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コーパスを活用した自律的な学術論文作成のための英語指導法の研究

本研究では、辞書とコーパスを使って自在に英語で学術研究を発信できる日本人研究者の育成を究極の目標に、(1)大学院生英語論文原稿とネイティブチェック後の最終版を収集、その比較を通して日本語母語話者の論文英語の問題点を探り、(2)学術誌から150,000,000語の英語論文を収集し独自コーパスを編纂し、論文英語の言語特徴を見出し、(3)コーパスを用いた論文作成のための英語指導例を示し、(4)目標達成に必要な関連研究を行った。結果、フレイジオロジーに基づく教育実践の有効性を主張した。本年度の目標は、(1)大学院生のリサーチペーパーのコーパス化と分析の開始、(2)学術誌掲載論文コーパスの編纂と分析の開始、(3)既存のコーパス、主としてBritish National Corpus(BCN)を利用した指導法の開発であった。(1)に関しては、本年度末に大学院生が提出したリサーチペーパーのうち10名からコーパス化と分析のための使用承諾書を得た。それらの草稿は、熟練ネイティブスピーカーの校閲を経て、今後分析ができる状態にまで一定の資料準備ができた。(2)については、電子ジャーナルから論文の収集を進めている。(3)は、本年度の成果発表の中心であり、BNCを活用した英語指導例を考案し、学会シンポジウムやワークショップで発表した。そのなかでは、論文に使用される類義語examine,investigate,explore,analyzeの相違についての分析を深め、さらに日本語母語話者には差の理解しにくい前置詞の意味理解について,free ofとfree fromや、independent ofとindependent fromの相違、on,over,toと共起する名詞の関係、をコーパスの用例に基づいて説明した。また、コーパスにおける高頻度連語から定型表現を特定し、その統語・ディスコース上の機能を説明した。そのなかには、with this in mindのディスコースマーカー化が含まれる。これらの研究に関連して、ライティング指導法に関わる口頭発表を行い、そのなかで、本研究に必要な誤用分析のための誤用カテゴリーに関する検討を加えた。これらの知見は、論文としてまとめ2008年度に投稿する予定である。本研究では、コーパスと辞書を併用して自在に英語で学術研究を発信できる日本人研究者を育成することを究極の目標に、以下の事項を行う。1、学習者論文コーパスを編纂し、日本語母語話者の英語論文の問題点を発見する。2、学術誌掲載英語論文コーパスを編纂し、既存の大規模コーパスと比較しながら英語論文の言語学的特徴を明示する、3、論文作成のための英語指導法を考察する。3年計画の2年目を終了して、次の成果を得た。1、言語系大学院生の論文8名分をコーパスとして誤用分析を行い、上級者英語の誤用の全体的傾向と前置詞の誤用をまとめた。また、誤用分析に有用な分類用タグを、先行研究に基づいて設定した。前置詞の誤用は、前置詞と名詞の共起について多く観察され、後続する名詞との関係で前置詞の認識に母語の緩衝があると考えられる。さらに、正しい認識を持つために、既存の大規模コーパスを使って出力したコンコーダンスラインを見ることが有効であろうと考えられる。これらの成果は大学英語教育学会関西支部大会で発表した。2、学術誌掲載英語論文のコーパス化については、本年度10名から論文をコーパスとして使用する承諾を得た。本年度の英語論文を提出した大学院生には、誤用分析で得られた高頻度の前置詞の誤用と誤用傾向を論文提出以前に告げて英文作成の際の注意を喚起した。現在、注意喚起の効果を含めて分析中である。3、上述の究極の目標を達成するために、コーパスを授業で使用する実例研究、コーパスを使用した学術論文の口頭発表や音声面の研究、英語ライティング指導に関わる方法論の研究とそれらの成果の発表を同時に行い、コーパスの英語教育への応用という本研究におけるコーパスを使用した英語指導法の研究についての成果を論文にまとめた。本研究では、コーパスと辞書を併用して自在に英語で学術研究を発信できる日本人研究者を育成することを究極の目標に、以下の事項を行うものである。(1)学習者論文コーパスを編纂し、日本語母語話者の英語論文の問題点を発見する。(2)学術誌掲載英語論文コーパスを編纂し、既存の大規模コーパスと比較しながら英語論文の言語学的特徴を明示する、(3)論文作成のための英語指導法を考察する。3年計画の最終年度にあたり、これまで進めてきた(1)(3)に続き、(2)(3)を重点的に行った。その結果、学術誌掲載英語論文をScience Direct掲載雑誌から計1億5千万語余収集した。社会科学系6千7百万語余、人文科学系6千万語余、自然科学系2千8百万語余、計61雑誌から約24,900論文を検索可能な状態にした。

この自編コーパスと既存のコーパスを利用して、論文における情報配置と必須情報を表現するのに相応しい語彙連鎖の抽出を試みた。さらに、それらの語彙連鎖を言語理論フレイジオロジーと結び付けて説明した。その成果は、「英語論文作成にみるフレイジオロジー」、「フレイジオロジーを活かした英語論文作成指導」と題して発表した。さらに、既存のコーパスを組み合わせた分析を通して言語使用には、従来の統語論に加えフレイジオロジーが関わっている実例を取り上げ説明できた(例えば、if only becauseは一定頻度使用されているがif simply becauseは基本的に見られないことや、little is known aboutの高頻度に対し、little is knowonが見られないこととその解釈)。それらの成果は、上述の発表および"Corpus-based CollocationStudies in English : From Lexico-Grammar to Discourse"にまとめた。今後、自編コーパスをさらに活用する方法を模索したい。
多電極同時記録法による頭頂連合野-運動野投射系の運動制御に果たす役割の研究

研究を前期と後期の2期に分けた。第一期を慢性動物の訓練を記録システムの完成、及びサーボモータによるターゲットのコントロールシステムの完成に充てた。第二期は動物に電極を慢性的に植え込み、頭頂連合の運動野への投射が同定された多数のユニットを実際に記録する時期とした。以下に、各時期における本研究の実績を報告する。1.第一期:課題の管理及びデータの取り込みのソフトウェア及びハードウェアは前年度の科学研究費補助金で作製したものを改良した。特に、A-D変換のハードウェアを改良し、128chとして使用できるようにしたので、頭頂連合野からのユニット記録には最高90chの割り当てが可能になった。サーボモータによるターゲットのコントロールシステムの作製も順調に進み、将来の応用が可能な技術として確立したが、高周波ノイズ除去の問題が完全に解決しておらず、第一期の残された課題である。2.第二期:訓練した動物野に植えた慢性電極刺激をしながら、頭頂連合野で逆行性に応答するユニットの探索を試みた。しかし、目的の皮質皮質投射細胞が小型かつ米国Linas研で記録されているプルキンエ細胞よりも密度が低いため、逆行性の電場電位を指標に探索範囲を大まかに決める程度では目的の多数のユニットからの同時記録が難しいことが判明した。一般の慢性動物からのシングルユノット記録の実験と違い、同じ動物で何十回も実験することは難しいため、少ない実験可能回数をより確実に生かす技術的改良が必須のなった。そこで現在、運動野に慢性の植え込み電極を植える際に、予めその部位の希釈しいた蛍光色素を微小注入して頭頂連合野の皮質皮質投射細胞を生体染色しておき、頭頂連合野に記録電極を植える際に先端樹状特記の蛍光ラベルを捜し(細胞体は励起光が届かない深部にあるため、蛍光色素でラベルされた細胞体を直接探すのは入手可能な技術では困難である)目的の細胞の最も高密度にある記録部位を決める方法を試験している。
衛星コンステレーション実現のための観測データの波長依存性解消に関する研究

近年,複数衛星を一体的に運用する観測体制(衛星コンステレーション)の構想が拡大し,地球観測衛星の運用数が急増している.ここから得られる大規模観測データを統合的に扱う際,一機の衛星ミッションでは扱わない問題が発生する.それぞれの衛星に搭載されているセンサの設計仕様差に起因した観測データの不整合性である.その要因の1つとして,波長応答関数のセンサ間での差異の影響(波長依存性)が研究されている.本研究は,放射伝達モデルに基づく基礎的研究課題を設定し,波長依存性を解消する相互校正手法の開発に取り組んだ.研究課題最終年の本年度は,植生指数データを例にした,以下2課題に取り組んだ.1.本手法の実データにおける波長依存性の低減可能性に関する数値実験まず,衛星EO-1搭載センサ,Hyperionが取得したハイパースペクトルデータから,同一観測条件の2種類のマルチスペクトル(MS)データを生成した.その後,2つのMSデータから導出した植生指数NDVIの間に生じる相対誤差(波長依存性)を,放射伝達モデルの逆問題により推定した土壌輝度値で分類し,波長依存性の傾向を調査した.さらに,空間フィルタを適用し,さまざまな空間解像度において実験したところ,土壌輝度推定値が,空間解像度によらず,NDVIの波長依存性の分析に有効であることが示された.2.本手法の経験的手法とのハイブリッド化の検討マッチングした観測データの間を回帰式で関連付ける経験的手法を,本手法による分類結果ごとに適用し,ハイブリッド化を検討した.上記1.の実験データを用いたところ,本研究による分類指標を考慮することで,校正の高性能化が図れることが統計的に示された.本研究で開発した相互校正手法は,植生指数における波長依存性の影響を汎用的に低減できる利点を有しており,衛星コンステレーションに対応した相互校正技術となりうる.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,無数の衛星群による地球観測網,衛星コンステレーションから収集した植生指数データレコードの整合性を担保するために,センサ特性の1つである波長応答関数に起因する相対誤差(波長依存性)の発生メカニズムを解明し,相互校正手法の構築を目指す.本年度は,波長依存性を対象とした相互校正手法の理論的基盤の確立を目指し,(1)これまでに導入した反射スペクトル間の関係式(ソイルアイソライン方程式)の空間的制約条件の緩和,(2)それらを応用することで導出される植生指数間関係式について,関係式を利用する際に生じる変換誤差レベルの検証,これら2項目を目的に設定した.(1)空間的な制約条件を緩和するために,既に導出した均一な緑地を対象としたソイルアイソライン方程式に線形混合モデルを組み合わせることで,空間的な不均一性を表現するパラメータ,緑被率を明示的に加えた表現へと方程式を拡張した.これにより,1つの画素中に緑地と非緑地が不均一に混合されるケースへと本手法が適応可能になった.(2)提案する相互校正手法の可能性を示すため,数理モデルを用いた数値実験を実施した.変換誤差のレベルを,センサの設計段階で決定される不確実性Signal-to-Noise Ratio(SNR)に起因する伝搬誤差と比較することで,本手法による変換誤差がノイズレベルにまで低減可能であることを確認した.また,さまざまなセンサの組み合わせを考慮し検証実験を行い,本手法がセンサの組み合わせに依存せず,汎用的に利用できることを数値実験により示した.申請した研究計画に従い研究を進め,まず,ソイルアイソライン方程式の空間的制約条件が緩和された表現へと理論を拡張し,次に,数理モデルによる数値実験を行うことでその数値的妥当性が得られた.これにより,1つの画素が均一な植生層で覆われたピュアピクセルだけでなく,緑地と非緑地により複合的に構成されたミクセルに対しても,本手法が適応可能となり,空間的な解像度の比較的低い衛星画像への応用に一歩近づいたといえる.本研究成果は,国際雑誌で査読され出版されている.さらに,本研究で提案する相互校正手法による相対誤差の低減のレベルを,センサに含まれる不確実性に起因する伝搬誤差と比較することで,本手法による変換誤差がノイズレベルにまで低減可能であることを確認した.これにより,多様なセンサ設計に対応した相互校正手法が望まれる衛星コンステレーションシステムに,本手法のアプローチの利用可能性が示唆された.本研究成果は,国際学会IGARSS2015で報告した.課題1年目であるH27年度は,計画どおり解析や数値実験が進んだため,「おおむね順調に進展している」と判断する.本研究では,無数の衛星からなる衛星コンステレーションで収集した,植生指数画像群の整合性を確保するために,各衛星搭載センサの分光特性の違いに起因した系統誤差(波長依存性)の発生機構を解明し,その依存性を解消する相互校正手法の構築を目指す.研究課題2年目の本年度は,昨年度までに構築した相互校正理論を実データへ適用するために改良し,その後,実データにおける波長依存性を調査した.1.相互校正理論の改良次の3項目の研究課題に取り組み,本手法の相互校正理論を改良した.(1)本手法の基盤となる反射スペクトルの間の関係式,ソイルアイソライン方程式(SIE)の導出手法を任意の波長へ適用するためにその波長制約条件を緩和した.その後,SIE導出アルゴリズムを数理モデルへ実装し,太陽放射スペクトル領域における大部分の波長組で本手法の適用可能性が示された.(2)SIE逆問題解法の設計に取り組み,本手法で着目する土壌面の状態変数を実データから推定する方法を提案した.

ここでは,SIE係数群と観測スペクトルからなるコスト関数を定義することで,計算コストを抑えた最適化手法となることを見いだした.(3)これまでの相互校正理論に上記2項目を補強した理論として再構築した.これら理論的研究成果を博士論文としてまとめた.2.ハイパースペクトラル(HS)データを用いた波長依存性の調査衛星EO-1搭載のHSセンサHyperionが観測した詳細なスペクトル情報から,波長依存性を含んだ複数のマルチスペクトラル(MS)センサの観測データを生成し,実データにおける波長依存性を調査した.ここでは,生成したMSデータにSIE逆問題を適用することで土壌分類図を作成し,正規化植生指数NDVIの波長依存性を分析した.その結果,センサの組み合わせに応じて変化する波長依存性の傾向を実データ上で観測することに成功した.本年度の研究計画に沿って,まず,相互校正理論を補強した.その後,数理モデル上の実験での検証にとどまっていた本手法の有効性を,実データで発生する波長依存性においても確認した.理論の補強段階では,実データへ本手法を適用するために不可欠であった,SIEの統一的導出手法を検討するとともに,その逆問題解法を設計した.これにより,モデルの逆問題で直面する悪条件性を回避した形式で,実データの各ピクセルの情報抽出が可能となった.SIEの補強に関する研究成果は国際会議SPIE Optics+Photonics2016で発表した.HSデータを用いた実データにおける波長依存性の調査結果では,理論研究成果と類似した波長依存性の傾向を観測することに成功し,本手法を実データへ適用する研究段階へ進めることができた.一方で,観測される波長依存性の類似性はSIEモデルのパラメータ設定に依存することが判明した.そのため,今後の研究の推進方策に記載したとおり,パラメータ決定問題についての検討を来年度の研究計画に新たに取り入れることとする.以上のとおり,本手法の実データ適用に関する実験を実施し,波長依存性の発生機構に関する知見が得られており,また,パラメータの設定問題について来年度での検討の見通しが立っているため,「おおむね順調に進展している」と判断する.近年,複数衛星を一体的に運用する観測体制(衛星コンステレーション)の構想が拡大し,地球観測衛星の運用数が急増している.ここから得られる大規模観測データを統合的に扱う際,一機の衛星ミッションでは扱わない問題が発生する.それぞれの衛星に搭載されているセンサの設計仕様差に起因した観測データの不整合性である.その要因の1つとして,波長応答関数のセンサ間での差異の影響(波長依存性)が研究されている.本研究は,放射伝達モデルに基づく基礎的研究課題を設定し,波長依存性を解消する相互校正手法の開発に取り組んだ.研究課題最終年の本年度は,植生指数データを例にした,以下2課題に取り組んだ.1.本手法の実データにおける波長依存性の低減可能性に関する数値実験まず,衛星EO-1搭載センサ,Hyperionが取得したハイパースペクトルデータから,同一観測条件の2種類のマルチスペクトル(MS)データを生成した.
排水処理のための環境汚染物質認識型ゲート機能膜の開発

本研究では工場からの排水処理を目的とした毒物認識ゲート機能膜の作成及び排水処理システムの開発を行う。排水中の環境汚染物質としては重金属イオンを対象とする。多孔性基材内部にクラウンエーテル(CE)など包摂化合物を有する感温性ポリマーをグラフト鎖として固定する。CEは環状物質で、その環の大きさにより特定のイオンだけをホストーゲスト的に捕捉することができる。感温性ゲル中のホストがゲストを捕らえると、ポリマー全体の親疎水性が変化し、感温性ゲルの相転移温度がシフトすることが知られている。従って、この錯体形成により変化する相転移温度の間でこのシステムを用いれば、一定温度下でゲストが捕らえられたときにだけゲルが膨潤または収縮し細孔を開閉することになる。CEの種類を変化させれば、様々な重金属イオンに対応したゲート機能膜が開発できる。昨年度までに合成した膜を用い、イオンシグナルにより膜の分画分子量曲線が変化することを示した。1枚の膜で分子シグナルを認識して、分離性能を制御できる膜としての利用が可能である。また、将来の応用に向けて、用途に合わせた設計を行うために、応答機構を詳細に検討した。グラフトポリマー中のCEモノマーの濃度は7mol%であった。クラウン環はBa2+,Pb2+,Sr2+,K+を供給すると錯体を形成し、Li+,Na+,Ca2+とは錯体をほとんど形成しない。各イオンに関して今回作成したポリマーとの錯体定数を把握したが、モノマー単体の時よりも1桁程度低い値を示した。さらに、クラウン環が錯体を形成するとクラウン環周りの水が構造化され、相転移エンタルピーは減少し、相転移温度は高温側にシフトすることが分かった。錯体形成により周辺の水の状態を変化させ、金属イオンとの錯体定数が大きいホストを用いれば、極低濃度のイオンシグナルにも敏感に応答する膜の開発が可能となる。多孔性基材内部にクラウンエーテル(CE)など包摂化合物を有する感温性ゲルをグラフト鎖として固定する。感温性ゲル中のホストがゲストを捕らえると、ゲル全体の親疎水性が変化し、感温性ゲルの相転移温度がシフトすることが知られている。従って、この錯体形成により変化する相転移温度の間でこのシステムを用いれば、一定温度下でゲストが捕らえられたときにだけゲルが膨潤または収縮し、細孔を開閉することになる。また、錯体定数の大きなホストを用いれば、極低濃度の重金属イオンを認識するゲートが開発可能である。本年度においてクラウンエーテルを含むモノマーの合成に成功した。合成したモノマーとNIPAMとをプラズマグラフト重合法を用いて多孔性基材の細孔内に共重合し、ゲート膜を作製することにも成功した。多孔性基材としては高密度ポリエチレン基材を用いた。作製したゲート膜の構造をFT-IR、走査型電子顕微鏡を用いて評価した。さらに、得られたゲルの相転移温度(LCST)が特定のイオン濃度に応じて変化することを確認した。ゲート膜細孔の開閉には30秒程度しかかからず、極めて速い応答性を示した。これらの結果を総合し、本研究で提案しているゲート機能膜の開発に成功した。

今後は、ゲート膜の機能をより詳細に把握すると共に、任意の重金属イオンおよび重金属イオン濃度に感応するゲート膜の設計へとつなげる予定である。本研究では工場からの排水処理を目的とした毒物認識ゲート機能膜の作成及び排水処理システムの開発を行う。排水中の環境汚染物質としては重金属イオンを対象とする。多孔性基材内部にクラウンエーテル(CE)など包摂化合物を有する感温性ポリマーをグラフト鎖として固定する。CEは環状物質で、その環の大きさにより特定のイオンだけをホストーゲスト的に捕捉することができる。感温性ゲル中のホストがゲストを捕らえると、ポリマー全体の親疎水性が変化し、感温性ゲルの相転移温度がシフトすることが知られている。従って、この錯体形成により変化する相転移温度の間でこのシステムを用いれば、一定温度下でゲストが捕らえられたときにだけゲルが膨潤または収縮し、細孔を開閉することになる。CEの種類を変化させれば、様々な重金属イオンに対応したゲート機能膜が開発できる。昨年度までに合成した膜を用い、イオンシグナルにより膜の分画分子量曲線が変化することを示した。1枚の膜で分子シグナルを認識して、分離性能を制御できる膜としての利用が可能である。また、将来の応用に向けて、用途に合わせた設計を行うために、応答機構を詳細に検討した。グラフトポリマー中のCEモノマーの濃度は7mol%であった。クラウン環はBa2+,Pb2+,Sr2+,K+を供給すると錯体を形成し、Li+,Na+,Ca2+とは錯体をほとんど形成しない。各イオンに関して今回作成したポリマーとの錯体定数を把握したが、モノマー単体の時よりも1桁程度低い値を示した。さらに、クラウン環が錯体を形成するとクラウン環周りの水が構造化され、相転移エンタルピーは減少し、相転移温度は高温側にシフトすることが分かった。錯体形成により周辺の水の状態を変化させ、金属イオンとの錯体定数が大きいホストを用いれば、極低濃度のイオンシグナルにも敏感に応答する膜の開発が可能となる。
メタロイド遷移金属中間体の生成と反応制御に基づいた多元素系触媒プロセスの開発

ケイ素の二価反応活性種であるシリレンを、熱的に安定で保存可能な前駆体であるシリルボランから発生させ、不飽和有機基質と結合形成させる遷移金属触媒反応を開発した。また、遷移金属触媒の存在下、含窒素芳香族化合物に対するホウ素反応剤の付加反応が効率よく進行し、脱芳香化生成物を与えることを明らかとした。いずれの触媒過程においても、ホウ素-窒素結合形成が鍵となり反応が促進されていることが示唆された。ケイ素やホウ素などメタロイド元素の二価反応活性種の有機合成的応用に注目し、遷移金属を用いる等価中間体の形成に基づいた新触媒反応の開発と、これによる有機ケイ素化合物や有機ホウ素化合物の革新的合成手法創出を目的として本研究に取り組んでいる。交付申請書研究実施計画に記載した「研究項目1.シリルボランを用いる炭素-酸素結合への触媒的シリレン挿入反応の開発」において、ケイ素上にジエチルアミノ基が置換したシリルボランを用い種々ジエン構造を有する基質との反応を検討したところ、ジエニルリン酸エステルが目的のシリレン挿入反応に適していることを見出した。シクロヘキサジエン誘導体をモデル基質として触媒系を精査したところ、メチルジフェニルホスフィンを有するパラジウム触媒の存在下トルエン中80°Cで反応を行うことにより、シリルボランからのパラジウム-シリレン中間体の形成と炭素-酸素結合へのシリレン挿入が効率よく進行することが明らかとなった。生成物のジエニルシランは加水分解を受けやすく不安定であったが、反応後に安定なシリルエーテル構造に変換し単離精製を行う実験手順を確立した。次に「研究項目2.シリルボランを用いるσ結合への触媒的シリレン挿入反応の開発」において、2位にアルケニル基の置換したインドールを基質に用いて検討を行った。その結果、β-スチリル基が置換したインドールとシリルボランのパラジウム触媒反応では、含窒素5員環内の二重結合が関与するシリレンとの[4+1]型環化付加と、生成したシラシクロペンテンのアリル位炭素-水素結合に対するシリレン挿入が連続的に進行し、環化-ジシリル化生成物が収率よく得られることが明らかとなった。このような結合形成は本手法に特徴的であり、シリルボランとパラジウム触媒によるシリレン等価体形成によって初めて実現したことから、今後の触媒設計指針となる重要な成果であると考えられる。交付申請書研究実施計画に記載した「研究項目3.アミノボランの脱離に基づいた反応活性種の発生法ならびに不飽和炭化水素との触媒的結合形成反応の開発」の検討中に、パラジウム触媒存在下シリルボランがピリジンに付加し、N-ボリル-4-シリル-1,4-ジヒドロピリジンが生成する予想外の新反応を見出した。本反応では、芳香族性を失う一見不利な分子変換がホウ素-窒素結合形成が駆動力となることで達成されており、同様の結合形成であるアミノボランの脱離を伴った触媒反応開発に応用可能な重要な基盤的知見が得られた。一方、メタロイド元素活性種の前駆体調製過程において、塩素が置換したメチルシランの炭素-水素結合とシリルボランのケイ素-ホウ素結合がイリジウム触媒により相互に交換し、炭素-ホウ素結合とケイ素-水素結合が形成される新反応を見出した。本触媒過程にはケイ素-イリジウムもしくはホウ素-イリジウム中間体が関与する素反応過程が含まれていると考えられることから、メタロイド元素活性種の発生と触媒的結合形成に応用可能な重要な知見が今後得られるものと期待できる。次に「研究項目4.二価反応活性種の新発生法に基づいた新触媒反応開発」において、ジエニルリン酸エステルを基質に用いたシリレンの二重挿入反応を検討した。その結果、ジメチルフェニルホスフィンを有するパラジウム触媒が効果的であること、ならびに2分子目のシリレンはケイ素-酸素結合に挿入することが明らかとなった。これらはパラジウムシリレン中間体の形成と反応性に関する新知見であり、特徴ある新触媒反応の設計と開発に資すると考えられる。ケイ素やホウ素などメタロイド元素の二価反応活性種の有機合成的応用に注目し、遷移金属を用いる等価中間体の形成に基づいた新触媒反応の開発と、これによる有機ケイ素化合物や有機ホウ素化合物の革新的合成手法創出を目的として本研究に取り組んだ。平成24年度は、交付申請書研究実施計画に記載した「研究項目4.二価反応活性種の新発生法に基づいた新触媒反応開発」に関する(a)二価反応活性種の効率的発生に基づく触媒的結合形成反応の開発、ならびに平成23年度に見出した素反応過程に関する(b)ホウ素ー窒素結合形成を鍵とする触媒反応開発、(c)ケイ素上有機基の結合活性化に基づく触媒反応開発、の三つの細項目を実施した。

(a)では、リン配位子を有するロジウム触媒が、シリルボランからのシリレン発生と不飽和結合との結合形成に有効であることを見出した。本触媒存在下、2-(α-スチリル)チオフェンとシリレンとの[4+1]環化付加が効率よく進行し、含ケイ素二環式化合物を与えることを明らかとした。(b)では、ロジウム触媒存在下ヒドロボランがピリジンに効率よく付加し、脱芳香化したN-ボリル-1,2-ジヒドロピリジンを高収率で与えることを見出した。さらに、二つの窒素原子を有するピラジンに対しては、シリルボランやジボロンの付加が遷移金属触媒の非存在下においても進行することを明らかにした。これらの結果は、ホウ素ー窒素結合形成が触媒反応および非触媒反応いずれにおいても強い駆動力となることを示唆している。(c)では、イリジウム触媒存在下塩素が置換したケイ素上メチル基の炭素ー水素結合を炭素ーホウ素結合に変換する反応について詳細に検討し、塩素原子の配向基としての機能とケイ素元素の置換による特異な反応促進効果について明らかとした。これらの知見は、メタロイド遷移金属中間体の生成と反応制御に基づく特徴ある新触媒反応の設計と開発に資する。アミノボランの脱離に基づいた二価反応活性種の発生法について、ケイ素以外の元素への展開は十分には行えていないものの、ホウ素-窒素結合形成を鍵とする触媒過程について重要な知見が得られ、本研究課題で目的とするメタロイド元素反応活性種の効率的発生と触媒的結合形成に関して、十分な成果が得られたと考えられるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度に見出したホウ素-窒素結合形成を鍵とするピリジンへの触媒的付加反応、ならびに炭素-水素結合とケイ素-ホウ素結合の触媒的結合交換反応は、メタロイド遷移金属中間体の形成と反応が関与する素反応過程を経て進行していると考えられる。このため、これらの反応についてさらに詳細な検討を行うことで、メタロイド元素反応活性種の効率的発生と触媒的結合形成に有益な基盤的知見をさらに得ることができると期待できるので、これを踏まえ今後の検討を行う。
植物の乳管細胞の防御機能に関する比較マルチオミクスと昆虫フェノミクス

植物の乳管細胞は、植物体の他の細胞の隙間をぬって細長く伸長・分枝して、植物体全体に乳管細胞ネットワークを張り巡らす。乳管細胞の内容物を乳液と呼び、そこには、天然ゴムの主成分ポリイソプレンに加えて、抗昆虫・抗微生物タンパク質あるいは化合物が大量に含まれる。細胞内圧力が高いため、食草昆虫等により植物体が損傷して乳管細胞ネットワークの一部が切断されると、乳液が大量に漏出し、昆虫・微生物等の外敵を攻撃する。乳管細胞は、推定40科20,000種もの植物に存在するが、アラビドプシスやイネ等のモデル植物には存在しないため基礎研究は大きく立ち遅れている。パラゴムノキ(トウダイグサ科)は、その乳液が天然ゴムの工業原料であるため国家戦略上重要な研究対象であるが、産地国による持出し規制と気候条件の問題のため日本で栽培できない。このことは、日本における乳液あるいは乳管細胞研究の致命的な障壁となっていた。本研究では、日本でも栽培の容易なイチジク、桑、ミドリサンゴをモデル研究材料として用い、トランスクリプトーム・プロテオーム・メタボローム解析を駆使して、乳管細胞の防御機能の分子的実体と多様性を理解する。研究期間の後半には、変異体昆虫を用いて、乳管細胞成分の昆虫に対する毒性ならびに昆虫による毒性回避の分子機構を理解する。研究成果は、天然ゴム産生植物等の乳管細胞生理学の知見を拡大するとともに、Btトキシンに代わるGM作物の新たな抗害虫遺伝子の開発に活用される。H28年度には、プロテオーム解析とトランスクリプトーム解析を実施し、乳管細胞で発現する遺伝子群を特定し、それら総体としての乳液機能を考察した。概ね順調であり、次年度の予定を遂行に致命的な支障はない。H28年度の進捗は概ね計画通りだったので、当初予定通り進める。次年度に繰り越して物品費に充当する。軽微な差額である。
宗教教育の日韓比較

1.学生宗教意識調査の実施:日韓の宗教教育比較のために平成12年度には、日本と韓国の大学生・専門学校生を対象にした宗教意識に関するアンケート調査を行ない、日本の42の学校で6,483名の有効回答、韓国では12の学校で2,160名の有効回答を得た。調査結果から、相違点として、日本よりも韓国の方がはるかに宗教に対して肯定的だということがあり、共通点としては、オカルトや超常現象、占いなどへの高い関心と、約半数の者が先祖祭祀など民俗宗教への関わっているということが見いだされた。これらの結果は『日韓学生宗教意識調査報告』として日本語と韓国語で公刊した。平成13年度には、日本でのみ学生の宗教意識調査を実施し、38の学校で、5,759名の有効回答を得た。その結果、宗教への関心が低いことや、約半数の者が宗教的習俗に関わっているということなどの現状を再確認した。さらに、今後は日韓学生の宗教意識の相違を質的に調査するために、韓国において学生に対する面談調査を計画している。2.日韓国際シンポジウムの開催及び本の共同公刊に向けての日韓合同会議:平成13年2月に、本研究のメンバーが主体となって韓国釜山市にある東西大学校にて国際シンポジウムを開催した。日韓の宗教学、教育学、社会学などの研究者により、日本と韓国における宗教教育の歴史と現状の比較考察を行なった。「平準化」とよばれる韓国独特の教育制度の持つ問題や、実際に行なわれている宗教教育の報告、学生宗教意識調査の分析報告など多方面からの発表がなされ、日韓双方が抱える課題や相違点などが討議された。その後10月末に韓国において、2月のシンポジウムで討議された内容を基にして、日韓の宗教教育に関する本の刊行計画が話し合われた。具体的な目次案に沿って論文の担当が決められ、本の共同執筆および公刊に向け準備中である。日韓の宗教教育の比較のため、日本と韓国の大学生・専門学校生を対象にした宗教意識に関するアンケート調査を行った。日本では42の学校で6,483名の有効回答、韓国では12の学校で2,160名の有効回答を得た。日韓の宗教に対する態度は異なる面と似た面がある。信仰をもつ者の比率は韓国が日本の約4倍であり、宗教家に対する信頼度も韓国の方が高い。日本では宗教のイメージが韓国よりも悪いことが明らかとなった。一方、オカルトや超常現象、あるいは占いなどへの関心は、両国においてかなり似通っている。また先祖祭祀など民俗宗教への関わりも約半数が保っており、これも似ている。こうした結果は『日韓学生宗教意識調査報告』として日本語と韓国語で公刊した。日本と韓国の宗教教育の歴史と現状を比較考察するために、本研究のメンバーが主体になって、平成13年2月に韓国のプサン市にある東西大学校において、国際シンポジウムを開催した。韓国と日本の戦後の宗教教育の展開で大きな相違点は、宗教系の中学、高校への入学が生徒の意志によってなされるものではないという点である。これは「平準化」と呼ばれる韓国の教育制度によるものである。つまり仏教を信じる家の生徒がキリスト教の学校への入学が指定されたり、その逆が生じたりするのである。そこで宗教立の学校における宗教教育のあり方について、国家からの指導が強まることになる。各学校での宗教教育が一般社会を意識したものになる一方、宗派の理念に従った自由な教育がやりにくいという不満も生まれている。これは日本にはない問題であるが、実際の授業形態はかなり似ていることが分かった。

宗教教育は宗派の問題であると同時に、社会教育という面ももつので、そのバランスが今後の宗教教育においては、とくに重要になる。1.学生の宗教意識調査の結果平成13年4月から6月にかけて、全国の大学等38校を対象に学生の宗教意識調査を実施した。回答者数は5,961名、有効回答数は5,759名であった。この結果は報告書としてまとめられ、10月には小冊子を刊行した。これによれば、生きることの意味や自分が存在することの意味について、「よく考えている」者は23%で、「たまに考えることがある」者を含めると、実に78%にものぼった。だが、こうした悩みを抱いた時に、宗教家に相談したいと思う者は半数以下であり、学生にとっての宗教家の存在感の薄さがうかがわれる。また、信仰をもつ者は全体の9.3%にすぎないが、霊魂や神、仏の存在を信じる者はかなりおり(それぞれ60.4%、48.4%、44.2%)、特定の宗教への関わりは薄くとも、宗教的なものに対する潜在的関心が認められる。2.宗教教育の関係者との面談調査主に九州地区の宗教系の学校、及び教団関係者と面談し、現在の宗教教育の問題点について調べた。多くの学校において、宗教教育に対する父母の期待は薄いことが分かり、本音と建前のずれが、教師の側の大きな課題である。3.日韓研究者会合平成13年10月、韓国の釜山市にある東西大学校において日韓研究者の会合を開催した。国際シンポジウムの形をとり、日本側、韓国側の双方からのこれまでの宗教教育の実態調査の報告を行ない中間報告を作成した。ここでは、両国ともに宗教教育の現状において、信仰者の立場からの宗教教育の実践と、異文化教育の一環としての宗教教育の実践とが存在している。会議の結果、両者の間の相違点と類似点とが明確に確認された。この結果をふまえ、平成14年3月末には再び会合を持ち、最終報告書作成に向けて両者の見解をまとめる予定となっている。
薬物性腎障害における一酸化窒素(N0)の役割に関する研究

2.薬剤性腎障害はWistar ratを用いシスプラチン10mg/kgを腹腔内投与することにより作製した。ラットはその後1)無治療群、2)NO消去剤(PTIO;10.mg/kg/min,60min)投与群、3)SOD(800units/kg)投与群、4)PTIO+SOD投与群に分け、これらの薬剤はシスプラチン投与日より連日3日間尾静脈より点滴静注した。経時的に血圧、尿量、腎機能、血中および腎組織内NO濃度(NO_2^-/NO_3^-)、腎組織中プラチナ濃度を測定し、各群間で比較検討した。3.各群とも血圧の変動は軽微であった。シスプラチン投与群では、2日目より尿量の減少、血中、K、Cr、BUN値の増加およびクレアチニンクリアランス(CCr)の有意の低下、尿中蛋白、NAGの増加などの腎機能障害および腎組織中プラチナ濃度の上昇が観察され、血中、腎組織中のNO_2^-/NO_3^-濃度の有意の増加が観察された。一方PTIO投与群、SOD投与群では血中Cr値の増加およびCCrの低下、尿中蛋白、NAGの増加、腎組織中プラチナ濃度の上昇は有意に抑制された。またPTIO+SOD投与群では腎機能障害がさらに抑制された。血中、腎組織中のN0_2^-/N0_3^-の濃度はPTIO投与群とPTIO+SOD投与群では有意の減少を、SOD投与群では有意の増加が観察された。4.以上の結果より、ラット薬剤性腎機能障害の発症機構にはNOとsuper oxideとが関係しており、特にNOとsuper oxideとの反応物質であるperoxinitriteが強く関与している可能性が推察された。またPTIOのようなNO消去剤がこの腎障害の発症の予防に有効である可能性も示唆された。
予防戦術を指向した膵・胆・肝癌発生に関する生活習慣と遺伝子環境交互作用の分析

東アジアで急増する難治がんの膵がん予防に資するエビデンスを得るために、日本人集団を対象とした遺伝子環境交互作用を同定するための症例対照研究を行った。その結果、(1)葉酸の代謝活性能を規定するMTHFRの遺伝子多型は、飲酒による膵がん発症リスクと交互作用があること、(2)アルコール脱水素酵素およびアセトアルデヒド脱水素酵素の活性能を規定するADH1BおよびALDH2の遺伝子多型は、飲酒による膵がん発症リスクと交互作用のあること、を見出した。また、(3)ABO血液型を規定する遺伝子多型は、日本人の膵がん発症リスクと関連していたことを見出した。さらにコホート研究により(4)B型肝炎ウイルスの持続感染が肝内胆管癌のリスク因子であることを明らかにした。本研究の目的は、難治がんと言われる膵・胆・肝臓癌の予防に資する生活習慣介入のための疫学的情報を得ることにある。今年度は、野菜や大豆などに含まれる葉酸の代謝酵素であるmethylenetetrahydrofolate reductase(MTHFR)の活性能を規定する1塩基多型(SNP)と、飲酒量の膵癌発症に及ぼす交互作用を、症例対照研究により検討した。愛知県がんセンター初診患者を対象として、膵癌患者157人と、これと1:5でマッチさせた非がん患者785人をコントロール群に選んだ。MTHFRは、活性能の高いCC型、中位のCT型、低いTT型に分類した。多重ロジスティック回帰分析により喫煙歴や経口葉酸摂取量などを調整してリスク比を算出したところ、MTHFR活性が生まれつき高いCC型のSNPを持つ人(人口の約37%)では、飲酒量が増えるに従って膵癌を発症する確率が有意に増加した(P<0.01)。これに対し、CT型(人口の約47%)およびTT型(人口の約16%)の人では、そのような関係は認められなかった。これまで多量飲酒が膵癌の発祥要因であるかは明らかではなかったが、DNA合成を規定するMTHFRという酵素の活性能の遺伝的な違いによって、多量飲酒が日本人では膵癌の危険因子になり得ることが初めて明らかになった。この知見は日本人の膵癌予防のための生活習慣介入の方法を考える上で有用となると思われる。肝臓内に発生する悪性新生物のうち、約5%20%は肝内胆管細胞由来の胆管細胞癌(intrahepatic cholangio carcinoma : ICC)である。その発生原因の多くは不明である。また、ICCの予後は不良であるため、予防手段となり得る環境原因物質の特定が望まれている。最近B型肝炎ウイルス(HBV)およびC型肝炎ウイルス(HCV)の持続感染と、ICCの発症との関連を調べた疫学研究が、韓国、中国、米国、イタリア、日本から報告されたが、そのほとんどは症例対照研究であり、しかも関連性の結果が一貫していなかった。そこで我々は、日本人の大規模コホート集団のデータを用いてその関連性を検討した。対象は1991年-93年に大阪府内で献血をした40-64歳の154,814人である。初回献血時スクリーニングデータにより、HBV感染者2,519人、HCV感染者1,927人、いずれのウイルスにも感染していない者150,368人の3群に分類し、大阪府がん登録資料との記録照合により1人平均7.6年追跡し、ICCの発症を把握した(後ろ向きコホート研究)。対象者の中でICCを発症した者は11人おり、罹患率は10万人あたり0.88(95%信頼区間(CI):0.44-1.58)であった。性、年齢、献血時トランスアミナーゼ値およびコレステロール値、肝炎ウイルスマーカーをCox proportionalhazard modelで調整したところ、HBV持続感染者(HBs抗原陽性者)のICC発症相対危険度は、8.56(95%CI : 1.33-55.20)と有意に高く、一方、HCV持続感染者(第2世代HCV抗体高力価)のそれは、2.63(95%CI : 0.25-27.73)と、有意な関連を認めなかった。本研究成果はHBVの持続感染がICCの発症と関連していることを示すものであり、現在行われているB型肝炎母子感染予防事業などによるHBVのキャリア化の防止が、B型肝細胞癌の予防のみならず、ICCの予防にも役立つことを示唆するものであると考えられた。研究の目的:日本では毎年約7万1千人が膵臓、胆道および肝癌で死亡している。中でも膵がんは診断された時点でそのほとんどが進行がんの状態であるため、効果的な一次予防に資する知見の集積が望まれている。

本年度は膵がんの発症に関連する新たな遺伝的要因を見出し、将来の膵がんのオーダーメード予防に資する情報を得ることにした。研究の成果:愛知県がんセンター中央病院を200105年に受診し、研究参加の同意の得られた膵がん患者185名、非がんの初診患者1465名による症例対照研究を企画、実行した。rs8176719をABO血液型のO allele、rs8176746とrs8176747をB alleleのマーカーと位置付け、ABO血液型のジェノタイプと膵がん発症との関連を検討した。対照群におけるO,A,Bのallele頻度は各々55%、28%、17%で、日本人一般のそれと同じであった。性、年齢、喫煙量、飲酒習慣、BMI、20歳のときのBMI、糖尿病の既往、膵がんの家族歴を調整して多重ロジスティック回帰分析を行ったところ、O型に比べてA型、AB型、B型は、各々1.64倍(95%信頼区間1.08-2.48)、1.67倍(0.94-2.98)、1.42倍(0.88-2.31)膵がんリスクが高かった。また、O alleleを2個持つ人に比べて1個、0個持つ人では各々1.50倍(1.00-2.25)1.77倍(1.11-2.83)となり、有意なトレンドが認められた(P=0.012)。OO alleleに比べてAO alleleは1.67倍(1.08-2.57)、BB alleleは3.28倍(1.38-7.80)いずれも有意に膵がんリスクが高かった。また、血液型がA型、B型もしくはAB型の人が、膵がんの既知リスク因子である喫煙、20歳のときの肥満、糖尿病の既往、飲酒習慣を有していると、O型でこれらリスク因子を有していない人に比べて有意に膵がん発症リスクが高まった。これらの知見は遺伝的な膵発がん感受性を考慮した予防介入手段の開発につながるものである。
岩石内微生物の探索とその生存戦略および環境中における役割の解明

本研究では,様々な環境から岩石を採取し内部の微生物叢について解析することを目的としている。16S rRNA遺伝子配列を指標とした次世代シーケンス解析を用いた微生物叢解析により,岩石内にも一般的な土壌細菌が存在していることが明らかとなった。岩石内と土壌の大きな違いは,岩石内は土壌と比べて動植物由来の有機物濃度が非常に低いため,土壌細菌の中でも比較的貧栄養下で生存可能な細菌,あるいは独立栄養細菌などが岩石内の微生物叢において大きな役割を占めている,と考えられる。近年の微生物叢解析は細菌由来の16S rRNA遺伝子配列を指標とする遺伝子工学的手法が用いられている。しかし,従来の方法では全菌由来のゲノムを用いるため,生菌および死菌の区別をすることができず,環境試料中で活性を有する微生物を評価するためには,生菌の群集解析をする必要がある。そこで,今年度は生菌由来の16S rRNA遺伝子を解析する手法の検討をおこなった。死菌の細胞膜を選択的に透過し,死菌中のDNAに結合して不活化することでPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)を阻害する薬剤(EMA:エチジウムモノアジド)あるいはDNAを切断する酵素(DNase)を用いて,生菌のDNAのみを増幅する手法について検討をおこなった。予備実験より,岩石内に微生物が存在することは明らかになっているが,河川水,土壌などの他の環境試料と比較してその絶対量は非常に少ない。そのため,最初に純粋菌2種類(大腸菌[グラム陰性菌]および黄色ブドウ球菌[グラム陽性菌])および複合微生物系の試料として都市下水処理場由来の活性汚泥を用いて16S rRNA遺伝子の定量PCRをおこない,処理条件を検討した。その結果,DNase処理は処理の有無によって16S rRNA遺伝子のコピー数に大きな違いが見られなかった。一方,0.1 mg/mLのEMA処理において,処理有りの場合に16S rRNA遺伝子のコピー数が処理無しの場合より少なかったことより,EMAが死菌の細胞膜を透過して死菌由来の16S rRNA遺伝子のPCRを阻害したものと考えられる。これらの結果より,EMA処理後にPCR増幅された16S rRNA遺伝子は生菌由来であることが示唆された。昨年度は,岩石表面を界面活性剤で洗浄して表面上の細菌の影響を排除した後,粉砕したものからゲノムを抽出することで内部に存在する細菌由来のDNAを試料として調整した。しかし,活性汚泥や下水など他の環境サンプルと同様の方法を用いても,PCRに十分なDNA量を毎回抽出することができなかった。一部の試料からしか必要DNA量が得られなかった理由として,まず,試料内に存在する微生物の絶対量が非常に少ないこと,あるいは,微生物が破砕されたとしても,細胞内から溶出したゲノムが粉砕岩石表面に吸着してしまい,溶液中のゲノム濃度が下がってしまうことなどが考えられる。更なる改善点として,土壌細菌からのDNA抽出の際,スキムミルク添加により,土壌粒子へのDNAの吸着を抑え回収率が上がる,という報告を参考にし,DNA抽出効率を上げる予定である。また,PCRの感度を考慮すると,DNA量が非常に少ない場合でもPCR阻害物質がなければ,標的遺伝子(16S rRNA遺伝子)の増幅は可能であると予想される。今後,PCR前に抽出サンプルの精製なども検討する。キャンパス内から採取した岩石内よりゲノムを抽出し,次世代シーケンサーによる16S rRNAメタゲノム解析を行った。その結果,放線菌綱(Actinobacteria),γプロテオバクテリア綱(主にキサントモナス属),αプロテオバクテリア綱(主にリゾビウム属,スフィンゴモナス属)がそれぞれ,54%, 14%, 9%存在していた。これらは,一般的な土壌細菌であり,今後,普遍性についても議論する予定である。これまでに試料中に微生物が存在し,それら由来のゲノムも存在していることを明らかにしているが,その量は非常に少ない。今年度は,微生物量が安定して得られる純粋菌および複合微生物系の代表としての活性汚泥に用いる手法を試料からのゲノム抽出に適用した。しかしながら,試料によっては得られるDNA量が非常に少なく,PCRがうまくいったりいかなかったりと,当初の予想に反し,全ての岩石試料からゲノムを抽出できるような汎用性の高い手法の確立までは至っていない。本研究は,最終的には採取場所の異なる試料の微生物叢を比較することを想定しており,得られた結果にバラツキや差異が認められた場合,実験誤差によるものではなく,確実に試料の差であることを示す必要があり,更なる精緻な実験を行う必要があると考えられる。一方,16S rRNA遺伝子のPCR増幅が成功する試料もあった。増幅することが出来れば,そのPCR産物を調整した後に専門業者に次世代シーケンス解析依頼するのは容易である。今年度は,一部の試料由来の16S rRNA遺伝子メタゲノム解析を行った。の結果,放線菌綱(Actinobacteria),γプロテオバクテリア綱(主にキサントモナス属),αプロテオバクテリア綱(主にリゾビウム属,スフィンゴモナス属)がそれぞれ,54%, 14%, 9%存在していた。

これらは,一般的な土壌細菌であり,αプロテオバクテリアは窒素固定能を有するものが多かった。今後,サンプル数を増やし(同一箇所での個々の岩石,異なる採取場所など),微生物群集の統計的解析を行う。本研究では,様々な環境から岩石を採取し内部の微生物叢について解析することを目的としている。これまで,16S rRNA遺伝子配列を指標とした微生物叢解析により,岩石内にも一般的な土壌細菌が存在していることが明らかとなった。しかし,本解析では生菌・死菌の区別がつかないことや増殖を伴う評価が出来ないことなどの欠点もあるため,培養法による分離・同定も並行して行った。ある地域の岩石を無菌水に添加し3日間静置したものをR2A寒天培地に塗布し,好気培養を3日間行い,形成されたコロニーを採取し16S rRNA遺伝子による同定を行った。その結果,Rhodococcus corynebacterioides, Acinetobacter schindleri,Sphingomonas panni,Pseudomonas fluorescens, Bacillus mycoidesなどが生存していた。一部は,遺伝子解析手法で得られた優占種の属に入るものであった。さらに,B. mycoidesはアンモニア細菌の一種であり,タンパク質や有機性窒素源からアンモニアを生成することが可能であり,岩石内や岩石間の窒素循環に大きく関与していることが示唆された。また,B. mycoidesは寒天培地上では非常に増殖が早く,さらに植物毛状根あるいは粘菌のように数多く分岐しながら増殖していく様子が観察された。集塊やフィルムの形態では細孔を塞いでしまうため,これら分枝したものが岩石の細孔内全体に伸長しながら,他の細菌と共生しているものと思われる。岩石内と土壌の大きな違いは,岩石内は土壌と比べて動植物由来の有機物濃度が非常に低いため,土壌細菌の中でも比較的貧栄養下で生存可能な細菌,あるいは独立栄養細菌などが岩石内の微生物叢において大きな役割を占めている,と考えられる。16S rRNA遺伝子配列を指標とした次世代シーケンス解析を用いた微生物叢解析により,岩石内にも一般的な土壌細菌が存在していることが明らかとなった。交付申請書の「研究目的」では,今年度に様々な環境から岩石を採取し内部の微生物叢解析を行う予定であると記載した。しかしながら,微生物叢解析手法が確立しない段階で解析をおこなった場合,結果の解釈が困難になるものと考え,まずは解析手法の確立に注力した。また,概要でも述べたが,目的試料である岩石内の微生物量は非常に少ないため,今年度は再現性を重視し,微生物量が安定して得られる純粋菌および複合微生物系の代表として活性汚泥を試料として用いた。
副腎におけるコリン作動性神経伝達の解析系の確立

ラット摘出灌流副腎標本に経壁的電気刺激(ES)を適用し、節前神経からのアセチルコリン(ACh)遊離に基づく副腎カテコールアミン(CA)分泌反応を観察した。この内因性AChによる反応と、外因性コリン作動薬によるCA分泌反応に対する種々の薬物の影響を比較検討して、コリン作動性神経伝達と副腎CA分泌におけるACh受容体およびイオンチャネルの役割を解析した。現在までに以下を示唆する実験成績を得た。1.節前神経からのAChの遊離によるCA分泌反応にはnicotinic受容体が、外因性コリン作動薬によるCA分泌反応にはnicotinic受容体およびmuscarinic受容体が介在する。2.nicotinic受容体およびmuscarinic受容体を介するCA分泌は、Ca感受性KチャネルのひとつであるSKCaチャネルの開口により抑制的に調節されている。3.電位依存性L型Caチャネルの開口はコリン作動性CA分泌を促進的に調節するが、muscarinic受容体を介したCA分泌において、この調節機構の働きはSKCaチャネルの開口により打ち消されている。4.節前神経からのACh遊離に対して、電位依存性P/Q型Caチャネルが促進的に修飾し、また、Ca感受性KチャネルのうちBKCaチャネルが抑制的に修飾している。以上、コリン作動性副腎CA分泌を調節する種々の受容体・イオンチャネル機構とそれらの相互連関を明らかにした。また、神経終末からのACh遊離を定量するには至らなかったが、ESとコリン作動薬のCA分泌反応を比較することにより、副腎におけるコリン作動性神経伝達の変化を間接的に示唆する評価系を構築した。