hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンパクト・リー群作用の幾何と解析

例えば,報告者は上記研究において2つの弱鏡映構造を許容する部分多様体の例が与えたが,一般に,どのような部分多様体が,どの程度,弱鏡映構造を許容するか研究がなされていない.また,現在知られている弱鏡映部分多様体の例は,有限次元・無限次元いずれの場合でもすべて等質部分多様体であり,非等質な弱鏡映部分多様体が存在するかどうかは興味深い問題である.また,弱鏡映部分多様体の分類問題については,コンパクト型対称空間内であっても未だ解明されていない.報告者は,このような弱鏡映部分多様体の構造,等質性,分類に関する問題に,前年度研究結果を用いて取り組む.当初「超極作用」に着目し,ヒルベルト空間へのP(G,H)作用を研究する計画を述べたが,研究の進展につれてP(G,H)軌道が(Ikawa-Sakai-Tasakiの意味での)「弱鏡映」という特殊な対称性をもつ極小部分多様体になる場合が幾つもあることが判明した.ヒルベルト空間の弱鏡映部分多様体は先行研究の無い新しい対象であり,報告者はその研究を優先した.その結果,以下に述べる興味深い結果を多数得た.これらを全て一つの論文にまとめ学術誌に投稿した.無限次元部分多様体論における基本的研究対象は,「固有フレドホルム部分多様体(PF部分多様体)」(Terng)である.報告者はまず,PF部分多様体に対して弱鏡映性及び関連概念を定義し,それらの関係および極小性について考察した.そして弱鏡映性が「平行移動写像」を通してどう伝達されるか研究した.平行移動写像とは,ある無限次元ヒルベルト空間から有限次元コンパクト法等質空間へのリーマン沈め込み写像である.特に有限次元部分多様体の平行移動写像による逆像が,無限次元PF部分多様体となることが知られている.報告者は「弱鏡映部分多様体の平行移動写像による逆像は弱鏡映PF部分多様体か?」と問題設定し,それを肯定する3つの結果を得た.特にその1つは,コンパクト型既約対称空間の任意の弱鏡映部多様体から,弱鏡映PF部分多様体が得られることを保証する強力な定理である.報告者はこれらの結果を用いて弱鏡映PF部分多様体の例を6種類構成した.これらは全て等質極小PF部分多様体の例でもある.報告者はこれらが殆どの場合に全測地的でないことも示した.これより「無限次元ヒルベルト空間において全測地的でない等質極小部分多様体が多数存在する」ことがわかる.これは有限次元の場合で決して成り立たない事実であり,有限次元部分多様体と無限次元部分多様体の一つの決定的差を示す結果である.当初計画した「超極性に着目したP(G,H)作用の研究」から,「P(G,H)軌道の弱鏡映性に関する研究」へ方向修正したという点で,計画以上に進展したとは言い難い.けれども,弱鏡映部分多様体をはじめ極小部分多様体の様々なクラスを無限次元の場合へ拡張する試みは過去に無く,その第一歩を開拓したという点は注目すべきである.また上述の主結果「有限次元弱鏡映部分多様体の平行移動写像による逆像は,無限次元弱鏡映PF部分多様体である」は平行移動写像の性質として非常に興味深い.その過程で導出した第二基本形式・形作用素の公式は,弱鏡映性とは独立に応用が期待される.尚,上述の研究結果は一つの論文としてまとめ,国際学術誌への投稿が完了している.これらの研究結果は国内外の学会でも計4回発表しており,今後も発表を続ける予定である.また今回の弱鏡映PF部分多様体に関する研究は,当初計画した超極なP(G,H)作用の研究とも大きく関連する.報告者は上述の研究において,超極なP(G,H)作用における弱鏡映軌道の例を与えている.一般に,超極なP(G,H)作用において弱鏡映軌道がどの程度存在するかは重要な問題である.更に,超極なP(G,H)作用が無限次元Kac-Moody対称空間のイソトロピー表現と見做せる事実も踏まえれば,上記問題は井川氏,酒井氏,田崎氏らのs表現弱鏡映軌道に関する研究の無限次元版と位置付けることができ,相互関係も期待される.以上を総合的に判断し,研究はおおむね順調に進展していると考えている.上記研究実績との関連を踏まえ,報告者は次の3課題に取り組む.またこれら遂行のため,アウクスブルク大学Ernst Heintze氏を訪問・研究討議を計画している.1.前年度研究結果の拡張.弱鏡映部分多様体は極小部分多様体の一つのクラスをなす.上述の弱鏡
自動車排ガス触媒の貴金属量低減に資するペロブスカイト型酸化物触媒に関する研究

平成26年度は、1貴金属/ペロブスカイト共担持触媒, 2貴金属固溶ペロブスカイトの設計合成と機能開発、3ディーゼルパティキュレート除去用ペロブスカイト系触媒の3つの触媒系を対象とし、平成24年度および平成25年度に得られた成果を基に、貴金属低減のためのペロブスカイトの応用の可能性を明らかにするとともに本研究の総括を予定していたが、研究代表者急逝のため、以下を以って研究終了となった。〔貴金属固溶ペロブスカイト触媒〕Sr_<2-x>La_xMnO_4とPd^<2+>とのイオン交換/焼成プロセス(ポスト熱処理固溶法)で合成したコアーシェル型触媒について、Pdイオンの状態をXAFSで解明した。ボールミルによるメカノケミカル反応で合成するコアーシェル型触媒に対しては、La(Fe, Pd)0_3系に関するPd K-edge, L_3-edgeのXAFS測定からPd固溶過程を追跡した結果、固相反応により得られる試料はPd^<2+>、Pd^<4+>の混合原子価であり、両イオンはB-siteに固溶することを明らかにした。本研究項目の成果は,誌上報告2件(アクセプト済み1件、投稿中1件)である。貴金属の代替および機能支援を可能にし,貴金属ミニマム/フリー化に資する貴金属-ペロブスカイト同時担持触媒,貴金属組成傾斜(コア-シェル)型粒子触媒などのペロブスカイト触媒に関する研究を,「構造・機能設計」と「ナノ・メソ制御合成」を戦略として推進し,以下の成果を得た。〔貴金属/ペロブスカイト共担持触媒〕乾式含浸(IW)法でアルミナの細孔内にLaMnO_3とPdを共担持することによりPdのみを担持した触媒に比べて高いNO-CO反応活性を示し,貴金属低減触媒として可能性を示すとともに,種々のキャラクタリゼーション手法を駆使し,LaMnO_3の共存によりPdの酸化状態が安定化されることで触媒活性が向上することを見出した。また,IW法で調製したLaMnO_3/CeO_2が排ガス浄化の鍵反応の一つであるNOのNO_2への酸化反応に対してPt/Al_2O_3触媒に迫る高い活性を示すことを見出した。本研究項目の成果は,査読付き論文1編,口頭発表3件である。〔貴金属固溶ペロブスカイト触媒〕LaFeO_3/PdO混合物のボールミルによるメカノケミカル反応,Sr_<2-x>La_xMnO_4とPd^<2+>とのイオン交換/焼成プロセスによりPd固溶ペロブスカイトが合成できることを明らかにした。何れも貴金属量低減が可能な新規なコア-シェル型粒子合成法であり,その合成過程をXAFS等のより詳細に追跡した。本研究項目の成果は,口頭発表2件である。〔ディーゼルパティキュレート(PM)除去用ペロブスカイト系触媒〕PM除去活性成分であるKを安定にペロブスカイト中に固溶させる方法として,見かけ2価になるK^+/La^<3+>ペア固溶法を設計・開発し,Ba_<1-x>(K/La)_xTiO_3において,通常は溶出する熱水処理に対しても安定にK^+イオンを固溶できることを明らかにした。本研究項目の成果は,口頭発表4件である。本研究では、1貴金属/ペロブスカイト共担持触媒、2貴金属固溶ペロブスカイトの設計合成と機能開発、3ディーゼルパティキュレート除去用ペロブスカイト系触媒の3つの触媒系を対象として貴金属低減のためのペロブスカイト触媒の可能性を検討しており、以下の成果を得た。〔貴金属/ペロブスカイト共担持触媒〕乾式含浸法で調製したアルミナ細孔内へのLaMnO3とPdの共担持触媒のキャラクタリゼーション、CO-NO反応機構を検討し、LaMnO3が近接した際にPdの酸化状態が安定化することが本触媒の高活性発現の理由であることを明らかにした。また、セリア担持LaMnO3触媒がPt触媒に匹敵するNO酸化活性を示すことを見いだした。〔貴金属固溶ペロブスカイト触媒〕Sr2-xLaxMnO4とPd2+とのイオン交換/焼成プロセス(ポスト熱処理固溶法)で合成したコアーシェル型触媒について、Pdイオンの状態をXAFSで検討し、固溶している可能性を見いだした。ボールミルによるメカノケミカル反応で合成したLa(Fe,Pd)O3系関しては、ボールミル法による新たなLa-Fe-O相の発見、Pdイオンの固溶状態を種々の手法で明らかにし、固体科学分野で新たな知見を得た。〔ディーゼルパティキュレート除去用ペロブスカイト系触媒〕固体化学を駆使したKを安定に固溶することができる触媒材料((Ba,La,K)TiO3)の開発、実用条件下に近いスーパールーズ、ルーズコンタクト下で高性能を示すためのモルフォロジーを制御の重要性やAg/rod-CeO2、Ag/α-Al2O3などの有望な触媒の開発に成功した。

平成26年度は、1貴金属/ペロブスカイト共担持触媒, 2貴金属固溶ペロブスカイトの設計合成と機能開発、3ディーゼルパティキュレート除去用ペロブスカイト系触媒の3つの触媒系を対象とし、平成24年度および平成25年度に得られた成果を基に、貴金属低減のためのペロブスカイトの応用の可能性を明らかにするとともに本研究の総括を予定していたが、研究代表者急逝のため、以下を以って研究終了となった。〔貴金属固溶ペロブスカイト触媒〕Sr_<2-x>La_xMnO_4とPd^<2+>とのイオン交換/焼成プロセス(ポスト熱処理固溶法)で合成したコアーシェル型触媒について、Pdイオンの状態をXAFSで解明した。ボールミルによるメカノケミカル反応で合成するコアーシェル型触媒に対しては、La(Fe, Pd)0_3系に関するPd K-edge, L_3-edgeのXAFS測定からPd固溶過程を追跡した結果、固相反応により得られる試料はPd^<2+>、Pd^<4+>の混合原子価であり、両イオンはB-siteに固溶することを明らかにした。本研究項目の成果は,誌上報告2件(アクセプト済み1件、投稿中1件)である。研究対象としている「貴金属/ペロブスカイト共担持触媒」,「貴金属固溶ペロブスカイト触媒」及び「ディーゼルパティキュレート除去用ペロブスカイト系触媒」の何れに対しても,ほぼ平成24年度の研究実施計画通りに進展している。ほぼ研究計画通りに進んでおり、平成26年度の研究を推進するに十分な基礎的知見を得ている。当初計画通りに推進する。平成24年度、25年度においてほぼ当初計画どおり進捗しているので、平成26年度も、以下のように当初計画にそって研究を推進する。〔貴金属/ペロブスカイト共担持触媒〕乾式含浸法で調製したアルミナ細孔内へのLaMnO3とPdの共担持触媒、セリア担持LaMnO3触媒の高活性触媒に対して、酸化還元処理、高温熱処理や加速劣化試験により触媒の安定性、耐久性を評価し、貴金属/ペロブスカイト共担持触媒の貴金属低減に対する有効性や貴金属ーペロブスカイトの相互作用、活性発現機構を解明する。〔貴金属固溶ペロブスカイト触媒〕ボールミルによるメカノケミカル反応で合成するコアーシェル型触媒に対して、La(Fe, Pd)O3系に関する詳細なキャラクタリゼーションを継続するとともに、Pdを粒子表面に安定に存在させるための材料設計、調製方法、条件を検討し、触媒調製科学、固体科学の観点からの新規性を明確にする。また、他の貴金属とペロブスカイトの組み合わせ(Rh-LaMnO3系など)を検討する。さらに、触媒活性評価、酸化還元処理、加速劣化試験により触媒の安定性、耐久性を評価し、貴金属固溶ペロブスカイト触媒の有効性、ポスト固溶法の材料科学の観点からの特徴の解明と確立を行う。〔ディーゼルパティキュレート除去用ペロブスカイト系触媒〕平成24、25年度の研究で見出した高性能触媒をウォールフロー型ハニカムに担持した実用性を持った触媒付ディーゼルパティキュレートフィルターの作製条件を確立し、その実ディーゼル排ガス中での特性、耐久性を評価する。さらに固体反応物を対象とする触媒化学に対して、特に触媒材料の観点からの基礎学理を構築する。以上の結果をもとに、貴金属低減のためのペロブスカイトの応用の可能性の解明と問題点の抽出を行い、本研究を総括する。平成24年度の研究の効率化、節約化等により139,742円の繰越金が発生した。これは25年度の物品費に組み込み有効に活用する。平成24年度からの繰越金を含んだ直接経費5,939,742円のうち、旅費として500,000円、物品費として5,439,742円(50万円以上の備品費3,601,500円を含む)を使用する予定である。厳格な見積もり合わせにより、僅かではあるが当初予定していた額より安価に購入できたため。当初予定に基づき使用する。
時間情報の記憶と処理に関わる動的神経回路

刺激間連合の観点に基づき記憶情報処理の種類を整理した。今年度は,刺激の連合を要しない記憶,刺激の同時的連合を要する記憶,刺激の継時的連合を要する記憶,の3つを取り上げ,それぞれに対応する課題として,特定の音刺激のみを選ぶ要素弁別課題,特定の音と光の同時提示による複合刺激を選ぶ複合弁別課題,特定の音と光が時間を開けて順次提示されるという継時刺激を選ぶ継時弁別課題,を設定した。これら3種の記憶課題を同一ラットに遂行させ,その際の海馬体の複数ニューロン活動を記録した。各記憶課題において,弁別刺激間で有意にdifferentialな応答があった場合,そのニューロンはその記憶情報処理に関わっていると判定した。その結果,それらのうちいずれか1つの記憶課題,つまり1つの記憶情報処理のみに関わるニューロンと,2つの記憶情報処理に重複して関わるニューロンは,それぞれが20数%ずつの割合で見つかったが,3つの全ての記憶情報処理に重複して関わるニューロンは殆どなかった。これは,継時弁別課題に関わるニューロンが少なかったことによる。次に,各記憶課題遂行中に同時記録した複数ニューロン活動間の相互相関解析を行い,それらの機能的シナプス結合について検討した。その結果,個々のニューロン活動の解析結果とは対照的に,継時弁別課題において活動相関を示すニューロンペアが多く,また,3つの記憶課題全てにおいて活動相関を示すニューロンペアもより多く見られた。このことは,時間要因を含む継時刺激の記憶情報処理が,個々のニューロン活動によってはコードされず,ニューロン間の活動相関,つまり機能的シナプス結合の変化によってコードされていることを示しており,時間情報処理のcell assemblyによるコーディングを示唆している。
不均一磁場中アルベン波のモ-ド変換と微視的不安定性

ガンマ10タンデムミラ-には軸対称なセントラル部と軸対称なプラグ/バリア-部の間に4重極アンカ-部が置かれている。アンカ-部の両側には磁力管断面が楕円形の再円形化変換部がある。高周波アンテナはセントラル部両端に設置されており,周方向のモ-ド数mおよび軸方向波数が制御できる。セントラル部で励起された右回り偏波であるm=-1アルベン速波はアンカ-部で左回り偏波であるm=+1遅波にモ-ド変換されることが波動測定から明らかになった。物理機構として磁力管の楕円(m=±2)変調に起因する共嗚モ-ド間結合によるというモ-ド変換モデルを提案した。理論的に非軸対称磁場中のアルベン波の結合方程式を定式化し,近似解として,周期的に弱い4重極磁場中での解析解が求められた。上記モデルの妥当性が示されると共に、4重極成分がなくなると速波と遅波間のモ-ド結合は起こらず,独立に伝搬することが分かった。このモ-ド変換波によるアンカ-部イオンの共嗚加熱が反磁性ル-プにより直接測定された。セントラル部励起の,遅波でなく,速波によってのみ加熱されることが実証され,モ-ド変換効率が非常に高いことが分かった。また,アンカ-部加熱を変化させるこることによりフル-ト交換モ-ドの安定性境界が確定され,タンデムミラ-に対する平均極小磁場安定化の有効性が明確に示された。圧力の非等方性を有する高ベ-タプラズマで予想される微視的不安定性,アルフェン・イオン・サイクロトロン(AIC)モ-ドが高周波で加熱されたセントラル部プラズマ中で同定された。観測される磁場揺動は温度非等方性とベ-タ値に強く依存している。AICモ-ドの揺動による非等方性の緩和が観測され,同時にミラ-磁場のロスコ-ン中の高エネルギ-イオンが増大することが分かった。ガンマ10タンデムミラ-のセントラル部に設置された高周波アンテナにより,円周方向モ-ド数mを制御し,アルベン速波と遅波を選択的に励起した。まず,励起波の分散を磁気プロ-ブで調べ,それぞれアルベン波であることを確認した。次に,アンカ-部へ伝搬するアルベン波の特性を調べた結果,波の偏波方向が逆転することが分った。すなわち,セントラル部プラズマの中心部で右回り(左回り)偏波であるm_1=+1(-1)の速波(遅波)を励起すると,極小磁場アンカ-部では左回り(右回り)偏波になる。この現象を説明するため,4重極磁場によるm_0=±2の非軸対称成分により波が変調され,m_1=+1(-1)の励起波がm_2=-1(+1)の波にモ-ド変換するはずであるというモデルを提案した。円周方向のほか,磁力線方向の波数K_1も,不均一磁場成分±K_0により変調され,ちょうどm_2=m_1±m_0,K_2=K_1±K_0の共鳴条件を満たす時に効率よくモ-ド変換が起るはずである。実際,理論的に非軸対称磁場中のアルベン波の結合方程式を定式化し,近似解として,周期的に弱い4重極磁場中での解析解を求めた。

その結果,上記モデルの妥当性が示され,かつ,4重極成分がなくなると速波と遅波間のモ-ド結合は起らないで独立に伝搬することが分った。ガンマ10セントラル部で高周波加熱をし,ベ-タ値βが上昇すると共にイオン温度の非等方性(磁力線に垂直方向温度T_〓と平行方向温度T_<11>との比で定義)が大きい時,イオンサイクロトロン周波数により僅かに低い磁場揺動が観測された。βとT_〓/T_<11>とがある値より大きい領域で揺動が発生し,両者の増大と共に揺動レベルが増大することが観測された。磁気プロ-ブ測定等により,アルベン・イオンサイクロトロン不安定であると同定した。また,この揺動の発生に伴い,温度非等方性が緩和する現象も初めて観測された。ガンマ10タンデムミラ-のセントラル部に設置された高周波アンテナにより励起されたアルベン波が極小磁場領域に伝播して行く時,モ-ド変換することが磁気プロ-ブ測定から分り,その物理モデルが先年度作られた。今年度はこのモ-ド変換波によるアンカ-部イオン加熱を直接検出するため、可動型、リップルキャンセル型反磁性ル-プを新たに設置した。その結果、セントラル部で右回り偏波のアルベン速波を励起した時のみイオンが強く加熱され、左回りの遅波励起の場合には加熱されないことが分った。このことはモ-ド変換の効率は非常に高いことを示しており,先年度のプロ-ブ測定結果とよく一致する。また,磁力線方向の2ケ所に設置されたアンテナ間の電流位相を変えることにより,速波の励起や伝播方向を制御し,アンカ-部の加熱を制御できることが分った。アンカ-部プラズマのベ-タ値を高くすることは巨視的不安定性を抑え,セントラル部のベ-タ値を高くするために充要である。セントラル部とアンカ-部のベ-タ値をできるだけ独立に広範囲に変化させることにより,巨視的不安定性限界が実験的に求められた。セントラル部プラズマが等方的温度を有していると仮定して得られるフル-ト不安定性の現淪限界値より一桁以上も高いベ-タ値まで安定である。この違いは,セントラル部プラズマ温度の非等方性を考慮することにより説明できた。一方,セントラル部で観測,同定された微視的不安定;アルベン・イオン・サイクロトロン不安定磁気揺動による温度非等方性の緩和現象を幾つかの独立な測定法(小型ファラデ-カップ,二次電子検出器,飛行時間型粒子エネルギ-分析器,反磁性ル-プアレイ)により検出することができた。更に,この微視的不安定性発生と同期して,ロスコ-ン中の高エネルギ-イオンが増大することが初めて観測された。
肺癌に対するマイクロRNAを用いた薬剤感受性予測と治療法の開発

肺癌の薬剤効果に関わるマイクロRNA(miRNA)を明らかにし、肺癌の新たな治療法を開発することを目的に研究を遂行した。まず肺癌細胞株30株に対する網羅的miRNA発現解析を行い、9種類の抗癌剤感受性に関わる4個のmiRNA(miR-21, miR-31, miR-193b, miR-365)を同定した。次に新規分子標的薬剤であるEnzastaurinに関し、miR-21がJAK/STAT経路活性化により発現制御を受け薬剤効果に関与することを明らかにした。最後にmiR-23a/24/27 clusterと上皮間葉移行(EMT)の関係について検討し、miR-23aがE-cadherinを標的因子としてTGFβ誘導EMTを制御し、EGFR-TKI耐性を導くことを明らかにした。これら薬剤感受性miRNAの制御は肺癌の新たな治療戦略の1つになり得ると考えられる。難治性癌の1つである肺癌の克服には、個別化医療の実践が切望されている。ヒト上皮成長因子受容体チロシンキナーゼ阻害剤(EGFR-TKI)感受性に関わるEGFR遺伝子変異の発見を契機に、薬剤感受性に関わる分子生物学的意義が明らかになってきたが、肺癌に対する既知の抗癌剤に加え続々と開発されつつある分子標的薬剤を含む薬剤選択を決定する分子生物学的法の確立は、臨床現場から期待される重要な研究と考えられる。MicroRNA(miRNA)は、約22塩基配列からなる低分子RNAの一種で、新しい転写後修飾調節機構を有し、癌抑制遺伝子や癌遺伝子の発現をコントロールし、癌の腫瘍形成や薬剤耐性などの生物学的なプロセスにおいて重要な役割を担うことが示唆されている。我々は、早くからmiRNAと発癌との関係に注目し、世界に先駆け、米国NCIとの共同研究で、肺癌の診断および予後因子になるmiRNAの同定に成功したが、次なる研究戦略として求められることは、薬剤感受性や治療戦略に関わるmiRNAの意義についてである。本年度(平成21年度)は、肺癌細胞株30株に対する10種類の抗癌剤(CDDP,CBDCA,GEM,DTX,PAC,VNB,SN38,5-Fu,Gefitinib,Enzastaurin)の薬剤感受性試験およびmiRNA array,リン酸化抗体アレイを用いた網羅的な発現解析を行った。この結果、各抗癌剤の薬剤感受性に関与するmiRNA候補の同定に成功した。来年度(平成22年度)以降は、この薬剤感受性miRNA候補の中から、治療標的となり得る真の薬剤感受性miRNAの同定を行う予定である。さらに、miRNA array解析、リン酸化抗体アレイに加え,解析済のトランプクリプトーム解析の結果を統合し、各薬剤の薬剤感受性予測法を構築する。マイクロRNA(miRNA)と発癌との関係が近年注目されている。我々は、既に米国NCIとの共同研究で、肺癌の診断および予後因子になりえるmiRNAの同定に成功したが、次なる研究戦略として求められている薬剤感受性や治療戦略に関わるmiRNAの意義について研究を計画した。本年度(平成22年度)は、これら感受性因子候補について研究を進めた。まず、8種類の抗癌剤の感受性に共通に関わる4個のmiRNA(miR-21,miR-31,miR-193b,miR-365)を明らかにした。次に、分子標的剤の1つであるPKCβ阻害剤、Enzastaurinに関して、8個の遺伝子発現プロファイルを用いた効果予測モデルを構築した。Pathway解析にて、JAK/STAT signal pathwayが薬剤感受性に重要であり、また、JAK1が、単一で効果予測マーカーになりえることを見出した。さらに、Enzastaurin感受性に関与する11個のmiRNAを同定し、この中も特に、miR-21がJAK1の発現と強い相関を示し,薬剤効果に重要な役割を果たすmiRNAであることを明らかにした。来年度(平成23年度)は、(1)miR-21と薬剤効果に関する詳細な機能解析、(2)Enzastaurin以外の薬剤感受性miRNAの同定、(3)miR-21を含む各薬剤感受性miRNAに関するin vivoおよび臨床検体での検証、によって肺癌の新たな治療法の開発に結び付けたい。肺癌の薬剤効果に関わるマイクロRNA(miRNA)を明らかにし、新たな治療法を開発することを目的に研究を計画遂行した。平成21-22年度までに、肺癌細胞株30株に対する8種類の抗癌剤と2種類の分子標的剤(Gefitinib,Enzastaurin)の薬剤感受性試験と網羅的遺伝子およびmiRNA発現解析を行い、各薬剤の感受性因子をスクリーニングした。

この中から8種類の抗癌剤感受性に共通に関わる4個のmiRNA(miR-21,miR-31,miR-193b,miR-365)を明らかにした。今年度は、肺癌の分子標的剤感受性に関わるmiRNAについて研究を進めた。1.PKCβ阻害剤(Enzastaurin)に関しては、遺伝子発現解析によりJAK1が効果予測因子であることをこれまでに明らかにした。今年度は、miR-21がJAK1によって直接に発現制御を受け、薬剤効果に重要な役割を果たしていることを明らかにし、論文報告を行った(Shimokawa et al. Br. J. Cancer,2012)。今回の結果をもとに、JAK1またはmiR-21の発現を用いたEnzastaurinの個別化治療への臨床応用を考えている。
緩和現象に関する微視的および巨視的機構に関する統計物理学的研究

今年度は長距離相互作用系についての研究を平衡状態とダイナミクスの両方の観点から進め、また、量子系が緩和する現象をLiouville演算子の固有値問題という観点から調べた。古典スピン系の長距離相互作用系の平衡状態の研究として、昨年度にカノニカル分布について得られた結果がミクロカノニカル分布に対してどのように拡張されるかを調べ、さらにこれらの研究を量子スピン系に拡張した。具体的には、ミクロカノニカル分布でエントロピーを長距離相互作用系に対して計算して求めたとき、それが平均場理論によって計算されるエントロピーと厳密に一致するかどうかを調べた。その結果、基本的には平均場理論はミクロカノニカル分布の場合にも厳密に正当化されるが、ある条件が満たされるときには平均場理論のエントロピーとずれるパラメター領域が存在することが明らかとなった。その条件は、同じモデルをカノニカル分布で扱って温度を変化させたときに1次相転移が存在するかどうかと密接な関係がある。昨年度はカノニカル分布で長距離相互作用系を扱った。その結果によると、磁化を固定したときのカノニカル分布で平均場理論の結果が厳密でなくなる条件は、磁化を固定せず、磁場を動かしたときに1次相転移が生じるかどうかと密接に関係していた。今年度の結果と合わせると、より一般的な結論に自然に導かれる。すなわち、長距離相互作用系で、ある物理量を固定したときに平均場理論とは異なる平衡状態が実現するときには、その物理量を固定せず、それと共役な外場を動かしたときに1次相転移が必ず生じる。長距離相互作用系についての研究で、ミクロカノニカル分布や、磁化を制限したカノニカル分布で長距離相互作用系を扱うと、平均場理論では記述できない平衡状態が現れることが予言され、そこからより一般的な結論、すなわち、保存量があるときにはそれと共役な外場を動かしたときに1次転移を起こす系で平均場理論で記述できない状態が現れるということが明らかとなった。さらに、これらの結果が量子スピン系においても成立することが証明された。長距離相互作用系は通常理論的に扱いが難しいことを考えると、これらの一連の厳密な結果が得られたことは、本研究が順調に進展していることを示している。長距離相互作用系の平衡状態については理解が深まった。したがって、これからは非平衡ダイナミクスに長距離相互作用がどのような顕著な効果をもたらすかを調べることが課題となる。また、本来短距離相互作用しか持たない系が、一部の自由度のみに注目するとあたかも長距離相互作用が生じているように見えるモデルが数値計算で確認されているため、どのような条件の下でこのようなことが起こるかを理解することによって、長距離相互作用系の実験的実現を提案したい。長距離相互作用を持つ系のゆらぎの性質を明らかにするため、統計力学によって長距離相互作用系の解析を行なった。その結果、非加法的な長距離相互作用を持つスピン系に対して次の事実を明らかにした。1、磁化が固定されていない状況では、長距離相互作用系の熱力学的性質は平均場理論によるそれと一致すること。2、磁化が固定されている状況下では、相互作用が非加法的長距離相互作用であったとしても平均場理論とは一致しないパラメータ領域があること、である。1の結果は、たとえ複雑な長距離相互作用がスピン間に働いていたとしても、それを単純な平均場理論による解析でおきかえてよいということを意味する。これは、長距離相互作用系の性質を明らかにするため、まずは簡単な平均場模型を調べようという考えに沿った近年のこの分野での多くの研究結果が実際に広いクラスの長距離相互作用系に対して正当化されることを示すものであり、重要な成果である。一方で、2は磁化が固定されている状況下では、平均場理論では予測できない、長距離相互作用系特有の非自明なゆらぎがあることを意味する。平均場模型では理解できない現象が起きるのはどういうときかを具体的に提示できたので、それではそのようなゆらぎによってどういった現象が予測されるかという次の問題につながる点で意義深い。長距離相互作用系では平均場理論が厳密に成り立つだろうという予想は過去になされていたが、それを実際に証明したのが1の結果であり、ただし磁化が固定されている状況下ではこの予想が必ずしも正しくないということを示したのが2の結果である。これは長距離相互作用系に広く見られるアンサンブルの等価性の破れの一例であり、ここで考えた以外のアンサンブルに対して、平均場理論が正当化されるか否かという問題が提起される。

その結果によると、磁化を固定したときのカノニカル分布で平均場理論の結果が厳密でなくなる条件は、磁化を固定せず、磁場を動かしたときに1次相転移が生じるかどうかと密接に関係していた。今年度の結果と合わせると、より一般的な結論に自然に導かれる。すなわち、長距離相互作用系で、ある物理量を固定したときに平均場理論とは異なる平衡状態が実現するときには、その物理量を固定せず、それと共役な外場を動かしたときに1次相転移が必ず生じる。長距離相互作用系についての研究で、ミクロカノニカル分布や、磁化を制限したカノニカル分布で長距離相互作用系を扱うと、平均場理論では記述できない平衡状態が現れることが予言され、そこからより一般的な結論、すなわち、保存量があるときにはそれと共役な外場を動かしたときに1次転移を起こす系で平均場理論で記述できない状態が現れるということが明らかとなった。さらに、これらの結果が量子スピン系においても成立することが証明された。長距離相互作用系は通常理論的に扱いが難しいことを考えると、これらの一連の厳密な結果が得られたことは、本研究が順調に進展していることを示している。長距離相互作用系の平衡状態については理解が深まった。したがって、これからは非平衡ダイナミクスに長距離相互作用がどのような顕著な効果をもたらすかを調べることが課題となる。また、本来短距離相互作用しか持たない系が、一部の自由度のみに注目するとあたかも長距離相互作用が生じているように見えるモデルが数値計算で確認されているため、どのような条件の下でこのようなことが起こるかを理解することによって、長距離相互作用系の実験的実現を提案したい。
過冷却液体の結晶化と温度変調非線形応答の理論的研究

過冷却液体など非平衡系の動的・熱力学的性質を記述する理論的枠組みである自由エネルギーランドスケープ(FEL)理論の有用性と正当性を確かめた。FELを直接観測する手段としての温度変調非線形誘電緩和をFEL描像で解析し、温度変調に対する応答が重ね合わせの原理を満たすこと、さらに温度変調に伴うFELそのものの緩和が、直接感受率に現れることを示した。ついで、FEL理論を用いて過冷却液体の結晶化時間の温度依存性を求める理論的手法を開発し、特徴のある温度依存性が生じる原因を明らかにした。分子動力学シミュレーションを用いて、2次元LJG系過冷却液体の臨界結晶核の温度依存性の決定、動的不均一性の解析を行った。本研究の目的は、自由エネルギーランドスケープ(FEL)を用いて,液体、過冷却液体、ガラス、結晶の、熱力学性質と動的性質を統一的に理解する理論的枠組みを完成させることにある。FELを直接観測できる手段として、温度変調スペクトルスコピーの理論を構築すること、および過冷却液体の結晶化過程を理解する理論を完成させ、分子動力学シミュレーションを利用したその検証を主要テーマとし、FELの構造の解析やFELを用いた液体の結晶化の研究を行い、次の成果を得た。1)FEL描像で記述できる系の温度変調に対する応答が、重ね合わせの原理を満たす、即ち線形応答として記述できることを示した。また、温度変調の中間散乱関数、感受率について、基本的枠組みを展開し、その特徴を拡散方程式を用いて明らかにした。これまでの誘電緩和に対する温度変調効果の研究成果とあわせて、3回の国際会議の招待講演,1回の学会発表を行った。2)FEL描像に基いて過冷却液体の結晶化の現象論を完成させ、アメリカ物理学会で発表した。計算機シミュレーションに関しては、元共同研究者水口博士から提供してもらったプログラムのチューニングを行い、さらに初期条件をコントロールする方法を開発した。3)FELの構造と緩和時間の関係を、密度汎関数理論を用いて解析し、成果を論文で発表した。また、液相、ガラス状態、結晶相を実現できるレナード・ジューンズ・ガウスポテンシャル系(LJG系)の相図を熱力学的摂動理論を用いて決定し、その成果を1回の国際会議招待講演、2回の国際会議での発表を行った。これらの非平衡系に対する基本的考え方は、放電現象や金属非金属転移にも展開されている。(1)過冷却液体の結晶化、(2)温度変調応答、(3)非平衡系における相転移理論への展開について、FEL理論に基づく解析、分子動力学/モンテカルロシミュレーション、温度変調誘電率の測定、密度汎関数理論による研究を通して、次の成果を得た。(1)過冷却液体の結晶化過程の研究:1)FEL理論に基づく解析:過冷却液体の結晶化について、より現実に近いFEL構造に基づいて、結晶化時間の温度依存性を求め、高温過程では熱力学効果、低温過程では動力学的効果が支配的であり、実験と同じ傾向を持つTTT図が得られることを示した。また、TTT図からFELの構造に関する情報が得られることを明らかにした。結果を、アメリカ物理学会および日本物理学会で発表した。2)分子動力学シミュレーションによる研究:液相、ガラス状態、結晶相を実現できるレナード・ジューンズ・ガウスポテンシャル(LJG)系の過冷却液体の結晶化時間の温度依存性を求めた。特に結晶化時間は挿入した核の大きさに依存し,臨界核の大きさが融点で発散するように振る舞うことを示した。(2)温度変調誘電率の測定:共同研究者である京都工芸繊維大学の猿山教授の温度変調誘電緩和の測定結果の理論的解析を行い、これまでに得ていた理論曲線と定性的に一致すること明らかにした。また、温度変調応答に関する論文を執筆した。(3)非平衡系における相転移理論:1)九州大学の協同研究者とともに、密度斑関数理論を用いてLJG系の相図を決定し、成果を論文として発表した。2)放電現象が1次転移として理解できることを示した。FEL描像に基づく理論的解析および分子動力学シミュレーションにより次の成果を得た。[1]過冷却液体の結晶化過程の研究1)FEL理論に基づく解析:過冷却液体の結晶化に対するこれまでの研究を発展させ、FEL上の系の状態点が,過冷却状態から,一部分が結晶化したベイスンを経て,オストワルト成長によって最終的に結晶状態のベイスンに到達する過程のFELをモデル化し、初到達時間から結晶化時間を温度の関数(TTT図)として求めた。結晶化時間が、融点で発散し、温度が下がると最短時間を経てフォーゲルファルチャー温度近傍でふたたび発散する温度依存性を再現した。2)分子動力学シミュレーションによる研究:液相、ガラス状態、結晶相を実現できるレナード・ジューンズ・ガウスポテンシャル(LJG)系の過冷却液体の結晶化時間の温度依存性および臨界結晶核の大きさの温度依存性を求め、FEL理論との比較から過冷却状態と結晶状態の自由エネルギーの差の温度依存性を決定した。また、2次元LJG系のガラス形成過程における動的不均一性の特徴を明らかにした。[2]温度変調誘電緩和とFELの緩和

熱浴の温度を変化させたときにその温度におけるFELが形成されるまでの緩和時間が,温度変調誘電緩和の2次感受率に現れる効果を誘電緩和の単純な2準位モデルを用いて明らかにし、FELの構造の緩和時間が誘電緩和の"緩和時間の緩和"として現れることを示した。過冷却液体など非平衡系の動的・熱力学的性質を記述する理論的枠組みである自由エネルギーランドスケープ(FEL)理論の有用性と正当性を確かめた。FELを直接観測する手段としての温度変調非線形誘電緩和をFEL描像で解析し、温度変調に対する応答が重ね合わせの原理を満たすこと、さらに温度変調に伴うFELそのものの緩和が、直接感受率に現れることを示した。ついで、FEL理論を用いて過冷却液体の結晶化時間の温度依存性を求める理論的手法を開発し、特徴のある温度依存性が生じる原因を明らかにした。分子動力学シミュレーションを用いて、2次元LJG系過冷却液体の臨界結晶核の温度依存性の決定、動的不均一性の解析を行った。本研究の目的は、液体、過冷却液体、ガラス、結晶の間の転移現象を統一的に理解する自由エネルギーランドスケープ(FEL)理論を構築することである。その目的に向かって、(1)FELを直接観測する手段としての温度変調スペクトロスコピー法の理論の完成、(2)過冷却液体の結晶化過程を理解するFEL理論を確立すること、3)分子動力学シミュレーションによる結晶化の研究、(4)非平衡系の転移現象にテーマを分けて、注意深く計画された手準にしたがって研究を進めている。(1)に関しては、温度変調応答が線形応答として解析できることを示し、また実験結果がこれまでの理論と定性的に一致することを明らかにした。(2)理論的取組においては、結晶化時間を初到達時間として求める理論的枠組みを完成させ、高温領域及び低温領域のそれぞれの振る舞いからFEL構造の情報が求まることを明らかにした。(3)分子動力学シミュレーションを用いた研究では、過冷却液体の結晶化過程における臨界結晶核の存在を明らかにし、その温度依存性を、精度は悪いが、求めることができた。また、ベトナムを訪問し、共同研究者との議論を通して、今後の課題を明らかにした。(4)非平衡系一般への展開においては、密度汎関数理論における解析が少なくとも平衡系に関する挿図の決定において有効であることを示した。また、過冷却状態と同様の非平衡系における転移現象の一つである雷などの放電現象をモンテカルロシミュレーション及び平均ば理論を用いて研究し、1次転移が見られることを示した。物性理論・統計力学これまで、当初の計画通りほぼ順調に経過しており、これまでの研究を継続・発展させる。過冷却液体の結晶化については、構築した現象論をより精密な理論で基礎づけること、また結晶核の導入によって結晶化が如何に促進されるかを理解する方法を開発する。(1)過冷却液体の結晶化過程を理解するFEL理論:オストワルドの核生成理論を取り込んだFEL構造を用いて、過冷却液体のTTT図のより正確な図を求める。特に、融点近傍における結晶化時間の増加について理論を用いた説明を試みる。(2)分子動力学シミュレーション:より大きな系でのシミュレーションを行い、結晶臨界核の大きさの温度依存性を精度よく求める。
現代日本における貧困概念の更新に関する理論的／実証的研究

本年度より報告者は、現代日本における貧困問題の比較社会学的な類型化の試みに着手した。その際に分析の枠組みとして、フランスの社会学者セルジュ・ポーガムによって作り出された、以下に述べる貧困の三類型を用いた。ポーガムはヨーロッパ諸社会の比較研究から、貧困の社会的表象に関する三つの基本的形態を見出した。すなわち、第一に南欧にみられる「統合された貧困」、第二に北欧に代表される「マージナルな貧困」、第三にフランスのような雇用の脅かされた社会に特徴的な「降格する貧困」である。本年度は1社会的紐帯の役割2社会保障制度の機能という二つの観点から、日本社会のデータをポーガムの用いたものと比較することによって、上記三分類に対して日本の貧困問題が占めるおおまかな位置づけを探った。1社会的紐帯について、貧困者が困難を乗り越えるなかで重要となる主たるものとして、ポーガムは家族のつながりを挙げる。南欧型の「統合された貧困」において家族は、生活上の困難を乗り越えるための第一級の資源である。逆に個人化され、雇用が脅かされた「降格する」社会において、貧困者は孤立している。このような構図のなかで、日本における貧困の形態は、南欧のそれに近い一面をもっている。次に、2社会保障制度の在り方に応じて、貧困の表象や経験は大きく左右されるとポーガムはいう。例えば南欧型の「統合された貧困」状態にあるとみなされる人々は、資源の乏しさや制度の未発達が原因で、その多くが福祉サービスを受給した経験がない。その一方で社会保障が充実している社会では貧困は克服されたものとしてみなされる。その結果として依然として貧困状態にある人々は「周縁化」され、強いスティグマを付与される。日本とヨーロッパのデータを比較するならば、ここでも日本の貧困は南欧型の「統合された貧困」に近いと結論付けられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。第一に、2000年代後半以降の日本を、貧困が再び不可視化されていく社会と捉え、その不可視化のあり方を整理した。貧困の不可視化を推し進める論理について、次の二通りを見出した。第一に、現在社会で合意されている貧困の基準が高すぎるのではないかという疑いにもとづく貧困基準の押し下げである。第二に、現代日本において貧困は個人的に解決されるべき問題ではないかという疑いにもとづいた貧困問題の個人主義的矮小化である。第二に、上記の貧困の不可視化に対抗する手段を考察した。具体的には、不可視化を押し進める上記の論理が通用しないような形で貧困を定義づけることの可能性を模索した。「貧困基準が高すぎるのではないか」という論理が通用しないような貧困の定義に関する情報は、絶対的貧困/相対的貧困論争の再整理を通じて得ることができた。アマルティア・センやシーボーム・ラウントリーの議論を精確に追うことによってわかったのは、第一に貧困の「絶対性」には二重の意味があること、第二にそのどちらの意味においても「絶対的」貧困という定義は、現代日本における貧困基準の引き下げを実効的に食い止めることができない可能性があるということであった。貧困問題の個人主義的矮小化の論理が通用しないような貧困の定義に関する手がかりもまた、センやラウントリーの議論から見出すことができた。センの潜在能力アプローチやラウントリーによる第一次的貧困は、最低限の必要を充足するための資源が不足した状態として貧困を定義する。これらは最低限の生活水準を下回っており、かつ自助努力によってはそこから抜け出せない者のみを貧困と考えるため、自己責任論の一部を封じることに成功している。前年度に執筆した修士論文の内容を対外的に発信し、学術誌に掲載可能となるレベルまでその水準を上げようと試行錯誤していた。外部の研究者コミュニティとの交流を深めた点、去年度に比べて自らの研究関心を広げた点については一定の評価ができる。一方で成果という観点からは、十分な進展があったとはいいがたい。今年度に行った二つの学会報告の内容をもとに、投稿論文を執筆中であるが、その完成・受理は来年度以降の課題となった。貧困の存在が学術的なデータによって示されているにもかかわらず、市民の間で反貧困政策への支持が高まらない状況を貧困の不可視化と表現し、その不可視化の構造に関する理論的分析を行った。具体的にいえば、日本社会において相対的貧困の基準となる所得水準が過去十年間で徐々に下落しているという状況をふまえて、貧困基準の正当性に関する考察を行った。その結果、次に述べる知見が得られた。現在日本で使用されているOECD相対的貧困基準は、等価可処分所得の中央値が下落すればそれにつられて自動的に下落してしまうものであり、従って過去十年における基準の下落についても、そこに正当性を見いだせるわけではない。現在おかれている基準の位置が正当か否かについては、市民の間で最低限の生活として合意される所得水準とどの程度合致しているかに依存しており、さらなる調査が必要である。また、市民の合意にもとづく最低生活費の算出方法の一つとしてMIS(Minimum Income Standard)手法があるが、これによって求められた貧困の定義は貧困の自己責任論の一部を封じることができるという長所を有しており、貧困基準の正当性を判断する際の根拠として今後一層の利用が期待される。

ここでいう貧困の自己責任論の一部とは、「あなたは支出の切り詰めを通じて貧困から脱出できるのにもかかわらずそれをしようとしない、よってあなたへの支援は必要ない」という、自己管理能力の欠落や浪費に代表される言説である。MIS手法は、たとえどれだけ切り詰めたとしてもそれ以下では最低限の生活を維持できなくなるような所得水準を示すため、仮に当人が実際に浪費を行っていたとしても、所得が基準に満たなければ上記の自己責任言説を封じて彼(女)への社会的支援の必要性を主張することができるのだ。研究全体を支えるものとしての理論構築が不十分なため、結果として研究の進捗が遅れている。当初においては、貧困の不可視化を説明する概念として貧困のスティグマに注目していた。人びとは、生活に困窮する者に対して「失敗者」「怠け者」といった不名誉なレッテルを貼りたくないがために、彼らを「貧困」として考えることをためらい、同時に困窮者自身も不名誉な「貧困」という属性を否定し、距離を取っているのではないか、以上が本研究を貫く理論的仮説であった。しかし本年度において共同研究として行った、貧困や生活保護をめぐる市民の価値意識に関する実証分析からは、上記の仮説を裏付けるような結果は得られなかった。スティグマが貧困を見えなくしているのだとすれば、貧困層の間で対立現象が観察できるはずであった。ワーキングプア層は自身が貧困とみなされることを嫌い、代わりに彼らは生活保護受給者のみを不名誉な貧困として再構築するのではないか、ということである。だが調査の結果、現在において実際には低所得・貧困層ではなく、むしろ高所得層こそが生活保護受給者を非難しているということが明らかになった。以上はあくまでもひとつの実証分析の結果得られた知見に過ぎない。また、このような知見自体を進捗と考えることもできる。しかし、結果として本研究において現在は他の仮説や他の実証分析の方法を模索しなければいけない状況に陥っており、全体としての進捗は遅れているといえる。研究の体外発表という観点から述べれば、学会報告や論文投稿は随時行っているが、博士論文の執筆に当たっては、上記のとおり全体の方向性が定まらないため、やはり進捗が遅れているといえる。本年度より報告者は、現代日本における貧困問題の比較社会学的な類型化の試みに着手した。その際に分析の枠組みとして、フランスの社会学者セルジュ・ポーガムによって作り出された、以下に述べる貧困の三類型を用いた。ポーガムはヨーロッパ諸社会の比較研究から、貧困の社会的表象に関する三つの基本的形態を見出した。すなわち、第一に南欧にみられる「統合された貧困」、第二に北欧に代表される「マージナルな貧困」、第三にフランスのような雇用の脅かされた社会に特徴的な「降格する貧困」である。本年度は1社会的紐帯の役割2社会保障制度の機能という二つの観点から、日本社会のデータをポーガムの用いたものと比較することによって、上記三分類に対して日本の貧困問題が占めるおおまかな位置づけを探った。1社会的紐帯について、貧困者が困難を乗り越えるなかで重要となる主たるものとして、ポーガムは家族のつながりを挙げる。南欧型の「統合された貧困」において家族は、生活上の困難を乗り越えるための第一級の資源である。逆に個人化され、雇用が脅かされた「降格する」社会において、貧困者は孤立している。
病害抵抗性品種の開発を志向したイネの防御関連二次代謝における多様性の解明

植物は病原菌の感染に応答して、抗菌活性を有する低分子化合物ファイトアレキシンを蓄積する。これまでに、世界のイネ・コアコレクションを用いた分析から、イネではファイトアレキシンの蓄積量に大きな種内多様性が存在することを見出した。本研究では、テルペノイド型ファイトアレキシンの一つであるオリザレキシンAとサクラネチンに着目し、これらのファイトアレキシンの蓄積量に大きな種内変異がある原因を特定することを目的とした。染色体断片置換系統、および戻し交雑自殖系統を使用したマッピングの結果、12番染色体長腕上にオリザレキシンAの蓄積量に大きな影響を及ぼす領域が見出された。この領域にはent-sandaracopimara-8(14),15-diene synthaseをコードするKSL10が座上していた。KSL10は、オリザレキシン類の生合成に関与する酵素遺伝子である。そこで、日本晴とカサラースの幼苗に紫外線を照射しKSL10の発現量を調べた。日本晴では、紫外線照射によるKSL10転写産物の顕著な増加が見られたが、カサラースでは転写産物の蓄積は検出されなかった。以上の結果から、KSL10の発現の有無がオリザレキシンAの蓄積を決定していることが示唆された。一方、サクラネチンを多く蓄積する品種では、NOMT活性が高く、NOMT遺伝子の発現量も大きいことがわかった。続いて、NOMT遺伝子を大腸菌で発現させ、組換えNOMTタンパク質を調製し、酵素活性を測定した。カサラース由来のNOMTは日本晴由来のNOMTと比較してkcatが約10分の1であった。これらの結果から、NOMT遺伝子の発現量とNOMTの酵素活性の両方がサクラネチンの蓄積に関する種内多様性に関わっていると推定された。本年度までに、サクラネチン、モミラクトンAおよびB、オリザレキシンAの5種類の化合物について、様々な品種での蓄積量を測定した。その結果、これらのファイトアレキシンの蓄積量には、大きな種内多様性があることを見出した。中でも、サクラネチンとオリザレキシンAについては、これらのファイトアレキシンをほとんど蓄積しない系統も存在した。この2種のファイトアレキシンについて。染色体断片置換系統や戻し交雑自殖系統を用いたマッピングからファイトアレキシンの蓄積量に多様性をもたらす遺伝子を絞り込んだ。さらに、この候補遺伝子の発現解析により原因遺伝子をそれぞれの生合成遺伝子であると特定を達成することができた。このようなイネなファイトアレキシンの蓄積に関する多様性はこれまでに植物では全く知られていなかった。この発見をもとに、4回の学会発表を行うとともに、1編の論文を投稿することができた。さらに、もう1編の論文もほぼ完成しつつある。このような成果が達成できたため、研究は概ね順調に進展していると判断した。本年度までの研究によって、イネのファイトアレキシンの蓄積に関するナチュラルバリエーションの存在と、その生化学的原因を明らかにすることができた。残された未解決の問題は、このような多様性が進化の観点からどのように生み出されたのかを明らかにすることである。これを明らかにするためには、世界のイネコアコレクションの様々な品種を用いて、原因遺伝子の配列を解析し、系統関係を明らかにする必要がある。エキソンの配列は互いによく似ているため、イントロンや5' UTRなどの配列を用いてアライメントを行い、系統樹を作成する。もう一つの残された課題は、多様性が存在する生態学的意義である。これに迫る目的で、オリザレキシンとサクラネチンの抗菌スペクトラムを解析した上で、染色体断片値関係系統や戻し交雑自殖系統を用いて病原菌に対する抵抗性の違いを明らかにする計画である。これらの実験によって、イネのファイトアレキシンのナチュラルバリエーションについて総合的に理解することが可能になると考える。イネは、病原菌感染に応答して、ファイトアレキシンを含む様々な二次代謝産物を蓄積する。本研究では、イネの種内における、このような誘導性二次代謝産物の多様性を解明することを目的の一つとしている。これまでに誘導性二次代謝産物の中で、セロトニン、サクラネチン、ナリンゲニン、および、フェニルアミド類の標品を入手しているため、それ以外のテルペノイド系のファイトアレキシンの単離を行った。紫外線を照射したイネの植物体から、モミラクトンA、BおよびオリザレキシンAを単離することができた。また、フェニルアミド類については、化学合成によって調製した25種の化合物を用いて、イネ白葉枯病菌とイネごま葉枯病菌に対する抗菌活性を調べた。イネ白葉枯病菌に対しては、安息香酸、あるいは桂皮酸を構成要素とするフェニルアミドの中に比較的強い抗菌活性を示すものが存在した。しかし、イネごま葉枯病菌に強い活性を示す化合物は無かった。したがって、フェニルアミドの中でも役割が異なっていること、また、フェニルアミドはイネごま葉枯病菌に対する防御にはあまり役立っていないことなどが推定された。さらに、インディカ種のカサラースとジャポニカ種の日本晴を用いてジャスモン酸処理に応答して蓄積してくるフェニルアミド類の組成の違いについて調べた。いくつかのフェニルアミド類の蓄積量が大きく異なっており、フェニルアミドの蓄積には種内変異が存在することがわかった。初年度に行う予定であった、イネのファイトアレキシンの標品の調製については、紫外線を照射したイネの植物体から3種の化合物を単離することに成功した。