hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
狭心症の発生機序ならびに治療に関する研究

狭心症は心筋が一過性の酸素欠乏に陥いるために発生するのであるが、心筋が酸素欠乏に陥いる機序は十分に明らかにされていない。本研究は冠動脈に一枝病変を有する症例における狭心症が、いかなる機序によって発生するかを明らかにすると同時に、それに対する的確な薬物療法を確立することを目的として行われた。1.対象ならびに方法:冠動脈の一枝病変を有する狭心症例126例(男110例、女16例、年令3368才、平均54.5才)を対象とし、(1)トレッドミル運動負荷試験をくり返し行い、発作が再現性をもって誘発されるか否かを調べた。(2)再現性をもって発作が誘発される例においては心筋の酸素需要を抑制するβ遮断剤であるプロプラノロール80mg、冠攣縮を抑制するCa拮抗剤であるジルチアゼム90mg、およびニフェジピン20mgを夫々別の日に投与して、発作に対する効果を調べた。(3)62例においては発作時に冠動脈造影法を施行して、発作時に冠動脈の攣縮が出現するか否かを調べた。2.結果:(1)発作は126例中64例(50.8%)においては再現性をもっては誘発されなかった。(2)発作が再現性をもって誘発された62例中52例(83.9%)においてプロプラノロールは発作を抑制しなかった。一方、ジルチアゼムおよびニフェジピンは夫々77.4%および73.7%において発作を抑制した。(3)発作時62例中61例において冠動脈の攣縮が出現し、発作が消失すると共に攣縮も消失することが冠動脈造影法で確認された。3.考案ならびに結語:以上の結果より、冠動脈の一枝病変を有する症例における狭心症は、ほとんどが心筋の酸素需要の増加のみによっては発生せず、冠動脈の攣縮か又は冠動脈の攣縮に心筋の酸素需要の増加が加わって発生すること、および一枝病変例の狭心症の治療にはCa拮抗剤が第一選択薬である、と結論される。狭心症は心筋が一過性に酸素欠乏に陥ったために生ずるのであるが、これは心筋の酸素需要が増加するか又は酸素の供給が減少したために起こる。今回は冠動脈の一枝に病変を有する症例における狭心症の発生機序を検討した。1.冠動脈に一枝病変を有する狭心症患者126例(男110名,女16名,年令3368,平均54.5緒)を対象として、(1)トレッドミル最大運動負荷試験をくり返し行い運動により発作が再現性をもって誘発されるか否か、(2)発作が運動により再現性をもって誘発される症例においてはβ遮断剤であるプロプラノロール80mg、Ca拮抗剤であるジルチアゼム90mg、ニフェジピン20mgを夫に別の日に投与して運動負荷を行い、これら薬剤の発作に対する効果および、(3)発作時に冠動脈造影法を行い発作中に冠動脈の攣縮が出現するか否かを調べた。2.(1)発作はトレッドミル運動により126例中64例(50.8%)においては再現性をもっては誘発されなかった。(2)発作が再現性をもって誘発された症例においてはプロプラノロールは62例中52例(83.9%)において発作を抑制しなかった。これに反しジルチアゼムおよびニフェジピンは夫に77.4%および73.7%において発作を完全に抑制した。(3)62例において発作時に冠動脈造影法を施行し得たが61例において発作中に冠動脈の攣縮が出現し発作が消失すると共に攣縮も消失することが観察された。3.以上の結果より一枝病変を有する症例における狭心症は労作によって生ずる心筋の酸素需要の増加が原因で発生する場合は少く、大部分は冠動脈の攣縮により心筋への酸素の供給が急激に減少して発生すると考えられる。したがって一枝病変例の狭心症の治療は冠動脈を拡張し冠動脈の攣縮を抑制するCa拮抗剤が中心となるべきであると考えられる。

(2)発作が再現性をもって誘発された62例中52例(83.9%)においてプロプラノロールは発作を抑制しなかった。一方、ジルチアゼムおよびニフェジピンは夫々77.4%および73.7%において発作を抑制した。(3)発作時62例中61例において冠動脈の攣縮が出現し、発作が消失すると共に攣縮も消失することが冠動脈造影法で確認された。3.考案ならびに結語:以上の結果より、冠動脈の一枝病変を有する症例における狭心症は、ほとんどが心筋の酸素需要の増加のみによっては発生せず、冠動脈の攣縮か又は冠動脈の攣縮に心筋の酸素需要の増加が加わって発生すること、および一枝病変例の狭心症の治療にはCa拮抗剤が第一選択薬である、と結論される。
近世京都の医療環境と医学研究の展開

本年度は、研究代表者のこれまでの書物文化史研究を集成して、『日本近世書物文化史の研究』を岩波書店から刊行することができた。特に同書の第10章「医学的な知をめぐってー医療政策と地域社会ー」では、日本近世における地域社会の医療政策と国家の医療政策との関連を広く考察した。これは本研究の背景をあきらかにしたものである。本研究が直接に素材としたのは、近世京都の禁裏御典医でもあった百々家の関連史料および京都大学に寄贈された蔵書資料であり、その目録作成を行っていたが、いずれも本年度で完成することができた。ただ、前者のうち19世紀前半を中心とした百々漢陰・鳩窓に宛てられた重要書簡史料100余通については、分担研究者とともに、なお解読作業を進めている途中であり、百々家と江戸の幕府典医多紀家や京都の諸医家、漢学関係者などとの興味深い関係が解明されつつある。また、1838ー39年の「診療記録」からは、519人のべ772件の症例が確認でき、感染症の流行などのほかに、日常的な病気のありよう、人々の医療受容の実態をも明らかにすることができた。そうした医療環境・臨床実態をふまえて、百々家の医学研究や全国から門人が集まってくる実態などが解明できた。この京都の医療環境および同家の医学研究の意義については、その成果を別に発表する予定である。後者の蔵書資料の調査・目録化を通じて、たんに蔵書構成や所蔵医学書の状況がわかっただけでなく、さまざまな読書ノートや講義ノートなどが発見され、臨床経験と医学書研究との関連が解明された。本研究は、江戸中期から禁裏御殿医をつとめた百々家の史料を調査・分析することによって、近世京都の医療事情や医学書研究の実態を明らかにすることを目的とする。初年度は、主たる調査史料となる百々家所蔵文書の整理・目録化をおこない、その解読にとりかかった。(1)百々家所蔵文書について、調査補助員を雇用し、A画像・軸物、B別置分、C大型木箱収納分、D漆塗箱収納分、E小木箱収納分、その他にわけ、文書の整理、目録の作成をおこなった。また、全点の写真撮影を完了した。(2)前項の史料のうち、Cに含まれる「書翰等貼込帳」4冊については、そこに貼り込まれた数百点の書翰や漢詩文などすべてについて、1点づつの目録を作成した。(3)次いでそれらの書翰の解読を、研究代表者・分担者ほかによって、定期的に研究会を開催してはじめた(9月2日・23日、11月25日、12月27日、2月25日、3月28日)。ただ、書翰史料の解読はきわめて困難で、かなりの時間を要することが明らかになりつつある。しかし、それらによって、19世紀前半の百々漢陰・鳩窓父子の、京都のみならず大坂・江戸を含む医者・儒者等との広い交流を看取することができ、医学書の普及状況や、漢詩文をはじめとした教養のあり方などが明らかになりつつある。(4)京都大学附属図書館所蔵の百々家旧蔵の書籍史料については、仮目録を作成したのみで、詳細目録や分析はなお手つかずのままである。(5)そのはか各地に残る百々家著作書籍の普及や、門人・弟子たちの実態については、いくつかの手がかりを得るにとどまった。初年度作業として予定していた、百々家所蔵文書の整理、全点目録の作成、写真撮影などは終了することができた。しかし、そのうちの書翰史料の解読は、定期的な研究会を開催しつつ、もちろん当初から3年間にわたっておこなうことを予定してはいたが、予想以上に解読が困難なものが多く、3年で終えるには、かなりな作業量を必要とする見込みであることがわかった。このため、書籍資料の詳細な調査や各地の図書館や他機関に所蔵する百々家関係の医学書籍の調査や門人調査はほとんどすすまなかった。今年度は、百々家文書の整理がかなり進展したほか、9月に「書物・出版と社会変容研究会」の京都研究会を近世医学研究をテーマに主催したほか、研究代表者の近世書物史に関する単著をほぼ完成させることができた。1、百々家文書の整理、目録化はほぼ完了した。現在は百々家宛て書簡集の解読を、ほぼ月1回の研究会を組織して行っているが、これについてはやや難行している。2、百々家史料のうち、明治時代に京都大学附属図書館に寄贈された百々家旧蔵書籍については、ほぼ所在確認がおわり、そのうち医学書についての目録作成はまだ半分程度である。3、以上の史料調査・整理と併行して、日本近世における医療と医学についての研究を進めているが、3ー1、9月29ー30日に京都大学において「書物・出版と社会変容研究会」の京都研究会を主催、そのなかで百々家文書をはじめ「京都大学附属図書館所蔵医学史料」の展示をおこなったほか、「近世医学と医学書をめぐる諸問題」をテーマにシンポジウムを開き、研究代表者は「京都帝国大学附属図書館蔵書の成立」を、分担者は「漢蘭折衷医・小石家の医書とネットワーク」を報告した(他に報告2本)。3ー2、研究代表者は、単著『日本近世書物文化史の研究』をまとめた(30年5月に岩波書店から刊行)。このうちに「医学的な知をめぐってー医療政策と地域社会ー」という章を設けて、近世における医学的な医療や医学書研究のあり方について論じたが、これは都市社会をあつかう百々家研究とは対になる村落社会の実態を扱っている。

また、研究分担者は、京都の医家小石家の史料調査を他のプロジェクトにおいて刊行したが、小石家は同じ京都での蘭学を積極的に取り入れた医家で、後世派の百々家と対になる事例研究である。1、百々家文書および旧蔵書籍の整理と目録化という点では、やや遅れ気味であるが、ほぼ全貌が見えてきている。2、研究の組織化という点では、これまでの調査補助員1名に加えて、今年度後期からさらに2名を追加して進めている。また、研究代表者が組織した「書物・出版と社会変容研究会」の京都大会は、全国から80名近い参加者を得た。3、研究代表者の研究成果としては、百々家旧蔵書籍の京都大学への寄贈過程を明らかにした研究報告を行ったほか、近世医学史を含む書物史に関する単著をまとめることができた。また研究分担者は、同じ京都の近世医家である小石家についての調査研究を終え、史料集・調査報告を刊行したほか、研究発表もおこなった。全体として、ほぼ予定通りと考えている。本年度は、研究代表者のこれまでの書物文化史研究を集成して、『日本近世書物文化史の研究』を岩波書店から刊行することができた。特に同書の第10章「医学的な知をめぐってー医療政策と地域社会ー」では、日本近世における地域社会の医療政策と国家の医療政策との関連を広く考察した。これは本研究の背景をあきらかにしたものである。本研究が直接に素材としたのは、近世京都の禁裏御典医でもあった百々家の関連史料および京都大学に寄贈された蔵書資料であり、その目録作成を行っていたが、いずれも本年度で完成することができた。ただ、前者のうち19世紀前半を中心とした百々漢陰・鳩窓に宛てられた重要書簡史料100余通については、分担研究者とともに、なお解読作業を進めている途中であり、百々家と江戸の幕府典医多紀家や京都の諸医家、漢学関係者などとの興味深い関係が解明されつつある。また、1838ー39年の「診療記録」からは、519人のべ772件の症例が確認でき、感染症の流行などのほかに、日常的な病気のありよう、人々の医療受容の実態をも明らかにすることができた。そうした医療環境・臨床実態をふまえて、百々家の医学研究や全国から門人が集まってくる実態などが解明できた。この京都の医療環境および同家の医学研究の意義については、その成果を別に発表する予定である。後者の蔵書資料の調査・目録化を通じて、たんに蔵書構成や所蔵医学書の状況がわかっただけでなく、さまざまな読書ノートや講義ノートなどが発見され、臨床経験と医学書研究との関連が解明された。1研究代表者・分担者等による、書翰史料の解読を、ひきつづき精力的におこないたい。2雇用する調査補助員を複数にして、書籍史料の詳細目録化にも着手する。3今年度は2年目にあたるので、「書物出版と文化変容」として続けてきた旧科研研究会(代表一橋大学若尾政希、横田はその分担研究者であった)の拡大研究会を、「近世の医学書をめぐる諸問題」をテーマに、9月頃に京都大学において開催する。本科研が中心となって、医学書・医者などをテーマとして数本の報告を準備するとともに、できれば、百々家文書についての小展示会をおこなう予定。30年度は最終年度になるので、調査・目録と研究のまとめをおこないたい。1、1百々家文書の目録、2重要史料の翻刻、3旧蔵書籍史料の全体目録、4そのうち医学書関係の詳細目録を完成させる。2、以上の調査報告書をまとめるほか、研究論文の執筆にすすみたい。1目録作成などはほぼ順調であったが、書翰解読などに想定以上の時間を費やしたため、他機関などへの調査をおこなう余裕がなく、旅費などを使用できなかった。
高機能化SAM膜界面における熱物質輸送に関する分子論的研究

本研究では自己組織化単分子膜(SAM)と溶媒との界面における熱輸送特性を,分子動力学(MD)シミュレーションを用いて明らかにした.固体基板・アルカンチオールSAM・有機溶媒系の界面モデルを構築し,界面を介して熱流束を発生させる非平衡分子動力学(NEMD)シミュレーションを行った.その結果,金基板-トルエン溶媒界面の界面熱抵抗がアルカンチオールSAMの修飾によって大きく低減することがわかった.また,SAM修飾の熱抵抗低減効果について分子論的メカニズムを詳細に解析した.本研究では自己組織化単分子膜(SAM)と溶媒との界面における熱輸送特性を,分子動力学(MD)シミュレーションを用いて明らかにした.固体基板・アルカンチオールSAM・有機溶媒系の界面モデルを構築し,界面を介して熱流束を発生させる非平衡分子動力学(NEMD)シミュレーションを行った.その結果,金基板-トルエン溶媒界面の界面熱抵抗がアルカンチオールSAMの修飾によって大きく低減することがわかった.また,SAM修飾の熱抵抗低減効果について分子論的メカニズムを詳細に解析した.本研究では自己組織化単分子膜(SAM)と溶媒との界面における熱物質輸送特性を明らかにすることを目的としている.今年度では,固体基板, SAM,溶媒を含む分子動力学(MD)シミュレーション計算モデルの構築を行い,実験的に得られている構造情報をもとに,その妥当性を検証した.また,界面を介して熱流束を発生させる非平衡分子動力学(NEMD)シミュレーションを行った.まず, MD法によって得られた平衡状態におけるSAMの構造に関しては,基本的な分子構造の情報が実験的に得られているものとよく一致することを確認した.したがって,相互作用ポテンシャルの選択も含め構築された分子モデルは妥当であると判断した。さらに, NEMD計算においては,高温と低温の熱浴を設けることで界面を介した温度勾配を課し,定熱流束を発生させた.これによって,界面垂直方向に発生した温度分布を解析する.通常,固液界面においては,界面熱抵抗に由来する温度ジャンプが発生することが知られているが, SAMと溶媒の界面においては,明確な温度ジャンプが発生しなかった.対照として行った固体基板(Au)と溶媒の界面では,大きな温度ジャンプが発生することがわかった.これらのことから, SAMは固体基板に吸着することで熱抵抗を低減する効果があることがわかった.これは,工業的にもミクロレベルにおける熱交換素子等のより高効率な熱輸送を実現する技術につながる可能性を示している.したがって,熱抵抗低減に関するミクロスコピックなメカニズムを明らかにすることが課題となる.本研究では自己組織化単分子膜(SAM)と溶媒との界面における熱物質輸送特性を,分子動力学(MD)シミュレーションを用いて明らかにすることを目的としている.今年度では,固体基板・アルカンチオールSAM・アルカン溶媒系の界面モデルを構築し,界面を介して熱流束を発生させる非平衡分子動力学(NEMD)シミュレーションを行った.このNEMDシミュレーションの結果から,界面垂直方向の熱流束を詳細に分析した.すなわち,熱流束を構成する各成分をミクロな視点で分離し,輸送の支配要因を明らかにした.特に,類似の分子構造を持つ溶媒とSAM内部での熱エネルギー輸送機構の違いに着目した.前年度に金基板-トルエン溶媒界面の界面熱抵抗がアルカンチオールSAMの修飾によって低減することを報告しているが,上記の解析によってその要因が明確になった.SAMを介した界面系全体の熱抵抗は,SAM内部,SAM-溶媒界面という各要素を含んでいるが,特に1分子層によって構成される有機分子薄膜であるSAM内部では,熱伝導率が著しく大きい.これは本研究によって熱エネルギーが分子間相互作用でなく,分子内相互作用(共有結合相互作用)によって,SAM分子内部の炭化水素鎖上を伝わっていくことが要因であることがわかった.これは,工業的にも有機分子薄膜を介した高効率な熱輸送を実現する技術に基礎的な知見を与えるものと考えられる.今後はさらに,工学的に重要な溶媒や異なるSAM分子種間の熱輸送機構を明らかにすることが課題となる.
神経筋電気刺激:磁気共鳴機能画像を用いた刺激部位の可視化システムの開発

研究代表者の先行研究において,膝伸展運動時の大腿四頭筋の共働筋(大腿直筋:RF,外側広筋:VL,中間広筋:VI,内側広筋:VM)では,各筋間に協働筋の結び付きの程度が異なる可能性が示唆されている.本研究では,外側広筋の張力を神経筋電気刺筋(EMS)によって変化させ膝伸展運動を行うと,それに付随して外側広筋と関連性の高いいずれかの筋の動員パターンに変化が現れるのではないかという仮説をたて,それについて検討した.被検者は成人男性7名であった.安静時および運動/電気刺激直後に大腿部5部位のMRIを撮影した.EMSはVLに対して行った(50Hz, biphasic pulse,3 s duty cycle).膝伸展運動(KE)は10回を4セットできる負荷(4x10RM)の50%負荷(50%4x10RM)とした.セット間は1分間の休息を設けた.試行は次の3条件について行った.1.EMS試行:外側広筋に対し80%推定最大張力のEMSのみを行う試行2.KE試行:通常に膝伸展運動を行う試行3.KE withEMS試行:外側広筋に対し80%推定最大張力のEMSを行いながら膝伸展運動を行う試行KE試行と比較してKE with EMS試行では,大腿四頭筋の各筋の動員パターン,特にVIにおいて特徴的な動員パターンが観察された.KE with EMS試行において,なぜVLへのEMSがRFやVMには影響せずに,VIの動員だけを変化させたのかについて調べるため,運動後の各筋のT2値の相関関係について検討した.その結果,KE with EMS試行におけるVLとVIのT2値はEMS試行のT2値との間に有意な相関関係があり,一方,RF, VMではKE試行との間に有意な相関関係が認められた.そこで,KE with EMS試行におけるcoactivationの様相を探るため相関関係について検討した結果,VL-VI間のみに有意な相関関係(r=0.82)が認められた.つまり,KE with EMS試行ではVLの神経筋機構が,VIのそれと密接な関係があることを示唆しており,その原因として,1)VLへのEMSがVIに対して直接的に刺激し,動員を増やした可能性,2)脊髄レベルあるいは脊髄上位レベルでの2つの筋のニューラルネットワークが親密である可能性を考えている.今年度は外側広筋への神経筋電気刺激が,外側広筋のどの部位を刺激しているのかについて検討した.それと同時に,神経筋電気刺激によって誘発された張力を測定した.被検者は6名の男性で外側広筋上に刺激用電極をセットし,刺激を行った.刺激は収縮・休息時間をそれぞれ3秒づつとり,10回×4セット行った.刺激の前後には,大腿部筋群における機能的磁気共鳴画像を撮影し,どの部分が刺激されているのかについて視覚的・定量的に測定した.その結果,外側広筋全体が刺激されていることが視覚的に確認できた.また,神経筋電気刺激によって誘発された張力は約30%の低下が見られた.本研究で得られた知見は,神経筋電気刺激がほぼ一つの筋を選択的に刺激することができるということを示している.本研究から得られた知見をリハビリテーション医学,運動科学の分野に応用することができると申請者は考えている.例えば,脊髄損傷患者では受傷後に著しい筋萎縮が生じることが知られている.このような患者において,本研究で用いたような神経筋電気刺激を継続的に行うことによって萎縮した筋をある程度まで回復させることができることが分かっている.また,電気刺激の電極を体内に埋め込み歩行等を可能にする機能的電気刺激なども実用化されつつある.仮に電気刺激を用いて歩行が可能となったとしても,歩行に使われる筋が十分に機能することが重要であるので,本研究のシステムで歩行の際に使われる筋を選択的にトレーニングして,歩行をより容易にすることが可能になると思われる.一方,運動科学の分野においては,現在までのところ一つの筋だけを選択的にトレーニングすることは不可能である.また,パフォーマンスの向上に寄与する筋というも次第に明らかになりつつあるので,その筋を個別にトレーニングし,パフォーマンスの向上をより効率的に行うことも可能になると考えている.研究代表者の先行研究において,膝伸展運動時の大腿四頭筋の共働筋(大腿直筋:RF,外側広筋:VL,中間広筋:VI,内側広筋:VM)では,各筋間に協働筋の結び付きの程度が異なる可能性が示唆されている.本研究では,外側広筋の張力を神経筋電気刺筋(EMS)によって変化させ膝伸展運動を行うと,それに付随して外側広筋と関連性の高いいずれかの筋の動員パターンに変化が現れるのではないかという仮説をたて,それについて検討した.被検者は成人男性7名であった.安静時および運動/電気刺激直後に大腿部5部位のMRIを撮影した.EMSはVLに対して行った(50Hz, biphasic pulse,3 s duty cycle).膝伸展運動(KE)は10回を4セットできる負荷(4x10RM)の50%負荷(50%4x10RM)とした.セット間は1分間の休息を設けた.試行は次の3条件について行った.1.EMS試行:外側広筋に対し80%推定最大張力のEMSのみを行う試行2.KE試行:通常に膝伸展運動を行う試行3.KE with

EMS試行:外側広筋に対し80%推定最大張力のEMSを行いながら膝伸展運動を行う試行KE試行と比較してKE with EMS試行では,大腿四頭筋の各筋の動員パターン,特にVIにおいて特徴的な動員パターンが観察された.KE with EMS試行において,なぜVLへのEMSがRFやVMには影響せずに,VIの動員だけを変化させたのかについて調べるため,運動後の各筋のT2値の相関関係について検討した.その結果,KE with EMS試行におけるVLとVIのT2値はEMS試行のT2値との間に有意な相関関係があり,一方,RF, VMではKE試行との間に有意な相関関係が認められた.そこで,KE with EMS試行におけるcoactivationの様相を探るため相関関係について検討した結果,VL-VI間のみに有意な相関関係(r=0.82)が認められた.つまり,KE with EMS試行ではVLの神経筋機構が,VIのそれと密接な関係があることを示唆しており,その原因として,1)VLへのEMSがVIに対して直接的に刺激し,動員を増やした可能性,2)脊髄レベルあるいは脊髄上位レベルでの2つの筋のニューラルネットワークが親密である可能性を考えている.
三次元レーザー加工機を用いた積層板金金型の設計法・加工法に関する基礎研究

3次元レーザー加工機を用いた小ロット低コストを目的とした積層による簡易金型の設計法、製作法に関する基礎研究を行った。以下に研究方法、結果について報告する。○3次元CADによる積層金型の設計法、曲げパラメーターの検討3次元CAD用い、曲げ、絞り形状に関する金型の設計法を検討した。何れも上型、下型を同時に設計、板厚を検討し分割を行う手順で設計した。分割方法は、分割面を作成しパターン化カット、分割化を行った。本研究で使用したCADにおいては分割と同時に保存が可能である。この手法により設計時間の大幅な短縮が可能になる。曲げパラメーターについては既存の金型と同形状を作成し比較実験を行った。面の粗さ等からくる誤差は微小なものであり、ある程度の精度は保証できるものと思われる。○3次元形状の金型による曲げ、絞り加工の実践、耐久試験の実施曲げ加工用には既存の形状と3次曲面の積層金型、絞り加工の金型を試作し加工実験を行った。耐久試験においてはSS材の金型により500回の加工を行った。微小の摩耗は認められたが金型自体の変形やズレは認められず十分な強度が確認できた。○工具鋼による焼き入れ効果の実験、検証SKD11、SKD3、SS材について焼き入れ効果について実験を行った。窒素を使用しレーザー光をディフユーザーし照射した実験と2度切りを行った実験を行い顕微鏡観察により検証した。焼き入れ効果は認められたが、完全な焼き入れ面を作る事は出来なかった。まとめ3次元レーザー加工機による積層金型を試作、実験を行った。加工時間は1枚当たり2分程度、材料費も安価であり小ロット低コスト製品への活用の可能性を確認できた。問題点としてはレーザー加工特有の切断面の粗さからくる傷や精度であるが追加工が必要になる場合においては特に問題にならないと考えられる。焼き入れ加工、効果に関しては完全な結果を得ることができなかったが今後の課題として取り組む予定である。
低分子と受容体の相互作用を基盤とした霊長類フェロモン受容機構解明の試み

マーモセットやキツネザルの嗅覚受容体の遺伝子配列解析に加えて、フェロモン受容体と考えられているV1Rの遺伝子配列解析を重点的に行った。公表されているコモンマーモセットのゲノム中には7個のV1R遺伝子が存在する。これらはV1R17と名付けられているため、それぞれについて8個体のゲノムDNAからPCRによって増幅した遺伝子配列を解析した結果、それぞれの配列にほとんど多型は観察されなかった。このことから、遺伝子の機能は保たれていることが推測された。そこで、フェロモン受容に関わっていると考えられている鋤鼻器(Vomeronasal Organ)にこれらの受容体が発現しているかどうかを、リアルタイムRT-PCR法により検討した。その結果、7つのV1Rのうち1つ(V1R7)のみが特異的に発現していることがわかった。そこでさらに、リガンドとの関係を検討するために、V1R7のHEK293培養細胞での発現を試みた。味覚受容体で成功している細胞内輸送に効果的なソマトスタチン受容体タグ(sstR)をN末端に付加し、発現の確認と精製を行うためにC末端のロドプシン抗体認識タグを付加した発現ベクターを用いた。しかしながら、ウエスタンブロットによる解析の結果、このタンパク質は細胞膜には運ばれず、培養細胞表面でのリガンド結合アッセイには不向きであることがわかった。そのため、生殖工学的実験系やリガンドの分離系の整備を行ったが受容体との関連を調べるまでには至らなかった。霊長類の生理・行動には種によって多様な化学的シグナルの授受があるが、これらの機構は未だ解明されていない。特に、分泌物を用いたフェロモンと呼ばれる効果については、1970年近辺にアカゲザルを用いた幾つかの報告があるが、近年、マウスなどのモデル動物でフェロモン物質やその受容体も同定されてきているのに比べるとその受容機構や情報処理機構については解明が遅れている。これまでの研究方法は形態学的・遺伝学的基盤に基づいていたが、本計画は、フェロモン分子の同定を足がかりとして、受容機構や遺伝子背景を特定するというこれまでとは逆方向のアプローチにより、最終的に神経回路や生殖生理現象の全貌解明を目的とする。平成20年度はまず、(1)フェロモン分子候補をガスクロマトグラフィー連動型質量分析計(GC-MS)により同定することをめざす。ことと、(2)フェロモン・嗅覚受容体候補をゲノムデータベースから同定し、遺伝子多型を手がかりとして種特異的な受容体分子の同定を目指すことを試みた。(1)ではワオキツネザルの皮脂腺分泌物より様々な炭素化合物と思われる画分を得ることができた。また、(2)ではゲノム情報から得られた霊長類の嗅覚受容体候補遺伝子の一部を個体別にクローニングと塩基配列決定し、遺伝子多型を同定することができた。平成21年度以降はこれらの結果を基に、さらに動物種数や遺伝子数を増やして受容体と揮発性低分子の組み合わせを精査する予定である。ゲノム情報が公開されたマーモセットやアカゲザル、チンパンジー等の嗅覚受容体の遺伝子配列(種間差、種内多型)を主に解析した。哺乳類のフェロモンは分子量数百程度の低分子化合物から数千のペプチドまで様々見出されており、その分泌箇所も様々である。特に旧世界ザルやヒト・類人猿はフェロモン受容器と考えられている鋤鼻器が退化しているため、嗅覚受容体がフェロモン的役割を果たしている可能性も十分考えられる。そこで、これらについて種内・種間の変異も含めた嗅覚受容体の配列比較を網羅的に行った。特に、チンパンジーでは性ホルモン関連因子であるアンドロステノンなどが候補として考えられたためその受容体であるOR7D4の配列解析と共に行動実験を実施した。配列解析の結果、様々な遺伝子多型が見いだされたことから、種内で様々な機能的な差異があることが示唆された。そこで、霊長類研究所内に飼育されている個体に対して、アンドロステノンをしみこませたろ紙としみこませていないものを嗅がせ、行動の変化を観察したが有意な行動変化は現れなかった。一方、それ以外に40種類の嗅覚受容体の配列を種内で比較した結果、亜種間で多くの差異が発見された。特に、ゲノム配列からは西亜種では偽遺伝子化していると報告されていた嗅覚受容体について、その他の亜種の配列を実際に比較してみるとヒトと同様に機能している受容体も存在することがわかった。このように亜種間または生息環境で嗅覚受容体の配列が異なることから、フェロモン関連についても受容体の機能が興味深い。

そこでさらに、リガンドとの関係を検討するために、V1R7のHEK293培養細胞での発現を試みた。味覚受容体で成功している細胞内輸送に効果的なソマトスタチン受容体タグ(sstR)をN末端に付加し、発現の確認と精製を行うためにC末端のロドプシン抗体認識タグを付加した発現ベクターを用いた。しかしながら、ウエスタンブロットによる解析の結果、このタンパク質は細胞膜には運ばれず、培養細胞表面でのリガンド結合アッセイには不向きであることがわかった。そのため、生殖工学的実験系やリガンドの分離系の整備を行ったが受容体との関連を調べるまでには至らなかった。
気候変化による山地林の分布移動速度とその要因

A.山地落葉樹林の分布モデル作成:環境省の植生図データ、林野庁の森林資源量調査データおよび現在の気候データを用い、機械学習法により山地帯落葉広葉樹林の分布モデルを作成した。さらに、このモデルを用いて1980年代に調査された特定群落のうち、ブナ林と記載されたものについて、それらの位置データからそれぞれの場所におけるブナの分布確率を計算した。また、1979ー80年代の気候条件から分布確率をもとめ、同じモデルを2000ー10年代の気候条件にも適用することで、30年間の気候変化による脆弱性の変化も評価できた。B:現地調査:分布確率をもとにさまざまな分布確率をもつ特定群落を約50か所選び、現況を調査する候補地として選定、これらの候補地のいくつかで実際に現況を調査した。一部はすでに消失している場合やアクセスできない状況になっているものなどがあり、調査地の決定に時間を要した。時間の関係から20か所の調査を行い、成木の毎木調査、低木層の組成、更新稚樹(高木種のみ)を調べた。特定群落の設置当時は、ブナ林とされているものの中でも、すでにブナが消失していた場所や、成木は残っているものの低木層や稚樹としてブナが存在しない場所がかなり見られた。それらの結果は現在分析中である。C:空中写真を用いた解析:調査地の決定に時間を要したため、対象地域の空中写真空中写真の購入が遅れ、2018年度にずれ込んだ。2018年8月までに全調査地の空中写真を購入し、分析を開始した。分布確率モデルを用いた予備的現地調査を行い、その結果を用いて空中写真の解析を行う場所を選定し、空中写真の購入・解析を行う予定であった。しかし現地調査の結果、多くの地点で状況が大きく変化していたため、空中写真の解析を行う場所の選定に当初の予定よりも大幅な時間を要し、5か月の遅延が生じた。そのため予算を繰り越し、2018年度に空中写真を購入し、分析を開始した。空中写真の解析が遅れた分、現地調査の解析を先に進め、調査対象地の現況が予定よりも早めに分析されつつある。空中写真の購入が遅れた分、現地調査のデータ解析を先に進める。一方、空中写真の購入はすでに終了したので、今後その解析のスピードを速める。
ペプチドらせん骨格における不斉情報の伝達と増幅機構の解明

本研究課題は光学不活性ペプチドらせん骨格を主として用い、蛋白質骨格に内在する不斉情報の伝達経路や増幅過程を解明することを主たる目的としている。特に、キラル単位からペプチドらせん鎖への不斉情報の伝達をペプチド鎖-キラル単位、ペプチド鎖間およびペプチド集合体で検討した。主な成果は以下のようにまとめられる。・ペプチドらせん鎖のN末端での分子間相互作用およびキラル錯体形成についての機構を確認できた。・ペプチド鎖の不斉誘導あるいはらせん鎖に沿った不斉伝達を幾つかのペプチドシーケンスで観測できた。・光学不活性なシーケンスの特定の位置にキラル残基を組み込んだペプチドについて、そのキラリティに及ぼす外部条件あるいは外部刺激の影響を明らかにした。・デヒドロアミノ酸を含有したペプチドらせんの円二色性スペクトルおよび遷移状態を分子軌道計算により予測することができた。・らせん鎖同士の不斉相互作用において、そのペプチドの化学構造と不斉誘導の関係についての情報を得ることができた。・オリゴペプチドの会合現象と不斉増幅に関する情報を得ることができた。・2本のペプチド鎖を適当なリンカーで結合させたペプチドについて、その不斉信号に及ぼす分子内キラリティや溶媒効果に関する研究に着手することができた。・ペプチド集合体としての固体状態や水溶液中での不斉相互作用を調べ、今後の展開における方向性を得ることができた。本研究の一部は学術雑誌4件(発表予定を含む)にまとめられている。本研究の目的は、らせん構造を中心とする蛋白質(ペプチド)骨格に内在する不斉情報の伝達(伝播)経路や増幅過程を包括的ならびに系統的に解明することにある。本年度は以下の研究業績を得ている。(A)小分子かららせん鎖への不斉情報の伝達(伝播)に関して(1)光学不活性なペプチドらせんに幾つかのキラル化合物を混合して、円二色性スペクトルを測定した。その結果、添加されたキラリティの化学構造とペプチドへの不斉伝達の関係についての知見を得た。(2)従来、不斉伝達のためのらせん骨格としてデヒドロフェニルアラニン残基を含むペプチドを用いてきた。他の系における不斉伝達を調べるために、フェニル基よりかさ高い発色基を持つデヒドロアミノ酸含有ペプチドを合成した。このN末端フリーペプチドはキラル添加剤による不斉伝達を示した。(3)溶媒やキラリティー温度によるペプチドキラリティへの影響を調べ、ペプチドらせんの巻き方向に及ぼすこれらの外部刺激の重要性を示した。(4)ペプチドらせん末端と様々なキラル分子との錯体構造をエネルギー計算により推定した.また、巻き方向の決定に重要となるデヒドロアミノ酸含有ペプチドの励起状態の性質を分子軌道計算によって予測した。(B)らせん鎖かららせん鎖への不斉情報の伝達(伝播)に関して(1)短鎖ペプチドの会合に基づく不斉伝達が示唆された(会合の形態は不明)。(2)2本のペプチド鎖を結合させた分子の合成ならびにキラル添加剤としてのらせん系ペプチドの合成を試みた。(C)らせん集合体における不斉情報の伝達(伝播)・増幅に関して(1)ペプチドの水溶液に、幾つかのキラル化合物を混合することにより不斉誘導を確認した。(2)ペプチドのキャスト物においても不斉誘導が起こることが分かった。なお、これらの研究業績の一部は来年度の学会に発表する予定である。また、一部の結果は論文発表準備(投稿)中である。本研究で得られた知見の主要点を以下に示す。幾つかの研究は前年度から引き続いて行ったものである。(A)キラル単位かららせん鎖への不斉情報の伝達(i)非共有結合型キラル相互作用芳香族側鎖を有するデヒドロアミノ酸残基を含むペプチドについて、キラル分子を添加した時の円二色性(CD)測定を行った。これらのN末端フリーペプチドはキラル添加剤によってCDシグナルを発現し、片方のらせんを優先的に誘起する傾向を持つ。アミノ酸シーケンスが異なる幾つかのペプチドについてもキラル単位からの不斉伝達が観測できた。

また、錯体構造の推定やCDスペクトルの予測を分子軌道法を用いて行い、有用な知見を得ることができた。(ii)共有結合型キラル相互作用アキラルシーケンスの特定の位置にキラル単位を1つあるいは末端に複数組み込んだペプチドのCDスペクトルを様々な溶媒中で測定した。シーケンスや溶媒の性質がペプチドのキラリティに大きく影響することが明らかとなった。特定のペプチドでは、キラル分子の共存下温度を変化させた時、その巻き方向の優先性が影響を受ける結果を得た。(B)らせん鎖間の不斉情報の伝達ヘリックス形成性のキラルオリゴペプチドによるアキラルペプチドの不斉誘導に成功した。また、ヘリックス-ヘリックス鎖間の不斉誘導は末端の化学構造によって影響を受けることが分かった。より短いペプチド鎖についても会合による不斉相互作用を観測することができた。(C)らせん集合体における不斉情報の伝達・増幅末端に親水性基を有するペプチドの合成を行い、キラル添加剤との相互作用について調べた。また、2本のペプチド鎖を導入した分子についてもそのキラリティや外部刺激の影響に関する研究に着手できた。以上、ペプチドらせん鎖上の不斉情報の伝播について有用な知見を得ることができた。現時点で本課題に関連した論文として、次項に挙げたもの以外に印刷中のものが1編がある。他の幾つかの研究結果についても追って公表をしていく予定である。
紙パルプ汚泥の亜臨界水処理による生分解性ポリ乳酸への資源化と高速メタン発酵

製紙汚泥を焼却処分してエネルギーを回収するのではなく,『亜臨界水処理による物質循環型ゼロエミッション資源化・エネルギー化技術開発』を目的とする.パルプ汚泥を亜臨界水および超臨界水で処理し,反応生成物の種類および生成量に及ぼす温度及び反応時間の影響を,小スケールバッチ実験により検討した.その結果,水相に加水分解により生成する可溶化物は亜臨界水の領域で570K付近において最大量を示した.反応時間は520分で十分であった.水溶液中には,有機酸としてグリコール酸,乳酸,蟻酸,酢酸,レブリン酸,プロピオン酸,糖類としてセロビオース,グルコース,フルクトース,エリトロースが生成した.対照実験として,純セルロース繊維から成る化学実験用ろ紙についても実験的な検討を行い,分解反応機構を明らかにした.さらに,市販のイオン交換樹脂や当研究室が開発したキトサン系吸着剤を用いて,生成物の分離法について吸着平衡関係,吸着速度,破過曲線,溶離曲線などを単一成分系,多成分系について詳細な実験的,理論的検討を行い,各成分の分離が出来ることを明らかにしている.亜臨界水処理後の生成物をメタン発酵すると高速高消化率化が可能かどうかについて,模擬液(酢酸のみ)および汚泥を亜臨界水加水分解した液を用いて実験したところ,メタン発生量が亜臨界水処理をしない場合に比べ,最大10倍多くなることを明らかにした.製紙汚泥を焼却処分してエネルギーを回収するのではなく,『亜臨界水処理による物質循環型ゼロエミッション資源化・エネルギー化技術開発』を目的とする.パルプ汚泥を亜臨界水および超臨界水で処理し,反応生成物の種類および生成量に及ぼす温度及び反応時間の影響を,小スケールバッチ実験により検討した.その結果,水相に加水分解により生成する可溶化物は亜臨界水の領域で570K付近において最大量を示した.反応時間は520分で十分であった.水溶液中には,有機酸としてグリコール酸,乳酸,蟻酸,酢酸,レブリン酸,プロピオン酸,糖類としてセロビオース,グルコース,フルクトース,エリトロースが生成した.対照実験として,純セルロース繊維から成る化学実験用ろ紙についても実験的な検討を行い,分解反応機構を明らかにした.さらに,市販のイオン交換樹脂や当研究室が開発したキトサン系吸着剤を用いて,生成物の分離法について吸着平衡関係,吸着速度,破過曲線,溶離曲線などを単一成分系,多成分系について詳細な実験的,理論的検討を行い,各成分の分離が出来ることを明らかにしている.亜臨界水処理後の生成物をメタン発酵すると高速高消化率化が可能かどうかについて,模擬液(酢酸のみ)および汚泥を亜臨界水加水分解した液を用いて実験したところ,メタン発生量が亜臨界水処理をしない場合に比べ,最大10倍多くなることを明らかにした.1)紙パルプ汚泥の小スケールバッチ亜臨界水加水分解処理:7.8ccのステンレス製バッチ反応器を使用し、所定温度のソルトバス中で反応させた。反応後、固相と水相に分かれた。油相の生成は無かった。反応後の水相におけるTOC、糖、有機酸、アミノ酸の生成量に及ぼす温度および反応時間の影響を検討した。600K以上で、固相の残存率が約40%一定になった。糖として主にセルビオーネ、グルコース、フルクトース、エリトロースが得られ、約1分で最大生成量を示し、その後急速に減少した。この糖が加水分解しで、グリコース酸、乳酸、酢酸、レブリン酸、プロピオン酸が生成した。600K以上では酢酸が主な生成物となり、大量の酢酸が得られることが判明した。また、563K583Kにおいて乳酸の生成量が最大値を示した。この乳酸の最大生成量は酢酸の同温度における酢酸の生成量に比べやや少ない程度であった。メタン発酵にとって最も効果的に働く酢酸が最大生成量を示し、また、メタン発酵にとって濃度が高くなれば阻害物質として働く蟻酸はほとんど生成しなかった。2)乳酸と酢酸の吸着分離の基礎研究:上記の通り、酢酸と乳酸が主な生成物であった。乳酸もメタン発酵の原料として用いることが可能であるが、むしろ乳酸を選択的に吸着分離回収して生分解性プラステックの原料に使用、酢酸など他の有機酸を高速メタン発酵に使用する方がベターである。吸着剤としては、研究代表者が富士紡績(株)と共同開発した超多孔性PEIキトサンビーズ、および市販の弱塩基性イオン交換樹脂を使用し、比較検討した。各有機酸の単一成分系、2成分系における吸着平衡、吸着速度の測定を行い、理論的な検討も加えた。乳酸と酢酸は、酢酸がやや吸着量が劣るが、両者とも高選択的にPEIキトサン樹脂に吸着した。一方、乳酸と酢酸の吸着速度において大きなさば認められたことから速度差分離が可能であることが判明した。1)紙パルプ汚泥の小スケールバッチ亜臨界水加水分解処理およびベンチプラント実験:7.8ccのステンレス製バッチ反応器を使用し、所定温度のソルトバス中で反応させた。糖として主にセルビオース、グルコース、フルクトース、エリトロースが得られ、約1分で最大生成量を示し、その後急速に減少した。

この糖が加水分解して、グリコース酸、乳酸、酢酸、レブリン酸、プロピオン酸が生成した。600K以上では酢酸が主な生成物となり、大量の酢酸が得られた。563K583Kにおいて乳酸の生成量が最大値を示した。この乳酸の最大生成量は酢酸の同温度における酢酸の生成量に比べやや少ない程度であった。以上の結果メタン発酵にとって最も効果的に働く酢酸が最大生成量を示し、また、メタン発酵にとって濃度が高くなれば阻害物質として働く蟻酸はほとんど生成しなかった。比較のため、純セルロースとしてろ紙を用いて同様の実験を行った。大略類似した結果が得られたが、パルプ汚泥に含まれる分解しない無機物の触媒効果が見られ、今後の研究の進展につながる結果が得られた。ベンチプラント実験は開始したところであるが、小スケールバッチ実験の結果とほぼ同様の結果が得られた。2)乳酸と酢酸の吸着分離の基礎研究:酢酸と乳酸が主な生成物であった。乳酸を選択的に吸着分離回収して生分解性プラステックの原料に使用、酢酸など他の有機酸を高速メタン発酵に使用する。吸着剤としては、研究代表者が富士紡績(株)と共同開発した超多孔性PEIキトサンビーズ、および市販の弱塩基性イオン交換樹脂を使用し、比較検討した。各有機酸の単一成分系、2成分系における吸着平衡、吸着速度の測定を行い、理論的な検討も加えた。乳酸と酢酸は、酢酸がやや吸着量が劣るが、両者とも高選択的にPEIキトサン樹脂に吸着した。一方、乳酸と酢酸の吸着速度において大きな差は認められたことから速度差分離が可能であることが判明した。高速・高消化率メタン発酵を実験的実証:メタン発酵は、加水分解菌が固体有機物を可溶化した後酸生成菌がそれを餌に有機酸を生成、メタン発酵菌が酸を餌にメタンガスを生成する。この中で、加水分解と酸生成過程が12ヶ月を要するため、この2段階を510分程度の亜臨界水加水分解処理に置き換え有機物を可溶化し有機酸(主に酢酸等)を生成、これをメタン発酵に用いて高速・高消化率メタン発酵を実現することを目的とした。まず、現行プラントの消化発酵汚泥に0.010.1Mの酢酸を投与し、メタン発酵を行うと13日で酢酸が90%以上消化され、メタンと炭酸ガスの転化率が50%に到達することがわかった。この結果から,亜臨界水加水分解処理液を用いてメタン発酵を行えば滞留時間は13日、消化率90%以上の高速・高消化率メタン発酵が可能であることが明らかになった。同様の実験でさらに高速化の検討を行ったところ、30分、1時間、3時間でもほぼ100%の消化率でメタンと炭酸ガスの生成が確認できた。汚泥の模擬亜臨界水処理液を用いてメタン発酵実験を行った。亜臨界水処理液の成分は主に酢酸、蟻酸、ピログルタミン酸、アラニン、グリシンから成る。模擬亜臨界水処理液として、酢酸濃度を0.1M(含水率90%の場合)とし、有機酸のみ含有する場合とアミノ酸のみ含有する場合に分けて調整し、メタン発酵させた。有機酸は24時間でほぼ100%近く消化されたのに対し、アミノ酸は非常に低転化率であった。汚泥の亜臨界処理水でメタン発酵実験を行った。対照には、亜臨界水処理を行っていない汚泥を用いた。発生量の差から亜臨界水処理の効果は明らかで、5日後には亜臨界水処理水を用いた場合、対照に比べ約6倍も多くメタンが発生した。以上の結果から、汚泥の亜臨界処理水を用いると、高速・高消化率メタン発酵が達成できることを明らかにした。
アラビドプシスのゲノム情報を利用したBrassicaの連鎖地図作成と遺伝分析

本実験では、一年生ブロッコリー品種'グリ-ンコメット'×二年生キャベツ品種'麗峰'のF2集団を用い連鎖地図を作成し、マッピング及びクローニングしたFLC、COと開花期QTLとの関連を調査した。1.Brassica oleraceaでは、既報の3つのFLC遺伝子ホモログ(BoFLC1,3,5)が報告されているが、今回新しいFLC遺伝子ホモログを同定できBoFLC2とした。2.157マーカーが座上し、15本の連鎖群を形成した(全長は1196.3cM)。マーカー数が少ない連鎖群を除くと主要な連鎖群は9本となった。これはB.olerecea(2n=18)から考えられる連鎖群数9本と等しい。この連鎖群には既報のシーケンスを元に43個の構造遺伝子がマッピングされた。3.開花関連遺伝子は第1連鎖群にFLC5、CO、第2連鎖群にFLC1、FLC2、第6連鎖群にFLC3がマッピングされた。インターバルマッピング法により閾値LOD3.0以上の開花期関連QTLは第2連鎖群に3ヶ所、第3連鎖群に1ヶ所、第5連鎖群に2ヶ所検出することができ、それぞれのQTLをFT16とした。FT3はFLC2のほぼ異上にLODピークが検出されたことからFLC2は本実験のF2集団における開花変異に影響を及ぼしていると推測された。4.本研究の結果、各研究者間でマップ情報の共有化が計れる構造遺伝子が乗ったB.oleraceaの連鎖地図を作成できた。またバーナリゼーション関連遺伝子FLCの新しいホモログ(BoFLC2)を同定するとともに、既報のFLCホモログを含め、全部で4個のFLCホモログを連鎖地図上へマップすることができた。これによって、開花期決定に効果的に働くFLCホモログと効果の小さいFLCホモログがあることがわかった。本実験のマップ情報及びFLCの遺伝子マーカーはB.oleracea育種のマーカーアシストセレクションに極めて有効であると思われた。1.B.deraceaの開花制御遺伝子を単離解析するため,開花に対して低温非要求性のブロッコリ(グリーンコメット)と低温要求性のキャベツ(安寿)を交雑し,そのF_2集団における開花日の変異とRFLP多型を調査した.また,同じく低温非要求性ではあるが,さらに極早生の'CrGC'と低温要求性のキャベツ(CR頂点)を交雑し,その後代において開花日の変異とRFLP多型を調査した.2.ブロッコリ(グリーンコメット)×キャベツ(安寿)の交雑から得られたF_2集団,130個体おいて41個のRFLPマーカーで多型が検出され,MAPL(鵜飼1995)を用いてRFLPの連鎖解析を行ったところ,9個の連鎖群ができた.3.'CrGC'キャベツ(CR頂点)F2の抽苔日数の分離を見ると、一年生開花習性個体はF2集団の7-8割を占めた。したがって、低温要求性は劣性形質と考えられ、Osbornら(1996)の結果と一致した。また、F_2は、'CrGC'型に寄っているが、3:1のように、完全な2つのタイプへの分離は示さず、抽苔日数が連続分布を示したことから、開花形質は複数の遺伝子によって支配されていることが示唆された。

1.B.oleraceaの開花制御遺伝子を単離解析するため,プロッコリ(早生)×キャベツ(晩生)とキャベツ(晩生)×カイラン(早生)の異なる2交雑組み合わせにおいて連鎖地図を作成した.2.ブロッコリ×キャベツの交雑から得られたF_2集団から,全長1402.5cMの連鎖群が作成でき,297マーカー(SRAP:79,AFLP:177,RFLP:41)の内,連鎖群形成に関与したマーカー数は266であった.10マーカー以上乗った連鎮群が9連鎖群,28マーカーの物が16連鎖群となった.F_2集団の開花期は早生のものから晩生のものまで連続分布した.この開花期に関与するQTLは10の連鎖群で検出された.これらのQTLのうち第5連鎖群と第6連鎖群のQTLは,それぞれArabidopsisの開花抑制遺伝子FLC(flowering loci C,第5連鎖群)と長日開花促進遺伝子CO(constans,第6連鎖群)のブラシカホモログがマップされた領域に位置しており,両遺伝子が開花に強く関与することを示唆した.3.キャベツ×カイランの交雑F_2集団の区間マッピングにより第1、2、3、7、8連鎖群上に開花形質への関与が高いQTLが検出された.第2連鎖群上には開花促進遺伝子COと開花抑制遺伝子FLCがマツプされ,これらの遺伝子の位置にQTLのピークが検出された.寄与率が最も高かったのはFLCマーカー部位であった.本実験では、一年生ブロッコリー品種'グリーンコメット'×二年生キャベツ品種'麗峰のF2集団を用い連鎖地図を作成し、マッピング及びクローニングしたFLC、COと開花期QTLとの関連を調査した。1.Brassica oleraceaでは、既報の3つのFLC遺伝子ホモログ(BoFLC1,3,5)が報告されているが、今回新しいFLC遺伝子ホモログを同定できBoFLC2とした。2.157マーカーが座上し、15本の連鎖群を形成した(全長は1196.3cM)。マーカー数が少ない連鎖群を除くと主要な連鎖群は9本となった。これはB.olerecea(2n=18)から考えられる連鎖群数9本と等しい。この連鎖群には既報のシーケンスを元に43個の構造遺伝子がマッピングされた。3.開花関連遺伝子は第1連鎖群にFLC5、CO、第2連鎖群にFLC1、FLC2、第6連鎖群にFLC3がマッピングされた。インターバルマッピング法によりにより閾値LOD3.0以上の開花期関連QTLは第2連鎖群に3ヶ所、第3連鎖群に1ヶ所、第5連鎖群に2ヶ所検出することができ、それぞれのQTLをFT16とした。FT3はFLC2のほぼ真上にLODピークが検出されたことからFLC2は本実験のF2集団における開花変異に影響を及ぼしていると推測された。4.本研究の結果、各研究者間でマップ情報の共有化が計れる構造遺伝子が乗ったB.oleraceaの連鎖地図を作成できた。またバーナリゼーション関連遺伝子FLCの新しいホモログ(BoFLC2)を同定するとともに、既報のFLCホモログを含め、全部で4個のFLCホモログをB.oleraceaゲノムへマップすることが出来た。これによって、開花期決定に効果的に働くFLCホモログと効果の小さいFLCホモログがることがわかった。本実験のマップ情報及びFLCの遺伝子マーカーはB.oleracea育種のマーカーアシストセレクションに極めて有効であると思われた。