hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多重がんの発生と家族性因子およびライフスタイルに関する後ろ向きコホート研究

超高齢化の進行する鳥取県N町を対象にした生活習慣と健康に関する前向きコホート研究から、がん罹患とがんの家族歴やライフスタイルの関係について、鳥取県がん登録資料との記録照合を行い、がん家族歴を中心にした要因分析を行った。対象は40歳から79歳までの4,309人で、平均観察期間は17.3年、Preclinical cancer effectを考慮して調査開始時から2年未満にがん罹患・死亡した人は除外して解析した。観察期間内のがんの罹患数は740人(男性456人,女性284人)、多重がんは76人(男性53人,女性23人)であった。Cox比例ハザード分析の結果、ライフスタイルでは、喫煙習慣のみ有意ながん罹患リスクを認めたが、そのほか生き甲斐やストレスなど精神心理的な生活態度を中心にしたライフスタイルの関連性については有意な結果は得られなかった。がん罹患にがんの家族歴が強く反映される部位としては、胃があげられた。有意ではないが、全部位、食道、女性生殖器、男性生殖器についてもがん家族歴が強く関係することが示唆された。また、多重がんの発生については、単発がん以上にがん家族歴が強く関係する傾向を認めた。解析上の限界として5年以内に親・兄弟姉妹にがんの既往のある場合のみをがんの家族歴有りとしたことや自己申告によるバイアスを考慮するとリスクの過小評価につながるのは避けられないといえる。今後の課題として取り組んでいく必要がある。よって、以上の限界を考慮すると多重がんの発生に家族性因子の関与が無視できないことが示唆されたといえる。多重がんの発生要因や生命予後に関する研究は、まだ始まったばかりで解明すべき点は多い。平成19-20年度の科学研究費補助金(萌芽研究)による生存分析の結果、多重がん患者は単一がん患者より生命予後が良く、長生きすることを示唆した。そこで、今回はその関連要因について家族性因子とライフスタイル要因が予測因子となりうるかどうかを検証することを目的にして、大規模コホートJ-MICCにおける日南町コホートデータと地域がん登録資料の記録照合を行った。40-79歳の対象者のがん罹患と死亡の同定を行い、地域がん登録から得られる多重がん患者の登録情報を日南コホートデータに追加・統合した。これを多重がん結合データベースとして、既存資料の日南コホート調査項目171項目について、対象属性をはじめとして観察期間、家族性要因およびライフスタイル要因に関する再定義を行い、ロジスティック回帰分析や生存分析適用への妥当性について検討した。また、第2がん発生に対する家族性因子とライフスタイルおよび治療方法(手術、放射線療法、化学療法、ホルモン療法)などの影響に関する比較方法を検討した。日南町コホートは、4,000件若と少なく、その中でがんの発生はもとより、多重がんの発生は非常に少ない。こうした中で、家族性因子では家族のがん既往歴、ライフスタイルでは生き甲斐、ストレス、緑黄色野菜、歩行との関連性についてロジスティック回帰分析やCox比例ハザードモデルによる生存分析ができるかどうか大きな課題として提起された。なお、多重がんを考慮しない場合の日南町における生存分析からみた健康特性は、40歳男性の累積生存率の低下、とくに観察開始から10年20年にかけての累積生存率曲線の低下が顕著で、散歩・歩行時間、喫煙習慣などのライフスタイルやストレス、仕事性急、腹立ち、生活満足度などの生活態度に問題があることがわかった。
廃棄物を再利用した遮熱性を有する景観舗装の研究

開粒度アスファルトの上部空隙にリサイクル材料を細骨材としたモルタルを充填し、遮熱性と景観性を付与する舗装工法について研究した。本研究では、リサイクル材料として破砕したかき殻、廃瓦、陶磁器屑、ガラス廃材、ホタテ殻、サンゴ砂などを利用した。夏季の路面温度上昇に対する抑制効果に着目し、舗装供試体のランプ照射試験を行った。その結果、モルタルを充填する本工法においては舗装表面の明度が明るくなり、温度上昇量はアスファルト舗装に比べて10°C以上低下した。平成26年度は、かき殻破砕材と廃かわら破砕材の2種類を対象として、以下の1) 3)の研究を実施し、論文投稿を行った。1)かき殻破砕材を細骨材としたモルタルの強度特性に及ぼす高炉スラグ微粉末の影響に関する研究・・・製鉄所の鋼材製造工程で発生する高炉スラグ微粉末をセメントの置換材として用いることにより、セメントのみを用いた場合に比べてモルタル強度が増加し、置換率75%で強度発現が最も大きくなることを確認した。また、セメント種類や養生条件の違いがモルタルの強度発現に及ぼす影響を調べ、これらの試験結果をまとめて農業農村工学会論文集に投稿した。2)かき殻細骨材と高炉スラグ微粉末を用いたモルタルの遮熱材料への適用に関する研究・・・かき殻細骨材と高炉スラグ微粉末を用いたモルタルを開粒度アスファルトの上部空隙に充填することにより遮熱性を付与し、夏季の路面温度が密粒度アスファルト舗装に比べて10°C以上低減することを屋外試験により確認した。高炉スラグ微粉末を混入した場合、モルタルの表面色が明るくなることを明度測定により明らかにした。これらの結果をまとめて農業農村工学会論文集に投稿した。3)廃かわら破砕材を用いた舗装路面の夏季の温度低減効果に関する研究・・・廃かわら破砕材などを細骨材としたモルタル(遮熱性あるいは着色性を有するモルタル)を製造し、それを用いた各種の舗装供試体を作製した。室内ランプ照射試験により供試体表面温度を測定し、廃かわら骨材の利用が夏季の路面温度低減に有効であることを確認した。これらの結果をまとめてコンクリート工学年次論文集に投稿した。平成27年度は、かき殻破砕材を含む各種リサイクル材を対象として、以下の1) 3)の研究結果を取りまとめて論文投稿を行った。1)かき殻細骨材と高炉スラグ微粉末を用いたモルタルの遮熱材料への適用に関する研究・・・かき殻細骨材と高炉スラグ微粉末を用いたモルタルを開粒度アスファルトの上部空隙に充填することにより遮熱性を付与し、夏季の路面温度が密粒度アスファルト舗装に比べて10°C以上低減することを屋外試験により確認した。2)廃かわら破砕材を用いた舗装路面の夏季の温度低減効果に関する研究・・・廃瓦骨材の舗装材料への有効利用を目的として、夏季の路面温度上昇に対する抑制効果に着目して検討した。アスファルト舗装、コンクリート平板および砂利舗装の各種供試体を作製し、室内においてランプ照射試験を実施した。その結果、廃瓦骨材を用いたモルタルを開粒度アスファルト表面の空隙に充填した場合、充填しないアスファルト供試体に比べて温度上昇量は大きく低下し、廃瓦骨材は路面温度上昇の抑制に有効であることが確認できた。3)各種リサイクル材を用いたアスファルト舗装路面の温度抑制の研究・・・・かき殻、ホタテ殻、サンゴ砂、廃ガラス、廃瓦、陶磁器破砕材などを充填モルタルの細骨材とし、これらを充填したアスファルト舗装路面の温度抑制効果を調べ、夏季の路面温度低減に有効であることを確認した。また、リサイクル材を舗装表面に充填することにより、表面の着色効果も得られ、景観舗装としても有効であることを確認した。本研究で得られた以下の1) 3)の成果は、論文集やジャーナルに掲載され、研究はおおむね順調に進展している。1)かき殻細骨材と高炉スラグ微粉末を用いたモルタルの遮熱材料への適用に関する研究成果については、農業農村工学会論文集(IDRE Journal)に掲載された。2)廃かわら破砕材を用いた舗装路面の夏季の温度低減効果に関する研究成果については、コンクリート工学年次論文集に掲載された。また、3)各種リサイクル材を用いたアスファルト舗装路面の温度抑制の研究成果については、Journal of Civil Engineering and Architectureに掲載された。アスファルト舗装は、一般にその色が黒いため、昼間の太陽光線を多く吸収して舗装深部まで高温となる。また、夜間には蓄積された熱が大気中に放出されるため、ヒートアイランド現象の一因ともいわれている。このため、夏季におけるアスファルト舗装の路面温度を低減することができれば、ヒートアイランド現象の緩和に寄与できると考えられる。本研究では、産業廃棄物を有効利用し、ヒートアイランド現象の緩和に寄与する遮熱性舗装の構築を目的としている。ここでは、産業廃棄物である瓦廃材、陶磁器廃材、ガラス廃材などの破砕・粒度調整したものを有効活用し、これらを細骨材として用いたセメントモルタルを開発し、このセメントモルタルを開粒度アスファルト舗装に充填して遮熱性と景観舗装の機能を付与する。この方法よって、一般のアスファルト舗装(密粒度アスファルト舗装)と比較して、夏季の舗装路面の温度上昇を抑制できることが、これまでの研究で確認できた。最終年度においては、セメントに代わる結合材として、水ガラスと高炉スラグ微粉末を用いたジオポリマーの利用について検討した。

かき殻、瓦廃材、陶磁器廃材、ガラス廃材などの各種リサイクル材を用いたジオポリマーモルタルを作製し、夏季の路面温度上昇に対する抑制効果に着目して各種の実験を行った。室内においてアスファルト供試体のランプ照射試験を行った結果、ジオポリマーモルタルを開粒度アスファルト表面の空隙に充填した場合、充填しないアスファルト供試体に比べて温度上昇量は大きく低下することを確認した。また、リサイクル材の種類によって遮熱効果も異なることがわかった。開粒度アスファルトの上部空隙にリサイクル材料を細骨材としたモルタルを充填し、遮熱性と景観性を付与する舗装工法について研究した。本研究では、リサイクル材料として破砕したかき殻、廃瓦、陶磁器屑、ガラス廃材、ホタテ殻、サンゴ砂などを利用した。夏季の路面温度上昇に対する抑制効果に着目し、舗装供試体のランプ照射試験を行った。その結果、モルタルを充填する本工法においては舗装表面の明度が明るくなり、温度上昇量はアスファルト舗装に比べて10°C以上低下した。初年度においては、かき殻破砕材および廃かわら破砕材の2種類のリサイクル材料を用いた。夏季のアスファルト舗装に対する遮熱性材料として利用した場合の有効性を確認することができた。次年度以降においては、これらの材料をポーラスコンクリート舗装へ利用し、景観や遮熱性など環境負荷低減に寄与する舗装へと発展させることが有効であるとの方向性が確認できた。なお、初年度の研究成果は、かき殻破砕材の舗装への利用に関しては、農業農村工学会論文集に2編(共著)投稿した。また、廃かわら破砕材の舗装への利用に関しては、コンクリート工学年次論文集に1編(共著)を投稿した。いずれの論文も掲載が決まっている。最終年度においては、次の2つの研究を進める。1)各種リサイクル材を用いたジオポリマーモルタルを利用し、夏季の路面温度上昇に対する抑制効果に着目して実験を行う。室内においてアスファルト供試体のランプ照射試験を行い、ジオポリマーモルタルを開粒度アスファルト表面の空隙に充填した舗装について、密粒度アスファルト舗装に対する温度上昇量の低減効果を調べる。2)廃瓦骨材を舗装材料へ利用し,夏季の路面温度上昇の抑制を目的として,粒径の異なる廃瓦骨材を用いてポーラスコンクリートを作製し,透水性および保水性に関する試験を実施する。さらに、これを用いたポーラスコンクリート舗装供試体を作製し、歩道等の舗装に用いた場合の夏季の路面温度低減効果を室内および屋外試験により調べる。コンクリート材料平成27年度以降は、主に次のような研究を実施する。1)舗装の表面色の違いに着目した遮熱性舗装の研究・・・骨材色や充填モルタル色の異なる材料を用いて舗装供試体を作製し、明度、色彩、分光反射率などを測定し、明度および色の異なる場合の遮熱効果を評価する。特に、リサイクル材料の利用、景観への配慮、夏季路面の遮熱性など、環境負荷低減に寄与する舗装を検討する。2)廃かわら骨材を用いたポーラスコンクリートの舗装への適用に関する研究・・・廃かわら破砕材を細骨材とした場合、モルタルの色彩が比較的鮮やかになり舗装の景観向上にも寄与できること、また、廃かわら破砕材は吸水率が普通骨材に比べて非常に大きい特徴があることから、保水効果も期待できる。
ゲノム塩基配列に基づいた細胞シミュレーションモデルの自動生成

500以上にも上るコンプリートゲノムの情報や数百にも上る分子生物学の公共データベースに蓄積されている情報、そして、近年急速に発展しているトランスクリープトーム・プロテオーム・メタボロームなどのハイスループットな手法による綱羅的データを統合的にシステムバイオロジーの方法により融合させることで、データマイニングとシミュレーションを駆使した生命のシステムとしての理解を促進できる。このためにはコンピュータシミュレーションを用いた構成諭的アプローチが不可欠であるが、この為に必須であるモデリングは現在非常に煩雑な人手による作業に依存しており、また様々な生命情報を統一的に扱える作業環境が存在していないことも計算綱胞生物学が発展する上で大きな障害となっている。本研究ではまず汎川的なバイオインフォマティクス解析環境であるG-language Bioinformatics Environmentを設計・実装し、その上で、ゲノム情報に基づいた代謝パスウェイモデルを自動生成するGEM Systemを開発した。さらに、得られた複雑なパスウェイ情報を効率よく理解するための可視化ツールも開発した。ゲノム情報に基づくモデルの構築は機能アノテーションと通ずる部分も多いため、再アノテーション技術によりこれをより高精度かつ高速に行えるようになった。ポストゲノムにおいては生命のシステムレベルの理解が中心的な課題の一つとして位置づけられる。一方で、細胞の動的なシミュレーションの為のモデル化にはネットワーク構造をモデルし、さらに定量的データと共に数学的にモデル化し、最終的にシミュレータが扱えるモデル記述言語によってプログラム化する必要があり、以上を全て手作業で処理している現状のままでは非常に時間がかかる作業となってしまう。一方で近年急速に発展しているトランスクリプトーム・プロテオーム・メタボロームなどのハイスループットな定量データ解析手法と既存の分子生物学的知見をシステムバイオロジーの観点から統合することである程度の自動化を行うことが可能である。本研究においては大規模動的代謝ネットワークをKEGG, EMBL, SWISS-PROT, COG, WIT, BioCyc, Brenda, CyberCell等様々な生物学データベースをゲノム情報に基づく形で自動的に参照し、モデル構築のひな形となるドラフトモデルを生成する。検証の結果、ゲノム情報に基づいて自動生成されたバクテリアの代謝パスウェイのネットワークに関してはKEGGデータベース記載のものは平均95%以上取得可能であり、動的モデルにおいては大腸菌のモデルのうち解凍系だけを抜き出して、in vitroで大腸菌から抽出した解凍系酵素溶液にglucoseを加えた後の中間代謝物質の時系列変動を測定したものと比較したところ、似た挙動が得られた。分子生物学による細胞内現象に関する知見、近年急速に発展しているハイスループットな手法による網羅的データ、そして100以上にも上るコンプリートゲノムの情報の蓄積により、"ポストゲノム"の時代の課題は、このような還元論的に培われた知識を統合し、その動的なシステムとしての性質を理解することであると言えよう。生命現象という複雑な系の要素及び非線形要素間相互作用の総和を理解するにはコンピュータシミュレーションを用いた構成論的システムバイオロジーのアプローチが不可欠であるが、この為に必須であるモデリングは現在非常に煩雑な人手による作業に依存しており、また様々な生命情報を統一的に扱える作業環境が存在していないことも計算細胞生物学が発展する上で大きな障害となっている。本研究ではまず汎用的なバイオインフォマティクス解析環境であるG-language Bioinformatics Environmentを設計・実装し、次に、計算生物学の出発点となるゲノム情報の正確さによる解析自体の感受性を定量的に判別する手法GPACを開発した。その上でこれら解析環境の上で、ゲノム情報に基づいた代謝パスウェイモデルを自動生成するGEM Systemを開発した。
アデノウイルスベクターを用いた歯胚分化の分子機構の研究

歯は上皮細胞と間葉系細胞の相互作用で形成される複雑な硬組織である。この形成過程の分子機構を解明するために、歯の発生過程で発現する遺伝子を調べ、それらの遺伝子をアデノウイルスベクターを用い強制発現させ、歯胚分化への役割を検討した。(1)歯胚の分化歯胚分化の分子機構を解明するために歯胚の分化に関与する遺伝子および分化マーカー遺伝子を詳細に調べ論文のまとめた。(2)遺伝子の作用の確認使用した遺伝子の作用を確認するために、ALKl7およびSmad1遺伝子をBMP反応性の未分化間葉系細胞に遺伝子を挿入し、その作用を確認した。その結果これらの遺伝子のいくつかはBMPのシグナル伝達系を活性化することが確認された。(3)マウス歯胚への遺伝子導入器官培養系でマウス胎児の歯胚(E11:胎生11日)を培養し、constitutive active ALK17(常時活性型BMPレセプター)を加えた。その結果ALK遺伝子ファミリーのいくつかは歯胚の分化を促進したこれらの結果から、BMPファミリー遺伝子は、歯胚発生の初期の段階で、エナメル器の形成を促進するように働いていることが示唆された。今後BMPのタイプと使用されているレセプターおよび細胞内シグナル伝達の経路を明らかにしたい。本研究は歯胚の分化のトリガー遺伝子を決定することを目的としている。その目的のためこの一年間に以下の項目が達成された。1.アデノウイルスによる遺伝子発現システムTGF-βスーパーファミリーの7種類の1型レセプターそれぞれについて常時活性型と活性抑制型の2種類計14種類がを準備し、さらにBMP-2およびBMP-4を発現するアデノウイルスベクターも準備できた。現在さらにFGF,Hedgehog,Msx,Dlx,Cbfa1などアデノウルス発現ベクターを調整中である。2.歯胚の器官培養系これらを用いる器官培養系については、発生ステージを厳密にするため人工受精マウスを用い、胎生12-13日で基礎的な条件設定をおこなった。現在調整できたアデノウイルスから逐次実験中である。3.歯胚の移植実験遺伝子導入した歯胚の移植実験系に関しては、遺伝子組換え動物実験施設を整備し実験準備を整えている。その目的のため過去2年間に以下の項目が達成された。その他計画中の遺伝子は様々な理由で最終調整には至らなかった。これで、遺伝子の調整は終了し、本年度は実験に集中する。2.歯胚の器官培養系器官培養系については、胎生12-13日では十分な歯胚の発生はむずかしく、本年度は15日の歯胚で実験を試みる。3.歯胚の移植実験遺伝子導入した歯胚の移植実験系に関しては、遺伝子組換え動物実験施設の整備が完了し、実験を開始する予定である。歯胚の分化誘導物質の発現歯胚の分化誘導の分子機構を解明するため、分化マーカーとなる遺伝子と分化誘導物質の遺伝子発現を調べた。ブタとマウスの形成期の歯胚ではBMPを含むTGF-βファミリー遺伝子の発現が認められた。ブタの歯胚からの抽出物を骨芽細胞系細胞と歯根膜由来の培養細胞に加えるとTGF-β様活性を示した。歯胚の発生への分化誘導物質の影響歯胚の発生への分化誘導物質の影響を調べるために、BMPファミリーのリガンドをマウス歯胚の器官培養系や歯胚由来の培養細胞に加えた。BMP-2の投与により歯胚の発育が促進された。歯胚由来の細胞への投与ではBMP-2とTGF-βでアルカリフォスファターゼの発現に異なる作用が認められた。アデノウイルスを用いた遺伝子挿入BMPの常時活性型レセプターの遺伝子をアデノウイルスで挿入すると、BMPリガンドを投与したときと同様の作用が認められた。細胞内のシグナル伝達経路に関与していると考えられるSmad1遺伝子の挿入ではBMPの効果が増強された。
逆分岐問題とAbel方程式の一般化

課題の逆分岐問題は問題1境界値問題の第一分岐から非線形項を定めよ。という問題であるが、これに関し存在定理と一意性定理が得られた。またその際に開発された手法が他の非線形項を決定する逆問題に有効であることを示し、例えば問題2境界値問題(以下でa(λ),b(λ)は与えられたもの)が各λE[0,Λ]に対し解uを持つようにfを定めよ。という問題の存在定理の一意性定理を得た。更に問題1,2に対し下部構造として∫^1_0Φ(J)g(xa)da=G(x) (G:giuein)の型の積分方程式が見い出せることを示し、その積分方程式の解析を行なった。非線形Sturm-Liouville方程式にDirichlet条件を与えた境界値問題の第n分岐(すなわち線形化問題の第n固有値から分岐する岐)から非線形項を定めることができるかどうか(これを逆分岐問題という)は、第n分岐が直線に十分近いときには第n固有関数を用いて表されるAbel型の積分方程式が一意可解かどうかを判定することに帰着される。この積分方程式を解析することにより、次のような結論が得られた。(1)n=1のとき、第1固有値を通る直線に十分近いように与えた任意の曲線を第1分岐とする非線形項が存在し、それは局所的にはただ1つである。特に、第1分岐が直線の場合には非線形項は零である(すなわち線形の問題である)。(2)n≧2のときも、potential項の対称性が破壊されているような状況のときは、(1)と同じ結論が得られる。つまり、逆分岐問題は局所的に適切(well-posed)である。(3)(2)の状況と対比的にn≧2でpotential項が完全に対称であるような場合には(2)のような問題の適切性は得らなれい。例えばpotential項q(2)が考えている区間[a,b]上線対称(すなわちq(a+x)=q(b-x)をみたす)ならば、第2分岐を直線とするような非線形項が無限個存在する。よって、第2分岐が直線であるとしても線形の問題であるとは言えない。上で述べたAbel型積分方程式は、q(x)≡0の場合にはAbelの積分方程式に一致している。それは1/2回積分することで解かれるが、一般の場合には、固有関数に付随した意味で1/2回積分するといった手法で解くことができる。課題の逆分岐問題は、境界値問題の解のデータから非線形項を定める逆問題の1つである。研究者は今まで上記問題が線形化を通してみればAbel型積分方程式を解くことに帰着されることに着目して適当な関数空間の設定のもとに陰関数定理を用いる方法によりこの逆問題を調べてきた。一方同種の問題の1つとして与えられたa(λ),b(λ)に対し(過剰決定系)境界値問題が各λ∈[0,∧]に対し解u(x,λ)をもつように非線形項f(u)を定めよ.という問題がDenisov-Lorenziらによって研究されてきた。研究者はこの問題に上述の陰関数定理を用いる方法を適用することにより次の結果を得た.定理a(λ),b(λ)∈C^2[0,∧_0]がa(0)=0,b(0)=1,a'(λ)>0,b'(λ)>0 (λ∈[0,∧_0]),s'(0)<b'(0)をみたすならば,区間[0,∧](0<^∃∧s∧_0)の任意のλに対し*が解u(x,λ)をもつようなf∈C^1[1,b(∧)]でf(1)=0,f(u)>0(u>1)をみたすものがただ1つ存在する。この結果はDenisov-Lorenziの問題に対する(局所的な意味では)最終的な結果であり,今まで開発してきた手法の強力さが裏付けられた。また,その手法を通してみることにより,逆分岐問題とDenisov-Lorenziの問題との関係が明確になった。課題の逆分岐問題は問題1境界値問題の第1分岐から非線形項を定めよ。という問題であるが、すでに(平成7年度)存在定理がIwasaki-Kamimuraにより確立されていた。(研究発表の項参照)研究者は今年度上記問題に対する一意性定理を得た,結果は学士院紀要に投稿中である。また、存在定理を得る際に用いた手法が、Denisa-Looenziによる問題2境界値問題が各λ∈

[0,Λ]に対し解uをもつように(与えられたa(λ),b(λ)から)f'を定めよ.という問題に適用可能であることを平成8年度に示したが,問題1,2の下部構造として∫^1_0【bounded integral】(a)g(xa)da=G(x)(g:given)という形の積分方程式が共通していることを見出した。更にこのタイプの積分方程式が積分核の合成積法により解かれることを示した。この点についてはISAAC97(Delawareでの国際研究集会)のProceedingを参考にされたい。
磁気ヘッドと探針ピエゾ駆動ホルダを用いた透過電顕内交流磁場印加その場観察法の確立

透過電子顕微鏡を用いた「動的磁場下磁区構造観察手法」の新手法として、ピエゾ駆動プローブを備えた試料ホルダにハードディスク書き込み用の磁気ヘッドを取り付け、局所的な磁場を発生させつつ観察する手法の確立を目指した。上述のとおりに磁気ヘッドを設定し、磁気ヘッドの動作に応じた状態で発生する磁場を、電子線ホログラフィーという手法を用いて詳細に観察することに今回初めて成功した。また、実際の磁区構造観察において人工的に材料欠陥を導入した試料について解析を試み、磁壁と欠陥の相互作用の系統的解析の有用性を示した。軟磁性材料の多くは交流磁場等の動的磁場下で利用されるが、動的磁場下でのTEM観察法はこれまで無かった。そこで、2006年以降、我々はTEM内で動的に磁場印加するシステムと観察手法を新たに確立し、観察を行っている。本研究課題はその研究を発展させて「より高周波の磁場」を印加できるようにするために新たな磁場印加方法の確立を目指すものである。具体的にはピエゾ駆動プローブを備えたTEM試料ホルダのプローブにハードディスク書き込み用の磁気ヘッドを取り付け、TEM内の任意の場所に局所的な磁場を発生させつつ観察する手法の確立を目指している。今年度は「TEM内にセットする磁気ヘッドが作り出す磁場の精密評価」を重点的に研究を進めた。実際に磁気ヘッドをTEM観察すると、磁極がデバイスに埋め込まれている形状のせいで磁極位置を特定するのが予想よりも難しいことがわかったので、薬品によるエッチングと集束イオンビーム(FIB)加工を組み合わせ、磁極の周りを削って、磁極をTEMで直接観察できるようにした。こうして加工を施した磁気ヘッドを一探針ピエゾ駆動ホルダに固定・配線し、TEMに挿入して通電させ、発生した磁場分布を電子線ホログラムに記録した。空間に広がる磁束分布を電子線ホログラフィーで解析する場合、参照波領域の電子位相も磁場によりシフトしているため、その効果を考慮した解析が必要となる。そこで、エルフ社の磁場解析ソフトELF/搬GICを新たに導入し、積分要素法を用いた磁場解析ができるように整備した。震災の影響で、顕微鏡が一部破損し、実験が思うように進まなくなったため、その間、本研究に関連した実験データの解析技術の向上に注力した。そこで、昨年度導入したエルフ社の磁場解析ソフトELF/MAGICに対して、上記の効果を取り込んだ電子線ホログラフィーの解析が簡単に行えるように、エルフ社とメールで密に連絡を取り合い、独自の計算結果の出力機能を盛り込むことで、機能向上を更に進めた。その結果、これまで解析が難しかった、「複雑な形態の試料から3次元的に発生する磁場分布や、参照波領域に漏れ出た電磁場、また、試料ドリフトなどが電子線ホログラフィーで得られる位相再生像に与える影響」をシミュレーションできるようになり、電子線ホログラムの解析技術が本研究課題を通して飛躍的に向上した。成果の発表に関して、これまでに得られた(1)磁極の位置を正確に特定するための磁気ヘッドの微細加工、(2)電子線ホログラフィーを活用した加工された磁気ヘッドの磁場評価に関して実験結果を整理した。磁気ヘッドを配線したまま顕微鏡内に直接導入して磁場観察した例はこれまでになく、独創的な実験結果といえる。また、本研究テーマのひとつである動的磁場下での観察結果として、電磁鋼板に動的な磁場を加えて、磁壁と人工的に作製した材料欠陥の相互作用を解析した。その際、観察結果をマイクロマグネティクスシミュレーションの結果と照らし合わせることで、相互作用過程における各種磁気エネルギーの変化などが分かった。
ナミビア北中部における非破壊計測を利用した現地主要作物の栽培管理技術の検討

南西アフリカに位置するナミビア共和国は降水量の年次変動が非常に大きく,洪水や干ばつなどの環境ストレスに対応した栽培技術が必要とされている.しかしながら,耕うんや施肥,作付け方法などの栽培技術が現地の作物の生理・生育に与える影響を定量的に示した例は少なく,これらを定量的に評価するために以下の実験を行った.1トウジンビエの栽培試験ナミビア北中部に位置するナミビア大学オゴンゴ校内の実験圃場で,トウジンビエを供試し,耕うん・施肥試験を行った.慣行区と畝立区の2つの耕うん処理を主要因とし,それぞれの処理区に対して,副要因として無施肥区,化学肥料区,牛糞区,混合区の4水準の施肥処理を設定した.水環境と施肥環境に関する有意な交互作用が検出され,また,化学肥料区においては,SPAD値や土壌養分量も小さかった.これは,生育後期の洪水によって,生育初期に成長量の大きい植物体が,湛水によるストレスを大きく受けたためと考えられる.以上の結果から,ナミビア北中部におけるトウジンビエ栽培において,元肥のみの化学肥料投入は,初期の生育を促進する一方で,湛水ストレスが深刻化するリスクが大きくなるため,畝立て耕うんを行った上で,堆肥や追肥をうまく活用することが重要であると示唆された.2アイスプラントとイネの混作栽培試験近畿大学農学部実験圃場で,イネとアイスプラントを供試し,単作区と混作区を設け、湛水・塩ストレス試験を行った.イネでは,全ての塩ストレス区において単作区よりも混作区の光合成・蒸散速度が高く,高濃度塩ストレス区では5%水準の有意性を示した.アイスプラントでは,湛水ストレス区において単作区より混作区で地上部乾物重が大きかった.以上のことから,イネとアイスプラントの混作により,イネの塩ストレスを緩和し,同時に,アイスプラントの湛水ストレスを緩和しうることが示唆された.ナミビアでの現地栽培試験結果から,本研究の最大の目的であったトウジンビエの生育・収量に関する水環境と施肥環境の交互作用を定量化できた.また,アイスプラントとイネの混作が両者の環境ストレスを緩和しうることも示唆された.このため,これらの試験において3年目に予定していた詳細な成長解析を次年度以降に行うことができるため,当初の計画以上に進展していると考えられる.トウジンビエの耕うん・施肥試験から,水環境と施肥環境の交互作用が検出され,このことは水環境によって最適な栽培管理が異なることを示唆している.そのため,今後は本実験の繰り返しを行うとともに,非破壊計測による生育指標の計測頻度を増やすことで,より詳細な成長解析を行い,最適な施肥時期・施肥量の検討を行っていく予定である.アイスプラントとイネの混作試験においては,今後,異種作物間のストレス緩和効果の向上と,異種作物間の競合の緩和策を検討していく予定である.以上の試験における計測・解析結果を順次取りまとめ,学会発表や学術誌への投稿を行う.南西アフリカに位置するナミビア共和国は降水量の年次変動が非常に大きく,洪水や干ばつなどの環境ストレスに対応した栽培技術が必要とされている.しかしながら,耕うんや施肥,作付け方法などの栽培技術が現地の作物の生理・生育に与える影響を定量的に示した例は少なく,これらを定量的に評価するために以下の実験を行った.1トウジンビエの栽培試験ナミビア北中部に位置するナミビア大学オゴンゴ校内の実験圃場で,トウジンビエを供試し,耕うん・施肥試験を行った.慣行区と畝立区の2つの耕うん処理を主要因とし,それぞれの処理区に対して,副要因として無施肥区,化学肥料区,牛糞区,混合区の4水準の施肥処理を設定した.水環境と施肥環境に関する有意な交互作用が検出され,また,化学肥料区においては,SPAD値や土壌養分量も小さかった.これは,生育後期の洪水によって,生育初期に成長量の大きい植物体が,湛水によるストレスを大きく受けたためと考えられる.以上の結果から,ナミビア北中部におけるトウジンビエ栽培において,元肥のみの化学肥料投入は,初期の生育を促進する一方で,湛水ストレスが深刻化するリスクが大きくなるため,畝立て耕うんを行った上で,堆肥や追肥をうまく活用することが重要であると示唆された.2アイスプラントとイネの混作栽培試験近畿大学農学部実験圃場で,イネとアイスプラントを供試し,単作区と混作区を設け、湛水・塩ストレス試験を行った.イネでは,全ての塩ストレス区において単作区よりも混作区の光合成・蒸散速度が高く,高濃度塩ストレス区では5%水準の有意性を示した.アイスプラントでは,湛水ストレス区において単作区より混作区で地上部乾物重が大きかった.以上のことから,イネとアイスプラントの混作により,イネの塩ストレスを緩和し,同時に,アイスプラントの湛水ストレスを緩和しうることが示唆された.ナミビアでの現地栽培試験結果から,本研究の最大の目的であったトウジンビエの生育・収量に関する水環境と施肥環境の交互作用を定量化できた.また,アイスプラントとイネの混作が両者の環境ストレスを緩和しうることも示唆された.このため,これらの試験において3年目に予定していた詳細な成長解析を次年度以降に行うことができるため,当初の計画以上に進展していると考えられる.トウジンビエの耕うん・施肥試験から,水環境と施肥環境の交互作用が検出され,このことは水環境によって最適な栽培管理が異なることを示唆している.

そのため,今後は本実験の繰り返しを行うとともに,非破壊計測による生育指標の計測頻度を増やすことで,より詳細な成長解析を行い,最適な施肥時期・施肥量の検討を行っていく予定である.アイスプラントとイネの混作試験においては,今後,異種作物間のストレス緩和効果の向上と,異種作物間の競合の緩和策を検討していく予定である.以上の試験における計測・解析結果を順次取りまとめ,学会発表や学術誌への投稿を行う.当該年度の実験結果から、次年度に国際誌への投稿ができるため,そのための英文校正費用・論文投稿料が必要となった.また,新たな実験を立ち上げる必要が生じたため,その栽培管理・データ整理のための人件費が必要となったため.
モジュライ空間の種々の計量を用いた研究

点付きリーマン面のモジュライ空間上のWeil-Petersson計量とTakhtajan-Zograf計量の境界近傍における漸近展開公式を求めることを主眼として研究を進めてきた。Takhtajan-Zograf計量の以前得た漸近展開の上からの評価を、最良と思われる評価に改良した。2015年頃、Mazzeo氏、Swoboda氏、Melrose氏、Zhu氏が、b-解析の手法を用いて、研究代表者の以前の結果の別証明と部分的改良を発表した。彼らとも討論を行い、代表者は彼らの手法を取り入れながら、さらなる改良を目指して研究を進めている。点付きリーマン面のタイヒミュラー空間の研究は古典的であるが、最近ではさまざまなアプローチから新しい知見が得られている。特に双曲幾何的に構成された理想的三角分割を用いて定義される新しい座標の解析が進んでいる。この座標の長所は、古典的に知られた座標とは異なり、写像類群のタイヒミュラー空間への作用が、きちんと記述出来ることにある。さらに、その特徴を生かして、タイヒミュラー空間のコンパクト化空間のより精密な解析への展望が開けた。本研究課題において、研究代表者は、Mondello氏, Luo氏らによる新しい座標を用いて、点付きリーマン面のタイヒミュラー空間上のTakhtajan-Zograf計量を記述することを、現在の目標としている。その記述が得られれば、未だ手つかずの状態であるTakhtajan-Zograf計量の曲率の性質を明らかにするための、強力な手段となることが予想される。主にリーマン面のモジュライ空間の計量幾何学について、研究した。昨年度までに、Weng氏とTo氏と共同で、モジュライ空間の境界におけるTakhtajan-Zograf計量の漸近展開の上からの評価の改良を与えていた。これについて論文の原稿を書いている。さらに下からの評価の改良を試みているが、いくつかの点で困難がある。困難は主に2つあり、リーマン面の退化に対する双曲計量の漸近展開が2次の項までしか分かっていなかったことと、Eisenstein級数の退化の下からの評価が、退化するリーマン面の成分の位相型によって様々な振る舞いをすることにある。これらの困難を克服する上で、最近のR.Melrose氏とX. Zhu氏の仕事、R. Mazzeo氏とJ. Swoboda氏の仕事は、非常に大きなヒントになると考えている。彼らは、退化する双曲計量の漸近展開を完全に決定することに成功しており、代表者の研究に非常に役にたつものである。新年度においては、最近の4氏の結果を応用することで、代表者の研究を進展させたいと考えている。また、国際数学者会議(ソウル)に出席し、代表者の研究テーマに関連する多くの非常に優れた研究を知ることが出来た。今まで全く知らなかった研究成果もあり、大きな刺激を受けた。さらに、Yale大学で行われたAhlfors-Bersコロキィウムに出席し、代表者の専門分野である、タイヒミュラー理論、双曲幾何学における最先端の研究成果を知ることができた。国際研究集会に出席した際、共通の研究課題に取り組む研究者たちと、有益な議論をすることができた。27年度は、以前から取り組んできたTakhtajan-Zograf計量のモジュライ空間の境界挙動の問題において、Melrose氏、Mazzeo氏らによる進展があり、彼らと研究討論を行うために、ケンブリッジ大学ニュートン研究所で行われた研究集会「Metric and Analytic Aspects of Moduli Spaces」に出席した。代表者が試みてきた方法とは異なるb-解析と言われる手法を存分に使った彼らの研究について、精査した。難解な理論であるため、未だに完全な理解には到達していないが、努力を継続している。また、それと関連して、conicalな特異点を持つリーマン面の計量の研究にも関心を持ち、最近進展についても多くの論文を読み込むことで、最新の手法を身につける努力を継続している。現在注目しているのは、多重同質的関数の概念で、これを足がかりに長年取り組んできたモジュライ空間の境界幾何学の解明に新機軸を開くことを目標にしたい。双曲幾何学について、最近では色々なMcShaneタイプの恒等式が得られている。それらについて解析的な方法による解釈と応用を与える試みを行った。また、Eisenstein級数については、従来のカスプに対する古典的な級数に加えて、双曲的な級数にも関心を広げ、それらを組織的に調べる方向で研究を進めた。平成27年度は学内的な仕事が特に多く、まとまった時間を研究に当てることが、かなり難しい状況にあった。28年度は、27年度よりは多く研究の時間を確保できるので、研究の遅れを取り戻したい。最終年度は、共同研究者のW.K. To氏(シンガポール国立大)を訪ね、Takhtajan-Zograf計量のモジュライ空間の境界挙動について、さらに検討を行った。2008年の論文で得ていた上からの評価を、最良と思われる評価に改良することが出来た。下からの評価は、リーマンの退化族の位相タイプによって境界挙動のオーダーが変わることがわかってきていて、そのオーダーを決定することは、代表者らの手法ではまだ出来ていない。2015年頃、Mazzeo氏、Swoboda氏、Melrose氏、Zhu氏が、b-解析という手法を用いて、Weil-Petersson計量とTakhtajan-Zograf計量の境界挙動について、より精密な公式を導いた。

彼らと研究集会で会い、証明の方針を聞いたが、代表者は彼らの研究手法に疎く、完全に照明を理解できていない。代表者とL.Weng氏、W.K. To氏の研究手法と大きく異なっており、Melroze氏らの論文を理解し、これからの研究に役立てたいと考えている。Melrose氏、Mazzeo氏らは、代表者とS.Wolpert氏のWeil-Petersson計量の漸近挙動の結果の改良を与えているが、彼らの手法では、漸近展開の第2項にTakhtajan-Zograf計量が現れるという、代表者とWolpert氏の主張の別照明を与えることはできておらず、彼らのb-解析の手法を取り入れることにより、さらに高階の項を決定する課題に今後取り組んで行きたい、と考えている。点付きリーマン面のモジュライ空間上のWeil-Petersson計量とTakhtajan-Zograf計量の境界近傍における漸近展開公式を求めることを主眼として研究を進めてきた。Takhtajan-Zograf計量の以前得た漸近展開の上からの評価を、最良と思われる評価に改良した。2015年頃、Mazzeo氏、Swoboda氏、Melrose氏、Zhu氏が、b-解析の手法を用いて、研究代表者の以前の結果の別証明と部分的改良を発表した。彼らとも討論を行い、代表者は彼らの手法を取り入れながら、さらなる改良を目指して研究を進めている。当初の予定どおりの成果が得られていない。28年度は、今までに得られた結果をまとめて、論文を投稿したい。また、以前から証明できると感じている主張について、時間をかけて証明に取り組みたい。複素解析学最近の海外の研究成果と結びつけた方向で、研究を進めていこうとしている。Takhtajan-Zograf計量の境界挙動の評価を2008年の論文で、To氏、Weng氏とともに与えた。一昨年その境界境界挙動の上からの評価を、最良と思われるオーダーに改良することに成功した。その後、下からの評価を前記の最良と思われるオーダーへ改良することに取り組んでいるが、まだ成功していない。学内的な委員の仕事が忙しく、研究費を使い切るのが困難であったため。28年度の旅費などに使用する。Takhtajan-Zograf計量の境界挙動の下からの評価の改良に、引き続き取り組んでいく。また、Mondello氏による、双曲幾何学的方法を用いた、Weil-Petersson計量のケーラー形式の境界挙動の結果と、研究代表者とWolpert氏による結果を比較することにより、Takhtajan-Zograf計量のケーラー形式の大域座標表示公式を決定したい、と考えている。
胎児期の低栄養が出生後の消化管に及ぼす影響に関する分子形態学的研究

通常妊娠および妊娠中の低栄養の時期が異なるWistar系雌性ラットより出生した新生仔の消化管(小腸および大腸)を用いて超微形態学的に観察した結果、妊娠中に低栄養状態の母親から生まれた新生仔(低栄養群)の回腸において、通常妊娠の母親から生まれた新生仔(正常、対照群)よりも短い絨毛が観察された。低栄養群の大腸では、対照群と比較して結腸近位部に差異が認められた。また、妊娠中の低栄養の時期によっても差異が認められたことから、妊娠中の低栄養状態は出生後の児の小腸および大腸に影響を及ぼすことが示唆された。本研究では、胎児期の低栄養が出生後の消化管(小腸および大腸)に及ぼす影響について詳細に検索することにより、妊産婦・胎児・新生児・乳児の栄養指導に役立てるための基礎的実験を行うことを目的としている。平成27年度は、Wistar系妊娠ラットを通常飼育(正常群)、または妊娠中期に低栄養で飼育、その他の期間は通常摂食させ(妊娠中期低栄養群)、各群の母ラットから出生した新生仔ラットを用いて生後0(出生直後、未授乳)、7、14、21日齢の腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、超微形態学的に検索を行った結果、出生直後の妊娠中期低栄養群では腎臓の大きさ、重量共に正常群よりも小さく、腎小体は皮質に多く観察された。日数の経過とともに腎臓の大きさおよび重量は増加したが、正常群よりも小さく、腎小体は正常群よりも早期に皮質に移行した。出生直後の妊娠中期低栄養群の空腸はいずれの時期においても正常群との違いはほとんど見られなかった。出生直後の妊娠中期低栄養群の回腸では正常群よりも絨毛が短く、日数を経過するごとに絨毛は伸張するものの正常群と比較すると短い絨毛が認められた。また、21日齢において正常群では回腸吸収上皮細胞内に巨大ライソゾームが見られなかったが、妊娠中期低栄養群においては認められた。妊娠中期低栄養群の盲腸では、いずれの時期においても正常群との違いは見られなかった。14日齢の妊娠中期低栄養群の結腸近位部において、ヒダの上およびヒダとヒダの間に正常群では消失した絨毛様構造が観察された。結腸遠位部ではいずれの時期においても正常群と同様に絨毛様構造は見られなかった。これらのことから、妊娠中期の低栄養は胎児および新生児の消化管に影響を及ぼすことが示唆された。平成27年度の研究計画に関して、正常群および妊娠中期低栄養群(Wistar系妊娠ラットを妊娠中期に水のみを与えて絶食、その他の期間は通常摂食させる)から出生した生後0(出生直後、未授乳)、7、14、21日齢の腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、形態学的、三次元的、超微形態学的に検索を行った。現在、統計解析を行っている途中である。本研究計画では、胎児期の低栄養が出生後の消化管(小腸および大腸)に及ぼす影響について詳細に検索することにより、妊産婦・胎児・新生児・乳児の栄養指導に役立てるための基礎的実験を行うことを目的としている。平成28年度は、Wistar系妊娠ラットを通常飼育(正常群)、または妊娠初期に低栄養、その後は通常摂食させ(妊娠初期低栄養群)、各群の母ラットから出生した新生仔ラットを用いて生後0(出生直後、未授乳)、7、14、21日齢の腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、超微形態学的に検索を行った結果、出生直後の妊娠初期低栄養群では腎臓の大きさ、重量共に正常群よりも小さく、腎小体は皮質に多く観察された。出生直後の妊娠初期低栄養群の空腸はいずれの時期においても正常群との違いはほとんど見られなかった。出生直後の妊娠初期低栄養群の回腸では正常群よりも絨毛が短く、日数を経過するごとに絨毛は伸張するものの正常群と比較すると短い絨毛が認められた。妊娠中期低栄養群よりはやや長い絨毛が観察された。また、21日齢において正常群では回腸吸収上皮細胞内巨大ライソゾームが見られなかったが、妊娠初期低栄養群においては認められた。妊娠初期低栄養群の盲腸では、いずれの時期においても正常群との違いは見られなかった。14日齢の妊娠初期低栄養群の結腸近位部において、ヒダの上およびヒダとヒダの間に正常群では消失した絨毛様構造が認められた。これらのことから、妊娠初期の低栄養は妊娠中期の低栄養ほどではないが、胎児および新生児の消化管に影響を及ぼすことが示唆された。平成28年度の研究計画に関して、正常群および妊娠初期低栄養群(Wistar系妊娠ラットを妊娠初期に低栄養、その他の期間は通常摂食させる)から出生した生後0(出生直後、未授乳)、7、14、21日齢の腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、形態学的、三次元的、超微形態学的に検索を行った。

本研究では、胎児期の低栄養が出生後の消化管(小腸および大腸)に及ぼす研究について詳細に検索することにより、妊産婦・胎児・新生児・乳児の栄養指導に役立てるための基礎的実験を行うことを目的としている。平成29年度はWistar系妊娠ラットを妊娠初期(妊娠06日)または妊娠後期(1521日)のいずれかの時期に低栄養を行い、その他の時期は通常摂食させて仔を出産させた(妊娠初期低栄養群、妊娠後期低栄養群)。対照群(正常群)は妊娠期間中通常飼育を行った。各群の母ラットから出生した新生仔を用いて生後0日齢(出生直後、未授乳)、7、14、21日齢の腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、超微形態学的に検索を行った結果、生後0日齢(母乳未摂取)の対照群(正常群)の空腸および回腸では管腔に伸びた絨毛とその基部に浅い陰窩が観察された。一方、妊娠初期および妊娠後期低栄養群の空腸では対照群と比較していずれの時期においてもほとんど違いが見られなかった。回腸では、生後0日齢において妊娠初期低栄養群よりも妊娠後期低栄養群において対照群よりも短い絨毛が認められた。妊娠初期および妊娠後期低栄養群の盲腸では、対照群と同様に管腔側に向かって伸びた絨毛様構造が観察された。妊娠初期および妊娠後期低栄養群の結腸近位部では、対照群と同様に管腔側に向かって伸びた絨毛様構造がヒダの上およびヒダとヒダの間に観察された。結腸遠位部では、対照群と同様に絨毛様構造は見られなかった。これらのことから、妊娠中に低栄養状態の母親から生まれた新生仔の回腸において、対照群よりも短い絨毛が観察されたことから小腸、特に回腸に影響を及ぼすことが示唆される。また、妊娠中の低栄養の時期によっても差異が認められたことから、出生後の小腸における栄養の消化吸収機構に影響を及ぼすことが示唆される。通常妊娠および妊娠中の低栄養の時期が異なるWistar系雌性ラットより出生した新生仔の消化管(小腸および大腸)を用いて超微形態学的に観察した結果、妊娠中に低栄養状態の母親から生まれた新生仔(低栄養群)の回腸において、通常妊娠の母親から生まれた新生仔(正常、対照群)よりも短い絨毛が観察された。低栄養群の大腸では、対照群と比較して結腸近位部に差異が認められた。また、妊娠中の低栄養の時期によっても差異が認められたことから、妊娠中の低栄養状態は出生後の児の小腸および大腸に影響を及ぼすことが示唆された。平成28年度は、Wistar系妊娠ラットを通常飼育(正常群)、または妊娠初期(妊娠07日齢)に低栄養で飼育、その他の期間は通常摂食させ(妊娠初期低栄養群)、各群の母ラットから出生した新生仔ラットを用いて生後0(出生直後、未授乳)、7、14、21日齢の腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、形態学的、三次元的、超微形態学的に検索する予定である。また、それらの結果を統計的に解析を行う予定である。平成29年度は、Wistar系妊娠ラットを通常飼育(正常群)、または妊娠後期に低栄養、その他の期間は通常摂食させ(妊娠後期低栄養群)、各群の母ラットから出生した新生仔ラットを用いて腎臓、小腸(空腸、回腸)および大腸(盲腸、結腸近位部、結腸遠位部)を採取し、形態学的、三次元的、超微形態学的に検索する予定である。また、それらの結果を統計的に解析する予定である。栄養形態学、解剖学、栄養学、栄養科学次年度使用額が生じた理由として、人件費・謝金が発生しなかったことがあげられる。また、学会参加が少なく、学会開催地も近隣であったため、予算額よりも小額であったことがあげられる。次年度使用額が生じた理由として、旅費・人件費・謝金が発生しなかったことがあげられる。
道管分化マスター因子が制御する下流遺伝子発現機構の解析

私は、道管分化機構を分子レベルで明らかにすることを目的に、道管分化マスター因子であるVND7についての機能解析を行った。まず、マクロアレイ解析によりVND7が制御する多数の下流遺伝子を明らかにし、それらの中からVND7が直接制御する候補遺伝子を見いだした。また、VND7はVNDタンパク質とダイマーを形成することが明らかとなった。さらに、VND7と相互作用する因子として、VNI2を同定し、VND7の転写活性を負に制御することが明らかとなった。私たちは、これまでに道管細胞への分化を決定するNACドメインタンパク質をコードするVND6 (Vasucular-Related NAC-Domain6)、およびVND7が、道管細胞への分化を決定するマスター因子であることを明らかにした。そこで、本研究では、これらのマスター因子が直接発現を制御する標的遺伝子を同定し、その制御機構を分子レベルで明らかにすることを目的として研究を行っている。本年度はまず、VND6、VND7にグルココルチコイドレセプター(GR)を融合させた過剰発現俸を作成し、道管細胞への分化誘導活性が高く、さらにDEX処理により分化誘導が厳密にコントロールされるT3世代シングルコピーホモ挿入ラインを確立した。これらの形質転換体ラインについて、誘導材であるDEXと同時にタンパク質合成阻害剤であるシクロヘキシミドで処理した後、RNAを抽出しマイクロアレイ解析を行った。その結果、約50の直接発現が制御されると考えられる候補遺伝子を同定した。それらの中には、道管分化過程で発現が誘導される遺伝子が多数含まれており、本実験系が正しく機能していると期待された。これらの候補遺伝子についてプロモーター解析を行ったところ、多くの遺伝子は道管特異的に発現していることが確認された。現在、特に発現が強く誘導された遺伝子については、T-DNA挿入体を取り寄せており、遺伝子破壊株の表現型を調べる予定である。また、候補遺伝子の一つである、XCP1遺伝子については、トランジェントアッセイによりVND7による発現誘導に必要な領域を調べており、現在までに100bpにまで絞り込んだ。さらに、この絞り込んだプロモーター領域上にVND7タンパク質が実際に結合できることをゲルシフトアッセイ法により明らかにした。私たちは、これまでに道管細胞への分化を決定するNACドメインタンパク質をコードするVND6(Vasucular-Related NAC-Domain6)、およびVND7が、道管細胞への分化を決定するマスター因子であることを明らかにした。昨年度はまず、VND6、VND7にグルココルチコイドレセプター(GR)を融合させた過剰発現体を作成した。そして、マイクロアレイ解析を行い、直接発現が制御されると考えられる50以上の候補遺伝子を同定した。今年度は得られた候補遺伝子の中から複数のプロモーター領域を用いてトランジェントアッセイを行ったところ、多くのプロモーターについてVND7によりレポーター遺伝子の発現が上昇することが明らかとなった。XCP1遺伝子についてはVND7により発現が制御される領域を約100bpに絞り込んでおり、そこでこのXCP1プロモーターにVND7が直接結合するか、ゲルシフト解析により検証した。その結果、このXCP1プロモーター領域には少なくとも2カ所の結合領域が存在することが明らかとなった。私たちはこれまでにVND7と相互作用する遺伝子としてVNI2を単離している(山口ら、投稿中)。VNI2の役割を突き止めるために、VND7に制御される遺伝子のプロモーターを用いたトランジェントアッセイを行ったところ、VNI2はVND7の転写活性能を著しく抑制することが明らかとなった。このことから、VNI2はVND7と結合し、活性を抑制することで、道管分化を負に制御していることが明らかとなった(山口ら、投稿中)。
食料の生産・流通・消費空間における安全性確保に関する調査研究

生産、流通、消費空間における食料の安全性確保に必要な衛生管理技術について、国内外の状況を調査分析し、問題点および今後、開発の必要な技術を明らかした。それら成果をAgriHACCPセミナー(2002/1/2、東京農業大学、講演要旨集33頁)において報告し、討議を行った。それ以降の研究成果を含め、研究成果報告書(71頁)にまとめた。具体例を以下に要約する。1青果物の生産、流通に関して、安全性・品質確保のガイドラインが策定され、実施の努力も見られるが、生産地や市場での調査に拠れば生産者・流通業者での普及と実施は未だ満足でない。一方、契約栽培による生産施設では、エア・ウォッシャの導入や製品の微生物検査が一般化しつつある。消費者や顧客の安全性に対する要求を生産者側に伝達するシステムの整備と迅速簡便な微生物検査法が必要である。水耕栽培での簡便迅速な微生物環境モニタリングにATP測定の有用性を明らかにした。2カット野菜における強酸性電解水の殺菌効果は、次亜塩素酸ソーダに対して優位であり、表面付着微生物の抑制、除去に有用であることを明らかにした。3鶏卵の流通では、SE汚染と相関の高い血卵の簡便検出法が望まれており、零細企業の多いGPセンターでの需要にあった機器開発が必要である。4危害発生頻度の高いマイコトキシン(カビ毒)について、生産、収穫、貯蔵、加工の各段階での対策を行う総合管理方式が提唱されており、その有効性を確認した。5米国、オーストラリアで青果物を対象としたGAPガイドラインが作成されている。米国では、主に微生物危害に対する土壌、灌漑用水、作業者、機械の四要素の清浄維持が強調され、オーストラリアでは、残留農薬や重金属による土壌汚染への対応が目立ち、地域性が見受けられる。日本版GAPの作成においても、日本固有の問題と特徴を抽出し、吟味する必要がある。