hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オルタナティブな教育実践と行政の在り方に関する国際比較研究

現地調査の成果に基づき、最終報告へ向けての調査手法や調査対象、分析フレームワーク等を決定するため、研究会を2回に分けて開催した。第一回目の研究会では、詳細な現地調査報告を行い、各国のオルタナティブ教育の抱えている問題や共通課題等を明らかにした。第二回目の研究会では、中間報告事例集をもとに、国際比較調査の枠組みの検討、調査手法の確認を行った。4.我が国のオルタナティブ教育の動向の把握上の海外調査と同時に、日本国内のオルタナティブ教育の動向についても把握することに努めた。中でも、昨年度に引き続き日本版チャータースクールの創設運動を展開している市民団体等から情報収集を行い、オルタナティブ教育実践者の講演会等を実施した。5.中間報告事例集の作成平成12年度から13年度前半に実施された現地調査の報告を『オルタナティブな教育実践と行政の在り方に関する国際比較研究-中間報告事例集』にまとめて発行した。平成14年度は以下の研究・調査を行った。1.文献の翻訳前々年度および前年度に収集した文献(英語・タイ語・オランダ語・デンマーク語等)の中で日本の教育政策にとって重要であると思われるものを翻訳し、資料集としでまとめ、出版・配布した。2.現地調査の実施ロシアなど、交付申請書の提出段階で想定していた調査対象先であるにも関わらず前年度テロ事件の関係で訪問できなかった実践例を訪問し、参与観察等を行い、帰国後、調査内容をまとめ、研究会で報告した。また、個別の実践例だけでなく、オルタナティブ・スクール関連の教育制度を考える上で重要であると思われる地域、つまり、ニュージーランドおよびアメリカ(オレゴン州)を訪問し、多元的な教育杜会について考察を加えた、最終報告書の制度論の一部としてまとめた。3.研究会の開催およびプロジェクト成果(と課題)の総括研究小部会をもち、最終報告へ向けての分析フレームワーク等を決定し、さらに最終研究会を開催した。同研究会では、報告書各章、特にオルタナティブ教育の定義の章および分析内容を扱った章について検討し、最終的な分析フレームワークを決定した。4.最終報告書の作成海外調査で収集した第一次資料等をもとに個別の実践例(ロシア、アメリカ・オレゴン州・オランダ等)について事例研究成果の論考を執筆し、また、制度・構造論として数カ国の事例を扱った論考を記した。さらに、分析篇として、オルタナティブ教育の現代的な文脈における捉え直しや、その学校・生徒数に関する数量把握、クオリティ・アシュアランスと公費助成をキーワードにした支援形態の類型化などを試みて、最終報告書としてまとめた。5.資料集の作成日本の教育施策の策定プロセスにおいて有用であると思われるデンマークの学校設立パッケージ(関連法律、ガイドライン、申請書類等)を翻訳・編集し、別冊資料集として製本・出版した。
IPv6を考慮したキャンパスネットワーク監視システムの構築

まずIPv6ネットワークの試験的利用環境を構築するために、学外のIPv6ネットワークとの接続を行なった。特に今後のマルチホーム環境に基づく通信の信頼性向上手法の開発および活用のため、WIDE、JGN、CKPをはじめとする複数のIPv6バックボーンネットワークとの接続を行い学内から利用できる環境を整えた。次に、キャンパス内で使用している電子メールサーバのIPv6への対応作業を実施した。学内で運用しているウィルスチェック機能つき電子メールサーバをIPv6対応にし、学内外とのメールのやりとりにIPv6も利用できるようにすることで、IPv6を利用しつつ安全な電子メール交換が可能となる。同時に、IPv4とIPv6を併用する際のDNSの管理方法について検討を行ない併用および移行の際の問題点の洗い出しを行なった。また、ネットワークの設定・運用状況を把握するための仕組みを構築し、キャンパスネットワークの日々の運用に利用できる体制を構築し評価を行なってきた。学内の1000台を越えるネットワーク機器の情報を集約して管理することで、各スイッチの管理運用状況を容易に把握できるようになった。さらに、近年頻度が増加している遠隔講義の安定化のための手法としてPath-Diversity技法に基づく方式を開発し、IPv4とIPv6の併用を含む複数の経路の同時活用によるネットワークの状況把握とストリーム伝送の安定化手法についても研究に取り組み、その有効性について確認した。平成15年度は、まず、京都大学の学内ネットワークであるKUINSにおいて、IPv6を利用した通信が可能なネットワーク環境の整備をするところから開始した。学内には、平成13年度に構築され、平成14年度から本格的に利用が開始されたKUINS-IIIと呼ばれる学内ネットワークがあるが、このネットワークは、バックボーンがギガビットイーサネットベースで構成され、学内の各部屋にファストイーサネットの情報コンセントが設置されている。このネットワークをIPv6に対応させることで、比較的容易に学内の多くの場所からIPv6が利用できるようになる。しかしながら、これらの情報コンセントを収容するレイヤ3のルータ装置はIPv6に対応していないため、別途IPv6に対応したルータ装置を用意することで対応する必要があり、その方法による運用について実験および検証を行っている。さらに、ネットワーク利用する上で必要不可欠な電子メールサービスについて、IPv6でも利用できるようにするために、対外中継用メールサーバ(ウィルスチェック機能つき)および送信用メールサーバのIPv6化を進めている。IPv6の対外接続としては、通信・放送機構が推進するJapan Gigabit Network上で提供されているJGNv6、国立情報学研究所が運用しているSINET上で提供されているSINETv6、WIDEプロジェクトによって運用されているWIDE6bone、およびサイバー関西プロジェクトが構築するCKPv6等との接続を予定しており、これらの一部とはすでに接続を完了している。ネットワークから情報を取得し、運用管理を支援するためのサーバとなる装置も設置を完了し、今後、システムの実装および評価を進めていく予定である。
近代都市の形成時期における基盤整備に関する地理学的研究

本研究では,わが国三大都市圏のひとつである名古屋大都市圏の中心都市・名古屋市を対象として取り上げ,同市の近代における歴史的発展過程に関する資料の収集とその整理および分析・考察を中心として行った。名古屋市の市政資料館・名古屋市博物館・名古屋商工会議所など名古屋市内にあって歴史的資料を保存している機関を利用し,明治・大正・昭和前期において,名古屋市がいかなる過程を経て発展してきたかを示す資料の収集と整理・分析を行った。また,名古屋市以外の愛知県公文書館や,東京にある市政調査会図書館,郵政省付属の通信博物館などにも名古屋市の歴史的発展に関する資料が保存されているため,それらの機関でも資料の収集を行った。資料には一次資料と二次資料があるが,一次資料(公文書・新聞・雑誌・統計書・地図など)については,所在の確認と新資料の発見につとめ,二次資料を含めた資料目録の作成と,これをもとにした研究の基本的枠組みの明確化につとめた。収集した一次資料を用いながら,名古屋市における交通と通信の発展過程について分析を行い,その成果の一部は都市学会などの機会を利用して報告した。このうち通信に関しては,名古屋市における電話事業の展開過程を都市の空間的発展との関係から考察し,論文としてまとめた。また交通については,近代初期における交通路の変遷や運輸活動の変遷について考察を行い,口頭発表を行うとともに,これについても論文としてまとめた。さらに港湾に関しては,名古屋港の建設と開港に至る過程について資料的な研究を実施した。こうした研究を通して,近代都市が発展する過程でインフラストラクチャーの整備がきわめて大きな役割を果たしてきたこと,これが今日の大都市としての発展につながったことが明らかになった。本研究では,わが国三大都市圏のひとつである名古屋大都市圏の中心都市・名古屋市を研究の対象としている。このため,同市の近代における歴史的発展過程に関する資料の収集とその整理および分析・考察が研究の中心部分を占める。平成8年度は,名古屋市市政資料館・名古屋市博物館・名古屋商工会議所など名古屋市内にあって歴史的資料を保存している機関を利用し,明治・大正・昭和前期において名古屋市がいかなる過程を経て発展してきたかを示す資料の収集と整理を行った。また、名古屋市以外の愛知県公文書館や,東京にある市政調査会図書館,郵政省付属の通信博物館などにも名古屋市の歴史的発展に関する資料が保存されているため,それらの機関でも資料の収集を行った。資料には,一次資料と二次資料があるが,本年度はとくに一次資料(公文書・新聞・雑誌・統計書・地図など)の所在の確認と新資料の発見につとめ,二次資料を含めた資料目録の作成と,これをもとにした研究の基本的枠組みの明確化につとめた。こうした一次資料を用いながら,本年度はとくに名古屋市における交通と通信の発展過程について分析を行い,その成果の一部は都市学会などの機会を利用して報告した。また交通については,近代初期における交通路の変換や運輸活動の変遷について考察を行い,口頭発表を行うとともに,これについても論文としてまとめた。名古屋市市政資料館・名古屋市博物館・名古屋商工会議所など名古屋市内にあって歴史的資料を保存している機関を利用し,明治・大正・昭和前期において名古屋市がいかなる過程を経て発展してきたかを示す資料の収集と整理を行った。

資料には一次資料と二次資料があるが,一次資料(公文書・新聞・雑誌・統計書・地図など)については,所在の確認と新資料の発見につとめ,二次資料を含めた資料目録の作成と,これをもとにした研究の基本的枠組みの明確化につとめた。こうした一次資料を用いながら,名古屋市における交通と通信の発展過程について分析を行い,その成果の一部は都市学会などの機会を利用して報告した。このうち通信に関しては,名古屋市における電話事業の展開過程を都市の空間的発展との関係から考察し,論文としてまとめた。また交通については,近代初期における交通路の変遷や運輸活動の変遷について考察を行い,口頭発表を行うとともに,これについても論文としてまとめた。さらに港湾に関しては,名古屋港の建設と開港に至る過程について資料的な研究を実施した。こうした研究を通して,近代都市が発展する過程でインフラストラクチャーの整備がきわめて大きな役割を果たしてきたことが明らかになった。
神経系ネットワークによる炎症性腎疾患制御

好中球と免疫複合体の相互作用を阻害できる薬剤の同定を目指した低分子化合物ハイ・スループット・スクリーニングによって神経伝達物質アナログが複数発見された.白血球を病態の首座とする免疫学的組織障害モデルを,腎のみならず関節や皮膚を標的として導入し,これら薬剤を投与したところ一部で病態が改善した.また,腎臓における病理組織学的検討では間質領域に末梢神経に特異的とされるシグナルが認められた.さらに,神経ペプチド前駆体を欠損した遺伝子改変マウスを入手して上記の薬剤投与モデルで変化の見られた炎症疾患モデルに及ぶ影響も検討したところ,野生型に比してノックアウトマウスでは病態に変化が見られた.先行のドラッグスクリーニングで見いだされた神経科学で汎用される低分子化合物を複数の炎症細胞実験系で使用し,細胞毒性が軽度で濃度依存性に薬理効果が見られる化合物の選択作業を進めてきた.さらに効率よく作業を進めるために既報がある分子シグナル経路の情報と組み合わせたin silicoのクラスター解析も追加し複数の想定化合物が得られた.このうち大脳皮質ニューロペプチド類似化合物に骨髄球系細胞の活性化(とくに血管内皮への接着と遊走)に対する制御作用が認められた.白血球浸潤を病態の首座とするマウス炎症疾患モデルを用いた薬物投与実験でも一定の作用が認められた.スクリーニング結果に応じておよそ予定通りの細胞系,生態系の評価が進められている.さらに,ヒット化合物の想定標的分子やシグナルの順位付き情報と,バイオサイエンス分野で既報のあるシグナル経路の情報とを組み合わせたクラスター解析にも挑んだ.得られた複数の想定化合物について,薬理効果や毒性をを慎重に検討した.このうち大脳皮質ニューロペプチド類似化合物に骨髄球系細胞の活性化(とくに血管内皮への接着と遊走)に対する制御作用が認められた.白血球浸潤を病態の首座とするマウス炎症疾患モデルを用いた薬物投与実験でも一定の作用が認められた.先行のドラッグスクリーニングで見いだされた神経科学で汎用される低分子化合物を複数の炎症細胞実験系で使用し,細胞毒性が軽度で濃度依存的に薬理効果が見られる化合物の選択作業を進めた.さらに効率よく作業を進めるために既報がある分子シグナル経路の情報と組み合わせたin silicoのクラスター解析も追加し複数の想定化合物が得られた.このうち大脳皮質ニューロペプチド類似化合物に骨髄球系細胞の活性化(とくに血管内皮への接着と遊走)に対する制御作用が認められたことから,生体内の神経シグナルによる炎症制御の可能性が示唆された.実際,腎臓における末梢神経支配について病理組織学的検討を行ったところ,腎実質内とくに尿細管腔及び尿細管上皮を除く領域に末梢神経に特異的とされるシグナルが認められた.さらに,白血球浸潤を病態の首座とする免疫学的組織障害モデル(腎のみならず関節や皮膚を標的とした)を導入して,種々の条件で上記の化合物投与実験を繰り返した.その一部では明らかな病態改善効果は認められた.さらに各モデルについて化合物の投与経路や投与量についてさらなる条件検討の余地がある.さらに,神経ペプチドを欠損した遺伝子改変マウスを入手して炎症疾患モデルに及ぶ影響も検討したところ,野生型に比して病態の変化する結果が得られた.これらは末端臓器の末梢神経に由来する神経シグナルペプチドが,局所の炎症をコントロールしている可能性を示している.好中球と免疫複合体の相互作用を阻害できる薬剤の同定を目指した低分子化合物ハイ・スループット・スクリーニングによって神経伝達物質アナログが複数発見された.白血球を病態の首座とする免疫学的組織障害モデルを,腎のみならず関節や皮膚を標的として導入し,これら薬剤を投与したところ一部で病態が改善した.また,腎臓における病理組織学的検討では間質領域に末梢神経に特異的とされるシグナルが認められた.さらに,神経ペプチド前駆体を欠損した遺伝子改変マウスを入手して上記の薬剤投与モデルで変化の見られた炎症疾患モデルに及ぶ影響も検討したところ,野生型に比してノックアウトマウスでは病態に変化が見られた.前年度に引き続いてスクリーニングヒット上位化合物の培養細胞系での薬理効果を検証する.また,対応する生体内の伝達物質シグナルが病態時に炎症制御的に働いている可能性について動物モデルを利用した生化学的,組織学的な解析を行う.また,遺伝子改変マウスを入手して腎及び全身の炎症疾患モデルにおけるその表現型を探る.29年度が最終年度であるため、記入しない。腎臓内科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
小眼球症関連転写因子の構造的及び機能的多様性の分子機構

1.ヒト小眼球症関連転写因子(MITF)にはアミノ末端領域のみが異なるアイソフォームが複数存在する(A、H、B、M型)。同遺伝子の構造解析により、各アイソフォームに特異的なエクソン1はそれぞれ固有のプロモーターの制御下にあることを明らかにした(5'側からA、H、B、Mプロモーターの順番に存在)。すなわち、各プロモーター領域の機能を、起源の異なる3種の培養細胞(メラノーマ、網膜色素上皮細胞(RPE)、子宮頚がん)での一時的発現法にて解析した。その結果、Aプロモーターはこれらの細胞すべてで効率よく機能し、HプロモーターはRPE細胞で、Mプロモーターはメラノーマ細胞でのみ機能した。なお、使用した約2kbの5'上流領域では、有意なBプロモーター活性を検出できなかった。一方、M型プロモーターの転写開始点の約15キロ塩基対上流に、メラノサイト特異的エンハンサーの存在を確認した。2.Mitf変異マウスblack-eyed white(bw)(眼は正常だが白毛と難聴を呈する)の本態が、イントロン3(共通のエクソン3の下流)内へのDNA断片の挿入であることを明らかにした。同マウスではメラノサイトが欠損し、Mitf-Mの発現は全く検出されないのに対し、Mitf-AとMitf-H mRNAsの発現は検出された。よって、Mitf-Mの発現はメラノサイトの分化に必須であるが、RPEの分化には必須ではないことが確認された。3.MITF-MはLef-1と協調的に作用してメラノブラストマーカーであるTRP-2の遺伝子プロモーターを活性化することを明らかにした。Lef-1はWntシグナルをβ-cateninを介して制御する転写因子である。4.新規アイソフォームMITF-Cを発見した。MITF-C mRNAは種々の組織、細胞で発現されるが、メラノサイトとメラノーマ細胞では検出できなかった。1.小眼球症関連転写因子(MITF)のメラノサイト特異的エンハンサーの探索。3種類の新規MITFアイソフォーム(A、B、H型)は、既知のメラノサイト型MITF(MITF-M)のアミノ末端領域とは異なるそれぞれ特異的なアミノ末端領域を持つが、カルボキシル末端側の領域はすべてに共通である。MITF-MmRNAの発現はメラノサイト系譜の細胞のみで検出されたが、新規MITFアイソフォーム(A、B、H型)は、メラノサイトと網膜色素上皮細胞を含め調べたすべての細胞、組織で発現している。そこで、MITF遺伝子のM型プロモーター機能解析用の融合遺伝子を構築し、培養メラノサイトでの一時的発現法にてエンハンサーを探索した。その結果、M型プロモーターの約15キロ塩基対から成る上流領域内に、メラノサイト特異的エンハンサーの存在が示唆された。2.新規MITFアイソフォームの遺伝子構造の解明。MITF-A、-B、-Hのそれぞれ特異的なエキソン領域とプロモーター領域をクローニングした。現在、全構造を解析している。同時に、各アイソフォームのノックアウトマウスを作製するため、MITFのマウスホモログ(Mitf)遺伝子を単離した。3. MITFアイソフォームの未知の標的タンパクの探索。C末端側領域を人為的に欠失させたM型MITFはチロシナーゼ関連蛋白2(TRP2)遺伝子のプロモーター機能を活性化する。よって、同領域はMITFの機能を抑制的に制御すると推定される。そこで、MITFのC末端側領域と相互作用する因子をイーストTwo-Hybrid法にて探索した結果、複数の新規cDNAを単離した。現在、それぞれを解析中である。

1.ヒ卜小眼球症関連転写因子(MITF)にはアミノ末端領域のみが異なるアイソフォームが複数存在する(A、H、B、M型)。同遺伝子の構造解析により、各アイソフォームに特異的なエクソン1はそれぞれ固有のプロモーターの制御下にあることを明らかにした(5'側からA、H、B、Mプロモーターの順番に存在)。すなわち、各プロモーター領域の機能を、起源の異なる3種の培養細胞(メラノーマ、網膜色素上皮細胞(RPE)、子宮頚がん)での一時的発現法にて解析した。その結果、Aプロモーターはこれらの細胞すべてで効率よく機能し、HプロモーターはRPE細胞で、Mプロモーターはメラノーマ細胞でのみ機能した。なお、使用した約2kbの5'上流領域では、有意なBプロモーター活性を検出できなかった。2.Mitf変異マウスblack-eyed white(bw)(眼は正常だが白毛と難聴を呈する)の本態が、イントロン3(共通のエクソン3の下流)内へのDNA断片の挿入であることを明らかにした。同マウスではメラノサイトが欠損し、Mitf-Mの発現は全く検出されないのに対し、Mitf-AとMitf-H mRNAsの発現は検出された。よって、Mitf-Mの発現はメラノサイトの分化に必須であるが、RPEの分化には必須ではないことが確認された。3.MITF-MはLef-1と協調的に作用してメラノブラストマーカーであるTRP-2の遺伝子プロモーターを活性化することを明らかにした。なお、Lef-1はWntからの細胞外シグナルをβ-cateninを介して制御する転写因子である。4.新規アイソフォームMITF-Cを発見した。MITF-CmRNAは種々の組織、培養細胞で発現されるが、メラノサイトとメラノーマ細胞では検出できなかった。すなわち、MITF-Mの発現と相互排除的に制御されている可能性が示唆される。
加熱時の異常軟化を誘発するマナマコ体壁の生息環境依存的生理異常の解明

マナマコの体壁は加熱により著しく収縮し、強い弾力を示すゲルとなる。しかし、個体によっては加熱後も物理的に脆弱であることがあり産業上の問題となっている。本研究は、体壁の構造やタンパク質性状の面からこの異常脆弱化の機構解明を目指すものである。昨年度までの研究から異常脆弱化が真皮組織の熱収縮不全であることが明確となり、そのような個体ではコラーゲン線維間の結合が正常個体に比べて不十分であるため、コラーゲン線維の熱収縮力が真皮全体に十分伝わらず、その結果脆弱になると考えられる。そこで、今年度は本現象をコラーゲン線維間相互作用調節タンパク質(主にテンシリンまたはソフテニンに相当するタンパク質)の量的または質的変動がもたらす現象と位置づけ、マナマコにおけるこれらのタンパク質の探索を目的とした。通常個体の生鮮試料について2倍量の緩衝液(02.0M NaClを含む20mMトリス-塩酸緩衝液, pH8.0)で抽出し、遠心上清をSDS-PAGEに供したところ、テンシリン(34kDa)およびソフテニン(20kDa)を含む分子量領域(おおよそ1540kDa)のタンパク質を効率よく抽出するのに1.0M以上のNaClを含む緩衝液が適することが分かった。得られた可溶性画分での主なタンパク質成分は、200kDa, 116kDa, 80kDa, 45kDa, 38kDaおよび36kDaであった。通常個体と脆弱個体の間でSDS-PAGEパターンを比較したところ、脆弱個体で116kDa成分に富む傾向があった。また、38kDaおよび36kDa成分に関しては、通常個体ではこれら両方を示す個体または38kDaのみ示す個体がほとんどであったが、脆弱個体では全て36kDa成分のみを示した。これらの結果から、116kDa成分の他、38kDaおよび36kDa成分が異常脆弱化に関与する可能性が示された。北海道における乾燥ナマコ生産地を中心にマナマコ加熱時の異常軟化が高い頻度で発生している。本研究はこのような異常軟化の原因となる生理異常を解明することが最終目的である。本研究に関連した予備的調査(平成26年度)では、北海道利尻海域において試料採取を行い、ナマコの体を頭側と尾側の2つに分断して、頭側のみをボイルすることにより脆弱化の有無を判定すると同時に正常および軟化個体の生鮮試料(尾側の部分)を得ることに成功した。これら生鮮試料について一般成分分析、コラーゲン含有量測定および組織化学的観察を行ったところ、いずれにおいてもほとんど差異が無いことが分かった。そこで、今年度においては平成26年度において得られた試料を用いてマナマコ体壁を構成する主要タンパク質(コラーゲンおよび400kDa糖タンパク質)の性状および熱挙動における差異を調べた。生鮮組織(正常および軟化それぞれについて5個体、各個体につき5g)をボイルし、濾過によって加熱外液を得た。生鮮組織ならびに加熱外液を電気泳動(SDS-PAGE)および抗400kDa糖タンパク質血清を用いたウェスタンブロッティングに供したところ、いずれの個体についても主に200kDa成分(400kDa糖タンパク質の単量体成分)が観察され、若干の個体差があるものの正常個体と軟化個体との間に顕著な差異は認められなかった。一方、SDS-PAGE上でコラーゲン性のバンドは確認されなかった。さらに、比色定量法により加熱外液中のヒドロキシプロリン濃度を測定したところ、これらのグループ間で有意差は検出されず、いずれの場合も外液へのヒドロキシプロリン溶出率が1%程度であることが分かった。以上の結果は、正常個体と軟化個体の間で主要タンパク質の性状および溶出挙動に大きな違いがないことを示唆している。今年度の研究により、体壁中に存在する主要タンパク質の一つである400kDa糖タンパク質の生化学的性状が正常個体と軟化個体の間でほとんど違いが無いこと、さらにはナマコ加熱時における400kDa糖タンパク質とコラーゲンの挙動が正常個体と軟化個体の間でほぼ一致していることなどが明らかとなり、今後の研究の展開を考える上で大いに参考になる知見が得られたため。昨年度までの研究結果から、正常個体と軟化個体とでは真皮の熱収縮の度合いに違いがあることが示唆された。ニセクロナマコ(Holothuria leucospilota)に関する既往の研究では、生きた真皮組織のコラーゲン繊維間相互作用に関わる主要因子としてH-テンシリン(34kDa)やソフテニン(20kDa)が報告されている。今年度においては、マナマコにおける相当タンパク質も視野に入れながら、主にタンパク質成分の質的・量的な違いに焦点を当てて研究を行った。試料については4月に予備実験用試料を託送により得るとともに、6月には現地(利尻島)へ出張してサンプリングを行った。軟化個体の識別に関して、今回は正中線に沿って左右に体を分断し左側をボイルすることで、ボイル試料と組織学的に等価の生鮮試料(右側)を得るなど実験上の工夫を行った。ボイル歩留りに関しては昨年までの結果と同様に軟化個体で高くなる傾向を示した。それぞれ5個体の正常個体と軟化個体について、その生鮮試料に対して2倍量の抽出液(2M NaCl、10mM EGTAならびにプロテアーゼインヒビターカクテルを含む20mMトリス-塩酸緩衝液、pH8.0)を加えてホモジナイズした。

なお、本抽出により非コラーゲン性タンパク質のほとんどが抽出される。得られた上清画分をSDS-PAGEに供した結果、3つのタンパク質成分(200、45および31kDa)において試料間で量的な差異が認められ、軟化個体は正常個体に比べて45kDa成分に乏しく、200および31kDa成分に富む傾向が認められた。200kDa成分は既報の400kDa糖タンパク質を構成するサブユニット成分であるが、45kDaや31kDa成分は未知成分である。今後、これら未知成分の同定を進めつつ、量的に差が見られた3成分が真皮の熱収縮にどのように関わっているかについて検討を進める。正常個体と軟化個体の生鮮試料について、これまで行った一般成分ならびにコラーゲンに関する分析では全く差異が検出されなかったが、今回行ったナマコ真皮抽出画分のSDS-PAGEにおいてパターンの差異が示され、軟化個体は正常個体に比べて45kDa成分に乏しく、200および31kDa成分に富む傾向が認められた。このように、異常脆弱化が発生するメカニズムを解明する上での手がかりの一つとなる知見が得られたため。昨年度までの研究において、通常個体と脆弱個体の真皮を抽出液(2M NaCl、10mM EGTAならびにプロテアーゼインヒビターカクテルを含む20mMトリス-塩酸緩衝液、pH8.0)で抽出した際の可溶性画分が互いに異なる電気泳動パターンを示すことが示唆され、脆弱個体は通常個体に比べて45kDa成分に乏しく、200kDaおよび31kDa成分に富むなど傾向が認められた。これらの事実は本現象を解明する上で未だに未知の部分が多く残されているマナマコ真皮構成タンパク質の基礎情報の蓄積が不可欠であることを示すものである。今年度は組織学的手法により脆弱個体の特性をさらに明確にするとともに、上記タンパク質のうち最も量的に多く含まれる200kDa成分(400kDa糖タンパク質のサブユニット)の組織化学的分布の明確化を試みた。生鮮試料から採取した真皮の組織観察では、通常および脆弱個体いずれにおいてもコラーゲン繊維の形態や密度にほとんど差がなく、繊維はほぼ均一に分布していた。しかし、ボイル後の試料では、通常個体でコラーゲン繊維がほぼ均一に分布していたのに対し、脆弱個体ではコラーゲン繊維の分布が一様ではなく、特に密度の低い領域(低密度領域)が随所に不連続的に認められた。これらの結果から、脆弱個体ではコラーゲン繊維の低密度領域を中心として内部に水分がよく保持されていることが脆弱な物性を呈する一要因であることが示唆された。400kDa糖タンパク質に対する特異的な抗血清を用いて免疫組織化学的染色を行ったところ、コラーゲン繊維部のみならず繊維間の液状部分にも広く分布していることが判明した。これら結果は、本タンパク質の一部がコラーゲン繊維に結合して隣接する繊維との相互作用に関わっており、それ以外の分子は遊離状態で体液中に溶存し真皮におけるコラーゲン繊維間の均一な分布の維持に関わる可能性を示すものである。これまでの研究経過から、通常個体と脆弱個体の生鮮真皮を緩衝液で抽出した際に、溶出するタンパク質の組成に違いがあることが分かった。また、生鮮組織では組織構造的な差異が認められないものの、ボイル後には脆弱個体でコラーゲン繊維の「低密度領域」が出現するなど形態的差異が明確になった。また、400kDa糖タンパク質の組織分布が明確となり、これがコラーゲン繊維間の相互作用に関わっている可能性が示された。
生体リズムからみた食品の栄養機能

各種の生理・生化学的機能が摂食時刻に一致して予知的変動をおこし、摂食パターンに同調した日内リズムとして発現するという、前年度の動物実験での研究成果を踏まえて、今年度は、ヒトの日内リズムと栄養摂取パターンとの関係を明らかにする目的で、非経口栄養法を受けている患者を対象として、栄養投与スケジュールを変えて血中副腎皮質ホルモン(コルチゾール)リズムの消長を調べた。口腔外科領域の手術後、成分栄養液を鼻腔ゾンデを通じて十二指腸内に投与されている患者12名を2群に分けて、一方を連続投与群、他方を周期投与群とした。前者では、栄養液を1日24時間持続的に50100Kcal/時の速度で投与したが、後者では、1日のうちで午前7時から午後11時までの16時間のみに限って77120Kcal/時の速度で投与した。これらの投与スケジュールを17週間(平均2週間)続けた後、36時間毎に採血して血中コルチゾール濃度を測定した所、周期投与群では午前7時にピークとなるほぼ正常に近い日内リズムが認められた。しかし、連続投与群では、コルチゾールは1日中ほぼ一定値となり、日内リズムは消失していた。次に、中枢神経障害により意識レベルが低下している者12名について、同様の経腸栄養スケジュールを施行した。これらの被験者では一般的な活動リズムはほとんど失われており、連続投与を行うとコルチゾールのリズムも認められなかった。しかし、周期投与では早朝にピークとなるほぼ正常のリズムが維持されていた。これらの結果は、ヒト血中コルチゾールの日内リズムが栄養摂取パターンによって同調発現されるものであることを示している。このような栄養摂取の作用は他の日内リズムについても及ぶと予想され、より有効な非経口栄養法の確立と併せて今後の研究課題である。
高等学校情報科におけるビジネスゲームを利用した教育実践プログラムの開発

本研究では、新学習指導要領に対応した教科「情報」において、ビジネスゲームPriceGame(以下、Price Game)を利用したモデル化とシミュレーションの理解と問題解決能力へ発展させるための実践プログラム開発と学習評価基準を確立することが目的である。研究では、「モデル化とシミュレーション」の単元において、Price Gameを利用した授業による解決策を、授業設計の視点から科目設定の目標に合致した提示した。Price Game導入のために必要な問題点を検討した結果、高等学校におけるBG学習の可能性を示した。本研究は、新設科目「情報の科学」の「モデル化とシミュレーション」の学習内容と問題点を分析し、ビジネスゲームを利用した授業による解決策の確立を目的としている。平成27年度は、先行研究と申請者の研究の整理を行い、ビジネスゲームの不明確な箇所に関して調査を実施した。それに伴い、ビジネスゲームPrice Gameの運用面を考慮した議論と「情報の科学」に関する現状把握を中心とした調査が必要となった。具体的には、ビジネスゲームを高等学校において、どの程度活用できるかの評価を実施した。システム開発に関しては、前提となる対象となる高校生と教員の間の意識において認識のずれのあることが初年度の調査でわかったことから、詳細な調査・実験を継続しつつ、今後の対象者の議論の場を設ける予定である。また、Price Gameが高校生の「情報の科学」において活用するために、Windows10でも利用できるよう、プログラム修正を行った。Windowsでのプログラム実行に関していえば、Windows Vistaから10までにおいて安定動作することが確認を行っている。そのため、システム開発の専門的知識と経験を有する研究協力者との議論を毎月実施している。当該年度の実績として、本研究課題の遂行の過程で得られた調査結果や実験結果などを、なるべく早い時期に社会や教育現場で役立たせるために、国内外の発表を逐次行った。国内では情報科教育学会の大会、国際会議では高等教育に関わる会議を中心に当該年度の研究成果を報告し、教育研究に関する情報収集を行った。また、これまで発表した論文の共同研究者と、分析および体系化を実施するために研究打ち合わせを複数回実施した。関連文献に関して、常に調査を行い、最新の知見を本課題に活かすようにした。平成27年度は、ビジネスゲームPrice Gameの運用面を考慮した議論と「情報の科学」に関する現状把握を中心として、ビジネスゲームの高等学校においける利用に関して活用の範囲を評価を分析をした。システム開発に関しては前提となる対象となる高校生と教員の間の意識において認識のずれのあることが初年度の調査でわかったことから、詳細な調査・実験を継続しつつ、対象者の議論の場を設ける予定である。また、システム開発の専門的知識と経験を有する研究協力者との議論を毎月実施している。当該年度は、本研究課題の遂行の過程で得られた調査結果や実験結果などを、なるべく早い時期に社会や教育現場で役立たせるために、国内外の発表を行った。また、研究成果を公開する研究室のホームページ上では、SNSの準備が完了し、調査・実験用ポータルサイト、アンケートシステムがすでに活用されている。今後は、調査に参加する生徒や教員を含めて、議論が活発に行える環境を整えていく。本研究は、「情報の科学」の「モデル化とシミュレーション」の学習内容と問題点を分析し、ビジネスゲームを利用した授業による解決策の確立を目的としている。当該年度は、まず、IDに着目した基礎研究の知見を整理し、体系的にまとめることに時間をかけた。そして、大学生と高校生を対象に教科「情報」に関する調査を行った。具体的には、「モデル化とシミュレーション」の単元を受講したグループと、未受講のグループで分けて分析を行った。1クラスは3040名程度とし、小グループに分けて、特に情意面や経験に関わる内容についてインタビューやフォーカスグループの議論を行った。ここで得られた質的データに基づいてアンケートの項目を作成して、1000名規模のアンケート調査を実施した。システム開発に関しては、Price Gameがタブレットに対応するよう改良を加え、バージョンアップを繰り返した。タブレットに対応したPrice Gameによる授業設計の開発と検証実験を実施し、申請者が実施してきた実践研究の調査結果を加え考察を行った。本研究課題を計画通りに進めるためには、調査や実験に参加する生徒が多く求められる。計画時では、申請者によって依頼をした高校教員数名の協力が確定していたが、スケジュールが合わず、一部の高校生を対象とした調査が、平成29年度前期に実施することとなった。一方、Price Gameの改良は予定より順調に進んでおり、広く研究者からアドバイスを受けたことにより、成果発表が予定より多く行えた。平成29年度は、これまでの調査に基づく教育プログラムの開発と、タブレットを利用したビジネスゲーム(以下BG)の学習環境の再構築を行った。そして、その実践と検証を授業において実施した。この授業実践と検証から、同期型BGの高等学校における利用効果の期待値は高く、PCの環境以上にタブレット環境が有効である可能性が示唆された。その結果、申請者が平成27年度から蓄積してきた研究成果に加え、開発した教育プログラムを検証することで、「モデル化とシミュレーション」の単元におけるBG利用の有用性が確認された。また、当初予測していた上記の内容に加え、1.プログラミング学習を念頭に置いた今後の発展性や、2.情意面における高い効果、を示唆した知見が得られた。詳細は以下の通りである。1. BG環境であるPrice Gameの改良は、仮説モデルの開発と検証の過程で、問題発見から結果予測までのプロセスを理解において、プログラミング学習の導入効果が示された。

ここでは、プログラミング言語としてPythonを利用したが、改良したPrice Gameを実践と並行して、モデル化の学習に、より結びつくプログラミング学習の効果が期待できることが分かった。2.タブレットの環境は開発したBGの教育プログラムにポジティブな側面があり、高校生がBG学習でタブレット利用する場合、彼らの心の動きとの高い親和性、学習向上の可能性が明らかになった。授業の検証からはタブレットによる潜在的なパフォーマンスの向上が十分には実現できていないものの、タブレットの利用に焦点化した検証によるBG学習では、情意面に非常に高い親和性から、より高い学習効果が期待できる成果を示した。本研究では、新学習指導要領に対応した教科「情報」において、ビジネスゲームPriceGame(以下、Price Game)を利用したモデル化とシミュレーションの理解と問題解決能力へ発展させるための実践プログラム開発と学習評価基準を確立することが目的である。研究では、「モデル化とシミュレーション」の単元において、Price Gameを利用した授業による解決策を、授業設計の視点から科目設定の目標に合致した提示した。Price Game導入のために必要な問題点を検討した結果、高等学校におけるBG学習の可能性を示した。当該年度の研究の進捗はおおむね順調であり、平成28年度以降も交付申請書に記載した研究計画に合わせて研究を進める。その方策としては、ゲームシステム開発に詳しい研究協力者と、教育現場に詳しい共同研究者との議論を引き続き行い、具体的な教育環境の準備と授業設計を目指す。具体的には、Price Gameの実践利用を繰り返した後に、システムの評価を行い、「情報の科学」の学習内容に沿って、学習内容に特徴的な授業設計を進めていく。また、授業設計を情報科教員が実践した結果は、教員からのフィードバックを得て随時改善を行う。生徒や教員からのフィードバックは、構築したSNSサイトを利用する。SNSでは、「情報の科学」用のビジネスゲーム学習教材をSNSにアップロードし、教材を共有しながら質の向上を実現する予定である。本研究の過程で得られた調査結果は、なるべく早い時期に社会や教育現場で役立たせることを目標に、国内の学会大会、研究会、および国際会議を中心に当該年度の研究成果を報告する。また、関連する学会では、研究成果の報告だけでなく、情報収集を進める。なお、調査、授業実践を実施する場合は、調査対象者の情報は個人情報保護法および松蔭大学の定める「個人情報保護方針」に基づき厳重に取り扱う。また、必要に応じて松蔭大学研究倫理委員会の審査を受ける。上述の調査結果に基づいた授業プログラムの仮説モデルを開発し、その検証を行う。予定では、再度1クラス40人程度の高校生に協力をお願いし実践授業を行う。
心筋梗塞化におけるコネクシン43分解の病態生理学的研究と早期梗塞診断の開発

1、ラット心筋梗塞モデルを用い、狭心症モデルである短時間虚血再潅流反覆によるischemic preconditioning(IP)がProtein Kinase C(PKC)-εの核移行、血管内皮成長因子(VEGF)遺伝子誘導、そして血管新生を促進して、IPに続く永久閉塞による梗塞を縮小することを見出した。これは、狭心症患者の梗塞進展が抑制されることを説明する。一方、PKCはコネクシン43のリン酸化を介して、蛋白分解の感受性を調節している可能性があり、今後検討する。2、同じモデルで、心筋梗塞1時間では、コネクシン43のバンドが下方に変移(脱リン酸化)し、23時間では分解のために消失することを見出した。プロテアソーム阻害剤及びIPが、コネクシン43の減少を抑制した。IPの効果はプロテアソーム活性化阻害によるのかもしれないが、他にち、カルパインやリソソームプロテアーゼの関与の可能性もあり、検討中である。3、同じモデルで、in situ hybridizationにより心筋梗塞3時間でコネクシン43遺伝子が虚血部、非虚血部を問わず著減したが、IPがこれを抑制した。これらのことより、心筋梗塞の早期より、おそらく、プロテアソームによりコネクシン43の蛋白分解、及びmRNAの分解促進ないし転写活性化が抑制されること、IPがプロテアソーム活性化抑制によりこれらを抑制する可能性が示唆された。Northern blottingにより、mRNAの定量を試みつつある。4、梗塞周辺部でコネクシン43の免疫染色性が低下することを確認した。心筋細胞が連絡し電気的信号が伝わる介在板ギャップジャンクションのイオンチャンネルを構成するコネクシン43の分解は不整脈の原因となる可能性が高い。組織学的に明らかな虚血特異的な病変が出現する以前に当たると思われる時期の、この免疫組織学的変化は、梗塞早期のひとつの指標と成り得るばかりでなく、多くの心臓性突然死において、重要な関与をする不整脈の間接的証拠でもあり、診断への応用が期待される。1.虚血心筋細胞内情報伝達系と細胞死、細胞障害に関する研究:ラット潅流心を用い、再潅流中に生成する一酸化窒素(NO)がProtein Kinase C(PKC)isoformを活性化し、収縮不全を軽減することを見出した。また狭心症発作後に心筋梗塞が起こりにくい現象のモデルであるIschemic Preconditioningに関与するPKC isoformを同定した。さらに、心筋由来培養細胞を用い、虚血再潅流によりPKC-ζ-PI3 kinase-MAP kinase-c-fosのカスケードが活性化し、アポトーシスによる細胞死を抑制することを見出した。また、MAP kinase family酵素の新規の活性化機構の一端を解明した。2.ラット潅流心を用い、虚血後再潅流の経過につれてコネクシン43が、最初、脱燐酸化によると思われる荷電変化により移動度が早くなり、続いて分解されることを見出した。また、免疫組織化学法を用いて、梗塞周辺でコネクシン43の免疫染色性が低下することを確認した。組織学的に明らかな虚血特異的な病変が出現する以前に当たると思われる時期の、この免疫組織学的変化は、梗塞早期のひとつの指標と成り得るばかりでなく、多くの心臓性突然死において、重要な関与をする不整脈の間接的証拠でもある。3.今後、カルパイン、プロテアソーム等、分解に関与すると予想されるプロテアーゼに対する阻害剤を用いて、動物モデルで心筋梗塞化におけるコネクシン43の分解のメカニズムを解明したい。また、培養心筋細胞を用いて、その詳細な分枝機構を解明したい。さらに、心臓性突然死症例をコネクシン43等を用いた免疫組織化学法により検討し、早期虚血診断法としての可能性を検討する予定である。

心筋細胞が連絡し電気的信号が伝わる介在板ギャップジャンクションのイオンチャンネルを構成するコネクシン43の分解は不整脈の原因となる可能性が高い。組織学的に明らかな虚血特異的な病変が出現する以前に当たると思われる時期の、この免疫組織学的変化は、梗塞早期のひとつの指標と成り得るばかりでなく、多くの心臓性突然死において、重要な関与をする不整脈の間接的証拠でもあり、診断への応用が期待される。
ウリカーゼ遺伝子cAMP応答領域に結合する新たな転写調節因子のクローニング

前年度までの実験結果から得られたウリカーゼ遺伝子のcAMP応答領域は、400bpという長い範囲にわたっており、蛋白質結合領域との機能的な関連づけが不明瞭であった。そこで、cAMP応答領域をより短い範囲に限定するため、新たに数種類のCATレポータープラスミドを作製し、CATアッセイを行った。その結果-169から-86の84bpがcAMP応答性に関与していることが明らかになった。さらに、この84bpを、既に蛋白質の結合が確認できている上流側の30bp(-169から-140)と、それ以外の下流側の大部分をカバーする61bpの制限酵素断片(-155から-95)にわけ、それぞれをプローブにゲルシフトアッセイを行った。結果として、61bp断片には蛋白質は結合しないことがわかった。これらの実験結果からウリカーゼ遺伝子のcAMPによる転写促進には-169から-140の30bpが関わっていることを、より明確に示すことができた。(第67回日本生化学会大会にて発表)。この30bpに結合する転写調節因子の遺伝子をクローニングするためには、蛋白質結合のコアになっている領域を決定する必要がある。また、結合蛋白質が既知のCREB(cAMP response element binding protein)とは異なることを確認しておくことも必要である。実験計画に基づき、DNaseIフットプリントを行ったが、有効な結果が得られなかった。そこで、数種類の欠失プローブを作製してゲルシフトアッセイを行い、コア領域の決定を試みた。その結果、-164から-155(GAAAAATGTC)の領域がコアになっていることがわかった。次に、実験計画に基づき、CREB抗体を用いたゲルシフトアッセイを行ったが、市販の抗体はポリクローナルであるため、有効な結果は得られなかった。しかし、CRE配列とCREBとのコンプレックスは、30bpと未知蛋白質とのコンプレックスとは異なる位置にシフトすることがわかり、30bpに結合する蛋白質が未知の物であることが、より強く示唆された。以上の結果をまとめ、現在投稿中である。
脳死時に瞳孔の除神経効果が発現するか

脳死標本をつくる方法として1)心臓電気ショック,2)高濃度笑気ガス吸入,3)天幕へルニア,4)内頸動脈結紮と椎骨動脈クリッピングの4法について予備実験を行った。その結果,確実に脳死状態をつくり,長期間維持するには4)が最も優れていた。4)による脳死の確認法,および除神経効果出現の有無(ピロカルピン点眼試験)の結果について述べる。ネンブタール麻酔下に内頸動脈結紮と椎骨動脈のクリッピングを行った。この処置で自発呼吸は停止するので人工呼吸器により空気に酸素を混じ送入した。両動脈の結紮後,次第に瞳孔は散大し,3時間前後で中等度散瞳し固定した。この間,坐骨神経刺激による,いわゆる反射性散瞳は,次第に減弱していき,瞳孔が中等度散大固定すると,脳死前には最大散瞳がえられていた反射性散瞳が消失した。反射性散瞳は広義では毛様脊髄反射に相当するものであり,これが今回の脳死実験で消失したことはヒトの脳死判定への応用の可能性が示唆されて興味深い。すなわち,ヒトで体性感覚刺激による散瞳反射の脳死判定補助診断への応用である。これは今後,検討されてよい検査法と考えられた。また,聴覚脳幹誘発電位(ABR)も脳死3時間後で消失した。従来,ABRのヒトの脳死の判定への応用には問題点が指摘されているが,今回の脳循環完全停止下ではABRは消失した。主題の除神経効果の発現については,脳死後生存可能であった48時間以内では出現しなかった。ヒトでみられた自律神経作働薬に対する過敏性の発現機序は除神経効果の早期出現というよりも,脳死下では脳循環は停止か,ほとんど停止した状態であり,脳死後の眼房水のターンオーバーの遅滞,虹彩やその周囲組織の血流の停滞による薬物の蓄積や代謝遅延などを反映した現象と推察され,除神経効果の早期発現は否定的であった。脳死状態をつくる方法として計画書に述べた1)心臓ショックによる方法,2)高濃度笑気ガス吸引による法,3)天幕ヘルニアの3法の予備実験を行った。その結果以下のことが判明した。1)心臓電気ショックによる方法は血圧下降及び心機能の回復に対してカテコ-ルアミン剤などの昇圧剤や強心剤の投与が必要で,この点,その後の点眼試験の効果判定への影響が問題となった。また開胸手術による侵襲が小さくなく、長期間の生命維持は困難であった。2)高濃度笑気吸入による方法は,技術的には比較的容易のように思われたが、脳死判定基準に会った状態を薬剤の投与なしに維持することは困難で,1)と同様の問題点があった。3)文幕上にバルンをおき天幕ヘルニアによって脳死状態を得る方法は理論的には優れた方法であったが、確実に脳死状態となった時期の判定などの難しい点があった。また、バルン技去を経過をみながら技去するなどを行ったが、1日以上の生命維持はできなかった。以上、現時点では、これらの三法によって実験的脳死標本を確実につくりそのレベルを長期にわたって維持することは不成功におわっている。ただ、脳死状態が維持されたと考えられた小数例で、少くとも脳死期間24時間以前での虹彩の瞳孔活的筋のピロカルピンn対する過敏性獲得の出現はみられなかった。現在、椎骨動脈と内頸動脈の両動脈を結紮して脳死状態をつくることを行っている。

椎骨動脈の露出と結紮がポイントであると考えられるが,椎骨動脈の露出,結紮もほゞ確実に行なえてきており,この方法は脳死作成にはよい方法と考えられ本実験(除神経動果の発現の有無)にとりかゝる計画である。脳死標本をつくる方法として1)心臓ショック、2)高濃度笑気ガス吸入、3)天幕ヘルニアによる予備実験の結果、確実に脳死状態をつくり、それを長期間維持することは不成功であったことは前回報告した。本年度は主として内頚動脈結紮と椎骨動脈クリッピング法により脳死作製を行った。この方法における脳死確認の方法、ピロカルピン点眼結果について述べる。ネンブタール麻酔下に内頚動脈結紮と椎骨動脈のクリッピングを行った。この処置で自発呼吸は停止するので人工呼吸器により空気と酸素を送入した。両動脈の結紮後、次第に瞳孔は散大し、3時間前後で中等度散瞳し瞳孔は固定した。この間、坐骨神経刺激による、いわゆる反射性散瞳は、次第に減弱していき、瞳孔が中等度散大固定すると、脳死前には最大散瞳がえられていた反射性散瞳が消失した。反射性散瞳は広義では毛様脊髄反射に相当するものであり、これが今回の脳死実験で消失したことはヒトの脳死判定への応用の可能性が示唆されて興味深い。すなわち、ヒトで体性感覚刺激による散瞳反射の脳死判定補助診断への応用である。これは今後、検討されてよい検査法と考えられた。また、聴覚脳幹誘発電位(ABR)も脳死3時間前後で消失した。従来、ABRのヒトの脳死の判定への応用には問題点が指摘されているが、今回の脳循環完全停止下ではABRは消失した。主題の除神経効果の発現についてであるが、脳死後生存可能であった48時間以内では出現しなかった。ヒトでみられた自律神経作働薬に対する過敏性の発現機序は除神経効果の早期出現というよりも、脳死下では脳循環は停止か、ほとんど停止した状態であり、脳死後の眼房水のターンオーバーの遅滞、あるいは虹彩血流の停滞や薬物代謝の遅延などを反映した現象と推察され、除神経効果の早期発現は否定的であった。
湖沼生態系における鉄とその存在形態が藻類の増殖に与える影響について

アオコ(Microcystis)の増殖が鉄によって制限されている可能性がいくつか報告されてきている。そこで各藻類種の鉄に対する詳細な増殖特性を把握することが重要であるが、淡水の藻類ではこれまで研究例が無かった。人工培地を用いた純粋連続培養系で、鉄の濃度を変化させながら培養を行い、増殖速度、鉄濃度、鉄の体内濃度を測定した。さらに鉄の取り込み速度を異なる飢餓状態において測定した。これらの増殖特性からそれぞれの種の増殖をモデル化し、鉄制限時におけるモデルによるシミュレーション結果と実際の培養実験の結果とよく一致することを確認した。また、MicrocystisとPlanktothrixの鉄制限時における種間競争をシミュレーションしたところ、Microcystisが優占するという結果が得られた。実際の現場における藻類の増殖を制限する要因を探ることは非常に困難である。特定の藻類種の現場増殖速度を測定することは難しく、培養期間を必要とせず、特定の種の、生理状態を確実に反映した増殖速度の測定方法の開発が求められてきた。そこで、環境中から特定の藻類種のRNAのみを増幅して元々あった存在量を定量し、細胞内のRNA含量を増殖速度の指標とする手法が開発されてきている。この方法を用いて、河川水中からMicrocystisのみのRNAを抽出し、その存在量から増殖ポテンシャルを評価する調査を行った。このRNA含量を増殖速度の指標とする方法の有効性を確認し、ある毎年アオコが発生するある用水路におけるMicrocystisの増殖制限要因として、最も影響の大きかったのは日射量であることを明らかにした。アオコ(Microcystis)の増殖が鉄によって制限されている可能性がいくつか報告されてきているが、このような背景における次の研究として、具体的に各種植物プランクトンの鉄の質的な利用性の違い調べることを研究目的とした。湖水サンプルにUVを照射し溶存有機物を分解すると、鉄と錯形成する有機物も分解され、鉄の利用性が変化する。このUV照射とAGP試験を組み合わせ、藻類の鉄の利用性とその藻類種による違いを定量的に評価する手法を確立した。サンプルとして2002年7月2003年4月の霞ヶ浦湖心から採取した湖水を用いた。Microcystis、Planktothrix両種とも湖水サンプルに窒素、リン、鉄を加えるとCB培地(すべての栄養素を十分に含んでいる培地)と同程度に増殖したことから、増殖制限物質は窒素、リン、鉄の三種類に限定された。また、湖水サンプルとUV照射済みサンプルそれぞれに窒素、リンを加えたもののAGPを比較することにより、溶存有機物の鉄錯化による影響を評価できた(鉄以外の栄養塩類が十分にあるという条件)。さらにその結果から、それぞれの種が全溶存鉄のうちでどの程度を結果的に利用できたのかを評価することを試みた。サンプルによって鉄の利用性は大きく異なり、また同じサンプルでもMicrocystisとPlanktothrixでは鉄の利用性が異なることが明らかとなった。また、鉄の存在形態をボルタンメトリーで分析した結果、すべての湖心サンプルで99.9%以上が有機態鉄として存在していたため、この二種のシアノバクテリアは有機態鉄もポテンシャルとして取り込んでいたことになる。現在の霞ヶ浦では実際に鉄が制限物質になっているため、このような藻類種による鉄の利用性の違いが、藻類の優占機構にも大きく関わっていることが示唆された。