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ベトナムにおける特別なニーズをもつ子どもの教育環境：母親の意識を手がかりとして

本研究は、ベトナム社会主義共和国(以下、ベトナム)に焦点をあて、子どもの教育上、親がその第一義的な役割を果たす場を教育環境と措定し、この親の行動に影響を与える要因を制度に着目した視点から探ってきた。昨年度の研究では、障害をめぐるフォーマルな制度の発展には1991年と2006年という2つの画期があり、時系列的に見るとこのフォーマルな制度が発展した後になってインフォーマルな制度が展開されてきたことがわかった。そして、政府はフォーマルな制度において障害児への教育保障を図ったが、インフォーマルな制度で実質的な個々のニーズへの対応がなされており、「教育の社会化」政策を軸にした総体的な教育保障が図られていることが明らかになった。また、インフォーマルな制度の特徴としては障害児のための「センター」の展開が挙げられる。これまでベトナムの障害児を対象とした学校以外の教育活動については、教育や医療サービスを提供する施設である「センター」が近年ベトナムで増えおり、特に「有限会社」として運営される民営センターや、個人が運営するそれが確認された。また、「教育の社会化」政策は、資源を有する人々に対して教育領域であるか否かを問わず障害児のための教育活動を行うための動機付けとして機能している側面があり、「教育の社会化」政策では学校教育の多様化をとおしその拡充が図られたが、政府の意図しないかたちで学校ではない障害児のための民営センターに対して、間接的な影響を与えていることがわかった。ただし、学校外の「センター」の展開が、選択や選好といった親の行動様式とどのような関係にあるかについて、今後精査する必要があるため、統計資料を積極的に用いながら包括的な視角から制度形成の過程を分析していきたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ベトナムにおける特別な教育的ニーズをもつ子どもの親に焦点をあてながら、親が教育上の条件規定において第一義的な役割を果たす場を教育環境と措定し、親の教育への関わりを規定する要因を明らかにすることを目的としている。特に制度を人の行動を規定する規範ととらえる視点から分析を行ってきた。以上から、昨年度の研究では教育環境についての以下の知見を得た。まず、社会的ネットワークに関して、特に障害児の親がもつそれは通常学校を中心として広がるのではなく、親は有用な情報や共感が期待される対象とのつながりを合目的的に選び取ろうとしていた。そして、この社会的ネットワークには家族とのつながりに近い親密性が内在している可能性が示唆された。また、ベトナムではインクルーシブ教育が実施されており、子どもを一緒に教育する「方法」と定義されている。この定義にもとづき法規上、教育機関の長の裁量を広げることをとおして、特殊学校でのインクルーシブ教育の実施が可能になっていた。さらに、障害に関する教育関連法規に埋め込まれた政治的意図の導出を試みた。すなわち、国のあり方が転換した時期に個人の権利や活動を認めたことによって、これらを規制する必要性が生じ、非社会主義圏からの法概念の導入がなされた。同時に、教育に対する寄付や参加を奨励する政策を国家の役割として推し進め、これを法規に反映させていった。これを社会主義の視点からみたとき、個人の活動を国家が主導する点で、特に個人の権利が重視される障害児への教育において、国は体制維持を意図した関与を図ったとみることができる。以上の知見にもとづきながら、本年度はフォーマルとインフォーマルの制度に関して、この相互作用に着目しながら、特にインフォーマルな制度として親はどのように教育環境を整えるのかについて明らかにすることを目指している。昨年度の研究では、教育環境の概念をさらに精緻化させるために、ベトナムでのインクルーシブ教育にみる独自のとりくみとこれを条件づける社会主義国としての法原理を対象に研究を進めた。左記の作業は昨年度9月の段階で終えたため、これ以降、制度の概念をさらに拡張させインフォーマルな親の活動を対象とした分析を試みた。この理由は、研究構想段階で想定していた社会的ネットワークについて、これが親の認識にもとづく点で客観的な分析枠組みに限界があったのだが、制度の概念を導入することで、この課題を克服し、教育環境をとらえる適切な枠組みを構築できると考えたためである。以上のことから、環境的な要因に関してより教育制度に比重をおくように研究を進め、特に学校外において親がインフォーマルに展開するとりくみに着目した。上記成果は11月の国際研究会で発表するとともに、インフォーマルな制度に焦点をあてながら分析を進めた。ただし、制度分析に向けた研究へ比重を移し、概念の拡張を行ったため、ベトナムにおける総体的な教育制度をとらえるうえで、初等教育に限定せず高等教育を含めてこの特徴を整理した。そして、これを多国間比較の共同研究の一環として成果発表を行った。また、ベトナムにおける親のとりくみを相対化し、制度的特徴に迫る目的で、特別な教育的ニーズに関する地域社会のあり方について、共同研究事業の一環として東南アジア諸国における事例を参照した。この一連の作業をとおして、ベトナムにおけるフォーマルとインフォーマルの制度を再度分析したうえで、1月の国際学会で発表した。以上のように、昨年度の研究では前半に分析枠組みを発展させる作業を行ったうえで、後半からは他の領域、地域の参照をとおした分析視野の拡大を図った。しかし、成果発表についてはほぼ当初の通り行えたため、おおむね順調に進んでいると判断した。

本研究は、ベトナム社会主義共和国(以下、ベトナム)に焦点をあて、子どもの教育上、親がその第一義的な役割を果たす場を教育環境と措定し、この親の行動に影響を与える要因を制度に着目した視点から探ってきた。昨年度の研究では、障害をめぐるフォーマルな制度の発展には1991年と2006年という2つの画期があり、時系列的に見るとこのフォーマルな制度が発展した後になってインフォーマルな制度が展開されてきたことがわかった。そして、政府はフォーマルな制度において障害児への教育保障を図ったが、インフォーマルな制度で実質的な個々のニーズへの対応がなされており、「教育の社会化」政策を軸にした総体的な教育保障が図られていることが明らかになった。また、インフォーマルな制度の特徴としては障害児のための「センター」の展開が挙げられる。これまでベトナムの障害児を対象とした学校以外の教育活動については、教育や医療サービスを提供する施設である「センター」が近年ベトナムで増えおり、特に「有限会社」として運営される民営センターや、個人が運営するそれが確認された。また、「教育の社会化」政策は、資源を有する人々に対して教育領域であるか否かを問わず障害児のための教育活動を行うための動機付けとして機能している側面があり、「教育の社会化」政策では学校教育の多様化をとおしその拡充が図られたが、政府の意図しないかたちで学校ではない障害児のための民営センターに対して、間接的な影響を与えていることがわかった。ただし、学校外の「センター」の展開が、選択や選好といった親の行動様式とどのような関係にあるかについて、今後精査する必要があるため、統計資料を積極的に用いながら包括的な視角から制度形成の過程を分析していきたい。本年度の研究は主として以下の2点に焦点をあてる。1つ目がフォーマルな制度について、2014年憲法改正前後における制度的変容を精査することである。そして、2つ目が、インフォーマルな制度として教育、医療サービスを提供する民営センターに焦点をあてる。前者は特にフォーマルな制度とインフォーマルな制度の相互作用に着目する。インクルーシブ教育が受容されていったのは1990年代であり、インフォーマルな制度として学校外の親のとりくみは2000年代になって広がったとみられることから、フォーマルな制度が形成された後になって、インフォーマルな制度がされていったことが窺える。また、2010年には障害者法とともにこの下位法が制定された時期であり、この施行後に親のとりくみがどのように変容したかについてはわかっていない。このため、昨年度までの法規制度の研究にもとづきながら新たな憲法下の制度を改めて精査する必要があるだろう。後者の民営センターに関しては、インフォーマルな制度にはこの他にも親が行う障害児のための小規模学級や、法規の枠外で行われる補習などの存在が確認されている。この小規模学級は親が自発的に自宅を開放しつつ親同士で資金を拠出することで障害を専門とする教員を雇い運営されている。そして、組織内で親同士は情報交換を行ったり、個別の小集団を作って小規模学級とは別に専門家を招聘したりする活動を行っている。補習に関しては、民営センターなどで勤務した経験のある教員が親と個別に契約するかたちで自宅での教育や介入サービスを行っている。
ショック後腸管リンパ液生理活性および臓器障害に対する腸管由来アラキドン酸の関与

出血性ショック後に生じる遠隔臓器障害の発生には、腸管虚血が深く関与しており、腸管リンパ液は虚血腸管より産生されるメディエータの主要な運搬経路であることをこれまでの研究で示した。また、出血性ショック後腸管リンパ液の生理活性発現にはPhospholipaseA2が深く関与していることを示した。現在、出血性ショック後腸管リンパ液内に産生されるアラキドン酸が腸管リンパ液を介してどのように好中球の活性化に関与し、臓器障害を発生させるかに関して研究継続中である。先行研究(H19H21年度基盤研究C研究代表者増野)にて、出血性ショック後に生じる遠隔臓器障害の発生には、腸管虚血が深く関与しており、腸管リンパ液は虚血腸管より産生されるメディエータの主要な運搬経路であることを示した。また、出血性ショック後腸管リンパ液の生理活性発現にはPhospholipase A2が深く関与していることを示した。本研究では、腸管より遊離されるアラキドン酸(AA)に注目し、AAが腸管リンパ液を介してどのように好中球の活性化に関与し、臓器障害を発生させるかを明らかとすることを目的とする。【研究1-1】出血性ショック後に上昇する腸管リンパ液の生物活性が、PLA2の働きにより腸管から切り出されるアラキドン酸(AA)によるものであるかを検討する。実験(1):ラット出血性ショックモデル(MAP30mmHg×45min)より採取した腸管リンパ液中でAAが増加するかを検討する。実験(2):AA単体、およびAAをショック前リンパ液(生理活性なし)にin vitroで加えたものが、好中球を活性化させるかを検討する。現在、ラット出血性ショックよりサンプルをとり、上記実験を進行中である。【研究1-2】腸管上皮のAA含有量が、ショック後リンパ液の生理活性に及ぼす影響を検討するため、腸管上皮内AA高含有、およびAA低含有モデルを作成する。研究1-1と平行して現在AA高・低含有モデルの作成を行っている。【研究1】出血性ショック後に上昇する腸管リンパ液の生物活性が、PLA2の働きにより腸管から切り出されるアラキドン酸(AA)によるものであるかを検討する。実験(1):ラット出血性ショックモデル(MAP30mmHgx45min)より採取した腸管リンパ液中でAAが増加するかを検討する。【研究2】腸管上皮のAA含有量が、ショック後リンパ液の生理活性に及ぼす影響を検討するため、腸管上皮内AA高含有、およびAA低含有モデルを作成する。研究1と平行して現在AA高・低含有モデルの作成を引き続き行っている。実験1:ラット出血性ショックモデルより採取した腸管リンパ液中でAAが増加するかを検討する。実験2:AA単体、およびAAをショック前リンパ液(生理活性なし)にin vitroで加えたものが、好中球を活性化させるかを検討する。昨年度に引き続き上記研究を行った。

上記研究2のモデル作成中であるが安定したモデルとなっていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のごとくモデル作成が未だ安定しておらず、その後の研究に変更が生じる可能性はあるが、現時点では当初の研究計画に沿って引き続き研究を進める予定である。
単一遺伝子疾患バリアントにおいて多型か変異かを区別する効率的手法確立

常染色体優性遺伝病である多発性内分泌腫瘍症(multiple endocrine neoplasia: MEN)1型および2型、常染色体劣性遺伝病であるGitelman症候群、網膜色素線条症の患者さんからのDNAサンプルの収集を継続していき、血漿をー70からー80°Cのディープフリーザーに凍結保存するとともに随時核酸抽出を進めた。同検体のバフィーコートの白血球からフェノール・クロロホルム法にてゲノムDNAを抽出した。一部のDNAは濃度調整し、今後の解析にすぐに使用可能な状態にした。各検体からの回収量は充分にあり、また分光光度計を用いた吸光度測定においてDNA純度は良好であった。遺伝学的検査の前後では施設内のクライエントについては研究申請者自ら遺伝カウンセリングを実施し、クライエントのご理解を深めるよう努める。DNA濃度を測定し、解析に使用できるように一定濃度に調整した。次世代シークエンサーによるターゲットリシークエンシングあるいはエクソーム解析、キャピラリーシークエンサーによるサンガー法によるダイレクトシークエンシングなどでの塩基配列決定、TaqMan(R) PCR法など遺伝型を確認し、対象者において一つの遺伝子全長の塩基配列決定を進めた。新たにハプロタイプを用いた関連解析を実施できる最新のソフトウェアを準備でき、より細かな解析ができるように備えることができた。研究分担者間の連携については、随時研究進捗状況についてお互いに報告し合い、研究をより円滑に進められるように努めることができた。平成30年度をもって研究計画の最終年度となった。今後得られたデータを基にバリアントが多型か変異かを区別できるような効率的手法が確立できるような成果がまとまるように努める。本研究でのターゲットになっている疾患は単一遺伝子疾患として申請者が今まで遺伝学的検査・解析してきた常染色体優性遺伝形式である多発性内分泌腫瘍症1型および2型、常染色体劣性遺伝病であるGitelman症候群、網膜色素線条症である。バリアントが遺伝子機能に影響を与えるか否かは大きく3つの方向性から検証する。1.分子生物学的方法は変異を挿入した発現ベクターや転写活性測定、2.ヒトでは実際そのバリアントを有する者の遺伝子翻訳産物(タンパク質)レベル測定、代謝産物測定、3.ソフトウェアを用いての蛋白質3Dや機能に対する影響予測を実施する。また疾患を持たないコントロール群にバリアントが無いことも確認する。このように多角的に解析し、最終的に多型か変異を区別する効率的手法を確立することを目指す。様々な遺伝性疾患の存在を考慮すると、経済的・労力的観点からも、効率的な方法の開発が待たれる。本申請研究で開発する方法は遺伝学的検査として遺伝カウンセリングの臨床現場で多型と変異を見分けることにつながっている。これら疾患について、末梢血サンプル収集が進んでいる。遠心後血漿を分離し、ー70からー80°Cのディープフリーザーに凍結保存している。バフィーコートの白血球からゲノムDNAを抽出した。一部のDNAは濃度調整し、今後すぐに使用可能な状態にある。これらのサンプルについては特に家族歴を正確に聴取することで、遺伝性が関与しているか否かを検証できるようにしている。これらの原因遺伝子変異については、随意解析しているが、それ以外の、遺伝子の機能に影響のない多型などのバリアントについては、改めて塩基配列データを注意深く観察し全バリアントの有無を見る。特に一般の原因変異検出のための遺伝学的検査では解析しないイントロン領域やプロモーター領域について解析を進める。サンプル収集に係る労力以外には、必要機器、ソフトウェアはすでに導入されている。プロテオミクス解析実施に用いるMALDI-TOF MSはすでに運用されており、蛋白質データベースなど必要機器、ソフトウェアを用いている。ゲノミクス解析について次世代シークエンサーは配備されている。特にターゲットリシークエンシングあるいはエクソーム解析実施および、特定領域における多検体解析に力を発揮できる。また、正確な遺伝型決定にはキャピラリーシークエンサーが用いられている。研究分担者間の連携も順調で、随時研究進捗状況についてお互いに報告し合っている。本研究でのターゲットになっている疾患は単一遺伝子疾患として申請者が今まで遺伝学的検査・解析してきた常染色体優性遺伝病である多発性内分泌腫瘍症(multiple endocrine neoplasia: MEN)1型および2型、常染色体劣性遺伝病であるGitelman症候群、網膜色素線条症である。遠心分離機にて遠心後血漿を分離し、ー70からー80°Cのディープフリーザーに凍結保存している。また同検体のバフィーコートの白血球からフェノール・クロロホルム法にてゲノムDNAを抽出した。一部のDNAは濃度調整し、今後の解析にすぐに使用可能な状態にある。各検体からの回収量は充分にあり、また分光光度計を用いた吸光度測定においてDNA純度は良好である。遺伝学的検査を実施する前後での遺伝カウンセリングを研究申請者自身が任務を担っているので、これらのサンプルについては遺伝カウンセリングの際に家族歴を正確に聴取することで、遺伝性が関与しているか否かを検証できるようにしている。上述した原因遺伝子の疾患原因に関わるバリアント(変異)については、随意解析しているが、それ以外の、遺伝子の機能に影響のないバリアント(多型)については、改めて塩基配列データを注意深く観察し全バリアントの確認をしている。その際、National Center for Biotechnology Information: NCBIのwebsiteに登録されているdbSNPなどバリアント情報と照らし合わせて照合する。

また一般的な疾患の原因に関わる変異検出のための遺伝学的検査では通常解析しないイントロン領域やプロモーター領域について解析を進める。サンプル収集に係る労力以外には、必要機器、ソフトウェアの最低限のものはすでに導入されている。プロテオミクス解析実施に用いるMALDI-TOF MSはすでに運用されており、蛋白質データベースなど必要機器、ソフトウェアを用いている。ゲノミクス解析について次世代シークエンサーは配備されている。特にターゲットリシークエンシングあるいはエクソーム解析実施および、特定領域における多検体解析に力を発揮できる。また、次世代シークエンサーで検出されたバリアントの存在について念のためダイレクトシークエンシング法を中心としてサンガー法によるキャピラリーシークエンサーを用い確認している。研究分担者間の連携は順調で、随時研究進捗状況についてお互いに報告し合っている。常染色体優性遺伝病である多発性内分泌腫瘍症(multiple endocrine neoplasia: MEN)1型および2型、常染色体劣性遺伝病であるGitelman症候群、網膜色素線条症の患者さんからのDNAサンプルの収集を継続していき、血漿をー70からー80°Cのディープフリーザーに凍結保存するとともに随時核酸抽出を進めた。同検体のバフィーコートの白血球からフェノール・クロロホルム法にてゲノムDNAを抽出した。一部のDNAは濃度調整し、今後の解析にすぐに使用可能な状態にした。各検体からの回収量は充分にあり、また分光光度計を用いた吸光度測定においてDNA純度は良好であった。遺伝学的検査の前後では施設内のクライエントについては研究申請者自ら遺伝カウンセリングを実施し、クライエントのご理解を深めるよう努める。DNA濃度を測定し、解析に使用できるように一定濃度に調整した。次世代シークエンサーによるターゲットリシークエンシングあるいはエクソーム解析、キャピラリーシークエンサーによるサンガー法によるダイレクトシークエンシングなどでの塩基配列決定、TaqMan(R) PCR法など遺伝型を確認し、対象者において一つの遺伝子全長の塩基配列決定を進めた。新たにハプロタイプを用いた関連解析を実施できる最新のソフトウェアを準備でき、より細かな解析ができるように備えることができた。研究分担者間の連携については、随時研究進捗状況についてお互いに報告し合い、研究をより円滑に進められるように努めることができた。平成30年度をもって研究計画の最終年度となった。今後得られたデータを基にバリアントが多型か変異かを区別できるような効率的手法が確立できるような成果がまとまるように努める。
テロメラーゼ関連遺伝子導入による椎間板細胞増殖の賦活化

DNAのなかでテロメアは細胞寿命にかかわる部分であり、これを合成するテロメラーゼを誘導することにより細胞寿命の延長が期待できるとされている。我々は手術の際に得られたヒト骨芽細胞にテロメラーゼ活性を検出されないこと、また培養骨芽細胞には、テロメラーゼを構成する3コンポーネント(hTR, hTP1h、hTERT)のうちのhTERT(human telomerase reverse transcriptase subunit)の発現がないことを確認し、骨芽細胞にhTERT cDNAを導入するとhTR, hTP1とともにhTERTが発現し、テロメラーゼ活性が検出されることを確認した。HTERT cDNAを導入した骨芽細胞は、コントロール細胞に比べて有意に細胞寿命が延長され、継代が進んでも骨芽細胞活性および骨器質合成能が維持される傾向がみられた。これらの知見をもとに椎間板細胞にテロメラーゼ関連遺伝子導入を導入することを試みた。ヒトの手術に採取された椎間板細胞は培養そのものが困難であったため、屠殺直後の成牛尾椎椎間板より、髄核、線維輪をそれぞ分離、培養した細胞を用い、hTERT遺伝子のHVJ・リポソーム法を用いての遺伝子導入がTRAPassayにより確認された。しかし形態学的変化、細胞増殖能、プロテオグリカン合成能については遺伝子導入を行っていないコントロール椎間板細胞と差を生じなかった。また遺伝子導入が確認された細胞を選択し、これらをアルジネートビーズに封入することにより3次元条件下に培養を続け、遺伝子導入を行っていないコントロール椎間板と細胞増殖能、プロテオグリカン合成能、および細胞寿命についてと比較検討したが、これについても差をみなかった。屠殺直後の成牛尾椎椎間板より髄核、線維輪をそれぞれ切り出し、コラゲナーゼ処理により細胞を分離し、subconfluetに達した培養細胞に、テロメラーゼ発現を誘導し得るhuman telomerase reversetranscriptase subunit(hTERT)遺伝子のHVJ-リポソーム法を用いての導入を試みた。関節および椎間板の軟骨細胞においては一般に遺伝子の導入効率が低いとされるが、本実験においてhTERT遺伝子導入が可能であった事がTRAPassayにより確認された。今回の実験に使用してきたmonolayer cultureは実験に必要な細胞数を獲得し、遺伝子を導入するために必要なステップであるが、これにより椎間板細胞が本来のphenotypeを失い脱分化している危険性もはらんでおり、このことが一因となって遺伝子導入細胞の活性に差を生じなかった可能性もあると考えられた。そこで現在3次元の培養環境における検討を行うこととした。遺伝子導入が確認された細胞を選択し、これらをアルジネートビーズに封入することにより3次元条件下に培養を続け、細胞増殖能、プロテオグリカン合成能、および細胞寿命について遺伝子導入を行っていないコントロール椎間板細胞と比較検討する実験を行っている。
通信プロトコル製品検証におけるプロトコル記述方式ならびに検証方式の研究

ネットワークに接続されたコンピュータや端末の間で,確実に通信を行うための一連の取り決めをプロトコル(通信規約)と呼ぶ.ネットワークを確実に運用するためには,プロトコルを厳密に定め,ネットワークの構成要素がすべてそのプロトコルに従って動作していることを確認する必要がある.このためにネットワークに接続される機器(プロトコル製品と呼ぶ)をネットワークに接続する場合には,必ず所定のプロトコルとの整合性の検証を行う.これを適合性試験もしくは製品検証と呼ぶ.プロトコルの製品検証においては,プロトコルをいかに記述し,それにもとずいてテスト手順をどのように決めるかが問題である.プロトコルは従来から自然言語を用いて記述されて来たが,あいまいさがあり,製品検証に適していない.本研究においてはまずプロトコルを系統的に機械可続な方法で表現するイベント順序記述方式を定式化した.これは理論的には時相論理にもとずくものであり,プロトコルを構造に関する記述と動作に関する記述に分けて表現する.次にこの表現を有限オートマトンの理論によって状態遷移表に変換する方式を提案した.状態遷移表からテストシーケンスを生成する方法はすでに研究者等によって明らかにされており,これによってプロトコルの形式表現からテストシーケンス発生に到る一貫した手法が得られたことになる.この方法は簡単なデータリング層のプロトコル, HDLCちらにはトラシスポート層のプロトコルに適応する実験を通して,充分実用的であると考えられる.なおイベント順序記述,状態遷移表表現は国際標準LOTOS, ESTELLEに対応しており,この間の変換も本方式の拡張によって可能になることが明らかにされた.この際のLOTOS表現には追加の情報が必要になる.ネットワークに接続されたコンピュータや端末の間で,確実に通信を行うための一連の取り決めをプロトコル(通信規約)と呼ぶ.ネットワークを確実に運用するためには,プロトコルを厳密に定め,ネットワークの構成要素がすべてそのプロトコルに従って動作していることを確認する必要がある.このためにネットワークに接続される機器(プロトコル製品と呼ぶ)をネットワークに接続する場合には,必ず所定のプロトコルとの整合性の検証を行う.これを適合性試験もしくは製品検証と呼ぶ.プロトコルの製品検証においては,プロトコルをいかに記述し,それにもとずいてテスト手順をどのように決めるかが問題である.プロトコルは従来から自然言語を用いて記述されて来たが,あいまいさがあり,製品検証に適していない.本研究においてはまずプロトコルを系統的に機械可続な方法で表現するイベント順序記述方式を定式化した.これは理論的には時相論理にもとずくものであり,プロトコルを構造に関する記述と動作に関する記述に分けて表現する.次にこの表現を有限オートマトンの理論によって状態遷移表に変換する方式を提案した.状態遷移表からテストシーケンスを生成する方法はすでに研究者等によって明らかにされており,これによってプロトコルの形式表現からテストシーケンス発生に到る一貫した手法が得られたことになる.この方法は簡単なデータリング層のプロトコル, HDLCちらにはトラシスポート層のプロトコルに適応する実験を通して,充分実用的であると考えられる.なおイベント順序記述,状態遷移表表現は国際標準LOTOS, ESTELLEに対応しており,この間の変換も本方式の拡張によって可能になることが明らかにされた.この際のLOTOS表現には追加の情報が必要になる.通信プロトコルなコンピュータとコンピュータの間の対話のルールである。正常な通信のメッセージ形式と手順を規定するのみならず、両者の動作速度に不整合が生じたときの処置、通信に誤りが生じたときの処置、誤った手順が発生したときの処置、いずれかに通信上の不都合(バッファあふれなど)が生じたときの処置等を規定する。これらの多様な規定は通常自然言語で記述されるのが普通であるが、異る解釈が行なわれると接続が不可能になることがあり得る。このためプロトコルには各種の形式的記述法が提案されており、これを使用したインプリメンテーション法と検証法が研究されている。特にイベント順序記述と状態遷移図が、それぞれ検証ルールの記述とインプリメンテーションのための記述として知られている。しかし従来この二つの記述法は独立したものとされており、この間の関係は充分に解明されていない。本研究においては、プロトコル検証の立場から、人間の記述に近いイベント順序形の形式的記述法を、時間論理にもとずいて新たに規定し、これをインプリメントに適した状態遷移表記述に変化する方式を検討した。イベント順序ルールによる記述はまず原始状態図に変換される。これは可能なすべてのイベントの並びを直接表現するものであり、記述の検証に適している。次に原始状態図の中から入力待ちの状態を検出して状態遷移表に変換する。これはインプリメントと製品検証に適している。本年度においてはこのようなプロトコルの形式記述法を主としてデータリンク層のプロトコル記述に対して適用しその見通しを得た。同時に形式記述方式のプロトコル記述能力、記述の段階的詳細化、モジュール的な記述などについて多くの知見を得た。
バブル経済と金融政策の動学メカニズムに関する理論と実証研究

本研究の目的は、バブル経済と金融政策の動学メカニズムを解明することであった。この目的のために構築した金融部門を明示的に含むマクロ動学モデルを使った分析によって次のような成果が得られた。1.バブル経済の現象を、部分均衡論的・ミクロ経済学的観点からではなく、動学的一般均衡モデルをつかってマクロ経済現象として解明することができた。2.金融政策がバブル経済を引き起こす動学的波及過程を金融仲介コストの観点から理論的に示すことができた。特に、金融政策がいかに民間銀行の貸出行動を変化させることによってマクロ動学に影響を与えることができるかが明らかになった。3.金融緩和政策は金融仲介コストを減少させ、金融引締め政策は金融仲介コストを増大させることによって、マクロ経済に「生産性ショック」と同様な動学的効果、特にバブル経済と呼ばれるマクロ経済現象を発生させる過程が明かになった。4.この金融仲介コストのメカニズムによって、金融政策の動学的影響のみならず金融危機がマクロ動学に与える影響ならびに波及効果も解明できた。5.バブル経済を防ぐための金融政策の役割として次のような結論が得られた。すなわち、金融政策は銀行部門における一時的ショックを相殺して金融仲介コストを均衡水準に維持することを目標とすべきである。そのような金融政策によって、マクロ経済を均衡成長経路に乗せることができる。6.以上の研究成果をまとめた論文をレフリー付き学術雑誌へ投稿中である。
新規光学活性イオン性液体の開発とそれを反応場とした触媒的不斉反応システムの構築

新規光学活性イオン液体の開発研究を進めると共に、その不斉誘起能評価のためのルテニウム触媒を用いた新規環化反応の開発研究を行った。その結果、新たにアレンインの環化二量化反応による新規5環式骨格構築法を見出すことができた。本結果は、ユニークな多環式骨格の構築のための新しい方法論となることが期待される。イオン性液体(Ionic Liquid=IL)は、一般に高極性で蒸気圧が測定不能なほど低いため大気拡散性が殆ど無く、また水や有機溶媒と混合し難いため「次世代の溶媒」として様々な有機合成反応の反応媒体として利用されつつある。本研究課題は、反応溶媒としてのILの持つ反応加速効果などの特異な性質と回収、再利用が出来る点に着目し、再利用可能な光学活性イオン性液体を用いた新たな触媒的不斉合成反応システムを構築することを目的としている。当該年度はまず、その不斉反応場の当たり不斉誘起能評価のためのベンチマーク反応となるルテニウム触媒による環化反応の検討を進めた。すなわち、分子内にアレンとアルキンを持つ基質に対し、エチレン気流下でルテニウム錯体としてCp^*RuCl(cod)を用いて種々検討を行った。5,5-bis(methoxylcarbonyl)octa-1,2-dien-7-yneを基質としてエチレン気流下でルテニウム錯体と反応させたところ、エチレン挿入が進行した化合物の収率はわずか6%であった。そこで多重結合上の置換基を検討していたところ、アレン上にtert-ブチル基、アルキン上にメチル基を持つ5,5-bis(methoxycarbony1)-10,10-dimethylundeca-7,8-dien-2-yneを基質として同条件下で反応させたところ、興味深いことに基質の二量化が進行した化合物が93%の収率で生成した。機器スペクトルデータを詳細に検討したところ、生成物は2つの5員環と3つの4員環が縮環したような階段状の構造を有していることが明らかとなった。アルキン上にフェニル基を持つアレン-インを用いた場合でも本反応は速やかに収率で進行し、極めて高い収率で環化二量化生成物を与えた。なおこの化合物のX線結晶構造解析によって立体化学を決定した。このような形式の反応はこれまで全く知られておらず、本研究成果はルテニウム触媒反応の化学に新たな知見を与えるものと考えられる。現在、不斉反応への展開を目指し検討を続けている。イオン液体(Ionic Liquid=IL)は、一般に高極性で蒸気圧が測定不能なほど低く、また水や有機溶媒と混合し難いため「次世代の溶媒」として様々な有機合成反応の反応媒体として利用されつつある。当該年度はまず前年度に引き続き、その不斉反応場の当たり不斉誘起能評価のためのベンチマーク反応となるルテニウム触媒による環化反応の検討を進めていたところ、興味深い現象を見出した。すなわち、触媒量のCp^*RuCl(cod)錯体存在下でアレン上にtert-ブチル基、アルキン上にメチル基を持つアレンインを基質としてトルエン中50°Cで攪拌すると2つの5員環と3つの4員環が縮環した5環式化合物が高収率で生成する。一方、同基質とCp^*RuCl(cod)をメタノール中室温で反応させたところ5環式化合物は全く得られず、6員環と4員環が縮環したbicyclo[4.2.0]octa-1,6-diene誘導体がほぼ定量的に得られることが分かった。本結果は反応溶媒によって反応経路が劇的に変化したことを示しており非常に興味が持たれるものである。そこでIL中での反応を検討することにした。上記反応で用いているCp^*RuCl(cod)錯体は電気的に中性の錯体であり、電荷を持ったIL中への溶解性に問題があると考えられた。そこで、電荷を持った部位を導入したシクロペンタジエニル配位子を持つルテニウム錯体を新たに設計した。現在イミダゾリウムタグを有するシクロペンタジエニル配位子を合成すべく、γ-ブチロラクトンのブテニル化、Nazarov環化を経てイミダゾール環を持つ配位子ユニットを合成することができている。
RNA結合蛋白PTBによるスプライシングを介した神経分化制御機構の解明

RNA修飾因子PTBは中枢神経系において未分化細胞集団に発現しており、RNArecongnitionmotifを介して標的pre-mRNAのpolyprimidine領域に結合し、mRNAのスプライシングや翻訳制御を行う。近年、転写調節のみならずRNA修飾による細胞分化制御が重要な役割を担う事が知られており、これまで不明の点の多かったスプライシング等のRNA修飾による神経分化制御の機構解明を目的にPTB欠損ES細胞およびコンディショナルノックアウトマウス(cKOマウス)を作製した。Nestin-Creマウス及びEmx1-Creマウス(神経組織特異的にCreを発現)との交配により、PTBが脳室周囲に存在する未分化細胞(Radialglia)の細胞間接着や細胞極性の維持に重要な因子である事を見出した。PTB欠損マウスの大脳皮質領域において胎生14.5日前後からRadialgliaの形成するAdherencejunctionが消失し、それに伴って神経分化亢進および神経幹細胞の枯渇が起こる事が示された。また生後には重篤な水頭症を発症する事を見出した。中枢神経系を構成する様々な細胞は増殖能及び多分化能を有する神経幹細胞より生み出される。そのため神経幹細胞からの分化メカニズムの解明は生物学的研究意義に加え神経疾患に対する再生医療という観点からも重要な課題である。近年、転写因子群による神経分化制御機構以外にRNA修飾による制御が重要な働きを担っている事が示唆されており、その機構解明が望まれる。我々がES細胞の未分化維持因子の一つとして同定したPTBは、RNA recongnition motifを持ち、標的pre-mRNAのpolyprimidine領域に結合してmRNAのSplicingを制御するRNA修飾因子である。神経系においては神経幹細胞/前駆細胞に限局して発現するが、PTB欠損マウスが着床前後で致死となった事からPTBコンディショナルノックアウトマウス(cKOマウス)の作製を行った。Nestin-Creマウス(神経組織特異的にCreを発現)との交配によりPTB cKOマウスの中枢神経系での解析を行った。(1)PTB cKO/Nestin-Creマウスが生後に重篤な水頭症を発症する事を見出しだ。また胎生後期(E15.5)よりPTB cKOマウスの前脳(大脳皮質)領域において、脳室周囲に存在する未分化細胞(神経幹細胞)の細胞間接着や細胞極性に異常が認められており、その結果、水頭症を発症している事が示唆された。(2)PTB欠損細胞ではパラログ遺伝子であるnPTB遺伝子の発現が亢進しておりnPTBがPTBと相補的に働く可能性が示唆されたためnPTB cKOマウスを作製した。nPTBcKOマウスは産後に呼吸不全を起こし死亡する事から脳幹部の異常が予測された。また生後解析を目的にEmxl-Creマウス(大脳皮質領域のみでCreを発現)との交配を開始した。(3)神経分化依存的mRNAsplicing制御の可視化を目的にPTBに応答する蛍光レポーターマウスを作製した。これらの遺伝子欠損実験によりPTB/nPTBが神経系の発生過程に於いて重要な機能を有している事が考えられる。RNA修飾因子PTBは中枢神経系において未分化細胞集団に発現しており、RNA recongnition motifを介して標的pre-mRNAのpolyprimidine領域に結合してmRNAのスプライシングを制御している。近年、転写調節のみならずRNA修飾による細胞分化制御が重要な役割を担う事が知られており、これまで不明の点の多かったスプライシング等のRNA修飾による神経分化制御の機構解明を目的にPTBコンディショナルノックアウトマウス(cKOマウス)を作製した。(1)Nestin-Creマウス及びEmx1-Creマウス(神経組織特異的にCreを発現)との交配により、PTBが脳室周囲に存在する未分化細胞(Radial glia)の細胞間接着や細胞極性の維持に重要な因子である事を見出した。PTB欠損マウスの大脳皮質領域において胎生14.5日前後からRadial gliaの形成するAdherence junctionが消失し、それに伴って神経分化亢進および神経幹細胞の枯渇が起こる事が示された。(2)神経系ではPTBのパラログ遺伝子であるnPTBが発現しておりPTBと相補的に働く可能性が示唆される。そこでnPTB cKOマウスを作製した。

Emx1_Creマウス(大脳皮質領域のみでCreを発現)との交配により得られたnPTB cKOマウスはPTB cKOマウスと同じく水頭症様の症状を呈した。今後は交配によりPTB/nPTB double cKOマウスを作製しより詳細な機能解析を進める。現在、PTB cKOマウス由来の神経幹細胞集団のRNAを回収しエクソンアレによる標的因子の検索を試みており、幹細胞の極性維持に関わる分子メカニズムに関して解析を進めている。RNA修飾因子PTBはES細胞や神経幹細胞などの未分化細胞に発現しており、RNAスプライシング調節を介して増殖、分化の調節に関わることを明らかとしてきた。特にこれまで不明の点の多かったスプライシング修飾による神経分化制御の機構解明を目的にPTBコンディショナルノックアウトマウス(cKOマウス)を作製し、その解析を行った。PTB cKOマウス脳では、脳室周囲に存在する未分化細胞(Radial glia)が形成しているAdherence junctionが消失しており、幹細胞の細胞間接着および細胞極性の維持に関わる事を見出し論文に報告した。またPTB cKOマウスでは胎生期より神経幹細胞集団の減少が認められ、生後には重篤な水頭症を発症する事を明らかとした。PTBと相補的に働く事が示唆されるパラログ遺伝子nPTB cKOマウスでも同様の表現型が示されたことからPTB/nPTBは機能相補性を有する事が明らかとなっている。前年度に引き続き、PTB/nPTB double cKOマウスを作製して幹細胞の極性維持に関わる分子メカニズムおよび神経分化における機能解析を進めている。またこれまでにPTB cKOマウス脳由来の幹細胞集団をソースにエクソンアレを実施しており同定された標的因子の解析を進めてゆく。現在はPTBが神経系のみならず免疫系、生殖系での発生過程にも働く事からこれ等の組織におけるPTBの機能解析も進めている。発生工学的手法を用いた遺伝子改変マウスの作出を可能としており、当初の計画に沿って生体レベルでの解析を進めている。これまでにRNAスプライシング調節因子であるPTBの欠損が、神経幹細胞からの分化異常を引き起こし,個体レベルでは水頭症を発症する事を明らかとしている。RNAスプライシング異常が個体発生/神経発生にどのような影響を及ぼすのか?その知見は未だ少なく、PTBをはじめとした本研究分野の更なる発展が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。RNAスプライシング機構が個体発生/神経発生にどのように貢献しているのか、またその破綻がどのような異常を引き起こすのか、PTB/nPTBのdouble cKOマウスを作製しその解析を進める事で明らかとしてゆく。またPTB欠損細胞を用いて、エクソンアレイによる網羅的解析を行いこれまで関与が知られていなかった新たな分化制御因子の同定を試みる。
内軟骨性骨化における軟骨吸収のメカニズムの解明:破軟骨細胞についての研究

内軟骨性骨化における軟骨吸収と血管侵入に関与する細胞の特徴を明らかにすることを目的とした。野性型マウスを用い、胎仔期の一次骨化(胎齢14日から16日の大腿骨)、生後の二次骨化(大腿骨遠位骨端)、成長帯での内軟骨性骨化(大腿骨遠位骨端軟骨板)、および骨折治癒における内軟骨性骨化を組織学的に分析した。1)サフラニンO染色、2)TRAP染色、および3)in situ hybridization (MMPs-9)を施行した。1)サフラニンO染色をみると、胎齢14日では軟骨内に血管や細胞の侵入はみられなかった。胎齢15日には軟骨原基中央に血管と細胞の侵入がみられた。2)TRAPの活性をみると、胎齢15日では、軟骨内に侵入した細胞の一部にTRAP活性を認めた。3)MMP-9の発現をみると、軟骨内に侵入した細胞の多くにMMP-9の発現を認めた。MMP-9陽性細胞は軟骨吸収面(骨・軟骨境界部)に存在した。4)TUNELでは、軟骨内にはTUNEL陽性の軟骨細胞はなく、骨髄腔内に陽性細胞が散在していた。一次骨化においてもMMP-9が軟骨吸収と血管侵入に重要な役割を演じていることが示唆された。MMP-9陽性細胞はTRAP陽性細胞に先んじて軟骨内に侵入していた。MMP-9が一次骨化での軟骨吸収に関与する細胞の早期のマーカーであると考える。また、MMP-9陽性細胞の侵入前にはTUNEL陽性細胞はなく、骨髄腔にTUNEL陽性細胞がみられたことから、MMP-9による軟骨吸収が軟骨細胞のアポトーシスを制御していると考えた。1)サフラニンO染色、2)TRAP染色、および3)in situ hybridization(MMPs-9)を施行した。
劣性遺伝性神経変性疾患の臨床と分子遺伝学による網羅的解析

常染色体劣性遺伝性神経変性疾患の臨床遺伝学的解析をした。同胞発症もしくは血族結婚を認め、常染色体劣性遺伝性と考えられる例を対象とした。神経学的所見により、小脳失調を主体とする脊髄小脳変性症21人と下肢の痙性を主体とする痙性対麻痺33人とに分類した。欧米で最も頻度の有い劣性遺伝性脊髄小脳変性症であるFriedreich ataxia(FRDA)の原因であるFRAD遺伝子を解祈した。FRDA遺伝子CAA繰り返し配列の増大はみられず、FRDA例は存在しないと判断した(これまでに、ミスセンス変異のみのホモ接合または複合ホモ接合によるFRDA例の報告はない)。early onset ataxia with ocular apraxia and hypoalbuminemia(EAOH)の原因遺伝子を検索し、脊髄小脳変性症の8例(8/21人,38%)に変異を見出した。ミスセンス変異のホモ接合では、非典型的に軽度な症状である例があり、genotype-phenotype関連の存在が指摘された。また、1例は、autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay(ARSACS)の遺伝子に変異がみいだされた。痙性対麻痺を主体とする33家系に対しては、マーカー解析で、14家系が、第15染色体上のSPG11に連鎖する領域への連鎖が認められた。同様のマーカー解析で、SPG20,SPG7の領域は全例で、除外できた。本邦の常染色体劣性遺伝性の脊髄小脳変性症と痙性対麻痺の約30-40%は、それぞれEAOH、SPG11と考えられた。劣性遺伝性神経変性疾患は、多くの疾患単位を含有する極めて異質性に富む疾患群である。小脳失調を主体とするものは脊髄小脳変性症に分類され、Friedrich失調症(FRDA)やataxia-telangiectasia (AT)がよく知られている。最近では、低アルブミン血症と眼球運動失行を伴う早発型失調症early-onset ataxia with ocular motor apraxia and hypoalbuminemia (EAOH)の遺伝子APTXが同定され、本邦で主要な劣性遺伝性脊髄小脳変性症であることが認識されてきている。海外の家系ではautosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS)やspinocerebellar ataxia with axonal neuropathy (SCAN1)で原因遺伝子が同定された。一方、痙性対麻痺を主体とする劣性遺伝性痙性対麻痺については、spq7,SPG20(Troyer syndrome)で原因遺伝子が同定されている。しかしながら、痙性対麻痺には、小脳失調や末梢神経障害を伴い、脊髄小脳変性症と区別し難い例もあり、劣性遺伝性神経変性疾患は全体的には未だ渾然とした状況ともいえる。申請者は、これまで遺伝子診断を行い既知の原因遺伝子に変異が検出できなかった例を含め劣性遺伝性神経変性疾患累積例に対して、網羅的に臨床分子遺伝学再解析を施行している。劣性遺伝性脊髄小脳変性症全21家系で、8家系がEAOHで、残り13家系でFRDA, ARSACS, SCAN1を除外した。この内、2家系はhypogonadism伴う小脳失調であり、4家系は末梢神経障害を伴う小脳失調であり、7家系には膝蓋腱反射正常または亢進と小脳萎縮を認めた。劣性遺伝性痙性対麻痺30家系では、25家系が岩淵らがまとめた脳梁菲薄化を伴う複合型遺伝性痙性対麻痺(ARHSP with TCC)と考えられた。この内、12家系は第15番染色体への連鎖が確認されており、SPG11とされる。現在は、連鎖不平衡マッピングの手法を用いて連鎖領域を狭めることと、患者脳から得られたcDNAを用いた該当領域からの発現遺伝子変異の変異検索を行っている。本邦の常染色体劣性遺伝性の脊髄小脳変性症と痙性対
TDR土壌水分測定に及ぼす根の影響評価とその対策

昨年度,土壌水分のTDR測定値に及ぼす植物根の影響について調べ,現場からサンプリングした根と,砂,黒ボク土との混合材料について,Dobson等の4相あるいは5相モデルを用いて解析を行った。その結果,砂丘砂での水,根,土壌,空気の4相,黒ボク土での水,根,土壌,結合水,空気の5相について各々の体積と誘電率から,混合材料のTDR測定誘電率に対する各要素の感度分析より,根の占有率が大きくなるに従い,両土壌とも,根の影響が大きくなり,5%の根密度,15%のバルク水分量において,TDR誘電率に対し,砂丘砂で26%,黒ボク土で16%の過大評価を与えることを明らかにした。水分換算では砂丘砂で15%,黒ボク土で40%とかなり大きな値を示すことが分かった。そこで,今年度は,一昨年度より継続している久住高原草地における,TDRによる土壌水分測定値を解析し,BBHモデルを用いて,土壌表層面流出,土壌深層降下流出,土壌内保水,土壌面蒸発散量の年間収支を計算した。その結果,この黒ボク土からなる斜面草地では,全降水量の70%が表層面流出,約30%が蒸発散量,重力排水が約5%以下であることが判明した。このモデルでは,TDR測定土壌水分量に対しフィッティングを行っており,その結果,表層5cmにおける,根密度が5%以上に達する部分を通しての水分の流出量が非常に大きく計算された。これは,混合モデルにより得られた,「根の存在が土壌水分量の過大評価につながる」という結果を裏付けていると言える。しかし,根の水分量は,なだらかではあるが,周りの土壌水分量に影響されて増減することから,厳密な意味での根の影響評価は難しいが,本研究では概略的な値を示すことができた。今年度は、現場から植生ごとサンプリングした材料について、根を採取し、TDRを用いてその比誘電率の測定を試みた。解析には、水と根の2相モデルを用いて根の比誘電率を間接的にもとめた。Mixture Modelとしては、Birchak et al(1974)の式と、Bruggeman Modelを用いた。供試材は九州大学久住高原農場で植生を含め、深さ20cmまでサンプリングしてきた土層について、実験室内で葉茎部を除去し、洗浄して集めた根を用いた。まず、根の容積と水分量との関係を測定した結果、両者間の線形性は非常に高く、無作為抽出したサンプルについての根の水分率は、ほぼ一定値を示した。次に、作為的に根の生育ステージの異なる6種類のサンプルについて混合体の比誘電率K_c、根の体積率pをもとめ、両モデル式について非線形最小自乗法で、根の比誘電率K_rをもとめた。その結果、Birchak等のモデルでは49.00、Bruggemanのモデルでは48.82の値が得られた。これは、根の比誘電率が一定であるという条件下でもとめた値であるが、両Model間の差はほとんどなかった。しかし、根の水分量の変化に伴い、比誘電率も変化することが考えられ、各サンプル毎にBruggemanモデルについてK_c、pを代入し、K_rを数値的にもとめた。その結果、作為的に選んだ、根の生育ステージ(色と大きさ)の異なるサンプルについては、水分率が0.52から0.73の範囲で分布していることが分かった。また、それらの水分率に対し、Mixture Modelで推定した根の比誘電率が、ほぼ線形的に応答していることが明らかになった。今年度は、昨年度行った、現場よりサンプリングした材料について、根を採取し、TDRを用いてその比誘電率の測定を行った結果について論文(Journal of Hydrology)にまとめた。論文では、土壌中における植物根の存在がTDRにおける土壌水分量の測定値に影響を与えるであろうという前提で研究を進めた。この研究で使用した草本植物の根は、約70%の水分量を有しており、誘電率は水よりも低かった。この事実は、水分を含んだ根を土壌水分とは異なる成分として養えていく必要があることを意味している。つまり、砂丘砂のように、常に根よりも土壌の水分が低い場合、根の存在は水分の過大評価につながるし、黒ボク土のように、Topp式が使えない場合、根の存在が、水分の過小評価につながる可能性がある。Dobson等の4相モデルを用いて、砂丘砂での水、根、土壌、空気の体積、と各々の比誘電率、5相モデルを用いて、黒ボク土での水、根、土壌、結合水、空気の体積、と各々の比誘電率を与えることにより、TDR測定誘電率に対する各成分の感度分析を行った。その結果、根の占有率が大きくなるにつれ、両土壌において根の影響が非常に大きくなっていくことを示した。5%の根密度がTDRの誘電率測定値に対し、砂丘砂で26%、黒ボク士で16%の過大評価を与えた、これは水分換算で砂丘砂で15%、黒ボク土で40%であった。砂丘砂に対する4相モデルでは、既知のθ(土壌水分率)に対し、土壌の誘電率、根容積をかなり精度よく推定することが可能であった。黒ボク土に対する5相モデルでは、土壌の誘電率を最適化して与えれば、根容積を推定することは可能であった。また根容積の推定値はモデルパラメータαについてはそれ程鋭敏ではなかった。

従って、根の誘電率をさらに詳しく調べることにより、TDRによる対象土壌の誘電率測定値から、根容積を推定することが可能であることが分かった。昨年度,土壌水分のTDR測定値に及ぼす植物根の影響について調べ,現場からサンプリングした根と,砂,黒ボク土との混合材料について,Dobson等の4相あるいは5相モデルを用いて解析を行った。その結果,砂丘砂での水,根,土壌,空気の4相,黒ボク土での水,根,土壌,結合水,空気の5相について各々の体積と誘電率から,混合材料のTDR測定誘電率に対する各要素の感度分析より,根の占有率が大きくなるに従い,両土壌とも,根の影響が大きくなり,5%の根密度,15%のバルク水分量において,TDR誘電率に対し,砂丘砂で26%,黒ボク土で16%の過大評価を与えることを明らかにした。水分換算では砂丘砂で15%,黒ボク土で40%とかなり大きな値を示すことが分かった。そこで,今年度は,一昨年度より継続している久住高原草地における,TDRによる土壌水分測定値を解析し,BBHモデルを用いて,土壌表層面流出,土壌深層降下流出,土壌内保水,土壌面蒸発散量の年間収支を計算した。その結果,この黒ボク土からなる斜面草地では,全降水量の70%が表層面流出,約30%が蒸発散量,重力排水が約5%以下であることが判明した。このモデルでは,TDR測定土壌水分量に対しフィッティングを行っており,その結果,表層5cmにおける,根密度が5%以上に達する部分を通しての水分の流出量が非常に大きく計算された。これは,混合モデルにより得られた,「根の存在が土壌水分量の過大評価につながる」という結果を裏付けていると言える。しかし,根の水分量は,なだらかではあるが,周りの土壌水分量に影響されて増減することから,厳密な意味での根の影響評価は難しいが,本研究では概略的な値を示すことができた。
岩塩試料に残された生物学的痕跡

本年度も、生物試料として十分な岩塩の収集ができなかった。そこで、重点領域研究の班員、班友から提供された岩塩試料を用いて、高度好塩性古細菌の培養を試みると同時に、地球上の酸素発生と非常に関係深い酵素のひとつであるシトクロームオキシダーゼについて、現存する好塩菌の酵素/遺伝子を調べた。シトクロームオキシダーゼに良く保存されているヘム結合領域を用いてプライマーを設計し、PCR法により約400塩基対のDNA断片の増幅を試みた。現存する8属、12種類の高度好塩性古細菌のゲノムDNAを鋳型として試みたところ、すべての好塩菌から期待されるサイズのDNA断片の増幅が確認できた。塩基配列を決定し、アミノ酸配列を推定して、分子系統樹を描いたところ、好塩性古細菌には、(1)遺伝子重複により生じたと思われる2種類のタイプのシトクロームオキシダーゼ遺伝子(便宜上M型、A型と呼ぶ)が存在し、(2)その重複点が、古細菌の中でも好塩菌に分岐後にあることが推定できた。また、ある菌株では、もう一度遺伝子重複が起こっていることが確認できた。この遺伝子重複を進化上での重要なイベントとして位置付け、古い岩塩から回復できた好塩性古細菌の遺伝子を調べ、その生物の進化上での位置付け(遺伝子重複以前の生物か、後の生物か)を明らかにする可能性が生じた。最近、幾つかの岩塩試料からの培養で、菌体の増殖が確認できたので、今後これらの菌体の性質を調べると同時に、シトクロームオキシダーゼを指標とした分子進化的検証を行っていく予定である。