hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖結合モジュールタンパク質による糖鎖基質認識機構の網羅的解析

孤立分子鎖または結晶状態のセルロースやキチン糖鎖基質と可逆的(非触媒的)に結合する糖結合モジュール(CBM)タンパク質を対象とした。CBMは触媒能力を持たないが、触媒ドメインの基質に対するアクセシビリティを向上させる。酵素本体(触媒ドメイン)に基質が活性部位に結合した複合体の場合、結晶構造解析対象となることが多いが、可逆的かつ多様な結合状態が予想されるCBM-糖鎖複合体の結晶構造解析研究例は限られている。本研究は、コンピュータによる分子シミュレーションを手段として、CBMの基質認識機構を明らかにすることを目的とした。CBMは糖鎖に対する結合様式によって、主に不溶・結晶状態の糖鎖に対してCBM表面が認識する様式(Type A)、CBM表面の浅いクレフト上で孤立糖鎖を認識する様式(Type B)、および糖12残基程度の糖鎖部分に対してCBM表面が認識する様式(Type C)に分類される。これらの三つの結合様式に対応する複数のCBMをモデル系として選択し、それらCBMと糖鎖基質の複合体構造モデル群を網羅的に求める。得られた複合体モデル群のシミュレーション計算を実施し、基質認識に関わる熱力学量や立体構造を解析する。さらに、CBM表面に対する糖鎖基質の結合・脱離過程や結合クレフト上の基質移動過程等のより大きな構造変化を伴う基質認識過程を、分子シミュレーション計算によって再現する。以上の知見から、CBMが示す可逆的かつ多様な糖鎖基質認識機構の空間的・時間的な全体像を明らかにする。一般に、糖加水分解酵素(セルラーゼ、キチナーゼ等)は、CBMを失うと触媒活性を大きく低下する。本研究の成果は、酵素全体の反応機構に理解に貢献することに加え、加水分解活性や基質認識特性を制御する変異CBM設計へと展開することが期待される。1.Pyrococcus furiosus由来の高耐熱性キチナーゼPf-ChiA,キチン結合モジュールの基質認識Pf-ChiAのキチン結合モジュールChBD2はTypeAのCBMに相当し、基質結合面に3つの基質認識芳香族アミノ酸(W274、W308とW326)が配置する。昨年、ChBD2とキチン4量体(GlcNAc4)を対象としたドッキングシミュレーション計算を実施し、GlcNAc4が基質認識表面に可逆的に結合する挙動を観察した。今回、キチン分子鎖(DP=20)上にChBD2を配置し、操舵分子動力学(Steered Molecular Dynamics, SMD)計算を適用し、キチン分子鎖上におけるChBD2の移動に要する自由エネルギー量を評価した。その結果、ChBD2は酵素の加水分解方向と一致する方向に、より少ない自由エネルギー量で移動することが示された。ヘベインペプチドはType Cに分類され、3個の芳香族アミノ酸残基(W21、W23、Y30)がキチン糖鎖と結合する複合体立体構造がNMR測定によって報告されている。昨年、ヘベインとGlcNAc3を対象としたシミュレーション計算を実施し、キチン糖鎖が基質認識Trp残基に、NMR構造の方向と一致する結合方向に不可逆的に結合する結果を得た。今回、同様なドッキングシミュレーション計算を、主に基質認識に関わるアミノ酸に変異を導入した7種の変異ヘベインに適用した。別の芳香族アミノ酸への変異導入は、結合エネルギーに変化を与えるにとどまり、結合様式に大きな変化をもたらさなかった。水素結合形成に関わるとされるY30とS19に対するアラニン変異も、実質的に野生型を同じ結合様式を与えた。1)力場パラメータの改良; Heveinのドッキングシミュレーション計算では、恒常的に基質認識アミノ酸にキチン基質が結合し、分子鎖方向も常にNMR構造を一致することが示されたが、厳密には、NMR構造(サブサイト+3+1)と比較して基質は残基1個分ずれた位置(+2-1)に結合した。さらに、残基2個ずれた位置(+1-2)に不可逆的に結合する結果も得られた。このことは、芳香族側鎖と糖ピラノース環同志の非結合相互作用が過剰に評価され、溶媒和相互作用とのバランスが適当でなかったと推定される。今後、関連する非結合相互作用のパラメータを改良し、NMR構造を再現する、より精密なシミュレーション計算を目指す。2)SMD計算の精密化;SMD計算は、反応座標の設定、印加する外力の大きさや移動速度等、いくつかの条件を設定する必要がある。今回、ChBD2とキチン分子鎖を対象とした計算は、試験的なもので、今後、以上の計算条件をさらに吟味し、より定量性を向上させたSMD計算を実施し、ChBD2移動に要する熱力学量をより高い精度で評価する必要がある。3)Type B CBMのドッキングシミュレーション計算;研究期間1年目よりType B CBMに相当するClostridium cellulovansとClostridium josuiエンドグルカナーゼCBMを対象とする計算を試みたが、糖鎖が異なる様式で結合した複数のCBM-糖鎖複合体モデルを構築することに成功していない。今後、初期構造発生のための専用プログラムを作成し、反応座標に沿った複合体モデル群を構築し、アンブレラ計算法の適用によって、CBM糖鎖結合クレフトに沿った糖鎖移動に要する自由エネルギー量評価を試みる。

酵素本体(触媒ドメイン)に基質が活性部位に結合した複合体の場合、結晶構造解析対象となることが多いが、可逆的かつ多様な結合状態が予想されるCBM-糖鎖複合体の結晶構造解析研究例は限られている。本研究は、コンピュータによる分子シミュレーションを手段として、CBMの基質認識機構を明らかにすることを目的とした。CBMは糖鎖に対する結合様式によって、主に不溶・結晶状態の糖鎖に対してCBM表面が認識する様式(Type A)、CBM表面の浅いクレフト上で孤立糖鎖を認識する様式(Type B)、および糖12残基程度の糖鎖部分に対してCBM表面が認識する様式(Type C)に分類される。これらの三つの結合様式に対応する複数のCBMをモデル系として選択し、それらCBMと糖鎖基質の複合体構造モデル群を網羅的に求める。得られた複合体モデル群のシミュレーション計算を実施し、基質認識に関わる熱力学量や立体構造を解析する。さらに、CBM表面に対する糖鎖基質の結合・脱離過程や結合クレフト上の基質移動過程等のより大きな構造変化を伴う基質認識過程を、分子シミュレーション計算によって再現する。以上の知見から、CBMが示す可逆的かつ多様な糖鎖基質認識機構の空間的・時間的な全体像を明らかにする。一般に、糖加水分解酵素(セルラーゼ、キチナーゼ等)は、CBMを失うと触媒活性を大きく低下する。本研究の成果は、酵素全体の反応機構に理解に貢献することに加え、加水分解活性や基質認識特性を制御する変異CBM設計へと展開することが期待される。1)複合体構造の解析Type A CBMに分類される、Trichoderma reeseiが産生するセルビオヒドロラーゼCel7AのCBMは3つのチロシン残基によってセルロース結晶表面を認識する。以前に決定されたCel7A CBM-セルロース結晶複合体モデルを用いた継続研究として、セルロースIaまたはセルロースIII1結晶面の複合体構造における基質認識挙動を評価した。CBMはIII1結晶面に対して、本来の基質であるIa結晶面とほぼ同程度の相互作用を与えた。Ia結晶面と比べてCBMはIII1結晶面に対してより多くのアミノ酸が基質認識に関与し、それらのアミノ酸に相互作用が分散して結晶面を認識した。2)基質吸着シミュレーションCBMの周囲に1分子または糖鎖基質を任意に配置し、CBM-基質水溶液シミュレーション計算を実施し、CBM周囲の基質の分布状態を評価した。Type Aに分類されるPyrococcus furiosus由来キチナーゼのCBMに、基質キチン糖鎖溶液中におけるCBM表面の糖鎖密度分布を解析した。基質認識Trp残基が3個直線的に並ぶ表面に高密度分布が見られた。いくつかの計算において、基質認識アミノ酸に沿って糖鎖が移動し、その後、糖鎖が解離する可逆的な結合・解離挙動を観察した。Hevea brasiliensis由来のヘベインペプチドはType Cに分類され、3個のTrp残基がキチン糖鎖と結合する複合体立体構造がNMR測定によって報告されている。このシミュレーション計算では、キチン糖鎖が基質認識Trp残基に不可逆的に結合した。
低次河川中のCPOMおよび物質の動態評価に関する工学的アプローチ

観測は、研究実施の利便性と自然度の高さを考慮して埼玉県所沢市と入間市の境にある柳瀬川上流で行った。川幅は510m程度であり、平常時の流量は0.020.1m^3/s程度で、丘陵を流下する勾配がなだらかな渓流である。周囲は、主にケヤキやサクラで覆われ、常時日影となるため付着藻類はほとんど見られない。堆積特性を把握するため、瀬、淵、蛇行がある270m区間を対象に、河床形状、川幅等の地形を詳細に調査したのち、落葉分布を作成した。落葉が終了した時期を見て、瀬の礫に引っかかるリター、淵に沈むリター、蛇行する区域の内側に流れの2次流によって集積するリター、遠心によって外側に堆積するリターなど、堆積特性を物理的観点で定義し、それぞれの堆積量を見積もった。さらに、堆積に影響するファクターとして、水深、流速、礫の数、礫間距離など、物理パラメータで整理した結果、水深がもっとも堆積量に影響を及ぼすことを明らかにした。次に、リターの分解の過程を、リターバッグを用いた実験で明らかにした。実験では、サクラとコナラを用いて、瀬、淵、岸などでの分解の速度を求めた。分解速度は淵よりも瀬の方で速く、この理由として、分解に大きく関与するベントスの役割を指摘した。また、実験上の注意点として、ある程度のメッシュサイズのリターバッグを用いると、ベントスの幼生が進入、リターバッグ内でサンプルを餌としながら成長、メッシュサイズより大きくなってリターバッグから出られなくなり、サンプルを食べつくすなど、これまで用いられてきたリターバッグ法の問題点も指摘した。
自己反映的プログラミングにもとづく動的分散ライブラリ機構の研究

近年、多くの情報がネットワークを介してやりとりされているが、Javaのように、広域ネットワーク(インターネット)を介してバイナリ・プログラムコードをやりとりすることを想定したプログラミング言語が注目を集めている。このようなプログラミング言語においては一般に、プログラムのオブジェクトファイルやライブラリファイルがネットワーク上に分散して置かれていて、プログラム作成者や使用者以外の者が作成したものを使用することが多い。また、ネットワーク上から入手するために、そのようなファイルのセキュリティの確保が課題となっている。動的分散ライブラリ機構(とくに実行時ライブラリローディング機構)の基礎理論の確立とその理論に基づいた実現手法の提案が望まれている。本研究においては、ファーストクラス環境をはじめとする自己反映的な計算機構にもとづく、動的分散ライブラリ機構の基礎付けを目的とした。そして前年度の結果を受けて、動的分散ライブラリ機構のモデル化に取り組んだ。また、合流性などの基本的性質が、どのように、動的分散ライブラリ機構と関連しているのかということについても注目して研究を推進した。【11年度の研究実績】平成11年度においては、次のような成果をえた。《動的分散ライブラリ機構のモデル化へ向けた環境λ計算の拡張》環境λ計算を動的分散ライブラリ機構のモデル化に適用するのであるが、そのために、環境λ計算に対して若干の機能拡張が必要になる。それに関連して、拡張された環境λ計算の理論的性質を解明した。《環境λ計算のプロトタイプ・システムの作成》環境λ計算は、ネットワーク分散型ライブラリ機構をモデル化するための基礎的な計算体系である。本研究を進めていくにあたり、比較的簡単なプログラムによりネットワーク分散型ライブラリ機構を記述・実行してみることが重要となる。そのために、本年度においては、「環境λ計算のプロトタイプ・システムの作成」に取り組んだ。《実行時ライブラリローディング機構のモデル化》実行時ライブラリローディングは、Javaの動的分散ライブラリを可能とする主要な機構である。環境λ計算による実行時ライブラリローディング機構のモデル化に取り組んだ。《動的分散ライブラリ機構に関する研究の調査》これまでにおこなわれてきた動的なライブラリローディングに関する研究やネットワーク分散型ライブラリに関する研究を理論的な側面と実践的な側面の両面から、全般的な調査(サーベイ)をおこなった。それにより、動的分散ライブラリ機構について、ファーストクラス環境を用いてモデル化できる部分とそうでない部分を明確化した。
関節リウマチの病態を促進する単球と抑制する単球の解析

関節リウマチ(RA)の末梢血中では既にCD146^+単球が活性化されていたが、関節修復に関わる可能性のあるCD14^+CXCR4^<high>単球は健常人より少なく、疾患活動性が高いRA患者ほど更に少なかった。一方、RAの腸骨骨髄中と末梢血中には関節破壊に関わる可能性のあるCD14^+CD15^+単球が多数存在したが、CD14^+CD15^+単球は健常人の末梢血中にも存在したため、CD14^+CXCR4^<high>単球とCD14^+CD15^+単球のバランスがRAの病態において重要である可能性が示唆された。申請者は「末梢血CD14^+単球中には関節破壊を促進する悪玉単球と関節の修復に関わる善玉単球が存在する」という仮説を着想した。この仮説を立証するために末梢血中に存在する悪玉単球と善玉単球の数的および質的違いを解析して、RA病態における末梢血単球の役割を明確にすることを本研究の目的として本研究を始動した。本研究計画時には、in vitroで血管内皮細胞や破骨細胞への分化能とI型コラーゲン陽性の線維芽細胞様の形態を有するMOMCへ高率に分化するCXCR4高高発現CD14^+単球は、RAの病態を促進する悪玉単球である可能性を考えている。そこで、平成21年度の課題を遂行する中で以下のような知見が得られた。<RA患者と健常人の末梢血悪玉単球数の比較検討>76例の未治療RA患者と26例の健常人から得た末梢血を用いて、末梢血単球におけるCXCR4の発現強度を比較したところ、健常人と比べて有意にRA末梢血単球のほうがCXCR4の発現強度が低いことが判明した(p=0.0005)。また、RAの疾患活動性が高い群のほうが、低い群よりも末梢血単球のCXCR4の発現が低いことも分かった(p=0.017)。この結果は、CXCR4高発現CD14^+単球(悪玉単球)はRA疾患活動性の上昇にともない滑膜へ流入したために末梢血中のCXCR4高発現CD14^+単球数(悪玉単球)が減少した可能性が想定された。申請者は「末梢血CD14+単球中には関節破壊を促進する悪玉単球と関節の修復に関わる善玉単球が存在する」という仮説を着想した。平成21年度には、健常人と比べて有意にRA末梢血単球のほうがCXCR4の発現強度が低く、RAの疾患活動性が高い群のほうが、低い群よりも末梢血単球のCXCR4の発現が低ことが判明し、CXCR4高発現CD14+単球(悪玉単球)はRA疾患活動性の上昇にともない滑膜へ流入したために末梢血中のCXCR4高発現CD14+単球数(悪玉単球)が減少した可能性が想定された。そこで、平成22年度の課題を遂行する中で以下のような知見が得られた。<RA患者と健常人の末梢血CD14+単球のフェノタイプ解析>76例の未治療RA患者と26例の健常人から得た末梢血を用いて、末梢血CD14+単球のフェノタイプ解析をしたところ、健常人と比べてRAの方が有意にRA末梢血CD14+単球中をしめるFcγRIIIa発現細胞頻度が高く(p=0.39)、末梢血CD14+単球上のCCR2発現強度が高い(p=0.042)ことが判明した。この結果は、RAの末梢血中では既にCD14+単球が活性化されていることが示され、CD14+単球がRAの病態形成に深く関与している可能性が得られた。

そこで、平成23年度は関節リウマチ(RA)の病態に関わるCD14^+単球の新たな細胞集団を探究するためにRA患者7例の腸骨骨髄と末梢血、健常人6例の末梢血を用いてCD14^+単球におけるCD15、CD29、CD31、CD34、CD144、CCR1、CCR2、CCR4、CCR5、CCR6、CXCR3、CXCR4、VEGFR1の発現をフローサイトメトリーで解析した。RA腸骨骨髄中にはCD15^+単球が多数存在し、CD15^-単球と比べてCD34とCCR5を高発現していた(p=0.0002)。また、健常人とRA患者のいずれの末梢血中にもCD15^+単球が存在したが、RA末梢血CD15^+単球は健常人末梢血CD15^+単球よりCD34とCCR5の発現が高い傾向にあった。一方、これまでの検討で末梢血CXCR4^<high>単球中に骨芽細胞や軟骨芽細胞への分化能を有する単球由来多能性細胞の前駆細胞が存在することが判明している。また、平成21年度の研究成果から末梢血単球のCXCR4の発現は健常人よりRA患者で低く、活動性が高いRA患者ほど低いことも判明していることより、RA患者では活動性の上昇に伴い骨や軟骨の修復能が低下している可能性が示唆されている。今回の検討では末梢血単球においてCD15とCXCR4は互いに相反する発現パターンを示し、CD15^+単球と単球由来多能性細胞の前駆細胞は異なる細胞集団と考えられた。以上より、RA患者腸骨に存在するCD15^+(CD34^+)単球は関節破壊に関わる単球で、骨芽細胞や軟骨芽細胞への分化能を有する単球由来多能性細胞の前駆細胞を含むCD14^+CXCR4^<high>細胞は関節修復に関わる単球である可能性が示された。活動期RAでは、これら2つの単球サブセットがCD15^+(CD34^+)単球に偏奇することで病態に関わる可能性が考えられた。
層状ペロブスカイト型化合物を用いた酸塩基触媒活性を有する有機無機複合体の創製

本研究では,ホスト化合物の化学特性とホスト-ゲスト間の相互作用による機能発現を組み合わせることで新規な酸塩基触媒を創製する.Nb系層状化合物は固体酸として機能することが数多く報告されている.また,第四級アンモニウムイオンを含む有機無機複合体が塩基触媒活性を示すことが明らかにされている.本研究ではこれらの機能発現に着目し,"酸と塩基"を独立に持ち多段階反応を進行させることが可能な触媒の調製を行う.本研究では,ホスト化合物の化学特性とホスト-ゲスト間の相互作用による機能発現を組み合わせることで新規な酸塩基触媒を創製する.Nb系層状化合物は固体酸として機能することが数多く報告されている.また,第四級アンモニウムイオンを含む有機無機複合体が塩基触媒活性を示すことが明らかにされている.本研究ではこれらの機能発現に着目し,"酸と塩基"を独立に持ち多段階反応を進行させることが可能な触媒の調製を行う.
紫外半導体レーザの基礎研究

半導体レーザの短波長化は、マルチメディアなどの高度情報化を促進するのみならず、医療・航空宇宙・食品・環境などの様々な分野で新しい産業技術を生み出す可能性をもっている。これを実現するためには、これまでAs系ならびにP系III-V族半導体で培われた光デバイス技術を応用でき、かつ強靱な物性を有する窒化物系III-V族半導体で実現することが望まれる。しかしながら、窒化物系III-V族半導体は格子整合する基板が存在せず、格子不整合率の大きい基板上にヘテロエピタキシャル成長せざるを得ない。本研究では先ず、代表的な窒化物半導体であるGaNの成長をサファイア基板で行って、GaならびにN元素の供給量に対する成長様式の変化を観察し、高温熱アニール処理による貫通転位の変形・移動効果を透過型電子顕微鏡を用いて調べた。また、6H-Sic基板上にAINバッファー層を用いてGaN層を成長し、貫通転位の発生について調べた。GaN層の成長は、rfプラズマ銃を用いたMBE法によって行い、成長過程をRHEEDで“その場"観察した。GaN層の成長は室温で堆積したアモルファスバッファー層を用いた。GaNエビ層の成長段階において適切なGaとNラジカルの供給比(V/III比)では、成長表面に(2×2)表面再配列構造が形成されることがわかった。この条件よりV/III比が低い場合には表面再配列は形成しないで2次元的な成長様式となり、V/III比が高い場合には3次元的な成長様式となった。高温熱アニール処理を行ったサンプルの断面TEM観察の結果、アニール処理を行うことで貫通転位が曲げられることがわかった。これは高温で転位の移動度が増加すること、ならびにGaN層とサファイア基板との熱膨張計数差による応力が加わって転位の運動が促進されたことによると考えられる。GaN/AIN/6H-SiC構造の断面TEM観察より、GaNエビ層中の貫通転位の多くはGaN/AIN界面で発生していることがわかった。GaN層とAIN層との間の格子不整合率(2.5%)はAIN層と6H-SiC基板との間のそれ(0.9%)よりも大きいため、貫通転位の発生する割合が増大しているものと考えられる。本研究によって、紫外光半導体レーザを実現するための、高品質なGaN層ならびにAIN層を作成するための基礎的な技術が得られた。半導体レーザの短波長化は、マルチメディアなどの高度情報化を促進するのみならず、医療・航空宇宙・食品・環境などの様々の分野で新しい産業技術を生み出す可能性をもっている。本研究では先ず、代表的な窒化物半導体であるGaNの成長をサファイア基板で行って、GaならびにN元素の供給量に対する成長様式の変化を観察し、また断面TEM用サンプルの作成技術の確立を計った。

GaN層の成長は、rfプラズマ銃を用いたMBE法によって行い、成長過程をRHEEDで“その場"観察した。成長基板温度を700°Cで一定とし、種々のGaとN元素供給量の下で成長を行った結果、GaN成長層の表面が平坦になる供給範囲は極めて狭いことが判明した。また、カソードルミネッセンス法による発光スペクトルを観察した結果、N_2原料ガスの供給量を2から0.5sccmまで減少させるともにバンド端からの発光強度が強くなり、深い準位からの発光強度は弱くなることが明らかになった。さらに、サファイア基板を断面TEM用サンプルに加工する技術も確立し、貫通転位などの結晶欠陥の観察を行えるようになった。活性層に局所歪みの極めて少ないAlGaN量子井戸レーザ構造を作製するためには、成長基板に6H-SiC基板を用いる必要がある。しかしながら、現在市販されているSiC基板は、表面の仕上げ状態がきわめて悪く原子オーダーで平坦な表面が得られていない。そのため、反応性機械的研磨処理、薬品による化学エッチング処理などの方法によってSiC基板の表面平坦化処理の検討に着手した。今後、SiC基板上の窒化物系III-V族半導体では、非極性半導体上の極性半導体の成長という問題があるため、MEE法によるSiC基板上のAlNおよびAlGaN層の成長を行う。半導体レーザの短波長化は、マルチメディアなどの高度情報化を促進するのみならず、医療・航空宇宙・食品・環境などの様々の分野で新しい産業技術を生み出す可能性をもっている。これを実現するためには、これまでAs系ならびにP系III-V族半導体で培われた光デバイス技術を応用でき、かつ強靭な物性を有する窒化物系III-V族半導体で実現することが望まれる。しかしながら、窒化物系III-V族半導体は格子整合する基板が存在せず、格子不整合率の大きい基板上にヘテロエピタキシャル成長せざるを得ない。本研究では先ず、代表的な窒化物半導体であるGaNの成長をサファイア基板で行って、GaならびにN元素の供給量に対する成長様式の変化を観察し、高温熱アニール処理による貫通転位の変形・移動効果を透過型電子顕微鏡を用いて調べた。また、6H-SiC基板上にAINバッファー層を用いてGaN層を成長し、貫通転位の発生について調べた。GaN層の成長は室温で堆積したアモルファスバッファー層を用いた。GaNエピ層の成長段階において適切なGaとNラジカルの供給比(V/III比)では、成長表面に(2×2)表面再配列構造が形成されることがわかった。この条件よりV/III比が低い場合には表面再配列は形成しないで2次元的な成長様式となり、V/III比が高い場合には3次元的な成長様式となった。高温熱アニール処理を行ったサンプルの断面TEM観察の結果、アニール処理を行うことで貫通転位が曲げられることがわかった。これは、高温で転位の移動度が増加すること、ならびにGaN層とサファイア基板との熱膨張計数差による応力が加わって転位の運動が促進されたことによると考えられる。GaN/AIN/6H-SiC構造の断面TEM観察より、GaNエピ層中の貫通転位の多くはGaN/AIN界面で発生していることがわかった。
アメリカ成人教育運動における市民形成の史的研究

平成19年度は、19世紀アメリカの成人教育運動における市民形成がどのような理念に基いてなされ、どのような実践が展開されていたのかについて明らかにすることを目指した。具体的には、19世紀アメリカの北東部及び南部に焦点を当て、アメリカ成人教育の源流と言われるライシーアム運動を研究の対象とし、資料収集、分析に努め、下記三点を明らかにした。第一に、成人及び青少年に対し、合衆国憲法や政治的結社、投票などについての政治的知識や、合衆国内情勢、経済状況などといった市民生活を営む上で欠くことのできない知識が提供された。第二に、ライシーアム運動はマイノリティを含むすべての階層、性別、年齢層に学習機会を提供するという理念に基いて創始され、それにより、人びとに対等な「市民」であるというアイデンティティを形成することを目指していた。第三に、ライシーアム運動では、特にアフリカ系アメリカ人といったマイノリティの独自の要求に基いた学習機会の拡充も図られていた。本研究で注目したライシーアム運動は近年、社会関係資本(social capital)論において注目されている。アメリカの政治学者パットナム(Robert Putnam)は、ライシーアム運動を、宗教、階層といったバックグラウンドを超えて、市民に「ゆるやかな」つながりをもたらすことができる「橋渡し型社会関係資本」(bridging social capital)としてとらえ、人びとの間に「より広いアイデンティティと互恵性を生み出す」ものと位置づけている。本研究では、こうした近年の議論において注目されているライシーアム運動の実態を、原資料に基いてとらえることができた。19年度の後半より、研究成果を学術論文にまとめている。本年度は、19世紀アメリカにおける成人教育運動、ライシーアム運動における市民形成を目指した実践の特質を解明につとめた。とりわけ本年度は、アメリカ北部(マサチューセッツ州、ニューヨーク州)のライシーアム運動に焦点をしぼり、研究を進めてきた前半期(7月10月)にはライシーアム運動に関する尭行研究や原資料の整理を行い、北部における運動の展開過程を把握した。つづいて、11月には現地におもむき、マサチューセッツ州農村部(セイラム)、都市部(ボストン)におけるライシーアム運動の実態調査を行い、現地の図書館、博物館、タウンホールなどで原資料の収集につとめた。後半期(12月2007年3月)は現地で得た資料や情報の分析を行った。その結果、農村部ライシーアム運動では、一般の住民やマイノリティと呼まれる人びと(女性、アフリカ系住民など)によって学習会やミーティングが開催されていたことが明らかとなった。そうした学習会やミーティングは、一般の住民やマイノリティの人びとにとって貴重な市民活動の場としての機能していた。また、都市部ライシーアム運動は、書籍の閲覧や講演会の開催を通して、広くさまざまな人びとに情報の提供を行う公的な役割を担っていたことを明らかにした。次年度は、本年度の調査によって得られた知見をもとに学会及び学会誌への発表を行う。さらに、アメリカ南部にも調査の範囲を広げ、そこにおけるライシーアム運動の実践の特徴の解明を目指すことになる。
新生子の脳発育における腸管バリアーと血液-脳関門の生理学的な役割

この研究はミルクに含まれる生理活性物質の新生子消化管上皮細胞からの取り込み動態及び腸管バリアーの制御機構の成果を基礎として、未成熟な新生子の脳の発育に対するミルク由来生理活性物質の役割を解析することを目的とした。I.新生子期において血中に移行したミルク由来タンパク質成分が脳の発達制御機構にどの程度寄与しているか、明確に実証した報告はない。そこで、出生直後のブタ新生子を用いて、ウシ初乳の経口投与によるミルク成分の血清及び脳脊髄液への移行動態を各種電気泳動法及びELISA法によって検索を進めた。その結果、ブタでは新生子期において、初乳中のタンパク質成分の内、分子量約19,00031,000の二つのタンパク質成分が血液を介して脳脊髄液中に移行すること及び分子量19,000の成分はβ-lactoglobulinであることが明らかとなった。II.記憶学習機能の向上作用が注目されているドコサヘキサエン酸(DHA)が発育、成長期の脳内情報伝達及び代謝系に対してどのような作用をもっているのかを明らかにするため、脳波、視覚誘発電位及び脳内カテコールアミン量を測定して解析を進めた。その結果、DHAは脳の興奮性を高め、カテコールアミン合成も促進させる効果が明らかとなった。この効果は海馬において顕著であったことから、記憶学習機能の向上作用との関連が示唆された。III.初乳中にも高濃度に含まれ、鉄分の吸収や抗菌作用などその作用が注目されるラクトフェリン(LF)の吸収動態を明らかにするため、ブタ新生子を用いて解析した。その結果、LFはブタ新生子腸管から分解を受けることなく血液中へ輸送され、さらに胆汁中にも出現したことから、LFは腸肝循環することがELISA法及びウエスタンブロット法によって明らかになった。乳汁に含まれる生理活性物質の新生子消化管上皮細胞からの取り込み動態及び腸管バリアーの制御機構の成果を基礎として、未成熟な新生子の脳の発育に対する血液-脳関門及び脳脊髄液関門の役割を解明するため3つの実験を行い、次のような結果を得た。実験-I.人工哺育下におけるウサギ新生子腸管の生後発達ウサギ新生子の人工哺育を試み、主として高分子物質取り込み能及び二糖類分解酵素活性を指標として腸管の生後発達に及ぼす諸因子の作用を解析した結果、ウサギ新生子の腸管機能はラットについての報告とは異なって、人工哺育によって母乳群よりもむしろ早期に成熟型に移行する事が明らかとなった。その機序としては副腎皮質ホルモン以外の要素に起因することが示唆された。実験-II.ミルク成分による摘出腸管の運動制御作用ミルク成分及び腸管内で生成された生理活性物質の消化管機能、特にその運動制御作用を解析した。モルモット及びラットの摘出腸管から作成した回腸のホールセグメントを用いて、トレンデレンブルグ法による内圧変動にたいする腸管の運動性を指標として検討を進め、腸管標本の作成,低圧トランスジューサ-の感度など、装置の改良によって漸く圧上昇にたいする腸管運動反応がえられるようになった。現在、カゾモルフィンなど既知なる物質の作用を解析している。実験-III.初乳成分の血清及び脳脊髄液への移行動態出生直後のブタ新生子を用いて、ウシ初乳の経口投与によるミルク成分の血清及び脳脊髄液への移行動態を各種電気泳動法及びELISA法によって検索を進めている。血清タンパク質は、ウシ初乳投与後、経時的に増加し、投与後24時間で出生時の約2.8倍量となった。初乳中の高分子及び低分子タンパク成分(分子量約19,00058,000)が血液中へ移行することを確認できた。血液中へ移行した高分子タンパク質成分は主としてウシIgGであった。現在、血液に移行した成分の脳脊髄液への移行動態並びに脳内伝達物質の変動を解析している。

I.新生子が哺乳することによって、ミルク成分が腸上皮細胞から吸収され、さらに脳の機能発現に関与する可能性を調べた。母乳未摂取のブタ新生子にウシの初乳を投与し、ミルク成分の血液及び脳脊髄液への移行動態を電気泳動法並びにELISA法によって解析した。その結果、(1)初乳投与後、血清タンパク質濃度は経時的に増加し、24時間後には3倍となり、ミルク由来IgG及び分子量数万のタンパク成分の移行が認められた。(2)脳脊髄液のタンパク質濃度は、ミルク投与直後から増加し、6時間で2倍となった。(3)その中で、分子量約19,000と31,000の二つの血液由来タンパク成分が脳脊髄液内に認められた。以上の結果から,新生子の初期には、ミルク由来タンパク成分のある分画は腸上皮細胞を介して血液中へ移行し、さらに脳脊髄液中にも移行することが明らかにできた。II.生後発育の目覚ましい食虫目のスンクスについて、中枢神経系における生後発育過程を明らかにするため、脳波並びに視覚誘発電位を測定した。また、脳各部のカテコールアミンの分析をHPLC-ECDにて行った。(1)脳の電気活動は57日齢で顕著となり、14日齢で成体とほぼ同様の活動を示した。(2)視覚誘発電位の潜時は7日齢で急激に短縮し、10日齢では成体とほぼ同じレベルとなった。(3)ノルアドレナリンとドーパミン含量は57日齢以降顕著な増加を示した。以上の結果、スンクスの中枢神経系における電気活動は生後57日目で著しい発達を遂げ、同時に脳内カテコールアミン量も増加することが明らかとなった。この研究はミルクに含まれる生理活性物質の新生子消化管上皮細胞からの取り込み動態及び腸管バリアーの制御機構の成果を基礎として、未成熟な新生子の脳の発育に対するミルク由来生理活性物質の役割を解析することを目的とした。1.新生子期において血中に移行したミルク由来タンパク質成分が脳の発達制御機構にどの程度寄与しているか、明確に実証した報告はない。そこで、出生直後のブタ新生子を用いて、ウシ初乳の経口投与によるミルク成分の血清及び脳脊髄液への移行動態を各種電気泳動法及びELISA法によって検索を進めた。その結果、ブタでは新生子期において、初乳中のタンパク質成分の内、分子量約19,00031,000の二つのタンパク質成分が血液を介して脳脊髄液中に移行すること及び分子量19,000の成分はβ-lactoglobulinであることが明らかとなった。2.記憶学習機能の向上作用が注目されているドコサヘキサエン酸(DHA)が発育、成長期の脳内情報伝達及び代謝系に対してどのような作用をもっているのかを明らかにするため、脳波、視覚誘発電位及び脳内カテコールアミン量を測定して解析を進めた。その結果、DHAは脳の興奮性を高め、カテコールアミン合成も促進させる効果が明らかとなった。この効果は海馬において顕著であったことから、記憶学習機能の向上作用との関連が示唆された。3.初乳中にも高濃度に含まれ、鉄分の吸収や抗菌作用などその作用が注目されるラクトフェリン(LF)の吸収動態を明らかにするため、ブタ新生子を用いて解析した。
金属・セラミックス界面における破壊挙動の原子レベルでの直視観察と機能設計

研究代表者はサファイアの破壊挙動とへき開表面の原子構造との相関性について詳細に解析した。本研究では、透過型電子顕微鏡法(TEM)その場観察技術を用いて、TEM内部で高純度サファイアにタングステン圧子を導入することでへき開破壊させ、サファイアの清浄表面を作製した。得られたサファイアのへき開表面を高分解能透過型電子顕微鏡法(HRTEM)により観察し、詳細な表面原子構造の同定を行った。圧子の導入によりサファイア中に生成したき裂は、わずかに湾曲しながら高速で進展した。その破面は(0001)、(112^^-0)などの低指数面に加えて、(112^^-x)(x=3,6,9...)などの高指数面からも構成されており、様々な結晶方位のへき開表面が形成されることが分かった。また、各々のへき開表面の構造は結晶方位に強く依存していることが明らかとなった。すなわち、(0001)面は原子レベルで平坦であるが、(112^^-0)面上には数原子層高さのステップが存在し、そのステップ間には凹凸のある特異なジグザグな原子構造が形成されることが分かった。一方で、(112^^-9)などの高指数表面は原子レベルの平坦性に欠けるラフな構造を有することも明らかとなった。(0001)および(112^^-0)表面においては、最表面と考えられる黒いコントラストの形状およびその周期がバルク領域と異なることから、最表面は再構成されており、サファイアにおけるOut-of-plane方向の原子緩和深さが結晶方位に依存して異なることが、本研究によってはじめて見出されたといえる。
中国東北・華北・黄土高原の農村市場構造の地域差と、その歴史的含意

本研究では、満洲・華北・黄土高原の三地域を研究対象として選定し、歴史的研究とフィールドワークによる研究を併用し、一般的な中国農村社会モデルの構築を目指した。本年度は、第一・二年度における、長距離走破調査の成果をもとに、2006年8月に黄土高原で追加的調査を行うとともに、文献調査とモデルによる考察を推進し、中国農村社会の一般モデルの提唱という目的の実現を目指した。研究成果としては以下の二点が主たる成果である。(1)安冨が兼橋正人(東京大学大学院情報学環博士課程)と協力して、満洲の人口分布を各種の人口統計を用いて解明した。さらに、1970年代から得られる人工衛星画像を利用して、満洲と山東省の集落分布の変遷を調査した。この結果、安冨(2002)が主張した県城のみが突出し、村落との間に中間的な町が見られないという構造が、1970年代には中満と北満に明瞭に見られ、それが改革開放以降、徐々に見えにくくなっていることが判明した。これに対して山東省では、1970年の時点で既に多階層の構造が見て取れる。このような構造的な違いを視覚的に確認することができた。(2)深尾と石田慎介(大阪外国語大学学部生)が共同で高西溝村の社会と環境の現代史を明らかにした。高西溝村は黄土高原のなかにありながら、唯一、まとまった森林と草原を村内に形成し、バランスのとれた高能率の農業を展開し、澄んだ水のため池を持つことで中国全土に知られている。なぜこのようなことが可能であったのかを長期の滞在型調査により明らかにした。現在のところ重要であったと考えられるのは、共産党革命の過程で、村の内部で政治的亀裂が入ることを回避しえたことであり、これによって実行不可能なノルマを主体的に拒絶し、生産性を挙げるために本当に必要なことを村という単位で考えることが可能になったことである。本年度の主たる研究テーマは以下の通りである。以下のテーマのうち、(3)と(6)の成果を論文として発表した。他のテーマも現在論文を作成中であり、来年度中に発表の予定である。(1)中国農村市場に関するスキナーの古典的論文を複雑系科学の立場から再考し、そのモデルがスキナー自身が考えたように地理学の中心地理論に依拠しているとするのは間違いであり、むしろチューリング・パターンに近い性質を持つことを明らかにした。(2)両大戦間期の山東省の煙草生産の展開について歴史的調査を行ない、稠密な定期市の分布するこの地域では鉄道の影響がその両側20km程度に限られており、地域全体に構造的影響を及ぼすものではなかったことを示した。(3)「満洲国」時期の満洲における廟会のあり方について歴史的調査を行ない、鉄道と馬車の組み合わせによって流通機構が構成されているこの地域では、廟会のあり方が鉄道依存型の大型廟会の繁栄と村落の廟会の貧弱さが明確な対照を成していることを明らかにした。(4)20世紀前半期の満洲において、鉄道の敷設が馬車交通システムを代替するのではなく、その形成を促進したことを明らかにした。その際に、長白山地域の山林と内モンゴル地域の馬が重要な役割を果たしており、特に清朝の皇産の崩壊が決定的意義を持ったことを示した。(5)市場と共同体というしばしば対立的に理解されている概念について理論的考察を加え、両者が相互浸透的であり、統一的に理解されるべきであることを明らかにした。

(6)7月に瀋陽から内モンゴルの草原地帯に至る地域、瀋陽から朝陽市に至る地域の生態環境と社会編成の関係についてのフィールドワークを行なった。(7)9月に陝西省楡林市を中心とする農村地帯で、生態環境と社会編成の関係についてのフィールドワークを行なった。本年度の主たるテーマは以下の通りである。以下のテーマのうち、(2)(8)ついて論文を発表し、(3)についての著作を刊行した。(1)(7)(8)については、既に論文を用意しており、安冨が中心になって編集している書物『「満洲」の成立』(名古屋大学出版会)に収録することが決定している。(1)両大戦間期の山東省の煙草生産の展開について歴史的調査を行ない、稠密な定期市の分布するこの地域では鉄道の影響がその両側20km程度に限られており、地域全体に構造的影響を及ぼすものではなかったことを示した。(2)市場と共同体というしばしば対立的に理解されている概念について理論的考察を加え、両者が相互浸透的であり、統一的に理解されるべきであることを明らかにした。(3)このようなシステムを「マーケット」に対して「バーザール」と呼称し、その背後にあるコミュニケーションのダイナミクスについての包括的な議論を展開した。(4)8月に陝西省楡林市を中心とする農村地帯で、生態環境と社会編成の関係についてのフィールドワークを行なった。(5)9月に河北省南部のフィールド調査を行ない、五台山のふもとの限られた地域に豊かな山林が形成されつつあり、そこから数キロしか離れていない別の支流では全くの禿山と濁った川がみられることを明らかにした。(6)10月に河北省北部の豊寧県・囲場県のフィールド調査を行ない、150年前には皇帝の狩場として保全されていたこの地域の森林がほぼ完全に伐採されて消滅していることを確認した。(7)近代満洲社会を規定した大豆の国際商品化プロセスを文献調査によって明らかにした。(8)満洲の県城経済が、町や村の分布にどのような影響を与えているかを衛星写真などを用いて分析し、定期市経済の発達した山東との比較を行った。本研究では、満洲・華北・黄土高原の三地域を研究対象として選定し、歴史的研究とフィールドワークによる研究を併用し、一般的な中国農村社会モデルの構築を目指した。本年度は、第一・二年度における、長距離走破調査の成果をもとに、2006年8月に黄土高原で追加的調査を行うとともに、文献調査とモデルによる考察を推進し、中国農村社会の一般モデルの提唱という目的の実現を目指した。研究成果としては以下の二点が主たる成果である。(1)安冨が兼橋正人(東京大学大学院情報学環博士課程)と協力して、満洲の入ロ分布を各種の人口統計を用いて解明した。さらに、1970年代から得られる人工衛星画像を利用して、満洲と山東省の集落分布の変遷を調査した。この結果、安冨(2002)が主張した県城のみが突出し、村落との問に中間的な町が見られないという構造が、1970年代には中満と北満に明瞭に見られ、それが改革開放以降、徐々に見えにくくなっていることが判明した。これに対して山東省では、1970年の時点で既に多階層の構造が見て取れる。このような構造的な違いを視覚的に確認することができた。(3)深尾と石田慎介(大阪外国語大学学部生)が共同で高西溝村の社会と環境の現代史を明らかにした。高西
土壌中の有機物に含まれる放射性セシウムの挙動に及ぼす生物的要因の解明

ルーピンを用いて根圏可視化のために地上部に11CO2を同化し、根圏に分泌される11Cを解析する手法開発を確立した。この手法によりクラスタールートの形成位置に強いシグナルが観察され、同化産物が短時間に根圏土壌に分泌されることが確認された。マメ科作物は放射性セシウム吸収能が強く、そのメカニズムに分泌化合物あるいはそれを利用した微生物活性の関与が推察された。カリウム栄養の違いによる根分泌物の解析手法の開発を進め、複数の化合物がカリウム欠乏によって分泌される可能性を示した。根圏微生物叢は同化直後に大きく変動をし、同化産物が根圏に対して直接的、間接的に強く働きかけている実態が示された。本研究は植物による積極的な土壌成分への働きかけが、放射性セシウムの動態に与える影響を明らかにするために行われている。特にマメ科作物ー大豆ーにおいては土壌中の放射性セシウムが他の作物ー特にイネ科ーに比較して植物体へ移行しやすいことが知られており、そのメカニズムの解明が喫緊の課題である。これは土壌中での植物根による積極的な養分利用能が原因であると考えられるが、実際に根が土壌に強く働きかけていると想定される根圏がイメージとしてはあるものの、その実態は明確ではない。そこで、本研究ではまず、根圏のイメージング技術を開発する。そのために、短半減期放射性炭素を用いて、大豆の根圏のイメージング技術を進めた結果、ある程度解析が可能であるが、さらに解像度を上げる必要があることが明らかになった。また、植物による放射性セシウム吸収が低カリウム条件で誘引される時に、カリウム養分欠乏による積極的な土壌成分の利用が想定される。これまでこの領域の研究はほとんど行われていないことから、新たに大豆を用いた研究を開始した。植物種によって同じ土壌からの放射性セシウム吸収能に大きく違いがあることから、特徴的な幾つかの作物を、圃場において栽培し、その生育特性と放射性セシウム吸収能についての関係を解析した。根圏の微生物機能の影響を明らかにするために、主要作物である大豆を用いて微生物機能を薬品によって制御することが可能かの試験を行った。大豆を用いた根圏の可視化に取り組んだ。土壌と根を分離するための栽培装置を開発し、実際に大豆を用いて、地上部に短半減期の11Cを含む二酸化炭素を同化させ、約1時間程度後に土壌のみをイメージングする技術の開発に成功した。ただし、大豆の場合は比較的根全体に同化産物の分泌が認められ、当初予定していた明瞭な根圏の部位別のサンプリングが困難であることが明らかになった。一方、根粒の周辺には多くの分泌物が蓄積しており、根粒には同化産物が積極的に流入する他に、その周辺にも分泌物が存在していることが明らかになったが、これらが能動的に外部に放出されたのか、あるいは高濃度に蓄積した同化産物の一部が漏出したのかは明らかではない。根粒への強い同化産物の集積により周辺の土壌の解析が困難であることが明らかになり、これに基づいて対象とする植物種を再度検討する必要が生じており、研究に遅延が生じている。分泌物のメタボローム解析には水耕栽培を用いた。分泌物の濃度にもよるが解析数を増やすために培養液に含まれる塩類の除去が有効であることが明らかになった。植物体の分析に関しては根においても分析が順調に進んだ。圃場での試験では大豆が虫害の影響を強く受けたため、十分な収量を得ることができなかった。また、根圏土壌を微生物機能を制御することで養分吸収能を制御することを試みたが有意な影響が認められなかった。ただし、大豆における放射性セシウムの吸収パターンについての新たな知見を入手し、これに基づいた栽培管理技術の方向性が示された。本研究は植物による積極的な土壌成分への働きかけが、微量元素特に放射性セシウムの動態に与える影響を明らかにするために行われている。特にマメ科作物においては土壌中の放射性セシウムが植物体へ移行しやすいことが知られており、そのメカニズムに有機物に結合している放射性セシウムが植物による有機物の分解に伴って移動していると考えられる。この現象を明らかにするために、根圏のイメージング技術を開発し、これを用いて根圏土壌の微生物機能を明らかにすることを目的の一つとして研究開発を進めている。また、植物による放射性セシウム吸収が低カリウム条件で誘引されるが、このことは根のカリウムトランスポーターにおけるカリウムとセシウムの拮抗作用にとどまらず、養分欠乏による積極的な土壌成分の利用も関与していると仮定している。そこで、カリウムが欠乏する条件下でどのような分泌物が生じているのかを明らかにするためにメタボローム解析手法を導入している。根からの分泌物は植物種によって大きく違いがあることが知られており、圃場において複数の作物種を栽培し、その根の特性と実際の放射性セシウムの吸収能についての関係解析を進めている。これらのメカニズム解明と同時に現地では対策技術の喫緊の現場への普及が求められており、主要作物である大豆の移行抑制対策の高度化を進めるために特に根圏の栄養的観点からの栽培管理技術の開発を進めると同時に、より簡便な手法で高い移行抑制効果を上げる技術開発に取り組んでいる。

初年度の研究では大豆に着目して、根圏の可視化を進めることにより正確な位置情報に基づく解析を行うために、11Cを同化させて根からの分泌場所で分けることを試みたが、分泌物が根の濃度に比べて著しく薄いなどの問題が明らかになった。そこで次年度においては植物をルーピンに変更し、さらに根と土壌が直接接しないように栽培環境を工夫することで大きく改善した。この手法により土壌を植物の分泌物が強く影響を与えている根圏土壌と非根圏土壌を明瞭に分離することが可能となり、それぞれの領域の土壌を採取して、その土壌微生物群衆構造の解析に着手した。11Cを生成させるにはサイクロトロンのランタイムが必須であり、稼動できる場合には複数分野の研究者が集合して研究を進めている。根分泌物のメタボローム解析にはCE-MSを活用して分析を行っており、これまでにカリウム欠乏及び過剰の際に根から分泌される複数の特有な化合物の同定に至っている。圃場での試験からは複数の作物の栽培から特にルーピンにおける放射性セシウム吸収能が高いことが明らかになった。根の解析を行い、この特性は根長あたりの吸収能が特に高いことが示された。同様にピーナッツにおいても根への吸収能が高かったが、ピーナッツの場合は根から地上部への移行が著しく抑制されており、これまでに知られていないセシウムの移行抑制に関わる仕組みの存在が示唆された。また、大豆は稲に比較して生育後半の放射性セシウム吸収能が高いことが明らかになっており、これに対応させるための施肥管理手法、栽培管理手法の構築に取り組んでいる。現在行われている播種前の追加のカリ施肥では生育後半の吸収を十分抑制できない可能性や、必要以上の量を投入しなければ効果が発現できないことも示唆される。プライミング効果や緩効性肥料による抑制効果についての検証を進めている。植物根から分泌される化合物は土壌に直接、間接的に作用する。これまでも各種栄養条件に応答して植物は積極的に土壌に働きかけを行うことが研究されてきているが、実際の土壌を対象にした場合に根圏領域を明確に規定することは困難であった。根圏は植物が作用する土壌として定義されているが、その領域をいかに可視化するのかが本研究の最重要課題であり、さらにその効果によって土壌中の放射性セシウムが実際に植物によって吸収されているのかを検証することを目的とした。根の分泌物を可視化するためには短半減期の放射性11Cを二酸化炭素として植物体に同化させた。当初は大豆を用いて研究を行っていたが、より明確に根分泌物の影響を明らかにするために根分泌物の多いことが知られているルーピンに変更をした。その結果、ルーピンにおいてはより明確な根圏土壌を11Cの分泌されている領域として区分することが可能となった。その影響を受けている土壌とそれに隣接したそれ以外の土壌をそれぞれ根圏土壌と非根圏土壌として微生物性を比較した結果、根圏土壌では明確に存在している微生物構造に違いが生じていることが明らかになった。11Cは短半減期のため根からの分泌物に応答して、時間的にはかなり早いスケールで微生物叢が対応していることが想定された。一方、圃場条件でルーピンを栽培したところ、大豆に比較しても約4倍程度の高い放射性セシウムの吸収能が示された。この事により実際に圃場条件においても根圏への分泌物の影響が大きなことが推定された。根分泌物の網羅的解析に関しては大豆についてカリウム栄養への応答を行い、カリ欠乏において特徴的な複数の化合物の分泌が認められた。これらの化合物と土壌中の放射性セシウムの動態への影響、あるいはルーピンで同様な応答を示すのかについての研究は今後の課題である。