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長距離相互作用系における運動の自己組織化

多数の要素が長距離相互作用しながら運動する中で、その動きが自己組織化され、ある種の秩序が現われる系を研究し、その秩序形成のメカニズムを解明することを目的にした。具体的な成果としては、地震のバネブロックモデルに粘弾性素子を組み込み、余震の発生頻度の減衰に対する大森公式が再現できることを数値シミュレーションで示した。ここでは弾性相互作用が長距離相互作用に対応している。また、細胞性粘菌がサイクリックAMPの波を長距離伝搬させることにより情報を交換し一つのクラスターに集合する様子を再現する数理モデルを構築した。長距離弾性相互作用を持つ系、長距離まで伝わる振動位相情報をもとにした走化性運動、ツリーネットワークトいう長距離秩序構造をもつ系の上の運動といった長距離相互作用系の運動と自己組織化に関していくつかの新しい結果が得られたのでおおむね順調に研究が進展していると考えている。非線形物理長距離弾性相互作用をする典型的な別の例として地震のダイナミクスのモデル計算を今後行いたいと考えている。25年度の研究計画の粘菌の集合ダイナミクスの研究は、1次元だけでなく2次元系にも拡張し、スパイラルパターンの中心に局所的に集合した後、スパイラル間の競合により最終的に1個のスパイラルの中心に集合するといった実験で見られるような集合ダイナミクスが数理モデルでも再現できるようになった。また、連成振動子の自由落下という単純な力学の問題にも意外に興味深い現象があることが分かった。以上のような成果が得られたので、おおむね順調に進展していると考えている。粘菌ダイナミクスはほぼ目標に達したので、今後は弾性相互作用する系での運動の自己組織化のメカニズムの研究を中心に行いたいと考えている。1つの課題として、金属物理でも取り上げられるマルテンサイト転移のダイナミクスがある。マルテンサイト転移では原子は集団的に運動し、結晶の構造が変化する。ある場合には、音速程度の速度で転移が進む。この現象には弾性不安定性と原子の集団変位が関係している。分子動力学を使ったシミュレーションはあるが、多くの原子を扱っているので転移のメカニズムが分かりにくい。26年度はギンズブルグーランダウモデルを用いた数値計算でマルテンサイト転移のダイナミクスの解明に近づきたいと考えている。もう1つの課題として、以前行った伸縮する弾性体の前進運動のモデルの拡張およびそのメカニズムの解明がある。伸縮の大きさを大きくすると、ミミズ型の直進運動から、へび型の蛇行運動への転移が見られたが、そのメカニズムが十分にわかっていない。26年度ではこのモデルをより詳しく数値計算し、蛇行する不安定性の起源などを調べたいと考えている。
オープンソースソフトウェアの氏・素性分析システムの開発

オープンソースソフトウェアを対象として、氏・素性分析を行うシステムIchi Trackerの開発を行った。システムを複数のオープンソースソフトウェアに対して適用することにより、着目したソフトウェアの派生関係を含めた、氏・素性を検出することが可能になる一方、もともとは同じソフトウェアであっても、進化の過程に伴って徐々に異なるソフトウェアへと変化していく状況を確認できた。本年は、これまで行った研究の成果について、ソフトウェア工学の分野では権威ある国際会議であるInternational Conference on Software Engineering 2011において、国内外の研究者に対しその成果を公表した。以下、今回行った発表の概要について述べる。大規模なソフトウェア群中にはソースコードの等しいファイル、ファイルクローンが大量に存在する。これらの多くは、既存ソースコードからファイル単位で流用といったことが行われた結果であると考えられる。従って、発注先から納品されたソフトウェア製品や、新たに導入しようとしているオープンソースソフトウェアのシステム群に含まれるファイルクローンについて調べることは、システムの整理及び再構築の際やシステム群の全体像を把握するときなどに有用となる。しかし、既存のコードクローン検出手法はソースコードのミクロな部分に着目してクローンを検出するため、ファイル単位で流用するソースコードを検出するにはコストが高すぎて、大規模なソースコードを対象として検出を行うことは困難であった。そこで本研究では、大量のソースコードから高速にファイルクローンを検出できるツールFCFinderを開発し、大規模なソフトウェアであり既存研究で多くのファイルクローンの存在が予測されている、FreeBSD Ports Collectionに適用した。結果として、既存コードクローン検出ツールより高速にファイルクローンを検出できることを確認し、かつ、portsの約68%のファイルがファイルクローンとなっていることを明らかにした。オープンソースシステムでは、多くのソースコード片が繰り返しコピーされ、再利用されてきている。今、手元にあるソースコード片が、オープンソースシステムのどの部分からコピーされ、再利用されているかを知ること(氏素性分析)は、そのソースコード片を最利用する上で非常に重要な情報である。その情報を得るために、本研究では、計画に基づきIchi Trackerを開発した。本システムは、与えられたコード片に対して、そのコードを含むファイルをユーザーに返す。まず、与えられた質問ソースコード片から外部検索エンジンに与えるキーワードを抽出する。次にそのキーワードを外部検索エンジンに与える。実際にはGoogle Code Search, Koders, SPARS/Rを外部検索エンジンとして利用した。それぞれの検索エンジンから得られた結果をマージし、十分な結果が得られたなら、それらの結果と質問ソースコード片との間のコードクローン分析を行い、十分似ているファイルのみを残す。作成したIchi Trackerに対して、いくつかのテストケースを用いて評価を行った。その結果、一つのソースコード片が多数のプロジェクトで再利用されていることわかった。その際、徐々に変化して最利用されているものや、安定してそのまま再利用されているもなど幾つかの特徴に分けられることがわかった。また、再利用されているものでも、ライセンスやコピーライトが変更されているものなど、再利用する場合は要注意な場合も容易に発見できることがわかった。計画通りにシステムの開発を行い、評価を行った。その結果、この方式によるコードクローン検索システムは十分な実用性があると判断でき、当初の目的を十分に達成した。さらに、この成果は、ソフトウェア科学会の論文として採録されたのみならず、2012年のInternational Conference on Software Engineering (ソフトウェア工学国際会議)のテクニカルペーパーに採録され、本年6月に発表予定である(採択率=87/408約21%日本からは他に1本のみ採録)。研究は、目的通り順調に進行してきている。しかし、今まで前提としてきた外部検索エンジンのうち、Google Code Searchは本年1月よりサービス停止をしており、現在利用できなくなった。Kodersはその利用条件が厳しく、全自動で検索することができない。このような状況を打開するために、他に利用できるソースコード検索エンジンを探して、組み込むことを考える。また、コード収集と管理を自前で効率良く行う方法を検討し、システム内でコード検索ができるように工夫する。ICSEへの採録が決定したので、予算の一部を留保し、その出張旅費の一部として利用する。
現代ドイツ語の特徴と発展傾向

データ入力に関しては、“der Renner"の入力が終了し、コンコーダンスを作ることが可能な段階まで到達した。この資料は重藤、荻野、岡田によって更に分析されている。また古い文法書の入力を今年度は行い、鐵野が分析を行った。文法書についての知見を、論文の形で著している。藤代・石田は、『パリスとヴィエンナ』についての書を著すとともに、そのコンコーダンスを科研の研究成果報告書の一部とした。更に石田はイディッシュ語についての研究を報告書に発表している。このコンコーダンスの作成には、一般研究者が使うことができる、いくつかのプログラミング言語を用いた。使用したプログラミング言語の機能、応用の仕方については福本が研究成果報告書の中で明らかにしている。幸田は、本研究で入力したZeitと、日本の新聞の文体的研究を行い、その成果を成果報告書に明らかにしている。その際にもプログラミング言語を使用し、データベース作成、並びに、データ検索においてどのようなプログラムを用いるべきかに関して重要な示唆を与えている。他の研究者に寄するところ大であろう。更に報告書の中では、荻野が、中世ドイツ語の機能動詞構造を一つの作品を例にとることによって、その特色がはっきり分かることを示し、保阪は、古くから見られるドイツ語の交差現象を文法理論的に考察し、生成文法理論の持つ問題点を指摘している。伏見は、現代ドイツ語の造語論の最先端を明らかにするとともに、文法理論がこの方面にもつ有用性を明らかにしている。今年度はMannheimer Korpus Iを購入し、データにかなり幅ができた。今後はこのデータを生かすようにさらに共同研究を進めるとともに、研究者のネットワークに公開している方向で研究を進めたい。現代ドイツ語の特徴を通時的および社会言語学的に明らかにするという目的を達成するため、研究の方法論および具体的手順の議論を完了した上、以下の研究を行った。1.荻野は、現代ドイツ語の特徴である複合述語の中世ドイツ語における形成過程を追求し、別記2論文に発表した。藤代は、初期新高ドイツ語を概説した別記図書を著わした。この種の単行書は本邦初であり、次年度以降の本研究の基礎資料となるべき研究である。幸田は、現代ドイツ語の特徴である心態詞の発話行為レベルにおける位置付けを接続詞、接続副詞との比較によって明らかにし、別記論文に発表した。岡田は、Stilwo^^̈rterbuch(Der GroBe Duden Band 2)収録の動詞および例文を結合価支配の種類により分類し、コンピュ-タ上で動詞意味論のデ-タベ-スを作成した(続行中)。2.テクストデ-タベ-スの構築については、“Walscher Gast"(中高ドイツ語)のコンコ-ダンス作成(完了)、“Paris in Vienna"(中低ドイツ語)のコンピュ-タ入力(続行)、現代語は週刊新聞“Die Zeit"のコンピュ-タ入力(10年間隔の抜粋、24件まで完了)、“Lemas Korpus"のマイクロフィッシュからのプリントアウト(完了)を行なった。3.本研究で構築中のテクストデ-タベ-スおよび既存のそれを利用した、研究計画の実現に向けて、以下の成果があった。テクストに統語的情報を付加する、既存プログラムを入手し、既入力デ-タに試験的に適用した。これは、現代ドイツ語の統語的特徴をテクスト類型別に明らかにする研究の第一歩となる。中高ドイツ語から初期新高ドイツ語を経て現代ドイツ語に至る語彙の歴史的変遷をデ-タベ-スから探り、社会史的観点を取り入れて研究する計画についても、試験的に特定の語を選定し、既入力デ-タについてベタ検索を行なった。現代ドイツ語の特徴を通時的および社会言語学的に明らかにするという目的を達成するため、平成3年度に協議決定した研究テーマに関して各分担者が個別具体的に研究を進行した。

(1)藤代は、中高ドイツ語から初期新高ドイツ語を経て現代ドイツ語に至る語彙の歴史的変遷を、社会史的観点を重視して研究する計画の一環として、中世および近世初期の文物の名残を現代ドイツに現地調査し、別記図書を著わした。石川は、古低ドイツ来の基礎的研究の成果を、伏見は、現代ドイツ語の比較構文についての研究を別記論文に発表した。荻野、幸田は、本研究の成果を関連項目執筆のさいに取り入れて、別記ドイツ言語学辞典を共同編集した。荻野は、昨年度に行なった複合述語の中高ドイツ語における形成過程の研究を発展させ、中高ドイツ語と現代ドイツ語の動詞形態一般の比較を行なった。幸田は、本研究で作成中のデータベースを用いた、時代文体とテクスト種類の関係についての研究を進め、成果の一部を本年度第2回科研会議(平成5年3月22日)において研究発表した。岡田は、動詞意味論のデータベース作成を続行した。重藤の渡独、石川の校務多忙により、新たに参加した、保阪、石田は、それぞれ通時的統語論、中高ドイツ語の研究を行なった。(3)福本は、本研究で構築中のテクストデータベースおよび既存のそれを利用した、研究計画の実現に向けて、検索プログラムを作成し、本年度第2回科研会議(平成5年3月22日)において公表した。以上、研究計画は、順調に進行している。データ入力に関しては、“der Renner"の入力が終了し、コンコーダンスを作ることが可能な段階まで到達した。この資料は重藤、荻野、岡田によって更に分析されている。また古い文法書の入力を今年度は行い、鐡野が分析を行った。文法書についての知見を、論文の形で著している。藤代・石田は、『パリスとヴィエンナ』についての書を著すとともに、そのコンコーダンスを科研の研究成果報告書の一部とした。更に石田はイディッシュ語についての研究を報告書に発表している。このコンコーダンスの作成には、一般研究者が使うことができる、いくつかのプログミング言語を用いた。使用したプログラミング言語の機能、応用の仕方については福本が研究成果報告書の中で明らかにしている。幸田は、本研究で入力したZeitと、日本の新聞の文体的研究を行い、その成果を成果報告書に明らかにしている。その際にもプログラミング言語を使用し、データベース作成、並びに、データ検索においてどのようなプログラムを用いるべきかに関して重要な示唆を与えている。他の研究者に寄するところ大であろう。更に報告書の中では、荻野が、中世ドイツ語の機能動詞構造を一つの作品を例にとることによって、その特色がはっきり分かることを示し、保阪は、古くから見られるドイツ語の交差現象を文法理論的に考察し、生成文法理論の持つ問題点を指摘している。伏見は、現代ドイツ語の造語論の最先端を明らかにするとともに、文法理論がこの方面にもつ有用性を明らかにしている。今年度はMannheimer Korpus Iを購入し、データにかなり幅ができた。今後はこのデータを生かすようにさらに共同研究を進めるとともに、研究者のネットワークに公開している方向で研究を進めたい。
養生機能と耐久性向上機能を兼備するハイブリッド被膜養生剤の開発

コンクリート構造物の耐久性を向上するために、本研究は既往に開発された養生機能と耐久性向上機能を兼備するハイブリッド被膜養生剤の性能、特に撥水性をさらに向上することを目的とし、ハイブリッド養生剤の養生効果および耐久性向上効果に各種の化学成分との関係を調べ、養生効果および耐久性向上効果が最大限に得られる各化学成分の組合せを決めた。さらに、これらの化学成分の組合せによって製造されたハイブリッド被膜養生剤に対してその養生効果および耐久性向上効果を実験で確認した。コンクリート構造物の耐久性を向上する新たな技術として、養生機能と耐久性向上機能を兼備するハイブリッド被膜養生剤が開発され、コンクリート表面に塗布することによって、表層部コンクリートの緻密化と撥水化が実現し、侵食物質の侵入を抑制し、コンクリート構造物の耐久性を向上できることが確認された。本研究はハイブリッド被膜養生剤の性能をさらに向上させるために、その養生機能と耐久性向に各種の化学成分の効果に調べ、ハイブリッド被膜養生剤に最適な化学成分と含有量を選定する。平成25年度の研究では、化学主成分の異なる12種類の被膜剤を用いて、各化学成分がハイブリッド被膜養生剤の養生効果に関連する水分逸散抑制性および耐久性向上効果に関連する撥水性について実験を行った。その結果は次のことを判明した。1アルケニル系エステル化合物と特殊シラン系活性剤を主成分とした被膜剤は比較的高い水分逸散抑制性と撥水性を示した。2シランを主成分とした被膜剤は、撥水性はあったが、水分逸散抑制性はなかった。3ポリウレタン系またはパラフィン系の被膜剤は水分逸散抑制性と撥水性が両方ともなかった。これらの研究成果から、ハイブリッド被膜養生剤の製造に適する化学成分および含有量の範囲を定め、次年度から更なる実験を経てハイブリッド被膜養生剤の化学成分と含有量を決定し、ハイブリッド被膜養生剤の性能評価試験を行う予定である。なお、平成25年度の研究成果は土木学会の中部支部研究発表会で発表された。コンクリート構造物の耐久性を向上する対策としては、鉄筋を保護するかぶりコンクリートの緻密化または表層部コンクリートのはっ水化によって、外部からの有害物質の浸透を抑制し、鉄筋を保護する技術が考えられる。そのため、養生機能と耐久性向上機能を兼備するハイブリッド被膜養生剤が開発された。しかし、開発されたハイブリッド被膜養生剤は養生効果と中性化抵抗性の向上効果があるものの、ASRに対する抑制効果はシラン系含浸材に比べ劣っている。その原因としてハイブリッド被膜養生剤のはっ水効果は比較的低いことにある。本研究は、ハイブリッド被膜養生剤の性能、とくにはっ水効果をさらに向上するために、異なる化学主成分を有する各種被膜剤において、養生機能に関係する水分逸散抑制効果および耐久性向上機能に関連するはっ水効果を試験によって調べ、ハイブリッド被膜養生剤に最適な被膜剤を選定した。試験の結果、従来のアルケニル系エステル化合物とシラン系化合物系被膜剤のはっ水効果は特殊のシラン系被膜剤の混合によって改善できることが分かった。これらの研究成果は、平成26年度のプレストレストコンクリート工学会第23回シンポジウムに発表し、さらに、今年8月に"The Fifth International Conference on Construction Materials: Performance, Innovations and Structural Implications"国際会議に発表する予定がある。平成27年度の研究には、コンクリートの試験体を用いて、平成26年度の研究で選定したハイブリッド被膜養生剤を塗布し、その養生効果と耐久性向上効果を実験で確認する。コンクリート構造物の耐久性を向上する新たな技術として、養生機能と耐久性向上機能を兼備するハイブリッド被膜養生剤が開発され、コンクリート表面に塗布することによって、コンクリート表層部の緻密化と撥水化が実現し、侵食物質の侵入を抑制し、コンクリート構造物の耐久性を向上できることが確認された。本研究はハイブリッド被膜養生剤の性能をさらに向上させるために、その養生機能と耐久性向上機能に各種の化学成分の効果を調べ、ハイブリッド被膜養生剤に最適な化学成分と含有量を選定する。本研究は、化学主成分の異なる15種類の被膜剤を用いて、各化学成分がハイブリッド被膜養生剤の養生効果に関連する水分逸散抑制性および耐久性向上効果に関連する撥水性に及ぼす影響を実験で調べた。実験の結果により、既存のアルケニル系エステル化合物と特殊シラン系活性剤を主成分とした被膜剤に対して、アルキルトリアルコキシシランなどの化合物を混合することにより、高い水分逸散抑制性を維持しながら、高い撥水性を与えることが確認された。本研究には、この改良されたハイブリッド被膜養生剤を用いてモルタルおよびコンクリートの試験体を塗布し、その水分逸散抑制による養生効果、および塩化物イオン浸透抑制効果、ASR抑制効果、中性化抑制効果などの耐久性向上効果を実験で確認した。既存のハイブリッド被膜養生剤に比べ、本研究で改良したハイブリッド被膜養生剤の耐久性向上効果が高くなったことが分かった。これらの研究成果の一部は、すでに国際会議に1篇と国内会議に2篇が発表され、さらに、未発表の成果について、来年度の国際会議と国内会議に発表する予定がある。今後、改良されたハイブリット被膜養生剤の耐久性向上効果の持続性を確認するために、実物大の試験体を用いて厳し環境での暴露試験を行うことを考えている。

コンクリート構造物の耐久性を向上するために、本研究は既往に開発された養生機能と耐久性向上機能を兼備するハイブリッド被膜養生剤の性能、特に撥水性をさらに向上することを目的とし、ハイブリッド養生剤の養生効果および耐久性向上効果に各種の化学成分との関係を調べ、養生効果および耐久性向上効果が最大限に得られる各化学成分の組合せを決めた。さらに、これらの化学成分の組合せによって製造されたハイブリッド被膜養生剤に対してその養生効果および耐久性向上効果を実験で確認した。ハイブリッド被膜養生剤の性能をより改善するため、当初計画した1種類の被膜養生剤に加えて、11種類の被膜養生剤を追加し、実験を行った。これによって実験の数量が増えて、「研究の目的」の達成度がやや遅れている。工学平成27年度の研究には、実験の補助人員を増やし、実験の効率を向上することによってやや遅れている達成度を取り戻す予定である。平成25年度の研究は、ハイブリッド被膜養生剤の養生効果および耐久性向上効果と各組成成分との定量的な関係を解明するために、養生効果および耐久性向上効果と特殊シラン系化合物の保湿性に変性する程度と混入量、疎水性を持つアルケニル系エステル化合物の混入量との関係を定量的に調べることが計画されたが、更なる高性能のハイブリッド被膜養生剤を得るために、平成25年度の研究では計画した1種類の被膜養生剤の他に11種類の被膜剤を追加し、実験を行った。これによって、実験の数量が増えて研究の目的の達成度はやや遅れている。前年度の研究の進捗がやや遅れているため、研究費の支出は遅れた。平成26年度の研究に、実験の補助人員を増やして、実験チームの増加や、実験効率の向上などによってやや遅れている達成度を取り戻す予定である。遅れた前年度の実験を行い、次年度使用額を支出する予定がある。前年度に研究の進捗はやや遅れているため、研究費の支出は遅れている。遅れた前年度の実験を行い、次年度使用額を支出する予定である。
超音波オゾンマイクロバブル殺菌における促進酸化効果の解明と殺菌技術の実用化

超音波の強い圧力振動を用いてオゾンをマイクロバブル化すると液体中の菌が超音波の物理的効果とオゾンの化学的効果によって効果的に殺菌される。本研究では、この高い殺菌効果はマイクロバブル中のオゾンが強制振動することによって分解し、ラジカル生成が促進するためであることをボルツマンフィットを用いたオゾンの液中への溶解量および水中での分解量の算出により実験的に明らかにした。また、実用環境を想定し、不純物の有無の殺菌能力についても評価した。本研究では、超音波を利用したマイクロバブル発生技術によって、"超音波による殺菌"と"オゾンによる殺菌"を同時に行うことができる"超音波とオゾンマイクロバブルを利用した殺菌技術"について、殺菌力が向上するメカニズムの解明と実用化に向けたスケールアップの研究を行っている。本年度は、水300mL中の大腸菌(ATCC8739,菌濃度:約10^7CFU/mL)を殺菌対象として、超音波オゾンマイクロバブル処理の殺菌効果の評価とメカニズム解明に焦点を置いて研究を行った。大腸菌殺菌に関する殺菌能力については、Chick-Watson modelに基づく不活化係数を算出し、超音波オゾンマイクロバブル処理が0.0900、散気管によるオゾンバブル処理が0.0289、超音波を別途印加した散気管によるオゾンバブル処理が0.0395と超音波オゾンマイクロバブル処理が極めて高い殺菌能力を有することを数値的に明らかにした。また、濃度14.5mg/Lのオゾン水の濃度半減時間が18分であったのに対し、超音波の印加によって濃度半減時間が8分と半分以上に短縮されたことから、超音波印加よってオゾンの自己分解が促進されていることを示した。その結果、自己分解によるフリーラジカルの生成が促進されている可能性が高いことを確認した。なお、生成するヒドロキシルラジカルの発生量に関しては現在測定を行っている。装置のスケールアップに関しては、超音波マイクロバブル発生装置のノズルおよび超音波出力の大型化を行い、マイクロバブル化するガス流量も市販レベルの100mL/min以上で発生させることが可能となった。今後は、ラジカル発生量の定量化および大型化した発生装置と大腸菌以外の菌を用いた殺菌能力の評価を行う予定である。申請者らのこれまでの研究の結果、全く新しい非塩素系殺菌技術として、独自技術である『超音波を用いたマイクロバブル生成技術』を用いてオゾンをマイクロバブル化し、液体中を効果的に殺菌する手法を開発した。この方法では別の非塩素系殺菌技術である『オゾン殺菌』の化学的殺菌効果と『超音波殺菌』の物理的殺菌効果が一度のプロセスで得られ、高い殺菌効果を示すことがこれまでの研究で明らかになっている。本年度は主に『超音波オゾンマイクロバブルによる促進酸化効果の検証』と『殺菌能力評価』を中心に研究を行った。まず、『超音波オゾンマイクロバブル』は、超音波による殺菌効果とオゾンによる殺菌効果を足し合わせた以上の強い殺菌効果を示しており、この殺菌効果の増強はマイクロバブル中のオゾンが強制振動することによって分解し、ラジカル生成が促進されているためと思われる。したがって本年度はラジカル発生時にルミノールが発光することを利用して発光強度によるラジカル発生量の定性的な検証や、ボルツマンフィットを用いたオゾンの液中への溶解量および水中での分解量の算出を行なった。その結果、超音波をオゾンマイクロバブルに加えることによりラジカル生成量が明らかに増加していることを検証した。また、『超音波オゾンマイクロバブル』の殺菌能力評価として、純水中および不純物含有水中の大腸菌、純水中の枯草菌芽胞および一般生菌に対する不活化効果の検証を行った。その結果、超音波オゾンマイクロバブル処理は、従来のオゾン気泡を供給する処理や超音波のみを加える処理に比べ、いずれの菌においても不活化効果が最も高かった。純水中の大腸菌においては、オゾン分子の直接酸化が不活化の主要因であることを実験より示し、不純物含有水中の大腸菌、純水中の枯草菌芽胞および一般生菌においては、自己分解時に生成されるラジカルの間接酸化が不活化の主要因であることを実験より示した。
北極圏環境変動に関する総合研究

北極圏の気候・環境変動を理解するため、1)大気、雪氷分野の現地調査、2)海洋、雪氷分野のワークショップの開催、を中心に研究を進めた。現地調査として大気科学の分野では、国立極地研究所が借り上げた航空機により、アラスカ北極点スバールバル間における二酸化炭素、オゾン、メタン等の微量大気成分やエアロゾル、雲の微細物理構造等の観測を実施した。観測の結果、大気微量成分やエアロゾル濃度間の三次元的空間分布や極渦内外の差異などについて新しい知見を得た。この航空機観測に呼応して、スバールバル諸島のニーオルスン観測拠点で集中気象観測を行った。高層ゾンデ観測はドイツの極地研究所が担当した。雪氷分野では、過去数百年の環境変動を解明するためスバールバル諸島北東島の氷帽頂上において、ノルウェー極地研究所と共同で雪氷コア掘削等の観測を実施した。また、北半球の冬季に最も安定した高気圧であるシベリア高気圧の圏内での積雪状況や物質循環を探るため、東シベリアで広域積雪調査をロシアのヤク-ツク永久凍土研究所と実施した。調査範囲は、ヤク-ツクから西方1000kmまでの地域で、人工衛星の地上検証としての積雪構造観測や、積雪の化学あるいは同位体特性を探るための積雪採集を行った。このような現地調査に加え、カナダの研究者を招いてのノースウォータポリニアの海洋研究ワークショップや、ロシアの研究者を含めての北極ロシアの氷河における雪氷コア掘削に関するワークショップを開催した。本研究計画により、北極圏における地球環境の変動の実態を大気、雪氷、海洋諸分野で探り一定の成果を得るとともに、今後の研究を国際共同研究として方向付けすることができた。
ナノ酸化物材料のマイクロ波コーティング技術

本研究の最終ゴールは、マイクロ波の選択加熱効果を用いて、プラスチック等の低融点基板にダメージを与えずに酸化物層をコーティングする技術を確立し、様々なエネルギー・環境材料、電子デバイス材料等に応用することである。酸化物ナノ材料とマイクロ波照射によりナノ粒子が析出可能な金属原料溶液とからなるナノ材料含有コーティング溶液を調製し、これを基板上に塗工後、マイクロ波を照射することにより、低温成膜を行う計画である。本年度は、コーティング溶液に含有させる各種酸化物ナノ材料の合成を中心に研究を行った。具体的には、液相マイクロ波合成法(マイクロ波加熱を用いた液相合成法)、水熱合成法、ソルボサーマル法、ソフト化学法を用いて、サーモクロミック材料であるバナジウム酸化物、透明導電体材料であるITO(Tin-doped In2O3)、二次電池負極材料である酸化鉄、酸化スズ、酸化チタンの合成実験を行った。バナジウム酸化物の合成では、斜方晶のルチル型構造を有する粒子径約100 nmのVO2ナノ結晶を液相中で一段合成することに成功した。示差走査熱量分析により約65°C(onset)で光学特性の変化を伴う構造相転移を示すことを明らかにした。ITOの液相マイクロ波合成では、従来法(ソルボサーマル法)に比べ短時間で単相のITOナノ結晶が合成できることが明らかになった。生成物は、マイクロ波照射時間、反応温度、原料溶媒に強く依存し、球状、キューブ状、ロッド状の形状を有するナノ結晶が合成可能であった。二次電池負極材料の合成では、ソフト化学法によりチタニア・ナノシートの合成を行い、液相マイクロ波合成法で酸化鉄と酸化スズのナノ複合体の合成を行った。これらの電池材料について電気化学特性の評価を行ったところ、従来材料に比べ優れたサイクル特性を示すことが明らかになった。本年度の計画は、コーティング溶液に含有させる各種酸化物ナノ材料の合成を行うことであった。サーモクロミック材料、透明導電体材料、二次電池負極材料として応用可能な各種ナノ材料の合成実験を行ったが、今後、知財化につながる合成結果が得られており、いくつかのナノ材料については、特性評価を行うことにより、学会発表および誌上発表につながる成果が得られた。おおむね当初の計画通り研究は進捗しており、次年度に予定しているナノ材料含有コーティング溶液の調製および薄膜化の実験が開始できる見通しが立った。次年度の計画は、今年度合成した各種ナノ材料を含有したコーティング溶液を調製し、薄膜化の実験を行うことである。次年度前半は、ナノ材料含有コーティング溶液の調製に注力し、ガラス基板上へのスピンコートと通常加熱による薄膜化を検討する。良好な結果が得られれば、薄膜の特性評価を行い、マイクロ波加熱実験へと展開する。また、いくつかのナノ材料については、追加の合成実験および物性・構造評価を行い、知財化と報文化を目指す。

次年度前半は、ナノ材料含有コーティング溶液の調製に注力し、ガラス基板上へのスピンコートと通常加熱による薄膜化を検討する。良好な結果が得られれば、薄膜の特性評価を行い、マイクロ波加熱実験へと展開する。また、いくつかのナノ材料については、追加の合成実験および物性・構造評価を行い、知財化と報文化を目指す。予算の制約により備品の購入計画を変更したため、次年度使用額が発生した。次年度使用額は、翌年の助成金と合わせて主に備品購入費に充当する予定である。
破骨細胞におけるカンナビノイドを介する脂肪酸伸長酵素の役割

Elovl6 KOのBMMにおいて増殖と分化の促進、加えて成熟破骨細胞での骨吸収機能の活性化がみられた。この際、典型的な分化マーカーは大きな変化はなかったが、細胞周期に関連する遺伝子の発現が上昇していた。さらに骨芽細胞においても増殖および分化に亢進がみられ、特に分化後期で発現する遺伝子の発現が増加していた。したがって脂肪酸の組成変化がエネルギー代謝や細胞周期に影響を与え細胞の増殖や分化を調節すると考えられる。申請者は破骨細胞の分化と機能にエネルギー代謝が重要な役割を果たしていることを示してきた。そこで今研究の目的は全身のエネルギー代謝を司る脂肪酸の組成変化が内因性カンナビノイドリガンドを介して破骨細胞にどのような影響をあたえるのかを検証し、エネルギー代謝による破骨細胞活性化のメカニズムを明らかにすることにより、骨粗鬆症治療への新たなターゲットの指針を得ることである。Elovl6 KOマウスにおける破骨細胞のフェノタイプを観察した結果、Bone Marrow macrophage (BMM)において増殖(BrdUおよびMTTアッセイ)の促進がみられ、それに伴って成熟破骨細胞への分化(TRAPアッセイ)も助長され、骨吸収という破骨細胞の機能の面(Pitアッセイ)も活性化されていた。しかしこの際の分化マーカーおよびシグナル伝達経路をみてみると、mRNAレベルではそれほど変わっていなかった。そこで、細胞周期に関連する遺伝子発現をみてみると、cyclinに関係する遺伝子のいくつかが上昇していることが分かった。細胞また骨芽細胞においても細胞の増殖および分化に亢進がみられた。こちらでは分化マーカー、特に分化後期で発現する遺伝子の発現が増加していることがみられた。しかしながら発生過程での軟骨や骨化に影響はみられなかった。さらにマイクロアレイやメタボローム解析において、TCA回路の活性化、ATPやGTPによるエネルギーチャージ量の増加、解糖系の促進等がみられた。加えて、破骨細胞分化の過程で脂肪酸の伸長および不飽和化がみられることから、脂肪酸の組成祖変化がエネルギー代謝や細胞周期に影響を与え細胞の増殖を調節すると考えられる。今年度では主にElovl6 KOマウスにおける破骨細胞のフェノタイプを観察した。その結果、Bone Marrow macrophage (BMM)において増殖(BrdUおよびMTTアッセイ)の促進がみられ、それに伴って成熟破骨細胞への分化(TRAPアッセイ)も助長され、骨吸収という破骨細胞の機能の面(Pitアッセイ)も活性化されていた。加えて、骨芽細胞においても細胞の増殖および分化に亢進がみられた。また、マイクロアレイやメタボローム解析において、TCA回路の活性化、ATPやGTPによるエネルギーチャージ量の増加、解糖系の促進等がみられた。さらに破骨細胞分化の過程で脂肪酸の伸長および不飽和化がみられることから、マウス個体での解析に期待がもたれる。Elovl6 KOマウスでの破骨細胞の解析やマイクロアレイ、メタボローム解析、脂肪酸組成解析等を行うことができた。しかしその反面、マウス個体での解析が繁殖の遅れにより、進展の程度が計画通りにはいっていない。今後はマイクロアレイ、メタボローム解析、脂肪酸組成解析等結果を踏まえ、マウス個体の解析を中心に行っていく。マウス個体の骨形態計測、マイクロCTによる3次元の骨微細構造を解析し、病態の評価だけでなく力学的な評価も行う。骨代謝マーカーを用いた生化学的解析、定量的PCRによる遺伝子発現解析、またマイクロアレイを用いた網羅的な遺伝子解析を行う。また卵巣を摘出し(OVX)、閉経後骨粗鬆症で問題となる、エストロゲン欠乏による骨の破壊防止についても検証する。
アレクサンドロフ空間の解析学

アレクサンドロフ空間とは、三角形の比較により曲率の(上から、あるいは下から)制限されている距離空間であり、これは多様体を一般化した非常に複雑な空間である。まず、下から曲率の制限されたアレクサンドロフ空間で1階微分構造及びリーマン構造の存在を示し、それを使ってヤコビ場を定義し,殆ど到るところでのシュトルツの意味での2階微分構造の存在を示した。また、上から曲率の制限されたアレクサンドロフ空間でも同様に結果を得た。更に、この場合に断面曲率の存在についてもその一端を示すことが出来た.次に、非線型解析における粘性解の理論は、最大値原理を使うことから、我々がこれまで展開してきたアレクサンドロフ空間における微分幾何学的手法と極めて深い類似性が認められる。そこでこのことに留意してアレクサンドロフ空間における(素朴な意味での)楕円型偏微分方程式及び、その粘性解の概念を得た。さらに、解の比較定理について一般的に示そうと試み、ある程度の結果を得た。
若手訪問看護師の仕事満足-継続サポートプログラムの構築

平成30年度は、1)「訪問看護実践における判断の概念分析」のまとめ・学術雑誌への投稿と、2)「若手訪問看護師の看護実践における自律的な判断の構造」を明らかにするための面接調査を実施し分析を行った。1)訪問看護実践における判断について、国内で発表された33文献を対象に分析し、概念の定義と概念モデル作成を行った。日本の訪問看護師の行う訪問看護実践における判断は、【対象者中心の思考】にもとづき【対象の真実の探求】と【対象者に最適なケアの創造】を相互循環的に行うプロセスである、と定義した。このプロセスによって対象者の[状態][ケア][関わり方]が決定され、【対象者に最適なケアの実施】に至る。この概念の定義、概念の先行因子、属性、帰結、概念モデルは、訪問看護実践における判断に必要な要素を含んでいるため、訪問看護師の判断力の育成・向上に活用できると考える。2)「若手訪問看護師の看護実践における自律的な判断の構造」を明らかにするために、若手訪問看護師への面接調査の実施と分析を行った。若手訪問看護師を、訪問看護師歴3-5年目、35歳以下と操作的に定義した。研究参加者は新卒から訪問看護をしている2名を含む、計9名であり、一人あたり平均約70分の個人面接を行った。面接内容を録音し逐語録を作成した。「自律的な判断」をしていると思われる箇所を逐語録からそのまま切り取り、これを最小単位のコードとした。コードを意味の類似性に沿って分類しネーミングする作業を繰り返し抽象度をあげていき、最終的に7つのカテゴリに分類された。若手訪問看護師は【看護師としての信念】をもち【自分の役割を自覚】し、【状況把握】【フィジカルアセスメント】【利用者・家族の特徴を把握】【情報共有】【リフレクション】していた。また{利用者の生活とその人に必要な医療の両方を捉えて判断すること}を訪問看護師の判断の特徴と考えていた。平成25年度は看護師の仕事満足、仕事継続についての文献レビュー、先行研究のまとめ、基礎調査の準備を行った。1.文献レビュー:仕事満足は「仕事や仕事内容に対するポジティブな感情の程度」と定義されていた。仕事満足の関連要因は、組織要因(リーダーシップ、給与等)、心理的要因(ストレス、コミットメント等)、看護の専門性、個人要因(年齢等)が明らかにされていた。仕事継続意思は「今の組織にとどまるであろうと感じていること」、離職意向は「近い将来の退職を考えていること」と定義されていた。仕事継続意思(離職意向)の関連要因は、組織要因(管理方法、仕事量、昇進の機会等)、心理的要因(仕事満足、コミットメント等)、個人要因(年齢、経験年数等)が明らかにされていた。先行文献をみると仕事満足と仕事継続意思との関連性があることは概ね一致した見解であるが、仕事満足以外にもSelf-Conceptなど仕事継続意思に影響力のある要因が検討されていた。今後も文献検討を継続し、より広い視点で仕事満足-継続を考えていく必要がある。2.先行研究のまとめ:2007年の調査結果をまとめ投稿した(訪問看護師における仕事継続意思の関連要因ー仕事満足および対人関係能力に焦点をあてた検討、査読中)。鳥取県内の訪問看護師82名から得られた調査を分析した結果、訪問看護スタッフの職場継続意思と訪問看護師継続意思には共通して仕事満足度と社会的スキル、訪問件数が関連していた。スタッフが日々の実践において様々な人との関わりの中で社会的スキルを研鑽しながら仕事満足を高めていくことができるよう支援することが、仕事継続につながることが示唆された。この結果は、今後の基礎調査、プログラム案の作成に活用する。3.基礎調査の準備:若手訪問看護師の職場選択と満足-継続に関する調査実施に向け、代表者所属大学の倫理審査委員会の承認を得るべく準備中である。平成26年度は、訪問看護師の支援に関する国内文献レビュー、訪問看護師の専門職的自律性の概念分析、先行研究のまとめを行い、本研究課題に関する知見を深めた。1.支援の文献レビュー:医学中央雑誌を用い「訪問看護師」「支援」(原著,2000以降)で検索した結果、488件が抽出された。タイトルに含まれる支援やそれに関連する概念は支援が最も多く使用されていたが、その他にも「ケア」「実践」「援助」「連携」「役割」などがあり、様々な用語が使用されていることが分かった。2.訪問看護師の専門職的自律性の概念分析:訪問看護師の自律性の再定義を目的として、2000年以降に発表された日本語論文30件を選択、Rodgersの概念分析の手法を用いた。属性として〈利用者の心身・生活・経過を総合的に判断〉〈タイムリーな対応〉〈より良い生活のための創造的ケア〉〈深い関係性の中でのケア〉〈意思決定プロセス支援とプライドの擁護〉〈家族の特徴把握と家族全体の安定支援〉〈チームケアにおける看護師の立ち位置判断〉が抽出された。3.先行研究のまとめ:2007年に訪問看護師を対象として実施した調査結果をまとめ学術雑誌に投稿した。訪問看護師の職場継続意志の関連要因は仕事満足度、職場内対人葛藤、訪問件数、社会的スキルであった。よって管理者は、訪問看護師の仕事満足度を高めること、社会的スキルを高める機会を設けること、職場内の対人関係や訪問件数を調整することが、職場継続を支援するために重要であることが示唆された。

4.文献レビューを踏まえて研究会議を行った。訪問看護師の仕事満足度は重要な概念であることが明らかとなった。仕事満足度に関連する専門性、自律性、コミットメント、職業性アイデンティティなどの概念に着目して、これらについての若手訪問看護師や看護学生の現状と関連性を明らかにし、若手の支援方略につなげたいと考えている。平成27年度は、訪問看護師の自律的判断に関する文献検討と概念分析を行った。また我々の先行研究のまとめを行い、今後の本研究への示唆を得た。1.訪問看護師の自律的判断に関する概念分析を行った。訪問看護師の自律的判断とは、対象者と家族の意思・希望に添った在宅生活の継続や満足ある看取り、看護師自身の成長や満足をもたらすための、対象者への支援に関する看護師の思考の視点と意思決定の方法である。《対象者の生き方・意思・希望を基盤に考える対象者中心思考》《対象者・家族のこれからのより良い生活を見据える生活継続の視点》を常にもち、《身体・心理・生活・家族・ケアの効果や影響を統合する思考過程》《健康状態・悪化の予測・緊急時対処方法など予防的な危機管理の視点》により対象者の生命と生活を守り、《家族間の関係性と訪問看護師の立ち位置を考慮》し、《ケアチームの中での看護と利用者の利益となるチームのあり方を模索》することにより、利用者をとりまく人と人との関係性を尊重してケアの方向性を決定すること、と定義された。2.本研究の先行研究である「訪問看護師の仕事満足度を高めるための臨床心理学研修の試行と評価」について、論文作成にあたった。臨床心理研修は臨床心理士と協働して作成し、パーソンセンタードアプローチやカウンセリングの基本、アサーティブネスなどについて学習する参加型の研修であった。参加者は訪問看護師9名であった。研修前より研修後に、同僚からのサポートや心理的報酬感が改善していた。また全体的な仕事満足度や職場の人間関係満足度、看護ケア満足度などが向上していた。研修後に「人と人との関係について深く考える」ことに活用できた人が多かった。平成27年度に若手訪問看護師への面接調査や質問紙調査を実施する予定であったが、文献検討に予想以上に時間を要したため、調査の実施に至らなかった。よってやや遅れていると評価する。しかしながら丁寧な文献検討は必要な過程であると考えている。平成28年度は、本研究の基礎となる訪問看護師の支援についての文献検討、自律的な判断についての概念分析、また本研究の先行研究についてのまとめを行った。1.平成28年度は、27年度より引き続いて、訪問看護師の自律的な判断の概念分析を行った。訪問看護実践は時代の変化や地域特性の影響をうけやすく、変化するものと考え、属性理論に基づくロジャーズの方法を用いた。対象文献も日本のものに限定した。訪問看護師の自律的な判断の属性は、《対象者の状態やケアについて総合的に考える》《療養者・家族の人生に添えているかを常に考える》《他の専門職との協働を基盤に考える》《看護師自身の能力を評価する》であった。2.本研究の先行研究である「訪問看護師の仕事満足度を高める臨床心理研修プログラムの試行と評価」について、学術論文への投稿を行った。
イネの稈や葉鞘における出穂後のデンプン分解に係わる遺伝子の機能解析

イネ葉鞘における出穂後のデンプン分解制御機構を明らかにするため、葉鞘において発現量の多いβ-アミラーゼアイソジーンであるOsBAM2、OsBAM3、OsBAM5の各発現抑制系統、ならびにOsBAM2&3の二重発現抑制系統とOsBAM2&3&5の3重発現抑制系統を作出し、それらについては実際に各遺伝子の発現レベルが低下した系統が得られている。本年度はそれらに加えて、OsBAM2&5の二重発現抑制系統の作出を進めて、実際に両遺伝子の発現レベルが低下した数系統を得ることができた。そこで、その表現型解析にむけて閉鎖系温室で栽培を行い、解析用の試料採取を終えた。超多収の飼料用インド型品種「タカナリ」は、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量の低下が著しく、それにはα-アミラーゼアイソジーンのひとつであるRAmy2Aの発現量増加が関与していることが、我々の今までの研究から示唆されている。そこでタカナリを原品種としたRAmy2Aの発現抑制系統の作出を進め、昨年度までにT1世代の種子を得ていた。本年度はさらにその中からRAmy2Aの発現が有意に低下している系統を選抜し、そのT2世代の種子を得て、表現型解析を進めた。その結果、葉鞘および節間において出穂後にRAmy2Aの発現レベルが著しく低下した系統では、デンプン含量の低下が大きく遅れることが明らかになった。したがって、タカナリの稈や葉鞘における出穂後のデンプン分解にはRAmy2Aが重要な役割を担っていることがわかった。タカナリと標準的な日本型品種の日本晴を用いて、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量の変化とデンプン代謝関連酵素遺伝子の発現レベルを詳細に解析した。その結果、デンプン合成系の律速酵素であるAGPaseの大サブユニットをコードするAGPL1の発現レベルが、タカナリでは日本晴と比べて急速に低下することがわかった。β-アミラーゼアイソジーンに関する解析では、平成30年度中に採取した試料を用いてデンプン含量の変化などの表現型を調査する予定であったが、予定より遅れて、試料の採取までで終わり、解析は次年度に持ち越すこととなった。一方、タカナリを原品種としたRAmy2A発現抑制系統の作出とその解析では、予定よりも早く平成30年度内に葉鞘と節間でのデンプン含量の変化を解析することができ、興味深い結果が得られている。また、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量の変化と収量性が異なる品種を用いた比較解析では、タカナリと日本晴を用いてデンプン代謝関連酵素遺伝子の発現レベルの解析を詳細に実施することができた。以上のことから、研究はほぼ予定どおり順調に進展していると考えられる。平成30年度に試料採取済みのOsBAM2&5発現抑制系統に関して、葉鞘のデンプン・糖含量の変化および収量構成要素の解析を進める。また、OsBAM2&3&5発現抑制系統とOsBAM2&5発現抑制系統を栽培し、穂孕期から登熟中期にかけて葉鞘と節間を採取して、デンプン・糖含量の変化の違いを比較し、収穫期に穂を採取して、収量構成要素を調査する。それらの解析から、出穂後の葉鞘と節間におけるデンプン分解に3つのβ-アミラーゼアイソジーンが果たす役割に関する知見を得る。タカナリを原品種としたRAmy2A発現抑制系統に関しては、RAmy2Aの発現抑制による出穂後のデンプン分解の抑制が収量構成要素にどのような影響を及ぼすかを明らかにする。そのため、野生型タカナリと複数のRAmy2A発現抑制系統を栽培し、収穫期に穂を採取して、収量構成要素の違いを詳細に解析する。また、出穂後の葉鞘におけるデンプン分解にRAmy2Aが果たす役割について日本晴とタカナリ間での差異を検証するため、日本晴を原品種としたRAmy2A発現抑制系統の作出を進める。さらに、日本晴とタカナリからRAmy2Aのコーディング領域ならびにプロモーター領域を単離し、その塩基配列を比較する。出穂後の稈や葉鞘におけるデンプン含量の減少程度および収量特性が異なる品種間でのデンプン代謝の違いをさらに解明するため、日本晴とタカナリに加えて、一穂穎花数は多いが登熟歩合が低い傾向にある穂重型品種の「アケノホシ」を栽培し、出穂前から登熟期にかけての葉鞘におけるデンプン代謝関連酵素の発現レベルを調査する。

そこでタカナリを原品種としたRAmy2Aの発現抑制系統の作出を進め、昨年度までにT1世代の種子を得ていた。本年度はさらにその中からRAmy2Aの発現が有意に低下している系統を選抜し、そのT2世代の種子を得て、表現型解析を進めた。その結果、葉鞘および節間において出穂後にRAmy2Aの発現レベルが著しく低下した系統では、デンプン含量の低下が大きく遅れることが明らかになった。したがって、タカナリの稈や葉鞘における出穂後のデンプン分解にはRAmy2Aが重要な役割を担っていることがわかった。タカナリと標準的な日本型品種の日本晴を用いて、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量の変化とデンプン代謝関連酵素遺伝子の発現レベルを詳細に解析した。その結果、デンプン合成系の律速酵素であるAGPaseの大サブユニットをコードするAGPL1の発現レベルが、タカナリでは日本晴と比べて急速に低下することがわかった。β-アミラーゼアイソジーンに関する解析では、平成30年度中に採取した試料を用いてデンプン含量の変化などの表現型を調査する予定であったが、予定より遅れて、試料の採取までで終わり、解析は次年度に持ち越すこととなった。一方、タカナリを原品種としたRAmy2A発現抑制系統の作出とその解析では、予定よりも早く平成30年度内に葉鞘と節間でのデンプン含量の変化を解析することができ、興味深い結果が得られている。また、出穂後の葉鞘におけるデンプン含量の変化と収量性が異なる品種を用いた比較解析では、タカナリと日本晴を用いてデンプン代謝関連酵素遺伝子の発現レベルの解析を詳細に実施することができた。以上のことから、研究はほぼ予定どおり順調に進展していると考えられる。平成30年度に試料採取済みのOsBAM2&5発現抑制系統に関して、葉鞘のデンプン・糖含量の変化および収量構成要素の解析を進める。また、OsBAM2&3&5発現抑制系統とOsBAM2&5発現抑制系統を栽培し、穂孕期から登熟中期にかけて葉鞘と節間を採取して、デンプン・糖含量の変化の違いを比較し、収穫期に穂を採取して、収量構成要素を調査する。それらの解析から、出穂後の葉鞘と節間におけるデンプン分解に3つのβ-アミラーゼアイソジーンが果たす役割に関する知見を得る。タカナリを原品種としたRAmy2A発現抑制系統に関しては、RAmy2Aの発現抑制による出穂後のデンプン分解の抑制が収量構成要素にどのような影響を及ぼすかを明らかにする。そのため、野生型タカナリと複数のRAmy2A発現抑制系統を栽培し、収穫期に穂を採取して、収量構成要素の違いを詳細に解析する。また、出穂後の葉鞘におけるデンプン分解にRAmy2Aが果たす役割について日本晴とタカナリ間での差異を検証するため、日本晴を原品種としたRAmy2A発現抑制系統の作出を進める。さらに、日本晴とタカナリからRAmy2Aのコーディング領域ならびにプロモーター領域を単離し、その塩基配列を比較する。出穂後の稈や葉鞘におけるデンプン含量の減少程度および収量特性が異なる品種間でのデンプン代謝の違いをさらに解明するため、日本晴とタカナリに加えて、一穂穎花数は多いが登熟歩合が低い傾向にある穂重型品種の「アケノホシ」を栽培し、出穂前から登熟期にかけての葉鞘におけるデンプン代謝関連酵素の発現レベルを調査する。当初の研究計画調書提出時では、初年度の物品費のうち設備備品費として120万円を計上していたが、採択時の交付額が申請額から削減されたために、予定していた備品である分光光度計を購入してしまうと研究補助員の雇用と消耗品の購入が困難になることが判明した。
嚢胞腎発症を制御する一次繊毛からのシグナル経路の解析

申請者は、ネフロン癆の発生機序の解明を目的として「一次繊毛からの細胞内シグナル伝達経路」の分子基盤を確立することを目指している。ネフロン癆の責任遺伝子産物(NPHP)は主に一次繊毛に局在することが知られているが、NPHPのひとつANKS6(NPHP16)は一次繊毛のみならず、細胞質内での局在も確認されている。まず、詳細なANKS6の細胞内局在を知るために、マウス腎組織におけるタンパク局在を超解像顕微鏡を用いて観察した。具体的な成果としてANKS6とRNAヘリカーゼDDX6との二重染色を行ったところ、近位尿細管の細胞質内でANKS6とDDX6は共局在を示した。DDX6はRNAの分解や貯蔵に関わる細胞内顆粒P-bodyやストレス顆粒のマーカーとして知られている。このことからANKS6は一次繊毛だけでなく細胞質内においてRNA分解や貯蔵に関わる構造体にも局在し、RNA複合体を形成していることが示唆された。今後、ANKS6がP-bodyやストレス顆粒のマーカータンパクと相互作用していることをDuoLink PLAを用いてタンパク質間の相互作用を視覚的なシグナルとして定量することを試みていく予定である。一方、ANKS6が一次繊毛と細胞質内RNA複合体の両方に局在が確認されたことから、この2つの異なる構造体間をANKS6が移動している可能性が示唆されている。これを証明するためにAPEXという酵素によるラベル化を応用した繊毛タンパク質ラベリング法によって試みている。こちらは実験の進捗が遅れているために、代替法も含めて検討中である。ネフロン癆責任遺伝子産物ANKS6の局在解析では計画書以上の進展があった。超解像顕微鏡を用いた観察からANKS6が細胞質内でRNA結合タンパク質群と共局在していることが示唆され、このことはこれまでに報告のない重要な知見を得ることができた。一方、ANKS6の細胞内動態を調べるための繊毛ラベリング法の立ち上げには当初の想定以上に時間を要している。具体的にはAPEXを一次繊毛に発現させるベクタープラスミドを作製し、遺伝子導入によって安定発現細胞株を樹立する工程である。目的の融合タンパク質が一過性に発現することは確認出来ていることから、作製したベクタープラスミドには問題がないことがわかっている。よって安定発現細胞作製のステップで、遅延が起こっている。今後の研究推進方策については、概ね計画書通りに進行する予定である。繊毛ラベリング法の立ち上げについてのみ遅延が生じているが、各種検討により徐々に問題点は解決されていくと考えられる。もし、繊毛ラベリング法の遂行が困難となったときには、より実行可能な代替法を選択する予定である。具体的にはANKS6の一次繊毛から細胞質への移動の有無をANKS6と蛍光タンパクを融合させライブイメージングにより観察する方法を考えている。

繊毛ラベリング法の立ち上げについてのみ遅延が生じているが、各種検討により徐々に問題点は解決されていくと考えられる。もし、繊毛ラベリング法の遂行が困難となったときには、より実行可能な代替法を選択する予定である。具体的にはANKS6の一次繊毛から細胞質への移動の有無をANKS6と蛍光タンパクを融合させライブイメージングにより観察する方法を考えている。一部の消耗品において当初の見込額よりも安価に購入できたものが数点あり、その結果として差額が生じることとなった。