hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘテロマー形成による新規プリン受容体の発現とその機能に関する研究

Gタンパク質共役型受容体のあるものは同じ受容体同士もしくは異なる受容体間で複合体を形成することにより、その特性を変化させることが最近報告されており、ポストゲノムにおける受容体機能の新しい多様化メカニズムとして注目されている。本研究では、神経抑制に関与するプリン受容体のサブタイプであるアデノシン受容体(A_1R)とATP受容体(P2Y_1R)間のヘテロ複合体形成を培養細胞及び脳神経系において世界で初めて実証した。遺伝子工学的手法により両受容体を共発現させた培養細胞系を構築し、これらの受容体間でのヘテロ複合体形成の有無についてタンパク質レベル、受容体の薬理学的および機能的特性の変化により検討した。細胞膜の免疫沈降実験から両受容体は細胞膜上においてヘテロ複合体を形成すること、免疫組織化学的分析によっても共発現細胞における同一部位局在性が示された。受容体を介する細胞機能の変化をアデニレートシクラーゼ活性で調べた結果、共発現細胞の受容体が機能的にもアデノシンとATPの両者に反応するハイブリッド型であることが示唆された。加えて、生きた細胞におけるA_1R/P2Y_1R複合体形成の動態を調べるために最新のテクノロジーであるBioluminescence resonance energy transferによる解析をおこない、やはり受容体複合体の形成を示す結果を得た。また、動物の脳においても、両受容体がヘテロ複合体を形成していることを免疫沈降や免疫組織的分析により明らかにした。本研究の結果より、Gタンパク質共役受容体のファミリーであるプリン受容体の多様性の要因としてサブタイプ受容体間の複合体形成による特性変化機構の存在があることを強く示唆した。Gタンパク質共役型受容体のあるものは同じ受容体同士もしくは異なる受容体間で複合体を形成することにより、その特性を変化させることが最近報告されており、受容体機能の新しい多様化メカニズムとして注目されている。本研究では、プリン受容体のサブタイプであるアデノシンA_1受容体(A_1R)とP2Y_1受容体(P2Y_1R)間のヘテロ複合体形成を培養細胞及び脳神経系において実証した。HA-A_1R-GFP及びMyc-P2Y_1R-Rlucを共発現させた細胞において、それぞれの受容体リガンドであるCPAとADPbSによって同時に刺激した場合のみBRET比は経時的に上昇し、10分後に約2倍に達した。この効果はP2Y_1RアンタゴニストMRS2179により有意に抑制された。このことはA_1R/P2Y_1R複合体形成が両受容体の活性化に依存して促進することを示唆している。また、ラット脳の膜抽出画分の抗A_1R抗体免疫沈降物中に、抗P2Y_1R抗体で検出されるタンパク質バンドが観察された。更に、両受容体は大脳皮質や海馬の多くのニューロンに局在していることが免疫2重染色により観察されたことからも、脳神経系においてA_1R/P2Y_1Rヘテロ複合体が実際に存在することが明らかとなった。プリン受容体のサブタイプであるA1受容体とP2Y1受容体の複合体が新しい受容体特性を発現する可能性を遺伝子工学的手法を用いて検討した。両受容体を共発現させた培養細胞系を構築し、これらの受容体間でのヘテロ複合体形成の有無についてタンパク質レベルでの解析、更には受容体の薬理学的および機能的特性の変化により検討した。両受容体を共発現させた培養細胞膜の抽出画分の免疫沈降実験から両受容体は細胞膜上においてヘテロ複合体を形成すること、免疫組織化学的分析によっても共発現細胞における同一部位局在性が示された。細胞内機能をcAMP形成能で調べた結果、共発現細胞の受容体がハイブリッド型であることが強く示唆された。また、重要なことに、ラットの脳細胞膜においても、同様の両受容体がヘテロ複合体を形成していることを免疫沈降や免疫組織的分析により明らかにした。

さらに概念を拡張して他のファミリーのGタンパク質共役受容体との複合体形成によるプリン受容体の機能調節を調べた。まず、脳の線条体にて機能を互いに制御していることが示唆されパーキンソン病との関連が考えられるA2aアデノシン受容体とドーパミンD2受容体との複合体形成の有無を培養細胞系にて検討した。受容体を共発現させた培養細胞膜の抽出画分の免疫沈降実験から両受容体の少なくとも一部は細胞膜上において複合体を形成することが明らかになった。共発現細胞における免疫組織化学的分析によっても同一部位での局在性が示された。しかしながら、複合体形成が両受容体の機能に与える影響は、リガンド結合や細胞機能の測定では明確な回答は得られず、さらに詳細な条件検討が望まれる。本研究の結果より、Gタンパク質共役受容体のファミリーであるプリン受容体の多様性の要因としてサブタイプ受容体間、さらに他のファミリーのGタンパク質共役受容体との複合体形成による受容体特性変化が強く示唆された。
周術期および重症ショック時の末梢血単核球のサイトカインmRNA発現の定量的解析

1.目的:手術侵襲時のサイトカインの動態が、手術侵襲の程度や麻酔法の差異によりどのように変化するかを末梢血単核球のサイトカイン・mRNA発現量を測定して解析する。また、腹膜炎など重症ショック時の末梢血単核球のサイトカイン・mRNAの変化を調べる。2.方法真焼結単核球によりサンプルmRNAを抽出して、内部コントロールとともにRT-PRCを行い、サンプル中の各サイトカイン(IL-1α、IL-1β、TNF-α)のmRCR発現量をコピー数として定量的に評価した。採決は執刀前、執刀後1時間、執刀後2時間の3点で行った。手術侵襲の程度は開腹手術と腹腔鏡下胆嚢摘出術との比較で、麻酔法に関しては全身麻酔群と硬膜外麻酔併用全身麻酔群との比較で行った。3.結果(1)開腹手術と腹腔鏡下胆嚢摘出術との比較開腹手術群が腹腔鏡下胆嚢摘出術群により有意にIL-1β、TNF-αの発現量が多かった。(2)全身麻酔群と硬膜外麻酔併用全身麻酔群との比較全身麻酔群が硬膜外麻酔併用全身麻酔群よりIL-1β、TNF-αの発現量が多かったが有意ではなかった。(3)腹膜炎患者での変化腹膜炎患者ではIL-1β、TNF-αの発現量が多い傾向が見受けられた。(4)上の(1)(3)においていずれもIL-1αは発現がみられなかった。4.結論手術侵襲時の末梢血単核球のサイトカイン・mRNA発現量は、手術侵襲の程度が大きい程増加する傾向にある。即ち、手術創の大きさや外傷の程度に有意に関係があるといえる。硬膜外麻酔は全身麻酔と比較して、サイトカイン・mRNAの発現量を抑える傾向にはあるが有意ではなかった。1.目的手術侵襲時のサイトカインの動態が、手術侵襲の程度や麻酔法の差異によりどのように変化するかを末梢血単核球サイトカインmRNA発現量を測定して解析した。2.方法末梢血単核球よりサンプルmRNAを抽出して(Oligo-dT法)、内部コントロールとともにRT-PCRを行い、サンプル中の各サイトカイン(IL-1α、IL-1β、TNFα)のmRNA発現量をコピー数として定量的に評価した。採血は執刀前、執刀後1時間、執刀後2時間の3点で行った。手術侵襲の程度は、開腹手術と腹腔鏡手術とを比較し、麻酔法の比較は全身麻酔と硬膜外麻酔の比較で行った。3.結果1)手術侵襲の程度によるサイトカインmRNA発現量の解析IL-1αは殆ど検出できなかった。IL-1β、TNFαはコピー数に変動がみられた。手術侵襲の程度による比較では、開腹手術群が腹腔鏡手術群よりやや多い傾向がみられたが、優位ではなかった。2)麻酔法の差異によるサイトカインmRNA発現量の解析IL-1αは殆ど検出できなかった。IL-1β、TNFαはコピー数に変動がみられたものの、麻酔法に関しては優位な差は認められなかった。4.結論手術侵襲により末梢血単核球のサイトカインmRNA発現量は増加がみられた。手術侵襲や麻酔法の影響に関しては、ある程度の傾向はみられたものの優位ではなかった。もう少し症例数を増やす必要があと思われる。5.来年度の計画吸入麻酔薬や静脈麻酔薬の種類によるサイトカインmRNA発現への影響の変化やステロイドやプロテアゼ・インヒビターの投与の効果などを解析する予定である。

1.目的:前年度の研究においては、手術侵襲時の末梢血単核球のサイトカイン・mRNA発現量の変化や麻酔法の影響についてある程度の傾向は認められたものの、症例数が少なかったことや条件を厳密に設定していなかったため、明確な変化をつかめなかった。今年度は症例数を増やし、発現量に影響する因子の中から、手術術式と硬膜外麻酔の影響を調べた。即ち、手術侵襲時のサイトカインの動態が、手術侵襲の程度や麻酔法の差異によりどのように変化するかを末梢血単核球のサイトカイン・mRNA発現量を測定して解析した。さらに、腹膜炎患者の末梢血単核球のサイトカイン・mRNA発現量についても調べた。2.方法末梢血単核球よりサンプルmRNAを抽出して、内部コントロールとともにRT-PCRを行い、サンプル中の各サイトカイン(IL-1α、IL-1β、TNF-α)のmRNA発現量をコピー数として定量的に評価した。採血は執刀前、執刀後1時間、執刀後2時間の3点で行った。3.結果(1)開腹手術と腹腔鏡下胆嚢摘出術との比較開腹手術群が腹腔鏡下胆嚢摘出術群より有意にIL-1β、TNF-αの発現量が多かった。(2)全身麻酔群と硬膜外麻酔併用全身麻酔群との比較全身麻酔群が硬膜外麻酔併用全身麻酔群よりIL-1β、TNF-αの発現量が多かったが有意ではなかった。(3)腹膜炎患者での変化腹膜炎患者ではIL-1β、TNF-αの発現量が多い傾向が見受けられた。(4)上の(1)(3)においていずれもIL-1αは発現がみられなかった。4.結論手術侵襲時の末梢血単核球のサイトカイン・mRNA発現量は、手術侵襲の程度が大きい程増加する傾向にある。即ち、手術創の大きさや外傷の程度に有意に関係があるといえる。硬膜外麻酔は全身麻酔と比較して、サイトカイン・mRNAの発現量を抑える傾向にはあるが有意ではなかった
寄生原生生物由来のオルガネラにおける前駆体蛋白質のプロセシングの分子機構

寄生原核生物に由来し、進化的に関連あるオルガネラのプロセシングにおける前駆体とペプチダーゼとの特異的分子認識や切断位置決定に関与する双方の構造要素とそれらの相互作用、活性部位の構造、反応機構を理解することを目標とした。1.ミトコンドリアa.いくつかの前駆体タンパク質の延長ペプチドを例に、系統的にアミノ酸を変換した合成ペプチドを用いてペプチダーゼとの親和性や切断(氷解)反応速度を定量的に解析した。本研究では特に、切断位置よりカルボキシ末端側の2位、3位、及び4位のアミノ酸について解析した。これらの位置には親水性、とくにセリン、スレオニン等の水酸基を持つアミノ酸の存在が切断反応そのものに(kcat)に重要であることを示した。b.蛍光標識ペプチド基質と精製酵素との相互作用(蛍光エネルギー移動効率)の解析から、延長ペプチド中の近位および遠位アルギニンはその距離が5-10アミノ酸離れていてもこれらをを介して、酵素内の同じ位置に結合していることを示し、その間に存在するグリシンによるペプチド鎖のフレキシビリティの重要性を示唆した。c.酵素と前駆体との変異蛋白質の解析から、近位アルギニンの結合相手と考えられる酵素側のグルタミン酸残基を同定した。d.酵素及び酵素と基質ペプチド複合体の結晶構造解析を行い、高次構造を決定した。複合体の構造は上記b及びcの結果を説明するものであり、構造と機能から一致した結果が得られた。2.原生動物リケッチアおよびトリパノソーマ遺伝子からプロゼシングプロテアーゼホモローグの遺伝子をクローニングし、大腸菌においてタンパク質を発現させた。前者では金属イオン依存性のプロテアーゼ活性をモノマーの状態で有していたが、後者では。ベータサブユニットホモローグは活性部位構造を持つにも関わらず単独では活性を示さず、酵母等と同じ性質を示し、本酵素は進化のかなり早い時期に現在の分子の特性ができあがったことが示唆された。3.クロロプラストシロイヌナズナ葉緑体プロセシングプロテアーゼのcDNAクローニングを行った。寄生原核生物に由来し、進化的に関連あるオルガネラのプロセシングにおける前駆体とぺプチダーゼとの特異的分子認識や切断位置決定に関与する双方の構造要素とそれらの相互作用、活性部位の構造、反応機構を理解することを目標としている。本年度は、ミトコンドリアとヒドロゲノソームに焦点を合わせ、ミトコンドリアに関してはプロセシングぺプチダーゼの前駆体認識の機構を前駆体と酵素の両側から解析した。一方、ヒドロゲノソームに関しては酵素本体のcDNAクローニングを試みた。1.いくつかの前駆体タンパク質の延長ぺプチドを例に、系統的にアミノ酸を変換したペプチドを化学合成し、これらを用いてペプチダーゼとの親和性や切断(水解)反応速度を定量的に解析し、基質として要求される構造として、切断点より近位のアルギニンおよび遠位の塩基性アミノ酸、および1位の疎水性アミノ酸以外に、切断位置よりC末端側の2位および3位のアミノ酸も重要な役割を果していることを確認した。2.蛍光標識ぺプチド基質と精製酵素との相互作用の解析から、高親和性の基質結合には2つのサブユニットの複合体形成が必須であり、複合体中の奥まったところに結合する。サブユニット単独でも親和性は低いが結合し、それぞれ、基質中の近位のアルギニンおよび遠位の塩基性アミノ酸に対する特異性が見られた。

3.変異酵素の基質認識と切断反応を解析し、基質結合に関与すると思われる酸性アミノ酸群の同定を行った。基質の切断点付近はβ-、アミノ末端よりはα-サブユニットの酸性アミノ酸が関与していることが示唆された。4. 2つのサブユニットのそれぞれについて、生物種間でホモロジーの高い部分をPCRプライマーとしてTrichomonasおよびTripanosomaの2のcDNAあるいは遺伝子ライブラリーからプロセシングプロテアーゼホモローグのcDNAクローニングを試みた。後者からβ-サブユニットの相当する部分cDNAが得られた。寄生原核生物に由来し、進化的に関連あるオルガネラのプロセシングにおける前駆体とぺプチダーゼとの特異的分子認識や切断位置決定に関与する双方の構造要素とそれらの相互作用、活性部位の構造、反応機構を理解することを目標とした。本年度は、ミトコンドリアのプロセシングぺプチダーゼに関しては、前駆体認識の機構を前駆体と酵素の両側から解析した。一方、ミトコンドリアの祖先の一つと考えられているリケッチアやトリパノソーマの類似タンパク質のcDNAクローニングとそれから得られたタンパク質の性質を真核生物の酵素と比較した。1.いくつかの前駆体タンパク質の延長ぺプチドを例に、系統的にアミノ酸を変換したペプチドを化学合成し、これらを用いてぺプチダーゼとの親和性や切断(水解)反応速度を定量的に解析した。本年は特に、切断位置よりカルボキシ末端側の2位、3位、及び4位のアミノ酸について解析した。これらの位置には親水性、とくにセリン、スレオニン等の水酸基を持つアミノ酸の存在が切断反応そのものに(kcat)に重要であることを示した。2.蛍光標識ペプチド基質と精製酵素との相互作用の解析から、延長ペプチド中の近位および遠位アルギニンはその距離が5-10アミノ酸離れていても、酵素内の同じ位置に結合していることを示し、その間に存在するグリシンによるペプチド鎖のフレキシビリティの重要性を示唆した。3.リケッチア遺伝子ライブラリーからプロセシングプロテアーゼホモローグの遺伝子をクローニングし、大腸菌においてタンパク質を発現させた。タンパク質は金属イオン依存性のプロテアーゼ活性をモノマーの状態で有していた。切断点のアミノ酸要求性は異なるが切断点から離れた位置のアミノ酸が関与している点で真核細胞ミトコンドリアのものと似ており、祖先分子の可能性が示唆された。寄生原核生物に由来し、進化的に関連あるオルガネラのプロセシングにおける前駆体とペプチダーゼとの特異的分子認識や切断位置決定に関与する双方の構造要素とそれらの相互作用、活性部位の構造、反応機構を理解することを目標とした。本年度は、ミトコンドリアのプロセシングペプチダーゼに関しては、前駆体認識の機構を前駆体と酵素の両側から解析した。1.いくつかの前駆体タンパク質の延長ペプチドを例に、系統的にアミノ酸を変換した合成ペプチドを用いてペプチダーゼとの親和性や切断(水解)反応速度を定量的に解析した。
大脳新皮質は如何にして獲得されたのか：神経幹細胞の制御機構の比較解析

本研究の目的は、哺乳類大脳新皮質と鳥類・爬虫類の新皮質相同領域とを比較解析することで、哺乳類大脳新皮質の進化過程を明らかにすることである。平成29年度は、鳥類・爬虫類型の大脳皮質の発生様式を解明することを目的に、神経幹細胞から神経細胞への分化過程における細胞系譜追跡解析を行った。さらに、Pax6遺伝子の機能解析を鳥類で行うために、CRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子ノックアウトニワトリ胚を作製した。哺乳類の大脳皮質発生過程において、Pax6遺伝子は、脳のパターニング、幹細胞・前駆細胞の分化制御、大脳皮質の6層構造形成など、さまざまな機能を担っていることが知られている。本研究から、鳥類・爬虫類の大脳皮質発生過程においても、Pax6遺伝子は、哺乳類と同様の脳パターニング機能を担うことが明らかとなった。一方で、幹細胞・前駆細胞の分化制御様式や、層構造形成に関わる遺伝子の制御様式が、哺乳類と鳥類・爬虫類では異なることが明らかとなった。Pax6下流遺伝子発現の網羅的解析およびゲノム中のエンハンサー領域の機能比較解析から、Pax6下流で制御される遺伝子セットは哺乳類と鳥類・爬虫類との間では高度に保存されているが、その下流遺伝子発現活性には生物種間で時空間的なズレが生じていることが判明した。本研究の成果は、大脳皮質構造は哺乳類と鳥類・爬虫類とで構造的に著しい違いが認められるのに対し、大脳皮質発生を司るPax6下流遺伝子制御機構の多くは進化的に保存されていることを示した。また、遺伝子発現制御における時空間的なズレが、このような多様な形質を生じうることを示した点で、進化学、発生学的にも意義のある研究である。昨年度に得られたものと合わせて、本研究の成果は論文の形で報告した。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は哺乳類、鳥類の神経幹細胞に対する遺伝子機能解析を通して、神経幹細胞の制御メカニズムを種間で比較した。その結果、転写因子Pax6下流において、進化的に保存されている幹細胞制御機構と、哺乳類が進化の過程で新たに獲得したと思われる機構を同定することに成功した。さらに、種間で見られたPax6下流遺伝子制御の変化がどのようなゲノム変異に由来するのかを特定するために、哺乳類・鳥類ゲノムのそれぞれからエンハンサー領域をクローニング、レポーターアッセイを行った。現在までに、哺乳類特有の脳構造の創出に寄与したと考えられるメカニズムをいくつか明らかにしている。我々の研究成果から、神経幹細胞制御機構の進化過程の背景には、転写因子による遺伝子発現調節機構およびシグナル伝達機構の、時空間的な制御様式の変化が存在することが判明した。現在、爬虫類胚を対象とした実験を進めており、哺乳類特有に観察された神経幹細胞制御機構が祖先型なのかどうかを検証したいと考えている。予備実験から、爬虫類の神経幹細胞制御機構は、鳥類で見られたものと同じであることが示唆されている。現在、爬虫類神経幹細胞への遺伝子導入効率の向上に成功したため、今後は哺乳類・鳥類に加え、爬虫類でデータを収集し、神経幹細胞制御機構の進化過程をより詳細に調べたい哺乳類・鳥類の各生物種で、複数の発生ステージごとに遺伝子機能解析を行ったため、データを収集するのに時間がかかった。しかし、以降の研究に関しては当初計画していたよりも早く成果を得ることができた。これまでに得られた研究結果を参考に、爬虫類胚を対象とした実験を進める。
星型ブロックコポリマーの新規精密合成法および溶液物性に関する研究

昨年度に引き続き、特殊構造ポリマーの溶液物性評価を目的として、グループトランスファー重合(GTP)を用いたアクリルアミドポリマーの新規合成法確立をおこなった。今年度はまず、特殊構造化に必要な末端官能基化アクリルアミドポリマーの合成を行い、開始剤にシリルケテンアミナール誘導体、停止剤に2-フェニルアクリル酸エステル誘導体を用いることにより、官能基を両末端へ定量的に導入され、かつ分子量および分子量分散度の制御されたアクリルアミドポリマーの合成を達成した。また、合成した末端官能基化アクリルアミドポリマーを用いた高分子反応により分岐構造を有する星型ポリマーおよび末端を持たない環状ポリマーといった特殊構造ポリマーの精密合成が可能となった。さらに、ポリマーに用いたポリ(N,N-ジエチルアクリルアミド)は水溶性が温度によって可逆的に変化する温度応答性ポリマーであり、分岐や末端構造の有無などポリマー構造が温度応答性に与える影響の評価を行った。その結果、水に可溶から不溶へ変わる相転移温度だけではなく、温度応答速度に対してもポリマー構造が大きく影響することが明らかとなった。より詳細にポリマー構造が温度応答性に与える影響を評価するため、分子動力学計算を用いてシミュレーションを行い、ミクロな領域での温度応答性の違いも明らかにした。以上より、本研究を通じて、GTPを用いたアクリルアミドポリマーの精密合成法の確立および特殊構造が温度応答性に与える影響の解明が達成された。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題を遂行するにあたり、まず、特殊構造化およびブロック共重合体化に有用な末端官能基化ポリマーの合成法開発を行った。ブロック共重合体合成法のひとつに、異なる種類のポリマーを合成したのち高分子反応等を用いてカップリングさせる方法がある。本手法は全く異なる種類のポリマー同士からなる共重合体合成に対して非常に有効であり、反応性基を末端に有する官能基化ポリマーが合成可能であれば共重合体合成可能となる。さらに、末端官能基化ポリマーは星型や大環状といったような特殊構造ポリマーの合成にも有用であり、研究課題の遂行には非常に重要である。一方、開始末端および停止末端の両方に官能基を定量的に導入した報告例は少なく、特に、代表的な水溶性ポリマーであるポリアクリルアミドの両末端官能基化に関しては非常に少ない。そこで、本研究では、グループトランスファー重合(GTP)を用いた両末端官能基化ポリアクリルアミドの合成を目的とした。官能基化したシリルケテンアミナールを新規に設計することにより、開始末端にヒドロキシル基、エチニル基、およびアリル基をそれぞれ有するポリアクリルアミドの合成を達成した。また、停止反応に2-フェニルアクリル酸エステルを用いることにより、停止末端にヒドロキシル基、エチニル基、およびブロモ基をそれぞれ定量的に導入可能であった。さらに、停止末端に導入されたブロモ基の変換反応によりアジド基への定量的な変換が確認された。以上の結果より、ポリアクリルアミドの両末端へ反応性基を定量的に導入でき、ブロック共重合体合成や特殊構造化ポリマー合成への足がかりとなった。本研究課題遂行にあたり、最も重要な点は特殊構造ブロック共重合体の精密合成であり、その特殊構造化およびブロック共重合体化の双方において末端が明確に制御されたポリマーを合成することが解決すべき課題である。今年度はグループトランスファー重合という重合法を用いてポリ二置換アクリルアミドの開始末端および停止末端の両末端に反応性官能基の定量的な導入を可能にした。これより、本手法で合成した末端官能基化ポリ二置換アクリルアミドを用いた特殊構造化およびブロック共重合体化が期待できる。以上より、本研究課題は順調に進展していると考えられる。上記の末端官能基ポリマーを駆使し、星型両親水性ブロック共重合体合成を行っていく予定である。また、その合成したポリマーの水溶液に対して、動的光散乱、静的光散乱、および高感度示差走査熱量測定等を用い、溶液物性について詳細に評価する予定である。
植物の葉が斑入りを起こす分子メカニズム

本年度は、これまでにシロイヌナズナで単離した斑入り突然変異yellow variegated2(var2)における斑入りセクター形成を遺伝学的に解明する目的で、var2から斑入りが回復するサプレッサー突然変異をスクリーニングし、それらの解析を行った。昨年度までに得たvar2のEMS突然変異処理M2世代種子を、ショ糖を含むMS培地に播種し、斑入りが抑制される系統を単離した。約10000種子を用いた実験から、斑入りが回復する系統を約20系統ほど得た。さらにこれらの中で次代種子(M3)が得られた系統約10系統についてそれらの遺伝解析を行った。得られた系統のうち、最も強く斑が回復した系統(sv2.48)は遺伝分析により野生型VAR2アリルの混入によるものと想定された。これら以外に今年度は2つの系統、sv2.39及びsv2.52について遺伝解析を行った。Sv2.39では野生型(Ler)との交雑後代における分離にゆがみが生じ、突然変異のマッピングが不可能であったが、sv2.52についてはマッピングにより、第1染色体上腕の約5Mb10Mb領域に原因遺伝子が存在することを明らかにした。上記研究に用いた斑入り変異var2の原因遺伝子VAR2は葉緑体型メタロプロテアーゼFtsHをコードする。FtSHは光化学系IIの反応中心タンパク質D1の分解に関与することが示唆されているため、var2変異体でD1の分解に野生型と比べて差異が見られるかを調べた。野生型とvar2の葉からチラコイド膜をパーコール密度勾配遠心分離により単離し、in vitroでの強光照射後にウエスタンブロットでD1の蓄積を調べたが、本年度の実験では優位な差は検出できなかったため、今後も引き続き解析を行うこととした。本年度はまず、まず斑入りパターンが生じることとプラスチドの維持分化とに関連性を見出すために、生長点から葉が分化する時期(葉原基)におけるプラスチドを斑入り突然変異体で観察した。その結果、プラスチドの分裂自体には変異体でも異常が見られないが、チラコイドが分化する時期から野生型と比べて異常が観察されることから、FtsHはチラミコイド分化に関与することが示唆された。さらに、斑入りのパターン形成と環境条件などの関わりについて、これまでに単離したvar2のアリルを用いて解析した。さらに、これまでの研究により単離しているvar2のアリル17系統についてVAR2遺伝子座の塩基配列を決定して突然変異を全て明らかにし、VAR2タンパク質にアミノ酸を生じる変異を5カ所同定した。これらの変異のうち3カ所はATPase活性に重要であると考えられるWalkerモチーフに変異が生じていた。残りの2カ所の変異については次年度に詳しい解析を行う予定である。FtsHに関する生化学的な解析については、均一な実験材料を得るために今年度はvar1,var2両変異体からカルスを誘導し、そこから葉緑体を持つ液体培養細胞を作製することを試みた。カルス誘導および継代培養の結果、固体培地上で緑化したカルスを得ることができたので、次年度以降の実験に用いることにした。今年度はさらに、var1及びvar2変異体からそれぞれエンハンサー及びサプレッサー変異体を得ることを試み、それぞれの種子をEMSにより変異処理し、自殖によるM2種子を採取したので、これらをスクリーニングに供試する予定である。
感熱応答性ナノ高分子ハイドロゲル微粒子のダイナミクスとミクロ環境変化

さまざまな機能性高分子が創造され,実用化されているが,現在,外界からの熱刺激に応答機能を持つ感熱性高分子として最も注目を浴びているのはN-イソプロピルアクリルアミドポリマー(PNIPAM)とその仲間であろう。架橋構造を持つPNIPAMハイドロゲルは,相転移温度(約34°C)を境に低温側で膨潤,高温側で収縮するという興味深い性質を示す。近年,このような性質をもつ感熱応答性高分子ハイドロゲル微粒子が注目されている。私たちは,感熱応答性高分子の水溶液やハイドロゲルの応答挙動ならびに蛍光ラベル法によるミクロ環境の研究を展開してきた。本研究では,蛍光ラベルした感熱応答性ナノ高分子ハイドロゲル微粒子を種々の条件で合成し,その感熱応答挙動やミクロ環境変化を種々検討すると共に,増原研(A01班)との共同研究のもと,顕微鏡下,レーザー光によるゲル微粒子の光圧トラッピングおよびその分光蛍光測定により,感熱応答性ハイドロゲルの単一微粒子のダイナミクスとミクロ環境変化の解明を試み,以下の研究成果を得た。(1)蛍光プローブでラベルした感熱性高分子ゲル微粒子の合成とその応答挙動の研究においては,数種の蛍光プローブでラベルしたPNIPAMに加えて類似構造をもつ数種の高分子ハイドロゲル微粒子を合成し,その感熱応答挙動ならびに応答に伴うミクロ環境の変化を検討した。また,これらのゲル微粒子系では,数°Cの温度変化で蛍光強度が数倍から約10倍大きくなることから蛍光性温度センサーとしての応用を示した。(2)単一ゲル微粒子のレーザートラッピングとその蛍光分析の研究においては,顕微鏡下,蛍光プローブでラベルしたPNIPAMに加えて類似構造をもつ数種の高分子ハイドロゲル微粒子の光圧トラッピングおよびその蛍光測定に成功した。いずれの系においても蛍光極大波長における蛍光強度は,トラッピングレーザーの照射時間に対して,ゲル微粒子がトラップされることにより段階的に増加する様子が認められた。PNIPAMハイドロゲル微粒子のトラップ直後の蛍光強度の増加には,溶液温度約32°Cを境に顕著な差異が認められるとともに,トラップ光強度依存性が認められた。近年,さまざまな機能を持つ高分子材料が創造,実用化され,私たちの生活に大きく貢献している。現在,外界からの熱刺激に対する応答機能を持つ感熱性高分子として最も注目を浴びているのはN-イソプロピルアクリルアミドポリマー(PNIPAM)とその仲間であろう。架橋構造を持つPNIPAMハイドロゲルは,相転移温度(約34°C)を境に低温側で膨潤,高温側で収縮する。研究代表者らは,蛍光ラベル法による感熱応答性高分子の水溶液およびゲル系の応答挙動ならびにミクロ環境の研究を展開し,現在,新規の感熱応答性高分子の開発研究やマイクロナノサイズのハイドロゲルの開発研究を行っているところである。本研究では,これまで行ってきた蛍光ラベル法による感熱応答性高分子の応答挙動ならびにミクロ環境の研究をさらに発展させ,感熱応答性ナノ高分子ハイドロゲル微粒子個々の熱相転移に伴う構造変化のダイナミクスの解明を目指す。今年度は,主に以下(1)(4)に示す実験を実施した。(1)蛍光プローブでラベルした感熱応答性ナノ高分子ハイドロゲル微粒子を種々の条件下(試薬の種類や濃度)で合成した。(2)合成したハイドロゲル微粒子のサイズやゲル分散水溶液系の感熱応答性について検討した。(3)合成したハイドロゲル微粒子の感熱応答挙動およびそれに伴うミクロ環境の変化を蛍光法により検討した。(4)時間分解レーザー分光蛍光測定サンプルとして適当なハイドロゲル微粒子を選択すると共に,個々のハイドロゲル微粒子の熱相転移を時間分解顕微レーザー分光蛍光測定に着手した。

いずれの系においても蛍光極大波長における蛍光強度は,トラッピングレーザーの照射時間に対して,ゲル微粒子がトラップされることにより段階的に増加する様子が認められた。PNIPAMハイドロゲル微粒子のトラップ直後の蛍光強度の増加には,溶液温度約32°Cを境に顕著な差異が認められるとともに,トラップ光強度依存性が認められた。
エチレンオキサイドガス滅菌と作業環境管理-残留濃度と作業安全に関する基礎的研究-

我々は滅菌後の医療材料に残留したエチレンオキサイドが放出される濃度を経時的に測定し,作業室の環境汚染の影響を検討した。滅菌行程中はエチレンオキサイドの作業環境濃度は検出できなかったが,滅菌が終了して被滅菌物を滅菌器から専用のエアレーターに移す時,4.2ppmのエチレンオキサイドを検出した。エアレーションの温度が室温(25°C)の場合は,被滅菌物に残留したエチレンオキサイドはエアレーションされていなかった。特に,塩化ビニール管では,エチレンオキサイドの放出濃度が5ppmになるまでエアレーションしても,それの残留エチレンオキサイド量は5,000ppm以上であった。しかし,滅菌後に残留したエチレンオキサイドに対するエアレーション効果は,加温(60°C)と換気量の増加によって上がった。滅菌後,室温(25°C)で被滅菌物を作業室内に放置したが,作業環境濃度は作業基準値以下であった。しかし,滅菌後の塩化ビニール管を加温(60°C)して作業室内に放置した結果,作業環境濃度は8時間荷重平均で作業基準値の1ppmを超えた。以上の結果から,作業者が滅菌器から被滅菌物を取り出す時,エチレンオキサイドに被曝する可能性がある。高濃度のエチレンオキサイドが残留している被滅菌物を作業室内に放置した場合には,残留したエチレンオキサイドによって作業環境を汚染することがある,ということがわかった。病院内でのエチレンオキサイド(EO)ガス滅菌において,被滅菌物に残留したEO量が作業環境中にどの程度放出されるのか実際に放出濃度を測定して,作業従事者の健康障害に関して検討する。残留EO量による作業従事者の健康障害の危惧を回避するための基礎的な研究を目的とし,2年間継続研究での初年度としては,病院内での現業業務においてEO残留量がどの程度放出されているのか具体的に試験し考察することにした。被滅菌物に残留したEOが空中に放出される量において高濃度(100ppm以上)に放出される時間と,低濃度(100ppm以下)に放出される時間と,0ppmになるまでの時間を測定した。測定は,滅菌終了後に滅菌器本体の追加エアレーション機能を利用して,それぞれ一定時間の追加エアレーションをした後,被滅菌物をEO専用のエアレーターに移し,エアレーターの集中排気管内,エアレーター室内,被滅菌物より10cm以内,被滅菌物と接触状態を測定箇所とした。その結果,EO放出の程度は被滅菌物に接近するほど高濃度に放出された時間が延長し,拡散現象をみた。各測定とも被菌器本体の追加エアレーション時間が長いものほど,残留EO放出量が0ppmになるまでの時間は有意に短縮された。特に,被滅菌物に接近させた状態では追加エアレーション時間が長いほど高濃度放出の時間は有意に短縮したのに対し,低濃度放出の時間はやや減少したが有意な短縮がなかった。EOガス滅菌器の滅菌工程中の標準エアレーション終了後に,被滅菌物を滅菌筒からエアレーターに移し変える作業では短時間中でもかなり高濃度にEO暴露がおこる可能性があることがわかった。さらに継続してエアレーション条件を変えて残留EOが放出される濃度の変化について研究計画をすすめ,EOガス滅菌の作業安全確保と作業従事者の健康障害に対する危惧の回避のための作業管理を確立したいと考える。病院でおこなわれるエチレンオキサイド(E0)ガス滅菌における業務の安全管理上,滅菌後のエアレーションにおいて作業者や作業環境に及ぼす影響を実験的に検討するため,ポリビニルクロライド(PVC)とシリコンゴム(シリコン)の,それぞれの材質からなる医療用チューブを対象として放出濃度と残留濃度、環境濃度を測定した。滅菌直後のシリコンでは,(OFP以下同じ)放出濃度は370ppmであり,エアレーション時間は40°C・60°C加温条件では温度が高いほうが短縮される傾向があったが有意な差はなかった。PVCでは,減菌直後で5,000ppm以上の放出濃度を認め,エアレーション時間は40°C・60°C加温条件では温度が高い方がエアレーション効果が高く,温度によって有為な差を認めた。また,40°C・60°C加温時ともに換気回数の増加によりエアレーション効果は上がり、60°C加温時の方がより効果的であった。

残留濃度では,40°C(60回/時間)の加温強制換気のPVCでは、放出濃度が5ppm以下になった時点で513ppmであった。また,同じPVCを25°Cで強制換気したところ,放出濃度が5ppm以下になった時点でも5,000ppm以上あった。温度を高くすると吸着されたEOが脱気されやすくなり、エアレーション効果を上げることができる。これに対し,25°Cではエアレーションがほとんどされないことがわかった。滅菌直後のPVCを60°C加温状態で室内放置した場合,放置10数分後には作業環境濃度は最高検出濃度で16.835ppmが確認され,EO濃度が1ppm以下に減少するのに最長で4時間12分要した。8時間荷重平均(TAW)値で1.195ppmとなった。残留したEOによって作業環境が許容濃度以上に汚染されることもあるので,作業環境内の換気についての配慮も重要である結果となった。
日本の広域中心都市の拠点性に関する比較分析

札幌,仙台,広島,福岡の4広域中心都市はこれまで中心性および成長力の点で類似した都市として認識されてきた.しかし,1980年代後半以降,4都市間の成長の差が顕在化してきた.本研究はこの点を主に4都市の雇用者数の動向に焦点を当てて検証した.その結果,下記の諸点が明らかになった.(1)広島の人口および従業者の増加率は1980年代後半以降他の3都市に比べて継続して低位にある.この広島の成長率の低位は主に流通産業の成長の鈍化に求められる.広島の支店集積量は福岡の1/2程度の規模しかない.また,1980年代以降の成長産業である情報サービス業の集積においても,広島は4都市のなかで最も低位にある.(2)福岡と仙台の成長は最も良好であった.しかし,仙台の成長は1990年代においても域外企業の事業所の集積に依存し,地元企業の成長による従業者の増加は相対的に小さい状態にある.それに対して,福岡の従業者の増加は,域外企業の進出に依存すると同時に,地元企業の成長による部分が仙台に比べると絶対的にも,また相対的にも大きい.(3)札幌は,東京企業などの支店集積量では仙台と同規模にあって,福岡に比べると小さい.そのため,支店集積による従業者の増加も相対的に少ない.しかし,札幌では地元企業の従業者の増加数が大きい.この点は,情報サービス業においても同様の傾向にある.札幌,仙台,広島,福岡の4広域中心都市はこれまで中心性および成長力の点で類似した都市として認識されてきた.しかし,1980年代後半以降,4都市間の成長の差が顕在化してきた.本研究はこの点を主に4都市の雇用者数の動向に焦点を当てて検証した.その結果,下記の諸点が明らかになった.(1)広島の人口および従業者の増加率は1980年代後半以降他の3都市に比べて継続して低位にある.この広島の成長率の低位は主に流通産業の成長の鈍化に求められる.広島の支店集積量は福岡の1/2程度の規模しかない.また,1980年代以降の成長産業である情報サービス業の集積においても,広島は4都市のなかで最も低位にある.(2)福岡と仙台の成長は最も良好であった.しかし,仙台の成長は1990年代においても域外企業の事業所の集積に依存し,地元企業の成長による従業者の増加は相対的に小さい状態にある.それに対して,福岡の従業者の増加は,域外企業の進出に依存すると同時に,地元企業の成長による部分が仙台に比べると絶対的にも,また相対的にも大きい.(3)札幌は,東京企業などの支店集積量では仙台と同規模にあって,福岡に比べると小さい.そのため,支店集積による従業者の増加も相対的に少ない.しかし,札幌では地元企業の従業者の増加数が大きい.この点は,情報サービス業においても同様の傾向にある.札幌・仙台・広島・福岡の4都市の1990年代における産業動向について、「事業所・企業調査報告」にある事業所従業者のデータを用いて比較検討した。その結果、次の諸点が明らかになった。1)1980年代後半以降における福岡の事業所従業者の成長率は4都市のなかで安定して高かった。とくに、1990年代後半には、経済不況により全国的に事業所従業者(民営事業所)が大幅に減少したが、広域中心都市なかでは福岡の減少率はもっとも小さかった(福岡-2.7%、仙台-5.9%、広島-7.6%、札幌-9.9%、東京、-10.2%)。2)4広域中心都市の産業構成は類似し、広島の製造業比率が相対的に高い点を除くと顕著な差が認められない。ただし、福岡の場合、卸売業、金融・保険業、事業所サービス業などの業務系の事業所の構成比率が他の3都市に比べて若干高い。3)福岡・仙台の事業所全体に占める支所比率が53%前後を占めて、札幌・広島の比率を10%程度上回る。4)4都市の支所比率は依然として高まる傾向にある。支所の増加のなかで、福岡、仙台では中央企業よりも地方企業の支所配置が活発化している。4)福岡と仙台の事業所タイプ別構成を比較すると、福岡は仙台に比べて本所比率が相対的に高く、また増加傾向にある。5)事業所従業者の動向からは、1990年代の福岡の成長が4都市のなかでは相対的に高かったことは確認できるが、このことが4広域中心都市の中心性の格差を結果させる動きに発展するものかは判定できない。本研究は1980年代以降における4広域中心都市(札幌,仙台,広島,福岡)の成長力を従業者の動向に焦点を当てて比較検討したものである.その結果,下記の諸点が明らかになった.(1)広島の人口・従業者の増加率は1980年代以降他の3都市に比べて継続して低い.それは主に流通産業の成長の鈍化に要因があり,中心性の相対的低下を示唆する.(2)札幌の従業者は福岡・仙台とともに相対的に高い増加率を維持しているが,東京企業などの支店従業者の増加率は低く,中央企業による拠点としての評価が低下している.(3)福岡・仙台は地元企業,域外企業の従業者ともに相対的に高い増加率を示すが,仙台の場合,福岡に比べて域外企業への依存度は高い.

(4)支店従業者の伸びは1990年代には4都市ともに鈍化し,支店集積が都市成長に果たす役割は低下している.ただし,福岡・仙台では中央企業に代わって地域企業の支店の増加が認められる.(5)成長産業である情報サービス産業の動向においては,福岡・札幌と仙台・広島の間に集積量に大きな開きがある.加えて,仙台の場合,支店比率が他都市に比べて高く,当該産業においても域外企業への依存の度合いが強い.
辺縁帯形成におけるcyctatin A架橋メカニズムとその役割

さらに、次に、cystatin A遺伝子内のグルタミン、リジン塩基をin vitromutagenesis kitを用いて18種の他の塩基に置換させた合成cystatin Aを用いて架橋の有無について検討した。44アミノ酸残基のリジンを他の塩基に置換させた産物のみがが架橋できなかった。また、18種のクローンを角化細胞に導入し、辺縁帯形成を誘導後cystatin A抗体を用いて架橋状態を検討したところ、44アミノ酸残基のリジンを他の塩基に置換させた産物のみ細胞膜に架橋されず、細胞質内にとどまっていることが確認された。以上の結果から44アミノ酸残基のリジンがが架橋に重要であることが解明された。次に、合成cystatin A蛋白をトタンスグルタミネース(宝酒造より購入)によりin vitroで反応、反応産物をSDSページにより検討したところ2から4merのcystatin A産物の形成を認め、cystatin Aがトタンスグルタミネースにより架橋させる確認された。現在、3H-プトレシンと生成cystatin Aを架橋させ、この架橋物をトリプシン処理しHPLCにて分画、架橋部位を同定中である。2)cystatin Aの遺伝子調節機構を検討するため、cystatin A遺伝子プロモーター領域をCAT遺伝子につないだレポーターベクターと各種MAPK発現ベクターを正常角化細胞に導入し、プロモーター活性を検討した。dominant negative ERK、MEK1、raf-1を導入するとその活性は上昇した。一方、dominant negative JNKを導入すると逆に抑制された。この現象はアデノウイルスベクターを用いて、蛋白レベルでの検討において確認された。免疫組織学的にERKおよびJNKの局在、活性について検討したところ、活性化ERKは基底細胞に、活性化JNKは有棘層上層から顆粒層にかけて認められた。以上の結果からcystatin AはERK、JNKにより発現はそれぞれ抑制、増強され皮膚においての発現はERKおよびJNKの局在の違いにより調節されていると推定した。次に、合成cystatin A蛋白をトタンスグルタミネース(宝酒造より購入)によりin vitroで反応、反応産物をSDSベージにより検討したところ2から4merのcystatin A産物の形成を認め、cystatin Aがトタンスグルタミネースにより架橋させる確認された。2)cystatin Aが実際に辺縁帯に架橋されていることを確認するため、免疫電顕にて検討したところ同じ辺縁帯構成成分のひとつであるinvolucrinと同様に辺縁帯内面に架橋されていることを確認した。3)cystatin Aの遺伝子調節機構を検討するため、cystatin A遺伝子プロモーター領域をCAT遺伝子につないだレポーターベクターと各種MAPK発現ベクターを正常角化細胞に導入し、プロモーター活性を検討した。また、乾癬においてcystatin Aの発現増強が認められるが、免疫染色、western blotによりERK, JNKが活性化されており、乾癬病態形成に関与していることが示唆された。4)乾癬治療に使用されている各種の活性化ビタミンD3(タカルシトール、マキサカルシトール、カルシポトリオール)の角化作用に及ぼす影響についてinvolucrinなどの分化マーカーを中心に検討したところ、これらはすべて角化細胞を分化させることが明らかになった。しかし、これらの間にはその作用の違いは認めなかった。5)活性化ビタミンD3がcystatin Aに及ぼす影響について検討したところ、転写レベルでERKによりその発現が調節されていることが明らかとなった。また、予想される架橋部位に変異をいれたものを作製し、同様の方法にて架橋部位を検討している。2)1)で作製しwild typeおよび架橋が予想されるアミノ酸グルタミン酸部分を他のアミノ酸に変換させたcystatin A遺伝子を蛍光蛋白遺伝子であるGreen fluerescence protein(GFP)

遺伝子の下流つないだ発現ベクターを作製し、角化細胞内にtransfectionした。0.1mMCa2+存在可にて48時間培養後、カルシウムイオノフォア刺激により辺縁帯を形成させたところアミノ酸残基24部位を他に変化させたものでは細胞膜辺縁に架橋されないことが確認され、この部分が架橋に重要であることが推定され、細胞膜に移行することを確認した。3)2)で得られたwild typeおよび変異遺伝子をケラチン5遺伝子プロモーター部位の下流につないだ合成遺伝子を作製、トランスジェニックマウスを作製し2)の結果を検討し、cystatin A遺伝子の皮膚での役割を検討した。
耐電力性能を有する電波吸収体の研究開発

近年、高電力下における電波吸収体の発熱、発火が問題となっている。この問題に対して、本研究では対電力性能を有する電波吸収体の研究開発を行った。具体的には、吸収体のスペーサ材料を変化させた場合や構造を変化させた場合の発熱を解析および実験の両面で確認した。その結果、発熱の様子や定量的な温度上昇など、有意性のあるデータが得られた。今年度においては、以下に示す3件の雑誌論文および1件の国際会議発表を行った。具体的に、3件の論文発表においては、研究実施計画に記載されているように、各種材料(誘電損失材料、磁性損失材料、抵抗皮膜材料)を用いた電波吸収体に対し、電磁界および伝熱連成解析連成シミュレーターを用いて解析モデル化して、高電力照射時の温度分布を計算した。その際に、メッシュ構成や大きさを変化させ、解析結果の収束性を併せて確認した。更に、その解析結果の信頼性を確認するため、高電力照射装置を開発し、それを用いて実際に設計した各種電波吸収体に対して高周波高電力を照射し、表面温度や内部温度を計測した。この結果、解析結果と実験結果は良好に一致することを確認し、本シミュレーターの有効性を確認できた。更に、解析と実験の両面から高電力照射時の各種材料を用いた電波吸収体の温度分布を把握することが出来た。なお、1件の国際会議発表においては、上記研究に付随して、高電力照射により発熱した電波吸収体の表面に対し、送風を行うことでその冷却効果を解析的に検討した。この結果、送風時および非送風時を比較すると、その表面温度や内部温度が明らかに低下することが確認され、今後、対電力性能を有する電波吸収体を開発するにあたり重要な基礎的データを提供することが出来た。上記の状況を踏まえ、今後さらに本解析手法の高機能化(誘電率変化の考慮、熱定数の変化の考慮等)を進めると共に、実験設備の充実を図り、研究を進める所存である。今年度においては、以下に示す3件の雑誌論文および1件の招待講演を行った。具体的に、論文発表においては、ピラミッド型電波吸収体に対し、電磁界および伝熱連成解析連成シミュレーターを用いて解析モデル化して、高電力照射時の温度分布を計算した。この結果、解析結果と実験結果は良好に一致することを確認し、本シミュレータの有効性を確認できた。なお、1件の招待講演においては、高電力下における電波吸収体の発熱に関する研究や、上記研究に付随して、電子レンジを用いた冷凍マグロの解凍時における温度ムラ解析に関する研究を発表した。当招待講演においては、マイクロ波分野シミュレーションに関する研究者やエンジニアが多数参加し、質問や議論等、活発に行われた。今後は、上記の電磁界、伝熱連成シミュレータの開発実績を踏まえ、様々な応用を考えている。例えば、高電力使用時における各種高周波デバイス(アイソレーター、サーキュレーター、フィルタ等)の発熱に対する高周波特性の変化の解析や、高出力アクティブRFデバイスの発熱解析等への応用である。本年度は、研究の最終年度であるため、前年度より確立した電磁界熱連成解析手法を応用し、ノイズ抑制シートの発熱による特性変化に関する研究を行った。すなわち、この具体的背景として、ノイズ抑制シートは動作中の発熱したLSI等の近傍で用いられるが、このような温度条件でノイズ抑制シートによるノイズ抑制効果を評価、検討は行なわれていない。そこで、本検討では、温度変化に対するノイズ抑制シートの抑制効果を、伝送減衰率に着目して評価する方法について検討した。その方法としては、まずIEC62333に準拠したノイズ抑制評価用基板と高熱伝導性材料、アルミ板、ペルチェ素子で構成された評価用基板を用意し、これにノイズ抑制シートを付加した場合と付加しない場合について、その温度を20°Cから80°Cまで変化させた場合の伝送特性をネットワークアナライザにて測定した。この結果、まずシートを付加しない場合については、測定した温度範囲である20°Cから80°Cまでにおいては、一般的な放射規制周波数である3MHzから6GHzまで伝送特性に変動が発生しないことが確認されたものの、シートを付加した場合については、温度変化によって伝送特性が2GHzで最大6dB生ずることが分かった。以上によって、伝送線路にノイズ抑制シートを付加し、その温度上昇が生ずる場合の伝送特性変化を定量的に明らかに出来た。以下に具体的な成果を述べる。土屋明久・菅間秀晃・日高直美(神奈川県産技)・宮本和哉・辻野真吾・橋本修(青学大):"マイクロ波帯で用いられるノイズ抑制シートの温度変化に対する伝送減衰率の評価方法"電子情報通信学会ソサイエティ大会(通信講演論文集1)C-2-76,p.112(2010-9-16)(大阪、大阪府立大学).
高度不均質地層中の多相流体流動シミュレーション技術の研究

高度に不均質な岩盤、即ち断層、割れ目の卓越するような岩盤中の流体流動の多様性を的確に捉え数値シミュレーションに反映する目的で、次の二つの方向からアプローチを行い各々下記の実績を得た。1.数値シミュレータの作成高度不均質性の定量化方法および入力方法に関して研究を行い、断層の変位・割れ目系の形状因子(開口幅、長さ、方向等)を基準として計算される浸透率を差分格子の大きさに調和して入力する方法を開発した。また、従来の差分型シミュレータの方向自由度を大幅に増やした差分展開法及び行列解法の開発を完了し、入出力用プログラムの作成を行った。2.モデルスタディによる検証数例の二次元割れ目・断層モデルによるテストケースで良好な結果を得た。また二次元5点法坑井配置モデルにより、従来型解法につきまとう格子方向効果の消滅を確認した。つぎに三次元割れ目モデルにより、入出力プログラムおよびシミュレータのパーフォーマンスチェックを行い、現実の地下流体問題への適用性を検討した。高度に不均質な岩盤,即ち断層,割れ目の卓越するような岩盤中の流体流動の多様性を的確に捉え数値シミュレーションに反映する目的で,次の二つの方向からアプローチを行い各々下記の実績を得た.1.高度不均質性の定量化方法の研究流体流動に対する不均質性は流動方向の多様性により特徴付けられる.この多様性を考えるときは単一の割れ目レベルでのミクロ的な見方と,それらの集合体としてのマクロ的な見方が必要である.地質工学的には,ミクロ的な不均質性を特徴付けるパラメータとしては,割れ目の開口幅,長さ,その他の形状因子があり,マクロ的には,それらの有限岩体中に於ける連続性,方向性等が挙げられる.これまでの研究の結果,ミクロの物性とマクロの物性をつなぐ統計的自己相似性の存在が予想されるに至っており,これを援用することにより空間の不均質性分布をある程度大まかに推定できる可能性が指摘されるに至っている.現在この方向で検討を進めている.2.数値シミュレーション技術の研究数値シミュレーションでは空間離散化により解を求めるためマクロ的な不均質性を扱うことになるが,この際の流動方向の多様性を表現するため,従来の差分型シミュレータでは方向自由度が二次元では4,三次元では6に限られていたが,本研究では,二次元で8方向以上,三次元で26方向以上の方向性を採れるように,シミュレータ骨格部分の作成を行い,新しいマトリックス解法の開発も行った.高度に不均質な岩盤、即ち断層、割れ目の卓越するような岩盤中の流体流動の多様性を的確に捉え数値シミュレーションに反映する目的で、次の二つの方向からアプローチを行い各々下記の実績を得た。