hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食塩感受性高血圧におけるナトリウム代謝関連遺伝子多型の病態的意義

その結果、9症例においてThr122Lys、Arg261Cys、Asn406His、Gly439Ser、Leu623Pro、Met672Ile、Leu858His、Arg904Gln、Arg964Glyのミスセンス変異と、フレームシフトが疑われる第6エクソン18bp1リピート→2リピートの挿入、第16エクソン5C→4Cの欠失が検出された。また、イントロン10、22、24には計5個の一塩基多型が検出された。低K血症および高レニン血漿等を呈する症例の多くでTSCの遺伝子変異が検出されGitelman症候群と診断された。ホットスポットは認められずTSCの機能低下はTSC分子の広範な領域と関連しているものと想定された。また、今回の結果から機能亢進型のTSC遺伝子変異は食塩感受性高血圧を呈する可能性が考えられ、その遺伝子マーカーの必要性を示唆する。ナトリウム代謝関連遺伝子である腎曲尿細管サイアザイド感受性Na-Cl共輸送体(TSC)の機能異常は、高レニン血症を呈するGitelman症候群として知られており食塩感受性高血圧の鏡像と考えられている。したがって、食塩感受性高血圧の遺伝的背景の解明にはTSCの解析が欠かせない。今年度は新たなGitelman症候群の臨床例についてTSCの遺伝子解析を行った。また、TSCの変異および多型による高血圧との連関研究を行った。今年度のTSC遺伝子変異解析の対象は10症例であった。PCRダイレクトシーケンス法によりイントロンの一部を含む26エクソン全ての塩基配列を決定し変異を検出し、PCR-RFLP法等により変異塩基配列の確認を行った。前年度解析した11症例の結果と合わせ同義置換を含む計21変異が検出された。7例では同義置換以外の変異は検出されなかったが、14例で13のミスセンス変異と、第16エクソンナンセンス変異および第6エクソン18塩基挿入変異が認められた。同義置換変異の366A/G、2142C/T、2598C/Tとミスセンス変異1868T/Cは、東日本と西日本に分布していた。また、ミスセンス変異の539C/A、1315G/A、2546T/A、2864G/Aおよび第6エクソン18塩基挿入変異は西日本にのみ認められた。一方、北東北では第16エクソンの5C/4Cナンセンス変異が5例中4例で認められ、1例はホモ接合体であった。5C/4Cナンセンス変異の北東北における集積が特徴的であった。連関研究では、若年の高血圧者32例と高齢で正常血圧を示す20例で同様にTSC遺伝子塩基配列を決定した。両群で上記変異は認められず、また、2711G/A多型についても遺伝子型の頻度に差を認めなかった。高血圧におけるTSCの役割についてはさらに検討を加えていく必要がある。ナトリウム代謝関連遺伝子である腎曲尿細管サイアザイド感受性Na-Cl共輸送体(TSC)の機能異常は、高レニン血漿を呈するGitelman症候群として知られており食塩感受性高血圧の鏡像と考えられている。今年度も昨年度に引き続き学内外の新たなGitelman症候群の臨床症例8例についてTSCの遺伝子解析を行った。PCRダイレクトシーケンス法によりイントロンの一部を含む26エクソン全ての塩基配列を決定し変異を検出した。同時に、PCR-RFLP法等により変異塩基配列の確認を行った。その結果、6例に、Thr180Lys、Arg399Cys、Ala588Val、Leu849His、Arg904Gln、Arg955Gln、1926del C(5C/4C)の7変異が検出された。いづれもヘテロ接合体であり、うち4例は、コンパウンドヘテロ接合体であった。今回、第16エクソンの1926del C(5C/4C)ナンセンス変異を認めた症例は、青森県の症例であった。
低次元場の理論とその応用

低次元場の理論の研究とその応用をテーマとする本研究では、量子ホール効果の場の理論、重力の量子論並びに弦の量子論が中心的課題として取り上げられた。これら物理学の基本的諸問題に関する多方面にわたる研究が展開され、以下の成果があげられた(1)極めて特異な量子的な物理現象である量子ホール効果の厳密性に関して、ホール系のガス状態が負の圧縮率を持つことが示され、さらにこのことより縦抵抗が有限な値をとる現実の実験状況下でもホール抵抗の値が厳密に量子化されることがしめされた。また、量子的な多体効果が重要な働きをしている分数量子ホール諸問題について、空間の対称性を最大限に保つvon Neumann格子表現を使い、相互作用によりfluxが凝縮し、Hofstadterのbutterflyスペクトルと同様なものになる一粒子状態を持つflux相に基ずく新しい平均場理論が提案された。この意味で、Hofstadterのbutterflyスペクトルと分数量子ホール効果の関連が初めて明らかにされた。(2)時間や空間の反転に関する不変性を破る超伝導では量子ホール系と同様に電磁場に対するChern-Simons項が導かれる。磁場の役割をp波のCooper対凝縮がし、u(1)対称性が破れているときのChern-Simons項の係数には補正があること等について解明された。(3)任意次元に一般化された偶数次元のChern-Simons作用が無限階質量殻上既約という極めて特殊なゲージ対称性の構造を持つ理論であることが示されまたこの理論の量子化に成功した。(5)ストリング理論におけるD-Particleの有効理論のコンフォーマル対称性が示され、またハミルトンーヤコービ方程式を用いたストリングの新しい定式化にせいこうした。(5)超弦理論について、その相転移がヒッグス場による対称性の破れと解釈できる相転移点まわりでの物理量の計算について、定量的に解析する技術の開発に成功した。(6)量子情報理論における量子的絡み合い状態についてのエントロピーの持つ関係式の導出に成功した。今年度低次元場の理論に関する量子ホール効果、偶数次元チャーン・サイモン理論の量子化、2次元量子重力理論、N=2超対称ゲージ理論の弱結合領域での性質等の解明について進展があった。各テーマにおける成果は以下の通りである。(1)量子ホール効果von Neumann格子表現を使うことより量子ホール系に周期ポテンシャルがある時のスペクトル、その双対性、並びにホール伝導度のトポロジカル不変な表示が得られた。また、量子ホール効果の“breakdown"現象の解明、等がなされた。(2)空間反転・時間反転対称性を破る超伝導・超流動で電磁ベクトルポテンシャルに対するチャーン・サイモン項が導かれること、並びにその係数はトポロジカル不変な項に加えてNambu-Goldstoneモードからの補正を受けてでてくるトポロジカル不変でない項からなること。(3)偶数次元チャーン・サイモン理論の量子化偶数次元チャーン・サイモン理論の量子化が2次元理論で詳しく解析され、無限にreducibleなゲージ理論として量子化がなされた。(4) 2次元量子重力理論の力学的性質が単体分割での表示により求められた。(5) N=2超対称ゲージ理論の弱結合領域での性質や特異点近傍での性質が解明された。

これら物理学の基本的諸問題に関する多方面にわたる研究が展開され、以下の成果があげられた。(1)極めて特異な量子的な物理現象である量子ホール効果の厳密性に関して、ホール系のガス状態が負の圧縮率を持つことが示され、さらにこのことより縦抵抗が有限な値をとる現実の実験状況下でもホール抵抗の値が厳密に量子化されることがしめされた。また、量子的な多体効果が重要な働きをしている分数量子ホール諸問題について、空間の対称性を最大限に保つvon Neumann格子表現を使い、相互作用によりfluxが凝縮し、Hofstadterのbutterflyスペクトルと同様なものになる一粒子状態を持つflux相に基ずく新しい平均場理論が提案された。この意味で、Hofstadterのbutterflyスペクトルと分数量子ホール効果の関連が初めて明らかにされた。(2)時間や空間の反転に関する不変性を破る超伝導では量子ホール系と同様に電磁場に対するChern-Simons項が導かれる。磁場の役割をp波のCooper対凝縮がし、U(1)対称性が破れているときのChern-Simons項の係数には補正があること等について解明された。(3)任意次元に一般化された偶数次元のChern-Simons作用が無限階質量殻上既約という極めて特殊なゲージ対称性の構造を持つ理論であることが示されまたこの理論の量子化に成功した。(5)ストリング理論におけるD-Particleの有効理論のコンフォーマル対称性が示され、またハミルトン-ヤコービ方程式を用いたストリングの新しい定式化にせいこうした。(5)超弦理論について、その相転移がヒッグス場による対称性の破れと解釈できる相転移点まわりでの物理量の計算について、定量的に解析する技術の開発に成功した。(6)量子情報理論における量子的絡み合い状態についてのエントロピーの持つ関係式の導出に成功した。
渟足・磐舟柵の基礎的研究

本研究の成果は、次の四つの目的に関してそれぞれ以下の具体的成果があった。一未発見の渟足・磐舟柵遺跡が深い埋没の下にあると仮定しその痕跡を追求する上で渟足柵の手懸りとなる長者の伏せたかめが埋没する池の深さをボーリング調査で-2.3mを、また埋立後の水田跡底部を-1.3mと確認し、発見に向かって接近した。また西部遺跡の鍛冶遺構に注目し、これが城柵内にありうるとの知見から周辺に磐舟柵があるという可能性がでてきた。二沼垂城墨書木簡の出土で注目すべき新潟市沼垂町旧地王瀬地区の地下の旧表土などの層位や広がりを解明する目的では、王瀬地区の東北2kmの長者の伏せたかめの探索と併せてボーリング調査を行ったが、この方面にその広がりのないことが確認できた。三渟足柵と磐舟柵とが海上交通のみならず内水面交通により結ばれ、両柵が機能を分担していたと想定する立場から、『日本書紀』皇極元年の越辺蝦夷数千内附記事の政治過程を解明する目的では、越より古い表記が高志であることが出土木簡から知られ、科野も信濃に表記が同様に変わることや67世紀の継体・欽明紀にシナノ方面から物部がコシノシリへやサドに進出したことを論じたが、平成19年発見の延命寺遺跡木簡がひとつの証左となった。四両柵に先行する6世紀代の日本海海域の歴史を明らかにする上で北限が奥尻島で阿倍比羅夫北征が及び得たことや新羅文武王海中墓で日本の脅威を自覚していたことを確認した。第1にテーマとしている未発見の渟足・磐舟柵の探求の手がかりについて、まず渟足柵・沼垂城は「長者のかめ」(伝承では酒船石遺跡の亀の石槽にも似ることについて雑誌『鑑賞』28号で解明)の探求を、新潟市松崎地内で19年3月にレーダー、電気、ボーリング調査を行った。その前提となる見解は、「」ことにより、埋蔵池の様子を掴むことができたようである(4月21日に報告会を予定)。また磐舟柵跡は、新潟県埋蔵文化財調査事業団の西部遺跡、窪田遺跡の調査が進行しており、その調査成果の分析に協力をしながら、肉薄をしている。第2の目的である信濃・阿賀野川河口周辺における古土壌・旧表土の特色の把握は、前掲埋蔵池のボーリング調査で標本5本が得られ、協力者である浅層地質学の専門家の解析から理解を深めることが進みそうである(能登半島地震への対応で当資料の分析が遅れている)。第3の目的では、両柵が内水面でつながる問題、また同時設計の問題を、日本書紀皇極元年の越辺蝦夷数千の内附記事の政策的結果とする解釈においた。同時設計では、未発見の出羽柵についてその前身を都岐沙羅柵とし、これを同時計画に仮定するに至った。また内水面における信濃との関係を明らかにした(『佐渡・越後文化交流史研究』7号)。第4とした東アジア情勢の解明は、北海道奥尻島の青苗遺跡の調査により、北方文化民族との関係を理解できたほか、「流鬼」の入唐問題と阿倍比羅夫遠征との関係について知見を広めた。また城柵の国際的な比較が重要であり、ドイツ・ラインナウなどでのリーメス調査や韓国威安市城山山城と木簡調査から城村制との比較による視野形成と資料収集を進めた。

一未発見の渟足・磐舟柵遺跡が深い埋没の下にあると仮定しその痕跡を追求する上で淳足柵の手懸りとなる長者の伏せたかめが埋没する池の深さをボーリング調査で-2.3mを、また埋立後の水田跡底部を-1.3mと確認し、発見に向かって接近した。また西部遺跡の鍛冶遺構に注目し、これが城柵内にありうるとの知見から周辺に磐舟柵があるという可能性がでてきた。二沼垂城墨書木簡の出土で注目すべき新潟市沼垂町旧地王瀬地区の地下の旧表土などの層位や広がりを解明する目的では、王瀬地区の東北2kmの長者の伏せたかめの探索と併せてボーリング調査を行ったが、この方面にその広がりのないことが確認できた。三渟足柵と磐舟柵とが海上交通のみならず内水面交通により結ばれ、両柵が機能を分担していたと想定する立場から、『日本書紀』皇極元年の越辺蝦夷数千内附記事の政治過程を解明する目的では、越より古い表記が高志であることが出土木簡から知られ、科野も信濃に表記が同様に変わることや67世紀の継体・欽明紀にシナノ方面から物部がコシノシリヘやサドに進出したことを論じたが、平成19年発見の延命寺遺跡木簡がひとつの証左となった。四両柵に先行する6世紀代の日本海海域の歴史を明らかにする上で北限が奥尻島で阿倍比羅夫北征が及び得たことや新羅文武王海中墓で日本の脅威を自覚していたことを確認した
a-c:H膜を用いた光情報記録

プロパンのグロ-放電分解により作製したa-c:H膜は光照射によってエッチングされる現象を呈することを見出している。本研究は、この現象を光記録に利用しようとする試みに関するもので、光の強弱に対応した凹凸を利用したレリ-フ型ホログラムの作製・再生・記録保存用レプリカ作製とその性能評価に係わるものである。まず、UVHe-Cdレ-ザ-光(325nm)による2光線の干渉を直接膜に刻みつけることを試みた。He-Neレ-ザ-光(633nm)およびAr^+レ-ザ-光(488nm)を用いた膜よりの再生像は回折条件をみたし、またホログラム記録時に用いた光学系に期待される周期干渉縞の存在を示しており、実際にレリ-フ型の位相ホログラムがa-c:H膜上に形成されたことを決定的に証拠づけた。光記録された情報は長期的には光によって劣化するので、これをさけ記録の永久的な保存を可能にするために、レプリカホログラムの作製を次に試みた。レプリカの作製は、オリジナル膜のレリ-フ型ホログラムを金型に写し取り、その金型からプラスチックにレリ-フを浮き上がらせる方法をとった。金型は光情報を表面にレリ-フとして持つa-c:H膜に金を蒸着し、これにニッケルによる電鋳をほどこして作製した。いくつかの材料について転写を試みたが、最も成功したのはポリ塩化ビニ-ル板の熱可塑性を利用した方法であった。この様にして得たプリカホログラムの回折効率は、オリジナル膜の80%に達するものが得られ、本質的にレプリカとして十分利用できることが明らかとなった。またこの方法は、同一記録情報を多量に作製する際にも利用でき好都合である。以上のように、a-c:H膜は、光プロセスのみによって高分解能で光記録が可能で、またその記録の劣化のないレプリカへの転写も可能な興味深い可能性を持つ新材料であることが、始めて明らかとなった。a-c:H膜に紫外光を照射した際に生ずる膜厚の減少(光エッチング)を光記録に利用する基礎研究で、紫外レーザ光を用いたホログラム作製と再生、さらに記録性能と膜の物性との関連についての理解を得ることを目的とした。まず,ホログラム作製については、He-Cdレーザ光源からの紫外レーザ光を分割し光路差を持たせた二光線とし、その干渉を膜上に発生させ強弱を凹凸の形で記録した。再生は可視He-Neレーザ光及びAr^+レーザ光を用い、膜を透過したそれぞれの一次回折光の角度が理論的予測と一致することで、干渉が膜にホログラムとして記録されていることを確認した。これによってa-c:H膜にレリーフ型ホログラムの直接記録が可能なことを始めて示すことができた。ただ、回折効率は理論的予測よりかなり低かったが、レーザ光の偏光特性や干渉作製時の光学台の振動などの影響が考えられるので、今後検討する。空気中の熱処理等により組成を種々変化させた膜について光エッチングの発生の様子を比較した実験から、膜中のC-H結合やC=O結合などの濃度について、光記録時の感度の向上に役立ちそうな指針を得た。

この結果によれば、記録の再生は透過型ではなく反射型ホログラムとして利用した方が回折効率が高くなると推測されるので、感度の問題と合わせて利用形態についても来年度の研究の展開の中で十分検討する。さらに、紫外光照射によって生ずる膜のフォトルミネッセンスについて、C=O結合やC-H結合濃度の異なるいくつかの場合の励起スペクトルを測定し、光エッチング発生効率の励起スペクトル(光子エネルギー依存性)と比較したところ、両結合は発光中心を形成しその格子緩和と光反応によるエッチングの発生プロセスは関連している可能性を示唆する結果を得た。この結果も来年度の研究の展開に役立つと考えられる。ガラス基板上にプロパンのグロ-放電分解により堆積させたアモルファス水素化炭素膜(a-C:H膜)のUV光照射により発生するフォトエッチング現象を利用したレリ-フ型位相ホログラムについて、その記録情報を長期的に保存するためのレプリカホログラムの作製方法とその材料を中心に研究した。また、レプリカホログラムとオリジナルホログラムの再生光に対する回折効率の比較からレプリカの性能評価を行った。レプリカの作製方法としては、オリジナル膜のレリ-フを金型に写しとり、さらにこの金型から軟らかいプラスチック類に転写する方法を用いた。金型は表面レリ-プとして凸凹の形に光情報を記録したa-C:H膜に金を蒸着し、これにニッケルの電鋳をほどこすことで作製した。アクリル板、ポリエチレンシ-ト、ポリ塩化ビニリデンシ-ト、ポリ塩化ビニ-ル板などについて、有機溶剤で溶かしたり軟らかくしたりする方法や熱可塑性を用いる方法なとの試行錯誤の中から、ポリ塩化ビニ-ル板に熱可塑性を利用して転写するのがよいことを見出した。このようなプロセスによって得たレプリカホログラムの回折効率は、オリジナル膜のそれの80%に達するものが得られ、本質的にレプリカとして十分利用できることが明らかにできた。このプロセスは、同一記録情報を大量生産する際にも適用できるものである。オリジナル膜の光記録の経年的劣化は、このようにレプリカ作製で解決でき、光記録の永久的保存が可能であることが明らかになった。実用化に結びつける上では、オリジナルホログラムの回折効率が理論値に比べてかなり低い原因を解明し、これを向上させることが望ましい。以上のように、a-C:H膜は光プロセスのみで光情報を高分解能で記録でき、またレプリカへの転写も可能な新しい光記録材料として興味ある可能性を持つことを、本研究で始めて明らかにした。
OsCPK8を介したイネの過敏感細胞死誘導機構

植物は非病原性細菌を認識すると過敏感細胞死と呼ばれる強力な免疫反応を誘導する。これまでに申請者は、イネを用いて過敏感細胞死誘導機構に関する研究を行い、過敏感細胞死を正に制御する情報伝達因子OsCPK8と、その下流に存在する転写因子OsNAC4を同定した。しかし、OsCPK8からOsNAC4への情報伝達経路、OsNAC4がどの様な遺伝子の発現を制御しているかなど未だ不明な点が多い。そこで、本研究では、OsCPK8からOsNAC4への情報伝達経路を明らかにすると共に、OsNAC4によって発現が直接または間接的に制御されている遺伝子を明らかにし、イネ過敏感細胞死誘導機構の解明を目指す。
酸化インジウムを蒸着した固体シンチレーターの開発

pp/7Be太陽ニュートリノ観測を目的として、酸化インジウムの薄膜を蒸着した固体シンチレーターの開発を行った。昨年度の開発から、薄膜の材料として酸化インジウム(In_2O_3)に酸化スズ(SnO_3)を重量比で約10%混合させたITO(Indium Tin Oxide)を用い、本学が所有する蒸着装置SVC-700をもちいて薄膜形成を行った。本年度は、直接シンチレーターに蒸着する方法は採用せず、プレパラートに蒸着したものをシンチレーターと光電子増倍管の間に挿入し、蒸着の性質を測定した。使用したシンチレーターは、CsI、BGO(Bi_4、GYSO、YSOの4種類である。昨年度の結果から、ITO蒸着後に着色する現象が観測されたので、これを改善させるため、本年度はアルゴン7Paに酸素1Paを混合した雰囲気で蒸着した。薄膜厚を0.91μm、1.38μm、2.86μmとして酸素導入条件下で形成させた結果、昨年同様に黄色に着色しており酸素導入による効果は確認できなかった。そこで各シンチレーター光を用いて透過率を測定したところ、それぞれ平均75%、55%、35%となった。また、透過率には波長依存性が確認され、長波長で吸収率が少ない傾向であった。酸素導入による効果は440nm以下で5-10%程度の透過率回復を得ており、550nm付近の長波長側の透過率と同程度に回復することがわかった。しかし、10μmの厚みを想定すると透過率は6%程度と計算されて、エネルギー分解能は100%程度に悪化することがシミュレーションにより予想された。100keVで30%のエネルギー分解能を達成するためには、膜厚は0.2μm程度となり、現在の手法では透過率の著しい改善がなされない限り、酸化インジウムを蒸着して太陽ニュートリノ検出器として稼働させる能力がないことがわかった。pp/7Be太陽ニュートリノ観測を目的として、酸化インジウムに薄膜を蒸着した固体シンチレーターの開発を行った。使用した結晶は、CsI、BGO(Bi_4(GeO_4)_3)、YSO(Y_2SiO_5(Ce))、LYSO(LuYSiO_5(Ce))そしてYAP(YAlO_3)の5種類である。結晶の大きさはYAPを除き1cmの立方体を使用した。薄膜の材料として、酸化インジウム(In_2O_3)に酸化スズ(SnO_3)を重量比で約10%混合させたITO(Indium Tin Oxide)を使用した。薄膜形成のために使用した蒸着装置は、宮城教育大学が所有するSVC-700を用いた。蒸着したITOの質量はスパッタリングを行う時間にほぼ比例するため、蒸着前後の結晶の質量差を測定することによりITOの蒸着量を求めた。蒸着前の各シンチレーターに対し、鉛と無酸素銅の遮蔽体内でシンチレーター内部のU/Th起源の放射性事象の観測を行った結果、LYSOは自身のLuに放射性同位体が含まれておりバックグラウンドが大きく、太陽ニュートリノの観測には不適当であったが、その他の結晶のU/Th含有量は標準レベルであることがわかった。一方、γ線による応答スペクトルを観測した結果、CsI,BGO、YSOではγ線の光電ピークを観測する一方、YAPは薄板のため光電ピークが観測できなかった。次に、4時間のスパッタリングによる蒸着を行った結果、6mgのITOが蒸着し厚みとして1.7μm相当であった。しかし、CsIでは蒸着したITO薄膜が剥離することがわかった。これは、CsIが柔らかく、ITOと熱膨張率が1桁以上異なることが原因と考えられた。一方、BGO、YSO、YAPに関して蒸着は成功した。但し、いずれの結晶も本来無色であるべきところ黄色みを帯びた薄膜が形成された。このため、光電子増倍管が収集する光量が25%減少し、エネルギー分機能も劣化してしまった。最終的に光電ピークを観測できたのは、BGOのみであった。今後、薄膜の透明化が課題である。

また、透過率には波長依存性が確認され、長波長で吸収率が少ない傾向であった。酸素導入による効果は440nm以下で5-10%程度の透過率回復を得ており、550nm付近の長波長側の透過率と同程度に回復することがわかった。しかし、10μmの厚みを想定すると透過率は6%程度と計算されて、エネルギー分解能は100%程度に悪化することがシミュレーションにより予想された。100keVで30%のエネルギー分解能を達成するためには、膜厚は0.2μm程度となり、現在の手法では透過率の著しい改善がなされない限り、酸化インジウムを蒸着して太陽ニュートリノ検出器として稼働させる能力がないことがわかった。
血小板PAF受容体と連携したグアニルシクラーゼが関わる新規なシグナル伝達系の解明

代表的循環器疾患である血栓症の発症機構に血小板が深く関わっている。本疾患の予防・治療面から、血小板活性化機構と細胞接着分子の細胞表面への発現機構の研究が進められ、その成果としてCa^<2+>、蛋白リン酸化酵素が関わる一連の細胞内情報伝達機構が明らかにされた。しかしながら血栓形成の初期に見られる刺激を受け凝集した血小板を解離させ、血栓形成の抑制作用に繋がる医薬品は未だ開発されていない。血小板脱凝集の機構解明は新規な作用点を持つ抗血栓薬の開発に繋がりその研究成果が期待される。申請者は、PAF-受容体複合体からPAF分子を解離させると血小板膜上のPセレクチン発現量が低下し脱凝集反応が惹起されること、この脱凝集反応に細胞内cGMPレベルを上昇させるシグナル伝達系が機能していることを明らかにした。ヒト巨核球mRNAから調製したcDNAを用いてRACE法によるクローニングを進め、血小板PAF-受容体がこれまで報告されている白血球型と同一であり、白血球型PAF-受容体遺伝子ノックアウトマウスの血小板がPAF刺激に反応しないことから、血小板PAF-受容体が単一分子であることを明らかにした。またPAF-受容体複合体解離時に活性化されるグアニルシクラーゼは膜結合酵素であり、既知の可溶性酵素とは異なる性質を有する酵素であることを認めている。さらにPAF刺激による血小板活性化時のシグナル伝達系とは異なり、Rho kinase阻害剤Y27632やPI3K阻害剤LY294002によりPAFアンタゴニストY24180による脱凝集反応がより強力に惹起されることから、血小板PAF受容体が二方向性の伝達経路、即ちPAF分子が結合し細胞が活性化される経路とPAF-受容体複合体からPAF分子が解離した際に機能するシグナル伝達経路の二方向性の細胞内情報伝達経路により血小板の機能が制御されていることを明らかにすることができた。血小板は様々な化学的あるいは免疫学的刺激を受けると、受容体を介した細胞内情報伝達経路を経て形態変化を起こし、細胞膜表面に接着分子を発現して血管内皮細胞に接着・凝集する。PAF-受容体複合体からPAF分子が解離されると血小板膜上のPセレクチン発現量の低下とともに脱凝集反応が惹起される。この脱凝集反応時に、膜結合型グアニルシクラーゼが活性化され細胞内cGMPレベルが上昇するシグナル伝達系の存在を明らかにし、PAF刺激による血小板活性化時のシグナル伝達系とは異なり百日咳毒素により抑制されることから、血小板PAF受容体が二方向性の伝達経路に連携していること、即ちPAF分子が結合し細胞が活性化される経路とPAF-受容体複合体からPAF分子が解離した際に機能するシグナル伝達経路により血小板が制御されていることを明らかにした。これら研究成果を背景に、緑茶カテキンの主成分であるEGCGの血小板脱凝集惹起反応を解析した。EGCG(130μM)を単独で作用させるとPAF刺激し凝集した血小板の解離反応が惹起されるが、血小板内cGMPレベルをあらかじめ亢進させておくと8μMでも脱凝集反応が惹起されること、すなわち、細胞内cGMPレベルを亢進させる薬剤とEGCGを共投与すると血栓形成初期段階に認められる凝集血小板を解離する作用が亢進することを明らかにした。

本研究で得られた知見は血栓症の予防・治療薬開発に応用出来ると期待される。これまで代表的循環器病である血栓症の予防・治療面から血小板活性化機構と細胞接着分子の細胞表面への発現機構を早期に解明することが期待されていた。これまでの研究成果から、Ca^<2+>、蛋白リン酸化酵素が関わる一連の細胞内情報伝達機構が提唱されているが、化学的、免疫化学的刺激により活性化され、細胞膜表面に細胞接着分子が出現し、血小板同士が凝集した血栓形成初期段階の血小板の解離を促進する作用を持つ医薬品は未だ開発されておらず、新規な作用点を持った抗血栓薬の開発が期待される。申請者は、PAF-受容体複合体からPAF分子が解離されると血小板膜上のPセレクチン発現量の低下とともに脱凝集反応が惹起され、この脱凝集反応時に細胞内cGMPレベルが上昇するシグナル伝達系の存在を明らかにした。またPAF-受容体複合体解離時に活性化されるグアニルシクラーゼは膜結合酵素であり、既知の可溶性酵素とは異なった酵素であることをイムノブロット法により明らかにした。さらにPAF刺激による血小板活性化時のシグナル伝達系とは異なり、Rho kinase阻害剤によりPAFアンタゴニストによる脱凝集反応がより強力に惹起されることから、血小板PAF受容体が二方向性の伝達経路に連携していること、即ちPAF分子が結合し細胞が活性化される経路とPAF-受容体複合体からPAF分子が解離した際に機能するシグナル伝達経路により血小板が制御されていることを明らかにすることができた。血小板PAF受容体に連携したグアニルシクラーゼの活性化機構解明のために、これまで不明であったウサギ、ヒト血小板PAF受容体を各々ウサギ血小板mRNA、ヒト巨核球mRNAから調製したcDNAを用いてRACE法によりクローニングし、現在、動物細胞で発現させたPAF受容体の抗体を作製中である。代表的循環器疾患である血栓症の発症機構に血小板が深く関わっている。本疾患の予防・治療面から、血小板活性化機構と細胞接着分子の細胞表面への発現機構の研究が進められ、その成果としてCa^<2+>、蛋白リン酸化酵素が関わる一連の細胞内情報伝達機構が明らかにされた。しかしながら血栓形成の初期に見られる刺激を受け凝集した血小板を解離させ、血栓形成の抑制作用に繋がる医薬品は未だ開発されていない。血小板脱凝集の機構解明は新規な作用点を持つ抗血栓薬の開発に繋がりその研究成果が期待される。申請者は、PAF-受容体複合体からPAF分子を解離させると血小板膜上のPセレクチン発現量が低下し脱凝集反応が惹起されること、この脱凝集反応に細胞内cGMPレベルを上昇させるシグナル伝達系が機能していることを明らかにした。ヒト巨核球mRNAから調製したcDNAを用いてRACE法によるクローニングを進め、血小板PAF-受容体がこれまで報告されている白血球型と同一であり、白血球型PAF-受容体遺伝子ノックアウトマウスの血小板がPAF刺激に反応しないことから、血小板PAF-受容体が単一分子であることを明らかにした。またPAF-受容体複合体解離時に活性化されるグアニルシクラーゼは膜結合酵素であり、既知の可溶性酵素とは異なる性質を有する酵素であることを認めている。さらにPAF刺激による血小板活性化時のシグナル伝達系とは異なり、Rho kinase阻害剤Y27632やPI3K阻害剤LY294002によりPAFアンタゴニストY24180による脱凝集反応がより強力に惹起されることから、血小板PAF受容体が二方向性の伝達経路、即ちPAF分子が結合し細胞が活性化される経路とPAF-受容体複合体からPAF分子が解離した際に機能するシグナル伝達経路の二方向性の細胞内情報伝達経路により血小板の機能が制御されていることを明らかにすることができた。
核融合炉に近い条件における球状トカマク合体生成時の加熱効果の検証

イギリスカラム研究所の世界最大の合体実験装置であるMASTと、磁場コイルが真空容器外に設置されている東京大学のUTSTは、最も核融合炉に近い条件の球状トカマク合体実験装置である。これらの装置において、球状トカマク合体生成時の電子とイオンの加熱を観測した。合体のX点近傍では、ガイド磁場に依存して電子とイオンが合体の誘導電場によって加熱されることが分かった。合体のアウトフロー領域においては、イオンが加熱されてその後電子にも熱が移行することが分かった。これらの観測により、合体生成法による加熱の有用性を確認した。東京大学の球状トカマク合体実験装置UTSTでは、新しく増強・設置されたトロイダル磁場コイルと平衡磁場コイルにより、センターソレノイドを併用した合体実験でプラズマ電流:310kAを達成した。この改造により、典型的な合体時のポロイダル磁場は、4mTから17mTまで増加した。この条件下で多チャンネルイオンドップラー分光器を用いて合体前後のイオン温度を計測したところ、合体前におよそ15eVだったイオン温度が、合体によって短時間(およそ5マイクロ秒)で50eVまで上昇することが確認できた。核融合炉に近い条件、つまり真空容器外に磁場コイルを配置した合体実験装置で合体時のイオン温度の上昇を世界で初めて観測することに成功した。一方、静電プローブアレーを用いた実験では、合体中に二流体効果によってアウトフロー領域に急峻な径方向電場が形成され、イオン加熱に寄与していることが分かった。また、合体中の電子加熱や密度の変化を測定するためにYAGレーザーを用いたトムソン散乱計測器が整備され、実測に向けて準備中である。イギリス・カラム研究所の球状トカマク実験装置MASTでは、空間130点トムソン散乱計測により、合体の初期からX点で電子が直接加熱され、空間的に鋭い電子温度のピークを形成することが分かった。また、合体終了後にアウトフロー領域で加熱されたイオンを介して電子が加熱され、ポロイダル平面で円形な構造を形成することが分かった。新たに導入された多チャンネルイオンドップラー分光器により、合体中のイオン加熱の詳細も分かるようになり、イオンがアウトフロー領域だけでなくX点でも直接加熱されていることが確認できた。東京大学の球状トカマク合体実験装置UTSTでは、トロイダル磁場コイルや平衡磁場コイル、センターソレノイドなどの全ての磁場コイルが真空容器外に設置されているという「核融合炉に近い条件」を持つ世界初の合体実験装置であり、センターソレノイドを用いない合体実験ではプラズマ電流80kA、センターソレノイドを併用した合体実験ではプラズマ電流300kA超を達成した。また、合体時のイオン温度の上昇(50eV)をドップラー分光計測により、電子温度の上昇(15eV)をYAGトムソン散乱計測により、世界で初めて観測した。静電プローブアレーを用いた合体実験中の浮遊電位計測では、合体時に誘導電場による分極と強い外部磁場により、合体のX点付近で浮遊電位の四重極構造が観測された。イギリス・カラム研究所の球状トカマク実験装置MASTでは、合体の初期からX点近傍で電子が誘導電場により強く加速され、鋭い電子温度のピークを形成することがトムソン散乱計測により明らかになった。ピークの大きさはガイド磁場に比例する。また中性ガス圧が低い場合は、アウトフロー領域で加熱されたイオンが合体終了後に電子を加熱し、電子温度分布がポロイダル平面で円形構造を形成することが分かった。合体中のイオン加熱に関しても32チャンネルドップラー分光計測により明らかになり、アウトフロー領域に加えてX点でもイオンが加熱され、トリプルピークを形成することが確認された。東京大学の球状トカマク合体実験装置UTSTにおいて、合体立ち上げによって生成された球状トカマクを維持し、閉じ込めを改善するために、セパレーションコイルを真空容器外に設置した。これにより真空容器の上下中央寄りの厚肉部に発生する誘導電流をキャンセルし、プラズマが壁に衝突することを回避することで長寿命化に成功した。また、計測装置全体を径方向にスライドさせることで2次元計測を実現したYAGトムソン散乱計測装置を用いることで、プラズマの合体中に磁気リコネクションによるX点付近にて電子が局所的にオーム加熱によって急速に加熱されることに加えて電子密度の非定常・非一様性を観測した。静電プローブアレーを用いた計測では、ガイド磁場が高いUTSTではX点付近で電位の四重極構造が急激に生じていることが分かった。計算によるとガイド磁場が強いほど、X点での電子へのエネルギー付与が大きい。これらの結果を学術論文雑誌など、外部へ発表を行った。イギリス・カラム研究所の球状トカマク実験装置MASTにおける、130チャンネルYAGトムソン散乱計測を用いて合体のX点付近で電子が局所加熱される様子を観測した結果や、32チャンネルドップラー分光計測を用いてイオンがX点とアウトフロー領域で加熱されてトリプルピークを形成する様子を観測した結果を、海外の著名な学術論文雑誌にて発表した。

これらの観測により、合体生成法による加熱の有用性を確認した。東京大学UTST実験では、PFコイル用の新電源の立ち上げが遅れ、中性粒子入射実験が遅れている。また、内部セパレーションコイルを真空容器外部に設置することで再検討をしている。イギリスMAST実験の成果は充分出ているが、成果発表が遅れている。プラズマ物理学東京大学UTSTのPFコイル用新電源は平成27年度より運用開始予定なので、球状トカマクの高密度化を実現することで平成27年度中に中性粒子入射実験を行う。また、内部セパレーションコイルを真空容器外部に設置することを前提に再設計を行い、準備を進める。イギリスMAST実験の成果を学術論文雑誌に投稿する。トムソン散乱をはじめとする計測器の整備などが遅れ気味ではあるが、主たる目的である合体時の電子加熱・イオン加熱に関してはUTST・MAST双方の実験装置で順調に行われているため。特にイオン加熱に関しては両実験装置で初めて合体時の加熱を測定する事に成功し、合体時の加熱機構が大分明らかになってきた。当初は26年8月に運用を開始する計画であったPFコイル用の新電源の立ち上げが遅れ、27年3月からの運用の予定となったため、26年度中に中性粒子入射に必要な球状トカマクプラズマの高密度化の実現が事実上不可能になってしまった。また、MASTの解析結果を学術雑誌に投稿する予定であったが、原稿に修正があり、27年度に投稿することになった。そのため、次年度使用額が生じた。東京大学のUTST装置については、合体実験放電のメンテナンス、磁気コイルアレーや静電プローブアレーおよび各種計測器の整備・修理を行い、トムソン散乱計測器による電子密度・温度の測定を目指す。中性粒子ビーム実験の整備を行い、合体生成された球状トカマクの加熱・維持を目指す。また、セパレーションコイルを用いて合体の制御ができるかを検討し、導入するか否かを決める。イギリス・カラム研究所のMAST装置における実験は全て終了し装置がシャットダウンしたため、今後は得られた実験結果を用いて、合体時の電子加熱・イオン加熱双方のデータを引き続き詳しく解析し、学術論文に研究成果を発表する事を目標とする。次年度使用額は、中性粒子入射実験とUTST実験装置・各計測器の整備、また論文投稿費用に充てる。イギリス・カラム研究所の球状トカマク実験装置MASTが予定より早くシャットダウンしたため、イギリスに出張する予定の旅費が執行できなかったため。次年度使用額は主に、東京大学柏キャンパスに出張し、球状トカマク合体実験装置UTSTで実験を行うことに充てる。
複製欠陥ヘルペスウイルスをベクタ-に用いたヒトHPRT遺伝子の神経細胞への導入

この研究テ-マの目的はヒトのヒポキサンチグアニンフォスフォリボシルトランスフェラ-ゼ(HPRT)遺伝子をHPRT欠損培養細胞に導入することである。その際、ベクタ-としてヘルペスシンプレックスウイルス1型の変異株(宿主細胞内で感染性のウイルスを複製できない)を用いることにより、ヘルペスウイルスの病原性のために細胞が損傷されないようにHPRTの活性を回復させる。研究代表者はpBR322にウイルスのチミジンキナ-ゼ遺伝子を含むDNA断片をもつプラスミッドpX1のチミジンキナ-ゼ遺伝子の上流に、ヒトHPRTプロモ-タ-、ヒトHPRT遺伝子を組み込んだプラスミッドと、ヒトHPRTプロモ-タ-の代わりにヘルペスウイルスのチミジンキナ-ゼプロモ-タ-をもつプラスミッドを作成した。さらに発現のインジケ-タ-とするためにヒとHPRT遺伝子の代わりに代腸菌ガラクトシダ-ゼ遺伝子を組み込んだプラスミッドも作成した。その3種類のプラスミッドをそれぞれn504株のDと混合して単層V27細胞にトランスフェクトさせていわゆるホモロガスリコンビネ-ションによって組換えウイルスをつくり、サザンブロットにてヒトHPRT遺伝子あるいは大腸菌ガラクトシダ-ゼ遺伝子をもつウイルスプラ-クを選択した。ウイルスの精製過程においては3種類の非感染性組換えウイルスは比較的安定であることがわかった。現在Vero細胞と培養神経細胞株4Cにおける発現を調べている。
大腸癌におけるDNAメチル化を指標とした薬剤耐性機序の解明

(1)抗EGFR抗体薬が投与された切除不能大腸癌患者においてExon25に存在するEGFR D944DのSNPが主要な副作用である皮膚毒性の発現と有意に相関していることを発見し、副作用の予測を可能とする個別化医療への応用が示唆された。(2)早期胃癌患者の内視鏡治療前後の胃洗浄液DNAを用いた網羅的解析により、MINT25およびSOX17遺伝子のメチル化が完全切除では有意に減少した一方、不完全切除ではその減少がみられず、胃洗浄液による遺残診断の可能性が示唆された。本研究は治療抵抗性・耐性に関連のある候補遺伝子のDNAメチル化と変異、薬剤代謝酵素の遺伝子多型を調査し、化学療法の効果と副作用、生命予後との相関を明らかにすることが目的である。初年度となる平成21年度は筑波大学での倫理審査会を通したのちにサンプル採取を開始することとした。また、対象患者を大腸癌のみでなく、化学療法を受ける胃癌患者も含めることとした。その理由は胃癌症例の方が化学療法の効果判定のため、治療前後で内視鏡検査を行う頻度が高く、サンプルの採取に有利と思われたためである。平成21年度に行った研究の具体的内容(1)サンプル採取:平成21年6月15日に筑波大学の倫理審査会の承認を得た。その後よりサンプル採取を開始し、半年で胃癌、大腸癌の患者からの血液、組織サンプル各11名分を収集した。倫理審査会の承認は予定通りに進行したが、DNA抽出法の確立に数カ月を要し、サンプル収集が予定より遅れる結果となった。来年度も引き続き、サンプルの採取に重点を置きたい。(2)ゲノムワイドメチル化解析:組織サンプルを用いたメチル化解析の準備としてカスタムアレイプローブを購入した。測定は来年度からの予定である。意義、重要性初年度ということもあり、実際の測定は来年度からとなる。結果が出ておらず、現段階では本研究の意義と重要性を見出すのは困難である。本研究はDNAメチル化変異、薬剤代謝酵素の遺伝子多型を調査し、癌治療の効果と副作用、生命予後との相関を明らかにすることが目的である。連携研究者の渡邊らの提案により、対象患者に胃癌患者も含め内視鏡治療前後でのメチル化解析も行うこととした。平成22年度に行った研究の具体的内容とその意義、重要性(1)化学療法患者サンプル採取:現在までに胃癌、大腸癌の患者からの血液サンプルを計57名分収集している。最終的に100名のサンプル採取を目標にしている。OxaliplatinやIrinotecanの代謝酵素であるGSTP1,ERCC1,2,XRCC1,ATM,TOP1,TDP1,GSTP1などのSNP解析の準備を始めており、次年度より結果を出せる予定である。(2)ゲノムワイドメチル化解析:内視鏡治療前後の胃洗浄廃液には胃細胞が残存しており、内視鏡治療の洗浄液を回収することで、高感度のメチル化解析を行うことができる。今回、この洗浄廃液を用いてH/H-MCAMicroarray解析を行ったところ、腫瘍特異的なメチル化異常として「MINT25」および「SOX17」遺伝子の同定に成功した。内視鏡治療による断端陽性症例では術後においてもこれら遺伝子は高メチル化を維持しており、追加開腹切除における病理組織にて遺残癌の確認がなされ、胃洗浄廃液による治療後遺残診断が可能な可能性が確認できた。今後、臨床応用を目指し、多施設共同で前向き臨床試験を予定している。本研究は(1)胃・大腸癌で化学療法を受けた患者の薬剤代謝酵素の遺伝子多型(SMP)を調査し、癌治療の効果と副作用、生命予後との相関を明らかにすること、(2)早期胃癌患者の胃洗浄排液から胃上皮細胞を収集し、内視鏡治療前後でのDNAメチル化変異の解析も行うことで、遺残再発、異時再発のマーカーとしての臨床応用を目指す、ことが目的である。平成23年度に行った研究の具体的内容とその意義、重要性(1)化学療法患者サンプル採取:現在までに胃癌29例、大腸癌67名の計96名分のサンプルを収集した。次年度中に目標100名にほぼ到達可能の見込みである。近年、大腸癌に用いられるようになってきたEGFR抗体薬(Cetuximab,Panitumumab)の代謝に関連する、EGF5'-UTR,FcγRIIaなどのSNP解析の準備も始めており、近々解析を開始する予定である。(2)ゲノムワイドメチル化解析:胃洗浄廃液を用いH/H-MCAMicroarray解析を行ったところ、腫瘍特異的なメチル化異常として「MINT25」および「SOX17」遺伝子の同定に成功し、各種学会においてその成果を発表するとともに、論文化した。将来の臨床応用をめざし、多施設共同で前向き臨床試験が開始されている。

本研究は1胃・大腸癌で化学療法を受けた患者の薬剤代謝酵素の遺伝子多型(SNP)を調査し、癌治療の効果と副作用、生命予後との相関を明らかにすること、2早期胃癌患者の胃洗浄排液から胃上皮細胞を収集し、内視鏡治療前後でのDNAメチル化変異の解析も行うことで、遺残再発、異時再発のマーカーとしての臨床応用を目指すことが目的である。1抗EGFR抗体薬が投与された切除不能大腸癌患者から、5種類のEGRF代謝関連遺伝子のSNP解析を行った。その結果、Exon25に存在するEGFR D944DのSNPが主要な副作用である皮膚毒性の発現と有意に相関していることを発見した。この結果から、EGFR D944DのSNPを調べることで事前に副作用の有無を予測でき、個別化医療への応用が示唆された。2胃洗浄廃液を用いH/H-MCAMicroarray解析を行ったところ、腫瘍特異的なメチル化異常として「MINT25」および「SOX17」遺伝子の同定に成功し、各種学会においてその成果を発表するとともに、論文化した。現在、多施設共同での前向き臨床試験が終了し、解析作業中である。化学療法患者サンプル採取が順調に推移しており、次年度中には目標数に到達見込みであるため。また、早期胃癌患者の胃洗浄排液を用いたDNAメチル化変異の解析も連携研究者の渡邊らにより精力的に行われ、各種学会で発表、論文化が行われた。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は最終年度となるため、血液サンプルの採取に引き続き務めるとともに、採取したサンプルからSNP解析を完了させる。臨床データとの相関を調べ、結果を学会発表、論文化につなげる。胃洗浄廃液を用いたメチル化解析も多施設共同研究を進め、臨床応用につなげる。
大正末期から昭和10年代における日本の教科論の特質に関する研究

本研究は、戦前日本の教育学の理論を担ったとされる「講壇教育学」が「教科をどのようなものとして理論化していたのか」について追求する一環として、入澤宗嘉の場合について検討しようとするものである。この研究を進めるに当たって、(1)全集・選集として纏められていない、散逸しつつある入澤の著作の収集・整理、そうした基礎作業を元にして、(2)入澤の教科論形成の個人史の解明を行う、という手続きを挙げた。その際、一つの視点として(3)(この研究には入る前に個人的に進めていた)篠原助市の場合との比較検討を行うとしていた。これらに基づいて研究を進めた結果、現状での成果・到達点は以下の通りである。先に「彼の40冊近くにのぼる著作は(戦災の影響もあって)かなり散逸しており、それを改めて収集・整理すること自身が早急に求められている。」と記したが、実態はまさしくその通りであった。実際、今年度の研究は大部分、上記の(1)の作業に費やされることになり、現段階でもまだその途上である。現在、著作の22冊については古書による実物を、2冊につては複写機による複写物として、収集を終えている。今後、引き続き、この作業を進めて行くが、時間の纏まって取れる年度末に、再度書誌探索、古書購入、複写のために科研費分の出張を設けて収集作業を行う予定である。収集済の著作についての検討によると、入澤にあっては、篠原助市の考えていた"総合→分化→総合"という過程を辿る教科論とは対照的な教科観を有するようになっていたと考えられる。(収集済の資料数の制限があり、断言は避けねばならないが)彼の場合、必ずしも教科論と言う研究分野を自覚していなかったようであるため、彼の教科観をより具体的に記述するには、田島小学校の実際のカリキュラムを検討の爼上に置く必要もあるようである。
環状ジアリールヘプタノイドはアクチノリザル共生のシグナル物質か？

根粒形成により優先的に窒素源を獲得できるアクチノリザル樹木オオバヤシャブシとフランキアの共生の初期段階に関わるシグナル物質の特定と水耕栽培法の確立を行った。1オオバヤシャブシ環状ジアリールヘプタノイドがフランキア根粒形成に及ぼす影響を検討し、これら化合物が、根粒数を著しく増加させ、アクチノリザル共生シグナル物質であることを明らかにした。LC-MS分析によって、この化合物の根部での存在も確認した。2根の経時的な成長量や根粒形成観察を可能にする水耕栽培法を確立した。しかし、土壌栽培系に比べて、植物の成長および根粒の形成が悪く、栽培条件の検討が必要であることが課題となった。根粒形成により優先的に窒素源を獲得できるアクチノリザル樹木とフランキアの共生の初期段階に関わるシグナル物質の特定と水耕栽培法の確立を行った。1.オオバヤシャブシ環状ジアリールヘプタノイドのフランキア及び実生生長への影響の検討申請者は、オオバヤシャブシ-フランキア土壌栽培法へのオオバヤシャブシ(特に根部)のメタノール抽出成分の添加が実生の生長と根粒形成を促進することをすでに確認していることから、本研究では、当研究室でオオバヤシャブシから既に単離済みの環状ジアリールヘプタノイドをメタノール抽出成分の代わりに添加することが根粒形成に及ぼす影響を検討した。その結果、メタノール抽出成分と同様な根粒形成促進活性を示すことを確認した。さらに、本環状ジアリールヘプタノイドが、根部に存在するかどうかLC-MSを用いて定性的に確認したところ、この化合物が存在することが確認され、環状ジアリールヘプタノイドが、シグナル物質の一つである可能性を確認した。2.フランキアの共生現象である根粒形成を可視化できる水耕栽培法の確立オオバヤシャブシの栽培には、混合土壌を用いているため、根の経時的な成長量や根粒形成観察することは不可能であった。そこで、連携研究者の山中が確立した、根の成長過程やフランキアによる根粒形成を非破壊的・経時的にその場で(in situ)観察することを可能にした、水耕栽培法を適用した。その結果、サンプル管を利用したオオバヤシャブシ栽培システムが確立され、地上部および根茎部の成長促進が可視化でき、さらに根茎部分へのフランキアの感染から根粒形成に至る根毛の萎縮など根系組織の連続的な変化の観察が可能になった。土壌栽培系において、環状ジアリールヘプタノイドの添加が、フランキアとオオバヤシャブシの根粒形成に影響してることを根粒数を数えることで証明でき、また、この化合物が根部に存在することも確認した。本結果は、11月にインドネシアバンドンで開かれた第7回インドネシア木材学会国際学会ならびに3月に名古屋大学開かれた第66回日本木材学会でポスター発表した。日本木材学会では優秀ポスター賞を受賞した。一方、水耕栽培系については、連携研究者である山中博士の助言を受けて、サンプル管での栽培技術を確立できた。しかしながら栽培の途中で、植物体葉の黄変や雑菌のコンタミなど、植替えの時期・栽培方法、フランキアや抽出成分の添加時期など、再検討するべき課題が見つかった。実験では、オオバヤシャブシ-フランキア土壌栽培法へのオオバヤシャブシ環状ジアリールヘプタノイドの根粒形成に及ぼす影響を検討した。その結果、根粒形成により優先的に窒素源を獲得できるアクチノリザル樹木オオバヤシャブシとフランキアの共生の初期段階に関わるシグナル物質の特定と水耕栽培法の確立を行った。その結果、環状ジアリールヘプタノイドが、オオバヤシャブシへのフランキア根粒数を著しく増加させ、根粒形成促進活性を示すことを確認した。LC-MS分析によって、根部に環状ジアリールヘプタノイドが存在することも確認でき、これら化合物がアクチノリザル共生シグナル物質の一つであることを確認した。さらに、根の経時的な成長量や根粒形成観察を可能にする水耕栽培法を検討した。しかしながら、本条件では、土壌栽培系に比べて、植物の成長および根粒の形成が悪く、環状ジアリールヘプタノイド添加による根粒数増加はほとんど観察されなかった。今後、更に栽培条件を検討する必要があると結論した。

しかし、土壌栽培系に比べて、植物の成長および根粒の形成が悪く、栽培条件の検討が必要であることが課題となった。27年度に引き続き、安定した水耕栽培系の確立を目指す。改良する点として、実生から本培養へ移植する際の本葉の数(生長時期)の再検討に加え、液体培地中の窒素濃度、光量など、オオバヤシャブシが安定して成長する条件を検討する。さらに、平成28年度は、フランキア側から分泌されるシグナル物質についても検討を行う。実験としては、環状ジアリールヘプタノイドを含む樹木シグナル物質をフランキア培養液に添加し大量培養・凍結乾燥を行ない、一方では有機化学的手法で化合物の特定を進める。凍結乾燥残渣の一部は、ヘキサン、酢酸エチル、ブタノール、水等で逐次抽出・分画する。得られた残渣および各抽出物を、実験2で確立した水耕栽培中の植物実生苗に添加し、根毛の萎縮や根粒形成を連続的に観察する。根毛の変化が見られた画分については、カラムクロマトグラフィーやHPLCによる分画を進めファクターを単離・精製を試みる。フランキアには、根粒研究で先行するマメ科根粒菌が分泌するキリンオリゴ糖とは別種のリポオリゴ糖がファクター(エリシター)として分泌されている可能性が高いと推定されている。分担者である米田博士は、オリゴ糖およびキチン系多糖双方の取り扱いに長けており、化合物の精製・構造決定などは最も得意とする分野である。森林生物化学国際学会への参加を計画していたのが、多忙につき不可能になったことが一番大きな理由である。また、実験補助者の採用を予定していたが、優秀な卒論学生の働きで採用する必要がなくなった点も大きいと考えている。今年度、国際学会への参加を計画中である。また、本年度は大量栽培など実験補助が必要であることから、実験補助者の採用についても本年度使用額として計上したい。