hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河口沿岸域の二酸化炭素ガス交換の再評価

昨年度問題があった溶解度測定装置の密閉性を解消し、正確さ(accuracy)・繰り返し精度(precision)ともに信頼性のある溶解度データが得られるようになった。この装置を用いて純水、汽水、海水および人工的に調製した汽水について、溶解度を測定した。溶解度は、イオン相互作用を考慮したモデルによって、良く説明されうることがわかった。また同溶液に、同一条件で既知のCO_2分圧を持つガス(空気ベース)を平衡化させ、そのガス交換速度を計測した。ガス交換速度は溶液の組成で差が見られたが、有意な傾向は認められなかった。この原因のーつに、ガス平衡化の再現性が低いことが考えられる。装置の改良と実験データの補強が必要である。実フィールドでの溶液の組成とガス交換速度を測定するため、宍道湖・中海(島根県・鳥取県)での観測をおこなった。ガス交換速度の計測には、物理的方法(チャンバー法)と化学的方法(酸素同位体法)を併用し、比較をおこなった。また溶液の組成以外にガス交換に影響を及ぼす流体の乱流状態を計測するため、三次元乱流計測も実施した。現在結果を解析中で、現場のガス交換に溶液組成が及ぼす影響が評価されることが期待される。ただし、現場でのガス交換速度の計測は、溶解度測定と比べ、未だ大きな不確実さを持っており、今後ガス交換速度をより精密に測定する手法の開発、およびガス交換速度を適切に表現するモデルの改良が必要と考えられる。今年度は実験で利用する溶解度測定システムの構築を行った。第一段階として適当な溶液(海水や蒸留水)に高濃度CO_2ボンベよりCO_2をバブリングし、溶液の二酸化炭素分圧を変化させた。今回の実験では先行研究の成果を参考に、溶液に塩酸を加えてpHを下げCO_2-free airをバブリングすることで、一旦溶液中よりCO_2を除去した。その後高濃度CO_2ガスを溶液にバブリングし、溶解した全CO_2(全炭酸)量を測定することで、溶解量が理論値とおよそ等しい値になるかを検討した。現状ではCO_2をバブリングして平衡にし、その溶液中の全炭酸を測定するところまでを実施し、精度良く測定することを可能にした。測定された値はほぼ理論値に近いため、測定システムが全体として再現性良く動作していると判断された。ガス交換量の計測に使用する二酸化炭素分圧測定装置(pCO_2計)を一部小型化した。小型化した装置でpCO_2を測定し、必要とされる精度・分解能で測定できることを確認した。上記と平行して混合溶液の調製に必要な海水を大量入手した。海水は陸からの淡水混合が無視できる、外洋域にて採取した、淡水は、人間活動の影響をほとんど受けていない上流域で採取された、花崗岩地帯を流れる河川水を入手した。これらを実験に供するためにろ過し、塩分を測定した。今年度予定していた石灰岩地帯の河川水採取および、河川水の主要イオン組成測定は実施できなかったため、来年度の課題とする。(1)今年度は初年度に入手・構築した試料および測定システムを用いて溶解度の測定を開始した。先ず海水と淡水を異なる比率で混合して、様々な塩分、イオン組成の溶液を調製した。溶解度が分かっているコントロールとして、蒸留水も用いた。混合溶液の溶解度を一定水温下(室温。20度)で計測した。計測では、繰り返し精度(precision)は良いが、値の正確さ(Accuracy)が未だ悪く、工夫が必要な事が示唆された。溶解させたC0_2の回収率の低さが原因と考えられるため、回収率を上げるために装置の密閉性を上げるための改良を始めた。(2)また溶液の二酸化炭素分圧を人為的に変化させて大気との間に分圧差を生じさせ、溶液中二酸化炭素分圧の時間変化をモニターすることで、ガス交換量の溶液毎の変化を計測するシステムについては、ほぽその構築を終えた。ここに(1)の溶解度計測を正確におこなえるようにした溶液を入れてガス交換計測をおこなう事で、溶液の組成が溶解度、ガス交換に及ぼす影響を評価する事が可能になる。来年度は、上記(1)で挙げた点の改良を完成させ、溶解度の正確な値を得られることを目指す。また得られた結果を溶液の組成の関数としてモデル化し、予測できるようにすることを目指す。(1)を完成後、(2)のガス交換量を異なる溶液ごとに行うことで、水質がガス交換係数に及ぽす影響を定量的に明らかに出来る。また実際の現場で上記のモデルがきちんと予測できるのかを確認するため、淡水と海水が良く混合し、しかも比較的安定した物理・化学環境を持つ中海・宍道湖でのガス交換観測、および採水作業による水質分析を予定している。

実フィールドでの溶液の組成とガス交換速度を測定するため、宍道湖・中海(島根県・鳥取県)での観測をおこなった。ガス交換速度の計測には、物理的方法(チャンバー法)と化学的方法(酸素同位体法)を併用し、比較をおこなった。また溶液の組成以外にガス交換に影響を及ぼす流体の乱流状態を計測するため、三次元乱流計測も実施した。現在結果を解析中で、現場のガス交換に溶液組成が及ぼす影響が評価されることが期待される。ただし、現場でのガス交換速度の計測は、溶解度測定と比べ、未だ大きな不確実さを持っており、今後ガス交換速度をより精密に測定する手法の開発、およびガス交換速度を適切に表現するモデルの改良が必要と考えられる。
ラウエ結晶多波近似を用いたＸ線２次元位相コントラスト撮影システムの開発とその検証

X線位相イメージングでは、被写体を透過したX線の位相変化を画像上のコントラストに変更する必要があり、アナライザーを用いて位相回復することが多数である。従って、アナライザーの性能向上が改質改善のキーポイントとなる。2次元のX線位相情報を求めるには、少なくとも横と縦方向に結晶アナライザーを設置し、被写体を透過したX線の屈折角度を計測し、位相を求める必要がある。本研究では、従来縦と横方向に設置した2枚のアナライザーの替わりに、X線多波回折を利用した結晶アナライザーを用いて2次元X線微分位相イメージング法の開発を行った。初年度に多波回折理論を用いて設計・製作した太鼓型非対称ラウエ結晶アナライザーは、製作段階及び運搬、移動中に太鼓中心の薄い部分にX線だけ観察できる亀裂が入りやすいことがわかった。結晶に亀裂が入ることにより多波回折の条件に満たさず、位相測定が不可能になった。上記の不具合を防ぐため、ホルダー・結晶・ホルダーの三層構造の一体化になった結晶の設計・製作を行った。X線エネルギー20 keVに対して、145ミクロンと156ミクロンの厚さが多波回折の条件に満たすが、製作条件、縦、横方向の空間分解能を考慮した上、145ミクロンの厚さの3インチSiウェーハを選択し製作を行った。ホルダーはアルミニューム製で厚さは10 mmとした。結晶アナライザーを用いたX線位相イメージング法では、1枚画像あたり秒オーダーで測定を行う。位相CTを取得するには2時間程度かかり、CTを取得中X線ビームの揺らぎ、結晶アナライザーの動きにより取得データの正確度が低くなる。上記の問題を克服するため、回折波の強度変化を測定することによって、システム全体の安定性を測定可能となるフィードバック方式を用意した。フィードバック補正することにより、取得データの精確度を4倍向上できることがわかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。結晶アナライザーを用いたX線位相イメージングでは、アナライザーの性能(空間分解能とX線屈折角度分解能)向上が画質改善の鍵である。本研究では、従来のX線二波回折を用いた結晶アナライザーの替わりに、X線多波回折を利用した結晶アナライザーを用いて2次元(X線がZ軸方向に沿って進むとき、X方向及びY方向の微分位相成分)X線位相コントラスト暗視野撮像法の開発を行った。非対称ラウエ型アナライザーの設計・製作多波回折理論を用いて、2次元X線暗視野撮像法用の非対称ラウエ型結晶アナライザーの設計と製作を行った。X線エネルギー35 keVでは、58 micron、170 micron、298 micron等の厚さが暗視野条件に満たすが、高空間分解能を考慮すると結晶の厚さが薄くなるほど、高い空間分解能が得られることで、現在の製作条件により170 micronの厚さを選択した。なお、結晶自体の安定のため、薄い部分の周りの部分の厚さを3 mmとした。縦・横の二波回折により、制作したLaue結晶を評価し、設計とおりに暗視野条件を満たしたことを実証した。2次元X線暗視野撮像システム用光学パーツの設計・製作多波回折を利用した結晶アナライザーを有効に利用するには、ビームを水平方向と垂直方向の両方向で平行化するためのコリメーターも必要となり、水平用、垂直用の非対称結晶を用意した。水平用非対称結晶の非対称角度は10.2度であり、垂直用非対称結晶の非対称角度は9.5度であった。X線暗視野光学系全体の安定化するため、回折波の強度変化を測定することによって、システム全体の安定性を測定可能となるフィードバック方式を用意し、フィードバック補正前は20分間あたり8.6%のX線回折強度変化があったものが、フィードバック補正後は2.2%になり、取得データの精確度を向上することができる。

位相CTを取得するには2時間程度かかり、CTを取得中X線ビームの揺らぎ、結晶アナライザーの動きにより取得データの正確度が低くなる。上記の問題を克服するため、回折波の強度変化を測定することによって、システム全体の安定性を測定可能となるフィードバック方式を用意した。フィードバック補正することにより、取得データの精確度を4倍向上できることがわかった。(1)現在の非対称ラウエ結晶の設計では、移動により結晶が割れるなどの現象があり、実験する前既に割れたことが確認された。(2)2014年PF BL-14ビームラインの故障で、ビームタイムがなくなり、予定とおりに実験することが困難であった。(2)2014年10月から東北大学多元物質科学研究所に移動してから、優先ビームタイムを申請する権利がなくなった。27年度が最終年度であるため、記入しない。(1)現在の非対称ラウエ結晶の設計では、移動により結晶が割れるなどの現象があり、ホルダー・結晶・ホルダーの三層構造の一体化になった結晶の設計・製作を行う。(2)垂直方向の非対称結晶コリメーターを光学系に導入し、2次元X線暗視野撮像システムの構築し、その空間分解能と密度分解能を測定する。
DNAフィンガープリント法を用いた歯周病関連菌の伝播について

歯周病の予防および予後を考える上で,歯周病原因菌の定着および伝播を把握することは重要である。今回我々は,歯周病原因菌の定着する年齢層と家族内伝播を明らかにすることを目的に実験を行った。対象は本学小児歯科診療室を受診した男児12名(平均年齢10歳8ヶ月)女児(平均年齢9歳4ヶ月)および2家族(2家族とも父,母,女児)である。Gingival indexが1以上の歯肉炎を認める歯肉縁下(平均ポケット深さ2.3mm)からプラークを採取し,嫌気条件下で培養を行い,細菌の分離,同定を行った。更に,染色体DNAを抽出し,制限酵素で,digestionした後,電気泳動を行い,泳動パターンより菌株の同一性を決定した。結果は,以下の通りである。プラークを採取した小児17名のうち歯周疾患に関連しているといわれている黒色色素産生性Bacteroides(BPB)が検出されたのは,男児12名中3名であり,女児は5名中5名全員であった。それらのBPBの種を同定してみると,全て,思春期性歯肉炎の原因とされているPrevotella intermediaであった。また,DNAフィンガープリントにより,菌株の同一性を調べたところ,全員1種類の菌株しか保有してなかった。成人における歯周疾患の原因菌として最重要菌といわれるPorphyromonas gingivalis,前歯春期性歯周炎に深く関与するといわれるActinobacillus acitinomycetemcomitansは,今回は検出されなかった。また家族内伝播を調べるために,2家族からプラークを採取したが,いずれの家族も母親と女児からは,BPBが検出されたが,父親からは検出されなかった。
看護学生から新人看護師への移行を支援する統合看護実習教育の検討

2017年3月4月に統合看護実習の担当教員を対象とした第1段階調査について、前年度に実施した全体の傾向把握に加え、看護師養成教育年限(3年制・4年制)でのフィッシャーの正確確率検定により、比較を実施した。実習目標は共通目標、分野目標で回答を求めた。3年制と4年制で群間比較をしたところ有意差(5%水準)がみられた項目は、「限られた時間内で効率的に看護を展開することができる」「多重課題に対応し、看護を展開できる」等合計8目標あり、有意差を認めたいずれの項目も3年制の方が4年制より回答割合が高い傾向にあり、3年制の方が4年制より実践的目標が共通目標として設定されている傾向が示唆された。実習内容では「全学生が同じ実習内容に取り組む」が3年制では93.4%、4年制では35.4%,「各分野が設定した実習内容に取り組む」が3年制で5.8%、4年制で55.4%であり群間の有意差がみられた。実習評価では、「全教員が同じ評価基準で評価する」は3年制で76.9%、4年制で46.2%、「分野単位で統一された基準で評価する」は、3年制で11.6%、4年制で40.0%であり群間に有意差があった。3年制は全学生が同様の内容に取り組むことが多く評価基準も統一される傾向にあるが、4年制では各分野が実習内容を設定している場合が回答者の半数を越えており学生が志向する分野を選択して取り組む体制にあることが示唆された。第2段階調査は、2017年度に実施した学生時代の面接調査の分析を継続している。10名の対象者のうち、就職する分野に近接した分野を選択した学生6名、就職する分野とはあえて別の分野選択をした学生4名であった。選択した統合看護実習の内容により学習要素の多様さが示唆されており、2018年度調査の面接内容と統合し、移行期支援につながる要素を継続して検討している。第1段階調査は計画していた学術集会での成果報告に至った。第2段階調査は、学生時代に許可を得た就職後の新人看護師10名を対象として、新人看護師としての定着が予測される就職後6か月頃からの面接調査を計画していたが、対象者者との調整に難渋し調査対象者の許諾の得る期間、面接日程が当初計画予定期間よりかなり延長せざるを得なかった。また許諾者も計画段階より少なく、今後調査計画の修正が必要になっている。第1段階調査結果はすでに2019年度内の国内学会発表を予定しており、その成果をまとめていく。第2段階調査は、新人看護師の移行期において統合看護実習での学習要素が新人看護師に移行する時期にどのように影響するのか前年度調査結果の分析を早急に実施していく。新人看護師の調査対象者が当初計画より少ないため、課題達成に向けた補完調査検討し、課題達成に向けた計画を継続していく。最終段階の調査として、多様な教育背景を持つ新人看護師を対象に調査を予定している。第1段階調査、第2段階調査の結果から、学習要素と移行期支援につながる要素を抽出し、統合看護実習の学習要素が新人期の移行へどのように影響するかを検証する。研究遂行に必要な倫理委員会への申請、医療機関との調整を2019年度前半に進め、新人看護師の勤務状況が安定してくると推察される時期に調査を実施、分析を進め課題達成を目指す。本研究の目的は、看護基礎教育卒業前の看護学生から新人看護師への移行を支援する効果的な看護学実習教育を検討するために、現在実施されている統合看護実習の実態調査および看護学生から新人看護師への移行を促進するための要因、あるいは阻害要因を明らかにすることである。現行の統合看護実習は多様な形式で実施されており、その実態は未だ把握できていると言い難い。特に、実習方法の多様さだけでなく、その実習での学びや課題の明確化につながる実態調査が必要である。そこで本年度は、第1段階調査として現行の統合看護実習教育の実態把握を目的とし、全国調査を実施した。まず、先行研究の知見を得るため、統合看護実習に焦点を当てかつ調査研究として発表されていた文献を分析した。加えて、現在臨地実習教育に関与している9名の看護教員から、現行の統合看護実習での目的、狙い、実習の効果、課題等について情報収集を行った。さらに、インターネット上で公開されていた14校のシラバスからも情報を得た。これらの情報収集および関連学会での統合看護実習に関連する研究動向を踏まえ、研究者間で質問紙項目を精選した。2016年12月にプレテストを実施し、2017年3月より本調査を開始した。なお、対象校は全国の看護師養成機関から無作為に198校を選出し、無記名自記式調査(郵送法)により実施した。調査の開始にあたり、神戸大学大学院保健学研究科倫理委員会の承認を経て実施した。2016年度計画していた調査は概ね予定に沿って実施できている。現在、回収された調査票の入力分析を進めており、概ね予定通りの実施状況である。第1段階調査結果は2017年度から2018年度の看護教育関連の学会での発表を予定している。全国の看護系大学、短期大学、看護専門学校を対象に調査を3月4月に実施した。

調査対象は、各地域にある大学、短期大学、看護専門学校を同じ割合で無作為に抽出し、大学56校、短期大学7校、看護専門学校135校に所属する看護教員818名とした。回答者は194名(回収率23.7%)有効回答186名(有効回答率95.9%)であった。統合看護実習の実習形態で最も多い回答は、全学生が同一内容での学習を行う(73.1%)であった。実習場所は医療機関が最も多く、他に訪問看護ステーション、保健所・保健センターほか、グループホーム、消防隊、小規模看護多機能施設など多様な実習機関の選択が示された。実習目標で回答者の50%以上が回答した項目は「複数名の患者を受け持ち、優先順位を踏まえて看護を展開できる」「看護師長が行う看護管理の実際を理解することができる」「看護チーム内のリーダーの役割を理解することができる」「看護チーム内におけるメンバーの役割を理解することができる」であり、複数患者を担当し看護を展開する力量の形成と、看護管理、看護チームでの役割の学習を目指していることが示された。また、「自己の課題の明確化」「主体的な課題への取り組み」「責任と倫理」等、専門職としての態度の形成、医療チームの中で、他者との協働し、問題を解決していく力の醸成が期待されていた。一方、災害看護は最も回答が少なく、統合看護実習の学習要素として設定されることが少ない状況が明らかとなった。第2段階調査の面接調査を8月12月に実施した。研究参加者は3大学に所属し研究協力の承諾を受けた10名の看護学生であり、統合看護実習での学習体験、学習内容とその効果を調査した。この調査結果を踏まえ、平成30年度に新人看護師に移行した際に、この学習内容がどのように新人看護師への移行期に活用されたか、追跡調査を計画している。実施計画に従い、第1段階調査の実施、分析が進行しており、その成果は今年度内に発表する予定である。さらに、第2段階調査も、当初計画に基づき、10名の研究参加者を得て、計画通り進めることができている。研究参加者10名は、平成30年度調査への協力許可も得ており、予定通り、面接調査を継続して実施できる準備状態が整えられている。2017年3月4月に統合看護実習の担当教員を対象とした第1段階調査について、前年度に実施した全体の傾向把握に加え、看護師養成教育年限(3年制・4年制)でのフィッシャーの正確確率検定により、比較を実施した。実習目標は共通目標、分野目標で回答を求めた。3年制と4年制で群間比較をしたところ有意差(5%水準)がみられた項目は、「限られた時間内で効率的に看護を展開することができる」「多重課題に対応し、看護を展開できる」等合計8目標あり、有意差を認めたいずれの項目も3年制の方が4年制より回答割合が高い傾向にあり、3年制の方が4年制より実践的目標が共通目標として設定されている傾向が示唆された。実習内容では「全学生が同じ実習内容に取り組む」が3年制では93.4%、4年制では35.4%,「各分野が設定した実習内容に取り組む」が3年制で5.8%、4年制で55.4%であり群間の有意差がみられた。実習評価では、「全教員が同じ評価基準で評価する」は3年制で76.9%、4年制で46.2%、「分野単位で統一された基準で評価する」は、3年制で11.6%、4年制で40.0%であり群間に有意差があった。3年制は全学生が同様の内容に取り組むことが多く評価基準も統一される傾向にあるが、4年制では各分野が実習内容を設定している場合が回答者の半数を越えており学生が志向する分野を選択して取り組む体制にあることが示唆された。第2段階調査は、2017年度に実施した学生時代の面接調査の分析を継続している。10名の対象者のうち、就職する分野に近接した分野を選択した学生6名、就職する分野とはあえて別の分野選択をした学生4名であった。
エジプト・マルカタ南・魚の丘建築の復原調査研究ーマルカタ王宮址との建築学的・美術考古学的比較研究ー

本調査研究の目的は,早稲田大学古代エジプト調査隊によって遂行されてきたマルカタ南・魚の丘建築の復原研究を完成させることにあり,研究方法として魚の丘建築と年代的・場所的・性格的にも極めて関連の深いアメンヘテプIII世(新王国時代・第18王朝)建造のマルカタ王宮を対象として建築学的・美術考古学的な比較研究を通じ,行うものである.第二次調査は当初計画した研究項目・調査事項について予定通り行われ,予期以上の成果をあげることができた.1)前回調査に引き続きメトロポリタン美術館調査隊による既往実測資料と,今回のマルカタ王宮実測によって作成した図面との比較・現況確認をさらに範囲を広めて行った.2)王宮の最も重要な部屋である王の寝室を発掘し,夥しい量の彩画片を得た.出土した彩画片は写真撮影や模写によって資料化した.出土状況からこの部屋が他の調査隊によってほとんど発掘がされていない点も確認された.3)王の寝室より出た彩画片から,天井面に描かれたと思われる上下エジプト王名,及びサァ・ラー名を復原し,それらがアメンヘテプIII世の名であることを確認した.上下エジプト王名は3種類記されていたことが明らかにされた.4)天井面に描かれていたハゲワシの姿のネクベト画像を原寸で復原した.この復原図をもとに天井全体の復原図も縮尺1/5で作成した.5)王の寝室に見られるような特徴的な平面形状の部屋に関し類例の実測,及び比例関係の分析を行った.6)マルカタ王宮と魚の丘建築,及び両者を結ぶ間の周辺に位置する各々の関連遺跡について方位を計測し,配置計画に関する基礎資料作成と都市計画的な視点における分析研究を行った.今回の調査で得た知見によって研究主題はさらに多岐に渡ることが確認された.古代エジプトにおける日乾煉瓦造王宮建築の遺構は石造建築と異なりその数は限られ,今回発掘を行った王の寝室の建築的特質や都市計画的な配置計画に関する研究成果を国際的な学会に対し提示することにより,古代エジプト文化研究に少なからぬ寄与を成しうるものと思われる.本調査研究の目的は,早稲田大学古代エジプト調査隊によって遂行されてきたマルカタ南・魚の丘建築の復原研究を完成させることにあり,研究方法として魚の丘建築と年代的・場所的・性格的にも極めて関連の深いアメンヘテプIII世(新王国時代・第18王朝)建造のマルカタ王宮を対象として建築学的・美術考古学的な比較研究を通じ,行うものである.第二次調査は当初計画した研究項目・調査事項について予定通り行われ,予期以上の成果をあげることができた.1)前回調査に引き続きメトロポリタン美術館調査隊による既往実測資料と,今回のマルカタ王宮実測によって作成した図面との比較・現況確認をさらに範囲を広めて行った.2)王宮の最も重要な部屋である王の寝室を発掘し,夥しい量の彩画片を得た.出土した彩画片は写真撮影や模写によって資料化した.出土状況からこの部屋が他の調査隊によってほとんど発掘がされていない点も確認された.3)王の寝室より出た彩画片から,天井面に描かれたと思われる上下エジプト王名,及びサァ・ラー名を復原し,それらがアメンヘテプIII世の名であることを確認した.上下エジプト王名は3種類記されていたことが明らかにされた.4)天井面に描かれていたハゲワシの姿のネクベト画像を原寸で復原した.この復原図をもとに天井全体の復原図も縮尺1/5で作成した.5)王の寝室に見られるような特徴的な平面形状の部屋に関し類例の実測,及び比例関係の分析を行った.6)マルカタ王宮と魚の丘建築,及び両者を結ぶ間の周辺に位置する各々の関連遺跡について方位を計測し,配置計画に関する基礎資料作成と都市計画的な視点における分析研究を行った.今回の調査で得た知見によって研究主題はさらに多岐に渡ることが確認された.古代エジプトにおける日乾煉瓦造王宮建築の遺構は石造建築と異なりその数は限られ,今回発掘を行った王の寝室の建築的特質や都市計画的な配置計画に関する研究成果を国際的な学会に対し提示することにより,古代エジプト文化研究に少なからぬ寄与を成しうるものと思われる.
非線形シグマ模型の非摂動論的解析

3次元の非線形シグマ模型は、摂動論的に繰り込み不可能である。しかし、非摂動論的には繰り込むことができ、large-N展開やWilson的な繰りこみ群の方法で非自明な固定点が存在し、相転移現象があることが知られている。私の研究では、この3次元の非線形シグマ模型の中でも、超対称性が2種類入った模型について、large-N展開の手法を用いて解析した。その結果、CP(N)模型では超対称性を保つ2種類の真空が存在することが分かった。この模型のβ関数はT.Inami et.al.(Prog.Theor.Phys.103(2000)1283-1288)によって既に調べられ、そのβ関数にはlarge-N展開のnext-to-leadingの寄与が存在しないことが調べられており、これは2種類の超対称性によるものではないかと考えられてきた。しかし、私たちが以前に研究したWilson的繰りこみ群の方法の結果から推測すると、他の2種類の超対称を持った模型にはlarge-N展開のnext-to-leadingの寄与がでると思われた。そこで、私たちはさらに、Q(N)模型という模型をlarge-N展開の手法で解析した。その結果、この模型には3種類の超対称性を保つ真空が存在し、そのβ関数は、next-to-leadingの寄与も存在することが分かった。また、これらの非摂動論的な解析を現象論的な研究にも役立てるため、まず現象論的な研究を行った。最近、高次元の時空の構造から標準理論のフレーバーの対称性が導き出せることがわかってきた。高次元時空が複数個の固定点を持つ場合、そのフレーバー対称性は不連続な群の構造を持つ。そのような不連続なフレーバー対称性を持つ理論が現在の現象論的な問題である、陽子崩壊や超対称粒子であるスレプトンの質量に対してどのような予言を与えるか調べた。非線形シグマ模型は、運動項の係数が場に依存しており、その係数関数は、場が値をとるターゲット空間の計量テンソルをして解釈できる。2次元の非線形シグマ模型は摂動論的に繰り込み可能であり、その結果、β関数はターゲット空間のリッチテンソルに比例する。しかし、非摂動論的なWilson的な繰り込み群を用いて得られた非摂動論的なβ関数は場の異常次元に比例した新しい項が加わる。そこで、その非摂動論的なβ関数のゼロ点をして定義される固定点の理論を構成した。この理論には、異常次元に対応する一つの任意なパラメータが入っており、ターゲット空間が複素1次元のとき、その固定点の理論のターゲット空間はWittenによって提唱された2次元ユークリッド的ブラックホール解になっていることを調べた。一方で3次元の非線形シグマ模型は、摂動論的に繰り込み不可能である。そこで、非摂動論的なWilson的繰り込み群の方法でいくつかの超対称性をもつ3次元非線形シグマ模型の繰り込み可能性を議論した。Wilson的なアプローチでは、繰り込み可能であることは紫外固定点が存在することと等価である。さらに、別の非摂動論手法であるlarge-N展開を使って、Wilson的繰り込み群の方法で得られた紫外固定点を再確認した。また、Wilson的繰り込み群て得られたβ関数の固定点として定義できる新しい共形場の理論を構成した。この理論は、一つの自由なパラメータをもっており、CP(N)模型の紫外固定点を赤外固定点の両方を含んでいることがわかった。
組織線溶系によるマクロファージを介した新規な骨・軟骨再生機構

本研究では骨修復・再生過程でのマクロファージの動態および活性化における組織線溶系の役割を検討した。今回、骨修復・再生過程において組織線溶系が中心的な役割を果たすことが明らかになった。さらに、組織線溶系は骨修復・再生部位にマクロファージを集積させ、それらの活性化に寄与することで骨修復に寄与することが明らかになった。今後、組織線溶系を標的としたマクロファージの機能調節により、効率よく骨修復・再生を亢進する方法の確立を目指してさらに研究を進めたい。近年、骨化過程においてマクロファージが重要な役割を果たすことが示唆されている。私共は線溶系の最も重要な因子であるプラスミノゲンが骨修復部位へのマクロファージの集積に寄与することを見出したが、その詳細な機序は不明である。本研究では組織線溶系の骨修復・再生過程でのマクロファージの動態および形質における役割を明らかにすることを目的とする。まず、各線溶系因子欠損マウスを用いて骨欠損後の骨修復と骨欠損部位へのマクロファージの集積を検討した。プラスミノゲンを活性化する因子である組織型プラスミノゲンアクチベーター(tPA)の欠損マウスでは、骨欠損部位における骨形成が野生型マウスと比較して減少し、骨修復が著明に遅延した。さらに、骨欠損部位の骨芽細胞数が野生型マウスと比較しtPA欠損マウスで減少した。一方、骨欠損部位におけるマクロファージ集積、破骨細胞数、軟骨形成、骨分化マーカーmRNAはtPA欠損マウスと野生型に差がなかった。ウロキナーゼ型PA(uPA)欠損マウスでは、野生型マウスと比較して骨修復に差はなかったが、骨欠損部位におけるマクロファージの集積が著明に抑制された。また、線溶系の阻害因子であるPA阻害因子-1(PAI-1)およびα2アンチプラスミンの欠損マウスでは野生型マウスと比較して骨修復に差はなかった。以上より、tPAは骨修復において重要な役割を果たしているが、マクロファージの集積には寄与しないことが示唆された。また、骨修復過程におけるマクロファージの集積にuPAが寄与することが明らかになった。近年、マクロファージが骨化過程において重要な役割を果たすことが示唆されている。私共は線溶系の最も重要な因子であるプラスミノゲンが骨の損傷部位へのマクロファージの集積を促進することで骨修復に寄与することを見出した。しかしながらその詳細な機構は不明である。今年度はプラスミノゲン欠損マウス、ウロキナーゼ型プラスミノゲンアクチベーター(uPA)欠損マウス、組織型プラスミノゲンアクチベーター(tPA)欠損マウスを用いて骨欠損後の骨修復と骨欠損部位へのマクロファージの集積と貪食能を検討した。プラスミノゲンを活性化する因子であるuPAの欠損マウスでは、野生型マウスと比較して、骨欠損4ー6日後の早期のみ有意に骨修復が遅延した。一方、プラスミノゲン欠損マウスでは骨欠損4ー14日後、tPA欠損マウスでは8ー14日後において、野生型マウスと比較して、骨修復が遅延した。骨欠損4日後の骨修復部位におけるマクロファージの集積は、野生型マウスと比較してuPA欠損マウス、プラスミノゲン欠損マウスで減少したが、tPA欠損マウスでは変化がなかった。骨欠損部に集積したマクロファージの貪食能は野生型マウスと比較してuPA欠損マウスおよびプラスミノゲン欠損マウスで低下したが、tPA欠損マウスでは差が見られなかった。以上より、組織線溶系因子は骨修復において重要な役割を果たしているが、uPAは組織線溶系を介して骨の障害部位におけるマクロファージの集積と活性化に寄与することにより骨修復早期に重要な役割を果たすことが示唆された。再生医療のうち、骨軟骨再生は最も臨床応用が進んだ分野であるが、効率よく骨形成を促進させ、骨軟骨再生医療に応用が可能な因子やその機構の解明が強く望まれている。近年、骨化過程においてマクロファージが重要な役割を果たすことが指摘されているが、その機序の詳細は不明である。本研究課題では組織リモデリングに重要な役割を果たすことが知られる組織線溶系の骨軟骨再生過程でのマクロファージの動態および形質における役割を明らかにすることを目的とする。これまでにプラスミノゲン欠損マウスおよびウロキナーゼ型プラスミノゲンアクチベーター(uPA)欠損マウスでは骨欠損部位におけるマクロファージの集積が減少し、骨修復が遅延することを見出している。今年度はプラスミノゲン欠損マウス、uPA欠損マウス、組織型プラスミノゲンアクチベーター(tPA)欠損マウスを用いて骨欠損部位へのマクロファージの集積に重要なケモアトラクタントの発現における組織線溶系の役割を検討した。骨欠損4日後において、野生型マウスの骨欠損部位では健常側と比較してマクロファージのケモアトラクタントの1つであるCCL3の発現量が増加した。プラスミノゲン欠損マウスおよびuPA欠損マウスでは骨欠損4日後においてCCL3発現量の増加が阻害されたが、tPA欠損マウスではCCL3発現に変化はなかった。また、骨欠損4日後において、CCL2とCCL4の発現量に変化はなかった。野生型マウスへのCCL3中和抗体の投与によって、骨欠損部位におけるマクロファージの集積が阻害されると共に、骨修復が遅延した。

以上より、uPAおよびプラスミノゲンは骨の障害部位におけるCCL3発現を介したマクロファージの集積に寄与することにより骨修復に重要な役割を果たすことが示唆された。本研究では骨修復・再生過程でのマクロファージの動態および活性化における組織線溶系の役割を検討した。今回、骨修復・再生過程において組織線溶系が中心的な役割を果たすことが明らかになった。さらに、組織線溶系は骨修復・再生部位にマクロファージを集積させ、それらの活性化に寄与することで骨修復に寄与することが明らかになった。今後、組織線溶系を標的としたマクロファージの機能調節により、効率よく骨修復・再生を亢進する方法の確立を目指してさらに研究を進めたい。今年度の研究計画では骨修復部位へのマクロファージ集積に重要な線溶系因子を明らかにした後、その集積に寄与する走化因子発現における線溶系因子の役割を検討することであった。これまでに、uPAとプラスミノゲンが骨欠損部位におけるマクロファージ集積に寄与することを見出している。また、uPAは骨修復の早期において重要な役割を果たすことを見出した。現在は、遺伝子欠損マウスを用いて、骨修復部位におけるマクロファージの走化因子の発現レベルを検討しており、uPAによる骨修復早期におけるマクロファージ集積作用に関与するケモカインに関する知見が得られつつある。さらに、骨欠損部位におけるサイトカインレベルを検討し、マクロファージの活性化や表現型の解析を進めている。従って、本研究課題は当初の研究計画の通りおおむね順調に進展していると考えられる。生理学これまでに得られた知見に基づいて、当初の研究計画に沿って以下の方策によって研究を推進する。1)uPAによる骨修復早期におけるマクロファージ集積作用に関与するケモカインを明らかにし、そのケモカインに対する中和抗体あるいは受容体の阻害剤の効果をuPA欠損マウスで検討する。さらに、骨修復部位での骨形成および血管形成に重要な成長因子やサイトカインの発現レベルを分子生物学的に検討する。2)同定したケモカインの発現におけるuPAの作用機構を分子生物学的に検討する。3)これまで得られた知見を基に、線溶系因子の調節によって骨修復・再生過程を促進する効果的な方法を検討する。ここでは、ヌードマウスに幹細胞移植をして骨軟骨再生を誘導するモデルを使用する。今年度は本研究課題の最も基本部分である骨修復および骨修復部位へのマクロファージ集積に重要な線溶系因子を検討し、これまでに、tPAとプラスミノゲンが骨修復において特に重要な役割を果たしていること、uPAとプラスミノゲンが骨修復部位におけるマクロファージの集積に寄与することを見出している。また、tPAの骨修復における役割については詳細な検討を進めており、tPAが骨修復過程において骨芽細胞の増殖を促進することを示す知見が得られつつある。現在は、骨修復過程においてマクロファージ集積に重要な走化因子の同定とマクロファージ活性化におけるプラスミノゲンおよびuPAの役割を検討している。従って、本研究課題は概ね当初の研究計画の通り順調に進展していると考えられる。海外から輸入される研究用資材の納品が予定より遅れたため。これまでに得られた知見に基づいて、当初の研究計画に沿って以下の方策によって研究を推進する。1)tPAの骨修復における役割に関しては、骨芽細胞増殖を促進する機構についてin vivoおよびin vitroで詳細に検討する。
印刷文書のハイパーテキスト化を指向した文書画像の統合理解に関する研究

1.文書画像の構造解析手法の改良文書画像の構造解析に用いる知識の記述は容易ではなく、構造解析システムを様々な文書に適用する際の障害となっていた。本研究では、この知識を文書の例から自動獲得する手法を開発した。この手法は、与えられた文書の例から、漸増的に知識を獲得、修正するものである。学会論文誌の第一頁と名刺を対象に知識獲得実験を行い、本手法が様々なレイアウト構造を持つ文書に対して有効なことを確認した。本手法を組み込んだ構造解析システムでは、文書の例をいくつか呈示すれば、自動的に知識を獲得し、文書の論理構造(題名、章、節などの構造)を抽出できる。2.図の構造化手法の開発従来の図面理解では、機械図面、回路図など書き方が明確に定まっている図を対象としてきた。ところが技術論文のハイパーテキスト化には、概念図、システム構成図のように書き方が定まっていない図を理解し、情報を構造化して抽出する必要がある。本研究では、このような観点から、図に記述された情報を構造化して抽出する構造化手法を開発した。本手法は、図の表す情報の論理的な構造を抽出するものであり、図の入力省力化、清書などを目的とする従来法とは質的に異なるものである。ベクトル入力した概念図、システム構成図を対象とした実験から、本手法の有効性を確認した。3.参照構造の抽出手法の開発図と分の間の参照構造を抽出するためには文の解析・理解が不可欠である。本研究では、対象を簡単な文と図からなる幾何問題とし、参照構造を抽出する統合理解法を開発した。本手法は図と文の個別解析で残る曖昧性を陽に記述し、その結果を統合することにより、曖昧性を解消しつつ参照構造を同定するものである。中学程度の幾何問題を対象に実験を行い、本手法により得られた参照構造に基づいて、図と文からなる幾何問題を計算機により解くことが可能なことを示した。
脳死関連肺障害の病態解明と予防・治療法の開発

臓器移植医療において、脳死患者から提供される肺が移植に至らない理由の一つに、脳浮腫・脳圧亢進による神経原性肺水腫(NPE)の発生が肺機能障害を引き起こすことが示唆されている。本研究では、in vitro肺動脈内皮細胞モデルを確立し、NPE発生関連物質として見出した神経ペプチドY(NPY)の細胞透過性亢進作用の有無を評価した。その結果、NPYは10-1110-7 Mの濃度範囲において有意な細胞透過性亢進作用を示さなかった。また、低酸素条件下およびノルエピネフリン共存下においてもNPYに有意な作用が認められなかったことから、NPEにおけるNPYの作用点は肺血管内皮細胞以外にあると考えられた。Neuropeptide Y(NPY)の細胞レベルでの血管内皮細胞透過性亢進作用の検討を行うため、引き続きin vitro血管内皮モデルの再構築を行った。今までのin vitro血管内皮モデル(ダブルチャンバー法)では、コラーゲンコートがインターセル下部の膜表面の孔を塞いでしまい、透過性の結果に影響を与える可能性があることと、インターセルの膜孔を塞がないようにコラーゲン濃度を下げてコーティングを行うと培養した細胞が剥がれる、ということが判明した。そこで、新たにin vitro血管内皮モデルの構築を行うために、デバイスの変更(下部に1 μmの孔を持つ膜のついた、細胞染色も可能な他メーカーのインターセルの導入)を行い、ヒト肺血管内皮培養細胞が単層形成する培養条件の検討を行った。そして、インターセル内にヒト肺血管内皮培養細胞を8.5 x 105 cells/cm2で播種し、インターセル外側のウェル中にも液高が等しくなるように培地を入れ、3日間培養することが最適条件であることを見出した(細胞染色で単層形成確認)。また、インターセル内への蛍光標識アルブミン添加の後、外側のウェルへのアルブミンの移行を観察する透過性の評価では、上記培養条件下での細胞でアルブミンの移行が有意に抑制されており、このin vitro血管内皮モデルは、実際の血管内皮細胞に見られるバリア機能も再現できていることが示唆された。昨年度に確立したヒト肺動脈内皮細胞(HPAEC)を用いたin vitro血管内皮モデルを用い、Neuropeptide Y(NPY)の細胞レベルでの血管内皮細胞透過性亢進作用の検討を行った。NPY単独の作用については、幅広い濃度範囲(10-1110-7 M)および幅広い反応時間(0.524時間)で試験を行ったが、NPYはいずれの濃度および反応時間においても有意な細胞透過性亢進作用を示さなかった。また、低酸素(5%酸素濃度)条件下においても検討を行なったが、NPYの有意な効果は観察されなかった。さらに、NPYが交感神経終末でカテコールアミンのコトランスミッターとして作用することから、ヒト血中濃度レベルのノルエピネフリン(NE、1 x 10-6 M)存在下でNPYの細胞透過性亢進作用の有無を検討した。その結果、NEは単独で有意な作用を示すことはなかった。また、1 x 10-7 MのNPYはNE共存下においても有意な作用を示さなかった。5%酸素濃度条件下でも同様であった。NPYの作用点と考えられていたNPY-Y3受容体蛋白は、ウェスタンブロッティング法によりHPAECの細胞溶解物で検出されたが、検討したいずれの条件においてもNPYによる細胞透過性亢進作用が観察されなかったことから、NPYの作用点は肺動脈内皮細胞ではないことが示唆された。次に、同じ細胞モデルを用いて、メカニズムの異なる麻酔薬の細胞透過性亢進作用の有無を検討した。今回試験したフェンタニル、ミダゾラム、ケタミン、プロポフォール、ロピバカインは、臨床有効血中濃度で添加し、反応時間は最大8時間まで検討したが、全てにおいて有意な細胞透過性亢進作用は認められなかった。また、吸入麻酔薬のIsoflurane(2%)およびSevofulurane(3%)の8時間暴露に対しても有意な細胞透過性亢進作用は確認できなかった。Neuropeptide Yの細胞レベルでの血管内皮細胞透過性亢進作用の検討に先に着手した。ラットの肺血管内皮細胞の単層培養を、すでに確立している大動脈内皮細胞の単層培養法に準じて、ヒト肺血管内皮培養細胞を購入し、実験材料とした。大動脈内皮細胞の単層培養法と同じ実験条件(具体的にはダブルチャンバー法を用い、内側のインターセルにヒト肺血管内皮

培養細胞を4.6 x 105 cells/0.48 cm2まいて4日間培養し、その後インターレス内に投与した蛍光標識アルブミンの外側のチャンバー内へのアルブミンの移行を透過性の指標とする)でインターセル内に投与するNeuropeptide Yの濃度を10-1210-8 g/ml (2.3 x 10-132.3 x 10-9 M)の濃度で変化させて検討した。当初、Neuropeptide Y濃度依存性に透過性が亢進し10-9 g/ml, 10-8 g/mlでほぼプラトーになる結果が得られたので、実験個体数を増やしていったが、その容量反応が不安定であった。そこで実験条件を、蛍光測定のためのプレートの条件、インターセル内にはるコラーゲンコーティングの種類、培養条件、インターセル内での培養期間と培養細胞の密度、Neuropeptide Yの投与濃度などについて、さまざまの実験条件を設定して再度検討した。その結果、1.蛍光測定のためのプレートは、透明プレートでは近隣のウェルの蛍光が干渉している可能性あり、干渉を防ぐことができる黒プレートを用いれば問題解決することが判明した。2.培養条件としてはwell中の培地の有無は細胞数に関与しないことが判明した。3.インターセル内での培養期間が4日間ではインターセルのメンブランにまばらにしか細胞が培養されておらず、ヒト肺血管内皮培養細胞では4日間の培養期間では不十分でありることが判明した。今まで用いていたin vitro血管内皮モデル(ダブルチャンバー法)の問題点が確認され、その再構築に1年近く要してしまったので、遅れてしまった。しかし、血管透過性を測定するのに最適な条件を見つけることが出来たので、今後は順調に進むものと思われる。当初、大動脈内皮細胞で用いたのと同じ条件で実験が行える見通しであったが、実験個体数を重ねるごとに結果が不安定であることが判明し、培養期間や使用する道具など様々な条件を見直さなければならなくなったので。血管内皮細胞透過性亢進作用を評価できる新規in vitro血管内皮モデルを用いて、NPYの作用について再度評価を行う。幅広い濃度範囲(10-1110-7 M)および幅広い反応時間(0.524時間)でNPYの細胞透過性亢進作用の有無を検討する。透過性亢進作用が観察された場合は、最適の反応観察条件を決定する。その上で、様々な細胞内シグナルの阻害剤を用い、NPYの肺血管透過性亢進メカニズムを薬理学的に解明していく。一方、透過性亢進作用が観察されなかった場合は、異なる酸素条件下(5%酸素濃度)や生体内でNPYと共存するノルアドレナリンを添加した条件下での作用の有無を検討する。そこで作用が確認された場合は上記と同様の手法で作用メカニズムの解明を行う。また、ラット脳死モデルでの神経原性肺水腫発生における神経ペプチドの関与を検討する。具体的には、ラットをペントバルビタール腹腔内投与により麻酔処置した後、動静脈カニュレーション、気管切開し人工呼吸管理とする。腹臥位として大後頭孔経由で第四脳室にカニューレを留置し、生理食塩水注入により体血圧以上の脳圧としてラット脳死モデルを作製する。その後6時間に渡って血液ガス分析により脳障害を評価すると共に血液を採取し、NPY、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)、Substance Pを測定し、6時間後に気管支肺胞洗浄(BAL)を行った後に肺を摘出する。肺のWet/Dry Ratio、肺組織のNPY、CGRP含有量の測定などを行い、肺水腫発生と神経ペプチドとの関連を探る。
紫外線の野生動物皮膚組織透過率と組織変性

進化の過程で地球上の生物は、紫外線防御機能を獲得してきた。哺乳動物の紫外線防御機能は、(1)体毛特性依存型,(2)皮膚組織特性依存型に大別される。体毛特性依存型では、体毛色素により紫外線吸収率を高める体毛の2色階層構造(下層部が黒色)が、野生動物(クチグロナキウサギ,草原黄鼠,砂鼠,アジアシマリス:中国産)で認められ、Wistar rat(白色体毛)と比較し、体毛・表皮の紫外線透過率が有意に低い値を示した。人工紫外線(UV-B)背部照射による皮膚組織変化では、Wistar ratの炎症性細胞浸潤,浮腫,痂皮形成,繊維化と比較し、何れの上記野生動物の組織変化は軽度で、皮膚組織障害を防御する体毛黒色層の紫外線吸収による効果が著明であった。上記の野生動物の中でも、生息環境(山岳地,荒地,灌木地,林)による紫外線量と体毛・表皮の紫外線透過率の間に負の相関が認められた。また、環境温度の要因も強く、山岳の寒冷地では体毛が長く,昼夜温度差が大きい荒地では体毛が短く・表皮が厚い結果で、環境に応じ体毛特性,皮膚組織特性を利用し、体温調節にも有効な紫外線防御機能を備えている。一方、何れの野生動物においても、夏期と冬季の体毛・表皮の紫外線透過率に、統計的有意差は認められなかった。また、新たな種特異性の紫外線防御機構の有無について、申請期間中の調査結果では得られなかった。今回の研究過程で、生体の免疫系に対する紫外線影響を遂行している。現在、紫外線曝露が疾病感染に対する影響する実験結果が得られたが、追試を行い詳細について検討中である。I.「体毛の年週変化による紫外線透過率変化」についてアジアシマリス,砂鼠およびWistar ratについて体毛・皮膚組織の紫外線透過率測定おこなった。この科学研究費が追加配分で認められたこともあり、現在、データの解析中である。II.「種特異性の紫外線防御機構の有無」について協同研究者の金田英子が、中国・首都医科大学動物センター所長・楊果杰先生の下へ赴き、教示を受けた。更に、多くの資料を得るため、中国・瀋陽大学の曹宇先生を訪問し、両先生から中国棲息野生動物の体毛・皮膚組織に関する資料を送付依頼し、資料の到着を待っている段階である。III.「紫外線照射がサイトカインの変動へおよぼす影響」について紫外線の非照射群と照射群(照射量:40,150,250mJ/cm^2)のについて、照射後-1日目,3日目,1週目,2週目に採血し、CD4,CD8,およびサイトカイン(IL-4,IL-10)を測定した。CD4/CD8 :全群とも漸減傾向が見られた。また、照射量40,150mJ/cm^2の群で、非照射群に比較し減少量は大きかったが、個体差が大きく有意の差ではなかった。IL-4 :照射後1日目に増加し、その後漸減した。しかし、対照群と比較し有意の差ではなかった。また、照射量150mJ/cm^2で個体差が大きかった。IL-10 :照射後1日目より漸増した。しかし、個体差が大きく、対照群と比較し有意の差ではなかった。CD4,CD8,IL-4,IL-10は、個体差が大きいため、数を増やさねばならない。この結果は、感染症の感染に対する紫外線暴露の影響に関する研究につながる。

体毛特性依存型では、体毛色素により紫外線吸収率を高める体毛の2色階層構造(下層部が黒色)が、野生動物(クチグロナキウサギ,草原黄鼠,砂鼠,アジアシマリス:中国産)で認められ、Wistar rat(白色体毛)と比較し、体毛・表皮の紫外線透過率が有意に低い値を示した。人工紫外線(UV-B)背部照射による皮膚組織変化では、Wistar ratの炎症性細胞浸潤,浮腫,痂皮形成,繊維化と比較し、何れの上記野生動物の組織変化は軽度で、皮膚組織障害を防御する体毛黒色層の紫外線吸収による効果が著明であった。上記の野生動物の中でも、生息環境(山岳地,荒地,灌木地,林)による紫外線量と体毛・表皮の紫外線透過率の間に負の相関が認められた。また、環境温度の要因も強く、山岳の寒冷地では体毛が長く,昼夜温度差が大きい荒地では体毛が短く・表皮が厚い結果で、環境に応じ体毛特性,皮膚組織特性を利用し、体温調節にも有効な紫外線防御機能を備えている。一方、何れの野生動物においても、夏期と冬季の紫外線透過率に、統計的有意差は認められなかった。紫外線曝露が疾病感染に対する影響する実験結果が得られたが、現在追試を行い詳細について検討中である。
植物の機能未知タンパクＳＯＧ１と動物ガン抑制因子ｐ５３との機能類似性の検証

昨年度を含む2年間で植物の機能未知タンパク質SOG1とがん抑制因子であるp53との機能類似性の検証を行うことで植物におけるATP量の減少がトリガーとなるエンドサイクル制御機構の存在を立証するため、以下3つの研究を実施した。1SOG1とSnRK1の遺伝学的ネットワークの解析2SOG1とSnRK1との相互作用を調べる生化学的解析3SOG1のリン酸化レベルを調べる生化学的解析昨年度中に1および2について研究を終え、今年度は3について解析を行った。動物のp53は、細胞内ATP量の減少により活性化するAMPKによってリン酸化されることが知られている。動物AMPKのキナーゼドメインと植物SnRK1のキナーゼドメインは相同性が高く、SOG1のアミノ酸配列にも複数のリン酸化サイトが存在しているため、SOG1はリン酸化修飾される標的因子の可能性が考えられた。これを調べることで、SOG1とp53との機能類似性を示すことができると考えた。SOG1が細胞内のATP量に応答して修飾されるかどうかを調べるため、ATP合成阻害剤であるAntimycin Aを処理した植物体と処理しない植物体からタンパク質を抽出してSOG1タンパク質の挙動を調べた。リン酸アフィニティー電気泳動でSOG1を検出したところ、Antimycin A処理した植物体のSOG1タンパク質を示すバンドは、一部が高分子側にシフトした。このことからSOG1タンパク質は細胞内のATP量の減少に伴ってリン酸化修飾を受けている可能性が考えられた。以上の結果から、植物にも細胞内ATPが少なくなることでエンドサイクルを調節する機構が存在する可能性が示唆された。以上の結果は纏め上げ、学術論文としてPlant Cell誌へ投稿した。現在は、レフェリーの助言に従って追加実験を行っている。また追加実験と並行して、再投稿する準備を行っている。26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の研究実施状況としては、まず、遺伝学的手法を用いてsd3変異体におけるSnRK1の働きについて調べた。仮にATPをシグナル因子とした細胞周期制御機構が存在し、SOGI同様にSnRK1が情報伝達経路を担う1因子として機能しているのであれば、sd3変異体が示す表現形質はSnRK1が壊れることで相補されることが予想される。予備実験としてATP合成阻害剤であるAntimycin A処理をすることで疑似sd3変異体の表現型を示す野生株およびs5d3変異体にAMPKの活性を抑える薬剤であるCompound Cを処理したところ、双方ともsd3変異による矮化は観察された。また、2重変異体sd3snrk1 (sd3kin10およびd3kin11変異体)を作出し、これらを明所で育て、その表現型を調べたところ、子葉の展開直後に生育が停止するsd3変異体とは異なり、生長を続けて本葉の形成に至った。また、sd3kin11、sd3sog1変異体を暗所で育てた場合には、sd3変異体で観察された短い胚軸の表現型ではなく、核相の増加を伴う細胞伸長が起こって野生型と同様の長さの胚軸が観察された。一方、sd3変異体でのATP量の減少は、kin11およびsog1変異では回復しなかった。以上の結果から、植物にも細胞内ATPを情報因子とした細胞周期を調節する伝達経路は存在する可能性が推察された。

"おおむね順調に進展している"と評価した理由として、昨年度中に計画していた3つの実験項目のうち、2つの実験を終え、また、現在は実験と並行してこれらのデータを論文に纏めて論文投稿の準備へ取り掛かることができているため。今後はまず、BiFCでの相互作用の結果を詳しく調べるため、共免疫沈降法を行う予定である。さらに、SOG1がp53の機能的ホモログであることを検証するために、ATP量に依るSOG1のリン酸化の有無を調べている。動物p53は、細胞内ATP量が減少することで活性化するAMPKによってリン酸化されている。動物AMPKと植物SnRK1は相同性が高く、SOG1のアミノ酸配列にも複数のリン酸化サイトがあることが知られているため、SOG1はリン酸化修飾される標的因子の可能性が考えられる。また実験と並行して、上記のデータは論文を執筆するために随時まとめており、今年度受理を目標に論文投稿の準備を整えている。