hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子不足アリルスズの特異な反応選択性と多官能性1,4-ジヒドロピリジン類の合成

含窒素複素環化合物に有用な官能性炭素置換基を高効率的に導入する手法の開発は、様々な生理・薬理活性を有する複素環化合物あるいは医薬品を合成するためには大変重要な課題である。2位に電子求引性基を有する電子不足アリルスズと塩化アシルで活性化された種々の含窒素複素環化合物との反応を調査し、有用な官能性炭素置換基であるマイケルアクセプターを含窒素複素環に高選択的に導入する手法の開発した。4位にアシル基を有するピリジン類と電子不足アリルスズの反応が優先的に1、4-付加で進行し、多官能性4、4-ジ置換1、4-ジヒドロピリジン類が選択的に得られ、通常のアリルスズとの反応とは逆の位置選択性を示すことを明らかにした。一方、4-シアノピリジンとの反応では、1、4-付加選択性は認められないこと、3位に電子求引性基を有するピリジン類と電子不足アリルスズの反応では、明確な位置選択性はないこと、2、5-ジメトキシカルボニルピリジンとの反応においても、明確な位置選択性がないことを明らかにした。電子不足アリルスズが4-アシルピリジン類に対して特異的に示す顕著な1-4-付加選択性の要因を探るために、半経験的分子軌道法を用いて種々のアリルスズ反応剤と4-置換ピリジニウムイオンの分子計算を行い、それらの電子密度およびフロンティア分子軌道を考察した。その結果、従来用いられてきたハード・ソフト酸塩基原理では上の選択性を説明することができず、反応中に生成する電子不足なカーボカチオン中間体と4位のアシル基の安定化相互作用が大きな役割を果していることが示唆された。さらに、本反応をイソキノリン及びβ-カルボリン系に対して適用し、マイケルアクセピタ-を含窒素複素環に簡便に導入する新手法及び多環式α-メチレン-γ-ラクタム類の新合成法を開発した。含窒素複素環化合物に種々の多官能性炭素置換基を選択的に導入する手法の開発は、様々な生理、薬理活性物質を持つ複素環化合物あるいは医薬品を有効に合成するために大変重要な課題である。本研究者は、2位にメトキシカルボニル基あるいはシアノ基のような電子求引性基を持つ電子不足アリルスズと4位にカルボニル基を持つピリジン類をクロロギ酸メチルを活性化剤として用いて反応させたところ、4位の置換基による立体障害にもかかわらず、ピリジン環の4位で選択的に付加反応が起こることを見い出した。まず、クロロギ酸メチルを活性化剤として用いて、4位にフォルミル基、メトキシカルボニル基、アセチル基、そしてベンゾイル基を持つピリジンに対して2-メトキシカルボニル-及び2-シアノアリルスズとの反応を行ったところ、1、4-付加が優先的に進行し、4、4-ジ置換1、4-ジヒドロピリジン誘導体が選択的に得られた。またその選択性は、より電子求引性が高いシアノ基を持つ2-シアノアリルスズにおいて、より増大することがわかった。通常のアリルスズを用いた時には1、2-付加生成物のみが得られることから、この位置選択的1、4-付加反応は電子不足アリルスズに特徴的な反応特性と考えられる。一方、4位にシアノ基を持つピリジンとの反応ではこのような選択性は認められず、特に2-メトキシカルボニルアリルスズとの反応では1、2-付加体が独占的に得られたことから、この電子不足アリルスズの1、4-付加選択性の発現には、ピリジンの4位のカルボニル基が関与している可能性が示唆された。さらに、本手法をイソキノリン及びβ-カルボリン系に対しても適用し、これらの含窒素複素環にマイケルアクセプターを簡便に導入できることがわかった。さらに、α-メチレン-β-ラクタムの合成法も開発した。

その結果、従来用いられてきたハード・ソフト酸塩基原理では上の選択性を説明することができず、反応中に生成する電子不足なカーボカチオン中間体と4位のアシル基の安定化相互作用が大きな役割を果していることが示唆された。さらに、本反応をイソキノリン及びβ-カルボリン系に対して適用し、マイケルアクセピタ-を含窒素複素環に簡便に導入する新手法及び多環式α-メチレン-γ-ラクタム類の新合成法を開発した。含窒素複素環化合物に有用な官能性炭素置換基を高効率的に導入する手法の開発は、様々な生理・薬理活性を有する複素環化合物あるいは医薬品を合成するためには大変重要であり、今までに多くの研究が行われてきた。昨年度に引き続いて、2位に電子求引性基を有する電子不足アリルスズと塩化アシルで活性化された種々の含窒素複素環化合物との反応を調査し、有用な官能性炭素置換基であるマイケルアクセプターを含窒素複素環に高選択的に導入する手法の開発を行うとともに、その反応機構について探求した。今までに、4位にアシル基を有するピリジン類と電子不足アリルスズの反応が優先的に1、4-付加で進行し、1、4-ジヒドロピリジン類が選択的に得られ、通常のアリルスズとの反応とは逆の位置選択性を示すこと、一方、4-シアノピリジンとの反応では、1、4-付加選択性は認められないことを明らかにした。本年度では、3位に電子求引性基を有するピリジンと電子不足アリルスズの反応を調査したところ、明確な位置選択性は認められず、1、2-、1、4-、そして1、6-付加体が生成した。また、2、5-ジメトキシカルボニルピリジンとの反応においても、明確な位置選択性は認められず、1、2-、1、4-、そして1、6-付加体が生成した。以上のように、電子不足アリルスズの顕著な1、4-付加選択性は4位にアシル基を有するピリジンに対して特異的に認められることが明らかになった。そこでこの要因を探るために、種々のアリルスズ反応剤と置換ピリジン類の半経験的分子軌道法を用いて分子計算を行い、それらの電子密度およびフロンティア分子軌道を考察した。その結果、従来用いられてきたハード・ソフト酸塩基原理では上の結果を説明することができず、反応中に生成する電子不足なカーボカチオン中間体と4位のアシル基の安定化相互作用が大きな役割を果たしていることが示唆された。
和鏡の生産と流通 出土鏡・鋳造遺跡からみた考古学的考察

今回の3年にわたる研究によって、下記のような点が明らかになった。1.まず研究の第一として、全国にわたる和鏡の出土例をしら別と共に、其のデータベース化を計った。これによって、近年の発掘調査の進展によって、多くの和鏡が発掘されるとともに、其の出土の現状が把握されることとなった。成果については、報告書の一覧表を参照2.これらの出土資料の中から、最も研究上重要である2遺跡、三重県鳥羽市神島と宮崎県南郷村神門神社の出土鏡を調査し、資料を集成した。成果は報告書を参照。3.第二に全国的に検出例の多くなってきた和鏡の鋳造遺跡を報告書等で研究を行った。其の結果、京都市内に於ける検出例の豊富さから、中世京都に於ける和鏡鋳造が七条周辺を中心に活発であったことが判明した。成果は報告書を参照。今年度は、当初年度であるため、まず和鏡資料の集成を中心的な研究内容とした。はじめにこれまでに刊行された和鏡関係の資料集から、関係する和鏡資料をコピーし、台紙に貼って資料を整理することを行った。これまでに、広瀬都巽の一連の研究業績の資料化をおこない、それ以外の資料集の資料化を続行中である。さらにこの貼付資料を元に、備品として購入したコンピューターに入力して、データベースとして活用できるようにした。資料調査としては、最近数多くの和鏡資料が出土して注目されている遺跡を中心に調査を行った。まず岩手県平泉町の奥州藤原氏関係の諸遺跡から出土した和鏡資料を調査した。ここでは、従来、京都で生産された和鏡がもたらされていたと考えられてきたが、調査の結果、必ずしもそう考えなくてもよいのではなかとの結論に達した。福岡県の博多遺跡群では、和鏡の使用状況に興味の持たれる結果が得られた。鏡筥のなかに化粧道具とともに納入された出土例が注目された。京都市内の諸遺跡を中心に、最近和鏡鋳型の出土例が相次いで紹介されている。これらは平安時代から江戸時代まで時代の幅が大きく、まとめて考えることは困難だが、それぞれの出土遺物から、和鏡生産の実態を把握することができる。本年度は研究計画の2年目に当たる。本年度内に予定していた文献等からの和鏡出土事例の抽出と、主要所蔵先への調査が終了した。文献の抽出は、カード化し、それをコンピューター上のマイクロソフト=エクセルに取り込み、データベース化をはかった。その結果、全国の出土例を様々な形で検索できるようになるとともに、データの追加訂正などの管理が容易となった。次に、昨年度来継続して取り組んでいる和鏡の主要所蔵先への調査は、三重県鳥羽市八代神社と宮崎県南郷村神門神社への調査を行うことができた。その結果、まず八代神社では、和鏡の同型鏡例が発見できた。これまで和鏡はへら押し技法で一面ごとに下絵をなぞって文様を刻むために、同じ様な文様はあり得ても、同型鏡は無いと思われていた。今回踏み返しによる同型鏡の存在が明らかになったことは、和鏡鋳造技法の理解に大きな手がかりを提供するといえる。神門神社では個別の写真とともに、集合の写真を撮ることができ、今後の出版の際に利用できるような写真を撮影できた。また各鏡の計測を、最近導入した、デジタルノギスでさらに正確に行うことができ、計測値の比較が、小数点以下第二桁目まで可能になった。成果は報告書を参照。
アルキル化DNA塩基除去修復酵素のX線構造解析

大腸菌には、強力な突然変異、致死作用を有するアルキル化剤によるDNA損傷の主生成物の一つ3-メチルアデニンを除去する2種類のDNA修復酵素、3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼIとIIが存在するが、両酵素は、分子量、基質特異性、熱安定性、適応応答の点で異なっている。本研究では、X線結晶構造解析法でこれらの3次元構造を決定し、両酵素のアルキル化DNA塩基の認識機構、酵素反応機構を原子レベルで解明することを目的とし、以下の研究成果を得た。<3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼII〉まず、昨年度作成した2.8A分解能の電子密度図(4種の重原子誘導体を用いた多重同型置換法に基づく)をもとに本蛋白質の3次元立体構造モデルを構築した。引き続き、2.3A分解能データを用いてプログラムX-PLORで構造の精密化を行い、R値20.6%を得、正しい構造が得られていることがわかった。本グリコシラーゼは、3つのドメインから構成されている。枯草菌や酵母の3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼのアミノ酸配列と相同性の高い領域すべてが、ドメイン2と3の間の溝に面していることから、この溝が活性に重要な部位と推定された。現在、この付近で3者間で保存されている残基の変異遺伝子を作成、アルキル化剤に対する感受性の変化を調べているが、ドメイン2と3の溝深くにあるAsp238が活性残基であることが示唆されている。<3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼI>X線解析に適した結晶を作成するため結晶化条件を種々検討したところ、いくつかの条件で結晶を得たが、X線回折実験を行うには現在のところまだ小さい。本研究では、X線結晶構造解析法でこれらの3次元構造を決定し、両酵素のアルキル化DNA塩基の認識機構、酵素反応機構を原子レベルで解明するとともに、両酵素の基質特異性、熱安定性の差異を3次元構造レベルで解明することを目的とし、本年度は以下の研究成果を得た。<3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼII>X線構造解析に適した結晶を得、2.0A分解能のX線回折データを精度良く測定した。立体構造既知の関連蛋白質がない場合、重原子同型置換法で構造解析を進めるため、重原子同型結晶の探索を行なったところ、水銀、白金、金、イリジュウム化合物が、構造解析に有効であることが判明した。それぞれの誘導体結晶のX線回折データを測定し、多重同型置換法を用いて解析、2.8A分解能の電子密度図作成に成功した。電子密度図から、本蛋白質は5本のβ鎖からなるβ-シートと約10本のα-ヘリックスで構成される新しいα+β構造をとることが明らかとなった。<3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼI>本蛋白質を大腸菌中で大量産生させ、純度良く精製し、X線解析に適した結晶を作成するため結晶化条件を種々検討したところ、いくつかの条件で結晶を得たが、X線回析実験を行なうには現在のところまだ小さい。

本研究では、X線結晶構造解析法でこれらの3次元構造を決定し、両酵素のアルキル化DNA塩基の認識機構、酵素反応機構を原子レベルで解明することを目的とし、以下の研究成果を得た。〈3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼII〉まず、昨年度作成した2.8A分解能の電子密度図(4種の重原子誘導体を用いた多重同型置換法に基づく)をもとに本蛋白質の3次元立体構造モデルを構築した。引き続き、2.3A分解能データを用いてプログラムX-PLORで構造の精密化を行ない、R値20.6%を得、正しい構造が得られていることがわかった。本グリコシラーゼは、3つのドメインから構成されている。枯草菌や酵母の3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼのアミノ酸配列と相同性の高い領域すべてが、ドメイン2と3の間の溝に面していることから、この溝が活性に重要な部位と推定された。現在、この付近で3者間で保存されている残基の変異遺伝子を作成、アルキル化剤に対する感受性の変化を調べているが、ドメイン2と3の溝深くにあるAsp238が活性残基であることが示唆されている。〈3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼI〉X線解析に適した結晶を作成するため結晶化条件を種々検討したところ、いくつかの条件で結晶を得たが、X線回析実験を行なうには現在のところまだ小さい。
手の平性状を指標として快適な接触感を与える塗装木材の表面物性の解明

無塗装および数種の塗装仕上げを行った密度の異なる木材について、高齢者および若年者を被験者とし視覚を排除した一対比較法による官能試験、被験者の手の平性状の計測、試験体の各種物性の測定を行い、高齢者と若年者で判断の異なる接触感と、ほぼ同じ判断となる接触感があり、これらは温度、弾力、水分量などの手の平性状に大きく関係すること、種々の接触感を総合して判断すると考えられる心地よいと感じる表面は、高齢者と若年者で異なり、高齢者が心地よいと感じる表面をより明確に判断することが明らかになった。無塗装および数種の塗装仕上げを行った密度の異なる木材について、高齢者および若年者を被験者とし視覚を排除した一対比較法による官能試験、被験者の手の平性状の計測、試験体の各種物性の測定を行い、以下のことを明らかにした。(1)木材の密度は温冷感、硬軟感に、塗装は温冷感、硬軟感、滑り感に影響を与えた。(2)温冷感では高齢者と若年者で温かいと感じる仕上げの順位にほとんど違いがなかった。(3)硬軟感では高齢者と若年者で仕上げの順位に違いがあった。滑り感では一部を除いて仕上げの順位にほとんど違いがなかった。仕上げ間の違いを硬軟感では若年者が、滑り感では高齢者がより明確に判断した。(4)手の平に疑似させた温度に加熱した金属円盤と試験体との間の熱流と温冷感との間に高い負の相関があった。(5)ほぼ同一の手の平弾力、水分量を持つ高齢者と若年者の硬軟感、滑り感の比較で、硬軟感では高齢者の知覚の鈍化が示唆されたが、滑り感では示されなかった。(6)心地よいと感じる仕上げの順位に高齢者と若年者で違いがあり、心地よいと感じる表面物性が高齢者と若年者で異なることが示された。高齢者が心地よさをより明確に判断した。重回帰分析により、高齢者では心地よさを温冷感によりほぼ予測できるが、若年者では心地よさを判断させる接触感が多様であり、少数の接触感で予測することができないことが示された。以上の結果から、高齢者と若年者で判断の異なる接触感と、ほぼ同じ判断となる接触感があり、これらは温度、弾力、水分量などの手の平性状に大きく関係すること、種々の接触感を総合して判断すると考えられる心地よいと感じる表面は、高齢者と若年者で異なり、高齢者が心地よいと感じる表面をより明確に判断することが明らかになった。これらの結果は、高齢化社会において高齢者が快適に暮らすための居住空間の創製に寄与するものである。
近世本草書の方言記事に関する調査研究

1.近世後期の本草学者小野蘭山が享和元年(1801)文化2年(1805)の間に、6度の採薬旅行を行い、それぞれ採薬記を著していることを明らかにした。特に、第4回採薬旅行(房総半島一周と常陸国巡回)については、従来ほとんど知られていなかったが、本研究によって、東京国立博物館に蘭山自筆本から写された写本2部があることを見出し、その詳細な内容を報告した。2.前記の書誌的検討に基づいて、蘭山のすべての採薬記について正確な本文を作成した上で、そこに記載されている方言記事を抽出し、五十音順に排列した一覧を作成した。3.丹波頼理『薬名備考和訓鈔』(文化4年刊)の中に、数多くの方言が含まれていることを見出し、その一部は蘭山の採薬記から方言記事を抜き出したものであることを明らかにした。この事実は、同時代における蘭山の採薬記利用の唯一の事例である。4.従来から知られている近世本草書のうち、貝原益軒、松岡玄達、直海龍、平賀源内らの著書について、写真資料を収集し、それらに記載のある方言記事を抜き出してパソコンへ入力した。このデータは、「近世本書所載方言データベース」の基礎資料となるものである。5.地方における採薬記の一例として、山本良臣『雲州採薬記事』について調査を行い、杏雨書屋本を翻刻した。著者との関連で、松江藩医師山本家3代の学問的業績について従来の知見を大幅に広めた。6.松江日赤病院医学図書室に旧松江藩医学校「存済館」の旧蔵書が保管されていることを見出し、調査を行った結果、重要な各種の本草学関係図書があることを知ることができた。近世本草書のうち、貝原益軒、直海龍、平賀源内、松岡恕庵、小野蘭山らの著作について国立国会図書館、東京国立博物館資料館、国立公文書館内閣文庫、西尾市立岩瀬文庫、武田科学振興財団杏雨書屋において書誌的な調査を行い、特に小野蘭山の採薬記に関係する書はその全部について複写を得た。調査の過程で、従来の本草学研究に漏れていた採薬記の一つ『房総常州採薬記』を新たに見出し、同時に、内閣文庫に所蔵される5種の採薬記が蘭山自筆本であろうとの徴証を得ることができた。それらの詳細は、別記論文「小野蘭山の『採薬記』について-『房総常州採薬記』の紹介をかねて-」で述べた所である。採薬記については、関連文献とともに、すべてをパソコンに入力し終えており、それらに記載された方言記事を抽出して五十音順に並べかえた一覧を作成した。その一部は別記論文「小野蘭山『採薬記』所蔵の方言(1)」として発表したが、なお続稿を公表する予定である。その他の本草書については、個々の著作ごとに方言記事の抽出とパソコンへの入力を順次進めた。方言記事の集大成である小野蘭山の『伊呂波別動植物名彙』の解読と入力、推敲に意外に労力を要したため、予定した著作の総てを終了することはできなかったが、おおむね順調に資料収集は進んでいる。データベース化するための記事の加工も平行して進めている。最良のデータ形式についてなお工夫を要する点があり、来年度に実現させる計画である。

特に、第4回採薬旅行(房総半島一周と常陸国巡回)については、従来ほとんど知られていなかったが、本研究によって、東京国立博物館に蘭山自筆本から写された写本2部があることを見出し、その詳細な内容を報告した。2.前記の書誌的検討に基づいて、蘭山のすべての採薬記について正確な本文を作成した上で、そこに記載されている方言記事を抽出し、五十音順に排列した一覧を作成した。3.丹波頼理『薬名備考和訓鈔』(文化4年刊)の中に、数多くの方言が含まれていることを見出し、その一部は蘭山の採薬記から方言記事を抜き出したものであることを明らかにした。この事実は、同時代における蘭山の採薬記利用の唯一の事例である。4.従来から知られている近世本草書のうち、貝原益軒、松岡玄達、直海龍、平賀源内らの著書について、写真資料を収集し、それらに記載のある方言記事を抜き出してパソコンへ入力した。このデータは、「近世本書所載方言データベース」の基礎資料となるものである。5.地方における採薬記の一例として、山本良臣『雲州採薬記事』について調査を行い、杏雨書屋本を翻刻した。著者との関連で、松江藩医師山本家3代の学問的業績について従来の知見を大幅に広めた。松江日赤病院医学図書室に旧松江藩医学校「存済館」の旧蔵書が保管されていることを見出し、調査を行った結果、重要な各種の本草学関係図書があることを知ることができた。
多元ジェスチャー辞書を利用した日本語・ジェスチャー間相互翻訳システム

手話を含むジェスチャーと日本語の間の相互翻訳をコンピュータによって行うための基礎的研究を継続して行い,いくつかの成果を得るとともに,新たな課題を設定してシステム開発までの距離を詰めることができた。1.手話の統語構造に関する分析を行い,日本語から省略して表現される助詞の類型化を試みた。2.日本語文を構文解析し,1.の結果に基づく不要な助詞の除去と基本形への変換を行った後に,ジェスチャー辞書を検索して対応する手話コード(既開発)を求めるソフトウェアを開発した。3.既に開発したジェスチャー辞書の構造を再検討し,手話辞書に特化した場合の効率向上のための手法をいくつか提案した。またこの手法を導入して手話辞書を構築した。特にコード間の距離を定義して,入力された手形状にある程度のあいまいさが存在していても辞書検索が可能なようにした。4.日本語入力に対して,手話を画像として生成する部分を構築した。手話画像は2.の手話コードから規則合成によって求め,さらに画像間の動きを補間法で作成し,最終的に手話アニメーションとして表示するものである。この手法で複数の文を表現し,聴覚障害者らによる評価実験を行い,手話語の認識率として85%を得た。5.手話画像に口話を加えるために,発話に伴う口形変化を分析して簡単な3次元モデルを作成し,これを4.の手話画像に取り入れた。自然な口形変化を表示するのが今後の課題である。目標としていた一応の成果を挙げることができ,基礎的研究を終えた。今後は,さらに辞書の語彙を増やすとともに,不足しているジェスチャー・コードの補完,自然な手話画像の規則合成などに取組み,システムの開発研究の段階に進む予定である。
HIV-1感染者特に血友病のAIDS発症早期予知マーカーの研究

本邦のHIV-1感染者は,平成4年12月現在2千余名をかぞえ,このうち8割以上は,血友病患者が占めるが,感染したと推察される時期より7-8年経過しており,今後はこれら患者群からのAIDS多発が危惧される。したがって,これら患者群からのAIDS発症を早期に予知し,速やかに対応することが今後重要となるが,その目的のため我々は種々の予知マーカーの臨床的有用性の検討を行なった。1)血友病患者では,HIV-1の感染の有無に関わらず,非特異的に免疫系が活性化されている。2)その結果,今回検討した多くのcytokinesは,HIV-1感染の有無に関わらず血友病患者で増加した。3)しかし,HIV-1陰性者,AC,ARC,AIDS別に分類し,比較するとHIV-1感染者,とりわけ病期が進んだ患者群で高値であった。4)これらマーカーのうち特に有用と考えられたのは,ADA,NP,S-IL2,aCLであった。5)これらマーカーを経時的に測定すると,HIV-1感染症の病期が進行し,悪化するにつれ,それと相相関して増加した。6)特にNP,ADAは,末期に至り,死亡直前にはむしろ激減した。7)以上より,HIV-1感染者の経過観察と,AIDS発症予知,並びに予後の把握には,これらマーカーとりわけNP,ADAの経過を追っての測定が有利である。HIVー1に感染した血友病患者のAIDS発症を早期に予期し、即対応することは臨床的に重要で、この早期発見に有用なマ-カ-の登場が望まれている。その結果、TK,TNFに関しては、その測定の有用性を見い出せなかったが、ADA,β_2M,NPの経過を追っての検索は、HIVー1感染症の病態と密接に相関することが判明した。すなわち、ADA,β_2M,NPは、HIVー1のasymptomatic carrier(AC)では正常範囲内の値を示したが、AIDSーrelated complex(ARC)あるいはAIDSでは、いずれのマ-カ-も中高度の増加を示した。しかもACの患者を経過を追って観察すると、ARC,AIDSと進行するにつれ、3つのマ-カ-は次第に増加することを確認した(日本臨床病理学会誌掲載予定)。さらに新たなマ-カ-として、抗カルジオライセン抗体および免疫複合体をとりあげ、検討したが、この2者はAIDS発見予知マ-カ-としてではなく、HIVー1感染症の免疫学的側面、すなわちAIDSを自己免疫疾患として認識する上において、非常に貴重なデ-タを与えてくれることがわかった(日本輸血学会誌)。今後は、これらがアジドチミジン(AZT)やbiological response modifier(BRM)により治療により、どのような変化を示すか、長期にわたって検討を加えて行きたい。本邦の血友病患者がHIVー1に感染したと推察される時期から,79年前後が経過したので,今後は,この患者群におけるAIDS多発が危惧され,より早期の予知,対応が望まれる。この目的のため,我々は種々の予知マ-カ-の検討を長期にわたり実施してきたが,そのマ-カ-のうち,2,3にある程度の有用性を見いだすに至っている。現在までに検討したマ-カ-は,thymidine kinase(TK),tumor necrosis factor(TNF),adenosine deaminase(ADA),β_2ーmicroglobulin(β_2M),neoptein(NP)およびTリンパ球サブセット,とりわれCD4,CD8リンパ球である。このうちTK,TNFは,特にHIVー1感染症の進行度との相関はなかったが,ADA,β_2M,NPは,HIVー1の病態とよく相関して変動することを確認した。すなわち,ACのStageでは,CD4リンパ球数は年月を経るにつれ次第に減少するに対し,これら3つのマ-カ-はほとんど変化を示さなかった。しかしARCからAIDSへと移行する時期には,これらマ-カ-は増加し始め,末期に至ると著増し,その後著減,死亡することが判明した。よって,これら3つのマ-カ-とCD

4リンパ球の経時的測定は,AIDS発症予知マ-カ-として重要であり,これをさらに確認するために,症例を増やし,長期にわたり検討を重ねていきたい。また,AIDSにみられる日和見感染症の原因の1つに好中球機能異常の存在を想定し,検索したところ,血友病患者の60名前後に,貧食能の異常を認めたが,HIVー1陽性者と陰性者との間に有意差はなかった(第5回日本エイズ医学会発表)今後は,これらマ-カ-がAZTやレンチナンの治療によりいかなる変化を示すか,長期にわたり観察を続ける所存である。本邦のHIV-1感染者は,平成4年12月現在2千余名をかぞえ,このうち8割以上は,血友病患者が占めるが,感染したと推察される時期より7-8年経過しており,今後はこれら患者群からのAIDS多発が危惧される。したがって,これら患者群からのAIDS発症を早期に予知し,速やかに対応することが今後重要となるが,その目的のため我々は種々の予知マーカーの臨床的有用性の検討を行なった。1)血友病患者では,HIV-1の感染の有無に関わらず、非特異的に免疫系が活性化されている。2)その結果,今回検討した多くのcytokinesは,HIV-1感染の有無に関わらず血友病患者で増加した。3)しかし,HIV-1陰性者,AC,ARC,AIDS別に分類し,比較するとHIV-1感染者,とりわけ病期が進んだ患者群で高値であった。4)これらマーカーのうち特に有用と考えられたのは,ADA,NP,S-IL2,aCLであった。5)これらマーカーを経時的に測定すると,HIV-1感染症の病期が進行し,悪化するにつれ,それと相関して増加した。6)特にNP,ADAは,末期に至り,死亡直前にはむしろ激減した。7)以上により,HIV-1感染者の経過観察と,AIDS発症予知,並びに予後の把握には,これらマーカーとりわけNP,ADAの経過を追っての測定が有利である。
時間スケールの異なる機能発現による自己完結型長期安定緩衝バリアへの挑戦

本研究では,核種閉じ込め性能を自己発現する緩衝バリアの提案を目的とし,放射性廃棄物処分システムに多用される粘土鉱物(ベントナイト)へのケイ酸析出挙動について実験的に調べるとともに,ケイ酸析出による核種移行経路閉塞の可能性を検討した.その結果,地下環境に想定される諸条件(pH,温度,塩濃度)において,過飽和ケイ酸がNa型化およびCa型化ベントナイト,アモルファスシリカに顕著に析出することが明らかになった.また,得られた析出速度定数を用いた流路および間隙閉塞の試算から,廃棄体による核種閉じ込め性能が保たれると仮定される1,000年以内に,ケイ酸析出が核種移行経路を有意に閉塞する可能性が示された.本研究は,放射性廃棄物処分システムの埋め戻し部における粘土鉱物(ベントナイト)へのケイ酸析出挙動解明により,核種閉じ込め性能を複合的に発現する長期安定緩衝バリアの提案を目指す.とくに,膨潤性を失い止水性が低下するCa型ベントナイトへのケイ酸析出挙動に着目し,平成28年度はケイ酸の過飽和濃度(410 mM)および温度(1550度)をパラメータとして実験的に検討した.ケイ酸析出実験では,固相としてCa型ベントナイトを添加したケイ酸溶液をpH 10以上から8に下げることにより過飽和状態とし,液相の水溶性ケイ酸,およびコロイド状ケイ酸の経時変化からケイ酸の析出速度を調べた.析出実験結果からは,いずれの実験条件においても固相へケイ酸が有意に析出することが確認されると同時に,コロイド状ケイ酸の生成が観察された.ケイ酸析出後のCa型ベントナイトの比表面積は423 m2/gから約300 m2/gに減少するが比較的大きな比表面積を維持しており,ケイ酸の析出はベントナイトの有する層状構造を大きく変化させるものではないと言える.これは,ベントナイトの層状構造端部のような活性な部位へ選択的にケイ酸が析出する可能性を示唆する.また,高温条件下では,固相へのケイ酸析出量が増加する一方,コロイド状ケイ酸量が減少しており,コロイド状ケイ酸の成長,沈殿が促進されたことによるものと考えられる.今回の種々の実験条件にて得られた析出速度定数は10E-1210E-11 m/sの範囲に集約した.これは,ケイ酸過飽和濃度や温度が変化する場においても,析出速度定数を簡便に整理し得ることを意味する.加えて,今回得られた析出速度定数は,岩盤中の亀裂がケイ酸析出によって閉塞される可能性を示した先行研究の値と同じオーダーにあり,Ca型ベントナイトに対しても同様にケイ酸析出が核種移行を抑制する可能性が示唆された.平成28年度に実施した,上述の種々のパラメータ設定によるCa型ベントナイトへのケイ酸析出挙動検討,および析出速度定数評価は研究実施計画に沿ったものであり,順調に進展していると考える.そして,得られた析出速度定数が核種閉じ込め性能発現の可能性を示唆したことは大きな成果であると言える.また,申請時の研究実施計画においては主にCa型ベントナイトに着目していたが,Ca型に変質する前のNa型ベントナイトに加え,高温にて変質生成するイライトについてもケイ酸析出挙動の検討に着手した.Na型ベントナイトは,変質後のCa型とのケイ酸析出挙動の比較検討に有効であるとともに,長期の時間スケールにおいてNa型とCa型が混在する場合も想定されることを考慮して検討に加えた.また,イライトは,Ca型と同様に止水性が低下することが知られており,Ca型のみならずイライトについてもケイ酸析出による核種閉じ込め性能を示すことができれば,より広範な長期安定緩衝バリアとしての機能を埋め戻し部のベントナイトに期待できる可能性がある.平成28年度に実施した予察試験においてはNa型ベントナイト,イライトともに有意なケイ酸析出が認められており,次年度以降にはCa型ベントナイトと同様にケイ酸過飽和度や温度の依存性を調べることとする.このように,当初の研究実施計画の内容が順調に進展していることに加え,検討対象の範囲を拡張した研究に踏み込んでいることを考慮して,当初の計画以上に進展していると判断した.本研究は,放射性廃棄物処分システムに多用される粘土鉱物(ベントナイト)へのケイ酸析出挙動の解明により,核種閉じ込め性能を自己発現する長期安定緩衝バリアの提案を目指す.Ca型ベントナイトへのケイ酸析出に着目した平成28年度に続き,今年度はNa型ベントナイトへのケイ酸析出を調べた.その結果,Ca型ベントナイトと同様に,Na型ベントナイトにも過飽和ケイ酸の有意な析出が確認され,析出速度定数は10E-10 m/s程度と見積もられた.この析出速度定数はCa型ベントナイトと同程度であり,Na型およびCa型のいずれのベントナイトの場合も過飽和ケイ酸の析出を同様に評価できることを示唆する.また,計画時点ではベントナイトへのケイ酸析出に関する共存イオンの影響を調べる予定だったが,NaClやCaCl2の添加によりベントナイトの交換性陽イオン(Na,Ca)が交換されることが判明した.そのため,代替の固相としてアモルファスシリカ粉末を用いて析出反応に対する共存イオン影響の基礎的知見を取得した.そして,NaイオンやCaイオンの増加に伴い析出速度定数が増大することが明らかになった.

これは,電解質の添加に起因した析出促進効果によると考えられる.加えて,析出速度定数を用い,ベントナイトを想定した多孔質体の間隙閉塞について簡易試算したところ,一年未満の時間範囲で間隙が有意に閉塞される結果が得られた.本研究より,処分場内のベントナイト充填部のようにpHが連続的に変化する場においては,ケイ酸析出に伴う間隙閉塞により核種閉じ込め性能の向上が見込める可能性が示唆された.このようなpH変化に伴う溶解および析出といったケイ酸の空間的な再分配は,処分場周辺の岩盤ではより広範囲に生じると予想され,今後は地下環境に想定される種々のケイ酸塩鉱物に対する析出メカニズム解明に取り組み,さらなる処分システムの性能向上を目指す.本研究では,核種閉じ込め性能を自己発現する緩衝バリアの提案を目的とし,放射性廃棄物処分システムに多用される粘土鉱物(ベントナイト)へのケイ酸析出挙動について実験的に調べるとともに,ケイ酸析出による核種移行経路閉塞の可能性を検討した.その結果,地下環境に想定される諸条件(pH,温度,塩濃度)において,過飽和ケイ酸がNa型化およびCa型化ベントナイト,アモルファスシリカに顕著に析出することが明らかになった.また,得られた析出速度定数を用いた流路および間隙閉塞の試算から,廃棄体による核種閉じ込め性能が保たれると仮定される1,000年以内に,ケイ酸析出が核種移行経路を有意に閉塞する可能性が示された.平成29年度は,当初実施を予定していたCa型ベントナイトへのケイ酸析出に関する検討については研究計画通り実施する.平成28年度の実験条件に加え,NaやClなどの共存イオンがケイ酸析出挙動に及ぼす影響について検討する.さらに,実験より得られる析出速度定数を反映したケイ酸析出に伴う流路閉塞解析を行う.流路閉塞解析は平成28年度も実施したが,流路を平行平板にて模擬した数学モデルを適用したものであったため,ベントナイトを充填した埋め戻し部の状態により近い多孔質体を模擬した数学モデルの適用を試みる.また,上述したとおり,Ca型ベントナイトに加えて,Na型ベントナイト,およびイライトについてもケイ酸析出挙動を調べ,埋め戻し部における核種閉じ込め性能の複合的な発現について論じる.なお,平成29年度は本研究の最終年度であり,学会発表や論文投稿などを通して外部有識者とも議論を行い,研究成果を取りまとめる.工学
新製品開発における不確実性低減のためのFFE理論に関する研究

八戸工業高等専門学校産業技術振興会59社・団体のうち、新製品開発を行っていると思われる企業42社、並びに福島工業高等専門学校協力会98社・団体のうち、72社の合計114社に対して、新製品開発における不確実性低減のためのFFE理論に関するアンケート調査について、「東北地域における新製品開発の現状と不確実性低減の手法」として行った。回答数は、八戸高専産業技術振興会が16社(回答率38.1%)、福島高専協力会が29社(回答率40。3%)となっている。また、回答を寄せた企業のなかからインタビュー調査を行った。結果として、新しい製品の開発を行っている企業、現在の製品の開発(改善)を行っての低減を行なうには、アイデアについては「顧客の要望、市場調査」、アイデアから開発に移る際のいる企業、及び製造工程の改善を行っている企業などが高い値を示した。また、顧客・市場については、顧客ニーズの理解とともに、価格対応が重要であるとの回答が多かった。新製品開発を成功させるために(不確実性評価については「社内横断チームのアイデア評価」、「主要顧客のアイデア評価」、及び「これまでの技術の活用」、課題については「顧客・市場動向が分るかどうか」、手法については「顧客機能の把握(顧客ニーズ)」、及び高等教育機関の役割については「共同研究・受託研究」がそれぞれ高い値を示している。これらの調査結果から、八戸地域、福島地域においては、不確実性の低減を行うためには、早期から顧客、特に主要顧客との連携が重要であるとの結論を得た。FFEとして、TRIZの活用やステージ/ゲートプロセスの活用を行っている企業も少なからず存在していた。なお、いわき地域の特徴として化学産業が集積していることなどから、新製品開発を行うときに「自社固有の技術の深耕」、「これまでの技術の活用」など、八戸地域に比較してより技術志向が高いという結果も得られている。因果関係モデルを分析するソフトウェアを使用し、FFE段階における市場・技術両面の不確実性低減方策の実施内容の質及び量の程度とそれらの方策の間の相互関係、及びそれらがプロジェクトの成功に対して与えた影響を明らかにした。また、併せて、調査回答企業のうち革新的な新製品開発を行った企業の現地ヒアリング調査を実施し、業種・製品別に革新的な製品開発に成功した企業と、失敗した企業との間のフロントエンド段階でのマネジメント手法についての比較検討を行った。その結果、フロントエンド段階での「市場の不確実性低減」については、市場規模の理解と価格感応度の理解、「技術の不確実性低減」については、技術的要求の理解と技術的問題解決法の理解に大きな違いがあることを判明した。またNational Innovation System(NIS)等の観点から「ターゲットドリブンモデル」についての考察をも踏まえ、SGMやPACEとは異なる全く新しい、萌芽期の製品開発におけるFront End Innovation(FEI)のプロトタイプモデルを構築する。また、現地ヒアリング調査の結果から革新的な製品ほど、プロジェクト計画の策定時に、マーケティング情報をコンサルタントから、技術情報を大学から、取り入れているなど外部情報を活用している企業において成功率が高いことが明らかになった。さらに、東北大学のケーススタディ研究からは、革新性が高い製品ほど、製品開発チームをトップがサポートし、経営資源を優先的に配分することが重要なこと、製品開発チームリーダーの資質として、チームメンバーとのコミュニケーション能力、外部の資源への対応の柔軟性が重要であることも明らかにした。3%)となっている。
局所豪雨を観測する降雨レーダの高精度電磁界解析および雨量と減衰係数の関係の解明

雨滴を散乱体とみなし,多体物体からの電磁波散乱を解析する電磁界解析法を検討している。本研究では,対象となる問題を多数の小規模な問題に分割し,それらを解いて得られる解を統合してもとの問題の解をえる解法について検討している。具体的には,小規模な問題には,Mie理論,積分方程式に基づくモーメント法,点整合法を用いる。また,小規模な問題の解の統合には,解の重ね合わせを用いる。さらに,積分方程式に基づくモーメント法の多重レベル化した解法を検討した。本研究では雨滴を球体とみなし,多数の球体による高精度電磁波を目的としている。本研究では,(1)解析的な解法,(2)モーメント法と解の重ね合わせによる解法,の2種類を用いている。本年度の研究実績は下記の通りである。(1)解析的な解法に関して昨年度までに開発したシミュレーションコードを用いて,球体数(雨滴数)を変化させシミュレーションを実施した。その結果,球体数が800程度を超えると,CPU稼働率が数パーセント程度に低下し,球体数をそれ以上増やすことができなかった。原因を調査したがこれまでのところ不明である。(2)モーメント法と解の重ね合わせによる解法昨年度の研究で,昨年度までに開発したシミュレーションコードでは,球体数(雨滴数)が少数しかない場合および屈折率が小さい場合には妥当な解が得られるが,物体が多数ある場合および屈折率が大きい場合には解が収束しないことが分かった。本年度の研究で,その原因は数値計算誤差の累積にありそうであることが分かった。その検証のため,点整合法による解法のシミュレーションコードの作成に取りかかった。昨年度中に点整合法のシミュレーションコードが完成せず,作成を継続している。本年度の研究目的は,計算手法を確立し,シミュレーションコードを開発することであった。本研究で用いる解析手法は,(1)解析的な解法,(2)モーメント法と解の重ね合わせによる解法,の2種類である。(1)解析的な解法解析的な解法は,球体による電磁波散乱を精密に解析できるミー理論と球座標の座標変換を組み合わせた手法である。この手法に関して,解法の定式化とシミュレーションコードの開発を行った。開発したシミュレーションコードの数値解析結果を,これまでに報告されている数値解析結果と比較検討した。その結果,開発したシミュレーションコードの妥当性を確認できた。(2)モーメント法と解の重ね合わせによる解法モーメント法と解の重ね合わせによる解法を定式化し提案した。解法の概要は以下の通りである。全物体(全雨滴に相当)による電磁波散乱をモーメント法により同時に解くのではなく,各物体による電磁波散乱のみをモーメント法により解く手法である。解の重ね合わせにより,物体間の相互作用を計算に組み入れる。各物体による電磁波散乱を繰り返し計算することにより,全物体に対する解を得る。また,解析手法の妥当性を検証するため,2次元問題に対してシミュレーションコードの開発を行った。物体が少数しかない場合および屈折率が小さい場合には,標準的なモーメント法による解と一致することを確認した。しかし,物体が多数ある場合および屈折率が大きい場合には,解が収束しない場合があることが分かった。この原因は調査中である。前年度までに,モーメント法と解の重ね合わせによる解法により多体物体からの電磁波散乱を解析するコードを開発した。散乱体の数が多数の場合や散乱体の誘電率が大きい場合には,開発したコードの数値計算結果は発散した。本年度は,点整合法と解の重ね合わせによるシミュレーションコードを開発した。点整合法は散乱体形状は限定されるが,高精度な数値解析法である。「モーメント法と解の重ね合わせによる解法」と「点整合法と解の重ね合わせによる解法」の数値計算結果は,同一であり,上記の問題点は解の重ね合わせの持つ問題であることが分かった。計算電磁気学雨滴数の増加させた場合,シミュレーションの実行速度が旧劇に遅くなることや,解の収束しないなど,シミュレーションモデルの大規模化による発生する問題に対応できなかった。解析的な解法に関しては,計算手法の確立,シミュレーションコードの開発ができ,本年度の研究目的をおおむね達成できた。一方,モーメント法と解の重ね合わせによる解法に関しては,シミュレーションコードの開発は行ったが,解析の条件により解が収束しない場合があった。シミュレーションコードの再確認,計算手法の再検討が必要である。(1)解析的な解法に関してシミュレーションにおける使用記憶容量がボトルネックとなり,CPU稼働率が低下していることが考えられる。使用記憶容量を確認し原因の究明を行う。また,その対処方法を検討する。(2)モーメント法と解の重ね合わせによる解法点性合法による解法のシミュレーションコードを完成させ,モーメント法と解の重ね合わせによる解法の解が収束しない原因が数値計算誤差の累積であるか検証をおこなう。解析的な解法に関しては,雨滴の数が増加した場合について,解法の安定性を検証する。また,ミリ波帯における降雨減衰係数と雨量の依存性を調べる計画である。

モーメント法と解の重ね合わせによる解法に関しては,解が収束しない原因を明らかにするため,シミュレーションコードの再確認,計算手法の再検討を行う計画である。また,並行して,3次元シミュレーションコードの開発を行う計画である。研究に遅れが生じているため,購入を計画していた計算サーバの購入を一部見送ったため。購入を見送った計算サードの購入を予定している。今年度は,積分方程式に基づくモーメント法のシミュレーションコード開発が遅れたため,計算サーバの購入を見送った。次年度には,計算サーバの購入を予定している。
植物と微生物のスーパーシンビオーム系の創出とそれを利用した排水処理

本研究は、水生植物の根圏における植物と微生物の共生・相互作用が発揮する新しい現象、能力と効果を分子レベルで解明するとともに、その作用効果を最大限発揮させること、さらにその効果を利用した効率的な窒素・リン除去と有機化学物質除去技術を開発することを目的とした。研究を通じて、1.ウキクサ科植物やヨシなどの水生植物の生長、光合成活性と窒素・リン取り込みを2倍程度促進する植物成長促進細菌(PGPB)の分離、植物-PGPB共生作用の解明と窒素・リンの高効率除去の実証、2.内分泌撹乱化学物質を効率よく分解する微生物の分離と特徴付け、植物-分解菌共生作用の解明と長期持続排水処理の実証に成功した。本研究は、水生植物の根圏における植物と微生物の共生・相互作用が発揮する新しい現象、能力と効果を分子レベルで解明するとともに、その作用効果を最大限発揮させることによって、個々の植物と微生物では不可能であった機能を有する植物・微生物共生系(スーパーシンビオーム系)を創出することを目的し、特に、そのシンビオーム系を利用した効率的な窒素・リン除去と有機化学物質除去技術を開発することを目指している。平成24年度では、水生植物の成長促進根圏微生物(Plant Growth-Promoting Rhizobacteria : PGPR)を探索したところ、ウキクサの成長を1.5倍以上促進するPGPR(Sinorhizobium sp..SP4、他20菌株)およびヨシの成長を1.5倍以上促進するPGPR(Asticcacaulis sp. PAWW6、他10菌株)を分離することに成功した。成長促進効果が優れていたPGPRの植物成長促進作用の一部も明らかにすることができた。さらに、PGPRをウキクサあるいはヨシの根表面に定着・配置することで、それぞれの植物の窒素・リン除去速度を1.5倍以上高速化することに成功した。このように、水生植物-PGPRシンビオーム系を創出することにより、水生植物が持つ窒素・リン除去速度とバイオマス生産速度を高速化できることを実証した。一方、ノニルフェノール等の内分泌撹乱化学物質を分解する根圏微生物(Sphingobium spp..IT4、他3菌株)の分解メカニズムを明らかにした。それらの根圏微生物をヨシの根に定着・配置させたヨシ・分解菌シンビオーム系によって、内分泌撹乱化学物質混合汚染水を連続的に処理することに成功した。野生ヨシは、内分泌撹乱化学物質をほとんど除去できないことから、植物・分解微生物シンビオーム系が難分解性有機化学物質処理に有効であることが実証された。本研究は、水生植物と微生物の共生・相互作用が発揮する新しい現象、能力と効果を分子レベルで解明するとともに、その作用効果を最大限発揮させることによって、個々の植物と微生物では不可能であった機能を有する植物ー微生物共生系(スーパーシンビオーム系)を創出することを目的とし、特に、そのシンビオーム系を利用した効率的な窒素・リン除去と有機化学物質除去技術を開発することを目指している。平成25年度では、ウキクサと植物成長促進微生物(PGPB)のシンビオーム系を構築し、ウキクサの成長とウキクサによる窒素・リン除去が促進するメカニズム解明を試みた。Sinorhizobium sp. SP4株をウキクサに共生させたところ、クロロフィル合成経路、カルビンサイクル、光合成活性、窒素代謝のいずれもが無菌ウキクサ比で2倍以上に活性化することが明らかとなった。この代謝の高活性化に伴い、ウキクサのバイオマス生産速度と排水中からの窒素・リンの取り込み速度も2倍以上に高速化した。このように、PGPBによるバイオマス生産と窒素・リン取り込みのメカニズムを分子レベルで解明できた。さらに、ウキクサーPelomonas sp. SPE11などの複数のシンビオーム系においても、同様のメカニズム解明に成功した。一方、フェノール性内分泌撹乱化学物質を分解する根圏微生物(Sphingobium sp. TIK1)とヨシのシンビオーム系を構築し、その両者の相互作用を明らかにすることを試みた。その結果、ヨシの根分泌物がTIK1株のphenol monooxygenase遺伝子とcatechol 2,3-dioxygenase遺伝子の転写活性を著しく高め、TIK1株の細胞増殖の炭素源・エネルギー源となることを明らかにした。このメカニズムによって効率的・長期的なフェノール性内分泌撹乱化学物質分解が可能であることを実証した。本研究は、水生植物の根圏における植物と微生物の共生・相互作用が発揮する新しい現象、能力と効果を分子レベルで解明するとともに、その作用効果を最大限発揮させることによって、個々の植物と微生物では不可能であった機能を有する植物-微生物共生系を創出することを目的とし、特に、その共生系を利用した効率的な窒素・リン除去と有機化学物質除去技術を開発することを目指している。

平成26年度では、ウキクサ科植物と植物成長促進微生物(PGPB)のシンビオーム系において、ウキクサ科植物の光合成活性とバイオマス生産が促進するメカニズムをメタボローム解析を駆使して解明することを試みた。その結果、クロロフィル合成経路とカルビンサイクルの代謝物生産が活性化していることを突き止め、これが光合成とバイオマス生産の促進に繋がっていると考えられた。また、ウキクサ科植物とPGPBを組み合わせた最適な窒素・リン除去システムを検討し、1. PGPBによってウキクサ科植物を活性化するタンクとその高活性ウキクサ科植物を用いた窒素・リン除去タンクの2タンク方式が良いこと、2.窒素・リン除去とバイオマス生産の最適なウキクサ科植物植生密度(水面被覆率)は80150%であることなどを明らかにした。その条件で実下水二次処理水20Lを処理するリアクターを作成し、効率的な窒素・リン除去を実証した。さらに、このウキクサ科植物とPGPBを組み合わせた窒素・リン除去システムを下水処理の仕上げ処理として導入することで、高度処理を導入した下水処理よりもコストとCO2排出を削減できることを試算した。一方、ヨシと分解菌、またはウキクサと分解菌を組み合わせた内分泌撹乱化学物質(ノニルフェノールとビスフェノールA)およびアルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)の除去リアクター(1L)を構築し、都市河川水や下水中から全ての物質を長期間安定して除去できることを確かめた。26年度が最終年度であるため、記入しない。環境工学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、1.植物成長促進根圏微生物(PGPR)と有機化学物質分解根圏微生物の分離、2.優れた機能を持つ根圏微生物のスクリーニング、3.スクリーニングしたPGPRと分解菌の特徴を解明することを研究目標とした。その達成度は以下の通りである。3.PGPRと分解菌の特徴解明:PGPRであるSP4やPAWW6などについて詳細な実験を実施し、植物ホルモン生産や鉄キレート剤生産などの植物成長促進作用の一部を明らかにした。さらに、これらのPGPRをウキクサあるいはヨシの根表面に一定以上の密度で定着・配置することで、それぞれの植物の窒素・リン除去速度を1.5倍以上高速化することに成功した。このように、水生植物・PGPRシンビオーム系を創出することにより、水生植物が持つ窒素・リン除去速度とバイオマス生産速度を高速化できることを実証した。一方、内分泌撹乱化学物質分解根圏微生物であるIT4、TIK1、OMIの分解経路を明らかにし、IT4に関してはその全ゲノム情報を取得することができた。IT4やTIK1をヨシの根に定着・配置したヨシ・分解菌シンビオーム系によって、野生ヨシではほとんど分解することができない内分泌撹乱化学物質(ノニルフェノール、オクチルフェノールとビスフェノールA)混合汚染水を連続的に処理することに成功した。このように、植物・分解微生物シンビオーム系が難分解性化学物質処理に有効であることを実証することができた。これらの実験結果をまとめ、学術論文と国内、国際学会において研究成果を発表することができた。以上のことから総合的に判断し、研究進捗度を「(2)おおむね順調に進展している。」とした。