hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
震源過程における断層破砕物質のダイナミクス

ガウジが地下深部でどれ位の強度を保持できるかという問題は断層の滑り破壊過程を考える上で大変重要であるため,ガウジを試料とした三軸圧縮試験結果を考察した.数100気圧の拘束圧下では,正規圧密下であってもせん断に伴ってダイラタンシーが現れ,強度が増大することが明らかとなった.これはガウジの広範囲にわたる粒度分布特性によるものと解釈できる.したがって,ガウジが単に摩擦面に対して潤滑油的に振る舞うのではなく,効果的なカップリング剤として機能する可能性が出てきた.ガウジの力学挙動をより把握するためには弾性的な性質を計測する必要があり,乾燥したガウジ試料の地震波速度の測定結果は,数気圧の拘束圧下ではP波速度が約1.5km/sec, S波速度が約600m/secと小さいが,数kbになると,それぞれ4.3km/sec,2.4km/secと急激に増大することから,震源域ではS波速度が通常の地震のrupture velocity程度になる可能性が高いことが明らかとなった.ガウジのような粘土の試料にせん断変形を加えると,試料は電気的に分極することが明らかになった.このような報告はまだあまり見あたらず,新しい現象と思われるが,これまでに流動電位という概念があり,これに類した現象である可能性は否定できない.しかしながら,変形によって現れる電位の大きさはかなり大きなもので,増幅器なしでも十分に観測できる大きさである.粘土のせん断に伴う電気分極は一次圧密および二次圧密過程で起こっている吸着水層付近の正負のイオンの動きと大いに関連しているとみられる.このように,粘土の変形に伴って電位変化が発生するとすれば,野外においてもひずみが大きいところでは,これに応じた自然電位を観測できる可能性があることが明らかとなった.ガウジが地下深部でどれ位の強度を保持できるかという問題は断層の滑り破壊過程を考える上で大変重要であるため,ガウジを試料とした三軸圧縮試験結果を考察した.数100気圧の拘束圧下では,正規圧密下であってもせん断に伴ってダイラタンシーが現れ,強度が増大することが明らかとなった.これはガウジの広範囲にわたる粒度分布特性によるものと解釈できる.したがって,ガウジが単に摩擦面に対して潤滑油的に振る舞うのではなく,効果的なカップリング剤として機能する可能性が出てきた.ガウジの力学挙動をより把握するためには弾性的な性質を計測する必要があり,乾燥したガウジ試料の地震波速度の測定結果は,数気圧の拘束圧下ではP波速度が約1.5km/sec, S波速度が約600m/secと小さいが,数kbになると,それぞれ4.3km/sec,2.4km/secと急激に増大することから,震源域ではS波速度が通常の地震のrupture velocity程度になる可能性が高いことが明らかとなった.ガウジのような粘土の試料にせん断変形を加えると,試料は電気的に分極することが明らかになった.このような報告はまだあまり見あたらず,新しい現象と思われるが,これまでに流動電位という概念があり,これに類した現象である可能性は否定できない.しかしながら,変形によって現れる電位の大きさはかなり大きなもので,増幅器なしでも十分に観測できる大きさである.粘土のせん断に伴う電気分極は一次圧密および二次圧密過程で起こっている吸着水層付近の正負のイオンの動きと大いに関連しているとみられる.このように,粘土の変形に伴って電位変化が発生するとすれば,野外においてもひずみが大きいところでは,これに応じた自然電位を観測できる可能性があることが明らかとなった.断層破壊のダイナミクスを論じるとき、断層破砕帯を構成する材料の特性を知ることは大変重要だと考えられ、とりわけ莫大な比表面積を有するガウジ(断層粘土)は水を介した界面において特別な物理化学的性質を発現することが予想されることから、特にガウジに注目し、これの種々の特性を調べることを企てた。ガウジの生成環境および物理的特性を探るために、野島断層および跡津川断層の簡単な調査を行い、露頭よりブロック試料の採取を行った。野島断層のガウジを燐酸処理し、抽出された石英粒について、X線回折ピークの形からその格子ひずみを解析した。その結果、著しい塑性ひずみを有することが明らかとなった。また、細粒のものほどひずみが大きくなる傾向があることもわかった。さらに、断層のごく近傍の母岩とみられる花崗閃緑岩に含まれる石英のひずみに比べて有意に大きいことも明らかになった。以上の結果はガウジの形成が断層破壊過程で形成されたことを指示している。また、柳ケ瀬断層のガウジ中に含まれるイライトの格子ひずみも熱水環境下で形成されたとみられる標準試料に比べて有意に大きかったことから、地表付近でみられるガウジの鉱物塑性や粒度塑性は震源域にみられるガウジとそれほど変化がないということを強く指示している。したがって、地表付近でえられるガウジ試料の挙動特性は震源のダイナミクスを考える上で大変有効になると考えられることから、ガウジの諸特性を室内試験によって明らかにすることは大変有意義であることを意味している。震源過程の考察では、断層破壊面に存在する物質の挙動が決定的役割を果たすが、中でもガウジは通常の岩石とは全く異なった性質を示すために、現段階では断層の運動を動力学的に正確に予測する事が困難である。本研究ではガウジについて、その鉱物組成や粒径分布特性などを明らかにし、さらに構成微細粒子のX線回折ピークから格子ひずみを求め、ガウジの成因に迫った。

花崗岩が母岩と思われるガウジには、長石や石英のほかに多くの粘土鉱物が含まれている。これらの中で、X線回折ピークが安定している石英の格子ひずみは0.077%で、対応する差応力は120MPaと求められた。これは近傍にある石英せん緑岩体のボーリング試料から得られた石英ひずみの約2倍の大きさで、その違いは有意である。さらに、イライトについても格子ひずみを算出したが、それは熱水成因のイライトよりも有意に大きい結果が得られてことから、これらのガウジは震源付近の地下深所で形成された可能性が非常に高いと結論づけられた。ガウジは1ミクロン以下の微粒子を多く含むため、粒度分析では団粒化による誤差を取り除く必要がある。負に帯電した粘度粒子表面と正電荷をもつとみられる粒子端部の結合を物理的に、または化学的に除去するための基礎的な作業を行い、分散手法を提案した。一方、ガウジなどの粘土は変形時に電気的変化を示すことが明らかとなり、これらのメカニズムに関する検討はガウジの界面現象を伴うミクロな粒子間結合を把握するうえで有効となり、地震の電磁気学的前兆現象を説明する一つモデルをも提供する。
老化に伴う小胞体機能異常と神経変性疾患機構の解析

本研究において我々はSAMP8の老化促進の発症機構を解明する目的で研究を行った。SAMP8は正常老化するSAMR1に比べ酸化ストレスが亢進していることが知られており、酸化ストレス関連タンパク質としてNrf2を検討し、SAMP8の肝臓においてNrf2の核内局在がSAMR1に比べ有意に減少していることが明らかになった。また、Nrf2の上流にあるAktおよびGSK-3bのリン酸化もSAMP8において減少していること及びGSTやNQO1の遺伝子発現の低いことから、SAMP8の老化促進の発症にはNrf2の核内局在の減少による抗酸化酵素の発現低下が関与している可能性が示された。1.老化促進モデル動物SAMP8は若齢期より老化が加速的に進み学習記憶障害を発症するモデル動物であり、加齢に伴い酸化ストレスが蓄積していることは明らかにされているが、老化関連因子や小胞体ストレスとの関連性は不明である。本研究では10ヶ月齢の正常老化マウスと老化促進マウスの肝細胞を使って老化関連因子を検討した結果、正常老化マウスよりも老化促進マウスSAMP8の肝細胞においてForkhead転写因子の過剰なリン酸化が起こっていることを新たに見出した。Forkhead転写因子の過剰なリン酸化の原因を探るため、現在、Forkhead転写因子をリン酸化させる因子についても検討を行っている。Forkhead転写因子のリン酸化によりカタラーゼやSODなどの抗酸化酵素の発現が抑制されることから、老化促進マウスにおける酸化ストレスの亢進の原因の一つと考えられる。2.酸化ストレスセンサーについて検討したところ、老化促進マウスの肝細胞において酸化ストレスセンサーが活性化していることが新たに見出された。今後は、Forkhead転写因子とどのように相互作用し老化促進に関与しているのか詳細に検討する。3.老化促進マウスの老化に関与する蛋白質を網羅的に解析する目的で、正常老化マウスおよび老化促進マウスの脳および肝臓について二次元電気泳動を行い検討した結果、いくつかの候補蛋白質が見出された。今後はこれら蛋白質のアミノ酸配列を解析し蛋白質を同定する予定である。1.老化促進モデルマウスSAMP8は若齢期より老化が加速的に進み学習記憶障害を発症するモデル動物であり、加齢に伴い酸化ストレスが蓄積していることは明らかにされている。しかし、SAMP8の老化促進発症がこれまでに知られている老化関連因子や小胞体ストレスと関連しているのか不明である。本研究ではSAMP8の老化促進発症のメカニズムを解明するために、10ヶ月齢の正常老化マウスと老化促進マウスの肝細胞を用いて検討した結果、これまでに老化促進マウスにおいてForkhead転写因子が過剰にリン酸化されていることを見出している。さらに、大脳および海馬におけるForkhead転写因子を調べた結果、同様に老化促進マウスで過剰なリン酸化が起こっていることが明らかとなった。また、Forkhead転写因子の上流にあるPI3K-Aktのシグナル伝達経路を調べたところAktのリン酸化は亢進していなことが分かった。このことから、Forkheadの過剰リン酸化は脱リン酸化酵素が関与している可能性が考えられ、現在検討しているところである。さらに、Forkhead転写因子の下流にある遺伝子発現についても検討を行っている。2.酸化ストレスセンサーについても検討を行ったところ、老化促進マウスの肝および大脳において核内転写因子の核内への移動が正常老化マウスに比べ少ないことが明らかとなっている。また、エストロジェン受容体の肝細胞における発現を見たところ有意に減少していることが分かった。現在、酸化ストレスセンサーによる遺伝子発現についても検討を行っている。近年、エストロジェン受容体と酸化ストレスセンサーの関係を示唆する報告もあることから、今後は老化促進におけるエストロジェン受容体と酸化ストレスセンサーの関連性について検討する予定である。3.さらに、老化促進発現に小胞体ストレスが関与しているか肝細胞について検討した結果、老化促進マウスの肝において小胞体ストレスの関与が示唆される結果を得たため、さらに詳細に検討を進めている。1.本研究ではSAMP8の老化促進発症のメカニズムを解明するために、10ヶ月齢の正常老化マウスと老化促進マウスの肝臓を用いて検討した結果、これまでに老化促進マウスにおいてForkhead転写因子が過剰にリン酸化されていることを見出している。また、Forkhead転写因子の上流にあるPI3K-Aktのシグナル伝達経路を調べたところphospho-Akt(Ser473)レベルが正常老化マウスSAMR1に比べSAMP8の肝臓で異常に低下していることが明らかとなり、Forkheadの過剰リン酸化に脱リン酸化酵素が関与している可能性が考えられた。しかし、Aktの脱リン酸化酵素PTEN、PP1蛋白質発現を調べたところSAMR

1とSAMP8の間で差違は認められなかった。また、FOXO1転写因子により発現する遺伝子の発現を調べたところG-6-Pの発現減少が認められた。今後は脱リン酸化酵素PP2A、PP2Bについても検討すう予定である。2.酸化ストレスセンサーについても検討を行ったところ、老化促進マウスの肝および大脳において核内転写因子Nrf2の核内への移動が正常老化マウスに比べ少ないことが分かった。近年、Nrf2の核内移動には酸化ストレスやPKC、MAPK、PARK、GSK-3βなどが関与していることが報告されている。さらに、GSK-3βはAktのリン酸化を阻害することで活性化され、Nrf2を核外に移動させることも報告されている。これまでに我々はSAMP8においてAktのリン酸化が異常に低下していることを見出しており、Nrf2の核内移動の減少にはGSK-3βが関与している可能性が考えられることからGSK-3βのリン酸化レベルを調べたところ、GSK-3βのリン酸化レベルはSAMR1に比べSAMP8において減少していることが分かった。また、Nrf2の核内移動の減少によりGSTやNQ01の遺伝子発現レベルも減少していることが分かった。今後はさらにNrf2の上流にある因子を検討する予定である。
データキャリアを用いた自律分散型情報管理のためのユビキタス流通管理システムの開発

RF-IDタグ、もしくはBluetooth通信機器を備えた情報端末をデータキャリアとして輸送される物品に添付し、その情報をもとに流通企業の垣根を越えて自律的に物品の輸送を行う、自律分散型情報管理のためのユビキタス流通管理システムを開発する。自律的に情報管理と意思決定を行うシステムを開発することにより、通信プロトコルさえ守れば複数の流通企業が個別にシステムを導入することが可能となり、導入コストや難易度の低減が予想される。また、複数の企業からなるユビキタスな流通ネットワークを構築することにより、流通企業全体のリソースを有効活用した効率的な流通を実現することが可能となる。そこで、自律分散型情報管理のためのユビキタス流通管理システムのうち、管理面ではRF-IDタグやBluetooth通信端末がつけられた輸送物品の位置情報を実用的な時間で取得するために、通信媒体との距離から位置情報を測定し、実用に耐えうる時間で通信継続処理を行う方式を開発した。それとともに、これらの情報を分散収集し、集約・管理を行うためのインタフェースや管理方法について検討を行った。また、スケジュール面ではシステム上でリソースの不足などの問題が発生したときに、システム全体を効率的に稼動させ続ける「協調コミュニケーション」層を実現するために、サブシステム間のネゴシエーション方式を提案した。各サブシステムでの要求に満足条件・妥協条件を設定し、2つのサブシステム間で問題解決案を修正・交換していくことで、互いの修正を生かした両者が満足する解決案を作成する。このように、サブシステム間協調のための受発注業務におけるネゴシエーション方式を研究し、流通企業全体のリソースを有効活用した効率的かつロバスト性の高い流通形態を実現するための基盤を確立した。本年度は、まずRF-IDタグやBluetoothを使用してデータの読み書きを行う基本機能の開発とデータキャリアのフォーマットならびにプロトコルの定義を行った。そして、7層からなる階層的な構造を持つ、ユビキタス流通管理システムの設計を行った。特に上位3層の「輸送・調達スケジューラ」、「ロジスティクス・フロー・マネージャ」、「協調コミュニケーション」により、自律的に動作する各拠点のサブシステムが近傍の拠点間の輸送時間や輸送手段、そして遠方への輸送にかかる時間の予測に必要なデータを収集した上で、ロバスト性が強く柔軟な配送計画の立案を実現する。これらの階層構造を持つシステム実現に必要な要素技術と、機能の分散を考慮して、各層の課題を整理した。

そこで、自律分散型情報管理のためのユビキタス流通管理システムのうち、管理面ではRF-IDタグやBluetooth通信端末がつけられた輸送物品の位置情報を実用的な時間で取得するために、通信媒体との距離から位置情報を測定し、実用に耐えうる時間で通信継続処理を行う方式を開発した。それとともに、これらの情報を分散収集し、集約・管理を行うためのインタフェースや管理方法について検討を行った。また、スケジュール面ではシステム上でリソースの不足などの問題が発生したときに、システム全体を効率的に稼動させ続ける「協調コミュニケーション」層を実現するために、サブシステム間のネゴシエーション方式を提案した。各サブシステムでの要求に満足条件・妥協条件を設定し、2つのサブシステム間で問題解決案を修正・交換していくことで、互いの修正を生かした両者が満足する解決案を作成する。このように、サブシステム間協調のための受発注業務におけるネゴシエーション方式を研究し、流通企業全体のリソースを有効活用した効率的かつロバスト性の高い流通形態を実現するための基盤を確立した。
マイハギにおける微弱な接触刺激「音」に対する応答機構の解明

・マイハギ托葉の音に対する高感受性帯域・強度の調査システムの更新:昨年度製作した実験システムの改良を行った。実験室内、あるいは周辺の様々な音による影響を勘案し、これまでFM派のホワイトノイズに調査対象音波を加えて測定を行ってきた。しかし、実験室内外の種々の雑音の影響を完全に排除することは困難であった。そこで、本年度は測定対象の托葉近傍に高感度かつ広レンジの録音装置(リニアPCMレコーダー)を設置し、托葉運動時の音環境の解析を試みた。現在、その結果の解析中である。また、托葉は約1cm程度の小さい葉であり、またその基部は幅数ミリと極めて細い。運動の様子を精密に観察する目的で、顕微鏡を導入した。・マイハギ接触刺激関連遺伝子の発現解析用株の選別:現在、マイハギの葉から得たcDNAよりシロイヌナズナ接触刺激関連遺伝子のホモログを単離中である。今後ノザンブロット解析等により音刺激に応答した遺伝子発現挙動の変化を調べるためには、音に対する反応性がなるべく高い個体をサンプルが必要である。今年度は高反応性個体の固定を目的として、より音に反応しやすい個体や、運動が起こりやすい個体を選別した。・マイハギ托葉の音に対する高感受性帯域・強度の調査システム構築:マイハギ托葉における音に応答した振幅運動を定性的、定量的に測定できる実験システムの構築を行った。様々な周波数、強度の音を異なる波形(ゲート発振、スイープ発振など)で出力できるマルチファンクションシンセサイザーを導入し、植物体に様々な音を照射した。測定環境に常に存在する様々なノイズの影響を排除するため、FM波によるホワイトノイズを一定時間照射後、目的の音をFM波に加算して照射した。托派の振幅運動における葉の葉軸に対する回転角度及び速度を高解像度ビデオカメラで録画し、汎用の画像解析ソフトを用いて托葉の運動挙動の変化を解析した。また、可能な限り無音環境で生育させた植物体を確保するため、防音措置を施したマイハギ生育バイオチャンバーの作成を開始した。・マイハギ接触刺激関連遺伝子のクローニング及び発現解析:マイハギの接触刺激関連遺伝子群の塩基配列を決定する目的でマイハギのゲノミックDNA及びtotalRNAの回収を行った。ノザンブロット解析等により音刺激に応答した遺伝子発現挙動の変化を調べるには、多量の托葉基部細胞からRNAを採取する必要があるが、托葉基部の数は非常に少ない。そこで、音に対する反応性がなるべく高い個体をサンプルに用いることでこの欠点を回避することにした。まずは高反応性個体の選抜、次いで選抜個体の繁殖を開始した。
活動クロスブリッジが心筋トロポニンのCa親和性を調節している分子機構

生筋とスキンド標本を用いて心筋収縮の筋長依存性分子機構を調べた。フェレットの右室乳頭筋表層細胞内にエクオリンを注入して、Ca信号と張力を同時記録した。Lmaxから88%Lmaxに筋長を急速に短縮させると、Ca信号にハンプが出現した(Extra-Ca)。Extra-Caは張力低下がトロポニンCのCa親和性を低下させ、トロポニンCから解離するCaを反映している。Extra-Caの大きさは筋長短縮に伴う張力変化分と細胞内Ca濃度に比例して増加した。細胞外Ca濃度を増したり、CaチャネルのアゴニストBay K 8644を作用させ細胞内Ca濃度を増加させると、筋長変化直前の細胞内Ca濃度で正規化したExtra-Caは減少した。また、細胞外Ca濃度の低下や収縮を抑制するBDMは逆の効果を示した。これらの結果は、クロスブリッジ依存性に変化するトロポニンCのCa親和性は細胞内Ca濃度の調節を受けていることを示唆している。細胞内Ca濃度増加は、活動クロスブリッジの数を増やすことによって、トロポニンCのCa親和性を高めるので、トロポニンCからCaが解離しにくくなり、張力変化に伴う正規化Extra-Caが減少すると考えられる。スキンド標本のpCa-張力関係を測定して、筋長変化によってもたらされるpCa-張力関係の移動度に対するHイオンと燐酸の効果を調べた。Hイオンや燐酸濃度が高くなると、筋長効果は増大した。また、最大収縮力が低下した。スキンド標本に高分子化合物デキストランを加えると浸透圧差によって格子間隔が縮小し、筋長を長くした時とほぼ同程度にCa感受性が増大した。更に低濃度のトリプシンでスキンド心筋を処理すると、コネクチンが選択的に分解され静止張力が低下した。また、活動張力も低下し長さ-張力関係の傾斜が緩徐になった。これらの結果は、活動クロスブリッジの形成が心筋収縮の調節に重要であることを示唆している。心筋の収縮が筋長に依存して変化するメカニズムを、(1)生筋、および(2)スキンド標本について調べた。生筋の実験はフェレットの右室乳頭筋の表層細胞内に発光蛋白エクオリンを注入して、Ca信号と張力を同時に測定した。筋を伸張すると張力は増大し、その時間経過は延長した。この時、Ca信号(Catransient,CaT)の下降相の減衰時間は短縮した。これは、伸張により、Caイオンに対するトロポニンの親和性が増大したためと考えられている。横軸に発生張力を縦軸にCaTの減衰時間をとって両者の関係を調べると、CaTの減衰時間は発生張力に高い依存性を示すことがわかった。このCaTの減衰時間の張力依存性は、筋小胞体のCa取り込みによっても見かけ上影響されることが、甲状腺機能亢進動物の心筋を用いることによりわかった。甲状腺機能亢進動物心筋の筋小胞体Ca取り込み速度は速いので、発生張力に依存して変化するCaTの減衰時間の変化が大きく現れないことがわかった。(2)スキンド標本は、ラットの細い右室肉中をトリトン処理して作成した。筋節長はレーザーの回折格子から測定した。スキンド標本も筋節長を1、9μmから2.3μmに伸張するとpCa一張力関係が左方に移動してCa感受性が増加した。スキンド標本にプロテインキナーゼAの触媒部位を作用させて燐酸化すると、筋長に依存したCa感受性変化が減弱した。

この結果は、トロポニンIが筋長に依存した張力変化に関係していることを強く示唆している。心筋収縮の筋長依存性のメカニズムを調べるために、生筋とスキンド標本を用いて実験を行った。フェレットの右室から乳頭筋を摘出し、エクオリンを表層細胞内に注入してCa信号と張力を同時記録した。Lmaxから88%Lmaxに筋長を急速に短縮させると、Ca信号にハンプが出現した(Extra-Ca)。Extra-Caは張力変化によりトロポニンCのCa親和性が変化し、トロポニンCから解離したCaを反映していることが示唆されている。このExtra-Caの大きさは張力変化分に比例して増加した。クロスブリッジの形成を促進するEMD存在下ではExtra-Caが減少し、Extra-Caの張力依存性が低下した。EMD存在下にBDMを添加すると、Extra-Caに対するEMDの効果が減弱した。初期長を短縮させると、BMDと同様にExtra-Caに対するEMDの効果が減弱した。これらの結果は、心筋収縮の筋長依存性にはクロスブリッジの形成が直接関与していることを示唆している。クロスブリッジの形成はCaと相乗的にthinfilamentを活性化させる。そこで、アクトミオシン・ADP複合体の形成を促進するMgADPをスキンド標本に作用させて、pCa-張力関係に対する筋長依存性がMgADPによりどのような修飾を受けるのかを検討した。スキンド標本のpCa-張力関係は筋の伸張により左方移動した(Ca感受性増加)。この筋の伸張によるpCa-張力関係の移動度はMgADPの添加により抑制された。MgADPは最大張力を増加させこの効果は筋長が長いと少なかった。また、高分子デキストランを作用させると筋を伸張した時と同様の効果が見られた。これらの結果は、格子間隔の変化によるアクチンに結合するミオシンの数が、心筋収縮の張力依存性に重要であることを示唆している。生筋とスキンド標本を用いて心筋収縮の筋長依存性分子機構を調べた。フェレットの右室乳頭筋の表層細胞内にエクオリンを注入して、Ca信号と張力を同時記録した。Extra-Caは張力低下によりトロポニンCのCa親和性が低下し、トロポニンCから解離したCaを反映している。Extra-Caの大きさは張力変化分に比例して増加した。細胞外Ca濃度を増加し、あるいはCaチャネルのアゴニストのBay K 8644を作用させて細胞内Ca濃度を増加させると、筋長変化直前の細胞内Ca濃度で正規化したExtra-Caは減少した。また、細胞外Ca濃度を低下させると正規化Extra-Caは増加した。BDMは細胞外Ca濃度低下と同様の作用を示した。これらの結果は、クロスブリッジ依存性に変化するトロポニンCのCa親和性は細胞内Ca濃度の調節を受けていることを示唆している。細胞内Ca濃度増加は、活動クロスブリッジの数を増やすことによって、トロポニンCのCa親和性を高めるので、トロポニンCからCaが解離しにくくなり、張力変化に伴う正規化Extra-Caが減少するものと考えられる。スキンド標本のpCa-張力関係を異なる筋長で測定して、筋長変化によってもたらされるpCa-張力関係の移動度に対するHイオンと燐酸の効果を調べた。
病態生理に基づく革新的な意思伝達手段の開発と長期経過追跡による適応評価研究

本研究の成果は、1)意思伝達の程度に基づくステージ分類を作成した。2)意思伝達障害予測因子を解析した。3)意思伝達に影響を与える要因に合併症や随伴症状があり、ケアの重要性を指摘した。4)生体信号を用いた意思伝達は、早めの導入が必要であることを指摘した。5)画像評価において、ステージ進行に特徴的な変化を見出した。6)感覚神経の評価により、進行期では体性感覚路と聴覚路が障害される一方、視覚路には変性が及びにくいことを見出した。7)病理学的にStageIを保つ場合、変性は運動ニューロンにほぼ限局し、進行する場合には、大脳萎縮や変性の多様性がある。8)神経路の変性・保存メカニズムを検討した。初年度の計画は、意思伝達能力のステージ分類における各ステージ別追跡と適応評価、病理所見の特徴、メカニズム解析の開始であり、以下の成果を挙げた。1.ステージ別経過追跡:A病院在宅人工呼吸者30名の継続追跡調査を実施。ステージ進行者で眼、耳、循環器等より多くの症状を呈し、より早期に人工呼吸器装着、完全四肢麻痺が出現していた。2.生体信号装置の適応評価:脳血流・脳波装置の定期的な試行を実施した。脳血流装置は、ステージ進行者でも維持できる例を確認した。脳波の装置は、ステージIでは90%以上の正答率を確保したが、進行者では、全過程の遂行が困難であった。3.ステージ別画像・生理学的評価:ステージVの対象10例では、後頭葉を除くほぼすべての大脳・脳幹の萎縮を認めたがその程度には差があった。さらにSEPで半数の症例でN20が消失する一方、VEPでは対象すべてのP100が認められ、視覚路が保たれることが示唆された。4.病理学的検索:ステージIの長期例の検討により、進行が非常に緩徐で、運動ニューロン系の変性にほぼ限定され、典型的なsALSとは異なる一群が存在する可能性を報告した。ステージVの症例では、高度な運動ニューロン変性と運動ニューロン系を超えた広汎な変性を呈したが、その病変分布には共通性と多様性があり、蓄積蛋白の違いでは分類できないことが判明した。保たれる神経経路の保全メカニズムについて、障害されやすい部位の神経細胞と、視覚路など保全されやすい部位の神経細胞との比較を行い、粗面小胞体の障害の程度に差がある事、すなわち、保全部位の神経細胞では粗面小胞体が比較的保たれ、易障害部位の神経細胞では粗面小胞体の減少が認められることを明らかにした。以上の成果を、神経学会総会シンポジウム「ALSにおけるコミュニケーション障害とその対策」やA病院公開CPC等にて報告し、聴衆との意見交換を行った。本研究の2年次の成果を以下の6点に集約した。1.ステージ別経過追跡:ステージI維持群と進行群の経時比較・およびステージI,IIIV,Vの3群の横断比較から、進行群に多種多様な随伴症状が生じることを明らかにした。2.進行期対象のPRO(患者報告アウトカム):進行期対象に対しては、質問内容を吟味し、回答を数日に分けて聴取する工夫や、脈拍数の変化など生体反応を目安にケアしていた。3.生体信号装置の適応の検討:生体信号装置の定期的な試行を継続した。脳血流装置は、進行期の対象では試行ごとの脳血流検出に差があり、正答率に影響した。脳波装置は、環境由来の電気的ノイズを除去するシールド等の試作を行い、その性能を確認した。4.ステージ別画像・生理学的評価:画像評価において、ステージIV, Vとなる患者は上部延髄萎縮が顕著でステージI-IIIまでと区別ができることを示した。生理学評価では、ステージVでは,体性感覚誘発電位・聴性脳幹反応は振幅が低下し,消失する症例もあるが,視覚誘発電位は保たれる傾向が再度確認された。5.病理検索上の多様性:既報告したステージIの3例において、長期経過・運動ニューロンに限局した変性に加え、TDP-43陽性封入体がまれであるという特徴を明らかにし、臨床病理学的にALSのサブグループである可能性を指摘した。一方、ステージVの広汎な変性を呈した孤発3症例では、NishihiraらのALS分類上type 2であった1例、type1が2例あり、ステージVにも異なる2群があることを見出した。6.保存神経路の解明:StageV剖検脳において、視覚路、嗅覚路、マイネルト核、室傍核が保存されていることを改めて確認し、視覚刺激と嗅覚刺激によって意思疎通がStageVでの意思疎通に有用であることを指摘した。本成果を神経学会総会・ALS/MND国際シンポジウム等の関連学会で報告した。筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者が、Stage V「完全閉じ込め状態」にならない、意思伝達維持方法の開発を目的とした本研究の3年目の成果は、以下の7点である。1.人工呼吸療養者に生じる合併症状を「看護上注意を要する症状(adverse clinical signs)」として整理し、ステージ進行例ではより多くの症状が出現することを示した。2.Stage V 3例において脳血流による意思伝達装置でYes-Noの確認を継続し、変動があるが、概ね57割の正答性を確認した。3.脳波による意思伝達装置のユーザビリティや解読精度を向上させるためには、個々の患者の関心のある刺激を用いたり、装置の利用を繰り返し行うことが重要であることを明らかにした。

4.MRI画像による形態学的検討では、Stage Vに至る例では、中脳水道灰白質(PAG)の萎縮が特徴的であった。5.誘発電位等ににより経時的な生理学的変化を検討した。StgaeVに至る前から、体性感覚誘発反応の皮質成分(N20)は低下しはじめる一方、視覚誘発電位は保たれる傾向が明らかであった。6.特にStage Iで保たれた長期例やStage Vの病理像の検討では、ステージごと或いはステージ内における脳萎縮や神経変性の多様性があり、蓄積タンパクの違いでは説明しえない。7.細胞死のメカニズムの解明において、ALSの運動ニューロンではmTOR(細胞の蛋白合成系に深く関与する物質)の活性化が不十分であるために蛋白合成が充分に行われずに細胞死が惹起されている可能性と、その表裏として、Stage Vの脳でも、視覚路や嗅覚路では、mTORの活性化が保たれている可能性を示唆しており、その検索が必要であることを示した。看護、脳科学、画像評価、生理学的評価、病理学的検討という多分野からのアプローチにより、Stage Vにおける特徴(障害を受ける部位、保たれる部位とその経時的変化)が明らかとなりつつあり、病態解明にもつながる成果を上げた一方、障害部位が、情緒、自律神経系、運動系に及んでおり、Stage Vにおける意思伝達の真偽についての確認手段を見いだせていない。意思伝達に影響を及ぼす症状(Adverse clinical signs)の出現傾向と意思伝達ステージの進展との関係について、対象病院在宅人工呼吸療法施行中の療養者について、経年調査を継続し、臨床経過、意思伝達手段の変遷、意思伝達に影響を及ぼす全身症状について収集した。特に、意思伝達に影響を及ぼす症状(11症状)をAdverse clinical signsと命名し、出現傾向ならびに、意思伝達ステージ進展に影響する因子について検討した。Stage Iで不変(維持群)とそれ以外(悪化群)についての出現傾向の比較をし、中耳炎と低体温、尿管結石、排尿障害において差があり、いずれも、悪化群に多く出現していた(p<0.05,χ二乗検定)。維持か悪化を目的変数として、さらに、性と発症年齢を調整し、差のあった症状を説明変数としたロジスティック回帰分析を行った結果、中耳炎がで、ステージの悪化に影響を与えることが明らかとなり、ケアの重要性が示唆された。脳波を用いた意思伝達装置の開発では、解読精度が年齢の要因はほとんど影響がなかった一方、カウントの可否に大きくに影響することがわかり、今後、多くの重度患者においてカウント能力に代表される認知機能を維持する試みが重要といえた。病理学的検討においては、ステージVへの進展は、発症から2年位以内に気管切開人工呼吸器に移行する例が多く、その後の進行も早い特徴があった。神経病理学的には非常に高度な運動ニューロン変性に加えて、黒質、淡蒼球、視床下核、脳幹網様体、小脳出力系の変性と視覚路が保たれる点が共通しており、脳内蓄積蛋白(TDP-43、FUS、SOD1)の種類によらなかった。大脳には萎縮がある例とない例があり、前者においては、生体信号による意思伝達の適応が認められる可能性が高いといえた。本研究の成果は、1)意思伝達の程度に基づくステージ分類を作成した。2)意思伝達障害予測因子を解析した。3)意思伝達に影響を与える要因に合併症や随伴症状があり、ケアの重要性を指摘した。4)生体信号を用いた意思伝達は、早めの導入が必要であることを指摘した。5)画像評価において、ステージ進行に特徴的な変化を見出した。
２次元材料を用いたトンネルトランジスタの量子輸送シミュレーション

近年、シリコン電界効果トランジスタ(FET)の微細化が極度に進み、単純な微細化のみによる性能向上は限界に達している。この状況の打破を目指し、2次元材料をチャネルに用いたトンネルトランジスタ(2D-TFET)が多く試作されている。しかし、幾何構造を原子単位で記述した上での量子輸送計算が困難であったことから、2D-TFETの精密な量子輸送デバイスシミュレーションは全く行われていない。そこで、本研究では、シリコンFETの物理限界を超える2D-TFETの実用化に向けて、理論計算によるバンド間トンネル過程の物理の解明および精密な2D-TFET量子輸送デバイスシミュレータの開発を行う。
自己調整学習サイクルモデルによる看護技術学習支援システムの開発と評価

【目的】自己調整学習サイクルモデルを活用した看護技術学習支援システムを,2015年度から2016年度にかけて開発し,2017年度と2018年度に「バイタルサイン」(入学後初めて,個別の教員評価を受ける基礎看護技術)の授業に導入した。システム導入の効果を評価するため,導入前後各2年間に質問紙調査を行った.【方法】調査項目は,自己調整学習方略尺度(以下、SR)(藤田2010参考),特性的自己効力感(成田1995),達成目標(田中・藤田2003参考),練習時間等で構成した.導入前後と時間外学習前後の比較には,Mann-Whitney U検定(有意水準5%)を行い,練習時間とSRについては,Spearman順位相関係数を求めた(SPSS Ver.18J).【結果】SR得点を時間外学習前後で比較した結果,導入前は,モニタリング方略(p=.033)のみが上昇し,導入後は,モニタリング方略(p=.009)とプランニング方略(p=.000),認知的方略(p=.025)が上昇した.時間外学習前の導入前後比較では,導入後に認知的方略(p=.000)が有意に上昇し,時間外学習後の導入前後比較では,導入後にプランニング方略(p=.010)と認知的方略(p=.000)が上昇した.時間外の技術練習時間は,システム導入後に長くなり(p=.001),プランニング方略と認知的方略との間に正の相関が認められた(ρ=.228, p=.001,ρ=.296,p=.000).【考察】SR得点と練習時間が,導入後に上昇したことから,本システムが,時間外の技術学習において,看護学生の自己調整学習を促すことが明らかになった.時間外学習前の認知的方略が導入後で有意に高かった要因として,初回講義時に行ったシステム等の説明が影響した可能性がある.また,SR得点が高い学生ほど練習時間が長いことが示された.本研究は、自己調整学習支援システムの構築と教育実践への導入・評価を目指しており、平成27年度はシステムの構築に先立って、導入前の現状分析と課題の明確化を目的とした調査を行った。【方法】対象:看護学科1年生75名内容:自己調整学習方略尺度(以下SR)、達成目標、特性的自己効力感尺度(以下SE)、独自項目分析:授業前後およびSE得点群別での比較(Mann-Whitney U test, P<.05, SPSS17.0J)SE得点群は、授業前後をそれぞれのSE平均得点を基準に高得点群と低得点群に分けた倫理的配慮:研究者所属施設倫理委員会での承認を受けた【結果】授業前後比較では、いずれの項目にも有意差はなかった。SE得点群別比較では、授業前の努力調整方略とプランニング方略(z=2.046/p=.041, z=2.681/p=.007)、授業後の努力調整方略(z=2.104/p=.035)と独自項目「難しい技術でもできるようになるまで練習する」「練習で疑問に思うところができたら解決しようとする」(z=2.297/p=.022, z=2.123/p=.034)で、いずれも高得点群が有意に高かった。両得点群別での授業前後比較では、高得点群では授業前後に有意な差はなかった。低得点群では、授業後にプランニング方略が有意に高くなり(z=2.257/p=.024)、「難しい技術でもできるようになるまで練習する」(z=2.335/p=.020)とSE得点(z=2.897/p=.004)が有意に低下した。練習で工夫したことの自由記述では「練習を繰り返す」「他者の技術や手本と照らし合わせる」「測定方法や解剖等の基礎的知識を確認する」他、9つが抽出された。【考察】現状の時間外学習環境は自己調整学習方略の習得を促すとは言えず、当システム開発の必要性が確認された。平成27年度の実施計画は、1質問紙を作成し、システム導入前の授業について、学習者に対する自己調整学習の支援成果を測定する、2認知領域の学習支援に用いる教材(資料やLMSなど)を作成するである。1については、以下のアウについて実施し、成果を第26回日本看護学教育学会学術集会で発表予定である(演題登録中)。ア.自己調整学習の支援効果を測定する質問紙案の作成を行った。質問紙案の作成には、研究代表者と同じ所属先で看護技術教育を担当している教員の意見を反映させ、回答方式と質問紙構成は、リッカート5択で回答を求める設問2030問と、自由記述の設問を2問程度設けた。回答所要時間が15分以内になるよう調整した。イ.質問紙の完成:看護学科2年次生の研究協力者にプレテストを行い、分析結果から質問項目を精選し、完成版とした。ウ.導入前の授業評価:基礎看護方法論II【バイタルサイン】(専門科目:1年次後期前半)において、例年通りの授業を行い、質問紙を用いて血圧測定技術に関する自己調整学習の支援状況を評価した。回答は量的に分析し、自由記述の回答は質的な分析を行った。成果は、演題登録中の学会で発表予定であり、順調に進められていると考える。

2については、認知領域の学習支援用に、これまで授業で用いていた技術評価表や筆記テストのプールから作成した。作成した資料をシステムのパソコン内に格納する予定であったが、活用予定のパソコンが故障したため、新しく購入する必要が生じ、次年度購入し、格納できるように整える予定である。過去2年で、1システム導入まで設備の選定と整備、2導入前評価を行った。1看護技儒学習の場となる基礎看護学実習室内にサーバを設置し、10インチタブレット端末8台を導入した。タブレットにはカメラで練習動作を確認できるよう、可動式で高さの調節ができる架台にアームで固定して設置した。LMSにはMoodleを選択し、技術の自己評価表や小テストを活用するため、サンプルを試用し、円滑に動作することを確認した。平成29年度の前半で、マニュアルを作成していく予定である。2平成28年度に収集したデータの分析の一部を、平成29年8月にAPNRCで発表することが決定している。発表予定の成果は、時間外の技術練習の現状に関することで、導入前の現状分析と課題の明確化を目的とした。【方法】対象:看護学生75名(1年生)調査項目:授業時間以外の練習時間と場所、知識と技術の学習方法について自記式質問紙で回答を得た。【結果】回答数48(回収率64.0%)。練習時間の平均は68±45.8分だった。30分以上60分未満の回答が最も多かった。練習していた場所は、「基礎実習室だけ」が68.8%で最も多く、さらに練習時間の90%以上を基礎実習室で練習していた学生は85.4%であった。知識の学習方法に関する回答は、「教科書や参考書を読んだ」を選択した学生が95.2%で最も多かった。技術の学習方法に関する質問は、その他を含めた13の選択肢から知識と同様に選んでもらった。最も多かったのは、「同級生に患者役になってもらって測定した」で93.4%であった。【考察】この練習時間の結果は平均68分であり、決して少なくはない。その一方で、ほとんど練習をしていない学生も見受けられることから、現状では時間外学習が十分なされていない可能性がある。技術の習得ではほとんどの学生がpeer learningを活用していることが分かった。導入前の状況を評価するための調査は、2年間予定通り収集でき、当初、回収率悪さを危惧していたが、想定した範囲で回収できている。システムの設備の選定、設置、稼動確認も順調に進み、研究分担者がそれぞれ担当しているタスクも、遅れることなく進行させている。特に、LMSの試用もできており、マニュアル作成の担当者も決定し、研究チーム内での協働も安定して行えている。追加のデータとして、学内の時間外学習が実習での血圧測定技術の習得と実施に影響してるかを見るアンケートを作成し、初回のデータ収集対象者である学生に向けて実施した。倫理審査は追加で申請し承認された。筆者らは看護学生の自己学習力の向上に向けて,自己調整学習サイクルモデルを活用した学習支援システムの構築を目指している.第一段階として,導入前の授業時間外学習の現状分析と課題の明確化を目的として取り組んだ.期間はH27年10月1日8日、H28年10月6日14日.対象技術はバイタルサイン(血圧測定).対象はH27年度・28年度1年次生150名.方法無記名質問紙.調査内容:自己調整学習方略尺度、達成目標尺度、特性的自己効力感尺度、独自項目、練習時間と場所、練習時の工夫(自由記述).授業は、講義1コマ、グループ演習2コマ、教員による技術確認を含む演習1コマの計4コマで構成している。講義終了後を時間外学習前、4コマ目の演習終了後を時間外学習後として前後比較をした(Student t-test, P<0.05).自由記述は類似性で分類した.
謡伝書の日本語学的研究

本研究の目的は、室町期以降に作成された謡伝書の記述を調査し、当時の能楽関係者らが「日本語をどのように発音するのか」という問いにどこまで迫れていたのかを解明することである。特に、従来未調査であった室町期の写本を調査することで、音声関連の記述を新たに発見・整理し、当時の発音把握の実態解明をめざす。具体的には、能楽研究所所蔵の室町期の写本を翻刻し、そのデータから発音観察の様相を探る。同時に翻刻データを江戸期の謡伝書と対照させることで、伝書間での記事の継承や展開の諸相についても探る。また仮名遣い書や悉曇学書から受けた影響や、浄瑠璃秘伝書へ与えた影響など、謡伝書の成立に関わる影響関係についても追究する。
近代国家の形成における訴訟法・訴訟制度の変革と役割

この期間は、主に中世中期のイタリアおよび中世後期のドイツ都市における訴訟法と裁判実務の研究を行なった。(1)イタリア都市における文字文化の急速な発達とそれが独特の形で訴訟法に反映されている状況について、最近の研究をもとにして検討した。文字文化の発展の一つの重要な動因が、都市諸権力の行為の事後チェックということにあることが確認され、訴訟法における上訴制度の形成が、これと同じ歴史的文脈にあることが明らかにされた。亦、これとの関連で、これまで研究を深めてきたシチリア王国勅法集成の訴訟法における発展との類似性も明らかになり、この13世紀南イタリアに形成された特異な王国と北イタリア諸都市とにおける国制と法の発展の比較という、興味深い問題がはっきりと姿を現わした。(2)ドイツ都市における参事会を中心とする早期的な高権的支配体制の形成とそこにおける訴訟法の発展を、イタリアとの比較において検討した。この結果、具体的な発言形態には様々な相違があるとはいえ、中世中期イタリアと中世後期のドイツの都市の間の発展の並行性について、今後さらに検討が必要であることが明らかになった。今年度は初年度だったので、これまで私個人としては必ずしも十分な研究を積んでいなかった近世・近代の訴訟法の発展にかかわる基本問題と文献の研究に終始した。特に検討を進めたのは、次の点である。(1)中世後期のドイツ都市における訴訟法の規範、訴訟法実務とそれを担った法律家についての研究状況の調査。研究の比較的進んでいるニュルンベルクを中心に行なった。ニュルンベルクにおいて専門法律家がまず参事会員や法律顧問として活動した後、徐々に裁判官として日常的な法実務に関与し始める過程を具体的に明らかにすることができた。また、ニュルンベルク市が、自己の政治的主張を基礎づけるためにしばしばバードヴァ大学の法学部に鑑定を依頼しているという興味深い現象について、調査を行なった。(2)これまで研究の手薄であった近世ドイツの民事訴訟法学の発展について、K.W.Norrの研究を手がかりにして調査を行なった。この時代の訴訟は、基本的には中世以来の普通法的訴訟法に基づいて行なわれていたのであるが、学者は自然法論の影響を受けて、普通法訴訟の本質的部分を自然法によって基礎づけるとともに、「訴訟行為」をはじめとする一般的な概念形成によって、19世紀以後のドイツ民事訴訟法学における訴訟の分析方法の基礎を形成した経過を明らかにした。更に、1793年のプロイセン一般裁判法典に結実するフリードリヒ2世下の啓蒙主義的な訴訟法改革の過程を検討した。
Cl添加による希土類系高温超伝導体薄膜の結晶成長過程の解明と機能改善

低コストで環境負荷が小さく、高速で成膜が可能な手法であるフッ素フリーMOD法を用いて、高特性な希土類系高温超伝導(RE123)薄膜の作製指針を確立した。具体的な成果は以下のとおりである。1原料への塩素添加によって、RE123超伝導層の配向性が大きく改善することを示し、透過電子顕微鏡等を用いた組織観察を行うことでその配向特性改善機構の一端を明らかにした。塩素添加で生成する酸塩化物(Ba2342)が配向改善に核となる役割を果たしていることを結晶構造と実際の組織観察の両面から解明し、これまでにない新たな薄膜材料全般の配向制御手法となりうることを示した。今後このような塩素添加手法を用いて、超電導薄膜材料のさらなる機能開拓を押し進めたい。2希土類元素(RE)としてイットリウム(Y)およびガドリニウム(Gd)をそれぞれ用いて、どちらも塩素添加を行うことで高度に配向制御されたRE123薄膜を作製することに成功した。全行程が非真空プロセスの溶液法を用いても、高速・低コストで高特性な超伝導薄膜の作製が可能であることを示した。3実用化を視野に入れた長尺化可能な金属基板を用いても、この塩素添加技術が極めて有効であることを示した。酸塩化物Ba2342を薄膜中に導入することによって、配向膜の得られる成膜条件が大きく低温側に拡大することを明らかにし、フッ素フリーMOD法を用いて液体窒素温度で100Aを超える電流を通電可能な薄膜材料の作製に成功した。以上の内容について、学術論文投稿、国内学会、国際学会等での発表を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ホロセルロース完全エネルギー化を目指した多段階塩触媒加圧型マイクロ波システム創成

本研究は、未利用バイオマスである草本類を原料として実用化・産業化が可能な製品を製造し、利益創出・エコ型のバイオリファイナリーシステムを開拓することを目的とする。本提案システムは、燃料と同時に高付加価値物質を生産できる、塩触媒加圧型マイクロ波水熱前処理、耐塩耐熱性の酵素と酵母による糖化と発酵、発酵残渣からの有用製品産出を併合した、省エネ、低コスト、低環境負荷かつ減工程型プロセスである。
細胞壁多糖の細胞間輸送のための必須因子の同定

植物細胞の形質を決定する最も重要な細胞器官の1つは、各細胞の表面に形成される細胞壁である。植物の細胞壁は多様な多糖類やタンパク質で構築される複雑かつ動的な高次構造物であるが、この細胞壁構造の構築や再編には、細胞外空間の適切なポイントへの酵素や基質の輸送が重要な役割を果たしていると考えられる。しかしながら、今日まで細胞壁構築のための酵素や基質の細胞外での輸送の分子メカニズムについてはほとんど解明されていない。本研究では、この輸送システムに必要な制御因子の同定を試み、細胞壁構築関連分子の輸送と細胞壁構築の理解のための新たな分子モデルを確立した。本研究では、細胞壁を構成する多糖類の細胞間輸送に関わる制御機構の解明を目指している。これまでの研究を通して、イネの維管束組織では、フコシル化されたキシログルカンが伴細胞で生産された後に、師管細胞の細胞壁へと輸送されることを明らかにしていた。1、師管細胞に輸送されたキシログルカンはキシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)によって師管の細胞壁に組込まれると推測されていたが、昨年度までの研究でイネのXTHが維管束組織においてキシログルカンの転移反応を触媒していることを実証した。この結果は、師管細胞以外でもXTHが存在する一方、キシログルカンの細胞壁への組込みが師管だけに生じることから、キシログルカンが師管だけに方向性をもって輸送されることを強く示すものとなった。またこのXTHの機能解明の研究成果については、論文として国際専門誌に投稿し、受理された。2、細胞間で輸送されるキシログルカン分子を免疫組織法などでは十分に捉えられることができなかったことから、細胞間輸送は一過的なもの、あるいは非常に微量なものである可能性が高いと考えられた。そこで輸送経路と思われる細胞外領域を多量にサンプリングして分析できるように、マイクロダイセクションを利用したサンプリング法の改良を進めた。植物組織を固定直後に低真空で2枚のポリエチレンナフタレートフィルムに挟み込むことによって、厚さ100μmまでの組織から目的部位を簡便かつ大量に回収することが可能になった。本技術を用いることで、輸送経路のキシログルカン分子、および輸送経路に存在するタンパク質を回収することが可能になった。本研究では細胞壁多糖の細胞間輸送の制御機構の解明を目指している。これまでの研究を通して、イネの維管束組織において、フコシル化キシログルカンが伴細胞で合成された後に師管細胞へと輸送され、キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)によって師管の細胞壁に組込まれることを解明していた。1.イネの維管束組織においては、師管細胞以外にもXTHが存在する一方で、師管細胞壁だけにキシログルカンが組み込まれることから、キシログルカンが方向性をもって師管へと輸送されることが示唆された。維管束組織におけるキシログルカン分子の輸送経路を観察するため、免疫電子顕微鏡法を活用して維管束組織内のキシログルカン分子の局在部位を詳細に調べた。この結果、伴細胞で合成されるキシログルカンは師管細胞壁と特定の細胞間領域だけに存在することが観察され、キシログルカンが方向性を持って輸送されることを支持する結果を得ることができた。またこの結果、キシログルカンの輸送経路を限定することに成功した。2. 1で明らかになった輸送経路の細胞間領域および周辺細胞に存在すると推測される輸送制御因子の単離を目指し、この数細胞の領域だけを回収できるマイクロダイセクションを利用したサンプリング方法を開発した。本技術を用いて回収した数細胞からRNA抽出やRNAシークエンスが可能であることが確認できた一方で、精度の高いプロテオーム解析をするためには十分な品質ではない可能性も示唆された。本研究では植物の細胞壁多糖の細胞間輸送の制御機構の解明を目指している。1.昨年度の研究成果によって、伴細胞で合成されたキシログルカンは師管細胞壁と特定の細胞間領域だけに存在することが示されていたが、さらに詳細なキシログルカンの動態観察の結果は、伴細胞から師管細胞壁へのキシログルカンの輸送は、恒常的に起こっているわけはなく、発生段階に依存的に制御され、また外的な刺激要因などによっても引き起されていることが示唆された。この結果は、輸送制御因子を単離するためは、キシログルカンが輸送される発生段階を限定し、そのタイミングで輸送経路の細胞間領域および周辺細胞を回収することが有効であることを示した。本解析は、輸送制御因子の単離の難しさを示す結果となったが、解析過程で改良を進めた植物組織内における細胞壁多糖の複数の観察技術は、本年度の研究成果として、2本の論文として発表することができた。2. 1で明らかになった輸送経路の細胞間領域および周辺細胞の数細胞の領域だけを回収できるマイクロダイセクションを利用したサンプリング方法の開発を進めた。本技術を用いて迅速かつ多量に回収したサンプルからRNA抽出やRNAシークエンスが可能であり、かつ各発生段階の遺伝子発現量のプロファイルを高精度で開発できることが確認できた。