hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レトロポゾンを用いたヒゲ鯨類の種同定法の開発研究

クジラ目ヒゲクジラ亜目は大形の哺乳類であり、水中生活をする特徴などから、これらの系統関係の評価には大きな関心が寄せられている。これまでヒゲクジラ亜目の系統関係の評価は形態学、古生物学、分子系統学など様々な分野で報告されてきたが、いまだにその系統関係は不明な点を残している。今回、レトロポゾンの一種であるSINEの挿入解析を行なった。その結果、南氷洋ミンククジラのいくつかの座位においてSINEの挿入多型が観察され、北太平洋ミンククジラのそれらの座位におけるSINEの挿入はいずれも固定していることが明らかになった。また、ミトコンドリアDNAの全長配列をヒゲクジラ類6檀で配列決定し、その配列に基づいて系統類縁関係を推定した。その結果、決定した6種のミトコンドリアDNA全長配列は長さ、構成とも哺乳類一般に報告されている特徴と一致していた。系統類縁関係を推定するため最尤法を用いて系統樹を構築したところ、これまでのヒゲクジラ類における系統解析と同様にセミクジラが最初に分岐することが示された。さらに、系統関係が暖昧であったナガスクジラ科は3つのクレイドに分かれた。クレイドIがニタリクジラ、イワシクジラ、シロナガスクジラ、クレイドIIがナガスクジラ、ザトウクジラ、クレイドIIIが南北ミンククジラであった。本研究で示されたナガスクジラ科の系統関係はこれまでArnasonら(1993),Amason and Gullberg (1996)がmtDNAの部分配列を用いて解析したヒゲクジラ類の系統関係とは異なっていた。本研究で用いたデータはミトコンドリアDNAの全長配列という包括的なデータであり、ミトコンドリアDNAを用いたヒゲクジラ類の最終的な系統解析と言える。さらに、核DNAのSINE法を用いた解析との比較により、ヒゲクジラ亜目の進化の過程が明かとなる。クジラ類は従来、形態的特徴からハクジラ類とヒゲクジラ類に大別されてきたが、近年分子系統学的解析によって、ヒゲクジラ類がハクジラ類の内部系統から派生したとする結果が報告された。この問題は単にクジラの系統分類上の論争に止まらず、分子進化学的手法の真偽性・有効性の議論にまで発展し、形態学者の大反対を誘発した大問題であるが、論争は未だ決着しておらず、本研究が解明を試みた対象の一つである。鯨類・反芻類・カバのゲノムに存在するSINE(CHR2ファミリー)の中でもクジラ類進化の比較的後期に増幅したサブファミリーの存在が判明している。マッコウクジラ、アカボウクジラやイルカ類のゲノムDNAライブラリーより、先に述べたSINE配列をプローブとして多数の陽性クローンを単離し、SINEが挿入されている座位の塩基配列を決定した。SINE配列の上流側と下流側の周辺領域にアニールするプライマーをデザインし、解析対象となる生物種群のゲノムDNAを鋳型にPCRを行った。この際、PCRに使用したそれぞれの種において、その遺伝子座にSINEが挿入されていなければSINE配列の長さの分だけ短い増幅産物が観察される(フランキングPCR)。多数の座位についてこの解析を行い、全てのハクジラ類でSINEの挿入が見られるがヒゲクジラ類では見られないパターンを示す(ハクジラの単系統性を示す)座位の同定に成功した(投稿中)。これまでヒゲクジラ亜目の系統関係の評価は形態学、古生物学、分子系統学などの様々な分野で報告されてきたが、いまだにその系統関係は不明な点を残している。

その結果、南氷洋ミンククジラのいくつかの座位においてSINEの挿入型が観察され、北太平洋ミンククジラのそれらの座位におけるSINEの挿入はいずれも固定していることが明らかになった。また、ミトコンドリアDNAの全長配列をヒゲクジラ類6種で配列決定し、その配列に基づいて系統類縁関係を推定した。その結果、決定した6種のミトコンドリアDNA全長配列は長さ、構成とも哺乳類一般に報告されている特徴と一致していた。系統類縁関係を推定するため最尤法を用いて系統樹を構築したところ、これまでのヒゲクジラ類における系統解析と同様にセミクジラが最初に分岐することが示された。さらに、系統関係が曖昧であったナガスクジラ科は3つのクレイドに分かれた。クレイドIがニタリクジラ、イワシクジラ、シロナガスクジラ、クレイドIIがナガスクジラ、ザトウクジラ、クレイドIIIが南北ミンククジラであった。本研究で示されたナガスクジラ科の系統関係はこれまでArnasonら(1993),Arnason and Gullberg (1996)がmtDNAの部分配列を用いて解析したヒゲクジラ類の系統関係とは異なっていた。本研究で用いたデータはミトコンドリアDNAの全長配列という包括的なデータであり、ミトコンドリアDNAを用いたヒゲグジラ類の最終的な系統解析と言える。さらに、核DNAのSINE法を用いた解析との比較により、ヒゲクジラ亜目の進化の過程が明らかとなる。
第一原理計算によるマルチフェロイクスの電気分極発現メカニズム解明

酸化物マルチフェロイクスにおいて電気分極発現機構について解明をおこなった。交換歪みによる機構は以前から知られていたが、本研究ではより一般的なスピン軌道相互作用に起因した電気分極発現メカニズムについて、第一原理計算から明らかにした。第一原理計算によるマルチフェロイクスの電気分極発現機構を調べるため、以下のように電気分極の計算について計算と考察をおこなった。(1)ペロブスカイト型結晶についてLaMO_3において磁性原子Mによって電気分極がどう変化するか調べる為,M[d^1-d^5(Ti^<3+>-Fe^<3+>)]と遷移金属元素を置き換えて,スパイラル磁性における電気分極の計算をおこなった.また,擬ポテンシャル計算の際にスピン軌道相互作用パラメータを人為的に増幅することでその効果を調べた.さらに、局所的な歪みを仮定し、磁気構造と格子歪みのカップリングについて考察した。これらから、下記のことが解った。(i)スパイラル磁性・スピン軌道相互作用による機構(ii)コリニア磁性・格子歪みによる機構(iii)コリニア磁性で磁化方向の変化と極性構造による機構以上の結果は現実の複雑な電気磁気効果の解釈に役立つと考えられる。(2)RMn03系(R:希土類)と三角格子・カゴメ格子系について試行計算の結果を踏まえて,現実の系として,RMnO_3系(R:希土類)に取り組んだ。RMnO_3は希土類の種類によって系統的に歪みと磁気構造が変化することが実験により報告されている.これを踏まえて,まず,歪みと磁気構造の関係を明らかにした。また、Mnスピン間の有効交換相互作用の計算をおこない,歪みによってそれらがどう変わるかを明らかにした。実際に電気分極の発現が報告されているのは,RがGd,Tb,Dyであるが,La-Erまで全ての希土類元素とYの場合について歪みで電子構造,交換相互作用,電気分極がどう変わるか計算をおこない、系統的に電気分極が変化することが解った。また、三角格子・カゴメ格子系に関してもスピン軌道相互作用によって電気分極が発現していることが解った。(1)「極性磁性体における電気磁気効果」結晶構造が極性を持つ磁性体の『電気磁気効果』について調べた.ペロブスカイト型酸化物と低次元なモデル系について、電気分極を人為的に発生させ、コリニアな磁気構造で磁化方向を変化させて、スピン軌道相互作用を含んだベリー位相法による電気分極の第一原理計算をおこない、次のことを明らかにした。(i)磁化の方向を変化させることで電気分極が変化すること(ii)低次元系ではスピンスパイラル磁気構造ではピッチ方向とその他の方向では化学結合的な環境が異なり、スパイラル磁気構造の違いで電気分極を生ずる(2)「人工超格子の計算物質設計と軌道モーメントの電気分極への影響」LaAlO_3/LaMO_3(M=Ti, VCr, Mn, Fe)のペロブスカイト型の人工超格子を設計、ノンコリニア磁性を考慮し、スピン軌道相互作用を含んだベリー位相法による電気分極の第一原理計算をおこなった。Cr, Mn, Fe系については,スピン軌道相互作用起源の異方的交換歪みをを示し、局所スピンの外積に比例する電気分極が生じることが解った。一方で、Ti, V,系についてはd1, d2電子系であり,軌道モーメントが生じた効果により、単純に局所スピンの外積に比例しないことが明らかになった。(3)「スピン軌道相互作用・ノシコリニア磁性と電子状態」マルチフェロイック系におけるスピン軌道相互作用・ノンコリニア磁性に起因した電気分極の研究と関連して、他の磁性体(Mn酸化物,グラフェンナノリボン)におけるノンコリニア磁性の登現機構やノンコリニア磁性によって電子状態の変化が起こることを明らかにした。また、スピン軌道相互作用と構造の相関を明らかにする研究として、スピン軌道相互作用の強いBi薄膜について、スピン軌道相互作用を考慮した第一原理計算によって安定構造と電子状態を明らかにした。
地衣類調査をテーマにした科学的発見の歓びを実感する科学教育プログラムの開発

岐阜県内を中心に地衣類調査を行い、約150属、350種の地衣類を確認した。確認した地衣類の生態写真や顕微鏡観察画像を用いて、webサイト教材「進化する地衣類図鑑」を構築した。岐阜県内の高校理数科の生徒を対象に、地域の地衣類相に関する課題研究を行った。参加した生徒は2校10名であり、そのうち2名は日本地衣学会で発表した。研究終了時に研究を行った生徒を対象に、意識調査を質問紙を用いて実施した。高校の理数科の生徒の課題研究として地衣類調査を行うことは、科学教育的に意義があることを示している。本研究の目的は,岐阜県内の高校生と連携して地衣類調査を行うことで,次世代の科学技術を担う人材育成に貢献することである.地域の地衣類の調査を高校生の科学研究として実施するには,野外での見分けに役立つ検索しやすい図鑑が必要である.そのため,2010年からwebサイト教材「進化する地衣類図鑑」の構築を進めている.科学教育プログラムとしては、岐阜県内の高校生が中心になって地衣類の調査を行い,確認した地衣類の同定について,大学教員や専門家がアドバイスすることで,新種や希少種を確認し,ひいては調査地域の地衣類相を明らかにすることで,地衣類相と自然環境の関わりについて考察していく.さらに,地域の地衣類相の解明や新種の記載などについて,学会等で研究発表するなかで,科学的発見の喜び,研究の進め方や発表の仕方を学び,将来科学技術分野で活躍する人材を育成するという構想である.2011年度には,岐阜県立加茂高校の生徒1名が本研究に参加し,本学会で発表を行った(柴垣ほか,2011).さらに、岐阜県西濃地域に位置する大垣東高校生についても2011年から調査を始め,2012年には日本地衣学会で講演を行った(日比野ほか,2012)。webサイト教材「進化する地衣類図鑑」については、構築を始めた2010年以降着々とデータを追加し、現時点で約150属300種を掲載した。この中には、日本新産のダイダイゴケ科地衣類Caloplacadecipiensが含まれる。これまでに確認した地衣類の属、種の数は、本研究で目標とした数値にほぼ到達した。今後も、岐阜県で確認された注目種や日本新産の地衣について、高校生と連携して、野外での生育状況を記載するほか、子器内部形態の観察を行っていく。本研究の目的は,岐阜県内の高校生と連携して地衣類調査を行うことで,次世代の科学技術を担う人材育成に貢献することである.平成25年度は、岐阜県飛騨地域、美濃加茂地域において地衣類調査を継続して行い、webサイト教材「進化する地衣類図鑑」への地衣類画像の登録を継続した。3年間で登録した地衣類は150属350種に達し、当初の研究目標を達成した。一方、地衣類調査をテーマにした高校生の課題研究については、大垣東高等学校理数科2年生5名が岐阜県西濃において研究を行った。また、大垣東高校生の過去3年間にわたる研究で確認した地衣類チェックリストを作成した。こうした研究において、生徒は自主的に地衣類調査方法、分類群の同定方法を学び、科学的研究方法を習得していった。今年度は最終年度であり、本研究で開発したプログラムについて、実際に課題研究に携わった高校生8名にアンケートを実施した。地衣類に対する興味・関心については、全員が「研究して好きになった」と答えた。理由としては、知れば知るほど面白い、子器断面を切って観察するのは大変だけど面白かった。研究していく中で地衣類にも個性があることがわかって好きになったといった感想があった。また、この課題研究を通じて研究者になりたいと思ったかについては、50%(4名)の生徒が研究者になりたいと答えている。アンケート結果を分析すると、高校生の課題研究のテーマとして、地衣類調査は好意的に受け止められており、来年度に課題研究を実施する後輩にもぜひ地衣類調査を続けてほしいといった希望も寄せられた。課題研究としての地衣類調査をスタートさせるには、高校教員が地衣類分類学を専門とする大学や博物館の研究者と連携する必要があるが、研究上生じた疑問点や研究の進め方については、メールなどで情報のやりとりを行って支援すれば、高校生が自律的に研究を行うことが可能であることが示された。本研究の目的は,岐阜県内の高校生と連携して地衣類調査を行うことで,次世代の科学技術を担う人材育成に貢献することである.岐阜県は濃尾平野から3000m級の北アルプスまで自然環境が多様で,さまざまな地衣類が生育していることが期待される.しかし,系統的な地衣類調査が行われておらず,確認されている地衣類は120種程度であった.

本研究では,地域の地衣類の調査を高校生の科学研究として実施し,地域の地衣類相の解明や新種の記載などについて,学会等で研究発表するなかで,科学的発見の喜び,研究の進め方や発表の仕方を学び,将来科学技術分野で活躍する人材を育成する.地域の地衣類を調査し,生育する地衣類の種類を同定するには,多様な地衣類の生態を撮影した地衣類図鑑が必要である.地衣類は生育環境によって形態の変異が大きいものもあり,生態写真を集めた図鑑を構築する必要がある.本研究では,岐阜県内を中心に,野外調査で生態写真を集め,webサイト教材「進化する地衣類図鑑」の構築を進めている.掲載する地衣類は,分類群ごとに整理する一方,外部形態の特徴などによるグループ化も行っており,初学者でも分類群が絞り込めるような工夫を行っている.これまでに掲載した地衣類は120属,260種である.このなかには,アツミダイダイゴケ,サラゴケのほか,稀種とされるキビノサラゴケ,ウロコイボゴケ,オワリウメノキゴケなどが含まれている.これまでの取り組みで,千葉県立中央博物館への標本の流れもできつつあり,今後は岐阜県内の高校生や地衣類分類学の専門家との緊密な連携が課題である.本研究は、概ね計画どおりに研究が進んでいる。岐阜県を中心に記載した地衣類の数は、150属、300種に達し、ほぼこの研究で3年間で目指した数値目標をクリアした。掲載した地衣類は、webサイトの「理科教材データベース」、「進化する地衣類図鑑」に掲載している。高校生との連携については、昨年度の岐阜県立加茂高校、大垣東高校生それぞれ1名が研究に参加したが、今年度は、大垣東高校生3名が、養老公園、池田の森において地衣類調査を行っている。本研究では、ウェブ上に掲載している「進化する地衣類図鑑」を構築している。本研究の達成目標を150属、300種と設定したが、現在までに130属、260種の地衣類について、生態写真を撮影し、図鑑化した。本年度の取り組みで、研究目標を達成する目処がついた。高校生による科学研究については、岐阜県立加茂高等学校の生徒1名、岐阜県立大垣東高等学校の生徒1名が地域の地衣類調査を行った。課題研究レポートにまとめると同時に、日本地衣学会の大会において、口頭発表を行っており、地衣類研究をテーマにした高校生対象の科学教育プログラムの方向性も確立できた。また、新種1種、国内新種2種を含む、稀種を確認し、日本地衣学会誌Lichenologyに報告論文として6編投稿し、掲載された。現在2編は投稿中である。次年度は、研究の最終年度であり、これまでの研究を継続し、成果を取りまとめる。高校生との連携については、新たに研究に着手する生徒を見出す必要があるが、昨年度の大垣東高校生3名が、意欲的に研究を行い、研究発表を行っており、新2年生の中にも地衣類調査を希望する生徒が現れるのではないかと期待している。岐阜県内の地衣類調査については、岐阜県北部や高山性の地衣類の調査を続けて、新たな地衣類を発見、記載していく。「進化する地衣類図鑑」のさらなる充実に向けて、岐阜県内の地衣類調査を進める。また、掲載種数の充実に向けて、生育環境の異なる国内各地の調査も進め、150属、300種の達成を目指す。高校生の地衣類調査の支援を継続し、携わる生徒の数を増やしていく。また、高校の学会発表を支援していく。さらに、発見した新種、稀種については、外部形態、内部形態を記載し、学会誌に投稿していく。本研究に必要な設備はほぼ整っているが、新たに研究に着手する高校生のために、地衣類図鑑、デジカメなどを用意する。
租税立法過程に関する日米英比較研究

本研究は、租税判例の動向から、用語の通常の意味に即した解釈を重視する租税法学における解釈原理に、さらなる説明が必要であるとの問題関心の下で、我が国、米国及び英国における司法と立法における最近の動向を追跡し、具体的な法令レベルでの立法の経緯に可能な限り接近することで、これを記述しつつ、後の法解釈に影響を及ぼしうるような我が国における租税立法及び命令等の制定過程における問題点と特質を浮き彫りにしようとするものである。第一年度に、我が国の租税判例の調査を通じ、どのような立法資料がどの程度参照されたかを探り、また、違憲審査基準を整理することで、解釈論からの租税立法過程の民主的統制の強化を押し進めるための基礎的な研究を行う。第二年度は、米国の調査研究を行う。租税立法過程に関する基本文献の収集と読み込みを行う。第三年度は、英国の調査研究に取り組む。我が国と同様に議院内閣制を採る英国における租税立法過程を描写した我が国の既存研究は非常に限られており、その記述自体でも学術的貢献に繋がると期待される。第四年度は、研究のとりまとめに当てる。これまでの議論の整理を通じ、特に我が国への具体的な示唆へと論を展開することが課題となる。本年度は、租税判例等の資料追跡から、我が国における立法資料の重要性をまず確認する作業を行う目的上、有用な裁判例2件にっき判例研究を行い、うち1件は、「速報判例解説法人の詐欺被害による損害賠償請求権の発生に係る益金の計上時期は被害発覚時の事業年度であるとされた事例」『法学セミナー増刊速報判例解説』3号291-294頁(2008年10月)として公刊した。また、英国における租税立法技術として注目されている、principles-based legislation(具体的な法律条文に、立法過程において公開諮問等を通じ利害関係者の意見を踏まえて練られた立法趣旨を条文解釈に際し参照されるべきものとして明記)の動向について論じた英語文献について報告し、その翻訳を公刊した(Adam Blakemore「金融商品を用いた租税回避に係る英国歳入関税庁の諮問文書の外観」租税研究710号168-196頁(2008年12月))。英国では、判例法主義の伝統にかかわらず、米国的な立法趣旨・意図を根拠にする裁判官の広範な裁量を許す租税回避への解釈上の対処ではなく、むしろ予測可能性を担保すべく文言主義的なアプローチが基本的には支持されており、その利点を活かしつつも課税の間隙を埋める工夫として、このような立法が注目されていることが判明した。公開諮問を通じた民主的立法過程の動向と合わせて、さらに掘り下げるべき立法過程条の論点として注目したい。また、本年度は、経済産業省・国際租税小委員会の委員として、次年度税制改正の各省要望の過程に実際に参画することができた。同委員会が行った外国子会社からの受取配当非課税という、これまでの国際租税法の基本枠組みに影響を及ぼす恒久立法の提案は、殆どそのまま実際に立法化されるに至ったのであり、特に本研究の初年度において、この上なく得難い参与観察的な経験であった。本年度は、米国租税法の立法過程に接近すべく研究を行う年度であった。この目的のため、特にわが国で近時改正の必要性を巡る議論の盛んな外国子会社合算税制をめぐる米国のSubpart F立法の経緯と仕組みを追跡することで、より具体的な考察を行った。また、国際課税立法に関しては、OECD等の国際機関を通じた国際的な制度の収斂が期待されているところ、今後各国で立法措置が必要となる事業再編に係る移転価格問題に関し、OECDへのわが国経済界の意見提示の過程に関与することで、その実情についての参与観察的な機会を得ることができたことが収穫であった。米国連邦議会では、通例、下院歳入委員会報告書、上院財政委員会報告書、両院協議会報告書、さらに、両院税制委員会の報告書と成立した法律に係る一般的説明(general expnalation)が参照でき、これら(特に両院税制委員会報告書)は解釈への影響力も大きく、租税法の趣旨解釈を予測可能性を担保する形で支えている。もっとも、委員会報告書には、特定の納税者を救済するべく意図された脚注が付されるなど、特定の納税者の働きかけの成果あるいは特定の納税者への配慮と目しうる歪みが生じうる点の問題が指摘されている。例えば、Hanna, Christopher H., The Magic in the Tax Legislative Process, 59 S.M.U.L. Rev. 649(2006)参照。立法府の民主的関与の利点を基礎としつつ、この種の潜在的な歪みを排除する仕組みを開発することが、容易には両立しがたい課題として浮き彫りになる。本年度の目標の一つは、英国における租税立法過程の動向を追跡することであった。そこで、近時、同国の国際課税の分野での主要課題の1つとなっている国外所得免除方式の恒久的施設への拡張、実体単位のタックスヘイブン対策税制の租税回避防止立法への純化、研究開発拠点を国内に維持する諸提案の動向を詳細に追跡することにより、英国の国際課税立法の制定過程の客観的描写をすることに取り組んだ。

英国では、主要な租税立法の改廃に際しては、英国財務省・歳入関税庁の手に成る諮問文書が作成され、これが広く公開されて、国民の意見を募り、法令に反映させる制度が確立している。実際、事業の国外流出を懸念し、これに対抗するために、earn-out chargeと称される、いわゆる所得相応性基準(米国内国歳入法典482条後段に86年改正で導入)に相当する制度の導入を提案したが、納税者(英国の主要企業等)からの、遡及的課税の効果に伴う不確実性への強い懸念が寄せられ、改訂された諮問文書では、earn-out chargeの提案は撤回されて、より予測可能性の高い、タックスヘイブン対策税制による対処へと方向転換を遂げている。このように、英国の公開諮問の制度は、立法過程への国民の参加と民主的統制を強化しており、このような制度を欠く我が国にとって、大変に参考になるものと言える。特に、我が国において、透明性を欠くのは行政上の準則(命令、通達等)の制定過程であるところ、そこへのかかる公開諮問の制度の導入は、現状を多少なりとも改善するものと期待されるところである。来年度は、米国の制度を参考に、行政上の準則の民主的統制を巡る議論について、掘り下げることを予定している。本年度は、本研究の最終年度であり、研究の第一の目的として、租税行政立法の統制のあり方を検討することを掲げていた。租税法の分野では、毎年度の立法府による税法改正がなされると、これに関連する命令等(政令、省令、通達等)も合わせて制定・公表されることが多い。租税法律自体には、抽象的な要件のみを記述しておき、その細則については、施行令、施行規則等に一般的に又は個別に委ねられ、或いは執行上の指針が通達において示される傾向がある。税務上、これらは概して従っておくべき基準として機能している。そうであれば、かかる命令等を租税法律主義の要請に従い民主的にどのように統制すべきかは、我が国でももっと問われてよい。その第一の手段となりうる意見公募手続の根拠法たる行政手続法は、税制改正に伴う命令等の改正・修正を適用除外としているところ、本研究の調査から、現に命令については結果の公示のみ(適用除外)とされる一方で、租税に関する通達が、時折行政手続法上の意見公募手続にかかっていることが判明した。それぞれの重要性に鑑みれば、これは理想とは逆の帰結であるとの仮説の下で、米国法の租税に関する命令等の統制過程について、米国の行政手続法上の要請を踏まえて考察するとともに、命令等で示される執行府の解釈に対する裁判所の敬譲の動向について研究を進めた。その結果、裁判所が、意見公募手続を経た行政解釈を尊重する傾向があることをつきとめ、それが、米国財務省に対し、意見公募手続を経る誘因となっている可能性について指摘した。行政手続法の改正による同手続の適用範囲の拡大による対応も一案ではあるが、かような間接的な形での、しかし十分に意味のある動機付けについては、租税法律主義の下、単に行政解釈の違法・誤りかそうでないかという問いを続けるよりも、現実を踏まえた能動的な態様での民主的統制の手法として検討に値するとの結論を得た。
NOによる海馬からのカテコラミン放出とNO担体としてのL-システイン

私達はラット海馬切片からSNPやSNAPなどのNO供与体がノルアドレナリン(NA)放出を促進することを見いだした。得られた新和見は以下の通りである。1)NO供与体は単独では,cGMP含量を増加させたが,NA放出促進作用は示さなかった。また細胞膜を透過するcGMP誘導体DBcGMPはNA放出に関して無効であった。2)NO供与体はジチオトレイトールやシステインの共存下でNA放出作用を示したことから,ニトロソチオール化合物がNOの活性分子であると推定され,実際に分光学的性質からもその生成が認められた。システインに関してはD体よりL体が低濃度で顕著な作用を示した。3)S-ニトロソシステイン(SNC)は単独で顕著なNA放出作用を示した。これらの知見は生体内に存在するアミノ酸であるL-システインがNOの担体として働く可能性を示唆している。また,4)SNCによるNA放出作用は,細胞外Na非依存性であり,ロイシンなどの特定のアミノ酸により競合的に阻害された。5)アミノ酸トランスポーターのうちシステムLの特異的阻害薬2-amino-2-norbornane-carboxylic acid(BCH)によりSNC作用が消失した。6)SNC作用は海馬切片をカルモヂュリン(CaM)阻害薬(W-7やトリフルオペラジン)やCaMキナーゼII阻害薬(KN-62)と前処理しておくことで消失した。これらの知見は,a)NOがシステインと結合しSNCが生成され,細胞内にアミノ酸トタンスポーターを介して取り込まれ,海馬からのNA放出を促進すること,b)その作用機構はcGMPを介さずにCaM-CaMキナーゼIIを介していることを示したものである。現在,CaM蛋白がどのような修飾を受けているのか,この放出機構にGTP結合蛋白が関与する可能性について検討中である。
西田・田辺哲学と対称性原理との関係性について

西田・田辺哲学の思想史的原型を古代中国の易の陰陽、及び古代インドのウパニシャッドの梵我一如に遡源し、特に田辺哲学の「種の論理」における世界宗教と世界政治との相互否定的関係性を闡明した。しかし、田辺哲学は点的現在中心に限定され、幅と持続性を有した歴史観として、ハイデッガーの元初論や存在史、ホワイトヘッドのプロセス、儒教・仏教の上昇・下降史観、キリスト教の終末論との比較関連において更に脱構築すべきである。西田・田辺哲学は、西洋から見れば、仏教思想史上の近代的展開であるが、絶対無を中心として、永劫回帰等他の面には言及していない。日本思想史の隠れた地下水脈には天台本覚思想が流れ、その天台思想は仏典の解釈体系であり、仏教思想の根拠たる仏典の真理性について確認することは甚だ重要である。また田辺はハイデッガーの生の存在学に対して、無の弁証法を立てるが、ハイデッガーの「別の元初」や「最後の神」及び「非隠蔽性としての真理」観については言及していない。本研究では、非隠蔽性、即ち開顕性としての真理観を仏典の開顕構造の歴史的過程へ比較・応用して、大乗非仏説論の帰納主義的推測の限界を示し、超越論的啓示の可能性を開顕的真理観の立場から論じ、新地平を開いた。田辺はホワイトヘッドの『科学と近代世界』の出来事概念を中心として、その否定媒介的構造を分析するが、他方その主著『過程と実在』には言及していない。アインシュタインの相対性理論が時間の空間化、宇宙の幾何学化であるのに対して、ホワイトヘッドは出来事の関係性から別の相対性原理の解釈を示し、田辺の絶対無に基づくその弁証法的解釈とも類似するが、田辺は現実的存在者における過去の客体的不滅性には言及していない。又ホワイトヘッドの永遠的客体も仏教の法概念とプラトン的永遠のイデアと通ずるが、田辺では永遠的客体には言及せず、又過去の潜勢力も仏教の業概念と通ずるものの、言及されていない。更にホワイトヘッドのプロセスは非対称的不可逆性を示すが、未来に向う無限延長的直線時間観には因果は成立しても、終末論的契機が欠如し、元初への回帰はない。本研究では、田辺の瞬間即永遠観と関連して、ホワイトヘッド、ハイデッガー、キリスト教、天台の時間と永遠の関係性、歴史観について、特に東洋思想の歴史的原型たる易の陰陽の対称性・非対称性の関係からも、東西思想史の隠れた根源的普遍性を考察した。本年度は田辺哲学に影響を与えたドイツ観念論、特にシェリングの「人間は本来、神である」とのテーゼを巡って、仏教の「凡夫は本来、永遠仏である」のそれと比較しながら、歴史的現象としての実定諸宗教と本来の宗教、あるいは宗教それ自体との関係を「体用」の論理から解釈し、ハイデッガー的な真理の非隠蔽性、即ち開顕性とも重合させ、その根源的同一性を探るべく試みた。ハイデッガーの「別の元初」、「最後の神」概念は、田辺自身は当時の資料的制約下で論ずることもなかったが、近年欧米の研究と相侯って極めて重要で、田辺を超えて、その歴史的背景をなす仏教思想、特に法華経の解釈において顕著な類比性を示すことを考察した。またホワイトヘッドの汎心理主義は万物同根や草木成仏を説く東洋思想と親近であるが、田辺はその『科学と近代世界』の出来事観に言及するものの、ホワイトヘッドの『過程と実在』の全体像には及ばず、後者の根本概念たる永遠的客体や過去の客体的不滅性について仏教の法や業概念とも比較し、特に時間の不可逆的非対称性のプロセスと田辺の絶対と相対、主体と客体との交互的否定媒介作用の弁証法との親近性を考察した。更に田辺の「種の論理」から現代世界でも焦眉の急たる政治と宗教の関係について、仏教とキリスト教を歴史的に止揚するあるべき世界宗教の理念と歴史的現実の世界政治との相互否定媒介的関係の構築の必要性も考察し、国際宗教学会で英文で発表した。またスウェーデン・ウプサラ学派、ボストレームの絶対観念論的宗教哲学と天台仏教哲学との類似性を指摘し、両者の比較を同国際学会で発表した。また多様の統一としての美の概念を巡ってホワイトヘッド、ハイデッガー、田辺等を比較考察し、学会で提言した。さらに行為、歴史、永遠の関係性について田辺の「種の論理」からそれぞれ個、種、類に対応するものとして考察した英文論文をロシア哲学会の雑誌に発表した。本年度は国際学会において田辺哲学の類・種・個の三極論理から永遠と歴史との相互否定的な行為的媒介構造とホワイトヘッドの非対称的不可逆的時間構造とを比較し、英文で発表し、外国学術誌にも発表した。

田辺の「種の論理」とヘーゲルの「同一性と非同一性との同一性」の弁証法を比較し、その歴史哲学において、田辺哲学は瞬間的進出即還帰、始元即終末をいうものの、点的現在中心史観に限局され、ヘーゲルの自己否定を通じて原初へ還帰する運動、ハイデッガーの最初と別の元初、ホワイトヘッドの持続的時間等との関連において、幅と持続性、歴史の起源と目的、文化価値の進歩と衰退、等との方向性において更に脱構築すべきことが導かれる。またホワイトヘッドの現実性の生成と消滅との交互否定転換構造、過去の不滅性の作用は弁証法的運動を示し、西田・田辺、ヘーゲル、ホワイトヘッドの綜合的比較の予備的考察をした。特にヘーゲルではその法哲学に見られるように、歴史的現実に対応する論理が追及され、田辺でも世界の現実的構造を解明すべく、世界政治と世界宗教との新たな関係性の構築が求められ、その新しい「種の論理」の立場から提唱された世界的次元での政治と宗教との否定媒介的関係は今日の世界情勢にも妥当性を高めていることを最近のギリシャや日本における史的現実の問題に対するアプローチとしてもその解明を試みた。他方、田辺はハイデッガーとも緊密な関係にありながらも、当時未公開であったハイデッガーの重要文献における「別の元初」や「最後の神」に関しては、田辺自身は言及できなかったが、そのキリスト教的終末論的背景と同時に、他方では儒教的な下降・上昇史観、仏教的な末法史観とも隠れた構造的類比性のあることを比較の地平から聞明を試み、英文で外国図書にも発表した。更にプラトンの不文の秘密学説等に関連してフーコーやガダマー等の哲学的解釈学の方法論についても考察した。
キレート形成による薬物相互作用に関する新規機序の解明と金属吸収亢進のリスクの検討

本研究では、キレート形成に起因する薬物相互作用に関する新たなメカニズムの解明と、相互作用時の金属吸収亢進のリスクを検討することを目的に、ニューキノロン系抗菌薬やテトラサイクリン系抗菌薬と、アルミニウムやマグネシウムなどの金属カチオンを用いて、両者の細胞単層膜透過性を評価する。用いる細胞の種類としては、消化管吸収モデル細胞、血液脳関門モデル細胞、P糖タンパク質過剰発現細胞、OATP過剰発現細胞を予定している。本年度はまず、ヒト大腸がん由来培養上皮細胞(Caco-2細胞)を用いて、テトラサイクリンとアルミニウムの透過性とそこでの相互作用を定量的に解析した。その結果、テトラサイクリンのみかけの透過係数(Papp)はアルミニウム濃度依存的に最大86%低下し、過去のヒト臨床試験報告と良好に対応していた。一方で、アルミニウムのPappは、ニューキノロン系抗菌薬の一種であるシプロフロキサシンの場合とは異なり、テトラサイクリンを併用しても亢進しなかった。以上より、同じメカニズム(キレート形成)により相互作用を起こす抗菌薬でも、アルミニウムの挙動に対する影響はその種類により異なる可能性が示された。しかし、まだ1種類のみの検討であるため、抗菌薬の種類を増やし、包括的に検討していく。また、キレート体の細胞単層膜透過性の評価として、P糖タンパク質過剰発現細胞(LLC-PK1-COL300)細胞を用いた細胞単層膜透過実験にも着手している。研究計画書に沿って、消化管吸収モデル細胞を用いて、テトラサイクリンとアルミニウムの膜透過実験を行い、両者の透過性を定量的に解析した。その結果、アルミニウム併用によるテトラサイクリン透過の低下の程度は、過去のヒト臨床試験報告と良好に対応していた。一方で、アルミニウム透過性は、テトラサイクリンを併用しても亢進せず、ニューキノロン系抗菌薬併用下とは異なる挙動を示す可能性があることが示唆された。以上のように、テトラサイクリンとアルミニウムの透過性および相互作用について、細胞を用いたin vitro検討により、定量的に評価することができ、本内容は学会発表も行うことができた。そのため、おおむね当初の計画書に沿って進捗しており、順調と判断した。引き続き、消化管吸収モデル細胞を用いた細胞単層膜透過実験において、抗菌薬の種類を変えて、抗菌薬および金属カチオンの透過特性を評価していく。また、アルミニウムに関しては、計画書に従い、血液脳関門モデル細胞を用いた脳内移行性の評価を行っていく。
神経筋ネットワーク変性における分子シグナル異常を標的とした治療法開発

A.運動ニューロン疾患における時空間的分子シグナル異常の解明と治療法開発1患者バイオサンプルを用いた検証:これまでの研究代表者の研究より、SrcシグナルがSBMAの病態に大きく関連している可能性が考えられた。そこで患者剖検組織(脊髄・骨格筋)、骨格筋生検組織を用いてSrcシグナルの変化を検証したところ、コントロールと比較してSBMA患者でリン酸化Srcの上昇をみとめ、SBMAの発症初期からSrcシグナルが活性化していると考えられた。さらにSBMA患者より樹立したiPS細胞由来運動ニューロンおよび変異ARを一過性強制発現させたヒト骨格筋細胞におけるSrcリン酸化の評価を行った。これらはいずれもコントロールと比較してSBMAモデルでSrcリン酸化の上昇をみとめ、これまでの結果を支持する内容であった。2Src阻害薬の作用機序の解明:SBMA細胞モデル(神経細胞と筋芽細胞)とSBMAマウスモデル(脊髄と骨格筋)においてSrc阻害薬投与群と非投与群を作成し、Srcのeffector molecule (p130Cas, Stat3, p38MAPK. Akt)のリン酸化レベルについてウエスタンブロットを用いて評価したところ、p130Casの活性化が病態に関与していることが示唆された。そこでSBMA細胞モデルにsiRNAを用いてp130Casの発現を抑制すると細胞のviabilityは改善し、p130Casを一過性強制発現させると細胞のviabilityは低下したことからSBMAの病態においてp130Casの活性化が重要であることが明らかとなった。B.下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズムCAGリピートが97個に延長したヒトARをloxP配列で挟み、C末端にNanolucルシフェラーゼ配列をもつ全長約4.5kbpの人工遺伝子を合成中である。下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズムの解明については、当初の予定よりも多少遅れているが、SBMAにおけるSrcシグナル異常を標的とした治療法開発が予定よりも進行しているため、今後は下位運動ニューロンに着目した研究に注力できると考えられる。SBMAにおける運動ニューロンー後根神経節(DRG)ネットワークに注目するにあたり、研究代表者が以前行ったSBMAマウスモデルの脊髄を用いた網羅的スクリーニングで得た結果を基に、SBMAモデルマウスのDRGを用いて野生型マウスのDRGと比較し、シグナル異常の有無を解析する。その上でAR-floxマウスを用いてDRG特異的にARをノックダウンし、運動ニューロンや骨格筋に与える影響を解析する。A.運動ニューロン疾患における時空間的分子シグナル異常の解明と治療法開発1SBMA細胞モデル、マウスモデルにおけるSrcシグナルの検証:申請者らは以前行ったBio-plexを用いた網羅的解析により、SrcシグナルがSBMAの病態に大きく関連している可能性を考えている。ウエスタンブロットや免疫組織学的手法によりSrcの活性を検証したところ、SBMA細胞モデル(97Q細胞)ではコントロール(24Q細胞)と比較してリン酸化Srcが上昇していることが明らかとなった。また発症前のSBMAマウスモデルにおいても脊髄と骨格筋でSrcの活性化をみとめBio-plexの結果と同様であった。2Src kinase inhibitor (SKI)の効果解析:SBMA細胞モデルとコントロール細胞を分化させSKIであるA419259trihydrochlorideを投与したところ、SBMA細胞モデルであるAR-97Q細胞のviabilityが改善することが明らかになった。さらにこれらの細胞モデルにSrcを一過性強制発現させたところ、mockを一過性強制発現させた細胞と比較して、細胞のviabilityが低下した。以上の結果よりSBMA細胞モデルにおいてSrcのリン酸化上昇が病態を悪化させる可能性が示唆された。次にSBMAモデルマウスに0.5mg/kg/dayのSKIを腹腔内投与すると、phenotypeと生存期間が有意に延長した。3特許出願:SKI投与により、SBMA細胞モデルのviabilityが改善し、さらにSBMAマウスモデルの病態改善をみとめたため「Src阻害薬を有効成分として含有する運動ニューロン疾患治療薬」(特願2017-154884)と題して2017年8月10日に特許申請を行った。B.下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズム:AR-floxマウスを作成中である。申請者は球脊髄性筋萎縮症(SBMA)の分子シグナル異常を標的とした治療法開発において、細胞モデル、マウスモデルを用いてSBMAにおけるSrcシグナル異常を明らかにした。SBMA細胞モデルを用いた実験では、細胞モデル作成から開始し、SBMA細胞モデルに対する複数のSrc kinase inhibitor (SKI)の効果を検討した。またSrcの一過性強制発現によりSBMA細胞モデルの活性低下を示し、SBMAの病態におけるSrcシグナルの関与が明らかとなった。さらにSBMAモデルマウスへのSKI投与では、SKIの中でも水溶性であるA419259 trihydrochrolideの投与により、マウスの脊髄と骨格筋におけるSrcのリン酸化が濃度依存性に低下することを見出した。SKIの投与量と投与頻度を決定した後、非臨床試験を行い、SKI投与群ではSKI非投与群と比較して体重などの各種パラメーターならびに生存率が改善した。これらの結果をもとに「Src阻害薬を有効成分として含有する運動ニューロン疾患治療薬」と題して産業財産権を申請した。下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズムの解明については、ARをコンディショナルにノックダウンさせる方法として、当初の予定であったウイルスを用いる方法ではなく、ノックダウン効率がより高いCre-loxPシステムを採用することとなった。現在SBMAの病原遺伝子であるAndrogen receptorをloxP配列で挟んだ人工遺伝子を合成し、AR-floxマウスを作成中である。

A.運動ニューロン疾患における時空間的分子シグナル異常の解明と治療法開発1患者バイオサンプルを用いた検証:これまでの研究代表者の研究より、SrcシグナルがSBMAの病態に大きく関連している可能性が考えられた。そこで患者剖検組織(脊髄・骨格筋)、骨格筋生検組織を用いてSrcシグナルの変化を検証したところ、コントロールと比較してSBMA患者でリン酸化Srcの上昇をみとめ、SBMAの発症初期からSrcシグナルが活性化していると考えられた。さらにSBMA患者より樹立したiPS細胞由来運動ニューロンおよび変異ARを一過性強制発現させたヒト骨格筋細胞におけるSrcリン酸化の評価を行った。これらはいずれもコントロールと比較してSBMAモデルでSrcリン酸化の上昇をみとめ、これまでの結果を支持する内容であった。2Src阻害薬の作用機序の解明:SBMA細胞モデル(神経細胞と筋芽細胞)とSBMAマウスモデル(脊髄と骨格筋)においてSrc阻害薬投与群と非投与群を作成し、Srcのeffector molecule (p130Cas, Stat3, p38MAPK. Akt)のリン酸化レベルについてウエスタンブロットを用いて評価したところ、p130Casの活性化が病態に関与していることが示唆された。そこでSBMA細胞モデルにsiRNAを用いてp130Casの発現を抑制すると細胞のviabilityは改善し、p130Casを一過性強制発現させると細胞のviabilityは低下したことからSBMAの病態においてp130Casの活性化が重要であることが明らかとなった。B.下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズムCAGリピートが97個に延長したヒトARをloxP配列で挟み、C末端にNanolucルシフェラーゼ配列をもつ全長約4.5kbpの人工遺伝子を合成中である。下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズムの解明については、当初の予定よりも多少遅れているが、SBMAにおけるSrcシグナル異常を標的とした治療法開発が予定よりも進行しているため、今後は下位運動ニューロンに着目した研究に注力できると考えられる。運動ニューロン疾患における時空間的分子シグナル異常の解明と治療法開発においてはSKIの作用機序を解明する予定である。具体的にはSKI投与時のSrcのエフェクター分子の挙動についてウエスタンブロットなどを用いて明らかにする。下位運動ニューロンにおける神経回路障害の分子メカニズムの解明については、人工遺伝子を作成後受精卵にinjectionする予定である。
新しい肝細胞癌治療としてのDON投与の可能性について

ラット肝癌モデルを作成し、肝の癌部、非癌部、小腸粘膜、筋肉での組織内グルタミン、グルタミン酸濃度、及び、他のアミノ酸濃度も測定し、また、DON非投与群、正常飼料投与のコントロール群とも、各項目について測定した。癌部のグルタミン、グルタミン酸濃度は、肝癌ラットではグルタミン濃度が低下しているのに対してグルタミン酸は上昇しておりグルタミン代謝の亢進がみられた。これに対して、DON投与群では、グルタミン酸濃度が有意に低値を示すことにより、グルタミン代謝は抑制されていることがわかった。又、非癌部肝組織でもグルタミン代謝、アスパラギン酸代謝は、強く抑制され、非癌部よりの癌組織へのエネルギー補給経路も著明に阻害されていることが推測され、DON投与により癌組織肝細胞癌でのエネルギー補給、及び窒素基代謝が障害され、DON投与による、癌発育抑制効果が示唆された。DON投与群と非投与群でのカプラン-マイヤー法より求めた累積生存曲線は、DON投与群で優位に生存率の延長を認め、ラットの体重も維持されていた。これはDON投与により肝細胞癌の発育が強く抑制されたためと考えられ、肝細胞癌において、坑癌剤の補助療法の坑腫瘍効果として、DON投与の可能性が示唆され、又、DONを2/mg/kg/dayの濃度では、DON投与による副作用は明かでなく、ラットの体重は維持されているものと思われた。今後は坑癌剤との併用投与を行い坑腫瘍効果としての、DON投与の可能性を研究していきたい。
生物多様性の消失による生態系機能の減少の仕組み：種の機能形質に基づく包括的理解

人間社会は生態系の多様な機能の安定的供給に依存しており、環境変動に対して生態系の機能を安定的に維持・管理するための知見の確立は地球的な課題となっている。本研究では、中国内モンゴルシリンゴル草原の実験サイトを用いて、降水量変動下における生態系の多機能性(生態系による複数の機能の発揮)の安定性を決定する生物多様性の要素を特定し、多機能性の安定化メカニズムを検証することを最終目的とした。結果、環境変動に対する種の非同調性が高いほど、多機能性の安定性が高くなることがわかった。多機能性の安定化メカニズムは、多様性が消失するシナリオには依存せず、本研究地域における一般的なメカニズムであると考えられた。本研究の目的は、中国内モンゴルの自然草原において種を除去する実験操作によって、生物多様性の消失が単一および複数の生態系機能とその安定性に与える影響とその仕組みを解明することである。当該年度は、植物の生育期間である7月から9月にかけて、以下の調査を行った。植物種の多様性のレベルが操作された128の実験プロット(6m四方)において、種組成(出現種およびその被度と個体数)の調査、チャンバー法を用いた純一次生産量の定期測定を行った。また植物生育の最大期(8月中旬)に、地上部生産量および地下部バイオマスの測定を行った。全128プロットに出現した植物種の形質(葉面積、葉の生重と乾重、葉高、葉の強度、根重、根の太さ、根の長さあたりの面積、種子重など)について、1種あたり630個体を対象に測定を行った。また、生物多様性が生態系機能に与える正味の効果を検証する目的で、実験プロットに出現する主要種を対象とし、次年度に単植プロット(1m四方)を作成する予定である。そこで当該年度は、その単植プロットへの播種用に、対象種の種子を収集した。9月末に植物残渣(リター)の回収を行い、各実験プロットにリターバッグを5つ設置した。これらのリターバッグは、次年度以降、毎年一つずつ回収を行う予定である。地上部および地下部バイオマスのサンプル、各植物種のサンプル、そしてリターのサンプルの化学分析(窒素や炭素の含有率など)を次年度に行う予定である。本研究の目的は、中国内モンゴルの自然草原において種を除去する実験操作によって、生物多様性の消失が単一および複数の生態系機能とその安定性に与える影響とその仕組みを、植物のもつ形質に基づいて解明することである。当該年度は、実験サイトに生育する主要な草本種(Stipa grandis、Leymus chinensis、Agropyron cristatum、Koeleria cristata、Cleistogenes squarrosaなどを含む全20種)を対象として、1.2m四方の単植区を内モンゴル草原生態系研究所内の圃場に作成した。この単植区は次年度以降、生物多様性の消失による生態系機能への正味の影響(net biodiversity effect)を定量化するのに必要である。次年度、この単植区の各プロットで地上部生産量、および刈り取った植物バイオマスの炭素・窒素・リン含量を測定する予定である。また、当該年度においても植物の生育期間である7月初旬から9月初旬にかけて、実験サイトにおける多様性レベルが操作された128のプロットにおいて調査を行った。具体的には、各プロットにおける種組成(各種の被度および個体数)の調査、密閉チャンバー法を用いた炭素フラックス測定を行った。昨年度および当該年度に得られたデータを整理し、各種パラメータを定量化した。データの整理と並行して、当該研究テーマに関連する総説の執筆を行った。本研究の目的は、中国内モンゴルの自然草原において種を除去する実験操作によって、生物多様性の消失が単一および複数の生態系機能とその安定性に与える影響とその仕組みを植物のもつ形質に基づいて解明することである。昨年度作成を完了した主要草本種20種についての単植区においては、植物種の安定的な生育が認められ、本年度その一部を刈り取って単植区の生産量データを獲得した。また本年度においても、植物の生育期間である7月初旬から9月初旬にかけて、実験サイトにおける多様性レベルが操作された128のプロットにおいて各種調査を行った。さらに本年度は、昨年度および本年度得られたデータについて解析を行った。地上部生産量、純一次生産(gross primary production)、生態系呼吸(ecosystem respiration)、地下部生産量を応答変数、植物種の除去操作で変化する機能的多様性および形質の加重平均値を説明変数とし、それらの関係性を解析した。地上部生産量や純一次生産といった地上部の生態系プロセスを代表する変数は、植物種の葉の形質(比葉面積や葉の窒素含有率等)の加重平均値によって説明された。この結果は、これらの生態系機能がアバンダンスの多い種の特異的な形質に依存していることを示唆している。一方、生態系呼吸や地下部生産量といった生態系プロセスは、植物種の根の形質(細根の重量あたりの長さ等)の機能的多様性によって説明された。つまり、対象とする生態系機能によって、重要となる植物群集の生態的な要素が異なることが考えられた。当初予定していた調査工程にそって、滞りなく研究が進んでいる。次年度は単植区における炭素フラックス測定も行う予定である。

次年度における研究の総まとめに向けて、研究は順調に遂行されている。人間社会は生態系による多様な機能の安定的な供給に依存しており、環境変動に対して生態系の機能を安定的に維持・管理するための知見の確立は地球的な課題となっている。本研究の目的は、中国内モンゴルシリンゴル草原の実験サイトにおいて植物種を除去する実験操作によって、生物多様性の消失が生態系機能に与える影響とそのメカニズムを植物の形質に基づいて解明することである。本年度も昨年度に引き続き、多様性レベルが操作された128の実験プロットにおいて、種組成(各種の被度および個体数)、地上部・地下部生産量、炭素フラックス、リター分解速度、窒素無機化速度を調査した。また、サイト内の主要な草本種20種の単植区において、地上部・地下部生産量および炭素フラックスの測定を行った。最終年度である本年度は、これまでの経年データを用いて、降水量変動下における生態系の機能および多機能性(対象とした機能は、地上部生産量、総一次生産量、地下部生産量、生態系呼吸、リター供給量の5種類の機能)の安定性を決定する生物多様性の要素を特定し、多機能性の安定化メカニズムを検証した。結果、種の応答の多様性(response diversity)が高いほど、環境変動に対する種の非同調性が高く、種の非同調性が高いほど多機能性の安定性が高くなることがわかった。また、観測年を通した群集バイオマスの平均が高いプロットほど、多機能性の安定性が高くなることがわかった。このような多機能性の安定化メカニズムは、多様性が消失するシナリオ(操作によって消失させる機能群が実験プロットごとに異なる)には依存しなかったため、本研究地域における一般的なメカニズムであると考えられた。最終年度の成果は、生態系機能を捉える次元の拡張に加えて、時間の次元を考慮することで、多機能性の“安定性"を規定する要因を特定し、そのメカニズムを解明した世界に先駆けた成果である。人間社会は生態系の多様な機能の安定的供給に依存しており、環境変動に対して生態系の機能を安定的に維持・管理するための知見の確立は地球的な課題となっている。本研究では、中国内モンゴルシリンゴル草原の実験サイトを用いて、降水量変動下における生態系の多機能性(生態系による複数の機能の発揮)の安定性を決定する生物多様性の要素を特定し、多機能性の安定化メカニズムを検証することを最終目的とした。結果、環境変動に対する種の非同調性が高いほど、多機能性の安定性が高くなることがわかった。多機能性の安定化メカニズムは、多様性が消失するシナリオには依存せず、本研究地域における一般的なメカニズムであると考えられた。当初予定していた調査行程にそって、滞りなく研究が進んでいる。また、単植区の作成にも成功した。研究は順調に遂行されている。次年度以降も、当該年度と同じ調査および測定を繰り返し行う。次年度は単植区における炭素フラックス測定も行う予定である。実験区と単植区の比較により、地上部生産量および炭素フラックスに関する各種パラメータについての正味の多様性の効果を定量化する。4年間のデータを利用して、生物多様性の消失による生態系機能の安定性の変化とそのメカニズムについての解析を行い、論文を執筆する。