hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の重力の大きさに応答した遺伝子発現の制御機構に関する研究

植物の成長は重力の大きさによって変化する。表層微小管の配向制御に関わるMAP65-1遺伝子の下胚軸における発現・蓄積をGFP融合遺伝子を導入したシロイヌナズナを用いて解析した。MAP65-1の発現は成長の盛んな胚軸上部で高く、逆に基部では低かった。MAP65-1の5'側領域を段階的に削ったところ、この発現には上流1.10.7 kbの領域が重要であることがわかった。遠心過重力環境下での発現変化を解析したが、発現の個体差が大きく、重力の大きさへの応答に関わる発現制御領域は特定できなかった。重力の大きさに応答して遺伝子発現が変化する遺伝子として、特にシロイヌナズナのMAP65遺伝子とアラビノガラクタンープロテイン(AGP)遺伝子に着目した。これらはいずれも過去の研究で、遠心過重力条件下で遺伝子発現が低下することが分かっている。本年度は、これら2つの遺伝子のゲノミック遺伝子にGFP遺伝子を連結した人工遺伝子をシロイヌナズナに導入することで、簡便に遺伝子発現量や遺伝子産物を観察、定量することを目指した。また、これら遺伝子のプロモーター領域の段階的に切り詰めることで、重力の大きさに応答した遺伝子発現に関与するプロモーター領域を大まかに特定することを目指した。MAP65遺伝子についてはおよそ2 kbのプロモーター領域をもつゲノミック遺伝子を単離し、プロモーター領域を5段階で切り詰めたMAP65-GFP遺伝子コンストラクトを作成した。また、これら人工遺伝子を導入した5種類のMAP65-GFPシロイヌナズナを作成した。AGP遺伝子については、およそ2.6 kbのプロモーター領域をもつゲノミック遺伝子を単離し、プロモーター領域を6段階で切り詰めたAGP-GFP遺伝子コンストラクトを作成した。これらのうち、シロイヌナズナに導入できたものは、全長のものと1.5 kbを切り詰めた2つである。全長のMAP65-GFPシロイヌナズナ及び全長のAGP-GFPPシロイヌナズナの蛍光シグナルを共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、いずれも明瞭な蛍光シグナルが確認できた。一方、組換え植物のラインによる差も大きく、重力の大きさによる変化を正確に解析するには、蛍光シグナルが強いホモラインを確立する必要がある。また、組換え植物の作成がやや遅れてたため、プロモーター領域の特定は次年度に行う予定である。高等植物の重力に対する反応には、重力の方向に対する反応である重力屈性のほかに、重力の大きさに対する反応である抗重力反応がある。高等植物を遠心過重力環境下に置くと細胞の伸長成長が抑制され肥大成長が促進される。この時見られる細胞壁の伸展性低下は、伸長成長の抑制に関わっていると考えられる。また、表層微小管の配向変化も起き、これはセルロース微繊維の配向を変えることで、肥大成長を誘導していると考えられる。これまでの研究で、細胞表層のプロテオグリカンであるAGPの一種AGP4と微小管結合タンパク質であるMAP65-1は、どちらも重力の大きさに従って遺伝子発現が低下することがわかっている。これらは、細胞壁の物性変化や表層微小管の配向変化に関わると予想される。抗重力反応による遺伝子発現制御メカニズムを明らかにするために、シロイヌナズナのMAP65-1とAGP4それぞれについて、プロモーター領域を段階的(MAP65-1は5段階、AGP4は6段階)に切り詰めてGFP遺伝子と連結したMAP65-1-GFP遺伝子とAGP4-GFP遺伝子を作成した。これらの人工遺伝子をシロイヌナズナの野生型植物に導入し、成長と遺伝子発現との関係を調べたところ、MAP65-1-GFP導入植物では、胚軸において成長とMAP65-1-GFPシグナルとの間に強い相関がみられた。また、プロモーター領域を0.8 kb以下に切り詰めると、極端にシグナルが低下したことから、上流1.0 kb付近に成長と密接に関わるシスエレメントがあると考えられる。しかしながら、遠心過重力環境下での観察では、安定した結果が得られていない。これは、遠心中に植物が倒れるなど二次的な影響があったためと考えられる。AGP4-GFPは、明確な発現変化が起きる部位は茎頂だけであることがわかり、この部位でMAP65-1と同様の解析を進めている。植物には重力の大きさに応じて成長や形態を変化させる重力応答反応が存在する。重力応答反応では、表層微小管の配向制御や細胞壁代謝に関わる遺伝子の発現が重力の大きさによって変化すると予想される。本研究では特にシロイヌナズナの微小管の配向制御に関わるMAP65-1の遺伝子発現変化に着目した。まず、MAP65-1のゲノミック遺伝子にGFP遺伝子を連結したgMAP65-1-GFP遺伝子をシロイヌナズナに導入することで、遺伝子発現変化を簡便に観察できる植物を作出した。この植物では、成長が盛んな胚軸上部で強い蛍光シグナルが観察されたが、基部ではほとんど蛍光が観察されなかった。このことから、MAP65-1の発現は成長で制御されることが示唆された。また転写調節領域の特定を目指して、gMAP65-1-GFP遺伝子の5'側領域約2 kbを400-500 bpずつ5段階(PT04)に切り詰め、それぞれシロイヌナズナに導入した。5'側領域が1.1 kb以上残るPT0とPT1、PT2では胚軸上部で強いGFP蛍光が見られたが、PT3とPT4はほとんど蛍光が観察されなかった。

この結果から、MAP65-1の胚軸上部での発現は、上流1.1-0.7 kb付近で制御されていることが分かった。さらにPT0PT4の植物を遠心過重力環境に置き、重力の大きさによる発現変化を観察したが、個体差が大きくいずれも有意な差は得られなかった。アラビノガラクタン-プロテイン4遺伝子についても5'側領域を段階的に切りつめて同様の実験を行ったが、発現変化が期待される茎頂でのGFPの観察が難しく、重力の大きさによる遺伝子発現変化を解析できなかった。重力の大きさによる遺伝子発現制御機構は解明できなかったが、MAP65-1の発現が胚軸では成長と相関することは確かめられた。今後は発現が胚軸上部で高くなる仕組みを明らかにしたい。植物の成長は重力の大きさによって変化する。表層微小管の配向制御に関わるMAP65-1遺伝子の下胚軸における発現・蓄積をGFP融合遺伝子を導入したシロイヌナズナを用いて解析した。MAP65-1の発現は成長の盛んな胚軸上部で高く、逆に基部では低かった。MAP65-1の5'側領域を段階的に削ったところ、この発現には上流1.10.7 kbの領域が重要であることがわかった。遠心過重力環境下での発現変化を解析したが、発現の個体差が大きく、重力の大きさへの応答に関わる発現制御領域は特定できなかった。MAP65-1のプロモーター領域を段階的に切り詰めてGFP遺伝子と連結した人工遺伝子を作成し、これらを導入したシロイヌナズナを作出することはできた。また、地上重力環境である1 g重力環境での観察では、伸長成長が盛んな胚軸上部とほとんど伸長成長しない胚軸下部との間に明確なMAP65-1-GFPシグナルの差が見られた。また、MAP65-1-GFPの沈着によって観察される表層微小管の配向の違いも見られた。しかしながら、遠心過重力環境下における発現低下を安定的に観察することができなかった。これは、遠心処理中に一部の胚軸が倒れるなど、適切な遠心過重力環境を作出できていなかったことが原因と考えられる。AGP4-GFPについては、プロモーターを6段階に切り詰めたAGP4-GFP人工遺伝子を作成しこれらのシロイヌナズナへの導入を進めたが、4種類については形質転換植物が得られなかった。原因は明確ではないが、形質転換の効率が悪かった可能性がある。形質転換する植物の数を増やすなどして対応する予定である。プロモーターが全長のAGP4-GFP導入植物は得られており、これを用いて組織によるGFPシグナルの強度の違いや重力の大きさによる発現変化を観察したところ、重力の大きさによる発現変化は茎頂でしか起こらないことがわかった。このことは、MAP65-1とAGP4は伸長成長の制御で同じ組織、同じ時期に働いているわけではないことを示唆している。これは、当初の予想とは異なっており、2つの遺伝子は別々に制御されている可能性が高いことがわかった。シロイヌナズナ以外の植物で重力の大きさに応答する遺伝子を大規模発現解析で探索することを予定していたが、現状では適切な遠心過重力環境を作出できていない可能性があり、実施できなかった。植物糖鎖生物学これまで遠心過重力環境を用いた実験は研究代表者の研究室で行っていたが、MAP65-1-GFP導入植物に関しては、胚軸での実験に実績のある分担者の研究室で行う予定である。
アメリカ高等教育における能力観と制度変革とに関する史的研究

1.アメリカの高等教育に学力としての能力[観]が侵入する過程は、基本的には18世紀から19世紀にかけて起こった、性格・徳概念の変容として位置付けられること。2.19世紀の初頭、カレッジの文化のみのアメリカに大学の学生・教授にふさわしい基準を意識的に導入したのは、ジェファ-ソンおよびG.ティクナ-であったが、共にヨ-ロッパからの影響の下に、学生の学科・科目の選択の能力を強調した。3.今日支配的な「抽象的な知的能力」としての能力観は、高等教育において大学院制度が確立し、Ph.D.論文作成が必須となり、講義がrecitationを駆逐した過程でて生まれたが、この際に目立った、自立的に学問する精神的貴族年義はジェファ-ソンの主張を反映し、1830年代以降のジャクソン主義と鋭く対立した。4.20世紀前半には知能テストの広搬な実施・分析の結果として、固定的な能力観が優勢となった。能力差を根拠として、高等教育にも機能分化へ動きが活発化した。オ-ナ-ズ・プログラムもその一つであったが、これはアングロ・サクソン流の人格教育への強調に留まらず、小規模のカレジでの研究振興策の側面もあった。5.1960年代以来のアメリカ高等教育においては、能力の問題は、社会階級・性差による差別の批判の中心に展開した。メリトクラシ-を批判的に検討したジョン・ロ-ルズは、功利主義の限界を指摘し、新たな社会契約論を基礎に、能力万能論を制御する社会哲学を構築し、支持者を得た。女性の能力に関する議論も、女性に異固有な本性をから、そうした前提を疑う議論へと進み、その結果、女性の高等教育進出を支持する根拠は、根本的な転換を経験した。平成元年度の研究実績の基礎としてまず研究活動のあらましを述べたい。研究計画にかかわる資料の調査および収集については、研究代表者が8月および11月の米国での学会参加を利用して、200点余りの関連資料を収集し整理した。更に、決算報告書に記載したごとく多数のアメリカ大学史・科学史・思想史関係の図書を購入した。研究テ-マに関して米国の代表的高等教育史家・教育哲学者3名に代表者が直接インタ-ヴュ-・録画し、これを後述の全体集会で検討した。日本国内に在住の2名の外国人研究者、4名の日本人研究者から専門的知識の提供を得た。8月(東京)と12月(箱根)との全体集会を開催して研究の計画を具体化し、個別の研究成果を発表・検討した。それらを平成元年度の研究成果の論文集として20部製本した。次いで主な知見を述べる。1.アメリカの高等教育における能力観を論ずる場合、世紀の転換期以前と以降とでは、異なった枠組みを用いて論ずる必要があること。植民地大学から、19世紀後半の大学生については、今日的意味での学力としての能力よりは、性格概念が重要であること。2.今日的な能力観が支配的となり、それに相即する制度が確立するのは、20世紀前半、中でも両次大戦間の20年余りの時期であること。この時期に、現代の学生選抜の基礎が出来、またオ-ナ-ズ・プログラムに代表される能力重視の制度が定着して、アメリカに支配的な人間観との矛盾も本格化する。3.この時以降のハッチンズやジョン・ロ-ルズの高等教育と能力に関する議論は、上述の時期の問題点と深く係わること。4.世紀転換期の能力観の変化の背後には、ダ-ウィンの進化論のもたらした、前成説-後成説から、遺伝-環境への枠組みの転換があること。平成2年度の研究実績を支える基礎的な活動のあらましを述べ、ついで主な知見を述べたい。

研究計画にかかわる資料の収集については、分担者・協力者が各自行うと同時に、研究代表者が平成2年6ー7月のボストンでの研究セミナ-への参加、また同年10月のシカゴでの中西部教育史学会への参加の機会を利用して、特にスワスモア大学でのオ-ナ-ズ・プログラム関連の資料を中心に、雑誌論文・手紙・報告書等約150点あまりを収集し、補助者の協力を得て整理した。7月29日から30日にかけて武蔵野市において第3回の全体集会を開催し、分担者・協力者が5点の論文と2件の書評報告を発表し、相互に検討した。なお、たまたま来日していたアメリカで最も著名な教育史家の一人カ-ル・F・ケ-ゾル(ウィスコンシン大学)教授に、講演を通して全員で専門的知識の供与を受けた。12月8日から9日には三鷹において最後の全体集会を開催し、4件の研究発表と2件の書評発表を行なった。また、国際基督教大学のベン・C・デュ-ク教授から、アメリカのエリ-トの大学受験準備教育についての実地調査の結果を聞き、全員で検討した。1.アメリカの高等教育に学力としての能力[観]が侵入する過程は、基本的には18世紀から19世紀にかけて起こった、性格・徳概念の変容として位置付けられること。2.今日支配的な「抽象的な知的能力」としての能力観は、高等教育において大学院制度が確立し、Ph.D.論文の作成が必須となり、講義がrecitationに取って代わる過程において生まれていること。3.20世紀前半のオ-ナ-ズ・プログラムは、単にアングロ・サクソン流の人格教育への強調ではなく、大学での教育と研究とを、特に小規模のカレジで、両立させる試みであったこと、が新しい知見に含まれる。
ビタミンＫが骨代謝の生理的多型性に与える影響

一般中高年者1127名(男性461名、女性666名)において、ビタミンKの充足状態を血清低カルボキシル化オステオカルシン(ucOC)用いて評価し、脆弱性骨折につながる低骨量に対する関連を、年齢、体格及び運動機能(椅子からの立ち上がり時間)を含めて検討した。骨量(stiffness index)に対する重回帰分析を行った。男性において、骨量は、年齢のみで負の関連があった。BMIはボーダーラインの正の関連だった。ucOCと椅子からの立ち上がり時間は関連していなかった。女性において、骨量は、ucOC、年齢、椅子からの立ち上がり時間と有意な負の関連を示した。BMIは有意な正の関連を示した。受診者は男性110名、女性176名の計286名だった。男性の年齢は22-80歳で、平均63.4歳だった。身長は145.3-182.0cm、平均163.8cmで、体重は45.5-94.0kgで、平均64.8kgだった。女性の年齢は25-83歳で平均63.5歳だった。身長は138.2-168.7cm、平均151.7cmで、体重は34.9-89.2kgで、平均51.4kgだった。男性(n=96)では全体で35入(36.5%)がビタミンK不足(血液中低カルボキシル化オステオカルシンucOCが4.5ng/mL以上)と判定された。60歳代、70歳代で高い傾向が認められた。女性(n=156)では全体で92人(60.1%)がビタミンK不足と判定された。年齢群間の違いは認められなかった。骨量は踵骨超音波法にて測定した。男性では全体で、13人(11.8%)が骨減少症(若年成人骨量の70-80%)、20人(18.1%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。年齢が高くなるに従って、骨減少症および骨粗鬆症の人の割合は高くなった。女性では全体で、54人(30.7%)が骨減少症(若年成人骨量の70-80%)、44人(25%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。男性に比べ女性の方が骨粗鬆症の人の割合が高かった。男女とも年齢が高くなるに従って手伸ばし長さは短くなった。これはバランス力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほどバランス能力は低下していた。男女とも40歳代以降、年齢が高くなるに従って握力は弱くなった。これは上肢筋力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほど上肢筋力は低下していた。男女とも40歳代以降、年齢が高くなるに従って椅子からの立ち上がり時間は長くなった。これは下肢筋力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほど下肢筋力は低下していた。受診者は男性210名、女性288名の計498名だった。男性(n=184)では全体で43人(23.4%)がビタミンK不足(血液中低カルボキシル化オステオカルシンucOCが4.5 ng/mL以上)と判定された。女性(n=245)では全体で118人(48.2%)がビタミンK不足と判定された。50歳代が最もビタミンK不足の割合が高く、60歳代、70歳代でも高い傾向がみられた。男性では全体で、51人(24.3%)が骨減少症(若年成人骨量の70ー80%)、41人(19.5%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。年齢が高くなるに従って、骨粗鬆症の人の割合は高くなった。女性では全体で、83人(28.8%)が骨減少症(若年成人骨量の70ー80%)、107人(37.2%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。これはバランス能力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほどバランス能力は低下していた。男女とも年齢が高くなるに従って握力は弱くなった。

これは上肢筋力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほど上肢筋力は低下していた。男性では70歳代以降、女性では60歳代以降、年齢が高くなるに従って椅子からの立ち上がり時間は長くなった。これは下肢筋力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほど下肢筋力は低下していた。受診者は男性141名、女性203名の計344名だった。男性(n=67)では全体で10人(14.9%)がビタミンK不足(血液中低カルボキシル化オステオカルシンucOCが4.5 ng/mL以上)と判定された。年齢群間の違いは認められなかった。女性(n=95)では全体で35人(36.8%)がビタミンK不足と判定された。50歳代が最もビタミンK不足の割合が高く、60歳代、70歳代でも高い傾向がみられた。骨量は踵骨超音波法にて測定した。男性では全体で、27人(19.1%)が骨減少症(若年成人骨量の70ー80%)、24人(17.0%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。年齢が高くなるに従って、骨粗鬆症の人の割合は高くなった。女性では全体で、47人(23.2%)が骨減少症(若年成人骨量の70ー80%)、103人(50.3%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。男性に比べ女性の方が骨粗鬆症の人の割合が高かった。男女とも年齢が高くなるに従って手伸ばし長さは短くなった。これはバランス力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほどバランス能力は低下していた。男性は50歳代以降、女性は40歳代以降、年齢が高くなるに従って握力は弱くなった。男女とも40歳代以降、年齢が高くなるに従って椅子からの立ち上がり時間は長くなった。平成23-25年度に収集したデータの全体解析を行った。対象者は男性461名、女性666名の計1127名だった。男性(n=401)では全体で101人(25.2%)がビタミンK不足(血液中低カルボキシル化オステオカルシンucOCが4.5 ng/mL以上)と判定された。60歳以上でビタミンK不足の割合が高かった。女性(n=569)では全体で274人(48.2%)がビタミンK不足と判定された。50歳代でビタミンK不足の割合が高く、60歳代、70歳代でも高い傾向がみられた。男性では全体で、98人(21.2%)が骨減少症(若年成人骨量の70ー80%)、90人(19.5%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。女性では全体で、187人(28.1%)が骨減少症(若年成人骨量の70ー80%)、220人(33.0%)が骨粗鬆症(若年成人骨量の70%未満)と判定された。60歳以上では、男性に比べ女性の方が骨粗鬆症の人の割合が高かった。これはバランス能力を調べる検査であるので、年齢が高くなるほどバランス能力は低下していた。男女とも40歳代以降、年齢が高くなるに従って握力は弱くなった。男女とも60歳代以降、年齢が高くなるに従って椅子からの立ち上がり時間は長くなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。応用人類学26年度が最終年度であるため、記入しない。
局地風を考慮した火山ガスのリスク評価法の開発

本研究では,平成26年の活動の活発化以降,火山ガスの増加が観測されている阿蘇山を対象として,熊本平野における二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性を,各種のデータ分析と現地観測,数値計算により検討した.平成30年度は,前年度に引き続き,1熊本平野における二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性についてデータ分析により検討した.また,2阿蘇山外輪山西側斜面において接地層気流場の観測と地表付近の濃度観測を実施した.3火山ガス輸送メカニズムを明確化することを目標として,大気流動場とSO2輸送に関する数値計算を実施した.1データ分析については,阿蘇山の火山活動が活発化した2013年秋からSO2濃度データが入手可能であった2015年3月までを分析対象期間とした.その結果,東寄りの地衡風風速が520m/s程度の晴天日,これより地衡風が強い場合には日射量の少ない日に高濃度事象が発生することがわかった.加えて,夜間の山風によっても高濃度事象が発生することが明らかとなった.2二酸化硫黄の高濃度事象が想定される気象条件の日を選定し,阿蘇山外輪山西側斜面の接地層の気流観測を実施した.山谷風など局所風を観測することはできたが,SO2が高濃度にならず,高濃度発生メカニズムについては検討できなかった.3現地観測のみでは高濃度事象の発生メカニズムの解明が困難であると判断し,大気流動モデル等による数値計算を実施した.外輪山地形による山越え気流の乱れと昼間の鉛直混合によってにより,熊本平野の二酸化硫黄濃度が上昇することが明らかとなった.本研究では,平成26年の活動の活発化以降,火山ガスの増加が観測されている阿蘇山を対象として,二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性を,各種のデータ分析と現地観測により検討している.平成28年度では,1二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性についてデータ分析により検討した.これに加えて,2秋期と冬期に接地層の気流場の実測と地表付近の濃度観測を実施して,火山ガス輸送メカニズムを明確化することを目標とした.1データ分析については,本年度は阿蘇山の活動状況が比較的静穏であった2009年4月1日から2013年3月31日までの4年間を分析対象期間とした.その結果,東寄りの強い地衡風により地上風も昼間東寄りの強風となる東風連吹パターン,東寄りの比較的強い地衡風の下で,昼間の地上風が阿蘇山周辺では東寄り,熊本平野では西寄りになる地衡風補償流パターン,地衡風が弱く,広域海風が出現していると推測される海陸風パターンなど,高濃度状況を発現させるいくつかの典型的な気象パターンが存在することを明らかにした.2現地観測については,気圧配置と熊本平野の高濃度出現状況との関係を明らかにしたうえで,秋期と初冬期に高濃度状況が出現すると想定される日を選定して,地上付近の気流場に関する観測を実施した.その結果,既述の東風連吹の状態や海陸交替状況が観測され,高濃度状況が発生する可能性のある気流場構造を把握することができた.しかしながら,いずれの観測日についてもに熊本平野では二酸化硫黄が高濃度にならず,観測日の選定方法に問題があることがわかった.本研究において中心的な課題は阿蘇山外輪山西側の熊本平野内において局所風の現地観測を行うことである.ところが,平成28年4月に熊本地震が発生するとともに,同年10月には阿蘇山中岳において爆発的噴火が発生したことで,安全に懸念があることから,長期間にわたって観測を見合わせることになった.これによって,現地観測の予定が大幅に遅れることになった.本研究では,平成26年の活動の活発化以降,火山ガスの増加が観測されている阿蘇山を対象として,熊本平野における二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性を,各種のデータ分析と現地観測,数値計算により検討している.平成29年度は,初年度に引き続き,1熊本平野における二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性についてデータ分析により検討した.また,2阿蘇山外輪山西側斜面において接地層気流場の観測と地表付近の濃度観測を実施した.これらに加えて,本年度より,3火山ガス輸送メカニズムを明確化することを目標として,大気流動場とSO2輸送に関する数値計算を実施した.1データ分析については,阿蘇山の火山活動が活発化した2013年秋からSO2濃度データが入手可能であった2015年3月までを分析対象期間とした.その結果,東寄りの地衡風風速が520m/s程度の晴天日,これより地衡風が強い場合には日射量の少ない日に高濃度事象が発生することがわかった.加えて,夜間の山風によっても高濃度事象が発生することが明らかとなった.2二酸化硫黄の高濃度事象が想定される気象条件の日を選定し,阿蘇山外輪山西側斜面の接地層の気流観測を実施した.山谷風など局所風を観測することはできたが,SO2が高濃度にならず,高濃度発生メカニズムについては検討できなかった.3現地観測のみでは高濃度事象の発生メカニズムの解明が困難であると判断し,大気流動モデル等による数値計算を実施した.その結果,外輪山地形と昼間に生じる斜面風により山越え気流に乱れが生じ,それが熊本平野の二酸化硫黄の濃度変動に強く影響しているとが明らかになった.本研究の中心的な課題は,阿蘇山外輪山西側の熊本平野内において局地風の現地観測を行って,SO2輸送メカニズムを明らかにすることである.

その観測の前提となるデータ分析については,平成29年度までに完了した.ところが,平成28年4月に熊本地震が発生するとともに,同年10月には阿蘇山中岳において爆発的噴火が発生した.さらに,平成29年7月には九州北部豪雨災害が発生し,調査の安全に懸念があったことから,長期間にわたって観測を見合わせることになった.これによって,現地観測の予定が大幅に遅れることになった.また,現地観測のみによりSO2高濃度発生メカニズムを明らかにする予定であったが,高濃度発生日に現地観測を実施することが困難であったことも遅れの原因となっている.本研究では,平成26年の活動の活発化以降,火山ガスの増加が観測されている阿蘇山を対象として,熊本平野における二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性を,各種のデータ分析と現地観測,数値計算により検討した.平成30年度は,前年度に引き続き,1熊本平野における二酸化硫黄の濃度変動特性と気象状況との関連性についてデータ分析により検討した.また,2阿蘇山外輪山西側斜面において接地層気流場の観測と地表付近の濃度観測を実施した.3火山ガス輸送メカニズムを明確化することを目標として,大気流動場とSO2輸送に関する数値計算を実施した.1データ分析については,阿蘇山の火山活動が活発化した2013年秋からSO2濃度データが入手可能であった2015年3月までを分析対象期間とした.その結果,東寄りの地衡風風速が520m/s程度の晴天日,これより地衡風が強い場合には日射量の少ない日に高濃度事象が発生することがわかった.加えて,夜間の山風によっても高濃度事象が発生することが明らかとなった.2二酸化硫黄の高濃度事象が想定される気象条件の日を選定し,阿蘇山外輪山西側斜面の接地層の気流観測を実施した.山谷風など局所風を観測することはできたが,SO2が高濃度にならず,高濃度発生メカニズムについては検討できなかった.3現地観測のみでは高濃度事象の発生メカニズムの解明が困難であると判断し,大気流動モデル等による数値計算を実施した.外輪山地形による山越え気流の乱れと昼間の鉛直混合によってにより,熊本平野の二酸化硫黄濃度が上昇することが明らかとなった.データ分析について,平成28年度においては阿蘇山の火山活動が比較的静穏な期間を選定して分析を実施してきた.平成26年以降,活動が活発化していること,平成28年10月に爆発的噴火が発生していることを踏まえて,火山ガスが比較的多く噴出している期間のデータを用いて,同様のデータ分析を実施する予定である.また,平成28年の熊本地震や阿蘇山の爆発的噴火の発生により遅れている現地観測を進めていく.昨年度末に熊本大学所属の研究者を研究分担者として追加することができた.これまで現地観測の実施の可否を観測日の数週間前までに決定しなければならなったが,このことにより,各日の気象状況により観測の実施決定ができるようになる.より機動的な現地観測が可能となった.平成28年の熊本地震や阿蘇山の爆発的噴火の発生等により遅れている現地観測については,本年夏季に集中的に観測を実施する予定である.加えて,現地観測のみによる現象解明が困難であるとの判断から,平成29年度より開始しているSO2輸送メカニズムに関する数値計算を継続して実施する.本研究では,阿蘇山外輪山の西側の熊本平野において現地観測を実施している.
プロテアーゼ活性維持力増大のためのトリプシン固定化ナノシートの調製とその応用

本研究では、種々の化学修飾法を用いて、セルロース粒子や酸化グラフェンナノシート(GO)及びそれらの複合体への酵素(トリプシン)の固定化を試みた。得られた種々の固定化トリプシンの酵素活性能をフリーのトリプシンと比較し、最適なトリプシン化学修飾法を検討した。GOシート単体へ固定化したトリプシン固定化量は、シート1gあたり約1000 mgであった。フリーのトリプシンの活性は、50°C,1時間の保存条件下で、その活性は初期活性の10%以下に著しく減少した。一方、トリプシン-GOシートは、50°C,16時間保存までは、高い活性(80%以上)を維持できた。本研究では、水溶液中でのトリプシン(タンパク質分解酵素)の活性能を安定化させ、長時間その活性を維持させることを目的として、トリプシン固定化ナノシートの開発を試みた。同ナノシートは水分散性が高いため回収・再利用が困難である。本年度は、ナノシートの回収・再利用を目的として、まず、酸化グラフェン(GO)ナノシートを磁性化し、得られた磁性化GOシートにトリプシンの修飾を試み、得られた合成物の特性を評価した。1)合成されたトリプシン修飾磁性化GOシートの物性評価は、AFM・TEM観察、SQUID測定などにより行った。その結果、粒径が10 nm前後の酸化鉄微粒子がナノシート表面に均等に修飾されていることが観察できた。また、元素分析およびIR測定等により、シート表面にトリプシンも化学修飾されていることも確認できた。2)同磁性化ナノシートは、磁石を近づけると引きつけられたため、磁性があり、かつ磁石等で回収できることが確認できた。さらに、SQUID法により、種々の磁性化GOシートの磁化を測定した結果、酸化鉄微粒子修飾量が多いほど超常磁性が強いことがわかった。3)同磁性化ナノシートに固定化されたトリプシン(約200 μg/mL)の活性能(37°Cでのカゼイン分解能)をフリーのトリプシン(200 μg/mL)の活性能と比較した結果、フリーのトリプシンの80%程度の活性を保っていることを確認できた。以上の結果より、トリプシン-磁性化GOシートは、表面が均等に磁性化されており、磁石での回収も容易であり、酵素固定化担体としての再利用が期待できることがわかった。本研究では、水溶液中でのトリプシン(タンパク質分解酵素)の活性能を安定化させ、長時間その活性を維持させるために、トリプシン固定化ナノシートを調製することを目的としている。本年度は、固定化酵素の担体として、酸化グラフェンナノシート(GO)とセルロース粒子(粒径:50μm)を選択した。これらの担体表面に、活性エステル化によるアミド結合あるいはクリック反応による共有結合で、酵素(トリプシン)を固定化することに成功し、以下のような結果が得られた。(1)合成の確認:GOナノシート1gあたりのトリプシン固定化量(6201160 mg/g)は、セルロース粒子1gあたりの固定化量(4.8 mg/g)と比較すると、100倍以上であった。AFM表面形態観察により、GOナノシート上に固定化されたトリプシンが確認できたた。トリプシン固定化量が多いほどわずかに酵素活性(Vmax)も高くなる。(2) GO固定化トリプシンの酵素活性(Vmax)は基質(カゼイン)の分解能を定量することにより評価した。その結果、クリック反応で得られたGO-トリプシンよりも、アミド結合で得られたGO-トリプシンの方が重量あたりの酵素活性能が高く、固定化量が多いほど高い値が得られた。(3)上記(3)の方法で酵素活性定量後のアミド結合型およびクリック反応型GO-トリプシンを緩衝液で洗浄し、再度酵素活性を測定したところ、初回と同等の酵素活性能が得られた。このことより、両固定化トリプシンは、再利用が可能であることも確かめられた。本研究では、水溶液中でのトリプシン(タンパク質分解酵素)の活性能を安定化させ、長時間その活性を維持させるために、トリプシン固定化ナノシートを調製し、その機能性を評価した。種々のトリプシン固定化ナノシートの酵素活性は、37°C、10分間でのカゼインの分解能(チロシン算出量)を定量することにより評価した。酵素触媒活性は、Michaelis-Menten kineticsにより評価し、酵素安定性は、pH依存性や時間安定性をフリーの酵素と比較することにより評価した。1)酸化グラフェンナノシート単体へ固定化したTrpの固定化量は約1000 mg/gとなり、マイクロセルロース粒子へ固定化したTrpの固定化量の約200倍量の固定量を示した。2)クリック反応によって固定化したトリプシン固定化ナノシートのVmaxは、フリーの酵素の約40%程度と低い活性能を示した。この理由としては、トリプシンをアルキン化処理する過程でトリプシンの酵素活性を阻害が生じたもの考えられる。3)アミド結合によって固定化したトリプシン固定化ナノシートのVmaxは、フリーの酵素の約約60%程度と比較的高い値を示した。同固定化法は、トリプシンの酵素反応部位を阻害しにくいため、クリック反応固定化法より高い活性を維持出来たものと考えられる。

4)トリプシン固定化ナノシートは、トリプシンを常に水中に分散・安定化させることができ、この特長がトリプシンの自己加水分解を低下させ、高い酵素活性能を長時間維持できた。本研究では、種々の化学修飾法を用いて、セルロース粒子や酸化グラフェンナノシート(GO)及びそれらの複合体への酵素(トリプシン)の固定化を試みた。得られた種々の固定化トリプシンの酵素活性能をフリーのトリプシンと比較し、最適なトリプシン化学修飾法を検討した。GOシート単体へ固定化したトリプシン固定化量は、シート1gあたり約1000 mgであった。フリーのトリプシンの活性は、50°C,1時間の保存条件下で、その活性は初期活性の10%以下に著しく減少した。一方、トリプシン-GOシートは、50°C,16時間保存までは、高い活性(80%以上)を維持できた。1)前年度の固定化酵素担体の調製結果をもとに、酵素活性を阻害することなく、酵素を担体に化学修飾する方法について、詳細に検討した。その結果、アミド結合型固定化トリプシンが最も酵素活性能が高いとい好結果が得られた点では、研究の目的および目標に近づいている。2)ナノシートを担体として用いることにより、従来のマイクロ粒子型担体に比べて、担体の重量あたり100倍以上のトリプシンを修飾できた。同調製法は、酵素修飾用担体の大幅なコスト削減を達成できる。3)本年度の目標のうち、固定化酵素の長期安定性やpH安定性については詳細な結果が得られていないが、何度も再利用が可能である酵素担体の構築法が確立できた。機能性高分子化学1)ナノシートの物性調査:アミド結合型固定化トリプシンの合成法を確立する。得られたトリプシン固定化GOナノシートの合成の確認は、前年度と同様な元素分析法およびFT-IR測定およびAFM装置を用いた観察により評価する。2)酵素活性能の調査:トリプシン固定化ナノシートのタンパク質(カゼイン)の分解能に及ぼす溶液のpH,温度,イオン強度およびエタノール濃度の影響について、詳細に調査する。3)固定化酵素の応用:トリプシン固定化ナノシートを種々のタンパク質解析用の分解酵素として応用するための溶液環境(pH,イオン強度,温度等)を確立する。タンパク質解析のためのモデル試料の粗精製アルブミンやグロブリン溶液は、(財)化学及び血清療法研究所より提供を受ける。4)物理的・化学的評価:上記試料を用いたトリプシン固定化GOナノシートのタンパク質分解活性能は、トリプシンが試料タンパク質を分解して遊離させる種々のアミノ酸を核磁気共鳴(NMR)分光法により分析して評価する。NMR装置は、熊本大学既存の装置を用いる。NMR測定結果の詳細な解析が困難な場合は、熊本大学工学部のNMR解析担当技術員に、解析を依頼する。5)総合判断と成果の公表:得られた結果を総合判断し、開発されたトリプシン固定化GOナノシートを用いた新規なタンパク質解析システムが、実用化できるかどうかについて評価する。特許申請を試みる。国際学会および国内学会での成果発表および技術情報交換を行い、応用展開を目指す。1)ナノシートの設計と調製:酵素担体として選択した酸化グラフェンナノシートが予想以上に水への分散性が高く、通常の遠心分離法では回収が困難であったため、ナノシートの磁性化を試み、磁石等で容易に回収できるシート担体の調製に時間を費やした。2)トリプシン固定化GOナノシートの調製:磁性化シートへの酵素(トリプシン)の固定化は順調に進み、共有結合法による固定化法を確立できた。3)シートの物性評価および表面観察:化学的・物理的評価法の確立までは、おおむね達成できた。
天然染料の新展開-自然の色の再生に向けて-

自然から得られる色を志向する人が増えてきたが、天然染料は、色のバリエーション(色数)の不足、堅牢性の不足、染色方法が複雑といった短所を持っており、実際に商品として生産するには不利な点が多い。したがって、このような短所を持たない合成染料が、天然染料を駆逐してきた。本研究では、そういった天然染料の短所を補い、実用性を高めることを目的に検討を行い、次のような結果を得た。1.(1)新たな染色技法の開発や媒染剤の工夫による色数の拡大といった観点から、日本人にとって最も身近な染料植物であるタデアイ生葉による多色染色をめざし、赤色色素のインジルビンを生成させる条件や葉緑素を用いた緑色染めの検討を行った。(2)媒染剤の用い方を工夫し、古来の茜染め、紫染めの再現を「重ね媒染」により行った。さらにこの方法による濃色化と堅牢化を実現した。2.(1)染色物の堅牢性を高めることを念頭に、たまねぎ外皮の主要色素クエルセチンの洗濯堅牢性を検討し洗剤中の金属イオン封鎖剤による媒染剤金属の捕捉が変退色の原因であることを見出した。(2)耐光堅牢性の向上をめざし、紅花の色素について媒染剤の効果を検討した。(3)いくつかの天然色素に関して、レーキ形成による堅牢性の向上を検討した。3.天然染料染色物について、色以外の新たな機能性の探求を考え、銅クロロフィリンナトリウムについてその抗菌性を調べたところ、黄色ブドウ球菌と肺炎桿菌のどちらに対しても大きな静菌性を有しているが、日光堅ろう度改善の為にマイクロカプセルへ封入すると抗菌性が無効となることが認められた。これ以外にも、市販植物染料18種について抗菌性を調べたところ、そのうちのいくつかに抗菌性が認められた。生活が豊かになり、自然から得られる色を取り入れたいと思う人が増えてきた。しかしながら、天然染料およびその染色物には多くの短所があるので、それらを補うとともに、新たな付加価値を見出すべく研究を行い、次のような成果を得た。1.染色方法の工夫による色数の拡大をめざし、タデアイによる生葉染めで、青色色素のインジゴ以外に、赤色色素のインジルビンを生成させ、紫に染色する条件を明らかにすべく研究を行うとともに、タデアイの葉緑素を重ね染めることで、タデアイという1種類の植物から、多色を染色することを実現した。また、藍を塩化銅、硝酸銀、塩化セリウムなどで媒染することで、藍色とは異なる色調が得られた。さらに、茶葉からの染色で、黄緑黒の6色以上の色調を得ることができた。2.変退色しやすい天然染料の、変退色の要因を解明し堅牢性を高める方法の開発をめざし、クエルセチン(たまねぎ外皮)染色布について、洗濯による変退色に及ぼす洗剤構成成分の影響を調べたところ、染色布の洗濯による変退色は洗剤組成によって異なり、特に色相の変化が顕著に認められ、洗剤成分のうち、金属イオン封鎖剤の影響が大きいことがわかった。また、堅牢性の低い紅花について、花弁から自家抽出した赤と黄、食品添加物用にメーカーで抽出分離された赤と黄を用いて各種繊維を染色し、繊維基質、抽出分離の違いによる染色性の違いを調べ、キセノンアーク灯光への暴露による変退色を検討した。3.天然染料の利用を広げるべく、えんじゅ、ラック、蘇芳から金属イオンによりレーキを作成し、堅牢性を検討した。4.藍染めには蛇よけ効果や薬用効果があると言われるので、中色・濃色の天然藍染布と合成藍染め布の、真菌に対する抗菌性を調べたが、抗菌性は認められなかった。

自然からの色を身につけたいということから、天然染料への関心が高まっている。しかしながら、天然染料およびその染色物には多くの短所があるので、それらを補うとともに、抗菌性などの新たな付加価値を見出すべく昨年度に引き続き研究を行った。1.染色方法の工夫による色数の拡大につながる、タデアイの生葉染めによる多色染めにおいて、インジルビンが多く生成し、紫色に染色できる種々の条件を明らかにした。また、飛鳥・奈良時代の茜染・紫染めの重ね媒染による再現を試みるとともに、刈安への適用を研究した。その結果濃色効果が得られるとともに、耐光堅牢度の上昇も見られた。2.変退色の要因を解明し堅牢性を高める方法の開発をめざし、コチニールで染色し金属媒染した羊毛布について、洗濯による変退色を調べ、その程度は媒染剤の有無・種類と洗剤によって異なること、界面活性剤よりも金属イオン封鎖剤の影響が大きいことがわかった。また、耐光性の改善をめざし、紅花色素のカルタミンについて媒染効果を検討したところ、鉄媒染と銅媒染で耐光性が向上することがわかった。さらに、暗所下の変退色に対する環境要因、温湿度と酸素の影響も検討し、媒染に退色抑制効果が確認された。耐光性については、銅クロロフィリンや、ラック、スオウ、エンジュ、アセンヤクなどの天然染料から作った天然レーキ顔料についても調べた。3.主な市販植物染料18種についての抗菌性を調べたところ、10種に抗菌性が認められた。さらに媒染した場合の抗菌性も検討した。また、抗菌性に関する検討は銅クロロフィリンに対しても行い、大きな抗菌性があることを確認した。ただし、マイクロカプセルに封入すると抗菌性は無効となった。
Neuropathic Painの新しい治療法の開発 電気生理学的手法・形態学的手法・行動学的手法など多角的な研究手法を用いて

最初に今まで知られていなかったり、また注目されていなかった脊髄における神経伝達物質に焦点を当て、脊髄侵害刺激伝達における役割を検討した。その中で、特にneuropathic pain治療の効果が見込まれる神経伝達物質に関して、neuropathic painの動物実験モデルを用いて検討を行った。これらの神経伝達物質には、nociceptin・pituitary adenylate cyclase activating polypeptide(PACAP)・N-acetyl-aspartic-glutamate(NAAG)・orexinなどが含まれる。これらの神経伝達物質はいずれも侵害刺激伝達に関与していることが確認された。このうちNAAGに関しては、NAAG自体が侵害刺激を伝達し、その分解酵素を阻害することにより鎮痛効果が得られることが解った。他の物質は、侵害刺激伝達を調節することによりその物質自体が鎮痛効果を有することが解った。特にnociceptin・NAAG・orexinに関してはneuropathic painモデルを用いた検討まで進み、その有効性を確認することが出来た。Nociceptinに関するデータはすでに出版済みであるが、NAAG・orexinに関する成果は、現在投稿準備中である。行動学的手法と形態学的手法を用いて、nociceptin髄腔内投与のneuropathic pain発症に対するを検討した。Neuro-pathic painのモデルとしては、絞扼性神経損傷モデルと部分神経損傷モデルを用いた。絞扼性神経損傷モデルでは、nociceptinによりthermal hyperalgesiaの発症が抑制され、またFos蛋白の発現も抑制された。一方、部分神経損傷モデルでは、nociceptinはthermal hyperalgesia発症に対しても、またFos蛋白発現に対しても効果がなかった。このことから、neuropathic pain発症メカニズムは、モデルにより異なることが示さた。従って実際の臨床における治療では、患者によりその有効な治療法が異なることが示唆され、今後はより普遍的な治療法の開発が必要であることが示唆された。次に、新たな治療法開発のため、NAALADaseの阻害薬である2-PMPAの研究を始めた。NAALADaseは、mGluR3の強力な内因性作動物質であるNAAGの分解酵素であり、2-PMPAによりNAAG量が増加することが期待される。最初に、2-PMPA髄腔内投与の有効性を検討するため、ラットフォルマリンテストを用いて検討したところ、2-PMPAが鎮痛効果を発揮することが示された。今後は、2-PMPAのneuropathic painに対する効果を検討する予定である。抗癌剤によるneuropathic painモデル作成は、taxsolを用いて行っているが、再現性の良いモデルの作成は未だできていない。電気生理学的検討に関しては、生後2週のマウスからの摘出脊髄から、脊髄後根を刺激することにより脊髄前根から記録されるslow ventral root potential(slow VRP)が再現性良く記録できるようになったところである。NAALADaseを介した侵害刺激伝達のメカニズムの検討を行った。NAALADase活性を抑制することによりNAAGが蓄積し、またシナプス外でのglutamateの産生が抑制されることが知られている。NAAGは、抑制他の作用を有するmGluR3の作動薬であり、かつNMDA受容体のagonist/antagonistとして働く。NAALADaseの抑制薬として2-PMPAを用いて検討を始めた。2-PMPAを髄腔内へ投与するとNMDA受容体に依存した疼痛であるフォルマリンモデル及びカラゲニンモデルで鎮痛効果を示すがNMDA受容体に依存しない疼痛である熱傷モデルと術後痛モデルでは効果を示さなかった。しかしながら、2-PMPAはmGluR3に対して拮抗作用があることが報告され、NAALADase抑制の効果の一部しか検討できていなかった可能性が考えられた。そこで、米国Georgetown大学Neale教授との共同研究で、NAALADaseの抑制薬でかつmGLuR3に対して何ら効果のない化合物であるZJ11とZJ17を用いて検討を再度開始した。その結果、ZJ11及びZJ17を髄腔内投与すると2-PMPAと同様にフォルマリンモデルで鎮痛効果を示し、なおかつ脊髄後角第I-II層でFos蛋白の発現を抑制することを見いだした。次に、神経因性疼痛モデルである部分結紮モデルに対して2-PMPA,ZJ11,ZJ17を投与して検討をした。このモデルは、NMDA受容体非依存性の疼痛であることを報告している。

結果、2-PMPAを髄腔内投与してもアロディニアは抑制できなかったが、ZJ11及びZJ17はアロディニアを投与量依存性に抑制することを見いだした。従って、NAALADaseを抑制することによりmGluR3を活性化し、その結果として神経因性疼痛を抑制する可能性が示唆された。本年度は、本研究の最終年度であり、今まで検討してきた薬物の神経因性疼痛に対する効果を検討した。薬物としては、orexin-A、NAALADase inhibitorを用いた。これらの薬物は、本研究の前には検討されたことのない薬物である。神経因性疼痛の動物実験モデルとしては、ラット坐骨神経を半周堅く結紮して作製するSeltzerモデルを用いた。また、神経因性疼痛の評価は、von Freyfilamentを用いて、mechanical allodyniaの程度を測定することにより行った。Orexin-Aを髄腔内投与すると、mechanical allodyniaの程度は、投与量依存性に抑制された。この効果は、orexin-1受容体の拮抗薬であるSB-334867により完全に拮抗できることにより、脊髄のorexin-1受容体の活性化によるものと考えられた。また免疫組織化学的な検討によると、Seltzerモデルでは後根神経節においてorexin-Aの発現細胞が増加し、また脊髄後角においてもorexin-A陽性の領域が増加していることが確認され、神経因性疼痛とorexin-Aとの関係が確認された。また、orexin-Aによる副作用は見られなかった。NAALADaseに関しては、米国George Town大学のProfNealeより提供されたZJ-11及びZJ-43を用いた。これらの薬物を髄腔内投与及び静脈内投与しその効果を検討した。いずれの場合も、投与量依存性に神経因性疼痛の程度は抑制された。また、これらの薬物による副作用は見られなかった。以上のように、これらの薬物は副作用無く神経因性疼痛に対して高い有効性を示したことより、今後の臨床応用に向けてさらなる検討を行う価値のある薬物であることが確認された。
転写制御における核と葉緑体間のシグナル伝達機構

「目的」本研究は、葉緑体に存在する2種のRNAポリメラーゼのうち、光合成遺伝子の転写にかかわる葉緑体コードのRNAポリメラーゼ(PEP)に焦点を当て、その機能転換にかかわる核-葉緑体間のシグナル伝達の分子機構を明らかにすることを目的とした。「結果・考察」1.光化学系IIのD2タンパク質をコードする葉緑体psbDプロモータからの転写が、恒明条件下で24時間周期の概日リズムによる活性変化を示すことを明らかにした。2. PEPのシグマサブユニットである核コードのsigA遺伝子のmRNAレベルが、psbDプロモー夕の活性変化と全く同じ24時間周期の概日リズムを示すことが分かった。3. Run-On解析から、葉身下部では殆どのPEPプロ毛一夕が光条件に依存せず恒常的に転写されているが、伸長生長が終了した上部では、psbAとpsbDプロモータのみが光応答的に転写されていることを示した。さらにin vitro転写でのプロモータ解析から、葉身下部のPEPは転写開始に-35および-10配列を要求するが、上部の葉緑体PEPは、Extended-10プロモータ配列(psbAプロモータ)あるいは上流エンハンサー配列(psbDプロモータ)を認識することで-35配列を欠いたプロモータからも転写を開始できることを明らかにした。このPEPのプロモータ認識性の変化にシグマ因子が関与している可能性を検討する。4. psbAプロモータのコントロール下でGFPを発現させるタバコ葉緑体形質転換体を作成した。蛍光観察から、GFPが葉緑体で特異的に発現していることが確認された。一方、-35配列を破壊した変異プロモータの活性は、野生型に比較して低かった。今後、この系を利用して発達ステージに伴ったPEPのプロモータ認識性の変化についてin vivoで検討する。
CTスキャナによる土壌構造の解析に関する研究

耕うん土壌の三相分布とCT値の関係を調べるため、モデル土壌構造について、CTスキャナで断層撮影を行った。モデルは、東京農工大学附属農場の土壌を採取、篩い分けして、内径100mm、高さ600mmの塩ビ製円筒に充填し、円筒底部から吸水させて、試料の高さ方向に水分分布をもつ構造のものである。これを10mm間隔でCTスキャンして、断面のCT値分布と土壌三相との関係を統計的に解析した結果、試料含水率とCT値とは線形1次の関係を認めた。この関係式を用いれば、土壌の乾燥密度が一定であるものについては、CT値を測定することにより、含水率を求めることが可能である。実際に耕うんした土壌の構造的特徴を調べたために、種々の耕うん用作業機を用いて耕起した土壌を内径160mm、高さ250mmの塩ビ製円筒に採取して、CTスキャンを行った。その画像デ-タをパソコンをベ-スにした画像処理装置で解析した結果、土壌が土塊に分割されたものについては、画像から土塊を識別でき、その大きさや分布を求めることができた。ただし、粒径が2mm以下の土塊については、画像処理装置での解析は難しく、今後の検討課題である。以上のように、上記の解析手法を用いることにより、耕うん用作業機の土壌反転性や砕土率、土壌含水率等の土壌構造に関する特徴を非破壊的に、短時間かつ正確に解析することが可能であることが本研究の成果として得られた。
進行膵癌に対するがん化学療法の費用対効果に関する検討

本研究は進行性膵がんの化学療法について費用対効果を検討するものである。文献データ、患者コホート、病院レセプトデータ、医療データベースなど様々な医療情報を用いて、治療実態を加味した上で、膵臓がんに対する治療選択の実態、及び化学療法の有効性並びに安全性のデータを収集する。さらに、医師や薬剤師など、がん化学療法を提要している医療者に対して患者QOLや治療コストの調査を実施する。これらの情報を医療経済におけるモデル分析の手法を用いて統合することで、進行性膵がんの治療ガイドラインで推奨されている治療方法の費用対効果並びに財政的影響について定量的に分析する。