hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素ガス存在下での使用可能性を有するウォーターカッターの対人安全性評価

(1)現有の実験システムを改修/改良することで,アブレシブジェットの危険範囲を定量的に評価する事が可能な実験システムを組み立てる.アブレシブジェットにおける穿通損傷限界および非穿通性損傷限界を,それぞれの傷長さから測定できる構造とする.実験を実際に実施する東京工科大学の学生等の安全に最大限配慮した構造とする.そのためコンピューターによる制御も積極的に取り入れる.試料である豚の生皮を良好な状態で保存するため現有の-50゚Cにて保存可能な冷凍庫を活用する.(2)上記で組み立てた実験装置と豚の生皮等の試料を用い,アブレシブジェットの穿通損傷限界および非穿通性損傷限界を測定する.特に平成24年度に実施した水ジェットの場合の実験結果と比較し,アブレシブジェットにおける各種損傷限界の特異性を明確にする.(3)本研究で得られた結果を日本国内外の学術講演会や学会誌に論文として投稿する.平成26年度以降も,実験装置等を適宜変更しほぼ同様に進めるつもりである.上述の今後の研究の推進方策を具体化するため,平成25年度における研究費(直接経費1,400,000円)の使用計画を以下とする.設備備品費0円,物品費1,211,000円(使途:高圧バルブ,高圧ホース,鋼材などの各種資材・部品,豚生皮,研磨材など),旅費42,000円(使途: JR運賃など),人件費・謝金63,000円(使途:資料整理のためのアルバイト代など),その他84,000円(使途:複写費,機器修理費用など)なお平成24年度において,年度末ぎりぎりまで研究活動を実施し交付決定額と実支出額が一致する計画で研究を進めていたが,その最終段階で研究補助に当たっていた学生が突然の体調不良で欠席してしまったため,謝金等に充てる予定であった83,941円を含むその部分の研究活動を平成25年度に持ち越さざるを得なかった.本繰越金はこの学生の体調不良等で平成24年度に実施できなかった部分の研究を平成25年度に行うため,上記に加え謝金等として使用する予定である.
高齢者用修復材の光硬化型グラスアイオノマー-間隙、接着、研磨法からの改良-

研究代表者は1)粉末をより微細化し、粉末を処理して静電気の発生を極力抑え、液を低粘度化することによる粉液比の増加、2)コンポジットレジン用の処理材の考えとは異なリグラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発、3)高齢者の心理的、肉体的負担の軽減を図るための次回研磨策の科学的根拠の解明を目的として、当該研究を立案した。その結果、3年間で以下の研究成果が得られた。1)我が国とドイツのメーカーの協力を得、粉末量の増加を試みた結果、ある程度の成果を得た。すなわち、辺縁封鎖性(歯質窩洞辺縁部の間隙)、接着性(エナメル質や象牙質に対する接着強さ)、物性(曲げ強さ)を測定した結果、通常の粉液比型と比較して有意差がでる程度(t-Test,p<0.05)に改善された。2)光硬化型グラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発は、3年間も試みはしたが、期待したほどの成果が得られなかった。しかし、最近になって講座で開発した歯質との親和性の高いアミノ酸メタクリレートを、歯質処理材に配合した結果、可能性が示唆された。3)次回研磨策の科学的根拠の解明には、硬化反応の進行による歯質接着性や物性の向上、修復材そのものの吸水膨張や吸水による収縮応力の減少が大いに影響していることがわかった。研究代表者は1)粉末をより微細化し、粉末を処理して静電気の発生を極力抑え、液を低粘度化することによる粉液比の増加、2)コンポジットレジン用の処理材の考えとは異なりグラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発、3)高齢者の心理的、肉体的負担の軽減を図るための次回研磨策の科学的根拠の解明を目的として、当該研究を立案した。その結果、本年度は1)粉末量増化の効果を期待して、粉末をより微細化し、粉末を処理して静電気の発生を極力抑え、液を低粘度化した光硬化型グラスアイオノマーをメーカーの協力で初版を試作し、脆性材料の機械的強さの評価法として代表的な曲げ強さの測定を本年度購入の万能材料試験機で行なったが、期待したほどの成果が得れれず、次年度以降の課題となった。また、本年度購入の万能材料試験機の活用を考え、破壊靭性の測定も立案、現在その試料作製器具を発注している。2)グラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発は、本年度は実施しなかった。したがって、次年度以降の課題となった。3)次回研磨策の科学的根拠の解明については、以前からの延長で成果が少しは得られた。すなわち、修復材そのものの吸水膨脹、硬化反応の進行による歯質接着強さの向上が実験的に証明され、2報の学術論文が報告できた。しかし、吸水による硬化時の収縮力の減少や、歯質に対してどの程度の接着強さが発揮されれば、窩洞辺縁部に発生する間際を阻止できるのかといった課題点も考えられ、次年度以降この点に関して解明する計画である。研究代表者は、1.粉末をより微細化、処理して静電気の発生を極力抑え、液を低粘度化することによる粉液比の増加、2.コンポジットレジン用の処理材の考えとは異なりグラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発、3.高齢者の心理的、肉体的負担の軽減を図るための次回研磨策の科学的根拠の解明を目的として、当該研究を立案した。その結果、本年度は1.粉末量増化の効果を期待して、上述の考えに沿った光硬化型グラスアイオノマーを試作したが昨年度は期待したほどの成果が得られなかった。本年度末になって、やっとメーカーの協力である程度の期待した強さを有する試作品が完成した。そこで次年度は、脆性材料の機械的強さの評価法として代表的な曲げ強さの測定を、昨年度購入した万能材料試験機で精力的に行い、併せて本年度発注した破壊靭性測定用の器具でもって、破壊靭性も測定したい。

2.グラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発は、本年度も試みたが、歯質界面がコンポジットの場合と同じ機構になり、グラスアイオノマーの特長が発揮できない理由で中止した。3.次回研磨策の科学的根拠の解明は、本年度は少ししか進展しなかった。しかし、硬化反応の進行による歯質接着性の向上、修復材そのものの吸水膨張や吸水による収縮応力の減少についてまとめた学術論文が本年度末に1報完成、現在投稿中である。4.次年度は最終年度なので、今までの成果を精力的に学術論文にし、研究成果報告書作製の資料としたい。研究代表者は、(1)粉末をより微細化し、処理して静電気の発生を極力抑え、液を低粘度化することによる粉液比の増加、(2)コンポジットレジン用の処理材の考えとは異なり光硬化型グラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発、(3)高齢者の心理的、肉体的負担の軽減を図るための次回研磨策の科学的根拠の解明を目的として、当該研究を立案した。その結果、最終年度の本年度は以下の成果を得た。1.我が国とドイツのメーカーの協力を得、粉末量の増加を試みた結果、ある程度の成果を得た。すなわち、辺縁封鎖性(歯質窩洞辺縁部の間隙)、接着性(エナメル質や象牙質に対する接着強さ)、物性(曲げ強さ)を測定した結果、通常の粉液比型と比較して有意差がでる程度(t-Test,p<0.05)に改善された。2.光硬化型グラスアイオノマーに適した歯質処理材の開発は、本年度も試みはしたが、期待したほどの成果が得られなかった。しかし、最近になって講座で開発した歯質との親和性の高いアミノ酸メタクリレートを、歯質処理材に配合してはどうかと考えた。すなわち、この処理材で歯質を処理することにより、モノマー成分の歯質浸透性が増すのではないかと考え、その結果、歯質接着性が改善して辺縁封鎖性が改善されると想像される。3.次回研磨策の科学的根拠の解明をまとめた論文の1報が外国誌に投稿し、受理され現在印刷中である。
小規模教育委員会における事務処理体制の広域化に関する調査研究

本研究では、1.地方公共団体間の事務の共同処理関係資料(文部省・自治省関係資料、各都道府県市町村要覧)の収集・分析、2.教育事務共同処理の先行事例(「岡山県蒜山教育事務組合教育委員会」「千葉県夷隅郡教育委員会」「宮城県登米地域広域行政事務組合教育委員会」等)の実態調査を行うとともに、3.教育事務共同処理の背景を、(1)戦後の教育委員会設置単位論議、(2)教育事務共同処理の展開過程、(3)地方自治制度全般の広域化政策の展開過程、(4)教育事務機関再配分問題の四点から検討し、以下の知見を得た。1.戦後の設置単位論議において、既に一部事務組合方式等による広域単位での教育委員会の設置が計画されるが実現せず、昭和27年の市町村段階での全面設置に至る。しかし、この全面設置は、教育委員会の設置基盤である市町村規模の適正問題の解決の上になされたものではない。2.教育事務の共同処理は、この規模の適正問題を基底要因として進められるが、それはまた教育外の分野も含めた各自治体サイドの事務共同処理拡充の要請、及び全国総合開発計画等に示されたネイションワイドの広域化政策とも密接に関連して行われた。3.この流れのなかで成立したいわゆる統合教育委員会は今日ではおよそ20年の歴史を有し、教職員人事・研修指導体制・社会教育等の領域で多くの成果をあげている。また、教育委員会事務の一部が共同処理されている場合でも、それぞれの領域で一定の成果をあげている。しかし、4.この教育事務の共同処理は、市町村相互の連携上の問題(特に、統合教育委員会と各構成団体の首長権限の問題)のみならず、市町村教育委員会と都道府県教育委員会との連携上の問題(特に、その出先機関である地方教育事務所との関係調整の問題)をも抱えており、その為、5.教育事務の広域的処理を可能にする事務の機関再配分が、今日の焦眉の課題となっている。本年度は, 1.各都道府県市町村要覧及び自治省,文部省所蔵の事務の広域化・共同処理関係資料の収集・分析, 2.広域化の最も簡明な形式である機関共同設置の先行事例(「千葉県夷隅群教育委員会」等)の実態調査, 3.広域市町村圏に設置されている複合事務組合内部における教育事務の処理体制・処理状況に関する先行事例(「宮崎県西諸広域行政事務組合」)の実態調査を行い,以下の知見を得た.1.教育事務の広域化に際しては,事務の効率化,教育サーヴィスの向上の観点とともに,教育の地方政治からの解放が主要因の一つとして働き,その結果, 2.広域化後の事務処理体制においては,各構成町村の首長部局との関係調整が重要な課題となっていること,また, 3.教育事務の広域化は,この教育管理システム上の課題とともに,教育外の分野も含めた各自治体サイドからの共同処理方式の拡充・深化の要請,及び全国総合開発計画等に示されるネイションサイドの広域圏設定構想の動向と緊密な関連性をもってなされてきたこと,その為, 4.教育事務の共同処理は他の分野の共同処理と密接な関係を有し,教育事務の広域化を検討するにあたっては,教育管理システム上の課題とともに,教育外の分野の共同処理との関係の分析が不可欠となっていること.来年度は, 1.協議会方式についての先行事例(「秋田県阿仁・鷹巣教育事務協議会」)の実態調査, 2.都道府県教育委員会の出先機関(地方教育事務所)との間の事務処理関連(市町村教育委員会相互のいわゆる水平的連携たけでなく,出先機関との垂直的連携)についての先行事例(「宮城県登米地域広域行政事務組合」)の実態調査を行い, 3.本年度及び来年度の収集資料の分析,調査結果の吟味から,教育事務の広域処理体制を可能にする教育事務の機関再配分の必要性を明らかにする.本研究では、1.地方公共団体間の事務の共同処理関係資料(文部省・自治省関係資料、各都道府県市町村要覧)の収集・分析、2.教育事務共同処理の先行事例(「岡山県蒜山教育事務組合教育委員会」「千葉県夷隅郡教育委員会」「宮城県登米地域広域行政事務組合教育委員会」等)の実態調査を行うとともに、3.教育事務共同処理の背景を、(1)戦後の教育委員会設置単位論議、(2)教育事務共同処理の展開過程、(3)地方自治制度全般の広域化政策の展開過程、(4)教育事務機関再配分問題の四点から検討し、以下の知見を得た。

しかし、4.この教育事務の共同処理は、市町村相互の連携上の問題(特に、統合教育委員会と各構成団体の首長権限の問題)のみならず、市町村教育委員会と都道府県教育委員会との連携上の問題(特に、その出先機関である地方教育事務所との関係調整の問題)をも抱えており、その為、5.教育事務の広域的処理を可能にする事務の機関再配分が、今日の焦眉の課題となっている。本年度は、1.昨年度に引き続き教育事務共同処理の先行事例(「岡山県蒜山教育事務組合教育委員会」「兵庫県氷上郡教育委員会」「宮城県登米地域広域行政事務組合教育委員会」等)の実態調査を行うとともに、2.教育事務共同処理の背景を、(1)戦後の教育委員会設置単位論議、(2)教育事務共同処理の展開過程、(3)地方自治制度全般の広域化政策の展開過程、(4)教育事務の機関再配分問題の四点から分析し、以下の知見を得た。1.戦後の設置単位討議において、既に一部事務組合方式等による広域単位での教育委員会の設置が計画されるが実現せず、昭和27年の市町村段階での全面設置に至る。しかし、この全面設置は、教育委員会の設置基盤である市町村規模の適正問題の解決の上になされたものではない。2.教育事務の共同処理は、この規模の適正問題を基底要因として進められるが、それはまた教育外の分野もそくめた各自治体の側からの共同処理の要請のみならず、全国総合開発計画等のネイションサイドの広域化政策とも密接に関連して行われた。3.この流れの中で成立したいわゆる統合教育委員会は今日ではおよそ20年の歴史を有し、教職員人事、研修指導体制、社会教育等の領域で多くの成果をあげている。また、教育委員会事務の一部が共同処理されている場合でも、それぞれの領域で一定の成果をあげている。しかし、4.この教育事務の共同処理は、市町村相互の連携上の問題(特に、統合教育委員会と各構成団体の首長権限の問題)のみならず、市町村教育委員会と都道府県教育委員会との連携に関わる問題(特に、その出先機関である地方教育事務所との関係調整の問題)をも抱えており、その為、5.教育事務の広域的処理を可能にする事務の機関再配分が、今日の焦眉の課題となっている。なお、以上の研究成果を報告書にまとめ、近く刊行する。
カーボンハイブリッドコーティングによる機能性微粒子製造プロセスの開発

カーボンブラックは、着色力が高く、導電性を有するなど優れた機能を有するが、超微粒子であるため分散性が悪く、嵩高いなどの理由でハンドリング性が悪く作業環境の悪化の原因となっている。従来、微粒子の懸濁液に直接カーボンブラック微粒子を投入し混錬していたが、両者は複合化せず、ハイブリッド化できなかった。本研究では、微粒子の表面にカーボンブラックを均一にできるだけ薄くコーティングするプロセスの開発を理論および実験の両面より検討した。1)代表的な微粒子である酸化鉄を対象にした、粒子の表面にシラン系の有機化合物の吸着させることにより表面改質を行った。2)表面改質された微粒子の高濃度懸濁液にカーボンブラック粒子を投入し、シラン系有機物がカーボンブラック粒子を糊剤として吸着できる条件を実験的に明らかにした。3)酸化物微粒子の表面でのカーボンブラックの付着状態を観測し、カーボンコーティングのメカニズムを明らかにした。4)酸化鉄粒子の表面にカーボンブラックがコーティングされる原理を酸化鉄、有機シラン系物質およびカーボンブラック粒子間の粒子間力を分子シミュレーション法により理論的に求め実験との比較検討を行った。5)酸化鉄以外の酸化物粒子へのカーボンコーティングの特性についても本手法の有効性を検討した。酸化鉄微粒子の表面にカーボンブラックを均一にできるだけ薄くコーティングできる新規プロセスの開発を実験および理論の両面より検討し、以下のような結論を得た。1)微粒子にカーボンブラックを薄くコーティングできるカーボンハイブッリドコーティング装置を試作した。2)まず、被処理粒子として、酸化鉄(マグネタイト、ヘマタイト、ベーマタイト)を使用し、有機シラン系化合物を添加し、これを糊剤として酸化鉄表面に被覆させて、次にカーボンブラックを加え、混合した。一定時間後に、酸化鉄微粒子の表面を電子顕微鏡で観察したところ、有機シラン系化合物を添加したときのみ、カーボンブラックは薄くコーティングでき、有機シラン系化合物を添加しないと、カーボンブラックが全くコーティングせず微粒子のままで存在するという非常に興味深い結果を得た。3)酸化鉄表面に生成されたカーボン被膜層の構造や形状を詳細に観察し、酸化鉄粒子とカーボンの濃度、操作温度、操作時間などの処理時間とコーティング層の厚みの関係を明らかにした。4)製造されたカーボンハイブッリド粒子を用いてペースト材料ならびにフィルム上の塗布膜を作製し、磁性材料の特性を調べたところ性能が大幅に改善できることが明らかになった。5)カーボンブラック粒子が成長しつつ被処理粒子の糊剤層表面まで輸送されそこで吸着される過程を明らかにする分子シミュレーション法を予備的に検討した。6)以上の検討より、本技術の機能性微粒子材料の新しいハイブリッドプロセスとしての実用化への展開を検討した。

本研究では、微粒子の表面にカーボンブラックを均一にできるだけ薄くコーティングするプロセスの開発を理論および実験の両面より検討した。1)代表的な微粒子である酸化鉄を対象にした、粒子の表面にシラン系の有機化合物の吸着させることにより表面改質を行った。2)表面改質された微粒子の高濃度懸濁液にカーボンブラック粒子を投入し、シラン系有機物がカーボンブラック粒子を糊剤として吸着できる条件を実験的に明らかにした。3)酸化物微粒子の表面でのカーボンブラックの付着状態を観測し、カーボンコーティングのメカニズムを明らかにした。4)酸化鉄粒子の表面にカーボンブラックがコーティングされる原理を酸化鉄、有機シラン系物質およびカーボンブラック粒子間の粒子間力を分子シミュレーション法により理論的に求め実験との比較検討を行った。5)酸化鉄以外の酸化物粒子へのカーボンコーティングの特性についても本手法の有効性を検討した。6)以上の検討より、本技術の機能性微粒子材料の新しいハイブリッドプロセスとしての実用化への展開を検討した。
タンパク質１分子の力学応答計測と 収縮環の再構成による細胞分裂機構の 階層的理解

動物細胞は細胞分裂時に収縮環と呼ばれるリング状のアクトミオシンバンドルを形成し、その収縮力によって細胞はくびれて分裂する。我々は収縮環の形成・収縮メカニズムを解明するために、精製したアクトミオシンとアクチン線維の束化因子を細胞サイズの油中液滴に封入し、in vitroで収縮環様の構造の自己組織化と収縮に成功した(Nature Cell Biology 2015)。本研究課題ではこの再構成システムと1分子力学計測システムを用いて、収縮環動態の階層的理解を目標とする。今年度は、昨年度に構築したアクチン線維重合反応の1分子力学応答計測系(Biophysical Journal 2017)と高速カメラを組み合わせることで、アクチンの重合端に局在するフォルミンが、アクチンモノマーを取り込んでアクチン線維を重合させて行く様子をアクチンモノマー1分子の分解能で観察することに世界で初めて成功。10年来考えられてきた定説を一部覆す結果を得て、学術論文として発表した(Nano Letters 2018)。また、昨年度に構築した大腸菌および昆虫細胞によるアクトミオシンの制御タンパク質発現系を用いて、各種制御タンパク質の発現・精製を行い、それらを油中液滴に封入した再構成系において、収縮環様のアクチンリングが形成される確率と各種制御タンパク質の濃度、液滴サイズなどの関係を定量化した。本研究で得られた成果の一部は、招待講演3件で発表した。昨年度の研究代表者の異動に伴い、実験設備の移設と実験環境の再構築に時間を要したため、実験が全く出来ない期間が4ヶ月生じてしまった。従って、予定よりも研究の進捗は遅れている。昨年度に引続き、アクトミオシンと各種制御タンパク質を封入した油中液滴の系を用いて、収縮環様のアクチンリングが形成される確率と各種制御タンパク質の濃度、液滴サイズなどの関係の定量解析を進めると共に、リングと収縮速度、各種制御タンパク質の濃度などの関係を定量化する。実験で得られた結果を再現できる粗視化モデルを構築し、収縮環の形成・収縮機構を構成するタンパク質の力学的性質から理解することを目指す。我々は収縮環の形成・収縮メカニズムを解明するために、精製したアクトミオシンとアクチン繊維の束化因子を細胞サイズの油中液滴に封入し、in vitroで収縮環様の構造の自己組織化と収縮に成功した(Nature Cell Biology 2015)。初年度は実際の動物細胞で収縮環のアクチン繊維重合を制御しているフォルミンと呼ばれるタンパク質の1分子力学応答計測を行った。プロフィリン共在下ではフォルミンによるアクチン伸長速度が外力に強く依存することを明らかにし、さらに条件によっては、アクチン繊維の脱重合反応が、数pNの外力で重合反応に切り替わることを発見した(論文1編投稿中)。光ピンセットを用いて、フォルミンによるアクチン繊維の重合反応に外力を加えることができる実験系を開発し、当初の計画通り、フォルミン1分子の力学応答計測を行うことができた。さらにプロフィリン濃度依存性やATPアクチンとATPアクチンの違いなどを定量化することができ、論文としてまとめることができたため(1編投稿中)、この課題は予定よりも順調に進んでいる。一方で、当初は初年度に予定していたアニリンの生化学実験は計画より遅れてしまっているため、全体の進捗状況としてはやや遅れ気味であると判断した。2年目に当たる平成29年度では、昨年度に引続き、実際の動物細胞で収縮環のアクチン繊維重合を制御しているフォルミンと呼ばれるタンパク質の1分子力学応答計測を行った。プロフィリン共在下ではフォルミンによるアクチン伸長速度が外力に強く依存することを明らかにし、さらに条件によっては、アクチン繊維の脱重合反応が、数pNの外力で重合反応に切り替わることを発見。学術論文で発表した(Biophysical Journal 2017)。また、初年度に構築したアクトミオシンの制御タンパク質発現系を用いて、各種タンパク質の発現・精製方法を確立し、機能解析を行なった。本研究で得られた成果の一部は、招待講演4件(海外1件を含む)で発表した。研究代表者の異動に伴い、実験設備の移設と実験環境の再構築に時間を要したため、実験が全く出来ない期間が4ヶ月生じてしまった。

今年度は、昨年度に構築したアクチン線維重合反応の1分子力学応答計測系(Biophysical Journal 2017)と高速カメラを組み合わせることで、アクチンの重合端に局在するフォルミンが、アクチンモノマーを取り込んでアクチン線維を重合させて行く様子をアクチンモノマー1分子の分解能で観察することに世界で初めて成功。10年来考えられてきた定説を一部覆す結果を得て、学術論文として発表した(Nano Letters 2018)。また、昨年度に構築した大腸菌および昆虫細胞によるアクトミオシンの制御タンパク質発現系を用いて、各種制御タンパク質の発現・精製を行い、それらを油中液滴に封入した再構成系において、収縮環様のアクチンリングが形成される確率と各種制御タンパク質の濃度、液滴サイズなどの関係を定量化した。本研究で得られた成果の一部は、招待講演3件で発表した。昨年度の研究代表者の異動に伴い、実験設備の移設と実験環境の再構築に時間を要したため、実験が全く出来ない期間が4ヶ月生じてしまった。従って、予定よりも研究の進捗は遅れている。まずは初年度で予定していたアニリンの生化学実験を進める。続いて、我々が構築した収縮環のin vitro再構成システム(Nature Cell Biology 2015)を用いて、収縮環形成・収縮に必須と考えらえられている6種類のタンパク質(アクチン、ミオシン、アニリン、フォルミン、プロフィリン、コフィリン)それぞれの機能を明らかにする。また、初年度で開発した光ピンセットによる1分子力学応答計測システムを用いて、アニリン1分子の力学応答計測を行う。次年度に引続き、アクトミオシンの制御タンパク質(ミオシンのリン酸化酵素、アニリン、フォルミン、プロフィリン、コフィリン)の機能解析(生化学実験及び1分子顕微鏡実験)。続いて、我々が構築した収縮環のin vitro再構成システム(Nature Cel l Biology 2015)を用いて、収縮環形成・収縮に必須と考えらえられている6種類のタンパク質(アクチン、ミオシン、アニリン、フォルミン、プロフィリン、コフィリン)それぞれの機能を明らかにし、細胞質分裂装置の形成・収縮の仕組みの構成的理解を目指す。昨年度に引続き、アクトミオシンと各種制御タンパク質を封入した油中液滴の系を用いて、収縮環様のアクチンリングが形成される確率と各種制御タンパク質の濃度、液滴サイズなどの関係の定量解析を進めると共に、リングと収縮速度、各種制御タンパク質の濃度などの関係を定量化する。実験で得られた結果を再現できる粗視化モデルを構築し、収縮環の形成・収縮機構を構成するタンパク質の力学的性質から理解することを目指す。当初は初年度にアニリンの生化学実験を行う予定であった。しかし、初年度はフォルミンの1分子力学応答計測の方で予想以上の成果が得られたため、そちらの研究の方に注力した。従ってアニリンの生化学実験に必要な備品や消耗品の支出分が翌年度に繰越となった。研究代表者の異動に伴い、実験設備の移設と実験環境の再構築に時間を要したため、実験が全く出来ない期間が4ヶ月生じてしまった。
石斛類のアルカロイドについて

漢方薬石斛の有効成分がアルカロイドであるかどうかを明らかにするために,ラン科デンドロビウム属植物におけるアルカロイドの分布と種類を調べた.昨年は主として中国産のデンドロビウム属を調べたが,本年度は日本で入手出来る各国産のデンドロビウム属植物のアルカロイドを調査した.デンドロビウム属の42種の原種と3種の交配種を入手し,常法によってアルカロイドを抽出して薄層クロマトグラフィーで展開後,ドラーゲンドルフ試薬で発色検出した.既知のアルカロイドのデンドロビン・ノビリン・シフニンと薄層クロマトグラフィーで比較した.その結果42種の原種のうち明らかにアルカロイドの存在が認められたものが24種,アルカロイドの存否がはっきりしないものが8種,存在しないことが確かなものが10種類あった.交配種3種のうち2種はノビル系のものと思われたが,デンドロビン・ノビリンが存在することが判った.日本産のものは1種(黄花石斛)であったが,アルカロイドは検出出来なかった.残り1種は以前の試験の結果アルカロイドがないことがはっきりしていたので今回は試験しなかった.更に薄層クロマトグラフィーだけでははっきりしないものもあったので,分取薄層クロマトグラフィーで精製して確かめた.これでも充分でないものは高速液体クロマトグラフィーで精製した.その結果,現在までのところ構造未知と思われるアルカロイドを少なくとも7種分離することが出来た.核磁気共鳴吸収の測定はしたが構造の確定出来たものはない.今回の調査でデンドロビウム属はいろゝなアルカロイドを含有することが判明した.従ってアルカロイドが薬効成分だと簡単に考えることは難しいかも知れないが,未知のものの構造と薬理作用をはっきりさせる必要はある.殊にDendrobium findlayanum,D.draconis,D.miyakei,D.hildebrandiiは入手が容易で未知アルカロイドの含量も多い.漢方薬石斛の有効成分がアルカロイドであるかどうかを明らかにするために,ラン科デンドロビウム属植物におけるアルカロイドの分布と種類を調べた.昨年は主として中国産のデンドロビウム属を調べたが,本年度は日本で入手出来る各国産のデンドロビウム属植物のアルカロイドを調査した.デンドロビウム属の42種の原種と3種の交配種を入手し,常法によってアルカロイドを抽出して薄層クロマトグラフィーで展開後,ドラーゲンドルフ試薬で発色検出した.既知のアルカロイドのデンドロビン・ノビリン・シフニンと薄層クロマトグラフィーで比較した.その結果42種の原種のうち明らかにアルカロイドの存在が認められたものが24種,アルカロイドの存否がはっきりしないものが8種,存在しないことが確かなものが10種類あった.交配種3種のうち2種はノビル系のものと思われたが,デンドロビン・ノビリンが存在することが判った.日本産のものは1種(黄花石斛)であったが,アルカロイドは検出出来なかった.残り1種は以前の試験の結果アルカロイドがないことがはっきりしていたので今回は試験しなかった.更に薄層クロマトグラフィーだけでははっきりしないものもあったので,分取薄層クロマトグラフィーで精製して確かめた.これでも充分でないものは高速液体クロマトグラフィーで精製した.その結果,現在までのところ構造未知と思われるアルカロイドを少なくとも7種分離することが出来た.核磁気共鳴吸収の測定はしたが構造の確定出来たものはない.今回の調査でデンドロビウム属はいろゝなアルカロイドを含有することが判明した.従ってアルカロイドが薬効成分だと簡単に考えることは難しいかも知れないが,未知のものの構造と薬理作用をはっきりさせる必要はある.殊にDendrobium findlayanum,D.draconis,D.miyakei,D.hildebrandiiは入手が容易で未知アルカロイドの含量も多い.
NK,NKT細胞による腫瘍拒絶および発癌監視機構の解析

1.NK細胞から産生される主なサイトカインはIFN-γである。MHCを欠損した腫瘍細胞にCD70またはCD86を遺伝子導入して、NK細胞にのみ特異的にIFN-γ産生を誘導する実験系を作り、NK細胞から産生されたIFN-γが非特異的な腫瘍拒絶のみならず、その後のT細胞依存的な腫瘍特異的免疫反応による拒絶反応をも誘導しうることを見いだした。これは自然免疫系に属するNK細胞が、特異的な免疫反応の誘導に重要な役割を担っていることを、初めて明らかにした報告である。2.α-GalCerにより誘導されるIFN-γの産生反応において、NK細胞が継続的なIFN-γ産生の主体であることを明らかにし、さらに抗腫瘍効果が腫瘍細胞に対する細胞傷害ではなく、IFN-γによる血管新生の抑制を介して発揮されていることを明らかにした。従って、NK細胞から産生されるIFN-γは細胞傷害活性の増強、TRAILの発現誘導、腫瘍のTRAIL感受性増強以外にも、血管新生の抑制などにより多機能的に抗腫瘍反応を誘導することが示された。以上により、NK細胞上に発現するTRAIL、およびこれに深く関与しているIFN-γが抗腫瘍抵抗性において重要な役割を担っていることを、世界で初めて明らかにできたと考えられる。
革新的水素機能性ナノ材料の創製及び分光学的手法を用いたメカニズムの解明

水素は重要な工業ガスとしてのみならず、環境調和型の理想的なエネルギー源としてますます注目されている。一方、金属ナノ粒子はその比表面積の大きさから、サイズ、形状、表面状態などのバルクには無い自由度を持っており、バルク金属にはない吸蔵サイトを有する他、水素分子が乖離して固体中に侵入し、結晶構造を変化させ特性を向上させるなど、新たな水素機能性材料として多大な注目を集めている。しかし、金属ナノ粒子の新奇な水素機能のメカニズムについては全く明らかになっておらず、最も有名な水素吸蔵金属であるパラジウム(Pd)でさえ不明な点が多い。本研究では、バルク及びナノサイズのPdにおける水素吸蔵メカニズムの解明を基盤とし、表面保護剤によるPdナノ粒子の水素吸蔵特性の制御と、新奇固溶合金ナノ粒子の合成・物性探索を通して、金属ナノ粒子のサイズ・形状・表面状態・組成がもたらす特異な水素吸蔵特性と、その電子状態を詳細に調べ、系統的に理解することを目的としている。これを実現する有力な手法として、水素圧力下in situ固体NMR測定の手法を用いることで、ナノ粒子に吸蔵された水素原子の化学状態や、それを通してナノ粒子自身の電子状態に関する情報が得られると期待される。Pdは水素圧力の上昇とともにα相と呼ばれる水素固溶相からβ相と呼ばれる水素化物相に相転移する一方、先行研究においてPdナノ粒子はサイズの減少とともにα相の水素固溶度が増大することが報告されている。当該年度においては、バルクのパラジウムに固溶した水素がパラジウムと化学結合を形成している一方、その結合様式は局在した共有結合であり、多量に水素を吸蔵したβ相とは全く異なることを見出し、前年度までに報告しているPdナノ粒子の特異な水素吸蔵メカニズムを理解する礎を築いた。29年度が最終年度であるため、記入しない。水素は重要な工業ガスとしてのみならず、環境調和型の理想的なエネルギー源として益々注目されている。一方、金属ナノ粒子はバルク金属とは異なる性質や高い触媒能を有することから、基礎から応用まで幅広く研究がなされている。水素貯蔵に関してはバルク金属にはない吸蔵サイトやレスポンスを有する他、水素分子が乖離して固体中に侵入し、結晶構造を変化させ特性を向上させるなど、新たな水素機能性材料として多大な注目を集めている。本研究では、表面保護剤によるPdナノ粒子の水素吸蔵特性の制御と、新規固溶合金ナノ粒子の合成・物性探索を通して、金属ナノ粒子のサイズ・形状・表面状態・組成がもたらす特異な水素吸蔵特性と、その電子状態を詳細に調べ、系統的に理解することを目的としている。これを実現する有力な手法として、水素圧力下in situ固体NMR測定の手法を用いることで、ナノ粒子に吸蔵された水素原子の化学的状態や、それを通してナノ粒子自身の電子状態、特にフェルミ準位近傍の電子状態に関する情報が得られると期待される。Pdは水素圧力の上昇とともにα相と呼ばれる水素固溶相からβ相と呼ばれる水素化物相に相転移するが、先行研究においてPdナノ粒子は水素吸蔵過程でバルクとは異なる相転移挙動を示すことが報告されている。当該年度ではPdナノ粒子の水素吸蔵に伴う特異な相挙動と電子状態の関連について詳細に調べた。ポリマーであるPVP(ポリビニルピロリドン)で保護された大小異なるPdナノ粒子の水素圧力下in situ固体NMR測定の結果、α相の電子状態が、サイズの減少とともにβ相に近い状態になっていることが示唆された。これはナノサイズ化によって本質的に電子状態が変化していることを示唆する非常に意義深い結果である。当該年度においては、表面保護剤によるPdナノ粒子の水素吸蔵特性の制御に先駆け、以下のような研究を行い、有意義な結果を得た。水素圧力下in situ固体NMR測定において、バルクのPdにおいては、α相の水素は高磁場側に、β相の水素は低磁場側にシグナルが観測され、水素吸蔵量の増加に伴いシグナルが低磁場側にシフトする。一方サイズの異なるPdナノ粒子については、重水素圧力下での2H固体NMR測定結果より、サイズが減少するにつれてNMRシグナルがより低磁場側に現れる傾向がみられた。さらに、バルクにおいてはα相とβ相の水素のシグナル位置はかなり異なっているにも関わらず、7.6 nmのナノ粒子においては非常に近い位置に観測され、2.0 nmのナノ粒子に至っては単一成分のみが観測された。このことから、α相の電子状態が、サイズの減少とともにβ相に近い状態になっていることが示唆された。当初の計画では本年度においてはPdナノ粒子の水素吸蔵特性の表面保護剤依存性を詳細に調べることを目的としていたが、Pdナノ粒子の水素吸蔵特性及び電子状態がそもそもバルクのものと異なることが明らかとなったため、本年度はまずそちらに焦点を絞って研究を行った。その結果、上述の通りの知見を得られており、このことは表面保護剤による水素吸蔵特性の制御の研究に繋がる非常に有意義なものである。また、バルクで相分離する組み合わせの元素であるAgRu固溶合金ナノ粒子については未だ合成法の確立には至っていないが、Ag及びRu前駆体、還元剤、溶媒、温度、仕込比等を様々に変え、合成を試みた結果、部分的に固溶合金を形成している試料が得られており、方策は立ちつつあるため、次年度以降速やかに物性測定に以降できると考えられる。

以上のことから、当初の計画以上の結果が見込めると考え、計画以上に進展しているとした。水素は重要な工業ガスとしてのみならず、環境調和型の理想的なエネルギー源としてますます注目されている。一方、金属ナノ粒子はその比表面積の大きさから、サイズ、形状、表面状態などのバルクには無い自由度を持っており、バルク金属にはない吸蔵サイトを有する他、水素分子が乖離して固体中に侵入し、結晶構造を変化させ特性を向上させるなど、新たな水素機能性材料として多大な注目を集めている。しかし、金属ナノ粒子の新奇な水素機能のメカニズムについては全く明らかになっておらず、最も有名な水素吸蔵金属であるパラジウム(Pd)でさえ不明な点が多い。本研究では、表面保護剤によるPdナノ粒子の水素吸蔵特性の制御と、新奇固溶合金ナノ粒子の合成・物性探索を通して、金属ナノ粒子のサイズ・形状・表面状態・組成がもたらす特異な水素吸蔵特性と、その電子状態を詳細に調べ、系統的に理解することを目的としている。これを実現する有力な手法として、水素圧力下in situ固体NMR測定の手法を用いることで、ナノ粒子に吸蔵された水素原子の化学状態や、それを通してナノ粒子自身の電子状態に関する情報が得られると期待される。Pdは水素圧力の上昇とともにα相と呼ばれる水素固溶相からβ相と呼ばれる水素化物相に相転移する一方、先行研究においてPdナノ粒子はサイズの減少とともにα相の水素固溶度が増大することが報告されている。当該年度においては、in situ固体NMR測定に加えて硬X線光電子分光法を用いることで、Pdのサイズ減少に伴いdバンドが埋まってゆき、α相におけるフェルミ準位近傍の電子状態がd電子的なものからs電子的になっていることを見出した。さらに、ナノサイズのPdにおいては低圧でα相の形成に先立って水素がトラップサイトに吸蔵されることを見出し、このことがPdナノ粒子の特異な水素吸蔵特性に重要な役割を果たす可能性が示唆された。当該年度においては、PVPを保護剤として用いたPdナノ粒子の水素固溶相について以下のような研究を行い、有意義な結果を得た。パラジウムの水素固溶相(α相)においては、固溶水素の濃度が低いため、これまでNMRスペクトルの報告が無かったが、水素圧力下in situ固体NMR測定により、軽水素及び重水素核の双方で、世界で初めてα相のNMRスペクトルの観測に成功し、水素の濃度上昇に伴ってNMRにシフトが低磁場側に動くことを見出した。これはバルクPdのフェルミ準位近傍の電子状態がd電子的であり、フェルミ準位の上昇に伴ってその状態密度が急激に減少することを反映しており、ナノサイズでの電子状態を調べるにあたり非常に有意義な結果である。Pdナノ粒子においては、重水素ガス吸着等温線と、前述のin situ固体NMR測定結果を照らし合わせることで、非常に低圧では重水素がトラップサイトに吸蔵されていることを見出した。さらに、硬X線光電子分光測定によりPdナノ粒子のフェルミ準位近傍の状態密度を直接観測することで、Pdのサイズ減少に従ってdバンドが埋まってゆき、フェルミ準位がsバンドまで上昇していることを明らかにした。当初の計画においては、新規に保護剤を変えたPdナノ粒子や固溶体型合金ナノ粒子を合成し、その電子状態を調べる予定であったが、未だ合成法確立には至っていない。
東南アジア大陸部の統合型生業・環境データベース構築による生態資源管理の地域間比較

本研究計画は、東南アジア大陸部の農山村地域を対象として、生業や環境を包括的に取り扱う国境を越えた統合型データベースを構築して、生態資源のポテンシャリティ、農林漁業や自然産物採取などの生態資源利用の展開過程、生態資源と生活様式や生業構造との関係を明らかにした上で、生態資源管理とその経済的・制度的・文化的背景の関連性を地域間比較の視点から解明しようとするものである。そのためにまず、統合型データベースを設計し、生業・環境データベースを構築した。これは、ベトナムに関しては統計書92冊を出所とする表形式データ158レコード、画像形式データ9,814レコード、カンボジアに関しては統計書20冊を出所とする表形式データ308レコード、ラオスに関しては統計書22冊を出所とする表形式データ2,874レコード、タイに関しては統計書15冊を出所とする表形式データ73レコード、ミャンマーに関しては統計書13冊を出所とする表形式データ471レコード、画像形式データ1,505レコード、ミャンマーに関しては統計書13冊に出所とする表形式データ471レコード、5カ国合計で統計書163冊を出所とする表形式データ3,884レコード、画像形式データ11,319レコードからなる。これらのデータを利用して、タイにおける農業生産力分析、ベトナムやミャンマーにおける土地利用動態、タイにおける集落分布動態の分析などを進めた。また、土地利用変容と政治経済システムの変遷や人口動態と農業生産力に関して国境を跨ぐ地図の作成、その分析による地域間比較、国間比較を進めた。その結果、第二次世界大戦後の東南アジア大陸部における土地利用や農業生産力などの生活・生業基盤の変容は、人口増加を共通の要因としつつも、道路などの社会基盤整備の進捗状況と統治体制や市場経済システムなどの個別の国の政治経済状況を反映したものであることが明らかになった。本研究計画は、東南アジア大陸部の農山村地域を対象として、土地・農業資源と農業生産力、森林資源・森林利用、生活・生業構造、農村変容など、生業や環境を包括的に取り扱う国境を越えた統合型データベースを構築して、生態資源のポテンシャリティ、農林漁業や自然産物採取などの生態資源利用の展開過程、生態資源と生活様式や生業構造との関係を明らかにした上で、生態資源管理とその経済的・制度的・文化的背景の関連性を地域間比較の視点から解明しようとするものである。そのために、平成15年度は統合型データベースの設計と生業・環境データベースの構築を実施した。データベース設計に関しては、同時並行して作業を進めている生業・環境データベースを格納するシステムを設計・試作した。また生業・環境データベースの構築に関しては、ベトナム、ラオス、ミャンマーの3カ国の農業生産や農村変容に関連するデータの収集・整理・入力・データベース化を重点的に進めるとともに、タイやカンボジアについてもその作業に着手した。その結果、約3,000の表のデータベース化が進行中である。またこれらのデータを用いた地域間比較、国間比較の分析も進めている。東南アジア大陸山地部の土地利用変容と政治経済システムの変遷やメコン川中流域を対象とした天水農業の潜在的生産力と実生産のギャップに関する分析などである。以上の成果は、次年度以降、報告書や雑誌論文などの紙媒体での発表に加えて、インターネットを介して積極的に公開する予定である。

本研究計画は、東南アジア大陸部の農山村地域を対象として、土地・農業資源と農業生産力、森林資源・森林利用、生活・生業構造、農村変容など、生業や環境を包括的に取り扱う国境を越えた総合型データベースを構築して、生態資源のポテンシャリティ、農林漁業や自然産物採取などの生態資源利用の展開過程、生態資源と生活様式や生業構造との関係を明らかにした上で、生態資源管理とその経済的・制度的・文化的背景の関連性を地域間比較の視点から解明しようとするものである。平成16年度は、平成15年度にシステムを設計した統合型データベースを強化した。その結果、ミャンマーに関しては統計書など9冊と表形式データ471レコード、ベトナムに関しては統計書など92冊、カンボジアに関しては表形式データ70レコード、ラオスに関しては表形式データ30レコードをデータベース化した。これとは別に、東南アジア大陸部全体を対象としたHuman Ecology FilesとAgroforestry Files、合計約6,000レコードの整理・登録を進めた。これらのデータを利用して、タイにおける農業生産力分析、ベトナムやミャンマーにおける土地利用動態、タイにおける集落分布動態の分析などを進め、その成果を熱帯農業学会誌や熱帯生態学会誌、International Journal of Geoinformaticsなどに発表した。また、土地利用変容と政治経済システムの変遷や人口動態と農業生産力などに関する地域間比較、国間比較についても分析を進めている。本研究計画は、東南アジア大陸部の農山村地域を対象として、土地・農業資源と農業生産力、森林資源・森林利用、生活・生業構造、農村変容など、生業や環境を包括的に取り扱う国境を越えた統合型データベースを構築して、生態資源のポテンシャリティ、農林漁業や自然産物採取などの生態資源利用の展開過程、生態資源と生活様式や生業構造との関係を明らかにした上で、生態資源管理とその経済的・制度的・文化的背景の関連性を地域間比較の視点から解明しようとするものである。平成17年度は、平成16年度に引き続いて統合型データベースを強化した。その結果、これまでにミャンマーに関しては統計書など9冊と表形式データ471レコード、ベトナムに関しては統計書など92冊、カンボジアに関しては表形式データ308レコード、ラオスに関しては表形式データ2,940レコード、タイに関しては表形式データ73レコードをデータベース化した。これらのデータを利用して、タイにおける農業生産力分析、ベトナムやミャンマーにおける土地利用動態、タイにおける集落分布動態の分析などを進め、その成果を熱帯農業学会誌や熱帯生態学会誌、International Journal of Informaticsなどに発表した。また、土地利用変容と政治経済システムの変遷や人口動態と農業生産力に関して国境を跨ぐ地図の作成、その分析による地域間比較、国間比較を進めた。その結果、第二次世界大戦後の東南アジア大陸部における土地利用や農業生産力などの生活・生業基盤の変容は、人口増加を共通の要因としつつも、道路などの社会基盤整備の進捗状況と統治体制や市場経済システムなどの個別の国の政治経済状況を反映したものであることが明らかになった。
RT-PCR法を用いたアルコール代謝過程における酵素誘導の評価

飲酒後,顔面紅潮や心悸亢進など不快症状を呈するヒトは,アルデヒド脱水素酵素(ALDH)のlowKm isozymeの活性を欠き,ALDH2の遺伝子としてALDH2^*2を有することが知られている.特に,ALDH2^*2/^*1のheterozygoteは,ALDH2^*1/^*1のhomozygoteのように多量の飲酒は困難であるが,少量の飲酒後間隔を置くと,顔面紅潮など不快症状の軽減が観察された.この原因として,少量のアルコール摂取がALDHの活性を高めたことが考えられる.そこで本研究では,健康な日本人被験者を用い,0.1g/kgまたは0.4g/kgのアルコール摂取の前後における末梢血中よりmRNAを抽出し,これをcDNAに逆転写し,ALDH2 mRNAと相補的な配列を持つcDNAを増幅し,β-actinのmRNA量を対照として定量した.0.4g/kgのアルコール負荷によって,いずれの被験者においてもALDH2 mRNAは,β-actin mRNAの約1/250程度ながら発現が認められ,末梢リンパ球においても構成的に発現していた.さらに飲酒後比較的早い時間帯において2-3倍に増加した.次に0.1g/kgの負荷によって,heterozygoteにおいてのみ,mRNAの増加が認められた.したがって,ALDH2遺伝子は飲酒刺激により少なくとも転写が増加するタイプの遺伝子であり,アセトアルデヒドの影響を受けることが証明された.今回の実験系で用いた末梢血中リンパ球におけるALDH2 mRNAの発現は,主に肝臓におけるアセトアルデヒド代謝の効果を反映すると考えられ,飲酒後早期に誘導が起こることを示唆しているものと考えられる.飲酒後,顔面紅潮や心悸亢進など不快症状を呈するヒトは,アルデヒド脱水素酵素(ALDH)のlowKm isozymeの活性を欠き,ALDH2の遺伝子としてALDH2^*2を有することが知られている.特に,ALDH2^*2/^*1のheterozygoteは,ALDH2^*1/^*1のhomozygoteのように多量の飲酒は困難であるが,少量の飲酒後間隔を置くと,顔面紅潮など不快症状の軽減が観察された.この原因として,少量のアルコール摂取がALDHの活性を高めたことが考えられる.そこで本研究では,健康な日本人被験者を用い,0.1g/kgまたは0.4g/kgのアルコール摂取の前後における末梢血中よりmRNAを抽出し,これをcDNAに逆転写し,ALDH2 mRNAと相補的な配列を持つcDNAを増幅し,β-actinのmRNA量を対照として定量した.0.4g/kgのアルコール負荷によって,いずれの被験者においてもALDH2 mRNAは,β-actin mRNAの約1/250程度ながら発現が認められ,末梢リンパ球においても構成的に発現していた.さらに飲酒後比較的早い時間帯において2-3倍に増加した.次に0.1g/kgの負荷によって,heterozygoteにおいてのみ,mRNAの増加が認められた.したがって,ALDH2遺伝子は飲酒刺激により少なくとも転写が増加するタイプの遺伝子であり,アセトアルデヒドの影響を受けることが証明された.今回の実験系で用いた末梢血中リンパ球におけるALDH2 mRNAの発現は,主に肝臓におけるアセトアルデヒド代謝の効果を反映すると考えられ,飲酒後早期に誘導が起こることを示唆しているものと考えられる.飲酒後,顔面紅潮や心悸亢進など不快症状を呈するヒトは,アルデヒド脱水素酵素(ALDH)のlowKm isozymeの活性を欠き,ALDH2の遺伝子としてALDH2*2を有することがよく知られている.特に,ALDH2*2/*1のheterozygoteは,ALDH2*1/*1のhomozygoteのように多量の飲酒は困難であるが,少量の飲酒後間隔を置くと,顔面紅潮など不快症状の程度が軽減する現象が観察された.この原因として,少量のアルコール摂取がALDHの酵素活性を高めたことが考えられる.そこで本研究では,末梢血のリンパ球から抽出したmRNAを定量することにより酵素誘導の評価を試みた.健康な日本人男子の末梢血リンパ球よりmRNAを抽出し,cDNAに逆転写した.ALDH2 mRNAと相補的な配列をもつcDNAを増幅するため,エクソン11,12及び13にまたがるプライマーを考案・作成し,これを用いてPCR法を用い目的の配列を増幅した.次にそのRT-PCR産物を,β-actinのmRNAレベルを対照として,densitometerを用いて定量することに成功した.この方法を用い,健常男性被験者について飲酒前及び後のmRNAレベルの測定及びALDH2遺伝子型による差異,飲酒後の経時的変化について検討を続行中である.飲酒後,顔面紅潮や心悸亢進など不快症状を呈するヒトは,アルデヒド脱水素酵素(ALDH)のlowKm isozymeの活性を欠き,ALDH2の遺伝子としてALDH2^*2を有することが知られている.特に,ALDH2^*2/^*1のheterozygoteは,ALDH2^*1/^*1のhomozygoteのように多量の飲酒は困難であるが,少量の飲酒後間隔を置くと,顔面紅潮など不快症状の軽減が観察された.

この原因として,少量のアルコール摂取が,ALDHの活性を高めたことが考えられる.そこで本研究では,健康な日本人被験者を用い,0.1g/kgまたは0.4g/kgのアルコール摂取の前後における末梢血中よりmRNAを抽出し,これをcDNAに逆転写し,ALDH2mRNAと相補的な配列を持っcDNAを増幅し,β-actinのmRNA量を対照として定量した.0.4g/kgのアルコール負荷によって,いずれの被験者においてもALDH2mRNAは,β-actinmRNAの約1/250程度ながら発現が認められ,末梢リンパ球においても構成的に発現していた.さらに飲酒後比較的早い時間帯において2-3倍に増加した.次に0.1g/kgの負荷によって,heterozygoteにおいてのみ,mRNAの増加が認められた.したがって,ALDH2遺伝子は飲酒刺激により少なくとも転写が増加するタイプの遺伝子であり,アセトアルデヒドの影響を受けることが証明された.今回の実験系で用いた末梢血中リンパ球におけるALDH2mRNAの発現は,主に肝臓におけるアセトアルデヒド代謝の効果を反映すると考えられ,飲酒後早期に誘導が起こることを示唆しているものと考えられる.
元素および電子状態選択性３次元原子配列と超低温物性の相関

蛍光X線ホログラフィー(XFH)は、従来の元素選択性に加えて、電子状態、すなわち価数やスピン状態に選択的な情報を、3次元原子イメージとしてモデルなしに得ることができる。したがってXFHは、従来の回折やXAFSなどの手法では得ることが難しかった不純物のまわりの原子配列を得られる従来の特長だけに限らず、同じ元素でも価数やスピン状態の異なるものを識別できる極めて将来性に富んだ研究手段である。本研究では、高温超伝導体、トポロジカル絶縁体、熱電材料、価数揺動物質などの物性を、価数および電子状態選択性のある原子配列の観点から議論することを試みる。特にFe系高温超伝導体を対象として、まさにその超伝導性が発現する超低温での局所原子配列と超伝導性との相関を追求する。平成30年度には、前年度に完成し7Kまで冷却することができるXFH装置をSPring-8のBL39XUビームラインに持ち込み、YbInCu4価数転移物質について300 Kおよび7 Kで測定を行った。測定したYb LIII吸収端付近のXANESスペクトルからYb2+とYb3+イオンを区別したホログラムを抽出した。データはスパース・モデリングを用いた解析を行い、その結果は現在Physical ReviewLettersへの投稿準備を行っている。平成31年度には、Bi2Te3Fexトポロジカル絶縁体やFeSe0.4Te0.6高温超伝導体を対象としたXFH実験を計画しているが、特に過剰Feの存在などFeの価数選択的な原子配列情報を得ることを目指す。7 Kまでの超低温での蛍光X線ホログラフィー実験装置の作成に成功し、それを用いて価数転移物質について価数選択性のある原子像を得ることができた。そのデータ解析には新しいスパース・モデリングのアルゴリズムを用いた。Bi2Te3Fexトポロジカル絶縁体やFeSe0.4Te0.6高温超伝導体を対象としたXFH実験を計画しているが、特に過剰Feの存在などFeの価数選択的な原子配列情報を得ることを目指す。前者については、すでにSPring-8で実験課題が採択されている。蛍光X線ホログラフィー(XFH)は、従来の元素選択性に加え、電子状態、すなわち価数やスピン状態に選択的な情報を、3次元原子イメージとしてモデルなしに得ることができる。したがってXFHは、従来の回折やXAFSなどの手法では得ることが難しかった不純物のまわりの原子配列を得られる従来の特長だけに限らず、同じ元素でも価数やスピン状態の異なる識別できる極めて将来性に富んだ研究手段である。特にFe系高温超伝導体を対象として、まさにその超伝導機能が発現する超低温での局所原子配列と超伝導性との相関を追求する。初年度である平成27年度にはまず、超伝導状態が達成される15K以下の超低温を安定に保ち、XFH実験を行うことのできる装置を、考案、設計、製作業者への発注を経て、予定通り完成した。その性能チェックを終え、おおむね考案した通りの性能が出せることを確認した。最初の超低温XFH実験を行うためにSPring-8に課題申請を行い、共同研究者の申請とともに採択された。現在、7月下旬に予定されている実験の準備を行っている。実験とは別に、データ解析はスパース・モデリングの導入とその改善を行った結果、著しく進展した。これまで通常のフーリエ変換を用いた解析では見落としていた重要な原子イメージの観測が可能となった。その結果は、Physical Review Bをはじめとするいくつかの雑誌に論文として公表した。10Kまでの超低温での蛍光X線ホログラフィー実験をを可能にする実験装置の考案、設計、業者への発注を経て、装置は予定通り完成した。現在、その性能チェックなどを終え、おおむね考案した通りの性能が出せることを確認した。SPring-8での最初の超低温実験のために申請をした課題および共同研究者が申請した課題の両方が採択され、現在7月下旬に行われる予定の実験の準備を行っている。