hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本の農地利用に関する経済分析

本研究では,1990年以降のわが国おける農地利用の実態を明らかにした。全国的な農地貸借率と耕作放棄地面積率はこの間上昇しているが,横断面(都道府県レベル)では負の相関が現れ,その度合いが年々強まっている。計量分析の結果,貸借率の上昇に貢献しているのは,農地の供給面では土地持ち非農家の増加,需要面では農家以外の農業事業体(集落営農や法人組織経営体)の躍進であることが判明した。また,農地取引の仲介組織(現在の農地中間管理機構)も貸借率の上昇に寄与している。一方,耕作放棄地率が上昇した最大の原因は,土地持ち非農家の増加であり,その抑制に寄与しているのは,農家以外の農業事業体の農地借入であった。農地の借り手が少数派となるなかで,日本の農地はどのように利用され,またなぜ利用されなくなってきたのであろうか。この問題は,農地の出し手と受け手の多寡・存在態様に規定されるところが大きい。そこで本研究では,農地の貸借市場に登場する複数の主体に注目し,その役割を明らかにした。全国統計をみると,農地流動化率と耕作放棄地率は,19902010年の間上昇しているが,都府県の横断面では負の相関が現れ,その度合いが年々高まっている。もちろんこれは単なる相関であって,因果関係を示唆するものではない。そこで分析では,両者の関係を構造方程式として捉えた上で,その誘導型を推計し,過去20年間における農地利用の動態的な側面に実証的な光を当てた。流動化率の上昇に貢献しているのは,農地の供給サイドでは土地持ち非農家の増加,需要サイドでは農家以外の農業事業体の躍進であることが判明した。一方,耕作放棄地率が上昇した原因は土地持ち非農家の増加であり,その抑制に最大の貢献をなしたのは,農家以外の農業事業体の農地借入であった。要するに,借り手市場化が進む日本の農地市場において,農地利用の動態を規定してきたのは農家ではなく非農家の存在であった。農家以外の事業体による旺盛な借地需要は,日本農業にとっては久々の光明であるが,その実態が集落営農による借地の寄せ集めや家族経営の単なる「法人成り」の結果であれば,その評価には一定の留保が必要となる。本研究の実証分析は,農地取引の仲介組織(農地保有合理化法人。現農地中間管理機構)が,農地の流動化に寄与していることを示唆している。これは同法人が利用権設定に関わる取引費用を節減していることを示唆している。他方,仲介組織には耕作放棄地の発生を抑制する役割も期待されているが,その効果は統計的には有意なものではなかった。本研究の学術的な特徴は,農地の貸借市場に登場する複数の主体に注目し,農地利用の動態的な側面に実証的な光を当てることにある。先行研究によれば,近年,農地の流動化に最も貢献しているのは,農家ではなく農家以外の事業体(とりわけ集落営農組織)である。また,土地持ち非農家は出し手として,農地の流動化に寄与しているが,彼らの存在は耕作放棄地の発生を助長する要因にもなっている。一方,農地取引の仲介組織(現在の農地中間管理機構)が流動化を促進するというのは通念であるけれども,その役割については,必ずしもその評価が定まっていない。とくに貸借を仲介する組織が,耕作放棄地の発生抑止に果たす役割について,学術研究の蓄積は皆無に近いといってよい。本研究における平成28年度の目的は,公表統計(「農林業センサス」等)を利用して,農地流動化と耕作放棄地の発生に関する規定要因を明らかにすることであった。研究成果が海外の学術雑誌に掲載されたことで,本研究はおおむね順調に進展していると自己評価した。国際競争力を失った農業を財政的に支援する1つの拠り所は,農業および農村がもつ多面的価値である。これは国内農業の保護を前提としているが,経済的損失を敢えてしても維持しなければならない非市場的価値の存在が,「農地・水・環境向上対策」を含む日本型直接支払制度を推し進める1つの基本理念となっている。本研究の分析結果によれば,「向上対策」の導入により,農業用水路,河川・水路,農地,ため池・湖沼に対する保全活動は明らかに改善しており,クラウディング・アウト効果(補助金等の受領により,実施主体の資源保全に対する内因的なモチベーションが低下する現象)は顕在化していない。いいかえれば,少なくとも本研究の対象地域(滋賀県)では,向上対策が農地の継続的な利用と多面的機能の発揮に多大な貢献をなしていると断言できる。また計量分析の結果は,集落内にソーシャル・キャピタルが蓄積され,構成員間の結束が強固である集団ほど,「向上対策」に参加する可能性が高まることを示している。共同活動に関して「事前準備」が出来ていた集落は,施策への参加のハードルを容易にクリアすることができたのである。一方,新たに参加した集落が,エネルギーの大半を集落の合意形成に費やすようであれば,「向上対策」の効果の発現は期待できない。「向上対策」は,あくまで共同体が長年培ってきた自律的な機構や相互扶助の精神をサポートすることによって,その実をあげることができるからである。

計量分析の結果,貸借率の上昇に貢献しているのは,農地の供給面では土地持ち非農家の増加,需要面では農家以外の農業事業体(集落営農や法人組織経営体)の躍進であることが判明した。また,農地取引の仲介組織(現在の農地中間管理機構)も貸借率の上昇に寄与している。一方,耕作放棄地率が上昇した最大の原因は,土地持ち非農家の増加であり,その抑制に寄与しているのは,農家以外の農業事業体の農地借入であった。本研究では,農地中間管理機構の役割が十分に発揮されるためには,すくなくとも,(1)機構が権利移転の申し出がある前に,農地の取引に積極的に関与すること。(2)土地改良や圃場整備に対する投資を拡充すること,この2点が必要であるとの仮説を提示している。今後の推進方向としては,実態調査から得られたデータを用いて,これらの仮説を検証する。また,本年度は中国の農地利用についての政策分析を行うため,専門家との共同研究を実施する。平成29年度は,とくに組織法人経営の農地利用の実態を,現地での調査や聞き取りによって明らかにする。調査地としては兵庫県,熊本県などを予定している。また中国の共同研究者を招聘し,ワークショップを開催する。平成29年度末までに研究成果をとりまとめ,ホームページで公開するとともに,国内外の学術雑誌に投稿する。農業経済学本研究の目的には,農地利用に関する中国との比較研究も含まれる。代表者が行った予備的な調査によれば,中国における農地貸借市場の発展は,農業労働力の農外への流出によって,その端緒が開かれ,農地制度改革,とりわけ請負経営権の強化がそれを後押ししてきた。中国の共同研究者と行った予備的な分析の結果は,土地株式合作社が農地の流動化とその集積および農家以外の経営体の農業参入に,多大な貢献をなしていることを示唆している。合作社が貸借を仲介することで取引費用が節減され,流動化が急速に進行したのである。平成28年度に,中国の共同研究者を招聘し,ワークショップを開催する予定であったが,都合により延期されたため,次年度使用額が発止した。平成29年8月に,共同研究者である江蘇省社会科学院農村発展研究所の包宗順所長と他1名を日本に招聘する予定である。
異なる教育機関における図書館利用のスムーズな移行法の提案

[研究目的]高専教育の特徴である専門教育に寄与するためには1年生からの専門書利用を促進する必要がある。そこで本研究では1年生の専門書利用の促進方法を提案するため、資料利用実態の分析から資料利用傾向の相違点を明らかにし、専門書利用促進のための知見を得ることを目的とする。[研究方法]1. 2010年4月から2015年3月までの5年間の本科学生(1年5年)の貸出履歴データについて、1年生が多く利用する非専門書の利用に着目し、1非専門書を利用している学生の専門書の利用状況2非専門書を利用していない学生の専門書の利用状況の2点の視点で分析した。2.非専門書をNDC分類9[文学]とし専門書はそれ以外の分類に属する資料とした。1では専門書を多く利用する学生を分類9の利用冊数を昇順に並べた時の3/4位以上に該当する学生と定義して抽出し、これらの学生の専門書利用状況の特徴を明らかにした。2では非専門書を利用していない学生を分類9の利用冊数を昇順に並べた時の1/4位以下に該当する学生と定義して抽出し、1と同様に特徴を明らかにした。[研究成果と今後の課題]1.分析結果から1非専門書を利用している1年生の専門書利用はそれほど多くない2非専門書を利用していない1年生の専門書の利用も多くないことが明らかとなり、非専門書の利用が専門書利用に直結していないと結論づけられた。2. 2年生以上で専門書の利用が多くなっていることから、1年生の知識では上級生が利用するような専門書を読むことは難しいと考えられる。3.高等専門学校では技術に興味を持って入学する学生が多いこと、全学科で目的の資料のみを利用する傾向が強いことから、入門書のような簡単な専門書や技能向上に役立つハウツー本などは容易に利用できる可能性が高いと推測された。そこで今後入門書やハウツー本の所蔵状況および利用状況の調査を行い、1年生の専門書利用促進方法の提案を行う。
マイクロ・ナノバブル技術による大量微細生物の超高速粉砕・水処理システムの開発

マイクロ・ナノバブル技術を用いて、大量微細生物の超高速粉砕・水処理システムの開発研究において、以下の主要な成果を得た。(1)マイクロバブルは、収縮して「マイクロナノバブル」へと変化する。その際、マイクロバブル内から気泡が噴出することによって気泡が動揺しながら上昇する。(2)マイクロバブルの収縮に伴って、負の電位が増加する。とくに、気泡サイズが40μmよりも小さくなると急速に負電位が増加し、そのピークは1030μm前後である。(3)マイクロバブルは収縮の最終過程で光熱反応を起こし、自発光する。その発光色は青白いことから、相当の高温で発光してしることが推測された。(4)マイクロバブルを生物に供給することによって、生物の体内では特別の生理活性作用が生まれる。この活性によって、生物の斃死防止、成長促進、抗加齢が可能となる。また、微生物においては、大量の増殖やその制御が可能となる。さらに、マイクロバブルの濃度を制御することによって、細菌の除去や洗浄、殺菌が可能となった。(5)マイクロバブルの発生装置を改良することによって、大量微細生物を瞬時に粉砕・切断することが可能となった。(6)マイクロバブルを排水内に供給することによって、排水処理槽内の微生物を約2倍に増加させることによって、アンモニア性窒素の硝化を大幅に促進させることが可能となった。以上の成果を踏まえ、マイクロバブル技術を利用した各種水処理システムの方法を新たに開発した。わが国における水環境の重大な未解決問題として,藻類による植物プランクトンによる水質汚濁,都市下水における大量の余剰汚泥の発生と処理がある.本研究では,これらの問題を解決するために,マイクロ・ナノバブル技術を用いて,植物プランクトンと下水微生物を非常に短時間で粉砕・分解することで,植物プランクトンの死滅処理および活性汚泥の可溶化処理システムを確立することをめざした.その結果,以下の成果を得た.(1)植物プランクトンと下水微生物を瞬時に粉砕・分解するマイクロ・ナノバブル発生装置を開発した.この装置は,小型タイプと大型タイプの2つを開発し,前者においては,その性能試験を行い,それらの大量微細生物の粉砕・分解が可能であることが確かめられた.大型装置においては,そのシステム設計と装置の組み立てを行った.(2)アオコの粉砕分解においては,空気マイクロ・ナノバブルを与える場合と脱気マイクロ・ナノバブルの場合の両方を検討し,いずれも瞬時にはアオコを粉砕分解するが,その後前者では再合成,後者では,死滅させることを可能とさせたことから,これらの2通りについて今後詳しく検討する課題が判明した.(3)ポンプ圧力1.1MPという比較的低圧力で下水汚泥の可溶化率60%を実現し,この方式で可溶化が可能であることを確認した.これを踏まえ,5.0MPの高圧ポンプを利用した粉砕装置の開発を行った.(4)マイクロバブルの物理化学的特性を解明し,とくに,マイクロバブルがマイクロナノバブルへと収縮する過程を詳しく検討し,その収縮限界と収縮過程の構造を明らかにした.本研究は、超高速旋回によって発生するマイクロ・ナノバブル技術を用いて大量微細生物を瞬時に切断・粉砕し、それを水処理するシステムの開発を行うことを目的としており、次の3課題で遂行された。(1)マイクロ・ナノバブル発生技術透明アクリルのマイクロ・ナノバブル発生装置を製作し、そのマイクロ・ナノバブルの発生の様子を超高速度カメラで撮影および画像解析を行い、次の成果を得た。(1)発生装置内の気液二相流体の旋回速度を計測し、それが毎秒300600回転という超高速旋回速度が計測された。その結果、強力な静電摩擦と静電分極が発生し、マイクロ・ナノバブルの固有の物理化学的特性が生まれることを解明した。(2)マイクロバブルが収縮して「マイクロナノバブル」へと変化する動的過程を詳しく考察し、マイクロバブルとマイクロナノバブルでは収縮速度が異なり、気体が気泡内部から噴出するパターンの相異を新たに見出し、その溶解機構を考察した。

(2)アンモニア性窒素の硝化マイクロ・ナノバブルを微生物に供給することで微生物活性を促し、アンモニア性窒素の硝化過程が大幅に進むことを解明した。(3)大量微細生物の粉砕・処理技術大量微細生物の瞬時切断・粉砕を可能とするマイクロ・ナノバブル発生装置を開発し、そのシステムの確立を行った。その結果、その瞬時切断・粉砕を実現するには、気液二相流体を超高速で旋回させ、鋭利な角度を有する壁面に衝突させることが有効であることが判明した。実際に、アオコや下水の活性汚泥を用いて、その切断・粉砕実験を行い、本装置の有効性が確かめられた。さらに、微細生物の死滅後の腐敗排水が、短時間のマイクロ・ナノバブルの供給によって蘇生する浄化法を新たに見出したが、その詳しい機構の解明には至らなかった。マイクロ・ナノバブル技術を用いて、大量微細生物の超高速粉砕・水処理システムの開発研究において、以下の主要な成果を得た。(1)マイクロバブルは、収縮して「マイクロナノバブル」へと変化する。その際、マイクロバブル内から気泡が噴出することによって気泡が動揺しながら上昇する。(2)マイクロバブルの収縮に伴って負の電位が増加する。とくに、気泡サイズが40μmよりも小さくなると急速に負電位が増加し、そのピークは1030μm前後である。(3)マイクロバブルは収縮の最終過程で光熱反応を起こし、自発光する。その発光色は青白いことから、相当の高温で発光していることが推測された。(4)マイクロバブルを生物に供給することによって、生物の体内では特別の生理活性作用が生まれる。この活性によって、生物の艶死防止、成長促進、抗加齢が可能となる。また、微細生物においては、大量の増殖やその制御が可能となる。さらに、マイクロバブルの濃度を制御することによって、最近の除去や洗浄、殺菌が可能となった。(5)マイクロバブルの発生装置を改良することによって、大量微細生物を瞬時に粉砕・切断することが可能となった。(6)マイクロバブルを排水内に供給することによって、排水処理槽内の微細生物を約2倍に増加させることによって、アンモニア性窒素の硝化を大幅に促進させることが可能となった。以上の成果を踏まえ、マイクロバブル技術を利用した各種水処理システムの方法を新たに開発した。
地域住民の食事パターンと循環器疾患・糖尿病・癌発症に関する栄養疫学研究

本研究の目的は、高島コホート研究の食事調査データを用いて、炭水化物、脂肪の質に着目した食事パターンを抽出し、循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症に及ぼす食事の影響を総合的に検討することである。高島コホート調査は、日本人の循環器疾患発症リスクとリスク因子の影響を定量的に評価することを目的として開始された研究で、2007年までの第一次調査に約6,100名の高島市民の方々から協力を得、現在、第二次調査が行われており、合計1万人近い参加者が得られている。高島コホート研究開始時に実施した食事調査票の結果から、80品目の食品群の摂取頻度により、「健康型」「高脂肪・肉型」「低脂肪・魚型」「果物・乳製品型」の4つの食事パターンを抽出した。2018年度は、食事パターンと肥満・循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連を検討した。野菜や大豆製品が関連した「健康型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女の高脂血症、女性の循環器疾患のリスクが高かった。しかし、男女ともに肥満のリスクは低くなった。肉類が関連した「高脂肪・肉型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女の高脂血症、女性の循環器疾患のリスクが低くかった。しかし、男性の肥満のリスクは高かった。魚類が関連した「低脂肪・魚型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女共に高血圧、高脂血症、糖尿病のリスクが低くかった。また男性の癌のリスクも低くかった。果物や乳製品が関連する「果物・乳製品型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女共に高血圧のリスクが低くかった。また男性の癌のリスク、女性の糖尿病のリスクも低くかった。研究対象者に実施した調査票が複数あり、調査結果を統合するのに想定以上に時間を要した。そのため、予定していた脂肪酸測定と論文投稿に遅れが生じた。食事パターンと肥満・循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連の検討結果は、論文にし、現在投稿準備をおこなっている。早急に論文投稿を行う。今後、癌のコホート内症例対照研究として、血清脂肪酸測定を行い、脂肪の質と量についてより詳細に検討する。高島コホート研究は、日本人の循環器疾患発症リスクとリスク因子の影響を定量的に評価することを目的として開始された研究で、2007年までの第一次調査に約6,100名の高島市民の方々から協力を得、現在、第二次調査が行われており、合計1万人近い参加者になる予定である。研究を開始するにあたり龍谷大学・人を対象とする研究倫理審査委員会に申請し、2017年2月に承認された。2016年度の計画は、調査データの基本統計量を確認し、循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症と身体活動量、食事調査データとの関連を検討する予定であった。しかし、食物摂取頻度調査票は循環器コホート研究(JALS研究)の2種類、日本多施設共同コホート研究(J-MICC研究)の1種類の合計3種類があり、それぞれの食物摂取頻度調査票の項目が違っていた。そのために、2016年度は3種類の食物摂取頻度調査票の項目の整合性をとる作業を行った。この作業はほぼ完成した。高島コホート研究では、身体活動量推定のためにJALSPAQを用いている。この解析については、委託する必要がある。データの突合が終了次第、解析依頼をする予定である。2017年度最初に3回分の食事調査データを突合し、基本統計量や身体活動量、食事調査データの各項目との解析を行う予定である。対象者の食物摂取頻度調査票は循環器コホート研究(JALS研究)の2種類、日本多施設共同コホート研究(J-MICC研究)の1種類の合計3種類があり、食物摂取頻度調査票の項目が違っていた。そのために、2016年度は3回分の食物摂取頻度調査票の項目の整合性をとる作業が必要となった。高島コホート調査は、日本人の循環器疾患発症リスクとリスク因子の影響を定量的に評価することを目的として開始された研究で、2007年までの第一次調査に約6,100名の高島市民の方々から協力を得、現在、第二次調査が行われており、合計1万人近い参加者になる予定である。データ解析を行うに当たり、倫理審査申請を行い、2017年2月に承認が得られた。2016年度は3回分の食事調査の項目の整合性をとる作業を行った。2017年度は、基本属性、身体計測値、食事調査、食習慣調査データと肥満・循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連を検討した。解析では、食べる速さが速いことは、女性の30-39歳を除いて、男女ともに、BMIが増加することが認められた。女性では、学歴が低いことは肥満と、学歴が高いことは低体重と関連していた。

低脂肪乳・普通脂肪乳の摂取は循環器疾患発症と関連していたが、低脂肪乳は糖尿病発症と負の関連があった。さらに、80品目の食品群を用いた主成分分析から、「健康型」「高脂肪・肉型」「低脂肪・魚型」「果物・間食型」の4つの食事パターンが抽出された。2018年度は、4つの食事パターンと循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連を検討する。同時に、血清脂肪酸測定を行い、脂肪の質と量についてより詳細に検討する。食事調査用紙は循環器コホート研究(JALS研究)の2種類、日本多施設共同コホート研究(J-MICC研究)分の3種類があり、食事摂取頻度調査の項目が違っていた。そのために、2016年度は3回分の食事調査の項目の整合性をとる作業が必要となった。そのために、データ解析の開始が遅れた。本研究の目的は、高島コホート研究の食事調査データを用いて、炭水化物、脂肪の質に着目した食事パターンを抽出し、循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症に及ぼす食事の影響を総合的に検討することである。高島コホート調査は、日本人の循環器疾患発症リスクとリスク因子の影響を定量的に評価することを目的として開始された研究で、2007年までの第一次調査に約6,100名の高島市民の方々から協力を得、現在、第二次調査が行われており、合計1万人近い参加者が得られている。高島コホート研究開始時に実施した食事調査票の結果から、80品目の食品群の摂取頻度により、「健康型」「高脂肪・肉型」「低脂肪・魚型」「果物・乳製品型」の4つの食事パターンを抽出した。2018年度は、食事パターンと肥満・循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連を検討した。野菜や大豆製品が関連した「健康型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女の高脂血症、女性の循環器疾患のリスクが高かった。しかし、男女ともに肥満のリスクは低くなった。肉類が関連した「高脂肪・肉型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女の高脂血症、女性の循環器疾患のリスクが低くかった。しかし、男性の肥満のリスクは高かった。魚類が関連した「低脂肪・魚型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女共に高血圧、高脂血症、糖尿病のリスクが低くかった。また男性の癌のリスクも低くかった。果物や乳製品が関連する「果物・乳製品型」のスコアが高い群では低い群に比べ、男女共に高血圧のリスクが低くかった。また男性の癌のリスク、女性の糖尿病のリスクも低くかった。研究対象者に実施した調査票が複数あり、調査結果を統合するのに想定以上に時間を要した。そのため、予定していた脂肪酸測定と論文投稿に遅れが生じた。2017年度最初に3回分の食事調査データを突合し基本統計量を確認し、調査対象者の循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症と身体活動、生化学検査値、食事調査・食習慣の各項目との関連について解析を行う。その後、以下の4項目について研究調査を進める。1調査対象者の食事データを用いた食事パターンの抽出、2血清脂肪酸測定、3食事データ、食事パターンと血清脂肪酸との関連、4食事パターン、血清脂肪酸と循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連2018年度は、80品目の食品群を用いた主成分分析から、抽出された4つの食事パターン「健康型」「高脂肪・肉型」「低脂肪・魚型」「果物・間食型」と循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連を検討する。食事パターンと肥満・循環器疾患・糖尿病・悪性新生物発症との関連の検討結果は、論文にし、現在投稿準備をおこなっている。早急に論文投稿を行う。
成人呼吸切迫症候群(ARDS)の予知法の開発と実用化

これまで収集してきた敗血症患者および急性心筋梗塞、肝疾患などその他の重症疾患患者の血清中Mn-スーパーオキシドディスムターゼ(Mn-SOD)を測定し、成人呼吸切迫症候群(ARDS)の発症診断について検討した。ARDS発症予知について従来用いられていた他の臨床検査データと比較検討した。カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、第VIII因子、乳酸脱水素酵素(LDH)、α1Pi-エラスターゼ複合体および検血分類、肝機能検査(AST,ALT)の測定を行い、Mn-SODと有効性を比較した。その結果Mn-SODは敗血症の患者では健常人よりは高値をとるが、ARDSを併発した敗血症患者ではARDSと診断される624時間前にすでに有意な高値を示した。また他の検査値と比較してもその有効性は最も優れていた。特にMn-SODは高値の血中半減期が長いため高値を持続し測定時期にかかわらず診断に優れていた。また急性心筋梗塞や急性肝炎患者においても高値を示したが他の臨床検査(CPK,AST,ALTなど)と比較することにより鑑別は可能でARDSの診断の妨げにはならなかった。測定系についても従来は測定に4時間以上を要していた酵素免疫測定法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay ; ELISA)を改良し、2時間以内で測定できる系を開発した。またベッドサイドで極めて短時間で半定量を行う測定系についても実用化に明るい見通しが立っている。以上より敗血症患者でMn-SODを測定することはARDS発症の予知法として現時点では最も有効であると考えられ、またその簡便、迅速な測定法も確立した。血清中Mn-スーパーオキサイドディスムターゼ(Mn-SOD)の迅速定量法は従来計画していたグルコースオキシダーゼおよびルミノールを用いた化学発光系のみならず、ラテックスを用いた凝集反応による方法も開発に着手した。これは特異的な抗体を結合させたポリスチレン粒子が、血清中の抗原(Mn-SOD)と反応すると凝集することを利用するもので、感度は極めて鋭敏でかつ反応速度は迅速である。これは実際の臨床の現場では、正確な定量だけでなく、30分以内で超迅速にベッドサイドで行える半定量法を望む意見があるからで、このような超迅速定量にはラテックス法が有利である。また感度の点においてもラテックス法が優れていることがわかった。この定量法もほぼ実用化の見通しが立った。またすでに敗血症および成人呼吸切迫症候群(ARDS)患者の血清の収集を開始しており、その数は数百例に達した。測定はすべて二重盲検で行っているが、一部結果の照合を行った。その結果、敗血症患者の中で、ARDSを併発した群では血清中Mn-SODがARDS非併発群に比し有意に高値であり、予知に有用であると考えられた。未だ少数例ではあるが、他のマーカー(乳酸脱水素酵素、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、第8因子など)と比較検討してもMn-SODの有用性は高く、従来診断が困難であったARDSの予知、予防に有効であると思われた。今後は、症例数を増やすこと、臨床経過と比較検討し、診断基準の確立をめざす。これまで収集してきた敗血症患者および急性心筋梗塞、肝疾患などその他の重症疾患患者の血清中Mn-スーパーオキシドデイスムターゼ(Mn-SOD)を測定し、成人呼吸切迫症候群(ARDS)の発症診断について検討した。カタラ-ぜ、グルタチオンペルオキシダーゼ、第VIII因子、乳酸脱水素酵素(LDH)、αlPi-エラスターゼ複合体および検血分類、肝機能検査(AST,ALT)の測定を行い、Mn-SODと有効性を比較した。

その結果Mn-SODは敗血症の患者では健常人よりは高値をとるが、ARDSを併発した敗血症患者ではARDSと診断される624時間前にすでに有意な高値を示した。また他の検査値と比較してもその有効性は最も優れていた。特にMn-SODは高値の血中半減期が長いため高値を持続し測定時期にかかわらず診断に優れていた。また急性心筋梗塞患者や急性肝炎患者においても高値を示したが他の臨床検査(CPK,AST,ALTなど)と比較することにより鑑別は可能でARDSの診断の妨げにはならなかった。測定系についても従来は測定に4時間以上を要していた酵素免疫測定法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay;ELISA)を改良し、2時間以内で測定できる系を開発した。またベッドサイドで極めて短時間で半定量を行う測定系についても実用化に明るい見通しが立っている。以上より敗血症患者でMn-SODを測定することはARDS発症の予知法として現時点では最も有効であると考えられ、またその簡便、迅速な測定法も確立した。
Functional MRIによる局所脳血流動態の解明

本研究では超高速撮像法であるEcho Planner Imaging(EPI)法をfunctional magnetic resonance imaging(fMRI)に応用し、光刺激による大脳皮質視覚野の信号変化を解析した。fMRIにはSIGNA HORIZON 1.5T(GE-YMS)を用い、gradient echo type echo planar imaging(GE-EPI;TR/TE 3000/50msec,Matrix 64X64,FOV 220mm,Thickness 7mm)を撮像した。後頭葉腹側から頭頂葉を含む12横断面を設定し、3秒間隔で連続102回の撮像を行った。光刺激の負荷は、白黒のcheckerboard pattern反転、赤緑のcheckerboard pattern反転、及び白黒のcheckerboard pattern静止画像をビデオプロジェクターを用いて検査台に設置したスクリーンに投影し行った。光刺激は30秒ごとに5周期のon,offを繰り返した(1周期30秒)。fMRIの画像処理として、時系列に対する周波数解析を行い刺激に同期する周波数成分を有する画像を作成した。また、周波数成分の位相を36分割し、刺激に対する反応性を検討した。全例で一次視覚領野での光刺激に同期する信号上昇が確認された。位相画像では、一次視覚領野の中心部から周辺の視覚連合野に広がる信号上昇の位相のずれが描出された。静止画像に比して反転パターンを用いた光刺激ではV5領野の信号変化が強調された。しかし、白黒のcheckerboard pattern反転画像と赤緑のcheckerboard pattern反転画像を用いたfMRIでは明らかなV4の同定は困難であった。V4の同定には今後高空間分解能を用いたfMRIでの検討が必要と考えられる。全例で視覚領野での光刺激に同期する信号上昇が確認された。視覚領野での信号上昇はb=0,40,80とMPGを高くするに従って小さくなったが、比較的遅い位相画像にて描出される視覚連合野の信号変化領域は、脳血流上昇に伴う信号変化を抑制するb=80の画像においても残存した。すなわち、視覚刺激に伴う視覚連合野の遅延する信号上昇は、一次視覚領野からの流入効果を以外の局在するblood oxygenation dependent(BOLD)効果を観察しているものと考えられる。
遺伝子改変動物を用いた精子成熟メカニズムの解明

精子成熟精巣で作られて間もない精子はそのままでは受精できないが、管状の器官、精巣上体を通過する中で受精能力を獲得する(精子成熟)。管内は糖タンパク質などが含まれる分泌液で満たされており、この中に精子成熟の責任因子が存在すると予想される。本研究では、精巣上体特異的に発現する複数の遺伝子についてノックアウトマウスを作製し、その解析を通して精子成熟を制御する分子メカニズムの解明を試みる。
自己免疫性膵炎と劇症１型糖尿病の成因の解明：新規共通抗原の病態的意義に関する検討

劇症1型糖尿病は急激な発症・ケトアシドーシスの存在・膵島関連抗体が陰性などの特徴を有する1型糖尿病のサブタイプである。自己免疫性膵炎は高齢男性に好発する慢性膵炎の亜型であり高率に糖尿病を合併するが、ステロイド治療が糖尿病の改善もしくは治癒に有効である。両疾患の発症様式は大きく異なるが、いずれも膵外分泌組織および膵内分泌組織が障害され糖尿病が併存する点で共通する基盤を有する。我々は抗アミラーゼ自己抗体が両疾患に高率に認められることを明らかとした。この結果はアミラーゼが両疾患に共通した新規抗原である可能性を提示している。そこで我々はアミラーゼをマウスに免疫することでアミラーゼに対する自己免疫反応を有する動物モデルの作成を試みた。雌性非糖尿病マウス(AKR/Nマウス、BALB/cマウスおよびC57BL/6マウス)の前脛骨筋にin vivoエレクトロポレーション法を用いてアミラーゼ発現ベクターを遺伝子導入した。その結果アミラーゼに対する自己抗体が生じ、組織学的にも膵島周囲炎や膵外分泌腺炎が生じた。耐糖能異常は生じなかった。アミラーゼ発現ベクターを導入したC57BL/6マウスではサイズの小さな膵島の増加を認めアミラーゼに対する免疫反応が膵島再生に関連している可能性が示唆された。同様に雌性糖尿病マウス(NODマウス)の前脛骨筋にin vivoエレクトロポレーション法を用いてアミラーゼ発現ベクターを遺伝子導入した。その結果アミラーゼに対する自己抗体が惹起された。アミラーゼ発現ベクターを導入したNODマウスでは糖尿病の自然発症率およびシクロホスファミドによる薬剤誘発糖尿病の発症率のいずれも低下した。一方で膵臓の組織学的所見は変化しなかった。モデル動物の解析からはアミラーゼに対する免疫反応が糖尿病の発症抑制や膵島再生に関与している可能性が示唆された。
半自己分解可能分布と半自己相似確率過程の研究

1.無限分解可能分布全体の中で、半自己分解可能分布とそのサブクラスの構造が、かなり明らかになった。特に、分布のあるクラスから、そのクラスに属する確率変数を正規化した和の、ある性質を満たす部分列に沿った極限分布の全体として新しいサブクラスを生成する手順を導入したが、その手順でももうこれ以上小さくならないという不動点のようなクラスが決定できた。2.半自己分解可能分布の絶対連続性について、自己分解可能分布がつねに絶対連続であるのに対し、半自己分解可能分布でも絶対連続でないものか存在するが、一方すべてが絶対連続であるようなサブクラスを見つけるともできた。3.多次元分布とその射影分布の間に、安定分布とは異なる性質があること、すなわち、射影分布の自己(または半自己)分解可能性から、もとの分布の自己(または半自己)分解可能性がでてこないことを示す例が構成された。4.独立な増分を持つ半自己相似確率過程の1時点での分布が半自己分解可能であることがわかった。また多時点での同時分布については半自己分解可能分布のサブクラスの系列と深く係わっていることがわかった。また似たような関係が、自己分解可能分布と自己相似確率過程の間でも成り立つことがわかった。5.タイプGと呼ばれる無限分解可能分布のクラスの多次元化に成功、更にそれらが自己分解可能になるための必要十分条件を見つけた。更にタイプG分布のサブクラスの系列を定義し、無限分解可能分布のクラスの新しい細分化に成功した。1.無限分解可能分布全体の中で、半自己分解可能分布とそのサグクラスの構造が、かなり明らかになった。特に、分布のあるクラスから、そのクラスに属する確率変数を正規化した和の、部分別に沿った極限分布の全体として新しいサグクラスを生成する手順を導入したが、その手順でももうこれ以上小さくなるという不動点のようなクラスを決定した。そしてそのクラスが、実は確率論でよく知られている半安定分布のクラスのある意味での閉包になっていることがわかり、半自己分解可能分布とそのサグクラスの意味づけがより一層明確になった。2.対象にしている確率変数が多次元値のため、正規化の方法を、スカラー倍から線形作用素を施すことに変えることができるが、そうすることによて、より大きなクラスが建義でき、そのクラスの構造もかなりわかり、応用範囲が広がることがわかった。3.半自己分解可能分布の絶対連続性について、自己分解可能分布がつねに絶対連続であるのに対し、異なる状況にあることがわかった。半自己分解可能分布でも全体連続でないものが存在するが、一方すべてが絶対連続であるようなサグクラスを見つけることもできた。しかしまだ必要十分の意味での暮らすの決定づけには至っていない。4.多次元分布の同時分布とその射影分布の間に、安定分布とは異なる性質があることがつきとめられた。即ち、射影分布の自己(又は半自己)分解可能性から、同時分布の自己(又は半自己)分解可能性がでてこないことを示す例が構成された。5.その他の課題については、まだ、結果が出る迄には至っていないが、次年度の研究につながる部分的な成果は得られつつある。1.昨年度は研究課題名にあるうち、半自己分解可能分布の性質の解明に関してかなりの成果が上がったが、今年度はもうひとつのテーマ半自己相似確率過程との関連もかなり明らかになった。すなわち、独立な増分を持つ半自己相似確率過程の1時点での分布が半自己分解可能であることは前年までの研究でわかっていたが、多時点での同じ分布についてはわかっていなかった。今回、それらが昨年度調べた半自己分解可能分布のサブクラスの系列と深く係わっていることがわかった。2.半自己相似確率過程の指数の存在について、今までよりも数学的に弱い条件で証明できた。さらに新しい条件が最良であることを、いくつかの例をもって示すことができた。

3.昨年度、多次元分布の自己(または半自己)分解可能性はその射影分布の対応する性質からは導けない例を構成して、多次元分布の決定に関してある種の否定的な命題を証明したが、同種の性質が、昨年度調べた自己(または半自己)分解可能分布のサブクラスについても成立することがわかった。4.半自己分解可能分布が絶対連続か連続特異かという問題について引き続き調べた結果、それらの性質が半自己分解可能分布を特徴付けるLevy測度と呼ばれる測度の台の代数的性質と深く関係していることがわかった。確率論の研究の中でそのような代数的性質が大きな役割を果す研究はあまりなく、来年度(本研究課題の最終年度)への更なる研究に期待がもたれるテーマとなった。1.タイプGと呼ばれる無限分解可能分布のクラスの多次元化に成功、更にそれらが自己分解可能になるための必要十分条件を見つけた。更にタイプG分布のサブクラスの系列を定義し、無限分解可能分布のクラスの新しい細分化に成功した。2.subordination(従属操作)をsubordinatorが多次元の値をとる場合に拡張した。それにともなって、多パラメーターレヴィ過程の概念を導入した。それらが1の多次元タイプG分布と深く関わることもわかり始めた。3.subordinationによる自己分解可能性の遺伝について,今まで未解決であったいくつかのことを証明した.(a)自己分解可能なsubordinatorによる,ずれをもつブラウン運動のsubordinationはまた自己分解可能になる.(b)ブラウン運動のsubordinationが自己分解可能であっても,もとのsubordinatorは自己分解可能とは限らない.4.レヴィ過程の過渡性の程度を定めるtransience level setを定義し、それらの特性関数による判定条件などを求めた。5.移動自己相似確率数列という概念を導入し、独立増分をもつものを特徴づけ、移動自己相似加法確率数列と呼んだ。まずそのようなものがが過渡的であるための必要十分条件を求めた、さらに、上極限と下極限に関する極限定理を詳しく調べた。さらにそれらを使って、シルピンスキーガスケット上のブラウン運動に対する2つのタイプの重複対数の法則に現われる未知の定数を上下から評価することに成功した。6.1次元のランダム媒質の中を動く拡散過程について、負の部分の媒質としてはブラウン運動、正の部分には媒質がない場合についての漸近挙動を調べることに成功した。
サイト選択的金属ドーピングによる酸化物ナノ粒子の電子物性制御

紫外線とアルカリ土類酸化物のナノ粒子との相互作用について、原子スケールでのメカニズムを理論的に解明した。次の3つの目的に従い研究を実施した。(1)計算方法-物質の電子励起状態の正確なモデリングに必要な静電的埋め込み(embedded)ポテンシャルを生成するための方法を開発した、(2)光学特性-MgOナノ粒子の等原子価金属原子ドーピングが発光サイトのポテンシャルエネルギー面の変化を引き起こすと共に、MgOナノ粒子の光吸収・放出特性に影響を及ぼすことを立証した、(3)光誘起脱離-MgOやCaOのナノ粒子からの高速中性原子のサイト選択的な光誘起脱離に関するメカニズムを提案した。量子力学的理論計算を用いて化学量論的及びドープされたMgOナノクラスタの電子物性のモデリング、並びにその熱力学的特性と光学的特性を調べた。MgO立法晶ナノクラスタの表面の陽イオンサイトを置換したCa不純物の熱力学的安定性を調べたところ、置換エネルギーは3配位サイトと4配位サイトで最も低く、5配位サイトやバルクの6配位サイトでは1eVずつ増加することが分かった。驚くことに3配位サイトと4配位サイトの置換Caはほぼ同じエネルギーを示した。Ca不純物は10Aの距離まで相互作用し、その距離が12Aまで達すると独立に振舞う。また3原子からなるCa不純物の集合体の生成に必要なエネルギーコストは5配位サイトで孤立したCa不純物を生成するよりも低いことを示した。これはMgOナノ粒子中の非常に低いCaドーパント濃度であっても、ナノ粒子表面のステップ構造に沿って、あるいは陽イオンや陰イオンで終端されたコーナーサイトの近くで、Caが小さな集合体を優先的に形成し得る事を示している。これは10%のCaを用いたドーピングでMgOナノ粒子の電子特性が劇的に変化する事を表す。また、紫外線照射された化学量論的MgOナノ粒子から最大0.5eVの運動エネルギーを持つhyper-thermalな(つまり高速な)酸素原子が放出されるメカニズムを提唱した。このメカニズムは幾つかの手順を経て実験データを説明し、放出プロセスの照射出力依存性の予測を可能にするものであり、これらの結果は酸化物表面のサイト選択的な修飾のために実際の手続きをどうすればよいかを示している。例えば、適切に選択されたエネルギーを持つ光子を照射することによって低配位サイトの表面密度が増加する可能性があり、高密度な化学活性サイトの生成につながるものと見込まれる。今年度は(1)等原子価置換型不純物がMgOナノ粒子の光学特性に与える影響に関する更なる研究、(2)材料特性を計算するための新たな方法の開発、という2つの目的に沿って以下のとおり研究を実施した。(1)MgOのナノ粒子のコーナー、エッジ、テラス部位にある低配位カオチンサイトを占めるCa、Sr、Baの置換型欠陥の熱力学的安定性を調べたところ、3つのドーパントすべてがナノ粒子のコーナーとエッジでMg原子と容易に置き換わることがわかった。この結果は半径の大きな不純物によって誘発された結晶格子の歪みや、有限サイズのナノ粒子であることによる平衡歪みに起困するものと考えられる。また、Ca原子はテラスでMg原子と置き換わるが、Sr原子やBa原子は置き換わらないことがわかった。これらの結果は、実験で測定されるナノ構造のMgO中のCa、Sr、Ba不純物の閾値濃度とよく相関している。また、これらの不純物の光吸収は、Caの場合は0.5eV程度、SrやBaの場合は1eV程度、低エネルギー側にシフトすることを見出した。さらに、コーナーサイト付近の最低励起状態が非常に異なるポテンシャルエネルギー表面を持ち、構造的に異なる2つの原子配置をとることを示すと共に、これらのサイトに起因する光放出エネルギーが適切なドーパントの組み合わせを選択することでどのように調整され得るかを提案した。(2)あらゆる結晶格子についての静電埋め込みポテンシャルを生成する新しい計算法を開発した。そのためには、まず任意の数の最低電気多重極モーメントを取り除けるように元の結晶格子の単位胞を再定義する。この格子セルは、その位置や大きさが解析的に決定される有限個の点電荷で補う。この方法を単位胞あたり最大100個の原子を含むいくつかの複雑な結晶格子にて実証した。本研究は、埋め込みクラスター法やQM/MM法の分野を前進させ、複雑な系における欠陥の光学特性に関する研究の手助けとなるものである。
ワサビとワサビダイコンの属間雑種の作出と優良系統の選抜及び増殖

属間交配における花粉管の伸長は、花器の蛍光顕微鏡観察により正逆交配とも正常で、胚珠に達していることが確認された。ワサビ×ワサビダイコンでは、交配後3日目に受精卵が観察され、以後30日目までの胚発育の観察の結果、交配後10日目頃から生存率は徐々に低下した。ワサビダイコン×ワサビでは、受精は確認されたものの、胚の生存率は急激に低下し、交配後25日以降生存する胚は全く観察されなかった。ワサビダイコン×ワサビの成熟胚珠の培養で、多数の雑種個体を得ることができた。しかし、交配後10日目の未熟胚珠及び子房培養では雑種個体を得ることはできなかった。得られた雑種個体、形態的にはいずれもワサビに近いものであったが、染色体観察及びアイソザイム分析の結果、両種の雑種であることが確認された。ワサビダイコン×ワサビでは雑種個体を得ることができなかった。両種の体細胞融合に関する基礎的条件検索の結果、最も高いsingl epair形成率はVACが1520V、INITIAL TIMEが2535sec.の時に得られ、最も高いpearl chain形成率はVACが3035V、INITIAL TIMEが1025sec.の時に得られた。また、最適融合条件はVDCが290300V、PWが85105μsであった。融合後の培養条件の検索は現在進行中である。胚珠培養により得られた雑種個体の増殖は組織培養により行っているが、幼植物であるため現在のところ圃場での選抜には至っいない。今後は雑種個体の複二倍体化及び圃場での優良個体の選抜と増殖を中心に展開して行く予定である。ワサビ(Wasabia japonica)とワサビダイコン(Armoracia rusticana)の雑種胚珠培養における効率的雑種獲得のための胚珠の最適置床時期を探るため、雑腫胚の発育あるいは崩壊時期を調査した。胚発育過程の観察に先立って、ワサビ×ワサビダイコンおよびワサビダイコン×ワサビの花粉管の伸長を蛍光顕微鏡で観察したところ、両組み合わせとも花粉管は胚のうに達しており、受精は行われるものと推察された。また、交配後の胚発育を経時的に観察したところ、ワサビ×ワサビダイコンでは交配後10日目で32%の胚生存率が30日目で7%に、ワサビダイコン×ワサビでは10日目で26%であったものが、30日目では観察したすべての胚が崩壊していた。これらのことから効率的に雑種個体を得るための胚珠培養における最適置床時期は、交配後10日目前後の比較的早い段階であると結論され、培養系の確立に向け大きく前進した。また、すでに得られたワサビ×ワサビダイコンの雑種の形質はいずれも形態的にはワサビに近いものであるが、来年度は茎頂培養により増殖した個体のほ場での本格的形質検定が行える見通しとなった。時同に、これら雑種のコルヒチンによる複二倍体化を組織培養法により行う予定である。一方、プロトプラストの電気融合による雑種作出は成功しておらず、融合からカルス形成後の植物体形成の条件を検討中である。雑種胚の発育と崩壊についての組織学的観察の結果から、交配後10日目頃から急激に生存率が低下することから、10日目の未熟胚珠を用いて胚珠培養及び子房培養を試みたが、いずれも雑種個体を得ることができなかった。今後は培地、添加ホルモン、培養環境等の条件について検索し、未熟胚の救助法の確立を目指して行く方針である。
乾燥地植物の水ストレス耐性に関する生理生態学的研究

1.はじめに:本研究では慢性的な水ストレスを長期間与えることで樹木の生理生態的特性がどのように変化するのかを調べると同時に、急性の水ストレスによる生理活性の変化についても測定を行った。特に、蛍光測定を用いて、中国半乾燥地産の植物と日本産の植物の種間比較などを行い、光合成における耐乾燥性を明らかにした。2.材料と方法:(1)急性水ストレス:中国半乾燥地産の油松、樟子松、沙冬青、楊柴、檸条、沙棘、油蒿、日本産のアカマツ、クロマツ、スギ、アラカシ、クスノキ、ケヤキ、コナラ、ヨモギを用いた。ポット内の土壌が10日間でpFOからpF6以上まで乾燥させて植物の反応を測定した。(2)慢性水ストレス:礫耕栽培装置で培養液の浸透圧を調整し、数年にわたる水ストレス区を設定して、植物の形態形成などについての測定を行った。3.結果と考察(1)急性水ストレス:蛍光反応のパラメータの土壌の乾燥にともなう変化に種間で違いが認められた。半乾燥地の植物は日本産のものより高い耐乾燥性をもつことが示唆された。半乾燥地のマツは、日本産のマツより、土壌の乾燥が進む中でも光合成活性を高い状態で維持し、土壌水分の状態に敏感に反応して光反応を調節していた。そのほかの植物も光合成活性のピークを遅らせることで厳しい乾燥条件に対応することが明らかとなった。(2)慢性水ストレス:長期の水ストレスによってどの植物も地上部、地下部とも生長が抑制され、生育が阻害された。しかし、枝の伸長が抑制される種や、葉の展開回数に影響が顕著な種など、樹種による形態形成への影響に大きな違いが見られた。水ストレス処理によって光合成速度にも違いが認められたが、あまり顕著なものではなかった。また、蒸散速度はほとんど水ストレス処理間で違いはなかった。しかし、水利用効率では明らかに違いが現れた。1.材料半乾燥地に生育する木本植物として高木性の常緑針葉樹である臭柏と落葉性の灌木である杆条、楊柴、その他に日本産の常緑針葉樹、常緑広葉樹、落葉広葉樹としてスギ、アラカシ、クスノキ、ケヤキ、コナラの栽培を開始した。2.調査方法(1)礫耕栽培で、培養液の浸透圧をポリエチレングリコール濃度で調整し、強ストレス区、弱ストレス区を設け、さらに対照区とで3段階の水ストレス区を設定した。1生育期間を通して慢性の水ストレスを与え、形態形成や光合成速度、蒸散反応についての測定を行った。(2)ポット栽培で、十分に灌水した個体と土壌含水率を調整した個体を準備し、生育期間のいろいろな時期に灌水の停止・再開を繰り返すことで、急性の水ストレスの影響を調べる予定にしていた。しかし、一部実験準備に手間取ったため、本年度は苗木の養生を行い、次年度測定の準備を行った。3.結果(1)長期の水ストレスによってどの植物でも、地上部、地下部とも生長が抑制され、明らかに生育が阻害された。しかし、形態形成においては主に枝の伸長が抑制される種や枝はほとんど影響を受けず、むしろ葉の展開回数に影響が顕著な種など、樹種による違いが大きく現れた。(2)水ストレス処理によって光合成速度にも違いが認められたが、あまり顕著なものではなかった。また蒸散速度についてほとんど水ストレス処理に間で違いはなかった。しかし、水利用効率としてみると明らかに違いが現れた。

1.はじめに植物への急性の乾燥ストレスは、生理活性や成長そして光合成活動に大きな影響を与える。近年、光反応やそれに関する電子伝達機構の研究に蛍光測定を用いる試みが盛んになっている。本研究では、土壌の乾燥にともなう植物の蛍光反応の変化をとおして、中国半乾燥地産の植物と日本産の同属の植物戸で種間比較を行い、光合成における耐乾燥性を明らかにする。2.材料と方法中国半乾燥地産のマツ科マツ属の油松、樟子松、日本産のアカマツ、クロマツ、半乾燥地産のマメ科の沙冬青、楊柴、グミ科の沙棘、キク科のヨモギ属の油蒿、日本産のヨモギを用いた。それらをそれぞれ3個体ずつジフィーポットに播種、生育された。ポット内の土壌が10日間でpF0からpF6以上まで乾燥するように、グロースチャンバーで温度、湿度、照度を制御して乾燥ストレスを与え、植物の反応を測定した。その場合、急激な乾燥を避けるため、ポットの側面と上部をアルミホイルで覆った。蛍光測定は点灯1時間前から、消灯1時間後まで1時間から2時間おきに数回行った。3.結果と考察蛍光反応における各種のパラメータの土壌の乾燥にともなう変化を種間で比較したところ、光反応における特性は明らかに種によって異なっていた。その変化の仕方を比較したところ、半乾燥地の植物はほぼどの種も日本産のものよりかなり高い耐乾燥性をもつことが示唆された。マツ科の植物では、半乾燥地の2種は、日本産の同属の樹種と比べ、土壌の乾燥が進む中でも光合成活性を比較的高い状態で維持し、土壌水分の状態に敏感に反応して光り反応を調節していた。そのほかの植物も光合成活性のピークを遅らせることで厳しい乾燥条件に対応することが明らかとなった。1.はじめに:本研究では慢性的な水ストレスを長期間与えることで樹木の生理生態的特性がどのように変化するのかを調べると同時に、急性の水ストレスによる生理活性の変化についても測定を行った。特に、蛍光測定を用いて、中国半乾燥地産の植物と日本産の植物の種間比較などを行い、光合成における耐乾燥性を明らかにした。2.材料と方法:(1)急性水ストレス:中国半乾燥地産の油松、樟子松、沙冬青、楊柴、濘条、沙棘、油蒿、日本産のアカマツ、クロマツ、スギ、アラカシ、クスノキ、ケヤキ、コナラ、ヨモギを用いた。ポット内の土壌が10日間でpF0からpF6以上まで乾燥させて植物の反応を測定した。(2)慢性水ストレス:礫耕栽培装置で培養液の浸透圧を調整し、数年にわたる水ストレス区を設定して、植物の形態形成などについての測定を行った。3.結果と考察(1)急性水ストレス:蛍光反応のパラメータの土壌の乾燥にともなう変化に種間で違いが認められた。半乾燥地の植物は日本産のものより高い耐乾燥性をもつことが示唆された。半乾燥地のマツは、日本産のマツより、土壌の乾燥が進む中でも光合成活性を高い状態で維持し、土壌水分の状態に敏感に反応して光反応を調節していた。(2)慢性水ストレス:長期の水ストレスによってどの植物も地上部、地下部とも生長が抑制され、生育が阻害された。しかし、枝の伸長が抑制される種や、葉の展開回数に影響が顕著な種など、樹種による形態形成への影響に大きな違いが見られた。
転写因子の欠損に起因する発がんにおける基本転写因子の役割と核内シグナル伝達機構

1.ヒトTFIIEαのZnフィンガー領域の構造解析ヒトTFIIEは、αとβの2サブユニットがα2β2の4量体を形成し、転写開始と伸長への移行に機能する。αは中央のコア領域にZnフィンガーモチーフを有しており、この欠失変異体は試験管内転写系においてドミナントネガティブとして機能することから、転写において重要な機能を担っていると考えられる。さらに原核生物である古細菌類にも最近、ヒトTFIIEαのZnフィンガー領域を含むN末端領域だけがホモログとして存在することが示され、その種を越えた機能の重要性が考えれている。そこで我々は、この領域をNMRにより構造解析した。その結果、亜鉛依存に構造を形づくる、Znフィンガーモチーフであることが実証された。その機能について、現在解析中である。2.RNAポリメラーゼII (Pol II)の転写開始から伸長への移行段階の解析昨年度、線虫TFIIEβホモログを用いて、Pol II最大サブユニットC末端の7アミノ酸繰り返しCTD配列の2番目と5番目のセリンのTFIIHによるリン酸化のうち、5番目のセリンリン酸化が転写伸長への移行活性と密接な関連性があることを示してきた。そこで、今年度はさらにβサブユニットのC末端にTFIIEのこの転写伸長への移行活性に関与する領域があることを見いだした。この領域内のアミノ酸残基を点突然変異により置換すると移行活性のみならず、Pol IIリン酸化活性も大きく低下した。3.ヌクレオチド除去修復因子XPCの修復反応におけるTFIIHとの相互作用紫外線等によるDNAの損傷の結果生じる皮膚癌を防ぐ損傷修復反応に関与する因子XPCは、損傷部位を認識して修復反応の引き金を引く因子であることを我々は明らかにしている。今回このXPCがそのC末端でTFIIHと結合することが修復活性においても大変重要であることを示した。