hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
野生ゲッ歯類によるエルシニア属菌の環境汚染とヒトへの感染源の役割に関する研究

Yersinia pseudotuberculossの生態および疫学的な研究ならびにヒトにおける感染症について、文献展望により解説を行った。日本における本菌の検出は1970年以降急に高くなり、ヨーロッパ諸国に比し必ずしも低率ではない。日本における本菌の分布およびヒトの感染症には、いくつかの特徴がある。由来および血清型の分布に違いがあり、また小児の感染症の症状は極めて多彩である。泉熱の原因であることが明らかになったほか、川崎病の診断基準を満たす症状を示す例もある。集団発生例は少くとも12件が確認されている。ヒトへの感染源として重要視されている飲用水の汚源をして、ノネズミの役割につき研究を行った。鳥取県および岡山県で捕獲したネズミ275匹についてエルシニアの検索を行った。T.pseudotuberculosisを30匹より31株分離した。鳥取、岡山両県における検出率には差がないが、小範囲の地区について比較すれば、検出率に明らかな差がある。12月4月における寒冷の季節に捕獲されたネズミからの検出率が高いが、7月にも高率に検出された。同一厩舎内で捕獲されたネズミ(ドブネズミとハツカネズミ)の間に本菌の感染があったと思われる例があった。いっぽう菌の検出が陽性であった地域において、繰り返して捕獲したネズミが必ずしも保菌しているとはいえなかった。血清型は3型が圧倒的に多く(90.3%)、46型(6.5%)および5a型(3.2%)が少数検出された。3型の菌株の中でメリビオース非分解株は無かった。分離菌株の中には、血清型に関係なくカルシウム非依存性で、マウスに対し弱または非病原性菌株があった。ネズミが高率に保菌していることが判明したが、糞中の菌による直接的な環境汚染のほかに、ネズミを捕食する種々の動物を介してさらに広がりを示す可能性が考えられた。仮性結核菌及びYorsinia enterocoliticaの自然環境汚染及びヒトへの感染源としてのノウサギ及びノネズミの役割を明かにする目的で、研究を行っている。61年度は主にネズミについて仮性結核菌の検出を試みた。ネズミの捕獲場所は、わが国で仮性結核菌感染症が最も多い岡山県と、対照の意味で鳥取県を選んだ。ネズミが本菌を保有するかどうか、もし保有しておれば、岡山、鳥取両県で差があるか否かを検討する。捕獲されたネズミはドブネズミ,ハツカネズミ,ヒメネズミの3種である。岡山県下で捕獲されたネズミ13匹中8匹(61.5%)及び鳥取県下で捕獲したネズミ111匹中2匹(1.8%)より仮性結核菌を分離した。分離菌の血清型は3型が圧倒的に多く、全陽性例10例中9例から検出された。他の1例(岡山県で捕獲)からは46型が分離された。46型は岡山県で患者から最も高頻度に検出されている血清型であり、3型は最近、岡山、鳥取両県でヒトからの検出が増加する傾向にある菌型である。岡山県で同一時期に捕獲したネズミは、種類が異なる個体においても同一菌型(3型)が検出されており、ネズミの間に本菌の感染があったことが強く疑れた。ヒトの仮性結核菌感染は、山水や井戸水を飲むことにより発生する例が多い。野生のネズミが保菌しておれば、糞と共に排菌され、環境が汚染される。

谷川に本菌が混入して感染源になることも考えられる。本調査で岡山県で捕獲したネズミが、鳥取県で捕獲したネズミより仮性結核菌の検出頻度が高いと思われる成績が得られたが、更に例数を増やして確めたい。ネズミの間に本菌の感染があったと思われる事例は、一地域の環境が集中的に本菌で汚染される可能性を示唆している。大型の野生動物としてイノシシ18頭についても検索した。菌の検出は陰性であった。岡山県におけるヒトの仮性結核菌症は,他県に比して圧倒的に多い.患者の多くは未消毒の山水または井戸水を飲用または生活用に使用しており,これらの水から患者と同一血清群の仮性結核菌が検出されることが多い.しかし山水または井戸水の汚染源は明かでない.本研究は汚染源として最も関係が深いと考えられる野生ゲッ歯類,特にノネズミの保菌を明かにするために行うものである.本年度は前年に続いて岡山県および鳥取県の山野および畜舎で補獲されたネズミについてエルシニア属菌の分離を行った.その結果,ネズミが高率に仮性結核菌を保有していることが明かになった.検索した118匹のネズミのうち33匹(28%)が陽性であった.岡山県で補獲したネズミ23匹中8匹陽性(34.8%),鳥取県95匹中25匹陽性(26.3%)であり,両県の補獲ネズミにおいて保菌率は時に差がなかった.ネズミは5種類に分類された.それぞれの保菌率は,ハツカネズミ46.4%,ドブネズミ33.3%,ヤケネズミ33.3%,ヒメネズミ28.6%,アカネズミ17.6%であった.血清群は3種に分けられ,そのうち3群(メリビオース陽性)が最も夛く(31株,91.2%),次いで46群(2株5.9%)および5a群(1株2.9%)であった.同一地区で時期を異にして補獲されたネズミにおいて,全く検出されない地域と,数回にわたって陽性を示す地域があった.46群は岡山県と鳥取県とにそれぞれ1株が検出された.本年の検索結果から,岡山,鳥取両県において保菌率,血清群の分布などからは差を見出すことはできなかったがネズミが仮性結核菌の環境汚染に重要な役割を有することが判明した.前年度に引続きノネズミを捕獲し、菌検索を行った。本年度に捕獲したノネズミは157匹であったが、エルシニアを疑う菌種は検出できなかった。仮性結核菌は研究期間を通じて、275匹中30匹より31菌株が分離された。これらの菌株についてメリビオース分解能、カルシウム依存性、自己凝集能、ピラジナミダーゼ活性、プラスミドの検出、マウス接種試験などにより病原性を調べた。その結果、メリビオース分解能、自己凝集能、ピラジナミターゼ活性は全株が陽性であったが、カルシウム依存性は5株が陰性であった。この菌株は、他の菌株が2種のプラスミドを保有するに対し、1種類を有する。また、10^7コの腹腔内接種によるマウスに対する病原性は無いか。弱かった(他の菌種は致死性を示す)。カルシウム依存性と病原性プラスミドの保有が一致することは、既知の事実を認めたことになるが、非病原性(または弱病原性)の仮性結核菌がノネズミから検出されることは、本菌の生態の一面を明かにしたものと考える。血清型は3型28株、46型2株、5a型1株で3型が圧倒的に多かった。血清型3は健康豚より高率に分離される菌型であるが、非病原性菌株もブタが保有する事実ともあわせ、ノネズミとブタとの共通性が指摘される。仮性結核菌は概して寒令な時期に捕獲されたネズミの保有が多いが、7月に捕獲されたネズミからも分離される。岡山県と鳥取県における本菌の検出率には差が無い。ハツカネズミおよびドブネズミからの検出が多い。
強力かつ選択的なプロテアソーム阻害活性を有するラクタシスチンの合成研究

ラクタシスチンは20Sプロテアソームを強力かつ選択的に阻害することが知られる天然物である。ラクタシスチンと類似の構造を有する海洋性天然物として、近年サリノスポラミドAがバハマ沖に生息する放線菌より単離された。サリノスポラミドAはラクタシスチンよりもさらに強力な20Sプロテアソーム阻害活性を有しており、その単離からわずか3年後に多発性骨髄腫の治療薬として臨床試験が開始された。また、サリノスポラミドAは小分子でありながら5つの連続する不斉中心を有するなど、極めて多官能基化された化合物であり、合成化学的にも興味深い化合物である。以上の理由から、これまでサリノスポラミドAの合成研究が多く報告されてきた。しかしながら、これまで報告されたいずれの合成も、長い工程数や、低い立体選択性といった問題を抱えている。そこで私は、より効率的なサリノスポラミドAの合成経路を確立するため研究に着手した。合成戦略としては、ビシクロ[3.3.0]骨格を利用することで、一つの不斉中心から他の4つの全ての立体化学を制御することで、合成経路の簡略化が可能であると考えた。この合成戦略に従い研究を進めた結果、私はこれまでに市販の4-ペンテン酸より14工程にてサリノスポラミドAを不斉全合成することに成功している。私の開発した合成経路は、総収率が19%であり、これまでに報告されたいずれの合成よりも高い収率にてサリノスポラミドAを得ることが可能である。また、各工程をグラムスケールにて実施することが可能であり、実際にこれまで1.5グラムのサリノスポラミドAを合成することに成功している。ラクタシスチンとサリノスポラミドAは、異なる種類の放線菌から単離された天然物である。サリノスポラミドAとラクタシスチンは類似の構造を有しており、いずれも同様の機構によって20Sプロテアソームを選択的に阻害することが知られている。特に、サリノスポラミドAはラクタシスチンに比べて極めて強力な生理活性を有していることから、抗がん剤として臨床への適用が期待されている。さらに、サリノスポラミドAは構造的にも、ラクタシスチンと共通のガンマラクタム骨格に加え、ベータラクトンおよびシクロヘキセニル基を含む極めて特徴的な構造を有しているため、合成化学的に非常に興味深い化合物であり、これまでに多くの合成研究が行われている。我々は、この化合物のより効率的な合成経路を確立すべく研究に着手した。まず、容易に入手可能である、(S)-ヒドロキシ酪酸メチルを出発原料として合成を行った。サリノスポラミドAの合成においては、連続する不斉点をいかに構築するかが鍵となる。我々はこれまでに、出発物質から19工程を経て、官能基を立体選択的に導入しつつガンマラクタム部位とべータラクトン部位を構築することに成功した。今後は、シクロヘキセニル基の導入を経て、サリノスポラミドAの全合成を達成する予定である。我々の合成経路は、これまでに報告されているいずれの全合成例よりも効率的であり、サリノスポラミドAの大量供給を可能にするものであると考えている。これら2つの化合物は類似の構造を有しており、いずれも同様の機構によって20Sプロテアソームを選択的に阻害することが知られている。特に、サリノスポラミドAはラクタシスチンに比べて極めて強力な生理活性を有しており、また抗がん剤として臨床試験が行われている。さらに、サリノスポラミドAは構造的にも、ラクタシスチンと共通のガンマラクタム骨格に加え、ベータラクトンおよびシクロヘキセニル基を含む極めて特徴的な構造を有しているため、合成化学的に非常に興味深い化合物である。以上の理由から、これまでに多くの合成研究が行われてきたが、我々もまた、この化合物のより効率的な合成経路を確立すべく研究に着手した。まず、(R)-ヒドロキシ酪酸メチルを出発原料として合成を行った。ビシクロ[3.3.0]骨格を活用することで5つの連続する不斉中心を完全に制御し、計20工程にてサリノスポラミドAの合成を達成した。その後さらなる短工程化を目指し、異なる合成経路の開発を行った。その結果、これまでに5工程の短縮に成功し、市販の4-ペンテン酸を出発原料として15工程でサリノスポラミドAを合成することが可能となった。これは、今まで発表された不斉全合成の中で最も短工程の経路である。今後はサリノスポラミドAの大量供給を目指し、各工程の最適化を行う予定である。

以上の理由から、これまでサリノスポラミドAの合成研究が多く報告されてきた。しかしながら、これまで報告されたいずれの合成も、長い工程数や、低い立体選択性といった問題を抱えている。そこで私は、より効率的なサリノスポラミドAの合成経路を確立するため研究に着手した。合成戦略としては、ビシクロ[3.3.0]骨格を利用することで、一つの不斉中心から他の4つの全ての立体化学を制御することで、合成経路の簡略化が可能であると考えた。この合成戦略に従い研究を進めた結果、私はこれまでに市販の4-ペンテン酸より14工程にてサリノスポラミドAを不斉全合成することに成功している。私の開発した合成経路は、総収率が19%であり、これまでに報告されたいずれの合成よりも高い収率にてサリノスポラミドAを得ることが可能である。また、各工程をグラムスケールにて実施することが可能であり、実際にこれまで1.5グラムのサリノスポラミドAを合成することに成功している。
配電系統における次世代の電圧制御方式に関する基礎的研究

本研究では、まず将来の配電系統を想定し、既存設備の有効な活用方式として配電系統において無数に分散設置された電圧調整機器群の理想的な運用制御方式に関する研究を行った。現状の電圧調整機器群は、単独、個別に動作している(個別分散制御方式)。この方式は制御則が簡単であり、分散制御であるがゆえの耐故障性に優れ、機器を追加設置する場合などの拡張性にも優れている。したがって、これら従来型の制御方式の利点を最大限に生かし、低コストで高い制御効果を達成するために、ここではコントローラ相互間での情報通信機能を付加した自律分散形の制御方式を検討した。次に、電圧制御機器として近年導入され始めているFACTS機器として,自励式および他励式SVCに関して、ロバスト制御理論を応用した設計手法を開発した。これは現在の所、基幹系統への配置が主流であるが、配電系統へも適用可能である。ここでは、SVC本来の電圧制御機能に加え、系統の安定性を向上させる設計法、および、分散コントローラの協調設計法について新しい考え方を提案した。これは従来のロバスト制御手法であるH∞制御理論に基づく設計法を利用した,分散制御器の協調設計法である。さらに,これらの分散形電圧制御器機を最適に配置するための計画問題として,特に将来導入が予想されるFACTS機器の最適配置問題を検討した。基幹系統用のFACTS機器は高価な機器であるが,適切に配置すれば,送電線建設と同様に送電可能容量を増加させる高価がある。ここでは,想定故障を直接に考慮し電圧安定性の観点から最も効果の高いFACTSの配置法を検討した。二次電圧系統および配電系統に適用可能な自律分散形の電圧制御方式に関して、シミュレーションにより制御方式の検討を行い、電圧違反に関する評価関数とタップ切替回数に関する評価関数を近似的に最小化する制御方式であることを確認した。次に、将来系統において電圧制御を行う上で最も厳しい状況として分散電源が多数設置され、これらがランダムに系統並入および解列を繰り返す状況を想定し、制御方式のロバスト性を検討した。検討の結果、制御方式自体には問題はないことが判明したが、分散電源が並列や解列を繰り返すと、電圧/タップ感度が変化するため、制御性能が劣化する問題に直面した。このことより現在、電圧/タップ感度を適切に同定する手法を開発中である。さらに、将来的に配電系への導入が予想される自励式および他励式SVCに関して、ロバスト制御理論を応用した設計手法を開発した。これは現在の所、基幹系統への配置を念頭に置いた設計法となっているが、配電系統へも将来適用可能であると考えられる。ここでは、ここではSVC本来の電圧制御機能に加え、系統の安定性を向上させる設計法、および、分散コントローラの協調設計法について新しい考え方を提案した。また、以上の検討と並行して、電力系統の電圧安定性解析のための新しい手法として、線路故障に対する高速な負荷余裕推定法や、FACTS機器を含む系統の潮流計算法なども開発した。

ここでは、ここではSVC本来の電圧制御機能に加え、系統の安定性を向上させる設計法、および、分散コントローラの協調設計法について新しい考え方を提案した。これは従来のロバスト制御手法であるH∞制御理論に基づく設計法を利用した,分散制御器の協調設計法である。さらに,これらの分散形電圧制御器機を最適に配置するための計画問題として,特に将来導入が予想されるFACTS機器の最適配置問題を検討した。基幹系統用のFACTS機器は高価な機器であるが,適切に配置すれば,送電線建設と同様に送電可能容量を増加させる高価がある。ここでは,想定故障を直接に考慮し電圧安定性の観点から最も効果の高いFACTSの配置法を検討した。
癌の増殖と転移におけるコラーゲン分解と３型コラゲナーゼ／ＭＭＰ１３の関与

マトリックスメタロプロテナーゼ13(MMP13)は骨や軟骨の基質であるコラーゲンを分解する酵素であり、我々は遺伝子欠損マウス(MMP13KO)を世界に先駆けて作製した。本課題では、種々の癌種の転移と腫瘍形成において、転移能を有する癌細胞転移系を用いたメカニズム解析法を確立し、宿主が産生するMMP13の癌転移における関与を示唆した。これら知見により、MMP13阻害剤の創薬展開への可能性が認められた。3型コラゲナーゼ(マトリックスメタロプロテナーゼ13: MMP13)は骨・軟骨の主基質であるコラーゲンを分解する酵素であり、我々は本酵素の遺伝子欠損マウス(MMP13KO)を世界に先駆けて作成した。最近、悪性黒色腫(B16メラノーマ)を用いた癌の増殖と転移実験において、腫瘍形成と組織破壊がMMP13KOにおいて起こりにくいことを見出した。本課題では、癌の転移と腫瘍形成における宿主が産生するMMP13の関与を明らかにすることを目的とする。本年度はヒト由来癌細胞を用いた骨転移・肺転移と固形腫瘍形成の評価系の確立を行った。In vivo細胞スクリーニング解析において、ヒト乳癌(MDA-MB231)およびヒト前立腺癌(LNCaP)細胞をヌードマウスに移入後に、転移成立までの期間の生育を行った。体重計測によるモニタリング及び、軟X線検査による判定の結果、骨転移の成立を確認した後に、骨転移巣から癌細胞を回収して細胞株を得た。これら転移実験を繰り返して、ほぼ100%の確率で骨と肺に転移する細胞株を獲得した。これら細胞株を尾静脈より移入し、骨転移の局所観察を行った。その結果、癌細胞を移入したヌードマウスでは顕著な肺転移と骨転移を起こし、骨転移巣では骨吸収亢進による骨破壊をマイクロCT解析により認めた。また、肺転移巣では、肺実質の破壊と癌細胞増殖が確認された。これら転移の局所では、コラーゲン分解が促進され、転移の発生ならびに骨及び肺破壊が著しく亢進した。さらに、In vivoレーザーイメージングにより、これら骨破壊は血管新生の亢進を伴うことを明らかとした。また、In vitroメカニズム解析では、上記のヒト癌細胞を用いた検討では、MMP13産生、VEGF産生、FGF産生は全て亢進し、血管管腔形成および癌細胞の浸潤活性の亢進はIn vivo試験と同様の傾向を示した。マトリックスメタロプロテナーゼ13(MMP13)は骨・軟骨の主基質であるコラーゲンを分解する酵素であり、我々は本酵素の遺伝子欠損マウス(MMP13KO)を世界に先駆けて作製した。これまでに、MMP13KOでは悪性黒色腫細胞の増殖と転移が起こりにくいことを見出してきた。本課題では、種々の癌種の転移と腫瘍形成において、宿主が産生するMMP13の関与を明らかにすることを目的とした。本年度はヒト由来癌細胞を用いた骨転移・肺転移と固形腫瘍形成の評価とMMP13阻害剤の投与実験系の確立を行った。ヒト乳癌およびヒト前立腺癌細胞をヌードマウスに移入後に転移観察を行った。肺転移巣では、肺実質の破壊と癌細胞増殖が確認された。これら転移局所では、コラーゲン分解が促進され、転移の発生ならびに骨及び肺破壊が著しく亢進した。癌細胞移入マウスを用いたIn vivoイメージング解析では、骨破壊に伴った血管新生の亢進を観察した。メカニズム解析では、上記のヒト癌細胞を用いた検討において、MMP13産生、VEGF産生、FGF産生は全て亢進し、血管管腔形成および癌細胞の浸潤活性の亢進はIn vivo試験と同様の傾向を示した。さらに、骨の器官培養実験を用い、MMP13阻害剤の効果を検証した結果、癌の転移に誘起される骨吸収と骨破壊がMMP13阻害剤の投与により抑制傾向を示した。これら結果より、本研究課題では、転移能を有する癌細胞転移系を用いたメカニズム解析法を確立し、癌骨転移におけるMMP13の関与が示された。これら知見により、MMP13阻害剤の創薬展開への可能性が示唆され、本課題は当初の計画以上に研究が進展した。最近、我々は悪性黒色腫(B16メラノーマ)を用いた癌の増殖と転移実験において、腫瘍形成と組織破壊がMMP13KOにおいて起こりにくいことを見出した。そこで、本課題では、癌の転移と腫瘍形成における宿主が産生するMMP13の関与を明らかにすることを目的とする。

本年度は、B16細胞をMMP13KOマウスあるいは野生型マウスに移入し、骨転移・肺転移と固形腫瘍形成を比較した。In vivo解析において、マウスの尾静脈よりB16細胞を移入し、骨転移と肺転移を起こさせた。その結果、B16を移入した野生型マウスは顕著な肺転移と骨転移を起こし、骨転移巣では骨吸収亢進による骨破壊をマイクロCT解析により認めた。一方、MMP13KOでは、骨吸収とコラーゲン分解が促進されず、骨転移の発生ならびに骨破壊が著しく軽減した。肺転移巣では、コラーゲン分解を伴う散在性の転移が観察された。また固形腫瘍では、血管新生を伴う増殖を認めた。一方、MMP13KOマウスでは、転移巣の発生頻度、血管新生を伴う増殖のいずれも軽減した。In vitro解析において、野生型マウス由来の骨芽細胞および皮膚線維芽細胞にB16が接着すると、骨芽細胞における破骨細胞誘導因子(RANKL)の遺伝子発現が亢進し、線維芽細胞による血管新生誘導因子(VEGF)の産生が増大し、コラーゲン分解と組織破壊ならびに血管新生を促した。一方、MMP13KO由来細胞では、RANKL発現やVEGF産生、コラーゲン分解を起こりにくかった。これらの実績は、癌の増殖と転移における宿主由来MMP13の役割を示す成果である。本年度、当初の計画である、ヒト由来癌細胞を用いた骨転移・肺転移と固形腫瘍形成の評価系の確立では、In vivoモデルを用いたヒト乳癌(MDA-MB231)およびヒト前立腺癌(LNCaP)細胞のスクリーニング解析を行った。通常、転移実験においては、種々の器官に転移が拡散することが多く、特に肺転移の際には呼吸不全が伴うことによって、癌細胞のスクリーニングに至らずに致死マウスが大部分を占めることにより、In vivoスクリーニングが進まないことが認められる。本実験系では、体重計測によるモニタリング及び、軟X線検査を組み合わせた正確な画像診断により、非常に高効率に骨転移性及び肺転移性癌細胞株をそれぞれ得ることが達成され、これら転移実験を繰り返して、ほぼ100%の確率で骨及び肺に転移する細胞株を獲得した。これら結果より、今年度の計画達成度は計画以上に進展し、平成25年度の課題実施に向けて、安定した転移能を有する乳癌細胞の株化に成功し、安定的な骨転移を実験的に評価が可能となった。また、前立腺癌についても同様に骨転移を起こす細胞株を取得し、転移率を高める選択・株化の段階となっている。これら成果は平成25年度の本課題を円滑に進め、より前倒しの課題実施を可能とするものである。これら理由により、当初の計画以上に進展している。本年度、当初の計画である、B16細胞をMMP13KOマウスあるいは野生型マウスに移入し、骨転移・肺転移と固形腫瘍形成を比較するIn vivo解析ならびにIn vitro解析を実施し、宿主細胞が産生するMMP13が骨転移巣の骨吸収、肺転移のコラーゲン分解、腫瘍の血管新生に重要な役割を担うことを明らかにした。さらに、この当初計画に加えて、平成24年度の課題実施に向けて、安定した転移能を有する乳癌と前立腺癌の株化に着手し、安定的な骨転移形質を有する乳癌の株化に成功した。また、前立腺癌についても骨転移を起こしうる細胞を取得し、転移率を高める選択・株化の段階となっている。これら成果は平成24年度の本課題を円滑に進め、より前倒しの課題実施を可能とするものである。これら理由により、当初の計画以上に進展していると判断する。
植物の物質生産・再生産過程の温度および光環境に対する馴化・適応の研究

本研究は、植物の物質生産・再生産過程がその主要な環境要因である温度と光に対して、いかに馴化・適応しているか、また、その機作はいかなるものであるかを、野外調査・実験・理論の各側面から、総合的に検討・解析することを目的としたものである。野外調査の対象としては冷温帯及び冷・暖温帯移行域の林床環境と富士山を中心とした極的環境をとりあげた。前者の環境では、常緑多年生草本(キッコウハグマ,マルバノイチヤクソウ)と常緑広葉樹の稚樹(シラカシ,アラカシ)を材料にして、比較的温和で季節性のある温度環境とかなり制限された光環境下での植物の物質生産的挙動を調査し、光合成の光・温度依存特性の季節変化とその種特異性、呼吸への温度の効果、光環境と物質貯蔵の関係,林床での光斑利用に適応した常緑広葉樹稚樹の光合成特性などを明らかにした。富士山を中心にした研究では主に蘚地衣類の低温に対する適応状況が調査され、蘚・地衣類が-10°C近辺の低温下でも正の光合成生産を行い得ること、また、日温度較差が非常に大きい富士山頂附近では、蘚類の形態的特性が熱的環境に対する適応に大きな効果をもち、このような環境に生育する種は高温と低温の両方に対する耐性を有することなどが明らかにされた。モデル植物を用いた生理的実験では、低温等による光合成産物の需要の減少が光合成能力の低下を惹起し、その機作には葉肉細胞中の蔗糖含量の増加が大きな役割をもつことが明らかにされ、野外における温度等の効果にもこのようなシンク・ソース規定が関与している可能性が示唆された。生化学レベルでの光合成反応や、葉内の【CO_2】拡散などについての知見にもとづいて構成された単葉の光合成の数学モデルを用いた理論的研究からは、温度及び光環境に対する光合成の馴化・適応の機作に、葉の比葉面積重(SLW)が大きな役割を占めていることが明らかにされた。
アルコール性肝障害時の肝微小循環系におけるOxidatve stveesの影響

本申請の研究費補助金交付が平成7年10月に内定したため、本研究は若干の遅れをもってスタートしたが、初年度(平成7年度)はアルコール性肝障害患者赤血球容積の増大とmembrane fluidityの低下に基ずく膜変形能の低下を確認し、これが狭少化傾向を示す類洞において、組織レベルでの低酸素状態を慢性的に惹起し、細胞障害を助長する可能性を報告した。実験的研究は、環境整備と予備実験にそのほとんどを費やした。2年目は実験的研究を本格的に開始し、ラットEtOH持続注入モデルを用い、肝微小循環障害と酸素消費の観点から、生理学的、形態学的に検討した。EtOH投与時の肝微小循環および酸素消費には濃度により異なる反応性が存在し、低濃度で早期の血流低下からの回復もたらす血流保持機構が存在することが見出された。また10%以上の濃度では30分以後組織レベルでのうつ血が発生し、酸素消費も低下する傾向にあると考えられた。臨床的研究では、アルコール性肝障害の進行に伴い患者血液において平均血小板容積の増大、血小板凝集能の亢進が認められるとともに、膜脂肪酸組成変化により、血栓形成促進傾向にあると考えられた。これらの結果は、1995.8.第30回日本アルコール医学会、1996.2.第16回アルコール医学生物学研究会、1997.2.第22回日本微小循環学会にて口頭発表し、アルコールと医学生物学Vol15,pp92-97,1995、Alcoholism 20(1):56-59,1996において誌上発表した。申請後、慢性アルコール性肝障害患者において、微小循環障害がその病態形成に関与するとのいくつかの知見を得て報告した。すなわち、赤血球容積の増大とmembrane fluidityの低下に基ずく膜変形能の障害が存在し、これが狭少化傾向を示す類洞において、組織レベルでの低酸素状態を慢性的に惹起し、細胞障害を助長すると考えられた(Alcohol and Alcoholism 29: 1-4, 1994)。アルコール性肝障害の進行に伴い血小板数の低下、平均血小板容積の増大、血小板凝集能の亢進が認められた(1995. 8.第30回日本アルコール医学会にて口演)。血清-膜脂肪酸組成に解離を認め、特に膜脂肪酸のThrombogenic Indexの著明な上昇より、血栓形成促進傾向にあると考えられた(Alcoholism 20: 1996)。実験的には、レーザードップラー血流計と臓器反射スペクトル血流計を用いて、アルコールの経門脈的急性投与により、肝微小循環障害が惹起されることを確認した。これらのデーターは今後の実験遂行の道標ともなるべきものであり、今年度はさらに、生体顕微鏡を駆使し、Zone別の定量的解析とfreeradicalsの関与、Kupffer細胞機能、ミトコンドリア機能などについて検討する。これにより現象論的に捉えた肝微小循環障害の発生機序を、類洞あるいは肝細胞レベルでの検討へと展開させ、アルコール性肝障害の進展機序の一端を解明できるものと考える。今年度はアルコール性肝障害と微小循環系の変化について、hemodynamicsの観点より、さらに実験的、臨床的に検討した。実験的には、各種濃度のEtOHをラットに門脈より持続注入し、肝微小循環障害と酸素消費の観点から、生理学的、形態学的に検討した。その結果、EtOH投与時の肝微小循環および酸素消費には濃度により異なる反応性が存在すると考えられ、低濃度では早期の血流低下からの回復を惹起する血流保持機構が作動することが明らかとなった。また10%以上の濃度では30分以後組織レベルでのうつ血が発生し、酸素消費も低下する傾向にあることが予測された。

臨床的研究では、患者血液を用いて検討し、アルコール性肝障害の進行に伴い血小板数の低下、平均血小板容積の増大、血小板凝集能の亢進が認められ、血清-膜脂肪酸組成に解離、特に膜脂肪酸組成変化により、血栓形成促進傾向にあると考えられた。これらの結果は、1995.8.第30回日本アルコール医学会、1996.2.第16回アルコール医学生物学研究会、1997.2.第22回日本微小循環学会にて口頭発表し、アルコールと医学生物学Vol 15,pp92-97,1995、Alcoholism 20(1):56-59,1996において誌上発表した
導電性高分子－レドックス活性有機低分子複合体の作製と高容量蓄電デバイスへの応用

計画の三年目においては、“導電性高分子-レドックス活性有機低分子複合体の組成を制御し、前年度までの形態制御と組み合わせることで、より高容量な複合体電極を作製すること"が計画の大綱であった。実際の進捗として、年間目標のうち、物質系の選定の基礎となる反応電位差の大きい二組の活物質の探索、および二極測定の測定条件の確立までを達成できた。実用に近いデバイスとしての評価には至らなかったものの、有機材料の組み合わせによって高出力な蓄電素子の設計が可能であることを示した。また、採用二年目において課題であった、有機酸化剤結晶上で生成した導電性高分子を利用した複合体電極材料において電気化学特性が向上する要因について、より詳細な研究を行った。本研究において新規に報告した、有機酸化剤を反応性テンプレートとして導電性高分子を重合し複合する手法について、大きな進捗があった。平滑性が高く還元電位の低い結晶であるテトラブロモ-1,4-ベンゾキノンを用いることで、結晶表面にポリピロール(PPy)ナノシートを厚さ数nmから100 nm程度まで制御して合成することに成功した。このような手法を通じて形成されるナノシートは極めて高い異方性を有し、集積膜や単層膜の構成材料として、従来知られる二次元材料と類似した性質を有することが分かった。このPPyナノシートは有機酸化剤がドーパントとして機能することから高い導電率を示し、レドックスキャパシタの電極として良好な特性を示した。このような手法で合成されるPPyの高い特性が、本研究を通して報告してきた導電性高分子/有機結晶複合体において観測された電気化学特性の向上の要因であることを解明した。この導電性高分子ナノシートの合成手法について、国際学会での発表および公刊学術論文により報告した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、導電性高分子の形態制御に基づいて、酸化還元活性のある有機結晶との複合体を作製する手法を確立し、有機電極材料として応用することを目指すものである。従来、無機金属材料によって構成される電極材料を、低環境負荷な有機材料に置き換えることは、元素戦略の観点から極めて重要である。有機低分子を電極材料として活用する際には、低導電性および電解液への溶解という課題があることが指摘されている。本研究の目的は、電子移動経路および溶出の抑制として機能する導電性高分子と、酸化還元活性を有する有機低分子結晶との複合体を形態制御に基づいて作製し、蓄電デバイスの電極として有用であると示すことである。平成28年度の具体的な成果として、導電性高分子ポリピロールと、酸化還元活性のあるキノン誘導体について、3種類の複合手法を開拓し、異なるナノ構造を有する複合体を作製することに成功した。得られた複合体は、コア-シェル構造や海-島構造を有しており、キノン誘導体の結晶が導電性高分子に囲まれた構造となっていた。これらの複合体について、水系の電解液で駆動する電極材料として評価すると、導電性高分子とキノン誘導体の両方の容量を利用できることが分かった。これらの複合体では、キノン誘導体のバルク結晶や、ナノ構造を持たないポリピロールとキノン誘導体の混合物よりも、キノン誘導体の電気化学的な反応率が向上していた。また、上記のバルク結晶や混合物と比べて、繰り返し充放電におけるキノン誘導体の電解液への溶出が抑制された。以上の結果をもって、導電性高分子-レドックス活性有機低分子の複合体の、電極材料としての有効性の提示ができたと考えられる。平成28年度の成果を別な側面から評価すると、二相ともに有機物からなる複合体の分析方法の確立および、電極としての評価に用いる電気化学的な測定系の構築ができたといえる。本研究計画の一年目における進捗状況は、当初の予定以上であった。当初の研究計画において、「導電性高分子-レドックス活性有機低分子複合体が電極材料として有効であることの提示」を一年目の目標としていた。実際の進捗として、ポリピロール/キノン誘導体結晶のホスト-ゲスト複合体、および相分離による海-島構造の複合体を作製することができた。さらに、複合体による電極において電気化学特性の向上が観測された。上記の成果は、2件の査読あり論文および2件の国際学会発表において発表された。以上をもって、計画の一年目の目標である「複合体の有効性の提示」を達成できたと判断した。加えて、当初の計画では二年目の内容としていた「複合材料の構造や組成の検討」について進捗があった。構想していた三種類の複合化法を確立したうえで、複合体の構造と組成を一定の条件のもと制御して作製可能であることが分かった。この一部は、上記の論文および学会発表で発表された。総括として、平成28年度の進捗は、一年目の目標を達成し二年目に予定していた目標の過半程度に到達したため、当初の計画以上に進展していると判断される。従来、無機材料で構成されてきた電極材料を、低環境負荷な有機材料に置き換えることは、元素戦略に合致するものであり省資源化に寄与する。有機分子を電極材料として応用する際の課題として、低導電性および電解液への溶解が指摘されている。

本研究の目的は、電子移動経路および溶出の抑制として機能する導電性高分子と酸化還元活性を有する有機低分子結晶との複合体をナノスケールで作製し、蓄電デバイスの電極としての応用可能性を示すことである。平成29年度の具体的な成果として、導電性高分子ポリピロールと、酸化還元活性のあるキノン誘導体の複合体について、どのような手法で、どのような構造を形成すれば、電気化学特性の向上に寄与するかを明らかにした。前年度まで、ホスト-ゲスト構造や海-島構造を有する、キノン誘導体の結晶が導電性高分子に囲まれた構造の複合体の作製に成功していた。これらに加え、反応性テンプレート法を用いて、キノン誘導体結晶に液相や気相からモノマーを供給することで、粒子集積構造の複合体、共連続な複合体やコア-シェル構造の複合体を得た。これらの複合体において、電気化学特性を横断的に比較した。作製した複合体のうち、重合と溶解の同時進行により作製される、階層構造を有する共連続構造複合体について、先行研究の最高値に匹敵する電気化学特性を発揮した。これは、導電性高分子相が連続であること、ナノスケールの複合と共存していることにより、電子の輸送や反応イオン種の輸送が円滑になったためと考えられる。以上の結果より、有機電極において階層的な構造の形成や、導電性高分子のマイクロメートルスケールでの連続性が、電気化学特性の向上に有効であることの提示ができた。本研究計画の二年目における進捗状況は、当初の予定通りおおむね順調であった。当初の研究計画において、「導電性高分子-レドックス活性有機低分子複合体の形態・複合構造の制御による電気化学特性の向上」を二年目の目標としていた。実際の進捗として、ピロールと有機酸化剤結晶を気相や液相で合成する手法を開発し、粒子集積複合体や共連続複合体を作製することができた。複合体の構造と組成を、用いる有機酸化剤の溶解性や還元電位を変えることにより制御して作製可能であることが分かった。このような形態制御によって連続構造や階層構造を付与した電極において電気化学特性の向上が観測された。上記の成果は、1件の査読あり論文および2件の国内学会において発表された。以上をもって、計画の二年目の目標である「複合体の形態・複合構造の制御による電気化学特性の向上」を達成できたと判断した。加えて、当初の計画では、三年度目に予定していた「複合体の高機能化」について進捗があった。上記の電気化学特性の向上した複合体の構成材である、有機酸化剤を用いて重合・形態制御したポリピロールについて、従来の手法により作製されるものよりも特性が向上していることを見出した。より高機能の複合体を作製するためには、構成材料そのものの特性向上は基礎にあたる。上記に関する内容は1件の国際学会で発表され、論文をまもなく投稿予定である。総括として、平成29年度の進捗は、二年目に予定していた目標に到達したため、当初の計画どおり順調に進行していると判断される。計画の三年目においては、“導電性高分子-レドックス活性有機低分子複合体の組成を制御し、前年度までの形態制御と組み合わせることで、より高容量な複合体電極を作製すること"が計画の大綱であった。実際の進捗として、年間目標のうち、物質系の選定の基礎となる反応電位差の大きい二組の活物質の探索、および二極測定の測定条件の確立までを達成できた。
医師の地域偏在と公的医療保険制度に関わる理論・実証研究

本研究課題では、医師の地域偏在を是正するための手段として公的保険制度に着目し、「医師の地域偏在を解消するためには公的保険制度がどのようにあるべきか」を核心となる学術的な問いとしている。初年度である平成30年度は、共同研究者とのミーティングを行い、お互いの知識の共有を行ったほか、本研究課題に関連する理論分析を国際学会で報告を2件行い、海外の研究者と議論することにより、今後の分析の課題について整理を行った。なお、2件の報告のうちの一つは、医療の広域化が地域間の医療格差および医療保険の累進性に与える影響を分析したものであり、もう一つは2地域の空間分析により医療と介護の最適な協同のあり方について分析を行ったものである。また現在進行中のものとして、以下の2つが挙げられる。一つは子ども医療助成金の拡大が小児科クリニックの開設にどのような影響を与えるかに関して理論・実証の両面から分析を行うものである。もう一つは介護保険における地域加算の格差に着目し、この格差と介護施設との立地に関して、データの収集を行っていることである。いずれの分析・調査についてもまだ課題を抱えているが、医療・介護の地域偏在を解消する示唆となり得るものである。これらの成果は、医療だけではなく介護に関することについても分析を行っているが、介護資源についても医療と同様に地域偏在があるといわれ、介護も公的保険に大きく頼っていることから本研究に関連する研究実績としている。また、本件研究で得られた知見を活かし、税制度が消費者の地域選択に与える影響を分析し、その成果を国際学術雑誌にて公表した。医療・介護の地域偏在の理論経済モデルを構築でき、実証研究に向けてデータを収集できているので、おおよそ計画通りに進んでいると判断できる。理論分析については30年度で見つかった課題を克服し、国際学術雑誌にてその成果を公表することを目指す。実証研究については、今年度中に分析に取り掛かり主要な結論を得たい。物品については他の研究で行った研究資源を有効活用できたこと、旅費およびデータ収集費については実費が当初予定額よりも下回ったことにより、次年度使用額が生じた。今年度、新たに生じる発展的な研究を行うため、今年度の助成金と合わせて使用する。
英語による作品プレゼンテーションに関する調査と指導プログラムの開発

大学の英語教育においては、コミュニケーション能力を伸ばすためプレゼンテーション演習など多様な活動が取り入れられる傾向にある。しかしメディア芸術作品の英語によるプレゼンテーションについては、指導方法が確立されていない。本研究では、望ましいプレゼンテーションの要素に関するデータを収集分析し、メディア芸術分野のプレゼンテーション技術向上のための指導方法の開発を目指す。研究方法としては、メディア芸術各分野で求められる語彙・言語表現の調査、発表スタイル調査、海外での実態調査を実施し、指導プログラムを作成する。その案に基づきプレゼンテーション技能向上指導を実施し、その効果を測定し、さらに改善を図る。
データの論理的解析と知識獲得

この研究の目的は,現代社会に氾濫している膨大な量のデータから,有用な情報を取り出すための手法を開発することにある.その中でもデータの論理的解析と呼ばれる手法に着目しているが,これはデータと整合するブール関数を構成することによって,その関数の論理的内容を知識として取り出すものである.この2年間の共同研究によって,データの論理的解析の基本部分の理論的整備をほぼ完了することができたと考えている.データは、一般に正例のデータ集合T⊆{0,1}^nと負例のデータ集合F⊆{0,1}^nとして与えられる.このときT内のベクトルに対しては値1をF内のベクトルに対しては値0を出力するfを拡大と呼ぶ.本研究では、与えられた関数のクラスCの中で拡大を求める問題を種々のクラスに対して考察しそれらの複雑さを明らかにした。また,現実に得られるデータにはしばしば誤りが含まれており,また不完全である.本研究では,このような状況に対処するために,拡大fの解釈をいくつかの方向に拡張した.拡大の定義として,ロバスト拡大,整合拡大,および最大ロバスト拡大の3種を採用し,それぞれの解釈のもとで拡大の存在を判定する問題を考察した.一方、現実のデータの多くは,実数値を要素とするベクトルから成っている.このような数値データは,適当なカット点を導入して,カット点より大きいかあるいは小さいかにしたがって1と0とすれば,0-1ベクトルに変換でき,論理的解折の手法を適用できる.本研究ではそのような拡大の存在条件の解明,及びカット数の最小化をはかる問題を検討し,それらの問題の計算の複雑さを明らかにした.この研究の目的は,現代社会に氾濫している膨大な量のデータから,有用な情報を取り出すための手法を開発することにある.その中でもデータの論理的解析と呼ばれる手法に着目しているが,これはデータと整合するブール関数を構成することによって,その関数の論理的内容を知識として取り出すものである.この2年間の共同研究によって,データの論理的解析の基本部分の理論的整備をほぼ完了することができたと考えている.データは、一般に正例のデータ集合T⊆{0,1}^nと負例のデータ集合F⊆{0,1}^nとして与えられる.このときT内のベクトルに対しては値1をF内のベクトルに対しては値0を出力するfを拡大と呼ぶ.本研究では、与えられた関数のクラスCの中で拡大を求める問題を種々のクラスに対して考察しそれらの複雑さを明らかにした。また,現実に得られるデータにはしばしば誤りが含まれており,また不完全である.本研究では,このような状況に対処するために,拡大fの解釈をいくつかの方向に拡張した.拡大の定義として,ロバスト拡大,整合拡大,および最大ロバスト拡大の3種を採用し,それぞれの解釈のもとで拡大の存在を判定する問題を考察した.一方、現実のデータの多くは,実数値を要素とするベクトルから成っている.このような数値データは,適当なカット点を導入して,カット点より大きいかあるいは小さいかにしたがって1と0とすれば,0-1ベクトルに変換でき,論理的解折の手法を適用できる.本研究ではそのような拡大の存在条件の解明,及びカット数の最小化をはかる問題を検討し,それらの問題の計算の複雑さを明らかにした.この目的には、従来、データから決定木やルールの抽出という形での研究が主流であり、ブール関数の構成を直接めざすものはあまり見られない。しかし、ブール関数を前面に出すことによって、新しい観点から問題を見なおすことができ、さらに、ブール関数に関する数学的蓄積を利用することが可能となり、大さな発展を期待できる。本年度は、まず、サイモンフレーザー大学の、T.Kameda教授との共同研究が中心になった。すなわち、平成9年夏期に茨木がサイモンフレーザー大学を訪問し、研究計画をたてるとともに、10月にはKameda教授が京都大学を訪問し、共同研究を進めた。さらに、平成10年3月には、ドイツ国Giessen大学からThomas Eiter助教授を招へいし、ブール関数の中でも人工知能の分野などで重視されているホーン関数について研究を行った。Eiter教授とは、すでにdouble Horn関数、bidual Horn関数などについて共同研究を行った実績があるので、きわめてスムーズに研究にとりかかることができた。氏の訪問は、平成10年4月下旬まで継続する予定である。この間、茨木および永持は、国際会議に出席し、関連の情報を集めるとともに、研究の一部を発表した。また,現実に得られるデータにはしばしば誤りが含まれており,また不完全である.

本研究では,このような状況に対処するために,拡大fの解釈をいくつかの方向に拡張した.拡大の定義として,ロバスト拡大,整合拡大,および最大ロバスト拡大の3種を採用し,それぞれの解釈のもとで拡大の存在を判定する問題を考察した.一方、現実のデータの多くは,実数値を要素とするベクトルから成っている.このような数値データは,適当なカット点を導入して,カット点より大きいかあるいは小さいかにしたがって1と0とすれば,0-1ベクトルに変換でき,論理的解析の手法を適用できる.本研究では,そのような拡大の存在条件の解明,及びカット数の最小化をはかる問題を検討し,それらの問題の計算の複雑さを明らかにした.
植物培養細胞系のミネラル・ストレスによる応答機構

不良土壌における作物生育を想定して、植物培養細胞をミネラル・ストレス下に培養して、生理的レベルでの応答を調べ、幾つかの新しい知見がえられた。その代表的なものは次のようである。(1)酸性土壌を想定したアルミニウム(Al)並びに低リン酸ストレスに対する応答;ストレス選抜によってえられたAlイオン耐性のニンジン培養細胞を再分化、その復原植物からの種子にもAlイオン耐性が認められた。また難溶性AlPO_4を唯一のリン酸源として選抜したニンジン培養細胞では、培地中のAlPO_4に応答してクエン酸を放出し、AlPO_4を可給態化してこれをリン酸源として利用可能なことがわかった。(2)塩類土壌を想定しての高塩化ナトリウム(NaCl)に対する応答;由来する植物種の違いによってカルスの高NaClに対する耐性または応答は異った。ダイズ、コ-ヒ-はNaの吸収を抑制ができず、Kを高く維持しようとするが、非常に弱かった。他方、ヨシ、サトウキビではNa吸収が抑制され、Kは高く保持され、とくにプロリンの蓄積が認められた。プロリン、ベタインの添加実験から、この蓄積自体が耐塩性を示すのではなく、補助的なもので、体内のNaの局在化機構が重要と考えられた。(3)汚染土壌とくに重金属汚染土壌を想定してのカドミウム(Cd)に対する応答;イネ並びにタバコカルスをCdストレス下に培養した結果、メタロチオネインを生体内に生成した。その量は、Cd当たりに換算した場合、選抜圧がかかる程その値が大きくなり、メタロチオネインがCd耐性に関与することが推定された。なお、まだ耐性系統を確立するまでには至っていない。Al、低リン酸耐性;ニンジン、タバコ両培養細胞をAlPO_4-リン給源下に継代培養して低リン酸耐性株を選抜、同株はAlPO_4の存在下でそれを可給態化してリン酸を吸収利用(小島・山谷)。リン濃度に対するカルスの生育とリン酸含量を調べた結果、リン適応性はイネ>ダイズ>ニンジン>トマトの順(園田)。チャカルスはAl12mMの濃度で不定根の発生が増加、またポリフェノールがAlと複合体を形成(小西)。コムギ10品種のAl耐性の違いの範囲は、耐性のエンバクと感受性のオオムギの差の範囲内(但野)。オオムギ根のH^+ポンプに対するAl(150mM)阻害は、クエン酸25mMの存在下で80%も軽減された(松本)。塩類耐性;オオムギ切断根のK吸収、移行はNaCl濃度上昇で減少、アッケシソウは逆に増加(河崎)。ホソバノハマアカザの耐塩性は、培養細胞よりインタクト植物体で明瞭に発揮(高橋)。多くの植物根について、塩類抵抗性とAl抵抗性の強弱は見掛上逆の関係にあることを考察(森下)。馴化時の培地条件を検討、White培地などに比し塩濃度の高いMS培地が適した(島田)。タバコ培養細胞には緑葉には認められない、しかもよくストレス下で生じる塩基性タン白質が多量に蓄積(山田)。重金属耐性;タバコのCd耐性細胞でSH化合物が誘導生成され、これがCd解毒に働くことを示唆(小畑)。Cd耐性のコウドクムギ(オオムギ)は、感受性のウズアカシシリキより根中のCu含量が高いが、形態異常の出現は低い(茅野)。オオムギのカルスにdeoxyムギ酸が存在、ムギネ酸添加でカルスの発根が促進(高城)。

由来のオオムギ培養細胞をF_2O_3を唯一の鉄源で継代培養、培地にムギネ酸5種を検出した(森)以上のように酸性土壌に対応したAl、低リン酸、塩類土壌に対応したNaCl、汚染土壌に対応した重金属にたいする耐性に関して、培養細胞レベルとインタクト植物レベルから比較検討が行われた。(1)アルミニウム並びに低リン酸に対する応答;小島は培養細胞のストレス選抜によりアルミニウム(Al)耐性ニンジン植物の育成に成功し、山谷は難溶性AlPO_4を唯一のリン酸給源として生育可能なニンジン細胞を選抜、それがクエン酸の細胞外放出に基づくとした。森下はオオムギ、コムギ、エンバクのAlの抵抗性の種間差が根の微小部位のAl濃度と密接に関係し、小西はチャ茎切片培養の生長はAl、0.1mMで促進されるとした。園田は培養細胞でイネよりトマト、ダイズの方が比較的高濃度に対して、より大きい生育反応を示し、松本はオオムギ根のミクロソ-ム膜ベシクルはATP依存のH^+輸送活性をもつとした。(2)高塩化ナトリウムに対する応答;安田は由来する植物種により、カルスのNaClに対する応答が異るとし、但野はイネ、コムギ、オオムギのATPaseおよびMalate dehydrogenase活性に及ぼす培地NaCl濃度の影響を調べた。高橋はタバコ培養細胞のホウ素の必須性と過剰を明らかにし、嶋田は、組織培養苗の生育及び培地の塩類濃度の影響並びに培養小植物体の光合成特性を調べた。河崎はオオムギとアッケシソウの切断根のイオン吸収と移行に及ぼす塩類ストレスの影響を明らかにした。(3)重金属ストレスに対する応答;小畑は植物体再分化を狙いとしたCd耐性カルスの選抜を行い、Cdストレスでメタロチオネインタンパク質の誘導生成を認め、森はタバコ培養細胞によるニコチアナミンの無細胞合成に成功した。高城はイネ科植物の培養細胞によるムギネ酸類の生成を明らかにして、茅野はとくにマメ科植物でCu処理により抗体反応性タンパク質の誘導生成を見出した。山田は非対称融合法を用い雄性不稔性細胞質を導入した体細胞雑種株の育成技術を確立した。
好熱菌PS3のH^+(Na^+)/アラニンシンポーターの分子機構

好熱菌PS3のアラニン能動輸送体(ACP)は分子量約42,500Daの単一ポリペプチドからなり、H^+あるいはNa^+の電気化学的ポテンシャルによって駆動されるH^+(Na^+)/基質(アラニン、グリシン、セリン)シンポーターである。昨年までにACP遺伝子をクローニングし、その全構造を決定した。今回は大腸菌のアラニン、グリシン輸送欠損株RM1を用いてACPの機能発現を試みた。これまでにクローニングされているACP遺伝子のORFとその上流120bpを含むHindIII-SalIの約1.5KbpフラグメントをpUC119に組み込んだプラスミドを作製し、大腸菌アラニン、グリシン輸送欠損株RM1(MacLeod博士より分与)に導入し、^<14>C-アラニンあるいは^<14>Cグリシン輸送活性を測定したがいずれも活性は見られなかった。したがって、ACP遺伝子のプロモーター領域はこのフラグメントには含まれていないことが考えられた。そこでこのプロモーター領域を検索するため、HindIPI-EcoRIの約500bpのフラグメントをプローブとして上流約2.2KbpをクローニングしACP遺伝子につなげたのちにベクターpBR322へ組み込んだプラスミド(pAC5629)を作製し上記RM1に導入し(RM1(pAC5629))、この株について^<14>C-アラニンあるいは^<14>C-グリシン輸送活性を測定したところ非常に強い輸送活性を示し、少なくともACP遺伝子ORFの上流2.2Kbp部分にプロモーター活性が存在することが明らかになった。また、RM1(pAC5629)におけるACPタンパク質の発現は抗ACPポリクローナル抗体を用いたウエスタンブロッティングにより確認された。また、輸送の速度論的解析を行ったところ、L-アラニンに対するKtは11muM、グリシンに対するKtは6muMとなり、これらはいずれも精製ACPのプロテオリポソーム再構成系でのKt値とよく一致した。さらに、対照として用いた大腸菌K12株の^<14>C-グリシンの輸送活性の至適温度35°C付近であったが、RM1(pAC5629)株においては至適温度は45°C付近と明らかな好熱性を示した。このようにACP遺伝子ORFの上流2.2Kbpの領域にプロモーターが存在することが明らかとなったが、この部分の塩基配列を調べたところ藻Anabena sp.の挿入配列(Insertion sequence、IS)と非常に高いホモロジースコアを示し、しかもACPはこのISを含まなければほとんど発現しないことが解った。このことはACPとISはポリシストロニックな転写、すなわちオペロンを形成していることを示唆しており、現在プロモーター領域の決定とISの役割について解析を進めている。