hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガングリオシド合成酵素の精製とその性状解析

GalNAcで標識された反応産物(【GM_2】)を抗【GM_2】抗体で沈降させ、沈降物の【^(14)C】をカウントすることによって測定した、肝ホモジェネートから得た顆粒画分をTriton×100で酵素を可溶化し、7×【10^4】Gで遠心した上清をアミノヘキシル-Sephoroseの疎水クロマトで吸着する画分を受容体基質、【GM_3】をリガンドとするアフィニティーカラムでクロマトを行うことにより【GM_2】合成酵素を約6,300倍にまで精製した。精製酵素は分子量約120,000(120K)で、SOS存在下の電気泳動の所見から、70Kと65Kの二つの不同サブユニットから成っていた。本酵素の至適pHは6.76.9であり、活性発現には乙価陽イエンを要求し、【Mn^(2+)】よりも【Ni^(2+)】が有効であった。UDP-GalNAcに対するKmは17μMであったが、基質【GM_3】濃度に対する酵素活性は非Michaelis-Menton様式であった。本酵素は【GM_3】とそのオリゴ糖部分(シアリルラクトース)にはよく働き、シアル酸はN-アセチルも-グリコリル体も区別しなかった。種々の糖脂質,糖蛋白基質の実験結果から、本酵素はシアリルラクトース構造のGalを認識する特異性の高い酵素であることを実証した。2.【GM_2】+UDP-Gal→【GM_1】+UDPの反応に働く(β1→3)Gal転移酵素(【GM_2】合成酵素)について先づ酵素活性測定法を検討した。【GM_1】に対する特異性の高い抗体は得難いが、【GM_1】がコレラ毒素(CT)の特異的受容体であることに着目し、CTと抗CT抗体を用い、【^(14)C】標識の微量【GM_1】・(10100Pmol)測定法を確立した。【GM_1】酵素はラット肝ホモジェネートからColgi装置を分離し、ColgiをLubrolで可溶化後、各種クロマトによる精製を進めている。
海産無脊椎動物からの糖鎖生合成阻害物質の探索

海綿動物(88検体),腔腸動物(11検体)および原索動物(5検体)について3種のグリコシダーゼ(α-グルコシダーゼ,β-グルコシダーゼおよびβ-ガラクトシダーゼ)に対する阻害活性を調べたところ,約10パーセントの海綿動物に活性が認められたが,他の2種の動物には活性を示したものはなかった.まず,α-グルコシダーゼに対して顕著な活性を示した八丈島の未同定種海綿から活性成分の単離を試みた.脂溶性の活性物質として,C15の分岐脂肪酸を得たが,水溶性画分の活性物質を単離することはできなかった.一方,alpa-グルコシダーゼに対して顕著な阻害活性を示した八丈島海綿Penares sp.から2種の活性物質を単離しそれらの構造解析を行った。ジクロロメタン層を90%メタノールに溶解後ヘキサンで脱脂し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、逆相フラッシュクロマトグラフィー、遠心分配クロマトグラフィー、逆相HPLCおよびシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製しS6215-Aと仮称した化合物を4mg得た。本物質はFABマススペクトルおよびNMRデータなどから、C36H69NO11S2の分子量を持つものと推定した。1HNMRからは2本のメチル基、巨大なメチルシグナル、ケトンの隣のメチレン、ヘテロ原子に結合した炭素上の水素が5個などが判明した。ケトンの隣のメチレン、ヘテロ原子に結合した炭素上の水素が5個などの存在などが判明した。一方、13C NMRスペクトルからは、2本のカルボン酸あるいはアミド由来のシグナル、2本の酸素が結合したメチン、窒素で置換されたメチンおよびメチレン、○-メチルなどの存在がわかった。さらに、COSYおよびHOHAHAスペクトルを解析することから、ピペコリン酸メチルエステルが長鎖脂肪酸にアミド結合していることが明らかとなった。なお、NMRデータおよび分子式を考慮すると、長鎖脂肪酸上には分岐メチル基が1つと硫酸エステルが2つ存在する。海綿動物(88検体),腔腸動物(11検体)および原索動物(5検体)について3種のグリコシダーゼ(α-グルコシダーゼ,β-グルコシダーゼおよびβ-ガラクトシダーゼ)に対する阻害活性を調べた.海綿動物の抽出物の約10%が阻害活性を示したが,腔腸動物と原索動物には活性を示したものはなかった.本スクリーニングにおいて,脂溶性画分と水溶性画分の両者が,a-グルコシダーゼに対して顕著な活性を示した八丈島産の未同定種の海綿から活性成分の単離を試みた.抽出物のエーテル可溶性画分をセファデックスLH20のクロマトグラフィーに付したところ,活性は1つの画分に濃縮された.この画分の1HNMRスペクトルを測定したところ,飽和および不飽和脂肪酸の混合物であることがわかった.また,負イオンモードのFABマススペクトルから,本画分はC15-0,C16-0,C17-0,C17-1,C18-0,C18-1などの脂肪酸を主に含むことが判明した.さらに,メチルエステル化してGCMS分析に付したところ,C15の分枝脂肪酸が主成分であることがわかった.水溶性画分の活性成分は逆相クロマトグラフィー,ゲルろ過および2度のODS液体クロマトグラフィーを用いて精製したが,まだ純品は得られていない.

今回のスクリーニングの結果,海綿動物の抽出液の約1割にグリコシダーゼ阻害活性が認められたが,腔腸動物や原索動物には阻害活性を示すものはなく,海綿動物がグリコシダーゼ阻害剤の有望な探索源となり得ることが判明した.α-グルコシダーゼに対して顕著な阻害活性を示した八丈島産海綿Penares sp.から2種の活性物質を単離しそれらの構造解析を行った。海綿のメタノール抽出物を水とジクロロメタンで二層分配したところ、どちらの画分にも活性が認められた。そこで、まず、有機層の活性成分の単離構造決定を行った。ジクロロメタン層を90%メタノールに溶解後ヘキサンで脱脂し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、逆相フラッシュクロマトグラフィー、遠心分配クロマトグラフィー、逆相HPLCおよびシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製しS6215-Aと仮称した化合物を4mg得た。本物質はFABマススペクトルおよびNMRデータなどから、C36H69NO11S2の分子量を持つものと推定した。1HNMRからは2本のメチル基、巨大なメチレンシグナル、ケトンの隣のメチレン、ヘテロ原子に結合した炭素上での水素が5個などの存在などが判明した。一方、13CNMRスペクトルからは、2本のカルボン酸あるいはアミド由来のシグナル、2本の酸素が結合したメチン、窒素で置換されたメチンおよびメチレン、O-メチルなどの存在がわかった。さらに、COSYおよびHOHAHAスペクトルを解析することから、ピペコリン酸メチルエステルが長鎖脂肪酸にアミド結合していることが明らかとなった。なお、NMRデータおよび分子式を考慮すると、長鎖脂肪酸上には分岐メチル基が1つと硫酸エステルが2つ存在する。一方、水層に存在する活性物質は多数の類似化合物からなる複雑な混合物であった。そのうち、1つの化合物の単離・構造決定を行った。
微小重力下でのInGaSb半導体の結晶成長の研究

InGaSb三元混晶半導体バルク結晶の高品質化への知見を得るために、中国の回収衛星を利用して、微小重力下と地上でInGaSbの溶解、成長過程を調べる実験を行った。また、実験を模擬した数値解析を実施し、実験結果との比較検討を行った。GaSb(111)A/InSb/GaSb(111)Bサンドイッチ構造試料の温度を706°Cまで上昇させ、InSb溶液中にGaSbを溶解させた後、0.5°C/min.で温度降下させ、InGaSbを結晶成長させた。その結果、(1)宇宙試料の固液界面形状はほぼ平坦であり、InGaSb再結晶成長のIn濃度も結晶径方向にほぼ均一に分布した。(2)地上試料の固液界面形状は重力方向に拡がっており、下方部ほどIn濃度が高くなった。これは、比重の大きいInSbが工nGsSb溶液下方に沈降し高濃度となり、溶液下方領域のGaSbの溶解を促進させたためであった。(3)宇宙実験および地上実験を模擬した数値解析を行ない、固液界面形状と濃度分布に関して実験結果と定性的な一致が得られた(4)最高温度を変えた地上実験の結果、温度が低い程溶解領域が狭くなった。(5)溶質分布と温度分布、流れ分布を重力レベルを変えて数値解析した結果、重力が10^<-4>g下でも温度勾配に起因した流れが起こることがわかった。InGaSb三元混晶半導体バルク結晶の高品質化への知見を得るために、中国の回収衛星を利用して、微小重力下でInGaSbの溶解、成長過程を調べる実験を行った。また、地上で同じ電気炉を使用し、参照実験を行った。さらに、実験を模擬した数値解析を実施し、実験結果との比較検討を行った。GaSb(111)A/InSb/GaSb(111)Bサンドイッチ構造試料の温度を706°Cまで上昇させ、InSb溶液中にGaSbを溶解させた後、O.5°C/min.で温度降下させ、InGaSbを結晶成長させた。モホロジー観察と濃度分析により、(1)重力が固液界面形状と組成比分布に及ぼす効果、(2)InSb融液へのGaSb結晶融解の結晶面方位依存性、(3)In_xGa_<1-x>Sb結晶成長のGaSb面方位依存性を調べた。これは、比重の大きいInSbがInGsSb溶液下方に沈降し高濃度となり、溶液下方領域のGaSbの溶解を促進させたためであった。(3)宇宙実験および地上実験を模擬した数値解析を行ない、固液界面形状と濃度分布に関して実験結果と定性的な一致が確認された。(4)B面試料の方がA面試料よりも溶解しやすく、逆に結晶しにくいこと等がわかった。In Ga Sb三元混晶半導体バルク結晶の高品質化への知見を得るために、中国の回収衛星を利用して、微小重力下と地上でIn Ga Sbの溶解、成長過程を調べる実験を行った。Ga Sb(111)A/InSb/Ga Sb(111)Bサンドイッチ構造試料の温度を706°Cまで上昇させ、In Sb溶液中にGa Sbを溶解させた後、0.5°C/min.で温度降下させ、In Ga Sbを結晶成長させた。その結果、(1)宇宙試料の固液界面形状はほぼ平坦であり、In Ga Sb再結晶成長のIn濃度も結晶径方向にほぼ均一に分布した。

これは、比重の大きいIn SbがIn Gs Sb溶液下方に沈降し高濃度となり、溶液下方領域のGa Sbの溶解を促進させたためであった。(3)宇宙実験および地上実験を模擬した数値解析を行ない、固液界面形状と濃度分布に関して実験結果と定性的な一致が得られた(4)最高温度を変えた地上実験の結果、温度が低い程溶解領域が狭くなった。(5)溶質分布と温度分布、流れ分布を重力レベルを変えて数値解析した結果、重力が10^<-4>g下でも温度勾配に起因した流れが起こることがわかった。
統計力学に基づいたデジタル情報処理へのアナログ的アプローチに関する研究

画像・信号修復の統計力学的な解析に関する研究、および、神経信号の計測時に用いられる多重電極センサから得られる信号解析方法の統計力学的な評価を行った.今年度も昨年度に引き続き,多重電極による信号解析に関する研究において対数線形モデルを用いたスパイク状信号の解析手法を中心に研究を行った.研究のメインとなる軸はベイズ推定に基づく信号の統計力学的な議論に有り,様々な方々と有意義な議論を行った上で研究を遂行した.対数線形モデルは質的情報の多変量解析を行なう場合に用いられるモデルであり,様々な分野において応用が試みられている.一方,神経科学の分野においては,多重電極による神経細胞群活動の同時計測が実用化の段階にまで至っている.今後の計測技術を見越すと同時計測技術は,数百個数千個単位のオーダーの同時計測が可能になると思われる.これはニューロン数が非常に多い場合の解析手法を確立する必要があることを意味し,スパイク信号解析に用いられる対数線形モデルを,ニューロン数が無限大の系で扱うことは今後重要な課題になると考えられる.本研究では対数線形モデルによって記述される系を統計物理で用いられるようなイジングスピンからなる系とみなし,ニューロン数が無限におけるハイパーパラメータ推定の統計力学的解析を行なった.解析を行なうに際し,スパイク間には一様な高次相互作用を仮定し,この高次相互作用の係数をハイパーパラメータとして推定を行なった.私は観測過程において信号が反転するようなノイズが混入されるモデルを用い,相互作用のハイパーパラメータを推定する際には山登り法とEMアルゴリズムを適用した場合の解析を行なった.画像修復および符号に関してベイズ統計の枠組みに基づいて議論を行い、平均場近似に関する理論的研究を行った。画像修復においては単純なパラメータで記述されるものとし、最近傍の画素がどの程度似ているかということを確率的に表すことにより、ベイズ統計の事前確率を与え、この画像が確率的なノイズによって汚されたときの修復に関して議論を行った。最初の実験として用いた画像は写真等で用いる自然画像ではなく統計的なパラメータがユニークに定まる画像を多数生成したものを用いた。ベイズ推定を用いた画像修復においては、何らかの意味で事後確率の最大化を考えることになるが、この計算を行う際には考えられうる全ての画像についての確率値を計算必要が出てくるため、何らかの近似が必要となる。ここでは画像修復の枠組みを理論的な立場で扱うために平均場近似と呼ばれる近似手法を用いた。結果として理論解析で与えられた解と平均場近似のシミュレーションで得られた画像はよく一致し、精度の良い修復画像が得られるととがわかっている。ただし精度の良い修復画像を得るには、画像を生成する事前確率に含まれるパラメータ(ハイパーパラメータ)の推定も同時に行うことが必要である。本研究では可解確率場モデルを用いることによって厳密解を求めることが可能である。その上で、ノイズで汚れた観測画像に対して周辺尤度最大化によってハイパーパラメータ推定を行い、このパラメータを以って画像推定を行った場合と厳密解との比較を行うことによって平均場近似の修復精度の良さを議論した。画像修復の統計力学的な解析に関する研究、および、神経信号の計測時に用いられる多重電極センサから得られる信号解析方法の統計力学的な評価を行つた.特に今年度は多重電極による信号解析に関する研究において対数線形モデルを用いたスパイク状信号の解析手法を統計力学的に議論を行なった。対数線形モデルは質的情報の多変量解析を行なう場合に用いられるモデルであり,様々な分野において応用が試みられている.一方,神経科学の分野においては,電気生理学の発展により多重電極による神経細胞群活動の同時計測が可能になりつつある.現在の同時計測技術は急速に進歩しており,数百個オーダーの同時計測が可能になりつつある。これはニューロン数が非常に多い場合の解析手法を確立する必要があることを意味し,スパイク信号解析に用いられる対数線形モデルを,ニューロン数が無限大の系で扱うことは今後重要な課題になると考えられる.本研究では対数線形モデルによって記述される系を統計物理で用いられるようなイジングスピンからなる系とみなし,ニューロン数が無限におけるハイパーパラメータ推定の統計力学的解析を行なった.解析を行なうに際し,スパイク間には一様な高次相互作用を仮定し,この高次相互作用の係数をハイパーパラメータとして推定を行なった.私は観測過程において信号が反転するようなノイズが混入されるモデルを用い,相互作用のハイパーパラメータを推定する際には山登り法とEMアルゴリズムを適用した場合の解析を行なった.画像・信号修復の統計力学的な解析に関する研究、および、神経信号の計測時に用いられる多重電極センサから得られる信号解析方法の統計力学的な評価を行った.今年度も昨年度に引き続き,多重電極による信号解析に関する研究において対数線形モデルを用いたスパイク状信号の解析手法を中心に研究を行った.研究のメインとなる軸はベイズ推定に基づく信号の統計力学的な議論に有り,様々な方々と有意義な議論を行った上で研究を遂行した.対数線形モデルは質的情報の多変量解析を行なう場合に用いられるモデルであり,様々な分野において応用が試みられている.

一方,神経科学の分野においては,多重電極による神経細胞群活動の同時計測が実用化の段階にまで至っている.今後の計測技術を見越すと同時計測技術は,数百個数千個単位のオーダーの同時計測が可能になると思われる.これはニューロン数が非常に多い場合の解析手法を確立する必要があることを意味し,スパイク信号解析に用いられる対数線形モデルを,ニューロン数が無限大の系で扱うことは今後重要な課題になると考えられる.本研究では対数線形モデルによって記述される系を統計物理で用いられるようなイジングスピンからなる系とみなし,ニューロン数が無限におけるハイパーパラメータ推定の統計力学的解析を行なった.解析を行なうに際し,スパイク間には一様な高次相互作用を仮定し,この高次相互作用の係数をハイパーパラメータとして推定を行なった.私は観測過程において信号が反転するようなノイズが混入されるモデルを用い,相互作用のハイパーパラメータを推定する際には山登り法とEMアルゴリズムを適用した場合の解析を行なった.
業務引き継ぎカイゼンシステムを用いたOJT教育プログラムのフレームワーク

救命救急の臨床における看護業務の無理・無駄をなくし、更にはOJTに対応する教育プログラムの提案が可能なシステムの構築を行った。携帯型端末機器による業務引き継ぎカイゼンシステムの確立では、看工連携によりシステム設計時より議論し、従来は記録しない画像、動画、音声を収集、共有し閲覧するシステムが有用であると判断し、実際のシステムを作成した。作成したシステムを用いた実験において、臨床現場での使用に耐えうることを証明した。今後本システムを用いて提案するOJTに対応する教育プログラムが有用か検証する。今年度は、看護師が臨床現場で患者情報を記録し共有するためのシステムを、開発初期から看護師の意見を取り入れながら作成し、臨床での実証実験が可能な段階まで完成度を高め、システム開発の方法およびシステムに関して学会発表を行った。作成したシステムは、携帯端末とサーバPCからなり、情報は無線LAN経由でやり取りされる。携帯端末は、市販品にソフトウェアをインストールすることで使用することが出来る。画像撮影、また過去に収集した画像の閲覧も可能である。更にはタブレット型端末では、2つの画像もしくは動画同士を比較出来、患者の状態の経過を非言語情報として確認することが出来る。携帯端末は看護師が患者看護の際、記録または過去情報を閲覧することを想定し、タブレット型端末は、多人数での打ち合わせの際に使用することを想定している。従来、看護師は既存機器を工夫して使用することで情報共有を行っていたが、言語以外の情報、静止画や動画等、を言語化せずに記録することの必要性を感じながらも、恒常的には行ってこなかった。背景には、画像の撮影には多忙を極める臨床現場においては、手間がかかり業務全体を滞らせる行為と考えられていたからである。今回のシステムは、患者の状態を言語化して記録すると共に、言語化された対象を、静止画や動画で記録することも容易である。撮影が容易であることは、より多くの画像を看護業務において撮影することを可能にする。多くの非言語情報が集積すれば、言語化した場合に個々人の経験で切り落とされてきた情報を共有することを可能にし、同じ状況を確認しながら言語化の工夫を行うを可能にする。つまり、臨床現場に置ける看護業務の高度画一化が期待でき、この点に本システムを臨床現場に投入する意義がある。昨年度作成した、看護師が臨床現場で患者情報を記録し共有するシステムを用いて得られる情報(患者状態の画像、動画、音声とそれに付随する言語化した患者状態)から、オンラインで、患者状況の言語化が、対応する診療科の現場の情報から学習可能でかつ、その学習状況を本人のみならず指導的立場にある看護師からも確認できるシステムの構築について検討し、「看護学習システム、看護学習サーバ、プログラム」として特許出願を行った。一方、患者情報を記録し共有するシステムを、実証実験を行う予定の東北大学病院高度救命救急センターに設置し、システム運用(多数端末を長時間稼働させる)を想定した最終チェックを行った結果(複数回行い、それぞれは約2週間の運用)、使用開始直後ではすべての端末(今回は12個のiPod touch、3個のiPad)がサーバと通信出来、情報の登録、情報の呼び出し等、設計したシステムのすべての機能が順調に稼働したが、期間終了時には、ネットワークへの接続が不能になる端末が多数生じた。センター外(センターのネットワーク環境を模倣している産業技術総合研究所での実験環境)では生じないエラーであった。不具合の原因究明の結果、使用している携帯端末でまれに生じるといわれているネットワーク接続の不具合が、開発したシステムをセンターに導入すると高頻度に発生することが分かり、セキュアな条件を保持したまま端末側のプログラム改修で対応することが可能か、検討した。システム全体の使用感および蓄積出来る情報の種類および量、また蓄積した情報を検索もしくは選択し行う処理の種類について、少人数での予備的検証を繰り返し行い、実用に耐えるだろうとの臨床現場の看護師の意見を得ることが出来た。一方、少人数での予備的検証を繰り返した環境から、準備の出来たシステムを投入する救命救急センターのネットワーク下における実証実験に移行したが、ネットワーク環境の違いから不具合が生じた。汎用性、入手性を考慮して携帯端末として市販製品を選択したが、製品におけるネットワーク不具合の報告も多かったが、具体的な原因の特定に至らなかった。不具合解消に至らない状態で、ユーザエクスペリエンスを向上させるため、携帯端末のヒューマンインターフェース(グラフィックユーザインターフェス)を、エンドユーザが使用時に自在に変更出来る仕組みの実装を試みた。具体的には、携帯端末のOSで使用するフレームワークを既存のフレームワークを変更することで作成し、プロトタイプが完成したが、安定して使用出来るかの実証実験がこれからとなる。また、実証実験を行う予定の救命救急センターのネットワークが一新され、これまで生じていた不具合の発生が短時間の運用(半日程度)で起きないことを複数回確認した。その環境下でデータを暗号化して情報を送受信する(TLS)技術を適用するために必要な要件を確認し、システム全体の実証実験の準備がほぼ終了した。今後、遅れたが実証実験を行う予定である。

本システムがセンターのネットワークに接続できなくなった場合、基本の対応は携帯端末に設定してあるネットワーク設定を一度削除し、再度登録する必要がある。しかしながら、システムが使用する無線LANの通信は暗号化を行っており、その暗号化に用いるパスワードを何度も入れ直すことは利便性とのバランスを著しく損なう可能性がある(携帯端末を使用するパスワードは導入済)。そこでプログラム側でセキュアな条件(ネットワークで使用するパスワードを、設定管理者以外平文で見えないまま)で再度設定することが可能か、その検証に時間を要したため。医療工学携帯端末側のプログラムでセキュアな条件でのネットワーク再設定の方法を確認し、可能ならば組み込み、実証実験を行う。プログラムでの対応が難しい場合、センター以外で実証実験を受け入れてくれる他機関にシステムを導入し実証実験を行う。いずれの場合も実証実験にて、情報共有システムの有用性の確認、蓄積した情報、使用に関するアンケートから新人、先輩看護師それぞれのピットフォール、暗黙知の抽出を行い、学習システムの実装を行う。看護師の意見を取り入れ作成した情報共有システムを、臨床現場で使用する準備において、実証実験場所となる臨床病棟のネットワークシステムの調整に時間がかかってしまったために計画よりやや遅れている。臨床病棟を使用する際、臨床用のネットワークとは別のネットワークを敷設したが、想定していた性能を発揮せず、その調整に時間を要した。臨床現場での実証実験が始まると、携帯端末の破損、不具合が生じることを予想している。現在導入を予定している端末台数すべてが破損した場合を想定し、その代替端末の購入に充てる予定としていたが、システム運用(多数端末、長時間稼働)を想定したチェックで明らかになった不具合(ネットワークに接続できなくなる)の対応に時間を要し、年度内に実証実験を開始できず、従って使用に伴う不具合が根本的に発生しないため。ネットワークの調整について、現在までにほぼ必要とする性能を発揮していることが確認できており、システム運用を想定した最終チェックの後、実証実験を開始する。実証実験の遂行を行い、情報共有システムの有用性の確認、さらには情報共有システムを用いることで集積した情報、および使用に関するアンケートから新人、先輩それぞれのピットフォール、暗黙知の抽出を行い、新人のための学習システム構築を行う。実証実験開始後に、破損および不具合が出た場合、代替端末の購入費として使用する予定。臨床現場での実証実験が始まると、携帯端末の破損、不具合が生じることを予想しており、現在導入を予定している端末台数すべてが破損した場合を想定し、その代替機の購入を想定していた。しかし、ネットワーク調整に時間を有してしまい、年度内に実証実験を開始出来ず、従って使用に伴う不具合が根本的に発生していないため。実証実験開始後に、破損および不具合がでた場合、代替端末の購入費として使用する予定。
災害時の障害者用健康ニード査定の国際基準の開発

本研究は、障害のある人々の災害後の健康ニードを査定するための基準構築を目的とした。国際生活機能分類ならびに過去の研究結果に基づき、質問項目を抽出し、過去に災害を経験したことのある肢体不自由者に面接調査を実施した。結果、移動の制限、セルフケアの低下(服薬中断、排泄の変化)、対人関係の変化(支援者の変化や環境の変化により新たな対人関係形成の必要性等)等が見られた。抽出した項目は、これまでの研究では提示されてこなかった項目であり、その使用可能性は示唆されているものの、研究協力者2数と少ないこと、かつ国外における検証には至っていないことから、抽出した項目の確認ならびに国際比較など精練に向けたさらなる研究が必要である。第一段階:災害後の健康ニード査定基準の作成1)既存の文献から査定基準を抽出することが、今年度の目標であった。目標達成に向けて、災害看護学分野では、2002年以降に発表された研究論文が多いため、その年代を中心に、WHOや国連等の国際機関の関係文書、WADEM(The World Association for Disaster and Emergency Medicine)などの災害専門誌、また看護系雑誌から災害時における障害者の健康ニード査定基準となる項目の抽出を行った。その結果、(1)障害者としては、災害との関連では聴覚障害者に関する文献が中心であるが、障害の種類が多岐にわたっていること、(2)使用しうる可能性のある既存の質問紙として、WHO-QOL26(QOL36の短縮版であり、身体・心理・社会的関係・自立レベル・生活環境・信念や宗教等の6領域)とC-MIST(communication・medical・maintaining functional independence・supervision・transportationの5領域)があること、(3)日本においても、WHO-QOL26を元に、日本語版が開発されていること、(4)これらの質問紙に加えて、他の質問紙を含、かつ文献統合の結果から、現在のところコミュニケーション・医療ケア・自立レベルの維持・関係性・移送・生活環境の以上6領域が、看護における災害後の障害者健康ニード査定領域として使用できるのではと考えていること、(5)各領域内の小項目は現在抽出中である。次年度の課題として、障害の種類や程度を規定する必要性、ならびに各領域毎の小項目を明確にすることを予定している。本研究の目的は、障害のある人々の災害後の健康ニーズを査定するための基準構築である。平成23年度は、事例調査を通して、査定基準の作成を行うことであった。これまでに、障害のある人々の災害時の健康や生活について、あまり研究されておらず、事例調査のための査定基準を、世界保健機関(WHO)が発表した国際生活機能分類(ICF)と、過去の研究にあるフレームワークを基に作成した、半構成的質問用紙によるインタビュー調査を実施した。質問項目は、体験した災害、被災状況、健康状態、コミュニケーションニーズ、医療ニーズ、移動ニーズ、自立的生活を送るニーズ、生活場所、活動と生活(仕事、社会的活動等)であった。研究協力者は、過去に災害を経験している肢体不自由の人を対象とした。調査の結果、研究協力者が体験した災害は、地震であった。健康ニードや生活について、ICF分類における活動と参加に関する項目では、移動の制限、セルフケアの低下(服薬中断、排泄の変化)、対人関係の変化(支援者の変化や環境の変化により新たな対人関係の形成等)、主要な生活領域の変化(避難により無報酬の仕事の中断もしくは増加)等があった。環境因子では、自然環境と人間がもたらした環境変化(災害による環境の変化)、支援と関係(新たな支援者との関係形成等)の項目が示された。結果より、障害のある人々の災害発生後の健康ニードや生活について、査定基準に必要な項目とその具体的な内容が明らかとなった。これらの内容は、災害発生後、障害のある人々の健康維持や回復のために、支援者やケア提供者がニード査定をするために必要な指標とそこから具体的な方略を導き出す指標が明らかとなり、このことはこれまでの研究では提示されていなかったことであり、今後、災害時の障害者の方々に対するケア方略につながることから非常に重要な結果を得たと考える。
フランス文学におけるパリ-中世から現代まで

パリがフランスの中心として,政治・経済・文化の各側面で歴史的に重要な役割を果たしてきたことはよく知られている。本研究で我々は,文学に現れたこの重要な都市の姿を,人文学や社会学の幾多の領域にまたがる多面的な視点から捉える試みを行った。総合的なアプローチへと導かれたのは,パリが単に作家の題材,あるいは霊感の源としてのテーマであるばかりではなく,創出された作品の評価を通じて流行をうみ,文学潮流を支配し,そのことによって再び作家の創作活動に影響を及ぼす文学の創造と受容の中心地だったからである。しかし,個々の作家,個々の文学作品の研究を無視した文学研究は空理空論となるおそれがつねにある。本研究で我々は各時代の代表的事例に即して,パリが文学の生産・消費のサイクルの中で果たしてきた役割を明確にしつつ,作品の発想源,成立過程,そしてテクストの内部でのパリのイメージがどのような「結晶作用」によって定着したかを分析することを目指した。さらにパリをそれだけで孤立した対象として捉えるのではなく,一方ではパリと地方,他方ではパリと西欧文化という二つの異なった関係の網の目の中で考察する作業も行われた。フランスの地方都市に独自で高度の文化と文学が存在するにもかかわらず、パリだけが文化的優位を保ち続けたとすればそれはどうしてかという問題意識に立って探求はなされるべきであり,同様に他の西洋の都市や文化との比較文化学的視点からの考究も不可欠であった。以上の成果を踏まえ,報告書がまとめられた。これには別冊として19世紀のパリの詩人,ジェラール・ド・ネルヴァルの詳細な書誌が付されている。-詩人の創作活動と生活を通して文学都市パリの相貌を想像することができよう。今後もパリを舞台とした作家たちの基礎資料の作成,さらにはそれに裏付けられた総合的な研究をさらに押し進めることが望まれる。フランス文学にてって、パリは最大の霊感の源であり、作家に題材を提供し、作品の舞台として機能する。他方、パリは創造活動のみならず文学作品の受容の中心でもあるということができ、作品の評価を通じて流行を作り出し、その時代ごとの文芸思潮を支配し、それによって再び作家の創造に影響を及ぼす。本研究は、イメージとして作品にあらわれる「形象としてのパリ」と、背後にあってそのイメージを作り出す「機能としてのパリ」との相互の関連・干渉を、中世から現代まで、時代を追って具体的に突きとめることを目的としている。研究初年度にあたる本年は、まず文献資料の蒐集に努めた。その際、従来は見過ごされがちであった「機能としてのパリ」についての資料が重視され、たとえば主に19世紀に刊行されたパリの通史や風俗誌、またフランス革命期に関する文献などを揃え、その整理・分析をおこなった。さらに、「形象としてのパリ」をよくあらわすと同時に作品読解にも欠かせない基礎資料である古地図の蒐集にも努め、18世紀から19世紀に至る時代の変遷を仔細に浮き彫りにできるように留意した。こうした資料の上に立って、各研究者がそれぞれ分担の時代や作品についての研究を進め、その成果については研究発表の項に掲げた著作・論文に明らかだが、特に19・20世紀のパリについて述べるとすれば、読書クラブとその機能、パリ万国博覧会の影響、ベル・エポック期の社会、シュルレアリスム運動などの事象が取り上げられ、それぞれにおいて、パリというイメージ、および現実のパリという都市が、作品といかなる関係を取り結んでいるか、考察が進められた。また、中世抒情詩とパリの宮廷、古典主義文学とパリの宗教界の動向についても、新しい観点から考察が進められた。

前年度に引き続き、文学に現れたパリを多角的に捉える試みを行った。今年度は「形象としてのパリ」と「機能としてのパリ」という二つの視点からだけではなく、より多面的な視点からこの国内的にも国際的にも重要な役割を果たしつづけた都市の研究を行った。総合的なアプローチへと導かれたのは、パリが単に作家の題材、あるいは霊感の源としてのテーマであるばかりではなく、創出された作品の評価を通じて流行をうみ、文学潮流を支配し、そのことによって再び作家の創作活動に影響を及ぼす文学の創造と受容の中心地だったからである。しかし、個々の作家、個々の文学作品の研究を無視した文学研究は空理空論となるおそれがつねにある。本研究で我々は各時代の代表的事例に即して、パリが文学の生産・消費のサイクルの中で果たしてきた役割を明確にしつつ、作品の発想源、成立過程、そしてテクストの内部でパリのイメージがどのような「結晶作用」によって定着したかを分析することを目指した。さらに、パリをそれだけで孤立した対象として捉えるのではなく、一方ではパリと地方、他方ではパリと西欧文化という二つの異なった関係の網の目のなかで考察する作業も行われた。フランスの地方都市に独自で高度の文化と文学が存在するにもかかわらず、パリだけが文化的優位を保ち続けたとすれば、それはどうしてかという問題意識に立って探究はなされるべきであり、同様に他の西洋の都市や文化との比較文化学的視点からの考究も不可欠であった。以上の研究の成果を踏まえ、報告書がまとめられた。これには別冊として19世紀のパリの詩人、ジェラール・ド・ネルヴァルの詳細な書誌が付されている。一詩人の創作活動と生活を通して文学都市パリの相貌を想像することができよう。今後もパリを舞台とした作家たちの基礎資料の作成、さらにはそれに裏付けられた総合的な研究をさらに押し進めることが望まれる。
人工冬眠を目的とした細胞膜透過性氷核ペプチドの開発

平成21年度の研究では、5%DMSOに1mMのTat-X-AGYGSTLT-AGYGSTQTまたはTat-X-GPAGを加えると、5%DMSOのみの場合に比べて、ヒト肺がん細胞(A549細胞)の増殖率が増加する可能性が示唆された。しかし両ペプチド単独では、凍結による細胞破壊を防止することはできなかった。人工冬眠では、既存の凍結保護剤であるDMSOやグリセロールと、CPDPを併用することは避けるべきと考え、平成22年度ではヒト赤血球を用いて、別のペプチド(Tat-X-SRDIYSTDWR)を用いた凍結実験を行った。結果は、グリセロールによる凍結による赤血球破壊抑制作用より有効なCPINPを、見出すことはできなかった。これらのペプチドとグリセロールまたはDMSOを、様々な濃度と割合で混合した培養液を作成し、細胞を凍結した。凍結時の温度変化、凍結時間を様々に変化させ、解凍後の細胞増殖が最も良いと考えられる条件を検討した。その結果、5%DMSOに1mMのTat-X-AGYGSTLT-AGYGSTQTまたはTat-X-GPAGを加えると、5%DMSOのみの場合に比べて、増殖率が増加する可能性が示唆された。
食欲・肥満制御への応用を目指した活性型グレリン分泌機構の解明

ヒト胃がん細胞AGSの遺伝子改変によって作製したグレリン安定発現細胞AGS-GHRL8を用い、肥満制御への応用に向け、摂食亢進活性を示す活性型(オクタノイル)グレリンの分泌抑制物質の探索及び分泌抑制機構の解明を試みた。AGS-GHRL8細胞に長鎖脂肪酸受容体GPR120、エステル結合の加水分解酵素CES2、アシル-CoA合成酵素ACSL3およびACSVL1のmRNAが発現していること、抗肥満作用が報告されているトリテルペンのオレアノール酸および脂肪酸のドコサヘキサエン酸エチル(DHA)がAGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリンの分泌抑制作用を有することを見出した。オレアノール酸のカルボキシ基がメチル基に置換されたβ-アミリンは、AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生に有意な影響を及ぼさなかったことから、オレアノール酸構造中のカルボキシ基がオクタノイルグレリンの分泌抑制に役割を果たしていると考えられた。DHAは、グレリン分泌への関与が報告されているGPR120のアンタゴニストAH-7614の存在、非存在にかかわらず、AGS-GHRL8細胞の培地中オクタノイルグレリン濃度を低下させたことから、DHAによる分泌抑制にGPR120を介した機序はないと思われた。アシル-CoAの生成反応を測定原理に利用している遊離脂肪酸検出キットを用いた検討により、CoAとの結合体生成を介する機序が示唆された。すなわち、AGS-GHRL8細胞に取り込まれたDHAは、CES2によるエステル結合の加水分解を受けた後、ACSL3またはACSVL1によりCoAとの結合体を生成することにより、オクタノイルグレリンの産生に必須のオクタノイルCoAの生成を抑制し、オクタノイルグレリンの産生・分泌を抑制した可能性がある。遺伝子改変によって作製したグレリン安定発現細胞AGS-GHRL8を用い、これまでにいくつかの食成分が、摂食亢進活性を示すオクタノイル(活性型)グレリンの分泌を抑制することを見出している。平成28年度は、AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌機序および食成分によるオクタノイルグレリン分泌抑制機序の解明を目的として、セロトニン受容体およびG蛋白共役型受容体GPR120の役割に着目して実験を行った。AGS-GHRL8細胞のセロトニン受容体の発現を逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応法を用いて調べたところ、5-HT2B及び5-HT2C受容体mRNAの発現が確認された。そこで、オクタン酸および5-HT2B受容体アゴニストBW723C86存在下、AGS-GHRL8細胞を培養したところ、オクタノイルグレリンの培地中濃度が有意に低下した。このことから、AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌にセロトニン経路が関与している可能性が示唆された。また、AGS-GHRL8細胞にはG蛋白共役型受容体GPR120が発現していることも確認した。GPR120のリガンドである長鎖脂肪酸のエイコサペンタエン酸またはドコサヘキサエン酸とオクタン酸共存下AGS-GHRL8細胞を培養した結果、培地中のオクタノイルグレリン濃度が有意に低下したことから、AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌にGPR120が関与している可能性も示唆された。AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌に及ぼす5-HT2B受容体アンタゴニストおよび5-HT2C受容体アゴニストによる影響が確認できていないため、研究の進捗はやや遅れている。前年度に引き続き、遺伝子改変によって作製したグレリン安定発現細胞AGS-GHRL8を用いた検討を行い、AGS-GHRL8細胞にセロトニン(5-HT)受容体5-HT2Bおよび5-HT2Cならびに長鎖脂肪酸受容体GPR120が発現していることを確認した。AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生・分泌機序におけるセロトニン受容体の関与を調べた。5-HT2B受容体アゴニストBW723C86は、培地中オクタノイルグレリン濃度を有意に低下させた。5-HT2B受容体アゴニストBW723C86の存在下、5-HT2B受容体アンタゴニストSB215505の培地への添加は、BW723C86によるオクタノイルグレリン濃度の低下を有意に減弱させた。5-HT2C受容体アゴニストCP809101は、培地中オクタノイルグレリン濃度を有意に上昇させた。AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生・分泌に、5-HT2B受容体刺激は抑制的に、5-HT2C受容体刺激は促進的に作用していることが示唆された。AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生・分泌機序における長鎖脂肪酸受容体GPR120の関与を調べた。長鎖脂肪酸のドコサヘキサエン酸は、培地中オクタノイルグレリン濃度を低下させた。GPR120アンタゴニストAH-7614の存在下、非存在下にかかわらず、ドコサヘキサエン酸によるオクタノイルグレリン濃度低下作用は変化しなかった。ドコサヘキサエン酸によるAGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生・分泌抑制はGPR120刺激を介したものではないと思われた。AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌におけるセロトニン受容体およびGPR120の関与を明らかにしたが、これらで説明できない機序の解明に至っていない。ヒト

胃がん細胞AGSの遺伝子改変によって作製したグレリン安定発現細胞AGS-GHRL8を用い、肥満制御への応用に向け、摂食亢進活性を示す活性型(オクタノイル)グレリンの分泌抑制物質の探索及び分泌抑制機構の解明を試みた。AGS-GHRL8細胞に長鎖脂肪酸受容体GPR120、エステル結合の加水分解酵素CES2、アシル-CoA合成酵素ACSL3およびACSVL1のmRNAが発現していること、抗肥満作用が報告されているトリテルペンのオレアノール酸および脂肪酸のドコサヘキサエン酸エチル(DHA)がAGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリンの分泌抑制作用を有することを見出した。オレアノール酸のカルボキシ基がメチル基に置換されたβ-アミリンは、AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生に有意な影響を及ぼさなかったことから、オレアノール酸構造中のカルボキシ基がオクタノイルグレリンの分泌抑制に役割を果たしていると考えられた。DHAは、グレリン分泌への関与が報告されているGPR120のアンタゴニストAH-7614の存在、非存在にかかわらず、AGS-GHRL8細胞の培地中オクタノイルグレリン濃度を低下させたことから、DHAによる分泌抑制にGPR120を介した機序はないと思われた。アシル-CoAの生成反応を測定原理に利用している遊離脂肪酸検出キットを用いた検討により、CoAとの結合体生成を介する機序が示唆された。すなわち、AGS-GHRL8細胞に取り込まれたDHAは、CES2によるエステル結合の加水分解を受けた後、ACSL3またはACSVL1によりCoAとの結合体を生成することにより、オクタノイルグレリンの産生に必須のオクタノイルCoAの生成を抑制し、オクタノイルグレリンの産生・分泌を抑制した可能性がある。5-HT2B受容体アゴニストおよびアンタゴニスト共存下並びに5-HT2C受容体アゴニスト存在下、培地中オクタノイルグレリン濃度を調べ、AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌におけるセロトニン受容体の関与を明らかにする。AGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン分泌にGPR120が関与するか否かをGPR120アゴニストおよびアンタゴニストを用いて調べる。これまでに、トリテルペン類や緑茶カテキンがAGS-GHRL8細胞のオクタノイルグレリン産生・分泌抑制作用を示すことを見出している。これらによる抑制の機序を調べる。研究の進捗がやや遅れたために生じた当年度分の残余は、グレリンのELISAキットをはじめとする試薬の購入等、物品費に充当する。翌年度分の助成金は、物品費および成果発表の旅費に充当する。
微細藻類の気生状態を用いた二酸化炭素固定システム

微細藻類の中にはろ紙や布などの固相面の上で光合成を行えるものがある。その能力を生かして、大気のCO_2固定化システムを構築することをめざした。まず、種々の微細藻類を用いてろ紙の上での光合成活性を測定したところ、緑藻クロレラやクラミドモナス、紅藻ポルフィリディウム、ラン藻スピルリナやシネコキスティスなどが高い活性を示すことが明らかとなった。また、クロレラはかなりの脱水状態になるまで、光合成活性が保持されていることも判明した。そこで、クロレラやスピルリナを用いて、布をベルトとするベルトコンベアを作製した。布の種類や細胞ののせ方、細胞の回収方法を検討し、自動化に近い条件で光合成を行わせることが可能となった。しかし、屋外では、風などにより水分の蒸発が早く、蒸発を防ぐための透明ビニルシートが必要となった。水分子を通さず、CO_2やO_2分子を透過できるシートはまだ見い出せず、さらなる工夫が必要である。リアルタイムに葉の光合成速度を測定する装置を用いて、ろ紙上の微細藻類の光合成速度を測定することを試みた。この装置では、水分を含んだ空気中のCO_2濃度を赤外部の吸収で測定し、高等植物葉の蒸散を含めて計算で求めている。しかし、ろ紙上に置いた微細藻類は蒸発が早く、光を当てない暗中ですら計算値は正の値が得られた。水による誤差を補正したところ、水分を除いてからCO_2濃度を測定した時の結果とほぼ一致する結果が得られた。この方法で、光が当たり始めてからの光合成速度の時間変化を調べたところ、定常値に達するまでの時間がスピルリナで15分以上かかるのに対し、クロレラでは数分後に到達することが明らかになった。さらに、チラコイド膜の酸性脂質が光合成、特に光化学系IIタンパク質複合体の構造維持に関与し、活性保持に寄与していることも明らかとなった。微細藻類の中にはフィルター上で光合成を行なえるものがあることから、それを自動的に行なわせるための装置を作製した。ベルトコンベアー式で、ベルトの上に微細藻類をのせ光合成を行なわせるものである。まず、ベルト上に効率よく微細藻類をのせるために、糸状性ラン藻を用いてその有効性を検討しはじめた。一方、既存のろ紙上での二酸化炭素固定装置を用い、クロレラの水分含有量と光合成活性との関係を調べ、予想以上に水分の低下に対して抵抗性を示すことが明らかとなった。クロレラ以外の藻類でろ紙上に置いた場合の光合成活性を調べたところ、ハプト藻Pleurochrysishaptonemoferaのうち円石を細胞表面に付けていない細胞や共生藻のSymbiodinium sp.では液体中に比べてろ紙上での光合成活性は非常に低かった。円石を保有するP.haptonemofera細胞は少し高い活性を示した。それに対し、Chlamydomonas reihardtiiやPorphyridium purpureum、Spirulina platensis、Synechocystis sp.はろ紙上でも高い光合成活性を示した。大型緑藻のアナアオサもろ紙上でかなり高い光合成活性が認められたが、この用いた測定装置は気相中の二酸化炭素濃度を測定する装置であるため、アナアオサを海水中に浸すと見かけ上光合成活性は低下した。さらに、クロレラを用い、液体培養中の硝酸態窒素含量とデンプン蓄積量との関係を求めた。その結果、窒素含量を抑えることでデンプン生産量が増すことが判明した。

現在、ろ紙上でのデンプン生産量を調べている。微細藻類を利用した二酸化炭素固定化システム作製をめざして、昨年度ベルトコンベアー式の光合成装置を作製した。本年度はそのベルトに適した素材と微細藻類種を選定した。種々の布やナイロンメッシュで比較した結果、単細胞性のクロレラではろ過されてしまい、培養液との分離は不十分であった。そこで、糸状性ラン藻スピルリナを用いたところ、綿100%の綿ブロードと綿35%テトロン65%ブロードがろ過効率や保水性がよく、安価で大量に入手しやすいことが明かとなった。そこで、綿ブロードをベルト素材とした。スピルリナの20リットルの液体培養を行い、そこからベルト上で光合成を行わせるところまでの自動化が完成した。次に、ベルト上で乾燥したスピルリナの回収を試みた。ガラス器具洗浄用のブラシを回転させた程度では、十分な回収はできず、歯ブラシでこするとよいことから、堅いブラシで強くこすることが必要に思われる。しかし、その時布地もわずかにかきとることから、布にのせる細胞の量を多い目にするとよいことも判明した。しかし、この場合は布上での受光効率が細胞あたりでは低くなるという問題点が残された。さらに、昨年度購入した携帯用光合成測定装置を用いて、布上でのスピルリナの光合成活性を測定した。クズの葉の光合成活性は容易に測定できたが、布又はろ紙上での微細藻類の光合成活性は、水の蒸発による計算値の誤差が問題となることがわかった。そこで、布の水分含量を減らして水分の蒸発量を抑えてから測定したところ、1gCO_2・m^<-2>・h^<-1>以上の高い光合成活性が測定された。以上の結果から、布上での乾燥防止と細胞回収法の改善が今後の課題として残された。これまでの2年間で、微細藻類を布製ベルト上にのせたベルトコンベアー方式の二酸化炭素固定装置を作製し、十分機能することを示した。その装置を屋外に設置するためには微細藻類からの水分蒸発や風による飛散を防ぐ必要性が生じ、そのため水蒸気を遮断し二酸化炭素と酸素を通す透明なシートでベルトを覆うとよいと考えた。しかし、工学系の研究者やシート製造業者から情報を集めた結果、残念ながらこの目的に適うシートは生産されていないことが明らかとなった。一方、室内の空気(約800ppmCO_2)を通気して培養したクロレラとスピルリナを用い、気生状態での光合成特性を調べた。その結果、大気のCO_2条件(400ppm)でも光強度が高ければ(2000μmol・m^<-2>・s^<-1>)、クロレラで2gCO_2・m^<-2>・h^<-1>、スピルリナで4gCO_2・m^<-2>・h^<-1>の高いCO_2固定活性が得られた。このことから、上記のシートが入手できれば、ベルトコンベアー方式による二酸化炭素固定システムは屋外測定を残して原理的には完成したといえる。今後、その特性をもつシートを海外を含めて探すとともに、ガス透過性のない透明シートを利用した系の開発を検討することにした。また、本システムをよりよいものにするためには、微細藻類の光合成能力をさらに高めることや、乾燥耐性能力を高めることも大切である。そこで、Synechocystisにおける脱水・乾燥に対する応答機構を調べた。その結果、あらかじめ脱水処理を繰り返した細胞やソルビトールを加えた細胞は、3時間の脱水・乾燥に対して耐性が高まることが明らかとなった。また、脱水・乾燥時に発現調節を受ける遺伝子が見いだされた。
複製開始蛋白DnaAの転写制御における役割

DnaA蛋白は、dnaA遺伝子によりコードされる、大腸菌のDNA複製開始蛋白である。本研究においては、大腸菌の鞭毛蛋白制御遺伝子群、fliC,fliA,flhDの発現をdnaA46変異株と野生株とで比較した。それぞれの株からRNAを抽出し、ノザンブロット解析を行うことにより、dnaA46変異株ではそれぞれの遺伝子のメッセンジャーRNAの量が野生株に比べて低いことが明らかとなった。さらにそれぞれの遺伝子のプロモーターとβガラクロシダーゼ構造遺伝子の融合遺伝子による解析から、dnaA46変異株ではそれぞれの鞭毛蛋白制御遺伝子のプロモーター活性が低下していることが分かった。すでに分子遺伝学的研究により、大腸菌の鞭毛蛋白遺伝子の発現は、マスターオペロンと呼ばれるflhDの発現により制御されていることが分かっている。したがって本研究の成果は、DnaA蛋白が、flhD遺伝子の発現を制御することを示唆するものである。これまで、鞭毛の形成が細胞の増殖とカップルしていることから、鞭毛遺伝子の発現に対する、細胞増殖の制御系の影響が論じられてきたが、本研究はその議論に、実証的な提案をなす点で高く評価されるべきものである。また、本研究においては、鞭毛蛋白遺伝子群以外に、dnaA変異により発現が変化するいくつかの蛋白を電気泳動法により同定し、それらの部分アミノ酸配列からそれらの遺伝子を決定した。本研究は、DnaA蛋白が、複製開始以外の、遺伝子の発現制御において機能していることを明かにしたものである。
A/K/Cスーパーハイブリッド材料のスマート化に関する研究

本研究ではまず,センサーと情報伝達手段として光ファイバーを利用することについて検討した。光ファイバーをスーパーハイブリッド材料内に埋め込むことによる材料の力学特性の変化はなかった.しかし、材料に加えられる外力に対して、埋め込んだ光ファイバーのセンサーとしての感度は極めて微弱であり,光ファイバーを,フィードバック可能なセンサーとして利用するには,例えば光干渉機構を備えたブラッグファイバーのようなものでなければならないと考えられる。しかしこれは非常に高価なものであって今回の研究では検討できなかった。そこで光ファイバーを埋め込んだスーパーハイブリッド材料の簡単な利用法としてどのような利用法があるかを検討した.その結果疲労損傷検出可能材料となること、本材料で継ぎ手構造を構成する場合、継ぎ手のヘルスモニタリングが可能であることを明らかにした。次に本スーパーハイブリッド材料は材料中のCFRP層を通して伝達される電力をエネルギー源とし、ねじれとたわみを出力する形状可変性構造材料,および,振動特性可変材料となりうることを明らかにした.すなわち,CFRP積層材料は積層角に依存する電気抵抗を有し,抵抗発熱体として機能することがわかった.CFRP斜交積層材を含む逆対称積層材は,硬化後捩れを含むたわみ変形を生ずるが,これをジュール加熱によってコントロールできる可能性があることがわかった.さらにCFRP部をジュール加熱することにより材料の制振性を変え得ることも明らかになった.制振特性は温度のほかに積層構成にも依存するため積層構成を変えることにより,種々の特性を得ることが可能であると考えられる.本材料の現段階は光通信機能、電力伝送機能、変位・力出力機能を、それぞれ単独に、あるいは組み合わされたものとしての機能を有する、半スマート材料の段階にまで達したと結論される。本年度の研究においては光ファイバー埋設スーパーハイブリッド材料の製造条件を決定した.次に光ファイバーを埋め込むことによる、材料の力学的性質の変化の有無を,実験およびFEM解析により検討した.さらに、種々の外力、すなわち単純引張、面内単純圧縮、面外単純圧縮、単純曲げが加わるときの光伝送特性について実験的に検討し、各外力条件下における伝送損失発生のメカニズムを明らかにした.その結果以下の結論を得た。1)光ファイバーと強化繊維が平行な場合圧力0.5MPa、直交する場合でも圧力0.2MPaで成形すれば、光ファイバーを損傷することなくFRP層内に埋設することができ、光伝送損失も少ない.2)光ファイバーの埋め込み密度はピッチ1mm以上ならば、材料の力学的性質は光ファイバーを埋め込んでない場合と変化はない.3)光ファイバーに張力が加わる方向の負荷に対しては強化繊維とOFが平行の場合は材料ひずみ0.8%で,直交する場合は0.4%で埋設光ファイバーの多重破壊が始まる.4)光ファイバーに張力が加わらない方向の負荷に対しては材料破断に至るまでの光伝送損失は非常に少なく光ファイバーは破壊しない.5)強化繊維に直交させた光ファイバーにより、引張り負荷と曲げ負荷による、材料内のトランスバースクラックの発生を検出できる.6)強化繊維方向面内圧縮負荷の場合は同方向に埋設した光ファイバーにより材料の圧縮座屈を検出できるが,許容圧縮ひずみとしては極めてわずかである.7)面外圧縮の場合圧縮応力に比例する伝送損失を生ずる.その大きさは光ファイバーと強化繊維が平行の場合の方が強化繊維と直交する場合よりも約2倍大きい.しかしこのの損失は極めて小さいので,制御信号として利用するためには何らかの形で増幅する必要がある.本年度の研究においてはスーパーハイブリッド材料に,センシング機能とアクチュエーション機能の付与が可能かという点について集中的に検討を行った.センシング機能に関しては埋設光ファイバーによるヘルスモニタリング機能について検討した.前年度において開発したファイバー埋設法に従い作成した光ファイバー埋設材料を構造材料として用いることを想定し,有孔試験片について疲労試験を実施検討した.