hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超小角散乱法および顕微鏡法によるイオン性溶質分布の不均一性に関する研究

またさらに,Buergenstock会議及びGordon会議は,当該分野の世界的研究者の集りであり,これの参加して本研究成果を発表し討論を行い,本研究の完成に役立てた。また,分担者曽我見郁夫は,オックスフォ-ド大学とコロイド分散系について理論計算を協同で行っており,渡英し完成にいたらしめた。また,マインツ大学において脂質二分子膜の構造を熱測定法により解析し,クラ-クソン大学においては担汁酸溶液の散乱について協同御究を行った。超小角X線散乱(USAXS)装置が京都大学に完成し、具体的にデ-タの入手が可能となった。ラテックス粉末試料の粒径決定による性能チェックにより、計画したとうり、8ミクロン程度までの散乱体の測定が可能な性能を有することが確認された。さらに、結晶様構造を有するラテックス分散液、シリカコロイド分散液のUSAXSパタ-ンにはブラックピ-クが多数観察され、格子定数と格子系の精密評価に成功した。それらは顕微鏡法による結果と良い一致を示したが、顕微鏡では観察できなかった分散液内部まで構造が形成されていることが確認された。さらにこれらの試料についてUSAXSパタ-ンの時間変化を測定することにより、結晶成長過程の追跡も可能であった。これらの研究成果は現在学術雑誌に投稿中である。また異種高分子混合系試料に関しても予備的測定を行ったが、それぞれの高分子が形成するドメインの大きさを反映するUSAXS曲線が得られ、それらは電子顕微鏡による結界と良好な一致を示した。さらに合金試料に関しても予備的測定を行ったところ、やはりドメインに起因すると思われるUSAXSパタ-ンが得られ、現在詳細に解析中である。ユ-リッヒ研究センタ-におけるポリスチレンスルホン酸ナトリウム重水溶液に関する超小角中性子散乱測定により、溶液中において高分子がクラスタ-を形成しており、今まで均一と思われていた溶液中に1000A程度のディメンジョンを持つ不均一性が存在することが明かとなった。この研究成果はSchwahn博士がUSAXSの性能点検のため来日した際、討論を重ね、共著の形で学術雑誌に投稿中である。特別推進研究の援助のもとに,我々は,巨視的に均一なイオン性溶液が微視的には必ずしも均一でなく,局所的に結晶様規構造が生成し,これらクラスタ-が不規則構造と共存している事実を明確にしてきた。これまでの研究により,イオン性高分子溶液の,従来測定が不可能であった超小角領域にクラスタ-の存在を示すupturn挙動をポリスチレンスルホン酸ナトリウム重水溶液に対して見い出し,Guiner法におよびモデル計算によりクラスタ-の大きさ等の定量的議論を行うことに成切した。本年度はさらに,ドイツ国ユ-リッヒ研究センタ-における超小角中性子散乱測定をポリアクリル酸等種々の合成および生体イオン性高分子溶液に対して行い,添加塩濃度,電荷密度等の影響を調査し普遍的知見を得た。また,同様の測定を京都大学に設置した超小角X線散乱装置(USAXS)によっても行い,両者の比較検討を行いつつある。最近,インド科学研究所などにおいて,本申請課題についてコンピュ-タ-シミュレ-ションに大きな進展がみられた。その研究グル-プの指導者(Prof.A.K.Sood)を短期間招へいして共同研究を行うことができた。またさらに,Buerganstock会議及びGordon会議に参加して本研究成果を発表し討論を行い,本研究の完成に設立てた。
配向分子からの光電子の角度分布測定による形状共鳴ダイナミックスの研究

本研究において、多重同時計測運動量画像分光実験装置を設計・建設した。本装置を用いて測定した、CO2分子のO+-CO+-O1s光電子の三重同時計測による配向したCO2分子からのO1s光電子の角度分布パターンは、O1s光電離によりCO2分子の対称性がD∞bからC∞vに低下していることを明白に示した。O原子の1s軌道を光電離すると、振電相互作用により反対称伸縮振動が励起され、伸長した結合のO原子に内殻空孔が局在することは、今までの研究で知られていた。本研究では、反転対称性を示さないO1s光電子の角度分布パターンから、伸長した結合のO原子が右側にあるのか左側にあるのかを識別することを可能にした。そして、O1s光電子の角度分布パターンを解析することによって、内殻空孔は解離O+イオン側に100%の確率で局在していたことを明らかにした。また、C2H2分子をサンプルに選び、解離チャンネルを選別した配向C2H2分子からのC1s光電子の角度分布測定をおこなった。そして、解離イオン種が同じでない解離チャンネルにおいては、C1s光電子の角度分布のパターンが反転対称性を示さないことを発見した。この発見は、C1sに空孔を持つC2H2分子の対称性が、オージェ崩壊の時間スケール(数10fs)でD∞hからC∞vに低下したことをC1s光電子の角度分布測定で捉えたことを意味している。このように、分子の内部時計(オージェ崩壊)を利用して、数10fsの短時間に起る分子の構造変形を直接観測したのは本肝究が初めてである。これらの実験と平行して、従来の角度分解型の光電子・解離イオン同時計測実験装置を用いて、CO分子の振動準位を分解した配向COからのC1s光電子の角度分布測定を行い、形状共鳴におよぼす核振動の効果を明らかにした。放射光の進行方向と偏光ベクトルを含む面内に放出される、光電子および解離イオンの運動量画像イメージング・スペクトロメータを基本とした光電子・解離イオン同時計測実験装置の設計・製作を行った。荷電粒子のレイ・トレースのシミレーション・プログラムを用いて、運動量の分解能が最適になるように、ドリフト・チューブ内の静電レンズの幾何学的な配置と電圧を決定した。20eV以下の運動エネルギーを持つ光電子および解離イオンに対しては、1/1001/200のエネルギー分解能で、ほぽ100%の効率で検出出来ることを確認した。ここで決定した、パラメーターに基づき光電子・解離イオン同時計測実験装置の設計を行った。3回にわたる工場立会い検査を経て、本実験装置は3月上旬に納品された。現在は、本実験装置に二次元検出器を取り付けて、真空の立ち上げを行っている。放射光を用いた本実験装置による最初の実験は、本年度の6月に予定している。次ページの研究発表の欄に記した2編の論文は、研究代表者がすでに有している角度分解型の光電子スペクトロメータとイオンスペクトロメータを用いて得られた研究成果である。前者は、配向したN_2分子からの光電子の角度分布に円二色性を発見した最初の研究成果である。また、光電離過程に現れる形状共鳴のダイナミックスを記述する電気双極子遷移行列要素と位相差を実験結果だけからユニークに決定した。その結果、2σ_g→σ_u形状共鳴は、fσ_uチャンネルによって引き起こされていることを明らかにした。

後者においても、配向CO_2分子からのCls光電子の角度分布測定の結果から、電気双極子遷移行列要素と位相差を決定した。その結果、CO_2分子のσ_u形状共鳴には、Pσ_u,fσ_uおよびhσ_uの多チャンネルが寄与していることを明らかにした。放射光軟X線を用いて、光電子および光イオンの運動量画像イメージングを基本とした、光電子・光イオン同時計測実験装置による実験を開始した。最初の立ち上げ実験では、実験装置の不備(ディレイライン位置検出器システムのハードおよびソフトの不備・分子線源の不備)を全て洗い出した。夏には、これらに改良を加えた。そして、秋には光電子および光イオンの運動量画像イメージング測定を可能にした。1月から3月の放射光ビームタイムでは、NOおよびCO2分子の内殻光電離において、光電子・光イオン同時計測を行い配向分子からの光電子の角度分布データを蓄積した。現在、データ解析中である。次ページの研究発表の欄に記した研究成果は、研究代表者がすでに有している角度分解型光電子スペクトロメータとイオンスペクトロメータを用いて得られた研究成果である。配向CO分子からの振動準位を分離したC1s光電子の角度分布測定を行い、形状共鳴領域において、光電子の角度分布に著しいFranck-Condon原理の破れを発見した。形状共鳴においては、遷移モーメントが分子の核間距離で著しく変わるので、電子の運動と核の運動を分離したFranck-Condon原理は適用出来ないことを指摘した。遷移モーメントを核間距離で平均化することによって、光電離プロセスが正しく記述できることを、理論的に示した。配向NO分子からのスピン多重度を分離したN 1s光電子の角度分布測定を行い、形状共鳴領域においは、光電子と分子内電子の交換相互作用の違いにより、^3Πおよび^1Πイオン化状態では、光電離ダイナミックスが著しく異なることを発見した。対称性の高い分子の等価な原子を識別する測定手段はなかった。しかしながら、本研究で設計・製作した多重同時計測運動量画像分光実験装置によって、それらを識別することが可能にした。すなわち、私達がCO_2分子のO^+-CO^+O1s光電子の三重同時計測で測定した配向したCO_2分子からのO1s光電子の角度分布パターンは、O1s光電離によりCO_2分子の対称性がD_<∞h>からC_<∞v>に低下していることを明白に示した。O原子の1s軌道を光電離すると、振電相互作用により反対称伸縮振動が励起され、伸長した結合のO原子に内殻空孔が局在することは、今までの研究で知られていた。本研究では、反転対称性を示さないO1s光電子の角度分布パターンから、伸長した結合のO原子が右側にあるのか左側にあるのかを識別することを可能にした。そして、O1s光電子の角度分布パターンを解析することによって、内殻空孔は解離O^+イオン側に100%の確率で局在していたことを明らかにした。多原子分子の内殻を光電離すると、オージェ崩壊後に多岐な解離チャンネルが開ける。本研究で設計・製作した多重同時計測運動量画像分光実験装置は、多重同時計測であるので多岐にわたる解離チャンネルをすべて追跡測定することができる。そこで、C_2H_2分子をサンプルに選び、解離チャンネルを選別した配向C_2H_2分子からのC1s光電子の角度分布測定をおこなった。そして、解離イオン種が同じでない解離チャンネルにおいては、C1s光電子の角度分布のパターンが反転対称性を示さないことを発見した。
矮性鶏における筋ジストロフィー遺伝子発現

筋ジストロフィー鶏を用いた本研究によって以下の諸点が明らかとなった。1)遺伝、育種筋ジストロフィー遺伝子(am)は不完全優性遺伝、矮性遺伝子(dw)は伴性劣性遺伝の様式に従がう。2)病理、形態a)筋ジス鶏の浅胸筋はdw遺伝子導入により筋線維の萎縮、空胞形成を示すようになり、壊死再生線維は目立たない。さらに、筋の脂肪化が顕著で、早期から間質での脂肪組織の増生が認められる。b)脂肪組織の増生は血管系の発達と関連性がある。筋ジス筋の筋束の周辺の間質には脂肪化が進むが、それと並行して筋線維周辺の毛細血管は次第に失われる。血管系の発達と脂肪組織の増殖の関係を三次元的に解析した。3)甲状腺ホルモンと筋収縮蛋白(トロポミオシンβ鎖)a)鶏の矮性化の主な原因は血中甲状腺ホルモン(T_3)濃度の低下による。b)dw遺伝子はam遺伝子に対し、強い変更遺伝子として作用し、本来ヘテロ鶏浅胸筋で合成されないトロポミオシンβ鎖を合成させる。甲状腺ホルモンの低下と筋収縮蛋白合成の関係について検討した。最近筋細胞の甲状腺ホルモンに対するレセプターが細胞核内にあることが、報告された。今後は培養筋細胞においてホルモンとam遺伝子発現の関係を調べる必要がある。鶏の筋ジスam遺伝子は常染色体劣性であり、矮性dw遺伝子は伴性劣性遺伝様式に従うことが知られている。本年度はニューハンプシャー種(NH)のam遺伝子をWL種、WLdw種へと、次第に鶏体を小型化する個体へと導入した。正常鶏と矮性鶏を交配すると【F_1】での個体の表現型が交配の仕方でちがってくる。【F_1】鶏群では雌のみが小型化し、雄はdw遺伝子をヘテロにもつため、正常の大きさを維持した。dw遺伝子は鶏の成体重を雌において30%、雄において40%減少した。筋ジスam遺伝子の表現型はtlip testによる得点、血中CK活性を指標とし、最終的な筋ジス,ヘテロ,正常鶏の選抜は浅胸筋のbiopsy組織標本の病理判定によった。得られた結果を以下に述べる。1)tlip test:三品種間で成長に伴う得点の推移をみると、鶏体が小型化すると高値を維持する。従って矮性鶏の得点は高く、症状が軽減してみえる。2)血中CK活性:三品種間で大きな差はない。筋ジス鶏は高値を示す。3)病理判定:白レグ鶏、矮性鶏へとam遺伝子が移行するに伴い、肥大線維は目立たなくなり、壊死線維や、その後の再生反応は見付けにくくなる。白レグ鶏と矮性鶏の筋線維は径を減じ、萎縮する。間質でみられる三品種間の大きな差は、脂肪組織の増生である。矮性鶏は4ケ月齢で筋束間、および内に多量の浸油をみ、同時に筋線維の消失が起る。鶏の筋ジスam遺伝子はいずれの品種でも質的に同様な病変を示すが、その品種のもつ遺伝的背景の影響によって症状の発現は強調されたり、あるいは抑制される。鶏を小型化するdw遺伝子は、個体内のam遺伝子発現を強く修飾し、変更遺伝子として作用する。次年度はdw遺伝子の作用を明らかにしたい。変更遺伝子は遺伝子の相互作用によって,他の遺伝子座にある遺伝子の形質発現に影響を与える遺伝子である.この遺伝子は他の遺伝子の形質発現を強調したり,その突然変異性を増加させたりする強調遺伝子と,他の遺伝子の働きを弱めたり,その働きを完全に折えてしまったりする抑制遺伝子や抑圧遺伝子とに分けられる.筋ジストロフィ(以下筋ジスと略)矮性鶏は, 2種の遺伝子,すなわち筋ジス遺伝子(am)と矮性遺伝子(dw)を有する. Z染色体上にあるdw遺伝子がホモまたはヘミ接合体の場合は,常染区体上にあるam遺伝子に対して強調遺伝子として作用し, am遺伝子の発現を増大する.

従って, dw遺伝子を有する筋ジス矮性鶏浅胸筋の筋線維は萎縮,消失し,さらに,それらと並行して脂肪組織の湿潤が顕著となる.同様の結果はヘテロ鶏にdw遺伝子が導入された場合にもみられる.14週齢において各品種の生体重と血中甲状腺ホルモン濃度を測定した.血中thyroyine(T4)濃度は雄雌,品種間で有意差は認められない.しかし,血中tai-iodothyronine(T3)濃度は, dw遺伝子が導入されると正常値のほぼ半分に低下する. T_3値は正常矮性鶏と筋ジス矮性鶏との間で有意義はみられないが後者でやや低い傾向を示す.鶏体を小型化するdw遺伝子の一義的形質発現の場は甲状腺ホルモンの低下であり,筋レベルでの筋ジス発現はam遺伝子とホルモンとの相互作用の結果である.甲状腺ホルモンは筋線維の収線蛋白や酸素反応に作用し,過量のホルモンは筋線維を速筋へ分化させ,ホルモン濃度の低下は逆に筋線維を遅筋へと変換させることが知られている.本研究結果はこの反映とも考えられるが,今後詳しく検討する予定である.10週齢矮性鶏においてam遺伝子をホモ(am/am)、またはヘテロ(am/t)に導入して浅胸筋の収縮蛋白、特にトロポミオシンの質的変化に焦点をあてて解析した。正常矮性鶏の筋蛋白はニューハンプシャー種正常鶏での結果とよく一致する。ミオシン軽鎖は速筋タイプのfLC-1、fLC-2、fLC-3の3種より成り、トロポニンCも速筋タイプである。トロポミオシンは殆どα鎖から成る。一方、筋ジス矮性鶏筋のトロポミオシンはα鎖に加えてβ鎖のスポットが認められ、デスミンのスポットも出現する。am遺伝子をヘテロに持ち、かつdw遺伝子がホモ化した矮性鶏では、トロポミオシンα鎖に加えて、僅かではあるがβ鎖が出現する。このヘテロ鶏でのトロポミオシンβ鎖の合成の状態を、dw遺伝子をホモにもつ小型な雄固体(am/t、Z^<dw>Z^<dw>_1)と、dw遺伝子をヘテロにもつ大型の雄固体(am/t、Z^<dw>2^+)の間で比較した。dw遺伝子をヘテロにもつ大型の固体の浅胸筋線維にはトロポミオシンβ鎖は出現しない。したがって、dw遺伝子の変更遺伝子としての作用はヘテロ接合体の場合は十分に発揮されない。一方、dw遺伝子をホモにもつ小型固体は、強い変更遺伝子として作用し、野生型対立遺伝子によって抑制されていたdw遺伝子を強調し、僅かではあるがトロポミオシンβ鎖を合成する。このβ鎖のスポットは10、16週齢で観察されるが、充分に成熟した1年鶏では消失する。
毛髪ミネラルを用いたアトピー性皮膚炎発症予測モデルの改良

本研究は、2005年に福岡市乳幼児健診事業の一環として開始した、生後10か月時点におけるアトピー性皮膚炎の発症と生後または産後1か月の母子の毛髪中のミネラル量との因果関係調査(初期調査)の継続的研究である。毛髪ミネラル計測値には、かなりの誤差(毛髪採取部位やX線照射位置に伴う個体内のバラツキ)が含まれることが分かったので、測定値のバラツキの特性を解明し、その影響を考慮した解析・解釈法を開発した。その結果、統計モデルに基づく検討が可能となった。10年前に採取した毛髪の残余検体を再測定することにより、初期調査で構築したアトピー性皮膚炎発症予測モデルの大幅な改良に成功した。本研究は、福岡市乳幼児健診事業の一環として開始した、生後10か月時点におけるアトピー性皮膚炎の発症と生後または産後1か月の母子の毛髪中のミネラル量の因果関係調査(初期調査)の継続的研究である。6年後の追跡調査では、1人につき2回の測定を行い、測定誤差(個人内変動)の大きさと原因を検討してきた。その結果は今年度、International Journal ofPIXEに出版された。Proton-induced x-ray emission (PIXE)による毛髪ミネラルを疫学的リスク推定に有効に用いるためには、測定値の個人内変動と個人間変動を量的に評価することが必須であり、そのためには毛髪を2箇所採取して独立に測定されたミネラル計測値が必要となる。そこで本研究では、生後または産後1か月時点に採取した毛髪の残余検体を利用することにより、初期調査で構築した予測モデルの改良を行う。本年度は、目標標本数の半数について、毛髪ミネラル濃度の計測を終えた。長崎女子短期大学にて管理している、初期調査の残余毛髪の中から、本研究の対象となる(6年後の追跡調査への参加母子209組の)毛髪を選び出し、アルコール消毒後、プレートに貼り付けてPIXE測定用標本を作製した。作製した検体は、岩手医科大学サイクロトロンセンターに送付し、PIXE分析を用いて、32種類のミネラル濃度の計測を行った。生後1か月の乳児の毛髪は、少量で、細く、短いため、測定用の検体作製が困難な症例もあった。また、そのような毛髪から得られた測定値の精度が懸念されたため、試料の目視およびスペクトルとの比較により、PIXE測定値の信頼性を4段階(信頼性が高・中・低・要注意)に分類した。信頼性が低いまたは要注意となった毛髪は、乳児が39検体、母親が5検体であった。残余毛髪が0本のため測定不能であった乳児5例と合わせて除外し、本研究の解析対象症例は161組とすることとした。平成27年度中に、計836検体(母子209組×2検体)の毛髪の測定を全て終了する計画であったが、生後1か月の乳児の毛髪は、少量で、細く、短いため、1検体目の測定を行った段階で、測定値の信頼性に関する検討を行った。慎重な検討を重ねながら遂行しているので、測定済みの検体は予定の半数となってしまった。しかし、乳児の毛髪量に関する問題への対策は検討済みなので、2回目の測定を急ぐことにより、今年度の計画の遅れは取り戻せるものと考える。proton-induced x-ray emission (PIXE)による毛髪ミネラルを疫学的リスク推定に有効に用いるためには、測定値の個人内変動と個人間変動を量的に評価することが必須であり、そのためには毛髪を2箇所採取して独立に測定されたミネラル計測値が必要となることが分かった。そのような毛髪から得られた測定値の精度が懸念されたため、目標の半分(209例について2検体ずつ測定予定中の1検体)の計測を終えた段階で、PIXE測定値の信頼性に関する検討を行った。試料の目視およびスペクトルとの比較により、PIXE測定値の信頼性を4段階(信頼性が高・中・低・要注意)に分類した。残余毛髪が0本のため測定不能であった乳児5例と合わせて除外し、本研究の解析対象を決定した。合計836個(母子209組×2回)の毛髪検体を測定する計画であるが、生後1か月の乳児の毛髪は、少量で、細く、短いため、1検体目の測定を行った段階で、測定値の信頼性に関する検討を行った。

2検体目は、初期調査時に作製したプレートを再利用することを計画していたが、照射による損傷が大きな検体もあり、対処が必要であった。慎重な検討を重ねながら遂行しているので、測定が遅れている。しかし、乳児の毛髪量に関する問題への対策は検討済みである。本研究は、福岡市乳幼児健診事業の一環として開始した、生後10か月時点におけるアトピー性皮膚炎の発症と生後または産後1か月の母子の毛髪中のミネラル量との因果関係調査(初期調査)の継続的研究である。6年後の追跡調査では、1人につき2回の測定を行い、測定誤差(個人内変動)の大きさと原因を検討してきた。Proton-induced x-ray emission (PIXE)による毛髪ミネラルを疫学的リスク推定に有効に用いるためには、測定値の個人内変動と個人間変動を量的に評価することが必須であり、そのためには毛髪を2箇所採取して独立に測定されたミネラル計測値が必要となることが分かった。そこで、生後または産後1か月時点に採取した毛髪の残余検体を利用することにより、初期調査で構築した予測モデルの改良を行うことが本研究の目的である。初期調査の残余毛髪の中から、本研究の対象となる(6年後の追跡調査への参加母子209組の)毛髪を選び出し、32種類のミネラル濃度の再計測を行った。生後1か月の乳児の毛髪は、少量で、細く、短いため、測定用の検体作製が困難な症例もあった。そこで、試料の目視およびスペクトルとの比較により、PIXE測定値の信頼性を4段階「信頼性が高・中・低・要注意」に分類し、信頼性が低いまたは要注意となった毛髪(乳児39検体、母親5検体)は解析から除き、さらに残余毛髪が0本のため測定不能であった5例を除く162組を本研究の解析対象とした。症例数の減少があったにも関わらず、アトピー性皮膚炎発症予測に対するROC分析では、初期調査よりも優れた結果が得られた。本研究期間内に、毛髪PIXEの測定誤差(毛髪採取部位やX線照射位置に伴う個体内のバラツキ)を考慮した汎用的な統計解析手法を確立することが出来た。ミネラル計測値の"detectability","validity","tractability"を確認する方法、及びその結果に基づく対処法を論文に纏め、現在投稿中である。本研究は、2005年に福岡市乳幼児健診事業の一環として開始した、生後10か月時点におけるアトピー性皮膚炎の発症と生後または産後1か月の母子の毛髪中のミネラル量との因果関係調査(初期調査)の継続的研究である。毛髪ミネラル計測値には、かなりの誤差(毛髪採取部位やX線照射位置に伴う個体内のバラツキ)が含まれることが分かったので、測定値のバラツキの特性を解明し、その影響を考慮した解析・解釈法を開発した。その結果、統計モデルに基づく検討が可能となった。10年前に採取した毛髪の残余検体を再測定することにより、初期調査で構築したアトピー性皮膚炎発症予測モデルの大幅な改良に成功した。平成28年度は、2検体目のPIXE計測を終了し、初期調査のデータと統合して統計解析を行う。まずは32種類のミネラルそれぞれについて、2回の測定値の差を分析し、ミネラル毎の特徴を明らかにする。得られたミネラル量の測定誤差について、これまで取り組んできた予備的検討の妥当性を検証すると共に、測定誤差を考慮した方法でアトピー性皮膚炎の発症予測モデルの改良を試みる。2回の測定データを用いることにより、より精度の高い統計モデルを構築できることが期待される。
神経芽腫に対するMEK阻害剤の前臨床試験

本研究にて我々は、MEK阻害剤の神経芽腫への臨床応用を目的とした前臨床研究として、以下の2項目の解析を目的としている。1.マウスモデルでのMEK阻害剤の有効性および有害性の解析:ヌードマウスに神経芽腫細胞株を接種させた腫瘍モデルにMEK阻害剤の投薬を行い、抗腫瘍効果の解析を行う。同時に、マウスへの有害事象の有無の観察を行う。2.MEK阻害剤の感受性解析のための臨床検体におけるpERK免疫染色:神経芽腫臨床検体のpERK免疫染色を行い、腫瘍におけるERK活性化の傾向の検討を行う。初発腫瘍と化学療法後、再発時の比較、予後との比較等を行い、MEK阻害剤の適応となり得る症例の検討を行う。我々は、これまでに神経芽腫接種ヌードマウスにおけるMEK阻害剤の効果の解析をおこなっている。その結果、ERKの活性化が認められる神経芽腫細胞株接種群ではMEK阻害剤の効果が認められるが、ERK活性化が認められない細胞株接種群では無効であった。また、有効群においても、他の癌種の報告と同様に長期的にはMEK阻害剤に対する耐性が認められることが判明した。MEK阻害剤による有害事象は認められなかった。この結果を英文報告している。また、ヒト神経芽腫臨床検体におけるpERKの免疫染色をおこなっている。ERK活性化は症例毎に異なり、腫瘍内にもheterogeneityが認められた。再発症例にはpERKの活性化が優位であった。ほぼ計画書通りの進捗状況となっており、成果発表もおこなっている。現在、神経芽腫転移モデルの作製を行っており、これに対するMEK阻害剤の転移抑制効果の解析を進めている。MEK-ERK経路は細胞増殖に重要な役割を持つMAPKシグナル伝達系の一つであり、悪性腫瘍における活性化やその阻害剤の有用性が検討されている。本研究はMEK阻害剤の神経芽腫治療における有効性をin vitro, in vivoで検討する事を目的とし、MEK阻害剤であるTrametinibおよびCH126766の神経芽腫細胞株に対する効果の解析をおこなった。また、臨床におけるMEK阻害剤の有用性の検討のため、神経芽腫臨床検体を用いてMEKの下流因子であるERKの活性型の免疫染色を施行した。in vitroでは、いずれのMEK阻害剤も下流因子であるERKの活性化が認められる神経芽腫細胞株NLFおよびSK-N-ASの増殖を有意に抑制したが、ERK活性化の認められない細胞株に対しては無効であった。In vivoにおいては、ヌードマウスに生着させたSK-N-ASに両MEK阻害剤を作用させたところ、in vitroと同様に腫瘍増殖の抑制が認められた。臨床検体における解析では、化学療法後に摘出された腫瘍の38%にERKの活性化が認められ、ERKの活性化した症例の67%に再発が認められた。現在までにマウスにおける解析および臨床検体の免疫染色の結果が得られており、解析にすすんでいる。他の細胞株を用いたマウスモデルや他の薬剤との併用効果等の検討を行う。結果の詳細な解析を進め、学会、論文発表を行う。また、臨床への応用を検討する。本年度に追加した細胞株のマウスモデルの解析、および他の薬剤との併用効果の検討のための実験を行う。また、本年度の結果から、再発腫瘍に対する効果を期待して、微量残存腫瘍モデルに対する治療効果の検討を行う。現在、本研究のための新規神経芽腫転移モデル作製を行っており、翌年分と合わせてこの実験系を進めている。

具体的には、ヌードマウスに対して,Luciferase発現神経芽腫細胞株(SK-N-AS)を左腎被膜下に移植し,2週間後に左副腎原発腫瘍および左腎摘出が行われる.継時的な変化をIVIS&#9415;で追跡すると,原発腫瘍切除後に一旦消失していたシグナルが,再び発光していることが確認される(minimal residual disease (MRD)モデルマウス)。このモデルを用いて、MEK阻害剤による神経芽腫転移抑制効果の解析を行う。
リモートセンシングに関する言語・音声・画像の総合的知識情報理解システムの研究

本年度は以下の各項目について研究を実施した。1.日本語解析器のための地形用語に関する言語分析(1)地形用語集を資料として、仮名漢字混り日本語文の依存構造解析のための構文規則の抽出と、単語の意味記述に必要な事物とその属性の抽出を行った。(2)地形用語集から採集した40例文について人手による文章分析の結果、品詞は9種、語群形成規則5種、語群内依存規側として31種、語群間依存規則7種類を定めることができた。(3)意味解析を行う際の意味表現として軌跡式表現を用いた結果、地理の世界における具体的な属性と、事物-属性の対応を定め、モデルを具体化できた。2.音声認識について(1)ピッチ同期分析の実験を行い、非同期式の認識法との比較実験を行ったところ、確実に認識率の向上が認められた。(2)時間軸正規化の手法として垂直型SODPアルゴリズムを開発した。実験によりこの方式でSODPの近似段数nの増加に伴い、計算量の減少が確かめられた。3.LANDSAT画像の解析に関する研究(1)山間部の3次元的形状解析では凹凸の識別問題、尾根線及び谷線の検出実験を行った。熊本地方のデータを用いた例について良い結果が得られ、この解析法の妥当性が裏付けられた。(2)地形情報の記述については、全体を点タイプ、線タイプ、面タイプの構成要素として把える方式を採用した。それぞれのタイプへの分類、及び各タイプ間の関係が具体的な例について表現を得ることができた。
改良型モンテイスモデルによる広域的純一次生産力(NPP)推定手法の開発

アジア地域を対象として、2000年のデータを用いて、砂漠化の可能性のある地域の抽出を試みた。方法:ある特定地域における実際のNPP(以下、現状NPPとよぶ)を推定するために、広域NPPの推定モデルであるCASAモデルに、とくに乾性地植生に合うように改良を加えてNPPを推定した。具体的には、NDVIとfAPARの関係から得られた回帰式をfAPAR推定式とし、また、水分ストレスサブモデルの中の土壌水分推定モデルを改良した。気温ストレスはNDVIが最大になる月の気温を最適気温としているが、最適気温は2000年にNDVIが最大になった月ではなく、例年NDVIが最大になる月のものと固定した。潜在NPPは、気候条件からNPPを推定する筑後モデルを用いた。砂漠化地域では、気候条件から期待されるNPPより、現状NPPが下回ると考えられる。そこでまず、砂漠化が対象となる乾性地を抜き出し、そのなかで現状NPPが潜在NPPよりも下回る地域を抽出し、図化した。結果・考察:GLASODによる土壌荒廃図と比較すると、中国から中央アジアにかけての荒廃地は比較的よく合致していたが、高標高地では潜在NPPの方が低めに推定される傾向がみられた。ただし、今回の結果は単年のデータの解析によるものであるため、今後、長期間のデータを用いて評価精度を高める必要がある。平成12年度の成果は以下のようである。2.いくつかの大気補正の手法を検討した。とくに6Sについてはプログラムを入手し、プログラムを実行できるような計算機環境を整備した。3.東京大学農学部の圃場においてフィールド実験を行った。成長の早いケナフを栽培し、2週間に1回程度の割合で、スペクトル反射率、PAR(光合成有効放射量)、fAPAR(光合成有効放射吸収率)、NDVI(正規化差植生指数)、バイオマスを測定した。バイオマスの増分からNPPを求め、さらにAPAR(光合成有効放射吸収量)で除すことによりRUE(放射変換効率)を求めた。4.NDVIの測定にあたっては、米国Licor社製の光量子センサと熱放射センサを用いる方法と、フランスSolems社製のPAR/IRセンサを用いる方法を試した。Licor社製のセンサは高価であるが、波長依存性が植物葉の光吸収曲線に適合するように設計されており、またセンサひとつずつに対して補正値が与えられているなど信頼性が高く、これまでも多くの研究者によって利用されている。一方、後者は安価であるが、センサによるバラツキがあり、その利用は限定されている。ただし乾燥地のような植生の疎な地域では、ひとつの精度の高いセンサを利用するより、精度は低くても多くのセンサを同時に利用して測定した方が空間的に広い範囲をカバーすることができ、結果として得られる数値の精度が高くなると考えられる。今回は後者の製品で代用できるかを検討するために、両者の値を同時に測定して比較を行った。最終的な結論はまだ得られていないが、両者の間にほぼ線形の関係が認められた。平成13年度は、昨年度に引き続き、東京大学農学部の圃場においてフィールド実験を行った。成長の早いケナフを20cmの個体問隔で、7畝(40cm間隔)に栽培した。1週間に1回程度の割合で、スペクトル反射率、PAR(光合成有効放射量)、fAPAR(光合成有効放射吸収率)、NDVI(正規化差植生指数)、バイオマスを測定した。実験の結果、NDVIとfAPARとの間には、fAPAR=3.01×NDVI-1.92(R^2=0.947)という線形の関係がみられた。ただし、ケナフの成長につれて、fAPARは単調に増加したが、NDVIについては、およそ0.8あたりで大きな伸びがみられなくなった。NDVIは背景土壌の影響を受けるためと推定される。平成13年度は、新たにTDR方式の土壌水分センサを用いて、2深度(12cmと20cm)における土壌水分量を測定した。その結果、7月から8月にかけて降水のない時期には、土壌水分量が20%を下回る日がみられた。

さらに気象庁から提供された気象データを用いて、CASAモデル(Potter et al. 1993)の土壌水分サブモデルを適用し、土壌水分量の推定値を求めた。この推定値を実測土壌水分量と比較すると、大きな違いがみられた。また、バイオマスの増分からNPPを求め、さらにAPAR(光合成有効放射吸収量)で除すことによりRUE(放射変換効率)を求めた。CASAモデルでは、RUEを0.389gC/MJと設定しているが、フィールド実験から得られたRUEは0.596gCMJであった。以上のことから、CASAモデルの改良にあたっては、土壌水分サブモデルとRUEについての改良が必要であることが示唆された。平成14年度は、昨年度に引き続き、東京大学農学部の圃場においてフィールド実験を行った。マメ科草本のダイズおよびイネ科草本のトウモロコシを5月に播種し、89月にかけて刈り取りを行い、以下の計測・分析を行った。・圃場でのキャノピーのスペクトル計測、個体毎の草丈の計測、個体の刈り取り・採取(葉、茎、実、根に分別)、葉面積の計測、実験室での各部位の反射スペクトル計測、各個体・部位毎の重量計測、クロロフィルa、b、リグニンおよび窒素含有量の定量ダイズについては、平均するとクロロフィルaは0.85mg/g、クロロフィルbは0.29mg/g、リグニンは9.95%、窒素は4.13%であった。同じくトウモロコシについては、クロロフィルaは0.55mg/g、クロロフィルbは0.20mg/g、リグニンは19.35%、窒素は228%という分析結果が得られた。現在、スペクトル特性とこれらの化学量との関係について解析を行っている。また、広域NPP推定モデルであるCASA(Carnegie-Ames-Stanford-approach)モデルの改良と検証を行った。改良点は、水分ストレスサブモデルの中のEET(Estimated Evapotranspiration:推定蒸発散量)推定に使われる土壌水分推定モデルを、CASAモデルでの月単位の計算から日単位の計算に変更した。また蒸発効率を、吸着係数から圃場容水量の間で変化するように改良することにより、実測の土壌水分量の変動に近づけることができた。また気温ストレスサブモデルに使われる最適気温月をNDVIが最大になる平年の月に固定した。これらの改良によりNPP推定モデルを現実の値に近づけることが可能となった。
モンシロチョウ由来新規アポトーシス誘導タンパク質の作用機序とその生理的役割の解析

モンシロチョウに存在するがん細胞傷害性蛋白質、ピエリシンは、分子量約98,000の蛋白質であり、コレラ毒素等のADP-リボシル化酵素と相同性を示す。ADP-リボシル基転移反応のターゲット分子の検索を行うため、ピエリシンとHeLa細胞粗抽出液を^<32>P-NADの存在下反応させ、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動後、オートラジオグラフィーを行ったところ、高分子量画分に^<32>Pの取り込みが観察された。しかしながら、この高分子画分は、プロテアーゼによって分解されない一方、ヌクレアーゼに感受性を示した。このことから、ピエリシンのターゲット分子は、これまで知られているADPリボシル転移酵素とは全く異なり、DNAであることが推察された。さらに、塩基配列との関連を調べたところ、グアニン塩基の存在と取り込み量が強く相関していた。2'-Deoxyguanosineを受容体分子としてピエリシンとNADを加え反応を行い、反応生成物の紫外吸収スペクトルおよびESI-MS解析を行ったところ、ADPリポシル化dGであることが示唆された。さらに^1H-NMR,^<13>C-NMR,2D-COSY, HMQC解析を行い、その構造をαおよびβ体のN^2-(ADP-ribos-1-y1)-2'-deoxyguanoslneであると推定した。続いて別途合成を行い、最終的に反応生成物の構造を決定した。ADPリボシル基の受容体として高分子二本鎖DNAを用いた場合でも、グアニン塩基の同じ位置がADPリボシル化されることを^1H-NMR等を用いて確認した。この付加体は、ピエリシン-1処理したHeLa細胞のDNAにも存在することを、^<32>P-ポストラベル法により確認した。以上より、ピエリシン-1により細胞内DNAのグアニン塩基がADPリボシル化されて傷害を受けることにより、細胞がアポトーシスを起こすことが推察された。ADP-リポシル基転移反応のターゲット分子の検索を行うため、ピエリシンとHeLa細胞粗抽出液を^<32>-NADの存在下反応させ、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動後、オートラジオグラフィーを行ったところ、高分子量画分に^<32>Pの取り込みが観察された。またこの取り込みは、ピエリシン存在下でのみ起こり、ピエリシンの酵素およびレセプター結合ドメインと考えられているN末端領域とC末端領域の間を切断するプロナーゼ、トリプシン等により大幅に増強されること、さらに、ピエリシンとNADに精製DNAを加えるだけで起こることが分かった。このことから、ピエリシンのターゲット分子は、これまで知られているADP-リボシル転移酵素とは全く異なり、DNAであることが推察された。そこで、各種基質を用いて^<32>Pの取り込みを検討した結果、RNAのサイズならびに変性、未変性に関わらず反応することからDNAの末端構造は不要であることが示唆された。DNAに対する反応性はDNAの約1/10であった。なお、Poly-L-argentineならびに各種分画蛋白質、精製蛋白質に対しては反応性は認められなかった。

以上の結果より、ピエリシンは、グアニン塩基のADP-リボシル化反応を触媒する新規酵素ドメインを有する蛋白質であることが示唆された。モンシロチョウに存在するがん細胞傷害性蛋白質、ピエリシン-1は、分子量約98,000の蛋白質であり、コレラ毒素等のADPリボシル化酵素と相同性を示す。ピエリシン-1は、既知のADPリボシル化酵素と異なりグアニン塩基のADPリボシル化反応を触媒する新規酵素ドメインを有する蛋白質であることが示唆されている。2'-Deoxyguanosineを受容体分子としてピエリシンとNADを加え反応を行ったところ、反応生成物の紫外吸収スペクトルはアデニンとグアニン塩基の結合を示唆していた。JEOL JMS-7000Qを用いてESI-MS解析を行ったところ、分子量は808と推定され、ADPリボシル化dGの推定分子量と一致した。さらに^1H-NMR,^<13>C-NMR,2D-COSY, HMQC解析を行い、その構造をαおよびβ体のN^2-(ADP-ribos-1-yl)-2'-deoxyguanosineであると推定した。続いてこの反応生成物をphosphodiesterase I,ついでalkaline phosphatase処理し、得られた化合物が、別途に合成したN^2-(D-ribofuranos-1-yl)-2'-deoxyguanosineと同一であることをUV, MS, ^1H-NMRを用いて確認し、最終的に反応生成物の構造を決定した。ADPリボシル基の受容体として、2'-deoxyguanosineではなく仔牛胸線由来高分子二本鎖DNAを用い、micrococcal nuclease, phosphodiesterase II, bacterial alkaline phosphataseで分解して得られた付加体DNAの構造が上記反応生成物と同じであることを^1H-NMR等を用いて確認した。この付加体は、ピエリシン-1処理したHeLa細胞のDNAにも存在することを、^<32>p-ポストラベル法により確認した。以上より、ピエリシン-1により細胞内DNAのグアニン塩基がADPリボシル化されて傷害を受けることにより、細胞がアポトーシスを起こすことが推察された。
ねじれ変異株を用いた細胞伸長制御機構の解明

胚軸や根の表皮細胞層が右回りにねじれるアラビドプシスのねじれ変異株(特にspiral1)を用いて、表層微小管の配向制御の分子機構を解析している。根の伸長領域の表皮細胞の表層微小管の配向は根のねじれ方向を説明できるようなヘリックスの巻き方向であった。SPR1タンパク質は野生株のミクロソーム画分に検出され、可溶性画分には検出されなかった。SPR1を強制発現させた植物体ではミクロソーム画分と可溶性画分の両方に多量のSPR1が検出された。Yeasttwo-hybridsystemによりクローニングされた新規タンパク質(SPI)及びSPIにGFPを結合させたタンパク質を強制発現させた形質転換体を得ようと試みたが、得られた系統では全てco-suppressionによりSPIとその相同遺伝子の両方の発現が抑制されていた。タマネギ表皮細胞、アラビドプシス胚軸表皮細胞、アラビドプシスプロトプラストにおいてSPI-GFPを一過的に発現させると、細胞表層、細胞質で繊維状、核内などに局在が認められた。Spr1-1を突然変異剤で処理したM2種子から選抜した根と胚軸のねじれを抑制したりねじれ方向を逆転させるような変異株(ssp)の中で、spr1-1変異の有無に係わらず根と葉柄の表皮細胞が左巻きにねじれている変異株lefty(lft)の解析を進めた。Lft1およびlft2には野生型backgroundで劣性、spr1backgroundで半優性である。Lft1をfine mappingしたところ、該当領域のα-tuculin6遺伝子にミスセンス変異を見だした。
祭りの伝承における共同体〈心体知〉の体現から生まれる共在感覚の解明

本研究では、祭りを伝承する者たちが共同体〈心体知〉を体現する中で、成員相互に生まれる共在感覚のあり方を解明する。〈心〉使命感や志、先達への敬意や後継者への情愛といった集合的心性〈体〉物の操作において適切に他者との力配分や力の掛け方が調整できる協同身体技法〈知〉木材や縄結びの呼称といった共有知識核となるのは〈体〉である。〈体〉は実演と口頭での教示されるが,それが後継者の身体運動に紐づき〈体〉となる。そして、〈体〉を得る中で、どこまで手をかけるかといった〈心〉や結び目や木材の呼称といった〈知〉も伝えられる。共同体〈心体知〉の習得を通じて,自他の境界を超えた共在感覚が芽生えることを示す。
湖成年縞堆積物から得られる自然災害イベントの再来周期とその認定基準の確立

本研究の目的は,露頭でのイベント層の形成過程の解析に基づく(1)自然災害のイベント層の認定基準の確立と(2)イベントの再来周期の取得とモデル化である.本年度は,前年度までに引き続き,主に野外でのイベント堆積物の産状観察およびサンプルの取得を行う事を計画していた.具体的には,野外調査によってイベント層の広がりと特徴の変化の把握すること,薄片の観察によるイベント層の詳細な内部構造の観察,柱状サンプルの軟X線画像撮影である.本年度は,主たる対象である岡山県蒜山層だけでなく,長崎県壱岐市の長者原層や大分県に分布する大山層など,他地域に分布する湖成珪藻土層中のイベント層の観察も行った.また,現時点での内容をとりまとめ,第四紀研究およびJournal of Sedimentary Researchに投稿し,博士論文としてとりまとめた.本年度異なる場所や時代の地層に認められる湖成層中のイベント層の調査をおこなった結果,岡山県蒜山原層のイベント層の認定基準は他地域に分布する湖成イベント層にも概ね適用できる事が解った.すなわち,洪水性堆積物は主に流入物からなり,側方への連続性が良いという特徴がある一方,崩壊性堆積物は主に湖成堆積物からなり,側方に尖滅することが多い.また,洪水性堆積物もその側方変化を追う事で,さらに流れのタイプを反映したいくつかのタイプを識別可能であることが明らかになった.従来から報告例のあるハイパーピクナイトは数cmの厚さを持ち侵食的であり,他のタイプに比べて厚さや層相が側方変化する.一方,いままで報告がほとんどなく,本研究で識別したホモピクナイトやハイポピクナイトは厚さおよそ1 mm以下であることが多く,下位を侵食しないとともに厚さや層相がほぼ変化しない.本年度は,主に野外でのイベント層の産状観察およびサンプルの取得を行う事を計画していた.主たる研究対象である岡山県蒜山層だけでなく,長崎県壱岐市の長者原層や大分県に分布する大山層など,他地域に分布する湖成珪藻土層の観察も行うことで,その特徴の一般化も進めた.しかしながら,薄片の観察によるイベント層の詳細な内部構造の観察はまだ不十分であり,流れの特徴を反映した堆積相をまとめることができていない.この点については,来年度も引き続き検討を行う.本年度の調査結果からは,岡山県蒜山原層で確立した洪水性堆積物と崩壊性堆積物の認定基準が他地域の湖成イベント層にも適用できる事が明らかになった.特に従来識別されてこなかったとホモピクナイトもしくはハイポピクナイトも,堆積物の側方変化を追う事で識別が可能であることも明らかにした.引き続き,得られた堆積物の特徴から,これらを堆積させた流れの実態を明らかにする事が目標となる.なお,本研究の現時点での成果の一部については随時取りまとめを行い,発表を行っている.岡山県蒜山原層のイベント層の認定基準を他地域で検討した結果に関しては第四紀研究にて公表した.その他の研究成果についても引き続く成果の公表を行う予定である.31年度は,野外で得られた試料の粒度分析を行い,これらを堆積させる流れの実態を明らかにする研究を始める.前年度に引き続き,露頭条件が良くイベント堆積物の特徴を三次元的にとらえることができる岡山県真庭市に分布する蒜山原層を引き続き対象として研究を進め,栃木県や九州各地に分布する湖成層も比較として検討する.本年度では,追加試料と堆積物の側方変化を引き続き得るための調査を行う.イベント堆積物の記載では,前年度に引き続き,湖心から古斜面付近までの堆積物の広がりと厚さ,粒度,内部構造,侵食量の変化,それらの特徴の側方変化を取得する.野外では,イベント堆積物の堆積相を観察するための薄片用試料,イベントの発生間隔の解析を行うための柱状および剥ぎ取り試料を採取する.宮島層はシルト質や砂質などの様々な特徴を持つイベント堆積物が多量に含まれているため,その種類ごとに試料を採取する.処理を終えていない試料と新たに採取した試料は粒度分析用の試料を採取し,茨城県つくば市の産業技術研究所地質調査総合センターの機器を利用して粒度分析を行う.これはイベント堆積物内の粒度の変化とその側方変化を得るために行う.得られた粒度分析のデータを用いて堆積物を形成した流れの実態を明らかにする.試料から作成された薄片は顕微鏡下でイベント層の堆積相の詳細な観察を行い,細かな粒度変化や侵食の情報を得る.柱状および剥ぎ取り試料から得られた連続写真と軟X線画像からは年縞の測定とイベント堆積物の認定を行い,イベント堆積物の挟在頻度の解析を始める.洪水や地震のイベントが実際に地層中にどのように記録されるのかを検討し,洪水イベントの時系列変化と気候変動との関係,地震イベントの時系列と断層活動との関係を明らかにする.これらの結果は随時とりまとめ,それぞれ関連する学会で公表および論文化を進める.本研究の目的は,露頭でのイベント層の形成過程の解析に基づく(1)自然災害のイベント層の認定基準の確立と(2)イベントの再来周期の取得とモデル化である.本年度は,前年度までに引き続き,主に野外でのイベント堆積物の産状観察およびサンプルの取得を行う事を計画していた.

具体的には,野外調査によってイベント層の広がりと特徴の変化の把握すること,薄片の観察によるイベント層の詳細な内部構造の観察,柱状サンプルの軟X線画像撮影である.本年度は,主たる対象である岡山県蒜山層だけでなく,長崎県壱岐市の長者原層や大分県に分布する大山層など,他地域に分布する湖成珪藻土層中のイベント層の観察も行った.また,現時点での内容をとりまとめ,第四紀研究およびJournal of Sedimentary Researchに投稿し,博士論文としてとりまとめた.本年度異なる場所や時代の地層に認められる湖成層中のイベント層の調査をおこなった結果,岡山県蒜山原層のイベント層の認定基準は他地域に分布する湖成イベント層にも概ね適用できる事が解った.すなわち,洪水性堆積物は主に流入物からなり,側方への連続性が良いという特徴がある一方,崩壊性堆積物は主に湖成堆積物からなり,側方に尖滅することが多い.また,洪水性堆積物もその側方変化を追う事で,さらに流れのタイプを反映したいくつかのタイプを識別可能であることが明らかになった.従来から報告例のあるハイパーピクナイトは数cmの厚さを持ち侵食的であり,他のタイプに比べて厚さや層相が側方変化する.一方,いままで報告がほとんどなく,本研究で識別したホモピクナイトやハイポピクナイトは厚さおよそ1 mm以下であることが多く,下位を侵食しないとともに厚さや層相がほぼ変化しない.本年度は,主に野外でのイベント層の産状観察およびサンプルの取得を行う事を計画していた.主たる研究対象である岡山県蒜山層だけでなく,長崎県壱岐市の長者原層や大分県に分布する大山層など,他地域に分布する湖成珪藻土層の観察も行うことで,その特徴の一般化も進めた.しかしながら,薄片の観察によるイベント層の詳細な内部構造の観察はまだ不十分であり,流れの特徴を反映した堆積相をまとめることができていない.この点については,来年度も引き続き検討を行う.本年度の調査結果からは,岡山県蒜山原層で確立した洪水性堆積物と崩壊性堆積物の認定基準が他地域の湖成イベント層にも適用できる事が明らかになった.特に従来識別されてこなかったとホモピクナイトもしくはハイポピクナイトも,堆積物の側方変化を追う事で識別が可能であることも明らかにした.引き続き,得られた堆積物の特徴から,これらを堆積させた流れの実態を明らかにする事が目標となる.なお,本研究の現時点での成果の一部については随時取りまとめを行い,発表を行っている.岡山県蒜山原層のイベント層の認定基準を他地域で検討した結果に関しては第四紀研究にて公表した.その他の研究成果についても引き続く成果の公表を行う予定である.31年度は,野外で得られた試料の粒度分析を行い,これらを堆積させる流れの実態を明らかにする研究を始める.前年度に引き続き,露頭条件が良くイベント堆積物の特徴を三次元的にとらえることができる岡山県真庭市に分布する蒜山原層を引き続き対象として研究を進め,栃木県や九州各地に分布する湖成層も比較として検討する.本年度では,追加試料と堆積物の側方変化を引き続き得るための調査を行う.イベント堆積物の記載では,前年度に引き続き,湖心から古斜面付近までの堆積物の広がりと厚さ,粒度,内部構造,侵食量の変化,それらの特徴の側方変化を取得する.
ナノセルロース・キチンの特性を活用した革新的バイオメディカル応用コンセプトの確立

A.紙ベースの分析用デバイスであるマイクロ流体ペーパー分析デバイス(μPADs)は,安価,廃棄が簡便,持ち運びが容易といった利点を持ち,途上国の医療診断やホームヘルスケア等への応用が期待されている。本研究では,成膜すると優れた酸素バリア性を有するフィルムが得られるTEMPO酸化セルロースナノファイバー(TOCN)に着目して,μPADsへの応用を目指した研究を行っている。前年度までに,TOCNを用いて不安定分子を紙基板上で安定的に保持し,農薬検出用μPADsの作製に成功した。本年度は,TOCNによる不安定分子の安定化機構の解明を目的に,湿度や温度の影響を詳細に調べた。さらに,TOCNの機能や当該μPADsのアッセイ系のバリエーションの拡張も望まれることから,TOCNによるμPADsの感度向上の実験に取り組み,それを実証した。B.キチンおよびキトサンは,セルロースに次いで多く存在する天然のバイオポリマーであり,優れた生体親和性を有することが知られている。キチン系物質の細胞接着に影響を及ぼす要因には,脱アセチル化度(DD),微細な凹凸,および粘弾性などが含まれる。本研究では,キチン系物質のDDによる細胞接着性への影響を明らかにすることを目的とした。キチンナノファイバー(ChNF)を水酸化ナトリウム水溶液で脱アセチル化することにより,様々なDDのChNF脱アセチル化物(dChNF)を調製し,マウス線維芽細胞L929を用いた細胞接着性試験により細胞接着性とDDの相関を調べた。その結果,細胞接着性のDD依存性は著しいことを確認し,optimal DDが存在することを見出した。A.では,TOCNによる不安定分子の保蔵能が温度よりも湿度の影響を大きく受けることを見出し,且つTOCNが半定量μPADsの感度向上機能を発現することを実証したため。B.ではdChNFの細胞接着性のoptimal DDを確認することができたため。A.では農薬検出以外の用途のμPADsの構築を進めるとともに,TOCNの性状を変えて不安定分子保蔵能の評価を行い安定化機構解明のための検討を続ける。B.ではChNFを複合ゲル化し,粘弾性を変化させて,細胞接着挙動を追跡する。A.バイオセンシングは,生体分子の認識機構を利用して様々な分子等を検出・計測する技術である。センサーを様々な場所で活用するためには,安定的に保存・輸送できることが望ましいが,アッセイには不安定な生体分子が含まれる場合がある。そこで本研究では,生体分子の安定化剤としてTEMPO酸化セルロースナノファイバー(TOCN)を利用し,安価で簡便なマイクロ流体ペーパー分析デバイス(μPAD)の構築を試みた。TOCNの乾燥フィルムは優れた酸素バリア性を有しており,酸化によって失活しやすい分子を安定化できる可能性がある。さらにTOCN水分散液はチクソトロピー性を有するため,インクジェット装置で吐出・成形できる可能性が高く,μPAD調製プロセスの簡略化も期待される。今年度は,有機リン系農薬の検出に用いられる酢酸インドキシルとアセチルコリンエステラーゼをモデル分子として取り上げた。TOCN水分散液と不安定分子を混合し乾燥させることで,キャストフィルム中およびろ紙上で安定的に保蔵できることを見出した。B.キチンおよびキトサンは生体親和性の高い材料として注目されており,再生医療や創傷被覆に用いることができる細胞培養足場材としての利用が期待されている。本研究では,幅数十nm,長さ数μmのキトサンナノファイバー(CtsNF)の足場材としての特性に注目した。CtsNFを希薄水分散液とし,口径80 μmのインクジェット装置を用いて吐出することによって,細胞の接着位置や接着速度を制御可能な細胞培養足場材を創製することを目指した。さらに,調製した足場材について,細胞を用いた炎症性評価を行うことで,足場材としての生体適合性を調査した。一連のデータは,CtsNFのシート状成形物を創傷被覆材として提供することで,炎症性が低く,細胞接着速度を制御できる材料を設計し得ることを示すものであった。当初の計画通り,A.ではTOCNの不安定物質保蔵効果を把握でき,TOCN系インクのインクジェット印刷が可能であることを見出し,B.ではCtsNFの高い細胞接着性と低い炎症性を確認することができたため。