hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体の原子配列モデルによる超微小切削のシミュレーション

本研究で得られた成果は以下の通りである。1.従来の分子力場法や分子動力学法とはまったく異なる方法で、固体結晶の原子レベルでの変形挙動を解析する手法を開発した。これは規則的に並んだ原子を節点、各原子間に働くポテンシャル(あるいはそれを位置で微分して得られる原子間力)を要素とする非線形有限要素法の定式化を基礎にしたものである。具体的な計算手順は、先づポテンシャルエネルギ最小化の手続きによって剛性マトリクスを組立て、固定端条件処理の後、連立一次方程式を解く。次に得られた解により節点座標データを更新し、再び剛性マトリクスを組立て、連立一次方程式を解く。以上の手続きを全原子が安定な配列になるまで繰返し、安定な配列になれば工具を微小量だけ前進させて、同様の手続きを繰返すというものである。この手法は分子力場法や分力動力学法に比較して格段に計算効率が高く、従来の手法では事実上不可能であった切削のシミュレーションを可能にした。2.上記1で開発した手法を用い、被削材を銅の完全結晶、工具をダイヤモンドとして切削のシミュレーションを行った。計算に必要な原子間ポテンシャルは、堂山一コットレルの実験式を使用した。シミュレーションの結果、このような超微小状態の切削では、いわゆるせん断型切削に似た切削様式が出現することが明らかになった。これは工具によって被削材端に転移を作るプロセスと、生成された転移が被削材中を走り抜けるプロセスとが交互に繰返されて起こるものである。一段に結晶中の転移は、それを作り出すのに要する力と、作られたものを移動させるのに要する力とが銅の場合10^<-5>程度異なり、工具で作られた転移は瞬間的に被削材中を走り抜けることになる。今後は原子数を更に増やし、より現実的なシミュレーションを行う予定である。
免疫チェックポイント阻害剤に対する耐性機構とその原因の解明

免疫チェックポイント阻害剤である抗PD-1抗体は、遺伝子変異・新たな抗原を多く持つ免疫原性の高い腫瘍において治療効果を得やすい傾向にあるが、免疫原性が高くても効果が認められない症例も存在する。その耐性化の原因はいくつも報告されているが、多様な耐性メカニズムが存在する原因にまで突き詰めて検討した報告は少ない。がんには様々な遺伝子異常が存在し、悪性化の要因でもあるため、がん遺伝子異常と腫瘍局所の免疫状態とを関連付けた検討は有用と考えられる。がん遺伝子異常と腫瘍免疫環境を統合的に解析することで、耐性メカニズムの原因を解明し、効果的な個別化医療の発展へとつなげることを目指す。
放射線科専門医教育養成のための電子教科書の構築

放射線画像症例データベースシステムによる症例の収集当医学部および工学部で開発されたオンライン放射線画像症例登録システムは、現在日本医学放射線学会で、全国規模で放射線画像症例をインターネット上オンライン登録により収集して、大規模な画像症例データベースシステムを構築し運用されている。このデータベースはマルチメディアを扱うオブジェクト指向データベースであり、テキストと画像を登録され、閲覧できる。電子教科書コンテンツの検討カード型データベースに症例を蓄積していっている。登録された症例を検討して、症例毎に難易度や設問を設定した。登録された画像症例データベースと電子教科書コンテンツをもとに、e-textbookの構築環境を整備した。e-textbookでは、症例と解説が効果的に表示され、関連事項等の学習がハイパーリンクにより容易におこなえるように設計した。この度、北米放射線学会(RSNA)で開発されたMIRC(medical Information Resource Center)のサーバを日本医学放射線学会により日本語環境で動くように立ち上げが行われ、現在試験運用がなされている。MIRCは世界中の各施設に分散するティーチングファイルを一括して検索できる分散型データベースシステムを非常にオープンなシステムで,上記ホームページにアクセスして登録されているティーチングファイルを検索することができる。我々がすでに開発した日本医学放射線学会の放射線画像管理システムの画像データをMIRCに移植し、今後はMIRCで運用を図るようにして、専門医教育のためのオンライン電子教材の構築を目指している。これまでの既存の電子ティーチングファイルデータベースのコンテンツをアップロード中である。放射線画像症例データベースシステムによる症例の収集全国規模で放射線画像症例をインターネット上オンライン登録により収集して、大規模な画像症例データベースシステムを構築し運用されている。このデータベースはマルチメディアを扱うオブジェクト指向データベースであり、症例の登録や検査機能を持っており、登録された症例を登録者と審査員が共同して修正を行うというグループウエア的な機能も作製できた。また解説等で不足する部分に関しては、問題登録者に加筆修正を依頼して内容の充実をはかった。また画像症例データベースだけではカバーできない様々な内容に関して解説事項を付加した。さらに各症例相互の関係を調査したハイパーリンクを設定し、学習を効果的に行えるようにした。登録された画像症例データベースと電子教科書コンテンツをもとにe-textbookの構築環境を整備した。また、学習者の能力応じて問題のレベルを変更したり、学習状況を管理できるように設計した。さらに学習者が容易にインタラクティブに操作できるようなグラフィカル・ユーザーインターフェイスを有するようにした。放射線画像症例データベースシステムによる症例の収集当医学部および工学部で開発したオンライン放射線画像症例登録システムは、現在日本医学放射線学会で、全国規模で放射線画像症例をインターネット上オンライン登録により収集して、大規模な画像症例データベースシステムを構築し実用レベルで運用されている。このデータベースはマルチメディアを扱うオブジェクト指向データベースであり、テキストと画像が登録され、閲覧できるシステムである。電子教科書コンテンツの検討当放射線部のレポーティングシステムから、典型的な症例をダウンロードして、カード型データベースであるFilemakerProに画像症例を蓄積していくシステムを構築した。症例毎に臓器別、モダリティ別、難易度、設問、解説を設定し、症例登録を順次蓄積している。電子教科書のための症例登録の環境の整備登録された画像症例データベースと電子教科書コンテンツをもとに、症例と解説が効果的に表示され、関連事項等の学習がハイパーリンクにより容易におこなえるように設計した。この度、北米放射線学会(RSNA)で開発されたMIRC (Medical Information Resource Center)のサーバを日本医学放射線学会のIT化委員会委員として日本語環境で動くように立ち上げ、登録システム構築を完了した。MIRCは世界中の各施設に分散するティーチングファイルを一括して検索できる分散型データベースシステムを非常にオープンなシステムで,上記ホームページにアクセスして登録されているティーチングファイルを検索することができるようになった。我々がすでに開発した日本医学放射線学会の放射線画像管理システムの画像データをMIRCに移植し、充実したティーチングファイルになっている。
リサンプリングによるモデル信頼集合の構成法とその応用

赤池情報量規準(AIC)最小化法などの統計的モデル選択において,良いモデルをひとつだけ選ぶことが一般的であるが,実際には規準の分散が比較的大きいことが多い.したがって,モデル選択の信頼性をデータに基づいて定量的に評価し,モデルの「信頼集合」を多重比較法によって構成する方法をこれまで提案してきた.本研究では,リサンプリングによって選択バイアスの補正を行い,多重比較よりもモデル信頼集合を絞り込む方法の開発を行っている.解析的に解を与えるのは極めて困難であるので,目的とする性質を持つ信頼集合を,数値的に計算するための方法論とアルゴリズムを考案している.本年度の主な成果は以下のとおり.前年度の研究によって得られた新しい方法論を計算機プログラムに実装し,それを分子生物学などに応用するとともに,プログラムパッケージの公開を行った.さらに理論的な解析を進めた.詳しくは以下のとおり.(1)マルチスケールブートストラップ法という前年度に得られたアイデアを応用して近似的に不偏な検定の確率値を漸近展開の3次のオーダまで計算することができるようになった.(2)これを大規模かつ高速に計算するためのソフトウェアを開発しWEBで公開した.(3)DNA配列による哺乳類の進化の推定などでいくつか議論を呼んでいる問題があり,これに新しい手法を適用した.(4)本研究がアンシラリ統計量の漸近理論と密接にかかわることが明らかになり,マルチスケールマルチステップ法という新たなアイデアを得た.赤池情報量規準(AIC)最小化法などの統計的モデル選択において,良いモデルをひとつだけ選ぶことが一般的であるが,実際には規準の分散が比較的大きいことが多い.したがって,モデル選択の信頼性をデータに基づいて定量的に評価し,モデルの「信頼集合」を多重比較法によって構成する方法をこれまで提案してきた.本研究では,リサンプリングによって選択バイアスの補正を行い,多重比較よりもモデル信頼集合を絞り込む方法の開発を行っている.解析的に解を与えるのは極めて困難であるので,目的とする性質を持つ信頼集合を,数値的に計算するための方法論とアルゴリズムを考案している.本年度の主な成果は以下のとおり.1.基礎的な研究として,ブートストラップリサンプリングによるバイアス補正の新たな方法を開発した.これはスケーリングという素朴なアイデアに基づき,非常に簡単なアルゴリズムにもかかわらず3次の漸近精度をもつ方法である.これは一般的な方法なので,ブートストラップ信頼区間の計算には広く利用可能である.理論的な側面に関してはStanford大学の研究者との意見交換が役立った.2.多重比較によるモデル信頼集合を分子系統樹推定へ応用することは,共同研究を通して引き続き行っている.セミの進化を明らかにする研究(Duke大学他と共同)や,哺乳類の進化の研究(東工大他と共同)に貢献した.赤池情報量規準(AIC)最小化法などの統計的モデル選択において,良いモデルをひとつだけ選ぶことが一般的であるが,実際には規準の分散が比較的大きいことが多い.したがって,モデル選択の信頼性をデータに基づいて定量的に評価し,モデルの「信頼集合」を多重比較法によって構成する方法をこれまで提案してきた.本研究では,リサンプリングによって選択バイアスの補正を行い,多重比較よりもモデル信頼集合を絞り込む方法の開発を行っている.解析的に解を与えるのは極めて困難であるので,目的とする性質を持つ信頼集合を,数値的に計算するための方法論とアルゴリズムを考案している.本年度の主な成果は以下のとおり.前年度の研究によって得られた新しい方法論を計算機プログラムに実装し,それを分子生物学などに応用するとともに,プログラムパッケージの公開を行った.さらに理論的な解析を進めた.詳しくは以下のとおり.(1)マルチスケールブートストラップ法という前年度に得られたアイデアを応用して近似的に不偏な検定の確率値を漸近展開の3次のオーダまで計算することができるようになった.(2)これを大規模かつ高速に計算するためのソフトウェアを開発しWEBで公開した.(3)DNA配列による哺乳類の進化の推定などでいくつか議論を呼んでいる問題があり,これに新しい手法を適用した.(4)本研究がアンシラリ統計量の漸近理論と密接にかかわることが明らかになり,マルチスケールマルチステップ法という新たなアイデアを得た.
拡張現実感を利用した科学館展示における学習環境の研究

科学館の展示において拡張現実感環境を構築し、体験を通して知識や概念を構成するような学習を提供する仕組みを検討した。学びと楽しさを両立させるため、複数人が同じ空間を共有し、協調しながら学習できる展示コンテンツを開発することとした。異なる視点で情報が提示されるように、鳥瞰的な視点から全体を見渡すだけではなく、一人称の視点からの描像が提示されるようにした。また、臨場感を確保するため、現実世界と仮想物体とを安定的に融合する機能を備えた。こうした提示手法やコンテンツを評価し、拡張現実感利用展示コンテンツの有用性を示した。本研究の目的は、科学館の展示において拡張現実感環境を構築し、体験を通して知識や概念を構成するような学習を提供する仕組みを作ることである。そのために、拡張現実感を利用した提示手法や学習コンテンツを開発する。当該年度は、科学館の展示において、楽しく学べる学習コンテンツの素材を作成した。科学館展示の題材として自動車を選定し、20世紀前半に活躍したT型フォードの3次元モデルを構築した。現代産業科学館の協力を得て、実際の展示に供されているものと同じ型を採用し、内部構造も再現した。昨年度の研究結果から、現実世界に仮想物体を重ねて表示する機能の安定性が、コンテンツの評価に大きく影響することがわかった。そこで、拡張現実感の幾何学的整合の安定性を改善するため、マーカ・ベース・トラッキングのマーカとして照かりにくい素材を使ったり、複数カメラを用いたりすることにより幾何学的関係が安定的に算出される仕組みを組み込んだ。ただ、臨場感を創出するという程度の精度は実現できておらず、計算負荷の増大に伴う遅延の影響も懸念され、改善の余地を残している。実験室環境において、テーブルトップで利用可能な学習コンテンツを、科学館での利用、学習環境としてのインタフェースという観点で評価した。その結果、学習コンテンツ自体の面白さと複数人が協調しながら作業を進める状況を作り出すことが重要であることが確認された。拡張現実感を利用した提示手法や学習コンテンツは、この両方の要素を持ち合わせており、科学館展示に適していると考えられる。そのために、拡張現実感を利用した提示手法とコンテンツを構築した。当該年度は、科学館において楽しく学べるコンテンツを制作した。科学館展示の題材として自動車を選定し、前年度には歴史的に大量生産技術の発展に貢献したT型フォードの三次元モデルを構築してきた。しかし、科学館での学習コンテンツには仮想のものよりも、実体が伴う体験的な要素が強い方が良いという科学館側の指摘があり、ミニチュアの自動車を実際に操作し、周囲のドライビング環境を仮想的に提示する仕組みを構築することにした。ミニチュアの自動車としてラジコンカーを採用し、複数の利用者がそれぞれ同じ空間を共有して操作できるようにした。各ラジコンカーには可視光カメラを搭載し、運転者の視点でのシーン映像を利用者に提供する。ビルや信号機などの仮想物体が、視点に応じてシーン映像に重畳表示されるようにした。これにより、複数の利用者によるドライビングの共有環境が構成され、臨場感を伴った操作体験が提供されると考える。マーカベースのトラッキングシステムを実装し、ラジコンカーに搭載された可視光カメラの位置姿勢を推定した。可視光用のマルチマーカが床面に配置され、カメラの位置姿勢の推定に使われた。位置姿勢の精度を向上させるため、各ラジコンカーに赤外線マーカを付随し、天井に配置された赤外線カメラを用いて位置姿勢を推定した。システムはサーバ・クライアント構成とし、クライアントで可視光カメラの位置姿勢推定と三次元形状の重畳表示を担い、サーバで赤外線マーカの位置姿勢推定と可視光カメラの位置姿勢の補正処理を担った。本研究の目的は、科学館展示において拡張現実感環境を構築し、体験を通した知識や概念を構成するような学習を提供する仕組みを作ることである。そのために、拡張現実感を利用した提示手法や学習コンテンツを構築する。該当年度は、マーカベースの認識ライブラリを利用し、拡張現実感を利用した学習コンテンツのプロトタイプを実装した。単なる映像音声を提示するインタフェースではなく、テーブルトップ環境での触知可能インタフェースとしての働きを持たせた。有線デバイスでの操作も可能にし、複数人が同時に操作できるようにした。プロトタイプを展示環境に設置し、利用者の行動を観察した。その詳細な結果は今後の分析を待たなければいけないが、展示環境では子供を中心とした家族での利用が多いこと、触って見るマルチモーダル・インタラクションは来館者の興味を引きつけやすいことなどが観察された。拡張現実感を応用した学習コンテンツに反映させる基礎データになると考えられる。また、現実物体に情報を重ねて表示する機能の安定性が、コンテンツの評価に大きく影響することがわかった。そこで、まず、現実物体に安定して仮想物体を重畳する要素技術について改良を行った。

現実空間において物体を認識するためには、通常、ビデオカメラで撮影した映像が使われる。映像中の物体を認識することは、現実空間とビデオカメラの幾何学的関係を算出することと等価となる。複数カメラを用いることにより、この幾何学的関係を安定的に算出する仕組みを検討した。科学館展示での拡張現実感学習環境の構築において、学習コンテンツの開発及び評価実験に関しては当初計画していたところまで達したと考えている。前者については、実際の展示に供されている実物の3次元モデルを構築した。後者については、実験室環境において、テーブルトップで利用可能な学習コンテンツを評価した。しかし、学習コンテンツの素材制作において3次元モデルの作成に時間がかかり、拡張現実感の幾何学的整合の安定性を改善するために、従来の手法を採用することはできたが、光学的整合性を改善するための要素技術を十分には検討することができなかった。科学館展示での拡張現実感環境の構築において、本年度は、1)プロトタイプの構築、2)予備実験、3)現実空間と仮想物体の整合について研究を行う計画にしていた。実際に、拡張現実感を利用した学習コンテンツのプロトタイプを実装し、科学館での実験展示を行った。また、現実空間と仮想物体との幾何学的整合性を検討した。要素技術の実装に課題を残しているものの、研究計画はおおむね順調に履行されたと考えている。科学館展示の学習コンテンツに組み込むための素材制作を引き続き進める。また、カメラの位置姿勢情報を取得するために、マーカレス・トラッキングの仕組みを検討する予定である。さらに、インタラクティブ性を高めるための仕組みを組み込み、楽しく学ぶための環境を構築する予定である。ただし、拡張現実感環境での本格的な学習が可能になるように、さまざまなマルチメディア・コンテンツや一連の操作を実装することは難しい状況になっており、本研究における評価は科学館展示での拡張現実感学習環境の学習効果を対象とするのではなく、機能的な動作確認やシステムの安定性を対象にする方針である。今後、プロトタイプに対して、現実空間と仮想物体を整合する要素技術を改良していく。マーカベースの認識システムは展示環境に制約を課すので、マーカレスの認識システムを並行して検討する。また、本年度実施した準備実験の結果を詳細に分析し、それを基礎データとしてまとめ、拡張現実感の学習環境としてのインタフェース機能の設計に取り入れる予定である。そして、こうした要素技術や機能が学習作業に影響するかどうかを調べる。さらに、科学館の展示において楽しく学べる学習コンテンツを、実環境での利用を想定しながら設計していく。次年度は、システム機能の改良及び学習コンテンツの構築を中心に研究を進める。システム機能の改良については、拡張現実感における幾何学的・光学的整合性を高める要素技術を検討する。
新生仔による母の匂いの記憶成立におけるエピジェネティックメカニズム

新生仔は、生後母親のにおいと母性行動による体性感覚刺激を対提示されることにより、速やかに母のにおいを記憶する。この神経基盤の一つは嗅球におけるシナプス可塑性である。今回さらに細胞内におけるエピジェネティックメカニズムを解明するため、染色体の再構築を誘導するヒストンのアセチル化に注目し、行動薬理学実験およびウェスタンブロッティングを行った。学習の成立に伴いヒストンのアセチル化がおこり、また脱アセチル化酵素を阻害することにより、においの学習が増強されることが明らかになった。シナプス可塑性と記憶の成立にはエピジェネティックメカニズムが重要な役割を果たすことがよく知られている。空間記憶にかかわる海馬の長期増強現象導入の細胞内メカニズムにおいても、ヒストンのアセチル化により染色体が再構築されており、これは転写調節因子CREBの活性化が緒端となるリン酸化酵素MAPK/ERKカスケードの阻害により、抑制されることが証明されている。われわれは乳児による母の匂いの記憶のメカニズムを解明するモデルとして生後10日の未開瞼の幼若ラットを用いている。11日目ににおいと電撃の対提示トレーニングを30分間のみ施すと、翌12日にはにおいに対する嫌悪反応を示す。このにおいの嫌悪学習の神経基盤の一つは嗅球内シナプス可塑性であり、嗅球内においてもCREBのリン酸化が重要な役割を果たすことを既に証明した。そこで、CREBのリン酸化が引き起こすアセチル化ヒストンを維持する目的で、嗅球内にヒストン脱アセチル化酵素である酪酸ナトリウムを注入し、学習への影響を観察した。するとにおいと電撃のトレーニング中あるいはトレーニング後1時間で注入した場合は、学習に対する影響は見られなかった。しかしトレーニング後2時間で注入した場合は、溶媒のみを注入したコントロール群ではトレーニングから2日経過した生後13日には記憶が消失しているにも拘わらず、酪酸ナトリウム注入によりにおいの学習の保持が認められた。以上よりアセチル化されたヒストンの脱アセチル化反応はトレーニング後2時間で開始していると判断された。記憶の神経基盤がシナプス可塑性であり、記憶の成立にエピジェネティックメカニズムが重要な役割を果たすことがよく知られている。空間記憶にかかわる海馬の長期増強現象(LTP)誘導の細胞内メカニズムにおいても、ヒストンのアセチル化による染色体の再構築がおこり、これは転写調節因子CREBの活性化が緒端となるリン酸化酵素MAPK/ERKカスケードの阻害により抑制されることが証明されている。われわれはこれまでに用いてきたラットの新生仔におけるにおいの嫌悪学習モデルにおいても嗅球内のCREBリン酸化-MAPK/ERKカスケードがシナプス可塑性に関わることが明らかとなっている。生後11日の未開瞼の幼若ラットににおいと電撃の対提示トレーニングを30分間のみ施すと、翌12日にはにおいに対する嫌悪反応を示す。そこで、CREBのリン酸化が引き起こすアセチル化ヒストンを維持する目的で、嗅球内にヒストン脱アセチル化酵素であるトリコスタチンAを注入し、学習への影響を観察した。するとにおいと電撃のトレーニング中の嗅球内注入は濃度依存性ににおいの嫌悪学習を増強させた。この効果はさらに学習を生後13日目まで維持する効果をもたらした。トレーニング後30分で注入した場合にも同様な学習促進効果を認めたが、トレーニング30分前の注入では学習に対する影響は見られなかった。以上よりアセチル化されたヒストンのアセチル化は記憶の維持に深く関わることが明らかとなった。
低温下付着曝気法による水質浄化の有効菌の検索

1.目的日本においては冬期、高冷地の家庭下水や農水産物処理廃水等低温(5°C)においても各種廃水を微生物により処理する必要のある場合がある。その際の処理方法と有効な細菌の検索を目的としている。2.方法処理方法は通常の活性汚泥法と付着曝気法をもちい、合成廃水は殿粉を主体としたものと、ペプトンを主体としたものを使用し処理温度は6°C。菌の分離は、ブレンダーで菌魂を破壊後、それぞれの廃水等を培地として行なった。生育温度特性は温度勾配振とう培養機によった。3.結果1lのプラスチック製二重円筒で、内部は付着曝気槽又は活性汚泥曝気槽として使用し、外部の円筒状部分は沈殿槽となっている容器を使用し、二種類の合成廃水を連続処理を行った。15°Cより12°C、9°C、6°Cと順次約一ヶ月間順応させ、6°CにおけるCOD除去率を比較すると、両者とも約9585%となった。しかし、活性汚泥では時として細菌がクロックとならず、細かい菌体となって流出した。ペプトン廃水では付着曝気法のさいに鞭毛菌亜門に属する厚いカビのマットが生じ、その結果除去効率が極めてよくなった。ただし、このカビの積極的利用はまだ問題がある。分離菌は25°C30°Cで生育の最大速度を示し、35°C以上では生育しない。一方、南極で採集同定された好冷菌は15°C20°Cに生育の最大速度があるが、分離菌は5°Cで好冷菌よりやや大きい生育を示した。したがって本菌群は好冷菌ではなく、低温耐性菌と呼ぶべきものであった。これらの分離菌は通常の技術と化学分類学的技法によるPseudomonasに属するものやAlteromonos様の弱い醗酵性を有する単毛菌であり、メチルメナキノンをも有することからAlteromonas putrifaciensと同定された。
DNA増幅法に基づく食中毒原因細菌の自動検出法の開発

本研究では、食中毒の確認のため、サンプル中の原因細菌の特定の遺伝子(主として病原因子遺伝子)に着目し、これをDNA増幅法(PCR法)によって短時間で、しかも自動化した装置によるサンプル処理法およびDNA検出法と組み合わせることによって簡便に検出するシステムを開発することを目的とした。このアプローチで最も重要な点は、得られる結果(検出の特果性および感度)を決定する要因である増幅用オリゴヌクレオイドプライマーの選定及び増幅条件の確立である。この点に関して、実際に多くの分離菌株を用いた試験を繰り返すという実験的方法に基づいた方法によって、重要な食中毒原因細菌のそれぞれを検出するためのPCR法を確立した。この方法により、腸炎ビブリオの耐熱性溶血毒遺伝子(tdh)およびtdh類似遺伝子(trh)、大腸菌の易熱性エンテロトキシ遺伝子、耐熱性エンテロトキシ遺伝子、およびVero毒素遺伝子、黄色ブドウ球菌の各種エンテロトキシ遺伝子および毒素性ショック症候群毒素遺伝子、ならびにコレラ菌のコレラ毒素遺伝子を検出するためのプライマーセットおよび増幅条件を確立した。一方で、このようにして確立したPCR法を自動化装置に適用できるような増幅断片の検出システムを開発した。すなわち、PCR産物をビオチンで標識して、アフィニティ法によりマイクロタイタートレーの穴にトラップした。これを非アイソトープ(アルカリフォスファターゼ)標識したオリゴヌクレオチドプローブを用いて検出した。数コピーの標的遺伝子を所要時間45分で検出でき、今までに報告された方法の中で最も速いことがこの方法の最大の特徴である。食中毒原因細菌のDNA増幅法(PCR法)による検出のために本研究で採用したアプローチが適切であることを、まず腸炎ビブリオ菌株について実証した。病原性菌株は、耐熱性溶血毒遺伝子(tdh)に限定できず、tdh類似遺伝子(trh)を持つ可能性があり、しかもtrh遺伝子の塩基配列にバラツキが多いことを確認した。tdh遺伝子とtrh遺伝子検出用のPCRプライマーセットを、それぞれ7組と5組デザインし、増幅条件を比較検討した。最終的に263菌株を対象として、標的遺伝子をもれなく検出できるプライマーセットと増幅条件を得た。すなわち、このPCR法で得られた結果は、ポリヌクレオチドプローブを用いたハイブリダイゼーション法による標的遺伝子の検出結果と完全に一致した。また40種におよぶ他の細菌133菌株は、このPCR法では陰性であり、特異性が確認できた。同様の方法で、病原大腸菌の耐熱性エンテロトキシンと易熱性エンテロトキシンおよび黄色ブドウ球菌の各種エンテロトキシンの遺伝子検出のためのPCRプライマーと増幅の条件を確立した。さらにPCR産物の新しい検出法を開発した。この方法では、PCR産物をビオチンで標識して、アフィニィティ法によりマイクロタイタートレーの穴にトラップする。これを非アイソトープ(アルカリフォスファターゼ)標識したオリゴヌクレオチドプローブを用いて検出する。数コピーの標的遺伝子を所用時間45分で検出でき、今までに報告された方法の中で最も速いことがこの方法の最大の特長である。本年度の研究では、大腸菌のVero毒素遺伝子およびコレラ菌のコレラ毒素遺伝子を検出するためのプライマーセットおよび増幅条件を確立した。このためには、昨年度腸炎ビブリオの耐熱性溶血毒遺伝子(tdh)およびtdh類似遺伝子(trh)を対象にして有用性を実証したアプローチを適用した。すなわち、実際に多くの分離菌株を用いた試験を繰り返すという実験的方法に基づいた方法によって、対象とする試験菌株中の標的遺伝子最終的にをもれなく検出できるプライマーセットと増幅条件を得た。このPCR法で得られた結果は、ポリヌクレオチドプローブを用いたハイブリダイゼーション法による標的遺伝子の検出結果と完全に一致した。前年度には、PCR産物をビオチンで標識して、アフィニティ法によりマイクロタイタートレーの穴にトラップした。

これを非アイソトープ(アルカリフォスファターゼ)標識したオリゴヌクレオチドプローブを用いて検出した。この方法は、数コピーの標的遺伝子を所要時間45分で検出できるという特徴を持っていた。今年度はこの方法をより簡便にするために、改良を加えた。すなわち非アイソトープ(西洋ワサビペルオキシダーゼ)標識したオリゴヌクレオチドプローブ検出する系としてテトラメチルベンジンと過酸化水素を基質として用いる比色法で酵素活性を測定した。この方法をマイクロプレートによるコレラ毒素遺伝子の検出に適用し、有用性を実証した。35サイクルのPCRを行った後、易熱性エンテロトキシンを産生する大腸菌との交差反応もなく、目的遺伝子が検出できた。所要時間はやはり45分であった。
生着後のインプラントに過大な側方咬合力を与えた場合の影響について

本研究では、アパタイトインプラントに持続的な側方力がかかるようにし、どの程度までインプラントが側方力に耐えられるのかを調べる。また、そのとき骨性結合した周囲顎骨にどのような変化が現れるのかを組織学的に検索するために、以下の実験を行った。雑種成犬の下顎両側臼歯部(P3P4M1)を抜歯する。抜歯窩の治癒する約3ヶ月後に直径4.0mm長さ9mmのアパタイト2ピ-スインブラント(アパセラム【encircledR】)を両側臼歯部に2本づつ埋入する。インプラント埋入2ヶ月後、相当部の粘膜を切開し支台部合着手術を行い、インプラントの印象をとる。模型上にてそれぞれのインプラントに冠を作製する。インプラント冠をイヌに装着後、インプラント同士を互いに牽引するように、ニッケル-チタン製のセンタロイドコイルスプリングを金属冠のフックに3-0ワイヤーにて結紮した。牽引力は、300g・400gとし、反対側はコントロールとした。検印期間は1カ月とした。インプラント冠装着時に1度目のX線撮影を行い、2週間に一度イヌのブラッシングと、規格X線撮影、印象採得を行い、インプラントの移動、破折がないかを確認した。結果、インプラントには肉眼的、X線的に異常はみられなかった。現在、インプラントおよびその周囲組織を含めて顎骨を摘出し、10%ホルマリンアルコールにて固定し、エポキシ樹脂包埋後、未脱灰薄切研磨切片を作製中である。今後、作製された標本を光学顕微鏡にて観察し、インプラント及びその周囲組織に、側方力よってどのような影響がでているのかを検索する。
心ペースメーカ電位で活性化される新たな持続性内向き電流の解析

心臓洞房結節における自発活動電位のメカニズムについては依然として多くの議論がある。特に、拡張期緩徐脱分極の膜電位範囲で活性化される内向き電流の実態が未解決である。我々は拡張期脱分極電位の範囲への脱分極によって活性化する内向き電流を発見したが、この電流の性質を更に明らかにし、自発活動電位のメカニズムを解明することを目指した。この電流は5秒の脱分極パルス中有意な不活性化を示さないので、sustained inward currentと呼ぶことにし、I_<st>と表す。この研究計画では、ラット心から洞房結節細胞を単離する方法を開発し、その細胞でのI_<st>の存在を証明することが出来た。即ち、I_<st>はβ刺激によって増大し、この作用はアセチルコリンを与えることによって拮抗される。テトロドトキシンには抵抗性であるが、ベラパミル、D600、ニカルジピンやNi,Coなど重金属イオンなどの古典的Ca拮抗薬によってブロックされる。I_<st>はCaでなくNaによって運ばれる電流である点、またその膜電位依存性が異なることから、Caチャネルによる電流成分ではない。更に、単一チャネル記録でI_<st>に相当するNaイオンによって運ばれる電流を記録することが出来た。このチャネルのコンダクタンスは約13pSで、逆転電位は+15mV付近で、活性化の閾値は約-70mVであった。引き続き、I_<st>をコンピュータモデルに加え、ペースメーカ電位を定量的に説明する試みを行っている。ラットの洞房結節を酸素処理し、単一心筋細胞を単離する方法として、まず、麻酔下に開胸し、右心房に注射針を刺入し、これを通じて心房内の潅流を行った。5分間トリプシン処理し、続いて7分間のコラゲナーゼ処理を行った後、消化された洞房結節を切り出した。更に組織を5分間酵素液に保ち振転によって、結合組織を分解した。単離した細胞の中から規則正しい拍動を続けるペースメーカー細胞を見つけ、パッチクランプ法によって、自発性活動電位と膜電流記録を行った。活動電位の形はウサギやモルモットとよく似ており、拡張期緩徐脱分極に続いて、数V/secの活動電位の立ち上がりが記録され、活動電位の持続時間はほぼ100msecであった。膜電流記録では、脱分極パルスに際し、L型カルシウム電流の活性化、遅延整流K電流の活性化、再分極でK電流の末尾電流が記録された。過分極パルスでは、-90mVを超える電位で、過分極活性化陽イオン電流が記録された。更に、保持電位を-80mVとし、脱分極パルスを与えると、-60mVより正電位側で持続的に活性化される内向き電流の活性化を観察することができた。この電流はTTXに非感受性で、いわゆるCa拮抗薬でブロックされた。外液のCa濃度を0.1mMに下げて、L型Ca電流が消失した後でも、残ることが確認され、ウサギで見つけられた持続性内向き電流と同じ電流であることが強く示唆された。持続性内向き電流の関与を定量的に調べる目的で自発活動電位のコンピュータモデルを作った。拡張期緩徐脱分極中、その膜電位が浅いことから、過分極活性化陽イオン電流の活性化は殆ど見ることが出来なかったが、持続性内向き電流はこの間電位依存性に活性化され、ペースメーカ電位の形成に役立っていることが示された。この電流はベータ刺激で増大するが、これはペースメーカ頻度を上げることがモデルで確かめられた。1)持続性内向き電流の単一チャネル記録解析。このチャネルを電気生理学的に同定するため、単一チャネル電流を記録した。用いた細胞はモルモットの洞房結節細胞で、これにパッチ電極を装着し、電流を記録した。

持続性内向き電流はCaでなくNaイオンによって運ばれることが、全膜電流記録から分かっていたので、電極内液には、Caを含まない、NaCl溶液を用いた。L-型Caチャネル電流のNaコンダクタンスを抑制する目的で、0.5mMのMgイオンを常に加えた。その結果、脱分極によって活性化し、しかも脱分極中殆ど不活性化を示さないチャネル電流を記録することができた。このチャネルは特徴的に長い開口時間を示し、そのコンダクタンスは約10pSであった。このチャネルは外液に与えたニカルジピンによってブロツクされた。2)ラットペースメーカ細胞の膜電流を解析し、それぞれの開閉機構についての実験式を決定した。これを数学モデルに組み込み、活動電位を再構成した。その結果、持続性内向き電流が重要な役割を演じていることが証明された。3)活動電位モデルの作成。これまで集積したイオンチャネル、イオシ交換機転をまとめて、心筋細胞の興奮と収縮を再構成するモデルを作った。その過程で、未だに実験が必要な問題点を明らかにできたので、それぞれの問題を解決する実験を続行している心臓の自動能について、そのペースメーカである洞房結節から自発興奮性を示す細胞を単離して、そのイオンチャネルを研究した。特に、我々が最近ウサギ心で発見した持続性内向き電流がラット心臓にも発現しているか、また、この電流の単一チャネル電流を特定する研究を行った結果、次のような点を明らかにすることができた。ラット心を従来のランゲンドルフ灌流しても洞房結節から細胞を単離する事ができないが、右心房内を直接灌流する新しい方法で、ペースメーカ細胞を単離する事ができた。安定した活動を示す細胞の膜電位固定実験で、持続性内向き電流を記録することができた。この電流の活性化の範囲はやはり-6530mV付近で、拡張期緩徐脱分極の電位範囲と一致した。CaでなくNaイオン依存性、電流密度(01pA/pF)、Ca拮抗剤感受性など、その性質はウサギにおけるものと一致した。また、ラットのペースメーカ細胞で、ウサギと異なり、過分極で活性化される陽イオン電流は-100mVより過分極で初めて活性化されること、内向き整流Kチャネルが僅かではあるが全ての細胞に発現していることを発見した。単一チャネル電流記録はモルモットの単離洞房結節細胞から記録したが、Naイオンによって運ばれ、-70mVより脱分極側で活性化され、脱分極パルス中殆ど不活性化を示さず、単一チャネルコンダクタンスが約13pSの全く新たなチャネル電流の記録に成功した。これらの実験結果をJournal of Physiologyに投稿し受理された。
アーバスキュラー菌根菌による土壌のリン濃度低減とリン肥料としての代替の可能性

リン肥料を施用すると畑土壌の可給態リンや全リン濃度が高まるが,施用位置から1m以上離れるとリンの濃度は変化しないことが明らかになった.従って肥料として施用されたリンは畑から周辺の河川や土壌へ流失する量はほとんどなく,むしろ土壌に固定化される量がほとんどであると考えられる.この傾向は黒ボク土壌などの火山灰性土壌で著しいと考えられる.アーバスキュラー菌根菌を接種するとリン肥料を施用しなくても,作物のリン欠乏を回避でき,生育を促進することができることが明らかになった.ただし,接種する菌が異なると作物の生育促進程度が異なる.具体的にはインゲンの場合,供試した菌のなかではGlomus mosseaeの生育促進効果が大きかった.このGlomus mosseaeをインゲンマメに供試した場合,胞子を5000個接種するとリン肥料を施用したときと同程度インゲンマメの生育が促進されることが明らかになった.このことは土壌中の胞子密度を高めればアーバスキュラー菌根菌はリン肥料の代替になる可能性があることを示唆し,同時に種々の作物において最も生育を促進する菌の種類を明らかにすることが必要であることを意味する.土耕法でアーバスキュラー菌根菌の胞子を増殖させる場合,供試する土壌の種類によって増殖胞子数が大きく異なることが明らかになった.すなわち,土壌の種類では砂質土壌より赤玉土壌で増殖率が高く,同じ土壌でもより粒径が小さい土壌のほうが高い増殖率を示すことが明らかになった.また,土壌水分は増殖率に影響を与え,作物が順調に生育する範囲の土壌水分では土壌水分が高いほうが増殖率高くなることが明らかになった.これらのことから,土壌環境の違いによってアーバスキュラー菌根菌胞子の増殖率は著しく異なることが明確になった.リン肥料を施用すると畑土壌の可給態リンや全リン濃度が高まるが,施用位置から1m以上離れるとリンの濃度は変化しないことが明らかになった.従って肥料として施用されたリンは畑から周辺の河川や土壌へ流失する量はほとんどなく,むしろ土壌に固定化される量がほとんどであると考えられる.この傾向は黒ボク土壌などの火山灰性土壌で著しいと考えられる.アーバスキュラー菌根菌を接種するとリン肥料を施用しなくても,作物のリン欠乏を回避でき,生育を促進することができることが明らかになった.ただし,接種する菌が異なると作物の生育促進程度が異なる.具体的にはインゲンの場合,供試した菌のなかではGlomus mosseaeの生育促進効果が大きかった.このGlomus mosseaeをインゲンマメに供試した場合,胞子を5000個接種するとリン肥料を施用したときと同程度インゲンマメの生育が促進されることが明らかになった.このことは土壌中の胞子密度を高めればアーバスキュラー菌根菌はリン肥料の代替になる可能性があることを示唆し,同時に種々の作物において最も生育を促進する菌の種類を明らかにすることが必要であることを意味する.土耕法でアーバスキュラー菌根菌の胞子を増殖させる場合,供試する土壌の種類によって増殖胞子数が大きく異なることが明らかになった.すなわち,土壌の種類では砂質土壌より赤玉土壌で増殖率が高く,同じ土壌でもより粒径が小さい土壌のほうが高い増殖率を示すことが明らかになった.また,土壌水分は増殖率に影響を与え,作物が順調に生育する範囲の土壌水分では土壌水分が高いほうが増殖率高くなることが明らかになった.これらのことから,土壌環境の違いによってアーバスキュラー菌根菌胞子の増殖率は著しく異なることが明確になった.全国各地の畑から土壌を採取してわが国の畑におけるアーバスキュラー菌根菌(以下、AM菌)の胞子数と土壌化学牲の関係を調査したところ、可給態リン含有率の平均値は風乾土100gあたりで50mgであり、AM菌の胞子数は風乾土1gあたり1.7個であった。土壌の可給態リン含有率と土壌中の胞子数の間には負の相関関係が認められた。このことからAM菌の胞子数を増やすには過剰なリン酸肥料の施用をさけ、土壌中に余分なリン酸が蓄積しないようにすることが重要であると考えられた採取した土壌のpHはおおよそ4から8.5の範囲にありpHが5以下や8以上の土壌でもAM菌胞子は確認された。AM菌胞子の発芽はpHが4から10の範囲の溶液では影響を受けることはなかった。しかし、菌糸伸長はpHが8を超えると急激に抑制された。このことからpHが8を超えるアルカリ性土壌ではAM菌根の形成や胞子形成が抑制される可能性があることが示唆された。AM菌の一種Gigaspora margaritaの胞子を土耕法で培養したところ宿主植物にダイズを用いたときが最も胞子数が多くなった。また、ポットに充填する土壌の種類で増殖する胞子数は大きく異なり、赤玉土や黒ボク土で多く川砂で少なかった。さらに赤玉土では土壌粒子が2mm以下の時に最も多くなった。宿主植物にダイズを用いて胞子の培養を最大で185日間行ったところ、胞子は57日まではあまり増殖しなかったが、それ以降急激に増え185日目には最初に接種した胞子数の約10倍となった。これらのことから土耕法でAM菌の胞子を培養するには土壌のpHが中性から弱酸性とし土壌の粒子を細かくしたところにダイズを宿主植物に用いるとよいと考えられる。

野菜畑にリン酸肥料を施用し(0kg/10a,5kg/10a,20kg/10a,50kg/10a),土壌中の可給態リン酸濃度の変化を調査した.施用量が増えるほど土壌中の可給態リン酸濃度は高くなった.しかし,施用してから3ヶ月経つと20kg施用区以下では可給態リン酸濃度が低下し,リン酸濃度に違いがなくなった.一方,50kg区では施用から3ヶ月経ても可給態リン酸濃度はあまり低下しなかった.次に50kg区の畑で畑の端からどれくらい離れると土壌の可給態リン酸濃度が低下するか調査した.その結果,施用直後でも3ヶ月経っても畑の端から50cm離れたところでは土壌の可給態リン酸濃度の上昇がみられなかった.このことからリン酸肥料を施用した場合,畑以外の土壌の可給態リン酸濃度が高まることはないものと考えた.リン酸肥料を施用した畑と施用しない畑の中から土壌溶液を採取して,リン酸肥料の施用が土壌溶液中のリン酸濃度にどのような影響を及ぼすか調査した.その結果,リン酸肥料を施用してもしなくても土壌溶液中のリン酸濃度に違いはなかった.このことからリン酸肥料を施用しても土壌溶液中にリン酸が溶け出し周辺の河川に流れ出す量は少ないと考えられた.全国約170箇所の畑土壌を採取し,土壌中のアーバスキュラー菌根菌胞子数を調査した.その結果,全国平均の胞子数は風乾土1gあたり2.0個胞子があることが明らかにされた.採取した土壌のいくつかの土壌をポットに詰めダイズやインゲンマメの根に菌根菌がどの程度感染するかみたところ,土壌中の胞子数が多い土壌ほど感染率も高くなることが明らかになった.さらにこれらの土壌に胞子を接種すると感染率はさらに高まった.このことは何らかの方法によって土壌中の胞子数を多くすれば畑で栽培している作物の根における菌根菌感染率を高めることができると考えた.リン肥料を施用すると畑土壌の可給態リンや全リン濃度が高まるが,施用位置から1m以上離れるとリンの濃度は変化しないことが明らかになった.従って肥料として施用されたリンは畑から周辺の河川や土壌へ流失する量はほとんどなく,むしろ土壌に固定化される量がほとんどであると考えられる,この傾向は黒ボク土壌などの火山灰性土壌で著しいと考えられる.アーバスキュラー菌根菌を接種するとリン肥料を施用しなくても,作物のリン欠乏を回避でき,生育を促進することができることが明らかになった.ただし,接種する菌が異なると作物の生育促進程度が異なる.具体的にはインゲンの場合,供試した菌のなかではGlomus mosseaeの生育促進効果が大きかった.このGlomvs mosseaeをインゲンマメに供試した場合,胞子を5000個接種するとリン肥料を施用したときと同程度インゲンマメの生育が促進されることが明らかになった.このことは土壌中の胞子密度を高めればアーバスキュラー菌根菌はリン肥料の代替になる可能性があることを示唆し,同時に種々の作物において最も生育を促進する菌の種類を明らかにすることが必要であることを意味する.土耕法でアーバスキュラー菌根菌の胞子を増殖させる場合,供試する土壌の種類によって増殖胞子数が大きく異なることが明らかになった.すなわち,土壌の種類では砂質土壌より赤玉土壌で増殖率が高く,同じ土壌でもより粒径が小さい土壌のほうが高い増殖率を示すことが明らかになった.また,土壌水分は増殖率に影響を与え,作物が順調に生育する範囲の土壌水分では土壌水分が高いほうが増殖率高くなることが明らかになった.これらのことから,土壌環境の違いによってアーバスキュラー菌根菌胞子の増殖率は著しく異なることが明確になった.
看護研究のためのEBN指向データ解析システムの開発

初年度は,EBN (Evidence Based Nursing,科学的証拠に基づく看護)に対する大学教員の認識を把握する目的で全国調査を実施した。看護研究のためのEBNに要求されることは何かを明らかにするために,本年度はこの調査データを分析した。調査対象は,平成13年度の日本看護系大学協議会会員名簿に記載されている89大学3155名であり,対象者の一般的属性,EBNに関する知識,授業・研究とEBNとの関係に関する項目について郵送法による自記式質問紙調査を行った。回収数は1170名,回収率は37.1%,平均年齢は男51.1歳,女41.7歳であった。回答者の基本属性に関して全調査対象者と比較したところ,性別分布や専門領域の分布には差はなく,回答に大きなバイアスはないものと考えられた。主な調査結果は,83.1%が看護研究を現在行っており,そのうち量的研究は32.3%,質的研究は21.4%,量的・質的の両方が46.3%であった。研究が科学的であると回答した割合は,対象の選定や分析結果の解釈で低く,全項目で教授,助教授,講師,助手の順に割合が低下した。講義が科学的かという質問に対し「はい」回答はアセスメント23.9%,看護診断13.6%,看護計画16.5%,看護援助20.1%であった。実習指導が科学的かという質問の「はい」回答はアセスメント28.1%,看護診断15.5%,看護計画20.9%,看護援助20.9%であった。講義が科学的であるとの割合は10%から20%台であり,講義,実習指導ともに看護診断が最低であった。職位別分析では,講義については,全て教授が最高で,助手が最低であった。実習指導については看護診断以外の項目で教授が最低で,講義と実習指導に対する認識が逆になっていた。なお,ホームページ(http://www.clg.niigata-u.ac.jp/takagi/kaken-h14/kakenmenu.html)に研究結果の一部を公表している。EBNに基づく科学的な看護研究を行うためのデータ解析システムに要求される事項は何かを把握するために、まず主要な看護学関係会誌に掲載されている学術論文を調査した。その結果、EBNのための調査方法、分析方法などを網羅的に調べた論文がすでにあることが分かった。それらの論文を参考に、EBNに対する看護系大学教員の現状認識を把握するため、全国調査を実施した。調査対象は、平成13年度の日本看護系大学協議会会員名簿に記載されている3155名とした。調査内容は、調査対象者の一般的な属性(性、年齢、職位、専門領域など)、EBNに関する知識、授業・研究とEBNとの関係に関する項目などであり、51項目からなる質問紙を用いた郵送法で調査を行った。調査票の発送は、平成13年11月下旬から12月上旬にかけて行い、調査票の発送後およそ2週間後に、調査の礼状兼督促状を送付した。調査票の回収は平成14年1月下旬まで行った。調査票回収数は、1170名であり、回収率は37.1%であった。回収された調査票は、EXCELを用いて入力し、現在、HALWINを用いて分析を行っている途中である。

回答者は、男198名、女961名、性別不明11名であり、平均年齢は男51.1歳(標準偏差10.3歳)、女41.7歳(10.4歳)であった。また、回答のバイアスを検討するために、対象者の基本属性に関して、全調査対象者と回答者の比較を行った。性別分布や専門領域の分布には、両者に差はなく、回答に大きな偏りはないものと考えられた。その他の項目に関しては、今後継続的に検討を行うつもりである。主要な成果に関しては、学会などにおいて順次公表する予定である。昨年度は,EBN(Evidence Based Nursing,科学的証拠に基づく看護)に対する大学教員の認識を把握する目的で全国調査を実施した。看護研究のためのEBNに要求されることは何かを明らかにするために,本年度はこの調査データを分析した。調査対象は,平成13年度の日本看護系大学協議会会員名簿に記載されている89大学3155名であり,対象者の一般的属性,EBNに関する知識,授業・研究とEBNとの関係に関する項目について郵送法による自記式質問紙調査を行った。回収数は1170名,回収率は37.1%,平均年齢は男51.1歳,女41.7歳であった。回答者の基本属性に関して全調査対象者と比較したところ,性別分布や専門領域の分布には差はなく,回答に大きなバイアスはないものと考えられた。主な調査結果は,83.1%が看護研究を現在行っており,そのうち量的研究は32.3%,質的研究は21.4%,量的・質的の両方が46.3%であった。研究が科学的であると回答した割合は,対象の選定や分析結果の解釈で低く,全項目で教授,助教授,講師,助手の順に割合が低下した。講義が科学的かという質問に対し「はい」回答はアセスメント23.9%,看護診断13.6%,看護計画16.5%,看護援助20.1%であった。実習指導が科学的かという質問の「はい」回答はアセスメント28.1%,看護診断15.5%,看護計画20.9%,看護援助20.9%であった。講義が科学的であるとの割合は10%から20%台であり,講義,実習指導ともに看護診断が最低であった。職位別分析では,講義については,全て教授が最高で,助手が最低であった。実習指導については看護診断以外の項目で教授が最低で,講義と実習指導に対する認識が逆になっていた。なお,ホームページ(http://www.clg.niigata-u.ac.jp/takagi/kaken-h14/kakenmenu.html)に研究結果の一部を公表している。
重金属耐性植物の作製とそれによるPhyto-remediationの試み

環境ストレスに対する耐性植物の育成は、変わり行く地球環境と人類の生存にとって重要な課題の一つである。重金属の過剰ストレス、とりわけそれが有害な重金属の場合は、即物の生育阻害のみならず、食物連鎖によって人間の健康をも脅かす存在となる。こうした重金属汚染土壌の対策の一つに植物による除染・浄化(Phytoremediation)が考えられるが、それには重金属耐性を有し、その蓄積能が高く且つ、Biomass productionの大きい植物の育成が必要となる。我々はこれまでにBiomassが大きい植物を宿主植物として、それに重金属耐性を付与することでAccumulator plantを得ることを目的として、酵母由来の重金属結合タンパク質であるmetallothioein(MT)合成遺伝子CUP1をpBI121 Binary Vector Systemを用いてカリフラワーなどいくつかの植物に導入し、その発現を確認した。また、同時にこの形質転換カリフラワーがCdに対して高い耐性能を有することを水耕試験によって明らかにした。そして、この水耕試験の結果を用いて植物によるCdの吸収量を算出し、植物によるCdの土壌よりの収奪量の試算を試みた。その結果、土壌中のCdが20ppmの土壌では、形質転換カリフラワーを2年栽培すると土壌からCdを除去できる計算となった。そこで、Cdとして20mg・Kg-1となるように添加した砂質未熟土および厚層多腐植質黒ボク土に形質転換カリフラワーを移植して120日間栽培し、実際の土壌よりのCd吸収量を測定した。その結果、両土壌とも対照区の非転換カリフラワーは生育が抑制され、特に砂質土壌では顕著であったが、形質転換カリフラワーではいずれの土壌でも正常に生育した。