hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水の遠隔電磁探査にむけての含水岩石の誘電分散の研究

含水岩石で観測される誘電率(複素誘電率ε*の実部)が周波数に反比例する型(1/f型)の誘電分散の原因とε*のスペクトルから含水状態を読み解く法則性の抽出を目的として、KC1溶液で含水状態にしたガラスビーズ(直径1mm)、および岩石試料(手取層砂岩、万成花陶岩)の測定を行った.測定は昨年度までに開発した高精度の複素誘電率測定手法により100kHzから10mHzの周波数で行い、電極の分極の影響を除くことに特に配慮して測定を行った.含水状態のガラスビーズ、岩石試料で1/f型の誘電分散が観測された.不飽和状態のガラスビーズのε*は溶液の電気伝導度σwに依存せず飽和度Sに強く依存した.この依存性をモデル計算と比較して解析することにより、ガラスビーズ表面に導電層があり、この層が層に平行な方向にσwに依存しない導電性と1/f型の誘電性を有すること、試料全体のε*はビーズ表面の導電層とビーズ間に局在した水塊のインピーダンスからなる等価回路で表され、Sが増すにつれ両者の結合は直列から並列に移行することが分かった.岩石試料については飽和状態でのε*のσw依存性を調べ、固液界面の電気二重層が層と平行な方向に1/f型の誘電性を持つと仮定した場合、試料全体のε*が導電層と間隙水のインピーダンスの直列回路(σwが低い場合)または並列回路(σwが高い場合)に調和的であることを示した.岩石の内部構造を角に丸みを持つ四角柱の一様周期構造と仮定してε*のσw依存性を解析することにより、鉱物粒形など岩石の内部構造に関係するパラメーターを推定することができた.本研究により、含水試料の1/f型誘電分散は濡れた固体表面の導電層の性質であり、誘電性の強さは導電層とバルクの水を流れる電流の割合で決まり試料の内部構造を反映していることが示された.今後多様な岩石種について同様の事例研究を行うことが望まれる.本研究は含水岩石の複素誘電率の性質を物性測定により明らかにして、複素誘電率の観測による地殻内の水の遠隔探査の可能性を探ることである.岩石が低周波で誘電率が周波数に反比例する「1/f型誘電分散」(と呼ぶことにする)の例が報告されておるが、本研究ではこの現象に着目し、これまで研究例の少ないkHz以下での岩石の誘電率の性質の解明に取り組む.1.多チャンネル複素誘電率測定システムの構築AD変換ボード、信号発生器、PC(補助金により購入)を用いて多チャンネル複素誘電率測定システムを構築した.信号雑音比に基づく測定誤差の評価ルーチンの作成とその検証を行った.2.測定法セルの作成四電極法測定において電位電極と試料の界面に電流が流れると分極が生じる.電位電極を絶縁性のスリットの置くに配置する方法で分極によるバイアスを10^<-4> radian程度に抑制できた.3.岩石試料の測定砂岩などの岩石をNaCl水溶液で飽和させ状態で測定を行い、報告された1/f型誘電分散が実際に起こることを確認した.誘電分極の原因として、鉱物間の薄い水層がバルクの水と異なる輸率を持ち濃度分極を生じること、鉱物表面と水の間を電流が流れ電気化学反応が起きることなどが考えられる.ボールミル(補助金で購入)で破砕したガラスの粉末を焼結して小さな空隙を持つ試料を作り空隙率と複素誘電率の関係を調べたところ、特に空隙率の小さな試料では低周波の誘電分散が見られた.今後誘電率と空隙率などの定量的関係を明らかにしたい.4.固体試料の測定固体試料の複素誘電率測定例は少ない.2.の考えを応用してガラスをバッファに用いた四極測定法を考案してonyxの測定を試みたところ、試料とガラスの電気的結合を良好にすることが難しいため試料の実効的断面積が小さくなる問題があるものの妥当な測定結果が得られ、固体試料の四極法測定の目処をつけた.含水岩石はほぼ純コンダクタンスであると考えられてきたが、誘電率εが周波数fの逆比で増加する1/f型の誘電分散を示す可能性がある.この現象を解明して地殻内の水の電磁探査に資することが本研究の目的である.1.複素電気容量測定における浮遊容量の影響の抑制複素電気容量測定におけるバイアスの主な原因が電位計測用の増幅器の入力容量と、試料と増幅器の間の接触インピーダンスであることを突き止め、これらの影響を等価回路で表現して補正する方法を開発した.補正により容量成分のバイアスを0.5pF以下に抑制できた.この手法を纏めた論文を投稿中である.この手法により高温乾燥条件で鉱物結晶の複素誘電率測定を行う予定である.2.岩石試料の複素誘電率測定砂岩や断層岩などを塩水で飽和した状態で測定し、1/f型の誘電分散は特別な試料に限らない普遍的な現象であることを確認した.誘電分散が起きる周波数領域での角度φ(損失角の補角;誘電性の大きさを表す量)は試料の電気伝導度σが大きいほど小さくなる傾向があった.これは空隙率の差による粒界水の量の差と導電機構の違い(次節参照)を反映していると考えられる.

3.ガラスビーズと水の系における誘電分極の原因の解明粒径1mmのガラスビーズとNaCl水溶液の系を用いて飽和度Sによる複素誘電率の変化を調べた.S<0.1ではガラスと水の界面の電気二重層を流れる電流が支配的で、誘電性の大きさ(φ)は電流量と強い相関があった.電気二重層は層と並行な方向に対して純コンダクタンスではなく1/f型分散を生じるようなキャパシタンス的性質を持つと考えられる.S>0.1ではφはσの対数に比例して減少し、これは飽和度の増加によりバルクの水を流れる電流が増加して電気二重層の性質が相対的に小さくなるためだと考えられる.含水岩石で観測される誘電率(複素誘電率ε*の実部)が周波数に反比例する型(1/f型)の誘電分散の原因とε*のスペクトルから含水状態を読み解く法則性の抽出を目的として、KC1溶液で含水状態にしたガラスビーズ(直径1mm)、および岩石試料(手取層砂岩、万成花陶岩)の測定を行った.測定は昨年度までに開発した高精度の複素誘電率測定手法により100kHzから10mHzの周波数で行い、電極の分極の影響を除くことに特に配慮して測定を行った.含水状態のガラスビーズ、岩石試料で1/f型の誘電分散が観測された.不飽和状態のガラスビーズのε*は溶液の電気伝導度σwに依存せず飽和度Sに強く依存した.この依存性をモデル計算と比較して解析することにより、ガラスビーズ表面に導電層があり、この層が層に平行な方向にσwに依存しない導電性と1/f型の誘電性を有すること、試料全体のε*はビーズ表面の導電層とビーズ間に局在した水塊のインピーダンスからなる等価回路で表され、Sが増すにつれ両者の結合は直列から並列に移行することが分かった.岩石試料については飽和状態でのε*のσw依存性を調べ、固液界面の電気二重層が層と平行な方向に1/f型の誘電性を持つと仮定した場合、試料全体のε*が導電層と間隙水のインピーダンスの直列回路(σwが低い場合)または並列回路(σwが高い場合)に調和的であることを示した.岩石の内部構造を角に丸みを持つ四角柱の一様周期構造と仮定してε*のσw依存性を解析することにより、鉱物粒形など岩石の内部構造に関係するパラメーターを推定することができた.本研究により、含水試料の1/f型誘電分散は濡れた固体表面の導電層の性質であり、誘電性の強さは導電層とバルクの水を流れる電流の割合で決まり試料の内部構造を反映していることが示された.今後多様な岩石種について同様の事例研究を行うことが望まれる.
骨梁をシミュレートした三次元有限要素モデルはインプラント失敗の機構を明らかにする

本研究は三次元有限要素解析の分野で、国内外で初めてμCT画像に基づいたヒト顎骨モデルを用い,臨床的に最も広く用いられているスクリュー型インプラントを植立した骨応力を分析した.従来のものより精密なモデルを作製して応力解析を行ったことによって,インプラント失敗の原因であるインプラントー骨界面の広範囲にわたる骨吸収(破壊)現象は過大な咬合力に起因した応力・ひずみによるものであることが明らかになった.本研究は三次元有限要素解析の分野で、国内外で初めてμCT画像に基づいたヒト顎骨モデルを用い,臨床的に最も広く用いられているスクリュー型インプラントを植立した骨応力を分析した.従来のものより精密なモデルを作製して応力解析を行ったことによって,インプラント失敗の原因であるインプラントー骨界面の広範囲にわたる骨吸収(破壊)現象は過大な咬合力に起因した応力・ひずみによるものであることが明らかになった.本研究は,インプラント失敗の大きな原因の一つである過大な負担によるインプラント-骨界面の広範囲にわたる骨吸収現象を三次元有限要素(3D-FEM)解析によって予測する事を目的とする.本年度は,インプラントを植立したヒト顎骨のμCTデータから骨梁構造をシミュレートした「精密骨梁モデル」を作製するとともに,骨梁を無視した従来型の「単純均質モデル」も作製し,3D-FEM解析を試みた.μCT装置(Elescan,日鉄エレックス)を用い,スクリュー型のチタンインプラントおよびアバットメントを植立させたヒトの下顎骨標本を,X線がインプラントの長軸を横断する方向で,80kV100mAの条件にて撮影した.このμCTデータ(スライス枚数173枚,スライス間隔83μ)を原画像とし,FEM解析用64bitワークステーション(DELL Precision 490)および三次元骨梁構造計測ソフト(TRI/3D-Bon, RATOC)を用いて三次元画像を再構築し,二値化によって皮質骨,海綿骨,インプラントおよびアバットメント各部を抽出した.その後、TRI/3D-FEMシリーズの解析用ソフトを用いてそれぞれの材質の物性値を定義し、「精密骨梁モデル」を作製した.一方,「精密骨梁モデル」との比較を行うために「単純均質モデル」は原画像の海綿骨部をすべて均質な等方性材料で置換した.次に,これらのモデルの要素分割を試みたが,インプラントと骨の界面にわずかなアーチファクトが発生して,界面近傍の正確な要素分割が困難であった.このアーチファクトは,インプランートおよびアバットメントによるX線の散乱等に起因していると考えられるので,現在,μCT撮影条件の改善,解析用ソフトの改良,アバットメント材質の検討を行っているところである.本研究は、インプラント失敗の大きな原因の一つである過大な負担によるインプラント-骨界面の広範囲にわたる骨吸収現象を三次元有限要素解析によって予測する事を目的としている.平成19年度は前年度に作製した骨梁構造をシミュレートした「精密骨梁モデル」と、骨梁を無視した海綿骨部を均質な等方性材料としてシミュレートした「単純均質モデル」を改善したモデル、各々について応力解析を行った。また、応力解析結果から、大型モデルの研究推進を目的とする「精密骨梁モデル」と力学的挙動が等価なモデルから、その「中間モデル」を構築して検討を行った。特に、三次元骨梁構造計測ソフト(TRI/3D-Bon, RATOC)の改良により三次元画像データの詳細な修正が可能となり、「精密骨梁モデル」の改善が図られ、三次元有限要素ソフト(TRI/3D-FEM, RATOC)を用いた精細な応力解析を行うことができた。今回は荷重条件はそれぞれのモデルの底部を拘束し,インプラント上部にあるアバットメントに垂直に200Nの荷重を加えるものであり、インプラント周囲骨のVon Mises相当応力が測定可能となった。解析結果は「単純均質モデル」では最大相当応力は主にインプラントの底部に集中したが、「精密骨梁モデル」ではさらに高い応力がインプラント周囲骨の広い範囲に認められた。また、インプラントのスクリュー周囲に高い応力が集中する傾向がみられた。その結果から、インプラント-骨界面の全面吸収の機構を探るためには「単純均質モデル」よりも「精密骨梁モデル」を選択することとなった。さらに、「精密骨梁モデル」の海綿骨部を均質な異方性材料で置換する「中間モデル」を構築したが、モデル作製コストの軽減は評価できるものの、「精密骨梁モデル」と力学的挙動が等価であることについては、今後さらなる解析を進めているところである。本研究は、インプラント失敗の大きな原因の一つである過大な負担によるインプラント-骨界面の広範囲にわたる骨吸収現象を三次元有限要素解析によって予測する事を目的としている.平成20年度はマイクロCTから得られた画像をべースに骨梁構造をシミュレートした「精密骨梁モデル」を構築し、インプラント上部にあるアバットメントに垂直に200Nの荷重を加え、三次元有限要素解析を行い、骨における最大主ひずみ・最小主ひずみを測定した。インプラント周囲骨において最小主ひずみが骨梁密度の低い部位や皮質骨が薄い部位などの広い範囲に分布した。この結果は、以前に得られたVon Mises応力分布結果と併せて力学的視点から検討すると、インプラント-骨界面の広範囲にわたる骨吸収現象は過大な咬合力に起因した応力・ひずみによるものと考えられる。従って、インプラント臨床では、それらの骨応力・骨ひずみの軽減が期待できるインプラント寸法と形態および上部構造の種類、形態等を選択する重要性が力学的に裏付けられた。

さらに、解析時間や費用の軽減を計り,大型モデルの研究を容易にするために,「精密骨梁モデル」に力学的挙動が等価な「中間モデル」との検討を進めた。検討内容は、平成19年度に構築した「中間モデル」(「精密骨梁モデル」の海綿骨部を均質な異方性材料で置換したもの)と「精密骨梁モデル」とに同荷重条件を与え、主ひずみを求め、解析結果をモデル間で比較した。その結果、皮質骨においては両モデルは力学的挙動が等価であるものの、海綿骨においては「中間モデル」が「精密骨梁モデル」の第一近似に留まることが明らかになった。従って、今後の応力解析の研究基準として、皮質骨の応力・ひずみを求めている場合は「中間モデル」を用いることができるが、海綿骨における結果を求める場合は、「精密骨梁モデル」が最初に選択されるモデルであると考えられる。
ΔFosBによる細胞複製の制御

血清飢餓や接触阻止により増殖サイクルを離脱した細胞は,血清や細胞増殖因子で刺激すると速やかに前初期遺伝子群を発現し細胞複製を再開する。前初期遺伝子産物のなかでFosおよびJunファミリーの蛋白質は,癌原性を有し細胞複製の制御に重要な役割を担っていると考えられる。我々は,Fos,Junによる細胞複製の制御メカニズムを明らかにする目的でこれらのタンパク質をエストロジェンレセプターとの融合タンパク質として発現するRat-1A由来の細胞株を樹立し,それぞれの機能をエストロジェンでコントロールできるシステムを確立した。このシステムを用いてFosファミリー蛋白質のなかでΔFosBが無血清培地中で休止期に同調された細胞にDNA複製,細胞分裂を誘発する最も強い能力を持つことを発見した。細胞複製の開始は転写活性化能をもつFosBよりも転写活性化能を欠くΔFosBによってより効率よく誘発されることから、細胞複製の開始にはFosBのC-末端に存在する転写活性化ドメインは必須ではなく、ΔFosBの持つN-末端領域だけで十分であることが結論された。我々は,ΔFosBの下流で発現が制御される遺伝子を探索し,その制御機構を明らかにすることで核に到達した増殖シグナルがいかに伝えられるかを明かにできると考え、平成6年度は,(1)ΔFosBの発現に依存して細胞増殖が開始する際の細胞周期制御遺伝子群(サイクリン,サイクリン依存性キナーゼ)のmRNA発現をノーザンブロッッテイングにより解析した。その結果,ΔFosBの発現によりG1/S期の移行期にサイクリンEとそのパートナーCDK2の発現が増加することを見いだした。(2)サイクリンEとCDK2の転写をNuclear Run Onアッセイにより解析したところ,この2つの遺伝子は休止期ですでに転写されており,ΔFosBの発現によってその転写レベルは増加しなかった。(3)サイクリンEとCDK2のmRNAの分解速度を解析したところ,ともに休止期では速やかに分解されたが,ΔFosBの発現により,G1/S期に移行した細胞では,分解速度が低下し,安定化されていることが確認された。以上から,ΔFosBはサイクリンEとCdk2のmRNAを安定化することによりこれらの産物の細胞内量を増加させ,細胞周期の進行を促進的に制御すると考えられる。
マウス着床モデルを用いた免疫系細胞による胚着床促進機構の解析

1.妊娠マウスにおける末梢血免疫担当細胞の着床胚に対する発育促進作用を解析する目的で、マウス胚盤胞を細胞外器質より成るマトリゲル上に配置し、さらにマウス脾臓細胞を様々な細胞濃度でマトリゲル外側に配置し、共培養を行った。これにより脾臓細胞由来液性因子のマウス胚盤胞の進展や浸潤に及ぼす作用を検討した結果、非妊娠時および妊娠時の脾臓細胞との共培養によりマトリゲル上でのマウス胚盤胞の進展や浸潤は有意に促進された。また、この促進効果は妊娠時の脾臓細胞でより顕著であり、細胞濃度依存性に増強される傾向が認められた。2.偽妊娠およびDelayed implantation状態のRecipientICR系マウスに、妊娠マウス脾臓細胞を胚移植とともに静脈内に投与すると、Recipient子宮が着床許容状態となり、移植胚の着床が成立することを報告したが、この機序を解明するため着床期の子宮での発現が報告されている着床関連物質のmRNA発現の妊娠マウス脾臓細胞投与による変化を、Northern blotting法により時間経過を追って検討した。検討した物質は子宮内腔上皮のマーカーとしてMuc-1およびHB-EGF、腺上皮のマーカーとしてLIF、間質のマーカーとしてCOX-2であり、HB-EGF、LIFおよびCOX-2の発現が妊娠マウス脾臓細胞投与により誘導されることが明らかとなった。3.現在、上記実験系において子宮における形態学的変化と着床関連物質の発現部位とをHE染色および免疫組織化学染色法を用いて検討し、妊娠脾臓細胞投与による着床時期の変化を形態学的に確認している。またFITCラベルした脾臓細胞を静注後に子宮を摘出して蛍光顕微鏡下に観察し、投与細胞の子宮内における動態を検討中である。
普及型地震計による構造物の耐震性能検証手法に関する研究

本研究課題の目的は,地震防災システムおよび地震後の応急復旧システムの一環として、建築構造物の上下に設置された普及型地震計による計測情報を利用して構造物の耐震性能を評価するための基礎技術を開発することである。その中心技術は安価な地震計により構造物の応答変形を計測(モニタリング)することであり,これは加速度データを積分することにより得られる.しかし,通常の加速度データを単に積分するだけでは変位は得られず,積分に一定の技術(フィルタリング操作)が必要になる.この点に関しては本研究の中間段階で示した方法で構造物の最大応答変形として必要な精度が得られることが確認され,後続研究などによっても同様に検証されている.これらの手法と震動実験による検証結果を示した.一方,振動実験は,変位モニタリング技術の検証以外に,構造物(柱)が崩壊する過程の再現とその解析技術の開発,崩壊を防止する耐震補強技術の開発と有効性の検証,などの目的で実施されており,実験計画と実験結果を詳細に報告した.また、実験結果を再現しうる耐力劣化型柱モデル、モニタリング技術を実構造物で試行した結果も示した.本研究により,地震計による変位モニタリングは一定の精度で応用可能であることが示された.本研究の実施期間中に,構造物の損傷モニタリングとしてさまざまな新技術が試行されてきたが,依然必要な精度とコストパフォーマンスの観点からは,地震計を用いるのがもっとも現実的で有力であると考えられる.ただし,今後実用化に向けて解決するべき重要な課題として,構造物内(層)での損傷分布の同定,残留変形の定量化,配線工事費の軽減(無線化),などいくつかの問題も残されている.本研究課題の目的は,地震防災システムおよび地震後の応急復旧システムの一環として、建築構造物の上下に設置された普及型地震計による計測情報を利用して構造物の耐震性能を評価するための基礎技術を開発することである。その中心技術は安価な地震計により構造物の応答変形を計測(モニタリング)することであり,これは加速度データを積分することにより得られる.しかし,通常の加速度データを単に積分するだけでは変位は得られず,積分に一定の技術(フィルタリング操作)が必要になる.この点に関しては本研究の中間段階で示した方法で構造物の最大応答変形として必要な精度が得られることが確認され,後続研究などによっても同様に検証されている.これらの手法と震動実験による検証結果を示した.一方,振動実験は,変位モニタリング技術の検証以外に,構造物(柱)が崩壊する過程の再現とその解析技術の開発,崩壊を防止する耐震補強技術の開発と有効性の検証,などの目的で実施されており,実験計画と実験結果を詳細に報告した.また、実験結果を再現しうる耐力劣化型柱モデル、モニタリング技術を実構造物で試行した結果も示した.本研究により,地震計による変位モニタリングは一定の精度で応用可能であることが示された.本研究の実施期間中に,構造物の損傷モニタリングとしてさまざまな新技術が試行されてきたが,依然必要な精度とコストパフォーマンスの観点からは,地震計を用いるのがもっとも現実的で有力であると考えられる.ただし,今後実用化に向けて解決するべき重要な課題として,構造物内(層)での損傷分布の同定,残留変形の定量化,配線工事費の軽減(無線化),などいくつかの問題も残されている.本研究の目的は、地震防災システムおよび地震後の応急復旧システムの一環として、建築構造物の上下に設置された普及型地震計による計測情報を利用して構造物の耐震性能を評価するための基礎技術を開発することである。平成12年度は以下の研究項目を実施した。(1)地震計の開発(工藤):普及型(廉価型)地震計に必要な性能を抽出して簡素化した設計仕様を検討した。(2)テストサイトでの観測(工藤、壁谷澤):三宅島噴火に伴う群発地震の際に神津島の中学校および高校で観測を行い、構造物の応答挙動が解析と概ね一致することを確認した。また、地盤増幅、相互作用効果を詳細に検討するため、観測点は、構造物、自由地盤、工学基盤(-30m、-70m)に地震計を設置して、観測を開始した。(3)強震動予測(纐纈、工藤):既存データの収集を行って地下構造を推定するとともに強震地動を予測する解析手法の開発を開始した。(4)相互作用解析(壁谷澤):テストサイトにおける中小地震および起振機振動実験によるデータを利用して、入力地震動の相互作用モデルの妥当性を検証した。(5)耐震性能の推定とモニタリング(堀、壁谷澤):別予算で行われた震動実験を利用して、安価な地震計の精度検証を行い、十分応用可能であることを検証した。(6)振動実験の計画、予備解析(小川、壁谷澤、境):強震時の計測データから構造物の被災程度を推定する方法を振動実験により検証する予備段階として予備解析と試験体の設計を行った。(7)計測データによる被災度推定手法の開発(壁谷澤、境):観測データによる被災度推定を耐震診断結果も利用して修正する方法の開発に着手した。実構造物での観測データにより、構造物の周期がモデルにより推定可能であることを検証した。本研究の目的は、地震防災システムおよび地震後の応急復旧システムの一環として、建築構造物の上下に設置された普及型地震計による計測情報を利用して構造物の耐震性能を評価するための基礎技術を開発することである。平成13年度は以下の研究項目を実施した。

(2)テストサイトでの観測(工藤、壁谷澤):地盤増幅、相互作用効果を詳細に検討するため、観測点は、構造物、自由地盤、工学基盤(-30m、-70m)に地震計を設置して、観測を開始した。(3)強震動予測(纐纈、工藤):既存データの収集を行って地下構造を推定するとともに強震地動を予測する解析手法の開発を開始した。(4)相互作用解析(壁谷澤):テストサイトにおける中小地震および起振機振動実験によるデータを利用して、入力地震動の相互作用モデルの妥当性を検証した。(5)耐震性能の推定とモニタリング(壁谷澤、小川、堀):偏心ピロティをもつ鉄筋コンクリート造建物(1/3スケール)の震動実験を実施して、柱が軸力支持能力を喪失するまでの破壊実験を行った。4種類の地震計の精度検証を行い、加速度データから層間変形角を推定するには安価な地震計の場合にはやや精度が劣るが、被災度推定には十分応用可能であることを確認した。(6)振動実験の解析:強震時の計測データから構造物の被災程度を推定する方法を振動実験により検証するため、解析プログラムの開発を開始した。(7)計測データによる被災度推定手法の開発(壁谷澤、境):観測データによる被災度推定を耐震診断結果も利用して修正する方法の開発に着手した。本研究の目的は、地震防災システムおよび地震後の応急復旧システムの一環として、建築構造物の上下に設置された普及型地震計による計測情報を利用して構造物の耐震性能を評価するための基礎技術を開発することである。平成14年度は以下の研究項目を実施した。(1)地震計の開発(工藤):普及型(廉価型)地震計に必要な性能を抽出して簡素化した設計仕様を検討した。(2)テストサイトでの観測(工藤、壁谷澤):三宅島噴火に伴う群発地震の際に神津島の中学校および高校で観測を行い、構造物の応答挙動が解析と概ね一致することを確認した。また、地盤増幅、相互作用効果を詳細に検討するため、観測点は、構造物、自由地盤、工学基盤(-30m、-70m)に地震計を設置して、観測を開始した。(5)耐震性能の推定とモニタリング(堀、壁谷澤):別予算で行われた震動実験を利用して、安価な地震計の精度検証を行い、十分応用可能であることを検証した。(6)振動実験の計画、予備解析(小川、壁谷澤、境):強震時の計測データから構造物の被災程度を推定する方法を振動実験により検証する予備段階として予備解析と試験体の設計を行った。実構造物での観測データにより、構造物の周期がモデルにより推定可能であることを検証した。本研究の目的は,地震防災システムおよび地震後の応急復旧システムの一環として、建築構造物の上下に設置された普及型地震計による計測情報を利用して構造物の耐震性能を評価するための基礎技術を開発することである。平成15年度は以下の研究項目を実施し,4年間の研究成果を報告書にまとめた。
ポリネシア諸語の関係節構造に関する対照研究

1.ポリネシア諸語の様々な下位グループに属する言語の中から14の言語(トンガ語、トケラウ語、ツヴァル語、サモア語、ルアンギウア語、ピレニ語、レンネル・ベロナ語、西フツナ・アニワ語、イースター島語、ハワイ語、マルケサス語、タヒチ語、マオリ語、クック諸島マオリ語)について得られた関係節構造の例を分析し、それぞれの言語でどのような関係節構造の例が見られるのか示した。2.ポリネシア諸語から得られた様々な関係節構造の例について、構造上の特色から七つのグループ(空白タイプ、人称代名詞タイプ、前方照応辞タイプ、所有形化主語を持つ関係節構造、主要部名詞を欠いた関係節構造、後置指示詞タイプ、行為者強調構文タイプ)、更に関係節構造を成す述語の種類から二つのカテゴリー(動詞述語から成るもの、名詞述語から成るもの)に分類されることを示した。3.特定の種類の関係節構造のタイプが地理的にどのように分布しているのか分布図で示した。その結果、空白タイプのように非常に広範囲に分布しているものがある一方で、行為者強調構文タイプのように一部地域(マルケサス語群とタヒチ語群)にしか見られないものもあることを示した。4.ポリネシア諸語の関係節構造について、関係詞或いは関係節特有の要素と呼べそうなものは存在するかという点について議論した。多くのタイプの場合には関係節特有の要素は存在せず、関係節かどうかは構造全体を見ないと判断できないが、<主要部を欠いた関係節構造>タイプに見られる<定冠詞+時制・相マーカー>という組み合わせは関係節特有の要素と考えられることを示した。1.ポリネシア諸語の言語データの国内外での収集(1)日本国内の洋書取扱店から入手可能なハワイ語及びマオリ語のデータを含む文献を入手した。(2)国内では入手が困難なポリネシア諸語のデータを含む文献をハワイへの外国出張により入手した。(3)文献データが十分に得られなかった言語のうち、タヒチ語について、ハワイへの外国出張の際、ハワイ在住ポリネシア人の協力でデータを補充した。また、同様に、入手可能な文献が乏しいツアモツ語のデータの収集にも着手した。(4)科研費により購入したシートフィードスキャナを活用し、ポリネシア諸語文献を読み込み、その中に含まれる例文のコンピュータ入力を行った。2.関連先行研究の収集及び整理(1)ポリネシア諸語に関する先行研究の中から関係節に関連するものを収集し、整理した。(2)上記(1)において整理した結果について、外国出張及び国内出張の際に、ハワイ在住のポリネシア諸語研究者及び日本国内のポリネシア諸語研究者から補足的情報の提供を受けた。3.ポリネシア諸語の関係節の例文の整理及び分析(1)まずハワイ語とタヒチ語の関係節の例文について分類整理を行った。(2)分類整理したハワイ語とタヒチ語の関係節について分析及び記述に着手した。系統的にも近いこれら二言語の関係節の特性についての対照も進めている。(3)関係節の例文の整理及び分析の中で、関係節とそうでないものを区別するためのより明示的な基準の一つとして、疑問文におけるイントネーションパターンの違いが利用できるのではないかという仮説を立てた。その仮説に基づき、ハワイに外国出張した際に、ハワイ在住ポリネシア人の協力で予備実験を行った。その結果、仮説を支持する結果が得られたので、この仮説について平成16年度にさらに深めるべく計画を立てている。1.ポリネシア諸語テキスト・先行研究収集及びデータベースの作成を行った。(1)昨年度に収集しきれなかったもの、及び分析を進める上で新たに必要となったデータを補充するために、他大学図書館等にて資料収集を行い、関連データをスキャナで取り込みコンピューター上に集積した。

(2)関係節的な要素を含む例文を拾い上げ、状況別に分類し、昨年度分類整理した例文と統合し、ポリネシア諸語十四言語に関する関係節例文データベースを作成した。2.ポリネシア諸言語14言語について得られたデータを個々に分析し、その結果を互いに対照するという作業を中核としながら以下のことを行った。(1)ポリネシア諸語において、どのような構造を関係節とみなすのか、そしてそれらの関係節はその構造上の特徴からどのようなタイプに分けられるのか分類基準を示した。(2)それぞれのポリネシア諸語から得られた関係節の例の特徴を分析し、それぞれの言語でどのタイプの関係節の例が得られたのか、言語別関係節タイプ一覧として示した。(3)上記で同じカテゴリとして分析したポリネシア諸語の関係節の例について対照分析し、どのような点が似ているか、異なっているかを示した。(4)ポリネシア諸語の関係節全体に関する問題として、「ポリネシア諸語には関係詞は存在するのか」という問題を論じ、少なくとも、サモア語など一部言語には関係詞とみなし得るものが存在するとの結論を導いた。(5)以上の成果を資料付きの研究報告としてまとめ印刷した。
クロマチン立体構造に基づく遺伝子発現制御のゲノムワイドな解析

私たちの体を形作る細胞はどれも、完全な一揃いの遺伝情報を持ち、DNAとして細胞核に保持しています。筋肉細胞や神経細胞といった異なる細胞タイプでは、異なる遺伝子を選択的に発現することでその細胞らしさを確立しています。DNA上には、エンハンサーと呼ばれる制御領域が存在し、ループ構造を取ることで、遺伝子のプロモーターと相互作用し、その発現を活性化しています。本研究では、エンハンサーと遺伝子の相互作用を網羅的に解析するための手法を開発してきました。この研究を発展させることでそれぞれの細胞において、エンハンサーがいかにして遺伝子を選択的に活性化しているのかが分かると考えられます。遺伝子の発現制御にクロマチンの立体的な構造が非常に重要であることが近年知られるようになってきた。エンハンサーと呼ばれるゲノム中の配列は染色体上遠く離れた位置から、ループ構造を取ることで遺伝子のプロモーターに作用し、その発現を促進する。また、エンハンサーとプロモーターとの相互作用は、細胞の分化や、細胞外シグナルへの応答の際、大きく変化することが知られている。そうした相互作用を個々の遺伝子座について個別に解析する手法として、Choromosome Conformation Capture(3C)法と総称される手法がこれまでに開発されてきたが、ゲノムワイドに解析する手法はまだ確立されていない。本研究は1エンハンサーと遺伝子のプロモーターの相互作用を網羅的に明らかにし、2それが細胞の分化に伴ってどの様に変化するのかを解析して、3エンハンサーによる転写活性化の新しい作用機序を解明することを目的としている。そうした目的のため、本研究では第一に、ET3C法と名付けた全く新しい解析手法の開発を目指す。ET3C法ではまず、それ単独では活性を持たない最小プロモーター下に薬剤耐性遺伝子とGFPを搭載した、エンハンサートラップベクターと名付けたプラスミドベクターを細胞に導入し、ゲノム中にランダムに挿入させる。次に、薬剤により安定発現細胞を選択する。これらの細胞では、遺伝子領域に挿入された外来遺伝子カセットが内在性のエンハンサーと相互作用することで活性化されていると考えられる。さらに、そうした多様な挿入部位を持つ細胞を用い、挿入された外来遺伝子カセットに相互作用する領域を、従来の3C法と高速シーケンサーを用いて解析する。これにより遺伝子とその相互作用領域を網羅的に解析できると期待される。当該年度はそのET3C法の確立を目指し、エンハンサートラップベクターの構築を行った。個体発生や細胞の分化といった局面において、クロマチンの立体的な構造がダイナミックに変化し、遺伝子の発現制御を行っていることが近年報告されている。例えば、クロマチンが高度に折りたたまれたループ構造を取ることで、配列上は遠く離れているエンハンサーと呼ばれるDNA上の制御領域と遺伝子のプロモーターが物理的に近接し、その発現が活性化する現象がよく知られている。本研究はそのようなエンハンサーとプロモーターの相互作用をゲノムワイドに解析する手法を開発し、細胞の分化過程におけるクロマチン立体構造のダイナミックな変化について洞察を得ることを目的としている。これまで、クロマチンの3次元的構造を解析するのにChromosome Conformation Capture (3C)法と呼ばれる手法と、それを改変した様々な手法が用いられてきた。しかしながら、従来法では、クロマチン立体構造がグローバルに解析できるがごく大まかな構造しか把握することができないか、構造を詳細に解析することができるが個別の遺伝子座に関する局所的な情報しか得られないか、どちらかであった。本研究では、エンハンサートラップ法を3C法に組み合わせた、独自のエンハンサートラップ3C法(ET3C法)という手法を開発することにより、エンハンサーと、それと相互作用するプロモーターに解析対象を絞り、それらをゲノムワイドに解析することが可能となる。本年度は、ゲノムにランダムに組み込むことができるエンハンサートラップ用のベクターを、改変型piggyBacトランスポゾンベクターをベースとして作製し、ET3C法に用いる細胞の樹立に従事した。今後はET3C法を用いてゲノムワイドなクロマチン立体構造の解析を行う予定である。今年度はET3C法の確立を目標として研究に取り組んだ。まず、エンハンサートラップベクターを構築することを目指したが、それを完成させることが出来なかったので、当初想定していた達成度からやや遅れていると言わざるを得ない。以下に、当該年度に行った工程について記す。1.バックボーンとなるプラスミドベクターを取り寄せた(Solodushko, V. etal, 2014, Gene Therapy)2.プロモーターを最小プロモーターに変換した。3.そのプラスミドに薬剤耐性遺伝子とGFP遺伝子を挿入しようとしたが、挿入されたプラスミドを得ることが出来なかった。分子生物学目的のプラスミドベクターを構築するために、これまで用いてきた制限酵素とライゲーションによる手法ではなく、In-Fusion cloning(Takara Clonetech)など異なる遺伝子工学的手法を用いてベクター作製を行う。

さらに作製したベクターをES細胞に導入し、安定発現株を樹立し、ET3C-seqを行う。以上の工程を迅速に遂行する。当該年度には実施計画に比べて、研究に遅れが生じたために、使用予定であった高速シーケンサー用試薬を含む試薬類を購入しなかった。そのため、次年度使用額が生じた。分子生物学用一般試薬(核酸精製キット、HiSeq2000シーケンスライブラリ作製用試薬およびフローセル、BioMark用サンプル調製試薬およびチップ等を含む)、細胞培養用培地等の購入に使用する予定である。
2次元特異点の普遍アーベル被覆について

2次元特異点Xのリンクが有理ホモロジー球面のとき,その普遍アーベル被覆とよばれる2次元特異点Yが存在する.一方,Yと同じ位相を持つsplicetype特異点(Brieskorn完全交叉の一般化)とよばれるものがXの双対グラフから組み合わせ的な方法で(同特異変形を除いて)定まる.さらに,そのsplice type特異点が普遍アーベル被覆の被覆変換群の作用を持つとき,その商はやはりXと同相な特異点で,splice quotient特異点とよばれる.splicequotient特異点を特徴付けることは,特殊な複素構造を記述する方法を提示する上でも,不変量の計算などの技術的な視点からも重要な問題である.これは本研究のテーマのひとつである.NeumanとWahlは,X上にある特殊な関数が存在することがsplice quotient特異点を特徴付けると述べた(End Curve Theorem).本年度は,まずsplice quotient特異点の特異点解消空間のある種の直線束のコホモロジーの次元を与える公式を改良した.次に,End Curve Theoremの別証明を与えた.NeumannとWah1の証明が曲線特異点から定まる数値的半群の解析によるのに対し,本研究では,例外集合におけるフィルトレイションとそれに付随する次数付き環を調べる方法をとった.それにより,短くシンプルな証明が得られた(論文は投稿中).splice-quotient特異点の構造,不変量に関する解決すべき問題はまだあるが,それについても継続して研究を行いたい.2次元特異点のリンクがQホモロジー球面のとき,それは普遍アーベル被覆をもつ.本年度は,普遍アーベル被覆がsplice type(Brieskorn完全交叉の一般化)になる特異点,すなわちsplice-quotient特異点の不変量について研究を進めた.まず,特異点解消空間のある種の直線束のコホモロジーの次元を与える公式を示した(論文は投稿中).その系として種数公式が得られるが,双対グラフから帰納的に計算できる形である.次に,上の公式を応用して,A.Nemethi氏と共同で次に述べる結果を得た.(1)Nemethi-Nicolaescuによる2次元特異点の幾何種数に関するSeiberg-Witten不変量予想をsplice-quotient特異点の場合に肯定的に解決した(論文は投稿中).実は,(2)の一般化が(1)なのだが,両者は異なる方法で証明されている.(3)一方,(1)で述べた予想の一般化として,直線束のコホモロジーの次元に関するものがあるが,C^*作用を持つ場合に肯定的に証明した.splice-quotient特異点の不変量に関することでまだ解決すべき問題があるが,それについては継続して研究を行う.2次元特異点Xのリンクが有理ホモロジー球面のとき,その普遍アーベル被覆とよばれる2次元特異点Yが存在する.一方,Yと同じ位相を持つsplicetype特異点(Brieskorn完全交叉の一般化)とよばれるものがXの双対グラフから組み合わせ的な方法で(同特異変形を除いて)定まる.さらに,そのsplice type特異点が普遍アーベル被覆の被覆変換群の作用を持つとき,その商はやはりXと同相な特異点で,splice quotient特異点とよばれる.splicequotient特異点を特徴付けることは,特殊な複素構造を記述する方法を提示する上でも,不変量の計算などの技術的な視点からも重要な問題である.これは本研究のテーマのひとつである.NeumanとWahlは,X上にある特殊な関数が存在することがsplice quotient特異点を特徴付けると述べた(End Curve Theorem).本年度は,まずsplice quotient特異点の特異点解消空間のある種の直線束のコホモロジーの次元を与える公式を改良した.次に,End Curve Theoremの別証明を与えた.NeumannとWah1の証明が曲線特異点から定まる数値的半群の解析によるのに対し,本研究では,例外集合におけるフィルトレイションとそれに付随する次数付き環を調べる方法をとった.それにより,短くシンプルな証明が得られた(論文は投稿中).splice-quotient特異点の構造,不変量に関する解決すべき問題はまだあるが,それについても継続して研究を行いたい.
神経系におけるメタルール形成の動的過程

神経の応答に適応過程を導入して、これによって、発火率変化がどのように影響され、また神経集団の振る舞いに変化が生じるかを調べた。具体的には、膜電位の変化に関して2つの遅い電流の効果を導入して、それらが発火率に与える影響を導入した、非線形のintegrate-and-fire神経モデル(Adaptive Expo、nential Integrate and fire Orstein-Uhlenbeck (AEIOU)モデルを考案して、数値的および力学系の解析によりその効果を調べた、その結果、2つの適応過程のうち、一方が発火の閾値に、他方が発火の応答関数に影響することを見出した。それがコラムの活動に与える影響を平均場の解析によって調べ、特に、遅い発火のオンオフ的な不規則振動をもたらすことを示し、その意義を議論した。これとともに、この神経素子が結合した力学系を調べて力学系の分岐解析も行なった。また、学習過程での力学系の変化の予備的数値計算をおこなっている。そのほか、博士論文の研究の延長で、視覚野の実験データをもとにした理論モデルの研究を続行している。一方で、金子の方では関連して、速い、遅いという異なる時間スケールを持つ力学系固有の一般的な研究も行った。これらの研究にあたっては、北大津田教授や理研、そのほかの国内の研究会に参加し、情報を収集し、また研究の方向性、脳科学への意義について議論を重ねた。研究成果はCo11iauxがフランスで行われた国際会議Neuro2012でポスター発表し、その一端はproceeding論文として発表している。実験家を含めて多くの参加者と議論した。また沖縄、京都の国内研究会にも参加して、発表、討論を行った。(抄録なし)脳神経系の活動がいかにして新しい入出力関係が模倣し、それが長時間スケールの記憶に埋め込まれるかの理解を目指し、「異なる時間スケールを持つ神経素子がその間で整合性を保った状態へとひきこまれることにより適応、記憶が与えられる、その一方で、新しい入力に対しては、いったんその整合性が破れて状態のカオス的遍歴が生じ、その後、それをもとに、新奇の入出力関係の結びつけが形成され、記憶が形作られる」という描像を念頭において研究を進めている。まず、これまでに、David Colliauxが博士論文で扱ってきた、Fitzhugh-Nagumoモデル、フリップフロップ振動素子、さらには興奮性、抑制性が適度な割合でまざったしきい値型応答の神経、という3種類のモデルを用い、それが結合した高次元力学系を考え、そこに時間スケールの異なる過程を導入して動的記憶の理解を行おうとしている。これまでにこれらのモデルでの力学系の分岐解析を行った。また、学習過程での力学系の変化の予備的数値計算をおこなった。さらに、適応過程を導入、このパラメータ変化と発火率変化の適応の効果の違いについての結果を得た。今後、外部変化が、遅いスケールの素子へと入出力関係が埋め込まれるかを確認し、これにより上記の動的記憶の考え方を進展させていくことを目指している。その一方で、神経回路網の進化の予備的なシミュレーションを行ってロバストネスや柔軟性がいかに変化するかの研究も進めた。具体的には、膜電位の変化に関して2つの遅い電流の効果を導入して、それらが発火率に与える影響を導入した、非線形のintegrate-and-fire神経モデル(Adaptive Expo、nential Integrate and fire Orstein-Uhlenbeck(AEIOU)モデルを考案して、数値的および力学系の解析によりその効果を調べた、その結果、2つの適応過程のうち、一方が発火の閾値に、他方が発火の応答関数に影響することを見出した。研究成果はColliauxがフランスで行われた国際会議Neuro2012でポスター発表し、その一端はproceeding論文として発表している。

これとともに、この神経素子が結合した力学系を調べて力学系の分岐解析も行なった。また、学習過程での力学系の変化の予備的数値計算をおこなっている。そのほか、博士論文の研究の延長で、視覚野の実験データをもとにした理論モデルの研究を続行している。一方で、金子の方では関連して、速い、遅いという異なる時間スケールを持つ力学系固有の一般的な研究も行った。これらの研究にあたっては、北大津田教授や理研、そのほかの国内の研究会に参加し、情報を収集し、また研究の方向性、脳科学への意義について議論を重ねた。研究成果はCo11iauxがフランスで行われた国際会議Neuro2012でポスター発表し、その一端はproceeding論文として発表している。実験家を含めて多くの参加者と議論した。また沖縄、京都の国内研究会にも参加して、発表、討論を行った。現段階では予備的な数値計算を様々な方向で行っている。来日後まだ半年であり、また試行錯誤を行う段階であるので、現時点で、成果が出ていないのは自然であり、本段階では順調に準備を進めている。以上のように、研究は着実に進展している。ただし、DavidColliauxの興味の幅が多岐にわたっており、多くの方向の模索的研究をおこなっている。これは彼の将来のために必要であるので見守っているが、やや方向が発散気味である。特に1ニューロンの振る舞いの研究とネットワークの研究、更には視覚野の機能的研究への連結が不十分である。研究をもうすこし収斂させて残りの期間で成果をまとめあげていくことも必要であると考えている。同様に、博士論文の継続研究も含めて、まだ完全な論文発表に至っていないものも多いのでそれを進めることも今後必要である。今後はこれまで調べたモデルの中で、多時間スケールを利用して記憶を埋め込む適切なモデル系を選択し、そのシミュレーションを進めるとともに、実験家との議論も進めたい。非線形のintegrate-and-fire神経モデル(Adaptive Expo、nential Integrate and fire Orstein-Uhlenbeck(AEIOU)神経モデルの研究をまとめあげて、2つの適応過程の意義をはっきりとさせ、神経科学とのつながりを明らかにする。この結果を早いうちに論文にしあげて投稿し、また国際会議での発表を行う。ついでこの適応神経を結合させたモデルの分岐解析を行なう。それをふまえて、博士論文で行った、視覚野の理論モデルとの研究に接続し、適応的な神経活動がマクロレベルでどのように達成されるかを明らかにする。一方で、金子側は神経活動の動的可塑性と学習しやすさの関係を調べ、学習可塑性を神経活動ダイナミクスの揺らぎで表現する可能性を調べていく。国内外の脳研究グループを訪問して議論することも積極的に進め、2年間の結果を広める努力をする。(抄録なし)
肝臓の動脈支配:支配域の分画化、生後発達とその機能的意義(Arterial Microvasculature of the Liver:Vascular Bed Compartmentation,Postnatal Development,and Functional Implications)

肝内における肝動脈の分布様式は古く議論が多い。一般に肝動脈は肝臓、即ち、肝実質を養う血管であると理解されている。しかし、本研究はブタとラットを中心に、二色注入肝100μm厚凍結連続切片並びに微小血管鋳型走査型電子顕微鏡法に基づく観察により、肝動脈が肝小葉に直接分布しておらず、それ以外の五つの分画に血管床を形成した後、小葉周辺にて肝類洞へ開口し、また、肝類洞を経由せずそのまま肝静脈へ流入することを判明した。即ち、1)胆管周囲血管叢Peribiliaryplexusでは肝動脈が輸入血管を出し、胆管を取り囲む二層(大胆管の場合)または一層の血管網を形成する。輸出血管は伴行門脈へ流入するか、付近の肝小葉へ注ぎ込む。2)門脈域間質Portal tract interstitumでは肝動脈が線維性結合組織・神経線維束内や動脈周囲で血管網を形成する。3)門脈栄養血管Portalvenous vasa vasorumでは肝動脈が門脈壁上平滑筋層の肥厚している部に枝を出す。4)肝被膜Capsula fibrosaGlissoniと5)中心・小葉下・肝静脈栄養血管Central-sublobular-hepatic venous vasa vasorumの標的へ向かうために肝動脈が門脈域を離れて単独走行動脈Isolated arteryの形をとる。前者では肝被膜直下の小葉血管床へ移行するのに対し、後者では周囲の小葉の血管床へ合流するか、標的が肝静脈の場合、血管壁内の筋層を分布した後、そのまま肝静脈へ注ぎ込む、肝小葉を通過しないいわゆるバイパス動脈Bypass arteryの形をとる。分画1と2と3の輸出血行路は互いに吻合しながら集合枝Collecting vesselを経て肝小葉へ進入するが、形態学的には肝動脈由来門脈系Hepatic artery-derived portalsystemを形成している。肝動脈由来門脈系の血管は、また、従来の門脈系の血管と交通枝をもつ。要するに肝動脈の本来の性質は肝内間質臓器を栄養するが、二次的に肝実質を灌流する。肝実質を迂回する肝動脈枝Bypass arteryの存在はこれをさらに裏付けている。
果皮培養によるセイヨウナシ周縁キメラ特異的果実形質の分離とその育種的利用法の確立

山形県の特産果樹のセイヨウナシの消費拡大に向け、高付加価値新品種の育成が求められている。中でも果皮全面が赤く着色する形質は消費者の目を惹きつける特性として特に注目されているが、全面着色セイヨウナシ品種は周縁キメラによって形成されたものが多く、交配育種に利用できない。そこで本研究では、セイヨウナシ育種上非常に重要視されている果皮の赤着色形質について、交配育種に利用できない周縁キメラ個体から果皮培養によって着色形質を分離するための培養条件の検討を最初に行った。その結果、ショ糖3%を含む改変NN培地にナフタレン酢酸0.1 mg・L-1およびチヂアズロン5mg・L-1、固化剤としてゲランガム0.4%を添加した条件が果皮からの脱分化カルスの形成に適していることが明らかとなった。最終年度は育種母本を作成するためにシュートの再分化に最適な培養条件の検討を行ったがシュート形成には至らなかった。しかしながら、脱分化により形成されたカルスにおいて、周縁キメラのL1層由来の組織由来であると考えられる赤く着色したカルス、L1層以外の組織または変異していないL1層組織由来と考えられる緑色または白色のカルスが見いだされた.得られた赤着色カルスと非赤着色カルスを様々なアプローチから比較することで着色機構が明らかとなると考え、最初に代謝物の解析を行った。メタボローム分析の結果、アニオン性代謝物37種類,カチオン性代謝物106種類の代謝物を検出し、クロロゲン酸とキナ酸において着色カルスに多く含まれており,シキミ酸経路の活性が非常に高いことが示された。一方、シキミ酸経路から合成されるフェニルアラニンについては着色カルスの含有量が低かった。これはフェニルアラニンから始まるアントシアニンの合成に使用されているために含有量が低くなり、セイヨウナシの赤着色変異機構の一部が明らかとなった。本年度は赤着色系セイヨウナシの果皮組織からの再分化系を確立するために,培養条件として,培地成分並びに外植片等の影響についての検討を行った.実験の供試品種として,セイヨウナシ`リーガル・レッド・コミス'および`ロージー・レッド・バートレット'の2品種を用いた.幼果および果実の果皮を外植片として,NN培地および改変NN培地の2種類の培地,ゲランガムおよび寒天の22種類の固化剤,NAA濃度0.1および0.2 mg/Lの条件下で,25°C暗黒下にて1ヶ月間,その後16時間日長にて培養を行い,毎月カルス形成率を調査した.培養開始約30日後の暗黒条件下においてカルス発生が確認でき,それらのカルスは赤色,緑色,白色のものが観察され,中でも緑色カルスの形成数が最も多かった.また,赤色カルスが形成されたことから,果皮培養によって赤着色形質を示すL1層由来のカルス形成が確認できた.幼果の果皮を外植片に用い基本培地を改変NN培地とした場合にカルス形成は良好であり,カルス形成に及ぼす固化剤の影響についての検討を行ったところ,ゲランガムを添加した場合で高いカルス形成率が得られた.また,カルス形成に及ぼすオーキシンの影響についての検討を行ったところ,NAA濃度の間ではカルスの形成に顕著な差はみられなかった.そのため,オーキシンとしてNAAを添加する場合には0.1 mg/Lで十分であると考えられる.以上のように本研究では全面赤着色系セイヨウナシの果皮からのカルス形成における培養条件の一部が明らかとなったが,シュート形成は認められなかったためさらなる培養条件の検討が必要であると考えられた.平成28年度では,セイヨウナシ果皮からのシュート再生または脱分化によるカルス形成を経たシュートの再分化を目的として果皮培養条件の検討を行った.セイヨウナシにおける組織培養ではこれまで葉片を外植片としてシュート再生もしくはカルスを経由した再分化には成功しているが果皮からのシュート再生の報告はない.今年度の結果から,果皮からのカルス形成は成功しており,赤色カルスの形成も認められたことから,L1層由来の脱分化カルス形成までは到達したと考えられる.しかしながら,シュートの再分化までには至っておらず,この点については当初の予定よりも遅れている.カルスからのシュート再分化についてその条件をさらに検討する必要があり,使用する植物ホルモンの種類および濃度について検討を進める.前年度はセイヨウナシ果実の果皮培養の培養条件について,基本培地,オーキシン濃度,固化材の選択について検討を行った.本年度は再分化に影響が強いサイトカイニンの種類と濃度について検討を行った.実験の供試品種として,セイヨウナシ`リーガル・レッド・コミス'および`ロージー・レッド・バートレット'の幼果または果皮由来カルスを外植片とした.改変NN培地にナフタレン酢酸0.1 mg・L-1,ショ糖3%,および固化剤としてゲランガム0.4%を添加した.この培地に,ベンジルアミノプリンまたはチヂアズロンの濃度を変えたものを添加し,25°C暗黒下にて1ヶ月間,その後16時間日長にて培養を行い,毎月カルス形成率および果皮由来カルスからのシュート形成率を調査した.