hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タバコアルカロイド制御遺伝子の機能解析

シロイヌナズナAtERF1はGCCを含む配列を連続する3つのベータ鎖によって認識しているのに対して、同じサブグループに属するタバコERF189やニチニチソウORCA3は類似するが異なる配列を認識する。これら同種の転写因子がDNA結合特異性をどのように多様化させ、それぞれの植物系統で異なる防御代謝を制御するに至ったのかを解明した。DBDのアミノ酸置換変異解析の結果、2つの異なるDNA-タンパク質相互作用が認識の配列特異性と結合親和性に働くことが推定された。対象とした同種のERF転写因子は比較的少数のアミノ酸置換変異によってDNA結合特異性を多様化されてきたことが考察された。AP2/ERFスーパーファミリーのグループIXaには、GCC boxの認識を介してPRタンパク質遺伝子などの制御に関わるAtERF1(上述)に加えて、ニコチン生合成系遺伝子群を制御する複数のタバコERF (ERF189, ERF179, ERF163など)、及び、インドールアルカロイド生合成を制御するニチニチソウORCA3など、植物の化学防御の制御に関わるERFが数多く属している。グループIXaメンバーは、比較的少数のアミノ酸配列の違いを基に、さらにいくつかのclade ( clade1;AtERF1, clade2-1;ERF189, clade2-2;ERF179, clade2-3;ERF163, ORCA)に分割できる。グループIXaの各メンバーが、GCC boxやニコチン及びインドールアルカロイドの生合成遺伝子プロモーター上に見出された複数のGCC box様結合配列に、どのような結合特異性を、in vitro及びin vivoで示すのか、それぞれEMSA法及びトランスアクテイベーション解析で検討した。その結果、結合配列は部分的に重複しつつも、各cladeごとに結合特異性が区別できることが分かった。特に、塩基認識に関わるbeta-strand部分のいくつかの残基の着目し、アミノ酸置換による結合特異性への影響を解析することで、配列特異性の違いに重要な3つの残基を決定した。遺伝子重複などにより多重化したグループIXa遺伝子は、配列特異性に関わる少数の残基の置換を通じて、その認識配列、及び、制御標的遺伝子を変え、機能を多様化させてきたと考えられる。1)ERF転写因子とジャスモン酸シグナル伝達系の関係性の解明高等植物は普遍的なコアとなるジャスモン酸シグナル経路を持っている。タバコにもジャスモン酸伝達系を構成するCOI1,JAZ,MYC2は保存されており,いずれの機能を阻害してもニコチンのジャスモン酸応答性は失われる。特に転写因子であるMYC2はニコチン生合成遺伝子プロモーター内のG boxに結合して直接に転写活性化するばかりでなく、ニコチン制御に関わるクレード2のERFの発現も直接または間接に制御することが示された。クレード2のERFはいずれもジャスモン酸応答性を示すがその応答性はMYC2に依存するものと考えられる。2)ERF転写因子レギュロンへの一次代謝遺伝子のリクルートタバコにはQPTをコードする2つの遺伝子QPT1とQPT2(いずれもN.tomentosiformisに由来する)が存在するQPT1はすべての器官でジャスモン酸処理の有無にかかわらず構成的に発現するのに対して, QPT2は他のニコチン生合成遺伝子と同様にジャスモン酸応答性,根特異性を示し,かつNIC遺伝子の制御を受ける。実際, ERF189の過剰発現や機能抑制型ERF189の発現はQPT2の発現にのみ影響を与えた。QPT2遺伝子のプロモーター領域には3つの機能的なERF189結合配列が存在し,いずれもERF189によるQPT2プロモーターの活性化に寄与することが, in vitro結合解析,一過的発現系を用いたトランスアクティベーション解析,及び,タバコ形質転換毛状根を用いたプロモーター解析から分かった。一方, QPT1プロモーターはERF189に結合せず,またその制御を受けなかった。転写因子のDNA結合特異性の違いに注目し、その構造学的基盤を明らかにすることで、アルカロイド制御転写因子の機能重複、機能分化について洞察を得ることができた。本研究内容はERF転写因子のジャスモン酸伝達系における位置付けや本因子の統括する生合成レギュロンの進化に関する洞察を与えるものである。筆頭著者としての2編の論文発表を含む多くの成果を得ている。ニコチンのみならず、ジャスモン酸や傷害刺激により蓄積が誘導される代謝産物は多い。一般に、傷害応答性の代表される代謝のエリシター・ホルモン応答性は植物間で比較的保存されている。実際、タバコNIC2の相同因子(NIC2型転写因子)は、ニコチンを合成しないタバコ以外の植物種にも広く存在している。タバコと同じナス科に属するトマト(Solanum lycopersicum)にも、複数のNIC2型転写因子遺伝子が存在し、タバコ遺伝子と同様にジャスモン酸誘導性を示す。

トマトNIC2型転写因子の標的代謝系を明らかにするために、ドミナント抑制型転写因子をトマトで強制発現させることにより、多重転写因子遺伝子を機能抑制し、ジャスモン酸処理条件下で特異的に発現抑制される遺伝子群を、cDNAマイクロアレイ解析で網羅的に検索する。同様に、標的代謝産物を見出すため、蓄積が変化する代謝産物群をLC-MSを用いたメタボローム解析(理化学研究所との共同)で網羅的に検索する。オミックス解析を活用することでトマトにおける新規の“NIC2型転写因子ー酵素遺伝子ー代謝経路"の全容解明を目指す。標的代謝系を解明することで、本因子の代謝制御因子としての普遍性、汎用性を示し、タバコ以外の植物種における機能解析、分子育種への応用に展開していきたい。タバコNIC2-locus ERFであるERF189に関してはその結合配列特異性が解析され、ERF189結合性シス配列がニコチン生合成遺伝子プロモーター上に複数個推定された(投稿中)。一方、ニチニチソウORCAに関しては同様の知見はない。これまでに申請者はORCA3がERF189とは若干異なる結合特異性を持つことを確認した。この結合性の違いは両者のDNA結合ドメイン内の構造的差異に起因すると考えられる。ニチニチソウORCA3の結合特異性とそれを基にインドールアルカロイド生合成遺伝子プロモーター内のORCA結合配列を決定し、ORCA3とタバコERF189の結合性の違いを明らかとする。また、DNA結合性ドメイン内の両者間に構造上の差異に注目し、ドメインの一部を互いに置換した組換えタンパク質の結合特異性を検討する。最終的に、結合性の差異を決める1つまたは複数のアミノ残基を決め、NIC2/ORCA型ERF転写因子の分子進化について考察する。該当なし。設備備品の購入は予定していない。消耗品、試薬代を中心に研究費使用を計画している。旅費とその他経費については特に計画していないが、必要に応じて適宜使用する予定である。
高配位典型元素を有する含酸素4員環化合物の合成とその分解反応の機構

1.オキサホスフェタンについてはまず、Martinリガンドを導入することで、3-位にカルボニル基を持つオキサホスフェタンの最初の例である化合物を安定に合成・単離することに成功した。さらに検討を加え、二つのオキサホスフェタン環を有する新規なスピロホスホランを合成することができた。2.Peterson反応中間体、5配位1,2-オキサシレタニドについては、Martinリガンドを有するビニルシランへのt-BuLiのMichael付加、続く、ヘキサフルオロアセトンやベンズアルデヒドの反応でβ-ヒドロキシアルキルシランを合成した。これをn-BuLiまたは18-クラウン-6存在下のKHで脱プロトンすることで合成できた。カリウム塩は空気中室温でも安定な無色針状結晶として得られ、X-線結晶構造解析により少し歪んだ三方両錘構造をしていることが明らかになった。これらは、加熱により相当するオレフィンを定量的に与えることからPeterson反応の中間体であることがわかった。さらに、スズ-Peterson反応およびゲルマニウム-Peterson反応中間体の合成についても成功した。前者はMartinリガンドが無しで合成できた。3.16族元素であるイオウおよびセレン化合物について検討し、それぞれ、4配位1,2-オキサチエタンおよびオキサセレネタンを合成することができた。構造は14および15族化合物と類似した擬三方両錘構造であることがX線構造解析から分かったが、それらの熱分解ではWitting反応生成物であるオレフインは全く得られず、カルコゲン原子とアピカル酸素結合のイオン的解裂に基づく転位反応などが起こり、14および15族化合物とは対照的な結果となった。オキサチエタンの場合には痕跡量のCorey-Chaykovski反応生成物のオキシランが生成し、その反応機構に関する新たな知見を得た。これらの結果はいずれも速報として報告した。1.Martinリガンドを有する3-メトキシカルボニル-1-フェニル-1,2-オキサホスフェタンの合成についてはまず、4,4-ジフェニル体に4当量のブチルリチウムを作用させ、3-位をリチオ化し、重水素化あるいはアルキル化することを検討した。その結果、置換基はいずれもリン原子上のフェニル基の側から導入されることがわかった。そこで、同様にクロロギ酸エチルと反応させたところ、目的化合物をNMR的に初めて観測することができた。しかし、室温での単離は困難であったので、4-位の置換基をトリフルオロメチル基にかえて同様な検討を行い、3-位にカルボニル基を持つオキサホスフェタンとしての最初の例である目的化合物を安定に合成・単離することに成功した。その結果は速報として報告した。2.Peterson反応中間体、5配位1,2-オキサシレタニドについては、Martinリガンドを有するビニリシランへのt-BuLiのMichael付加、続く、ヘキサフルオロアセトンの反応でβ-ヒドロキシアルキルシランを合成した。精製過程で一つのジアステレオマーのみとなり、これをn-BuLiまたは18-クラウン-6存在下のKHで脱プロトンし、低温NMRにより追跡したところ、オキサシレタニドが定量的に生成することがわかった。アセトニトリル中70°C前後に加熱すると相当するオレフィンを定量的に与えることからPeterson反応の中間体であることがわかった。

一方、ベンズアルデヒド付加体も一つのジアステレオマーが安定に単離され、同様な処理により、一方のオレフィンのみが得られたことから、反応が立体特異的に進行していることが明らかになった。一部は速報として報告済みである。さらに、スズ-Peterson反応中間体の合成についても検討し、予備的な結果を得、速報として報告した。1.4配位1,2-オキサチエタンの合成については、まず、Martinリガンドを有するビスヒドロキシル体、o-HO(CF_3)_2CC_6H_4SCHRCPh_2OH(R=H,Ph)を合成した。次に、トリエチルアミン共存下、硫黄原子上を臭素で酸化し、環化することで目的化合物、S[-O(CF_3)_2CC_6H_4-](-CHRCPh_2O-)、を合成することに成功した。R=Hの場合には加水分解し易かったが、R=Phの場合には無色結晶として単離することができた。X線結晶構造解析の結果、二つの酸素原子がアピカル位を占め、二つの炭素原子と孤立電子対がエクアトリアル位を占める擬三方両錘構造をしていることが分かった。また、3-位のフェニル基は孤立電子対と同じ側を向いた(E)体であることが明らかとなった。CDCl_3中脱気封管し、155°C17時間加熱し、反応を^<19>F NMRで追跡したところ、硫黄イリドとベンゾフェノンとの解離平衡による(E)(Z)の異性化が認められ、その比を保ったまま、分解生成物を与えることが分かった。生成物はフェニル基の転位したケトン、PhC(O)CHPh_2(47%)と対応する環状スルフェン酸エステル、S[-O(CF_3)_2CC_6H_4-](52%)、およびPh_2C=O(33%)と対応する6員環チオアセタール、[-O(CF_3)_2CC_6H_4SCHPh-](31%)、であり、Wittig反応生成物のオレフィンは全く得られなかった。さらに興味あることに痕跡量ではあるがCorey-Chaykovski反応生成物のトリフェニルオキシランが得られてきた。2.4配位1,2-オキサセレネタンの合成については、同様にしてSe[-O(CF_3)_2CC_6H_4-](-CH_2CPh_2O-)を合成することができた。X線構造解析からオキサチエタンと類似の構造を持つことが明らかになった。これらの結果の一部については速報として報告した。
ラット未熟児網膜症モデルにおける電気生理学的研究

ミシガン大学Donald G. Puro博士と共同でPennらのプロトコールである50/10%サイクルを用いて未熟児網膜症モデルラットを作成し、tissue print methodで採取したラット網膜血管を用い電気生理学的検討を行い、未熟児網膜症ラットモデルにおいて網膜微小血管および新生血管が正常ラットの網膜微小血管の細胞膜電位比較し、非常に過分極した電位を持つことを見出した。また生後19日目に新生血管は最も旺盛となるが、生後50日目においても新生血管が残存し、その新生血管もまた非常に過分極した電位を持つことがわかった。また未熟児網膜症ratの新生血管では酸化ストレスによるATP感受性K+チャネルの働きが正常ratと比較して活性化していることを見出した。また細胞内カルシウムイオン濃度を測定するためにtissue print methodにて網膜微小血管を採取し、光学顕微鏡下で網膜微小血管および新生血管のある血管複合体を探し、それらを5μM fura-2AMにて37°C60分プレインキュベーションしその後、励起波長340nm/380nmを用いて、10秒ごとにF340/F380の比を測定した結果、網膜新生血管は通常の網膜血管周皮細胞と比較し細胞内カルシウムイオン濃度が高いことがわかった。非常に過分極した細胞膜電位は新生血管から正常網膜血管周皮細胞に影響を与え、hypoxiaが進行し、血管新生が旺盛となる可能性がある。未熟児網膜症(Retinopathy of Prematurity:以下ROP)は発達途上にある網膜血管が閉塞し、それに続いて血管新生を伴った増殖性病変をきたし網膜剥離を起こす疾患で小児失明原因の約35%を占めている。血管生理学において細胞膜電位は血管機能に重要な役割をしていることが知られているが、新生血管に対する電気生理学的評価をされた報告は我々の調べる限りなく、我々はtissue print methodで採取したラット網膜血管を用い電気生理学的検討を行い、未熟児網膜症ラットモデルにおいて網膜微小血管および新生血管が正常ラットの網膜微小血管の細胞膜電位比較し、非常に過分極した電位を持つことを見出した。また未熟児網膜症ratの新生血管では酸化ストレスによるATP感受性K+チャネルの働きが正常ratの網膜微小血管と比較して活性化していることを見出した。その過分極をおこしている原因としてATP感受性Kチャネルやナトリウム、そしてカルシウム交換輸送体の働きが関与していることを見出した。また細胞内カルシウムイオン濃度測定を行ったところ、新生血管では通常の網膜周皮細胞と比較して細胞内のカルシウムイオン濃度が高いこともわかってきた。膜電位の過分極は新生血管だけではなく、通常の網膜血管も未熟児網膜症モデルラットでは過分極を起こしており、過分極をおこしている新生血管が正常血管にも影響を及ぼしている可能性が示唆された。すでに結果を論文化している。我々は網膜微小血管を対象に研究しており、tissue print methodで採取したラット網膜血管を用いて主に電気生理学的手法で網膜微小循環についての研究をすすめてきた。未熟児網膜症モデルラットにおける網膜微小血管および新生血管が正常ラットの網膜微小血管の細胞膜電位比較し、非常に過分極した電位を持つことを見出した。また生後まもない正常ratの網膜血管も成熟ratの網膜血管よりやや高い細胞膜電位を持つことがわかった。生後19日目で新生血管は最大となりその後は新生血管は退縮するが、その後も新生血管における細胞膜電位は高いまま維持されることを見出した。また新生血管におけるカルシウムイオン濃度を調べたところどの発生段階にても正常の網膜周皮細胞よりも高いカルシウムイオン濃度を持っていることがわかり、その原因として、新生血管内のオキシダントによるNa-Ca交換輸送体の働きの変化によるものと考えられた。また生後70日目にてもtissue print methodで採取したラット網膜血管には新生血管は存在しており、このモデルにおける新生血管はこの時期にもまだ退縮せずに残存している可能性が示唆された。またその時期における細胞膜電位も生後19日目でみられる細胞膜電位と同じく、非常に過分極した静止膜電位であることがわかった。新生血管における高い静止膜電位はATP感受性Kチャネルの働きとNa-Ca交換輸送体の働きが関与している可能性があることがわかった。未熟児網膜症ratを作成する段階にて当初は酸素濃度変化により子ratが環境変化に耐えられず死亡することが多かったがその後は順調に作成することができ、研究の進行はおおむね順調に経過していると考える。

非常に過分極した細胞膜電位は新生血管から正常網膜血管周皮細胞に影響を与え、hypoxiaが進行し、血管新生が旺盛となる可能性がある。今後は新生血管の退縮と正常血管の発育についても生理学的な検討が必要である。今後さらなる未熟児網膜症の解明にむけて新生血管と通常網膜血管の働きにつき電気生理学的に解明していく予定である。本年度は旅費や人件費などの使用が少なく、物品のみの購入費用にあてたため当該年度では研究が順調に行ったため、予想より物品費などに使用する使用額が抑えられ、また旅費や人件費などもなく次年度使用額が生じた。使用計画としては、通常どうり研究を遂行するために必要な物品に主に使用する予定である。引き続き物品費用や学会参加の旅費などに使用する予定である。
トランスジェニックマウスにおいて部位特異的に遺伝子を挿入する方法の開発

アクチンプロモーター+Iox71配列+ブラストサイジンS耐性遺伝子というコンストラクトを1コピー持つES細胞からマウスラインを樹立し、ホモ化を行った。そのホモのオスに。過排卵をかけたメスマウスを掛け合わせ、採卵を行い、その前核にlox66+NLSLacZ+MC1neo+pBSというプラスミドとCreの発現ベクターであるpCAGGS-Creを同時にマイクロインジェクションした。このtarget plasmidがlox71の部位に挿入されると、NLS-LacZ遺伝子がCAGプロモーターの下流にくるため、X-gal染色で青染される。マイクロインジェクション後、受精卵を仮親の卵管に移植し、12日後に胎児を取り出し、X-gal染色を行うと同時に、その胎盤からDNAを抽出し、transgeneの有無や、標的導入の有無をPCRで確認した。さまざまにinjectionの条件を変え、およそ3500個もの受精卵にマイクロインジェクションを行った。transgeneを持っていた486の胚のうちX-Gal染色されたのは5つで、挿入効率はおよそ1%であった。これらのX-Gal染色陽性胚では、いずれもgenomic DNAの解析でも標的導入が確認された。この数字は、実用化には低いので、更なるシステムの改良を行い、挿入効率の上昇を目指..してい<予定である。また、プロモーター資源として、いろいろな発現パターンを示すlox配列を持つトランスジェニックマウスの作出を行った。そのためには、各種プロモーターでトランスジェニックマウスを作出する方法もあったが、ひとつのコンストラクトでも多くのラインを作らねばならず、効率が悪い。そこで、遺伝子トラップ法により内在性のプロモーターを利用する方法でマウスラインの確立を行った。現在までに17ラインを樹立し、発現パ.ターンによる分類を行っている。そのホモのオスに。アクチンプロモーター+lox71配列+ブラストサイジンS耐性遺伝子というコンストラクトを1コピー持つES細胞からキメラマウスを作製し,それを掛け合わせることで、lox71配列を持つマウスラインを確立した。このES細胞は,エレクトロポレーションでlox66配列を持つプラスミドとCreの発現ベクターと同時に導入すると,プラスミド配列がゲノム上のlox71部位へある一定の割合で挿入されることを既に確認している細胞である。確立できたマウスライン,lox71bsr-11をふやし,hemizygoteのオス14匹を用意した.そのオスに過排卵をかけたBDF1のメスを掛け合わせることで受精卵を採取し,Creの発現ベクターとlox66配列の3 ́側に大腸菌のβ-galactosidase遺伝子(lacZ)を配置したTargeting plasmidを同時に前核にマイクロインジェクションをおこなった.3日後にX-gal染色することにより,Targeting plasmidがアクチンプロモーターの後ろのlox71部位にうまく挿入されたかどうか,どういう条件が最適かを検討した.その結果,Creには核移行シグナルを付けたほうがよいこと,Targeting plasmidの濃度は高くしたほうがよいことなどがわかってきたが,最も良い結果が得られたときでもその効率は4%であり,当初の目標とした10%にはまだ達していない.また,Targeting plasmidの濃度を高くすると発生率が下がるので,今後はマイクロインジェクションした卵を実際に発生させて調べていく予定である.昨年度確立した、アクチンプロモーター+lox71配列+ブラストサイジンS耐性遺伝子というコンストラクトを1コピー持つマウスのラインを用い、条件検討を行った。このラインのオスマウスと正常メスマウスを掛け合わせて受精卵を採取するが、その際、トランスジーンを持つ卵が多く得られるよう、ラインのホモ化も行った。

採取した受精卵に、Creの発現ベクターとlox66配列の3'側に大腸菌のβ-galactosidase遺伝子(lacZ)を配置したプラスミド(Targeting plasmid)を同時に前核にマイクロインジェクションし、その卵を仮親に戻して発生させた。このTargeting plasmidがCreによる組換えでアクチンプロモーターの後ろのlox71部位にうまく標的導入されると、lacZ遺伝子が発現するようになるので、胎生13日程度の段階で胎児を取り出しX-gal染色することで挿入を確認し、また、同時に胎盤より胎児DNAも採取し、PCRでDNAレベルの確認も行った。二つのプラスミドの量比などを検討した結果、Creの発現ベクターが4ng/μl、Targeting plasmidが8ng/μlのときに12%の効率で挿入がみられたが、当初目標としていた5%には達せず、また、染色されたものの中には、明らかに全身の細胞で挿入が起こってはいない(モザイクになっている)ものもあり、引き続き、挿入効率を上げる工夫が必要であると考えられた。アクチンプロモーター+lox71配列+ブラストサイジンS耐性遺伝子というコンストラクトを1コピー持つマウスのホモ化されたラインを用い、引き続き条件検討を行った。挿入効率の上昇を狙い、細胞核内でepisomalに維持される能力のあるといわれるBPVの配列を含むプラスミドの挿入を試みた。採取した受精卵に、Creの発現ベクターとlox66配列の3'側に大腸菌のβ-galactosidase遺伝子(lacZ)とBPVの配列を持つプラスミド(Targeting plasmid)を同時に前核にマイクロインジェクションし、その卵を仮親に戻して発生させた。胎生13日で胎児を取り出しX-gal染色し、このTargeting plasmidがCreによる組換えで標的導入されたかどうかを調べた。しかし、挿入効率はやはり1%程度であった。次の工夫としては、loxP配列やlox71配列とは組換えを起こさないタイプの変異lox配列の使用を計画し、コンストラクトを作製した。また、プロモーター資源として、いろいろな発現パターンを示すlox配列を持つトランスジェニックマウスの作出を行った。そのためには、各種プロモーターの収集を行いそれらでトランスジェニックマウスを作出していく方法もあったが、ひとつのコンストラクトでも多くのラインを作らねばならず、効率が悪い。そこで、遺伝子トラップ法により内在性のプロモーターを利用できるようにする方がより発現のコントロールが正確になると考えたので、この方法でマウスラインの確立を行った。現在までに17ラインを樹立しており、発現パターンによる分類を行っている。
東アジア小金銅仏の造像方法に関する基礎的研究

小金銅仏について、美術史研究における様式論から一歩踏み込み、鋳造や彫金の加工跡を見極め、その傍証となる写真撮影を行って、造像技術について検討した。結果、五胡十六国の小金銅仏の衣文線は、毛彫り鏨で施されたものであるが、北魏時代の衣文線は鏨で施されたのではなく、原型施文か鋳型施文によるロウ型鋳造である可能性を指摘した。つまり、五胡十六国の古式金銅仏と北魏の作例における線を比較すると、鏨による線彫りから原型施文あるいは鋳型施文による鋳造へと変化がみられた。それは鋳造技術の発達と複雑に絡み合った結果であると思われる。この2年間の研究により、その基礎的な方法論は確立できたと考えている。当該研究が対象としている東アジアの小金銅仏は、人の手のひらにのってしまうくらいの大きさの日常使いの仏像である。これまで小金銅仏研究は、美術史研究の分野では主として図像研究による編年が行われてきた。しかし、仏像の図像は、過去を遡って模倣することができることから、もしその作品が贋作であった場合に、正確な時代判定ができないなど、目視による研究には限界もあった。そこで私は、当該研究において、平成25年度より以下のことを目標として研究を遂行した。1)作品の加工跡について、細部にわたって項目をつくり表を作成する。2)加工跡を数値化し、傍証となる写真撮影をすること、さらに技術の「再現実験」を取り入れ、できるだけ多くのデータの中で相対的に判断する。平成25年度は、早稲田大学會津八一記念博物館の中国・五胡十六国唐時代の小金銅仏40体について調査研究を行い、上記の1)、2)に関する成果を得た。また研究発表として「服部コレクション小金銅仏の技法に関する新しいアプローチー美術史学と考古学のはざまの問題ー」(第79回文化財と技術の研究会、2014年3月8日、於工芸文化研究所根岸工房)を行い、平成26年度には国際シンポジウムでの発表も計画している。また、派生する研究の論文を投稿中である(三宮千佳・三船温尚「薬師寺東院堂聖観音菩薩立像の鋳造技術再考」(アジア鋳造技術史学会『FUSUS』7号、平成26年度発行)。昨年に引き続き、中国の五胡十六国時代から北魏時代の小金銅仏の調査と結果の分析を中心に研究を進めた。国内は早稲田大学會津八一記念博物館、京都大学人文科学研究所、佐野美術館、浜松市美術館、泉屋博古館(京都)で行い、約30体の調査を行った。国内の調査は、それぞれの機関の学芸員、教員にアポイントをとり調査日を設定の上、作品の観察と撮影を行った。海外調査は、いずれもアメリカで、ワシントンD.C.のサックラー美術館、フリーア・ギャラリー、またニューヨークのメトロポリタン美術館にて約10体の調査を行った。ガラスケース越しに、観察と撮影を行った。特に国内の12体の古式金銅仏の調査結果をもとにして、古式金銅仏がまとう大衣に鏨によって彫り出された衣文線の凹線に注目し、その接写した画像データをもとに、鏨の技法の特徴を検討した。線彫り(彫金)は金工作品の制作過程では仕上げの技法の一つであるが、中国・北魏時代の小金銅仏とも比較しながら、技法の変化について指摘した。その結果は、平成26年(2014)9月13日の国際シンポジウム「文化財の解析と保存への新しいアプローチXI」で「中国五胡十六国時代の古式金銅仏における鏨の技法について」と題して単独で研究発表し、また『奈良美術研究』16号(平成27年3月発行)にて同題の研究報告を掲載した。美術史平成25年度は、早稲田大学會津八一記念博物館の中国・五胡十六国唐時代の小金銅仏40体について計10日間(10:0016:00)調査研究を行い、1)小金銅仏の造像方法、つまり鋳造の加工跡、面部と衣文線、銘文部分などの鏨の技法について、技術のマトリックス図を作成した。2)の鋳造の加工跡、鏨の技法について、論文にするときにその傍証・検証ができるよう、マクロの部分写真を約500枚撮影した。また研究発表として「服部コレクション小金銅仏の技法に関する新しいアプローチー美術史学と考古学のはざまの問題ー」(第79回文化財と技術の研究会、2014年3月8日、於工芸文化研究所根岸工房)を行い、小金銅仏に関して、中国の五胡十六国時代、北魏時代、唐時代における鏨の用法に関する時代性についての解釈を提示した。

また、派生する研究の論文を投稿中である(三宮千佳・三船温尚「薬師寺東院堂聖観音菩薩立像の鋳造技術再考」(アジア鋳造技術史学会『FUSUS』7号、平成26年度発行)。今年度は、10月に行われる国際シンポジウム「文化財の解析と保存への新しいアプローチ11」(早稲田大学奈良美術研究所主催)での研究発表を予定し、さらに論文と報告書を執筆する予定である。基本的には、これまでの研究方法をさらに発展させ、鏨の加工跡の数値化や再現実験も進めたいと考えている。BーAは、1,297円と端数であり、平成26年度に文具などで利用したいと考えている。A4ファイルを購入したいと考えている。
非晶質磁性体による高性能センサデバイスの開発

I.高性能センサデバイスの構成.(i)非晶質磁歪ワイヤの大バルクハウゼン効果とMatteucci効果の強化:ワイヤを線引加工した後ひねり応力下熱処理および張力下熱処理を施することによって, as-preparedワイヤに比してMatteucci電圧e_P^1が50倍,ワイヤ限界l^*は1/4に短縮でき,パルス発生素子としての性能指数e_P^1/l^*は200倍に達した.本素子は,ディジタル形回転センサや磁界センサへ応用される.(ii)インバータ用電流センサ:導線の外円周位置に非晶質零磁歪マイクロ磁心を68個直列接続して設置して,外乱磁界の影響を受けない高精度の電流センサを構成した.回路は等価2磁心マルチバイブレータであり,負帰還回路を構成することによって,磁心温度が-200+200°Cの範囲で電流検出特性がほとんど変化しない著しく安定な電流センサとすることができた.(iii)高精度磁気エンコーダ:多極着磁リング磁石の各極に対向させた非晶質微小磁心列を直列接続する方式により, 100万パルスの分解能をもつ薄形計量の正弦液エンコーダをサンプリング方式で実現する見通しを得た.(iv)シャフトトリクセンサ:シャフトの2箇所に多極着磁リング磁石とその外周部に放射状非晶質磁心列を配置した磁界センサを固定する方式により印加トルクに正比例するシャフトのねじれ角を検出するトルクセンサを構成した.ねじれ角の分解能は0.002°であり,自動車のエンジンシャフトや誘導電動機シャフトのトルク検出に応用される.II.高性能センサによる生体微細振動(マイクロバイブレーション)検出非晶質マイクロ磁心を放射状に設置した微小磁石変位センサを構成し,人体皮フに微小磁石を接着して生体微細振動(心機図,歯根膜機図,音声機図)のセンシングを行った.分解能は0.02μmであり,動脈血管振動に伴う各種の振動を非接触で安定に検出した.I.高性能センサデバイスの構成.(i)非晶質磁歪ワイヤの大バルクハウゼン効果とMatteucci効果の強化:ワイヤを線引加工した後ひねり応力下熱処理および張力下熱処理を施することによって, as-preparedワイヤに比してMatteucci電圧e_P^1が50倍,ワイヤ限界l^*は1/4に短縮でき,パルス発生素子としての性能指数e_P^1/l^*は200倍に達した.本素子は,ディジタル形回転センサや磁界センサへ応用される.(ii)インバータ用電流センサ:導線の外円周位置に非晶質零磁歪マイクロ磁心を68個直列接続して設置して,外乱磁界の影響を受けない高精度の電流センサを構成した.回路は等価2磁心マルチバイブレータであり,負帰還回路を構成することによって,磁心温度が-200+200°Cの範囲で電流検出特性がほとんど変化しない著しく安定な電流センサとすることができた.(iii)高精度磁気エンコーダ:多極着磁リング磁石の各極に対向させた非晶質微小磁心列を直列接続する方式により, 100万パルスの分解能をもつ薄形計量の正弦液エンコーダをサンプリング方式で実現する見通しを得た.(iv)シャフトトリクセンサ:シャフトの2箇所に多極着磁リング磁石とその外周部に放射状非晶質磁心列を配置した磁界センサを固定する方式により印加トルクに正比例するシャフトのねじれ角を検出するトルクセンサを構成した.ねじれ角の分解能は0.002°であり,自動車のエンジンシャフトや誘導電動機シャフトのトルク検出に応用される.II.高性能センサによる生体微細振動(マイクロバイブレーション)検出非晶質マイクロ磁心を放射状に設置した微小磁石変位センサを構成し,人体皮フに微小磁石を接着して生体微細振動(心機図,歯根膜機図,音声機図)のセンシングを行った.分解能は0.02μmであり,動脈血管振動に伴う各種の振動を非接触で安定に検出した.本研究は、多機能新素材の非晶質磁性体(リボン,ワイヤ)のもつ著しく優れた機械的,電磁気的,化学的特質に着目し、工業用ロボットや自動車などの「メカトロニクス」分野やメディカルエレクトロニクス分野、セキュリティシステム分野などで強く要求されている高感度で高速応答性の多機能で高性能のセンサデバイスを多種類開発して、電気機器や機械システム、医療診断装置等のコンピュータによる電子計測・制御技術の高度化に寄与することを目的としている。かかる目的に対し、昭和60年度には次の研究実績を得ている。(【i】)非晶質磁歪ワイヤのパルス発生機構とセキュリティセンサ素子への応用:非晶質磁歪ワイヤは水中超急冷で作製されたままで、微小交流磁界に対し、著しいパルス電圧および高調波電圧を発生することを当研究グループで発見した。この結果本ワイヤを盗難防止システム用センサ素子として実用化することが進展しており、パルス発生機構の解明が重要となった。ここでは大バルクハウゼン効果とMatteucci効果につき、磁区観察法を通して発生機構を基本的に解明した。(【ii】)非接触式線形変位センサおよび心機図センサの開発:非晶質ワイヤ2磁心マルチバイブレータブリッジと微小磁石を組み合せた非接触線形変位センサを構成し、0.1μm5mmの変位で【f_(-3dB)】【!=】10KHzの高感度・高速性を得た。

本センサを人体の胸壁振動センサ(心音センサ,拍動センサ,脈波センサ)に適用し、心臓弁膜症診断に適用し有効性を確認した。本センサを聴診器へ組み込む実験を行った。(【iii】)高性能ロータリエンコーダの開発:工業用ロボットのアーム制御の高精度化のために、多極着磁リング磁石と多数個の非晶質微小磁心マルチバイブレータ磁界センサとを組み合せたロータリエンコーダの基本デバイスを構成した。本エンコーダのパルス発生個数は40個極磁石に対して10万パルス以上である。1.アモルファス磁心センサ回路方式の確立センサ用直線状アモルファス微小磁心を安定に動作させるセンサ回路として、2磁心マルチバイブレータブリッジ回路を構成し、感度,応答性,安定性,信頼性,価格・性能比等の総合評価を行った結果、センサ回路として最適であるとの結論を得た。本回路は直流電圧源で動作し、コンピュータとの整合性が良く、ハイブリッドIC化にも適した回路である。2.零磁歪アモルファスマイクロ磁心マルチ形センサの開発(1)心機図センサ:心臓弁膜症,先天性心疾患,動脈硬化症などの診断に有効な心機図(拍動図,心音図,脈波図)を安定にしかも高感度に検出するセンサを構成し、心機図検出実験を行った。すなわち、人体胸壁または血管部位に微小円板磁石を接着し、磁石振動に伴う磁力線密度変化を放射状アモルファス磁心マルチバイブレータブリッジで検出する方式の非接触形センサを構造した結果、0.02μmの微小変位まで検出出来、従来不可能とされていた胸壁全体の拍動図や頸動脈の切痕などが容易に検出できた。(2)ロータリエンコーダおよびねじれ角検出形トルクセンサ:多極着磁リングマグネットの各極に微小アモルファス磁心を対向させた放射状磁心マルチバイブレータ形磁石磁界センサを構成し、0.002°の解像度をもつ高精度回転角度センサを構成した。この角度センサにサンプル値計測法を適用した数万パルスのロータリエンコーダおよび角度センサを一対シャフトに固定したねじれ角検出形の新しい高感度シャフトトルクセンサを構成した。3.高磁歪アモルファスワイヤによるパルス発生素子の開発:アモルファス磁歪ワイヤを線引加工した後張力下加熱処理を施す方法を考案し、反転磁区形成限界磁界【H^*】が約1Oeのほぼ完全な大バルクハウゼン効果を示す優れたパルス発生素子を開発し、機構を解析した。
膀胱癌の分化度に変化を与えている癌関連遺伝子の解明及び該当遺伝子の機能解析

また、膀胱癌患者32人より経尿道的切除及び膀胱全摘術の際に膀胱癌組織と正常粘膜組織を採取した。全例でRNAの抽出は終了しているが、症例により癌組織のRNAの濃度にばらつきがある。また正常粘膜組織のRNAの濃度が非常に薄いためそのままコントロールとしては使用できない。さらに上皮内癌の場合、正常粘膜組織が非常に限られるためにコントロールとして使用できない。これらを解決するために正常粘膜組織のRT-PCR法を検討中である。また上皮内癌組織に対する正常粘膜組織は細胞株などの使用を考慮中である。今後膀胱癌患者より摘出した膀胱癌組織のRNAの分析を細胞株と同じ手技で検討する予定である。さらに膀胱癌組織に高発現した遺伝子を実際に膀胱乳頭腫細胞株に遺伝子導入し、導入前後の細胞で、その形態の変化、増殖時間の変化、及び運動能の変化を比較検討することも予定である。また、膀胱癌患者32人より経尿道的切除術及び膀胱全摘術の際に膀胱癌組織と正常粘膜組織を採取した。
スフィンゴ脂質による生体膜ドメイン形成と多機能シグナリング

この1年間に本領域研究は順調に進展しており、各班独自の研究成果に基づく班員相互の連携による共同研究でもいくつか成果をあげている。これまでに領域全体でこの1年間にNature, JBCなどの国際一流誌73報の原著論文が発表された。更に7月には世界中から40名近くの研究者を招き200名規模のスフィンゴ脂質国際シンポジウムを札幌で開催しこれを成功させた。この1年の特記すべき成果としては、(1)セラミドをERからゴルジ体に運搬する遺伝子CERT(Nature)の基質特異性や運搬機構の解析を引き続き押し進めた。(2)スフィンゴ脂質合成に必須の前駆体であるセリンの合成酵素遺伝子のプルキンエ組織特異的ノックアウトマウスを作ることに成功し、新規糖脂質を発見した(3)ゼブラフィッシュ初期発生系における中性セラミダーゼの役割をノックアウト動物を作製して示した(4)スフィンゴ脂質合成阻害作用を持つ免疫抑制剤であるISP-1の酵母の耐性遺伝子SLI1の作用機構を更に検討した。(5)動物細胞スフィンゴミエリン合成酵素のクローニングに成功した(6)酵母細胞膜の非対称性維持機構の存在,特にスフィンゴ脂質とグリセロリン脂質のクロストーク機構の存在を初めて示した(MBC,2004)(7)哺乳類スフィンゴ脂質代謝のうちで最後まで残されていた3-ケトヒドロキシスフィンゴシン還元酵素(FTV-1)のクローニングに成功した、酵母細胞スフィンゴシンキナーゼのリン酸化機構とその分解における役割を明らかにした。平成12年度から開始された特定領域研究(B)「スフィンゴ脂質による生体膜ドメイン形成と多機能シグナリング」の5つの班の研究は、それぞれの班の計画に基づいて順調に遂行され始めており、すでに此の1年間の成果としてJBCなどを中心に20報以上が上梓されている。また班の研究連携もトランスジェニック動物や細胞を用いた個体レベルの研究を進めている平林班を中心にした研究班ネットワークをつくって具体的な研究テーマでの協力として開始されている。領域研究の開始にあたってその支障となるような大きな問題点は今のところ見当たらない。強いてあげれば、各計画研究班が北海道から九州まで分散しているために、日常的な交流が困難な点があげられる。その弱点を補うために、総括班の独自活動としては、10月の生化学会でアメリカからのHla,Schuchman教授、ドイツからStoffel教授を招いてのスフィンゴ脂質に関する国際シンポジウムを企画し、さらに11月にはやはり総括班を中心に22回生体膜と薬物の相互作用シウンポジウムで「スフィンゴ脂質からみた創薬の切り口」を組織し、これを通して各班の情報の交換、共同研究への話し合いをもった。また年度末に札幌で公開班会議を企画し、これには班員ばかりでなく、班友や評価委員、脂質研究者を集め、60人規模の発表会を2日間にわたって開催する。これを機に、今後の班員間での共同研究のあり方を模索し、更には班員以外の関連研究者との連携を深めていきたい。平成12年度から開始された特定領域研究(B)「スフィンゴ脂質による生体膜ドメイン形成と多機能シグナリング」の5つの班の研究は、それぞれの班の計画に基づいて順調に遂行されており、13年度1年間の成果としてFASEB, JCB, JBCなどを中心に20報以上が上梓されている。また班の研究連携もトランスジェニック動物や細胞を用いリン酸受容体遺伝子を供給した五十嵐班などを中心に研究班ネットワークをつくって具体的な研究テーマでの協力として行われている。領域研究の遂行にあたってその支障となるような大きな問題点を強いてあげれば、各計画研究班が北海道から九州まで分散しているために、日常的な交流が困難な点があげられる。その弱点を補うために、総括班の独自活動として頻繁に研究会を開いた。今年は、11月に参加者100人規模の公開シンポジウムを東京で成功させ、更に生化学会でのスフィンゴ脂質シンポジウムの開催等を通して各班の情報の交換、共同研究への話し合いをもった。また特記すべきこととして、こうした公開班会議やシンポジウムの講演者を中心に「蛋白質・核酸.酵素」の特集号『マイクロドメインの形成と細胞のシグナリング-スフィンゴ脂質の新しい生物機能』を企画し、2002年3月出版した。これを一つの大きな成果として、今後の班員間の共同研究のあり方を模索し、更には班員以外の関連研究者との連携を深めていきたい。領域全体では、この1年間にEMBO J., FASEB J., JBCなどの国際一流誌約35報の原著論文が発表された。また班の研究連携も、トランスジェニック動物や細胞を用いリン酸受容体遺伝子を供給した五十嵐班などを中心に研究班ネットワークをつくって具体的な研究テーマでの協力として開始されている。またこれまで2回の100人規模の公開シンポジウムが開催され、その成果に基づいて、本年1月に単行本「マイクロドメイン形成と細胞のシグナリング-スフィンゴ脂質の新しい生物機能」(共立出版、268PP)が出版された。この1年の特記すべき成果としては、(1)スフィンゴ脂質や糖脂質合成のキー酵素であるSptlc2、GlcT1のノックアウト動物の作成(2)スフィンゴ脂質細胞内

輸送に欠陥を持つ変異細胞やS1Pリアーゼ欠損細胞が作られ、スフィンゴ脂質細胞内輸送機構やS1P細胞内シグナリング研究の突破口が開かれたこと(3)酵母細胞を用いてスフィンゴ脂質の膜トランスポーターRSB1クローニング、新規S1PホスファターゼhSPP2のクローニングの成功(4)中性セラミダーゼのクローニング、セラミドシグナルと細胞死機構(5)サイコシンによる細胞質分裂機構の解明(6)S1Pや糖鎖によるインスリンなどの受容体シグナルのドメインを介した制御、などがある。(5)(6)は注目すべき研究としてScience誌のトピックニュースとしてとりあげられている。この1年間に本領域研究は順調に進展しており、各班独自の研究成果に基づく班員相互の連携による共同研究でもいくつか成果をあげている。これまでに領域全体でこの1年間にNature, JBCなどの国際一流誌約30報の原著論文が発表された。この1年の特記すべき成果としては、(1)セラミドをERからゴルジ体に運搬する遺伝子を同定し、その遺伝子産物CERTによるセラミド輸送機構を明らかにしNature Articleに発表し話題をよんだ。(2)スフィンゴ脂質合成に必須の前駆体であるセリンの合成酵素遺伝子の組織特異的ノックアウトマウスを作ることに成功した。(3)中性セラミダーゼのN末端シグナル配列の直後に存在するムチンボックスは,本酵素を形質膜II型膜蛋白質として発現するために必須なドメインであることを明らかにした。(4)スフィンゴ脂質合成阻害作用を持つ免疫抑制剤であるISP-1の酵母の耐性遺伝子SLI1の作用機構を検討し、Sli1タンパク質によりISP-1はそのアミノ基をアセチル化され、スフィンゴ脂質合成阻害作用を失うことを明らかにした。(5)動物細胞スフィンゴミエリン合成酵素のクローニングに成功した。(6)Edg-6の細胞運動における役割とcdc42を介したそのシグナル伝達機構やマスト細胞で抗原刺激での顆粒球放出にセラミドキナーゼが関与していることを明らかにした。(7)酵母細胞の新規のマンノース転移酵素をクローニングし、酵母マイクロドメイン研究の足がかりを得ることができた、ことなどである。これまでに領域全体でこの1年間にNature, JBCなどの国際一流誌73報の原著論文が発表された。更に7月には世界中から40名近くの研究者を招き200名規模のスフィンゴ脂質国際シンポジウムを札幌で開催しこれを成功させた。この1年の特記すべき成果としては、(1)セラミドをERからゴルジ体に運搬する遺伝子CERT(Nature)の基質特異性や運搬機構の解析を引き続き押し進めた。(2)スフィンゴ脂質合成に必須の前駆体であるセリンの合成酵素遺伝子のプルキンエ組織特異的ノックアウトマウスを作ることに成功し、新規糖脂質を発見した(3)ゼブラフィッシュ初期発生系における中性セラミダーゼの役割をノックアウト動物を作製して示した(4)スフィンゴ脂質合成阻害作用を持つ免疫抑制剤であるISP-1の酵母の耐性遺伝子SLI1の作用機構を更に検討した。(5)動物細胞スフィンゴミエリン合成酵素のクローニングに成功した(6)
無線LANを用いた農作業ロボット群の協調管理システム

本研究は土地利用型農業に対する作業ロボットの協調作業管理システムの構築を目標に,本年度は農作業ロボット群の管理システムを作業適期,気象条件などを考慮して運用可能な管理・運用システムに拡張することを目的とした。昨年度まで構築したロボット監視・管理システムは2台での使用を前提とし,相互の情報通信に主眼をおいていた。今年度はこれを拡張し,管理・運営を行うオフィスPCを含めた合計3ホストでの通信環境を構築した。これによりオフィスPCで取得される気象条件,作物の育成情報,小麦など乾燥の必要な作物であれば協乾施設の利用状況など,作物の生育プロセスからポストハーベストまで含めた広い視野での作業管理・運営が可能となる。また,昨年度まではこれらの情報通信に独自方式およびISO11787で策定されたADISをベースとしていた。しかし,農用車両内外における通信規格ISO11783において,車両内外通信方式がADISからXMLを基本としたAMEDに変更される伴い,これらの通信方式を同様のAMED方式に統一した。さらに,ISO11783 Part10で記述されるMIS(Management Information System)とMICS(Mobile Implement Control System)間通信方式に準拠したロボット群管理・運営システムとして利用できるようシステム構成を変更した。これらにより,今年から欧米諸国で市販されるISO-BUS(ISO11783準拠の作業機バス)対応製品にも適応した作業管理システムとして利用可能となるシステムの構築ができた。上記の変更により最適運用問題の解決までには至らなかったが,複数車両を管理し問題解決の糸口となる管理運営データベースを構築することができ,将来的に作業性能の多様性にも適用可能な複数ロボット群の最適運用システムの基礎を構築することができた。さらにここで構築したシステムを産業用無人ヘリコプタに搭載することで遠隔地における作物生育情報収集システムとしての適用可能性についても明らかにすることができた。本研究は土地利用型農業に対する作業ロボットの協調作業管理システムの構築を目標に,本年度は併走する複数の農作業ロボット間の通信システムを構築することを目的とした。通信システムを構築するにはハードウェアである通信媒体とソフトウェアであるプロトコルの両者を整備する必要がある。本研究では広大な農作業環境でも利用可能な通信媒体として無縁LANを採用した。この結果,個々のロボットが自律作業を行うための基礎情報を共有することが可能となった。通信プロトコルには情報伝達の遅れを考慮し,独自のプロトコルを作成した。本プロトコルは現在策定中の国際規格(ADIS ; ISO11787)とも互換性を維持することを前提として作成したため,将来的に農用機械間の通信プロトコルが普及した後でも使用可能である。本システムを使用して,収穫作業時における収穫作業車両と収穫物搬送車両の併走を例とした協調制御アルゴリズムの構築を行った。制御アルゴリズムとしてはスライディングモード制御を用い,精度の比較対象としてPID制御を採用して,シミュレーションと実機実験によってその精度を検証した。その結果,シミュレーションでは旋回動作を含む走行経路に対してロバスト性に優れるスライディングモード制御がPID制御に比べ良好な精度で走行可能であることが明らかとなった。また,実機実験においてもスライディングモード制御を用いることで,15cm程度の誤差で走行可能であることを明らかにした。本研究は土地利用型農業に対する作業ロボットの協調作業管理システムの構築を目標に,本年度はほ場内で作業を行うロボットの状態を監視し,安全に作業を行うための管理システムを構築することを目的とした。作業状態を監視するため,それぞれのロボットで計測可能な基礎的パラメータを管理ホストに送信可能とするシンタックスを作成した。本シンタックスは現在策定中の国際規格(ADIS:ISO11787,Server:ISO11783 Part13)とも互換性を維持することを前提として作成したため,将来的に農作業機械間の通信プロトコルが普及した後でも使用可能である。また,次年度以降に3台以上のロボットの使用も可能とするため,ロボットのセンサインタフェースの統合化と標準化を行った。これにより車両仕様の異なるロボットに対しても同様のシンタックスを用いた情報の授受が可能となり,複数の作業ロボットの管理が容易となる。これらシンタックス授受に関わる手続きは全て複数のOSでも使用可能となるようクロスプラットフォームを前提として作成し,ライブラリ化を行った。さらに,これらの情報を用いて群ロボットを管理するための管理システムの構築を行った。管理システムもユーザがOSを意識せずに使用できるようJavaを用いて記述し,Webブラウザを通して監視できるよう作成した。本システムを用いることで,複数のロボットの作業状態をモニタ可能であるだけでなく,ロボットに問題が生じた場合の警告,トラブルシューティングを行うためのガイドラインを提示することが可能となった。

しかし,農用車両内外における通信規格ISO11783において,車両内外通信方式がADISからXMLを基本としたAMEDに変更される伴い,これらの通信方式を同様のAMED方式に統一した。さらに,ISO11783 Part10で記述されるMIS(Management Information System)とMICS(Mobile Implement Control System)間通信方式に準拠したロボット群管理・運営システムとして利用できるようシステム構成を変更した。これらにより,今年から欧米諸国で市販されるISO-BUS(ISO11783準拠の作業機バス)対応製品にも適応した作業管理システムとして利用可能となるシステムの構築ができた。上記の変更により最適運用問題の解決までには至らなかったが,複数車両を管理し問題解決の糸口となる管理運営データベースを構築することができ,将来的に作業性能の多様性にも適用可能な複数ロボット群の最適運用システムの基礎を構築することができた。さらにここで構築したシステムを産業用無人ヘリコプタに搭載することで遠隔地における作物生育情報収集システムとしての適用可能性についても明らかにすることができた。
ホヤ無尾幼生の進化に伴う遺伝子プログラムの変化の解析

1.ホヤ幼生神経系の発生に関わる遺伝子の同定と発現パターンの解析:カタユウレイボヤの幼生神経系の発生に関わる遺伝子(発生調節遺伝子および特異的分化マーカー)の単離と発現パターンの解析を行なった。(1)中枢神経系全体で発現するGタンパク質αサブユニット、眼点の視細胞で特異的に発現するオプシン、脳胞と運動ニューロンで発現する新規Gタンパク質共役型受容体、平衡器に隣接する少数の神経細胞で特異的に発現するcGMPホスホジエステラーゼδサブユニット、などのcDNAを単離し、それぞれの発現パターンを明らかにした。(2)カタユウレイボヤのPax-6 cDNAを単離し、発現パターンを明らかにした。いくつかの発生段階でサイトカラシン処理により細胞分裂を阻害した胚における遺伝子発現パターンを調べ、細胞系譜との関連を検討した。2.モルグラ科ホヤの神経系の発生と形態の解析:無尾幼生を生じる無尾種の大半はモルグラ科に属する。カタユウレイボヤで得られた神経系特異的遺伝子の情報を活用し、以下の3つの方法により、モルグラ科ホヤの無尾幼生と有尾幼生の神経系の発生と形態の比較解析を行った。(1)カタユウレイボヤcDNAの配列をもとにホヤ幼生の神経系を特異的に認識する抗体を作製した。(2)抗アセチル化チュブリン抗体を用いて幼生を免疫染色することにより、モルグラ科の有尾幼生・無尾幼生を含む数種のホヤの幼生の神経系の構造を比較した。有尾種Molgula oculataの個体間で脳内感覚器の形態に顕著な多様性がみられることと、無尾種Molgula occultaが退化した神経系をもつことを明らかにした。(3)有尾種と無尾種の様々な発生段階の胚およびRNAをサンプリングし、RT-PCRおよびcDNAライブラリーのスクリーニングにより神経系特異的遺伝子のcDNAの単離が進行中である。