hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「食」を契機とする在宅療養高齢者の生活支援モデルの構築

(1)食支援のための舌運動に注目した摂食嚥下モニタリングシステムの開発:下顎部周辺に表面筋電を配置し発音時のデータを採取しニューラルネットワークにより分析しシステムを開発した。(2)生活支援モデル案の作成:食支援を積極的に展開している訪問看護師を対象に、食支援内容を明らかにしてモデル案を作成した。(3)生活再構築支援モデルの試行と評価:(2)で作成したモデルに基づきプログラムを作成し6カ月間実施し、介入3カ月後と6カ月後にその効果を評価した。(2)で提案されたモデルに加え、療養者を中心にチームで対話し療養生活を考えるプロセスが、療養者の“自分らしく暮らす"力の再獲得に至ったと考えられた。本研究は、在宅療養高齢者の生活支援モデルを構築することを目的とし、研究期間中には、在宅で可能な食を進めるためのアセスメント・モニタリングシステムの開発、摂食ケア学習プログラムの開発(支援家族用、看護師用)、「食」を契機とする在宅療養高齢者の生活支援モデル案の作成、生活支援モデルの試行と評価、生活支援モデルの精錬と汎用化の検討を行う。平成27年度は以下の研究を実施した。1.在宅看護における食支援に関する文献検討、2.センシング技術を応用した咀嚼嚥下のアセスメントとモニタリングシステムの開発:咀嚼嚥下時の舌の動きの可視化を行うため、咀嚼時の額顔面周辺の表面筋電図データを採取し、舌の動作分析を行った。3.在宅看護の場における食支援の具体的な方略の検討:先進的に食支援を実施している訪問看護ステーション2か所を対象にインタビューを実施し、1)経口摂取や食形態決定のためのアセスメント、2)目標の設定と家族との共有方法、3)対象者への具体的な働きかけのポイント、4)食の援助をすすめる上での注意点、5)多職種との協働の在り方について質的分析を行い抽出した。4.摂食ケア学習プログラムの作成のため、6名の訪問看護師にフォーカスグループインタビューを実施し、1)食支援において困難と感じること、2)その際に生じる葛藤、3)その際に気をつけていること、4)必要だと思うサポートについて質的分析を行い抽出した。これら、14をもとに生活支援モデル案を検討した。当初計画していた通りの調査研究、1.在宅看護における食支援に関する文献検討、2.センシング技術を応用した咀嚼嚥下のアセスメントとモニタリングシステムの開発、3.在宅看護の場における食支援の具体的な方略の検討、4.摂食ケア学習プログラムの作成のためのニード調査を実施し、平成28年度の調査に必要な結果を明らかにし、生活支援モデル案を検討することができた。センシング技術を用いた咀嚼嚥下機能のモニタリングシステム:平成27年度に検討した内容を踏まえ、咀嚼嚥下運動の鍵を握る舌運動を解明するために顎の複数の筋活動情報を取得し、非侵襲的で簡易な咀嚼嚥下機能を測定する装置を試作した。今後、汎用性をはかるため多数の高齢者を対象に実施予定である。支援モデル案の試行:平成27年度に実施した先駆的訪問看護ステーションにおける実地調査等を基に作成した食を契機とした生活支援モデル案の試行を行った。パイロットスタディを行い実現可能性を検討した上で本調査を実施した。対象は、摂食が順調ではない在宅療養者とその家族、担当する訪問看護師である。対象とする在宅療養者は終末期ではないが、Harris-Benedictの式(厚生労働省2010)より求めた必要カロリー量の80%が摂れていない在宅療養者、脳血管障害などの疾患は回復傾向にあるのに食事に関心を示さない在宅療養者、認知症などにより食事量が低下している在宅療養者とした。プログラムは研究者ら専門家がチーム(看護師、歯科医師、歯科衛生士、栄養士、理学療法士、言語聴覚療法士)を作り、事前情報に応じて看護師に加え2から3人のメンバーで在宅療養者宅を月1回3カ月間訪問し、プロトコルを踏まえながら対象者らと共にテーラメイドのケア計画を立て介入を実施した。3ヶ月後に介入効果を評価し、介入方法を改善しながらさらに3カ月間介入を行い評価を行った。評価は、1)栄養状態(摂取カロリー量、水分摂取量、BMI)2)意欲(Vaitality Index)、食欲3)口腔機能(反復唾液嚥下テスト、舌機能検査等)、歯科疾患、口腔衛生状態、4)全身健康状態・生活状態で評価した。3ヶ月後の評価では、カロリー摂取量や体重が改善し、意欲が向上するなど良好な結果が得られているが、引き続き対象者を増やし継続的なデータを採取する。予定通り、センシング技術を用いた咀嚼嚥下機能のモニタリングシステムの装置の試作を行った。また、支援モデル案を作成し、介入を実施し評価することができている。1.在宅で検査可能な食を進めるためのアセスメント・モニタリングシステムの開発:平成27年および平成28年度の研究成果により、首周辺の筋電データを複数取得し組み合わせることにより舌の動きを計測できる方法が開発された。平成29年度はそれらのデータを弱侵襲で簡易に計測できるよう測定装置が改良された。2.「食」を契機とする在宅療養高齢者の生活支援モデル案の作成:平成27年度に作成された生活支援モデル案について、平成28年度に介入研究を実施したが、平成29年度は引き続き症例を追加した。

すなわち、摂食が順調ではない在宅療養者とその家族、担当する訪問看護師を対象として介入研究を実施した。プログラムは、研究者ら専門家(看護師、歯科医師、歯科衛生士、栄養士、理学療法士、言語聴覚療法士)がチームをつくり、対象者・家族および担当訪問看護師と相談の上、食を改善するテーラーメイドのケアプログラムを立て、1カ月に1度のペースで3カ月間訪問し、評価をした上で、残りの3カ月の介入を継続して行った。評価は1)栄養摂取状況(食事調査、水分摂取量、BMI等)、2)意欲(Vaitaly index)や食欲、3)口腔機能(反復唾液嚥下テスト、舌機能検査等)、歯科疾患、口腔衛生状態、4)全身健康状態・生活状態で行った。また、介入過程および対象者の反応を質的に分析した。6カ月後の評価では、カロリー摂取量や体重が改善し、意欲が向上するなど良好な結果が得られた。3.「食」を契機とする在宅療養高齢者の生活支援モデルの精錬:質的分析によって、当事者と専門性を持つ多職種が集まって対話し、当事者を主人公として「食」への支援に当事者自身が関わる環境をつくることに有用性があると考えられた。(1)食支援のための舌運動に注目した摂食嚥下モニタリングシステムの開発:下顎部周辺に表面筋電を配置し発音時のデータを採取しニューラルネットワークにより分析しシステムを開発した。(2)生活支援モデル案の作成:食支援を積極的に展開している訪問看護師を対象に、食支援内容を明らかにしてモデル案を作成した。(3)生活再構築支援モデルの試行と評価:(2)で作成したモデルに基づきプログラムを作成し6カ月間実施し、介入3カ月後と6カ月後にその効果を評価した。(2)で提案されたモデルに加え、療養者を中心にチームで対話し療養生活を考えるプロセスが、療養者の“自分らしく暮らす"力の再獲得に至ったと考えられた。平成28年度は、当初の計画通り、平成27年度に検討した生活支援モデル案を実際の場面で少数例試行し精錬した後、比較的多数例に拡大し実施し検討する予定である。センシング技術を用いた咀嚼嚥下機能のモニタリングシステムについては、様々な状態の症例を増やし、汎用性を測る。モデル案については介入事例を増やし、モデルの精錬を測る。結果を専門家らによる討議により検討し、モデルの有効であった点、課題について明確にする。それをふまえ最終のモデル案を提案する。29年度が最終年度であるため、記入しない。基礎看護学29年度が最終年度であるため、記入しない。
転写因子Cdx1、Cdx2による胃の腸上皮化生の作成と遺伝子解析

腸上皮化生の分子機構を解明するため、胃壁細胞にホメオボックス遺伝子CDX1,CDX2を特異的に発現させたトランスジェニックマウスを作成し、それぞれの遺伝子によって発現する表現型を比較検討した。CDX2発現マウスにおける腸上皮化生では、偽幽門腺様の細胞を底部に持ちパネート細胞を欠く不完全型腸上皮化生に近いモデルができたが、CDX1を発現するマウスでは、パネート細胞を含むすべての腸上皮構成細胞系列が認められた。ただ、正常の腸上皮と異なり、パネート細胞は蔭窩に局在するのではなく上方の通常であれば吸収上皮細胞が位置する部位に認められること、また腺管が全体として強い増殖活性を示し、結果として粘膜の肥厚が認められるなどの相違があることが明らかになった。これらの結果は次項に示すように、英文論文として発表しているほか、2003年の米国ならびに日本の消化器病学会総会で発表予定である。またこれらのマウスにおける遺伝子発現の変化については、DNAチップを用いて解析を開始しており、実際の細胞形態の変化に先立って多数の腸上皮関連遺伝子発現が始まっていることを見いだしている。今後、さらに解析を進め腸上皮化生発現の分子機構を明らかにするための研究を継続する予定である。一方同様の変化がヒトにおいて見られるかどうかを検討し、腸上皮化生が多く認められる胃粘膜、バレット上皮においてもCDX1,CDX2がその発生に関与していることを示唆する結果を示した。これらは英文論文として発表済みである。またHelicobacter pylori感染スナネズミモデルにおいても同様にCDX1,2が腸上皮化生の発生に関与していることを示し、学会発表した。腸上皮化生の分子機構を解明するため、胃壁細胞に特異的に発現するH, K-ATPaseβサブユニットのプロモーターにホメオボックス遺伝子であるCDX1, CDX2遺伝子を接続させたキメラ遺伝子もつベクターを構築し、それぞれを発現するトランスジェニックマウスを作成した。すでにCDX2発現マウスについては、組織解析を行い、胃粘膜がCDX2発現によって腸上皮に変化することを見いだし2001年の日本消化器病学会、米国消化器病学会でその成果を発表した。現在その詳細について解析を終了し、英文論文を投稿中である。CDX1トランスジェニックマウスもすでに誕生しており、現在その組織構築をCDX2トランスジェニックマウスと比較解析中である。またヒト胃粘膜において、小腸形質の発現に深く関与する転写因子であるCDX1, 2の発現と腸上皮化生の発現との関係を検討し、CDX2が腸上皮化生腸の発生に先立って胃粘膜に発現されることを見いだし英文論文報告した。またCDX2遺伝子発現が除菌によって改善するかどうかを免疫組織学的に検討し、これが除菌によっても発現が変化しないことを明らかにし、英文論文として発表予定である(現在印刷中)。

またこれらのマウスにおける遺伝子発現の変化については、DNAチップを用いて解析を開始しており、実際の細胞形態の変化に先立って多数の腸上皮関連遺伝子発現が始まっていることを見いだしている。今後、さらに解析を進め腸上皮化生発現の分子機構を明らかにするための研究を継続する予定である。一方同様の変化がヒトにおいて見られるかどうかを検討し、腸上皮化生が多く認められる胃粘膜、バレット上皮においてもCDX1,CDX2がその発生に関与していることを示唆する結果を示した。これらは英文論文として発表済みである。またHellcobaαerpylorf感染スナネズミモデルにおいても同様にCDX1,2が腸上皮化生の発生に関与していることを示し、学会発表した。
液体論に立脚したナノポーラス電極におけるデンドライト抑制の物理機構

ナノポーラス電極を用い、金属電析を細孔内で高効率に進行させることによってデンドライト状析出を添加剤なしで抑制することに成功した。ナノポーラス電極によりデンドライト状析出を抑制するためには、細孔内に金属イオンを十分に供給する必要があることに加えて、放電反応には直接関与しない共存イオン種の適切な選択が必要であることを明らかにした。具体的には、共存するカチオンとしてテトラエチルアンモニウムイオンなどのイオン径が大きく電荷密度の低いものを用いることで細孔内への金属イオンの供給が更に促進されることを見出した。ナノポーラス電極の水和特性に着目し、電気化学析出においてみられるデンドライトの抑制に取り組んだ。シリコンを陽極酸化することで作製したナノポーラス電極を用い、亜鉛の電析(充電)を行った。拡散限界を超える高い電流密度においてもナノポーラス電極の孔内で亜鉛が優先的に析出し、ポーラス電極の最表面にはデンドライトの形成は確認できなかった。特に、平滑なシリコン電極において電析に影響を及ぼさない共存する電解質について精力的に検討した。共存するイオンとして、カリウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオンを用いて電析挙動を調べたところ、テトラメチルアンモニウムイオンを用いた場合に細孔内での亜鉛析出の効率が飛躍的に高まることを見出した。その結果、約5分程度の間、拡散限界を超える電流密度であってもデンドライトの形成が抑制されることを明らかにした。一方、ナノ細孔内への金属析出の動的な挙動を把握するために、ナノポーラス電極への白金置換析出について検討した。細孔内に白金錯イオンが浸透する際、測定電位がほぼ一定となるプラトー域が確認された。プラトーの保持時間は細孔内への白金錯イオンの浸透時間に対応している。平均孔径が4 nm、15 nm、30 nmの3つのナノポーラス電極を作製し、白金錯イオンの浸透挙動を調べた。その結果、4 nmの孔径を有するナノポーラス電極で浸透速度の著しい上昇が見られた。この結果について、我々がこれまでに発表してきた細孔内での表面誘起相転移現象をもとに考察を進めている。金属負極を用いた次世代蓄電池開発のための新たなデンドライト結晶成長の抑制法開拓に取り組んだ。ナノ細孔からなる多孔質電極を用いた物理機構に基づくデンドライト抑制法が実現可能なレベルに達した。ナノ細孔内での溶媒(水)が形成する液体構造と反応種である金属イオン、孔壁の相互作用を分子性流体積分方程式論(統計力学)により予測し設計することで、細孔内の金属イオン濃度がバルクと比較して高い状態が実現可能であることが明らかとなり、高電流密度における電析であっても拡散律速に至ることを抑制できることを示した。水溶液系金属負極の候補である亜鉛をナノポーラス電極を用いて充電することで、極めて高い電流密度であってもデンドライト状の析出が強く抑制可能であることが示され、次世代蓄電池の負極開発における懸案であったデンドライト状の結晶成長が一般性のあるメカニズムで抑制可能であることを見出した。電気化学金属負極を用いた蓄電池を想定し、ナノポーラス電極を用いた亜鉛電析について取り組んできた。共存イオンなどを適切に選択することで添加剤なしでのデンドライトの抑制を既に達成している。また、白金を用いた検討により、ナノ細孔内特有の物質移動の促進を実験的に明らかにしている。これらの成果は現在原著論文として投稿を予定していおり、順調に研究が進展している。より長時間にわたりデンドライト形成を抑制するためには、ナノ細孔の容量を増大させる必要がある。同じ投影面積を用いて検討する場合、より深いナノ細孔を作製し、それに電析を効率よく行う必要がある。ナノポーラス電極への亜鉛電析について、ナノ細孔の深さ依存性について検討を進める。また、析出した亜鉛の微細構造をTEMで観察し、より充填率を向上させる方法について明らかにする。共存するイオンが亜鉛析出に及ぼす影響について統計力学手法の一つである分子性流体積分方程式論を用いて解析を行う。また、孔径が小さいナノポーラス電極が物質移動をより促進する機構について、統計力学的観点から検討を進め、より高効率に短時間でデンドライトフリーな亜鉛の析出を可能にすることを目指す。
善玉アディポカイン候補Dドーパクロムトートメラーゼの抗肥満作用に関する研究

肥満者の脂肪細胞で発現が低下しているアディポカインとして同定したDドーパクロムトートメラーゼ(DDT)は、脂肪細胞での中性脂肪量の制御を行う。本研究では、DDTは脂肪細胞での脂質代謝に関連する遺伝子の発現および活性を制御すること、DDTを投与した肥満マウスではインスリン抵抗性が改善されることを明らかにした。このことからDDTは抗肥満作用を有する善玉アディポカインと考えられる。脂肪細胞が分泌する蛋白質の網羅的解析により同定されたD-dopachrome tautomerase(DDT)は肥満者の脂肪細胞でそのmRNA発現が低下する。これまでのヒト前駆脂肪細胞株SGBS細胞を用いた研究により、DDT発現抑制脂肪細胞では、中性脂肪の蓄積の抑制、脂質代謝に関わる遺伝子の発現量の増加、インスリン抵抗性を惹起するaP2の発現の亢進が認められたことから、DDTは抗肥満作用を有する善玉アディポカインとして作用すると考えられた。本研究ではその抗肥満作用を確たるものとするため、引き続きDDT抑制脂肪細胞を用いた解析、肥満モデルマウスを用いた解析を行った。DDT発現抑制脂肪細胞ではエネルギー代謝に関わるAMPKの基質であるアセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC;脂肪酸合成に関わる酵素)及びホルモン感受性リパーゼ(HSL;ホルモン刺激による脂質分解に関わる酵素)の活性抑制を示すリン酸化レベルの低下が認められたことから、DDT発現抑制脂肪細胞ではAMPKの活性低下により脂質代謝が活性化していることが示唆された。またDDT発現抑制脂肪細胞にDDTを作用させるとそれらのリン酸化レベル及び脂質代謝に関わる遺伝子発現量が回復することから、分泌DDTは脂肪細胞に自己分泌的に作用し、脂質代謝を制御していると考えられた。さらに肥満モデルマウスであるdb/dbマウスにDDTを腹腔内投与し、グルコース負荷試験、インスリン負荷試験を行ったところ、DDTは肥満によるインスリン抵抗性を改善することが示唆された。今後はDDTの肥満モデルマウスにおけるインスリン抵抗性改善機序について解析する予定である。脂肪細胞が分泌する蛋白質の網羅的解析により同定された新規アディポカインD-dopachrome tautomerase (DDT)は肥満者の脂肪細胞でそのmRNA発現が低いため、肥満との関連性が示唆されている。これまでのヒト前駆脂肪細胞株SGBS細胞を用いた研究により、DDT発現抑制脂肪細胞ではエネルギー代謝に関わるAMP-activated protein kinase (AMPK)の活性低下により脂質代謝が活性化していることが示唆された。また肥満モデルマウスであるdb/dbマウスにDDT組換えタンパク質を腹腔内投与し、グルコース負荷試験、インスリン負荷試験を行ったところ、DDTは肥満によるインスリン抵抗性を改善することが分かった。DDTを投与した肥満ヤウスでは血清遊離脂肪酸濃度の低下が認められ、その脂肪組織ではインスリン抵抗性惹起分子であるaP2の発現低下と、AMPKの基質であるアセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC;脂肪酸合成に関わる酵素)及びホルモン感受性リパーゼ(HSL;ホルモン刺激による脂質分解に関わる酵素)の活性抑制を示すリン酸化レベルの低下と、protein kinase A (PKA)によるAMPKのリン酸化(不活性型)とHSLのリン酸化(活性型)の抑制が認められた。以上よりDDTは脂肪組織でのPKA活性を抑制することで脂肪分解を抑制すること、脂肪組織でのaP2の発現を抑制することが示唆された。以上よりDDTを投与した肥満マウスのインスリン抵抗性改善機序にはDDTの作用による脂肪組織での脂肪分解遊離脂肪酸の分泌抑制とaP2の発現抑制が関与している可能性がある。
溶血性貧血における赤血球膜ガングリオシドの発現異常

我々は後天性溶血性貧血の一つ発作性夜間血色素尿症(PNH)にガングリオシド(GS)の発現異常を検出し他の糖脂質や糖蛋白異常と考え合わせてPNHの細胞膜複合糖質代謝異常としての可能性を示した。このGS異常の検索はGPIアンカー部糖鎖合成不全の解析にも寄与し,PNHの異常溶血の分子機構の解明にも貢献しうると考え,GS発現様式のPNH診断への応用,GS異常発現の病態生理学的意義の検索、さらに糖鎖合成不全の分子機構の解明を目的としPNH研究を進めてきた。PNH赤血球におけるGSの発現異常は2-6SPGを含む複数のGSの発現低下および総GS量の増大(特にGM3,2-3SPG)であり、多施設の協力により現在までに20症例解析してこれらのGS異常を確認できた。次に最も顕著な変化を呈する2-6SPGに着目して臨床診断応用目的で抗2-6SPG特異抗体を用いたPNH赤血球識別を試みたところ、TLC免疫染色法によるPNH-GSの検出は可能であったがFACSによる異常赤血球識別は不可能であった。最後に異常発現の病態生理学的意義を探る目的で赤血球の易溶血性変化に関与するか検討した。ヒト赤血球由来のGSをin vitro incubationにて赤血球膜に取り込ませ補体感受性溶血性変化を検索した。その結果GSは補体第二経路の活性化を介する溶血とさらに別の未知の機構によると思われる溶血を生じた。この結果はGSの新しい生物活性をも示している。以上の結果をまとめると、PNH赤血球膜にはGSの複数の発現異常を認める。その一部は赤血球膜の脆弱化ならびに補体第二経路の活性化亢進を促し溶血に寄与しうる。溶血を招く膜補体制御因子の発現異常もGPIアンカー部糖鎖の合成不全が考えられ、PNHにおける異常溶血は血球膜主要複合糖質代謝異常を反映している可能性がある。
生体膜機能と力学的特性との相関解明

LISDに関しては,測定のための光学系の構築,人工脂質二分子膜の形成法の確立,測定条件の最適化など計測法の基盤構築を実施した。FRAPについてもLISDと共存可能な光学系の開発を実施した。また,LISDにおいて信号強度の変調周波数依存性からの共鳴周波数の決定,FRAPにおいて蛍光信号強度の時間変化からの時定数の決定のためのプログラム開発を行った。脂質二分子膜におけるコレステロール種類,濃度による膜張力と膜内拡散係数の相関,もしくは両側の水相の浸透圧による膜張力依存性を求めることとした。コレステロールは細胞膜において膜を硬化し安定化させるほか,膜内外の情報伝達の場である脂質ラフトと呼ばれる膜ドメインの形成をする役割を持つことが知られている。一方,菌や酵母に含まれているエルゴステロールやコレステロールの前駆体であるラノステロールは,コレステロールと類似した構造を持つものの,細胞膜における生物学的機能はドメイン形成条件などの点で異なるといわれていることから,膜張力・流動性など膜構造を反映する物性値はステロールが膜に及ぼす影響・役割を議論する上で重要になっている。膜変形やプローブの接触を伴う測定法では膜の内部構造にも影響を及ぼすが,人工脂質二分子膜のLISD測定ならば非接触でより自然な状態での評価が可能となる。LISDおよびFRAPに関して,光学系の構築,再現性のある結果を得るための最適条件の選定,人工脂質二分子膜の作成法,各データの解析プログラムの開発した。これは予定よりも半年上回り達成したものである。応用研究としてDOPCに三種類のステロールを添加した膜の測定を行った。コレステロール添加により膜張力が大きくなり,流動性は低下した。これは,ステロールに共通した脂質の凝集効果を示したものであり,ステロールが膜を硬化させ,安定化させる役割を持つことを示している。さらに,ステロール種によっても物性値に差異がみられ,エルゴステロールは添加量に対する膜張力と流動性の変化が最も大きく,ラノステロールは添加量に対する膜張力と流動性の変化が最も小さかった。この結果は,リン脂質炭化水素鎖とステロールとの相互作用の程度の差によるものであると考察した。エルゴステロールは分子構造的に炭化水素鎖との相互作用が大きくなり,リン脂質をより秩序化させることによって,膜を硬化させ,膜内の分子運動を制限する。一方,ラノステロールは分子構造的に嵩だかいことから,炭化水素鎖との相互作用が小さくなり,秩序化効果も小さくなる。これによりコレステロールやエルゴステロールと比較して脂質二分子膜に与える影響は小さいと考察された。コレステロールの膜張力と流動性は,0-18 mol%では緩やかに変化し,18 mol%以降では急激に変化した。この18 mol%前後での変化は,コレステロールの膜内濃度によって脂質分子と相互作用するコレステロールの官能基が変化すると考えられる。エルゴステロールの10 mol%までの大きな膜張力の上昇と流動性の低下は,膜表面側に存在するエルゴステロールが10 mol%までで効率的に脂質二分子膜中の炭化水素鎖との相互作用することを示唆している。以上の新知見をえることができた。平成30年度に測定法の開発がかなり進捗したことから予定通りに応用研究へ展開する。光圧による膜変形により膜張力を変化させ,誘起される相転移や流動性など膜物性の変化を研究する予定である。二次元構造である膜内の相分離の張力依存性や生体膜の膜内孔誘起の膜張力閾値を求める。膜張力の印加は膜内に孔(穴)の形成を誘起するが,それは細胞融合や分裂などの膜と膜との間の構造転移に不可欠な現象である。したがって,その実証は膜ダイナミクス解明に大いに資するものとなる。また,生体膜である脂質二分子膜は,両側の水相の液性に非常に敏感であり,その金属イオンの取り込みなど膜張力や流動性に関与する。これらの定量的な評価を行う。

コレステロール添加により膜張力が大きくなり,流動性は低下した。これは,ステロールに共通した脂質の凝集効果を示したものであり,ステロールが膜を硬化させ,安定化させる役割を持つことを示している。さらに,ステロール種によっても物性値に差異がみられ,エルゴステロールは添加量に対する膜張力と流動性の変化が最も大きく,ラノステロールは添加量に対する膜張力と流動性の変化が最も小さかった。この結果は,リン脂質炭化水素鎖とステロールとの相互作用の程度の差によるものであると考察した。エルゴステロールは分子構造的に炭化水素鎖との相互作用が大きくなり,リン脂質をより秩序化させることによって,膜を硬化させ,膜内の分子運動を制限する。一方,ラノステロールは分子構造的に嵩だかいことから,炭化水素鎖との相互作用が小さくなり,秩序化効果も小さくなる。これによりコレステロールやエルゴステロールと比較して脂質二分子膜に与える影響は小さいと考察された。コレステロールの膜張力と流動性は,0-18 mol%では緩やかに変化し,18 mol%以降では急激に変化した。この18 mol%前後での変化は,コレステロールの膜内濃度によって脂質分子と相互作用するコレステロールの官能基が変化すると考えられる。エルゴステロールの10 mol%までの大きな膜張力の上昇と流動性の低下は,膜表面側に存在するエルゴステロールが10 mol%までで効率的に脂質二分子膜中の炭化水素鎖との相互作用することを示唆している。以上の新知見をえることができた。平成30年度に測定法の開発がかなり進捗したことから予定通りに応用研究へ展開する。光圧による膜変形により膜張力を変化させ,誘起される相転移や流動性など膜物性の変化を研究する予定である。二次元構造である膜内の相分離の張力依存性や生体膜の膜内孔誘起の膜張力閾値を求める。膜張力の印加は膜内に孔(穴)の形成を誘起するが,それは細胞融合や分裂などの膜と膜との間の構造転移に不可欠な現象である。したがって,その実証は膜ダイナミクス解明に大いに資するものとなる。また,生体膜である脂質二分子膜は,両側の水相の液性に非常に敏感であり,その金属イオンの取り込みなど膜張力や流動性に関与する。これらの定量的な評価を行う。測定装置の開発が当初の予定より順調に進行し,購入装置も既存のものを改良して使用するといった工夫をしたことで,かなり節約して研究を推進できた。一方で,各部品において,さらに高性能な検出器,反射ミラー等を購入し,測定データの高精度化を目指していく予定である。一方,その期間分,応用研究への展開が可能となってきており,そのための試薬購入等に使用していく予定である。
CO２応答性イオン液体のアニオン交換能を用いた金属アニオン種の抽出・逆抽出制御

溶媒抽出法は、高濃度かつ大容量の水溶液を迅速かつ連続的に処理可能であるために、産業プロセスにおいて広範に利用されている。従来の溶媒抽出法を用いた金属イオンの分離では、抽出・逆抽出の制御のために精密なpH調整が必要であり煩雑であった。これに対し、本研究で提案する抽出系は、CO2とN2のバブリングのみにより容易に抽出・逆抽出の制御が可能であるという特長がある。さらに、抽出分離が極めて困難である、白金族金属、過レニウム酸及びタングステン酸などの希少金属アニオン種の抽出分離への適用可能性が期待される。初年度は、アミン修飾イオン液体系による抽出系に先立ち、疎水性の有機系アミンであるN,N-ジシクロヘキシルメチルアミンを有機相として用い、白金族金属の抽出挙動及びCO2応答性を検討した。その結果、数種の金属アニオン種を抽出可能であった。しかしながら、水溶液の水素イオン濃度が3.0 M以上の条件において、均一相を形成してしまう問題があった。これは、有機系アミンの疎水性が不十分であることに起因すると考えられる。本年度は、抽出操作を行うために必要な疎水性とCO2とN2応答性を同時に確保可能であると考えられる、3級アミノ基導入イオン液体を合成し、その白金族金属の抽出挙動及びCO2応答性を検討した。しかしながら、3級アミンイオン液体は、白金族金属に対し有意な抽出能は示さなかった。これは、合成した3級アミンイオン液体は、水相と2相を形成するために十分な疎水性は有しているものの、十分な疎水性を有した金属アニオン種との錯体を形成することができなかったためであると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。さらに、抽出分離が極めて困難である、白金族金属、過レニウム酸およびタングステン酸などの希少金属アニオン種の抽出分離への適用可能性が期待される。初年度は、アミン修飾イオン液体系による抽出系に先立ち、疎水性の有機系アミンであるN,N-ジシクロヘキシルメチルアミンそのものを有機相として用い、白金族金属の抽出挙動およびCO2応答性を検討した。その結果、初期水素イオン濃度が1M以上の水溶液から、いくつかの金属アニオン種を抽出可能であった。しかしながら、初期水素イオン濃度が3M以上で均一相になり、抽出操作が困難になるということも明らかとなった。イオン液体は、用いるイオンの組み合わせで疎水性などの溶媒特性を調整可能である。本研究において合成するアミン修飾イオン液体は、抽出操作を行うために必要な疎水性とCO2・N2応答性を同時に確保可能である。したがって、本研究において提案するCO2・N2応答性抽出系を、イオン液体系により行う有意性があると考えられる。本研究では、CO2に対して可逆的吸収能を有するアミン修飾イオン液体のアニオン交換能を利用して、金属アニオン種の抽出を行う。CO2に応答して抽出・逆抽出を制御するためには、以下のような複合的な機能を有するイオン液体が必要である。1. CO2を可逆的に吸収し、かつ金属アニオンに対する抽出能を発現させるために、イオン液体にアミノ基を修飾する。アミノ基はCO2をHCO3-として吸収するため、アニオン交換体として機能すると考えられる。2.水/イオン液体の2相形成のために疎水性の高い長鎖アルキル基やアニオンを導入する。3.粘性を低下させ、かつ金属カチオンに対する抽出能が無い、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドをアニオンとして使用する。当初の予定よりも、CO2に応答したアニオン交換性イオン液体の合成に時間を要した為、「(3)やや遅れている。」と評価した。しかしながら、イオン液体の合成と同時進行で、有機系アミンによる予備実験を行い、さらに、現在合成したCO2応答性イオン液体による抽出およびCO2応答性実験を開始したため、今後は研究の進展が期待される。

これは、有機系アミンの疎水性が不十分であることに起因すると考えられる。本年度は、抽出操作を行うために必要な疎水性とCO2とN2応答性を同時に確保可能であると考えられる、3級アミノ基導入イオン液体を合成し、その白金族金属の抽出挙動及びCO2応答性を検討した。しかしながら、3級アミンイオン液体は、白金族金属に対し有意な抽出能は示さなかった。これは、合成した3級アミンイオン液体は、水相と2相を形成するために十分な疎水性は有しているものの、十分な疎水性を有した金属アニオン種との錯体を形成することができなかったためであると考えられる。様々な金属イオンを用い、合成したアミン修飾イオン液体によるCO2のバブリング前後における、抽出挙動の変化について検討する。まず、金属カチオン種と金属アニオン種の混合溶液を用い、理論通り金属アニオン種のみが抽出されるかどうかを確認する。次に、抽出分離が困難とされている金属アニオン種の相互分離を検討する。検討するパラメータは、水相中の夾雑イオン、pH、温度などである。最終的には、特定のアニオン種のみを抽出したイオン液体からのN2バブリングによる逆抽出を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
エノラート種のクロス選択的・立体選択的・触媒的な酸化的カップリング

エノラート種の選択的な酸化的クロスカップリング反応は、天然物や医薬品、機能材料およびそれらの前駆体に見られる非対称1,4ージカルボニル化合物を合成するための最も直接的な方法であり、重要な反応である。また、同種の活性種同士を判別して2種の異なるエノラート種同士を反応させる必要があるため、その制御法の開発は基礎化学的な観点からも興味深い。本研究では、このエノラート種の酸化的クロスカップリング反応に着目し、クロス選択性や立体選択性の発現、さらにこの反応の触媒化を目指す。我々は既に、エノラート種の酸化的クロスカップリング反応において、ボロンエノラートとシリルエノラートの組み合わせで、酸化剤として高原子価バナジウム(V)を用いることで高いクロス選択性で反応が進行することを見出している。これまで高原子価バナジウム(V)を触媒とし分子状酸素を末端酸化剤とする酸化的クロスカップリング反応について、いくつか知見を得ているが、触媒回転数に課題があった。今年度は、この酸化的カップリングの末端酸化剤として電気化学的手法すなわちアノード酸化の利用を検討した。バナジウム(V)触媒の存在下、アノード酸化条件を種々試したが、あまり効果は得られなかった。一方、条件を検討している過程で、バナジウム(V)触媒を加えなくてもアノード酸化によりエステルに由来するシリルエノラートのホモカップリングが進行することを見出した。電解合成のセットアップの最適化等の条件最適化に時間がかかっているため。今回見出した電気化学的手法によるエノラート種の酸化的カップリングについて、展開する。そこで本年度は、これらの知見を軸として、ジアステレオ選択性について検討した。基質としてパラ位に置換基を有するプロピオフェノン由来のZーボロンエノラートとプロピオフェノン由来のZーシリルエノラートを用いた。酸化剤として化学量論量のバナジウム(V)でこれらを反応させることにより、カップリングを行った。その結果、良好な収率および高いクロス選択性で反応は進行した。望まない酸化的ホモカップリング体は、ボロンエノラート由来のものが少し生成しているのみであり、シリルエノラート側のホモカップリング体は見られなかった。ジアステレオ選択性は、アンチまたはシンのどちらかが他方に対して23倍程度過剰に生成していることが示された。ジアステレオマーの構造決定が容易ではないため。今後も、立体選択性を検討するとともに、分子状酸素を末端酸化剤とする金属酸化剤の触媒化等にも取り組む。物品費を少し抑えることができたため。当初の計画になかった電気化学的手法を取り入れた研究展開を今年度見出した。次年度は、これに関する研究展開を行う予定であり、それに必要な予算を繰り越したため。
E-カドヘリンの細胞間接着部位への集合過程における細胞骨格系の役割の研究

上皮細胞間の細胞間接着分子E-カドヘリンの接着部位への集合機構を、細胞骨格系とカドヘリン分子の相互作用という観点から解明することが本研究の目的であった。特に、細胞膜のカドヘリン分子の分散状態から集合状態への分布変化と、アクチン線維を中心とする細胞骨格系の再編制、という2つの動的構造変化に注目して研究を行った。まずカドヘリン分子の集合過程を解明するため、金コロイド標識を用いた一粒子追跡法で細胞膜上のカドヘリン分子の運動を測定し、光ピンセット法により分子を膜上で操作することにより、約半数のカドヘリン分子が骨格系に結合していることが明らかになった。さらに、蛍光抗体法と細胞骨格を破壊する薬剤による実験から、正常なアクチン線維がカドヘリンの集合に必須であり、集合経路途中にアクチン線維上にカドヘリンの集合体が形成されることを発見した。そこで、アクチン線維系に結合したカドヘリン分子の挙動を詳細に解析するため、ほとんどがアクチン結合性となるカドヘリンの人工変異体の運動解析を行い、カドヘリン分子が間欠的に100nm/s以上の速度でエネルギー要求性の方向性運動を行うことを観察した。これは、アクチン線維間の滑り運動による可能性が強い。以上の結果から、アクチン線維の運動を直接測定する必要を感じ、生きた細胞(培養ケラチノサイト)内に蛍光標識したアクチン分子を導入し、細胞骨格系に取り込ませる方法と、その運動を蛍光退色法または蛍光活性化法により測定する装置(2光子励起蛍光顕微鏡)を開発した。今後はこれらの方法により研究を進めたい。
並行ソフトウェアの正確かつ高速な実行時検査

本研究は,複数の処理が並行するソフトウェア(並行ソフトウェア)を実行時に正確かつ高速に検査する方式の実現を目的とする.ソフトウェアの実行時検査とは,ソフトウェアの実行状態を観測して得られるデータからバグや脆弱性を検出する技術であり,ソフトウェアの信頼性やセキュリティの向上に役立つ.しかし,従来の実行時検査は並行ソフトウェアに対しバグや脆弱性を正確かつ高速に検査できないという問題点がある.本研究はこの問題の解決を目的とする.本年度は,前年度に引き続き複雑属性表現(並行ソフトウェアの実行状態を正確に捕捉するメタデータ表現)の上で競合検査を更に効率的に実行するメタデータ処理方式を設計・実装し,方式の有効性を実験で評価した.まず,前年度検討した競合検査の並列実行方式について,競合の並列検査の負荷分散方式を洗練させた.具体的には,検査対象領域ごとに負荷の偏りを正確かつ高速に計測し,効率的に分散させる方式を実現した.前年度より多くの種類の小/中規模の実用マルチスレッドプログラム(機械学習ライブラリ)を対象にした実験の結果,提案する負荷分散方式が有効に機能することを確認した.この成果は国際会議IEEE SCAM 2019で発表した.次に,共有データの共有範囲と所有権を追跡管理し,複数スレッドが共有するデータの共有範囲に絞って正確な競合解析を行う効率的な検査方式(前年度検討)について,実装を洗練させ実用マルチスレッドプログラムを対象とする評価を進め,方式の有効性を確認した.この成果は国際会議IEEE HASE 2019で発表した.また,検査対象を分散並行バグに拡張したサンプリングベースの検査手法(前年度検討)について,その評価を充実させる目的で大規模な分散並行システムにおける分散並行バグ検査器の性能シミュレータの検討とプロトタイプ実装を進めた.この成果は国内会議PPL 2019で発表した.本年度の研究実施計画は主に,並行処理の複雑属性をもつメタデータの表現の洗練と,多量のメタデータをより効率的に処理する検査方式の実現と,より多様なバグ(例:分散並行システムの悪性競合)の検査方式の実現であった.研究実績の概要に記した通り,当初の計画はおおむね達成でき,研究の成果を国際会議や国内会議で発表できた.このため,研究は当初の計画と照らし合わせて,おおむね順調に進展している.本研究は今後,次の計画で推進する.分散並行システムの悪性競合や原子性違反等を含め多様なバグ及び脆弱性の更に正確・高速な並列検査の実現を目指し,(1)複雑属性表現を引き続き拡張・洗練するとともに(2)サンプリングや静的検査冗長性除去に基づき複雑属性表現上のメタデータ処理の更なる効率化方式を検討・実装し,(3)大規模な実用並行プログラムを対象に提案方式の有効性を定量的に評価する.本研究は,複数の処理が並行するソフトウェア(並行ソフトウェア)を実行時に正確かつ高速に検査する方式の実現を目的とする.ソフトウェアの実行時検査とは,ソフトウェアの実行状態を観測して得られるデータからバグや脆弱性を検出する技術であり,ソフトウェアの信頼性やセキュリティの向上に役立つ.しかし,従来の実行時検査は並行ソフトウェアに対しバグや脆弱性を正確かつ高速に検査できないという問題点がある.本研究はこの問題の解決を目的とする.本年度は並行処理の正確な実行時検査を実現するために,並行ソフトウェアの実行状態を正確に補足するメタデータ表現を検討した.具体的な応用例として競合検査を対象に,従来の実行時検査方式では正確に検査できない並行処理のサンプルコードを収集・分析し,検査の正確化に必要なメタデータ属性を設計した.設計したメタデータ属性を活用する競合検査ツールのプロトタイプ実装を行い,競合検査精度の向上効果を計測した.その結果,複合データ構造に対し複数のスレッドが多様な様式でアクセスするケースにおいて,本研究のメタデータ属性が競合検査を正確化できることが分かった.本年度の研究実施計画は,並行処理の正確な実行時検査を支えるメタデータ表現の検討であり,競合検査を具体例として検査を正確化させるメタデータ表現の設計とプロトタイプ実装を達成できた.このため,研究はおおむね順調に進展している.本研究は,複数の処理が並行するソフトウェア(並行ソフトウェア)を実行時に正確かつ高速に検査する方式の実現を目的とする.ソフトウェアの実行時検査とは,ソフトウェアの実行状態を観測して得られるデータからバグや脆弱性を検出する技術であり,ソフトウェアの信頼性やセキュリティの向上に役立つ.しかし,従来の実行時検査は並行ソフトウェアに対しバグや脆弱性を正確かつ高速に検査できないという問題点がある.本研究はこの問題の解決を目的とする.本年度は,前年度に検討した複雑属性表現(並行ソフトウェアの実行状態を正確に捕捉するメタデータ表現)を踏まえ,複雑属性上で競合検査を効率的に実行するメタデータ処理方式を検討し,それら方式のプロトタイプを実装し予備実験により評価した.まず,複雑属性として共有データの共有範囲と所有権を追跡管理し,複数スレッドが共有するデータの共有範囲に絞って正確な競合解析を行う効率的な検査方式を実現した.予備評価の結果から,小/中規模の実用マルチスレッドプログラムを対象に,提案方式が従来手法に比べて誤検出を大幅に低減でき検査効率も有望であることが分かった.次に,複雑属性を持つメタデータの処理を記録と検査の二つのフェーズに分割し,各フェーズを個別に並列化する方式を実現した.具体的には,記録フェーズで検査対象の各スレッドが各自のバッファにメタデータを記録し,検査フェーズにおいて共有データアクセスの範囲ごとに複数の検査スレッドが競合検査を並列実行する方式を実現した.この際,検査スレッド間の負荷分散も実現した.予備評価の結果から,検査並列化による大幅な検査効率の向上を確認できた.

また,競合検査を効率化する別の方式として,競合の潜在的発生箇所を重点検査するサンプリング方式を検討し実現した.分散並行システムを対象とするシミュレーションにより,精度を維持した検査効率の向上を確認した.本年度の研究実施計画は,並行処理の複雑属性をもつメタデータを効率的に処理する検査方式の実現であり,研究実績の概要に記した通り,当初の計画は達成できた.これに加えて,検査効率化の別方式としてサンプリングに基づく分散並行競合検査を実現し,予備評価までを達成できた.このため,研究は当初の計画以上に進展している.本研究は,複数の処理が並行するソフトウェア(並行ソフトウェア)を実行時に正確かつ高速に検査する方式の実現を目的とする.ソフトウェアの実行時検査とは,ソフトウェアの実行状態を観測して得られるデータからバグや脆弱性を検出する技術であり,ソフトウェアの信頼性やセキュリティの向上に役立つ.しかし,従来の実行時検査は並行ソフトウェアに対しバグや脆弱性を正確かつ高速に検査できないという問題点がある.本研究はこの問題の解決を目的とする.本年度は,前年度に引き続き複雑属性表現(並行ソフトウェアの実行状態を正確に捕捉するメタデータ表現)の上で競合検査を更に効率的に実行するメタデータ処理方式を設計・実装し,方式の有効性を実験で評価した.まず,前年度検討した競合検査の並列実行方式について,競合の並列検査の負荷分散方式を洗練させた.具体的には,検査対象領域ごとに負荷の偏りを正確かつ高速に計測し,効率的に分散させる方式を実現した.前年度より多くの種類の小/中規模の実用マルチスレッドプログラム(機械学習ライブラリ)を対象にした実験の結果,提案する負荷分散方式が有効に機能することを確認した.この成果は国際会議IEEE SCAM 2019で発表した.次に,共有データの共有範囲と所有権を追跡管理し,複数スレッドが共有するデータの共有範囲に絞って正確な競合解析を行う効率的な検査方式(前年度検討)について,実装を洗練させ実用マルチスレッドプログラムを対象とする評価を進め,方式の有効性を確認した.この成果は国際会議IEEE HASE 2019で発表した.また,検査対象を分散並行バグに拡張したサンプリングベースの検査手法(前年度検討)について,その評価を充実させる目的で大規模な分散並行システムにおける分散並行バグ検査器の性能シミュレータの検討とプロトタイプ実装を進めた.この成果は国内会議PPL 2019で発表した.本年度の研究実施計画は主に,並行処理の複雑属性をもつメタデータの表現の洗練と,多量のメタデータをより効率的に処理する検査方式の実現と,より多様なバグ(例:分散並行システムの悪性競合)の検査方式の実現であった.研究実績の概要に記した通り,当初の計画はおおむね達成でき,研究の成果を国際会議や国内会議で発表できた.このため,研究は当初の計画と照らし合わせて,おおむね順調に進展している.本研究は今後,次の計画で推進する.まず,正確な競合検査を実現するメタデータ表現に対し検査を高速化する方式を実現する.ここで,検査の並列化や検査精度を維持するメタデータ簡約法などを検討する.
KAMIOKANDE検出器を使った太陽反ニュートリノの観測

カミオカンデを使った太陽ニュートリノ観測は累計1557日のデータを得ており、この観測結果は理論的な予測と比べ、0.514^<+0.043>_<-0.037>±0.061倍であった。そして、他の太陽ニュートリノ実験の結果をも同時に説明するには、ニュートリノに質量や磁気モーメントといった量が必要ともわかった。このうち、質量を持たせ2種類のニュートリノの混合で観測量の不足を説明するニュートリノ振動解では、これまで考えられていた物質中での共鳴振動解と真空中での長波長振動解の2解のうち後者を否定することができた。これらの物理的な結果以外にも、基礎データとして、光電子増倍管や、ケーブル、黒シートなどのカミオカンデの構成材料からでるラドンは微量であり、主なラドン源は外部からの混入であろうという結果も得た。
抗HIV抗体の新しい超高感度測定法と高感度簡便測定法の開発と実用性の検討

HIV感染の診断をより確実に行うために、血清中抗HIV抗体の高感度測定法(免疫複合体転移免疫測定法、immune complex transfer immunoassay)の開発を試みた。血清中抗HIV抗体、2,4ージニトロフェニル(DNP)化抗原、標識抗原の3者を同時に反応させ、形成された3者の複合体を抗DNP抗体不溶化固相の上にトラップした。固相を洗浄した後、複合体を固相からDNPーリジンにより溶出し、抗ヒトIgG抗体不溶化固相の上に移し換え、抗ヒトIgG抗体不溶化固相に結合した標識活性を測定した。また、IgG以外の抗体も測定するため、DNP化抗原と抗ヒトIgG抗体不溶化固相の代りにDNP化ビオチン化抗原とストレプトアビジン不溶化固相を用いる方法も開発した。標識として、酵素とeuropiumを用いたところ、酵素の方が感度と再現性の面で優れていることが分ったため、当面酵素を標識とした。抗原としてHIV部分合成ペプチドgp41(586ー606)およびgp41(598ー611)を用いた方法では、HIVキャリア-の血清と充分反応する測定系を開発することはできなかった。そこで、大阪大学微生物病研究所・中田篤男教授らとの共同研究によりHIVのリコンビナント・プロテインを抗原とする方法を試みた。リコンビナントp24を抗原とする測定法では、ゼラチン粒子凝集法およびドット・ブロット法より303,000倍高感度化されることがわかった。標識酵素として西洋ワサビ・ペルオキシダ-ゼを用いると30300倍、大腸菌・βーDーガラクトシダ-ゼを用いると3003,000倍の高感度化であった。次いで、リコンビナントRTを抗原とする測定法を試みたところ、ドット・ブロット法とほば同じ感度であった。これは、RTの溶解度が低いため、DNP化RT、酵素標識RTの調製の時SDSを用いた影響であることが推察されたので、現在、SDSを使わないでRTコンジュゲ-トを調製中である。今後、envペプチド、p17、p15、NEFなどを抗原とする高感度測定法を加えて、より確実なHIV感染の診断に貢献する計画である。
気候変動による植物の絶滅ーメタセコイアの化石と現生種の形態・生態・生理から探る

メタセコイア属が日本列島から絶滅した要因として、「冬季の気温低下、夏の温度上昇、海水準変動による生育地の移動の圧力、低地の減少、乾燥化」などの考えが示されているが、明確な要因は不明である。メタセコイア属が日本列島から消滅した原因の鍵を探るために、現生メタセコイアの実生の生育について観察・実験を行ない以下の事が明らかになった。メタセコイアの実生は、リターが堆積し地面に根を張ることができない場所、礫質土壌で乾燥するような場所では生育しにくく。泥質な土壌条件では、生育しやすい。郡上八幡自然園では、実生が生育し、様々な樹齢と推定される幼木が観察される。また、神戸市立森林植物園では、多くの実生が夏を越して生存している。以上のことから、初夏の高温・乾燥が実生の発芽・生育に適していない可能性がある。郡上八幡自然園と神戸市立森林植物園では、2018年の実生が2018年秋まで残存し、生育していることが明らかになった。また、郡上八幡自然園の実生と大阪市立大学理学部附属植物園の実生では、生態学的な特性が異なる可能性がある。両地域の実生について水分を十分に与えた条件で栽培した。その結果、郡上八幡自然園の実生の方が大きく成長したが、優位な枯死の差は存在しなかった。現生メタセコイアの実生の生育について観察・実験を行ない以下の事が明らかになっているため。実生の生育について:大阪市立大学理学部附属植物園:7地点で2018年実生の観察を行った。ササ類などの下草があるところでは、実生が形成されるが、消滅してしまった。2018年は雨量が多く、水流のある地点では、流された影響もあり、実生の生存率は低い。神戸市立森林植物園:9月6日の時点で、2つの調査区で、30本の2018年実生が観察され、10月3日の時点で29本が生育している。郡上八幡自然園:キャンプ場内に樹齢50年を数える大木も含め、多くのメタセコイアが植栽され、それらから形成された幼木も存在している。胸高直径から推定すると、当年数年十数年と推定される実生や幼木が多数観察され、更新が行われていると言える。実生の栽培実験:郡上八幡自然園では、大阪市立大学理学部附属植物園に比べて、メタセコイアの実生の生育・成長が活発である。郡郡上八幡自然園と大阪市立大学理学部附属植物園の2018年実生92本について、土壌条件を変えて鉢植えにし、大阪市立大学理学部附属植物園の圃場で栽培し、腰水により水分条件は安定するようにした。同じ時期に採集したが、実生の高さは、郡上八幡自然園の方が大きい。どちらの苗木も有意な枯死は無い。どちらの実生も泥質である土壌条件の生育が良好である。メタセコイアの葉化石の気孔サイズ、気孔密度の時代変化を明らかにするために、岐阜県土岐市、滋賀県湖南市、三重県伊賀市から葉化石を採集した。また、現生種の比較標本として、大阪市立大学理学部附属植物園、東北大学、北海道教育大学函館校のメタセコイアの枝を採集した。大阪市立大学理学部附属植物園で採集した種子を郡上八幡自然園で播種し、その生育を比較して、両地域の実生の生育の差が、遺伝的な生態学的な特質なのか、郡上八幡自然園の環境特性なのかを明らかにする。また、具体的な環境の差を明らかにするために、郡上八幡自然園、神戸市立森林植物園、大阪市立大学理学部附属植物園において、データロガーを設置し、温度、湿度、気温の変化を測定し、各地点の環境特性を明らかにする。採集した1000万年前から100万年前のメタセコイア葉化石、現生のメタセコイアの葉の表皮細胞を抽出し、気孔サイズ、気孔密度の時代変化を明らかにし、古環境の変化との関連を明らかにする。化石分野から環境の変化を推定し、絶滅の原因にせまる。

現生メタセコイアの実生の生育について観察・実験を行ない以下の事が明らかになっているため。実生の生育について:大阪市立大学理学部附属植物園:7地点で2018年実生の観察を行った。ササ類などの下草があるところでは、実生が形成されるが、消滅してしまった。2018年は雨量が多く、水流のある地点では、流された影響もあり、実生の生存率は低い。神戸市立森林植物園:9月6日の時点で、2つの調査区で、30本の2018年実生が観察され、10月3日の時点で29本が生育している。郡上八幡自然園:キャンプ場内に樹齢50年を数える大木も含め、多くのメタセコイアが植栽され、それらから形成された幼木も存在している。胸高直径から推定すると、当年数年十数年と推定される実生や幼木が多数観察され、更新が行われていると言える。実生の栽培実験:郡上八幡自然園では、大阪市立大学理学部附属植物園に比べて、メタセコイアの実生の生育・成長が活発である。郡郡上八幡自然園と大阪市立大学理学部附属植物園の2018年実生92本について、土壌条件を変えて鉢植えにし、大阪市立大学理学部附属植物園の圃場で栽培し、腰水により水分条件は安定するようにした。同じ時期に採集したが、実生の高さは、郡上八幡自然園の方が大きい。どちらの苗木も有意な枯死は無い。どちらの実生も泥質である土壌条件の生育が良好である。メタセコイアの葉化石の気孔サイズ、気孔密度の時代変化を明らかにするために、岐阜県土岐市、滋賀県湖南市、三重県伊賀市から葉化石を採集した。また、現生種の比較標本として、大阪市立大学理学部附属植物園、東北大学、北海道教育大学函館校のメタセコイアの枝を採集した。大阪市立大学理学部附属植物園で採集した種子を郡上八幡自然園で播種し、その生育を比較して、両地域の実生の生育の差が、遺伝的な生態学的な特質なのか、郡上八幡自然園の環境特性なのかを明らかにする。また、具体的な環境の差を明らかにするために、郡上八幡自然園、神戸市立森林植物園、大阪市立大学理学部附属植物園において、データロガーを設置し、温度、湿度、気温の変化を測定し、各地点の環境特性を明らかにする。採集した1000万年前から100万年前のメタセコイア葉化石、現生のメタセコイアの葉の表皮細胞を抽出し、気孔サイズ、気孔密度の時代変化を明らかにし、古環境の変化との関連を明らかにする。化石分野から環境の変化を推定し、絶滅の原因にせまる。年度末の2019年3月下旬に行った調査の精算後に残額が生じた。2019年度の調査経費に充当する。