hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
様々な場面で利用可能な位置依存型通信方式の研究開発

本研究課題では,ユーザの周辺にある端末とグループを構成して通信を行う位置依存型通信の実現に向けて,既存の通信デバイスのみを用いた位置依存型P2Pネットワークの研究と開発を行っている.2年目である2018年度は,位置依存型P2P通信を実現するためのP2P通信基盤の研究開発(研究課題1),適応的で柔軟な位置依存型P2P通信方式とパラメータ設定手法の検討(研究課題2),スマートフォンを用いた位置依存型通信システムの開発と検証(研究課題3)を実施した.研究課題1では,昨年度は既存クラウドサービスの利用を前提として位置依存型P2P通信方式を提案していたが,通信遅延などの課題が見つかったため既存サービスを併用しないですべての接続処理を実現する手法を考案した.提案システムをAndroid端末上に実装し評価実験を行ったところ,端末間通信遅延が100ms以下となり,以前の半分以下,クライアントサーバ型の1/3以下となることが分かった.研究課題2では,具体的なユースケースを複数想定してパラメータ設定手法の検討を実施した.具体的には,(1)歩行者・車両間での事故防止を想定した位置依存型ネットワークの構築,(2)近隣端末と協調してファイルダウンロードを行うための近隣端末検索方式の検討,(3)位置情報に基づいた大規模情報配信を実現するための通信方式の検討を実施した.特に(1)では,歩行者や車両の移動速度の違いに基づいて周辺端末との接続範囲を変更する適応的なパラメータ制御手法について検討し,高速移動する車両を遠方から察知することが可能となった.研究課題3では,上述のとおり通信方式の変更を行ったことから,昨年度の実装を変更した.実装は順調であり,研究課題1の評価実験のみならず,研究課題2のいくつかの手法においてアプリケーションの動作を確認している.今後更なる改良を行う予定である.研究課題1では,既存クラウドサービスを利用することなく単独で動作する汎用的な位置依存型P2P通信方式を策定した.まだ改良の余地は残されているものの,現段階では安定的に動作する通信基盤となっており,想定以上の進捗であると判断する.2018年度には,査読付論文1件(採録決定),国際会議発表1件,国内研究会発表2件,国内大会発表3件を実施した.研究課題2では3つのユースケースを想定し,研究課題1で策定した通信基盤のパラメータ設定について検討を進めた.特に歩車間通信を実現するための通信範囲の決定方式について検討を行い,利用者から高い主観評価結果を得ている.よって,非常に順調に進んでいると考えられる.2018年度には,査読付論文1件(採録決定),国際会議1件,国内研究会発表2件,国内大会発表5件を実施した.研究課題3ではAndroidスマートフォンへの実装がかなり進展しており,非常に安定したアプリケーションがすでに開発されている.また,この実装モデルをベースとして,拡張を施した複数のアプリケーションを実現させた.以上のことから,当初の計画以上に進展していると判断した.2019年度は,当初の研究計画のとおり,研究課題1,研究課題2,および研究課題3を同時並行して進める予定である.研究課題1については,位置依存形P2P通信をエラーなく実現できてはいるものの,ユーザ端末が増加した場合の対策についてはまだ検討を行っていない.スケーラビリティを確保し大規模なサービスを実現するために,端末情報管理サーバの負荷分散方式と,そのときのプロトコル開発を実施する予定である.研究課題2では,2018年度に引き続いて,個々のユースケースにおけるパラメータ設定の結果を統合し,パラメータ決定のメカニズムについて検討を始める.近隣環境や通信状況に応じて自律的なパラメータの設定を可能にし,シームレスな位置依存型通信の実現を目指す.研究課題3では,すでに安定して動作するAndroidアプリケーションの開発に成功している.2019年度は,より汎用的な方法での通信機能の実装方式を検討したいと考えている.本研究課題では,ユーザの周辺にある端末とグループを構成して通信を行う「位置依存型通信」の実現に向けて,LTE,WiFi,GPSなど既存の通信デバイスのみを用いた位置依存型P2Pネットワークの研究と開発を行っている.初年度である2017年度は,「位置依存型P2P通信を実現するためのP2P通信基盤の研究開発(研究課題1)」と「適応的で柔軟な位置依存型P2P通信方式とパラメータ設定手法の検討(研究課題2)」を実施した.研究課題1では,まず従来手法として位置依存型サービス(LBS)や位置依存型P2P通信方式についての文献調査を実施した.従来手法では,広い地域での位置依存型サービスが想定されている.一方,本研究で対象としている車車間通信などの近距離通信では,安全性を担保するためリアルタイムでの近隣端末検索やグループ構築が必要となる.そこで,研究申請者は位置情報を管理するサーバ機能を利用したハイブリッド型P2Pによる位置依存型P2Pネットワーク手法を提案した.提案システムをAndroid端末上に実装し,複数のLTE端末を用いて実験を行ったところ,近隣端末との通信遅延が200ms程度,端末の再検索を伴う場合には400ms程度との結果を得ている.実際の通信部のみの遅延時間は70ms程度であることから,位置情報サーバや制御機構の改善により更なる高速化が期待できる.研究課題2では,具体的なユースケースを複数想定してパラメータ設定手法の検討を実施した.具体的には,(1)車車間通信で様々な種類の自動車が存在することを想定し,一般車両と公共車両によるヘテロな位置依存型ネットワークの構築,(2)近隣端末が協調してファイルダウンロードを実施する場合の近隣端末検索方式の検討,

(3)近隣端末が多数存在する場合に,P2P接続のためのリソース節約を目的としたネットワーク構築手法の検討などを実施した.研究課題1では,位置依存型通信を実現するための汎用的な位置依存型P2P通信方式の策定を進めており,想定以上の進捗が得られている.本通信基盤を実装し,誰もが使えるように仕様をまとめることで,今後の更なる研究の進展が期待される.2017年度には,国際会議発表1件(招待講演),国内研究会発表2件,国内大会発表1件を実施した.また,現在国際会議論文1件を投稿中である.研究課題2では3つのユースケースを想定し,研究課題1で策定した通信基盤のパラメータ設定について検討を進めた.まだ端緒についたところではあるが,かなり順調に進んでいると考えられる.2017年度には,国内研究会発表2件,国内大会発表4件を実施し,現在国際会議論文を1件投稿中である.また,研究課題1,研究課題2を進めるうえでAndroidスマートフォンへの実装を進めており,当初予定では2019年度より開始予定であった研究課題3についてもすでに研究を進め始めている.このことからも,当初の計画以上に進展していると判断した.本研究課題では,ユーザの周辺にある端末とグループを構成して通信を行う位置依存型通信の実現に向けて,既存の通信デバイスのみを用いた位置依存型P2Pネットワークの研究と開発を行っている.2年目である2018年度は,位置依存型P2P通信を実現するためのP2P通信基盤の研究開発(研究課題1),適応的で柔軟な位置依存型P2P通信方式とパラメータ設定手法の検討(研究課題2),スマートフォンを用いた位置依存型通信システムの開発と検証(研究課題3)を実施した.研究課題1では,昨年度は既存クラウドサービスの利用を前提として位置依存型P2P通信方式を提案していたが,通信遅延などの課題が見つかったため既存サービスを併用しないですべての接続処理を実現する手法を考案した.提案システムをAndroid端末上に実装し評価実験を行ったところ,端末間通信遅延が100ms以下となり,以前の半分以下,クライアントサーバ型の1/3以下となることが分かった.研究課題2では,具体的なユースケースを複数想定してパラメータ設定手法の検討を実施した.具体的には,(1)歩行者・車両間での事故防止を想定した位置依存型ネットワークの構築,(2)近隣端末と協調してファイルダウンロードを行うための近隣端末検索方式の検討,(3)位置情報に基づいた大規模情報配信を実現するための通信方式の検討を実施した.特に(1)では,歩行者や車両の移動速度の違いに基づいて周辺端末との接続範囲を変更する適応的なパラメータ制御手法について検討し,高速移動する車両を遠方から察知することが可能となった.研究課題3では,上述のとおり通信方式の変更を行ったことから,昨年度の実装を変更した.実装は順調であり,研究課題1の評価実験のみならず,研究課題2のいくつかの手法においてアプリケーションの動作を確認している.今後更なる改良を行う予定である.研究課題1では,既存クラウドサービスを利用することなく単独で動作する汎用的な位置依存型P2P通信方式を策定した.
基部植物ヒメツリガネゴケの生物時計解析―時計機能の多様化原理の理解に向けて

最終年度の成果:1)細胞内局在の解析:GFPとの融合タンパク質の原糸体細胞内での一過的発現により、PAS-Histidine Kinase 2(PHK2)の細胞内局在部位を推定した。rATPase-RFP融合タンパク質由来の蛍光パタンとの比較から、PHK2は核に局在すると推定された。2)逆遺伝学による機能解析:2017年度までに、PHK1/PHK2はカウロネマ側枝始原細胞(SIBC)の分岐の抑制により茎葉体形成を遅らせることを示していた。最終年度ではさらに、PHK1/PHK2は赤色光によるSIBC誘導を抑制することを明らかにした。一方で、茎葉体形成の制御過程をさらに特定するため、茎葉体原基のbudの形成率を野生型株とPHK1/PHK2二重破壊株との間で比べたが、有意な差は見られなかった。3)概日時計との機能的関係:PHK1/PHK2と相互作用するHPt2タンパク質について、時計タンパク質Pseudo-Response Regulator 2(PRR2)との相互作用を酵母2ハイブリッド系で調べたが、相互作用は認められなかった(ただし、コケの他の2つのHPt、HPt1とHPt3もPRR2とも相互作用を示さなかったため、この結果はさらに検証が必要であると考えられた)。事業期間全体の研究成果:PASドメインを持つヒスチジンキナーゼPHK1とPHK2は、茎葉体形成に対して好気ー嫌気条件で逆の制御を及ぼす興味深い因子であることを示し、さらに細胞内局在の検証や相互作用相手の同定などにより生理機能を裏打ちする分子機構を明らかにできた。一方で、高振幅の日周変動発現を示す点や、遺伝子破壊株で時計遺伝子CCA1aの転写が促進される点などから、PHK1/PHK2が概日時計機構と密接な関係があることが示唆された。植物の時計機構の進化の一端を明らかにした点で意義・重要性があると言える。基部植物のモデル種ヒメツリガネゴケを用い、生物時計の分子機構について次のように研究を進めた。1、概日ヒスチジンキナーゼ候補遺伝子の解析シロイヌナズナの時計タンパク質Pseudo-Response Regulators(AtPRRs)のコケホモログPpPRRsは、被リン酸化配列のDDKモチフを有し、またin vitroでリン酸転移の基質となるので、AtPRRsとは違い、二成分制御系の真性レスポンスレギュレーターであると考えられる。そこでPpPRRsにリン酸転移するヒスチジンキナーゼ(HK)の候補として、植物の系統上でコケ型PRR配列群と分布が重なるHKのコケホモログ、HK3aとHK3bをコードする遺伝子の解析を行なった。まずHK3a、HK3b両遺伝子について、相同組換えによる遺伝子破壊を施し、それぞれの一重変異株と両者をともに欠いた二重変異株を作出した。野生型株と比べ、これらの変異株では、1)茎葉体の発生が明暗サイクル条件特異的に促進され、2)AP2タイプの茎葉体発生制御因子APB遺伝子群の転写活性が上昇することを明らかにした。いっぽうで各種植物ホルモンに対する感受性を野生型株と変異株の間で比べたが、現在のところ違いは見つかっていない。2、コケ細胞を用いた一過的な概日遺伝子発現アッセイ法の条件検討パーティクルガンを用いたコケ原糸体コロニーへのレポーターコンストラクトの撃ち込みによる、遺伝子発現の概日リズムの一過的測定の条件検討を行い、従来の測定結果よりも斉一性・再現性に勝る条件を確立した。1で、茎葉体の発生が明暗サイクル特異的に促進された事から、HK3aとHK3bが生物時計の制御に関わる可能性は高いと考えられた。これらの因子を今後さらに解析する事で、生物時計の新たな入出力経路に関する知見が得られ、さらに植物の生物時計の進化に関する理解が進むと期待出来る。本研究の目的は、いまも原始的な特徴を残す基部植物の一種ヒメツリガネゴケの生物時計を解析する事によって、1)生物時計の中核回路の解明;2)概日リン酸リレー系の同定と機能解析;3)発振機構の推定;の3つを行う事である。「研究実績の概要」2に記した、パーティクルガンを用いた概日遺伝子発現の一過的アッセイ法の改良は、特定遺伝子の時計機能の有無の検証と、時計遺伝子間の制御関係の解析のうえで、今後非常に役に立つと期待出来る成果である。また「概要」1に記したHK3aとHK3bの解析結果からは、これら二つの因子が、コケのPpPRRタンパク質群へのリン酸化において機能する(陸上植物では新規の)ヒスチジンキナーゼである可能性を示唆している。今後、これらの因子が実際にコケのPRRと(恐らくは仲介因子のHPtを介して)相互作用し、リン酸を転移するかどうかを各種の方法で検証する必要がある。そのための準備が整ったという意味において、研究計画全体の推進にとって意義深い成果であると評価出来る。これらの理由により、現在までの進捗状況として(2)を選択した。一方で、発振機構の推定については、解析中の概日二成分制御系がA)入出力経路の一部であり中核回路の外部に位置するのか、それともB)中核回路の一部に組込まれているのかによって、シナリオが大きく変わってくる。この点を研究期間完了時までにどの程度進める事が出来るかが、研究全体の進捗評価にとって大きな要因の1つになると考えられる。

モデル基部植物のヒメツリガネゴケを用いて、次の研究を行った。1、PASヒスチジンキナーゼ遺伝子PHK1とPHK2の機能解析昨年度、ヒメツリガネゴケのPASヒスチジンキナーゼ遺伝子PHK1とPHK(HK3aとHK3bと呼んでいたが改名した)について、それぞれの一重破壊株と両者の二重破壊株では、i)茎葉体の形成数が増えること、ii)AP2タイプの発生制御因子APB遺伝子群の転写活性が上昇することを明らかにした。今年度は、さらにi)の原因として、破壊株でカウロネマ細胞の分枝が増加することを発見した。また、CCA1ホモログほかいくつかの生物時計関連遺伝子の転写活性を比較したところ、野生型株に比べて破壊株ではCCA1ホモログ(CCA1a)の転写が顕著に上昇する結果を予備的に得た。このことから、PHK1とPHK2は生物時計の制御に関わる可能性が示された。2、酸素センシングにおけるPHK1とPHK2の機能の検証PHK1とPHK2のPASドメインは、系統解析でバクテリアの酸素センサーFixLの近傍に位置づけられることを見出した。PHK1とPHK2が酸素センシングに関わる可能性を検証するため、沈水条件と微好気条件において、野生型株と破壊株との間で茎葉体形成数を比較した。その結果、これらの条件では、好気条件とは逆に破壊体の茎葉体形成数が減ることを見出した。このことから、PHK1とPHK2は酸素センシングに関与する可能性が考えられた。3、PHK1とPHK2と相互作用する二成分制御仲介因子(HPt)の同定まずゲノムデータベースの検索により、ヒメツリガネゴケが3つのHPtを持つことを明らかにし、HPt1、HPt2、HPt3と命名した。酵母2ハイブリッドシステムを用い、これらのうちHPt2がPHK1、PHK2双方と相互作用することを明らかにした。本研究の目的は、基部植物の一種ヒメツリガネゴケの生物時計について、1)生物時計の中核回路の解明;2)概日リン酸リレー系の同定と機能解析;3)発振機構の推定;の3つを行うことである。「研究実績の概要」1に記した破壊株でのCCA1bの転写活性の上昇は、すなわちPHK1とPHK2が時計の中核回路を制御している可能性を示唆している。シロイヌナズナではPRR7やPRR9がCCA1(とLHY)の転写を抑制することが知られる。従って、「概要」1の結果は、PHK1とPHK2がコケのPRRホモログへのリン酸リレーを介してCCA1ホモログを制御する可能性を示唆しており重要である。一方で「概要」3に記した内容、つまり酵母2ハイブリッド法により、PHK1とPHK2の相互作用パートナーとしてHPt2を同定したことは、上記の目的1)と2)の観点で大きな進展である。昨年度は、3)の観点での進展に乏しかったが、PHK1とPHK2が、仲介因子を介してPRRホモログへのリン酸リレーを行なうかどうかを検証する準備が整ったと言える。従って、現在までの進捗状況として(2)を選択した。さらに、当初予想しなかった結果(「概要」の2)により、PHK1とPHK2が酸素センシングに関わる可能性が示唆された。この結果は、PHK1とPHK2が周囲の酸素濃度に依存し、茎葉体形成を促進もするし抑制もする非常に柔軟な制御因子であることを示している。生物時計との機能的な関連が今のところ未知数ではあるが、非常に興味深い成果であると考えている。最終年度の成果:
ランダム配列に対する切断部位特異抗体を利用したプロテアーゼ基質の網羅的探索

切断部位特異抗体は,プロテアーゼによって限定分解を受けたポリベプチド鎖に特異的に反応するようにしくまれた特殊抗体で,受容体の活性化,転写因子の分解,組織傷害などにおけるカルパインの活性化や引き続いて起こる基質タンパク質の切断を細胞レベルで解析するために活用してきた.今回はこの抗体を一部ランダム配列をもつペプチドに対して作成し,アポトーシスの情報伝達系にかかわるカスパーゼの標的分子の探索に利用することを試みた.C末端にAspをもつランダム配列ペプチドに対する切断部位特異抗体は,カスパーゼ3/7の基質であるポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼの断片や活性型カスパーゼ8と反応した.すなわち,この種の抗体が,比較的量の多いカスパーゼ標的タンパク質の同定に活用できることが示された.しかし,未知の微量成分を効率的に探索するためには,方法のさらなる改良が必要と考えられる.この研究過程で,カルパインの内在性阻害タンパク質であるカルパスタチンがアポトーシス細胞内でカスパーゼによって切断されることが発見された.カスパーゼ3/7は,カルパスタチンのN末端側のカルパイン阻害単位を開裂し,カルパイン抑制低下の引金となる.カルパインはアポトーシス誘導時に不活性前駆体から活性型に変化し,アポトーシスの制御にかかわると考えられる.本研究でカスパーゼ系とカルパイン系の接点が見いだされたことにより,アポトーシス制御機構の新たな展開が期待される.切断部位特異抗体は,プロテアーゼによって限定分解を受けたポリベプチド鎖に特異的に反応するようにしくまれた特殊抗体で,受容体の活性化,転写因子の分解,組織傷害などにおけるカルパインの活性化や引き続いて起こる基質タンパク質の切断を細胞レベルで解析するために活用してきた.今回はこの抗体を一部ランダム配列をもつペプチドに対して作成し,アポトーシスの情報伝達系にかかわるカスパーゼの標的分子の探索に利用することを試みた.C末端にAspをもつランダム配列ペプチドに対する切断部位特異抗体は,カスパーゼ3/7の基質であるポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼの断片や活性型カスパーゼ8と反応した.すなわち,この種の抗体が,比較的量の多いカスパーゼ標的タンパク質の同定に活用できることが示された.しかし,未知の微量成分を効率的に探索するためには,方法のさらなる改良が必要と考えられる.この研究過程で,カルパインの内在性阻害タンパク質であるカルパスタチンがアポトーシス細胞内でカスパーゼによって切断されることが発見された.カスパーゼ3/7は,カルパスタチンのN末端側のカルパイン阻害単位を開裂し,カルパイン抑制低下の引金となる.カルパインはアポトーシス誘導時に不活性前駆体から活性型に変化し,アポトーシスの制御にかかわると考えられる.本研究でカスパーゼ系とカルパイン系の接点が見いだされたことにより,アポトーシス制御機構の新たな展開が期待される.
「器の信仰史」として見る汎アジアの舎利容器研究

本研究課題は、仏教が伝播したアジア地域に普遍的に存在する舎利信仰を、舎利を納める「器のかたち」とそれを埋納する方法に着目し、各地域にわたる現地調査を通して、舎利の意味の変遷と両者の相関関係を明らかにすることを目的としたものである。1.現地調査:本研究の第3年度にあたる本年度は、初年度の北インドネパール、第2年度のスリランカでの現地調査に引き続き、インドネシアでの現地調査を実施した。ジャカルタ国立博物館、ソノブドヨ博物館、スラカルタ王室図書博物館(ラジャ・プスタカ博物館)等でペリピーと呼ばれる石製聖遺物入れやその内容品15件を調査することができた。2.収集データの整理と解析:1の現地調査で得られたデータを整理し、研究代表者と研究分担者が協働して解析を行った。その結果、ペリピーには銅製壺形のものもあるが、多くは一辺が20cm30cmほどの蓋付き方形の石造品である。石材には安山岩、白石(ホワイトストーン)が用いられている。ペリピーの蓋の上面には蓮華文と思われる装飾文様が施されている例もあるが、ペリピーのほとんどは仏教関連遺跡ではなく、ヒンドゥー教寺院のリンガ・ヨニの真下の地上面に安置されていることから、地神への奉賽品を納入したものの可能性が高い。また中国の舎利石函に類似した外観を呈するもの(スラカルタ王室図書博物館蔵)もあり、中国との影響関係があるのかどうか、前年度に調査したスリランカのヤントラガラとともに今後解明すべき課題となった。3.研究会:年度末に研究代表者及び研究分担者による研究会を開催し、問題点を整理して最終年度の調査研究に備えた。特にヤントラガラやペリピーという独特な形をした宗教器物は初年度に調査した北インドでは見当たらなかったので、最終年度には南インドを対象とした現地調査を実施し、その具体的な伝播の過程を明らかにしたい。本研究課題は、仏教が伝播したアジア地域に普遍的に存在する舎利信仰を、舎利を納める「器のかたち」とそれを埋納する方法に着目し、各地域にわたる現地調査を通して、舎利の意味の変遷と両者の相関関係を明らかにすることを目的としたものである1.現地調査:本研究の3年目にあたる本年度は、初年度の北インドネパール、第2年度のスリランカでの現地調査に引き続き、年度半ばに(1)インドネシアでの現地調査と年度後半に(2)日本国内での関連遺品調査を実施した。(1)では、ジャカルタの国立博物館、ジョグジャカルタのソノブドヨ博物館、スラカルタ(ソロ)のラジャ・プスタカ博物館等でペリピーと呼ばれる石製聖遺物入れやその内容品を調査することができた。ペリピーは一辺が20cm30cmほどのものが多く、蓋を具えるその基本的な形にはスリランカのヤントラガラと共通するところがあるが、ヒンドゥー教寺院のリンガ・ヨニの直下の地面に納置されることが多く、この点、仏教寺院の境内や仏像の台座下に置かれるヤントラガラとは大きく異なっている。しかし両者とも地神のために埋納された地壇具の可能性が高いことから、仏教寺院で用いられるヤントラガラがスリランカからインドネシアへ伝えられ、ヒンドゥー寺院で用いられるようになったことが推測された。(2)では、海外研究協力者である冉万里氏(中国西北大学文化遺産学院教授)を招へいし、奈良・当麻寺西塔の心柱先端から発見された舎利容器を日本側研究者と協働で調査した。その結果、同舎利容器は国内及び中国、朝鮮半島の関連遺品との比較から、7世紀末8世紀初めに製作されたものと推定した。3.研究会:年度末に研究代表者及び研究分担者による研究会を開催し、問題点を整理して次年度に備えた。本研究課題の第4年度(最終年度)となる令和元年度には、以下の調査研究を実施する。1.海外現地調査:年度半ばに南インドにおいて1寺院址等遺跡調査と2関連遺品調査を実施する。2.国内関連遺品調査:年度後半に日本国内において関連遺品調査を実施する。3.収集データの整理と解析:1の海外現地調査と2の国内関連遺品調査で得られたデータを整理し、コンピュータ上に蓄積し、蓄積された調査データについて研究代表者と研究分担者が協働して解析を行なう。4.研究会:3の収集データの整理と解析終了後、中国側研究協力者冉万里氏(西北大学文化遺産学院教授)を招へいし、研究代表者及び研究分担者の参加による研究会を行なう。本年度は本研究課題の最終年度なので、4年間の調査で得られた結果を協働で分析し意見交換を行い、問題点を整理して研究成果報告書にまとめる。本研究課題は、仏教が伝播したアジア地域に普遍的に存在する舎利信仰を、舎利を納める「器のかたち」とそれを埋納する方法に着目し、各地域にわたる現地調査を通して、舎利の意味の変遷と両者の相関関係を明らかにすることを目的としたもので、本年度は以下の調査研究を実施した。1.現地調査:年度半ばに(1)中国新疆ウイグル自治区と(2)北インドネパールを対象地域とした現地調査を実施した。その結果(1)では、西域北道(タクラマカン砂漠北辺)クチャカラシャール地域に集中的に見られる大谷探検隊将来品を典型とする帽子

箱形舎利容器は、西域南道地域では見出すことができず、同地域ではキジール石窟第3区マヤ洞将来のドルナ像が捧持している壺形土器が舎利容器として用いられていたようである。西域北道のカラシャールからトルファン地域で見られる木製方形舎利容器に似た形状の木製箱が、西域南道でも漢代以来散見され、特に蓋をスライドする形式は木棺にも見られることがわかった。また(2)では、1釈迦の遺骨が8か国に配分された内の一つである可能性が高いピプラーワー塔跡出土の石製舎利容器を方形石函に納めた埋納法は中国の仏舎利埋納法を考える上で貴重である。2カピラヴァストゥー博物館展示品の石製容器の蓋は、ピプラーワー出土の頂部が円錐形を呈した石製舎利容器との関連が窺えた。3ネパール国立博物館蔵ルンビニー出土の金製舎利容器はこれまでわが国では紹介されてこなかったもので、特に円筒形を呈したその器形は隋時代の舎利容器との関連が窺える興味深いものであった。2.収集データの整理と解析:1の現地調査で得られたデータを蓄積・整理し、研究代表者と研究分担者が協働して解析を行った。3.研究会:年度末に研究代表者及び研究分担者による研究会を行ない、問題点を整理して次年度の調査研究に備えた。【研究実績の概要】の項で述べたように、今年度は中国新疆ウイグル自治区とインドネパールにおいて現地調査を行なった。その結果、新疆ウイグル自治区では、1寺院址等遺跡の調査としてブザク・マザー(ホータン市ホータン県)、ヨートカン(約徳干)遺跡(ホータン市ホータン県)、ダマコ(達瑪溝)仏教遺跡群(ホータン市チラ〔策勒〕県)、ラワク(熱瓦克)仏寺遺跡(ホータン市ロプ県)を、2関連遺品調査としてホータン博物館展示品、ロプ博物館展示品、新疆ウイグル自治区博物館展示品を調査した。また、インドネパール国内においては、1寺院址等遺跡の調査としてナーランダー仏教大学遺跡(ビハール州ナーランダー)、王舎城(ビハール州ラージキル)、ブッダ・ガヤー(ビハール州ガヤー県)、サールナート遺跡(ウッタル・プラデーシュ州サールナート)、クシナガラ(ウッタル・プラデーシュ州カシア付近)、ピプラワー遺跡及びガンワリア遺跡(ウッタル・プラデーシュ州バスティ県)、ティラウラコート遺跡(ネパール・ルンビニー西郊約30km)、マヤ堂遺跡(ネパール・ルンビニー)等を、2関連遺品調査としてコルカタ・インド博物館展示品、サールナート考古博物館展示品、カピラヴァストゥ博物館展示品、ルンビニー博物館展示品、ネパール国立博物館展示品等の調査・写真撮影を行なった。以上のように本研究課題は本年度の交付申請書記載の研究実施計画に沿っておおむね順調に進展している。本研究課題は、仏教が伝播したアジア地域に普遍的に存在する舎利信仰を、舎利を納める「器のかたち」とそれを埋納する方法に着目し、各地域にわたる現地調査を通して、舎利の意味の変遷と両者の相関関係を明らかにすることを目的としたものである1.現地調査:本研究の2年目にあたる本年度は、初年度の北インドネパールでの現地調査に引き続き、年度半ばに(1)スリランカでの現地調査と(2)日本国内での県連遺品調査を実施した。(1)では、コロンボの国立博物館、アヌラーダブラの国立博物館等でヤントラガラと呼ばれる石製聖遺物入れや金製、水晶製、石製の塔形舎利容器を調査することができた。石製方形のヤントラガラには一辺が15cmほどの小型のものからジェーダヴァナ・ヴィハーラの像堂のもののように一辺が3mを超える大型のものがあった。
多様なセキュリティレベルを包括するユーザ・サイト認証法に関する

本研究課題では,申請者の先行研究であるユニバーサルな3次元仮想空間だけではなく,既存のWebサービスを含め,異なるレベルのセキュリティ要求に対し,統合的なユーザ,及びサイト認証を行うための基礎的な技術を開発した.具体的には,ユーザの同一性のみを明らかにする場合,ユーザの所属組織のみを明らかにする場合,年齢や国籍等ユーザの個人的な特徴のみを明らかにする場合,また氏名や住所などまで明らかにする場合など,セキュリティレベルを明確に分類し,それぞれに適した認証方式を自動的に選択・利用可能とする技術の基礎を実現した.本研究課題では,申請者の先行研究であるユニバーサルな3次元仮想空間だけではなく,既存のWebサービスを含め,異なるレベルのセキュリティ要求に対し,統合的なユーザ,及びサイト認証を行うための基礎的な技術を開発した.具体的には,ユーザの同一性のみを明らかにする場合,ユーザの所属組織のみを明らかにする場合,年齢や国籍等ユーザの個人的な特徴のみを明らかにする場合,また氏名や住所などまで明らかにする場合など,セキュリティレベルを明確に分類し,それぞれに適した認証方式を自動的に選択・利用可能とする技術の基礎を実現した.本研究課題では,申請者の先行研究であるユニバーサルな3次元仮想空間だけではなく,既存のWebサービスを含め,異なるレベルのセキュリティ要求に対し,統合的なユーザ,及びサイト認証を行うための基礎的な技術を開発する.本年度は,包括型マルチレベル認証の基本アーキテクチャを確立し,包括型マルチレベル認証ミドルウェアの基本設計を目標に,以下の(A)(D)の項目について研究を推進した.(A)既存関連技術の調査・分析・既存のサイト間ユーザ認証技術の調査・分析・既存のWebサービスにおけるセキュリティ要求に関する調査・分析・解決すべき技術課題の明確化(B)セキュリティレベルのモデル化・(A)の分析結果に基づくセキュリティ要求のモデル化・ユーザの個人情報,およびサイトの運用者情報のモデル化・セキュリティレベルのモデル化(C)包括型マルチレベル認証の基本アーキテクチャの確立・(B)でモデル化したセキュリティレベルに基づき,ユーザとサイト間におけるセキュリティレベルのネゴシエーション方式の検討・セキュリティレベルのネゴシエーションのためのコンポーネントの検討・包括型マルチレベル認証の基本アーキテクチャの確立(D)包括型マルチレベル認証ミドルウェアの開発・(C)で確立した基本アーキテクチャに基づく,包括型マルチレベル認証APIの基本設計包括型マルチレベル認証ミドルウェアの基本設計本研究課題では,申請者の先行研究であるユニバーサルな3次元仮想空間だけではなく,既存のWebサービスを含め,異なるレベルのセキュリティ要求に対し,統合的なユーザ,及びサイト認証を行うための基礎的な技術を開発する.具体的には,ユーザの同一性のみを明らかにする場合,ユーザの所属組織のみを明らかにする場合,年齢や国籍等ユーザの個人的な特徴のみを明らかにする場合,また氏名や住所などまで明らかにする場合など,セキュリティレベルを明確に分類し,それぞれに適した認証方式を自動的に選択・利用可能とする技術の基礎を開発する.最終年度である本年度は,平成22年度の成果に基づき,包括型マルチレベル認証ミドルウェアの試作,評価用プロトタイプシステムの設計・実装,評価実験,および総合評価を行い,多様なセキュリティレベルを包括するユーザ・サイト認証法の基礎を確立した.具体的には,以下の(D)(F)の項目について研究を推進した.(D)包括型マルチレベル認証ミドルウェアの開発・包括型マルチレベル認証ミドルウェアの詳細設計と試作・試作した包括型マルチレベル認証ミドルウェアを用いた性能評価(E)評価用プロトタイプシステムの設計・実装と評価実験・包括型マルチレベル認証ミドルウェアを用いた評価用サービスの設計・上記サービスを実現する評価用プロトタイプシステムの実装・評価用プロトタイプシステムを用いた評価実験(F)総合評価・(E)の評価実験の結果を通じ,平成22年度に実施した(A)(C),及び本年度に実施する項目(D)を含め,総合評価を行う.
皮膚の微小領域における細胞間脂質ラメラ構造の解析

哺乳動物の最外層に位置する皮膚角質層には有害分子あるいは細菌などの侵入を防ぐバリア機能、および水分を角質中に保持することで乾燥から生体を守る水分保持機能がある。皮膚角質層を構成する角化細胞の隙間にある脂質は細胞間脂質と呼ばれ、脂質のシートが十数層積層したラメラ構造である。微小領域のラメラ構造の精密な構造解析が、機能を解明するために必要不可欠である。本年度は、マイクロX線ビームの最適化、生きたマウス皮膚への適応、および散乱像の解析方法の提案を行った。X線源としては、SPring-8のBL40XUの放射光光源を用いた。このビームラインは、2枚の全反射ミラーによる集光で得られる高密度のX線が得られる。このミラーの下流に必要な径のピンホールを置くことで高いフラックスのマイクロX線ビームを得た。このマイクロX線ビームの評価には毛髪のキューティクルを用いた。5μmに絞ったX線ビームならば、毛髪の外側5μmの厚さであるキューティクルのみの散乱像が得られる。得られた散乱像の解析法を提案することによって、これまでは明らかに出来なかったキューティクルの詳細な構造情報が得られることを明らかにした。したがって、バックグラウンドが押さえられた良質な散乱像をマイクロレベルの領域から得られると示した。皮膚角質層は、十数μmの厚さでかつ階層構造を有する最外層の構造体である。皮膚表面から深さ方向へのマイクロX線ビームの走査で、皮膚角質層およびその下層の真皮の特徴的な小角散乱像を得ることを明らかにした。SPring-8の高密度なX線を用いることはマイクロX線ビームが得られるばかりでなく、生きた麻酔下でマウスに対して短時間で散乱実験が行えることを示した。また、得られた散乱像を細胞間中のトリラメラ構造モデルを用いる事で詳細な解析できることを提案した。これらの研究により、皮膚の角化による細胞間脂質ラメラ構造の経時変化を明らかにした。本年度はマウス皮膚固定ホルダーの開発、マイクロX線ビームなどの光学系の最適化および確認のための研究を行った。このビームラインは、2枚の全反射ミラーによる集光で得られる密度の高いX線を用いることができる。マイクロX線ビームの直径を決める5μmピンホールの下流に、直径100μmのピンホールを試料前置くことで、バックグラウンドが押さえられた良質な散乱像を得ることが分かった。そして、直径5μmのマイクロX線ビームが得られているかを確かめるために、毛髪のキューティクルの散乱像を取得した。キューティクルは、毛髪の外側5μmの厚さであるうろこ状の構造であることが知られている。5μmに絞ったX線ビームならばキューティクル部分のみの散乱像が得られるはずである。結果として、キューティクルの散乱像と同定でき、かつ、キューティクルないにある構造の詳細を得ることが出来た。したがって、このようにマイクロビームの最適化が行え、かつ、試料ホルダー近傍で5μmのX線ビームが得られることが分かった。皮膚のX線回折に向けて、マウス皮膚固定ホルダーの開発を行った。特に、皮膚中の細胞間脂質は水分量に対して構造の変化が大きいことが分かったので、±0.1%の精度で相対湿度をコントロールできる皮膚ホルダーの作成を行った。

皮膚表面から深さ方向へのマイクロX線ビームの走査で、皮膚角質層およびその下層の真皮の特徴的な小角散乱像を得ることを明らかにした。SPring-8の高密度なX線を用いることはマイクロX線ビームが得られるばかりでなく、生きた麻酔下でマウスに対して短時間で散乱実験が行えることを示した。また、得られた散乱像を細胞間中のトリラメラ構造モデルを用いる事で詳細な解析できることを提案した。これらの研究により、皮膚の角化による細胞間脂質ラメラ構造の経時変化を明らかにした。
LPSプレコンディショニングによるマラリア重篤化抑制手法の確立

極微量のLPSの3日間投与により、炎症反応を抑制しつつ貪食細胞活性が大幅に増強すること、大腸菌敗血症の予後が劇的に改善することをマウスで見出した。これはLPSプレコンディショニングというべき現象で、マラリア原虫感染の予後についても改善し得る可能性が予備実験で示唆された。本研究では、LPSプレコンディショニングによるマラリア感染の重篤化阻止を目標として、1) LPSプレコンディショニングがネズミマラリア原虫致死株感染における重篤化抑制機構の解明、2) LPSプレコンディショニングによる脳マラリア発症阻止の検討、3)弱毒性LPSによる安全なLPSプレコンディショニング導入の探索、の3点を行う。
電力事業における原価管理と料金規制が産業構造に及ぼす効果の理論的実証的分析

電力料金規制理論の発展に対し、我が国における公益事業の現実的な内部経営効率の向上や規制スキームに適応した適切な電力原価管理の手法に関する標準化されたモデルは今後の検討課題となっている。これは電力料金規制理論が欧米の公益事業をモデルにミクロ経済学的見地から発達してきたこと、国内の個別電力企業についての経営・原価分析が中心で現実的には原価管理目的を二義的に位置づけていたことと無縁ではない。本研究においては、電力事業における電力原価管理手法の発達が電力料金水準にどのような影響を及ぼすかをモデルを構築して企業経営の領域から考察し、その結果を受けて電力料金規制および料金水準が日本の産業構造にどのような影響を及ぼすかについての理論的・実証的研究を行った。これにより、我が国における電力事業の料金規制と原価管理の実態を基礎に、将来の電力事業における原価管理手法の適用と料金規制理論との整合性を示し、実施可能かつ有効な料金政策についての提言とその検討を試みた。
ラジオアイソトープによるカゼインミセル中のリン酸カルシウム架橋の解析

カゼインミセル中のカルシウム(Ca)と無機リン酸(Pi)は溶解相のそれと平衡状態にあるが、その実体はまだ十分明らかにされていない。そこで、カゼインミセル中のCaとPiの挙動を調べるため、カゼインミセル分散液にでラジオアイソトープラベルした^<45>Caと^<32>Pを添加して、放射活性を調べることによりCaとPiの挙動を調べた。その結果、カゼインミセル中のCaとPiの30-40%が溶解相のそれと交換されることが示唆された。次いで、より直接的にCaとPiの挙動を調べるため、CaとPiを用いて人工ミセルを調製し、ミセル性リン酸Caの挙動を平衡透析法およびHPLCで調べた。なお、人工カゼインミセルのカゼイン濃度は2.5%とし、Caは30-40mM、Piは22-27mM、クエン酸は10mMとした。30mMCa、22mMPiで調製した人工カゼインミセルを人工乳清に対して4°Cで72時間透析すると、ミセル性CaとPiはそれぞれ24.8%と35.2%に減少した。すなわち、4°Cではミセル性Caの75%、ミセル性Piの65%が溶解相のそれと交換した。また、25°Cで透析するとミセル性リン酸Caの81.7%、ミセル性Piの77%が溶解相のそれと交換された。ミセル性CaおよびPiと溶解相のそれとの交換性は温度依存性であり、温度が低いと交換されにくいことが明らかとなった。30mMCaと22mMPiで調製した人工カゼインミセルを6M尿素で解離後HPLCを行うと、透析前のものはミセル性Caの26.9%、ミセル性Piの27.6%がミセル性リン酸Ca架橋カゼイン会合体(F1)画分に溶出し、4°Cで72時間透析したものではミセル性Caの9.8%、ミセル性Piの9.9%がF1画分に溶出した。また、カゼインミセル形成に及ぼCaとPiの役割をコンピューターを用いた曲面解析で調べた。以上ののことから、ミセル性リン酸Caと溶解相中のそれとの交換反応はゆっくりと進行し、その一部は交換されにくいことが示唆された。カゼインミセル中のカルシウム(Ca)と無機リン酸(Pi)は溶解相と平衡状態にあるが,その実態はまだ十分明らかにされていない。そこで,脱脂乳を超遠心分離して得られたカゼインミセルを人工乳清中に分散させて調製したカゼインミセル分散液(CMD)に^<45>Caおよび^<32>Pを添加し,放射活性を調べることによりカゼインミセル中のCaとPiの挙動を追跡した。CMDをセントリザルトIで限外濾過し,溶解相とコロイド相の分離を行った。CMDのコロイド相のPiの30-40%が溶解相のPiと交換されにくかった。溶解相とコロイド相のCaとPiの交換は25°Cより4°Cの方が遅く,交換速度は温度に依存しているものと考えられた。

^<45>Caおよび^<32>Pを添加したCMDを6M尿素で解離させた後高速液体ゲルクロマトグラフィーを行い,ミセル性リン酸カルシウム(MCP)架橋カゼイン会合体、カゼインCa単量体および低分子画分に分けた。^<45>Caおよび^<32>PはMCP架橋カゼイン会合体画分と低分子画分に溶出され,カゼインカルウム画分には溶出されなかった。MCP架橋カゼイン会合体画分に溶出した^<45>Caおよび^<32>P量はCMDに^<45>Caおよび^<32>Pの添加後の放置時間の増加と共に増加した。MCP架橋カゼイン会合体画分の^<45>Caおよび^<32>P量は,限外濾過法で得られたコロイド相のそれより著しく低かった。したがって,カゼインミセル中には交換されにいCaとPiが存在することが示唆された。また、MCPカゼイン会合体画分の^<45>Caおよび^<32>P量は90°C,30分間の加熱により著しく増加したことから、加熱は溶解相とコロイドのCaとPiの交換を促進するものと思われた。カゼインミセル中のカルシウム(Ca)と無機リン酸(Pi)は溶解相のそれと平衡状態にあるが、その実態はまだ十分明らかにされていない。昨年度はカゼインミセル分散液にでラジオアイソトープラベルした^<45>Caと^<32>Pを添加して、放射活性を調べることによりCaとPiの挙動を調べた。今年度は、より直接的にCaとPiの挙動を調べるため、CaとPiを用いて人工ミセルを調製し、ミセル性リン酸Caの挙動を平衡透析法および高速液体ゲルクロマトグラフィー(HPLC)で調べた。なお、人工カゼインミセルのカゼイン濃度は2.5%とし、Caは30-40mM、Piは22-27mM、クエン酸は10mMとした。30mMCa、22mMPiで調製した人工カゼインミセルを人工乳清に対して4°Cで72時間透析すると、ミセル性CaとPiはそれぞれ24.8%と35.2%に減少した。すなわち、4°Cではミセル性Caの75%、ミセル性Piの65%が溶解相のそれと交換した。また、25°Cで透析するとミセル性リン酸Caの81.7%、ミセル性Piの77%が溶解相のそれと交換された。ミセル性CaおよびPiと溶解相のそれとの交換性は温度依存性であり、温度が低いと交換されにくいことが明らかとなった。30mMCaと22mMPiで調製した人工カゼインミセルを6M尿素で解離後HPLCを行うと、透析前のものはミセル性Caの26.9%、ミセル性Piの27.6%がミセル性リン酸Ca架橋カゼイン会合体(F1)画分に溶出し、4°Cで72時間透析したものではミセル性Caの9.8%、ミセル性Piの9.9%がF1画分に溶出した。これらのことから、ミセル性リン酸カルシウムと溶解相中のそれとの交換反応はゆっくりと進行し、その一部は交換されにくいことが示唆された。
歯周病原細菌における口腔環境からの生体鉄の獲得および蓄積の分子機構

ポルフィロモナスジンジバリスは口腔偏性嫌気性細菌であり、慢性(成人型)歯周炎の発症・増悪に密接な関係がある。本菌は糖非発酵性であり、菌体外のタンパクを分解し、ペプチドとして菌体内に取り込み、栄養源としている。そのため、必然的に強力なタンパク分解酵素を菌体外に産生分泌する。主要なタンパク分解酵素としてアルギニン-ジンジパイン(Rgp)とリジン-ジンジパイン(Kgp)があり、3つの遺伝子(rgpA、rgpB、kgp)によってコードされていることを発見した(当該基盤研究以前の成果)。これらの遺伝子のそれぞれ単独、二重、三重変異株を作製し、性状を調べたところ、kgp遺伝子は本菌の黒色集落形成性(ヘム蓄積性)に関与すること(Okamoto et al.,J.Biol.Chem.,273:21225-21231,1998)、Rgp活性は本菌の菌体表面タンパクやプロテアーゼの成熟化に関与すること(Kadowaki et al.,J.Biol.Chem.,273:29072-29076,1998)、Rgp Kgp完全欠損株(rgpA rgpB kgp3重変異株)ではタンパクを唯一の栄養源とする培地では生育しないことから本菌の栄養源獲得において必須であること(Shi et al.,J.Biol.Chem.,274:17955-17960,1999)、さらにヘモグロビン結合性や赤血球凝集性にこれらの遺伝子が重要な働きをしていること、またヘモグロビン結合性にはこれらの遺伝子の内部ドメインであるHbR(HGP15)ドメインタンパクが、赤血球凝集性にはHA(HGP44、HGP17、HGP27)ドメインタンパクが関わっていること(Nakayama et al.,Mol.Microbiol.,27:51-61,1998;Shi et al.,J.Biol.Chem.,274:17955-17960,1999)がわかった。HbR内部ドメインについてはその領域DNAを発現ベクタープラスミドに組み込み、大腸菌にて大量発現させ、精製した。アフィニティークロマトグラフィーや表面プラズモン共鳴法により、この精製HbRはへモグロビンに結合することがわかった(Nakayama et al.,Mol.Microbiol.,27:51-61,1998)。1)リジン特異的プロテアーゼ(KGP)欠損株の作製リジン特異的プロテアーゼの遺伝子(kgp)はしでにクローン化されており、このkgp遺伝子DNAを用いてKGPの完全欠損株を作製した。このkgp変異株は血液寒天培地上で集落の黒色化が非常に弱く、菌体表面へのヘム鉄蓄積性にkgp遺伝子が深く関与していることがわかった。また、この変異株ではヘモグロビン結合タンパク質であるHbRドメインタンパク質の産生が遅延していることがわかった。この遅延がヘム鉄蓄積性の減弱をもたらしている可能性が示唆された。

2)アルギニン特異的プロテアーゼ(RGP)およびリジン特異的プロテアーゼ(KGP)の両方を完全に欠く変異株の作製kgp変異株にrgpAおよびrgpBの変異を連続して導入した株(KDP136)およびrgpA rgpB変異株にkgp変異を導入した株(KDP128)は両株とも血液寒天培地での黒色化を調べるとkgp変異株よりも黒色化の程度が低いことがわかった。このことは血液寒天培地上でのヘム蓄積性にはrgp遺伝子も関与していることを示唆した。3)ヘム鉄非蓄積性変異株porRのLPS産生能P.gingivalis porR遺伝子に類似した遺伝子が他の微生物にも存在する。これらの類似遺伝子には糖の生合成に関わるものが多く含まれている。そこでporR変異株のLPS産生能を調べたところ、多糖鎖が顕著に短くなっていることがわかった。この結果は多糖鎖中に含まれる糖の生合成にporR遺伝子が関与している可能性を示唆した。ヘム鉄とLPSとの結合を示唆した報告があり、今回に結果はそのことを支持している。ヘムおよび鉄イオンは細菌細胞内ではそれぞれバクテリオフェリチンとフェリチンに貯蔵される。これらの貯蔵タンパク質がPorphyromonas gingivalisに存在するかどうか、また、それらの意義を明らかにするため、まず、P.gingivalisより比重が高く、中心部に電子密度の高いタンパク質円形粒子(モノマー分子量:18K)を精製した。電子顕微鏡観察の結果、これらはバクテリオフェリチンもしくはフェリチン粒子の可能性が高かったので、そのN末端アミノ酸配列を決定し、その情報をもとにそのタンパク質をコードする遺伝子をクローニングした。塩基配列を決定したところ、分子量18,507のタンパク質をコードするopenreading frameが存在していた。このタンパク質のアミノ酸配列は他の細菌のフェリチンのそれと類似性が高かった。さらに、この遺伝子DNAを大腸菌にて発現させ、このタンパク質を精製した。このタンパク質にはヘムではなく、鉄イオンが内包されていることがわかった。これらの結果からこの遺伝子がP.gingivalisのフェリチン遺伝子(ftn)であることが示唆された。この遺伝子DNAを用いてP.gingivalisのフェリチン欠損株を作製した。フェリチン欠損株は野性株に比べて鉄欠乏状態ではより」速やかに増殖が停止することがわかった。フェリチンは一般的に細胞内の遊離の鉄の濃度を減少させることで酸素ラジカルの発生を抑制していると考えられているが、P.gingivalisフェリチン欠損株の過酸化剤に対する感受性は野性株を変らなかった。これらの結果からP.gingivalisのフェリチンは鉄の細胞内蓄積に貢献しており、環境中の鉄が欠乏している状態では鉄の供給源になっていることが示唆された。ポルフィロモナスジンジバリスの黒色集落形成能の変異株であるporR株について解析を行った。porR遺伝子はLPSやアミノ配糖体中の糖の合成過程に含まれる酵素の遺伝子にアミノ酸配列上、類似性があった。そこでporR株のLPSを精製し、ゲル電気泳動で解析したところ糖鎖の伸長が著しく低下しており、ほとんど高分子のLPSが検出されなかった。また、本菌の主要なタンパク分解酵素であるアルグージンジパイン(Rgp)とLPSの両方に存在する糖と反応するモノクローナル抗体(Dr.Curtisより分与)を用いたイムノブロットを行ったところ、porR株の菌体lysateはまったく反応しなかった。この結果からporR遺伝子は本菌のLPSやRgpタンパク中に存在する糖の合成に関与する遺伝子であることが示唆された。
数理モデルを用いた植生の転換が森林流域の水質保全機能に与える影響に関する定量評価

徳島大学南常三島キャンパス(徳島県徳島市)のクス(常緑広葉樹),香川県千足ダム(香川県東かがわ市)流域内のコナラ(落葉広葉樹)とヒノキ(針葉樹)を対象にした,一降雨イベント毎の林外雨水質と樹冠通過雨水質の測定を行った.これと徳島地方気象台や千足ダム管理所で観測されている気象データから得られる晴天日数,一雨降雨量,降雨時間,先行累積降雨量を用いて,一雨毎の樹冠通過雨濃度の推定モデルを構築した.観測結果と推定式の検討を行い,樹幹通過雨水質の形成機構では,(1)樹冠における溶質の洗脱・溶脱に最も影響を与える一雨降水量が最も大きな影響因子である,(2)葉面の表面積が大きく大気中の塵・ミストなどを吸着しやすい針葉樹の方が広葉樹より溶質濃度が高くなる,といった事を確認でき,構築した推定モデルによって,針葉樹から広葉樹への植生の転換といった場合の森林の水質保全機能の変化をシミュレーションすることが可能になった.次に徳島県白川谷森林試験流域(スギ林)における,降雨と渓流水質の観測結果を用いて,森林の水質保全機能における森林樹冠・樹幹部の役割についてモデルを用いた定量評価を行った.その結果,(1)大気中の硫黄酸化物が有力な起源である硫化物イオンは,樹冠・樹幹で濃度が23倍になり,渓流水に含まれる43%が樹冠・樹幹での洗脱・溶脱に起因すること,(2)大気中の窒素酸化物が有力な起源である硝酸態窒素は,硫化物イオンと異なり樹冠・樹幹で濃度がほとんど変化せず,樹冠・樹幹起源の負荷量は渓流水に含まれる負荷量の7%程度しかないと思われること,(3)葉の気孔の開閉機構に関与するカリウムイオンは,樹冠・樹幹で濃度が45倍になるものの,土壌中でほとんど植物体に再吸収されるため,渓流水に含まれる負荷量はごく僅かであること,などが分かった.平成16年度は,まず,これまでに観測した徳島県白川谷森林試験流域(徳島県三好郡山城町粟山)における林外雨,樹冠通過雨,樹幹流の水質データの整理を進め,大気-植生間の降雨水質変化過程について基礎的な知見の整理を進めた.また林外雨水質と樹冠通過雨水質の十分な観測数を確保するため,観測と機器メンテナンスが容易な徳島大学常三島キャンパスのクス(常緑広葉樹)を対象とした一雨毎の降雨水質観測を継続的に実施した.本研究の計画当初は,徳島県横野谷流出試験地(コナラなどの広葉樹林,徳島県美馬郡脇町),および徳島県奥野井流出試験地(スギの人工樹林,徳島県吉野川市)でも降雨水質の観測を計画していたが,平成16年6月10月に度々来襲した台嵐のために,観測装置が故障・破損するなど十分な観測を行うことができなかった.水質観測とデータ整理の結果,植生が森林流域の水質保全機能に与える影響の評価方法については,流域での物質収支計算が必要不可欠であること,一降雨中の時間的な水質変化が森林から流出する渓流水の時間的な水質変化に与える影響は微々たるものであることなどから,降雨イベント毎に大気-植生間の降雨水質変化を検討し,それをモデリングすることが重要であることが分かった.具体的には,説明変数を林外雨水質,降雨イベントが発生するまでの晴天日数,降雨イベント中の平均降雨強度,降雨イベントの総降雨量,さらに広葉樹の場合には,葉面積を考慮して,一雨単位で樹幹通過雨濃度を推定するようなモデリングを行えば十分であるという結論に至った.以上を踏まえて平成17年度では大学近隣にある徳島県立農林水産総合技術センター森林林業研究所の協力を得て,同構内にある複数種類の樹木(スギ,ヒノキなど)を対象にした観測を密に実施し,大気-植生域における水質変化モデリングを行い,植生の転換が森林流域の水質保全機能に与える影響のシミュレートを行う予定である.徳島大学南常三島キャンパス(徳島県徳島市)のクス(常緑広葉樹),香川県千足ダム(香川県東かがわ市)流域内のコナラ(落葉広葉樹)とヒノキ(針葉樹)を対象にした,一降雨イベント毎の林外雨水質と樹冠通過雨水質の測定を行った.これと徳島地方気象台や千足ダム管理所で観測されている気象データから得られる晴天日数,一雨降雨量,降雨時間,先行累積降雨量を用いて,一雨毎の樹冠通過雨濃度の推定モデルを構築した.観測結果と推定式の検討を行い,樹幹通過雨水質の形成機構では,(1)樹冠における溶質の洗脱・溶脱に最も影響を与える一雨降水量が最も大きな影響因子である,(2)葉面の表面積が大きく大気中の塵・ミストなどを吸着しやすい針葉樹の方が広葉樹より溶質濃度が高くなる,といった事を確認でき,構築した推定モデルによって,針葉樹から広葉樹への植生の転換といった場合の森林の水質保全機能の変化をシミュレーションすることが可能になった.次に徳島県白川谷森林試験流域(スギ林)における,降雨と渓流水質の観測結果を用いて,森林の水質保全機能における森林樹冠・樹幹部の役割についてモデルを用いた定量評価を行った.その結果,(1)大気中の硫黄酸化物が有力な起源である硫化物イオンは,樹冠・樹幹で濃度が23倍になり,渓流水に含まれる43%が樹冠・樹幹での洗脱・溶脱に起因すること,(2)大気中の窒素酸化物が有力な起源である硝酸態窒素は,硫化物イオンと異なり樹冠

・樹幹で濃度がほとんど変化せず,樹冠・樹幹起源の負荷量は渓流水に含まれる負荷量の7%程度しかないと思われること,(3)葉の気孔の開閉機構に関与するカリウムイオンは,樹冠・樹幹で濃度が45倍になるものの,土壌中でほとんど植物体に再吸収されるため,渓流水に含まれる負荷量はごく僅かであること,などが分かった.