hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自家不和合性関連遺伝子の遺伝子導入試験

胞子体型の自家不和合性を示すアブラナ科植物および配偶体型に分類されるバラ科植物に関する自家不和合性関連遺伝子を単離し、これらの遺伝子を同じ植物種あるいは他の植物種に導入して、自家不和合性の制御の可能性を検討することが本研究の狙いである。日向・磯貝・渡辺・鳥山らはアブラナ科植物を材料として、既報の自家不和合性関連遺伝子の同義・非同義塩基置換の程度から、進化的にはSRAがまず分化し、それに続いて、SRB, SLG/SRKが分化したことを示唆した。さらに、SLG8, SLG9, SLG12, SRK8, SRK9, SRK12など、関連遺伝子としてSRA1, SRA2, SRA3, SRA4、およびSRBなどのcDNAを単離し,その塩基配列を決定し,S遺伝子間の相同性と特異性を明らかにした。そして、SLGのセンスおよびアンチセンス遺伝子を導入した形質転換植物を作製し、アンチセンスSLGを導入すると自家不和合性が失われること、センスSLGを導入するとコサプレッションが起きることを示した。また、タバコにSLG, SRKを導入し、SRKの発現について検討した。崎山はニホンナシの自家不和合性種「二十世紀」(S2S4)花柱より2種類のS-RNase (S2-RNase, S4-RNase)と自家不和合性に関与しないnon-S-RNaseをコードするcDNAをクローニングした。さらに、二十世紀の変異種で自家和合性の「おさ二十世紀」について検討し、この和合性はS4-RNaseの欠損によることを明らかにした。中西はニホンナシへの遺伝子導入法を検討し、Agrobacteriumの感染能を確認し、茎頂培養における不定芽の誘導と種子外植体からのシュートの再生にThidiazuronが効果的であることを明らかにした。しかし、残念ながらこの研究は阪神の災害で中断している。一方、ニホンナシS2-, S4-RNaseの塩基配列をペチュニアのS3プロモーターにつなぎ、トランスジェニック植物を得て、現在その遺伝子発現を検討中である。日向はS^9遺伝子ホモ系統から、ゲノミックライブラリーを作成し、SLG様遺伝子各種とSRK様遺伝子各種をクローニングし、これらはいずれも遺伝子ファミリーとして存在していることを明らかにした。渡辺はS^9ホモ系統からSLG^9とSRK^9のcDNA遺伝子をクローニングし、その全塩基配列を決定した。磯貝はSLG^8およびSLG^<12>のcDNAをクローニングし、その全塩基配列を決定すると共に、SRK^8の塩基部分配列およびSRK^<12>の全塩基配列を決定した。鳥山は、既知のSLG遺伝子およびアンチセンスDNAのベクターへの組み込みを行った。さらにこれらをBrassica campestrisに導入することを試みている。一部の材料について葉状組織が再分化することに成功したが、まだ完全な個体は得られていない。崎山は二十世紀ナシのS^2およびS^4の花柱から二種類のRNaseを精製し、その部分アミノ酸配列を決定した。NS1は25kDのタンパク質でアミノ酸末端が修飾されており、活性が強いが、NS2は30kDのもので、アミノ末端は修飾されておらず、活性が弱いことが分かった。明らかにされた部分アミノ酸配列を基にして、これら遺伝子のクローニングを行っている。

中西はニホンナシの未熟種子から複数のシュートが得られることを明らかにし、この系を用いて、アグロバクテリウムによる感染条件を検討している。以上、研究はほぼ順調に進展していると判断しているが、B.campestrisでは遺伝子導入後の再分化頻度が低いので、次年度はこの点に比重を置いて検討する必要がある。日向はカブBrassica campestrisにおいて、未同定として残されていたSRA遺伝子をcDNAからクローニングし、その塩基配列をほぼ決定した。渡辺はS^9遺伝子ホモ系統からSLG^9およびSRK^9遺伝子をクローニングし、現在特許申請を準備中である。磯貝はS^8およびS^<12>ホモ系統から、SLGおよびSRK遺伝子のcDNAをクローニングして塩基配列を決定した。SRK遺伝子の細胞外ドメインとSLGとの相同性は、S^8系統では81.8%、S^<12>系統については75.9%であった。鳥山はBrassica campestrisへの遺伝子導入をアグロバクテリウム法を用いて行い、GUS遺伝子が導入可能であることを実証した。また、磯貝は同植物にSLGアンチセンス遺伝子の導入に成功した。崎山はニホンナシ「二十世紀(S^2S^4)」Pyrus pyrifoliaの花柱cDNAライブラリーより、S遺伝子産物であるS^2-RNaseおよびS^4-RNaseと、自家不和合性に関与しないnon-S-RNaseの遺伝子のクローニングおよび塩基配列の決定に成功した。中西はニホンナシの未熟種子から複数のシュートが得られることを明らかにし、アブロバクテリウム法による感染条件を検討中である。試験研究は当初の見込みより数カ月程度遅れているものの、順調に展開している。しかし、中西(神戸大学)は阪神大震災により培養中の実験材料に被害を受けた。その被害程度は現在調査中である。胞子体型の自家不和合性を示すアブラナ科植物および配偶体型に分類されるバラ科植物に関する自家不和合性関連遺伝子を単離し、これらの遺伝子を同じ植物種あるいは他の植物種に導入して、自家不和合性の制御の可能性を検討することが本研究の狙いである。日向・磯貝・渡辺・鳥山らはアブラナ科植物を材料として、既報の自家不和合性関連遺伝子の同義・非同義塩基置換の程度から、進化的にはSRAがまず分化し、それに続いて、SRB, SLG/SRKが分化したことを示唆した。さらに、SLG8,SLG9,SLG12,SRK8,SRK9,SRK12など、関連遺伝子としてSRA1,SRA2,SRA3,SRA4、およびSRBなどのcDNAを単離し,その塩基配列を決定し,S遺伝子間の相同性と特異性を明らかにした。そして、SLGのセンスおよびアンチセンス遺伝子を導入した形質転換植物を作成し、アンチセンスSLGを導入すると自家不和合性が失われること、センスSLGを導入するとコサプレッションが起きることを示した。また、タバコにSLG, SRKを導入し、SRKの発現について検討した。崎山はニホンナシの自家不和合性種「二十世紀」(S2S4)花柱より2種類のS-RNase(S2-RNase,S4-RNase)と自家不和合性に関与しないnon-S-RNaseをコードするcDNAをクローニングした。さらに、二十世紀の変異種で自家和合性の「おさ二十世紀」について検討し、この和合性はS4-
心筋内向き整流カリウムチャンネルのルビジウムイオンの透過と抑制効果

細胞内ルビジウム(Rb)イオンは、20-40mMの濃度で、モルモット心室筋の内向き整流カリウム(K)チャンネルの外向き電流の振幅を減少させた。細胞外Rbイオンによるブロックの際観察された、ユニット電流の1/3と2/3の大きさのサブレベルは認められなかった。これはブロックのキネティックスが速いためと考えられる。抑制の程度はナトリウムイオンより弱く、40mMのRbは、細胞内外のK濃度が150mMでKの平衡電位より90mV正側で、外向き電流をコントロール値の2/3に抑制した。細胞内Kイオンを全てRbイオンに置換する(細胞外液は150mMKCl液)と、外向きの単一チャンネル電流は見えなくなった。内向きK電流は、コンダクタンスがやや減少するのみで、-70mVで測定した平均開時間、閉時間は変化しなかった。150mMのKを含み、カルシウムイオンを低く(0.1μM以下)した電極内液を用い、outside-out patchを作製し、細胞外液を150mMKCl液から150mMRbCl液に変えた。内向きの単一チャンネル電流はRb液中では記録できず、外向きK電流のみが認められた。外向き電流の振幅は抑制された。以上の結果から、1)Rbイオンは細胞内外から内向き整流チャンネルをブロックする。Rbの結合する部位は少なくとも2つあり、外側の結合部位の方がRbに対する親和性が高い。2)Rbイオンは内向き整流Kチャンネルを通過しない。従来マクロ電流記録で内向き整流Kチャンネルを通っていると考えられたRb電流は、背景電流である可能性が高い。
正20面体クラスター構造を持つ水潤滑用低摩擦・低摩耗ホウ化物セラミックスの開発

水は生態系に優しいことから水潤滑システムは最近水圧ポンプや食品機械、医療機器の分野で注目されている。しかし水中で低摩擦・低摩耗を示す材料はほとんど見られない。以前研究代表者らはAlB12、SiB6ベースのセラミックスが水中で低摩擦・低摩耗を示すことを明らかにしている。本研究では不純物をほとんど含まないAlB12、SiB6セラミックスの摩擦係数が0.1以下になること、水潤滑の後AlB12、SiB6ベースセラミックス試験片の摩耗痕上にH3BO3被膜がほとんど形成されないことを明らかにした。さらに靭性を改善したAlB12-NiAl系サーメットが放電プラズマ焼結により作製可能であることを明らかにした。水中で低摩擦・低摩耗を示すAlB12やSiB6について、従来作成した試験片はそれぞれAl2O3、ボロシリケートを高濃度で含み、これら不純物を減らしたときの摩擦摩耗特性がどうなるか不明であったため、これら不純物の濃度を大幅に抑えた試験片を放電プラズマ焼結法により作成し、水中における摩擦摩耗特性を調べてみた。その結果、不純物の濃度を大幅に抑えたAlB12、SiB6試験片は従来作成した試験片に比べて摩擦係数がともに半分程度にまで下げられること、及び耐摩耗性も高いまま維持されることを明らかにした。さらにこれらAlB12、SiB6試験片は水中のみならず、大気中無潤滑条件下でも低摩擦・低摩耗を示すことがわかった。なおMgなど他元素のホウ化物は構成相の同定が難しく、摩擦摩耗特性の評価は平成27年度になる見込みである。さらに高真空チャンバーで測定する必要がある摩耗痕表面のXPS分析について、トライボケミカル反応で形成されていると考えられているH3BO3が元々蒸気圧が高く、測定前に蒸発している可能性が明らかになり、AlB12、SiB6の摩擦摩耗特性の解明には他の表面分析手法を用いることが必要であることがわかった。一方コーティングについては、RFイオンプレーティングを取り上げ、AlB12膜のコーティングに取り組んだ。電子ビームでアルミニウムを溶融し、プラズマによりホウ化処理することを念頭にしているが、電子ビームでのアルミニウムの溶融状態が悪くるつぼの界面破壊が発生した。そこで、るつぼをアルミニウムコンポジット材に変更し、何種類か取り組むことで界面析出によるるつぼの破壊を防ぐことができた。また、アルミニウム系で代表的なアルミの酸化物(アルミナ)成膜実験を実施し、膜厚が0.17.5μm、ビッカース硬さ16001700HV相当の膜が得られることが確認できた。これにより、アルミニウム系セラミック材料膜作製への技術的指針を得ることができたといえる。平成26年度に行ったXPSによる摩耗痕表面分析において、形成されている可能性の高いH3BO3が蒸気圧の関係でうまく検出されなかった件について、H3BO3の蒸発しにくい大気中でラマン分光法を用いた分析を行い、AlB12、SiB6両方の摩耗痕表面に微量のH3BO3の存在を確認することができた。H3BO3の検出量がかなり小さかった原因としては、水中での摩擦試験中水中に溶けだしてしまったこと、及び元々AlB12、SiB6共に水とほとんど反応しない特性を持っていたためであると考えられる。さらに微量のH3BO3形成で安定した低摩擦・低摩耗現象が得られた原因としては、AlB12、SiB6共に非常に硬質で摩耗しにくく、薄いH3BO3層がダメージを受けにくかったためと考えられる。また、AlB12、SiB6共に非常に硬質ではあるものの、破壊靭性値は通常のセラミック程度であるため、放電プラズマ焼結法を用いて靭性向上を目的に靭性のある金属間化合物NiAlをバインダーとしたサーメット作製を試み、その結果、緻密なAlB12-NiAl系サーメットの作製に成功することができた。また本年度は、RFスパッタリングを用いてAlB12膜のコーティングに取り組んだ。表面SEM観察によって、AlB膜が形成されていることがSEM-EDXで確認することができた。しかしながら、X線回折結果からAlB12の回折ピークが確認できず、所望の材料の成膜は実現できなかった。また、数μmから20 μmのサイズで表面のところどころに結晶核が形成されており、このEDX分析によるとB、N、Oの組成を有しており、Al元素が含まれていないことがわかった。成膜条件を変えてもこうした結晶核の自己形成がなされており、均質なAlB12膜の形成には至らなかった。このためコーティングについては、大気プラズマ溶射等他のコーティング法も含めて検討予定である。ラマン分光法による分析により、AlB12、SiB6の低摩擦機構解明が進み、かつコーティング技術ではやや遅れが見られたものの、高靭性のAlB12-NiAl系サーメットの作製方法を見つけることができ、応用方法に幅を持たせることが可能となったため。油を使わないクリーンな水潤滑システムは最近水圧ポンプや食品機械などの分野で注目され、既に河川・ダム用水門扉用水圧ポンプや水圧制御弁、あるいは潜水調査船用海水ポンプのピストンシリンダなどに応用され始めている。現在水潤滑用しゅう動材料としては、主にSi3N4、Al2O3、樹脂などが使用されている。しかしSi3N4(摩擦開始直後など)やAl2O3は摩擦・摩耗が大きく、樹脂は硬度、耐摩耗性が劣る欠点がある。

本研究では研究代表者らが以前水中で低摩擦・低摩耗であることを明らかにしていたものの靭性の低いAlB12、SiB6セラミックスについて、大気プラズマ溶射法及びNiめっき層にAlB12を含ませる形でのコーティング作製を試みた。また昨年度作製したAlB12-NiAlサーメットについて、組織の微細化による機械的性質改善を試みた。鋼基板上に実施した大気プラズマ溶射について、溶射後、基板表面が変色し、ホウ化物が付着したように見えたが、SEMの断面組織観察で確認したところ均一に付着しておらず、被膜厚さもかなり小さいことが明らかになった。しかし基板表面付近の強度や摩擦摩耗特性に改善は見られ、溶射条件をさらに検討すれば均一な被膜ができそうであるという感触は得ることができた。一方、AlB12粒子を含むNiめっきについては、AlB12粒子濃度が510vol%のレベルまで持っていくことができた。しかし耐摩耗性向上などのためには今後さらに体積比を上げるための工夫が必要と考えている。またAlB12-NiAlサーメットについては、振動ミルで24時間粉砕処理を行ってから加圧焼結を行うことにより、1000から1700までビッカース硬さを上げられることがわかった。水は生態系に優しいことから水潤滑システムは最近水圧ポンプや食品機械、医療機器の分野で注目されている。しかし水中で低摩擦・低摩耗を示す材料はほとんど見られない。以前研究代表者らはAlB12、SiB6ベースのセラミックスが水中で低摩擦・低摩耗を示すことを明らかにしている。本研究では不純物をほとんど含まないAlB12、SiB6セラミックスの摩擦係数が0.1以下になること、水潤滑の後AlB12、SiB6ベースセラミックス試験片の摩耗痕上にH3BO3被膜がほとんど形成されないことを明らかにした。さらに靭性を改善したAlB12-NiAl系サーメットが放電プラズマ焼結により作製可能であることを明らかにした。Mgなど他のホウ化物の評価や、摩擦摩耗メカニズムの解明などに若干遅れが出ているが、AlB12、SiB6について、高純度化すると水中での摩擦係数が0.1以下にまで下げられること、無潤滑大気中でも低摩擦低摩耗を示すこと、さらにAlB12については複合材料化による靭性改善方法が明らかになるなど画期的な結果が多く出ており、おおむね順調に進展していると考える。若干進展に遅れのあるコーティング技術を中心に行い、かつAlB12やSiB6の他のホウ化物で低摩擦・低摩耗の期待できるものについての測定・分析を行う予定である。コーティングについては、RFスパッタリングでの成膜条件の最適化を進めて、均一で平坦なAlB12膜の形成を目指す。また、大気プラズマ溶射など他のコーティング法も活用して、AlB12膜作製の可能性を検証し、低摩擦・低摩耗を満足するセラミックコーティング膜作製を実現する。これらの結果を用いて、最終的により低摩擦・低摩耗でコーティングやサーメットなど応用方法に富むホウ化物材料の開発を行う予定である。トライボロジーAlB12、SiB6については、組織制御等を行うことにより、さらに機械的性質や水中での摩擦摩耗特性の向上を行う。またMgなど他の元素を含むホウ化物についても水中での摩擦摩耗特性の評価後、機械的性質や水中での摩擦摩耗特性の改善を行う、また平成26年度の研究で明らかになったAlB12、SiB6の大気中無潤滑条件下での低摩擦低摩耗特性について、温度依存性などについても調べてみる。
土壌改良剤の環境に対する負荷機構の解明とその防止に関する研究

農地土壌の酸性矯正法として石灰施用が常用されている。一方、近年、酸性雨あるいは酸性霧が地上に降り注いでいる。そこで、人為的にカルシウム(Ca)を投入した農地土壌が酸性雨にさらされた場合について、Caの環境への負荷機構を解明するなどの基礎的検討を行なった。酸性液(pH3の硝酸)により山林土、柿園土、畑土(以上、主粘土鉱物が結晶性で、人為作用の程度が異なる)は、2mm以上の大きな団粒量に影響がでる場合がある。これらの土壌への石灰施用は、その大きな団粒を増加させ、酸性液による影響がでるには長く浸すことを要した。火山灰土(主粘土鉱物が非晶質)は、スレーキングなどから団粒特性への影響に明確な傾向を示さなかった。酸性液を与えた場合の土壌カラムからの流出カルシウムイオン量は、4試料ともに酸性液の方が純水だけの場合よりも多い。山林土、柿園土では、酸性矯正によって倍以上のCa溶脱があり、添加した石灰量の半分以上(柿園土)もが流出初期に酸性液によって流出した。酸性雨が、環境とくに土壌環境に存在する粘土コロイドに及ぼす影響は、火山灰土壌にしば爾ば出現する非晶質ないし低結晶質粘土コロイドが、結晶性粘土鉱物に比べて、人工酸性雨に著しく溶け易かった。イモゴライトは、アロフェンよりも溶け易く、かつ、化学構造が容易に変化する。アロフェンは、ケイバン比の低いものの方が比の高いものより溶け易い。比晶質ないし低結晶性粘土コロイドが、酸によってより溶解され易く構造的変質を受け易いのは、比表面積が大きいこと、化学構造の骨組みが脆弱なことなどのためであると考えられる。異なるCa濃度の培地内で培養したVaucheriaは、Ca濃度が上がるとともに糸状の藻体の先端成長が抑制され、Ca濃度変化に反応した。そこで、人為的にカルシウム(Ca)を投入された農地土壌が酸性雨にさらされた場合のCaの環境への負荷機構を解明し、その負荷の防止を図る方法とCaの水棲植物への影響に関して基礎的検討を行なう。試料土として非晶質粘土鉱物を含む火山灰土と、結晶性粘土鉱物を含み入為作用の程度が異なる山地土、柿園土、普通畑土の計4種類の土壌を用いた。pH3の酸性液(硝酸)に1時間と1日間浸した場合について、湿式ふるい分け法による団粒分析を行った。山地土、柿園土は2mm以上の大きな土塊及び団粒が酸性液に漬けない場合よりも約25%減少した。この場合、1時間と1日間の浸液時間には差異がみられなかった。畑土は1日間の液浸によって2mm以上の大きな土塊及び団粒が減少するという同じ結果を得たが、1時間の液浸ではその効果は現れなかった。さらにこれら結晶性粘土鉱物を含む3種類の試料は、2mm以上の団粒を構成する一次粒子組成において、0.1mm以下の小さな粒く分が酸性液に浸すことによって減少した。火山灰土については、スレ-キングなどの影響もあり、酸性液による団粒特性への影響に明確な傾向を示さなかった。各試料の酸性を矯正するための石灰量を緩衝能曲線を作成して求めた。

供試土に酸性液を与えた場合の土壌カラムからの流出カルシウムイオン量(流出初期)を測定し、4試料共に酸性液を与えた場合、水だけの場合に比べて流出イオン量が多くなったことを認めた。酸性液によるこれらの影響の機構を採るため、先ず、粒度を分級しない原土のX線分析を行ったところ、結晶性粘土鉱物を含む3試料については酸性液に漬けることによってカオリナイトの減少が認められた。水中のCaイオン量の生物指標としてフシナシミドロを培養した。農地土壊の酸性矯正法として石灰施用が常用されている。一方、近年、酸性雨あるいは酸性霧が地上に降り注いでいる。そこで、人為的にカルシウム(Ca)を投入した農地土壊が酸性雨にさらされた場合、Caの環境への負荷機構を解明するための基礎検討を昨年に続いて行った。結晶性粘土鉱物を主粘土鉱物とする山林土、柿園土の生土と、それをpH6.5に酸性矯正したものとについて、純粋とpH3硝酸溶液に対するCa溶脱特性や団粒特性を検討した。その結果、両試料ともに純水の場合よりも酸性液の方が、生土ならびに矯正土ともに1.61.9倍のCaが溶脱した。酸性矯正のために添加した石灰量が柿園土の場合は65%もの多くが酸性液によって流出した120ml中に溶脱されていた。また、柿園土の2mm以上の団粒量は酸性液によって減少するが、石灰の施用によって増加していた。土壌の粘土成分については、pHの異なる一連の希薄酸水溶液「人工酸性雨」を非晶質粘土の試料(天然産粘土コロイドと合成コロイド)に添加し、その上澄み液に溶出した成分を化学分析した。沈殿物はX線回折法、熱分析法、赤外スペクトル法などの機器分析法で測定した。その結果、天然および合成試料とも、人工酸性雨のpHが低いほど、また、試料のケイバン比が低いほど、溶出成分量は多かった。この成分の内容はアルミニウムに富むものであり、成分のケイバン比は試料のその比より低かった。機器分析測定から、非晶質粘土の化学構造は、pH4位の人工酸性雨でも長期間溶触すると回復できないほどに変化する。異なるCa濃度の培地内で培養したVaucheriaは、Ca濃度が上がるとともに糸状の藻体の先端成長が抑制された
北海道における木造住宅の現場合理化に関する基礎的研究

近年,大工などの技能者の高齢化,人数の減少に伴って戸建木造住宅の生産合理化が全国的に進められている。本研究の目的は,北海道の木造戸建住宅に関わっている建設業者の現状,および合理化の方向性を明らかにし,今後の構法開発の基礎資料を得ることにある。調査対象は,木造戸建住宅を建設している北海道内のハウスメーカー,および工務店で,調査時期は1995年から96年である。その得られた結果を以下にまとめる。(1)戸建木造住宅を建設している企業のほとんどは中小規模で,主に在来構法を手がけているが,札幌圏では2×4構法が増加している。(2)大工の年齢は,在来は2×4に比べ高齢化が目立ち,今後,ますますこの傾向は加速されるものと考えられる。(3)各企業の合理化に対する対応については,在来では軸組のプレカット,2×4ではパネルが主流となっているものの。未だ,十分な設備機器の普及には至っていない。これはパネルの規格統一が促進されると,かなりの速さで設置されるものと思える。(4)合理化を希望する部位では,布基礎,外壁が高い割合となっていた。具体的には布基礎のプレハブ化,外壁,床,屋根ではパネル化への指向が強く,今後,これらをいかにオープンな部材として建設システムをも含めた検討が急がれる。(5)気密性能については,まだ半数程度の企業は測定経験がなく,特に暖かい道南地域でその遅れが目立つ。しかし,測定された値は5.0cm^2/m^2以下が大半を占めており,高気密な住宅を建設する技術力はあると考えられる。北海道での木造戸建住宅に関連する技能者(主に大工)の高齢化と減少は,他地域と比較して顕著であり,それに伴い現場作業量の低減が提唱され,徐々にではあるが,さまざまな効果が現れてきた。例えば,在来軸組(北海道内の木造戸建住宅の約80%が在来構法)の,いわゆる「プレカット化」が進みつつあり,既に30以上の工場が稼働し,さらに増加する傾向が見られる。平成7年度は,社団法人・北海道住宅建設協会の協力を得て,会員にアンケート調査を実施した。その結果,配布部数120部に対して,約50%の解答があった。その成果の一部を列記すると,1.北海道内の大手住宅メーカーは,:現場合理化の必要性は強く認識しており,具体的な方策として,回答企業の約18%がプレカット,あるいはパネルの工場を所有し,残りの16%も今後,何らかの工場を希望している。しかし,全体としてはあまり進んでいないのが現状である。2.将来的に合理化を望んでいる部位は,基礎が36%,次に軸組が18%と,上位を占めている。3.約90%の企業は,断熱・気密工事の別発注を望んでいる。北海道内における現在の大手住宅メーカーの合理化の進捗状況と今後の展開方針は,今回の調査で得られた。しかし,中小の工務店(新築戸数が年間510戸程度)に関しては,未だ十分に資料が得られていない。現実には札幌などの都市以外では,この規模の工務店が地元の住宅を多く手掛けているのが実態である。この点を踏まえ,平成8年度はこの実態を明らかにしたい。本研究の目的は北海道の木造戸建住宅に関わっている建設業者の現状,および合理化の方向性を明らかにし,今後の構法開発の基礎資料を得ることにある。調査対象は,主に木造戸建住宅を建設している北海道内のハウスメーカー,および工務店である。調査時期は1995年から96年で,調査票の総配布部数は427部,有効部数は221部,回収率は51.8%であった。その分析結果を以下にまとめる。

1.現在,採用している建築構法については,札幌圏では,在来構法のみを採用している業者は30.0%であるが,他地域では70.3%の高い割合となっている。2×4では,札幌圏では30.0%で在来と同じ割合であるが,他地域ではその約3分の1となっていた。2.大工の過不足では,全体的には「少ない」,と答えている割合は56.4%と高い割合を示しており,これは地域別,構法別ともに同様な傾向がみられた。3.「今後,希望する建築構法」については,現在の構法を採用している割合は非常に高く,特に2×4に至っては100%であった。在来構法では大工の高齢化が目立ち,枠組壁構法では大工不足という大きなマイナス要因を抱えながらも,現状を維持していかなければならない,という現実が見えてくる。4.合理化を図るための具体的方法では,「基礎」は,「プレファブ化」が高く,在来の「軸組」では,「柱と梁の規格統一」が最も高くなっている。「外壁」では両者ともに「断熱材・防湿材を組み込んだパネル」を望んでおり,この傾向は床,間仕切壁にも見られた。このように,企業は各部位のパネル化を強く希望しており,今後,各パネルオープンな部材として供給されるためのシステム作りが必要となると思われる。
テストステロンによる虚血性心脈管障害の増悪機構の解明

本研究は、テストステロンによる虚血性心血管疾患の増悪機構を解明することを目的として行われた。実験では、3種類の一酸化窒素(NO)合成酵素をすべて欠損したマウスの腎臓を2/3摘出し、心筋梗塞モデルマウスを作製した。このマウスに精巣摘出術または偽手術を施し、精巣摘出群はさらに2群に分け、一方には徐放性テストステロンチューブ、他方には空チューブを皮下埋込して、前者をテストステロン補充群、後者をテストステロン低下群とした。前年度に引き続き平成30年度は、心筋梗塞モデルマウスのテストステロン補充群と低下群における心筋のmRNA発現変動の検討を行った。その結果、テストステロン低下群に比してテストステロン補充群で、アンジオポエチン関連タンパク4(ANGPTL4)のmRNAの著明な増加を認めた。ANGPTL4には、虚血時に内皮細胞の機能を抑制し血管形成を阻害するとの報告があることから、テストステロンによる虚血性心血管疾患の増悪機構の一つにも、ANGPTL4が関与する可能性が示唆された。研究期間を通して我々は、NO産生が低下した心筋梗塞モデルにおけるテストステロンの作用について、以下の点を明らかにした。(1)テストステロン補充は、収縮期血圧、総コレステロール値、空腹時血糖値などの心血管病の危険因子を有意に増加させた。(2)テストステロン補充による脂質代謝異常には、アディポネクチンの低下の関与が示唆された。(3)テストステロン補充は、血管収縮性の増強と弛緩性の低下を惹起した。(4)テストステロン補充による血管反応性の低下には、ANGTL4や炎症マーカーの増加の関与が示唆された。【目的】本研究は、男性ホルモンtestosteroneが生体内の一酸化窒素(NO)産生低下時に虚血性心血管疾患を増悪させる機序の解明を目的とする。平成27年度は、NO産生の低下した心筋梗塞モデルマウスにおいて、testosteroneが心筋梗塞の危険因子におよぼす影響を検討した。【方法】3種類のNO合成酵素をすべてknockout (KO)した雄性NOS系完全欠損マウスの腎臓を2/3摘出し、NO産生の低下した心筋梗塞モデルマウス(2/3Nx-n/i/eNOS KO)を作成した。これらマウスに対して精巣摘出術または偽手術を施し、精巣摘出によるtestosteroneの減少が、マウスの生存率におよぼす影響を比較検討した。また精巣摘出群のマウスを2群に分け、一方には徐放性testosterone tube、他方には空tubeを皮下埋込し、testosterone投与が精巣摘出による生存率の変化におよぼす影響を検討した。さらに術後4週目のマウスの血液を採取し、心筋梗塞の危険因子におよぼす影響を比色法により検討した。【結果】精巣摘出した2/3Nx-n/i/eNOSKOマウスでは、偽手術2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスの生存率に比して、有意な改善を認めた。一方、精巣摘出2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスにtestosteroneを投与したところ、未投与群に比して生存率の低下傾向を認めた。精巣摘出ならびに偽手術2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスの心筋梗塞の危険因子として血中脂質を測定した結果、総コレステロール、HDL-コレステロール、中性脂肪値に有意な変化を認めなかった。血糖値についても同様の結果であった。一方、精巣摘出2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスにtestosteroneを投与すると、未投与群に比して中性脂肪値の有意な増加を認めた。本研究で使用するNOS系完全欠損マウスは、所属講座で作製したノックアウトマウスであり、他機関からの入手はできない。平成27年度の夏、台風の影響で当該マウスの繁殖にトラブルが生じマウスの供給が著しく減少したことから、一時的な研究の遅れが生じた。そこで、3年間の研究計画において後半に実施を予定していた長期飼育の実験を先に開始することにより、研究遅延への対応を図った。具体的な対応としては、マウスの供給が少ない時期には、精巣摘出2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスへのtestosterone投与による生存率測定など、サクリファイスを伴わない実験を行った。現在はマウスの繁殖が正常化し、実験への供給数も安定したことから、術後1ヶ月のマウスのサンプリングに着手している。以上より、当初の計画よりやや研究の遅延が生じたものの、現在はおおむね順調に進展しはじめたと自己評価する。本研究は、testosterone(TEST)が、生体内の一酸化窒素(NO)産生低下時に虚血性心血管疾患を増悪させる機序の解明を目的とする。平成28年度は、NO産生の低下した心筋梗塞モデルマウスにおいて、testosteroneが心筋梗塞の危険因子におよぼす影響の検討および摘出血管の血管反応性の検討を行った。3種類のNO合成酵素をすべてknockoutした雄性NOS系完全欠損マウスの腎臓を2/3摘出し、心筋梗塞モデルマウス(2/3Nx-n/i/eNOS KO)を作成した。これらマウスに精巣摘出術または偽手術を施し、精巣摘出群のマウスはさらに2群に分け、一方には徐放性TEST tube、他方には空tubeを皮下埋込した。術後4週目のマウスの血圧を測定し、血液サンプルを採取し、空腹時血糖、腎機能および血中脂質におよぼす影響を検討した。

さらに、同マウスの大動脈輪状標本を用いて、血管反応性を検討した。心血管病の危険因子である収縮期血圧、総コレステロール値、空腹時血糖値は、sham群に比して2/3Nx-n/i/eNOS KOマウス群で有意な上昇が認められ、これらの上昇は、精巣摘出処置により有意に抑制された。腎機能の指標となる血漿クレアチニンは、sham群に比して2/3Nx-n/i/eNOS KOマウス群で有意に高値を示し、腎機能の低下が示唆されたが、精巣摘出群ではsham群との差は認められなかった。精巣摘出マウスにTESTを負荷した群では、精巣摘出群に比して各危険因子の値が有意に高く、腎機能も有意に低下していた。摘出血管実験では、phenylephrineで前収縮させた標本にTESTを累積投与すると、高用量(3×10-6M)投与で血管の弛緩が認められたが、コントロールである野生型マウスに比してn/i/eNOS KOマウスでは、有意な弛緩の抑制が認められた。平成28年度は、心筋梗塞モデルマウスの各種処置群の生存率データ取得ならびに病理用検体の取得が終了した。精巣摘出した2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスに対するTEST長期投与の影響の検討(心筋梗塞の危険因子の評価等)についても、順調にデータ取得が進んでいる。新規実験では、マイクロオーガンチャンバーを用いた摘出血管の血管反応性実験に着手し、さらにアンドロゲン受容体拮抗薬の長期投与が2/3Nx-n/i/eNOS KOマウスの生存率におよぼす影響の検討も開始した。なお、平成28年度までに得られた一部の成果については、日本心脈管作動物質学会等で公表することができた。以上より、研究はおおむね順調に進展していると考える。本研究は、testosterone(TEST)が、生体内の一酸化窒素(NO)産生低下時に虚血性心血管疾患を増悪させる機序の解明を目的とする。平成29年度は、TESTが心筋のmRNA発現変動におよぼす影響の検討と、摘出血管反応性の検討を行った。実験では、雄性NO合成酵素完全欠損マウスの腎臓を2/3摘出して心筋梗塞モデルマウスを作製し、両側精巣摘出後、徐放性TEST tube(ORX with TEST)または空tube(ORX without TEST)を皮下埋込した。術後2週目のマウス心筋mRNA発現を次世代シーケンサーにて解析し、同様の施術を行った別の術後4週間目のマウス大動脈を用いて血管反応性を検討した。RNAシークエンスの結果、ORX without TEST群に比してORX with TEST群では、MCP-1やIL-6受容体、アンジオテンシン変換酵素、エンドセリン等の遺伝子発現の有意な増加と、アディポネクチン遺伝子発現の著明な低下を認めた。血管反応性実験では、フェニレフリンの累積投与により、ORX without TEST群に比してORX with TEST群で著明な収縮増強を認めた。フェニレフリンで前収縮させた血管標本へのTEST累積投与では、両群ともに弛緩反応を認めたが、群間で有意差はなかった。しかしながら、静止張力下でのTEST累積投与は血管収縮を惹起し、ORX without TEST群に比してORX with TEST群で収縮増強を認めた。以上よりNO産生の低下した心筋梗塞モデルマウスにおいて、TESTは、動脈硬化性病変を形成することで血管収縮の増強を惹起し、心筋梗塞を増悪させる可能性が示唆された。
脳内微小管修飾タンパク2の生体内リン酸化率とTubulin重合能

本研究では, Microwaveをラット頭部に照射し,瞬時に微小管修飾タンパク2(MAP-2)の脱リン酸化能を有する脱リン酸化酵素等を失活せしめて生体内の耐熱性のMAP-2のリン酸結合数,リン酸化されているアミノ酸種とそのモル比,そして何モルのリン酸が結合又は遊離した時に, MAP-2はTubulin重合を保進するかを調べることを目的とした.Microwaveを2450MHz, 5kwに設定し, 1.1秒間ラット頭部に照射すると, MAP-2の脱リン酸化能を有する脳内Alkaline Phusphataseは完全に失活することが判った.この条件下に, Microwave照射したラット脳から精製したMAP-2は, 1モル当り46モルのリン酸を結合していた.この値は,通常,微小管の重合,脱重合をくり返して精製したMAP-2のリン酸結合数10モルより大きく異なるものであった.この46モルのリン酸を結合するMAP-2は,タイロシン,セリン,トレオニンに8:6:1の割合でリン酸が結合していた.従来,断頭致死後, in vitroで微小管の重合,脱重合をくり返して得たMAP-2のセリン,トレニオン6:1と云う報告は,その精製過程の途中で混在するタンパク脱リン酸化酵素により,タイロシンに結合していたリン酸を遊離していたことを示した.46モルのリン酸を結合しているMAP-2は, in vitroでTubulinの重合保進能をもたないが,予め牛小腸由来のAlkaline Phosphataseで16モルにリン酸結合数を減じると, Tubulin重合能が現われ,電子顕微鏡下に微小管の形成を認めた.以上の結果から,ラット脳内のMAP-2には,生体内で46モルのリン酸を結合し, Tubulin重合能を有しないものと, 16モル酸を結合し, Tnbulinの重合能を有し,微小管に結合しているものとが存在することを示唆した.今後,各種タンパクリン酸化酵素のMAP-2リン酸化部位及び脱リン酸化酵素の存在を確かめたい.本研究では, Microwaveをラット頭部に照射し,瞬時に微小管修飾タンパク2(MAP-2)の脱リン酸化能を有する脱リン酸化酵素等を失活せしめて生体内の耐熱性のMAP-2のリン酸結合数,リン酸化されているアミノ酸種とそのモル比,そして何モルのリン酸が結合又は遊離した時に, MAP-2はTubulin重合を保進するかを調べることを目的とした.Microwaveを2450MHz, 5kwに設定し, 1.1秒間ラット頭部に照射すると, MAP-2の脱リン酸化能を有する脳内Alkaline Phusphataseは完全に失活することが判った.この条件下に, Microwave照射したラット脳から精製したMAP-2は, 1モル当り46モルのリン酸を結合していた.この値は,通常,微小管の重合,脱重合をくり返して精製したMAP-2のリン酸結合数10モルより大きく異なるものであった.この46モルのリン酸を結合するMAP-2は,タイロシン,セリン,トレオニンに8:6:1の割合でリン酸が結合していた.従来,断頭致死後, in vitroで微小管の重合,脱重合をくり返して得たMAP-2のセリン,トレニオン6:1と云う報告は,その精製過程の途中で混在するタンパク脱リン酸化酵素により,タイロシンに結合していたリン酸を遊離していたことを示した.46モルのリン酸を結合しているMAP-2は, in vitroでTubulinの重合保進能をもたないが,予め牛小腸由来のAlkaline Phosphataseで16モルにリン酸結合数を減じると, Tubulin重合能が現われ,電子顕微鏡下に微小管の形成を認めた.以上の結果から,ラット脳内のMAP-2には,生体内で46モルのリン酸を結合し, Tubulin重合能を有しないものと, 16モル酸を結合し, Tnbulinの重合能を有し,微小管に結合しているものとが存在することを示唆した.今後,各種タンパクリン酸化酵素のMAP-2リン酸化部位及び脱リン酸化酵素の存在を確かめたい.
広域農業システムモデルの構築に関する研究

静止気象衛星データから推定した日射量や地上気象観測データを入力することにより,コンピュータ上に広域にわたる作物生育の状況を再現する広域農業生産モデルの構築を目標として研究を行った。本研究は,新規に打上げられるMTSAT衛星の観測データを使用することを重点項目としたが,打上げ失敗等の影響で観測データが得られなかったため多少の方針転換を余儀なくされ,次の項目について研究した。(1)衛星データから求めた日射量とアメダス気象データの時別値メッシュデータを利用し,気象関係値推定モデルと作物生育モデルの結合によって,成育シミュレーションを行うことによる通常の技術水準における生育状況のマップ作成,(2)気象衛星データによる推定を外国へ適用するための基礎研究,(3)地上気象観測において観測点密度を高くすることによる農業生産に関する環境情報のモニタリングの精度向上,である。各項目の成果は以下のとおりである。(1)衛星データによる日射量の推定については,GMS可視データによる陸域用の日射量推定モデルに改良を加え,日積算値のRMS誤差を低減できた。アメダスの気象値を1kmメッシュに拡張し,気温・風速・日照時間の空間分布を求め,作物生育モデルの入力値として用いることにより作物生育の状況を再現し,誤差は10a当り65kgとなった。(2)渇水が農業生産を圧迫している中国の黄河中下流域において,水消費に強い影響のある放射収支量と降水量を気象衛星データから推定する手法を適用し,良好な結果が得られた。(3)気象観測ロボット網のデータを利用することにより,250mメッシュで小麦成熟期予測マップを得ることができ,降霜確率に基づく作物の初霜害のリスクマップが作成できた。環境要素の定式化と整備を行い,それらを有機的に結合することにより広域の農業生産状況をモニタリングするシステムモデル構築を目標に以下の研究を行った。(1)気象環境情報の分布作成システムの構築に関し,当初は2003年に打ち上げられる予定だった静止衛星MTSATの観測データに対して従来のGMS(ひまわり)で用いた日射量推定モデルをテストする予定であったが,打上が延期されたために現在運用されているGOES衛星のデータを代用して,任意の領域の衛星データの切り出し,衛星データの幾何補正,放射量補正を実行できるシステムを構築した。(2)作物生育データベースの構築に関して,対象作物をダイズとし,圃場内の定点に取り付けた光量子センサにより,赤外線の反射係数を利用した植生指数を計算し,圃場を代表する作物生育量(乾物量,草丈等)との関係を調べ,土壌水分条件や病虫害発生状況の推定のための基礎資料を得た。(3)作物生育のモデリングに関しては,作物の生産を大きく支配する環境要因である日射量,温度,CO2濃度と,栽培管理上極めて重要な栄養素である窒素が作物の主要生理過程に及ぼす影響を定式化することにより,これらの影響を取りいれたプロセスベースの作物生育・収量モデルのためのパラメータの調整を行った。(4)土壌環境情報のデータベースの構築に関して,耕地分布図・農業集落界地図・地理情報を用いて農業生産予測と優良農地保全のための土壌環境資源データベースをGIS上で構築するための定式化を行った。(1)気象環境情報の分布作成システムの構築に関し,当初は静止衛星MTSATの観測データを用いる予定だったが,2003年の打ち上げ失敗により使用できなくなった。従って,システムを他の地域へ適用することを想定して,従来のGMS(ひまわり)で用いた日射量推定モデルを使って中国の黄河下流域の衛星データの切り出し,衛星データの幾何補正,放射量補正を実行し,日射量分布を求めた。さらに,衛星データから降水量を予測することにより,水分環境をも取り入れられるように,降水量予測モデルの開発を行った。

(2)作物生育データベースの構築に関して,昨年から継続して対象作物をダイズとし,圃場内の定点に取り付けた光量子センサにより,赤外線の反射係数を利用した植生指数を計算し,圃場を代表する作物生育量(乾物量,草丈等)との関係を調べ,土壌水分条件や病虫害発生状況の推定のための基礎資料を得た。(3)作物生育のモデリングに関しては,作物の生産を大きく支配する環境要因である日射量,温度,CO2濃度等を取り入れて,これらの影響を定式化したプロセスベースの作物生育・収量モデルのためのパラメータの再検討を行い,最適化したモデルを作成した。(4)土壌環境情報のデータベースの構築に関して,耕地分布図・農業集落界地図・地理情報を用いた農業生産予測と優良農地保全のための土壌環境資源データベースをGIS上で構築を進め,農業集落の農業生産予測のための解析を行った。
哺乳類における時間/空間的性決定機構の解明

本研究課題により、新たにSry機能解析用のモデル動物の樹立を目的とし、マウスHsp70プロモーターにSryを連結した発現ベクターを用いて、Sry発現様式を改変したトランスジェニック(Tg)マウスの樹立を行った。その結果、ステージ・領域非特異的かつ恒常的にSry発現するXX精巣の性転換ライン(#40、#46)2系統を樹立した。さらに、通常飼育下で繁殖能があり(XX卵巣)、人為的に熱ショック(HS)を与えることにより、卵巣からXX精巣へと性転換させることができるSry誘導モデルマウス(#44)の樹立に初めて成功した。本モデルマウスを用いて、1)性分化初期(11.011.25dpc)でのSry発現が精巣誘導に必須であること(精巣誘導の臨界期の決定)、2)初期のSry発現がWnt4の発現の抑制に必須であること、3)SRYのみならずFGF9因子が時空間的なSox9発現制御に重要であること、4)Sry直下のカスケードに雄特異的に性腺にエネルギー供給する分子メカニズムの存在、5)Sry単独では完全な精子形成能を持つセルトリ細胞に分化できないこと(XX/Sryセルトリ細胞の機能不全)、6)Sry誘導により6時間以内に発現誘導されるSRY標的遺伝子を新たに78個の遺伝子を同定-などを見い出した。哺乳動物の性決定は、Y染色体上の精巣決定遺伝子Sryの有無により支配されており、マウスでは、胎子の性分化期の生殖原基において、Sryが、一過性(10-12時間)に中央部から前後端に波状に発現することにより、未分化性腺を卵巣から精巣に分化誘導する。しかし、現在、Sryが直接どの精巣/卵巣遺伝子を制御しているのか、Sry自体の機能については今だ不明である。このSry研究の立ち後れの大きな原因は、性腺でのSryの発現が非常に短時間、低発現であること、Sryから精巣誘導可能な細胞レベルの実験系が無いことなどが挙げられ、新たなSryの機能解析が可能となるモデル動物の樹立が必要である。我々は、新たなSry機能解析用のモデル動物として、マウスHsp70.3プロモーターにSry遺伝子を連結した発現ベクター(HSP-Sry)を導入したトランスジェニック(Tg)マウスの作出を行なった。その結果、発現ベクター全領域を含む4種類のTgマウスを得る事に成功し、そのうち既に3ライン(#35,40,46)は、通常飼育下でXX精巣の性転換を示し、残りの1ライン(#44)は、XX卵巣を示した。これらのラインのSryの発現解析を行った結果、#40(XX精巣)ラインは、transgene由来のSryの発現が生殖原基においてステージ/領域比特異的に恒常的に発現する性転換ラインであり、体腔上皮を含めた生殖腺領域全体にSryを異所的に、かつ、発生初期から恒常的に発現していることが明らかとなった。そこで、このラインを用いて、Sox9発現誘導に対するSryの強制発現による影響について解析を行った結果、Sry単独では、未分化性腺におけるSox9の発現時期、部位を異所的に誘導することが出来ないことが判明し、Sox9の時間/空間的な発現制御にはSry以外の別のfactorが重要であることが示唆された。

これらのラインのSryの発現解析を行った結果、#40(XX精巣)ラインは、transgene由来のSryの発現が生殖原基においてステージ/領域比特異的に恒常的に発現する性転換ラインであり、体腔上皮を含めた生殖腺領域全体にSryを異所的に、かつ、発生初期から恒常的に発現していおることが明らかとなった。そこで、このラインを用いて、Sox9発現誘導に対するSryの強制発現による影響について解析を行った結果、Sry単独では、未分化性腺におけるSox9の発現時期、部位を異所的に誘導することが出来ないことが判明し、Sox9の時間/空間的な発現制御にはSry以外の別のfactorが重要であることが示唆された。さらに、このラインを用いて、様々な性特異的な遺伝子群の性腺での発現に対する影響を検討した。その結果、Sryの強制発現によるDax1,Wnt4遺伝子の発現に影響は認められなかった。しかし、精巣特異的なグリコーゲン合成の活性化が、TgマウスにおいてSryの発生初期から恒常的に発現することにより、Sry依存的に早まることが明らかとなった。以上の結果は、精巣特異的なグリコーゲン合成は、Sryにより直接的に制御されていること、Sox9とは別の経路あるいはSox9の上流に位置することが明らかとなった。哺乳動物の性決定は、Y染色体上の精巣決定遺伝子Sryの有無により支配されている。マウスでは、性分化期の胎子生殖原基において、Sryが一過性(胎齢11.012.0日(dpc))に中央部から前後端に波状に発現することにより、未分化性腺を卵巣から精巣に誘導する。しかし、Sryが直接どの精巣/卵巣遺伝子を制御しているのか、Sryの機能、Sry直下の遺伝子ネットワークについては現在のところ不明である。我々は、本研究課題により、新たにSry機能解析用のモデル動物の樹立を目的とし、H1618年度においてマウスHsp70プロモーターにSryを連結した発現ベクターを用いて、Sry発現様式を改変したトランスジェニック(Tg)マウスの樹立を行った。その結果、通常飼育下で繁殖能があり(XX卵巣)、人為的に熱ショック(HS)を与えることにより、卵巣からXX精巣へと性転換させることができるSry誘導モデルマウス(#44)の樹立に初めて成功した。本モデルマウスを用いて、1)性分化初期(11.011.25dpc)でのSry発現が精巣誘導に必須であること(精巣誘導の臨界期の決定)、2)SRYのみならずFGF9因子が時空間的なSox9発現制御に重要であること、3)Sry直下のカスケードに雄特異的に性腺にエネルギー供給する分子メカニズムの存在、4)Sry単独では完全な精子形成能を持つセルトリ細胞に分化できないこと(XX/Sryセルトリ細胞の機能不全)を見い出した。通常飼育下で繁殖能があり(XX卵巣)、人為的に熱ショック(HS)により、卵巣からXX精巣へと性転換させることができるSry誘導モデルマウス(#44)を樹立した。#44のSry誘導ラインを用いた解析の結果、Sryによる雄化を誘導できる臨界期(精巣分化のcritical period)が11.011.25dpc(12-14ts)であること、また、1516tsにおいては、中央部領域においてのみ、一部の細胞がSOX9陽性のセルトリ細胞に分化誘導されることが明らかとなった。このラインを用いて、1)Sryによる雄化誘導の臨界期と液性因子FGF9/WNT4との関連性について検討した。その結果、FGF9とWNT inhibitorであるsFRP2の添加により、SryによるSOX9発現維持の臨界期の延長が確認できた。しかし、精巣細管形成などの精巣への形態形成にはFGF9とsFRP2の影響は認められなかった。以上の結果から、初期のSryのnon-cell-autonomousな活性が精巣の形態形成に必須であることが判明した。さらに、2)11.5dpcのXXTg性腺を用いて、Sry誘導による様々な遺伝子の発現変化をマイクロアレイにより解析を行った。
3次元偏光制御顕微鏡による3次元分子配向の3次元観測

従来の光学顕微鏡技術では,高い空間分解能を持ちながら3次元的な分子の配向を観測することは不可能であった.これは,通常の直線偏光ビームを集光しても焦点での電場の向きは光軸に対して直行しているために,光軸方向に向いた分子を観測することはできないためである.一方,ラジアル偏光と呼ばれる放射状の偏光を高い開口数を持つ対物レンズで集光すると焦点で光軸方向の電場が形成されるために光軸方向に向いた分子も観測することができることが知られている.したがって,レーザー走査顕微鏡においてレーザービーム断面内の偏光分布を自由に制御し,直線偏光やラジアル偏光を高速に変化させることができれば焦点の電場の方向を3次元的に変化させることができる.また,この偏光分布制御と非線形光学効果を組み合わせることで,6次元観測(3次元空間+3次元配向)することが可能となる.フェムト秒超短パルスレーザー光を,平行配向した液晶からなる液晶空間位相変調素子(SLのM)を2回通すことにより,任意の空間的偏光分布を形成し,この光を励起光に用いた第二高調波発生顕微鏡を構築した.SLMに印加するパターンを変え,直交した一様な偏光直線偏光ビームと,ラジアル偏光を試料に入射し,その第二高調波発生を観測することで,試料の分子配向を観測することが可能かどうか検証した.試料には,コラーゲンを主成分とし,コラーゲン線維が一方向に並んだヒトアキレス腱を用いた.コラーゲンは線維方向と入射電場の方向が一致した場合に強い第二高調波を発生することが知られているが,光軸方向にコラーゲン線維が向いた試料を開発した装置で観測したところ,ラジアル偏光励起で強い信号が得られ,提案手法の原理確認を行うことができた.従来の光学顕微鏡技術では,高い空間分解能を持ちながら3次元的な分子の配向を観測することは不可能であった.これは,通常の直線偏光ビームを集光しても焦点での電場の向きは光軸に対して直行しているために,光軸方向に向いた分子を観測することはできないためである.一方,ラジアル偏光と呼ばれる放射状の偏光を高い開口数を持つ対物レンズで集光すると焦点で光軸方向の電場が形成されるために光軸方向に向いた分子も観測することができることが知られている.したがって,レーザー走査顕微鏡においてレーザービーム断面内の偏光分布を自由に制御し,直線偏光やラジアル偏光を高速に変化させることができれば焦点の電場の方向を3次元的に変化させることができ,6次元観測(3次元空間+3次元配向)することが可能となる.平行配向した液晶からなる液晶空間位相変調素子(SLM)を2回通すことにより,任意の空間的偏光分布を作製する手法を提案した.また,この光を用いて単一分子の蛍光がどのように観測されるかシミュレーションを行った.光軸に垂直な方向に向いた分子を,直線偏光(その電場が分子方向となる)で励起した場合に比較して,光軸方向に向いた分子をラジアル偏光で励起した場合には,観測される蛍光の強度がNA=1.3の時約30%となるものの,3つの偏光(直交した一様な直線偏光と,ラジアル偏光)を用いることで分子の配向を決定できることが分かった.現在,実際にSLMを用いた任意偏光形成システムを構築し,この光を顕微鏡に導入した検証実験を行っている.反射型のSLM2度光を入射し,直線偏光の向きを任意に変化させることが可能であることを確認した.また,実際に分子が配向した試料を様々な偏光で励起した場合に観測される強度が変化することを実験的に確かめた.今後,実験的に6次元観測が可能であるか検証してゆく.従来の光学顕微鏡技術では,高い空間分解能を持ちながら3次元的な分子の配向を観測することは不可能であった.これは,通常の直線偏光ビームを集光しても焦点での電場の向きは光軸に対して直行しているために,光軸方向に向いた分子を観測することはできないためである.一方,ラジアル偏光と呼ばれる放射状の偏光を高い開口数を持つ対物レンズで集光すると焦点で光軸方向の電場が形成されるために光軸方向に向いた分子も観測することができることが知られている.したがって,レーザー走査顕微鏡においてレーザービーム断面内の偏光分布を自由に制御し,直線偏光やラジアル偏光を高速に変化させることができれば焦点の電場の方向を3次元的に変化させることができる.また,この偏光分布制御と非線形光学効果を組み合わせることで,6次元観測(3次元空間+3次元配向)することが可能となる.フェムト秒超短パルスレーザー光を,平行配向した液晶からなる液晶空間位相変調素子(SLのM)を2回通すことにより,任意の空間的偏光分布を形成し,この光を励起光に用いた第二高調波発生顕微鏡を構築した.SLMに印加するパターンを変え,直交した一様な偏光直線偏光ビームと,ラジアル偏光を試料に入射し,その第二高調波発生を観測することで,試料の分子配向を観測することが可能かどうか検証した.試料には,コラーゲンを主成分とし,コラーゲン線維が一方向に並んだヒトアキレス腱を用いた.