hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
相変化を伴う気液二相テイラー・スパイラル流れにおけるドライアウト機構に関する研究

流動様式に関しては,非回転時にはかなり流路系が異なるものの円管に対して作成されたMishima-Ishiiの流動様式線図が適用できること,ならびにこれに回転を付加することで流動様式の遷移が低流量側に移動することを示した.さらに,この遷移を,画像処理結果を元に得た気泡挙動データと関連付けて説明すると共に,ドリフトフラックスモデルの適用を試みた.また,液体窒素沸騰二相流では外管をヒーター加熱することで沸騰二相流として差圧特性の評価をおこなうと共に,伝熱特性ならびに限界熱流束特性に本系で取り扱っているような体系がどのような影響を与えるのかを検討するための基本データの取得を試みた.シリコンオイルを用いた実験では前述の流動場ではなくプール体系で行い,内筒に円錐形のものを使用しさらにこの内筒を冷却し外筒を加熱することで自然対流を発生させ,内筒回転により発生する循環との干渉により発生する流体構造を詳細に把握することを目的とした.この実験系では感温液晶,PIVを用いた温度場,速度場の測定を行いその詳細構造の説明をおこなった.
有毒プランクトンのシスト(種)形成誘導メカニズムに関する分子生態学的研究

近年、日本の内湾域では富栄養化の進行が著しく、様々な赤潮藻や有毒藻が発生して社会的に大きな問題となっている。このうち麻痺性貝毒(PSP)の原因藻Alexandrium属は、環境の悪変に抵抗性のある休眠性接合子(シスト)を形成する。シストは、翌年のブルーム発生の種集団として重要視され、その形成を誘起する因子が注目されている。そこで、本研究は、従来全く検討されていなかった現場細菌群集に注目し、そのシスト形成に与える影響について検討することを目的としている。すなわち、毎年繰り返しカキの毒化が報告されている広島湾の海水を週に1回採水し、各試水を濾過することにより有菌・無菌画分を調製した。これらの画分に、有毒藻の+株と-株を加えて培養し、各画分において形成されたシスト数を求めることによりその活性を評価し、さらに活性を有する細菌株の分離を試みている。得られた結果は、以下の様に総括・評価される。本藻の発生初期の現場海水を用い接合実験を行ったところ、シスト形成促進効果はみられなかったが、盛期の現場海水を用いた場合その有菌区では無菌区に比べ強いシスト形成促進効果が見られることを明らかにしている。その際、その促進効果は窒素・リン制限による間接的なものではなく、細菌による直接的な効果であることを明らかにした。また、MPN法により算出したシスト形成促進細菌数は、本藻の発生時にはその消長と正の相関を示すことを明らかにした。本研究は、現場におけるシスト形成を誘起する因子として、従来全く検討されていなかった現場細菌群集が本藻のシスト形成を強く促進することを明らかにした。この結果は、現場海域における細菌群集が本藻のシスト形成を促進するという極めて重要な生態学的役割を果たしている可能性を明らかにした点で高く評価できる。また、将来的に藻体発生の"種"となるシストの形成をできるだけ抑制するための策を講じる際の一助になることが期待される。有毒藻Alexandrium属の形成するシストは、翌年春のブルーム発生の′′種集団′′として重要視されている。本藻のシスト形成は、窒素やリンの制限・枯渇時に誘起されるとの報告があるが、現場では窒素やリンが枯渇あるいは変動していないときにも活発にシストが形成される場合があり、現場でのシスト形成誘起条件は十分に明らかにされていない。そこで、本研究は現場における生物因子、特に細菌が本藻のシスト形成に与える影響について明らかにすることを目的にしている。まず、広島県呉湾St.11より定期的に採水した試水をろ過することにより無菌区と有菌区の海水を調製し、これらにf/2培地にて培養した対数増殖期のA.catenellaの+と-株を混合して加え、1ヶ月後倒立顕微鏡下でシストを計数した。その結果、試水の季節に関わりなく細菌区のシスト形成数は無菌区のそれと比較して高かった。そこで、1997年5月12日の有菌区と無菌区の試水を用いて接合実験を行なって、両者の「シスト形成率」を求めたところ、有菌区では5.05×10^<-2>,無菌区では2.25×10^<-2>cysts/cellであり、有菌区においてシスト形成が促進されていた。その際、無菌区と有菌区の培養上清中の無機窒素・リン濃度は培養期間を通じてほぼ同じであった。また、MPN法により求めたシスト形成′′促進′′菌数は、A.tamarenseの消長と正の相関を示した。よって、現場海水中には様々な本有毒藻のシスト形成促進細菌群や阻害細菌群が存在しており、これらが本藻のシスト形成に大きな影響を与えている可能性が示唆された。来年度は、有毒プランクトンのブルームダイナミックスとこれらのシスト形成促進あるいは阻害因子の動態との関係や、これらシスト形成促進あるいは阻害因子を分離同定しその実体を明らかにしたうえで、その作用機作についても詳細に検討してゆく予定である。

その際、その促進効果は窒素・リン制限による間接的なものではなく、細菌による直接的な効果であることを明らかにした。また、MPN法により算出したシスト形成促進細菌数は、本藻の発生時にはその消長と正の相関を示すことを明らかにした。本研究は、現場におけるシスト形成を誘起する因子として、従来全く検討されていなかった現場細菌群集が本藻のシスト形成を強く促進することを明らかにした。この結果は、現場海域における細菌群集が本藻のシスト形成を促進するという極めて重要な生態学的役割を果たしている可能性を明らかにした点で高く評価できる。また、将来的に藻体発生の"種"となるシストの形成をできるだけ抑制するための策を講じる際の一助になることが期待される。
有機天然物の合成を指向するジチオフタルイミドを用いる新しい縮合反応の研究

これまでの検討によりリチウムジフェニルアミドがルイス塩基触媒としてアルデヒドとシリルエノラートとのアルドール反応の活性化に有用であることを見出した。そこでルイス塩基触媒を用いるアルドール反応のさらなる有用性を確立するためにさらに新しい型の触媒の探索を行った。その結果アミドのリチウム塩であるリチウムピロリドンもルイス塩基触媒としてアルデヒドとシリルエノラートとのアルドール反応に有効であることを見出した。そこでリチウムピロリドンをルイス塩基触媒とするアルドール反応の基質の一般性の検討を行ったところ種々のアルデヒドを用いた場合に高い収率で対応するアルドール付加体を与えることが明らかになった。特に塩基性部位を有する基質を用いた場合であっても触媒的に反応は円滑に進行し高い収率でアルドール体が得られた。さらに、ケトン、チオエステルやエステル由来のシリルエノラートを用いた場合にも良好な収率で目的物が得られた。次に、このアルドール反応の機構を解析したところ、触媒であるリチウムピロリドンと溶媒の両者がシリルエノラートのシリル基に配位して生じる6配位型ケイ素種が活性中間体であり、これを経由して反応が円滑に進行することを明らかにした。このようにルイス塩基触媒を用いる新しいシリルエノラートの活性化法を開発することが出来たので、この触媒系を他の反応に適用することにした。そこでルイス塩基触媒を用いるα,β-不飽和カルボニル化合物とケテンシリルアセタールとのマイケル付加反応について検討を行った結果、円滑に反応が進行し高い収率でマイケル付加体が得られることを見出した。
出産後尿失禁の慢性化を予防するための骨盤底ケアのエビデンスに関する研究

目的:出産後に腹圧性尿失禁を有する者に対して骨盤底筋訓練(以下訓練)を課し、その効果を症状の改善度およびMRIを用いた骨盤底の支持組織の形態学的計測により評価した。結果:訓練開始後3か月の時点では、11人全例の症状が改善した。中でも、尿失禁の消失は8例(73%)であった。MRIによる骨盤底の評価では、シネ画像で安静時に膀胱頚部は前方へ移動した。また、収縮時に膀胱頚部は上昇した。これらの結果から、骨盤底筋とくに肛門挙筋の静止圧力が強まり、筋の緊張が強まったことが示唆された。〔目的〕出産後尿失禁を有する者に骨盤底筋訓練を行ってもらい、その効果をMRIを用いた骨盤底の支持組織の形態学的計測により評価できるかどうかを検証した。〔方法〕対象は出産後4・5か月時に腹圧性尿失禁を有する11人で、年齢3140歳、経膣出産回数12回であった。訓練は、遅筋と速筋を強化するよう設定し、3か月間継続した。骨盤底の支持組織の形態学的評価にはMRIを用い、T2強調横断像で、尿道の支持構造を、シネ画像の正中矢状断像で安静時と骨盤底筋収縮時における、膀胱・子宮頚部の仙骨からの位置と高さを、それぞれ訓練の前後1か月毎に測定した。尿失禁の改善度と各測定値を訓練の前後で統計学的に比較した。〔成果〕訓練開始後3か月の時点では11人全例の症状が改善し、尿失禁の消失は8例(73%)であった。MRIによる骨盤底の評価では、T2強調画像については、訓練前と後の間に有意差はなかった。訓練後3か月のシネ画像による検討では、安静時に膀胱・子宮頚部は前方へ移動した。これは、肛門挙筋の静止圧力が強まり、筋の緊張が強まったことが示唆される。一方、収縮時に膀胱頚部は挙上した。これは、骨盤底筋の収縮力が向上したものと考えられる。以上より、出産後の腹圧性尿失禁者における骨盤底筋訓練による膀胱・子宮頚部の支持構造の強化を、MRIを用いて形態学的に評価できることが示唆された。〔意義〕本研究では、出産に伴う骨盤底の損傷や弛緩の修復に、骨盤底筋訓練が果たす役割を形態学的に証明することが示唆された。骨盤底筋訓練の効果を視覚により示すことは、出産後の骨盤底ケアを普及させ、出産後尿失禁の慢性化を予防し、女性の生涯にわたるQOLの向上を指向したエビデンスに基づいた質の高いヘルスケアの提供に貢献する。〔研究目的〕継続した骨盤底筋訓練が出産後尿失禁の慢性化を予防する効果について、シネ撮影を含むMRIを用いて骨盤底の形態学的分析をし、評価する。〔研究方法〕対象は妊娠16週から出産後4か月まで骨盤底筋訓練を実施した群(訓練群とする)4人と訓練を行なわない群(非訓練群とする)7人に分けて検討した。対象者全員が妊娠経過や分娩時に異常が無い初産婦である。妊娠経過中の尿失禁症状の有無と程度および訓練の実施回数を記録した。訓練は骨盤底の遅筋と速筋を強化するよう設定した。訓練群の年齢は2136歳であった。非訓練群の年齢は2432歳であった。出産後4か月の時点で、MRIを用いて骨盤底の支持組織の形態学的評価を行なった。尿道の支持構造の密着度はT2強調横断像で測定した。膀胱頚部の位置(仙骨からの距離)と高さ(恥骨下端と仙骨・尾骨の接合部を結んだ基準線からの距離)は、シネ画像の正中矢状断像にて安静時と骨盤底筋収縮時に測定した。〔研究成果〕訓練群は妊娠30週と37週において尿失禁症状の出現が少ない傾向にあった。出産後1か月と4か月では尿失禁症状の差はなかった。骨盤底の形態学的評価では、T2強調横断像において尿道の支持構造には差がなかった。シネ画像の正中矢状断像では、骨盤底筋収縮時において訓練群の膀胱頚部は前方に位置し、高くなる傾向であった。〔意義〕骨盤底筋訓練は、妊娠や出産に伴う骨盤底の損傷予防や修復を促す役割がある。この現象をMRIで形態学的に証明することができる。すなわち、骨盤底筋訓練が出産後尿失禁の慢性化を予防することのエビデンスを明確にすることができる。現在、データ収集途中であり、今後得られるデータと合わせて詳細な解析を行なう。〔目的〕妊娠中期から骨盤底筋訓練を実施した群と非実施群について、骨盤底の形態学的特徴を比較する。また、骨盤底の形態学的所見と尿失禁の慢性化要因との関係性を明らかにする。〔方法〕

初妊婦を対象とし、骨盤底筋訓練実施群と非実施群別に妊娠中期から出産後7か月まで調査した。出産後7か月まで追跡できた訓練実施群は9人、非実施群は7人であった。評価用具は、(1)尿失禁の頻度とQOLの評価については、尿失禁症状・QOL評価質問票(ICIQ-SF)を用い、(2)尿失禁の定量化については、出産後にパッドテスト(国際尿禁制学会)とジャンプテストを用い、(3)骨盤底筋訓練と日常の活動状況の把握については、カレンダーへの記載と万歩計を用い、(4)骨盤底の形態学的評価については、MRI撮影によるMR画像を用いた。〔成果〕現在、MR画像による出産後の骨盤底の形態学的所見について、a肛門挙筋の面積及び細部の恥骨肛門筋、恥骨会陰筋、恥骨膣筋、恥骨直腸筋、腸骨尾骨筋の視認性を評価、b膣前壁のU字型形状と肛門挙筋の形状を測定し、尿道の支持構造を評価、c膀胱頸部及び子官頸部の可動性を評価、d骨盤底筋収縮の瞬発速度や持久力を評価し、解析している。今後は、データを追加すると共に訓練実施群と非実施群について、骨盤底の形態学的所見と尿失禁症状や分娩経過及び目常の活動状況の関連を分析する予定である。
遺伝的多様性の高い宿主－寄生者系での多様性維持機構と生態・進化動態の理論的解明

平成30年4月から9月末(長崎大学着任に伴う特別研究員辞退)までの半年間、バーゼル大学動物学研究所(スイス連邦)のDieter Ebert教授の研究室に滞在し、客員研究員として共同研究を実施した。Ebert教授は本研究課題の研究領域で世界をリードする研究者であり、彼と年次計画2年目の課題であるシミュレーション解析の方向性を打ち合わせた。同時に、打ち合わせた内容をシミュレーションモデルとして実装することで効率的に研究を推進することができた。まず当初の予定通り、ランダムな感染行列(相互作用)を1000個作成し、各々で再現される個体群動態を観察した。その際、どのような種間相互作用があるときに、何種のホストとパラサイトが生き残るかを記録した。これにより、ホストとパラサイトの共存種数と感染行列(相互作用)の関係を洗い出すことができる。特に大きな進展として、共存が成り立つときの相互作用の特性(NestednessとModularity)を計測し、この二つの指標(NestednessとModularity)から共存が成り立つ種間相互作用の条件が導かれた。具体的に言えば、シミュレーションの開始時から終了時に至るまでにNestednessは劇的に低下し、Modularityは分散(増加傾向)することで最終的な共存が固定されることが分かった。これにより遺伝的多様性の維持機構としての種間相互作用が実際にどのような構造を持つのかという問いに、ある程度の予測を提供できると考えている。特別研究員PDとしての役目を、計画時の半分(1年半)の期間で終えることとなったが、これまでの成果を無駄にすることなく、本研究課題は今後も継続して推進する予定である。なお本年度の発表業績としては、感染現象に着目している点で本課題とも共通する性感染症の数理モデルの発表など、合計7報の原著論文発表と、4回の学会発表を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。年次計画1年目の課題であるモデルの実装を無事に完了した。ここで実装したモデルは、当初の予定通り離散型の数理モデルである。当初の構想と大きな変更はない。また、シミュレーション実験の中でいくつか特徴的な個体群動態が観察された。これが進化と遺伝的多様性の維持にどのように関連しているかを、今後検証していく。想定していた通り、感染行列内の要素が、0と1のみの二値でだと多種共存は成立しなかった。つまり、申請書内の予備的なシミュレーションで示したように、微小な感染率が複雑に絡み合って遺伝的多種共存が成り立っていると考えられる。そこで、各ホストと各パラサイト間の感染率を完全なランダムで与えた時のホストとパラサイトの共存種数を計測することにした。ランダムに感染率を与え生き残ったホスト数とパラサイト数の組み合わせを計測した。結果としては、ホスト種数とパラサイト種数が同じくらいのとき、もしくはパラサイトの種数の方が少し多いときに共存が成り立つ。また、感染率をランダムに与えるときに刻み幅によってその共存種数が変わることが分かった。特に着目すべきは、刻み幅を小さくすると、共存種数がホスト-パラサイト共に増加する傾向がある点である。つまり、応募時に予想していた通り、一見無意味な微小な感染確率が、ホスト-パラサイトシステムにおいて遺伝的多様性を維持する重要な機構として働いている可能性が出てきた。まずはこの結果を第一の成果として論文にまとめ、2年度目での投稿開始を目指すこととした。本年度内に、本研究課題と関連の強い感染症に関する学会発表を2度実施した。第14回情報処理学会ネットワーク生態学シンポジウムと、第65回日本生態学会全国大会である。また、共著論文が2報Scientific Reports誌から発行された。また8月にはこれまでの研究成果が評価され、日本進化学会より研究奨励賞を受賞した。年次計画1年目の目標であったモデルの実装を無事に完了した。したがっておおむね順調な進捗具合だと判断した。シミュレーション実験の中でいくつか特徴的な個体群動態が観察された。応募時に予想していた通り、一見無意味な微小な感染確率が、ホスト-パラサイトシステムにおいて遺伝的多様性を維持する重要な機構として働いている可能性が出てきた。これは十分に論文として発表するに値する成果と言える。2年度目での投稿開始を目指しており、既に多数のシミュレーション実験が進行中であることからも、申請時の目標通りの順調な進捗と言える。また平成30年度からは、バーゼル大学動物学研究所(スイス)のDieter Ebert教授の研究室に客員研究員として迎えられている。Ebert教授は本研究課題の研究領域で世界をリードする研究者であり、申請時にもEbert教授の論文を多く引用している。したがって、受入教室の主催者である吉田丈人准教授に加えて、Ebert教授と共同研究として進めることができるので、研究は今後ますます順調に遂行できると考えている。

その際、どのような種間相互作用があるときに、何種のホストとパラサイトが生き残るかを記録した。これにより、ホストとパラサイトの共存種数と感染行列(相互作用)の関係を洗い出すことができる。特に大きな進展として、共存が成り立つときの相互作用の特性(NestednessとModularity)を計測し、この二つの指標(NestednessとModularity)から共存が成り立つ種間相互作用の条件が導かれた。具体的に言えば、シミュレーションの開始時から終了時に至るまでにNestednessは劇的に低下し、Modularityは分散(増加傾向)することで最終的な共存が固定されることが分かった。これにより遺伝的多様性の維持機構としての種間相互作用が実際にどのような構造を持つのかという問いに、ある程度の予測を提供できると考えている。特別研究員PDとしての役目を、計画時の半分(1年半)の期間で終えることとなったが、これまでの成果を無駄にすることなく、本研究課題は今後も継続して推進する予定である。なお本年度の発表業績としては、感染現象に着目している点で本課題とも共通する性感染症の数理モデルの発表など、合計7報の原著論文発表と、4回の学会発表を行った。今後は演算資源を有効に使い、シミュレーション実験を多くこなすことで理論を補強していく。主にパラメータの影響を検証するための感度分析を実施し、ランダムな感染行列を扱ってきたホスト-パラサイト系の実証研究について調査していく。これにより申請当初からの目標であった、理論と実証の両側面から統合的にこの生物(遺伝的)多様性の維持メカニズムを捉えていく。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
骨・軟骨再生医療用の吸収性多孔質高分子ポリマーの作製と血管柄付き移植による骨再建

骨再生医療用のscaffoldとしてはハイドロキシアパタイト(HAp)が有用であるが、HApは体内で吸収されず異物として残留する欠点がある。われわれは、この問題を解決するに吸収性ポリマーであるポリ乳酸(PLLA)とポリグリコール酸(PGA)の共重合体(PLGA)を用いて連通気孔を有する多孔体の作製に成功した。さらに、この材料に骨伝導性を付与するために、生体内吸収性の炭酸アパタイト(CHAp)を添加したCHAp-PLGA多孔体を作製し、基本物性、生体親和性および骨再生用scaffoldとしての有用性について検討した。ジメチルスルホアミドにPLGAを溶解後、直径0.6、1、2mmのショ糖を加え、solvent-casting particulate leaching法により気孔径の異なる連通気孔体を作製した。気孔径は、ショ糖径に比例した。CHAp添加量の増加と伴に、機械的強度は大きくなり、収縮率は減少した。X線回折の結果では、PLGAにCHApを添加しても、CHApの組成に変化はなかった。さらに、培養骨芽細胞(MC3T3-E1)の接着率を測定した結果、1mm以上のショ糖を用いたCHAp-PLGA複合体が、0.6mmのショ糖を用いたものと比較して高い細胞接着性を有していた。ラット皮下の埋入実験では、CHAp-PLGA多孔体は、PLGA多孔体に比較して埋入初期で炎症反応が少なく、生体親和性に優れていた。さらに,ウサギの脛骨にて骨の再生実験を行った。PLGA多孔体単独では骨再生が認められなかったが,CHAp-PLGA多孔体では骨再生が生じた。さらに,骨髄細胞を注入したCHAp-PLGA多孔体は,骨髄細胞を含まないCHAp-PLGA多孔体よりも,早期に多量の骨再生が得られた。以上の結果より、CHAp-PLGA多孔体は骨や軟骨の再生医療用の優れたscaffoldとなり得ることが示唆された。再生医療では、細胞だけでなく、細胞の足場となるscaffoldが重要である。骨再生用のscaffoldとしてはハイドロキシアパタイト(HAp)が有用であるが、HApは体内で吸収されず、異物として残留する欠点がある。申請者は、この問題を解決するには、吸収性高分子ポリマーを利用することが有効と考え、ポリ乳酸(PLLA)とポリグリコール酸(PLGA)の共重合体を用いて連続気孔を有する多孔体の作製に成功した。さらに、この材料に骨伝導性を付与するために、HApを添加したHAp-PLGA複合体を作製し、基本物性、細胞接着性及び生体親和性についての検討を行った。ジメチルスルポアミドにPLGA(75/25)を溶解後、直径600μm、1mm、2mm、のショ糖を加え、solvent-casting particulate leaching法により気孔径の異なる連続気孔体を作製した。気孔径は、ショ糖径の大きさに比例した。次に、HAp-PLGA複合体の作製を行い、機械的強度と収縮率を検討したところ、HAp添加量の増加と伴に、機械的強度は大きくなり、収縮率が減少することが明らかとなった。X線回折の結果では、PLGAにHApを添加は、HApの組成に変化を与えなかった。さらに、気孔径の異なる試料おけるMC3T3-E1細胞の接着率を測定した結果、1mm以上のショ糖を用いたHAp-PLGA

複合体が、600μmのショ糖を用いたものと比較して高い細胞接着性を有していた。ラット皮下の埋入実験では、HAp-PLGA複合体は、PLGA多孔体に比較して埋入初期で炎症反応が少なく、生体親和性が優れていることが観察された。以上の結果より、PLGA多孔体と比較してHAp-PLGA複合体は、機械的強度および生体親和性に優れ、その気孔径を変化させることで、より細胞接着性が向上し、優れたscaffoldとなり得ることが示唆された。骨再生医療用のscaffoldとしてはハイドロキシアパタイト(HAp)が有用であるが、HApは体内で吸収されず、異物として残留する欠点がある。申請者は、この問題を解決する吸収性高分子ポリマーであるポリ乳酸(PLLA)とポリグリコール酸(PLGA)の共重合体を用いて連通気孔を有する多孔体の作製に成功した。さらに、この材料に骨伝導性を付与するために、生体内吸収性の炭酸アパタイト(CHAp)を添加したCHAp-PLGA多孔体を作製し、基本物性、生体親和性および骨再生用scaffoldとしての有用性について検討した。ジメチルスルホアミドにPLGAを溶解後、直径0.6、1、2mmのショ糖を加え、solvent-casting particulate leaching法により気孔径の異なる連通気孔体を作製した。気孔径は、ショ糖径に比例した。CHAp添加量の増加と伴に、機械的強度は大きくなり、収縮率は減少した。X線回折の結果では、PLGAにCHApを添加しても、CHApの組成は変化はなかった。さらに、培養骨芽細胞(MC3T3-E1)の接着率を測定した結果、1mm以上のショ糖を用いたCHAp-PLGA複合体が、0.6mmのショ糖を用いたものと比較して高い細胞接着性を有していた。ラット皮下の埋入実験では、CHAp-PLGA多孔体は、PLGA多孔体に比較して埋入初期で炎症反応が少なく、生体親和性に優れていた。さらに、ウサギの脛骨にて骨の再生実験を行った。PLGA多孔体単独では骨再生が認められなかったが、CHAp-PLGA多孔体では骨再生が生じた。さらに、骨髄細胞を注入したCHAp-PLGA多孔体は、骨髄細胞を含まないCHAp-PLGA多孔体よりも、早期に多量の骨再生が得られた。以上の結果より、CHAp-PLGA多孔体は骨や軟骨の再生医療用の優れたscaffoldとなり得ることが示唆された。
マイクロ重力レンズ効果を利用した暗天体と太陽系外小型惑星の探索

天文学では自ら光を放出しない天体は太陽系惑星を除き検出が不可能であった。一般相対性理論によれば、質量を有する天体の周辺を通過する光線は直進せず曲がる。光線の屈曲は、空間がレンズの役割を果たすことに対応する。この空間の"重力レンズ"を利用して暗黒天体(暗天体)を検出する観測法が1986年にパチンスキーにより提案された。彼の提案の骨子は、遠方の天体を大量に観測しその星の中から"重力レンズ"で増光する天体を探し出し、その星の手前にある暗黒天体を検出する方法である。彼の提案を受けて重力レンズを用いて暗天体を検出する試みが1990年ころから開始された。日本とニュージーランドの共同研究グループMOAは、重力レンズ効果の研究に特化して日本の科学研究特別推進費でNZに作られた1.8m望遠鏡を駆使して、本科研費を利用して、2006年度から銀河中心方向と大・小マゼラン星雲の本格的なsurvey観測を実施してきた。その結果ドップラー法で発見できなかったような、主星から遠く離れたところに存在する系外惑星を16個見つけた。ドップラー法による観測結果は、太陽系外の惑星分布が主星のごく近くを回る灼熱の木星が大半を占め、我々の太陽系のような惑星分布をした惑星系は稀であることを語っている。しかしながら今回重力レンズ法による観測で、主星から遠く離れたところに存在する冷たい海王星のような小型惑星を伴った惑星系がかなり存在していることがわかってきた。これはこれまでの観測結果を覆す結果である。しかしながら重力レンズ法による観測法では、見つかる系外惑星の数が年間24個と限られており、さらなる大量測光観測が必要であることも確かである。なお甲南大学のグループは、1999年から2005年に大マゼラン雲の観測で得られたMOA Iデータのデータベースを完成させ、その中にミラ型変光星を9,000個、セファイド型変光星を13,000個見つけた。これらの結果の物理は学会や論文で順次発表する予定である。またMOAグループはNatureやScience誌に、それぞれ重要発見を現在投稿中である。2008年度は査読付き論文3編、2009年度は査読付き論文6編、2010年度は11編、4年間で査読付き論文を20篇公表した。また4年間で、国際会議で15回、日本物理学会および天文学会で26回発表した。一般的に天文学は、望遠鏡を使って光や電波を放出する星や天体を観測する。自ら光を放出しない星や天体は見えない。褐色矮星や太陽系外惑星やブラックホールなどは、暗天体又はブラックスターと言われ、自ら光を放出しないのでそれらの観測は極めて困難である。そこで我々は見えない星を見るために重力レンズ効果を使い暗天体を探査することにした。暗天体は、光を放出しない。しかし質量を有しているので、周囲の空間は一般相対性論の効果で歪んでいる。この歪みを宇宙でレンズとして利用する。すなわち地球から重力レンズを通して後方の星を見ると、後方の星の光が重力レンズで集光され明るく増光する。これが重力レンズ効果である。重力レンズ効果の出現する確率は極めて少ない。そこで我々は銀河中心部の5000万個の星を毎晩観測し、重力レンズで増光した星を見つけることにより、隠れている暗天体を探している。特に惑星を伴った星は主星と惑星のレンズが重なる二重レンズ効果を示すのでそれを検出し惑星を探し出す。観測装置は日本の科研費特別推進費でニュージーランド南島マウントジョン天文台に設置した口径1.8mの大型望遠鏡と2.2平方度の広領域が観測できる大面積CCDカメラである。今回の科研費の期間内に6例の太陽系外惑星が発見された。

しかしながら重力レンズ法による観測法では、見つかる系外惑星の数が年間24個と限られており、さらなる大量測光観測が必要であることも確かである。なお甲南大学のグループは、1999年から2005年に大マゼラン雲の観測で得られたMOA Iデータのデータベースを完成させ、その中にミラ型変光星を9,000個、セファイド型変光星を13,000個見つけた。これらの結果の物理は学会や論文で順次発表する予定である。またMOAグループはNatureやScience誌に、それぞれ重要発見を現在投稿中である。2008年度は査読付き論文3編、2009年度は査読付き論文6編、2010年度は11編、4年間で査読付き論文を20篇公表した。また4年間で、国際会議で15回、日本物理学会および天文学会で26回発表した。本年度のMOAは、ニュージーランド・マウントジョン天文台に設置した日本で製作された口径1.8mの大型望遠鏡が本格的に稼動し、2007年には488個の重力レンズ効果で増光した星をまた2008年3月までに約100個の星を、銀河中心方向の星を見つけることができた。これらのイベントのうち、4例に惑星が付随していることがわかった。MOA-2007-BIG-192Lb,MOA-2007-BLG-197Lb,MOA-2007-BLG-308Lb,MOA-2007-BLG-379Lbである。初期的な解析結果これらの太陽系外惑星の質量はそれぞれ土星程度、地球の2倍程度、天王星の2倍程度、土星程度の質量を有しているものと推定されている。これらの研究成果は2008年1月21日から25日まで英国マンチェスター大学で開催された第12回マイクロ重力レンズ効果に関する国際研究集会で発表され、現在論文として公表するための準備がなされている。その他に今年は、2005年に見つかった複雑な重力レンズ効果の光度曲線の解析が実施された。その結果この現象は太陽系とそっくりの惑星系によって作られたことが判明した。太陽系と同じ比率で木星、土星が伴った惑星系であることが判明し、この成果を米国Science誌に公表するとともに、記者会見でもって新聞やTVでも公表した。MOAグループは、ニュージーランド・マウントジョン天文台の日本の科研費で製作された口径1.8mの大型望遠鏡をfull稼動させ、銀河中心方向を観測した。その結果2008年には477個の、2009年1-3月には約131個の重力レンズ効果で増光したイベントを発見した。2.2平方度を一度に測光できる広視野CCDカメラの特徴を生かし、銀河中心部の2領域を十分間に一回スキャンを繰り返し撮像した。その結果増光時間がわずか1.2日と短時間重力レンズ効果で増光されたイベントを発見した。このような短時間増光をもたらす重力レンズ天体は褐色矮星と考えられる。これは世界で始めて、褐色矮星を重力レンズ効果で検出したことになる。なお銀河中心部の広い領域は、一時間に一回繰り返し測光している。星の質量分布関数(IMF)は、天文学の基本的な関数である。0.08太陽質以下の星は核融合反応で燃焼しないため検出が難しく、0.08太陽質量以下のIMFは定まっていなかった。しかし我々は短期間重力レンズ効果を受けるイベントを観測し、軽くて核融合反応をしない褐色矮星領域の質量分布関数を精度よく求めることに世界で始めて成功した。0.08太陽質量以下の分布関数は質量(M^γ)の冪でγ=-1.1+-
明清における文学と経学の相関をめぐって－朱鶴齢の基礎的研究－

本研究「明清における文学と経学の相関をめぐってー朱鶴齢の基礎的研究ー」では、明末清初の学者である朱鶴齢とその交遊関係をてがかりに、当時における文学と経学の相関関係を分析して、そこから清初の学者たちが多層的な交遊関係を形成しながら、その所論を発展させていったことを確認した。その成果は「朱鶴齢に関する基礎的研究ーその人物と著述活動についてー」「朱鶴齢に関する基礎的研究(二)ーその著作と交遊についてー」などの諸研究により報告し、新たな知見を学界に提示し得た。本研究計画「明清における文学と経学の相関をめぐってー朱鶴齢の基礎的研究ー」では、その主要な研究目的として、明末清初期の文人による文学的創作活動と彼らの交遊が当時の経学研究に及ぼした影響について解明することを挙げた。これは、文人として、そして経学研究者として多くの著作物を遺した朱鶴齢(16061683)を研究対象としてとりあげ、その創作および研究活動と彼の交遊関係から当時の学界の動向の一端をさぐるものである。実際に進行する研究課題として以下の三点(A)朱鶴齢の代表的著作の校訂・整理、(B)朱鶴齢の学術的交遊関係の整理、(C)朱鶴齢の経学関連著作の分析を設定した。これら三点は、本研究計画の終了後も引き続き関連する研究を進行する上で、まず明らかにしておくべき研究課題である。本年度はまず関連する資料を収集し、それらに整理と分析を加えた。朱鶴齢の著作である『愚庵小集』『杜工部詩輯註』『李義山詩集箋注』『詩経通義』について、国内外で資料を集めながら、随時検討を進め、その成果の一部を「朱鶴齡に關する基礎的研究ーその人物と著述活動についてー」として発表した。当該の論文では朱鶴齢の人物像とその生没年に対する検討を試みた後、『杜工部詩輯註』『李義山詩集箋注』『詩経通義』の三書について幾分かの説明を施した。これは本研究計画を進行する上での基盤を示すための発表であり、この論考をもって以降の研究を進行する上での端緒とするものである。本研究計画『明清における文学と経学の相関をめぐってー朱鶴齢の基礎的研究ー』では、その主要な研究目的として、王朝交代という歴史的変動期である明末清初における文人たちの文学的創作活動と、彼らの間でおこなわれた交遊が、当時の経学研究に及ぼした影響について解明することを挙げた。本年度の研究について、まず、前年度の研究成果を踏まえた上で、『愚庵小集』および『詩経通義』に関する資料調査と研究は継続し、また新たに『読左日鈔』の資料調査と検討を試みた。これらは研究課題として挙げた(A)朱鶴齢の代表的著作の校訂・整理、および(C)朱鶴齢の経学関連著作の分析、の二点についての達成を目指すためのものであり、国内外で資料を集めながら調査と検討を続けた。如上の資料調査・検討から得られた成果について、その一部を、「朱鶴齢に關する基礎的研究(二)ーその著作と交遊についてー」として発表した。当該の論文では、朱鶴齢の交遊関係について、『愚庵小集』の検討を中心に整理を加えた後、特に顧炎武と陳啓源との関係性について、『詩経通義』『読左日鈔』および『尚書俾伝』の調査から判明した知見とともに幾分かの考察を試みた。これは、研究課題として挙げた(B)朱鶴齢の学術的交遊関係の整理、の達成を目指すためのものである。また、『読左日鈔』の整理と考察から得られた知見の一部を、本研究計画から派生した研究成果として、「「礼」小識」として発表した。中国文学本年度の研究成果は前述の通り、論文「朱鶴齡に關する基礎的研究ーその人物と著述活動についてー」として発表した。当初の計画では、資料の収集と整理後に、『愚庵小集』『杜工部詩輯註』『李義山詩集箋注』『詩経通義』について分析作業を進め、そこから判明した事実に関して論考を準備することを研究目標としていたが、発表した論文ではこれらのうち三書に関する基礎的な考察を終えることができた。より発展的な考察に関しては次年度の研究課題とするが、資料の整理と分析に関してはおおむね順調であることから、達成度は上記の通りと愚考する。研究の推進方策は予定していた研究計画・方法に沿って行うが、まず(a)関連する資料の収集について、本年も研究に必要とされる書籍の複写・購入を進める。また、校本等の稀覯書の収集につとめるべく、国内外の図書館等での資料調査と複写を進める。

(b)収集した資料の整理と分析については、前年度に収集した資料に関する検討も継続するが、その他、『読左日鈔』にみえる諸学説の分析を進める。また『禹貢長箋』『尚書俾伝』に関する整理と分析も進めるが、研究計画の進行度によっては、これら両書の研究を継続的課題として、新たな研究計画を設定する予定である。こうした作業を進めた後に、(c)考察した結果の国内外における口頭および論文による発表および情報交換を進めて行く予定である。当該助成金は25年度中に使用してあるが、その支払い処理が平成26年3月31日以降となったため。残額は物品費としてすでに使用済みである。
嫌気好気活性汚泥法の余剰汚泥による生物分解性プラスチック生産の影響因子の検討

近年、環境中で微生物により容易に分解されうる生物分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカノエイト(以下PHAと略す)が注目されるようになった。一方、嫌気好気法と呼ばれるリンの除去法において系内に集積するリン蓄積細菌は、嫌気条件下で有機物を摂取してPHAを生産する能力を持つ。本研究では(1)嫌気好気法の嫌気工程において大気中から微量に溶解する酸素が汚泥のPHAの実験能力に与える影響、(2)酸素供給速度とPHA蓄積量・速度の定量的な関係、の2点を生産的に検討した上で、汚泥の乾燥重量あたりのPHA含有率を最終的に50%程度にまで引き上げるためのプラント運転条件およびPHA生産条件を検討した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)嫌気好気法回分リアクターの嫌気工程に異なる量の微量酸素を供給したとき、空気供給量0.21.2ml/min/10Lの場合のPHA蓄積の速度が速く、空気量がそれより多くても少なくてもPHA蓄積速度は遅かった。微好気量がこの範囲内であればPHA蓄積能力の高い微生物が集積できることが分かった。(2)微好気量1.2ml/min/10Lで集積した微生物を用いてPHA生産を行ったところ、30時間後に初期乾燥菌体重量の150%(菌体重量の60%)のPHA蓄積が観察された。(3)微生物が優れたPHA能力を持っていれば、空気を充分に供給することで高いPHA生産量を得ることが可能である。(4)PHB顆粒の染色を行った結果、糸状性細菌がPHB蓄積に関与していることがわかった。嫌気好気法の嫌気工程に微量の酸素を導入したときになぜPHA生産能力の高い微生物が集積されるのかを明らかにすることは今後の課題である。
送り・案内要素の特性を考慮したナノメータ精度位置決めの研究

1.送り要素について(1)ボールねじナットの予圧制御に関して,実機への応用を可能とする基礎データを得た(深田).(2)摩擦駆動駆動部に存在する非線形ばね特性がテーブル位置より変動する理由を明らかにした(大塚).位置決め動作をシミュレーションし,装置の設計方法を確立した(清水弘).2.案内要素について(1)転がり案内各種案内が持つ位置決め特性を明らかにした(井澤).レールにミスアライメントが生じたときのテーブルの姿勢変化と摩擦特性を明らかにした(清水茂).(2)空気静圧案内2段絞り軸受を提案し,これが無限剛性化に有効であることを理論・実験より明らかにした(十合,斎藤).サブミクロン隙間で動作する軸受を提案し,その動特性を求めた(吉本).3.平行ばねについて機械的な拡大機構を作成し,その特性を明らかにした(吉村).4.センシングについて回析モアレ法を用いた位置決め角度設定について,ハードとソフトの適正配分による精度の最適設計指針を見出した(内田).センサフュージョン法を工作機械に応用し,有効な結果を得た(白石).5.位置決め装置以上の研究をもとにして装置を作成し,次のような100nm(0.1μm)精度以下の高性能・超精密位置決めを達成した.空気浮上電磁駆動リニアパルスモータの位置決め特性を得た(内田).テーブルの加速度の2階積分による位置決めが可能であることを確認した(深田).回転する超精密3自由度(z,σ,φ)位置決め機構の回転面振れ誤差を,センサ分解能まで補償しえた(青山).ナノメータ研削盤の加工点制御型微小変位台を試作し,静剛性無限大,位置決め分解能5nm,帯域80Hzを得た(古谷,大塚).サーボモータ,ボールガイド,ボールねじのオープンループ位置決め装置で,0.1μm位置決め分解能を得た(清水茂).1.送り要素について(1)ボールねじナットの予圧制御に関して,実機への応用を可能とする基礎データを得た(深田).(2)摩擦駆動駆動部に存在する非線形ばね特性がテーブル位置より変動する理由を明らかにした(大塚).位置決め動作をシミュレーションし,装置の設計方法を確立した(清水弘).2.案内要素について(1)転がり案内各種案内が持つ位置決め特性を明らかにした(井澤).レールにミスアライメントが生じたときのテーブルの姿勢変化と摩擦特性を明らかにした(清水茂).(2)空気静圧案内2段絞り軸受を提案し,これが無限剛性化に有効であることを理論・実験より明らかにした(十合,斎藤).サブミクロン隙間で動作する軸受を提案し,その動特性を求めた(吉本).3.平行ばねについて機械的な拡大機構を作成し,その特性を明らかにした(吉村).4.センシングについて回析モアレ法を用いた位置決め角度設定について,ハードとソフトの適正配分による精度の最適設計指針を見出した(内田).センサフュージョン法を工作機械に応用し,有効な結果を得た(白石).5.位置決め装置以上の研究をもとにして装置を作成し,次のような100nm(0.1μm)精度以下の高性能・超精密位置決めを達成した.空気浮上電磁駆動リニアパルスモータの位置決め特性を得た(内田).テーブルの加速度の2階積分による位置決めが可能であることを確認した(深田).回転する超精密3自由度(z,σ,φ)位置決め機構の回転面振れ誤差を,センサ分解能まで補償しえた(青山).ナノメータ研削盤の加工点制御型微小変位台を試作し,静剛性無限大,位置決め分解能5nm,帯域80Hzを得た(古谷,大塚).サーボモータ,ボールガイド,ボールねじのオープンループ位置決め装置で,0.1μm位置決め分解能を得た(清水茂).1.送り要素について(1)ボールねじでは、nm精度位置決めを容易しているモータからの微小トルクの微小変位との間の非線形ばね特性を解析した(大塚)。すべりねじでは、台形すべりねじの流体潤滑モデルを提案し、実験によりほぼ正しいことを明らかにした(深田)。(2)摩擦駆動では、駆動部の非線形ばね特性の変動が位置決め精度を低下させることがわかった(大塚)。また、テーブル作動を運動方程式と弾性方程式で表し、そのシミュレーションが実験とよく合うことを確かめた(清水弘)。摩擦駆動を超精密研削盤のテーブル送りに両Vすべり案内との組合せで用いたところ、良好な結果を得た(古谷、大塚)。2.案内要素について(1)転がり案内については、転動体の溝における転がり特性を計測するための装置を設計・製作した(清水茂、諸貫)。ローラガイドとボールガイドの減衰機能発生原因を解析した(井澤)。(2)静圧空気案内ではサブμmの軸受すきまにすることにより、極めて高圧の気体軸受を実現できることを理論・実験により明らかにした(吉本)。高剛性化の究極として簡単な構造の無限剛性静圧気体軸受を提案し、直進案内用のものを設計した(十合、斉藤)。(3)圧電素子を用いた一体形平行ばねへの入力変位をてこにより拡大する機構の誤差要因を検討した(吉村)。(4)圧電素子をアクチュエータとする回転形チルティングテーブルシステムを設計した(青山)。3.制御系についてサーボ系において、加速度センサを導入してオンラインで外乱が動くときのパラメータ変動に対する新しいシステム秋定法を見出した(白石)。回析モアレ法のnm精度位置決めに及ぼす影響を調べた(内田)。

4.超精密平面研削盤の切込み用微小変位台を設計製作し、5nmの位置決め精度を得た(古谷、大塚)。1.送り要素について(1)ボールねじナットの予圧制御に関して,実機への応用を可能とする基礎データを得た(深田).(2)摩擦駆動駆動部に存在する非線形ばね特性がテーブル位置により変動する理由を明らかにした(大塚).位置決め動作をシミュレーンし,装置の設計方法を確立した(清水弘).2.案内要素について(1)転がり案内各種案内が持つ位置決め特性を明らかにした(井澤).レールにミスアライメントが生じたときのテーブルの姿勢変化と摩擦特性を明らかにした(清水茂).(2)空気静圧案内2段絞り軸受を提案し,これが無限剛性化に有効であることを理論・実験より明らかにした(十合,斉藤).サブミクロン隙間で動作する軸受を提案し,その動特性を求めた(吉本).3.平行ばねについて機械的な拡大機構を作成し,その特性を明らかにした(吉村).4.センシングについて回析モアレ法を用いた位置決め角度設定について,ハードとソフトの適正配分による精度の最適設計指針を見出した(内田).センサフュージョン法を工作機械に応用し,有効な結果を得た(白石).5.位置決め装置以上の研究をもとにして装置を作成し,次のような100nm(0.1mum)精度以下の高性能・超精密位置決めを達成した.空気浮上電磁駆動リニアパルスモータの位置決め特性を得た(内田).テーブルの加速度の2階積分による位置決めが可能であることを確認した(深田).回転する超精密3自由度(z,upsiron,phi)位置決め機構の回転面振れ誤差を,センサ分解能まで補償しえた(青山).ナノメータ研削盤の加工点制御型微小変位台を試作し,静剛性無限大,位置決め分解能5nm,帯域80Hzを得た(古谷,大塚).サーボモータ,ボールガイド,ボールねじのオープンループ位置決め装置で,0.1mum位置決め分解能を得た(清水茂).
花色変異体を利用したアントシアニン-コピグメント間にある特異性の解析

本研究では,シクラメンの花色重要なアントシアニン・フラボノール・金属イオンについて,複合体形成の特異性と花色の変化について調査した.その結果,アントシアニンは,ケンフェロール類のフラボノールや鉄イオンと結合することで花色が変化するということが明らかとなった.さらに,フラボノールの生合成に必要な遺伝子を単離した.これによって,今後は遺伝子レベルから花色の発現をコントロールできることが期待される.当初使用する予定であった`香りの舞い'(KM)の花色変異体であるKMrp2の生育が悪く、サンプルとして使用できなくなってしまった。一方で、KMと同じアントシアニン(Mv3,5dG)を有している`孤高の香り'(KO)の自然突然変異体で、花の色調が変化している変異体(KOrp)を獲得したため、こちらをサンプルとして使用した。HPLCの結果、KOrpはKOとアントシアニンは変わらずに、フラボノールがほぼ存在しない変異体であることが確認された。交差TLCの結果、フラボノールの有無によってMv3,5dGの色調が変化しており、コピグメント効果に影響していることが明らかとなった。現在はMS解析を進めており、フラボノールの中で3つのケンフェロール配糖体(のいずれか)が、Mv3,5dGにコピグメント効果を有していると予想された。フラボノール合成酵素(FLS)の単離に関しては、芳香性野生種(C. purpurascens)より2種類(CpurFLS1,CpurFLS2)のFLS様遺伝子のORFを単離した。機能解析として、これらをシロイヌナズナfls変異体に導入し過剰発現させた結果、どちらもフラボノールの合成を回復させることが確認され、FLSとしての機能を有していることを確認した。また、アントシアニン生合成に関わる酵素遺伝子群の一つである5-O-glucosyltransferase(5GT)について、KMの5gt変異体である`みやびの舞'(MY)を用いて、C. purpurascensより単離した2種類の5GT(Cpur5GT1、Cpur5GT2)の配列を基に配列の比較を行った。現在のところ、KMとMYで配列に違いは確認されていない。現在は、RAPD法にて変異因子の探索を進めており、KMとMYで違いが見られた複数の増幅断片のシーケンスを行っている。使用予定であったKMrp2の生育不良というトラブルがあったものの、KOrpが代替のサンプルとして十分であるため、研究の実施に問題はなかった。Mv3,5dGにコピグメント効果を示すフラボノールも、現在候補を3種類まで絞っており、順調である。現在は、Mv3,5dGと3つの候補のうち、どのフラボノールがコピグメント効果を表すものなのか、標品およびKOの色素抽出物を用いて同定を進めている。FLS遺伝子に関してもすでに2種類単離し、それぞれ機能解析まで進んでおり、予定よりも進捗は早い。CpurFLS遺伝子の機能解析のデータを中心に論文を執筆中であり、近日中に投稿予定である。現在はin vitroの機能解析の準備とKOとKOrpとの比較解析を進めており、花色に関わるFLSについて、より詳細なデータが得られると期待される。さらに、花色合成に関わる酵素遺伝子群の単離も平行して進んでおり、5GTを中心に単離が進んでいる。現在は、PALやF3'Hの単離も進めている。5GTに関しては、in vitroでの機能解析や変異体との比較解析の段階に入っており、実際に花色に関わる5GTの同定が期待される。フラボノール合成酵素(FLS)の単離に関しては、昨年度までに芳香性野生種(C. purpurascens)より2種類(CpurFLS1,CpurFLS2)のFLS様遺伝子のORFを単離した。機能解析と発現解析の結果、CpurFLS2が花色に関わっている可能性が高いことを証明した。現在、これらのデータをまとめ、学術論文に投稿しているが、投稿先のレスポンスが遅く、時間がかかっている。CpurFLS2のさらなる解析のために、in vitroでの機能解析のために、大腸菌内でのタンパク質発現実験も行なっており、発現の最適条件を決定した。また、`孤高の香り'(KO)と、そのfls変異体(KOrp)を用いて、比較解析では、FLS1様遺伝子が花色に関与している可能性は低いことがわかった。現在はFLS2様遺伝子の詳細な比較解析を進めている。コピグメントに関与するフラボノールの同定については、すべての標品が手に入らなかったため、1種類のみ行った。これはコピグメント効果を示さなかったことから、残りの2種類のフラボノールのうちのどちらかと考えている。アントシアニン生合成に関わる酵素遺伝子群について、5-O-glucosyltransferase(5GT)の解析を進めている。`香りの舞い'(KM)と、そのイオンビーム照射による変異体で5gt変異体と思われる`みやびの舞'(MY)を用いて、RNA-Seq解析を行った。現在データを解析中であり、変異原の特定を進めている。また、タバコへの形質転換実験も進めている。白花変異体についても解析を進めており、こちらは3-O-glucosyltransferase(3GT)の変異である可能性が高まった。現在、3GTの完全長ORFの単離を進めている。FLS遺伝子に関しては、C. purpurascensから単離した2種類について論文を投稿した。

また、KOrpの解析も進めており、現在、ターゲットをFLS2様遺伝子に絞り込んだ。現在は、in vitroでの機能解析のため、大腸菌内でのタンパク質発現の最適条件を決定した。コピグメントに関与するフラボノールの同定については、1種類のみ行っており、これはコピグメント効果を示さなかった。このことから、残りの2種類のフラボノールであり、すぐに分析を進める予定である。花色合成に関わる酵素遺伝子群については、5GTを中心に進めており、RNA-Seqのデータ解析および機能解析から、変異原の特定に近づいてきている。また、白花変異体の解析も進めており、2種類単離した3GT遺伝子のうち、一つにターゲットを絞った。来年度にむけて比較解析を行う予定である。本年度の研究により,芳香シクラメン野生種(Cyclamen purpurascens)から2種類のflavonol synthase(FLS)遺伝子を単離した(CpurFLS1,CpurFLS2).シロイヌナズナへの相補実験より,どちらの遺伝子もフラボノール合成の能力を有していることが明らかとなった.各器官における発現解析の結果,CpurFLS1は各器官で恒常的に発現していたのに対し,CpurFLS2は若い花弁で発現が強く,開花後の花弁では発現がほとんど確認されなかった.このことは,CpurFLS2が花で機能している可能性を示している.これらの遺伝子をさらに詳細に調べるために,芳香シクラメン品種にイオンビーム照射を行うことで得られたfls変異体と予想される花色変異体(KOrp)を用いて解析を行った.その結果,KOrpではCpurFLS2様遺伝子に複数の増幅断片が確認されたため,何かしらの変異が生じていると考えられた.以上のことより,CpurFLS2様遺伝子がシクラメンの花色に関わっていることが非常に高いことが示された.次にCpurFLS2の基質特異性を調べるために,大腸菌内でのタンパク質発現の条件検討を行い,最適な条件を決定した.ジヒドロケルセチン(DHQ)を基質に酵素活性の有無を調べたところ,CpurFLS2の活性を確認した.今後は,様々な気質を用いて,基質特異性を調べることで,CpurFLS2の機能を決定することができると期待している.本研究では,シクラメンの花色重要なアントシアニン・フラボノール・金属イオンについて,複合体形成の特異性と花色の変化について調査した.その結果,アントシアニンは,ケンフェロール類のフラボノールや鉄イオンと結合することで花色が変化するということが明らかとなった.さらに,フラボノールの生合成に必要な遺伝子を単離した.これによって,今後は遺伝子レベルから花色の発現をコントロールできることが期待される.コピグメント効果を示すフラボノールの同定は、標品とKOの花からの色素抽出物を用いて行う。また、Mv3,5dG以外のアントシアニンも用いて、コピグメント効果を示すのかを確認する。また、フラボノールとアントシアニンについて、可能な限りの組合わせで実施する予定である。当初予定していたKMrp2に関しても、種子から育成しているものもあり、蕾や花弁のサンプリングが可能となり次第、コピグメント効果を示すフラボノールの同定を進めていく。コピグメント効果を確認した組合わせについては、構造解析を進める予定である。解析を進め、基質特異性を調べる。