hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下部マントルの実験的研究

(1)ガーネット固溶体(メジャーライト,Mj)の安定域の決定,下部マントルにおけるCaO,【Al_2】【O_3】成分のホスト相の解明に主眼をおいて、CaSi【O_3】-MgSi【O_3】-【Al_2】【O_3】系の相平衡を、1600°C,27GPaまで詳細に調べた。Mjの安定域は圧力の増大とともにCaSi【O_3】-MgSi【O_3】ジョインの方向に拡大して、20GPa以上では上部マントルで輝石およびザクロ石として存在しているほとんど全ての成分を固溶してしまうことが示された。しかし、24GPa以上ではMgSi【O_3】に富むペロフスカイト(Mg-Pv),【{(Ca,Mg)_2Si_20_6}_(1-X)】【(A1_20_3)_X】組成の凍結不能な相、そして少量のスティショバイトがMjから解離することにより、Mjの安定域はパイロープ(Py)-グロショラー(Gr)ジョインの方向に急速に後退する。しかし、Mjの完全な消去には3GPaの圧力巾が必要とされ、この過程でPy-Grジョインより【Al_2】【O_3】に富む組成の新らしい相が出現することが明らかになった。このMjの解離は670km不連続に重要な帰与をすると見なされるが、下部マントル最上部の90kmの深さの巾にわたって進行することが注目される。(2)上部・下部マントルの溶解分離の可能性を検討するため25GPaにおいて、未分化ペリドタイトの融解実験を行った。2000°Cでは固相線を超えず、3000°Cでは液相線を超えることが判明した。しかし、2500°Cでは液相(70%)と固相(30%)の共存が観察され、固相の同定,固・液相の化学組成が決定された。固相はMg-Pvであること、液相の組成は全岩組成よりSi【O_2】に乏しいことが明らかになった。さらに、固・液相間の【Al_2】【O_3】,CaO.の濃集度,Fe-Mg分配係数が決められた。これらのデータを基に、始源物質組成の変化と、固-液相分離に伴う主要元素の変動の関係を明らかにし、地球形成初期のマントルの溶融分化の検討を行った。
SiC MOS界面の反転層移動度の散乱機構の研究

SiC MOS界面の移動度の劣化要因をホール効果測定とSplit-CV測定を用いた界面評価実験と散乱機構別の移動度の理論計算結果の比較により解明する。移動度のプロセス、面方位依存性と温度依存性等を理論計算の結果と比較することにより、SiC MOSFETの反転層移動度の散乱機構を推定する。散乱機構・散乱体密度のプロセス、面方位依存性の検討により移動度劣化の原因となるMOS界面欠陥の実体を洞察し、SiC MOSFETの反転層移動度改善のためのプロセス開発の指針を得る。
酵素切断部位をもつ新規ハプテン-ペプチド付加体を活用した高親和力変異抗体の創製

本年度は高親和力抗体の回収を可能とするペプチド修飾ハプテンの作製に従事した.まずペプチドについて,トリプシン切断配列とHis6タグおよびその間に数残基のアミノ酸をスペーサーとして組み入れたペプチド(23アミノ酸:N-GGSGGIEGRGAHGGSGGHHHHHH-C)を合成した.合成したペプチドについて,高速液体クロマトグラフィーにより精製した.次にエストラジオール(E_2)の7位カルボキシエチルチオ誘導体(E_2-7CET-NHS)とペプチドを反応させ,ペプチドのN末端にE_2を結合させた.反応生成物を高速液体クロマトグラフィーにより精製し,質量分析計により目的とするペプチド修飾E_2が作製されていることを確認した.作製したペプチド修飾E_2のトリプシン存在下および非存在下における抗E_2抗体との反応性について,抗His6タグ抗体固定化プレートを用いて確認した.その結果,トリプシン非存在下で抗原量に依存したシグナルの増大が認められた.また,トリプシン処理によりこのシグナルが消失したことから,作製したペプチド修飾E_2が意図したとおりの生化学的特性を有していることを確認した.本年度は高親和力抗体の回収を可能とするペプチド修飾ハプテンの作製に従事した.まずペプチドについて,トリプシン切断配列とHis6タグおよびその間に数残基のアミノ酸をスペーサーとして組み入れたペプチド(23アミノ酸:N-GGSGGIEGRGAHGGSGGHHHHHH-C)を合成した.合成したペプチドについて,高速液体クロマトグラフィーにより精製した.次にエストラジオール(E_2)の7位カルボキシエチルチオ誘導体(E_2-7CET-NHS)とペプチドを反応させ,ペプチドのN末端にE_2を結合させた.反応生成物を高速液体クロマトグラフィーにより精製し,質量分析計により目的とするペプチド修飾E_2が作製されていることを確認した.作製したペプチド修飾E_2のトリプシン存在下および非存在下における抗E_2抗体との反応性について,抗His6タグ抗体固定化プレートを用いて確認した.その結果,トリプシン非存在下で抗原量に依存したシグナルの増大が認められた.また,トリプシン処理によりこのシグナルが消失したことから,作製したペプチド修飾E_2が意図したとおりの生化学的特性を有していることを確認した.
タウイメージング用ＰＥＴ薬剤の悪性黒色腫への集積と発現分子を比較する前臨床試験

悪性黒色腫は様々な転移形式を示し、全身の病巣の把握が病変検出や治療効果判定に不可欠である。認知症の新たな分子イメージング法として注目されているtau imaging用PET(陽電子放出断層撮像)薬剤は、melanin産生組織にも親和性があることが組織レベルや臨床PETのデータで報告されている。本研究の目的は、tau imaging薬剤18F-PI-2620のPETをmelanin産生能が異なる複数の悪性黒色腫細胞株の動物腫瘍モデルに実施し、腫瘍の集積と腫瘍内の蛋白やmRNAの発現との相関を検証することである。
日本列島における生態システムおよび文明システムの変遷と人口変動

研究実績の概要1計画最終年度の研究として以下のことを実行した。1)宗門改帳による地域人口の実態解明:懐妊書上帳の分析に引き続いて、関東地方1農村の資料の解析を実行した。年々の有配偶出生力と婚姻、モタリティーなどとの関連をマイクロレベルで解明することを目的としているが、まとまった成果をえるまでに時間を要するため、当該年度中に発表することはできなかった(一部は94年度日本人口学会大会において報告予定)。2)近世日本を中心とする人口学的レジームの特質の抽出:既往の研究に依拠した歴史人口データベースを利用し、社会経済および環境変動との関連を検討した。今年度はモタリティーを中心にした成果の一部を論文として発表した。3)現代的課題への貢献:成熟社会としての現代を比較文明学的、文明史のコンテキストにおいてとらえ、地球環境問題、家族、人口高齢化、少産化、生活洋式の変化などをめぐる新しい文明システムへの模索について提言した(93年度比較文明学会大会で報告、『比較文明』に論文発表、重点領域研究「文明と環境」公開シンポジウムにて報告)。2残された課題1)因果関係:提示した文明システムの転換に関する図式はまだきわめてラフなものでしかない。人口学的要因以外の諸変数(経済、気候など)との関連の解明に本格的に取り組む必要がある。2)地域差:日本列島は独立、かつ完結したひとつの文明地域としてみなしうるが、歴史的には内部で地域差の大きかったことも重要である。このことは、日本列島の文明システム成立の経緯と内外における文明伝播、人口移動などの問題とも関連する。3)歴史人口学をテーマとするシンポジウムを開催することができなかったことは残念である。
Ti-Ni-X形状記憶合金における第三添加元素の原子位置と変態温度の関係

Ti-Ni形状記憶合金に種々の元素を添加することにより、低温で出現するマルテンサイト相の変態温度は大きく変化する。また、溶体化材のTi-Ni合金で出現するマルテンサイト相の結晶構造は通常B19'であるが、第3元素の添加によって、R相と呼ばれている三方晶系のものやB19構造のものがしばしば出現する。添加元素によって変態温度が変化することや異なった相が出現することは今までに数多くの研究がなされているが、それらの変化に関する系統的な理解はまだ得られていなかった。本研究では種々の添加元素(Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Pd、Au)をTiかNiあるいはその両方と置換するように添加し、その原子位置をALCHEMI法を用いて調べた。さらに、DSC測定によりその合金の変態温度測定を行い、また、X線回折により変態した後の結晶構造を調べた。さらにまた、それらの結果から添加元素の種類やその原子位置が種々の相の安定性にどのように関連しているのかを明らかにした。得られた結果の概略は以下のとおりである。1.TiとNiサイトのいずれが他元素に起き変わってもB19'マルテンサイト相の変態温度は低下する。2.添加した元素の価電子数が占有しているサイト(TiあるいはNi)のそれと大きく異なるほど変態温度の低下は大きい。3.R相は、第3元素がNiサイトを占有し、しかも価電子数がNiのそれより少ない場合に広い温度範囲にわたって出現する。4.B19相は、第3元素がNiサイトを占有し、しかもその価電子数がNiより多い場合に広い範囲にわたって出現する。上述したように、本研究では添加元素の種類やその占める原子位置によって、出現する相がどのように変化するのかが系統的に理解できることがわかった。このことは、第3元素の添加による価電子数の変化が相の安定性に重要な寄与をもたらしていることを示すものであり、興味深い。
ニッチ細胞のｍＴＯＲＣ１シグナルを標的とした造血器腫瘍治療法開発のための基礎研究

骨形成を担う骨芽細胞は骨恒常性維持に必須である。また骨芽細胞は、ニッチ細胞として造血幹細胞や血液細胞の機能調節にも関与することが知られているが、その分子機構についは明確になっていない。Mechanistic target of rapamycin (mTOR)は、セリン/スレオニンキナーゼであり、哺乳類ではmTORC1とmTORC2の2種類の独立したシグナル複合体を形成する。Tuberoussclerosis 1 (TSC1)/TSC2は、mTORC1抑制因子である。mTORは細胞外からの栄養因子に応答し、様々な細胞機能を制御することから、ニッチ機能をも発揮する可能性を秘めていることが予想される。本年度は、骨芽細胞特異的なMechanistic target of rapamycin(mTOR)活性化マウスを用いた解析から、骨芽細胞のmTORシグナルが「造血幹細胞の自己複製能、同幹細胞からの細胞分化」あるいは「分化した血液細胞の機能」の調節に関与していることを明らかにした。また、病態生理学的条件下における「ニッチ細胞のmTORC1活性」の重要性を明らかとするため、mTORC1活性化マウスを用いて、白血病モデルマウスを作製し、白血病病態の評価を行った。その結果、mTORC1活性化マウスにおいて、AML細胞の存在割合が野生型マウスと比較して、有意に増加していることが明らかとなった。また、さらに幹細胞マーカーであるc-kitを用いて、AML細胞の性質を詳細に解析したところ、AML幹細胞の画分が、野生型マウスと比較し、有意に増加していることが観察された。また、これらの画分において、増殖の亢進やアポトーシスの抑制が認められた。以上の結果より、骨芽細胞のmTORC1はAML幹細胞の機能を亢進させることで、AMLの進行を促進させている可能性が示唆された。本年度は、生理学的条件下および病態時における、骨芽細胞のmTORC1シグナルの重要性をin vivoで明らかにすることができたため、「進展」と認められる。骨芽細胞のmTORC1下流で変動する因子を探索するため、マウスから骨芽細胞を単離し、AML促進因子の同定を試みる。さらに、同定されたニッチ因子の受容体をノックダウンしたAML細胞をCol1a1-Cre;Tsc1fl/flマウスに移植することで、AMLの急速な進行が抑制できるかどうかを検討する。
短波帯交流電界による農産物の高品質ブランチング処理

交流高電界および短波帯交流により、トマトジュース、包装済み味噌および大豆のブランチング処理を行った。交流高電界処理により、トマトジュース中のペクチンメチルエステラーゼ(PME)を従来加熱の1/100の時間で失活した。27MHzの短波帯交流電界加熱により、包装した600gの味噌の中心温度を従来加熱の1/10の時間で昇温し、フォスファターゼを失活した。短波帯交流加熱は、大豆中のリポキシゲナーゼを失活し、作成した豆乳のn-Hexanalの発生量を低減した。利便性が高い出し入りの味噌は、出しの成分が味噌麹に含まれる酵素フォスファターゼにより分解されるため、出しを添加する前に加熱処理等を施すことにより酵素を失活する必要がある。しかしながら、このときの加熱処理で生味噌の色や風味が劣化することが問題となっている。そこで、本研究では味噌の加熱時間を短縮する目的で、短波帯交流電界加熱処理を行った。味噌中の酵素のプロテアーゼおよびフォスファターゼの活性の変化について、従来法加熱処理と短波帯交流電界処理を比較したところ、今年度の成果として、以下のことが明らかとなった。1.短波帯交流電界処理は、従来法の加熱処理に比べてプラスチック包装した味噌において従来加熱法ではもっとも昇温に時間を要した中心部の味噌の昇温時間を1/3以下に短縮可能なことが分かった。2.短波帯交流電界処理は、味噌中のプロテアーゼ活性及びフォスファターゼ活性を従来加熱処理よりも12°C低い72°Cで完全に失活することが分かった。大豆に含まれる酵素リポキシゲナーゼに着目し、短波帯ブランチング処理による大豆のリポキシゲナーゼの効率的な失活について検討した。大豆(秋田2012年産、りゅうほう)100gを6倍量の蒸留水に5°C, 14時間浸漬した。浸漬した大豆に350mLの蒸留水を加えたものを試料とした。通常の加熱方法として、試料を500mLのメジューム瓶に入れたものを95°Cに設定したオートクレーブ内で25分間加熱し、大豆中心部に挿入した温度計で95°Cに達したことを確認した。短波帯交流電界処理は、試料を150x150mmの2枚のチタニウム板電極間50mmに充填した。27MHz, 2.0kWの短波帯交流電界を2分間印加し、大豆の中心に挿入した光ファイバー温度計の温度が95°Cに到達したことを確認後、速やかに冷却した。処理した大豆を煮汁とともに破砕したサンプルのタンパク質量、水分、トリプシンインヒビター活性、リポキシゲナーゼ活性を測定した。加熱せずに搾汁した豆乳のリポキシゲナーゼ活性およびトリプシンインヒビター活性を100%としたとき、処理後のリポキシゲナーゼ活性は、オートクレーブ加熱処理後29%、短波帯処理後27%と同程度に低下した。一方、トリプシンインヒビター活性は、オートクレーブ加熱処理後1%、短波帯処理後51%であった。今年度の成果として、以下のことが明らかとなった。短波帯ブランチング処理により、固形食品の中心部の温度を素早く昇温することが可能である。短波帯ブランチング処理は、大豆を粉砕することなく大豆リポキシゲナーゼを短時間で失活することが可能である。短波帯ブランチング処理は、従来の加熱処理よりも昇温時間(加熱時間)が短縮されたことから、たんぱく質(トリプシンインヒビター)の熱変性が少ないと考えられる。大豆に含まれるリポキシゲナーゼ(LOX)が不飽和脂肪酸を酸化して過酸化脂質となり、ヒドロペルオキシドリアーゼにより、青臭み成分であるn-Hexanalが生成されることが知られている。以上の酵素反応は大豆の圧搾後、速やかに進行するため、大豆の圧搾前にLOXを失活しておけば、n-Hexanalの生成を抑制できると考え、H24年より短波帯交流電界加熱による浸漬大豆のブランチング処理を行ってきた。短波帯交流加熱処理は短時間でLOXを失活し、TIの失活を抑えることが可能であることがわかった。ただし、短波帯加熱において、均一な加熱が困難であった。そこで、水を強制循環させることにより、均一迅速加熱が実現できた。これにより、加熱精度が高められた短波帯加熱による大豆のブランチングを行ったところ、n-Hexanalの生成量は短波帯電力に比例して、減少することがわかった。つまり、印加する短波帯交流電界強度を高めることにより、n-Hexanalの生成を抑制できることが分かった。本研究の成果として、短波帯加熱によるブランチング処理により、タンパク質などの成分の熱変性を抑えながら青臭みを生じさせない高品質な豆乳を製造することが可能になることがわかった。食品工学短波帯交流電界処理をプラスチック包装された加工食品へ応用した。

短波帯交流電界処理により、味噌中の酵素フォスファターゼおよびプロテーゼを従来加熱法に比べて低い温度かつ短時間で失活可能なことが分かった。短波帯ブランチング処理装置および電極容器を試作した。浸漬大豆の各種ブランチング処理を行い、リポキシゲナーゼの活性変化を測定し、新たな知見が得られた。本研究をまとめるため、以下の事項について研究を推進する。短波帯交流電界処理による固形食品中の各種酵素活性の動的変化メカニズムの解明短波帯交流電界の各種食品素材のブランチング処理への適用コンピューター数値解析を利用し、固形食品の均一な加熱を行える用に装置の改良を行う。各種の短波帯処理による酵素変化の動態解析を進め、酵素失活のメカニズムを解明する。実験装置の改良、酵素活性の分析、電気泳動によるタンパク質の成分分析
上皮バリア機能に関与する新規蛋白質の同定と機能解析

無脊椎動物の上皮では、セプテートジャンクション(SJ)と呼ばれる細胞間接着構造が上皮細胞間の水溶性分子の自由拡散を防ぎ、バリア機能の重要な一端を担う。本研究では、節足動物の内胚葉由来上皮に存在するスムースSJ(sSJ)に特異的に局在する新規の細胞間接着分子Meshを同定し、この分子がsSJの構造と腸上皮細胞のバリア機能に必須である事を明らかにした。多細胞生物が恒常を維持するには、上皮の持つバリア機能により組織内外が分け隔てられる必要がある。上皮細胞がバリア機能を発揮するためには、閉塞した細胞間接着により細胞間の隙間を介した物質の自由拡散を阻止する事が重要である。バリア機能の破綻は組織の不全や癌化の原因ともなるため、閉塞した細胞間接着の形成に関わる機構の解明は医学的にも重要である。本研究では、脊椎動物の上皮細胞と多くの共通点を持つ節足動物ショウジョウバエの上皮細胞をモデルに、上皮バリア機能に関わる新しい進化的に保存性の高い因子を同定し、上皮バリアの新しい機構を先駆的に解明する事を目的とした。そのような新規因子を同定するために、節足動物のバリア機能に関与するセプテートジャンクション(SJ)、その中でも研究の進んでいない内胚葉由来のスムースSJ(sSJ)に注目し解析を進めた。本年度は、節足動物の内胚葉由来上皮としてカイコの中腸を材料とし、sSJが多く含まれる細胞膜分画を単離後、それを抗原としたモノクローナル抗体を作成した。その結果、sSJ部位を認識する抗体の獲得に成功し、続いて抗原タンパク質の免疫沈降とその質量分析により、機能未知の1回膜貫通型蛋白質を同定した。Slfと仮に名付けたこの膜蛋白質は、進化的に保存されている蛋白質である事が判明した。ショウジョウバエのSlfに対する抗体を作成した所、中腸のsSJに特異的に局在する事が判明した。さらに、ショウジョウバエSlfの遺伝子変異系統のホモ接合型は致死であり、電子顕微鏡による観察で中腸上皮の細胞間接着に異常が見られる事も明らかにした。来年度はさらにこの遺伝子変異系統の解析を進め、中腸におけるバリア機能への影響やその制御機構を明らかにしていく予定である。多細胞動物の上皮は、個体内外や体内の区画を分け隔てるバリアとして機能するために、閉塞結合と総称される細胞間接着装置を持ち、上皮細胞同士の隙間を介した水溶性分子の自由拡散を防いでいる。無脊椎動物では、一般にセプテートジャンクション(SJ)と呼ばれる接着構造がその機能を担っており、節足動物では、外胚葉由来の上皮細胞が持つpleated SJ (pSJ)と、主に内胚葉由来の上皮細胞(中腸上皮細胞など)の持つsmooth SJ (sSJ)の2種類存在する。これまで、pSJの構成分子の同定や機能解析が進展していたのに対し、sSJについてはその分子構築、機能ともほとんど明らかにされていなかった。sSJの分子構築を明らかにし、その形成機構と機能を解明することを目的に、sSJ構成タンパク質の探索を行ったところ、新規1回膜貫通型蛋白質Meshを同定した。ショウジョウバエMeshは中腸上皮細胞においてsSJに特異的に局在することを免疫電顕法により確認した。ショウジョウバエmesh遺伝子変異系統は致死であり、電顕観察により中腸上皮細胞のsSJ形態が異常になっていること、蛍光免疫染色によりSsk(我々の研究室で以前同定したsSJ特異的局在タンパク質)の局在が異常になっていることが明らかになった。また、S2細胞にMeshを強制発現させると細胞間接着が誘導された。さらに、MeshはsSJへの局在においてSskと相互依存的であり、共沈実験において両者は複合体を形成することも分かった。以上の結果より、Meshは細胞間接着分子としてSskと協調し、sSJの形成に中心的な役割を果たすことで、節足動物の内胚葉系上皮のバリア機能に関与していることが示唆された。
尿中miRNAによる無侵襲大腸癌診断バイオマーカーの開発

年齢、性別をマッチさせた大腸癌症例(CRC)206例と健常者(HC)209例から採取された尿検体を、1マイクロアレイコホート(CRC:3例vs. HC:6例)、2トレーニングコホート(CRC:140例vs.HC:140例)、3バリデーションコホート(CRC:63例vs. HC:63例)に分けて解析を行った。miRNAマイクロアレイ解析により11種類のmiRNAの尿中での発現がCRCとHCにて異なっていた。トレーニングコホートにおける多変量解析により、miR-XとmiR-Yが独立した有意な大腸癌診断バイオマーカーの候補と考えられた。miR-XとmiR-Yより作成した診断パネルはROC曲線におけるAUC = 0.739と良好な結果であった。今後、独立したバリデーションコホートで検証予定である。研究の進捗は順調である。280例のトレーニングコホートを用いた解析により、尿中の2種類のmiRNAの組み合わせにより大腸癌が診断可能であることを見出した。今後は、本診断バイオマーカーパネルの精度を、独立した126例のバリデーションコホートを用いて検証する予定である。当初は、今年度に全コホートの尿中miRNAを一気に抽出する予定であったが、今年度内はトレーニングセット症例からのmiRNA採取にとどめまずはトレーニングセット内の解析を優先したため予算が次年度へ繰り越しとなった。次年度への繰り越し予算は、バリデーションコホート症例からの尿miRNAの抽出・発現解析に使用予定である。
電気浸透法による土壌の水溶性成分の移行特性とその応用的研究

電気浸透による土壌溶液の移動による応用的研究を進展させるためには使用する電極を安価で耐久性に優れ、持ち運びに便利なものを開発する必要があった。そこで、本研究ではまずこの目的に合致する電極を種々試作した。その結果、導電性の高い炭素微粒子を素材に分散させたゴム電極を開発するのに成功した。本電極は水中では銅電極の98%の電導効率を示すと共に、電極面での酸化による劣化は著しく抑制された。また、土中では電極板に塩の付着は認められるものの、酸化劣化は起らず、5ヶ月間連続使用(25V、電流密度100mA/cm^2)でも電極は十分に耐え、本研究の目的を遂行する電極として適することを証明した。土壌の電導性を高めるために土壌に各種塩水溶液を加えて塩類土壌を創出し、検討した結果、陽極側にアニオンが急速に移行し、陰極側に強アルカリの土壌溶液の移動とともにカチオンが移行した。しかし、イオン種によって移動パタ-ンは異なりアニオンではCl^-≧NO_3^->SO_4^<>>PO_4^<3->と荷電数の小さい方が移動速度は大きかった。カチオンではNa^+とK^+、Ca^<2+>とMg^<2+>は同じ荷電数でもその移動パタ-ンは著しく異なった。有機酸およびアミノ酸も電気浸透で移動したが、土壌溶液中には低濃度ながらかなりの未同定物質があった。アブラナ根こぶ病菌はアブラナ根に絶対寄生する防除困難な連作病害であるが、その病兆に特徴があるため、電気浸透下で本菌がどのような行動をとるかを検討した。実際のフィ-ルドとほぼ等しい大きさの区画にチンゲンサイを栽植し、アブラナ根こぶ病菌を土壌に接種し、電気浸透下10回連作したところ、陰極側に明らかに根こぶ病罹病個体が多い傾向にあることがわかった。陰極側はpHが高く、根こぶ病菌の化学環境としては本来不適であるにも拘わらず、罹病個体が多かった事実は、土壌溶液の移動に伴い、それに浮遊して陰極側に移動せざるを得なかったものと推論した。土壌を湿潤し,塩類を添加した後,土壌に直流電流(25V・100mA)を通ずるときわめて短期間のうちに,負極での電気伝導度(EC)が減小する一方,陽極でのECが増大した.この現象と同時に,電極反応による銅板の腐食が著しいことも観察された.本研究の将来の応用的展開を行っていく上でかかる電極の腐食問題は大きな障害となることが予想されたので,本年度はまず,安定で比較的安価な取扱い易い電極の開発を行った.種々の検討の結果,細い銅線でネット状としたものを炭素の微粒子を包蔵するゴムシートでコーティングすることにより,本研究に最適の電極を作製することができた.本電極を用いて,火山灰起源未耕地土壌に対して,標準塩類組成(US.Salinity Laboratory提示)の塩類を種々の濃度に調整して加え,土壌水分の変化による水溶性塩類の移行特性を追跡した.通電条件を上記の条件に合わせて行うと高水分・低濃度塩類区でもっとも大きなイオンの移行特性がみられ,低水分・低濃度塩類区で最小であった.

土壌水分の塩類濃度の組み合せから,土壌水分が土壌中の種々の物質の電気移行性にもっとも大きな影響を及ぼす要因の一つと考えた.イオン移行の特性は電極に銅板を用いた場合と類似の傾向を示したが,負極でのEC値の低下または正極でのEC値の増大の時間的変化は新しく開発した電極で若干の遅延があることを見出した.これは電極の導電特性によるものも考えられた.イオン移行の特性でもっとも興味ある事実は通電によって生じた土壌中での物質の偏在性が通電を停止した後もほとんど変化することなくそのままの偏在性で維持されるという事実である.このことは塩性土壌の改良の基本を本研究の応用によって行なおうとするとき,きわめて有利な要素であると示唆された.次年度以降は水溶性成分の移行特性が植物の生育にどのような影響を及ぼすかについて,根圏微生物との生態との関係から検討していく予定である.62年度に開発したゴム電極を用い、直流電流25Vを通電したときに起る土壌中の変化を室内実験で追跡するとともに、ビニルハウス内に設置した実用化モデル実験では、実際にアブラナ化植物を栽植し、アブラナ根こぶ病菌による罹病発生状況を検討した。1.室内実験この実験では電極として、ゴム電極の他に、比較のため銅板電極を用いた。径20cm、長さ50cmの硬質塩化ビニル製円筒内に水分率35%の鉱質土壌を充てんした。土壌の種類は各種水溶性塩を添加して作成した塩類土壌と通常の自然土壌であった。円筒の両側に電極を密着させて通電し経時的に土壌中での物質移動を追跡した結果、塩類土壌では通電後72時間後には陽極側に多量の陰イオンの集積が、陰極側には陽イオンの集積が認められた。この傾向は銅板電極で顕著であったが、同時に腐食も著しく、陰極側電極よりイオン化した銅イオンが逆に土壌中に蓄積した。ゴム電極は2ヵ月の連続通電においても安定であり、実用化に向けて大きく前進した。有機酸、アミノ酸分析も今後検討していく予定である。2.実用化モデル実験長さ10m、幅0.5mの面積をコンクリートブロックで包囲し、土層の深さが40cmとなるように腐植質火山灰土(黒ボク土)の未耕土を充てんし、この土槽をさらに4区分し、根こぶ病菌接種・電極区2区と、病菌接種・電極無使用区・病菌無接種・電極無使用区を設置した。実験装置など施工のため、アブラナ科植物の栽植は11月開始となり、1月下旬に収穫した。無加温と日射量のバラツキのために、生育量には、一定の傾向は認められなかったが、根こぶ罹病の固体数は病菌接種・電極無使用区で明らかに高いことがわかった。今後は連作をくり返し、根こぶ病発生の動向を検討するとともに、実験室レベルで病菌に対し検討したい。本研究により開発した特殊なゴム電極を用いて、本年度は土壌中の種々の有機酸、アミノ酸など有機化合物の直流通電による移行を検討した。土壌は灰褐色低地土壌の風乾細土を最大容水量の60%の水分含量にしたものを用い、この土壌を直径20cm、長さ50cmの円筒形硬質塩化ビニル容器に充填した。カラムの両側にゴム電極を密着させた後、アノ-ドとカソ-ドの間に初期30V,0.1mA/cm^2の直流電流の通電からスタ-トし、一定電流が維持できるように自動的に電圧のみが変動するように調節した。実験系はアノ-ドに接した部分に直径4mmの細孔の隙間を設け、外部とガラス管とを通じて連絡できる開放系と、外部との連結がまったくない密閉系の2系から構成した。通電後約6時間から開放系のガラス細孔を通じて黒色の溶液が流出しはじめた。溶出速度は初期は5ml/hr,後期は1ml/hrとなり時間の経過とともに遅くなった。溶液のpHは初期が10.8であったが、時間の経過とともに低下し、最後の溶液画分5mlについては7.0であった。
生後６ヵ月未満児のインフルエンザ予防に関する疫学調査

生後6ヵ月未満児のインフルエンザ予防に対する母親のワクチン接種の効果を検討するため、シーズン前に出生した児4,068人を対象にコホート研究を実施した。シーズン中、85人(2%)がインフルエンザの診断を受け、うち19人(0.5%)が入院した。児のインフルエンザに対する母親のワクチン接種の有効性は、妊娠中の接種で60%、出産後の接種で48%であった。母親のワクチン接種は児のインフルエンザ入院に対しても予防効果を認めたが(有効性70%)、入院例が少なく有意差を検出するには至らなかった。出生児のインフルエンザを予防するため、児の母親に対するワクチン接種(特に妊娠中の接種)が重要であることが示唆された。【具体的内容】本研究では、「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果を検討することを主な目的としている。平成25年度は、この目的を達成するために、2013年9月12月の期間に、大阪府内の産婦人科医療機関で調査を行い、シーズン前(11月12月)に出産を予定している妊婦の登録を行った。また、登録時の情報を用いて、妊婦のワクチン接種行動に影響する因子を検討した。1.対象妊婦の特性:登録した妊婦は合計4,857人、年齢の中央値は31.0歳、妊娠前の身長、体重の中央値はそれぞれ158.3cm、52.0kgであった。妊娠前に基礎疾患を有した者は1,458人(30%)であり、疾患の内訳は不妊症451人(9%)、喘息286人(6%)、貧血160人(3%)、卵管の病気133人(3%)、精神疾患125人(3%)などであった。登録時、既に2013/14シーズンのインフルエンザワクチンを接種していた者は233人(5%)であった。2.妊婦のワクチン接種行動に影響する因子:1年齢24歳未満、2妊娠中の喫煙者はワクチン接種率が低い(それぞれ1%)。一方、3前シーズンのワクチン接種歴を有した者は、接種率が高かった(11%)。【意義、重要性等】欧米では、インフルエンザ合併症のハイリスク者として、妊婦に対するワクチン接種を推奨している。本研究により、本邦における妊婦のワクチン接種率を明らかにすることができる。なお、上記の解析結果は登録時の情報に基づいており、登録日以降にワクチン接種を受けた者は考慮されていない。今後、出産後およびシーズン後の調査により、妊娠中のワクチン接種率について結論を得るとともに、主目的である「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果の検討に着手する。平成26年度は、この目的を達成するために、2013/14シーズン調査の情報をもとに、妊婦のワクチン接種状況、児のインフルエンザ罹患・入院を検討した。シーズン中の発病調査の情報が得られた児は合計4,087人、在胎週数は平均39.3週、出生体重は平均3,009g、先天奇形を有した児は173人(4%)であった。年上の兄弟を有する児は1,753人(48%)、保育所・託児所に通所している児は292人(7%)であった。シーズン中にインフルエンザ診断を受けた児は83人(2%)、インフルエンザで入院した児は18人(0.4%)であった。2013/14シーズンのワクチン接種を受けていた妊婦は1,604人(39%)、うち妊娠中にワクチン接種を受けた者は1,119人(27%)、出産後に受けた者は464人(11%)、接種時期不明21人(1%)であった。【意義、重要性等】「生後6ヵ月未満児」はインフルエンザ重症化のハイリスク集団であるが、インフルエンザワクチンを接種することができない。そこで、欧米では、「生後6ヵ月未満児」を世話する者(特に妊婦)へのワクチン接種を積極的に推奨している。しかし、「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果を示した研究は、非常に少ない。本研究により、「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果について、「妊娠中にワクチン接種を受けた場合」と「出産後にワクチン接種を受けた場合」の効果を別々に検討することが可能となる。これらの結果は、「児のインフルエンザ・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果についてのメカニズム考察に資する。【具体的内容】本研究では、「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「母親のワクチン接種」の効果を検討することを主な目的としている。2013年10月12月に、大阪府下の産科医療機関で出生した児4,068人を対象とした。2013/14シーズンに、インフルエンザ診断を受けた児は85人(2%)であり、母親がワクチン接種をしていた場合、未接種に比べて、インフルエンザ診断を受けた児が少なかった(1% vs. 3%)。「児のインフルエンザ」に対する「母親のワクチン接種」のORは、妊娠中の接種で0.40(95%CI:0.18-0.87)、出産後の接種で0.52(0.19-1.41)であり、妊娠中の接種によるOR低下は統計学的有意性を示した。

一方、「児のインフルエンザ入院」については、結果指標を発生した者が少なく(15人、0.5%)、「母親のワクチン接種」のOR(95%CI)は0.30(0.06-1.42)に低下したが、検出力不足のため、統計学的有意差を検出するには至らなかった。【意義、重要性等】「生後6ヵ月未満児」はインフルエンザ重症化のハイリスク集団であるが、インフルエンザワクチンを接種することができない。そこで、欧米では、「生後6ヵ月未満児」を世話する者(特に妊婦)へのワクチン接種を積極的に推奨している。しかし、これまでのところ、「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果を示した研究は非常に少ないため、本研究により、母親のインフルエンザワクチン接種(特に妊娠中の接種)が出生児のインフルエンザや入院を予防するという結果を示したことは重要な知見である。妊婦は、出生児のインフルエンザを予防するためにも、インフルエンザワクチンを接種すべきであると考えられた。生後6ヵ月未満児のインフルエンザ予防に対する母親のワクチン接種の効果を検討するため、シーズン前に出生した児4,068人を対象にコホート研究を実施した。シーズン中、85人(2%)がインフルエンザの診断を受け、うち19人(0.5%)が入院した。児のインフルエンザに対する母親のワクチン接種の有効性は、妊娠中の接種で60%、出産後の接種で48%であった。母親のワクチン接種は児のインフルエンザ入院に対しても予防効果を認めたが(有効性70%)、入院例が少なく有意差を検出するには至らなかった。出生児のインフルエンザを予防するため、児の母親に対するワクチン接種(特に妊娠中の接種)が重要であることが示唆された。想定を大きく上回る妊婦の協力が得られたことにより、「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果を検討する上で、十分な検出力が期待できる。また、十分な対象者数が確保できたことにより、「妊婦のワクチン接種」の効果について、「妊娠中にワクチン接種を受けた場合」と「出産後にワクチン接種を受けた場合」を別々に検討することが可能となり、メカニズムの考察に資することができる。27年度が最終年度であるため、記入しない。疫学・公衆衛生学2013/14シーズン調査によると、インフルエンザ診断を受けた児は2%、妊婦のワクチン接種率は約30%であり、ワクチン有効性を検出するために必要なサンプルサイズは2,000人と算出された。この調査では、これを大きく上回る出生児の登録が得られており、「妊婦のワクチン接種」を「妊娠中のワクチン接種」と「出産後のワクチン接種」に分けて検討することが可能と考えられた。そこで、今後は、2013/14シーズン調査で得られた情報について、データを十分に精査し、詳細解析を行なう。特に「生後6ヵ月未満児のインフルエンザ罹患・入院」に対する「妊婦のワクチン接種」の効果について、「妊娠中にワクチン接種を受けた場合」と「出産後にワクチン接種を受けた場合」を別々に検討することにより、「妊婦のワクチン接種」の効果についてのメカニズムを考察する。例えば、「妊娠中のワクチン接種」と「出産後のワクチン接種」の効果が同等であった場合、児と最も多く接するであろう母へのワクチン接種により母のインフルエンザ罹患が予防され、児への二次感染が予防された可能性が考えられる。一方、「妊娠中のワクチン接種」の効果が、「出産後のワクチン接種」の効果よりも高い場合は、妊娠中のワクチン接種で誘導された抗体の児への移行が、メカニズムに関与している可能性が考えられる。
革新的ポリアセン骨格構築法の開発

報告者は、塩化金触媒存在下でオルト位にアルキニル基を有するベンズアルデヒド1とアセチレン化合物2を反応させると、ナフタレン骨格が一気に構築できることを既に見出している。反応は基質1のアセチレン部位が塩化金に配位することで活性化され、これを通してカルボニル基が活性化されてベンゾピリリウム型中間体3が形成されると考えられる。続いてこれに対しアセチレン化合物がDiels-Alder反応を起こしビシクロ型中間体4となり、これからカルボニル酸素が転位して生成物5が得られたと考えられる。今回本反応を用いてアントラセン骨格の構築に成功した。すなわち、基質としオルトアルキニルベンズアルデヒドに対し、銅触媒とブレンステッド酸複合系触媒を用いてヨードエンイン化合物を反応させたところ、1-ヨード-2-アルケニルナフタレン化合物を収率良く得ることができた。続いて園頭反応を用いてヨード基をアルキニル基に変換した後、銅触媒存在下で加熱したところ環化反応が進行し、アントラセン誘導体を収率良く合成することに成功した。本反応を繰り返し行えば、ポリアセン骨格の効率的な構築が可能となる。本反応は優れた芳香環形成反応であるが、常に生成物がアシル基を有することになる。ところが今回、本反応を銅触媒とブレンステッド酸複合系で行ったところ、アシル基を持たない芳香環が構築できることを見出した。この反応は、金触媒と同様に銅触媒により中間体4が形成されると思われるが、この4にブレンステッド酸が付加することにより炭素-酸素二重結合が単結合に変換した中間体6が生成し、レトロタイプのDiels-Alder反応が起こり反応が進行するものと思われる。更に本反応をベンゼン環構築に応用したところ同様に反応が進行し、収率よくベンゼン化合物が得られることを見出した。
非視覚光応答による肥満代謝制御

生物は睡眠・覚醒や体温、代謝など、一日周期で様々な生体反応を示す。それらの概日リズムを制御する体内時計が概日時計である。概日時計の周期は正確に24時間ではない。そのため哺乳類の概日時計システムは、外界環境からの刺激を利用して日々の時刻のずれの補正を行っている。最も重要な時計調節因子は、光と食事である。本研究では両因子がいかに相互作用して生体の恒常性維持に寄与するかの解明を目指す。
1920年代ドイツおよびイタリアにおける知識社会の構図と自由主義者の精神構造

1900年代初頭のドイツおよびイタリアの思想状況は、(1)西欧諸国に対抗し、独自の国民国家を形成するための国家主義、(2)西欧型個人主義、民主主義思想、(3)第一次ロシア革命の影響による社会主義思想が入り込む。これらの思想に対して、いわゆる《自由主義者》は、一定の距離を保ちながら、リベラルな思想を展開することがでた。しかし、1920年代に入ると、《自由主義者》は復古的な思想にとらわれてゆく。今年度の研究においては、ドイツの教育学者エルンスト・クリーク(1882-1947)、イタリアの思想家ジョヴァンニ・ジェンティーレ(1875-1944)を取り上げて分析をした。彼らは、いずれもカント哲学の影響力が退潮して行く時代の中で育ち、ヘーゲル哲学に依拠する《自由主義者》であった。彼らの根本的思惟構造は弁証法であり、理念的なものを現実的なものととらえる。そのコロラリーとして、共同体(Gemeinschaft, comunota)としての国家が理念的なものとなり、また現実的なものとなる。そして、最後にはプラトン以来の伝統である「国家が個人に優先する」という国家哲学を、政治的スローガンとして掲げるようになった。このように彼らの立場が、思弁的な自由主義から、行動的なショーヴィニズムに転じて行く要因として、1920年代の政治的・社会的状況を見逃すことのできない。しかし、彼らの思想構造それ自体の中に、所与の現実を安易に肯定するロジックが、最初から組み込まれていたと考えるべきである。
ライフライン構造物を有する砂地盤の部分的な締固めによる液状化対策工に関する研究

本研究では、緩い砂地盤中に埋設される地中構造物の液状化時の浮上がりに対する抑制工として、(1)締固め工法のみを用いた場合の締固め範囲の変化および締固め領域内での地中構造物の埋設深さの変化が液状化時の地中構造物の挙動に及ぼす影響、(2)締固め工法と締切り工法を用いた場合の液状化に伴う構造物の浮上がり並びに地盤流動の防止効果について、有用な知見を得ることを目的として重力場での模型振動台実験を実施した。その結果明らかになった事を以下に示す。(1)埋設構造物の浮上がり量は、締固め幅Wに対し反比例の関係にある。しかしながら、液状化層厚Hに対する締固め幅Wの比W/Hが1.0において、構造物埋設深さの深い場合のみならず浅い場合においても地盤全域を改良した場合とほぼ同程度の構造物浮上がり抑制効果が得られた。これより構造物の埋設深さDに関わらずW/Hが1.0程度あれば十分な浮上がり抑制効果が得られることが明らかになった。(2) W/Hが1.0より小さい場合は、構造物埋設深さDは構造物の浮上がり量に大きく影響を与える。すなわち、構造物埋設深さDが小さい程構造物の浮上がり量は大きくなる傾向がある。(3)締固め範囲が狭くなる程、未改良域から改良域への間隙水の浸透の影響がより大きくなり、それに伴い改良地盤内の地盤剛性の低下より顕著に現れる。(4)埋設構造物の浮上がり挙動は、締固め範囲内での埋設構造物直上および底面で観察される過剰間隙水圧の挙動に依存している。(5)埋設構造物底面における土被圧増分並びに間隙水圧増分が有効土被圧に達すると同時に加速度振幅も急激に減衰し、埋設構造物に浮上がりが生じる。(6)締切り工適用時では、矢板によって構造物浮上がりに伴う地盤流動が抑制されるため、浮上がり量が小さくなった。(7) I型矢板の1/10程度の剛性の小さい矢板においても浮上がり抑制効果は十分に現れた。(8)締切り工法と締固め工法の併用時は、締固め工法適用時、締切り工法適用時と比較し約2倍の浮上がり抑制効果が現れた。本研究は、緩い砂層中に建設される地中構造物の液状化時に対する浮上り抑制工として締固め工法を用いる場合について、締固め領域の相対密度を70%と一定に定めたときの締固め範囲の変化(W=0,30,60cm:液状化層厚60cm)が、液状化時の地中構造物の挙動にどのような影響を与えるかを検討するために実物との相似則を考慮した模型振動台実験を行った。その結果明らかになったことを以下に示す。(1)液状化層厚に対する締固め幅の比W/Hが大きくなるほど模型構造物の浮き上がり変位は抑制され、その効果は、W/Hの値に比べより顕著に現れる。(2)締固め範囲の相対密度がDr=70%の時、締固め範囲がより狭くなると、液状化後の再堆積に伴う未改良域での沈下と地盤上層部において改良域が未改良域に倒れ込むような変形がより大きな範囲で観察される。(3)締固め範囲内での地盤の剛性の変化、及び模型構造物の浮き上がり量の増減は、締固め範囲内での過剰間隙水圧の挙動に依存している。(4)未改良の実験(締固め領域を設けない)においては、模型構造物底面での土被圧増分並びに間隙水圧増分がσ_vにほぼ達すると同時に加速度振幅も急激に減衰し、模型構造物に浮き上がりが観察された。

(6)締切り工適用時では、矢板によって構造物浮上がりに伴う地盤流動が抑制されるため、浮上がり量が小さくなった。(7) I型矢板の1/10程度の剛性の小さい矢板においても浮上がり抑制効果は十分に現れた。(8)締切り工法と締固め工法の併用時は、締固め工法適用時、締切り工法適用時と比較し約2倍の浮上がり抑制効果が現れた。
ヒト培養細胞を用いた化学発癌の研究

本研究班は、ヒトの発癌にもっとも重要な役割を果していると思われる化学発癌、放射線発癌のメカニズムをヒトの培養細胞を用いて研究することを目的に編成され、本年度で第3年の最終年度を終了した。この研究の最終目的は、再現性の高いヒト細胞のトランスフォーメーション実験系を樹立することにあったが、その点では目的を達成できなかった。しかし、ヒト細胞が他の種の動物に比べて高度の染色体安定性を示しながらも、X線、化学発癌物質の反復処理によって低頻度にトランスフォーメーションすること、好発癌性疾患の一つ、家族性大腸ポリポージス症由来の線維芽細胞はトランスフォーメーションしやすいこと、化学物質、放射線照射で部分的にトランスフォームした細胞は、ras遺伝子によって造腫瘍性を獲得すること、などが明らかになった。また、各種ヒト細胞の分離培養の技術が確立され、それらの細胞を用いて、発癌の各ステップのメカニズムが解析された。例えば、ヒト表皮細胞は、マウス表皮細胞と同じ程度に発癌物質を代謝し、DNA修復能をもつが、発癌プロモーターに対する反応では著しく異なり、ホルボールエステルへの結合部位をもつにもかかわらず、そのダウンレギュレーションがなく反応性にも欠けることが明らかになった。ヒト癌細胞の特性解析も行なわれ、扁平上皮癌細胞ではEGFレセプター遺伝子が増幅し、EGFレセプターが過剰発現していることが明らかになった。その他、癌好発性遺伝疾患のDNA修復能分析、ヒト発癌物質diethylstilbestrolの作用機作、ヒト細胞の発癌物質代謝能の個人差、姉妹染色体交換誘導能の個人差と発癌リスク、ヒト細胞への遺伝子導入法など、多方面からの研究が行なわれた。本研究班のこの3年間の活動により、ヒト細胞の特性が明らかになり、これからの研究発展のため重要な基礎資料を得ることができた。今後は、特により効果的な遺伝子導入法の開発と、それによる研究成果を期待したい。
葉原基分化を時間的に調節する分子遺伝学的機構に関する研究

葉の分化の時間的な制御機構の解明は、シュートの形質改変による育種に重要な知見を与えうる。本研究によりイネにおける葉間期制御の遺伝的ネットワークの一端を明らかにした。イネのPLA1、PLA2遺伝子は植物ホルモンのジベレリンによって発現が誘導され、そして下流のOsSPL遺伝子の発現をそれぞれ異なる経路で制御することによって葉間期を調節していることを明らかにした。また、PLA遺伝子とAPO遺伝子は独立に葉間期を制御することも明らかにした。過剰発現体の解析からは、PLA遺伝子は器官サイズや数の決定に関与しており、その発現量を制御することによって、植物の形態形質を改変できる可能性が示唆された。これまでの解析からpla変異体では植物ホルモンであるジベレリンに対しての反応性が低下していることが明らかとなった。生理学的な解析から、PLA遺伝子の作用はジベレリンの情報伝達経路の下流に位置すると考えられた。このことを遺伝学的に実証する為の材料作りを行ない、複数のジベレリン関連変異体との交配を行い、F1種子を得た。PLA変異体と逆の表現型を示す変異体(o-707)の詳細な表現型解析と原因遺伝子の単離を行ない、葉間期の延長と葉の伸長は、これまで認識されていなかった既知の植物ホルモンの新しい効果によるものであることが明らかとなった。また、PLA遺伝子との関係を明らかにする為に二重変異体の作出を行なった。PLA2遺伝子はRNA結合タンパクをコードすることから、何らかのRNAに結合し下流の遺伝子発現制御に関わっていると考えられる。昨年度Hisタグを付加したPLA2をpla2変異体に導入し、表現型を相補した植物体を得た。今後この材料を使って、結合RNAの探索を行なう予定である。これまで葉間期制御に関わる遺伝子はPLAl,PLA2,PLA3以外にSPL遺伝子が知られている。昨年度はイネのSPL遺伝子を同定すると共に、今後のPLA遺伝子とSPL遺伝子の関係を明らかにする為の材料作りを行なった。次年度はpla変異体、PLA過剰発現体の背景でのSPL遺伝子の発現変動などを観察する予定である。plal変異体と野生型の茎頂部を用いてメタボローム解析を行った。両者で有意に蓄積量の異なるメタボライトがいくつか検出されたが、これまでのところPLA1の基質や代謝物との関わりが疑われる物質は検出できなかった。野生型の葉のマイクロアレイ解析によって、イネの葉の様々なステージ、部位で特異的に発現する遺伝子のリストを入手した。これによって、今後のPLA遺伝子の発現改変に用いる為の基盤情報を手に入れた。これまでの解析からpla変異体では植物ホルモンであるジベレリンに対しての反応性が低下しており、更にジベレリン処理においてPLA遺伝子の発現が上昇することを見いだしていた。しかし遺伝学的な検証はできていなかったため、ジベレリン関連変異体との二重突然変異体を作成し解析を行ったところ、PLA遺伝子の作用は遺伝学的にもジベレリン経路の下流に位置することを明らかにした。pla変異体と逆の表現型を示すpre変異体(o-707)はストレス応答に重要な植物ホルモンであるジャスモン酸の生合成経路の変異体であることを明らかにし、ジャスモン酸が葉間期や葉の成長に関与していることを示した。PLA遺伝子による葉間期制御とジャスモン酸による葉間期の制御過程を明らかにする為に、pla変異体とpre変異体との二重変異体を作成した。これまで葉間期制御に関わる遺伝子はPLA1,PLA2,PLA3以外にSPL遺伝子が知られている。本年度はpla変異体背景でのSPL遺伝子の発現変動の調査、それぞれの二重変異体の表現型解析を行った。その結果、pla1,2変異体背景では特定のSPL遺伝子の発現が減少しており、pla1,2での葉間期の短縮はSPL遺伝子の抑制によるものであることが示唆された。またpla1,2変異体においてSPL遺伝子を過剰発現させると部分的にpla変異体の葉間期の表現型を相補した。このことから、SPL遺伝子はPLA1,2遺伝子の下流で葉間期の制御を担っていることが明らかとなった。一方、SPL遺伝子はmicroRNA156(miR156)によってその発現が制御されているが、pla2変異体背景のみでmiR156の蓄積量は増加していた。このことから、PLA1とPLA2のSPL遺伝子発現への関与様式は異なることが示唆された。本年度は本研究課題の総括として葉間期制御に関わる遺伝子の遺伝的相互作用の解析を行なった。PLA1、PLA2遺伝子とAPO1, APO2遺伝子は共に葉間期を正に制御する遺伝子であるが、それらの二重変異体は、単独の変異体よりもさらに葉間期が短縮する表現型を示した。

茎頂分裂組織における細胞分裂活性を調査した結果、葉間期と負の相関が認められ、葉間期が短縮する原因の一つは茎頂分裂組織における細胞分裂活性の上昇によるものであると考えられた。OsSPL14遺伝子はPLA遺伝子の下流因子であると考えられているが、OsSPL14を過剰発現させると茎頂分裂組織における細胞分裂活性が低下し、pla変異体の葉間期の表現型が回復した。このことから、OsSPL14遺伝子がPLA遺伝子の下流での茎頂分裂組織における細胞分裂を制御していると推測された。OsSPL14遺伝子のパラログ遺伝子にも着目したところ、OsSPL14遺伝子と同じクレードに属する三つのOsSPL遺伝子の発現量はpla1、pla2変異体内で減少していることが明らかになった。よって、PLA遺伝子の下流にはOsSPL14のみならず、他のOsSPL遺伝子も関与していることが示唆された。ジベレリンによってOsSPL遺伝子発現量が変化するかを調べたところ、一つのOsSPL遺伝子がジベレリンによって発現が促進され、その発現の上昇にはPLA1の活性が必要であることが明らかになった。以上の本研究の結果から、PLA遺伝子を中心とした上流制御因子と下流制御因子を見いだすとともに、葉間期制御の遺伝的ネットワークの一部を明らかにすることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。植物遺伝育種学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画通りに研究を進行させ、それぞれの項目に対してデータの取得と研究材料の構築を行なった。データの解釈や挑戦的な解析に関しては課題もあるが、想定内の範囲である。昨年度の解析結果に基づき、予定通りに研究を進行させる予定である。近年ゲノム編集技術の進展によって、イネにおいても任意の遺伝子におけるknock-outが可能となってきた。本研究ではpla変異体において大きな発現変化を伴う遺伝子がマイクロアレイ解析によって多数同定されている。そこで、それらの遺伝子が葉間期の制御に機能を持っているのか、PLA経路の下流で機能しているのかを、複数の遺伝子におけるknock-out個体を作出することによって明らかにする。昨年度は変異体の遺伝子単離の解析に次世代シーケンサーの利用を考えていたが、一部は通常のマッピング、またはシーケンスによって解析を進めた。本年度は次世代シーケンサーを使用した解析による支出を予定している。昨年度はPLA2のターゲットRNAを同定する計画を立てており、その費用にかかる支出を計画していたが、ターゲットRNAの同定は現時点では非常に挑戦的であり、費用対効果を考えると、他の解析を集中して行う方が、本研究計画の推進にとって重要であると判断した。次年度は遺伝学的解析、発現解析を集中して行う予定であることから、それらの解析に必要な試薬等の購入に使用する。