hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロロフィル代謝の遺伝子の網羅的単離と緑葉の枯死と常緑化の制御機構の解明

クロロフィルは、光合成において光エネルギーの捕捉や電子伝達の中心的な役割を果たしている。クロロフィル代謝は、緑化時に光合成系を構築し、老化時に不要なクロロフィルを処理することが、主要で唯一の役割と考えられてきた。しかし、クロロフィル代謝はこのような機能に限定されているのではなく、緑葉の細胞死(leaf lethal、枯死)と常緑化(Stay green)の現象に深く関わっている。これらの現象は、クロロフィル合成や分解の中間代謝物が活性酸素を発生させ細胞死を引き起こすこと、また、クロロフィルの分解の抑制が植物の老化自体を遅延させることに原因している。本研究の目的は、(1)クロロフィルの合成と分解、およびそれらを調節する遺伝子を網羅的に単離し、(2)それらの遺伝子の緑葉の枯死と常緑化に対する役割を明らかにし、(3)将来の農学的な応用の基盤を作ることである。クロロフィルaの合成を触媒する酵素の遺伝子の多くは同定されていたが、ジビニルプロトクロロフィリドaをモノビニルプロトクロロフィリドaへ触媒するジビニルプロトクロロフィリド8-レダクターゼ(DVR)だけは、同定されていなかった。昨年度は、DVR遺伝子を始めて同定することに成功し、高等植物のクロロフィル合成系遺伝子が全て決定された。本年度は、DVRの酵素学的研究を行った。その結果、DVRの基質は、従来考えられていたジビニルプロトクロロフィリドではなく、ジビニルクロロフィリドであることを明らかにした。この研究により、クロロフィルの代謝経路を確定することに成功した。クロロフィルは光エネルギーを捕捉し、化学エネルギーに変換することによって、植物のエネルギー代謝の最も中心的な役割を果たしている。しかし、クロロフィルの合成と分解は単にエネルギー代謝に必要なクロロフィルの供給に限定されているのではなく、緑葉の細胞死(leaf lethal、枯死)と常緑化(Stay green)の現象に深く関わっている。これらの現象は、クロロフィル合成や分解の中間代謝物が、活性酸素を発生させ細胞死を引き起こすこと、またクロロフィルの分解の抑制が、植物の老化自体を遅延させることに原因している。植物は、この二つの機能を利用して、緑葉の枯死とStay greenを制御している。本研究の目的は、(1)クロロフィルの合成と分解、おびそれらを調節する遺伝子を網羅的に単離し、(2)それらの遺伝子の緑葉の枯死とStay greenに対する役割を明らかにし、(3)将来の農学的な応用の基盤を作ることである。1.PaO遺伝子の単離本年度は,クロロフィル分解系で,最も重要と考えられている、クロロフィル分子の開裂酵素,Pheophorbide a oxygenase(PaO)の遺伝子の単離を試みた結果、細胞死と関連すると考えられてきた遺伝子、lls1(lethal leaf spot 1)がPaOであることをつきとめた.このことは、クロロフィル分解系が細胞死と強く関わっていることを示している.しかし,PaOの変異株は、常緑(Stay green)の形質を示すと考えられてきたが、シロイヌナズナにおいてはこの形質は示さなかった.シロイヌナズナのスクリーニングを進めた結果、Divinyl chlorophyllを蓄積する変異株の単離に成功した.現在遺伝子の単離を行っているところである.クロロフィルは光エネルギーを捕捉し、化学エネルギーに変換し、二酸化炭素を固定することによって、植物の物質とエネルギー代謝の中心的な役割を果たしている。しかし、クロロフィル代謝は単に光合成に必要なクロロフィルの供給や分解に限定されているのではなく、緑葉の細胞死(leaf lethal、枯死)と常緑化(Stay green)の現象に深く関わっている。

本研究の目的は、(1)クロロフィルの合成と分解、およびそれらを調節する遺伝子を網羅的に単離し、(2)それらの遺伝子の緑葉の枯死とStay greenに対する役割を明らかにし、(3)将来の農学的な応用の基盤を作ることである。クロロフィルaの合成を触媒する酵素の遺伝子の多くは同定されている。しかし、ジビニルプロトクロロフィリドaをモノビニルプロトクロロフィリドaへ触媒するジビニルプロトクロロフィリド8-レダクターゼ(DVPレダクターゼ)だけは、酵素的な性質は研究されているものの、遺伝子はまだ同定されていない。今年度は、DVPレダクターゼ遺伝子の同定を目的として、EMS処理したシロイヌナズナから、クロロフィルの代わりにジビニルクロロフィルを蓄積する変異株をその原因遺伝子の同定に取り組んだ。HPLCによる色素の分析によって、目的とする変異株の単離に成功した。引き続き原因遺伝子を特定し,さらにその発現タンパク質を用いた酵素学的実験を行い,単離した遺伝子がDVR活性を持っていることを明らかにした。この研究によって,高等植物の全色素合成系遺伝子が決定された。クロロフィルは、光合成において光エネルギーの捕捉や電子伝達の中心的な役割を果たしている。クロロフィル代謝は、緑化時に光合成系を構築し、老化時に不要なクロロフィルを処理することが、主要で唯一の役割と考えられてきた。しかし、クロロフィル代謝はこのような機能に限定されているのではなく、緑葉の細胞死(leaf lethal、枯死)と常緑化(Stay green)の現象に深く関わっている。これらの現象は、クロロフィル合成や分解の中間代謝物が活性酸素を発生させ細胞死を引き起こすこと、また、クロロフィルの分解の抑制が植物の老化自体を遅延させることに原因している。本研究の目的は、(1)クロロフィルの合成と分解、およびそれらを調節する遺伝子を網羅的に単離し、(2)それらの遺伝子の緑葉の枯死と常緑化に対する役割を明らかにし、(3)将来の農学的な応用の基盤を作ることである。クロロフィルaの合成を触媒する酵素の遺伝子の多くは同定されていたが、ジビニルプロトクロロフィリドaをモノビニルプロトクロロフィリドaへ触媒するジビニルプロトクロロフィリド8-レダクターゼ(DVR)だけは、同定されていなかった。昨年度は、DVR遺伝子を始めて同定することに成功し、高等植物のクロロフィル合成系遺伝子が全て決定された。本年度は、DVRの酵素学的研究を行った。その結果、DVRの基質は、従来考えられていたジビニルプロトクロロフィリドではなく、ジビニルクロロフィリドであることを明らかにした。この研究により、クロロフィルの代謝経路を確定することに成功した。
絶対嫌気性ビフィズス菌の二酸化炭素要求メカニズムの解明と効率的な細胞外多糖生産

偏性嫌気性菌であるビフィズス菌の単離・培養における通気にはH_2, N_2, CO_2等の嫌気性ガスを用いるが、CO_2を用いる根拠は経験的で科学的な検証はほとんど行われていない。増殖および有用多糖の生産に20%以上のCO_2を要求する偏性嫌気性ビフィズス菌Bifidobacterium longum JBL05についてCO_2代謝メカニズムを解析した。培養にはプロテアーゼ処理した脱脂乳に25 g/Lの乳糖を加えたミルク分解培地を用い、CO_2または^<13>CO_2を通気した。菌体を酸加水分解して生じたアミノ酸をGC-MSで解析して細胞内代謝産物中の同位体分布を調べたところ^<13>Cはアスパラギン酸に著量、トレオニン、リジン、アルギニンに少量取り込まれていた。しかし、アスパラギン酸、フマル酸、リンゴ酸を添加しても、CO_2 0%の嫌気条件下では増殖しなかった。オキサロ酢酸を添加した場合、増殖が回復したが、オキサロ酢酸は培地に添加した直後から急激に減少していたことから、オキサロ酢酸の分解によって生じたCO2を利用して生育したと考えられた。CO_2はプリン、ピリミジン何れの核酸の生合成にも必須であり、ピリミジン合成にはアスパラギン酸も必要である。ミルク分解培地に含まれる核酸は少ないと考えられるので、アデニン、グアニン、起算沈、シトシン、ウラシル各0.01 g/Lの混合液を添加したところ、本菌はCO_2 0%の嫌気条件下でもCO_2を通気した場合と同様に増殖した。以上の結果から、本菌はCO_2をアスパラギン酸と核酸の生合成に利用しており、ミルク分解培地にけるCO_2要求性はこれによるものと考えられる。ミルク分解培地に核酸を補うことによってCO_2通気は不要となり、菌体や多糖の生産コストの削減につながるだろう。
コメの生産・流通・消費をめぐるクメール農民の経済的実践の変容

本研究は、カンボジア農村社会における稲作をめぐる人々の経済的実践(贈与、売買、相互扶助、貯蓄)の変容に関する研究である。具体的には、コメの生産、流通、消費課程に関するフィールドワーク(聞き取り調査、参与観察、文献調査)を行い、NGOによって農村社会に導入された有機農法を中心とした新農法、SRI農法とそれがもたらす社会関係の変容に着目し、コメをめぐる「経済」の場の動態的な把握を試みることである。具体的に次の2つの点を中心に研究を進めた。1国内の学会、研究会における成果発表:国内においては、これまで(2009年2013年)にカンボジア王国タカエウ州にて行った調査で得られた一次資料の整理を行った。その成果は、日本文化人類学会、カンボジアで実施されたIDE-JETROのセミナーにおいて発表し、現在は、学会発表における議論も含め成果を投稿論文や研究ノートとしてまとめ国内外の学会誌等に投稿する準備をしている。2現地調査:カンボジアにおける現地調査は、2013年6月7月(32日間)に実施。フィールド調査の具体的な内容としては、コメをはじめとする農作物の売買、日常的な経済的実践の変化についてインタビュー調査を行った。また現地の王立プノンペン大学人文社会学部、商業省、農業省、調査地域の地区(クムkum)、村(ブームphum)長に調査の前後に調査に関する相談、調査結果報告を行った。プノンペンにおけるセミナーで報告発表をした際には、プノンペン大学教授、クメール人研究者、商業省の役人からは、多くの研究者を受け入れても調査内容のフィードバックが少ないことから、調査の前後における相談、フィードバックを実施したことに対し感謝されると共に、調査内容がカンボジア社会にとって重要な課題でもあるにも関わらず、議論される機会が少ないことから今後も本テーマに関する調査研究を継続して欲しいとのコメントをいただいた。長期にわたる内戦の影響から、カンボジア農村社会における開発援助の影響に関する地域研究の蓄積はまだ不足している。本研究内容に関する学会発表、アウトリーチ活動ならびに現地の大学、中央省庁、地方行政と協働、フィードバックは、総合的観点から初年度の成果として一定の意義を認めることができる。(抄録なし)本研究は、カンボジア農村社会における稲作をめぐる人々の経済的実践(贈与、売買、相互扶助、貯蓄)の変容に関する研究である。(1)国内の学会、研究会における成果発表:国内においては、これまで(2009年2011年)にカンボジア王国タカエウ州にて行った調査で得られた一次資料の整理を行った。その成果は、国際開発学会また国立民族学博物館の共同研究会において発表し、現在は、学会発表を通じた議論も含めた成果を投稿論文や研究ノートとしてまとめ国内外の学会誌等に投稿する準備をしている。(2)現地調査:カンボジアにおける現地調査は、2013年2月3月(19日間)に実施。また現地の王立プノンペン大学人文社会学部、商業省、農業省、調査地域の地区(クムKum)、村(プームphum)長に調査の前後に調査に関する相談、調査結果報告を行った。特にプノンペン大学教授、商業省の役人からは、多くの研究者を受け入れても調査内容のフィードバックが少ないことから、調査の前後における相談、フィードバックを実施したことに対し感謝されると共に、今後もこのような研究を通じたコミュニケーションを継続していった欲しいとのコメントをいただいた。

プノンペンにおけるセミナーで報告発表をした際には、プノンペン大学教授、クメール人研究者、商業省の役人からは、多くの研究者を受け入れても調査内容のフィードバックが少ないことから、調査の前後における相談、フィードバックを実施したことに対し感謝されると共に、調査内容がカンボジア社会にとって重要な課題でもあるにも関わらず、議論される機会が少ないことから今後も本テーマに関する調査研究を継続して欲しいとのコメントをいただいた。長期にわたる内戦の影響から、カンボジア農村社会における開発援助の影響に関する地域研究の蓄積はまだ不足している。本研究内容に関する学会発表、アウトリーチ活動ならびに現地の大学、中央省庁、地方行政と協働、フィードバックは、総合的観点から初年度の成果として一定の意義を認めることができる。現地協力機関の関係で現地調査が予定していた期間よりも短くなったが、国内における学会、研究会発表、現地調査の実施状況など総合的観点から初年度の成果として一定の意義を認めることができる。25年度は、24年度に行った農民の経済的実践に関する歴史的変遷の調査に基づき、現在それがどのように変化をしているのかを有機米の売買を中心にフィールド調査を行う。国内では、前年度に引き続き研究発表、投稿論文執筆をするとともに、同時進行で博士論文として研究成果をまとめる作業を進める。現地調査を実施する際には、プノンペン大学のクメール人研究者、中央省庁役人との議論の場を設けると共に、調査協力者であるタカエウ州の人々、農協に対し、研究内容のフィードバックをする。帰国後、所属学会や研究会などで成果発表をし、カンボジア研究、東南アジア研究、人類学研究の諸先生方、先輩方からの批判や助言をいただき論文に反映させながら、よりレベルの高い博士論文の完成を目指す。(抄録なし)
半活物寄生性の植物病原糸状菌における感染器官の形態、機能分化の分子機構の解明

植物病原菌の感染器官の形態分化は宿主植物への感染に必須の過程である。また病原菌は感染器官分化時に、宿主の防御反応を巧妙に抑制、回避することで感染を成立させていると考えられる。そこで感染器官分化時に発現している遺伝子の中から、宿主との相互作用に関与するタンパク質をコードする遺伝子の同定を試みた。635種類の遺伝子の中から49種の分泌タンパク質遺伝子を選抜した。しかしながら、それらの中から目的と合致する遺伝子は得られなかった。アブラナ科野菜類炭疽病菌はモデル植物シロイヌナズナに感染することから,病原菌-植物間相互作用を解析する上で有用な糸状菌である。これまでに本菌の感染器官分化時に発現している遺伝子についてEST解析が完了している。本解析により得られた情報を利用して本菌の感染メカニズムの解明を効率的に進めていくためには,効率の良い遺伝子機能解析実験系を確立することが重要である。昨年度の研究で申請者は,本菌の非相同組み換えに関与する遺伝子を破壊することにより,相同組み換え効率向上株の作出に成功している。相同組換えを利用した標的遺伝子の破壊には一定の長さの標的遺伝子との相同配列を含む破壊ベクターの構築が必要となるが,本菌はゲノム情報が明らかになっていないことから,より少ない情報で効率的に遺伝子破壊を行えることが望ましい。そこで本年度は,ChMUS51遺伝子破壊株において標的遺伝子破壊株の作出に必要な相同領域長について調べた。0.1kbp2kbpの相同領域をもつChPKS1遺伝子破壊ベクターを構築し,その遺伝子破壊効率を調べた。その結果,相同領域が長くなるにつれ,標的遺伝子破壊効率が上昇し,効率的な破壊には0.5kbp以上の相同領域が必要であることが明らかになった。また,同実験系を用いて病原性関連候補遺伝子破壊株を作出し,その性状解析を行った。ウリ類炭疸病菌,イネいもち病菌において植物との相互作用における抵抗性回避に関与すると考えられているSSD1遺伝子のオルソログについて,本菌における特異的遺伝子破壊株を作出し,その性状解析を行った。その結果,ChSSD1破壊株は一部の宿主に対して病原性の低下を示した。(1)バイオインフォマティクスの手法を利用したエフェクター候補遺伝子の選抜アブラナ科野菜類炭疽病菌の感染器官分化時のEST解析によって得られている800個の遺伝子情報より、バイオインフォマティクスの手法により、個々の遺伝子のコードするタンパク質の構造予測を行い、感染器官から植物細胞への分泌が予想されるものを病原性関連遺伝子の候補として選抜した。その結果、49個の候補遺伝子の選抜に成功した。現在これら49個の候補遺伝子について、昨年度までに確立したハイスループットな遺伝子破壊作出実験系を利用した特異的遺伝子破壊株の作出を進めている。(2)ランダム遺伝子挿入破壊を利用した病原性関連遺伝子の探索アグロバクテリウムの遺伝子導入能を利用した形質転換により、アブラナ科野菜類炭疽病菌ゲノムへのランダムなT-DNA挿入を行い、1256株の形質転換体を作出した。それら形質転換体について、病原性および感染器官形成能に基づくスクリーニングを行った結果、感染器官形成が正常であるにも関わらず病原性の低下が認められる変異株が7株得られた。これらを宿主植物との相互作用に関与する遺伝子に欠損を持つ変異株と予想し、そのT-DNA挿入部隣接領域の塩基配列を解析した。その結果、3株について既知遺伝子との相同性が認められた。残りの4株については相同性は認められなかったものの、タンパク質コード領域への挿入が確認された。現在、T-DNA挿入と病原性変異の関連について調べている。アブラナ科野菜類炭疽病菌はモデル植物シロイヌナズナに感染することから、病原菌-植物間相互作用を研究する上で有用な病原菌である。本研究は、アブラナ科野菜類炭疽病菌のエフェクタータンパク質遺伝子の探索を目的として行った。昨年度までにバイオインフォマティクスの手法を用いることにより、アブラナ科野菜類炭疽病菌の感染器官形成時cDNAライブラリの配列情報から、感染器官から植物細胞への分泌が予想される49個の候補遺伝子の選抜を完了していた。当該年度は、これら49個の候補遺伝子の中から実際にエフェクターとして機能するものを選抜するために、相同組み換えを利用した標的遺伝子破壊系、ベンサミアーナ植物を用いた一過的遺伝子発現系の2つのアプローチから実験を行った。標的遺伝子破壊系については、昨年度までに遺伝子破壊ベクター内の反復配列の相同組換えを利用した新規の標的遺伝子破壊法であるDRGT(direct repeat gene targeting)法を構築していた。そこで、本法を用いてハイスループットな遺伝子ターゲティング株の作出を試みていた。しかしながら、その後の検証によりDRGT法で作出した株は形質が不安定になることが判明したことから、本実験系による選抜を中断した。一過的遺伝子発現系については、ジャガイモXウィルス-based発現ベクターpSfinxを利用した。

候補遺伝子の完全長cDNAをそれぞれpSfinxのT-DNA領域に挿入し、一過的遺伝子発現ベクターを構築した。アグロバクテリウムに導入後、接種によりベンサミアーナ植物での一過的遺伝子発現を行ったが、49個の候補遺伝子の中に、壊死斑形成を誘導するものは見られなかった。
シアノバクテリアの概日振動系の大腸菌での再構成

私たちは,シアノバクテリアでは概日リズム発生の主要因が転写翻訳フィードバックではないことを最近明らかにした(Tomtia et al.2005)。さらに,in vitroではKaiA, KaiB, KaiCの三者でKaiCのリン酸化振動に十分であることを示した(Nakajima et al.2005)。本研究では,このリン酸化振動を大腸菌に移植できるかどうかを試み,さらに人工的な入出力系を付与出来るかどうかを試すことが主要目的である。いまのところ,誘導性プロモーターの下流にkai遺伝子群を組み込み,大腸菌株に導入したが,まだリン酸化振動の再構成には成功していない。しかしながら,出力系のデザインのため,KaiC結合ヒスチジンキナーゼSasAのパートナーとなる応答因子の探索を行い,有力な候補SyelRR16を得た。sasA同様,syelRR16欠失株においても転写リズムは著しく減衰した。興味深いことに,SasAの自己リン酸化ならびにSyelRR16へのリン酸基転移反応は,KaiCのリン酸化リズムの程度に応じて顕著に変化することが明らかになった。SyelRR16は典型的なOmpR型DNA結合蛋白質であることから,KaiABC蛋白質による翻訳後修飾レベルの基本振動が,SasA->SyelRR16のリン酸化リレーと介して転写調節に変換されることが強く示唆された。このシステムを用いれば,Kai振動をSasA->SyelRR16を介して下流遺伝子発現に変換し,自由に振動系を調節出来る可能性がある。
非線形時系列解析論と複雑ネットワーク論を融合した新しい複雑現象の解析法

本研究の主な目的は,非線形時系列解析論と複雑ネットワーク論の融合による複雑現象の新しい解析技法の開発である.具体的には,複雑ネットワーク論に基づく種々の解析手法を力学系のアトラクタに,また,非線形時系列解析論に基づく種々の解析手法を複雑ネットワークにそれぞれ適用し,互いの指標を用いた解析を実現する.これにより,従来の非線形時系列解析論に新たな解析の枠組みを創出し,近年急速な進展を見せている複雑ネットワーク論に新たな可能性を提示する.前年度では,複雑ネットワークの解析法を用いたアトラクタの解析において,カオス的力学系のアトラクタを,その時間発展に従って成長するネットワークへと変換する手法を提案した.この変換法を用いることで,複雑ネットワーク論的観点から,カオス力学系の有する重要な性質の一つである引き延ばし・折り畳みの構造を定量化するための一つの方向性を示した.当該年度では,この引き延ばし折り畳みの構造の複雑ネットワーク的解釈を深めるため,引き延ばし折り畳み構造に関する解析を進めた.具体的には,カオス的力学系の引き延ばし折り畳み構造の可視化手法を提案し,その有効性を示した.一方,非線形時系列の解析法を用いた複雑ネットワークの解析では,複雑ネットワークを時系列へと変換することで,規則的なネットワークが周期的な時系列に,ランダムなネットワークがランダムな時系列に変換されることがこれまでの研究で明らかとなっていた.当該年度では,複雑ネットワークの性質と時系列の性質の因果関係の解析に取り組んだ.これには,近年,関心が集められている,現実の複雑ネットワークの時間発展の解析・予測という視点を取り入れた.提案手法を用いて,頂点の増加を伴いながら時間発展するネットワークの成長過程の解析を行った結果,ある決められた規則で時間発展するネットワークと無規則に時間発展するネットワークの二つの成長過程の違いの検出が可能となった.申請書に記載した研究計画に従い,おおむね計画通りに研究を遂行している.本研究課題では,複雑現象解析のための新たな手法を開発し,数理モデルおよび実データに対する手法の有効性を示した。しかし,現実の複雑現象は多種多様な構造を有するため,現象の特殊性を考慮した,現実世界に存在するより多くの現象に適用可能な手法へと改善することが望ましい.本研究の主な目的は,非線形時系列解析論と複雑ネットワーク論の融合による複雑現象の新しい解析技法の開発である.具体的には,複雑ネットワーク論に基づく種々の解析手法を力学系のアトラクタに,また,非線形時系列解析論に基づく種々の解析手法を複雑ネットワークにそれぞれ適用し,互いの指標を用いた解析を実現する.これにより,従来の非線形時系列解析論に新たな解析の枠組みを創出し,近年急速な進展を見せている複雑ネットワーク論に新たな可能性を提示する.これらの点において,本研究は非常に意義深いものとなっている.当該年度では,複雑ネットワークの解析法を用いたアトラクタの解析において,カオス的力学系のアトラクタを,その時間発展に従って成長するネットワークへと変換する手法を提案した.この変換法を用いることで,複雑ネットワーク論的観点から,カオス力学系の有する重要な性質の一つである引き延ばし・折り畳みの構造を定量化するための一つの方向性を示した.引き延ばし折り畳みの構造は,定量化が難しいとされるカオス力学系の性質の一つであり,この点において本研究の成果は重要なものである.一方,非線形時系列の解析法を用いた複雑ネットワークの解析では,提案手法を用いて複雑ネットワークを時系列へと変換することで,規則的なネットワークが周期的な時系列に,ランダムなネットワークがランダムな時系列に変換されることがこれまでの研究で明らかとなっていた.当該年度においては,この変換法が,複雑ネットワークの構造的特徴を保ったまま,複雑ネットワークを時系列に変換可能であることを,巡回行列の理論および摂動理論を用いて証明した.これにより,非線形時系列の解析手法を用いた複雑ネットワークの解析が可能となった.本研究の主な目的は,非線形時系列解析論と複雑ネットワーク論の融合による複雑現象の新しい解析技法の開発である.具体的には,複雑ネットワーク論に基づく種々の解析手法を力学系のアトラクタに,また,非線形時系列解析論に基づく種々の解析手法を複雑ネットワークにそれぞれ適用し,互いの指標を用いた解析を実現する.これにより,従来の非線形時系列解析論に新たな解析の枠組みを創出し,近年急速な進展を見せている複雑ネットワーク論に新たな可能性を提示する.前年度では,複雑ネットワークの解析法を用いたアトラクタの解析において,カオス的力学系のアトラクタを,その時間発展に従って成長するネットワークへと変換する手法を提案した.この変換法を用いることで,複雑ネットワーク論的観点から,カオス力学系の有する重要な性質の一つである引き延ばし・折り畳みの構造を定量化するための一つの方向性を示した.当該年度では,この引き延ばし折り畳みの構造の複雑ネットワーク的解釈を深めるため,引き延ばし折り畳み構造に関する解析を進めた.具体的には,カオス的力学系の引き延ばし折り畳み構造の可視化手法を提案し,その有効性を示した.一方,非線形時系列の解析法を用いた複雑ネットワークの解析では,複雑ネットワークを時系列へと変換することで,規則的なネットワークが周期的な時系列に,ランダムなネットワークがランダムな時系列に変換されることがこれまでの研究で明らかとなっていた.当該年度では,複雑ネットワークの性質と時系列の性質の因果関係の解析に取り組んだ.

これには,近年,関心が集められている,現実の複雑ネットワークの時間発展の解析・予測という視点を取り入れた.提案手法を用いて,頂点の増加を伴いながら時間発展するネットワークの成長過程の解析を行った結果,ある決められた規則で時間発展するネットワークと無規則に時間発展するネットワークの二つの成長過程の違いの検出が可能となった.申請書に記載した研究計画に従い,おおむね計画通りに研究を遂行している.本研究課題では,複雑現象解析のための新たな手法を開発し,数理モデルおよび実データに対する手法の有効性を示した。しかし,現実の複雑現象は多種多様な構造を有するため,現象の特殊性を考慮した,現実世界に存在するより多くの現象に適用可能な手法へと改善することが望ましい.
高品質加圧ゲル状食品の製造条件とその体系化

香気成分添加によるオボアルブミン加圧ゲルのテクスチャー変化は、オボアルブミン分子間の疎水性相互作用およびジスルフィド結合の増加に起因することが明らかとなった。特にオボアルブミン分子間ジスルフィド結合がテクスチャー変化に大きく寄与していた。また、ジスルフィド結合の増加は香気成分がオボアルブミン分子のSH基の露出を促進することによるものだと示唆された。また、香気成分添加によるテクスチャー変化の体系化を目指したところ、かたさの増加はlogP、分子量、炭素数と高い相関を示すことが明らかとなった。このことから、添加する香気成分の化学特性によって、かたさの推定が可能となることが示唆された。高静水圧(加圧)処理は、非加熱殺菌が可能なため熱に敏感な成分の保持が可能であるだけでなく、加圧処理により作製されたタンパク質ゲルは加熱処理により作製されたゲルとは異なる物性を有しており、新規食品の製造が期待される。本申請では、様々な処理条件において作製される加圧ゲルの品質について調査し、その体系化を図ることを目的としている。平成26年度はその中でも温度条件ならびに添加物がオボアルブミンゲルの物性に及ぼす影響について特に検討を行った。先ず、加圧処理時の温度が加圧ゲルの物性に及ぼす影響について検討したところ、かたさおよび付着性は温度が40°Cの時の方が、20°Cの時よりも、より高い値を示した。いずれの温度においても、常圧ではゲル化しない温度であり、温度は加圧処理に大きな影響を与えることが示された。次に多糖類、エマルションおよび香気成分などの添加物の影響について検討を行った。多糖類をゲル化する前のゾルに添加することでゾルの粘性は増加するが、得られる物性にはそれほど大きな影響は与えなかった。また、加熱ゲルと加圧ゲルとの間にも大きな物性の違いは認められなかった。エマルション添加の影響を検討するにあたり、界面活性剤の添加効果について検討した。食品用の界面活性剤であるデカグリセリンモノラウレートを終濃度1%となるように添加して、加圧ゲルの物性変化を調べたところ有意にかたさが増加した。しかし、終濃度を0.1%以下にしたところ、有意な物性変化は認められなかった。キャノーラ油を分散相として含有するエマルションを添加したところ、分散相含有率の増加に伴いかたさおよび付着性は増加傾向にあった。さらに香気成分を共添加したところ、相加効果が得られた。今後さらに添加物の影響について検討を行う必要がある。平成27年度は添加物として香気成分を添加したタンパク質の高圧下におけるゲル化挙動についてさらに詳細に調査を行った。オクタナール等の香気成分添加によりオボアルブミン加圧ゲルの物性が変化したことから、示差走査熱量測定による変性の程度等を測定したが、物性の変化しない加熱ゲルと加圧ゲルとの間に大きな差は認められず、熱量変化と物性変化との相関は認められなかった。そこで、得られたゲルの表面疎水性を測定したところ、香気成分を添加した加圧ゲルにおいて有意な表面疎水性の増加が認められた。また、得られたゲルをSDS-PAGEならびにNative-PAGE(非還元処理)に供したところ、香気成分を添加した加圧ゲルでは分子間ジスルフィド(S-S)結合による多量体化が確認された。オボアルブミンはその分子内にSH基を4個有していることから、これらが分子間結合していることが示された。実際に、SH基をマスクし、同様の処理を行ったところ、香気成分添加による加圧ゲルの物性変化が生じなかった。以上のことから、香気成分は高静水圧下において分子内のSH基同士の距離を接近させることにより、S-S結合の生成に寄与し、結果として加圧ゲルと加熱ゲルとの硬さの違いを生じさせたと考えられた。しかし、この硬さの程度は加える香気成分の種類によって異なっていた。単純にS-S結合の数のみでこの変化が生じているのか、あるいは他の影響もあるのか今後検討を行う必要がある。今年度は添加物、特に香気成分の添加の影響について詳細な結果を得ることが出来た。特にある種の香気成分を添加することで加熱ゲルでは生じていない分子間S-S結合の増加が加圧ゲルにおいて生じていたこと、硬さの増加はこれに起因していたと考えられた。平成26年度に引き続き、香気成分のどのような官能基、構造、性質がこのような加圧処理による物性変化に寄与しているのか検討中である。増粘剤等とは異なる機構により物性変化が起こるため、添加する物質によって得られるゲルにも多様なテクスチャーを与えることが可能となると考えられる。添加物の構造や性質によるタンパク質ゲルの物性変化について得られた知見を現在まとめている段階である。また、このようにして得られたタンパク質ゲルからのフレーバーリリースについても現在データを収集している段階である。平成27年度は以上のように、平成26年度に得られたデータを基に、より詳細な機構について検討を加えて、さらに多くのデータの蓄積を得られたことより、ほぼ予定通りの結果が得られたと考えられる。

高静水圧(加圧)処理は、非加熱殺菌が可能なため熱に敏感な成分の保持が可能であるだけでなく、加圧処理により作製されたタンパク質ゲルは加熱処理により作製されたゲルとは異なる物性を有しており、新規食品の製造が期待される。本申請では、様々な処理条件において作製される加圧ゲルの品質について調査し、その体系化を図ることを目的としている。平成28年度は、添加物の化学的性質が加圧ゲルの品質に及ぼす影響について詳細な基礎的データを収集し、その基礎的データを用いた統計解析により、組成や処理条件とゲルの品質との体系化を図ることを目的とした。今回検討を行った香気成分においては、そのほとんどで加圧ゲルのかたさを増加させる傾向が見られた。しかしオクタンにおいては、かたさがほとんど増加しなかった。今回用いた33種類の香気成分のうちオクタンだけが親水基を持たないことから、親水基の有無がかたさの増加に影響すると示唆された。また、ヘキサナール、オクタナール、α-イオノン、β-イオノンにおいてかたさの増加が大きかったことから、アルデヒド基および六員環構造を持つ香気成分においてかたさの増加の程度が大きくなると示唆された。1ーヘキサノール、3ーヘキサノン、ヘキサン酸など炭素鎖が短い香気成分ほど、かたさの増加の程度が小さいという傾向があり、官能基だけでなく炭素鎖の影響も受けるということが考えられた。かたさの増加と香気成分の化学特性とを比較したとき、logP、分子量、炭素数において高い決定係数を示した。これらの化学特性が相関を示した理由として、加圧ゲルの変性に疎水性、親水性が関係していること、分子量や炭素数が炭素鎖に関係した値であることが考えられた。このことから、添加する香気成分の化学特性によって、かたさの増加の推定が可能となることが示唆された。香気成分添加によるオボアルブミン加圧ゲルのテクスチャー変化は、オボアルブミン分子間の疎水性相互作用およびジスルフィド結合の増加に起因することが明らかとなった。特にオボアルブミン分子間ジスルフィド結合がテクスチャー変化に大きく寄与していた。また、ジスルフィド結合の増加は香気成分がオボアルブミン分子のSH基の露出を促進することによるものだと示唆された。また、香気成分添加によるテクスチャー変化の体系化を目指したところ、かたさの増加はlogP、分子量、炭素数と高い相関を示すことが明らかとなった。このことから、添加する香気成分の化学特性によって、かたさの推定が可能となることが示唆された。温度の影響ならびに添加物が加圧ゲルの物性変化に及ぼす効果について多くの結果を得た。その温度ではタンパク質の変性が起こらないような温度においても加圧処理を同時に行うことにより、ゲルがより硬くなったのは大変面白い現象である。なぜ、そのような結果が得られたのか、今後調査する価値があると思われる。また、エマルションの添加効果、香気成分の添加効果ならびにこれらの共添加の効果についても興味深い結果が得られている。香気成分においてはどのような官能基や構造が加圧ゲルの物性変化に影響を及ぼしているのか、幅広く検討を行った。これらの結果は平成27年度以降の実験および検討に大変有益である。以上のように、平成26年度はこれらの条件が加圧ゲルに及ぼす影響について調査を行うことを目的としていたことより、ほぼ予定通りの結果が得られたと考えている。
精子幹細胞の増殖機構の解明とその発生工学への応用

2007).従来精子形成細胞はアデノウイルスには感染しないと考えられていたが、今回我々はアデノウイルスを試験管内で精子幹細胞株Germline Stem (GS)細胞に感染させることでアデノウイルスが生殖細胞に感染しうることを行うことを見いだした。この実験系においてアデノウイルスの感染したGS細胞から産仔を作成したところ、そのどの子孫にもアデノウイルス由来のDNAを見つけることができなかったことから、アデノウイルスは一過性にGS細胞において遺伝子発現したのち、GS細胞のゲノムに挿入されることなくGS細胞の分裂とともに消失したことが予想された。我々はこれまでにGS細胞への安定的な遺伝子改変方法を開発してきたが、今回のアデノウイルスを利用した一過性の遺伝子発現系はそれらの方法を補うものである。とくにアデノウイルスは感染効率が非常に高いので、多数の細胞に同時に遺伝子導入ができるという利点をもっており、今後の精子幹細胞の遺伝子操作に貴重な手法となる。またさらに本年度我々は精単から樹立したmultipotent germline stem cell (mGS)細胞において相同組み替えを誘導し、オクルジン遺伝子を破壊個体の作成に成功した。オクルジン遺伝子をホモ個体として欠損したマウスを作成したところ、胚盤胞由来のembryonic stem (ES)細胞を用いて作成したオクルジン欠損個体と同じ表現形(男性不妊、慢性胃炎、骨粗鬆症など)を示した。この方法はES細胞、核移植、GS細胞に引き続く4番目の遺伝子破壊個体作成方法であり、今後mGS細胞をさまざまな動物種で樹立した場合に利用することが可能であることが期待される。精子幹細胞は精子形成の源にある幹細胞である。これまで、この幹細胞が増殖して、その数を増やすことができるか否かは不明であったが、我々はアルキル化剤により精子形成を阻害することで、精子幹細胞の数が実際に増加することを見いだした。同様な結果は精子幹細胞のコロニーを継代移植することによっても確認された。この技術をマウス以外の種においても利用するために、ラット精子幹細胞の表面抗原の探索も行い、マウス・ラットの精子幹細胞上にCD9分子が発現していることを見いだした。これはラット精子幹細胞上の表面抗原を初めて報告したものであり、今後ラットの精子幹細胞の培養を開始するにあたり重要な技術になるものである。精子幹細胞は精子形成の源になる細胞である。我々は2003年にマウス精子幹細胞の長期培養に成功し、これをGermline stem (GS)細胞と命名した。この細胞は不妊マウスの精細管内にマイクロインジェクションすると精子形成を再開し、培養細胞由来の子孫を作ることができる。本年度我々はこのGS細胞への遺伝子導入に成功し、GS細胞が薬剤選択が可能な細胞であることを証明した。野生型マウスより樹立されたGS細胞に蛍光蛋白質とネオマイシン耐性遺伝子を導入、ネオマイシンにより薬剤選択を行い、クローン化を試みた。クローンにされたGS細胞は不妊マウスの精巣内に移植後、精子形成を起こし、子孫を作成した。この子孫は蛍光蛋白質を発現しており、薬剤耐性遺伝子DNAのゲノムへの取り込みパターンをサザンブロットにより解析すると、それぞれのクローンで異なるパターンを示しており、生まれた子孫の50%が導入遺伝子を保持していた。これにより我々は一個のGS細胞から子孫を作成することに成功し、GS細胞が薬剤選択可能な細胞であることを証明することができた。また、我々はGS細胞の樹立の過程にES細胞と同じ形態をもつ細胞が増殖することを見いだした。この細胞はES細胞と同様な表現形を示しており、機能的にも区別することができない。唯一、ゲノムインプリントのパターンがES細胞と異なる点である。我々はこのES様細胞をmultipotent germline stem (mGS)細胞と命名した。mGS細胞は今後再生医療や生殖工学に有用な細胞になることが予想される。本研究は精子幹細胞の増殖制御を調べ、その結果を応用し発生工学手法を開発することが目的である。これまでの我々はマウス精子幹細胞の培養に成功し、これをGermline Stem (GS)細胞と名付けた。GS細胞は精子幹細胞のモデルとなる細胞であり、この細胞を用いて精子幹細胞の増殖制御機構を解析を行った。まず一つには、精子幹細胞の寿命の解析である。我々は精子幹細胞の長期培養を行い、培養中の精子幹細胞が2年以上に渡って精子形成を安定的に行うことを見いだした。精子幹細胞は2年の培養ののちもインプリンティングや核形、増殖速度に変化なく、移植により正常な精子を産生し、子孫も作成した。しかし同時に、精子幹細胞がテロメラーゼを発現するにも関わらず、そのテロメア長は2年の培養の間に短くなっていることも観察された。これらの実験結果から、精子幹細胞が無限ではないが極めて長い寿命を持っていることを強く示唆する。GS細胞の性質の解析とともに、我々はGS細胞の培養条件の改善も行った。我々が報告した原法ではGS細胞は血清の存在下でmouse embryonic fibroblast feeder(MEF)上で培養するものである。しかしながら、本年度我々はフィーダーフリーの培養条件を見いだし、GS細胞の長期培養に成功した。MEF上で培養していたGS細胞をラミニンでコートされた培養皿の上で培養することにより、GS細胞は完全にフィーダー非依存性に増殖する。また、MEF上で培養する限りにおいては、この細胞は無血清培地で培養することも可能になった。しかしながら、GS細胞は無血清でフィーダーフリーの状態では培養することができず、今後さらなる培養条件の改善を進めていく予定である。

本研究の目的は精子幹細胞において相同組み替え現象を証明し、その細胞から個体化を行うことである。本年度我々はマウス精子幹細胞(Germline stem,GS細胞)に遺伝子導入を行い、マウスオクルジン遺伝子を破壊するベクターを用いて、オクルジン遺伝子の破壊マウスの作成に成功した。この結果、相同組み替えの頻度は2.3%であり、これは現在幅広く行われているマウスのEmbryonic Stem(ES)細胞を用いた場合の相同組み替えの結果(4.5%)に対してやや低いものの十分に精子幹細胞を用いても遺伝子ノックアウトマウスの作成が可能であることを示すはじめての結果である。実際には我々の実験結果は遺伝子導入されたDNAが129マウスの申来で細胞がDBA2マウスだったために、この効率は同じ系統のDNAを使っていれば5-10倍の効率の改善が可能であったことが見込まれており、精子幹細胞はES細胞を利用した場合と少なくとも同等か、それ以上の頻度で相同組み替えを起こすことが可能であることを示すものでもある。またさらに我々は異種の精巣を使い、ラットの産仔をマウスを仮親にして作成することにも成功した。これによりラットの飼育スペースの作成とその子孫作成にかかる時間を短縮(通常は3ヶ月かかるところを6週間に短縮)することに成功した。この両実験結果はともにProc Natl Acad-Sci USA誌のNews articleとして取り上げられ、国内外の報道機関で幅広く報道されるに至った。現在我々のグループはこのマウスでの結果をほかの動物種(特にラット)へと展開し、これまで不可能であったマウス以外の動物種におけるノックアウト動物作成を次の目標として実験を展開している。2007).従来精子形成細胞はアデノウイルスには感染しないと考えられていたが、今回我々はアデノウイルスを試験管内で精子幹細胞株Germline Stem (GS)細胞に感染させることでアデノウイルスが生殖細胞に感染しうることを行うことを見いだした。この実験系においてアデノウイルスの感染したGS細胞から産仔を作成したところ、そのどの子孫にもアデノウイルス由来のDNAを見つけることができなかったことから、アデノウイルスは一過性にGS細胞において遺伝子発現したのち、GS細胞のゲノムに挿入されることなくGS細胞の分裂とともに消失したことが予想された。我々はこれまでにGS細胞への安定的な遺伝子改変方法を開発してきたが、今回のアデノウイルスを利用した一過性の遺伝子発現系はそれらの方法を補うものである。とくにアデノウイルスは感染効率が非常に高いので、多数の細胞に同時に遺伝子導入ができるという利点をもっており、今後の精子幹細胞の遺伝子操作に貴重な手法となる。またさらに本年度我々は精単から樹立したmultipotent germline stem cell (mGS)細胞において相同組み替えを誘導し、オクルジン遺伝子を破壊個体の作成に成功した。
経済体制変更後の旧社会主義都市における都市再生の動向に関する地理学的研究

本研究では、社会主義後のベルリン東部、プラハ、ブダペストにおける都市再生について比較したところ、社会主義体制下にて没収された資産の取り扱いにより差異があった。資産を所有者へ返却した、ベルリン、プラハの良好な住宅地ではジェントリフィケーションが進行した。ブダペストでは資産を居住者に安価で売却したため、建物の老朽化が問題となった。外国資本による新築の共同住宅は、地域の歴史的文脈に調和しないものが建てられるという問題がある。2014年度は、旧社会主義都市であるベルリン東部を対象に、小地域統計を用いて近年の都市再生動向を分析した上で、現地調査を行い、主に次の3点の研究成果を得た。まず、1990年代の旧社会主義都市における都市再生には、社会主義から資本主義への転換後、旧社会主義政府が没収した資産の、所有者および所有者の子孫への返還の影響の大きいことが明らかになった。資産の所有者とその子孫には、その地を離れている者も多く、外国へ移住した者も少なくなく、資産返還後には不在地主となった。資産を転売したり、修復したりして、より高い賃料収入を得ようとする者もあった。ベルリン東部のプレンツラウアーベルクでは、19世紀末に建てられた歴史的建築物が多く、老朽化した建物の修復には補助があった。次に、2000年代半ば以降、ジェントリフィケーションの変化してきたことが明らかになった。2007年から2013年までの小地域統計を分析すると、ミッテの東部とプレンツラウアーベルクと、フリードリヒスハインにおいて人口増加が顕著である。フリードリヒスハインでは、大通りに面した旧社会主義体制下で整備された共同住宅の地区よりも、老朽化した共同住宅の多いところで人口は増加しており、それは老朽化した共同住宅の修復と、新築の共同住宅が供給されたためである。さらに、ジェントリフィケーションの社会的影響についても調査した。修復された共同住宅では、テラスやバスコニー、エレベータを備えたことが付加価値となり、住宅の価格を押し上げた。高価な住宅が増える一方で、アフォーダブルな住宅の供給はたいへん少なくなっている。新築の共同住宅のなかには、他国のデザインを模して建てられたものもあり、地区の歴史的景観の保全に悪影響を及ぼすおそれがある。2015年度は、旧社会主義都市のプラハにおける現地調査を行い、主に次の3点の研究成果を得た。まず、社会主義後の1990年代には、旧社会主義政府が没収した資産の返還により、社会主義移行前に良好な住宅地であったヴィノハラディでジェントリフィケーションが進行した。当地区では、多くの老朽化した建物の修復、再利用が行われた。歴史的な建築物の多い旧市街では、旧社会主義体制下では商業は重視されていなかった。1990年代には建物の1階部分の商業的な利用が進められるとともに、ホテルへの建物用途の転換もあった。これら影響により、旧市街では人口が大きく減少した。次に、2000年代になると、ヴルタヴァ川沿いのウォーターフロントにおいて、港湾産業が集積していたところに、オフィスと住宅の複合開発が行われた。外国資本による共同住宅開発が進められており、東欧からの外国人の来住者が増加していることを確認した。また、これらの共同住宅開発が行われた場所は、元来運河や水路のあったところであり、地盤が低い。そのため、ヴルタヴァ川の異常水位による浸水被害が度々起こっているが、抜本的な対策は不十分であることが明らかになった。プラハにおける都市再生について現地調査を行うとともに、日本地理学会春季学術大会において成果の一部を報告した。旧社会主義都市と先進資本主義都市におけるジェントリフィケーションの差異について、IGU Regional Conference in Moscowにおいて、研究成果を報告した。また、日本都市社会学会において、ジェントリフィケーション研究のフロンティアについて、既往の研究成果を展望した講演を行った。また、ベルリン東部の都市再生に関する現地調査の成果は、『都市地理学』11号に「社会主義後のベルリン東部におけるジェントリフィケーション」として掲載された。平成28年度は、旧社会主義都市のブダペストにおける現地調査を行い、主に次の3点を明らかにした。まず、ブダペストでは1990年に市政府から区政府へ都市政策に関わる権限が移譲されたが、区政府には確固たる住宅政策がなかった。社会主義体制下において住宅は十分な維持管理がなされず、トイレやバスも備えられていなかったため、住宅の取得後に自らの施設内に設備をつくる人たちが多かった。1990年代以降、都心にあるV区ベルヴァロスでは、オフィスビルの建設や商業化が進められ、人口は減少した。都心から離れていたり、老朽化した住宅は公共所有のままとされ、それらの多くは社会的に衰退した近隣にあった。次に、VIII区ヨージェフヴァロスではロマの居住者が多く、所得が低く住宅を購入できなかったため、公的住宅が多く残っている。区政府とEUによる建物の修復への補助により、住宅の物的状況は改善されてきた。また、VII区エルジェーベトヴァーロシュのユダヤ人街では、2004年よりユダヤ人文化遺産保護の活動により歴史的建築物が残されているが、建物の多くは修復されずに物的衰微が進んできた。外国資本をはじめとする投資により、歴史的な建物を部分的に残す共同住宅開発が進みつつある。このように歴史的市街地においては、社会的・経済的な格差による地理的不均等が拡大している。

2017年3月には、藤塚吉浩『ジェントリフィケーション』古今書院を刊行し、資本主義都市と旧社会主義都市におけるジェントリフィケーションに関する研究成果を公開した。本研究では、社会主義後のベルリン東部、プラハ、ブダペストにおける都市再生について比較したところ、社会主義体制下にて没収された資産の取り扱いにより差異があった。資産を所有者へ返却した、ベルリン、プラハの良好な住宅地ではジェントリフィケーションが進行した。ブダペストでは資産を居住者に安価で売却したため、建物の老朽化が問題となった。外国資本による新築の共同住宅は、地域の歴史的文脈に調和しないものが建てられるという問題がある。ベルリン東部における都市再生について現地調査を行うとともに、日本地理学会春季学術大会において成果の一部を報告した。2016年度は、ハンガリーのブダペストにおいて、都市再生の現地調査を行う。その成果については、日本地理学会の春季学術大会において報告する計画である。都市地理学今後の2年度は、チェコのプラハとハンガリーのブダペストを対象に現地調査を行う。2015年度は、旧社会主義都市と先進資本主義都市におけるジェントリフィケーションの差異について、モスクワで開かれるIGU Regeional Conferenceにおいて報告する予定である。
都市流域における排水系統の整備と水環境の生態リスク管理に関する研究に関する研究

本研究では、こうした微量有害物質が底生生物に及ぼす生態リスクを評価するための基礎的な知見を得ることを目的とし、都市域ノンポイント汚染物質の現存・挙動調査を実施するとともに、それらにセスジユスリカを用いた生態毒性試験を実施した。その結果、都市域ノンポイントソースに由来する微量有害物質の流下過程における現存・挙動特性を明らかにするとともに、発生源に近いところに現存する汚染物質がセスジユスリカの羽化率や産卵率を大きく低下させるなどの生態毒性を明らかにした。本研究では、琵琶湖南湖流域における市街地とラオス国ビエンチャン市を対象として、都市排水系統内に排出される汚濁物の動態とそれらが底生生物に及ぼす生態毒性を明らかにすることを目的としている。大別して(1)実態調査,(2)生態毒性試験,(3)調査結果の解析の3テーマについて研究を実施した。(1)実態調査以下の概要にて現存調査Aおよび現存調査Bを行った。・現存調査A:大気現存量調査(都市幹線道路近傍の大気浮遊汚濁物現存量の把握):琵琶湖南湖流域における名神高速道路および国道1号線沿道・現存調査B:汚濁物の晴天時・雨天時流出調査:ラオス国ビエンチャン市(2)生態毒性試験(都市面源汚濁物質の生態毒性試験)上記(1)の調査地点の中から、特に都市面源の生態リスクが考えられる道路塵埃を、試料底質としてセスジユスリカに暴露させることにより、生態毒性試験を行った。試験区と対照区のデータより、底質におけるPAHs等の微量有害物質含有率とセスジユスリカの羽化率・産卵率等のエンドポイントとの関係について考察した。(3)調査結果の解析各汚染物質について、懸濁態を中心に粒径レベルにまで踏み込んで、大気現存量と流出負荷量の変化を、降雨特性との関係で解析し、定量化を図った。また、都市面源に含有されるPAHs等の微量有害物質の現存特性や流出特性を明らかにするとともに、発生源に近い都市環境堆積物がセスジユスリカの羽化率や産卵率を大きく低下させるなどの生態毒性を明らかにした。平成20年度は、大別して(1)実態調査,(2)生態毒性試験,(3)流域GISデータベースの作成,(4)調査結果の解析の4テーマについて研究を実施した。1.実態調査以下の概要にて現存調査Aおよび現存調査Bを行った。いずれも、対象地域は琵琶湖南湖流域ないしラオス国ビエンチャン市とした。・現存調査A:晴天時・雨天時における汚濁物流出量調査・現存調査B:雨天時流出微量汚染物質の流下管理施設(一時貯留池・植生浄化池)における挙動調査2.生態毒性試験雨天時流出微量汚染物質の流下過程において採取してきた底質試料をユスリカに暴露させることにより生態毒性試験を行った。3.流域調査およびGISデータベースの作成4.調査結果の解析と移動・堆積・流出モデルの作成(1)汚染物質について、現存量と流出負荷量の変化を、降雨特性との関係で解析・定量化を図った。(2)流域の社会指標と排水系統の整備状況を整理した上で、都市由来汚濁負荷量を定式化した。(3)汚濁負荷の晴雨天時別大気浮遊,晴天時堆積および降雨時流出挙動を記述した。以上により、主として微量有害物質の流出管理を意図した都市雨水排水系統整備のあり方について一定の議論の方向性を示すことができた。これまでPAHsの現存量や生態リスクについての総合的な調査は行われておらず、今回の実績が初めての試みとなった。本研究では、おもに都市域を対象として、大別して(1)流域調査およびGISデータベースの作成,(2)汚濁物挙動モデルの作成,(3)生態リスクの評価およびその低減施策の検討の3テーマについて研究を実施した。1.流域調査およびGISデータベースの作成2.調査結果の解析と汚濁物挙動モデルの作成(1)汚染物質について、現存量と流出負荷量の変化を、降雨特性との関係で解析・定量化を図った。3.生態リスクの評価およびその低減施策の検討(1)都市排水路における底質試料や雨天時排水試料をユスリカに暴露させることにより生態毒性試験を行った。(2)生態リスクの低減施策として発生源の抑制,流出量の抑制などと環境浄化施設の選択,建設が考えられる。これらの政策の概念を整理し、都市系汚濁負荷管理政策を比較検討した。以上により、主として微量有害物質の流出管理を意図した都市雨水排水系統整備のあり方について、一定の議論の方向性を示すことができた。