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通信機ビジネスの勃興と企業家活動-沖牙太郎と岩垂邦彦を中心に-

本研究の目的は、通信機工業の勃興期であった明治期を対象に、沖牙太郎と岩垂邦彦の企業者活動に焦点を当てることによって、当該期における通信機ビジネスの特徴を明らかにすることである。本研究は、まず、沖電気の創立者である沖牙太郎の企業者活動について分析した。これまで沖牙太郎は、「技術国産主義」を掲げる経営者として海外企業との競争的な側面が注目されてきた。しかし、ウエスタンエレクトリック社が日本に派遣した社員・カールトンの書簡などから沖牙太郎の行動を再検討すると、沖牙太郎はウエスタンエレクトリック社との提携に合意しており、提携が成立しなかった要因はむしろウエスタンエレクトリック社の判断にあったことが明らかになった。また、沖牙太郎はウエスタンエレクトリック社製品の輸入を中心とした輸入ビジネスを積極的に推進し、それによって通信機ビジネスの成長が可能になったのである。このように、沖牙太郎の金業家活動は、従来の「技術国産主義」という範囲では理解できない、柔軟かつ積極的な内容であった。一方、日本電気(NEC)の創立者である岩垂邦彦は、沖牙太郎のビジネスとウエスタンエレクトリック社との仲介役を果たしつつ、独自のコンサルティング能力によってウエスタンエレクトリック社の信認を得て、最終的には、ウエスタンエレクトリック社の子会社である日本電気の設立を任された。沖牙太郎が創業した沖商会と岩垂邦彦が創設した日本電気は、競争と協調のなかで通信機ビジネスの発展をもたらした。通信機ビジネスの発展は、沖牙太郎と岩垂邦彦という2人の異なったタイプの企業家の存在が、相乗効果を持つことによって促進されたのである。なお、本研究の成果の一部については、企業家研究フォーラム全国大会(2004年7月4日)において報告をおこなった。本研究の目的は、通信機工業の勃興期であった明治期を対象に、沖牙太郎と岩垂邦彦の企業家活動に焦点を当て、当該期の通信機ビジネスの特徴を明らかにすることであった。そのため、本年度においては、資料収集・整理に重点を置き、沖牙太郎関係資料、明治期官報、岩垂邦彦関係資料などの収集、整理をおこなった。そのうち、沖牙太郎関係資料では、第1に、逓信省(電信寮)、沖商会の通信機器製造に関する国立公文書館所蔵資料、『電気の友』などの雑誌記事を収集した。また第2に、ウエスタンエレクトリック社が日本に派遣したカールトンの書簡の収集、整理をおこなった。これらの調査研究によって、逓信省の沖商会に対する技術的評価や沖商会の事業の中で電線事業が重要であったことなどが明らかになった。また、カールトン書簡によって、日清戦後の沖商会にとって輸入ビジネスが重要になっていたこと、また沖牙太郎はウエスタンエレクトリック社との輸入代理店契約に対して積極的な行動をとっていたことが明らかとなった。沖牙太郎は新規事業や輸入ビジネスに積極的であり、ウエスタンエレクトリック社との提携についても、いったんは提携を決断していた。提携が実現しなかったのは、むしろウエスタンエレクトリック社側の対応に原因があった。沖牙太郎の行動は当初から「国産主義」だったのではなく、むしろ「国産主義」は結果であった。また、ウエスタンエレクトリック社と沖牙太郎を仲介したのは岩垂邦彦であり、両者の交渉プロセスを分析すると、そのキーパーソンは岩垂であった。海外経験が豊富で、アメリカGE社の輸入代理業をおこなっていた岩垂は、逓信省・沖商会・ウエスタンエレクトリック社を結ぶ接点として機能したのである。

その結果、これまで沖牙太郎は、「技術国産主義」を掲げる経営者として海外企業との競争的な側面が注目されてきたが、WE社カールトンの書簡などから沖牙太郎の行動を再検討すると、沖牙太郎はWE社との提携に合意しており、提携が成立しなかった要因はむしろWE社の判断にあったことが明らかになった。また、沖牙太郎はWE社製品を中心とした輸入ビジネスを積極的に推進し、それによって通信機メーカーとしての成長が可能になったのである。このように、沖牙太郎の企業家活動は、従来の「技術国産主義」という範囲では理解できない、柔軟かつ積極的な内容であった。一方、日本電気(NEC)の創立者である岩垂邦彦は、沖牙太郎のビジネスとWE社との仲介役を果たしつつ、独自のコンサルティング能力によってWE社の信認を得て、最終的には、WE社の子会社・日本電気の設立を任された。通信機ビジネスの発展は、沖牙太郎と岩垂邦彦という2人の異なったタイプの企業家の存在が、相乗効果を持つことによって促進されたのである。なお、本研究の一部については、企業家研究フォーラム全国大会(2004年7月4日)において報告した。
筋運動ニッチにおける免疫代謝微小環境の生体イメージング解析

骨格筋組織は運動活動により多彩な液性因子(マイオカイン)を分泌する。このマイオカインとして多数のサイトカイン類やインターロイキン類が存在することが知られているが、運動と免疫系との連携制御の詳細は不明な点が多い。本研究課題では運動時の骨格筋組織内における微小血管系のライブイメージング解析系を構築し、運動刺激により遊走してくる免疫系細胞(特に好中球)と血管内皮細胞への接着凝集状態を観察することを目的としている。さらに、このライブイメージング系を活用することにより、活動筋組織中への好中球の動員メカニズムとその生理的重要性を探索する。H30年度は、多光子共焦点レーザー顕微鏡を用いたin vivoライブイメージング観察を構築し、予め染色した好中球(量子ドット標識)が「筋運動ニッチ」領域へと動員される様子(特に動員頻度と滞在時間/ローリング動態)を可視化解析することに成功した。これは、麻酔下にあるマウスの大腿四頭筋に対して電気パルス刺激(EPS)を付与することにより、顕微鏡下で筋収縮運動を任意に負荷できる独自の実験系を新規に構築することにより達成することができた。さらに、このin vivoライブイメージング観察系を用いることにより、骨格筋特異的GLUT4-EGFP発現トランスジェニックマウス(GLUT4-EGFP-Tgマウス)の、この好中球動員部位(賦活化された筋運動ニッチ領域)局所における筋線維(筋膜およびT-tubuleへ)のGLUT4膜移行量を毛細血管(および動員好中球)との位置関係を把握した上で定量解析することに成功した。運動中の骨格筋組織内をライブイメージング観察するために、マウス大腿四頭筋に対して直接電極を刺し電気パルス刺激(EPS)誘発性の筋収縮を負荷する実験系を構築した。本手法では、麻酔下にあるマウス大腿四頭筋を多光子共焦点レーザー顕微鏡上でライブイメージングするため、まさに運動中の骨格筋組織内部を観察することが可能となった。観察に先立ち、抗Gr-1抗体で標識した量子ドットを尾静脈注射することにより好中球を赤色蛍光標識し、収縮運動の負荷によって好中球が凝集する様子を確認した。さらに、骨格筋特異的GLUT4-EGFP発現トランスジェニックマウス(GLUT4-EGFP-Tgマウス)を観察対象として用いることにより、収縮運動に対する生理応用性(運動依存性のGLUT4-EGFPの膜移行状態)と好中球の動員動態を同時にモニターすることに成功している。運動依存性のGLUT4膜移行量については、2次元フーリエ変換法により各々微小領域でのT管およびサルコレンマ膜のGLUT4量を定量解析する手法を開発した。現在、運動骨格筋内における好中球の凝集はパッチ状であった。好中球がパッチ上に凝集している微小領域近傍と、それ以外の領域(毛細血管が接着していない部位や血管から離れた筋線維)との機能的差異(GLUT4-EGFPの膜移行状態の遷移)を掌握することに取り組んでおり、活動筋組織中への好中球の動員メカニズムとその生理的重要性に関する研究を予定通りに遂行中である。本年度は、これまでに構築した上記in vivoライブイメージング観察系を活用することにより、筋運動による好中球の動員メカニズムと、免疫系細胞の生理的役割を探索する。まず、運動依存性の好中球動員メカニズムを明らかにする目的で、寄与が想定される各種マイオカイン類(CXCL1,CXCL5, CCL2など)に対するアンタゴニストによる運動依存性の好中球動員動態と糖代謝亢進作用に対する影響について調べる。また、in vivoライブイメージング実験によって得られた実験結果に基づき、実際の運動負荷実験条件下における好中球動員状態とその糖代謝亢進効果、さらには運動能力におよぼす影響を検討することにより、個体における「運動筋ニッチ」の生理的重要性についても検証を進める。筋運動ニッチでの動員好中球と内皮細胞間の相互作用性を明らかにする。好中球枯渇マウスは、抗Gr1抗体注入により作製し、好中球枯渇状態における筋運動能力および糖代謝能力(GLUT4膜移行動態)について解析する。また、H30年度は大腿四頭筋に直接白金電極を刺してEPSを付与したが、白金電極による侵襲性による免疫系の賦活化の影響も否定できない。そこで、座骨神経に対してEPSを付与して下肢各骨格筋組織を収縮運動させる実験系を新たに構築し、上述のin vivoイメージング解析を行うことにより、今回構築した実験系の信頼度と応用性を高める。

これは、麻酔下にあるマウスの大腿四頭筋に対して電気パルス刺激(EPS)を付与することにより、顕微鏡下で筋収縮運動を任意に負荷できる独自の実験系を新規に構築することにより達成することができた。さらに、このin vivoライブイメージング観察系を用いることにより、骨格筋特異的GLUT4-EGFP発現トランスジェニックマウス(GLUT4-EGFP-Tgマウス)の、この好中球動員部位(賦活化された筋運動ニッチ領域)局所における筋線維(筋膜およびT-tubuleへ)のGLUT4膜移行量を毛細血管(および動員好中球)との位置関係を把握した上で定量解析することに成功した。運動中の骨格筋組織内をライブイメージング観察するために、マウス大腿四頭筋に対して直接電極を刺し電気パルス刺激(EPS)誘発性の筋収縮を負荷する実験系を構築した。本手法では、麻酔下にあるマウス大腿四頭筋を多光子共焦点レーザー顕微鏡上でライブイメージングするため、まさに運動中の骨格筋組織内部を観察することが可能となった。観察に先立ち、抗Gr-1抗体で標識した量子ドットを尾静脈注射することにより好中球を赤色蛍光標識し、収縮運動の負荷によって好中球が凝集する様子を確認した。さらに、骨格筋特異的GLUT4-EGFP発現トランスジェニックマウス(GLUT4-EGFP-Tgマウス)を観察対象として用いることにより、収縮運動に対する生理応用性(運動依存性のGLUT4-EGFPの膜移行状態)と好中球の動員動態を同時にモニターすることに成功している。運動依存性のGLUT4膜移行量については、2次元フーリエ変換法により各々微小領域でのT管およびサルコレンマ膜のGLUT4量を定量解析する手法を開発した。現在、運動骨格筋内における好中球の凝集はパッチ状であった。好中球がパッチ上に凝集している微小領域近傍と、それ以外の領域(毛細血管が接着していない部位や血管から離れた筋線維)との機能的差異(GLUT4-EGFPの膜移行状態の遷移)を掌握することに取り組んでおり、活動筋組織中への好中球の動員メカニズムとその生理的重要性に関する研究を予定通りに遂行中である。本年度は、これまでに構築した上記in vivoライブイメージング観察系を活用することにより、筋運動による好中球の動員メカニズムと、免疫系細胞の生理的役割を探索する。まず、運動依存性の好中球動員メカニズムを明らかにする目的で、寄与が想定される各種マイオカイン類(CXCL1,CXCL5, CCL2など)に対するアンタゴニストによる運動依存性の好中球動員動態と糖代謝亢進作用に対する影響について調べる。また、in vivoライブイメージング実験によって得られた実験結果に基づき、実際の運動負荷実験条件下における好中球動員状態とその糖代謝亢進効果、さらには運動能力におよぼす影響を検討することにより、個体における「運動筋ニッチ」の生理的重要性についても検証を進める。筋運動ニッチでの動員好中球と内皮細胞間の相互作用性を明らかにする。好中球枯渇マウスは、抗Gr1抗体注入により作製し、好中球枯渇状態における筋運動能力および糖代謝能力(GLUT4膜移行動態)について解析する。また、H30年度は大腿四頭筋に直接白金電極を刺してEPSを付与したが、白金電極による侵襲性による免疫系の賦活化の影響も否定できない。
生体適合性を持つ磁気発熱材料の開発とがんの温熱療法への応用

本研究では、がんの温熱療法に使用するインプラント磁性材料の開発研究を行った。高周波磁界中(230kHz)でヒステレシス損発熱を起こし、キューリー温度(Tc)が低く、発熱量が大きくかつ生体適合性を持つ材料を研究した。主な研究成果をまとめると次のようになる。2) Fe_3O_4超微粒子の研究では、直径が20nm程度以下になると、Tcはバルク(850K)より低しはじめ、5nmで660Kとなり、酸化物の超微粒子化によりインプラント材料を開発できることが分かった。3) Coの超微粒子を気相蒸発法と、化学法で作製した。直径の小さいCo微粒子の作製は大変難しく、最も小さくて20nmの直径であった。しかし、その試料のTcはバルクと同じ程度(1388K)で、非常に高く、Co微粒子は不適当と考えられる。4)原子層を制御した金属人工格子を作製し、Feの超薄膜のTcを検討した。α-Feの超薄膜では厚さが1.3原子層で350Kまで低下した。強磁性γ-Feの超薄膜では、0.8原子層で約300Kとなった。しかし,超薄膜はTcは適当であるが、1回に作製できる量が少なく温熱療法への応用には量的に厳しいことが分かった。生体適合性を持つ磁気発熱材料の開発とがんの温熱療法への応用に関して以下のような結果を得た。1.非常に高感度な磁気測定装置として、磁気力-効果が測定できる「磁気光学効果測定装置(日本分光株式会社)」を購入し、高感度磁気測定系を完成した。2.生体適合性を持つバルク材料としてMg_<1-x>A_<2x>Fe_2O_4(A=K,Na,Li)の試料を作製し、磁性を調べた。試料作製ではスピネル構造が維持される範囲内で組成を変化させた。磁気測定と発熱量の測定を行った。ヒステレシス損と高周波発熱量とはよく一致し、いづれもヒステレシス損発熱を起こすことを確認した。キューリ-点(Tc)はK,Na,Liのいずれも約350°CでMgFe_2O_4より20°C程度低くなった。3.MgFe_2O_4の微粉末化を試みた。真空中およびAr雰囲気中で蒸発法により作製した。しかし、組成分析とX線解析の結果、Mgの含有量は非常に少なく、大部分はFe_3O_4とFe_2O_3の混合状態であった。これはMgの融点が低く、蒸気圧が高いためと考えられる。そこで、Fe_3O_4の微粉末(粒子径5nm50nm)について磁気測定を行って、Tcと結晶粒径の関係を調べた結果、粒子径が10nm以下になるとバルクのFe_3O_4のTc(約500°C)よりかなり低くなる(300400°C)ことが判明した。4.Coの微粒子をAr雰囲気中で蒸発法で作製し(10nm100nm)、粒子径と磁化、Tcの関係を調べたが、いずれもバルクと一致した。Tcを変化させるためには、さらに小さい微粒子となる必要があることが判った。Coの場合は作製中に酸化が起こり粒子の表面がCoOになるが、これを利用する方法を考えている。5.種々の薄膜を作製しTcを測定した。TcはいずれもRT100°C程度であることが判明した。今後生体適合性のある薄膜を作製する計画である。生体適合性を持つ磁気発熱材料の開発と小動物実験に関して、以下のような結果を得た。(1)微弱カー効果測定用電磁石(日本分光(株)製)を購入し、既設の装置に取り付け、微粒子や超薄膜などの微弱な磁性体の磁気ヒステレシス曲線をカー効果で測定できるようになった。

(2)前年度に続き、マグネタイト(Fe_3O_4)の超微粒子(5nm50nm)について磁気相変態の臨界指数を決定し、キューリ-温度(Tc)を正確に求めた。Tcは粒子径が小さくなるに従って低下することが判明した。発熱量は充分であった。しかし、5nmの粒子のTcは430°Cであり、温熱療法に使用するにはまだ高く、今後はさらに粒子経を小さくする必要がある。(3)Fe/Cu,Fe/Auの超薄膜人工格子を原子層単位で作製し臨界指数とTcを決定した。両系とも、Feの膜厚を薄くするとTcは低下した。Feを1原子層程度の極限まで薄くした結果、Tcが80°Cまで低下することが判明した。特にFe/Au系はFeを薄くしてもFeの磁化は低下せず、Tcのみが低下することが分かり、温熱材料へ応用できる可能性がある。今後、磁気ヒステレシス、発熱量の測定を行う計画である。(4)MgFe_2O_4にSiを添加したMg_<21+x>Fe_<2->xSi_xO_4(x=0.10.5)を作製し、磁気ヒステレシス曲線、発熱量、Tcを測定した。組成xの増加に対して、Tcは低下し、x=0.5で330°Cまで低下することが分かった。しかし発熱量も同時に低下し、温熱療法へ適用するには問題がある。今後はTi添加を行う計画である。(5)温熱療法への応用のための臨床学的基礎実験として、開発した。MgFe_2O_4の微粉末を用いて、小動物(ラット、ヌードマウス)を使用した実験を行った。動物の肝臓、腎臓などの内蔵または後背部皮膚に移植したがん組織に粉末を直接塗布して温熱効果を測定した。がん組織の壊死が確認された。生体適合性を持つ磁気発熱材料の開発と小動物実験に関して、本年度は以下のような結果を得た。2. Fe_3O_4超微粒子を作製しキューリー温度(Tc)を求めた。しかし5nm以下の粒子は得られなかった。3. MgFe_2O_4の微粉末を化学的手法で作製した。残留有機溶媒を500°Cで焼き、2029nmの直径のMgFe_2O_4が得られた。しかしTcはバルクとほぼ同じで380°Cであった。5nm程度の微粒子を得るためには、残留有機溶媒を溶融してMgFe_2O_4を得る手法を開発する必要があると考えられる。4.薄膜インプラント材料として、超薄膜人工格子のFe/Au系とFe/Al系を作製し、Tcと発熱量を測定した。Fe/Au系はFe層の厚さが23ML程度ではTcが400°Cまで低下したが、発熱には至らなかった。Fe/Al系は金属間化合物が形成された。5.温熱療法への応用のために臨床学的基礎実験を行った。バルクのMgFe_2O_4の微粉末を用いて、小動物(ラット、ヌードマウス)を使用して実験を行い、肝臓、腎臓などの内蔵または後背部皮膚に移植したがん組織に粉末を直接塗布して温熱効果を測定し充分な温度上昇があることが分かった。6.開発した材料と温熱療法への応用に関して、バルクではTi系が有効であり、微粉末では化学的手法による作製法が有望であることが分かった。また、臨床基礎実験では塗布法が有効であることが分かった。
TPRモチーフを含む新規な遺伝子ファミリーOsCEOの機能解明

イネの胚乳変異体であるflo2変異体は、種子貯蔵デンプンや貯蔵タンパク質生合成に関わる複数の遺伝子の発現量が顕著に低下し、乳白で小粒の胚乳を生じる。このことからこの変異の原因遺伝子は貯蔵物質生合成に関わる制御因子をコードしていることが示唆されている。マップベースクローニングにより、この変異の原因遺伝子を単離した。その結果、この変異体ではTPRモチーフを有する新規なタンパク質をコードしている遺伝子に点変異が生じていることがわかった。この野生型の遺伝子をflo2変異体に導入したところ、得られた形質転換体の種子は野生型の表現型を示した。これらの形質転換体は、flo2変異体で発現量が減少していた貯蔵デンプンや貯蔵タンパク質の生合成に関わる遺伝子の発現量が回復していた。また、貯蔵デンプンの構造も野生型と同等になった。このことから、この遺伝子(FLO2)がflo2変異の原因遺伝子であることがわかった。FLO2遺伝子は緑葉および未熟種子で強く発現をしていた。また、この遺伝子の発現量は登熟の進行とともに増加した。FLO2と相互作用する因子を探索したところ、bHLHタンパク質とLEAタンパク質が検出された。FLO2はこれらの因子と協調的に種子貯蔵物質生合成系遺伝子群の発現を制御しており、種子の大きさや品質に関わる重要な因子であることが示唆された。FLO2遺伝子の過剰発現形質転換体では貯蔵デンプンや貯蔵タンパク質の生合成に関わる遺伝子の発現量が野生型よりも高くなっていた。また、生じた種子サイズや種子重量は野生型よりも有意に大きかった。このことからFLO2は種子貯蔵物質生合成系遺伝子群の発現を制御している上位の制御因子であり、この過剰発現により貯蔵物質の生合成に関わる遺伝子群の発現量が増加し、その結果として種子の大型化が起こったものと考えられた。高温で登熟したイネ種子は貯蔵デンプンの質的・量的な変質が起こり、背白などの白化米が生じる。一方、OsCEO1が欠損し、全白種子が生じるflo2変異体では、デンプン生合成系遺伝子群や貯蔵タンパク質遺伝子などの種子貯蔵物質生合成に関わる多くの遺伝子の発現が大きく低下するなど、高温登熟種子の形態と共通点が多いため、flo2変異体は高温登熟障害イネのモデル系となる。flo2変異体ではATP合成酵素遺伝子の発現量が大きく低下したが、高温障害によりATP合成酵素遺伝子の発現量が低下するかどうかを調べ、高温障害と未熟種子に含まれるATP含量との関係を明らかにした。ATP含量がflo2変異体や高温登熟種子の登熟過程でどのように変化しているかを継時的に解析したところ、強い高温障害が生じた日本晴、台中65号の未熟種子では明らかなATP含量の低下が認められた。一方、高温障害が起こりにくい品種である金南風では、高温ストレスを与えた場合でも通常栽培と同等の量のATP含量が検出され、あまり変化が生じないことがわかった。一方、flo2変異体では通常条件で登熟した場合でも野生型に比べてATP含量の減少が認められた。また、金南風に由来するflo2変異体に高温ストレスを与えた場合にも、顕著なATP含量の減少が認められ、通常栽培よりも13%の収量減となった。このことから、flo2変異体でも高温ストレスにより高温障害が起こることがわかった。親系統の金南風では、ほとんど高温障害が起こらないことから、OsCEO1の機能が欠損することで高温障害が増悪化することがわかった。これらの結果から、flo2変異体および高温障害イネで生じた白化米の発生に未熟種子に含まれるATP含量の減少が強く連鎖していることが示唆された。

イネの貯蔵デンプンや貯蔵タンパク質は種子の登熟期に短期間で生合成され蓄積される。イネのflo2変異体は乳白で小粒の胚乳を生じる。この変異体では、登熟期に強く発現する貯蔵デンプン、貯蔵タンパク質生合成に関わる遺伝子の発現量が顕著に低下するため、この変異の原因遺伝子は貯蔵物質生合成に関わる制御因子であることが示唆された。flo2変異の原因遺伝子をマップベース・クローニングを試みた。その結果、第4染色体の1つの遺伝子に終止コドンが生じる変異が起こっていることがわかった。野生型イネよりこの遺伝子を単離し、flo2変異体に導入したところ、得られた形質転換体は野生型の表現型を示したことから、この遺伝子がflo2変異の原因遺伝子であることが同定された。そこでこの遺伝子をFLO2(FLOURY ENDOSPERM2)と命名した。FLO2遺伝子は緑葉および未熟種子で強く発現をしていた。また、この遺伝子の発現量は登熟の進行とともに増加した。この遺伝子(FLO2)はTPRドメインを有する新規なタンパク質をコードしていた。また、FLO2と相互作用する因子として、bHLHタンパク質とLEAタンパク質が検出された。このことからFLO2はこれらの因子と協調的に種子貯蔵物質生合成系遺伝子群の発現を制御しており、種子の大きさや品質に関わる重要な因子であることが示唆された。一方、このホモログであるFLL1およびFLL2は緑葉での特異的な発現が認められており、これらは緑葉での転写制御に関与していると考えられた。なお、OsCEOの名称はPlant Cellに投稿した論文の査読の過程でFLO2およびFLLこ改めることが適当であるとの指摘があり、これに従うことにした。イネの胚乳変異体であるflo2変異体は、種子貯蔵デンプンや貯蔵タンパク質生合成に関わる複数の遺伝子の発現量が顕著に低下し、乳白で小粒の胚乳を生じる。このことからこの変異の原因遺伝子は貯蔵物質生合成に関わる制御因子をコードしていることが示唆されている。マップベースクローニングにより、この変異の原因遺伝子を単離した。その結果、この変異体ではTPRモチーフを有する新規なタンパク質をコードしている遺伝子に点変異が生じていることがわかった。この野生型の遺伝子をflo2変異体に導入したところ、得られた形質転換体の種子は野生型の表現型を示した。これらの形質転換体は、flo2変異体で発現量が減少していた貯蔵デンプンや貯蔵タンパク質の生合成に関わる遺伝子の発現量が回復していた。また、貯蔵デンプンの構造も野生型と同等になった。このことから、この遺伝子(FLO2)がflo2変異の原因遺伝子であることがわかった。FLO2と相互作用する因子を探索したところ、bHLHタンパク質とLEAタンパク質が検出された。FL02はこれらの因子と協調的に種子貯蔵物質生合成系遺伝子群の発現を制御しており、種子の大きさや品質に関わる重要な因子であることが示唆された。
親族データベースの構築と運用に関する総合的研究

本研究は、親族データベース(以下DB)の開発とそのXML環境に関する研究、先住民知識DBの構築に関する連携研究を目的として構想された。研究成果の第一は、親族DB「アライアンス」の開発そのものである。親族DBおよび家系図表示ソフトのフリーウェアとして、もしくは、ウェブ版の使用が可能である。第二の成果は、オーストラリアおよびニュージーランドの研究者との親族DBおよび先住民知識に関わる情報交換である。また、歴史人口学や歴史人類学、また、フィールドワーカーとの連携研究もまた、本研究の重要な要素であった。平成18年度は、研究会、調査研究、ソフトウェアの更新、サーバシステムの更新を行った。また、研究成果として2点を公開した。本科研の基盤となる親族データベースシステム(系譜データベースおよび家系図表示)のアライアンス・システムの評価および、分担者の研究状況についての研究会を開催し、情報交換を行った(旅費)。研究代表者の杉藤がオーストラリアおよびニュージーランドにおいて、国立大学、アボリジニ・トレス海峡民研究所、NT美術博物館、シドニー工科大学、クイーンズランド大学、ニュージーランド国立博物館テパパを訪問し、親族先住民知識データベース構築および連携の可能性に関する調査研究を行った(旅費)。また、分担者の窪田が、フランス、ノルウェーにおいてケーブランレー美術館および国立ノルウェー放送局他を訪問し、先住民知識に関する情報収集を行った(旅費)。アライアンス・システムのバグフィックスおよび次バージョンの開発を行い、物品費として購入した(物品費)。本年度における主要な開発部分としては、親族名称エディタの実装、複数属性の同時表示機能の実装、ヘルプの更新などを追加し、バグフィックスを行った。また、旧態化していたサーバを強化するために、サーバを更改し、OSまわりと主要基幹ソフトウェアの更新を行った。(物品費)なお、本研究に関連して、平成17年12月17日に東京大学医学部で開催された「人文科学とコンピュータシンポジウム」における発表「親族関係分析システム「アライアンス」による「宗門改帳」分析の試み」にたいし、情報処理学会から平成18年度山下記念研究賞を受賞したことを報告していきたい。この研究成果は、本研究の前身となる基盤研究(B)「親族データベースおよび系図の利用に関する応用人類学的研究」(平成15-17年度)に基づくものであるが、本研究とも密接に関連を持っている。本年度の主たる研究実績では、まず、「アライアンス」(親族データベースおよび家系図作成ソフトウェア)の開発では、ウェブ版の新規バージョンの開発に着手、基本的開発を完了して間もなく公開の予定である。新規機能として、親族名称エディタ(KinTerm)を開発し、スタンドアローン版に初期バージョンを実装し公開した。また、前年度に購入し試験運用した新サーバの本格運用を開始した。また、分担者の遠藤は、発展系としての3Dベースの「アライアンス」の開発に着手した。代表者は、8月および3月にオーストラリアおよびニュージーランドを訪問し、関係先との情報交換を行い、親族知識を含む先住民知識データベースの開発についての連携研究の可能性について討論を行った。成果報告としては、代表者は、二度の研究会において発表を行った。平成19年6月30日、第31回歴史人口学セミナー(於:麗沢大学東京センター)において「宗門改帳をフィールドワークする」と題して発表し、歴史人口学の研究者との情報交換を行った。また、平成20年3月14日には、オーストラリア国立大学人口社会調査研究所にて「Fieldwork Using the Historical Documents of Edo Era, Japan: A Cultural Anthropological Approach」と題して発表し、人口学者および自然人類学者との情報交換を行った。また、平成20年2月には、朝鮮半島の族譜研究を行う嶋陸奥彦教授(東北大学)の所有する族譜(もしくは、戸籍)データベースとの連携研究を行うためのアプリケーションの初期バージョンを開発し、今後とも開発を継続することとした。最終年度の平成20年度においては、当面の開発と研究を完了し、今後に期す所存である。最終年度の本年度は、親族データベースの汎用的な利用のために親族組織にかかわる諸規則の解析を行うこと、先住民知識に関連する各種データベースとの連携データベースの開発の2点の目標を掲げ、親族データベース「アライアンス」の完成を目指した。「アライアンス」の新たな機能としては、「双系」表示機能をもうけたこと、ウェブ版の精緻化をめざした開発をおこなったこと、スタンドアローン版との連携機能を強化したこと、ウェブ版とスタンドアローン版の機能をほぼ同等のものを開発した(物品費)。また、ウェブウサービスの強化のために、サーバのメモリを増強した(物品費)。さらに、国外研究者との連携については、連携研究者の遠藤守(中京大学情報理工学部准教授)をオーストラリアに送り、シドニー大学のIan Johnsonらの研究集団との情報交換およびプレゼンテーションをおこない、また、シドニー工科大学のMartin Nakataらとの情報交換をおこなった。また、代表者の杉藤もまたオーストラリアおよびニュージーランドにおいて数度のプレゼンテーションを実施し、「アライアンス」の機能を紹介するとともに、情報交換をおこなった(国外旅費)。

また、21年2月には国内研究集会(参加者6名)を開催(国内旅費)し、「アライアンス」の開発の現状を報告するとともに、招待研究者の永田好克(大阪市立大学)から、親族ネットワーク研究の重要性にかかわる貴重な報告を聞いた。本年度において、十分展開ができなかったのは、韓国の系譜研究と関連した歴史人口学および歴史人類学との連携であった。また、XML関連の事項については、「アライアンス」からのXML出力を他のデータベースとの共有のための手法を開発する点、不十分であった。「アライアンス」のバグフィックスや機能向上も途上であり、残された課題について、今後とも展開を期したい。
対イオン添加による流動下のミセルネットワークゲルの生成・成長挙動に関する研究

ひも状ミセル(界面活性剤)水溶液に対イオンを添加すると、ミセルネットワークゲルが形成され、種々の複雑な流れ挙動が現れる。実験により、ゲル化を伴う流動現象に対する基礎的知見を得た。界面活性剤に対する対イオン濃度が小さいと、ゲル化が十分に進まず、不安定現象が現れた。円管内の置換流れでは、ゲル化を伴う系の新しい流動パターンを見いだした。また、ゲル状物質を扱う数値シミュレーションのための計算モデルの提案を行った。ひも状ミセル(界面活性剤)水溶液に対イオンを添加すると、ミセルの絡み合いが生じ、ミセルネットワークゲルが形成される。その結果、種々の複雑な流れ挙動が現れる。これまでの研究では十分に得られていなかった、ゲル化を伴う流動に対する基礎的知見を得るために、本研究では、実験と数値計算の両面から研究を遂行し、次の成果を得た。実験では、Hele-Shawセル内の指状体成長、ジェット注入流れ、円管内の置換流れを対象に、ゲル化を伴う流れ場における流動挙動を調べた。その結果、注入界面活性剤に対する対イオン濃度が小さいと、ゲル化が十分に進まず、界面の不安定現象が現れることが分かった。さらに、ジェット注入では、界面付近のミセルネットワークが高配向する領域と内部の等方領域が存在する構造を形成することが分かった。また、円管内の置換流れでは、ゲル化を伴う系特有の新しい流動パターンを見いだした。また、数値計算では、ゲル状物質を扱う数値シミュレーションのための計算モデルとして、バイオフィルムの成長現象、浸透圧の効果を考慮した二流体モデルについて、数値計算プログラムを作成した。そして、これらの手法をゲル化を伴う流れの解析への応用可能性が示唆される結果を得た。当該研究は,実験と数値計算の両面から,ひも状ミセルが形成されるカチオン系界面活性剤水溶液に対イオンである塩を添加した際に現れる自己組織化現象(ゲル化)の工学的利用のための基礎的な知見を得るための研究を行うものである.平成23年度は,円管流路内のカチオン系界面活性剤水溶液への塩添加によるミセルネットワークゲル生成現象および壁面への付着現象の可視化実験と付着条件に関する実験のデータを整理し,さらに,Hele-Shawセル内の界面活性剤水溶液と対イオン(塩)水溶液の界面におけるゲル生成に伴う界面不安定現象に関する実験を行い,界面形状パターンと諸条件の関係を整理した.界面形状パターンは多岐にわたり,濃度比と界面移動速度に大きく影響されることがわかった.これらの結果から,ゲル化を伴う複雑な流動現象に関する知見を得ることができ,今後の研究の基礎となる知見が得られた.数値計算では,溶液中のゲル状物質の変形挙動の解析のために,溶液中の高分子液滴の膨潤現象の数値シミュレーションモデルを提案した.本モデルは,ゲル状物質と周囲流体の流れを.二流体モデルで表し,さらに浸透圧の影響を取り入れたもので,流動下のゲル状物質の成長現象を連続体力学的に扱う手法として有用である.また,ミクロ計算モデルとして,フロック形成流体の数値計算モデルを開発した.本モデルをもとにミセルのゲル化モデルへの改良が可能であると考えられる.実験においては,当初予定のデータの収集を行い,複雑な系で現れる現象の各要因について調べるための実験にも着手している.数値計算では,連続体力学手法とマクロシミュレーションの両手法に関する計算モデルを提案した.以上の成果により,当初の研究目的を概ね達成できていると判断した.実験では,比較的簡単な流れ場におけるカチオン系界面活性剤への塩添加によるゲル化挙動を扱い,ゲル化に伴い起きる特異現象に影響を及ぼす要因を調べる.そして,その結果を基にミセルネットワークゲルの生成を利用した機能性発現への応用への可能性を検討する.数値計算では,ゲルの変形を扱うために粘弾性モデルの適用を検討する.また,現時点では,ミクロモデルとマクロ流動計算とのカップリング計算では,単純な流れ場しか扱えないため,連続体力学的手法を中心に研究を進める.ただし,ミクロモデルの改良については引き続き検討を行う.当初予定していたシリンジポンプについては,研究室で自作した装置で予備実験を行い,その結果をもとに仕様を確定させるために,本年度の購入をとりやめたが,次年度の研究費で購入する予定である.また,次年度経費で,計画の解析用コンピュータを購入するとともに,実験装置の製作費,消耗品費を支出する予定である.また,研究成果を学会発表するための旅費を使用する予定である.
パッチクランプ技術の二,三の開発

パッチクランプ法の発展に伴ない一般生理学は大きな発展期を迎えているが、パッチ法により単に単一チャネル電流を記録するのみでなく、一箇の細胞全体の電流を記録して多細胞系の実験系で行ってきた。電流系の実験をミクロ及びマクロの視点に立って研究することが必要となった。このためにはパッチクランプ法を改良してその生理学的研究への利用を一層容易にする工夫が必要である。本試験研究においては一箇心細胞全体の電流系の測定を続けると共に同時に、細胞内のpH、Ca濃度を測定しうるような装置を作成した。それには倒立型顕微鏡に回折格子分光器、光チョッパー、光電子倍増管を付した一連のミクロ測定装置を作成し、その出力をロックイン増幅器を介してオシロスコープ上に、又は計算機中に記録できるようにした。この装置は完成して目下実験を急いでいる。次に細胞のINSIDE OUT標本の作成法について機械的脱膜法を考察し、これによる実験を発表した。最後にパッチ法の一改良として細胞内の透析がある。透析技術の改良も本研究の一目的であった。本年度は透析技術の改良についてGAP法を改良すべく実験を進めたが、現在まで充分な改良をなし得なかった。しかし電極直径を5μmに増加することにより、一本の電極を用いても充分効率よい透析が得られた。本年度は現法を利用して実験を進めたが、来年次には二本電極を用いる潅流法を用いて透析効率を一層良好にする実験が組まれている。本研究は一箇年をもって終了し、次年度は特定研究においてこれらの研究を一層進める予定である。
新規多発性骨髄腫モデルマウスを用いた統合的エピジェネティック治療の確立

形質細胞の難治性悪性腫瘍である多発性骨髄腫においては、その発症と進展にヒストンメチル化異常が関与し、ヒストン脱メチル化酵素UTXの不活性型変異が報告されている。成熟B細胞のみでUtxが欠損し、かつ活性型Braf-V600E変異が生じるコンパウンドマウスを作製したところ、一定数のマウスが多発性骨髄腫を発症した。この新たな骨髄腫モデルマウスのエピジェネティック異常を解明して治療標的遺伝子を同定し、更にこのマウスを用いてヒストンメチル化酵素EZH2/EZH1共阻害剤やBmi1阻害剤によるエピジェネティック治療や既存治療薬等との併用療法の効果を検証し、統合的エピジェネティック治療の確立を目指す。
高性能MRI造影剤設計の学理開拓 ―配位不飽和配位高分子を基体とする新アプローチ

本研究は配位不飽和サイト(CUS)を有する多孔性配位高分子(PCP)を基体として高性能の磁気共鳴画像化法(MRI)の造影剤(CA)を創製することを目的とする.本年度は生体毒性の低い中心金属Mn(II)と2,5-dihydroxy-1,4-benzenedicarboxylato配位子としてPCPを合成し,その構造解析,サイズ制御,水分散性について検討した.水熱法により合成したところ,マイクロメーターサイズのPCPを生成した.既報との比較によりCUSを有するPCPであることが判明した.CUSは水溶液中では水分子を配位し高緩和能が期待できる.ついで酢酸MnのDMF溶液に配位子のDMF溶液を20時間かけて滴下し,得られた固体をメタノールに浸漬してPCPを合成した.浸漬時間を1日から6日までのばし,構造解析したところ,PCPの生成および粒子サイズの縮小が見られ,なんらかの熟成が起きていることがわかった.最終的に目標とするナノサイズ(10150 nm)のPCPを得る事が出来,がんへのEPR効果による送達が期待できる.ついで水やリン酸緩衝生理食塩水への分散性を検討した.分散後23分経過して沈殿物を確認した.240分後にはほぼ全て沈殿した.分散性の低さが課題となる.5分後の懸濁液のDLSを調べたところ粒径は2000から6000 nmであり,凝集していることがわかった.水分散性の向上を目指すべく,メトキシポリエチレングリコール(PEG)アミンでPCP上の末端カルボキシル基の修飾を試みた.上記の合成条件下でこれを添加したものの粒子のSEM像は変わりなく,PEG化されていないと判断できる.サイズ制御と併せて分散性の向上が課題である.CUSを有するナノサイズのPCPを合成することには成功したものの,水分散性が低いことが判明した.これは表面のカルボキシル基による水和だけでは水分散性の確保が困難であるという予想外の原因によるものである.このため安定性の評価や,磁気緩和能の測定,in vivoイメージングへの展開など,次のステップに進むことができず,水分散性の確保とサイズ制御を両立させる表面修飾法の探索を余儀なくされている.今後上記のようにPEG化を中心に検討を進める.PCPの水分散性が確保できればそれは一つの学術的に有意義な副産的成果となる.上記のようにPCPの水分散性の確保が課題である.すでに述べたようにPCPのカルボキシル基をアンカーにPEG化することを現在検討中である.その他シクロデキストリンの化学結合やスルホ基を有する配位子でPCPのMn表面を被覆するなど,共有結合や非共有結合的な戦略を試行する.2019年度の前半にめどをつけ,後半で安定性・緩和能評価を行う.水中で不安定なものや緩和能が著しく低いものはPCP設計からやり直す.良好なものは次のin vivo検討,さらに配位子骨格を拡張したPCPへ展開し,生体安全性の高く,高緩和能を有し,さらに診断薬や抗がん剤を包接できるPCPの設計指針を獲得する.本研究は配位不飽和サイト(CUS)を有する多孔性配位高分子(PCP)を基体として高性能の磁気共鳴画像化法(MRI)の造影剤(CA)を創製することを目的とする.本年度は生体毒性の低い中心金属Mn(II)と2,5-dihydroxy-1,4-benzenedicarboxylato配位子としてPCPを合成し,その構造解析,サイズ制御,水分散性について検討した.水熱法により合成したところ,マイクロメーターサイズのPCPを生成した.既報との比較によりCUSを有するPCPであることが判明した.CUSは水溶液中では水分子を配位し高緩和能が期待できる.ついで酢酸MnのDMF溶液に配位子のDMF溶液を20時間かけて滴下し,得られた固体をメタノールに浸漬してPCPを合成した.浸漬時間を1日から6日までのばし,構造解析したところ,PCPの生成および粒子サイズの縮小が見られ,なんらかの熟成が起きていることがわかった.最終的に目標とするナノサイズ(10150 nm)のPCPを得る事が出来,がんへのEPR効果による送達が期待できる.ついで水やリン酸緩衝生理食塩水への分散性を検討した.分散後23分経過して沈殿物を確認した.240分後にはほぼ全て沈殿した.分散性の低さが課題となる.5分後の懸濁液のDLSを調べたところ粒径は2000から6000 nmであり,凝集していることがわかった.水分散性の向上を目指すべく,メトキシポリエチレングリコール(PEG)アミンでPCP上の末端カルボキシル基の修飾を試みた.上記の合成条件下でこれを添加したものの粒子のSEM像は変わりなく,PEG化されていないと判断できる.サイズ制御と併せて分散性の向上が課題である.CUSを有するナノサイズのPCPを合成することには成功したものの,水分散性が低いことが判明した.これは表面のカルボキシル基による水和だけでは水分散性の確保が困難であるという予想外の原因によるものである.このため安定性の評価や,磁気緩和能の測定,in vivoイメージングへの展開など,次のステップに進むことができず,水分散性の確保とサイズ制御を両立させる表面修飾法の探索を余儀なくされている.今後上記のようにPEG化を中心に検討を進める.PCPの水分散性が確保できればそれは一つの学術的に有意義な副産的成果となる.上記のようにPCPの水分散性の確保が課題である.

すでに述べたようにPCPのカルボキシル基をアンカーにPEG化することを現在検討中である.その他シクロデキストリンの化学結合やスルホ基を有する配位子でPCPのMn表面を被覆するなど,共有結合や非共有結合的な戦略を試行する.2019年度の前半にめどをつけ,後半で安定性・緩和能評価を行う.水中で不安定なものや緩和能が著しく低いものはPCP設計からやり直す.良好なものは次のin vivo検討,さらに配位子骨格を拡張したPCPへ展開し,生体安全性の高く,高緩和能を有し,さらに診断薬や抗がん剤を包接できるPCPの設計指針を獲得する.配位不飽和サイトを有する多孔性配位高分子を得ることに成功したが,水分散性が低いことが判明し,その次のステップに進めなかったのが原因である.次年度には水分散性の確保を共有結合や非共有結合戦略の双方から検討し,研究を加速させる.その際に今回生じた次年度使用額を活用する.
長期的に異なる光質環境が植物の光合成特性と個体成長特性に与える影響の解明

長期間の赤色光と青色光の混合光の照射は,赤色光のみの照射に比べてイネ個体の還元態窒素集積量を増加させる作用があることが分かってきた.このことは,青色光がイネの窒素吸収および同化において重要な役割を果たしていることを示唆している.そこで本年度は,イネの窒素吸収および同化に及ぼす影響を詳細に調べるため,イネ葉の硝酸同化の律速酵素であるNADH依存性硝酸還元酵素(NADH-NR)活性について解析を行った.なお,光がNADH-NR活性に及ぼす影響は,光を短期間照射する場合と長期間照射する場合とで異なる可能性があるので,今回は短期間の照射に的を絞って調査した.播種後25日目の苗を実験材料とした.赤色光のみ(R区),青色光のみ(B区)あるいは赤青混合光(RB区;赤:青=4:1)を短期間照射(5分間または12時間)して,最上位完全展開葉(第4葉)のNADH-NR活性を測定した.測定項目は,全NADH-NR量を反映した活性(total活性)および生体内において活性化状態にあるNADH-NR量が全NADH-NR量に占める割合を反映する活性化率とした.5分間照射では,total活性は3試験区に有意差はなかった.活性化率はRB区がR区およびB区より有意に高かった.このことから,5分間照射では,total活性は光質の影響を受けないものの,赤色光と青色光を混合照射した場合のみ,NADH-NRの活性化率を上昇させると考えられた.12時間照射では,total活性はRB区がR区およびB区よりも有意に高かった.活性化率はRB区およびB区がR区より有意に高かった.以上の結果から,照射時間によって青色光がNADH-NRに及ぼす影響の程度は異なるものの,青色光の短期間照射はNADH-NRの活性化率上昇を誘導することが示唆された.この現象は,赤青混合光照射下で成育したイネ個体の還元態窒素集積量の増加に貢献したかもしれない.赤色光に青色光を添加して,長期間照射して成育させた植物では,赤色光のみの照射と比較して乾物生産性が向上する傾向にあるという報告があるが,その機構は未解明である。そこで本研究では,青色光の添加が植物の成長に与える影響を解明することを目的として,長期的な赤色光および赤色青色混合光照射下におけるイネ(日本晴)の個体成長および各器官への窒素分配について調べた。栽培光源には赤色と青色の発光ダイオードを用い、赤色光のみを照射(以後,R100区),または赤色青色混合光を照射(全PPFDに占める赤色光と青色光の割合がそれぞれ80%と20%;以後,R80B20区)し,PPFD 460μmol m^<-2>s^<-1>で35日問水耕栽培した。全乾物重はR80B20区がR100区より若干大きかったが、草丈,総葉面積,比葉面積(SLA),葉重比(LWR)には処理間に有意差はなかった。長期間(4週間)の光質処理では、光質は日本晴の形態にほとんど影響を与えないことがわかった。個体の還元態窒素集積量はR80B20区がR100区より大きく,さらに葉面積あたりの還元態窒素量もR80B20区で大きかった。R80B20区において,個体全体および葉面積あたりの還元態窒素量がR100区より大きくなる傾向は,低窒素栄養条件下で栽培したイネでも認められた。以上より,赤色光への青色光の添加によりイネの窒素吸収が促進される可能性、あるいは、吸収した窒素を還元態窒素にする反応が促進される可能性が示唆された。現在,日本晴と窒素吸収特性の異なる品種であるササニシキを供試材料として同様に試験しており、その結果を含めて赤色光へ青色光を添加して栽培したときのイネの乾物生産性と窒素吸収・利用特性についての理解をさらに深める予定である。赤色光に青色光を添加して,長期間照射して成育させたイネは,赤色光のみを照射して成育させたイネと比較して乾物生産が1.21.5倍向上し,それは主に純同化率の増加に起因することを明確にしてきた。純同化率の増加は,葉の光合成の促進によるものと予想されることから,本年度は,赤色光に青色光を添加した混合光の長期的な照射が,個葉レベルでのイネ葉の光合成に及ぼす影響について調査を行った。栽培光源に発光ダイオードを用い,赤色光のみを照射(R100区),または赤青色混合光を照射(全PPFDに占める赤色光と青色光の割合がそれぞれ80%と20%;R80B20区)し,460μmolm^<-2>s^<-1>でイネ(日本晴)を水耕栽培し,播種後56日目の最上位完全展開葉を用いて,葉身窒素量,光合成関連酵素・タンパク質量および光合成速度の測定を行った.光合成関連酵素・タンパク質であるRubisco, Cytochrome f,クロロフィルのそれぞれの量はR100区に比べてR80B20区でおよそ1.21.3倍多かった.またこれらの酵素・タンパク質量の増加は葉身の全窒素量の増加に起因するものであることがわかった.さらに,ハロゲンランプを測定光源として光合成速度を測定したところ, R80

B20区はR100区に比べてポテンシャルとしての光合成能力が高く,かつ成育環境と同じPPFDでの光合成速度が高いことも確認された.以上の結果から,赤色光への青色光の添加によって,イネ葉身の窒素量が増加することで,個葉レベルでの光合成能力は増加し,与えられた生育環境下での光合成速度が高くなることが示唆された。また,この個葉レベルでの光合成の増加は,赤青混合光照射下で成育したイネの純同化率および乾物生産増加に貢献していると考えられた.長期間の赤色光と青色光の混合光の照射は,赤色光のみの照射に比べてイネ個体の還元態窒素集積量を増加させる作用があることが分かってきた.このことは,青色光がイネの窒素吸収および同化において重要な役割を果たしていることを示唆している.そこで本年度は,イネの窒素吸収および同化に及ぼす影響を詳細に調べるため,イネ葉の硝酸同化の律速酵素であるNADH依存性硝酸還元酵素(NADH-NR)活性について解析を行った.なお,光がNADH-NR活性に及ぼす影響は,光を短期間照射する場合と長期間照射する場合とで異なる可能性があるので,今回は短期間の照射に的を絞って調査した.播種後25日目の苗を実験材料とした.赤色光のみ(R区),青色光のみ(B区)あるいは赤青混合光(RB区;赤:青=4:1)を短期間照射(5分間または12時間)して,最上位完全展開葉(第4葉)のNADH-NR活性を測定した.測定項目は,全NADH-NR量を反映した活性(total活性)および生体内において活性化状態にあるNADH-NR量が全NADH-NR量に占める割合を反映する活性化率とした.5分間照射では,total活性は3試験区に有意差はなかった.活性化率はRB区がR区およびB区より有意に高かった.このことから,5分間照射では,total活性は光質の影響を受けないものの,赤色光と青色光を混合照射した場合のみ,NADH-NRの活性化率を上昇させると考えられた.12時間照射では,total活性はRB区がR区およびB区よりも有意に高かった.活性化率はRB区およびB区がR区より有意に高かった.以上の結果から,照射時間によって青色光がNADH-NRに及ぼす影響の程度は異なるものの,青色光の短期間照射はNADH-NRの活性化率上昇を誘導することが示唆された.この現象は,赤青混合光照射下で成育したイネ個体の還元態窒素集積量の増加に貢献したかもしれない.
細胞分裂関連遺伝子を標的とした歯周病アンチセンス療法の開発

ペプチドグリカンは細菌の細胞壁の基礎構造をなす独特な化学組成と分子構造をもったヘテロポリマーであり、細菌の生命の維持に深く関わっていることが知られている。我々はPorphyromonas gingivalis(以下P.g)のペプチドグリカン合成過程に重要な酵素の一つであるmurC遺伝子の構造と機能を明らかにした。この領域は大腸菌におけるmra領域(murein synthesis cluster a)に相当することが明らかになった。現在までにP.gのmurC遺伝子の下流に存在する遺伝子のクローニングを行い、3つのORFがそれぞれ大腸菌のFtsQ、FtsAおよびFtsZに対して高いホモロジー(16%,33%,54%)を示すことがわかった。また大腸菌FtsAでは、5つの保存モチーフを持つことが知られているが、P.gFtsAにおいても、同様のモチーフを確認することができた。さらにP.gFtsAについて性質を調べたところ、大腸菌においてP.gFtsA遺伝子を過剰発現させると、filamentationを起こし、cell growthが阻害されることが位相差顕微鏡レベルで観察された。さらにP.gFtsZは、他菌種FtsZと同様にGTPase活性を有するが、以下の点でユニークな性質を示すことがわかった。すなわち、1)GTPase活性がNa^+やK^+によって活性が阻害されること、2)Mg^<2+>非存在下でも活性を有すること、およびEDTAによって活性が阻害されないことが明らかとなった。また、P.gFtsZのC末端deletion mutantを作製して、大腸菌におけるfilamentationの変化を観察したところ、C末端から177アミノ酸をdeletionしたmutantでは、filamentationがみられなくなることからT281からE330の間にP.gFtsZの機能に重要な領域が存在することが示唆された。現在、site-directed mutagenesis法を用いて当該領域におけるアミノ酸の同定を行っている。我々はPorphyromonas gingivalis(以下p.g)のぺプチドグリカン合成過程に重要な酵素の一つであるmurC遺伝子の構造と機能を明らかにした。この領域は大腸菌におけるmra領域(murein synthesis clustera)に相当することが明らかになった。これまでにこの領域に属す遺伝子群に関する報告は、大腸菌や枯草菌におけるものだけであり、p.gといった口腔内細菌に関する研究は認められない。現在までにp.gのmurC遺伝子の下流に存在する遺伝子のクローニングを行い、2つのORFがそれぞれ大腸菌のFtsQおよびFtsAに対して高いホモロジー(16%および33%)を示すことがわかった。また大腸菌FtsAでは、5つの保存モチーフを持つことが知られているが、p.g FtsAにおいても、同様のモチーフを確認することができた。さらにp.g FtsAについて性質を調べたところ、大腸菌においてp.g ftsA遺伝子を過剰発現させると、filamnentationを起こし、cellgrowthが阻害されることが位相差顕微鏡レベルで観察された。次にftsA遺伝子の一部をプローブとしてクローニングを進めたところftsA遺伝子の下流に大腸菌ftsZと高いホモロジーを示すORFの存在することがわかった。ORF領域をPCRにて増幅し、蛋白の発現を行った結果、約50kDa蛋白の発現が確認された。さらにP.gingivalis FtsZは、大腸菌FtsZと異なるタイプのGTPase活性を有することがわかった。すなわち、1)Na^+やK^+によって活性が阻害されること、2)Mg^<2+>非存在下でも活性を有すること、3)GTPaseと同程度のATPase活性を有すること、などが明らかとなった。