hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地熱発電の持続可能性向上手法の海外フィールドへの適用

滝上地熱発電所地域で用いられ改良されてきた繰り返し精密重力測定による地熱貯留層モニタリング手法は、海外の地熱地域(インドネシア・カモジャン地熱地域及びニュージーランド・オハアキ地熱地域)においても適応可能であることが示された。また、絶対重力測定と相対重力測定を組み合わせるハイブリッド重力測定は、重力変動の検出の確度を高めることに有効であることが示された。一方で、それぞれの地熱地域に応じた測定仕様を考えなければならないことも明らかになった。当初の平成21年度の計画では、最初に相対重力計のアップグレードを実施する予定であったが、カナダにある重力計のメーカー側より、社内の事情によりアップグレードには半年近くの時間が必要との連絡があった。そのため、まず現有の相対重力計により、これまで精密重力測定を継続してきた滝上地熱発電所地域において重力測定を行い、続いてインドネシア・ジャワ島のカモジャン地熱発電所地域において、インドネシア大学と合同で1回目の精密重力測定を実施した。この測定では、総合地球環境学研究所より借り受けている可搬型絶対重力計を用いた絶対重力値の測定も並行して実施された。また平成21年度の計画では、ニュージーランド・北島のオハアキ地熱発電所地域における精密重力測定も予定されていたが、世界保健機関による新型インフルエンザの世界規模のパンデミック宣言、及び日本、ニュージーランド両国における流行を受け、同年度における実施を見送り、このための予算を平成22年度に繰り越した。このような経緯の結果、アップグレードのための現有相対重力計の重力計メーカーへの発送は、カモジャン地熱発電所地域の精密重力測定が終了した後に行った。アップグレードの完了は平成22年3月であった。平成22年度には、ニュージーランドの研究機関であるGNS Science及びオハアキ地熱発電所を運転するContact Energy社と合同で同地域の1回目の精密重力測定を実施した。カナダにある重力計のメーカー側の理由により相対重力計のアップグレードの完了が平成22年3月になったため、今年度は、まずこれまで繰り返し精密重力測定が継続されている大分県滝上地熱発電所地域において、アップグレードされた相対重力計の性能評価を行った。対象地域に設定した29点の精密重力測定点でアップグレード後の相対重力計による重力測定を行うと共に、その中の数点では別件で総合地球環境学研究所より借り受けている可搬型絶対重力計を用いて絶対重力値の測定も実施し、重力計アップグレード前の平成22年度の同地域の重力測定結果と比較した。その結果、両者の測定値は整合しており、アップグレード後の相対重力計を用いて重力変動モニタリングを引き継いでも問題が無いことを確認した。この結果を踏まえ、インドネシア・ジャワ島のカモジャン地熱発電所地域において、インドネシア大学と合同で2回目の重力測定を実施した。カモジャン地熱発電所地域においても、可搬型の絶対重力計による絶対重力値の測定を数点の測定点で実施し、それらの点を基準にして残りの測定点をアップグレード後の相対重力計により測定した。これらの重力測定結果を昨年度に実施した測定値と比較したところ、多くの測定点では重力値の顕著な時間変動は見られなかった。また、昨年度及び今年度に滝上地熱発電所地域及びカモジャン地熱発電所地域で得られた結果は、国内外の学会等で積極的に発表を行った。今年度は、まずこれまで繰り返し精密重力測定が継続されている大分県滝上地熱発電所地域において、平成23年度にアップグレードされた相対重力計と、別件で総合地球環境学研究所より借り受けている可搬型絶対重力計を用いて、両者を組み合わせたハイブリッド重力測定を試みた。対象地域に設定した29点の精密重力測定点中の5か所で可搬型相対重力計による重力測定を実施し、それらの点を基準にして残りの測定点を相対重力計により測定した。その結果、基準点の重力値の時間変動の問題が解決されただけでなく、測定値の精度が向上し測定時間が短縮できた。同地域は平成23年度の結果に引き続き、重力値が時間と共に微増の傾向にあり、地熱流体の周辺からの酒養が推定された。次に平成23年7月に、インドネシア大学及びインドネシア・ジャワ島のカモジャン地熱発電所を運転するPertamina Geothermal Energy社と合同で、同地域の3回目の重力測定を実施した。しかしながら、今年度はカウンターパートとの日程調整が難航し測定期間が短かったことと、現地において可搬型絶対重力計の動作が不安定になったことから、数点の測定点における絶対重力値の測定のみを実施した。これらの測定値は、現在不安定な動作による測定値上の誤差を補正する手法の検討を進めている。さらに、平成24年2月から3月にかけて、アップグレードされた相対重力計を用いて、ニュージーランドの研究機関であるGNS Science及びニュージーランド北島中央部のオハアキ地熱発電所を運転するContact Energy社と合同で、同地域の2回目の精密重力測定を実施した。

今年度は、九州大学伊都キャンパス及び大分県滝上地熱発電所地域において、平成23年度にアップグレードされた相対重力計と、別件で総合地球環境学研究所より借り受けている可搬型絶対重力計を用いて、両者を組み合わせたハイブリッド方式繰り返し精密重力測定を継続し、同手法の現地適用性を確認した。また海外における重力測定は、計画通りニュージーランド・オハアキ地熱発電所地域のみであり、最終年度であることから、年度末に近い過去2回の測定時期(平成22年12月、平成24年23月)より早い平成24年9月に、相対重力計を用いて実施した。発電所の生産・還元による地熱貯留層内の見掛け密度の変化以外に重力値に影響を与える要因としては、観測点の標高変化、降雨浸透、浅層地下水位の季節変化、の3つが考えられる。オハアキ地熱発電所を運転するContact Energy社から提供を受けたデータを元にこれら3つの影響を除去した結果、第1回測定から第2回測定までの期間、第2回から第3回までの期間ともに、この地域の北西部と南東部に重力の減少傾向が見られた。上記3つの影響を除去した後の重力変化を地熱貯留層内の見掛け密度変化(主として地熱流体の気相と液相の相変化)によるものと仮定して、モデル計算により、観測された重力変動量から地下の密度変化を推定した。モデル計算では、オハアキ地熱発電所地域の地熱貯留層が存在する深度500560mの範囲を一辺30mの立方体に分割し、同地域の地熱貯留層の平均的な温度の液相の熱水の密度と平均的な空隙率から算出される見掛け密度変化を各ブロックに試行錯誤的に割り振って地表における重力変化を算出し、観測結果との比較を行った。その結果、モデル計算は観測された重力変動の傾向を表現していることが判明し、本研究で実施した繰り返し精密重力測定が海外の地熱地域でも有効であることが示された。大分県滝上地域、インドネシア・カモジャン地域、ニュージーランド・オハアキ地域、それぞれについて2回以上の繰り返し精密重力測定が実施できたため、最低限の経年変化を見ることができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が最終年度となる本研究課題は、引き続き滝上地域、カモジャン地域、オハアキ地域にて繰り返し精密重力測定を実施する。しかしながら、可搬型絶対重力計の所有者である総合地球環境学研究所の平成24年度のスケジュールにより可搬型絶対重力計が使用できず、ハイブリッド重力測定ができない可能性がある。その揚合は、これまで得られたデータから重力変動が充分に小さい測定点を探し出して基準点とし、相対重力計を用いた測定を実施する。
熱環境デザインのためのシステム計画法に関する研究

(1)非定常状態における人体温熱感:人工気候室を用いて室内の乾球空気温度、相対湿度それぞれについて、波状的励振を発生させ、被験者十数名についてその応答を各部皮膚温と温熱感に関する申告を指定用紙に記入させることにより、室内温湿度の快適温度幅を統計的推定法により導いた。湿度については快適幅が非常に大きいことと下限が明瞭でないことが判明し、温度については男女の差があることも認められた。(2)空調システム設計のための気象データ:最大熱負荷に直接的に大きく影響する気象要因を取り出し、その特性を調べること、その値を定量化することを試みた。先ず日射については建築分野では気象分野とは異なり、垂直面の日射量が必要であることを考慮し、水平面前日射量を直達成分と拡散成分に分離する手法を提案し、過去十年分のデータを垂直面基準に統計処理し各月別の設計用日射量を導いた。また月別に方位別日射量の多い日には気温、湿度、風向、風速、雲量などの気象要素が如何なる特性をもつか、また暖房期においては外気温の低い日に日射を含む各気象要因がどのような同時生起をするのかを調べた。また従来の設計法ではほとんど考慮されることのなかった地域内の外気温分布特性について実測調査ならびに設計用外気温への統計的変換を行った。これらは最適な機器容量の選定や、快適な環境空間設計の資料として有用される。(3)空調装置最大熱負荷の特性解析:大空間としてのアトリウム空間の熱負荷計算を上下温度分布を考慮したブロックモデルにより解析した。床暖房の効果の大きいことを示した。(4)従来の実用的最大熱負荷計算法の検討:実用的熱負荷計算法として、従来は実行温度差法あるいは日周変動周期定常法によることが多かったが、ここでは精密な最大負荷計算法を実験計画法の適用により簡易推定する方法を提示した。これは学会の規格に採用されることとなった。
血中分泌型microRNAによる癌性カケキシアの発症と細胞間コミュニケーション

癌やAIDSといった慢性消耗性疾患における、脂肪および骨格筋量の低下を主徴とした全身性代謝障害症候群として、カケキシア(悪液質)という概念が提唱されている。全身の骨格筋量の低下はタンパク質同化/異化バランス障害の結果として引き起こされるが、その発生機序はほとんど解明されていない。本研究では、「腫瘍細胞から放出される血中分泌型microRNA(miRNA)が、骨格筋タンパク質代謝を負に制御する」との仮説を基に、癌性カケキシアモデルマウスの血中分泌型miRNAの網羅的スクリーニングおよび機能解析を行う。H30年度においては、実験的癌性カケキシアマウスに対して、運動療法介入モデル作成のための検討を行った。その結果、カケキシアに伴って惹起される種々の身体機能低下(骨格筋量減少・筋力低下など)を、有酸素運動を模した運動療法介入によって予防することが可能となった。この実験的治療モデルを用いて、カケキシアに対する運動療法介入によって誘導される血中分泌型miRNAおよび標的候補遺伝子群のスクリーニングを実施し、いくつかの候補miRNAおよび標的候補遺伝子群が同定されている。カケキシアは負の代謝制御異常を特徴とする全身性症候群であり、なぜ原発病巣から遠く離れた末梢組織(骨格筋)が強く影響を受けるのか、その制御メカニズムを含めて解明すべき課題が非常に多い。また臨床的/社会的にも、カケキシアの進行を防止するための介入戦略の探索が強く望まれている。そこで本研究では、以下の3つの研究テーマを解決すべき課題として設定している。1)原発病巣から放出されるエクソソームに内包される血中分泌型miRNAの網羅的スクリーニング2)スクリーニングされたカケキシア誘導性miRNAのin vitroおよびin vivo機能解析3)マウスおよび癌性カケキシア患者への身体運動介入がカケキシア誘導性miRNA発現に与える影響現在までに、上記研究計画のうち1)は予定通り完了した。また2)および3)を遂行している段階であり、マウスを対象にした実験では、身体運動介入によって癌性カケキシアの諸症状を予防するモデル開発が完了した。これは概ね当初設定した研究計画通りの進捗状況であり、研究全体の進捗は良好であるといえる。上記の通り、本研究の進捗状況は概ね当初設定した研究計画通りに進行しているため、特記すべき研究計画の変更/課題/対応策はあげられない。今後の研究推進の方策としては、当初計画に則り、スクリーニングされたカケキシア誘導性および運動療法介入によって発現変動する候補miRNAのin vitroおよびin vivo機能解析を進めていく予定である。H29年度においては、癌性カケキシア誘導性血中分泌型miRNAの網羅的スクリーニングを実施した。マウス大腸癌由来細胞株colon-26(C26)の皮下移植を行い、実験的癌性カケキシア誘発モデルを作成し、採取した血清および骨格筋サンプルから全RNAおよびエクソソーム分画を精製した。その後、miRNAマイクロアレイおよびDNAマイクロアレイを用いた網羅的解析を行い、癌性カケキシア誘導性の血中分泌型miRNAおよび標的候補遺伝子群を同定した。1)原発病巣から放出されるエクソソームに内包される血中分泌型miRNAの網羅的スクリーニング2)スクリーニングされたカケキシア誘導性miRNAのin vitroおよびin vivo機能解析3)マウスおよび癌性カケキシア患者への身体運動介入がカケキシア誘導性miRNA発現に与える影響現在までに、実験的癌性カケキシア誘発モデルを作成、血清および骨格筋サンプルから調整した全RNAおよびエクソソーム分画をサンプルとしたmiRNA・遺伝子発現の網羅的解析、血中分泌型miRNAおよび標的候補遺伝子群の同定、という段階まで完了している。

その結果、カケキシアに伴って惹起される種々の身体機能低下(骨格筋量減少・筋力低下など)を、有酸素運動を模した運動療法介入によって予防することが可能となった。この実験的治療モデルを用いて、カケキシアに対する運動療法介入によって誘導される血中分泌型miRNAおよび標的候補遺伝子群のスクリーニングを実施し、いくつかの候補miRNAおよび標的候補遺伝子群が同定されている。カケキシアは負の代謝制御異常を特徴とする全身性症候群であり、なぜ原発病巣から遠く離れた末梢組織(骨格筋)が強く影響を受けるのか、その制御メカニズムを含めて解明すべき課題が非常に多い。また臨床的/社会的にも、カケキシアの進行を防止するための介入戦略の探索が強く望まれている。そこで本研究では、以下の3つの研究テーマを解決すべき課題として設定している。1)原発病巣から放出されるエクソソームに内包される血中分泌型miRNAの網羅的スクリーニング2)スクリーニングされたカケキシア誘導性miRNAのin vitroおよびin vivo機能解析3)マウスおよび癌性カケキシア患者への身体運動介入がカケキシア誘導性miRNA発現に与える影響現在までに、上記研究計画のうち1)は予定通り完了した。また2)および3)を遂行している段階であり、マウスを対象にした実験では、身体運動介入によって癌性カケキシアの諸症状を予防するモデル開発が完了した。これは概ね当初設定した研究計画通りの進捗状況であり、研究全体の進捗は良好であるといえる。上記の通り、本研究の進捗状況は概ね当初設定した研究計画通りに進行しているため、特記すべき研究計画の変更/課題/対応策はあげられない。今後の研究推進の方策としては、当初計画に則り、スクリーニングされたカケキシア誘導性miRNAのin vitroおよびin vivo機能解析を進め、さらには次年度以降に予定されていた癌性カケキシアに対する身体運動介入の影響についても着手する予定である。今後の研究推進の方策としては、当初計画に則り、スクリーニングされたカケキシア誘導性および運動療法介入によって発現変動する候補miRNAのin vitroおよびin vivo機能解析を進めていく予定である。支出費目のうち、物品費・旅費・その他について、当初申請額よりも実支出額が下回ったため次年度使用額が生じた。これは、消耗品費が当初予定よりも安価であったこと、予定していた国際学会への出席が業務都合により参加できなかったこと、論文発表のための英文校正費や掲載費などが当初予定よりも安価であったこと、などの理由雨による。次年度以降は、予定しているmiRNA機能解析のための実験遂行に多くの消耗品費が必要になること、国際学会への参加を予定していることから、繰越した次年度使用額を活用予定である。
マンノース結合型イネレクチンとイネいもち病菌および白葉枯病細菌との相互作用

いもち病菌ならびに白葉枯病細菌感染時におけるマンノース結合型イネレクチン(MRL)遺伝子の発現様相と感染組織におけるMRLタンパク質の局在性、存在様式を明らかにすることにより、MRLの病害抵抗性における機能を検証することを目的に行った。その成果の概要を以下に記す。1.MRL遺伝子・産物の発現様相MRL4.85遺伝子をプローブとしてMRL遺伝子の発現様相を調べたところ、・水耕栽培した健全イネでは根にわずかに発現していたものの、茎葉部では発現していなかった。ポット栽培したイネではいずれの部位でも発現していた。・水耕条件下で、アブシジン酸、ジャスモン酸、塩(0.15MNaCl)、プロベナゾール、BTH処理で、MRLの発現は誘導されたが、オーキシン、エチレン処理では誘導されなかった。・付傷、水分ストレス、37°C高温処理等のストレス条件下、いもち病菌感染によっても急速かつ継続的に発現した。ただし、R、Sの組合せに時間的、量的に顕著な差は認められなかった。白葉枯病細菌感染においても同様の傾向が認められた。・MRL抗体によるELISA検定では、いもち病菌感染により逆にMRLタンパク質の検出量は経時的に急減した。このことは感染により、MRLが不溶・沈着化しているものと推察された。2.圃場抵抗性の異なるイネ品種間におけるMRLの発現差異イネいもち病菌/白葉枯病細菌に対する圃場抵抗性の異なる品種全てにMRL活性は検出され、その抵抗性の強弱と必ずしも明確な相関は認められなかった。3.MRLのイネ葉における存在部位と感染による変動免疫染色では維管束系、表皮細胞、葉肉細胞に広く分布していたが、機動細胞および穂ではほとんど検出できなかった。いもち病菌感染時には感染部位周縁に集積する傾向が観察され、白葉枯病細菌感染導管において、予備的にFMとMRL抗体は反応した。
生殖腺附属器官における細胞増殖および細胞死機構の解析

外科的に潜伏精巣を誘起すると,TNF-αreceptor,TGF-β2,3,FasのmRNA発現が増加し,生殖細胞にアポトーシスが増加した。また,離乳後の乳腺の退縮機構を同様に解析した結果,離乳1日後にはTGF-β1,TNF-αのmRNA発現が増加した。P53ノックアウトマウスから乳腺を摘出し,10%血清を含む培養液で細胞培養し,抗Fas抗体およびTNF-αを添加したところ,アクチノマイシンDの共存下で,抗Fas抗体および,TNF-dは約80%以上の細胞を殺した。また,機能的なFasあるいはFas-ligandをもたない,あるいはその両方を持たないマウスでも離乳により,乳腺の細胞死が誘導されたことから,Fas系およびTNF-α系が乳腺の細胞死に独立に関与していることが明らかとなった。また,妊娠依存性乳腺腫瘍は妊娠中期に発症し,分娩とともに急激に退縮するが,この退縮はアポトーシスによることを明らかにした。周生期のエストロゲン投与により,膣の不可逆的増殖がおこり,jun,fosの発現が恒常的に増加していること,また,ジエチルスチルベストロール,タモキシフェンの周生期投与により骨組織の恒久的減少がおこること,精巣,卵巣のステロイド産生能を調べ,特に卵巣のステロイド産生能を変化させていることを見出した。正常動物における,性周期に伴う細胞増殖と細胞死との関係を調べたところ、性周期に伴うラット子宮・膣の退縮はアポトーシスによるものであり,上皮細胞における細胞死と細胞増殖には負の相関がある事を明らかにした。新たな問題として,環境中に放出された化学物質に女性ホルモン様の作用を示すものが多くみいだされ、我々は新たな用語「環境ホルモン」を提唱し,研究を開始している。その一端として,アフリカツメガエルを卵からエストロゲンを添加された水中で飼育することにより,頭部の形態異常,エストロゲン受容体発現等を明らかにした。海産メダカを用いた研究も行っている。雄マウスの精巣を摘出し,1,2,3および5日後の前立腺,副精巣,精嚢の重量,DNA断片化,3'-エンドラベリング法によるアポトーシス細胞の定量化を行うとともに,mRNAを抽出し,RT-PCR法によりTGF-β1.2.3,TNF-α,TNFreceptor,Fas,Fas-ligand,KGF,androgen receptor,cathepinD,SGP-2等の発現を調べた。この結果,精巣摘出により器官重量の減少,DNA断片化が認められ,アポトーシス細胞の率が有意に増加した。これに伴い,前立腺では,TNF-α,TGF-β1のmRNA発現が増加した。また,副精巣では,TGF-β3,TNF-α,TNF receptor,FasのmRNA発現が増加した。タンパクレベルでは,Fas,TNF-αの増加がウエスタンブロットにより明らかとなった。次に,細胞培養系を用いて,FasおよびTNF-αが前立腺,副精巣のアポトーシスを直接的に誘導するか否かを調べた。p53ノックアウトマウスからこれらの器官を摘出し,10%血清を含む培養液で細胞培養し,抗Fas抗体およびTNF-αを添加したところ,抗Fas抗体では24時間以内に60%以上の細胞が死に,TNF-α単独では細胞死は誘導しなかった。しかし,アクチノマイシンDの共存下では,抗Fas抗体は約95%,TNF-αは約85%の細胞を殺した。また,機能的なFas(lpr,lprcg)あるいはFas-ligand(gld)をもたない、あるいはその両方を持たないマウス(gld/lpr)でも精巣摘出により、前立腺,副精巣ともに細胞死が誘導された。以上の結果から,Fas系およびTNF-α系が雄生殖腺附属器官の細胞死に独立に関与していることが明らかとなった。さらに,雌マウス生殖腺附属器官,乳腺,脱落膜,精巣のアポトーシス機構も調べている。

正常動物における,性周期に伴う細胞増殖と細胞死との関係を調べたところ、性周期に伴うラット子宮・膣の退縮はアポトーシスによるものであり,上皮細胞における細胞死と細胞増殖には負の相関がある事を明らかにした。新たな問題として,環境中に放出された化学物質に女性ホルモン様の作用を示すものが多くみいだされ、我々は新たな用語「環境ホルモン」を提唱し,研究を開始している。その一端として,アフリカツメガエルを卵からエストロゲンを添加された水中で飼育することにより,頭部の形態異常,エストロゲン受容体発現等を明らかにした。海産メダカを用いた研究も行っている。雄マウスの精巣を外科的に腹腔内につり上げ,精嚢の重量,DNA断片化,3'-エンドラベリング法によるアポトーシス細胞の定量化を行うとともに,mRNAを抽出し,RT-PCR法によりTGF-β1.2.3,TNF-α,TNF receptor,Fas,Fas-ligand,KGF,androgen receptor,cathepsion D,SGP-2等の発現を調べた。この結果,潜伏精巣により1日後に精巣重量の減少,DNA断片化が認められ,アポトーシス細胞の率が7倍に増加した。これに伴い,TNF-αreceptor,TGF-β2,3,FasのmRNA発現が増加した。しかし,機能的なFas(lpr,lprcg)あるいはFas-ligand(gld)をもたない、あるいはその両方を持たないマウス(gld/lpr)でも潜伏精巣により精子細胞の細胞死が誘導された。また,離乳後の乳腺の退縮機構を同様に解析した結果,離乳1日後にはTGF-βs,TNF-αのmRNA発現が増加した。P53ノックアウトマウスから乳腺を摘出し,10%血清を含む培養液で細胞培養し,抗Fas抗体およびTNF-αを添加したところ,抗Fas抗体では24時間以内に60%以上の細胞が死に,TNF-α単独では細胞死は誘導しなかった。しかし,アクチノマイシンDの共存下では,抗Fas抗体および,TNF-αは約80%以上の細胞を殺した。また,機能的なFas(lpr,lprcg)あるいはFas-ligand(gld)をもたない、あるいはその両方を持たないマウス(gld/lpr)でも離乳により、乳腺の細胞死が誘導された。以上の結果から,Fas系およびTNF-α系が乳腺の細胞死に独立に関与していることが明らかとなった。さらに,雌マウス生殖腺附属器官,妊娠依存性乳腺腫瘍、脱落膜のアポトーシス機構も調べている。正常動物における,性周期に伴う細胞増殖と細胞死との関係を,性周期が環境に左右されることのないラットを用いて調べた。細胞増殖の解析のために,コルヒチンを投与して5時間後の子宮及び膣の切片を作製して分裂中期にある細胞数を数えた。また,細胞死の解析には,組織中のアポトーシス細胞を3′-DNAニックエンドラベリング法を用いて検出し,また電子顕微鏡による観察も行った。さらにDNAの断片化を観察した。その結果,子宮では発情期及び発情後期においてDNAの断片化が見られた。発情期では,子宮腺上皮細胞の細胞分裂率が低下し,アポトーシス細胞の割合が増加しており,また発情後期では,上皮細胞の細胞分裂率が低下し,アポトーシス細胞が増加していた。膣では発情前期と発情後期でそれぞれ細胞分裂率の低下,DNAの断片化が観察され,アポトーシス細胞が増加した。また,電子顕微鏡による観察結果も3′-DNAニックエンドラベリング法での結果と一致した。以上より,性周期に伴うラット子宮・膣の退縮はアポトーシスによるものであり,上皮細胞における細胞死と細胞増殖には負の相関がある事を明らかにした。一方,妊娠依存性乳腺腫瘍(PDMT)は,妊娠期問中に発生・増殖し,分娩とともに退行する。
ダセナッチ語とソマリ語の指標と否定

2018年度もケニアとジブチに渡航し研究活動を行なった。ケニアに関しては母語話者居住地域へ旅行し、データ収集を行った。その結果、他の周辺言語話者との接触が増え、ダセナッチ語、ソマリ語以外の周辺言語も比較データを収集した。具体的には、アファール語、ブルジ語、さらに新たにレンディル語のindexicalと否定に関するデータも集めることができた。ブルジ語は辞書、本はあるが言語学の文献が存在せず、Sumiyo Nishiguchi (2017)``Shift-together in Burji" (2017)日本言語学会第55回大会予稿集で私が書いたくらいである。レンディル語も希少で辞書くらいしかない。データを記録し、理論的分析ができたことはよい機会であった。これらの少数言語は現地に滞在しなければなかなかデータ収集が難しい。5年計画で毎年渡航しているうちに研究協力者も交代しているが、現地の協力者が大変協力的でデータを提供してくれるので感謝している。ダセナッチ語、ソマリ語、アファール語のindexicalの研究においては、2018年度は新たな現象を調べ、期待する結果が出ているので、効果的に論文の形でまとめたい。少数言語であるだけでなく、文脈変化に関する理論上の論争ー文脈は変化しないというKaplan (1977)に対する反論(Schlenker 1999他)ーに関してさらに一石を投じると期待する。2018年度は特にダセナッチ語に関する論文が書籍の一章として出版された。データ収集は順調で書籍の一章も刊行された。ソマリ語の調査のスピードを上げる必要がある。2019年度はダセナッチ語の指標と否定に関する書籍出版を目標とする。2019年度より学事予定が異なる研究機関へ異動したため、ジブチ、ケニアへの渡航期間を延長することが可能となった。平成28年度8月から9月にジブチとケニアに渡航し、フィールドワークを行った。ジブチにおいてはジブチ大学の研究者の協力を得て、ソマリア語のデータを拡充し、新たに周辺言語であるアファール語のデータも採集した。ケニアでは聖書翻訳者の協力を得て、ダセナッチ語を拡充した。さらに周辺言語である、ブルジ語のデータも集まり、新たな言語が加わった。また異なった言語であるが、ポコモ語のデータを得ることができ、これまでになかったスコープで周辺言語を含めて調べることができた。その結果、指標と文脈に関する論文のデータが拡充した。平成28年度中はダセナッチ語とソマリア語の指標に関する論文を一本出版し、学会発表を2件行うことができた。論文であるSumiyo Nishiguchi (2017) ``Indexical Shifting in Dhaasanac and Somali" TripleA3 Proceedingsでは、ダセナッチ語とソマリア語のデータが拡充し、文脈変化をもたらす演算子の新たなタイプについての提案をより精緻に行うことができた。おおむね順調であり、指標と文脈に関するテーマに関しては順調に進んでいる。予期していなかったことに、ケニアにおいて研究協力者と会えなかったので、他のネイティブスピーカーを探し、結果的により多くのデータを得ることができた。またジブチとケニアの両方で周辺言語のデータをそれほど得られると思っていなかった。結果的に予想外の展開が功を奏した。現在周辺言語との比較をした論文を考慮している。否定に関するテーマのデータ分析からまだ具体的な結果が得られていない。平成29年8月から9月にかけて、エチオピア経由でケニアとジブチに渡航した。ケニアのダセナッチ語とブルジ語の母語話者を訪ねてミーティングを重ね、新規のデータを集めつつ、正確に修正してもらう作業を行った。その後ジブチを訪れてソマリ語とアファール語のデータを採集し、修正した。各言語の単文と埋め込み文における指標表現ーI, you, here, there, today, yesterdayなどーを調べ、それぞれ一人称、二人称、その場所、日付以外を指すかどうかを調べた。ダセナッチ語のindexicalsは埋め込み文内で指示対象が変化するので、Kaplan (1977)の理論に対する反例となることがわかっており、ソマリ語、ブルジ語においても同様である。またもう一つの課題である否定表現と文脈についての研究も進展しており、ダセナッチ語の否定肯定極性項目の認可環境のデータを集め、分析を行い、アメリカのアフリカ言語学会で発表することができた。今年度は査読つきジャーナルに投稿する論文のため、データの拡充に務めた。論文の下書きのデータを母語話者にチェックしてもらった。またダセナッチ語の文脈に関する論文が書籍の一章として出版された。平成28年度に始めた、周辺言語であるブルジ語のデータ収集を継続した結果、指標と文脈に関する論文を学会で発表した。ブルジ語に関する文献は私の知る限りほとんどない。少数言語のデータを記録し、理論的分析を試みたことは価値があると思う。ソマリ語に関する研究をもっと深める必要がある。当初の計画通り、ケニアとジブチに渡航し、インフォーマントの協力を得て、ダセナッチ語、ソマリ語のデータを収集した。また周辺言語のブルジ語、アファール語のデータも収集した。文脈と指標に関する研究成果がダセナッチ語を中心に出ている。ダセナッチ語の否定表現に関する口頭発表を行った。

ダセナッチ語の否定表現にフォーカスが加わると、反対に肯定の意味を持つが、ソマリ語における同様のデータはまだ出ていない。ケニアにおける当初の研究協力者とは会うのが難しくなったが、他の研究協力者が協力してくれている。ただ今年度初めてお願いしたインフォーマントがセッションのための交通費を実際より高く請求してきたため支払っていない状況にある。2018年度もケニアとジブチに渡航し研究活動を行なった。ケニアに関しては母語話者居住地域へ旅行し、データ収集を行った。その結果、他の周辺言語話者との接触が増え、ダセナッチ語、ソマリ語以外の周辺言語も比較データを収集した。具体的には、アファール語、ブルジ語、さらに新たにレンディル語のindexicalと否定に関するデータも集めることができた。ブルジ語は辞書、本はあるが言語学の文献が存在せず、Sumiyo Nishiguchi (2017)``Shift-together in Burji" (2017)日本言語学会第55回大会予稿集で私が書いたくらいである。レンディル語も希少で辞書くらいしかない。データを記録し、理論的分析ができたことはよい機会であった。これらの少数言語は現地に滞在しなければなかなかデータ収集が難しい。5年計画で毎年渡航しているうちに研究協力者も交代しているが、現地の協力者が大変協力的でデータを提供してくれるので感謝している。ダセナッチ語、ソマリ語、アファール語のindexicalの研究においては、2018年度は新たな現象を調べ、期待する結果が出ているので、効果的に論文の形でまとめたい。少数言語であるだけでなく、文脈変化に関する理論上の論争ー文脈は変化しないというKaplan (1977)に対する反論(Schlenker 1999他)ーに関してさらに一石を投じると期待する。2018年度は特にダセナッチ語に関する論文が書籍の一章として出版された。データ収集は順調で書籍の一章も刊行された。ソマリ語の調査のスピードを上げる必要がある。2017年8月から9月にジブチとケニアでフィールドワークを行う予定である。ソマリア語とダセナッチ語の学習が必要であるので、時間と努力を振り分ける。否定に関する論文を出版する。周辺諸語との比較に関する論文を出版する。雑誌論文を出版する。ダセナッチ語とソマリ語に関する本を出版する。平成30年度はケニアとジブチでの滞在期間を長くし、母語話者ともっと時間をかけて徹底的にデータを収集する。諸言語の習得に努める。ソマリ語の研究成果をもっと出す必要がある。アファール語の論文を出版する。またダセナッチ語の否定表現にフォーカスが加わると、反対に肯定の意味を持つが、ソマリ語におけるそのような例はまだ見つかっていない。2019年度はダセナッチ語の指標と否定に関する書籍出版を目標とする。2019年度より学事予定が異なる研究機関へ異動したため、ジブチ、ケニアへの渡航期間を延長することが可能となった。
材料工学にあらわれる非線形問題の数学的な解析

平面上の有界領域内で2相を隔てる相境界を表す曲線の運動が幾何学的時間発展方程式の1つである平均曲率流方程式によって記述される数学モデルについて解析を行った。平均曲率流方程式は、1956年にMullinsによって、粒界の運動方程式として紹介された。また、1979年にはAllenとCahnによって、2元合金の規則相に現れる逆位相境界の運動を記述する界面の運動方程式として平均曲率流方程式が紹介され、そこではGinzburg-Landau型の方程式と平均曲率流方程式との関連性が述べられている。さらに近年では、数理生態学における競争拡散系モデルやBZ反応等の化学反応を記述する反応拡散方程式の特異極限として、平均曲率流方程式が導出されることが知られている。本年度は、平面上の有界領域内の3重結節点をもつ3相境界運動が平均曲率流方程式によって記述される場合について研究し、この数学モデルの定常曲線(3重結節点をもつ3線分)の非線形安定性の解析を行った。より具体的には、定常曲線の線形安定性の判定基準に用いたエネルギーの第2変分の解析と、幾何学的な考察から得られる曲率に関する方程式に対してエネルギー法的な手法を適用することで、定常曲線の非線形安定性に関する結果を得た。つまり、初期曲線が線形安定(定常曲線の周りでの線形化問題に対応する固有値問題の固有値がすべて負)な定常曲線にエネルギー的視点からみて近い場合に、その初期曲線を出発点とする平均曲率流方程式の解曲線が、この定常曲線に時間発展とともに漸近的に近づいていくことを数学的に解析した。今回適用した手法は、3重結節点をもつ3相境界運動が表面拡散流方程式によって記述される数学モデルの解析にも適用可能であると考えられるので、今後は表面拡散流方程式のモデルに関しても解析を進めていく予定である。平面上の有界領域で3重結節点(triple junction)をもつ3相境界の運動が、幾何学的な時間発展方程式の1つである表面拡散流方程式によって記述される数学モデルについて解析を行った。この数学モデルはH.GarckeとA.Novick-Cohenによって、退化移動度係数をもつCahn-Hilliard方程式系の特異極限をとることにより導出された幾何学的時間発展方程式モデルであり、4階非線形放物型偏微分方程式系の初期値境界値問題として表される。また、この幾何学的時間発展方程式モデルは、各相境界の長さの和で表されるエネルギー汎関数のH^{-1}-勾配流(gradient flow)として表記されることが知られている。本年度は、この幾何学的な数学モデルの定常解(3重結節点で互いに交わる円弧又は線分の組)の安定性に関する理論的な解析を行った。より具体的には、この非線形モデルを定常解の周りで線形化し、導出された線形化問題に対応する固有値問題を解析することによって、定常解の安定性の判定基準を数学的に導出した。さらに、その判定基準をもとに解析を進めた結果、少なくとも定常解が3線分の組で表される場合と1つの線分とその線分に関して線対称な円弧の組で表される場合について、不安定次元(不安定固有値の数)が最大3であるという結果を得た。この幾何モデルは、平面上の有界領域においてネットワークを形成する各曲線の長さの和を各曲線が互いに囲む面積が一定という条件のもとで最小にするという変分問題と密接に関係しており、今回得た結果はそのような問題への応用が期待される。またこの線形化安定性の結果をもとに、この数学モデルの定常解の非線形安定性に関する理論的な解析が進展することが期待される。平面上の有界領域で相境界を表す曲線の運動が、幾何学的時間発展方程式の1つである表面拡散流方程式によって記述される数学モデルについて解析を行った。表面拡散流方程式は1950年代にW.W.Mullinsによって材料工学の論文の中で界面の動きを支配する方程式として提唱された幾何学的時間発展方程式の1つであり、この発展方程式は異種境界面(interface boundary)の運動を記述するモデル方程式として知られている。また、この方程式は曲線をある種の関数によって記述することで、その関数を未知関数とする4階非線形放物型偏微分方程式の初期値境界値問題として表されることが知られている。本年度は、この幾何学的な数学モデルの定常解(円弧又は線分)の安定性に関する理論的な解析を行い、定常解の線形安定性の判定基準に用いたエネルギーの第2変分の解析と曲率に関する方程式に対しエネルギー法的な手法を適用することで、定常解の非線形安定性を明らかにした。より具体的には、初期状態が線形安定(定常解の周りでの線形化問題に対応する固有値問題の固有値がすべて負)な定常解にエネルギー的にみて近い場合に、その初期状態を出発点とする幾何学的時間発展方程式の解が、この定常解に時間発展とともに漸近的に近づいていくことを明らかにした。今回適用した手法は、3重結節点(triple junction)をもつ3相境界運動が曲率流方程式又は表面拡散流方程式によって記述される数学モデルの解析にも適用可能であると考えられ、それらの数学モデルに対する定常解の非線形安定性について、今後理論的な解析が進展することが期待される。また、変分構造が異なるが、表面拡散流方程式と同様、方程式の主要項に曲率の2階導関数をもつヘルフリッヒ流方程式に対して得た球面の周りでの大域解の存在等に関する結果が、論文として国外の雑誌に公表された。

平面上の有界領域内で2相を隔てる相境界を表す曲線の運動が幾何学的時間発展方程式の1つである平均曲率流方程式によって記述される数学モデルについて解析を行った。平均曲率流方程式は、1956年にMullinsによって、粒界の運動方程式として紹介された。また、1979年にはAllenとCahnによって、2元合金の規則相に現れる逆位相境界の運動を記述する界面の運動方程式として平均曲率流方程式が紹介され、そこではGinzburg-Landau型の方程式と平均曲率流方程式との関連性が述べられている。さらに近年では、数理生態学における競争拡散系モデルやBZ反応等の化学反応を記述する反応拡散方程式の特異極限として、平均曲率流方程式が導出されることが知られている。本年度は、平面上の有界領域内の3重結節点をもつ3相境界運動が平均曲率流方程式によって記述される場合について研究し、この数学モデルの定常曲線(3重結節点をもつ3線分)の非線形安定性の解析を行った。より具体的には、定常曲線の線形安定性の判定基準に用いたエネルギーの第2変分の解析と、幾何学的な考察から得られる曲率に関する方程式に対してエネルギー法的な手法を適用することで、定常曲線の非線形安定性に関する結果を得た。つまり、初期曲線が線形安定(定常曲線の周りでの線形化問題に対応する固有値問題の固有値がすべて負)な定常曲線にエネルギー的視点からみて近い場合に、その初期曲線を出発点とする平均曲率流方程式の解曲線が、この定常曲線に時間発展とともに漸近的に近づいていくことを数学的に解析した。今回適用した手法は、3重結節点をもつ3相境界運動が表面拡散流方程式によって記述される数学モデルの解析にも適用可能であると考えられるので、今後は表面拡散流方程式のモデルに関しても解析を進めていく予定である。
北部タイ山地における開発と社会資本の変容を特に焼畑耕作を行なうカレンとモンの比較から論じる

デラングは、平成18年8月までの学術振興会特別研究員としての最終の5ヶ月を、研究の最終的な分析と成果発表への準備に当てた。その研究は、これまで林産資源として二次的とされてきた非木材林産物について、日常的利用の観点から、森林地域の住民にとっての重要性を見直そうというものである。大きな問題意識としては第一に、市場向けではない、林産資源の直接消費によって住民の金銭的な負担がどれほど軽減されているかを知ること、第二に、森林の様態の変化などにより林産資源へのアクセスがどのように変化し、消費活動や生業全般にどのような影響があるか、そして第三に、森林の減少・消滅がどのような影響をもたらすか、という問題である。具体的には、昨年度のベトナムのハノイとサバ、そして昨年度末のラオスにおける非木材林産物の調査に基づき、その収集資料の整理・分析・比較、そしてそれに基づく研究発表の準備に当てた。ラオスでは、現地助手が継続的にデータを採取しており、これを解析することができた。また、調査中に形成したネットワークを通じて現地の研究者やNGOと情報の交換を続けている。最終的に二年間の成果として、タイ・ベトナム・ラオスという三つの経済発展の度合いや、少数民族の国家投合の過程、そして森林政策も異なる三つの国において、非木材林産物の調査を行うことで、非常に豊かな比較のための材料が整い、最終年度は、その整理と発表も少し行うことができた。デラングは当初、博士論文で執筆したカレンとモンの焼畑耕作とその社会経済的な背景についての分析を、社会資本という理論的な枠組の中で問い直すことを目的としていた。しかし、そうすることによる理論的な発展性について疑問を抱くようになり、むしろ、同じ社会経済的な背景の中での生活の変化をより広域に、かつ東南アジア大陸部の現状に鑑みてより意味のある方向で理解するために、これまでの調査から欠けていた森林利用について追求する方が、将来的な発展性があると考えるにいたった。したがって、博士論文をもとにした単発論文の準備を進める傍ら、新しい調査地の探索、森林産物を中心とする森林利用の研究手法の模索を開始した。そして、非木材林産物(NTFP)の調査を、タイ国トゥンヤイ・ナレスアン野生動物保護区(ユネスコの世界遺産にもなっている)にて行ってきた。ここは、ポー・カレンの居住地であり、これまでデラングが調査研究をおこなってきた北部タイのスゴーカレン居住地での、社会経済的変化と生業の上での適応と、比較にも有益であった。これまでの調査は、森林資源が乏しい地域で行ってきたが、この保護区ではまだ森林産物への依存度が高い。そこで、まずカレン住民が自家消費のために収集するNTFPの量を計測し、これを地元市場における価値に準じて金銭価値におきかえてデータ化した。そして、カレンの集落の周囲の森林を分別して地図に落とした。焼畑民としてカレンは森林局によって行われる一括的な森林分類とは異なる分類をする。この分類は、NTFPの収集と、焼畑農耕実践の両方と密接にかかわるものだということがわかった。この地域の森林利用と、タイ政府の森林にかかわる開発政策についていくつかの結論を導きだすことができた。今後は、NTFPの重要性がさらに大きい、大陸部東南アジアのほかの地域での調査を行って比較をすることを計画している。速水は、他科研によるミャンマーにおける生態資源利用を世帯戦略の視点から分析しており、そのような関心からデラングの調査研究にアドバイザーという形で協力している。
新興・再興感染症の克服に向けた安全かつ有効なナノ経皮ワクチン開発へのチャレンジ

本研究では、ナノ素材を抗原送達キャリアとして用いることで、経皮免疫を誘導可能なナノ経皮ワクチンの開発に挑戦した。その結果、粒子径100nm以下のナノシリカを抗原と混合するだけで、樹状細胞における抗原提示効率を増加させ得る共に、経皮投与・塗布することで免疫応答を改変可能であることを先駆けて示した。今後、本萌芽的知見を発展させることで、有効かつ安全なナノ経皮ワクチンの開発に繋がるものと期待される。経皮ワクチンは、理論的に最も優れた“新興・再興感染症に対する予防・治療法"となり得ることから、その開発は現在、地球規模での熾烈な開発競争の真っ只中にある。しかし現状の方法は、抗原の経皮送達効率に乏しく、有効性が殆ど期待できないうえ、安全性にも危惧されるなど、実用化に至った例は無い。一方で申請者はこれまでに、粒子径3070nmのナノシリカのみが、安全でしかも高効率で経皮吸収され得ること、その際に、ナノシリカに吸着あるいは封入した生体高分子(遺伝子・蛋白質)が皮膚バリアを突破し、皮下免疫担当細胞内へ選択デリバリーされ得ることを見出した。そこで当該研究では、このパイロット知見を活用し、感染症克服に有効であり、そのうえで安全かつ低侵襲、しかも安価な“ナノ経皮抗原送達システム(ナノ経皮ワクチン)"の開発にチャレンジするものである。平成23年度には、化粧品・食品基材として実用され、生体適合性にも優れた非晶質ナノシリカ粒子を用い、経皮投与による免疫誘導特性を評価し、100nm以下のナノサイズのナノシリカが効率良く免疫誘導することを明らかとした。そこで本年度は、安全かつ効率よく抗原特異的な体液性・細胞性免疫を誘導できる新規経皮ワクチンの開発を目的に、ナノシリカを用い、皮膚塗布後の免疫誘導特性を評価した。その結果、モデル抗原とナノシリカを混合し、皮膚に塗布することで、抗原単独群と比較して有意に免疫応答が増強されることが判明した。また、ナノシリカの表面物性を変化させることで、免疫応答が減弱したことから、適切な表面物性を選択することが必要であることが明らかとなった。本成果は、未だ世界中で猛威をふるう新興・再興感染症など、致死的な感染症に対する新たな方法論・基盤技術などを提供することで、国民の健康と福祉に貢献可能と考えられる。経皮ワクチンは、理論的に最も優れた"新興・再興感染症に対する予防・治療法"となり得ることから、その開発は現在、地球規模での熾烈な開発競争の真っ只中にある。そこで当該研究では、このパイロット知見を活用し、感染症克服に有効であり、そのうえで安全かつ低侵襲、しかも安価な"ナノ経皮抗原送達システム(ナノ経皮ワクチン)"の開発にチャレンジするものである。本年度は、安全かつ効率よく抗原特異的な体液性・細胞性免疫を誘導できる新規経皮ワクチンの開発を目的に、化粧品・食品基材として実用され、生体適合性にも優れた非晶質ナノシリカ粒子などを抗原送達キャリアとして利用することを試みた。経皮塗布によるワクチン開発を念頭に、その前段階として、経皮投与による免疫誘導特性を評価した。その結果、モデル抗原とナノシリカを混合し、皮内投与することで、抗原単独群と比較して有意に免疫応答が増強されることが判明した。また、粒子径や表面特性の異なるシリカ粒子をスクリーニングした結果、100nm以下のナノサイズのナノシリカが効率良く免疫誘導することが明らかとなった。現在、皮膚塗布後の免疫誘導特性を評価するとともに、その安全性についても精査しているところである。本研究は、申請者独自の基盤情報をもとに、皮膚塗布後に、効率良く免疫誘導組織・免疫担当細胞内に移行し、皮膚局所・粘膜面・全身面での免疫応答を誘導し得るナノシリカを、物性(サイズ、表面電荷など)に焦点をしぼりスクリーニングし、最適なナノ経皮抗原キャリアの探索・同定を図るものである。さらに安全性に関しても、毒性学的視点から、IgE抗体の産生のみならず、遺伝毒性や生殖発生毒性などを詳細に実施し、安全性と有効性の両面からナノ経皮抗原キャリアとしての最適ナノシリカを探索・決定し、安全かつ有効なナノ経皮抗原送達システム(ナノ経皮ワクチン)の開発に展開しようとするものである。平成23年度は、粒子径・表面特性が異なる様々なシリカを用い最適な抗原送達キャリアとしてのナノシリカ候補をスクリーニングすることを当初の目的とした。

その点、「研究実績の概要」にも記載したように、粒子径・表面特性が異なる様々なシリカ(粒子径30、50、70、100nmのナノシリカ、及び直径300、1000nmのサブミクロンサイズの従来型シリカ)を用い免疫誘導特性を評価することで、粒子径100nm以下のナノシリカが効率的に免疫誘導可能であることを明らかとした。さらに平成24年度の予定を前倒しして、ナノシリカのワクチンキャリアとしての安全性評価にも既に着手している。以上から、平成23年度はおおむね順調に進展していると考えている。平成24年度には、平成23年度の成果を基盤として、より精力的に検討を進めたいと考えている。平成24年度には当初の予定通り、ナノ経皮抗原送達システム(ナノ経皮ワクチン)の開発を目指し、平成23年度に同定した"最適な抗原送達キャリアとしてのナノシリカ"を用い、経皮塗布後の免疫誘導特性を精査する。そのうえで、モデル抗原あるいは腫瘍関連抗原を用いて抗腫瘍効果を評価する。さらに、抗原特異的抗体産生能(投与局所の抗原特異的IgA産生、全身性の抗原特異的IgG産生)や抗原特異的なヘルパーT細胞・細胞傷害性T細胞の誘導特性を評価する。この際、抗原特異的ヘルパーT細胞に関してはTh1・Th2・Th17細胞のバランスを詳細に評価し、ナノ経皮ワクチンの免疫誘導特性のキャラクタリゼーションを試みる。Th細胞のバランス情報は、今後のナノ経皮ワクチン改良指針あるいは安全設計指針として今後の検討に供する。一方でナノマテリアルは、従来までのサブミクロン素材とは異なった体内・細胞内動態特性を有していることから、高度な機能が逆に予想できないリスクを産み出し得る可能性もある。従って、その安全性を高度に保証することで、安全かつ有効なナノ経皮ワクチンを設計せねばならない。そこで、一部は平成23年度に前倒しで実施しているナノ経皮ワクチンの安全性に関して、毒性学的視点から、IgE抗体の産生のみならず、遺伝毒性や生殖発生毒性などを詳細に実施し、安全性と有効性の両面で最適のナノシリカを探索する。また、近年のインフルエンザパンデミックでも見られたように、妊婦はワクチン摂取の最優先者であることから、妊婦・胎児に対する生殖発生毒性評価も必須項目と考えられる。そこで、ナノシリカを妊娠マウス皮膚に塗布後、流産や胎仔発育障害の誘発に関して検討を進め、ナノ経皮ワクチンの生殖発生毒性を精査する。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
高等植物におけるタンパク質プレニル基転移酵素の生理機能の解明

動物のみならず高等植物においても、タンパク質のプレニル化が報告されている。これまでに解析されているプレニル化タンパク質の多くがファルネシル基やゲラニルゲラニル基による修飾を受けているが、近年、さらに長鎖のイソプレノイドであるドリキル基やポリプレニル基が共有結合しているタンパク質の存在が報告されてきている。そこで、シロイヌナズナにおける長鎖ポリイソプレノイドの基本骨格生合成を触媒するシス型プレニル鎖延長酵素について生理機能解析を行った。シロイヌナズナにおいてタンパク質に結合している長鎖ポリプレニル基はC_<45>、C_<50>、C_<75>、C_<80>が報告されている。シロイヌナズナにおけるシス型プレニル鎖延長酵素の相同遺伝子のうちすでに6種について酵素活性と反応生成物の解析を行っており、これらの活性が上記のプレニル基に対応していることが予想された。さらに、新たにシス型プレニル鎖延長酵素相同遺伝子であるAtCPT5を単離し、この遺伝子を異種発現させた大腸菌や酵母の粗酵素抽出液を用いて酵素反応を行い、その生成物を解析したところ、AtCPT5は、C_<305>のプレニル鎖を生合成する新奇の活性を示すことが明らかになった。GFP融合タンパク質を用いた解析により、AtCPT5は小胞体に局在することが示された。また、AtCPT5の遺伝子発現は、低温ストレスをはじめとする種々のストレス処理によって誘導されることが明らかになった。AtCPT5のプロモーター領域とGUSを連結したコンストラクトを導入した形質転換シロイヌナズナについて、組織化学染色で発現組織を詳細に解析したところ、AfCPT5は根と茎頂分裂組織のみで発現が確認され、ストレスによる発現誘導も根においてのみ観察された。以上のことより、新奇なプレニル鎖延長酵素活性を示すAtCPT5は、シロイヌナズナの根における環境ストレス応答機構に関与している可能性が示された。本研究では、高等植物におけるタンパク質プレニル基転移酵素の標的タンパク質を同定することにより、プレニル化を介して制御される生理機能についてより明確な知見を得ることを目的としている。これまでに報告されているタンパク質プレニル基転移酵素はすべてヘテロ二量体であり、既にゲノム解読が終了しているシロイヌナズナにおける相同遺伝子を検索したところ、ファルネシル基転移酵素(FTase)/ゲラニルゲラニル基転移酵素(GGTase)のαサブユニット(At3g59380)、FTaseのβサブユニット(At5g40280/ERA1)、GGTaseのβサブユニット(At2g39550)、Rab-GGTaseのαサブユニット(At5g41820,At4g24490)、βサブユニット(At3g12070,At5g12210)の存在が見出された。公開されている遺伝子挿入変異体ラインのストックを検索し、At3g59380、At2g39550、At5g41820、At5g12210の変異体種子を入手し、自家受粉させた次世代より遺伝子挿入ホモのラインを選別、取得した。これらの変異体の形態学的表現型を解析するために長日条件にて生育させたところ、FTase/GGTaseのαサブユニットであるAt3g59380の変異体は矮化、アルビノ化などの複合的かつシビアな表現型を示した。また、Rab-GGTaseのβサブユニットであるAt5g12210の変異体も著しい矮化の表現型を示した。At3g59380はABA高感受性かつ形態異常の表現型を示すera1のパートナーであるαサブユニットであると同時に、GGTaseのαサブユニットでもあると予想されるため、タンパク質プレニル化への大きな影響が考えられる。以上のことから、タンパク質プレニル化が植物の生育に非常に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

AtCPT5のプロモーター領域とGUSを連結したコンストラクトを導入した形質転換シロイヌナズナについて、組織化学染色で発現組織を詳細に解析したところ、AfCPT5は根と茎頂分裂組織のみで発現が確認され、ストレスによる発現誘導も根においてのみ観察された。以上のことより、新奇なプレニル鎖延長酵素活性を示すAtCPT5は、シロイヌナズナの根における環境ストレス応答機構に関与している可能性が示された。