hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子配向性ナノ粒子添加液晶の開発と低駆動電圧高速応答厚膜素子への展開

本研究では、液晶性モノマーを光重合して作製した分子配向性を有する微小粒子を液晶中に添加して得られる分子配向性微小粒子/液晶複合系における低駆動電圧化および高速応答化を目的として、以下の実験を行い成果を得た。はじめに、光重合性コレステリック液晶を用いて、二光子励起レーザー直接描画法により内部の分子が螺旋状に配列した光反射性を有する分子配向性微小粒子を作製した。この粒子をねじれネマティック液晶素子内に導入し、電圧印加により粒子の回転角度制御とそれに伴うBragg反射バンドおよび反射光の偏向角の制御を行った。初期状態において、粒子底面が素子基板に対して平行であり、かつ粒子底面の表面配向を素子中央部のホスト液晶の分子配向方向に一致させて、粒子を配置した場合を考える。このとき、ホスト液晶のFrederiks転移のしきい値以上の電圧を印加することにより、粒子はその底面を素子基板に垂直に向ける方向に回転し、その回転角度は電圧増加に伴って単調に増加した。得られた回転角度の電界強度依存性は、ホスト液晶および粒子の自由エネルギーを考慮した理論モデルに基づく解析により理論的に記述できることを見出した。また、粒子内部の螺旋周期に起因した反射バンドは粒子の剛体回転に伴い短波長側にシフトし、同時に、反射光の偏向角が単調に増加することを見出し、印加電圧約0.9 Vで64°の偏向角が得られることを確認した。さらに、動特性の評価を行った結果、ねじれネマティック液晶素子に導入した粒子の回転運動の応答時間は数秒程度であり、プラナー配向ネマティック液晶素子を用いた場合と比べ、戻り時間が改善されることを明らかにした。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ヒト中耳換気粘膜再生-乳突蜂巣粘膜培養細胞の確立-

中耳手術中に採取したヒト乳突蜂巣粘膜32検体について培養を試みた。粘膜片を、抗菌薬およびプロテアーゼ添加のMEM培養液に採取した試料を入れ、2時間ロッキングしながら冷所にてincubate、化学的あるいは物理的に剥離した細胞およびメスにて骨壁より鋭的に剥離した粘膜細胞を、コラーゲンコートした細胞培養皿もしくはフラスコで一次培養した(Bronchial epithelial growthmedium(BEGM)使用)。714日間の培養でconfluentになるか否かを倒立式顕微鏡下に観察した。その結果32検体中9検体において、confluentとなった。confluentになった細胞群をTypsin/EDTAにて培養皿から遊離させた後、細胞数をカウントし、12mmカルチャーインサートに細胞を播種した。Air-Liquid-Interfaceの環境下にて一次培養に用いたものと同様の培養液にて一週間培養を行ったのち、パラフィン切片を作製した。上皮系細胞の指標であるcytokeratin、線維芽細胞の指標としてvimentinを免疫染色したところ、培養細胞はcytokeratin陽性、線維芽細胞陰性であり、乳突蜂巣粘膜の特徴を有すると考えられた。今回の培養方法において、一次培養でconfluentとなった粘膜細胞の大部分は、若年患者から採取した粘膜由来であった。これは中耳手術後に若年患者では乳突蜂巣の再含気がしばしば観察される、即ち再生能に優れていることと関連すると思われる。中耳粘膜再生の最終目標は、全ての患者の中耳を再含気化させる培養粘膜シートの確立である。本法は更に改良を加えることで、乳突蜂巣粘膜培養の一方法として今後臨床応用が期待できる。中耳手術中に採取したヒト乳突蜂巣粘膜19検体について培養を試みた。粘膜片を、抗生物質および抗菌剤添加のMEM培養液に採取した試料を入れ、38時間ロッキングしながら室温にてincubate、化学的あるいは物理的に剥離した細胞およびメスにて骨壁より鋭的に剥離した粘膜細胞を、コラーゲンコートした細胞培養皿もしくはフラスコで一次培養した(Bronchial epithelial growthmedium (BEGM)使用)。その結果19検体中3検体において、confluentとなった。Air-Liquid-Interfaceの環境下にて一次培養に用いたものと同様の培養液にて培養を試みたが、現時点までは鼻粘膜と同様には増殖していない。これは鼻粘膜と比較し、乳突粘膜は採取される細胞数が圧倒的少数であり、一次培養に時間を要することに起因すると考えられる。来年度は各条件を変更しながら一次培養でいかに確実かつ迅速にconfluentにさせるか、そして二次培養で粘膜シートが作製可能かについて検討する予定である。中耳手術中に採取したヒト乳突蜂巣粘膜13検体について培養を試みた。その結果13検体中6検体において、confluentとなった。

Air-Liquid-Interfaceの環境下にて一次培養に用いたものと同様の培養液にて一週間培養を行ったのち、パラフィン切片を作製した。上皮系細胞の指標であるcytokeratin、線維芽細胞の指標としてvimenもinを免疫染色したところ、培養細胞はcytokeratin陽性、線維芽細胞陰性であり、乳突蜂巣粘膜の特徴を有すると考えられた。本法は更に改良を加えることで、乳突蜂巣粘膜培養の一方法として今後臨床応用が期待できる。
代謝型グルタミン酸受容体を介した射精調節メカニズムの解明

研究代表者はこれまでの研究により、代謝型グルタミン酸受容体7型欠損マウス(mGluR7 KO)のオスが、メスマウスに対してマウンティングや挿入行動をするにもかかわらず射精にいたらないことを見いだした。本研究の目的は、mGluR7の射精調節に関与する回路を明らかにし、さらにmGluR7がどの様なメカニズムでその回路を調節しているのかを解明することである。初年度には抗mGluR7抗体を用いた免疫標識により、腰・仙髄におけるmGluR7の局在を解析した。mGluR7はこれまで海馬などで標的細胞特異的発現が観察されていたが、副交感神経核の近傍に位置する一部の細胞に対してmGluR7を発現する軸索終末が集まる様子が観察された。また、副交感神経節前神経に対して入力しているシナプスにもmGluR7が発現していることを見いだした。腰・仙髄に存在するmGluR7が直接射精を調節するかどうかを検証するために、胸髄レベルで脊髄を切断し、薬剤誘発性射精による射精の頻度および射出量を野生型マウスとmGluR7 KOで比較した。種々の射精を誘発できる可能性のある薬剤の投与実験を行った。α2アドレナリン作動薬であるクロニジンを脊髄切断マウスに投与したところ、mGluR7 KOの方が射精の頻度、射出量共に野生型マウスよりも多かった。つまり切断手術を行っていない動物ではmGluR7 KOでは射精ができなくなっていたのにもかかわらず、脊髄切断をすることでmGluR7をノックアウトすることの効果が逆転することが明らかになった。研究代表者の所属機関の移動に伴い、動物を移動させた。マウスの移動にはいったん受精卵にしてクリーン化する必要があり、再び行動実験を行える数までマウスを繁殖させるのに時間がかかった。また、脊髄切断マウスモデルにおける射精誘発実験を用いて、射精調節に関与しているmGluR7の発現部位が脊髄レベルであるか、脳であるかを見極めた上で研究を進める予定であった。しかしながら、脊髄切断によりmGluR7ノックアウトの効果が逆転するという結果は予想に反するものであったため、実験結果を慎重に検討する必要があった。mGluR7は中枢神経系の広い範囲に発現しているため、そのメカニズムの解明にはmGluR7が関与する射精調節領域が脳か脊髄かを明らかにする必要がある。精髄切断実験で予想外の結果を得たが、今後の方針を決める大切なポイントであるため、慎重に結果を検討する。研究代表者はこれまでの研究により、代謝型グルタミン酸受容体7型欠損マウス(mGluR7 KO)が性行動のモチベーションは正常であり、マウンティングや挿入行動はするにもかかわらず射精にいたらないことを見いだした。本研究の目的は、mGluR7が射精調節に関与する回路を明らかにし、さらにmGluR7がどの様なメカニズムでその回路を調節しているのかを解明することである。1.抗mGluR7抗体を用いた免疫標識により、腰・仙髄の副交感神経系におけるmGluR7の局在を解析した。また、副交感神経節前神経に対して入力しているシナプスにもmGluR7が発現していた。2. mGluR7はシナプス前膜に局在し、中枢神経系の広い領域での発現が認められることから、免疫標識だけでその神経回路を解析するのは困難である。そこで、シナプス前膜だけでなく、mGluR7を発現する神経細胞全体を可視化するために、mGluR7プロモーター下に膜移行型EGFPを発現するBACトランスジェニックマウスを作製した。現在4ラインのトランスジーン陽性個体が得られており、今後、透明化技術を用いて回路の解析を行う予定である。3.腰・仙髄に存在するmGluR7が直接射精を調節するかどうかを検証するために、胸髄レベルで脊髄切断を行い、薬剤誘発性射精による射出量を野生型とmGluR7 KOで比較するために、条件検討を行っている。マウスの移動にはいったん受精卵にしてクリーン化する必要があり、再び行動実験を行える数までにマウスを繁殖させるのに時間がかかった。このため、当初の研究計画から変更して、遺伝子欠損マウスを使用しない実験から先に行う必要があった。腰・仙髄に存在するmGluR

7が直接射精を調節するかどうかを検証するために、胸髄レベルで脊髄を切断し、薬剤誘発性射精による射精の頻度および射出量を野生型マウスとmGluR7 KOで比較した。種々の射精を誘発できる可能性のある薬剤の投与実験を行った。α2アドレナリン作動薬であるクロニジンを脊髄切断マウスに投与したところ、mGluR7 KOの方が射精の頻度、射出量共に野生型マウスよりも多かった。つまり切断手術を行っていない動物ではmGluR7 KOでは射精ができなくなっていたのにもかかわらず、脊髄切断をすることでmGluR7をノックアウトすることの効果が逆転することが明らかになった。研究代表者の所属機関の移動に伴い、動物を移動させた。マウスの移動にはいったん受精卵にしてクリーン化する必要があり、再び行動実験を行える数までマウスを繁殖させるのに時間がかかった。また、脊髄切断マウスモデルにおける射精誘発実験を用いて、射精調節に関与しているmGluR7の発現部位が脊髄レベルであるか、脳であるかを見極めた上で研究を進める予定であった。しかしながら、脊髄切断によりmGluR7ノックアウトの効果が逆転するという結果は予想に反するものであったため、実験結果を慎重に検討する必要があった。7の進捗状況で記載したように、マウスの移動に伴い、計画通りの実験を行うには繁殖が間に合わず当初の研究計画から変更の必要があったため、KOを使用しない実験を先に行った。しかしながら、mGluR7は中枢神経系の広い範囲に発現しているため、そのメカニズムの解明にはmGluR7が関与する射精調節領域が脳か脊髄かを明らかにする必要がある。今後、胸髄での脊髄切断により脳の影響を除外し、薬剤あるいは電気刺激による射精誘発に対する反応の解析を最優先して行う。mGluR7は中枢神経系の広い範囲に発現しているため、そのメカニズムの解明にはmGluR7が関与する射精調節領域が脳か脊髄かを明らかにする必要がある。精髄切断実験で予想外の結果を得たが、今後の方針を決める大切なポイントであるため、慎重に結果を検討する。進捗状況で記載したように、マウスの移動に伴い、計画通りの実験を行うには繁殖が間に合わず、当初の研究計画から変更の必要があったため。進捗状況で記載したように、マウスの移動に伴い、計画通りの実験を行うには繁殖が間に合わず、当初の研究計画から変更の必要があった。さらに脊髄切断マウスを用いた実験も予想と異なる結果となり、検討に時間を要したため。
走査型透過電子顕微鏡法を用いたセラミック材料界面のサブナノ構造解析と機能特性

本研究では、機能性セラミックスの粒界機能、特性発現メカニズムを明らかにするため、精密に方位を制御された単結晶同士を高温で張り合わせることにより、モデル粒界を有する双結晶試料を作製し、その粒界を超高分解能STEMにより、観察・分析した。本研究では、ジルコニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、チタニア等のバイクリスタル作製を行った。また、このような粒界部に各種ドーパントをドープすることにより、粒界におけるドーパント効果の本質的理解に挑戦した。これらのモデルバイクリスタルサンプルに対して、高分解能STEM観察を行った結果、粒界部にはさまざまな種類のサブナノスケールの規則構造が存在することが明らかとなった。また、この構造単位内部には、酸化物が酸素の副構造を取る故に形成される配位数欠損を有するカチオンサイトが存在し、このようなサイトと不純物偏析、余剰エネルギー等の現象が密接に関連することが明らかとなった。異なる種類のセラミックスバイクリスタル粒界を横断的に観察した結果、このような構造的特徴は多くの酸化物粒界に共通するものであることが示唆された。実験的に得られた粒界原子構造の妥当性を検証するために、格子静力学計算、第一原理計算による粒界構造、粒界偏析サイトの理論予測を行った結果、STEM像で得られたドーパント偏析原子サイトが、理論計算ではもっとも偏析エネルギーが低い(偏析しやすい)サイトに対応することが明らかとなった。このような偏析構造と粒界の電気的・機械的特性が密接に関連することが示され、粒界直下における電子構造、化学結合状態、空孔形成メカニズムの重要性が示された。セラミックスの粒界機能を理解するためには更なるサブナノレベルの構造的理解が重要であると考えられる。本研究では、機能性セラミックスの粒界機能、特性発現メカニズムを明らかにするため、(1)精密に方位を制御された単結晶同士を高温で張り合わせることにより、モデル粒界を有する双結晶試料を作製し、(2)作製した粒界を超高分解能STEMにより、観察・分析を行った。本研究では、ジルコニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、チタニア等のバイクリスタル作製を行い、各試料ごとの最適接合条件の検討を行った。その結果、表面を高精度に研磨した単結晶同士を高温で接合することで、アモルファス相などの第二相を含まない原子レベルで接合した粒界面を得ることに成功した。また、このような粒界部に各種ドーパントをドープすることが可能となり、粒界におけるドーパント効果の本質的理解に向けたモデルサンプルを作製することができた。これらのモデルサンプルに対して、高分解能STEM観察を行った結果、粒界部には局所的な構造単位が存在することが明らかとなった。また、この構造単位内部には、酸化物が酸素の副構造を取る故に形成される配位数欠損を有するカチオンサイトが存在し、このようなサイトと偏析等の粒界に特有の現象に強い相関性が存在することが明らかとなった。このような現象は、多くの酸化物粒界において、共通する特徴である。このようにして得られた原子構造の妥当性を検証するために、格子静力学計算、第一原理計算による粒界構造、粒界偏析サイトの理論予測を行った。その結果、STEM像で得られた各ドーパントの界面偏析サイトが、理論計算ではもっとも偏析エネルギーが低い(偏析しやすい)サイトに対応することが明らかとなり、理論実験両面から粒界原子構造、偏析構造の同定が達成された。また、これらの構造から導かれる粒界局所電子構造に、粒界における機能発現の起源がある可能性が示唆された。
泥質岩の圧密に伴う透水特性変化のモデル化と超長期圧密・流体移動シミュレータの開発

本研究では、圧密にともなう泥質岩の浸透率変化を明らかにするために、一次元高圧圧密・透水試験器を用いて、泥質試料の圧密にともなう透水性変化の実測を行った。試料は、房総半島の上総層群黄和田層の泥岩・市販されているイライトが主成分の泥岩を粉砕したものおよび、市販のカオリナイト粉末を用いた。求められた浸透率(K)と間隙率(phi)の関係は、間隙率の大きな領域では、土質工学の分野で一般的に使われているlogK-間隙比(e)の直線関係がほぼ成り立っている。ところで、今回の実験および過去に公表されている圧密実験データから、logK-logphiの関係は、間隙率の大きい領域からかなり小さな領域までよい直線関係を示すことが明らかになった。このような結果は、自然のサンプルの今まで公表された結果とも間隙率が30%以上の領域では調和的である。しかし、より圧密が進んだ領域では、過去に公表された結果は、上記の関係を示していない。現在、より圧密が進んだ領域における透水特性変化を明らかにするために、transient pulse法を用いた浸透率・間隙率同時測定を行うための予備実験を始めたところである。超長期圧密・流体移動シミュレータに関しては、炭化水素の生成・移動まで考慮した二次元二相の堆積盆シミュレータの開発を行った。このシミュレータを用いて、仮想的な堆積盆の発達史の計算を行った。その結果、このシミュレータでは、地質時間にわたる(およそ1500万年間)堆積盆発達史を、比較的高速に再現できることがわかった。また、その計算結果は、地質学的に妥当なものであることを確認した。現在は、このシミュレータを三次元に拡張することを行っており、また、侵食過程も考慮できるようにするために、更なるコーディングを行っている。
ミトコンドリアの遺伝子発現により引き起こされる雄性不稔現象の解明

本研究は、高等植物において、ミトコンドリアの機能異常によって引き起こされる雄性不稔機構の解明を最終目的として行われた。本年度は、高等植物ミトコンドリアにおける特異的な遺伝子発現機構であるRNAエディティングと雄性不稔性との関係について着目し、「ミトコンドリアにおけるRNAエディティングに異常をきたした場合にどのような変化が現れるか」を調べるために以下の実験を試みた。1.シロイヌナズナのミトコンドリア膜に存在するATPaseのサブユニット9をコードするatp9遺伝子について、特異的プライマーと抽出したRNAとを用いてRT-PCR法によってcDNAを作成した。これらのcDNAとゲノム配列との比較より、シロイヌナズナのatp9遺伝子はコーディングリージョン内に4ヶ所のエディティング部位を持つことが明らかとなった。これらのエディティング部位は全てアミノ酸コドンの第2番目の塩基配列をCからUに変化するものであり、ゲノム配列から予想されるアミノ酸配列をセリンあるいはフェニルアラニンからロイシンに変化させることが明らかとなった。2.上で調べたatp9遺伝子のエディティングがもし細胞内で不全となった場合に、エディティングされていない不活化されたタンパク質が合成されることが考えられる。そこで、もしこのような不活化されたタンパク質を植物で人為的に合成した場合に植物が異常な形質を示すかどうかを調べる為に、まずatp9のゲノム配列(エディティングされていない)またはcDNA配列(エディティングされている)を用い、ミトコンドリアのpresequenceを持ったキメラ遺伝子を構築した。次に、これらのキメラ遺伝子をアグロバクテリウムを用いた形質転換によってシロイヌナズナ個体へ導入した。現在、これらのトランスジェニック植物のT3種子を採取しており、これらの個体において異常形質がみられるかどうかについて解析をすすめている。
妊婦を対象としたフットケアの研究

平成27年度はプレテストを行った.プレテストの協力者は年齢29歳から40歳,妊娠週数は29週4日から35週5日までの妊婦3名であった.足の主訴は冷ええとむくみによるだるさであった.フットケアプログラム実施中のCTG所見では,胎児は元気であり子宮収縮は出現しないもしくは1回の出現であった.フットケアプログラムの構成時間は10分間の足浴の後,足のマッサージに18分前後かかり予定より4分ほど延長となったが,3名が「ちょうどよい」と回答していた.足浴の時間および湯の温度は3名が「ちょうどよい」と回答していた.マッサージの回数と強さは3名が「ちょうどよい」と回答していた.マッサージをして気持ちがよかった部位は「ふくらはぎ,足の甲,足の裏,足の指」と回答していた.足浴中の体位は,3名が「楽だった」と回答した.マッサージ中の体位は,2名は「楽だった」と回答し,1名は「どちらともいえない」であった.評価項目である脈拍と血圧は,実施前後の脈拍と血圧に変化は見られなかった.ふくらはぎ周囲径は3名の平均値で腓骨頭下10cmと外果上10cmでは周囲径が減少した.ふくらはぎ筋硬度は3名のばらつきが大きく実施後の値が上昇していた.気分評価は2名は実施後に気分が改善され,1名は不変であった.実施翌日では改善が維持されている妊婦,実施前に戻る妊婦,不変の妊婦がいた.足の評価は2名は実施後には自覚する症状が改善され,実施翌日まで持続している傾向にあり,1名は不変であった.皮膚の深部温度は1名は実施前から深部温度が明らかに上昇していた.2名はフットケアにより実施直後からわずかに上昇したが,実施前後での皮膚温度の変化は認められなかった.皮膚血流は実施前より血流量が不変の妊婦,一時的な上昇は認められたが実施後5分から低下した妊婦,低下した妊婦がいた.睡眠は実施当日朝と翌日朝で明らかな変化は認められなかった.平成25年度は,育児休業終了後の平成25年9月より研究を再開した.平成24年4月に本研究補助事業を取得し,その2ヶ月後には,産前休暇となったため,ほとんど研究を進めていない状態であった.そこで,再開後は,研究計画書の作成に本格的に着手した.研究計画書の作成のために,フットケアに関する文献検討を様々な角度から行った.文献検討では,本研究で核となるフットケアの他,フットケアだけでは,フットケアの内容の詳細まで網羅できない可能性があるため,研究者が注目している足のマッサージに関する文献が抽出できるよう,マッサージ,足×マッサージをそれぞれキーワードとした.さらに,足浴は,フットケア時に実施する頻度が高く,足浴がフットケアに含まれる場合もあるが,足のマッサージと足浴のように,分けて位置付けられている場合が多いので,新たなキーワードとした.その他,対象となる妊婦をキーワードとし,医学中央雑誌,CINAHL,MEDLINEを用いて検索した.以上の手順により,得た51文献を用いて,フットケアに関する具体的な方法とその効果を,周産期領域とそれ以外の領域に分けてまとめた.文献検討から,妊婦の足の冷えやむくみが,循環不全から生じていることに着目した.そこで,本研究では妊婦を対象とした循環改善を目的としたフットケアの効果の検討を行うことにした.その後,明らかにした本研究の目的を明確にするためにどのように研究を進めたらいいのかを検討した.検討の際には,研究の全体像を導き出し,研究デザイン,対象,研究方法,期間,分析方法,倫理的配慮を具体的なものにし,文章化した.このような手順によって作成した研究計画書は,現在,倫理審査を受けている.平成24年6月25日から平成25年8月31日まで,育児休業中です.そのため,平成24年度は研究で用いる物品の購入(深部温モニター)と研究にまつわる出張のみで,研究活動をしていません.平成25年度から継続して研究計画書の倫理審査をうけ,26年度に承認となった.承認後は,本調査に着手するために,フットケアプログラムを作成するための先行調査の結果を分析した.この分析により,むくみは全ての妊娠期間で出現する割合が高いこと,中でも妊娠末期の妊婦が冷えを除くむくみ,痛みなどが出現する割合が初期や中期より高く,出現頻度や辛さの頻度も高いことが明らかとなった.また,全ての妊娠時期で就労している妊婦が就労していない妊婦よりむくみを頻繁に感じていた.さらに,冷えやむくみに対しては,「症状の出現を防ぐ」ためと「症状を和らげる」ための対処をしていた.具体的な対処として冷えでは,【冷やさない】【血液循環を良くする】【医療に頼る】であり,むくみでは,【血液循環を良くする】【静脈還流を促す】【水分バランスを整える】【冷やさない】【医療に頼る】が導き出された.以上の結果から,循環改善を目的としたフットケアとして,足浴と足のマッサージを合わせた25分間のフットケアプログラムを作成した.足浴では,実施する時間,湯の温度,湯の種類,足浴中の体位を文献から検討した.足のマッサージでは,マッサージの種類,回数と時間,強さ,マッサージ中の体位を文献から検討した.さらに,本研究において本プログラムに参画してもらう妊婦を妊娠末期(妊娠28週から37週未満)の就労していない妊婦とすることを決めた.

この他,フットケアプログラムを評価するための質問祇の内容を見直し,フットケアプログラムの評価が可能な内容になるように修正を加えた.平成27年度はプレテストを行った.プレテストの協力者は年齢29歳から40歳,妊娠週数は29週4日から35週5日までの妊婦3名であった.足の主訴は冷ええとむくみによるだるさであった.フットケアプログラム実施中のCTG所見では,胎児は元気であり子宮収縮は出現しないもしくは1回の出現であった.フットケアプログラムの構成時間は10分間の足浴の後,足のマッサージに18分前後かかり予定より4分ほど延長となったが,3名が「ちょうどよい」と回答していた.足浴の時間および湯の温度は3名が「ちょうどよい」と回答していた.マッサージの回数と強さは3名が「ちょうどよい」と回答していた.マッサージをして気持ちがよかった部位は「ふくらはぎ,足の甲,足の裏,足の指」と回答していた.足浴中の体位は,3名が「楽だった」と回答した.マッサージ中の体位は,2名は「楽だった」と回答し,1名は「どちらともいえない」であった.評価項目である脈拍と血圧は,実施前後の脈拍と血圧に変化は見られなかった.ふくらはぎ周囲径は3名の平均値で腓骨頭下10cmと外果上10cmでは周囲径が減少した.ふくらはぎ筋硬度は3名のばらつきが大きく実施後の値が上昇していた.気分評価は2名は実施後に気分が改善され,1名は不変であった.実施翌日では改善が維持されている妊婦,実施前に戻る妊婦,不変の妊婦がいた.足の評価は2名は実施後には自覚する症状が改善され,実施翌日まで持続している傾向にあり,1名は不変であった.皮膚の深部温度は1名は実施前から深部温度が明らかに上昇していた.2名はフットケアにより実施直後からわずかに上昇したが,実施前後での皮膚温度の変化は認められなかった.皮膚血流は実施前より血流量が不変の妊婦,一時的な上昇は認められたが実施後5分から低下した妊婦,低下した妊婦がいた.睡眠は実施当日朝と翌日朝で明らかな変化は認められなかった.平成25年度の遅れを取り戻すことができないまま平成26年度を終えてしまった.計画では,作成したフットケアプログラムでプレテストまで実施できることが目標だったが,フットケアプログラムを作成するところまでしか進められなかった.したがって,予定より遅れている状況である.平成27年度はプレテストと本調査を行い,平成28年度はデータ分析とまとめを行う.プレテスト:冷え,むくみの主訴を持つ産科異常を合併していない妊娠28週から37週未満の就労していない妊婦3人を対象とし,作成したフットケアプログラムの妥当性,フットケアの効果の検討と評価項目の妥当性,フットケアを受ける妊婦への安全性を検討する.プレテストで,プログラムを実施した変化を測定項目から総合的に捉え,マイナスの効果と考えられる変化が認められた場合には,フットケアプログラムの修正を行い,本調査に適用する。本調査:プレテストと同条件の妊婦17人を対象する.フットケアを受ける条件と測定のみに協力する条件の両条件(合計5日間)に協力してもらい,フットケアプログラムの効果および持続性を検討する.研究者が,平成24年6月平成25年8月まで産前産後休暇および育児休業を取得していた.仕事復帰後の,平成25年9月より研究活動を再開し,研究計画書を作成し,倫理審査を受けているところである.休暇に伴い,補助事業期間は平成28年度まで延長してはいるものの,平成25年度内に研究計画書の作成を終了する予定だった.しかし,平成25年度内に倫理審査が終了せず,26年度にずれ込んでいる.
モバイル端末を用いた頭部姿勢推定および表情認識とその応用

本研究は,モバイル機器での実装を考慮した顔に関する状態を認識する画像処理技術の開発とその応用を研究目的とする.この目的のために,本年度は高速・高精度な顔特徴点検出手法に関する研究を行った.顔特徴点検出は,頭部姿勢推定や表情認識の前処理や基礎となる技術であり,その高速・高精度化はモバイル機器での実装を想定した顔画像認識技術の開発において重要課題となっている.本研究では,顔特徴点検出の従来法として形状回帰モデルに注目する.形状回帰モデルは,顔特徴点検出問題をコスト関数の最大化または最小化に基づいて解く最適化は行わず,多段階構造の回帰モデルを用いることが特徴である.しかしながら,従来手法は経験的に設定するパラメータが存在しており.これが原因で計算速度や推定精度が低下すると考えられる.そこで,まず形状回帰モデルのパラメータを変化させたときの計算速度と推定精度の変化を検証した.また,パラメータを交差検定の枠組みで適応的に選択する手法を開発することで,最も精度が高くなるパラメータの設計手法を確立した.顔特徴点検出のベンチマーク問題である300-Wデータセットを用いた実験では,提案手法は従来手法より推定精度の向上を確認しており,近年提案されたその他の手法と比較しても最高精度を達成している.また,提案手法は積分画像を用いた前処理によって高速化可能であるため,高速・高精度な顔特徴点検出を実現した.提案手法によって検出した顔特徴点は,頭部姿勢推定や表情認識に応用可能である.また,低計算コストである利点が存在するため,モバイル機器への応用が期待される.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はモバイル端末での実装を考慮した顔の状態を認識する実用的な技術の開発とその応用を研究目的とし、この実現のために、平成24年度は高速・高精度な頭部姿勢推定に関する研究を行なった。頭部姿勢推定は非剛体の位置合わせ問題に帰着するが、従来手法は主に高性能なハードウェア(PC)を用いた実装が想定されており、スマートフォン等のモバイル機器は従来手法の実装が困難であった。そこで本研究では、従来手法としてよく用いられるパーティクルフィルタと呼ばれる時系列フィルタの問題点である計算コストを削減するために、計算コストの少ない特徴点追跡手法を取り入れることで、頭部姿勢推定手法の改善を行なった.また、画像の位置合わせ問題に関して、従来手法として知られるInverse compositional法の高速化に関する研究を行なった。提案手法は、対象物体の位置合わせや追跡問題を2段階に分けて解決することで、低計算コストなアルゴリズムを実現した。具体的には、第1段階でLucas-Kanade法と最小二乗法に基づくおおまかな推定を行ない、続く第2段階でモンテカルロ法に基づく高精度な推定を行なう手法を提案した。頭部姿勢推定の実験結果は提案手法を用いた場合、計算速度および推定精度の両方の向上を確認した。また、実際のモバイル機器で頭部姿勢推定システムの実装を行ない、実機での動作検証を行なった。実機での検証の結果、提案手法は市販のモバイル機器で動作可能であることが示された。したがって、本研究により、従来手法では実装不可能であったモバイル機器上での高精度な頭部姿勢推定システムを実現した。本研究はモバイル端末を用いた頭部姿勢推定および表情認識に関する実用的な技術の開発とその応用を研究目的とし、この実現のために本年度は引き続き高速・高精度な頭部姿勢推定に関する研究とその基礎となる画像位置合わせに関する研究活動を行なった。頭部姿勢推定はデジタル画像中から顔を検出し,目や鼻,口等の特徴点を検出・利用することで,顔の向きを推定する研究課題として知られている.従来手法は,主に高性能なハードウェア(PC)を用いたシステムが想定されており,スマートフォンやタブレット機器を用いた実装は困難である。そこで本研究では,高速・高精度な頭部姿勢推定技術を新たに開発することで,モバイル端末上で動作可能なシステムの実現を目指す。本年度の実施計画として本来であれば表情認識に関する研究活動を行なう予定であったが,昨年度の研究課題である頭部姿勢推定の更なる改良の余地も残されていると判断し,引き続き頭部姿勢推定に関する研究を進めた。提案手法は動画像において前フレームの頭部姿勢推定の結果用いて顔の追跡を行なう。また,アルゴリズムは頭部姿勢推定を行なう第1段階と高精度な頭部姿勢を行なう第2段階によって構成される。第1段階では, Lucas-Kanade法と呼ばれる特徴点追跡手法によって顔の特徴点の動きを算出し,この結果を用いて頭部姿勢の最小二乗推定問題として解く。第2段階では,第1段階で得られた解の周辺をランダムサンプリングによってよりよい解の探索を行なう。とくに,第2段階において,解が更新されるごとに探索範囲を適応的に狭めていくことで,効率的な粗密探索が可能であることを示した。実機での検証の結果,本手法は従来手法より高速・高精度であることが示された。また,来年度予定していた応用技術開発も合わせて進めており,モバイル端末を用いた眼鏡の試着システムの開発を行なうことで,本研究の有効性を示した。本研究は,モバイル機器での実装を考慮した顔に関する状態を認識する画像処理技術の開発とその応用を研究目的とする.この目的のために,本年度は高速・高精度な顔特徴点検出手法に関する研究を行った.顔特徴点検出は,頭部姿勢推定や表情認識の前処理や基礎となる技術であり,その高速・高精度化はモバイル機器での実装を想定した顔画像認識技術の開発において重要課題となっている.

本研究では,顔特徴点検出の従来法として形状回帰モデルに注目する.形状回帰モデルは,顔特徴点検出問題をコスト関数の最大化または最小化に基づいて解く最適化は行わず,多段階構造の回帰モデルを用いることが特徴である.しかしながら,従来手法は経験的に設定するパラメータが存在しており.これが原因で計算速度や推定精度が低下すると考えられる.そこで,まず形状回帰モデルのパラメータを変化させたときの計算速度と推定精度の変化を検証した.また,パラメータを交差検定の枠組みで適応的に選択する手法を開発することで,最も精度が高くなるパラメータの設計手法を確立した.顔特徴点検出のベンチマーク問題である300-Wデータセットを用いた実験では,提案手法は従来手法より推定精度の向上を確認しており,近年提案されたその他の手法と比較しても最高精度を達成している.また,提案手法は積分画像を用いた前処理によって高速化可能であるため,高速・高精度な顔特徴点検出を実現した.提案手法によって検出した顔特徴点は,頭部姿勢推定や表情認識に応用可能である.また,低計算コストである利点が存在するため,モバイル機器への応用が期待される.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は頭部姿勢推定手法の高速化アルゴリズムの提案およびモバイル機器への実機実装を予定していたが、これは実際に達成している。このため、初年度の進捗状況としてはおおむね順調であると考える。平成25年度は表情認識に関する研究を遂行予定であったが,前年度の研究課題を引き続き行なった。ただし,来年度予定している応用技術の開発を合わせて進めており,おおむね順調に進展している。本研究により、平成24年度はモバイル機器で実装可能な頭部姿勢推定アルゴリズムの提案を行なった。当初の予定通り、次年度の研究課題として、表情認識に関する研究の遂行を予定している。ただし、頭部姿勢推定手法の更なる改良の余地も残されていると考えており、より高速・高精度なアルゴリズムの開発も合わせて研究を進めていくことを考えている。平成24年度・平成25年度と,頭部姿勢推定の高速・高精度化に関する研究活動を行なってきた。本来であれば,平成26年度は応用技術の開発を予定しているが,近年の国際会議等における顔の特徴点検出に関する研究動向の活性化および目覚ましい発展により,更なる改良の余地が残されていると考える。このため,本年度は頭部姿勢推定・表情認識・応用技術に関する研究を包括的に進めていることを予定している。
感染免疫応答における骨髄局在性uncommitted NKT細胞の機能解明

肺炎球菌は小児および65歳以上成人の肺炎や髄膜炎の主な原因細菌であることから、より有効なワクチンの開発に繋がる免疫応答の解析は重要である。申請者らのこれまでの研究で、糖脂質をアジュバントとした肺炎球菌ワクチンは従来のワクチンと比較して長期にわたって血中抗体価が維持され感染防御に効果的であることが示唆された。本研究はこの新規ワクチンによって誘導されるエフェクター細胞の分化機序を明らかにし、感染防御における重要性を明らかにすることを目的としている。本研究成果は、より効果的なワクチン法の樹立に貢献することが期待される。
近代における社寺建築の鉄筋コンクリート造化に関する技術史的研究

本研究の目的は、近代における社寺建築の不燃化と伝統様式を継承した意匠設計に、当時の建築家がどのように取り組んだのかを現存資料や建築の実地調査により明らかにすることで、木造文化圏の我が国において、鉄筋コンクリート造の導入がどのように進められたか、技術史上の評価を与えることである。具体的には、大正から昭和初期にかけて日本国内で建設された鉄筋コンクリート造社寺建築が、どのように木造の伝統様式を取り入れ、新しい構造と融合させているのか、その技術的特徴と、特に地方都市における建設に関わる設計者、施工者に着目し、検証する。
子どもの発達段階を考慮したスマート光環境の創成：こども園における夕方保育を事例に

成長変化の著しい乳児・幼児の発達に関して多くの研究がなされてきたが、それらはほとんどが教育や学習という観点からの研究である。一方、子どもたちが置かれた生活環境自体が与える影響も多大であり、これらの研究はまだ少ない。サーカディアンリズム(概日リズム)を整える上で光環境は重要な役割を果たしており、子どもの成長・教育においても影響を与えることは示唆される。生活の場所としてこども園・保育園を検討し、生活シーンや時間帯に応じた適切な光環境の提案をすることは急務である。また、光に対する子どもの反応の違いなど基礎的な知見も乏しいため、それら基礎的知見を得るとともに、適切な光環境の提案を実施し、検証する。
細菌によるチオシアン分解と硫化カルボニルの大気への放出

本研究ではT.thioparusのチオシアン分解に伴うCOSの気相への発生と再取り込みが、培養条件によってどのように影響を受けるかを調べた。1)基質濃度:初発チオシアン濃度が10及び20mMではチオシアンはすべて分解され、気相には約30μmolのCOSが検出された。50mMではチオシアンが30mMまで分解された時点で停止し、気相中には最大で800μmolものCOSが検出された。これは分解されたチオシアンの約半分がCOSとなって放出されたことを示す。2)リン酸塩の濃度:リン酸塩が通常の培養条件の10倍濃度ではチオシアンは完全に分解されたが、1/10濃度では分解が抑えられそれに伴いCOSの発生量が増加した。3)培地のpH:チオシアン分解の至適pHである7.0、及びpH6.0ではCOS発生は低いレベルに迎えられていた。一方、pH8.0とした場合はpH6.0よりも分解はさらに遅くなりCOS発生量も最大で90μmolが検出され、アルカリ側にシフトすることによりCOS発生は増すことが明らかとなった。基質が速やかに分解される条件では、分解されたチオシアンに対して気相に放出されるCOSは1%以下であるのに対し、分解が遅れるような条件ではCOS発生は1020%、特に分解が途中で停止した場合は分解された基質のうち約50%もの部分がCOSとなって気相へ出された。COS発生の増大の理由としては、細菌によるCOS代謝がこれらの条件下で抑制される、あるいは細胞外壁等の性状変化に伴いCOSが細胞外へリリースされやすくなる等が考えられる。Thiobacillusは気相のCOS濃度が30,000ppm以上となってもCOSを代謝することができ、これはウサギの致死濃度の約10倍に相当し、COSに対する耐性はきわめて高いといえる。COSは生物起源のイオウ系悪臭ガスの中に含まれるとも云われ、将来はこのような系での処理の利用も可能と考えられる。
ピロリ菌関連疾患に対する個別化医療への取り組み

ヘリコバクター・ピロリ菌は最も頻度が高い病原性細菌の一つであり、感染者における疾患発症機構の解明及び個別化医療の実現を目的として研究を実施した。これまでにPSCA多型が胃潰瘍及び膀胱がん、肺がんの発症に関わる事、がん患者において血中PSCAが高値となることを示した。また400名の内視鏡受診者の血液および生検組織の解析結果から、胃粘膜組織におけるPSCAの発現と遺伝子多型が関連を示すこと、また胃がんのリスクが高いTT型を持つ人では除菌後のPSCA発現が顕著に上昇することが明らかとなった。除菌後胃がんにおいては、PSCAの発現上昇が寄与していると示唆され注意深い経過観察が必要になると考えられる。本年度は、PSCA遺伝子多型の疾患リスクに及ぼす影響について検討した。胃潰瘍4288症例、膀胱癌545症例、肺癌2005症例及びコントロール16567名の解析の結果、PSCA多型と疾患発症リスクと関連する事を明らかとした。またリスクアレルは、膀胱癌、肺癌は胃癌と、胃潰瘍は十二指腸潰瘍と一致していた。また肺癌組織おいてPSCAの発現をTissue arrayで検討した結果、PSCAの発現が上昇していることが示された。さらに新規のピロリ菌関連予後因子の同定を目的として、胃内視鏡検査受診者から胃粘膜、血液の収集を開始した。これまでに100症例の収集が進んでおり、胃病変の有無や除菌効果、ピロリ菌の薬剤耐性などの情報を蓄積している。これらの患者は、半年後のfollow up内視鏡を予定しており、今後時系列で予後情報を収集する予定である。またPSCA分子の発癌、潰瘍形成における生理的な意義を明らかにする目的で、PSCAの機能解析を進めた。その結果、膜型PSCAは細胞外で切断を受けて分泌される事が明らかとなった。一方、細胞質型のPSCAは分泌されなかった。PSCAは様々な癌で高発現することから、現在PSCAのELISAによる測定系の構築を進めており、癌マーカーとしての有用性の検討を予定している。これらの成果を通じて、遺伝情報に基づくピロリ菌感染患者に対する個別化医療の実現に向けた検討を更に進める予定である。ヘリコバクター・ピロリ菌は日本人の約半数に感染が見られる、最も頻度が高い病原性細菌の一つである。我々は全ゲノム関連解析によってピロリ菌によって生じる疾患発症にPSCAの遺伝子多型が深く関与することを明らかとした。しかしながら、これらの遺伝子の違いが疾患の発症を制御する分子メカニズムはまだ十分に明らかになっていない。本研究では、研究期間内に以下の項目を明らかにすることを目標としている。まず全ゲノム関連解析や候補遺伝子解析によるピロリ菌関連疾患感受性遺伝子の同定と、ピロリ菌感染者における疾患発症リスク予測システムの構築を目指す。またPSCA遺伝子多型による胃癌、十二指腸潰瘍発症の制御機構の解明、さらにはPSCAが癌治療の標的となりうるかについて検討をすすめていく。平成26年度までに、PSCA多型が胃潰瘍及び膀胱がん、肺がんの発症に関わる事を明らかとした。また血中PSCAの測定系を構築し、がん患者において血中PSCAが高値となることを示した。平行して個別化医療の実践を目指し、内視鏡検査を受診した患者の血液由来のDNAおよぼ生検組織の収集を進めており、これまでに350名分の試料が収集された。内50名を超える患者では除菌後の試料も収集しており、現在組織からのRNA及びDNAの精製を進めている。これまでの約350例の解析結果から、胃粘膜組織におけるPSCAの発現とPSCAの遺伝子多型が関連を示すことが明らかとなった。本研究では、全ゲノム関連解析や候補遺伝子解析によるピロリ菌関連疾患感受性遺伝子の同定と、ピロリ菌感染者における疾患発症リスク予測システムの構築を目指す。平成27年度までに、PSCA多型が胃潰瘍及び膀胱がん、肺がんの発症に関わる事を明らかとした。平行して個別化医療の実践を目指し、内視鏡検査を受診した患者の血液由来のDNAおよび生検組織の収集を進めており、これまでに400名分の試料が収集された。内70名を超える患者では除菌後の試料も収集しており、組織からのRNA及びDNAの精製を終了した。さらにコントロール群とピロリ菌感染群、除菌前と除菌後の組織における発現解析の結果、PSCAの発現がピロリ菌感染によって低下し、除菌後に上昇すること、また胃がんのリスクが高いTT型genotypeを持つ人では顕著に上昇することが明らかとなった。

この結果より、胃がん組織においてPSCAの発現低下はピロリ菌感染に依存すること、また除菌後も胃がんのリスクが高くなるのはPSCAの発現上昇が寄与していると考えられる。ヘリコバクター・ピロリ菌は最も頻度が高い病原性細菌の一つであり、感染者における疾患発症機構の解明及び個別化医療の実現を目的として研究を実施した。これまでにPSCA多型が胃潰瘍及び膀胱がん、肺がんの発症に関わる事、がん患者において血中PSCAが高値となることを示した。また400名の内視鏡受診者の血液および生検組織の解析結果から、胃粘膜組織におけるPSCAの発現と遺伝子多型が関連を示すこと、また胃がんのリスクが高いTT型を持つ人では除菌後のPSCA発現が顕著に上昇することが明らかとなった。除菌後胃がんにおいては、PSCAの発現上昇が寄与していると示唆され注意深い経過観察が必要になると考えられる。これまでにPSCA遺伝子多型が胃がん、十二指腸潰瘍だけでなく、胃潰瘍及び膀胱がん、肺がんなど様々な疾患のリスクと関連を示すことが示された。また一部のがん患者でPSCAが高値となることが明らかとなり、PSCAは複数のがんの発症に寄与することが示された。PSCAは膜タンパク質であることから、PSCAが発がん、潰瘍形成における有用なバイオマーカとなりうるだけでなく、治療標的になりうる事が示唆された。さらにPSCA多型と遺伝子発現が有意な相関を示したことから、PSCA多型が遺伝子発現制御に寄与することで、疾患発症に関わる事が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。ゲノム医学これまでにPSCA遺伝子多型が胃がん、十二指腸潰瘍だけでなく、胃潰瘍及び膀胱がん、肺がんなど様々な疾患リスクと関連を示すことが示された。また一部のがん患者でPSCAが高値となることが明らかとなり、PSCAは複数のがん発症に寄与することが示された。H25年度において、PSCA多型が複数の疾患発症に関わることを明らかとし、またその分子機構についても有用な治験が得られた。現在新規症例のリクルートも進めるなど、個別化医療の実現に向けて順調に進展していると考えられる。今年度以降は、追加症例を用いた全ゲノム関連解析によって新規の疾患発症関連遺伝子の同定を進めていく。既存の遺伝子多型に加え、新規の遺伝因子やバクテリア側の因子を組み合わせることで、疾患発症のメカニズムの解明だけでなく、予後や副作用の予測、新規の治療法の開発を目指す予定である。
カニクイザルに発症する黄斑変性症の網膜における遺伝子発現パターンの解析

これからの高齢化社会では加齢性の視覚障害が増加することが予測され、これに関する基礎・臨床研究の推進が急務であるといえる。特に加齢黄斑変性は、米国で65歳以上の失明率が最も高く、日本でも急増をみせている重要な疾患である。国立感染症研究所筑波霊長類センターで発見された黄斑変性カニクイザルは世界でも類を見ない黄斑変性動物モデルであり、この疾患の基礎的、臨床的な研究を行う上で貴重な材料を提供してくれている。一般的に使われるマウスやラットなどの実験動物は黄斑部をもたない。マウスやラットはゲツ歯類で夜行性であり、霊長類のような長寿で昼行性の動物と視覚機能の有用性が異なるためである。我々は黄斑変性カニクイザルについて組織学的研究からはじめ、眼底写真から特に異常所見の著明な個体についてこの網膜切片を作製し、加齢黄斑変性特有のドルーゼンの存在を確認した。PAS染色、蛍光観察、免疫染色などを行ってドルーゼンの組成がヒトで観察されるものときわめて近いことを確認した。さらに、正常および疾患カニクイザルの網膜、脈絡膜層からRNAを抽出してcDNAに変換し、クローンテック社のDNAアレーを用いて8、000遺伝子について発現量の比較を行った。この結果14の遺伝子について2.5-7.6倍の転写上昇が観察され、反対に、5つの遺伝子については2.4-3.8倍の低下が観察された。その中にはATP synthase, H+ transporting, mitochondrial FO complex, subunit f, isoform 2などの顕著な上昇やlymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor 1の低下が観察ざれた。発現量の変化した遺伝子についてはドルーゼン形成との関連性について現在解析を継続している。今回、我々は構造的にヒトの眼球に最も近いサル(カニクイザル)の眼球を用いて綱膜黄斑部と周辺部における遺伝子発現量の比較をcDNA Subtraction法を用いて行い、遺伝子発現パターンの比較から、網膜黄斑部で特に多く発現している遺伝子を分類し、未知遺伝子についてそのクローニングを試みた。この結果、2つの未知遺伝子M1とM2についてそれぞれ305%と273%の差が計測された。今回の実験で網膜黄斑部に発現する遺伝子の3割が未知遺伝子であることが確認され、そのうち黄斑部でより多く発現している2遺伝子についてさらに解析を行った。今後この遺伝子を含め、残りの未知遺伝子について全塩基配列を決定し、機能解析をする予定である。

さらに、正常および疾患カニクイザルの網膜、脈絡膜層からRNAを抽出してcDNAに変換し、クローンテック社のDNAアレーを用いて8、000遺伝子について発現量の比較を行った。この結果14の遺伝子について2.5-7.6倍の転写上昇が観察され、反対に、5つの遺伝子については2.4-3.8倍の低下が観察された。その中にはATP synthase, H+ transporting, mitochondrial F0 complex, subunit f, isoform 2などの顕著な上昇やlymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor 1の低下が観察された。発現量の変化した遺伝子についてはドルーゼン形成との関連性について現在解析を継続している。
ヨシ根圏のルートマット化に伴う有機質土壌の分解・減量化機構の解明

本研究では、根圏の成長にともない根茎や根が縦横に張り巡らされ土壌と置き換わるルートマット化に着目して、その過程で生じる土壌中の有機物分解・減量化のメカニズムについて、富栄養化した湖沼底質を植栽土壌として種子から発芽させたヨシを生育させる実験ポットを用いて検討を行った。ヨシ地上部と地下部の増加のパターンは、地上部と地下部の乾燥重量比であるTop/Root(T/R)比を用いて表すことができた。このT/R比の変化は、土壌中の有機態炭素の減少パターンと少なからず関連性があることが示唆された。ヨシ根圏における有機物の消長は、地上部から地下部への光合成産物の輸送・貯蔵にともなう土壌中への滲出と地下部の分解にともなう溶出による供給、地上部から根圏へと拡散供給される酸素を利用する好気性微生物による分解、ヨシの植栽が無くても本来土壌表層で起こる好気性分解によって起こる物質収支モデルで表すことができた。植栽して間もないヨシの場合、ヨシ植栽の効果が現れにくいが、植栽後年数が経過したヨシの場合には、春季の萌芽の時期に供給よりも分解が卓越して土壌中の有機物減量が起こりやすくなることが示唆された。また、刈り取り時期の制御により、地上部からの有機物供給を抑えながら土壌有機物分解を促進する手法の開発の可能性が示唆された。ヨシの根圏土壌中では、地上部からの酸素供給により好気性微生物が生息できる領域が形成され、水質浄化能力を高めている。一方、ヨシの地下茎や根は土壌中を縦横に伸びて根圏を拡大し、次第に土壌と置き換わる現象、いわゆるルートマット化が観察されており、ヨシの機能の一つとして、有機質土壌の分解・減量化作用に注目している。本研究では、ヨシ根圏におけるルートマツトの形成過程とこれに伴う土壌有機物の分解及び減量化特性を把握するために、種子から発芽させたヨシ苗をカラムまたはポットに植栽した実験を通して、根圏の発達が土壌性状に及ぼす影響について検討を行っている。これらの検討から、カラム実験では、嫌気性土壌中でヨシの根圏が拡大するにつれて、土壌中の酸化還元電位(ORP)が増加する領域が下層に広がり好気的な領域が拡大すること、根の活性が高い層ほどORP値が高くなることが示された。ポット実験からは、ヨシを植栽した土壌中での有機物量は、地上部からの有機物供給と根圏での有機物分解のバランスにより決定されるが、ヨシを植栽することにより、またその成長に伴い、土壌中の有機物量が減少することが示された。これは、地上部から根圏への酸素の供給と光合成に伴い土壌中に放出された有機物の供給により、根圏における好気性従属栄養細菌の働きが活性化されたために、土壌中の有機物分解が進行したものであると考えられた。ヨシ地上部と地下部の増加のパターンは、地上部と地下部の乾燥重量比であるTop/Root (T/R)比を用いて表すことができた。
全長cDNAライブラリを用いたアピコンプレクサ原虫の比較ゲノム解析

1) 6種のアピコンプレクサ原虫(plasmodium falciparum、P. vivax、P. yoelii、P. berghei、toxoplasma gondii、Cryptosporidium parvum)の全長cDNAライブラリのクローン14,818個(10,501領域)についてソレクサでショットガンシークエンスを行ない、ゲノム参照によるアセンブルの結果、3,959クローン(3,320領域)で全長を決定、6,651クローン(5.222領域)で100アミノ酸以上のORFを同定した。2)ハマダラカ(Anopheles stephensi)の幼虫と成虫から全長cDNAライブラリを作製し、幼虫ライブラリについてABI3730で両端の塩基配列を決定した。3)ツエツエハエ(Glossina morsitaqns morsitans)の幼虫と踊からoligo-cap法で作製した全長cDNAライブラリについてソレクサでショットガンシークエンスを行ないab initioのアセンブルを行った。4)東京大学の鈴木穣らが開発したoligo-cap法とソレクサを用いて発現遺伝子の5'端を超大量解読する方法を利用してトキソプラズマ原虫の発現解析を行った。5)以上の成果をデータベース化し公開した(論文1.データベース1.)。7)トキソプラズマ原虫の原虫による宿主細胞(非寄生細胞)のアポトーシスに関与すると考えられる遺伝子の局在と機能解析を行った。