hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
湿地性針葉樹ヌマスギの水環境適応を担う遺伝子基盤の解明

本年度は5つの環境条件(コントロール、乾燥、冠水、1%塩水、5%塩水)で行ったRNA-seqデータを用い、遺伝子発現パターンの比較解析を行った。計15サンプル(5条件×若葉、成葉、根の3つの部位)を用いることにより、水環境応答に関連する遺伝子を組織ごとに検出する。抽出したRNAのクオリティは高く、すべてのサンプルで比較解析に十分な量のread数(サンプルあたり7000万以上)得ることができた。15サンプルから得られたリードをアッセンブルしcontig配列を作成したところ、isoformも含めて>40万配列が得られた。得られたcontig配列の機能的なアノテーションを行うため、blast検索および緑色植物Pfamデータベース検索を行い、機能をもつと思われるタンパク質の遺伝子配列のみを抽出した。抽出されたcontig配列(138489個)をリファレンス配列とし、サンプルごとに各遺伝子のリードカウントを算出した。得られたリードカウントをもとにクラスター分析を行ったところ、根と地上部との類似性は低く組織的な応答の違いを検出することができた。組織をわけた解析では、11%塩水と5%塩水、2乾燥、コントロール3冠水条件の3つのクラスターに分かれることが示された。さらに、乾燥、冠水、1%塩水、5%塩水の条件とコントロールを比較して有意に発現が変動している遺伝子について解析を進めている。例えば、地上部の5%塩水の条件で有意な発現変動パターンが見られた遺伝子の中には、シロイヌナズナでNaClや浸透圧ストレスで発現が誘導される遺伝子と相同性が高いものが含まれていた(THI1, ESUL3, RKL1など)。また、葉緑体に局在する光合成に関わる遺伝子群の発現が誘導されており、NaClや浸透圧ストレス応答と光合成機能の関連が示唆される結果も得られている。本年度は栽培実験を行うことができなかったため、止むを得ずデータ解析を中心に行なったが、今後が期待できる結果がえられている。1)遺伝子発現パターンの解析と水環境適応に寄与する遺伝子の検出ー5つの環境条件(コントロール、乾燥、冠水、1%塩水、5%塩水)で10日間栽培し、根、頂芽と新葉、成葉の3つに分けてRNA-seqを行った。現在、得られたデータの解析を行なったところ、環境条件や組織によって発現変動がある遺伝子が検出された。これらの中には、先行研究で塩ストレス応答に関わることが示唆されている遺伝子が有意な遺伝子として含まれていた。今後は、他の針葉樹の先行研究で得られた結果とも比較しつつ、ヌマスギに特有の水ストレス応答に関わる遺伝子の検出を試みる。2)分子進化学的手法(PAMLプログラム)を用いた解析については、昨年度は使用した遺伝子の配列が短く、解析に利用できる近縁種でのオーソログ遺伝子の配列数も少ないため有効な結果が得られなかった。そこで、用いる近縁種の種数を増やし、網羅的なオーソログ検出プログラムを用いて、オーソロググループの再抽出を行なった。その結果、すべての種でオーソログ配列が検出されたオーソロググループが3124個,その中でもシングル遺伝子から構成されるオーソロググループは741個が作成できた。今後これらを用いて解析を進める。1)栽培実験ー同じ環境条件に晒した場合でも、個体によって植物に現れるダメージの強さに違いがあるため、複数個体の発現データを取得すつ必要がある。実験に用いる苗の生育は順調なので、各条件で複数個体のデータを得ることは可能である。葉が十分に抽出する時期をみて栽培実験を行う。2)遺伝子発現解析ー複数個体の発現解析については、マイクロアレイもしくはRNA-seqのうち、コストパフォーマンスがよい方法を選んで行う。これまでの解析によって得られた情報を基に、適応に関わる遺伝子の発現量をリアルタイムPCRを用いて解析し、再現性を確認する。可能であれば、発現の経時変化についてもあわせて解析を進める。3)データ解析ー分子進化学的解析については、新たに加わった分担者と協力して解析を進める。本研究は、ヌマスギ(Taxodium distichum)の水環境への適応に着目し、環境適応に関わる遺伝子の探索とそれらの進化過程の解明を試みる。第一に、稚樹を用いた栽培実験系の確立と遺伝子発現解析に必要なcDNA配列データの収集およびトランスクリプトームの比較解析を行い、遺伝子発現解析に基づいた水環境適応遺伝子の探索を行う。さらに、野生集団における適応候補遺伝子の遺伝的多型のパターンを解析することにより、これらの候補遺伝子に働く自然淘汰を検証し、その遺伝子レベルでの進化過程を明らかにする。本年度は、10月に採択が決定したため苗の準備が間に合わず、栽培実験については機器類の設置のみに止まった。しかしながら、近年報告された、ヌマスギ2変種(pondcypressとbaldcypress)の交雑種を使ったトランスクリプトーム解析(Yu et al. 2016; Qi et al. 2014)と我々の先行研究(Kusumi et al 2015)のRNA-seqデータを合わせて再解析を行い、機能的なアノテーションが可能な少なくとも30000個のunigeneの情報を得た。この情報に基づき、今後はRNA-seqだけでなくマイクロアレイによる発現解析を試みることで、より細かい条件設定のもとで発現パターンの解析を行いたいと考えている。

また、すでに多数のcDNA配列が公開されているヒノキ科(ヒノキ属、スギ属)とマツ科(トウヒ属、マツ属、カラマツ属)近縁種のデータを用い、分子進化学的手法(PAMLプログラムなど)を用いた正の淘汰の検出を試みている。本年度は追加採択により10月に交付内定を受理したため、苗の準備が間に合わず栽培実験を行うことができなかった。次年度5月以降には苗が手に入るので、順次栽培実験を進める。また、本研究の申請後に、一時的な水没と塩ストレス条件下でのトランスクリプトーム解析が新たに報告された(Yu et al. 2016)。そこで、本研究ではこれに加え、乾燥ストレスと冠水(すべての植物体を水没させる)の条件を加えた実験を行い、より幅広い水環境条件のもとでの解析を行う予定である。本研究は湿地性針葉樹ヌマスギ(Taxodium distichum)の水環境への適応に着目し、環境適応に関わる遺伝子の探索とそれらの進化過程の解明を明らかにすることを目的とする。本年度は、稚樹を用いた栽培実験系の確立と遺伝子発現解析に必要なcDNA配列データの収集およびトランスクリプトーム解析を行った。まず、2年目の稚樹を5つの環境条件(コントロール、乾燥、冠水、1%塩水、5%塩水)で10日間栽培した。最も植物へのダメージが強く現れたのは乾燥条件で、葉の枯死やアントシアンの過剰な蓄積が認められた。一方、冠水、塩水の条件では、著しいダメージは認められなかった。特に、乾燥条件では植物の状態の個体差が大きく、稚樹の状態を厳密に揃える等、実験条件の検討が必要である。次に、稚樹を3つの部位に分けRNAを抽出した。得られたRNAはNGSを用いたRNA-seqを行った。現在、RNA-seqデータの詳細な解析を進めており、環境条件に夜遺伝子発現の変動解析から水環境適応遺伝子の探索を行う。各環境において発現に有意差が認められた遺伝子については、機能的なアノテーションを行った約30000個のunigeneデータを基に機能の推定を行う。今後はRNA-seqの解析から得られた情報を基に、100-200の適応候補遺伝子を選抜しマイクロアレイによる発現解析を試みる。さらに、先行研究で得られた配列をもとに、ヒノキ科とマツ科近縁種のデータを用いた分子進化学的手法(PAMLプログラム)を用いた正の淘汰の検出を試みたが、有意な結果が得られた遺伝子はなかった。このような結果がでた原因としては、正の淘汰がほとんど働いていないことも考えられるが、もう一方で統計的検出力不足にをよる可能性も高い。より検出力を高めるには、広い領域の遺伝子の配列情報が不可欠であり、RNA-seqのデータのみでは不十分である。1)栽培実験系の確立ー稚樹の栽培条件の検討を行った。まず、25°Cの下で、光条件(50180μmol/m2/s)と湿度条件(5070%)を変えて試験的に栽培し、最も生育状態が良好な条件を検討した。強光や低湿度の条件では個体間で生育状態に大きな違いが見られた。個体間の生育状態の差が小さく、植物の状態も良好な光条件は約50μmol/m2/s、湿度は60-65%であった。この条件を、コントロールとして以下の実験を行った。
前立腺における上皮細胞の増殖分化に及ぼす成長因子並びに間質の役割

1.前立腺に存在する成長因子:これまでの研究によって前立腺にはi)酸性の線維芽細胞成長因子(aFGF), ii)塩基性FGF(bFGF), iii)正常型のヘパリン低親和性成長因子(nLOA),およびiv)癌型で骨芽細胞成長因子活性の強いヘパリン低親和性因子(osteoblast GF)の少なくとも四種の成長因子が存在することが明らかとなった.2.成長因子の前立腺における役割:上記四種の成長因子の前立腺における役割を知るために,前立腺上皮細胞の初代培養系を確立した.この初代培養系を用いて調べると, aFGF及びbFGFには細胞増殖促進効果は認められず, nLOAが最も顕著な細胞増殖促進作用を示すことが明らかとなった.一方,ヒトの良性肥大前立腺にはbFGFが多量存在し,前立腺癌にはこれに加えてaFGFも存在すること,これらはいずれも男性ホルモン依存型と非存型に区別されることも明らかにしていえる.従って, bFGFはその血管造成作用と線維芽細胞成長活性から,前立腺の間質の増殖に関与し, "良性"の成長因子であると考えられる.また, aFGFとosteoblast GFは"悪性"の成長因子であると推察される.3.今後の課題:以下の点が今後の課題として重要である. i)上記成長因子の完全精製と抗体作製, ii)これら成長因子,特に"悪性"型の遺伝子発現とその調節機構,並びに発癌遺伝子産物との関連.1.前立腺に存在する成長因子:これまでの研究によって前立腺にはi)酸性の線維芽細胞成長因子(aFGF), ii)塩基性FGF(bFGF), iii)正常型のヘパリン低親和性成長因子(nLOA),およびiv)癌型で骨芽細胞成長因子活性の強いヘパリン低親和性因子(osteoblast GF)の少なくとも四種の成長因子が存在することが明らかとなった.2.成長因子の前立腺における役割:上記四種の成長因子の前立腺における役割を知るために,前立腺上皮細胞の初代培養系を確立した.この初代培養系を用いて調べると, aFGF及びbFGFには細胞増殖促進効果は認められず, nLOAが最も顕著な細胞増殖促進作用を示すことが明らかとなった.一方,ヒトの良性肥大前立腺にはbFGFが多量存在し,前立腺癌にはこれに加えてaFGFも存在すること,これらはいずれも男性ホルモン依存型と非存型に区別されることも明らかにしていえる.従って, bFGFはその血管造成作用と線維芽細胞成長活性から,前立腺の間質の増殖に関与し, "良性"の成長因子であると考えられる.また, aFGFとosteoblast GFは"悪性"の成長因子であると推察される.3.今後の課題:以下の点が今後の課題として重要である. i)上記成長因子の完全精製と抗体作製, ii)これら成長因子,特に"悪性"型の遺伝子発現とその調節機構,並びに発癌遺伝子産物との関連.1.成長因子の精製:ラットの正常前立腺と前立腺癌(Dunning腫瘍)から成長因子を精製した。活性測定は【G_1】期に同調させた培養細胞(BALB/3T3)におけるDNA合成促進によった。正常な背側部前立腺に存在する成長因子はheparinに対する親和性の低い"LoA型"で、分子量約14,000、等電点約4.5である。本体は熱及び酸処理により失活せず、SH試薬によって失活した。これらの性質はEGFに類似するが、免疫学的にはEGFではないという結果を得ている。Dunning腫瘍中の成長因子はheparinに対して強い親和性をもつ"HiA型"で、分子量約19,000、等電点約3.8である。本体は熱及び酸処理で失活し、SH試薬に対しては約3倍活性化された。2.器官培養及び初代培養の確立:(1)器官培養...ラット前立腺を無血清培地中で器官培養する方法を確立した。しかし、この培養系では上記の成長因子及び既存の成長因子(EGF,IGF-1)はDNA合成促進活性を示さず、insulinのみが再現性良く活性を示した。また、男性ホルモン類は形態学的には郊果を示すけれども、DNA合成活性は低く再現性が悪かった。(2)初代培養...前立腺上皮を無血清培地で初代培養する方法を確立した。この培養系を用いて上記の成長因子がその増殖(細胞数の増加)に及ぼす影響を調べた。その結果、LoA型、HiA型共に単独では作用を示さず両者の共存が必要であることが明らかとなった。この系において、男性ホルモンは全く作用を示さなかった。従って、前立腺の上皮の増殖は間質で男性ホルモン依存性に合成される局所因子(成長因子)によって調節されている可能性が高い。3.今後の計画:今後は(1)上記成長因子の完全精製、(2)これら成長因子の合成と男性ホルモンとの関係、について研究を進めて行きたい。
家庭用エネルギー技術の包括的評価手法の開発

これまで個別に評価されてきた需要側(家電製品など)・供給側(燃料電池など)の家庭用エネルギー技術について、導入による経済性・環境性を包括的に評価する手法を開発した。家電・給湯製品の使用実態に基づいて家庭の電力・給湯需要を推計する「需要推計モデル」と、与えられた需要パターンに対して家庭用燃料電池・ヒートポンプ給湯器・太陽光発電による最適なエネルギー供給をシミュレーションする「最適供給モデル」を開発し、両者を統合した。統合モデルによる分析を通じて、家庭用エネルギー技術の導入効果が世帯属性や技術の組み合わせ方によって変化することを定量的に明らかにし、エネルギー技術の効果的な実装に向けた示唆を得た。わが国の温室効果ガス排出削減目標達成に向けて、家庭部門の低炭素化は喫緊の課題であり、そのためには個別の技術評価に基づいた従来的な技術普及策ではなく、技術の複合利用を想定した効果的な普及策を示すことが不可欠である。本研究では、これまで個別に技術評価されてきた需要側(家電製品など)・供給側(燃料電池など)の家庭用エネルギー技術について、導入による経済性・環境性を包括的に評価する手法を開発し、経済・環境の両立するエネルギー技術システムの普及策を提案することを最終的な目的とする。初年度は技術評価に必要となる2種類のモデル開発をおこなった。まず、家電・給湯製品の使用実態調査に基づいて家庭の電力・給湯需要を15分刻みで推計するモデル(以降、需要推計モデル)を拡張し、異なる性能の家電・給湯製品を導入した時の需要推計を可能にした。この拡張版の需要推計モデルを用いて、家電製品(冷蔵庫・テレビ・照明など)の買い替えによる家庭電力需要パターンの変化を示すとともに、家庭の節電量・費用負担額・温室効果ガス排出量を買い替える家電製品の種類別に評価した。さらに、与えられた需要パターンに対して家庭用燃料電池を利用したときの最適なエネルギー供給をシミュレーションするモデル(以降、最適供給モデル)を開発した。この最適供給モデルを用いて、異なる需要パターンを想定した場合の燃料電池導入による家庭エネルギー需給構造の変化を示すとともに、家庭の温室効果ガス排出量を燃料電池の性能別・需要パターン別に評価した。交付申請書において、(1)省エネ家電・給湯製品導入時の家庭エネルギー需要の推計と(2)最適供給モデルの開発及び家庭エネルギー需給のシミュレーションの2つを初年度の研究課題とした。(1)に関しては、需要推計モデルの拡張によって異なる性能の家電・給湯製品を導入した時の需要推計を可能にするとともに、モデルを用いて家電製品の買い替え効果を評価することにより、当初の計画を達成している。(2)に関しては、燃料電池を対象とした最適供給モデルを開発し、燃料電池の導入効果を評価した。当初の計画では自然エネルギー利用技術(太陽光発電など)も評価対象として最適供給モデルに組み込む予定であったが、膨大な日射データの解析に想定よりも時間を要することが判明したため、自然エネルギー利用技術のモデル化は次年度も継続して取り組むこととした。代わりに、次年度に実施を予定していた、モデルの境界条件の統一など統合にむけた準備作業を優先的におこなったので、全体としては概ね順調に研究が進展している。今年度は、昨年度開発した最適供給モデルを拡張して、家庭用ヒートポンプ給湯器・太陽光発電をシミュレーション対象としてモデルに組み込んだ。太陽光発電をシミュレーションするに当たって、発電出力を「地上気象観測1分値資料」(提供元:気象業務支援センター)の日射量データを元に推計した。この拡張版の最適供給モデルを用いて、自家発電・給湯機器それぞれの最適な運転パターンを示すとともに、家庭の費用負担額・温室効果ガス排出量を機器別に評価した。さらに、昨年度開発した需要推計モデルと最適供給モデルを統合し、省エネ家電と自家発電・給湯機器の組み合わせ効果を評価可能とした。この統合モデルを用いたケーススタディーとして家庭用燃料電池と省エネ家電の複合利用による投資回収効果を分析した。分析結果から、買い替える家電製品の種類が燃料電池の最適運転パターンを変化させ、それにより投資回収効果を左右することを明らかにした。最適供給モデルの評価対象を燃料電池以外にも拡張し、需要推計モデルと最適供給モデルを統合することで、需要側・供給側の家庭用エネルギー技術を包括的に評価できるようにする。

統合モデルを用いて、様々な家庭用エネルギー技術の組み合わせを導入したときの家庭の経済負担額・温室効果ガス排出量を評価することで、相性の良いエネルギー技術の組み合わせを提示するとともに、複数技術の普及策を取った場合の技術導入量・温室効果ガス排出削減量のポテンシャルを評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。エネルギー環境システム工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
予防接種率の新たな把握方法に関する検討

予防接種率の把握方法を検討する目的で、前年度調査したデータを元に解析を進め、以下の知見を得た。調査1予防接種台帳に基づき管理されているデータから、ワクチンの種類別、接種年度別、出生年度別の接種者数から、各年度の満06歳児の接種者の合計/(満06歳時の出生年度別出生数の合計-満06歳当該児童の前年度までの既接種者数の合計)を計算し、満7歳未満児の接種率を求めた。平成9年度の値では、三種混合I期1回目ポリオ2回目が最も高く40%を超えているが、BCGは30%にとどまった。今回の指標では出生年度別の出生数を対象者数として計上しているため、転出等が考慮されていない。また、接種の意志のない者が、毎年毎年蓄積されて、接種率としては低くなっている可能性がある。今後それらについては個別に調査を行い、修正するための方法を考える。調査2小学校児童の予防接種の接種歴、対象疾患の罹患歴調査(1,958人(回収率93.7%))から、満6歳の時点での未罹患者に対する接種者の割合を求め、出生年度別の予防接種完了率を計算した。ワクチン別には、ポリオ98.3%、三種混合96.0%、BCG95.0%と、接種者の割合が90%以上と高く、それ以外は、日本脳炎84.3%、麻疹74.4%、風疹56.8%である。定期接種対象疾患で1回で接種が完了する麻疹、風疹の満6歳時点の接種完了率は、麻疹82.5%、風疹32.0%であり、出生年度別には、平成4年度、3年度が高くなっていた。予防接種法改正によって、標準接種年齢に近い年齢で接種する者が増えたことが考えられた。今回の調査結果を感染症や予防接種に関する知識の普及に役立てて貰うための資料を作成し、町の教育委員会、学校に配布した。予防接種接種率の把握方法を検討する目的で、S県の人口約38000人の町で、次の2つの調査を実施し、以下の新しい知見が得られた。1調査1予防接種台帳に基づき管理されているデータベースから、昭和63年度より平成9年度までのワクチンの種類別年齢階級別接種者数を、また、住民基本台帳より昭和62年より平成9年3月までの月別出生数を把握した。標準年齢の最も高い年齢までに接種を終了している者の割合をワクチンの種類別に算出した。ポリオ(2歳)は、年々高くなり、麻疹(2歳)は平成6年生まれ、風疹(3歳)は平成5年生まれ以降年々高くなっている。BCG(1歳)では平成6,7年は高いが、平成8年で生まれはやや下がり、DPT(1歳)では、平成6年が最も高く、その後下がる傾向にある。日本脳炎(5歳)も平成2年生まれ以後徐々に高くなっている。接種を終了している者の割合は平成8年生まれのボリオ(2歳まで)で最も高く93.7%である。2調査2町内にある全ての小学校(4校)の全児童2089人を対象に、予防接種対象疾患の罹患状況、および予防接種接種状況に関する調査を実施した。学級を通じて調査票を配布し(無記名)、各家庭で、母子手帳等を参考にして、調査票への記入を依頼した。その結果1958人の児童から調査票が回収された(回収率93.7%)。その中の生年月日が無記入の者、調査項目が全部無記入の者を除いた1924名を解析対象とした。定期予防接種疾患(麻疹、風疹、ポリオ、ジフテリア、百日咳、結核、日本脳炎)の中で、最も未接種者の割合の低いのはポリオで2.4%、最も高いのは風疹で、44.2%である。

定期接種対象疾患で1回で接種が完了する麻疹、風疹の満6歳時点の接種完了率は、麻疹82.5%、風疹32.0%であり、出生年度別には、平成4年度、3年度が高くなっていた。予防接種法改正によって、標準接種年齢に近い年齢で接種する者が増えたことが考えられた。今回の調査結果を感染症や予防接種に関する知識の普及に役立てて貰うための資料を作成し、町の教育委員会、学校に配布した。
火山灰土壌の有機物集積メカニズムを利用した土壌への炭素固定法の開発

火山灰土壌がもつ腐植集積機能の解明と利用技術の開発を目指して実験を行った。年平均気温が高い温帯では、土壌微生物の活性が高く植物バイオマスを土壌に還元してもほとんど分解されるが、火山灰土壌では有機物が腐植化し、集積する。我々は難抽出性であったアロフェン質黒ボク土からの土壌DNA,RNA抽出法に改良を加えた。また、13Cおよび15Nで高標識した植物をチャンバー内で作成し、火山灰土壌中の有機物分解過程をLC/MSでアミノ酸、有機酸などを追跡した。90%の標識率でも炭素数1から5程度の化合物の識別が限界であり、より高濃度での標識が腐植化過程の解析には必要であることが示唆された。火山灰土壌、沖積土壌に有機物として大豆の収穫残渣と稲わらをそれぞれ添加、培養し、経時的に土壌のサンプリングを行い、有機物の分解過程を追跡している。有機物の腐植化は土壌に添加した有機物の分解物から新たな腐植分子が生成されるわけではないと考えられている。微生物分解により生じた低分子の腐植の前駆体が土壌の腐植分子にさらに重合し分子が大きくなり腐植化が進んでいくと想定される。そこで従来土壌に存在している腐植分子と新しく添加したものを区別するために安定同位体で標識した植物の作成に取り組んだ。安定同位体標識植物試料作製用のガス置換用チャンバーを制作し、13CO2を常時供給し、同時に窒素についても15Nで標識するために15N-尿素(もしくは硝酸カリウム)を与えて、13Cおよび15Nで高濃度標識した植物試料の作成を目指した。しかし、当初もしいたマメ科植物では高い標識率の植物体を作成することがチャンバーの漏れや種子滅菌しているにもかかわらず窒素の標識率が50%未満と低く、アブラナ科植物に切り替え、またチャンバーの気密性の向上などにより両元素ともに75%以上の標識率を達成することができている。この13C標識植物を土壌に添加することで新たに添加した有機物から腐植分子に重合した腐植の前駆体が13Cで標識されることになるため、その同定と挙動について分析を進めている。火山灰土壌、沖積土壌各3点の土壌に有機物として大豆の収穫残渣と稲わらをそれぞれ添加し、経時的に土壌RNAを抽出する。また土壌有機物を酸化除去できる350°Cの熱処理により、従来含まれていた有機物をほぼ完全に除去した土壌についても同様に有機物を添加し、分解過程を追跡する。土壌RNAの解析は、DGGEを用い16SrRNAでバクテリア、18SrRNAにより真菌類の群集解析を行い、どのような微生物が有機物分解を行っているかを明らかにする。mRNAはRT反応によりcDNAライブラリーを作成、各サンプルについてシーケンス解析を行い、有機物分解過程における発現遺伝子、特に分解酵素群の同定を進めている。火山灰土壌については難抽出性であった一部のアロフェン質黒ボク土からの土壌DNA,RNA抽出法に改良を加え、それらを用いた土壌微生物バイオマスの定量的測定法も確立する。バイオマス定量法については火山灰土壌を含む幅広い土壌間においてクロロホルム燻蒸抽出窒素と土壌DNAとの間に極めて高い相関があることを明らかとした。この結果について現在論文を投稿中である。前年度に作成した13Cおよび15Nで標識した小松菜の乾燥粉砕物を有機物源として土壌に施用して有機物分解を追跡した。低分子のアミノ酸、有機酸を有機物分解の指標としてまず検出を行ったが、安定同位体による標識率75%では添加した有機物の分解過程において代謝物を従来土壌に存在する有機物分解と識別して追跡することは困難であった。そこで、標識植物を栽培する閉鎖系チャンバーの気密性をあげるようにさらに改良を加えた結果90%前後の標識率の植物を作成できるようになった。この植物を同様に有機物源として土壌に施用したが、炭素、窒素ともに有機酸、アミノ酸程度(炭素数1から5程度)までであれば追跡可能であるという結果が得られた。しかし、腐植化するようなある程度高分子については標識率をもっと上げないと追跡が困難であることも同時に示唆された。土壌肥料・植物栄養土壌に添加する安定同位体標識植物の作成がおおむね順調に進行している。土壌から抽出したDNA,RNAの解析は進行中である。土壌DNAによるバイオマス定量について従来土壌中の微生物バイオマスを定量するために幅広く行われてきたクロロホルム燻蒸抽出窒素との間に極めて高い相関があるという新たな知見が得られ、これについて投稿論文にまとめ現在投稿している。作成した安定同位体元素標識植物を有機物源として用いて土壌中での有機物分解過程を解析することで不明だった腐植化の過程を明らかにすることが期待できる。

土壌に含まれていた有機物に対して新たに添加した有機物の分解物がどのような重合反応をする可能性があるかについて検討する。有機物の腐植化は土壌に添加した有機物の分解物から新たな腐植分子が生成されるわけではなく、微生物分解により生じた低分子の腐植の前駆体(材料)が元から存在している腐植にさらに重合することで腐植の巨大分子が生成される可能性が高い。13C標識植物を土壌に添加することで、13C安定同位体標識技術とLC/MSを用いた実験系を構築する。13C標識有機物を作成し、これを土壌に添加し、代謝、分解により生じる低分子化合物をLC/MSで測定する。13Cを含む化合物は同じ化学組成でも13Cの数だけ高分子側へシフトするので、土壌に元から含まれていた化合物と識別することが可能になる。また土壌から腐植画分を抽出しMS/MS分析で腐植分子のフラグメント解析を行い、腐植分子の外殻に重合した13C化合物をフラグメンテーションで解離させ経時的に分析していく。この13C化合物は新たに添加した有機物から腐植分子に重合した腐植の前駆体と想定でき、その同定と挙動について分析を行う。同位体標識植物試料作製用のガス置換用チャンバーを制作し、13CO2を常時供給することにより植物体を構成する炭素の99%以上が13Cである大豆、水稲、ルーピンを栽培する。同時に窒素についても15Nで標識するために15N-Ureaを与え、13Cおよび15Nで構成させる植物試料を得る。この実験のため主としてアクリル製のデジケータ、安定同位体化合物の購入を予定している。
滑りの相転移の観点による地震の多様性の統一的理解

基板上にブロックを置き、左から加重するという単純なモデルを扱う。キーワードは、滑り速度に二次関数で依存する摩擦則、ブロックの粘性、そして線形臨界安定性解析(Linear Marginal Stability Hypothesis, LMSH)である。特に滑り端が伝播する速度を考え、解析的にこの値が得られることを示す。そして境界条件として与える歪みをパラメータとした相転移的振る舞いの存在も明らかにしていく。結果の地震学的考察も行う。巨視的滑り出しを統一的に取り扱う最も単純化された系として、粘弾性体ブロックの一次元滑りを仮定し、運動方程式を導出した。この際、摩擦則として滑り及び滑り速度に関して多項式で展開したものを考えるのであるが、まずは滑り速度のみに二次で依存する場合を取り扱った。この際伝播速度の解析解を2つ得られたのが大きな成果である。この2つは境界条件によってどちらが現れるかが支配され、通常のブロックの押し込みではそれらのうち小さい方が現れることが分かった。加えて重要なのは、滑り速度として許される範囲によって更に異なる伝播速度が得られるということである。解析計算では滑り速度がある基準値を上回らないと仮定して求めたが、数値計算では基準値よりも速く滑り得るため、先の解析解よりも大きな伝播速度となった。そのようなずれは存在するものの、解析解が十分な目安を与られることも明らかになった。加えて、先程の摩擦則を線形化した際にも同様の伝播速度を得られた。伝播速度が摩擦則の線形部分のみによって支配されていることが明らかになり、これは摩擦則の詳細を知らなくても結果が分かるという点で優れた成果である。滑り及び滑り速度に依存する系の取り扱いの準備段階としては十分な理解が得られた。なお、ここで述べた成果は投稿目前である。引き続いて滑り・滑り速度依存摩擦則を考えた。ここでは運動方程式は既に得られており、解析手取り扱いもある程度進んでいる。上述のように、滑り及び滑り速度に依存する系の取り扱いの準備段階としては十分な理解が得られたからである。特に数値計算では解析解で考えていなかった滑り速度が生じ、解析解と異なった伝播速度を生じさせたことは事前には予測できず、興味深いものであった。そしてそのような状況でありながら、解析解が伝播速度の概ねの目安を与えていることもまた重要な発見であった。更に、摩擦則は実は線形部分のみが重要であり、それ以上の細部は伝播速度に影響を与えないことを示した意義も大きい。摩擦則は多様なものが提唱されているものの、その詳細は実は関係しない、ということは非常に一般性のある結果であることを示すからである。滑り・滑り速度依存摩擦則においても、運動方程式を考えるところまでは到達しているので十分である。この系で特に滑り速度がどのような値をとるのか、これまでの経験を基にすれば注意する必要があると言える。地震研究は長らく「地震の特殊性」というものに目を向けてきた。地震ならではの特徴を観測から見出し、それを説明する模型を構築する、というプロセスで進められてきたのである。もちろんそれで問題があるわけではないのだが、自然科学として対象が狭まってしまった傾向も同時に否めない。そこで、地震滑りは断層の「摩擦滑り」である、ということに着目してみる。すなわち、そこには身の回りの物を滑らせた時と同様に現れる普遍性が隠されているはずなのである。本研究ではそこに焦点を当て、摩擦滑り現象一般に適用可能な模型を構築し、地震学的示唆を考察する足掛かりとする。ポイントとしては、滑り速度に二次関数で依存する摩擦則の採用、そしてブロックの粘性の導入が挙げられる。加えて線形臨界安定性解析(Linear Marginal Stability Hypothesis, LMSH)もキーワードとして重要である。特に二次関数に摩擦則は、摩擦力の多価性を排除し、解析的取り扱いをし易くする上で重要である。一方で、LMSHによりこの仮定が緩められることもまた明らかになった。なお、解析的手法に加えて数値的手法も用いたが、解析的成果が重要であるため、ここでもそれを重点的に記述する。次の段階の支配方程式(運動方程式)も既に得られているので、基本的にはこれまで通り順調に進められると考えている。特に、パラメータが今後は一つ増えて二つになるので、それらによる相空間で伝播速度を分類することが重要なテーマになる。研究協力者とも十分に意思疎通が図れているので問題はない。地震物理学論文投稿まで至らなかったことが大きな要因である。しかし投稿に近いところまでは到達できた。論文の英文校閲料や投稿料として使用される。
ギンツブルグ ランダウ 方程式の解の構造の研究

1.ギンツブルグ-ランダウ方程式の安定解の構造:領域を著しく変形したときに特徴的に現れる安定定常解を構成した.またさらに変形極限の方程式との関係を線型化固有値問題まで込めて導いた.次に,不均質媒質のモデルとされる変数係数のギンツブルグランダウ方程式の非一様安定解を構成した.また,非一様性によるゼロ点のピン止め効果により生じる安定定常解を構成し,さらに,与えられた点配置にたいし安定解のゼロ点の近似配置が可能であることを示した.また,近似配置を完全精密配置にできることを示す方法をなかば確立した.2.複素ギンツブルグ-ランダウ方程式の作る力学系の構造:流体現象(ベナ-ル対流)から導かれる非定常複素係数ギンツブルグランダウ方程式の解の挙動と周期解,不変集合の構成や分岐などを研究した,とくにS^1上においてはホップ分岐とともに安定な準周期解が生じることを示した.一般の有界領域の場合においては周期解を構成した.さらに,線型化安定性解析を行い,限られたパラメータ範囲での安定性を示した.さらにそれ以外の範囲におけるホップ分岐の可能性を探った.いまのところ,ゼロ点のない解について精密な挙動がわかっている.ゼロ点のある解については分岐によってゼロ点が運動する状況を解析した.また領域変形による力学系の不変集合の極限問題等の問題を考えた.3.領域の特異変形と固有値問題:有界領域から余次元2以上の部分多様体の管状近傍を取り除いてできる領域上のラプラシアンの固有値の摂動問題を研究した.すでにある小沢真,Courtoisらの結果を一般化した.また,電磁場の固有振動の問題についても同様の研究を行った.1.ギンツブルグ-ランダウ方程式の安定解の構造:領域を著しく変形したときに特徴的に現れる安定定常解を構成した.またさらに変形極限の方程式との関係を線型化固有値問題まで込めて導いた.次に,不均質媒質のモデルとされる変数係数のギンツブルグランダウ方程式の非一様安定解を構成した.また,非一様性によるゼロ点のピン止め効果により生じる安定定常解を構成し,さらに,与えられた点配置にたいし安定解のゼロ点の近似配置が可能であることを示した.また,近似配置を完全精密配置にできることを示す方法をなかば確立した.2.複素ギンツブルグ-ランダウ方程式の作る力学系の構造:流体現象(ベナ-ル対流)から導かれる非定常複素係数ギンツブルグランダウ方程式の解の挙動と周期解,不変集合の構成や分岐などを研究した,とくにS^1上においてはホップ分岐とともに安定な準周期解が生じることを示した.一般の有界領域の場合においては周期解を構成した.さらに,線型化安定性解析を行い,限られたパラメータ範囲での安定性を示した.さらにそれ以外の範囲におけるホップ分岐の可能性を探った.いまのところ,ゼロ点のない解について精密な挙動がわかっている.ゼロ点のある解については分岐によってゼロ点が運動する状況を解析した.また領域変形による力学系の不変集合の極限問題等の問題を考えた.3.領域の特異変形と固有値問題:有界領域から余次元2以上の部分多様体の管状近傍を取り除いてできる領域上のラプラシアンの固有値の摂動問題を研究した.すでにある小沢真,Courtoisらの結果を一般化した.また,電磁場の固有振動の問題についても同様の研究を行った.
国際コンソーシアムによる「原爆放射線被害デジタルアーカイブズ」の構築に関する研究

本研究は、広島・長崎原爆放射線被害とその研究に関する記録に焦点をあて、これをデジタル・アーカイブズ化して広く共有するためのアーカイブズ学的研究を行ったものである。主な研究成果として、米国科学アカデミー所蔵の「ABCC(原爆傷害調査委員会)資料」約14万画像を対象に、メタデータ分析とアーカイブズ記述を試み、デジタル・アーカイブズ・モデルを構築した。また、原爆放射線被害関係記録の公開に伴うプライバシー保護等の問題を研究し、アクセスポリシー提案を策定した。以上を中心とする研究成果はテキサス医療センター図書館に寄贈し、同館にデジタル・アーカイブズの公開と国際コンソーシアムの設置を託することになった。平成25年度は、本研究の主課題である第1課題「原爆放射線被害に関する資料のアーカイビングと国際コンソーシアムの構築」を中心に、研究の基盤固めを行った。全体研究会は合計4回(東京3回、広島1回)、各研究チームごとの研究会は合計10回余行った。また米国テキサス州ヒューストンにおいて国際共同研究会を2回開催した。各研究チームの研究実績は以下の通り。研究成果は随時『科研リサーチレポート』として取りまとめ、メンバー全員で共有した。1米国科学アカデミーから入手したABCC(原爆傷害調査委員会)資料のデジタル画像について、目録作成ならびに目録情報・画像情報の公開をめざし、「メタデータ研究チーム」を設けて研究を行った。前半は基礎文献の収集と米国におけるアーカイブズ情報システムの調査に力を入れ、後半はテキサス医療センターにメンバーを派遣するなどして、実質的な国際共同研究を開始した。その結果、平成26年度以降、ABCC資料を使ったパイロット・プロジェクトを実施することが決まった。2ABCC資料等、原爆被害関係資料のデジタル画像公開に備え、「個人情報問題研究チーム」を設けてプライバシー情報の取り扱いに関する研究に着手した。平成25年度は文献調査と海外の事例調査などを実施し、基本的な問題点の整理を行うとともに、ABCC資料の画像情報についてサンプル調査を行い、プライバシー情報のチェックに関するガイドライン(案)を作成した。3国際コンソーシアムの構築については、テキサス医療センターにおいて協議を行うとともに、米国科学アカデミー・アーカイブズとも協議を進めた。副課題と位置づけている第2課題「原爆被害調査に関するオーラル・ヒストリー」ならびに第3課題「アジア諸国等における原爆関係資料の所在情報の集約とアーカイビング」については、平成26年度からの本格的実施に向け、基礎的情報の収集を行った。【第1課題】「原爆放射線被害に関する資料のアーカイビングと国際コンソーシアムの構築」では、(1)ABCCなどが作成した原爆放射線被害記録について本年度は外国調査をほとんど実施できなかったが、テキサス医療センター所蔵のABCC関係者個人史料1件について、同館の協力で目録データの入力を実施した。国内では全国の関係機関を対象に原爆放射線被害関係記録に関するアンケート調査を実施した。また広島大学原爆放射線医科学研究所、長崎大学原爆後障害医療研究施設において現地調査を行った。(2)米国科学アカデミー所蔵ABCC資料を主な素材とし、デジタル・アーカイビング・モデルの作成に向けた研究を、テキサス医療センターとの国際共同パイロット・プロジェクトとして実施した。スカイプを利用した日米両チームの研究協議に加え2015年1月にはテキサス医療センターから3人を招聘して学習院大学でワークショップを開催した。プロジェクト報告書では、Omeka、AtoMという二つのシステムをテストした結果、Omekaの採用が適切であるとの結論が示された。(3)原爆放射線被害記録の公開に伴うプライバシー保護の問題について、国内アーカイブズ機関の関係者を招いて研究会を実施した。【第2課題】「原爆被害調査に関するオーラル・ヒストリー」について、旧ABCC関係者ならびに原爆放射線研究者等の聞き取り調査を実施すべく、候補者の選定を行った。来年度に実施予定で現在交渉中である。【第3課題】「アジア諸国等における原爆その他の大量破壊兵器及び放射線被害関係資料の調査」として、サイパンとグアム(北マリアナ大学北マリアナ諸島アーカイブズ、グアム大学ミクロネシア地域研究センター、スペイン文書コレクション)、スウェーデン(国立公文書館、国立軍事公文書館)、フィンランド(オウル州立公文書館)、デンマーク(国立公文書館)などの調査を行った。【第1課題】原爆放射線被害に関する資料のアーカイビングと国際コンソーシアムの構築(1)2015年11月18日から20日までの3日間、米国テキサス州ヒューストンにおいて、テキサス医療センター(TMC)との共催で“Memories of the Nuclear Age"と題する国際研究集会を開催した。日本から10人ほどが参加し、5本の研究報告を行った。(2)TMC図書館と共同で行ってきた米国科学アカデミー(NAS)所蔵ABCC資料画像のデジタル・アーカイビング研究について、日本アーカイブズ学会とアメリカアーキビスト協会で報告を行うとともに、NAS作成目録と全デジタル化画像をAtoM(アトム)システムにアップロードし、画像をPDF化した上でTMC図書館に提供した。(3)国内調査関係では、平成26年7月に実施したアンケート調査の分析作業を行った。その結果、47機関が原爆関係の資料を保存、被ばく者に関する資料は、広島・長崎に限らず全国各地に保存されていることが判明した。(4)原爆放射線被害記録のデジタルアーカイブズによる公開に伴うプライバシー保護の問題について、アクセスポリシー案の作成に取り組み、11月のヒューストン国際研究集会において、日本におけるデジタルアーカイブズの現状紹介とともに報告した。【第2課題】原爆被害調査に関するオーラル・ヒストリー旧ABCC関係者との接触を行い来年度に聞き取り調査を実施すべく準備を進めている。【第3課題】アジア諸国等における原爆関係資料の所在

情報の集約とアーカイビング今年度はムッソリーニ記念館、イタリア国立公文書館、国際連合欧州本部アーカイブズ、国際赤十字委員会図書館、リヨン市レジスタンス博物館において国際人道支援関係文書の調査収集を行い、あわせて文書公開制度について調査を行った。とくに、国際赤十字委員会では原爆被害調査の写真資料を発掘した。本研究の中心であるABCC資料群について、デジタルアーカイブズ構築のための研究と作業が順調に進んでおり、国際コンソーシアムの米国側ホスト機関も決定して準備が進んでいる。今年度にデジタルアーカイブズの公開に向けたプライバシーチェック等の作業と米国側との合意書作成が終了すれば、計画の主な目的は達成される。一方、副課題であるオーラルヒストリーの収集やアジア関連諸国における原爆放射線被害関係資料の調査についても、ほぼ計画を達成できる見通しである。平成28年度は、本科研の最終年度であるため、研究成果の取りまとめを集中して行った。第1課題「原爆放射線被害に関する資料のアーカイビングと国際コンソーシアムの構築」については、(1)テキサス医療センター図書館(TMCL)と共同で行ってきた米国科学アカデミー(NAS)所蔵ABCC資料のデジタル・アーカイビング研究について、国際アーカイブズ評議会(ICA)世界大会(ソウル)で研究報告を行うとともに、同資料のフォンド/シリーズ記述を進め、フリーソフトAtoMに資料画像約14万コマとともにアップロードして、NAS/ABCCデジタルアーカイブズを構築した。(2)上記のNAS/ABCCデジタルアーカイブズを中心とする本研究の研究成果物について、「原爆放射線被害デジタルアーカイブズ(仮称)」のホスト役を引き受けてくれることになったTMCLに引き渡しを行うため、2017年3月1日にヒューストンのTMCLマクガバン歴史センターで覚書への調印式を挙行した。(3)TMCLでのNAS/ABCCデジタルアーカイブズの公開に伴うプライバシー保護等の問題について、TMCLと共同でパイロットプロジェクト研究を実施し、2017年2月28日にTMCLで研究協議を行って最終報告書をまとめるとともに、アクセスポリシー(提案)を策定した。第2課題「原爆被害調査に関するオーラル・ヒストリー」として、広島大学原爆放射能医学研究所(当時)元所長鎌田七男氏の聞き取り調査を実施したほか、第3課題「アジア諸国等における原爆関係資料の所在情報の集約とアーカイビング」に関する補充調査を実施した。
生活科の実践と評価に関する調査研究

本年度行なった研究は、次の1と2に関してである。1.次の生活科研究先進校6校の調査を行なった。(1)愛知教育大学附属名古屋小学校*、(2)岐阜県揖斐郡大野町立大野小学校、(3)埼玉県浦和市立仲町小学校、(4)愛知県幡豆郡吉良町立白浜小学校*、(5)愛知県岡崎市立大門小学校*、(6)愛知県宝飯郡御津町立御静南部小学校(*印は、研究を共同で行なった学校である。)これらの学校は評価の研究を重点に進めており、下に記した研究を進めるにあたり多くの示唆が得られた。2.生活科の評価方法の開発研究教える内容がはっきりしている教科では評価が比較的容易であるが、生活科では評価の観点と評価方法が未だ定まっていない。そこで、活動性の高い、普通、低い(横軸)と、学習内容に対する好き、普通、嫌い(縦軸)の二観点で、児童を9つにタイプ分けした。そして、すべての児童を、1象限に位置する「内容に興味を示し活動性が高いタイプの児童」に移行させることを目標にした。3種類の授業を行ない授業の分析した結果、授業の目標が達成されたとみなされる児童はいずれも1象限に近付いていくことが確認された。また、この方法は、児童を容易にとらえることができることも分った。以上のことから、活動性と内容に対する好嫌の二軸で授業と児童を評価していく方法は、実践場面で有効に使えることが明らかとなった。(1)生活科の研究先進校の研究成果の収集と整理。・・・下記17校の研究物を収集・整理し、このうち*印の15学校については実地調査を行なった。1.福岡私立赤坂小学校*2.東京都大田区立赤松小学校*3.徳島市立内町小学校*4.宇都宮大学教育学部附属小学校5.大阪教育大学教育学部附属池田小学校*6.新潟県上越市立大手町小学校*7.お茶の水女子大学附属小学校8.北九州市立熊西小学校*9.愛知県幡豆郡吉良町立白浜小学校*10.上越教育大学学校教育学部附属小学校*11.東京都杉並区立杉並第一小学校*12.福岡教育大学教育学部附属福岡小学校*13.船橋市立船橋小学校*14.愛知県宝飯郡御津町立御津南部小学校*15.香川大学教育学部附属坂出小学校*16.香川県多度津町立豊原小学校*17.伊那市立伊那小学校*これら17校のほとんどは、授業の目標と評価の観点が定まっていない。したがって、児童にただ活動させているだけという感がする。目標と評価の観点をを明らかにすることが今後の研究課題である。ただし、評価の観点で共通性が見られたのは、「興味・関心」であることが明らかとなった。(2)授業観察と授業のVTR収録。・・・約20の授業を観察し、このうち6授業のVTR収録を行なった。現在授業分析中である。たとえば、「凧作り」の活動のように児童の心意に沿ったものはすべての児童を生き生き活動させることができる。(3)調査校の地域の社会的、自然的な環境差と活動の種類の類型化。・・・この観点での調査は現在行なっている。(4)本研究の成果は平成2年度研究報告書として刊行の予定である。1.生活科の研究先進校の研究成果の収集と整理。約30校の研究物を収集・整理し、このうち21校については実地調査を行なった。さらに、5校については共同で研究を進めた。これらの学校の研究の重点は、平成元年度は年間計画の練り直しや授業内容の研究であった。それに対し、平成2年度になると重点は評価研究に移ってきている。この重点の変化は特筆すべきことである。これらの学校の研究成果からは、下記3の研究を進めるにあたり多くの示唆が得られた。2.授業のVTR収録約20の授業をVTR収録した。

これは下記3の研究に使った。また、今後は大学の授業に利用できる。3.生活科の評価方法の開発研究生活科では評価の観点と評価方法が未だ定まっていない。そこで、活動性の高い、普通、低い(横軸)と、学習内容に対する好き、普通、嫌い(縦軸)の二観点で、児童を9つにタイプ分けした。そして、すべての児童を、1象限に位置する「内容に興味を示し活動性が高いタイプの児童」に移行させることを目標にした。3種類の授業を行ない授業分析した結果、授業の目標が達成されたとみなされる児童はいずれも1象限に近付いていくことが確認された。また、この方法は、児童を容易にとらえることができることも分かった。以上のことから、活動性と内容に対する好嫌の二軸で授業と児童を評価していく方法は、実践場面で有効に使えることが明らかとなった。
Notchシグナルによる膵内分泌細胞発生機構の解明と再生医療への応用

膵発生の特に初期において、Notch/Rbp-jシグナルがPdx1発現を維持しながら膵幹細胞プールを維持していることを明らかとした。シグナルのリガンドとしてはNotch2の意義は乏しいことや、膵発生・再生関連転写因子とNotch/Rbp-j/Hes1シグナルとの間の相互作用の存在も明らかとなった。〓Pdx.creによる膵特異的Notch2欠損マウスの作成と解析胎生期膵管細胞で発現しているNotch2をPdx.creトランスジェニックマウスを用いて膵特異的にノックアウトしたマウスを作成した。Notch14全てのco-factorとして働くRbp-jの欠損は内分泌細胞の早期分化と最終的な膵低形成、インスリン分泌低下をもたらしたが、Notch2のみの膵特異的ノックアウトマウスにおいては同様のフェノタイプは認められなかった。以上の解析から、Notch2を介するシグナルは膵発生や膵内分泌細胞機能における作用としては不可欠なものではないことが示唆された。〓Ptfla.creによる膵特異的Rbp-j欠損マウスの作成と解析Pdx.creより約1日遅く膵にてCreを発現するPtfla.creマウスによりRbp-jのコンディショナルノックアウトマウスを作成した。驚くべきことにわずか1日の欠失の遅れにより新生児期の膵は小さいもののその後数週間のうちに膵臓は対照と同程度の大きさにまで成長し、外分泌・内分泌機能共に低下をきたさなかった。以上の解析から、Rbp-jが決定的に重要な役割を果たすのは膵発生の非常に早期であることが示唆された。現在、Rbp-jが調節する遺伝子群について解析を試みているところである。【目的】Notch/Rbp-jシグナルは、膵前駆細胞における増殖・分化のバランスを調節しており、膵特異的Rbp-jノックアウトマウスでは、膵上皮細胞の増殖低下と、内分泌細胞の早期分化や外分泌細胞の分化遅延を認める。今回、より詳細なメカニズムを知るために、培養細胞を用いてNotch/Rbp-jシグナルと膵発生関連転写因子との相互作用を検討した。【成績】Rbp-jはRbp-LやHes1の発現を増加させた。Rbp-LはHes1の発現を増加させたがRbp-jの発現に変化はなかった。Hes1はRbp-jの発現を低下させるとともにRbp-Lの発現を上昇させた。Pdx1はRbp-jの発現を上昇させたが、Rbp-LやHes1の発現を低下させた。Ptf1aはRbp-jとPdxlの発現を低下させ、Rbp-LとHes1の発現を増加させた。Neurogenin3はRbp-jの発現を低下させ、Rbp-LとHes1の発現を増加させた。【結論】膵細胞において、Notch/Rbp-jシグナルと膵発生関連転写因子との間に相互作用があることが示唆され、膵発生再生医療を可能にする上で重要な知見であると考えられた。
樹木限界集団の実態と存続可能性

シオジ1集団において開花期の5月初旬に雄雌判定のための単眼鏡による観察を行った。しかし、2018年度は花が少なく、十分な観察を行えず、雌雄の判別ができなかった。夏季に、より近くから確実に花の観察が可能か検証するため昨年度とは異なる機種のドローンでの樹冠観察を行い、十分に樹冠に接近することができた。2018年度は、イチイガシについて7集団、シオジについては3集団において落下種子の捕捉あるいはシードトラップでの回収を行った。両種とも本年度は不作で、シオジは、回収された種子は全体で36個であり、2017年度の2集団で1,320個と比較して著しく少なかった。また、イチイガシも、回収種子は計132個と6集団で417個回収できた2017年度と比較して少なかった。イチイガシについては、水浸ののちに沈んだ種子53個(5集団)について発芽実験を行った。その結果、各集団の種子の発芽率は0%35.5%であった。2017年度にも供試できた同じ3集団では、2ヵ年で差があるとは言えなかった。また、成木の個体数が異なる集団の発芽率はそれぞれ25.0%(成木2個体)、28.6%(3個体)、11.1%(6個体)、35.5%(15個体)と、個体数が多い集団で高かったが、個体数が少ない集団が極端に低くはなかった。一方、シオジについては、2017年に2集団で回収した種子の発芽実験を行い、その結果、個体数が多いコントロール集団と少ない集団(成木12個体)では有胚率は45.5%と44.2%とほとんど違わなかった。一方、発芽率はコントロール集団は33.1%であったが、12個体からなる小集団では発芽個体がみられず、集団による差がであった。これらのことから、イチイガシは個体が少ないことが直接発芽率の低下にはつながらないが、シオジは個体数の影響により発芽率が影響をうける可能性が示唆された。本年度は、イチイガシおよびシオジについて、関東近郊で調査可能な小個体からなる林分を探索した。その結果、イチイガシについては、千葉県で、1個体(3か所)、2個体(1か所)、7個体(1か所)、20個体程度(1か所)、東京で1個体(1か所)、3個体(1か所)の8か所の少数個体からなる集団を調査地として設定できた。シオジについては、埼玉県で、7個体(2か所)、栃木県で6個体および12個体(計2か所)、静岡県で1個体および5個体(計2か所)、群馬県で3個体(1か所)の全7か所の調査地が設定できた。イチイガシについては7か所(1か所は落下種子を拾って回収)、シオジについては5か所(1か所は多個体からなる集団)にシードトラップを設置し設置し種子を回収したが、回収できた健全な種子数が少なく、発芽実験を行うには足りなかった。しかし、イチイガシについては、3個体および1個体の非常に少数の集団であっても種子を生産していることが分かった。また、調査地のうち、イチイガシ3か所、シオジ7か所で遺伝解析用に成木の葉をサンプリングし、シオジについては、3林分で実生と若木の葉もサンプリングした。これら葉と種子の胚について既存の核SSRマーカーを用いて遺伝解析を順次行っている。その結果、設定した埼玉県のシオジ林分は外部からの花粉の流入がある可能性が示唆された。一方、栃木県の2林分のうち1林分は、種子および実生とも確認できず、他の1林分は林分内でのみ交配している可能性が高いことが明らかとなった。イチイガシおよびシオジについて、シードトラップで捕捉できた種子数が少なく、発芽実験を行うことができなかった点で遅れている。シオジについては、不作年であったと考えられる。また、孤立林分と思われた埼玉県のシオジ2林分は外部からの花粉の流入の可能性が高く、対象林分として適していないと考えられ、他の林分の探索が必要となった。本年度は、対象とした小集団で種子を採取し、発芽実験を行い、発芽率を求め、また遺伝マーカーを用いて交配の実態を明らかにすることとした。また、対象樹種のひとつであるシオジは雌雄異株の樹種である。成木が少数個体である集団の場合、成木が雌株か雄株であるかは重要な情報であると考え、本年度は、ドローンを用いてシオジの1集団で雌雄の判別することを試みた。その結果、シオジの雌雄の判定には樹冠近くまでドローンを寄せる必要がありドローンが枝にかかることが多く、またシオジの生育適地である渓流沿いでは流れに沿った風速が早いため、ドローンがバランスを崩して渓流に落下することもあった。一方で、1回のみではあるが花の写真撮影にも成功したものの、カメラの解像度の問題から雌雄の判定ができなかった。小集団での種子の採集は、シオジ2集団全1320個、イチイガシ5集団全417個を採取し、発芽実験に供試した。イチイガシについては、発芽率は、0%38.4%であった。成木1個体のみからなる集団でも種子は採取できたが、発芽個体はなかった。一方で、発芽率が38.4%と最も高かった集団は、成木が3本のみの集団であり、個体数が少なくても複数個体があれば十分な発芽率が得られることが分かった。