hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
“国菌”黄麹菌における初期エンドソーム動態の生理学的機能解析

本研究では日本の産業において重要な国菌・黄麹菌Aspergillusoryzaeにおいて初期エンドソーム動態の生理的意義に関して解析を行った。初期エンドソーム動態を欠損させるため、初期エンドソームとモータータンパク質のリンカータンパク質であるAoHok1の遺伝子破壊株を作製した。Aohok1破壊株では菌糸先端部の分泌小胞の分布に異常が見られ、実際にα-アミラーゼ生産量が有意に減少していた。さらにAohok1破壊株では分生子、気中菌糸、菌核形成に異常が見られた。以上から、黄麹菌において初期エンドソーム動態がα-アミラーゼ生産および細胞分化において重要な役割を果たしていることが明らかになった。黄麹菌Aspergillusoryzaeは我が国の発酵・醸造産業において古くから利用されてきた“国菌"であり、有用タンパク質の高い分泌能力を有する。細胞内膜輸送経路において、初期エンドソーム動態は、微小管系モータータンパク質によって制御されている。糸状菌A. nidulansとUstilago maydisにおいて、初期エンドソームとモータータンパク質のリンカーとしてそれぞれHookAとHok1が存在し、それらの遺伝子破壊株では初期エンドソーム動態の停止が報告されている。そこで本研究では、黄麹菌におけるHookA及びHok1のオルソログであるAoHok1の遺伝子破壊株を作製し、初期エンドソーム動態の生理学的な機能解析を行った。まずAohok1破壊株の生育解析を行ったところ、野生株に比べて生育が低下し、特に富栄養培地においてコロニー形態の顕著な異常が見られた。さらに、野生株に比べて分生子形成数の減少、一方で菌核形成数の増加が見られ、Aohok1破壊株では分化制御に異常をきたしていることが示唆された。実際に、Aohok1破壊株では初期エンドソームが停止しているかを確認するため、初期エンドソームマーカーのEGFP-AoRab5を用いて解析を行った。その結果、野生株において観察される初期エンドソームの恒常的な動態がAohok1破壊株ではほぼ見られなかった。さらにタンパク質分泌経路に関して解析するために、分泌小胞のマーカーとしてEGFP-AoSnc1をそれぞれ用いた。Aohok1破壊株では、菌糸先端に見られる分泌小胞の集合体であるスピッツェンケルパーの分布に異常が見られた。そこでタンパク質分泌解析をしたところ、Aohok1破壊株では野生株に比べてα-アミラーゼの有意な低下が見られた。以上の結果から、初期エンドソーム動態は細胞の分化制御およびタンパク質分泌に関与することが示唆された。当初計画していた破壊株作製に短期間で成功し、またその表現型解析において詳細なデータが既に得られている。所属学会において成果発表も行っており、追加データ取得とともに現在英語論文としてまとめている段階であるため。黄麹菌Aspergillusoryzaeは我が国の発酵・醸造産業で古くから利用され、高いタンパク質分泌能力を有する。近年、エンドサイトーシス経路で機能する初期エンドソームが、タンパク質分泌経路とも関連することが示唆されてきた。初期エンドソームの特徴的な動態は、ダイニンやキネシンなどの微小管系モータータンパク質に依存している。そこで、初期エンドソームとモータータンパク質のリンカーとして推定されるAoHok1を同定し、その破壊株を用いて初期エンドソーム動態の生理的役割について解析した。Aohok1破壊株では、分生子形成の抑制及び菌核形成の増加が確認され、初期エンドソーム動態が細胞の分化へ関与することが示唆された。また、Aohok1破壊株においてはαーアミラーゼの遺伝子発現およびタンパク質分泌の両レベルにおいて低下が見られた。このことから、初期エンドソーム動態がαーアミラーゼ生産にも寄与していることが示唆された。近年、タンパク質に限らず、二次代謝産物も細胞内輸送によって分泌されていることが報告されてきている。そこで、初期エンドソーム動態が二次代謝産物であるコウジ酸分泌生産へ関与しているかをプレートアッセイで解析した。すると、通常条件(30°C・pH 6)ではコントロール株と比較して、破壊株において分泌生産の遅延及び分泌量の減少が見られた。更に培養条件において温度とpHを変化させたところ、高温下(37°C)・pH 5の条件で破壊株がコントロール株に比べて多くコウジ酸を分泌することがわかった。そこで、通常条件での分泌生産の立ち上がり時におけるコウジ酸生合成関連遺伝子の発現量を解析したところ、破壊株においてトランスポーターをコードするkojTの発現量が低下していた。以上から、初期エンドソーム動態がコウジ酸分泌生産において、少なくとも遺伝子発現レベルで関与していることが示唆された。上述のように、既にまとまっているデータを英語論文として投稿する。併せて追加の表現型解析により、有用物質生産に初期エンドソーム動態が及ぼす影響に関してさらなる解析を行っていく。

応用微生物学当初の計画より早く目的の破壊株が取得できたことにより、菌株作製・DNAクローニングにかかる費用が少なく済んだため。これまでにまとまっているデータに加えて、新たな展開で研究を進めていく上で、さらなる菌株作製や顕微鏡解析に必要な試薬の購入費用に充てる。
虚血耐性の機序解明に基づく、虚血性神経細胞障害の新たな治療法開発の試み

1、虚血耐性モデル作成砂ネズミを用いて、虚血耐性を獲得させたモデルを作成し、その安定性を確認した。(平成14年度)2、海馬スライス作成手術2日後に海馬スライスを作成。スライス作成にはこれまでマウス海馬スライス作成に用いてきた装置等を使用した。3、CaイメージングCaイメージングは、以前よりマウス海馬スライスでの研究で用いてきたイメージング装置を使用した。虚血負荷時のCaイメージングを行い、実験系の安定性を確認した。(平成14年度)続いて、虚血耐性群とコントロール群(総頸動脈閉塞無し)のそれぞれで虚血負荷時のCaイメージングを行い、既に報告されている虚血耐性獲得時の神経細胞内Ca上昇抑制を確認し、実験系の信頼性を検証した。(平成15年)4、虚血耐性獲得の機序解明細胞内Ca上昇には、細胞外からのCa流入、細胞内Caストアからの放出が関与しており、これらの特異的拮抗薬を使用することで、虚血耐性(細胞内Ca上昇抑制)にかかわる経路について検討した。(平成15年)5、電気生理虚血耐性(細胞内Ca上昇抑制)には、単一の神経細胞それぞれの興奮性の変化以外に、神経回路(ネットワーク)全体としての興奮性の変化の関与が考えられる。神経回路全体としての関与を検討するためには、電気生理学的手法がより適していると考えられたため、以前より同研究施設で使用されている実験装置等を使用して、虚血耐性に対する関与を検討した。(平成15年)6、総括当初想定していた実験計画に変更が生じて電気生理学的実験が加わったため、本補助金支給期間には有意な研究結果を得ることができなかったが、本研究の継続により今後虚血耐性獲得の機序がより明らかとなり、虚血性神経細胞障害に対する新たな治療法の開発につながると見込まれる。1)虚血耐性モデル作成虚血耐性モデル作成時に使用する動物手術麻酔器具及びCaイメージング装置等の設備は、これまでマウス海馬スライスの虚血時Caイメージングで使用してきたものを使用した。虚血耐性モデルとしては、既に報告のある砂ネズミを使用した。両側総頸動脈を2分間閉塞させて軽度虚血を負荷し、虚血耐性を獲得させた。安定した虚血負荷が出来ているかを検証するために、脳梗塞に至るまで閉塞時間を延長させて、TTC染色等で組織学的に確認した。2)海馬スライス作成手術より2日後に脳を摘出して海馬スライスを作成し、虚血負荷時のCaイメージングを行う。海馬スライス作成は、これまでマウスの海馬スライス作成に用いてきた装置等を使用した。3)CaイメージングCaイメージングはこれまでマウス海馬スライスで行ってきた方法と同様に行った。コントロール目的で未処置の海馬スライスを用いて、虚血負荷時のCaイメージングを行い、実験系が問題ないことを確認した。続いて、虚血耐性獲得群とコントロール群(閉塞無し)のそれそれの虚血負荷時のCaイメージングを行い、既に報告のある虚血耐性獲得時の神経細胞内Ca^<2+>上昇抑制を確認し、実験系の信頼性を検証する。現在、この過程を行っている。今後、薬理学的手法により神経細胞内Ca^<2+>上昇抑制のメカニズムを検討する予定であり、電位依存性Ca^<2+>チャネルやNMDA型グルタミン酸受容体、細胞内におけるイノシトール3リン酸受容体やリアノジン受容体に対する特異的拮抗薬を単剤及び複数組み合わせて使用しながら、虚血時の細胞内Ca^<2+>上昇の変化を虚血耐性獲得群とコントロール群で比較検討し、虚血耐性獲得時の神経細胞内Ca^<2+>上昇抑制において、どの流入経路が変化しているかを検討する予定である。
溶骨性転移癌に対する癌化学療法の確立

本年度は、頭頸部癌細胞の主な組織型である口腔扁平上皮癌および唾液腺癌における特異的な抗癌剤感受性と細胞内薬剤濃度を減少させる薬物トランスポーターの発現を検討することを目的として、頭頸部癌細胞としてマウス扁平上皮癌細胞(Sq-1979)と唾液腺癌細胞(NR-PG)を、ヒト口腔扁平上皮癌細胞SCC-HA、唾液腺癌細胞HSYを用いて、培養細胞の抗癌剤ビンクリスチン(VCR)に対する感受性試験と耐性誘導、RT-PCR法によるABCトランスポーター(ABCT)mRNAの発現の検討、ABCTのmRNA発現クローン細胞の抗癌剤多剤耐性の検索を行った。VCR反復処理によりそれぞれの細胞はVCRに対するIC_<50>を増加させたが、唾液腺癌細胞特異的にmultidrug resistance-associated protein(MRP)7が発現の亢進がみとめられた。MRP7の発現が亢進した細胞株およびクローン細胞においては、VCRに対する薬剤耐性のみならず、作用機序の異なる抗癌剤であるドセタキセル(DOC)に対する交差耐性を獲得していた。これらの薬剤感受性の低下はMRP7特異的阻害剤により抑制され、MRP7が唾液腺癌において薬剤交差耐性獲得に寄与していることが示唆された。癌化学療法により、骨浸潤や溶骨性転移をきたした病巣に骨形成が認められることがある。この骨形成現象は、癌細胞と骨関連細胞との薬剤感受性の違いによって生じていると推測される。しかし、頭頸部癌細胞と骨関連細胞の薬剤感受性の違いについては明らかにされていない。本年度は、頭頸部癌細胞ならびに骨関連細胞の抗癌剤感受性と細胞内薬剤濃度を減少させる薬物トランスポーターの発現を検討することを目的として、頭頸部癌細胞としてマウス扁平上皮癌細胞(Sq-1979)と唾液腺癌細胞(NR-PG)を、骨関連細胞としてマウス骨髄マクロファージ(BMM)、破骨細胞(OCL)、骨芽細胞(OB)を用いて以下の研究を行った。培養細胞の抗癌剤(VCR)に対する感受性試験と耐性誘導、RT-PCR法によるABCTmRNAの発現の検討、ABCTのmRNA発現クローン細胞の抗癌剤多剤耐性の検索を行った。抗癌剤に対するIC_<50>は、Sq-1979、NR-PGに比べOBで高値を示した。BMMとOBでは、抗癌剤処理前と処理後のBMMでは、multidrug resistance-associated protein(MRP)7が発現し、multidrug resistance gene(MDR)1とMRP4の発現はみられなかった。OCLではMRP7の発現がみられず,OBでは、MRP2とMRP6以外,すべてのトランスポーターが発現した。NR-PGではMDR1に加え、MRP1の強い発現誘導がみられた。またクローン細胞においても発現に差が認められ、MRP7はVCR処理前に発現がみられないものの、VCR処理によって発現が誘導された。Sq-1979はMDR1に加え、MRP1の強い発現誘導がみられた。VCR処理前にMRP4 mRNAが発現し、VCR処理後に発現の増加がみられた。またクローン細胞においても発現に差が認められた。
巻糸体の糸層変位可視化と形成条件の最適化

繊維産業において,必ず出現する巻糸体形状について,張力,トラバースなどの巻糸体形成条件が,巻糸体内部の糸層の圧縮挙動に及ぼす影響を実験的に明らかにした.巻糸体形成条件を自在に設定し,糸を精密に巻き取ることができる高精度プログラマブルワインダを開発し,実際に巻糸体を形成した.ワインダは,マシンオートメーションコントローラとサーボモータにより高精度に制御される.X線CT装置を用いた精密な糸層変位の可視化・測定の前段階として,写真撮影により糸層変位の可視化に取り組み,巻糸体形成条件が圧縮挙動に影響を及ぼすことを確かめた.本研究の目的は,従来直接に観察できなかった巻糸体内部の糸層変位を,糸をほどいたり,巻糸体を切断したりすることなく非破壊状態で可視化し,内部ひずみの計測を行い,最終的には,張力や綾角などの巻糸体の形成条件と,糸層圧縮による巻糸体内部の欠陥発生の因果関係を明らかにし,産業上有益なデータを世に示すことである.平成25年度は,平成24年度に調査設計を行った「プログラマブルワインダ」の実際の試作と評価を行った.プログラマブルワインダは巻糸体形成条件(張力,トラバース,糸速度,巻量,巻姿)を自在に制御しながら実際に巻糸体を形成することができる装置である.巻取用ボビンを回転させるモータ,巻出用のローラを回転させるモータ,ヤーンガイドを往復させるボールねじを駆動するトラバース用のモータを,同期させながら精密に制御する必要がある.そこで,近年低価格化高機能化が進むPLCをベースとしたマシンコントローラを用いて,サーボモータを3軸使用した高精度なサーボシステムを構築した.張力と巻量をリアルタイムで計測しながら,一定の条件下で巻糸体を形成を目指している.本研究では,ポリエステル糸および伸縮性の高いポリウレタン繊維(スパンデックス)による巻糸体形成を目指しているが,糸を汚損しないで一定の張力を付加することが困難であるため,現在,張力測定と張力付加の手法を検討している最中である.また,トラバースにより大きく張力が変化することがわかったため,影響を少なくする手法を考察中である.繊維産業において,必ず出現する巻糸体形状について,張力,トラバースなどの巻糸体形成条件が,巻糸体内部の糸層の圧縮挙動に及ぼす影響を実験的に明らかにした.巻糸体形成条件を自在に設定し,糸を精密に巻き取ることができる高精度プログラマブルワインダを開発し,実際に巻糸体を形成した.ワインダは,マシンオートメーションコントローラとサーボモータにより高精度に制御される.X線CT装置を用いた精密な糸層変位の可視化・測定の前段階として,写真撮影により糸層変位の可視化に取り組み,巻糸体形成条件が圧縮挙動に影響を及ぼすことを確かめた.本研究の目的は,これまで直接に観察できなかった巻糸体内部の糸層変位を,糸をほどいたり切断することなく非破壊で可視化し,内部ひずみの計測を行い,巻糸体の形成条件と内部欠陥発生の因果関係を明らかにすることである.平成24年度は,糸の張力,綾振り角,巻き取り速度を自在に設定できるプログラム機能を持ち,モデル巻糸体を形成できるプログラマブルワインダを試作するため,既存のワインダについて調査を行なった.試作する装置について,制御システムにおいては,高機能で低価格なPLC制御システムが発売されたため,このシステムをベースとしたPLCサーボ回転制御計測システムを導入することとして,モータやドライバ,および制御装置の選定を行った.機械機構部分の設計については,高速で長時間にわたり往復運動を行う綾振り機構部分について,高精度化を図るために試作と予備実験をを行った.また,モデルボビンについては,観察がしやすいよう,材質,加工方法について検討を行った.ボビンの回転を行う駆動系は,一般的な産業用ワインダはインバータ制御であるが,本研究では高精度なサーボモータを使用し,指定した巻糸体形成条件のとおりに巻き取り装置や綾振り装置の駆動を行うこととした.また,糸層の厚さは非接触式の外径測定器を用いて計測を行うことを検討している.巻き取った糸量(糸層毎の糸の本数),および実際の張力も常時計測し,外部へ記録できるよう,制御システムの設計を行った.本研究は,繊維産業において,糸を取り扱う工程で必ず出現する糸を巻き取る工程に着目し,糸を巻き取った巻糸体の内部の状態を明らかにすることを目的としている.巻糸体を形成する際に,糸種や用途に合わせて設定すべき巻糸体形成条件(糸張力,綾角,トラバースピッチ,巻量など)を精密にコントロールすることができるモデルワインダの設計製作を行った.モデルワインダは,巻取部,制御システムとして,近年高性能化が著しいPLCベースのマシンオートメーションコントローラを用い,サーボモータによる全軸同期制御を行った.試験的に巻糸体を形成したところ,トラバースの左右端部の折り返し時に糸の張力が大きく変動することがわかった.送出部では,ローラで糸をはさみながら,巻取部との周速度の差により糸を延伸するが,ローラの加圧力が変動し糸を十分にはさむことができなかった結果,上下20%の範囲で張力変動が生じ,一定の張力を設定することができなかった.

引き続き,ローラ材質変更等,形成条件がより精密にコントロールされた巻糸体の形成に向けてモデルワインダに改良を加えている.また,巻糸体全体のX線撮影に先立って,暫定的に巻糸体内部の圧縮の様子を,透明なフランジを介して糸層変位を撮影する方法で検証した.伸縮性の高いポリウレタン糸を用いた場合,糸層の累積に伴って,最大約30%の半径方向ひずみが生じることがわかった.伸縮性の低いポリエステル糸では,半径方向ひすみが5%未満であることがわかった.これは,フランジ接触面におけるデータである.今後,ワインダの改良により精密な巻糸体が形成でき次第,X線撮影を行い巻糸体全体の状態を把握し,順次報告する予定である.繊維機械当初計画のうち,1)プログラマブルワインダの試作については,若干の調整や改良は必要であるがおおむね実現できた.2)CT画像による巻糸体の糸層変位測定については,一定条件下巻糸体が安定して形成できるようになり次第取り組む予定である.3)巻糸体形成条件による内部欠陥(座屈)の発生メカニズムの解明,および4)内部欠陥のない巻糸体形成条件の探求と検証については,平成26年度以降重点的に取り組む予定である.当初の計画のうち,1)プログラマブルワインダの試作については,ほぼ予定通りに進捗している.平成25年度前半に,機構部分の設計製作を終了し,制御プログラム等の制作と試運転を行い,後半から実際に巻糸体を種々の形成条件のもとで形成し,2) CT画像による巻糸体の糸層変位測定につなげる予定であり,全体の進捗はおおむね順調である.平成26年度前半は,モデルワインダの改良を行い,再現性の高い巻糸体形成が可能になるように取り組む.その後X線CT画像による巻糸体の糸層変位測定方法を確立し,内部状態の定量的な把握に取り組む.研究の途中経過を,日本繊維機械学会北陸支部研究発表会などの機会に報告する予定である.また,巻糸体形成条件と巻糸体内部欠陥発生との因果関係を実験的な側面から明らかにする予定である.平成25年度前半は,モデルワインダの機構部分の設計製作を終了し,制御プログラム等の制作が完了し次第,試運転を行う.また,後半からは,実際に巻糸体を種々の形成条件のもとで形成し,CT画像による巻糸体の糸層変位測定の手法の確立につなげる予定である.また,研究の途中経過を,日本繊維機械学会北陸支部研究発表会などの機会に報告する予定である.さらに,糸層変位に巻糸体形成条件が及ぼす影響について,理論的な検討を行うとともに,シミュレーションによる検証についても検討を試みる.X線CT装置を使った巻糸体の糸層変位の測定に際し,資料となる巻糸体の製作が不安定であるため,外部機関での設備を利用した観察を延期している.そのために,主に観察に伴う費用の支出予定分により,次年度使用額が生じている.平成26年度は,X線CT装置を使った巻糸体の糸層変位の測定に際し,外部機関で設備の利用が進むため,当該費用を使用する予定である.物品購入費として,モデルワインダ製作のための物品,制御機器の購入.巻糸体のアルミ材の購入,巻糸体を形成するための糸の購入に使用を予定している.また,X線CT装置の使用料,設置場所への交通費にも使用する予定である.
ラミニンペプチドScrambleを用いた卵巣癌腹膜播種仰制の試み

【結果】1.(1)AG73,AG73SはTAC3への細胞接着効果を発揮した。(2)TAC3とAG73、AG73Sはインテグリンβ1,syndecan-1を介し接着した。(3)AG73,AG73SはラミニンとTAC3の接着を用量依存性に阻止した。さらには、抗がん剤によるTAC3のアポトーシスの誘導効果を増強した。これらの作用はAG73がより著名であった。2.(1)C16、C16Yは卵巣がん細胞に対してアポトーシス誘導能を用量依存的に示した。(2)C16、C16Yは正常細胞(HUVEC)に対してアポトーシス誘導能を示さなかった。(3)C16、C16Yがbcl-2蛋白質の発現を減弱させた。これらの作用はC16Yがより著名であった。このことから、AG73、AG73sは、インテグリンβ1,syndecan-1を介するTAC3とラミニンとの接着を阻止し、抗がん剤の作用を増強した。従ってAG73、AG73Sは卵巣癌腹膜播種の制御に有用である可能性がある。C16、C16Yは、bc1-2蛋白質を介して卵巣がん細胞にアポトーシスを誘導した。正常細胞にはアポトーシス誘導能を認めなかったことからC16、C16Yは卵巣癌の新たな治療法として用いられる可能性があるといえる。Mills GBらは2003年のNat Rev Cancerで、卵巣がん活性化因子の中で最も重要なのは卵巣癌患者の腹水中に存在するLPA(Lysophosphatidic acid)であると報告している。しかし、卵巣がん細胞の腹水中での足場非依存性生存能、細胞増殖能、腹膜接着能、浸潤能等考えるとLPAの存在だけでは十分説明できない。癌の進展機構に関し最も注目されるものの一つに、癌腫周囲の細胞外基質、特にその主な構成成分であるラミニンの役割がある。Byers LJは悪性卵巣癌の腹水中には正常人の場合に比較して有為に多くのラミニンが存在している。と指摘している。しかしその役割についてはラミニン自体非常に巨大な分子で且つ多くの生物学的活性を有しているため、不明である。従って、巨大分子であるラミニンの機能を解明するために、個々の機能部位(ペプチド)に分けて生物活性を解明することが重要である。Kleinmann HKらはラミニン-1のアミノ酸配列を決定し個々の機能部位に分けて合成ペプチドを作りラミニンの機能を検討してきた。その中でラミニンα1鎖c末端部G domainに存在するAG73(RKRLQVQLSIRT)ペプチドが、卵巣癌の転移に関与することを我々は報告してきた。今回、AG73と誘導体であるスクランブル型(T)が腹膜播種にどのように関与するかを、我々が樹立した腹水中に浮遊増殖する卵巣がん細胞株、高度足場非依存性増殖能を有するTAC3細胞(Plane dish上、浮遊状態で増殖、ECM coated dish上、接着し増殖。"癌細胞が腹水中で生存し腹膜に接着・浸潤する"という卵巣癌の癌性腹膜炎in vitroモデル)を用いて検討した。【結果】(1)AG73はAG73Tよりより強くラミニン上でのTAC3細胞接着阻止活性を用量依存的に認めた。しかし、cisplatinによるTAC3のアポトーシスの誘導効果にはなんら影響を与えなかった。(2)TAC3とAG73、AG73Sインテグリンβ1、syndecan-1を介し接着した。また下流のシグナルではMAP/ERK系は活性化したがPI3K/AKTの活性にはなんら影響を示さなかった。【結論】AG73は、細胞増殖能は認めたが化学療法に対しては抵抗性を示さなかった。

従ってAG73は卵巣癌の接着を阻害し抗がん剤の活性をあげる可能性があることが判明した当該研究者らは、ラミニン-1のアミノ酸配合をいくつかの構成ペプチド(機能単位)に分けて、再生医学工学に基づいて生合成した、合成ペプチドの中から、細胞接着活性を持つ分子AG73の卵巣癌細胞への役割を検討した。当科で樹立した浮遊増殖能を有するTAC3細胞に対してAG73ペプチドは、浮遊細胞のspheroid形成を阻害し、抗がん剤をより効率的に作用させる可能性があることが示唆された。AG73ペプチドはsyndecan-1を介して浮遊細胞に接着し、spheroid形成し、接着・浸潤能を増すと報告されている。従ってそれらを阻害することは新たな治療法開発につながる可能性を示唆した。尚これらは日本癌学会、95^<th>American associate cancerresearch(poster)で発表した。次に新たに発見されたペプチドであるC16ペプチドが卵巣癌細胞にapoptosisを誘導し、さらた卵巣癌治療に用いられるcisplatinと薬剤相乗効果があることを発見した。またそれらの作用機序はBcl-2/Bax ratioを変化することによりより効果が出すことを発見した。尚これらは日本癌治療学会、96^<th>American associate cancerresearch(mini-symposium)で発表した。
歯周病原性菌(A.a)の産生する未知のビルレンス因子

A. actinomycetemcomitans(A.a)による歯槽骨の喪失は,宿主の免疫システムと骨芽細胞自身との相互作用による破骨細胞分化の活性化によって歯槽骨吸収が促進されることにより説明されており, A.aが直接的に骨芽細胞の分化に影響を与え,若年性歯周病の発症に関与するとの報告はない。我々は本課題によりA.a培養上清がin vitroで骨芽細胞の分化を阻害することを発見し,次年度にはその活性中心がA.aの産生するlipopolysaccharide (LPS)にあることを明らかにした。最終年度である平成20年度はLPSによる骨芽細胞の分化阻害様式を明らかにすることを目的とした。その結果, LPSにより誘導される骨芽細胞自身のケミカルメディエーターにより分化阻害が起こっているのではないこと,またLPS骨芽細胞の細胞間ネットワークを阻害することで分化阻害を引き起こす可能性が示された。さらに細胞間ネットワークの阻害は,膜タンパクであるconnexin43の細胞内局在を変化させることで行われることが明らかとなった。【目的】A. actinomycetemcomitans(A.a)による歯槽骨の喪失は,宿主の免疫システムと骨芽細胞自身との相互作用による破骨細胞分化の活性化によって歯槽骨吸収が促進されることにより説明されており.A.aが直接的に骨芽細胞の分化に影響を与え,若年性歯周病の発症に関与するとの報告はない。我々はA.a培養上清がin vitroで骨芽細胞の分化を阻害することを発見し,その阻害活性物質を追求した。【材料及び方法】マウス由来正常骨芽細胞MC3T3-E1を用いた。A.aは血清型aのATCC43717を用いた。BHI培地に接種したA.aはCO2インキュベータ内で静止期まで培養した後.さらに2日間培養した。培養終了後,A.aは遠心により菌体を分離し.得られた培養上清を濾過滅菌して実験試料とした。【結果】MC3T3-E1の培地にA.a培養上清を添加して培養した細胞ではALP, OCN, BSPとも濃度依存的に発現が阻害されていた。また骨芽細胞の分化初期に発現するALPに比べ,後期に発現するOCN, BSPの発現は著しく阻害されていた。培養上清を5%添加した細胞ではBHIを添加したビークルコントロールに比べALP mRNAの発現は33%,BSP, OCNは20%に阻害された。以上の結果からA.a培養上清中にMC3T3-E1の分化阻害物質が含まれていることが明らかとなった。現在まで,このような活性を持つA.aの菌体外物質は報告されていない。A.actinomycetemcomitans (A.a)による歯槽骨の喪失は,宿主の免疫システムと骨芽細胞自身との相互作用による破骨細胞分化の活性化によって歯槽骨吸収が促進されることにより説明されており,A.aが直接的に骨芽細胞の分化に影響を与え,若年性歯周病の発症に関与するとの報告はない。我々は本課題によりA.a培養上清がinvitroで骨芽細胞の分化を阻害することを発見した。さらに本年はその阻害活性物質を追求した。A.a ATCC43717の培養上清を出発材料に用い,骨芽細胞に対する分化阻害を指標として分画を行った。加熱処理とプロテアーゼ処理により失活しなかったことから,活性物質は非タンパクであると考えられた。分子量による分画からは100KD以上の巨大分子であると推察された。さらに分化阻害活性はPolymyxinBの添加で失活した。このことから,阻害物質はLPSである可能性が示された。A.a培養上清によってMC3T3-E1の細胞間ネットワークは濃度依存的に阻害され,また,A.a培養上清による細胞間ネットワークの経時的阻害作用の実験結果から,その変化は可逆的であることが考えられた。また,その阻害活性は100kDa以上の画分にのみ存在し, Polymyxin Bを同時に添加すると阻害活性は完全に失われていることから,分化阻害物質同定の時と同様に,細胞間ネットワークを阻害する物質がLPSである可能性が考えられた。さらにA.aより抽出したLPSは培養上清を加えた場合と同様に細胞間ネットワーク阻害した。また,この作用は抗IL-1α抗体,抗IL-6抗体で阻害されなかった。

以上のことからA.a培養上清に含まれるLPSは炎症性サイトカインを介することなくMC3T3-E1の細胞間ネットワークを阻害することが示された。A.aのLPSがMC3T3-E1の細胞間ネットワークを阻害することついてはこれまでに報告はないが,今回のCx43をターゲットとしたReal-time RT-PCRとウエスタンブロットの結果から,LPSはgap junctionのposttranslationalな調節機構として知られているCx43のリン酸化(46)や,Cx43の発現そのものには影響を与えていなかった。なお,今回は結果を示していないが,LPSを添加して3日間培養を継続した細胞を用いたウエスタンブロットではCx43のバンドが抑制されていたが,LPS添加による細胞間ネットワークの阻害は24時間で極大となっており,3日後のCx43バンドの抑制はこの結果とは直接の関係はないと判断した。したがってLPSによる細胞間ネットワーク阻害と関連があるのはCx43の細胞内の局在の変化であり,免疫染色の結果とあわせてもLPSがCx43の細胞膜への局在を阻害することで細胞間ネットワークを障害する可能性が高いと考えられた。
チーム医療に資するカルテ自由記載文を判別する定量的尺度の作成

本年度は実験の基盤として、実験対象となる診療録の抽出を行い、医師が実験的な診療録の記載を行うための環境作成を行った。まず診療録の抽出方法について、当初想定していた類型化について論文発表を行った。さらに、申請時に想定していなかった定量的な手法を用いて、実験対象の抽出と選別を行うことができた。その手法自体に新規性があるため、近日中に成果を論文にし対外的に発表予定である。また申請時に想定していなかったDPC病名の質の評価方法を開発し、論文発表を行なった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
膜貫通型フォスファチジルイノシトールフォスファターゼの機能解析

本研究課題は膜貫通型フォスファチジルイノシトールフォスファターゼであるTPTEが電位依存性チャネルの膜電位センサーに相当する構造を有することに着目し,TPTEのフォスファターゼ活性が膜電位に依存して制御される可能性について解析することを目的としている.昨年度,研究代表者らは尾索動物の一種であるユウレイボヤ(Ciona intestinalis)よりTPTEのホモログを単離した.この分子をアフリカツメガエル卵母細胞に発現させパルス状の膜電位変化を与えると,一過性の電流が生じた.この電流は電位依存性チャネルにおいて見られる「ゲート電流」と類似の電流であった.さらにこの分子のホスファターゼドメインを大腸菌に大量発現させ,精製して解析したところ,ホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸(PIP3)をホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(PIP2)へと脱リン酸化するフォスファターゼ活性を有することを確かめた.さらにPIP2濃度により活性が調節されるカリウムチャネルをアフリカツメガニル卵に共に発現させ,細胞内PIP2濃度をモニターしたところ,過分極によりPIP2濃度が増加し,脱分極により減少することを確かめた.これらの結果からこの分子は膜電位により活性が調節されるという新しいタイプの酵素であることを明らかにし,Ci-VSP (Ciona intestinalis Voltage-sensor-containing phosphatase)と命名してネイチャー誌に報告した.さらに,Ci-VSPと相同性を有する分子として新規電位センサー分子VSOP2を見出し,小脳プルキンエ細胞および海馬錐体細胞の樹状突起に局在することをin situ hybridization法および免疫組織化学法により明らかにした.本研究課題は膜貫通型フォスファチジルイノシトールフォスファターゼであるTPTEが電位依存性チャネルの膜電位センサーに相当する構造を有することに着目し,TPTEのフォスファターゼ活性が膜電位に依存して制御される可能性について解析することを目的としている.本年度,研究代表者はこれまでに神経細胞の分化のメカニズム解明に古くから利用されているユウレイボヤに着目し,ユウレイボヤよりTPTEホモログを単離した.この分子をアフリカツメガエル卵母細胞に注入し電気生理学的解析を試みた結果,電位依存性チャネルにおいて電位センサーが作動する際に観察されるゲート電流と類似した電流が観察されることを明らかにした.一方この分子のフォスファターゼドメインを大腸菌において大量発現させ精製し酵素活性を測定した結果,この分子がPTENと同様にPhosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate(PIP3)を脱リン酸化させる活性を有することを見出した.そこでこの分子をCi-VSP(Ciona intestinalis Voltage Sensor containing Phosphatase)と命名した.さらにCi-VSPの酵素活性が電位依存的に制御されているか否かについて解析するため,アフリカツメガエル卵母細胞にCi-VSPと合わせてその酵素活性産物であるPIP2によりチャネル活性が促進されるようなイオンチャネルGIRK2を共発現させ,GIRK2の活性を指標にPIP2濃度変化をモニターしたところ,Ci-VSPの酵素活性は過分極させると活性化されることを見出した.またRT-PCRおよび免疫組織化学染色による結果から,Ci-VSPはユウレイボヤの神経節と精子の鞭毛部に発現していることを見出した.これらの結果を第81回日本生理学会大会において発表した.現在これらの結果を論文投稿中である.本研究課題は膜貫通型フォスファチジルイノシトールフォスファターゼであるTPTEが電位依存性チャネルの膜電位センサーに相当する構造を有することに着目し,TPTEのフォスファターゼ活性が膜電位に依存して制御される可能性について解析することを目的としている.昨年度,研究代表者らは尾索動物の一種であるユウレイボヤ(Ciona intestinalis)よりTPTEのホモログを単離した.この分子をアフリカツメガエル卵母細胞に発現させパルス状の膜電位変化を与えると,一過性の電流が生じた.この電流は電位依存性チャネルにおいて見られる「ゲート電流」と類似の電流であった.さらにこの分子のホスファターゼドメインを大腸菌に大量発現させ,精製して解析したところ,ホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸(PIP3)をホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(PIP2)へと脱リン酸化するフォスファターゼ活性を有することを確かめた.さらにPIP2濃度により活性が調節されるカリウムチャネルをアフリカツメガニル卵に共に発現させ,細胞内PIP2濃度をモニターしたところ,過分極によりPIP2濃度が増加し,脱分極により減少することを確かめた.これらの結果からこの分子は膜電位により活性が調節されるという新しいタイプの酵素であることを明らかにし,Ci-VSP (Ciona intestinalis Voltage-sensor-containing phosphatase)と命名してネイチャー誌に報告した.さらに,Ci-VSPと相同性を有する分子として新規電位センサー分子VSOP2を見出し,小脳プルキンエ細胞および海馬錐体細胞の樹状突起に局在することをin situ hybridization法および免疫組織化学法により明らかにした.
機能性材料の開発とその特性評価に関する研究

本研究は、平成6年度、平成7年度及び平成8年度の3年間にわたり、研究課題「機能性材料の開発とその特性評価に関する研究」について徳島大学工学部とオ-クランド大学工学部の機械工学、化学、電気、電子工学、物理学の研究者が相互に連携しながら行ったものである。機械部品、電子デバイス、建設材料、化学装置材料などに適用できる機能性材料の開発を行い、その特性評価を実施してきた。本研究において得られた研究成果の概要は次のとおりである。1)ダイヤモンド薄膜やダイヤモンド状炭素膜が機械部品に適用できる可能性を探る研究が実施できた。マイクロ波プラズマCVDにおけるダイヤモンド薄膜の創製が純チタン表面にできるようになった。また、チタン酸カリウムウイスカーにプラズマを照射して新しい物質を創製できた。これは機械部品にダイヤモンド薄膜を適用する可能性を飛躍的に高めた成果である。このような金属表面にダイヤモンドができる前に浸炭過程が前過程として存在し、効率良くダイヤモンド薄膜を作製する条件を見い出した。ダイヤモンド薄膜を創製するとき、ダイヤモンドと同時にアモルファスカーボン膜が形成されることがある。このアモルファスカーボン膜を除去することがより純度の高いダイヤモンドを形成することに不可欠である。そのため、メタン-水素混合ガスに酸素を加えてダイヤモンドの純度を高めることを試みた。さらに、純チタン表面にダイヤモンドができる素過程を詳細に検討して、金属表面にダイヤモンドが形成される過程を明らかにした。2)セラミック表面に電子的、化学的機能を付与する焼成過程の解明を行った。傾斜機能材料の残留応力緩和手法の確立に伴う実用機能性材料の開発と機械部品への適用試験を行い、作製した機能性材料の組成分析、構造解析を行った。3)機能性の高い高強度コンクリート材を開発することができるようになってきた。フライアッシュを利用した高流動性コンクリートの開発にめどをつけた。この技術を炭素繊維を配合した高強度コンクリート材のプロトタイプの創製と特性評価を行い、実用的にも十分な使用に耐える成果を得た。これはフライアッシュとコンクリートとの界面を十分に制御することによって実現した。4)機能性の高い燃料電池用電極の開発が可能になってきた。5)MOCVDによりGaN上にホモエピタキシャル成長したGaNからの放射を初めて観察した。ここで作製した機能性材料の組成分析、構造解析を行い、半導体デバイスへの適用を考えた電子材料の開発を行う。シリコン半導体の基板にGaAsの発光素子を安定した状態で蒸着し、ガリウムヒ素、シリコン混在型ICの作製に成功した。半導体デバイスへの適用を考えた電子材料の開発を行う。6)これらの成果は国内外の学術雑誌などに投稿しており、しかも国際会議などで発表してきた。また、相手大学において学術セミナーを開催して相互に情報交換を行うと同時に共同研究の成果を相手国に積極的に還元してきた。徳島大学で得られた成果を持って研究プロジェクトに参加した研究者をオ-クランド大学に派遣し、オ-クランド大学におけるこの方面の研究担当者と研究の進捗と研究の取りまとめについて詳細に打ち合わせ、また、徳島大学において実施してきた研究成果を公表し、オ-クランド大学に対して研究成果の還元を図った。また、オ-クランド大学から機能性材料の開発、特性評価および表面分析に関する研究者を徳島大学に招聘して徳島大学においてセミナーなどを開催しオ-クランド大学での研究成果について意見交換を行いながら大学間協力研究の研究成果を総括した。

フライアッシュを利用した高流動性コンクリートの開発にめどをつけた。この技術を炭素繊維を配合した高強度コンクリート材のプロトタイプの創製と特性評価を行い、実用的にも十分な使用に耐える成果を得た。これはフライアッシュとコンクリートとの界面を十分に制御することによって実現した。4)機能性の高い燃料電池用電極の開発が可能になってきた。5)MOCVDによりGaN上にホモエピタキシャル成長したGaNからの放射を初めて観察した。ここで作製した機能性材料の組成分析、構造解析を行い、半導体デバイスへの適用を考えた電子材料の開発を行う。シリコン半導体の基板にGaAsの発光素子を安定した状態で蒸着し、ガリウムヒ素、シリコン混在型ICの作製に成功した。半導体デバイスへの適用を考えた電子材料の開発を行う。6)これらの成果は国内外の学術雑誌などに投稿しており、しかも国際会議などで発表してきた。また、相手大学において学術セミナーを開催して相互に情報交換を行うと同時に共同研究の成果を相手国に積極的に還元してきた。徳島大学で得られた成果を持って研究プロジェクトに参加した研究者をオ-クランド大学に派遣し、オ-クランド大学におけるこの方面の研究担当者と研究の進捗と研究の取りまとめについて詳細に打ち合わせ、また、徳島大学において実施してきた研究成果を公表し、オ-クランド大学に対して研究成果の還元を図った。また、オ-クランド大学から機能性材料の開発、特性評価および表面分析に関する研究者を徳島大学に招聘して徳島大学においてセミナーなどを開催しオ-クランド大学での研究成果について意見交換を行いながら大学間協力研究の研究成果を総括した。モルタル・コンクリードに微粒子混和材を混入すると、そのフィラー効果によって充填率が向上し、空気量が低下し、特に丸い粒形の混和材は有効であり強度が向上することを報告し、またシリカフュームとスラグとの併用は、コンクリートの圧縮強度の改善、乾燥収縮、水密性などの改善に有効であることを明らかにした。透水性、透気性に優れたポーラスコンクリートの配合理論について研究し、配合要因と強度との関係式を得、所要の強度を持ったコンクリートとするためには、その骨材粒度別に配合設計しなければならないことを示した。また、施工の機械化などの合理化ができる高流動コンクリートの配合設計方法について検討し、その配合設計手法を提案した。新しい機能を備えた素材を作るためにポリカルボシランやボラジンに加えて新しい前駆体を合成し、その特性評価を固体高分解能NMRスペクトルを用いて行い、その可能性を示した。PVD窒化アルミニウム膜およびセラミック溶射皮膜の結晶配向特性および残留応力をX線解折手法を用いて測定し、これらの安定膜を得るための製作条件を検討した。純チタン表面に窒素イオンを注入し、材料表面にセラミック膜層を作り、疲労特性の改善効果を検討した。
日本と中国、インドにおけるバイオ燃料の将来:空間情報も利用した環境経済分析

ジョージェスクレーゲンのフローファンドモデルと生態学の階層理論を応用した多階層エネルギー分析モデルをバイオ燃料の大規模生産の自立性と実行可能性を理論的に検討するための一般的枠組みに拡張した。その枠組みを利用して、トウモロコシからエタノールを生産する際に必要となる労働時間と土地面積を求めた。日本と中国、インドのどの国においても、労働と土地の必要量が想像を絶する規模になるため、エタノールの大規模生産は実行可能ですらないことを示した。本研究課題における分担研究者谷川・馬奈木・佐々木は、バイオ燃料の実行可能性の各方面の検討(日本と中国、インドにおけるバイオ燃料を含めたエネルギーミックスの評価・シナリオ分析)を行うため、眞弓および海外の研究協力者(Mario Giampietro教授・Universita Autonomade Barcelona,スペイン;李文哲教授・東北農業大学、中国;Surender Kumar准教授・TERI University,インド)とともに次のような面でMuSIASEMを再構築する作業に従事する。中国の農業開発における農耕地利用を分析するのにMSIASMを応用してきたが、詳細な土地利用のパターンやその時系列変化を組織的に利用することはできなかった。しかしながら、バイオ燃料の実行可能性やシナリオ分析にはGISの利用は絶対に不可欠である。谷川は、GISの環境システム工学への応用に従事してきた経験を生かし、日本,中国,インドの各国において,全国レベル,地域レベルでのバイオマス賦存量・可採可能量・供給可能量に関わるGISデータベースの整備を行い,バイオ燃料の供給ポテンシャルについて環境的側面から評価を行う。また、エネルギー技術や環境技術の環境経済学的な分析についても、MuSIASEMの枠組み中では充分に検討されてきたとはいえない。馬奈木はこの点を補強するために、技術効率や環境改善効率に関する日本・中国・インドでのマクロ、地域レベル、ミクロデータを整備するとともに、環境政策の技術進歩への影響についてMSIASMを利用して解析し、バイオ燃料を含めたエネルギーミックスの実行可能性とシナリオ分析も合わせて解明する。その際計量経済手法を用いた将来予測をノンパラメトリックの手法で分析する。佐々木は、これまでの2年間Rプログラムを利用して、使用された各種のダイアグラムの作成と動的モデルプログラムおよび図表のビジュア化に協力してきた。今回の申請課題においては、谷川と馬奈木、眞弓によって再構築するMuSIASEMの拡大モデルにおいて利用されるダイアグラムのプログラム作成とそのビジュアル化、データベースのXMI化を分担する。生態系や社会経済システムに地球温暖化現象が与える影響が近未来に深刻化するとの危惧から、石油や天然ガスに代替可能なエネルギー源の探求が国際的にも急務になりつつあり、代替可能なエネルギー源のひとつとしてバイオ燃料が注目を集めつつある。Giampictroと眞弓(環境経済学とエネルギー分析専攻)はZipfやLotkaならびに眞弓:Giampietro教授や谷川・馬奈木と協力し、GISからの情報(インドと中国を中心にして森林バイオマスの変遷と時系列データ)を利用し、谷川のバイオマス成長モデルと馬奈木の将来予測モデルをMuSIASEMに組め込めるかどうか検討した;谷川:統計情報に基づくバイオマス賦存量,可採量の推計・土地被覆分類図(1km mesh)に基づくバイオマス賦存ポテンシャル量の空間分布のGISによる検討;馬奈木:李文哲教授とSurender Kumar准教授の協力の下で、バイオ燃料に関係する技術進歩と環境改善および今後に起こりえる影響を分析するため中国・インドでヒアリング・アンケートを実施し、将来予測モデルを構築;佐々木:眞弓と谷川、馬奈木による国別のMuSIASEMモデルに関係するRプログラムの作成とそのビジュアル化の実行およびバイオ燃料のGISデータベースの構築。平成21年度では、地域レベルおよびミクロレベルのデータの整理・各階層に属する変数の基準値の決定・国別モデル変数に地域レベル変数との多階層関係を考慮したシナリオ分析可能なMSIASMモデルの構築を実施した。眞弓:Giampietro教授や谷川・馬奈木と協力し、将来予測モデルとMSIASMを有機的に結合するとともに、国別レベルと地域レベルの多階層変数とそれらの関係を考慮したシナリオ分析可能なMSIASMを構築する;谷川:地理情報(地形,位置)を考慮したバイオ燃料の供給ポテンシャル評価・都市と供給地との距離の推計・人口の重心マップとバイオマス賦存マップとの重ね合わせによるエネルギーの地産地消の可能性評価・需要に関わる情報の整理(人口,世帯,商工業など)馬奈木:バイオ燃料に関係する中国・インドの制度的要因を詳細に検討・ノンパラメトリック手法を利用した将来予測モデルを実際のデータを参照しながら、可能なシナリオを模索;佐々木:眞弓と谷川、馬奈木によるシナリオ分析可能なMSIASMモデルに関係するプログラムの作成とそのビジュアル化の実行とデータモデルの構築、XMLによる利用方法の確立。平成22年度では、次のような研究を共同で実施した。

眞弓:Giampietro教授や谷川・馬奈木と協力し、将来予測モデルとMSIASMを有機的に結合するとともに、国別レベルと地域レベルの多階層変数とそれらの関係を考慮したシナリオ分析可能なMSIASMを構築する;谷川:地理情報(地形,位置)を考慮したバイオ燃料の供給ポテンシャル評価・都市と供給地との距離の推計・人口の重心マップとバイオマス賦存マップとの重ね合わせによるエネルギーの地産地消の可能性評価・需要に関わる情報の整理(人口,世帯,商工業など)馬奈木:バイオ燃料に関係する中国・インドの制度的要因を詳細に検討・ノンパラメトリック手法を利用した将来予測モデルを実際のデータを参照しながら、可能なシナリオを模索;佐々木:眞弓と谷川、馬奈木によるシナリオ分析可能なMSIASMモデルに関係するプログラムの作成とそのビジュアル化の実行とデータモデルの構築。平成23年度では、中国と日本の各産業で利用しているエネルギーをとうもろこしからエタノールを生産した場合に土地と労働がどの程度必要かを概算した。産業の分類ではデータ収集の制約があり、日本と中国では異なる産業分類を利用した。いずれの国においてもエタノールによる代替可能量は実質的には取るに足らぬ量である。10%を代替する場合においても、労働力の必要量は他の産業分野で必要な労働力をすべて吸収するぐらいになり、エタノールを石油の代替エネルギーにする等というのは夢物語にすぎない。また、石油などのいわゆるストックタイプのエネルギー源と異なり、太陽エネルギーというファンドタイプのエネルギーを利用してバイオマスを生産し、それをエタノールに変換する迂回生産のために必要となる土地の量はとてつもなく広大で、例えば、日本の製造部門のエネルギーを10%代替する場合に必要な土地は、日本の総面積の100倍以上の土地を必要とする。食糧生産に利用可能な土地やその他の土地利用を極端に制約することになる。いずれにしても、食物として利用できる作物からエタノールを生産し、石油の代替にすることは現実的に全く不可能である。詳紳は成果報告書を参騨していただきたい。
組織培養によるナシの花芽誘導に関する研究

ニホンナシの葉芽または茎頂由来の組織培養系における花芽形成について研究した.花芽分化前の茎頂組織を用いても花蕾の着生がみられることから花芽形成は培養中に起ったものと考えられる.着蕾は外植体の節の増加速度と密接に関係し,中間的な範囲の節数をもつ個体に多く認められた.この組織培養系における花蕾着生の多少は品種の花芽形成能力をよく反映することから,品種間の形成能力の違いは芽固有の遺伝的性質によるところが大きいものと思われた.また,この系によって形成能力の大きい系統を早期に選抜し,育種年限の短縮を図ることが可能と考えられる.組織培養系の花蕾着生に関係するいくつかの要因を明らかにした.内的要因としては,ニホンナシの内生ジベレリンのうち, A4のみが花蕾誘導を抑制し,生長抑制物質のうち, S-07(S-3307)の誘導促進効果が顕著であった.外的要因としては,日長はほとんど影響はなく,温度の影響が大きかった. S-07はCCCやB-9に比して低濃度で花蕾着生を促し,圃場試験の結果とも一致することから,花成促進物質のスクリーニングにこの系を利用することができるものと思われる.果樹は種子から生育した場合,一定期間花芽を着けない未熟相を経過する.その短縮は育種上きわめて重要である.未熟相にある実生由来の外植体は花芽着生がみられないだけでなく節間長が大きいという形態的特徴がある.品種由来の外植体でも継代培養した組織を用いると節間長が大きくなり,花蕾着生率が減少し,若返りを生じることが明らかであった.ジベレリン及び抑制物質はそれぞれ外植体の節間長に影響することから,この面からの研究を深めることによって未熟相の解明に糸口を見出しうると考えられる.ニホンナシの葉芽または茎頂由来の組織培養系における花芽形成について研究した.花芽分化前の茎頂組織を用いても花蕾の着生がみられることから花芽形成は培養中に起ったものと考えられる.着蕾は外植体の節の増加速度と密接に関係し,中間的な範囲の節数をもつ個体に多く認められた.この組織培養系における花蕾着生の多少は品種の花芽形成能力をよく反映することから,品種間の形成能力の違いは芽固有の遺伝的性質によるところが大きいものと思われた.また,この系によって形成能力の大きい系統を早期に選抜し,育種年限の短縮を図ることが可能と考えられる.組織培養系の花蕾着生に関係するいくつかの要因を明らかにした.内的要因としては,ニホンナシの内生ジベレリンのうち, A4のみが花蕾誘導を抑制し,生長抑制物質のうち, S-07(S-3307)の誘導促進効果が顕著であった.外的要因としては,日長はほとんど影響はなく,温度の影響が大きかった. S-07はCCCやB-9に比して低濃度で花蕾着生を促し,圃場試験の結果とも一致することから,花成促進物質のスクリーニングにこの系を利用することができるものと思われる.果樹は種子から生育した場合,一定期間花芽を着けない未熟相を経過する.その短縮は育種上きわめて重要である.未熟相にある実生由来の外植体は花芽着生がみられないだけでなく節間長が大きいという形態的特徴がある.品種由来の外植体でも継代培養した組織を用いると節間長が大きくなり,花蕾着生率が減少し,若返りを生じることが明らかであった.ジベレリン及び抑制物質はそれぞれ外植体の節間長に影響することから,この面からの研究を深めることによって未熟相の解明に糸口を見出しうると考えられる.1.花蕾着生培地の決定:組織培養による花蕾着生のための基本培地としては修正MS培地(ジョーズラ1977)にサイトカイニン(BA)1ppmを加えたものを用いている。この基本培地に生長抑制物質であるB-9,CCC及びSO7(住友化学)を加えたところ、花蕾着生率の増加にSO7の添加が有効であることを認めた。本研究では、このことを確認するために、長十郎と幸水の葉芽をSO7の濃度を変えて培養したところ、長十郎ではSO7の濃度にかかわらず、70%前後の高い着蕾率を示したが、着蕾率の低い幸水では0.51.0ppmのSO7の添加が極めて有効であった。従来の結果と併せて、着蕾率の低い品種(幸水)は1ppmのSO7を添加、着蕾率の高い品種(長十郎)は0.1ppmのSO7を添加したものを花蕾着生培地とすることを決定した。2.生長抑制物質の着蕾促進効果:ジベレリン(GA)は花茅分化を抑制することから、生長抑制物質の花芽分化の促進はその抗GA作用によると考えられている。この点を明らかにするため、長十郎及び幸水の茎頂をG【A_3】01.0ppmを加えた花蕾着生培地で培養した。G【A_3】濃度の違いによって着蕾率に差は認められなかったことから、SO7の花蕾着生効果は、少くともG【A_3】に関する限り、その抗GA作用によるとは考えられなかった。3.光の強さと培養個体の生長:長十郎及び幸水の実生の茎頂を、25°Cで、3,000、6,000及び12,000ルックスの照度下で培養した。

照度が高いと成熟葉にしばしば壊死がみられるので、3,000ルックスが適当と認めた。4.温度及び日長と培養個体の生長:長十郎及び幸水の実生の茎頂を3,000ルックスの照度下で、25°C14時間、25°C10時間及び15°C14時間日長の3処理を行ない培養を行っている。培養個体の生長は上記の順に勝れているが花蕾着生への影響はあらわれていない。花蕾着生の容易な品種茎頂を用いて実験を継続中である。