hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
限流・復帰機能を有する超伝導ケーブルの電力システム導入効果に関する研究

これまでに、2つのSFCLCが並列に導入された系統を想定し、故障点による限流動作の違いを検討し、SFCLCはそれぞれ単独で導入された場合とほぼ同じ限流動作をすることを明らかとしてきた。平成26年度には、より複雑なRoy Billinton Test SystemにSFCLCを複数導入した場合について解析を行った。解析においては、電力系統解析ソフトウェア(PSCAD/EMTDC)上でSFCLCの動作を実現するモデルを構築した。これにより、過電流を抑制する効果のみならず、発電機の安定度に関しても評価可能となった。異なる限流率の限流器による安定度を検討した結果、固有短絡電流に対する臨界電流の適切な設定範囲を見出した。電力機器工学本申請課題では、1.限流・復帰機能の両立可能範囲の定量化、2.長尺化に伴う温度・線材特性の分布による限流・復帰特性への影響評価、3.限流機能の協調を考慮した電力システムにおける最適な適用方法の検討の3項目について明らかにすることを目的とする。このうち研究項目1及び2については、おおむね順調に進展し、研究項目2については、当初予定していた以上のパラメータを検討項目に加え、当初計画以上に進展した。一方で、研究項目3については、平成25年度に2つのSFCLCが並列に導入された系統について検討をし、SFCLCの相互の限流動作の影響を検討したが、実際の電力システムに近い複雑な系統における限流協調についての検討は十分ではない。平成24年度に実施予定であった、(1)限流・復帰機能の両立可能範囲の定量化、(2-1)長尺化に伴う線材特性の不均一性による限流・復帰特性への影響評価ともに、当初の予定通りの成果を上げている。また、平成25年度に実施予定の温度分布の考慮や電力システム導入効果の検討についても、それぞれの計算モデルの構築に既にとりかかっており、順調に研究が進展している。複数のSFCLCが導入された系統モデルにおける計算において、当初の想定よりも多くの計算量が必要であることが分かってきたため、計算機のハードウェア及びソフトウェアの増強を行う。その上で、平成25年度に実施した2つのSFCLCが並列に導入された系統での計算と同様な手法で、より複雑な、かつ多数のSFCLCが導入された系統での限流動作の解析を行う。平成25年度は、当初の予定通り(2-2)長尺化に伴う温度分布による限流・復帰特性への影響評価、(3)限流機能の協調を考慮した電力システムにおける最適な適用方法の検討を進める予定である。(2-2)については、平成24年度の研究において1次元に拡張されたシミュレーションモデルに、冷却構造から推測される初期温度分布を与え、限流・復帰特性への影響を評価する。温度分布の評価については、既に着手済みであり、平成24年度と同様に定量化を進める。(3)については、超伝導限流ケーブルの動作特性が、限流時の抵抗発生速度や時間進展、故障除去後の超伝導状態への復帰動作などが電力システムからの要請と整合するための、最適な超伝導限流ケーブルの限流・復帰特性や電力システムへの導入方法を検討する。既に、適用系統モデルの検討は始めており、平成25年度では系統解析ソフトウェアを用いた系統安定度との関係についての検討も行うことを計画している。
胃内分泌現象の可視化: 胃のヒスタミン分泌機構の解明

胃酸分泌調節に関与する胃の内分泌系研究にビデオ増感顕微鏡システムを初めて適用し、マウス胃体部粘膜組織の内分泌細胞からの開口放出現象を視覚化することに成功した。筋層を剥離した粘膜標本を、粘膜下層側から観察することにより、胃粘膜内分泌細胞の開口放出をリアルタイムで観察・記録することが出来たので、ガストリン、アセチルコリン及びその受容体特異的アゴニストを投与し、開口放出頻度促進作用の機序を検討した。さらに、細胞内調節機序を探るため、Forskolin、dbcAMPを投与し、開口放出の推移を記録した。画像解析の結果、この開口放出の頻度はアセチルコリンやそのニコチン受容体、ムスカリン受容体両アゴニストによってただちに増加(50%500%増、15分以内)すること、また、ガストリンによって比較的緩徐に持続性に増加(50%250%増、30分以上)することが判明した。実験に用いた細胞の約3割がアセチルコリンに対して反応し、ガストリンに対しては約8割の細胞が反応した。さらに、Forskolin及びdbcAMP投与による開口放出の頻度は24分の潜時を経て有意に増加した。我々が観察した分泌現象の特徴像は、開口放出が、1)胃体部粘膜組織で起こる、2)血管側に向かって、あるいは粘膜下層側に向かって起る、3)アセチルコリンやガストリンによって促進されることを示した。また、これらの薬物に反応した細胞の分布は、抗ヒスタミン抗体による免疫染色像とほぼ一致することから、我々が開口放出を観察した細胞はECL細胞であり、小胞の内容物はヒスタミンと推定した。さらに、Forskolin及びdbcAMP投与により開口放出頻度が増加したことから、アセチルコリン及びその特異的アゴニストによる分泌細胞からの開口放出促進反応は、細胞内cAMP/A-Kinase伝達経路を介して促進されることが強く示唆された。
物理化学作用によるフラクチャーコントロールに基づく岩質材料の長期強度・浸透性制御

岩盤構造物には長期安定性が不可欠であり,その設計にはフラクチャー(き裂,破壊)の進展を基にした長期強度評価が必須である。一方,石油や天然ガスの採掘では,フラクチャーの開口確保が求められる。従って,フラクチャーの閉塞・修復と開口確保の両方を研究することが重要である。そこで本研究では,岩質材料のフラクチャー修復・開口保持の周辺環境依存性を調べた。さらに,材料の長期強度に及ぼす影響因子について調べた。その結果,フラクチャーの進展や長期強度の低下には水が影響を及ぼすこと,フラクチャー修復にはカルシウム化合物の析出を促進させることが重要であり,カルシウムが豊富な環境下で修復が生じやすいことが示された.岩盤構造物には長期安定性が不可欠であり,その設計にはフラクチャー(き裂,破壊)の進展を基にした長期強度評価が必須である。その結果,フラクチャーの進展や長期強度の低下には水が影響を及ぼすこと,フラクチャー修復にはカルシウム化合物の析出を促進させることが重要であり,カルシウムが豊富な環境下で修復が生じやすいことが示された.地下構造物には長期安定性が不可欠である。また、石油・天然ガスの採掘では、岩盤中のフラクチャー(き裂,破壊)を保つことによる流路の保持が求められる。本研究では、岩質材料(岩石やセメント系材料)内部のフラクチャー進展に及ぼす影響因子を解明するとともに、物理化学反応を利用したフラクチャー修復と開口確保およびその機構を、破壊力学と物理化学に基づいて解明することを目的とする。特に平成25年度は、インタクトな状態での物性に関する情報を取得し、続いて材料内のフラクチャーに関連した試験を行い、フラクチャーが材料特性に及ぼす影響を調べた。また、周辺環境をコントロールした条件下でフラクチャーを進展させる試験を行うことによって、周辺環境条件が材料中のフラクチャーに与える影響を調べた。その結果、フラクチャーの進展速度は、0.01μm/sを下回るような低い速度で生じることが示された。これは、周辺環境を制御した条件下でしか得られない成果である。また、固体材料の透過性に関しても試験を行い、空隙率が高い材料ほど高い透過性を示した。さらに、周辺環境条件(温度や湿度)が灸に変化した場合、材料内部が外部環境と同様のレベルに落ち着くまでの時間に、材料の透過性が大きく影響していることが示された。特に、空隙率が20%を超える多孔質で空隙やフラクチャーを多く含む材料では、瞬間的に材料内部の環境条件が外部と同程度になるのに対し、透過性が低く緻密な材料では、固体内部の条件が外部環境条件と同程度に落ち着くまでに数日を要することが示された。これらの成果は、フラクチャー修復と開口確保に物理化学反応を利用し、長期強度と浸透性を制御する技術を構築する上で極めて重要であり、大きな研究の進展であると考えている。本研究では,鉱物の析出が生じる環境下で,フラクチャー修復と開口保持が実現できる条件を室内試験で見出すことにより,岩質材料の長期強度と浸透性の制御技術の構築を目指した。特に,温度・湿度や水質を制御して力学試験を行い,フラクチャー修復・開口保持の周辺環境依存性を調べた。本年度では、X線CTや顕微鏡観察、破壊力学試験を用いることによって,フラクチャー修復や開口保持に及ぼす影響因子を調べた。X線CTによって、岩質材料(コンクリートや岩石)内部を非破壊で観察でき,顕微鏡では微視的な観察が実現できた。さらに,フラクチャーの密度や連結性を考慮したモデルで理論計算を行い,岩石の長期強度に関するモデル計算を行った。その結果、水が岩石の長期強度に強く影響することが示され、また、イオン濃度が粘土を含む砂岩の破壊に影響を及ぼすことが示された。これらの成果により,フラクチャー修復と開口保持による「フラクチャーコントロール」が実現でき、長期強度と浸透性に及ぼす影響を解明することができた。特に、周辺環境をコントロールすることによって、岩質材料の長期挙動を制御することができることを示した。岩石力学当初計画していた1か月以上にも及ぶ極めて長い期間をかけて行うフラクチャー進展試験は実現できなかったものの、本研究課題中で行ったフラクチャー進展試験より、高い再現性を持つ低速でのフラクチャー進展速度のデータが得られ、有意義な研究を行うことができた。また、材料の浸透性に関するデータから、材料内部の状況を理解することができ、物理化学反応と力学作用を組み合わせた技術を構築する上で、極めて意義の高い成果を得られたと考えている。今後は、X線CTや顕微鏡観察により、材料内部のフラクチャーの状態を視覚的に調べることを主な目的とする。X線CTは内部を非破壊で観察でき、顕微鏡では微視的調査ができるため、フラクチャーの進展や修復、開口保持に及ぼす影響因子の特定に不可欠と言える。また、前年に予定していて実現できなかった超長期にわたるフラクチャー進展試験を行い、超低速のフラクチャー進展を検出することを目的とする。当初購入を予定していた環境制御チャンバーについて、本研究の進捗により購入の必要がなくなり、次年度において予定している材料観察のための設備や消耗品、解析ソフト等の購入に回すこととした。

岩石やコンクリートの試料や、顕微鏡設備、画像解析や数値解析ソフトの購入に費用を充てることとしている。その他、学会発表や論文投稿、別刷等の費用にも充てる予定である。
ＲＮＡモジュール工学によるリボスイッチ（ＲＮＡスイッチ）の機能解析と高次人工制御

リボスイッチは低分子化合物と特異的に結合し翻訳や転写を調節し、原核生物では遺伝子発現制御の主要な機構の一つである。本研究では天然リボスイッチの機能構造解析と人工改変を目的として次の3課題の研究を行った。(1)「リボスイッチの構造-機能相関の解明、(2)人工リボスイッチ/アプタマーの創製、(3)天然リボスイッチの人工高次制御。(1)ではRNA構造で汎用されるGNRA/レセプターモジュールの新しい役割を同定し、(2)ではGAACループを認識する新規アプタマー創製に成功した。(3)では天然c-di-GMPリボスイッチを改変し、第二のリガンドによる高次制御が可能なRNAの設計に成功した。近年見いだされたRNA分子スイッチ(リボスイッチ)は、基礎生物学に加え、創薬やケミカルバイオロジー等への幅広い展開が期待されている。その制御は小分子リガンドが誘起するRNA構造変化により発現すると考えられるが未知の部分が多い。申請者は「RNA酵素」研究で得た成果をもとにRNAナノバイオ工学の新手法(RNAモジュール工学)を展開している。本研究ではRNAモジュール工学を、RNAスイッチ研究に展開し、「天然リボスイッチの機能発現機構の解明」、および「複数の入力信号による高次制御RNAスイッチへの人工改変」を遂行する。本研究を構成する3つ課題と、H23年度の成果を以下に記す。1)構造モジュールを単位とするリボスイッチの構造-機能相関の解明「GNRA/レセプターユニット」を有するc-diGMPリボスイッチに関して、機能発現の構造基盤を「RNA構造モジュール」の視点から研究した。同ユニットの変異体を系統的に作成し、大腸菌でのin vivoレポータ実験から、同ユニットがリボスイッチのステムの安定性を制御している事を見いだした。2)RNAモジュール工学による人工リボスイッチ/アプタマーの創製「モジュール工学」を用いて、アロステリック機能を持つ抗RNAループ・アプタマー創製を行い、人工低分子RNAループに対するアロステリック型アプタマーを進化工学により取得した。3)RNAモジュール工学による天然リボスイッチの高次人工制御課題1で研究したc-diGMPリボスイッチを、分子デザインを活用して、高次人工制御リボスイッチへと改変した。具体的にはリボスイッチの安定性を規定する「GNRA/レセプターユニット」を「低分子テオフィリンを認識するアプタマーユニット」で置き換え、c-diGMPとテオフィリンに応答して遺伝子発現がONになる「AND」型ロジックゲートのプロトタイプの構築に成功した。RNA分子スイッチ(リボスイッチ)は、基礎生物学に加え、創薬やケミカルバイオロジー等への幅広い展開が期待されている。本研究を構成する3つの課題と、H25年度の成果を以下に記す。同リボスイッチのアプタマーユニット下流で遺伝子発現のスイッチを担う3'非翻訳領域の変異体を系統的に作成し、大腸菌でのin vivoレポータ実験とリアルタイムPCRから、本リボスイッチは従来の単純なON/OFFスイッチでなく、多段階の発現制御を翻訳の段階で行っていることを強く示唆する結果を得た。2)RNAモジュール工学による人工リボスイッチ/アプタマーの創製、3)RNAモジュール工学による天然リボスイッチの高次人工制御、以上の二課題については、前年度までの成果を統合し、課題2で取得した新規人工RNAモチーフを含む複数の人工モチーフをc-diGMPリボスイッチに組み込み「天然/人工ハイブリット・リボスイッチ」の作成を行い、大腸菌細胞内でのスイッチング特性を課題1と同様の手法で評価した。試験管内進化工学(in vitro RNAモジュール工学)で得られた人工モチーフは、in vitrodでは天然モチーフに匹敵あるいは凌駕する特性を示すにも関わらず、大腸菌細胞内の環境では十分なスイッチ特性が得られないという結果を与えた。

本研究ではRNAモジュール工学を、RNAスイッチ研究に展開し、「天然リボスイッチの機能発現機構の解明」、および「複数の入力信号による高次制御RNAスイッチへの人工改変」を遂行する。本研究を構成する3つ課題と、H24年度の成果を以下に記す。1)構造モジュールを単位とするリボスイッチの構造-機能相関の解明:「GNRA/レセプターユニット」を有するc-diGMPリボスイッチに関して、機能発現の構造基盤を「RNA構造モジュール」の視点から研究した。同リボスイッチの組み込まれた5'非翻訳領域の変異体を系統的に作成し、大腸菌でのin vivoレポータ実験から、同領域がモジュール的構成による遺伝子発現を制御している事を見いだした。2)RNAモジュール工学による人工リボスイッチ/アプタマーの創製:H23年度に「モジュール工学」を用いて人工低分子RNAループに対するアロステリック型アプタマーを進化工学により取得した。今年度はその分子認識特性について詳細に検討し、高い選択性と親和性を備える事を見いだした。3)RNAモジュール工学による天然リボスイッチの高次人工制御:H23年度に成功したc-diGMPの人工制御に続き、今年度は課題2で取得した人工アプタマーを、天然のグアノシン認識RNAスイッチであるグループIイントロンに組み込んだ。得られた人工RNAスイッチは、天然型をしのぐ、RNAル-プ依存性(強いアロステリック特性)を示すことを見いだした。申請書の実施計画に記載した3つの課題について、おおむね予定通り進展しているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。申請書の実施計画に記載した2年目以降の実施計画に従い、研究計画を遂行する。申請書の実施計画に記載した3年目(最終年度)の実施計画に従い、研究計画を遂行する。
希土類磁性材料におけるパノスコピック形態の微視的観察と制御

各種希土類系磁性材料において機能発現に最適なパノスコピック形態に制御するための指針を得るために、本年度は特に以下に示す2種類のNdFeB系磁石材料について走査電子顕微鏡(SEM)および透過電子顕微鏡(TEM)を用いた詳細な微細構造解析を行った。(1)Tb改質NdFeB系高保磁力小型焼結磁石:小型化による保磁力低下を回復できるTb改質処理を施した試料では、Nd_2Fe_<14>B主相同士およびNd粒界相との界面に幅10nm以下の薄い界面相が形成されており、この粒界相が希土類成分に富むことがわかった。保磁力がほぼ回復するスパッタ改質磁石では界面相が均一幅で滑らかであるのに対し、回復がやや劣るフッ化物塗布改質磁石では界面相が不均一幅で一部不連続であった。また、Tb改質処理により、粒界近くのNd_2Fe_<14>Bが一部分解してNd_<l.1>Fe_4B_4を生成し、これに伴って極薄の界面相がNd_2Fe_<14>B主相周囲に均一に形成されることが明らかとなった。この極薄界面相の形成が逆磁区の核発生を抑制し、保磁力を回復・増大させるものと思われる。(2)NdFeB系PLD厚膜磁石:基板加熱厚膜では等方的粒状、異方的コラム状および等方的微細粒状のNd_2Fe_<14>B結晶からなる三層構造となっていた。堆積直後は三層目のような30nm程度の微細Nd_2Fe_<14>B粒であり、これが堆積後に再結晶して粗大なコラム状Nd_2Fe_<14>B結晶粒(二層目)を形成し、磁気異方性を生じさることが明らかとなった。ナノコンポジット厚膜では、α-Fe軟磁性層とNd_2Fe_<l4>B硬磁性層が交互に積層された多層膜構造となっており、ナノ積層構造が形成できていた。ただし、狙いよりも軟磁性層の割合が多くなっていた。今後、ターゲット材の硬磁性相の割合を調整するなどの改善により更なる磁気特性の向上が期待できる。各種希土類系磁性材料において機能発現に最適なパノスコピック形態に制御するための指針を得るために、本年度は以下に示す3種類の希土類磁性材料について走査電子顕微鏡(SEM)および透過電子顕微鏡(TEM)を用いた詳細な微細構造解析を行った。廃ボンド磁石から水素中不均化(HD)処理と酸化処理により合成した電波吸収材は、Fe母相を微細な希土類酸化物(Nd_2O_3あるいはY_2O_3)粒が分断したナノ複合体組織を有していた。希土類酸化物による磁性相の絶縁隔離により良好な電磁波吸収能が発現すると共に、HD処理による磁性相の微細化が高周波側の電波吸収に有効なことが明らかとなった。微小化による磁気特性劣化を回復できるTb改質処理を施す前後のNd-Fe-B系焼結磁石について、FIBマイクロサンプリング法により薄膜化してTEM観察を行った。EELS分析の結果、改質処理後には磁石内部のNd粒界相部分にまでTbが一様に分布していること、及び希土類成分に富んだ数nm幅の薄い界面相がNd_2Fe_<14>B主相周囲を均一に取り囲んだ構造となっていることが明らかとなった。室温でのPLD成膜後に加熱したpost-annealing試料では、単磁区粒径(0.3μm)程度の微細なNd_2Fe_<14>B強磁性粒が生成することで高保磁力を発現することがわかった。ただし、Nd_2Fe_<14>B結晶粒はランダムな方位で生成しており、配向組織にはなっていなかった。今後、基板加熱試料についても解析を進め、異方性発現の原因を解明して、PLD厚膜磁石の更なる高保磁力化と異方性の付与について検討していく予定である。

(2)NdFeB系PLD厚膜磁石:基板加熱厚膜では等方的粒状、異方的コラム状および等方的微細粒状のNd_2Fe_<14>B結晶からなる三層構造となっていた。堆積直後は三層目のような30nm程度の微細Nd_2Fe_<14>B粒であり、これが堆積後に再結晶して粗大なコラム状Nd_2Fe_<14>B結晶粒(二層目)を形成し、磁気異方性を生じさることが明らかとなった。ナノコンポジット厚膜では、α-Fe軟磁性層とNd_2Fe_<l4>B硬磁性層が交互に積層された多層膜構造となっており、ナノ積層構造が形成できていた。ただし、狙いよりも軟磁性層の割合が多くなっていた。今後、ターゲット材の硬磁性相の割合を調整するなどの改善により更なる磁気特性の向上が期待できる。
肺傷害時の肺上皮幹細胞におけるHippo経路の役割の解明

Hippo pathwayは細胞の増殖・分化・細胞死に関与するシグナル経路であり、近年様々な臓器の組織幹細胞でその恒常性維持に寄与していることが報告されているが、その肺における役割についてはわかっていない。本研究は、肺上皮幹細胞において、Hippo pathwayが平常時や損傷時にどのように働いているかを解析し、難治性肺疾患の病態形成のメカニズムの解明や新規治療法の開発に貢献することを目的とする。
難溶解性浮遊粒子状物質のハザードアセスメントシステムの構築

わが国の産業界で使われている化学物質は、約5万種類あり、需要の多様化に伴い、毎年、数百種類以上の新規化学物質が生産されている状況ある。化学物質は、産業の発展や豊かな生活の実現のために大きく貢献しており、現代の社会生活には欠くことのできないものであるが、反面、有害性を持つものも多く、その取扱いによって、人の健康に影響を及ぼすことがあるため、適切な管理が必要となる。これらのリスクを管理するためには、その有害性の大きさと曝露される量を把握し、これに基づき、リスクの大きさを評価することが求められる。有害性については、変異原性試験またはがん原性試験が法的に義務付けられているが、難溶解性の粒子状物質については、有効な試験方法とはなっていない。難溶解性の浮遊粒子状物質としては、石綿や結晶性シリカに代表されるように、曝露されて2,30年後にじん肺、肺がん、中皮腫を発症させるものがある。新規に開発されている化学物質のなかには、同様な有害性を有したものも含まれる危険があるため、難溶解性の浮遊粒子状物質における有害性予測システムを確立することを目的とする。目的達成のため、結晶質シリカをポジティブ対照物質として、新規に開発された繊維状と粒子状と形状の異なる同一の化学組成を持つチタン酸カリウムとこれから需要が伸びることが予測されるシリコンカーバイドウイスカを試験試料とし、5段階のステップ、すなわち、理化学的試験、in vitro試験、気管内注入試験、短期吸入曝露試験、長期吸入曝露試験を段階的にかつ組織的に実行し、それらのデータを統合することにより、有害性を評価方法を確立するとともに、これを普遍化し、難溶解性浮遊粒子状物質のすべての物質に応用できるシステムの確立を構築した。特に粒子形状の違いによって肺内の挙動や滞留性の異同が明白にされることにより、新規化学物質の開発の方向性に示唆を与える結果が得られた。本研究は難溶解性の浮遊粒子状物質の粒子の形状に着目し、有害性予測システムを確立することを目的としている。本年度は、テスト試料の理化学的試験および気管内注入試験を行った。試料は、ポジティブコントロールとして、クロシドライト(繊維状)および結晶質シリカ(粒子状)を用い、テスト試料として、同一の化学組成を持つ、チタン酸カリウムウイスカ(繊維状)とチタンサンカリウム(粒子状)を用いた。本研究で用いる各試料の幾何形状について、繊維状物質については、走査型電子顕微鏡にて、繊維径と繊維長さを計測した。粒子状物質については、光散乱型粒度分布測定器を用いて測定した。その結果、ポジティブコントロールのクロシドライト繊維は幾何平均径1.3μm、幾何平均長さ0.2μmであり、結晶質シリカは幾何平均径1.8μmであった。テスト試料のチタン酸カリウムウイスカは幾何平均径0.35μm、幾何平均長さ4.4μmであった。一方、粒子状チタン酸カリウムは、幾何平均径4.7μmであった。気管内注入試験は、ラットを麻酔し無疼痛下で、試料を生理食塩水中に懸濁し、カニューレを通して、各群20匹のラットに気管注入した。ラットへの投与量は、人が曝露される可能性がるばく露濃度、特に労働環境で吸入されるであろう曝露量及び許容濃度から推定される生涯吸入量から、2mgとし、0.4mlの生理食塩水に懸濁して気管内注入を行った。対照群のラットには、0.4mlの生理食塩水を気管内注入した。いずれの群においても、ラットの成長(体重増加)には差異は認められなかった。

注入後3日、1週、1ヶ月、3ヶ月後にそれぞれ5匹づつ解剖し、計画に基づき、肺における影響を検査している。一群42匹のラットを用いて、1日6時間、1週5日間で1年間吸入曝露実験を実施した。曝露した材料は、石綿の代替材料である難溶解性繊維のシリコンカーバイドウイスカ(Sic W)である。平均繊維径は0.5ミクロン、平均長さは、2.4ミクロンで、質量基準平均空気力学的直径は2.4ミクロンで、吸入性粒子であった。平均曝露濃度は、重量基準で、2.6mg/m3、繊維個数濃度では、98本/ccであった。曝露終了後6日目、3ヶ月、6ヶ月にラットを解剖し、肺内に沈着したSiCWの量および繊維の形状変化について測定した。SiCWの曝露によって、ラットの成長曲線(体重増加)は、対照群(清浄空気のみ)と比較して差異は認められなかった。各解剖時における臓器湿重量については、肺臓、肝臓、腎臓、脾臓について測定したが、肺臓に対照群と比較して、重量の増加が認められたが、他の臓器については、差異は認められなかった。また、生存率についても対照群と曝露群で統計学的有意差は認められなかった。肺内に沈着したSiCW量は、肺重量を定量後、湿式灰化して、X線回折装置を用いて定量した。その結果、肺内からのSiCWの排泄は、通常の排泄速度(半減期1-3ヶ月)と比較して、遅延しており、半減期は16ヶ月であった。一方、肺に沈着したSiCWの形状(直径と長さ)は、低温灰化法で肺の組織を灰化して、繊維だけを抽出し、走査電子顕微鏡にて計測した。一般的に繊維は、長くなれば肺から排泄されにくいといわれていることから、沈着した繊維の形状変化を測定したが、20ミクロンより長くなると、肺内に長く滞留する傾向は認められたが、本実験においては、どの繊維形状のものも一様に長く肺内にとどまる傾向が認められた。この原因については、病理組織学的検討も実施しており、これらとも合わせて、多角的に検討していく予定である。本研究は、難溶解性の浮遊粒子状物質の粒子形状に着目し、有害性予測システムを確立することを目的とする。本年度は、テスト試料として、シリコンカーバイドウィスカ(以下、SiCw)を用い、ウィスター系雄ラットに吸入曝露して、経時的に肺内滞留量及び肺内繊維形状の変化を調べると共に、病理組織学的変化について検討し、生体へ及ぼす影響について調べた。1年間(6時間/日、5日/週)の吸入曝露(曝露濃度2.6mg/m^3、平均繊維長さ2.8μm、平均繊維径0.5μm、空気力学的平均径2.4μm)を実施し、1年間曝露終了後6日目、3ヵ月目、6ヵ月目、12ヵ月目に解剖を行い、肺内に沈着したSicw量およびその形状変化を計測し、さらに肺の病理組織学的検討を行った。試験結果1.ラット成長曲線(体重)及びラット生存率には、差異は認められなかった。2.肺重量については、有意な重量増加が認められた。3.1年間吸入曝露終了直後の肺内沈着量は5.4mgであり、沈着率は12.9%と推算された。4.肺からのSiCw排泄速度の半減期(BHT)は16ヶ月であった。5.肺内に滞留した繊維径は経時的な変化はなく、繊維長は、長さ20μm以上の繊維の割合が増加していることが認められた。6.病理組織的変化では、曝露終了後1年経過した時点では、集族した繊維の周囲に線維性変化を認め、肥厚した肺胞壁の周囲にはマクロファージを中心とした炎症細胞を認めた。また、2個体で気管支肺胞過形成を認め、その中に集族した繊維を認めた。
渦組換えによる乱流制御

混合層の中に外部から渦対および渦輪を導入し、混合層中の組織的渦構造と外部渦の直接相互作用によって、混合層の成長と周囲流体との混合が促進されるかどうかを2次元および3次元渦法数値シミュレーションによって調べた。これを基礎としてはく離流れの渦輪による能動制御の新しい方法を提案し、その有効性を実証した。主な結果は以下の通りである。(1)2次元混合層をケルビン・ヘルムホルツ不安定の周波数で励起し、組織的渦構造が規則的に配列される状態をつくり、これに種々の循環をもつ渦対を衝突させた。渦対の循環と混合層の渦の循環の比、渦輪の導入位置、および渦輪の配置を系統的に変化させて、2種類の渦の相互作用のパターンにおよぼすこれらのパラメータの効果を明らかにした。(2)混合層に形成される渦管とこれに衝突する渦輪の相互干渉を3次元的に数値解析し、両者の循環の比によって干渉のパターンが変化する様子を系統的に明らかにした。渦輪の循環が渦管のそれよりも小さいときは、渦輪は渦管に巻き付き小さなスケールの渦構造を生成する。両者が等しい時は、渦輪と渦管の一部が置き換わること、前者の循環が後者のそれの1.5倍以上になると、渦輪は渦管を突き抜けること、などが明らかになった。(3)これらの結果に基づいて、大規模なはく離を伴う翼の負圧面に渦輪を衝突させ、はく離領域が縮小されることを示した。渦輪の循環とレイノルズ数を系統的に変化させて、はく離領域の縮小によって翼の抗力が極小値をとる渦輪の打ち込み周波数および渦輪の循環が存在することを明らかにした。混合層の中に外部から自己誘起速度をもつ渦対を導入し、混合層中の組織的渦構造と外部渦の直接相互作用によって、混合層の成長と周囲流体との混合が促進されるかどうかを数値シミュレーションによって調べた。(1) 2次元混合層をケルビン・ヘルムホルツ不安定の周波数で励起し、組織的渦構造が規則的に配列される状態をつくり、これに種々の循環をもつ渦対を衝突させた。計算は渦法によって行った。(2)混合層の成長速度を表す特性量として、相互作用が開始されてから一定の時間が経過したときの運動量厚さを定義し、これが循環比などの変化によってどのように変化するかを明らかにした。運動量厚さは循環比の増加とともに増加するが、2.5程度以上の循環比において飽和することが明らかになった。これは、渦対が混合層を突き抜けてしまうためである。(3)渦対の導入位置が渦対が混合層の渦とが遭遇するタイミングを決定すること、および運動量厚さが極大値および極小値を取る導入位置が存在することが明らかになった。(4)渦対の導入時の角度についても、運動量厚さが極大となる値があることがわかった。(5)循環比が1.0の近傍にあるときは、混合層の渦と渦対の渦とが組み換わることが明らかになった。
小学校社会科における伝統・文化の指導の充実を図るための実践的研究

1研究の目的新学習指導要領の改訂で「伝統や文化」に関する学習の充実を図ることが重視された。小学校社会科においても,中学年において新たに「伝統や文化などの地域資源を保護・活用している地域」の学習が加えられた。しかし,実際の指導においては単元開発そのものを行う必要がある。また,その際,どのようなことを大切にしなければならないか,単元設計のポイントは何かなど,明らかにしなければならない課題は多い。そこで,本研究は,「小学校社会科における伝統・文化関連教材を開発する」ことを通して,新たな教育課題の解決を実践的に図ろうとするものである。2研究の方法(1)他地域で行われている伝統・文化に関する実践の状況の調査・研究(2)研究会・研修会等への参加(3)文献をもとにした理論研究(4)指導試案の立案と実践による検証3研究の成果(1)単元開発の際の具体的な視点が明らかになったこと。(身近に感じられる題材,価値が高いもの,地域住民の具体的な動き等)(2)単元設計のポイントが明らかになったこと。(価値の高さの理解,保護が必要になる状況の理解,克服への取組,まちづくりへの活用等)(3)授業実践を通して,開発した単元の有効性を検証できたこと。(4)社会科副読本の作成を通して,成果を広げることができたこと。(5)伝統的な文化に対して,子どもたちの意識が変わってきたこと。
戦間期における日本地主制の展開に関する研究-小作争議との関連で-

1920年代、西日本を中心に発生した小作料減額争議は、日本地主制の後退要因とされる。本研究は、この種の争議がなぜ発生し終息したのか、地主制にいかなる影響を与えたかを検討した。対象地は、農外労働市場が発達し、争議が多発した愛知県尾西織物地帯である。尾西織物地帯の中心である中島郡奥町、今伊勢村では、小作料減額争議が1917年から発生し、21、22年に激化した。このなかで小作農は、10数%から30%近くの永久減額に加えて、一時減額を毎年のように獲得した。こうして20年代には、争議前契約小作料の3040%台が年々減額された。しかし27年以降、小作農は小作料減額を要求できなくなった。一連の状況は次の要因によって形成された。第一次大戦下、機業を中心に工業が展開、その賃金と小作所得との間に著しい較差が生じた。較差は戦後恐慌後、農産物価格低下によって小作所得が抑えられたのに対し、工業の賃金が急騰したことで一層拡大した。労働力が農外に流出し、小作地が過剰に転じるなか、小作農は賃織や工業並みの労働報酬を意識し、小作料減額を求めた。しかし20年代後半には農外労働市場の収縮、とりわけ賃織の消滅で帰農者や新規就農者が増加し、小作地は不足に転じた。農外労働市場の収縮は、一度一定の成果=永久減額を勝ち取った小作農を、再び攻勢に出られない状態にした。なお、地主・小作農のいわゆる「協調体制」が争議を終息させた事実はなかった。20年代の小作料減額争議によって、この地方の地主制は後退した。奥町では、実納小作料率が争議前の55%から20ポイント近くも低下し、土地利回りは6%から2%へと低下した。こうしたなか、中島郡の10町歩以上地主数は20年代に半減した。しかし全国的にみて、尾西地方のように小作料減額争議が地主制を著しく後退させたと評価できる地域は、それほど広範には存在しなかった。[成果は学会誌に投稿中である]1920年代、西日本を中心に発生した小作料減額争議は、日本地主制の後退要因とされる。[成果は学会誌に投稿中である]
同種異系反応に伴う免疫活性化機構の解明と新規標的分子の同定

腫瘍反応性T細胞の十分量の確保が、がん免疫治療の命題である。多数のがん共通抗原の同定とがんペプチドワクチンとして研究開発に精力的に向けられたが、その治療効果は、客観的反応で平均2.6%と極めて低胃という問題を明らかにした。一方で、宿主に異系統(allogeneic)由来腫瘍細胞を投与しても生着しない現象を利用して、129S1マウス由来IgGをallogeneic IgGとして、同種異系由来腫瘍細胞とが免疫複合体を形成し、これを樹状細胞がin vitroで効率的に貪食し、強力な抗原提示能を発揮することが明らかとなった。我々はこのシステムを用いて、樹状細胞の活性化機構を明らかにし、ヒト大腸癌組織に対する治療モデルを作成する。また、前臨床研究として、ヒト大腸癌検体を高度免疫不全マウスに移植後、腫瘍樹立モデルを作成する。免疫チェックポイント阻害剤の台頭と共に、奏功症例の解析が進み、がんの発症に伴う遺伝子変異に起因する新生変異抗原(neoantigen)の存在が必要条件であることが示された。変異頻度の高い癌種にneoantigenが出現する傾向があるが、この同定には非常に複雑なプロセスと莫大な費用を要する。本研究は、大腸癌にneoantigenの同定とMSS大腸癌に対する免疫療法の改善という、大腸癌における腫瘍免疫学のテーマを解明できる可能性を秘めた研究である。この研究を消化器癌に適用して解析を進め、ヒトへの臨床応用を目的とする。NKT細胞療法に関しては、ワクチン導入アロDCを用いた研究を進めており、成果が期待される。抗がん免疫応答に関わる腫瘍反応性T細胞を十分量提供できることが、がん免疫治療の目標の1つである。獲得免疫の抗原特異性というシステムへの期待は、多数のがん抗原の同定とがんペプチドワクチンや樹状細胞ワクチンとして研究開発に精力的に向けられたが、その治療効果は、客観的反応で平均2.6%と極めて低かった。一方、宿主に異系統(allogeneic)由来腫瘍細胞を投与しても生着しない。この理由として129S1マウス由来IgGをallogeneic IgGとして、同種異系(C57BL6マウス)由来腫瘍細胞とが免疫複合体を形成し、これを樹状細胞がin vitroで効率的に貪食し、強力な抗原提示能を発揮することが明らかとなった。変異頻度の高い癌種にneoantigenが出現する傾向があるために、大腸癌に限った場合、Lynch症候群を中心とした、ミスマッチ修復機構の欠損を有する症例に限られる。本研究は、大腸癌に対する免疫システムにとどまらず、neoantigenを同定するという腫瘍免疫学のテーマの一つを解明できる可能性を秘めた研究である。allogeneic IgGとして、129S1マウス由来IgGの採取に成功した。腫瘍(主にB16メラノーマ細胞株)とallogeneic IgGを培養し、免疫複合体を形成することを確認した状態である。現在、免疫複合体を未成熟樹状細胞に貪食させることにより、樹状細胞の成熟と腫瘍貪食能が亢進することを再現している。腫瘍細胞を共培養し、できることはかく現在、樹立腫瘍を貪食させて、評価している。現在、この評価を行なっているが、正確な評価が困難であること、成熟が不十分な場合があることが問題である。この原因について検討している。この理由として129S1マウス由来IgGをallogeneic IgGとして、同種異系由来腫瘍細胞とが免疫複合体を形成し、これを樹状細胞がin vitroで効率的に貪食し、強力な抗原提示能を発揮することが明らかとなった。NKT細胞療法に関しては、ワクチン導入アロDCを用いた研究を進めており、今後、成果が期待される。allogeneic IgGとして、129S1

マウス由来IgGの採取し、腫瘍(主にB16メラノーマ細胞株)とallogeneic IgGを培養し、免疫複合体を形成することを確認した。さらに、免疫複合体を未成熟樹状細胞に貪食させることにより、樹状細胞の成熟と腫瘍貪食能が亢進することの再現に成功した。腫瘍細胞を共培養し、現在、樹立腫瘍を貪食させて、評価している。これらの効率が不十分である場合もあり、allogeneic IgGの腫瘍との共培養を繰り返し、行っている。腫瘍反応性T細胞の十分量の確保が、がん免疫治療の命題である。多数のがん共通抗原の同定とがんペプチドワクチンとして研究開発に精力的に向けられたが、その治療効果は、客観的反応で平均2.6%と極めて低胃という問題を明らかにした。一方で、宿主に異系統(allogeneic)由来腫瘍細胞を投与しても生着しない現象を利用して、129S1マウス由来IgGをallogeneic IgGとして、同種異系由来腫瘍細胞とが免疫複合体を形成し、これを樹状細胞がin vitroで効率的に貪食し、強力な抗原提示能を発揮することが明らかとなった。我々はこのシステムを用いて、樹状細胞の活性化機構を明らかにし、ヒト大腸癌組織に対する治療モデルを作成する。また、前臨床研究として、ヒト大腸癌検体を高度免疫不全マウスに移植後、腫瘍樹立モデルを作成する。免疫チェックポイント阻害剤の台頭と共に、奏功症例の解析が進み、がんの発症に伴う遺伝子変異に起因する新生変異抗原(neoantigen)の存在が必要条件であることが示された。変異頻度の高い癌種にneoantigenが出現する傾向があるが、この同定には非常に複雑なプロセスと莫大な費用を要する。本研究は、大腸癌にneoantigenの同定とMSS大腸癌に対する免疫療法の改善という、大腸癌における腫瘍免疫学のテーマを解明できる可能性を秘めた研究である。この研究を消化器癌に適用して解析を進め、ヒトへの臨床応用を目的とする。NKT細胞療法に関しては、ワクチン導入アロDCを用いた研究を進めており、成果が期待される。免疫複合体を貪食させ、未成熟樹状細胞が成熟する過程で、十分な成熟が促されない場合は、αCD40刺激(CD40L)及びTNFαによる刺激を朝らに加えることにより、成熟がより促進される可能性があるため、これを検討する予定である。腫瘍内にallogeneic IgGに加えて、αCD40刺激(CD40L)及びTNFαの局注を行うと、強力な抗腫瘍効果を発揮することが報告されている。腫瘍内の未成熟樹状細胞を取り出し、上記のallogeneic IgG+αCD40(CD40L)及びTNFαの刺激を加えると、腫瘍内樹状細胞が成熟され、強力な抗原提示能を発揮することも同時に示されており、これを導入して、明確に上記の現象をin vitroで確認する予定である。allogeneic IgGに加えてαCD40刺激(CD40L)及びTNFαによる刺激を樹立腫瘍に加えることにより、腫瘍内DCが成熟され、抗腫瘍効果を発揮することを進め、少なくとも同系統の実験で、抗腫瘍効果が増強されていることを確認している。
堀川水質への下水処理放流水の影響評価と汚染物質の河川中動態に関する研究

堀川は名古屋市の中心部を流れ名古屋港につながる感潮河川であり,上流部には名城下水処理場からの放流水が大量に流れ込む。本研究では,堀川および堀川と合流する新堀川の水質を十数地点において調査し,堀川の水質汚濁の現状および汚濁原因機構を解明するとともに,汚濁物質の有効な除去方法について室内実験による検討を試みた。野外調査においては,流下方向だけでなく,深さ方向についても数点の採水を実施し,水質の水平・鉛直濃度変化から水質汚濁機構を検討した。得られた結果および結論を以下に要約する。1.名城下水処理場付近において濃度が上昇する重金属として,Mn,Ni,Sb,NH4-N,NO3-Nが挙げられ,下水処理放流水による影響と考えられる。特にNiは,水質環境基準旧指針値の最大十数倍高い濃度が観測された。2.下流で濃度上昇する重金属として,これまでのSeとCrが観測された。これらの排出源は,名古屋港臨海部の工場排水と推定される。3.鉛直方向の河川水中Ni濃度の変化を深さ50cm間隔で実測し,淡水と海水との混合を考慮した予測値との比較を行った。その結果,順流時に予測値と実測値との差が大きくなり,逆流時には差が小さくなることから,海水と淡水の境界付近でのコロイド状Niの淡水域への濃縮効果が濃度分布に影響を与えているのではないかと推定した。4.Niの河川中での存在形態および河川における効果的なNi除去方法の検討のため,活性炭とイオン交換樹脂による吸着実験を実施した。その結果,河川中Niの一部は,コロイドへの吸着態あるいは有機性配位子と結びついた分子状錯体を形成している可能性が示唆された。また最も効果的にNiを除去することができた吸着剤は活性炭であった。堀川は名古屋市の中心部を流れ名古屋港につながる感潮河川であり、上流部には名城下水処理場からの放流水が大量に流れ込む。本年度は、感潮作用を示す最上流部から名古屋港までの16地点および下流部にて堀川と合流する新堀川において5地点の計21地点の橋において河川水のサンプリングを行い、水質分析を行った。現地調査では、流心部の表面水をガラス瓶で、底層水をハイロート採水器で採水し、現場でDO、ORP、電気伝導度、水温、水深を測定し、実験室にてpH、アンモニア性窒素、硝酸性窒素、リン酸態リン、およびICP質量分析器を用いて11元素の河川中濃度を測定した。得られた結果・結論を以下に示す。1.名城下水処理場付近において濃度が上昇するものとして、NH4-N,Ni,Sb,Pbが挙げられる。特にNiは、水質環境基準旧指針値の最大10倍近い高濃度が観測された。また観測結果より、下水処理場より約2.5km下流の桜橋付近においてNiおよびNH4-Nを高濃度に含む排水の流入が予想される。2.下流に向かって濃度上昇が認められる重金属としてAs,Se,Cuが挙げられる。表層部・底層部の濃度分布および電気伝導度との相関から、汚染の原因は、名古屋港の汚染した海水が塩水楔および感潮作用によって堀川に流入ためと考えられる。3.古渡橋での定点観測日は、古渡橋の上下流部において河川工事が行われていた。その影響によって底のヘドロが巻き上げられて河川は濁り、ORP値は-320mV以下と強い還元状態を示した。このときAs,Se,Sb濃度が平常時よりはるかに上昇し、工事開始時には環境基準・指針値の410倍もの高濃度を記録した。

このことから、将来河川改修を計画している堀川において、工事に伴う水質汚染に関する検討を行うことの必要性が明らかになった。堀川は名古屋市の中心部を流れ名古屋港につながる感潮河川であり、上流部には名城下水処理場からの放流水が大量に流れ込む。本年度は、感潮作用を示す最上流部から名古屋港までの9地点および堀川と同じく名古屋港に流入する他河川(天白川,山崎川,庄内川,荒子川の4河川)の上流部から下流部にかけて各3地点において河川水(表層水および底層水)のサンプリングを行い、水質分析を行った。また,堀川では,エックマンパージ型採泥器を用いて底泥の採取を行った。さらに,昨年度NiおよびNH_4-Nの濃度上昇が観測された桜橋において2時間ごと24時間の定点観測を実施した。水質分析項目は前年度と同じであり,底泥については,全量重金属濃度を中性子放射化分析法で,0.1N塩酸抽出による抽出濃度をICP質量分析器にて定量した。得られた結果・結論を以下に示す。1.名城下水処理場付近において濃度が上昇するものとして、Mn, Ni, Sb, NH_4-N, NO_3-Nが挙げられる。特にNiは、水質環境基準旧指針値の最大10倍近い高濃度が観測された。2.桜橋において河川中Ni濃度が再上昇する原因機構として,塩水くさびがもたらすコロイド状Niの淡水域への濃縮効果が挙げられる。この考察に関しては,さらなる検討が必要である。3.桜橋付近では,底泥中Ni濃度も極大値を示すことが明らかになった。ただし,高濃度の原因は河川水にあるのではなく,底泥の性状によるのではないかと推察した。4.堀川下流部で濃度上昇が見られる重金属としてSeが挙げられた。他の3河川との比較から,山崎川,天白川河口部に存在する向上からの排水が海水とともに堀川に運ばれたのではないかと推察される。堀川は名古屋市の中心部を流れ名古屋港につながる感潮河川であり,上流部には名城下水処理場からの放流水が大量に流れ込む。本年度は、これまで継続的に実施している流下方向の採水に加えて小塩橋,桜橋において深さ50cm問隔での採水を実施し,鉛直方向の重金属濃度から,感潮現象が汚染物質濃度に及ぼす影響について検討した。水質分析項目は前年度と同じであり,現場で水温,電気伝導度,DO,ORPを測定し,実験室にて採水サンプルを0.45μmのメンブレンフィルターでろ過した後,ICP質量分析器で11元素(Al,Cr,Ni,Mn,Se,Cu,As,Zn,Pb,Sb,Cd)の濃度を分析した。得られた結果・結論を以下に要約する。1.名城下水処理場付近において濃度が上昇する重金属として、Mn,Ni,Znが挙げられた。特にNiは,水質環境基準旧指針値の最大7倍近い高濃度が観測された。2.下流で濃度上昇する重金属として,これまでのSeに加えて新たにCrが観測された。3.鉛直方向の河川水中Ni濃度の変化が,淡水と海水との混合のみによってもたらされたと仮定して,電気伝導度の鉛直分布から予測したNi濃度の鉛直分布と実測値を比較した。その結果,順流時に予測値と実測値との差が大きくなり,逆流時には差が小さくなる結果となった。この結果は,昨年度の定点観測における河川水中Ni濃度の時間変化から考察した内容と一致する。4.感潮現象とNi濃度の再上昇との関係は,満潮干潮という大きな潮位変化より,順流逆流という流れ方向の変化が,表層でのNi濃度に影響を与えていると推定される。
概日時計を応用した魚類の成長・成熟に関する研究

本研究は,魚類の生体機能が概日時計によって支配され日周リズムを示す特性を応用して,魚類の成長・成熟を改善しようとする初めての試みである.本年度は,西東京科学大学において遊泳行動リズムを24時間連続計測し,概日時計の周期をスペクトル解析によって正確に測定した.その結果,キンギョの遊泳行動の周期は,恒暗では24.4±1.6時間,恒明では25.2±2.5時間,恒薄明では26.0±3.4時間といずれも24時間より長い周期を持っていることが明らかになった.さらに,遊泳行動と同時に,魚が自ら摂餌できるように開発した自発摂餌装置によって摂餌行動のリズムも24時間連続記録した.その結果,(1)明期遊泳・明期摂餌型,(2)明期遊泳・暗期摂餌型あるいは(3)暗期遊泳・明期摂餌型などがみられ,固体によって遊泳行動と摂餌行動リズムが必ずしも同じ位相で生じないことが分かった.また,恒暗あるいは明暗パルス条件下では,自発摂餌行動と遊泳行動にサーカディアンリズム(周期=22.527.5時間)が観察されることから,両リズムは生物時計によって支配されていることが明らかとなった.また,一部の魚では摂餌行動のウルトラディアンリズムが観察された.さらに,これらの実験から特に成長に関する重要な結果としては,自発摂餌によっていつでも自由に摂餌できたキンギョの1ケ月間の体重増加が平均して約1.7倍となったことである.したがって,概日時計で支配された自発摂餌行動を利用することによって魚類の成長が著しく改善されることが示唆された.本研究は,魚類の生体機能が概日時計によって支配され日周リズムを示す特性を応用して,魚類の成長・成熟を改善しようとする初めての試みである.本年度は,西東京科学大学において遊泳行動リズムを24時間連続計測し,概日時計の周期をスペクトル解析によって正確に測定した.その結果,キンギョの遊泳行動の周期は,恒暗では24.4±1.6時間,恒明では25.2±2.5時間,恒薄明では26.0±3.4時間といずれも24時間より長い周期を持っていることが明らかになった.さらに,遊泳行動と同時に,魚が自ら摂餌できるように開発した自発摂餌装置によって摂餌行動のリズムも24時間連続記録した.その結果,(1)明期遊泳・明期摂餌型,(2)明期遊泳・暗期摂餌型あるいは(3)暗期遊泳・明期摂餌型などがみられ,固体によって遊泳行動と摂餌行動リズムが必ずしも同じ位相で生じないことが分かった.また,恒暗あるいは明暗パルス条件下では,自発摂餌行動と遊泳行動にサーカディアンリズム(周期=22.527.5時間)が観察されることから,両リズムは生物時計によって支配されていることが明らかとなった.また,一部の魚では摂餌行動のウルトラディアンリズムが観察された.さらに,これらの実験から特に成長に関する重要な結果としては,自発摂餌によっていつでも自由に摂餌できたキンギョの1ケ月間の体重増加が平均して約1.7倍となったことである.したがって,概日時計で支配された自発摂餌行動を利用することによって魚類の成長が著しく改善されることが示唆された.
細胞内動態の網羅的イメージングとホームメイド薬剤による植物の不等分裂機構の解明

多細胞生物は複雑な構造をもつが、それら全ては単一細胞である受精卵から発生する。しかし植物では、受精卵の内部でどのような変化が起こるのかや、それを制御する因子など、いまだ全く分かっていない。その理由としては、これまで生きた受精卵を観察できる手法が存在しなかったことと、重要な機能を担う遺伝子の欠損株が得られにくいことが挙げられる。そこで本研究では、まず、研究代表者が開発した受精卵のライブイメージング技術を用いて、受精卵の内部動態を精緻に観察する。加えて、このライブイメージング法と化合物スクリーニングを組み合わせることで、従来法では見出し得なかった鍵因子を網羅的に同定する。