hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高アミロース米の炊飯米と胚乳澱粉の特性解明に関する研究

食後の血糖上昇が穏やかで生活習慣病予防の観点から注目される高アミロース米の炊飯米と胚乳澱粉の特性を調べた結果、高アミロース米を4つのタイプに分類できること、さらに高アミロースでアミロペクチンクラスターの長い側鎖が極端に多いタイプの米は炊飯米表層が極めて硬く、難消化性澱粉含量が高いことが明らかにした。このタイプの米は炊飯米には適さないため、今後の米粉や米ゲルとしての食品への利用が期待される。高アミロース米は食後の血糖値の上昇やインスリンの分泌が良食味米で中アミロース米のコシヒカリなどに比べて穏やかであり、糖尿病などの生活習慣病予防に対する効果が期待されている。しかしながら、高アミロース米は一般に食味が劣っているため、わが国では普及が充分とは言えない。高アミロース米の普及のためには、従来の高アミロース米および新しいタイプの高アミロース米の性質をさまざまな角度から研究することが非常に重要と考えられる。そこで昨年度、多種類の高アミロース米試料を各地農業研究センターから入手し、精白米の炊飯特性、胚乳澱粉の構造特性・物理特性を調べた結果、高アミロース米試料間で炊飯特性、アミロース含量、糊化・老化特性、粘度特性にある程度の差異があることは想定していたが、従来の高アミロース米にはない特性をもった試料を数点見出した。これらの新しいタイプの高アミロース米の胚乳澱粉は糊化温度が高く、アミロペクチンの側鎖長分布に従来の高アミロース澱粉との違いが観察された。また精白米切片の走査型電子顕微鏡観察により、米胚乳澱粉粒の存在形態に違いが観察された。今後、従来タイプだけでなく新しい特性を持った高アミロース米に注目し、炊飯特性、糊化・老化特性、粘度特性などの物理的特性だけでなく、アミロース含量、アミロペクチンの側鎖長分布などの構造特性、難消化性澱粉(レジスタントスターチ)含量などの機能特性についても研究を行うことにより、新しい高アミロース米の用途拡大を目指す。研究分担者が各種高アミロース米および比較米として中アミロース米の玄米を各地農業研究センターから入手し、90%の搗精度にまで精白した。得られた精白米の炊飯特性(北農研)、示差走査熱量測定計DSCによる糊化・老化特性の測定(福山大)も実施した。精白米の冷アルカリ浸漬法による胚乳澱粉の調製(福山大)、調製した胚乳澱粉のヨウ素吸収曲線の測定(福山大)も終了している。福山大学で調製した米胚乳澱粉試料を北農研に送り、難消化性澱粉(レジスタントスターチ)含量の測定(北農研)を行うとともに、生澱粉分解酵素ダビアーゼK-27による分解率の測定(福山大学)、RVAによる粘度曲線の測定(福山大学)も行った。また走査型電子顕微鏡(SEM)観察(北農研)も実施した。以上のように平成27年度の研究実施計画通りに研究は順調に進んでいる。しかしながら、粘りの強い炊飯米を好むわが国では、高アミロース米は食味が劣っているとされ、普及が充分とは言えない。高アミロース米の普及のためには、従来の高アミロース米および新しいタイプの高アミロース米の性質を様々な角度から研究することが重要である。そこで一昨年度、多種類の高アミロース米試料を各地農業研究センターから入手し、精白米の炊飯特性、胚乳澱粉の構造特性・物理特性を調べた結果、従来の高アミロース米にはない特性をもった試料米を数点見出した。これら新しいタイプの高アミロース米は、従来の高アミロース米と比較して、食物繊維に近い機能性が認められている難消化性澱粉(レジスタントスターチ)の含量が数倍高く、さらに見かけのアミロース含量、アミロペクチン中の長鎖割合および胚乳澱粉の糊化温度が極めて高く、澱粉が老化しやすく、炊飯米の表層が硬く付着性が低いなどの性質が明らかとなった。さらに、澱粉ゲルの硬さは従来の高アミロース米よりも低値を示すなど、新しい性質が多数見出された。こららの新しいタイプの高アミロース米の胚乳澱粉は、ヨウ素・澱粉複合体吸収曲線の680nmにおける吸光度として古くから簡便に測定されてきた青価(blue value)が従来の高アミロース米の胚乳澱粉と比べて極めて高い値を示すことも見出したことから、新しいタイプの高アミロース米の簡易識別法としての青価の測定結果の新たな利用法も見出した。多種類の高アミロース米(レジスタントスターチ含量・見かけのアミロース含量

・糊化温度・澱粉老化度・青価がいずれも高い新しいタイプ、従来のタイプ、新しいタイプと従来のタイプの中間タイプなど)が見出され、すでに胚乳澱粉のレジスタントスターチ含量、見かけのアミロース含量、熱測定法による糊化温度、糊化熱量、老化澱粉の熱的性質、粘度測定、ヨウ素親和性、糊化澱粉ゲルの物性、炊飯米の硬さ・粘り・付着性・咀嚼性などは測定が終了し、現在、確認のため繰り返し実験を行い、データの検証中である。また、実験途中であるが、胚乳澱粉からのアミロペクチン精製、胚乳澱粉をイソアミラーゼで枝切り後中圧GPCでフラクション分けによる側鎖長分布の測定、澱粉分子全体の分子量分布の測定を始めている。農研機構の水稲育種機関から分譲を受けた20112016年産の中高アミロース含量の米の炊飯米と胚乳澱粉の特性を調べた。炊飯米に関しては、その表層の硬さと粘り、全体の硬さと付着性、難消化性澱粉含量などを測定した。米粉の10倍加水ゲルの硬さと凝集性を測定した。胚乳澱粉に関しては、いくつかの手法を用いたアミロース含量の定量(酵素・クロマト法、コンカナバリンA法、ヨウ素比色法)、いくつかの手法を用いたアミロペクチン側鎖長分布の測定(酵素・クロマト法、Dionexクロマト法)、糊化温度と糊化熱量の測定(示差走査熱量測定)、粘度曲線の測定(回転粘度計RVA)などを行った。その結果、ae変異体米の研系2064を親に持ついくつかの高アミロース米試料(グループA)は他の高アミロース米および中アミロース米試料と比較して、炊飯米の難消化性澱粉含量、表層の硬さ、胚乳澱粉の見かけのアミロース含量、アミロペクチンの超長鎖含量、ヨウ素吸収曲線の青価、糊化温度、老化澱粉の糊化熱量などが高く、逆に米粉ゲルの凝集性、胚乳澱粉のRVAによるピーク粘度とブレークダウン、アミロペクチンの長鎖に対する短鎖の割合、アミロペクチン側鎖の最短鎖画分(重合度612の割合)などが低かった。一方、ae変異体ではなく夢十色系統の高アミロース米試料は、アミロペクチンの超長鎖含量とRVAによるセットバックが非常に高い特徴を示した。高アミロース米は中アミロース米と比べて、炊飯米や米粉ゲルは硬く、難消化性澱粉含量が高い傾向があることはある程度知られていたが、今回の研究により、高アミロース米の中に、ae変異体の数試料を見出し、それらの試料米の炊飯米の難消化性澱粉含量、硬さ、糊化温度、老化性がいづれも極端に高いことを明らかにした。これらの米試料は、炊飯米には適さないと思われるが、米粉食品や米ゲル食品としての利用が大いに期待される。食後の血糖上昇が穏やかで生活習慣病予防の観点から注目される高アミロース米の炊飯米と胚乳澱粉の特性を調べた結果、高アミロース米を4つのタイプに分類できること、さらに高アミロースでアミロペクチンクラスターの長い側鎖が極端に多いタイプの米は炊飯米表層が極めて硬く、難消化性澱粉含量が高いことが明らかにした。このタイプの米は炊飯米には適さないため、今後の米粉や米ゲルとしての食品への利用が期待される。今後は胚乳澱粉をイソアミラーゼで枝切りした生成物を中圧ゲル濾過法で分析することにより、アミロース含量とアミロペクチンの長鎖と短鎖の割合を測定する。また、胚乳澱粉からアミロペクチンを精製し、同様に分析することによりアミロペクチンの超長鎖含量を測定し、澱粉の測定結果と合わせて、澱粉の真のアミロース含量を算出する。また、昨年度以外の高アミロース米試料が入手できた場合には、昨年度と同様の分析および上記の実験についても実施する。さらに、昨年度と同一の品種(または試験米)が入手できた場合にも、高アミロースの同一品種米(または試験米)の年次間差を明らかにするために実験を行う。現在測定中の実験の終了の後、まだ実施していない実験を行う。具体的には、胚乳澱粉の膨潤力・溶解度の測定、生澱粉分解酵素による消化性の測定などを行う。走査型電子顕微鏡による澱粉粒の観察を続ける。また生澱粉分解酵素により部分分解した澱粉粒の顕微鏡観察、澱粉分子全体の分子量分布測定なども予定している。糖質科学北海道農業研究センターで、事情により人件費の予算額以下の支出に留まり、209,765円の差額を生じた。研究分担者の芦田が4月から11月まで育児休業を取得したため、当初予定の契約職員の雇用と実験消耗品の購入、旅費の使用ができなかった。
中国地場自動車部品企業の競争力構築に関する調査研究

平成30年度は、前年度までの収集資料と聞き取り調査資料の分析成果をまとめ、これまで訪問した上海・蘇州企業に対して、補足調査とインタビューを実施した。また、中国現地協力者に協力を得て、電話によるインタビューを有効活用することができた。そして北京に訪問する機会があり、中国政府及び北京市の自動車部品産業関連政策の最新動向について意見交換をすることができた。本研究は、中国地場自動車部品企業を事例に、その競争力構築プロセスを分析することを目的とし、当初は研究対象をH社とF社に設定した。研究を遂行するうえで、現地企業聞き取り調査の積み重ねと一次資料作成が必要不可欠であり、如何に研究対象となる企業の協力をえることができるかが一つの重要課題である。H社については、その傘下の部品企業をも含めて積極的なM&Aによる外部資源の獲得、技術力の蓄積過程の事例を複数確認することができた。しかし、予定していた企業訪問が突然不可能になり、電話によるインタビューに切り替えたこともある。当初H社とF社の2社を対象に、同時並行で研究を進める予定であったが、計画通りに企業訪問を実施できなかったことで、研究対象をH社及びその傘下の部品企業に絞った。このように計画していた聞き取り調査の実施に一部支障が生じ、研究の遂行が遅れてしまった。また、中国では自動車及び部品産業関連政策の発表と見直しが頻繁に行われている。このような政府政策の変化に加え、部品企業の再編、燃費規制の厳格化、自動運転の開発競争の激化を背景に、本研究を推進する過程で、追加的な研究・調査課題が浮かび上がるのは避けられない。そして、当初の研究計画の仮説に盛り込まれていた4つのキーワードを含め、研究を遂行する過程で方向を多少修正する必要性が出てきたが、報告書の作成段階で反映させる計画である。当初提示したキーワードをもとに事例研究に取り組む過程で、計画していた企業訪問が突然不可能になり、電話インタビューである程度確認はとれたものの、研究の遂行とまとめがやや遅れている。これまで行った研究と調査を踏まえ、補足調査とインタビューを実施しながら調査研究成果の取りまとめと文章化に努める。現地調査においては、中国現地研究者の協力も得ながら十分に調査しきれなかった課題について、順次聞き取り調査を再開する計画である。調査作業と並行して、中国汽車工業協会、中国交通運輸部及びフォーインの最新データをチェックし、中国政府の政策動向にも引き続き注目しながら、研究対象企業に対して当初提示した仮説と4つのキーワードを中心に、その実相を考察・分析を深める。同時に、昨年度まで取りまとめた事例研究については、月例研究会で発表することを目標とする。そして、その成果を学会で報告し、最終的な修正と報告書の完成を目指す。調査初年度である28年度の課題は、29年度以降に実施する予定である聞き取り調査の準備段階として、対象企業のデータを収集・整理し、先行研究をサーベイすることであった。中国現地企業の聞き取り調査に入るにあたり、調査対象である上海汽車グループのH企業と中国第一汽車グループのF企業及びその傘下の自動車部品企業の概要を整理した。二社のホームページのほかに、中国汽車工業協会の統計資料、日本自動車工業会の自動車図書館所蔵資料、フォーインとアイアルシーなどの調査機関の文献も参考にした。さらに、先行事例として取り上げる日系企業と韓国企業の文献を収集し、これまで入手したデータを更新した。主な対象企業は、日立オートモーティブシステムズ、ケーヒン、カルソニックカンセイ、現代モビス、万都などである。そして文献調査によって、当初研究期間内に明らかにする計画であった三点のうち一つ目の積極的なM&Aを通じて外部資源を獲得する中国の地場企業の事例を考察することができた。このような事例研究に関しては、中国大学の研究者、教授の助言を得ることができた。残りの二点の実相に関する先行研究、そして本研究の対象となる上海汽車グループのH社、中国第一汽車グループのF社とその傘下の自動車部品企業に関する事例研究は皆無に近い。そこで、29年度に現地に赴いて聞き取り調査を繰り返し実施する計画である。なお、本研究の基礎をなす現地聞き取り調査は、予算の関係で第二年度以降集中して実施する計画である。29年度以降に本格的な現地調査を実施するための基礎を固めることができた。初年度の課題は、先行研究として日系企業と韓国企業を取り上げる計画であった。主な対象企業である日立オートモーティブシステムズ、ケーヒン、カルソニックカンセイ、現代モビス、万都などに関しては、過去の調査を文献調査によって行ったが、おおむね対象各社の自動車部品事業の成立過程を考察・整理することができた。平成29年度の課題は、引き続き文献収集と中国現地聞き取り調査を実施すること、そして第一年度の収集資料と聞き取り調査資料の分析成果をまとめることであった。まず、文献調査では、H社のM&A過程を考察する過程で、同社が米系自動車部品企業のD社をモデルにして成長させられたことを確認できた。前年度に実施した日系の日立オートモーティブズ、韓国系自動車部品企業の現代モビス、マンド等の先行研究のほかに、D社を対象に加えて文献を収集し、分析を深めた。次に、これまでの訪問で入手したH社とF社の関連企業資料を分析する作業では、元自動車部品企業の購買担当者と中国の研究協力者からも有力な助言を得て、研究成果を投稿するための草稿を仕上げている。そして、引き続き中国現地聞き取り調査を実施した。29年度は主に、上海と蘇州地域の自動車・部品企業を訪問し、それらの経営実態と課題についてインタビューを実施することができた。

積極的なM&Aを通じて外部資源の獲得する過程、技術力の蓄積過程等、当初提示したキーワードを中心に、各社の実相を確認することができた。そして、事例研究として取り上げる企業の取引先も含めて聞き取り調査を実施することで、いかに技術革新を推進してビジネスモデルの転換を可能にし、競争力を構築したかのプロセスについて考察することができた。2017年後半に、自動車、とりわけ、新エネルギー車関連政策が中国政府(商務部、外交部、交通運輸部等)により相次いで発表された。このような政府政策の変化に加え、燃費規制の厳格化、自動運転の開発競争の激化を背景に、研究を推進する過程で、追加的な研究・調査課題が浮かび上がった。聞き取り調査を一部遅らせることとなったが、最終年度でキャッチアップできるように調整する計画である。平成30年度は、前年度までの収集資料と聞き取り調査資料の分析成果をまとめ、これまで訪問した上海・蘇州企業に対して、補足調査とインタビューを実施した。また、中国現地協力者に協力を得て、電話によるインタビューを有効活用することができた。そして北京に訪問する機会があり、中国政府及び北京市の自動車部品産業関連政策の最新動向について意見交換をすることができた。本研究は、中国地場自動車部品企業を事例に、その競争力構築プロセスを分析することを目的とし、当初は研究対象をH社とF社に設定した。研究を遂行するうえで、現地企業聞き取り調査の積み重ねと一次資料作成が必要不可欠であり、如何に研究対象となる企業の協力をえることができるかが一つの重要課題である。H社については、その傘下の部品企業をも含めて積極的なM&Aによる外部資源の獲得、技術力の蓄積過程の事例を複数確認することができた。しかし、予定していた企業訪問が突然不可能になり、電話によるインタビューに切り替えたこともある。当初H社とF社の2社を対象に、同時並行で研究を進める予定であったが、計画通りに企業訪問を実施できなかったことで、研究対象をH社及びその傘下の部品企業に絞った。このように計画していた聞き取り調査の実施に一部支障が生じ、研究の遂行が遅れてしまった。また、中国では自動車及び部品産業関連政策の発表と見直しが頻繁に行われている。このような政府政策の変化に加え、部品企業の再編、燃費規制の厳格化、自動運転の開発競争の激化を背景に、本研究を推進する過程で、追加的な研究・調査課題が浮かび上がるのは避けられない。そして、当初の研究計画の仮説に盛り込まれていた4つのキーワードを含め、研究を遂行する過程で方向を多少修正する必要性が出てきたが、報告書の作成段階で反映させる計画である。当初提示したキーワードをもとに事例研究に取り組む過程で、計画していた企業訪問が突然不可能になり、電話インタビューである程度確認はとれたものの、研究の遂行とまとめがやや遅れている。第二年度以降は、入手した主要な統計資料と先行文献を引き続き分析・検討する。加えて本格的に現地聞き取り調査を実施することを計画している。
分子シミュレーション法を用いた結晶構造の異なるセルロースの膨潤・溶解機構の解明

セルロースは原料・エネルギー源としての期待が高いが、難溶解性であることが利用に向けての最大の問題点である。本研究では、セルロースのバイオリファイナリーへの応用に寄与することを目的として、セルロースの4種の結晶形(I, II, III,IV型結晶)を用いて分子シミュレーションを行ない、膨潤・溶解の制御のための基礎知見を得た。亜臨界状態で、各結晶形により膨潤・溶解の過程が異なること、およびその機構に関係したセルロース鎖間相互作用について明らかにした。本研究は、結晶構造の異なるセルロースの膨潤・溶解の機構を分子シミュレーションにより検討し、膨潤・溶解の制御の基礎知見を得ることによりセルロースのバイオリファイナリーへの応用に寄与することを目指すものである。本研究では分子シミュレーションを用いて、実験のみでは困難なセルロースの膨潤・溶解機構を解明を分子レベルで明らかにすることを目的としている。今年度は、平成26年度の研究計画に基づき、セルロースの4種の結晶形(I,II, III,IV型結晶)を用いて、連携研究者の実験結果を参考に分子シミュレーションを行い、セルロース結晶の膨潤・溶解挙動に関して分子シミュレーションによる再現が可能かどうかの基礎検討を行った。その結果、実験と同等の高圧熱水条件下における温度・圧力において、結晶の熱運動の時間変化を計算し、4種のセルロース結晶の膨潤・溶解の基本的な溶解の相違を観測することが出来た。実験ではセルロースIII型が最も容易に分解されたが、分子シミュレーションにおいては、この結晶が最も容易に溶解し、それぞれの結果に大きな相関があることが示された。すなわち、分子シミュレーションにおける溶解は、実験における分解の初期過程としてとらえることが出来、この観測により、結晶の分解機構を検討することが可能である。この結果は論文としてまとめ、この分野の主要雑誌である“Cellulose"誌に掲載された。また、各結晶におけるセルロース鎖間に存在する相互作用について、現在、量子化学計算による検討を行っている。本研究では分子シミュレーションを用いて実験のみでは困難なセルロースの膨潤・溶解機構を解明を分子レベルで明らかにすることを目的としている。昨年度の平成26年度研究計画では、セルロースの4種の結晶形(I,II, III,IV型結晶)の膨潤・溶解挙動に関して分子シミュレーションによる再現が可能かどうかの基礎検討を行ない、シミュレーションが実験の挙動を良く再現することを明らかにした。本年度は、その挙動の解明をさらに進めるため、温度・圧力を室温・定圧から超臨界状態まで変化させて、さらに詳しく結晶の膨潤・溶解の過程を追跡すると同時に、結晶状態におけるセルロース鎖間の相互作用についても詳細に検討した。その結果、セルロースI,II型においていまだ明らかにされていない水素結合の様式について、量子化学計算により、詳細な検討を行うことができた。さらに、セルロースIII型については、結晶の加熱による構造と相互作用の変化について平面波基底を用いた量子化学計算により明らかにすることができた。この成果は論文としてまとめ、この分野の主要雑誌である“Carbohydrate Research"誌に掲載された。平成27年度は研究計画にあるように、26年度の分子シミュレーションに引き続き、さらに詳細に温度・圧力は室温・定圧から超臨界状態まで条件を変化させて結晶の膨潤・溶解の過程を追跡し、セルロース溶解の基本的な機構の詳細を明らかにすることを目的に研究を進めた。その成果は論文としてまとめ、この分野の主要雑誌である“Carbohydrate Research"誌に掲載させることができた。この論文は、セルロースIII型について、結晶の加熱による構造と相互作用の変化について平面波基底を用いた量子化学計算により明らかにしたものである。さらに、セルロースI,II型においては、いまだ明らかにされていない水素結合の様式について、量子化学計算により、詳細な検討を行うことができた。また、その結果は実験の連携研究者に伝え、緊密なコラボレーションのもと、溶解機構と実験条件の最適化を進めている。以上の成果から、本年度の計画は全体としては概ね順調に進展しているとした。本研究では分子シミュレーションを用いて実験のみでは困難なセルロースの膨潤・溶解機構の解明を分子レベルで明らかにすることを目的としている。初年度の平成26年度では、セルロースの4種の結晶形(I、II, III,IV型結晶)の膨潤・溶解挙動に関して分子シミュレーションによる再現が可能かどうかの基礎検討を行ない、シミュレーションが実験の挙動を良く再現することを明らかにし、その結果は"Cellulose"誌に掲載された。続く、27年度と本年28年度の2年間の計画では、その挙動の解明をさらに進めるため、温度・圧力を室温・常圧から超臨界状態まで変化させて、さらに詳しく結晶の膨潤・溶解の過程を追跡すると同時に、結晶状態におけるセルロース鎖間の相互作用についても詳細に検討した。27年度は、特にセルロースIII型について、結晶の加熱による構造と相互作用の変化について平面波基底を用いた量子化学計算により明らかにし、成果を“Carbohydrate Research"誌に掲載した。

今年度は、最終年度として、さらに、I型およびII型結晶について、その構造の詳細を明らかにするために、平面波基底量子化学計算により、結晶内での水素結合形成パターンを調べた。その成果は、現在“Carbohydrate Research"誌に投稿中である。セルロースは原料・エネルギー源としての期待が高いが、難溶解性であることが利用に向けての最大の問題点である。本研究では、セルロースのバイオリファイナリーへの応用に寄与することを目的として、セルロースの4種の結晶形(I, II, III,IV型結晶)を用いて分子シミュレーションを行ない、膨潤・溶解の制御のための基礎知見を得た。亜臨界状態で、各結晶形により膨潤・溶解の過程が異なること、およびその機構に関係したセルロース鎖間相互作用について明らかにした。平成26年度の研究計画にあるように、結晶形の異なる4種のセルロース結晶モデルを用いて分子シミュレーションの予備実験に続き、本格的に分子シミュレーションを行った。その結果はセルロースの4種の結晶形(I,II, III,IV型結晶)について、連携研究者の実験結果を良く再現するセルロース結晶の膨潤・溶解挙動が観測された。その結果は実験の連携研究者に伝えるとともに、論文としてまとめ、この分野の主要雑誌である“Cellulose"誌に掲載させることができた。従ってこの項目については計画以上の進展を見た。また、各結晶におけるセルロース鎖間に存在する相互作用については、溶解に関係すると考えているグルコース環のC-H水素と側鎖カルボニル基酸素の間に働いているCH/O相互作用と溶解との関係を上記の分子動力学シミュレーションの範囲においては計画通り明らかにすることが出来たが、相互作用の強度については量子化学計算による定量化が望まれる。それについては現在、結晶の状態で平面波基底を用いた量子化学計算を行っており、現在解析中であるため、全体としては概ね順調とした。最終年度である本年度は、研究の最終段階として申請書にもあるように温度・圧力条件のほかに、溶媒中へのNaOH等の添加物の影響や結晶の大きさによる溶解性への影響(分子量依存性)等についての検討も行っていく予定である。特に、セルロース結晶内におけるセルロース鎖間に働く相互作用については、第一原理分子動力学シミュレーション法の適用により、高温・高圧下での構造と相互作用の変化を量子化学計算のレベルで明らかにすることを試みる。さらに、NaOH等の添加物の溶性に及ぼす影響については溶媒和自由エネルギー計算による評価と溶媒和構造との関係について明らかにし、セルロース溶解の基本的な機構の詳細を明らかにする予定である。高分子計算機
凝固過程の高精度計測と能動的制御

溶融・凝固をともなう新素材の生成や加工技術の確立を目指した本研究では、素材や加工方法ごとに検討内容を分担して研究を進めた。これらの成果の概要は以下の通りである。(1)高分子材料の高精度・高機能成形加工については、ふく射を利用した温度分布の能動的制御による高分子材料の超高精度射出成形法の提案を行い、ミクロンオーダーの成形加工においてその効果を確認するとともに、金型・溶融高分子材料間の接触熱抵抗を詳細に評価する方法を提示し、さらに複雑な断面構造を有する繊維の高速紡糸における伝熱機構と能動的高次構造制御によって、新しい構造を有する繊維材料を成形する手法を提案した。(2)半導体材料などの結晶育成に関しては、電場・磁場と流体運動の相互作用をミクロ・マクロの立場から理論的・実験的に解析し、その結果に基づき溶液成長法による高品質半導体結晶の育成を試みるとともに、単結晶成長にかかわる伝熱流動特性と磁場の関連を理論的に検討し、るつぼ内の溶融金属の流動・伝熱と印加磁場、るつぼの電気伝導性の影響を評価した。(3)鉄銅スラブ内の凝固の高精度制御に関しては、スラブ温度の均一化を目指した対流・ふく射変換によるエッジヒ-ティングを理論的に検討し、スラブとふく射変換体の特性と温度均一化効果の関連を明らかにした。(4)繊維強化複合材料に関しては、複合材料内の熱物性値を評価する方法を検討した上で、熱物性値を所定の値に制御する繊維強化複合材料の熱設計として、繊維および母材の種類、繊維体積率を決定する熱物性評価式を作成した。これらに加えて、素材の溶融・凝固にかかわる伝熱制御に伝熱媒体の遷臨界過程を応用することを想定して、遷臨界過程現象の基礎的な知見を分子動力学によって得ている。凝固を伴う材料の製造工程の高度化を目的として、各種材料の凝固とそれに付随する伝熱・流動現象、ならびにそれらを制御するための方法を微視的視点から検討した。研究代表者ならびに分担者の研究実績の概要は以下の通りである。(1)高分子射出成形時の温度分布と分子配向の関連の評価(黒崎):射出成形品の歪みを左右する高分子鎖配向と繊維状フィラー配向の関連性ならびに成形時の温度条件との関係を実験的に調べ、熱的条件による成形品歪みの制御手法を検討した。(2)樹脂・壁面接触部の熱伝達計測系の試作と計測方法の検討(横井):各種壁面粗度の鋼材端部を多様な加圧モードにて溶融樹脂面に接触させた際の樹脂と壁材料内の温度分布から樹脂・壁面間の熱伝達率を測定するための装置を設計・試作した。(3)溶融材料の物性と凝固過程のミクロ・マクロ解析法の開発(前川):溶融金属や半導体に対するミクロ・マクロ解析法を開発し、物性や凝固過程を理論解析するとともに、InPを用いた凝固実験を行い計算モデルの妥当性を確認した。(4)導電融液の自然対流振動流の振動状態の検討(尾添):単結晶製造において重要な液体金属の伝熱流動特性の数値解析を行うとともに、Cz法においてルツボの回転や磁場の印加による流れ場、酸素濃度への影響を検討した。(5)遷臨界非定常伝熱の実験的評価準備と分子動力学解析(相原):遷臨界流体セル内の一次元非定常熱伝導および二次元非定常自由対流の数値解析と白金細線を用いた非定常伝熱実験を行い、能動的伝熱制御手法を検討した。(6)環状ノズルによる衝突噴流熱伝達特性の評価(一宮):連続鋳造スラブの温度分布平坦化に用いる環状ノズルによる衝突噴流熱伝達特性を稠密かつ高速に計測する感温液晶温度計測技術を構築し、基礎的な伝熱特性を評価した。

本年度は各分担課題について検討を進め、以下のような結果を得た。(1)温度分布と分子配向分布の能動的制御による高分子材料の超高精度射出成形法の研究(黒崎)では、射出成形金型に赤外線透過窓を取り付け、成形中の樹脂に炭酸ガスレーザを照射することで高分子配向層の消去、転写性の向上を図る手法を提案し、その有効性を確認した。(2)射出成形における流動樹脂内温度分布および金属壁面との熱伝導率の計測(横井)では、金型に設置したすりガラス面と樹脂との接触状況の可視化解析に加えて、同時多点温度分布計測に基づくFEM逆問題解析によって圧力、温度、面粗さの界面熱抵抗への影響を明らかにした。(3)電場・磁場を用いた融液の流動・伝熱過程の能動的制御による材料製造プロセスの高度化の研究(前川)では、融電性流体に電場を掛けた場合の非線形EHD対流の発生問題を解析し、対流発生曲線を求めるとともに、イオン移動度の測定を行い、分子動力学法によりイオン移動度とイオンクラスターの解析を行った。さらに、二元半導体の結晶成長を数値解析し、Ra数と凝固界面形状の関係を明らかにした。(4)単結晶成長にかかわる伝熱流動特性と磁場の関連(尾添)では、液体金属のベナ-ル対流の振動原因は複数のロールセルの干渉によること、Cz法で水平一様磁場を加えた場合、ルッボ回転は対流を幾分促進すること、封液付きCz法の融液振動は円形渦の移動によることを明らかにした。(5)スラブ直送圧延用エッジヒ-ティングの高度化に関する研究(一宮)では、連続鋳造後の高温鋼片の温度均一化のために、衝突噴流と多孔性材料を併用するという基本的考えに基づき、まず環状衝突噴流熱伝達の特性を実験的に整理した。感温液晶と画像処理による温度計測、熱伝導と熱放射を考慮した正味熱流束を評価し、各ノズル・衝突面間距離に対し、管径比、レイノルズ数を含めた実験式を求めた。一部、基本的モデルに基づく数値解析を行った。(6)繊維強化複合材料の熱物性値の最適化(服部)では、繊維強化複合材料の設計のための要素技術として、繊維軸に直交する方向の熱伝導率について、繊維自体を熱源および温度センサとする測定法を示し、この方法によって得られる結果の精度を検討した。溶融・凝固をともなう新素材の生成や加工技術の確立を目指して、それぞれの分担課題につき検討を進め、以下のような成果を得た。温度分布と分子配向分布の能動的制御による高分子材料の超高精度射出成形法の研究(黒崎)では、金型内材料に赤外線を照射して材料の凝固を制御することによって、過大な成形圧力を要することなく数ミクロンオーダーの形状を成形品表面に転写できること、極薄成形品の流動限界を飛躍的に延ばすことができることを明らかにした。複雑な断面構造を有する繊維の高速紡糸における伝熱機構と能動的高次構造制御(鞠谷)では、繊維の横断面形態の扁平化が高速紡糸過程に及ぼす効果につき、紡糸線道力学と繊維構造の解析に基づいて検討し、冷却の促進、断面内温度分布の形成に伴い分子配向と配向結晶化も促進されることを明らかにした。電場・磁場を用いた融液の流動・伝熱過程の能動的制御による材料製造プロセスの高度化の研究(前川)では、電場・磁場と流体運動の相互作用をミクロ・マクロの立場から理論的・実験的に解析し、溶液成長法により高品質半導体結晶を育成した。単結晶成長にかかわる伝熱流動特性と磁場の関連(尾添)では、液体金属の自然対流が、容器壁の電気伝導率が大きくなると、その方向によらず外部磁場によって抑制されること、また絶縁壁の場合、方向によっては伝熱促進が生じることを予測した。
腎細胞がん患者におけるアキシチニブの薬効及び副作用の個人差を規定する要因解析

腎細胞がん患者におけるアキシチニブの薬効と副作用の個人差を規定する因子を明らかにすることを目的として以下の検討を行った。対象患者は2012年8月から2013年12月までに京都大学医学部附属病院泌尿器科において、アキシチニブ治療を行った腎細胞がん患者とし、電子カルテを通してレトロスペクティブに調査した(観察期間: 2014年3月まで)。対象患者は20人(男性16人、女性4人)、年齢の中央値は64歳(4279歳)であった。アキシチニブ服用前に使用した分子標的薬は、スニチニブ12人、ソラフェニブ4人、エベロリムス4人、テムシロリムス1人であり、インターフェロンは10人であった。原発巣除去手術を行っていた患者は14人、アキシチニブ服用後手術を行った患者は2人であった。服用継続期間の中央値は155日(5日422日)であった。中止理由は病勢進行によるものが12人と最も多く、手術2人、副作用1人(蛋白尿)、その他1人(心嚢水・胸水貯留)であった。主な副作用は、高血圧15人(75%)、嗄声7人(35%)、手足症候群6人(30%)、蛋白尿5人(25%)、下痢5人(25%)であった。さらにグレード3の高血圧を示した患者5人では服用継続期間が404日(148-422日)で、それ以外の患者の155日(5-321日)よりも有意に長かった(p=0.0363)。なお、体重あたりの初期服用量と服用継続日数との相関は見られなかった(R^2=0.0059)。以上より、アキシチニブの副作用はコントロール可能なものが多く、病勢進行による服用中止が多かったことから、アキシチニブの薬効を十分に発揮できる用量設定を行う必要があると示唆された。初期服用量と体重の問に関連が認められず、服用後の高血圧が服用継続期間に影響したことから、初期用量10mgで開始後に血圧を指標に用量を検討することが望ましいと考えられた。
南溟の祖国インドネシアに散った日本人アブドラ・ラフマン・イチキ再考

第2次世界大戦の終戦日は、インドネシアにとって独立戦争という新たな戦いの始まりの日であり、インドネシアで半生を送った熊本県出身の復帰邦人アブドラ・ラフマン・イチキ(市来竜男)にとっては、祖国日本と決別し第2の祖国インドネシアの独立戦争に本格的に身を投じた時期でもあった。その後、市来は1949年1月9日オランダ軍の銃弾に倒れ、東部ジャワ島ダンピット村で42年の人生の幕を閉じた。当研究の目的は、民間人市来が、なぜ戦後の早い時期からオランダから追跡されなければならなかったのか、なぜインドネシア国軍との連携が図れたのかを解明することであった。調査は、市来および独立に関わった日本人に関する戦前から戦後に至るインドネシア及び和蘭の史・資料を収集し読み解くことが中心となり、オランダ国立公文書館三館所蔵の公文書収集調査、早稲田大学中央図書館で当時の文献資料収集調査を行った。公文書および当時の文献から、戦前インドネシアに渡った日本人市来が、「異国」で身につけたのは単にインドネシア語という言語だけではなく、人類学的な意味の「文化」をも身につけ、将に身も心も「インドネシア人」アブドラ・ラフマン・イチキとして独立を希求していたことが理解できた。その長けた言語能力を高く評価した日本軍は、インドネシア防衛義勇軍の教科書の翻訳および訓練に係わらせていくが、一方、市来は軍事訓練を通じインドネシアの独立達成への道を見出し、後日インドネシア国軍と変容していく防衛義勇軍と深くかかわったことが理解できた。民間人でありながら、その言語能力のため日本軍上層部とも深く係わり、そのため戦後戦犯裁判に向けオランダが、日本軍部を追及していく中、市来の情報も収集していったようだ。戦争に関する研究は、その時代に生きた人々をとかく単一的に扱われることが多いが、当研究を通じ、戦前からの邦人移民にとっては、単に国籍のある国が祖国というわけではなく、戦争を契機に身の振り方、ナショナル・アイデンティティーが高まることを詳らかにできたことに意義がある。戦争を通じての邦人移民の多様な身の処し方は、米国の日系邦人の研究では幾分明らかにされてはいるものの、アジアの邦人移民に関しては今後さらなる研究が期待され、そのことは、現在の政治化した言説にも見られる単純な2項率からなる戦争の歴史観を再構することに大いに貢献すると考えられる。
ヒトドレブリンE遺伝子導入細胞による神経再生機能解析

我々はすでにヒト胎児脳cDNA-lambdagt11ライブラリー(Clontec Labs,CA)より、human drebrin EcDNAを単離し、全塩基配列を決定した。そこで今回、得られたhuman drebrin EcDNAをbetaアクチンプロモーターを有するpMIW-HEPのEcoR V siteおよびmetallotionein-Iプロモーターを有するpMITID13SのHind III siteに挿入した。この発現ベクターをneomycineresistant geneであるpSTB-neoと共に、燐酸カルシウム共沈法に従い、Lcellにco-transfectした。G418によりselectionを行い、ドレブリンE遺伝子導入細胞をcloningしてtransformantを得た。そこで今後、非神経細胞であるLcellに対する、ドレブリンEのもつ神経突起形成作用、アクチンやチュブリン等の細胞骨格蛋白質との相互作用を、ドレブリンAの機能との比較を中心に検討する予定である。抗ドレブリン抗体(M2F6),NBD-phallacidin抗体、抗チュブリン抗体を用いた免疫染色、Western blot解析により、細胞の形態変化およびそれぞれの蛋白発現量の変化を解析する。
酵素モデルとしての多核金属錯体の合成,構造・機能に関する研究

タイプIII銅タンパク質は特有の磁気的・電気化学的・分光学的性質をもっている。これらの性質と構造の関係を明らかにするために,以下のモデル錯体を系統的に合成し,それらの物理化学的性質を調べることにより上述のタンパク特有の性質と銅周辺部の構造の関係について考察を行った。1.オキシム状N-O^-と水酸化物イオンなどで橋かけした混合配位子複核銅(II)錯体を合成した。そのなかで,水酸化物イオンで橋かけした錯体では,2個の銅(II)間に強い反強磁性的相互作用をもつ錯体を得た。2.二核配位子であるシッフ塩基を含み,アルコール性酸素とアジ化物イオンなどで橋かけした複核銅(II)錯体を合成した。これらのなかで,タイプIII銅タンパクと同様の反磁性で且つ可視部に大きい吸光係数を示す錯体を見い出した。3.イミダゾール窒素含有二核配位子を含み,アルコール性酸素とアジ化物イオンなど各種の橋かけ配位子で橋かけした複核銅(II)錯体を合成した。得られた錯体中,アジ化物イオンを含む錯体(反磁性)以外では銅(II)間の反強磁性的相互作用は小さいことが判明した。4.イミダゾール窒素含有二核配位子を含み,2個のアジ化物イオンやチオシアン酸イオンなどで橋かけした複核銅(II)錯体を合成した。これらのなかで,水酸化物イオンまたはピラゾレートで橋かけした錯体では銅(II)間に強い反強磁性的相互作用が見られること,またアジ化物イオンまたはチオシアン酸イオンで橋かけした錯体ではタイプIII銅と類似の電気化学的性質を示す錯体を得た。以上のモデル錯体の研究から,タイプIII銅特有の磁気的性質は複核銅(II)錯体内の各銅(II)の配位平面が同一平面に近いことが重要であることが明らかになった。タイプIII銅タンパク質は特有の磁気的・分光学的・電気化学的性質を示すことはよく知られている。これ迄に上述の物理化学的性質の一つだけタイプIII銅と酷似の性質を示す複核銅(II)錯体は合成されている。しかし,すべての物理化学的性質がタイプIII銅と同じ性質をもつ錯体は皆無である。そこで,以下に記述したように系統的に錯体合成を行い,それらの性質を調べた結果を中心に報告したい。(i)軟体動物のオキシヘモシアニン中の2個の銅(II)の周りの配位環境が等価でないて指摘されているので,それのモデル化として,一方の銅(II)にジアセチルモノオキシムと2ー(2ーアミノエチル)ピリジンとのシッフ塩基を他方の銅(II)には2,2'ービピリジルあるいは1,10ーフェナントロリンを含む混合配位子複核銅(II)錯体を合成した。銅(II)ー銅(II)間はオキシム状NーO^-とOH^-またはOAc^-で橋かけした錯体である。それらの磁気的・分光学的・電気化学的性質を調べた。その結果,とくにOH^-で橋かけした混合配位子錯体のなかに,2個の銅(II)イオン間に極めて強い反強磁性的相互作用を示す錯体種が得られた。これらの一部の内容は平成4年3月の第63春季年会で講演発表する。また,研究論文として投稿済みである。(ii)主に,タイプIII銅タンパクの機能モデル錯体の開発を目ざすための準備として,各銅(II)にイミダゾ-ル窒素およびアミン窒素が結合し,

銅(II)間をNCS^-,OH^-,Pz^-(ピラゾレ-ト),Im^-(イミダゾレ-ト)など各種の橋かけ配位子で橋かけした複核銅(II)錯体を合成した。これらの錯体は橋かけ配位子の種類によって物理化学的性質は大きく変ることが判明した。これらの結果の一部も研究論文として投稿準備中である。タイプIII銅タンパク質は特有の磁気的・分光学的・電気化学的性質を示すことはよく知られている。これらの特有の性質を示す複核銅錯体をモデルとして合成し、それらの構造・性質の関係を調べた。また、これらの錯体のなかに機能モデルとしての可能性を有する錯体も見出したので、それらの反応性についての検討を行った。(i)モデル錯体として、以下の複核銅(II)錯体を合成した。すなわち、数種のカルボニル化合物と1,5-ジアミノペンタン-3-オールなどとのシッフ塩基配位子を含み、アルコール性酸素とピラゾレートなどで橋かけした複核銅(II)錯体である。これらのなかで、タイプIII銅タンパクの磁気的・分光学的性質にほぼ一到する錯体の合成ができた。その結果は、平成4年10月の錯体化学討論会で発表し、現在研究論文として投稿準備中である。(ii)タイプIII銅タンパクの機能モデル錯体の開発を行っているが、その前段階として、イミダール基含有二核配位子を含み、ピラゾレートなどで橋かけした複核銅錯体を合成し、それらの物理化学的性質を調べた。その結果は現在研究論文として投稿中である。また、カテコールを配位した錯体を合成し、それを用いた機能モデル研究を進めている段階である。(iii)軟体動物のオキシヘモシアニンの構造・物理化学的性質をモデル化した混合配位子複核銅(II)錯体の合成と性質・構造については、主に平成3年度に研究を行った。これらのなかに、タイプIII銅タンパクと同様に反磁性にかなり近い錯体を見出した。その結果は、平成4年11月に研究論文として発表済みである。今後、これらの錯体を用いた機能モデル錯体の開発も進めたい。タイプIII銅タンパク質の活性部位では,2個の銅イオンが対を形成し,一種の複核銅錯体の形で存在している。これらのタンパクは特有の磁気的・電気化学的・分光学的性質をもっている。これらの性質と構造の関係を明らかにするために以下のモデル錯体を平成3,4年度に続いて合成し,これ迄の3,4年度の研究結果と合わせて総合的に検討を行なった。1.1,3-ジアミノ-2-アノールあるいは1,5-ジアミノ-3-ペンタノールとアセチルアセトンまたはベンゾイルアセトンとのシッフ塩基を含み,N_3^-,OH^-等で橋かけした複核銅(II)錯体を合成した。これらのなかで,1,3-ジアミノ-2-プロパノールからなるシッフ塩基を含みN_3^-で橋かけした2種の錯体では銅(II)イオン間にきわめて強い反強磁性的相互作用が働き,その結果反磁性の錯体を見いだした。2.イミダゾール窒素を含む二核配位子N,N',N'-テトラキス[(1-メチル-2-ベンズイミダゾリル)メチル]-1,3-ジアミノプロパンなどとN_3^-等各2個で橋かけした複核銅(II)錯体を合成した。これらの錯体はすべて銅(II)イオン間には反強磁性的相互作用は存在しないかある場合も小さいことが判明した。一方,電気化学的挙動はタイプIII銅タンパクと同じCu^<2+>-Cu^<2+>を示し,特にN_3^-かNCS^-で橋かけした錯体では半波電位はかなり正側にシフトしており,タイプIII銅のそれに近い。
ミトコンドリアユビキチンリガーゼによる酸化タンパク質排除機構と神経変性疾患

私たちはミトコンドリア外膜に局在する膜型ユビキチンリガーゼ、MITOLを同定しか。MITOLの生理的役割を解明するため、酵母two-hybrid法を用いて会合タンパク質の探索を行ったところ、微小管関連タンパク質MAP1B-LC1(以下LC1)を同定した。これまでにMITOLノックダウン細胞において微小管の安定性が亢進し、ミトコンドリアの動きが抑制されることが観察されていたので、私たちはMITOLとLC1との関連性を検討した。結果、MITOLはLC1と直接会合し、ミトコンドリア上で特異的にユビキチン化することを明らかにした。続いて私たちはLC1が微小管で機能する際に、一酸化窒素による修飾(S-ニトロ化)を受けることに着目した。興味深いことに、MITOLはS-ニトロ化LC1を特異的に認識、ユビキチン化するという、新しいタンパク質分解制御機構があることを明らかにした。続いてLC1の蓄積が神経変性疾患に関与しているという報告からMITOLの機能不全によってLC1が蓄積、神経細胞死が引きおこる可能性を検討した。In uteroエレクトロポレーション法を用いてマウス胎児脳の神経細胞移動を観察したところ、MITOLノックダウンによって神経細胞移動が抑制されること、その抑制がLC1ノックダウンで回避されることを明らかにした。更にマウス大脳皮質初代培養細胞でLC1の毒性がMITOLノックダウン細胞で亢進することから、MITOLは過剰なLC1の排除機構に関与し、その破綻は神経細胞死を引きおこすことがわかった。以上の結果から私たちは新しいタンパク質分解制御機構を明らかにし、活性酸素種によるミトコンドリア毒性およびその防御機構の存在を本研究で明らかにした。
蘚苔類の分類体系の再検討-頂端分裂細胞の分裂様式と分子データからのアプローチ-

本研究はコケ植物の分類体系について,形態・解剖学からの比較形態学的見地ならびに分子情報から再検討を加え,より妥当な体系の構築を目的に実施されたものである.形態・解剖学的アプローチとして,コケ植物の配偶体体制の骨格を形成する始原細胞である頂端細胞の形態の多様性に着目しながら,大綱分類群との対比を行った.フタマタゴケ亜自の分子系統学的研究を重点的に推進し,同亜目内の4科(Aneuraceae, Metzgeriaceae, Mizutaniaceae, Vandiemeniaceae)の系統関係を明らかにした.Metzgeriineaeは単系統群であることが強く示唆された(Mizutaniaceaeを除く).Mizutaniaceaeはウロコゴケ目ウロコゴケ亜科のツキヌケゴケ科Calypogeiaceaeの中に位置づけられ,苔類の系統関係を議論する上で注目すべき情報を提供した.さらに,Metzgeriaceaeは単系統群としてまとまったが,一方Aneuraceaeは多系統群となった.VandiemeniaceaeはMetzgeriaceaeの姉妹群となったことや形態観察の結果から,特に独立した科を立てる意義は認められなかった.スジゴケ科のヤワラゴケ属LobatiriccardiaとAneura属はそれぞれ単系統性が明らかになり,姉妹関係に置かれた.この系統関係から,Furuki(1991)が提案したLobatiriccardiaを独立した属と認めるという分類学的な扱いは妥当なものと結論した.頂端分裂細胞の形態との関係については,フタマタゴケ亜目では斉一的にレンズ型のものであって,とくに分子系統樹から得られた大綱分類群に投影された形質であることが確認された.このほか配偶体のみならず胞子体レベルを含む種々の視点や分類群を用いて,蘇苔頚の系統に関わる研究を広く展開した.本研究はコケ植物の分類体系について,形態・解剖学からの比較形態学的見地ならびに分子情報から再検討を加え,より妥当な体系の構築を目的に実施されたものである.形態・解剖学的アプローチとして,コケ植物の配偶体体制の骨格を形成する始原細胞である頂端細胞の形態の多様性に着目しながら,大綱分類群との対比を行った.フタマタゴケ亜自の分子系統学的研究を重点的に推進し,同亜目内の4科(Aneuraceae, Metzgeriaceae, Mizutaniaceae, Vandiemeniaceae)の系統関係を明らかにした.Metzgeriineaeは単系統群であることが強く示唆された(Mizutaniaceaeを除く).Mizutaniaceaeはウロコゴケ目ウロコゴケ亜科のツキヌケゴケ科Calypogeiaceaeの中に位置づけられ,苔類の系統関係を議論する上で注目すべき情報を提供した.さらに,Metzgeriaceaeは単系統群としてまとまったが,一方Aneuraceaeは多系統群となった.VandiemeniaceaeはMetzgeriaceaeの姉妹群となったことや形態観察の結果から,特に独立した科を立てる意義は認められなかった.スジゴケ科のヤワラゴケ属LobatiriccardiaとAneura属はそれぞれ単系統性が明らかになり,姉妹関係に置かれた.この系統関係から,Furuki(1991)が提案したLobatiriccardiaを独立した属と認めるという分類学的な扱いは妥当なものと結論した.頂端分裂細胞の形態との関係については,フタマタゴケ亜目では斉一的にレンズ型のものであって,とくに分子系統樹から得られた大綱分類群に投影された形質であることが確認された.このほか配偶体のみならず胞子体レベルを含む種々の視点や分類群を用いて,蘇苔頚の系統に関わる研究を広く展開した.蘚苔類(コケ植物)の分類体系の再検討を,(a)形態・解剖学的アプローチとして頂端細胞の形態と植物体の体制の関係について検証し,頂端細胞の微細形態レベルでの特徴,頂端細胞の分裂面の数と分裂面の転換機構を明らかにし,分類体系を再構築する研究を進めた.取り上げた材料は現行の分類体系では茎葉体制を基本とするウロコゴケ亜綱のコマチゴケ目に属するヒメトロイブゴケで,この仲間は同じ亜綱にある葉状体制のフタマタゴケ目と共通する配偶体形質をもっていて,系統上の位置が議論されている.最近の分子系統学的解析ではさらに,ウロコゴケ亜綱でもゼニゴケ亜綱のものでもないという結果が示されている.タイ類の系統学的研究を進める上でこの種は大綱分類体系を考える上でのキーとなるものである.今年度は頂端細胞の分裂機構と体制づくり,とりわけ半葉状体制の起源と背片形成に着目してその形態を追った.その結果,側片と背片の関係は,ウロコゴケ亜綱で見られる1つの葉にできる2裂片に相当するものであると結論した.5細胞期メロファイトの外界に面した3細胞のうち背側の1細胞が背片に,腹側の2細胞が側片に分化すると判断した.(b)分子系統学的アプローチではrbcL遺伝子を用いた系統解析をタイ類で体制が茎葉状と葉状の中間的体制を示す群であるフタマタゴケ目Metzgerialesについて進めた.フタマタゴケ目の苔類10種についてrbcL遺伝子を用いて系統解析を行った.フタマタゴケ目に含められてきた苔類は,単系統群にならないことが示唆された.今後,種数を増やしてより詳細な系統関係について検討が必要性であるとの認識に至った.

蘚苔類(コケ植物)の分類体系の再検討を,(a)形態・解剖学的アプローチとして頂端細胞の形態と植物体の体制の関係について検証し,頂端細胞の特徴,頂端細胞の分裂面の数と分裂面の転換機構を明らかにし,分類体系を再構築するための形態学的データを収集に努めた(出口博則・山口富美夫).取り上げた材料は現行の分類体系では茎葉体制を基本とするウロコゴケ亜綱ハネゴケ科にありながら通常は葉状体制で,生殖器官をつける枝だけは茎葉体制を示すという特異な形態を示すシフネルゴケの頂端細胞と,生まれたメロファイトの発達を追跡した.その結果,葉状体制でも頂端細胞は明瞭な4面体型を示すことを突き止めた.また,茎葉タイ類のSchistochilaの葉上にみられる複雑な葉状付属器官の由来を追跡し,通常の茎葉タイ類の葉と比較した.国内に産しないが議論に不可欠である特異な形態をもつフタマタゴケ類の材料収集のためにオーストラリアで資料収集を行い(坪田博美・古木達郎),VandiemeniaをはじめLobatiriccardia, Riccardiaなどの種を確保し,現在,分類,形態学的研究を進めている.(b)分子系統学的アプローチではrbcL遺伝子を用いた系統解析をタイ類で体制が茎葉状と葉状の中間的体制を示す群であるフタマタゴケ目Metzgerialesについて進めた.フタマタゴケ目のトロイブゴケ科,ウロコゼニゴケ科,ミズゼニゴケ科,アリソンゴケ科,マキノゴケ科,クモノスゴケ科,ウスバゼニゴケ科,スジゴケ科,フタマタゴケ科の苔類についてrbcL遺伝子を用いて系統解析を行った.この結果,タイ類の大綱分類体系として,タイ類綱のもとにコマチゴケ亜綱,ウルコゴケ亜綱,トロイブゴケ亜綱,ゼニゴケ亜綱の4亜綱を置くのが適当という結論を得た(坪田博美・出口博則).この成果の一部はドイツで開催された国際シンポジウムで発表した.本年度はフタマタゴケ亜目の分子系統学的研究を重点的に推進し,同亜目内の4科(Aneuraceae, Metzgeriaceae, Mizutaniaceae, Vandiemeniaceae)の系統関係を明らかにした.試料収集はマレーシア(古木達郎)および日本(四国地方)(出口博則)で行った.葉状苔と茎葉苔の中間的な形態をもつという点からも苔類の分類体系を構築する上で重要な群である.研究の結果,rbcL遺伝子の塩基配列にもとついて系統樹を作成し,系統解析を行った(出口博則・坪田博美・古木達郎).得られた系統樹から,Mizutaniaceaeを除くMetzgeriineaeは単系統群であることが強く示唆された.Aneuraceaeは多系統群,Metzgeriaceaeは単系統群であることが示唆された.VandiemeniaはMetzgeriaceaeの姉妹群となった.この結果は,形態観察の結果からも支持された.このことから,VandiemeniaはMetzgeriaceaeの異名に落とすことが妥当であると示唆された.また,Metzgeriineaeに置かれてきたMizutaniaceaeはCalypogeiaceaeツキヌキゴケ科に近縁であることが明らかになり,MizutaniaceaeはMetzgeriineaeではなく,Jungermannialesウロコゴケ目に置くべきであるという結論を得た.