hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋小胞体カルシウムポンプのATP結合部位の構造と機能に関する研究

次に、我々はATP結合によって起こるCa^<2+>-ATPase分子の構造変化を解析することに研究を発展させている。このため、Ca^<2+>-ATPaseの内因性トリプトファン蛍光、及び特異的アミノ酸残基に導入した外因性プローブの蛍光のATPによる変化をストップドフロー法で測定し、これらの時間経過をラピッドクエンチング法によって測定したリン酸化中間体(EP)形成の時間経過と比較している。現在のところ、細胞質領域に存在するATP結合部位近傍では酵素・ATP複合体が形成するステップとEPが形成するステップで構造変化が起こること、他方Ca^<2+>輸送部位が存在する膜貫通領域とその近傍ではEPが形成するステップで構造変化が起こることを示唆する結果が得られている。そこで今後、触媒部位及びCa^<2+>輸送部位において、Ca^<2+>輸送のどの過程でどのような構造変化が起こるかを明確にし、両部位間における構造変化の伝達機構について検討したい。さらに、これらの変化におけるCa^<2+>-ATPaseの分子間相互作用の役割について検討したい。家兎骨格筋から分離した筋小胞体を用いて、下記(1-3)の結果を得た。1.ほとんどすべてのリン酸化部位(触媒部位)がリン酸化する条件で、筋小胞体をATPあるいはPiでリン酸化した。この筋小胞体を界面活性剤(LDS)で可溶化して高速ゲル濾過を行ないCa^<2+>-ATPase蛋白を精製した。この蛋白のリン酸化量は、4.57(ATP)および4.94(Pi)nmol/mg蛋白であった。2.筋小胞体の特異的FITC結合部位のほとんどすべてをFITCでラベルし、LDSで可溶化して高速ゲル濾過を行ないCa^<2+>-ATPase蛋白を精製した。この蛋白をトリプシンで分解してペプチドマッピングとシークエンシングを行なったところ、Lys-515がきわめて特異的にFITCでラベルされていること、およびこの特異的ラベルはATPで完全に抑制されることが明らかとなった。ラベルされたLys-515の最大量は8.19nmol/mg蛋白であった。3.ATPによるリン酸化を完全に阻害するLys-515のFITC結合量は6.4nmol/mg蛋白であった。1と2の結果は、Ca^<2+>-ATPaseの触媒部位含量は、ラベルされたLys-515の量およびCa^<2+>-ATPase蛋白が完全に精製されたとして計算されるCa^<2+>-ATPaseポリペプチド量(9.06nmol/mg蛋白)のほぼ1/2であることを示している。従ってCa^<2+>-ATPase1分子には1個のATP結合部位(Lys-515のFITC結合部位)が存在すること、この内の半数がATPやpiでリン酸化される触媒部位であること(half-of-the-sites reactivity)が明らかとなった。以上よりCa^<2+>輸送の機能単位はCa^<2+>-ATPaseの二量体であることが強く示唆された。また3の結果は、二量体を構成するCa^<2+>-ATPase分子の内の一方に選択的にFITCが結合してATPによるリン酸化を阻害することを示唆している。今後、Ca^<2+>輸送におけるCa^<2+>-ATPaseの分子間相互作用の役割と機構について検討したい。そこで今後、触媒部位及びCa^<2+>輸送部位において、Ca^<2+>輸送のどの過程でどのような構造変化が起こるかを明確にし、両部位間における構造変化の伝達
出芽におけるウイルス蛋白質の協調的作用と細胞骨格系の関与の解明

本年度は、センダイウイルスのマトリクス(M)蛋白質中のYLDL配列が、この蛋白質のもつウイルス様粒子(VLP)の形成・出芽能に重要であることを明らかにした。さらに、M蛋白質がこの配列を介して、宿主の多小胞体ソーティングなどに関与するAlix/AIP1と機能的に相互作用することを見いだした。Alix/AIP1は、センダイウイルスのアクセサリー蛋白質であるC蛋白質とも相互作用することが報告されているが(Sakaguchi et al., 2005)、Alix/AIP1上の相互作用部位が、M蛋白質とC蛋白質で異なること、また、以前に報告されているC蛋白質によるVLPの出芽促進作用は、M蛋白質とAliX/AIP1との相互作用に依存しないこと等を明らかにした。以上の結果を論文にまとめ発表した(Irie et al., 2007)。また、C蛋白質による出芽促進作用のメカニズムを明らかにすることをめざし、以下のことを明らかにした。すなわち、C蛋白質のN末端配列は原形質膜へのターゲッティングシグナルとして機能するが、C蛋白質との相互作用により、Alix/AIP1が出芽の場である原形質膜にリクルートされる。これにより多小胞体ソーティングに関与するESCRT複合体がリクルートされ、これを出芽に利用できるようになり、出芽が促進される。これらの結果を論文にまとめ、現在投稿中である。以上の結果から、M蛋白質とC蛋白質はそれぞれ出芽の原動力としての機能及び出芽を促進する機能といった別個の役割を果たすことが明らかとなったが、本年度は、さらにこれらが出芽においてどのように連携するのかを明らかにしたい。
難治性アカシジアの薬物治療と病態の解明に関する電気生理学的研究

昨年度の検討では、抗精神病薬誘発性難治性アカシジア患者の治療前には、総睡眠時間の減少、睡眠効率の低下、Stage III,IVの深睡眠の減少が認められ、PLM indexが高値であるが、治療後にはPLM indexが低下するとともに総睡眠時間、睡眠効率、深睡眠の減少が改善することを報告した。本年度はアカシジアの既往歴のない精神分裂病患者を対象として同様の検討を実施し、昨年度の結果と比較検討した。対象は精神分裂病患者12名であった。睡眠変数は入眠潜時39.5分、REM潜時150.5分、総睡眠時間447.9分、睡眠効率88.4%、睡眠段階(%SPT)別ではStage W 11.6%、Stage I 15.2%、Stage II 37.5%、Stage III 15.8%、Stage IV 7.5%、Stage REM 12.2%、精神症状の評価であるBPRSは36.7点、PLM indexは3.9/hであった。この結果を昨年度のアカシジア治療後の患者の成績と比較すると、アカシジア治療後の患者の総睡眠時間、睡眠効率、PLM indexはアカシジアの既往歴のない群と比べて差はないが、深睡眠の割合は、アカシジアのない群と比較して減少していた。以上の結果からアカシジア患者において認められる睡眠障害には、睡眠維持の障害、Stage III,IVの深睡眠の減少などの睡眠構築の異常が認められ、これらは睡眠中に認められた睡眠時ミオクローヌスと関連があることが明らかとなった。今後はこの研究成績を、アカシジアとの異同が問題となっているrestless legs症候群の睡眠構造と比較検討する研究に展開する予定である。抗精神病薬誘発性難治性アカシジア20例、およびアカシジアの認められない患者3例の合計23例に終夜睡眠ポリグラフィー検査を実施した。また、同時にアカシジアの評価をPrince Henry Hospital Akathisia Scaleで、また精神症状をBreif Psychiatric Rating Scale(BPRS)で評価した。このうち難治性アカシジアで薬物治療によりアカシジアが消失した10例については治療後にも同様の検査を実施し、治療前後の結果と比較検討した。以上から、アカシジア患者に認められる睡眠障害は、高率に存在する睡眠時ミオクローヌスが主な原因であることが明らかになった。次年度も引き続き同様の方法で検討を深める予定である。

以上の結果からアカシジア患者において認められる睡眠障害には、睡眠維持の障害、Stage III,IVの深睡眠の減少などの睡眠構築の異常が認められ、これらは睡眠中に認められた睡眠時ミオクローヌスと関連があることが明らかとなった。今後はこの研究成績を、アカシジアとの異同が問題となっているrestless legs症候群の睡眠構造と比較検討する研究に展開する予定である。
ケミカルスクリーニングによるES/iPS細胞-心筋分化促進化合物の発見と機能解析

ES細胞を用いたケミカルスクリーニング系を構築し、心筋分化を促進する新しい低分子化合物KY02111を発見した。さらにこの化合物を用いて、安定で高効率な臨床グレードのiPS-心筋分化誘導法を世界で初めて開発した。この方法は現在最も臨床に適しており、低コストで高純度な心筋細胞が得られる。またこの方法は従来の誘導法よりも成熟した心筋細胞に分化していた。この研究はCell姉妹誌であるCell ReportsのBest of 2012に選ばれた。またこの心筋分化誘導法を用いて、ヒトiPS-心筋細胞から心筋シートを作製し、心筋梗塞後の不整脈の原因となる廻旋波モデルを作製することに世界で初めて成功した。申請者は、ES細胞を用いた簡便なケミカルスクリーニング系を構築し、この系を用いてiPS細胞から心筋分化を促進する全く新しい低分子化合物KY02111を発見した(Cell Reports: Minami et al.)。KY化合物は既知の心筋分化促進化合物やタンパク質と比べて非常に強い効果を持っており、このKY化合物を用いて、安定で高効率な臨床グレードのiPS-心筋分化誘導法を世界で初めて開発した。この心筋分化誘導法は、ヒトアルブミンを必要とする以外、培養液中に動物由来血清や増殖因子などを含まない化学合成培地による手法であるため、今現在最も臨床に適しており、それに加えて高純度(98%)な心筋細胞を得ることができる(従来は1060%)。さらに化合物で構成される合成培地はサイトカイン等を含む通常の分化培地に比べてコストが顕著に抑えられる。移植に最低限必要とされる10億個の細胞を準備するのに、従来の方法だと1000万ほどかかる費用を50万(20分の1)までに下げることができた。またこのKY化合物は従来の誘導法よりも、チャネル応答や電気的機能、豊富なZ帯を伴う筋原線維や筋形質小胞体の細胞構造、成熟心室筋のマーカー分子であるMLC2vタンパク発現様式において比較的成熟した心筋細胞に分化できていることを見出した。この研究は、Cell姉妹誌であるCell ReportsのBest of 2012に選ばれ、既にいくつかの大学機関や企業に対し化合物と分化誘導プロトコルを提供している。また申請者らは、上述の心筋分化誘導法を用いて、ヒトiPS細胞由来の心筋細胞から円形の心筋シートを作製し(Eur Heart J: Kadota et al.)、このiPS-心筋シートを用いて、心筋梗塞後の頻脈性不整脈の原因となる廻旋波のモデル細胞を作製することに世界で初めて成功した。今年度の研究において、ヒトES/iPS細胞の心筋分化を促進する低分子化合物Kを同定した。この化合物Kを用いることで、ES/iPS細胞の心筋分化を非常に効率よく分化させることが可能になった。また、10種類以上のES/iPS細胞株で安定した心筋分化促進効果が得られることが明らかになった。さらに、ヒト以外の異種成分を含まない既知組成培地(Xeno-free defined medium)による心筋培養方を開発することができた。このような心筋分化の高効率性と分化の安定性を伴ったXeno-freeによる培養技術は、安全で高純度なヒト心筋細胞の安定供給を可能にし、再生医療分野において非常に有益な手法になると考えられる。また、この心筋分化誘導法を用いて、ヒトES/iPS細胞由来の心筋細胞シートを創ることが可能になった。このヒト心筋シートは、興奮伝播や薬剤応答性などの点において、実際のヒト心臓の性質をよく反映していた。この心筋シート培養技術は細胞移植や不整脈や心筋梗塞などの心臓病モデルを作成する上で非常に重要となると考えられる。さらに、心筋分化促進化合物KのヒトES/iPS細胞への分子生物学的影響を調べるため、DNAアレイ解析を行った。その結果、ある特定のシグナル伝達系に関わる遺伝子発現変化が認められている。この遺伝子発現変化を手掛かりに、化合物Kの分子レベルの働きと、心筋分化のメカニズムにアプローチすることが可能になってきている。今年度の研究により、安全で高純度なヒト心筋細胞の安定供給が可能になっている。さらに、従来の心筋分化誘導法に比べ簡便で低コストな方法であり、既にいくつかの国際共同研究によりこの心筋分化誘導法が実際に利用されるところまで来ている。このことから当初の目標である、ヒト心筋分化誘導法の開発については十分に達成されていると考える。また、心筋分化促進化合物Kの分子生物学的メカニズムについても、DNAアレイ解析などによりかなり明らかになってきており、心筋分化の分子機構についてもより詳しい知識が得られている。

まず、ヒトES/iPS細胞の心筋分化誘導法の開発としては、医療・産業利用を見据えた心筋細胞の大量培養・自動化システムの開発を目標に進めていく。また、安全性を確認するための電気生理学的試験、細胞移植試験も同時に進める。心筋分化の分子機構については、心筋分化促進化合物Kの標的分子の同定を引き続き行う。この際にはDNAアレイ実験で得られたデータが手掛かりとなる。標的分子が同定された場合、その分子の心筋分化への働きについてさらに詳しく解析する予定である。また、心筋分化促進化合物Kの標的分子の同定用として、DNA・タンパク質解析用試薬・キットの購入のために、今年度の研究費の一部(326,140円)を次年度へと繰越す。ヒトES/iPS細胞の心筋分化誘導法の開発について、細胞培養用プレート・培地・試薬の購入に使用する。また生理学的試験のために電気生理学用試薬・薬剤・ガラス電極・サーモスタット等を購入する。分子生物学的実験用にDNA・タンパク質解析用試薬・キットや、分子生物学・ケミカルバイオロジー用キット・試薬・薬剤・抗体などを購入する。
感温磁性材料埋め込み加温法による気道内腫瘍のハイパーサーミア治療

背景:進行肺癌における気道内腫瘍浸潤、気道閉塞は呼吸困難を伴うため可及的早期の気道開大が必須である.現在行われているステント挿入やレーザー焼灼などの方法はいずれも重大な合併症の可能性を有し、また患者にとっても苦痛を伴うなど問題点が残っている.そこで今回、微小感温磁性体を内視鏡下に腫瘍内に注入、体外から励磁波をあてて発熱させるハイパーサーミア治療を考案し、本研究を計画した.方法:秋田大学工学資源学部との共同研究により、まず電磁誘導による磁性体の発熱試験を行った.市販の電磁調理器の誘導加熱用コイルを用い、磁束密度を測定しつつ各種金属片の温度上昇をサーマルカメラ(AVIO TVS-600)で記録し解析した.結果:高周波磁場(7.21mT,22.91kHz)では径0.7mmのロッド状磁性体で30秒間の誘導磁場により50度付近まで加熱できることが分かった。またこのような高周波磁場を実現するためのコイル形状を解析した結果、人体にも応用可能な形状のHelmholtz coil(半径10cm,巻数300)で有効磁束密度が得られることが解明された.現在、企業に外注し冷却装置も含め臨床応用を想定した試作機を作成中である.試作機完成後は、まずラットを用いたin vivo研究により生体内での局所加温の検証、腫瘍縮小効果、および正常組織の発熱も含め熱損傷についても充分な検討を加え、早期臨床応用を目標とする.背景:進行肺癌における気道内腫瘍浸潤、気道閉塞は呼吸困難を伴うため可及的早期の気道開大が必須である.現在行われているステント挿入やレーザー焼灼などの方法はいずれも重大な合併症の可能性を有し、また患者にとっても苦痛を伴うなど問題点が残っている.そこで今回、微小感温磁性体を内視鏡下に腫瘍内に注入、体外から励磁波をあてて発熱させるハイパーサーミア治療を考案し、本研究を計画した.方法:秋田大学工学資源学部との共同研究により、まず電磁誘導による磁性体の発熱試験を行った.市販の電磁調理器の誘導加熱用コイルを用い、磁束密度を測定しつつ各種金属片の温度上昇をサーマルカメラ(AVIO TVS-600)で記録し解析した.結果:高周波磁場(7.21mT,22.91kHz)では径0.7mmのロッド状磁性体で30秒間の誘導磁場により50度付近まで加熱できることが分かった。またこのような高周波磁場を実現するためのコイル形状を解析した結果、人体にも応用可能な形状のHelmholtz coil(半径10cm,巻数300)で有効磁束密度が得られることが解明された.現在、企業に外注し冷却装置も含め臨床応用を想定した試作機を作成中である.試作機完成後は、まずラットを用いたin vivo研究により生体内での局所加温の検証、腫瘍縮小効果、および正常組織の発熱も含め熱損傷についても充分な検討を加え、早期臨床応用を目標とする.
糖尿病者の体験世界における主体的関与に関する研究

本研究は、糖尿病患者自身の糖尿病体験に焦点を当てたものである。描画法の室内画や夢の聴取を取り入れたインタビュー調査を行い、近代的自我主体とは異なる、共同体に支えられた主体の在り方や、体験における負の側面に触れることの困難さ、継続的調査面接による変容可能性について示した。慢性疾患と付き合いながら主体的に生きていくための支援としては、抱えの場の存在や、イメージの次元での否定が重要と考えられた。患者自身の取り組みが不可欠である糖尿病治療においては、病の治療と本人らしい生き方との間で葛藤が生じやすい。本研究では、患者の「糖尿病体験」を調査し、語りや夢・描画に現れる主体と糖尿病イメージとの関係性を分析するのが目的である。当初の計画では、糖尿病者と他疾患(糖尿病と異なり症状を自覚しやすい疾患)患者を比較する予定であったが、他医療機関の協力を得ることが難しく、22年度は糖尿病患者のみの調査に留まった。また、統計処理を行うに足る協力者数を2年間で集めるのは困難と判断し、2回完結の面接から継続型の面接に切り換えて調査を行っている。協力機関である病院のスタッフや臨床心理学研究者との検討会では、継続面接だからこそ見えてくる、患者の本音や支援の難しさについて活発なディスカッションが行われた。また、これまでの研究で、二つのテーマが浮き彫りとなっている。1.糖尿病治療に取り組むことによる、これまでのコミュニティ(関係性)からの一部離脱と新たなコミュニティへの参入(もしくは新たな関係性の創出)2.新たな身体性の獲得(血糖値などの数値による自他の状況の把握、血糖値を予測できるような新たな身体感覚の獲得など)1.については、コミュニティや周囲との関係性が濃密な文化と比較することで検討が進むと考えられたため、宗教儀礼や生活のための共同体が現在でも大きな位置を占めているバリ島ウブドにて、面接調査を行った。4名の糖尿病患者と1名の伝統治療者に話を聞き、現在結果を整理中であるが、日本では食事が他者との関係性に強く彩られている故の難しさがあること、また双方の文化で、治療の場から生まれるコミュニティが支えとなっている可能性が、見えてきている。本研究では、患者の。糖尿病体験」を調査し、語りや夢・描画に現れる主体と糖尿病イメージとの関係性を分析して、病と切り離せない人生をいかに主体的に生きうるのかについて検討することを目的とする。当初の計画では糖尿病者と他疾患患者を比較する予定であったが、他医療機関の協力を得ることが難しく、糖尿病者のみを調査対象とすることになった。また、統計処理を行うに足る協力者数を2年間で集めるのは困難と判断し、2回完結型から継続型の面接に切り換えて調査を行った。平成23年度は、平成22年度と同様にほぼ毎月一回の調査面接を行った。その間に、協力機関である病院スタッフや臨床心理学研究者と検討会を設け、医療スタッフが目にする療養行動も視野に入れながら、患者の体験世界について理解を深めることができた。いかに主体的に生きるかという問題は、一見逆説的であるが、周囲との関係性が重要な意味を持ってくる。そこで平成22年度より、コミュニティや周囲との関係性が濃密なバリ島ウブドにて、患者および伝統治療者に対し、糖尿病体験を聴取する面接調査を開始した。平成23年度は、調査内容にPAID(糖尿病患者の負担感情度を測る質問表)を盛り込み、患者が負担感や不安とどのように付き合い、治療を継続できているか、そこに現れてくる患者の主体を抽出することを試みた。累計で患者8名と治療者4名に話を聞くことが出来たが、周囲との関係性の問題の他、病とともに生きる困難さには「治らない病気」であるという事実が与える影響についても、検討材料が得られた。患者の主体的関与には、何らかの希望が原動力となっており、それを支える(或いは育む)心理的サポートが重要である。なお室内画を用いた研究としては、他技法との比較やバリ島との比較、縦断研究の初の試みとなった。
PUVA処理制御性樹状細胞による移植片対宿主病への新たな治療戦略

PUVA処理で樹状細胞が制御性樹状細胞の性質を獲得した。その性質が、どのような機序で獲得したか検討した。トリプトファン代謝による細胞増殖の抑制をみるため、indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO)の発現を定量PCR法にて測定したところ、樹状細胞のPUVA処理にて5倍以上の発現増加を認めた。PUVA処理が樹状細胞以外の他の血球、リンパ球(CD4、CD8、B220)にもその作用が及ぶか検討した。PUVA処理したリンパ球(CD4、CD8、B220)およびPUVA処理した樹状細胞と同系統の骨髄由来樹状細胞をstimulatorとして、混合リンパ球反応(MLR)を行った。結果、PUVA処理した樹状細胞とともにMLRを施行した群のみ、その反応は抑えられた。体外で樹状細胞を培養し、それにPUVA療法を施行して、体内に輸注する細胞療法がGVHDに対して有効な治療法となりうる可能性が示唆された。難治性造血器腫瘍の根治的治療法として造血幹細胞移植が確立されているが、急性GVHDのために、十分な治療成績が得られていない。急性GVHDの治療で欧米では体外光化学療法(psoralen+紫外線照射)を施行して免疫抑制剤不能症例に対して用いられ良好な治療成績が得られている。我々はその体外光化学療法を利用し、マウス骨髄細胞からGM-CSFを添加し未熟樹状細胞を大量に培養した後、psolarenと紫外線を併用し(PUVA療法の応用)制御性樹状細胞を大量に作製することに成功した。このpsoralen+紫外線照射を利用した制御性樹状細胞(PUVA-DC)は、ドナータイプおよびサードパーティからの作成でも混合リンパ球反応を抑える事が可能であった。PUVA処理で樹状細胞が制御性樹状細胞の性質を獲得したが、その性質が、樹状細胞以外の他の血球、リンパ球(CD4、CD8、B220)にもその作用が及ぶか検討した。PUVA処理したリンパ球(CD4、CD8、B220)およびPUVA処理した樹状細胞と同系統の骨髄由来樹状細胞をstimulatorとして、混合リンパ球反応を行った。その結果、PUVA処理した樹状細胞とともに混合リンパ球反応を施行した群のみその反応は抑えられ、他のPUVA処理したリンパ球(CD4、CD8、B220)とともに施行した混合リンパ球反応ではその反応は抑えられなかった。その結果、GVHD治療に用いられる体外光化学療法(PUVA療法)の機序として、リンパ球より樹状細胞に寛容を誘導するメインの機序があると考えられた。末梢血中の樹状細胞は、リンパ球に比べてその比率が極わずかなため、体外光化学療法を効果的に利用するには、体外で樹状細胞を培養後にPUVA療法を施行して、体内に輸注する細胞療法が致死的なGVHDに対して有効な治療法となる可能性が示唆された。難治性の血液疾患(白血病、再生不良性貧血等)に対し、幹細胞移植は現時点において最終的な治療として確立されている。しかし、HLA一致のドナーが得られない患者にとっては、移植片対宿主病(Graft-versus-Host Disease: GVHD)のリスクのために移植が行えない事態となっている。骨髄バンクのドナー登録者が20万人に達した現在でもHLA不一致のため、骨髄バンクの登録を受けた約4割の患者に、幹細胞移植が行えない状況となっている。HLA一致のドナーが得られない患者にとっても、HLAの壁を乗り越える安全な骨髄移植の開発を最終的な研究目標としている。我々は、レシピエント骨髄からGM-CSFを添加し未熟樹状細胞を大量に培養した後、psolarenと紫外線を併用し(PUVA療法の応用)制御性樹状細胞を大量に作製することに成功した。この方法で作成された制御性樹状細胞は、ドナータイプ、ホストタイプ、サードパーティのいずれにおいても、混合リンパ球反応(mixed lymphocyte reaction)を強く抑制させる機能を有していた。MHC非依存性に混合リンパ球反応を抑制させた結果から、MHCミスマッチのマウス骨髄移植モデルを用いて、容易に得られるサードパーティからのこの制御性樹状細胞を同時に輸注することによりGVHDの発症を特異的に抑制できる可能性がありその機能を今年度はin vitroにて明らかにしていった。

具体的には、PUVA処理した樹状細胞における制御性の性質の獲得は、抗炎症性サイトカイン(IL-10およびTGF-β)およびindoleamine 2,3-dioxygenase(IDO)を介して得ているのではなく、細胞間接触および共刺激分子(CD80,CD86)のdown regulationによって得ている事が判明し十分な基礎的データを得る事ができた。In vitroの解析では、PUVA処理した樹状細胞の性質に関して、抗炎症性サイトカイン(IL-10およびTGF-β)を介して抑制するのではなく、共刺激分子(CD80およびCD86)のdownregulationおよびindoleamin2,3-dioxygenase (IDO)のmRNAの発現の増加、細胞間接触によるものであることが明らかとなった。しかしマウスGVHDモデルにおけるPUVA処理した樹状細胞の役割に関して、その細胞の至適輸注数の検討が十分に行えず、その細胞を輸注した事による生存曲線の改善や、病理学的GVHDスコアーの検討が行えなかった。またGFPトランスジェニックマウスからるPUVA処理した樹状細胞を作製し、移植後の生体内動態を観察することを行う予定だったが、機器の関係で行うことができず、来年度の課題となった。前年度の目標であった、マウスGVHDモデルにおけるPUVA処理した樹状細胞の役割を明らかにし、その生体内動態を観察する。また、PUVA処理した樹状細胞の輸注にてGVHDの発症が抑制されると考えているが、ドナー細胞による抗腫瘍効果(Graft-versus-Tumor effects:GVT)の保持の証明は必須である。GFPを導入したマウス白血病・リンパ腫細胞株A20とBCL1の2種類を用い、皮下注または静注し担癌モデルマウスを作製し骨髄移植を行い、生存曲線、Imaging機器ならびにFACSを用いて残存腫瘍細胞量の定量化、病理学的に腫瘍組織に浸潤している細胞の同定を行う。最終的には、人への臨床応用である事から、ヒトの骨髄細胞ならびにbuffy coatを用いて同様にPUVA処理した樹状細胞を作製し、この細胞もマウスでの検討と同様に免疫制御能を有しているかどうかを検討する。本研究の遂行に当たり、最も経費を必要とするのがマウスの購入費、ならびにその飼育費となる。1回の実験で、骨髄移植ホストマウスを30匹、ドナーマウス10匹の計40匹を予定している。マウスの移植実験では、複雑な生体反応を評価するために1グループ(例えば何かの薬剤などを投与する場合)あたり少なくとも5匹が最低必要となり、そのマウス購入費が約10万円となる。また実験は、再現性ができることが必要である事から再確認用の実験を行うこと、また実験の設定のための予備実験もあり、現時点では計8回予定している。次に費用を必要とするのが移植後の解析に必要な各種モノクローナル抗体と制御性樹状細胞の培養に用いられるサイトカイン購入費となる。
地学リテラシーを得させるための環境学習に関する研究

(1)地学リテラシーの育成を目指した理科の野外における環境学習の事例を開発した。(1)小学校での事例ア.「長良川の洪水を体感する環境学習の試み」(2)中学校での事例ア.「土をもとにした栽培学習による科学的リテラシー育成の実践」イ.「学校の裏山での自然観察」(2)理科における環境学習のあり方についての事例を提案した。(1)身の回りの自然を活用した野外学習(2)生徒の主体的な活動を重視した環境学習(3)地殻変動を実感させる高等学校地質教材の開発(3)総合的な学習又は環境学習に重点をかけた事例を提案した。(1)小学校の事例「野外施設などでの活動」(2)中学校の事例「自然環境の変化をとらえる修学旅行」(4)地学リテラシー育成の基になる素材例と教材研究の事例を収集した。(1)島のつく地名(2)火山豆石の教材化(3)自然認識を深める観察力の育成(4)砂粒の成因追求を通して時間的空間的な見方考え方を育てる(5)岩石の風化や崖の崩れ方の観察(6)珪藻を用いた身近な川の今とと過去の環境を探究する学習の工夫(5) 2年間の研究の成果を報告書にまとめた。1地学リテラシーの内容についての検討(1)地学リテラシーについての基本的な考え方人が社会人として生活するとき、「市民レベルで備えていることが望ましい地学的事象についての知識、それらを認識できる能力、それらを知ろうとする態度」を地学リテラシーと定義づけることとする。(2)地学リテラシーの内容(1)自然(実物)を知覚的に認識できる知識、能力、態度を備えていること例えば関東地方にみられる赤土は、雨の時はぬかるみ、乾燥すれば土埃となって室内に進入する。崖で、この赤土(関東ローム)の重なり方や手触り、キラキラ光る鉱物が含まれることなどを野外で体験(野外学習)できること(2)自然環境の変化について認識できる知識、能力、態度を備えていること自然環境の変化を認識できるということはその将来を予測することが可能になる。天気の変化、岩石の風化、建造物の風化など具体的なものに触れることが大切である。(3)人間と自然との関わりについて認識できる知識、能力、態度を備えていること例えば、「河川の土手をコンクリートで覆うことによる自然の変化」、「火山泥流と山麓や集落の破壊」など地域によって様々な例が取り上げられる。2環境学習の事例収集上記リテラシー育成と関わる環境学習の展開例及び実践事例の収集を行った。(1)小学校での事例ア.「長良川の洪水を体感する環境学習の試み」-小学校4年『流れる水のはたらき』の実践を通して-(2)中学校での事例ア.「土をもとにした栽培学習による科学的リテラシー育成の実践」イ.「学校の裏山での自然観察」(2)理科における環境学習のあり方についての事例を提案した。(1)身の回りの自然を括用した野外学習(2)生徒の主体的な活動を重視した環境学習(3)地殻変動を実感させる高等学校地質教材の開発(3)総合的な学習又は環境学習に重点をかけた事例を提案した。(1)小学校の事例「野外施設などでの活動」(2)中学校の事例「自然環境の変化をとらえる修学旅行」-地質野外学習の修学旅行の指導例-(4)地学リテラシー育成の基になる素材例と教材研究の事例を収集した。
ネパール・ヒマラヤの氷河縮小と地域社会への影響評価

ネパール東部,エベレスト山域を対象に,9ヶ所の小型氷河の1970年以降の末端変動を明らかにした.この結果,いずれの氷河についても前回,2004年以降,氷河の末端後退が継続していた.小型氷河の1つは2004年から2012年までの間に消滅していた.氷河末端の後退速度は概ね10m以下/年のオーダーであり,1つの例外事例を除けばその後退速度の傾向も鈍化傾向にあり,世界的に指摘されるような「氷河後退が加速している」に単純にはあてはまらない.また融氷河水の利水は,山間部では飲用・灌漑用ともに利用しておらず,湧き水や天水に依存していた.したがって,水資源の観点からは氷河融解のインパクトは限定的といえる.平成25年度の実績は以下の通りである.1.氷河末端変動の現地観測:ネパール東部,クンブ・ヒマールにおいて,1970年代から氷河末端位置の定点測量が行われている小型氷河9ヶ所のうち,本研究による観測未実施の3ヶ所について現地調査を行った.しかしながら,平成25年7月に調査を行ったギャジョ氷河では1995年の測量時の測量基点が損逸し,また1995年から今日までに氷河末端に氷河融解水による大きな氷河湖が出現,測量を実施できなかった.また11月に調査を行ったAX010氷河,AX000氷河では過去に例のない豪雪に見舞われ氷河及び測量基点が積雪に埋没し,測量を実施できなかった.これに代わり上記9ヶ所の氷河の末端変動にかかるデータの集約,整理を行った.過去の氷河後退および平成24年までの測量データを整理すると,平均後退速度は年間,1桁のメートルオーダーであることがわかった.また近年になって後退が加速している顕著な事実はなく,むしろコンスタントに後退しているか或いはやや後退が鈍化していることが明らかになった.ネパールで収集した気象データによると,夏季の平均最低気温の上昇が顕著であり,これが現在も継続する氷河末端後退の素因であろうと推測される.2.融氷河水の利水および土地利用状況調査:上記現地調査時に氷河下流域における農業的土地利用の状況,および灌漑設備について調査した.この結果,耕作地における栽培作物は,とうもろこしおよびじゃがいもを中心に,ヒエ類であった.播種期および生育期は雨季にあたり,降水量もこの間に1000mmを越え,十分な降水があり,農業には天水を使用している.実際に河川本川からの灌漑設備は皆無であった.一般にいわれるような「氷河下流域では氷河融解水に水資源を依存している」言説を支持するような土地利用は行われていないことが明らかになった.ネパール東部,エベレスト山域を対象に,9ヶ所の小型氷河の1970年以降の末端変動を明らかにした.この結果,いずれの氷河についても前回,2004年以降,氷河の末端後退が継続していた.小型氷河の1つは2004年から2012年までの間に消滅していた.氷河末端の後退速度は概ね10m以下/年のオーダーであり,1つの例外事例を除けばその後退速度の傾向も鈍化傾向にあり,世界的に指摘されるような「氷河後退が加速している」に単純にはあてはまらない.また融氷河水の利水は,山間部では飲用・灌漑用ともに利用しておらず,湧き水や天水に依存していた.したがって,水資源の観点からは氷河融解のインパクトは限定的といえる.平成24年度の研究実績は以下の通りである.1.氷河末端変動の現地観測ネパール東部,クンブ・ヒマールにおいて,1970年代から氷河末端位置の定点測量が行われている小型氷河9ヶ所のうち6ヶ所を対象に現地での多角測量を実施し,2012年の氷河末端位置の計測を行った.6ヶ所の氷河のうち1ヶ所(ED010氷河)では氷体が完全に融解し,氷河が消滅していた.気候変動によるネパール・ヒマラヤでの氷河消滅の可能性が言及されていたが,消滅が現地で確認された最初の事例である.このほかの5ヶ所は,前回,2004年の測量と比較していずれも氷河末端位置が後退していた.2004年からの8年間での後退距離は2557mであり,1年間の平均後退速度は3.27.2m/年であった.前々回,1996年から2004年までの平均後退速度と比較すると,2ヶ所の氷河はあまり変化がなく,3ヶ所の氷河は末端後退速度が鈍化した.いずれの観測点においても次回の測量に備え,測量定点の保守,位置のGPS計測を行い,過去の測量データ,写真などと併せ基点情報の収集・整理も行った.2.融氷河水の利水状況調査ネパール東部,クンブ・ヒマールおよびネパール中部,ランタン・ヒマールにおいて,農業的土地利用の状況,灌漑設備について現地調査した.この結果両地域とも,氷河起源の河川水は利用しておらず,引水するための灌漑設備もなかった.基本的には天水を利用している.播種前に農地を耕作する際に散水が必要な場合は支流から引水していた.クンブ・ヒマールの主河川,ドゥドゥ・コシ川において,氷河末端の源流から下流30kmまでの各地で河川水を採水し,融氷河水に含まれる縣濁物質量を測定した.重量比0.01%程度の粘土を含んでいたことから,この河川水を灌漑に用いるとトン単位の無機質クレイを散布することになる.

平成26年度は,本研究が目的とするネパール東部,クンブ・ヒマールの9カ所の小型氷河のうち,末端変動観測が終了していない2カ所の氷河で観測を行った.併せて氷河下流での利水に関する村落調査を実施した.この結果,過去10年間でAX000氷河は末端位置が平均34m,AX010氷河は平均307m後退し,平均年間後退距離は3.4m,30.7mであった.観測した9カ所の小型氷河の末端変動をまとめると,今回の観測で1970年代以降,概ね5m弱/年の後退速度であった(ただし,今回の観測で消滅が確認されたED010氷河は除く).また1970年代以降10年ごとの後退速度についても概ねコンスタントに推移しており,近年氷河末端後退速度が加速しているということは必ずしも見いだされなかった.ただし例外的にAX010氷河にあっては1978年以降の平均後退速度は約12m/年,また10年ごとの後退速度も経年ごとに加速し,とりわけ最近10年間で大きい.これはほかの氷河に比べ末端付近の地形形状の影響を受けて大きくなっているものと考えられる.いずれにせよ,IPCCをはじめとする様々な媒体で流布する「ヒマラヤの氷河は世界のどの氷河よりも急速に後退しており・・・」という言説と観測結果は一致しなかった.また近傍の気象測点の観測結果を援用すると,夏期最低気温の上昇がより顕著に表れており,氷河後退の背景にあるものと考える.氷河下流域の村落調査では農業的土地利用において,融氷河水を含む河川本川を灌漑には利用せず天水に依拠していた.またより広域に捉えた場合も流域面積に占める氷河域の割合は3%に過ぎない.氷河の融解は夏期に生じ,この時期は雨期で河川流量も増加する.したがって,氷河後退の進行が水資源および農業的土地利用に及ぼす影響は限定的である.地理学本研究の中心をなす2課題,1)小型氷河の氷河末端変動の現地測量,2)融氷河水の利水状況にかかる村落社会調査,について現地調査をおこなった.しかしながら,測量基点の損逸および豪雪のため,測量を実施できなかった.そのため本研究での基幹となる9ヶ所の小型氷河の変動観測を平成25年度中に完遂することができなかった.極端な高所,隔絶の地でのフィールドワークであることから,当初計画においても予定通り現地調査が実施できないケースを考慮はしていたが,2度の調査が共に遂行できないことは想定外であった.このため現地観測を平成25年度中に完遂できず,平成26年に積み残すことになった.本研究最終年次ではあるが,現地調査の機会は確保してあり,当初計画の研究を実施していきたいと考えている.一方,氷河後退の要因を考察するため,現地気象官署の観測データについては入手できたので,最終年次に予定していた気象データの解析は前倒しで実施し,夏季最低気温の上昇が氷河後退を招いているとの推測を得るに至った.本研究の中心をなす2課題,1)小型氷河の氷河末端変動の現地測量観測,2)融氷河水の利水状況にかかる村落社会調査,について,予定通りに現地調査を実施できた.ネパール東部のクンブ・ヒマールにおいて,平成24年夏季に課題1)および2)について,ネパール中部のランタン・ヒマールにおいて,秋季に課題2)にかかる現地調査を実施した.夏季の調査では,標高5600mの観測地にて降雪のため身動きが取れない事態となったが,天候の回復を待って,予定していた6ヶ所の氷河での測量,観測を実施できた.アジアの氷河では本研究の対象となっている小型氷河でのみ定点写真の撮影が行われており,これを継続することもできた.また測量の終了後,測量基点の保守,維持作業,ならびに基点位置のGPS座標計測も行え,次回,10年後の再観測への道筋をつけることができた.
イランにおける「近代性」の意味変容と「国民」の創生

本研究は、イランを現在の国民国家としてより、広域な文化圏として捉えつつ、18世紀後半より始動する「近代性」との邂逅が、19世紀に入っていかに咀嚼・解釈され、そして国内外からの支配に対抗する拠り所へと変容していったかを、イランの国境外で活躍した3人の人物に光を当てることで、解明することを主な目的とした。その結果、初期のムスリム知識人たちは西欧に起源する「近代性」が生み出す科学技術的成果は評価する一方で、文化的な矜持を保持しようとしたこと、及び時代が進むにつれ政治主体としての「国民」がとくに専制的「王朝権力」と対比するかたちで創生されていったことが明らかになった。本研究では、イランにおける「近代性」との邂逅が19世紀に入っていかに咀嚼・解釈され、そして国内外からの支配に対抗する拠り所へと変容していったかを、国境の外、つまりインド北東部、オスマン帝国帝都イスタンブル、ロシア領ザカフカースで活躍しイランの「近代性」生成に寄与したものの、その生涯や作品が存外に知られていない人物3人に照明を当てることを通して解明することを主な目的としている。本年度は時代的には18世紀後半から19世紀20年代ぐらいまで、地域的にはインド北東部のイギリス東インド会社が植民地支配下に置いたベンガルなどと、間接的な支配が及びつつあったアワド地方を、そして人物としてはイラン出自のムスリム文人官僚ミールザー・アブー・ターレブ・ハーンに焦点を絞ることにした。上記の目的と計画に沿って、アブー・ターレブ・ハーンのヨーロッパ旅行記『求道者の旅路』(略称Masir-e Talebi)の丹念な読解・分析と本旅行記の特性の抽出を試みた。それをまとめる前段階として、平成26年2月に研究発表を招請され、「インド在住イラン系ムスリム官僚ミールザー・アブー・ターレブ・ハーン(17531806)の訪欧旅行記をめぐって」と題する招待講演を行った。本講演では同旅行記が成立した事情や歴史背景、執筆意図をはじめ、全体の記述を1新奇な発明物、2慣習・文化の比較、3政治社会制度、4オスマン帝国の政治・文化論の4つの分野に分類し分析を行った。また、本年度よりむしろ最終年度のテーマに関連するが、ロシア領ザカフカースとの思想交流も一因となって20世紀に展開されたジャンギャリー運動の研究に関して、フランス・プロヴァンス大学のブロンベルジェ教授による講演への詳細なコメントと議論を英語で行った。本研究では、イランにおける「近代性」との邂逅が、19世紀に入っていかに咀嚼・解釈され、そして国内外からの支配に対抗するする拠り所へと変容していったかを、イランの国境の外、すなわちインド北東部、オスマン帝国帝都イスタンブル、ロシア領ザカフカース(南コーカサス)にて活躍しイランの「近代性」生成に貢献したものの、その生涯や著作が存外に知られていない人物3人に照明を当てることを通して解明することを主な目的としている。本年度は、イギリス外交官モーリアのピカレスク小説『ハジ・ババの冒険』等をペルシア語に翻訳する一方で、近代的な文法記述を盛り込んだペルシア語文法書・教本を刊行することによって、近代ペルシア語の平易化、そして規範化に寄与した、イスタンブルへの亡命知識人、、ミールザー・ハビーブ・エスファハーニーを取り上げる年次計画を立案していたが、彼の『ハジ・ババの冒険』ペルシア語翻訳本の成立経緯を調査するとともに、同テクストを一通り読解するところに留まった。むしろ、昨年度の課題であったインド在住イラン系文人官僚の西欧像に関する作品群が扱うトピックの豊富さや作品群が予想以上に多量に残存していることが判明したために、本年度も引き続き、その代表的人物であるミールザー・アブー・ターレブ・ハーンの旅行記『求道者の旅路』の記述分析に力を割いた。とりわけ「インド在住イラン系文人アブー・ターレブ・ハーンがみた英仏戦争」と題する研究発表を行い、1ヨーロッパの政体分類とフランス革命への視線、2ナポレオンの台頭とエジプト遠征、3第4次マイソール戦争とティープー・スルターンの死、などを基軸にして、ムスリムが目撃も含め観察した、おそらく唯一無二の、ヨーロッパ一大変動期の記録に表れる特徴を炙り出した。本研究の主要な目的は、18世紀後半以降に顕在化するイランの「近代性」への邂逅が19世紀にいかに咀嚼され解釈され、そして国内外からの支配に対抗する拠り所へと意味変容していったかを、国境の外、つまりインド西北部、オスマン帝国の帝都イスタンブル、ロシア領ザカフカース、とくにアゼルバイジャンで生まれ、イランの「近代性」生成に寄与したものの、その生涯や作品が存外に知られていない3人の人物に焦点を当てることを通して解明を進めることであった。本年度の計画は、最終年度を迎えザカフカースで活動したヘイダル・ハーンを取り上げる予定であったが、本研究課題が始まると同時に、当初予期していなかった研究科長職に就任したため公務の関係上エフォート率を下げざるを得ず、そのためイランの「近代性」に関わる広い視野から、とくに計画初年度に扱った、インド在住のイラン系ムスリムにつき俯瞰的な研究を進めることにした。研究成果としては、東北大学の広報活動の一環ではあるが、大学の研究を社会にアピールする目的で、「ムスリムたちの近代との出会い」というタイトルでイスラーム圏やイランにおけるムスリム知識人旅行記にみる愛憎半ばする西欧「近代」理解のあり方を論考として叙述した。

またイタリア・フィレンツェ大学で開催された日本学をめぐる国際シンポジウムのクロージング・リマークスでは、インド在住ムスリムのイタリアにおける記述も取り上げた。研究期間全体を通して、当初計画からすると十分な成果を伴う研究を遂行できなかったとはいえ、イランの「近代性」との邂逅と国民の創出というテーマに関わる欧米語・ペルシア語文献を収集し、研究基盤を整備し、先端的な研究には至らなかったものの、課題探究を深化させるうえで、鳥瞰的なパースペクティブを手にすることができたといえる。本研究は、イランを現在の国民国家としてより、広域な文化圏として捉えつつ、18世紀後半より始動する「近代性」との邂逅が、19世紀に入っていかに咀嚼・解釈され、そして国内外からの支配に対抗する拠り所へと変容していったかを、イランの国境外で活躍した3人の人物に光を当てることで、解明することを主な目的とした。その結果、初期のムスリム知識人たちは西欧に起源する「近代性」が生み出す科学技術的成果は評価する一方で、文化的な矜持を保持しようとしたこと、及び時代が進むにつれ政治主体としての「国民」がとくに専制的「王朝権力」と対比するかたちで創生されていったことが明らかになった。本研究課題の計画立案の時点では予期していなかった所属研究科の研究科長職に就くという事態の変化が生じ、昨年度は少々研究環境の点で好転するのではと予想したが、やはり当初計画で予定していたような研究時間やエフォート率を確保することができず、研究発表を行うので手一杯であった。それゆえ、予定していた研究計画の水準からは、多少の遅滞が生じている。人文学研究科長の職責がさらに2年の任期で再任となったため、研究計画策定時に想定していたエフォート率を満たすことは、現在の職務事情を勘案すると相当困難と言わざるをえない。ただし、平成26年度に比すると、エフォート率は若干好転すると期待され、とくに夏季や冬季の休暇期間を活用して、研究課題に取り組み、昨年度から積み残した史料読解や論文作成などの作業を遂行するとともに、最終年度計画にも着手し、とりまとめを行いたいと考えている。本研究科題の計画を立案した時点では予期していなかった所属研究科の研究科長職に就くという事態の変化が生じた。職責上の理由から本課題へのエフォート率を低下させざるを得ず、また当初予定していた資料収集や研究交流のための海外出張も断念することを余儀なくされた。また、研究論文や図書の執筆のための時間を確保することができず、口頭発表や招待講演の準備を行うことで手一杯の状態となった。それゆえ、予定していた研究計画からは多少遅滞が生じている。本研究課題を立案した時点では予期していなかった所属研究科の研究科長職に就くという事態の変化が生じた。そのため、当該年度に予定していた資料調査や研究交流のための海外出張を行うことが不可能になったため、少々次年度使用額が生じた。任期の関係で今年度も引き続き研究科長職を務めざるを得ず、そのため研究計画策定時に想定していたエフォート率を満たすことは、現在の職務事情を勘案すると相当困難と言わざるを得ない。ただし、平成25年度に比すると、エフォート率は若干好転すると思われ、とくに夏季や冬季の休暇期間を活用して、研究課題に取り組み、昨年度から積み残した資料読解・論文作成・海外調査などの作業を遂行するとともに、平成26年度計画にも着手し、いくばくかの挽回と進捗を図ることにしたい。平成27度も引き続き研究科長職を務めるざるを得ないが、平成26年度に比べるとエフォート率などは多少好転する見込みである。それゆえ、海外調査などと合わせて、使用する計画である。
高等植物の生活環と重力　－宇宙植物工場の基礎－

宇宙での植物栽培は長期の有人宇宙活動を支えるために必須であり,これを成功させる為には,植物の生活環に重力が与える影響について明らかにしていく必要がある.しかし特に,生殖生長に関してはほとんどわかっていないため,その手がかりを得るため,まず過重力刺激を与えたシロイヌナズナ花芽のトランスクリプトーム解析を行った.その結果,花粉の発芽・伸長や,種子の物質貯蔵に影響を及ぼす可能性のある遺伝子発現が変化することが示された.また,宇宙試料の非破壊観察を念頭に置き,X線CT法を用いた三次元観察の条件検討を行った.また長期間の過重力を与えて植物を栽培する装置の開発・改良と,これを用いた実験系の確立を進めた.本年度は,まず地上実験として過重力がシロイヌナズナ花芽の遺伝子発現に与える影響の解析を行った.その結果,ペクチン修飾に関わると推測されるべータ1,3グルカナーゼ遺伝子の発現上昇およびべータガラクトシダーゼやアミノ酸輸送に関わる遺伝子の発現低下が見られ,花粉の発芽・伸長に影響を及ぼす可能性が示唆された一方で,アスパラギン酸アミノ基転移酵素の発現上昇および細胞壁インベルターゼやショ糖トランスポーター遺伝子の発現低下が見られ,プロテインボディの発達やデンプン蓄積にも影響を及ぼす可能性も示唆された.次に継続中であるSpaceSeed宇宙実験の解析として,宇宙および微小重力環境が花茎の成長方向に与える影響を調べた.花茎の成長方向に関しては栽培容器の底面に垂直な線となす角(傾き)を測定し成長角度として,その分布のばらつき(分散)の違いを調べた.その結果,全ての実験区において概ね植物栽培容器の天井側に向かって成長していた.花茎の成長方向を決める要因としては1 G区においては,花茎が重力と反対方向に成長する重力屈性反応と光源であるLEDランプが天井に設置されているために起こる光屈性が考えられる.宇宙での植物栽培は長期の有人宇宙活動を支えるために必須であり,これを成功させる為には,植物の生活環に重力が与える影響について明らかにしていく必要がある.しかし特に,生殖生長に関してはほとんどわかっていないため,その手がかりを得るため,まず過重力刺激を与えたシロイヌナズナ花芽のトランスクリプトーム解析を行った.その結果,花粉の発芽・伸長や,種子の物質貯蔵に影響を及ぼす可能性のある遺伝子発現が変化することが示された.また,宇宙試料の非破壊観察を念頭に置き,X線CT法を用いた三次元観察の条件検討を行った.また長期間の過重力を与えて植物を栽培する装置の開発・改良と,これを用いた実験系の確立を進めた.SpaceSeed宇宙実験において,固定された33日齢の短期試料における花茎の長さは,宇宙1G区と比べて,micro G区の方が有意に長くなったという結果が既に得られており,micro G環境下では成長が促進されることが示唆されている.そこで本研究では,毎日撮影されたダウンリンク画像を用いて,花茎の長さおよび成長速度の経時変化を解析することで,上記の結果を検証した.またmicro G環境下で成長が促進されるならば,細胞壁の力学的的性質の変化を通じて引き起こされている可能性が考えられるため,このことを検証した.その結果,宇宙1G区とmicro G区の間に有意差は見られなかったものの, micro G区においては,先端部・基部いずれにおいても,宇宙1 G区と比べると細胞壁の伸展性は大きくなる傾向がみられ,また最小緩和時間T0が小さくなる傾向,つまりゆるみの程度がやや大きくなる傾向が見られた.まず長期間のシロイヌナズナの過重力栽培を試み,花茎における組織形態に与える影響を調べた.20-23日齢の植物体を,光を照射しながら10 Gの過重力環境下で10日間生育させ,花茎の横断切片を観察した.各組織の面積・細胞数を調べた結果,過重力処理による横断面積増加は多くの組織においてみられる一方で,細胞数増加は木部および維管束形成層に限られた.以上より,過重力環境下においては,多くの組織で細胞が拡大生長することで花茎が太くなるとともに,木部においては細胞数を増やすことで花茎の機械的強度を増すことに寄与している可能性が示唆された.次に国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」においてシロイヌナズナを用いて行われた「微小重力下における高等植物の生活環」プロジェクトで得られた,微小重力実験区(μG区),宇宙1 G対照区,地上対照区の試料を用い,微小重力環境がシロイヌナズナの花茎先端部における内部組織形態に与える影響を調べた.33日間栽培された花茎の先端部に近い節間を切り出した後,固定および樹脂包埋を行い,横断切片を作成した.横断切片をトルイジンブルーOで染色して観察し,花茎の横断面全体と各組織の面積・細胞数を調べた.主にμG区と宇宙1 G区の間で比較した結果,微小重力下においては花茎先端部は細くなり,その際に多くの組織で面積・細胞数の減少が伴うことが分かった.試料数が少ないため,今後再検証の必要はあるが,花茎先端部においては基部に比べ,重力による影響の差が大きく表れる可能性が示された.植物形態学,植物生理学申請者は2020年までの国際宇宙ステーションISS「きぼう」利用シナリオに沿った大型装置プロジェクトに関わっており,その推進母体である宇宙環境利用科学委員会リサーチティームにおいて,大型の植物栽培装置の計画が具体化している.この装置計画の推進に呼応し,宇宙実験を念頭においた準備を進めるとともに,微小重力環境の影響解析であるSpace Seed宇宙実験の解析を優先的に行っている.