hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
混合砂れき床における流砂と分級の機構に関する研究

1.混合砂礫の粒径別移動特性量についての研究成果にもとづき,粒径別限界掃流力,ピックアップレイト,ステップレングスの定式化を行った。2.粒径別ピックアップレイトとステップレングスから構成される非平衡流砂量式を普遍表示し、分級と非平衡流砂を同時に記述するモデルを確立した。3.上記の成果をもとに,ア-マ-コ-トの形成・伝播過程,ペ-ブメント河床の形成過程を記述するとともに,両者の相異を明らかにした。4.ア-マ-コ-ト,ペ-ブメントはいわば単調分級であるのに対し,平衡状態でも生じる周期的分級現象の発生を表層粒度構成の不安定現象として把握し、説明する論理を整備した。4.縦断方向の表層粒度構成の不安定として生じる縦断交互分級(グラベルシ-ト)の形成領域,卓越波長を明らかにし,実験・野外観察例を良く説明していることを示した。5.並列ら施流と横断交互分級の相互作用を研究し,やはり粒径別非平衡流送モデルを用いた表層粒度構成の不安定現象として発生領域の予測平衡縦縞の横断粒度分布の予布の予測を行った。6.グラベルシ-トのように縦断方向に河床粗度が変化する流れについて,乱流計測によって流速分布,乱れ強度分布の発達過程の特性を把握するとともに、乱流フラックス分布の緩和をインパルス応答を用いた畳み込み積分モデルで記述することを堤案した。さらにそのモデルを浮遊砂の乱流フラックスに適用し,河床表層の分級が進んだ流路での浮遊砂濃度分布を予測する方法を確立した。1.混合砂礫の運動機構...混合砂礫の非平衡流送過程を粒径別ピックアップレイトと粒径別ステップ長を構成要素とする流砂モデルで表現しこれらの構成要素について著者自身のものも含む従来の実験結果をもとに検討し、評価式を提案した。とくに従来の粒径別限界掃流力評価式が粒度の違いの効果を過大評価すること、この過大評価を修正しても分級現象は発生することを指摘した。2.縦断交互分級についての研究...混合砂れき床で縦断方向に河床の粗粒化した表面と細粒化した表面が繰り返して出現し、それが下流へ伝播することに着目し、その形成機構を表層粒度分布の不安定現象として、線型不安定解析によって調べた。その結果、こうした縦断交互分級の発生条件、卓越波長、伝播速度が解析的に明らかにされた。一方野外灌漑水路での観測を行い、理論と実現象が良く対応していることを確認した。さらに、このような縦断方向に粗度が変化する流れに着目し、その上の流速分布の変化を研究した。その基礎として粗度が急変する開水路流れでのレイノルズ応力分布の変化過程を調べ、これをモデル化した。このモデルよりレイノルズ応力分布の粗度変化に対するインパルス応答を求め、畳み込み積分型式で、縦断交互分級床上の乱流構造を記述できるようにした。3.2次流による横断方向の交互分級...幅水深比の適当な開水路流れの場合、河床表層の横断方向分級と2次流(並列らせん流)の相互作用で、流れの縦渦構造、河床の分級縦筋が明確に形成されることが注目されている。この機構を粒径別非平衡流砂モデルにもとづいて説明した。さらのその平衡状態における縦筋の粒度構成、流砂量の横断方向分布が計算された。1.混合砂礫の非平衡流送モデルについて,ア-マ-コ-ト形成,ペ-ブメント形成,河床表層の不安定解析にあたって用いたものを,一般的・統一的にな枠組で整理し,普遍的な表現にまとめた。2.上記モデルの構成要素である粒径別ピックアップレイト,ステップレングスに最も関係する粒径別限界掃流力について,いくつかのモデル式を比較し,最も適切なものがどれかの判断をおこなった。

3.ペ-ブメント,ア-マ-コ-ト形成の共通点と本質的相違を,モデルと従来の実験結果の検討いついて抽出した。4.縦断交互分級河床のように縦断方向に粗度が変化する流れについて乱流計測を行い,主としてレイノルズ応力分布の緩和(底面で早く,河床から離れるに従って遅い)を明らかにした。これに対しては,インパルス応答を用いた畳み込み積分形式のモデルを提案,その適用性を検証するとともに,遷移流れにおいても混合距離の分布や乱れエネルギ-の配分についての相似性が成立すると仮定し,流速分布,乱れ強度分布の縦断方向変化の予測を行った。5.レイノルズ応力分布の緩和についてのモデルが,インパルス応答を,変えずにそのまま浮遊砂の乱流フラックス分布の緩和過程に適用できることに着目,非平衡浮遊砂濃度分布を誘導できることを示し,これを用いて縦断交互分級河床での浮遊砂濃度分布の縦断方向変化を明らかにした。6.粗度が変化する流れに対しKーε乱流モデルによる数値計算を行い上述のレイノルズ応力緩和モデルが,流体力学的に充分合理性のあることを確認した。
タウ蛋白結合因子の神経変性過程への関与のメカニズム

神経原線維変化の主要構成成分であるタウ蛋白は自己重合の過程を通して蓄積するが、14-3-3蛋白を含むタウ蛋白結合因子はこの自己重合を促進させることが知られている。そこで、タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合に関してリン酸化とアミノ酸変異の影響に関して検討をおこなった。まず、蛋白間の結合性に関して、PKAまたはPKBによってリン酸化されたタウ蛋白は非リン酸化タウ蛋白よりも結合量が多かった。さらに、表面プラズモン共鳴法を用いて検討をおこなったところ、リン酸化タウ蛋白は非リン酸化タウ蛋白よりも約30倍結合親和性が高かった。タウの部分欠失蛋白を作成して、タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合部位についてpull-down assayを用いて検討をおこなったところ、非リン酸化タウ蛋白では微小管結合領域がその結合領域であり、リン酸化タウ蛋白ではアミノ酸180から244までの領域がその結合領域であった。このリン酸化に特異的な結合領域の中で、PKAおよびPKBによってタウ蛋白がリン酸化される部位であるSer214部位に注目し、これをAlaに置換した変異タウ蛋白(S214A-tau)を作成して同様の検討をおこなったところ、S214A-tauはリン酸化されても結合親和性に変化はなかった。そして、遺伝性前頭側頭型認知症FTDP-17の原因となるタウ蛋白上の変異の1つであるP301L変異を組み込んだタウ蛋白は正常型タウ蛋白に比べて、14-3-3蛋白に高親和性になり、さらに自己重合も促進されていた。これらのことは、1)タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合には2つの様式があり、リン酸化に依存しない様式では微小管結合領域に結合し、リン酸化を介した結合様式ではリン酸化したSer214部位に結合すること、2)微小管結合ドメインを介する結合のみが自己重合促進的でありリン酸化したSer214部位に結合は抑制的になること、3)FTDP-17変異は14-3-3蛋白を介する自己重合においても促進的にはたらくことが明らかになった。神経原線維変化の主要構成成分であるタウ蛋白は自己重合(自己線維化)の過程を通して蓄積するが、14-3-3蛋白を含むタウ蛋白結合因子はこの自己重合を促進させることが知られている。14-3-3蛋白は結合する相手の蛋白が特定のリン酸化を受けることによって結合親和性が変化することが知られているが、タウ蛋白に関してはまだ明らかではない。そこで、タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合に関するリン酸化の影響を知るために以下の実験をおこなった。まず、蛋白間の結合性に関して、pull-down assayをおこなったところ、PKAまたはPKBによってリン酸化されたタウ蛋白は非リン酸化タウ蛋白よりも結合量が多かった。タウの部分欠失蛋白を作成して、タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合部位についてpull-down assayを用いて検討をおこなったところ、非リン酸化タウ蛋白では微小管結合領域がその結合領域であり、リン酸化タウ蛋白では微小管結合領域およびアミノ酸180から244までの微小管結合領域に隣接する領域がその結合領域であった。

このリン酸化に特異的な結合領域の中で、PKAおよびPKBによってタウ蛋白がリン酸化される部位であるSer214部位に注目し、これをAlaに置換した変異タウ蛋白(S214A-tau)を作成して同様の検討をおこなったところ、S214A-tauはリン酸化されても結合親和性に変化はなかった。これより、タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合には2つの様式があり、リン酸化に依存しない様式では微小管結合領域に結合し、PKAまたはPKBによるリン酸化を介した結合様式ではリン酸化したSer214部位とその周辺領域に結合することが明らかとなった。神経原線維変化の主要構成成分であるタウ蛋白は自己重合(自己線維化)の過程を通して蓄積するが、14-3-3蛋白を含むタウ蛋白結合因子はこの自己重合を促進させることが知られている。我々は今までに、PKAまたはPKBによってリン酸化されたタウ蛋白は非リン酸化タウ蛋白よりも14-3-3蛋白に高親和性になること、リン酸化依存性に結合する部位はタウ蛋白上のSer214であること、このリン酸化によって自己重合は抑制されることを明らかにしてきた。遺伝性前頭側頭型認知症FTDP-17の原因となるタウ蛋白上の変異が14-3-3蛋白との結合や自己重合にどのように関与するか明らかにするために検討をおこなった。FTDP-17変異の1つであるP301L変異を組み込んだタウ蛋白は正常型タウ蛋白に比べて、14-3-3蛋白に高親和性になり、さらに自己重合も促進されていた。タウ蛋白がリン酸化されていない状況では、結合部位はタウ蛋白上の微小管結合ドメインであった。しかし、PKAまたはPKBによりリン酸化されると正常型タウ蛋白と変異型タウ蛋白の両方は同じ程度にまで親和性が亢進し、自己重合は抑制された。これらのことは、1)タウ蛋白と14-3-3蛋白との結合には2つの様式があり、リン酸化に依存しない様式では微小管結合領域に結合し、リン酸化を介した結合様式ではリン酸化したSer214部位に結合すること、2)微小管結合ドメインを介する結合のみが自己重合促進的でありリン酸化したSer214部位に結合は抑制的になること、3)FTDP-17変異は14-3-3蛋白を介する自己重合においても促進的にはたらくことが明らかになった。
機上計測と工具の機上成形機能を兼ね備えた超精密自律型工作機械の開発

多軸制御による機上計測によって得られた加工形状と,レーザ顕微鏡による測定結果を比較した.また,機上計測で得られた加工形状から,修正加工用のNCプログラムを生成し,修正加工前後で同じ測定経路により加工面全体を測定したところ,形状誤差が大幅に低減していることが分かり,提案した多軸制御による機上計測と修正加工の有効性を確認した.並行して,硬脆材料を成形材としてダイヤモンド工具の刃先を意図的に摩耗させる適切な工具成形条件を調査した.さらに,回転テーブル上にジグを介して取り付けたダイヤモンド工具を,成形材に対する角度を変化させながら成形材方向へ送ることで,円弧状切れ刃を生成した.単純形状のワーク表面を走査する場合であれば,プローブの軸ベクトルを法線方向と一致させることは難しくないが,複雑形状ではプローブとワークの不適切な干渉を防ぐために姿勢を変化させる必要がある.この課題は,複雑形状の超精密切削加工における工具姿勢と同様であり,連携研究者と協力しながらこれまでに培った多軸制御の工具経路生成に関する知見を活かすことで解決した.具体的には,目標形状のCADモデルを参照して複数通りの工具姿勢と工具経路の組合せを用意し,干渉の余裕度と姿勢の変化量,測定結果の良好度などの項目からなる評価関数を用意して,5軸制御による機上計測のための測定経路を生成した.また,ダイヤモンド工具の成形材料を調査するために,サファイアや超硬,人工水晶を取り上げ,摩耗量などの成形結果を比較し,最も除去率が高く,工具にチッピングなどの不具合が生じない材料と成形条件で,直接切れ刃をもつV溝加工用のダイヤモンドバイトの成形に取り組んだ.ダイヤモンド工具の成形材料として最も有望と考えていたサファイアよりも人工水晶で効果的な結果が得られたが,それ以外は当初予定した通りの進捗状況であるため.機上計測における測定時間は非加工時間でもあり,測定に長時間割くことは高価な加工機を効率的に使用しているとは言えない.そこで,加工形状の中で工具の位置決め誤差などが影響を与えやすい特徴的な領域(形状の一部)について形状創成関数を用いて解析した.使用する加工機の数学モデルを構築し,工具の位置合わせ誤差を仮定して,目標形状に対する加工形状の偏差が大きい領域を予測した.また,機上計測で得られた測定結果から加工誤差を算出して,目標形状への修正加工を行えるように,超精密切削加工に関するこれまでの知見を活かし,工程設計及び工具経路生成に取り組んだ.ダイヤモンド工具の機上成形については,サファイアや超硬,人工水晶などの成形材料を調査し,チィッピングなどの不具合が生じない条件で直線切れ刃をもつV溝加工用のダイヤモンドバイトを成形した.さらに,曲面加工で頻繁に用いられる円弧状の切れ刃や,加工対象に適した任意のダイヤモンド工具形状を成形するため,マイクロスコープで工具成形の過程を観察しながら成形条件の最適化に取り組んだ.ダイヤモンド工具の結晶方位の影響により,成形条件の最適化に予想よりも時間が必要であったが,その他はほぼ当初予定していた通りの進捗状況であるため.機上計測における測定時間は非加工時間でもあり,測定に長時間割くことは高価な加工機を効率的に使用しているとは言えない.そこで,加工形状の中で工具の位置決め誤差などが影響を与えやすい特徴的な領域(形状の一部)の測定結果を参考にして,その他の領域の加工誤差について補間的に求めるとともに,機上計測で得られた測定結果から加工誤差を算出して,目標形状への修正加工を行えるようにした.このとき,これまでに超精密切削加工に向けた工程設計及び工具経路生成手法の研究に取り組んできた知見を活かし,生じた加工誤差を打ち消すため,工具の位置決め誤差,摩耗やたわみを補正するように工具経路を生成した.また,円弧状の切れ刃や,加工対象に適した任意の工具形状を機上で成形するできるように,成形条件を最適化して成形後の工具形状と位置を保証できるようにした.この結果,補正に相当な時間を要する工具の位置合わせ誤差を解消でき,加工準備の労力を大幅に低減することができた.さらに,機上計測と工具の機上成形を連携させ,良好な加工状態を維持する工作機械の自律的機能を開発した.断続的にワークの機上計測を行いながら,工具摩耗を要因とした形状修正を必要とする前に,切れ刃を再生してその新たな位置を基にNCプログラムを補正して以降の加工を継続できるようにした.これにより,工具交換が不要になることから加工形状の高精度化と,加工時間とコストの削減が期待でき,従来よりも微細形状を長時間安定的に創成できるようになった.多軸制御による機上計測によって得られた加工形状と,レーザ顕微鏡による測定結果を比較した.また,機上計測で得られた加工形状から,修正加工用のNCプログラムを生成し,修正加工前後で同じ測定経路により加工面全体を測定したところ,形状誤差が大幅に低減していることが分かり,提案した多軸制御による機上計測と修正加工の有効性を確認した.並行して,硬脆材料を成形材としてダイヤモンド工具の刃先を意図的に摩耗させる適切な工具成形条件を調査した.さらに,回転テーブル上にジグを介して取り付けたダイヤモンド工具を,成形材に対する角度を変化させながら成形材方向へ送ることで,円弧状切れ刃を生成した.誤差を生じやすい領域を重点的に測定することで機上計測の時間短縮を図るとともに,得られた測定結果から目標形状への修正加工を実現する.また,円弧状の切れ刃や,加工対象に適した任意の工具形状を成形し,工具形状を機上計測により確認する.具体的には,加工形状の中で工具の位置決め誤差などが影響を与えやすい特徴的な領域(形状の一部)について形状創成関数を用いて解析する.

この結果を基に,加工誤差が大きくなることが予想される領域のみを対象とすれば測定時間を大幅に短縮できる.またダイヤモンド工具の機上成形に関して,マイクロスコープで工具成形の過程を観察しながら成形条件を最適化し,機上計測を活用して成形後の工具形状と位置を保証するようにする.これにより,補正に相当な時間を要する工具の位置合わせ誤差を解消でき,加工準備の労力を大幅に低減することができる.加工形状の中で工具の位置決め誤差などが影響を与えやすい特徴的な領域(形状の一部)の測定結果を参考に,その他の領域の加工誤差について補間的に求めるとともに,数学モデルへ誤差要因として工具の摩耗や切削抵抗によるたわみの反映も試みる.また,複雑な切れ刃をもつダイヤモンド回転工具の成形にも取り組み,回転時のアンバランスを確認する.さらに,機上計測と工具の機上成形を連携させ,良好な加工状態を維持する工作機械の自律的機能を開発する.断続的にワークの機上計測を行いながら,工具摩耗を要因とした工具交換を必要とする前に切れ刃を再生して,その新たな工具位置を基にNCプログラムを補正することで以降の加工を継続できるようにする.29年度が最終年度であるため、記入しない。生産工学・加工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
酸化ストレス防御・DNA修復タンパク質の同定と作用機構の解明

放射線や活性酸素から細胞を守ることは,生物の生死にとって極めて重要である。本研究は(1)酸化DNA修復酵素の同定と機能解析,それらの突然変異抑制,細胞への影響,線虫(C.elegans )個体における運動・生殖・成長・寿命・老化制御・組織形成などへの関わりを解明する。また,塩基除去修復(BER)と他の抗酸化・修復経路とのcrosstalk,ストレス応答機構を解明する。(2)ヒト細胞における酸化防御酵素の放射線応答・酸化ストレス防御の役割を解明する。
Notchリガンドの機能的差異を基盤とした肝細胞癌治療への新戦略

C型肝炎の治療法の進歩に伴い、肝炎ウイルス排除後も残存する線維化と発癌が新たな臨床的問題を生み出している。これまで申請者らは、線維化の進展に伴って活性化するJag1/Notch2シグナルが肝前駆細胞の動員と線維肝の再生に重要であることを報告してきた。一方で、肝癌の発生や進展においてNotchシグナルが果たす役割については、促進的にはたらくという報告と抑制するという報告があり、いまだ一定の結論が得られていない。そこで今回、diethylnitrosamine (DEN)によりランダムな遺伝子変異を引き起こす肝発癌モデルを用いて、Notchリガンドならびに受容体の発現動態と機能を明らかにすることを目指した。DEN誘導マウス肝癌組織において、Jag1は肝癌細胞があまり増殖していない領域の間葉系細胞に発現するのに対して、Dll4は高増殖領域の肝癌細胞に発現していることを見出した。さらに、Jag1ノックアウトマウスでは対照マウスと比較し、肝癌が高頻度に発生することを明らかにした。また、DEN投与後にJag1の欠失を誘導すると、肝細胞においてDll4の発現を獲得することを見出した。現在はDll4に注目し、Dll4ノックアウトマウスを作製中である。また、肝癌に促進的に作用するWntシグナルとJag1およびDll4はクロストークすることが知られていることから、現在はこれらのNotchリガンドとWntシグナルの関係性を解析中である。マウスに肝癌を形成させることに長い時間かかることは想定済みであり、種々のノックアウトマウスにおける表現型解析は当初より2019年度以降に行う予定である。また、細胞培養を用いて、肝細胞へのNotchシグナル活性化を誘導する実験系を樹立できたことから、これを応用することで肝癌進展に対する分子メカニズムの詳細を追求可能となった。まず、Dll4ノックアウトマウスの表現型解析を行う。同肝癌組織とJag1ノックアウトマウスの肝癌組織を用いて、Jag1とDll4という異なったNotchリガンドから惹起されるNotchシグナルに質的な差があるかを追求する。また、WntシグナルとNotchリガンドの発現の関係性について、マウスを用いた実験系と細胞培養を用いた実験系の両面から解析し、肝癌進展に対するNotchシグナルの機能を明らかにする。肝癌の進展における分子メカニズム解析のための実験系樹立において、当初予想していた実験デザインより低コストなものが設計できたため、2018年度の使用額に差が生じた。この残額は2019年度におけるマウス実験のための費用に充て、より詳細な解析を行う予定である。
腎細胞癌の骨転移メカニズムの解明および新規抗骨転移関連因子療法の開発

臨床検体(研究使用に対する患者さんの同意が得られている)においてmRNA in situ hybridization法を用いた検討の結果、腎細胞癌の原発巣と比較して骨を含む転移巣での各種血管新生因子発現の亢進が認められた。我々は、これら因子のうちvascular endothelial growthfactor(VEGF)に注目した。使用した腎細胞癌骨転移由来細胞株RBM1は、von Hippel-Lindau(VHL)癌抑制遺伝子のExon3の1塩基欠損を持ち、VHL遺伝子異常を持たない腎細胞癌細胞株と比較して、VEGFが高発現している。我々は骨転移巣における癌細胞と破骨細胞との相互作用が重要な因子と考えており、特に破骨細胞の分化と機能におけるVEGFの役割を検討した。結果、破骨前駆細胞から成熟破骨細胞へ分化する段階でVEGF受容体タイプ2(VEGFR2/Flk-1)の発現レベルに違いがあることを見出した。成熟破骨細胞より未熟な破骨前駆細胞でVEGFR2の発現が高く、VEGFの作用により破骨細胞の分化促進と機能亢進が認められた。この分化促進と機能亢進は、VEGFR2の阻害により抑えられた。これらのことよりVEGFが骨溶解において重要な役割を担っていると考えられた。今後、腎細胞癌骨転移モデルを用いたVEGFもしくはVEGFR2を標的とした治療を行う予定である。VEGF-VEGFR阻害は、腎細胞癌骨転移に対する新規治療になりうると考える。1)現在数例の腎細胞癌症例から原発巣および骨を含めた転移巣の臨床検体採取を終え、各転移病巣、原発巣および他の非転移性腎細胞癌の検体を対象にmodified mRNA in situ hybridization法を用いてbFGF、VEGF、IL-8、MMP2、MMP9のmRNA発現を定量的に評価した。若干3例であるが、骨転移巣において原発巣もしくは他の非転移性腎細胞癌と比較してbFGF、VEGF、IL-8、MMP2、MMP9いずれもその発現は高い傾向にあり、特にMMP2、MMP9、bFGFでその傾向は高かった。また、同様に15例の肺転移巣では、その原発巣および非転移性腎細胞癌と比較してbFGF、VEGF、IL-8、MMP2、MMP9の発現はいずれも高く、とりわけVEGF、MMP2およびMMP9の発現は有意に高い結果であった。2)培養破骨細胞系を確立すべく、マウス破骨細胞前駆細胞にヒト組換えマクロファージ刺激因子(rh-M-CSF)およびヒト組換え可溶性RANKリガンド(rhsRANKL)を添加することによって、成熟破骨細胞への分化を確認した。rhM-CSF(100ng/ml)およびrhsRANKL(50ng/ml)単独でも破骨細胞前駆細胞の増殖は増強されるが、rhM-CSF(10ng/ml)に加えてrhsRANKL(10ng/ml)を併用することにより細胞増殖速度の増強とともに形態変化が起こり成熟破骨細胞への分化をみとめた。成熟破骨細胞分化への確認はTRAP染色および抗F480抗体を用いた免疫染色にて確認した。
Dynamic MRIを用いた膝伸展筋群の収縮変形挙動の解析法確立とその応用

本研究の目的はVEPCMRを用いた大腿四頭筋の収縮動態解析の方法論確立と,その方法の応用としての膝関節の機能的な状態による大腿四頭筋収縮動態の差異の検討である.既に取得したVEPCMRのデータの解析方法の改善を図り,今年度は,一般成人の実験と解析を進めてきた.その結果,大腿部の深部に存在する中間広筋において大きな変位が観察され,その仕事量への貢献度の高さが示唆された.この筋の力発揮への重要性は,超音波を用いた運動時の測定や,筋群の解剖学的形態の特徴から予想されていたものの,収縮中に中間広筋の挙動を経時的に計測し,その収縮動体について腱膜との関係にも言及し考察を行った研究は我々の知る限りこれまで見当たらず新しい知見を含んでいる.また,研究の目的においても述べたように,これらの筋は,高齢者のフレイルや生活の質に大きく関連する筋であるため,これらの筋の働きの詳細を計測できたことの意義は高いと考えられる.これらの成果は,国際バイオメカニクス学会において報告された.今年度には,収縮強度の差異や,伸張性収縮時の同様のデータについても解析を実施し等尺性収縮との比較など収縮モードの比較を含め,大腿四頭筋の収縮時機能についての検討をより進める計画である.一方,それらの発展として計画していた,膝関節の機能的な状態による大腿四頭筋収縮動態への影響の計測,すなわち,下肢のアライメント異常がある被験者と前十字靭帯損傷経験者を対象とした実験は本年度実施予定である.最初に予定したものに比べ,下肢のアライメント異常がある被験者と前十字靭帯損傷経験者を対象に実験を実施する実験までまだ至っておらず本年度実施予定であるため.一方,その他の測定項目パラメータ(腱膜の挙動など)について知見を深めることができた.総合的に考えると,概ね順調と言える.膝関節の力学的な状態の違いによる影響が,筋腱の挙動に与える影響を検討する.下肢のアライメント異常がある被験者と前十字靭帯損傷経験者を対象に実験を実施する実験までまだ至っておらず本年度実施予定である.また,競技選手を被験者として競技力と筋腱の収縮時挙動との関係についての検討も実施予定である.本研究では,加齢や疾患における身体活動量低下に関連するキーマッスルであり,また,多くのスポーツ活動で重要な役割を果たす筋である膝伸展筋群を対象にDynamic MRIを用いた変形解析を行うものである.これまでこれらの共働筋の収縮動態には明らかでない部分も多く,特に,深層の中間広筋は貢献度の高さが想定されているものの知見が少なかった.そのため,本研究では,研究手法の確立とその応用を目的としている.本年度は,まず,実験のためのMRIのシークエンス準備と,周辺機器等制御システムの準備ならびに本研究に合わせた設定の最適化を実施した.特に,筋力計とそれによる動的な筋力の測定システムに関しての調整が必要であった.カリフォルニア大学にて実験と機器の調整を実施し,実験後,解析プログラムの作成と調整を実施した.本件度は一般成人での研究をまず行い,10名弱の成人被験者から収縮中の筋肉と腱組織の変形データを取得した.収縮モードは等尺性収縮と伸張性収縮とした.実験の結果,深層部の中間広筋の力線方向への変位が他筋に比べて統計的に優位に大きく,大腿四頭筋群のパワー発揮における貢献度の高さが示唆された.また,筋内の中間腱膜の周辺の変位は筋が変化しても同程度であり,中間腱膜を介した周辺筋群の共同的な働き合いが推察された.得られた結果の一部は,国際MR医学会にて発表し,筋骨格分野におけるポスター発表の上位5名のファイナリストに選出された..順調に研究は進んでいる.予算的に国内に実験システムを構築するのは難しくなったが,国際共同研究を通じた実験を行うことが可能となった.それ以外のプログラムやシステムの作成と調整についても工学者の協力を得ながら進めている.本研究の目的はVEPCMRを用いた大腿四頭筋の収縮動態解析の方法論確立と,その方法の応用としての膝関節の機能的な状態による大腿四頭筋収縮動態の差異の検討である.既に取得したVEPCMRのデータの解析方法の改善を図り,今年度は,一般成人の実験と解析を進めてきた.その結果,大腿部の深部に存在する中間広筋において大きな変位が観察され,その仕事量への貢献度の高さが示唆された.この筋の力発揮への重要性は,超音波を用いた運動時の測定や,筋群の解剖学的形態の特徴から予想されていたものの,収縮中に中間広筋の挙動を経時的に計測し,その収縮動体について腱膜との関係にも言及し考察を行った研究は我々の知る限りこれまで見当たらず新しい知見を含んでいる.

また,研究の目的においても述べたように,これらの筋は,高齢者のフレイルや生活の質に大きく関連する筋であるため,これらの筋の働きの詳細を計測できたことの意義は高いと考えられる.これらの成果は,国際バイオメカニクス学会において報告された.今年度には,収縮強度の差異や,伸張性収縮時の同様のデータについても解析を実施し等尺性収縮との比較など収縮モードの比較を含め,大腿四頭筋の収縮時機能についての検討をより進める計画である.一方,それらの発展として計画していた,膝関節の機能的な状態による大腿四頭筋収縮動態への影響の計測,すなわち,下肢のアライメント異常がある被験者と前十字靭帯損傷経験者を対象とした実験は本年度実施予定である.最初に予定したものに比べ,下肢のアライメント異常がある被験者と前十字靭帯損傷経験者を対象に実験を実施する実験までまだ至っておらず本年度実施予定であるため.一方,その他の測定項目パラメータ(腱膜の挙動など)について知見を深めることができた.総合的に考えると,概ね順調と言える.一般成人での測定を一通り終えたため,今年度以降は,アライメント異常,ならびに前十字靭帯損傷経験者など膝の疾患による収縮動態の変化についての検討を行う.また,昨年度計測したデータの解析を進め,収縮モードの違いによる観点などのデータ整理を行う.確立した手法を用いて,研究計画通りの怪我の影響を影響すると共に,競技選手の筋腱特性について実験を実施することも考えている.膝関節の力学的な状態の違いによる影響が,筋腱の挙動に与える影響を検討する.下肢のアライメント異常がある被験者と前十字靭帯損傷経験者を対象に実験を実施する実験までまだ至っておらず本年度実施予定である.また,競技選手を被験者として競技力と筋腱の収縮時挙動との関係についての検討も実施予定である.実験計画,特に実験場所の変更により,準備する機材と準備費用に変更が生じたため研究計画の軽微な修正のため.
ライフライン震害による住民生活支障の計量化と予測評価マッピング

この計画では、ライフラインの地震防災を推進するためのツールの開発に向け、その第一段階として、ライフライン震害に起因する住民生活支障の計量評価法の構築を目的とした。住民生活支障の事後評価法の開発とその試行的運用を軸として本年度の研究を計画し、つぎのような成果を得た:1理論的枠組みの再構築とそれにもとづく調査法の開発(塩野が担当)ライフライン代替手段の利用による生活支障の低減効果を視野に入れつつ、生活支障を計量評価するための新たな理論フレイムを構築した。また、代替手段の保有状況と、それによる生活支障の軽減効果を調査するためのアンケート用紙を新しい理論フレイムのもとで開発した。2生活支障の評価に関する試行調査(宮野、小坂、湯沢が担当)宮野と小坂が収集した資料の分析にもとづき、宝塚市(1995年兵庫県南部地震の被害)を試行調査の対象として選定した。また、宮野と湯沢が協力して試行調査(無作為抽出による1,800世帯を対象とした郵便調査)を実施した。3調査法の評価と改善(塩野が担当)試行調査の結果を分析し、(1)事後評価の妥当性、(2)予測平価への連結性(誘導した予測係数の妥当性)の観点から調査法(アンケートの構成)を評価し、改善の方向性を整理した。
活性酸素の生産と消去に関与するミネラルトランスポーターの分子メカニズム

ミネラル(必須微量元素)は活性酸素の生産や消去と密接に関連する因子であり、それらの輸送メカニズムを分子レベルで解明することは、細胞内における活性酸素濃度の制御メカニズムを理解するために必須である。本研究では、X線吸収スペクトルを利用し、活性酸素の生産に関連する鉄トランスポーターの局所構造を解析する手法を確立した。さらに、活性酸素の消去に関連するセレンのトランスポーターであるセレノプロテインPをヒト血漿から高純度に精製し、その微結晶を得ることに成功した。今後の結晶構造解析によりセレンの輸送メカニズム解明が期待される。活性酸素の生産に関与する鉄のトランスポーターであるミトフェリンは、カイコバキュロウィルス発現系によるタンパク質調製を試みたが、発現量が極めて少なく、精製やリポソームに再構成に用いることは出来なかった。一方、X線吸収スペクトルを用いて鉄の取り込み機能を評価する手法は昨年度のうちに確率していたが、その手法を利用して得られた結果の一部を含む論文がBiochemistryに受理された。活性酸素の消去に関与するセレンのトランスポーターであるセレノプロテインPは、昨年度に引き続き、ヒト血漿から精製して結晶化条件の検討を行った。プロテアーゼインヒビターを前処理段階で添加することにより異性体の混入を抑えることが可能となり、収量・純度を飛躍的に向上させることが出来た。得られた試料を用いて、結晶化条件のスクリーニングを行ったが、そのままの精製試料からでは結晶を得ることは出来なかった。セレノプロテインPには糖鎖が修飾していることが知られているが、ヒト血漿から精製を行なっているため、修飾糖鎖そのものが化学的に極めて不均一であったり、高い運動性を持っていることが結晶化しない要因の1つとして考えられた。そこで、酵素を用いてN結合型の糖鎖を切断し、結晶化条件のスクリーニングをさらに進めたところ、微結晶(10nm以下)ではあるが、タンパク質結晶を得ることに成功した。しかし、この結晶化条件による結晶化は再現性が極めて乏しく、シーディング法などを用いた場合においても、構造解析に適した大きさにまで成長することが無かった。ヒト血漿由来のセレノプロテインPにはN結合型のみではなく、O結合型の糖鎖が修飾している可能性もあり、さらに糖鎖を切断すること、また、糖鎖を切断した後の精製法を改良することにより、今後、構造解析が可能となる良質な結晶が得られることが期待される。活性酸素の生産に関与する鉄のトランスポーターであるミトフェリンは、膜タンパク質であり、大腸菌を用いた発現系では封入体として得られる可能性が高い。そのため、結晶化を試みる前に、発現させたタンパク質をリポソームに再構成し、その機能を評価する事が必須である。本研究では、マイクロビームを用いたX線吸収スペクトルを用いてトランスポート活性の評価を行う計画である。X線吸収スペクトルを用いる利点としては非破壊的であること、また、鉄イオンの酸化数や配位構造を反映したスペクトルが得られるため、スペクトルを詳細に解析することが出来れば、トランスポート活性の有無だけではなく、ミトフェリンによる鉄イオンの輸送メカニズムを分子レベルで推測することも可能となる。本年度はそのような評価系の構築を目指し、大型放射光施設SPring-8のビームラインを用いて予備的なX線吸収スペクトルの測定を行なった。測定にはスペクトルの定性的な評価が行いやすい銅錯体や銅タンパク質を試料としたが、得られたスペクトルの解析から、構造が未知であるタンパク質に結合した銅イオンの酸化数や構造の明らかにすることに成功した(論文投稿の予定)。従って、同様な測定をリポソームに再構成したミトフェリンに対して行うことでトランスポート活性の評価にも適応可能であると期待ができる。活性酸素の消去に関与するセレンのトランスポーターであるセレノプロテインPは、ヒト血漿から精製を行なったが、精製試料にも異性体が混入していることが判明し、また、収率も極めて低かった。結晶化を行うにはさらに高い純度の試料を高収率で得ることが必要であり、本年度は精製法の改良を行なってきた。異性体の混入を防ぐためには強力なプロテアーゼインヒビターを血漿の前処理段階において添加することが効果的であることが判明したが、収率の改善には至っておらず、さらなら精製法の改良が必要である。本年度は研究代表者の所属研究機関変更(理化学研究所から金沢大学)があり、金沢大学においてタンパク質の発現精製に用いる機器等のシステムを新たに立ち上げを行う必要が生じた。申請書の記載時点において所属研究機関変更は考慮に入れていなかったため、結果的に研究計画から遅れている。しかし、ヒト由来試料の扱いなど、所属研究機関変更による利点も大きく、次年度での挽回は可能である。ミトフェリンに関しては大腸菌による発現系を目指すが、本年度の検討結果からコドンの最適化が有用である可能性が高い。そこで、合成遺伝子を用いて発現を試みる。発現の確認が出来れば、本年度に構築したトランスポート活性の評価系を用いて活性の有無、さらに、分子レベルにおける鉄イオンの輸送メカニズムの解析を行う。

また、研究代表者の所属研究機関変更に伴い、哺乳類細胞を用いた発現系も利用することが出来るようになった。そこで、研究の計画段階では考慮をしていなかったが、HEK293細胞やCHO細胞などを用いた発現系により組み換えタンパク質を得ることも検討する。セレノプロテインPに関しては精製法をさらに改良し、より高純度な試料を得ることを目指す。修飾された糖鎖を切断することで試料の均一性が向上し、より結晶化に適した試料になる可能性は高い。そこで、糖鎖修飾の切断も含めた精製法を確立し、結晶化ならびに結晶構造解析を行う。本研究は細胞内における活性酸素の制御メカニズムを生産と消去の両面からアプローチすることを目指しているが、本年度の達成度はミトフェリンよりもセレノプロテインPが相対的に高い。また、セレノプロテインPはセレン含有タンパク質であるため、結晶が得られればセレンの異常分散効果により位相を決定することが可能である。そこで、次年度はセレノプロテインPにより重点をおいた研究の推進方策を検討している。研究代表者の所属研究機関変更により、研究の達成度は遅れており、本年度に計画していた遺伝子合成、試薬やカラムの購入が出来なかった。そのため、次年度に使用する予定の研究費が生じた。次年度に請求する研究費と合わせて、精製に必要なカラムや結晶化用のプレートなど、主に消耗品を購入する。また、所属研究機関変更に伴い、結晶を観察する実体顕微鏡が不足している。そのため、設備備品費とはなるが、実体顕微鏡の導入も検討している。結晶化や結晶の回折データ測定・構造解析にあたっては、研究代表者の前の研究機関(理化学研究所播磨研究所/SPring-8)への移動も必須である。さらに、成果の発表は情報交換を行うため学会等への参加も予定しており、国内旅費としても使用する。
ウエルシュ菌β毒素の細胞障害メカニズムの解明

C型ウエルシュ菌のβ毒素は、致死や壊死活性を有し、ヒトの壊疽性腸炎の原因の1つと考えられている。β毒素は細胞膜で7量体のオリゴマーを形成し、細胞死を引き起こす。今回、β毒素をTHP-1細胞に作用させると細胞死を誘導し、オリゴマーを形成した。本毒素は、細胞内K+イオン遊離作用を示し、本毒素の細胞死と結合はK+フリー液中で認められ、高K+液中では抑制された。β毒素はp38MAPKのリン酸化を示し、このリン酸化はK+フリー液で増強された。MAPK阻害剤でp38MAPKのリン酸化は阻害され、細胞毒性は増強された。以上の検討から、p38MAPKのリン酸化は、本毒素の障害作用に抑制的に働くと考えられる。C型ウエルシュ菌の産生するβ毒素は、ヒトや動物の壊疽性腸炎の原因である考えられ、本毒素は生物活性として致死、壊死活性を有する。β毒素は免疫系細胞など特定の細胞に対して障害を示すが、その作用メカニズムと病原性との関連は明らかにされていない。本研究では、β毒素の細胞レベルでの障害作用から、毒素の作用機構を明らかにする。β毒素をヒト急性単球性白血病細胞株であるTHP-1細胞に作用させる、本毒素は細胞膜ラフトでオリゴマーを形成して、細胞からの急速なKイオンの遊離、細胞のSwelling、そして、細胞死を誘導することが明らかとなった。一方、低濃度のβ毒素でTHP-1細胞を処理すると、p38MAPKとJNKのリン酸化が認められた。さらに、p38MAPK阻害剤SB203580とJNK阻害剤SP600125で予め細胞を処理すると、本毒素のよる細胞毒性が増強された。すなわち、毒素の攻撃を受けた細胞が、生存シグナルとしてp38MAPKとJNKを活性化している可能性が示唆される。さらに、Kフリー液では、本毒素によるp38MAPKの活性化と細胞毒性は増強され、高K液中では本毒素のこれらの作用が抑制された。p38MAPKの活性化には活性酸素種(ROS)の産生が関与するとが知られている。そこで、β毒素処理後のTHP-1細胞からのROSの産生を調べたが、ROSの産生は認められなかった。すなわち、本毒素によるp38MAPKの活性化にはROSは関与していないことが判明した。以上から、β毒素によるp38MAPKとJNKの活性化は、細胞の障害を防御する生存シグナルであると考えられる。壊疽性腸炎の原因であるC型ウエルシュ菌β毒素の構造と作用機構、治療や予防などへの応用を検討してきた。本研究では、本毒素の細胞レベルでの作用機構の検討を行った。β毒素のTHP-1細胞に対する細胞毒性は、P2X7受容体阻害剤であるo-ATPやブリリアントブルーG(BBG)で抑制された。一方、本毒素の細胞への結合は、o-ATPやBBGで抑制され、本毒素がP2X7受容体と相互作用している可能性が示唆された。そこで、siRNAでP2X7受容体をノックダウンした細胞に対する本毒素の作用を検討すると、毒素の細胞毒性と細胞への結合が阻害された。さらに、P2X7受容体を発現していないHEK細胞にP2X7受容体の遺伝子をトランスフェクトして本毒素の作用を検討した。その結果、ベクターのみトランスフェクトした細胞では本毒素の細胞障害や結合は認められないが、P2X7受容体を発現させたHEK細胞に対しては、β毒素は細胞毒性と結合が認められた。以上から、本毒素は、感受性細胞のP2X7受容体と相互作用して毒性を示すことが明らかとなった。本研究の目的は、壊疽性腸炎の原因であるC型ウエルシュ菌β毒素による細胞障害の分子機構を毒素・宿主の両方から解明することである。これまでは、細胞レベルでの解明を行った来たが、今回は、マウス腸管に対する本毒素の毒性を検討した。β毒素のin vivoにおける作用を明らかにするため、毒素をマウス回腸ループに投与して、病理組織学的変化を観察したところ、腸管上皮の絨毛が著しく脱落し、出血が認められた。一方、腸管組織の免疫蛍光法による毒素の結合や侵入を観察すると、本毒素が腸管上皮細胞の表面に結合していることが判明した。本年度は、β毒素の感受性細胞であるTHP-1細胞を使用して、細胞表面に存在する相互作用する分子の検討を行った。これまでに、本毒素が結合する分子は同定されていない。

本研究では、世界で初めてβ毒素の受容体の候補を各確認でき、新規な知見である。細菌学今後の検討は以下の方針で行う予定である。1. β毒素の結合におけるP2X7受容体の役割を細胞レベルで検討する。2. β毒素の動物感染モデルにおけるP2X7受容体の役割の検討。3. β毒素の結晶化と立体構造の解析。本年度は、β毒素のTHP-1細胞に対する作用機構の検討を中心に行った。本毒素はTHP-1細胞表面のラフトでオリゴマーを形成して細胞毒性を示した。このとき、β毒素の障害作用に対して、THP-1細胞は自らのp38MAPKとJNKを活性化して、毒素に対する障害に抵抗することが判明した。すなわち、β毒素の作用機構解明に大きな寄与があったと考える。これらの成果は、Infection and Immunityに受理され、新規な知見であることが認められた。試薬や器具などの消耗品が予定より安価で済んだこと、さらに、予定していた旅費が予想より下回り、次年度使用額が生じた、今後の研究方針として、以下を遂行する予定である。1.β毒素の細胞障害時に、細胞表面のどのような受容体に結合しているのかを明らかにする。2.β毒素の細胞膜受容体と毒素のオリゴマー形成や細胞膜障害とのに関連について検討する。3.β毒素の立体構造を明らかにするため、毒素の結晶化を行う。4.β毒素の動物感染モデルを確立し、病原性における役割を明らかにする。β毒素の作用機構を細胞生物学的な手法で検討するため、試薬や器具などの消耗品を多く使用する。成果発表のため、学会で出張費を使用する。試薬や器具などの消耗品が予定より安価で済んだこと、さらに、予定していた旅費が、予想より下回り次年度使用額が生じた。β毒素の作用機構を細胞生物学的な手法で検討するため、試薬や器具などの消耗品に多くを使用する。成果発表のため、学会発表での出張費を使用する。
経営組織のフラット化に伴う管理会計情報の変容に関する調査研究

本調査研究では、東北地方および関東地方の製造業15社に対して訪問調査を行い、情報システムの実態および情報システムによる部門間の結合状態(水平的な情報結合)と主要戦略部門のコントロールへの情報システムの利用の方法(垂直的な情報結合)について資料を集めた。調査から得られたケースを分類すると、大きく情報システムの戦略的な利用のグループと部門自律的な情報システムの利用のグループに分けることができる。また、それぞれについて、生産形態(見込量生か個別受注生産か両者の混合形態か)による差異が大きいことも解った。戦略的な情報システムの利用のグループはデータベースの利用を中心に市場情報や生産情報を蓄積し、将来の予測精度の向上・戦略計画の立案・計画の実行局面での統制的な情報システムの利用に重点が置かれるものと仮定できる。これに対して部門自律的情報システムの利用のグループは、多様性が高く変動的な市場環境を前提にして、情報の高速処理によって意思決定の迅速化・市場即応性に重点が置かれると仮定できる。概数的には、前者の仮説に該当するケースが多く、このことは「経営組織のフラット化」がまだ浸透していない、または、情報技術の導入と「経営組織のフラット化」が直接的な関係を持たないことを示唆している。結論に至るまでには、このような仮説パターンに該当する企業と該当しない企業を成果分析によって比較することが必要となる。しかし、成果分析のためのデータを整理するところまでは至っていない。
縮小推定量の研究

正規分布の共分散行列に対する最尤推定量を改良する推定量としてSteinの縮小推定量,minimax推定量,Haffの縮小推定量、竹村の最良直交共変推定量等が知られているが、新たにYang and Berger(1994)がreference priorという無情報先験分布に基ずき一般化Bayes推定量を導いた。2次元の場合にこれらの推定量の正確な危険関数を評価したところ、一般化Bayes推定量は厳密には最尤推定量を改良していないことを示した。多変量線形仮説に対する古典的に有名な4つの検定:尤度比検定、最大固有根検定、Hotellingの検定、Pillaiの検定について2次元の場合に正確な検定力を計算する公式を導きその検定力曲面のグラフを描きそれら検定の大域的な違いを明らかにした。従来大標本理論によれば仮説の近傍ではHotelling<尤度比<Pillaiの順に大きな検定力を持ち仮説から離れたところではPillai<尤度比<Hotellingとされていたが、小標本では成り立たない事を示した。正規分布の平均が環状に順序が付いているとき均一性を検定するための一般化Bayes検定を導き尤度比検定と検定力の比較を行い最小値はほとんど変わらないが最大値はかなり大きくなることを示した。無情報先験分布として対立仮説の作る多面錐体の中心から最も遠い角ベクトル上に一様分布をとらないと良い一般化Bayes検定が得られないこと、また最も遠い角ベクトルは2つづ組みをなし中心ベクトルと等角で交わることを明らかにした。2次元の正規共分散行列を推定する問題についてまず固有根の比の分布が比較的簡単な有限級数で表現できることを明らかにし、Steinの直交共変推定量は母共分散行列が単位行列から遠く離れた時最尤推定量よりも悪い平均2乗誤差を持つことがあることを示した。Yang-Berger(1994Ann.Statist.)の基準一様先験分布に対する一般化Bayes推定量の具体的な形を求めてその危険関数のかたちを明らかにした。その結果この一般化Bayes推定量はシミュレーションによる結論とは異なり、母共分散行列が単位行列から遠くは離れずしかもそれほど近くもないときにのみ小さい平均2乗誤差を持つことが明らかになった。順序統計量の平均について直交逆展開による近似の誤差評価の改良を行い等号を満たす時の確率分布が混合型で求められることを明らかにした。赤池情報量基準の有限修正とSchwarzの情報量基準の基準先験一様分布やその他の先験分布に対する有限修正を行い正規線形回帰の変数選択問題のときにそれらの効果を調べた。無情報先験分布が必ずしも良くないことを明らかにした。正規分布の共分散行列に対する最尤推定量を改良する推定量としてSteinの縮小推定量,minimax推定量,Haffの縮小推定量、竹村の最良直交共変推定量等が知られているが、新たにYang andBerger(1994)がreference priorという無情報先験分布に基ずき一般化Bayes推定量を導いた。正規分布の平均が環状に順序が付いているとき均一性を検定するための一般化

Bayes検定を導き尤度比検定と検定力の比較を行い最小値はほとんど変わらないが最大値はかなり大きくなることを示した。無情報先験分布として対立仮説の作る多面錐体の中心から最も遠い角ベクトル上に一様分布をとらないと良い一般化Bayes検定が得られないこと、また最も遠い角ベクトルは2つづ組みをなし中心ベクトルと等角で交わることを明らかにした。
光合成のsource-sink機構を通じての環境要因による物質生産過程の制御

1.生物環境調節装置(コイトトロン)を用いた実験生物環境調節装置内で、ダイズをポット植えで十分な光条件下で栽培した。この植物から花芽形成期以後に形成された花芽を全て除去し、この時期の主要なsink器官である花器およびさやの形成を完全に阻止することによって、植物体のsink能を低下させた。(1)花芽を除去しなかったダイズ(control)植物に比べて、花芽を除去したダイズ(sink-limited)植物においては、個体重、個体当りの葉量、葉面積当たりの葉重そして葉重当たりの葉以外の器官(茎、根、さや)の重さの比、すなわち、source能/sink能比が増加した。以上の結果から、花芽除去によって、ダイズはsink-limited条件下にあったと考えられる。(2)このsink-limited植物においては、花芽除去後に光合成能が次第に低下し、それに伴って、葉のsucrose含量が増加し、両者の間には負の相関関係が見られた。(3)また、このsink-limited植物では、光合成能の低下に伴って、RuBPcase活性が大きく低下すること、この低下したRuBPcase活性はCO_2とMg^<2+>付加によって完全に活性化した。(4)sink-limited植物では、光合成能の低下に伴って、葉のRuBP含量は大きく低下した。(5)しかし,このsink-limited植物およびcontrol植物の葉のP_1含量は測定ごとに大きく変動し一定の傾向が認められなかった。以上の結果から生物環境調節装置内で、十分な光条件下で栽培した植物個体において、花芽形成以後の主要なsink器官であるさやの形成を阻止することによって、植物個体がsink-limited状態になり、光合成能が低下することが明かとなった。この場合に認められた、光合成能と葉のsucrose含量の間の負の相関関係およびRuBPcase活性の低下、そして葉のRuBP含量の増加は我々がこれまで行ってきた、source-sinkモデル植物をsink-limited条件下においた場合に認められた結果と一致した(Sawada et al.,1986-1992)。しかし、植物個体をsink-limited条件下においた場合には、葉のP_1含量は測定時々に大きく変動し、これまでモデル植物において得られているような結果が認められなかった。この理由は、植物個体においては、リン酸の施肥方法、個体間の葉のリン酸含量のバラツキ、液胞内のリン酸含量等が葉のP_1含量測定値に大きく影響しているためと考えられる。2.ほ場における実験一昨年および去年と同様に、ダイズ2品種を孤立個体および高密度群落状態で栽培し、source/sink能のバランスを変えた。今年度は、これまで計画していたが実行できなかった実験項目について実験を進める予定であったが、本年度は実験期間中天候が悪く、全く実験が進められなかった。2.ほ場における実験一昨年および去年と同様に、ダイズ2品種を孤立個体および高密度群落状態で栽培し、source/sink

能のバランスを変えた。今年度は、これまで計画していたが実行できなかった実験項目について実験を進める予定であったが、本年度は実験期間中天候が悪く、全く実験が進められなかった。コイトトロンを用いた実験光周性の研究に広く用いられているアサガオ(品種、ムラサキ)を日長条件を変えて成育させ、sourceーsink能のバランスをかえた。その結果、長日条件(強光、16時間明期)で成育中のアサガオに短日条件(8時間明期)処理を行なうことによつて、面積当りの光合成能は3倍に高まり、非光合成器官重/光合成器官重比の低下が認められた。この結果から、アサガオにおいては長日条件では、短日条件下に比べsink limitな状態になると判断された。ほ場での実験ダイズ2品種を孤立個体及び高密度群落状態で成育させ、source/sink能のバランスを変えた。その結果、孤立個体の光合成能は高密度群落状態の個体に比べ30ー35%低下したが、拡散抵抗は両者の間でほとんど違いが認められなかった。前者の葉/葉面積比と非光合成器官重/光合成器官重比は増加した。これらの結果は、植物の成育が進んだ段階、また同一実験日内では、午前より午後により顕著になつた。従って、ダイズ植物では孤立個体状態で成育させた場合には、群落状態で成育させた場合に比べsink limit状態になると考えられる。また、孤立個体では光合成能と葉のsucrose含量との間には負の相関関係が認められた。以上の結果から、intact植物を日長条件を変えて、あるいは、成育中の密度を変えることによって、光合成のsource/sinkのバランスが変化すること、およびその結果として、我々がモデル植物において認めてきたsource/sink能の調節機構によって調節されていると考えられる。1.生物環境調節装置(コイトトロン)を用いた実験光周性研究に広く用いられているアサガオ(品種、ムラサキ)を日長処理によって栄養成長期間と生殖成長期間の長さを変え、また、日長時間の長さをかえてsource/sink能のバランスを変えた。連続長日条件(16時間、明期)下で栄養成長を続けさせたアサガオに比べ、生育開始時に2回の短日処理を行いよりは早く生殖成長状態にして長日条件下で生育させたアサガオでは花芽形成が生じ、光合成能はより高く維持された。また、連続短日条件(8時間、明期)で生育させたものでは、花芽形成がより早く生じ、光合成時間が半分に短縮されているのにも関わらず、乾重成長速度は連続長日条件下で生育させたものに近い値であった。この短日条件下での高い成長速度はより多くの同化産物の花芽成と葉形成への分配と、より高い葉面積成長とより高い面積当りの光合成速度に基ずいていた。以上の実験に於て得られた葉面積重と面積当りの光合成速度との間には高い負の相関関係が認められた。これらの結果から、連続長日条件下で栄養成長期にあるアサガオではsink limit状態に、短日条件下で生殖成長期にあるアサガオではよりsource limit状態にあること、短日処理後に長日条件下に置かれたアサガオは前二者の中間状態にあると判断された。