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亜熱帯島嶼条件下における持続的農業のための経営間連携システムに関する研究

亜熱帯島嶼条件下にある沖縄農業において経営間の連携を進めていくためには,耕地面積の約半数を占めておりながら,他部門との連携が非常に希薄なさとうきび経営の連携構築が必要である。本研究では,さとうきび作における連携の主体を借地型の大規模経営と想定し,それが零細さとうきび農家や園芸・畜産経営と連携していくための課題や条件について検討する。ここでは大規模さとうきび経営が,作業の受委託を媒介にして零細経営と連携するための条件を明らかにするために,佐敷町のさとうきび農家の収穫方法,収穫規模に関する個別データを用いて,収穫方法別の生産実績の推移,農家の性格の違いを分析し,同地域における収穫委託の特徴と位置づけを明らかにした。結果は次のとおりである。1.零細生産者と中規模以上の生産者では収穫委託の位置づけが異なる。収穫を委託する零細な生産者は全ての収穫を委託する傾向があり,中規模以上の生産者は可能な限り委託を減らし,手刈できない部分のみを委託する。2.収穫を全委託する零細生産者の多くは5年以内でさとうきび作を廃止しており,多くの小規模農家にとって,収穫委託はさとうきび廃止の契機となつている。一方,さとうきびを廃止する生産者は,(収穫委託を経ず)手刈から直接辞める人が大半である。つまり収穫作業の委託とは関係なくさとうきび作を廃止している。このように収穫の受委託の推進によるさとうきび生産者数の維持の効果は限定的である。3.今後,高齢世代のリタイヤによる生産者の急激な減少が予想されるなかで,さとうきびの生産量を確保しなければならない状況にある。このようなかで収穫の作業受委託が前向きな意義を持つのは,収穫量の一部を委託する中規模以上の生産者に対してである。亜熱帯島嶼地域における経営間連携の一つとして、大規模借地を進める経営体と小規模農家との連携がある。そこでは、農地の貸借がポイントとなるが、これまで亜熱帯島喚地域における農地市場に関する研究は少ない。そこで本研究では、両者の連携課題を明らかにするために、佐敷町F集落において借地を進める生産法人3社と同集落農家の悉皆調査によって、沖縄本島南部地域における農地市場の構造と特徴、および農地の貸し手側の論理について分析を行い、次のことを明らかにした。1.同集落農家の農業継続の意欲は強いが、余剰農地は比較的柔軟に貸し出す傾向にある。2.借地による経営拡大を望む農家が他にほとんどいない中で、農地は生産法人に動いている。3.そのため農地の親戚外への賃貸借が進展し、「預け預かり」は形の上では揺らいでいる。4.貸し手が望む相手は、きちんと農地を管理し、必要時に返却してくれる人であり、その場合、相手の居住地は集落外でもよく、小作料の水準も重要ではなかった。5.親戚外・賃貸借という点で形の上では預け預かりも変化しているが、柔軟(≒不安定)さと、小作料水準は重要でない、という基本的な性格は変わっていないと言える。6.今後も農地は農家から放出されることが予想されるが、こうした農地貸借の性格は大きくは変わらないと考えられる。そのため借り手側としては、今回の調査対象と同様の性格を持つ農家に対して、農地管理と返却対応が重要であり、相手居住地や小作料水準を重視する必要性は小さい。亜熱帯島嶼条件下にある沖縄農業において経営間の連携を進めていくためには,耕地面積の約半数を占めておりながら,連携が非常に希薄なさとうきびにおけるそれが重要である.本研究では,さとうきび作における連携の主体を借地型の大規模経営と想定し,その経営が零細さとうきび農家や園芸・畜産経営と連携していくための課題や条件について検討する.今年度は沖縄本島南部地域を対象に,大規模さとうきび経営が農地を媒介にして零細経営と連携するための条件を明らかにするために,同地域の農地市場の特徴と農地貸借の論理,および今後の農地貸借の方向性についての研究を行った.結果は次のとおりである.(1)この地域の農地市場は、親戚以外への賃貸借が一般的であった.従来の沖縄で一般的とされてきた「預け預かり」は変容している.しかし貸し手にとって地代の水準や借り手の居住地は重要ではなく,借り手が必要時に返却してくれること,農地の適切な管理を行うことが条件となる.(2)貸し付けられる農地は、さとうきび農家の労働力の弱体化と,収益性を重視したさとうきび作から園芸への転換による余剰農地である.(3)同地域のさとうきび農家の高齢化は著しく,また今後は零細さとうきび経営の収益性の低下が予想され,農地の供給量は増加する.借り手は高額の小作料を支払わなくとも,先述の条件を守れば,集落を超えた賃貸借が進んでいくものと考えられる.亜熱帯島嶼条件下にある沖縄農業において経営間の連携を進めていくためには,耕地面積の約半数を占めておりながら,他部門との連携が非常に希薄なさとうきび経営の連携構築が必要である。

ここでは大規模さとうきび経営が,作業の受委託を媒介にして零細経営と連携するための条件を明らかにするために,佐敷町のさとうきび農家の収穫方法,収穫規模に関する個別データを用いて,収穫方法別の生産実績の推移,農家の性格の違いを分析し,同地域における収穫委託の特徴と位置づけを明らかにした。結果は次のとおりである。1.零細生産者と中規模以上の生産者では収穫委託の位置づけが異なる。収穫を委託する零細な生産者は全ての収穫を委託する傾向があり,中規模以上の生産者は可能な限り委託を減らし,手刈できない部分のみを委託する。2.収穫を全委託する零細生産者の多くは5年以内でさとうきび作を廃止しており,多くの小規模農家にとって,収穫委託はさとうきび廃止の契機となつている。一方,さとうきびを廃止する生産者は,(収穫委託を経ず)手刈から直接辞める人が大半である。つまり収穫作業の委託とは関係なくさとうきび作を廃止している。このように収穫の受委託の推進によるさとうきび生産者数の維持の効果は限定的である。3.今後,高齢世代のリタイヤによる生産者の急激な減少が予想されるなかで,さとうきびの生産量を確保しなければならない状況にある。このようなかで収穫の作業受委託が前向きな意義を持つのは,収穫量の一部を委託する中規模以上の生産者に対してである。
インターネットを利用した遠隔教育-高齢者の生涯教育への利用-

高齢者のアンケートを町内会で実施した。町内会の集会において,その場で回答をしてもらえるように,集会の班長となる方々ヘアンケートの趣旨などを簡単に説明して実施した。町内会などでの実施においては,同じ町内会において協力者となってもらえる人がいなくてはなかなか実施できないのが現状である.今後の高齢者のアンケートにおいては,実施する場所・組織などについて事前に多くの打ち合わせが必要であることが示唆された.教材については,新しく情報関係の入門教材を追加作成した,さらに,大学の単位互換においてWebとプログとe-learningを用いて開講する科目をもうけ,これらを実際に受講して単位の認定が可能であるかを検討した.その結果,毎週同じ日程でプログの更新をおこない,課題をメールで提出させる方式での講義が実施できることが示された。ただ,学生のモチベーションの違いにより,こまめにアクセスする学生とそうでない学生との差を成績に反映することがなかなか困難であった.これについては,e-learningのログなどを今後利用することで解決可能であると思われる.高齢者の生涯教育において,インターネットを利用した遠隔教育が利用できるかについては,自宅におけるインフラ整備が先に必要である。これらの設備が整っていれば,興味のある分野の講義や情報をインターネットで見たり,体験したりすることにあまり抵抗があるとはいえない.しかし,情報機器を使わない生活に慣れているため,特に今後も必要だとは感じない高齢者が多くいることも理解できた.70-80代の高齢者において特にその傾向が高い.60代の高齢者においては,実際にパソコンをもって利用している方もおり,今後の高齢者ではコンピュータに親しんでいる人も増えてくる可能性があり,大学における生涯教育を遠隔講義で実施する可能性もないとはいえないことが示された.高齢者のアンケートを町内会で実施した。これらの設備が整っていれば,興味のある分野の講義や情報をインターネットで見たり,体験したりすることにあまり抵抗があるとはいえない.しかし,情報機器を使わない生活に慣れているため,特に今後も必要だとは感じない高齢者が多くいることも理解できた.70-80代の高齢者において特にその傾向が高い.60代の高齢者においては,実際にパソコンをもって利用している方もおり,今後の高齢者ではコンピュータに親しんでいる人も増えてくる可能性があり,大学における生涯教育を遠隔講義で実施する可能性もないとはいえないことが示された.平成16年度において、高齢者におけるインターネットを利用した生涯学習として旅行英会話の教材の作成を試みている。実際の作成を現在も継続している。以前の研究においては、特に興味のある教材であればインターネットで学習してもよいという結果を得ている(平成14年度科学研究補助金報告書)。そのため、地域における地理や地域の歴史についての講演を受講してもらいアンケート調査した。興味ある教材としては特に希望はなく、旅行や語学の記述がみられた。そのため、本研究では旅行における簡単な英会話教材を作成している。以前の研究では、広島市の高齢者向け集合住宅に居住している高齢者においてアンケート調査を実施した。家族と事情があり離れて一人で生活するという特殊事情のある方々が多くみられた。すこしでも社会参加できる可能性をコンピュータの利用をとおして感じてもらえた結果であった。本研究では、現在でも問題になっている過疎の町における高齢者を対象として検討を行うこととした。そのための事前準備としてインターネットや教育などに興味があるかについてアンケート調査を実施し検討を加える。特に地域における調査のため、町の公民館や老人会にインターネットの便利さを講習しながら実施をする。現在、町では公民館を中心にコンピュータの講習会を実施しており、そこに参加されている高齢者の方々を含めて老人会をとおして調査を実施する。老人会の総会で実施予定であるが,地域の皆さんの理解を得ないとアンケート実施も困難である。そのため,何もないときにも地域での活動に参加したり,イベントに参加したりする必要がある様子である。学生サポートにその役割をしてもらう予定であり,現在町で生活をしている。しかし中々受け入れてもらえるまでには時間がかかるようである。アンケートでは,コンピュータに対する興味や親近感,また生涯学習に対する考えかたや取り組み方,インターネットに対する理解,学習内容についての希望が検討できる質問表を作成し,実施する予定である。今年度は,教材開発の準備と下調べの準備を行った。平成17年度において、高齢者におけるインターネットを利用した生涯学習として旅行英会話の教材の作成を試みている。

以前の研究においては、特に興味のある教材であればインターネットで学習してもよいという結果を得ている(平成14年度科学研究補助金報告書)。そのため、地域における地理や地域の歴史についての講演を受講してもらいアンケート調査した。興味ある教材としては特に希望はなく、旅行や語学の記述がみられた。そのため、本研究では旅行における簡単な英会話教材を作成している。作成した教材は本学の学生教材として学習させ、学習効果がみられるかについて検討を行った。学生は教材を「みやすい」「結構勉強になる」など学習が進むという感想を述べている。これらを改善しながら高齢者用の教材作成を実施する予定である。本研究では、高齢者を対象としているため、事前準備としてインターネットや教育などに興味があるかについてアンケート調査を実施し検討を加える。特に地域における調査のため、町内会や高齢者の集まるグランドゴルフ大会など、高齢者向けの行事に参加されている方々を含めて老人会をとおして調査を実施する。地域の皆さんの理解を得ないとアンケート実施も困難である。そのため,何もないときにも地域での活動に参加したり,イベントに参加したりする必要がある様子である。学生サポートにその役割をしてもらう予定である。アンケートでは,コンピュータに対する興味や親近感,また生涯学習に対する考えかたや取り組み方,インターネットに対する理解,学習内容についての希望が検討できる質問紙を作成し,実施する予定である。今年度は,教材開発の準備と下調べの準備を行った。高齢者のアンケートを町内会で実施した.町内会の集会において,その場で回答をしてもらえるように,集会の班長となる方々ヘアンケートの趣旨などを簡単に説明して実施した.町内会などでの実施においては,同じ町内会において協力者となってもらえる人がいなくてはなかなか実施できないのが現状である.今後の高齢者のアンケートにおいては,実施する場所・組織などについて事前に多くの打ち合わせが必要であることが示唆された.教材については,新しく情報関係の入門教材を追加作成した.さらに,大学の単位互換においてWebとプログとe-learningを用いて開講する科目をもうけ,これらを実際に受講して単位の認定が可能であるかを検討した.その結果,毎週同じ日程でブログの更新をおこない,課題をメールで提出させる方式での講義が実施できることが示された.ただ,学生のモチベーションの違いにより,こまめにアクセスする学生とそうでない学生との差を成績に反映することがなかなか困難であった.
Gdを含む無機シンチレーターの入射粒子識別能に関する研究

Gd(ガドリニウム)を含むシンチレーターについて、放射線入射時の発光波形を観測し、その信号波形から入射放射線の種類を同定する研究を行った。シンチレーターはGSO結晶とGAGG結晶の2種類、入射放射線としてはα線とγ線を用いた。その結果、GSOシンチレーターは室温においてはα線とγ線の識別は困難であるが、GAGG結晶においては室温から低温まで識別が可能であった。この結果から、大型GAGG結晶を用いて二重ベータ崩壊観測実験の基礎検討項目である内部不純物由来のα線とβ線・γ線の識別を試みたところ、α/γの事象を明確に区別できた。GAGGシンチレーターのα/γ消光系数のエネルギー依存についても調べた。平成25年度は、GAGG結晶を用いた入射粒子識別に関して、小型結晶を用いた実験と大型結晶の設計および大型結晶の製作を行った。併せて、大型結晶の光出力に関する確認実験も行ったのでそれらについて報告する。1.小型GAGG結晶(シンチレーター)を用いたバックグラウンドデーター収集実験1cm×1cm×3cmのGSGGシンチレーターの光出力を光電子増倍管で観測し、γ線とα線の典型的な出力信号波形を取得した。その後、放射線源を何も置かない室温状態で、宇宙線をカットするためのプラスチックシンチレーターをベトーカウンターとして作用させてバックグラウンド事象の信号を長時間に渡り取得し、解析を行った。解析ではγ線/α線の典型的波形を基にしたSI(Sape Indicator)法を採用して入射粒子の信号波形による弁別を試みたところ、γ線およびβ線由来のイベントと結晶内部の放射性不純物に由来するα線イベントを0.5%の混在比で明瞭に分離することが可能となった。この結果得られたα線イベントのエネルギースペクトルには、Gd-152由来のα線ピークとトリウム系列のピークが明瞭に描出され、SI法による入射粒子弁別の妥当性が確認された。また、低温時の結晶の光出力特性についても併せて実験を行い評価した。2.大型GAGG結晶の製作とプレ実験将来的なGAGG結晶を用いたダブルベータ実験を考慮して、GAGGの大結晶を作製した。設計にあたってはGEANT4シミュレーションにより光読み出しのやりやすさと宇宙線イベントの排除を考慮し、直径50mm長さ120mmの大きさとし、古河機械金属(株)に製作を依頼した。出来上がった結晶に光電子増倍管を接着し、片側読み出しと両側読み出しの両方法により光信号を読み出し、発光の均一性を確認するとともに、光出力信号を取得した。平成26年度は、大型GAGG結晶を用いて波形観測の実験的検討を行った。H25年度に作成・準備した直径5cm長さ11.5cmのGAGGシンチレーターに反射材処理を行い、両端に高速読み出しタイプの光電子増倍管を接着して、GAGGシンチレーター内の発光事象の光信号を両側から読み出し、信号波形を500MHzでデジタル処理してPCを介して各イベント事に記録した。放射線源としてはガンマ線源として137-Cs,アルファ線源としてAmを用いた。まず、大型結晶特有の光信号の大きさの発光位置依存性を両線源を用いて調べて位置補正のための基礎データーとした。また、この際取得した信号波形を解析して、γ線およびα線の平均発光波形を作成し比較検討を行い、これらの間に信号の立上り時間・崩壊時間の違いが見られることをとらえた。これらの平均波形を基に、信号波形の特徴抽出法であるshape-Indicator法(SI法)によって入射粒子識別が可能であることを明らかにした。このγ/αの入射粒子識別能を内部崩壊事象に適用するため、外部放射線源を撤去し、鉛と銅による外部放射線遮蔽環境下でGAGG大型結晶に含まれる内部不純物による発光事象の識別を試みたところ、内部不純物(152-Gd)からのα線とウラン系列の不純物由来のα線ピークを明瞭に描出し、α線とγ線を明確に識別し弁別することが可能となった。この結果については、海外の研究会「DBD2015」において報告した。さらに、平成27年度に計画している中性子信号の識別に関して基礎的な実験を行い検討を行った。前年度(H26年度)の研究により、大型GAGG結晶を用いた研究により、外部照射したα線の信号とγ線の信号に信号波形の違いが見られ、Shape Indicator (SI)という波形弁別手法により入社粒子の弁別が可能であることが確かめられた。さらに、GAGG結晶に含まれる内部不純物による発光事象を観測し、α線事象とγ線(ベータ崩壊事象を含む)を分離して識別することが可能になった。しかしながら、そのα事象のエネルギースペクトルから得られるエネルギー情報からは内部不純物核種を同定するには至らなかった。本年度(H27年度)は、この結果を受けて、GAGG結晶内不純物の同定を目的とした研究をすすめることとした。一般にシンチレーターでは、γ線およびβ線入射に伴う電子による発光事象と重荷電粒子であるα線入射に伴う発光事象では、損失エネルギー当たりの発光量に差がある。これは、重荷電粒子の場合、エネルギーを損失し結晶中で停止する寸前に大きなエネルギー付与を行うため、局所的な発光量に飽和現象が見られるため、単位エネルギー損失量に対する発光量は小さくなる。γ線(β線)入射とα線入射時の単位エネルギー損失あたりの発光量の比を消光系数と呼ぶが、GSGG結晶の場合前年度の実験によりこの係数の値として、0.12としてきた。

しかしながら、この消光系数は入射粒子のエネルギーにも依存していると考えられ、今回問題とする1ー2MeV相当のエネルギー領域における正確な消光系数を知る必要があると考えた。このため、本年度は、加速器を用いて加速したHeイオンをGAGG結晶に入射させ、入射一粒子あたりの発光量を記録し正確な消光系数を得ることを試み、エネルギーに依存する値を得た。Gd(ガドリニウム)を含むシンチレーターについて、放射線入射時の発光波形を観測し、その信号波形から入射放射線の種類を同定する研究を行った。シンチレーターはGSO結晶とGAGG結晶の2種類、入射放射線としてはα線とγ線を用いた。その結果、GSOシンチレーターは室温においてはα線とγ線の識別は困難であるが、GAGG結晶においては室温から低温まで識別が可能であった。この結果から、大型GAGG結晶を用いて二重ベータ崩壊観測実験の基礎検討項目である内部不純物由来のα線とβ線・γ線の識別を試みたところ、α/γの事象を明確に区別できた。GAGGシンチレーターのα/γ消光系数のエネルギー依存についても調べた。本研究は、申請時想定していた進度で順調に進行している。平成25年度に行った小結晶による実験結果を基に、本年度は大結晶を用いた実験的研究を行った。実験に際しては、宇宙線による影響を最小限に抑えるために、結晶(シンチレーター)上部に大型の宇宙線観測用検出器を設置し、その検出器が信号を発しない条件での信号採集を行うことを心がけた。その結果、小結晶と同じくα線とγ線の入射粒子識別を光電子増倍管の出力波形にShape-indicatorという手法を適用して、大結晶においても入射粒子識別が可能であることを確認した。また、放射線源を置かない背景事象の信号を採取し、結晶内部にわずかながら存在する放射性不純物による発光事象を観測し、それらの信号を基に発光事象がα線由来なのかγ線由来なのかを同定することが可能となった。これにより、GAGG大型結晶によってダブルベータ崩壊事象の観測実験を行う際の内部バックグラウンドの識別がより確実に行えることとなった。これらの結果は海外での研究会(DBD2015)で詳細を報告した。このように、平成26年度は概ね当初の計画通りに研究が進行し、H27年度の研究を進めるめどが付いたと考える。原子核実験放射線計測申請時の計画では、平成27年度は最終年度であり本研究の取りまとめ時期でもある。平成27年度は、「GSO結晶やGAGG結晶が中性子と相互作用してどのような信号を形成するのか?」「それらの信号は他の入射粒子とどのような違いがあるのか?」を明らかにする計画である。中性子線源を用いて外部から中性子を照射し、その際の信号と他の線源を照射した時の信号にどのような特徴違いがあるのかを詳しく調べる。その際、信号の大きさや信号波形の形状の違いについても、これまでの結果と合わせて詳しく検討する。また、最終年度として研究を取りまとめ、本研究結果を公表する。研究は当初計画していた進度で順調に進行している。小型結晶を用いた常温・低温時のデータ収集は真空槽を用いた実験により、信頼できるデータを得ることができ、解析も現在順調に進んでいる。
コーダ波干渉法の高度化に関する基礎研究

地震波干渉法により求められた平常時の地震波速度変化が従う統計的分布を調べた.日本全国のHi-net観測点を用いて得られたデータを解析したところ,すべてのデータにガウス分布がよくあてはまることが分かった.そのため,昨年度切断レイリー分布となることが分かった桜島が特殊であることが分かった.ノイズに埋もれた小規模な火山性地震や微動などが影響している可能性がある.コーダ波干渉法で地震波速度変化や散乱特性の変化の時空間変化を求める際に用いる感度カーネルの計算には,媒質の散乱係数と内部減衰係数が必要である.従来は周辺で発生した自然地震や人工地震のデータを用いて,これらのパラメタを推定していた.我々は,地震波干渉法に基づく雑微動の相互相関のデータを使用して,地震のデータを用いなくてもよい手法を新たに開発した.相互相関の計算の際にTemporal flatteningという規格化を用いることが重要であることが分かった.この成果は,Hiroseet al. (2019)にまとめられた.コーダ波干渉法に基づき,コーダ波のデコリレーションを用いて,2つの震源間の距離を推定する手法のモデル化に,自由表面の影響を取り入れることに成功した.具体的には,3次元半無限均質媒質を考え,特に浅い実体力源に対するレイリー波を考慮した.その結果,レイリー波のコーダのデコリレーションから実体力源間の水平方向の距離を推定できることが明らかになった.火山の爆発地震や核実験等に利用できる可能性がある.地球シミュレータを用いて,3次元の巨大なランダム不均質媒質に対して波動伝播の有限差分法シミュレーションを行い,コーダ部分まで精度のよい波動場を計算した.これを基準として,エンベロープ計算手法の検証を行い,理論モデルの妥当性を示した.この成果は,Emoto and Sato (2018)にまとめられた.研究自体の進捗は当初の想定通りであった.しかし,過去2年間一時的な講義負担の増加により,研究成果を十分に煮つめて,国際学術誌に投稿するところまでなかなか持っていけなかった.1年間の補助事業期間の延長を申請し,承認された.次年度は講義負担の一時的増加が終わり,じっくりと研究に取り組める予定であるので,これまでの研究成果をしっかりとまとめて,国際学会と国際学術誌にて成果を発表する予定である.Pacheco and Snieder (2006)による2次元スカラー波1次散乱モデルに基づくコーダ波走時の感度カーネルを新たに3次元に拡張した.Sato (1977)の3次元1次散乱理論によるエンベロープ合成の成果を利用して,解析的な定式化に成功した.このカーネルの適用可能性を検証するため,スパコンを用いて,ランダム媒質中における3次元スカラー波の伝播を差分法に基づき数値計算し,その結果と比較した.その結果,直達波が速度低下域を通過しない観測点では,解析的なカーネルから期待されるコーダ波の走時変化と差分計算による結果とはよく一致した.一方で,直達波が速度低下域を通過する観測点では,解析的なカーネルによる期待値は数値計算より走時変化を過小評価することが分かった.これは2次元の場合とは異なる特徴であり,3次元の場合は直達波の影響がすこし強いのかもしれない.この成果は中原と江本の共著論文として国際学術誌に掲載された.これまでの感度カーネルのモデル化はスカラー波の枠組みにとどまっていた.しかし,実際の地震波はベクトル波であるため,感度カーネルのベクトル化への取り組みを開始した.2次元,3次元のスカラー波の1次散乱モデルを用いて,ただし観測点での波の振動方向のエネルギーを直交2成分に射影するという方法で,ベクトル波への近似的拡張に成功した.この成果を学会で発表した.コーダ波干渉法と地震波干渉法を併用して,桜島の2012-2014年の人工地震探査の記録を解析し,その期間の地震波速度変化を調べた.その結果,春に低下,秋に上昇という年周的な地震波速度変化が見つかり,その変化は火山性地殻変動と調和的であることが分かった.この成果は,廣瀬・西村との共著として,国際学術誌に掲載された.江本は,マルコフ近似に基づく地震波散乱理論の近年の発展を簡潔にレビューし,国際学術誌に発表した.ほぼ当初の想定通りで概ね順調に進展しており,大きな問題はない.雑微動の相互相関関数のデコリーレーションの感度カーネルについて,これまでは,スカラー波を仮定したモデル化のみが行われていた.しかし実際の地震波はベクトル波であるため,問題があった.そこで,2次元1次等方散乱モデルに基づき,デコリレーション変化の近似ベクトル感度カーネルを新たに導出した.1次散乱なのでカーネルは散乱殻上のみに感度をもつことを確認した.また,感度カーネルがゼロになる場所が存在し,それらの場所は水平成分と鉛直成分とでは異なることが分かった.地震波干渉法による地震波速度変化のモニタリングを自動化するための基礎研究として,平常時の地震波速度変化が従う統計的分布を調べたところ,ガウス分布になる場合と切断レイリー分布になる場合があることが分かった.その違いの原因はまだよくわからないが,現在の地震波速度変化が異常かどうかを統計に基づき定量的に判断できるようになった.

桜島で地震波干渉法を用いたデコリレーション変化のモニタリングを行ったところ,2015年8月15日のダイク貫入イベントの前の2015年4月頃からデコリレーションのゆっくりとした増加が見られ,7月には中央部の観測点ペアに対して急激なデコリレーションの増加が見られた.このような先行的な変化の検出は,地震波干渉法が火山のモニタリングに有用であることを示す証拠である.広島県北部で発生した地震による波動伝播を,Hi-netのデータを用いてエネルギー場として可視化した.周期16秒から2秒とやや長周期帯であっても微細不均質による散乱が重要であることがわかった.3次元差分法計算によりこの観測結果をモデル化し,地殻内部の微細不均質構造を推定することに成功した.研究自体の進捗は当初の想定通りで,大きな問題はない.地震波干渉法により求められた平常時の地震波速度変化が従う統計的分布を調べた.日本全国のHi-net観測点を用いて得られたデータを解析したところ,すべてのデータにガウス分布がよくあてはまることが分かった.そのため,昨年度切断レイリー分布となることが分かった桜島が特殊であることが分かった.ノイズに埋もれた小規模な火山性地震や微動などが影響している可能性がある.コーダ波干渉法で地震波速度変化や散乱特性の変化の時空間変化を求める際に用いる感度カーネルの計算には,媒質の散乱係数と内部減衰係数が必要である.従来は周辺で発生した自然地震や人工地震のデータを用いて,これらのパラメタを推定していた.我々は,地震波干渉法に基づく雑微動の相互相関のデータを使用して,地震のデータを用いなくてもよい手法を新たに開発した.相互相関の計算の際にTemporal flatteningという規格化を用いることが重要であることが分かった.この成果は,Hiroseet al. (2019)にまとめられた.コーダ波干渉法に基づき,コーダ波のデコリレーションを用いて,2つの震源間の距離を推定する手法のモデル化に,自由表面の影響を取り入れることに成功した.具体的には,3次元半無限均質媒質を考え,特に浅い実体力源に対するレイリー波を考慮した.その結果,レイリー波のコーダのデコリレーションから実体力源間の水平方向の距離を推定できることが明らかになった.火山の爆発地震や核実験等に利用できる可能性がある.地球シミュレータを用いて,3次元の巨大なランダム不均質媒質に対して波動伝播の有限差分法シミュレーションを行い,コーダ部分まで精度のよい波動場を計算した.これを基準として,エンベロープ計算手法の検証を行い,理論モデルの妥当性を示した.この成果は,Emoto and Sato (2018)にまとめられた.研究自体の進捗は当初の想定通りであった.しかし,過去2年間一時的な講義負担の増加により,研究成果を十分に煮つめて,国際学術誌に投稿するところまでなかなか持っていけなかった.これまでのところ計画は順調に進んでおり,今後も計画通り進めていくつもりである.これまでのところ研究は順調に進んでおり,今後も計画通り進めていくつもりである.1年間の補助事業期間の延長を申請し,承認された.次年度は講義負担の一時的増加が終わり,じっくりと研究に取り組める予定であるので,これまでの研究成果をしっかりとまとめて,国際学会と国際学術誌にて成果を発表する予定である.今年度は研究代表者が学務の都合で参加できない学会が多く,旅費の使用額が当初予定よりも少なくなってしまった.
鋤鼻嗅覚神経細胞の発生と再生

鋤鼻神経細胞の発生及び再生の研究を培養系を用いて行った。今までの鋤鼻器官の培養法では、1週間から10日の培養後に神経細胞が消失してしまい、鋤鼻神経細胞の発生及び再生を研究するには不十分であった。そこでまず鋤鼻器官の長期培養法の開発を試みた。ラット胎児由来の鋤鼻器官を取り出し、酵素処理により小さな細胞塊を調製した。酵素処理により器官を細胞一つ一つにほぼ完全にバラバラにすることも可能だが、このような処理をするとうまく培養できない場合が多いので、適当な塊にして培養する。培養ディシュにあらかじめフィダ-細胞として、我々が今回樹立したラット胎児鋤鼻器官由来の接着性の細胞を使うと培養がよりうまくいくことがわかった。培地は血清を加えると、マクロファージ様の細胞が増えて、神経細胞がうまく培養できないので、無血清培地を用いた。この培養法により、数カ月にわたり、鋤鼻神経細胞を培養系で観察することができるようになった。培養中に新しく神経細胞は生まれてくることから幹細胞もおそらく共存するものと思われる。細胞集団が均一でないため、幹細胞の増殖因子、鋤鼻神経細胞への分化因子、鋤鼻神経細胞の成熟を誘導する因子などの同定が困難であるが、現在検索中である。長期培養中の鋤鼻神経細胞は、ミイクロノ-ズと呼ばれる集合体を幹細胞とともに作っている。ここからでている軸索束を切断してやると、暫くしてから再び軸索束が形成されてきた。これは鋤鼻器官の再生を培養系で調べるためのよいモデルとなることが期待される。
ミクロからマクロへの統計力学的演繹法に関する研究

本研究では,周期境界条件を使うユニットセルモデルの特性を統計力学的にばらつかせ,それらを非線形ばねを使って統合することによってより現実的な巨視的変形挙動を導出する手法を開発することを目的とするが,巨視的変形挙動の予測精度を上げるためにはユニットセルモデルの精度を定量的に検討できるモデルで解析する必要があることから,まずユニットセルを使ったSi単結晶の弾性変形の分子動力学シミュレーションを行った.分子動力学シミュレーションではダイアモンド構造をとるSiの単位胞を<100>,<010>,<001>方向に3個づつ,計27個の単位胞で構成される立方体を考え,それをユニットセルとしそれが各方向に繰返されるという周期境界条件を考えた.このユニットセルに<100>方向の引張り変形を与え,弾性特性を検討した.弾性特性としては実験によって定量的に検討できるラマン散乱のラマン振動数の移動量に注目した.ラマン振動数は変形によってSi単結晶の格子振動の対称性が崩れることによって変形に比例して移動することが知られている.本研究では分子動力学シミュレーションから得られる各原子の速度の自己相関関数をとりそれをフーリエ変換することによってラマン振動数を求めた.また実験によって得られるラマン振動数,ならびに変形によるその移動量とシミュレーション結果を比較することによってその精度を検討し良好な結果が得られた.今回の研究ではユニットセルから得られるシミュレーション結果の定量的検討をし良好な結果が得られることがわかった。今後の課題としてはこのようなミクロなシミュレーション結果からマクロな物性値を推定する手法の定量的な精度の検討が必要である.本研究では,周期境界条件を使うユニットセルモデルの特性を統計力学的にばらつかせ,それらを非線形ばねを使って統合することによってより現実的な巨視的変形挙動を導出する手法を開発することを目的とするが,巨視的変形挙動の予測精度を上げるためにはユニットセルモデルの精度を定量的に検討できるモデルで解析する必要があることから,まずユニットセルを使ったSi単結晶の弾性変形の分子動力学シミュレーションを行った.分子動力学シミュレーションではダイアモンド構造をとるSiの単位胞を<100>,<010>,<001>方向に3個づつ,計27個の単位胞で構成される立方体を考え,それをユニットセルとしそれが各方向に繰返されるという周期境界条件を考えた.このユニットセルに<100>方向の引張り変形を与え,弾性特性を検討した.弾性特性としては実験によって定量的に検討できるラマン散乱のラマン振動数の移動量に注目した.ラマン振動数は変形によってSi単結晶の格子振動の対称性が崩れることによって変形に比例して移動することが知られている.本研究では分子動力学シミュレーションから得られる各原子の速度の自己相関関数をとりそれをフーリエ変換することによってラマン振動数を求めた.また実験によって得られるラマン振動数,ならびに変形によるその移動量とシミュレーション結果を比較することによってその精度を検討し良好な結果が得られた.今回の研究ではユニットセルから得られるシミュレーション結果の定量的検討をし良好な結果が得られることがわかった。今後の課題としてはこのようなミクロなシミュレーション結果からマクロな物性値を推定する手法の定量的な精度の検討が必要である.
歯内治療後の根尖部および根尖周囲組織の治癒過程における血中由来カルシウムの分布

本年度の研究課題の関連研究である断髄面直下の硬組織形成における全身循環由来のカルシウムの役割に関しては,その結果を取りまとめて,日本歯科保存学雑誌に投稿中である.その結果の概要は以下の通りである.すなわち,イヌの上下顎前臼歯の断髄処置直後からカルシウム45標識塩化カルシウム1.0ml(放射能濃度20μCi/ml)の静注による全身投与を12週間にわたり週2回間隔で継続して行った結果,断髄処置を行った歯から得られたオートラジオフラフィーで,投与したカルシウム45の新生硬組織への分布が明瞭に認められた.上記の実験結果をふまえて,本年度の研究は,外部研究機関において現在遂行中である.なお,実験方法はほぼ計画調書の通りであるが,カルシウム45標識塩化カルシウムの投与方法は,連続12週間の投与ではなく,屠殺前4週間のみの投与とし,静注による投与では,1回当りの投与量を増して行っている.したがって,根管充填後の0-4,4-8,8-12週の各実験期間における根尖部および根尖周囲組織に分布するカルシウム45をオートラジオグラフィにより明らかにする予定である.この実験方法より,各実験期間での根尖部および根尖周囲組織の硬組織による修復時のカルシウムの局在がより明瞭になると思われる.今後はさらに実験を進め,出来る限り早期に実験結果をまとめ,学会において発表する予定である.今後は,症例数を増やし,本実験で得られたオートラジオグラフィの黒化度についてコンピューターによる画像処理を行い,根尖部の治癒過程におけるカルシウムの局在をより詳細に検討する予定である.本年度の研究課題の関連研究である断髄面直下の硬組織形成における全身循環由来のカルシウムの役割に関しては,その結果を取りまとめて,日本歯科保存学雑誌に投稿中である.その結果の概要は以下の通りである.すなわち,イヌの上下顎前臼歯の断髄処置直後からカルシウム45標識塩化カルシウム1.0ml(放射能濃度20μCi/ml)の静注による全身投与を12週間にわたり週2回間隔で継続して行った結果,断髄処置を行った歯から得られたオートラジオフラフィーで,投与したカルシウム45の新生硬組織への分布が明瞭に認められた.上記の実験結果をふまえて,本年度の研究は,外部研究機関において現在遂行中である.なお,実験方法はほぼ計画調書の通りであるが,カルシウム45標識塩化カルシウムの投与方法は,連続12週間の投与ではなく,屠殺前4週間のみの投与とし,静注による投与では,1回当りの投与量を増して行っている.したがって,根管充填後の0-4,4-8,8-12週の各実験期間における根尖部および根尖周囲組織に分布するカルシウム45をオートラジオグラフィにより明らかにする予定である.この実験方法より,各実験期間での根尖部および根尖周囲組織の硬組織による修復時のカルシウムの局在がより明瞭になると思われる.今後はさらに実験を進め,出来る限り早期に実験結果をまとめ,学会において発表する予定である.今後は,症例数を増やし,本実験で得られたオートラジオグラフィの黒化度についてコンピューターによる画像処理を行い,根尖部の治癒過程におけるカルシウムの局在をより詳細に検討する予定である.
イミダゾール含有生理活性海洋天然物並びに関連化合物の合成研究

(1)5-アルケニルイミダゾール類の同一分子間でのDieis-Aider反応の開発に成功した。種々の置換様式を有する5-アルケニルイミダゾール類を合成し、その熱的ホモニュクレアー閉環反応によって、世界で初めて効率よく立体選択的な多置換4,5,6,7-テトラヒドロベンズイミダゾール骨格の構築に成功した。本法を研究目的化合物である、筋肉収縮系に作用する他、多様な生物活性を有することが知られる海洋天然物ageliferinの誘導体の一つである12,12-diethylageliferinの合成に適用した。(2)芳香族第一級アミン類とトメチルパラバン酸の位置選択的縮合反応を開発した。本法を各水素原子の酸性度の違いを利用した1-メチルイミダゾールの順次メタル化反応により調製した、多置換2-アミノイミダゾール類に適応した結果、研究目的化合物である抗腫瘍活性海洋天然物naamine Cとpyronaamidineの全合成を世界で初めて達成した。(3)多置換2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-one及び3-thione類の新規合成法を開発した。本法により、同化合物合成の際にしばしば問題となっていた、位置異性体等の副生成物を抑えることができる。また、本法は研究目的化合物である、海洋天然物のイミダゾール環を他の複素環(例えば1,2,4-トリアゾール)に置換した化合物合成、および構造活性相関研究に大きな知見を与えるものである。(4)芳香族第一アミン類と1-メチルパラバン酸の高効率的な位置選択的縮合反応を開発に成功した。すなわち、1-メチル-3-トリメチルシリルパラバン酸が種々の第一級アミン類と極めて部位特異的かつ効率よく反応し、抗腫瘍活性発現に関与していることが知られているN-置換(1-methyl-2,5cdioxo-1,2,5H-imidazolin-4-yl)-amine部を構築できることを見出したものである。また、同時にこれまで合成が困難であった多置換1-ベンジルイミダゾール類の効果的な調製法も明らかとした。これらの方法を組み合わせて適用することにより、研究目的化合物である抗腫瘍活性海洋天然物isonaamidine類の全合成を世界で初めて達成した。(1)1,3-DialKyl-2,3-dihydr-2-imino-1H-imidazole(イミノイミダゾリン)類の新しい合成法の開発に成功した。すなわち、興味ある生理活性化合物の構成成分として知られているにも拘らず、これまでに効果的な合成法の報告例の少なかったイミノイミダゾリン類の一般性が高く、かつ高効率的な合成法を見出した。その方法は1,2-ジ置換イミダゾールを用い、その四級塩化合物(イミダゾリウム塩)を調製後、付加脱離反応にて、イミダゾール環2位に置換イミノ基を導入し合成するものである。この方法には、(1)これまで同化合物合成に必要であった水銀等の有害重金属を全く用いない。(2)同化合物合成の際に、しばしば問題となっていた位置異性体等の副生成物の生成を抑えることができる。等の利点がある。今同開発した反応を利用して、研究目的化合物である、海洋生物より数種の抗腫瘍活性アルカロイドと同時に極微量成分として単離されたnaamineBの全合成を世界で初めて達成した(研究発表の項参照)。(2)芳香族第一級アミン類と1-メチルパラバン酸との位置選択的縮合反応を開発した。一方、1-methylimidazoleの各部位の水素原子の反応性(酸性度)の違いを利用し、順次メタル化することで、適当な置換基を有する2-アミノ-4,5-ジ置換-1-メチルイミダゾールへと導いた。このアミノイミダゾール誘導体を用い、先の1-メチルパラバン酸との位置選択的縮合反応を実施したところ、研究目的化合物である、海洋生物より抗腫瘍活性成分として単離されたpyronaamidineの全合成を世界で初めて達成した。現在、研究発表のため、学術雑誌に投稿中である。

(4)芳香族第一アミン類と1-メチルパラバン酸の高効率的な位置選択的縮合反応を開発に成功した。すなわち、1-メチル-3-トリメチルシリルパラバン酸が種々の第一級アミン類と極めて部位特異的かつ効率よく反応し、抗腫瘍活性発現に関与していることが知られているN-置換(1-methyl-2,5cdioxo-1,2,5H-imidazolin-4-yl)-amine部を構築できることを見出したものである。また、同時にこれまで合成が困難であった多置換1-ベンジルイミダゾール類の効果的な調製法も明らかとした。これらの方法を組み合わせて適用することにより、研究目的化合物である抗腫瘍活性海洋天然物isonaamidine類の全合成を世界で初めて達成した。
ねじれ結晶成長によるマクロなキラル構造の構築と機能開拓

本研究では,結晶のねじれ成長現象を自在に制御し,多様な物質におけるねじれ結晶の集積化・階層化を達成するとともに,マクロなキラリティによる新規な機能開拓を目指した.成果(1)として,サブミクロンシングルミクロンスケールのねじれ結晶集積体の形成を達成し、その光学特性を評価した.二クロム酸カリウム-ポリアクリル酸系において,ガラス基板へのディップコーティング法によって基板に沿って配向・集積したねじれ結晶集積体を構築した.この集積体はねじれピッチおよび方位に対応してレーザの干渉を引き起こすことが示された.また,成果(2)として,有機溶媒および高分子マトリクスを用いた有機結晶におけるねじれ形成法を確立した.有機溶媒の蒸発に伴うピレンの結晶成長において高分子の共存によってマクロなキラリティをもつ構造体が形成された.高分子と結晶表面との相互作用が成長のユニットを傾いた形状へと変化させ,ねじれ成長を生じさせると考えられる.さらに,この手法の有効性を他の有機分子結晶においても確認した.以上のように本研究では,マクロなキラリティの機能開拓に向けて,微小サイズのねじれ結晶の配向・集積手法を確立するとともに,これまで水溶液系のイオン性結晶に限定されていたねじれ結晶成長を有機溶媒系の有機分子結晶へと拡張することに成功した.本研究では,結晶のねじれ成長現象を自在に制御し,多様な物質におけるねじれ結晶の集積化・階層化を達成するとともに,マクロなキラリティによる新規な機能開拓を目指した.成果(1)として,サブミクロンシングルミクロンスケールのねじれ結晶集積体の形成を達成し、その光学特性を評価した.二クロム酸カリウム-ポリアクリル酸系において,ガラス基板へのディップコーティング法によって基板に沿って配向・集積したねじれ結晶集積体を構築した.この集積体はねじれピッチおよび方位に対応してレーザの干渉を引き起こすことが示された.また,成果(2)として,有機溶媒および高分子マトリクスを用いた有機結晶におけるねじれ形成法を確立した.有機溶媒の蒸発に伴うピレンの結晶成長において高分子の共存によってマクロなキラリティをもつ構造体が形成された.高分子と結晶表面との相互作用が成長のユニットを傾いた形状へと変化させ,ねじれ成長を生じさせると考えられる.さらに,この手法の有効性を他の有機分子結晶においても確認した.以上のように本研究では,マクロなキラリティの機能開拓に向けて,微小サイズのねじれ結晶の配向・集積手法を確立するとともに,これまで水溶液系のイオン性結晶に限定されていたねじれ結晶成長を有機溶媒系の有機分子結晶へと拡張することに成功した.【目的】本研究では,物質が限定されていたねじれ成長現象を自在に発現・制御し、多様な物質におけるねじれ結晶を集積化・階層化ができるように展開するとともに、マクロなキラリティによる新規な機能開拓を目指している。【実績1の内容と意義】アガロースゲルにおいてサイズ・方位を制御したねじれホウ酸結晶の成長条件を明らかにするとともにゲルマトリクスからの分離および透明な樹脂への埋め込み技術を確立した.この意義は,ねじれ結晶におけるレーザを用いた光学系による測定を可能にした点である.これにより,ねじれ形態と光との特異な相互作用による新規な光学現象の理解と機能化への道筋がつけられたことになる.今後は,ねじれ結晶の成長軸に沿ったレーザ光の導入とその解析を予定している.【実績2の内容と意義】水に不溶な有機分子結晶であるピレンによるねじれ結晶の作製とその制御法を見いだした.クロロホルム,ジメチルスルホキシド等の有機溶媒の蒸発に伴う有機分子結晶(ピレン)の成長においてもポリスチレンやポリビニルピロリドン等の高分子の共存によってマクロなキラリティが発現し,成長条件によって形態やサイズ等が変化することが明らかとなった.これにより,これまで水溶液系の無機イオン性結晶に限定されていたねじれ結晶成長の制御や利用の可能性が有機溶媒系の有機分子結晶へと広がられた意義は大きい,これをもとに今後はフォクロミック機能を示す有機分子結晶材料への展開を検討する予定である.結晶は通常直線的に成長するが、ある種の結晶がゲルのような拡散律速場で成長する場合、ねじれが生じることが知られている。本研究では,物質が限定されていたねじれ成長現象を自在に発現・制御し、多様な物質におけるねじれ結晶を集積化・階層化ができるように展開するとともに、マクロなキラリティによる新規な機能開拓を目指した。23年度では、(i)サブシングルミクロンスケールのねじれ結晶集積体の形成と光学特性評価、(ii)有機結晶におけるねじれ形成法の確立をおこった。テーマ(i)では、ゼラチンゲルーニクロム酸カリウム系において、ガラス基板へのディップコーティング法によって基板に沿ったサブミクロン数マイクロメートルスケールのねじれ結晶集積体の構築に成功した。この手法により、ねじれの方位と周期をコントロールすることが可能となり、最小で400nmのユニットが6-8μmのピッチでねじれた構造が得られた。この周期構造は640nmの赤色レーザの干渉を引き起こすことが示され、ねじれ結晶のマクロなキラリティを光学制御に用いるための基礎的な知見が得られた。テーマ(ii)では、水に不溶な有機分子結晶であるピレンによるねじれ結晶の作製とその制御法を発展させ、有機溶媒への貧溶媒の拡散にともなって有機分子結晶(ピレン)のマクロなキラリティが発現させることに成功した。これにより、ピレンのねじれ構造の詳細な観察が可能となり、ねじれ形成のメカニズムを詳細に検討した。高分子のマトリクス効果が増加し、成長のユニットが対称面をもたない傾いた形状へと変化し、成長方向に対してねじれた集積が生じることが明らかとなった。

これにより、水溶液系の無機イオン性結晶に限定されていたねじれ結晶成長の制御や利用が、メカニズム面からも有機溶媒系の有機分子結晶へと広げられた。この手法を用いることで、ピレン以外にもクリサジン等の対称性の高い結晶格子をもつ分子でもねじれ形態が得られることを確認した。
血管新生における細胞間接着分子、特にカドヘリン・カテニン系の機能に関する研究

細胞間接着分子、特にカドヘリン・カテニン系は、ただ単に細胞の機械的接着を制御するだけでなく細胞間情報伝達系を担っており、細胞の分化・発生・増殖に非常に重要な機能を持つ。一方、血管新生は、固形腫瘍・動脈硬化・創傷治癒などで、その形成に大きく関わっている。血管新生は、血管内皮細胞の増殖・遊走・管腔形成の3段階に分けて考えることができるが、いずれの段階においても、細胞間接着分子が重要な機能を持つ可能性が考えられる。そこで、我々は、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を培養し、α-カテニン、β-カテニン、γ-カテニンの発現をantisense oligonucleotideで抑制したときのHUVECの形態、およびHUVECの増殖・遊走・管腔形成に対する影響を検討した。antisense oligonucleotideにより、α-カテニン、β-カテニンの発現は抑えることができなかったが、γ-カテニンの発現は蛍光抗体染色およびRTPCRでほぼ完全に抑制し得た。その結果、HUVECの遊走・管腔形成を明らかに抑制した。このことは、血管新生においてγ-カテニンが重要な機能をもつことを意味している。また、Protein kinase Cによって血管新生は促進され、その際、γ-カテニンのリン酸化は促進された。さらにこの血管新生促進作用が、γ-カテニンに対するantisense oligonucleotideの投与で消失することにより、γ-カテニンを介した作用であることが予想された。その他のセリン・スレオニンリン酸化酵素であるカルシニューリンの阻害剤FK506によってもγ-カテニンのリン酸化は促進されるが血管新生は促進しなかった。Protein kinase Cによるγ-カテニンを介する血管新生促進作用においては、γ-カテニンのリン酸化そのものが重要なのではなく、γ-カテニンを介する情報伝達系の他の分子に対しProtein kinase Cが促進的に作用しているものと考えられた。
ＴＲＰ３２によるがん転移因子ＰＲＬの酸化還元制御

個体レベルにおけるTRP32とPRLの機能的関連を追及するべく、モデル生物である線虫を用いて解析を行った。PRL変異体では細胞内小胞器官の一つであるリソソーム関連オルガネラの著しい減少など、膜輸送機能の異常と見られる種々の表現型を示すことを見つけていたので、TRP32遺伝子変異体線虫についても関連する表現型を示すか調べた。前年度からの成果により得られたTRP32変異体は野生型と比較してリソソーム関連オルガネラの量や形状に特に大きな違いは見られなかった。次に哺乳動物系の培養細胞を用いて解析を行った。線虫の解析から得られた知見によりPRL変異体線虫では小胞輸送に異常がある事が分かっている。メラノサイトにより分泌されるメラニンも同様に小胞輸送により成熟し形成される事が知られている。そこで、メラノーマB16細胞を用いてPRLとTRP32のRNA干渉法による発現抑制がメラニン生成に影響を与えるか検討した。結果、PRLあるいはTRP32発現抑制細胞でメラニン量に変化は見られなかった。他の因子が代償して働いている可能性あるいはPRLはメラニン形成に関与していない可能性が考えられた。またPRLを高発現している細胞の生体内の環境を模した条件下での増殖能を調べるべく、コラーゲンゲルを用いた三次元培養を行った。しかしながら、コントロール細胞に比べて特に増殖能に違いは見られなかった。この事から、PRLの高発現は転移巣で起こりやすいとされる酸化ストレスや栄養飢餓などの特殊な状況下において細胞増殖などに寄与する可能性が想起された。27年度が最終年度であるため、記入しない。TRP32のファミリー蛋白質TRXでは、特定の蛋白質との結合性が、自身や基質の酸化還元状態に依存して変化する。PRLとTRP32の結合も同様の性質を持つか調べるために、PRL/TRP32の結合に対する酸化剤や還元剤の効果を検討した。PRLとTRP32それぞれの組換え蛋白質を用いてプルダウン法による結合解析を行い、反応液中への過酸化水素、あるいはDTTの添加の有無によりPRL/TRP32の結合強度が変化するか調べた。結果、いずれもPRL/TRP32の結合強度に影響を与えなかった。この事から、TRP32/PRL結合はTRXと特定の蛋白質との結合に見られる酸化還元状態依存的な結合様式とは異なる様式を取る事が示唆された。次にPRLが生体内においてどのような状況下で酸化されるのかについても検討した。増殖因子や炎症性サイトカインによる刺激はNADPHオキシターゼの活性化を介して膜近傍に活性酸素種を産生させることが知られている。PRLがこのような状況下において酸化されうるのか調べるために、EGFで細胞を刺激した時の内在性PRLの酸化還元状態を調べた。この際、より検出感度の高い酸化蛋白質検出法であるビオチンスイッチ法を用いて酸化PRLの検出を行った。その結果、EGFによる細胞刺激時では酸化PRLと思われるシグナルは検出できなかった。加えて、個体レベルにおけるTRP32とPRLの機能的関連を追及するべく、TRP32遺伝子変異体線虫の単離を開始した。変異体の単離は変異体ライブラリーを用いて行った。この変異体ライブラリーは96サンプルからなり、それぞれのサンプルには多数の遺伝子変異体が含まれている。これまでに一次スクリーニング、二次スクリーニングを終え、目的のTRP32変異体が含まれるサンプルを1つに絞り込んだ。予定していた研究計画を着実に行い、それぞれの実験において明瞭な結果を得る事が出来た。

その中でも特に、TRP32遺伝子変異体線虫の単離においては今後の発展が期待できる十分な進展を得ており、これまでに一次スクリーニング、二次スクリーニングを終え、目的のTRP32変異体が含まれるサンプルを96あるサンプルの中から1つに絞り込むことが出来ている。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度と同様、研究計画に従い着実に研究を進めていく。TRP32遺伝子変異体線虫の単離について、目的の遺伝子変異体が含まれるサンプルをすでに1つに絞り込んでいる。1つのサンプルには複数の遺伝子変異体が含まれる為、今後このサンプルより一個体ずつに分けTRP32遺伝子に変異を持つホモ接合体の単離を行う予定である。その後、得られたTRP32変異体を用いた遺伝学的解析を行う事でPRLとTRP32の機能的関連を追及できることが期待できる。