hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規網羅的病原遺伝子同定法を用いたビブリオ・バルニフィカス好中球逃避機構の解明

V.vulnificusは感染者体内で極短時間内に増殖するため、医療機関を受診する時点で既に菌数は相当数に達しており、抗生物質療法も功を奏さないケースが多い。敗血症患者を救うためには、抗生物質療法に加えて、感染局所あるいは全身循環中におけるV. vulnificusの増殖を制御する治療法が必要である。我々の研究グループは昨年度、新規網羅的病原遺伝子同定法(ISLAP法)を開発し、生体内におけるV. vulnificusの好中球逃避機構に関与する複数の遺伝子の同定に成功した。これら遺伝子のKO株をマウスに接種すると、KO株が好中球に処理され、マウスの生存時間は延長することを確認済みである。本研究計画内では、この内、ゲノム上に連続して存在していた2つの遺伝子の機能解明を目的とする。申請者らのグループが独自に開発した新規病原遺伝子同定法であるISLAP法により、V. vulnificusが好中球からの逃避に必要とする遺伝子を網羅的に同定した。それら好中球からの逃避に必須と考えられる遺伝子のうち、VV1_0055とVV1_0056 (以下、0055と0056)はゲノム上に連続して位置しており、データベースによる機能予測の結果、菌体外膜へのタンパク質輸送に共同して関与すると推察された。0055および0056変異株とそれぞれの相補株を用いた詳細な解析の結果、0055および0056変異株に共通して、ペリプラズム領域における分子シャペロンであるGroELの量的減少が起きていることを発見した。概ね計画通りに進んでいる。しかし、当初、0055あるいは0056の欠損により、菌体表面が変化するため好中球の貪食を受けやすくなっていると考えていたが、両遺伝子の欠損によりペリプラズムに存在する分子シャペロンGroELの量的減少が生じていることが明らかとなった。したがって、当初の菌体表面分子の解析計画から、ペリプラズム領域のGroELの局在と好中球逃避機構の関連性の解析へとシフトする。GroELと0055および0056の相互作用が好中球からの逃避に関与しているのか否かを明確にするため、作製した両変異株とその相補株を用いて多角的基礎データを収集する。1)GroELのペリプラズムにおける量的変化を制御可能な変異株の作製を試みる。2)ヒト好中球細胞株を用いた貪食アッセイ3)好中球枯渇マウスと健常マウスへの感染実験における生存時間比較解析これらの条件設定とデータ解析を行い、ペリプラズム領域GroELの量的変化を制御した変異株の好中球との相互作用の解析に備える。
顎口腔筋の老化と疾患におけるDNAの酸化的損傷とその防御

酸化ストレスは、老化や疾病の促進、及び疾病発症の原因となる因子として重要である。酸化ストレスによって細胞内構造や生体分子が損傷を受ける。ライソゾームに蓄積するリポフスチン(老化色素)は、細胞質における酸化的損傷産物の一つである。以前、私共は2-7歳のDuchenne型筋ジストロフィー(DMD)患者及び10週齢mdxマウス(DMDのモデル動物)のジストロフィン欠損筋において、リポフスチンが健常筋よりも早期に蓄積することを見出した(Nakae et al., Histochemistry and Cell biology, 2001, 115, 205-214 ; Nakae et al., Journal of Molecular Histology, 2004, 35, 489-499)。DNAの4種の塩基の中でグアニンは最も酸化され易く、酸化物8-オキソグアニン(OxoG)は細胞核の酸化ストレスの鋭敏なマーカーとなっている。本研究において、私共は筋細胞核のDNA中に含まれるOxoGの含量を非破壊的に(in situ)定量するための新しい方法を開発した(特願2004-160398 ; Nakae et al., Histochemistryand cell biology, 2005,124,335-345)。DNA染色のためのニュートラルレッド、OxoGに特異的な抗体及び細胞マーカーであるラミニンに特異的な抗体を用いた本法により、核DNA量に依存しない酸化指数として、OxoGの相対含量を測定することが可能となった。2-7歳のDMD患者の上腕二頭筋の筋核DNAの酸化指数は健常筋よりも14%高いことが明らかになった。また、8週齢mdxマウスの横隔膜の筋核DNAの酸化指数は健常筋より30%高かった。しかし、mdxマウスと健常マウスの舌筋の筋核DNAの酸化指数は等しく、低い値を示した(Nakae et al., Acta Anatomica Nipponica, 2006, 81(Suppl), 214)。リポフスチン顆粒は、mdx横隔膜では多かったが、mdx舌筋ではまれで、健常マウスの横隔膜と舌筋では観察されなかった。また、筋の変性と再生はmdx横隔膜で盛んに起こっていたが、mdx舌筋ではまれであった。これらの結果は、酸化ストレスとジストロフィン欠損筋の病理の関連を示唆する。私共の開発した酸化ストレスの定量的評価法が医学・生物学の研究に応用可能であることも確証された。また、本研究の薬物スクリーニングにより、私共はmdxマウスの筋ジストロフィー症状を改善する物質Aを発見した(特願2005-237366)。その有効性から物質Aがヒト筋ジストロフィー(DMD)の治療への道を拓くものと期待される。現在、物質Aの分子作用機序を研究中である。

これらの結果は、酸化ストレスとジストロフィン欠損筋の病理の関連を示唆する。私共の開発した酸化ストレスの定量的評価法が医学・生物学の研究に応用可能であることも確証された。また、本研究の薬物スクリーニングにより、私共はmdxマウスの筋ジストロフィー症状を改善する物質Aを発見した(特願2005-237366)。その有効性から物質Aがヒト筋ジストロフィー(DMD)の治療への道を拓くものと期待される。現在、物質Aの分子作用機序を研究中である。酸化ストレスは、老化や疾病の促進、あるいは疾病発症の原因となる因子として重要である。DNAに含まれる4種の塩基の中でguanineは、酸化ストレスに最も弱く、酸化されて8-oxoguanineになる。本研究は、顎口腔筋の加齢と疾患(ジストロフィン欠損による筋ジストロフィー)における筋細胞核DNA中のguanineの8-oxoguanineへの酸化を免疫組織化学的に検出・定量し、酸化ストレスによるDNAの損傷を明らかにすると共に、DNAの酸化的損傷を防御あるいは軽減するための効果的な抗酸化剤を見出すことを目的としている。このため、私共はまず、組み換え技術によって、高特異性を示す抗8-oxoguanineモノクロ抗体(Fab 166)を作製し、核DNA染色と免疫組織化学的重染色、および定量的イメージングの技法を組み合わせて、単位核DNA量当たりの8-oxoguanineの相対含量を非破壊的(in situ)に測定する方法を開発し、骨格筋組織切片内の個々の筋細胞核における酸化ストレスの強度の評価を可能にした(特許出願中;Acta Anat Nippon 80,in press)。ヒトの重篤なDuchenne型筋ジストロフィー(DMD)の骨格筋細胞には、2歳で既に老化色素であるリポフスチンの集積が観察され、細胞質の酸化ストレスが健常筋より増大していることが、私共の研究で明かになり(Nakae et al.J Mol Histol 36,489,2004)、筋細胞核にも当然酸化ストレスによる傷害が予想された。そこで、私共の開発した8-oxoguanine定量法を用いて、DMD骨格筋細胞核のDNAの酸化的損傷を測定したところ、DMD骨格筋細胞核のDNAは、健常筋のものより8-oxoguanineを14%多く含んでいることが示された。本測定法の原理は、guanine以外の塩基の定量、あるいは骨格筋細胞以外の組織細胞にも応用可能である。DMDのモデル動物であるmdxマウスと健常マウスに、酸化ストレスを防御あるいは軽減すると予想される数種の薬剤を一定期間投与後、舌、咬筋、横隔膜を摘出した。これらの骨格筋の筋細胞核DNAにおける8-oxoguanine含量、細胞質内のリポフスチン含量、および筋細胞の変性度について組織を非破壊的に詳細に調べ、薬剤の効果を現在検討中である。本年度の私共の研究実績は、1.酸化ストレスによる核DNAの酸化的損傷を定量的に評価できる非破壊的方法を確立したこと、2.ジストロフィン欠損Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)の治療のための有効な薬剤を発見したことである。DNAに含まれる4種の塩基の中でグアニンは酸化ストレスに最も弱く、酸化されて8-オキソグアニン(OxoG)となる。私共は、まず、核DNA中のOxoGに特異的なモノクロ抗体を組み換え技術を用いて作製した。
児童書出版者のハビトゥス：児童書を取り巻く他業種との比較から

本研究は、出版者を中心に児童書を取り巻く大人たちの軸足の違いや共通性を多層的に把握しながら、彼らのハビトゥス(思考、価値観、行動様式など)を明らかにすることによって、広い意味での子どもの読書環境や児童書の選書過程を把握することを目的としている。2018年度の研究実績は1研究の再設計、2国外におけるインタビュー調査、3国内調査先の事前視察、4研究成果の報告である。1研究の再設計:申請時の研究計画においては、児童書にかかわる多様な職業人へアンケート調査を実施し、その後児童書出版者にのみライフストーリー調査で肉付けを行う予定であった。しかし、児童書出版者以外の職業人に対してもライフストーリー調査を実施することで幼少期からのハビトゥス形成過程を正確に把握できると考え、対象とする職業人すべてでライフストーリー調査を実施することとした。また、最終年度に予定している海外発表を見据え、現時点での知見が日本特有のものか否かを明らかにすることにより、本研究の今後の分析視角や価値が鮮明になると考え、国内調査と並行して国外調査も実施することとした。2国外におけるインタビュー調査:マギル大学在学中の野村至氏の研究協力を得、カナダの図書館員3名、児童書出版者3名に調査を行った。どのような本を生み出したい/手渡したいと考えるのか、そしてそういった意識はどのように形成されたのかについてヒアリングした。3国内調査先の事前視察:調査先となる自治体の役場、図書館、保育所、幼稚園に足を運び、事前視察をおよび簡単な状況把握のための打ち合わせを行った。4研究成果の報告:1本の論文発表と、2回の口頭発表を行った。また、本研究に深く関連する研究が所属学会の研究奨励賞を受賞した。受賞により本研究の意義が一定程度認められたものと考える。【研究実績の概要】で述べた通り、申請時と調査の方法を変更したことに伴い、やや立ち上がりが遅れたものの、国外での調査の実施、来年度以降の国内での調査先の確保等、順調に研究を進められている。ただし、1実施した調査について、テープ起こし、翻訳、調査結果の読み込みを進めているものの、まだ研究成果として発表できるに至っていない点、2国内においては児童書出版者のインフォーマントを確保できていない点、が課題として残る。これらについては早急に進めていく必要がある。いずれにしても、1本の論文発表、2回の口頭発表を実施し、投稿間際の論文も1本控えている状況であるため、おおむね順調にすすめられていると考えている。2019年度の本研究の今後の推進方策として、以下の通り研究を進める予定である。1.2018年度に実施したカナダにおける調査について、日本とカナダの状況を比較し、日本と英語圏における子どもの読書環境の相違点や共通点を考察し研究論文として発表する。2.2019年度夏に、某自治体の子どもの読書にかかわる人々(図書館員、保育園、幼稚園、学校図書館員、ボランティア)にライフストーリー調査を実施し、子どもの読書環境がどのような大人たちの意識で成立しているかについてケーススタディとして考察する。

2019年度の本研究の今後の推進方策として、以下の通り研究を進める予定である。1.2018年度に実施したカナダにおける調査について、日本とカナダの状況を比較し、日本と英語圏における子どもの読書環境の相違点や共通点を考察し研究論文として発表する。2.2019年度夏に、某自治体の子どもの読書にかかわる人々(図書館員、保育園、幼稚園、学校図書館員、ボランティア)にライフストーリー調査を実施し、子どもの読書環境がどのような大人たちの意識で成立しているかについてケーススタディとして考察する。分析のためのソフトフェア(SPSS)の購入、ライフストーリー調査にかかる交通費、学会発表等の交通費、インフォーマントへの謝金、先行研究収集の経費、ライフストーリー調査のテープおこし業者委託費、カナダ調査の英文翻訳費などに使用する。日本読書学会読書科学研究奨励賞,片山ふみ,野口康人,佐藤賢一郎「ベテラン保育士の絵本選定:絵本に対する価値観と出版社へのイメージに着目して」2018年7月図書館員と保育士の絵本に対する価値観,片山ふみ,聖徳大学言語文化研究所主催研究発表会,2018年12月3日
CVD法によるコイル状カーボンファイバーの合成とその特性評価

内径23mmの横型石英製反応装置を用い、微量の硫黄不純物を含むアセチレンを種々の金属触媒存在下で熱分解させてコイル状カーボンファイバーを合成し、その詳細な合成条件、モルフォロジー、成長機構、機械的・電磁気的特性の評価を行った。その結果は、次のように要約できる。(1)触媒としては、Ni,Ti及びW粉末が最も有効で、原料アセチレンに対するコイル収率は50%以上を示した。金属板でもコイル成長が認められた。(2)種々の金属粉末の他、Ni単結晶(110),TiS,TiC、Ti_2O_3およびTiO粉末でも、ある程度のコイル成長が認められた。一方純Ti板やTiO_2粉末では、コイルは全く析出しなかった。(3)触媒金属の最適粒度は、約2.5ミクロンであり、特に、1ミクロン以下の微粉末ではコイル収率は10%以下であり、触媒としては不適当であった。(4)不純物としては、チオフェンが最も有効であり、コイル収率50%以上を示した。(5)コイルは用いた金属触媒に依存したかなり狭い温度領域(700-850°C)でのみ成長した.最高のコイル収率を示す最適反応温度は,750°C(Ni,W),775°C(Ti)であった。(6)アセチレン中のチオフェン不純物の最適流量は、約0.35sccm(全ガス流量中0.24%)でありこの値から少しでもずれるとコイルは全く成長しなかった。(7)コイルは、原料ガス導入口近くでのみ析出した。(8)コイル先端部分の触媒粒は、金属炭化物であり、これに2-30%の硫黄が含まれており、これが実際のコイル成長の触媒として作用する事が分かった。(9)コイル規則正しく蜜に巻いたコイルでは、表面にPy-C層が析出して、コイルファイバー同士がくっついており、そのため、コイルの伸び率は、約40%であった。(10)コイルのバルク抵抗は、かさ密度が0.5g/cm3では10^0Ω・cmであった。
孔辺細胞の背腹性・形態構築を制御する信号伝達系の解明

植物の葉の表面には気孔と呼ばれる小さい穴が存在し、光合成における二酸化炭素の取り込む役割を果たしている。気孔は植物の生存、大気環境の維持など、我々の生活にも大きな貢献をしている重要な器官であり、研究対象として興味がつきない。気孔はソラマメの形をした孔辺細胞2個が向かい合うことによって形成される。孔辺細胞は最初は一様な形をしているが、発達に伴いソラマメのように曲がってゆき、腹側(曲がった内側)、背側(曲がった外側)の区別がはっきりしてくる。これに伴い、細胞壁の成分や細胞骨格も背と腹で違いが生じる。本研究ではこのような1個の細胞における極性(背と腹の違い)を生じさせるタンパク質を発見し、その仕組みの解明を行った。背と腹の違いは、受容体型キナーゼと呼ばれるタンパク質が、まず孔辺細胞の背側の細胞膜にのみ存在することで生じることが明らかにした。また、背側細胞膜にのみ存在するため、特別なタンパク質構造が必要であることも明らかにした。植物表皮の気孔は大気とのガス交換調節を行う重要な構造である。我々は高等植物における気孔の発達メカニズム、特に孔辺細胞分化や形態構築の仕組みを解明することを目的に、シロイヌナズナの気孔形成突然変異体を用いて孔辺細胞の発達に関わる遺伝子の単離・解析を進めてきた。本年度の本研究課題では孔辺母細胞の分裂後の細胞形態構築に関する変異体(MC79)について以下の解析を進めた。MC79はロイシンリッチリピートを持つ受容体型キナーゼの変異体で、孔辺細胞の伸長方向や湾曲方向が異常になる表現型を示す。このような表現型から、MC79は孔辺細胞の極性確立に必要な情報伝達を担う因子であることが推察された。MC79はメリステモイドから孔辺細胞母細胞の周囲の細胞膜に出現し、孔辺母細胞の成熟段階では発現が消失する。また、孔辺母細胞の分裂面の細胞膜には局在しないという特徴を持つ。受容体型キナーゼについては2量体を形成する例が知られている。そこでBiFC、two-hybridで2両体形成を調べたところ、野生型MC79では2量体を形成し、変異型では2量体を形成しないことが示唆された。このことよりMC79を介した信号伝達には受容体の2量体形成が必要であることがわかった。また、口辺母細胞分裂面に局在しないための領域を探索したところ、キナーゼドメインが必要であることがわかっった。このことより、キナーゼドメインを介して分裂面から排除される特異な局在制御を受けていることが示された。また、孔辺母細胞の分裂面の細胞膜には局在しないという特徴を持つが、この局在パターンは特異的なものであり、MC79プロモーターを用いて相同性が高い受容体型キナーゼを発現させても同様の局在は示さず分裂面にも局在が観察される。そこで、MC79タンパク質内に分裂面への局在を抑制している領域があると考えドメイン交換実験を行った。その結果、細胞内のキナーゼドメインが特異的局在パターンの原因であることがわかった。孔辺母細胞が分裂する際に、MC79受容体型キナーゼの細胞質キナーゼドメインと相互作用して局在を制限する仕組みが存在することが示された。我々は気孔の発達メカニズムを解明するため、シロイヌナズナ突然変異体を用いた解析を進めてきた。

本年度は孔辺母細胞の形態構築に関する変異体(MC79)および低分子量分泌タンパク質(ATSP)遺伝子について以下の解析を進めた。MC79はロイシンリッチリピートを持つ受容体型キナーゼ(RLK)の変異体で、孔辺細胞の伸長方向や湾曲方向が異常になる表現型を示す。このような表現型から、MC79は孔辺細胞の極性確立に必要な情報伝達を担う因子であることが推察された。MC79はメリステモイドから孔辺細胞母細胞の周囲の細胞膜に出現し、孔辺細胞の成熟段階では発現が消失する。また、孔辺細胞の分裂面の糸瑚包膜には局在しない。この局在パターンは特異的であり、MC79プロモーターを用いて類似RLKを発現させると同様の局在は示さず分裂面にも局在が観察される。そこで孔辺細胞の周囲の細胞膜と分裂面の細胞膜の間でMC79の移動が制御されていると考え、paGFP(光活性化型GFP)を用いた実験を行った。MC79-paGFPや類似RLK-paGFPを分裂中の孔辺細胞で発現させて強制的に分裂面に局在させ、様々な部位で光り活性化を行い融合タンパク質がどのように移動していくか調べた。その結果、MC79は分裂面から周囲にのみ移動し、周囲から分裂面に移動することはなかった。また、この移動の制御にキナーゼドメインが重要であることもわかった。RLKのリガンドとしてペプチドが働く例が報告されている。そこでMC79RLKのリガンドを探索する目的でシロイヌナズナATSP遺伝子についてプロモーター:レポーターによる網羅的発現解析を行った。孔辺細胞前駆細胞で発現する遺伝子が見出されリガンドの候補と考えられた。これら研究を進めるため形質転換システムの開発も行った。
間葉系幹細胞治療における現在の問題点を解決する新たな細胞治療用カラムの開発

間葉系幹細胞(MSC)を用いた臨床試験はこの数年で著しく増加している。しかし、MSCを静脈内投与された患者が肺塞栓のため死亡した事例が報告されており、さらなる安全な幹細胞療法の開発が急務である。本研究では、MSCがもつ優れた成長因子・免疫制御因子の産生能力に着目し、細胞を直接体内に投与せず、これらの液性因子を体内に投与できる治療法としてMSC治療用中空糸膜カラムを開発する。これにより細胞による肺塞栓をゼロにできる。その際に、MSCの静脈内投与と遜色ない治療効果をカラムによって得るためには、MSCの活性化が必要であり、MSCを活性化する全く新しい細胞カラムを開発する。
国際シンポジウムEPTDMの企画調査

近年,交通行動の行動変容に着目した様々な研究が,日本や海外において,そして,交通計画や応用社会心理学等の様々な分野の中で始められている.そうした研究では,キャンペーンの効果を分析したり,双方向のコミュニケーションで人々の行動に影響を及ぼす技術を開発したり,あるいは,TDM施策による態度や意識や認知の変化を分析したり,等がなされ,よりよいTDM施策を考えるための基礎的な技術的,行動学的,心理学的な様々な知見が得られはじめている.ただし,こうした心理学的交通工学,あるいは,交通工学的心理学は未だ黎明期にあり,様々な国の,様々な分野の研究者と実務家が十分に意見交換・知的交流を果たしているという現状とはなっていない.本研究は,まさにこの問題点に着目し,心理学的・交通工学者と交通工学的・心理学者を国内外から集める「Engineering & Psychology for Travel Demand Management」と題した国際シンポジウムのための企画調査を行った.企画調査ではまず,国内外の研究レビューを行い,交通計画においては,心理学における行動変容と態度変容の研究が中心的な役割を担うことを確認し,それに関わる複数の工学,ならびに,心理学の研究者をリストアップした.そしてその中の複数人と議論を交わし,基本的な共通認識を形成した.また,年度内では,国内において交通計画者,ならびに,心理学者を対象としたセミナーも開催し,心理学的交通工学,あるいは,交通工学的心理学の重要性を示すとともに,聴衆から意見を集めることで,次年度以降のシンポジウム開催に向けての議論に反映することとした.近年,交通行動の行動変容に着目した様々な研究が,日本や海外において,そして,交通計画や応用社会心理学等の様々な分野の中で始められている.そうした研究では,キャンペーンの効果を分析したり,双方向のコミュニケーションで人々の行動に影響を及ぼす技術を開発したり,あるいは,TDM施策による態度や意識や認知の変化を分析したり,等がなされ,よりよいTDM施策を考えるための基礎的な技術的,行動学的,心理学的な様々な知見が得られはじめている.ただし,こうした心理学的交通工学,あるいは,交通工学的心理学は未だ黎明期にあり,様々な国の,様々な分野の研究者と実務家が十分に意見交換・知的交流を果たしているという現状とはなっていない.本研究は,まさにこの問題点に着目し,心理学的・交通工学者と交通工学的・心理学者を国内外から集める「Engineering & Psychology for Travel Demand Management」と題した国際シンポジウムのための企画調査を行った.企画調査ではまず,国内外の研究レビューを行い,交通計画においては,心理学における行動変容と態度変容の研究が中心的な役割を担うことを確認し,それに関わる複数の工学,ならびに,心理学の研究者をリストアップした.そしてその中の複数人と議論を交わし,基本的な共通認識を形成した.また,年度内では,国内において交通計画者,ならびに,心理学者を対象としたセミナーも開催し,心理学的交通工学,あるいは,交通工学的心理学の重要性を示すとともに,聴衆から意見を集めることで,次年度以降のシンポジウム開催に向けての議論に反映することとした.
自動車部品のグローバル調達における高度なロジスティクス体制の構築と進化

本研究では、需要変動が激しく、かつ部品・製品の在庫費用が莫大な自動車産業において、研究開発・生産規模・供給体制の観点から従来の拠点で生産を行う部品サプライヤーが、国内外の遠隔地に立地する組立工場に対して、どのように空間的懸隔を克服し、JIT(Just In Time)生産を達成しているのか、自動車組立メーカーおよび部品サプライヤー、さらに調達物流を担う物流企業のロジスティクス戦略に着目し、ヒアリング・現地調査およびデータ分析を通じてその仕組みを明らかにする。
高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討

高温ガス炉(安全性の高い次世代の核分裂炉として開発中)を用いた、初期核融合炉用トリチウム生産法を提案した。実用炉として概念設計がなされている「高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)(熱出力600MW)」を想定した場合、トリチウム生産量は、装荷するリチウム化合物の装荷方法や運転シナリオに応じ、180日間の運転で0.30.7 kg程度と推定された。高温ガス炉を用いたトリチウム生産法の有効性が示されると同時に、今後の技術的な開発課題が示された。初期核融合炉用トリチウムの準備の方法を検討しておくことは、今後の核融合研究を進める上で重要である。高温ガス炉は、第4世代原子力システムの有力候補のひとつであり、安全性の高いシステムと位置づけられている。高温ガス炉の耐熱(低発熱密度)設計は、有効炉心体積を大きくする反面、燃料近辺に核変換対象物質を装荷できる物理的スペースを提供する。黒鉛・ヘリウムによる減速・冷却系は、核的に不要な中性子の吸収が少なく、化学的にLi化合物及びトリチウムとの相性がよい。本研究では、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法を提示し、その性能を、まずは炉心物理の観点から数値解析によって評価することを目的とした。我々は、Li化合物をカーネルとした被覆粒子を用い、可燃性毒物としてのB-10をLi-6に置き換えることによる、余剰の中性子を用いたトリチウム生産法を提案した。「高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)(熱出力600MW)」概念設計をベースとしたモンテカルロ燃焼計算により、BP装荷孔以外の炉心設計を変更せずに、180日間の運転で、300700g程度のトリチウム生成が可能であることを示した。Li-6密度が小さい化合物を用いる場合に対しても、周辺領域へのLi装荷法や、ヘリウムガスを用いた連続回収法により、同程度のトリチウム生産が可能であることを示した。炉心物理の観点からの最適な運転シナリオについても検討した。本研究は、下記の連携研究者の協力を得て実行した。西川正史(九大特任教授、トリチウム工学からの検討)、島川聡司(JAEA大洗研究開発センター、炉心物理の観点からの評価)、後藤実(JAEA大洗研究開発センター、炉心物理・システム整合性の観点からの評価)、中川繁昭(JAEA大洗研究開発センター、工学安全性の評価)高温ガス炉(安全性の高い次世代の核分裂炉として開発中)を用いた、初期核融合炉用トリチウム生産法を提案した。初期核融合炉用トリチウムを確保し、また、2台目以降の核融合炉導入を容易にするために、外部トリチウム供給源を準備しておくことは重要である。高温ガス炉の耐熱(低発熱密度)設計は、燃料近くにLi化合物を装荷するスペースを提供する。黒鉛減速・ヘリウム冷却系は不要な中性子吸収を抑える。燃料の高燃焼度化を念頭においた設計方針、固体可燃性毒物(BP)を均等に配置することによる反応度抑制設計は、核変換性能を高める。本研究では、高温ガス炉を用いたトリチウム生産を提案し、その性能を数値的に評価することを目的とした。「高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)」概念設計炉をベースとした。初年度は、GTHTR300オリジナルの設計をできる限り遵守して、トリチウム生産性能を概算することを目標とした。連続エネルギーモンテカルロ燃焼計算コード(MVP-BURN)を用い、複数のLi化合物装荷を想定して全炉心燃焼計算を実行した。GTHTR300においてBPとして使用が想定されているB化合物の代わりに、Li化合物を装荷することを提案した。BP孔にLi化合物を装荷した場合は、180日間の運転において、Li化合物の種類に応じ300700g(3GW熱出力相当のモジュール炉に換算して年間37kg)程度のトリチウム生産が可能であることがわかった。反応度に余裕がある場合は、燃料の濃縮度を若干下げて運転をおこなうことで、トリチウムの生成速度を高めることが可能であることも示された。初年度の目標として想定した、GTHTR300オリジナルの設計をできる限り遵守した場合のトリチウム生産性能を把握することはほぼ達成できたと考えている。高温ガス炉のトリチウム生産炉としての特徴を把握するためには、他の炉型との比較も重要である。他の炉型を想定した計算は、当初次年度に実行することを予定していたが、研究の流れ上、前倒しして開始した。最適化に関しては、Li化合物の配置・化合物の選び方による影響、燃料濃縮度との関係、炉心温度の影響に対して、当初の予定通り、だいたいの傾向を把握することができた。運転シナリオに関しては、もう少し具体的なシナリオを想定した解析をおこなう必要がある。総合的に考えて、予定より少し進んだ状態で順調に研究が進んでいると考えている。

当初の予定どおり、連続エネルギーモンテカルロ燃焼計算コード(MVP-BURN)を用いて、他の炉型(軽水炉、高速炉、溶融塩炉)に対しても比較を目的とした計算を進める。当初は、GTHTR300の設計を遵守し、生成されたトリチウムをバッチ処理で回収することを想定して、研究を実行する予定であった。他の研究者や共同研究者との議論をもとに運転シナリオを検討する中で、当初の計画をさらに進めて、冷却材としてのヘリウムガスを用いたトリチウムの連続回収を想定した場合についても、炉心計算を進めることにした。得られた結果を広く公開し、多くの関連の研究者に意見を頂くことが必要と考えている。特に、GTHTR300の炉心に変更を加える場合は、高温ガス炉の開発に携わる研究者と議論をおこないながら、検討を進める必要がある。今年度は、研究成果の発表を積極的におこないながら、できるだけ議論の場を多く設ける努力をしたいと考えており、そのために研究費を使用する予定である。
神経障害性疼痛の新たな治療戦略―標的分子としての活性酸素産生酵素―

本研究は末梢神経損傷または化学療法薬による末梢神経障害と付随する精神症状における活性酸素産生酵素NADPHオキシダーゼの役割についてNOX1遺伝子欠損マウスを解析した。末梢神経損傷モデル(SNI)および化学療法薬(パクリタキセル、オキサリプラチン、ボルテゾミブ)により惹起される末梢神経障害にはNOX1が関わらないことを明らかにした。一方、SNIにより惹起される不安・うつ様行動には、海馬のNOX1が寄与することを見出した。本年度は、神経障害性疼痛により惹起される情動変化におけるNOX1の役割についてNOX1遺伝子欠損マウス(NOX1-KO)を用いて解析を行った。今までにNOX1が神経障害性疼痛による不安行動発現に寄与することを認めており、その責任脳領域を同定するために、NOX1 mRNA発現誘導を指標に試みた。情動変動に関わる脳領域のうち、海馬でNOX1発現誘導の傾向が認められた。さらに不安様行動発現に加えて、NOX1は神経障害性疼痛によるうつ様行動発現にも関与することを見出した。NOX1の顕著な発現誘導が生じる脳領域を特定することが、未だにできておらず、NOX1が関わる不安様行動発現の詳細な機序を明らかにできなかった。しかし、神経障害性疼痛によるうつ様行動発現にNOX1が関与することを美言い出しており、研究の進捗としてやや遅れていると結論づけた。本年度は、NOX1が関わる痛みによる情動変化の解析を行うことと並行して、化学療法による神経障害性疼痛とこれに起因する情動変化にNOX1が関与するか解析する予定である。神経薬理学
温泉からみた金銀鉱床

金銀鉱床が存在する地域および周辺に湧出する温泉水のサンプリングを主に南九州をベ-スとし、比較対象地域として東北、および北海道東部を選定して行った。南九州の北薩金銀鉱床地帯は基盤の地質および地質構造が明かであるので、この地域の約60ケ所の温泉水の地化学デ-タをまず得た。その結果以下のことが明らかになった。四万十層群の基盤から湧出する温泉は、火山岩が露出する地域にくらべ溶存成分が少なく、NaHCO_3を主成分とするCl濃度が低い温泉で(約30mg/l)、pHは9を越すアルカリ性のものであることがわかった。さらに、基盤より湧出する温泉は還元硫黄種に富んでいる(high H_2S/SO_4 ratio)事実が明かとなった。一方、金鉱床を含む火山岩地域から産する温度は、基盤岩の四万十層群湧出する温度に比べ、溶存成分が多くClに富みpHは中性のもので、そして酸化硫黄種に富んでいる(high SO_4/H_2S)のが特徴である。これらの温泉の化学的特徴は、金鉱床の成因に基盤の四万十層群が重要な役割を果たしていることを示唆している。すなわち、還元硫黄種に富む金を含む鉱化溶液が鉱液の酸化をまぬがれながら浅所まで金を運搬する保護容器として重要な役割を果たすことを意味している。そして、地下浅所での基盤岩と上位の火山岩類の境界部では上述の2タイプの温泉など混合が起きやすい場であることが明白であり、高品位の金鉱床で有名な菱刈金鉱床はまさにそのような地質環境に生成したものであることが明らかとなった。すなわち、基盤の盛り上がりが金鉱床探査の重要な指針となることが従来経験的に言われていたが、化学的にその重要性を明からにすることができた。
新しい制癌作用機序を有する分枝糖ヌクレオシドの合成

1.DMDC(2^1-デオキシン-2^1-メチリデンシチジン)誘導体の合成強い判癌効果が見られたDMDCの作用機序の解明、効果増強を目的として各種のDMDC誘導体の合成を行った。DMDCのN-4アシル体、糖部5^1-O-アシル体など一連のアシル誘導体を合成した。次いでDMDCの5-位に各種のハロゲノ基およびメチル、エチル基の導入を計画し、それぞれ対応するウリジン誘導体よりの変換反応を行った。一例を示せば5-フルオロウリジンの3^1,5^1位をTIPDS保護し、2^1-位を酸化してケトン体とした後メチレントリフェニルホスホランと縮合して2^1-メチリデン体とする。この4-位をトリアゾリル化後アンモニア処理、脱保護して5-F-DMDCを得る。また2^1-メチリデン基の置換体としてエトキシカルボニルメチレン、シアノメチレン、エチリデン体をそれぞれ合成した。DMDCの5^1-アルキル燐酸エステル体も合成した。2.DMDC誘導体の制癌活性上記した一連の化合物のin vitroおよびin vivoの制癌検定を依託した。その結果の特徴をまとめると、(1)DMDCのアミノ基のアシル保護は活性増強に役立たない。(2)DMDCの5-位置換体では5-F体に強い活性が見られた外には有効化合物は認められない。(3)糖部5^1-0-アシル体の中に優れた制癌効果を持つ化合物があった。(4)DMDCのメチリデン基の修飾体には全く活性が見られなかった。3.考察DMDCはそれ自体としてリン酸化をうけトリリン酸として癌細胞のDNA合成を阻害するか、DNAの発現を傷害しているものと推測される。したがって今後DMDCのオリゴヌクレオチドレベルでの性質の解明が重要であると思われる。
インテリジェントモスキートの研究

本研究では蚊を模倣した超低侵襲微小血糖値分析システムの実現を目的とした。このシステムは、血糖値(グルコース)測定用マイクログルコースセンサ、サンプリング機構、微小針から構成される。本研究ではサンプリング機構につき重点的に検討を行い、特に夜間などに長時間かけて徐々に吸引できるものをめざした。上記のサンプリング機構を実現するために、poly(N-isopropylacrylamide)/acrylic acid共重合ゲルに酵素(グルコースオキシダーゼ)を包括したものを作製した。酵素反応に伴うpH変化をゲルの体積変化の駆動力とした。ゲルの体積変化はシリコーンゴムダイヤフラムを介し、微小流路内の圧力変化に変換され、サンプル溶液が吸引・排出される。センサ作用極上には、妨害物質の影響を低減し、測定可能な濃度範囲を拡張するため、Nafion膜およびpolyHEMA膜を形成した。サンプリング機構は約10時間にわたり、ほぼ一定の流量で外部液を吸引することができた。Nafion膜被覆グルコースセンサの選択性を調べたところ、グルコース比で、アスコルビン酸に対し約1%、尿酸に対し約1%、アセトアミノフェンに対し約33%の応答が認められ、Nafion膜により妨害物質の影響を低減できることが示された。また、polyHEMA膜を拡散制限膜として形成することにより、微小流路中で測定した場合の検量線の直線範囲が30mM付近まで拡張された。微小針を緩衝液を充填したチューブに刺して緩衝液を吸引させ、その後さまざまなグルコース溶液の充填したチューブにシステムを刺し変え、これに対する応答を連続的に調べた。グルコース濃度の変化に対する明瞭な電流値の変化が認められ、このシステムが実際に機能していることが確認できた。「糖尿病患者の血糖値の測定は、従来採血後、血液分析装置等により行われてきた。このようなサンプリングや測定を、蚊が血を吸うように行うことができれば、患者の精神的、肉体的負担を顕著に軽減でき、画期的である。ここでは、短時間に微量のサンプルを吸引して測定する方式が考えられるが、その一方で、夜間などに長時間かけて微量のサンプルを連続的にサンプリングするような使い方も考えられる。本研究では、pH感応性ゲルを用い、このようなサンプリング機構を実現した。ゲルとしては、N-isopropylacrylamide / acrylic acid共重合ゲルを用いた。このゲルは、温度と、pHに応答して体積を顕著に変化させる。ここでは、ゲルの収縮を長時間かけてゆるやかに起こすために、1)温度変化のみ、2)温度変化とpHの異なる緩衝液を接触させることによるPH変化、3)グルコースオキシダーゼによる酵素反応に伴うpH変化、の3通りの変化を利用した。1)では2時間程度で収縮が止まるが、2)では6時間程度、3)では10時間程度まで収縮時間を延ばすことができることが確認された。このゲルを、マイクログルコースセンサを集積化したシリコーンゴムダイヤフラムを有するシステム中に入れ、ゲルの体積変化を流路内の圧力変化に変換した。その構造上、ゲルの体積変化すべてを外部液の吸引に利用することはできなかったが、ゲルの収縮と同程度の時間にわたってほぼ一定速度で外部液を吸引することができた。時間的に濃度を変化させたグルコース標準液を、外径100μmの微小針を通して連続的に吸引し、システム中のグルコースセンサでグルコース濃度を連続的に測定することができた。サンプリング機構と微小グルコースセンサを集積化して蚊を模倣した微小血糖値測定システムを作製し、その特性を評価した。ここでは特に長時間かけて徐々に外部液を吸引し、連続測定できるものを目指した。ポリイミド基板上に3電極系を薄膜パターンの形で形成し、作用極上に酵素(グルコースオキシダーゼ)を固定し、拡散制限膜としてpolyHEMA膜を、過酸化水素選択透過膜としてNafion膜を形成した。

サンプリング機構には、温度・pH感応性を有するN-isopropylacrylamide/アクリル酸共重合ゲルを使用し、これをシリコーンゴムダイヤフラムを有する区画に収容した。ゲル合成時の組成を変えて膨潤・収縮挙動を調べたが、温度あるいはpHのみの変化では長時間かけてゆっくり吸引することは難しかった。しかし、このゲルに酵素グルコースオキシダーゼを固定したグルコース応答性ゲルを用い、グルコース溶液と接触させることにより、約10時間かけて徐々に吸引できるものを実現した。センサを形成した基板をサンプリングモジュールに結合し、またサンプル導入口付近に微小針を装着して、システムを完成させた。このシステムを37°Cに保持すると、微小針を通して外部サンプル溶液を吸引することができ、外部グルコース濃度を変化させた場合には、センサの電流値に明瞭な変化が認められた。このような微小システムでは、できるかぎりセンシング時の変換効率を上げるのが好ましい。そこで、作用極上ではなく、微小流路底に酵素を固定し、作用極との位置関係、流速等のパラメータを変えた時のセンサの挙動の変化についても調べた。
ヒト大腸癌細胞株から分離した転移誘導遺伝子D4GDIの転移誘導機構の解析

我々は、ヒト大腸癌細胞株SW480から1-1ras1000細胞を受容細胞とする発現クローニング法により転移誘導活性をもつgenomic DNAを分離し、その産物がC末欠失型(166-201を欠失)D4GDI(LyGDI/RhoGDI2)であることを明らかにし、さらに、このC末欠失型D4GDI(ΔC-D4GDI)を1-1ras1000細胞に強制発現させると転移能を獲得することを明らかにしてきた。本研究で我々は、ΔC-D4GDIは細胞膜に局在し、細胞骨格とassociateし、RhoA, Rac1,Cdc42,Radixin, Moesinとcopurifyされることを明らかにした。また、細胞膜に局在するΔC-D4GDIが活性化型Rac1と結合しており、ΔC-D4GDI発現細胞では実際にin vitro浸潤能が亢進していることを明らかにした。D4GDIやRhoGDI1はRhoファミリーのGTPaseを不活化型として細胞質にプールし、これらのGTPaseを主に負に制御する分子であると認識されている。しかし、我々の結果はD4GDIがGTPaseを細胞膜へリクルートし、ERMタンパクや細胞骨格を介したシグナル伝達の場に活性化型として繋ぎ止め、Rhoファミリーによるシグナル伝達の正の制御に積極的に関与していることを示すものであり、これがΔC-D4GDIによる転移誘導機構のひとつであることが示唆された。SW480を含めた8種類の大腸癌細胞株では野生型D4GDIのみが発現しており、ΔC-D4GDIは発現していなかったが、どの細胞株でもD4GDIは分画された細胞膜に局在していた。現在、大腸癌細胞におけるD4GDIの細胞膜局在と悪性化進展の関連をさらに検討中である。我々は、造腫瘍性で非転移性の1-1ras1000細胞を受容細胞とする転移関連遺伝子スクリーニング系を用いて、転移形質発現を指標とした形質発現クローニングを行い、ヒト大腸癌細胞株から転移誘導活性を有する遺伝子としてRhoファミリーGタンパク質のGDI(GDP Dissociation Inhibitor)のひとつであるD4GDIを分離した。非転移性細胞株にC末欠失型D4GDIを強制発現させると転移が誘導されること、これが細胞膜に局在することをウエスタン法により既に明らかにしていた。今年度我々は、タグを付加したC末欠失型D4GDIを用いてこれが細胞膜に局在することを免疫蛍光染色法で確認した。また、C末欠失型D4GDIがERMタンパク質と結合していることを免疫沈降法で明らかにした。さらに、細胞膜において実際にC末欠失型D4GDIがERMタンパク質と共局在していることを免疫2重染色法により明らかにした。また、C末欠失型D4GDIの細胞膜への局在に伴って細胞膜のRhoA量が増加することも見いだした。これらの結果から、D4GDIがERMを介したRhoファミリーの分子の細胞内分布や移行の制御に関わっており、この制御系の異常が転移を引き起こしている可能性が示唆された。また我々は6種類のヒト大腸癌細胞株でD4GDIのサイズがウエスタンで見たかぎり正常型であるにも関わらず、そのうち5種類の細胞株では細胞膜のD4GDI量が顕著に増加していることを見いだした。ヒト大腸癌細胞株における細胞膜D4GDI量の増加の機構は不明であるが、ヒト大腸癌でもやはりD4GDIが悪性進展に関わっている可能性が考えられた。

我々は、ヒト大腸癌細胞株SW480から1-1ras1000細胞を受容細胞とする発現クローニング法により転移誘導活性をもつgenomic DNAを分離し、その産物がC末欠失型(166-201を欠失)D4GDI(LyGDI/RhoGDI2)であることを明らかにし、さらに、このC末欠失型D4GDI(ΔC-D4GDI)を1-1ras1000細胞に強制発現させると転移能を獲得することを明らかにしてきた。本研究で我々は、ΔC-D4GDIは細胞膜に局在し、細胞骨格とassociateし、RhoA, Rac1, Cdc42, Radixin, Moesinとcopurifyされることを明らかにした。また、細胞膜に局在するΔC-D4GDIが活性化型Rac1と結合しており、ΔC-D4GDI発現細胞では実際にin vitro浸潤能が亢進していることを明らかにした。D4GDIやRhoGDI1はRhoファミリーのGTPaseを不活化型として細胞質にプールし、これらのGTPaseを主に負に制御する分子であると認識されている。しかし、我々の結果はD4GDIがGTPaseを細胞膜へリクルートし、ERMタンパクや細胞骨格を介したシグナル伝達の場に活性化型として繋ぎ止め、Rhoファミリーによるシグナル伝達の正の制御に積極的に関与していることを示すものであり、これがΔC-D4GDIによる転移誘導機構のひとつであることが示唆された。SW480を含めた8種類の大腸癌細胞株では野生型D4GDIのみが発現しており、ΔC-D4GDIは発現していなかったが、どの細胞株でもD4GDIは分画された細胞膜に局在していた。現在、大腸癌細胞におけるD4GDIの細胞膜局在と悪性化進展の関連をさらに検討中である。
海洋島に隔離分布する鳥類の鳴き声による血縁認識と近親交配の回避機構

亜種ダイトウコノハズクの雄は巣立ち後短期間で出生巣に近く、雌は時間をかけて動き回り遠くに定着することが明らかになった。非血縁個体を配偶相手として選択すること、つがい外受精が起こっていることの分子遺伝学的証拠が得られた。つがい外受精による雛のヘテロ接合度は、つがい受精の雛よりも有意に高かった。雌が遺伝的により遠い個体を選択配偶し、更に異なるタイプの雄とのつがい外受精を受け入れていた。それぞれの個体が鳴き声の違いを認識できるかどうか査定した結果、識別が行われている可能性が示唆された。社会的な父親との声の類似度合い、同様に分散先が特定できた雌についてはつがい相手と社会的な父親との声の類似度合いを査定可能な情報が整いつつある。沖縄県南大東島において、ダイトウコノハズクの繁殖生態調査、捕獲調査、前年捕獲し足輪を付した個体の確認調査、鳴き声録音調査、および昨年までに電波発信器を用いて追跡調査した個体のデータ解析を行った。さらに、付加的な研究として、琉球列島の島々において録音した鳴き声の解析を行った。繁殖生態の調査は8年目となり、固有亜種であるダイトウコノハズクの個体群動態が明らかになりつつある。捕獲調査はつがい関係を明らかにするために本研究において書くことができない調査である。本年度捕獲による調査結果は来年度の足輪確認によって明らかになる。昨年の足輪確認により、本年度は血縁間の配偶はないことが明らかになった。家系が明らかな個体の鳴き声の録音は15個体以上について実施できた。このデータにより父子間の鳴き声の類似性、娘の配偶者と実の父親の鳴き声の類似性の解析が可能に塗る。明確な結果を得るためには、本年のデータだけでは不十分で来年度も継続調査が必要である。分散データの解析により、出生地分散には性差があり、雄が巣立ち後短期間で近くに、雌は時間をかけて動き回り遠くに定着することが明らかになった。行動が制約される小さな海洋島で得られたこの結果は近親交配と分散の関係に画期的な情報となる。現在、リュウキュウコノハズクは琉球列島、南大東島、蘭嶼で、それぞれ亜種に区分されている。しかし、鳴き声のスペクトログラムの解析により、南大東島の個体群は明瞭に異なる鳴き声の特徴を持っていることがわかった。一方、琉球列島全域には同亜種が分布するとされているが、ケラマ海裂の南北で明瞭な違いが見いだされた。さらに蘭嶼の鳴き声の特徴はケラマ海裂以南の琉球列島の島々における鳴き声と区別ができないことが明らかになり、現在の亜種区分には見直しの必要性がある。繁殖期である4-8月に約2ヶ月南大東島に滞在し、繁殖経過の追跡、成績の記録、雛の計測、採血、および標識を行った。繁殖生態の調査は、9年目となり個体群生態学的な情報の蓄積し、今後の継続研究の基盤を維持することができた。足輸を装着した個体を探索確認した上で鳴き声の録音を行った。2009年以前に足輪を装着した個体を探索することにより、分散先や配偶関係を明らかにした。これまでの研究から出生地分散には性差があり、雄が巣立ち後短期間で近くに、雌は時間をかけて動き回り遠くに定着することが明らかになっている。本年度も分散先の確認数を増やすことで、より確実な結果を導くことができた。このような出生地分散に関する研究は、難しいため類を見ない。対象種であるダイトウコノハズクのサイズ、および飛翔能力と南大東島の大きさの関係が研究を推進する上で適切であり、出生地分散の詳細な研究を大きく進展させることに貢献する。両親の鳴き声が判明している個体の鳴き声を蓄積することができた。親と子の鳴き声の類似性の確認が高い確度で可能になる。成鳥をかすみ網により捕獲し、社会的なつがい関係、特に近親配偶の状況を明らかにするための情報を収集した。非繁殖期に行われる分散個体のなわばり定着の促進、繁殖調査の効率化のために巣箱を設置した。これまでダイトウコノハズクは巣箱の使用率が低く、巣箱における繁殖誘致は大きな課題だった。これまでの経験をもとに巣箱のサイズ、入り口の形状、内側の構造、巣材の材質、提供方法を改良した。その結果、23年3月時点の調査で21個新設の内、8個で営巣を確認でき大きく改善した。今後は既にダイトウコノハズクが絶滅している北大東島への誘致も期待される。繁殖期の4-8月、なわばり行動が盛んな11-12月に南大東島において繁殖経過の追跡、繁殖成績を記録した。個体群生態学的な情報を蓄積した。

成鳥をかすみ網で捕獲し、社会的なつがい関係、近親配偶の状況を明らかにした。巣内に滞在中の雛をもれなく捕獲し計測、採血、および標識を行った。2010年以前に足輪を装着した個体を探索することにより、分散先や配偶関係を明らかにした。足輸を装着した個体を探索確認した上で鳴き声の録音を行った。社会的な配偶関係からは近親交配は確認できなかった。また分散先が確認できた雄については、社会的な父親との声の類似度合い、同様に分散先が特定できた雌についてはつがい相手と社会的な父親との声の類似度合いを査定可能な情報が整いつつある。社会的と記述するのは、つがい外受精が15%程度の確率で起こるため、遺伝的父親と区別するためである。これまでの研究から出生地分散には性差があり、雄が巣立ち後短期間で近くに、雌は時間をかけて動き回り遠くに定着することが明らかになっている。本年度も、同様の傾向が確認できた。本研究はダイトウコノハズクの雌が社会的な家族関係にある雄の鳴き声を持つ個体を配偶者として選択しない可能性を探ることに大きな目的がある。父親や兄弟の声に対する反応を野外で明らかにすることは実験操作が困難であるため、それぞれの個体が声の違いを認識できるかどうか査定を試みた。隣接なわばりの鳴き声がいつもの方向から聞こえるパターン、隣接なわばりの鳴き声が異なる方向から聞こえるパターン、知らない声を聞かせるパターンで実験を行った。異なる方向から聞こえる声、知らない声に対する反応が強く、声の識別が行われている可能性が示唆された。非繁殖期に行われる分散個体のなわばり定着の促進、繁殖調査の効率化のために巣箱を設置した。ダイトウコノハズクによる巣箱使用率の低さは改善され、巣箱における繁殖誘致が奏功している。
水稲の生育・生産過程の動的予測モデルの開発

1.水稲の生育・収量の気象的予測モデルの開発本研究の一連の実験研究データおよび既往の研究データに基づいて、気象の経過から水稲の幼穂分化、出穂および成熟期などの発育ステージを動的に予測するモデル、およびそれに物質生産、葉面積の拡大および高・低温ストレスによる穎花の不稔などの過程を結合させた動的な水稲の生育・収量の気象的予測モデル(SIMRIW)の開発を行った。さらにこのSIMRIWの有効性の検証を、日本各地の過去の気象と水稲収量の実測データおよびフィリッピンにある国際イネ研究所(IRRI)での水稲栽培試験のデータを用いて行い、モデルが妥当な精度で水稲の生育・収量を予測し得ることを明らかにした。このようにして開発されたSIMRIWはIRRIを通じて世界の主要なイネ研究機関に配布され、各地域でのモデルの有効性の検証とさらなる改善のための試験研究に供されている。2.水稲の生育に及ぼす窒素の影響予測モデルの開発上のSIMRIWモデルに生育制御手段として重要な窒素要因の影響を組み込む目的で、生育環境および収量性が大きく異なる京都、長野およびオーストラリア・ニューサウスウエールズ州・ヤンコにおける水稲の比較栽培試験を含む、幅広いデータの収集・解析を行った。これらに基づいて、土壌中の窒素の無機化予測モデル、光合成・物質生産過程および器官形成に及ぼす窒素の影響を予測するモデルを構築し、その妥当性を明らかにした。1.既往の研究デ-タの収集・整理及びデ-タベ-スの構築気象,窒素及び水分条件と水稲の発育,光合成・物質生産,養分吸収,器官形成・発達,及び登熱過程との関係について既往の情報の収集・整理を行うとともにデ-タベ-ス化を進めた。このうち,水稲の発育と環境についてのデ-タを用いて,日々の気温及び日長の経過から水稲の幼穂形成,頴花分化,出穂及び成熟にいたる過程を動的に予測するモデルの予測精度の検証を行い,このモデルが日本各地に栽培された水稲の発育の予測に有効であることを明らかにした。このモデルを兵庫県のメツシュ気候情報システムと結合させ、同県内の酒米水稲の日々の発育の進度を,1X1Kmのメツシュ毎に予測するシステムを開発し,その有効性を示した。さらにこのモデルを拡張することによって,日々の気象の経過から,葉数の増加過程及び主稈の最終葉数を予測するモデルを導いた。これによって本研究の最終目標である,生育・生産過程の動的予測をモデルのうち,発育サブモデルの主要部分の開発をみた。2.圃場及び室内実験によるデ-タの収集と解析気象や土壌環境の大きく異る,京大農学部附属農場,信州大学農学部附属農場,長野県伊那市の農家の水田,及びオ-ストラリア国ニュ-サウスウエルズ州立農業試験場の各圃場に水稲を栽培し,環境デ-タの連続計測とともに,地力窒素の無機化と水稲の唆収過程,体内窒素及び貯留同化産物のレベルと器官形成及び登熟過程についてのデ-タを収集した。得られたデ-タは現在解析中であるが,これまでの解析から,水稲の生産性を支配する単位土地面積当りの頴花数が,幼穂形成期の窒素保有量と,その時期から頴花分化後期までの間に吸収される窒素量に支配されることを明らかにした。これによって頴花数の成立過程を動的に予測するモデルの骨格が示唆された。1.既往の研究データの収集・整理およびデータベースの構築気象、窒素および水分条件と水稲の発育、光合成・物質生産、養分吸収、器官形成と発達および登熟過程の関係についての既往の情報を収集・整理し、データベース化を進めた。今年度は特に、水稲の発育と水温との関係について、全国から収集したデータの解析を行い、気象から水温を推定し、その水温を用いて幼穂分化期までの発育過程を予測するサブモデルを開発した。これによって水稲の幼穂分化までの発育をより高精度に予測することが可能になった。