵巣に強い発現を、マウスでは、心臓、骨格筋、精巣で強い発現を認めた。次に、REV1/Rev1タンパク質の生化学的解析を行うために、これらの遺伝子を大腸菌で過剰発現させた後、各種クロマトグラフィーによってREV1/Rev1タンパク質を精製した。REV1/Rev1タンパク質の酵素活性をプライマー伸長反応により測定したところ、これらのタンパク質は鋳型のグアニンに特異的にdCMPを重合するdCMP転移酵素であることを証明した。次に、REV1/Rev1タンパク質の損傷乗り越えDNA合成活性を、,ウラシル残基と脱塩基部位を鋳型に持っモデル基質を用いて測定した。ところがRev1タンパク質は脱塩基部位に対してグアニンと同程度の効率でdCMPを取り込むことが明らかとなった。また、マウスRev1タンパク質については、ゲル濾過クロマトグラフィーとショ糖密度勾配遠心法を用いて、物理化学的性質を決定した。

次に、REV1/Rev1タンパク質の損傷乗り越えDNA合成活性を、ウラシル残基と脱塩基部位を鋳型に持つモデル基質を用いて測定した。脱塩基部位は鋳型塩基が欠落した構造のために複製型DNAポリメラーゼによるDNA合成を強く阻害する。ところがREV1/Rev1タンパク質は脱塩基部位に対してグアニンと同程度の効率でdCMPを取り込むことが明らかとなった。Rev1タンパク質のこの酵素活性が、損傷を乗り越えてDNA合成を行うための重要な機能であると思われる。さらに、ヒトREV1タンパク質については、多数の欠失型タンパク質を作成し、dCMP転移活性と、DNA結合活性に必要な領域を同定した。さらに本研究では、ヒトREV1タンパク質とヒトREV7たんぱく質が安定なヘテロ二量体を構成することを示した。この複合体の酵素活性はREV1単独のそれと同等であったことから、REV7タンパク質はREV1とそれ以外のタンパク質との相互作用を仲介し高次複合体を構成するために必要なサブユニットであると考えられた。
若年女性のやせすぎと脳の健康―実行機能に注目して―

本研究では、これまでに注目されてこなかった「脳の健康」という視点から若年女性のやせすぎの問題点を提示すべく、若年女性のやせすぎと学業成績・高次認知機能との関係を明らかにすることを目的とした。この目的を達成するため、女子大学生を対象にBMIと学業成績(GPA)・高次認知機能を反映する脳波成分(エラー関連陰性電位)の関係を検討した。その結果、やせすぎの者は普通体重の者に比べ1GPAが低かったこと、2エラー関連陰性電位振幅が小さかったことが示された。本研究結果は、やせすぎが若年女性の脳の健康に悪影響を及ぼすことを示唆するものである。我が国では,健康な若年女性におけるやせすぎ者の増加という,我が国特有の現象が起きている。やせすぎは身体的,精神的に健康問題を来たし,さらには母体のやせすぎは胎児に悪影響を及ぼす。よって,このやせすぎ者の増加に歯止めをかけ,その割合を減少させる必要がある。本研究では,脳の健康という視点から若年女性のやせすぎの問題点を提示すべく,日本人若年女性のやせすぎと脳機能との関係を明らかにすることを目的としている。本研究では,脳機能の中でも実行機能と呼ばれる高次認知機能に注目している。実行機能は「目的に応じて思考や行動を調整する能力」と幅広く定義された包括的用語である。本研究では,実行機能の核となる3つの下位機能(抑制・作業記憶・認知的柔軟性)に焦点を当て,参加者の実行機能を包括的に評価している。また,認知課題中の認知パフォーマンス(正反応率・反応時間)に加え,1/1000秒単位で認知処理過程の時間的な変化を評価できる脳波(事象関連脳電位)を計測している。このように,さまざまな認知課題,事象関連脳電位を用いることによって,実行機能を包括的に評価し,「どの実行機能にやせすぎとの関係が認められるのか」(もしくはその関係が強いのか),「どの認知処理過程にやせすぎとの関係が認められるのか」を明らかにしたいと考えている。本研究では,20代の女子大学生を対象とし,やせすぎの若年女性と普通体重の若年女性の実行機能を比較する横断的研究デザインを用いており,平成26年度には約20名からデータを取得した。今後も引き続き同実験を継続し,サンプル数を増やしていく予定である。本研究では,20代の女子大学生を対象とし,やせすぎの若年女性と普通体重の若年女性の実行機能を比較する横断的研究デザインを用いており,これまで約30名からデータを取得した。実験参加者のリクルートに苦労し,予定よりもデータ取得数が少ないのが現状である。我が国では、健康な若年女性におけるやせすぎ者の増加という、我が国特有の現象が起きている。やせすぎは身体的、精神的に健康問題を来たし、さらには母体のやせすぎは胎児に悪影響を及ぼす。よって、このやせすぎ者の増加に歯止めをかけ、その割合を減少させる必要がある。本研究では、脳の健康という視点から若年女性のやせすぎの問題点を提示すべく、日本人若年女性のやせすぎと脳機能との関係を明らかにすることを目的としている。本研究では、脳機能の中でも実行機能と呼ばれる高次認知機能に注目している。本研究では、複数の認知課題を用い、実行機能を包括的に評価している。また、認知課題中の認知パフォーマンス(正反応率・反応時間)に加え、1/1000秒単位で認知処理過程の時間的な変化を評価できる脳波(事象関連脳電位)を計測して実行機能の処理過程を評価している。さらに、実行機能は学力と密接に関わっていることが知られているため、やせすぎとGPA(Grade Point Average)の関係にも焦点を当てている。データの取得に時間を要し、平成28年度いっぱいまで実験を行った。現在は分析を開始した段階にある。予備分析の結果、やせすぎている学生ほどGPAが低いことが示唆されている。