hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地下き裂開口挙動直接計測による地殻応力の高精度評価に関する基礎研究

本研究では,パッカーを膨張させて縦き裂のあるボアホール壁面に押しつけることで壁面に圧力を負荷した際の壁面の周方向変位から,岩体の地殻応力(初期応力)を計測評価する新たな方法を検討した.このため,バッカー外周にとりつける周方向変位測定素子を試作した.試行錯誤の結果,同素子としては,ひずみゲージを絶縁性の材料で挟み込んだ構造で,また,パッカーが膨張して坑井壁面に押しつけられるまでに発生するひずみを極力除去するために,接着せず,浮かせてパッカー表面に取り付ける構造とするのがよいことがわかった.この測定素子を,本研究で新たに作成した室内実験用の小型パッカーに取り付け,その特性を模擬坑井を使って調べた.模擬坑井はアルミ製および天然の安山岩製の二種類で,坑井中心を通る対称面が分離できる構造をしており,その分離面をき裂面と見なし,地殻応力を模擬するために試験片側面に加えた圧縮応力と上記で測定したボアホール壁面の周方向ひずみの関係を調べた.この結果,上記測定法によれば,ボアホール壁面の周方向ひずみとパッカー膨張圧の関係が,昨年度の数値シミュレーションで明らかにしたようにき裂開口圧付近で大きく変化する現象を明確に捕らえられることがわかった.これにより,上記測定法によっていわゆるき裂開口圧を精度良く評価できることがわかった.また,測定された周方向ひずみとパッカー膨張圧の関係より,岩体の縦弾性係数とポアソン比を計測する方法を提案した.この方法を上記の実験結果に適用して弾性定数を求め,他の実験結果と比較した結果,両者が非常に良く一致していることがわかった.本研究では,パッカーを膨張させて縦き裂のあるボアホール壁面に押しつけることで壁面に圧力を負荷した際の壁面の周方向変位から,岩体の地殻応力(初期応力)を計測評価する新たな方法を検討した.このため,バッカー外周にとりつける周方向変位測定素子を試作した.試行錯誤の結果,同素子としては,ひずみゲージを絶縁性の材料で挟み込んだ構造で,また,パッカーが膨張して坑井壁面に押しつけられるまでに発生するひずみを極力除去するために,接着せず,浮かせてパッカー表面に取り付ける構造とするのがよいことがわかった.この測定素子を,本研究で新たに作成した室内実験用の小型パッカーに取り付け,その特性を模擬坑井を使って調べた.模擬坑井はアルミ製および天然の安山岩製の二種類で,坑井中心を通る対称面が分離できる構造をしており,その分離面をき裂面と見なし,地殻応力を模擬するために試験片側面に加えた圧縮応力と上記で測定したボアホール壁面の周方向ひずみの関係を調べた.この結果,上記測定法によれば,ボアホール壁面の周方向ひずみとパッカー膨張圧の関係が,昨年度の数値シミュレーションで明らかにしたようにき裂開口圧付近で大きく変化する現象を明確に捕らえられることがわかった.これにより,上記測定法によっていわゆるき裂開口圧を精度良く評価できることがわかった.また,測定された周方向ひずみとパッカー膨張圧の関係より,岩体の縦弾性係数とポアソン比を計測する方法を提案した.この方法を上記の実験結果に適用して弾性定数を求め,他の実験結果と比較した結果,両者が非常に良く一致していることがわかった.
大都市の自転車問題における意識調査の動的活用手法に関する研究一般住民の動機付け手法としての意識調査活用手法についての検討

近年の自転車の急激な普及に伴い鉄道駅への端末交通としての利用が急増し、路上への放置自転車は行政的にも社会的にも大問題となっている。このような中、新たな施策として自転車放置禁止区域の設定や自転車駐車場の有料が実施され、その効果が期待されているが、現状では十分な成果が上がっていない。問題解決には住民の理解と協力が不可欠である。本研究は、自転車問題解決のための新たな手法として、アンケート調査を動機付け手法として活用することを目指したものである。つまり、一般住民に対して自転車問題の重要性・緊急性を認識させ、彼らの意識改革・行動改革を促す施策として、動機付け手法の開発を目的としている。本年度は、名古屋市内の2地区を対象に行った、アンケート票を用いた意識啓発効果の分析を進め、放置自転車に対する問題意識や、有料自転車駐車場、放置禁止区域の拡大などについて、対象者の約10-15%程度の意識を改革することに成功した。本研究で用いた提示情報は、1頁程度、通読時間として23分程度の内容で、対象者の自転車問題に対する理解を深めることができたことは非常に大きな成果である。また、さらに、対象者属性によって、どの程度意識啓発効果があるかについての詳細な分析を行った。その結果、30代・40代の比較的年齢層の高い対象者や自転車の利用の少ない対象者で、意識啓発が高いことを明らかにした。小規模ではあるが、追加調査を実施し、意識啓発効果の持続性について調査し、比較的強い持続性があることを明らかにした。近年の自転車の急激な普及に伴い鉄道駅への端末交通としての利用が急増し、路上への放置自転車は行政的にも社会的にも大問題となってる。本年度は、大きく分けて、2つの面から研究を進めた。1つは意識啓発の実例調査で、道府県庁所在都市などを中心に地方自治体の実施例やその効果について調査した。また、既往の文献や関連研究などから意識啓発に関する発達心理学的な諸問題や実験調査例について調査した。他の1つは住民意識調査で、名古屋市内の2地区を対象に、一般住民の「自転車問題の重要性・緊急性に対する住民の認識」を意識調査するとともに、並行してバイアス情報による意識啓発機能を組み込んだ質問項目を作成し、アンケート調査を実施した。その結果については現在分析途中である。
GST-πを標的とした膵管癌の化学予防

【研究の目的】申請者らはこれまで、GST-πを標的として、大腸ポリープー大腸がんsequenceのprecursorであるACFの抑制を介した大腸がん予防の可能性を追求し検討を行ってきた。その結果、GST-π阻害剤であるsulindacとplacebo群を対照としたpreclinical studyで大腸がん予防に成功しその成果を報告した(Takayama T., et al. New Eng J Med)。そこで本研究課題では、その大腸がん化学予防の実績を踏まえて、予後不良な膵管癌のGST-πを標的とした化学予防の可能性を検証することを目的とした。【平成21年度の研究実績】平成21年度では、動物モデルでのGST-π抑制剤投与による膵発癌抑制の効果を検討すると共に、臨床研究の実施を計画した。まず、動物実験モデルでは、研究計画を立案した時点で、GST-πの特異的阻害剤であるC16C2を用いて検討する予定であったが、諸般の事情で入手できなくなったため、同等の効果が期待される他薬剤(Sulindacに代表されるNSIADs)を抑制剤として用いる実験計画を立案した。実施に移行する前に、Preliminaryながら事前に作製した膵管がん動物モデルの膵病変より詳細かっ多数の病変を用いて各種免疫染色(p53, Smad, rasなど)を行い、またパラフィン包埋組織より抽出したDNAを用いて遺伝子解析なども行っている。臨床試験に関しては、札幌医科大学臨床試験審査委員会の承認を得た上で、ヒトIPMTに対するsulindac投与の臨床試験を平成21-22年度の計画通り準備しており、当初の予定通り症例の登録を開始している。さらに現在、Sulindacおよびplaceboのカプセル充填を開始しており、平成22年7月から、臨床試験を開始できる見込みである。【ヒトIPMTに対するsulindac投与の臨床試験】札幌医科大学IRBの承認を得た後に、「Branch duct type Intraductal papillary mucinous neoplasmsへのSulindac投与による増大抑制効果に関する二重盲検無作為比較試験」を開始した。以下に臨床試験の概要を示す。【目的】SulindacのIPMNsに対する縮小効果を二重盲検無作為比較試験により検討する。【対象】画像所見および病理学的検査で良性のBD-IPMNと診断されている症例。【方法】Sulindac(1カプセル中に150mgのスリンダクを含有する)もしくはPlacebo(1カプセル中に200mgの乳糖を含有する)を2年間二重盲験で経口投与し、主要評価項目(拡張分枝膵管径の変化)ならびに副次評価項目(mural noduleの変化、主膵管径の変化、IPMN由来浸潤癌の発生率、膵管癌併発の発生率、薬剤による有害事象とその発生率)を検討する。【進行状況】二重盲験のための薬剤作製(カプセルへの薬剤充填)が終わり、臨床試験を開始したところである。preliminaryな臨床研究の結果の解析により必要症例数は片群20例であったため、試験の完遂は十分に可能と考えている。当科の関連施設の協力を得ながら、本年度中にエントリーを終了し2年後に結果の公表を行う予定である。【動物モデルでのGST-π抑制剤投与による膵発癌抑制の実証】GST-πの特異的阻害剤であるC16C2が諸般の事情で入手できなくなったことから動物モデルでの実証は中断しています。
神経幹細胞が対称分裂から非対称分裂へと転換・分化する際の差次的遺伝子発現の解析

ショウジョウバエ幼虫視覚原基OPC (outer proliferation center視覚外葉増殖中心)に存在する神経上皮幹細胞から神経前駆細胞へと転換を制御する分子機構を明らかにする目的で、現時点でavailableな種々の分子マーカーを用いて時間経過を追って詳細に転換を解析することで転換の起こる時間帯と場所を限局した。その結果、神経上皮幹細胞と神経前駆細胞は細胞生物学的見地から質的に全く異なるものであること、及び、その質的違いにもかかわらず後者は前者から一細胞周期のG1期と言うきわめて限定した期間に、神経前駆細胞に隣接する神経上皮幹細胞という極めて限定した場所で、bHLH型の転写因子である神経前駆細胞遺伝子Asenseの発現に端を発して、細胞接着装置の再構築を含む上皮-間充織転換を経て生じると言うことが明らかとなった。即ち、転換現象の起こる非常に限定された時期・場所に焦点を絞ることで、神経上皮幹細胞から神経前駆細胞への転換の際に起こる遺伝子発現変化と細胞生物学的な質の変化との因果関係を直接明らかにすることができることがわかった。これは、哺乳類の神経幹細胞にも繋がる共通の原理を明らかになることが期待されるので、実際マウスの網膜の光受容細胞が前駆細胞から生成される系を平行して解析することで将来的にマウス網膜の神経幹細胞から前駆細胞を経て光受容細胞を生成する際の分子メカニズムを明らかにする基礎を築くことが出来た。ショウジョウバエ幼虫視覚原基OPC(outer proliferation center視覚外葉増殖中心)に存在する神経上皮幹細胞から神経前駆細胞へと転換を制御する分子機構を明らかにする目的で、遺伝子の差次的発現プロファイルを明らかにするにあたり、まず、転換の起こる時間帯と場所をできるだけ限定することにした。現時点でavailableな種々の分子マーカーを用いて時間経過を追って詳細に解析してたところ、神経上皮幹細胞と神経前駆細胞は細胞生物学的見地から質的に全く異なるものであること、及び、その質的違いにもかかわらず後者は前者から一細胞周期の間期と言うきわめて限定した時間に、神経上皮幹細胞と神経前駆細胞の境界領域で、bHLH型の転写因子である神経前駆細胞遺伝子Asenseの発現に端を発して、細胞接着装置の再構築を含む上皮間充織転換を経て、生じると言うことが明らかとなった。これにより、転換現象の起こる非常に限定された時期・場所に焦点を絞り発現プロファイルの時空間的分析を行うことで、神経上皮幹細胞から神経前駆細胞への転換の際に起こる遺伝子発現変化と細胞生物学的質的変化との因果関係を直接明らかにすることができると考えている。脊椎動物では、神経上皮幹細胞(これのみが真に等分裂によって幹細胞をexponentialにほぼ半永久的に増幅できる)の存在は想定されているだけで実体がほとんど明らかになっていないために、これまでの哺乳類神経幹細胞の研究は、ほとんど全て神経系前駆細胞(神経もグリアも生じうる未分化な前駆細胞neural stem cells=neural progenitors)のみについて行われて来たと言っても過言ではない現状を鑑みると、神経幹細胞から神経前駆細胞への転換の制御機構を、我々のショウジョウバエOPCの系で明らかにして、その知見を元に哺乳類の神経幹細胞へと遡ることは再生医学的見地からも非常に重要であると考えられる。ショウジョウバエ幼虫視覚中枢原基OPC(outer proliferation center視覚外葉増殖中心)に存在する神経上皮幹細胞は、対称分裂によって増幅した後で順次非対称分裂する神経前駆細胞に転換しニューロンを産生することを単一細胞の系譜解析によって明らかにしてきた。また、神経上皮幹細胞から神経前駆細胞への転換は細胞分裂(M期)を終えた直後のG1期に細胞極性、細胞接着装置、細胞骨格系の再構築が起こり、円柱状の上皮細胞から、水滴状の前駆細胞へと転換することを明らかにした。さらにこの転換は、既に転換済みの神経前駆細胞に隣接する神経上皮幹細胞にのみ起こることからそれを制御する分子機構としては、神経上皮幹細胞と神経前駆細胞の両者の相互作用をともなう可能性が考えられた。

実際、神経前駆細胞に隣接する神経上皮幹細胞においてbHLH型の転写因子である神経前駆細胞遺伝子Asenseの発現が、細胞接着装置や細胞極性の再構築に先んじて上昇していることもわかった。今後は、さらに時間分解能を上げた神経上皮幹細胞から神経前駆細胞への転換の際に起こる遺伝子発現変化と細胞生物学的な質の変化との因果関係を両者間で作用すると考えられるNotch signalinなどのシグナル伝達系の活性化状態と対応させることでその分子機構を明らかにしていきたい。さらに、こうした転換の分子機構の解明は、哺乳類の神経幹細胞の転換機構の解明にもつながることが期待されるので、マウスの網膜の光受容細胞が前駆細胞から生成される系を平行して解析することで将来的にマウス網膜の神経幹細胞から前駆細胞を経て光受容細胞を生成する際の分子メカニズムを明らかにする基礎を築くことが出来た。
カテーテル・アブレーション患者のQOL向上を目指した援助モデルの開発

本研究では、カテーテル・アブレーション(catheter ablation)治療を受ける心疾患患者を対象に、治療の開始前から治療後の回復期・維持期に至る経過を辿りながら、患者のQuality of Life向上を目指した援助モデルの開発を行うことを目的とする。第1段階としては、カテーテル・アブレーション治療を受ける患者の身体的・心理的・社会的な特徴を明確にするため、外来及び入院患者を対象とした半構造化面接調査を実施する。第2段階では、カテーテル・アブレーション治療を受ける患者を縦断的に追跡調査し、質問紙調査を通してカテーテル・アブレーション治療前後の患者の健康状況や日常生活の変化、Quality of Lifeに関する検討を行う。第3段階では、カテーテル・アブレーション治療前後における患者のQuality of Life及びそれに関連する要因を明らかにすることで、カテーテル・アブレーション治療を受ける心疾患患者のQuality of Life向上を目指した援助モデルを考案する。2年目となる平成30年度は、前年度に引き続きカテーテル・アブレーション治療を受ける患者を対象とした面接調査の分析を行い、その結果、看護師が患者の主観的身体感覚を重視したサポートを実施したり、適切な情報提供や患者の全体像を理解することが重要であると示唆された。また、カテーテル・アブレーション治療を受ける患者を対象とした縦断的質問紙調査を実施した。カテーテル・アブレーションの治療前と治療1か月後に、対象者の健康状態や生活状況、Quality of Lifeなどを問うた。調査の成果については、学会で発表を行い広く情報発信を行った。対象者のリクルート率及び質問紙回収率が想定以上に低かったために、データ収集及び分析に時間を要している。平成31年度は、本研究の最終年度として、循環器看護の分野における新たな知見を提供する。前年度から継続している質問紙調査の実施、データ分析及びその統合に主力を置く。カテーテル・アブレーション治療を受ける患者を対象とした質問紙調査を縦断的に展開し、治療前後における心疾患患者のQuality of Lifeや健康状態を追跡していく。質問紙は郵送にて配布・回収を行い、対象者は200名を予定している。得られたデータは、統計ソフトSPSSにて多変量解析を行い、カテーテル・アブレーション前後における患者のQuality of Life及びそれに関連する要因を明らかにする。また、同時に、カテーテル・アブレーション治療を受ける心疾患患者のQuality of Life向上を目指した援助モデルの開発と評価を行う。具体的には、面接調査及び質問紙調査の成果から、カテーテル・アブレーション治療を受ける心疾患患者のQuality of Life向上を目指した援助モデルを考案する。考案したモデルは、臨床適用できるよう妥当性と実行可能性について検討を行う。検討のプロセスとしては、循環器専門医や看護師、研究者で構成された外部評価者にモデルのクリティークを依頼する。また、臨床の医師や看護師を中心としたワーキンググループを形成しディスカッションを行う。そして、これらの結果を加味した上で、援助モデルの内容分析と要素抽出を行い、臨床適用できるようにモデルの修正・構造化を行う。万一、調査計画に変更がある場合には、調査対象施設を増やすなどの対応を検討する。しかし、計画全体に延滞をきたさないように配慮する。研究成果については、学会発表、あるいはWebによる発信という形で公開する。本研究では、カテーテル・アブレーション(catheter ablation;以下CAとする)治療を受ける心疾患患者を対象に、治療の開始前から治療後の回復期・維持期に至る経過を辿りながら、患者のQuality of Life(以下QOLとする)向上を目指した援助モデルの開発を行うことを目的とする。第1段階としては、CA治療を受ける患者の身体的・心理的・社会的な特徴を明確にするため、外来及び入院患者を対象とした半構造化面接調査を実施する。第2段階では、CA治療を受ける患者を縦断的に追跡調査し、質問紙調査を通してCA治療前後の患者の健康状況や日常生活の変化、QOLに関する検討を行う。第3段階では、CA治療前後における患者のQOL及びそれに関連する要因を明らかにすることで、CA治療を受ける心疾患患者のQOL向上を目指した援助モデルを考案する。初年度である平成29年度は、まずCA治療を実施する研究機関との連携・協力体制の構築を行った。CA治療を専門的に行っている研究協力施設において、対象者への説明、スタッフとの連絡・相談体制の確立など、効果的な連携を図るための方策について討議し実用化した。また、定期的な勉強会、多職種ミーティングなどを実施した。次に、CA治療を受けた患者を対象とした半構造化面接調査を行った。CA治療を受け外来に通院する心房細動患者を対象に半構造化面接を実施し、自らの病いに対する思いやCA治療を受けた体験、医療ニーズについてインタビュー調査を行った。対象者の同意を得てICレコーダーに記録したデータは逐語録として、現在専門家のスーパーバイズを受けながらテーマ的ナラティヴ分析を行っている。最終的には患者の個別的なストーリーを重要視しながら理論化を目指す。研究目的に沿って、計画的に資料の収集や分析を遂行しているため、おおむね順調に進展していると判断する。

第2段階では、カテーテル・アブレーション治療を受ける患者を縦断的に追跡調査し、質問紙調査を通してカテーテル・アブレーション治療前後の患者の健康状況や日常生活の変化、Quality of Lifeに関する検討を行う。第3段階では、カテーテル・アブレーション治療前後における患者のQuality of Life及びそれに関連する要因を明らかにすることで、カテーテル・アブレーション治療を受ける心疾患患者のQuality of Life向上を目指した援助モデルを考案する。2年目となる平成30年度は、前年度に引き続きカテーテル・アブレーション治療を受ける患者を対象とした面接調査の分析を行い、その結果、看護師が患者の主観的身体感覚を重視したサポートを実施したり、適切な情報提供や患者の全体像を理解することが重要であると示唆された。また、カテーテル・アブレーション治療を受ける患者を対象とした縦断的質問紙調査を実施した。カテーテル・アブレーションの治療前と治療1か月後に、対象者の健康状態や生活状況、Quality of Lifeなどを問うた。調査の成果については、学会で発表を行い広く情報発信を行った。対象者のリクルート率及び質問紙回収率が想定以上に低かったために、データ収集及び分析に時間を要している。平成30年度は、前年度に引き続きインタビュー調査の分析を実施しながら、その結果を踏まえた上での質問紙調査を計画・実施する。インタビュー調査の分析においては、一つひとつの事例にみられる個別の主観的世界に注視し、テキストの流れや形式、また文脈を通したシークエンスを重視した分析を行う。分析の過程においては、テキスト解釈学の専門家のスーパーバイズを受けながら考察を深めていく。CA治療を受ける患者を対象とした縦断的質問紙調査に関しては、CA治療を受ける患者を対象に、治療前と治療後のアンケート調査を予定している。質問項目は、対象者の健康状態(自覚症状、不整脈の程度等)や生活状況(ADL、身体活動量、生活習慣等)、治療への受け止め、QOL、予後データで構成する。万一、調査計画に変更がある場合には、調査対象施設を増やすなどの対応を検討する。しかし、計画全体に延滞をきたさないように配慮する。この質問紙調査の成果については、研究会や学会等で発表を行い広く情報発信を行う。平成31年度は、本研究の最終年度として、循環器看護の分野における新たな知見を提供する。前年度から継続している質問紙調査の実施、データ分析及びその統合に主力を置く。カテーテル・アブレーション治療を受ける患者を対象とした質問紙調査を縦断的に展開し、治療前後における心疾患患者のQuality of Lifeや健康状態を追跡していく。質問紙は郵送にて配布・回収を行い、対象者は200名を予定している。
ラット三叉神経節神経細胞培養モデルによる鼻粘膜過敏性の分子生物学的解析

本年度の研究実施計画は、1.ラット三叉神経節細胞の培養、2.培養細胞上のHistamine H1 receptorの測定であり、receptorの測定にはreceptor assay法及びnorthern blotting法を予定していたが、Histamine H1 receptorのcDNAが入手できたため、H1receptorのメッセージ変化をin situ hybridization法にて観察し、更にRT-PCR法による定量を試みることとした。実際に研究を進めて見たところ、1.のラット三叉神経節培養は、神経細胞のみの純粋培養ができず、グリア細胞等の支持細胞が混在するため、これらの神経組織全体の反応としてしかreceptorの測定、観察ができないことが判明した。従って同時に三叉神経節自体の培養にても検討していくこととした。2.のヒスタミンH1 receptor測定は、入手したH1 receptorのcDNAがこのままではin situ hybridizationに使用できなかったため、これを改良することに本年度の大半の時間を費やしてしまった。現時点では、やっと作製できたH1 receptor RNA probにてin situ hybridizationをpositive controlのラット中枢神経系に施行し、ほぼ良好な結果を得られたため、ようやくこれから本実験を開始することとなった。従って残念ながら現時点では、予定していた解析の結果はまだ出ておらず、発表等もないが、今後必ずや有益なDataが出せるものと期待している。
選択的液胞破壊作用に基づく新たな抗真菌化学療法の開発

アンホテリシンBによる真菌液胞膜の選択的破壊作用による新たな抗真菌化学療法の実現に向け、新規因子の探索とそれらの作用機序の解明を試みた。アリシン以外の新たなアクセラレーター因子として抗生物質niphimycinの側鎖であるN-methyl-N"-dodecylguanidineを見いだすとともに、これらによる作用メカニズムの一端を明らかにした。液胞破壊作用の誘引条件として、膜構成要素であるエルゴステロール分子の存在と、細胞のオートファジーが深く関与していることを明らかにし、選択的液胞破壊作用に基づく新たな抗真菌化学療法を実現するためのシステムについての提案を行った。これまでの研究において、ポリエン系抗生物質であるアンホテリシンB(AmB)の真菌液胞膜障害作用はニンニク成分であるアリシンや合成誘導体N-methyl-N"-dodecylguanidine(MC12)によって促進されることが明らかにされている。本年度の研究では、まずAmBの蛍光標識誘導体(dAmB)を用いてAmBの致死作用と細胞内動態との関係を明らかにしようとした。致死濃度以下のdAmB処理細胞では、液胞膜に蛍光が観察されたが、液胞膜障害は観察されなかった。一方、MC12の共存下においてはdAmB処理細胞において液胞膜障害が観察されたことから、MC12は細胞内に取り込まれたAmBが液胞膜に作用する過程を促進していることが判った。AmBに耐性を示すΔerg3株はエルゴステロールの代替としてエピステロールを細胞内に蓄積する。本変異株においては、細胞内にdAmBの蛍光が観察されなかったことから、エルゴステロールがAmBの細胞内への取り込みにおいても重要な役割を果たしていることが明らかになった。液胞膜融合が促進される低浸透圧環境下ではAmBの液胞膜障害作用が顕著に発現するが、MC12による更なる促進は認められない。一方、YPD培地中で非致死濃度のAmBで処理した細胞を蒸留水中に懸濁したところ液胞膜障害を伴う致死作用が確認された。以上の結果から、AmBの液胞膜障害作用は液胞膜融合の過程で発現し、MC12は液胞膜融合を誘導することでAmBの液胞膜障害作用を増幅している可能性が示唆された。本年度研究においては、まずSaccharomyces cerevisiae標準株および病原性酵母Candida albicansをモデルとして、アリシンおよびアンホテリシンB(AmB)以外に液胞膜断片化を介して殺真菌活性を引き起こす新規因子の探索を行った。その結果、既存抗生物質ニフィマイシンの側鎖であるN-methyl-N''-dodecylguanidine(MC12)がS. cerevisiaeおよびC. albicansに対してAmBの液胞膜障害作用を増幅することを見いだした。また、抗グラム陰性細菌剤ポリミキシンB(PMB)においてはアリシンとの併用によってこれらの真菌に対して液胞膜障害作用に起因する殺真菌作用を引き起こすことが判った。MC12においては単独では液胞膜障害作用を引き起こさないが、AmBとの併用によってのみ真菌液胞膜の断片化を引き起こすことが判った。すなわち、MC12はAmBが有する液胞膜障害作用を増幅していることが明らかになった。さらに、高濃度のエルゴステロールで処理した真菌細胞はMC12とAmBによる本活性に対して耐性を示すことから、アリシンと同様にエルゴステロールの細胞内輸送に関与して液胞膜障害作用を発揮しているものと推察された。一方、PMBが細胞小器官を破壊する作用を有するかどうかについて検討した結果、高濃度で処理した場合ににおいて単離液胞の断片化を引き起こすことが明らかになった。アリシンは液胞膜障害作用を得有していないことから、PMBに関してはアリシンが、その細胞内への取り込みを促進することで液胞膜に対する直接的な作用を助長していることが明らかとなった。目下のところ液胞に対する作用部位を特定するために、単離液胞のより効率的な分画手法について改善・検討を進めている。amphotericin B (AmB)による真菌液胞膜障害作用はアリシンやN-methyl-N"-dodecylguanidineによって増幅されるとともに、貧栄養、低浸透圧下において顕著に増幅する。AmBによる液胞膜障害作用と、貧栄養および低浸透圧下において発現するオートファジーとの関連を検証するため、オートファジー関連遺伝子の欠損変異株に対するAmBの致死作用と液胞膜障害作用、ならびにその細胞内動態を親株のそれと比較した。主としてSaccharomyces cerevisiae BY4741株および本株に由来するΔatg株ならびにΔvma株を用いた。Δatg株およびΔvma株においてAmB耐性が生じていることが判った。Δatg株、Δvma株に蛍光標識を施したAmBを作用させたところ、Δatg株では細胞質中に拡散し、Δvma株では液胞内部へと取り込まれていること判った。

すなわちΔatg株ではAmBを液胞膜に輸送する機構が機能しないことでAmB耐性が生じており、一方、Δvma株ではAmBを取り込んだ小胞が液胞と融合しないために、AmB耐性が生じていると推察された。これらの結果からAmBによる液胞膜障害作用の発現は細胞のオートファジー機能と深く関連していることが明らかになった。生体分子機能学申請時に予定していた研究執行計画を順調に遂行させており、その結果も良好・明確である。よって、「研究の目的」の達成度は、おおむね順調に進展していると評価できる。申請時に予定していた研究執行計画を順調かつ確実に遂行させており、その結果も良好・明確である。1.殺真菌作用を増幅する天然由来成分のスクリーニング天然由来成分を用いてスクリーニング実験を行い、殺真菌作用を示す新たな有効成分を同定する。同定された新規因子について、蛍光プローブ標識等を駆使し、明確な情報を得る。2.薬剤耐性菌に対する有効性の検証アンホテリシンBおよびポリミキシンBに耐性を示す遺伝子欠損株に対する有効性を検証し、インビトロ抗菌試験における系統的データを獲得すると同時に、応用展開の可能性を検討する。1.液胞膜障害を引き起こす新規因子のスクリーニングシステムの確立スクリーニング実験によって新たに見いだされた天然由来成分から、有効成分を同定する。同定された分子が液胞膜にどのような影響を及ぼすのか、放射線ラベル、蛍光プローブ標識等を駆使し、明確な情報を得る。2. AmB耐性菌に対する有効性の検証C. albicans、A. fumigatusなど種々病原性酵母および糸状菌の臨床由来株に対するAmB+アリシン、およびスクリーニング実験によって新たに見いだされた因子の殺菌効果についてインビトロ抗菌試験を行って系統的データを得る。また、AmB耐性株(臨床由来株を取得できない場合にはAmBに耐性を示す遺伝子欠損株(delta erg 26)を使用)についても、インビトロ抗菌試験における系統的データを取得する。一部の遺伝子欠損変異株および蛍光標識誘導体等を購入し実施しようとしていた実験について、次年度に実施した方が良いと判断したため。薬剤の有効性および細胞内動態を評価するため、遺伝子欠損変異株および蛍光標識誘導体を用いた詳細なインビトロ抗菌試験を実施する。消耗品費(試薬等)1,200,000円旅費(成果発表・情報収集)500,000円人件費・謝金(英文校閲・論文投稿料)300,000円
波長可変フェムト秒レーザーによるf電子を含む金属イオンの酸化還元反応

1.チタンサファイヤフェムト秒レーザーの整備T^6レーザーと名付けたレーザーを安定動作させることを計画している(別予算)。T^6レーザーはTable-top Ten-TW Ten-Hz Tunable Ti: sapphireLaserの頭文字である。本システムでは前置増幅器として、従来の再生増幅器に代わる、高利得多重パルス増幅器を開発するなど種々の工夫の結果、波長可変性を有しながらTW(10^<12>W)を達成した。結晶BBOにより二倍高調波の394.3nm、パルス幅250fs、パルスあたりのエネルギーとして0.011mjのを得た。5日間毎日実験を続けることができた。2.二光還元実験ランタニドイオンはf電子を持つことが特徴の一つである。f電子間の遷移強度は小さく、近紫外から可視、近赤外部に比較的狭い特有の吸収スペクトルを示す。一光子励起では反応しないが、Eu^<3+>イオンでは二光子還元できる。Eu^<3+>CH_3OH→^^<2hv>Eu^<2+>CH_3O^+H(1)反応効率は0.1のオーダーとなり、昨年までの結果を再確認できた。3.二光還元反応効率の予測式の作成と実験との比較モデル計算を行った。レーザーの励起深さ依存性、時間空間依存性を考慮した。結局計算値は0.07となり、計算においては励起深さ依存在は必ず考慮すべき因子であることが分かった。実験とはオーダー的に一致した。4.ランタニド錯体レーザーレーザー核融合用レーザーは現在0.0001Hzであるが、実用段階では10Hzが必要とされている。改良の試みのひとつとして液体レーザーの可能性を考えた。Nd(CF_3COCDCOCF_3)_3等、無放射遷移を抑えた錯体を合成し、Nd^<3+>錯体に関し、初めて有機溶媒中で発光を観測することに成功した。
初期膵臓領域化を規定する新規膵臓分化誘導因子の特定

膵臓の起源を探る為に、DiI結晶を用いて初期ニワトリ胚内胚葉をマークした。この方法により、詳細な内胚葉の細胞追跡実験が可能となり、詳細な細胞運命予定地図作成が初めて可能となった。それぞれ初期胃、膵、腸の前駆細胞は、原腸陥入直後に出現した。移植実験より、内胚葉の領域化は、胃、腸、膵の順番で決定することを明らかにした。また、予定腸内胚葉を、予定胃領域に移植した所、異所的にinsulin, glucagonが発現した。これより、膵臓誘導シグナルは、初期体節期において、予定胃領域と予定膵領域に存在していることが分かった。また移植実験結果より、初期内胚葉において、膵臓誘導シグナルに反応できる領域は、予定膵領域と予定腸領域であることが分かった。これらの結果より、初期膵臓領域化は、シグナルを受け取る内胚葉とシグナルを出す中胚葉の"ズレ"によって規定されていることを明らかにした。本研究は、ヒトに似た発生様式を持つニワトリ胚を用い、初期内胚葉成立メカニズムに焦点を絞り、その中でも、膵臓形成に着目した。DiI結晶を用いて、初期内胚葉における詳細な細胞運命予定地図を作製した結果、膵臓前駆細胞はヘンゼン結節周辺に存在し、予定胃、腸領域内胚葉は、膵臓前駆細胞を取り囲む形で存在する事を明らかにした。経時的に観察した結果、膵臓前駆細胞は、発生の進行に伴い、連続的に尾側に移動する事がわかった。細胞運命予定地図を基に、細胞移植実験を行なった結果、胃、腸、膵の順序で、内胚葉の領域化が決定する事がわかった。まだ運命が決定していない予定小腸領域内胚葉を予定胃領域に移植すると異所膵を形成した。さらに、運命が決定していないstage 5側方内胚葉を予定胃領域に移植しても、insulin、glucagonを分泌する異所膵が形成された。予定胃と膵臓の内胚葉を裏打ちする中胚葉は、膵臓誘導シグナルを出しており、予定膵臓、小腸内胚葉は、この膵臓誘導シグナルに応答する。中胚葉と内胚葉は、発生の進行に伴い移動して位置を変え、それぞれの移動速度に差があり、膵臓誘導シグナルを出す領域とそれに応答する領域が重なる領域から膵臓が発生してくる。このように、初期内胚葉の領域化は、頭側と尾側から進行し、さらに膵臓領域が形成されるためには、中胚葉と内胚葉が移動して、移動速度の差により生じた中胚葉と内胚葉の重なりが決定的な役割を担っていることを明らかにした。この研究成果は、初期膵臓形成メカニズムを分子レベルで解明するための、大きなヒントになる。本研究は、ヒトに似た発生様式を持つニワトリ胚を用い、膵臓形成に着目した。初期の膵臓形成は、背側膵臓、腹側膵臓の2カ所の予定領域から独立して進行し、後の腸回転運動により腹側膵臓が背側膵臓に融合することによって行われる。従来の説では、予定腹側膵臓領域は10体節期において、第79体節の側方に存在すると報告されていた。しかし、本研究において、DiI結晶を用いた方法で、10体節期の第79体節の側方内胚葉を細胞標識し、その後の発生過程を追跡したところ、この領域には腹側膵臓ではなく、背側膵臓および腸領域の前駆細胞が存在することを確認した。次に、腹側膵臓の起源を特定する目的で、各ステージの各領域を標識して詳細に追跡したところ、15体節期までは、腹側膵臓単独に分化する領域が存在しておらず、腹側膵臓の前駆細胞は、腸もしくは胆管と共通の前駆細胞として存在していた。そして、17体節期になって初めて第4体節の側方に腹側膵臓単独の前駆細胞が現れることを明らかにした。勝本らの研究より、背側膵臓前駆細胞は、原腸陥入後のヘンゼン結節周辺に出現する事から(Katsumoto et al., 2009)、背側膵臓と腹側膵臓は、その発生起源が異なるのみならず、その機能も異なる可能性が示唆された。背側膵臓には、インスリン産生細胞およびアミラーゼ産生細胞が存在するのに対し、背側膵臓に融合する前の腹側膵臓においては、インスリン産生細胞が存在せず、アミラーゼ産生細胞のみが存在した。このことは、インスリンを産生する膵臓β細胞の分化には、膵臓を取り巻く環境が大きな影響を与えていることを示唆する。
尿道機能と加齢とくに性ホルモンとの関係について

生下時は生理的に尿失禁であり成長に伴い正常な排尿形態に移行する.膀胱の収縮は主にムスカリン受容体の刺激によって生じ,尿道の収縮はアドレナリンα受容体の刺激によって生ずることは知られており,最近膀胱収縮にエンドセリン(ET)受容体が関与することが知られるようになった。膀胱尿道,特に尿道は性ホルモンが影響する組織として良く知られているので,雄ラットでは生後3週目にテストステロンの分泌が始まるため,生下時より15週まで経時的に尿道のα受容体,膀胱のムスカリン受容体およびエンドセリン受容体の量を調べた.標本としては生後1日,1,2,3,7,15週のラット(雄)の膀胱および尿道から細胞膜を調整し,^3H-PZ,^3H-YOH,^3H-QNBおよび^<125>I-ET-1を用いて,尿道のα_1およびα_2受容体,膀胱のムスカリンおよびエンドセリン1受容体を調べた.結合飽和実験よりBmax,K_2を求めた.尿道の^3H-PZのBmaxは生後12週までは小さく,3週より大きくなり,715週で最も大きかった.膀胱の^3H-QNBのBmaxは生後1日ではやや大きく,その後減少し,3週から再び上昇して7週で最大となり15週ではそれ以上に大きくならなかった.膀胱の^<125>I-ET-1のBmaxは3週以降減少した.尿道の^3H-YOHのBmaxはほとんど変化しなかった.これらの事実は,雄ラット尿道では性ホルモンの分泌が始まる生後3週あたりからα_1受容体が増加し,膀胱ではエンドセリン受容体の減少とムスカリン受容体の増加が起こることを示唆している.従って生後間もない未熟な排尿形態は膀胱のエンドセリンの増加と尿道のα_1受容体の減少に起因している可能性があり,性ホルモンの分泌と共にそれらが本来の膀胱尿道の機能に移行してゆくことが考えられた.生下時は生理的に尿失禁であり成長に伴い正常な排尿形態に移行する.膀胱の収縮は主にムスカリン受容体の刺激によって生じ,尿道の収縮はアドレナリンα受容体の刺激によって生ずることは知られており,最近膀胱収縮にエンドセリン(ET)受容体が関与することが知られるようになった。膀胱尿道,特に尿道は性ホルモンが影響する組織として良く知られているので,雄ラットでは生後3週目にテストステロンの分泌が始まるため,生下時より15週まで経時的に尿道のα受容体,膀胱のムスカリン受容体およびエンドセリン受容体の量を調べた.標本としては生後1日,1,2,3,7,15週のラット(雄)の膀胱および尿道から細胞膜を調整し,^3H-PZ,^3H-YOH,^3H-QNBおよび^<125>I-ET-1を用いて,尿道のα_1およびα_2受容体,膀胱のムスカリンおよびエンドセリン1受容体を調べた.結合飽和実験よりBmax,K_2を求めた.尿道の^3H-PZのBmaxは生後12週までは小さく,3週より大きくなり,715週で最も大きかった.膀胱の^3H-QNBのBmaxは生後1日ではやや大きく,その後減少し,3週から再び上昇して7週で最大となり15週ではそれ以上に大きくならなかった.膀胱の^<125>I-ET-1のBmaxは3週以降減少した.尿道の^3H-YOHのBmaxはほとんど変化しなかった.これらの事実は,雄ラット尿道では性ホルモンの分泌が始まる生後3週あたりからα_1受容体が増加し,膀胱ではエンドセリン受容体の減少とムスカリン受容体の増加が起こることを示唆している.従って生後間もない未熟な排尿形態は膀胱のエンドセリンの増加と尿道のα_1受容体の減少に起因している可能性があり,性ホルモンの分泌と共にそれらが本来の膀胱尿道の機能に移行してゆくことが考えられた.生下時は生理的に尿失禁であり、成長に伴い正常な排尿形態に移行する。蓄尿時の尿道の収縮はアドレナリン作動性の受容体の刺激により生じ、この尿道のα受容体機能と性ホルモンとの関係が示唆されるようになった。又排尿時の尿道の弛緩にNO(一酸化窒素)が関与することが示唆されるようになり、加齢変化に興味がもたれた。生下時および成熟期のラットの尿道のα_1,α_2受容体量を調べると、生下時既にα_1,α_2受容体は共に相当量存在するもののα刺激剤に対し収縮性が発現しない事が判明した。成熟ラット尿道ではα_1,α_2受容体量は生下時とそれ程変らないにも拘らずα刺激剤に対し著明に収縮した。従ってα受容体の機能発現には性ホルモンの関与が示唆された。排尿時の尿道弛緩にはNOが関与する事は実験的に確認出来たが、加齢や性ホルモンとの関係は今後明らかにしてゆく予定である。生下時は生理的に尿失禁であり,成長に伴い正常な排尿形態に移行する.尿道の収縮はアドレナリンαの受容体の刺激によって生ずることは知られており,又最近膀胱尿道平滑筋にエンドセリン(ET)受容体が存在し,収縮に関与することが知られるようになった.尿道は性ホルモンが良く作用する部位として知られているので,ラット尿道のα受容体,ラット膀胱のET受容体性ホルモンの分泌(雄では生後3週で起こる)を考慮して,生下時より15週まで経時的に調べた.

標本として雄ウイスター系ラットの膀胱および尿道から細胞膜を調整した.生後1日,1週,2週,3週,7週,15週のラットを使用した.リガンドとしてα_1受容体:^3H-プラゾシン(^3H-PZ),α_2受容体:^3H-ヨヒンビン(^3H-YOH),ET受容体:^<125>I-エンドセリン-1(^<125>I-ET-1)を用いた.結合飽和実験を行ってBmax,KDを求めた.尿道の^3H-PZのBmaxは生後1日2週では小さく,3週より大きくなり715週で最も大きかった.尿道の^3H-YOHのBmaxは生後1日から15週までやや大きくなったが有意には変化しなかった.KDは生齢で変化しなかった.膀胱の^<125>I-ET-1のKDには年齢差はみられなかったものの,Bmaxは3週から7,15週と成熟するにつれ小さくなった.これらの事実から,雄ラットの尿道では,性ホルモンの分泌が始まる生後3週あたりからα_1受容体の増加が起こり,一方膀胱ではエンドセリン受容体の減少が起こることが判明した.従って膀胱尿道の受容体の発達には性ホルモンが密に関与し,正常な排尿形態に移行するために重要な役割を果していることが示唆された.
車輸移動式壁面移動装置の障害踏破機構

本研究の車輪移動機構が実現すればプロペラ推進壁面移動ロボットの移動性能が格段に向上し、ほとんど全ての外壁形状・表装材料のビル壁面を搭載した動力源だけで自立移動できるようになると考えられる。本研究はその機構・制御方法を実験的に検証するためのもので、電動のテスト装置を実際に移動制御することで机上の検討では不十分な制御装置やセンサーに関する要求を明らかにする事を目的とする。平成13年度は機体の基本構造・機構と制御装置をシミュレートできる電動の基本原理テストモデルを製作し、模擬壁面上で鉛直方向の移動実験を実施した。ROBOMEC'00で提案した「連続走行移動法」によると、予想したように直角以上の角度の凹凸を容易に通過できることが実験により確認された。直角より小さな角度の凹部の通過では、コーナーに押付けた車輪の反転トルクを利用する「機体振り上げ・下げ移動法」を新たに考案して実験し、「連続走行移動法」より短時間で滑らかに移動できることを確認した。これらの移動操作は、車輪駆動・ステアリングのマニュアル操作と、機体重量を支えながら機体を車輪接触面に押付けるためのプロペラ推進力とその方向角のコンピュータ支援制御に完全分離して分担され、安全かつ簡素な制御システムが実現可能なことが確かめられた。平成14年度の研究では、移動制御実験結果をもとにコンピュータ支援制御に必要なセンサーの仕様を検討し、その結果を第8回ロボティクスシンポジアで公表した。その要約は、以下のとおりである。コンピュータ支援制御には機体傾斜角センサーと車輪接触角センサーの2種類のセンサーが必要で、前者には航空機使用のジャイロスコープを後者には車輪の表面に多数の接点スイッチを埋め込むような単純な動作原理のセンサーを新たに開発して使用するのがよい。本研究の車輪移動機構が実現すればプロペラ推進型壁面移動ロボットの移動性能が格段に向上し、ほとんど全ての外壁形状・表層材料のビル壁面を搭載した動力源だけで自立移動できるようになると考えられる。本年度は機体の基本構造・機構と制御装置をシミュレートできる電動の基本原理テストモデルを製作し、模擬壁面上で鉛直方向の移動実験を実施した。テストモデルは直流モーターで駆動される直径0.3mの車輪2個と方向をほぼ360°変化できる直径0.25mのプロペラ2枚で構成している。また模擬壁面は、幅0.9m、高さ1.8mで、庇の奥行きは0.9mとした。Robomec'00で公表した移動方法は「連続走行移動法」と呼ぶもので、予想したように直角以上の角度の凹凸を容易に通過できることが実験により確認された。直角より小さな角度の凹部の通過では、コーナーに押し付けた車輪の反転トルクを利用する「機体振り上げ・下げ移動法」を新たに考案して実験し、「連続走行移動法」より短時間で滑らかに移動できることを確認した。これらの移動操作は、車輪駆動・ステアリングのマニュアル操作と、機体重量を支えながら機体を車輪接触面に押し付けるためのプロペラ推力とその方向角のコンピュータ支援制御に完全分離して分担され、安全かつ簡素な制御システムが実現可能なことが確かめられた。なお実験中に車輪の浮き上がりが観察されており、車輪接触角センサーの中間的検討では、非接触な方法が適当と考えている。本研究はその機構・制御方法を実験的に検証するためのもので、電動のテスト装置を実際に移動制御することで机上の検討では不十分な制御装置やセンサに関する要求を明らかにする事を目的とする。

平成13年度は機体の基本構造・機構と制御装置をシミュレートできる電動の基本原理テストモデルを製作し、模擬壁面上で鉛直方向の移動実験を実施した。ROBOMEC'00で提案した「連続走行移動法」によると、予想したように直角以上の角度の凹凸を容易に通過できることが実験により確認された。直角より小さな角度の凹部の通過では、コーナーに押付けた車輪の反転トルクを利用する「機体振り上げ・下げ移動法」を新たに考案して実験し、「連続走行移動法」より短時間で滑らかに移動できることを確認した。これらの移動操作は、車輪駆動・ステアリングのマニュアル操作と、機体重量を支えながら機体を車輪接触面に押付けるためのプロペラ推進力とその方向角のコンピュータ支援制御に完全分離して分担され、安全かつ簡素な制御システムが実現可能なことが確かめられた。平成14年度の研究では、移動制御実験結果をもとにコンピュータ支援制御に必要なセンサの仕様を検討し、その結果を第8回ロボティクスシンポジアで公表した。その要約は、以下のとおりである。コンピュータ支援制御には機体傾斜角センサと車輪接触角センサの2種類のセンサが必要で、前者には航空機使用のジャイロスコープを後者には車輪の表面に多数の接点スイッチを埋め込むような単純な動作原理のセンサを新たに開発して使用するのがよい。
長期有人宇宙活動での生命・健康維持に必須となる物質循環型植物工場の設計指針確立

植物栽培装置を試作し、航空機放物線飛行により生じる低重力環境で、以下を検討した。1.微小重量下での試作装置の動作確認を行った結果、植物育成用チャンバー内の気温制御、葉での光合成、蒸散機能の指標となる気孔開度指数のモニタリング、植物育成チャンバー内外のCO2・H2O濃度差計測による植物ガス交換のモニタリングについて、問題は見られなかった。2.サツマイモ茎内の水の移動に及ぼす低重力の影響を調べるため、茎表面温度分布画像を用いて、微小ヒータで加熱された部位周辺の水の流れに伴う熱伝達の観察から検討した。仮説では、植物の茎内や培地内の水の流れによって、微小ヒータにより加えられた熱の伝達が促進され、加熱部近傍の温度分布が変形する。系内の水の流れが促進される場合には、水の流れに伴う熱の伝達が促進される。放物線飛行中において茎の表面温度をモニターすることにより、茎の道管を通る水の流れで熱が移動する状況から、水の流れを定性的に解析した。その結果、撹拌ファンによる強制気流(植物近傍の気流速度0.5 m s-1)がある場合、微小重力下(0.01 g)と地上重力(1.0 g)下での茎における温度差の分布は、仮説と同様の変化を示し、微小重力下では茎内蒸散流が促進された。また茎内蒸散流の促進は、重力の低下に伴い顕著になった。これまでの航空機実験で明らかにしてきたように、強制気流がない場合(植物近傍の気流速度0.1 m s-1以下)、低重力は葉での蒸散を抑制し、茎内の蒸散流を抑制する。しかし今回、強制気流がある場合には低重力下での鉛直上向きの茎蒸散流が促進された。3.塊根・茎葉を食用とするサツマイモの栽培技術の開発を進めた。塊根および茎葉を食用とする場合の収量について、側枝収穫時期がバイオマス分配に及ぼす影響を調べた。その結果、側枝収穫時期を調節することで可食部収量を高められる可能性が示唆された。宇宙の閉鎖空間で、食料となる植物を生産し、さらに空気や水の浄化、物質リサイクルを可能とする栽培実験装置を開発することを目的として、地上での研究を行った。この装置は精密な環境制御の下で植物を健全に育成できる。制御環境要素の逐次モニタリング、発芽から栄養・生殖成長を含む植物生育全段階における形態形成、ガス交換、水収支などの情報を個体あるいは組織レベルで自動モニタリングできる装置開発を遂行した。試作機開発にを行い、当初予定した微小重量下での試作植物栽培実験装置における環境制御・植物情報モニタリングの確認、茎内蒸散流に及ぼす低重力の影響評価に加えて、宇宙植物工場で塊根・茎葉を食用とするサツマイモの栽培技術の開発を遂行できた。今後、この実験装置のダウンサイジングを行うとともに、2019-2020年度採用のJAXA「きぼう」利用フィジビリティスタディ「テーマ名:食糧作物成長の重力応答解析と宇宙植物工場への応用」と連携して、今年度、地上実験を推進し、この実験装置のISS「きぼう」実験棟への搭載を目指す。次年度以降、宇宙での食料生産を実証するとともに、宇宙環境の植物影響を細胞から個体、さらには個体群レベルで評価する。これらから得られる知見は、数世代にわたる植物の生活環と遺伝的変異に及ぼす宇宙環境の影響解明の観点から、宇宙生物科学に資する情報であると同時に、装置開発に伴う技術的知見とともに、植物を中心とした生命維持システムや宇宙農場システムの構築に不可欠な生物科学的情報として重要である。

塊根および茎葉を食用とする場合の収量について、側枝収穫時期がバイオマス分配に及ぼす影響を調べた。その結果、側枝収穫時期を調節することで可食部収量を高められる可能性が示唆された。宇宙の閉鎖空間で、食料となる植物を生産し、さらに空気や水の浄化、物質リサイクルを可能とする栽培実験装置を開発することを目的として、地上での研究を行った。この装置は精密な環境制御の下で植物を健全に育成できる。制御環境要素の逐次モニタリング、発芽から栄養・生殖成長を含む植物生育全段階における形態形成、ガス交換、水収支などの情報を個体あるいは組織レベルで自動モニタリングできる装置開発を遂行した。試作機開発にを行い、当初予定した微小重量下での試作植物栽培実験装置における環境制御・植物情報モニタリングの確認、茎内蒸散流に及ぼす低重力の影響評価に加えて、宇宙植物工場で塊根・茎葉を食用とするサツマイモの栽培技術の開発を遂行できた。今後、この実験装置のダウンサイジングを行うとともに、2019-2020年度採用のJAXA「きぼう」利用フィジビリティスタディ「テーマ名:食糧作物成長の重力応答解析と宇宙植物工場への応用」と連携して、今年度、地上実験を推進し、この実験装置のISS「きぼう」実験棟への搭載を目指す。次年度以降、宇宙での食料生産を実証するとともに、宇宙環境の植物影響を細胞から個体、さらには個体群レベルで評価する。これらから得られる知見は、数世代にわたる植物の生活環と遺伝的変異に及ぼす宇宙環境の影響解明の観点から、宇宙生物科学に資する情報であると同時に、装置開発に伴う技術的知見とともに、植物を中心とした生命維持システムや宇宙農場システムの構築に不可欠な生物科学的情報として重要である。