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社会主義市場経済移行期内モンゴルにおける牧畜民の社会経済的動態

これまでの研究成果とフィールド調査をもとに国際シンポジウム・研究会発表や論文発表をおこない、中国政府の環境政策は地下水資源の枯渇の危険性を持つこと、乾燥地における環境保全には、農耕民的な発想を脱し、牧畜民の民族知に立脚した政策モデルが必要であることを指摘した。
X線光電子分光理論による光電子伝播機構の解明

申請者らはX線光電子分光(XPS)スペクトルに現れる、プラズモンピークを正しくフィッティングする手法を開発した。1.固体中の原子の並びを反映した、プラズモンピーク強度の光電子放出角依存性を明らかにし論文を出版した。2.グラフェンのプラズモンピーク形状を明らかにした。グラフェンのプラズモン振動数は非常に低く、スペクトルの形状が議論されていた。我々の成果への関心は高く、招待講演1件と学会発表2件を行った。3.金属ナノ粒子中のプラズモンの計算式を導いた。プラズモンによるナノ粒子中の誘電率の変化を計算し、量子ランダウ方程式を改良した式を著書に記した。これらはスペクトルのナノ粒子径依存性へつながる。われわれの研究室では、量子力学に基いたXPSスペクトルのピーク解析を行っている。固体内部における光電子の伝播をさらに正確に扱うために、量子ランダウ方程式を用いて、固体中で弾性散乱されたのち、固体の外へ放出される光電子の振る舞いを明らかにしてきた。H28年度の研究計画は以下の3つでそれぞれ成果を上げてきた。1. Al,Na,Liを用いて弾性散乱の価電子数依存性を明らかにした。固体中を伝播する電子は価電子に散乱される。このため、試料を変えることで、弾性散乱が価電子数に依存することを明らかにした。3種類の金属の中ではAlが最も重く価電子数が多い。このためAlが最も弾性散乱の影響を受け、深さ分布のグラフの変化が大きいことを明らかにした。固体中における弾性散乱の効果は無視されてきたが、本研究により、固体の弾性散乱の効果が無視できず、プログラムに組み込んで丁寧に考察するものであることを明らかにした点で重要である。2.研究協力者と協力して、固体が対象であった量子ランダウ方程式をナノ粒子に拡張した。これは次年度に続く重要なテーマである。ナノ粒子のプラズモンロスピーク(XPSスペクトルに現れる電子の集団励起)など説明が十分になされていない現象を明らかにする第一歩として非常に重要で、これまでにない新しい研究である。3.固体内で光電子が運動する際、遮蔽ポテンシャルが生じる。これまで、理論計算から得られる式を基に、遮蔽クーロンポテンシャルを得るプログラムを組んできたが、使用用途が限定される。このため、第一原理計算からポテンシャルを得られるプログラムを共同研究者のいるレンヌ大と共同開発している。修士の学生2名が一か月半現地に滞在し、プログラムの一部を作成してきた。これにより、様々な物質を同一プログラムで系統的に計算することが可能になる。1.当初の目的であるAl,Na,Liを用いて弾性散乱の価電子数依存性を明らかにした。Alが最も弾性散乱の影響を受け、深さ分布のグラフの変化が大きかった。H29年度には、光電子放出強度のエネルギー依存性、放出角度依存性などを計算する予定であるが、その一歩として、計算プログラムが考察に耐えうるものであることを明らかにした。2.当初の目的であった固体が対象であった量子ランダウ方程式をナノ粒子に拡張した。理論式の展開に苦労し、プログラムの開発まで及んでいないが、想定内である。H29年度に科研費で共同研究者のいるレンヌ大に6月末に渡航し、このプログラムの開発について相談し、組んでいく予定である。3.第一原理計算からポテンシャルを得られるプログラムを共同研究者のいるレンヌ大と共同開発している途中である。予定通りに行われており、修士の学生2名が一か月半現地に滞在し、プログラムの一部を作成してきた。H29年度も渡航予定である。金属ナノ粒子のプラズモンは光エレクトロ二クス分野を切り開く可能性をもつ。申請者らはX線光電子分光(XPS)スペクトルに現れる、プラズモンスペクトルを正しくフィッティングする手法の開発に取り組んだ。具体的には粒子同士の量子干渉効果まで含めた量子ランダウ方程式を導き、スペクトルを解析するプログラムを組んで計算した。これらを3次元系、2次元系、0次元電子系に適応した。1.3次元系(固体):プラズモンロススペクトルの放出角依存性、入射光エネルギー依存性を明らかにした。プラズモンの強度や振動数は物質の形状に依存する。固体中の原子の並びを反映した放出角依存性の計算結果は注目され、出版された(e-J. Surf. Sci. Nanotech.査読あり14, 73-77 (2016))。2.2次元系:グラフェンのプラズモンについて計算を行った。光電子の発生によるグラフェン中のポテンシャル変化を求め、3次元用のプログラムを改良して計算した。グラフェンのプラズモン振動数は非常に低く、XPSスペクトルの形状がどのようになるか議論となっていた。このため我々の成果への関心は高く、招待講演1件と学会発表2件を行った(産業利用に役立つXAFSによる先端材料の局所状態解析2018、第13回表面科学放射光表面科学研究部会、表面科学会第3回関東支部講演大会)。3.0次元系:金属ナノ粒子のプラズモンの計算式を導いた。プラズモン振動によるナノ粒子中の誘電率の変化を計算し、ポテンシャルの変化を求め、量子ランダウ方程式をナノ粒子用に改良した式を導出した。今後は、プログラムに組み込み、プラズモンロススペクトルのナノ粒子径依存性を探求していく。

導出過程の式は著書「Plasmon Losses in Core Photoemission Spectra (Springer, 2018)」の11章に掲載された申請者らはX線光電子分光(XPS)スペクトルに現れる、プラズモンピークを正しくフィッティングする手法を開発した。1.固体中の原子の並びを反映した、プラズモンピーク強度の光電子放出角依存性を明らかにし論文を出版した。2.グラフェンのプラズモンピーク形状を明らかにした。グラフェンのプラズモン振動数は非常に低く、スペクトルの形状が議論されていた。我々の成果への関心は高く、招待講演1件と学会発表2件を行った。3.金属ナノ粒子中のプラズモンの計算式を導いた。プラズモンによるナノ粒子中の誘電率の変化を計算し、量子ランダウ方程式を改良した式を著書に記した。これらはスペクトルのナノ粒子径依存性へつながる。1.当初の予定通り、固体中の光電子の伝搬を扱う現プログラムを用いて、光電子放出強度のエネルギー依存性、放出角度依存性などを計算する予定である。2.当初の予定通り、ナノ粒子に拡張した量子ランダウ方程式のプログラム開発を行う。H29年度に科研費で共同研究者のいるレンヌ大に6月末に渡航し、このプログラムの開発について相談し、組んでいく予定である。これは実際の計算まではいかず、系の波動関数やポテンシャルを計算するにとどまる可能性がある。3.当初の予定通り、第一原理計算からポテンシャルを得られるプログラムを共同研究者のいるレンヌ大と共同開発する。修士の学生2名が6月末から一か月半現地に滞在し、プログラムを作成することが決まっている。表面科学H28年度は産休明け一年目で子供が小さく、親戚も近くにおらず、主人も単身赴任のため、海外出張・国内出張ができなかった。また、学生は学科から、渡航目標人数が決まっていて、使用用途の広いJASSOで共同研究者のいるレンヌ大へ渡航・滞在するよう推奨された。このため、旅費・人件費を使用する機会が得られなかった。今年度は子供も少し大きくなり、何とかあづけられる体制を作ったため、6月末から1週間共同研究者のもとへ滞在する。JASSOも本年度は予算が減り、頼れないため、学生は科研費で共同研究者のもとへともに出向き、研究を行ってくる。6月に旅費で40万程度、PCの購入に30万程度が見込まれる。また、9月以降国内出張(XAFS学会)に10万程度見込まれる。
内在性アンチセンスRNAによるイオン輸送担体アイソフォームの発現および機能調節

神経組織にのみ存在すると考えられていたNa^+/K^+-ATPase αアイソフォームのα3アイソフォームがRT-PCR法でラット舌下腺に検出された。また,舌下腺にはα3のmRNAに相補的な配列を持つアンチセンスRNAも存在した。同時にアンチセンスRNAsを簡便に検出する方法を確立できた。Na^+/K^+-ATPaseα3アイソフォームのアンチセンスRNA量は高週齢ラットに顕著に発現していた。腎臓での体液量調節や唾液分泌に関与する「イオン輸送担体が如何に発現調節され,如何に機能調節されるのか」を解明する。周知の通り,イオン輸送担体の蛋白質はDNAのセンス鎖から作られたmRNAを鋳型にして作られる。一方,生体では"アンチセンスRNA"が実在すること,また,これらは蛋白質の発現調節に関与している可能性がある。イオン輸送担体の発現調節,機能調節を明らかにするために,イオン輸送担体アイソフォームの内在性アンチセンスRNAの実体およびアンチセンスRNAがイオン輸送担体の発現にどのように関与しているのかを分子生物学的手法で明らかにする。ウイスター系ラットから摘出した脳,唾液腺,ヒト耳下腺由来HSY培養細胞,ラット副腎褐色細胞腫由来のPC12細胞からRNAsを得,RT-PCR法で唾液腺,培養細胞に発現しているNa/K-ATPaseαサブユニットアイソフォームのRNAsの発現について検討した。ラット3大唾液腺に発現しているNa/K-ATPaseαアイソフォームのmRNAs発現を調べると,これまで神経組織にのみ発現していると考えられていたα3が舌下腺に検出された。舌下腺のα3は神経終末を消化,排除した遊離細胞でも検出されたことから,実質細胞に発現していると考えられた。これらのPCR産物の塩基配列はデータベースのα3と一致した。PCRで舌下腺のα3の発現量を定量すると,脳の数分の1であった。凍結切片を用いて舌下腺のα3蛋白質を免疫染色すると,漿液細胞と肥満細胞の膜に陽性であった。ヒト大腸では癌化によってα3が発現した症例報告があるが,HSY細胞ではα3は検出されなかった。一般に,α3は神経組織で多量発現しているが,PC12細胞をNGFで神経様に分化させても,α3の発現量は変化しなかった。一方,ラット舌下腺のtRNAsを鋳型にしてα3に特異的なフォワードプライマーで逆転写反応後,PCRを行うと,期待されるPCR産物が得られ,その配列はα3と一致した。しかしながら,同様な方法で胸腺やリンパ節のInterleukin-9受容体のPCRを行うと,そのPCR産物は得られなかった。したがって,舌下腺にはNa/K-ATPaseα3のmRNAのみならず,そのアンチセンスRNAの存在も示唆された。また,特異的なフォワードプライマーによる逆転写反応はアンチセンスRNAを検出するために,有効かつ簡便な方法であることを明らかにできた。3大唾液腺に発現しているNa^+/K^+-ATPase αアイソフォ-ムをRT-PCRで調べると,α1およびα2は3大唾液腺すべてに検出され,α3は舌下腺にのみ検出された。3大唾液腺の各アイソフォームをウエスターンプロットで検出すると,mRNAの発現量に応じた蛋白質が検出された。また,舌下腺のa3を免疫染色すると漿液細胞と肥満細胞の膜に陽性であった。しかし,顎下腺では陰性であった。一般に,α2およびα3は脳,神経組織に存在すると考えられていたが,3大唾液腺で,舌下腺の肥満細胞にα3が強く発現していたことから,ヒスタミン分泌とα3との関係が興味深い。この結果から舌下腺にNa^+/K^+-ATPase α3のmRNAのみならず,そのアンチセンスRNAも存在することを明らかにすることができた。同時にantisense RNAsを簡便に検出する方法も確立できた。この方法で舌下腺のα3のアンチセンスRNAの発現量を比較すると,雄に比べ雌に顕著であった。Na^+/K^+-ATPase α3アイソフォーム蛋白質の発現をウエスターンプロットで分析すると,脳の場合,10週齢と60週齢とで同様な発現であったが,舌下腺では高週齢ラットに顕著であった。舌下腺のGAPDHのmRNA量は10および60週齢ラットで違いは認められなかったが,Na^+/K^+-ATPase α3アイソフォームのmRNAおよびアンチセンスRNA量は蛋白質と同様に高週齢ラットに顕著に発現していた。今後,加齢とantisense RNAsとの関係が興味深い。以上の結果をArchs Oral Biolに投稿し、掲載の承諾を得た。

昨年度までの研究でantisense RNAsを簡便に検出する方法を確立し,ラット舌下腺にNa^+/K^+-ATPase α3のmRNAのみならず,そのアンチセンスRNAも存在することを明らかにした。そして,高週齢ラットに顕著に発現していることを明らかにできた。今年度はアンチセンスRNAの詳細な諸性質や構造の解析を試みた。ゲノムDNAの配列からmRNAに転写されない数百塩基上流部分に相当する種々のフォワードプライマーを用いて逆転写反応後PCRを行うと,理論的な増幅物ができた。よってアンチセンスRNAにはmRNAに転写されない部分(遺伝子上のTATAボックスより上流部分,ホルモンレスポンシブエレメント部分)に相当する部分が含まれる可能性が考えられた。また,内在性アンチセンスRNAの構造解析,正確な分子の大きさ,定量的な検出を行うためにノーザンブロットの確立を試みた。理論的にアンチセンスRNAに相補的な配列のプローブを多数作製しハイブリダイゼーションを試みたが,単一の強いシグナルを得ることができなかった。アンチセンスRNAは量的に検出限界以下のレベルなのか,単一の大きさを持っていないのか考察の域に留まった。一方,先で述べたようにアンチセンスRNAは高週齢ラットに顕著に発現していた。鍋島陽一博士等によってKlotho遺伝子の欠損が“早老症"になること(Nature 390,45,1997),さらにKlotho蛋白質はNa^+/K^+-ATPaseを細胞膜に移送させる機能を持つこと(Science 329,1615,2007)が報告されている。現在,高週齢で増加するNa^+/K^+-ATPase α3のアンチセンスRNAとKlotho遺伝子との関連性について検討中である。以前の研究で我々はアンチセンスRNAは高週齢ラットに顕著に発現していることを明らかにした。また,鍋島陽一博士等によってKlotho遺伝子の欠損が"早老症"になること(Nature 390, 45, 1997),さらにKlotho蛋白質はNa^+/K^+-ATPaseを細胞膜に移送させる機能を持つこと(Science 329, 1615, 2007)が報告されていたので,高週齢で増加するNa^+/K^+-ATPase α3のアンチセンスRNAとKlotho遺伝子との関連性について検討を行った。RNAを種々の大きさに分画し,それぞれの分画のRNAに対するアンチセンスRNAの挙動を調べた。唾液腺からRNAを単離,分画後,PCRのシステムに各分画RNAを添加すると,マイクロRNA分画がPCRの増幅に著しい抑制をかけることを見出した。マイクロRNAの抑制作用には明らかな雌雄差があり,雌から得たマイクロRNAが著しい抑制効果を示した。唾液腺のマイクロRNAが唾液腺蛋白質の翻訳調節に多大な作用を示す事実も見出すことができた。網状赤血球を用いたインビトロの系で蛋白質を翻訳させる際に,唾液腺のマイクロRNAを添加すると,著しい翻訳阻害が起こり,雄に比べ雌のマイクロRNAには強い阻害効果が認められた。唾液腺のマイクロRNAがmRNAへの転写過程または蛋白質翻訳過程を調節している可能性を示唆することができた。雌の唾液腺に含まれる強い翻訳抑制効果を示すマイクロRNAを明らかにするために,マイクアレイによる検索を行い,7種をピックアップすることができた。
日本統治下の台湾における自由移民としての日本人漁民の生活様式に関する地理学的研究

沖縄漁民集落を除き,自由漁業移民集落の形成が明確に見られていたのは,東部台湾では港湾機能の地域分化の進展していた基隆市の基隆漁港界隈だけである。そこではこれら自由漁業移民の来住が,それまでに形成されてきた「民族的」棲み分けを曖昧にさせてきたかたわら,継承漁撈技能の異なりからくる漁撈対象の違いから派生していた捕獲漁種の「民族」間分業も崩壊させ,自由漁業移民の受け入れ先の一つでもある企業的漁業の抬頭によって,先の「民族」間分業は請負ないし下請的な「民族」的協業関係に転移してきている。(1)本研究は、先行の「日本人農業移民」研究を踏まえ、新たに課題化されてきた日本人漁業移民の社会形成とそこで営まれていた生活様式を詳らかにするとともに、既成の民族的マジョリティーの展開している地域で、民族的マイノリティーが多数の既住民族とどのような連携をはかりながら、産業としての漁業を、さらに社会としての漁村を、それぞれ維持していたかを明らかにすることを目的にしている。併せて農業移民の分析では等閑視せざるを得なかった日本人移民のなかの沖縄出身者移民の社会的性格についても検討を加える予定である。事前に予知されていたこととはいえ、官営移民や民営移民とは異なり、「組織的な受入機関等」を介さない自由移民の実状把握の手段には今尚暗中模索の状況にあることは否めないが、国内外研究機関・図書館等の所蔵されている文献等の渉猟結果から下した和平島(旧社寮島)・蘇澳・新港など東台湾の太平洋沿岸に位置する3つの事例研究フィールドの選定は、今般の現地踏査によって、それぞれ研究目的達成にとって相応しいところであったことがまず確認された。つまり和平島では、基隆市街地に鮮魚を提供するほか、遠洋漁業を営むカツオ船に飼料としてのイワシを提供することを生業とする琉球出身の自由移民からなる漁業集落が存続していたことが、蘇澳・新港では、ともに台湾総督府の肝入りによる築港事業の展開を契機にそれぞれの漁業集落の形成・拡充がみられるが、そのメカニズムにはかなりの差異が認められる。すなわち蘇澳では、築港前に、既に琉球出身の自由移民から成る漁業集落が新築整備された港湾に隣接して形成をみている。また、新港では、築港とともに官営の漁業移民の公募がなされ、その定着が、その後に相当数の自由移民としての漁業移民を受入れてきたとのことなどが、それぞれ明らかになってきた。今年度の調査では、なお集落社会の構造にアプローチできるような資料の発掘・蒐集にはいたらなかったが、新港では終戦直前時の当該地在住者の世帯主名簿を入手してきたので只今、分析中である。問題となっているのは、住所欄に記入されている数字が、番地であったり、番戸であったりして、これら住人の、いわゆる集落内での空間位置の確定がなお出来ずにいる。しかし、該当公所ならびに市政府等の首長等の面談により、なお口約束ではあるが、当時の"姿"を復元可能にしてくれるいわゆる土地台帳・地籍図、更に戸籍簿の閲覧に大きな期待を寄せている。現在、亜東境界ほかの在日台湾政府等の諸機関に、調査協力と公文書の発行を依頼すべく準備中である。昨平成18年度のマイクロフィルム史料:日刊台湾日日新報(明治30年5月昭19年3月)の粗読作業と現地踏査との結果から選定した現地四フィールド(基隆市和平島、蘇〓鎭南方〓・花蓮市美〓・成功鎮新港)について、本平成19年度は、『漁業並びに漁村集落に関する情報』を改めて同上マイクロ史料から採録。その結果当該地域の漁村では、おおむね本土漁業移民集落、琉球漁業集落、本島民漁業集落、原住民漁業集落がそれぞれ自律した地域社会を形成しながらも、産業としての漁業では相互に関連し合い、分業・協業体制のような状况を創出していたように窺える。その状況を把握するために、当時の現地における唯一の業界誌『台湾水産雑誌』(大正5年1月発刊-昭和18年12月発刊の月刊誌)に着目したが、その状況を示唆してくれるような論稿にはなお遭遇致してはおらず、当初計画の通り、現地の地方政府機関(該当フィールドにかわりをもつ県市政府鎮郷公所、戸政事務所並びに地政事務所)が所蔵・管理している寄留薄・戸籍薄・土地台帳・地籍図の閲覧が不可欠となってきた。前年度の踏査でその所在並びに閲覧手読等を熟知してきたので、それぞれの該当フィールドの首長の助言に従って、台北駐日経済文化辨處に閲覧協力要請書の発行申請を行ったとろ、前回の農業移民調査の際と異なり、久しく連絡がなく、本年度の調査直前になって催促致したところ、大方の予測に反し、発行拒否の電話連絡を受け、止むなく現地調査を中止。

現在、同辨事處と交渉を繰り返す傍ら、現地協力者を介し、台湾語の関連文献も含め詳細に亘って再度文献を渉請中。動力付漁船だけに限られるが、当時の「船籍港ごとの船名・船種・漁法・船主名等」が大方、把握できてきたので、これらを手掛りに現地漁業関係者へのアクセスが可能になってきた。明年度調査にかけている。平成19年末から交流協会・亜東関係協会を介し,台湾政府外交部・内政部から得た"地方政府機関の首長判断に委るとする日〓時代の行政公文書等の閲覧許可に関する結論"も,調査現地蘇澳港と直結していた遊漁船の沈没事件によって一瞬にして破談となってしまつた。只今は本研究が公共利益増進に資するものであるという観点から.再度,当該首長達を説得中。その傍ら,行政院農業委員会水産試験折(基隆市)・国立中央図書館(台北市)・北海道立中央水産試験場(余市町)・北大水産学部(函館市)・東大農学部(文京区)・東京海洋大(品川区)を巡って,『台湾水産雑誌』.あわせて344册をすべて閲覧チェック。中間報告書のかたちで.同雑誌の『目次総目録』A4版267頁を作成し終える。他方,過去3か年間,延べ37名の現住者からの聴取内容を精選するために.発動機付漁船のみではあるが,基隆市・郡,蘇澳郡,新港郡下の漁港に船籍を置く船主等を分析し,明らかに棲み分けにもとづく漁撈的分業が確立していたことを実証し得たが,いわゆる漁夫ならびにその家族の居住実態・生活実態については.なお断片的な情報のみで.系統だった漁業集落の構造やそこで展開された生活様式の全容については未だに十分な情報が得られておらず,このためにも引き続き,戸籍・土地台帳・地籍図等のいわゆる日〓時代の行政文書の閲覧願い出て行くことにしている。あわせて蘇澳に限られるが引揚漁民に対し.アンケート調査を実施する予定でおり.入手した名簿にもとづき郵送先(住所等)の確認照会を開始したところてある。本調査に対する台湾政府外交部・内政部の見解に基づき.該当する県市政府・区鎮公所をそれぞれ個別に訪お,交渉を繰り返えしたところ,基隆市中正区及び蘇澳鎮の戸政事務所,基隆市・羅束県の地政事務所では希望する日拠時代の行政文書の開示・閲覧に応じて戴けたが,花蓮県・同市,台東県・成功鎮では希望は適えられなかった。従って,本報告は,漸った行政機関から得られた行政資料と,現地関係者等の聴き取り内容とに基づくものである事を前以って判っておかねばならない。先ず,官営移民の形態をとった蘇澳鎮南方澳の日本人(内地人)漁民集落と比べると,基隆市中正区の外港・漁港の縁辺に展開していた自由移民の形態をとった漁民集落(旧入船・浜・社宗の三町界隈,現中正・正浜・和一の3路界隈)は.細かく見ると,内地人・琉球人・本島人(漠族)・朝鮮人の樓み分けが認められるが,基本的には原住民族(旧高砂族)を含めたら民族の混住であった。次に漁業との関りであるが,南方澳では蘇澳漁業の振興の中核に官営移民による個人経営漁業者の育成を目途としていたのた対し,基隆外港・漁港周縁に定着した自由移民は,大正4年頃までに進出した内地の大手水産会社(大日本漁業ほか)並びに現地台湾で創業をみた内地人経営者による水産会社(蓬莱水産ほか)などた主に漁業労働者として雇われていた(もらろん,新しい漁場を求めて,漁船を伴って挙家移住してこた内地人.琉球人の個人経営漁業者も相当数いるが,少数派である)。それ故,基隆市ではこれら被傭者への住宅供給問題が緊要化し,市営漁民住宅が建設これ,内地人・朝鮮人が,その居住者の大半であったが,少数ではあるが.本島人の個人経営漁業はかまの入居も認められた。
自律的学習能力・創造的問題解決能力を育成する数学授業モデルの開発

本研究の目的は、児童生徒の算数・数学に対する自律的学習能力の向上を図り、創造的問題解決能力を育成する、新しい教授・学習モデルを開発することである。学校教育において、算数・数学の活用力を十分に高められていないことは、日本及び世界の数学教育の積年の課題である。本研究では、数学の学問的構成原理から導かれる数学固有の知識観を基にして、学習内容を構造化することによって、算数・数学の指導と学習を困難にする要因と考えられている系統性の強さを、指導や学習の柔軟性を生むための強みにして、新しい数学授業構成原理を構築する。平成30年度は、研究目的を達成するために、「自律的学習能力・創造的問題解決力を育成する教授・学習モデルの開発とその効果の検証」を行った。そこでは、まず、数学固有の知識観に沿って児童生徒の認知における関係の表象に着目して構築した数学授業構成原理を基に、算数・数学に対する自律的学習能力・創造的問題解決能力を育成するための要素として「新たな性質や関係の中に既習の性質や関係を見出すこと」、「新たな性質や関係と見出した既習の性質や関係がどのように繋がるか考えること」、「新たな性質や関係と見出した既習の性質や関係を使って、新たな性質や関係を解釈し直すことで、新しい知識を創出すること」を同定した。これらの要素と算数・数学の学習内容の中の共通概念の抽出とモデルの可塑化による学習内容の構造化とを体系化することにより、教授・学習モデルの開発を行った。開発した教授・学習モデルを日本の小・中学校、タイの小学校での算数・数学の授業等で実践した結果、児童生徒はそれまでに学んだ性質や関係を見出し、それを使って考えれば自分自身で新たな知識が創造できることが実感できており、知識創造型のアクティブラーニングを実現させるために有効に活用できることが分かった。本研究では、児童生徒の算数・数学に対する自律的学習能力の向上・創造的問題解決能力を育成のための新しい教授・学習モデルを開発するという目標を達成するために、次の5つの活動、1)算数・数学の学習内容の中の共通概念の抽出とモデルの可塑化による学習内容の構造化、2)数学固有の知識観を基にした数学教育の授業構成原理の構築、3)事物から本質的な関係・性質を見抜く目を育てる数学複合教材の開発、4)1)から3)を一連の系とする、自律的学習能力と創造的問題解決力を育成する数学教授・学習モデルの開発、及び効果の検証、5)数学教授・学習モデルの教師教育への適用と数学教育の改善を設定している。平成30年度は、これらの5つの活動のうち「4)1)から3)を一連の系とする、自律的学習能力と創造的問題解決力を育成する数学教授・学習モデルの開発、及び効果の検証」を行うことを計画していたが、予定通り実行できた。平成31年度は、本研究の目標を達成するために、上述の5つの活動のうち、「4)開発した教授・学習モデルの効果の検証」を引き続き行うことと、「5)数学教授・学習モデルの教師教育への適用と数学教育の改善」を中心に取り組む予定である。効果の検証においては、平成30年度と同じく日本国内の小中学校での実践とタイの小学校での実践を行うこと、教師教育への適用においては大学における教員養成での活用と学校現場における現職教員研修での活用により数学教育の質の改善に繋げることを計画している。平成29年度は、研究目的を達成するために、「学習内容の構造化及び授業構成原理の構築」と「数学複合教材の開発」を行った。「学習内容の構造化及び授業構成原理の構築」においては、数学は定義・公理を基にして築かれる数量・図形についての性質や関係についての体系を扱う学問であり、既習の内容をモデルにして新たな性質や関係を解釈し、説明することができたとき理解が深まるという原則に則り、小学校算数・中学校数学の教科書を分析し構造化を図った。それらの分析を基に、数学固有の知識観を学習内容の視点から説明し、児童生徒の認知における関係の表象に着目した数学授業構成原理を構築した。「数学複合教材の開発」においては、授業の中で学習者が教員とともに考えた課題の解決方法や解決のために使った既習事項の背景にある数学の性質・関係を学習のモデルとすることで新たな課題を児童生徒に自律的に解決させる半自律活動を取り入れられる数学教材を開発し、提案した。

本研究では、児童生徒の算数・数学に対する自律的学習能力の向上・創造的問題解決能力を育成のための新しい教授・学習モデルを開発するという目標を達成するために、次の5つの活動、1)算数・数学の学習内容の中の共通概念の抽出とモデルの可塑化による学習内容の構造化、2)数学固有の知識観を基にした数学教育の授業構成原理の構築、3)事物から本質的な関係・性質を見抜く目を育てる数学複合教材の開発、4)1)から3)を一連の系とする、自律的学習能力と創造的問題解決力を育成する数学教授・学習モデルの開発、及び効果の検証、5)数学教授・学習モデルの教師教育への適用と数学教育の改善を設定している。平成29年度は、これらの5つの活動のうち「2)数学固有の知識観を基にした数学教育の授業構成原理の構築」と「3)事物から本質的な関係・性質を見抜く目を育てる数学複合教材の開発」を行うことを計画していたが、予定通り実行できた。本研究の目的は、児童生徒の算数・数学に対する自律的学習能力の向上を図り、創造的問題解決能力を育成する、新しい教授・学習モデルを開発することである。学校教育において、算数・数学の活用力を十分に高められていないことは、日本及び世界の数学教育の積年の課題である。本研究では、数学の学問的構成原理から導かれる数学固有の知識観を基にして、学習内容を構造化することによって、算数・数学の指導と学習を困難にする要因と考えられている系統性の強さを、指導や学習の柔軟性を生むための強みにして、新しい数学授業構成原理を構築する。平成30年度は、研究目的を達成するために、「自律的学習能力・創造的問題解決力を育成する教授・学習モデルの開発とその効果の検証」を行った。そこでは、まず、数学固有の知識観に沿って児童生徒の認知における関係の表象に着目して構築した数学授業構成原理を基に、算数・数学に対する自律的学習能力・創造的問題解決能力を育成するための要素として「新たな性質や関係の中に既習の性質や関係を見出すこと」、「新たな性質や関係と見出した既習の性質や関係がどのように繋がるか考えること」、「新たな性質や関係と見出した既習の性質や関係を使って、新たな性質や関係を解釈し直すことで、新しい知識を創出すること」を同定した。これらの要素と算数・数学の学習内容の中の共通概念の抽出とモデルの可塑化による学習内容の構造化とを体系化することにより、教授・学習モデルの開発を行った。開発した教授・学習モデルを日本の小・中学校、タイの小学校での算数・数学の授業等で実践した結果、児童生徒はそれまでに学んだ性質や関係を見出し、それを使って考えれば自分自身で新たな知識が創造できることが実感できており、知識創造型のアクティブラーニングを実現させるために有効に活用できることが分かった。平成30年度は、これらの5つの活動のうち「4)1)から3)を一連の系とする、自律的学習能力と創造的問題解決力を育成する数学教授・学習モデルの開発、及び効果の検証」を行うことを計画していたが、予定通り実行できた。平成30年度以降は、本研究の目標を達成するために、上述の5つの活動のうち、「4)1)から3)を一連の系とする、自律的学習能力と創造的問題解決力を育成する数学教授・学習モデルの開発、及び効果の検証」と「5)数学教授・学習モデルの教師教育への適用と数学教育の改善」を中心に取り組む予定である。
東南アジアの伝統的水田管理技術に見られる持続性及び合理性の解明

伝統的水田農業における主要な有機物と窒素のプールとフロー、および農家の収入・支出の状況を明らかにするために、インドネシアジャワ島ジョグジャカルタ近郊の2ヶ所の農村を試験サイトとして研究を実施した。Jatisarono村では半数の農家が伝統的な水田養魚(Mina padi)を行っており、残りは通常の稲作栽培に従事している。他方Menayu村では90%以上の農家が水田養魚を主とする経営を行っており、収入の大半が養魚から得られている。後者の農村は前者に比べて収入も多く、伝統的農業の将来像を示唆するものと判断し、両村の比較を通して伝統的水田管理技術に見られる持続性・合理性の実態を解明することを計画した。その研究内容は、アンケート調査と圃場試験からなっており、両村の水田養魚を行っている農家、Jatisarono村の水田養魚を行っていない農家の3者の間で、農家圃場と裏庭に存在する各種有機物・窒素プールの種類とその大きさ、各プール間のこれら物質のフローの大きさ・多様さを比較し、伝統的水田管理技術に見られる持続性・合理性の実態を解明すること、さらに3者間での農業経営に伴う収入・支出を比較し、農家経営的視点からも伝統的水田管理技術を評価しようとするものであった。昨年度・今年度の結果から、インドネシアの水田農業においては、有機物・窒素の主要なプールとして、水田圃場に生育する水稲・水田雑草・畦畔雑草に加えて、裏庭(Home Garden)に生育する野菜・果樹、飼養されている家畜等が挙げられること、水稲由来のワラとモミ、水田・畦畔雑草が毎日の家畜の餌として裏庭に持ち込まれ、他方家畜の糞尿は厩肥として水田圃場に還元されていることが明らかとなった。このように、ジョグジャカルタ地域の水田農業では、農村を単位として有機物・窒素循環のプールが多彩であるとともに、各プールの有効利用を通して様々の有機物・窒素のフローが確立されていた。しかし、Menayu村においても水田圃場で飼養された魚の有機物・窒素のプールとしての意義は他の主要なプールに比較して極めて小さく、Jatisarono村における水田養魚を行っている農家とそうでない農家間での有機物・窒素循環は類似したものであった。また、^<15>N硫安を使用した施肥窒素の動態解析、土壌窒素の無機化量評価からも、両農家間で有為な差異が認められず、水田養魚の土壌肥沃度維持への寄与は明らかではなかった。ついで、各農家の収入と支出の状況をアンケート調査から比較したところ、インドネシア農家の特徴として、1)水稲に加えて、乾期に栽培された畑作物(主に大豆)、裏庭で栽培された各種の野菜・果樹、家畜が農家収入に寄与していること、同時にこれら農産物のかなりの部分を自家消費に回し、結果として支出の削減が計られていること、2)Menayu村では収入の70%近くを水田養魚から得ており水稲栽培から得られる収入は全収入の約25%であり、Jatisarono村に比べて高い収入を得ていること、3)Jatisarono村では主たる農業所得を水稲栽培に依存(全農業収入の60%)し、水田養魚による所得は全農業所得の10%と少ないこと、Jatisarono村では市場へ出荷する量以上の量の魚を自家消費に回していること、4)水田養魚を行っている農家の水稲収量はそうでない農家の収量より低いこと、が判明した。以上の結果より、ジョグジャカルタ近郊の農業はそれ自体有機物・窒素循環の視点からは極めて多様なプールとフローを維持している伝統的で持続的な農業であり、農耕地で生産されるあらゆる光合成産物(一次生産物)を有効に利用した農業を実施していること、その際水田圃場と農家の裏庭との間で極めて太いフローのパイプを、家畜の飼料としての稲ワラ・モミ殻・水田雑草(水田圃場から裏庭)と厩肥(裏庭から水田圃場)を通して確立していることが判明した。しかし、インドネシアの伝統的農業に1つである水田養魚の「持続的農業」としての意義を評価したところ、水田養魚による土壌の肥沃性増進への寄与は予想に反して僅かであり、その主たる意義は所得の増大を通した農家経済の安定への寄与にあると結論された。

昨年度・今年度の結果から、インドネシアの水田農業においては、有機物・窒素の主要なプールとして、水田圃場に生育する水稲・水田雑草・畦畔雑草に加えて、裏庭(Home Garden)に生育する野菜・果樹、飼養されている家畜等が挙げられること、水稲由来のワラとモミ、水田・畦畔雑草が毎日の家畜の餌として裏庭に持ち込まれ、他方家畜の糞尿は厩肥として水田圃場に還元されていることが明らかとなった。このように、ジョグジャカルタ地域の水田農業では、農村を単位として有機物・窒素循環のプールが多彩であるとともに、各プールの有効利用を通して様々の有機物・窒素のフローが確立されていた。しかし、Menayu村においても水田圃場で飼養された魚の有機物・窒素のプールとしての意義は他の主要なプールに比較して極めて小さく、Jatisarono村における水田養魚を行っている農家とそうでない農家間での有機物・窒素循環は類似したものであった。また、^<15>N硫安を使用した施肥窒素の動態解析、土壌窒素の無機化量評価からも、両農家間で有為な差異が認められず、水田養魚の土壌肥沃度維持への寄与は明らかではなかった。ついで、各農家の収入と支出の状況をアンケート調査から比較したところ、インドネシア農家の特徴として、1)水稲に加えて、乾期に栽培された畑作物(主に大豆)、裏庭で栽培された各種の野菜・果樹、家畜が農家収入に寄与していること、同時にこれら農産物のかなりの部分を自家消費に回し、結果として支出の削減が計られていること、2)Menayu村では収入の70%近くを水田養魚から得ており水稲栽培から得られる収入は全収入の約25%であり、Jatisarono村に比べて高い収入を得ていること、3)Jatisarono村では主たる農業所得を水稲栽培に依存(全農業収入の60%)し、水田養魚による所得は全農業所得の10%と少ないこと、Jatisarono村では市場へ出荷する量以上の量の魚を自家消費に回していること、4)水田養魚を行っている農家の水稲収量はそうでない農家の収量より低いこと、が判明した。以上の結果より、ジョグジャカルタ近郊の農業はそれ自体有機物・窒素循環の視点からは極めて多様なプールとフローを維持している伝統的で持続的な農業であり、農耕地で生産されるあらゆる光合成産物(一次生産物)を有効に利用した農業を実施していること、その際水田圃場と農家の裏庭との間で極めて太いフローのパイプを、家畜の飼料としての稲ワラ・モミ殻・水田雑草(水田圃場から裏庭)と厩肥(裏庭から水田圃場)を通して確立していることが判明した。しかし、インドネシアの伝統的農業に1つである水田養魚の「持続的農業」としての意義を評価したところ、水田養魚による土壌の肥沃性増進への寄与は予想に反して僅かであり、その主たる意義は所得の増大を通した農家経済の安定への寄与にあると結論された。伝統的水田農業における主要な窒素循環のプールとフローを特定するため、インドネシアジャワ島ジョグジャカルタ近郊の2カ所の農村を試験サイトとして研究を実施した。1つの農村では半数の農家が伝統的な水田養魚を行っており、残りは通常の稲作栽培に従事している。他の1つの農村では90%以上の農家が水田養魚を主とする経営を行っており、本農村では収入の大半が養魚から得られている。後者の農村は前者に比べて収入も多く、伝統的農業の将来像を示唆するものであり、両者の比較のもとに伝統的水田管理技術に見られる持続性、合理性を解明することを計画した。
ウェルナーヘリケース遺伝子ファミリーの機能異常による発癌機構の解析

ウェルナー症候群の原因遺伝子として同定されたWRNを始めとするRecQタイプのDNAヘリケース遺伝子ファミリーは、ヒト及びマウスにおいて少なくとも5種類以上のメンバーからなる事が知られている。そのうちWRN、BLM、RecQ4については、いずれも染色体異常を伴うヒト遺伝子疾患の原因遺伝子として同定されているが、老化や発癌等の臨床像を呈するそれらの作用機構は未だほとんど不明である。そこで、WRN、RecQ1、RecQ4,RecQ5の4種類についてノックアウトマウスを作製し、生体内における各ヘリケ-ス遺伝子の機能・役割分担の解析を行い、これまでに得られた知見を以下に要約する。Wrn KO-Miceは、1年以上の経過観察や病理組織学的解析では、老化徴候の著変や腫瘍発生の増加は観察されておらず、成長及び生存日数に顕著な差は認められなかった。マウス胎仔線維芽細胞(MEF)を用いて細胞増殖活性を調べたところ、(Wrn-/-)MEFの増殖活性は野生型の約60%の増殖にとどまった。RecQ4ヌルタイプのF1ヘテロマウス同士の交配によるF2マウスには(Q4-/-)マウスは存在せず、着床前後の胎生3.56.5日に致死であることが判明した。胎生3.5日に採取した(Q4-/-)肺盤胞を培養解析した結果、内部細胞塊や栄養胚葉細胞の増殖が著しく低下しているのが観察され、初期発生に重要な役割を持つことが明らかとなった。Q1 KO-Miceは、メンデル則に従って得られこれまでのところ特に異常は認められない。生体内での発現を調べた結果、精巣の精母細胞、卵巣の卵母細胞などの生殖細胞で高発現で認められた他に、脳の海馬や小脳のプルキンエ細胞層といった細胞増殖を伴わない神経系での発現も観察された。RecQ5は現在F1ヘテロマウスまで得られており,ホモ変異マウス樹立を目指している。
親の保育要求の充足と子どもの保育補償に関する実証的研究

本研究では、親の緊急的な保育要求を充足する方法の1つとして制度化された一時的保育を利用する時に子どもが経験する親からの分離体験が、子どもの生活に与える影響を明らかにすると共に、制度を利用する両親の制度に対する理解・評価などを調査した.対象児及び対象者は、生後4か月12か月児とその母親及び就学前の子どもをもつ両親である。なお、12か月児は、3歳になるまで継続研究の対象とした.母子分離体験に伴う不安が、対象児の顔面皮膚温度に影響を与えることが認められた.しかし、顔面皮膚温度は、子どもの泣きなどによる影響が大きいため、さらに詳細に分析する必要がある。また、子どもが愛着行動等を表出するまでの潜時から子どもの情緒的体験を推測した.母親への愛着行動は、2・3歳児より1歳児で有意に早く表出するが、表出継続時間は、加齢に伴い有意に短縮することから、母子分離による子どものストレスは発達に伴い軽減することが明らかになった。一方、他者への愛着行動等の表出は、いずれの年齢でも母親に比して有意に遅かった.しかし、他者にも愛着行動等を表出することから、母子分離に伴う子どものストレスを軽減するために他者の存在が有効であることが示唆された.さらに、一時的保育制度を肯定する者は母親に有意に多く、否定する者は父親に有意に多く、この差異は制度の理解度に起因していた。母親の方が父親より家庭保育の対価を低く評価し、保育開始年齢について父親は遅い開始を望ましいとし、母親は早い年齢からの開始を望んでおり、両者の意識に顕著な差異が認められた。以上の結果から一時的保育を利用する子どもが、保育者を愛着対象とするような保育環境の設定と利用者である親に保育内容等の情報を十分に提供する必要性が示唆された.本研究では、親の緊急的な保育要求を充足する方法の1つとして制度化された一時的保育を利用する時に子どもが経験する親からの分離体験が、子どもの生活に与える影響を明らかにすると共に、制度を利用する両親の制度に対する理解・評価などを調査した.対象児及び対象者は、生後4か月12か月児とその母親及び就学前の子どもをもつ両親である。以上の結果から一時的保育を利用する子どもが、保育者を愛着対象とするような保育環境の設定と利用者である親に保育内容等の情報を十分に提供する必要性が示唆された.本研究は、親の緊急的な保育要求を充足することによって生じる、一時的な親からの分離体験が子どもの生活に与える影響を、分離・再会場面を含む半統制的場面におけるサーモトレーサによる顔面皮膚温度とハートレートなど、生理的レベルの情報を指標として、分析するものである。研究対象は、生後4か月10か月の計29名の乳児(男児20名、女児19名)とその母親である。対象児の多くのものが、他家を訪問する機会は週23回程度であり、生活の中心は彼等の家庭内におかれている。母子同室場面・母子分離場面・母子再会場面(各場面約5分間)における子どもの顔面皮膚温度とハートレートを計測する。顔面皮膚温度の測定位置を固定するため、対象児の眉間上方の額部分に電極を貼る(4.3cm×3.4cmの電極の中央に2.3cm×1.5cmの窓を開け、枠の表面をアルミ箔で覆った)。対象児は、テーブル付きのラックに着席し、対象児から約1mの離れた所にサーモトレーサを設置する。結果は、以下の通りである。場面の推移に伴う対象児の顔面皮膚温度とハートレートに有意な変化が認められた。しかし、その変化の様相は、Mizukami et al.(1990)の結果とは異なり、母子分離体験により顔面皮膚温度が有意に減少するものと逆に有意な上昇を示すものがあり、異なる2つのパターンが認められた。これらのパターンの違いが何に起因するかは、さらに詳細な分析をする必要がある。また、顔面皮膚温度とハートレートの変化と対象児が日常的に経験している対人関係の広がりや頻度などの生活変数との間には有意な関連は見られなかった。本研究では、「親の緊急的な保育要求を充足することを目的に制度化された一時的保育」に対する乳幼児をもつ父親と母親の理解度を調査するとともに、一時的保育を利用した子どもの観察及びこの制度を利用した親と保育者に聞き取り調査を行った。

その結果、この制度を肯定する者は母親の方が有意に多く、否定する者は父親の方が有意に多く、この差異は制度に対する理解に起因していた。一時的保育の利用料金は、親が日常的に行っている家庭保育の対価と考えることができる。調査対象地域で設定されているものより高額の料金を想定した者は、母親よりも父親の方に有意に多く、母親の方が家庭保育の対価を低く評価していることが示唆された。一方、利用開始年齢については、父親の方が現行年齢よりも遅い開始を望ましいとし、母親はもっと早い年齢からの開始を望んでおり、両者の意識に顕著な差異が認められた。また、この制度を利用することへの不安は、父親と母親の7-8割の者は持っておらず、特に母親にその傾向が顕著に認められた。また、人口15万に満たない調査都市における一時的保育の年間延利用者数は約3,200人であり、制度的意味が非常に大きいことが明らかになった。短時間における母子分離により子どもが体験する不安の解消には、保育者との長時間に渡る身体的接触が有効であることが観察された。しかし、すべての保育園に一時保育の専任保母が用意されているわけではなく、利用する園により子どもの負担度に非常に大きい差異があることが示唆された。このことは、保育内容及び保育者の資質における差異も含んでおり、今後さらに検討する必要がある。利用する親にとっては、保育内容や保育園の子どもの様子に関心があるものの、緊急的対応としての意味の方が大きく、保育内容等に対する要求を明確にするまでに至っていないのが実態であった。本研究では、一時的保育を利用する子の事例的観察と実験場面の母子分離時と再会時の子の行動を比較し、子の情緒的体験を縦断的に解明し、ネガティブな影響を補償する方策について知見を得ることを目的とした。一時的保育を利用する子の特異的行動として、「泣き」「所有物への執着」「保育者との身体的接触要求」「巣ごもり行動」「自己顕示行動」などが認められた。子が表出する愛着行動、親和行動、探索行動の潜時から子の情緒的体験を推測するために、母子分離(他者子同室)及び再会場面の行動潜時を比較した。その結果、再会場面の母への愛着行動は、2・3歳児より1歳児で有意に早く表出し、継続時間は、加齢に伴い有意に短縮することから、母子分離による子のストレスは発達に伴い軽減することが明らかになった。一方、母子分離場面における他者への愛着行動の表出は、いずれの年齢でも母に比して有意に遅れた。しかし、他者への愛着行動の表出が認められたことから、母子分離による子のストレスの解消に他者の存在が有効であることが示唆された。親和行動である発声や注視の表出は、個々の行動により異なるだけでなく、母と他者に明確な差異が認められた。子が自らの生活空間を拡大する場合に有用な手立てとなる探索行動の表出は、いずれの年齢でも他者より母が同室する場面の方で有意に早かった。母との同室場面では1歳児より2・3歳児で有意に早く表出し、他者との同室場面では年齢による差異は認められなかった。以上、事例的観察および実験的場面における子の行動から一時的保育を利用する場合に、子が体験するストレスはかなり強いことが示唆された。これらのストレスの解消には、愛着対象となる人(保育者)と物(子の所有)の存在が重要であり、特に低年齢児の場合は保育の場へ子の日常性の導入を許容することの必要性が示唆された。
植物の根毛形成に関わるMYB転写因子の機能解析

植物の根毛は、根圏土壌との相互作用において重要な役割を果たす。本研究では、根毛形成を制御するMYB転写因子CAPRICE (CPC)ファミリーの機能を解析し、根毛機能強化を目指した基礎研究を展開した。我々はこれまでにCPCの重要な機能として、細胞間移行すること等を明らかにしてきた。さらにCPCファミリーには、タンパク質分解が早いものとそうでないものがあることを見出した。そこで本研究では、タンパク質分解に重要なアミノ酸モチーフの特定を試みた。さらに、C末端配列の改変や阻害剤実験により、CPCファミリーのタンパク質分解機構の解明を目指した。アミノ酸配列の比較により、シロイヌナズナのCPCファミリーのうちタンパク質分解が早いTRIPTYCHON (TRY)とENHANCER OF TRY AND CPC2 (ETC2)は、他の3つのホモログ(CPC, ETC1, CPC LIKE MYB3)に比べて約20アミノ酸ほど長いC末端配列を持つことがわかった。この長いC末端配列に着目し、タンパク質分解に関与しているかどうかを検証するために、TRY及びETC2のC末端配列を取り除いたDNAコンストラクトを作製し、シロイヌナズナに形質転換した。その結果、C末端配列を取り除いたTRY及びETC2は、根毛形成を促進する機能を獲得することがわかった。また、GFP融合タンパク質の局在を観察したところ、C末端配列の除去により、TRYΔC:GFPおよびETC2ΔC:GFPによる強いGFP蛍光の回復が見られた。以上のことから、TRY及びETC2のC末端配列が、タンパク質分解に関与していることを明らかにした。さらにプロテアソーム阻害剤実験等により、ユビキチンープロテアソーム系による分解機構が示唆された。本研究では、根毛形成を制御するMYB転写因子CPCファミリーの機能を解析し、根毛機能強化を目指した基礎研究を展開する。そこでタンパク質分解に重要なアミノ酸モチーフの特定を試みた。また、リン酸欠乏応答による根毛増加へのCPCファミリー遺伝子の関与を検証し、根毛発生制御モデルの構築を検討している。また、これらの実験結果の栽培植物への応用を目指し、トマトのCPCオーソログの解析も進めている。アミノ酸配列の比較により、シロイヌナズナのCPCファミリーのうちタンパク質分解が早いTRYとETC2は、他のホモログ(CPC, ETC1, CPL3)に比べて長いC末端配列を持つことがわかった。この長いC末端配列がタンパク質分解に関与しているかどうかを検証するために、TRY及びETC2のC末端配列を取り除いたDNAコンストラクト、あるいはCPCやETC1にこのC末端配列を付加したDNAコンストラクトを作製した。すでにCPC::TRYΔC:GFP, CPC::ETC2ΔC:GFP, CPC::CPC:CTRY:GFP, CPC::ETC1:CTRY:GFPのDNAコンストラクトを作製、シロイヌナズナに形質転換済みである。当初の予定どおり各10ラインのホモライン確立を目指し、根毛形成への影響及びGFP融合タンパク質の安定性の解析を進めている。CPCホモログのタンパク質分解は、ユビキチン化を経由したプロテアソーム分解によるものなのか、エンドサイトーシスやリソゾームでの分解によるものかを明らかにするために、様々な阻害剤を用いた実験を行った。これまでのところ、ERからゴルジ体への輸送阻害剤であるBFAやプロテアーゼ阻害剤であるE-64dによる阻害効果は見られず、ユビキチン・プロテアソーム系による分解の可能性が高いことが示唆された。しかし、GFP融合タンパク質を持つ形質転換体の蛍光局在観察では、今のところプロテアソーム阻害剤(MG132, MG115等)処理によるはっきりした実験結果は得られなかった。そこで、長時間プロテアソーム阻害剤処理した上記の植物体からタンパク質を抽出し、抗GFP抗体を用いたウエスタンブロッティングにより分解抑制の効果を確認した。これまでに申請者らが単離したトマトのCPCオーソログSlTRYをシロイヌナズナに導入するとCPCと同様の機能を示す(Tominaga PLoS ONE 2013; Pant Signal. Behav.2013)。シロイヌナズナのゲノム上には現在7つのCPCホモログの存在が報告されているが、トマトには上記で単離したSlTRYのみしか見つかっていない。そこでトマトのCPCオーソログをさらに探索した。その結果、さらに別のトマトのCPCオーソログの存在を明らかにした。今後、この遺伝子についても解析を進める予定である。本研究では、根毛形成を制御するMYB転写因子CAPRICE (CPC)ファミリーの機能を解析し、根毛機能強化を目指した基礎研究を展開している。

アミノ酸配列の比較により、シロイヌナズナのCPCファミリーのうちタンパク質分解が早いTRIPTYCHON (TRY)とENHANCER OF TRY AND CPC2 (ETC2)は、他の3つのホモログ(CPC, ETC1, CPC LIKE MYB3)に比べて約20アミノ酸ほど長いC末端配列を持つことがわかった。この長いC末端配列に着目し、タンパク質分解に関与しているかどうかを検証するために、TRY及びETC2のC末端配列を取り除いたDNAコンストラクトを作製し、シロイヌナズナに形質転換した。その結果、C末端を取り除いたCPC::TRYΔC:GFPおよびCPC::ETC2ΔC:GFPコンストラクトをシロイヌナズナに導入すると、形質転換体は、それぞれ顕著に根毛数が増加することがわかった。この結果から、C末端配列を取り除いたTRY及びETC2は、根毛形成を促進する機能を獲得することがわかった。また、GFP融合タンパク質の局在を観察したところ、C末端配列の除去により、TRYΔC:GFPおよびETC2ΔC:GFPによる強いGFP蛍光の回復が見られた。以上のことから、TRY及びETC2のC末端配列が、タンパク質分解に関与していることが明らかになった。CPCホモログのタンパク質分解は、ユビキチン化を経由したプロテアソーム分解によるものなのか、エンドサイトーシスやリソゾームでの分解によるものかを明らかにするために、様々な阻害剤を用いた実験を行った。ERからゴルジ体への輸送阻害剤であるBFAやプロテアーゼ阻害剤であるE-64dによる阻害効果は見られず、ユビキチン・プロテアソーム系による分解の可能性が高いことが示唆された。しかし、GFP融合タンパク質を持つ形質転換体の蛍光局在観察では、今のところプロテアソーム阻害剤(MG132, MG115等)処理によるはっきりした実験結果は得られなかった。そこで、長時間プロテアソーム阻害剤処理した上記の植物体からタンパク質を抽出し、抗GFP抗体を用いたウエスタンブロッティングにより分解抑制の効果を確認した。その結果、CPCファミリータンパク質には、ユビキチン・プロテアソーム系による分解を受けているものがあることが明らかになった。また、この分解には、TRYおよびETC2タンパク質の約20アミノ酸からなるC末端配列が重要であることも明らかにした。以上の結果をまとめ、Development誌に発表することができたので、本研究は、当初の計画以上に進展したと言える。植物の根毛は、根圏土壌との相互作用において重要な役割を果たす。本研究では、根毛形成を制御するMYB転写因子CAPRICE (CPC)ファミリーの機能を解析し、根毛機能強化を目指した基礎研究を展開した。我々はこれまでにCPCの重要な機能として、細胞間移行すること等を明らかにしてきた。さらにCPCファミリーには、タンパク質分解が早いものとそうでないものがあることを見出した。そこで本研究では、タンパク質分解に重要なアミノ酸モチーフの特定を試みた。さらに、C末端配列の改変や阻害剤実験により、CPCファミリーのタンパク質分解機構の解明を目指した。