hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
木材腐朽のリグニン分解性ペルオキシダーゼを用いる新規ポリマー合成法の開発

さらに、熱分析の結果、明確な融点やガラス遷移点を有しないことが示された。さらに、ビニル化合物であるアクリルアミドからもポリマーが得られることが分かった。重合反応の過程において、カーボンセンターラジカルの生成が認められ、また、NMR分析によりポリマー中のアミドの立体的構造がアタクティックな構造をとることが示された。一方、Coriolus versicolorやPycnoporus coccineusの生産するラッカーゼを用いてフェノールからゲル状のポリマーを得た。この反応は50%ジオキサンアセトン中でも起こった。また、o-クレゾール、o-あるいはp-メトキシフェノール、p-フェニルフェノールなどの重合反応を認めた。また、得られたポリマーについても熱分解を行った。
昆虫ウイルスの種間競争に関する研究

アワヨトウ4齢幼虫の核多角体病ウイルス(NPV)と昆虫ポックスウイルス(EPV)に対する病原性を小滴飲下法により調査した結果、95%致死濃度はそれぞれのウイルスで2×10^6および10^5包埋体/1頭と、NPVと比べてEPVの方が病原力が強かった。95%致死濃度の5倍量のNPVをアワヨトウ4齢幼虫に径口投与し、その後の宿主体内でのウイルスの増殖を調査した結果、ウイルス投与2日後から次世代のウイルスの産生が認められ、その後ウイルス産生量は急激に増加し、ウイルス投与7日後にプラトーに達した。1個体当たり産生された包埋体数は、最大で10^9であった。これに対して、95%致死濃度の5倍量のEPVをアワヨトウ4齢幼虫に径口投与し、その後の宿主体内でのウイルスの増殖を調査したところ、ウイルス投与6日後から次世代のウイルスの産生が認められ、その後、ウイルス産生量はゆっくりと増加し、ウイルス投与14日後にプラトー(10^9)に達した。NPVとEPVを4齢幼虫に同時に接種したところ、EPVの包埋体は全く産生されず、NPVの包埋体だけが産生された。産生されたNPVの包埋体数は、NPV単独接種の場合とほぼ同じであった。このことから、ウイルス間の競争の勝敗には、ウイルスの増殖速度が関係していることが示唆され、増殖の早いウイルスが優位であると考えられた。95%致死濃度の5倍量のNPVをアワヨトウ4齢幼虫に経口投与し、その後の宿主体内でのウイルスの増殖を調査した結果、ウイルス投与2日後から次世代のウイルスの産生が認められ、その後ウイルス産生量は急激に増加し、ウイルス投与7日後のプラトーに達した。これに対して、95%致死濃度の5倍量のEPVをアワヨトウ4齢幼虫に経口投与し、その後の宿主体内でのウイルスの増殖を調査したところ、ウイルス投与6日後から次世代のウイルスの産生が認められ、その後、ウイルス産生量はゆっくりと増加し、ウイルス投与14日後にプラトー(10^9)に達した。95%致死濃度の2倍量核多角体病ウイルス(NPV)と顆粒病ウイルス(GV)あるいは昆虫ポックスウイルス(EPV)を4齢脱皮直後のチャノコカクモンハマキ幼虫に同時接種し、その後の宿主体内でのNPVの増殖を調査したところ、NPVの増殖パターンは、NPV単独接種の場合とほぼ同じであった。NPVの次世代の包埋体は、ウイルス接種後5日目から宿主体内で認められ、その後急激に増加して、9日目にプラトーに達した。NPV増殖パターンは、ロジスチックモデルへよく適合することが明らかになった。NPV単独接種区、NPVとGV同時接種区およびNPVとEPV同時接種区におけるNPVの内的自然増加率は、それぞれ2.8、3.1および2.4であった。また、飽和密度(包埋体数の対数値)は、それぞれ9.4、9.5および9.3であった。

一方、95%致死濃度の2倍量のEPVを4齢脱皮直後のチャノコカクモンハマキ幼虫に接種し、その後の宿主体内でのEPVの増殖を調査したところ、EPV増殖パターンは、ロジスチックモデルへよく適合し、内的自然増加率および飽和密度はそれぞれ0.24および8.3と推定された。しかし、NPVとEPVを同時に接種した場合には、EPVはほとんど増殖できなかった。このことから、ウイルス間の競争の勝敗には、ウイルスの増殖速度が関係していることが示唆され、内的自然増加率の大きいウイルスが優位であると考えられた。
ゼブラフィッシュを用いた環境ホルモンによる催奇形性発現機構の解明

環境発生毒性モデルであるゼブラフィッシュ初期胚に環境ホルモンであるダイオキシン(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin : TCDD)を暴露し、中枢神経のアポトーシスおよび頭部顔面奇形を観察し、その発生機序を考察した。さらに有機スズによる循環毒性についても検討した。1.TCDD暴露により中脳背側部のアポトーシスが誘発された。この毒性発現にはarylhydrcarbon受容体(AHR)を介したチトクロームP450 1A(CYP1A)の誘導と酸化ストレスが関与することを実験的に明らかにした。さらにゼブラフィッシュのCYP1AのcDNA配列を初めて報告し、その発現の発生過程を特異抗体染色と比較した。2.TCDDにより下顎の低形成が起こった。局所循環量を測定することにより、頭部や下顎原基において血流が抑制されるかなり以前に下顎の低形成が起こること、AHRが下顎原基に高度発現していることより、下顎原基に対する直接作用であることを示唆した。さらに、下顎原基にソニックヘッジホッグ(shh)とその受容体が高度に発現して下顎の成長に関与していること、下顎原基におけるshh発現がTCDD処置により選択的に消失することを初めて明らかにした。3.有機スズ暴露によりゼブラフィッシュにおいて、循環障害による浮腫などの毒性発現が認められた。このようにゼブラフィッシュはTCDDをはじめとする環境ホルモンが脊椎動物に与える影響を調べるための解析力の高い脊椎動物モデルであることが明らかになった。今回の研究では、最も単純な脊椎動物モデルとして利用が急増しているゼブラフィッシュ(ゼブラ)を用い、環境ホルモンの毒性、なかでも発生初期胚に対する毒性を検討した。環境ホルモンとしてはダイオキシン(2,3,7,8-tetrachrolodibenzo-p-dioxin:TCDD)と有機スズ(tributyl tin:TBT)を、また、天然エストロゲンである17β-estradiol(ES)を受精直後のゼブラ胚に暴露し、おもに死亡率と形態異常を観察した。1.使用した3種の物質すべてにおいて濃度に依存して死亡率の上昇および様々な奇形発現率の上昇が認められた。2.TCDD暴露によって心臓周囲を始め各部位に浮腫が観察され、顎の形成不全を含む頭部の異常も高頻度で認められた。TBT暴露ではTCDD暴露と似た奇形発現がみられた他、尾鰭の形成不全も認められた。ES暴露では心臓周囲の浮腫に加え、脊柱の彎曲が認められた。形態形成に関与する遺伝子の発現に対する影響をin situ hybridization法で観察したところ、ES暴露群の尾方においてMyoDの発現が欠失していることを確認した。以上のことから、今回の実験で用いているゼブラは環境ホルモンの毒性を実験室内で短時間に検討できること、さらにはその毒性発現機序を分子レベルで検討することが可能であることから、人を始め哺乳動物に対する毒性の評価系として有用であると考えている。平成13年度には、今回観察された奇形発現の機序を解明するため、estrogen受容体あるいはarylhydrocarbon受容体の作動薬および阻害薬を用いる実験、および蛍光色素注入による神経堤細胞の移動を観察する計画を予定している。さらに、これまでの研究成果を発表するための論文作成を今年度に引き続き行ってゆく。平成12年度で得られた3種の環境ホルモン(ダイオキシン;2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin、有機スズおよび17βエストラジオール)の暴露によりゼブラフィッシュ胚に見られた形態異常の中で、ダイオキシン暴露によって認められた中脳におけるアポトーシス細胞の出現、および下顎の低形成に関して、両異常の発現機序解明のために検討を進めた。得られた結果は以下の通りである。1.ダイオキシン受容体として知られているarylhydrocarbon receptor(AhR)の作動薬および阻害薬を用いた実験から、ダイオキシン暴露により今回認められた2種の異常は共にAhRを介して発現することを明らかにした。

2.中脳に見られたアポトーシス細胞の出現はAhRを介して血管内皮細胞にチトクロームP4501Aを誘導し、それにより血流が阻害されることにより生じることが示唆された。これは、ヒトで報告されているダイオキシンによる精神障害発生に結びつく脳細胞の細胞死を初めて示した証拠と考えられた。3.ダイオキシン暴露により特異的に認められた下顎の低形成は受精後60時間ですでに認められるが、この時点では血流阻害によるものでなく、下顎の軟骨原基発生に対する直接的な毒性影響であることがわかり、その後に発現する血流阻害が下顎の低形成をさらに強めることが明らかになった。以上のことから、魚類に対するダイオキシンの毒性は脳細胞と下顎に特異的にみられること、およびヒトをはじめとする哺乳類での報告と一致して、AhRを介して発現することが明らかとなり、ゼブラフィッシュを用いた今回の実験系が環境ホルモン毒性の検出系、および毒性機序検討のモデルとして優れたものであることを示した。
希土類架橋ヘテロダイマーにおける面間相互作用と金属の役割

パルスを含む時間分解ESR法を用いて希土類ポルフィリン励起三重項と希土類内包フラーレンの電子構造・ダイナミクスの研究を行った。A.希土類ポルフィリンモノマーおよびダイマーの励起三重項(T_1)本研究では、イットリウムポルフィリンモノマーT_1のESRパラメータの解析およびY上のスピン密度の決定を行った。また、ESRのパラメータを用いてダイマーの面間相互作用を評価する理論式を導出して、希土類架橋ダイマーに適用した。その結果、以下の点が明らかになった。1.T_1のすぐ上にJahn-Teller couplingで分裂したT_2があり、T_1の性質にはT_2とのスピン軌道相互作用(H_<s o>)を考慮する必要がある。2.TPP錯体とOEP錯体ではΔE_<TT>(E_<T2>-E_<T1>)が異なる。OEP錯体のgおよびDの大きな異方性は、ΔE_<TT>が小さくH_<s o>の影響が大きいことで解釈できる。3.YOEP^+におけるY(III)上のスピン密度が0.011と求められた。4.ダイマーの面間相互作用は、Y錯体よりLa錯体、TPP錯体よりOEP錯体が大きいという結果が得られ、理論計算から、これらは分子間の共鳴および交換積分の違いで解釈できることがわかった。B.固体希土類内包フラーレンC_<60>およびC_<70>結晶中のLaC_<82>のXおよびQバンドのESRスペクトルを4.2Kから423Kの範囲で観測した。stochastic Liouville方程式を用いて各温度(T)の回転相関時間(τ_r)を求めた。τ_rTのプロットから2つの活性化過程(3.5,0.9Kcal/mol)の存在がわかり、それぞれ分子の束縛回転と自由回転によると解釈した。
自然環境法制の総合的再構築:国際的動向をふまえたわが国法制の改善の提言

平成4、5年度にわたり、各自の研究と合宿における報告・討論・視察・ヒアリングなどによって、研究を進めるとともに、平成5年度の後半には、以下のような構成で報告書の取りまとめる作業を進めた。第一に、国内法の現状分析として、自然環境保全法・自然公園法、森林法制、鳥獣保護法と狩猟法、文化財保護法、絶滅危機種保存法といったわが国の自然保護に関する法制度について、第二に、国際法制度の現状分析として、自然環境に関する条約の概観、国際的指定地のための制度、自然保護のための地域指定制度、条約の効果的実施のための制度、国際援助のための制度について、第三に、規制および監督手法の現状分析として、土地利用規制手法や、補償・協定・基金など金銭を利用したコントロール手法について、それぞれ検討を加え、望ましい方向を提案した。最後に、外国法制度の現状分析として、アメリカ、スウェーデン、フランス、ドイツの自然環境保護のための法制度と手法について、現状を把握することが行われた。なお、この研究に続いて、平成6、7年度にわたって、同じメンバーで、このテーマを発展させる形で、国際学術研究を行う予定である。世界各国に調査に赴き、不十分であった外国法の部分を補充し、国内法の部分を反省しようとするつもりである。各自の研究と合宿における報告・討論・視察・ヒアリングなどによって、今年度は、以下のような成果を得ることができた。初年度の作業の多くの部分は、外国法制度の現状の把握にあてられている。たとえば、アメリカにおける野生生物の取引規制制度においては、捕獲・輸入・売却・所持など規制の網が広く、また、違反に対する制裁が厳しい。これは、わが国の法制度と比較しても顕著である。国立公園制度をみると、管理における一般市民の地位が重視されており、政策決定過程における民主的性格が特徴的であった。フランスにおいても、環境保護において市民参加が制度化されていることは多いようであり、国際的動向といえよう。また、計画による管理という発想も共通している。スウェーデンの景観保護制度のように、公共的目的の達成のために、市民に具体的な義務を課す仕組みもみられる。国際法は種々制定されており、わが国が締約国となっているものも少なくないが、たとえば、ワシントン条約とその国内措置をみてもわかるように、必ずしも条約の趣旨の通りに国内法が整備されているのではなく、今後、実効性の確保のために、改善が求められる点が多くある。種の多様性に関する諸条約と国内法のように、いろいろな価値の間の調整をどのような基準によってするかという問題もある。国内法では、一応の制度がある場合でも、地権者の反対で保護が進まないなどの問題がある。このあたり、外国の制度を参考にして、費用分配の合理性などを考慮に入れつつ、わが国の法制度で実現可能な仕組みを、来年度の研究を通じて提案していきたい。前年度に引き続き、各自の研究と合宿における報告・討論・視察・ヒアリングなどによって研究を進めるとともに、今年度の後半には、研究成果をまとめる作業を進め、最終的に以下のような構成で報告書を作成することができた。第一に、国内法の現状分析として、自然環境保全法・自然公園法、森林法制、鳥獣保護法と狩猟法、文化財保護法、絶滅危機種保存法といったわが国の自然保護に関する法制度の現状を把握し、その限界や問題点・欠陥を指摘し、さらにその改善のための方策をさぐった。第二に、国際法制度の現状分析として、まず自然環境に関する条約を概観し、次いで、国際的指定地のための制度、自然保護のための地域指定制度、条約の効果的実施のための制度、国際援助のための制度について検討を加え、今後の課題を明かにした。第三に、規制および監督手法の現状分析として、土地利用規制手法に関する現行法制度を分析し、縦割り行政・既得権重視など横断的問題点を指摘し、解決策を提案した。また、保護鳥獣による農作物被害、野性生物保護などを手がかりに、補償・協定・基金など金銭を利用したコントロール手法にも、検討を加え、望ましい方向を提案した。最後に、外国法制度の現状分析として、アメリカ、スウェーデン、フランス、ドイツの自然環境保護のための法制度と手法について、外国法制度の現状を把握することが行なわれた。なお、この研究に続いて、平成6、7年度にわたって、同じメンバーで、このテーマを発展させる形で、国際学術研究を行なう予定である。
天然物に学ぶ化学教育

最近,化学における実験の時間が減少している.特に大学では時間や学校の設備から実験が避けられる傾向がある.しかし本来化学は物質を対象とした学問であり,その学習のために実験は切り離せないものと考えられる.本研究は一般教養の化学に,天然物の分析の実験を中心とした授業を展開し,それが化学本来の姿を学ぶ事にどの程度の有効性を持つかを研究することにある.実験対象としては,学生の身近な物質を用いることにした.例えばミカン,レモン等の柑橘類やその他の果実,種々のハーブ類である.研究は一般化学の授業と教養演習の2つのクラスを対象として行なった.一般化学の授業では,講義時間の全てを実験にあてることは不可能であるので,植物を構成する多くの成分の内の特定の成分(主に油脂)の分析を中心とした実験を導入した.教養演習の授業では主に柑橘類の構成成分の分析実験を行わせた.天然物の分析実験には,化学実験で使われる全ての操作が含まれる.抽出,蒸留,分別結晶,クロマト等である.その多くの操作を通じて学生は化学の基本的概念を学ぶことが出来る.学生達は香りや油脂の成分が多くの物質の混合物であることに驚きを感じると同時に大変興味を示した.またGLCを使用した分析において,液層や検出器の相違により得られる結果が異なることにも興味を示した.このことは大変重要であり,ある結果を導きだすためにどんなことをすべきかを考えるための良い訓練になった.いくつか問題点があるにしても(後述), 2年間の研究の結果からは,天然物を対象とした実験の一般化学への導入は,学生達の関心度も高く,また彼らに正しい物質感や自然科学的思考法を学ばせるうえにおいてかなり有効性の高いものと考えられた.なお,問題点としては,溶媒をかなり使用する事(安全性,経費)や数種の分析機器の必要性(設備)等がある.最近,化学における実験の時間が減少している.特に大学では時間や学校の設備から実験が避けられる傾向がある.しかし本来化学は物質を対象とした学問であり,その学習のために実験は切り離せないものと考えられる.本研究は一般教養の化学に,天然物の分析の実験を中心とした授業を展開し,それが化学本来の姿を学ぶ事にどの程度の有効性を持つかを研究することにある.実験対象としては,学生の身近な物質を用いることにした.例えばミカン,レモン等の柑橘類やその他の果実,種々のハーブ類である.研究は一般化学の授業と教養演習の2つのクラスを対象として行なった.一般化学の授業では,講義時間の全てを実験にあてることは不可能であるので,植物を構成する多くの成分の内の特定の成分(主に油脂)の分析を中心とした実験を導入した.教養演習の授業では主に柑橘類の構成成分の分析実験を行わせた.天然物の分析実験には,化学実験で使われる全ての操作が含まれる.抽出,蒸留,分別結晶,クロマト等である.その多くの操作を通じて学生は化学の基本的概念を学ぶことが出来る.学生達は香りや油脂の成分が多くの物質の混合物であることに驚きを感じると同時に大変興味を示した.またGLCを使用した分析において,液層や検出器の相違により得られる結果が異なることにも興味を示した.このことは大変重要であり,ある結果を導きだすためにどんなことをすべきかを考えるための良い訓練になった.いくつか問題点があるにしても(後述), 2年間の研究の結果からは,天然物を対象とした実験の一般化学への導入は,学生達の関心度も高く,また彼らに正しい物質感や自然科学的思考法を学ばせるうえにおいてかなり有効性の高いものと考えられた.なお,問題点としては,溶媒をかなり使用する事(安全性,経費)や数種の分析機器の必要性(設備)等がある.一般教養課程の化学に導入可能な天然物を対象とした実験を研究した。一つは天然物の構成成分の検索に関する実験であり、もう一つは天然物を利用した実験である。天然物の分析には多くの化学的知識が要求される。勿論学生の多くはその知識を持ちあわせてはいないが、実験を通じて体験的に多くのことを学ぶことができる。例えば、芳香成分の分離の操作では水蒸気蒸留を行うが、この操作より沸騰の意味を知る。さらに香気成分が非常に多くの物質の集合体であり、その中に分子量,分子式が同じでも性質の異なるものが存在することを知り、異性体の存在を学ぶ。またケン化反応では、脂肪酸と不ケン化物を分離するが、ここでは遊離の脂肪酸とそのNa塩の水あるいは他の有機溶媒に対する溶解性の差を知ることより、親水性・親油性という言葉を学び、その結果洗剤の原理や溶解と分子構造の関係を学ぶ。また我々が日常なんの気なしに使用している油も何種類かの脂肪酸を含んでいることを知る。その他実験に用いた薄層クロマトグラフィーを通じて、クロマトの概念や溶媒に関する知識(極性,無極性)を学ぶことが出来る。成分の実験については、柑橘類の果皮,ラベンダーの果房,アボガドの実,お茶,スルメ等について実験を行ってみた。天然物の利用については、植物の葉による染色実験を研究した。その結果、街路樹の落葉でも媒染剤の使用により、種々の色に染色することが可能であることがわかった。この実験は分子構造と色の関係、色とスペクトルへの発展がある。今回の研究の一部を授業に導入してみた。上にあげた効果の他にも多くの利点がみられた。

文献の調査より始まる一連の実験は学生にとって始めての体験であり、一つの決定をくだすのには色々の面からの追求が必要であり、その全ての総合により決定される手法を学び、自ら調べ、自ら考えることの重要性を認識したことがレポートにみられた。
トキソプラズマ原虫の潜伏感染誘導トリガー因子の同定

全ゲノム遺伝子解析を行うことで、トキソプラズマ原虫の潜伏感染誘導関連因子の同定に成功した。マウスの脳内にトキソプラズマのシストを形成させる実験系の確立に成功した。さらに、この系を用いてシストへの薬剤効果の解析を行った。トキソプラズマ原虫の休眠型虫体への移行時に発現する遺伝子のプロモーターの下流に発光蛋白質遺伝子を挿入した組換え原虫を作製した。この原虫の発光の有無を指標として、休眠型への移行を抑制する薬剤のスクリーニング系を開発することに成功した。トキソプラズマ原虫はアピコンプレックス門に属する原虫であり、猫科動物を終宿主とする人獣共通感染症である。世界中で高い感染率を示し、妊婦が感染すると、流産や胎児の脳症、痙攣、水頭症、頭蓋内石灰化等を起こす。免疫抑制状態にある場合には重症化して死に至ることもある。ユッケやレバ刺しの食用等の近年の食習慣の変化に伴い、先天性トキソプラズマ症が拡大し、我が国の新生児において年数百件の被害があると推定され、今年になって患者会が設立された。このような状況の中、本研究の目的は、トキソプラズマの潜伏感染への誘導トリガー因子の同定、休眠型虫体のシスト壁の構造解析を通じて、この潜伏感染誘導機構の解明を行うことにある。本年度は、全ゲノム遺伝子解析を行うことで、トキソプラズマ原虫の潜伏感染誘導関連因子の同定に成功した。化学変異原のENUを投与後、1NM-PP1などの栄養型のトキソプラズマ原虫の虫体を休眠型へと誘導する薬剤を用いて、この薬剤の存在下で長期間培養することで耐性原虫の作出とそれらのクローン化を行った。作出された薬剤耐性クローンの全ゲノム遺伝子解析を行い、特に休眠型への移行シグナルに関わると考えられる原虫PKなどの予想アミノ酸配列について親株との比較解析を行った。ユッケやレバ刺しの食用等の近年の食習慣の変化に伴い、先天性トキソプラズマ症が拡大し、我が国の新生児において年数百件の被害があると推定され、患者会が設立された。平成26年度は、マウスにトキソプラズマ原虫を感染させることで、マウスの脳内に休眠型虫体(ブラディゾイト)が充填されたシストを形成させる実験系の確立に成功した。この実験系を用いて、糖鎖薬を投与した時のトキソプラズマのシストへの影響の解析を行った。平成27年度は、トキソプラズマ原虫の休眠型への移行時に発現する遺伝子のプロモーターの下流に発光蛋白質遺伝子を挿入した組換え原虫を作製した。平成26年度は、マウスの脳内にトキソプラズマのシストを形成させる実験系の確立に成功した。さらに、この系を用いて、シストへの薬剤効果の解析を行った。以上のことから、今年度の研究計画はおおむね順調に進展している。寄生虫学休眠型への移行の鍵となる遺伝子を制御するプロモーターの下流に発光蛋白質遺伝子を挿入することで、これをバイオマーカーとして慢性トキソプラズマ症の診断や薬剤スクリーニングに利用できる系の作出を目指す。研究協力者が平成26年7月にアメリカの大学に留学したため、トキソプラズマの潜伏感染虫体であるシストへの誘導とシスト壁の機能解析の技術を有する代替者を新たに確保する必要が生じた。

従って、当初予定していたトキソプラズマのシスト壁の機能解析を行うための次年度使用額が生じた。今後は比較ゲノム解析によって明らかとなった変異アミノ酸をレスキューした原虫を作製し、その表現型が復帰するか、また、その変異部が休眠型への移行シグナルに関与している可能性があるかも検討する予定である。さらに、休眠型への移行の鍵となる遺伝子を制御するプロモーターの下流に発光蛋白質遺伝子を挿入することで、これをバイオマーカーとして慢性トキソプラズマ症の診断や薬剤スクリーニングに利用できる系の作出を目指す。次年度については、代替者を確保の後、トキソプラズマのシスト壁の機能解析と解析結果の取りまとめを行うために次年度使用額を充てる。平成25年10月より研究協力者の一人が病気となり、担当している実験ができなくなったため。次年度は人材を確保する必要があり、人件費と計上した、また、追加して実験を行う必要があるため、消耗品費を物品費に計上した。研究協力者の中に研究代表者らと異なる場所で研究を実施している者がいるため、研究打合せのための旅費を計上した。
脳神経回路の修復機構の統合的理解

炎症や外傷などで脳や脊髄が傷つくと、様々な症状があらわれる。症状があらわれる原因のひとつに、脳や脊髄の機能を担っている神経回路が傷つくことが指摘されている。かつては、傷ついた神経回路が自然に修復することはないと考えられてきたが、最近の研究により、傷ついた神経回路はわずかではあるが自然に修復することがわかってきた。本研究では、なぜ神経回路が自然に修復するか、メカニズムを探索することを目的とする。
農村ランドスケープにおける生物多様性保全の農村計画学的研究

"地域の豊かな緑や生物相の確保"は農村計画の重要な計画目標となる。農村ランドスケープの生物多様性に関する研究史すなわち研究主題の萌芽と変遷を整理した。欧米圏の論文や政策をレビューし、農業生物多様性の保全と管理のためには、農民の存在とその知識や文化も保全の対象や管理を考える際の重要な要素であることを明らかにした。農村計画学の役割・機能の視点より地域類型毎に5つの評価軸を設定して、生物多様性の利用と保全の方向性を試論した。農村ランドスケープにおける一つの典型性を有する棚田景観の生物生態的意義を考察した。棚田が他の地勢の水田と本質的に異なる点として、その原植生が主に中性乾性の樹林地と考えられることが特筆され、棚田の形成は山間部・山麓における原植生とは異なる半自然的な湿性空間の創出と捉えることができる。伝統的形態を留める棚田を生物生息空間として俯瞰すると、(1)地形の起伏に沿った多数の小規模な水田区画すなわち浅い陽光の一時止水域の存在、(2)上下の水田間の半自然草地としての法面もしくは石積の存在、(3)周囲を樹林地に囲まれるパッチ状か少なくとも上端で樹林地に広く接していること、が特徴的である。また、土披型の棚田では、水田に隣接して幅広い法面畦畔草地が生じることが平地域の水田との大きな違いである。この棚田の水田と畦畔の半自然草地を利用する代表的な生物群の一つとしてニホンアカガエルを対象に,千葉県鴨川市大山千枚田での利用実態を事例調査した。その結果、高い生息量が認められ、特に成体は活発に活動する57月の湛水期では畦法面が畦平坦面の1.61.9倍の個体数密度であった。本地区では、繁殖期に水域が広く形成されるため繁矩空間が確保され、また、その繁殖空間である水田の周囲に非繁殖期の生活空間である半自然草地すなわち畦畔草地が広く存在することが、本種の高い生息量を支えている理由と考えられた。本棚国は水田間の土坡部に法面草地が広く取られるのが特徴であり、この畦畔法面の草地は水田耕作管理(畦畔の保守管理,年数回の草刈等)に伴い維持されてきた。耕作管理に伴う半自然草地の維持形成は、ニホンアカガエルの陸上生活において十分な空間の規模とその多様性を提供してきたといえる。本地区のように早春期に水域形成が得られる棚田は、本来的には樹林地となる立地にも関わらず、人為開墾により本種の良好な生息空間となってきたと推察される。本研究では、棚田の文化景観に埋め込まれた形で小動物が生息し続けているごとを明らかにした。農村の生物多様性に関して定義・議論した欧米圏の論文や政策をレビューし、農業生物多様性の保全と管理のためには、農民の存在とその知識や文化も保全の対象や管理を考える際の重要な要素として位置づけられていることを明らかにした。この「農村社会と不可分のものとしての生物多様性」が国際的にみても農業生物多様性の本質であり、それを前提とした農村計画学における生物多様性保全の方針を試論した。まず、農村計画における生物多様性保全の位置づけを提示し、次に農村計画学が扱うべきランドスケープの範囲を明確にし,最後に農村計画学の役割・機能の視点より地域類型ごとに農村の生物多様性保全の評価軸について試論した。特に重要な論点として、農村の生物多様性を、それを育む農村社会・生態システムの弾性・健全性の一評価軸として捉え、地域類型と(1)食料供給、(2)多面的機能(特に保全生物学的役割)、(3)生活圏創出(農村住民にとっての土地利用の秩序化)、(4)共生空間の地域管理(生物多様性を介した農村-都市交流)、(5)文化的・生態的価値の5つの評価軸を設定して,それぞれにおける生物多様性の利用と保全の方向性を整理した。一方、我が国の農村ランドスケープを特徴づける水田生態系について、べースとなる本来の自然立地条件を、水田開発史の整理とともに行い、地生態的区分に基づいた水田生態系基盤の類型化を試案した。そして、想定される類型ごとに、保全や再生の目標や指標となりうる植物種群を検討した。さらに、指標生物として平地水田、谷津田、棚田ごとの両生類相の特徴を整理した。耕地植生における生物多様性管理は、雑草・害虫防除の論理、保全生態学の論理、IBM(総合的生物多様性管理)の論理がこれまで提示されるが、耕地においては、生産も生物多様性も考慮に入れながら、生物相を管理する必要がある。その際、水田の植生には2つの捉え方、すなわち水田に成立する植生(水田内の植物種にも"obligate weeds"と"facultative weeds"の2タイプがある)と耕作放棄田に成立する植生があることを確認した。

水田の管理と植生の対応について既往研究を整理し、(1)農業生産(雑草学)の分野では管理と植生の対応については研究蓄積がある、(2)害草度が低い種、低出現頻度の種(希少種)についての知見は少ない、(3)農業生産と生物多様性との関連に言及した事例はほとんどないことを明らかにした。耕地周辺の半自然草地植生における生物多様性管理は、まず水田周辺には個別の田面や水路のみではなく、ため池-水田、水田-畦畔、水田-水路、水田-森林など、異なる空間の「境界領域」に線状の半自然草地が多数、存在することを示した。自然環境や歴史によって形成された多様な水田景観が存在し、それぞれに成立する二次草地(半自然草地)は非常に多様となることを明らかにした。さらに、わが国の農耕地周辺の半自然草地の既往研究を整理し、(1)質の高い半自然草地が形成される場所(棚田畦畔・法面、谷津田の袖部刈取り草地等)での研究事例が多いこと、(2)管理、基盤整備のあり方と成立する植生の関連を検証した研究もあるが、まだまだ蓄積は少ないことを明らかにした。そして、質の高い半自然草地が維持されている場合と、既に多様性の低い畦畔草地の場合に分けて、管理の方向性が異なることを提示した。加えて、農村の様々な景観構成要素と動物相、特に両生類相成立の対応関係を整理し、各景観要素の連結性の視点から生物多様性ポテンシャルの考え方を提示した。
ヒト嚥下関連脳律動解析と嚥下時脳信号解読

てんかん治療のため一時的に頭蓋内電極を留置した患者の中でも、中心溝の外側領域、つまり口腔・顔面領域にシート型電極を留置した患者4名の協力を得て、嚥下時の頭蓋内脳波を測定した。被験者には水嚥下、空嚥下を指示し、Sampling rate 10k Hzで頭蓋内脳波を記録した。嚥下時間は頸部に装着した喉頭マイク、電気声門図(頸部インピーダンス計測)を用いて特定し、嚥下開始0秒で脳波を揃え周波数解析を行った。解析対象とした被験者は、これまでの計測の結果、合計7名である。周波数解析の結果、嚥下開始1秒前から中心溝の外側領域、つまり中心下領域とよばれる部位でHigh γ活動(75-150 Hz)が出現することがわかった。また、嚥下開始3-2秒前に中心前回、中心後回でもHigh γ活動が出現しており、同活動を精査するため、開口時間、水注入時間を特定し、それぞれの時間で脳波を揃え追加の解析を行った。開口運動により中心前回の外側領域にHigh γ帯域活動が出現するとともに、β帯域の抑制が同時に観察された。ベータ帯域の抑制はその後消失し、リバウンド活動が観察された。水の注入時には中心後回で、著名なHigh γ活動が出現することがわかった。今回、High γ帯域の活動を用いることで、嚥下時には中心下回が、開口時には中心前回が、水の注入時には中心後回が活動することがわかった。予定通り、頭蓋内電極を留置したてんかん患者に対して嚥下の脳活動を記録することができた。最終目標である嚥下時脳活動の解読を実現するには、嚥下時の脳活動の特徴をまず明らかにし、それを用いて解読を行う必要がある。本年度は、計測した頭蓋内電極からの脳波を解析することで、嚥下に関連し最も活動する部位が中心下領域と呼ばれる中心溝の外側端とシルビウス裂に挟まれる狭い脳回であることが明らかとなった。今後は、中心下領域の脳活動を用いてヒトの嚥下意思解読の研究を進めていく。嚥下に関連し、異なる時間に異なる部位が活動することがHigh γ活動を用いることで明らかとなった。今後は、このHigh γ活動がどのような特性を持っているのかをPhase-Amplitude Coupling (PAC)の手法を用いて解析していく。PACは運動や、感覚により高まることが知られているが、嚥下に関連したPACの報告はまだなく、嚥下時の脳活動の特性をさらに明らかにできるのではないかと期待される。また、嚥下時の脳活動の解読のためDeep learningの手法を用いていく。中心下領域が嚥下に特異的に活動する領域であることがわかったので、同部位の脳波を用いて解読を進めていく。

PACは運動や、感覚により高まることが知られているが、嚥下に関連したPACの報告はまだなく、嚥下時の脳活動の特性をさらに明らかにできるのではないかと期待される。また、嚥下時の脳活動の解読のためDeep learningの手法を用いていく。中心下領域が嚥下に特異的に活動する領域であることがわかったので、同部位の脳波を用いて解読を進めていく。物品として計測データの記録用ハードディスクを予定していたが、脳波データの容量が予想量より下回ったことで、追加の記録用ハードディスクの購入が不要となったため。次年度に繰り越す55,964円は、2019年度に予定している実験データの記録用ハードディスク購入費用として使用する。
抗原提示細胞による死細胞貪食に伴う免疫寛容誘導機構の解析

樹上細胞による死細胞の貪食除去は自己免疫寛容の維持に重要な役割を果たしている。脾臓においては、CD8α+樹上細胞がその任務を担っていると考えられてきた。しかしながら、CD8α+樹上細胞は主にT細胞領域に局在し、それがどうやって辺縁帯に集積した死細胞を貪食するのかは不明であった。本研究において我々は、死細胞を貪食して、そこに含まれる抗原に対して免疫寛容を誘導するCD8α+樹上細胞サブポプレーションを同定した。脾臓のCD8α+樹上細胞の中で特にCD103+, CD207+サブセットは主に辺縁帯に存在して、血中由来の死細胞を貪食した。死細胞貪食後、この樹上細胞サブセットはT細胞領域に移動して、死細胞抗原をT細胞にクロスプレゼンテーションした。TLRを刺激することによりこれらのDCサブセットは消滅し、その結果、CD8α+樹上細胞による死細胞貪食およびそれに伴う、死細胞抗原の提示が起こらなくなった。サイトクロームC投与により、これらの樹上細胞サブセットを一過的に欠損させると、死細胞抗原に対する免疫寛誘導が起こらなくなった。以上の結果より、脾臓においてはCD8α+樹上細胞の中でも特にCD103+, CD207+サブセットが死細胞貪食およびそれに伴う免疫寛容誘導を担っていることが明らかとなった。<死細胞貪食に関与する細胞集団の特定>脾臓において、死細胞はCD8α^+樹状細胞により貪食処理される。我々は、投与する死細胞の数を増やしてもCD8α^+樹状細胞のうちたかだか半分しか死細胞を貪食できないことを見出した。このことからCD8α^+樹状細胞の中にも死細胞を貪食できる細胞と、貪食できない細胞とが存在するものと考えた。そこで、死細胞投与マウスよりCD8α^+樹状細胞を分取し、さらに死細胞を貪食した細胞と、貪食していない細胞を分離し、それぞれのmRNA発現量をmicroarray法により比較した。その結果、死細胞貪食細胞にはCD103およびCD207が高発現していることが分かった。フローサイトメーターによる解析により、CD8α^+樹状細胞のうち約半分がCD103およびCD207を発現しており、このCD8α^+, CD103^+,CD207^+樹状細胞が選択的に死細胞を貪食していることを明らかにした。また、マウスに尾静脈よりcytochrome Cを投与することにより、in vivoにおいてこのCD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞が選択的に欠損することを見出した。CD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞を欠損させたマウスでは、死細胞貪食が起こらず、それに伴う免疫寛容誘導も起こらないことが明らかとなった。これまでは死細胞貪食およびそれに伴う免疫寛容誘導はCD8α^+樹状細胞が行っていると考えられてきたが、今回の我々の結果より、CD8α^+樹状細胞の中でも特にCD103^+,CD207^+の細胞がこれらの役割を行っていることが明らかとなった。昨年我々は、脾臓においてはCD8α^+, CD103^+,CD207^+樹状細胞が特異的に死細胞を貪食し、死細胞に含まれる自己抗原に対して免疫寛容を誘導していることを明らかにした。本年は脾臓におけるCD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞の局在を免疫染色法および蛍光顕微鏡を用いて解析した。その結果、CD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞は通常状態においては主に辺縁帯と呼ばれる領域に局在し、そこで死細胞を貪食することを見いだした。また死細胞を貪食したCD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞はCCR7の発現が上昇し、T細胞領域に移動することを明らかにした。さらにT細胞領域に移動したCD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞はその後速やかに辺縁帯へと戻ることを見いだした。

これまで、死細胞が集積する辺縁帯とT細胞領域は離れているため、死細胞抗原がどうやってT細胞領域へ運ばれるのかは不明であったが、我々の解析によりCD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞が辺縁帯において死細胞抗原を補食してCCR7依存歴にT細胞領域に運んでいることが明らかとなった。次にCD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞による死細胞貪食に関与する分子を特定するために、CD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞をハムスターに免疫して、CD8α^+, CD103^+, CD207^+樹状細胞表面を認識するモノクローナル抗体を作製した。この抗体の中から死細胞貪食を阻害する抗体をスクリーニングし、数クローンに活性を見い出し、その抗体の認識分子がTim3であることを明らかにした。
乱れた格子の上でも動作する有限要素法の開発

我々は,幾何アルゴリズムの数値的安定化をめざして,数値計算結果より対象の位相構造の一貫性を優先させるアルゴリズム設計法-位相優先法-を開発してきた.この方法をメッシュ生成に適用すると,数値的には乱れを含むかもしれないが,少なくとも位相的にはつじつまの合ったメッシュを作ることができる.本研究では,この位相的無矛盾性を手がかりとして,数値的に乱れを含んでいても使える有限要素法を模索した.その結果,ラプラス演算子を含む偏微分方程式に対して,乱れたメッシュでも有効な離散化の方法を構成できた.ラプラス演算子は,直観的には「各点での自分自身の値をまわりの平均値で置き換える操作」という意味をもつ.通常の有限要素法では,まわりの平均は,メッシュ上で隣接する点の値の重み付き平均として離散化される.メッシュが乱れて自己交差していても,重みにマイナスの値を許すことにすれば,凸結合がアフイン結合に置き換わるだけでまわりの平均という意味は保存される.このことに注目し,離散化の際の重みの符号を調整することによって,メッシュに乱れがあっても「平均」という物理的意味を保つことができる.この考え方に基づいて,ラプラス方程式およびポアソン方程式に対する有限要素法を,乱れたメッシュに対してもそれなりに動作するものに改良できた.また,同様の考え方を利用して,2次元または3次元のボロノイ図を用いた補間法を,乱れを含んだボロノイ図に対しても有効なものに拡張できた.これによって,実際にボロノイ図を作るかわりに,ボロノイ図の位相構造を仮定するだけで補間できる新しい方法も構成できた.従来の有限要素法は対象領域の完全なメッシュ構造が得られていることを前提としているが,メッシュ生成は未解決の問題を含む難しい作業である.このことを反省して,メッシュが不完全でもそれなりに動作する有限要素法を構成することが本研究の目的である.これを実現するための一ステップとして,本年度はラプラス方程式を有限要素法で解くときメッシュの乱れが解に与える影響を調べた.その結果,従来のままの有限要素法では乱れが解に大きな影響を与えるが,有限要素法を少し改良することによって乱れたメッシュの上でもそれなりの解を得ることができることを確認できた.メッシュの生成を,位相優先法とよばれるロバストな計算法で実行すると,数値的には乱れを含むかもしれないが,位相的には一貫性の保たれたメッシュが得られる.このメッシュでは,乱れは,要素のいくつかが裏返しになって重なる状態として現われる.そこで裏返しの要素に対しては,離散化の際の代数方程式の係数を反転することによって,乱れたメッシュからも意味のある方程式を作ることができる.この方法で作った有限要素方程式は,メッシュの乱れが解にそれほど大きな影響を与えない.特に解が一次関数で表される場合には,メッシュに乱れがあっても厳密に正しい解が得られることがわかった.これらの成果により,乱れを含んだメッシュの上でも動作する有限要素法が一般的に構成できる見通しができた.我々は,幾何アルゴリズムの数値的安定化をめざして,数値計算結果より対象の位相構造の一貫性を優先させるアルゴリズム設計法-位相優先法-を開発してきた.この方法をメッシュ生成に適用すると,数値的には乱れを含むかもしれないが,少なくとも位相的にはつじつまの合ったメッシュを作ることができる.本研究では,この位相的無矛盾性を手がかりとして,数値的に乱れを含んでいても使える有限要素法を模索した.その結果,ラプラス演算子を含む偏微分方程式に対して,乱れたメッシュでも有効な離散化の方法を構成できた.ラプラス演算子は,直観的には「各点での自分自身の値をまわりの平均値で置き換える操作」という意味をもつ.通常の有限要素法では,まわりの平均は,メッシュ上で隣接する点の値の重み付き平均として離散化される.メッシュが乱れて自己交差していても,重みにマイナスの値を許すことにすれば,凸結合がアフイン結合に置き換わるだけでまわりの平均という意味は保存される.このことに注目し,離散化の際の重みの符号を調整することによって,メッシュに乱れがあっても「平均」という物理的意味を保つことができる.この考え方に基づいて,ラプラス方程式およびポアソン方程式に対する有限要素法を,乱れたメッシュに対してもそれなりに動作するものに改良できた.また,同様の考え方を利用して,2次元または3次元のボロノイ図を用いた補間法を,乱れを含んだボロノイ図に対しても有効なものに拡張できた.これによって,実際にボロノイ図を作るかわりに,ボロノイ図の位相構造を仮定するだけで補間できる新しい方法も構成できた.
テルル化亜鉛ホモエピタキシャル膜の有機金属化学気相法による成長と成長機構の解明

現有設備のブリッジマン成長炉を用いて, ZnTeの単結晶を育成し, (100), (111), (110)面の単結晶基板を作成した.次に,ジメチル亜鉛(DMZn),ジエチルテルル(DETe)を原料とし,水素をキャリアガスとして, 9.4torrの低圧下で,ホモエピタキシャル成長を試みた所, 385°C480°C程度の低い基板温度で, ZnTeの膜が再現良く得られることが分かった.成長速度の基板温度依存性を求めた所,成長速度は,種々の基板面方位に対して,同じ温度依存性を示し,基板基板温度の低下と共に減少する傾向にあることが分かった.この依存性から活性化エネルギーを求めると,既に報告されているDETeの分解エンタルピーに近い値が得られた.このことから, DETeの分解が成長に大きな影響を及ぼしていることが予想できた.また,成長速度は基板の面方位にも依存し, (111)Te>(100)>(111)Znの関係にあることが,この実験により明らかになった.成長速度のDMZn, DETeの供給量依存性を求めた所, DMZnの場合,成長速度は,供給量に対して最大値をとる傾向を示し,高い供給量ではそれが抑圧される傾向にあったが, DETeの場合,その供給量の増加と共に,飽和する傾向を示し,成長速度の低下はみられない,と言った成長速度のDMZnとDETeに対する依存性は著しく異なることが分かった.これらの現象は,吸着モデルを用いることによって,定性的には理解できるものの成長速度が面方位に依存する現象は説明できなく,今後,成長の基礎特性をより明確にして,総合的に検討してゆく必要がある.エピタキシャル相のPLにはFEが観察される時もあり, MOCVD法が良質の膜を得る上で技法であることが分かった.最後に,四重極質量分析装置による成長室内のガス分析を試みた所,本研究で用いた成長温度では, DMZnは殆んど完全に分解しているものの, DETeは非常に分解し難いことが分かった.更に,アダクトの生成を示すピークも観察されなかった.現有設備のブリッジマン成長炉を用いて, ZnTeの単結晶を育成し, (100), (111), (110)面の単結晶基板を作成した.次に,ジメチル亜鉛(DMZn),ジエチルテルル(DETe)を原料とし,水素をキャリアガスとして, 9.4torrの低圧下で,ホモエピタキシャル成長を試みた所, 385°C480°C程度の低い基板温度で, ZnTeの膜が再現良く得られることが分かった.成長速度の基板温度依存性を求めた所,成長速度は,種々の基板面方位に対して,同じ温度依存性を示し,基板基板温度の低下と共に減少する傾向にあることが分かった.この依存性から活性化エネルギーを求めると,既に報告されているDETeの分解エンタルピーに近い値が得られた.このことから, DETeの分解が成長に大きな影響を及ぼしていることが予想できた.また,成長速度は基板の面方位にも依存し, (111)Te>(100)>(111)Znの関係にあることが,この実験により明らかになった.成長速度のDMZn, DETeの供給量依存性を求めた所, DMZnの場合,成長速度は,供給量に対して最大値をとる傾向を示し,高い供給量ではそれが抑圧される傾向にあったが, DETeの場合,その供給量の増加と共に,飽和する傾向を示し,成長速度の低下はみられない,と言った成長速度のDMZnとDETeに対する依存性は著しく異なることが分かった.これらの現象は,吸着モデルを用いることによって,定性的には理解できるものの成長速度が面方位に依存する現象は説明できなく,今後,成長の基礎特性をより明確にして,総合的に検討してゆく必要がある.エピタキシャル相のPLにはFEが観察される時もあり, MOCVD法が良質の膜を得る上で技法であることが分かった.最後に,四重極質量分析装置による成長室内のガス分析を試みた所,本研究で用いた成長温度では, DMZnは殆んど完全に分解しているものの, DETeは非常に分解し難いことが分かった.更に,アダクトの生成を示すピークも観察されなかった.
遺伝子発現と塩基多型に基づくオオムギ系統進化の推定

・岡山大学が保有する3'端オオムギESTのUnigeneに由来するプライマーを設計し,約3,000弱のESTを連鎖地図上にマップした(2005年3月現在).また,上記プライマーの六倍性コムギ(パンコムギ)におけるPCR増幅を確認し,コムギの遺伝背景にオオムギの染色体を添加した系統群を用いて約1,000のESTについて座乗染色体を決定した.また,二倍性コムギの分離集団に約100のオオムギESTをマップした.・オオムギ,コムギ,ライムギを含む近縁植物についてオオムギESTマーカーのプライマー配列に基づく類縁関係を推定した.さらに,近縁野生植物でストレス抵抗性に優れたハマニンニクおよびオオハマニンニクについて,染色体添加コムギ系統の添加染色体の識別と同祖群を決定するために,これらの異種染色体に特異的なマーカー各々約100をオオムギESTから得た.また,野生オオムギH.chilenseの染色体添加系統群の添加染色体をオオムギESTマーカーで同定することに成功した.・国際オオムギESTコンソシアムを形成している米国,ドイツ,フィンランド,英国のプロジェクトと共同でAffymetrix社からカスタムオリゴアレイを開発し,同社から発売した.さらに,オオムギGeneChipの発現データベースに関する大規模な国際共同実験を進め,成果を論文投稿した.・Unigeneのクローンを整列化して,品種間に存在するSNPを確認し,これらの配列および用途について米国およびEUに国際特許出願した(岡山大学).・cDNAアレイシステム,植物RNAの自動抽出システム,イネ-オオムギ比較ゲノム地図,BACライブラリーによる遺伝子単離システムなどを開発した.・岡山大学が保有する3'端オオムギESTのUnigeneに由来するプライマーを設計し,約3,000弱のESTを連鎖地図上にマップした(2005年3月現在).また,上記プライマーの六倍性コムギ(パンコムギ)におけるPCR増幅を確認し,コムギの遺伝背景にオオムギの染色体を添加した系統群を用いて約1,000のESTについて座乗染色体を決定した.また,二倍性コムギの分離集団に約100のオオムギESTをマップした.・オオムギ,コムギ,ライムギを含む近縁植物についてオオムギESTマーカーのプライマー配列に基づく類縁関係を推定した.さらに,近縁野生植物でストレス抵抗性に優れたハマニンニクおよびオオハマニンニクについて,染色体添加コムギ系統の添加染色体の識別と同祖群を決定するために,これらの異種染色体に特異的なマーカー各々約100をオオムギESTから得た.また,野生オオムギH.chilenseの染色体添加系統群の添加染色体をオオムギESTマーカーで同定することに成功した.・国際オオムギESTコンソシアムを形成している米国,ドイツ,フィンランド,英国のプロジェクトと共同でAffymetrix社からカスタムオリゴアレイを開発し,同社から発売した.さらに,オオムギGeneChipの発現データベースに関する大規模な国際共同実験を進め,成果を論文投稿した.・Unigeneのクローンを整列化して,品種間に存在するSNPを確認し,これらの配列および用途について米国およびEUに国際特許出願した(岡山大学).・cDNAアレイシステム,植物RNAの自動抽出システム,イネ-オオムギ比較ゲノム地図,BACライブラリーによる遺伝子単離システムなどを開発した.