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原子気体のボースアインシュタイン凝縮体における渦構造とその形成のダイナミクス

(1)磁気トラップに閉じ込められた冷却原子気体の2成分Bose-Einstein凝縮体における集団励起状態と非線形ダイナミクスについて議論した。2成分が混ざり合った状況を仮定し、集団励起状態の中で単極-四重極モードとシザースモードに焦点をあて、流体力学方程式を解く事により励起振動数を評価した。これらの励起モードに対する揺らぎの非線形項まで評価することによって、2次高調波の発生条件とそれによる多彩な励起モード間結合の非線形ダイナミクスを数値シミュレーションにより示した。(2)2成分Bose-Einstein凝縮体の異成分間の斥力相互作用が強い時におこる変調不安定性とそれに伴うパターン形成の非線形ダイナミクスを議論した。1999年にMITのKetterleらのグループによって行われた案験との詳細な比較を行い、Gross-Pitaevskii方程式の時間発展が実験結果と非常に良く一致する事を示した。生じた凝縮体のドメインは物質波のベクトルソリトン列とみなせる事を示した。(3)回転ポテンシャル中の2成分Bose-Einstein凝縮体の内部状態を外場により結合した状況で実現する量子渦状態の構造を非線形シグマ模型を基にした変分解析と数値計算によって議論した。外場は凝縮体密度を表す擬スピンをスピン量子化軸に対して垂直に向ける働きをし、結果として非軸対称な構造を持つ渦分子状態が安定化する事を示した。この渦分子は擬スピン表示ではmeron(Mermin-Hovortex)の対と見なせる事を示した。(1)アルカリ原子気体のBose-Einstein凝縮体における量子渦形成の動的メカニズムを、凝縮体を記述する巨視的波動関数が従うGross-Pitaevskii方程式の2次元解析を行って議論した。準粒子投影法を用いる事により、渦形成と表面波励起モードとの関連を詳細に議論し、Landauの判定基準に基づく不安定性が渦形成に本質的であると結論づけた。(2)2成分のBose-Einstein凝縮体における集団励起状態と非線形ダイナミクスについて議論した。2成分が混ざり合った状況を仮定し、集団励起状態の中で単極-四重極モードとシザースモードと呼ばれるものに焦点をあてて議論し、これらの励起モードに対する揺らぎの非線形項まで評価することによって、2次高調波の発生条件とそれによる多彩な励起モード間結合の非線形ダイナミクスを数値シミュレーションにより示した。(3)回転ポテンシャル中の2成分のBose-Einstein凝縮体における量子渦状態の構造について議論した。回転ポテンシャル中の量子渦状態を回転振動数と異成分原子間相互作用を可変パラメータとして調べ、相図を完成させた。結果生じる多数の量子渦はその2つのパラメータの値に依存して三角格子、四角格子、渦ストライプ、ダブルコア格子、渦シート等の多彩な渦状態を形成する事が明らかになった。
低qトロイダルプラズマにおけるキンクモードと自己組織化に関する研究

プラズマは非線型結合により多種多様の変化をする。その中で自己組織化現象もまた非線形性が引き起こすプラズマの緩和現象の一つである。ここでプラズマ研究においてキンク不安定性が自己組織化現象と微妙に相互作用し合い、プラズマの新しい構造が形成されていく。本研究では自己組織化とキンク不安定の相互作用を明らかにすることによって新しい物理の理解を深めていくことを目的とする。キンクモードの基礎特性を詳細に調べるためにキンク不安定を外部から不安定化するような実験を行った。つまりプラズマを導体シェルから故意に離すことによりキンク不安定性の励起に成功している。実験では(m,n)=(1,2)及び(m,n)=(2,3)のヘリカルキンクモードを調べた。以下それぞれm=1、m=2モードと略す。m=1モードは磁気軸をも変位させる大振幅の振動である。このモードのポロイダル方向の回転速度はポロイダル位置によって異なることが解った。これは磁場・電場分布の疎密に起因すると考えられる。これにより磁気再結合が局所的に生じていることも解った。プラズマと壁の相互作用(PWI)もまた空間的に偏りをもって高揚される。一方m=2キンクモードの場合はm=1と比較して、その振る舞いが大きく異なる。先ずプラズマのポロイダル回転の速度が一定である。また磁気軸もまた変位しない。そのためPWIも空間的に対称的であり、その大きさもm=1と比較して小さい。またプラズマの自己組織化現象は観測されていない。つまりm=1キンクモードの振る舞いが動的な不安定性とするとm=2キンクモードは静的な不安定性であるといえよう。本研究でm=1とm=2キンクモードの性質の違いについて調べた。一般的に不安定性はプラズマの閉じ込め特性を悪化させるイメージを持つが、逆にプラズマの構造を再構成させるトリガー的な役割を演じることもあり、もろ刃の剣として客観的に扱われるべきである。
核異性体の光励起による放射化分析法の開発

この研究では広島大学工学部の10kciコバルト60照射装置を使用して、ガンマ線照射により原子核の核異性体(アイソマ-)の励起を行っている。これまでに、半減期数時間の核異性体^<111m>Cd、^<113m、115m>In、^<87m>Srなどの研究を行ってきた。本研究においては気送管装置を制作することにより半減期数十秒の核異性体を光共鳴励起し、原子核研究および放射化分析に役立てることを目的とした。気送管は近畿大学原子力研究所の速中性子装置で開発・使用されている小型装置をモデルとして本学において制作した。本学のコバルト60照射装置から可搬型Ge検出器位置まで20mを移送する装置を製作し、テスト実験を行ったところ、試料を約2秒で移送可能であることがわかった。しかしながら、テストでは使用したセレン試料が約2gと少量であったので^<77m>Se(半減期17秒)を検出するには至らなかった。別にGe検出器をコバルト照射室の近くに持ち込んで測定したところ、^<77m>Se、^<107m、109m>Ag(半減期40秒)を検出できることがわかった。この場合、照射終了から測定まで約1分かかった。今後、試料をコバルト線源の中心部に照射できるように改良すること、繰り返し照射を行うこと、シーケンサー制御を行うことにより、短寿命アイソマ-の検出が可能になる見通しが得られた。また、本装置は現在(平成9年)建設が進んでいる本学放射光科学研究センターの150MeV電子線から発生する制動放射を利用した光核反応の実験にも役立てる計画である。
金属錯体を基とするマルチフェロイクスの開発

本研究ではマルチフェロイクス特性発現を目指して、磁性体に誘電特性を付与するために、反転中心を消失させた構造を有するキラル磁性体の合成を検討した。構造異方性により磁気異方性を強めるために、1次元シアノ架橋Ni(II)Fe(III)磁性体を合成した。補助配位子に光学活性な有機配位子S,S-またはR,R-1,2-diphenylethylenediamine (dpen)を用いることで、空間群P1で結晶化した化合物PPh4[Ni(dpen)2] [Fe(CN)6]5H20(1S,1R)を得た。単結晶X線構造解析及びCDスペクトルより、化合物はFe(III)-CN-Ni(II)結合で展開された1次元鎖状構造を形成しており、両化合物が互いに鏡像体であることを確認した。直流および交流磁化率測定により、両化合物共にNi(II).Fe(III)間のシアノ架橋を介した強磁性的相互作用を示し、3Kで強磁性体になることを確認した。交流磁化率の周波数依存においては、3Kと2.5K付近で2つの異常な応答が観測された。非線形交流磁化率においても同じ温度域で3次高調波が観測され、スピンもしくはドメインのダイナミクスによる応答の段階的変化が示唆された。単結晶磁化率の測定では、3Kと2.5Kでは磁気異方性が1次元鎖に垂直から平行な方向に変化しており、非線形磁化率においては、鎖に平行に磁場をかけた場合のみ3次の応答が観測された。誘電測定においては、転移温度付近でわずかな誘電異常が観測された。今後は配位子のラセミ体を用いた類縁体を合成し、この交流磁化率の異常な応答の起源リティの相関を、中性子回折、μSRや比熱測定により考察する。また単結晶を用いた誘電測定、および磁場下での誘電測定により、磁性と誘電測定の相関を検討する。本年度はマルチフェロイクス特性発現を目指して、磁性体に誘電特性を付与するために、反転中心を消失させた構造を有するキラル磁性体の合成を検討した。シアノ架橋Mn(II)Mn(III)磁性体の合成において、光学活性な有機配位子LとしてS-またはR-1,2-diaminopropaneを用いることで、空間群P 2_12_12_1で結晶化した[Mn(HL)(H_2O)][Mn(CN)_6]2H_2Oを得た。単結晶X線構造解析及びCDスペクトルより、化合物はMn(III)-CN-Mn(II)結合で展開された2次元シート構造を形成しており、互いに鏡像体であることを確認した。キラル有機配位子はMn(II)の軸位に配位していた。直流および交流磁化率測定により、両化合物共にMn(II)...Mn(III)間のシアノ架橋を介した反強磁性的相互作用を示し、21.2Kでフェリ磁性体になることを確認した。交流磁化率の周波数依存においては、磁気相転移温度以下で3つの異常な応答が観測された。非線形交流磁化率においても同じ温度域で3次高調波が観測され、バルクの磁気相転移後のスピンもしくはドメインのダイナミクスによる応答の段階的変化が示唆された。今後は配位子のラセミ体を用いた類縁体を合成し、キラル体と構造と磁気挙動を比較するとともに、この交流磁化率の異常な応答の起源とキラリティの相関を、中性子回折、μSRや比熱測定により考察する。また、磁場下での誘電性、電場下での磁気特性の評価を進める。
卵巣成熟奇形腫に合併する粘液性腫瘍の遺伝学および臨床病理学的解析

成熟奇形腫に合併した粘液性腫瘍のSTR解析を行い、粘液性腫瘍の起源が奇形腫か、体細胞性かを明らかにしたのち、粘液性腫瘍の性状が腸型か、頸管型かを組織学的に分類、粘液性腫瘍が腺腫か、境界悪性か、癌腫かを分類し、それぞれのグループにつき、CK(サイトケラチン)7, CK20, CDX2等の消化管マーカー、MUC1,2,5AC,6等の粘液マーカーに対する免疫組織化学染色の結果を比較した。成熟奇形腫に由来する粘液性腫瘍は腸管由来であり、腸管の免疫染色が陽性となり、腸管の粘液形質を有するものが多いものと推測していたが、頸管腺型の組織像、免疫組織化学的な形質を有するものも多く見られた。臨床病理学的には、成熟奇形腫に由来する粘液性腫瘍で、境界悪性以上の場合は、腹膜偽粘液腫を合併する症例が存在したが、虫垂等の腫瘍に合併する腹膜偽粘液腫との差異については、症例数が少なく検討できなかった。次に、未熟奇形腫に合併した腹膜神経膠腫症につきその起源を確定するために、腹膜神経膠腫症組織、未熟奇形腫組織、体細胞組織をマイクロダイセクションし、核酸を抽出してSTR解析を行った。腹膜神経膠腫症組織の由来については、従来から未熟奇形腫由来、すなわち播種とする研究結果、体細胞由来とする研究結果の両方が存在していたが、今回の我々の検討では腹膜神経膠腫症全例が、未熟奇形腫由来であった。さらに、STR解析の結果から未熟奇形腫の発生段階についても考察を行った。その結果では未熟奇形腫は、成熟奇形腫の発生と異なり、第一減数分裂前のヘテロ接合型を示す胚細胞に由来することが示唆された。卵巣の上皮性腫瘍の起源は、卵巣表面を覆ういわゆる表層上皮とされてきたが、粘液性腫瘍については、奇形腫由来のものも存在すると推測されてきた。実際、我々は奇形腫に合併した粘液性腫瘍のSTR解析から、奇形腫由来の粘液性腫瘍の存在を証明してきた。奇形腫由来の粘液性腫瘍の粘液形質が、原発性の粘液性腫瘍と異なることを利用して粘液性腫瘍のうち奇形腫由来と推定できる症例があるかどうかを検討することが本研究の主題である。本年度は、卒業研究のテーマとして「成熟奇形腫に合併した粘液性腫瘍の免疫組織化学的検討」を採り上げた。成熟奇形腫と同側に発生した粘液性腫瘍6例(腸型3例、頸管型3例)、対側に発生した粘液性腫瘍2例(腸型1例、頸管型1例)、単独に発生した粘液性腫瘍6例(腸型3例、頸管型3例)について主として粘液形質についての免疫組織化学的検討を行った。使用した抗体はCK(cytokeratin)7,CK20,CDX2,MUC1,MUC2,MUC5AC,MUC6である。その結果、奇形腫と同側に発生した腸型の粘液性腫瘍は、単独に発生した腸型の粘液性腫瘍と異なる粘液形質を有し、成熟奇形腫から二次的に発生した腫瘍であることが示唆された。対側に発生した腸型の粘液性腫瘍は単独発生の腸型の粘液性腫瘍と同様の形質を有していた。単独発生の腸型の粘液性腫瘍は、原発性の腸型粘液性腫瘍の形質を示した。この研究に用いた頸管型の粘液性腫瘍は、現行の分類では漿粘液性腫瘍とされ、粘液性腫瘍とは別の分類の上皮性腫瘍として扱われているが、腸型の粘液性腫瘍と異なる粘液形質を示すことが分かり、粘液形質の染色性の違いが鑑別に有用であることも判明した。さらに関連する研究として、修士論文の研究テーマとして卵巣未熟奇形腫のSTR解析を行い、未熟奇形腫が成熟奇形腫と異なる胚細胞の分化段階から発生することを証明した。本年度の研究は、対象症例数が少なく、さらに症例数を増やして解析する必要がある。さらに原発性と奇形腫由来を鑑別する新たなマーカーについても検討する必要がある。成熟奇形腫に合併した粘液性腫瘍を同側性(A群)、対側性(B群)に分類し、成熟奇形腫に合併しない粘液性腫瘍(C群)と免疫組織学的な検討を行った。免疫組織化学的に検討したのはサイトケラチン7(CK7)、CK20、CDX2とMUC1,MUC2,MUC5AC, MUC6といった粘液形質である。その結果A群においては、特に遺伝学的に奇形腫起源と証明された症例ではCK7,CK20,CDX2陽性の腸型の形質を示した。B群、C群においては腸型、頸管腺型の形質を示すものが同数であった。成熟奇形腫に合併した同側性の粘液性腫瘍のうち腸管型の症例は成熟奇形腫の腸管成分由来と考えられた。次に、卵巣未熟奇形腫に合併した腹膜神経膠腫症の起源についてSTR解析を用いた検討を行った。腹膜神経膠腫症は腹膜に成熟神経膠組織が多発結節をつくるもので、予後良好とされるが、その起源が未熟奇形腫なのが、腹膜に存在する未熟な体細胞なのか意見の分かれるところであった。

成熟奇形腫のSTR解析がホモ接合型を示すのに比して未熟奇形腫のSTR解析パターンには、すべての遺伝子座で体細胞と一致するヘテロ接合型の症例と、一部の遺伝子座において体細胞と異なったホモ接合型が混在する混合型を示す症例が見られた。この結果から未熟奇形腫が成熟奇形腫より早期に腫瘍化することがわかった。さらに混合型を示す未熟奇形腫に合併した腹膜神経膠腫症のSTR解析結果を未熟奇形腫と比較すると同様の混合型パターンをとることが示され、神経膠腫症が未熟奇形腫の播種によりものであることが示唆された。成熟奇形腫に合併した粘液性腫瘍の起源の推定に免疫組織化学染色が有用であることが分かった。未熟奇形腫と成熟奇形腫のSTR解析により未熟奇形腫が胚細胞の分化の早期段階でで腫瘍化することが分かった。さらに未熟奇形腫に合併する腹膜神経膠腫症のSTR解析によりにより腹膜膠腫症の起源が未熟奇形腫由来であることも判明した。ほぼ、期待通りの研究成果が得られていると思われる。成熟奇形腫に合併した粘液性腫瘍のSTR解析を行い、粘液性腫瘍の起源が奇形腫か、体細胞性かを明らかにしたのち、粘液性腫瘍の性状が腸型か、頸管型かを組織学的に分類、粘液性腫瘍が腺腫か、境界悪性か、癌腫かを分類し、それぞれのグループにつき、CK(サイトケラチン)7, CK20, CDX2等の消化管マーカー、MUC1,2,5AC,6等の粘液マーカーに対する免疫組織化学染色の結果を比較した。成熟奇形腫に由来する粘液性腫瘍は腸管由来であり、腸管の免疫染色が陽性となり、腸管の粘液形質を有するものが多いものと推測していたが、頸管腺型の組織像、免疫組織化学的な形質を有するものも多く見られた。臨床病理学的には、成熟奇形腫に由来する粘液性腫瘍で、境界悪性以上の場合は、腹膜偽粘液腫を合併する症例が存在したが、虫垂等の腫瘍に合併する腹膜偽粘液腫との差異については、症例数が少なく検討できなかった。次に、未熟奇形腫に合併した腹膜神経膠腫症につきその起源を確定するために、腹膜神経膠腫症組織、未熟奇形腫組織、体細胞組織をマイクロダイセクションし、核酸を抽出してSTR解析を行った。腹膜神経膠腫症組織の由来については、従来から未熟奇形腫由来、すなわち播種とする研究結果、体細胞由来とする研究結果の両方が存在していたが、今回の我々の検討では腹膜神経膠腫症全例が、未熟奇形腫由来であった。さらに、STR解析の結果から未熟奇形腫の発生段階についても考察を行った。その結果では未熟奇形腫は、成熟奇形腫の発生と異なり、第一減数分裂前のヘテロ接合型を示す胚細胞に由来することが示唆された。成熟奇形腫と同側性、対側性、単独の粘液性腫瘍の症例をさらに増やして検討しSTR解析を併用して起源を確定すること、頸管型の粘液性腫瘍の起源をSTR解析を用いて確定すること、ミューラー管由来マーカーのPAX8なども検討に加えるなどを計画している。関連する未熟奇形腫についてもその腹膜病変についてのSTR解析を行い、起源を明らかにしたい。免疫組織化学およびSTR解析による卵巣奇形腫に関する知見は新規知見であり、論文として発表する予定である。ほぼ、備品、消耗品として予定した品目は購入できたが、予定した予算を正確に全額使用することができず、繰越金が発生した。共通機器が使用可能のとなりPCR機器の購入予定がなくなったこと。抗体の使用量が予定より少なく、購入が不要になったため次年度使用額が生じた。次年度は新規の抗体を購入し研究を進める予定である。繰越金として主として次年度の免疫組織学染色やSTR解析用の消耗品の購入に充てる予定である。
微小角入射X線散乱による結晶成長過程のその場観察

回転対陰極X線源を使った「超高真空表面X線回折装置」に、新しく「X線二次元検出システム」を取付け、散乱X線強度の二次元角度分布をその場で観測することにより、微小角X線散乱による結晶成長表面の研究を行った。PbSe(111)表面について、X線二次元検出システムを使った散乱X線強度の散乱角分布測定実験と、従来のX線検出器を使った実験を併せて行い、X線二次元検出システムによる散乱X線強度分布測定結果の較正を行った。従来のX線検出器を使った鏡面反射角における散乱X線強度の測定において、PbSe(111)表面のLayer-by-layer成長に伴うX線強度振動を観測した。全反射臨界角より小さい幾つかの入射角でこの実験を行ったが、振動振幅は散乱強度の1%以内でノイズに埋もれており平均化処理によって現れる程度であった。次に、X線二次元検出システムを使った散乱X線強度分布のその場観察を行い、この散乱X線強度分布の中で鏡面反射角におけるX線強度と鏡面反射からずれた角度でのX線強度の比が、PbSe(111)表面の成長に伴ってどのような変化を示すかを求めた。散乱実験は幾つかの入射角で試みたが、測定に使用したX線CCDカメラの感度の範囲では、PbSe(111)表面の成長に伴う強度分布変化を示す振動は見られなかった。しかし、微小角入射X線散乱強度の二次元角度分布の測定を幾つか行った結果、非弾性散乱したX線の強度がある程度含まれていることが分かり、これら散乱X線のエネルギー分解測定が、新たな解析につながることが分かった。また他にも、NiPめっきAl、Tiコーティング鋼について微小角入射X線の散乱強度測定を行い表面・界面構造解析を行った。また、真空中における、多結晶銀表面、多結晶鉄表面の常温と500°Cにおける状態について、微小角入射X線の散乱強度測定を行った。その結果、高温において鉄表面のラフネスが変化することを、X線散乱強度分布の変化から見いだした。平成9年度は、本研究計画通り、まず、PbSe(III)表面について、微小角入射X線散乱の実験を「超高真空表面X線回析装置」(現有設備)を使って行い、微小角入射X線散乱強度のデータを蓄積した。また、並行して小角X線散乱の計算機シミュレーションを行い、実験データと計算結果を解析して「X線二次元検出システム」に必要な仕様を策定した。また他にも、NiPめっきAl、Tiコーティング鋼について微小角入射X線の散乱強度測定を行い表面・界面の構造解析を行った。次に、「X線二次元検出システム」を設計し、また、超高真空散乱層を一部改造し、「超高真空表面X線回析装置」に、新しくこのシステムを取付けた。今後、この装置によって、散乱X線強度の二次元角度分布をその場で観測することにより、散乱X線強度分布の中に含まれる結晶表面からの情報信号と誤差を分離することを試みる。

X線を超高真空散乱チェンバー内の成長中の試料表面に微小角で照射し、小角散乱、あるいは回析したX線の二次元強度分布をその場で測定することにより、成長表面のステップ密度の変化、表面歪の変化等を解析する研究を進め、実験室規模の限られた強度のX線光源を使った微小角X線散乱においても検出できるような、表面の構造変化に最も敏感な量を見いだす研究を進める予定である。平成10年度は、まず、X線二次元検出システムを使った散乱X線強度の散乱角分布測定実験と、従来のX線検出器を使った散乱X線強度の散乱角分布測定実験を併せて行い、X線二次元検出システムによる散乱X線強度分布測定結果の較正を行った。また、X線二次元検出システムによる散乱X線強度分布の最適な測定条件を求める実験を行った。そしてその次に、この装置によって散乱X線強度の二次元角度分布をその場で観測する実験を行い、散乱X線強度分布の中に含まれる結晶表面からの情報信号と誤差を分離することを試みた。PbSe(111)表面の結晶成長過程を、微小角入射X線の散乱強度の角度分布をその場観察することによって解析した。まず、従来のX線検出器を使った鏡面反射角における散乱X線強度の測定において、PbSe(111)表面のLayer-by-1ayer成長に伴うX線強度振動を観測した。全反射臨界角より小さい幾つかの入射角でこの実験を行ったが、振動振幅は散乱強度の1%以内でノイズに埋もれており平均化処理によって現れる程度であった。次に、X線二次元検出システムを使った散乱X線強度分布のその場観察を行った。そして、この散乱X線強度分布の中で鏡面反射角におけるX線強度と鏡面反射からずれた角度でのX線強度の比が、PbSe (111)表面の成長に伴ってどのような変化を示すかを求めた。しかし、幾つかの入射角で実験を試みたが、測定に使用したX線CCDカメラの感度の範囲ではPbSe(111)表面の成長に伴う強度分布変化を示す振動は見られなかった。しかし、微小角入射X線散乱強度の二次元角度分布の測定を幾つか行った結果、非弾性散乱したX線の強度がある程度含まれていることが分かり、これら散乱X線のエネルギー分解測定が、新たな解析につながることが分かった。
バイオアッセイによる有害化学物質のモニタリングシステムの開発研究

有害化学物質による環境汚染は生態系と人類の生存に関わる問題として懸念されている。このような化学物質の環境の中での存在を迅速、安易、且つ低コストで検出するシステムが要請されている。本研究は種々の微生物を用いて水中及び、底質中の有害化学物質を検知し、その毒性強度を知ることを目的とする。本研究においてはミジンコ、植物プランクトン、酵母等の微生物とレタス種子を供試生物として用いた場合の毒性エンドポイントとして、増殖速度係数、一定時間後のバイオマスあるいは増殖過程におけるLag Timeの長さを評価した。またミジンコについては通常の24時間死亡率とともに、初期の運動量変化を新しい指標とする毒性評価手法を開発し、その確立を図ることを試みた。このようなバイオアッセイ手法を適用することにより、実環境における有害化学物質のモニタリングシステムの可能性を検討した。研究対象環境は河川、湖沼それらの水と底質、及び産業廃棄物処分場からの浸出水である。新しいバイオアッセイとして開発したミジンコの初期運動量の解析手法は、従来法が24ないし48時間要するに対し、これを3時間にまで大幅に短縮することができた。また化学物質の低濃度域でミジンコを暴露すると、刺激により運動量は増加し、これをTOXI(毒性指標)という概念で評価することにより、高感度で化学物質の存在を検出できることがわかった。流域に農地を有する河川の流下過程や湖沼において採水、採泥し、それらの毒性試験を行ったところ、季節的な毒性強度の変化が見られ、農業活動との関連性が示唆された。また自動車解体産業廃棄物を主とする埋立地の浸出水を用いて毒性試験を行ったところ、原液の3%濃度でミジンコの有害阻害が検出された。微生物より、ミジンコやレタスの高等動植物の方が高い感受性を示した。本研究結果は、環境における有害化学物質をバイオアッセイによってモニタリングする際、感受性の高い生物種を用い、バッテリ-テストを行うことの重要性を示唆している。本研究の上述の種々のバイオアッセイを利用して、河川水、湖沼水、廃棄物埋立地浸出水を採取し、実環境の試料水についての生態毒性評価を行った。本年度は次の2つの課題について検討した。(1)ミニアチュアライズド試験法従来から有害化学物質の毒性試験には、植物プランクトンや魚、ミジンコ等が用いられてきた。微生物を用いた試験法は簡便性、経済性、迅速性に優れている。例えば植物プランクトンを用いる試験法でもエーレンマイヤーフラスコやL字型試験管等を用いる振当とう培養を用いる試験では、100200という多数の検体を扱う場合には、相当広い実験室や実験施設を必要とする。そこでマイクロプレートを用いて、数百μLの少量の試料を用い、また短時間で毒性試験を行う方法の開発を試みた。この試験には自動微生物培養装置を使用することによって、同時に200検体を扱うことができ、しかも微生物の増殖曲線を連続的に追跡できる。微生物として酵母を用いることによって、光や炭酸ガスの制御なく、温度調節のみで十分有害化学物質の毒性モニタリングに使用可能であることがわかった。また植物プランクトンを供試生物に用いた場合、光と炭酸ガスが培養に不可欠であるが、短時間の試験では、本システムが利用できる。(2)化学物質の毒性相互作用様式の評価法自然の環境下では、化学物質が単独に生物に作用することは極めて希なことであり、多くの場合、複数の化学物質が同時に作用する。この場合、複数毒性作用としては拮抗作用、相加作用、相乗作用の3つの作用様式が考えられる。種々の化学物質について、23種の化学物質の組合せを用いて毒性試験を行った。その結果を確率的手法、統計的手法及び等効果線法など種々の数学的手法を用いて解析することを試みた。それぞれの手法は解析の考え方相互作用の考え方が異なり、一長一短のあることがわかった。いずれにせよ問題の本質から考えると化学物質の用量-反応曲線をベースに考えることの重要性が明らかになった。

流域に農地を有する河川の流下過程や湖沼において採水、採泥し、それらの毒性試験を行ったところ、季節的な毒性強度の変化が見られ、農業活動との関連性が示唆された。また自動車解体産業廃棄物を主とする埋立地の浸出水を用いて毒性試験を行ったところ、原液の3%濃度でミジンコの有害阻害が検出された。微生物より、ミジンコやレタスの高等動植物の方が高い感受性を示した。本研究結果は、環境における有害化学物質をバイオアッセイによってモニタリングする際、感受性の高い生物種を用い、バッテリ-テストを行うことの重要性を示唆している。本研究の上述の種々のバイオアッセイを利用して、河川水、湖沼水、廃棄物埋立地浸出水を採取し、実環境の試料水についての生態毒性評価を行った。本年度は有害化学物質のオンライン・モニタリングの課題について検討した。OECDでは化学物質を管理することを目的として、化学物質の安全性に関する試験や評価手法の開発を行ってきた。その中に生態毒性に関するさまざまな手法がガイドラインとして提起されている。その一つとして、甲殻類のミジンコの24時間の生存率と2週間以上の繁殖試験は生態毒性の評価方法としてよく利用される方法である。現行のガイドラインでは暴露期間は24時間であるが、外国では48時間が一般的である。24時間或は48時間の遊泳阻害は正常な遊泳を阻害されたというより、遊泳できないか、あるいは動かない状態、つまり死亡に近い状態として定義されているようであるが、被験物質と人の目によっては判定が困難な場合もあるといった問題が指摘されている。水圏環境における有害化学物質の存在をより迅速に検出するモニタリングシステムを開発することを目的として、有害化学物質によるミジンコの運動量の変化に着目し、有害化学物質添加後のミジンコの運動量変化を経時的に観測することにより、有害化学物質のモニタリングシステムの利用方法の開発を試みた。このシステムは二次元動画像解析システムを使用することによって、3時間で、有害化学物質による毒性を検出できた。低濃度の有害化学物質で処理した場合はミジンコの運動量は増加した現象が認められた。この増加した運動量は新たな毒性指標として、水圏環境における有害化学物質の毒性モニタリングに使用可能であることがわかった。また、24時間或は48時間の遊泳阻害試験より、短時間で有害化学物質の毒性を検出することができた。有害化学物質による環境汚染は生態系と人類の生存に係わる問題として懸念されている。このような化学物質の環境中での存在を迅速、安易、且つ低コストで検出するシステムが要請されている。本研究は種々の微生物を用いて水中及び、底質中の有害化学物質を検知し、この毒性強度を知ることを目的とする。本研究においてはミジンコ、植物プランクトン、酵母等の微生物とレタス種子を供試生物として用いた。微生物を供試生物として用いた場合の毒性のエンドポイントとして、増殖速度係数、一定時間後のバイオマスあるいは増殖過程におけるLag Timeの長さ等を評価した。またミジンコについては通常の24時間死亡率とともに、初期の運動量変化を新しい指標とする毒性評価手法を開発し、その確立を図ることを試みた。このようなバイオアッセイ手法を適用することにより実環境における有害化学物質のモニタリングシステムの可能性を検討した。
米国社会科における多文化認識及びグローバル認識の統合と市民性育成に関する研究

本研究においては、米国の教科書やカリキュラムの編成方法、さらに、近年の全国的なシティズンシップ教育改革の動向、実践を支える教員の問題等の分析を、カナダやイギリスのシティズンシップ教育研究者との情報交流等も含めておこなってきた。その結果、国内の多様な文化的背景を持つ人々の背景を理解させることが、グローバルな認識にもつながり、知識の理解に加えて、気づき、意識、見方等を重視されていることが明らかとなった。本研究は、米国の社会科カリキュラム(教科書を含む)を事例的に分析することを通して、マルティカルチャル・シティズンシップとグローバル・シティズンシップを並行して育成するカリキュラムのあり方を、原理的、実践的に解明することを主目的としている。平成24年は、研究計画に即しならが、次の点を中心に研究を進めた。それは、1関連資料の継続的な収集、2収集した教科書、カリキュラム、教材の分析、3現地調査先のリストアップと絞り込み、である。前年度の研究においては、米国の公民教育やシティズンシップ教育の改革動向を論考として整理したため、その点についての継続的な資料を収集するとともに、平成23年度に収集することができなかった州のカリキュラム等についても継続して収集を行った。また、収集した資料について、グローバルな認識や資質形成、多文化への認識や資質形成という点に焦点をあてて分析を行った。これらの認識や資質形成には、直接的に、グローバルな事象や多文化に関する事象を教育内容として扱うケースと、直接的には事象を扱わないものの、認識形成、資質形成にとって重要となるケースに大別できるが、後者の分析は多岐にわたるために、主に、前に焦点化して分析を行った。この間の「スタンダード化」する米国の教育改革の中では、ナショナル・スタンダード等を意識したカリキュラムや教科書構成となっており、とくに、カリキュラムについては、具体例が読み取りにくいケースが増えているが、関連する部分をピックアップする形で分析を進めた。現行の教科書の特徴を明らかにするためにも、経年的な記述内容の変化にも目を配ろうと考えているが、過去の教科書の入手が容易ではなく、次年度の課題としたいと考えている。最後に、教員の養成にも配慮する研究としているために、昨今の米国や日本をはじめ、教員養成のあり方についても検討を行った。本年度は、本研究の目的である、多文化認識及びグローバル認識とその資質形成を中核にすえた社会科カリキュラム開発のあり方の解明を目指し、3年間の研究のまとめを行うことを主に行ってきた。主には、研究計画で示した、つぎ点を中心に研究を進めてきた。1資料収集と分析対象の州教育省調査のため、米国への現地調査を実施する。23年間の研究を踏まえ、研究課題である、多文化認識及びグローバル認識、および、その認識から育成されるマルティカルチャル・シティズンシップやグローバル・シティズンシップの育成が、どのように整合性を保ちながら、社会科カリキュラムや教科書内容に組みいれられているのか、小学校、中学校、高等学校段階におけるその原理を明らかにしていく。3本研究の内容が、日本の社会科教育、国際理解教育などへどのように応用可能であるのか検討をすすめる。研究の遂行にあたり、日本の国際理解教育研究においても参考となる研究もあり、理論的な枠組みを整理するために検討した。また、米国のシティズンシップ教育の特質を明らかにするため、イギリスやアジア諸国のシティズンシップ教育にも目を配りながら検討を進めた。さらに、政府主導の教育改革の学校現場への影響、シティズンシップ育成と公民教育改革をめぐる最近の動向も整理しながら研究を進めてきた。なお、発表後、時間が経過しておらず、現在のスタンダード開発や教科書開発に、大きな影響を与えているとはいえないが、関連諸団体の協力のもと、NCSS(全米社会科協議会)が発表した、The College, Career, and Civic Life (C3) Framework for Social Studies State Standardが、今後、どのような影響を与えていくのかという、新しい課題についても、継続して検討をしている。平成23年度は、米国・カナダにおける社会科教育、シティズンシップ教育、グローバル教育をはじめ、関連分野の文献を主に実施した。両国のシティズンシップ論や多文化社会論などを中心に文献の収集を行い、どのような形で、多文化への認識・資質形成と、国際社会への認識・資質形成が論じられているのかを検討し、カリキュラム構造、教育内容の特色などを分析・抽出するための基本的枠組みを構築する作業を行った。代表的な州のカリキュラムを収集しながら、とくに米国においては、No Child Left Behind Actの制定以後のシティズンシップ教育についての検討を行った。9月には、全国社会科教育学会、立命館大学産業社会学部の後援をえて、国際シンポジウム「21世紀市民社会におけるシティズンシップ教育」を企画・実施した。講演者として、カナダからMark Evans教授(University of Toronto)、イギリスからJon Davison (Canterbury Christ Church University)教授、Paul Warwick教授(University of Leicester)の3教授を招き、指定討論者として、水山光春教授(京都教育大学)を招いて実施した。さらに、本研究テーマに関わる近年の米国のシティズンシップ教育の最新動向について整理し、全国社会科教育学会の学会誌『社会科研究』に「現代米国公民教育改革における「公民的機会」をめぐる問題」を投稿し、掲載されることとなった。

本研究では、米国の社会科カリキュラム(教科書を含む)を事例的に分析することを通して、マルティカルチャル・シティズンシップとグローバル・シティズンシップを並行して育成するカリキュラムのあり方を、原理的、実践的に解明することを目的として、4年間の研究に取り組んだ。最終年度として、過年度に諸事情により実施できなかった現地調査を行うことができ、シティズンシップ教育や社会科教育の最新の文献等の収集を行うことができた。これまでに収集した文献や教科書、カリキュラム等の継続的な分析を行い、研究課題であるマルティカルチャル・シティズンシップとグローバル・シティズンシップを並行して育成するカリキュラムのあり方を検討してきたが、その成果については、学会報告や論文として投稿するよう、準備を進めている。本年度、および、4年間の研究で、およそ予定していた研究は行うことができたが、州のカリキュラムレベルでは、スタンダードか以降、記述が曖昧となっている面があり、教科書レベルでは、体系的な資料収集が困難な面があって、小中高という学年進行による認識形成に関しての分析は、資料の限界から、分析の精度という面で若干の課題が残ったが、その点については、今後の研究の中でさらに継続的に検討していきたいと考えている。また、本研究の遂行に関係するため、日本の初期の国際理解教育論にも目を配り検討し、さらに、指導者の養成という点については、日本のグローバル人材育成論などにも着目して検討するとともに、本研究の成果の日本の教員養成への援用を考えるには、日本の教員養成制度自体の検討も必要であったため、近年の日本の教員養成改革議論をも整理し、その中で、グローバル教育を遂行できる教員をどう育てるのかという点についても検討を進めた。グローバル時代におけるシティズンシップ教育、社会科教育のあり方及び、教師教育のあり方に関する研究おおむね計画通りに進展していると考えているが、教科書の収集という面で、若干予定より入手の数が少ない状況であるため、次年度に予定通りの教科書入手ができるようにしていきたい。また、現地調査を予定していたが、訪問希望先と当方の予定が合わずに、米国での調査活動を行うことができなかった。それを補うために、本研究に関係する研究者が招聘される国内の研究会やシンポジウムに参加することで情報収集を行ったため、大幅に研究の遂行が遅れるということはなかったが、次年度については、現地調査を実施して、本研究に必要な資料収集や関係研究者へのインタビューを実施したいと考えている。理論的な研究にあたる部分はほぼ予定通り研究が進んだものの、次の3点において、研究計画通りに進まず、継続して研究を遂行していきたい。
まつたけ山施業の土壌微生物相への影響を次世代アンプリコンシーケンス解析で解明する

マツタケシロ中には、マツタケが優占しているが他にも真菌類や細菌類が数多く検出された。今後、野外でマツタケシロを管理するにあったって、マツタケの個体同定を子実体を介さずに行うことが重要であると考え、本研究プロジェクトの1年目に開発したマツタケ特異的マイクロサテライト(SSR)マーカーの活用を検討した。開発したマツタケSSRマーカーはマツタケが発生した年度の真下の土壌を解析すると高い確率で個体同定が行えることが示されたが、前年度発生した場所の土壌の解析を行った場合には個体同定が行えないこともあった。マツタケシロが前進していくことが知られており、通過した場所ではマツタケが土壌中にいないことも推測された。今まで、マツタケの有無に関してはDNAマーカーによる推定がされてきたが、これからは個体レベルでマツタケの追跡を土壌から行うことができる可能性が高い。特に、子実体が発生するような高密度な土壌から採取したDNAでの検出能が高かったことから、DNA抽出と土壌採取の定常化・定量化をすることで、非破壊的に土壌中のマツタケの生物量が子実体発生に十分な量維持されているのかを検討できる可能性が出てきた。また、マツタケシロの土壌呼吸速度を調べたところ、マツタケの子実体が発生する場所では周囲に比べて活発な呼吸があることが分かった。さらに、マツタケの子実体がより発生するシロでは、発生量が少ないシロに比べてより高い呼吸が計測された。なお、この測定は6月に行ったがその年の9月には例年通りマツタケの子実体が発生しており、マツタケシロを大きく破壊するということも観察されなかった。土壌呼吸の測定も、マツタケシロの現状を大きく傷つけることなく把握するために有効である可能性が示唆された。アンプリコンシーケンシングのためにIonPGMを用いてきたが、より長いリードを読めるMinIONの導入を検討し始めた。シーケンシングエラーが高いことが欠点として残るが、十分なリード数が取れれば、より安価に、より簡便にアンプリコン解析が行える可能性が見えた。手法が定まっていなかったのだが、MinIONを軸にする方針が固まりつつある。最終年度である。今まで異なる処理をしてきた土壌間の比較を、確立した手法で行い3年間の変化を解析する。また、MinIONを使ったマツタケシロのアンプリコン解析方法について、定量的評価もできるように実験を繰り返す。長野県の2か所のアカマツ林を主な調査対象地として林内整備を行った。併せて約2ヘクタールの林内で灌木処理及び地掻き処理区、灌木処理区、地掻き処理区、無処理区を準備し、定期的に各種処理による林内の変化を観察し、本研究課題遂行に向けた固定プロットの設置場所を検討し、小プロットの設置を順次開始した。土壌DNAのメタゲノム解析について、主に、マツタケの発生が確認された調査対象地において、マツタケの発生場所の土壌を採取し、DNA抽出後にリボソームDNAのITS2領域のアンプリコン解析を実施したところ、マツタケの周囲にはマツタケ以外にも十数十種の担子菌や子嚢菌に属する菌類が分布していることが示唆された。一方、土壌DNAのアンプリコンシーケンスにおいて、定性的なマイクロバイオームの把握にはある程度信頼が持てるが、定量的なマイクロバイオームの把握の正確性には疑問が残った。特に、土壌のサンプリング方法やライブラリー作成時のPCR条件などの違いにより結果に少なからず変化が生じてしまう点は、今後の研究期間で改善していく課題として認識できた。マツタケを個体レベル(ジェネットレベル)で識別するために、種内変異が高いマイクロサテライトマーカー(SSRマーカー)の利用を検討した。長野県産のマツタケ子実体のドラフトゲノムから作成した20対程度のSSRマーカーの大部分は、マツタケ特異的であることが分かったが、一部、マツタケと同属の他種でも増幅可能で、コンタミが疑われる土壌DNAを解析する際には、利用するSSRマーカーを注意して選抜する必要が示唆された。また、土壌DNAをテンプレートとして用いた場合、土壌DNA中のマツタケDNAの占める割合や量により、開発したSSRマーカーでの増幅効率に差があったので、汎用的な手法として確立するには今後の研究期間で改善の余地があった。本研究課題の初年度は、調査対象地として利用している2か所のアカマツ林において、灌木処理や地掻き処理と言った「まつたけ山施業」で実際に推奨される処理を1ヘクタールほどで行い変化を継続的に観察することで、どのような子実体がどこから出てきやすいのかのおおよその傾向を把握することができ、今後土壌微生物相の変化を追跡するための施業プロットの設置場所の目途が立った。土壌微生物相の解析に関して、マツタケの発生場所の土壌から抽出した環境DNAを用いて主にリボソームDNAのITS2領域に着目したメタゲノム解析を行った。土壌サンプリング方法やPCR条件により結果が変わってしまうため、普遍的な結果に向けて、より正確な条件検討の必要性を認識した。既報研究では、メタゲノム解析結果から定量的解析を行っているものが少なくない。しかし、定性的評価に関してはある程度信頼できるが、定量的評価に関しては科学的正確性が十分に担保されていない可能性があることが分かった。マツタケ特異的マーカーとして、マイクロサテライトマーカー(SSRマーカー)の有効性に期待してマーカー開発を進めた。マツタケの発生する場所の近傍から採取した50種類以上の菌類から採取したDNAを比較対象に用いて検討を行ったところ、マツタケのドラフトゲノムから開発したSSRマーカーの大部分はマツタケから抽出したDNAしか増幅しないことが明らかとなった。

一方、一部のSSRマーカーはマツタケの同属他種も増幅することが分かった。より特異性の高いマーカーを用いることで、土壌DNAからのマツタケ同定ができる可能性が高いことが分かった。また、土壌DNA中に十分なマツタケのDNAが含まれていないと、あるいは、マツタケのDNAの割合が高くないと、SSRマーカーでは増幅しにくい可能性があることが分かった。長野県伊那市と諏訪市のアカマツ林調査地内で、まつたけ山施業として、灌木の除去とリターの除去を昨年度に引き続き実施した。また、年度末には、まつたけ山施業のもう一つとして皆伐処理区を、新たに長野県伊那市の調査地内に設け、皆伐後のアカマツ林の植生および地下の土壌微生物相の変遷の追跡に向け、調査地の整備を始めた。まつたけ山施業地への将来的なマツタケの移動に向け、長野県内のマツタケの遺伝構造を独自に開発したマイクロサテライトマーカーで調査した。長野県内の10地域から採取した松茸の集団を遺伝的に比較したところ、地域ごとに遺伝的分化が進んでおり、また、各地域に特異的な遺伝子が多数見つかったことから、可能であればマツタケの移動は同一の地域内である方が遺伝的な攪乱の程度は小さくなるであろうと推測された。ただし、地域間の遺伝的分化指数はそこまで大きくないことも分かった。この成果は、学術論文として報告した。まつたけ山施業による土壌温度と土壌含水率の変化を追ったところ、リターを除くことによりマツタケが分布する場所の土壌含水率が向上することが分かった。一方、リターを除くことによる土壌温度への影響は小さいのだが、リターを除いた方が、気温の変化の影響を受けやすいという傾向が明らかとなった。メタゲノム解析を1年目に行った所、十分なリファレンスが無いことにより、結果の理解が難しいことが明らかになった。2年目は実際に林内で発生する真菌類の子実体からDNAを抽出し、形態的および遺伝的に種を同定し、真菌類のメタゲノム解析用のリファレンスを充実させようと試みた。しかし、2年目はマツタケをはじめ、多くの真菌類の子実体形成に不適な環境条件であったようで、1年目に比較して、発生した子実体の種数が著しく少なかった。リファレンスづくりは3年目に持ち越すことにり、その部分は若干の遅れを感じている。2年目は査読付き学術論文に研究成果を2報報告できた。当初の予定通り、成果が出始めている。また、2年目は皆伐試験区を用意できた。当初、既にある皆伐地の利用を検討したが、伐採直後のデータが取れない懸念から、今回の新たな設置に至った。伐採に関わる費用などのデータも収集でき、当初の予定よりも研究の幅が広がりそうである。マツタケシロ中には、マツタケが優占しているが他にも真菌類や細菌類が数多く検出された。今後、野外でマツタケシロを管理するにあったって、マツタケの個体同定を子実体を介さずに行うことが重要であると考え、本研究プロジェクトの1年目に開発したマツタケ特異的マイクロサテライト(SSR)マーカーの活用を検討した。
イネの生殖細胞特異的に機能するARGONAUTEタンパク質の分子機構の解明

MEL1は、生殖細胞の発生や減数分裂に機能するArgonaute (AGO)遺伝子である。AGOはsmall RNAと結合し、サイレンシング経路に関与していることから、MEL1がsmall RNAと結合し、生殖細胞の発現制御系の中心で機能する可能性が高い。平成25年度は、MEL1の局在解析、及び、MEL1と結合するsmall RNA (MEL1-small RNA)の前駆体,長鎖non-coding RNAの機能・制御機構解明を試みた。(1)イネ生殖細胞を用いたMEL1局在解析MEL1は、主に細胞質に局在し、減数分裂期レプトテン期に、一部のMEL1が核内に局在した。mell変異体のレプトテン期には、シナプトネマコンプレックスの構成因子, ZEP1の局在異常がみられた。MEL1が、核内で減数分裂の進行制御に関与している可能性が示唆された。栄養成長期(葉)と生殖成長期(葯)を用いて、長鎖non-coding RNAの周辺領域のゲノムワイドなDNAメチル化解析を行った。本年度までに、シーケンシング、及び、イネゲノムへのマッピングを終了し、現在、2サンプル間における771カ所のDNAメチル化度合いを比較し、non-coding RNAの発現制御に関与する領域を探索している。生殖細胞の発生の維持に重要なMEL1はARGONAUTE(AGO)をコードしている。そこで、RNA-IP(immunoprecipitation)によりMEL1と結合するsmall RNAを同定し、これらのsmall RNAを中心に、情報処理と実験検証によりMEL1と結合するsmall RNAの生成部位を明らかにするため、small RNAが多く集合している領域,クラスタの探索を行った結果、イネゲノム上に、1171個のMEL1-small RNAクラスタを同定した。クラスタ内のsmall RNAの形成過程を解析した結果、small RNAは、遺伝子間領域から由来した二本鎖RNAが、21塩基の長さごとに規則的に切断される生成過程が示唆された。さらに、MEL1は、これら21塩基small RNAの5'末端がシトシン(C)のものに、特異的に認識して結合していることが判り、植物の生殖細胞で機能するAGO,MEL1とsmall RNAの生合成経路を明らかにした。免疫蛍光染色により、MEL1は生殖細胞の細胞質に局在することが明らかとなり、MEL1は、標的遺伝子の切断や翻訳抑制に関与している可能性が示唆された。そこで、マイクロアレイにより、mel1変異体で発現が上昇する遺伝子で、かつ、MEL1-small RNAの配列に相補的な遺伝子を抽出し、MEL1-sRNAのターゲットである候補遺伝子の絞り込みを試みた。MEL1は、生殖細胞の発生や減数分裂に機能するArgonaute(AGO)遺伝子である。平成24年度は、長鎖non-coding RNAを前駆体としたMEL1と結合するsmall RNA(MEL1-small RNA)の生合成経路について解析を進めた。現在、長鎖non-coding RNAを前駆体としたMEL1-phasiRNAの新規な生合成経路に関する論文を執筆し、投稿準備を進めている。MEL1-small RNAの生合成経路は、植物生殖細胞発生の維持に関与する新規のサイレンシング機構であることから、非常に重要な発見であると評価している。現在、MEL1-small RNAの生合成経路についての論文を執筆し、投稿準備にとりかかっている。また、異分野の年会に積極的に参加し新技術等の情報を収集し、MEL1の標的遺伝子の絞り込みを様々な手法により挑戦した。RNA-sequenceにより、771種の新規な長鎖non-coding RNAを同定し、さらに、これら長鎖non-coding RNAを前駆体としたイネ生殖MEL1-small RNAの生合成経路を明らかにしたことから、おおむね研究は順調に進んでいると評価した。

また、Argonaute-small RNAのRNA-免疫沈降法に関する著書の執筆を行った。MEL1-small RNAクラスタ領域内に、TOS17,T-DNAが挿入した変異体の種子稔性を評価し、生殖細胞発生制御への関与を明らかにする。また、DNAメチル化解析やChIP(クロマチン免疫沈降法)解析等により、small RNAクラスタ領域のクロマチン修飾を解析し、生殖ステージにおけるsmall RNAを介したエピジェネティックな制御機構の解明を試みる。平成25年度は、昨年に作成した長鎖non-coding RNA抑制個体・TOS17挿入変異体の発現解析、及び、稔性評価・減数分裂観察を行い、生殖特異的な長鎖non-coding RNAの機能解明を試みる。さらに、生殖non-coding RNAが転写する領域,MEL1-small RNAのクラスタ領域のDNAのメチル化を、PBATバイサルファイトシーケンスにより、ゲノムワイドに解析し、長鎖non-coding RNAの転写やMEL1-small RNAの機能に関与するエピジェネティックな制御メカニズムの解明を試みる。長鎖non-coding RNAのTOS17挿入変異体, 54系統の稔性調査を行ったが、生殖に関与する有為な差異がみられなかった。そのため、相同組換えにより、広範囲に及ぶnon-coding RNA領域欠失変異体を作出し、生殖特異的な長鎖non-coding RNAの機能解明を試みる。また、平成25年度に引き続き、生殖non-codng RNAが転写する領域のDNAのメチル化を、PBATバイサルファイトシーケンスにより、ゲノムワイドに解析し、長鎖non-coding RNAの転写やMEL1-small RNAの機能に関与するエピジェネティックな制御メカニズムの解明を試みる。
モノクローナル抗体によるガン細胞プラスミノーゲンアクチベーターの免疫化学的研究

我々は本年度のがん特別研究補助金により、腫瘍関連マーカーの1つとして注目されているプラスミノーゲン・アクチベーター(PA)の生体内での動態を明らかにする目的で、抗PA(Urokinose型)モノクローナル抗体を作製した。現有(G62)のもの以外に新たに10クローン得られ、いずれもPA活性を抑制しなかったが以下の興味ある知見を得た(抗原の精製に高速液体クロマト及び微量高速冷却遠心機購入)。G62モノクローナル抗体に代表されるように、PA活性部位を認識しなくても腫瘍組織中のPAの微量定量に応用し得ることを認めた。ELISAによって臨床症列の腫瘍細胞について測定した結果、肝臓原発形質細胞腫、肝癌では対照の正常組織に比べてPAのSpecific contentが高く、特に前者では約1000倍の高値を示した。さらにそのPA分子量をイムノ・ブロット法により解析したところ約25kdでウロキナーゼの低分子型(分子量約22kd)に近く、現在両者の関係を調べるため種々のモノクローナル抗体によりエピトープ解析を行なっている。一方、培養D562株(carcenoma)がPA(Urokinase型)産生腫瘍であることをG62抗体を用いたイムノブロット法により証明し、そのPAの分子量な60kdであり、フィブリン平板法でfibrinolytic activityを有していることを確認した。一方、G361株(melanoma)は組織由来型PA産生腫瘍であることを明らかにし、PA分子量は70kd.65kd.55kdであることを抗ukモノクローナル及びポリクローナル抗体によって証明した。最後に、腫瘍細胞増殖に及ぼす抗PA抗体の影響を調べたところ、G62抗体およびウサギ抗ウロキナーゼポリフローナル抗体は両者ともD562細胞の増殖を低濃度で抑制するこが伴明した(対照の正常マウスおよびウサギ血清は全く効果がない)。今後ガン治療法の追求のため、分子レベルでのPAの解析およびヌードマウスを用いてin vivoでの効果を観ていく。