hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
葉緑体のネオキサンチンは全て9'-シス型である:系統発生と分布と機能

ホウレンソウ葉のネオキサンチンは9'-シス型,カボチャ実のは全トランス型であることを分光学的に確認し,両者を吸収スペクトルとHPLCの溶出時間から区別する方法を確立した.高等植物から藻類まで約120種の光合成器官,約60種の花弁や果実の非光合成器官について色素組成を分析し,特にネオキサンチンが9'-シス型か全トランス型かを分析した.Chl a/bをもつ高等,シダ,コケ,緑藻,ユーグレナなどの植物の葉緑体には9'-シス型ネオキサンチンのみ存在し、全トランス型は検出できなかった。Chl a/cをもつハプト,不等毛,渦鞭毛,クリプト,原核緑色植物門の藻類, Ch aのみをもつ紅色,灰色,藍色植物門の藻類からはネオキサンチンを検出できなかった.一方,非光合成器官では9'-シス型のみ,全トランス型のみ,全トランス型のみ,両者存在,存在しないの4種類であった.従って,葉緑体に存在するネオキサンチンは総て9'-シス型で,全トランス型は存在しないこと示している.ビオラキサンチンからネオキサンチンへの合成とシス異性化が同時に酵素によりなされていると考えられる.系統発生からはChl bの存在と, 9'シス型の存在が一致したが、偶然の一致か必然性があったかは不明である.ネオキサンチンの機能は明確ではない.両異性体の吸収スペクトルには差異が少ないので,光捕集や保護などの機能には差異がないと考えられる.またネオキサンチンは他の生体物質に見られないアレン構造をもつ.この構造は藻類の主要カロテノイドであるフコキサンチン,ペリジニンなどにもあるので,アレン構造の生合成経路の面からも検討したい.ホウレンソウ葉のネオキサンチンは9'-シス型,カボチャ実のは全トランス型であることを分光学的に確認し,両者を吸収スペクトルとHPLCの溶出時間から区別する方法を確立した.高等植物から藻類まで約120種の光合成器官,約60種の花弁や果実の非光合成器官について色素組成を分析し,特にネオキサンチンが9'-シス型か全トランス型かを分析した.Chl a/bをもつ高等,シダ,コケ,緑藻,ユーグレナなどの植物の葉緑体には9'-シス型ネオキサンチンのみ存在し、全トランス型は検出できなかった。Chl a/cをもつハプト,不等毛,渦鞭毛,クリプト,原核緑色植物門の藻類, Ch aのみをもつ紅色,灰色,藍色植物門の藻類からはネオキサンチンを検出できなかった.一方,非光合成器官では9'-シス型のみ,全トランス型のみ,全トランス型のみ,両者存在,存在しないの4種類であった.従って,葉緑体に存在するネオキサンチンは総て9'-シス型で,全トランス型は存在しないこと示している.ビオラキサンチンからネオキサンチンへの合成とシス異性化が同時に酵素によりなされていると考えられる.系統発生からはChl bの存在と, 9'シス型の存在が一致したが、偶然の一致か必然性があったかは不明である.ネオキサンチンの機能は明確ではない.両異性体の吸収スペクトルには差異が少ないので,光捕集や保護などの機能には差異がないと考えられる.またネオキサンチンは他の生体物質に見られないアレン構造をもつ.この構造は藻類の主要カロテノイドであるフコキサンチン,ペリジニンなどにもあるので,アレン構造の生合成経路の面からも検討したい.ホウレンソウ葉のネオキサンチンは9'-シス型,カボチャ実のは全トランス型であることを分光学的に確認し,両者を吸収スペクトルとHPLCの溶出時間から区別する方法を確立した.高等植物から藻類まで約110種の光合成器官,約50種の花弁や果実の非光合成器官を分析した.Chl a/bをもつ高等,シダ,コケ,緑藻,ユーグレナなどの植物の葉緑体には9'-シス型ネオキサンチンのみ存在し,全トランス型は検出できなかった.Chla/cをもつハプト,不等毛,渦鞭毛,クリプト,原核緑色植物門の藻類,Chl aのみをもつ紅色,灰色,藍色植物門の藻類からはネオキサンチンを検出できなかった.一方,非光合成器官では9'-シス型のみ,全トランス型のみ,両者存在,存在しないの4種類があった.従って,葉緑体に存在するネオキサンチンは総て9'-シス型で,全トランス型は存在しないことを示している.ビオラキサンチンからネオキサンチンへの合成とシス異性化が同時に酵素によりなされていると考えられる.系統発生からはChl bの存在と,9'-シス型の存在が一致したが,偶然の一致か必然性があったかは不明である.ネオキサンチンの機能は明確でない.両異性体の吸収スペクトルには差異が少ないので,光捕集や保護などの機能には差異がないと考えられる結果を山口大三室守との共同研究から得ている.ビオラキサンチンと全トランス・ネオキサンチンはビオラキサンチン・デエポキシダーゼの基質になりうるが,9'-シス型はならないことを筑波大桑原朋彦との共同研究から再確認した.一方,9'-シス・ネオキサンチンから合成されたシスABAは生理活性があると報告されている.従って,ネオキサンチンの立体異性は機能や代謝との関連が大きいことが示唆された.

昨年に引き続き,高等植物から藻類までの光合成器官,花弁や果実の非光合成器官について色素組成を分析し,特にネオキサンチンが9'-シス型か全トランス型かを分析した.Chl a/bをもつ高等植物,シダ,コケ,緑藻,ユーグレナなどの植物の葉緑体には9'-シス型ネオキサンチンのみ存在し,全トランス型は検出できなかった.Chla/cをもつハプト,不等毛,渦鞭毛,クリプト,原核緑色植物門の藻類,Chl aのみをもつ紅色,灰色,藍色植物門の藻類からはネオキサンチンを検出できなかった.一方,非光合成器官では9'-シス型のみ,全トランス型のみ,両者存在,存在しないの4種類があった.従って,葉緑体に存在するネオキサンチンは総て9'-シス型で,全トランス型は存在しないことを示している.ビオラキサンチンからネオキサンチンへの合成とシス異性化が同時に酵素によりなされていると考えられる.系統発生からはChl bの存在と,9'-シス型の存在が一致したが,偶然の一致か必然性があったかは不明である.以上,当初の目的であった9'-シス・ネオキサンチンの藻類,植物における分布が明確になった.今後は機能面から何が9'-シス型だと有利で,何がトランス型だと不都合なのかを検討したい.またネオキサンチンは他の生体物質に見られないアレン構造をもつ.この構造は藻類の主要カロテノイドであるフコキサンチン,ペリジニンなどにもあるので,アレン構造の生合成経路の面からも検討したい.
高齢の脳血管疾患女性患者の「退院」という家族ストレスへの予防的家族看護介入と効果

6つの質問から構成される予防的家族看護介入の効果を明らかにするために、介入ガイドに基づいて入院中に2回看護介入をした7事例(介入群>、その比較対照として意図的な介入を行わなかった5事例(非介入群)を対象に、質問紙調査した。調査は、子ども世代の主介護者には健康関連QOL・介護負担・家族機能、孫世代には家族機能にっいて、退院数週間前、退院直前、自宅退院後のそれぞれ3回実施した。高齢脳血管疾患女性の背景を比較すると、平均年齢は介入群88.0歳、非介入群71.6歳であった。主介護者の続柄は、介入群では娘4と息子の配偶者3、非介入群では娘2と息子の配偶者3であった。平均要介護度は介入群2.3、非介入群2.4であった。健康関連QOLは、sf-36を使用し国民標準値との偏差得点で解釈すると、両群ともに日常役割機能(身体)、と社会生活機能、日常生活機能(精神)が低く、非介入群では特に日常役割機能(身体)、と社会生活機能において退院直前、退院後に45以下の低い値を示した。Zarit介護負担度(日本語版)では、両群の傾向の違いは見られなかった。家族機能は家族アプガーのVASスケールを使用し、子ども世代と孫世代それぞれをの両群比較した。第1回目調査(介入前)の時点で、両世代ともに介入群の方が5つの要素すべてで高い値を示しており、比較による効果判定は不可能であった。限られた事例数だが、主介護者の健康維持に入院中から予防的家族看護介入を行う効果が示唆された。3年の研究期間の初年度として、交付申請書の計画通り、文献レビュー、標準介入計画の作成、家族看護介入とデータの収集を実施した。4事例のプレテストののち、研究手順および標準介入計画に修正を加え、現在1事例の介入群データ収集を終了した。特に以下の3点の検討と調整を中心に実施した。1.文献レビューとプレテストによる標準介入計画作成介入援助の内容・方法をどの程度柔軟に変更して良いかという標準介入計画の詳細さについて慎重に検討した。本研究では、看護師誰もが実践可能でかつ有効な家族介入の手順作成を目的としている。しかし対象となる家族の状況は様々であり、かつその場の看護師の判断と実践力による自由裁量で家族看護介入を行う部分も多く含む。プレテストを重ねる中で、自らの介入傾向もふり返りながら、介入内容項目の洗練化の過程を経て、詳細な手順化までを要する項目と、比較的自由裁量に任せられる項目の2つに分けて、標準介入計画を作成した。2.介入効果を判定する調査紙の妥当性の検討調査紙の感受性や実行可能性については調査紙の記載上の問題はなく、弁別力があるという手応えを得た。ただし、家族のストレスをQOL尺度だけで測定するには限界があるため、新たにZarit介護負担尺度日本語版(短縮版)を追加することとした。3.研究対象事例の把握と確保のための体制づくり入院期間が短縮している状況下で、対象の条件を複数付しているため、事例数が少なくかつ事前把握し難い。そこで、協力病院の状況に合わせた対象候補となる事例の把握方法と、無理なく介入が設定ができる体制づくりを行った。また対象事例数の確保のために、協力病院追加の依頼および調整を行っている。病院から直接自宅退院することや、子ども世代・孫世代を含む3世代同居か近居であることなどの本研究の条件を満たす対象事例数が少ないという現状にある。これに対して、新たに2病院と交渉し、追加協力を得た。これにより、山梨県内1病院、長野県内3病院の計4病院で、介入研究を実施していくこととなった。追加の2病院では、現在研究協力体制について細かい調整を実施しているところである。申請時計画では、1事例につき2回の予防的看護介入と4回の聞き取り調査を予定していたが、多くの病院で入院期間が短縮していることにより、2回の予防的看護介入と3回の聞き取り調査に変更している。また、平成18年度の交付申請書に記載した計画のとおり、家族の介護負担を測定する尺度を追加したとともに、対象の負担も考慮して使用尺度を精選した。これらにより、臨床現場の実情に即した研究計画となった。また成文化が困難であった「退院に向けた高齢の脳血管疾患女性息者への予防的家族介入」の具体的な内容・方法と留意点について、臨床経験5年目以上のいわゆる中堅レベルの看護師が日常の看護業務の範疇で実施できることを目的とした介入ガイドの作成、修正をおこなった。この介入ガイドをもとに、5事例(介入群4事例、非介入群1事例)のデータ収集を終了したところである。

健康関連QOLは、sf-36を使用し国民標準値との偏差得点で解釈すると、両群ともに日常役割機能(身体)、と社会生活機能、日常生活機能(精神)が低く、非介入群では特に日常役割機能(身体)、と社会生活機能において退院直前、退院後に45以下の低い値を示した。Zarit介護負担度(日本語版)では、両群の傾向の違いは見られなかった。家族機能は家族アプガーのVASスケールを使用し、子ども世代と孫世代それぞれをの両群比較した。第1回目調査(介入前)の時点で、両世代ともに介入群の方が5つの要素すべてで高い値を示しており、比較による効果判定は不可能であった。限られた事例数だが、主介護者の健康維持に入院中から予防的家族看護介入を行う効果が示唆された。
スピン軌道トルク磁化反転の高効率化に向けたコヒーレント成長窒化物ヘテロ接合の応用

スピン軌道トルク磁化反転に要する反転電流密度を現状より格段に低減し磁気記録装置の実現に貢献することを目的とする.そのために(1)コヒーレント成長した窒化物磁性薄膜/非磁性薄膜へテロ接合の開発を通して界面スピン注入効率の増大を図る.(2)注入スピンを効率的にトルクへ変換できる最適な積層材料と膜厚などの積層構造を見出す.(3)飽和磁化や垂直磁気異方性に及ぼす窒素や第三元素の影響を明らかとし,低反転電流密度に必要な飽和磁化の低減,垂直磁気異方性の最適化を試みる.スピン軌道トルク磁化反転に要する反転電流密度を現状より格段に低減し磁気記録装置の実現に貢献することを目的とする.そのために(1)コヒーレント成長した窒化物磁性薄膜/非磁性薄膜へテロ接合の開発を通して界面スピン注入効率の増大を図る.(2)注入スピンを効率的にトルクへ変換できる最適な積層材料と膜厚などの積層構造を見出す.(3)飽和磁化や垂直磁気異方性に及ぼす窒素や第三元素の影響を明らかとし,低反転電流密度に必要な飽和磁化の低減,垂直磁気異方性の最適化を試みる.
大学生のソーシャルサポート向上のための心理教育プログラムの開発

本研究では,大学生のソーシャルサポートを向上させるための心理教育プログラムを作成し,効果評価を行った。プログラムは,他者のサポートを効果的に獲得するスキルの習得と,他者へのサポートを積極的に提供するためのスキルの習得から構成されていた。プログラム実施の結果,ソーシャルサポート受容を大幅に向上させることはできなかったが,ソーシャルサポート向上に関連する知識,スキル,行動,および精神的健康の改善が認められた。本研究は,大学生のソーシャルサポート向上のための心理教育プログラムの開発を目的とするものである。平成21年度は,そのための基礎研究として,ソーシャルサポート向上に関わるソーシャルスキルを明らかにするために調査を実施した。なかでも,他者への積極的なサポート提供と関連を持つスキルについて探索的に検討することを目的とした。2009年6月に大学生約700名を対象に質問紙調査を実施し,欠損値を除いた647名を分析対象とした。調査で用いた尺度は以下の3点である。1.成人用ソーシャルスキル自己評定尺度(相川・藤田,2005),2.サポート提供尺度:福岡(1997)の尺度の一部を改変して用いた,3.サポート受容尺度:福岡(1997)の尺度の一部を改変して用いた。共分散構造分析に基づくパス解析を行った結果,家族へのサポート提供の多さは,主張性スキルの低さ,関係維持スキル,記号化スキルの高さと関連を有し,友人へのサポート提供の多さは,主張性スキルの低さ,関係開始スキル,関係維持スキル,記号化スキルの高さと関連を有していた。また,家族,友人いずれへのサポート提供ともそれぞれのサポート源からのサポート受容と強い正の関連を有した。さらに,主張性スキル,記号化スキルは友人からのサポート受容との間に直接的な関連を有したが,その関連の強さは,友人へのサポート提供を介した間接的な関連の方が強かった。以上のことから,家族との関係においては,関係維持スキルと記号化スキルを向上させることが,友人との関係においては,関係開始スキル,関係維持スキル,記号化スキルを向上させることが,それぞれのサポート源へのサポート提供を促進させ,最終的に個人の受容サポートを向上させることにつながる可能性が示唆された。これらの結果は,今後の介入プログラム作成において,介入ターゲットを決定する上で有意義な結果であったと言える。平成21年度の研究結果から,家族および友人へのサポート提供を促進させることは,サポート提供者のサポート受容の向上につながること,家族や友人へのサポート提供促進には,関係維持スキルと記号化スキルの向上が有効であることが明らかとなった。そして,これらのスキル向上には,カウンセリングの領域で扱われる積極的な傾聴スキルの習得が有用であることが示唆された。そこで,平成22年度は,他者への積極的なサポート提供の促進を目的とし,筆者が分担担当している教養科目の受講生を対象に,2010年6月1日に積極的な傾聴スキル習得のための心理教育を実施し,効果を検討した。相川(2000)を参考に,「受容的態度」,「効果的な質問」,「反射させながら聴くこと」,「身体を使って聞くこと」,「相手のしぐさを読み解くこと」の5つのスキルを取り上げ,それぞれに関する解説と紙面を用いたワーク,周囲の人との意見交換を行った。授業実施前と実施後1週間後に質問紙調査を実施し,効果評価を行った。2度の調査に回答し,欠損値を除外した112名をデータ解析の対象とした。効果評価の指標として,(1)傾聴に関する知識,(2)関係維持及び記号化スキル(相川・藤田(2005)の一部),(3)サポート提供(福岡(1997)の尺度の一部を改変)を測定した。対応のあるt検定を行った結果,(1)傾聴に関する知識と記号化スキルが向上し,(2)家族および友人へのサポート提供量が増加する傾向が認められた。関係維持スキルには統計的に有意な変化は認められなかったものの,ソーシャルサポート提供を促進しうるプログラムの有用性と改善点が明らかとなった。これらの成果は,今後のプログラム作成における介入課題を考案する上で有意義な結果であったと言える。本年度は,大学生のソーシャルサポート向上のための心理教育プログラムを構成・実施し,その効果について検討した。心理教育の実施は2011年6月中旬末にかけて,筆者が担当する予防教育に関する講義の受講生165名を対象に2回に分けて行った。第1回目では,堀(2008)に基づき,他者からのサポートを効果的に引き出し,活用するための一連の行動手続き習得に関する心理教育を行った。第2回目では,昨年度の研究に基づき,他者との信頼関係促進のための傾聴スキルに関する心理教育を行った。効果測定のため,2回の心理教育実施前後で質問紙調査を実施した。受講生の大半が1年生であったため,対象を新入生に限定し,欠損値を除外した103名をデータ解析の対象とした。効果評価の指標として,(1)ソーシャルサポートの活用や傾聴のための知識,

(2)関係維持及び記号化スキル,(3)サポート希求行動,(4)サポート提供・サポート受容,(5)精神的健康度を測定した。効果評価指標について,対応のあるt検定を実施したところ,知識,記号化スキル,サポート希求行動,サポート提供,精神的健康度において有意な差が認められ,いずれも受講前に比べて受講後の改善がみられた。関係維持スキルに関しては,受講前に比べ受講後の改善傾向が認められた。一方,サポート受容に関しては,受講前後で向上はみられるものの,統計的に有意な差は認められなかった。以上の結果から,ソーシャルサポート受容そのものを大幅に向上させることはできなかったが,実際の予防教育の授業において実施可能な形態で,大学生のソーシャルサポート向上に関わるスキルや行動の改善に寄与する心理教育プログラムが作成された。このことは,大学生への予防教育を実施していく上で意義深い結果であるといえる。
KRAS変異固形癌に対するSHP2阻害剤の臨床応用への基盤解明

KRAS遺伝子はヒトがんの中で最も高頻度に変異しており膵臓癌、大腸癌、肺癌などの難治癌にその変異が多くみられる。しかし蛋白質の構造からKRAS自体を治療標的とすることは不可能とされている。近年我々はKRASが他のがん遺伝子であるSHP2から直接活性化を受ける新しい機序を発見し、SHP2を標的とすることでRASの働きを不活性化することを明らかとした。本研究ではSHP2とKRASの関係についてさらなる解析を加え標的治療の可能性を探るとともに、KRASの変異型によるSHP2阻害剤の感受性を網羅的に解析することにより、将来的には個別化医療へと応用することを目指す。
Von Willebrand病の各病型の分子遺伝学的解析

1.VWD各病型のVWF-geneの解析(1)TagIポリモルフィズム患者白血球よりDNAをTcagIで切断しVWFのcDNA3'末端3.3kbフラグメントをプローブとしRFLPを行った。正常人の12-13本のバンドのうち、3.3kbあるいは2.6kbのバンドがポリモルフィズムを示し、ヘテロ接合体出現率は40%であった。VWD9例(TyPeI3、IIA4、IIB1、IIC1)ではヘテロ接合体を示し家系内で異常が65%であった。遺伝子欠失は認めなかった。(3)VWD患者の遺伝子異常第VIII因子との結合能を欠くVWDの新亜型の本邦第1例を検索した。本例ではArg53→TrpとArg87→Thrに置換していた。TyPeIIBの1例ではArg54→CysとAla618→Thrに変異していた。TypeIICの1例では点変異はみとめられなかった。2.VWD各病型血漿中のVWF-Subunitの解析血漿VWFを直接還元后、Subnit bandを解析した。正常血漿では24OKD、216、194、164、144の5本band.より構成されていた。TypeI9例中5例、TypeIIA6例中2例、TypeIIB1例、TypeIIC1例およびTypeIID1例は正常と同様の構成であったが、TypeI4例では200KDのbandが余分に出現していた。又、IIA4例では144KDに代り、136、KDのbandが出現していた。TypeIIIではすべてのbandが出現しなかった。VWFは流血中のPrcteaseにより、すでに切断されていると考えられる所見であった。1 vWDのvWF遺伝子RFLPの解析:正常vWF遺伝子のTaq I断片をvWF cーDNAプロ-ベ(3端フラグメント;Xmn IーSac I,3.3kb)で観察すると0.5ー12Kbの12ー13本の断片が認められ、3.3kb2.6kb断片がRFLPを示し、その出現頻度は50%ずつでヘテロ接合体は40%であった。vWDのType I 3例、Type IIA 4例、Type IIB 1例、Type IIC 1例での検討ではヘテロ接合体は65%に認められ、家系内分析が可能と考えられた。Sac I,Bgl II,Xba I,BamH Iではヘテロ接合体の頻度は50%以下であった。これらの制限酵素によるvWD患者のvWF遺伝子切断片をcーDNAにて観察するとその出現パタ-ンは正常vWFのそれと同様でvWD IIA,IIBおよびIICではvWF遺伝子の大きな遺伝子欠損はないことが示唆された。2 VNTR(Variable Number of Tandem Repeat)による家系内遺伝解析:vWF遺伝子のイントロン40に存在するVNTRを2本のプライマ-(vWFIIー5,vWFIIー3;Nucl.Aci.Res.vol.18,4957,1989)をもちいて、PCR増幅を行い検討した。正常日本人10名中7名VNTRのヘテロ接合体が認められた。vWD患者においても10名中7名にヘテロ接合体を認め、RFLPsで解析不可能なvWD家系でも遺伝診断が可能であった。3 i.GpIb結合;リストセチン・ボトロセチンによるvWFのGpIb結合能はvWDType IIB,IID,IIEではよく相関するもIIA,IIC,IIFでは両者解離が見られた。

ii.コラ-ゲン結合:vWD Type IではvWE抗原量に比例、IIA,IIB,IICでは著しく低く、また正常低重合vWFでも同様に低下することよりvWF重合とコラ-ゲン結合は併行することが示唆された。iii.第VIII因子結合:vWD各病型とも正常vWFと同等の結合能が見られた。高重合,低重合vWFの比較でも差が認められず,vWF重合は第VIII因子結合に影響を及ぼさないことが考えられた。1.フォンウイルブランド病(vWD)のフォンウィルブランド因子(vWF)蛋白構造の解析(1)vWF抗原量の測定:Gplbに対するモノクロ-ナル抗体NMCー4およびvWFーsubunit C末を認識するモノクロ-ナル抗体40ー1ならびに2ー2ー9を用いてTypeI,IIA,及びIIB病型のvWF抗原量を測定し,これら病型の構造と機能について検討した.(2)vWD Normandy variantの検索:ヒト血漿サンプル中のvWFを抗vWFモノクロ-ナル抗体に結合せしめ固相化し洗浄後,純化第VIII因子(F・VIII)を添加し,血漿サンプル中のvWFの第VIII因子(F・VIII)に対する結合能を検討する方法により女性血友病Aと診断されていた症例はF.VIII結合能が欠如する,フォンウィルブランド病(vWD)の新亜型(Normandy variant)と診断した(本邦第一例).2.vWDの遺伝子解析(1)vWD Normandy variantにおける遺伝子解析:vWFにおける第VIII因子結合部位と考えられているアミノ酸残基1ー272番を中心にPCR増幅,プラスミドクロ-ニング,ダイデオキシ法を用いて塩基配列解析をおこないアミノ酸残基1ー132番まで塩基配列解析したところで2446C→T(Arg53→Trp),2555G→T(Arg89→Gln)の各変異を見出した.(2)vWD TypeIIIC症例における遺伝子解析:上記と同様の方法にてTypeIIA,IIB症例においてmutationが同定,報告されているA1,A2ドメインをコ-ドするエキソン28を中心に塩基配列を解析したが,アミノ酸残基476ー652,790ー919の領域ではmutationは見出しえなかった.現在エキソン27について検索中である.1.vWD患者における遺伝子異常の検索3例のvWDを検索した。(1)第VIII因子結合能を欠如するvWD新亜型:教室で開発した血漿vWFの第VIII因子への結合能測定法により、從来女性血友病と診断していた一女児が第VIII因子との結合能を欠くvWDの新亜型の本邦第1例と診断した。患児の白血球よりのvWFのヌクレオチド配列解析により、2446C→T(Arg53→Trp)に、又、2556G→T(Arg87→Gln)に置換していることを認めた。(2)vWDType IIB:vWFのmultimer分析により、large multimerを欠如するが、ristocetin凝集能の亢進するType IIBの1例について、ヌクレオチド配列解析を行い、4021C→T(Arg54→Cys)と4240G→ACAla618→Thr)の変異を認めた。前者の異常は既報告例と同じであったが、后者のアミノ酸置換は報告をみない。(3)vWDType IIC:稀な1例についてヌクレオチド解析を行ったが、点変異は見出しえなかった。
地域連携教育としての新しい体験型教育に関する研究

地域の教育機関と連携することで出前授業を実施し改善のためのループを構築した。新居浜市教育委員会の協力の下、年に平均13回以上出前授業を実施し都度のアンケートで内容改善をした。また2013年度には新居浜高専教育フォーラムを実施し東予地域教育機関から意見を伺った。新規出前授業については、生物応用化学科4年生の創造化学実験で年10テーマ以上考案し、模擬出前授業を行った。地域ニーズに応じたテーマも企画製作した。さらに創造化学実験では問題解決能力、コミュニケーション能力などの社会人基礎力の涵養に効果的であった。他機関の科学イベント、PBL科目視察を通して出前授業および創造化学実験の改善材料を得られた。1学生による出前授業の新規作成:生物応用化学科4年生の創造化学実験にて「小中学校の出前授業を企画」というテーマにて34名の9チームでそれぞれ別々の出前授業を作成した。10週間の製作活動後、模擬出前授業として学内発表会を行い、教員の評価が良かった上位2件を選び、市内の小学校及び中学校へ実際に出前授業をおこなった。受講者向けアンケートの「内容はよくわかったか」で約100%が「わかった」と回答しており、一定レベル以上の出前授業となっていることが確認できた。また活動を通した学生の自己評価として、主体性や責任感が増し、社会貢献の重要性を認識したという結果が得られた。テーマを作成することを通じた問題解決能力(エンジニアリングデザイン能力のひとつとして)だけでなく、社会人基礎力の涵養にも効果があった。その他従来の出前授業テーマも合わせて小学校、中学校及び出前イベント、公民館、市文化施設を含めて、学生主体型出前授業を17回行った。2新居浜高専教育フォーラムの実施:新居浜地区の小学校、中学校、高校、高専での環境・エネルギー教育についての事例発表を行いそれぞれの取り組みを知るとともに、教育機関の枠を越えた地域連携教育のあり方について意見交換する機会を設けた。それぞれの学校の教員の立場からの意見を得ることができ、今後の出前授業の製作のためのヒントを得ることができた。高専の発表では、学生が実際に出前授業を行ったときの報告を行い、さらに参加者に簡易出前授業を行い取り組んできた内容と工夫した点などを説明した。3科学イベントの視察:長野高専の「キッズサイエンス2013」を視察し学科の専門にこだわらずさまざまな科学テーマに挑戦していることが参考となった。鹿児島高専の「鹿児島高専の日及び第23回九州沖縄地区高専フォーラム」を視察し九州、沖縄地区の高専横断型の地域教育連携の手法を知ることができた。学生による出前授業の新規作成:生物応用化学科4年生の創造化学実験にて「小中学校の出前授業を企画」というテーマにて34名の12チームでそれぞれ別々の出前授業パッケージを企画した。中間発表を経て、内容の修正・改良など10週間の製作活動後、「学べる地学」「天気の変化を見てみよう」「雲ができるまで」など小中学校向け合わせて12テーマができあがった。課内にて45分間の模擬出前授業として学内発表会を行った。今年度は、活動した学生の自己評価に加え、受講者としての学生からの他者評価も行い、教員評価も合わせて、実施学生にフィードバックした。受講者の立場に立つことで、出前授業を受講する小中学生の立場を理解でき、また他者を評価することで批判的思考を養った。その他従来の出前授業テーマも合わせて小学校、中学校及び出前イベント、公民館、市文化施設を含めて、学生主体型出前授業を8回行った。次に今後の展開について述べる。昨年度新たにセメスター制度を本校で導入し8月、9月は授業がなくなることから小中学校への出前授業を大幅に増加できると予想していた。しかし予測に反して9月の出前授業件数は1件であった。これは明らかに小中学校へのPR不足であり9月を「出前授業月間」としてもっと宣伝していく必要がある。教育委員会と連携して出前授業を推進していく。今年度は県外の小中学校にて出前授業を行う予定である。その際、出前授業の実施だけでなく近隣高専、大学などへの出前授業の依頼状況や実施状況を調査し、新居浜地区での活動の参考にしたい。前年度に引き続き創造化学実験にて出前授業の新規作成と小中学校、各種イベントへの出前授業を行った。創造化学実験は例年通り、「小中学生のための理科教材を作成し出前授業を企画製作する」というテーマで行った。12チームに分かれ、小中学校の教科書、文部科学省の指導要目、更に新居浜市理科部会からのアンケートから提案された「教材を作って欲しい単元、テーマ」を参照させ、学生自らテーマ設定させた。12テーマが提案され、12週間の活動にて出前授業を企画・製作した。45分間の模擬出前授業として成果発表会を行い、自己評価、他者評価、教員評価から上位2テーマを選んだ結果、"新素材「蛍光体」"及び"酵素の化学大根とさんまの食べ合わせ"となった。そのテーマについて将来的に外部で出前授業することを念頭に置きながら、次年度の学園祭にてミニ出前授業を行うこととした。高専機構主催の全国高専フォーラムにてオーガナイズドセッション「学外学習を通じたキャリア教育」を企画し国内の優れた取り組みを情報共有した。また購入したタブレット型端末を用いた新しい試みの出前授業を2回行った。

小学生を5班に分けそれぞれにタブレット型端末を与え、班での実験時に風力発電で蓄電された電気量を確かめるためにオルゴールを鳴らしそのタイムを測定したり発電実験の様子を静止画・動画で撮影させ最後の振り返りにて活用した。その他小学校、中学校及び出前イベント、公民館、市文化施設を含めて、学生主体型出前授業を18回行った。さらに県外への取り組みとして岡山県倉敷市の小学校にて4件の出前授業を行った。その内、下津井西小学校は瀬戸内海に面した漁村にある学校で、普段科学イベントなどに参加する機会が少ないと校長先生からお聞きし、こういった地域への出前授業の重要性、意義を一層強く感じる貴重な機会となり今後の出前授業設計に行かせる活動となった。地域の教育機関と連携することで出前授業を実施し改善のためのループを構築した。新居浜市教育委員会の協力の下、年に平均13回以上出前授業を実施し都度のアンケートで内容改善をした。また2013年度には新居浜高専教育フォーラムを実施し東予地域教育機関から意見を伺った。新規出前授業については、生物応用化学科4年生の創造化学実験で年10テーマ以上考案し、模擬出前授業を行った。地域ニーズに応じたテーマも企画製作した。さらに創造化学実験では問題解決能力、コミュニケーション能力などの社会人基礎力の涵養に効果的であった。他機関の科学イベント、PBL科目視察を通して出前授業および創造化学実験の改善材料を得られた。本校出前授業の活動と地域の各段階の教育実践をまとめた「新居浜高専教育フォーラム2013報告書」を各教育関係機関に配布することで、新居浜高専の新しい教育への取り組みについてアピールすることができた。初年度に引き続き貸し出しセットの製作は行えなかったことは大いに反省すべき点であり、今年度は早急にその製作に取りかかる予定である。上記を考慮し、少し遅れていると判断した。地域連携教育出前授業の実施数の減少対策として、市内小中学校に向けて出前授業の案内冊子を配布するとともに、今まで依頼のなかった小中学校へ直接PR活動を行う。開発した教材などを持参し模擬的に出前授業を紹介することで依頼数を増加させる。県外の出前授業としては、徳島県、高知県、広島県、岡山県を想定している。本校の夏季休暇での実施を考えている。貸し出しセットの製作については、毎年好評な出前授業テーマから数テーマ選び、市内小中学校に1セットずつ配布、提供する。直接児童、生徒に手にとって教材に触れてもらい出前授業の依頼数増加につなげる。小中学校の理科離れ対策として、学生主体による出前授業を17件行うことができ、科学へ興味を持ってもらう一助となったと評価できる。また授業科目の4年生で行う創造化学実験にて全員がそれぞれのチーム内で「出前授業を企画、製作」することで、学生にエンジニアリングデザイン能力、社会人基礎力を培う機会を与え、自己評価では一定のレベルに達していることを確認できた。しかし研究実施計画にある、貸し出しセットの製作は行えなかったこと、出前授業の全国的な取り組み調査は行えず、少し遅れていると判断した。貸し出しセットの製作について予定通りに行えず、制作費が大幅に余った。また年間の出前授業件数は、8件と少なく実施のための経費が低く抑えられたことも影響している。今後は遅れていると判断した貸し出しセットの製作を行う。
薬効・副作用予測のためのin situファーマコプロテオミクス解析

ATP拮抗型キナーゼ阻害剤とその標的となるATP結合タンパク質を対象に、細胞内での標的・阻害濃度・阻害持続性を軸とした、3次元ファーマコプロテオミクス解析手法(3D-Pharmacoproteomics; 3D-PPx)を開発した。非小細胞肺癌細胞株を用いた実証試験では、EGF受容体阻害剤エルロチニブに対する耐性株(EGF受容体変異なし)では、エルロチニブの有無によるATPプローブの標識量には有意な変化は見られなかったが、感受性株(EGF受容体変異あり)ではATPプローブの標識量が2.3倍減少し、予想通りの結果が得られた。また同時に今まで知られていないエルロチニブの標的候補も複数同定された。ATP拮抗型キナーゼ阻害剤を対象に、細胞内での標的・阻害濃度・阻害持続性を軸とした、3次元ファーマコプロテオミクス解析手法(3D-Pharmacoproteomics; 3D-PPx)を開発することを目的に研究を行った。平成26年度は、3D-PPx法のための情報基盤及び解析基盤の構築を行った。情報基盤の構築については、次年度解析予定の6種類の非小細胞肺癌細胞株を解析し、ATPプローブで標識されたキナーゼ由来ペプチドのナノ液体クロマトグラフィーの溶出時間、質量分析計で取得される質量電荷比についての情報基盤を取得した。解析基盤については四重極orbitrap型質量分析計、Q Exactiveを用いて、parallel reaction monitoring法を試行したが、シグナル強度の弱い解析対象は、1回の測定に200ミリ秒から2秒程度時間をかける必要があることがわかった。この条件では解析のスループット性が失われるので、代替法としてMS解析にデータ依存型分析法(DDA)法を採用することにした。DDA法で取得したデータ解析についてMaxquantサーバーのペプチドピークマッチング機能を使用することで、定量対象ペプチドが約30%増加し、定量データの網羅性が向上した。情報基盤、解析基盤の整備を行うことができたので、次年度解析予定であった、ATP拮抗型EGFR阻害剤エルロチニブの非小細胞肺癌細胞株に対する3D-PPx解析を、曝露条件の検討、前処理、MS解析の段階まで前倒しで実施した。前年度に構築した3次元ファーマコプロテオミクス解析を非小細胞肺癌細胞6株に対して行った。具体的にはEGF受容体阻害剤エルロチニブに対する耐性株4株(EGF受容体変異なし)と感受性株2株(EGF受容体変異あり)を用いて解析を行ったところ、EGF受容体に関しては、エルロチニブ100uM添加時と未添加時を比較すると、耐性株においてはATPプローブの標識量には有意な変化は見られなかったが、感受性株ではATPプローブの標識量が2.3倍減少した(p<0.01)。この結果は、EGF受容体の変異体ではエルロチニブがATP結合ポケットとの親和性が高く、変異が入っていない場合には親和性が低いことを意味する。これはリコンビナントキナーゼを用いた既存研究と一致する結果であることから、3次元ファーマコプロテオミクス解析の概念が実験的に実証されたと言える。3次元ファーマコプロテオミクス解析は分子標的薬の主標的(エルロチニブの場合はEGF受容体)以外の副標的も同定できる特徴を有するため、EGF受容体以外にも、感受性株と耐性株で違いが見られるエルロチニブの標的候補因子を探索したところ、TTLL12、PNP、CPNE3が検出された。これらのタンパク質はエルロチニブとの相互作用は報告されていない新規標的候補因子であり、今後検証を行っていく予定である。本研究で構築した3次元ファーマコプロテオミクス解析法は、細胞の中でATP拮抗型阻害剤がどの濃度でどのタンパク質をどの位阻害しているかを定量できるため、、新規薬効・副作用マーカーの創出、作用機序解明、さらに新規創薬標的同定に貢献することが期待される。本年度は解析基盤の手法を一部変更したが、予定通り情報基盤、解析基盤の構築を終え、次年度計画予定の実験も一部実施できたため、おおむね計画は順調に進んでいる。プロテオミクス次年度は非小細胞肺癌細胞株に対する3次元ファーマコプロテオミクス解析を、本年度構築した解析基盤・情報基盤を使用して実施する予定である。得られたデータを用いて、ェルロチニブ耐性株と感受性株間での比較解析を行うことで、耐性にかかわる因子の探索ならびに耐性克服標的の探索を行う予定である。
RLGS法による食道癌の発生・進展に関与するゲノム異常の解析

目的:食道癌の発生・進展に関与するゲノム異常を,RLGS法を用いて同定し,早期診断と悪性度診断への臨床応用を目指す.癌と非癌部の鑑別,悪性度評価,化学療法や放射線治療への反応性の予測に有用なゲノム異常を明らかにする.研究の背景,特徴:これまでの研究から食道癌に関連するゲノム異常が明らかにされてきた.例えば,進行食道癌においてCyclinD1遺伝子やEGFRの遺伝子増幅が認められ,予後との関連も証明されてきた.また,前癌病変において癌関連遺伝子の増幅が認められることがわかってきた.しかし,いまだゲノム異常の解析は十分に行われているとはいえず,食道癌の発生・進展に関与していると思われる未知のゲノム異常の早急な発見,および臨床への応用が望まれている.研究方法:未知の癌関連遺伝子の検出法として,ゲノムDNA上の制限酵素サイトに直接ラベリングしてランドマークとして用い,高分解能二次元電気泳動法により,1枚の画像上に展開して一度に数千のゲノム情報を検出することが可能であるRLGS法を用いて,食道癌切除検体,内視鏡生検検体におけるゲノム解析を行う.研究結果:(1)食道扁平上皮癌細胞株のRLGSプロファイルをヒト正常リンパ球由来のものと比較したところ,細胞株由来DNAに特異的なスポット変化が認められた.(2)食道癌切除検体の癌部および非癌部より抽出したゲノムDNAのRLGSプロファイルを比較することにより,食道癌に特異的なゲノム変化を同定した.スポットのクローニングにより,ヒト染色体10番のRP11-137H2と93%の相同性を示したが,既知の癌関連遺伝子との関係は明らかでなかった.(3)ゲノムのメチル化状態を把握するために,二次元電気泳動のランドマーク酵素にNot Iを使用し,ゲノムDNAに脱メチル化物質を作用させたところ,controlと比較してスポット変化を認めた.目的:食道癌の発生・進展に関与するゲノム異常をRLGS法を用いて同定し,早期診断と悪性度診断への臨床応用を目指す.癌と非癌部の鑑別,悪性度評価,化学療法や放射線治療への反応性の予測に有用なゲノム異常を明らかにする.研究の背景,特徴:これまでの研究から食道癌に関連するゲノム異常が明らかにされてきた.例えば,進行食道癌においてCyclinD1遺伝子やEGFRの遺伝子増幅が認められ,予後との関連も証明されてきた.また,前癌病変において癌関連遺伝子の増幅が認められることがわかってきた.しかし,いまだゲノム異常の解析は十分に行われているとはいえず,食道癌の発生・進展に関与していると思われる未知のゲノム異常の早急な発見,および臨床への応用が望まれている.研究方法:未知の癌関連遺伝子の検出法として,GenomicDNA上の制限酵素サイトに直接ラベリングしてランドマークとして用い,高分解能二次元電気泳動法により,1枚の画像上に展開して一度に数千のGenome情報を検出することが可能であるRLGS法を用いて,食道癌切除検体,内視鏡生検検体におけるゲノム解析を行う.研究結果:材料とする食道癌切除検体,内視鏡生検検体の収集及びDNA抽出を行い,二次元電気泳動を行っている.得られた画像を解析し、腫瘍に特異的なスポットの検出、その臨床病理学的因子との関連について検討を行っている。また、特異的スポットのクローニングを試みている。目的:食道癌の発生・進展に関与するゲノム異常を,RLGS法を用いて同定し,早期診断と悪性度診断への臨床応用を目指す.癌と非癌部の鑑別,悪性度評価,化学療法や放射線治療への反応性の予測に有用なゲノム異常を明らかにする.研究の背景,特徴:これまでの研究から食道癌に関連するゲノム異常が明らかにされてきた.例えば,進行食道癌においてCyclinD1遺伝子やEGFRの遺伝子増幅が認められ,予後との関連も証明されてきた.また,前癌病変において癌関連遺伝子の増幅が認められることがわかってきた.しかし,いまだゲノム異常の解析は十分に行われているとはいえず,食道癌の発生・進展に関与していると思われる未知のゲノム異常の早急な発見,および臨床への応用が望まれている.研究方法:未知の癌関連遺伝子の検出法として,ゲノムDNA上の制限酵素サイトに直接ラベリングしてランドマークとして用い,高分解能二次元電気泳動法により,1枚の画像上に展開して一度に数千のゲノム情報を検出することが可能であるRLGS法を用いて,食道癌切除検体,内視鏡生検検体におけるゲノム解析を行う.研究結果:(1)食道扁平上皮癌細胞株のRLGSプロファイルをヒト正常リンパ球由来のものと比較したところ,細胞株由来DNAに特異的なスポット変化が認められた.(2)食道癌切除検体の癌部および非癌部より抽出したゲノムDNAのRLGSプロファイルを比較することにより,食道癌に特異的なゲノム変化を同定した.スポットのクローニングにより,ヒト染色体10番のRP11-137H2と93%の相同性を示したが,既知の癌関連遺伝子との関係は明らかでなかった.(3)ゲノムのメチル化状態を把握するために,二次元電気泳動のランドマーク酵素にNot Iを使用し,ゲノムDNAに脱メチル化物質を作用させたところ,controlと比較してスポット変化を認めた.
有機物施用に伴うプライミング効果を考慮した土壌炭素動態のモデル化

本研究課題は、土壌炭素動態モデルに難分解性有機物の分解プロセス(プライミング効果)を組み込むことを目指し、北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果の発現条件(易分解性有機物量、土壌微生物群、環境条件)を解明した。13C-トレーサーを用いた室内培養試験により、プライミング効果を発現させる易分解性有機物量の閾値を示した。基質の種類、土壌pH、無機態窒素量がプライミング効果の発現に寄与することが示唆された。また、従来報告されている真菌と共に細菌もプライミング効果の担い手となることが示唆された。以上の結果を基に、プライミング効果による土壌炭素貯留量の変動を予測する推定式を得た。本研究課題は、土壌炭素動態モデルに難分解性有機物の分解プロセス(『プライミング効果』)を組み込むことを目的としている。北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果を引き起こす土壌微生物や環境条件を解明する。平成26年度はまず、京都大学標茶演習林および北海道立総合研究機構根釧農業試験場において現地調査を行い、表層・埋没腐植層の土壌断面(約1 m)を試抗し、火山灰層の同定、土壌の理化学性を調査した。断面調査を行った4地点(森林土壌3点、採草地土壌1点)の表層土壌は全て同じ年代の火山灰(Me-a)を母材とするが、その全炭素濃度は土地利用によって異なり(7.6-13.1%)、森林より採草地で低かった。また、採草地の作土層(0 - 40 cm)の炭素貯留量(19.7 kg C m-2)は隣接する森林の表層・埋没腐植層の炭素貯留量(21.3 kg C m-2)より低く、農地転換により土壌有機物の減耗が進行していることが示唆された。また、土壌中の微生物バイオマス炭素・窒素量は森林より採草地で低く、無機態窒素濃度、細根バイオマス、全炭素濃度と比例していた。脂肪酸の組成から推定した真菌比(真菌/細菌比)は表層に比べて埋没腐植層でより高い傾向にあった。表層・埋没腐植層の微生物による有機物の無機化ポテンシャルを明らかにするため、14C標識グルコース(セルロースのモノマー)の無機化速度の濃度依存性を室内培養試験により調べた。表層・埋没腐植層における微生物のグルコース無機化ポテンシャル(最大無機化速度, VMAX)は表層で著しく高く、微生物バイオマスと有意な相関を示した。埋没腐植層におけるグルコース無機化ポテンシャルは表層より低いものの、他の土壌種の表層に匹敵する高さを示した。このことから、埋没腐植層においても、易分解性有機物の添加により微生物の無機化速度が増大する(プライミング効果が引き起こされる)ことが示された。本研究課題は、火山灰土壌の炭素貯留能の評価に難分解性土壌有機物の分解プロセス(プライミング効果)を組み込むことを目的とする。北海道の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果を引き起こす土壌微生物や環境条件を実験室・現場において検証し、解明する。平成27年度は昨年度に現地調査を行った京都大学標茶演習林および根釧農業試験場の表層・埋没腐植層より土壌サンプルを採取し、13C同位体トレーサー法を用いて易分解性有機物の添加量に対するプライミング効果の濃度依存性について調べた。13C標識グルコースを異なる濃度で土壌に添加し、20°C・適潤で30日間培養を行い、12CO2と13CO2の生成速度を測定した。採草地および森林の表層・埋没腐植層のいずれにおいても、正のプライミング効果が認められ(1.2ー13.5μmol C g-1)、易分解性有機物の添加により難分解性土壌有機物の分解が促進されることがわかった。また、グルコース添加量の増加に対して、採草地の埋没腐植層と森林の表層・埋没腐植層ではプライミング効果の増大が頭打ちとなったが、採草地の表層ではグルコース添加量が増加するほどプライミング効果も増大する傾向が見られた。土壌微生物の群集構造の違いや蓄積している土壌有機物の性質の違いが、易分解性有機物の添加量に対するプライミング効果の濃度依存性に影響を及ぼしている可能性がある。土壌微生物の群集構造を明らかにするため、土壌から抽出した脂肪酸の組成から細菌・真菌の同定および定量を行った(PLFA法)。埋没腐植層の細菌・真菌バイオマス量は表層に比べて小さいものの、真菌/バクテリア比は表層より埋没腐植層で高かった。また、真菌比が高くなるほど、14Cトレーサー法により求めたミカエリス定数は低くなる傾向を示した。糸状菌とバクテリアの基質利用効率や増殖速度の違いにより、埋没腐植層では微生物による分解特性が異なることが示唆された。本提案課題では、北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土において、難分解性有機物の分解速度に及ぼす『プライミング効果』を実験室および現場において検証し、プライミング効果を引き起こす微生物や環境条件を解明することで、プライミング効果を組み込んだ炭素動態モデルを構築することを目的としている。平成27年度の実施計画では、現場からサンプリングした土壌を用いて、13Cトレーサー法によるプライミング効果の培養試験、およびPLFA法による現場土壌の微生物群集構造の解析を予定しており、おおむね遂行することができた。尚、これらの成果は、地球惑星連合大会、日本土壌肥料学会、International Symposium on Soil Organic Matter、日本生態学会において発表した。

本研究課題は、土壌炭素動態モデルに難分解性有機物の分解プロセス(『プライミング効果』)を組み込むことを目的としている。北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果を引き起こす土壌微生物や環境条件を解明する。平成28年度は、13-C標識セルロースを異なる濃度で表層・埋没腐植層の土壌に添加・長期培養し、13-CO2と12-CO2放出量を測定することにより、難分解性土壌有機物の分解に及ぼすプライミング効果の影響、および、プライミング効果の基質濃度依存性について調べた。土壌からの全CO2放出速度は、表層・埋没腐植層共に、セルロースの添加濃度が高いほど高かった。表層・埋没腐植層の両方において、正のプライミング効果が生じた(難分解性土壌有機物の分解が促進された)ことが示唆された。また、培養した土壌から微生物を抽出し、微生物バイオマスおよび微生物群集の組成についてPLFA法を用いて調べる予定である。昨年度は出産により産前休暇・育児休暇を取得したため、実験およびデータ解析が中断となった。そのため、やや遅れているが、今年度4月より復帰し、研究を再開できる運びとなったので、進捗には問題ないと考えられる。本研究課題は、土壌炭素動態モデルに難分解性有機物の分解プロセス(『プライミング効果』)を組み込むことを目指し、北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果を引き起こす土壌微生物や環境条件を解明する。京都大学標茶区演習林および根釧農業試験場において現地調査を行い、表層・埋没腐植層の土壌断面を試抗し、火山灰層の同定、土壌の理化学性および炭素貯留量を調査した。採草地の作土層(0-40 cm)の炭素貯留量は隣接する森林の表層・埋没腐植層の炭素貯留量より低く、農地転換による土壌有機物の減耗の進行が示唆された。13C標識グルコース、セルロースを用いた長期培養試験により、難分解性土壌有機物の分解に及ぼすプライミング効果の影響、及び発現条件について調べた。プライミング効果の程度は易分解性有機物の添加濃度に依存し、添加炭素量が微生物バイオマス炭素量の3.5%以上の時にプライミング効果が発現することが示された。プライミング効果の発現により、難分解な埋没腐植の分解が促進され、土壌炭素貯留量は減少した。ただし、易分解性有機物を約1.6 mg C g-1以上添加すれば、土壌の炭素収支はプラスとなり、プライミング効果が発現しても炭素貯留量は増加することが示された。また、基質の種類、土壌pH、無機態窒素量がプライミング効果の発現に寄与することが示唆された。脂肪酸の組成分析および土壌DNAの定量PCRにより、従来報告されている真菌と共に、細菌もプライミング効果の駆動微生物として重要であることが示唆された。以上より、易分解性有機物の添加による土壌有機物の分解促進効果の予測式(VMAX: 12-150 μg C g-1 mo-1, KM: 0.01-0.1mg C g-1)が得られ、プライミング効果による土壌炭素貯留量の変動の推定が可能となった。本研究課題は、土壌炭素動態モデルに難分解性有機物の分解プロセス(プライミング効果)を組み込むことを目指し、北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果の発現条件(易分解性有機物量、土壌微生物群、環境条件)を解明した。13C-トレーサーを用いた室内培養試験により、プライミング効果を発現させる易分解性有機物量の閾値を示した。