hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人為的に導入された日本在来の海外侵入生物の管理システムに関する応用生態学的研究

日本原産の海外侵入捕食性昆虫であるナミテントウを用いて、海外における侵入の実態と近縁種との共存メカニズムを明らかにする目的で、野外調査及び室内実験を行った。ナミテントウ侵入国では、ナミテントウはもっとも普通に見られる捕食性テントムシであり、ナミテントウの侵入・定着が、急速・確実に進んでいることが示された。室内験から、クリサキテントウはナミテントウが利用しにくい資源に特殊化することで同所的共を実現しており、ナミテントウによる一方的な交尾干渉が、クリサキテントウの生息場所をツのみに限定し、ナミテントウの広範な食性幅の進化と維持に貢献している可能性が示唆された。本研究は、人為的に導入された日本在来の海外侵入生物ナミテントウをモデル生物として、侵入・定着段階の異なる国内外の複数の地点で、日本在来の海外侵入生物であるナミテントウが、どのように定着分布拡大しているか(或はするか)を、個体群生態学・行動学的手法を用いた海外野外調査で明らかにし、ナミテントウが短期間に原産国以外で定着・分布拡大した実態や要因を包括的に解明すると同時に、ナミテントウが他種と共存できるメカニズムを、同族の近縁種や未知の共存可能な種類に着目し、そのメカニズムを個体群生態学・行動学・生理学・遺伝学的手法で明らかにし、複雑な野外生態系で侵入した地域の在来種の捕食者群集の多様性を保持しながらどのように管理してゆくか、その管理システム構築を研究目的としている。日本在来の海外侵入生物ナミテントウを材料に、ナミテントウの他種との共存メカニズム解明のため、国内外での野外調査及び室内実験をおこなう。本研究は、人為的に導入された日本在来の海外侵入生物ナミテントウをモデル生物として、侵入・定着段階の異なるアメリカ及びヨーロッパの複数の地点で、日本在来の海外侵入生物であるナミテントウが、どのように定着分布拡大しているか(或はするか)を、個体群生態学・行動学的手法を用いた海外野外調査で明らかにし、ナミテントウが短期間に原産国以外で定着・分布拡大した実態や要因を包括的に解明すると同時に、ナミテントウが他種と共存できるメカニズムを、同族の近縁種や未知の共存可能な種類に着目し、そのメカニズムを個体群生態学・行動学・生理学・遺伝学的手法で明らかにし、複雑な野外生態系で侵入した地域の在来種の捕食者群集の多様性を保持しながらどのように管理してゆくか、その管理システム構築を研究目的としている。日本在来の海外侵入生物ナミテントウを材料に、ナミテントウの他種との共存メカニズム解明のため、以下の実験を行った。1)研究予備及び調査打ち合わせ:研究に先立ち、国内の関連研究者と、研究実施計画の妥当性や解析手法に着いて、意見交換行った。2)野外調査:マツ類で共存するテントウムシ群集を調べるために、野外調査を実施し、京都付近でナミテントウと共存する4種(クリサキテントウ、ジュウロクホシテントウ、ウンモンテントウ、ムモンチャイロテントウ)のテントウムシを確認し、それらの飼育方法を確立した。3)室内実験:ナミテントウ及び同胞種クリサキテントウの共存メカニズム解明のため、成虫の採餌・産卵行動、幼虫の採餌行動を観察し、2種の採餌・産卵行動に関するデータを取得した。4)遺伝解析実験及び体表ワックス化学成分解析:原産国のナミテントウ個体群と侵入先ナミテントウ個体群の遺伝的な差異を調べるために、国内外のナミテントウ個体群のサンプルを収集中である。1)研究予備及び調査打ち合わせ:国内の関連研究者と、研究実施計画の妥当性や解析手法に着いて、意見交換行った。2)野外調査:国内外(京都、チェコ国、マレイシア等)野外調査を実施し、ナミテントウ原産地、侵入地、及び侵入の可能性のある地域)での、捕食性テントウムシの実態を調査した。

3)室内実験:ナミテントウ及び同胞種クリサキテントウの共存メカニズム解明のため、成虫の採餌・産卵行動、幼虫の採餌行動を観察し、2種の採餌・産卵行動に関する行動生態学的な実験を行った。4)遺伝解析実験及び体表ワックス化学成分解析:原産国のナミテントウ個体群と侵入先ナミテントウ個体群の遺伝的な差異を調べるために、国内外のナミテントウ個体群のサンプルを収集した。本研究は、人為的に導入された日本在来の海外侵入生物ナミテントウをモデル生物として、侵入・定着段階の異なる国内外の複数の地点で、日本在来の海外侵入生物であるナミテントウが、どのように定着分布拡大しているか(或はするか)を、個体群生態学・行動学的手法を用いた海外野外調査で明らかにし、ナミテントウが短期間に原産国以外で定着・分布拡大した実態や要因を包括的に解明すると同時に、ナミテントウが他種と共存できるメカニズムを、同族の近縁種や未知の共存可能な種類に着目し、そのメカニズムを個体群生態学・行動学・生理学・遺伝学的手法で明らかにし、複雑な野外生態系で侵入した地域の在来種の捕食者群集の多様性を保持しながらどのように管理してゆくか、その管理システム構築を研究目的としている。日本在来の海外侵入生物ナミテントウを材料に、ナミテントウの他種との共存メカニズム解明のため、以下の実験を行った。1)調査打ち合わせ:国内外の関連研究者と、研究実施計画の妥当性や解析手法に着いて、意見交換行った。2)野外調査:国内外(京都、イタリア等)野外調査を実施し、ナミテントウ原産地、侵入地、及び侵入の可能性のある地域)での、捕食性テントウムシの実態を調査した。4)遺伝解析実験及び体表ワックス化学成分解析:原産国のナミテントウ個体群と侵入先ナミテントウ個体群の遺伝的な差異を調べるために、国内外のナミテントウ個体群のサンプルを継続して収集した。2)野外調査:国内外(京都、チェコ等)野外調査を実施し、ナミテントウ原産地、侵入地、及び侵入の可能性のある地域)での、捕食性テントウムシの実態を調査した。
霊長類前頭前野におけるマルチシステムとしての情報処理機構

最近,前頭前野最前部から運動前野にかけての脳領域が,複数課題の並列処理に階層的に関与していることが示唆されている。我々はその詳細を単一細胞レベルで明らかにすべく,ニホンザル2頭に両手順序動作課題と割込課題からなる二重課題を訓練し,前頭前野(PFC),加えて背側運動前野(PMd)の細胞活動を記録・解析した。課題はブロック単位で進行し,ブロック最初の2試行[主課題(視覚誘導)]では,4種の動作(右/左腕の回内/回外)のうちいずれか1つを視覚指示信号(cue)で逐一指示し,1試行あたり2つの動作を行わせた。次の2試行[主課題(割込前)]では,直前に行った2つの動作を記憶に基づき正しい順序で行わせた。次の試行[割込課題]では,主課題と独立して視覚刺激を与え,それに従って動作を行わせた。その後の1試行[主課題(割込後)]では,割込み前の主課題で行っていた2つの動作を記憶に基づいて再現することを求めた。このような一連の試行からなるブロックを,主課題・割込み課題で行う動作の組み合わせを違えながら繰り返した。実験の結果,PFCでは課題の種類(主課題か割込課題か)に選択的な活動を示し,実際行う動作に関係しない細胞の割合が多数見出された。また,PMdでは,主課題の1番目の動作を行うのに用いる手(右か左)と,割込課題で用いる手の一致・不一致を反映した細胞が多く観察され,PMdでは主課題の1番目の動作の種類(回内か回外)と,割込課題で行う動作の種類の一致・不一致を反映した細胞が多数存在した。これらの知見は,(1)複数課題を並列処理するにあたり,前頭前野が主課題から割込課題への分岐を司ること,(2)脳領域によって主課題と割込課題の関係性が異なった側面で(本研究の場合,用いる腕・動作の種類)で表現され,主課題と割込課題の組み合わせが多数存在したときであっても,両方の課題を間違いなく遂行するのに役立っていることを示唆する。実生活において、複数課題を並列的に処理しなければならない場面にしばしば直面する。その処理においては、同時進行的に複数課題を解決するのではなく、現在進行中の課題('主課題'とする)を一旦棚上げし、割込んできた課題を主課題と独立に処理、しかる後に主課題に復帰するというような戦略をとることが殆どである。この過程では、割込課題中も主課題に関する情報を保持し、割込課題後に主課題を正しく行えることが決定的に重要である。上記の背景から、前頭前野・運動前野では、主課題を制御するシステムと、割込課題を制御するシステムが形成され、これらのシステムが互いに影響しあいながら行動を正しく制御している可能性が考えられる。本研究の目的は、動物が複数課題の並列処理を行っているときの前頭前野・運動前野の活動を電気生理学的手法で計測し、各領野の機能特殊性と、複数のシステムが統合的に働くための動作原理を解明することである。日本ザル2頭に割込み行動課題を訓練した。課題はブロック構造となっている。ブロック最初の2試行[主課題(視覚誘導)]では、予め定められた4種の動作(A,B,C,Dとする)のうち2つの動作を、視覚指示刺激に従って行う。次の2試行[主課題(割込前)]では、直前に行った2つの動作を記憶に基づき順序正しく行う。次の試行[割込課題]では、主課題と無関係に、いずれか1つの動作を視覚指示刺激に従って行う。次の2試行では、主課題で行っていた2つの動作を記憶に基づき再現する。前頭前野細胞活動を解析した結果、割込時に主課題の1番目の動作と異なる動作を指示された時に選択的な活動、および割込直後の試行の1番目に直前の割込動作と同じ動作を行おうとするときに選択的な活動を見出した。これらの特徴的な細胞活動は、主課題を制御するシステムと割込課題を制御するシステムとが互いに影響しあって生成された新たな情報表現であると考えられ、割込課題中も主課題に関する情報を保持し、割込課題後に主課題を正しく再現するためのシグナルとして働く可能性があることを明らかにした。

このような一連の試行からなるブロックを,主課題・割込み課題で行う動作の組み合わせを違えながら繰り返した。実験の結果,PFCでは課題の種類(主課題か割込課題か)に選択的な活動を示し,実際行う動作に関係しない細胞の割合が多数見出された。また,PMdでは,主課題の1番目の動作を行うのに用いる手(右か左)と,割込課題で用いる手の一致・不一致を反映した細胞が多く観察され,PMdでは主課題の1番目の動作の種類(回内か回外)と,割込課題で行う動作の種類の一致・不一致を反映した細胞が多数存在した。これらの知見は,(1)複数課題を並列処理するにあたり,前頭前野が主課題から割込課題への分岐を司ること,(2)脳領域によって主課題と割込課題の関係性が異なった側面で(本研究の場合,用いる腕・動作の種類)で表現され,主課題と割込課題の組み合わせが多数存在したときであっても,両方の課題を間違いなく遂行するのに役立っていることを示唆する。
新規アポトーシスシグナル伝達経路を介する自己免疫病発症機序の解析

自己免疫疾患の発症機序として自己反応性Tリンパ球の関与が考えられている。本研究は、TCRからの刺激により胸腺細胞に誘導されるアポトーシスシグナル伝達経路を明らかにし、自己反応性Tリンパ球を介した自己免疫疾患の発症機序を明らかにする目的で進められた。平成13年度、我々は、胸腺細胞のTCRを介したアポトーシス誘導シグナルに関して解析を行い、TCRによる刺激によりミトコンドリアの膜電位が変化すること、膜電位の変化に伴い、ミトコンドリアからチトクロームCが放出されることにより、アポトーシスが誘導されることを示した。さらに、これらの変化に先んじてBAXの細胞質からミトコンドリアへの移動が起こること、さらにp38キナーゼの阻害剤がこれら一連の反応を阻害することを示し、TCRシグナルによりp38が活性化されることが胸腺細胞のミトコンドリアを介したアポトーシス誘導に重要な役割を果たすことを示した。平成14年度、TCRを介した胸腺細胞のアポトーシス誘導におけるカスパーゼ活性化DNase (CAD)の活性化経路の解析を行った。これまで、CADおよびその阻害蛋白であるICADは細胞質および核に存在することが示されていたが、我々は、未刺激の胸腺細胞においてCADおよびICADがミクロソーム分画に存在することを初めて明らかにした。さらに、TCRからのシグナルにより細胞質だけでなくミクロソーム分画のICADが分解され、その結果ミクロソーム分画の不活性型CADが活性化され細胞質分画に移行することを示し、ミクロソーム分画のCADのアポトーシスへの関与を示唆した。これらの結果は新規CAD活性化経路の存在を示唆するものであり、以上の結果をもとに、我々は、自己免疫疾患患者のTリンパ球におけるTCRを介したアポトーシス誘導シグナル伝達経路における異常の有無を解析しつつある。自己免疫疾患発症の一機序として胸腺における自己反応性T細胞クローン(胸腺細胞)のアポトーシス誘導の不全が考えられる。従って、胸腺細胞にアポトーシスを誘導するシグナル伝達経路を解析することは自己免疫疾患発症機序の解明につながる。我々は胸腺細胞にアポトーシスを誘導するシグナル伝達経路を明らかにする目的で、in vitroにおいてTCRに対する抗体を用いて胸腺細胞を刺激し、胸腺細胞にアポトーシスを誘導した。次にアポトーシスが誘導された胸腺細胞内においてどのような分子が活性化されているかを解析した。この解析により、TCRからのシグナルが伝達されることにより、(1)刺激前に細胞質内に存在していたBaxがミトコンドリア膜へ移行すること、(2)ミトコンドリアの膜電位が低下することによりチトクロームCが放出されること、(3)それに伴いカスパーゼが活性化され胸腺細胞のアポトーシスが誘導されること、を示した。TCRを介した胸腺細胞のアポトーシス誘導・Baxのミトコンドリア膜への移行・チトクロームCの放出・カスパーゼの活性化はp38MAPキナーゼの阻害剤であるSB203580により特異的に阻害された。これらの結果はp38MAPキナーゼがTCRを介したアポトーシス誘導に関与していることを示している。さらにこれらの反応は蛋白合成阻害剤であるシクロヘキシミドにより阻害されることから、p38MAPキナーゼの下流に位置する転写因子の活性化を介したタンパク質合成が、細胞質内Bax分子のミトコンドリア膜への移行およびそれに引き続くアポトーシス誘導に重要な役割を果たしていると考えられる。これらの結果はEur J Immunol 31:2702, 2001に発表した。今後、p38MAPキナーゼの下流に位置する転写因子を明らかにし、その転写因子により活性化される遺伝子および遺伝子産物を同定し、アポトーシス誘導機序を明らかにしていきたい。

自己免疫疾患の発症機序として自己反応性Tリンパ球の関与が考えられている。自己反応性Tリンパ球は通常胸腺あるいは末梢においてT細胞受容体(TCR)からのシグナルにより負の選択を受けアポトーシスを起こして除去されるが、なんらかの理由によりそのシステムが有効に働かなかった場合、自己反応性Tリンパ球が末梢に出現すると考えられる。本研究は、TCRからの刺激により胸腺細胞、あるいは末梢Tリンパ球に誘導されるアポトーシスシグナル伝達経路を明らかにし、自己反応性Tリンパ球を介した自己免疫疾患の発症機序を明らかにする目的で進められた。我々は、まず、末梢Tリンパ球のTCRを介したアポトーシス誘導シグナルを解析した。我々は、TCRからのシグナルによりp38マップキナーゼが活性化され、Baxのミトコンドリア膜への移行が誘導されることにより、ミトコンドリアを介したアポトーシスが誘導されることを初めて明らかにした。次に、我々は、TCRを介した胸腺内未熟Tリンパ球(胸腺細胞)のアポトーシス誘導におけるカスパーゼ活性化DNase(CAD)の活生化経路の解析を行った。これまで、CADおよびその阻害蛋白であるICADは細胞質および核に存在することが示されていたが、我々は、未刺激の胸腺細胞においてCADおよびICADがミクロソーム分画に存在すること、TCRからのシグナルにより細胞質だけでなくミクロソーム分画のICADが分解され、その結果CADが活性化されること、また、ミクロソーム分画の不活性型のCADがカスパーゼ処理により活性化され細胞質分画に移行することを示した。以上の結果は新規CAD活性化経路の存在を示唆するものである。以上の結果を基に、我々は、自己免疫疾患患者のTリンパ球におけるTCRを介したアポトーシス誘導シグナル伝達経路における異常の有無を解析しつつある。
単一分子分光による光合成アンテナ複合体の構造ゆらぎの研究

生体内で働いているタンパク質には無数の準安定構造があり、絶えずその間を移り変わり、決して同じ姿に留まらない。こうしたタンパク質の構造の揺らぎがタンパク質の機能の制御に深く関わっていることは以前から指摘されていたが、構造揺らぎの詳細を知る手立てがなかった。そこで一分子観察によって個々のタンパク質の分子構造を直接分光測定しようというのが本研究の目的である。一分子の分光測定には最低でもミリ秒程度の時間が必要なために、室温での構造変化を追うことはできない。このため、測定が十分可能になるまで温度を下げて測定を行う。今回の研究で、一個のタンパク質の構造変化のダイナミクスを温度を変えながら測定することに成功した。同一のタンパク質を温度を変えながら分光測定したのは世界ではじめてである。解析の結果、温度に依存しないトンネリングと考えられる構造変化が見つかった[Oikawa, et. al.J.Am.Chem.Soc.130(2008)4850.]。低温での単一分子分光は、主に技術的な困難からもっぱら赤外領域に限られていた。このため、光合成細菌の光捕集複合体について豊富な構造情報をもたらしたが、生化学的に興味深い酵素は、フラビンタンパク質群に象徴されるように可視域に吸収を持つものが多い。単一タンパク質について、可視域での励起と蛍光検出が低温でできるよう、まず低温用反射対物レンズを開発し[Fujiyoshi,et al.Appl.Phys.Lett.91(2007)051125.]、これを使って単一のGFPを二光子励起し、その蛍光スペクトルは低温でのGFPの構造変化を如実に表わしていることを示した[Fujiyoshi,et al.Phys.Rev.Lett.100(2008)168101.]。紅色光合成細菌の色素・タンパク複合体のひとつ、LH2複合体について、X線結晶構造は円であるが、ミセル中での単一分子分光の結果は楕円であった。LH2の構造が環境に敏感であることを示しているので、できるだけ天然に近い状態で一個一個の複合体の分光を行うために、透析によってミセル中のLH2を脂質膜中に導入した。脂質にはdimyristoylphosphatidylcholine(DMPC)を用い、DMPC:LH2=50,000:1のモル比でLH2を脂質膜中に孤立させることができた。天然の状態に近い脂質二重膜の中でLH2がどんな構造を取るのかを調べるために、B850バンドのk=±1の2本のピークのエネルギー差δE_1のヒストグラムを作り、ミセルの場合と比較した。データ数がまだ少ないが、脂質中とミセルとでは分布のパターンが異なるようである。統計数を増やすことが今後の課題である。タンパク質の安定構造は無数にある。室温ではそれらの間を絶えず移り変わっているが、1.5Kではポテンシャル障壁を越えられないため、ほぼ一つの構造に固定されている。1.5Kから温度を上げていくとスペクトルが変化し始めるだろう。9個の独立したBChl a分子の吸収線の集まりであるLH2のB800バンドについて、540Kの範囲で同一の複合体のスペクトルを測定した。典型的には温度とともに各分子の吸収線の動きが活発になる。一種類の構造変化に別の種類の構造変化が重なって同時に起こるのがしばしば見受けられ、ポテンシャルの多次元性や階層性を反映している。スペクトル全体の大きな変化も時折起こる。このとき複数の色素分子の吸収波長が同時に変わるので、この構造変化は一個の色素だけに影響を及ぼす局所的な変化ではなく、タンパク質の大きな範囲で起こる共同的な構造変化である。

紅色光合成細菌の光捕集色素・タンパク複合体LH2について、ヘリウム温度で単一分子分光を行って構造情報や会合体におけるエネルギー移動を調べる研究を昨年度に引き続き行った。ミセル中での単一分子分光の結果を受けてより天然に近い環境として脂質二重膜中での測定に移っている。脂質膜中のLH2単体の構造や低温でのゆっくりとした自発的構造変化を調べたほか、LH2会合体の中でのエネルギー移動についても測定の準備を始めた。昨年度より続けている脂質膜中のLH2単体の構造と構造変化の測定では、励起光カットのフィルターの最適化などにより感度が約3倍向上した。その結果液体ヘリウム温度でレーザー光の影響でタンパク質の構造変化が起きないレベルまで励起光強度を下げて測定できるようになった。LH2の構造については脂質膜中でも円ではなく平均的に歪んだ構造が基本になっていることが明らかになった。構造パラメータとして用いている縮重励起子準位の分裂幅の分布はミセルの場合とは統計的に異なっているが、実際の構造の差異までは議論できなかった。低温における構造の自発変化については、タンパク質ごとの個体差が大きく、一個の個体の5Kから10Kの温度変化を上回るほどであった。タンパク質のポテンシャルエネルギー面に関する情報を引き出すにはもう一工夫が必要である。会合体のエネルギー移動については、光退色(ブリーチング)による脂質膜断片中の会合数の決定、動的光散乱による膜断片の大きさの決定の実験を準備している。タンパク質の立体構造は、たとえX線結晶構造が決定されても原子レベルで見ると互いに異なる無数の安定構造を持つ。異なる安定構造間のポテンシャル障壁は室温の熱エネルギーに比べて十分低い。従って、タンパク質は熱運動として安定構造間の障壁を乗り越え、絶えずその立体構造を変化させている。通常のアンサンブル測定では安定構造間を渡り歩いている無数のタンパク質を一度に観測するので、平均構造しか分からない。ところがタンパク質が例えば酵素としてある化学反応を促進するとき、酵素が結合した反応物質がまさに反応しようとする瞬間に酵素がアドのような構造をとっているかが反応の成否を決めている。このため、タンパク質の機能を理解するには瞬間瞬間に取り得る安定構造がどのようなものであるのかを知らなければならない。我々は個々の安定構造を最も直接的に調べる実験として、低温下で熱運動を抑え、構造が固定されたタンパク質を一個一個分光測定するという低温の単一分光の手法を光合成アンテナ複合体について展開してきた。まず、液体ヘリウム温度で一個の分子が放つ光を出来るだけ効率よく捉えて検出するために、一体成型の反射対物レンズを開発した。このレンズは一体成型なので低温に冷やしてもミラー間の相対配置がずれず、室温での結像能を維持し、また反射光学系を採用しているので色収差が殆どない。液体ヘリウム温度で波長400nm800nmの可視全域で使える焦点距離f=4mm、開口数n.a.=0.60のレンズを製作した(Fujiyoshi et al. Opt.Comm.投稿中)。光合成アンテナ複合体であるLH2について以下の二つの研究を行った。
M-CSF/PDGFキメラ受容体を用いた血液幹細胞の増殖と分化の分子機構の解明

造血反応は造血組織を構成する種々の細胞が構成的あるいは誘導的に産生する液性因子により制御されている。生理的な造血制御機構の理解にこれら液性因子およびその受容体遺伝子の発現調節機構を解明することが重要である。私達は単球・マクロファージ(Mφ)系細胞と間葉系支持細胞にそれぞれ特異的に発現しているMφコロニー刺激因子(M-CSF)と血小板由来成長因子(PDGF)受容体遺伝子の相互発現調節機構の存在に注目し、単球・Mφの増殖・分化の分子機構の1つとして、単球・Mφ系の細胞より分泌されるIL-1がPDGFオートクリンループを介しM-CSF産生・分泌調節を行っていることを報告してきた。本年度M-CSF遺伝子発現におけるTGF-βの役割とその分子機構を解析した。TGF-βは造血支持細胞を含む種々の間葉系細胞のM-CSF発現を誘導した。TGF-β誘導性M-CSFmRNA発現はIL-1やPDGF誘導性発現と同様に蛋白合成阻害剤により増強し、転写レベルにおいても誘導されることが核Run-offアッセイにて明らかとなった。またTGF-βはPDGF-Aおよび-B鎖遺伝子の発現も誘導したが、PDGF-Aおよび-B鎖それぞれの遺伝子の発現様式は異なった。さらにIL-1によるPDGF遺伝子発現様式とも異なった。すなわち、TGF-βはIL-1と同様にM-CSF遺伝子発現を転写レベルで誘導するが、それぞれの因子に特異的なM-CSFの産生・分泌調節にはPDGFオートクリンループが関与している。また、1つの受容体型チロシンキナーゼファミリーに属するPDGFおよびM-CSF受容体のキメラ受容体cDNAをマウス造血幹細胞に発現させ単球・Mφ系細胞の分化に必要なM-CSF受容体の機能領域を明らかにした。またこれらチロシンキナーゼ系受容体の細胞内情報伝達機構とクロストークしうるG蛋白共役型ペプチドホルモン受容体(コレシストキニン受容体)がヒトT細胞白血病細胞株に発現していることを明らかにし、その細胞増殖促進作用を証明した。
イネいもち病菌の感染特異的器官の自己細胞壁分解による分化誘導機構の解明

イネとその病原糸状菌(カビ)であるイネいもち病菌は,真核生物間における宿主-寄生生物の相互作用のモデル研究系である。本菌は自身の細胞壁成分を変化させるステルス化機能によって,宿主であるイネの免疫系から逃れていると考えられてきた。申請者は糸状菌の細胞壁成分キチンを脱アセチル化するキチンデアセチラーゼ(Cbp1)が,ステルス化に加え,その反応産物である酢酸をシグナルとした感染特異的な細胞分化(付着器形成)を促すことを見出した。本研究では,酢酸がどのような分子シグナリングを経て細胞分化に関わるのかを,従来法とゲノム編集技術を駆使することで理解し,全く新しい生命現象の解明を目的とする。
口腔化膿性感染症原因菌のβ-ラクタマーゼ産生遺伝子の検出

口腔化膿性感染症の治療においてはβ-ラクタム薬が使用されるが、その効果は耐性菌の存在にて大きな影響を受ける。耐性菌の有無を迅速に把握できる検査法が存在すれば効果的な抗菌薬療法が可能になる。本研究の目的は、現在の培養検査法よりも迅速性で優れた遺伝子学的検査法を開発することである。そこで研究代表者は、口腔化膿性感染症の代表的な起炎菌であるPrevotellaに注目し、その抗菌薬耐性に強く関係しているβ-ラクタマーゼ産生遺伝子のReal-time PCR検出系を唐澤博士(金沢大学)、Williams博士(Cardiff大学)の協力の元で独自に開発した。Real-time PCR検出系ではβ-ラクタマーゼ産生株の全てでβ-ラクタマーゼ産生遺伝子を検出したのに対して、非産生株では全く検出しないことを確認した。さらにβ-ラクタマーゼ産生遺伝子が臨床検体(膿)から直接検出できるかどうかについて検討した。培養検査でβ-ラクタマーゼ産生Prevotellaが分離された検体の全てでβ-ラクタマーゼ産生遺伝子が検出された。一方、β-ラクタマーゼ産生Prevotellaが分離されなかった検体においては、48検体は陰性であったが8検体では陽性であった。Real-time PCR検査が培養検査法よりも検出感度が高いことが理由と考えられる。以上より、本研究で開発した遺伝子学的手法の高い感度、正確性が証明された。この方法を利用して口腔化膿性感染症のβ-ラクタム薬耐性菌の有無を迅速に把握することが可能になると考えられ、臨床への応用が期待できる。なお、一連の研究に関連した知見として、日本においては口腔化膿性感染症の起炎菌の抗菌薬耐性率は年々上昇していること、現在市販されている主要な抗菌薬に対する感受性が明らかになった。また、Prevotella属の病原性に関して、菌種によって蛋白分解能は違うこと、歯垢からの分離株と膿からの分離株では違うことも明らかになった。研究では、さらに口腔化膿性感染症の臨床検体中の原因細菌の定量が可能なReal-time PCR検出系の開発にも取り組んだ。計画は概ね順調に進捗し、一連の研究の最終部分に関する遺伝子実験を平成18年11月申旬平成19年1月に行う予定であった。この実験で使用する試薬は製品化されていないものであり、実験準備の段階で独自に製作した。平成18年11月に実験を試行した際、期待した結果が得られず、その原因を調査した結果、試薬の成分組成が原因であることが判明した。予定された研究機関で完了することが困難と判断し、繰越を申請し承認された。その上で、平成19年4月から平成19年9月に、目的とした試薬を完成させ、この試薬を使ったReal-time PCR検出系を完成させた。この検出系より臨床検体に含まれるPrevotellaだけでなくFusobacterium、Porphyromonas菌量を迅速に把握することが可能になった。歯性化膿性感染症の治療にはペニシリン系抗菌薬が第一選択薬である。本感染症の主要起炎菌の中で、特にPrevotella属の一部の菌株はペニシリン耐性であることが知られている。この耐性はCfxA/A2型のβ-ラクタマーゼの産生によるものであることが報告されている。研究代表者である栗山は、cfxA/A2遺伝子に特異的に反応するReal-time PCR系を確立した上で、1)歯性化膿性感染症に関与するPrevotella属のβ-ラクタマーゼ産生とcfxA/A2遺伝子の保有との関係、2)Real-time PCRを用いて歯性化膿性感染症患者の膿汁検体よりcfxA/A2遺伝子を検出できるのかどうか、以上について検討した。Real-time PCR用プライマーは既知の塩基配列をもとに独自に作製した。まず、既知のcfxA/A2遺伝子保有株と非保有株合計10株を用いて試験し、このReal-time PCRがcfxA/A2遺伝子を正確かつ特異的に検出することを確認した。臨床分離菌株を用いた実験でも、β-ラクタマーゼ陽性Prevotella株(48株)の全てよりcfxA/A2遺伝子を検出した。また、少なくとも検体中に5×10^3cfu/ml以上の菌数が存在すればcfxA/A2遺伝子の検出が可能であることを確認した。その上で、実際の膿汁(87検体)を用いた実験を行った。培養細菌検査でβ-ラクタマーゼ産生菌が分離された31検体全てより、Real-time PCRにてcfxA/A2遺伝子を検出した。一方、培養検査ではβ-ラクタマーゼ陽性菌の分離を認めなかった56検体のうち、8検体ではcfxA/A2遺伝子が検出された。以上よりReal-time PCRはCfxA/A2産生Prevotella菌株を検出する上で高感度かつ特異的であり、迅速な抗菌薬治療選択のための検査、診断の一助となりうることが示唆された。

そこで研究代表者は、口腔化膿性感染症の代表的な起炎菌であるPrevotellaに注目し、その抗菌薬耐性に強く関係しているβ-ラクタマーゼ産生遺伝子のReal-time PCR検出系を唐澤博士(金沢大学)、Williams博士(Cardiff大学)の協力の元で独自に開発した。Real-time PCR検出系ではβ-ラクタマーゼ産生株の全てでβ-ラクタマーゼ産生遺伝子を検出したのに対して、非産生株では全く検出しないことを確認した。さらにβ-ラクタマーゼ産生遺伝子が臨床検体(膿)から直接検出できるかどうかについて検討した。培養検査でβ-ラクタマーゼ産生Prevotellaが分離された検体の全てでβ-ラクタマーゼ産生遺伝子が検出された。一方、β-ラクタマーゼ産生Prevotellaが分離されなかった検体においては、48検体は陰性であったが8検体では陽性であった。Real-time PCR検査が培養検査法よりも検出感度が高いことが理由と考えられる。以上より、本研究で開発した遺伝子学的手法の高い感度、正確性が証明された。この方法を利用して口腔化膿性感染症のβ-ラクタム薬耐性菌の有無を迅速に把握することが可能になると考えられ、臨床への応用が期待できる。なお、一連の研究に関連した知見として、日本においては口腔化膿性感染症の起炎菌の抗菌薬耐性率は年々上昇していること、現在市販されている主要な抗菌薬に対する感受性が明らかになった。また、Prevotella属の病原性に関して、菌種によって蛋白分解能は違うこと、歯垢からの分離株と膿からの分離株では違うことも明らかになった。研究では、さらに口腔化膿性感染症の臨床検体中の原因細菌の定量が可能なReal-time PCR検出系の開発にも取り組んだ。計画は概ね順調に進捗し、一連の研究の最終部分に関する遺伝子実験を平成18年11月申旬平成19年1月に行う予定であった。この実験で使用する試薬は製品化されていないものであり、実験準備の段階で独自に製作した。平成18年11月に実験を試行した際、期待した結果が得られず、その原因を調査した結果、試薬の成分組成が原因であることが判明した。予定された研究機関で完了することが困難と判断し、繰越を申請し承認された。その上で、平成19年4月から平成19年9月に、目的とした試薬を完成させ、この試薬を使ったReal-time PCR検出系を完成させた。この検出系より臨床検体に含まれるPrevotellaだけでなくFusobacterium、Porphyromonas菌量を迅速に把握することが可能になった。
腫瘍特異的siRNAデリバリーによるKRAS変異型大腸癌に対する新規治療法開発

蛍光免疫染色やフローサイトメトリーを使用してsiKRAS-MBP-X-LPがKRAS変異型大腸癌細胞表面へ集積・結合することを確認するとともにKRASタンパクの発現抑制効率を検討・確認した。現在、KRAS変異型大腸癌細胞株に対する細胞増殖抑制効果を検討中である。リポソームへの抗体結合率、siRNAのリポソームへの内包率を安定化させる条件を設定することに時間を要した。リポソームの大腸癌細胞株への集積能やKRASのノックダウン効率を検討するために、多量のリポソームが必要であるため時間を要した。リポソーム作成の条件は定まったため、今後は細胞増殖や動物実験をすみやかに行う予定である。抗体結合型PEG化siRNA内包リポソームの作成・安定供給およびそのキャラクタリゼーションに時間を要し、大腸癌細胞増殖実験への移行が遅れたため次年度使用額が生じた。
地域連携による「外国語活動総合教育システム」のモデル構築と検証

小学校の「外国語活動」の内容を充実させ意義あるものとするため、大学、小学校、大学間交流協定大学、地方教育委員会の4者による連携組織「外国語活動総合教育システム」を構築した。日本のFLEXの在り方を模索しながら、教員養成および教員研修のモデルを提示した。大学の知的資源と協定大学を含む人的資源を活用しながら、小学校および教育委員会と連携して地域連携型が国内版、海外版として実施され得ること、そして、それらは発展性をもつものとして、モデルの提示ができたことは、意義のある研究であったと解釈できる。今年度の研究の主な目的は、「外国語活動総合教育システム」の実践であった。前年度(平成23年度)の計画を実施し、実践データを保存・分析することを目標に研究活動を遂行した。主な研究は2つに分けられる。1点目は、小学校教諭3名がオーストラリア、グリフィス大学の小学校外国語活動教員向けの研修への参加による研修結果の分析である。研究方法としては、アンケート調査、インタビュー調査、journal writingを主に使用した。もう1点は「外国語活動総合教育システム」の一環となる、英語教育オープン研修会の開催である。合計3回実施し、現職教員と学生、そして大学教員とのの交流が行われた。1点目の小学校教員3名のオーストラリア研修についてであるが、8月4日(土)8月12日(日)の日程が組まれた。「英語圏のひとつであるオーストラリアで行われる教員研修に参加し、小学校外国語活動の充実発展に必要な知識と技能を吸収する。また、多文化社会であるオーストラリアでのホームステイを経験し、異文化を自ら体験する。」という目的のもとで、実施された。実際の研修期間は6日から10日までの5日間という短期間であったが、3名それぞれに外国語を学ぶということについての意識の変容、外国語活動を実施するにあたって自らの異文化体験が示唆し影響することについての認識についてなど、研修の意義が裏付けられるとともに今後の発展性についても期待できる結果となった。2点目の英語教育オープン研修会は、小規模ながら地域における総合教育システムとして充実していくことが予想される成果が得られた。大きな収穫の一つとしては、オーストラリア研修の際に訪問したオーストラリアの小学校と附属小学校が交流を外国語活動の時間に実際に行った点である。地域連携による「外国語活動総合教育システム」のモデル構築を進めるにあたり、今年度の中心的な試みの事業は、英語教育オープン研修セミナーの開催であった。現職教員の方々と学部学生や大学院生の参加を得て、英語の発音指導、紙芝居とダンスの活用、外国語活動における国際理解教育について研修を行った。スキル指導ではなく、基本的な音声や表現に慣れ親しませるための発音指導、身体でリズムを感じ音声についての基礎的素養を育む指導、言語や文化を体験的に理解することを前提とした国際理解教育、いずれも外国語活動の趣旨の理解を深めながら外国語活動の指導の在り方について探ったものである。その過程において、現職教員と大学生が交えた意見交換においても双方の得るところが大きかったようである。教員養成においては、今年度も近隣の小学校に参与観察をさせていただき、問題点の発見、他の学生との共有と理解の深化、模擬授業による問題解決の提案という流れで、フィールドインターンシップを活用した発見的問題解決学習を実施した。最終年度はまとめの年度であるため、これまでの研究および教育活動について、関係者および関心興味のある方々と共有するために、ホームページ上にまとめて掲載することを試みた。英語教育が今後ますます重要視されることも視野に入れ、学部新設の英語教育コースとリンクする形で、これまでの試みをこれからの発展につなげる形式で本科研研究内容を紹介した。今年度の研究の主な目的は、1) FLEXとしての外国語活動の理解と理論的適切化、2)「外国語活動総合教育システム」の構築2点であった。この2点の目的を設定した理由は、小学校の「外国語活動」の内容を充実させ意義あるものにするためには、「外国語活動」の目的を十分に理解し実現させる教育連携体制の組織作りと、実施効果の検証が必要であると考えたからである。上記1)の目的を達成するためには、諸外国の例と比較しながら、日本の現在の状況や背景にふさわしい外国語活動を模索することが必要であった。韓国、台湾、スウェーデン、スペインの4カ国を訪問し比較検討する資料を収集した。また、上記2)のシステム構築をするという目的については、「外国語教育資料相談室および教員養成機関」としての大学、「外国語活動の教育現場」としての小学校、「海外教員研修機関」としての大学間交流協定大学、「教育者間連携推進機能」を担う地方教育委員会の4者による連携組織を目指したが、なかなか労力と時間の要る作業であった。その状況の中で、連携を進める象徴的事業として「英語教育オープン研修セミナー」を3回シリーズで7月に開催した。県教育委員会や各地域の教育委員会の協力を得て実りの多いセミナーにすることができた。さらに、関係各所のスムーズで効率的な連携媒体としてホームページを立ち上げた。

内容の充実はこれからの課題であるものの、大枠を作ったことで、今後の広報や利用について効果的に活用していくことが期待できる。小学校教員3名をオーストラリアでの海外研修に参加しデータをとったことは大きな成果であると評価できるものの、地域の信頼できる組織として体系的に成立している「外国語活動総合教育システム」とまではなっていない。地域において本システムが認知され、実際に機能するには改善すべき点が多々あると判断する。また、データについてもその分析が十分に進んでおらず、改善点を具体的に提示することができていない。したがって、学会発表、論文発表までに至っていない。1) FLEXとしての外国語活動の理解と理論的適切化について今年度は、外国語教育を方策のひとつとして国や地域の共生発展を進めている先進国を現地視察することとしていた。「外国語教育の実際の授業を録音・録画する」という計画を立てていたものの、肖像権の問題や相手側の理解を簡単に得られることは難しいということから録音・録画はできなかった。「教員養成について実際の研修場面を記録する。」という点においても、交渉を試みたものの結局実施することはできなかった。事前に十分な意思疎通を図った上で信頼関係ができていない場合は難しいことを実感した。それでも、諸外国の例を参考にしながら、日本の社会文化的環境に適したFLEXとしての外国語活動のあるべき姿を追究する材料を得ることができた。2)「外国語活動総合教育システム」の構築についてFLEXとしての外国語活動のあるべき姿について月例会を開催するという計画であった。しかしながら、システムの立ち上げに予想以上に時間がかかり、また、学外の関係各所の理解や協力を得る場合も簡単に事が進むわけではなかった。それでも、7月に「英語オープン研修セミナー」と題して、3回シリーズの講演およびワークショップを開催した。ホームページについては、大枠を作成したものの、細かい内容の作成までには至っていない。関係各所への広報や周知についても十分とは言えないが、平成24年度に内容の充実を進めるための土台作りは行うことができた。平成24年度は、「外国語活動総合教育システム」の試験的実施に終始してしまった。したがって、研究のデータ分析までには至ることができなかった。英語教育オープン研修会にしても、地域の人材をまきこんでより効果的な連携を実施するシステムまでにはなっていない。したがって、今年度は、オーストラリア小学校教員研修のデータ分析、学会発表、論文執筆により、学術的な理論的枠組を背景として、システムを充実させていく予定である。英語教育オープン研修会についても、7,8,9月という現職教員が比較的研修に参加しやすい時期に実施日を設定し、その意義を深めるような活動を展開していく。参加者のフィードバックから、あるべきシステムの姿を模索していく。また、オーストラリアの小学校との交流授業についても、5,6月に実施する予定であり、外国語活動における異文化間コミュニケーション能力の育成について研究を深めていく予定である。
ケイパビリティ論に基づく社会系教科教員養成・研修システムの国際共同開発と成果発信

4年間の研究期間のうちの2年目にあたる2018(平成30)年度は,1年目の地理研修材開発研究成果を理論的に深めながら国際発信するとともに,社会系教育領域全体への展開可能性を探る段階であった。実績は後掲の通りであるが,主要な研究実績内容は次の4点にまとめられる。11年目の研修材開発研究を主とした成果発表は,学会発表だけに限っても14件行った。このうち半数の7件は,アメリカ地理学会大会,国際地理学連合大会(地理教育委員会大会),国際教育哲学会等の国際学会発表であり,世界の教育研究界へ成果発信することができた。2英国との共同研究としてノッティンガム大学教育学部教員養成担当者(地理)で前地理学協会(Geographical Association)会長であるメリー・ビダフ博士を招聘し,上越教育大学(日本地理学会地理教育国際共同研究グループ例会)及び奈良教育大学(日本社会科教育学会大会)において研究講演会を開催した。「イングランドにおける教師教育改革とその地理教育学修への影響」と題された講演とその後の議論により,日英の教育文脈の異同と本研究成果との関係について相互理解を深めることができた。3雑誌論文(7件)・図書(7件)では,学習指導要領改訂を受けた今後の地理・社会科教育への成果の応用に関する様々な発信を行った。4地理を主としてきた研究成果を社会系教育領域へ拡大する一歩として公民領域での研究成果,本研究の理論的基盤となる教育哲学・思想的分野での研究成果を得ることで,より広い教育研究領域で研究を定位・検討することができた。本研究は,教科教育教員養成及び教員研修の改善を図るため,欧米を拠点として国際的に進行しつつあるケイパビリティ論に基づく社会系教科教員養成・研修システムの国際共同開発研究に,アジアから最初に参画することで同システムの開発・検証・改善研究に日本の教科教育界が積極的に貢献することを国際次元での目的とした。同時に,その国際研究成果を日本の教育文脈に適用することで,日本の教員養成・再研修の改善方策を提案することを国内次元での目的とした。研究2年目の2018(平成30)年度は,日本の地理ケイパビリティ・プロジェクトで開発した成果の国際発信及び成果の国際的文脈への定位,並びに地理以外の社会系教科領域へ展開するための実践理論・基盤理論の究明が主要目的であった。上記「研究実績の概要」記載の1国際学会での積極的な発表,2ノッティンガム大学教育学部教員養成担当者(地理)・前地理学協会(Geographical Association)会長のメリー・ビダフ博士の学会講演・研究会開催は,前者の目的に応えている。一方,記載3の雑誌・書籍での研究成果,4の公民・教育哲学領域等での研究成果は,後段の目的に応えている。したがって,「おおむね順調に進展している」と判断される。研究3年目となる2019年度は,これまでの研究成果をより広い文脈で深め発信することとなるが,新規内容は地理以外の社会系教育領域(歴史教育・公民教育)での研修材開発である。これら研究を進めるために,国内次元では,学会大会時等を通し恒常的に研究打ち合わせを行う。国際次元では,欧米のカウンターパート研究者を招へいした講演会・協議会開催,研究代表者・共同研究者らの学会発表及び現地調査等を推進する。講演会では,イギリスの歴史教育分野のカウンターパート招聘を予定しているが,日本と招聘国・地域とのカリキュラム構造の違いをふまえ柔軟に計画したい。4年間の研究期間の前期(平成29-30年度)1年目である平成29年度は,国際的に先行している地理ケイパビリティ・プロジェクトへ参画する国内外での実践的研究活動と,その理論基礎研究を行った。主要な実績は次の通りである。1学校実践者と共同で日本の文脈に合わせた研修材を開発し,社会科・地理教師を主読者とした月刊誌『地理』に「世界の地理教師たちとつくる新しい地理教材」とのシリーズ題目で7回(2017年6月号12月号)にわたり本プロジェクト成果を掲載した。このシリーズ内容は,本科研参加全研究者が高校現場で活躍している全国の地理教師と共同研究・執筆した実践的なものであり,国内教育現場への発信力は高いと考える。さらに,これら成果の一部は,日本地理教育学会及び日本社会科教育学会のワークショップやセミナーで活用された。これら実践的活動は,本科研課題目的に即した29年度最大の成果である。2理論基礎研究として,日本地理教育学会大会及び日本社会科教育学会国際交流セミナーへのロンドン大学IoE教授D.ランバート博士の招聘・講演を企画した。直前に当人の止む得ぬ事情により来日はできなかったが,講演原稿の代読による発表,さらに同原稿の学会誌掲載により,ほぼ目的は果たせた。3国際地理学連合(IGU)地理教育委員会(CGE)ポルトガル大会において本プロジェクトの経緯と成果を社会科教育という日本的文脈に位置づけて報告するなどし,国際次元での議論を進めた。国内次元でも,地理学研究者・教員養成研究者・教育社会学者らの研究会で講演・話題提供を行い,そこでの議論を通し研究の理論的基礎をより広げることができた。4その他,後掲のような多様な研究発表を行った。

同時に,その国際研究成果を日本の教育文脈に適用することで,日本の教員養成・再研修の改善方策を提案することを国内次元での目的とした。本研究は4年間の研究期間が,2期に大別され,前期(平成29-30年度)は,国際的に先行している地理ケイパビリティ・プロジェクトへ参画する国内外での実践的研究活動と,それを歴史・公民教育へ展開するための理論研究であり,平成29年度はその1年目であった。上記「研究実績の概要」記載の1月刊誌『地理』における本プロジェクト成果のシリーズ掲載,2ロンドン大学IoE教授D.ランバート博士の講演内容の学会誌掲載,3プロジェクト内容の国際学会への発表と国際協議,さらに後掲の4研究発表成果は,前期に計画した内容に応える成果である。したがって,「おおむね順調に進展している」と判断される。4年間の研究期間のうちの2年目にあたる2018(平成30)年度は,1年目の地理研修材開発研究成果を理論的に深めながら国際発信するとともに,社会系教育領域全体への展開可能性を探る段階であった。実績は後掲の通りであるが,主要な研究実績内容は次の4点にまとめられる。11年目の研修材開発研究を主とした成果発表は,学会発表だけに限っても14件行った。このうち半数の7件は,アメリカ地理学会大会,国際地理学連合大会(地理教育委員会大会),国際教育哲学会等の国際学会発表であり,世界の教育研究界へ成果発信することができた。2英国との共同研究としてノッティンガム大学教育学部教員養成担当者(地理)で前地理学協会(Geographical Association)会長であるメリー・ビダフ博士を招聘し,上越教育大学(日本地理学会地理教育国際共同研究グループ例会)及び奈良教育大学(日本社会科教育学会大会)において研究講演会を開催した。「イングランドにおける教師教育改革とその地理教育学修への影響」と題された講演とその後の議論により,日英の教育文脈の異同と本研究成果との関係について相互理解を深めることができた。3雑誌論文(7件)・図書(7件)では,学習指導要領改訂を受けた今後の地理・社会科教育への成果の応用に関する様々な発信を行った。4地理を主としてきた研究成果を社会系教育領域へ拡大する一歩として公民領域での研究成果,本研究の理論的基盤となる教育哲学・思想的分野での研究成果を得ることで,より広い教育研究領域で研究を定位・検討することができた。本研究は,教科教育教員養成及び教員研修の改善を図るため,欧米を拠点として国際的に進行しつつあるケイパビリティ論に基づく社会系教科教員養成・研修システムの国際共同開発研究に,アジアから最初に参画することで同システムの開発・検証・改善研究に日本の教科教育界が積極的に貢献することを国際次元での目的とした。研究2年目の2018(平成30)年度は,日本の地理ケイパビリティ・プロジェクトで開発した成果の国際発信及び成果の国際的文脈への定位,並びに地理以外の社会系教科領域へ展開するための実践理論・基盤理論の究明が主要目的であった。上記「研究実績の概要」
フォトリフラクティブ単結晶の作製と光機能素子への応用

セリウムをドープした半導体性BaTiO_3:Ce単結晶の育成に成功した。まず純粋なBaTiO_3単結晶を、原料組成mol比Ba/Ti=33.1/66.9において、TSSG方法で育成し、X線ラウエ法で方位を決め、約5mm角の立方体を切り出した。研磨後、1100°Cで2時間熱ポーリングにより90°ドメンを消去し、さらに2KV/cmの電界をかけながら150°Cから降温し、単分域の単結晶を作製した。この試料を用いて、室温から100°Cまで波長632.8nmの線形電気光学係数r_cを測定した。単結晶のキュリー温度は131°Cである。単結晶育成時の種付け温度は約1420°Cであり、育成中の冷却速度は0.3°C/hourである。BaTiO_3:Ceを育成際、310mlの白金坩堝を用いて、約790グラムの上記組成の原料に0.4wt%と0.1wt%のCe0_2を添加し、2度に渡って単結晶を育成した(番号AとBとする)。育成された単結晶A、Bともに真っ黒に見える。オージェ電子法での分析の結果、A試料には約0.42mol%、B試料には約0.25mol%のCeが検出され、ドープできることが確認された。またX線及び中性子回折法分析の結果、Ce添加の試料は純粋な試料と同じペロブスカイト構造を示し、A試料のc軸が0.00626Åほど縮んだことが分かった。任意方向の未分極試料の電気低効率の温度特性を測定した。室温付近でA、B試料はそれぞれ約18Ωmと25Ωmで、100°C付近は11Ωm程度で、120°Cから少し上昇する。電気的に半導体性を示す。両面とも白金電極を使用したので、Schottky障壁の影響が含まれている。A、B両試料を0.5mm以下まで研磨して、顕微鏡で観察した結果、黄色透明な部分と青い不透明な部分が不規則に混在している。Ce^<3+>とCe^<4+>の不均一或いはCe分布の不均一などが考えられる。酸素雰囲気中の高温熱処理をしてみる予定である。ただ今、Ce0_2のドープ量を0.01wt%に減らし、光学的には使える単結晶を育成している。尚、分極方法、最適なドープ量、光学実験なども検討中である。
真菌由来オレアナン型トリテルペン生合成経路の解明及び改変研究

コフキサルノコシカケGanoderma applanatumはマンネンタケ科の担子菌であり、子実体にはオレアナン型トリテルペン類を含む事が知られている。この化合物群は多様な生物活性を示すが菌類からの単離報告は稀であり、生合成遺伝子に関する報告はない。この事から本研究では、本菌の生合成遺伝子を探索しその同定・機能解析を行う事でオレアナン型トリテルペンを修飾する新たな生合成遺伝子の発見を目指す。さらに得られた酵素群とこれまでに発見した関連酵素を組み合わせる事で新たな化合物群を創出し、薬用資源としての活用を目指す。