hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
復興まちづくりにおける地区別復興計画の策定手法と中間支援のあり方に関する研究

東日本大震災における地域コミュニティ主体による復興の展開に着目し、地区別復興まちづくり計画策定の展開と手法について考察した。また、被災コミュニティ機能の補い役と行政と住民のつなぎ役である中間支援の動向を調査した。研究成果は以下の通りである。(1)東松島市等の復興まちづくり協議会の考察から、被災者自身の力でかつての暮らし方をできるだけ再現していく手法が被災者の主体性を導き出していくことを確認した。(2)復興支援員等の人的支援の役割や課題を整理できた。(3)被災3県に設置された連携復興センターや東北圏地域づくりコンソーシアム等を調査し、移転先のコミュニティ再建を支援の有効性を整理できた。被災地では震災経過から2年目を向かえるが、集団移転先の造成工事が完了に漕ぎ着けたところは少なく仮設住宅の使用期限が延期されている。重点的に調査している東松島市と山元町の場合だと、復興まちづくり協議会での話し合いは宅地決めの方法、街並みのルールなどを検討する段階に留まっており、移転先内の学校や市民センター等の公共施設、JR駅、商店等のあり方検討にはまだ至っていない。地区別復興まちづくり計画の策定も進行中の地域が殆どであり、いまだ内容が流動的であるが、計画策定のプロセスについて分析を加えている。復興まちづくり推進員の役割については、住民間で届く情報量に格差が生じ、誤解・混乱が生じており、地区懇談会を開くなど、丁寧な住民への情報提供と共有を満たしていくことが重要であると確認できた。また、住民同士のつなぎ、行政への住民意向のつなぎ、子供や子育て世代等、次世代のまちづくり担い手の育成などのニーズも推進員の役割として浮き彫りになった。山元町では、宮城県内の先陣を切って災害公営住宅の第一期が提供され、一部住民が新市街地に入居をはじめている。抽選で決まった住民らで構成する新しい自治組織の立ち上げ、高齢者の多い住民構成により集会所等の共有スペースの管理運営、新たなコミュニティ形成に向けての課題についても集約につとめている。コミュニティ再生の中間支援組織については、みやぎ連携復興センター(宮城県全域)、釜援隊(釜石市)、東北圏地域づくりコンソーシアム(宮城県全域)についてヒアリングを実施し、支援コンテンツを収集した。その他、復興関連催し参加、事例調査、専門家ヒアリングを通じて事例や情報を収集することができた。本研究では、東日本大震災における地域コミュニティ主体による復興の展開に着目し、地区別復興まちづくり計画策定の展開とその手法について考察してきた。また、被災後コミュニティ機能の補い役と行政と住民のつなぎ役として宮城県で導入されている「復興まちづくり推進員」の取り組みを通じて中間支援のコンテンツと推進機関となる中間支援組織のあり方についても実証的に調査研究してきた。主に東松島市、山元町の復興まちづくり協議会、丸森町羽出庭地区(宮城県集落力向上支援事業)の取り組みを中心に調査に取り組んだ。とくに東松島市では「東矢本駅北まちづくり整備協議会」と「野蒜まちづくり協議会」の集団移転に関わる話し合いに参加し、移転後の地域コミュニティの形成に向けた推進体制のあり方を検討している。状況の激しい変化に適合できる地域コミュニティの再生と将来的な自立を促していくに当たっては、住民だけの力ではその達成は厳しく、中長期の視点で地域コミュニティをサポートする後方支援体制の構築が重要であると考察している。その一つの形として、行政との協働を前提とした地域内外の組織や団体、専門家の力を結集したネットワーク(新しい公共)が考えられ、その基盤づくりが求められる。そうした問題意識の下、平成24年12月に設立された一般社団法人「東北圏地域づくりコンソーシアム(以下、東北こんそ)」に注目している。東北こんそでは、各地のまちづくり協議会に寄り添ってサポートする「復興まちづくり推進員」を派遣する事業がある。復興まちづくり推進員は、分散した地域住民をつなぎ、話し合いをサポートし、必要に応じて専門家をつなぐなどの役割を見出している。今後は、新しいコミュニティ形成のための活動支援が想定されている。こうした人的支援の重要性にも着目し調査研究を続けていく。最終年度を向かえた3年目の研究では、震災から4年目を向かえた被災地の復興まちづくり及び地域コミュニティ再建の展開と課題について参与観察を継続し、以下の研究成果を得た。(1)被災集落等に設置された復興まちづくり協議会の活動プロセスの調査:被災地では、328の防災集団移転促進事業と59の土地区画整備事業が進行しているが、移転先のコミュニティ再建状況を包括的に確認するとともに、震災後から支援をしてきた東松島市、山元町の復興まちづくり協議会の展開プロセスについて重点的に調査した。その結果、被災者らの手によってかつての暮らし方をできるだけ再現しようとする住民参加による合意形成の進め方が被災者の自立につながる主体性を導き出していくことを確認できた。。

(2)復興まちづくりに関わる人的支援と移転受入地域の役割に関する調査:移転先のコミュニティ再建に生ずる支援ニーズの変化を捉え、復興まちづくり推進員(東松島市、山元町)、復興応援隊(南三陸町、仙台市等)、復興支援員(3県10市町181人導入/平成25年度)等の人的支援の役割や課題を整理し、復興まちづくり協議会をサポートする人的支援の有効性を整理できた。(3)移転先のコミュニティ再建を支える中間支援組織に関する調査:岩手・宮城・福島の3県に設置されている連携復興センター、市民出資により立ち上がり平成26年9月時点で14億の支援金を地域に届けているコミュニティファンド「地域創造基金さなぶり(平成26年7月に公益財団法人へ移行)」や、東北の地域コミュニティをサポートする一般社団法人東北圏地域づくりコンソーシアム等の中間支援機能や体制等を調査し、組織的に移転先のコミュニティ再建を支援していく体制の組み立て方や理論・手法を整理・分析することができた。地域計画・農村計画本研究は実証研究と事例研究の二本立てで構成している。実証研究では、研究代表者本人も関わる復興まちづくり協議会とその活動を支援する復興まちづくり推進員の活動の観測を通じて、コミュニティ再生を住民が主体的に担っいくための支援のあり方について考察している。研究の対象としては被災地全域としており、その中で東松島市、山元町、南三陸町、名取市の動向を重点的に調査をおり現地踏査を頻繁に重ねている。とくに東松島市においては、東矢本駅北地区まちづくり整備協議会、野蒜北部丘陵地の高台移転部会の話し合いについて参加し、内容とその変化(プロセス)、住民・行政・コンサルタント、支援者の役割などについて研究を深めることができた。事例研究においては、過去の被災地復興の情報、復興まちづくりに有効と判断した地域づくりの事例を踏査、地域づくりシンポジウムや報告会などの参加を通じて広く収集している。中間支援組織については、みやぎ連携復興センター(宮城県全域)、釜援隊(釜石市)、東北圏地域づくりコンソーシアム(宮城県全域)の存在を注目しており、今後は、住民主体のコミュニティ形成を促進していくための、層的な支援制度のあり方にも言及していきたい。少子高齢化、人口減少をはじめ、移転先の人口構成が大きく変化することが想定されている。被災地に限らず、限界集落が増加する農山漁村地域と類似する地域状況が多々見られることから、本研究を通じて被災地の復興から得られる知見を、持続的な地域経営とそれを実現するための行動を示す地域計画論のあり方についても言及していきたい。本研究の成果は、学会や機関誌等のレポート、あるいは復興関係の催しで発表し広く社会発信につとめている。研究は「実証的研究」と「事例研究」の二本柱で構成している。実証的研究では、地区別復興まちづくり計画の策定、復興まちづくり推進員(以下、推進員)の役割構築、中間支援組織の検討・設置等のプロセスを取り扱っている。被災地では、集団移転先の造成工事がH24年度後半から着手しはじめている状況であるため、住民にとっては空間のイメージが形成されにくく、復興まちづくり計画の策定とその合意形成に困難性を抱えている。
乳幼児の生活リズムと睡眠習慣と親の養育態勢の関係に関する総合的研究

本研究では、子どもの睡眠状況とそれに関与する親の養育態勢の相関性の分析の結果、子どもの睡眠習慣(目的変数)に対して,母親の就寝時刻(21 : 00以前)という説明変量が. 57(p<0.1),各家庭の睡眠文化(有無)という説明変量が. 62(p<0.1)という正の相関性がみられた。一方,子どもの睡眠習慣(目的変数)に対して,メディア関与度(1時間以上)という説明変量が-. 51(p<0.1),母親の帰宅時刻(18 : 00以後)という説明変量が-. 41(p<0.5)という負の相関性がみられた。いまの子どもたちは、小さなときから夜更かしを常態とするため、早寝早起きの生活習慣が身についておらず、一日単位の体内時計による生体リズムと生活環境によって決められる生活リズムがずれてしまい(脱同調)、からだの不調が慢性化していることが少なくない。ただその一方で、規則正しい睡眠習慣および生活習慣を身につけて生活している子どもたちも多々いることは事実である。そこで本研究では、4歳未満の乳幼児の睡眠習慣や生活リズムが何によって規定されているのかについて仮説を立て、養育者へのアンケート調査および睡眠日誌の実施と分析を通して解明した。調査は、2009年7月2009年12月の乳幼児健診日に、A市内の乳幼児健診受診者、計1653名を対象に保健所で実施した(有効回答数は430名で全員が母親であった)。養育者が乳幼児の起床時刻よりも睡眠時刻により関心をもっていることなど、項目毎に様々な成果が得られたが、最大の成果は、直線的パス解析から、乳幼児の睡眠習慣(目的変量)に対して、プラスの要因(説明変量)となるのが、母親の就寝時刻(21:00前の就寝)=0.57、各家庭が有する睡眠文化=0.62であり、マイナスの要因(説明変量)となるのが母親の帰宅時刻(18:00以降の帰宅)=0.41、各家庭のメディア関与度(1時間以上)=0.51であることが判明した(※0.1未満の有意さ)。本年度は、養育者(親)の養育態勢と子どもの睡眠状況の関連性を解明するという目的のために、養育者に1ヶ月間、生活日誌および睡眠日誌を作成させ、子どもの睡眠状況に影響をもたらす因子を抽出し、総合的に分析・考察した。その結果、子どもの睡眠習慣(目的変数)に対して,母親の就寝時刻(21:00以前)という説明変量が.57(p<0.1),各家庭の睡眠文化(有無)という説明変量が.62(p<0.1)という相関性がみられた。つまり,子ども(特に,乳幼児)の睡眠習慣に関して,母親の就寝時刻の早さおよび各家庭が有する睡眠文化がプラスに作用する要因となり得ることが判明したのである。その一方で,子どもの睡眠習慣(目的変数)に対して,メディア関与度(1時間以上)という説明変量が-.51(p<0.1),母親の帰宅時刻(18:00以後)という説明変量が-.41(p<0.5)という相関性がみられた。つまり,子ども(特に,乳幼児)の睡眠習慣に関して,各家庭のメディア関与度の多さおよび母親の帰宅時刻の遅さがマイナスに作用する要因となり得ることが判明した。本年度の調査結果から,小さな子どもの睡眠習慣に大きく関与するのは,21:00を境とする母親の就寝時刻,各家庭の睡眠文化,(帰宅後の)メディア関与度,18:00を境とする母親の帰宅時刻といった4つの要因にあることがわかった。本年度は、養育者(親)の養育態勢と子どもの睡眠状況に関して、過去2年間にわたって実施してきたアンケート調査および事例研究を総括するとともに、子どもの睡眠状況が特に良くないケースをスクーリングした上で、当事者(子ども)の親に啓発活動を実施した。このスクーリングを行うにあたって、幼児(35歳児)には三角形模写テスト、その親には生活日誌および睡眠日誌記録を実施し、活用した。その結果、特に、三角形模写テストで三角形をまったく描くことができなかった5歳男児のAは、毎日の就寝時刻の平均が午後11:00と遅い割には、起床時刻が午前7:00と早いため、子どもとしては充分な睡眠時間がとれていないこと、保育園から帰宅後のメディア利用時間の平均が約4時間で、就寝時刻の直前までテレビ等を観ていること、Aの家庭では「テレビを観る」以外に(円滑な睡眠に誘導してくれる)睡眠儀式が皆無であることなど様々な問題があることが判明した。こうした生活習慣・睡眠習慣をしていると、近い将来、低セロトニン後遺症およびそれが原因で起こる起立性調節障害に罹患することが懸念されることから、調査者はAの養育者(母親)に研究成果報告書「睡眠と子育て」を用いて適切な養育態勢のあり方を啓発した。その後、徐々にではあるが、Aの睡眠習慣は改善されつつある。
雇用仲介業の研究

渡航開始を2020年3月31日に予定しており、渡航と研究の進め方について見通しが立っているため。2019年秋にOECD滞在の正式手続きに入る。UCLのAlex Brysonとも2019年秋をめどに日英どちらかで会合を持ち、共同研究の進め方を具体化する。内定年度:2017渡航開始を2020年3月31日に予定しており、渡航と研究の進め方について見通しが立っているため。
繊維関連産業集積地における構造変化と地域コミュニティに関する地理学的研究

本研究では、地場産業の存立要因について、経済的な側面からだけでなく、社会的な側面からも検討することにより、産業の存立要因を明確化することを目的とした。研究対象地域とした岡山県倉敷市児島地区では、衣服関連産業に関わる企業群が有する高い技術力が産業の維持に貢献してきたことが明らかになった。しかし、近年では地域社会と産業との関係性が希薄化し、域外での生産や域外からの労働力獲得が増えている。こうした変化が、今後の産業の維持を難しくさせることが懸念される。岡山県倉敷市児島地区を中心に企業が集積する繊維関連産業の構造や,当該産業と地域社会との連関を明らかにするにあたり,平成27年度においては,当該産業の生産・流通構造の実態解明を中心に行うこととした。そのための基礎的な資料として,岡山県等が刊行している報告書が有益であるため,そうした資料を収集するために岡山県立図書館や岡山大学附属図書館へと赴いた。それらの資料を分析した結果,過去における当該集積地域の構造変化の過程を把握することができた。具体的には,学生服を主体とした地域内での生産が盛んであった時期から,大手繊維メーカーによる学生服メーカーの系列化と生産機能の県外移転,ジーンズ生産の増加といった変化が生じた時期を経て,近年におけるジーンズ生産の拡大や海外生産の増加,企業戦略の多様化といった状況へと至った経緯が明らかになった。その後は,より具体的な変化や実態を把握するため,岡山県アパレル工業組合や個別企業(学生服・ワーキングユニフォーム・ジーンズそれぞれを主力製品とする企業群)への聞き取り調査を継続して行っている。現段階では,そうした調査の結果から業界全体の近年における動向が明らかになってきている。特に,学生服やワーキングユニフォームの生産における海外生産の増加や流通経路の複雑化・多様化に関する実態と,ジーンズ生産における企業ごとの差別化戦略の多様性が判明している。こうした研究結果については,地域地理科学会・中四国都市学会2016年大会において報告予定である。年度当初に全く想定していなかった学内業務を担当せざるを得なくなったことが,研究の進捗に大きく影響した。これにより,平成27年度の夏季から秋季にかけて予定していた学生服メーカー・ワーキングユニフォームメーカー等への聞き取り調査を延期せざるを得なくなった。これらの企業は季節による繁閑の差が大きく,繁忙期である冬季から春季にかけては調査の実施が非常に難しい。上記のような理由から,当初28年度に予定していたジーンズメーカー等への調査を先行して行うことにした。ただし,そのための予備調査や準備をしたうえでの本調査の実施となったため,これらの企業への調査は冬季以降に実施することとなった。以上のように,現時点では当初計画からの遅れが発生している。ただし,調査の予定を入れ替えたことにより,その遅れを最小限度に止めることができたと考えている。本研究は,岡山県倉敷市児島地区を中心に企業が集積する繊維関連産業の存立構造や,当該産業と地域社会との関連性を明らかにすることを目的としている。平成28年度においては,前年度に引き続き当該産業の生産・流通構造の実態解明に努めた。具体的には,ジーンズ製造業を中心に,代表的な企業8社に対し,主に近年における主力製品や生産・流通構造の変化に関する聞き取り調査と質問紙調査を実施した。調査対象企業は,製造工程(分業構造)を網羅的に把握する意図から,自社ブランドを展開している老舗メーカーや新興メーカーをはじめ,縫製工程や前加工を主要業務とする企業,製品の企画・開発に特化した企業など多岐にわたった。その結果,児島地区におけるジーンズ生産では1980年代以降,生産・流通の両面において大幅な変化が生じたことが明らかになった。生産面では,労働力の減少や高齢化,労賃の高騰といった問題に対処するために工場の域外移転が図られ,分業の広域化が進行していた。また,流通面では市場の変化に対応して製品の高付加価値化やブランド化が図られ,それとともに製品の主要な流通先が量販店等を中心としたものから,専門店や直販店を中心としたものへと変化していた。加えて,こうした市場の変化や労働力の減少等に対応するため,域内では一部の企業が複数の工程を内部化する動きを進行させたり,パートタイマー等の積極的な登用を図ったりしていた。こうした各種の対応策が,今日までの産地維持を可能にした要因であったと判断できたが,中長期的にみた場合,労働力の安定的な確保に課題を残していることや,周辺的労働力に依存することによる知識・技術の十全な伝達に関する不安が指摘できた。こうした研究成果については,『商経論叢』(九州産業大学商学会)第57巻第2号にて公表した。学内業務の過多により,前年度から研究の進捗に遅れが生じていたが,その遅れを平成28年度中に取り戻すことができなかった。その要因は,当初の予定以上に調査対象企業数が増加したことにあった。平成28年度は前年度に修正した研究計画通り,ジーンズメーカー等への聞き取り調査を先行して実施したが,調査を進めていく中でジーンズ製品の生産・流通に関して,想定以上に様々な変化が生じていることが明らかになった。そのため,当初の予定以上に聞き取り調査を実施する企業数を増加させる必要が生じた。また,企業によっては追加調査の必要性が発生したものもあり,そうした現地調査にかける時間の増加が研究全体の進捗を遅らせることとなった。

平成29年度は,前年度に引き続き当該産業における生産・流通構造をはじめとした実態解明に努めた。具体的には,学生服製造業を中心に,代表的な企業に対し,主に近年における主力製品や生産・流通構造の変化に関する聞き取り調査を実施した。調査に際しては,製造工程(分業構造)を網羅的に把握する意図から,業界内の大手企業をはじめ,中堅規模の企業も対象とした。国内における学生服生産では,高度経済成長期以降,大手企業による寡占化が進行している。しかし,1980年代以降は学生服を採用する学校の減少や児童・生徒数の減少といった環境変化が生じており,大手企業もそれらへの対応に苦慮している実態が明らかになった。また,ジーンズ生産と同様,生産活動に関わる労働力の減少や高齢化,労賃の高騰といった問題が生じており,生産拠点の域外移転が図られている。ただし,納期を厳守する(入学式に間に合わせる)必要性から,大半の製品が依然として国内で生産されており,標準化した一部の製品(開襟シャツ等)のみが海外で生産されている実態も確認された。加えて,学生服産業の特徴として,1980年代頃からデザイナーズブランド製品に対する需要が高まっている。これは,児童・生徒の獲得を企図した私立学校等が中心となって採用した戦略によるものだが,それにより,メーカーは多品種少量生産が求められることとなった。しかしながら,近年ではブランド学生服による差別化や高付加価値化が難しくなってきており,各社は製品販売後のアフターサービスにも注力する傾向にある。また,一部の企業は教育サービス業や他分野製品の製造に進出するなど,新たな展開をみせ始めており,今後,業界のあり方が大きく変化する可能性も看取された。本研究では、地場産業の存立要因について、経済的な側面からだけでなく、社会的な側面からも検討することにより、産業の存立要因を明確化することを目的とした。研究対象地域とした岡山県倉敷市児島地区では、衣服関連産業に関わる企業群が有する高い技術力が産業の維持に貢献してきたことが明らかになった。しかし、近年では地域社会と産業との関係性が希薄化し、域外での生産や域外からの労働力獲得が増えている。こうした変化が、今後の産業の維持を難しくさせることが懸念される。今後は,現在の進捗状況を踏まえたうえで,調査の実施時期を変更しつつ,地理学系の主要学会において研究成果を公表していく予定である。具体的には,現在先行して実施しているジーンズメーカー等への調査が終了次第,学生服メーカー・ワーキングユニフォームメーカーへの調査と家庭内職者への調査を連続して実施する予定である。このように,連続的に調査を実施する理由は,上述したように,学生服メーカー・ワーキングユニフォームメーカーが冬季から繁忙期に入るためであり,同産業に関わる家庭内職者もまた,同時期に繁忙期を迎えるためである。そして,これらの調査の実施と並行して調査内容の整理と,研究成果の公表(口頭発表ならびに研究論文の公表)を行う予定である。なお,平成27年度に研究の遅延を招く要因となった学内業務を,平成28年度には担当しないことが既に決定しているため,ここに記した研究計画に沿った進行が可能である。
棘皮動物多孔体の機能の解明

棘皮動物多孔体の機能の解明を進めるため,その孔管の繊毛上皮による二方向性輸送とソーティングの機構について検討した.まず,バフンウニおよびエゾバフンウニの多孔体からコラゲナーゼ処理により繊毛上皮よりなる孔管組織を単離し,微分干渉顕微鏡下で観察しながら,各種のマイクロビーズを懸濁した海水をその開口部付近に顕微操作を用いて注入し,その移動を記録解析した.その結果,直径が0.5μmを超える大きさのビーズは例外なく口側から反口側方向に輸送されるのに対して,直径が0.2μm以下のビーズでは,反口側から口側側に向けて輸送されるものがしばしば観察された.このことから,二方向性輸送の存在が確認され,また,輸送方向に関して0.2μm付近を境に,サイズによるソーティングが行われることが示唆された.また,単離した孔管壁を平面上に展開した標本においても,二方向性輸送が見られることから,この現象は孔管の形状等に依存して二次的に生じるものではないことが推論された.さらに、二方向性輸送の力学的機構を明らかにする目的で,単離した繊毛細胞を用いて,単一の繊毛の運動について観察を行った.孔管内での繊毛運動の観察からは,鞭毛運動に類似した対称的な運動様式を示すのではないかと予想されたが,実際に観察された運動は,一般の繊毛運動に特徴的な非対称的なものであった.また,多孔体開閉の細胞機構についての知見を得るため,単離した単一の孔管について,神経伝達候補物質や,各種阻害剤の効果を検討した.その結果,コリン作動性制御機構の存在を強く示唆する結果が得られた.棘皮動物多孔体の機能の解明を進めるため,その孔管の繊毛上皮による二方向性輸送とソーティングの機構について検討した.まず,バフンウニおよびエゾバフンウニの多孔体からコラゲナーゼ処理により繊毛上皮よりなる孔管組織を単離し,微分干渉顕微鏡下で観察しながら,各種のマイクロビーズを懸濁した海水をその開口部付近に顕微操作を用いて注入し,その移動を記録解析した.その結果,直径が0.5μmを超える大きさのビーズは例外なく口側から反口側方向に輸送されるのに対して,直径が0.2μm以下のビーズでは,反口側から口側側に向けて輸送されるものがしばしば観察された.このことから,二方向性輸送の存在が確認され,また,輸送方向に関して0.2μm付近を境に,サイズによるソーティングが行われることが示唆された.また,単離した孔管壁を平面上に展開した標本においても,二方向性輸送が見られることから,この現象は孔管の形状等に依存して二次的に生じるものではないことが推論された.さらに、二方向性輸送の力学的機構を明らかにする目的で,単離した繊毛細胞を用いて,単一の繊毛の運動について観察を行った.孔管内での繊毛運動の観察からは,鞭毛運動に類似した対称的な運動様式を示すのではないかと予想されたが,実際に観察された運動は,一般の繊毛運動に特徴的な非対称的なものであった.また,多孔体開閉の細胞機構についての知見を得るため,単離した単一の孔管について,神経伝達候補物質や,各種阻害剤の効果を検討した.その結果,コリン作動性制御機構の存在を強く示唆する結果が得られた.1.繊毛による二方向性輸送ならびにソーティングの機構についてバフンウニまたはエゾバフンウニの多孔体からコラゲナーゼ処理により繊毛上皮よりなる孔管組織を単離し、微分干渉顕微鏡下で観察しながら,各種のマイクロビーズを懸濁した海水をその開口部付近に顕微操作を用いて注入し,その移動を記録解析することによって,孔管の繊毛上皮による二方向性輸送とソーティングの機構について検討した.その結果,直径が0.5μmを超える大きさのビーズは例外なく口側から反口側方向に輸送されるのに対して,直径が0.2μm以下のビーズでは,反口側から口側側に向けて輸送されるものがしばしば観察された.このことから,二方向性輸送の存在が確認され,また,輸送方向に関して0.2μm付近を境に,サイズによるソーティングが行われることが示唆された.また,ビーズの電荷の影響についても予備的な実験を行ったが,明確な結果は得られなかった.さらに,二方向性輸送の力学的機構を明らかにする目的で,単離した繊毛細胞を用いて,単一の繊毛の運動について予備的な観察を行った.孔管内での繊毛運動の観察から,鞭毛運動に類似した対称的な運動様式を示すのではないかと予想されたが,実際に観察された運動は,一般の繊毛運動に特徴的な非対称的なものであった.2.多孔体開閉の細胞機構について多孔体から単離した単一の孔管について,神経伝達候補物質や,各種阻害剤の効果を検討した.その結果,コリン作動性制御機構の存在を強く示唆する結果が得られた.棘皮動物多孔体の機能の解明を進めるため,その孔管の繊毛上皮による二方向性輸送とソーティングの機構について検討した.まず,バフンウニおよびエゾバフンウニの多孔体からコラゲナーゼ処理により繊毛上皮よりなる孔管組織を単離し,微分干渉顕微鏡下で観察しながら,各種のマイクロビーズを懸濁した海水をその開口部付近に顕微操作を用いて注入し,その移動を記録解析した.

その結果,直径が0.5μmを超える大きさのビーズは例外なく口側から反口側方向に輸送されるのに対して,直径が0.2μm以下のビ-スでは,反口側から口側に向けて輸送されるものがしばしば観察された.このことから,二方向性輸送の存在が確認され,また,輸送方向に関して0.2μm付近を境に,サイズによるソーティングが行われることが示唆された.また,単離した孔管壁を平面上に展開した標本においても,二方向性輸送が見られることから,この現象は孔管の形状等に依存して二次的に生じるものではないことが推論された.さらに,二方向性輸送の力学的機構を明らかにする目的で,単離した繊毛細胞を用いて,単一の繊毛の運動について観察を行った.孔管内での繊毛運動の観察からは,鞭毛運動に類似した対称的な運動様式を示すのではないかと予想されたが,実際に観察された運動は,一般の繊毛運動に特徴的な非対称的なものであった.また,多孔体開閉の細胞機構についての知見を得るため,単離した単一の孔管について,神経伝達候補物質や,各種阻害剤の効果を検討した.その結果,コリン作動性制御機構の存在を強く示唆する結果が得られた.
ニワトリの視床下部及び生殖器官における神経葉下垂体ホルモンの転写調節機構の解析

下垂体神経葉ホルモンは古典的内分泌学によれば視床下部で生産され神経軸索を通って下垂体神経葉に貯蔵され、上位の神経インパルス到来により末梢血中に放出されると考えられてきた。以前の研究において、産卵鶏の卵巣からAVTを抽出し、ラジオイムノアッセイによる免疫学的同定と定量によった結果、卵胞膜細胞層にも顆粒膜細胞層にもAVTともう一つの下垂体神経葉ホルモンであるメソトシン(MT)が存在し、両者には排卵周期内で有意な変動を示すことを明らかにした。このような卵巣で検出されたAVTが下垂体神経葉から運搬されたものではなく真に卵巣で合成されるものであることを明らかにするため、AVTのメッセンジャーリボ核酸(mRNA)の同定を行った。その結果、ノーザンブロットでは、卵巣や子宮組織からのAVTmRNAは検出できなかった。より感度のよい方法として、逆転写ポリメラーゼチェインレアクション(RT-PCR)を用いて検討した結果、卵巣や子宮組織からもAVTmRNAを検出した。そして、semi-quantitative PCR法を用いて量的変化を検討すると、卵巣と支給組織のAVTmRNA量は視床下部に比べ1/50から1/500の低いレベルであった。
Piwi-piRNA複合体による生殖幹細胞維持とクロマチン制御の分子接点

Piwiは核に局在し、エピジェネティックな制御を介してレトロトランスポゾンの発現抑制に機能すると推測されている。ショウジョウバエ卵巣の体細胞由来培養細胞(OSC)においてRNAi法により、レトロトランスポゾン抑制に必須な因子のスクリーニングを行った。その結果、HPlaやMaelstrom、Spindle Eなどのノックダウン細胞で、コントロールに比較してレトロトランスポゾンの発現が数百倍上昇することを見いだした。これはPiwiのノックダウン実験においても認められた現象であることから、以上の因子はPiwiと共にレトロトランスポゾンの発現抑制に関与することが示唆された。そこで各因子に対するマウスモノクローナル抗体の作製を行い、特異的に認識する抗体を得た。一方、Piwiによるレトロトランスポゾンの発現抑制に重要なPiwiの機能領域を特定するため、PiwiのRNAi耐性発現ベクターを構築し、レスキュー実験を行った。その結果、Piwiによるレトロトランスポゾンの発現抑制には、Piwiの核局在が必須であることを証明した。更に、PiwiのRNA切断活性は不必要であることを明らかにした。以上の知見はPiwiの核内機能がレトロトランスポゾンの発現抑制に必須であることを証明したものであり、その意義は大きいと考える。また、本研究により構築したレスキュー解析は非常に感度が高いため、今後、Piwiの機能解明を進める上で重要なツールになると期待される。Piwiは核に局在し、エピジェネティックな制御を介してショウジョウバエの生殖幹細胞の維持に機能すると推測されている。平成21年度に、ショウジョウバエ卵巣の体細胞由来培養細胞(OSC)においてRNAi法を確立し、クロモドメイン蛋白質の一つであるHPlaのノックダウンを行った。その結果、コントロールに比較してレトロトランスポゾンの発現が数百倍上昇することを見いだした。これはPiwiのノックダウン実験においても認められた現象であることから、HPlaとPiwiは共にレトロトランスポゾンの発現抑制に関与することが示唆された。しかし、HPlaに対する抗体を用いて免疫沈降実験を行った結果、Piwiとの相互作用は認められなかった。従って、PiwiはHPla以外の因子、例えばヒストン修飾因子などと相互作用し、機能する可能性が考えられた。これまで、PiwiはHPlaと直接結合し機能するというモデルが提示されているが、本研究は、HPla以外の因子が関与する可能性を示唆している。そこでPiwi特異的モノクローナル抗体を用いて免疫沈降実験を行い、相互作用蛋白質の単離・同定を試みた。その結果、質量分析によりOSCにおいていくつかのPiwi相互作用因子を同定した。相互作用因子の一つであるCG7878は、マウス精巣で特異的に発現するDEAD-box型ヘリケースのショウジョウバエオルトログであり、Piwiの機能発現への関与が期待される。
低次元系における電子格子相互作用ダイナミクスの実験的解明

グラフェンやカーボンナノチューブなど、原子層からなる物質の超高速応答は、これらの物質の物性を理解するうえで必須の、非常に重要な物理的性質であるといえる。本研究ではこのような超高速応答を明らかにするために、サブ10fsの超短パルスレーザーを用いてポンププローブ実験を行い、光励起キャリア、及びコヒーレントフォノンのダイナミクスを明らかにした。特にカーボンナノチューブ系では、励起フォノンの位相や、緩和過程が光励起波長や、フェルミ面の位置によって大きく変化することを見出し、これらが、理論的も理解できることをモデル計算によって示した。以下ではその概要を説明する。まず、コヒーレントフォノン実験では、プローブ光を波長分解することによって、どの共鳴状態において、フォノンが観測されるかを明らかにした。その結果、フォノンの振幅は、特異点間の共鳴励起が起こる波長で大きくなることを明らかにした。また、観測されるフォノンの位相が、偏光測定に用いる波長板によって大きく変化することを見出した。具体的には、分極の実部もしくは虚部を見ることによって、観測されるフォノンピークがダブルピークからシングルピークに変化することを明らかにした。また、各ピークの位相を観測すると、過去の理論計算の初期位相と一致する事から、波長分解コヒーレントフォノン分光法が、フォノンの位相測定に有効であることを示した。さらに、カーボンナノチューブにおいて、バイアス電圧を印加することにより、フェルミ面を制御すると、励起状態の緩和過程が大きく変化することを見出した。この緩和過程は励起状態のキャリアと、ディラック電子とがクーロン相互作用により散乱されることで起こっている可能性があることを、理論的な計算を通して明らかにした。これらの結果は、原子層物質のキャリア緩和を理解するうえで重要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。コヒーレントフォノン分光法を用いてカーボンナノチューブやグラフェンなどの原子層物質の電子格子相互作用のダイナミクスを明らかにする研究を行った。その結果、コヒーレントフォノン分光法を用いてこれらの物質のフォノンを測定することに成功した。以下では、これらのそれぞれについて報告する。また、領域内の共同研究を開始し、最初の信号を得ることができた。まずカーボンナノチューブの実験では、波長分解のコヒーレントフォノン分光を行い、コヒーレントフォノンの信号が検出波長によって大きく変化することを明らかにした。この際に強度が最も大きくなる波長は、電子状態の共鳴である励起子共鳴位置よりも低エネルギー側にシフトすることを初めて見出した。これはラマン過程の共鳴がフォノンエネルギー分だけシフトすることを初めて明らかにしたものである。また、イオン液体中にカーボンナノチューブ薄膜を浸し、電圧を印加することによって、フェルミ面を大きく変調できることを示した。これによって、フォノンの周波数や強度が変わるなど興味深い結果が得られている。また、グラフェンの実験では、領域内の共同研究によって単結晶のグラフェンを提供していただき、コヒーレントフォノン測定を行った。その結果、単結晶グラフェンで初めてコヒーレントフォノンの測定に成功した。今後は、バイアス印加などを通してグラフェンのフォノンがどのように変化するかを明らかにしていきたいと考えている。カーボンナノチューブにおけるコヒーレントフォノンの測定結果に関しては、論文にまとめることができた。また、そのほかにも、ビスマス薄膜など低次元系の電子格子相互作用に関する論文を準備中である。また、領域内の共同研究として、グラフェンのコヒーレントフォノン測定に成功し、端緒を開くことができた。これらの結果は、当初の研究目的に沿ったものであり、おおむね順調に進展していると考えることができる。

今回、コヒーレントフォノン分光を用いて、共鳴効果による信号のピークがフォノンの周波数分だけシフトした位置に現れることを初めて示した。このことは、波長分解コヒーレントフォノンの有用性を示す重要な結果である。今後はこの研究をさらに発展させ、グラフェンなどの原子層物質の電子格子相互作用に関する研究を進め、共鳴効果などを通した新しい物理現象の探索を行いたいと考えている。特にバイアスを印加する実験を行う配置を考察し、本予算の期間中にグラフェンにおける電子格子相互作用を変調する実験を行いたい。また、顕微の分光計を立ち上げ、今後明らかにしていきたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞周期制御分子を用いた造血幹細胞の体外増幅の試み

本研究では、造血幹細胞の自己複製における細胞周期制御分子の役割に注目し、以下の研究を行った。これまで、Notch1,HOXB4といった分子が造血幹細胞の自己複製を促すことが報告されていることから、まずはじめに、マウスLin^-Sca-1^+細胞に、4-hydroxytamoxifen(4-HT)によってNotch1活性が誘導されるNotch1/ERTとHOXB4をレトロウイルスを用いて導入し、各種の解析を行った。Notch1/ERT導入細胞は、4-HT非存在下では、SCF、FLT3L、IL-6などのサイトカイン存在下でも14日以上増殖できなかったのに対し、4-HT存在下では14日以上増殖を続けた。同様に、Mockベクター導入細胞は各種のサイトカイン存在下でも14日以上増殖できなかったのに対し、HOXB4導入細胞は同様の条件下で14日以上増殖した。培養7日目の細胞周期制御分子の発現を半定量的RT-PCR法によって解析したところ、Notch1およびHOXB4の発現を誘導した細胞では、c-myc, cyclin D2,D3,EおよびE2F1の発現上昇が認められた。他の細胞種において、c-Mycは単独で細胞増殖を誘導することが報告されていることから、4-HTによりc-Mycの活性が誘導されるMyc/ERTをマウスLin^-Sca-1^+細胞に導入し、SCF、FLT3L、IL-6などのサイトカイン存在下で培養した。Myc/ERT導入細胞は4-HT添加時のみ未分化な表面形質を保持した状態で28日以上増殖した。また、コロニー形成能とテロメレース活性の上昇が認められた。次に、Myc/ERT導入細胞の生体内での機能を評価する目的で、移植実験を行った。その結果、Myc/ERTで増幅した細胞は6ヶ月以上にわたり、骨髄単球系、B細胞系、T細胞系の3血球系統の造血を支持した。更にNotch1,HOXB4がc-mycプロモーターを活性化すること、およびNotchシグナルによってc-mycプロモーター内の-195から-161の領域にDNA結合蛋白が形成されることが、明らかとなった。以上の結果より、細胞周期制御分子c-MycはNotch, HOXB4の下流で造血幹細胞の自己複製を促すと推測された。研究代表者は本年度に以下の研究を行った。1.c-Mycが造血幹細胞の増殖・未分化能に及ぼす影響についての解析4-hydroxytamoxifen(4-HT)によって活性が誘導されるc-Myc/ERTを導入したマウス造血幹細胞は、4-HT非存在下では21日間の培養でほぼ全ての細胞が死滅したのに対し、4HT存在下では21日を越えて増殖を続けた。これらの細胞の培養1ヶ月の時点での表面抗原解析では、Sca1+,c-Kit+の未分化マーカー陽性細胞が47.7%を占めていた。コロニーアッセイでは、c-Myc/ERT導入細胞は、4-HT存在下でCFU-Mixを含めたコロニー形成能が4-HT非存在下群と比較して2倍以上上昇していた。また、テロメレース活性の解析を行ったところ、これらの細胞は4-HT非存在下では7日間の培養によってテロメレース活性が消失したのに対して、4-HT存在下では同一期問の培養後もテロメレース活性が持続していた。2.造血幹細胞の自己複製vs.分化の決定機構についての解析c-Myc/ERT導入細胞の細胞周期制御分子の発現を検討するため、半定量的RT-PCR法による解析を行った。c-Myc/ERT導入細胞は、4-HT存在下で、4-HT非存在下と比較してcyclin D1,D2,D3,EおよびE2F1mRNAの発現上昇を認めた。DNAcontentの解析では、これらの細胞は4-HT存在下で4-HT非存在下と比較して、S-G2/M期の細胞比率の上昇を認めた。以上の結果より、細胞周期制御分子c-Mycは、細胞周期を促進的に調節することで、マウス造血幹細胞の自己複製に貢献していることが示唆された。

他の細胞種において、c-Mycは単独で細胞増殖を誘導することが報告されていることから、4-HTによりc-Mycの活性が誘導されるMyc/ERTをマウスLin^-Sca-1^+細胞に導入し、SCF、FLT3L、IL-6などのサイトカイン存在下で培養した。Myc/ERT導入細胞は4-HT添加時のみ未分化な表面形質を保持した状態で28日以上増殖した。また、コロニー形成能とテロメレース活性の上昇が認められた。次に、Myc/ERT導入細胞の生体内での機能を評価する目的で、移植実験を行った。その結果、Myc/ERTで増幅した細胞は6ヶ月以上にわたり、骨髄単球系、B細胞系、T細胞系の3血球系統の造血を支持した。更にNotch1,HOXB4がc-mycプロモーターを活性化すること、およびNotchシグナルによってc-mycプロモーター内の-195から-161の領域にDNA結合蛋白が形成されることが、明らかとなった。以上の結果より、細胞周期制御分子c-MycはNotch, HOXB4の下流で造血幹細胞の自己複製を促すと推測された。
光プローブを応用した生体イメージング法による画期的術中ライブ診断法の開発

1)光プローブ搭載抗体を用いたin situがん診断のための抗原選定と細胞・小動物実験乳癌、胃癌、大腸癌に対する抗体搭載型光プローブの有効性を細胞・小動物実験にて検証している。診断に最も有効な抗原としてCEA, EMA(Epithelial Membrane Antigen、Ep-CAMを検討し、それらに対して最適な抗体を選別・決定した。乳癌、消化器系癌(胃癌、大腸癌)に対する術中診断法:リンパ節転移検索法の確立i)リンパ節転移のマーカーとして上皮特異的抗原EMAを中心に検討してきたが、FACS、WBなどによる検討の結果、Ep-CAM、CEA(Carcino-embryonic antigen)がより有用であると考えられた。ii)抗体の最適化(抗体のサイズの調整あるいは一本鎖・二本鎖の検討)を行ない、生体での最適な腫瘍への最適な送達条件を検討した。iii)Ep-CAM抗体に搭載した光プローブを用いて、担がん小動物(マウス)での効果をin vivoにて確認した。深度、抗原の発現量とシグナル強度・サイズの相関関係の解析を組織学的、分子生物学的解析により行なっている。(2)光プローブを用いた術中迅速診断の精度向上のための検討今年度は実際に光プローブが術中迅速診断の補助になりうるかの検討を開始した。光プローブを用いた癌細胞検出の基本的プロトコールを作成中である。また、組織片をホモジネートとして、迅速診断に利用できないかどうかも、同時に検討している。(3)プローブの最適化および大量生産に関する検討癌を検出する近赤外線発光プローブとして医用分野での実用化を目指しプローブの基盤となるウミホタル・ルシフェラーゼの安全性の高い大量生産・精製法の確立、自己励起型近赤外発光プローブの生産法及びがん標識抗体への搭載法の確立及びその安全性の評価等に向けた実験を開始する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。種々の癌に対するプローブの有効性を主として小動物実験にて検証した。同時に、診断に最も有効な抗原(リンパ節転移における上皮性抗原EMA、CEAなど)を検討し、それらに対して最適な抗体を選別・決定した。今回のターゲットは、Dlk-1、CEA、EMAに絞り、かつ癌腫に関しても乳癌、胃癌、大腸癌に限定して、研究を進めることとした。ii)それら抗原に対する最適な抗体をin vitroにて選定し、まず抗Ep-CAM抗体および抗CEA抗体に対して光プローブを搭載した。iii)セルグラフ装置をもちいて細胞レベルでのイメージング実験をおこない、プローブの最適化を試みた。iv)担がん小動物モデル(マウス)の作成を試みた。上記乳癌、胃癌、大腸癌の細胞株を、ヌードマウス皮下に移植し、移植腫瘍細胞の成長の有無などを観察した。より確実な腫瘍移植モデル作成のための条件を検討した。癌を検出する近赤外線発光プローブとして医用分野での実用化を目指しプローブの基盤となるウミホタル・ルシフェラーゼの安全性の高い大量生産・精製法の確立、自己励起型近赤外発光プローブの生産法及びがん標識抗体への搭載法の確立及びその安全性の評価等に向けた実験を開始した。出芽酵母を宿主として用いた分泌生産系及び培地からの精製方法を検討した。低温発現系の分泌生産系への応用に向けた至適化、酵母高密度培養法の確立、精製法をさらに改良することでウミホタルルシフェラーゼの大量生産・精製系を確立した。
1,4-ジオキサン生物処理システムの安定化条件の解明

新規規制物質1,4-ジオキサン排水の生物処理システムの安定化条件として窒素・リンの濃度条件を解明した。1,4-ジオキサンはIARCで2Bにランクされる発がん性が疑われる物質であり,動物試験では発ガン性が確実,人間にも発ガン性が疑われる化学物質である。この1,4-ジオキサンは,通常の生物では分解が困難であるとされ,化審法における1,4-ジオキサンの生分解性試験では分解率は0%である。近年,1,4-ジオキサンを分解できるPseudonocardia sp.が発見され,我々はこの有用微生物を利用した1,4-ジオキサン生物処理システムについて検討を行っている。1,4-ジオキサンは化成品の製造過程から排出されることが多く,排水中に共存する窒素・リンの濃度が不足する場合がある。窒素・リンの濃度条件について検討された例は無く,既報の窒素濃度は53mg-N/L,リン濃度は45mg/Lと高い濃度条件であり,実用的な検討が必要である。本研究では,連続試験系において1,4-ジオキサン処理における窒素・リン濃度の最低供給濃度について検討を行った。窒素・リン供給量が必要とされるスタートアップ時について検討した結果,窒素濃度を5mg/L(既報値53mg/L)まで低減しても,安定した処理性能が得られた。しかし窒素濃度を1mg/Lに低減すると1,4-ジオキサン処理性能が不安定となり,排水処理基準を満足できなかった。一方,リン濃度を1mg/L(既報値45mg/L)に低減しても,安定した処理性能が得られることを明らかにした。なお,立上げ後については,窒素濃度を低濃度にしても影響が現れ難いことを確認している。そのため,スタートアップ時に必要な窒素・リン濃度を供給すれば,長期的にも安定処理が可能であると考えられる。これらの結果から,1,4-ジオキサン生物処理システムの実用化への見通しを得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。新規規制物質1,4-ジオキサン排水の生物処理システムの安定化条件を解明中である。1,4-ジオキサンは化学合成過程から排出されることが多く,そこでは純水を利用していることから,1,4-ジオキサン排水中に共存する窒素やリンの濃度が不足する場合がある。窒素やリンが不足すると1,4-ジオキサンの生物処理性能が不安定になると考えられるが,適正な窒素とリンの濃度条件について検討された例は無い。本研究では,連続試験系において1,4-ジオキサン処理性能における窒素・リン濃度の最低供給濃度について検討を行い,生物処理システムの安定化について検討を行った。その結果,窒素濃度10mg/Lの条件でも,1,4-ジオキサンを安定して処理できることを確認した。既報値では,窒素濃度が53mg/Lと高濃度の条件であったが,大幅に削減することが可能となった。さらに窒素濃度を低減する試験を行った結果,窒素濃度0.1mg/Lの条件でも,1,4-ジオキサンの生物処理性能は安定して維持することが可能であった。しかしながら,窒素供給を完全に停止(0 mg/L)すると,1,4-ジオキサン処理性能が維持できないことを確認した。今後,リン濃度の適正条件について検証を行う1,4-ジオキサンを分解できる分解菌(Pseudonocardia sp.)を利用した排水処理システムにおいて,適正な窒素濃度条件を見出し,処理性能の安定化要因の1つを見出した。容積1.44Lの連続リアクターを用いて,水温約20°Cの条件でラボ試験を実施した。連続試験時には,リアクター内の菌体濃度が大きく変動すること,1,4-ジオキサンの処理性能が変動し,窒素濃度の影響が生じているのか,菌体濃度の変動であるのか,正確な評価が困難となる。そのため,ポリエチレングリコール(PEG)系の高分子ゲル内部にPseudonocardia sp.を固定化し,安定的に維持できる包括固定化技術を利用した。供試排水には,1,4-ジオキサンを単一炭素源とする合成排水を利用し,1,4-ジオキサンの他にMg,Ca,Pなどの元素を添加した後,窒素源として硫酸アンモニウムを所定の濃度となるよう調整した。窒素濃度10mg/Lの条件でリアクターの立上げ試験を行った結果,1,4-ジオキサンを安定して処理できることを確認した。排水中の1,4-ジオキサン濃度は20 mg/Lであったが,処理後には排水基準値(0.5 mg/L)以下となり,その処理性能も安定して維持することができた。

既報値では,窒素濃度が53mg/Lと高濃度の条件であったが,窒素濃度を大幅に削減することが可能であることを明らかにした。なお,窒素供給を完全に停止(0 mg/L)すると,1,4-ジオキサン処理性能は維持することができず,最低窒素濃度として0.1mg/Lが必要であることを確認した。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると判断する。新規規制物質1,4-ジオキサン排水の生物処理システムの安定化条件として窒素・リンの濃度条件を解明した。1,4-ジオキサンはIARCで2Bにランクされる発がん性が疑われる物質であり,動物試験では発ガン性が確実,人間にも発ガン性が疑われる化学物質である。この1,4-ジオキサンは,通常の生物では分解が困難であるとされ,化審法における1,4-ジオキサンの生分解性試験では分解率は0%である。近年,1,4-ジオキサンを分解できるPseudonocardia sp.が発見され,我々はこの有用微生物を利用した1,4-ジオキサン生物処理システムについて検討を行っている。1,4-ジオキサンは化成品の製造過程から排出されることが多く,排水中に共存する窒素・リンの濃度が不足する場合がある。窒素・リンの濃度条件について検討された例は無く,既報の窒素濃度は53mg-N/L,リン濃度は45mg/Lと高い濃度条件であり,実用的な検討が必要である。本研究では,連続試験系において1,4-ジオキサン処理における窒素・リン濃度の最低供給濃度について検討を行った。窒素・リン供給量が必要とされるスタートアップ時について検討した結果,窒素濃度を5mg/L(既報値53mg/L)まで低減しても,安定した処理性能が得られた。しかし窒素濃度を1mg/Lに低減すると1,4-ジオキサン処理性能が不安定となり,排水処理基準を満足できなかった。一方,リン濃度を1mg/L(既報値45mg/L)に低減しても,安定した処理性能が得られることを明らかにした。なお,立上げ後については,窒素濃度を低濃度にしても影響が現れ難いことを確認している。そのため,スタートアップ時に必要な窒素・リン濃度を供給すれば,長期的にも安定処理が可能であると考えられる。これらの結果から,1,4-ジオキサン生物処理システムの実用化への見通しを得ることができた。1,4-ジオキサンを分解できる分解菌(Pseudonocardia sp.)を利用した排水処理システムにおいて,適正なリン濃度条件について検討を行う。既往研究ではリン添加濃度45 mg/Lの条件で試験を行っており,低濃度条件での検討が必要である。そこで,次年度ではリン濃度を5mg/Lに低減し,1,4-ジオキサン生物処理システムの立上げ試験を行う。実験条件については,前年度に実施した窒素処理条件の検討と同様とする。容積1.44Lの連続リアクターを用いて,水温約20°Cの条件で運転を行う。また,ポリエチレングリコール(PEG)系の高分子ゲル内部にPseudonocardia sp.を固定化し,リアクター内部に充填して試験を行う。供試排水には,1,4-ジオキサンを単一炭素源とする合成排水を利用し,1,4-ジオキサンの他にMg,Ca,Nなどの元素を添加した後,リン源としてリン酸二水素ナトリウムを所定の濃度となるよう調整する。なお,窒素濃度条件については,前年度に得られた窒素濃度条件を参考とし,110mg/L程度に設定する。リン濃度条件の検討では,まずリン濃度を5mg/Lに低減し,1,4-ジオキサン生物処理システムの立上げ試験を行う。
血管リモデリング過程の分子機構

体の中にくまなくはりめぐらされた血管ネットワークは発生過程における組織や器官の形成及び生体の恒常性の維持に必須である。Notchシグナル伝達系の多くの構成遺伝子ノックアウトマウスが血管リモデリングの異常を伴って胎生致死となることが知られている。本研究では、組織内の血管網構築を制御する細胞間シグナル分子であるNotchシグナル伝達系の制御下にあるHesr遺伝子を同定し、その機能を発生遺伝学的に解析することによって、血管ネットワークの構築、特にリモデリング過程の分子機構を解明することを目的とした。発生初期に血管形成の異常が一目瞭然に判別できるyolk sacに焦点を絞り、Hesr1, Hesr2の過剰発現系並びにノックアウトマウスのyolk sac (胎生9.5日目)についてマイクロアレイ解析を行い、遺伝子の発現変化を系統的に整理した。これを元に発現差異のある遺伝子についてYolk sacを用いたin situスクリーニングを行うことにより血管形成に関与すると考えられる遺伝子群を同定した。その結果、Hesr1, Hesr2によって脱リン酸化酵素をコードするDusp4が顕著に抑えられることを見出した。Dusp4は、MAPリン酸化経路のErkを基質にすることが報告されていることから、Erk1/2のリン酸化状態が変化を観察した。Hesr1, Hesr2の過剰発現系でErk1/2のリン酸化が全体にわたって見られることが明らかとなってきた。さらに、Dusp4を心血管系特異的に過剰発現させると、血管のリモデリングの異常が観察された。これらの結果から、Notchシグナル伝達系がHesr1, Hesr2の発現を誘導することによってDusp4を抑制し、Erk1/2のリン酸化状態を規定することによって血管リモデリングを制御している可能性が示唆された。本研究は、組織内の血管網構築を制御する細胞間シグナル分子であるNotchシグナル伝達系の制御下にある因子を同定し、その機能を発生遺伝学的に解析することによって、血管ネットワークの構築、特にリモデリング過程の分子機構を解明することを目的とする。我々が現在有しているNotchシグナル伝達系のノックアウトマウス系統及び強制発現系統のYolk sacにおいては、非常に特徴的な血管形成異常を観察している。これらの血管形成異常を伴って発現が変化する遺伝子が、血管形成において重要な働きをしていると考えられる。そこで、Notchシグナル伝達系によって制御される血管形成関連遺伝子群の検索を試み、Notchシグナル伝達系によって制御される血管形成関連遺伝子群の機能解析を試みる。これまでに、Notch1, Notch2, Hesr1, Hesr2の過剰発現系並びにノックアウトマウスのYolk sacについて、時間経過を追ってマイクロアレイ解析を行った。その結果を基に、遺伝子の発現変化を系統的に整理し、発現差異のある遺伝子についてYolk sacを用いたRTPCR及びin situscreeningを行った。現在までに、血管形成に関与すると考えられる遺伝子群がリストアップされており、特にBmpやAngに制御される遺伝子に注目している。今後は、これら遺伝子のNotchシグナル伝達系による発現制御機構を詳細に解析していく予定である。これらの解析から、Notchシグナル伝達系が他のシグナル伝達系を制御することによって血管リモデリング過程を制御する、その分子機構が明らかになってくると期待される。