hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インド高地における一次宇宙線の組成と加速機構の研究

10^<13>10^<16>eVの領域の一次宇宙線の科学的組成の研究は、この領域でのエネルギースペクトラムの折れ曲がりの原因の解明とともに、宇宙線の起源、伝播、加速機構等の解明において重要な手がかりを与える。南インド北緯11度にあるウーティ山上(800g/cm^2)にGRAPES IIIとなづけられた空気シャワー観測装置が新たに建設された。GRAPES IIIは1m^2のシンチレーション検出器217台、1GeV以上のミューオンを測定する36m^<13>のミューオン検出器が16台とからなる。これらの装置を用いて、主として総粒子数が10^410^7の空気シャワー中の電磁成分とミューオンの横方向粒子密度分布や空気シャワーの入射方向等を同時にかつ精度良く測定し、化学組成の研究やガンマ線点源の探索を行う。現在順調に連続観測がなされており、これまでの解析により次の様な結果が得られらた。1.10^410^6でのサイズスペクトラムが観測結果の解析から求められた。他グループの観測結果と比較したところ測定誤差の範囲内でよく合っている。2.ミューオンの粒子密度分布に関するデータの解析結果とモンテカルロ・シミュレーションの計算結果とを比較したところ、相互作用のモデルによって生じる差は少しあるものの、測定誤差の範囲でよく合っている。3.エネルギーが10^<13>10^<13>eVの領域においてDiffused γ線の上限値I_γ/I _<CR>=3×10^<-3>が得られた。これは現時点では世界で最も良い値を与える。この様に、現在までの解析結果は総合的に見て、我々の観測装置が初期の目標どおりに作動している事を示している。今後はシミュレーションを進め、また空気シャワーの解析方法を改良し、精度をあげた比較をおこないながら、一次宇宙線の化学的組成の解明をはかる予定である。インド国立タタ基礎研究所と協同で、インドデカン高原南部のOOTY(標高2,200m)に大規模空気シャワー観測装置第一期計画の建設を完了した。電磁成分検出器としてのシンチレーター(面積1m2)217台を8m間隔で六角形配置とした。空気シャワー現象をとらえるためのトリガー条件は、各ラインのいずれか3重、又は全シンチレーターの内のいずれか10重以上の同時計測とし、約10Hzでデータ収集を行っている。これと連動して、大型比例計数管4層構成による36m2の面積を持つミューオン検出器、計16台(面積576m2)は、約5,000トンのコンクリートスラブを用い1GeV以上のミューオンが立体観測できる。これは密接型検出器で、面積的にも世界第一級の装置である。これらの装置は回路系の完了した部分(シンチ系100台、ミューオン検出器8台)でデータを収集している。電磁成分、ミューオン検出器のモニターは充分に配慮され、データの信頼性を高めている。ミューオン検出器による毎秒のモニターデータは、赤道付近における太陽の潮汐による12時間周期として気圧変動との関連が明確に得られ、装置の面積が大きいために太陽活動の詳細な研究も行えることを示している。使用している装置に対するシミュレーションの結果を用い、シャワー中の諸種の成分の分類とエネルギー依存性をシャワー規模との関連で解析した。また、ミューオンの総数や観測されているミューオンの多重度との関係を一次宇宙線の化学組成との関連で追求した。

これらの結果を用いて、飛来する粒子をγ線、陽子、及び鉄の原子核等に弁別を試み、沢山のシンチレーターから得られる空気シャワー粒子の到着時間からシャワーの天頂角を0.7°1.5°の範囲で決定し、超高エネルギーγ線源の探索も行った。それらの結果の一部を6編の論文として報告した。日本(大阪市立大学)-インド(タタ基礎研究所)の国際協力研究として,インド・デカン高原南部のOoty(標高2,200m,11.4°N,76.7°E)に大型比例計数管を用いた大面積ミューオン検出器を含む大規模空気シャワー観測装置第一期計画の建設・調節を完了し,データ収集・解析を行い,論文作成を行った。現在,約12Hzで空気シャワー現象のデータ収集を行っている。これと連動して,大型比例計数管4層構成による35m^2のミューオン検出器計16台(総面積560m^2)は約5,000トンの吸収層を用い1GeV以上のミューオンが立体観測できる。これは密接型検出器で,面積的にも世界第一級の装置である。ミューオン検出器のモニターデータは,赤道付近における太陽の潮汐作用による12時間周期として気圧変動との関連が的確に得られ,3度の太陽フレアが観測されている。太陽の黒点の移動周期11年は2002年頃が活動期と期待され,詳細な研究が行えることを示している。解析された現象は一次線のエネルギー約30TeVから1PeVの範囲のもので,空気シャワーの到来方向の測定精度は約1.7゚,ミューオンカットによるγ線源探索のための除去率は約90%であった。Ootyにおいて観測可能な超高エネルギーγ線源候補30天体についてmuon-poor空気シャワーのexcessを調べた結果AGN2022-077の方向に約2.1σのexcessが得られた。また,50500TeVの範囲について,muon-poor現象と全ての現象の比から等方的γ線と宇宙線の比の上限(90%c.l)を算出した。200500TeVの範囲での値<3×10^<-3>は世界で最も厳しい制限となっており,最高エネルギー宇宙線10^<1X>eV以上の発生・伝播モデルの解明に新たな制限を与えた。解析結果は3編の論文として報告した。更に6編の論文を第26回宇宙線国際会議に報告する。10^<13>10^<16>eVの領域の一次宇宙線の化学的組成の研究は、この領域でのエネルギースペクトラムの折れ曲がりの原因の解明とともに、宇宙線の起源、伝播、加速機構等の解明において重要な手がかりを与える。南インド北緯11度にあるウーティ山上(800g/cm^2)にGRAPESIIIと名づけられた空気シャワー観測装置が新たに建設された。GRAPESIIIは1m^2のシンチレーション検出器217台、1GeV以上のミューオンを測定する36m^2のミューオン検出器が16台とからなる。これらの装置を用いて、主として総粒子数が10^410^7の空気シャワー中の電磁成分とミューオンの横方向粒子密度分布や空気シャワーの入射方向等を同時にかつ精度良く測定し、化学組成の研究やガンマ線点源の探索を行う。現在順調に連続観測がなされており、これまでの解析により次の様な結果が得られた。1.10^410^6でのサイズスペクトラムが観測結果の解析から求められた。他グループの観測結果と比較したところ測定誤差の範囲内でよく合っている。
「価値多元社会」における共生のための市民的資質育成原理の解明

平成25年度は、これまでに分析してきた様々な市民的資質育成のカリキュラムを、それぞれの目標・特質から理論的に分類する作業を中心に行った。まず、分類にあたっては、本研究のテーマとなっている「『価値多元社会』における共生」の意味をより明確化させるために、「共生」を「社会的正義を基盤とした社会秩序形成」として捉えた。これは、米国社会が特に1960年代以降、社会的正義の概念を、多元的な民主主義社会における対立関係の調整のための中心的な指標・原理としてきたためである。より具体的には、まず、1960年代に頂点を迎えた公民権運動などの人権や社会的公正を求める諸運動が1970年代以降、1.インフォーマル・ジャスティスと総称される、公的な裁判制度によらない民間の紛争解決システム(当事者間の調停など)へと展開していったことが挙げられる。それに対し、2.裁判や現行の公的な社会制度を活用、あるいは新たな社会制度を構築することで社会的対立関係を調整しようとする、フォーマル・ジャスティス重視の流れが存在する。さらに、社会制度の構築による秩序形成は、いわゆる3.「集計民主主義」と4.「熟議民主主義」のいずれに基盤を置くかによって方向性が分かれる。これら14の類型は、総じて現在の社会構造を前提とした上での社会的正義の追求による秩序形成である点で共通している。これに対し、社会的不正義を追究することで現在の社会構造を変容させ、秩序(社会的関係性)の脱構築を目指す方向性が、特に1990年代以降見られるようになった。この方向性は、5.社会構造に内在する不正義を批判的に認識させようとするものと、6.社会構造を変容させるための市民的関与を目標とするものとに分けることができる。本研究は、以上の16の類型を提示して、これまでに別個に論じられてきた様々な市民的資質育成のカリュラムを体系的に論じた点に意義があると考える。(抄録なし)平成24年度は、米国の公民教育分野のカリキュラム分析と、その背景理論の検討を行った。1.カリキュラム分析米国の公民科ないし社会科では、価値対立を解決するための学習として、社会的論争問題を中心に構成するカリキュラムが数多く開発されてきた。本研究が分析したその種のカリキュラムのうち、価値多元社会での共生にとって特に示唆に富むものが、熟議を通じて論争問題に対処しようとする"National Issues Forums"のプログラムである。これまで支配的だった個人の自律的意思決定型の学習と異なり、同プログラムは、人々がコミュニティの共通善の創出を目指して熟議に参加し、互いに学び合うことで、自他の価値の共存を図るものであった。これは、個人の決定権や形式的な投票の義務を過度に重視するのではなく、共同的決定や他者のアイデンティティの理解・承認をより重視する新しい方向性を示すものであり、その論理的特質を明らかにできた点に本研究の意義がある。なお、これについては、6月の学会発表にて成果の一部を報告した。2.背景理論の検討次に、上述のようなカリキュラムの変化(個人的自律的意思決定から共同的熟議的意思決定への転回)が生じた理論的背景を明らかにするため、1970年代以降の米国における正義論や民主主義理論の展開について検討した。その結果、社会的論争問題には、諸個人の価値(善)に中立であろうとするりベラリズムの原理では対応困難な部分があることから、諸個人の価値(善)を互いに理解し、その妥当性を吟味し合うような形のコミュニタリアニズムの考え方が有力となりつつあることが明らかとなった。なお、これについては論文にまとめ、投稿する予定となっている。またこれと関連し、1970年代以降の米国の社会科教育に関する理論研究において「社会正義」がどのように論じられてきたかを分析し、10月の学会発表にて報告を行った。,平成25年度は、これまでに分析してきた様々な市民的資質育成のカリキュラムを、それぞれの目標・特質から理論的に分類する作業を中心に行った。

この方向性は、5.社会構造に内在する不正義を批判的に認識させようとするものと、6.社会構造を変容させるための市民的関与を目標とするものとに分けることができる。本研究は、以上の16の類型を提示して、これまでに別個に論じられてきた様々な市民的資質育成のカリュラムを体系的に論じた点に意義があると考える。平成24年度は、米国で開発されてきた諸プログラムについて、育成が目指されている市民的資質の分析と、背景にある論理(価値の多元性の捉え方やそれへの対応原理)の検討を行うことができた。しかし、米国の社会科や公民科のナショナル・スタンダードに示される市民的資質やカリキュラム構成の論理との比較、関連性の検討が不十分となったため、「おおむね順調」と評価した。平成24年度は博士論文の執筆に取り組んできた。しかし、当初の計画よりも調査内容を広げ、政治哲学などの知見を盛り込もうとしたことから、年度中に提出することができなかった。したがって平成25年度は、できる限り早い段階での博士論文の完成を目指し、提出次第、英国の市民性教育を対象とした研究に移行する。英国での取り組みについては、すでに分析済みの教科書やプログラムがあるため、それらと併せることで本研究の計画はおおむね達成可能と考えられる。(抄録なし)
液晶性有機半導体の二分子膜構築と膜内相分離を利用した高機能化

本研究では、機能性分子材料を有機溶媒に溶かした溶液を印刷技術によりパターニングすることで電子デバイスを簡易に製造するプリンテッドエレクトロニクスの基盤技術開発を目指し、層状に分子が並びやすい非対称な液晶性有機半導体材料を用いた新規薄膜構築法の開発や、それらの応用展開を目的としている。昨年度までの研究で、半導体骨格を非対称にアルキル置換した有機半導体材料では、その層状結晶性を増強するために用いられてきたアルキル鎖の導入がキャリア注入を阻害する効果を持つことを見出し、その影響を最小化するために単層2分子膜を構築する新しい手法の開発に成功した。本年度は、アルキル鎖長が異なる有機半導体で薄膜単結晶を構築し、その偏光吸収スペクトルが結晶場や励起子間相互作用を反映し大きく変化することを、詳細な偏光吸収スペクトル測定から明らかにした。これをもとに、単層2分子膜の層内分子配列構造が短鎖長分子により決定づけられることを偏光吸収スペクトル解析から明らかにした。さらに、パイ電子骨格を拡張した系で非対称置換材料を検討することで、熱的安定性と溶媒溶解性(溶液プロセス適合性)を兼ね備えた、有機半導体材料を開発した。その単結晶薄膜トランジスタの高いキャリア輸送特性を確認すると共に、アルキル鎖長の異なる分子を混ぜて塗布することで単層2分子膜構造を構築できることを確認した。以上に加え、単層2分子膜が超極薄の半導体層であるという特徴を活かした超高感度分子センサーとしての応用を検討した。その結果、水蒸気や極性分子ガス濃度などの外部環境のわずかな変化により、単層2分子膜からなる極薄トランジスタの電流値や閾値電圧が敏感に応答することが確認された。以上をもとに、分子レベルの表面吸着を制御できる究極の機能性人工薄膜への展開について検討を進めた。本研究ではパイ電子骨格をアルキル鎖で片側置換した液晶性有機半導体を用いて、単層の2分子膜構築とその高機能化について研究を進めている。特に本年度は2分子膜構造を結晶の基本構造とする高性能有機半導体材料の選定を行い、選定した材料を用いて単層の2分子膜構築を行った。さらに、その膜内の秩序を明らかにした。まず、2分子膜構造を結晶の基本構造とする有機半導体材料について、2分子膜積層数に応じたキャリア輸送特性を調べた。その結果、厚みの増大に伴いデバイス移動度が低下し、出力特性に非線形性が生じることを見出した。この原因は、薄膜単結晶を作製することで分子に導入したアルキル鎖が層をなし、その絶縁特性により、層間のキャリア注入が阻害されていることにあると考え、その層間のキャリア輸送がトンネル伝導的であることを実験的に突き止めた。そこで、アルキル鎖層の影響を排除するため、再現よく単層2分子膜を構築できる手法の開発を進めた。具体的にはパイ電子骨格に置換したアルキル鎖の長さのみが異なる2分子を混ぜて製膜することで、面内の結晶性を損なうことなく、層間の結晶成長のみを抑制し、単層の2分子膜を得るという新たな方法を考案した。この手法を用いることで、出力特性に非線形性の無い良好なキャリア注入特性が得られることを確認し、単層2分子膜構築がデバイス製造に有効であることを示した。さらに、この単層2分子膜構築手法の適応性を検討するため、2分子膜構造を単位とする、その他の有機半導体材料を用いて同様の製膜法を検討した結果、単層2分子膜が得られることがわかり、本手法の適応性が確認できた。また、この新たに使用した材料の光学特性を利用することで、得られた薄膜の面内構造を調べることに成功した。現在は異なるパイ電子骨格にアルキル置換した材料の単層化を進め、その高性能化を検討している。プリンテッドエレクトロニクス技術において、有機半導体材料の結晶性やキャリア輸送特性の向上は分子材料の進化により大幅に進展してきたものの、薄膜構築の際に膜厚を分子レベルで制御する手法については検討されず、大きな課題となっていた。これに対し、本研究ではパイ電子骨格をアルキル鎖で片側置換した材料は、2分子膜構造を基本とする結晶構造をとり、薄膜デバイス構築に有利な高い薄膜形成能および結晶性を示すという点に着目し、その分子レベルの膜厚制御を試みた。このような層状結晶性材料が持つアルキル鎖の長さが異なる分子をわずかに混ぜるだけで、積層を分子レベルで制御でき、厚みおよそ5ナノメートルの分子レベルの厚みを持つ結晶性薄膜が、100平方センチメートル以上にわたる大面積で構築可能となることを見出した。更に得られた半導体薄膜を用いて作製した薄膜トランジスタは、アモルファスシリコンの性能を大きく超える移動度を示した。また、この手法は他の有機半導体材料へも適応可能であることを確認し、薄膜層内の分子配列の決定要因も明らかにした。以上から、研究は極めて順調に進んでいると考えている。

本年度は、アルキル鎖長が異なる有機半導体で薄膜単結晶を構築し、その偏光吸収スペクトルが結晶場や励起子間相互作用を反映し大きく変化することを、詳細な偏光吸収スペクトル測定から明らかにした。これをもとに、単層2分子膜の層内分子配列構造が短鎖長分子により決定づけられることを偏光吸収スペクトル解析から明らかにした。さらに、パイ電子骨格を拡張した系で非対称置換材料を検討することで、熱的安定性と溶媒溶解性(溶液プロセス適合性)を兼ね備えた、有機半導体材料を開発した。その単結晶薄膜トランジスタの高いキャリア輸送特性を確認すると共に、アルキル鎖長の異なる分子を混ぜて塗布することで単層2分子膜構造を構築できることを確認した。以上に加え、単層2分子膜が超極薄の半導体層であるという特徴を活かした超高感度分子センサーとしての応用を検討した。その結果、水蒸気や極性分子ガス濃度などの外部環境のわずかな変化により、単層2分子膜からなる極薄トランジスタの電流値や閾値電圧が敏感に応答することが確認された。以上をもとに、分子レベルの表面吸着を制御できる究極の機能性人工薄膜への展開について検討を進めた。上述のように、本研究課題はこれまで極めて順調に遂行されている。この中で、半導体骨格を非対称にアルキル置換した高性能有機半導体では、その層状結晶性を増強するために用いられてきたアルキル鎖の導入がキャリア注入を阻害する効果を持つことを見出し、その単層化を行ってきた。今後は、さらにキャリア注入の高効率化を目指し、膜内にキャリア注入に適した相を相分離により自己組織的に導入したいと考えている。このような相分離構造の導入は、キャリア注入効率の向上だけではなく、センサ機能など様々な機能性の付与に大きく関連していることから、導入するゲスト分子の選択についても入念に行う。更に、有機半導体材料自体についても、有機半導体と金属の電気的な接触を改善するために、化学者との連携により有機半導体のHOMO準位が金属の仕事関数に近い材料の開発にも携わる。以上を総合することで、有機半導体単層2分子膜構築法のプリンテッドエレクトロニクス技術への応用可能性を示すと共に、ソフトマター物理と分子エレクトロニクスの懸け橋となる成果をあげていきたいと考えている。
ウシ心筋ミトコンドリア電子伝達系に存在する膜蛋白質会合体の構造研究

ミトコンドリア内膜中では好気的呼吸鎖の中心をなす膜蛋白質、複合体I、II、III、IVが会合して効率的な電子伝達が行なわれている。本研究では、これら超分子会合体のX線解析を行ない、立体構造から電子伝達機構を原子レベルで解明するために、結晶化に適したサンプルの調製と結晶化条件のスクリーニングを行った。界面活性剤を使って可溶化後、超遠心で得られた上清をBN-PAGEで分析したところ、ドデシルマルトシドやデシルマルトシドで、I_1III_2IV_1やI_1III_2超分子会合体を可溶化することができた。次に、BN-PAGEでは結晶化条件のスクリーニングに必要な大量のサンプルを得ることが困難なので、分画分子量が100万の限外ろ過膜、硫安分画、ショ糖密度勾配超遠心、ゲルろ過による大量精製を試みた。しかし、可溶化しただけの場合は比較的安定であるのに、精製によって、特にI_1III_2IV_1超分子会合体は数日で解離してしまった。これは、ミトコンドリア内膜の脂質が超分子会合体の安定性に関わっており、精製によってそれが失われたことで不安定になってしまったからと考えられる。次に、I_1III_2IV_1よりも安定性が高いI_1III_2超分子会合体の結晶化条件のスクリーニングを行った。その結果、結晶と思われるものがポリエチレングリコール400を沈澱剤に使った時に得られた。結晶化中にも超分子会合体の解離が徐々に進んでいるので、I_1III_2超分子会合体の結晶であるかどうかの確認が今後必要である。本研究で、I_1III_2超分子会合体は結晶化に必要な量のサンプルを調製でき、結晶と思われるものが得られることが分かった。しかし、会合体が徐々に解離していくという問題点も明らかになった。今後、この問題点を解決するために、例えば、脂質を共存させることでI_1III_2超分子会合体が解離しない条件を見出し、結晶化を行なっていく。電子伝達系を構成する膜蛋白質(複合体I、III、IV)やクエン酸サイクル中の複合体IIは、ミトコンドリア内膜中に存在し、さらに会合して超分子複合体を形成している。その立体構造をX線解析で決定し、電子伝達系によって生体エネルギーが生み出される機構を解明することを目的に、結晶化に必要な超分子会合体の調製と結晶化条件のスクリーニングを行なった。常法に従ってウシやブタの心筋から調製したミトコンドリアに濃度を変えた様々な界面活性剤を作用させ、Blue Native PAGEで分離・精製した。さらに、精製されてきたものをSDS PAGEで分析することでどのような会合体を得ることができたかを分析した。その結果、ジギトニンを使った場合には、複合体I、III、IVから成る超分子会合体が得られた。電子伝達系では、I→III→IVの順に電子が伝達され、それに伴って各複合体がプロトンポンプするので、この超分子複合体の立体構造が解明できれば、電子伝達機構を明らかにするための基盤を確立できると言える。一方、ドデシルマルトシドでは複合体1とIIIから成る超分子会合体が得られた。しかし、Blue Native PAGEでは結晶化に必要な大量のサンプルを調製することが困難なので、ゲルろ過や密度勾配超遠心法でサンプルを大量に調製するための条件検討を行った。その結果、ドデシルマルトシドで得られた超分子会合体をある程度の量が精製できるようになったので、結晶化条件のスクリーニングを行なった。いくつかの条件下では微結晶と思われるものが析出したので、それらに対して放射光を用いたX線回折実験を行なった。現時点では、ほとんど回折が得られていないので、今後ジギトニンで得られた超分子会合体を含め、サンプル調製や結晶化条件の最適化を進めていく必要がある。

本研究で、I_1III_2超分子会合体は結晶化に必要な量のサンプルを調製でき、結晶と思われるものが得られることが分かった。しかし、会合体が徐々に解離していくという問題点も明らかになった。今後、この問題点を解決するために、例えば、脂質を共存させることでI_1III_2超分子会合体が解離しない条件を見出し、結晶化を行なっていく。
客観的モデル簡略化手法を用いた広域森林水利用モデルの作成と変動要因の抽出

本研究では、統計的な手法を用いてモデル構造を簡略化していく客観的モデル簡略化手法を適用して日本全域などの広域を対象とした森林生態系の水利用に影響を及ぼすパラメータの抽出するモデルを作成する事を目的とした。既往の森林生態系モデルであるBiome-BGCに山地森林流域の流出特性を再現するために流出サブモデルを統合した。また、山地森林流域における流出再現や森林群落における蒸発散量推定に影響が大きいパラメータを特定し、客観的モデル簡略化手法を適用するためのパラメータ選定を行った。これにより、日本の森林が主に分布している山岳地域における水利用を評価するためのシステムが構築された。本研究では、統計的な手法を用いてモデル構造を簡略化していく客観的モデル簡略化手法を適用し、森林生態系における水利用の変動に影響を及ぼす要因の抽出を通じて、日本全域などの広域を対象とした森林生態系の水利用を予測するモデルを作成する事を目的とする。本年度は、森林の水循環を予測するモデルについて、森林生態系の水物質循環を予測するBiome-BGCと流域スケールの地表面及び地中の水移動を予測するTOPMODELの両者のソースコードレベルでの統合に取り組んだ。まず、ソースコードレベルでの統合に際し、2つのモデル間で共有する状態変数及び、相互に作用し合う状態変数の整理を行った。また、森林生態系の水利用を予測する上で重要となるモデル関数及びモデルパラメータを決定する貯めに必要となるマルコフ連鎖モンテカルロシミュレーション手法のアルゴリズムを実装するための状態変数の整理とソースコードの設計を行った。実際のソースコードレベルでの統合作業は、Biome-BGCのソースコードが膨大な量であるため、当初予定していた作業工程より時間を要しているものの、森林生態系の水利用に関する部分のモデル関数群及び状態変数群について、コンピュータ言語の一つであるPythonへの変換作業をおおむね終了する事ができた。一方、TOPMODELについては、地中の水移動を表現する際に重要となる流域内の水流下方向を決める手法について、Seibert and McGlynn(2007, Water Resource Research)が提案した多方向流路網計算アルゴリズムの実装を完了した。本年度は山地森林流域における流出特性を再現するために、近藤ら(1994,水文水資源学会誌)による指数型タンクモデルに深部浸透を取り扱う改良を加えた流出サブモデルをBiome-BGCに組み込んだ。このモデルを森林理水試験地の長期降雨流出データに適用し、森林群落における蒸発散量推定に影響が大きいパラメータを特定し、客観的モデル簡略化手法を適用するためのパラメータ選定を行った。オリジナルのBiome-BGCに深部貯留及び深部浸透過程を加えることで、降雨時の洪水流出及び無降雨時の基底流出の両者の再現性が向上し、日本の森林が主に分布している山岳地域における水利用を評価するための環境が整備された。本研究では、統計的な手法を用いてモデル構造を簡略化していく客観的モデル簡略化手法を適用し、森林における水利用変動に影響を及ぼす要因の抽出を通じて、日本全域などの広域を対象とした森林の水利用を予測するモデルを作成することを目的とする。本年度は主にモデル構築や入力・検証用データの収集といったモデル構築のための環境整備を行った。収集したデータセットは、モデル入力用データとして農業環境技術研究所で作成されたアメダスメッシュ化データ及び森林理水試験地データベースの降水量データを、検証用データとして森林理水試験地データベースの流出量データ及び森林流域と見なすことができるダム流入量データである。森林の水循環を予測するモデルについて、Biome-BGC及びTOPMODELのそれぞれのソースコードを入手し、両者を統合化するための準備が整った。また、客観的モデル簡略化手法及びマルコフ連鎖モンテカルロシミュレーション手法のアルゴリズムを理解するために、本研究で用いる客観的モデル簡略化手法の開発者である英国ノッティンガム大学Niel Crout教授の元を訪れ、手法の取得を行った。その際、手法の理解の為に既存の1年生草本の植物季節予測モデルにマルコフ連鎖モンテカルロシミュレーションアルゴリズムを導入して、得られたパラメータについて、既往の報告例との比較を行った。その結果パラメータセットについて良好な再現性が得られ、同時にパラメータ予測の不確実性についての情報も得ることができた。客観的モデル簡略化手法を用いてモデルの簡略化を図る際に対象とする変数や関数を任意で選択できるようにするために、開発目的の異なる森林生態系モデルとTOPMODELのソースコードレベルでの統合が当初予定していた作業予定よりも時間を要しているため、統合されたモデルの試行まで至ることができなかった。本年度はデータやモデルのソースコードの収集、マルコフ連鎖モンテカルロシミュレーション手法の習得といった研究を進展させる上での必要となる環境整備に主に取り組んだ。

そのため、研究の成果という点では目立つものは無かった。当初の計画では、本年度に森林の鉛直方向の水循環はBiome-BGC、土中の水循環はTOPMODELを用い、両者を統合して森林の水循環を予測するモデルを構築する目的であったが、現時点ではソースコードの入手及び両モデル間でやりとりをする変数の整理といったソースコードの理解を進めている段階である。モデル統合化という点では当初の計画よりやや遅れているものの、データ収集や客観的モデル簡略化手法の習得は進んでおり、全体としては当初の計画を概ね達成しており研究課題は順調に進行している。本研究を遂行する上で最も鍵となるモデル統合及び客観的モデル簡略化手法の実装を本年度早い段階に終了させる。当初の計画では空間スケールの違いが森林生態系の水利用の及ぼす影響の評価も研究の対象となっていたが、まずは森林生態系が分布している気候帯の違いに重点を絞り、客観的モデル簡略化手法を通じた森林生態系の水利用特性の整理を行う。本課題の主目的である森林の水利用を予測するモデルについて、1年目終了時点で2つのモデルの統合化が終了していない。また、統計的な手法による客観的なモデル簡略化方法のアルゴリズムの実装も未着手である。モデル統合化については、ソースコードは既に入手しているため、リンクする変数を整理し早急に統合化を進める。モデル簡略化手法の実装は、開発者であるNottingham大学のNiel Crout教授のもとへ直接出向き手法の詳細を聞き、実装する際に必要となる要件を伺うことで解決する予定である。まずは、森林の水利用変動に影響を及ぼす要因抽出の為のシステム作りを行い、モデルの統合が終了次第要因抽出の為のモデル計算に着手する。次年度研究費の主な用途は、客観的モデル簡略化手法によるモデル簡略化結果の解釈の議論を行うために、客観的モデル簡略化手法の開発者であるNottingham大学Niel Crout教授を訪問する旅費、客観的モデル簡略化手法を通じた森林生態系の水利用特性の整理を行う対象となる森林理水試験地の現状視察のための旅費、及び学会参加等成果発表を行うための旅費を想定している。計算結果の保存のための外部記憶装置の購入を予定している。次年度の研究費の使用は主に、モデル簡略化手法の実装に関する打ち合わせのための渡英及び、モデル適用対象である独立行政法人森林総合研究所が管理する5カ所の森林理水試験地の現況把握の為の旅費として用いる。また、成果発表の為の学会参加や論文投稿のための英文校閲にも用いる予定である。
フィトクロムの情報伝達機構の分子遺伝学的解析

フィトクロムは緑色植物に普遍的にみられる色素蛋白質で、光形態形成反応の光受容体として、発芽から花芽の形成まで様々な発生過程を制御している。長年の研究にもかかわらず、フィトクロムが受け取った光情報がどのような因子にどのように伝えられるのか全く不明であった。そこで研究代表者らは、分子遺伝学的手法を用い、フィトクロムの情報伝達の分子機構解明に向けて研究を行った。研究は、大きく2つの方向から行った。すなわち、フィトクロムの情報伝達や光形態形成に関わる遺伝子を探索する目的で過剰発現タグ系統を多数作出し、その中から選別した光応答に異常が生じた変異体の解析を進めた。同時に、フィトクロムの情報伝達機構を明らかにする目的で、フィトクロムの核移行に関する研究を行った。変異体の解析に関しては、過剰発現タグ系統の中から弱光下で緑化が部分的に進行してしまう変異体を単離し、この表現形の原因遺伝子が新規のチトクロームP450をコードすること、この遺伝子の過剰発現によりブラシノライド欠損型の表現形が現れることを証明した。残念ながらこの表現形はフィトクロム応答に特異的というわけではなかったが、最近ブラシノライドと光形態形成の関係は注目を集めており、この遺伝子を利用することにより、光とブラシノライドとの関係について様々な知見が得られると期待される。また、フィトクロムの細胞内分布については、phyB-GFP融合蛋白質をphyB欠損変異体で発現させることにより、生理活性をもったphyBの細胞内分布を生きたままで観察することを初めて可能にした。この結果、phyB-GFPが光依存的に核に移行することが確認され、核がphyBが機能する場の少なくとも一つであることが示唆された。従来、フィトクロムは細胞質で働くとされてきたが、本研究の結果はこの「常識」に見直しを迫るものである。フィトクロムBの核局在については、以下の研究を行った。先ず、京都大学・理学部・岡田清孝教授と共同で、核内で働くと推定される光形態形成のキ-因子の一つHY5蛋白質を大腸菌で発現させ、フィトクロムBとの結合の有無を試験管内で調べたが、結合は認められなかった。次に、核内フィトクロムの生化学的研究を進める目的で、エンドウ芽生えより核の単離を試みた。その結果、フィトクロムBを含む核が比較的容易に単離できた。来年度は、この系を用い、核内フィトクロムBの生化学的研究を進める。アクティベーションタグ系統の作製と解析に関しては、植物ウィルス由来の35Sエンハンサーを4コピー持つ植物形質転換用プラスミドを、Max Planc研究所(ドイツ)のR.Walden博士より入手し、真空浸透法による形質転換を試みた。その結果、従来の報告より高い効率で形質転換体が得られた。次に、得られた700系統について系統毎に種子を集め(T2種子)、T2種子を用いたスクリーニングを行った。フィトクロムA特異的な反応である連続近赤外光による下胚軸の伸長阻害がより弱光下で起こるものをスクリーニングしたところ、同条件下で下胚軸が短くなる系統が2つ得られた。現在、これらの系統について、詳しい解析を進めている。また、本研究に直接関係ないが、花茎特異的な伸長阻害を示す系統が一つ見いだされたので、これについても解析を進めている。来年度は、光に関する表現形が見られた2系統の解析を進めるとともに、より多くの形質転換系統を作出しスクリーニングを行う。植物の形態形成や成長生理を理解する上で変異体を用いた研究は有効なアプローチである。

昨年度に引き続き過剰発現型T-DNAベクターを用いたタギングラインの研究を進めた。昨年度に作出した700のタグ系統に加え、新たに約1300系統を作出し、下胚軸の近赤外光により伸長抑制を指標として光応答に異常が見られる変異体の選別を行った。その結果3ラインの矮性突然変異体が見いだされた(chi(chibi)変異体)。これらの変異体は全てdet2,cpd,dim等の既知のブラシノステロイド欠損突然変異体と極めて類似する形態を示した。ブラシノステロイドの合成に異常が生ずると暗所でも部分的な光形態形成が起こることが既に報告されており、ブラシノステロイドと光応答に何らかの関係がある可能性が高い。そこでこれらの変異体の詳しい解析を進めた。我々が単離したchi変異体のうちchi1,chi3は劣性の変異であったが、chi2-1は優性の変異であった。過剰発現により表現形が表れる場合、その変異は優性であることが期待される。そこでchibi2-1についてさらに研究を進めた。まず遺伝学的な解析を行ったところ、変異は第1染色体上腕にマップされた。この近傍に矮性変異の遺伝子座は報告されていない。また変異と挿入T-DNAとは共分離した。次に、T-DNA挿入域近傍の塩基配列を決定し、原因遺伝子の候補となる遺伝子を同定した。同遺伝子についてノーザンブロット法によりmRNAを調べたところ過剰発現が確認された。さらに、この遺伝子の過剰発現が矮化をもたらしたことを確認するため、同遺伝子を過剰発現する遺伝子導入植物を作出したところ、高い頻度で同様の表現形が認められた。以上に研究によりブラシノステロイドの作用に関わる新規の遺伝子が同定できた。
エリスロポエチン遺伝子の発現を制御する転写因子の機能解析

申請者は、既に低酸素状態において活性化されるエリスロポエチン遺伝子のプロモーター領域を確定し(BBRC,1992,182,137-143)、この領域に特異的に結合する核蛋白が、腎臓と肝臓に複数存在していることを見い出した(JB,1993,113,395-400)。さらに、エンハンサー領域に結合する核蛋白の中から、低酸素状態において活性化される組織特異的転写因子(HNF-4)を同定した(MCB,1995,15,2135-2144)。一方、細胞系列によっては、エリスロポエチンが常に発現していることも見い出した(Blood,1998,91,1185-1195)。さらに、エリスロポエチンの遺伝子発現は、2種類の転写因子(HIF-1とHNF-4)の相互作用によって制御されていることを解明した(JHG,1999,44,293-299)。一方、根粒菌の酸素センサーFixLのヘム鉄周辺の構造変化を見い出した(JACS,1996,118,9434-9435)。また、ヘムを固定しているアミノ酸残基を同定した(BBRC,1998,247,427-431)。さらに、酸素センサーFixLを結晶化し(AC,1999,D55,1215-1218)、立体構造の解析に成功した(JMB,2000,301,415-431)。エリスロポエチン(Epo)遺伝子の発現を制御する転写因子(HIF-1とHNF-4)は、低酸素状態において活性化される。そのモデルとして、根粒菌の酸素センサーFixLについて、ヘムを固定しているアミノ酸残基を同定した(BBRC,1998,247,427-431)。そして、ヘムを含んだFixLを結晶化し(AC,1999,D55,1215-1218)、立体構造を解明することにも成功した(投稿中)。しかし、ヒトの酸素センサーが、未だに不明である。また、低酸素状態において発現が誘導されるEpoの新たな産生細胞を見い出した(Blood,1998,91,1185-1195)。さらに、HIF-1とHNF-4の機能は、分子間相互作用によって制御されていることも解明した(JHG,1999,44,293-299)。一方、プロモーター領域のDNAのメチル化が、転写活性に及ぼす影響についても解明した(JBC,1999,274,37240-37250)。CpG islandを有するプロモーター領域の転写活性に着目することによって、細胞系列により、DNAのメチル化とプロモーター領域の転写活性に相関関係が認められた。今後は、転写制御との相関関係を解析する必要がある。

一方、根粒菌の酸素センサーFixLのヘム鉄周辺の構造変化を見い出した(JACS,1996,118,9434-9435)。また、ヘムを固定しているアミノ酸残基を同定した(BBRC,1998,247,427-431)。さらに、酸素センサーFixLを結晶化し(AC,1999,D55,1215-1218)、立体構造の解析に成功した(JMB,2000,301,415-431)。
室町前期における飛鳥井雅世の動静と文芸活動の基礎的研究

本研究の目的は、室町時代前半における飛鳥井雅世の動静および和歌を中心とした文芸活動を総合的に研究するための基礎的な文献資料を整理することである。今回の研究対象は、雅世の人物像の考察と和歌資料の整理とに絞った。本研究の期間は、平成13・14年度の二年間である。平成13年度は、雅世の年譜考証の基礎資料を整備するために、南北朝・室町前期の『吉田家日次記』『教言卿記』『満済准后日記』などの日記、内裏や仙洞御所で開催された歌会の記録類を調査した。雅世の和歌作品と、公家や武家との交際、官界・歌壇での動静に関する記事とに注目し、その資料を収集・整理をして、先覚が作成した基礎文献の補足と訂正とを試みた。その結果、平成13年度の成果として、雅世の125歳までの動静を対象とした記録類を収集し、考証を試みて「飛鳥井雅世年譜稿(一)」を作成することができた。平成14年度は、主に次の二つの作業に従事した。一つは、13年度の継続作業である雅縁・雅世父子の年譜考証のための基礎資料の整理である。もう一つは、家集「雅世集」と定数歌を整理し、『宋雅集』『飛鳥井雅世歌集』『雅世卿集』『飛鳥井雅世集』『入道大納言雅世卿百首』などの本文整理を行った。特に、『雅世卿集』『飛鳥井雅世集』『入道大納言雅世卿百首』の三作品は底本を決定し、それぞれ他本との校合を行い、校本を作成した。これらは、将来『飛鳥井雅世全集本文篇』(仮称)に、雅世の詠歌(歌集)の一部として収める予定である。また、平成13・14年度の二年間に、雅縁並びに雅世の自筆および他筆懐紙・短冊・詠草、関連資料を収集することができた。これらの資料は、将来『飛鳥井雅世全集資料篇』(仮称)に、可能な範囲で図版掲載の予定である。本研究の目的は、室町前期における飛鳥井雅世の動静と和歌を中心とする文芸活動を研究することである。研究に際しては、室町前期の朝廷・幕府及び歌壇の動静を視野に収めつつ、人物像を探り、作品の内容的考察や位置付けを行う必要がある。そのためにも、雅世の文芸活動の全般に亙る作品を精査・整理すること、併せて関連資料の博捜・収集を目指すことが要求される。本研究期間は、平成13・14年度の二年間である。平成13年度は、雅世の人物と文芸活動に関する研究史を現状を把握し、年譜考証をするための基礎資料の整備に従事した。主な雅世研究として、夙には昭和三十年代後半、井上宗雄氏が飛鳥井家及び雅縁・雅世父子等に関する優れた研究成果を発表された。昭和四十年代後半にはこの成果を踏まえて、田中新一氏による家集研究がなされた。近時には、有吉保氏が雅縁・雅世父子に関する新資料の研究成果を発表されている。筆者も「雅世集」の諸本、家集と『続撰吟抄』との関係等について述べた。

この点を確認したうえで、年譜考証の基礎資料の整備に資するために、室町前期の公私の古記録や歌会記録類を調査し、雅縁・雅世に関する資料の収集・整理に取り組み、これらを参考にして既存の基礎文献の補訂を試み、同時に新出資料の発掘にも努めた。雅世には日記がないので、『吉田家日次記』、『教言卿記』、『満済准后日記』その他の古記録に徴して、雅世の人物や公武諸家との交友、官界・歌壇での動静に関する記事に注目してみた。その結果、平成13年度の成果として、雅世の動静及び文芸活動、文事に関する資料調査と現存する関連資料を整理した「飛鳥井雅世年譜稿(一)」(125歳)を作成することが出来た。平成14年度は、雅世の26歳以降の「雅世年譜稿」の作成を継続する。また、雅世の詠歌を「飛鳥井雅世集」を中核に据え、諸文献所収歌をも加えた本文(校本も含む)作成を行う。本研究の目的は、室町(南北朝を含む)時代における飛鳥井家の人々の動静と和歌を中心とする文芸活動の研究である。特に飛鳥井雅縁・雅世父子を対象とするが、研究に際しては南北朝から室町前期における朝廷・幕府及び歌壇の動静を視野に収めながら、人物像を探り、作品の内容的考察や位置付けを行う必要がある。そのために、雅縁・雅世の文芸活動の全般に亙る作品を精査・整理すること、併せて関連資料の博捜・収集を目指すことが要求される。雅縁・雅世の人物と文芸活動に関する主たる研究として、夙に昭和三十年代後半の井上宗雄氏の研究があり、昭和四十年代後半には田中新一氏の家集研究がある。近時に、有吉保氏の新資料の紹介と研究があり、筆者も「雅世集」の諸本、家集と『続撰吟抄』との関係等を論じた。本研究の期間は、平成13・14年度の二年間である。13・14年度とも、年譜考証の基礎資料の整備に資するために、南北朝・室町前期の『吉田家日次記』、『教言卿記』、『満済准后日記』その他の古記録や歌会記録類を調査した。雅縁・雅世の人物や公武諸家との交友、官界・歌壇での動静に関する記事に注目し、その資料の収集・整理に取り組んで既存の基礎文献の補訂を試みた。同時に新資料の発掘にも努めて、予想以上の成果を上げ得た。その結果、平成13年度の成果として、雅世を主体にした「飛鳥井雅世年譜稿(一)」(125歳)を作成した(既発表)。平成14年度は継続の「飛鳥井雅世年譜稿(二)」(2640歳)を作成した(未発表)。また、家集『雅世集』と定数歌を整理し、「宋雅・雅世集」「雅世集I」「雅世集II」「雅世集III」「雅世卿百首」の本文及び校本を作成した。これらは、雅世全歌集・紀行・文事等を所収の『飛鳥井雅世全集本文篇』(仮称、近年刊行予定)の一部を成すものであり、「平成14年度研究成果報告書」として刊行予定である。
遺伝子工学的手法を用いた再生医療における移植細胞の腫瘍形成制御システムの開発研究

移植細胞が癌化をしてしまった場合、その細胞を特異的に殺すことができるシステムの構築が求められている。本研究では、腫瘍細胞あるいはES細胞のような未分化細胞で特異的に発現するOct3/4およびc-Myc遺伝子のプロモーター制御下に蛍光蛋白質GFPが発現できるシステムを構築した。この発現制御システムは、ES細胞においてGFPの発現が認められるが、一方正常細胞では見られなかった。すなわち、腫瘍および未分化細胞特異的発現制御システムの構築に成功したと考えられる。がん細胞特異的(未分化細胞特異的)発現ベクターの構築がん細胞特異的発現制御を行えるベクター構築のために、目的遺伝子(Oct3/4およびc-Myc)のプロモーター領域のクローニングを行った。すなわち、マウスES細胞EB5からゲノムDNAを抽出し、それぞれのプロモーター領域特異的配列を有した数種のプライマーペアを用いてPCRにて増幅を試みた。両プロモーターにおいて、それぞれ一つのプライマーペアで目的サイズのPCR産物が得られたので、目的の配列でことを確かめるために、シークエンサーを用いて確認を行い、マウスOct3/4およびc-Myc遺伝子プロモーターをクローニングすることに成功した。次にこれらプロモーター領域が、がん(未分化)細胞において特異的に機能することを確かめるために、ルシフェラーゼアッセイ用ベクターにサブクローニングを行い、構築することができた。2つのルシフェラーゼ用ベクターのうち、Oct3/4ルシフェラーゼベクターを、Oct3/4タンパク質が発現していることが知られているEB5細胞に導入し24時間後にルシフェラーゼ活性を測定したところ、高い活性を示した。すなわち、このOct3/4プロモーター領域は、未分化細胞において機能することが示された。しかしながら、マウス繊維芽細胞を用いて同様の実験を行ったところ、EB5に比べ低い数値ではあったが活性があったので、未分化細胞特異的な領域を特定する必要がある。一方、c-Mycルシフェラーゼベクターに関しては、現在検討中である。がん細胞特異的(未分化細胞特異的)発現ベクターの構築前年度において癌細胞特異的発現制御を行うベクター構築に向け、c-Myc遺伝子プロモーター領域に焦点をあて、実験を行った。前年度、クローニングしたc-Mycプロモーター領域が、がん(未分化)細胞において特異的に機能することを確かめるために、ルシフェラーゼアッセイ用ベクターにサブクローニングを行い、構築することができた。2つのルシフェラーゼ用ベクターのうち、c-Mycルシフェラーゼベクターを、c-Mycタンパク質が発現していることが知られているマウス胚性幹細胞EB5に導入し24時間後にルシフェラーゼ活性を測定したところ、高い活性を示した。すなわち、予想した通り、このc-Mycプロモーター領域は、未分化細胞において機能することが示された。しかしながらc-Mycプロモーターにおいても、Oct3/4同様、正常細胞において活性が見られた。そこで、正常細胞においてより低い活性であったOct3/4プロモーター領域を制限酵素を用いて配列を短くしながら、正常細胞において機能する領域を調べ、その配列に変異を入れることで、正常細胞におけるプロモーター活性を低くすることが可能となった。この変異Oct3/4プロモーター制御下に蛍光タンパク質GFP遺伝子を繋ぎ、癌細胞特異的GFP発現ベクターを構築した。EB5細胞と正常細胞にこの発現ベクターを導入した後、蛍光顕微鏡下で観察を行ったところ、正常細胞に比べEB5で顕著な蛍光が認められたことから、癌細胞特異的発現ベクターが構築できたといえる。
集中豪雪の動的構造とその量的予測の研究

冬期、日本海から札幌低平地に上陸して大雪をもたらす帯状収束雲や、石狩湾小低気圧に伴って発達し豪雪をもたらす雪雲をモデルケースとし、61年11月から62年3月にかけ、降雪時は畫夜の別なく、降雪観側用ドプラーレーダー,特殊ゾンデ,広域の地上降雪観測等の手法により降雪観測を行い、雪雲の動的構造とその時間空間変化、降雪量分布等を求めると共に降雪量の予測、降雪モデルの作成を行った。得られた結果の概略を以下に示す。1.帯状雲の動的構造と陸風前線の降雪に及ぼす影響;(1)強い北西季節風下での大雪には石狩湾岸附近に集中して降るばあいと、内陸深く迄侵入して大雪となるばあいに大別されること、(2)前者のばあいは地上300mていど迄の下層に陸風ジェットが存在し、沖合10km前後に陸風前線が形成されていること、(3)この陸風前線が上陸してくる帯状雲の発達や変質に大きな影響を与えていること、従って陸風前線の形成を予測すれば大雪の予測が可能なこと、(4)陸風前線の詳細な動的構造、特に前線附近の上昇・下降気流とそれに対応する降雪強度分布が求められた。2.収束帯状雲の形成と降雪に及ぼす地形の影響;(1)北海道西岸沖に発達する収束帯状雲は、強い北東気流が樺太、北海道北部を吹走する際、樺太の山岳地の影響を受けて発生した帯状雲が北海道西岸沖に伸び、それが北西の一般流と収束して形成されること、(2)山の風下に発生・発達する降雪雲の動的構造を明らかにした。3.降雪の微物理特性;降雪粒子の精密観測を行い、その大きさを分布、粒形、落下速度、降雪強度等を求め、それらをレーダーエコー強度等の資料と組合わせ、雪片形成過程、雲粒の降雪量に対する寄与率を明らかにした。4.降雪予測;氷相を含む降雪モデルを開発し、降雪量を数値計算で求め、降雪量予測方式の確立に努めた。
一酸化窒素産生を絶対的に支配するエンドセリン－１およびその受容体の意義

ETB受容体遺伝子欠損ラットホモ接合体及びその野生型のbasalレベルにおけるNO産生能に差は認められない。L-アルギニン静脈内投与下ではホモ接合体の腎組織中NO産生は有意に低下し、この低下は選択的ETA受容体拮抗薬により回復した。したがって、ETB受容体機能阻害時に生じる腎NO産生の低下にET-1/ETA受容体系亢進の関与が示唆される。一方、L-アルギニン投与によりホモ接合体の血中NOx含量は野生型に比して有意に増大し、血管組織中のNO産生に関わる因子の発現も有意な増加を示したことから、ホモ接合体の腎臓及び血管組織においては異なるメカニズムによりNO産生が制御されている可能性が示唆された。L-アルギニン静脈内持続投与は生体内でのNO産生を増強するが、遺伝子レベルでのETB受容体機能不全時においてはL-アルギニンによる腎組織中NO産生の増大が認められない。しかしながら、このNO産生能の低下はETA受容体拮抗薬により顕著に改善される。一方、L-アルギニン無処置時の野生型及びETB受容体遺伝子欠損ラット間においては、心臓・胸部大動脈・腎臓の各組織中内皮型NO合成酵素(eNOS)及びそのリン酸化体の発現量や、eNOSの上流に位置するPI3K/Akt経路にgenotype間の差異は確認できなかった。したがって、ETB受容体/eNOS経路はbasalレベルのNO産生に一部関与しているが、NO産生増強時においては主要な増幅経路として機能している可能性が示唆された。さらに、若齢の野生型及びETB受容体遺伝子欠損ラットから摘出した胸部大動脈血管内皮細胞を初代培養し、eNOS発現量及びPI3K/Akt/eNOS経路で生じる差異を調べた。その結果、eNOS発現量においてはgenotype間に明らかな差は観察されず、むしろETB受容体遺伝子欠損ラットにおいてPI3K/Akt経路を介したeNOSリン酸化亢進が認められた。これらの結果は加齢したETB受容体遺伝子欠損ラットの胸部大動脈由来初代内皮細胞で得られた結果(eNOS遺伝子及びタンパク発現量の著明な減少)とは明らかに異なるものであり、加齢がETB受容体/PI3K/Akt/eNOS経路に及ぼす影響について更なる検討が必要と思われる。ETB受容体遺伝子欠損ラットホモ接合体及びその野生型において、心臓・胸部大動脈・腎臓の各組織中内皮型NO合成酵素(eNOS)及びそのリン酸化体の発現量や、またeNOSの上流に位置するシグナル伝達経路にgenotype間の差異は認められなかった。しかしながらホモ接合体においては、野生型と比較してL-アルギニン静脈内持続投与下における腎組織中一酸化窒素(NO)産生能が有意に低下しており、この低下は選択的ETA受容体拮抗薬の投与により回復することから、ETB受容体機能阻害時に生じる腎NO産生の低下にET-1/ETA受容体系の亢進が一部関与している可能性が示唆された。一方、L-アルギニン投与によりホモ接合体における血中NOx含量は野生型に比して有意に増大し、血管組織中のeNOSとその関連タンパク発現も有意な増加もしくは増加傾向を示したことから、ホモ接合体の腎臓及び血管組織においては異なるメカニズムによりNO産生が制御されている可能性が示唆された。エンドセリンETB受容体遺伝子欠損ラットホモ接合体においては、野生型と比較してL-アルギニン静脈内持続投与下における腎組織中一酸化窒素(NO)産生能が極めて顕著に低下しており、またこの低下は選択的ETA受容体拮抗薬の投与により著明に回復することから、ETB受容体機能阻害時に生じるNO産生の低下にET-1/ETA受容体系の亢進が一部関与している可能性が示唆された。また摘出した腎組織においては、構成型NO合成酵素(NOS)の遺伝子及びタンパク発現量が野生型と比較して有意に低下していた。一方、野生型及びホモ接合体の胸部大動脈由来初代培養血管内皮細胞における内皮型NOS(eNOS)遺伝子発現量を調べたところ、ホモ接合体の発現量は極めて顕著に低下しており、この低下は選択的ETA受容体拮抗薬の添加により回復する傾向がみられた。なお、野生型の培養血管内皮細胞に選択的ETB受容体拮抗薬を添加すると有意なeNOS遺伝子発現量の増大が認められた。さらに、NO産生の主要な経路の一つであるPI3K/Akt経路においては野生型及びホモ接合体間に明らかな差異が生じていないことも判明した。これらのことから、血管内皮細胞における遺伝的なETB受容体機能阻害はeNOS遺伝子発現機構に直接的な影響をもたらすと考えられ、ETB受容体拮抗薬による薬理学的な機能阻害とは異なるメカニズムが存在している可能性が示唆された。