hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スペクトル法を用いたアインシュタイン方程式の超高精度数値解法の研究

Einstein方程式を解く数値的手法(数値相対論)を軸として、相対論的重力の非線形効果が重要となるいくつかの現象の解析を行った。特に、減速膨張宇宙および加速膨張宇宙における物質場存在下での動的なブラックホール解の構築とその性質、円筒対称および球対称重力崩壊における時空特異点の形成と自己相似解の役割、球対称ダストの重力崩壊における量子重力的効果という三つの課題について研究成果を出した。一般相対論の数値解法である数値相対論の主な活躍の場であるところの、ブラックホール形成・重力崩壊・そして膨張宇宙におけるそれらの性質に関する研究を行った。以下では、雑誌発表論文に基づいて研究実績の内容について述べる。1.硬い流体および第五元素によって満たされた宇宙におけるブラックホールの成長の仕方について調べた。特に自己相似的な時間発展を示すような解について、数値的にアインシュタイン方程式の解を構成するとともに、解析的に方程式の性質を調べていくことによって、自己相似的に成長するブラックホール解が存在しないことを示した。2.輻射優勢宇宙における重力崩壊による原始ブラックホール形成過程に熱力学的考察を加えることによって、形成される原始ブラックホールの質量の下限を与えた。この下限質量は原始ブラックホールの形成時期によらずに普遍的なもので、実は原始ブラックホールに限らず広く重力崩壊によって形成されるブラックホール質量の一般的な下限を与えることがわかった。3.ダストの円筒対称重力崩壊における時空特異点の形成過程を解析的におよび数値相対論によって調べ、さらにこの特異点を越えた時空について物理的にもっともらしいと考えられる拡張時空を与えた。従来弱い特異点を持つ時空は拡張可能であると考えられていたが、ここで拡張の具体的な例と処方が与えられたのである。本研究の成果報告を含む講演を、国際会議・国際研究集会で計三回講演を行う機会があった。そのうち二回は招待講演であった。また日本物理学会の秋季大会と春季大会でそれぞれ一度ずつ講演を行った。1.一般相対論的重力の基礎的問題における数値相対論の大きな発見として重力崩壊における臨界規象がある。われわれは臨界現象の解析的理解へ向けて、厳密に扱うことのできる自己重力系を提案した。さらに臨界現象の理解の核となる臨界的な自己相似解の巌密な表式を与えた。2.近年の複数の独立な精密観測によって、われわれの宇宙は暗黒エネルギーに満たされており加速膨張膨張していることが明らかになってきた。この状況でブラックホールはどのように振舞うのかを考えることは重要である。われわれはブラックホールが自己相似的に成長する可能性を最も簡単な暗黒エネルギーモデルにおいて数値的に検証した。その結果ブラックホールが自己相似的に成長することを発見した。3.ブラックホールは量子論的な効果により蒸発する。膨張宇宙におけるブラックホールの蒸発を考えることは、初期宇宙に誕生したと考えられる原始ブラックホールの蒸発率を評価する上で重要になってくる。われわれはブラックホール蒸発によるエネルギー放出率の宇宙膨張に由来する補正を計算・評価し、現在の宇宙ではこの補正が非常ら小さいこと、そして原始ブラックホールが誕生した直後ではこの補正が非常に大きくなりうることを示した。本研究の成果報告を含む講演を、国際会議および日本物理学会大会で計五回講演を行った。五本の論文を国際的に著名な学術雑誌に投稿し掲載された。一般相対論の数値解法である数値相対論の主な活躍の場であるところの、ワームホール・重力崩壊・そして膨張宇宙におけるそれらの性質に関する研究を行った。以下では、査読雑誌発表論文に基づいて研究実績の内容について述べる。1.膨張宇宙におけるワームホールの存在可能性について調べた。特に、エネルギー条件を満たすような物質についてEinstein方程式の解として具体的にワームホール構造を持つ解を構成することに成功した。ただしこれは通り抜け可能なワームホールではなく位相的なものである。2.一般的なI型物質からできている中空の球が光速に近い速度で円筒的に重力崩壊する時空について調べ、その動径方向および角度方向の応力が重力崩壊に及ぼす影響を明らかにした。この結果、角度方向の正の応力は微小であっても無視できず崩壊は急減速することが分かった。一方、これが負になる場合は一定の条件のもとでは光速で崩壊する模型が良い近似を与えることも分かった。3.ループ量子重力における重力崩壊を調べるため、球対称ダスト模型にループ量子重力効果を考慮した定式化を行った。さらにこの系について、解析的な近似解と数値解を求め、ループ量子重力的な効果の解析を行った。そして今回の定式化の範囲内では特異点回避という性質は見られなかった。しかし発生する特異点についてはそれがより弱いものに移行する可能性を示した。4.膨張宇宙においてクインテッセンス優勢期におけるブラックホールの成長を調べるため、漸近的Friedmann宇宙においてポテンシャル項をもつスカラー場を重力源とするEinstein方程式の自己相似解の漸近的なふるまいを調べた。
ゼータ函数、保型函数等の解析的挙動と数論的(離散的)特性に関する総合的研究

研究代表者は解析的挙動について研究し、ゼータ函数のBOHR型値分布論の本質がPROKHOROVの確率論の定理によって把握できることを明らかにし、これに基づいてBOHR理論の、凸とは限らないEULER積への広汎な一般化を実行した。また、こうした確率論的手法が研究代表者自身の以前の定量的結果(ACTA ARITH.誌50巻等)を改良しうることを認め、GALOIS拡大体のゼータ函数の場合には具体的に改良に成功した。以上の新しい立場から、特に本来のBOHRとJESSENの存在定理の証明は大幅に簡易化された。解析的方向では他に中嶋より、DUFFING方程式の研究が推進された。ある種の場合にこの方程式が無限個の周期解をもつというMORRIS、HARVEYらの結果を一般化し、さらにそれらの解の初期値集合の分布の様子を明らかにした。次に、代数的・離散的性質の研究は分担者の佐々木、沼田によって行われ、佐々木は整数加法群の加法的部分半群の同型性と同値になる、という事実に到達した。沼田は3次元HAMMINGスキームの最小COVERINGについての結果を改良して、不等式〓≧γ^2-〔((3γ-t)^2)/8〕(〓は長さγ、s、tのHAMMINGスキームの最小COVERING、γ=s≦t<3γ)を導き、等号成立の条件も明らかにした。小宮山はコンパクト群の作用についての研究を分担したが、これはむしろ幾何学的色彩が強い、最後に佐伯によるアプローチはCOMPUTATIONALで、数学教育上の成果と見ることもできるが、発表論文リストに揚げたものを出発点とする一連の論文が既に出版されている。
自己免疫病の発症に関与する遺伝子の解析・同定

臓器特異的自己免疫病を自然発症するTCRα鎖トランスジェニックスマウスモデルを用いて疾患感受性遺伝子を検索した。このモデルの特徴はTCRトランスジーンの導入によるT細胞異常のもとに、宿主の遺伝的背景によって様々な自己免疫病が発症することである。例えば、BALB/cでは胃炎が、A/Jでは卵巣炎がそれぞれ約80%の頻度で発症する。B10では頻度は共に0%である。胃炎、卵巣炎の感受性を規定するMHC,non-MHC遺伝子を検索するため、MHCコンジェニックスマウスを用いてMHC遺伝子の関与を、マイクロサテライト遺伝子マーカーの検出による遺伝子マッピングによって、no-MHC遺伝子の関与を検索した。その結果、BALB.B(H-2b),BALB.K(H-2k)はBALB/c(H-2d)と同頻度で胃炎を発症したが、B10.D2(H-2d)の発症頻度は0%であった。(B10.D2xBALB/c)xBALB/c戻し交配のマウスの胃炎、(AxBALB/c)F2での卵巣炎の頻度は、それぞれ27.6%、17.2%であり、それぞれの発症に、恐らく23個の遺伝子の関与が推定された。胃炎、卵巣炎を発症したマウスについて遺伝子マッピングを行った結果、胃炎感受性を規定する遺伝子の一つは第8染色体上に、胃炎/卵巣炎感受性遺伝子は第12、14染色体上にマップされた。また卵巣炎については第17染色体上MHC遺伝子の有意の関与が確認された。臓器特異的自己免疫病の発症に、MHC及びnon-MHC遺伝子の関与が示唆された。自己免疫病を自然発症するTCRトランスジェニックマウスモデルの確立.遺伝子再構成を終えたTCRa鎖遺伝子を免疫グロブリン重鎖遺伝子エンハンサーによって発現させ、TCRトランスジーンの抗原特異性の如何にかかわらず様々な臓器特異的自己免疫疾患を誘導できることを示した。発症する自己免疫疾患の種類及び重症度は宿主となるマウスの系統に強く依存していた。ファウンダーマウスから数系統(BALB/c,A,C57BL/10,SWR,C3H)に数回掛け合わせて純系化し、各々の系統について自己免疫病の組織学的頻度、重症度を調べたところBALB/cでは胃炎,Aでは卵巣炎,SWRでは睾丸炎が高頻度に発症し,C57BL/10,C3Hは何れの自己免疫病も発症しなかった。自己抗体の頻度・力価は自己免疫病の組織学的頻度、重症度とよく相関していた。自己免疫病発症に関与する遺伝子のMHC(主要組織適合抗原)-コンジェニックマウスによる解析:自己免疫病発症に関わるMHC遺伝子、非MHC遺伝子の関与を調べるために上記TCRトランスジーンをH-2コンジェニックマウスに戻し交配によって導入し、3か月後の自己免疫病の発症頻度をみた。胃炎についてBALB/c(H-2d)、BALB.K(H-2k),BALB.B(H-2b)は、高頻度に発症したがB10.D2(H-2d)は発症しなかった。卵巣炎についてはA(H-Aa)は高発、B10.A(H-2a),A.By(H-2b)は嫌発であった。以上の結果は、この自己免疫病の発症にMHC、非MHC遺伝子と共に関与すること、胃炎の発症には非MHC遺伝子、卵巣炎の発症にはMHC遺伝子の役割がより重要であることを示唆する。これら非MHC遺伝子については現在マイクロサテライト配列をマーカーにして遺伝子マッピングを行なっている。臓器特異的自己免疫病を自然発症するTCRα鎖トランスジェニックマウスモデルを用いて疾患感受性遺伝子を検索した。

このモデルの特徴はTCRトランスジーンの導入によるT細胞異常のもとに、宿主の遺伝的背景によって様々な自己免疫病が発症することである。例えば、BALB/cでは胃炎が、A/Jでは卵巣炎がそれぞれ約80%の頻度で発症する。B10では頻度は共に0%である。胃炎、卵巣炎の感受性を規定するMHC,non-MHC遺伝子を検索するため、MHCコンジェニックマウスを用いてMHC遺伝子の関与を、マイクロサテライト遺伝子マーカーの検出による遺伝子マッピングによってnon-MHC遺伝子の関与を検索した。その結果、BALB.B(H-2b),BALB.K(H-2k)はBALB/c(H-2d)と同頻度で胃炎を発症したが、B10.D2(H-2d)の発症頻度は0%であった。(B10.D2xBALB/c)xBALB/c戻し交配マウスの胃炎、(AxBALB/c)F2での卵巣炎の頻度は、それぞれ27.6%,17.2%であり、それぞれの発症に複数個の遺伝子、恐らく23個の遺伝子が関与すると推定された。胃炎、卵巣炎を発症したマウスについてマイクロサテライト遺伝子マッピングを行なった結果、胃炎感受性を規定する遺伝子の一つは第8染色体上に、胃炎/卵巣炎感受性遺伝子は第12、14染色体上にマップされた。また卵巣炎については第17染色体上MHC遺伝子の有意の関与が確認された。
哺乳類の卵および胚の成熟分化過程の研究:単一卵の定量的解析

マウスとヒトの単一卵と単一初期胚について以下の結果を得た.1)人工受精の際の余剰卵(intact germinal vesicle stage,243±34ng乾燥重量,10個の平均±SD)のhexokinaseの活性は17.9±3.6pmol/卵/時であり,マウスの胞胚とほぼ同じ活性値を示した.乾燥重量当りの比活性値はマウスの8.9%(乾燥重量は9.6倍)であるので,今後ヒトの胚を分析する時は,マウスの時の1/10の感度で十分である.2) ^<18>FーDG取り込みの予備実験として, ^3HーGDの単一マウス卵による取り込みを検討した.25mM ^3HーDG(17Ci/mmol)でmodified BWW培養液(4μl)のglucoseを置き換えて胚一個を培養する系を確立した.一時間の培養による取り込みは2ーcell stageの単一胚(165±104cpm,または7.72±4.86fmol,卵610個の平均±SD以下同じ),4ーcell(232±227,10.9±10.6),8ーcell(700±241,33.0±11.4),morula(1845±1703,87.0±80.3),blastocyst(7463±5672,351±267)となり,胚の発育に伴って急激に増加した.この取り込みは昨年度に明らかにした様にDG+deoxyglucose 6ーphosphateの量を表しているが, ^<18>FーDGを用いる時の技術を確立し基礎デ-タが得られた. ^<18>FーDGは末だ利用が許されない状態なので,次年度に行う予定である.3)マウスの単一卵・胚2030個を35nM ^<125>ーIーEGF(epidermal growth factor,410000dpm)を含む5μIのmodifiedBWW培養液中で2時間培養し,細胞膜の受容体に結合したEGFとinternalizeされたEGFの総和を計測効率84%でγ線測定する系を確立した.一個の卵・胚に対するEGFの特異的結合は,未受精卵(38amol,以下同じ)から1ーcell(478),2ーcell(552),4ーcell(440),8ーcell(737),morula(953)へと増加した.これらの結果は,EGFが初期胚の成熟分化の過程で重要な役割を果たしていることを意味する.マウスとヒトの単一卵と単一初期胚について以下の結果を得た.1)人工受精の際の余剰卵(intact germinal vesicle stage,243±34ng乾燥重量,10個の平均±SD)のhexokinaseの活性は17.9±3.6pmol/卵/時であり,マウスの胞胚とほぼ同じ活性値を示した.乾燥重量当りの比活性値はマウスの8.9%(乾燥重量は9.6倍)であるので,今後ヒトの胚を分析する時は,マウスの時の1/10の感度で十分である.2) ^<18>FーDG取り込みの予備実験として, ^3HーGDの単一マウス卵による取り込みを検討した.25mM ^3HーDG(17Ci/mmol)でmodified BWW培養液(4μl)のglucoseを置き換えて胚一個を培養する系を確立した.一時間の培養による取り込みは2ーcell stageの単一胚(165±104cpm,または7.72±4.86fmol,卵610個の平均±SD以下同じ),4ーcell(232±227,10.9±10.6),8ーcell(700±241,33.0±11.4),morula(1845±1703,87.0±80.3),blastocyst(7463±5672,351±267)となり,胚の発育に伴って急激に増加した.この取り込みは昨年度に明らかにした様にDG+deoxyglucose 6ーphosphateの量を表しているが, ^<18>FーDGを用いる時の技術を確立し基礎デ-タが得られた. ^<18>FーDGは末だ利用が許されない状態なので,次年度に行う予定である.3)マウスの単一卵・胚2030個を35nM ^<125>ーIーEGF(epidermal growth factor,410000dpm)を含む5μIのmodifiedBWW培養液中で2時間培養し,細胞膜の受容体に結合したEGFとinternalizeされたEGFの総和を計測効率84%でγ線測定する系を確立した.一個の卵・胚に対するEGFの特異的結合は,未受精卵(38amol,以下同じ)から1ーcell(478),2ーcell(552),4ーcell(440),8ーcell(737),morula(953)へと増加した.これらの結果は,EGFが初期胚の成熟分化の過程で重要な役割を果たしていることを意味する.
特異なイオン液体を反応場とした金属錯体による窒素の還元

アンモニアは肥料や日常の化成品の原料であるだけでなく、化石燃料に代わる次世代エネルギー源としても注目されている。現在の合成法は100年前に開発された、高温高圧条件で遂行するハーバー•ボッシュ法に依存しており、低環境負荷な方法が求められている。我々は特異なイオン液体中に窒素固定化能を有する錯体触媒を担持することにより、空中窒素を電気化学的に還元し、アンモニアに変換する画期的な方法を開拓した。窒素のアンモニアへの変換は非常に難しく、ハーバーボッシュ法に勝る方法は未だ開発されていない。しかもこの方法は高温高圧下での反応で環境への負荷が極めて大きい。しかし、豆科植物はニトロゲナーゼという金属酵素を用いて、常温常圧下で窒素を固定化しアンモニアへの変換を行っている。我々はこのようなマイルドな条件下でのアンモニアの合成法を開拓すべく、イオン液体中での電気化学的窒素固定化の開拓に取り組んだ.触媒としてはチタノセンのような古くから窒素固定化に成功している錯体を用い、これをイオン液体としての4級アンモニウム系イオン液体中で電気化学的に還元した。水素源は水からのプロトンを用い、水とイオン液体の間にナフィオンを挟み行った。アンモニアの生成は硫酸中に誘導し硫酸アンモニウムに変換することにより行った。アンモニアの窒素源が空中窒素であることの証明のため、これらの反応は窒素雰囲気下で行ったが、比較対象のためアルゴン下でも行った。その結果、電流効率が最大11%と、これまで報告されている有機溶媒中での電流効率0.28%に比して数十倍という高い効率で得られることが分かった。当初、イオン液体として使ったアニオン中の窒素が分解してアンモニアに変換される結果も得られたが、このアニオン部に窒素を含まないアニオンを用いることによって、この反応が空中窒素に由来するものであることを明らかにした。これらの反応が常温常圧下で、しかも空中の窒素と水中のプロトンから生成されたという事実から、将来的にも非常に期待できる成果が得られた。空中窒素を捕捉し、アンモニアへ還元する手法は、100年前に開発されたハーバーとボッシュによる方法から、手法も変化なく、収率も15%程度と殆ど進歩がない。しかも、ハーバー・ボッシュ法は200300°C、500気圧と高温高圧下という過酷な条件下でないと進行しないことから、低環境負荷な新しい手法の開発が待たれている。本研究では常温常圧下で窒素をアンモニアへ変換するシステムの開発を行った。詳細は,チタノセンやジルコノセンを触媒として用い、この触媒を新規で特殊なイオン液体中に溶解し,水との界面を利用し、電気化学的に窒素を還元するものである。このような触媒を使っての電気化学的還元についてはこれまでに行われており,電流効率で0.28%と極めて低い。しかし、本研究で遂行したシステムでは現在,8%以上と40倍以上の電流効率を達成した。現在、更に触媒等を開発し、収率の画期的向上を検討している。溶液中での窒素のアンモニアへの変換は電流効率にして0.28%であったのに対して、我々のイオン液体を用いた系では既に8%越えを達成している。ハーバーボッシュ法での15%収率を考えると,我々の手法による8%越えは極めて画期的であり、当初の予定変換効率をはるかに越えるものである。現在用いているイオン液体では、自らの分子内に存在する窒素のアンモニアへの変換の可能性もある。そのため、窒素原子を含まないイオン液体を用いての反応も遂行し始めており,そのようなイオン液体でもアンモニアを生成することを見いだしている。この方針でイオン液体の改良と窒素を捕捉し易い新規触媒の開発により、早期に15%越えを達成したいと考えている。イオン液体は基本的に自分で合成して開発するしかなく,その原料が現在のところ非常に高価である。そのため、本研究ではその原材料購入費用として使用したい。また、大きな国際会議等での発表も考えており,国内外の出張旅費として考えたい。
野外自律移動ロボットAFVのための視覚システムと実環境の理解

本年度実績の概要は以下のとおりです。本年度に行った研究の中心は、野外の自律移動ロボットが使用できるような視覚システムを開発したことである。その視覚システムは、2眼の受光型ステレオシステムであり、出来るだけ簡単な機構で構成し、視覚から得られる画像で処理する対象は、レンズから対象物までの距離、すなわち視野内の距離情報である。開発した視覚システムは、V853というRISCチップICを用いて並列処理を基本とするハードウエアによる実時間処理を実現している。その処理の概要は、1つのV853が左右画像における、一対の走査線の画像対応関係を計算することである。一対の走査線はエピポーラ面が一致するように設計されている。画像対応の計算量が複雑である場合は、複数のV853ボードを並列に接続して、実時間処理を実現できる機構となっている。この装置の構成はハードウエアというよりミドルウエアを主としている。すなわち本装置は画像対応アルゴリズムの検証改訂が容易になるように設計している。画像対応のアルゴリズムは、LDM(差分積層法)という手法を用いている。この手法は、処理手順がやや複雑であるがオクリュージョン問題や虚像の問題の解決が容易であるなどの、利点がある。また、LDMでは3次元奥行きの空間把握が直接表現できるために、3次元空間の実環境を対象物の位置という観点から理解が容易であるという利点がある。研究の現状は、上記視覚システムのハードウエアを実現した段階である。今後、次年度の予算を用いて、実際のロボットへの搭載とその実験を行う予定である。
吸虫類,特に肺吸虫および住血吸虫感染における防御免疫発現機構に関する研究

住血吸虫に対しては、種々の細胞によるIgE抗体依存性のシストソミュラ殺滅作用がin vitroの実験系で示されている。しかし、マウスやラットにおけるin vivoの実験では、防御免疫能とIgE抗体産生における高応答性との間には必ずしも相関が認められていない。一方、肺吸虫の感染防御については、宿主体内移行経路や体表構造の違いから、住血吸虫に対するものとは異なったエフェクター機構の存在も考えられる。そこで、本研究では、次の諸点について検討した。1)肺吸虫感染に対するマウスおよびラット各系統間における感受性の差異:肺吸虫にとって非好適宿主となる組み合せでマウスやラットを用いた場合、すなわち、マウスには宮崎肺吸虫を、ラットにはウエステルマン肺吸虫(2倍体型または3倍体型)を経口的に感染させた場合、これらの宿主では系統間で虫体回収率に差が認められた。2)肺吸虫ヘモグロビン融解酵素の精製:吸虫類にはヘモグロビン融解酵素が存在し、宿主ヘモグロビンを栄養源として利用している。本酵素に対するモノクローナル抗体の作製とその防御機構への関与について明らかにするために、大平肺吸虫について本酵素の精製を試み、クロマトフォーカシング法がすぐれた分離能を有することを見出した。3)日本住血吸虫に対する免疫応答のMHC非連関遺伝子による統御:オランダ国立癌研究所より提供された遺伝子組み換えマウスを用い、IgE抗体産生能および再感染抵抗性について検討したところ、MHC連関免疫応答遺伝子のみならず、非連関性遺伝子の関与をも示唆する結果が得られた。4)抗日本住血吸虫モノクローナルIgE抗体の作製:感染防御に果すIgE抗体の役割を明らかにするため、日本住血吸虫抗原とのみ反応するモノクローナルIgE抗体の作製を行ったところ、in vivoで防御効果を示す抗体が得られた。この抗体の認識するエピトープは、200KDa,160KDa,97KDa,82KDaの蛋白分子上に存在する。
内因性キロキナーゼ・フォスタファターゼ系によるP型ポンプの可逆的リン酸化とイオン輸送

従来までの研究により、H,K-ATPaseのα鎖のTyr10とTyr7が順に、またSer27がH,K-ATPase標品(GI画分)に内在するチロシンおよびセリンキナーゼによってそれぞれリン酸化されることを見いだした。本研究ではα鎖をリン酸化する両キナーゼの性質をα鎖、およびα鎖のリン酸化部位をマルトース結合タンパク質(MBP)と融合させたリン酸化モデル基質(MBP-HK)を用いて検討し、さらに免疫反応から、その同定を試みた。GI画分にCaを添加して内在性キナーゼによるリン酸化反応を行ったところ、Ca濃度に依存(K1/2=0.9μM)してα鎖のセリンリン酸化量が増加したが、チロシンリン酸化はCa濃度に依存しなかった。界面活性剤CHAPS存在下では、α鎖のセリンリン酸化量は減少し、Ca濃度依存性も消失したが、プロテインキナーゼC(PKC)活性化剤TPAを添加すると、Ca濃度に依存(K1/2=1.0μM)したリン酸化が観察された。CHAPS処理前後のα鎖、およびMBP-HKのセリンリン酸化は、PKC特異的阻害剤で阻害した。さらに、抗PKC抗体を用いたウェスタンブロッティングの結果より、GI画分中にPKCαとPKCβIIが存在することが示され、両PKCともMBP-HKをリン酸化することが明らかになった。一方、チロシンホスファターゼ阻害剤であるバナジン酸存在下で観察されるα鎖のチロシンリン酸化は、pp60src阻害剤ゲニステインで阻害された。抗c-Src抗体を用いたウェスタンプロッティングの結果より、GI画分において分子量5万と6万のc-Src様プロテインキナーゼの存在を確認した。免疫沈降により得られた、免疫複合体を酵素源とするMBP-HKのチロシンリン酸化が観察された。CHAPSで可溶化したGI画分からこの2種のチロシンキナーゼをゲル濾過カラム(Superose12)で分離し、MBP-HKへのチロシンリン酸化能を検討したところ、分子量6万のキナーゼのみがα鎖N末端の配列をチロシンリン酸化することを見い出した。本研究によって、GI画分に内在する膜型のPKCαとβIIがCaに依存して、また膜型のc-Src様チロシンキナーゼがそれぞれα鎖をリン酸化することが示唆された。
中学校英語基本構文の定着過程とそれを支援する認知能力に関する実証的研究

2年目に当たる本年度は、研究実施計画に基づき二つの作業を実施した。第一に、初年度に実施した英語基本構文定着度調査の一貫として、4月当初に中学2年生を対象に過去1年間に及ぶ英語学習での英語基本構文の定着度を測定するための調査を初年度と同じ被験者に対して実施した。さらに、初年度の調査結果を受けて、その追調査を前年度と同じ二つの調査協力校で実施した。1回目は、9月当初に1学期の学習の中での基本構文の定着度を測定するための調査を両方の調査協力校で実施した。2回目は、1月当初に一方の調査協力校で1・2学期の学習の中での基本構文の定着度を測定するための調査を実施した。3回目は、今回の研究成果を年度内に集約するため、両方の調査協力校で3月に実施した。二つ目の作業は、本年度に行った英語基本構文定着度調査の結果の分析である。具体的には、コンピュータを活用して、被験者一人ひとりに対して個々の基本構文の定着度をインプットし、英語構文定着度に関する個人カルテを作成した。この個人カルテをさらにコンピュータ処理することによって以下のことが判明した。第一に、同じ英語基本構文であっても、そこで使用されている語彙項目の違い(具体的には主語や述語動詞の種類の相違)や、文の種類(平叙文や疑問文)の相違によって、基本構文の定着度に大きな変異が見られる。次に、この変異を被験者の学力と関連づけて分析すると、学力的に上位にある学習者は表面上の違いに影響される度合いが小さい反面、学力的に下位にある学習者は表面上の差異に大きく影響される。さらに、この種の変異は英語学習の入門期に当たる1学期の段階から顕著に見られる。これらの事実は、表面状の違いに捕らわれず、英文の背後に存在する関係概念として英語構文を理解する能力が入門期の段階から英語学習の成否に直接関わる重要な因子となっていることを示唆している。研究初年度に当たる本年度は、申請時に設定した研究実施計画に基づき、三つの作業を平行して行った。まず第一に、平成9年度版の中学校英語教科書7種(3学年分計21冊)に含まれる英語表現をすべてコンピュータを使って電子ファイル化し、単語単位でその用例をすべて検索できる教科書データ・ベース(第一次資料)を作成した。その結果、例えばstudyという基本語彙に関して、それが使用されている教科書中の用例をすべて瞬時に検索することが可能になった。次に、中学校1年次の教科書に限定して、その中で使用されているすべての英文に関して、その構文特性(文の種類・主語の種類・動詞の種類)を分析し、その分析結果を電子ファイルの形で観点ごとに入力した第二次資料を作成した。その結果、例えば主語が三人称単数で、一般動詞を伴った疑問文をすべて瞬時に検索することが可能になった。基本構文ごとの主語と動詞の間のコロケーションを把握する上で貴重な戦力になっている。第三に、県内の二つの中学校で学ぶ1年生を対象に、基本構文の定着度を測定するテストを2回実施した。1回目は1学期復習テストとして2学期当初に、2回目は1・2学期復テストとして3学期当初に実施した。3回目を1学年復習テストとして4月当初に実施の予定である。この定着度測定テストでは、第二次資料に基づき、同一の基本構文に関して基本形と応用形の二種類の問題文を作成し、その定着度のずれを分析した。その結果、両者の定着度のずれは1回目のテストにおいてすでに顕著に現れていることが判明した。

このことは内容語の種類に応じて基本構文の定着度も大きく左右されることを示していることが判明した。このことは内容語の種類に応じて基本構文の定着度も大きく左右されることを示している。当然、学習者の認知能力が大きく関与していることが十分に予測される。本年度は、本年度の追試を試み、基本構文の定着過程ならびに定着度のずれに関与する認知能力をより詳しく分析する予定である。2年目に当たる本年度は、研究実施計画に基づき二つの作業を実施した。第一に、初年度に実施した英語基本構文定着度調査の一貫として、4月当初に中学2年生を対象に過去1年間に及ぶ英語学習での英語基本構文の定着度を測定するための調査を初年度と同じ被験者に対して実施した。さらに、初年度の調査結果を受けて、その追調査を前年度と同じ二つの調査協力校で実施した。1回目は、9月当初に1学期の学習の中での基本構文の定着度を測定するための調査を両方の調査協力校で実施した。2回目は、1月当初に一方の調査協力校で1・2学期の学習の中での基本構文の定着度を測定するための調査を実施した。3回目は、今回の研究成果を年度内に集約するため、両方の調査協力校で3月に実施した。二つ目の作業は、本年度に行った英語基本構文定着度調査の結果の分析である。具体的には、コンピュータを活用して、被験者一人ひとりに対して個々の基本構文の定着度をインプットし、英語構文定着度に関する個人カルテを作成した。この個人カルテをさらにコンピュータ処理することによって以下のことが判明した。第一に、同じ英語基本構文であっても、そこで使用されている語彙項目の違い(具体的には主語や述語動詞の種類の相違)や、文の種類(平叙文や疑問文)の相違によって、基本構文の定着度に大きな変異が見られる。次に、この変異を被験者の学力と関連づけて分析すると、学力的に上位にある学習者は表面上の違いに影響される度合いが小さい反面、学力的に下位にある学習者は表面上の差異に大きく影響される。さらに、この種の変異は英語学習の入門期に当たる1学期の段階から顕著に見られる。これらの事実は、表面上の違いに捕らわれず、英文の背後に存在する関係概念として英語構文を理解する能力が入門期の段階から英語学習の成否に直接関わる重要な因子となっていることを示唆している。
ヒト化マウスモデルを用いた金属アレルギーの研究

本研究課題は、ヒト免疫細胞を生着させたヒト化マウスを用いて金属アレルギーモデルを確立し、ヒト免疫細胞による生体内での金属アレルギー発症機序を解明することを目的に計画した。レシピエントマウスは遺伝子組換え免疫不全マウスを用い、ヒト末梢血単核細胞の生着を試みた。このマウスの免疫不全状態をさらに亢進させるため、マクロファージ除去を行って検討した結果、弱いながらヒトリンパ球の生着をみたが、金属アレルギーの誘導までには至らなかった。ヒト化マウスによる金属アレルギーの病態解明は、次世代の医療開発を可能にする魅力的な研究課題であることに変わりはなく、今後も挑戦を続ける。本研究は、ヒト免疫細胞を生着させたヒト化マウスを用いて金属アレルギーモデルを確立し、ヒト免疫細胞によるin vivoでのNiアレルギーの発症機序を解明することを目的として計画した。レシピエントマウスは今年度も、RAG2-/-γc-/-マウスを用いた。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)の生着効率を上げるために、リンパ球数、免疫不全状態を亢進させるためのクロドロネート封入リポソームの投与条件を更に検討し最適化を目指した。その結果、弱いながらヒトPBMCの生着をみたが、ニッケルアレルギーを誘導するという現象はみられなかった。ヒト化マウスによる金属アレルギーを含むヒト疾患の病態解明は、次世代の医療開発を可能にする重要な研究課題であるという位置づけは不変であり、別のタイプの免疫不全マウスの使用、CD34陽性造血幹細胞の移植など、今後も引き続き実現に向けて挑戦していく。金属アレルギーの克服は現代社会が直面する課題の一つであり、ニッケル(Ni)は最も頻度の高いアレルゲンである。しかしながら、その発症機序は明確ではなく、原因金属の除去しか解決策がないのが現状である。応募者らは、内毒素(LPS)を用いてNiアレルギーマウスモデルを開発し、in vivoでの研究を可能にし、これまでのin vitro研究では得られなかった多くの知見を得たが、マウスでの知見がヒトの生体内で現実に起きているとは限らない。本研究は、この乖離を解決するために、ヒト細胞を生着させたヒト化マウスを用いて金属アレルギーモデルを確立し、ヒト免疫細胞のin vivoでのNiアレルギーの発症機序を解明することを目的とする。平成24年度はNiアレルギーのヒト化マウスモデルの確立・最適化を目指した。レシピエントとしてRAG(recombination activation gene:組換え活性化遺伝子)2と数種のサイトカイン受容体の共通ドメインであるcommon γ(γc)遺伝子を欠く重症免疫不全マウスRAG2-/-γc-/-マウスを用いた。このマウスにヒト末梢血単核細胞(PBMC)投与し、ヒト細胞定着状況をマウス末梢血中の白血球共通マーカーヒトCD45発現細胞を指標にフローサイトメトリーで解析した。ヒトPBMCの投与量、投与後のヒトCD45発現細胞変動を継時的に検討した。さらに、レシピエントマウスの免疫不全をさらに亢進させるため、クロドロネート封入リポソームを投与しマクロファージ除去を行った。その結果、ある程度ヒトPBMCが定着するPBMC量とタイミングの条件が得られた。しかし、得られた条件ではNiアレルギーを誘導するまでには至らなかった。現在、さらに条件を検討中である。ニッケルアレルギーを誘導できるヒト化マウスの最適化が遅れているため。γ線照射するなどレシピエントマウスの免疫不全状態をさらに亢進させる手段を講じ、ニッケルアレルギーを誘導できるヒト化マウスの最適化を図る。その後は予定通り「研究計画調書」に記載した計画で推進していく。次年度使用額は、当初予定していた「T細胞の性状解析」を次年度に延期することによって生じたものであり、延期した「T細胞の性状解析」に必要な経費として平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。
チタン補綴物の性能向上および臨床応用に関する研究

1.チタン鋳造体の鋳造欠陥防止について鋳造体内部に発生する鋳巣の原因は,鋳造時の鋳造圧の種類および鋳型材の通気性と密接な関連性があり,通気性の低い鋳型材を用いることや吸引力を併用しない加圧鋳造法が有用であることが判明した.しかし,これらの対策法は,いずれも鋳造体外部に生じる場廻り不良の原因となる可能性が高い.そこで鋳造性を高める方法として,吸引力を併用しない場合には,加圧力を吸引力併用の場合より約1.5kg/cm^〓程度高める必要があり,湯口にチタン箔の圧力隔壁(ダイヤフラム)を設けることにより圧力の立ち上がりが高められ,従来法の約2倍の鋳込率が得られた.2.チタン鋳造体の適合精度の向上についてジルコニウム粉を用いた酸化膨張性マグネシア鋳型材を用いることにより良好な適合精度を有するチタン鋳造体を得ることが可能となった.さらに,コーティング層の膨張挙動に外埋没材の膨張挙動を近似させるために,外埋没用のリン酸塩系鋳型材にクリストバライトを混入させることにより高度の熱膨張性を付与することが可能になり,適合性の向上が図れた.また,チタン床用鋳型材についても,エチルシリケートを結合材としたマグネシア鋳型材を試作し,現在その実用性について検討している.3.チタン鋳造冠の臨床応用について純チタンにより製作した全部鋳造冠および前装鋳造冠について,口腔内での適合性をはじめ臨床経過について観察したところ,いずれも良好な成績を示した.さらに歯冠補綴への応用範囲を広げるために硬質レジン前装鋳造冠における維持様式や支台築造ポストへの応用効果について検討したところ,その有用性が認められた.1.チタン鋳造体の鋳造欠陥防止について鋳造体内部に発生する鋳巣の原因は,鋳造時の鋳造圧の種類および鋳型材の通気性と密接な関連性があり,通気性の低い鋳型材を用いることや吸引力を併用しない加圧鋳造法が有用であることが判明した.しかし,これらの対策法は,いずれも鋳造体外部に生じる場廻り不良の原因となる可能性が高い.そこで鋳造性を高める方法として,吸引力を併用しない場合には,加圧力を吸引力併用の場合より約1.5kg/cm^〓程度高める必要があり,湯口にチタン箔の圧力隔壁(ダイヤフラム)を設けることにより圧力の立ち上がりが高められ,従来法の約2倍の鋳込率が得られた.2.チタン鋳造体の適合精度の向上についてジルコニウム粉を用いた酸化膨張性マグネシア鋳型材を用いることにより良好な適合精度を有するチタン鋳造体を得ることが可能となった.さらに,コーティング層の膨張挙動に外埋没材の膨張挙動を近似させるために,外埋没用のリン酸塩系鋳型材にクリストバライトを混入させることにより高度の熱膨張性を付与することが可能になり,適合性の向上が図れた.また,チタン床用鋳型材についても,エチルシリケートを結合材としたマグネシア鋳型材を試作し,現在その実用性について検討している.3.チタン鋳造冠の臨床応用について純チタンにより製作した全部鋳造冠および前装鋳造冠について,口腔内での適合性をはじめ臨床経過について観察したところ,いずれも良好な成績を示した.さらに歯冠補綴への応用範囲を広げるために硬質レジン前装鋳造冠における維持様式や支台築造ポストへの応用効果について検討したところ,その有用性が認められた.1.チタン鋳造体の鋳造欠陥防止対策についてチタンは、従来より歯科領域で用いられている鋳造用合金に比較して、融点が高く、その上、高温での活性が高い、比重が小さい、などの性質を有しており、これらに起因すると考えられる鋳造欠陥がしばしば発生する。この欠陥には大別して、鋳造体内部に発生するものと、鋳造体外部に発生するものとがある。これらのうち、鋳造体の内部に発生する欠陥の発生原因とその防止対策について検討した結果、この欠陥の発生原因は、鋳造物の鋳造圧の種類および鋳型材の通気性と密接な関連性があり、吸引加圧式鋳造機を用いた場合、吸引力をかけずに鋳造したが、内部鋳造欠陥の発生は少なかった。また、吸引した場合でも、通気性の悪い鋳型材を用いれば内部鋳造欠陥の少ないチタン鋳造体が得られることが判明した。2.チタン鋳造体の適合性の向上に関して従来より本研究において用いている鋳型材はマグネシア(MgO)を主成分とするもので、これは、硬化時の膨張がなく、また、熱膨張率も少ないので、この中に金属Zr粉を添加し、加熱時の酸化膨張を利用して、鋳造収縮の補償を行っている。これをコーティング材として用い、市販のリン酸塩系埋没材を二次埋没材として用いた場合、コーティング層と二次埋没材の膨張挙動および膨張量の不一致により、鋳造体の適合不良が生じることがある。そこで二次埋没材の熱膨張量の改善を行い、硬化時膨張を減少させることにより、解決できることが判明した。3.チタン鋳造冠の臨床応用について純チタンによる全部鋳造冠、陶材溶着鋳造冠を作製し、口腔内における適合性および臨床経過について観察している。また硬質レジン前装鋳造冠に応用すべくその維持様式について検討した。
光触媒アナログリソグラフィーを用いた超微少体積を規定した分析システムの構築

マイクロメートルサイズの流路(マイクロチャネル)を反応場、分析場とするマイクロ化学システムの機能化に関する研究を行った。マイクロ化学システムの機能化には、マイクロチャネルへの機能付与、さらに、機能を任意の場所に配置するパターニング法が重要である。そこで、本研究では、酸化チタンの持つ光触媒能、光触媒反応を介して光活性のない有機分子や金属をパターニングできる特長に着目した。具体的には、マイクロチャネル内壁濡れ性のin situパターニング法の開発、応用に関して研究を行ったまず、濡れ性のパターニング法を開発した。濡れ性パターンを利用した流体制御はデッドボリュームのない有効な流体制御法であり、濡れ性のパターニング法は重要である。そこで、酸化チタンナノ微粒子修飾チャネルを用い、ナノメートルスケールの表面粗さと光触媒反応を利用したチャネル内壁濡れ性のin situパターニング・チューニング法(PCPT法)を提案、実証した。これにより、超撥水から超親水の任意の濡れ性を自在なパターニングすることが初めて可能となった。この特徴を利用し、マイクロチャネル内に異なる複数のラプラス圧を誘起し、これをストップバルブとして流体制御に応用した多段ラプラスバルブを示した。次に、開発した多段ラプラスバルブを利用し、マイクロバッチシステムを構築した。連続流を用いる既存の連続式のマイクロ化学システムでは、微小体積を規定した滴定などの定容量分析を取り扱うことが困難であった。そこで、サブナノリットルの溶液を簡単に取り扱うことができ、バッチ操作を取り扱えるシステムを光パターニングにより構築した。サブナノリットルの溶液混合、反応を行い、定量性の評価を示した。マイクロバッチシステムにより、微小サンプルを用いた定容量分析システムの構築が可能となった。
オキシスルフィド系リチウムイオン伝導ガラスの高機能化と全固体二次電池への応用

Li_2S-P_2S_5系ガラスの高いガラス転移温度(T_g>200°C)を低下させて、電解質の導電率向上と成形性の付与を目的として硫化物ガラスとポリエチレンオキシド(PEO)系ポリマーのハイブリッド化を試みた。ハイブリッド化によりガラス転移温度は低下したが、室温における導電率は10^6 S cm<-1>オーダーの低い値となった。導電率低下の原因は、PEO中のエーテル酸素がリチウムイオンを強くトラップしたためと考えられる。メカニカルミリング法を用いて合成したLi_2S-P_2S_5-SiS_2系ガラスを加熱結晶化することで得られたガラスセラミックスは、室温において10^<-3> S cm<-1>以上の粉末成形体としては極めて高い導電率を示すことを明らかにした。構造解析の結果、ガラスセラミックス中には、最近室温において高い導電率を示すことが報告されたLi_4GeS_4-Li_3PS_4系固溶体であるthio-LISICON結晶と類似の結晶相が析出していることがわかった。この結晶相の形成がガラスの導電率を向上させたと考えられる。またこの結晶相は、Li_2S-P_2S_5-SiS_2系の固相反応では生成しないことから、今回メカノケミカルガラスから初めて析出させることに成功した。上記の検討により得られた高イオン伝導性を示すガラスセラミックスを固体電解質に用い、正極にLiCoO_2、負極にInを用いた全固体型セルは、室温において二次電池として機能し、100サイクル以上の充放電を行っても100mAh/g以上の大きな可逆容量を維持することを見出した。薄膜電池を除き、これほどの高容量を保持し、サイクル特性に優れた全固体リチウム二次電池の報告例はなく、本研究で開発したLi_2S-P_2S_5系をベースとするガラスセラミックスが全固体二次電池用の固体電解質として高いポテンシャルを有していることが明らかになった。
近代日本における文化接触と階層文化形成の動態に関する歴史社会学的研究

本研究では、明治期から昭和戦前期にかけての日本の近代化過程における異文化との接触の様態を、特にエリート文化と大衆文化という2つのレヴェルの差異と相互作用に着目しつつ、社会学的見地から分析することによって、次の3点の解明を試みた。(1)外来文化に対する日本人の態度が、エリート・大衆双方においてそれぞれいかに変遷していったか。(2)外来文化と日本の土着文化とが、いかにしてエリート・大衆という階層間の区別・差異化の契機として(あるいは両者の融合の媒体として)機能したか。(2)大正期以降の大衆社会の出現の過程で生じた文化的平準化の中で、外来文化がエリート文化・大衆文化の相互浸透の媒体としていかに作用したか。こうした研究の過程から、特に次の2点が明らかになった。(a)明治期以降の近代日本のエリート文化が欧米からの外来文化を核として形成され、親米英的な性格が強かったのに対し、大衆文化は日本の土着文化と連続する面が大きく、ナショナリズムに傾きがちであった。(b)大正期以降の文化的平準化の中で、外来文化を核とするエノートは孤立していき、ナショナリズムを強めた大衆から攻撃されるようになっていった。以上の知見をもとにして、大正デモクラシーから昭和軍国主義にいたる近代日本文化の変質過程について自説をまとめ、本年度末に出版される共著において発表した。最終的に、外来文化の選択的受容の結果が近代日本におけるエリート文化と大衆文化の分化に影響を及ぼしただけでなく、大正デモクラシーから昭和軍国主義にいたる日本の歴史的進路にも大きなインパクトを与えたことが明らかになった。近代日本のナショナリズムを、アジア主義を軸にして研究した。アジア主義を問題とする場合、とくに重要でありながら研究がたち遅れているのは「思想」の問題と「社会意識」の問題なので、この二つに焦点を絞った。一、思想明治期については岡倉天心を中心にして研究が進んでいるが、大正・昭和期に関しては体系的研究がないので、大川周明・北一輝・石原莞爾の三人を軸にして研究を進めた。大川・北はともにその文明史観において天心の影響を強く受けていることが明らかにされたと同時に、前者においては満蒙問題が理想主義的アジア主義から離れていく契機になっていることが、後者においては過度の日本中心主義が他のアジア諸民族への平等主義的配慮の不足を招いていることが、それぞれ明らかにされた。それに対して石原の東亜連盟の方が平等主義が強いのだが、満州事変を生起したこと自体が石原の「十字架」であった。三者の検討からいえることは、国内的・国際的に「無産者」たる陣営の人々の平等主義志向が、支配的体制であった「親米英的秩序」への敵意となり、それが日本がワシントン体制から離脱することにつながっていったということである。二、社会意識映画を中心にして大正・昭和期のアジア主義的社会意識を検討した。満州事変の頃からアジア主義的映画が作られ出すが、日中戦争期までは、ほとんど「満蒙」を扱ったものであり、そこでは日中の「連帯」が協調されていた。太平洋戦争がはじまると突然東南アジアやインドまでを対象として含めたものが作られだすが、それらはいかにも安直なものが多く、それは「大東亜共栄圏」というスローガンの「急造」ぶりに対応していたように思われる。以上、思想と社会意識の両面からいえることは、日本人のアジア主義的意識の問題は正負含めて日中間に核心的部分が存在していたということである。本研究では、明治期から昭和戦前期にかけての日本の近代化過程における異文化との接触の様態を、特にエリート文化と大衆文化という2つのレヴェルの差異と相互作用に着目しつつ、社会学的見地から分析することによって、次の2点の解明を試みた。(1)外来文化がいかにして階層間の区別・差異化の指標として(また逆に、文化的平準化の媒体として)、両者の相互作用状況のなかで機能しえたか。

(2)大正期以降の大衆社会の出現の過程で生じた文化的平準化の中で、外来文化がエリート文化・大衆文化の相互浸透の媒体としていかに作用したか。こうした研究の過程から、特に次の点が明らかになった。(1)明治期以降の日本のエリート文化が欧米からの外来文化を核として形成され、親米英的な性格が強かったのに対し、大衆文化は日本の土着文化と連続する面が大きく、ナショナリズムに傾きがちであった。(2)大正期以降の文化的平準化の中で、外来文化を核とするエリートは孤立していき、ナショナリズムを強めた大衆から攻撃されるようになっていった。以上の知見をもとにして、大正デモクラシーから昭和軍国主義にいたる近代日本文化の変質過程について自説をまとめ、本年度末に出版される共著において発表した。最終的に、外来文化の選択的受容の結果が近代日本におけるエリート文化と大衆文化の分化に影響を及ぼしただけでなく、大正デモクラシーから昭和軍国主義にいたる日本の進路にも大きなインパクトを与えたことが明らかになった。なお科学研究費補助金の使用にあたっては、図書費に40万円程度をあてたほか、資料収集のための交通費に25万円程度、資料整理・調査・データベース作成の研究補助(謝金)に45万円程度をあてた。
準同質遺伝子系統を用いたダイズ開花期関連遺伝子の発現ネットワークの構築

ダイズの開花期は様々な遺伝子による制御を受ける。本研究では、これまでに原因遺伝子が明らかとなっている開花期関連遺伝子のうち6遺伝子座を対象に、共通の遺伝的な背景を持つ準同質遺伝子系統を育成し、その遺伝子座間の関係を遺伝子の発現レベルについて解析を行った。その結果、長日条件におけるダイズフロリゲン遺伝子の抑制に機能するE1遺伝子の発現制御には、複数の独立した経路が存在することが示唆された。これまでにダイズにおいて開花期に関与する4遺伝子座について、原因遺伝子が同定されている。ダイズは古倍数性の植物を起源とするために、高い相同性を持つ遺伝子が存在する。開花関連遺伝子のうちE3とE4遺伝子座は光受容体であるフィトクロムAによって支配されている。これらのフィトクロムA遺伝子に変異が生じる事で、ダイズでは早生化の表現型を示すが、相同遺伝子の機能分化や他の開花期関連遺伝子との関連についての詳細は明らかでない。今年度はこれらの開花期関連遺伝子座のうち、E1、E2、E4が分離する集団を札幌とつくばの二地点で評価を行い、そのQTLの効果を比較することで、各遺伝子座の環境応答性について解析を行った。その結果、日長の長さに依存してE4遺伝子の効果がより顕著になり、晩生型の対立遺伝子を持つ場合において開花期を遅延させるが、その効果はE1遺伝子が優性の場合により顕著であった。このことはE1遺伝子と光受容体であるE4遺伝子の間に相互作用が存在し、何らかの関連性があることを示唆している。また、国産ダイズ品種であるエンレイに対し、中国のダイズ品種Pekingを連続戻し交配によって得られたBC3F2集団に、再度戻し交配を行い、より遺伝的背景がエンレイ型に固定した集団を育成した。DNAマーカー分析によって、交配後代から開花関連遺伝子がエンレイ型からPeking型に置換した系統を選抜した。開花期関連遺伝子の日周変動、日長条件や光質等に対する応答性を遺伝子発現レベルだけでなく、表現型の変化を通じてモニタリングするために、自動撮影装置を用いた葉の調位運動を計測するシステムを構築した。次年度はこれらの育成した材料を用いて、それぞれのQTL間の遺伝子発現レベルにおける関連性を解析し、その律束段階を明らかにすることで、開花期関連遺伝子間のネットワークおよびQTL間に存在するエピスタシスの作用機構に対する知見を得る。これまでにダイズにおいて開花期に関与する複数の遺伝子が同定されている。これらの遺伝子座間の関係性を明らかにしダイズの花成を制御する仕組みに対する知見を得るために、今年度は以下の実験を行なった。原因遺伝子が既知のダイズ開花期関連遺伝子座のうち、E1(開花抑制因子)、E2(生物時計の出力に関する遺伝子)、E3(光受容体遺伝子)、E4(光受容体遺伝子)、FTB1(新規の開花期QTLのうち生物時計を構成する因子の一つ)、FTH(FTB1とは異なる新規の開花期QTLのうち生物時計を構成する因子の一つ)を対象に、日本国産ダイズ品種であるエンレイの遺伝背景を基準に、それぞれの遺伝子座がエンレイの持つ対立遺伝子と異なるような準同質遺伝子系統を育成し、これらの遺伝子座とダイズフロリゲン遺伝子であるGmFT2aおよびGmFT5a遺伝子の発現およびその開花期における関係性について解析を行なった。短日条件(12時間明期、12時間暗期)育成した場合、全ての準同質遺伝子系統は25日から28日程度で開花し、系統間に有意な差は認められなかった。一方、長日条件(14.5時間明期、9.5時間暗期)では、それぞれの開花期関連遺伝子座の持つ効果に応じて、開花期に差が認められた。このような条件下において、開花時期とフロリゲン遺伝子、それぞれの開花関連遺伝子の発現量をリアルタイムPCR法によって解析を行なったところ、長日条件ではダイズフロリゲン遺伝子の1日を通した発現量とその開花期は高い相関(r=0.830.89)を示した。これらのフロリゲン遺伝子の発現調整にはE1遺伝子の発現量が最も高い相関を示し、晩生型の対立遺伝子を持つ系統についてE1遺伝子の発現量の上昇が認められ、一方、劣性型の対立遺伝子を持つ系統ではE1遺伝子の発現が有意に低下していた。それぞれの準同質遺伝子系統が持つE1遺伝子への効果は独立であり、複数の経路によってE1遺伝子の発現を制御することで、ダイズの開花期を支配していると考えられる。