hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子変換マウス作製による学習、本能行動の分子機構の解明

動物の行動様式は環境により可変的であるが、遺伝的に異なる動物種、個体間で違いがあることより、遺伝的因子により制御されていることが想定されている。本研究では遺伝子ターゲティング法を用いた遺伝子変換マウスを作製することにより行動制御を司る遺伝子の同定を行い、その分子メカニズムを解明することを目的とする。本研究は、1)遺伝子ターゲティング法により得られたFyn欠損マウスの行動学的解析、2)マウス脳神経系におけるFyn関連分子の同定とその解析、3)新たな脳神経機能関連分子の遺伝子欠損マウスの作製とその解析から成り立っている。Fyn欠損マウスの行動学的解析のでは、Fyn欠損マウスにおける聴覚性痙攣発作の亢進、モリス水迷路学習での学習障害、恐怖反応の亢進が明らかとなった。また、Fyn欠損マウス行動異常の分子レベルでの解析として、種々の痙攣誘発剤の痙攣感受性について解析を行ったところ、Fyn欠損マウスではメトラゾール、ピクロトキシン、ビキュキュリン、カイニン酸、NMDAでの痙攣感受性の亢進が観察された。これらの結果は、Fynがグルタミン酸やGABAに関連した神経伝達形成への関与を示唆する。次に脳神経細胞中でのFyn結合分子解析を行った結果、既知分子であるhnRNPK、SON、tctex-1と2種類の未知分子の単離に成功した。その1つはRNA結合タンパク質ファミリーに属する新たな分子であった。チロシンリン酸化酵素の下流シグナル伝達分子としてのRNA結合タンパク質は、細胞内のシグナルがRNAに作用する可能性を示唆するものとして興味深い。また、脳神経機能分子欠損マウス作製では、NMDA受容体ε1での海馬体CAl領域での長期増強の減少、モリス水迷路学習低下、ε2サブタイプでの哺乳反応の異常、神経投射異常、ε4サブタイプ欠損での自発的活動性の異常、グルタミン酸受容体δ2での小脳のシナプス形成異常、GABA合成酵素GAD65での痙攣誘発亢進が明らかとなった。本研究により哺乳類の脳機能、行動制御を分子レベルで解明する方向性がもたらされたのではないかと自負している。現在までに得られたEyn欠損マウスにおいて、ミエリン形成過程での異常を新たに発現するとともに(Nature367,572-576)、情動行動の異常(Mol.Brain Res.,27,179-182)、聴覚性痙攣発作の異常(Mol.Brain Res.,28,349-352)を明らかにするとともに、脳神経形成過程でのFyn発現様式について解析した(Oncogene,9,2433-2440)。また、Srcファミリー遺伝子の神経発生・機能発現での役割ついて総説をまとめた(Develop.Growth&Differ.,36,543-550)。これからの成果はFynが哺乳動物の脳神経系形成及び機能発現で機能していることを示すとともに、遺伝子ターゲティング法が哺乳動物の行動制御機構を解析して行く上で大きな意義を持つことをあらわす結果として、世界的に評価されている。また、新たな記憶・学習で機能が予想されているNMDAレセプター受容体のサブタイプについても遺伝子ターゲティング法を用いて遺伝子欠損マウスを作製して、成果を報告している(Nature373,151-155:Cell in press)。これらの成果はNMDA

レセプター受容体のサブタイプが学習、シナプス形成に関与することを示唆するとともに、そのサブタイプの違いにより機能が異なる結果を示唆するものとして、世界的な評価を受けている。本研究により、当初に計画した研究目的以上の成果をあげることができた。ES細胞での遺伝子操作技術の開発においては、新たな薬剤ピューロマイシンによる選別法で開発して、世界で初めてダブル薬剤耐性遺伝子を持つ変異マウスの作製に成功するとともに(BBRC,1995)、PCR法を用いた新たなジーントラップ法を確立し報告した(Tarnsgenic Res.,1995)。また、ジーンターゲティング法により学習・記憶関連分子であるNMDA受容体サブタイプの遺伝子欠損マウスを作製し、ε1で海馬長期増強の減少による空間学習の異常(Nature,1995)、ε4で自発的行動の低下(Mol.Brain Res.,in press)、δ2で小脳長期抑圧の減少による運動障害(Cell,1995)を明らかにし報告した。また、現在までに種々の行動異常を報告しているFyn欠損マウスについては、新たに聴覚性痙攣発作の異常(Mol.Brain Res.、1995)、学習行動過程での情動異常(Mol.Brain Res.,in press)を確認し報告した。現在までこのFynのタンパクレベルでの機能については不明な点が多く、現在まで明らかにされていない神経細胞情報伝達系が想定される。本年度我々はこのFynに特異的なモノクローナル抗体の作製に成功し、細胞内の局在について解析し報告し(J.Cell Biol.,1996)、またこのFynに対する抗体や酵母中でのたんぱく質相互作用検出系を用いてマウス脳においてFynと結合する分子の単離を行い、行動制御に関連すると予想される新規分子を4種同定することに成功した。今後これら分子の解析により哺乳類の学習・本能行動制御に関する新たな分子機構が解明されると期待している。Fyn欠損マウスは現在までに、哺乳行動、ミエリン形成過程、空間学習、情動行動、聴覚性痙攣発作の異常が明らかとなっている。これらの脳機能異常の分子メカニズムを明らかにする目的で1)薬理学的な脳機能解析、2)脳神経系でのFyn結合分子の解析、3)遺伝子欠損マウス作製による脳神経系での分子機能の解析を行った。その結果、Fyn欠損マウスではNMDA、カイニン酸による痙攣感受性の亢進が認められた。また、興味深いことにGABAA受容体関連アンタゴニストによる痙攣感受性の違いが認められた。これらの結果はFynが神経伝達機能に関わっている可能性を高く示唆している。また、Fyn結合分子については現在まで7種類の分子の同定に成功しており、その内のTH82は新たなRNA結合分子であることが明らかとなった(J Neuroscience Res.,in press)。現在、他の分子については解析を進行中である。また、新たに記憶・学習で機能が予想されているNMDAレセプター受容体のε2サブタイプ、GAD65について遺伝子ターゲティング法を用いた遺伝子欠損マウスを作製して、これらの分子が脳機能発現に重要な役割を持っていることを明らかにした(Cell、1996,BBRC,1996)。これらの成果はシナプス形成、痙攣感受性に新たな分子機能を示唆する結果として評価されている。
粘膜免疫の特殊性を応用した腸管免疫統御療法の開発

本研究は、申請者らが独自に見いだした腸管粘膜免疫調節機構ならびに腸上皮細胞の分化・再生機構の特殊性の理解に基づいて、慢性大腸炎に対する新規治療法の開発を目指すものである。本年度も、当初の研究計画に基づく一定の成果が下記のごとく挙げられた。我々は骨髄細胞が腸管上皮へ分化しうること、またこの機構は傷害後の腸管上皮再生をレスキューすることを世界に先駆けて報告し、大きな注目を集めることとなった。本年度はこれをさらに発展させ、骨髄細胞は腸管の未熟な細胞から分化形質を獲得したものまで幅広く転換していることを発見し、さらに腸管再生時には腸管上皮の細胞系列のうち、特に分泌型細胞(杯細胞、神経内分泌細胞など)への分化傾向を有することを報告した。これら成績は、慢性炎症による障害後上皮再生に特異的分化卸御が機能することを示唆し、今後の上皮再生医療、中でも分化系列特異的再生誘導療法につながるものと期待される。実際我々は既にNotchシグナルによる腸上皮分泌型細胞分化に関しいくつかの新知見を得、さらなる解析を継続中である。またヒト腸管上皮細胞の解析により、IL-7産生においてIRF-1/IRF-2の両者が各々独立したIL-7誘導因子であることを明らかにし、ヒトにおけるIL-7分泌の調節機構を初めて報告し、腸管上皮細胞におけるIRF蛋白機能の重要性が示された。本年度はさらに腸管上皮細胞のIRF蛋白機能に着目し、IRF-1蛋白の標的遺伝子を網羅的に検索し、そのほとんどが免疫プロテアソーム構成分子であるという興味深い結果が初めて示された。実際にIRF1欠損マウスの腸管では刺激依存性のIL-7産生、免疫プロテアソーム構成分子の増加を認めなかった。これは腸管上皮細胞分化によりIRFを介したIL-7産生と同時に免疫プロテアソーム構成による抗原提示能を同時に獲得する可能性を示しており、腸管免疫機構の中心的役割を担うことが示唆された。現在さらに、腸管上皮細胞分化段階におけるIRF蛋白機能を解析するなど腸管上皮細胞分化とこれによる免疫機能の相関についての解析を継続中である。本年度はこれをさらに発展させ、a)骨髄細胞が、腸管上皮細胞の分化形質を獲得して機能すること、b)骨髄細胞は未熟な上皮細胞としても生着し上皮修復に積極的に関わること、さらに、c)腸管上皮の細胞系列のうち、これら骨髄由来細胞は特に分泌型細胞(杯細胞、神経内分泌細胞など)への分化傾向を有すること、などを報告した。これら成績は、慢性炎症による障害後上皮再生に特異的分化制御が機能することを示唆し、今後の上皮再生医療、中でも分化系列特異的再生誘導療法につながるものと期待される。実際我々は既にNotchおよびWntシグナルによる腸上皮細胞分化に関しいくつかの新知見を得、さらなる解析を継続中である。腸管上皮細胞の解析により、a)IL-7産生には転写因子IRF-1/IRF-2による転写制御が重要であること、b)IRF-1/IRF-2の両者がIL-7産生を正に制御するのみならず、IRF-2は構成的、一方IRF-1は刺激依存性の各々独立したIL-7誘導因子であること、さらにc)ヒト大腸組織にIRF-1/IRF-2蛋白が発現し、中でもIRF-1が杯細胞に局在し発現することを明らかにし、ヒトにおけるIL-7分泌の調節機構を初めて報告した。これらの成績はIRF蛋白機能を人為的に制御することで腸管上皮によるIL-7産生を調節し、ひいては慢性大腸炎制御が可能であることを示すものと考えられた。また、腸管上皮におけるIRF-1標的遺伝子の同定を行い、これまでに知られていない標的遺伝子群を明らかにするなど、腸管上皮細胞分化とこれによる免疫機能の相関についての解析を継続中である。またヒト腸管上皮細胞の解析により、IL-

7産生においてIRF-1/IRF-2の両者が各々独立したIL-7誘導因子であることを明らかにし、ヒトにおけるIL-7分泌の調節機構を初めて報告し、腸管上皮細胞におけるIRF蛋白機能の重要性が示された。本年度はさらに腸管上皮細胞のIRF蛋白機能に着目し、IRF-1蛋白の標的遺伝子を網羅的に検索し、そのほとんどが免疫プロテアソーム構成分子であるという興味深い結果が初めて示された。実際にIRF1欠損マウスの腸管では刺激依存性のIL-7産生、免疫プロテアソーム構成分子の増加を認めなかった。これは腸管上皮細胞分化によりIRFを介したIL-7産生と同時に免疫プロテアソーム構成による抗原提示能を同時に獲得する可能性を示しており、腸管免疫機構の中心的役割を担うことが示唆された。現在さらに、腸管上皮細胞分化段階におけるIRF蛋白機能を解析するなど腸管上皮細胞分化とこれによる免疫機能の相関についての解析を継続中である。
中学校技術科教育におけるデータベースの構築に関する研究

平成5年度より完全実施される中学校新学習指導要領において,技術・家庭科には「情報基礎」領域が新しく設けられることになった。本研究は,この「情報基礎」領域の学習が円滑に,しかも効果的に行われることを指向して,現在全国各地において開発されているソフトウェアならびに授業実践に関する資料を収集し,そのデータベースを構築,そして全国に向けて提供することを目的としている。まず最初に,都道府県の教育研究所・教育センター,および教員養成系大学等の教育関連機関において行われている研究成果,また,それらの機関と中学校で個人あるいはグループ等によって開発されている学習用ソフトウェアや,各地の中学校において分散的に試行されている「情報基礎」領域の学習の授業実践に関する指導計画,学習過程等の資料を広範囲に調査した。続いて,これら収集した各種の情報を総合的にかつ系統的に分類・整理して,全国の中学校教師が必要に応じて自由に検索・利用できるためのデータベースの構築を行った。次に,このデータベースを全国の中学校に提供する方法として,ブック型データベース,フロッピディスク型データベース,光磁気ディスク型データベース,通信型データベースを設定し,その基本内容を作成した。これらのデータベースは,実際に提供し,使用することができる。本研究の課題を達成するための基礎研究の一環として,データベースの基礎,データベース構築のためのキーワードと類似語の選定,データベースと画像情報,学習指導用ソフトウェアの開発,利用,評価に向けて,「情報基礎」領域と米国の情報教育に関する指導書,教科書の比較等を行った。最後に,本研究の今後の指針として,情報教育に関する指導実践への課題等としてとりまとめた。1.全国の教育研究所(教育センタ-)を対象とした情報基礎に関する研究成果と技術科教育に関するソフトウェアの開発状況,および情報基礎の教育実践校等についてのアンケ-ト調査では,調査対象機関222のうち111機関から回答が得られ,回収率は50%であった。その中で,研究成果に関する情報は32機関53件で,ソフトウェアに関する情報は26機関73件で,教育実践校に関する情報は30機関90件であった。次の課題としては,これらをはじめとする諸情報のデ-タベ-スの提供方法の検討がある。2.情報基礎領域の目標および内容の分析を行い,具体的な対応項目を設定した。また,情報基礎領域の目標および内容について,指導事項と指導内容(知識・理解,技能,思考・創造)の関連を,一つの例として提示した。一方,情報基礎領域のキ-ワ-ドを,学習指導要領,指導書,および国立教育研究所の教育研究報告要録を参考にして約500語を選定した。なお,これらキ-ワ-ドに基づくシソ-ラスの作成は,今後の課題の一つである。デ-タベ-スの構造設計の基礎として,デ-タベ-スの概念,デ-タベ-スの処理等についての検討を行い,資料としてまとめた。次の段階としては,収集したデ-タおよびデ-タベ-スを利用者が効率的かつ効果的に利用し得るデ-タベ-スの構造設計へ展開していく予定である。3.学習指導用ソフトウェアを開発,利用,そして評価を行うための指針となる検討を行った。そこでは,ソフトウェアを利用する教師が主体的にソフトウェアを開発したり,学習指導用ソフトウェアを選択して利用したり,さらにソフトウェア自体を教育の観点から評価するための具体的内容を整理した。また,コンピュ-タ教育の進んでいる米国の指導書ならびに教科書を情報教礎と対応させ,情報教育推進に向けての資料を作成した。1.「情報基礎」領域に関する研究成果と技術成果と技術科教育に関するソフトウェアの開発状況,および「情報基礎」領域の教育実践校等についてのアンケート調査を行った。教育研究所・教育センターへの調査では,調査対象機関164のうち90機関から回答が得られ,回収率は54.9%であった。研究成果に関する情報は27機関30件,ソフトウェアに関する情報は14機関51件,教育実践校に関する情報は19機関40件であった。教員養成系大学・学部への調査では,調査対象機関54のうち19機関から回答が得られ,回収率35.2%であった。研究成果に関する情報は14機関52件,ソフトウェアに関する情報は7機関12件,教育実践校に関する情報は6機関22件であった。また,中学校への調査では,調査校91校のうち29校から回答が得られ,回収率は32.2%であった。ソフトウェアに関する情報は14校25件,教育実践校に関する情報は13校28件であった。2.基礎研究としては,データベースの開発と利用法(データベースの検索技術,データベースの構造,検索操作の方法,今後の課題)について,データベース構築のためのキーワード類似語(類似語の決定方法,類似語のカテゴリ分け,設定した類似語)について,データベースと画像情報(画像の入力・表示・印刷)について等,本研究を推進していくうえで必要とされる基本的内容の検討を行った。今後,これら集積したデータベースを利用者が効率的かつ効果的に利用し得るための研究を重ねていく予定である。本年度は,平成3年度と平成4年度において得られた教育情報と基礎研究を基にして,実際に全国の学校で利用できる各種データベースの作成とその提供方法・内容の検討を行った。すなわち,現在の全国の学校におけるコンピュータ教育環境を背景に考えて,データベースを提供する際の物理的な方法としてブック型データベース,フロッピディスク型データベース,光磁気ディスク型データベース,通信型データベースを設定し,それらの具体的な提供についての検討を行った。

ブック型データベースは,基礎になる情報を活字として本の形にまとめたもので,フロッピディスク型データベースは2次情報(抄録情報)を集積して媒体をフロッピディスクにしたもの,光磁気ディスク型データベースはその記憶容量の大きさから1次情報(原情報)をそのまま画像情報として集積したものである。また,通信型データベースは,通信回線によって情報を提供する方法であり,本研究では既設のパソコン通信回線を利用した。また,このことに関する一連の基礎研究として,技術科教育データベースのためのネットワーク構築とその流通方策,データベース構築にあたっての情報著作権に関する問題,研究成果データベースシステムの考察,新学習指導要領に基づく技術・家庭科,工業科教科書の比較等を行った。そして,本研究にかかわる今後の課題として,フロッピディスク型および光磁気ディスク型データベース,通信型データベースの今後等としてまとめた。平成5年度より完全実施される中学校新学習指導要領において,技術・家庭科には「情報基礎」領域が新しく設けられることになった。本研究は,この「情報基礎」領域の学習が円滑に,しかも効果的に行われることを指向して,現在全国各地において開発されているソフトウェアならびに授業実践に関する資料を収集し,そのデータベースを構築,そして全国に向けて提供することを目的としている。まず最初に,都道府県の教育研究所・教育センター,および教員養成系大学等の教育関連機関において行われている研究成果,また,それらの機関と中学校で個人あるいはグループ等によって開発されている学習用ソフトウェアや,各地の中学校において分散的に試行されている「情報基礎」領域の学習の授業実践に関する指導計画,学習過程等の資料を広範囲に調査した。続いて,これら収集した各種の情報を総合的にかつ系統的に分類・整理して,全国の中学校教師が必要に応じて自由に検索・利用できるためのデータベースの構築を行った。次に,このデータベースを全国の中学校に提供する方法として,ブック型データベース,フロッピディスク型データベース,光磁気ディスク型データベース,通信型データベースを設定し,その基本内容を作成した。これらのデータベースは,実際に提供し,使用することができる。本研究の課題を達成するための基礎研究の一環として,データベースの基礎,データベース構築のためのキーワードと類似語の選定,データベースと画像情報,学習指導用ソフトウェアの開発,利用,評価に向けて,「情報基礎」領域と米国の情報教育に関する指導書,教科書の比較等を行った。最後に,本研究の今後の指針として,情報教育に関する指導実践への課題等としてとりまとめた。
マングローブ再生林のＣＯ２固定能モデルと有機炭素供給力の定量評価に関する研究

熱帯沿岸域のマングローブ植林では十分な管理が実施されておらず、そのような再生林では期待される生態学的機能を十分に発揮することはできない。本研究では、マングローブ再生林の現状について樹木密度や樹高等を調査し、放置された再生林は5,500本/haを超える過密林となる現状を明らかにした。また間伐試験後の立木調査や群落構造の変化を調査した。間伐による材積は65.4 m3/haで、その経済価値は200-500 USD/haと評価された。間伐による森林管理が健全な再生林を育成し、CO2固定能や生態学的機能、また利用可能資源の確保など、沿岸地域の経済活動に貢献できる可能性を示すモデルの確立を目指した。調査はインドネシア共和国リアウ州スンガイアサム(00°42'S、103°18'E)のRhizophora apiculata植林群落について実施した。対象とした群落は、申請者らが平成19-20年度にJSPSの二国間交流事業で調査した群落と同じである。当時15年齢だった林が5年経過した610年齢に成長し、今回はこれら610年齢の5種樹齢を対象に調査した。林分構造:6、7、8、9、10年齢の立木群の平均樹高はそれぞれ10.8、12.4、13.7、14.3、14.2mであり、8年齢以降の伸長が小さかった。DBH(Diameter at Breast Height;胸高直径)はそれぞれ5.18、7.81、8.51、9.10、10.0cmと成長に応じて増加したが、樹高と同様に8年齢以降の増大は小さかった。生育密度は38、16、14、13、12本/25m^2であり、1ha当たりでは15、200、6、400、5、700、5、200、4、800本/haとなった。生産構造図:今回調査した6、8、10年齢と過去に同地で調査した15年齢群落の生産構造図を合わせると、樹齢とともに、樹高の成長に加えて同化器官(葉と葉の芽)及び非同化器官(幹と枝)とも大きく成長していることが明らかになった。立木バイオマス量:6、8、10年齢の立木バイオマス量は、それぞれ地上部で30.7、62.0、74.8kg/本、根は17.5、16.4、15.4kg/本で、ha当たり732、439、433 ton/haと評価され、6年齢が8年齢及び10年齢よりも約70%大きかった。T/R比はそれぞれ1.76、3.78、4.85と算出され、立木成長に合わせて値が増加した。生長曲線の作成と年間の炭素蓄積量の評価:6種樹齢の立木バイオマス量を用いて、作成した生長曲線から、最大現存量は地上部で82kg/tree、根で21kg/tree、立木全体で95kg/treeになると推定された。10年齢以降は成長が停滞し、生長曲線の微分値で求めた年間のバイオマス蓄積量は、68年齢に生長ピークを迎えてこの時期に最も大きくなると示された。単立木当たりの年間のバイオマス蓄積量は、地上部が2.1818.9kg/tree/yr、根が0.872.71kg/tree/yr、立木全体では2.9724.3kg/tree/yrと評価された。今年度は森林管理モデルの開発を進める目的で、間伐効果の解明に重点を置き、インドネシア・スマトラ島南東部ランプン州東部マルガサリの20年齢オオバヒルギ再生林で調査した。基本的調査と間伐処理:3つの調査地に半径7mの円形プロットを3こずつ計9つ設置し、プロット内の立木全ての本数と胸高直径(DBH)を測定し、全ての立木にタグを取付け、継続調査できる永久調査プロットとした。間伐前のバイオマス量と生育密度は、163 t/ ha(44.4 tC/ ha)と5,500木/haで1.5m間隔以下の高密度であったが、間伐後の生育密度はA、B区で2,555、3,053木/haへ減少し、A区では約2m間隔の密度まで低下した。間伐による群落内光環境の変化:間伐前の光減衰率は97.8%であったが、間伐後はA区81.4%、B区84.4%と低下した。間伐材の材体積及び経済性評価:幹の間伐材積量はA区52.9 m3/ha、B区20.3 m3/haであった。

間伐材の乾物重は、それぞれA区62.5 t/ha(17.0 tC/ha)、B区24.0 t/ha(6.55 tC/ ha)と評価された。現地では、薪炭材のマングローブ材の価格は80,000 IDR/t(約800円)、製品化された木炭材は2,500 Rp/kg(約25円)で販売される。今後は地域経済の活性化に利用できる森林管理モデルの開発を進めたい。オオバヒルギ再生林の光合成能力:間伐前の林内に7mの調査タワーを建て、キャノピー上層での光合成速度の光反応と温度反応を測定した。光合成の光反応で得た最大光合成速度(Pmax)は14.8mol/m/s、温度反応のPmaxは葉温29.4°Cで16.8mol/m/sと適温域は30°C前後と推察された。ヒマワリ・モデル試験:密度効果に草丈が影響することを示唆する結果が得られた。本研究は、間伐によるマングローブ再生林の健全な育成とCO2固定の効率化を図る森林管理モデルの作成を目的としている。本年度は、インドネシア・ランプン州・マルガサリにおいて、前年度の間伐処理から1年が経過した21年齢オオバヒルギ再生林を調査した。間伐区(A、B)と対照区(C)における年間のDBH生長量は、それぞれ0.77±0.45、0.57±0.62、0.30±0.28 cm/年となり、間伐区で個体立木の生長が促進されることが明らかになった。間伐前の過密な立木群内の相対照度は2.24%と極めて低かったが、間伐直後はAおよびB区でそれぞれ18.6および15.2%へ大きく増加した。間伐から一年後、間伐区の相対照度は5.43及び4.17%まで減少し、C区の3.18%と類似していた。これは間伐によって形成されたキャノピーギャップに枝葉が伸び、林床に届く光量が減少した結果と考えられる。しかしながら、キャノピー内部の相対照度は、A区はC区よりも1.0 m深で2倍(25%)、1.5 m深では3倍(14%)大きかった。このことは間伐後、キャノピー構造が変化したことを示している。同時に、ヒマワリを用いた間引きの効果を検討した試験において、生育期間を通して60 cm密度で育成した区(271g/m2)に対し、30 cm密度で植付け、その後60 cm密度へ間引きした区で総乾物量は282g/m2と増大する間引きの効果が確認された。また、マレーシア・マタン・マングローブ保護林に出向きマングローブ材を用いた炭及び建設用材の生産について調査し、間伐材の経済的活用の可能性を確認した。さらに、環太平洋諸国における農業環境問題とその対策に関する国際シンポジウム(II)にインドネシア・ランプン州ランプン大学から3名の研究者を招聘し、地域経済に対するマングローブ植林の課題と可能性について検討を加えた。26年度が最終年度であるため、記入しない。熱帯作物作物改良学26年度が最終年度であるため、記入しない。予定したスマトラ島での現地調査は、順調に実施でき目的とするデータを得ることができた。但し、予算の関係から2月の調査はできなかったこと、ヒマワリの圃場調査が昨夏の豪雨による被害で十分な結果が得られなかったことから、概ね順調に進展していると自己評価した。本研究の目的は、(1)マングローブ再生林の炭素固定能を評価するCO2固定予測モデルの確立、(2)間伐による個体数管理の影響を解明し、間伐によるマングローブ再生林の健全な育成やCO2固定の効率化等を図る森林管理モデルを作成、(3)沿岸生態系への有機炭素供給力を評価できる手法を開発し、マングローブ再生林の生態学的な役割を定量評価することである。平成24年度は、平成19・20年度JSPS二国間交流事業で調査した15年齢のフタバナヒルギ林において5年を経過した同一林での調査を行い、マングローブ個体の成長モデルをほぼ確定し、1x1mの密度で植林されたフタバナヒルギ林では8年目から成長の停滞が始まり10年目には最大成長に達し、原生林でみられる最終バイオマスを達成するためには適切な間伐が必要なことが明らかになった。この点では、当初の目的の(1)と、(2)の50%を達成したと評価できる。
身体活動を通じた総合的課題解決能力の育成を目的とする教養教育の指針づくり

本研究課題では,社会におけるコミュニケーション能力の育成に効果が期待できる大学体育授業の要因を検討した。その結果,複数の選択肢を提供した上で学生間のディスカッションを通じた活動内容の選択を図る教育方略の重要性が明らかになった.加えて,少人数でディスカッションする機会を数多く設定することによって,学生間のコミュニケーションに対する満足度や授業を通じた友人数などは,授業期間が短くても増加することが明らかになった.本研究課題では,社会におけるコミュニケーション能力の育成に効果が期待できる大学体育授業の要因を検討した。その結果,複数の選択肢を提供した上で学生間のディスカッションを通じた活動内容の選択を図る教育方略の重要性が明らかになった.加えて,少人数でディスカッションする機会を数多く設定することによって,学生間のコミュニケーションに対する満足度や授業を通じた友人数などは,授業期間が短くても増加することが明らかになった.教養教育における体育・スポーツ関連科目では,科目の意義や必要性を踏まえるに留まらず,大学の求める教育理念等を含めた上で,様々な能力の育成が重要視されるべきである.本研究では,教養教育としてのスポーツ・体育関連科目における身体活動を通じて,社会的コミュニケーション能力や実践力,適応力の育成が可能となるために含まれるべき諸要因を検討し,単なる健康づくりや運動時間の確保に留まらない,高等教育において期待される課題解決能力の育成を目指した授業展開の指針づくりを進める.初年度(平成21年度)は,身体活動を通じた構想力や問題設定力,コミュニケーション能力等のデザイン能力の育成を意図した授業を展開し,従来実践されていた授業と比較することにより新たな授業の効果を検証した.具体的には,大学での教養教育として実践されているスポーツ・体育関連の3つの授業それぞれにおいて,学生の活動,教員からの指示・指導が異なる内容を適用した.その結果,授業中の実技課題に対し,学習者間のグループ・ディスカッションを通じて全く自由に活動内容を決定させた授業の学生と比較して,複数選択肢から活動内容を選択させた上で実技を実践させる教授方略を用いた授業の学生において,授業後のコミュニケーション行動に関する自己効力感や満足度がより高値を示した(大学体育学7:41-56,2010).このような自己効力感などにおける効果は,将来の種々の実務場面においても転化が期待でき,学生の課題解決能力育成に有益であると推察される.最終年度である平成22年度は,初年度から継続して新たな教授方略の検討を進めるとともに,授業で得られたコミュニケーション行動に関する自己効力感などの高まりが,学生の日常生活における種々の場面に転化される程度について調査・検討を進める予定である.社会的コミュニケーション能力や実践力,適応力,課題解決能力の育成を目指したスポーツ・体育関連授業の教授法開発について,平成22年度も継続して検討を実施した.研究初年度に「デザイン能力育成に主眼をおいた授業」によって効果が認められた「学習者間のディスカッションを通じて複数選択肢から活動内容を自己選択・決定させる教授方略」を授業での活動の基本とし,コミュニケーションの頻度・密度を高めることを目的に,ディスカッションを行う集団の構成人数(21年度:6-8名)をより少数(4-5名)に,活動期間(21年度:週1回・15週から集中で5日間)をより短期間に設定して検討を行った.その結果,「授業や他の受講者とのコミュニケーションに関する満足度」において,21年度よりも本年度の授業で統計的に有意な高値を示した.同様に,「授業を通じて成立した友人関係維持への自信」なども,本年度の履修者の値が21年度の授業履修者よりも有意に高値を示した.しかしながら,授業を通じて得られた効果の一般社会における般化の可能性を示す「将来,初めて会う人とうまくコミュニケーションがはかれることへの自信(自己効力感)」については,21年度と本年度の授業履修者間で有意な差異は認められなかった。本研究課題の遂行を通じ,将来の実社会におけるコミュニケーション能力の育成を目的に大学でスポーツ・体育関連授業を行う場合,全く自由に活動内容を決定させるのではなく,複数の例を選択肢として提供した上でディスカッションによって活動内容を選択・決定させる方略を用いた授業の有用性が示唆された.また,授業期間が短くとも活動に際して少人数グループを採用することで,他者とのコミュニケーション活動に対する満足度は向上し,授業によって成立した友人関係を維持する自信なども増加することが明らかになった.
統合的脳MRIネットワーク解析によるALSの運動機能-前頭葉機能間関連性の解明

前年度に引き続き、名古屋大学医学部附属病院神経内科に通院し、El Escorialの診断基準でprobable以上であり、頭部MRIの撮影が可能である孤発性筋委縮性側索硬化症(ALS)115例に、本研究の趣旨・方法などを説明し、文章によりインフォームドコンセントを得て、3.0テスラ頭部MRIを撮影した。全例MRI撮影時に、臨床評価項目としてALS Functional Rating Scale-Revised(ALSFRS-R)を用いたスケール評価を行い、さらに直近に検査を行った73例については、半年後のALSFRS-Rを再評価した。中途死亡例については、その原因も含め探索することで、全例半年後の状態を確認した。Voxel Based Morphometry (VBM)による脳容積測定(volumetry)とともに、拡散テンソルについては今年度新たにTract-Based Spatial Statistic(TBSS)を用い、Fractional Anisotropy(FA)を用い定量化した上で白質繊維障害を評価した。結果として、ALS群では登録時のvolumetryやFA低下はそれぞれコントロール群に比べて、中心前回や錐体路周辺の他に、前頭葉や基底核にも萎縮とFA低下を認めた。またALSFRS-R低下の速い群では遅い群と比べ、脳萎縮や白質変性が運動野のみならず、前頭葉や基底核にも早期から萎縮とFA低下を認めていること、また加齢に伴いその萎縮・変性がより強く出現していることが判明した。このことから、多軸高磁場拡散テンソルとfMRIを組み合わせた、ALSの大脳灰白質並びに白質の脳内ネットワーク解析を行なった。名古屋大学医学部附属病院神経内科に通院し、El Escorialの診断基準でprobable以上であり、頭部MRIの撮影が可能である孤発性筋委縮性側索硬化症(ALS)55名に、本研究の趣旨・方法などを説明し、文章によるインフォームドコンセントを得ることができた。登録できた55名のALS患者に対し、臨床評価項目として神経学的診察所見・臨床評価スケールとしてALS Functional Rating Scale-Revised (ALSFRS-R)を評価した。同時に3.0T MR装置を用い、最適化された条件で頭部MRIを撮像した。また半年後にALSFRS-Rによる臨床評価スケールを用い、中途死亡例についてはその原因も含め、全例の状態を確認した。Voxel-Based Morphometryによる脳容積測定(volumetry)、拡散テンソルから得られたfractional anisotropy(FA)、mean diffusivity (MD)をそれぞれ解析した。登録時のvolumetory、FA・MDはそれぞれコントロール群と比べて、中心前回や錐体路周辺の他に前頭葉にも変性を認めた。また継時的な臨床評価スケールとの関係では、ALSFRS-Rの低下が速い群は遅い群と比べ拡散テンソルによる錐体路変性は軽度であるものの、運動野から前頭葉への弥漫性脳萎縮を認めた。このことから、ALSでは大脳皮質・白質両者の変性を生じる中で、大脳変性がその病態進行に影響を与えているものと考えられた。今後より症例数を増やすとともに、fMRIと拡散テンソルを組み合わせた大脳灰白質・白質の脳内ネットワーク解析を順次行っていく予定である。名古屋大学医学部神経内科および附属病院では、年間約30-40名程の新規診断目的とした筋萎縮性側索硬化症(ALS)症例を担当している。これらに対し現在順次MRI撮影を行うとともに、神経所見とともにALSFRS-Rなどの各種臨床スコアを経時的に測定することで、対象症例の蓄積とともに順次解析を行っており、ともに概ね順調に進展・推移している。また新たな解析手法も適宜追加できる体制になっており、よって概ね順調に進展していると考えられる。現在は脳容積・拡散テンソルと臨床スコアの関係解析を行っており、脳容積解析では大脳皮質のび慢性萎縮・特に運動野と前頭葉の萎縮を強く認めるもの、拡散テンソル解析では錐体路変性を強く認めるもので、運動機能の進行が速いことが判明してきた。

また現時点では、拡散テンソルによる変性よりも、大脳皮質の萎縮の強いものの方が運動機能の悪化とその後の予後進行悪化に深く関わっていることが判明した。このため、今後大脳皮質の問題においてはfMRIのデータを加え解析を行うことを予定している。また大脳白質に関しては拡散テンソル解析を行い、筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対する大脳皮質・白質それぞれのネットワーク解析とその障害像を明らかにしていくことで、ALSの大脳機能形態変化を示していく予定にしている。また当初の目的でもある錐体路・上位運動ニューロンと大脳全体の関係も併せて探索していく予定である。
協調探索における戦略理解・考察能力育成のための探索コンテクスト抽出・視覚化手法

協調探索では,自身の探索意図をクエリとして上手く表現し,経緯や結果を協調メンバ間で的確に相互把握しながら最善の探索方針を模索する「探索戦略の理解・考察能力」が重要だが,経験の浅い未熟者にとってその能力修得は難しい.本研究では,Web探索に介在する履歴データ群の一体的管理を可能とする支援システムを開発した.あわせて,探索意図と閲覧実態の差異抽出手法,協調メンバ間の探索方針の差異抽出手法をそれぞれ開発した.これらの手法に基づいて,探索コンテクスト中の差異抽出と探索者への示唆を担う機能を支援システムに実装することで,協調探索における戦略理解・考察能力育成支援の新たな可能性を示唆した.多くの学習活動において重要な要素となっている協調探索では,自身の探索意図をクエリとして上手く表現し,経緯や結果を協調メンバ間で的確に相互把握しながら最善の探索方針を模索する「探索戦略の理解・考察能力」が重要だが,経験の浅い未熟者にとってその能力修得は難しい.本研究では,この探索戦略の理解・考察を左右する重要要素として,探索コンテクストの自己・他者2重の把握困難性に着目し,その抽出・視覚化手法の開発を目的とする.そのために,探索意図と閲覧実態の差異抽出手法,協調メンバ間の探索方針の差異抽出手法をそれぞれ開発する.その上で,探索コンテクストについて,その差異を含めた視覚化を可能とする支援システムを開発する.これにより,協調探索における考察能力育成支援の新たな可能性を探る.27年度は,探索コンテクスト中の差異抽出手法の開発に取り組んだ.まず始めに,協調探索支援に関する最新動向の調査を行った.続いて,実際の探索活動における履歴情報を観察・分析し,探索オブジェクトの抽出手法を開発した.その上で,探索オブジェクトの属性情報の分析により,探索意図と閲覧実態の差異,協調探索メンバ間の探索方針の差異の抽出方法について検討した.当初の予定通りのスケジュールで進んでいると考えられる.多くの学習活動において重要な要素となっている協調探索では,自身の探索意図をクエリとして上手く表現し,経緯や結果を協調メンバ間で的確に相互把握しながら最善の探索方針を模索する「探索戦略の理解・考察能力」が重要だが,経験の浅い未熟者にとってその能力修得は難しい.本研究では,この探索戦略の理解・考察を左右する重要要素として,探索コンテクストの自己・他者2重の把握困難性に着目し,その抽出・視覚化手法の開発を目的とする.そのために,探索意図と閲覧実態の差異抽出手法,協調メンバ間の探索方針の差異抽出手法をそれぞれ開発する.その上で,探索コンテクストについて,その差異を含めた視覚化を可能とする支援システムを開発する.これにより,協調探索における考察能力育成支援の新たな可能性を探る.28年度は,探索意図と閲覧実態の差異の抽出手法の開発に取り組んだ.前年度に検討した探索意図と閲覧実態の差異,および,協調探索メンバ間の探索方針の差異の抽出手法を導入し,探索コンテクスト視覚化システムを設計・開発した.各抽出手法のモジュール化,ユーザビリティに配慮したインタフェース・インタラクション設計,探索オブジェクトなどのデータ管理に関わる内部設計等を行った.その上で,それらを基にプロトタイプを実装した.また,視覚化システムのプロトタイプを実際の協調Web探索に適用し,実践試用することで,システムの有用性や,協調探索における戦略考察とその能力育成を左右する要因の抽出等,丁寧な検証・知見集約に努めた.協調探索では,自身の探索意図をクエリとして上手く表現し,経緯や結果を協調メンバ間で的確に相互把握しながら最善の探索方針を模索する「探索戦略の理解・考察能力」が重要だが,経験の浅い未熟者にとってその能力修得は難しい.本研究では,Web探索に介在する履歴データ群の一体的管理を可能とする支援システムを開発した.あわせて,探索意図と閲覧実態の差異抽出手法,協調メンバ間の探索方針の差異抽出手法をそれぞれ開発した.これらの手法に基づいて,探索コンテクスト中の差異抽出と探索者への示唆を担う機能を支援システムに実装することで,協調探索における戦略理解・考察能力育成支援の新たな可能性を示唆した.28年度は,主に,探索意図と閲覧実態の差異の抽出手法の開発に取り組む.まず,27年度に開発した抽出手法を導入し,探索コンテクスト視覚化システムを設計・開発する.各抽出手法のモジュール化を行い,ユーザビリティに配慮したインタフェース・インタラクション設計,探索オブジェクトなどのデータ管理に関わる内部設計等を行う.その上で,それらを基にプロトタイプを実装する.その後,視覚化システムのプロトタイプを実際の協調Web探索に適用し,検証を実施する.この際,抽出精度だけでなく,協調探索における戦略考察とその能力育成を左右する要因について,できる限り丁寧な観察・知見獲得に努める.28年度が最終年度であるため、記入しない。教育工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
蛋白質/DNA複合体の構造

塩基配列に特異的なDNA結合蛋白質として、分裂酵母のAP1様転写制御因子papl+、ヒトのインタ-フェロン関連遺伝子の転写制御因子IRF2、大腸菌の浸透圧レギュロンの転写因子OmpR、大腸菌の複製終結点結合因子Tarについて、また、DNA塩基配列には非特異的な結合蛋白質として大腸菌のクロモゾ-マル蛋白質HーNS、大腸菌の単鎖DNA結合蛋白質SSB、RNAと結合する蛋白質として大腸菌のRAS/EFーTu様蛋白質EraはDNA結合ドメインのサブクロ-ニングや大量精製を終了し結晶化の段階に至った。特に、SSBについては、結晶化に成功し、シンクロトロン放射X線を用いて分解能4A^^°までの回折デ-タを収集した。また、HーNSやEraについては微結晶や球晶の観察で結晶成長の可能性が確認された。酵母リボゾ-ムの大量精製を行い、80S粒子が安定に存在できる条件を見いだした。X線構造解析としては、好熱菌HUの高分解能(2A^^°)での構造精密化を行った。大腸菌HUと合成DNAの複合体結晶は分解能3.7A^^°でR値が29%まで構造を精密化した。イメ-ジングプレ-ト(1P)からの強度読み取り機の導入により、IPを装着した巨大ワイセンベルグ型X線カメラを用いたシンクロトロン放射X線による迅速X線回折強度デ-タ収集の効率化を計った。カイコ絹糸腺抽出液中に検出したDNA超らせん形成する因子(酸性蛋白質、50KDa)をクロ-ニングしつつあり、この因子の活性へのデキストラン硫酸などポリアニオンの効果を調べた。超らせんによる転写の律速段階であるTFIID/プロモ-タ複合体形成の促進効果を種々のプロモ-タを用いて検討し、その普遍性を確認した。大腸菌RecAのキメラ分子を数多く作成し、大きくは3つドメインをもち、中央のドメインは4つの領域に分かれることが明らかになった。
公害裁判における疫学的証拠基準の日米比較

28年度は、公害の歴史と裁判資料の精読、日本文化人類学会誌の研究展望論文「軍事環境人類学の展望」(文化人類学81(1), 93-107, 2016 )の最終校正を行ったほかに、2回の学会発表と1回のシンポジウム発表、そして29年度初頭の学会発表の準備を行った。2)日本文化人類学会@南山大学(5月29日)研究発表「曖昧さの倫理毒物リスクと不在の「被害者」」。3)フィールドネット・ラウンジ・シンポジウム「「毒」のバイオグラフィー学際的な知の交差を通じて現代世界のフィールドワーク手法を考える」(2017年1月21日@東京外語大学)研究発表:「「枯葉剤は毒ではない」...?アルーイからブルックリンへ」28年度は、弁護士や疫学者のインタビュー、アスベスト・ダイオキシンなどの公害問題の科学史的研究を主に行うつもりでしたが、思うように研究が進みませんでした。代わりに、学会発表(1)(2)と投稿論文の校正、博士論文を基にモノグラフを出版する準備などを行いました。また、2016年8月に岡山大学に就職し、新プログラム設立に関わり始め、一時的に研究にかけられる時間が減りましたが、2017年に入り、少し研究を再開できるようになり、シンポジウム(3)と学会発表(4)の準備と、先行研究を中心とした文献の精読を行いました。今後は、疫学と毒性物質研究の科学史的研究を、文献とインタビューを通して行う。また、岡山大学に就職し、香川県の豊島に近くなったため、今後は「豊島産業廃棄物事件」に関する聞き取り調査とこれらを合わせて行う。2015年12月にはオーストラリア人類学会研究大会に参加し(発表なし)、軍事と環境問題(毒物災害)に関する研究者と今後の研究協力、シンポジウム開催などについて打ち合わせを行った(メルボルン大学)。2015年9月以降は、2015年5月の国際人類学会におけるパネルをオーガナイズし、パネルと発表の準備を手掛けている。2016年3月にはバンクーバーにて、ベトナムにおけるダイオキシン研究を行ったハットフィールドコンサルタント会社の科学者のインタビューを行った。ポスドク研究の新テーマに関しては、2015年度は主に文献の精読を行った。テーマとしては、法と科学、統計学と疫学に関する科学技術研究の理論的先行研究、日本の公害裁判に関する書籍、そしてその他の毒物災害に関する著書を読んでいる。2016年1月には、日本疫学学会研究大会に参加し(発表なし)、研究発表を聞くことを通して、日本疫学学会における最近の動向を探った。2016年2月には豊島産業廃棄物処理場を視察しました。2016年3月には、ニューブランズウィック(カナダ)枯葉剤裁判に関する研究協力者との打ち合わせを行い、裁判当時に使われた資料などのアーカイブ書類を入手し、現在読んでいる。27年度の研究目標は、公害・環境リスクに関する科学技術研究と疫学と統計学の歴史の先行研究の整理、日本の公害裁判の判例の分析、公害裁判にかかわったことのある弁護士のインタビュー、そして、ダイオキシンに関する科学と法の日米比較の論文の執筆でした。前年度から手掛けていた論文の執筆・再投稿などがあったため、弁護士のインタビューとダイオキシンに関する論文の執筆を手掛けるには至りませんでしたが、毒物災害におけるリスクと不確実性や日本の公害問題に関する先行研究、疫学の歴史の読書・整理などにおいては一定の成果がありました。今年度は、これまでの先行研究の整理を続けるとともに、弁護士のインタビューなどのフィールド調査を行う。博士論文を本として書き直す作業をし、有機水銀とダイオキシンに関する研究を比較し、1970年代の毒の定義の転換期に焦点を合わせた論文を書き投稿する。日米のアスベストに関する判例・裁判資料、環境規制資料などを、科学的証拠基準に的を絞って調べる。アスベストに関する科学史を疫学と毒生物学を中心に調べる。
活性化グリアが敗血症性脳症発症にはたす役割の解明

行動解析に適した敗血症モデルラット(リポポリサッカライド(LPS)腹腔投与およびCecal ligationand puncture(CLP)作成マウス)を作成し、脳組織を摘出、免疫組織化学法によりグリア細胞の活動性を評価した。また、real time PCR法により炎症性サイトカインmRNAの発現量を定量した。敗血症性モデル動物では、グリア細胞が活性化し、脳内により多くの炎症性サイトカインが存在することが明らかにされた。マウスCecal ligationand puncture (CLP)モデルを作製し、脳組織を摘出、組織切片を作製した。活性化マイクログリアの選択的マーカーであるOX-42抗体と活性型アストロサイトの選択的マーカーであるGFAP抗体を用い、活性化グリア細胞の指標タンパクに対する免疫組織化学を行うことでCLPマウスの中枢神経におけるグリア細胞の活性化を評価した。免疫染色の結果、OX42陽性細胞数、GFAP陽性細胞数ともにCLPマウスにおいて有意な増加を認めた。OX42陽性細胞、GFAP陽性細胞はともに、大脳皮質および海馬の領域において顕著な発現が認められた。今後、脳内炎症性サイトカイン(IL-1beta, IL-6, TNF-alpha)の発現がCLPマウスにおいてどのように変化するのかをRT-PCRなどを用いて検討したいと考える。また、抗サイトカイン抗体の前投与によって、CLPモデルによる脳内グリア細胞の活性化が抑制できるか否かを検討したい。中枢神経における活性化グリア細胞の同定CLPマウスから脳組織を摘出し、特異抗体で染色を行い活性化グリア細胞を同定した。その結果、グリア細胞の特異的マーカーであるGFAP陽性細胞がCLPマウスの大脳皮質と海馬領域において増加することが明らかになった。HMGB-1、IL-1beta、TNF-alphaに対する抗体を用いた免疫組織化学によってこれらサイトカインのシグナルが脳内において発現増加することを確認した。IL-1betaについてはGFAPとの二重染色を行ったが、IL-1betaの発現はGFAP陽性細胞の一部とともにGFAPを持たない細胞にも認められた。今後、IL-1betaだけでなくHMGB-1やTNF-alphaについてもどのような細胞に発現が増加するか二重染色法を用いて検討したい。脳内サイトカインの発現量の検討HMGB-1、IL-1beta、TNF-alphaの発現をリアルタイムPCRによって遺伝子レベルで定量した。CLPマウスから摘出した脳からmRNAを抽出しcDNAを作成、リアルタイムPCR法によって発現量を定量し、未処置マウスから摘出した脳のcDNAを比較した。beta-actinの発現量を基準として定量を行うと、CLPマウスでは未処置マウスにくらべてHMGB-1、IL-1beta、TNF-alphaのmRNA発現量が増加する傾向が認められた。今後測定条件を調整し、サンプル数を増加させることで統計学的な有意差を持って発現が増加するか否かを検討したい。
サイクリックヌクレオチドによる花粉発芽・受粉制御機構

目的:自家不和合性に関与するS糖タンパク質をコードするS遺伝子群(S-RNase)がタバコやペチュニアなどのナス科植物から多く得られている。最近、リンゴでもS-RNasoと相同性のある遺伝子が存在することが示されたが、自家不和合性の機構は不明であり、自家不和合性品種等の識別に利用できるプローブもみつかっていなかった。本研究では自家和合性品種Malus domestica cv.Megumiとその花粉親である自家不和合性品種Jonathanを用いて花柱及び柱頭からS-RNaso遺伝子の単離を試みた。その結果得られた一部のクローンを用いて、リンゴ品種の分類、識別への応用を検討した。研究成果:自家不和合性に関与するといわれているS遺伝子を参考に作成したプライマーを用いたPCRの結果、2種類の転写産物(P1及びP2)が検出された。P2に対応するmRNAはJonathanの柱頭の成熟過程で減少し、Megumiの方が発現量が多かった。P1に対応するmRNAは、柱頭以外の葯、花弁、葉、がくにおいて発現がみられ、特に花弁で多く葉での発現が少なかった。しかし、自家不和合性との関連性は明らかにできなかった。発現が認められなかったA-2及びA-4クローンをプローブに用いたDNAフィンガープリントは、野生種及び栽培品種においてバンドパターンの相違がみられ、品種識別に有効なクローンであることが示された。また、バンドパターンの違いから自家不和合性と和合性の識別においても有効であることが示唆された。Megumiの後代を用いた結果から、パターンには固体差はなく世代を超えて保存されることが推察された。MegumiおよびJonathanの柱頭抽出液のRNase活性を、各種のHPLCカラムをもちい比較したが、両者のパターンに相違はみられなかった。この他、S-RNaseはタンパク合成系を阻害するので、その反応機構を解明するため、植物のタンパク質合成系の解析を行い、基本骨格を確立した。
論理関数処理を用いたFPGA用テクノロジマッパ開発

高速に論理関数の単純直交分解を求めるアルゴリズムを核にして、4入力LUT×2+3入力LUT×1、という基本構成を持ったFPGA用のテクノロジマッピングアルゴリズムの開発を行った。このアルゴリズムを試験的に実装したプログラムを用いた実験の結果、単純直交分解を用いない従来手法に比べて数十倍百倍程度の高速化が達成できることを確認した。次に、FPGAの基本構成に制限を設けずに、与えられた論理関数を実現する任意の個数のLUTネットワークを自動合成する手法の開発を行った。この手法も前述のテクノロジマッピングアルゴリズムと同様に、論理関数の単純直交分解を求めるアルゴリズムを応用したもので、論理関数処理を用いながら比較的高速に処理を行うことが可能となっている。ベンチマーク回路を用いた実験結果によれば、6入力以下の関数は4入力LUT2つで実現可能な場合が多いことがわかった。論理関数処理を用いずに回路の構造に基づいてマッピングを行った場合には同一の関数を実現するのに必要なLUTは平均で約3.5であり論理関数処理の有効性が明らかとなっている。テクノロジマッピングアルゴリズムは、設計対象の部分回路をFPGAやセルライブラリ中のセルにマッチングさせるマッチング処理と、そのマッチのなかで最適なものを選択してゆく被覆処理の2つの部分からなる。この後半部分の被覆処理の高性能化を行った。従来はDAGを木状回路に分解し、おのおのの木状回路に対して木被覆問題を解くというヒューリスティックが用いられている。今回、木状回路へ分割した場合と等価かそれよりもよい解を常に得ることができるヒューリスティックとしてDAGタイリングアルゴリズムを開発した。DAGタイリングの計算複雑度は与えられた回路のサイズの2乗であるので、実用的な回路に対しても適用可能である。本研究では,設計対象の論理回路を効率よくFPGAで実現するためのテクノロジマッピング手法の開発を目指している.2年計画の初年度である今年は,テクノロジマッピングの主要処理であるマッチング処理の高性能化を行った.従来のFPGA用のマッチング処理は回路の構造に基づくもので,高速に処理を行うことができるが,マッチング結果がその回路構造に大きく依存するため,初期回路の構造が悪いと結果の回路の性能を改善することが難しい.これに対して,本研究では論理関数処理を応用した「ブーリアン・マッチング」と呼ばれる手法を開発した.このブーリアン・マッチングのアイデアは古くから提案されていたが,計算時間が構造に基づくものに比べて数十倍から数百倍遅いことが多く,実用的ではなかった.今回,二分決定グラフ(binary decision diagrams : BDDs)と呼ばれるデータ構造を用いて,与えられた論理関数を高速に直交分解するアルゴリズムを考案し,そのアルゴリズムを用いてこのブーリアン・マッチング処理を高速化することに成功した.ベンチマーク回路を用いた評価実験では同等の性能を有する従来のブーリアンマッチング処理に比べて50倍100倍程度の高速化を達成している.それでも構造に基づくマッチング処理よりは数倍低速であるが,テクノロジマッピング後の回路の性能はブーリアンマッチング処理を用いたもののほうが優れているので,結果の回路の質と計算時間のトレードオフを考慮することができる範囲に入っているものと思われる.高速に論理関数の単純直交分解を求めるアルゴリズムを核にして、4入力LUT×2+3入力LUT×1、という基本構成を持ったFPGA用のテクノロジマッピングアルゴリズムの開発を行った。