hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生医療に資する腹膜透析排液の資源化

大網由来の中皮細胞の形成する膜間電気抵抗値(32±2Ω・cm2)より47%低い値であった。6二次元電気泳動:患者間でスポット位置や密度が異なることが明らかとなった。以上、排液由来の中皮細胞には機能的に分布があることが確かめられた。腹膜透析排液は一人当たり一日8リットル、年間で3000リットル、我が国9,300人の患者では約3万トン/年棄てられている。これらの医療廃棄物を再生医療用の資源に資することを本研究の目的とする。本年度は特にマクロファージを中心とする腹膜透析液排液中の細胞群から接着細胞である腹膜中皮細胞とその前駆細胞を分離し、キャラクタリゼーションを行うことを目的とした。プラスチック表面への接着による分離により安定した中皮細胞回収技術が確立できた。接着細胞の98%は上皮マーカであるCK-18が陽性であり、かつ典型的な玉石状の形態を呈することも明らかにできた。特筆すべきことはこれらの細胞のキャラクタリゼーションが1)形質変換マーカ、2)細胞老化、3)細胞間結合といった従来から着目している因子によって特徴づけることが可能になったことである。従って、この中には上皮-間葉系形質変換や老化細胞が含まれており、それらを分離する技術が必要であることが再確認できた。これらの細胞分離を行うためには、正常な中皮細胞と異常な中皮細胞との間のプロテオミクス解析が有用であり、そこから得られた特定タンパク質の同定が次へのステップの重要なキーテクノロジーとなる。そのため、本研究助成により2次元電気泳動装置を購入し、再現性のある信頼性のある操作確立に取り組んだ。8名の患者から得られた中皮細胞からタンパクの抽出を行いpre-liminaryな泳動実験を行うことができた。異常タンパクの同定には至ってないが、同一患者での再現性、患者間での特異的スポットの検出など定性的には評価できるデータが得られるようになり、次年度の研究展開への礎を築くことができた。排液由来細胞のキャラクタリゼーションは継続して行い、臨床的意義を抽出して行く予定である。その中でもCK-18陽性細胞群の分類に関連する因子の絞り込みに焦点を絞る。そのためにも二次元電気泳動のデータベースの構築とTOF-MASSによる特異タンパクの同定を推進する。これにより、正常細胞、可逆的変性を受けた細胞、不可逆な変性を受けた細胞への分離を試みる。排液由来細胞の単層の膜間電気抵抗値は臓側のみからなる細胞単層より47%低い値を示し、かつTGF-β1投与による膜間抵抗値の減衰値が各々20±12Ω・cm2、11±22Ω・cm2と異なった値であった。このことは何種かの腹膜中皮細胞の混合を示唆するものであり、おそらく壁側由来と臓側由来の細胞と思われる。上記の三群の分離とは別に両者の分離も重要な課題であり密度勾配法等を用い分離する計画である。該当なし
全自動π造形シミュレーションによるメカノクロミック分子の探索

(1)林正太郎講師(A02班、防衛大学校)のグループで合成および弾性的な曲げ応答特性とメカのクロミック特性が報告されたアントラセン誘導体結晶について弾性機構と発光機構を解明するために、第一原理密度汎関数理論(DFT)計算により結晶を曲げた際の構造をモデリングし、外力を加えた際の結晶の構造変化と相対安定性を評価する研究を行った。その結果、結晶の弾性極限以内でのa軸の大きな伸縮変化の振る舞いとその相対安定性性が弾性的な曲げ応答特性に重要な寄与をしていることを明らかにした。その際に、アントラセン分子が平面的に滑る構造変化をすることに伴い、π軌道性をもつHOMO、LUMOの重なりが変化することにより発光色が変化する機構が明らかとなった。(2)平成29年度に斎藤雅一教授(A01班、埼玉大学)のグループにより合成され、関修平教授(A03班、京都大学)のグループにより時間分解マイクロ波分光(TRMC)法にて電子移動度が測定された含硫黄スマネン共有結合性有機骨格構造体(S-COF)を対象に、第一原理DFT計算によりバンド構造の計算を行い電子移動機構の解明した。ヨウ素ドープを行っていないS-COFのバンド構造は金属的であるが価電子帯の電子が量が少ないため電子移動度が低いが、ヨウ素ドープにより価電子帯の電子の量が大きくなる結果で電子移動度が大きくなる機構が明らかとなった。本結果はTRMC法による実験結果として報告されたヨウ素ドープによる大きな電子移動度向上をよく説明する結果となった。(3)有機太陽電池や有機半導体に用いるドナー・アクセプターポリマーのHOMO-LUMOエネルギー差をHuckel理論に基づき効率的に外挿値を求める計算方法の開発を行った。380種類のポリマーを対象にテストを実施した所、周期境界条件に基づくDFT計算の結果をよく再現すると共に大幅な計算コスト削減を確認した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度には、(1)課題実施前に開発した有機分子結晶準安定状態自動探索ソフトウェアに発光スペクトル評価を自動的に行う機能を実装しメカノクロミック分子材料全自動探索システムの構築を行った。(2)次に本ソフトウェアを用いて第一原理密度汎関数理論(DFT)計算を用いて、林正太郎講師(A02班、防衛大学校)のグループで合成が報告された発光性エラスティック有機結晶のエラスティック特性の評価を行った。現実系にかけられる異方的な外力を掛けた際の相対安定性を計算より評価したところ、結晶軸a軸とc軸方向の異方的な伸長に対して最安定構造からのポテンシャルエネルギー変化が小さいことが明らかとなった。さらに結晶構造を詳細に調べることにより、分子長軸方向にX型に重なった構造の特長を活かし、フッ素原子とメチル基とπ骨格同士の相互作用が保持されることにより、異方的な伸長に対して安定であることが明らかとなった。また、(3)共有結合性有機骨格構造体(COF)の3次元高次構造のモデリングソフトウェアの開発を行った。本ソフトウェアの開発により中心骨格、分子鎖、トポロジーのデータベースを用いて仮想的な高次構造を自動生成し、分子力場計算と第一原理DFT計算を用いて準安定なCOF構造を探索することが可能となった。さらに、本ソフトウェアを用い、斎藤雅一教授(A01班、埼玉大学)のグループで合成が報告された硫黄およびセレンを含むボウル型トリカルコゲナスマネンを基本π骨格とするCOFの原子レベルでの構造モデリングを行った。複数の構造モデルを生成し、第一原理DFT計算より相対安定性を評価したところ、S-COFはジグザグ型構造が最安定で、平面型構造が準安定であり、その相対エネルギー差が単位セルあたり1.9kcal/molのため、実際の系ではジグザグ型と平面型の両方の構造が混在することが明らかとなった。研究計画で立案した、(1)メカノクロミック分子材料全自動探索システムの構築は計画通り完了したが、金イソシアニド錯体の置換基を系統的に変えた際のメカノクロミック評価実験を対象としたシステムの自動探索効率と予測信頼性のテストについては、計算時間が当初の見積もり以上に掛かり過ぎテストを完了することができなかった。一方で、林らの発光性エラスティック有機結晶については、自動探索効率と予測信頼性がある程度評価できるテストを実施することができ、実験事実と矛盾ない最安定構造と複数の準安定構造が探索できることが確認できた。有機結晶のエラスティック機構・メカノクロミック発光機構の解明については、研究開始後新たに立ち上がった領域内共同研究の遂行により、当初計画以上の研究進捗が得られた。そのため、来年度に残りのメカノクロミック発光特性解明のための励起状態計算を進めることにより成果を一通り取りまとめられる目処が立ったため、論文発表などの成果取りまとめを行う計画である。(2)共有結合性有機骨格構造体(COF)の3次元高次構造のモデリングソフトウェアの開発と応用については、ソフトウェアが完成し応用計算に活用できるようなったので、当初計画以上の成果が得られている。さらに、本ソフトウェアを用いて、研究開始後新たに立ち上がったトリチアスマネンを含むCOFの原子レベル構造決定の領域内共同研究が想定外に進んだにより、当初計画以上の研究成果が得られている。

(1)林正太郎講師(A02班、防衛大学校)のグループで合成および弾性的な曲げ応答特性とメカのクロミック特性が報告されたアントラセン誘導体結晶について弾性機構と発光機構を解明するために、第一原理密度汎関数理論(DFT)計算により結晶を曲げた際の構造をモデリングし、外力を加えた際の結晶の構造変化と相対安定性を評価する研究を行った。その結果、結晶の弾性極限以内でのa軸の大きな伸縮変化の振る舞いとその相対安定性性が弾性的な曲げ応答特性に重要な寄与をしていることを明らかにした。その際に、アントラセン分子が平面的に滑る構造変化をすることに伴い、π軌道性をもつHOMO、LUMOの重なりが変化することにより発光色が変化する機構が明らかとなった。(2)平成29年度に斎藤雅一教授(A01班、埼玉大学)のグループにより合成され、関修平教授(A03班、京都大学)のグループにより時間分解マイクロ波分光(TRMC)法にて電子移動度が測定された含硫黄スマネン共有結合性有機骨格構造体(S-COF)を対象に、第一原理DFT計算によりバンド構造の計算を行い電子移動機構の解明した。ヨウ素ドープを行っていないS-COFのバンド構造は金属的であるが価電子帯の電子が量が少ないため電子移動度が低いが、ヨウ素ドープにより価電子帯の電子の量が大きくなる結果で電子移動度が大きくなる機構が明らかとなった。本結果はTRMC法による実験結果として報告されたヨウ素ドープによる大きな電子移動度向上をよく説明する結果となった。(3)有機太陽電池や有機半導体に用いるドナー・アクセプターポリマーのHOMO-LUMOエネルギー差をHuckel理論に基づき効率的に外挿値を求める計算方法の開発を行った。380種類のポリマーを対象にテストを実施した所、周期境界条件に基づくDFT計算の結果をよく再現すると共に大幅な計算コスト削減を確認した。研究は順調に進み共同研究を含む成果も出始めているので、(1)発光性エラスティック有機結晶の応用については、メカノクロミック分子材料全自動探索システムを用いて発光スペクトルの評価を行うことにより、メカノクロミック機構を明らかにしていく。また、来年度研究計画で立案していた未知メカノクロミック分子材料の探索と機能評価については、計算時間の問題がある含金属錯体を対象とした応用を実施せずに、有機分子結晶を対象として実施するように計画を変更する。(2)の共有結合性有機骨格構造体(COF)の3次元高次構造のモデリングソフトウェアについては、準安定状態自動探索機能とホール・電子移動度機能を追加することにより、構造探索と機能評価を自動で行えるようにソフトウェアの開発を行う。開発完了後は、中心骨格、分子鎖、トポロジーのデータベースを対象に、未知COF材料の探索評価を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
複数のモジュールで構成されるシグナル伝達経路の適応性、振動性及び周波数特性の解析

複数の時間スケールで生じる適応的、振動的な細胞応答について細胞性粘菌のcAMP刺激にたいする細胞内cAMPの一過的な上昇を題材にとり、定量的な解析をおこなった。早い最初のピークが相対変化検出をおこない、絶対濃度にたいして変化した出力であり、かつ周波数応答性をもつのにたいし、後者は絶対濃度に依存すること、また前者が受容体レベルの修飾に依存するのにたいし、後者はアクチン重合を介したフィードバックによることを明らかにした。以上の性質と細胞間シグナリングの頑強性について考察した。粘菌細胞が互いに集合する際に用いる誘因物質サイクリックAMP(cAMP)は、細胞外cAMPの刺激によって細胞内で新たに生成され、放出される。この応答が細胞間でそろい、振動と波となって伝播し、細胞が移動する向きをガイドしている。これについて、本年度までに得られた知見について、年度の始めに論文として報告した。本研究期間では、この振動と波が、広い範囲の条件下で頑健に形成される仕組みの解明をすすめた。応答は一過的で、刺激が持続すると刺激前の状態に戻る、いわゆる「適応」という細胞応答に広く認められる特性を示す。この応答の適応からの回復、「脱適応」の時間依存性、濃度依存性、生きた細胞の細胞内のcAMPを可視化することで定量的に特徴付けた。その結果、脱適応には5から6分という一定の時間が必要であることが定量的に明らかにすることに成功し、加えてこのことが、5-6分の振動性を生み出す根源的な性質であることを示すことができた。さらに、この応答が刺激の濃度差を検出していることについても、定量的な測定をおこない、具体的な特性を明らかにした。以上の性質を実現するシグナル伝達経路のモジュールについても解析を進め、cAMP生成を担う酵素であるアデニール酸シクラーゼの活性化に必須の、PHドメインタンパクCRACの膜への局在化について、cAMPと同時に可視化することで応答の測定をおこなった。その結果、応答の立ち上がりについて、両者に強い相関がみられることを明らかにした。またCRACは自己組織的な波パターンとして局在し、今回、その幾何学的な特徴と周波数特性を明らかにした。適応性、興奮性、振動性をうみだすモジュールがどこにどんな構造であるかに関して、これまでに報告されているネットワークの知見を踏まえ、特に相対的な濃度差の検出を可能にする構造について理論的な検討を進めた。この発生機構について初年度にサイエンス誌に論文として発表したばかりであるが、特に1細胞レベルの応答と集団レベルでの応答の関係や、可視化することで得られた新知見についての歴史的観点からの位置づけを整理したものを、次年度に査読ありのレビュー論文として報告した。また、初年度特徴づけたcAMP応答の適応からの回復、「脱適応」の時間依存性、濃度依存性について、PHドメインタンパクCRACの膜への局在化を含めて位相応答曲線としての特徴づけをおこなった。またこれと並行して、cAMP受容体の変異株についても同様の可視化法によって生細胞イメージングによりcAMP応答を解析した。前者の性質は細胞間の同期のとりやすさと関係しており、現在その意義について解析している。後者は生化学的アッセイと含めて、応答の適応が受容体の変異によって異常を示すことが明らかになりつつあり、海外の共同研究者との共著論文を準備中である。さらに、CRACの膜への局在かの空間的な非一様性について、自由にはいまわっている状態の細胞における動態を解析し、これら自発的な状態遷移の周期性と適応がcAMP応答と同じ5-6分周期であることをつきとめた。理論的な解析については、相対的な濃度変化への応答を実現するための最低限のネットワークトポロジーについて議論し、統計推定されたモデルについても取り扱うことで、その性質の起源について考察した。前年度に引き続き、リン酸化できない変異型のcAMP受容体について、ライブセル可視化法によってcAMP応答を解析をすすめ、野生型の受容体では出力が濃度に依存しない特性を示すのにたいして、変異型では濃度依存的に出力が増加することをつきとめた。この変異体は、cAMPの上昇が自発的に生じやすいことをこれまで明らかにしていたが、今回の結果により、それが細胞に内在性のAMPのパルス発生の増大によるものでなく、増幅率の増加によって細胞外にcAMPがたまりやすいことによっていること、出力を一定に保つ機構が受容体レベルであることが示された。またこれらに付随し、cAMP応答に関連するシグナル伝達経路について、変異体と薬剤処理により検証を重ね、調節回路の解析をすすめた。一方で、出力や振動を一定に保つ機構についても,細胞外cAMPを分解する酵素がcAMP依存的に転写制御されていることと、これによってcAMPが振動しやすいパラメータ領域が広がることを明らかにし、投稿論文として発表した。

同様に、cAMP依存的なcAMPのパルス生成がcAMPの相対的な濃度変化によることを前年度まで明らかにしていたが、この性質がホスホチジルイノシトールの生成量レベルでも成り立っていることを可視化測定から明らかにした。また、こうした入出力関係が、集団的なcAMP振動が細胞密度によらないという頑強性を実現していることを示し、現在投稿論文を準備中である。こうした結果から、頑強性を維持している調整のモジュールが3つあり、これらが相互に保管しあって、システム全体の頑強性を高めている実態が明らかになってきた。FRET計測を共焦点顕微鏡撮影できるよう、445nmレーザーの導入を年度当初に予定したいたが、震災の影響で予算が確定しなかったために、実験を先送りにした。また、計画当初の予想以上に微小流路系をもちいて刺激を厳密に与える系の確立が難航した。24年度が最終年度であるため、記入しない。受容体の変異体が示す振る舞いと、アクチン重合による影響が顕著であることから、これらに特に注目し、さらにその関係に焦点をあてて、詳しく解析する。また、適応的な振る舞いについては、海外のグループによって、別の系(大腸菌の走化性)において関連する研究が発表されたため、それとの相違点にも注意して、投稿論文としてまとめたい。
クラスター・インプランテーションの基礎研究

クラスターインプランテーションの研究にとって,最も重要なことはシミュレーションコードDYACAT,DYACOCTの精度を高めることにある。そのためには多くの実験のある事例を選び,シミュレーションをして結果を比較する必要がある。なぜなら,クラスターインプランテーションは未だ実験の報告例がないからである。そのひとつの例としてよく実験値の報告されている放射線損傷分野のはじきだしエネルギーをDYACOCTを用いて計算し,実験と比較した。その結果、DYACOCTはよい評価を与えることが判明した。また,クラスター照射に関する研究として、重水クラスターおよび,重イオンクラスターによるクラスター衝撃核融合のシミュレーションを実行したクラスター照射におけるクラスター効果についての計算を行なった。クラスター効果のうち加速効果については原子あたりのエネルギーが小さいほどその効果は大きいことが判明した。これは弾性散乱断面積が低速ほど大きくフェルミシャトル過程の可能性が大きいことに対応している。また,つゆはらい効果については入射粒子の質量が標的原子のそれよりも大きい場合に顕著であり,クラスターサイズが大きければより大きい効果を生むことがわかった。このことからクラスターインプランテーションにおいてはつゆはらい効果を利用するべきだから,本研究ではAsイオンをシリコン結晶にインプラーントすることを考える。最近,Armigliato等による1.06MeVAsイオンをシリコンの(100)面に照射したSIMSの深さ分布は2つのはっきりしたピークを持っていり,彼らは1.06MeVAsイオンによるランダム・ピークと(110)面チャネリング・ピークであると結論した。しかし,我々のシミュレーションで結果は,浅い方のピークはビーム系に含まれる不純物としての分子イオンのランダム・ピークであり,深い方のピークは1.06MeVAsイオンのランダム・ピークであり、(110)面チャネリング・ピークはもっと深い方にでることがわかった。クラスターインプランテーションの観点からいって,他の可能性を検討したところ,20keVAsイオンの<110>軸チャネリングのチャネリング・ピークを用いる方がよいことがわかった。クラスターイオン・ビームと固体の相互作用の研究は原子あたりのエネルギーが数eVという低エネルギーにあってはクラスターイオン・ビーム蒸着、原子あたりのエネルギーが数keVという高エネルギーにあってはそのスパッタリング現象を利用した精密加工、高温高密度を利用した新物質合成等とこの数年重要なテーマとして脚光を浴びている。科研費の補助により開発してきた時間発展的に2体間衝突近似の範囲でイオンを追跡する計算機シミュレーション・コードは分子動力学法に劣らず有力で計算時間が圧倒的に少なくて済む利点があることが判明した。その応用のひとつとして、半導体工学で確立しているイオン・インプランテーションに代わるクラスター・インプランテーションの可能性を計算機シミュレーションを通して研究することを最終目標にしている。本年度はとくに高速イオンインプランテーションのプログラムの開発に研究の重点をおき、その成果は93年度秋の応物学会で発表した。今、現在は高速重イオンのインプランテーションを評価できるプログラムを開発中である。また、2体間衝突近似に基づく時間発展的に固体内原子衝突を追跡するDYACATコードを基礎にした任意の結晶系にたいしてクラスター・ビーム照射をシミュレイトできるコード(DYACOCT)をPKAによる放射線損傷のシミュレーションに応用し結果を93年度秋の物理学会で発表した。

また、非晶系の2体間衝突近似に基づく時間発展的に固体内原子衝突を追跡するDYACATコードを用いてスパッタリングに伴うクラスター形成の機構のシミュレーションを実行し、世界で始めてスパッターされた3原子分子のエネルギースペクトルの計算に成功し、その成果は11月7日から横浜で開かれたSIMS IXで招待講演を勤めた。クラスターインプランテーションの研究にとって、最も重要なことはシミュレーションコードDYACAT,DYACOCTの精度を高めることにある。そのためには多くの実験のある事例を選び、シミュレーションをして結果を比較する必要がある。なぜなら、クラスターインプランテーションは未だ実験の報告例がないからである。そのひとつの例として、よく実験値の報告されている放射線損傷分野のはじきだしエネルギーをDYACOCTを用いて計算し、実験と比較した。その結果、DYACOCTはよい評価を与えることが判明した。また、クラスター照射に関する研究として、重水クラスターおよび重イオンクラスターによるクラスター衝撃核融合のシミュレーションを実行しクラスター照射におけるクラスター効果についての計算を行なった。クラスター効果のうち加速効果については原子あたりのエネルギーが小さいほどその効果は大きいことが判明した。これは弾性散乱断面積が低速ほど大きくフェルミシャトル過程の可能性が大きいことに対応している。また、つゆはらい効果については入射粒子の質量が標的原子のそれよりも大きい場合に顕著であり、クラスターサイズが大きければより大きい効果を生むことがわかった。このことからクラスターインプランテーションにおいてはつゆはらい効果を利用するべだから、本研究ではAsイオンをシリコン結晶にインプラントすることを考える。最近、Armigiato等による1.06MeV Asイオンをシリコンの(100)面に照射したSIMSの深さ分布は2つのはっきりしたピークを持っていり、彼らは1.06MeV Asイオンによるランダム・ピークと(110)面チャネリング・ピークであると結論した。しかし、我々のシミュレーションで結果は、浅い方のピークはビーム系に含まれる不純物としての分子イオンのランダム・ピークであり、深い方のピークは1.06MeV Asイオンのランダム・ピークであり、(110)面チャネリング・ピークはもっと深い方にでることがわかった。クラスターインプランテーションの観点からいって、他の可能性を検討したところ、20keV Asイオンの、<110>軸チャネリングのチャネリング・ピークを用いる方がよいことがわかった。
行動論的分析を基軸とした新たな観光まちづくり手法に関する実践的研究

本研究は、人の行動論的分析を主軸に、空間認知論をも援用しながら、観光まちづくりプラン案出のプロセスをパタン・ランゲージ化させつつ、平易なプロトコル開発をめざすものである。今年度は主として、研究計画の第1フェーズに位置づけられる事例把握・分析、ならびにプロトコルモデルの改良に注力した。1)国内における重要伝統的建造物群保存地区(以下「伝建地区」)を対象に、観光活用の実態調査をアンケート形式で実施(詳細は「進捗状況」の項参照)。/2)観光まちづくりにおける市民参加の手法について、欧州諸都市の事例調査:例えば、ベルリン市「和解礼拝堂」の事例では、戦略的にきわめて小規模にプロトコルを展開し、ステークホルダー間の関係性を重視してきたことで、結果的に今日では世界中の若い世代のボランティアを惹きつける観光交流コンテンツ(ベルリンの壁財団主催の「ベルリンの壁・調査プロジェクト」等)を形成するに至ったことを検証した。また、こうした小さな文化創出活動の舞台を多数整備することで、多方面からの参画可能性を拡げ、持続的な(国外紛争地なども含む)人的ネットワーク拡大、学びのプログラムの拡充に繋がり、ひいてはこれが観光まちづくりのベースを成していることを明らかにした。その他、同様に先駆的プログラムを推進する団体(およそ30件)へのヒアリング調査を進め、主にプロトコル開発上、重要な3点(a:ガイディングが観光交流の基盤を成している(解説ツアー形式で詳細に伝える)/b:あくまでも歴史の現場に寄り添って活動すること(時代の目撃者からの証言聞き取り等を重視)/c:文化観光コンテンツを固定化せず常に更新されている)を解明した。近年、わが国の地域振興や観光促進等の動きの中で、各地域での観光まちづくりが盛んに試みられているものの、地域住民の「内発的な観光まちづくり活動」と行政施策等「上位計画」とを有機的に連携させる媒体や手法(プロトコル)が不足しているため、実効性のある観光コンテンツの創出に結びつきにくいことが指摘されている。そこで、観光まちづくりに関わる調査・立案がスムーズに遂行できるプロトコルの開発を視野に入れつつ、今年度はとくに伝建地区における観光の実態を把握する基礎調査を実施(2018年9月10日から同年11月12日まで/無記名式アンケート/有効回答数63(回答率70パーセント))。その結果、来訪者と地域住民間を有機的に関係づけ、観光交流を双方にとって有益なものとするプロトコル(互酬性・互恵性を伴った開発手法)の必要性が改めて明確になった。例えば、来訪者(インバウンド)の増加に伴い、地域住民との間でトラブルが発生したり、相互の信頼関係を損ねるような出来事が、およそ16パーセントで発生しており、「民家に勝手に入る」、「花壇がゴミ入れられる」などのマナー問題が生活環境を脅かしている。これに伴い、ガイディング(とりわけ外国語による)の必要性など、来訪者地域間の交流関係を密にする具体的なパスが求められている実態が浮き彫りになった。総じて、「伝建地区において文化財の保護・活用と観光促進との間のバランスを適度に保つことは重要か」との問いには、87パーセントが「重要である」との考えを示し、本研究のめざす関連プロトコルが多くのケースで有効である蓋然性を明らかにした。以上を踏まえ、当初の計画通り、順調に進展しているものを判断している。これまでの「現状把握」から「プロトコルの設計に関わるフェーズ」へと移行していく。具体的には、山口県内の伝建地区(3件)、並びに今年度における伝建地区への基礎調査結果の分析を進め、さらなる実地調査に最適であると考えらえる3か所程度を対象にワークショップ形式で調査(代表者独自の「動詞抽出調査法」を用いて)し、得られた「動詞」をテキストマイニング法で体系化し、パタン・ランゲージ化を試みる。これと並行して、文化遺産を維持・保存しつつ、観光活用も図りたいと考えている地域関係者へのヒアリングを進めプロトコルの精度を向上させる。また、現在案出中のプロトコルについて、2019年8月に予定されている国際学会等で公表し、他の研究者からの助言を集めつつ、改良を加えていく。さらに、次年度においては「プロトコルの実効性分析のフェーズ」に取り組み、下記のような成果に仕上げる。1)国内外における観光まちづくり領域の実状を踏まえつつ、ワークショップ形式での調査結果を反映させ、最終的に、実際にわが国の各自治体において導入可能な、観光まちづくりプロトコルに体系的にまとめ、かつ必要なワークシート等も併せて提言する。2)成果物として、観光まちづくりに関わる調査・立案がスムーズに遂行できる手引き書(プロトコルと総称。計30のトピックス毎にワークショップ形式で観光まちづくり企画を立案できるテキスト)を完成させる。

また、こうした小さな文化創出活動の舞台を多数整備することで、多方面からの参画可能性を拡げ、持続的な(国外紛争地なども含む)人的ネットワーク拡大、学びのプログラムの拡充に繋がり、ひいてはこれが観光まちづくりのベースを成していることを明らかにした。その他、同様に先駆的プログラムを推進する団体(およそ30件)へのヒアリング調査を進め、主にプロトコル開発上、重要な3点(a:ガイディングが観光交流の基盤を成している(解説ツアー形式で詳細に伝える)/b:あくまでも歴史の現場に寄り添って活動すること(時代の目撃者からの証言聞き取り等を重視)/c:文化観光コンテンツを固定化せず常に更新されている)を解明した。近年、わが国の地域振興や観光促進等の動きの中で、各地域での観光まちづくりが盛んに試みられているものの、地域住民の「内発的な観光まちづくり活動」と行政施策等「上位計画」とを有機的に連携させる媒体や手法(プロトコル)が不足しているため、実効性のある観光コンテンツの創出に結びつきにくいことが指摘されている。そこで、観光まちづくりに関わる調査・立案がスムーズに遂行できるプロトコルの開発を視野に入れつつ、今年度はとくに伝建地区における観光の実態を把握する基礎調査を実施(2018年9月10日から同年11月12日まで/無記名式アンケート/有効回答数63(回答率70パーセント))。その結果、来訪者と地域住民間を有機的に関係づけ、観光交流を双方にとって有益なものとするプロトコル(互酬性・互恵性を伴った開発手法)の必要性が改めて明確になった。例えば、来訪者(インバウンド)の増加に伴い、地域住民との間でトラブルが発生したり、相互の信頼関係を損ねるような出来事が、およそ16パーセントで発生しており、「民家に勝手に入る」、「花壇がゴミ入れられる」などのマナー問題が生活環境を脅かしている。これに伴い、ガイディング(とりわけ外国語による)の必要性など、来訪者地域間の交流関係を密にする具体的なパスが求められている実態が浮き彫りになった。総じて、「伝建地区において文化財の保護・活用と観光促進との間のバランスを適度に保つことは重要か」との問いには、87パーセントが「重要である」との考えを示し、本研究のめざす関連プロトコルが多くのケースで有効である蓋然性を明らかにした。以上を踏まえ、当初の計画通り、順調に進展しているものを判断している。これまでの「現状把握」から「プロトコルの設計に関わるフェーズ」へと移行していく。具体的には、山口県内の伝建地区(3件)、並びに今年度における伝建地区への基礎調査結果の分析を進め、さらなる実地調査に最適であると考えらえる3か所程度を対象にワークショップ形式で調査(代表者独自の「動詞抽出調査法」を用いて)し、得られた「動詞」をテキストマイニング法で体系化し、パタン・ランゲージ化を試みる。これと並行して、文化遺産を維持・保存しつつ、観光活用も図りたいと考えている地域関係者へのヒアリングを進めプロトコルの精度を向上させる。また、現在案出中のプロトコルについて、2019年8月に予定されている国際学会等で公表し、他の研究者からの助言を集めつつ、改良を加えていく。
酵素複合体を導入した光合成細菌によるエチレン生産の相乗機構の解明と大量生産の研究

2014年度は、ACSの酵素モル比を1から2へ(strain SOC3A)、ACOの酵素モル比を1から2へ(strain SOC3B)それぞれ変更し、それぞれ1.3倍、1.7倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。また、2015年度は、MTA1(strain SOC3D1)および2(strain SOC3D2)を酵素反応系へ組み込み、それぞれ1.6倍、1.9倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。2016年度は、二酸化炭素からバイオエチレンへの物質変換効率を検討する事を目的に、バイオエチレン生産株のCO2吸収量とエチレン生産量を観察し、その比較を野生株(WT)との間で行った。本研究課題は、光合成細菌の光合成産物をバイオエチレンとして回収する研究である。さらに、嫌気性微生物のバイオマス分解システムを模倣した酵素複合体化技術により、エチレン生合成酵素を光合成細菌で効率よく機能させ、高効率なバイオエチレン生産のための基盤の開発を行った。本年度では酵素複合体反応系の最適化を試みた。具体的には、既存の酵素複合体(SOC2)を構成するところの1-アミノシクロプロパン-l-カルボン酸合成酵素(ACS)およびACC酸化酵素(ACO)の酵素組成比を変更した。すなわち、ACSの酵素モル比を1から2へ(SOC3A)、ACOの酵素モル比を1から2へ(SOC3B)それぞれ変更し、それぞれ1.3倍、1.4倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。よって、酵素のモル比変更によるバイオエチレン生産効率の上昇理論値を得た。いっぽう、CO2削減効果の定量化に係る、二酸化炭素からバイオエチレンへの物質変換効率が明らかでない。そこで、構築したバイオエチレン生産株(SOC2およびSOC3B)のCO2吸収量とエチレン生産量を観察し、その比較を野生株(WT)との間で行った。結果、バイオエチレン生産株はより多くのCO2を吸収することを明らかにした。以上より、光合成細菌で発現させたエチレン生合成酵素が複合体化によって効率よく機能し、二酸化炭素から光合成的にバイオエチレンを生産させる技術の確立が期待される。現代の社会は、プラスチックなどの化成品の大量生産によって支えられている。さらには、その原料ガスであるエチレンの生産過程において二酸化炭素が大量に排出される。二酸化炭素の削減を目的に、本研究は、光合成細菌の光合成産物をバイオエチレンとして効率よく回収する研究である。さらに、嫌気性微生物のバイオマス分解システムを模倣した酵素複合体化技術により、エチレン生合成酵素を光合成細菌で効率よく機能させ、高効率なバイオエチレン生産のための基盤開発を行った。本年度では、酵素複合体反応系の最適化を目的に、酵素の組成を改良し、生産効率を高めることを試みた。具体的には、メチルチオアデノシン(MTA)によるACSの活性阻害を回避させるためMTAヌクレオシダーゼ(MTAN)を既存の複合体へ組み込み、これらを構築し新規の酵素複合体(SOC3D1およびSOC3D2)を得た。すなわち、Arabidopsis thaliana由来cDNAクローンからMTAN1/2遺伝子を、Clostridium josuiゲノムDNAからCel8A由来ドックリン遺伝子を、それぞれPCR法で増幅させ、これらを融合させたキメラサブユニットAtMTAN1-CjdocおよびAtMTAN2-Cjdocを構築した。これらは既存の酵素複合体へ、A. thaliana由来MTAN1および2を新規に組み込んだ。つぎに、当該酵素複合体を発現するシアノバクテリアのバイオエチレン生産量を定量した結果、既存のstrain SOC2と比較して、strain SOC3D1は1.6倍のバイオエチレン生産量増加を、strain SOC3D2は1.9倍のバイオエチレン生産量増加をそれぞれ観察した。よって、酵素の組成変更によるバイオエチレン生産効率の上昇理論値を得た。当初の計画通り、平成27年度においては、構築した酵素複合体を光合成細菌で発現させ、バイオエチレンの生産効率を測定した。具体的にはH26年度に構築した酵素複合体(SOC3AおよびSOC3B)のみならず、本年度に構築した酵素複合体(SOC3D1およびSOC3D2)を保持するシアノバクテリアのバイオエチレン生産効率を測定した。以上より、当初の計画通り、おおむね順調に進めていると判断した。本年度は、CO2削減効果の定量化に係る、二酸化炭素からバイオエチレンへの物質変換効率を検討する事を目的に、バイオエチレン生産株(strain SOC2およびstrain SOC3B)のCO2吸収量とエチレン生産量を観察し、その比較を野生株(WT)との間で行った。バブリングによる培養を18時間行ったとき、strain SOC2、strain SOC3BおよびWTのCO2吸収量はそれぞれ3.2 ul/O.D.730、3.8 ul/O.D.730および2.7 ul/O.D.730の値を得た。すなわち、バイオエチレン生産株はより多くのCO2を吸収することを明らかにした。また、18時間で生産されたバイオエチレンは、SOC2が1.6 nL C2H4/ml/O.D.730、SOC3Bが3.5 nL C2H4/ml/O.D.730であった。したがって、単位CO2体積(&#181;l)当たりのバイオエチレン生産量は、SOC2およびSOC3Bいずれも3.2 nL C2H4/ml/O.D.730/ul CO2の値となり、エチレン生産に利用されるCO2の体積は一定であることを明らかにした。

これより、2CO2 + 2H2O →C2H4 + 3O2の化学反応式から1モルのエチレン生成には2モルのCO2が利用されることから鑑みて、CO2の物質変換効率は0.64%であると考えられる。最後に、以上得られた結果から、本研究のバイオエチレン製造法はバイオエチレン生産量とCO2吸収量の間で正に比例する、より多くのバイオエチレン生産がより多くのCO2削減効果を生じることを明らかにした。2014年度は、ACSの酵素モル比を1から2へ(strain SOC3A)、ACOの酵素モル比を1から2へ(strain SOC3B)それぞれ変更し、それぞれ1.3倍、1.7倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。また、2015年度は、MTA1(strain SOC3D1)および2(strain SOC3D2)を酵素反応系へ組み込み、それぞれ1.6倍、1.9倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。2016年度は、二酸化炭素からバイオエチレンへの物質変換効率を検討する事を目的に、バイオエチレン生産株のCO2吸収量とエチレン生産量を観察し、その比較を野生株(WT)との間で行った。当初の計画通り、平成26年度においては、(1)コヘシンAcを2ヶ、コヘシンCtを1ヶ連結したキメラ軸タンパク質2B(Cip2B)の新規構築を行った。その結果、酵素複合体の酵素モル比を変更した新たな複合体を得た。(2)Rf,Ac,Ctの3種類のコヘシンを連結したCip3およびSAM-Docの新規構築と発現を行った。また、これらを用いてin vitroでの複合体形成試験を行った。現在、光合成細菌へ、これら新規構築したサブユニットを発現させるベクターの構築が進行している。(3)異なるプロモーターを組み込んだベクターの新規構築を行った。本年度では光誘導性プロモーターpsbA1を用い、バイオエチレン合成試験を行った。(4)CO2削減効果の定量化を目的に、二酸化炭素からエチレンへの物質変換効率を求めた。結果、エチレン生産量とCO2固定化量の相関関係を明らかにした。以上より、当初の計画通り、おおむね順調に進めていると判断した。平成28年度は、酵素複合体(SOC3D1およびSOC3D2)の培養最適条件を検討する。さらに、当該酵素複合体を導入した光合成細菌の二酸化炭素からエチレンへの物質変換効率を検討し、より成果を上げるために精力的に研究を展開する。合成生物学平成27年度は、既存の複合体(SOC2)および新規に構築した酵素複合体(SOC3AおよびSOC3B)に加え、SAM-Docを含む酵素複合体を用いたバイオエチレン生産効率を測定する。また、ACSの酵素阻害を回避させるため、Arabidopsis thaliana由来メチルチオアデノシン(MTA)ヌクレオシダーゼ(MTAN)1および2を新規に組み込んだ酵素複合体を構築する。MTAN1および2は、ACSの反応産物MTAをメチルチオリボースへ加水分解させ、これによるMTAのACS活性阻害が期待できる。さらに、これら酵素複合体シリーズを持つ光合成細菌の培養最適条件を検討し、より成果を上げるために精力的に研究を展開する。
免疫システムにおける肥満細胞の機能解明

皮膚炎の病変部には好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球などの炎症細胞の浸潤および肥満細胞の増加が認められる。しかしな力弐ら刺激性皮膚炎の病態形成における肥満細胞、好酸球、および好塩基球の関係性や役割にっいては依然不明である。そこで、クロトンオイルによるマウス刺激性皮膚炎モデルを用いて本課題の検証を行った。まず初めに、肥満細胞除去マウスを用いた結果、刺激性皮膚炎は減弱すること渉わかった。興味深いことに、好酸求の存在しない△db1GATAマウスでも刺激性皮膚炎は著明に減弱し、好酸球の過剰発現しているIL-5トランスジェニックマウスでは刺激性皮膚炎は著明に増強していた。このことより、刺激性皮膚炎において肥満細胞および好酸球が重要な役割を果たしていることが示唆された。この刺激性皮膚炎マウスモデルの病変部では好酸球と好塩基球渉共存在していることから、好酸球と好塩基球の関係に着目し解析をすすめた。抗FcεR1抗体を用い、好塩基球を除去すると、皮膚への好酸球浸潤は減弱した。同様の結果が、ジフテリアトキシン投与により好塩基球を除去した好塩基球除去モデルマウス(Bas TRECKトランスジェニックマウス)においても認められた。これらのことより、好塩基球が好酸球の皮膚浸潤を促進していることが示唆された。続いて好塩基球による好酸球の走化性や活性化への影響をin vitroにて検討した。骨髄由来好塩基球を作成し好酸球と共培養を行うと、好酸球の活性化マーカーであるCD69、CD86、ICAM-1の発現が上昇した。また、IL-3存在下において、好塩基球は好酸球の走化因子の一つであるRANTES/CCL5を産生していた。さらにチャンバーを用いたケモタキシスの実験では、骨髄由来好塩基球を下側においた時には、好酸球の走化性を促進した。この現象は骨髄由来肥満細胞を用いても観察された。骨以上より、好塩基球カミ皮膚への好酸球の浸潤と活性化に関与していることが示唆された。皮膚免疫における肥満細胞の機能解析に留まらず好塩基球および好酸球の役割に関しても新たな知見が得られた。刺激性接触皮膚炎における肥満細胞、更には好塩基球、好酸球の役割を明らかとした。これまでの研究で肥満細胞、好酸球、好塩基球は相互作用する事で様々な皮膚免疫において重要な機能を果たしている。今後は異なる皮膚炎モデルでこれら細胞の相互作用の詳細を検討していく予定である。アレルギー性接触皮膚炎は、皮膚免疫応答のプロトタイプともいえる反応であり、免疫記憶を容易に観察できるモデルとして古くから盛んに研究が行われている。接触皮膚炎は、樹状細胞やT細胞が重要な役割を果たすことは疑いないが、肥満細胞の役割についても古くから注目されている。肥満細胞は接触皮膚炎発症において樹状細胞との相互作用が示唆されているがその詳細なメカニズムは明らかとされていない。そこで、接触皮膚炎における樹状細胞および肥満細胞の役割、相互作用を検証することを本研究の目的とする。皮膚肥満細胞を特異的に除去させるマウスモデルを確立し、このマウスにおいて、ハプテンを用いた接触過敏反応を誘導させ、接触皮膚炎形成における肥満細胞の役割および樹状細胞に与える影響を検証する。肥満細胞欠損マウスにおいてハプテンを用いた接触皮膚炎を誘導したところ耳介腫脹は有意に減弱していることが明らかとなった。更に、接触皮膚炎感作相のみ肥満細胞を除去したモデルにおいて耳介腫脹は減弱し、このモデルに骨髄由来肥満細胞を再供給することで減弱が相殺された。肥満細胞除去時においては、皮膚ランゲルハンス細胞および真皮樹状細胞の遊走能、成熟度は有意に減弱していた。In vitroの実験では、骨髄より誘導した樹状細胞および肥満細胞を共培養することで、樹状細胞の成熟度は増強され、この相互作用にはICAM1-LFA1を介した細胞接着および肥満細胞が産生する膜型TNFαが必要であった。皮膚肥満細胞は皮膚の樹状細胞の遊走・成熟を促進することにより、接触皮膚炎の成立に深く関与していることが示唆された。更に接触皮膚炎感作時には真皮内で肥満細胞と樹状細胞が接触を介した相互作用が重要であることが明らかとなった。Mas TRECK TgマウスDT処理後、肥満細胞のみ除去された状態で接触皮膚炎を確認したところ野生型に比べ接触皮膚炎反応が減弱していることが明らかとなった。ハプテンの種類や濃度によってW/Wvマウスの接触皮膚炎反応が不変か減弱するか考えられていることから、異なる2つのハプテンを用いて検証したところ、どちらのハプテンでも接触皮膚炎反応が減弱することが明らかとなった。さらにoxazoloneの濃度を低濃度もしくは高濃度と変えて感作を行ったところ、どちらの濃度においても接触皮膚炎反応が減弱することが明らかとなった。これより肥満細胞が接触皮膚炎に関与しているということを新しいモデルマウスを用いて示すことが出来た。W/WvとMas TRECKTgマウスの実験結果の違いは、W/Wvマウスが肥満細胞の欠損のみならず、メラノサイトの欠損、また重度の貧血があることに加え、先天的に肥満細胞が欠損していることによる免疫細胞のホメオタシスの影響があることによるものと考えられる。

今回、我々はconditionalかつspecificに肥満細胞を除去できるMas TRECK Tgマウスを用いて、肥満細胞が接触皮膚炎反応に大きな影響を与えていることを証明した。一方、「循環する肥満細胞」と表現され肥満細胞の代用としか考えられてこなかった好塩基球が、近年、ある状況下でTh2分化を誘導する重要な働きを担うことが明らかになった。そこで、BasTRECKマウスにおいて、ハプテンを用いた接触過敏反応およびハプテン反復塗布モデルにて好塩基球の役割を検証した。好塩基球欠損マウスにおいてハプテンを用いた接触皮膚炎を誘導したところ耳介腫脹は変化がないことが明らかとなった。これは肥満細胞欠損マウスと異なる結果となった。一方、ハプテン反復塗布モデルでは好塩基球欠損マウスにおいて急性期の炎症反応が有意に減弱している事が明らかとなった。しかしながら、オボアルブミン(OVA)誘発皮膚炎モデルでは皮膚炎に野生型マウスと好塩基球マウスの差が見られなかった。接触皮膚炎において好塩基球は発症に関与しないもののハプテン反復塗布モデルでは重要な役割を果たしている事が明らかとなった。また、好塩基球はOVA誘発性皮膚炎では発症に関与しない事が明らかとなった。皮膚炎の病変部には好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球などの炎症細胞の浸潤および肥満細胞の増加が認められる。しかしな力弐ら刺激性皮膚炎の病態形成における肥満細胞、好酸球、および好塩基球の関係性や役割にっいては依然不明である。そこで、クロトンオイルによるマウス刺激性皮膚炎モデルを用いて本課題の検証を行った。まず初めに、肥満細胞除去マウスを用いた結果、刺激性皮膚炎は減弱すること渉わかった。興味深いことに、好酸求の存在しない△db1GATAマウスでも刺激性皮膚炎は著明に減弱し、好酸球の過剰発現しているIL-5トランスジェニックマウスでは刺激性皮膚炎は著明に増強していた。このことより、刺激性皮膚炎において肥満細胞および好酸球が重要な役割を果たしていることが示唆された。この刺激性皮膚炎マウスモデルの病変部では好酸球と好塩基球渉共存在していることから、好酸球と好塩基球の関係に着目し解析をすすめた。抗FcεR1抗体を用い、好塩基球を除去すると、皮膚への好酸球浸潤は減弱した。同様の結果が、ジフテリアトキシン投与により好塩基球を除去した好塩基球除去モデルマウス(Bas TRECKトランスジェニックマウス)においても認められた。これらのことより、好塩基球が好酸球の皮膚浸潤を促進していることが示唆された。続いて好塩基球による好酸球の走化性や活性化への影響をin vitroにて検討した。骨髄由来好塩基球を作成し好酸球と共培養を行うと、好酸球の活性化マーカーであるCD69、CD86、ICAM-1の発現が上昇した。また、IL-3存在下において、好塩基球は好酸球の走化因子の一つであるRANTES/CCL5を産生していた。さらにチャンバーを用いたケモタキシスの実験では、骨髄由来好塩基球を下側においた時には、好酸球の走化性を促進した。この現象は骨髄由来肥満細胞を用いても観察された。骨以上より、好塩基球カミ皮膚への好酸球の浸潤と活性化に関与していることが示唆された。肥満細胞除去モデルマウスでの接触皮膚炎の役割が解明され、順調に進展している。皮膚免疫における肥満細胞の機能解析に留まらず好塩基球の役割に関しても新たな知見が得られた。
マメ科作物における根の生育診断のための根系構造・機能解析モデルの開発

1.マメ科作物の根系の生育診断を行うために、樹型のパイプモデル理論を応用して作成した根系構造機能解析モデル(ルートモデルと呼ぶ)を考案した。ダイズ根系によってルートモデルの実用性を検討するために、幼植物期からに根系が完成する結実期まで生育ステージを追って各期の根系にそのモデルを当てはめてた。また、その際、根粒の着生・生長量・活性のデータを重ね合わせることによって、根系の形態的・量的形質と窒素固定体制を同時に比較解析した。2.種々の栽培条件下(窒素量・土壌硬度・水分・移植・培土等)で生育した諸形質の異なるダイズ根系についてルートモデルを当てはめ、それぞれの根系構造・根粒の動態・窒素固定能の関係ならびにそれらの変化を解析し、根系の構造・機能解析モデルとしての総合的な実用性を確認した。また、根粒の有無による根系構造の変化を根粒無着生変異種と根粒超着生変異種で比較した。3.マメ科作物各種ならびに他の植物・作物根系へのルートモデルの当てはめを行って、各種根系の形態的分類を検討した。マメ科作物の根系構造と機能を解析するために、マメ科作物の根系が樹枝状であることに着目して樹形のパイプモデル理論を応用した根系構造モデル(ルートモデルと呼ぶ)を考案した。このルートモデルは根系の機能と密接に関係すると考えられる根径別の根量を簡便に把握するために根系を構成するすべての根を直径階級別に根体積(または表面積)で図示したものである。また、必要に応じて根粒分布を着生根の根径別に同モデル上に示し、窒素固定活性も合わせて検討することが可能である。本年度は、ルートモデルにより、ダイズの生育に伴う根系構造の変化とダイズの根系構造に及ぼす栽培環境等の影響を解析したほか、マメ科作物の根系構造の特徴をより明確にするために禾本科を含む数種作物との根系構造の比較解析を実施した。その結果、ダイズ根系が生育に伴って大型化するなかで、パイプモデルから外れる多量の細根部をもつことが明らかになり、根系上での根粒の着生状況を生育時期別に把握できた。また、肥培管理(窒素施用量・移植・培土・水耕)、土壌生物性(滅菌土・VA菌根菌・根粒菌)、土壌物理性(土壌硬度)および光条件(遮光)の各影響、ならびに根粒着生変異株を用いてダイズの生育をみたなかで根系構造の可塑性についての有益な検討が実施できた。さらに、根型が異なる各種作物のルートモデルを対比することによって、各作物の根系構造の特徴を明らかにし、これまで困難であった種間における統一的な根系構造の解析の可能性を示唆した。作物根系の機能を構造(形態)から評価するために、パイプモデル理論を応用した根系構造モデル(ルートモデルと呼ぶ)による解析法について検討した。ルートモデルは根を直径階級別に根体積(または表面積)で図示したものである.また,マメ科作物では根粒分布を着生根の根径別に同モデル上に示し,窒素固定活性も合わせて検討することが可能である.本年度は,1.ダイズの生育に伴う根系構造の変化と根系構造に及ぼす栽培環境(遮光・過湿・過乾燥)の影響をルートモデルにより解析した.また、その際、根粒の着生状況と根粒のアセチレン還元能を根粒の着生根別に測定し、ルートモデルの形状と根粒活性の関連について検討した。2.一方、根粒着生と根系構造の関連を知る一環として、根粒着生変異系統(超根粒着生系・根粒非着生系・原品種(エンレイ))を用いて、ルートモデルと同モデル上の根粒着生パターンについて検討した。3.さらに,昨年度に引き続き、マメ科作物の根系構造の特徴をより明確にするために各種作物・植物(マメ科作物、禾本科作物、葉菜類、果菜類、草花類、雑草)のルートモデルを作成して、各作物・草種別の根系構造の特徴を明らかとし種間における根系構造の相違と解析法について検討できた.以上のことから、本課題で考案した『ルートモデル』は根系の構造と機能解析に対応出来ると判断された。ただし、個々の作物の根系構造の解析については、それぞれのルートモデルの形状の確認とその可塑性の程度を解析しうるだけの十分なデータを得ておく必要がある。