hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DVDおよび高機能電池材料の局所構造解析

DVD,Blu-ray材料に代表される高速相変化材料は、極短時間のレーザー照射によりアモルファス相(記録相)と結晶相(未記録相)を行き来することにより、そのレーザーに対する反射率の差をデジタルデータ化することにより、大容量記録と記録データの長期安定性を実現している。本材料において、アモルファス相と結晶相が高速相変化するメカニズムを両相の原子配列を観察することにより解明を試みた。本研究では、とくに結晶相の構造の理解を深めるために、結晶用の逆モンテカルロシミュレーションコードRMCPOWの高度化を試みてきた。具体的にはXAFS(X線吸収端微細構造)データにフィッティングするルーチンの導入を行い、その結果、実用DVD材料のGe_2Sb_2Te_5結晶に存在する乱れた構造を3次元で可視化することに成功した。一方、DVD材料開発においては両相の高速相変化、とくにアモルファス相が結晶化するデータ消去の過程の理解が重要である。そこで、別途解析したアモルファス相の構造解析結果と比較し、アモルファス相と結晶相の構造の類似性および構成元素の役割を調べた。その結果、本材料においては、Ge-Te結合の作るネットワークがアモルファス相の安定性を担っており、またそのネットワーク構造そのものが結晶相にも残っていることを突き止めた。一方、Sb-Te結合はネットワークを形成してないものの、完全に秩序を失っている訳でなく、潜在的なネットワーク、つまり、Sb-Teの結合距離を少し超えたところでネットワークを形成していた。以上の特徴が、アモルファス相が乱れた構造を持つ結晶相への高速相変化とアモルファス相の安定性という一見矛盾した特徴を実現する理由であることが明らかとなった。本成果の一部は、2012年の8月にカナダのケベックシティで開かれた材料の国際会議THERMEC 2011で招待講演として発表を行った。また、材料の分野のトップジャーナルであるドイツのAdvanced Functional Materials誌に掲載され、さらに、日経産業新聞(3.21)、日刊工業新聞(3.23)、科学新聞(4.6)にも掲載された。次世代電池電解質の有力な候補である超イオン伝導体(La-Li-Ti-0系)の粉末試料を合成し、大型放射光施設SPring-8のBL04B2(高エネルギーX線回折ビームライン)において高エネルギーX線回折実験を実施した。得られた回折パターンに対してリートベルト法により平均構造を決定し、結晶用に最適化された逆モンテカルロ(reverse Monte Carlo, RMC)シミュレーションコードRMCPOWを用いた構造モデリングにより、通常の結晶構造解析から導出することが困難な不均一分布するLiイオンの分布を捉えることを試みた。その結果、Liイオンのランダムな分布をできる限り再現した3次元構造・局所構造を構築し、さらにこれまで明らかになっていなかったLiイオンの伝導経路を可視化することに成功した。本成果は論文が学会誌に受理され、現在印刷中である。一方で、DVD結晶材料の構造の理解を深めるために、結晶用の逆モンテカルロシミュレーションコードRMCPOWの高度化を試みた。具体的には計算機のグラフィックプロセッサ(GPU)を用いた計算の高速化とXAFS(X線吸収端微細構造)データにフィッティングするルーチンの導入である。これについては、まだ開発中であり成果報告できる段階ではないが、平成22年度に学会発表する予定である。固体電池電解質としての実用化が期待されている超イオン伝導体(La-Li-Ti-O系)の構造解析を行うため、大型放射光施設SPring-8のBL04B2(高エネルギーX線回折ビームライン)において高エネルギーX線回折実験を行うことにより得られた回折パターンに対してリートベルト法により平均構造を決定し、結晶用に最適化された逆モンテカルロ(reverse Monte Carlo, RMC)シミュレーションコードRMCPOWを用いた構造モデリングにより、通常の結晶構造解析から導出することが困難な不均一分布するLiイオンの分布を捉えることを試みた。その結果、Liイオンのランダムな分布をできる限り再現した3次元構造を構築し、さらにこれまで明らかになっていなかったLiイオンの伝導経路を可視化することに成功した。本成果の論文がJ.Phys.: Condens.Matterに出版された。DVD結晶材料の構造の理解を深めるために、結晶用の逆モンテカルロシミュレーションコードRMCPOWの高度化を試みた。具体的にはXAFS(X線吸収端微細構造)データにフィッティングするルーチンの導入を行った。そして実用DVD材料のGe_2Sb_2Te_5結晶に存在する乱れた構造を3次元で可視化することに成功した。一方、DVDの材料開発においてはDVD材料の高速相変化、とくにアモルファスが結晶化するデータ消去の過程の理解が重要である。そこで、別途解析したアモルファス相の構造解析結果と比較し、アモルファス相、結晶相の両相の構造の類似性および構成元素の役割をつきとめることができた。本成果の一部は8月にブダペストで開かれた会議ICOOPMA10 (International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications)で発表を行った。また、論文の投稿準備中である。

本研究では、とくに結晶相の構造の理解を深めるために、結晶用の逆モンテカルロシミュレーションコードRMCPOWの高度化を試みてきた。具体的にはXAFS(X線吸収端微細構造)データにフィッティングするルーチンの導入を行い、その結果、実用DVD材料のGe_2Sb_2Te_5結晶に存在する乱れた構造を3次元で可視化することに成功した。一方、DVD材料開発においては両相の高速相変化、とくにアモルファス相が結晶化するデータ消去の過程の理解が重要である。そこで、別途解析したアモルファス相の構造解析結果と比較し、アモルファス相と結晶相の構造の類似性および構成元素の役割を調べた。その結果、本材料においては、Ge-Te結合の作るネットワークがアモルファス相の安定性を担っており、またそのネットワーク構造そのものが結晶相にも残っていることを突き止めた。一方、Sb-Te結合はネットワークを形成してないものの、完全に秩序を失っている訳でなく、潜在的なネットワーク、つまり、Sb-Teの結合距離を少し超えたところでネットワークを形成していた。以上の特徴が、アモルファス相が乱れた構造を持つ結晶相への高速相変化とアモルファス相の安定性という一見矛盾した特徴を実現する理由であることが明らかとなった。本成果の一部は、2012年の8月にカナダのケベックシティで開かれた材料の国際会議THERMEC 2011で招待講演として発表を行った。また、材料の分野のトップジャーナルであるドイツのAdvanced Functional Materials誌に掲載され、さらに、日経産業新聞(3.21)、日刊工業新聞(3.23)、科学新聞(4.6)にも掲載された。
特異摂動の非線型微分方程式に対する代数解析

昨年度に続き、主に線型方程式のStokes曲線の大域構造の解明と、その具体的問題への応用について研究を行った。まず、前年度に得られた完全WKB解析に関する新しい知見、即ち「線型方程式のWKB解がStokes現象を起こすのは、独立変数に関してフーリエ変換した方程式の(通常の最急降下路を分岐させて得られる)"完全最急降下路"が2つの鞍点を結ぶ時に限る」の数学的に厳密な扱いに取り組み、フーリエ変換像が2階という簡単な場合について、(WKB解のBorel和に関する)既知の接続公式を利用した厳密証明を得ることが出来た(J.Math.Phys.に近刊予定)。更に、この"完全最急降下法"は、完全WKB解析との関連という枠組を超えて、不確定特異点における漸近解の間のStokes現象をはじめとした解の大域的な接続問題を直接的に解く一つの有力な方法であることも明らかになった(現在、論文を準備中)。これらの成果により、高階線型方程式に固有の「Stokes曲線の交叉」等の問題に対する理解が随分深まったと考えられる。以上の進展を踏まえ、(本来の研究課題からは少々はずれたテーマではあるが)エネルギーレベルの交差に伴う遷移確率の計算という物理的な問題に完全WKB解析を応用することを試み、古典的なLandau-Zenerの結果を3-levelの場合に拡張することに成功した。他方、非線型方程式については、Painleve II型方程式の接続問題の完全WKB解析的な取り扱いに関してこれまでに得られていた結果をまとめる(ANZIAM J.Aust.Math.Soc.に近刊予定)と同時に、その一般化を得るべく、高階のPainleve方程式に対応するモノドロミー保存変形のヒエラルキーについて、Joshi氏(豪)と議論を行った。具体的な成果を得るのは今後の課題であるが、一般化の可能性についてかなりの好感触が得られたように思う。本年度は主として、2階非線型常微分方程式の中で最も基本的なクラスと考えられる3階線型方程式に対応する場合について、そのStokes曲線の大域構造の解明に取り組んだ。具体的には、方程式の独立変数に関するFourier変換を利用する視点に立って、コンピューターによる数値実験も援用しながらの解析を行った。その結果、元の方程式のStokes曲線の構造が、Fourier変換像の方ではある種の相函数に対する「一般化された最急降下路」の幾何的構造に対応している事実が明らかになった。「一般化された最急降下路」とは、通常の意味の最急降下路がFourier変換した方程式のStokes曲線と交わる度に新たな最急降下路を分岐させて得られる樹木の形をした集合を表し、2つの異なる鞍点がこの「一般化された最急降下路」によって結ばれるという状況が元の方程式のStokes曲線に対応する。これは、Laplace型方程式の場合における積分表示に対する通常の最急降下法と完全WKB解析の良く知られた関係が、一般の場合にも修正された形で成立することを意味する。高階線型方程式のStokes曲線の大域構造を完全に決定するには未だ不十分なものの、この方法は実用上かなり強力であると考えられる。しかも、超局所解析との関連という観点からも非常に興味深く、その理論的な整備に現在取り掛かっている所である。一方、Painleve方程式の任意パラメータを含んだ形式解(インスタントン解)の解析的な意味付けについても若干の考察を行った。特に、既存の結果を組み合わせることで、I型方程式の場合にインスタントン解と真の解との対応関係を明らかにすることができた。しかし、一般の場合はまだまだ問題が多く、これに関してJoshi氏(豪)を訪問し意見交換を行った。Joshi氏とは、来年度も連絡を取りあってこの問題について議論を深める予定である。

他方、非線型方程式については、Painleve II型方程式の接続問題の完全WKB解析的な取り扱いに関してこれまでに得られていた結果をまとめる(ANZIAM J.Aust.Math.Soc.に近刊予定)と同時に、その一般化を得るべく、高階のPainleve方程式に対応するモノドロミー保存変形のヒエラルキーについて、Joshi氏(豪)と議論を行った。具体的な成果を得るのは今後の課題であるが、一般化の可能性についてかなりの好感触が得られたように思う。
学校で活用できる地域の食文化の教材化を目指して-沖縄の屋取集落の実態を中心に-

沖縄は日本国内でも特異な歴史的背景をもつ。琉球王国時代には中国・東南アジアとの交易、更に第二次大戦後は米国統治等により外来の文化を受容し、それらを混在あるいは融合させながら独自の食文化を形成してきた。そのため、沖縄の食生活の変遷や食文化は日本本土とは異質のものもみられ、学校現場では地域の実態に沿った授業展開や教材・資料が必要となる。そこで本研究では、沖縄の伝承されてきた食材や調理法、料理の変遷を時代区分ごとに分類し、さらに屋取集落に関する文献検索及び聴き取り調査等を実施しながら地域の食文化に関する教材・資料を作成した。沖縄県は国内でも唯一、亜熱帯に属する地理的特性に加えて、かつては琉球王国として独立していた歴史的背景がある。琉球王国時代の約500年間に、中国、東南アジアとの交易、第二次世界大戦後は米国統治等により外来文化を受容し、それらを混在あるいは融合させながら独自の食文化を形成してきた。そのため、沖縄の食生活の変遷や食文化は日本本土とは異質のものもみられ、学校現場では地域の実態に沿った授業展開が必要だと思われる。そこで本研究では、沖縄の伝承されてきた食素材や調理法、料理の変遷を時代区分ごとに分類、さらに県内の古老を中心に聴き取り調査を実施しながらデータベースを作成し、沖縄の食文化に関する地域の実態に沿った指導内容の検討、授業で活用できる資料や教材を作成する事を目的としている。そこで本研究では、沖縄の伝承されてきた食素材や調理法、料理の変遷を時代区分ごとに分類する。さらに県内の古老を中心に聴き取り調査を実施しながらデータベースを作成し、沖縄の食文化に関する地域の実態に沿った指導内容の検討、授業で活用できる資料や教材を作成する事を目的としている。平成20年度は、次の2点について、基礎資料の収集およびデータベースの作成に取り組んだ。1.沖縄の伝承されてきた食材、調理法、料理に関する基礎資料の整理として、『琉球史料』、『冊封使録』『御膳本草』等の文献・史料を分析しながら記載に沿ってデータベースを作成中である。2.沖縄における屋取集落の基礎的調査本研究の目的を達成するために、本調査を実施する前の予備調査が重要である。第二次大戦前より伝承されてきた食材や料理等を正確に聴き取るためには、調査地域の食生活の変遷を把握するとともに話者の選定が重要になる。初年度は調査地域の基礎資料作成のために、『沖縄懸史』、『各市町村史』を中心に、屋取集落の実態と現状の把握、また民俗学的な視点から、沖縄の食生活の変遷について文献等を中心に整理した。平成21年度は、1.沖縄の伝承されてきた食材、調理法、料理に関する文献・資料収集及びデータベースの作成、2.伝承されてきた調理法・料理の復元、3.沖縄の屋取集落の基礎調査等を実施した(上記13は次年度以降も継続して取り組む)。また、その成果の一部を2009年度日本家政学会九州支部大会において、「文献にみる沖縄の屋取集落の食生活」と題し発表を行った。本研究は、沖縄の食文化に関する地域の実態に沿った指導内容の検討、授業で活用できる資料や教材を作成する事を目的としている。平成20年に告示された『中学校学習指導要領』教科「技術・家庭科」の家庭分野には、新たに「日常食の調理と地域の食文化」の項目が掲げられ、その内容には地域の食材を生かすなどの調理を通して、地域の食文化について理解させるよう指導する事が明記された。また、平成21年告示『高等学校学習指導要領家庭』共通教科としての家庭科の科目「家庭総合」「生活デザイン」にも、「食文化」に関する内容は現行の学習指導要領より充実したものとなった。

家庭科教育における「地域」「食文化」に関する内容がより重視されている状況を踏まえ、平成22年度は、昨年度に引き続き沖縄の伝承されてきた食材、調理法、料理に関する実地調査、伝承されてきた料理の復元等を行い、教材化に向けた資料の収集およびデータベース等を作成した。これらの基礎資料は平成23年度に予定されている沖縄県内の教員を対象とした講習会等で活用し、評価を行う。また、沖縄の屋取集落に関するフィールドワークでは、調査地域の古老を対象に聞き取り調査を実施した。市町村史等の記録とも比較検討し、第二次世界大戦以前は、屋取・地元集落の食形態では日常・行事の食に差異がみられるものもあったが、戦後は軍用地の強制徴収等もあり、屋取集落の廃絶、都市化、その他にも食生活の多様化・外部化傾向といった様々な要因から、食に関する事柄に関して現在では、画一化傾向にあるものと推察した。研究課題の最終年度として、これまで継続して取り組んできた沖縄の伝承されてきた食材、調理法、料理に関するデータベースをこれまでの先行研究、文献・史料を基に、I先史沖縄_BC5000年頃12世紀まで-、II古琉球-12世紀1609年島津侵入まで-、III近世沖縄-1609年1879年「琉球処分」まで-、IV近代沖縄-1879年1945年「第二次世界大戦終了」まで-、V戦後沖縄1945年現在に至る-に分類しながら作成した。それらを活用しながら、主に家庭科担当教諭を対象とした講習会等で沖縄の食に関連する教材・資料の提案を行い、実施後の反省点等を踏まえながら、本研究の達成目標の一つである「家庭科食領域における「地域の食文化」資料集沖縄の食生活の変遷と食文化」を作成した。具体的には、沖縄の「食生活の文化」に関する内容について、1.沖縄の食生活の変遷(先史時代現在に至る)、2.食文化の特徴(主に調理形態・食材の調理法・外来文化の影響・食思想)、その他にも、文献にみる沖縄の屋取集落の食生活、屋取集落の現状についてまとめたものである。また、沖縄で伝承されてきた食材の由来と調理法の特徴について、学校現場で活用できるような食材およびその調理法・料理をスライド形式にした教材・資料を作成した。今後も家庭科担当教諭に教材・資料を紹介、活用しながらより充実した「学校で活用できる地域の食文化」の教材化に向けて取り組みたい。
基盤構造推定のための長周期微動の2点同時観測を用いた「省力化アレー観測法」の開発

平成12年度では「省力化アレー観測法」の適用範囲について,前年度で得られたデータセットを用いて,より詳細に検討した。特に,「省力化」を実現するにあたって導入することになる幾つかの仮定,及び従来のアレー観測において期待されている前提条件を,実記録が本当に満足しているかどうかを確認した。検討をおこなった項目は,・微動の波動場が空間的・時間的に定常であるか。・アレーを設置した領域が水平成層構造であるか。という点である。これらについて,一つ目の項目については,1秒程度以上の長周期領域にあっては,ほぼこの条件を満足しているものの,短周期領域では,波源が人工的な震動源であるために,必ずしも時間的な定常性を長時間維持することはまれで,「省力化アレー観測法」によった場合,予想できない誤差が混入する可能性のなることが明らかとなった。また,二つ目の項目については,観測時に3成分を同時に観測し,その水平動/上下動スペクトル比をとり,そのピーク周期の違いをみることである程度予測可能であることがわかった。これにより,対象地域が理論的な仮定が適用可能な場であるかどうかを知ることができる。最後に,本研究で開発した「省力化アレー観測法」を地盤構造が未知である,トルコ・アダパザル地域へ適用し,本手法の利便性を確認した。従来のアレー観測法に基づいて得られた記録を使って周波数-波数(F-K)スペクトル法や空間自己相関(SPAC)法を用いて求められる位相速度の推定値と,本研究で開発する「省力化アレー観測法」によって得られた記録を使って求めることができる位相速度の推定値を比較し,手法の妥当性を検討した。具体的には,以下の通りである。(1)地盤構造がわかっている奈良盆地北部の平城宮跡で,7点同時観測を実施し,従来の解析法に基づいて位相速度を求めた。(2)上で得られた同じ記録から,もしも「省力化アレー観測法」を行っていたとすれば得られるはずの記録のデータセットを再構成し,そのデータセットを用いて位相速度の推定を行った。(3)両者の比較より,「省力化アレー観測法」の妥当性を検討し,提案手法の適用可能範囲を明確にした。(4)同じ地域で今度は,「省力化アレー観測」のみを実施し,この記録を用いて位相速度を推定し,上の結果と比較検討した。(5)上記の種々の手法で得られた位相速度より当該地域の地盤の速度構造を推定し,地盤に関する既往の情報と比較し,手法の妥当性を確認した。(6)以上の結果より,「省力化アレー観測法」によって1秒より長周期領域では,十分な精度が得られることが確認できた。という点である。
レーザードップラー法を用いた食道手術前後の気管粘膜血流変化の測定

【対象と実験方法】(1)対象食道術群(n=12):胸部食道亜全摘術+縦隔リンパ節廓清(2又は3領域廓清)、対照群(n=6):腹部限局手術施行群。いずれの群も放射線治療、化学治療を受けないもの。年齢、性別、手術時間、麻酔法等について両群間に差はなかった。(2)方法全身麻酔、筋弛緩剤投与下に、気管粘膜血流(Tracheal Blood Flow、以下TBF)を経気管支鏡的にレーザードップラー法にて気管分岐部膜様部で測定。さらに、血行動態の影響を除外するため、TBF係数(TBF/心係数)も検討した。(3)実験のデザイン実験1:手術前後にTBFを測定し、変化を観察した。実験2:術後、PGE_1(0.05μg/kg/min. )投与前と15分点注後のTBF測定。【結果】(1)実験1術前のTBF値は両群間に差がなかった。食道術群では術前TBFが21.78±9.60ml/min. /100g(mean±SD)であったのが、術後11.24±4.45と有意に低下した(p=0.002)。対照群では術前26.13±6.84、後26.61±4.69と、有意な変化を示さなかった。(2)実験2食道術群ではPGE_1前のTBF11.53±4.58が、PGE_1後14.87±6.30と有意に上昇した(p=0.021)。対照群では前29.41±7.89、後29.41±8.79と、有意な変化を示さなかった。実験1、2共にTBF係数の変化もTBFと同様であった。この研究は世界で初めて臨床症例において縦隔リンパ筋廓清を伴う食道術後にTBFが低下することを実証し、これが同手術に呼吸器合併症が多い原因の1つであることを強く示唆した。また同時に、その治療法としてPGE_1の可能性も明らかにした。【結論】縦隔廓清を伴う食道亜全摘術群でTBFは有意に低下した。同群のみで術後PGE_1投与によるTBFの有意な増加を認め、PGE_1が同手術の術後呼吸器合併症を減少させる可能性が示唆された。
学校教育における管楽器指導プログラム開発の基礎研究

昨今の教育現場における管楽器教育の大きな発展には目を見張るものがある。しかし、その発展の陰に器楽教育の宿命である技術克服偏重の部分も否めない。音楽表現、自己表現のためには、楽器を自由にコントロールするということはさけて通れない点であることも事実である。そこで、音楽による自己表現をさらに推し進めようとするために、今までの研究の成果(「音楽科教育における「表現」のための管楽器指導法について」(岐阜大学教育学部研究報告人文科学1994)「器楽教育における音楽表現のための練習方法について」(日本吹奏楽学会紀要1996))を活かし、それを実践しようと試みた。上記研究は音楽表現活動の一要素を音の変化という点に着目している。音と音とのエネルギーの関係、ある音の中での変化の問題、フレーズ内における音と音とのエネルギーの問題などを取り上げている。そこで吹奏楽曲を収集し、その楽譜の中から、パートの楽譜を抽出してデータ化した。それぞれの楽局のパートについて演奏の観点から、奏法上の問題点、音楽表現上の問題点などを抜き出した。音をどのように扱い変化させるか、そのためにはどのような奏法がふさわしいかなどを中心に明らかにし、どのように指導に活かすか検討した。本研究のまとめは、試作エチュードの作成にあるのだが、海外からの楽譜収集に手間どった点もあり、また、慣れない機械操作のため残念ながら完成するまでにはいたっていない。この一年の研究の成果を生かし、早急にエチュードの完成に導きたい。
化合物レベルの同位体分析を用いた河川食物網の高精度解析

1.アミノ酸の放射性炭素14分析手法の開発:魚類の筋肉コラーゲンからグルタミン酸、フェニルアラニンなどの主要アミノ酸を取り出し、その放射性炭素濃度(Δ14C)を測定した。イラコアナゴ(Synaphobranchus kaupii)のメチオニン、フェニルアラニンといった、環状構造やイオウを含むアミノ酸は、他のアミノ酸よりも低いΔ14C値を示した。この結果は、生物(動物)が複雑な化合物を餌から摂取するだけでなく環境中からも取り出し、体内で何度もリサイクルして使っている可能性を示している。2.メチオニンの窒素同位体指標の開発:陸域と水域の一次生産者の間の挙動が同じと考えられるメチオニンの窒素同位体指標を提案した。河川の水生昆虫を対象とし、陸域の一次消費者、水域の一次消費者、およびこれらを食べる捕食者のメチオニン窒素同位体比を測定したところ、メチオニンの窒素同位体比を用いれば、食性に対応した栄養段階の推定値を得られることが分かった。3.生物群集全体のアミノ酸栄養段階の解明:新たな食物網構造指標として、生物群集全体の栄養段階(integrated Trophic Position: iTP)を提案した。iTPは群集中の全生物の栄養段階を個々のバイオマスによって加重平均した値である。iTPは、単位面積当たりの全生物のグルタミン酸とフェニルアラニンの窒素同位体比から、簡便に推定することができる。iTPから推定される河川食物網全体のグルタミン酸の転送効率は、実験結果により得られた平均値よりも同等か高く、変動幅もより大きかった。さらにiTPは群集中の種多様性と強い負の相関を示した。この結果から、食物網構造の決定要因という、生態学の大きな課題に対してひとつの答えを提案できる有力な証拠が得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。食物網は生態系の中で物質やエネルギーの流れを規定しており、その研究は生態学の中で最も重要なテーマの1つである。陸域と水域とをつなぐ河川生態系において、生物の餌起源の指標となる炭素安定同位体比は、小さなスケールで大きな変動を示す。一方、栄養段階の指標となる窒素安定同位体比は、生物分類群間で分別係数が異なることが知られている。このような従来手法の問題点を克服し、河川食物網を高精度に解析するためには、新たな指標の開発・応用が必要不可欠である。本研究では、放射性炭素14(14C)天然存在比を用いた食物網の炭素起源推定を行い、流域に分布するさまざまな炭素リザーバー(例:母岩や土壌に含まれている炭素)が、付着藻類の生産を通して、河川食物網を支えていることを明らかにした。また、アミノ酸やクロロフィルの各種同位体比を測定することで、河川生態系のような複数の食物連鎖が食物網を構成する複雑系の解析が、高い精度で行えることを示した。以上の成果は、最新鋭の同位体分析技術を駆使することで、これまで全貌の解明が難しかった河川生態系の食物網研究に新たな展開を見いだした点において、極めて重要である。河川生態系の生物間相互作用や食物網構造を理解するための、さらには環境変動への生態系の応答を予測するための強力なツールとして、炭素の起源や滞留時間を明らかにできる14C、そして生物の栄養段階を明らかにできるアミノ酸窒素安定同位体比は、今後ますます利用されていくものと考えられる。したがって、今年度の成果である3報の論文はそのパイロットスタディとして、これから多く引用されていくことが期待される。本研究では琵琶湖流域の河川において、溶存無機炭素、溶存有機炭素、粒状有機炭素の各画分の炭素安定同位体比(δ13C)および放射性炭素14天然存在比(Δ14C)を測定した。また、河川バイオフィルムから藻類のバイオマーカーであるクロロフィルaを抽出し、炭素・窒素安定同位体比(δ13C, δ15N)およびΔ14Cを測定することで、河川一次生産者に由来するエネルギー流を追跡できる新しい指標を開発することを目指した。さらに、河川食物網解析の解像度をさらに上げるべく、アミノ酸ごとに放射性炭素14濃度を測定する手法の開発に着手した。各種炭素画分のδ13CおよびΔ14Cの研究については、論文として発表した。また、クロロフィル同位体指標の研究についてはデータが出揃い、河川の一次生産者からのエネルギー流を正確に定量するという、河川生態学的に重要な成果が得られた。現在、学術論文の投稿を準備中である。アミノ酸14Cの研究については、分析条件の検討がほぼ終わり、あとはデータを生産していけばインパクトのある成果が生まれるものと考えている。国際誌へ主著1報、共著1報の論文発表の成果をあげた。

イラコアナゴ(Synaphobranchus kaupii)のメチオニン、フェニルアラニンといった、環状構造やイオウを含むアミノ酸は、他のアミノ酸よりも低いΔ14C値を示した。この結果は、生物(動物)が複雑な化合物を餌から摂取するだけでなく環境中からも取り出し、体内で何度もリサイクルして使っている可能性を示している。2.メチオニンの窒素同位体指標の開発:陸域と水域の一次生産者の間の挙動が同じと考えられるメチオニンの窒素同位体指標を提案した。河川の水生昆虫を対象とし、陸域の一次消費者、水域の一次消費者、およびこれらを食べる捕食者のメチオニン窒素同位体比を測定したところ、メチオニンの窒素同位体比を用いれば、食性に対応した栄養段階の推定値を得られることが分かった。3.生物群集全体のアミノ酸栄養段階の解明:新たな食物網構造指標として、生物群集全体の栄養段階(integrated Trophic Position: iTP)を提案した。iTPは群集中の全生物の栄養段階を個々のバイオマスによって加重平均した値である。iTPは、単位面積当たりの全生物のグルタミン酸とフェニルアラニンの窒素同位体比から、簡便に推定することができる。iTPから推定される河川食物網全体のグルタミン酸の転送効率は、実験結果により得られた平均値よりも同等か高く、変動幅もより大きかった。さらにiTPは群集中の種多様性と強い負の相関を示した。この結果から、食物網構造の決定要因という、生態学の大きな課題に対してひとつの答えを提案できる有力な証拠が得られた。河川試料のクロロフィル同位体分析手法を確立し、データを量産できる体制を整えた。また査読付き国際誌への論文発表が2報、査読付き国内誌総説1報、学会発表3件の成果をあげた。河川試料のクロロフィル同位体データを量産し、論文が投稿間近である。また、動物試料のアミノ酸14C分析手法を確立し、データを量産できる体制を整えた。査読付き国際誌へ主著1報、共著1報、学会発表5件の成果をあげた。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度に確立した分析体制を用い、データを量産して論文を執筆する。また、本研究で提案する手法をこれまでのフィールドだけでなく、陸域や海域、さらには国外のフィールドなどさまざまな生態系へ適用することで、手法の汎用性について検証していく予定である。平成26年度までに確立した研究手法・分析体制を用い、データを量産して論文を執筆する。
コウノトリ野生復帰の全国展開と生物多様性の保全・再生に関する実践科学的研究

a)ペア形成:徳島県鳴門市の新規ペアは2年連続で繁殖に成功し、安定的なペアとなった。いっぽう、島根県雲南市と京都府京丹後市でも新たなペアが子育てに成功し、コウノトリ再導入個体群に「メタ個体群構造の構築」の兆しが見えてきた。これらの地域において、科研費研究メンバーは「官民学」の連携に対して重要な役割を果たしている。コウノトリのペア形成においてはつがいの絆が重要であり、この絆を確立した後、なわばりの確定へと進むことが明らかになった。また居候は、ペア雌雄の隙をねらってヒナを殺すことがあることも判明した。b)生息適地解析:中国・四国地方についてポテンシャルマップを作製した。土地利用等の違いが餌動物の生息に影響を及ぼす結果、地方によって生息適地解析の結果が異なった。c)ハビタット再生手法:兵庫県豊岡市および福井県若狭町をフィールドにして餌動物とその生息状況を調査するとともに、両地において環境整備事業を提案・実施し、その効果を検証した。河道内外での氾濫原の創出はコウノトリに重要な餌場を提供するとともに、生物多様性の向上にも寄与し、なかでも氾濫原相互の水域ネットワークを保持することが重要であることがわかった。d)遺伝的交流プラン:コウノトリの野外集団と飼育集団の遺伝的評価を、近交係数、ペアの子が遺伝子多様度に与える影響、ペア雌雄の平均近縁度の差をもちいて行ったが、飼育集団については、ペアにより遺伝子多様度への寄与が異なるのに対し、野外集団では現存ペアは遺伝子多様度に寄与せず、新たな遺伝子の導入が重要であることがわかった。e)合意形成:兵庫県立コウノトリの郷公園が「学びの場」として機能し、地域社会に学びの連鎖を生みだすことにより、地域の人づくり、健全な生態系と地域社会を生み出す可能性を探った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。a)ペア形成:2015年に徳島県鳴門市に定着したペアは2016年に産卵したものの、ペア間の共同作業がうまく行かず一旦鳴門を離れた後、翌年には再度同じ巣で産卵した。この間発信機をつけたメスの追跡とオスの地上追跡を行い、これらの経緯をデータとして把握し、ペア形成メカニズムの解明が進んだ。また居候は隣接者との闘争には参画せず、「他人以上、家族未満」の存在であることがわかった。b)生息ポテンシャルマップ:四国でのコウノトリの生息適地解析にむけ、これまで蓄積されているコウノトリ視認情報と、環境要因としての農地・河川・森林といった基盤情報の整理をGIS上で行い、予備解析を行った。c)ハビタット再生手法:豊岡市内でカエル類を調査した結果、種ごとの出現様式が時空間的に異なった。同一地区内での水田の早期湛水・中干し延期・マルチトープ等の造成が、カエル群集の保全に寄与していることが示唆される一方、河道内湿地と水田ビオトープでは、前者は魚類主体、後者はコウチュウ目・カエル類主体の群集構造を示したので、両水域の存在が水生動物群集の多様性保全に重要であると示唆された。d)遺伝的交流プラン:家系情報に基づき野外集団と飼育集団のペアの遺伝的評価を行った。飼育集団では、遺伝子多様度の増加への寄与がペアにより異なるため、これを考慮に入れた適切な繁殖計画を立てることの重要性が示唆された.野外集団については現存するペアの多くは遺伝子多様度の増加に寄与しないことがわかった。e)合意形成:豊岡市内の「コウノトリの郷営農組合」を対象に、コウノトリ育む農法の導入をめぐる合意形成過程を研究した結果、ステークホルダー自身による「調査活動」とこれを通じた「学習」が、地域に埋もれている資源の再発見と、参加者間の相互理解を育む点において重要な役割を果たすことがわかった。当初計画に記した項目を概ね達成しているため。a)ペア形成:徳島県鳴門市のペアが2017年6月、コウノトリ再導入後初めて北近畿以外での繁殖を成功させた(国内メタ個体群構造復活への第1歩)。研究代表者江崎は、地元の定着推進連絡協議会にアドバイザーとして協力し続けた。3歳オスに発信器を装着して衛星追跡を行ったが、このオスは豊岡市内に定着し3歳のメスと連れそっており今後のペア形成が期待できる。居候に関してはフローターの1タイプとしての位置づけができた。デコイ効果の論文を執筆中である。b)生息ポテンシャルマップ:2017年の近畿以外の営巣地2例(鳴門市・雲南市)について巣の周辺2km以内を営巣適地解析したところ、後者で営巣適地が多く、地形要因が重要だと考えられた。四国での適地解析を行った結果、コウノトリは周年餌場機能をもつ場所に飛来しやすいと考えられた。c)ハビタット再生手法:円山川汽水域に分布する止水域で調査を実施した。本川との連続性がないタマリでは外来種が多く生息していたが、連続性を有するワンドや湾、湖沼では、汽水性のハゼ類が優占する多様な魚類群集構造を示した。コウノトリのGPSデータは、これらの場所が冬に採餌場所として機能していることを示唆している。水田ビオトープは希少コウチュウ類の生息場所として機能しており、ハビタットの造成を計画した。

d)遺伝的交流プラン:家系情報に基づいて野外集団および飼育集団のペアの遺伝的評価を行い、その結果を考慮に入れ,飼育下での増殖およびリリースに供する個体の選定を行った。e)合意形成:コウノトリ定着を目指して設立された徳島の定着推進連絡協議会における合意形成過程を調査した。コウノトリがレンコン田に依存して生活していることを踏まえ、協議会会長を地元の篤農家(レンコン農家)が務めるなど、農家を中心とした体制を構築した点に合意形成のカギがあると考えられた。当初計画に記した項目を概ね達成しているため。a)ペア形成:徳島県鳴門市の新規ペアは2年連続で繁殖に成功し、安定的なペアとなった。いっぽう、島根県雲南市と京都府京丹後市でも新たなペアが子育てに成功し、コウノトリ再導入個体群に「メタ個体群構造の構築」の兆しが見えてきた。これらの地域において、科研費研究メンバーは「官民学」の連携に対して重要な役割を果たしている。コウノトリのペア形成においてはつがいの絆が重要であり、この絆を確立した後、なわばりの確定へと進むことが明らかになった。また居候は、ペア雌雄の隙をねらってヒナを殺すことがあることも判明した。b)生息適地解析:中国・四国地方についてポテンシャルマップを作製した。土地利用等の違いが餌動物の生息に影響を及ぼす結果、地方によって生息適地解析の結果が異なった。c)ハビタット再生手法:兵庫県豊岡市および福井県若狭町をフィールドにして餌動物とその生息状況を調査するとともに、両地において環境整備事業を提案・実施し、その効果を検証した。河道内外での氾濫原の創出はコウノトリに重要な餌場を提供するとともに、生物多様性の向上にも寄与し、なかでも氾濫原相互の水域ネットワークを保持することが重要であることがわかった。d)遺伝的交流プラン:コウノトリの野外集団と飼育集団の遺伝的評価を、近交係数、ペアの子が遺伝子多様度に与える影響、ペア雌雄の平均近縁度の差をもちいて行ったが、飼育集団については、ペアにより遺伝子多様度への寄与が異なるのに対し、野外集団では現存ペアは遺伝子多様度に寄与せず、新たな遺伝子の導入が重要であることがわかった。e)合意形成:兵庫県立コウノトリの郷公園が「学びの場」として機能し、地域社会に学びの連鎖を生みだすことにより、地域の人づくり、健全な生態系と地域社会を生み出す可能性を探った。当初計画に従って次年度以降の研究および実践を進める。当初計画にしたがって次年度以降の研究および実践を進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
シード分散重合法を用いたミクロンサイズで大きさの揃った機能性高分子微粒子の設計

本研究の目的は,機能化を図る上での複合化という観点から所属する研究室で独自に提起しているシード分散重合法を用いて,先端産業を含めた広範な分野で注目されているミクロンサイズの大きさの揃った機能性高分子微粒子のモルフォロジィ及び形状を制御し,その基礎及び応用研究を通じて粒子設計に関する基本概念を構築する点にある。以下3つの点を中心に研究を進め,次のような研究成果を挙げることができた。(1)ミクロンサイズで大きさの揃った高分子微粒子の内部異相構造制御シード分散重合で作製したポリメタクリル酸メチル/ポリスチレン複合粒子に対して所属する研究室で独自に開発した溶剤の吸収/放出プロセスをほどこすことにより,多層構造を有する粒子の作製に成功し、その作製条件を明確にした。さらに,多層構造粒子の生成についてグラフトポリマーが大きな役割を果たしていることを明らかにし,その生成機構をつきとめた。なお、これら成果はColloid and Polymer Science (CPS)誌に掲載されている。(2)ミクロンサイズで大きさの揃った高分子微粒子の形状制御また,溶剤存在下でシード分散重合を行う新しい手法により,表面に多数の陥没を持つ粒子を作製し,その成果はCPS誌に受理されている。また、これらの粒子の生成機構について検討し、それを明らかにした。(3)ミクロンサイズで大きさの揃った高分子微粒子の応用に関する研究上記の多層構造粒子はナノメートル単位で制御された構造をとっているために、定量型のエックス線顕微鏡に対するポリマー標準サンプルとして利用した。実際この試みは成功し、新世代の機器であるエックス線顕微鏡の発展に大きく貢献した。
ディラック作用素の摂動によるリーマン・ロッホ数の局所化とその応用

エンドが適当な整合性条件をみたすトーラス束の族で覆われた開多様体上でディラック作用素の摂動による解析的指数理論であって位相的な性質をもつものを定式化し,その積公式を得た.応用として,ハミルトントーラス作用に対するギルマン・スターンバーグの量子化予想とトーリック多様体に対するダニロフの定理に対して幾何学的な証明を与えた.エンドが適当な整合性条件をみたすトーラス束の族で覆われた開多様体上でディラック作用素の摂動による解析的指数理論であって位相的な性質をもつものを定式化し,その積公式を得た.応用として,ハミルトントーラス作用に対するギルマン・スターンバーグの量子化予想とトーリック多様体に対するダニロフの定理に対して幾何学的な証明を与えた.ディラック作用素の指数の局所化現象をとらえるための幾何構造の定式化を行い、その構造を舞台として指数の局所化現象を示した。より正確には、端においてその幾何構造を許容する開多様体上で、変形不変性・切除性などの位相的性質をもつ指数を定義する枠組みを与えた。それらの位相的な性質から閉多様体上の指数の局所化が得られる。これは前年度までに得られていた指数の局所化を精密にしたものである。すなわち、昨年度までの定式化においては(見かけ上)指数に寄与するようにみえた部分からも実際には寄与しないことが帰結される。構造の定義にはいくつかのversionがある。もっとも一般的なものはやや複雑な形であるが、積に関してとじた構造でありそれを用いることで開多様体上の指数の積公式が得られる。応用としてハミルトニアントーラス作用をもつシンプレクティック多様体のリーマン・ロッホ数の局所化がわかる。さらに、4次元局所トーリックラグランジアンファイバー束の場合に、積公式を応用し局所的な寄与を計算することでリーマン・ロッホ数がボーア・ゾンマーフェルトファイバーの個数に一致することがわかった。以上の結果を古田幹雄氏(東大数理)・吉田尚彦氏(明治理工)との共同研究として論文にまとめた。また、上記の一般論をリーマン面上の平坦接続のモジュライ空間やトーラス作用に関する量子化予想に応用するための準備を開始し、来年度以降の研究基盤の整備をした。今年度は昨年度構築したトーラス束によるDirac型作用素の指数の局所化の理論の応用として、以下の2つの問題を研究した。1.Guillemin-Sternbergによる量子化予想:トーラス作用の場合の証明を与えることができた。本質的な証明は1次元トーラスの場合に行い一般の塲合はトーラスの次元に関する帰納法を用いる必要があるが、我々の証明はこれまでに知られている証明以上に予想の幾何学的な描像から見て自然なものである。この結果を古田幹雄氏(東大数理)・吉田尚彦氏(明治理工)との共著として論文にまとめ学術雑誌に投稿した。2.Riemann面上の平坦接続のモジュライ空間の幾何学的量子化: Goldmanの構成したモジュライ空間上の完全可積分系を用い、Verlinde公式に関するJeffrey-Weitsmanの結果の指数の局所化の観点からの再証明を試みたが、決定的な結果は得られなかった。しかしながら研究協力者たちとの議論によりいくつかの問題点が浮き彫りとなり、理論をさらに精密にかつ応用のきく形で一般化する必要があるとの認識に至った。議論の中で、球面の測地流による局所化された指数の計算例が得られ、またトーリック多様体に対するDanilovの定理の局所化の立場からの証明が得られた。また、これまで知られているコホモロジカル/コボルディズム的/解析的な局所化との関係を探った。関係が統一的に理解されるには至らなかったが、具体例の計算を比較することにより、Tian-Zhang, Bravermanらの解析的な局所化との差異が観察された。
医療用バイオナノデバイスの実用化と用途拡大に向けた基盤研究

ウイルス粒子を構成しているサブユニットを医療用のナノデバイスとして用いるための開発を行い、様々な人工粒子をウイルス粒子サブユニットで被覆する技術の確立に成功した。その結果、人工粒子の自発的凝集が抑制され、分散性が向上した。分散性が向上したことにより、人工粒子をウイルス粒子ナノデバイスで被覆後に、標的とする細胞の結合因子を粒子表面に固定化すると、生体内でも標的細胞に結合因子高選択的に結合できることが明らかとなった。このことから、ドラッグデリバリーシステムに使用する人工粒子の分散性を向上させる上で、ウイルス粒子を構成しているタンパク質の表面構造が非常に有益な知見を提供できるものと期待される。我々はSV40のメジャー外殻タンパク質の自己組織化能に着目し、外殻タンパク質のみから成るナノカプセルを形成する技術を開発した。また、その中に各種生理活性物質を内包する技術を開発した。特に、タンパク質を内包する際に、メジャー外殻タンパク質を裏打ちするマイナー外殻タンパク質を利用する技術を開発した。次に、細胞指向性を付与するために、遺伝子工学的や化学的手法により、メジャー外殻タンパク質の表面露出部分に外来のペプチドやタンパク質を導入する技術を開発した。それで、内包した生理活性物質を特定細胞の中に選択的に運び込める高機能性ナノカプセルの作製技術が確立した。作製した高機能性ナノカプセルを次世代医療に応用展開するために、新規DDS用キャリアとしての有用性を検討したが、外殻タンパク質の免疫原性が回避できず、その解決策に思案をめぐらせていた。丁度その時、免疫原性の活用法がふと頭に浮かんだ。それは、免疫原性を持つナノカプセルは、うまくアジュバントとして活用できるのではという考えである。そこで、病原性ウイルスやがん細胞のエピトープペプチドを挿入した改変外殻タンパク質をバキュロウイルス発現系で作製した。次に、それら改変外殻タンパク質から成るナノカプセルをマウスに投与すると、投与法の如何に関わらず非常に強いアジュバント効果を発揮した。エピトープ特異的な細胞殺傷性Tリンパ球(CTL)は顕著に活性化され、その度合いは従来のアジュバント製剤とエピトープペプチドの混合液の投与とは比較にならないほど大きいことから、高機能性ナノカプセルがワクチン製剤として実用化される可能性が出てきた。さらに、粒径20nmと28nmのマグネタイトを外殻タンパク質で被覆し、その表面に上皮成長因子(EGF)を化学結合し、EGF受容体の高発現がん細胞が移植された担がんマウスに静注すると、がん細胞検出用のMRI造影剤として有用であることがわかった。次世代医療における新規診断・治療技術開発を目指して、核酸、タンパク質、薬剤などを生体内の標的細胞・組織に適量運び込むために、我々は独自にウイルス粒子の外殻タンパク質の持つ多機能(自己集合化能、ゲノム包含能、細胞認識・識別能、細胞内侵入能等)に着目し、外殻タンパク質から成るナノデバイスを考案し、実際に開発することに成功した。それを基盤として、生理活性物質を内包した細胞指向性ナノデバイスを作製し、その有効性を検討した。その内包技術に関しては、外殻タンパク質の裏打ちタンパク質を利用することや核酸を使う方法を開発した。細胞指向性を付与する技術に関しては、外殻タンパク質を遺伝子工学的に改変する方法と化学的に改変する方法の開発と、その両者を併用した新たな技術を開発した。その結果、生理活性物質を内包し、それを標的とする細胞に選択的に運び込むことができるデバイスのプロトタイプの作製ができた。また、遺伝子工学的に外殻タンパク質中に、ウイルスやがん細胞の抗原決定基であるエピトープを組み込んだ改変外殻タンパク質からなるナノデバイスは、試験管レベルおよびマウスによる実験動物レベルの両方で強力なアジュバント効果を発揮することがわかり、ワクチン製剤としての実用化の可能性も出てきたので、ウイルス外殻タンパク質から成るナノデバイスのDDS用キャリアおよびワクチン製剤としての両方の実用化を視野に入れて、これからさらに研究を進める。非エンベロープ型のポリオーマウイルス科に属するsimian virus 40 (SV40)は、主要構造タンパク質VP1のみで直径45 nmの正20面体型のウイルス粒子を構築する。SV40粒子を構成している最小単位のサブユニットである5つのVP1で構成されるVP1五量体は、自身の自己集合化能により試験官内で粒子への集合化を誘導することが可能で、集合化したウイルス粒子の中にタンパク質やDNAなどの生理活性物質を内包することができる。本研究課題において、我々は新たに、VP1五量体が生理活性物質を内包できるだけでなく、マグネタイトのような人工粒子を被覆できることを明らかにした。VP1五量体による被覆は、マグネタイトの分散性を向上させ、生理的溶媒、および、血清中でも凝集することなく分散状態を保つことを可能にした。さらに、VP1五量体の被覆は、マグネタイトの血中滞留性も向上させ、モデルマウス体内での血中滞留時間が大幅に上昇することが明らかとなった。

この優れた分散性から、マグネタイトをVP1五量体で被覆した後、epidermal growth factor (EGF)をリンカーでVP1被覆マグネタイトに固定化した粒子(EGF-VP1-Mag)を、EGF受容体(EGFR: epidermal growth factor receptor)を高発現する細胞と混合すると、EGF依存的にEGF-VP1-MagがEGFR高発現細胞に選択的に結合することを確認し、また、マグネタイトを核磁気共鳴法で可視化することでin vivoでもEGFR高発現細胞と結合することを確認した。さらに、VP1五量体は、人工粒子のサイズ、粒子の荷電状態、形状を選ばず、様々な人工粒子を被覆することができ、それらの人工粒子の分散性を上昇させることを明らかにした。VP1五量体による被覆法を解析、確立することに成功したことで、この解析で得られた知見は、将来的にはドラッグデリバリーシステムに使用する人工粒子の分散性の向上方法を提示することができたので、非常に有意義な研究成果だと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノバイオサイエンス26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画はほぼ達成できた。想定外の結果として、エピトープを組込んだ高機能性ナノカプセルが非常に強いアジュバント効果を持つことがわかったので、今後は、高機能性ナノカプセルのワクチン製剤としての実用化を視野に入れて、企業との共同研究を含めてさらなる応用研究へと発展させたい。当初目的はほぼ完成されており、想定外の高いアジュバント効果が得られたので、これまではエピトープをナノデバイスの外側に固定化していたが、今年度は、ナノデバイスの中に内包したものや、あるいは外側と中側の両方に持つものでアジュバント効果を検討する。高機能性ナノカプセルをバキュロウイルス発現系および試験管内での再構成系で作製するいくつかの基本技術および関連ノウハウを構築することができたので、今後は企業と連携して実用化・製品化を目指して、応用開発研究に取り組むと共に、ナノカプセルの持つアジュバント効果に対する科学的な裏付け研究を推進する。人工合成バイオナノカプセルに高いアジュバント効果が見られたので、この原因を科学的に証明する研究を推進すると共に、実用化に向けた応用研究も並行して行う。
花幹細胞における細胞壁の制御と機能

crc knu突然変異体と野生型の花の発現プロファイルの比較により同定された遺伝子のうち、オーキシンとのかかわりが指摘されている4回膜貫通型タンパク質をコードしているTRN2に着目して解析をすすめてきた。TRN2はcrc単一変異体でも発現が上昇しており、CRCにより制御される遺伝子と予想された。crc突然変異体にDR5::GFPオーキシンレポーターを導入したところ、雌しべでの発現領域が広がっていた。作業仮説である「TRN2がオーキシンの新規トランスポーターであり、その発現が雌しべの上部においてCRCにより抑制されている」に基づき、一連の実験によりCRCによるTRN2の制御機構およびTRN2の機能解析を行った。1)TRN2がCRCにより直接制御されていることを示すため、ChIPアッセイ、プロモーター解析を行った。2) TRN2を培養細胞で発現させ、オーキシン応答プロモーターの変動を調べた。3)TRN2をpCRCプロモーターにおいて誘導し、crc変異表現型を示すことを確認した。4)オーキシン極性輸送の阻害剤によりをcrc突然変異体を相補できることを示した。さらに、5)花幹細胞およびその周りの細胞における細胞壁の分子細胞生物学的解析として、細胞壁の構成成分のモノクローナル抗体による発生過程における花芽での染色を、東北大学西谷研究室横山博士らとの共同研究にて行った。以上、CRCはTRN2の転写レベルでの発現を抑制することによって、発生過程における花においてオーキシンの流れを制御することで花幹細胞を制御しているという新規な遺伝学経路を示し、論文投稿を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。我々は、シロイヌナズナにおける花幹細胞の増殖活性の抑制にかかわる転写因子CRABSCLAW(CRC)とSUPERMAN(SUP)に着目し、その下流遺伝子の発現プロファイルを解析した。その結果、細胞壁のゆるみ制御にかかわりうるオーキシン関連遺伝子群、細胞壁マトリックスのつなぎ変えに関わる酵素遺伝子などを同定し、これらの遺伝子が花幹細胞の活性を制御している可能性を発見した。本研究では、転写因子からの細胞情報伝達の帰着点として植物を形作る細胞壁をとらえ、花幹細胞制御における細胞壁の新しい機能の解明を目指して解析を行った。それにより、CRCはTRN2の転写レベルでの発現を抑制することによって、発生過程における花においてオーキシンの流れを制御することで花幹細胞を制御しているという新規な遺伝学経路を示した。当初の計画のうちCRCとTRN2との関連性にかんしては、順調にデータが集まり、論文を投稿予定である。花幹細胞およびその周りの細胞における細胞壁の分子細胞生物学的解析として、細胞壁の構成成分のモノクローナル抗体による発生過程における花芽での染色は、東北大学西谷研究室横山博士らとの共同研究にて進行中である。