hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
主観的輪郭知覚に伴う神経回路ダイナミクス ― 回転運動刺激を用いた検討

私たちは、画像内に散在する情報をまとめあげ、意味のある対象を認識する。この視覚の優れた情報統合過程を示す例として、主観的輪郭は重要な研究対象とされてきた。しかし、その神経機構の知識は断片的で、ネットワーク全体がどのように機能して主観的輪郭の知覚体験が生じているのか不明である。本研究の目的は、回転運動する主観的図形を刺激として用い、1)ヒトの心理物理学実験、2)脳波測定、および、3)コモンマーモセットの行動実験によって、輪郭の主観的な知覚体験を生み出す神経回路のダイナミクスの全体像を明らかにすることである。本年度は(A)心理物理学実験による主観的輪郭知覚の時空間特性の解明、(B)脳波測定実験とDCMによる解析、を行う計画であった。昨年度のパイロット実験の結果から、持続的観察下における主観的図形消失までの時間(time-till-breakdown, TTB)の測定が、本研究の目的に有効であることが示唆された。そこで、ナイーブ被験者の協力を得て、本実験を実施した。パイロット実験の結果から得られた、最適な主観的図形の回転速度、輪郭の周波数(1周内の屈曲数)・振幅を用い、TTBに対して誘導パターンの幾何学的パラメータがどのように影響するかを検討した。その結果、主観的輪郭の強度を数値で評定するという過去の研究で示された幾何学的パラメータ依存性と同様の依存性が、TTB測定でも得られることが明らかになった。主観的図形の崩壊というナイーブ被験者にも容易に判別できる知覚特徴に基いて、主観的輪郭の各種のパラメータ依存性を測定できることが示唆された。(B)脳波測定実験については、多くの被験者で時間的コストをかけずに脳波測定の準備を行えるように、現有のアンプにも接続可能なアクティブ電極を購入した。しかし、この電極の使用準備に時間がかかり(予想していなかった不具合が生じた)実験実施に至らなかった。多くのナイーブ被験者の協力が得られるように、脳波測定準備にかかる時間コストを大幅に減らすことができるアクティブ電極を購入したが、予想してしていなかった不具合が発生し、使用準備に時間がかかってしまったため。当初計画から大幅に遅れが生じているが、本年度中に、脳波測定実験とコモンマーモセットの行動実験を行う予定である。脳波に関しては、アクティブ電極の不具合を解消するため、現在も業者とやり取りを行っている。万が一、アクティブ電極を正常に動作させることができない場合には、現有のパッシブ電極を用いて、実験を行う。コモンマーモセット行動実験に関しては、ヒトの実験結果をもとにして、実験デザインを作成し、パイロット実験を重ねて、有効な実験系実現を目指す。この視覚の優れた情報統合過程を端的に示す例として、主観的輪郭の知覚現象は重要な研究対象とされてきた。しかし、その神経機構の知識は未だ断片的で、神経ネットワーク全体がどのように機能して主観的輪郭の知覚体験が生じているのか不明である。(A)では、研究者考案の回転運動する主観的図形を生成する刺激を用い、(A-1)回転速度に依存した知覚内容の変化、(A-2)高速短時間呈示下での運動方向判断および主観図形の形状弁別の時空間パラメータ依存性、(A-3)持続的観察での主観的輪郭の消失・再出現の時空間パラメータ依存性、の測定を行い、得られた結果から最適刺激セット・被験者タスクを決定し、(B)の脳波測定を行う計画であった。(A-1)のパイロット実験の結果、知覚内容が比較的連続して変化する場合があり、知覚内容変化の測度の客観性を増すための工夫が必要なことがわかった。これと並行して、(A-2)のパイロット実験を行った結果、主観的輪郭と実輪郭の時空間特性の顕著な違いが測定でき、また、本実験で採用すべきパラメータ範囲を得ることができた。(A-3)についてはパイロット実験を行った結果、(A-1)と同じ測定上の問題点があることが明らかとなり、現在、いくつかの測度を検討中である。(A)の本実験が完了していないため、(B)脳波測定実験は行うことができなかった。パイロット実験から、心理物理学実験の一部に測定方法に改善が必要なことが明らかになったため、心理物理学の本実験実施に遅れが生じ、脳波実験に着手することができなかったため。

本年度は(A)心理物理学実験による主観的輪郭知覚の時空間特性の解明、(B)脳波測定実験とDCMによる解析、を行う計画であった。昨年度のパイロット実験の結果から、持続的観察下における主観的図形消失までの時間(time-till-breakdown, TTB)の測定が、本研究の目的に有効であることが示唆された。そこで、ナイーブ被験者の協力を得て、本実験を実施した。パイロット実験の結果から得られた、最適な主観的図形の回転速度、輪郭の周波数(1周内の屈曲数)・振幅を用い、TTBに対して誘導パターンの幾何学的パラメータがどのように影響するかを検討した。その結果、主観的輪郭の強度を数値で評定するという過去の研究で示された幾何学的パラメータ依存性と同様の依存性が、TTB測定でも得られることが明らかになった。主観的図形の崩壊というナイーブ被験者にも容易に判別できる知覚特徴に基いて、主観的輪郭の各種のパラメータ依存性を測定できることが示唆された。(B)脳波測定実験については、多くの被験者で時間的コストをかけずに脳波測定の準備を行えるように、現有のアンプにも接続可能なアクティブ電極を購入した。しかし、この電極の使用準備に時間がかかり(予想していなかった不具合が生じた)実験実施に至らなかった。多くのナイーブ被験者の協力が得られるように、脳波測定準備にかかる時間コストを大幅に減らすことができるアクティブ電極を購入したが、予想してしていなかった不具合が発生し、使用準備に時間がかかってしまったため。主観的な知覚内容の変化を被験者が容易にかつ曖昧さを感じない方法で測定するタスクを現在考案・検討中である。この問題が解決できれば、速やかに心理物理学実験の本実験及び脳波実験に着手する予定である。当初計画から大幅に遅れが生じているが、本年度中に、脳波測定実験とコモンマーモセットの行動実験を行う予定である。脳波に関しては、アクティブ電極の不具合を解消するため、現在も業者とやり取りを行っている。万が一、アクティブ電極を正常に動作させることができない場合には、現有のパッシブ電極を用いて、実験を行う。コモンマーモセット行動実験に関しては、ヒトの実験結果をもとにして、実験デザインを作成し、パイロット実験を重ねて、有効な実験系実現を目指す。パイロット実験の結果、当初計画していた本実験で採用する被験者のタスクに改善が必要なことが明らかになり、その検討に時間を要したため、心理物理学と脳波の本実験への着手が遅れ、人件費・謝金および成果報告のための予算を使用することがなかったため。次年度に実施が延期された心理物理学実験と脳波測定実験の被験者と実験補助に対して支払う人件費・謝金として使用する。また、この実験結果を報告する学会等への参加のための旅費および論文発表に使用する。
雰囲気制御粉砕とインターカレーション反応を用いたナノ構造グラファイトの生成

従来法による天然グラファイトの粉砕では,微小粒子を得るために長時間粉砕を行うことにより,グラファイト固有の優れた結晶構造が破壊されてしまい,その結晶構造に由来する機能性(電気伝導性,層状結晶内にゲスト分子を取り込む能力など)を阻害してしまう欠点がある。我々のこれまでの研究からの知見「天然グラファイトの乾式粉砕における粉砕雰囲気が,粉砕速度に大きな影響を及ぼすこと」に加えて,本研究により,微小ビーズを大量に用いた遊星ボールミル粉砕による天然グラファイトのマイルドな粉砕条件が存在することを見出した。これにより,高結晶性とナノ構造化(高比表面積)を両立させたグラファイト粒子の製法を開発した。つぎに,調整した高比表面積かつ結晶性の高いグラファイト粒子(結晶子サイズ30nm以上,比表面積300m^2/g以上)を用いて,従来合成が困難であった液相法でPtCL_<4->グラファイト層間化合物を合成に成功した。さらに本サンプルを水素還元し,貴金属原子Ptをゲスト剤としてもつ層間型触媒材料を作成した。本サンプルを用いて,ブタジエンの水素添加反応の特性を評価し,その触媒活性を有することを確認した。また,高結晶性とナノ構造化(高比表面積)を両立させたグラファイト粒子に,Pt粒子を担持させた触媒を作成し,担持用担体としての能力を評価したところ,従来の触媒よりも活性が高い条件を得た。以上の結果より,粉砕能力の高い優性ボールミルと微小ボールを大量に用いることで,マイルドかつ高頻度の粉砕操作を可能とし,高結晶性とナノ構造化(高比表面積)を両立させたグラファイト粒子の生成に成功し,この粒子は貴金属系グラファイト層間化合物の合成や触媒担体として優れた特性を有することを見いだした。従来法による天然グラファイトの粉砕では,微小粒子を得るため,長時間粉砕を行うことにより,グラファイト固有の優れた結晶構造が破壊されてしまい,その結晶構造に由来する機能性(電気伝導性,層状結晶内にゲスト分子を取り込む能力など)を阻害してしまう欠点がある。我々のこれまでの研究からわかった,天然グラファイトの乾式粉砕における粉砕雰囲気が,粉砕速度に大きな影響を及ぼすことに加えて,微小ビーズを大量に用いた粉砕によるマイルドな粉砕条件が存在することを本研究により見出した。これにより,高結晶性とナノ構造化(高比表面積)を両立させたグラファイト粒子の画期的な製法を開発しつつある。つぎに,調整した高比表面積のグラファイト粒子の層間に,SOCl_2を溶媒として,H_2PtCl_6を原料として,液相法でPtCl_4-グラファイト層間化合物を合成する方法を確立した。さらに,本サンプルを還元し,貴金属原子Ptをゲスト剤としてもつ触媒材料の開発と,その反応特性の評価法,その結果の検討を開始した。H19年度は,これらの結果を,粉砕方法条件のほうへ,フィードバックしながら,効率の良い,高結晶性とナノ構造化(高比表面積)を両立させたグラファイト粒子の生成法をさらに検討していく予定である。

つぎに,調整した高比表面積かつ結晶性の高いグラファイト粒子を用いて,従来合成が困難であった液相法でPtCl_4-グラファイト層間化合物を合成に成功した。さらに本サンプルを還元し,貴金属原子Ptをゲスト剤としてもつ触媒材料として,その反応特性を評価し,その有用性を確認した。また,高結晶性とナノ構造化(高比表面積)を両立させたグラファイト粒子にPt粒子を担持させた触媒を作成したところ従来の触媒よりも活性が高い条件を得た。
多点反応性ラベル化剤による天然物リガンド標的タンパク質化学修飾法の開発

本研究の目的は、低分子生理活性物質が結合する標的タンパク質を細胞内から抽出・同定するための、タンパク質表面化学修飾法の開発である。生理活性物質リガンドの中には、標的タンパク質との親和性が中程度のものが多く、従来の親和性のみに依存したアフィニティービーズ法などでは標的分子の同定が困難となるケースが散見され、これらのリガンドを対象として、リガンドータンパク質間相互作用とそれに伴うタンパク質表面での選択的な有機反応をカップリングさせることで、中程度の親和性の天然物リガンドへの標的タンパク質を、共有結合でラベルし同定する事を目標とした。本年度までに、タンパク質に認識される種々のリガンド分子(阻害剤や活性化剤など)と、反応性基をランダムに空間配置させた多点反応性ラベル化剤の設計、合成を確立し、実際に薬剤標的として重要なガンのバイオマーカーである酵素や、Gタンパク質共役型受容体(GPCR)を標的として、細胞膜上で選択的かつ効率的に化学修飾する方法論を構築した。これらの成果は現在論文執筆中である。また同時に、これまで主に小分子リガンドに限定されたリガンド指向型化学によるタンパク質化学修飾法を、タンパク質リガンドに改変する事に成功した。具体的には糖結合タンパク質レクチンの人工機能化により、細胞表層糖タンパク質の網羅的かつ効率的な化学修飾を達成し、糖タンパク質の網羅的同定を実現した。これらの成果は学会及び論文にて本研究期間中に成果発表する事ができた。これらの革新的タンパク質化学修飾法は、今後の天然物を用いたケミカルバイオロジー的研究において有用なツールとなることが期待される。25年度が最終年度であるため、記入しない。最近我々のグループで開発してきた細胞内在性タンパク質のラベル化に有効な「リガンド指向型化学」を応用して、細胞内タンパク質を19Fラベル化する方法を確立し、標的酵素の阻害剤認識を19F-NMRで解析出来るバイオセンサーを構築した。さらにその結晶構造解析を行なう事で、タンパク質への化学修飾の影響を詳細に調べる事に成功した。その結果小分子プローブ導入ではほとんどタンパク質の構造には影響を与えておらず、19Fプローブが阻害剤認識に応じて明確に環境変化を起こしていることが明らかとなった。すなわち、タンパク質表面を化学修飾する方法が、活性を損なわずに機能化する最適な方法論の1つである事を実証出来たと言える。一方、19Fバイオセンサーを赤血球細胞内でそのまま構築し、細胞内酵素の阻害剤結合ダイナミクスを細胞内・外で定量的に比較する事に成功した。その結果、細胞内では阻害剤の結合、解離が試験管中に比べて早く、細胞内でタンパク質は適度に揺らいでいる事が、熱力学的に証明出来た。この結果は、細胞内でのバイオセンサー構築が、タンパク質の本来の揺らぎを細胞内でそのまま解析する有力なツールである事を実証している。本研究成果は、タンパク質の化学修飾法がそのエンジニアリング法として細胞内で有効である事を実証するとともに、ケミカルバイオロジー研究において、我々の開発したリガンド指向型化学が強力なツールとなることを実証するものである。細胞内でのタンパク質化学修飾法を確立した。それと同時に、結晶構造解析による詳細な検討を行なう事が出来、細胞内でのそのままタンパク質工学へ応用展開出来た。これらの点で、当初の計画以上に進展していると考えている。一方本来の目的である、化学修飾法を細胞内タンパク質同定に昇華する上で欠かせない多くの知見が得られたので、今後さらなる発展によって、標的タンパク質のさらなる拡張が期待される。前年度までに、最近我々のグループで開発してきた細胞内在性蛋白質のラベル化に有効な「リガンド指向型化学」を応用して、多点反応性ラベル化剤を合成し、多点空間配置に有効な主鎖骨格のレパートリーを検討した。これらの末端には修飾可能な官能基が複数あり、このうちの1つに蛋白質リガンドを、その他をラベル化官能基を含む化合物で修飾したラベル化剤を作製する。

さらに、標的蛋白質を細胞内・外で機能性分子修飾することで、抽出・同定を試みるとともに、さらなるラベル化剤骨格や条件の最適化を行う。同時に、質量分析等による蛋白質同定においてラベル化蛋白質を正確に同定するためには、なるべく効率の良いラベル化法である事が望まれる。また細胞内で蛋白質は発現・分解が制御されており、その観点からも迅速なラベル化法であることが望ましい。これらの点から、本研究では迅速かつ特異的に標的蛋白質をラベルする画期的な方法論となることが期待され、それに向けてさらなる新規反応の模索を続ける。25年度が最終年度であるため、記入しない。
南西諸島北部と九州黒潮海域の石器の比較研究

多島海域が文化の流動に果す役割は大きい。併し、シナ海北辺についてはこの視点が〓けていた。それで第一着目として石器の比較研究を実施したが、今回は漁撈関係資料に中心を置いた。研究は該当地域の資料集積施設(博物館・文化戝收蔵庫の類)と主要遺跡を探訪し、一定の所見を得て今後の研究を足掛りを得ることを当面の目標とした。その所を整理すると次のようである。1.資料の集積度の地域差が大きい。即ち南西諸島方面・朝鮮海峡方面は資料が密であり、九州西岸特に五島方面は著しく疏である。2.縄文後晩期から弥生相当期にかけて、南西諸島北部と朝鮮海峡方面は、石器全体の組成と形に断絶と云える程の大きい隔りがある。3.併し狩捕・漁撈、特に後者に関するものは、(1)機能を同じくするものが両地域に別々に存在するものと、(2)相互に影響し合ったものとが認められる。上記2.の原因は縄文後晩期の両者が文化圏を構成していたことに起因し、弥生相等期では南西諸島がその強い影響下に在りながら遂に生産経済に進入できなかった社会的落差によるのであろう。3.2(1)の具体例では突起磨研のスイジガイと両角石器、貝錘と土錘などが挙がるし、(2)では南下した石鏃・太形蛤刃石斧、北上した鴨嘴形石斧・両端刃石斧などが顕著である。南下したものに骨・貝製のジゴクバリがあることは注目に値する。以上、北上現象は南海産貝類の交易に当てることができるが、南下現象は何に依るものか。ジゴクバリの様態などから水上生活民の動向に注目する必要があろう。これらの現象は、南北の対北ではなくて、地域的に連続した観察によってより正確に且つ実証的に攷究しうるものであろうから、上記1の〓陥是正が切望される。
プラスチドシグナル研究の新展開

光合成や代謝など植物の必須機能を支える上で、核と葉緑体間の双方向シグナル伝達は重要な役割を果たすが、とりわけ葉緑体の状態を核に伝えるプラスチドシグナルについては、現象論的には多くの報告があるものの、分子メカニズムはほとんど明らかにされていない。本研究では特に、この情報伝達経路において中心的に機能する制御因子GUN1の役割と下流遺伝子制御の多様性に着目して、プラスチドシグナルによる核遺伝子発現制御の新しい側面を明らかにすることを目指した。今年度の研究により、GUN1タンパク質の検出系をようやく最適化することができた。GUN1は非常に微量のタンパク質であり、これまで様々なサンプル調製法を試していたもののうまく検出できなかったが、学会等での情報収集を経て、GUN1の発現が発育初期に特化していることが予想された。この時期での挙動に着目してGUN1発現パターンの変動を調べた結果、確かに発芽3日後くらいから蓄積が見られ、7日後にはほぼ消失することが示され、特に生育初期におけるプラスチドシグナル伝達に関与する可能性が示唆された。この時期におけるChIP解析等は現在も引き続き検討を進めている。また、これまで検討を進めてきたストレス応答の側面に加え、概日時計に依存した遺伝子発現制御においてもプラスチドシグナルが関与する結果が得られた。具体的には、光合成装置である光化学系Iと光化学系IIの中間に位置するプラストキノンの酸化還元状態の異常を阻害剤により引き起こすと、葉緑体から核への情報伝達による核コード時計関連遺伝子の発現パターンが異常となることが示された。また、以上のようなプラスチドシグナル伝達は高等植物のみならず光合成微生物でも一部保存されており、両者のシステム間の普遍性と多様性について理解を深めることができた。本研究では、特に葉緑体の中心制御因子と考えられているGUN1タンパク質が結合するターゲットの同定と、葉緑体から放出されるシグナル分子の特定を目的とした。また、下流の核遺伝子の発現調節についても、これまでに示されてきた転写制御の側面に加えて、プロモーターDNAのメチル化やヒストン修飾など、エピジェネティックな制御も加えた新モデルの提案を目指して研究を行った。プラスチドシグナル伝達の下流ではたらく核遺伝子の発現制御においては、特定の転写因子による特異的な調節に加え、ヒストン修飾によるゲノムワイドな調節も存在する可能性について検討を行った。ELISA法による解析の結果、葉緑体の状態に依存してヒストンH3の27位のリジン残基がトリメチル化されるなど、プラスチドシグナルによる特異的なヒストン修飾の変化を検出することができた。このことからプラスチドシグナル下流にもヒストン修飾などのエピジェネティック制御が働いている可能性が示唆された。また、プロモーター領域のDNAメチル化解析や、ChIP法によるGUN1ターゲット領域の同定に向けたスクリーニングについても、実験系の確立と予備データの取得が進み、2年目に行う大規模解析に向けた準備が整ったと言える。初年度においては、プラスチドシグナルによる核遺伝子発現制御を明確に捉えることのできる処理条件を最適化し、実際に特異的なヒストン修飾の変化を検出できたことで、これまでにない新しいレトログレード制御様式の一面を見いだすことができた。また、GUN1ターゲットの同定やシグナル分子の探索についても予備検討を十分に行うことができた。今年度の研究から、これまで考えられてきたストレス応答の側面に加え、光合成機能を最適化させるための光環境応答においてもプラスチドシグナルが関与する結果が得られた。具体的には、光合成装置である光化学系Iと光化学系IIの中間に位置するプラストキノンの酸化還元状態に依存して、両光化学系複合体のタンパク質量のバランスを取るべく葉緑体から核への情報伝達が機能することを示す結果が得られ、経路とターゲット遺伝子の多様性を示唆することができた。一方で、GUN1タンパク質の機能については、FLAGタグ付加株を作出することができたものの、特に成熟葉におけるGUN1の発現量が低すぎるため発現や結合に関する解析が難航した。学会等で発現のタイミングに関する有用情報が得られたため、実験条件を調整して継続検討している。また、エピジェネティック制御に関する解析も一連の検討を行ったものの、残念ながら年度内に最終的な結論に至ることはできなかった。GUN1の発現量が当初予想していた以上に低かったなどの理由により、2年目に計画した課題を完了することができなかった。そのため、研究期間の延長を申請し、引き続き取り組んでいく予定である。

本研究では特に、この情報伝達経路において中心的に機能する制御因子GUN1の役割と下流遺伝子制御の多様性に着目して、プラスチドシグナルによる核遺伝子発現制御の新しい側面を明らかにすることを目指した。今年度の研究により、GUN1タンパク質の検出系をようやく最適化することができた。GUN1は非常に微量のタンパク質であり、これまで様々なサンプル調製法を試していたもののうまく検出できなかったが、学会等での情報収集を経て、GUN1の発現が発育初期に特化していることが予想された。この時期での挙動に着目してGUN1発現パターンの変動を調べた結果、確かに発芽3日後くらいから蓄積が見られ、7日後にはほぼ消失することが示され、特に生育初期におけるプラスチドシグナル伝達に関与する可能性が示唆された。この時期におけるChIP解析等は現在も引き続き検討を進めている。また、これまで検討を進めてきたストレス応答の側面に加え、概日時計に依存した遺伝子発現制御においてもプラスチドシグナルが関与する結果が得られた。具体的には、光合成装置である光化学系Iと光化学系IIの中間に位置するプラストキノンの酸化還元状態の異常を阻害剤により引き起こすと、葉緑体から核への情報伝達による核コード時計関連遺伝子の発現パターンが異常となることが示された。また、以上のようなプラスチドシグナル伝達は高等植物のみならず光合成微生物でも一部保存されており、両者のシステム間の普遍性と多様性について理解を深めることができた。当初の研究目的・研究計画にしたがって2年目の研究を進める。現状で大きな問題はないが、個々のテーマをうまく並行させながら効率的・効果的に研究を進める。詳細な研究方針や内容については今後の実験結果を踏まえながら微調整するが、総じて当初計画を上回る成果を挙げられるよう尽力する。1年間の期間延長が認められたので、残された研究課題の推進に努める。計画の変更は基本的には行わないが、詳細な方針については今後の研究経過・実験結果を踏まえながら微調整するが、総じてプラスチドシグナル伝達に関する新提案に結び付けられるよう尽力する。全体予算の関係で備品の購入を見送ったため、また、今年度は実験系の確立が主となり消耗品の使用が限定的であったため。期間延長申請を提出し、承認されている。残された研究計画を進めるとともに、それらを含めた国際学会発表や論文投稿などの成果発表に使用する予定である。次年度のかなり早い段階で各テーマにおいて大規模解析を予定しており、消耗品として高額の執行を予定している。また、成果発表も多数計画しており、そのための旅費も必要となる。したがって、翌年度分として請求した助成金と合わせ十分有効に使用できると考えられる。
患者再現VTRを利用したPBLテュートリアルの有用性に関する研究

医学生のProblem-basedlearning (以下PBL)テュートリアルにおいて、患者再現VTRを用いることにより、プライマリ・ケアの実臨床に即した幅広い領域での診断推論が行われるか否かを、従来の紙媒体を用いたPBLテュートリアルとの比較において検討した。その結果、患者再現VTRを利用しても鑑別疾患数は増加しなかったが、心理・社会面を含めた多方面からアプローチする診療が意識づけられ、さらにテューターへの負担も少ないなど、患者再現VTR利用のメリットを明らかにすることができた。作成コストは小さくないが、このような患者再現VTRは今後の卒前の医学教育に大きく資するものと期待される。PBLテュートリアルは、講義の知識を参加型臨床実習で応用できる知識に昇華させる授業として重要であるが、医学部教員は領域別専門医が大多数を占めているため、作成される課題シナリオから抽出される問題が当該領域に限定されがちである。そこで、従来のペーパーベースの病歴部分を、NHK「総合診療医ドクターG」の患者再現VTRで置き換えたPBLテュートリアルが、実臨床で必要となる心理・社会・倫理面まで含めた幅広い領域での臨床推論を学生に展開させる方略として有用か否かを、PBLの一般的な到達目標と併せて検証した。本事業の本年度の対象者は、平成26年1月から3月まで千葉大学医学部附属病院総合診療部(当部)をクリニカルクラークシップでローテートする毎週45人ずつの医学部5年生のグループで、本研究への参加に同意を得られた者とした。各グループの学生は、1週目と2週目のそれぞれ2日間を使い、paper-patient型PBLと再現VTR型PBLの両方を交互に受講する。当部教室員である4名がテューターとなり、コアタイム中にあげられた鑑別疾患数、および抽出された問題の多様性(生物・心理・社会・倫理)が記録されたホワイドボードから関連情報を抽出し、paper-patient型PBLと再現VTR型PBLとで比較検討した。本年3月までに施行することができた22名の学生に対する予備調査結果では、鑑別疾患数や問題の多様性に、2つのPBLの様式による差は見られなかった一方で、臨床推論のプロセスを訓練できた、自立的学習法が身についた、学習意欲が高まった、患者の心理や背景なども含めて多方面からアプローチ出来た、全体としての満足度は再現VTR型PBLの方が高い傾向にあり、一部で有意差を認めた。4月以降、残りの約100名の学生に対して研究を継続し、結果をシンガポールでの国際教育学会で発表予定である。Problem-basedlearning (PBL)テュートリアルは臨床現場で応用できる知識の修得と自己学習能力開発を目的とした学習方法であるが、テューターの大多数が臓器専門医であるため、狭い領域内での鑑別診断に終始し、プライマリ・ケアにおける実臨床に必要な心理・社会的な面まで含めた幅広い領域での推論訓練は行われ難い。本研究ではテレビ番組用に作られた患者再現VTRを用いることで、テューターへの新たな負担を増やさずに、より実臨床に即した推論が行われるか否かを、従来のPaperを用いたPBLテュートリアルとの比較において検討した。千葉大学医学部5年生とテューターである総合診療部教員に対して、従来のPBL(Paper-PBL)と再現VTRを用いたPBL(VTR-PBL)を実施し、学生、テューターそれぞれに目標達成度や方法の好みに関するアンケートを実施した。またディスカッションの記録から鑑別疾患名を抽出し、疾患の多様性を評価した。これらの結果を2群間で比較したところ、学生へのアンケートでは多方面からアプローチできたという項目がVTR-PBLで有意に高い結果となった。しかし心因精神疾患数などの実際のディスカッション内容の評価では2群間に有意差はなく、心理・社会的な側面まで考慮できた感覚はあってもVTR-PBLでは映像から得られた患者イメージに捉われて鑑別が言語化できなかった可能性が考えられる。テューターへのアンケートでは、役割の大変さがVTR-PBLで有意に低く、VTR-PBLを好む教員が多かった。VTR-PBLは学生に心理・社会面を含めて多方面からアプローチすることの重要性の意識づけに有用であり、また臓器専門医が多くを占めるテューターに新たな負担を強いることなく、よりプライマリ・ケアの実臨床に即したテュートリアルが実施可能になると考えられた。今後,プライマリ・ケアの現場で経験する主要疾患を網羅する患者再現VTRを作成すれば、卒前の医学教育に大きく資するものと期待される。総合診療平成25年度の計画は、4年生に対して施行されるPBLテュートリアルの課題を、テューター1人あたり2課題の授業を担当する領域毎の専門医が担当し、そのうち1課題を従来通りのペーパーベースで作成し、残りの1課題の病歴部分を患者再現VTRに置き換えて作成する予定であったが、本年度よりテューター負担軽減とより深い討論を促すために、テュートリアルの授業方針が変更され、各テューターの課題作成は1題のみとなった。

同一のテューターによって2つの異なるPBLテュートリアルを比較する必要があるため、対応策として授業科目としてのPBLテュートリアルとは別に、総合診療部にローテイトするクリニカルクラークシップの学生を対象に本研究を行うこととした。この変更により、同一のテューターによる評価が可能となっただけでなく、テュートリアルの授業開始である4月下旬を待たずに、本研究の予備調査を行うことができた。テュートリアルコアタイム中の討論の録音テープから抽出された鑑別数とその多様性測定する予定であったが、作業時間が不足したため、ホワイトボードに記録された情報からの抽出となった。このため、予備調査の結果は、実際の討論で出された鑑別や多様性を過小評価した可能性がある。作業時間を現状レベルにおさえ、かつ情報の取りこぼしをさけるために、平成26年度はコンピューターソフトを用いた録音データのテキストマイニングを利用する予定である。ホワイトボード記録用のデジタルカメラの購入価格が購入予定価格を下回ったため。消耗品費に充当予定。
中性リン酸ミミック構造を基盤とする新規MKP阻害剤の設計、合成、活性評価

本研究では、当研究室で開発した新規両特異性プロテインホスファターゼ阻害剤RE誘導体を基盤として新たに未だ効果的な阻害剤が見出されていないMAP Kinase Phosphatases(MKP)類の阻害剤創製を目指している。RE誘導体は、新たに設計した"中性のリン酸ミミック構造"をコア構造として有する阻害剤であり、MKP類に対する阻害剤のコア構造になると期待された。しかし、昨年度までにRE誘導体の細胞レベルでの効果が、予想よりも低く、物性を改善する必要に迫られた。物性改善に向けて、昨年度開発したチオイミデートを用いるテトロン酸とのカップリング反応を活用し、種々の化合物を合成した。その阻害活性は、従来のRE誘導体に比べわずかに低いものであった。しかしながら、界面活性剤存在下での阻害活性を比較すると、これまで最も高いVHR阻害活性を示していたRE12に比べ、高い阻害効果を示すことを見出した。この結果から、新規誘導体の細胞内での阻害活性の向上が期待される。一方ごく最近、タンパク質の翻訳後修飾の1つとしてしられているSUMO化を阻害する天然物SMB1が同定された。SMB1は、1994年に単離が報告されて以来、その合成研究は全く報告がなかった。本研究では、SMB1の2量体構造の生物活性への関与や、4つの立体中心の構造活性相関に興味を持ち、合成研究に着手した。本年度は、まずモデル化合物を利用して、鍵段階となる2つの不斉中心を一挙に構築する6員環形成反応の開発に取り組み、最適条件を確立した。また本手法を利用して、SMB1の単量体構造に相当するSMA1の合成研究に取り組んだ。残る数工程で合成を完了出来る段階にまで到達している。RE誘導体は、新たに設計した"中性のリン酸ミミック構造"をコア構造として有する阻害剤であり、MKP類の活性中心にも結合できると期待された。しかしながら、これまでに合成した170種程度のRE誘導体は、MKP類をほとんど阻害しなかった。そこで、本研究ではコア構造の改変によって細胞系で利用できるMKP阻害剤を創製することを計画した。一方これまでのRE誘導体は、細胞系で効果を示すことを確認しているが、その効果は酵素レベルでの阻害活性に比べ著しく低下した。まずは、この問題を解決すべく、今年度はRE誘導体が有している長鎖アルキル基を別の疎水性官能基で置き換える検討から開始した。その結果、両特性ホスファターゼの1種であるVHRに対して阻害活性を示す、新規RE誘導体を見出すことが出来た。また、この新規誘導体はこれまでのRE誘導体に比べClogP値を2程度下げることに成功し、細胞レベルでの効果も向上していると期待される。現在、この点について検討している。また側鎖導入にあたり、テトロン酸誘導体とチオイミデートとのカップリング反応による簡便なRE誘導体合成を検討した。その結果、分岐型チオイミデートは全く反応しなかったが、直鎖構造を有するチオイミデートとテトロン酸とのCアシル化反応は円滑に進行することを見出した。両結果については、近い将来に発表できると考えている。当初はMKP類の阻害剤開発に向けたいくつかの検討を始める予定であったが、これまでのRE誘導体の欠点が明らかとなったため、方針を変更した。RE誘導体は、本研究の根幹をなす分子であり、この分子の有用性を向上させることは、MKP阻害剤創製にも結びつくと考えている。上記のように研究計画を変更したが、依然RE誘導体の改良が急務である。

現在はVHR阻害活性に絞って検討しているが、がんなどに密接に関わっているCDC25類に対する阻害活性もまた重要である。RE誘導体に関しては、引き続き構造活性研究を続け、効果的な阻害剤を見出せたら、MKP類の阻害剤にも力を注いでいく。
電界紡糸ナノファイバ不織布の光発電・蓄電デバイスへの応用

安価で環境負荷が小さく,次世代太陽電池として期待されている色素増感太陽電池や,それに蓄電機能を付加した光蓄電池のエネルギー変換効率の向上のために,電界紡糸法で作製した直径数十nmのナノファイバからなる不織布状薄膜を用いることで光励起キャリアの移動と蓄電の効率を高めることを目指した.酸化チタンベースの透明導電ナノファイバ膜を用い,さらにその表面をコーティングすることで,キャリアの移動速度を飛躍的に向上させることが出来た.また,蓄電材のナノファイバ膜によってカチオンの取込み効率を向上でき,将来的なナノファイバ不織布を用いたフレキシブル太陽電池・光蓄電池の実現に向けて基礎的な知見を得ることが出来た.安価で環境負荷が小さく,次世代太陽電池として期待されている色素増感太陽電池や,それに蓄電機能を付加した光蓄電池のエネルギー変換効率の向上のために,電界紡糸法で作製した直径数十nmのナノファイバからなる不織布状薄膜を用いることで光励起キャリアの移動と蓄電の効率を高めることを目指した.酸化チタンベースの透明導電ナノファイバ膜を用い,さらにその表面をコーティングすることで,キャリアの移動速度を飛躍的に向上させることが出来た.また,蓄電材のナノファイバ膜によってカチオンの取込み効率を向上でき,将来的なナノファイバ不織布を用いたフレキシブル太陽電池・光蓄電池の実現に向けて基礎的な知見を得ることが出来た.電界紡糸法を用いて酸化チタンおよびそれにニオブをドープしたナノファイバを作製し,直径数十ナノメートルのファイバ膜の作製条件を確立した.色素増感太陽電池の光電極の酸化チタン多孔膜と透明導電膜の間にナノファイバ層を挿入した電極では,多孔膜と透明導電膜の結合が弱くなりほとんど効果がなかったが,ナノファイバを酸化チタンナノ粒子と混合し色素坦持層とした薄膜においては,短絡電流密度の上昇によるエネルギー変換効率の向上が見られた.パルス光応答測定からナノファイバの挿入によって電荷移動速度が向上し,さらにニオブドープによってその効果が顕著になったことが確認できた.現在得られているナノファイバは微結晶の集合体で粒界抵抗が大きい.にもかかわらず以上のような効果が現れたことは,結晶性の向上によりさらなる移動度の向上が見込めることを示すもので,非常に意義深い.これまで,電界紡糸法を用いて酸化チタン(TiO2)およびそれにニオブをドープしたTiO2(NTO)の直径数十nmのナノファイバ(NFs)膜の作製条件を確立し,色素増感太陽電池(DSC)のTiO2多孔体層に混入することによって,電荷移動特性と発電効率が改善されることを示した.また,NFs表面をレーザー蒸着法でコーティングし,NFsを構成するナノ粒子間の空間を埋めることで,電荷移動特性を飛躍的に向上させることができることを示した.3年目にあたるH25年度は,さらに電界紡糸NFs不織布を基材としたフレキシブルなDSC及び光蓄電池(PRB)の実現のためにいくつかのアプローチを行った.1NTO-NFs不織布の隙間にTiO2多孔体を浸透させたDSC作用電極の作製のために,TiO2ペーストの浸透条件とその発電特性への影響を調べ,多孔体の比表面積が重要であることを示した.2酸化タングステン(WO3)NFs不織布を蓄電材兼基材としたPRB作用電極の作製を,TiO2ペーストを不織布に浸透させる方法と電界スプレー法を併用してTiO2ナノ粒子を不織布中に担持させる方法で試みた.前者ではTiO2多孔体をNFs不織布中に作製することができ,良好な光蓄電特性を得ることができた.しかし,後者では担持できたTiO2ナノ粒子の数が少なく,十分な特性を得ることはできなかった.3セラミックスNFs不織布の機械・電気特性の悪さを克服するため,グラファイトの電界紡糸NFs不織布の表面をTiO2やWO3の薄い層でコートしたコア・シース型NFs不織布を用い,DSC及びPRBの作用電極を作製しその特性を調べた.最大の問題点はグラファイトによって入射光が遮られてしまうことにあることがわかり,今後の電極設計の方向性を示すことができた.4デバイスの全固体化のためにペロブスカイト増感材と正孔輸送材を用いたデバイスの試作を始めた.初年度は電界紡糸法を用いて酸化チタンおよびそれにニオブをドープした直径数十ナノメートルのファイバ膜の作製条件を確立し,色素増感太陽電池の色素坦持酸化チタン多孔膜層に混入することによって,電荷移動特性と発電効率が改善されることを示した.しかし,ナノファイバはナノ微粒子から構成され粒界抵抗が大きいことから,それによって電荷移動特性が制限を受けていることが予想された.そこで,本年度はナノファイバ表面をレーザー蒸着法でコーティングし,ナノ微粒子間の空間を埋めることで,電荷移動特性を向上させることを試みた.その結果,5分の短時間の蒸着でナノ微粒子間の空間を埋めることができ,最大で10倍以上の拡散速度の向上が認められ,非常に有効な方法であることを示した.しかし,その副作用としてナノファイバ表面からの漏れ電流が増加することが分かったが,さらにナノファイバ全体を覆うように蒸着をすることによって漏れ電流を減少させることができ,今後の材料設計の方向性を示すことができた.

一方,蓄電材として機能する酸化タングステンナノファイバ膜の作製条件の探索を行い,安定して作製できる条件を確立した.サイクリックボルタンメトリより,多孔膜よりナノファイバ膜の方が充放電特性が優れていることを示した.また,光電変換材との複合構造を持つ光蓄電池電極を試作し,酸化タングステン多孔膜との複合膜より光蓄電量を向上させることができた.今後,光電変換材との体積比率や充填率を高めることで光蓄電性の大幅な向上が期待されることが分かった.また,複合膜の作製効率を上げるためにエレクトロスプレー法を組み合わせた方法によって複合膜を試作し,問題点を明らかにするとともに,実体積がまだ小さいにもかかわらず,従来の多孔膜光蓄電極と同等の光蓄電量が得られ,薄膜構造を最適化することによって確実に向上が見込めることを示した.これまで,電界紡糸法を用いて酸化チタン(TiO2)およびそれにニオブをドープした透明導電体であるTNOの直径数十nmのナノファイバ(NFs)不織布と,その表面をレーザー蒸着法でコーティングした不織布を色素増感太陽電池(DSSC)のTiO2多孔体層に用いることによって,電荷移動特性と発電効率が改善されることを示した.4年目にあたるH26年度は,さらに電界紡糸NFs不織布を基材としたフレキシブルなDSSC及び光蓄電池(PRB)の実現をめざし,残る課題の克服のためにいくつかのアプローチを行った.1回転カソードを用いてTNO-NFs不織布中のナノファイバの配向度を向上させることでDSSCの短絡電流密度がさらに向上することを見いだした.2不織布中のナノファイバの機械的強度と電気伝導度を向上させるために,s電子が伝導に寄与している透明導電体であるITOとZnOのNFsからなる不織布を作製した.それらにTiO2ナノ粒子を挿入したDSSCにおいて,不織布が直列抵抗の小さな集電極として機能し,フレキシブルDSSCの基材として有望であることを示した.しかし,逆にNFs表面からの漏れ電流が大きく表面改質の必要があることが分かった.3電界紡糸法に電界スプレー法を併用してTiO2ナノ粒子を酸化タングステン(WO3)NFs不織布中に担持させる方法でTiO2-WO3交互積層型のPRB電極を作製し,WO3-NFsの体積比を増加させることで飛躍的に光り蓄電量を増加させることが出来ることを示した.ただし,WO3-NFs不織布の機械強度が十分でないことが克服すべき課題である.4WO3-NFs自体の機械強度と電気伝導性が低いことを克服するため,それ自体で蓄電機能を有する導電性高分子ポリピロールのNFs不織布を電界紡糸法で作製し,光蓄電性を有することを示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。電子材料,応用物理学,薄膜・表面界面物性26年度が最終年度であるため、記入しない。当初掲げた(1)酸化チタンナノファイバの色素増感太陽電池への応用,(2)ニオブドープ酸化チタンナノファイバの作製,(3)ニオブドープ酸化チタンナノファイバの色素増感太陽電池への応用の3項目については,ほぼ目的を達成した.残る(4)酸化タングステンナノファイバの光蓄電池への応用については,酸化タングステンナノファイバの作製条件を探索しているところである.年度当初には以下の3点を目標に掲げた.1電界紡糸ナノファイバを基材に用いたニオブドープ酸化チタン(NTO)=酸化チタン(TiO2)ナノファイバ複合色素増感太陽電池(DSC)電極の作製2酸化タングステン・ナノファイバ(WO3-NFs)=酸化チタン(TiO2)複合光蓄電池(PRB)電極の作製
骨形成因子複合化高分子膜上の誘導軟骨による新生骨誘導

BMP(骨形成因子)の大量生産、スキャフォールドの選択、膜状スキャフォールド上での軟骨組織誘導、宿主再移植による新生骨誘導について実験を行なった。BMP(骨形成因子)の生産は安定しており、月生産量は1000mgを最低でも確保している。BSE問題の影響により本研究からは牛皮質骨からの抽出にかわり、出発原料を豚骨とした。生理活性には全く問題がないことを確認した上で実験に供した。in vivo, in vitro両者の環境において機能を発揮する高分子材料をスクリーニングした。対象とした高分子はアテロコラーゲン、ゼラチン、アガロース、ポリサッカライド,PLA-PLGA共重合体,ポリエチルメタクリレート,Poly Tetra Fluoro Ethylene,メチルセルロースである。スキャフォールドのスクリーニングにより、BMPのキャリアーとして優秀な材料は多くセレクトされたが、最終的には培養系で安定しているPoly Tetra Fluoro Ethylene膜を採用した。PLA-PLGA共重合体ならびにポリエチルメタクリレートは本研究の未来には有望な材料である事が示唆され、今後の実験課題となった。非高分子系材料として多孔質チタンについても前実験を行ない、骨芽細胞系細胞の培養が可能であることが証明された。Poly Tetra Fluoro Ethylene上での未分化筋組織培養は、BMGと同様にBMP(骨形成因子)の誘導能により軟骨を誘導する事が可能となった。ただし、培養系では誘導された軟骨が骨化することはなかった。この培養系をラット皮下に再移植する事により新生骨の誘導に成功し、実験の目的を達成した。報告書提出を延長して行なったBMP(骨形成因子)の残留は、全く認められない事が確認された。この成果により培養系から生体内での組織誘導の道が開かれたものと考える。本年度は基礎技術の確立のため以下の4項目の実験を行なった。(1)BMPの精製方法の改変と水溶性化BMPによる培養実験より大量の出発原料から迅速精製する手法を確立し、また新鮮骨の保存方法によるBMP活性の低下についても基礎情報を得た。また、長期保存のBMPの活性保持についても実験を行ない、5年以上の長期間保存においても充分な新生骨誘導が生じる事を証明した。これらのBMPを使用して低モルの尿素による水溶性化を行ない、in vitro, in vivo両者においてそれぞれ軟骨誘導、骨誘導を確認した。(2)人工高分子膜上における未分化間葉組織からの軟骨誘導アセテート膜上に未分化の筋組織を展開し、この組織から軟骨を誘導する事に成功した。天然高分子膜上で同様の実験を行なったが、その軟骨誘導発現回数、量ともにアセテート膜の実験結果にはおよばなかった。(3)生体内移植用人工膜の作製ポリサッカライド、メチルセルロース、尿素の組み合わせにより、移植操作性の良好な人工膜を作製することができた。(4)人工膜とBMPの複合化による骨誘導実験今回の基礎実験により得られた、人工膜にさらにBMPを複合化し、ddy conventionalマウスの大腿部筋膜間空隙に移植を行ない、移植3週間後に新生骨を誘導する事を確認した。また、その誘導新生骨の形状は移植膜の形状と類似する事が確認された。以上の4実験を行ない、in vivo, in vitroの両者とのみ実験系を確立し、移植用スキャフォールドの有力な候補も作製する事ができた。現在、この実験系全てを組み合わせて、本プロジェクトの最終目標である宿主への再移植実験系を確立中である。次年度はスキャフォールド上に培養した軟骨から生体内部で新生骨誘導を試みる予定である。昨年度の基礎技術確立に基づき、本プロジェクトの目標である宿主内新生骨誘導を達成するため以下の実験を行なった。

(1)BMPの可溶化実験前年度にBMPの大量抽出作製、並びに迅速精製方法を確立し、さらにカラムクロマトグラフィーを用いて、水溶性化を試みた。しかしながら、高活性分画は常に非水溶性であったため、可能な限り水溶性化を試みたのち、低mol濃度の尿素を使用した。(2)人工膜上の未分化筋肉器官培養による軟骨誘導前年度に引き続き、安定した器官培養系の樹立を試みた。その結果、非水溶性の非分解性人工膜において軟骨誘導が安定して生じる事が確認された。また、この系では軟骨から新生骨誘導に転換する事はin vitroにおいては全く認められない事が解った。(3)人工膜とBMPの複合材料による骨誘導実験前年度にスクリーニングした人工膜用材料を再検討した結果、メチルセルロース、ポリサッカライド両者併用が最も新生骨誘導を制御する事に有効である事が判明した。(4)宿主内新生骨誘導以上の実験を踏まえて、in vitroにおいて未分化筋肉組織を培養し軟骨誘導を行なった器官培養系をin vivoに移植し、軟骨から新生骨誘導が生じるかを調べた。その結果、移植例ほぼ全例において、新生骨誘導が生じる事が判明した。以上の4実験から、培養系においては軟骨誘導しか生じない器官培養物をin vivoにおいて再移植する事により、新生骨誘導が生じる事を証明した。この結果を元に実際の臨床で応用が可能な系を樹立する事を試みる予定である。
エチオピアで植栽されるアカシア類の共生微生物の解明とアグロフォレストリーへの応用

前年度は、アカシア類4種(Acacia etbaica, A. saligna, A. abyssinica, Faidharbia albida)に共生する菌類の調査を実施した。その結果、全てのアカシア類において、アーバスキュラー菌根菌の感染を確認した。一方、根粒菌については、A. etbaica, A. abyssinica, Faidharbia albidaにおいて確認できなかったが、A. salignaのみで確認することができた。2019年度にはマメ類(ガラスマメ)のアグロフォレストリーの試験を実施する予定であることから、根粒菌の明確な感染を確認した本種を用いてアグロフォレストリーの試験を実施することとした。なお、A. salignaに共生する根粒菌は極めて多様であることが過去の研究で報告されているため、A. salignaとガラスマメにおいて共通の根粒菌が感染して、収量を増加させると期待される。今年度は、アグロフォレストリー試験を実施するための試験地についての、メケレ大学の研究者と打ち合わせを行い、メケレ近郊のKilte Awulaelo郡Kihen村に試験地を設定した。Kihen村の公共地に21 m×15 mの試験地を設定し、周囲を家畜の侵入を防ぐために有刺鉄線を用いた柵で囲んだ。その後、試験地全体について耕起を行った。耕起後、Kilte Awulaelo郡Wukro町の苗畑から、A. salignaの苗木を100本購入した。そして、村試験地の半分の区画(21 m×7 m)にA. salignaの苗木を1 m×2 mの間隔で4列、合計80本植栽した。なお、10本の苗は補植用に試験地の隅に植栽した。残る10本の苗は、苗木のバイオマスを測定するためにサンプリングを実施した。A. salignaの苗木の根についた土壌を水道水で落とし、乾燥機を用いて70°Cで2日間乾燥した。また、アーバスキュラー菌根菌の感染を観察するために、一部の根のサンプルをFAA固定液に入れて、冷蔵庫に保管した。なお、サンプリングしたA. salignaの苗木からは、いずれも根粒を確認した。アグロフォレストリーの試験については、試験地を設定し、アカシアの苗木を植栽できたことから、順調に進展している。その一方で、本研究では、実際にどのような共生菌類が感染しているかを特定するため、DNA解析を実施する予定であった。しかし、サンプルの国内持ち込みのためのMTAについては、担当機関であるEthiopian Biodiversity Instituteの承認を得られる見通しが立たないことから、国内へのサンプルの持ち込み及びDNA解析は事実上不可能となった。Kihen村の試験地について、作物(コムギ・オオムギ・ガラスマメ)の栽培試験を実施する。試験地内のAcacia sglingnaを植栽したブロックと、植栽していないブロックの両方に作物を播種し、成長や収穫量を比較、検討する。共同研究者との研究体制については、2020年度に現地に赴き、共生菌等の調査を実施する方向で調整している。エチオピア北部のティグライ州における、様々な場所に生育するアカシア類と作物の根系に共生する共生菌類について予備的な調査を行い、将来的にDNA解析を行うためのサンプルを採取した。また、アカシア類と作物のアーバスキュラー菌根菌については実体顕微鏡で観察し、菌根菌の感染率を算出した。その結果、コムギについては、生育環境によって感染率は大きく異なった。具体的には、ティグライ州北東部のKilte Awulaelo試験地では、自生するAcacia etbaicaの分布がまばらな上部と、Faidharbia albidaが植栽されている砂質土壌の地域においては、コムギの菌根菌感染率は45%以上の高い値を示した。この2ヶ所の試験地は、水分環境の悪い立地であった。アーバスキュラー菌根菌は宿主の水分の吸収に関わり、水分ストレスを受けやすい環境下では、菌根菌の感染率が上昇するため、水分の吸収を促進させるために菌根菌の感染率が高いと推察された。また、ティグライ州南部のEmba alaje試験地では、アーバスキュラー菌根菌の感染率は先ほどの地域より低く、特に成長の悪い個体の感染率は低かった。根粒菌についてはソラマメとエンドウについて根粒の調査を行い、両種とも確認することができた。ソラマメは生育の良い立地と悪い立地で根系の発達や根粒菌の数が異なり、悪い立地では根系の発達が貧弱で、根粒菌の数も少なかった。アカシア類4種(Acacia etbaica, A. saligna, A. abyssinica, Faidharbia albida)のアーバスキュラー菌根菌の感染率については、いずれも80 %を越える高い感染率を示し菌根菌との高い共生関係を有していることが分かった。一方、根粒菌については、A. salignaでは根粒を確認できたが、他の樹種においては確認できなかった。今年度は菌根菌と根粒菌のDNA解析のために、MTAを締結してサンプルを日本に持ち込む予定であった。しかし、担当機関であるEthiopian Biodiversity Instituteでは、MTAはエチオピア国内では分析できないという正当な理由がなければ承認されないとのことであった。また、すべての関係機関からの公的証明書を得る必要があるとのことから、今年度中に締結できなかった。