hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「低開発」悪循環モデルの検証-コルシカの地域開発を中心にして-

平成13年度に実施したフランスのコルシカでの聴き取り調査、および収集した資料から、1960年代は土地の整備(土木)、70年代は農業、80年代は観光と開発を進め、90年代以降地方分権という文脈の中で、コルソウ語(コルシカ語)という地域言語を文化資本とした経済開発をコルシカの行政体が主体的に促進してきたことがわかった。少数話者言語地域ではフランス初めてのバイリンガル教育の小学校が2002年9月に開校され、経済のグローバリゼーションが展開し、政治体の再編が進行する中、地域の主体性、アイデンティティを確立するための言語だけでなく、雇用を生み出し、経済効果を生み出す経済資本としての言語の姿が浮かび上がった。こうした文化と地域開発の関係をより掘り下げて考察するために、今年度は2002年8月から9月にかけて、コルシカに関する資料収集、および聴き取り調査を現地のフランス人にコーディネートと補助を依頼して実施した。特に、今年度は、「ヨーロッパに対する意識が肯定的になったので、コルシカをアイデンティティの核として言語と自治の権利要求が、政党の支持を超えて、コルシカの人々に広がっているのではないか」という仮設をもって、商店主や学校の教員など、一般の人々への聴き取り調査を遂行した。この調査の報告の一部として、第75回日本社会学会大会(於大阪大学、2002年11月16日テーマセッション:言語社会学の方法論をめぐって)「少数話者言語にみる言語の社会的機能の一考察」を発表し、1960年代からの性急なコルソウ語の権利要求運動がもたらした言語のゆがみと権力構造について「少数話者言語研究の社会学的意味の一考察」(『現代社会学』第4号)、ヨーロッパへの意識と地域言語の権利要求の関係について「地域言語政策と地域主体の変容:フランス・コルシカにおけるコルソウ語の事例」(科学研究費補助金基盤研究(B)(1)「EU地域政策の展開と地域の文化・言語問題の実態」課題番号13572005の報告書)として論文にまとめた。平成11年度に検討した開発をめぐる地域研究の分析視座をもとに、経済指標上で「低開発」地域と定義されているフランスのコルシカ地域を対象として、社会学、文科人類学、及び経済学における「低開発」の概念について調べ、現在フランスのなかの経済的、社会的地位及びEUのなかでの経済的、政治的地位について予備的調査を実施した。具体的には、まず、概念の整理として、地域研究において近年開発主体として注目されている「地域」あるいは「主体性」の概念について、「地域研究におれる文化の位相」として論文にまとめた。そこでは、政府主導型の地域開発から、地域主導型の開発への歴史的変遷を縦軸に、グローバリゼイションのなかの地域主体として「場の個性」とも呼ばれる地域独自の文化が地域の活性化のかぎを握るとともに、常に資本主義社会の中心との関係性での「周辺」に位置しなければならないジレンマを指摘した。次に、コルシカに関する資料収集、及び予備調査として2001年9月に10日間現地での聞き取り調査を実施した。そこでは、文献及びデータ収集だけでなく、コルシカに在住する作家、教員、公務員、ワイン製造業者など主に就労者を中心に、コルシカの文化・言語、経済状況と解決策について意見を聞き、これらの予備調査のコーディネートと補助を現地に在住するフランス人に委託した。さらに、この予備調査に関しては日仏社会学会大会にて発表し、来年度発行予定の学会誌へ投稿すべく原稿を執筆中である。
ニューカマーの次世代育成実践に関する世代間比較研究

ニューカマー第二世代に固有の教育経験について理解を深めるために、親(第一世代)との経験の相違、第二世代が育つ地域環境の特徴、他国における移民第二世代の経験という三点に注目して研究を進めた。第一の、親世代との経験の相違に関しては、日系ブラジル人第二世代へのライフストーリー・インタビューをもとに、学校での困難が20代から30代を迎える現在においてどのように語られるかに注目し、親世代とは異なる次世代育成意識がどのように形成されるかを検討した。いまだ考察の途上ではあるが、語りの分析からは、第二世代に特有の次世代育成意識が、学校生活において経験した困難をめぐる「克服の物語」を媒介として多様なかたちで形成される様相が浮かびあがってきている。第二の、第二世代が育つ地域環境の特徴については、日系ブラジル人が集住する島根県出雲市におけるフィールドワークを継続しながら、第二世代の育ちと学びを促進する要因と阻害する要因について検討した。第二世代の急増にともなって、地域における支援活動はNPO、学校、行政が連携しながら広がりと定着を見せつつある一方で、家族生活の不安定さ、来日時期、母国の教育システムとの齟齬等、さまざまな要因により高校進学を果たせないでいる第二世代が確実に増加している実態が明らかになりつつある。第三の、他国における移民第二世代の経験に関しては、カナダ西部のバンクーバー及びケロウナに居住する20代から30代の日系カナダ人第二世代5名に対するライフストーリー・インタビューを実施した。移民第二世代の経験がホスト国の政策や社会の受け入れ態勢によってどのように影響を受けるかを検討するための予備的な調査であり、その特徴を把握するためにはさらなる調査の積み重ねが必要であるが、アイデンティティをめぐる語りの多さと比較して、学校における排除についての語りはさほど多くない傾向にあった。2年目については、ニューカマー第二世代による教育経験の意味づけを理解することだけでなく、第二世代を取り囲む環境的要因の解明も目的に据えて研究を進めてきた。第一に、ニューカマー第二世代による教育経験の意味づけの理解については、これまで実施してきたインタビュー・データを分析したところ、学校における困難な経験とそれを克服した過程がいかに語られるかが、次世代育成意識の形成に密接に結びついていることが明らかになりつつある。親世代とは異なる経験を日本で過ごしてきたことが、第二世代に特有の教育観を生みだしているようである。第二に、ニューカマーの増加が著しい島根県出雲市を中心にフィールドワークを継続してきた。NPOが運営するニューカマーの子どもの放課後学習支援教室や「過年度生」の高校進学を支援する教室に月に1回から2回のペースで参加しながら、第二世代自身や支援に携わるスタッフの声に耳を傾け、かれらスムーズな進学を妨げる要因について検討を続けている。その一方で、支援活動に継続的に携わってきたスタッフからは、支援活動を通じて「多文化共生」の内実を問い返そうとする語りも生まれており、実際の活動にも反映されてもいることから、第二世代をとりまく環境もけっして固定されたものではなく、変化に開かれていることが明らかになりつつある。第三に、日本のニューカマー第二世代の経験との比較対照を目的として、カナダ西部のバンクーバー及びケロウナに居住する20代から30代の日系カナダ人第二世代5名を対象に、教育経験や教育観の形成に関するライフストーリー・インタビューを実施した。この予備的なインタビューからは、学校や社会からの排除に関する語りよりもエスニック・アイデンティティをめぐる語りが多いという傾向が見受けられたが、その妥当性や日本の状況との違いについてはさらなる調査により確かめられる必要がある。今後の研究の進め方については、国内調査と海外調査それぞれの観点から、以下のように考えている。まず国内調査については、第一に、島根県出雲市でのフィールドワークを継続し、ニューカマー第二世代の教育経験や教育観の形成に学校、家族、地域が及ぼす影響について、内在的かつ多角的に検討する。定期的にフィールドに通い、地域の教育支援活動に参加することを通じて、高校進学者のその後の状況や高校に進学しなかった/できなかった者の現状等についてさまざまな情報を得ることが可能になっている。そのように多様なかたちで進路形成の途上にある第二世代へのインタビューを今後も継続することで、学校段階の移行と支援環境の変化が教育経験ならびに教育観の形成にどのような影響を及ぼすかを解明したいと考えている。その一方で、地域で教育支援活動に携わる多くのスタッフとの関わりを通じて、活動を続けることで生じるスタッフ側の意識の変化が、支援環境のありように影響を及ぼすという側面も見逃せない点として浮上している。こうしたスタッフの意識に変化にも丁寧に目を配りながら、第二世代をとりまく環境の多角的かつ動態的な把握をめざす。次に海外調査については、日系人第二世代に対するライフストーリー・インタビューをさらに重ねることで、親の出身国と異なる国で育つという経験が、どの点で日本で成長する第二世代と共通しており、どの点で違うのか。そして、そのような違いを生みだすのはどのような要因なのかについてより考察を深めたいと考えている。これらの調査研究の成果を踏まえ、ニューカマー第二世代の次世代育成意識の特徴及びそれをもたらす諸要因について統合的に考察し、第二世代の子育て実践を実効的に支えるために考慮すべき課題をまとめた報告書を作成する。ニューカマー第二世代に固有の教育経験について理解を深めるために、主に三つの方法で調査を実施し、以下のような知見を得ることができた。第一に、国内・国外の最新の研究動向を把握した。

とくに欧米における移民第二世代のトランスナショナルな生活に関する諸研究からは、ホスト国における同化とトランスナショナルな生活の多様な関連のありようについて多くの示唆を得られ、本研究を進めていく上で有効な分析枠組に関して検討することができた。第二に、ブラジル人が多く居住する島根県出雲市において、第二世代の教育支援にかかわる二つのボランティアベースの取り組みに注目し、計13回のフィールドワークを実施した。一つは、ニューカマーの小学生を対象とした放課後学習支援教室での参与観察である。日本人とブラジル人のスタッフが運営する教室に自身も支援ボランティアとしてかかわりながら、スタッフ、子ども、保護者へのインタビューを実施することで、日本での生活や学習・進路等に関するそれぞれの思いに触れることができた。とりわけ、将来の職業として教師を希望する第二世代の事例においては、家庭、学校、地域における受容や排除の経験が複雑に絡み合いながら動機が形成されている現状が明らかになった。もう一つは、高校進学に向けた学習支援教室での参与観察である。日本人スタッフが運営する教室にやはりボランティアとしてかかわることで浮上したのは、第二世代の高校進学の困難は、言語のみならず、制度、家庭、労働市場をめぐる問題が複雑に交錯しながら生じている現状であった。第三に、幼少期から日本で暮らす20代の日系ブラジル人青年3名に対するライフストーリー・インタビューを実施した。この予備的な調査により、親が保持する「帰国の物語」との距離のとり方という観点から第二世代に固有の同化やトランスナショナルな経験を理解することの有効性について検討することができた。1年目については、(1)本研究を国内外の最新の研究動向に適切に位置づけること、(2)研究目的に適した調査地の模索、(3)第二世代の教育観形成の解明を目的とするライフストーリー・インタビューの本格的な実施に向けて予備的なインタビューを行うことを主な目的として研究を進めてきた。(1)については、本研究を、広くは移民第二世代のホスト国における同化とトランスナショナルな生活の関連の解明をめざす一連の研究群に位置づけた上で、ニューカマー第二世代の経験を日本に固有の政治的・経済的・社会的・文化的文脈を十分に考慮しながら理解することの重要性をあらためて確認することができた。ただし、検討した文献はアメリカのものが中心であったため、より広く国際比較の視点をもつためにも、ヨーロッパ諸国を対象とした文献の読み込みが課題として残っている。(2)については、ニューカマーの増加が著しい島根県出雲市を中心にフィールドワークを実施してきた。出雲市は山陰地方では唯一「多文化共生推進プラン」を策定した自治体としてニューカマー住民の生活支援に力を入れており、地域における子どもの教育支援もさまざまな形で模索されている。1年目は、ニューカマーの子どもの教育をめぐる政策、支援活動、連携の現状をまずは理解し、関係者との信頼関係を築くことに力を注いだ。10回以上の調査訪問で参与観察とインタビューを重ねながら、今後のより本格的な調査にむけての基盤づくりはできたものと思われる。
ショットキー接合を用いたトンネル電流制御形薄膜トランジスターの開発

ショットキー接合を用いたトンネル電流制御薄膜トランジスター(TFT)の開発研究を行い、次のような結果を得た。(1)ショットキー接合多結晶シリコンTFTの作製プロセスの改良我々の提案するトンネル電流制御形TFTではソース/ドレインにショットキー障壁を形成するためPd蒸着を行い、その後250°Cでのアニール処理によりシリサイドを形成する。その際、シリサイドがゲート酸化膜側面でも成長し、ゲートとソース/ドレイン間で短絡する問題があった。この問題の解決策として次のような作製プロセスの改良が有効である事がわかった。・Pd蒸着を行う前に自然酸化膜の除去を行うエッチング時間を長くし、ゲート絶縁膜の側面をオーバーエッチングする事によりPdが側面に直接蒸着されるのを防ぐ。・Pd蒸着膜厚をシリサイド形成に必用な最小限の厚さに抑える。(2)pチャネル動作ショットキー障壁を流れるトンネル電流をゲート電圧により制御するモードのポリシリコンTFTの特性は高い伝達コンダクタンスを示したものの、逆ゲート電圧時のリ-ク電流がドレインからのホールの注入により増加する事が問題となった。しかし、このTFTをpチャネルトランジスターとして動作させた場合、移動度15cm^2/Vs前後で非常にばらつきの少ない値が得られた。このポリシリコンが持つ電子の電界効果移動度が20cm^2/Vsである事から考えて、この値は通常のポリシリコンpチャネルTFTと比べ遜色の無い値である。ショットキー障壁はホールに対しても存在し電界効果移動度を低下させるはずであるが、このことは電子と同じようにホールに対してもトンネル電流の効果が存在している事を示している。(3)Gate-Four-Probe法を用いたショットキー接合ソース・ドレイン接触抵抗の精密測定ソース/ドレインにショットキー障壁をもつTFTの接触抵抗をGate-Four-Probe法を用いて精密に測定した。その結果、接触抵抗はゲート電圧の増加に対し指数関数的に減少し、我々が当初から唱えていたトンネル電流のゲート電圧による制御の可能性が改めて確認された。ソース/ドレインにショットキー障壁をもつTFTの接触抵抗をGate-Four-Probe法を用いて精密に測定した。本年度、我々はショットキー接合を用いたトンネル電流制御形薄膜トランジスター(SBTT)の開発に従事し、次のような結果を得た。(1)ショットキー接合作製条件の最適化について金属シリサイドの形成に関してPd_2Si、YSi_<2-X>に注目して調べた。・Pd_2Siにおいてシリサイド形成によってショットキー障壁高さが低下し、30分のアニール温度では300°Cの処理温度でφ=0.74eVの値が得られ、理想値とほぼ一致した。300°C、30分アニール処理で完全なPd_2Siシリサイドが形成され、最適アニール温度が300°Cとわかった。・YSi_<2-X>において(111)Si上に作製した場合、300°C以上のアニール温度で六方晶シリサイドが形成し始め、オーミック特性を示す。(100)Si上に作製した場合、低温アニールでは斜方晶シリサイドが、400°Cアニールで六方晶シリサイドが形成し始めオーミック特性を示した。また、a-Si上に作製した場合、400°Cアニールで最も良質のオーミックコンタクトが形成された。(2)単体トンネルTFTの作製・評価について低温プロセスによりpoly-Siを用いてSBTTの試作及みた。・SBTTをトンネル効果モードで動作させ、n+不純物領域のある通常のTFTと同程度のON電流を得ることができた。このことは作製プロセスの優位性によりSBTTが十分にpoly-SiTFTに応用することができることを示す。

SBTTの出力特性は、三極真空管の様な非飽和特性を示した。トンネル効果モードで動作させることにより、低減されると思われたV_G<0の時のリ-ク電流が予想以上に大きかった。・リ-ク電流はゲート電圧が負の時はチャネル層が反転し、ドレインからのホールの注入が主な原因と思われる。これを改善するためにチャネル領域へのドープ濃度を最適化にしたり、ドレイン側をオフセット構造にする等の構造上の工夫が必要になる。ショットキー接合を用いたトンネル電流制御形薄膜トランジスター(TFT)の開発研究を行い、次のような結果を得た。(1)ショットキー接合多結晶シリコンTFTの作製プロセスの改良我々の提案するトンネル電流制御形TFTではソース/ドレインにショットキー障壁を形成するためPd蒸着を行い、その後250°Cでのアニール処理によりシリサイドを形成する。その際、シリサイドがゲート酸化膜側面でも成長し、ゲートとソース/ドレイン間で短絡する問題があった。この問題の解決策として次のような作製プロセスの改良が有効である事がわかった。・Pd蒸着を行う前に自然酸化膜の除去を行うエッチング時間を長くし、ゲート絶縁膜の側面をオーバーエッチングする事によりPdが側面に直接蒸着されるのを防ぐ。・Pd蒸着膜厚をシリサイド形成に必用な最小限の厚さに抑える。(2)pチャネル動作ショットキー障壁を流れるトンネル電流をゲート電圧により制御するモードのポリシリコンTFTの特性は高い伝達コンダクタンスを示したものの、逆ゲート電圧時のリ-ク電流がドレインからのホールの注入により増加する事が問題となった。しかし、このTFTをpチャネルトランジスターとして動作させた場合、移動度15cm^2/Vs前後で非常にばらつきの少ない値が得られた。このポリシリコンが持つ電子の電界効果移動度が20cm^2/Vsである事から考えて、この値は通常のポリシリコンpチャネルTFTと比べ遜色の無い値である。ショットキー障壁はホールに対しても存在し電界効果移動度を低下させるはずであるが、このことは電子と同じようにホールに対してもトンネル電流の効果が存在している事を示している。(3)Gate-Four-Probe法を用いたショットキー接合ソース・ドレイン接触抵抗の精密測定ソース/ドレインにショットキー障壁をもつTFTの接触抵抗をGate-Four-Probe法を用いて精密に測定した。その結果、接触抵抗はゲート電圧の増加に対し指数関数的に減少し、我々が当初から唱えていたトンネル電流のゲート電圧による制御の可能性が改めて確認された。
授乳期の女性への栄養アセスメントに基づいた栄養指導介入の効果の検証

産後1か月健康診査を受診する健常な女性を対象に、産後1か月間の栄養素摂取量の個人結果の提示と産褥期に必要な栄養素について掲載したリーフレットを用いた栄養指導介入の効果をランダム化比較試験により検証した。ベースライン調査を産後1か月時に実施し、アウトカム調査を産後3か月時、産後6か月時に実施した。産後1か月から6か月にかけてのカルシウム、亜鉛、鉄、総食物繊維等の栄養素摂取量の変化は、介入群では対照群に比べ、有意に増加あるいは維持されていた。抑うつ症状や精神的健康度には2群間で有意差は見られなかった。産後女性の食事摂取状況に関する文献レビューを基に、食事摂取に関連する要因として考えられる項目を整理した。また、産後の食事介入研究の前段階として、産後1か月の女性を対象に栄養素摂取状況と栄養素摂取に関連する要因について自記式質問紙調査を行った。平成26年7月から10月に、首都圏大学病院1施設および産科病院1施設にて、単胎児を出産した426名の母児ともに健康な産後1か月女性に調査を行った。栄養素摂取状況は、自記式食事歴法質問票を用いて測定した。対象者の平均年齢(±標準偏差)は33.6(±5.3)歳、非妊時BMIは20.6(±2.6)kg/m2、妊娠中の体重増加量は9.7(±3.3)kgであった。426名中71名(16.7%)が1日の主食を含む食事回数が2回以下であり、全対象者の平均摂取量(±標準偏差)は、エネルギー1751(±426)kcal、たんぱく質15.4(±2.6)%エネルギー、脂質28.8(±4.7)%エネルギー、炭水化物54.7(±5.8)%エネルギー、総食物繊維6.8(±1.9)g/1000kcal、カルシウム313(±88)mg/1000kcal、鉄4.3(±1.0)mg/1000kcal、葉酸180(±67)μg/1000kcal、ビタミンC58.3(±24.8)mg/1000kcal、ビタミンD7.3(±4.1)μg/1000kcalであった。授乳期の女性の食事摂取基準に照らし合わせて、不足しがちな栄養素が把握できた。栄養素摂取量に関連する要因については、今後分析予定である。次年度は、産後女性の栄養素摂取状況や摂取に関連する要因を考慮し、栄養指導内容の検討をし、介入研究を開始する。産後1か月の女性を対象に個々の栄養素摂取量に応じた栄養指導介入の効果を検証することを目的に、平成27年度はランダム化比較試験を実施した。当初は非ランダム化比較試験を計画していたが、実現可能性を再検討した結果、ランダム化比較試験に変更することとした。【事前調査結果の分析】昨年度、産後1か月女性の栄養摂取状況についての事前調査を行った。体重を早期に非妊時に回復させたいと考えている女性では、授乳期に重要とされる栄養素の摂取量が有意に少ないことが明らかとなった。また、食事・間食回数や調理サポートの有無も栄養素摂取量に影響を及ぼしていることが示された。今後、さらに調査結果の詳細な分析を進める予定である。【栄養指導内容の検討】事前調査から明らかになった栄養素摂取量に関連する要因を考慮した上で、栄養指導パンフレットの内容を検討し、修正した。【ランダム化比較試験】平成27年4月よりランダム化比較試験を開始し、現在継続中である。研究に同意された産後1か月女性を対照群、介入群にランダム割付し、介入群には、産後1か月健診時の栄養素摂取量に基づいて過剰および不足栄養素を検出し、栄養素摂取量の結果とそれら栄養素についての食事摂取時の留意点を示すパンフレットを各対象者に郵送した。その後、産後3か月、産後6か月時に再び栄養素摂取量の調査を実施している。【研究成果の公表】産後1か月間の栄養素摂取量に関連する要因について、国際学会及び国内学会で発表した。現在、論文執筆中である。介入研究の開始は計画より約半年延期となったが、研究デザインをランダム化比較試験に変更した結果、予定調査期間が短縮できたため、概ね予定通りに進行している。しかし、平成27年度途中から、調査病院の外来診療体制の変更によりリクルート可能な産後女性が予定数より減少しているため、調査期間の延長を考慮しながら、対象者数を確保する予定である。平成28年度は、産後1か月の女性への栄養指導介入による栄養素摂取量、抑うつ症状への効果の検証を目的として、平成27年度から継続して調査を行った。方法:平成27年6月平成28年7月に、都内大学病院の産後1か月健康診査を受診する女性を対象にランダム化比較試験を実施した。産後1か月時に属性や精神状態についての質問紙調査を実施するとともに、食事歴法質問票により栄養摂取量を算出した。ベースライン調査後、介入群には、産後1か月時の栄養素摂取量の個人結果と、産褥期・授乳期の食事の留意点に関するリーフレットを自宅に郵送した。アウトカム調査として、産後3か月時、産後6か月時に栄養摂取量および抑うつ症状についての質問紙調査を郵送で実施した。対照群には、産後6か月の調査終了時に、各調査時期の栄養素摂取量の個人結果と食事の留意点に関するリーフレットを郵送した。成果:包含基準を満たす女性442名に研究概要を説明し、296名から研究協力の同意を得た。この296名をランダムに介入群149名、対照群147名に割り付けた。

対象者の平均年齢は介入群35.5±4.7歳、対照群35.1±4.5歳、初産婦割合は介入群59.6%、対照群62.5%であった。産後1か月から6か月までの栄養素摂取量の変化量を2群で比較した結果、カルシウム、鉄、コレステロール、総食物繊維等の一日当たり摂取量が介入群では有意に増加していた。抑うつ症状については、2群間で有意な差は見られなかった。研究成果の公表:国際学会で、本調査の結果の一部を発表した。現在、論文投稿中である。産後1か月健康診査を受診する健常な女性を対象に、産後1か月間の栄養素摂取量の個人結果の提示と産褥期に必要な栄養素について掲載したリーフレットを用いた栄養指導介入の効果をランダム化比較試験により検証した。ベースライン調査を産後1か月時に実施し、アウトカム調査を産後3か月時、産後6か月時に実施した。産後1か月から6か月にかけてのカルシウム、亜鉛、鉄、総食物繊維等の栄養素摂取量の変化は、介入群では対照群に比べ、有意に増加あるいは維持されていた。抑うつ症状や精神的健康度には2群間で有意差は見られなかった。産後女性の食事摂取状況に関わる文献レビューや、介入研究実施前の実態把握のための調査は終了している。事前調査の結果を基に、今後は栄養指導介入の内容を検討し、介入研究を開始する。介入研究の開始がやや遅れたが、ほぼ計画通りである。平成28年度前半にリクルートを終了し、12月に全調査終了予定である。データ収集終了後、栄養指導介入の効果を産褥期における主要な栄養素摂取量を指標に検証する。その結果に基づき、本研究で実施した介入方法および介入内容の修正の必要性、臨床応用可能性を検討する。母性看護学・助産学今後は、事前調査のデータを分析し、栄養素摂取量に関連している項目を抽出する。また、産後女性に対する栄養指導介入の内容を検討し、説明パンフレットの内容や介入内容の詳細の決定を行う。介入研究は今年度開始予定であり、調査施設も確保できている。介入研究の開始および終了時期が約半年遅れたため、当該年度に予定していた調査費用の一部を次年度に繰り越すこととなった。予定していた介入研究の開始が7か月遅れたため、当該年度に予定していた介入研究に関わる費用は次年度に繰り越すこととなった。フィールド調査に伴い、研究補助者の人件費、調査票郵送費、謝品等が必要である。当初申告していた調査に伴う研究費使用計画には、大きな変更はない。介入研究の開始に伴い、対象者への謝金や質問紙の準備、尿検体分析費用、研究補助者の人件費等が必要である。研究開始時期が予定より延期したのみであり、研究費使用計画に変更はない。
新機能性金属フィンガーのデザイン:亜鉛フィンガーの金属置換に基づく転写制御

【H_4型亜鉛フィンガーの創製】亜鉛フィンガー型転写因子のDNA結合の制御もまた、遺伝子発現制御の1つの標的となりうる。例えば亜鉛の代わりに酸化還元の起こりやすい銅が結合した銅フィンガーをDNAに結合させることができれば、酸化還元によりDNAへの結合を制御することが可能となる。そこで、亜鉛フィンガーの2つのシステイン残基と2つのヒスチジン残基とをすべてヒスチジン残基に置換し、タンパク質に対する酸化還元の影響を排除したH_4Sp1を構築した。その結果、H_4Sp1の亜鉛結合体は標的DNA配列に野生型と同様の結合様式を示した。現在のところH_4型亜鉛フィンガーは自然界において発見されていないが、今後ヒトを始めとした種々の生物のゲノム情報が解明されるにつれ、新たに発見される可能性もある。【C_2H_2型ニッケルフィンガーの活性評価】ヒスチジンとニッケルとの親和性は極めて強いため、前述のH_4型フィンガーにはニッケルが結合する期待が持たれる。そこで、その前段階として天然型のC_2H_2型亜鉛フィンガーの亜鉛をニッケルに置換したC_2H_2型ニッケルフィンガーの構築とその活性評価を試みた。その結果、C_2H_2型ニッケルフィンガーはC_2H_2型亜鉛フィンガーと同様の高次構造を形成し、DNAに結合することが分かった。しかしながら、種々のDNA配列への結合親和性を検討したところ、C_2H_2型ニッケルフィンガーの最適結合配列は、C_2H_2型亜鉛フィンガーのそれとは異なっていることが判明した。以上の結果はH_4型ニッケルフィンガーを構築するうえで、極めて有用な情報を提供するものと思われる。このような、新規金属フィンガーの創製は、酸化還元型転写因子等の新たな遺伝子発現制御分子の構築を通じて、近い将来、遺伝子発現がその発症に関わる疾病などに対して、多大な貢献をする期待が持たれる。
HBV感染における自然免疫系センサー分子の探索

前年度までに、HepG2.2.15.7細胞もしくはHepAD38.7細胞の上清を濃縮、フィルトレーション、23%NACLおよび50%PEG8000を用いた沈殿法にて作成した感染実験用のHBVウイルス濃縮液を用いて、HBV感染許容細胞株であるNTCP-HepG2-C4細胞株へ感染実験を、14日継代し細胞を回収後、HBV-DNAおよびHBV-RNAを定量PCRで測定し、感染性を確認した。最終的にある程度評価可能な感染タイターを得ることができた。また、恒常的なDNAセンサー分子をノックダウンした細胞株として、DDX41に対するshRNAを含むレンチウイルスを作成した。このレンチウイルスをコントロールのHepG2細胞株、およびNTCP-HepG2-C4細胞株に対して感染させ、恒常的なDDX41ノックダウン細胞株を作成した。これを複数回継代し、安定させた後、下記の感染実験を施行した。上記のHBVウイルスを用いて感染実験を施行した結果、DDX41を恒常的にノックアウトしたNTCP-C4-HepG2細胞においては、ノックアウトしていないNTCP-C4-HepG2細胞において、HBV-RNAおよびDNAが、HBV感染暴露後に早期、かつ2倍程度高値に増加する結果が得られた。DDX41以外のセンサー候補分子の恒常的ノックアウト細胞、強制発現細胞の樹立に時間を要しているため本研究では、DNAセンサー分子としてDDX41が、HBVの感染性に関わることがin vitroの結果から考えられる結果を得た。強制発現細胞による実験や、その他HBs抗原量の評価、免疫染色などの実験はまだ中途段階であり、今後はこれらの結果確認を行うことが必要となる。そのほかの分子に関しても、ノックアウト、強制発現細胞の樹立を行い評価を行う予定である。また、その機序に関しては残念ながら現段階では明らかでないが、今後の研究によって明らかにしていく予定である。強制発現細胞の樹立方法の変更なども検討し、実験を推進していく。また、感染実験に用いるためのHBVウイルスを作成した。HepG2.2.15.7細胞株を継代し、その上清を回収し、フィルトレーション後、23%NACLおよび50%PEG8000使用した沈殿法にてウイルス濃縮液を作成した。作成したウイルスを、HBV感染許容細胞株であるNTCP-HepG2-C4細胞へ感染実験を行い、14日間継代し細胞を回収、HBV-DNAおよびRNAを定量PCRにて測定することで、HBV感染が行われていることを確認した。また、当初平成29年度に施行する予定であった、恒常的なDNAセンサー分子をノックダウンした細胞株の作成の予備実験としてDDX41に対するshRNAを含むレンチウイルスを作成し、レンチウイルスのタイトレーションチェックを行った後、HepG2およびNTCP-HepG2-C4細胞株に感染し、恒常的DDX41ノックダウン細胞株を作成した。同細胞株における、DDX41の発現レベルが低下していることを定量PCR法にて確認し、継代して細胞株を樹立した。同細胞株に対して、HBV感染実験を施行した。予備実験による恒常的ノックアウト細胞の作製に時間を要したため、平成28年度中に予定していた後述の実験の進行が遅くなっている。「HepG2もしくはHuh7細胞へHBVプラスミドを強制発現した後に発現が増強もしくは抑制される自然免疫に関わる分子(とくにDNAセンサー)に関して、Gene chipなどのマイクロアレイ解析を用いて免疫関連分子を中心に網羅的に検索を行い、候補分子の抽出を行う実験」は進行中である。そのため、結果を踏まえて行う予定であった、「肝細胞株(HepG2、HuH7)において、肝細胞に発現している各種DNAセンサーをコードするプラスミドを強制発現もしくはsiRNAを用いてknock downした後、HBV発現プラスミドをトランスフェクションし、レポーターアッセイを用いてTypeIおよびTypeIIIIFN発現を評価する実験及び上清中のケモカイン・サイトカイン産生をELISA法、CBA assay評価する実験」が未施行であるため。前年度にHepG2.2.15.7細胞株の上清を濃縮、フィルトレーション、23%NACLおよび50%PEG8000を用いた沈殿法にて作成した感染実験用のHBVウイルス濃縮液を用いて、HBV感染許容細胞株であるNTCP-HepG2-C4細胞へ感染実験を行い、14日継代し細胞を回収後、HBV-DNAおよびHBV-RNAを定量PCRで測定し、感染性を確認した。しかし、感染性が十分でないため、実験効率上昇のため、培養細胞の変更、実験条件の再考などを行い、HBV感染効率の改善を図った。また、恒常的なDNAセンサー分子をノックダウンした細胞株の作成のため、DDX41に対するshRNAを含むレンチウイルスを作成し、レンチウイルスのタイトレーションチェックを行った後、HepG2細胞、NTCP-Hep-G2-C4細胞に対して感染を行い、恒常的なDDX41ノックダウン細胞株を樹立した。これを複数回継代し安定させた後、同細胞株において、DDX41の発現レベルがコントロールと比較して低下していることを確認した。同恒常的DDX41ノックダウン細胞株に対して、上記で作成した、HBVウイルスの感染実験を施行し、HBV感染状態がコントロールと比較して異なる結果を単回の実験であるが得た。恒常的ノックアウト細胞の安定に時間を要したため。また、HBVウイルスの感染タイターが不十分であり、感染性の高いHBVウイルス作成に時間を要したため。

前年度までに、HepG2.2.15.7細胞もしくはHepAD38.7細胞の上清を濃縮、フィルトレーション、23%NACLおよび50%PEG8000を用いた沈殿法にて作成した感染実験用のHBVウイルス濃縮液を用いて、HBV感染許容細胞株であるNTCP-HepG2-C4細胞株へ感染実験を、14日継代し細胞を回収後、HBV-DNAおよびHBV-RNAを定量PCRで測定し、感染性を確認した。最終的にある程度評価可能な感染タイターを得ることができた。また、恒常的なDNAセンサー分子をノックダウンした細胞株として、DDX41に対するshRNAを含むレンチウイルスを作成した。このレンチウイルスをコントロールのHepG2細胞株、およびNTCP-HepG2-C4細胞株に対して感染させ、恒常的なDDX41ノックダウン細胞株を作成した。これを複数回継代し、安定させた後、下記の感染実験を施行した。上記のHBVウイルスを用いて感染実験を施行した結果、DDX41を恒常的にノックアウトしたNTCP-C4-HepG2細胞においては、ノックアウトしていないNTCP-C4-HepG2細胞において、HBV-RNAおよびDNAが、HBV感染暴露後に早期、かつ2倍程度高値に増加する結果が得られた。DDX41以外のセンサー候補分子の恒常的ノックアウト細胞、強制発現細胞の樹立に時間を要しているためまず、平成28年度に施行予定であったが進行中または未到達の下記の実験を行う。1HepG2もしくはHuh7細胞へHBVプラスミドを強制発現した後に発現が増強もしくは抑制される自然免疫に関わる分子(とくにDNAセンサー)に関して、Gene chipなどのマイクロアレイ解析を用いて免疫関連分子を中心に網羅的に検索を行い、候補分子の抽出を行う。2既知のDNAセンサーとして機能するパターン認識レセプター(特にDDX41)に関して、HBV-DNA認識に関わるか否か、その場合の免疫応答とHBV遺伝子、蛋白の変動について検討するまた、その実験と並行し、予備実験にて施行していた恒常的なDNAセンサー分子のノックアウト細胞、恒常発現細胞株の樹立を目指す。DDX41以外の恒常的なDNAセンサー分子のノックアウト細胞、恒常発現細胞株の安定樹立を行う。これら細胞株に対してHBV感染実験を行う。また、感染実験を複数回行い検証し、他の恒常的なDNAセンサー分子のノックアウト細胞や、発現細胞株への感染実験を行う。また、既知のDNAセンサーとして機能する候補分子(DDX41やMAVSなど)に関して、HBV-DNA認識に関わるか否か、遺伝子、蛋白の変動について検討する。本研究では、DNAセンサー分子としてDDX41が、HBVの感染性に関わることがin vitroの結果から考えられる結果を得た。強制発現細胞による実験や、その他HBs抗原量の評価、免疫染色などの実験はまだ中途段階であり、今後はこれらの結果確認を行うことが必要となる。そのほかの分子に関しても、ノックアウト、強制発現細胞の樹立を行い評価を行う予定である。また、その機序に関しては残念ながら現段階では明らかでないが、今後の研究によって明らかにしていく予定である。強制発現細胞の樹立方法の変更なども検討し、実験を推進していく。
光屈性におけるシグナル伝達機構の解析

本研究の目的は、光屈性に働く光シグナル伝達の分子機構を解明することにある。この目的のため、全ゲノム配列の解読がほぼ達成されたイネを主要な材料にして、光屈性の突然変異体を分離し、その原因遺伝子を解析するなど、分子遺伝学的手法を中心にした研究を推進した。本年度はイネcpt1突然変異体の原因遺伝子とその機能的役割についての成果を論文にまとめ(Haga et al. 2005)、さらにcpt2突然変異体の原因遺伝子をマップベースクローニングで解明するための研究を進めた(進行中)。また、イネには3個のフォトトロピン遺伝子(PHOT1a、PHOT1b、PHOT2と命名)があることをイネゲノムデータベース検索によって明らかにし、それらの発現をRNAi法によって抑える研究を進めた。本年度はRNAi組み換え体のT_2種子を得ることができた。今後、T_3種子を収穫して、イネの光屈性におけるフォトトロピンの役割を明らかにする予定である。本年度までのcpt1突然変異体を用いた研究によって、オーキシン(LAA)の不均等分配が幼葉鞘の光屈性の原因になっていることを明らかにした(Haga et al.2005)。本年度は、さらにcpt2突然変異体を用いた実験を行い、この突然変異体でもオーキシンの不均等分配に異常があることを突き止めた。本研究では分子遺伝学的研究に平行して、従来の生理学的手法による研究も進めた。それによって、これまで考えられてきたABP1以外のタンパク質が成長調節のためのオーキシン受容体として機能しているなどの成果を得た(Yamagami et al.2004)。また、光屈性シグナル伝達系におけるカルシウムイオンの関与などの研究も行った(進行中)。本研究の目的は、光受容体フォトトロピンからオーキシン横移動に至るまでの光屈性シグナル伝達機構を、イネを主要な材料にして解明することにある。本年度は、幼葉鞘(および根)の光屈性が欠損した、イネ(ニホンマサリ)の突然変異体cpt1(c__-oleoptile p__-hotot__-ropism1)の原因遺伝子をマップベースクローニングによって単離する研究を中心に進めた。すでに、本遺伝子は第2染色体上に存在していることを明らかにし、その領域を2つのCAPSマーカーの間に絞りこんでいた。本年度は、カサラスと交配したF2解析集団を1500個体(突然変異ホモ個体)にまで増やし、2つのCAPSマーカーの間で組み換えを起こしている個体を選抜した。これらの個体についてさらに内側のRFLPマーカーで絞り込みを行い、最終的に2つのRFLPマーカーの間に挟み込むことができた。これらのマーカーの内側には既存のDNAマーカーが存在しないので、現在、各々のマーカーDNAを含むPACクローンを選抜し、マーカーを作成して、突然変異領域をさらに絞り込む研究を進めている。一方、最近公開されたインディカイネのgenome databaseに上記2つのCAPSマーカー配列のうちの一つを含むコンティグが見つかり、その塩基配列情報をもとに遺伝子領域を推定したところ、3個の遺伝子の存在が予測された。このうちの一つは、シロイヌナズナで報告されているNPE3遺伝子(その突然変異体は光屈性が欠損)と高い相同性を示し、しかも、その近傍の領域がcpt1突然変異体では欠失していることが分かった。現在、cpt1突然変異体にこの遺伝子を組み込み、光屈性が回復するかを検証する実験を開始した。光屈性のシグナル伝達機構を明らかにする目的で、イネを中心的な材料にした研究を推進し、以下の成果を得た。(1)イネcpt1突然変異体の解析。代表者らが分離したcpt1突然変異体(幼葉鞘と根の光屈性が欠損)の原因遺伝子をマップベースクローニングによって解析し、シロイヌナズナNPH3遺伝子のホモログであることを決定した。(2)新たなイネ突然変異体の分離。イネ光屈性突然変異体を新たに3つ分離した。これらの突然変異体は、幼葉鞘の光屈性反応が低下したものとして分離された。根は正常な光屈性を示すことが判明した。分離した突然変異体の一つ(cpt2)を詳細に解析し、交配による遺伝解析によってcpt1とは異なる遺伝子の変異体であることを証明した上で、幼葉鞘先端における光受容機能が選択的に欠損した突然変異体であることを明らかにした。(3)光受容体フォトトロピンの解析。光受容体フォトトロピン1が欠損した突然変異体をタギング系統からPCRを用いた方法によって分離し、その光屈性を解析した。その結果、フォトトロピン1欠損の突然変異体は、シロイヌナズナの場合とは異なり、光屈性がほぼ正常であることが判明した。(4)光屈性のフィトクロム制御。イネ幼葉鞘の光屈性シグナル伝達系がフィトクロムの制御下にあることをフィトクロム欠損の突然変異体を用いて証明した。(5)再生系を用いた研究。トウモロコシ幼葉鞘では、その先端部を切除すると、光屈性の光受容機能などが、残された幼葉鞘上部に再生する。この現象に注目して、先端特異的に発現しており、先端切除によって発現が誘導される新規遺伝子(キナーゼドメインと膜貫通部位をもつ)を同定した。更に、イネはこの遺伝子のホモログを一個もつことを明らかにし、イネゲノムデータベースの検索によって、全長遺伝子の配列を推定した。

更に、この遺伝子の転写は、フィトクロムによって促進されることを明らかにした。本研究の目的は、イネを主な材料にして、光屈性のシグナル伝達機構を明らかにすることにある。前年度までの研究を進展させて、次の成果を得た。(1)イネcpt1突然変異体を用いた研究。本突然変異体をイネのシロイヌナズナNPH3遺伝子ホモログで組み換え、その光屈性が回復することを明らかにした。これによって、cpt1突然変異の原因遺伝子(CPT1)は、NPH3のホモログであることが確定した。これらの結果から、シロイヌナズナ、イネの両材料において、NPH3/CPT1は光屈性に必須なシグナル伝達タンパク質であることが示された。さらに、光屈性刺激によってイネ幼葉鞘に生じるオーキシンの横勾配を^3H-IAAを用いて調べる実験系を確立し、この方法を用いて、野生型品種で観測されるオーキシンの横勾配は、cpt1突然変異体では起こらないことを明らかにした。この成果は、オーキシン横勾配は光屈性の原因になっていることを強く支持するとともに、CPT1/NPH3は、オーキシン横勾配の誘導に働いていることを示している。(2)フォトトロピン突然変異体を用いた研究。イネには光受容体phot1の遺伝子(PHOT1)が2コピー(HOT1a、PHOT1bと命名)存在し、我々が分離したphot1突然変異体はPHOT1aのものであることが判明した。すでにphot1突然変異体が正常な光屈性を示すことを明らかにしているが、これはphot1のコピーが2つあることに起因している可能性が高まった。この結果を受け、RNAi法によって2つのPHOT1遺伝子が発現しない組換え体を作成する作業を開始した。(3)その他の研究。cpt2突然変異体の原因遺伝子をマップベースクローニングで解析する研究を進めた。また、フィトクロムによる光屈性発現の調節に関する研究を進展させ、フィトクロムA、B、Cのいずれもその反応に関与していることを、それらの突然変異体(phyA-C)を用いて明らかにした。本研究の目的は、光屈性に働く光シグナル伝達の分子機構を解明することにある。この目的のため、全ゲノム配列の解読がほぼ達成されたイネを主要な材料にして、光屈性の突然変異体を分離し、その原因遺伝子を解析するなど、分子遺伝学的手法を中心にした研究を推進した。本年度はイネcpt1突然変異体の原因遺伝子とその機能的役割についての成果を論文にまとめ(Haga et al. 2005)、さらにcpt2突然変異体の原因遺伝子をマップベースクローニングで解明するための研究を進めた(進行中)。また、イネには3個のフォトトロピン遺伝子(PHOT1a、PHOT1b、PHOT2と命名)があることをイネゲノムデータベース検索によって明らかにし、それらの発現をRNAi法によって抑える研究を進めた。本年度はRNAi組み換え体のT_2種子を得ることができた。今後、T_3種子を収穫して、イネの光屈性におけるフォトトロピンの役割を明らかにする予定である。本年度までのcpt1突然変異体を用いた研究によって、オーキシン(LAA)の不均等分配が幼葉鞘の光屈性の原因になっていることを明らかにした(Haga et al.2005)。本年度は、さらにcpt2突然変異体を用いた実験を行い、この突然変異体でもオーキシンの不均等分配に異常があることを突き止めた。
自己断熱機能を備えたマルチレイヤー型ガス-ガス熱交換器の開発

平成13年度は、熱交換器の設計・製作、基礎データの取得、数値解析コードの開発、全熱回収率、有効熱回収率および熱交換器外壁温度に及ぼす主要パラメータの影響などについて検討した。実験は、2層から5層の熱交換器構成に関し、高温部の作動ガス入口温度がT_<gho>=400600°C、発泡金属板の光学的厚さがτ_o=7.7、デミスターの厚さが55mm、フィン無しおよびフィン付き隔壁、作動ガス平均流速がu_m=0.15,0.23m/sの条件下で行った。その結果、発泡金属で高温部を遮蔽した排熱回収部を設けることにより、断熱性能が著しく向上するとともに良好な熱回収率が得られること、5層の熱交換器構成によりT_<gho>=600°Cの場合でも約40%の全熱回収率が得られることなどを明らかにした。また、1次元のふく射熱交換に基づく連成計算にExcelのスプレッドシートを適用した新しい数値解析法を提案し、本熱交換器の温度分布および熱回収率が実用的な精度で計算できることを示した。平成14年度は、前年度の成果をもとに、より広範な条件下での実測値の蓄積と整理、熱交換性能、断熱性能および非定常特性の評価、簡易整理式の提案などを主要課題とする研究を行った。主要パラメータであるT_<gho>を300700°C、τ_oを015.4とし、デミスターの設置位置、フィン形状などを変えて検討した。その結果、全熱回収率は層数に比例して増大、媒体の光学的厚さは8程度で十分、隔壁の見掛けのふく射率が低下しないフィン構造の設計が必要、隔壁へのジグザグフィンの設置は熱回収率の向上に極めて効果的、作動ガスの流動状態とふく射エネルギーの射出および吸収効果を考慮したデミスターの設置位置の選定が必要、発泡金属板は良好な非定常特性を有し系全体の変化特性は熱交換器ユニットおよび隔壁が支配的などの数多くの知見が得られた。また、全熱回収率に関し、代表的な光学的厚さτ_o=0,7.7に対する簡易整理式を提案した。本年度は熱交換器の設計・製作、基礎データの取得、対応する系に関する数値解析コードの開発、全熱回収率、有効熱回収率および熱交換器外壁温度及ぼす主要パラメータの検討などを課題として研究を行った。熱交換器本体は、厚さ2mmの耐熱ステンレスで製作された縦160mm、横160mm、高さ50mmの直方体空間と縦50mm、横160mmのダクト形流路を一体化したユニットを隔壁と多孔性媒体で多層化した構造である。低温部-高温部、低温部-高温部-排熱回収部、低温部I-高温部I-低温部II-高温部II、低温部I-高温部I-低温部II-高温部I-排熱回収部の2層から5層の構成で実験を行った。なお、隔壁は厚さ2mmの耐熱ステンレス製で、フィン無しおよびフィン付き(厚さ1mm、高さ54mm、長さ155mm、片面4枚)の2種類を用意し、表面には耐熱黒体塗料を塗布した。

また、多孔性媒体としては空隙率約93%、平均孔径0.6mm、比表面積3700m2/m3のニッケル・クロム系発泡金属ならびに空隙率約98%、素線径0.25mm、比表面積375m2/m3のSUS304製ワイヤーメッシュデミスターを使用した。実験は、2層から5層の熱交換器構成に関して、高温部の作動ガス入口温度が400600°C(673873K)、発泡金属の光学的厚さが7.8、ワイヤーメッシュデミスターの物理的厚さが55mm、フィン無しおよびフィン付き隔壁、低温部、高温部および排熱回収部の作動ガス平均流速が0.15、0.23m/sの条件で行った。その結果、発泡金属で高温部を遮蔽した排熱回収部を設けることにより、熱交換器外壁を低温に保つことが可能であるとともに良好な熱回収率が得られること、5層の熱交換器構成により高温部の作動ガス入口温度が600°Cの場合でも約40%の全熱回収率が得られることなどを明らかにした。また、放射熱交換の1次元平板系に基づく連成数値解析により、本熱交換器システムの温度場および熱回収率が実用的な精度で予測できることを示した。本研究課題の最終年度にあたる本年度は、昨年度の研究成果をもとに、実験、理論解析、まとめの3項目に関し以下の研究を実施した。実験に関しては、定常状態における実測値の蓄積と整理、一連の実測値に基づく熱交換性能と断熱性能の評価、非定常状態に関する実験と実測結果に基づく非定常特性の評価を行った。2層5層の熱交換器構成に対し、高温部の作動ガス入口温度が300700oC(573973K)、多孔性媒体の光学的厚さが015.4、デミスターの有無および設置位置、隔壁フィンの有無およびフィン形状、低温部、高温部および排熱回収部の作動ガス平均流速が0.15、0.23m/sの条件下で実験を行った。理論解析に関しては、本実験装置に対応する物理モデルと実験条件に基づく非定常解析ならびに熱交換器設計のための簡易整理式について検討した。以上の結果、「1.排熱回収部を設置することにより系の自己断熱が良好に行われ、外壁温度を2030°C程度に抑えることが可能、2.全熱回収率は熱交換器の層数の関数であり、層数に比例して増大、3.媒体の光学的厚さを厚くすることにより全熱回収率の向上をはかる場合、その厚さは8程度で十分、4.隔壁にストレートフィンを設置することにより全熱回収率を改善する場合、隔壁の見掛けのふく射率が低下しない構造設計が必要、5.隔壁へのジグザグフィンの設置は全熱回収率の向上に非常に効果的であり、設置しないベア隔壁の場合と比較し2倍程度の高い増加率を得ることが可能、6.デミスターを熱交換器内に設置する場合、作動ガスの流動状態とデミスターによるふく射エネルギーの射出、吸収効果を考慮し適切な位置に設置することが必要、7.多孔性媒体は良好な非定常特性を有し系全体の変化特性は熱交換器ユニットおよび隔壁が支配的」であることなどの多くの知見が得られ、総合的な取り纏めを行った。
資源制限がもたらす植物の性表現決定機構の解明

2018年度はケツユクサを用いて、花序内で最初に咲く花(B1:両性花)の結実による子房の発達に資源(窒素およびリン)が分配され、花序内の資源不足が二番目に咲く花(B2)を雄花へ誘導するという仮説の検証を行った。2018年5月に兵庫県神戸市より採取し、岡山大学農学部圃場で栽培したケツユクサ10個体を使用して2018年7月後半から9月後半までの開花期間中に花序の採取を行った。花序内の器官は、B1およびB2の共通した基部である花柄、花序全体を基部から包む総苞、B1両性花の子房の3つに分けて評価を行った。B1両性花は受精のタイミングを統一するため、開花直後に強制他家受粉を行った(これを0時間後とする)。花柄および総苞はB1両性花の開花からB2が開花するまでの期間(72時間)において、0, 6, 12, 24, 48, 72時間後に採取した。B1子房は0, 1, 2, 3, 5, 7, 14, 21日後に採取した。採取後、各器官の窒素濃度およびリン濃度を測定した。これまでの研究により、B2の性はB1両性花の開花から24時間以内に決定することが明らかになっている。そのため、特にB1両性花の開花から24時間内の花序内の各器官における窒素濃度およびリン濃度の増減に着目して解析を行った。B1子房において時間経過に伴う窒素含有量およびリン含有量の増加が見られ、B1子房へ窒素およびリンが分配されていることが確認できた。一方で、花柄と総苞ではB1両性花の開花から24時間までに窒素濃度およびリン濃度のどちらも減少せず、B1開花時より増加する傾向が見られた。このことから、B1両性花の結実には花序外あるいは発達途中のB2つぼみから窒素およびリンが供給されることが示唆された。資源制限の有無について明らかになってきたが、さらに測定点数を増やすことが望ましいと判断されるため、進捗状況としてはやや遅れている。栽培個体数を増やして花数を十分に確保する。また、前年に行った網羅的遺伝子発現解析の結果とも合わせて考察を行い、成果をまとめて順次論文として公表する。雌雄の単性花をつける植物における個々の花の性表現決定は、個体内性比を決め、適応度に影響する重要な繁殖戦略である。個体内の資源量に依存して可塑的に花の性表現決定を行う植物では、個体の資源量(=個体サイズ)と性表現の相関が見出されているが、性決定の制御機構は未解明である。本研究では、資源に依存した可塑的な性表現決定機構、すなわち、個体内資源量が性表現制御のシグナルとして作用し、両性花および雄花を誘導する制御機構について、雄性両全性同株であるツユクサを用いて明らかにすることを目的とした。1、施肥実験:ツユクサ幼個体を神戸市より採取し、岡山大学農学部圃場の温室内でポットを用いて栽培した。窒素(N)およびリン(P)が花生産に与える影響を調べるため、NおよびPを組み合わせた施肥処理(N区、P区、N+P区、無処理)を行い、開花から開花終了まで毎日、開花特性:1開花日2花序番号3花序内の花の位置4性表現5結実の有無について記録した。解析の結果、全ての項目について、NとPは正の影響を与えることが示された。一方でNとPの交互作用が負に影響するという結果も示された。各説明変数の係数を用いてNおよびPに対する反応曲線を得た結果、一定量まではNとPが共に作用して正に影響するが、一定量を超えると他方の存在が効果を阻害することが示された。2、摘花実験:性が決定するまでに要する時間を特定するために花序内で最初に咲く(B1)両性花(自動自家受粉を行い結実が進行する)を開花直後から数時間間隔で摘花し、次に咲く花(B2)の性表現を記録した。その結果、B1の開花から24時間以内にB2の性決定が行われていることが示唆された。3、網羅的遺伝子発現解析:開花前日に採取した雄花および両性花について、それぞれ3サンプルずつHiseq4000(Illumina)、ペアエンド100bp、1サンプルあたり4GBの条件で解読した。摘花実験は当初は2年目に行う予定であったが、栽培を順調に行うことができたため、1年目に行うことができた。また、施肥実験による栄養塩類の影響についてもデータを得ることができた。学会発表は行われる予定であるがまだ論文の公表は行われていない。