hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネクローシスＤＮＡ断片化の意義―酸化ストレスと免疫反応の制御

今回、我々は血液中に存在するこの二つの酵素の活性を、わずか1 μlの血清を使って簡単に区別できる方法を確立した。その結果、次の事実が明らかになった。ネクローシス初期の、比較的クロマチンの変性が進んでいない状況にあっては、DNase γがまずリンカー部位に作用してこれを切断し、DNAを断片化する。ネクローシスが進行し、プロテアーゼが働くようになるとヒストンが分解され、DNAが漏出する。すると今度はDNaseIが作用し、DNase γによって断片化されたDNAをさらに細かく分解する。すなわち、DNase γとDNaseIには時間・空間的な使い分けがあり、これが死細胞DNAを効率良く分解する仕組みであることが明らかになった。医歯薬学Necrosis DNA Fragmentationという新しい概念を提唱し、in vitro、in vivoの解析から、死細胞の速やかな除去を促進することがその生理的意義であることを明らかにしつつある。またネクローシスの際のクロマチン凝集という新たな現象も見出している。アセトアミノフェン誘導性肝障害の原因として、酸化ストレスに伴い産生される毒性の高い低分子量不飽和アルデヒドであるアクロレインが関与する可能性を見出し、これをin vivo、in vitroの実験系で明らかにした。またヌクレオソームへのアクロレインの結合を生化学的に検出し、DNA断片化によるアクロレイン中和の可能性を見出した。一方、肝組織の電子顕微鏡解析により、野生型マウスに比べKOマウスの壊死肝細胞が壊れにくいことが明らかになった。さらにCADとDNaseγ遺伝子の両方を欠損するマウス(DKOマウス)を作製した。生体内ネクローシス誘導系である解熱鎮痛剤アセトアミノフェンの大量投与による肝細胞ネクローシスを誘導したところDNaseγ遺伝子欠損マウスは野生型マウスに比べて感受性が亢進していた。この新たな原因として血小板の凝集のならびに活性化の遅れが示唆された。今後この可能性を検証するために、生化学ならびに免疫組織学的解析を推し進めるとともに、電子顕微鏡による微視的解析により、血小板の詳細な機能解析を行いたいと考えている。またネクローシスの際のクロマチン凝集という新たな現象も見出しているが、その生理的意義とメカニズムに関しても検討していきたいと考えている。DNA断片化によるアクロレイン中和のメカニズムに関しては、ヌクレオソームが直接アクロレインを中和する可能性と、DNA断片化により死細胞の崩壊が進み、周辺細胞からの離脱が容易になることによりアクロレインの拡散が防がれている可能性が示唆された。今後この可能性を検証するために、生化学並びに免疫組織学的解析を推し進めるとともに、電子顕微鏡による微視的解析により、壊死像の詳細な検討を行いたいと考えている。さらにDKOマウスを用いて、アポトーシス、ネクローシスをin vivoで誘導した場合の病理像や症状の変化を検討し、それぞれのエンドヌクレアーゼの生理的役割に関し情報を得たいと思っている。クロドロネート、抗体(Mac-1, F4/80、Fas)実験用動物:マウス飼育経費、C57BL/6マウス購入旅費等:研究打ち合わせ:共同研究の打ち合わせ、手技の取得
文化的集団淘汰と規範の進化：マクロ・データと大規模集団実験による実証的検討

人間社会は、社会的規範の存在によって特徴づけられるが、その存在を説明することは社会科学における重要な問いの一つである。近年、社会的規範の存在を遺伝子と文化の共進化、そして文化的集団淘汰によって説明しようとする試みが登場してきた。だが様々なプロセスが多層的に重なり合った説明であるため、その妥当性を実証するのは非常に困難である。本研究の目的は、大規模集団実験と実社会から得られた国際データの分析を通して、マクロな観点から文化的集団淘汰の妥当性を検証するものである。2019年3月頭より1年間の予定で渡航中である。本年度はこの1ヶ月の間で大規模集団実験の方針について先方と数度のミーティングを通して、実験計画を立案した。そして実験に先立ち、実験でに用いるゲームにおいて参加者が取るであろう行動を、学習エージェントと文化的集団淘汰を組み合わせたモデルによって予測し、計画している実験が理論を正しく検証できるものとなっているか、検証することを決定した。現在、そのためのシミュレーションを実施中である。前項に記した通り、渡航後1ヶ月の間に、大規模集団実験の方針について先方と数度のミーティングを通して、実験計画を立案した。シミュレーションによる検討が終了した後、具体的な実験立案・実施を行う予定である。内定年度:2017人間社会は、社会的規範の存在によって特徴づけられるが、その存在を説明することは社会科学における重要な問いの一つである。
磁性半導体における荷電不純物の同時ドーピングによる特性制御と新規材料の開発

強磁性半導体(Zn,Cr)Teにおけるアクセプター性不純物である窒素(N)のドーピングによる強磁性抑制の効果を定量的に調べた。Cr組成を一定として窒素濃度を変化させた一連の薄膜に対する磁化測定の結果、窒素濃度の増加により強磁性転移温度TCは低下しゼロに至るが、強磁性の消失はCr組成の値に係らず窒素濃度[N]がCr組成に対して一定の比の値[N]/[Cr]=0.08-0.1で生じることを見出した。一方、X線吸収微細構造(XAFS)測定では、同じく窒素とCrの濃度比[N]/[Cr]=0.08-0.1の付近でスペクトルに明らかな変化が見られた。これらの結果から、強磁性の消失は窒素ドーピングに伴うCrの電子状態の変化に起因することが示された。(2) 2種類の遷移元素を添加した四元系混晶における遷移元素間の相互作用と磁性異種の遷移元素間の相互作用およびそれに起因する新たな磁性発現を検証することを目的として、ZnTeに二種類の遷移元素Cr, Feを添加した(Zn,Cr,Fe)Teの研究を行った。MBEによりCr組成一定でFe組成を変化させた一連の薄膜試料を作製し、その磁化特性を調べた。その結果、Fe組成の増加に伴い、飽和磁化は減少する一方、保磁力は増加するという結果が得られた。これは、CrとFeの磁気モーメント間に反強磁性相互作用がはたらき、その結果磁化の大きさは減少する一方で磁気秩序は安定化するという理論予測と定性的に一致する傾向が示された。IV-VI族DMSにおける強磁性発現の探索を目的として、SnTeにMnを添加した(Sn,Mn)Teの磁化特性を調べた。MBEによる(Sn,Mn)Te薄膜成長において成長条件を最適化することにより、Mn組成6%以下の範囲で異相の析出がなく(111)方向のみに成長した(Sn,Mn)Teの単相の薄膜を得ることが出来た。磁化測定ではこれらの薄膜は低温まで常磁性を示し、強磁性発現は見られなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、以下の研究テーマについて研究を行った。強磁性半導体(Zn,Cr)Teにおいてアクセプター性不純物である窒素のドーピングによる強磁性抑制の効果を定量的に調べた。Cr組成一定で窒素濃度を系統的に変化させた一連の窒素ドープ(Zn,Cr)Te薄膜をMBEにより成長し、磁化測定を行った。その結果、Cr組成一定で窒素濃度を増加させていくと、強磁性転移温度TCは徐々に低下しやがて強磁性は消失するが、強磁性消失に対応する窒素濃度[N]の値はCr組成に対する比で[N]/[Cr]0.08となり、単純な計算ではCr 1原子あたりおおよそ0.1個の電子数減少により強磁性の消失が齎されることがわかった。一方、X線吸収微細構造(XAFS)測定の結果では、この強磁性消失に対応する窒素濃度の前後で吸収スペクトルの形状に明らかな変化が見られた。これらのことから、窒素のドーピングに伴う強磁性消失とCrの電子状態の変化との間には相関があることが明らかとなった。(2)新規磁性半導体(Zn,Fe)TeのMBE成長と磁性新規磁性半導体である(Zn,Fe)Teの薄膜結晶をMBEにより成長し、結晶構造と磁性を調べた。成長した薄膜の結晶構造と磁性は成長中のTeとZnの分子線供給量比により大きく異なることが明らかとなった。Te分子線過剰下(Te-rich)で成長した薄膜ではFe組成2%以上で正方晶FeTeの析出が見られ、磁性はFe組成に係わらず常磁性であった。一方、Zn分子線過剰下(Zn-rich)で成長した薄膜はFe組成3%以上で強磁性を示し、強磁性転移温度は最高で300K程度であった。結晶構造についてはTEM, XAFS解析により何らかの異相の微結晶の析出を示唆する結果が得られ、強磁性の起源はこの未知の析出物によることが示された。

MBEによりCr組成一定でFe組成を変化させた一連の薄膜試料を作製し、その磁化特性を調べた。その結果、Fe組成の増加に伴い、飽和磁化は減少する一方、保磁力は増加するという結果が得られた。これは、CrとFeの磁気モーメント間に反強磁性相互作用がはたらき、その結果磁化の大きさは減少する一方で磁気秩序は安定化するという理論予測と定性的に一致する傾向が示された。IV-VI族DMSにおける強磁性発現の探索を目的として、SnTeにMnを添加した(Sn,Mn)Teの磁化特性を調べた。MBEによる(Sn,Mn)Te薄膜成長において成長条件を最適化することにより、Mn組成6%以下の範囲で異相の析出がなく(111)方向のみに成長した(Sn,Mn)Teの単相の薄膜を得ることが出来た。磁化測定ではこれらの薄膜は低温まで常磁性を示し、強磁性発現は見られなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初、計画した研究テーマの実験を行い、概ね予定した結果を得ることができたため。今後も当初の研究計画に沿って、研究を進めていく。
分子・結晶とマイクロ構造体の変形相互作用による骨組織強度特性

骨組織の基本構成物質であるHApとColにおける分子・結晶レベルの荷重伝達・負荷応答を明らかにし、それらの物質が高度に組織化されたマイクロ構造体の変形相互作用を調べるとともに、構造体、組織といった各階層間の力学的機能相互を効果的に評価し、骨組織における強度特性(剛性、弾性率、応力、等)の発現機構を解明する。本年度は、以下の項目について実施した。1)骨HAp/Col X線回折計測:ウシ大腿骨皮質骨を対象に、低エネルギX線によるIPを用いた小角・広角X線回折同時計測を引き続き実施し、HAp/Col変形割合の関係を調査した。また、広角X線回折によるHAp結晶の変形状態の計測結果より、骨組織残留応力の発生メカニズムを検討した。2)骨HAp/Colラマン分光計測:ウシ大腿骨皮質骨試験片に引張負荷を与え、多点ラマンスペクトル測定による高精度ラマン分光計測により再現性の高いラマンシフト測定を行い、加齢と骨の力学的特性の変化の関連性を確認した。3)皮質骨構造体モデリング・解析:硬組織対応型三次元内部構造顕微鏡を応用し、皮質骨マイクロ骨構造体の3次元内部構造観察システムを開発した。ビッカース硬さ試験機構を搭載することで、材料内部の局所的な硬さと弾性率の分布計測を実現した。また、骨組織中HAp濃度が力学特性に与える影響に着目し、脱HAp(脱灰)処理による組織形態変化の観察ならびに、脱灰が弾性特性および破壊靭性に与える影響を確認した。電圧印加による骨表面へのHAp誘引と結晶生成に成功した。4)海綿骨構造体モデリング・解析:海綿骨と皮質骨のマイクロ骨構造体の違いを明らかにするため、ウシ大腿骨近位海綿骨を対象に、皮質骨ー海綿骨遷移領域におけるマイクロ骨構造体特性を確認した。また、海綿骨強度と海綿骨構造の関係を調査した。超音波骨密度測定装置による骨試料のin vitro計測を検討した。1)骨HAp/Col X線回折計測:ウシ大腿骨より年齢別に試験片を作製し、低エネルギX線下におけるIPを組み合わせた小角・広角X線回折同時計測法を用いて、加齢によるHAp/Col変形割合の関係を調査した。また、IPによるX線回折画像より高精度にひずみ解析する手法を検討した。概ね順調に進展している。2)骨HAp/Colラマン分光計測:ウシ大腿骨より年齢別に試験片を作製し、引張負荷を与えながら再現性の高いラマンイメージングを用いてラマンシフトを測定することにより、加齢と骨の力学的特性の変化の関連性について明らかにした。計画通りである。3)皮質骨構造体モデリング・解析:硬組織対応型三次元内部構造顕微鏡を応用し、皮質骨マイクロ骨構造体の3次元内部構造観察・力学的特性分布計測システムを開発した。骨組織表面を顕微鏡観察可能な鏡面にするための精密切削条件を検討し、多断面にわたる安定した鏡面生成と顕微鏡観察を実現した。本システムにより、ウシ大腿骨皮質骨のマイクロ骨構造体観察および硬さ・弾性率の分布計測を実施した。また、皮質骨HAp濃度と弾性特性および破壊靭性の関係を確認した。電圧印加による皮質骨表面へのHAp誘引と結晶生成に成功した。計画通りである。4)海綿骨構造体モデリング・解析:海綿骨マイクロ骨構造体観察により、海綿骨内部のラメラ構造の配列および海綿骨・皮質骨界面との違いを確認した。海綿骨立方体試験片を用いた圧縮試験方法を検討し、マイクロCTによる海綿骨構造解析を行った。圧縮試験により計測した弾性率および強度とマイクロCTにより観察した海綿骨構造の関係を確認した。1)骨HAp/Col変形特性:ウシ大腿骨皮質骨試験片を対象に、引き続き小角・広角X線回折計測および多点ラマンスペクトル測定による高精度ラマン分光計測を行い、HAp/Col変形特性と巨視的な骨組織強度特性の関係を明らかにする。小角・広角X線回折計測における高精度ひずみ解析方法およびラマン分光計測における高精度スペクトル解析法を整理し、測定精度の向上を諮る。骨組織の脱灰処理によりHApを段階的に除去し、小角・広角X線回折計測およびラマン分光計測によりHAp/Colの負荷応答を観察する。以上により、HApとColにおける分子・結晶レベルの荷重伝達・負荷応答を明らかにし、強度特性との対応を明らかにする。2)骨構造体モデリング・解析:骨組織階層構造および構造異方性と骨強度特性の関連を整理する。3次元内部構造観察・力学的特性分布計測システムにより、マイクロ骨構造体の3次元構造と弾性率3次元分布を基に皮質骨の力学モデルを作成する。また、マイクロ骨構造体およびHAp/Colの構造異方性と骨強度特性の関連を調査する。海綿骨構造体と弾性率・強度の関係について、圧縮試験による弾性率および強度とマイクロCTによる海綿骨構造体との関係を整理する。超音波骨密度測定装置による骨試料のin vitro計測のため、海綿骨試料ファントムの計測により検証する。また、皮質骨・海綿骨組織におけるHAp形成特性を明らかにし、骨組織中HAp濃度や結晶形成形態が、巨視的な骨組織強度特性に与える影響を整理する。以上により、分子・結晶とマイクロ構造体の変形相互作用による骨組織強度特性について整理する。

骨組織の基本構成物質であるHApとColにおける分子・結晶レベルの荷重伝達・負荷応答を明らかにし、それらの物質が高度に組織化されたマイクロ構造体の変形相互作用を調べるとともに、細胞、構造体、組織といった各階層間の力学的機能相互を効果的に評価し、骨組織における強度特性(剛性、弾性率、応力、等)の発現機構を解明する。本年度は、以下の項目について実施した。1)分子・結晶変形特性:牛大腿皮質骨を測定対象として、広角X線回折に加え、小角散乱X線回折計測を行った。広角測定ではHAp結晶内の変位や構造に対し、小角散乱ではHAp結晶粒子(HAp集合組織)間の変位や構造が測定された。これによりマイクロ骨構造体レベルの変形特性が確認された。負荷中の広角/小角同時計測を行い、HAp結晶内と結晶粒子間の変形相互作用を確認した。Col分子構造の状態と負荷時の変形挙動をラマン分光で計測する手法を開発した。熱変性・疲労変性(加齢相当モデル)による分子構造変化の確認を検討した。2)骨細胞変形特性解析:骨細胞を一定の負荷環境下培養した場合の形態変化、変形特性、負荷応答性との関連、および骨芽細胞の負荷環境下におけるHAp結晶構造やCol分子の形成・成長過程について文献調査を行った。3)マイクロ骨構造体変形・強度特性:階層複合化した骨組織構造体(Osteon-Lamella)の構造特性を計測した。マイクロインデンテーション試験方法を考案し、骨組織構造体の荷重伝達・変形応答特性の測定を行い、Col性状が骨弾性率や剛性、骨強度に及ぼす影響を確認した。大腿骨海綿骨の力学性状を調査するため、一辺5mmの立方体試験片の圧縮試験方法を提案し、圧縮強度と海綿骨構造の関連を調査した。1)分子・結晶変形特性:広角X線回折については、IPを用いた牛大腿骨骨幹部の表層残留応力計測手法の開発を行った。小角散乱X線回折計測手法については、負荷時計測の前例がなく、その現象と回折理論の関連性を整理し、負荷中の広角/小角同時計測手法を開発した。計画通り進んでいる。2)骨Col分子ラマン分光計測:骨内HAp-Col分子構造の状態と負荷時の変形挙動をラマン分光で計測する手法を整理した。ラマン分光では試験片表層のひずみとラマンシフトが対応することを確認した。おおむね計画通り進行している。3)骨細胞変形特性解析:骨細胞を一定の負荷環境下培養した場合の形態変化、変形特性、負荷応答性との関連性を観察する実験手法を検討し、おおむね計画通り進行している。骨細胞の負荷環境下におけるHAp結晶構造やCol分子の形成・成長過程を調査する実験手法については、今後の検討課題である。4)マイクロ骨構造体解析: Osteonの詳細な形態や構造を観察し、骨組織構造体(Osteon-Lamella)断面における弾性率分布の計測手法を開発した。海綿骨の構造と弾性率・強度の関係を骨梁一本のマイクロ引張負荷装置を考案した。また海綿骨構造の強度特性を調査することができた。計画通りである。骨組織の基本構成物質であるHApとColにおける分子・結晶レベルの荷重伝達・負荷応答を明らかにし、それらの物質が高度に組織化されたマイクロ構造体の変形相互作用を調べるとともに、構造体、組織といった各階層間の力学的機能相互を効果的に評価し、骨組織における強度特性(剛性、弾性率、応力、等)の発現機構を解明する。
波長多重用フォトニックデバイス

波長多重フォトニックデバイスとして、引き続き高速半導体光スイッチ及び高効率波長変換素子の高性能化に関して検討を行った。高速半導体光スイッチとして、部分屈折率変調多モード干渉導波路型光スイッチ(MIPS-P)の気相エッチングによる作製プロセスの精密制御化を試み、無変調時にも-19dBの低いクロストークが得られるようになった。また高効率屈折率変化のために不可欠な電流閉じ込め向上の観点から、横方向にはプロトン打ち込み構造について作製条件の最適化を図ると共に、薄クラッド層の採用によりInGaAsP/InPにおいてスイッチングを達成した。層厚方向についてはヘテロ障壁の大きなAIGaInAs/AIInAsを採用し、まずリッジ深さの制御を通して多モード干渉導波路の構造設計化を図ると共に、実際に無変調/変調いずれの場合も-10dB以下のクロストークでスイッチングを達成することができ、AIGaInAsの有効性を示した。他方、波長変換素子として、多モード干渉結合器(MMIC)と半導体光増幅器(SOA)を集積したマイケルソン干渉計型素子(MIWC-MMIC)について検討を進め、SOAと導波路の集積構造の結晶成長における作製条件を把握した。また、MMICの分岐比や端面反射率などの構造パラメータの特性に与える影響を解析により検討し、それらの許容度を明らかにした。また伝搬マトリクス法によるSOAの解析プログラムを構築し、制御光やアシスト光の入射方向や波長依存性などの構造・動作パラメータに関する指針を明らかにし、SOA単体で約25psの高速化が達成可能であることや、マイケルソン型がマッハツェンダー型干渉計より10Gb/sにおいて良好なアイパターンが得られ、高速動作が可能であることなどを明らかにした。本研究では、超高密度波長多量や光クロスコネクトシステムによる高度フォトニックネットワークを実現する上で不可欠な高速光スイッチや波長変換素子として、これまでに提案してきた半導体多モード干渉(MMI)導波路を用いた光スイッチング素子の特性向上のための検討を行った。その結果、以下の成果が得られた。1)部分変調多モード干渉型光スイッチ(MIPS-P)の4×4構造についてFD-BPMによる特性解析を行い、1ポートスイッチングから4分岐に至るまで多機能動作が可能であることを示した。しかしながら、入力端に近い部分を屈折率変調した場合は、クロストークが劣化することも判明した。そこで、MMI導波路の中央部分を変調する多段2×2構造についても同様の解析を行い、4×4構造と同等のスイッチングを-20dB以下の低クロストークで、かつ約半分の素子長で実現でき、機能の柔軟性にも優れているとなどが分かった。2)2×2構造MIPS-Pを作製するに当たり、屈折率変調領域を限定する上で重要な電流狭窄構造に関して、溝構造及びプロトン打ち込み構造について検討を行った.解析により、溝構造は溝寸法の制御が重要であること、プロトン打ち込み構造は素子特性に与える影響が小さいことなどが分かった。実験的には、作製の容易な溝構造でその効果を確認した。プロトン打ち込み条件について知見を得た。3)半導体光増幅器(SOA)の相互位相変調効果を利用したMMI導波路を用いたマイケルソン干渉型波長変換素子を作製した。SOAとMM導波路集積構造の作製条件を検討し、SOAの特性向上を図った。その結果、無変調光ではあるが、2波長入力により消光比約9dBの相互位相変調効果が達成された。今後は、光スイッチについては効果的な電流狭窄構造の導入により2×2構造の低クロストーク化や高速スイッチング動作、多段化を検討する。波長変換についてはMMI導波路構造の最適化などにより消光比の向上及び変調光の導入について検討を進める。本研究では、超高密度波長多重や光クロスコネクトシステムによる超高速フォトニックネットワークを実現する上で不可欠な高速光スイッチや波長変換素子として、これまでに提案してきた半導体多モード干渉(MMI)導波路を用いた光スイッチング素子の特性向上のための検討を引き続き行った。1)部分屈折率変調多モード干渉型光スイッチ(MIPS-P)を用いた高性能多ポート光スイッチを実現すべく、クロストーク劣化の懸念される1段構成ではなく、より構造が単純な2×2MIPS-Pの4多段構成について特性解析を行い、4×4構造と同等以上のスイッチング又は分配動作においていずれも-20dB以下の低クロストークで、かつ約半分の素子長で実現でき、機能の柔軟性にも優れているとなどが分かった。2)2×2構造MIPS-Pを作製するに当たり、屈折率変調領域を限定する上で重要な電流狭窄構造に関して、溝構造について2μm幅の溝や電極窓の形成技術の検討を行い、作製条件を把握した.。3)半導体光増幅器(SOA)の相互位相変調効果とMMI結合導波路を用いたマイケルソン干渉型波長変換素子(MIWC-MMIC)を作製した。SOAとMMI導波路集積構造の作製条件を検討し、SOAの特性向上を図った。その桔果、無変調光ではあるが、2波長入力により消光比10dB以上の相互位相変調効果が達成された。また、素子構造の特性の与える影響を解析により検討し、MMIC分岐比やSOA端面の反射率等の設計指針を得た。今後は、光スイッチについては溝構造およびプロトン打ち込み構造電流狭窄構造の導入により2×2MIPS-Pの高性能化や高速スイッチング動作、多段化により多ポート化の実現を目指す。波長変換についてはMIWC-MMICのSOA特性の向上や集積構造化を図り、高性能な高速波長変換動作の実現を目指す。

高速半導体光スイッチとして、部分屈折率変調多モード干渉導波路型光スイッチ(MIPS-P)の気相エッチングによる作製プロセスの精密制御化を試み、無変調時にも-19dBの低いクロストークが得られるようになった。また高効率屈折率変化のために不可欠な電流閉じ込め向上の観点から、横方向にはプロトン打ち込み構造について作製条件の最適化を図ると共に、薄クラッド層の採用によりInGaAsP/InPにおいてスイッチングを達成した。層厚方向についてはヘテロ障壁の大きなAIGaInAs/AIInAsを採用し、まずリッジ深さの制御を通して多モード干渉導波路の構造設計化を図ると共に、実際に無変調/変調いずれの場合も-10dB以下のクロストークでスイッチングを達成することができ、AIGaInAsの有効性を示した。他方、波長変換素子として、多モード干渉結合器(MMIC)と半導体光増幅器(SOA)を集積したマイケルソン干渉計型素子(MIWC-MMIC)について検討を進め、SOAと導波路の集積構造の結晶成長における作製条件を把握した。また、MMICの分岐比や端面反射率などの構造パラメータの特性に与える影響を解析により検討し、それらの許容度を明らかにした。また伝搬マトリクス法によるSOAの解析プログラムを構築し、制御光やアシスト光の入射方向や波長依存性などの構造・動作パラメータに関する指針を明らかにし、SOA単体で約25psの高速化が達成可能であることや、マイケルソン型がマッハツェンダー型干渉計より10Gb/sにおいて良好なアイパターンが得られ、高速動作が可能であることなどを明らかにした。
幹細胞の非対称性分裂とコミットメントの分子機構

幹細胞は多分化能と自己複製能を兼ね備えた細胞と定義され、組織や臓器の発生・修復・維持に重要な役割を果たしている。本研究では高度に純化することが可能なマウス造血幹細胞をモデルとして、幹細胞の運命決定の様式を詳細に解析し、その自己複製とコミットメントの分子基盤を明らかにすることを目的とした。さらに、組織幹細胞に共通な制御機構を解明するため、肝幹細胞など他の組織幹細胞における自己複製と分化を解析した。造血幹細胞の非対称性分裂の解析に用いるシングルセル移植の感度をあげるために、移植後の骨髄細胞をレスキュー細胞として用いる実験系を構築した。娘細胞間で非対称性に分配ないし細胞内分布される分子を探索するため、免疫染色後に蛍光量および細胞内分布を解析するシステムの開発に成功した(Single-cell immunostaining)。この方法を用いて転写因子、DNAメチル化酵素、ポリコーム群タンパクなどについて非対称性分布の有無を解析した。しかしながら、明確に非対称性を示すものは見つからなかった。コンディショナルノックアウトマウスを解析することによって、DNAメチル化酵素であるDnmt3a、Dnmt3bが造血幹細胞の自己複製能維持に必須であることを明らかにした。興味深いことに、これらの酵素は造血幹細胞の各細胞系譜への分化には必要なかった。マウス胎児肝より分離した肝幹細胞の自己複製と分化におけるWnt-TCF/LEFシグナル伝達の役割を解析した。Tcf4のdominant-negative formを肝幹細胞に強制発現させると、タイロシンアミノトランスフェラーゼやトリプトファンオキシゲナーゼなどの成熟肝細胞マーカー遺伝子の発現が抑制された。また、低密度で播種した際のコロニー形成も顕著に減少した。1)造血幹細胞のマーキング:造血幹細胞に特異的に発現しているGATA-2、Endomucinならびに我々が同定したTMTSP遺伝子の3つについてノックインES細胞を作成したところ、GATA-2とEndomucinについてはそれぞれの遺伝子座にノックインすることができたもののES細胞から分化誘導した血液細胞や血管内皮細胞において蛍光タンパクの発現が認められなかった。一方でTMTSP遺伝子については発現が確認されたのでマウスを作出した。このマウスにおいて蛍光タンパクが造血幹細胞、造血前駆細胞の一部ならびに血管内皮細胞特異的に発現していることが確認された。2)コミットメントの転写因子による制御と非対称性分配:娘細胞間で非対称性に分配ないし細胞内分布される分子を探索するため、100個以下の少数細胞を対象に効率よく免疫染色して蛍光量および分布を解析するシステムを開発し、転写因子、メチル化関連タンパク、ポリコーム群タンパクなどについて非対称性分布の有無を解析した。現在までのところ、明確に非対称性を示すものは見つかっていない。3)自己複製のエピジェネティックな制御:造血幹細胞におけるエピジェネティックな制御の役割りを解析することを目的としてDNAメチル化酵素について検討した。骨髄中では造血幹細胞にDnmt3a、Dnmt3b遺伝子が特異的に発現していて、タンパクレベルの解析でも全ての造血幹細胞が少なくともどちらかを発現していた。さらにこれらのタンパクの造血幹細胞における機能を明らかにすることを目的としてDnmt3a、Dnmt3b遺伝子のコンディショナルノックアウトマウスを利用して検討した。3aまたは3bのシングルノックアウトではコロニー形成能ならびに血液細胞への分化について大きな異常は見られなかった。さらにin vivoの移植の系で長期骨髄再建を調べたところ、3b遺伝子を発現していない造血幹細胞では4ヶ月の時点でキメリズムが低下してくることが明らかとなり、DNAメチル化酵素が造血幹細胞の自己複製に役割りを持つことが強く示唆された。1.造血幹細胞における分化と自己複製のエピジェネティックな制御DNAのメチル化は分化に必須のエピジェネティックな修飾の一つである。

DNAメチル化酵素であるDnmt3a、Dnmt3bは細胞の分化制御に重要な役割りを果たすと考えられている。造血系におけるDNAメチル化酵素の役割りを解明することを目的として、造血幹細胞が高度に濃縮されているCD34-Kit+Sca+Lin-細胞においてDnmt3a,Dnmt3b単独あるいは両方をCre遺伝子の導入によりコンディショナルにノックアウトし、造血幹細胞の分化と自己複製に与える影響を解析した。その結果、3a、3b両方をノックアウトしてもin vitroのコロニー形成には影響が無く、DNAメチル化酵素が血液系細胞の分化に関与していないことが示唆された。ところが単独のノックアウトでは有意な差は認められないものの、両方の遺伝子をノックアウトした造血幹細胞は致死量放射線照射したマウスの骨髄を再構築することができなかった。以上の結果はDNAメチル化酵素が造血幹細胞の分化ではなく自己複製に重要な役割りを果たしていることを強く示唆するものである。DNAメチル化酵素の造血幹細胞の非対称性分裂への関与を個々の造血幹細胞におけるタンパクレベルの発現で解析を試みたが、今のところ有意に非対称な発現は認められていない。2.組織幹細胞の共通の制御機構の解明幹細胞に共通な分子機構としてWnt、βカテニンの系を考え、胎仔肝臓中での血液系ならびに肝臓系細胞におけるWnt、Frizzledファミリー分子の発現ならびにTCF/βcateninの役割について検討した。これまでに報告されている19のWnt ligandと10のFzdについてFACSで濃縮したhepatoblastならびに造血系の細胞における発現をPCRで解析したところ、Wnt2,Wnt3,Wnt5a,Wnt7bは肝と血液細胞で共通に発現されていた。Wnt11,Wnt5bはhepatoblastのみ、Wnt9aは血液細胞のみで発現していた。Wnt-TCF/LEFシグナル伝達系の肝発生における役割りを明確にするためdominant-negative formのTcf-4(dn-Tcf4)をレトロウイルスでhepatoblastに導入したところコントロールと比して有意にTATやTOなどの成熟肝細胞マーカー遺伝子の発現が押さえられ、さらにはコロニー形成も抑制された。これらのデータからTCF/LEFの転写活性が肝細胞の分化と増殖を制御する役割りを果たしていることが示唆された。
白金系抗がん薬の過敏症発現機序に基づく再投与可能患者の選別法構築

白金系薬物は、繰り返し投与により重篤な過敏症を引き起こすことが知られている。また、白金系薬物であるカルボプラチンによる過敏症の既往のある患者では、末梢血のin vitroでのカルボプラチンの刺激により、好塩基球が活性化することが確認されている。本研究では、カルボプラチンによる好塩基球の活性化機序を解明するために、13名の患者(過敏症発症者5名、未発症者8名)を対象に研究を行った。その結果、カルボプラチンによる好塩基球の活性化はIgE依存性の反応であり、IgE受容体であるFcεRIの過剰発現を伴い反応性変化を引き起こすことが明らかとなった。白金系抗がん薬の過敏症発現機序の解明に向け、カルボプラチンについて以下の検討を行った。1.高親和性IgEレセプターであるFcεRI発現量について、過敏症発症患者で上昇が見られるかどうかを前年度に引き続き検討した。アナフィラキシーグレード3以上の発症歴のある患者5名では、未発症の8例に比べ、フローサイトメーターにて確認されたFcεRI発現量が有意に高く、さらに、カルボプラチンの投与歴の無い健常人よりも有意に高い結果であった。また、RT-PCRにて、白血球中におけるFcεRIのmRNA発現量を各群間で比較したところ、FcεRIのα鎖、β鎖、γ鎖のいずれも発症群が未発症群に比べ有意に高値であった。中でも、好塩基球に特異的に発現するβ鎖については、顕著な差が確認された。これらの結果より、カルボプラチンによるアナフィラキシーには、FcεRIのmRNAの増加とそれに伴う蛋白発現量の上昇が関与すると考えられた。2.発症機序におけるIgE依存性の検討では、乳酸を含有した緩衝液(LS buffer, pH 3.9)を末梢血単核球細胞と反応させることで、FcεRIからのIgEの剥離を試みた。LS buffer処理後、FcεRIのIgE非結合部を認識する抗FcεRI抗体(CRA1)の結合量には変わりがないものの、IgEの結合部を認識する抗FcεRI抗体(CRA2)の結合量が顕著に増加したことから、FcεRIからIgEが確実に剥離されたことを確認した。さらに、LS buffer処理後に上清を洗い流し、新たに患者血清と2時間インキュベートすることで、IgEとFcεRIとの再結合(受動感作)が確認された。また、過敏症陽性患者の血清を受動感作した後、カルボプラチンで刺激すると、好塩基球が活性化することを1名の患者で確認した。白金系抗がん薬の過敏症発現機序の解明に向け、以下の検討を行った。1.三重大学医学部附属病院にて白金製剤による治療を行い、過敏症を発症した患者および8回以上の投与歴のある患者を対象として観察研究を行った。発症歴のある患者3名に対してカルボプラチンの脱感作療法(1000倍希釈から段階的に投与量を増量する方法)を施行したところ、投与を完遂した回数は異なるものの全ての患者においてアナフィラキシー様症状が発症した。全ての患者において、発症前日の好塩基球の膜蛋白CD203cの発現量が上昇したが、この好塩基球の活性化は、PI3K(ホスファチジルイノシトール3リン酸キナーゼ)によってほぼ完全に消失した。この結果から、カルボプラチンによる好塩基球の活性化は、従来から考えられているIgEを介するI型アレルギー機序と類似する機構が考えられた(日本薬学会第133年会にて報告)。2.カルボプラチンによるアレルギー反応にIgEが関与するかどうかについて、アレルギー歴のある4名と未発症者4名の好塩基球における高親和性IgEレセプター(FcεR1)発現量をフローサイトメーターにて比較した。その結果、発症歴のある患者では未発症者に比べ、発現量が多い傾向にあった。また、過敏症未発症であるが、治療経過の中にFcεR1発現量が増加した患者がみられたことから、レセプター数の変化は過敏症を引き起こす前段階に増加し、過敏症反応の予測バイオマーカーになる可能性が示唆された。3.平行して、ヒト好塩基球細胞KU812細胞を用いて、カルボプラチン曝露によるFcεR1発現量の変化を観察したが、これまでにレセプターの発現量の増加が報告されている、ヒドロコルチゾンやIL-3、IgEの曝露によってもさほど発現量に変化が見られないことから、KU812ではFcεR1発現量の変化を検討するのは困難であると考えられた。

本研究では、カルボプラチンによる好塩基球の活性化機序を解明するために、13名の患者(過敏症発症者5名、未発症者8名)を対象に研究を行った。ポジティブコントロール(抗IgE抗体)による刺激により好塩基球が活性化しない健康被験者をコントロールとして、IgEの受動感作の実験を行った。HR(+)患者のIgEを受動感作した場合には、カルボプラチンによる刺激により好塩基球の活性化がみられたが、HR(ー)患者のIgEを受動感作した場合には、カルボプラチン刺激による好塩基球の活性化はみられなかった。カルボプラチンによる過敏症の既往のある(HR+)患者8名と既往のないHR(-)患者5名のFcεRIの発現量を比較した。その結果、好塩基球におけるFcεRIαの発現量は、HR(+)患者ではHR(-)患者および健常被験者に比べ有意に高値であった(それぞれP<0.05, P<0.01)。また、末梢血におけるFcεRIα、FcεRIβ、FcRγのmRNA発現量は、HR(+)患者ではHR(-)患者に比べ有意に高値であった(それぞれP<0.05, P<0.01, P<0.05)。以上の結果より、カルボプラチンによるアレルギーは、好塩基球や肥満細胞におけるFcεRIの発現量の増加やカルボプラチン特異的IgEが生成されることで、引き起こされることが明らかになった。医療薬学さらに検討を進めるが、カルボプラチンによる重篤な過敏症(アナフィラキシー)の発症はIgE依存的に起こることがほぼ間違いないことを確認した。この研究成果により、カルボプラチンに特異的なIgEを検出する方法を検討することで、再投与可能患者の選別方法の確立に向けて着実に研究が進むと考えられる。当初、マウスを用いて過敏症モデルを作成することを予定していたが、ヒトとマウスでは、FcεR1、FcγR1発現量や、細胞内シグナル伝達に対して抑制的に働くFcγRIIAやFcγRIIBの発現プロファイルが異なることから、まずはヒト末梢血またはヒト由来の培養細胞を用いて研究を行った。カルボプラチンによるアナフィラキシー様症状の発症機序として、高親和性IgEレセプターであるFcεR1の発現量増加が関連すること、また、FcεR1のγ鎖から伝達される細胞内シグナル伝達経路が好塩基球の活性化(CD203cの細胞膜への誘導)に必要であることが確認された。以上より、カルボプラチンによる過敏症は、IgEを介する免疫機序が主に関与する可能性が高いことを見出したことから、1年間である程度、発症機序に関する情報を得ることができた。得られた情報は、今後、白金製剤の再投与可能患者を選別する上で重要な情報になると考えられる。昨年度の研究より、LS bufferによるFcεRIからのIgEの剥離、患者血清の添加によるFcεRIとIgEの再結合が確認できた。本年度は、過敏症歴のある患者の血清を用いてIgEを置換(受動感作)したとき、カルボプラチンの刺激により好塩基球が活性化するかどうかを複数検体で検証する。同様にネガティブコントロールとして、過敏症の既往歴の無い患者の血清を受動感作したときに、好塩基球が活性化しないことを確認する。好塩基球の活性化については、膜蛋白のCD203cの発現量をフローサイトメーターで定量する。通常、カルボプラチン等の小分子は、血清タンパク質と結合してハプテンとなり、IgEと結合する。カルボプラチンによる好塩基球の活性化機序として、血清蛋白が必要であるかどうかを確かめる。
地域公共交通に関する統計的研究

本研究では、日本、ドイツ、フランスの地域公共交通に関連する統計を体系的に収集・整理し、交通関連統計整備の課題を提示するとともに、各国において、運賃や自家用車の台数などが地域公共交通の需要にどのような影響を与えているかを検証した。パネル回帰分析の結果、日本では、自家用車の普及が地域公共交通需要の低迷に大きく影響を与えている一方、運賃の引下げが需要を一定程度喚起する可能性があること、ドイツでは、地域公共交通が安価で利便性が高いということも映じて、比較的運賃の影響が軽微であること、フランスでは、自家用車の台数やガソリン価格などが需要に影響を与えず、公共交通と自家用車が共存していること、等がわかった。平成25年度は、地域別のドイツの地域公共交通関連データ整備を継続し、そのデータを基礎に、州別の公共交通の需要関数の各種推計を実施し、価格弾力性を中心にドイツの地域公共交通の分析を行った。また、平成24年度に行った日本の分析との比較も含め、海外のセミナー、学会で発表を行い、内容の吟味を行った。また、こうした国際比較の議論のなかで、フランスを分析対象にすることの示唆があったため、フランスの地域公共交通関連データベースの構築も作業を開始した。以上の作業により、地域公共交通が発達しているドイツに関して、従来の制度的な分析に加え、海外でもさほど研究蓄積が多くない統計的な実証結果が得られた。また、そうした結果を日本と比較することで、日本の交通政策に対しても示唆を与えるものが発表できたと考える。ちなみに、日本においても、平成25年度は日本で初の「交通政策基本法」が施行され、「地域公共交通の活性化及び再生に関する法律」の改正が提案されるなど、地域の交通のあり方に関する議論が高まっており、こうした研究を基礎として、フォーラムやシンポジウム等でも議論を喚起し、政策提言を行うことができた。平成24年度は、日本とドイツについて、地域別で、鉄道やトラム、バス等モード別の公共交通の路線延長、輸送キロ数、輸送人員、運賃、乗用車保有台数の公表データを調査し、日本については、国土交通省、各都道府県、市町村から公表されているデータ、運輸政策研究機構『地域交通統計年報』などの交通関連データと、関連する経済社会データを、都道府県別にエクセルシートに入力・整理した。一方、ドイツについても、ドイツ統計局やドイツ運輸省のウェブサイトのほか、Verband Deutscher Verkehrsunternehmenで提供されているデータが有用であることが判明したため、Statistik等の書物を過去10年程度入手し、関連する経済社会データとあわせ、州別及び各地域の運輸連合別にエクセルシートによるデータ入力・整理を行った。データについては、異常値のチェックも行った。また、これらの統計を用いた計量経済学分析について、日本、ドイツの文献のサーベイを行うとともに、これまでの先行研究をベースに、日本については県別のバス、ドイツについては州別の公共交通利用者の需要関数の推計を、各種説明変数のパターンで試みた。以上の本年度の研究実績は、従来整備されてこなかった日本及びドイツの交通関連統計の新たなデータベースの構築としての意義があるほか、実際に推計された需要関数から、これまで明らかにされてこなかった公共交通需要の変動要因が、日独で明らかになる。また、イギリス等では先行研究のある運賃の価格弾力性についても、新たに推計が行われるもので、今後の交通政策の方向性に一定のインプリケーションを与えるものである。さらに、上記の研究過程で気づいた日本の交通関連統計の問題点も整理し、これについても、近年全く検討がなされていなかった交通関連統計の意義や課題について、統計整備の方向性を与えるものである。平成26年度は、都市圏別のフランスの地域公共交通関連データ整備を継続し、そのデータを基礎に、都市圏別の公共交通の需要関数の各種推計を実施し、価格弾力性等フランスの地域公共交通の分析を行った。また、24年度、25年度に実施した日本、ドイツの分析結果との比較も含め、海外のセミナー、学会での発表を行った。以上の作業により、地域公共交通が発達しているドイツ、フランスなどについて、従来は制度的な分析が中心だったのに対し、本研究により、データを踏まえた実証分析を提供することができた。ドイツ、フランスにおいて、運賃を政策的に安価にすることで公共交通に対する需要を引き出しているということ、フランスにおいては、乗用車と地域公共交通が補完関係にあり、両者の対立ではなく、政策的に棲み分けや共存が重要であるという示唆を得た。これらの研究成果は、人と環境にやさしい交通をめざす全国大会など、行政や一般市民を対象にした講演の基礎とすることで、研究成果の還元を行うとともに、25年度の交通政策基本法の成立、26年度の地域公共交通活性化・再生法の改正、27年度の交通政策基本計画への政策提言にも活用した。さらに、独自のホームページのサイトを立ち上げ、収集したデータのうち、一般公開可能なものについては、そこのサイトで公表も開始することができた。これは、今後の研究等への幅広い応用に貢献できるものである。交通経済学

平成25年度はドイツについて分析結果をまとめ、交通学会ほかで討論のうえ、査読を経て論文を公刊することができた。また、24年度に分析を行った日本の結果をウィーン工科大学、リーズ大学、Thredbo国際コンファレンス(オックスフォード大学で開催)で発表し、日本と海外を比較する形で、地域公共交通の政策的なあり方も含めて議論を行ったほか、国内でも阪大で開催された地域活性化のフォーラムや、交通協力会主催の地方都市の交通に関するシンポジウム、静岡市主催の公共交通シンポジウムなどで、日本及びドイツの分析結果を紹介しながら、今後の日本の地域公共交通について議論を提起することができた。なお、データベースのデータ公表に向けたポータルサイトの作成には手がついていない。データ整備にあたって、当初期待していたドイツの運賃データが入手できないといった問題はあるが、最低限必要なデータは、日本、ドイツで整理することができており、運賃の弾力性も有意な結果が推計されるなど、おおむね順調と判断できる。また、交通関連統計の整備に関して、論文を国土交通省に提示し、国土交通省側も、統計改善の取り組みに向けてアンケートを開始するなど、この面では大きな成果となった。日本、ドイツの発表を行った際に、フランスの比較というサジェスチョンをいただいたため、当初想定しなかったフランスの地域公共交通に関する統計データベースの整備を進め、日本、ドイツと同様、地域公共交通の需要関数を中心に分析を進める。一方、イギリスについては、すでにイギリスの統計局でデータが整理されているうえ、需要関数の分析も先行研究があるため、イギリスについては、需要関数の推計等は行わないこととする。また、これらのデータベースを公表用に整理し、サイトを作成する。引き続き、ドイツのデータを整理するほか、イギリスのデータ整理を行う。さらに計量経済学的な分析を進め、結果をまとめて学会等で発表を行っていく。また、データベースも公表用に整理する。研究上の問題点としては、運賃のデータが見つからないので、代理変数として、売上高と輸送人キロからキロ当たりの単価を算出するという方向に切り替える。また、データが不連続な部分が解明できていないなど、データ処理上の問題があるが、この点については、各統計局等にヒアリングするとともに、分析に当たっては、ダミー変数を用いるなどでその影響を回避する。次年度使用額は、ポータルサイトの作成が行われていないこと、データ整理等の謝金の支払いが予定を下回ったことにより発生。平成26年度は、旅費として、国内20万円(交通学会、公益事業学会等)、海外50万円(リーズ大学セミナー等)、人件費・謝金20万円、物品費10万円を使用する計画。旅費:国内20万円(国内は日本交通学会、LRT都市サミット等出席のため)、海外100万円(昨年の予定が変更になったリーズ大学及びウィーン工科大学でのレクチャー・打合せ<5月>とオックスフォードで開催のThredbo国際会議<9月>での発表。人件費・謝金:20万円(データ入力、英文校閲)物品費:5万円(書籍等)その他:5万円(ポータルサイト委託費)
バイオサイエンス的手法による果樹の育種年限短縮に関する研究

他の作物と異なり、果樹の育種が飛躍的に発展しない背景の一つには、幼木相(Juvenile phase)の長さがあげられる。そこで、幼木相期間をできるだけ短縮することが、果樹の育種年限短縮につながるものと考えられる。しかし、この幼木相の期間は果樹の種類によって著しく異なる。そこで、播種後、初咲きまでの期間が10年以上もかかるカンキツ類とそれが比較的短年月のブドウを材料に用いて、花芽誘導をできるだけ早める方法を模索した。その結果、カンキツ類に関しては植物生長調節物質との関連で、花芽誘導がみられる枝葉中とそれがみられないものとのチッ素含量(N)及び炭水化物含量(C)を比較したところ、C/N率と花芽誘導との間には明らかな傾向が認められなかった。しかし、9月ごろの葉中のタンパク質を電気泳動装置を用い測定したところ、翌春、花芽誘導が期待されるタンパク質の泳動パタ-ンの中で500キロダルトン付近のバンドが、花芽誘導の期待できないものと比べて著しく異なった。また、ジベレリンは、一旦、誘導の行われた花芽を栄養芽に変化させる作用がある。この際もやはり、上記タンパク質のバンドは極めて薄くなる。従って、この特殊タンパク質が、花芽誘導と何らかの関係をもっているものと思われた。一方、ブドウに関して育種年限を短縮するための一手段として、種子および胚の休眠覚醒法について検討し、従来の方法では全く覚醒しないものでも、発芽させる物質が胚乳にあることをつきとめた。種子の発芽を促進し、育種年限の短縮をはかる目的で、休眼の導入及び幼胚培養法について、ブドウの種子を材料に用い検討した。その結果、種子中のアブシジン酸含量と休眼とは密接に関係していることが明らかとなった。また、Murashige-Skoogの培地(蔗糖3%.寒天0.8%)で胚のみ培養したところ、かなり早期の幼胚でも実生化が可能であった。このことは、交雑によって種子が穫得しがたいものでも容易に交雑実生が得られる可能性を示している。枝梢内成分と花芽形成との関連を甘夏の着果枝と無着果枝を用いて調査した。着果枝では翌年全く着花しなかったが、無着果枝では良好は着花を認めた。無着花果枝の生理的花芽分化期を経時的に摘葉処理を行うことにより推定したところ、11月上旬2月上旬と思われた。無着果枝と着果枝のタンパク質含量の消長は、葉中では無着果枝の方が着果板より常に含量が高く、季節的変化は少なかった。また、枝梢中では無着果枝で生理的花芽分化期開始期に急増したが、着果枝では含量が低く経時的変化はみられなかった。葉中のアミノ酸含量は着果の有無による差は顕著でなかった。枝梢中では生理的花芽分化期中、無着果枝の含量が着果枝の含量より高かったが、その差はタンパク質ほど大きくなかった。なお、全糖及びデンプン含量は着果の有無による差はあまり認められなかった。次に、内生ジベレリン様物質の活性を調べたところ、着果枝,無着枝とも春季に活性が高く、秋から冬季には活性が低下したものの、着果枝の方で活性が高かった。無着果枝にジベレリン【A_3】,ベンジルアデニンを処理し翌年の着花とタンパク質・アミノ酸含量を調べた結果、ジベレリンは著しく着花を抑制し、ベンジルアデニンは若干促進した。枝梢中のタンパク質・アミノ酸含量はジベレリン処理により両者が急減し、特に、タンパク質含量の急減が著しかった。1.カンキツ類の花芽分化促進に関して, PP-333を処理した葉及び枝梢内の可溶性タンパク含量は,無処理のものに比べ著しく高かった.

そこで,このタンパク含量の差異を更にくわしく明らかにするため,電気泳動法を用いて,バンドのパターンを調べたところ, 400500KDのところのバンドの濃淡が両者で極めて明瞭であったことから,このタンパクが花芽分化と関連しているのではないかと考えられた.また,一方, GA_3を葉面散布したものについても同様の調査を行ったところ,処理した固体の葉及び枝梢内の可溶性タンパク含量は無処理のものより低くなり,また,電気泳動装置による上述の特殊タンパクのバンドの発色は薄かった.なお,コーティング肥料Nutricote 100と硝酸ナトリウムをN肥料源として施用し,着花に及ぼす効果を比較したところ,前者の法が花芽着生が極めて良好であった.そこで,上述と同様の調査を行ったところ, No_3-Nより, Nutricote-100の方がタンパク量も多く,なお,かつ400500KDのタンパクの染色も濃厚であった.2.ブドウの育種年限短縮に関して,前年度開発した胚の休眠制御の手法を用いて,幼胚培養法で得た実生を培養条件下で急速に発育させるための方法を調査した.その結果,頂芽や腋芽の萌芽・分化を促すにはBAなどのサイトカイニン類が,発根を促すためにはNAAなどのオーキシン類が有効であることが分かり,その際, MS培地, BA-0.5ppm,ショ糖-3%, 25°C, 12時間日長, 2か月1回の継代では,節位分化速度は約10日に1節であった.培養200日以上を経過した現在でも同様の割合で発育中である.今後は,更にこの速度を早める技術や培養条件から自然条件へ順化させる技術を検討する必要がある.実験I.ブドウの幼木相の短縮(1)培養技術を用いて各種植物ホルモンの発芽後の生長に対する作用性を調査した。ベンジルアデニンは崩芽促進に、合成オーキシンであるNAAは発根促進に効果が認められた。しかし、ジベレリンは他の植物にみられる崩芽促進や節数の増加作用などは認められなかった。ABAは生長抑制作用を示した。(2)ブドウの種子は、通常完熟後崩芽するまでに23か月の湿潤低温処理が必要である。前年の研究により、この胚の休眠を覚醒するのに核を除去し、胚乳を胚につけたままで培養すると発芽促進効果が認められた。この胚乳中の未知の休眠覚醒物質の性質を明らかにするため継続して実験を進めた。その結果、この物質は核除去後3時間ほどで胚乳内で作られ胚に移動すること、低温では合成されないこと、合成には酵素が必要であることなどが明らかとなった。(3)培養技術を用いて休眠打破し、生長促進を行った培養個体を自然条件下に順化させる技術を検討した。先ず、発育中の実生を2芽で切断し、BAを処理し、崩芽を促す。次いで、NAAを処理し発根を促す。NAA処理後10日程してから、無菌のバーミキュライトに移植し、湿度制御をしながら発芽・発根を助長する。この条件で、8090%の実生を順化させることに成功した。実験II.開花するのに長期間の幼木相を必要とするカンキツ類を用いて、翌春花芽誘導が期待される樹と、誘導されない樹の葉内のタンパク質の電気泳動装置による泳動パターンを調査した。その結果、500キロダルトン付近のバンドに著しい差異が認められた。また、ジベレリンを処理すると、一旦誘導された花芽を栄養芽に変える作用があるが、この際もやはり、上記のタンパク質のバンドが無処理と比べて極めて薄くなった。