hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ベッコウバチを中心とした狩人蜂毒液麻酔性成分の構造と合成の研究

ベッコウバチ(Cyphononyx dorsalis L.)の雌を採集し、毒嚢及び毒腺を摘出して抽出を行ない、摘出食用カエル脊髄及び培養ラット海馬神経細胞を用いた試験における神経活性を指標として、毒液中の麻酔性成分の検索、単離、構造決定を試みた。2種類の摘出法及び分画法の検討を行なうにあたり、マルチチャンネル検出器付きの高速液体クロマトグラフによる三次元クロマトグラムを用いた。クロマトグラムは毒液の主成分がヌクレオシド及びヌクレオチドであることを示した。高周波処理・0.02M酢酸抽出による粗毒はカエル脊髄に対して抑制作用を示したが、海馬神経細胞に対しては興奮と弱いグルタメ-ト拮抗抑制作用を示した。この粗毒をHW-40Fカラムにより分画した12個の画分のうち、カエル脊髄に対してAF-13は過分極作用を、AF-79は抑制作用を示し、海馬神経胞に対してはAF-23が興奮作用を、AF-7が興奮作用と弱いグルタメ-ト拮抗抑制作用を示した。このように用いる動物の神経細胞により作用に差異が見られた。活性画分より4個の活性ペプチドが得られ、内一つはPhe-Arg-Arg-Argと推定され合成的確認を行なっている。50%アセトニトリル-水を用いる抽出法に改め、ODS逆相分配高速液体クロマトグラフィ-により分画して8個の画分に分け、活性画分よりAdenosine、Inosine、Tryptophan、N α-Picolinylornithine Methyl Ester、及びcyclo-Lys-Ala-Ser-Thrの配列を有すると見られる環状ペプチド、イミダゾ-ル-4-酢酸とcAMPが単離された。粗毒の抑制作用の一部をこれらの成分が担っていると考えられる。カエル脊髄とラット海馬神経細胞を用いた活性試験からベッコウバチの毒液の作用はグルタメ-ト拮抗作用とは異なる可能性も考えられる。単離されたペプチド類の構造の合成的研究を展開中である。1.水系ゲル滲透カラムを用いた3次元クロマトグラムにより抽出直後の毒液のクロマトパターンの検討を行ったところ,孤立性狩人蜂ベッコウバチの毒液にはアデノシン,cAMP,グアノシン,ウリジン,尿酸,イノシンが2,11,4,32,48のモル比で含まれイノシンの含量が異常に高く,ペプチド成分の含量が非常に小さく,一方集団性のキアシナガバチの毒液主成分はペプチドで核酸関連物質は殆ど含まれないことが判明した.2.ベッコウバチ毒液抽出物をトヨパールHWー40Fカラムにより分画して12個の粗画分を得た.食用カエル脊髄神経に対して抽出直後の毒液に以た抑制作用を示す粗画分VIIXを,ODS逆相分配クロマトによりさらに分画を行って,ミールウワームに対して麻酔作用を示,ニンヒドリン試験陽性で加水分解により産性スポットの増加を示す5個の画分P1Pー5を得た.アミノ酸分析から判明したこれらの画分の構成アミノ酸は親水性のものが多く,標準アミノ酸と同定できないものも含まれる.しかしフェニルアラニンが含まれず集団蜂の蜂毒キニンとは異なり,またエンケファリンやエンドルフィンのアミノ酸組成とも異なることが判明した.さらに精製を行った5個のペプチド画分はいずれも極微量であるが,辛うじて500MHzNMRスペクトルの測定が可能な量が得られたPー3についてエドマン法によるアミノ酸配列決定を試みたが結果が得られず,アミノ末端がブロックされていることが判明した.このPー3についてFABー

CADマススペクトルの測定を試験的に試みた結果と500MHzNMRスペクトルから,現在までに可能性の一つとして次の構造が推定された.5ー0×oProーGlyーAlaーArgーGlyーSerーAlaーMetーProーGluOH他のペプチド画分については余りに微量であるため試料の蓄積を計ることとし,Pー3については推定構造の合成を進め,神経活性試験を試み予定である.本年度も引き続きベッコウバチの採集を行い過去最高の約1200匹を採集し、トヨパールHWー40Fカラムを用いて12個の粗画分に分画した。これらの粗画分について活性の検討を行ったが、従来行ってきたカエル脊髄神経を用いる試験法は定量性は高いが、試料を多量に必要とし、ミールウワームを用いる方法は簡便であるが、再現性が低く定量性も低いので、より小量の試料で定量性の高い神経活性試験法の検討を行った。その結果本年度よりラット海馬神経細胞を用いた活性試験法を採用することとした。グルタミン酸受容体に対する拮抗阻害を指標とする活性試験では粗毒が興奮の後に続く弱い抑制作用を示すのに対して、粗画分VIIが弱い抑制作用を示した。これに対して自発発射に対する作用を指標とする活性試験では、粗毒は強い興奮作用が顕著であった。粗画分については、画分II及びIIIが興奮作用を示し、画分VII,IX及びXが抑制作用を示した。この結果は毒の作用がグルタミン酸受容体に対する阻害による抑制作用とは異なり、興奮による脱分極作用である可能性を示している。これらの粗画分について、マルチチャンネル検出器を用いた高速液体クロマトにより分析を行うとともに、YMCーODSカラムを用いてさらに分画を進め、活性試験により試料を消費する前に可能な限り非破壊的に構造に関する知見を得ることを優先して行うこととした。粗画分IIIより、プロトンNMRスペクトルからニコチン酸の3ーメチルピロリジン誘導体と見られる物質が微量単離された。粗画分IXより海馬神経細胞の自発発射の頻度と大きさを増加させる物質が微量であるが単離され、アミノ酸分析の結果、フェニルアラニンとアルギニンが1:3の比で含まれることが判明したので、配列決定と合成を引き続いて行う。いずれの活性試験においても抑制作用を示す粗画分VIIを今後精製して構造決定と合成を行う予定である。0.02M酢酸抽出およびHW-40Fカラムによる分画法を用いたベッコウバチ粗毒、および12個の画分AF-1AF-12について培養ラット海馬神経細胞活性試験を試みたところ、粗毒は興奮作用と共に、グルタメ-トレセプタ-拮抗による抑制作用が認められたが、摘出食用カエル脊髄活性試験において見られた程の強力な抑制効果は見られなかった。AF-2及びAF-3は興奮作用が、AF-7は興奮作用とグルタメ-ト拮抗抑制作用が認められた。AF-7から3個の、AF-9からは1個の活性ペプチドが得られ、判明した構成標準アミノ酸のモル比は、AF-7111(興奮作用)〔Asp Ser Gly His(1:1:1:2)〕、AF-71121(興奮作用)〔Ser Gly His(1:1:2)〕、AF-71222(興奮作用)〔Phe〕、AF-952〔Phe Arg(1:3)〕、であった。AF-952は自発活動の頻度と強度の増加を示し、H-Phe-Arg-Arg-Arg-OHの構造を推定した。
21世紀における医学教育のあり方に関する総合的研究

あるべき医師需要の推計にあたって困難なことは、現状の問題点の指摘は容易であるが、将来の医療システムの方向について予見が難しいことと、定量的な推計モデルが存在しないことである。また、医療経済との関連ではどのような政治的な判断が将来にわたって行われるかを予想することも困難である。しかし、国民が良質な医療を受けることを保証することは、いかなる場合においても基本的な視点として保たれることが必要である。その意味で医師の需要予測は将来の医療の「あるべき姿」を抜きにしては語れない。本研究では理想の医療の姿を多面的に考慮し、あるべき医療の姿を踏まえた医師需要に関して3種類の推計を行い、この結果を表としてまとめた。本表と開原報告書の推計値のギャップは一見大きいが、これは将来の医療環境に何を求めるかの違いを示したものであろう。将来の保健・医療システムをどのような枠組みの上で構築するかという点では、果たして2040年までも予測することが適当かの議論がなされるべきではあるが、現時点で医師の新規参入を抑制しないでも、2040年には医師の過剰状態は発生しないのではないかと予想された。さらに医学教育に従事する立場からは、依然として医学校希望者が増加しているとき、入学定員の減少のみを考えた医師数のコントロール策についての問題点を指摘しておきたい。本年度は、21世紀の医学・医療と医師養成のあり方について、(1)21世紀の医学・医療のあるべき姿、(2)医療需要と供給見通し、(3)医師養成のあり方をテーマとして研究を進めてきた。具体的には、研究組織の中にワーキンググループを設け、医学教育や医療の現状に関する資料の収集及び諸外国を含む医師需要の状況に関する調査などを行い、挙がってきた個々の論点についてグループ内で担当者を決めて検討・分析してきた。その間、ワーキンググループの会合を10回開き、各担当者からそれぞれの分担に係る論点についての検討・分析状況について報告を受け、それをもとに意見交換を行った。そして、ワーキンググループにおける検討の進捗状況に応じて、数回にわたって研究分担者による全体会議を開催し、本研究の本来の目的に基づき、広い視野から、問題点の整理や以後の研究の方向性について討論を行ってきた。今後は、これまでの討論を踏まえ、医学教育のあり方や医師の需要の面等に重点を置きつつ、個々の論点についてさらに掘り下げて研究を進めていくとともに、平成6年度の研究テーマであるカリキュラムの改善、国際化への対応、大学院のあり方、卒後生涯教育体制等の観点からの研究につなげていくこととしている。報告については、2年度間の研究成果に基づき、まとめる予定である。なお、本年度の会議開催状況は、次のとおりである。全体会議計5回(平成5年9月21日平成6年3月23日)ワーキンググループ計10回(平成5年6月25日平成6年3月22日)21世紀における医学教育のあり方に関する総合的研究I.21世紀の医学医療と医師養成のあり方については、多面的な検討が必要であることは言うまでもない。わが国においては、主として医療費の将来の高騰についての懸念から、医師数、特に医師の養成体制についての検討が行われつつある。しかし21世紀の医学医療を考えるとき、どのような医学医療が国民にとって最も望ましいのか、あるべき姿からの観点から検討されなくてはならない。この研究においては、先ず、21世紀の医学医療の考慮したうえで、わが国の医師の養成に関してこのあるべき姿を中心として検討を加えた。その時考えなければならないことは、医師需給の見通しは極めて困難ということである。これは諸外国についても様々な試みが行われてきたが、結論的に言えば、前提条件を変えれば予測の範囲は極めて広くなるということである。このため21世紀への医学医療を考える際の医師数も、また、前提条件を変えることによって極めて幅のあることが実証された。そのためには幅広く前提条件を考えたうえで、その結果の幅の広さにも影響されることの最も少ない医学教育体制や医師数の検討が必要であり、フレキシブルな政策が求められるのである。さらには、現在診療に実際に従事している医師に対して、現状とあるべき姿とのギャップについてアンケートを行い、そのギャップをできるだけ縮める政策が必要なことも明らかにした。これは現状に臨んでのわが国の医師が、適正さを感じていない結果であり、あるべき姿の検討の必要性を裏付けるものである。さらに先進諸国、特に米英独3ヶ国において、医師数に関する政策がどのように変化しつつあるか、経緯も含めて検討を行った。その結果様々な条件、変化する要因を踏まえ、それらの変化要因の影響を考慮した医師養成のあり方が必要なことを明らかとした。

将来の保健・医療システムをどのような枠組みの上で構築するかという点では、果たして2040年までも予測することが適当かの議論がなされるべきではあるが、現時点で医師の新規参入を抑制しないでも、2040年には医師の過剰状態は発生しないのではないかと予想された。さらに医学教育に従事する立場からは、依然として医学校希望者が増加しているとき、入学定員の減少のみを考えた医師数のコントロール策についての問題点を指摘しておきたい。
過熱蒸気発生用電磁誘導加熱装置に関する研究

100kHz、200kHz、300kHzで動作する三種類の高周波インバータを製作し、過熱蒸気を発生させる実験を行った、過熱蒸気は、温度が170°C以上でその特性を発揮すると言われている。本研究で使用した過熱蒸気発生用負荷部は、工作が容易であるという理由からテフロンのパイプ(外形:120mm、内径:100mm、長さ:400mm)を採用し、内部に被加熱物を挿入した。また、テフロンの耐熱湿度は300°Cであるため、実験では最高温度を260°Cまでとした。各々三種類の高周波インバータは、最大入力電力として6.4kW(400V/16A)で設計し、実験では電源電圧を200Vとした。被加熱物として用いたカーボンセラミックスの形状は直径90mm、高さ90mmの円柱状で流体との接触面積を増やすため直径10mmの穴を14本明けている、このカーボンセラミックスを3段重ね、各々に15mmの隙間を空けてテフロンパイプ内に装着している。実験では、水800CCを最下段のカーボンセラミックスが浸るまで投入した後、雷磁誘導加熱で最下段の温度を100°Cにして水蒸気を作り、それを上部に設置してある2段のカーボンセラミックスの部分を通過させろことで260°Cの過熱蒸気を発生させた。被加熱物として磁性ステンレス板を用いた実験では、各部分の温度分布に大きな不均一が生じ、一部分では300°C以上となり、テフロンの耐熱温度を超えてしまったため、磁性ステンレス板での過熱蒸気の発生については検討の必要がある事が分かった。高周波インバータの特性では、周波数が上昇するにつれて実測波形に歪みが見られたが、安定に動作した。実験結果を基に、出力電力50kWの過熱蒸気発生用の高周波インバータの設計も行った。研究中の4年間で禍熱蒸気の特性が更に注目され、産業界でも積極的に採用される気運にあり、このような背景の中で過熱蒸気発生用高周波インバータの研究は大変意義深いものがあった。高周波インバータのスイッチング素子としてSITを用い、100kHzの装置を試作した。最初の予定ではパワーMOSFETを使用する予定であったが、納期が平成16年10月で予定が遅れるため、平成16年度は既に準備してあったSITを用いてインバータ部を製作して研究を開始した。そのため、平成16年度は過熱蒸気発生用の電磁誘導加熱部となる負荷部の製作を重点的に行う事として、被加熱物としてカーボンセラミックスと磁性ステンレス板を用いた2種類の負荷部を製作した。カーボンセラミックスを用いた電磁誘導加熱部は、外形120mm、内径100mm、長さ400mmの電気的絶縁性パイプ容器の内部に被加熱物として、直径90mm、長さ90mmの円筒状のカーボンセラミックスを挿入し、伝熱面積を増やすために直径10mmの穴を14個、明けている。また、カーボンセラミックスを3個積み重ねて多段式にし、更に穴の位置を変えることで自然対流を起こさせ、移動流体の温度を均一化させる効果をもたせるように工夫している。また、磁性ステンレス板を用いた負荷部は、幅305mmの長方形の板を伝熱面積を増やすために波状にして渦巻き状に巻き、外側の外形が98mm、板と板との間隔を5mmにしたものを製作し、それをカーボンセラミックスの場合と同様に電気的絶縁性パイプ容器の内部に挿入した。

以上のような2種類の誘導加熱部を各々2台、合計4個を製作した。これは平成17年度以降、高周波インバータの負荷部となる電磁誘導加熱部2台を縦列接続して、流体を100°Cまで加熱する高温発生部と、さらに300°C程度の過熱蒸気を発生させる超高温発生部で構成する事を考えている。2種類の誘導加熱部を製作した事で、両者の加熱特性の比較も行う予定である。実験では、2種類の負荷部に100kHz/2.5kWの高周波電力を供給し良好な加熱特性が得られる事を確認した。今年度は、昨年度インバータのスイッチング素子として用いる予定であったパワーMOSFETの納期が遅れ、基礎データの収集と駆動回路の検討が遅れたため、まず過熱蒸気発生用の高周波インバータ部をノーマリーオン形とノーマリーオフ形のSITを用いて製作した。ノーマリーオン形は200kHz、ノーマリーオフ形が2550kHzで動作する。200kHz用の高周波インバータの主回路はフルブリッジ方式、2550kHz用はシングルエンデット方式である。両高周波インバータ部とも基礎実験であるため、出力電力は1.5kW程度で実験を行なったが、良好な誘導加熱を行なう事ができた。高出力化には電源電圧の上昇とスイッチング素子の並列接続で対応する予定である。同時に、平成16年度末に納入されたパワーMOSFET(1000V/70A)について検討し最適周波数を決定するため種々の検討も行ない、また駆動回路の設計も行なった。パワーMOSFETを200kHz300kHzで動作させる駆動回路については、未だ検討しなければならない部分もあるが、平成18年度にはパワーMOSFETを用いた高周波インバータ部も製作する予定である。そのため、次年度には25300kHzの範囲で動作するシリーズ化したインバータ部が出来上がる事になる。次に、今年度は昨年度に製作した過熱蒸気発生用の負荷部の一部を変更した。昨年度はワークコイルに電力用リッツ線を使用したが、今年度は水冷用の銅パイプ(直径10mm)を使用して製作した。この理由は、電力用リッツ線を使用した場合はワークコイルが損失で熱くなり、その結果長時間の動作に問題が生じたためであるが、この変更によって長時間の動作が可能となった。現在、加熱対象は空気を用いて実験を行なっている。今年度は、パワーMOSFET(1000V/70A)を4個使用して300kHzで動作するフルブリッジ高周波インバータの製作を開始した。この回路方式を採用すると、高出力化への対応にはパワーMOSFETを並列に接続すればよく、有用性があると判断した。回路を製作して実験を開始したが、駆動回路の動作が不安定であることがわかり、再度駆動回路の検討をしなければならない事態が生じ、その対応に時間を要することになった。また、パワーMOSFETを周波数300kHzで駆動したところ、かなり厳しい結果を得た。すなわち、200kHz以上の周波数帯でのスイッチング動作が厳しく、動作波形から高効率を期待するのは難しいという結果を得た。従来からスイッチングデバイスとして使用していたSITに比べ、パワーMOSFETは、スイッチング特性が悪く高効率を期待するのであれば200kHzていどであるという結果を得た。今後、パワーMOSFETを用いた誘導加熱用高周波インバータの研究は進めるが、高効率を期待するのは難しく、更に高出力化のためにはパワーMOSFETを複数個並列に接続しなければならないが、パワーMOSFETの製造会社が製造を取り止める事になったため供給が絶たれ、今後高出力化の研究が厳しくなった。
パンコムギのキャノピー温度関連形質とその多面発現効果の遺伝育種的解析

パンコムギの生育期のキャノピー温度(葉温度)は、収量と負の相関があり、一般に低いキャノピー温度を示す系統は高収量であるとされている。これは、気孔を常に開き蒸散量を高く保つ形質が、同時に二酸化炭素を多く取り込み光合成を盛んに行うと考えられるからである。平成2829年度に行われた先行研究において申請者は、高い多様性をもつ多重合成コムギ派生集団(MSD)を用いて、このキャノピー温度と収量の負の相関を確認した。さらに、この集団のジェノタイピングデータより合成コムギの親を特定したところ、特定の親を持つ系統間で強い負の相関を示した。本研究ではこの特定の親を持つ系統を用いてRILを作成し、キャノピー温度と収量に関する複数のQTL解析を通し多面発現効果を持つQTLのネットワークの解明を行う。また発見されるQTLを通し、気孔開閉、光合成活性、収量の因果関係を生理学的解析によって明らかにすることにより、ネットワークの解明に用いる。一年目である平成30年度は、1MSDを用いた生理学的二次スクリーニング、2BC1F2(種子)からの自殖と純系化を実施した。またこれ以外に3同時進行で行われている別研究の平成2930年度のスーダンでの圃場データを基に、再度キャノピー温度と収量の相関性を確認することを実施項目に加えた。その結果、12の項目において、多少の遅れが生じているものの、3を行ったことで、平成31年度以降に行う予定になっている圃場での実験(第一回試験播種:令和元年度11月)に使用する分離集団系統の決定を行うことが出来た。初年度(平成30年度)において、上記の3つの計画を基に行った。1MSD系統の生理学的二次スクリーニングについてであるが、鳥取大学乾燥地研究センターに平成28年度末に納入された光合成測定装置(LI-6800)の習熟に焦点を合わせて行った。習熟については完了し、現在パンコムギのGSII期(キャノピー温度を測定している時期)における最適な測定条件(環境設定)検討に時間を要しており、MSD系統を用いた測定に至ってはいない。2BC1F2(種子)からの自殖と純系化であるが、平成31年4月現在において6系統のタルホコムギ由来のDゲノムを持つBC1F4までの種子を得ている。しかしそのうちの2系統の生育不良が起こっており、そのうちの1系統は100以上の分離集団のBC1F4が得られていないことから、前の世代に戻って最適な環境で栽培する必要性がある。生育不良の原因は、その2系統を生育した時期が通常より異なる冬場の気温変化のことのため、適当な環境を作ることで改善できると思われるが、もう一度前の世代に遡って生育する必要があるため、計画より遅れている。3平成2930年度のスーダンでの圃場データについてであるが、使用したMSD247系統及びコントロール・チェックの合計250系統の収量とキャノピー温度との相関は-0.27(平成2829年度は-0.35)であった。また両年度ともに高い相関を持つ系統が2で作成している6系統のRILの中に存在することを再確認したことから、次年度からの圃場試験を行う分離集団候補の選抜は行えた。3年次計画の2年目の平成31(令和元)年度は、4RILを用いたスーダン圃場での評価試験の開始、および5RILを用いた生理学的実験を予定している。4については、2及び3で得たデータをもとに、高い相関を持つタルホコムギ由来のDゲノムを持つ分離集団(RIL)を用いた圃場実験を開始する。そのための自殖による純系化を、今後も鳥取大学乾燥地研究センター内施設で進める。11月より開始するスーダンでの圃場実験の環境は、今まで試験を行ってきたスーダン・ワドメダニのARC(スーダン農業研究機構)内の圃場に加え、スーダン国内の気象条件が異なる圃場(ドンゴラにあるARC敷地内の圃場を想定)の2か所以上での圃場栽培試験を行うことを目指し、当該機関と交渉を行っている。特に、ワドメダニより平均気温が低いドンゴラでのデータを加えることで、異なる温度環境を意図した、QEI(QTL by environmental interactions)を最終年度までに観察することが可能となる。生理学的実験については、鳥取大学乾燥地研究センターで行う予定である5を行う前に、平成30年度内に計画された1MSD系統の生理学的二次スクリーニングを優先的に進める。特にキャノピー温度に大きくかかわる蒸散に関わるデータおよび葉の温度、また光合成速度などを中心に測定することで、メカニズムを含めた解析を確立する。また5については、スーダンでの圃場実験の経過の報告を待ってから、1で確立された方法を用いて生理学的解析を行う予定である。

本研究ではこの特定の親を持つ系統を用いてRILを作成し、キャノピー温度と収量に関する複数のQTL解析を通し多面発現効果を持つQTLのネットワークの解明を行う。また発見されるQTLを通し、気孔開閉、光合成活性、収量の因果関係を生理学的解析によって明らかにすることにより、ネットワークの解明に用いる。一年目である平成30年度は、1MSDを用いた生理学的二次スクリーニング、2BC1F2(種子)からの自殖と純系化を実施した。またこれ以外に3同時進行で行われている別研究の平成2930年度のスーダンでの圃場データを基に、再度キャノピー温度と収量の相関性を確認することを実施項目に加えた。その結果、12の項目において、多少の遅れが生じているものの、3を行ったことで、平成31年度以降に行う予定になっている圃場での実験(第一回試験播種:令和元年度11月)に使用する分離集団系統の決定を行うことが出来た。初年度(平成30年度)において、上記の3つの計画を基に行った。1MSD系統の生理学的二次スクリーニングについてであるが、鳥取大学乾燥地研究センターに平成28年度末に納入された光合成測定装置(LI-6800)の習熟に焦点を合わせて行った。習熟については完了し、現在パンコムギのGSII期(キャノピー温度を測定している時期)における最適な測定条件(環境設定)検討に時間を要しており、MSD系統を用いた測定に至ってはいない。2BC1F2(種子)からの自殖と純系化であるが、平成31年4月現在において6系統のタルホコムギ由来のDゲノムを持つBC1F4までの種子を得ている。しかしそのうちの2系統の生育不良が起こっており、そのうちの1系統は100以上の分離集団のBC1F4が得られていないことから、前の世代に戻って最適な環境で栽培する必要性がある。生育不良の原因は、その2系統を生育した時期が通常より異なる冬場の気温変化のことのため、適当な環境を作ることで改善できると思われるが、もう一度前の世代に遡って生育する必要があるため、計画より遅れている。3平成2930年度のスーダンでの圃場データについてであるが、使用したMSD247系統及びコントロール・チェックの合計250系統の収量とキャノピー温度との相関は-0.27(平成2829年度は-0.35)であった。また両年度ともに高い相関を持つ系統が2で作成している6系統のRILの中に存在することを再確認したことから、次年度からの圃場試験を行う分離集団候補の選抜は行えた。3年次計画の2年目の平成31(令和元)年度は、4RILを用いたスーダン圃場での評価試験の開始、および5RILを用いた生理学的実験を予定している。4については、2及び3で得たデータをもとに、高い相関を持つタルホコムギ由来のDゲノムを持つ分離集団(RIL)を用いた圃場実験を開始する。そのための自殖による純系化を、今後も鳥取大学乾燥地研究センター内施設で進める。11月より開始するスーダンでの圃場実験の環境は、今まで試験を行ってきたスーダン・ワドメダニのARC(スーダン農業研究機構)内の圃場に加え、スーダン国内の気象条件が異なる圃場(ドンゴラにあるARC敷地内の圃場を想定)の2か所以上での圃場栽培試験を行うことを目指し、当該機関と交渉を行っている。特に、ワドメダニより平均気温が低いドンゴラでのデータを加えることで、異なる温度環境を意図した、QEI(QTL by environmental interactions)を最終年度までに観察することが可能となる。
燃焼ガス中への尿素水溶液噴霧による窒素酸化物除去機構の解明

尿素を燃焼ガス高温気流中で熱分解することにより、燃焼ガス中のNOを脱硝する選択的無触媒還元機構を解明するため、尿素水溶液噴霧熱分解実験および関連化学種による反応動力学計算を行った。尿素は熱分解した後、生成したNH_3およびHNCO(シアヌル酸)はそれぞれ図1の反応機構に沿ってNOと反応するとし、計算を行った。考慮した化学種は23種、素反応式は91本である。数値計算は4段7次の陰的ルンゲ・クッタ法を用いた。計算結果の妥当性を検討するため、Kebelらの実験結果と比較した。解析条件は初期NOおよびO_2濃度を250ppmおよび2%とし、滞在時間を0.1sとした。その結果を図2に示す。最大NO還元率は1250Kで90%に達し、それより低温では反応速度の低下により、高温ではNH_3およびHNCOの酸化反応により脱硝効果が低下することがわかった。またSensitivity Analysisを行い、反応初期においてはNH_3とNOの反応により、後期においてはHNCOとNOの反応によりNOが還元されることが明らかとなった。本手法は安価なNOを燃焼用ガス中に噴霧することで高脱硝効果を得ることが可能であり、発展途上国の実機への適用が急務である。しかし、低温での尿素熱分解を行うと生成したNH_3放出の問題が生じるため、より詳細な反応機構の検討が必要である。現在、尿素熱分解特性の把握および実験による計算結果の妥当性の検討を行っており、その成果は化学工学第60年会で発表予定である。
無機材料をベースとするプロトン伝導体の作製と広温度範囲作動型燃料電池の構築

今年度は、中温領域において無加湿条件下で使用できる電解質膜として、塩基性サイトを有するオルガノアルコキシシラン(3-アミノプロピルトリエトキシシラン,APTESおよび3-(2-アミノエチルアミノプロピル)トリエトキシシラン,AEAPTES)とオキソ酸(リン酸、硫酸)を出発物質とし、ゾル-ゲル法によって構造中に酸-塩基対を有する無機-有機ハイブリッド膜の作製を検討した。APTESとリン酸からなるハイブリッド膜は、リン酸の脱水縮合が開始する150°C付近まで熱的に安定であった。リン酸の添加によってAPTESのアミノ基がプロトン化されていることが確認され、酸-塩基対の形成が示唆された。作製した膜は、酸-塩基対が外周に存在するロッド状ポリシロキサンが積層したヘキサゴナル構造を有していることが推測された。作製した膜の導電率は、酸-塩基対を形成しているアニオン種に大きく依存し、アミノ基とリン酸が当モル量の膜では150°C・無加湿条件下で4×10^<-4>Scm^<-1>を示した。オキソ酸として硫酸を用いた膜との比較より、アニオン種の酸性度が高いほど高い導電率を示すことが推測された。一方、AEAPTESと硫酸からなるハイブリッド膜は、硫酸の分解が起こる300°C付近まで熱的に安定であった。また、上述のAPTES-リン酸膜と同様に、硫酸とアミノ基からなる酸-塩基対の形成、およびこれらを外周に有するロッド状ポリシロキサンの積層によるヘキサゴナル構造を有していることが示唆された。作製した膜の導電率は、存在するアニオン種により大きく変化し、150°C・無加湿条件下で1×10^<-3>Scm^<-1>を示した。オルガノアルコキシシランとしてAPTESを用いた膜との比較より、有機鎖中に存在するアミノアミノ基の位置、数によりプロトン伝導経路が変化することが示唆された。本年度は、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン-4官能アルコキシシラン-H_3PO_4系無機-有機ハイブリッドとガラスペーパーからなる複合体膜について、用いる4官能アルコキシシラン、あるいはガラスペーパーの種類による特性の違いを検討した。4官能アルコキシシランとして、テトラエトキシシランのかわりにテトラメトキシシランを用いた場合、複合体膜の導電率は若干低下するが、この膜を用いた燃料電池では発電特性が向上することがわかった。また、2種類のガラスペーパーについて検討を行った結果、空隙率が多い方が高い導電率を示し、均一な空隙を有する方が燃料電池に用いた場合に高い開回路電圧を示すことがわかった。また、硫酸水素セシウム-ホスホシリケートゲル複合体について、その複合体中で生成した新規結晶とあわせて特性評価を行った。新規結晶は、出発物質である硫酸水素セシウムでみられた相転移はみられず、150°Cで融解することを明らかにした。そのため、複合体が新規結晶の融点以上でも固体状態を維持するのは、ホスホシリケートゲルがマトリックスとして働くためであることがわかった。さらに、固体酸として新たにリン酸二水素セシウムを選択し、ホスホシリケートゲルとの複合体を作製した。その結果、リン酸二水素セシウムとホスホシリケートゲルの加水分解によって生じたオルトリン酸の反応によって、複合体中においてCsH_5(SO_4)_2結晶が生成することを見出した。本年度は、リン酸二水素セシウム-ホスホシリケートゲル複合体について、その複合体中に生成したCsH_5(SO_4)_2とあわせて特性評価を行った。CsH_5(SO_4)_2は出発物質であるリン酸二水素セシウムで見られた相転移は見られず、150°C付近で融解することを明らかにした。リン酸二水素セシウム-ホスホシリケートゲル複合体においては、CsH_5(SO_4)_2の融点以上においても、融解したCsH_5(SO_4)_2がホスホシリケートゲルマトリックスに保持されることで固体状態が維持された。また、融解したCsH_5(SO_4)_2は複合対中で室温付近まで過冷却液体として存在し、そのため室温付近まで連続して高い導電率を示した。また、中温領域において無加湿条件下で使用できる新規な電解質として、構造中に酸-塩基対を有する無機-有機ハイブリッド膜の作製を検討した。3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)と硫酸を出発物質として、ゾル-ゲル法によってハイブリッド膜を作製した。作製した膜は300°C付近まで熱的に安定であった。硫酸によってAPTESのアミノ基がプロトン化されていることが確認され、酸-塩基対の形成が示唆された。作製した膜は、酸-塩基対が外周に存在するロッド状ポリシロキサンが積層したヘキサゴナル構造を有していた。作製した膜の導電率は、酸-塩基対を形成しているアニオン種に大きく依存し、最大値は200°C、無加湿条件下で2×10^<-3> Scm^<-1>であった。今年度は、中温領域において無加湿条件下で使用できる電解質膜として、塩基性サイトを有するオルガノアルコキシシラン(3-アミノプロピルトリエトキシシラン,APTESおよび3-(2-アミノエチルアミノプロピル)

トリエトキシシラン,AEAPTES)とオキソ酸(リン酸、硫酸)を出発物質とし、ゾル-ゲル法によって構造中に酸-塩基対を有する無機-有機ハイブリッド膜の作製を検討した。APTESとリン酸からなるハイブリッド膜は、リン酸の脱水縮合が開始する150°C付近まで熱的に安定であった。リン酸の添加によってAPTESのアミノ基がプロトン化されていることが確認され、酸-塩基対の形成が示唆された。作製した膜は、酸-塩基対が外周に存在するロッド状ポリシロキサンが積層したヘキサゴナル構造を有していることが推測された。作製した膜の導電率は、酸-塩基対を形成しているアニオン種に大きく依存し、アミノ基とリン酸が当モル量の膜では150°C・無加湿条件下で4×10^<-4>Scm^<-1>を示した。オキソ酸として硫酸を用いた膜との比較より、アニオン種の酸性度が高いほど高い導電率を示すことが推測された。一方、AEAPTESと硫酸からなるハイブリッド膜は、硫酸の分解が起こる300°C付近まで熱的に安定であった。また、上述のAPTES-リン酸膜と同様に、硫酸とアミノ基からなる酸-塩基対の形成、およびこれらを外周に有するロッド状ポリシロキサンの積層によるヘキサゴナル構造を有していることが示唆された。作製した膜の導電率は、存在するアニオン種により大きく変化し、150°C・無加湿条件下で1×10^<-3>Scm^<-1>を示した。オルガノアルコキシシランとしてAPTESを用いた膜との比較より、有機鎖中に存在するアミノアミノ基の位置、数によりプロトン伝導経路が変化することが示唆された。
シロイヌナズナにおける花粉管誘引物質の発見を基盤とした多段階ガイダンス機構の解明

本研究は,モデル植物シロイヌナズナにおいて花粉管誘引物質を同定することを足掛かりとして,花粉管誘引物質の雌しべの中での機能,被子植物における普遍性および種特異的な分子進化を明らかにすることを目的とした。これまでに,シロイヌナズナの助細胞で発現するCRP(cysteine-rich peptide)群を花粉管誘引物質の候補として同定した。その中で最も発現量の高かった6遺伝子の重複遺伝子群によってコードされるペプチド群について解析をおこなったところ,それらがシロイヌナズナの花粉管誘引物質であることの証明に成功し,AtLURE1ペプチド群と名付けた。また近縁種であるセイヨウミヤマハタザオのオーソログとの比較や生理実験により,AtLURE1ペプチド群はシロイヌナズナに特異的な重複遺伝子群によってコードされており,シロイヌナズナに選択的な誘引活性を有していることが示唆された。さらに遠縁種であるトレニアにAtLURE1遺伝子の一つを導入する実験を行った結果,種間における花粉管誘引の生殖隔離障壁を打破できることが明らかとなった。これらの結果は,LURE様のペプチドが被子植物において広く用いられており,種特異的な花粉管誘引に関わる生殖隔離の鍵分子であることを示している。候補として同定したその他のCRPに関しても解析を進めるとともに,近縁種セイヨウミヤマハタザオの花粉を用いた種間かけ合わせ実験や雌しべ内での花粉管ガイダンスの時空間的な詳細な観察も行い,同種の花粉管を選択的に誘引するための花粉管ガイダンスの多段階制御の仕組みの解明につながる結果が得られつつある。本研究の目的はモデル植物シロイヌナズナにおける花粉管誘引物質を同定し,その機能を解析することで,誘引物質による精確な多段階ガイダンス機構を解明することである。これまでに,ゲノムワイドな探索によりシロイヌナズナ誘引物質の候補として16遺伝子のCRP(cysteine-rich peptides)を見出した。そのうちの6遺伝子が,高い相同性をもつ重複遺伝子群であり,候補遺伝子の中で最も高発現していたため,有力な候補として優先的に解析を進めた。これらに対する抗体を用いて免疫染色を行ったところ,これらタンパク質は花粉管誘引に必須な助細胞から分泌され,花粉管の通り道である珠孔や珠柄に向けて広がっていることを明らかにした。さらに、大腸菌に作らせたこれらタンパク質を花粉管に作用させたところ,システイン残基の保存されている4つのタンパク質が誘引活性を示した。また,この重複遺伝子群に対するRNAi株を作製し,同時にノックダウンすることに成功した。このRNAi株の雌しべの中での花粉管の走性を観察したところ,珠孔部において花粉管が迷走するという表現型が見られた。以上の結果より,これらタンパク質群がシロイヌナズナの花粉管誘引物質であり,珠孔部での精確なガイダンスに必須であるという生体内での機能を世界で初めて証明することに成功した。この成果を第33回日本分子生物学会年会など、計4件の学会発表で報告した。さらにこの知見を基盤として,初めに見出した誘引物質候補の残りの10遺伝子のいずれかも誘引物質としてはたらくことで,補完的な役割を担っていないかについても解析する。それに向けて,これら遺伝子の多重ノックダウン株の作製やタンパク質の調製を行っている。また,今回同定した誘引物質の発現制御機構を明らかにするため,既知の花粉管ガイダンスに必要な因子との関連などを解析している。本研究は,モデル植物シロイヌナズナにおいて花粉管誘引物質を同定することで,花粉管誘引物質の高等植物における普遍性,雌しべの中での機能,分子進化を明らかにすることを目的とした。申請者はこれまでに,6遺伝子の重複遺伝子群によってコードされているCRP(cysteine-rich peptide)群を誘引物質の有力な候補として解析した。免疫染色による局在解析やノックダウン実験,精製タンパク質を用いた花粉管誘引実験により,これらペプチド群がシロイヌナズナ花粉管誘引物質であると結論付け,AtLURE1と名付けた。また,AtLURE1ペプチド群と同じサブグループに属し,AtLURE1ペプチド群と冗長的もしくは補完的に機能する可能性が考えられる10のCRPのうち,発現量の高い6つのCRPの解析も行っている。具体的には,これらCRPの発現・精製および花粉管誘引実験や,AtLURE1遺伝子群を含めた12遺伝子の同時ノックダウンを試みている。これら一連の解析により,多数の誘引物質による厳密な花粉管伸長方向の制御の仕組みが明らかになると期待される。さらに,ゲノム配列が解読されたシロイヌナズナ近縁種A.lyrataを用いることでAtLURE1遺伝子群の分子進化の解析も行った。その結果,AtLURE1遺伝子群は種特異的な遺伝子重複によって形成されたことが示唆された。このことは,誘引物質が種特異性をどのように獲得してきたのかを明らかにするための足掛かりになると考えられる。

その中で最も発現量の高かった6遺伝子の重複遺伝子群によってコードされるペプチド群について解析をおこなったところ,それらがシロイヌナズナの花粉管誘引物質であることの証明に成功し,AtLURE1ペプチド群と名付けた。また近縁種であるセイヨウミヤマハタザオのオーソログとの比較や生理実験により,AtLURE1ペプチド群はシロイヌナズナに特異的な重複遺伝子群によってコードされており,シロイヌナズナに選択的な誘引活性を有していることが示唆された。さらに遠縁種であるトレニアにAtLURE1遺伝子の一つを導入する実験を行った結果,種間における花粉管誘引の生殖隔離障壁を打破できることが明らかとなった。これらの結果は,LURE様のペプチドが被子植物において広く用いられており,種特異的な花粉管誘引に関わる生殖隔離の鍵分子であることを示している。候補として同定したその他のCRPに関しても解析を進めるとともに,近縁種セイヨウミヤマハタザオの花粉を用いた種間かけ合わせ実験や雌しべ内での花粉管ガイダンスの時空間的な詳細な観察も行い,同種の花粉管を選択的に誘引するための花粉管ガイダンスの多段階制御の仕組みの解明につながる結果が得られつつある。シロイヌナズナにおいて誘引物質候補遺伝子を解析し,確かに花粉管誘引物質であることを証明できた。また,さらに候補とした遺伝子群の解析に向けて,ノックダウン株の確立やタンパク質の精製手法の確立など,生理実験に向けた準備が計画通りに進んでいるため,順調に進展していると評価した。花粉管誘引物質AtLURE1ペプチドに加え,さらに候補とした遺伝子群の解析を引き続き行い,雌しべの中での花粉管誘引に必要十分な誘引物質の一群の同定を目指す。これに加え,誘引物質を受け取る花粉管側の因子(受容体)の特徴を探り,その同定も目指す。
レトロウイルス感染によるシェーグレン症候群発症とその分子機構の解明

私たちは、シェーグレン症候群(SS)患者では、疫学的にHTLV-I感染者の相対危険度が3倍で、疾患寄与率は18%であることを明らかにして、HTLV-I感染がSSの一病因であることを提唱した。今回、両者の因果関係を更に明らかにし、その病態解明と治療法の開発を検討した。(1)HTLV-I感染が原因とされるHTLV-I関連脊髄症患者は、60%にSSを合併した。(2)SSの小唾液腺組織では、TUNEL法で腺房細胞と導管上皮細胞にアポトーシス像が検出された。免疫組織化学法で、Fasは腺房細胞、導管上皮細胞、浸潤リンパ球に発現し、Fasリガンドは腺房上皮細胞と浸潤リンパ球に発現していた。以上より、腺房細胞や導管上皮細胞のアポトーシスに『自殺』あるいは『兄弟殺し』でFas/Fasリガンド系が関与していることが示唆された。一方、浸潤リンパ球では、CD40、Bcl-2、Bcl-Xが多数のリンパ球に、CD40LとBaxは少数のリンパ球にのみ発現が見られ、CD40とBcl-2、Bcl-Xが同一リンパ球に共に発現し、アポトーシス像は少なかった。この結果より、浸潤リンパ球はアポトーシス抵抗性になっていることが示唆された。しかし、この結果は、抗HTLV-1抗体陰性と陽性SS患者群で差異を認めなかった。(3)HTLV-I Tax蛋白の抗アポトーシス作用を検討した。Jurkat細胞へTax cDNAを導入したJPX-9細胞を使用した。このJPX-9細胞はCdCl_2で処理すると、Tax蛋白を増加させ、NF_<-k>Bの活性化が誘導された。JPX-9細胞はNF_<-k>B阻害剤でアポトーシスが誘導されるが、CdCl_2で前処理するとNF_<-k>B阻害剤によるカスペース活性化及びアポトーシスが顕著に抑制された。転写因子NF_<-k>Bはカスペースを介するアポトーシスを調節している。すなわち、NF_<-k>B活性の減弱はアポトーシス促進に、NF_<-k>B活性の亢進はアポトーシス抵抗性に働いている。HTLV-I感染細胞は、Tax蛋白によるNF_<-k>B活性化が強く誘導され、アポトーシス抵抗性となる。この結果、感染細胞の増殖やサイトカイン産生が増強され、HTLV-I感染によりSSをはじめ、自己免疫疾患が発症することが示唆された。(4)治療については、免疫抑制剤FK506は活性化誘導型細胞死を増強し、ステロイドの作用を増強させることを分子レベルで明らかにした。

リウマチ疾患におけるT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-I)の病因論的関与について研究した。疫学的検討では、HTLV-I高浸淫地区である長崎市の女性SSの患者の約17%がHTLV-I感染に関与していることが明らかになった。マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)は、細胞外マトリックスの分解活性に加え、TNF-αやFasリガンドなどの分泌を促す。HTLV-I感染SS及び非感染SSにおける口唇小唾液腺でのMMPの発現を検討した。HTLV-I感染SSの唾液腺においてのみMMP-2が検出されたことにより、組織破壊にMMP-2が関与していることが示唆された。HTLV-I感染SSの小唾液腺組織ではPCR法でHTLV-I genomeのLTR,gag,pol,pXの4領域とも検出された。pX領域で半定量的にウイルス量を測定し、HAMを合併していない抗HTLV-I抗体陽性SS4例中3例で末梢血単核球より小唾液腺組織のウイルス量が多かった。血清中抗HTLV-I抗体陰性SSの17例中3例に、HTLV-I provirus DNAが検出された。しかし、これらの患者のウイルス量は少なく、SSの病因となっていないと判断した。HTLV-I genomeのpX領域が検出されることから、pX領域から産生されるTax蛋白の役割について検討した。Tax蛋白は転写因子NF-kBを活性化し、サイトカイン産生を亢進させることを既に報告した。今回、pX遺伝子導入細胞を用いて、Tax蛋白がNF-kB活性化を介して抗アポトーシス作用を惹起することを明らかにした。NF-kBの活性化を阻害するとカスペース3活性化を介して細胞にアポトーシスが惹起された。すなわち、HTLV-IはTax蛋白を介して、NF-kB活性化を強く誘導することで、抗アポトーシス作用を現し、ひいてはHTLV-I感染細胞の増殖やサイトカイン産生を介して、自己免疫疾患の発展・進展に関与すると考えられた。以上より、SSの一原因としてHTLV-I感染が強く示唆された。病態ではHTLV-I感染CD4^+細胞が末梢血より唾液腺組織へ浸潤し、この感染CD4^+細胞が炎症性サイトカインを産生し、炎症を増幅・進展すると同時に、HTLV-Iや自己抗原に対する反応性T細胞や抗体産生を誘導し、アポトーシスや細胞障害性T細胞により線管が破壊されることが示唆された。私たちは、シェーグレン症候群(SS)患者では、疫学的にHTLV-I感染者の相対危険度が3倍で、疾患寄与率は18%であることを明らかにして、HTLV-I感染がSSの一病因であることを提唱した。今回、両者の因果関係を更に明らかにし、その病態解明と治療法の開発を検討した。(1) HTLV-I感染が原因とされるHTLV-I関連脊髄症患者は、60%にSSを合併した。(2) SSの小唾液腺組織では、TUNEL法で腺房細胞と導管上皮細胞にアポトーシス像が検出された。免疫組織化学法で、Fasは腺房細胞、導管上皮細胞、浸潤リンパ球に発現し、Fasリガンドは腺房上皮細胞と浸潤リンパ球に発現していた。以上より、腺房細胞や導管上皮細胞のアポトーシスに『自殺』あるいは『兄弟殺し』でFas/Fasリガンド系が関与していることが示唆された。一方、浸潤リンパ球では、CD40、Bcl-2、Bcl-Xが多数のリンパ球に、CD40LとBaxは少数のリンパ球にのみ発現が見られ、CD40とBcl-2、Bcl-Xが同一リンパ球に共に発現し、アポトーシス像は少なかった。この結果より、浸潤リンパ球はアポトーシス抵抗性になっていることが示唆された。
超臨界二酸化炭素中におけるサブナノ秒パルス放電プラズマの生成と環境応用

本研究課題では,パルスパワー技術を用いてパルス放電プラズマを超臨界二酸化炭素中に生成して,未開拓領域である超臨界流体中の放電現象を解明し,最終的には放電プラズマによって反応性が付加された超臨界流体を用いて新しい応用分野を開拓することを目的とする.以下に,本年度に得られた研究成果を示す.1.超臨界二酸化炭素中のプラズマ及び衝撃波の計測超臨界二酸化炭素中に負極性放電を生成し,その時に流れる電流を精度よく計測する事で,放電内部の状態が高圧ガスに近くなっていることを示唆するデータを得た.また,負極性放電由来の球状衝撃波を高速度カメラによって連続撮影することに成功し,衝撃波発生時の特性と衝撃波進展特性を明らかにした。2.超臨界二酸化炭素中パルス放電を用いたレアアースリサイクル研究計画を前倒しして,超臨界二酸化炭素中にレアアースを添加し,ナノ秒パルス放電を曝露する実験を行った。非熱平衡プラズマよりも熱平衡プラズマの方が反応性が高く応用の可能性があることを明らかにした.本年度は,応用の際に必要となる超臨界二酸化炭素中のパルス放電と衝撃波のパラメータについて調査し,その機構や特性を明らかにした.また,レアアースリサイクルへの応用可能性を探る予備実験を行い,熱平衡プラズマの有用性を示した.(抄録なし)本研究課題では,パルスパワー技術を用いてパルス放電プラズマを超臨界二酸化炭素中に生成して,未開拓領域である超臨界流体中の放電現象を解明し,最終的には放電プラズマによって反応性が付加された超臨界流体を用いて新しい応用分野を開拓することを目的とする.以下に,本年度に得られた研究成果を示す.1.超臨界二酸化炭素中のプラズマ及び衝撃波の計測超臨界二酸化炭素中に負極性放電を生成し,その時に流れる電流を精度よく計測する事で,放電内部の状態が高圧ガスに近くなっていることを示唆するデータを得た.また,負極性放電由来の球状衝撃波を高速度カメラによって連続撮影することに成功し,衝撃波発生時の特性と衝撃波進展特性を明らかにした。非熱平衡プラズマよりも熱平衡プラズマの方が反応性が高く応用の可能性があることを明らかにした.本年度は,応用の際に必要となる超臨界二酸化炭素中のパルス放電と衝撃波のパラメータについて調査し,その機構や特性を明らかにした.また,レアアースリサイクルへの応用可能性を探る予備実験を行い,熱平衡プラズマの有用性を示した.(抄録なし)
宇宙空間プラズマにおける磁力線リコネクション過程の研究

1995年以来、科学衛星GEOTAILは磁気圏サブストームの際に磁気リコネクションが発生すると考えられている地心距離1030Reの磁気圏尾部プラズマシートを観測してきた。本研究では、当初の実施計画に沿ってこの領域におけるGEOTAIL衛星の観測データの解析を軸に米国のWIND、POLARの両衛星、およびロシアのInterball-Tail衛星との国際共同研究によって磁気リコネクション過程の詳細な研究が行われ、多くの重要な進展がもたらされた。これらの研究成果は国際的な学術雑誌に掲載ないし投稿中であるが、平成8年11月に金沢市で開催された国際シンポジウム「地球磁気圏尾部研究の新たな展望」や12月のアメリカ地球物理連合大会などの国際的な学会で発表され、大きな反響を呼んだ。以下、その代表的な点を列挙する。1.磁気リコネクション発生の証拠の一つである遅進衝撃波がロープとプラズマシートの環境に存在することがGEOTAIL衛星の観測結果によって同定され、更に、遅進衝撃波およびその近傍における粒子の3次元速度分布関数の詳細な変化の様相が明らかにされた。その結果、遅進衝撃波の上流側で衝撃波に流れ込む低温イオンと逆方向に流れる(下流から漏れ出した)高温イオンの存在する領域があることが発見され、Foreshock領域と命名された。その大きさおよび衝撃波下流までの全体的な厚みは、それぞれ、上流イオンの慣性長の数倍と約20倍程度である。上流の低温イオンはForeshock領域から加熱されはじめ、そのイオン加熱の寄与は全体の320%に達すると算定された。また、イオン加熱は対向するイオン流によって励起される電磁サイクロトロン波によるものであることが示唆された。これらの結果は今後の遅進衝撃波理論の発展に重要な拘束条件を与えるものとされている。2.GEOTAIL衛星によって観測されたプラズモイドにおけるイオンの3次元速度分布関数の中にローブ起源と考えられるビーム成分が存在すること(磁気リコネクションによるプラズモイド形成の証拠)、更にまた、磁気リコネクション発生の近傍と考えられる領域ではnon-gyrotropicな複数のビーム成分の存在が発見され、いずれも計算機シミュレーションで再現することに成功した。これらの結果から、リコネクション領域近傍のイオンの運動学的性質が明らかにされた。3.米国のWIND衛星による磁気圏上流の太陽風磁場データおよびPOLAR衛星によるオーロラ撮像観測結果とGEOTAIL衛星による磁気圏尾部の観測結果の共同研究によって、磁気圏サブストームにおける爆発的なオーロラ発達以前に地心距離25Re付近の尾部プラズマシートで磁気リコネクションが始まっている観測例が発見された。従来数多くのサブストーム発生機構が提案されており、磁気圏尾部におけるリコネクションがサブストーム発生をトリガーするかどうかは議論の分かれるところであったが、この観測例はサブストーム発生にリコネクションが重要な役割を果していること示す重要な観測証拠である。4.ロシアのInterball-Tail衛星とGEOTAIL衛星による磁気圏尾部プラズマシートの同時観測、および地上観測データとの共同研究により、地心距離13ReにおけるInterball-Tailは地球向きの高速プラズマ流、28ReにおけるGEOTAILは反地球向きの高速流をほぼ同時に(これもまた、サブストーム開始直前に)観測した例が発見された。これは、前項に述べたサブストーム発生条件におけるリコネクションの重要性を示すと同時に、リコネクションがInterball-TailとGEOTAILの間で発生したことを示す観測証拠である。GEOTAILによる高速プラズマ流の観測結果の統計的解析によって、サブストーム発生に伴う磁気リコネクションが始まる領域は真夜中付近およびそのやや夕方側の2030Reの領域のプラズマシートであること、また、その領域が下流に移るにつれて尾部の脇の方向に広がり、プラズモイドが形成される状況が明らかにされた。2.GEOTAIL