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地域における通訳案内士教育のあり方の研究～地域のインバウンド人材育成を目指して

地域における通訳案内士人材の育成を目的とした大学における通訳ガイド教育のあり方の研究として、実践的な実地研修を3年間実施した。同研修参加者の業務への理解と興味関心の増加において特に効果的であった。ガイドの質保証の観点からも日本における実践的なガイド研修機会の増加が望まれること、英国のガイド教育制度には日本が参考にできる実践的な研修内容が多々あることが分かった。ガイドには基礎的英語力、ホスピタリティスキル、観光地の知識および指示・説明のための英語表現力などが不可欠であり、研究成果の1つとして大学生がこうした知識を習得し、訓練する活動に適したテキストを出版した。地域における通訳案内士の育成を目指した大学における研究の初年度として次のことに取組んだ。日本のガイド教育制度の調査と次年度に調査を予定している英国の制度に関する取組では、認定観光ガイド育成先進国である英国より2地域の認定ガイド資格を持つオルストン氏を札幌へ招致し、ガイド育成の教育制度概要等について知識の提供を受けた。また大学での公開講座実施により、学内外における観光ガイドについての社会的認知度向上にも寄与した。道内のベテランガイドと首都圏のガイドへのインタビューを通じて、日本のガイド育成制度における課題を確認した。日本における現在のガイド育成制度にはより実践的な研修制度の充実が求められるという課題が浮き彫りになった。実践的な訓練機会の提供を通じた研究として、学生20名と実務経験の浅い札幌圏の有資格ガイド5名が外国人にガイドをする訓練を目的とする模擬観光バスツアーを実施した。ベテランガイドによる模範ガイディングを見ること、有資格ガイドとの交流を通じて学生はガイドという職業への理解と興味関心が一層深まり、また英語学習へのさらなる動機づけにもつながるという結果がアンケート調査を通じて明確になった。有資格ガイドからも年代の異なる学生とともに学ぶこと、地域での実地訓練ができることが有意義であるという回答を得た。さらに、外国語を使った訪日外国人旅行者への支援の体験を調査するため、主に雪まつりの期間を利用し札幌商工会議所によるスマイル・サービスバッジを学生へ提供し経験について調査をすすめた。また、札幌近隣での観光バスでの案内業務と訪問先での通訳等を、模擬観光ツアーに参加した学生がアルバイトとして行う機会を得ることができたためその体験を調査した。また通訳案内士試験の受験への意識向上とコミュニカティブな英語スキルの向上を目指してTOEICスピーキングライティングの学内受験を実施した。おおむね研究実施計画通りに個々の研究を実施できている。通訳案内士教育の調査の為、認定観光ガイド育成の先進国である英国よりロンドンブルーバッジガイド認定コースのトレーニングディレクターであるキング氏を招聘し、ガイド教育制度について指導者の教育的見地から知識の提供を受けた。また大学での公開講座実施により学内外における観光ガイドへの社会的認知向上に寄与した。英国認定ガイドについての現地調査では、事前アンケート、インタビュー、研修の見学を通じてコース履修者や指導者等が得に重要視する研修項目を調査し、実践的な訓練、指導者からの助言等が特に有益であるとの結果を得た。昨年度同様に大学生が実践的なガイド訓練を行う模擬観光ツアーを実施した。昨年より有資格ガイドとの交流時間を長く設けることで、学生は仕事への関心と理解を深めることが出来た。またベテランガイドによる模範ガイディングについて他の有資格ガイドから実践的な学び、研修の機会を高く評価する調査結果が得られた。また、同ツアー参加学生が冬季の民間企業による道内周遊バスツアーでアルバイトとして外国人補助のバスガイド業務を行う機会を得た。業務を通じて学生が得た学びを調査中であるが、英語教育、異文化理解などの観点からガイド教育に反映すべき情報が得られた。これまでの調査結果からガイド教育に適したテキストの内容を検討し、大学教員や現役の有資格ガイドに記事の執筆を依頼した。これまでの研究成果の発表については、研究チームのメンバーによる国内外の学会での発表、論文投稿を通じて本研究の目的と調査結果を広く公表する機会を得た。また首都圏と道内の有資格ガイドへのインタビュー調査結果をESP教育的見地からまとめ論文として発表した。おおむね研究実施計画通りに研究を実施出来ている。英語による観光ガイドのテキスト「Introduction to Tour Guiding inEnglish: Hokkaido」を出版した。特に英語による観光ガイド学習の入門書に相応しい英語の難易度、情報量とした。大学教員と現役の通訳案内士が執筆し、グローバルなツーリズムの現状や日本文化、北海道の観光地、英語によるガイディングの必須表現や業務に関する知識、心構えなどアカデミックな知識と実践的なスキルの両方を学ぶことができる教材となった。大学生が実践的なガイド訓練を行う模擬観光バスツアーを2回に分けて実施し、1回目は学生が有資格ガイドからガイドされる「ガイド学習ツアー」、2回目は過年度同様学生が外国人ボランティアを英語でガイドをする形とした。参加者フィードバックから本ツアーの実践的な面は特に学生の「ガイド業務への理解、興味関心の増加」「英語のコミュニケーションスキル向上の必要性認識や学習へのさらなる動機づけ」「日本に関する知識の不足認識」などの点において高評価であると分かった。有資格ガイドからは大学におけるガイド教育導入に賛同する意見が多く見られた。全国の有資格通訳案内士約70名を対象に、「通訳案内士の研修のあり方」に関するオンラインアンケート調査を実施した。実践的な実地研修やベテランガイドの模範ガイディングを観察する研修の有効性、必要性を認める意見が多くあった。一方、現役ガイドからは、今後予定される資格更新の為の必須研修制度導入について研修時間や頻度、研修のレベル分けなどへの様々な要望があることが分かった。

これまでの研究成果の発表については、研究チームメンバーによる学会での発表、論文投稿を通じて本研究の目的と調査結果を広く公表する機会を得た。地域における通訳案内士人材の育成を目的とした大学における通訳ガイド教育のあり方の研究として、実践的な実地研修を3年間実施した。同研修参加者の業務への理解と興味関心の増加において特に効果的であった。ガイドの質保証の観点からも日本における実践的なガイド研修機会の増加が望まれること、英国のガイド教育制度には日本が参考にできる実践的な研修内容が多々あることが分かった。ガイドには基礎的英語力、ホスピタリティスキル、観光地の知識および指示・説明のための英語表現力などが不可欠であり、研究成果の1つとして大学生がこうした知識を習得し、訓練する活動に適したテキストを出版した。研究実施計画に変更予定はない。平成28年度は引き続き通訳案内士教育の在り方について調査するため、英国からの専門家招聘、現地英国での調査の実施、昨年度同様に模擬観光ツアーの実施、テキスト作成へ向けた調査、取組の開始を予定しており、昨年度の研究の成果を国内外の学会などにおいて発表する予定である。英国ブルーバッジガイド教育調査のデータを分析をさらに進め、日本におけるガイド教育の育成のあり方、大学における教育の導入に応用できる内容を調査し、論文や学会を通じて成果を発表する。前年度同様、模擬観光バスツアーを通じて、大学生と地域のガイドが研修、交流する機会を提供し教育のあり方の観点から成果を分析する。大学生に適した通訳案内士教育のテキストを今年度中に完了する。観光ガイド、通訳、ホスピタリティ、観光通訳案内士試験の受験への意識向上とガイドに求められるコミュニカティブな英語スキルの向上を目指してTOEICスピーキングライティングの学内受験を3月中旬に実施したため、受験料の支払いは手続き上次年度となる4月に行うので、次年度に同費用支払いを行うことにした。また、ガイド育成のテキスト作成については、ベテランガイドへのインタビュー調査の結果から教材の内容をある程度検討してから現役ガイドへのアンケート調査実施が適切と判断したため、アンケート実施とテキスト執筆への謝礼金についても次年度以降に支払うこととした。研究成果を発表した論文を掲載した大学紀要の完成が年度末だったため、調査協力者等の寄贈先への郵送が次年度になったので、この郵送費用を次年度に繰り越した。通訳案内士試験の受験への意識向上とガイドに求められるコミュニカティブな英語スキルの向上を目指してTOEICスピーキングライティングの学内受験を3月中旬に実施した受験料の支払いを平成28年度に行う。
カルバモイル金属錯体を活用する多環性アルカロイドの合成研究

多環性アルカロイドには、生物活性を有するものが非常に多く知られており、これらの化合物の合成は医薬品開発の観点から重要なテーマである。本研究では、カルバモイル基(-C(O)-NR_2)を有する金属錯体を活用して多環性アルカロイドを合成する新しい手法の開発を目指した。その結果、分子内にオレフィンを有するクロロギ酸アミド(Cl-C(O)-NR_2)やシアノギ酸アミド(C-C(O)-NR_2)を出発原料として、ラクタム環が構築できる事を見出し、更にこれを応用して多環性アルカロイドの合成研究を展開することできた。本研究では、「革新性」「効率」「実用性」をキーワードとして1)カルバモル遷移金属錯体のオレフィンへの付加を経るラクタム形成反応を開発し、2)これを基軸とした多環性アルカロイド類の合成を行った。本年度は、まず、エナンチオ選択的分子内シアノアミド化によるα, α-二置換ラクタムの合成手法を開発した。これは光学活性なホスホラアミダイト配位子とパラジウム触媒を用いるもので高収率で進行し最高で86%eeの選択性を得ることができた。高い選択性を得るために、配位子だけでなく溶媒あるいは添加剤の適切な選択が鍵となった。また、この反応を応用してvincorineの合成研究を行った。その結果、縮環位がアルキル化されたピロロインドール骨格を効率的に合成できる手法を確立することができた。すなわち、シアノアミド化によって合成したオキシインドールに官能基変換を施した後、アルキルリチウム種を作用させると、カルボニル基への付加と、側鎖窒素官能基の環化が同時に進行するというものである、さらにエナンチオ選択的Heck型のアミド閉環反応の開発を進め、本反応が5員環および6員環ラクタムの効率的な合成に有効であることを見出した。さらに、本反応を応用してquebrachamineのエナンチオ選択的合成に成功した。今年度は、前年度に開発したパラジウム触媒を用いるラクタム形成反応を発展させ、連続反応による多環骨格構築を実現すると共に、天然物合成への応用を行った。まず、分子内の適切な位置にジエンを有するシアノギ酸アミドやクロロギ酸アミドに対してパラジウム触媒を作用させるとラクタム環の形成と同時に、π-アリルパラジウム種が発生し、これをヒドリドやスルホンアミド、カルボン酸などで補足できることを見出した。さらにこれを分子内にスルホンアミドを有する基質に適用するとスピロラクタムを合成できることが分かった。本スピロラクタム形成反応は従来多段階を必要としていた多環骨格形成を簡便に行える手法であり、様々なアルカロイドの合成に有用である。一方、前年に開発したエナンチオ選択的シアノアミド化反応の生成物である、3-シアノメチルオキシインドールを出発原料として、複雑なビシクロ骨格を有するアルカロイド、vincorineの合成研究を行った。その結果、オキシインドールのアミドカルボニル基へのGrignard試薬の付加反応は進行しなかったが、過剰量のLiCl存在下、アルキルリチウム試薬が望む付加反応を起こすことを見出した。次に、付加生成物であるヘミアミナールに対して、シアノメチル基に由来する側鎖窒素官能基の環化を検討した。その結果、側鎖に一級のカルバメートを有する化合物は、アルキルリチウムの付加反応と同一系内で連続して環化することが分った。本反応によって得られる3a,8a-dialkyl-1,2,3,3a,8,8a hexahydropyrrolo[2,3-b]indole骨格は、生物活性化合物に多く見られるpyrrolo[2,3-b]indole構造の核間位が2重にアルキル化されたものであり、今後創薬化学的な応用が期待される。
単離網膜細胞を用いたシナプス機能発現の解析

視覚信号処理を行なっている網膜の機能は、それを構成する細胞のシナプス機能に帰せられる。しかし、網膜ニューロンのシナプス機能は未だ充分に理解されていない。本研究では単離細胞を用いた実験技術を駆使して網膜のシナプス機能の研究を行った。網膜視細胞や双極細胞は光刺激に対し持続的な応答を示すが、アマクリン細胞や神経節細胞はその多くが一過性の応答を示す。こうした応答のダイナミックスの変換がなされる可能性の一つとして、双極細胞から伝達物質が一過性に放出されることが考えられる。伝達物質の放出はカルシウムイオンに依存しているので、この仮説を検討するために双極細胞のカルシウム電流の性質を分析した。成熟野生型マウスの網膜から双極細胞をパパイン処理によって単離し、パッチクランプ法によって記録したところ脱分極によって活性化される一過性の電流を得ることが出来た。この電流はテトロドトキシンでは抑制を受けず、電流の振幅が外液のカルシウム濃度に依存すること、コバルトによって可逆的にブロックされることなどから、カルシウム電流であると同定された。このカルシウム電流は一過性で不活性化が早く、ヂヒドロピリジンには影響を受けないことからT型に分類される。カルシウム電流は軸索終末部にも存在すること、カルシウム電流の活性化は双極細胞の生理的な動作範囲にあることなども明らかになった。これらの知見は双極細胞が光刺激によって持続性に脱分極しても、流入するカルシウム電流は一過性であり、そのため伝達物質の放出も一過性である可能性を示している。神経節細胞やアマクリン細胞への興奮性入力が一過性であれば、これらの細胞は一過性の光応答を示すものと考えられる。
流動沸騰限界熱流束のサブクール度非線形現象の解明

円管内流動沸騰限界熱流束に関するマルチ相関モデルが,福田らによって提案され,多くの研究者によって種々の条件下で得られた流動沸騰限界熱流束値が,出口サブクール度,出口圧力及び流速に対して明らかにされた。実験データは,そのメカニズムによって複数の領域に分類することができた。本研究では,従来の研究を発展させたもので,サブクール度に対する限界熱流束値に非線形性があること及び極大値が存在することが明らかになった。また,得られた相関式によって実験結果をよくあらわすことができた。2012年度の研究実績は下記の通りである。[1]純水を用いた高サブクール度管内流動沸騰CHFの実験的研究。純水を用いた高サブクール度プール沸騰CHFの実験的研究を行った。純水を用いて,減圧プール沸騰実験を行い,限界熱流束を求めた。高圧高サブクーリングにおける限界熱流束データベースを加え,限界熱流束の系圧力依存性について検討した。[2]プール沸騰CHFの写真観察。比較的低圧のプール沸騰熱伝達及びCHF近傍について写真観察を行い,その沸騰挙動を観察し,その結果を公表した。[3]極大CHFに関わる最大サブクール度表示式の導出。得られた実験結果を用いて,管内流動沸騰CHFに関する非線形現象をHIメカニズムとHSNメカニズムを考慮して実験データの再構築を行い,極大CHFに関わる最大サブクール度に及ぼす流速の依存性に関する表示式を作成した。[4]研究成果の公表。研究成果をとりまとめ国内外で発表した。高熱流束除熱の手段として沸騰冷却を応用する場合,工学的安全性の観点から緊急に解明すべき問題である。定常プール沸騰及び流動沸騰定常CHFのサブクール度に対する非線形特性を明らかにすることを目的に,過渡プール沸騰限界熱流束及び流動沸騰CHFに及ぼす発熱量上昇速度の影響,広範囲の圧力における過渡プール沸騰及び流動沸騰過渡CHF特性を明らかにした。実施した内容は,1水平円柱発熱体及びリボン発熱体を用いて,高サブクール度定常・過渡プール沸騰CHFデータを系統的に収集した。2細管を用い,流動沸騰定常CHF及び流動沸騰過渡CHFデータを系統的に収集した。3得られた実験データを分析し,従来から得られた実験結果を考慮して,CHF発生現象の解明を行った。純水の実験結果について,管内流動沸騰CHFに関する非線形現象をHIメカニズムとHSNメカニズムを考慮して実験データの再構築を行い,極大CHFに関わる最大サブクール度に及ぼす流速の依存性に関する表示式について検討した。フッ素系不活性液体であるフロリナート(FC-72)中において,円管直径,有効長さ,系圧力およびサブクール度を変え,流動沸騰CHFを系統的に求めるための試験装置を構築した。フロリナート(FC-72)は,飽和温度が水よりも低く,室温程度まででは,高いサブクール度を実現できない。したがって,特に大気圧の場合,液温を0°C以下にするために既設の冷却液循環装置(-40°C)を利用して,高サブクーリングを実現し,極大CHFを詳細に求め,実験結果を取りまとめているところである。また,以上の研究成果をとりまとめ国内外で発表した。2011年度の研究実績は下記の通りである。[1]実験装置の改良を行った。既存の耐圧沸騰試験容器(耐圧2MPa)上部を改良し,流動試験部を内装できるようにした。次年度,高サブクール度流動沸騰CHF実験を行う予定である。その目的のために新たに流体循環用マグネットギアポンプ及び流量(流速)計測用の液体タービン流量計を新たに設置した。[2]純水を用いた高サブクール度プール沸騰CHFの実験的研究を行った。さらに,すでに得られた高圧高サブクーリングにおける限界熱流束データを加え,限界熱流束の系圧力依存性について検討した。その結果,高サブクーリングでは,顕著な圧力依存性は見られなかった。[3]極大CHFに関わる最大サブクール度表示式の導出を行った。これまでの他研究結果を代表者らが詳細に分析して得た発熱体円管長さ(L)と内径(D)との比に対する流動沸騰限界熱流束を解析して,極大CHFに対応するサブクール度について検討した。従来の流動沸騰限界熱流束は,サブクール度の増加に伴い,増加することが言われていたが,これまで他研究から得られた実験結果及び本研究によって新たに得られた実験結果を用いて,管内流動沸騰CHFに関する非線形現象をHIメカニズムとHSNメカニズムを考慮して実験データの再構築を行い,極大CHFに関わる最大サブクール度に及ぼす流速の依存性に関する表示式について検討した。[4]研究成果の公表を行った。

流動沸騰による限界熱流束実験の装置改良と並行して,低圧領域におけるプール沸騰限界熱流束のデータ解析及び他の研究者が実施した流動沸騰CHFのデータ解析を行い,新しい知見を得たので,その結果を踏まえて次年度の研究計画に反映させることにしている。流動沸騰による限界熱流束実験の装置改良と並行して,減圧におけるプール沸騰限界熱流束のデータ取集を行った。流動沸騰については,既存のデータ解析を行い,次年度への足ががりができた。[1]純水を用いた高サブクール度管内流動沸騰CHFの実験的研究。純水において,円管直径,有効長さ,系圧力およびサブクール度を変え,流動沸騰CHFを系統的に求める。冷却液循環装置(-40°C)を利用して,高サブクーリングを実現し,極大CHFを詳細に求める。[2]FC-72を用いた高サブクール度管内流動沸騰CHFの実験的研究。FC-72において,円管直径,有効長さ,系圧力およびサブクール度を変え,流動沸騰極大CHFを系統的に求める。[3]H23及びH24年度の研究によって,純水を用いた他の研究者のCHFデータによって大方の目途がついているので,FC-72による極大CHFに関わる最大サブクール度表示式の導出を行う。得られた実験結果を用いて,管内流動沸騰CHFに関する非線形現象をHIメカニズムとHSNメカニズムを考慮して実験データの再構築を行い,極大CHFに関わる最大サブクール度に及ぼす流速の依存性に関する表示式を作成する。[4]研究成果の公表。研究成果をとりまとめ国内外で発表する。[1]純水を用いた高サブクール度管内流動沸騰CHFの実験的研究を行う。FC-72を用いて円管直径,有効長さ,系圧力およびサブクール度を変え,流動沸騰極大CHFを系統的に求める。[2]極大CHFに関わる最大サブクール度表示式の導出を行う。[3]研究成果の公表を行う。研究成果を国内外で発表する。旅費500,000円物品費200,000円研究成果を国内外で発表する。旅費500,000円
鉄筋コンクリート骨組の動的崩壊モード制御法に関する研究

強震を受ける鉄筋コンクリート(RC)建物の崩壊機構として、梁端および1階柱脚に降伏フンジの生じる全体崩壊形が望ましい。このとき外柱および隅柱には地震力の方向によって引張り軸力あるいは圧縮軸力が生じ、時間経過とともに軸力の大きさは刻々と変化する。ところが引張り軸力までを含めた変動軸力下におる、柱の曲げとせん断との相関、せん断挙動および主筋の付着性状についてはほとんど検討されていない。1階柱脚でのせん断破壊や付着割裂破壊を防止することは非常に重要で、これによってRC建物の動的崩壊モードを制御できる。そこで、引張り軸力を受けるRC柱に正負交番逆対称曲げせん断載荷する実験を行ない、基本的なせん断性状を検討した。試験体は全4体で引張り軸力およせん断補強筋量を変数とした。柱断面は300mm×300mmで、主筋には高強度鉄筋(16-D13)を用いた。試験区間のせん断スパン比は1.0とした。コンクリート強度は222247kgf/cm^2、せん断補強筋(D6【.left filled triangle.】あるいは100)の降伏強度は4030kgf/cm^2であった。実験の結果、せん断破壊性状に大きな違いは見られなかったが、引張り軸力の大きい試験体ほどせん断ひびわれが急激に進展する傾向を示した。引張り軸力が大きくなるほどせん断強度は緩やかに低下し、引張り軸力比0.1の試験体では軸力なしの試験体の95%、引張り軸力比0.2の試験体では93%であった。逆に、引張り軸力が大きくなるほど靱性は向上した。また、せん断補強筋比0.21%の試験体のせん断強度は補強筋比0.43%の試験体の強度の76%であった。さらに柱主筋やせん断補強筋のひずみ分布、主筋に沿った付着応力度、局所的な曲げおよびせん断変形などを詳細に調べることにより、引張り軸力下のせん断抵抗機構を解明すべく努力する。また、引張り軸力まで適用できる柱のせん断強度式を確立することにより、RC骨組の動的崩壊モードを制御することが可能になると思われる。鉄筋コンクリート(RC)骨組の動的な崩壊モードを制御するためには、設定した位置に確実に塑性ヒンジの発生を保証することと、曲げ降伏以外の脆性的な破壊(せん断破壊や付着割裂破壊)を防止することが重要である。この目的のために、当初は実験によって直接動的な影響を検討することを計画したが、非線形地震応答解析のほうが適していると判断した。本研究では鉄筋とコンクリートとの付着の劣化が崩壊モードを含む骨組の地震時挙動に与える影響を検討する。そのために、主筋の付着劣化が骨組の復元力特性に与える影響を静的実験によって調べ、これに基づき作成した塑性ヒンジの力学モデルを使用して骨組の地震応答解析を行なうこととした。始めに、鉄筋とコンクリートとのあいだの付着作用について調べるため、既住の引き抜き試験、片持ち梁形式の付着試験、梁・柱部材を対象とした曲げせん断加力による付着試験などのデータを収集し、付着割裂破壊のメカニズムや付着割裂強度の推定法についての知見を得た。

梁降伏型RC骨組の付着問題は、梁主筋の柱・梁接合部内での付着劣化と梁部材中央での付着割裂破壊とが重要である。従来、この二つはそれぞれ別個に検討されてきたが、梁主筋は数スパンに渡って通しで配筋されるのが普通であり、接合部内でも梁部材中央でも自由に滑動できる。そこで十字形が二つ並んだ形状の骨組を対象として梁スパン、主筋径を変数として接合部内および梁部材中央での付着強度を検討した。その結果、梁部材中央で付着割裂破壊が発生すると判断される場合に接合部内でも付着劣化が発生することがあった。もし接合部内での付着劣化が先に生じれば、部材中央での付着割裂破壊は発生しないとも考えられ、この両者の相関を実験によって検討する必要が認識された。これを受けて骨組試験体および梁型試験体の設計を行なった。これと平行して、実験で使用する制御プログラムの開発と整備を行なった。強震を受ける鉄筋コンクリート(RC)建物の崩壊機構として、梁端および1階柱脚に降伏ヒンジの生じる全体崩壊形が望ましい。このとき外柱および隅柱には地震力の方向によって引張り軸力あるいは圧縮軸力が生じ、時間経過とともに軸力の大きさは刻々と変化する。この軸力変化の範囲は建物が高層になるほど大きくなる。ところが引張り軸力までを含めた変動軸力下における、柱の曲げとせん断との相関、せん断挙動および主筋の付着性状についてはほとんど検討されていない。1階柱脚でのせん断破壊や付着割裂破壊を防止することは非常に重要で、これによってRC建物の動的崩壊モードを制御できる。そこで、引張り軸力を受けるRC柱に正負交番逆対称曲げせん断載荷する実験を行なった。試験体は全4体で引張り軸力(0、22.5tonfおよび45.0tonf)およびせん断補強筋量(0.43%および0.21%)を変数とした。柱断面は300mm×300mmで、主筋には高強度鉄筋(16-D13、降伏強度8850kgf/cm^2)を用いた。試験区間の内法長さは600mm(せん断スパン比は1.0)とした。引張り軸力50tonfを載荷した状態で、主筋の曲げ降伏や付着割裂破壊を生じることなく、せん断破壊が先行するように試験体を設計した。コンクリート強度は222247kgf/cm^2、せん断補強筋(D6)の降伏強度は4030kgf/cm^2であった。実験の結果、せん断破壊性状に大きな違いは見られなかったが、引張り軸力の大きい試験体ほどせん断ひびわれが急激に進展する傾向を示した。全試験体とも層間変形角1/100radでせん断強度に達した。引張り軸力が大きくなるほどせん断強度は緩やかに低下し、引張り軸力22.5tonfの試験体では軸力なしの試験体の95%、引張り軸力45tonfの試験体では93%であった。逆に、引張り軸力が大きくなるほど靱性は向上した。また、せん断補強筋量が少なくなるほどせん断強度は低下し、補強筋比0.21%の試験体のせん断強度は補強筋比0.43%の試験体の強度の76%であった。
血管内皮細胞におけるアルドステロンの産生とその調節因子に関する研究

最近の分子生物学的手法によりレニン・アンジオテンシン(R-A)系を構成する各要素は腎、副腎、性腺系に存在することが明らかになり、循環血中R-A系と独立して作動していると考えられている。現在、心血管系に局在するR-A系についても研究が進められているが産生経路、調節因子、生理的意義の詳細は不明である。本研究で我々は、血管壁がR-A系の最終活性物質であるアルドステロンを産生することを見いだした。先ず初年度ではラット腸間膜動脈かん流実験からアルドステロンがガスクロマトグラフィー質量分析器(GC-MS、Schimaz QP1000、既存)により検出されることを報告した(Hypertension誌1995 in press)。最終年度ではアルドステロン合成酵素(P450aldo)の発現実験を行い、分子生物学的手法を用いて局所における産生を証明した。即ち、培養ヒト肺動脈由来内皮細胞および平滑筋細胞からPoly(A)+mRNAを抽出し調製液、primer,Reverse Transcriptase添加後42°C60分でインキュベート。99°C、5分間でsingle strand cDNAを得た後2.5unitのTaq DNA polymeraseで増幅した。RT-PCRによって得られるproductのサイズは322bpであり、1.5%agarose gelで電気泳動しナイロン膜に写した。膜はSSC、SDSで洗浄、オートラジオグラムにかけ、イメージアナライザーで解析した。一方、培養液中の産生ステロイドの微量分析はHPLC(ファルマシア、既存),GC-MSを用いて分析した。その結果、副腎外組織である血管壁においてアルドステロンが産生されることが確認され、その調節因子についても新たな知見が得られた(Hatakeyama et al.JBC269:24316,1994)。その産生量は副腎に比べて1:50と極めて少ないが、autocrine/paracrineとして血管局所において生理作用を発揮していると考えられた。特に、アルドステロンがアンジオテンシンIIの血管平滑筋肥大作用に対して促進的に作用するという今回の結果は、世界に先駆けた概念でありVascular aldosterone systemと命名された。ラット腸間膜動脈灌流標本からの灌流液をSep-pakC18カラムにて抽出し,メタノールを用いた逆相高速液体クロマトグラフによりアルドステロンの分画を分集しさらにガスクロマトグラフ-質量分析装置にかけると合成アルドステロンに一致した質量数が得られた。このことは腸間膜動脈からアルドステロンが直接産生されていることを示唆している。さらに血管壁におけるアルドステロン合成酵素であるP450aldoのmRNAの存在をP450aldoに特異的なプライマーを用いてRT-PCR法により増幅し、アルドステロン産生腺腫から既報のごとくP450aldcDNAを作成し、サザンブロッティング法により検検討するとP450aldomRNAの発現が見られその存在や確認された。この結果は血管壁におけるアルドステロンの産生をさらに強く示唆するものである。血管壁におけるアルドステロン合成にアンジオテンシンIIがいかに関与しているか検討するために血管壁でのアンジオテンシン変換酵素活性を十分抑制する量の阻害薬(ACEI)をラットに長期投与し腸間膜動脈からのアルドステロンの産生量について検討した。ACEI投与により腸間膜動脈からのアルドステロン産生は対照ラットに比して約50%低下した。また両側副腎摘出ラットにおいては血管壁からのアルドステロン産生は増加していた。以上のことよりアンジオテンシンIIが局所でのアルドステロン産生に関与していることが示唆される。また副腎摘出ラットで血管壁からのアルドステロン産生が増加していたことよりアンジオテンシンII以外にACTHの関与も推察できる。

その結果、副腎外組織である血管壁においてアルドステロンが産生されることが確認され、その調節因子についても新たな知見が得られた(Hatakeyama et al.JBC269:24316,1994)。その産生量は副腎に比べて1:50と極めて少ないが、autocrine/paracrineとして血管局所において生理作用を発揮していると考えられた。特に、アルドステロンがアンジオテンシンIIの血管平滑筋肥大作用に対して促進的に作用するという今回の結果は、世界に先駆けた概念でありVascular aldosterone systemと命名された。我々は、これまで副腎外組織である血管壁におけるアルドステロンの産生をラットかん流実験において証明してきた。本年度の研究においては更に血管内皮細胞を用い、局所アルドステロン産生の分子生物学的証明と産生調節因子について検討した。その結果、培養血管内皮細胞においてP450aldo mRNAの発現を検出することができた(Hatakeyama et al.JBC 269:24316,1994)。その産生量は副腎に比べて極めて少ないが、autocrine/paracrineとして生理作用を発揮していると考えられた。我々は更にこの様な副腎外組織におけるステロイド産生の生理的意義、病態形成に果たす役割についても検討を重ね、ヒト肺動脈培養細胞系において既知のアンジオテンシンIIによる平滑筋細胞増殖作用に対し促進的に働くことを新たに見いだした。この様な概念は世界に先駆けた画期的かつ独創的なものでありVascular aldosterone systemと命名された。局所的に産生されるステロイドがこの様な薬理効果に関与する可能性に関しても興味深い知見であり今後、更に発展するものと考えられる。本研究における実験経費は主として遺伝子実験関連試薬、実剣豪物、分析用カラム等の購入に充てられ、効率的に運用できた。既存の設備(GC-MS、SchimazQP1000)を十分活用し得たものと考える。
小児劇症肝炎に対する間葉系細胞療法の研究

本研究の目的は間葉系幹細胞を肝細胞へ分化させた細胞を劇症肝炎の治療に応用することである。間葉系幹細胞由来肝細胞の免疫原性や肝機能の評価を行った。その結果、形態的に肝細胞に類似しているだけではなく、免疫原性が低く、肝細胞の機能を獲得していた。この細胞を用いて急性肝不全モデル動物に細胞移植を試みた。細胞移植は組織学的および生化学的解析において劇症肝炎に有効であった。本研究の成果は間葉系幹細胞由来肝細胞移植が小児劇症肝炎の治療戦略のひとつになりえる可能性を示した。間葉系幹細胞由来の肝細胞の免疫原性や肝機能の評価をマイクロアレイやELISAにて行った。その結果、形態的に肝細胞に類似していることだけではなく、機能的にもある程度肝機能を獲得していた。この細胞を急性肝不全モデル動物を用いて、細胞療法を試みた。細胞治療により生存期間を延長することができ、組織学的、生化学的にも細胞治療は有効であった。本研究により間葉系幹細胞由来肝細胞療法が小児劇症肝炎の治療戦略の一つに臨床応用される足がかかりとなると考えている。当初の目標は平成27年度までに間葉系幹細胞由来肝細胞のin vitroでの肝機能評価と免疫寛容のメカニズムの解析、平成28年度に疾患モデル動物への細胞療法を行い、組織学的、生化学的に評価を行うことであった。現時点ではin vitroでの肝機能評価と細胞療法の有用性についての解析が終了している。(研究の背景と目的)小児劇症肝炎の多くは、集中治療を行っても救命できない症例も多い。肝移植が根本治療となることが多いが、小児であるがゆえに直ちに移植の適応を満たせないことも多い。近年、新たな治療法として幹細胞や肝細胞を用いた細胞療法の研究が検討されている。本研究の目的は、間葉系幹細胞より分化させた肝細胞を劇症肝炎の治療に応用する基礎研究を行うことである。計画している具体的な研究項目は、1間葉系幹細胞由来肝細胞の免疫寛容のメカニズム解析、2劇症肝炎モデル動物を用いた間葉系幹細胞由来肝細胞療法の有用性と安全性の評価、3凍結保存した間葉系幹細胞由来肝細胞を用いた肝細胞機能解析ならびに治療評価、である。(研究計画に基づいた成果)間葉系幹細胞由来の肝細胞の免疫原性や肝機能の評価をマイクロアレイやELISA法を用いて行った。間葉系幹細胞由来の肝細胞が免疫原性が低く、肝細胞の機能を持っていることを確認できた。また、肝不全動物モデルに間葉系幹細胞由来の肝細胞を投与した。組織学的解析、生化学的解析を行い、細胞治療は有効であった。長期間の観察を行い、細胞療法後に腫瘍形成はなく、安全性も確認できた。しかしながら、三番目の目的である凍結保存細胞を用いた解析については現在準備中である。(研究の意義)本研究により間葉系幹細胞由来肝細胞が小児劇症肝炎の治療戦略の一つとして臨床応用される足がかかりとなることを期待している。間葉系幹細胞由来肝細胞のin vitroでの機能評価および疾患モデル動物への応用については解析が終了しており、現時点で論文作成を進めることにする。凍結保存した間葉系幹細胞についても同様の解析を行うこととしており、論文作成終了後にこの解析も進める小児救急予定より早い段階で動物実験を行うこととなったため引き続き動物実験およびin vitroでの再実験を必要に応じて行う
神経学教育研修マルチメディアネットワークシステムの開発

1,科内WWWサーバ運用学会症例報告などから、神経内科疾患の典型症例の抽出を行った。これら典型症例データのデジタル化およびHTML化を行い、WWWサーバデータ転送して医学部や附属病院の端末からのデータ参照を可能とし、主に神経内科の研修医の初期研究教材として利用した。2,医学部および附属病院の情報化のためのシステム管理と啓蒙活動北海道大学創基120周年記念事業の一環として、医学部および医学部附属病院も部局として公式ホームページを作成・公開することとなった。しかし、学部や附属病院には部局公式サーバがなかったので、われわれが、本研究のために運営していたサーバ上に、医学部と附属病院の85部署が一斉かつ組織的にホームページを作成した。各部署担当者による実務組織を構築し、担当者間の連絡手段としてメーリングリストを作成して利用方法の啓蒙を行った。HTMLデータの作成とそのデータのサーバへの転送方法についての啓蒙活動などを85部署に対して繰り返し行って、医学部と附属病院に属する全部署の公式ホームページ群を作成した。現在ホームページ開設後5カ月を経過したが、これらのホームページ群の中には、学生教育の教材、科内の症例報告データ集、基礎研究等で用いる文献や遺伝子などのデータベースへのアクセスツール、臨床用薬剤情報データ検索システムなどがすでに作成されて、内容がしだいに充実してきている。いまや本研究で運営していたメールサーバおよびWWWサーバは、われわれの研究の目的や対象を大きく超えて、北大医学部および附属病院全体のネットワーク利用の中心的存在となっている。したがって将来的にも、教育研究基盤のより一層の充実に貢献できるのではないかと期待される。
流体解析を用いた口唇口蓋裂児の鼻腔通気障害改善方法の確立

上気道通気障害によって生じる小児の閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSAS)は、その原因がアデノイド・口蓋扁桃肥大であることが多く、治療の第一選択はアデノイド切除・口蓋扁桃摘出術とされる。一方、口唇口蓋裂児(CLP児)のOSAS罹患率は約30%と報告されており、定型発達児の罹患率2%に比べ著しく高い。この理由はCLP児に認められる鼻腔通気障害に起因していると考えられる。そこで本研究は流体解析を用いて1CLP児の複雑な鼻腔の通気障害部位の特定方法を確立する。2CLP児の歯列側方拡大時の鼻腔各部の通気状態の改善状況を解析し、歯科的鼻腔通気障害の改善方法を確立する。
過敏性腸症候群に対する認知行動療法のランダム化比較試験と治療効果の神経基盤の解明

我々の研究チームは、心理社会的治療法の開発が遅れている難治性の過敏性腸症候群(IBS)領域において「ビデオ教材を併用したCBT-IE(内部感覚曝露を用いた認知行動療法プログラム)」を開発した。本研究では、我が国で初めてCBT-IEのランダム化比較試験を実施しその有効性を検証する。プログラムの有効性が検証されれば、日本全国のIBS患者と治療者に、過度の負担を強いることなく均質なCBTプログラムを広く普及することができる。また、CBT-IE及び通常治療の前後の脳MRI画像を評価することにより、IBSの客観的な診断・治療マーカーを特定し、難治化の予測、治療適応の判定に活用することが出来る。
全方位3次元測距とガンマイメージングを融合した俯瞰画像下線源可視化・定量法の開発

本研究の目的は、医用診断、環境モニタリング、宇宙ガンマ線、核セキュリティ等の幅広い領域で必要とされるガンマ線定量可視化技術の理論的、実験的な手法の確立である。本研究においては、3次元全方向に等方的感度を有する自己位置推定型のTOFガンマ線カメラの開発を行い、線量の定量化イメージングを目指す。具体的には、全方向に感度を有する新高速シンチレータを用いたスフィア型TOF(Time Of Flight)ガンマカメラの開発、カメラの自己位置推定可能なロボット技術開発、配置された線源の定量イメージング実証試験、理論的な定量手法論を構築を行う。本研究は、環境モニタリングなどの幅広い領域で必要とされるガンマ線定量可視化技術の理論的・実験的な手法の確立のため、新たな3次元等方TOF (Time Of Flight)構造を有する球型カメラを開発し、実験を通じて本手法の理論的検証を行う研究である。また、本開発カメラを自己位置推定可能なロボットに据え付け、線源の定量イメージング実証試験も実施する。特徴的な構造を持つ球形カメラを開発に成功した場合には、医用診断、環境モニタリング、宇宙ガンマ線、核セキュリティなどの幅広い領域で必要とされる「ガンマ線定量可視化技術」が飛躍的に向上することが期待される。また、開発カメラをロボットに据え付けることによる線源の定量イメージング実証試験は、廃炉処理などの様々な場面で利用されることが想定され、その面でも大きな成果が期待できる。
小脳プルキンエ細胞におけるグルタミン酸受容体の細胞質領域に結合する因子の探索

中枢神経系神経細胞のシグナル伝達においては、グルタミン酸受容体が主たる働きを行っている。これらの受容体は、神経細胞内においてシナプス部位に局在し、他の蛋白質と複合体を構成することによって、その活性調節を含めシグナル伝達の調節がなされることと考えられる。従って、これらの受容体の細胞質部位に結合する蛋白質を同定し、その機能を解析することによって受容体によるシグナル伝達の調節機構を解明していくことが出来ると考えられる。この研究においては、グルタミン酸受容体のなかで小脳のプルキンエ細胞に特異的に発現しているδ2受容体に注目し、そのカルボキシル末端に結合している蛋白質に焦点を当てることにより、そのシナプス形成及び可塑性に於ける働きを明らかにする事を目指している。グルタミン酸受容体δ2の主たる細胞質領域はカルボキシル末端に存在し、156アミノ残基の長さを持っている。この部分のアミノ酸配列をそれぞれのアミノ酸の性質に従って構造解析を行うと、ほぼ50アミノ残基づつの3つの部分に分けられ、真ん中のβシートが両側のαヘリックスに挟まれた構造をとっているものと予測された。既知の遺伝子のアミノ酸配列との比較を行うと、C末側の50アミノ酸はSOS(Son of Sevenless)蛋白質とホモロジーが高いことが明らかとなった。SOS蛋白質は細胞内情報伝達系において重要な役割を行っていることが明らかになっており、これらのホモロジーの高さはδ2受容体がこの領域を通して細胞内情報伝達系において重要な働きを行っていることを示しているものと考えられる。これらの結果をもとにして、δ2受容体のC末をlexA遺伝子に結合したものをbaitとして用い、yeast two-hybridsystemによって、この領域に結合する蛋白質遺伝子の同定を試みた。その結果、数十の候補クローンが分離され、その構造の解析を進めている。1、酵母のTwo-hybrid Systemを用いたスクリーニングに関して。現在まで小脳よりcDNAライブラリーを作製し、delta2受容体の様々なC末端領域を『餌』にしてスクリーニングを行ってきた。しかし、現在までに使用してきたGal4の系では受容体C末端領域のほとんどの領域が、それのみでGal4プロモタ-を部分的に活性化するため効率よくスクリーニングできなかった。そこで、よりバックグラウンドレベルが低いと言われているLexAの系を新たに構築した。実際にLexAの系で調べたところ、Gal4の系に比べて格段にバックグラウンドレベルが低下した。現在、LexAの系を用いてスクリーニングを行っている。2、最近、C末端にtSXVのモチーフもつ様々な受容体がPSD95ファミリーのPDZドメインに結合することが明らかにされつつある。このことは逆に、このようなtSXVモチーフを持つ遺伝子はシナプス部に存在する受容体である可能性がある。そこで、tSXVモチーフを持つ新規遺伝子をクローニングするため、一つのspecific primerを用いてプラスミドのcDNAライブラリーからPCRにより遺伝子を増幅する方法を確立した。この方法を用いて現在このようなモチーフをもつ遺伝子スクリーニングを行っている。またこの方法は、RACEのように既知のDNA断片より未知の5'または3'の領域を増幅する目的にも利用できることが確かめられた。この方法はRNAを使わないためRACEより簡易な方法と考えられる。
スピン三重項超伝導候補物質の核磁気共鳴による研究

強磁性超伝導体UCoGeに対して,圧力によって強磁性が抑制され,強磁性揺らぎが変化する様子が核四重極共鳴により明らかとなった.この揺らぎと超伝導転移温度の圧力依存性がよく一致しており,当初の目的の通り,この系で強磁性揺らぎが超伝導を引き起こしていることが明確となった.超伝導引力機構が特定される系は,非従来型超伝導では例が少なく,この物質が超伝導の研究において極めて重要であることがわかる.また,この測定では強磁性の量子相転移が一次であることも明らかになった.遍歴強磁性の低温における振る舞いはいまだに謎が多く理解の途上にあるが,今回の研究成果は理論で指摘されているように低温で強磁性転移が一次相転移に切り替わることを支持する.強磁性が消失した圧力領域で磁場を印加して核磁気共鳴測定を行い,UCoGeの超伝導対称性がスピン三重項である可能性が高いことが微視的に明らかとなった.超伝導状態におけるスペクトルの線幅の増大が観測され,これはスピン磁化率が超伝導で異常を示すことを示唆する.スピン三重項超伝導は希少であり,今回の結果はこの超伝導対称性をより深く理解するうえで意義深いといえる.UCoGeは圧力に加えて特定の方向の磁場によっても強磁性が抑制されることが知られているが,本研究では当初の計画通り高い磁場を印加してその抑制の振る舞いを核磁気共鳴から詳細に調べた.その結果,ある磁場強度で強磁性揺らぎが極大となり,それが超伝導の磁場による増強に密接に関係してることが裏付けられた.さらに揺らぎの異方性を磁場下では初めて測定し,磁場下であっても磁化容易軸方向に揺らぎが大きいという異方性を持つことが明らかとなった.この磁気異方性は関連物質であるURhGeとは明確に異なり,両物質の超伝導引力機構の詳細な理解につながると期待される.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当初の「研究計画」の通り,強磁性超伝導体UCoGeに圧力を印加して強磁性を抑制することに成功し,その領域でも発現する超伝導状態について,低温で微視的な測定を行うことができた.圧力印加は専門的な知識,技術を要し,当初は幾度となく加圧に失敗したが,試行錯誤の末に1 GPa(約1万気圧)の圧力に到達することができた.その環境で核磁気共鳴・核四重極共鳴測定を行った結果,(1)高圧の超伝導相では(常圧の強磁性相とは異なり)試料全体が超伝導転移していること,(2)この系の超伝導に欠かせないとされる「強磁性揺らぎ」が高圧下で発達し,実際に超伝導が増強されている,(3) UCoGeの高圧の超伝導相がスピン三重項超伝導である可能性が高いことが明らかとなった.特に(2), (3)は本研究の最大の研究目的の1つであり,超伝導体の中でも数少ないスピン三重項対の実現が明らかとなった意義は大きい.今後はスピン三重項対に特有の現象を(もしあれば)明らかにすることを目指す.また,以上の成果を論文として公表することに注力する.本研究では上記の研究に関連して,UCoGeの常圧,常磁性状態における微視的かつ詳細な帯磁率及び強磁性揺らぎの測定を行った.その結果,これらの起源がウラン原子の5f電子に由来することが裏付けられた.さらに重要な点として,帯磁率の大きさが強磁性磁気モーメントに直交するa, b軸でもかなり異なることが明らかとなった.この異方性は今年度に行う予定である,高磁場に対する強磁性の応答の異方性に関連していると考えられる.この成果はすでに論文として公表した.「研究計画」に記載されている事項はおおむね実施され,「研究目的」の1つである超伝導の対称性の解明が達成されつつある.加えて平成30年度に行う予定である高磁場の実験の目的に密接に関連する「帯磁率の異方性」について知見を得ることができたため,当初の計画以上に研究が進展していると判断した.強磁性超伝導体UCoGeに対して,圧力によって強磁性が抑制され,強磁性揺らぎが変化する様子が核四重極共鳴により明らかとなった.この揺らぎと超伝導転移温度の圧力依存性がよく一致しており,当初の目的の通り,この系で強磁性揺らぎが超伝導を引き起こしていることが明確となった.超伝導引力機構が特定される系は,非従来型超伝導では例が少なく,この物質が超伝導の研究において極めて重要であることがわかる.また,この測定では強磁性の量子相転移が一次であることも明らかになった.遍歴強磁性の低温における振る舞いはいまだに謎が多く理解の途上にあるが,今回の研究成果は理論で指摘されているように低温で強磁性転移が一次相転移に切り替わることを支持する.強磁性が消失した圧力領域で磁場を印加して核磁気共鳴測定を行い,UCoGeの超伝導対称性がスピン三重項である可能性が高いことが微視的に明らかとなった.超伝導状態におけるスペクトルの線幅の増大が観測され,これはスピン磁化率が超伝導で異常を示すことを示唆する.

スピン三重項超伝導は希少であり,今回の結果はこの超伝導対称性をより深く理解するうえで意義深いといえる.UCoGeは圧力に加えて特定の方向の磁場によっても強磁性が抑制されることが知られているが,本研究では当初の計画通り高い磁場を印加してその抑制の振る舞いを核磁気共鳴から詳細に調べた.その結果,ある磁場強度で強磁性揺らぎが極大となり,それが超伝導の磁場による増強に密接に関係してることが裏付けられた.さらに揺らぎの異方性を磁場下では初めて測定し,磁場下であっても磁化容易軸方向に揺らぎが大きいという異方性を持つことが明らかとなった.この磁気異方性は関連物質であるURhGeとは明確に異なり,両物質の超伝導引力機構の詳細な理解につながると期待される.圧力の実験は継続し,より高圧の環境でも測定を行って,スピン三重項対であることを示すさらなる証拠を得る.また,強磁性揺らぎが圧力でどう変化するのかを明らかにする.それに並行して,「研究計画」の通り,常圧においてUCoGeのa, b軸方向に磁場を印加して,強磁性状態及び強磁性揺らぎの変化を明らかにし,強磁性揺らぎが超伝導に果たす役割をより深く理科する.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒストン修飾を介した植物の乾燥ストレス適応機構の解析

植物には移動の自由がないため、様々な環境ストレス変化に対して適応する機構を備えている。近年の研究から、このシステムにはヒストン修飾を介したクロマチンリモデリングによる転写(後)制御機構が関与する事が示唆されてきている。これまでに本申請代表者らは、シロイヌナズナヒストン脱アセチル化酵素HDA6の変異株が乾燥ストレスに対して耐性を示すことを見出している。本研究では、HDA6の乾燥ストレス耐性における機能の解明を目指して研究を進め、以下の新規な知見を得た。1)シロイヌナズナhda6変異株を用いた表現型解析から、この変異株が強い乾燥耐性を示すことを見いだした。2) hda6変異株を用いた乾燥ストレス条件下でのマイクロアレイ解析から、乾燥ストレス応答時に酢酸発酵経路の遺伝子が強く発現し、内在性の酢酸量が高度に蓄積していることがわかった。3)クロマチン免疫沈降実験の結果等から、シロイヌナズナの乾燥耐性付与には、HDA6によって制御される酢酸発酵経路の活性化が必須であることがわかった。4)酢酸の直接投与による植物の乾燥耐性付与実験を行ったところ、比較的高濃度の酢酸を投与したシロイヌナズナで、乾燥耐性を示すことがわかった。これまでの研究により、酢酸合成経路は植物の環境ストレス耐性に関与する主要な代謝パスウェイの一つであり、エピジェネティックな因子によって直接的に制御されていることを明らかにした。また、“酢酸"という代謝産物が、植物が環境変動を乗り越え生存(環境突破)するために機能する事を初めて明らかにした。酢酸の効果を利用した乾燥ストレス耐性植物の作出や、乾燥耐性付与法の開発につながり、低コストによる劣悪環境からの突破力の獲得が期待できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。乾燥などの環境ストレスに対する植物の応答や耐性機構に関する研究は近年、飛躍的に進んでいる。しかしながら、植物におけるエピゲノム変動を介した環境ストレス応答とその制御機構はほとんど解析されていない。我々はこれまでに、シロイヌナズナが乾燥ストレスを受けて誘導する遺伝子の発現状況(量)が、ヒストン修飾の量・質的な変化と相関していることを明らかにしてきた。この事から、ヒストン修飾を中心としたエピゲノム制御機構が、植物の環境ストレス応答に関与することが十分に考えられる。本研究では、シロイヌナズナのヒストン修飾酵素遺伝子変異体を用いた解析を行い、環境ストレス、特に乾燥ストレス応答に関わるエピゲノム制御機構の解明を目指す。シロイヌナズナのヒストン修飾酵素遺伝子変異体を用いて乾燥ストレス試験を行った結果、ヒストン脱アセチル化酵素HDA6遺伝子の変異体が、乾燥ストレス耐性を示す事を見出した。野生株とhda6変異体を比較したところ、乾燥ストレス応答時の植物体の水分量および気孔の開閉などに差異は見られなかった。乾燥ストレス応答に関与する既知の代表的な遺伝子群について乾燥ストレス時の遺伝子発現応答を調べたところ、hda6変異体と野生株との間に差異は見られなかった。乾燥ストレス処理時の遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイを用いて解析した結果、新規なストレス応答性代謝経路の遺伝子発現が野生株とhda6変異系統の間で異なっていた。シロイヌナズナのヒストン修飾酵素遺伝子変異体を用いて乾燥ストレス試験を行った結果、ヒストン脱アセチル化酵素HDA6遺伝子の変異体が、強い乾燥ストレス耐性を示す事を見出している。マイクロアレイ解析を行ったところ、興味深いことに新規な代謝パスウェイの発現応答が野生株と変異体の間で異なっている事を見出した。ヒストン脱アセチル化酵素HDA6が上記新規代謝パスウェイの遺伝子領域に直接結合しているかどうかをクロマチン免疫沈降法を用いて解析する。また、hda

6変異体と野生株の間で乾燥処理条件下で新規代謝パスウェイの代謝産物の蓄積量に差がないかどうか解析する。上記の研究を通してなぜhda6変異体が乾燥ストレス耐性を示すかを明らかにする。