hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオ炭の導入によるメコンデルタにおける農畜水複合システムの低環境負荷型革新

メコンデルタの農業システムの環境負荷を,バイオ炭(BC)を用いて軽減することを目的とした。小規模農家においても実施可能なBC製造技術を開発した。BCを水田に施用した結果,イネの収量に影響を及ぼすことなく,温室効果ガスの放出量が低下した。BCと堆肥を畑地に施用した結果,ダイズの収量が増えた。これは,土壌酵素活性が高まり養分供給が長期にわたって持続するためと考察された。BCを添加した餌を給餌したブタの下痢発症率が著しく低下した。これはBCに病原微生物が吸着するためであることを明らかにした。BCを用いることにより,温室効果ガスの放出を抑制し,農作物の収量を上げ,抗生物質を削減できる可能性が示された。1.バイオ炭(BC)に適した素材を調査した。もみ殻くん炭を,現地の技術を用いて製造することに成功した。2.カントー市周辺の水田にBCバッグを3ヶ所・3反復,埋設し,土壌中で生成される温室効果ガスのBCへの吸着を検討した。土壌ガス採取管を地表面(田面水と土壌の接する面)・土壌地下5cm・10cmにそれぞれ設置し,土壌ガスを定期採取した。対照として,東京農工大学の実験ほ場(東京都府中市)においてもBCバッグを埋設し調査を行った。地点による変動が大きくみられたが,BC埋設区においてメタンの放出量が減少する傾向が見られた。湛水後の推移と合わせ,現在解析中である。3.BCの畜産への応用を図る研究の基礎的なデータを得る目的で,(1)BCのブタ下痢原因細菌ならびにウイルスの吸着能力,(2)ベトナム・メコンデルタにおける下痢子ブタにおける下痢起因ウィルスの保有状況について検討した。(1)子ブタの下痢起因細菌として毒素原性大腸菌(ETEC)を,下痢起因ウィルスとしてブタ流行性下痢ウィルス(Porcine Epidemic Diarrhea Virus:PED)とA群ロタウィルス(Porine group A rotavirus:PRV-A)を用いた。ETECではBCに10分間反応させると菌量が10,000分の1以下まで減少した。ウィルスではPEDならびにPRV-Aのいずれとも,60分間反応させるとウィルス力価が10,000分の1以下まで減少した。BCは子豚の下痢起因細菌ならびにウィルスを吸着し有意に減少させることが判明した。(2)ベトナム・メコンデルタにおいて下痢を呈した子ブタにおけるPED・PRV-A・TGEの保有状況を検討した。下痢を呈した子ブタ97頭の下痢便を採取し,PCR法を用いてウィルスを検出した。PEDは15検体(15.5%),PRV-Aは13検体(13.4%)から検出された。TGEは検出されなかった。本地域ではPEDならびにPRV-Aが子ブタの下痢起因ウィルスとして重要な役割を果たしていることが明らかとなった。1.メコンデルタの小規模農家においてもみ殻くん炭を製造し,2,3および4の活動に提供した。より簡便・安価にバイオ炭(BC)を製造する自発的な技術改良として、農家は雨除けの簡易屋根を設置し雨水浸入防止用に円状に盛り土を施した。また、ホームガーデンから伐採された果樹材等を用いて木炭・木酢液を製造した。2.試験農家の水田にBCを施用し,水田における温室効果ガス(GHGs。二酸化炭素・メタン・亜酸化窒素)のフラックスを稲の生育段階ごとに経時的に測定した。GHGsはチャンバー法にて測定した。水田土壌からのGHGsフラックスはBC施用区と非施用区の間で明瞭な差が認められなかったが,総放出量はBC施用区の方が少なく,BC施用はGHGs放出削減の効果があることが示された。また,BC施用によるイネの生育およびコメ生産量には顕著な影響が確認されなかった。BC施用区と非施用区から水田土壌を深さごと(0,5,15 cm)に採取した。土壌から微生物DNAを抽出し,温室効果ガス生産・消費にかかわる微生物群の解析を行う予定である。3. BCの畜産への応用を図る研究の基礎的なデータを得る目的で,(1)BCのブタ下痢原因細菌ならびにウィルスの吸着能力,(2)ベトナム・メコンデルタにおける下痢子ブタにおける下痢原因ウィルスの保有状況について検討した。その結果,BCが下痢原因細菌ならびにウィルスを効果的に吸着すること,および,下痢原因ウィルスが子ブタに高頻度で保有されていることが明らかとなった。4.家畜飼料にBCを添加し,下痢発生が抑制されるか検証した。その結果,BC添加によりブタの下痢発生が顕著に低下することが明らかとなった。ふん便中に含まれる下痢原因細菌ならびにウィルスを解析し,下痢抑制の理由を解明する予定である。当初の予定通り,平成27年度は以下の成果を達成した。(1)現地の小規模農家が庭先で実施することのできる簡便・安価なBC製造技術を確立した。これまでの活動により、メコンデルタ農村の現状に適したBC普及技術は、ベトナム中部のバックマー国立公園周辺農村と比べて、炭化装置は規模を大きくし、利用技術は集約栽培・飼育に適用できるものが望ましいことが分かってきた。今後、現地での多様なフィージビリティスタディを踏まえて、普及に取り組む必要がある。(2)現地の水田にBCを施用し,水田土壌から放出されるGHGsを定期採取した。GHGsのフラックスと総放出量を測定した。その結果,BC施用によりGHGsの放出フラックスに顕著な影響は生じないことを見いだした。

また,収穫量にも顕著な影響は生じないことを見いだした。(3)BC施用土壌より土壌を採取し,GHGs生成・消費に関与する微生物の解析に着手した。GHGsの生成・消費に関与する機能遺伝子の解析手法を検討中である。(4)家畜飼料へのBCの添加が,ブタの下痢抑制に効果のあることを明らかにした。カントー大学周辺の農家数戸の協力を得て,実証試験を進行中である。1.バイオ炭と堆肥の施用がベトナム・メコンデルタの畑作物生産に及ぼす影響を検討することを目的に研究を行った。メコンデルタ・カントー市近郊のダイズ栽培ほ場にバイオ炭施用区(BC区),堆肥施用区(M区),バイオ炭・堆肥施用区(BC・M区)および無施用区(C区)の4区を設定し,ダイズの収量,土壌酵素活性を測定した。ダイズの収量は堆肥を施用した畑地(M区およびBC・M区)において著しい増収が得られた。M区とBC・M区の間,またはBC区とC区の間では収量の明瞭な差は得られなかった。土壌酵素活性は,堆肥を施用した畑地(M区およびBC・M区)と施用しなかった畑地(BC区およびC区)との間に著しい差が認められた。一方,M区とBC・M区の間,またはBC区とC区の間では,土壌酵素活性の著しい差は認められなかった。したがって,ダイズ収量や土壌酵素活性に堆肥は影響を及ぼすが,バイオ炭は影響を及ぼさないことが明らかとなった。2.バイオ炭の畜産への応用を図ることを目的に研究を行った。前々年度および前年度に得られた成果より,バイオ炭がブタ下痢症の病原微生物を吸着することが明らかになったことから,本年度はブタの飼料にバイオ炭を添加し下痢発生を抑制するか検討した。その結果,バイオ炭を添加した飼料を給餌されたブタにおける下痢の発生が著しく低下した。また,ブタのふん便中に含まれる下痢病原微生物が大幅に低下していた。以上の結果より,ブタに投与する抗生物質の量が大幅に削減され,農家のブタ飼育コストを低減することに成功した。以上の結果より,バイオ炭および堆肥を導入することにより,化成肥料に依存せずに作物の増収が得られること,および抗生物質に依存しない下痢感染症の抑制効果が得られることが明らかとなり,メコンデルタにおける低環境負荷型の食料増産技術の確立に貢献する成果が得られた。メコンデルタの農業システムの環境負荷を,バイオ炭(BC)を用いて軽減することを目的とした。小規模農家においても実施可能なBC製造技術を開発した。BCを水田に施用した結果,イネの収量に影響を及ぼすことなく,温室効果ガスの放出量が低下した。BCと堆肥を畑地に施用した結果,ダイズの収量が増えた。これは,土壌酵素活性が高まり養分供給が長期にわたって持続するためと考察された。BCを添加した餌を給餌したブタの下痢発症率が著しく低下した。これはBCに病原微生物が吸着するためであることを明らかにした。BCを用いることにより,温室効果ガスの放出を抑制し,農作物の収量を上げ,抗生物質を削減できる可能性が示された。当初の予定通り,平成26年度は以下の成果を達成した。1.カントー大学環境天然資源学部および農学部との協力体制を構築した。
乳幼児期における社会的認知の発達と障害に関するコホート研究

乳幼児期のコミュニケーション能力値(IRT)は生後18ヶ月まで急速に増加し、その後、分析した7歳まで漸増していく。自閉症群は、1歳半頃から定型発達群との差が広がり、個人差も大きくなる。本研究の自閉症チェックリストでは1歳半で7割の自閉症児を検出した。能力値とADOSの重症度は逆相関を示す。自閉症群にはライフステージに沿って多職種による発達支援を実施した。こうした発達評価に基づく地域総がかりの支援の実践モデルは「糸島プロジェクト」として全国的に知られている。本研究は、平成11年から福岡県糸島地区の出生児全員(約1000人/年)を対象に10年間に亘って乳幼児期から社会的認知の発達過程を縦断的に追跡調査を行っているコホート研究の一環である.このコホート研究(perspective survey)により共同注意を軸とした社会的認知の定型発達軌跡の特徴が明確にたった。同時に、発達障害の医学的確定診断後の後ろ向きコホート調査(retorospective survey)により1歳半における自閉症の初期兆候がさらに明確になった。大規模標本を対象にした分析結果でも、生後18カ月で、叙述の指差しの欠如、応答の指差しの欠如、他者の苦痛への反応の欠如、有意味語の欠如、呼称(絵本)の欠如が重なり、かつ伝え歩き以上の運動能力がある場合は自閉症と診断される確率は極めて高いことが再確認された。この結果は、全国で実施されている1歳半乳幼児健診の問診票にこれらの項目が取り入れられる必要があることを示唆している。また、発達障害と診断されたケースで、3歳もしくは7歳までに共同注意が獲得されないと極めて重篤なコミュニケーション障害に帰結することも実証された。早期に発見された発達障害児に生活モデル型の発達支援を継続したところ蓍しい改善を示す事例と改善が少ない事例など個人差が大きく、それが障害特性によるものか、支援技法の適切性によるものかはまだよくわからない。こうした多様な障害児に対し、就学前に教育・福祉の連携による就学移行支援キャンプを実施した。この支援活動では当事者を中心に、医師・保健師・保育士・心理士・言語聴覚士・理学療法士・小学校教師・特別支援学校教師・行政関係者など地域の多職種が参加し、地域総がかりの発達支援を実現したことは全国的にも極めて意義あるモデルとして評価されている。1.長期にわたる社会的認知発達の検討出生から就学までの乳幼児期における社会的認知の定型発達過程については、第一次コホート集団(約1700名)の追跡調査が本年度で10年目を迎えたため、項目反応理論の適用により欠損値の少ないデータを基に個々人の10年間にわたるコミュニケーション能力値の発達軌跡を分析した。また、この結果を詳細に検討し、三歳児対象のスクリーニングテストに問題があることから本年度からその改訂版を適用することにした。2.臨床技法としての逆模倣の実験的検討三歳児前後の自閉症児とその保護者に対し2ヶ月間の逆模倣実験を実施した結果、対照群(健常児)よりも自閉症児には逆模倣の関わりが社会的相互作用を著しく高めることが明らかとなった。ただし、高機能自閉症には有効でなく、こうした臨床的技法の有効性と限界が検討された。これらの結果は国際誌に掲載された。3.多職種による多段階の地域支援の取り組み社会的障害をもつ自閉症児、ことにその乳幼児期においては行動の訓練といった関わりよりも発達論的アプローチが重要と考え、多段階の発達支援体制の構築を目指した。具体的には早期スクリーニング後、生活モデル型の親子教室、専門家による個別療育、多職種による就学移行支援キャンプと個別の支援計画の作成、個に応じた特別支援教育のモニターと改善などである。4.外部評価我々のこうした基礎研究と臨床実践を連携させた地域支援のアプローチは高く評価され、平成22年度は日本社会福祉学会、日本リハビリテイション心理学会、日本小児神経学会などに招聘され、この実践活動の意義と課題などについて公表した。1.社会的認知発達の縦断調査第一次コホート集団(1921名)に対しては1歳半、3歳、5歳、7歳時に共同注意を軸としたコミュニケーション能力値の推移を分析した。またこの集団に含まれる発達障害児には自閉症診断観察法(ADOS)による発達評価を実施した。その結果、項目反応理論による能力値とADOSによる自閉症の重症度は明確な逆相関関係がみられ、能力値を用いたマススクリーニング法の妥当性と臨床応用におけるその有効性が明らかとなった。2.ライフステージに沿った発達支援の実践出生してから小学校高学年まで、きらきら教室、わんぱく広場、個別療育、移行支援キャンプとライフステージに沿った発達支援を実践してきた。多職種が連携するこの地域支援モデルは糸島プロジェクトとして広く知られるようになり、全国心身障害児福祉財団の報告書(平成23年)に紹介されているように、各地で糸島方式の地域支援事業が取り入れられてきた。

3.地域支援の基盤をなす専門性の育成当事者をもつ家族、保育士等の直接処遇者が早期に障害の可能性に気づくことは重要課題の一つであり、発達初期における母子の健全な相互作用の支援や、それを支える保育士の専門性の向上を育む支援は発達障害児支援において最も大切にされるべき活動である。本研究ではこうした観点から本年度は保育士のための事例検討会を数回開催した。また、同様の観点から糸島プロジェクトに参加する各種専門職を対象に本年度に初めて世界的に高く評価されているADOSの研修会を実施した。こうした活動によって内部リソース(糸島市の各種専門職)の参加が急増し、この地区の福祉力をさらに高めることになった
地域ニーズを活かした外国人児童生徒等教育の教員研修づくりとその効果の検証

本研究では、外国人児童生徒等教育の現職教員研修について、地域ニーズを活かした研修の効果を検証し、研修の開発モデルを提示する。そのため、地域特性の大きく異なる3市を対象とし、それぞれの地域ニーズに応じた研修を試行する。そして、教員が研修から何を学び、どのように実践に活用しているのか、活用されていないとすればその要因は何かについて、聞き取り調査と授業観察を行い、研修の効果を検証する。
新規視床下部ホルモンによる脳下垂体ホルモン合成・放出の新しい制御機構

1970年代に視床下部から甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン、生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンなどの視床下部ホルモンが次々と発見され、神経内分泌学は著しく進展した。しかし、最近の10年間に新しい視床下部ホルモンの発見は殆どない。本研究の目的は、新しい発想を導入して、脳に存在すると考えられる新規の視床下部ホルモンを同定して、これらによる脳下垂体ホルモンの合成と放出の新しい制御機構を明らかにすることであった。まず、我々は生殖腺刺激ホルモンの放出を抑制する新規視床下部ペプチドを鳥類から同定して生殖腺刺激ホルモン放出抑制ホルモン(GnIH)と名付けた。GnIHニューロンは室傍核に局在しており、GnIHは正中隆起に投射するGnIHニューロンの終末から分泌され、脳下垂体に存在する新規のGタンパク共役型受容体であるGnIH受容体を介して生殖腺刺激ホルモンの放出を抑制する。詳しい解析の結果、GnIHは生殖腺刺激ホルモンの合成と放出を抑制して、生殖腺の発達と機能維持を抑えることを明らかにした。その後、我々はGnIHと構造の類似する同族ペプチドが他の脊椎動物にも存在することを明らかにした。GnIHはC_-末端側にLPLRFamide構造を有する新規の視床下部ペプチドであるが、我々は哺乳類、両生類、魚類の脳からGnIH同族ペプチド[LPXRFamide(X=L or Q)ペプチド]を同定した。哺乳類と魚類のGnIH同属ペプチドはそれぞれ生殖腺刺激ホルモンの放出を抑制あるいは促進する作用があることが見いだされた。両生類のGnIH同属ペプチドはプロラクチンの放出を促進することがわかった。以上の一連の研究によりぐ脊椎動物に共通に存在するGnIHとGnIH同属ペプチドは動物の生殖を制御する重要な視床下部ホルモンであることが明らかになった。我々が同定した新規視床下部LPXRFaペプチドであるGnIH(鳥類LPXRFaペプチド)は鳥類の脳下垂体に作用してゴナドトロピンの放出を抑制することを明らかにした。またfGRP(両生類LPXRFaペプチド)は両生類の脳下垂体に作用して成長ホルモンの放出を促進することを明らかにした。次に、GnIH遺伝子とfGRP遺伝子をクローニングした結果、GnIH遺伝子はGnIHと2種の遺伝子関連ペプチド(GnIH関連ペプチド)を、fGRP遺伝子はfGRPと3種の遺伝子関連ペプチド(fGRP関連ペプチド)を、それぞれコードしていることがわかった。これらの遺伝子関連ペプチドの作用を解析して、fGRP関連ペプチド(fGRP-RP2)はプロラクチンと成長ホルモンの放出を促進することを明らかにした。さらに、魚類LPXRFaペプチド(gf LPXRFaペプチド)の作用を解析したところ、この新規視床下部ペプチドは魚類のゴナドトロピン放出を促進することが見いだされた。魚類LPXRFaペプチド遺伝子にも複数の関連ペプチドがコードされており、これらの関連ペプチドにも同様の作用があることが示された。本研究では、さらに以上の新規視床下部LPXRFaペプチドによる脳下垂体ホルモン放出制御機構を明らかにするために、新規視床下部LPXRFaペプチド受容体の同定を試みた。その結果、鳥類からGnIH受容体のクローニングに成功した。クローニングしたGnIH受容体を培養細胞に強制発現させてペプチド結合実験を行い、GnIH受容体であることを証明した。最近、我々は鳥類のウズラの脳から、ゴナドトロピンの放出を抑制するゴナドトロピン放出抑制ホルモン(GnIH)を発見した。本年度はミヤマシトドなど他の鳥類からもGnIHを同定して、GnIHは鳥類の生殖を制御する重要な脳ホルモンであることを明らかにした[主論文J.Endocrinology 182:33-42]。次に、GnIHの作用機構を明らかにするために、GnIH受容体を同定した。

GnUH受容体は7つの膜貫通領域を持つ新規のGタンパク共役型受容体であり、GnIHと特異的に結合した。GnIH受容体は脳下垂体に発現しており、GnIHは脳下垂体のGnIH受容体を介してゴナドトロピンの放出を抑制することが解明された[主論文J.Endocrinology 184:257-266]。さらに、GnIHの発現制御機構を解析して、松果体および眼球から分泌されるメラトニンがGnIHニューロンに局在するメラトニン受容体を介してGnIHの発現を誘導することを明らかにした[主論文Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102:3052-3057;プレスリリース:米国The Scientistなど]。この成果はNature Reviews Neuroscience 4月号に紹介される。一方、GnIHはC-末端にLPXRFa構造を持つ特徴があることから、GnIHの同族ペプチド(LPXRFaペプチド)を他の脊椎動物からも同定して機能を明らかにした。両生類のLPXRFaペプチド(fGRPとその遺伝子関連ペプチド)は成長ホルモンとプロラクチンの放出を促進させ、魚類のLPXRFaペプチドはゴナドトロピンの放出を促進することを明らかにした。また、LPXRFaペプチドの起源を明らかにするために、最も原始的な脊椎動物である無顎類ヤツメウナギから同族のペプチドを探索した。
イネ胚乳のアミノ酸組成からみた品質・食味の改良に関する研究

1)イネ胚乳中における遊離アミノ酸およびγ-アミノ酪酸含量の品種間差異本研究では、日本型18品種、インド型19品種、ジャワ型5品種の精白米中のγ-アミノ酪酸(GABA)およびα-アミノ酪酸(AABA)を含む遊離アミノ酸含量の品種間差異を調べ、遊離アミノ酸含量の改良のための基礎的知見を得ることを目的とした。日本型品種では旭の遊離アミノ酸が総じて高く、その中でもアスパラギン酸およびグルタミン酸含量が日本型品種の平均の3-4倍と高く、また、クジューおよびCarloseのグルタミン酸含量が平均の2倍以上に高かった。良食味品種のササニシキ、コシヒカリおよびはえぬき等の品種は中程度の遊離アミノ酸含量で、類似の傾向を示した。インド型品種では、HadsadriおよびBluebelleにおいてグルタミン酸およびアスパラギン含量が平均の2倍程度に高かった。GABAに関しては、日本型品種ではフクニシキが、インド型品種ではBluebelleおよび長香稲が平均より2倍程度に高く、AABAに関してはHadsadriにおいて顕著に高かった。以上のことから、遊離アミノ酸含量は品種間で大きく異なり、またGABAおよびAABAについても高い品種があり、分散分析の結果これらの含量の差異は品種間で有意であったことから、特定のアミノ酸を遺伝的に向上させる可能性が示唆された。2)イネ胚乳UDP-グルコースピロホスホリラーゼ遺伝子のクローニングと発現解析イネ胚乳UDP-グルコースピロホスホリラーゼ(UGPase)はイネ胚乳中で転流してきたショ糖を分解し、デンプンやセルロースあるいは各種アミノ酸合成のための炭素骨格を供給するための重要な酵素である。本研究では本酵素のcDNAをクローニングし、その塩基配列を決定し、その配列からアミノ酸の一次構造を推定した。またイネ胚乳中での本遺伝子の発現をノーザンブロットにより解析した。その結果、本酵素の全長cDNAは、アミノ酸コード領域1407塩基からなる全長1700塩基であった。ジャガイモUGPaseのcDNAとの相同性は71%、オオムギのcDNAとの相同性は84%であった。またアミノ酸配列でみると、ジャガイモのUGPaseとの相同性は86%、オオムギのAGPaseとの相同性は92%であった。全長469アミノ酸のうち、最初の23アミノ酸はトランジットペプチドであることが、N-末端アミノ酸配列分析の結果から推定された。ノーザン分析の結果、開花後10-15日で最も強く発現して、完熟になるにつれて減少していった。1)日・印交雑水稲F_2におけるアミノ酸含量白米中のアミノ酸含量の品種間差異の試験において、インド型品種のGaiya Dhan Tosar(GDT)の玄米と白米の必須アミノ酸含量が日本型品種、コシヒカリの含量より有意に高いことが確かめられた。また玄米の必須アミノ酸含量と白米の必須アミノ酸含量は高い相関関係(r=0.981)にあることが明らかとなった。

そこでコシヒカリとGDTの交雑を行い、F_2における遊離アミノ酸含量をPICO-TAG法により測定した。その結果F_2の必須アミノ酸含量は総じて高く、不足しがちなメチオニンやリジンの含量では、F_2の約70%の個体でGDTと同じかそれ以上の値を示し、この形質を日本型のコシヒカリに導入できる可能性が示唆された。2)アミノ酸の合成に関係する遺伝子のクローニングと発現解析必須アミノ酸のうち、リジンやメチオニンはアスパラギン酸から合成されるが、アスパラギン酸はグルタミンとオキサロ酢酸より合成される。そこでオキサロ酢酸に炭素骨格を補充する反応に関わるピルビン酸リン酸ジキナーゼ(PPDK)およびホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)遺伝子のcDNAをクローニングし、シークエンスを行い、他の種との相同性について検索するとともに、遺伝子の発現を解析した。いずれも登熟期の胚乳のmRNAより合成したcDNAであるが、全長のものは得られず、おのおの2.1および1.9kbであった。PPDKの遺伝子はすでにクローニングされていたイネ根由来のosppdkbと99%の相同生を示し、PEPCの遺伝子はトーモロコシのものと70%の相同生を示した。両酵素とも開花受精10日後から発現が強く現れ、登熟が進むにつれて低下した。これらのことからイネの登熟期には解糖系と連動してアミノ酸やタンパク質の合成が活発に行われていることが示唆される。1)イネ胚乳中における遊離アミノ酸およびγ-アミノ酪酸含量の品種間差異本研究では、日本型18品種、インド型19品種、ジャワ型5品種の精白米中のγ-アミノ酪酸(GABA)およびα-アミノ酪酸(AABA)を含む遊離アミノ酸含量の品種間差異を調べ、遊離アミノ酸含量の改良のための基礎的知見を得ることを目的とした。日本型品種では旭の遊離アミノ酸が総じて高く、その中でもアスパラギン酸およびグルタミン酸含量が日本型品種の平均の3-4倍と高く、また、クジューおよびCarloseのグルタミン酸含量が平均の2倍以上に高かった。良食味品種のササニシキ、コシヒカリおよびはえぬき等の品種は中程度の遊離アミノ酸含量で、類似の傾向を示した。インド型品種では、HadsadriおよびBluebelleにおいてグルタミン酸およびアスパラギン含量が平均の2倍程度に高かった。GABAに関しては、日本型品種ではフクニシキが、インド型品種ではBluebelleおよび長香稲が平均より2倍程度に高く、AABAに関してはHadsadriにおいて顕著に高かった。以上のことから、遊離アミノ酸含量は品種間で大きく異なり、またGABAおよびAABAについても高い品種があり、分散分析の結果これらの含量の差異は品種間で有意であったことから、特定のアミノ酸を遺伝的に向上させる可能性が示唆された。2)イネ胚乳UDP-グルコースピロホスホリラーゼ遺伝子のクローニングと発現解析イネ胚乳UDP-グルコースピロホスホリラーゼ(UGPase)はイネ胚乳中で転流してきたショ糖を分解し、デンプンやセルロースあるいは各種アミノ酸合成のための炭素骨格を供給するための重要な酵素である。本研究では本酵素のcDNAをクローニングし、その塩基配列を決定し、その配列からアミノ酸の一次構造を推定した。
マスクメロン型光触媒による歯冠用レジンの抗菌・防汚・消臭効果付与に関する研究

近年進展が著しい酸化チタン光触媒を歯冠用レジンに添加して、その生体機能性を飛躍的に向上することを目的としている。酸化チタン粒子表面をマスクメロン模様の不活性セラミックスでコーティングした被覆型酸化チタンをコンポジットレジンのフィラーとして添加し抗菌性を付与する事が可能と思われた。1.コンポジットレジンの物理的性質の耐久性試験多官能コモノマー(TEGDMAとUDMA)と平均粒径8.4μmのシリカを液粉比で3:1に混和し、光重合開始剤と還元剤を加えた。これに、平均粒径5.0μmのマスクメロン型酸化チタンを、前年度メチレンブルーによる脱臭効果が認められた10wt%添加したコンポジットレジンペーストを調整した。また、酸化チタン無添加をコントロールとした。その後試験片を37°C水中に3ヶ月間浸漬し、3点曲げ強さを測定した。水中浸漬3ヶ月後は、酸化チタン無添加のコントロールと10wt%添加したものはいずれも若干曲げ強さが低下しただけで、10wt%添加したものはコントロールとも差がなく、酸化チタンの添加がもたらす有機物の破壊による物性の劣化は、長期水中に浸漬後もほとんど認められなかった。2.抗菌・防汚・消臭効果の持続性の判定口腔内での長期安定性を確認するために、37°C水中に1ヶ月間保管した試験片について、コーヒーでの着色に対して除去効果はあまり認められなかった。3.床用・人工歯への応用多官能モノマーの代わりにMMAモノマーを使用して同様に試験片を作製し、歯冠用レジンの場合との効果の違いを確認したが大差はなかった。以上の事から、マスクメロン型光触媒酸化チタンを歯冠用レジンに10wt%添加する事による物性の低下は長期的にも認められなかったが、抗菌や防汚効果を十分に発揮するためには添加量が不十分で、作用発現効果を高めるために改良する必要があると思われた。光触媒はその強い酸化反応によってプラスチックのバインダーは破壊されるので、それらへの応用は不可能とされていた。しかしながら、酸化チタン粒子表面をマスクメロン模様の不活性セラミックスでコーティングした被覆型酸化チタンをコンポジットレジンのフィラーとして添加し抗菌性を付与する事が可能と思われた。1.酸化チタンを添加したコンポジットレジンの作製多官能コモノマー(TEGDMAとUDMA)と平均粒径8.4μmのシリカを液粉比で3:1に混和し、光重合開始剤と還元剤を加えた。これに、平均粒径5.0μmのマスクメロン型酸化チタンを、1,2,5,10wt%添加したコンポジットレジンペーストを調整した。その後試験片を37°C水中に24時間と1ヶ月間浸漬し、3点曲げ強さを測定した。24時間後には、酸化チタンを1wt%添加したものだけがコントロールより有意に低い曲げ強さを示したのに対し、他の3種類の酸化チタン添加コンポジットレジンはほぼ同じ値であった。水中浸漬1ヶ月後は、酸化チタン無添加のコントロールと1wt%添加したものが、24時間浸漬したものと比較して有意に曲げ強さが低下した。2,5,10wt%添加したものは若干低下しただけにとどまり、酸化チタンを添加したための有機物の破壊による物性の劣化はほとんど認められなかった。2.抗菌効果の判定酸化チタン無添加をコントロールとして、酸化チタンの配合量が異なる4種類の薄板状のコンポジット試験片を作製した。各種試験片の上にメチレンブルーを滴下し、1.5mW/cm^2の紫外線強度で6時間照射して脱色度を評価した。その結果、酸化チタンを10wt%添加したコンポジットレジンのみがメチレンブルーが脱色し、有機物分解作用があることが示唆された。以上の結果から、マスクメロン型酸化チタンを添加した歯冠用レジンの表面には抗菌性があるのではないかと推察された。

3.床用・人工歯への応用多官能モノマーの代わりにMMAモノマーを使用して同様に試験片を作製し、歯冠用レジンの場合との効果の違いを確認したが大差はなかった。以上の事から、マスクメロン型光触媒酸化チタンを歯冠用レジンに10wt%添加する事による物性の低下は長期的にも認められなかったが、抗菌や防汚効果を十分に発揮するためには添加量が不十分で、作用発現効果を高めるために改良する必要があると思われた。
柔軟な金属錯体の電場応答および強誘電性の発現

長鎖アルキル鎖を有する金属錯体は、液晶特性の発現のみならず、その長鎖の熱的振動あるいは大きな構造相転移から中心金属イオンに大きな影響を与えるものと考えられる。さらにそのような効果から新規な物性発現も期待できる。また長鎖アルキル鎖を有する金属錯体は、ある温度以上で液晶転移をする可能性がある。液晶相を発現する金属錯体はMetallomesogenと呼ばれているが、その機能発現に関する研究はほとんど行われていないのが現状である。従来までの液晶は主に有機液晶であり、それらは電場に応答しディスプレイなどに用いられている。これらは磁場にも応答することが可能であるが、有機液晶の場合は反磁性であり、強磁場下での応答性のみを示す。金属イオンを取り込んだ金属錯体液晶は、不対電子すなわちスピンを有する液晶は弱磁場でも容易に応答することができる。機能性金属錯体を液晶化することで、電場、磁場さらには光といった外場応答する液晶材料の構築、電子移動速度に伴う液晶転移の制御や誘電特性の制御、磁性体液晶や電導性液晶、さらには強誘電体の発現や強誘電磁性体という新たな材料を構築することや新規物性発現が可能となる。ここでそれらの機能性は分子一つ一つで発現するものであるが、分子配向を緻密に制御することにより得られる自己組織化された柔軟な場から創発される新たな物性あるいは機能性が可能となる。本研究結果において、まず柔軟な金属錯体において分子間相互作用や直接的な結合などを用いて、柔軟な場を構築し、分子の配列や配向が緻密に制御された柔軟な金属錯体におけるスピン状態の電場応答性の発現に成功し、液晶性、誘電性、磁性、伝導性などの特性がシンクロすることを明らかにした。またそれらスピン状態変化に伴った強誘電性の発現にも成功し、分子デバイス化を指向したソフトマテリアルへの展開を達成することができた。動的電子状態を有する金属錯体(スピン転移、磁性体、原子価異性、混合原子価など)に長鎖を導入することにより、長鎖を有する柔軟な金属錯体を構築し、柔軟な場を有する機能性金属錯体を構築することができる。長鎖アルキル鎖などにおける柔軟な分子間相互作用に着目し、長鎖アルキル鎖の運動による中心金属の電子状態に着目した。長鎖アルキル鎖を有するコバルト(II)錯体の配位子場力をクロスオーバーポイントに近づけることにより、長鎖アルキル鎖の動きに伴ったコバルト(II)錯体のスピン状態変化を初めて観測することに成功した。スピン転移や光誘起スピン転移挙動を示す金属錯体液晶の開発は、現在まで申請者らによって研究されてきた。スピン転移化合物としては中心金属イオンに鉄(II)、鉄(III)、コバルト(II)あるいはマンガン(III)イオンなどを用いて金属錯体液晶を構築する。また長鎖アルキル鎖の長さを系統的に変化させ、液晶特性の確立に重点を置いた構築法を確立する。スピン転移現象だけでなく光誘起スピン転移現象も観測することできるので温度によるスイッチングさらには光によるスイッチングで液晶をコントロールするなど物性評価を行った。また本研究の目的である複合物性の評価を行うため、既存のSQUID磁束計に誘電装置、強誘電テスター、電場印加装置を組み込むことにより測定系を組み上げた。またSQUID測定用プローブを改造することにより、電場印加することのできる専用プローブの作製を行った。さらに長鎖を有する金属錯体を金属錯体液晶としてとらえるだけでなく、柔軟な金属錯体として確立するために構造を明らかにし分子パッキングの情報などを得る必要がある。長鎖を有する金属錯体の単結晶の構造解析を行い結晶のパッキングにおける柔軟な空間場が形成されていることを確認した。
ゾル-ゲル法により作製したナノ構造体のCO_2吸収材と分離膜、光電子倍増管への応用

燃焼排ガスの主成分であるCO_2/N_2混合気体からのCO_2の分にAL陽極化分離膜を応用するための基礎実験として、A1陽極酸化分離膜の湿度に対する安定化と細孔径の微調整を目的とした真空加熱およびゾル-ゲル被覆の効果について検討した。さらに、分離操作により濃化したCO_2ガスについてはその後のプロセスとして回収が必要であるが、Li_2ZrO_3がCO_2と可逆的に反応し、953Kより低温域ではCO_2を吸収し、953K以上ではCO_2を放出することを利用すればCO_2の回収を行うことができる。本研究ではLi_2ZrO_3粉末をゾル-ゲル法により合成し、そのCO_2の吸収・放出特性について検討した。最初に、Al陽極酸化皮膜の細孔径分布の真空加熱温度依存性から、バリアー層側の細孔は1073Kではガス吸着/脱着測定装置の測定限界以下の微細孔であったのに対し、1273Kと1473Kでは4nm付近まで拡大し、1673Kでは再び測定限界以下に縮小する傾向が見られ、この傾向はバリアー層側のSEM観察からも確認された。一度1273Kで真空加熱を行いバリアー層側の細孔径が拡大した分離膜に、さらにゾル-ゲル被覆を施したところ、2回までのコーティングにおいて細孔径分布幅の減少が確認された。次に、ゾル-ゲル法により合成したLi_2ZrO_3粉末のCO_2雰囲気中におけるTG曲線からは、昇温開始から500K付近までCO_2の吸収によりTGは緩やかに増加するが、573K付近では合成粉末中の残留有機物の分解に起因したTGの減少が見られた。さらに、773K付近ではCO_2の吸収により質量が増加し、高温の973Kまで達するとCO_2の放出による急激な質料減少が確認された。このことから、合成粉末は一度Ar雰囲気中993Kに加熱することによりCO_2を全て放出させた後、773K、7.2ksに保持したところ吸収率は92%に達した。また、ゾル-ゲル被覆を施したAl陽極酸化分離膜について試作装置を用いてCO_2/N_2透過係数比を測定した。ゾル-ゲル被覆のコーティング回数が3回において透過係数比が最も増加した。しかし、本研究における最高の透過係数比はわずか1.8であり、TEOSとテンプレートに臭化テトラプロピルアンモニウムを用いてゾル-ゲル被覆を施した多孔質アルミナを用い、水蒸気を混合させたCO_2/N_2混合ガスを分離した場合の80には及ばなかった。さらに、TEOSを用いてゾル-ゲル被覆したガラスフィルターの場合は、湿潤環境に未放置の分離膜ではCO_2/N_2透過係数比が1.9程度であったのに対し、湿潤環境に放置した分離膜ではCO_2/N_2透過係数比が48.3まで増加している。すなわち、膜への溶解度および膜内の拡散速度の差により分離が行われる溶解拡散機構によりも、むしろ分離膜表面に存在する水へのCO_2の溶解により分離が行われていることから、本研究で作製した分離膜も水の介在によりCO_2/N_2透過係数比の増加が期待される。

しかし、本研究における最高の透過係数比はわずか1.8であり、TEOSとテンプレートに臭化テトラプロピルアンモニウムを用いてゾル-ゲル被覆を施した多孔質アルミナを用い、水蒸気を混合させたCO_2/N_2混合ガスを分離した場合の80には及ばなかった。さらに、TEOSを用いてゾル-ゲル被覆したガラスフィルターの場合は、湿潤環境に未放置の分離膜ではCO_2/N_2透過係数比が1.9程度であったのに対し、湿潤環境に放置した分離膜ではCO_2/N_2透過係数比が48.3まで増加している。すなわち、膜への溶解度および膜内の拡散速度の差により分離が行われる溶解拡散機構によりも、むしろ分離膜表面に存在する水へのCO_2の溶解により分離が行われていることから、本研究で作製した分離膜も水の介在によりCO_2/N_2透過係数比の増加が期待される。これまでに、テンプレートとなるナノスケールで微細孔を有するアルミニウム陽極酸化皮膜の作製を行い、次のような成果を上げてきた。アルミニウム基板から剥離した多孔質酸化皮膜は無機分離膜として利用され、従来、定電圧電解を二回繰り返す"二段電解法"では3.5nm、定電圧電解後に電圧を段階的に下げる"電流回復法"では10nmの細孔径を有する陽極酸化分離膜が作製され、特に後者の方法で作製された20nmの分離膜は既に実用化されている。本研究では、スルホサリチル酸-硫酸混合浴の電解浴を用いて"電流回復法"により陽極酸化分離膜を作製し、この分離膜を用いた各種イオンの電気透析実験からCr_2O_7^<2->の大きさと同程度、あるいはHCOO^-とCH_3COO^-の中間の約0.4nmの細孔径を有することを明確にしてきた。次に、この分離膜の湿度に対する安定化と同時に細孔径の微調整を行うために真空加熱を施した。その結果、細孔径分布の加熱温度依存性から、800°Cの加熱では窒素ガス吸着/脱着測定装置の測定限界以下の微細孔であったのに対し、10001200°Cの加熱では平均細孔径が4nmとなり、高温の1400°Cの加熱では細孔が消滅する傾向が見られた。陽極酸化分離膜の熱重量分析曲線から1000°Cにおいて質量減少が見られたことと、XRDから1000°Cではγ-Al_2O_3単相、1200°Cではγ-Al_2O_3とα-Al_2O_3、1400°Cではα-Al_2O_3単相が得られたことから、10001200°Cでは脱水と相変態に起因したセル組織の収縮により細孔径が拡大し、1400°Cでは部分的なセルの焼結と分離膜全体の収縮により細孔が縮小したものと推定した。続いて、1000°Cで真空加熱した平均微細孔が4nmの分離膜にゾル-ゲル被覆を施したところ、細孔径のナノスケールにおける縮小と、細孔径分布幅の減少が確認された。現在、真空加熱までのプロセスにより作製した平均微細孔が4nmの分離膜をテンプレートに用い、ゾルの細孔中への侵入を容易にするために電気泳動を併用したゾル-ゲル法により多孔質層の細孔壁表面に酸化物セラミックスを被覆している。電解後の真空加熱の他、ゾル-ゲル法や液相析出法による細孔壁被覆により細孔径をナノスケールで制御したAl陽極酸化分離膜を作製し、そのC0_2/N_2混合ガスからのCO_2の分離特性について検討した。Al基板を298Kの5w/w%スルホサリチル酸-0.2w/w%硫酸混合浴中60Vで32.4ksの定電圧電解後、電流回復法と逆電剥離により厚さが190μmのAl陽極酸化分離膜を作製した。この分離膜の細孔径は、各種イオンの電気透析実験によりその細孔径がCr_2O_7^<2->と同程度の約0.4nmであることを確認した。
非営利組織と行政の共働法理-環境NGOの事例研究を中心として-

本研究の目的は、非営利組織の現代行政における関与の増大について、その理由、非営利組織の機能、行政への関与形態を明らかにすることを通じて、行政と非営利組織が協働する場合の法理論を確立することであった。そのために、平成7年度は、環境行政に焦点を当てて、海外の文献収集を行うとともに、環境庁及び複数の環境NGOのヒアリング調査を実施した。これまでの研究過程で、「NGOの行政関与形態」と「行政のNGOへの関与形態」がある程度類型化され、いくつかの法的問題点が明らかにされた。すなわち、NGOの行政関与は、インフォーマルな形で行われることが多く、法的制度として確立されているとはいいがたい。そのため、どのようなNGOが、どのような方法で、どの程度、政策の決定および実施過程に関与しうるのかということについて、一般的な法原則は存在しない。このことは行政の柔軟性の確保に資する一方、場合によっては、一部の利益の不当な尊重又は軽視を招きかねない。また、NGOの役割が増大するにつれて、NGO自身の透明性や公益性の確保が強く求められる。言い換えれば、現在、行政のNGOへの関与はインフォーマルな手法に多くを依存しているが、これを法的により強化・整備すべきかどうか、またどの程度それが許されるかということが問われている。そこで、今後は、これらの問題を伝統的な法治行政の原理という視点から検討し、NGOの行政関与の法的枠組みを探るとともに、これが公正かつ有効に行われるために条件を提示したいと考えている。
根端メリステムの活性制御を行うペプチドホルモンRGF受容体の探索

シロイヌナズナの根端領域で発現しているRGFペプチドは根端メリステム活性を制御しているが,どのように情報伝達が行われているかは不明で,受容体の同定は必要不可欠であった.申請者は受容体発現ライブラリーを用いた網羅的結合実験の結果から,RGFペプチドを直接結合する受容体キナーゼを3つ見出した.RGF受容体の3重変異体は根端分裂組織が縮小し,また外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった.3重変異体中ではPLETHORAタンパク質のグラディエントが失われており,根端で発現するRGFペプチドが,3つのRGF受容体に直接認識されることで根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした.シロイヌナズナの根端領域で発現しているRGFペプチドは,転写因子PLETHORAタンパク質の発現領域を調節することで根端メリステム活性を制御しているが,どのように情報伝達が行われているかは不明で,受容体の同定は必要不可欠である.申請者はRGFを介した根端メリステム領域の維持機構の解明のためにRGF受容体を同定することを目的とし,研究を進めている.本年度は,申請者が確立したシロイヌナズナ受容体キナーゼ群の受容体発現ライブラリーと,光反応性RGFペプチドを用いた網羅的結合実験を行い,RGFペプチドを直接結合するふたつの受容体キナーゼを同定した.ふたつの受容体キナーゼは共にRGFの機能する根端で発現していたことから,RGFペプチドの有力な受容体候補と考えられた.そこで受容体キナーゼ遺伝子の二重変異体を観察したところ,野生型と比較して根が短くなる,根端メリステム領域が縮小するという,rgfペプチド遺伝子変異体と同様の形態を示した.さらに受容体キナーゼ二重変異体に対してRGFペプチド投与実験を行ったところ,二重変異体はRGFペプチドに非感受性であることを確認した.以上の結果より,ふたつの受容体キナーゼがRGF受容体として協調的に機能していることを示した.今後RGF受容体変異体中でのPLTタンパク質の発現量や発現領域の確認,根形成に関与する各種マーカー遺伝子の発現の確認などを行い,RGFペプチドを介した細胞間情報伝達の解明に迫っていく.シロイヌナズナの根端領域で発現しているRGFペプチドは,転写因子PLETHORAタンパク質の発現領域を調節することで根端メリステム活性を制御しているが,どのように情報伝達が行われているかは不明で,受容体の同定は必要不可欠である.申請者はRGFを介した根端メリステム領域の維持機構の解明のためにRGF受容体を同定することを目的とし,研究を進めている.前年度までにRGFペプチドを直接結合する受容体キナーゼをふたつ同定し,双方の遺伝子を破壊した二重変異体では根端メリステム領域が縮小する,RGFペプチドに対する感受性が著しく低下していることを確認していた.今年度, RGFペプチドと受容体キナーゼライブラリーとの結合実験を再度行った結果,新たにもうひとつの受容体キナーゼがRGFを直接結合することを見出した.この受容体キナーゼも他のふたつの受容体と同じく根端で発現しており,RGF受容体として機能していることが強く示唆されている.今後RGF受容体の三重変異体を作出し,PLTタンパク質の発現量や発現領域の確認,根形成に関与する各種マーカー遺伝子の発現の確認などを行い,RGFペプチドを介した細胞間情報伝達の解明に迫っていく.シロイヌナズナの根端領域で発現しているRGFペプチドは,転写因子PLETHORAタンパク質の発現領域を調節することで根端メリステム活性を制御しているが,どのように情報伝達が行われているかは不明で,受容体の同定は必要不可欠である.申請者はRGFを介した根端メリステム領域の維持機構の解明のためにRGF受容体を同定することを目的とし,研究を進めている.前年度までに,受容体発現ライブラリーを用いた網羅的結合実験の結果から,RGFペプチドを直接結合する受容体キナーゼを3つ見出した.この3つの受容体キナーゼはいずれもシロイヌナズナの根端で発現しており,RGF受容体として機能していることが強く示唆されていた.今年度はRGF受容体の三重変異体を作出し,表現型を観察した.三重変異体は根端分裂組織が縮小し,根が短くなる表現型を示した.また三重変異体は外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった.三重変異体中ではPLETHORA(PLT)タンパク質のグラディエントが失われており,根端で発現するRGFペプチドが,3つのRGF受容体に直接認識されることでPLTタンパク質の分布パターンを調節し,根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした.以上の結果を論文として報告した(Shinohara H et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 113 3897-3902 (2016)).当初の目的であるペプチドシグナルRGFの受容体の同定を達成し,論文として報告した(Shinohara H et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 113 3897-3902 (2016))

ため,目標は概ね達成されたと考えている.さらにRGF受容体を介した情報伝達系の下流因子の探索にも着手しており,受容体遺伝子破壊株を利用した化合物スクリーニングの系を新規に立ち上げている.現在までに下流情報伝達因子に作用している可能性のある化合物候補がいくつか得られており,今回の成果を通じてRGF受容体を介した根の幹細胞領域維持機構の解明に近づきつつあると考えられるため,当初の計画以上に進展している.光反応性RGF1ペプチドを用いて,シロイヌナズナ受容体キナーゼライブラリー約90種類に対して網羅的な結合実験を行い,RGFを直接結合する受容体を3つ(RGFR1,RGFR2,RGFR3)同定した.rgfr1,2,3三重変異体は根端分裂組織が縮小し,根が短くなる表現型を示した.またrgfr1,2,3三重変異体は外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった.加えてrgfr1,2,3三重変異体中ではPLETHORA(PLT)タンパク質のグラディエントが失われており,根端で発現するRGFペプチドが,3つのRGF受容体に直接認識されることでPLTタンパク質の分布パターンを調節し,根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした.以上の成果を論文として報告した(Shinohara et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 113 3897-3902).さらに研究を発展させ,RGFペプチドと受容体のペアを介したを介した根端分裂組織維持機構の解明のため,PLT2-GFPを発現させたrgfr1,2,3三重変異体を用いて,PLT2タンパク質の分布パターンの回復を指標とした低分子化合物のスクリーニングを行った.現在までに約16,000の低分子化合物のスクリーニングを完了し,PLT2タンパク質の分布パターンを回復させる化合物を複数得ている.これらの化合物はRGFペプチドを介した根端メリステム維持機構の解明のための手がかりになると考えている.シロイヌナズナの根端領域で発現しているRGFペプチドは根端メリステム活性を制御しているが,どのように情報伝達が行われているかは不明で,受容体の同定は必要不可欠であった.申請者は受容体発現ライブラリーを用いた網羅的結合実験の結果から,RGFペプチドを直接結合する受容体キナーゼを3つ見出した.RGF受容体の3重変異体は根端分裂組織が縮小し,また外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった.3重変異体中ではPLETHORAタンパク質のグラディエントが失われており,根端で発現するRGFペプチドが,3つのRGF受容体に直接認識されることで根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした.前年度までにRGFペプチドを直接結合する受容体キナーゼをふたつ同定したが,今年度新たにもうひとつの受容体キナーゼがRGFを直接結合することを見出した.これらすべての受容体遺伝子を破壊した三重変異体の作出が進行中である.並行して三重変異体中にPLT1/2ーGFP遺伝子を組み込んだマーカーラインの作出も進行している.変異体の形態観察,ペプチド感受性の確認,各種マーカー遺伝子の発現解析などが完了し次第,RGF受容体の同定として報告予定であり,研究はおおむね順調に進展している.RGF受容体遺伝子破壊株を利用した化合物スクリーニングを継続して行い,RGF情報伝達系に影響を及ぼす化合物を同定する.また同定した化合物のターゲットの同定を行い,同定した遺伝子の破壊株の表現型,発現パターンの解析を通じて,RGF受容体を介した根の幹細胞領域維持機構の解明に迫る.植物生化学RGFペプチドを直接結合する受容体キナーゼすべての遺伝子が破壊された三重変異体を作出し,根端メリステム領域を中心として詳細に形態を観察する.さらに作出した株へのRGF投与実験を行い,RGF応答能を確認する.並行してRGF受容体変異体中でのPLTタンパク質の挙動を確認する.
記憶機能の日内変動に関する認知学習心理学的研究

海馬依存性学習の成績の日内変動と、この日内変動へのメラトニンの影響について検討した。課題遂行時間帯に基づいてラットを4群に分け、新奇物体再認課題または新奇位置再認課題を行ったところ、暗期のほうが好成績であった。新奇位置再認課題成績の日内変動へのメラトニン投与の影響は、明期では促進的、暗期では抑制的であったことから、学習を促進させるメラトニン濃度の範囲の存在が示唆された。海馬CA1領域の長期抑圧(LTD)に対するメラトニンの効果をスライス標本によって検討したところ、メラトニンはNMDA受容体依存的LTDには促進的に作用したが、代謝型グルタミン酸受容体依存的LTDには調節的作用を及ぼさなかった。一日のうちのさまざまな時間帯においてラットに海馬依存性の位置再認課題を課した平成24年度の研究において、その成績が日中よりも夜間のほうが良いことを示した。成績の日内変動を司る脳内メカニズムを検討する上で、私たちは松果体ホルモンであるメラトニンの分泌が日内変動を示すことに着目し、平成25年度は、成績の日内変動に及ぼすメラトニンの影響について検討した。ラットを、明期であるZT8(飼育室の照明点灯から8時間後)に実験を行う群と、暗期であるZT20(消灯から8時間後)に行う群とに分け、さらに、メラトニンを投与する群と生理食塩水を投与する群にそれぞれを分けた。玩具の市販ブロックを用いて被探索物体を作った。装置馴致等の手続き後、形状の異なる物体を装置内の対角線上に配置し、ラットを10分間探索させ獲得試行としたが、その獲得試行開始30分前にメラトニンまたは生理食塩水を腹腔内投与した。獲得試行の1時間後に5分間のテスト試行を行い、このテスト試行では2つの物体のうち一方の物体の位置のみ獲得試行と異なっていた。ラットの行動は箱の上部から動画撮影し、物体に対してスニッフィングした時間を探索行動と定義した。その結果、生理食塩水を投与した統制群では、ZT20で課題を行った場合には有意に位置再認ができた(テスト試行において新奇位置の物体をより長く探索した)が、ZT8で行った場合には位置再認ができなかった(テスト試行において新奇位置の物体も既知位置の物体も同程度に探索した)。一方、メラトニン投与群では逆に、ZT8条件で有意に位置再認ができ、ZT20条件では位置再認ができなかった。以上の結果から、位置再認課題の遂行において、メラトニンが成績日内変動に影響を及ぼすことが示され、学習課題遂行に最適なメラトニン濃度の範囲の存在が示唆された。学習成績の日内変動に関する従来の報告は、おもに嫌悪刺激を含む課題を用いたものであり、海馬依存性学習における成績の日内変動の有無および様相は不明確であった。本研究では、明期・暗期それぞれ12時間の明暗サイクルの下で飼育されたラットを用い、海馬依存性学習である新奇物体再認課題および新奇位置再認課題における成績の日内変動について検討した。1日のうちの4つの時間帯(明期前半、明期後半、暗期前半、暗期後半)いずれかの時点で訓練試行を行い、その1時間後と24時間後にテスト試行を行って各群の成績を比較した。新奇物体再認課題の場合、訓練試行では同一の物体を2つ設置した装置内をラットに探索させ、テスト試行時では訓練試行で呈示した物体のうち片方を新奇物体に変え装置内を探索させた。新奇物体を探索した時間が総探索時間に占める割合を弁別指標として算出し学習成績として評価した。その結果、1日のうちの時間帯にかかわらず成績はほぼ一定であり、顕著な日内変動はみられなかった。一方、新奇位置再認課題の場合、獲得試行では異なる2つの物体が対角線上に配置された装置内をラットに探索させ、テスト試行では一方の物体の位置を新奇な位置に配置して探索させた。テスト試行における総探索時間に占める新奇位置物体の探索時間の割合を弁別指標とし、学習成績として評価したところ、明期よりも暗期の方が好成績であった。一般に、嫌悪刺激を伴う課題の場合には逆に明期のほうが好成績とされるため、本研究により、用いる学習課題によって日内変動の様相が異なることが示された。海馬のはたらきに依存する学習課題として新奇位置再認課題が挙げられる。平成2425年度において、この課題成績の日内変動と松果体ホルモン・メラトニンとの関係について、ラットを用いた行動実験によって明らかにした。両者の関係性をになう海馬内機序を詳細に調べるため、平成26年度は電気生理学的手法により、海馬CA1領域シナプス応答の長期抑圧に及ぼすメラトニンの影響について、長期抑圧の誘導経路別に検討した。