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女性と生活環境に関する日中比較研究-中国・新彊ウイグル自治区と日本の実態調査-

ヨーロッパと我が国のまさに中間に位置し、古代において奈良と関係の深い中華人民共和国・新疆ウイグル自治区には47民族(その内主要な民族は13)が生活しているが、本研究では少数民族の中で最も人口が多く、それゆえに自治区の名称にもなっているウイグル族の女性と生活に関する実態調査の研究を目的とした。調査は研究分担者の専門分野の関係から家族・ジェンダー・服飾・食文化・住環境に分かれ、比較の視点を都市と周辺(農村)、伝統と変容、北疆と南疆に設定した。現地の状況を把握したり調査を円滑に進めるために、カウンターパートとして新疆大学女性研究センターの研究者に協力を依頼した。平成12(2000)年度は、都市例として新疆ウイグル自治区の区都ウルムチと、周辺としてトルファン地区を訪問し、教育機関における女性教職員の役割、代表的な民族間の生活の相違、絨毯などの伝統産業に携わる女性の労働と家庭の仕事、厳しい地理環境の測定などを行い、その特徴を明らかにした。平成13(2001)年度はカシュガル・ホータンを訪問し、イスラム文化に関わる宗教的な生活を色濃く残している状況を記録し考察した。平成14(2002)年度は、南疆と北疆の生活を比較する観点からロシア(旧ソ連)に隣接するイーニン地区を訪問し、農家の生活を中心に調査した。その結果、ロシア等との交易による裕福さが顕著で、服飾の好みや住居の内装など生活の各方面に南疆とは異なる西欧的な自由さがみられた。都市と周辺、南疆と北疆という比較の結果、ウイグル族に共通する親密な家族関係は継続しているが、地域により宗教的な特色は大いに変容している。また日本との共通の問題点、例えば国際的なものと民族的なものとの共存の難しさ、社会的労働と家庭の仕事の分担における根強いジェンダー意識等がみられる。今後カウンターパートにウイグル族等少数民族の協力体制を組み、一層深い調査に進みたいと考えている。中国・新彊ウイグル自治区は、わが国と西洋の中間に位置し、古代からシルクロードを通して日本との関係が深い地域である。また社会主義国の中国にありながらイスラムの文化をもつ複雑な地域である。この地域の女性は民族の伝統と社会主義の両体制を享受するが、その実態はあまり知られていない。平成12年度(初年度)は、カウンターパートの新彊大学女性研究センターの教員と3年間の研究方針を綿密に話し合い、必要な書籍や映像資料を入手した。またウルムチ市とトルファン市の少数民族(ウイグル・ハサク・タタール)の家庭を訪問し、調査の可能性を検討した。また少数民族の女子の職業をみるために、絨毯工場、市場、葡萄園などを訪問した。その結果、以下のような研究方針がまとまった。1.新彊ウイグル自治区には13の少数民族が居住するが、最も人口が多く、しかもイスラムであるウイグル族の女性の生活に集中する。比較対象を(1)都市と農村、(2)伝統生活と変容、とした。2.時間的、地域的に外国人が調査できない民家調査は、新彊大学の教員にお願いするが、その際、我々が行う調査内容と共通である必要がある。今年度はその質問事項の検討を行った。調査の大項目は、結婚・出産・葬礼・宗教儀式などの晴れの生活と、日常の褻の生活とし、衣・食・住・家族関係などから女性の生活実態を質問・調査する。2年目の平成13年度は、ウイグル族が多く居住する地域を訪問し、上記の調査を行う予定である。

2年目の平成13年度は、ウルムチに加えてウイグル族が多く居住するカシュガルとホータンの地域を訪問し、都市と農村の比較から民家の訪問調査を行った。カシュガルの街の中では主に裕福な商人の家を3件対象とした。また郊外の農家においても、いちじくを大量に栽培するなど裕福な農家を訪問し、地域と職種の相違による比較を行った。外国人の我々が時間的・地域的に訪問しにくい民家については、家族・衣・食・住に関連した質問紙を作成し、カウンターパートの新疆大学の女性研究センターに協力をお願いした。我々のプロジェクトは、家族・衣生活・食生活・住生活を対象とする研究者がそれぞれ2名ずつの8名のチームであることから、各専門の視点から調査を行った。調査が終了すると、その日に必ずミーティングを行い、聞き違いを修正すると共に、各人が他分野の事柄についても共通理解を持つことを心掛けた。グループにウイグル族の女性が参加しているので、聞き取りが不十分な点については後で確かめて補充した。一般的な農家の訪問は、カシュガルとホータンにおいて行い、両者を比較した。ウルムチではウイグル族の近代化が進み、住まい、服飾、子供の生活にその様子が現れている。一方、カシュガルやホータンでは、女性は民族的・宗教的な特色を日常生活の中に強く残していることが明らかになった。特に日曜日のバザールでは、その事例を多く記録することができた。平成14年度は、新疆大学のウイグル族の教員の協力を得て、生活の実状を詳しく調査する予定である。3年目の平成14年度は、北新彊でウイグル族が多く居住するイリ地区(主に伊寧(イーニン)市)とウルムチ市の地域を対象とし、イリでは主に農村の生活を民家訪問により調査し、ウルムチでは都市の生活の例として、ウイグル族の病院を訪問し、そこで働く女性の医師や看護婦に聞き取り調査を行った。またウルムチ市内の高級なマンションに暮らす都市型の家庭も訪問した。イリ地区の人口は、2000年統計によると約212万人でその内の57万人がウイグル族である。イーニン市は人口34万人で、その約半数の16万人がウイグル族である。イーニンでは5軒の民家調査と3軒の参考訪問を行った。今回もカウンターパートである新彊大学の女性研究センターに協力をお願いした。特にウイグル族の教員には前もってイーニンに出かけてもらい、調査先の検討をお願いした。調査は8名で、家族・服飾・食物・住居の面から聞き取り・実測調査の方法で行った。その結果、北新彊と南新彊で生活意識の共通性は当然あるものの、地域的な特色が見られた。この地区はロシア(旧ソ連)に隣接していることから、市街には交易で裕福になっているウイグル族が多く、その様子が生活の様々なところに現れている。例えば住居では土地の広さが各段に広く、室内のしつらえにも南新彊と異なる設定が見られた。洗濯機や冷蔵庫などの電気製品もよく普及している。服飾の好みも南ほどアトレスシルクにこだわらず、モダンなシホンベルベットが流行していた。また女子の子供のいる家庭では、伝統的な化粧や装飾、髪型などが母親から着実に伝えられている。また食事には伝統的な料理が健在であった。いずれの地域においても、ウイグル族は家族の絆がとても強く、特に親子関係に目立って強い。
Smadによるシグナル伝達と細胞生物学的作用の研究

1.BMPによるC2C12細胞の骨芽細胞への分化にSmadがどのように関わっていくかを、アデノウィルスベクターによる発現系を用いて検討した。BMP処理を行った細胞で、ALP活性の上昇が認められるが、Smad1及びSmad5を過剰発現された細胞ではその活性が更に増強された。抑制型Smadを過剰発現させた細胞では、逆にALP活性の低下が認められた。C2C12細胞の骨芽細胞様分化誘導におけるBMP-4とBMP-6のシグナル経路を解析した。BMP-4は主にALK-3に結合してSmad1/5/8を活性化するのに対し、BMP-6はALK-2に結合しSmad1/5を活性化した。また、BMP-4とBMP-6の両者を加えることにより、いずれか一方よりも強力な分化誘導作用が見られた。2.血管内皮細胞ではTGF-βのI型受容体であるALK-5に加えてALK-1が発現しており,それぞれが異なるR-Smadを活性化する。血管内皮細胞におけるTGF-βの標的遺伝子を明らかにする目的で,ヒト臍帯静脈血管内皮細胞に活性型のALK-1とALK-5をアデノウイルスベクターを用いて導入し,オリゴヌクレオチドマイクロアレイを行った。その結果、約7000の遺伝子の中からALK-1ではSTAT1、endoglin、Idファミリーの転写因子、Smad6、Smad7などが特異的に誘導されることがわかった。一方、ALK-5ではclaudin5の抑制が見られ、tight junctionの形成がALK-5で影響を受けることが考えられた。ヒト臍帯静脈血管内皮細胞にALK-5を導入すると細胞の増殖抑制が見られ、一方ALK-1を導入するとin vitroでの細胞分化促進が見られたことから、DNAチップで得られた遺伝子が血管内皮細胞の増殖・分化に関与していることが示唆された。1.TGF-βの細胞内シグナル伝達分子Smad4のMH2領域にあってαHelix3とαHelix4に挟まれた領域(H3/4loop)は他のSmadと全く異なったアミノ酸配列より形成される。われわれはこの領域の機能解析のため、Smad2のH3/4loopを含んだSmad4キメラ蛋白を作成した。その結果、このキメラ蛋白はwild-typeよりもhomo-oligomerを形成しやすく、DNA結合能も強力であった。2.優性抑制活性をもつ変異Smad3を発現させてTGF-βシグナルを遮断した角化細胞株HaCaTの潤滑性増殖能の変化を3次元培養法で検討した。変異Smad3を発現したHaCaTは、その発現量に相関してTGF-βの増殖抑制活性に対する反応性が低下するとともに、潤滑性増殖能も獲得することが示された。3. BMPによるC2C12細胞の骨芽細胞への分化にSmadがどのように関わっていくかを、アデノウィルスベクターによる発現系を用いて検討した。BMP処理を行った細胞で、ALP活性の上昇が認められるが、BMP特異型R-SmadであるSmad1及びSmad5を過剰発現された細胞ではその活性が更に増強された。4.TGF-β受容体として作用するALK-1とALK-5を血管内皮細胞に発現させて、それによる遺伝子変化をDNAチップを用いて調べた。

ALK-1ではSmad6などの抑制型Smadやエンドグリンなどの発現が見られ、ALK-5では見られなかった。両者が誘導する遺伝子には大きな相違が見られ、それぞれが異なった反応をもたらすことが予想された。1)SmadのMH1ドメインの機能解析Smad3やSmad4はMH1ドメインのβヘアピンループが特異的なDNA配列に結合することによって標的遺伝子の転写を調節する。一方、Smad1やSmad5はβヘアピンループの構造は保存されているにもかかわらず、Smad3/4とは異なったDNA配列に結合する。我々はβヘアピンループのN末端側に存在するα-Helix2に変異を加えたところSmadのDNA結合特性が転換することを確認した。このことはSmad3がDNA配列を認識するにはα-Helix2の構造が重要であることが明らかとなった。2)骨形成因子シグナルの多様性と協調:我々はC2C12細胞の骨芽細胞様分化誘導におけるBMP-4とBMP-6のシグナル経路を解析した。BMP-4は主にALK-3に結合してSmad1/5/8を活性化するのに対し、BMP-6はALK-2に結合しSmad1/5を活性化した。また、BMP-4とBMP-6の両者を加えることにより、いずれか一方よりも強力な分化誘導作用が見られた。このことからALK-2とALK-3の両者の活性化によってより強力な作用が得られることが示された。TGF-βシグナルは血管の機能維持に重要な役割を果たしている。TGF-βのI型レセプターであるALK-5とALK-1によって誘導される遺伝子を血管内皮細胞を用いてDNAマイクロアレイで調べた。ALK-5は増殖抑制に関わるのに対し、ALK-1は遺伝性出血性毛細血管拡張症(HHT typeII)の原因遺伝子である。HUVECにALK-1とALK-5をそれぞれ発現させたところSmad6やSmad7などの抑制型Smadが誘導された。またHHT typeIの原因遺伝子であるendoglinもALK-1で誘導されることが明らかとなった。1. 3次元培養モデルを用いた癌浸潤の研究我々はin vitroの3次元培養系においてSmad3D407Eの発現によってTGF-βシグナルをブロックしたヒト角化細胞株HaCaTが浸潤能を獲得することを見出した。そこで浸潤に関与する標的遺伝子をDNAチップを用いて検索した。Smad3D407E発現細胞株で発現が亢進していた遺伝子をのうち、ある種の増殖因子をHaCaTに発現させた場合に浸潤能が獲得された。さらに、この増殖因子の受容体の優勢抑制型変異蛋白質をこの細胞に発現させたところ浸潤能が著明に低下した。以上から、Smadを介するTGF-βシグナルは増殖調節のみならず、浸潤能の獲得にも関与すること、その標的遺伝子のひとつとして増殖因子の作用が重要であることを明らかにした。2.血管内皮細胞におけるTGF-β標的遺伝子の解析血管内皮細胞ではTGF-βのI型受容体であるALK-5に加えてALK-1が発現しており,それぞれが異なるR-Smadを活性化する。血管内皮細胞におけるTGF-βの標的遺伝子を明らかにする目的で,ヒト臍帯静脈血管内皮細胞に活性型のALK-1とALK-5をアデノウイルスベクターを用いて導入し,オリゴヌクレオチドマイクロアレイを行った。その結果、約7000の遺伝子の中からALK-1ではSTAT1、endoglin、Idファミリーの転写因子、Smad6、Smad7などが特異的に誘導されることがわかった。一方、ALK-5ではclaudin 5の抑制が見られ、tight junctionの形成がALK-5で影響を受けることが考えられた。
小胞体ストレス応答におけるSnf1 AMPKによるHog1 MAPKの制御機構

分泌タンパク質や膜タンパク質は生合成の初期段階に小胞体で糖鎖修飾・ホールディングを受ける。小胞体ではタンパク質の品質管理がおこなわれており、正常タンパク質は小胞体から搬出されるが、不良タンパク質は小胞体に留まる。遺伝的要因や環境変化によって不良タンパク質が小胞体内に蓄積すると(この状態を小胞体ストレスという)、小胞体ストレス応答経路が活性化し、不良タンパク質の解消が効率的におこなわれる。小胞体ストレス応答は、本来、小胞体さらには細胞の恒常性維持機構であるが、その過剰応答・持続的応答は、神経変性疾患・糖尿病など様々な病態形成に関与する。したがって、小胞体ストレス応答経路の制御機構を理解することは生物学的・医学的に極めて重要である。そこで、申請者は、出芽酵母をモデル系として小胞体ストレス応答経路の制御機構を解析している。昨年度、申請者は、Hog1 MAPキナーゼを脱リン酸化・不活性化するPtp2の発現量が小胞体ストレスによって上昇すること、この上昇はMpk1 MAPキナーゼと転写因子Rlm1に依存していることを見出し、小胞体ストレス応答においてMpk1-Rlm1経路がPtp2の転写を活性化しHog1を負に制御していることを明らかにした。今年度、申請者はPtp2のように小胞体ストレスによって発現が上昇するホスファターゼを探索し、カルシニューリンCmp2を見出した。そして、小胞体ストレスによるCmp2の発現量上昇はプロモーターを介しておこなわれていること、Cmp2プロモーターがCmp2の小胞体ストレス応答における機能に重要であることを明らかにした。それに対して、塩ストレス応答において、Cmp2の発現量は上昇せず、その機能にプロモーターは重要でなかった。これらの結果はカルシニューリンの制御機構はストレスの種類によって異なることを示している。ストレスや遺伝的要因によって、未成熟・異常タンパク質が小胞体内に蓄積すると(小胞体ストレス)、小胞体ストレス応答機構が活性化し、未成熟タンパク質の成熟および異常タンパク質の修復と除去が効率的におこなわれる。小胞体ストレス応答は、本来、小胞体の恒常性維持に機能する防御機構であるが、小胞体ストレス応答機構の過剰活性化・持続的活性化は、神経変性疾患・糖尿病など様々な病態の形成・進展に関与する。したがって、小胞体さらには細胞が恒常性を維持する上で、小胞体ストレス応答のファインチューニングは不可欠である。そこで、申請者は、小胞体ストレス応答制御機構を詳細に明らかにするため、出芽酵母をモデル系として研究を進めている。これまでに、申請者は、AMP依存性キナーゼ(AMPK)出芽酵母ホモログSnf1が、小胞体ストレス応答においてHog1 MAPキナーゼの活性を負に制御していること、その制御はHog1経路活性化因子をコードするSSK1の遺伝子発現の抑制を介していることを見出してきた。しかしながら、小胞体ストレスシグナルやSnf1からのシグナルを統合し、SSK1遺伝子発現レベルに反映させる分子基盤は不明であった。Snf1はSip1/Sip2/Gal83のいずれかひとつおよびSnf4とヘテロ三量体を形成し機能する。そこで本年度は小胞体ストレス応答においてSip1/Sip2/Gal83に機能的相違があるか検討した。その結果、Gal83が小胞体ストレスにおいて最も重要であること、機能的重要性はタンパク質レベルによって決定されていることを明らかにした。また、Gal83の発現量はIre1-Hac1経路の活性化によって上昇することを見出した。以上の結果から、Ire1-Hac1経路、Hog1経路、Snf1経路がクロストークすることによって、小胞体ストレス応答は精細に制御されていると考えられる。Snf1制御サブユニットの解析から、Ire1-Hac1経路、Hog1経路、Snf1経路の新たなクロストークを見出すことができ、論文を発表することができたことから。また、今年度の研究成果が、小胞体ストレス応答に機能するシグナル伝達経路間に遺伝子発現を介した複雑なクロストークが存在していることを示しているだけでなく、その解明への大きな手掛かりであると考えられることから。環境・遺伝要因によって、不良タンパク質が小胞体内に蓄積することを小胞体ストレスと言う。小胞体ストレスが生じると、それに対する応答機構が活性化し、不良タンパク質の修復と除去がおこなわれる。小胞体ストレス応答は、本来、小胞体の恒常性を維持するために細胞に備わっている防御機構である。しかしながら、小胞体ストレス応答機構が過剰・持続的に活性化すると、細胞死が誘導される。小胞体ストレス応答機構の過剰・持続的活性化による細胞死は、神経変性疾患・糖尿病を含む様々な疾患の要因になっている。したがって、小胞体さらには細胞の恒常性維持において、小胞体ストレス応答のファインチューニングは不可欠である。そこで、申請者は、出芽酵母をモデル系として、小胞体ストレス応答制御機構を解析し、AMP依存性キナーゼ(AMPK)出芽酵母ホモログSnf1が、小胞体ストレス応答においてIre1-Hac1経路・Hog1 MAPキナーゼ経路を負に制御していることを見出してきた。さらに申請者は前年度、Snf1の3種類の選択的制御サブユニットSip1/Sip2/Gal83のなかで、Gal83が小胞体ストレスにおけるHog1の制御において最も重要であることを見出した。今年度は、Hog1を脱リン酸化することによって不活性化するPtp2に着目して、研究をおこなった。

その結果、Ptp2の発現量が小胞体ストレスによって上昇すること、この上昇はMpk1 MAPキナーゼとその下流で機能する転写因子Rlm1に依存していることを見出した。rlm1変異株では、ptp2変異株と同様に、小胞体ストレス応答時のHog1活性が野生株に比べ上昇していた。これらの結果から、Mpk1-Rlm1経路はPTP2の転写を活性化することによってHog1活性を負に制御していると考えられる。前年度に引き続き、今年度も、Hog1の脱リン酸化・不活性化に機能するPtp2の解析から、小胞体ストレス応答に機能するシグナル伝達経路間における遺伝子発現を介したクロストークを新たに示すことができ、出芽酵母小胞体ストレス応答のファインチューニングメカニズム解明に近づくことができたと考えることから。分泌タンパク質や膜タンパク質は生合成の初期段階に小胞体で糖鎖修飾・ホールディングを受ける。小胞体ではタンパク質の品質管理がおこなわれており、正常タンパク質は小胞体から搬出されるが、不良タンパク質は小胞体に留まる。遺伝的要因や環境変化によって不良タンパク質が小胞体内に蓄積すると(この状態を小胞体ストレスという)、小胞体ストレス応答経路が活性化し、不良タンパク質の解消が効率的におこなわれる。小胞体ストレス応答は、本来、小胞体さらには細胞の恒常性維持機構であるが、その過剰応答・持続的応答は、神経変性疾患・糖尿病など様々な病態形成に関与する。したがって、小胞体ストレス応答経路の制御機構を理解することは生物学的・医学的に極めて重要である。そこで、申請者は、出芽酵母をモデル系として小胞体ストレス応答経路の制御機構を解析している。昨年度、申請者は、Hog1 MAPキナーゼを脱リン酸化・不活性化するPtp2の発現量が小胞体ストレスによって上昇すること、この上昇はMpk1 MAPキナーゼと転写因子Rlm1に依存していることを見出し、小胞体ストレス応答においてMpk1-Rlm1経路がPtp2の転写を活性化しHog1を負に制御していることを明らかにした。今年度、申請者はPtp2のように小胞体ストレスによって発現が上昇するホスファターゼを探索し、カルシニューリンCmp2を見出した。そして、小胞体ストレスによるCmp2の発現量上昇はプロモーターを介しておこなわれていること、Cmp2プロモーターがCmp2の小胞体ストレス応答における機能に重要であることを明らかにした。それに対して、塩ストレス応答において、Cmp2の発現量は上昇せず、その機能にプロモーターは重要でなかった。これらの結果はカルシニューリンの制御機構はストレスの種類によって異なることを示している。次年度はSSK1プロモーターの解析をおこなう予定である。SSK1プロモーター制御下でGFPを発現するレポーターを導入すると、野生株では、小胞体ストレスによってGFPの発現量が上昇する。これに対して、Snf1活性が上昇しているreg1破壊株では、GFPの発現上昇が抑制される。そこで、SSK1プロモーター領域に変異を導入したレポーターを用い、小胞体ストレスおよびSnf1による制御に必要な領域を明らかにする。次に、データベースを用いて、結合する可能性がある転写因子を抽出する。
震災時の環境アセスメントを考慮した下水道施設の耐震強化法と震後復旧システムの開発

本研究は,下水道施設の震前対策や震後復旧において,自然環境への配慮を行うシステムを構築することを目的として検討を行ったものである.以下に,本研究の槻要と得られた成果を示す.(1)既往の被害地震を調査した結果,下水道施設被害を増大させる主要因が地盤の液状化現象であることを明らかにした.また,その対策法としてグラベルドレーン工法と鋼矢板工法を取り上げ,模型実験によりその有効性を示した.(2)環境保護を考慮した震後復旧活動が実施された,1993年釧路沖地震における標茶町の被害事例の調査と分析を行い,上下水道施設の復旧の際には,両施設担当者の密接な連携と定期的な住民への広報活動が重要であることを明らかにした.また,不断からの環境を守る意識の高揚が必要であることも示した.さらに,ボーリングデータなどの地盤情報を基に,施設の被害予測や被害個所からの漏洩下水による地下水汚染解析を事前に実施することにより,今後の耐震強化地域の選定や,震後復旧活動における優先順位決定が可能であることを示した.(3)福井県の住民と自治体を対象にアンケート調査を実施した結果,住民と自治体共に阪神淡路大震災以降の地震防災意識は向上しており,特に地震時の水の重要性に対する認識は高いが,それに対する備えは不十分であることを明らかにした.また,他の地震防災先進都市と比べるとその意識は低く,さらに地震の際の環境への配慮という点でも取り組みが遅れていることを指摘した.本研究は,下水道施設の震前対策や震後復旧において,自然環境への配慮を行うシステムを構築することを目的として検討を行ったものである.以下に,本研究の槻要と得られた成果を示す.(1)既往の被害地震を調査した結果,下水道施設被害を増大させる主要因が地盤の液状化現象であることを明らかにした.また,その対策法としてグラベルドレーン工法と鋼矢板工法を取り上げ,模型実験によりその有効性を示した.(2)環境保護を考慮した震後復旧活動が実施された,1993年釧路沖地震における標茶町の被害事例の調査と分析を行い,上下水道施設の復旧の際には,両施設担当者の密接な連携と定期的な住民への広報活動が重要であることを明らかにした.また,不断からの環境を守る意識の高揚が必要であることも示した.さらに,ボーリングデータなどの地盤情報を基に,施設の被害予測や被害個所からの漏洩下水による地下水汚染解析を事前に実施することにより,今後の耐震強化地域の選定や,震後復旧活動における優先順位決定が可能であることを示した.(3)福井県の住民と自治体を対象にアンケート調査を実施した結果,住民と自治体共に阪神淡路大震災以降の地震防災意識は向上しており,特に地震時の水の重要性に対する認識は高いが,それに対する備えは不十分であることを明らかにした.また,他の地震防災先進都市と比べるとその意識は低く,さらに地震の際の環境への配慮という点でも取り組みが遅れていることを指摘した.本研究は,環境保護を考慮した下水道施設の耐震強化法と震後復旧支援システムの開発を行うことを目的としており,本年度は以下のような成果を得た.(1)液状化による下水道管渠の被害防止対策としてグラベルドレーン工法を取り上げ,振動模型実験によりその効果を検討した.本工法は液状化時の過剰間隙水圧を早期に消散させることを原理としているが,地盤にグラベルを打設する置換効果やグラベルの剛性によるせん断変形抑制効果もその付加機能として有することを明らかにした.今後は,グラベルの剛性によって液状化による側方流動を抑止する効果について,実験的に明らかにしていく予定である.(2)1995年兵庫県南部地震における下水道施設の被害資料を収集し整理した.下水管渠については,管本体の破損が全体の約半数を占め,特にマンホールに直接接続している管渠に被害が多かった.また,処理場については,3つの施設で処理機能に影響を及ぼすような被害が発生し,その被害程度は液状化の著しく発生した地区に集中していたことが明らかとなった.今後は,上記の構造被害の要因分析結果を基に,機能被害との関係について検討していく予定である.(3)1993年釧路沖地震における標茶町の上下水道施設被害事例に関して,管渠の敷設状況や地震後の被害状況,またボーリング柱状図や地下水と河川の水質,さらに地震前後の自治体と住民の行動や対応についてのデータを収集し整理した.地震後に下水量を監視しながら上水道の復旧を行った結果,断水期間は長期に及んだ汚水の河川への直接放流を回避することができたという標茶町の事例より,環境保護を考慮した上下水道施設の震後復旧システムのヒントを得ることができた.しかし,断水時の給水活動については給水量が不足するなどの問題点も生じており,今後それらの効率的な実施及び連携方法について検討していく予定である.(1)福井県における地震時の水環境問題に関する現状を調査するため,丹南地域住民と県内35市町村を対象にアンケート調査を実施した.また,比較検討のために県外7市町にもアンケートを実施した.丹南地域住民へのアンケートでは,地震時の水の必要度や現在の準備状況等を調査し,必要性は感じてはいるがその備えは不十分であることが明らかとなった.また,性別や地域性によっても考え方が異なることを示した.自治体へのアンケートでは,上下水道及びし尿処理施設の耐震対策,また地震後の応急復旧における準備状況などを調査した.

その結果,兵庫県南部地震以降,各自治体ともに地震対策を講じる努力はしているが,未だ不十分であり,特に防災先進地である神奈川県や静岡県と比較するとかなり遅れていることが明らかとなった.(2)1993年釧路沖地震(標茶町)と1994年北海道東方沖地震(標津町)の震害事例を調査し,下水道管路の被災要因について検討を行った.その結果,地盤の軟弱さや液状化などがその被害に大きく影響していることが明らかとなり,今後の対策の必要性を指摘した.また,標茶町に関しては下水管路より大腸菌が漏洩した場合を想定し,それによる地下水汚染を数値シミュレーションした.その結果,漏洩下水からの汚染物質の流出経路と時間経過をある程度予測できることが明らかとなり,今後の耐震強化地区の決定や震後復旧時における優先順位決定が可能であることを示した.(3)下水道管路の液状化対策工法及び側方流動対策工法として,グラベルドレーン工法の有効性に関して実験的に検討した.本工法は液状化時の過剰間隙水圧を早期に消散させることを原理としているが,地盤にグラベルを打設する置換効果やグラベルの剛性によるせん断変形抑制効果もその付加機能として有することを明らかにし,地盤の側方流動に対しても抑制効果のあることを示した.
手数料、負担金等に関する制度設計の公法学的指針

地方公共団体などの行政は、租税以外にも手数料や負担金など様々な金銭の負担を国民・市民に課することが多い。このような金銭の負担と、サービス給付の関係をより明らかにすることは、納税者(市民)の信頼を得るために重要である。本研究ではこの関係の意義について財政制度全体にかかわる基礎理論から再確認した。そして財政分野の諸改革や金銭徴収方法の実効化に向けた取り組みが今後の新たな制度設計や、既存の仕組みの検証に資することを明らかにした。本研究は、手数料や負担金等の、広義の公課と政策実現のための法制度との関係を明らかにしようとするものである。研究計画(2年間)初年度にあたる本年は、その予備的考察と位置付けられる、大枠の概念(財政と予算)に関する考察を行い、研究論文として年度内に公表した。実務においても利用しうる理論構築を目指す本研究は、その前提としてドイツとの比較研究を組み合わせることとなっている。その理由は、日本における旧来の実務やそれらが参照した伝統的な行政法理論が、その基盤としてドイツ法に依拠してきたためである。そこで本年はドイツにおいて財政(Finanz)という用語が広狭二義に用いられてきたこと、狭義の財政は歳入面で、予算は歳出面で、それぞれ広義の財政全体を規律する関係にあることを明らかにした。そしてこのような概念の明確化が日本における概念整理にも資することを近隣領域(財政学など)の理論も参照しつつ明らかにした。また本研究の問題関心となる、公課を用いた政策の実現手段の可能性という観点から、その源流となる予算の機能変遷を明らかにした。議会と行政(官僚)における予算権限の所在と関連して、上記のような政策実現手段としての機能を発揮する素地が形成された点を明らかにした。このことは今後の制度設計においても、有効な政策実現手段を形成するためには、いかなる主体が財政全体のコントロール権限を分有すべきか、そして予算の策定・決定にはいかなる主体がいかなる形で関与すべきか、という現代的な論点に関する基礎情報ともなりうる。本研究は、手数料や負担金等の、広義の公課と政策実現のための法制度との関係を明らかにしようとしたものである。研究計画2年目(最終年)の本年は、昨年度公表した理論面での研究成果を踏まえ、主として実務的側面の考察を行った(研究成果としての原稿は既に完成の上、出版社に入稿済で、本年中に出版予定である)。今回明らかにした点の一つは、民事手続をも含めた(広義の)公課の強制徴収に関する仕組みと、近時の運用状況についてである。地方公共団体レベルでは、一部事務組合や広域連合による方式、税の徴収に特化した事務所の設置などが注目に値する。これらの工夫による公課の徴収体制の確立は、迅速かつ確実な政策実施体制の構築へとつながるものである(以上は研究成果の第5章「政策実施手続」)。加えて、予算・会計制度の変革が公法学上の諸制度に大きな影響を与える可能性について明らかにした。従来は十分でなかった財政分野での情報公開については、この改善が公課制度の検証及び改善につながるものである点などを指摘した。特に、地方公共団体財政健全化法は重要な役割を担うこととなる。直接的には地方公共団体の赤字を削減することが目的であるが、そのことはひいては財政作用に対する納税者の信頼性を向上させ、地方公共団体による各種制度設計のアカウンタビリティの確保にも大きく貢献することになる(以上は研究成果の第6章「政策と予算」)。手数料、負担金を含む広義の公課制度は、行政の内部的な会計技術の問題を越えて、政策過程への参加など公法学上の重要論点と直結するものであるという構造を本研究は明らかにした。
農業の知的所有権と研究開発投資の生産性に関する分析

3年目の本年度は,これまでの成果を踏まえた上で,小麦育種を対象に品種改良の方向性を明らかにする分析を進めた.その過程で,オレゴン州立大学のブッコラ教授から分析方法についての示唆をえた.また,データ収集や小麦育種に関する専門的な知識について,北海道農業研究センター芽室分室・田引氏からも協力をえた.分析の結果を踏まえ,11月には北海道農業経済学会において口頭報告をおこない,奨励賞を授与された.その後,「小麦品種改良に関する技術進歩と遺伝資源導入の役割-誘発的技術進歩への距離関数による接近-」のタイトルで本誌(北海道農業経済研究)へ投稿中である.その後,北海道農業経済研究の査読結果を反映し,理論的背景を補足した上で,3月にTEA会および農業経済学会個別報告(ともに沖縄国際大学)において「小麦品種改良の品質需要対応と遺伝資源導入の役割」のタイトルで口頭報告をおこなった.こうした成果を海外において報告すべく,1月にアメリカ農業経済学会におけるポスター報告を申請した結果,3月に受理が決定し,平成19年7月にオレゴン州ポートランドにおいて,ポスター報告することが決まっている.タイトルは「Quality-orientedWheat Breeding Research in Japanese breeding system」である.以上が本年度の成果である.その上で,現時点での課題を要約すれば,知的所有権を議論する上で,第1に重要となるのが研究開発(R&D)の成果である技術知識のスピルオーバーである.そこで,スピルオーバーの概念を整理し,その把握を試みた.具体的には,わが国の小麦品種改良を事例とし,遺伝資源共有度という指標を畜産分野における近縁係数を援用しながら,遺伝資源共有度として求める.その上で,スピルオーバーの把握,およびその有用性を示した.小麦は,自給率全体の向上という点からも重要な作物のひとつであり,特に近年,品種改良などの研究開発が強力に推し進められている.しかし,品質という点からみれば,輸入小麦との格差は,依然として解消されていない.こうした現状を踏まえ,スピルオーバーと研究開発制度の関連について考察をおこなった.結果は,遺伝資源共有可能性の比較的高い試験地では,より効率的な研究開発をおこなうためには,特に近隣試験地を中心に情報共有を進めることが有用であることを明らかにした.その一方で,共有度の低い試験地においては,研究資源が比較的制限されていることから,民間研究機関との連携なども模索することが必要である,と結論付けた.平成17年度は,研究課題「農業の知的所有権と研究開発投資の生産性に関する分析」における採用2年目である.昨年度の文献サーベイをもとに,おもに小麦を対象として分析を進めた.以下,本年度の各成果について述べる.1.「小麦育種制度の歴史的変遷とスピルオーバーに関する分析」『農業経済研究』別冊2005年度日本農業経済学会論文集「育種制度の再編意義を問う」という社会学的な課題に対し,遺伝資源データという自然科学データに依拠した分析を試みた初めての分析である.分析枠組みに正の外部性(スピルオーバー)の概念をもちいた点も新たな分析視角を提示するものである.本成果については,日本農業経済学会において口頭報告をおこない,そこでの議論を踏まえた上で執筆した.2.「小麦育種における品種改良の成果と肥料反応関数」『農経論叢(北大農学部紀要)』62号2005年度小麦育種における育種目標を多収・短稈に加え,近年重要視されている品質向上,すなわち蛋白質含有量の上昇,の3点に絞り,その成果について肥料反応関数を援用して分析した.肥料反応関数は新しい手法ではないが,おもに窒素投入量に対する収量など育種成果の反応を明らかにするという自然科学的な視点で使われてきた.そこで,本稿では,農林登録年を技術進歩の代理変数として組み込み,育種制度の成果を問う,という社会学的な課題への接近方法とした点で新たな方法論および研究開発に関する分析の重要性を提示したものである.以上2つの成果から,本年度は研究開発制度の在り方やその成果といった社会学的分析課題に対し,遺伝資源データや試験研究データといった自然科学データをいかに利用し分析につなげるか,といった点に取り組んできた.3年目の本年度は,これまでの成果を踏まえた上で,小麦育種を対象に品種改良の方向性を明らかにする分析を進めた.その過程で,オレゴン州立大学のブッコラ教授から分析方法についての示唆をえた.また,データ収集や小麦育種に関する専門的な知識について,北海道農業研究センター芽室分室・田引氏からも協力をえた.分析の結果を踏まえ,11月には北海道農業経済学会において口頭報告をおこない,奨励賞を授与された.その後,「小麦品種改良に関する技術進歩と遺伝資源導入の役割-誘発的技術進歩への距離関数による接近-」のタイトルで本誌(北海道農業経済研究)へ投稿中である.その後,北海道農業経済研究の査読結果を反映し,理論的背景を補足した上で,3月にTEA会および農業経済学会個別報告(ともに沖縄国際大学)において「小麦品種改良の品質需要対応と遺伝資源導入の役割」のタイトルで口頭報告をおこなった.こうした成果を海外において報告すべく,1月にアメリカ農業経済学会におけるポスター報告を申請した結果,3月に受理が決定し,平成19年7月にオレゴン州ポートランドにおいて,ポスター報告することが決まっている.タイトルは「Quality-orientedWheat Breeding Research in Japanese breeding system」である.以上が本年度の成果である.
神経障害性疼痛に対するボツリヌス療法の前臨床研究

神経障害性疼痛は、末梢神経の物理的損傷、がんの浸潤、抗がん剤による誘発、帯状疱疹後神経痛など種々の原因によって引き起こされる。我々は、眼窩下神経を結紮した三叉神経障害性疼痛モデルラットを用いて、A型ボツリヌス神経毒素(BoNT/A)に物理的損傷による神経障害性疼痛を抑制する効果があることを示した。本年度は、抗がん剤によって誘発される神経障害性疼痛に対するBoNTの効果を調べるために、作用機序の異なる2種類の抗がん剤を用いて、抗がん剤誘発性神経障害性疼痛モデルラットの作製を試みた。プラチナ製剤のシスプラチンあるいはビンカアルカロイド系抗がん剤のビンクリスチンをSprague-Dawleyラットの腹腔内に投与した後、ラットの顔面部に機械刺激を与えて逃避行動を示す閾値を測定すること(von Frey試験)によって神経障害性疼痛の発症を評価したところ、シスプラチン投与ラット、ビンクリスチン投与ラットのいずれにおいても、薬剤の投与により逃避行動を示す閾値が下がり、神経障害性疼痛を発症したと考えられた。また、ラットの尾部においては、熱刺激を与えて逃避行動を示すまでの時間の測定(テイルフリック試験)を行ったが、シスプラチン投与ラット、ビンクリスチン投与ラットのいずれにおいても、薬剤の投与により潜時が短くならなかったことから、熱的痛覚過敏は生じていないものと考えられた。そこで、抗がん剤によって誘発される神経障害性疼痛に対するBoNTの効果はラット顔面部における機械的刺激により調べることとして、解析を進めている。申請書に記載した研究計画に沿って研究を遂行しているので、おおむね順調に進展していると判断した。申請書に記載した研究計画のとおり研究を推進する。ボツリヌス療法では反復投与により中和抗体が産生されて治療を継続出来なくなることがあるので、それに備えて、本年度はA型以外の血清型のBoNTによる神経障害性疼痛治療の可能性を検討した。まず、ラットから三叉神経節および後根神経節を摘出して、BoNT/B、BoNT/D、BoNT/F、BoNT/Gの基質であるシナプトブレビンとBoNT/Cの基質であるシンタキシンの発現をウェスタンブロッティングにより調べたところ、三叉神経節および後根神経節においてシナプトブレビンとシンタキシンが発現していることを確認した。次いで、ラットから三叉神経節組織を摘出して、分離培養した三叉神経節初代培養細胞に、ボツリヌス菌から精製したBoNT/B(B-okra株由来)またはBoNT/C(C-stockholm株由来)を投与して、シナプトブレビン、シンタキシンの切断をウェスタンブロッティングにより調べた。BoNT/Cによるシンタキシンの切断は確認出来ていないが、BoNT/Bの投与によりシナプトブレビンのバンドが消失することを確認して、BoNT/Bによっても神経障害性疼痛治療が可能であることを示した。初年度に計画をしていた抗がん薬誘発性神経障害性疼痛モデルの作製は未だ出来ていないが、次年度以降に計画をしていたA型以外の血清型のBoNTによる神経障害性疼痛治療の可能性を示せたので、おおむね順調に進展していると考えた。申請書の研究計画のとおり研究を推進する。(理由)物品を安く購入できたこと、また本研究費で出張をしなかったために、次年度使用額が生じた。(使用計画)動物実験や培養細胞実験を推進するために、動物や細胞培養関連試薬等の購入に充てる。(理由)例年であれば年度末に開催される学会が次年度4月の開催になったこと、物品を安く購入できたこと等で、次年度使用額が生じた。(使用計画)次年度4月の学会出張に使用する。また、動物実験や生化学的および分子生物学的解析を推進するために、試薬の購入に充てる。
高出力・高安定レ-ザ-の開発

LD励起のYAGレ-ザ-の周波数安定化、注入同期による高出力化の研究を遂行した。特に、特筆べき事柄は、超高性能光共振器の試作とそれによる周波数安定化技術の進歩である。1)端面励起LD励起YAGレ-ザ-を試作し、1W級励起の条件でスロ-プ効率68%、光ー光変換効率56%など、理論限界に近い動作を確認し、高効率・高安定レ-ザ-の可能性を基礎特性として検証した。2)米国との共同研究により99.99%以上の反射率をもつミラ-を入手し、透過幅30kHzの超高性能光共振器を試作した。3)4mW出力の小型LD励起YAGレ-ザ-を同光共振器を利用したPoundーDrever法で周波数安定化を試み、SchawlowーTownes Limitをはるかに上回る周波数雑音10mHz/√Hzを実現した。4)リング型LD励起YAGレ-ザ-を試作し、1.6W励起で450mWの出力、100mWの単一モ-ド発振を確認した。5)ランプ励起リング型YAGレ-ザ-で最大8Wの進行波モ-ド発振を確認し、4W以下では単一モ-ド発振であることを検証した。試作LD励起YAGレ-ザ-(70mW)をマスタ-発振器として注入同期を行い、4W以上の出力で有効に周波数同期がかかることを確認した。6)CO_2レ-ザ-を用いて、レ-ザ-の軸モ-ドと軸外モ-ドの競合発振の特性を調べた。7)新しい高吸収係数固体結晶YVO_4(Nd3%濃度)を用い、マルチモ-ドLDに対する実質的吸収係数、入出力特性、発振モ-ド制御などの研究を行った。吸収長がわずかに180ミクロンと短いことを利用して、LD励起による利得分布を形成し、アクティブミラ-のデザインに関する基礎デ-タを獲得した。8)周波数安定化不可欠の超高性能光共振器用の光学素子を開発するため、光学素子の特性を測定すると共に、「高性能光学薄膜研究会」を提唱、組織し、民間研究者を含めた研究体制の整備を始めた。
グリーンヒドラ共生系における動物－藻類－細菌間相互作用とゲノム進化

藻類との共生は様々な動物で見られる普遍的な現象であり、特に浮遊性・固着性で運動能力の低い刺胞動物では多くの種で観察される。本研究ではグリーンヒドラを動物ー藻類の共生モデルシステムとし、ホストと共生体であるクロレラの両方のゲノム情報から動物ー藻類共生システムの分子相互作用と進化を明らかにすることを目的としている。それに加え、細菌など微生物の関与を明らかにすることで、動物ー藻類ー微生物コミュニティを理解することを目指した。前年度までにグリーンヒドラと共生クロレラ両方のトランスクリプトーム・ゲノム解析を終え、ホストと共生体の栄養交換が協調的に遺伝子レベルで調節されていることや共生クロレラの硝酸代謝経路の退化を明らかにした。また、共生クロレラの共通祖先でホストから供給されるアミノ酸を取り込む輸送体遺伝子が増加しており、クロレラ属で頻繁かつ独立に共生性が出現している要因であること示唆された。これまで、以上のような共生性に深く関わると考えられる性質に的を絞って解析してきたが、本年度は、グリーンヒドラと共生クロレラの特徴の全体像を探るために、増加遺伝子、欠失遺伝子、水平伝播遺伝子の網羅的解析を行い、共生クロレラでは窒素代謝経路以外にも重要な代謝系遺伝子が失われていることがわかった。さらに、ホストと共生体両方で免疫系遺伝子が増加していること、特殊な二次代謝産物の合成酵素が細菌などから水平伝播によってもたらされていることなどが明らかになった。また、他の藻類共生性刺胞動物であるサンゴの共生システムとの違いを明らかにするため褐虫藻との比較ゲノム解析を行ない、グリーンヒドラの共生クロレラで見られたような硝酸同化システムの退化やアミノ酸輸送体遺伝子の増加は褐虫藻では見られず、ヒドラ共生環境に適応した独自の特徴であると考えられる。以上の結果は論文としてまとめ、eLifeに出版された。グリーンヒドラは特定の緑藻類クロレラを体内に共生させており、これまでにホスト・共生藻間の相互作用に関して多くの生理学的研究がなされてきた。我々はグリーンヒドラを動物ー藻類の共生モデルシステムとし、マイクロアレイ解析やゲノム解析などのゲノム科学的視点からヒドラークロレラ間の協調的な栄養のやりとりや、共生クロレラにおける硝酸同化遺伝子の欠失などを明らかにしてきた。本研究ではさらにヒドラ側のゲノム解析を行い、ホスト・共生体両方の情報から動物ー藻類共生システムの理解を深めることを目的としている。それに加え、この共生システムへの共生細菌の関与を明らかにすることで、動物ー藻類ー細菌共生コミュニティにおける分子相互作用と、ゲノム進化を明らかにすることを目指している。平成27年度はグリーンヒドラのゲノム解析と、グリーンヒドラと共生クロレラの遺伝子モデルの構築を行った。グリーンヒドラゲノムに関しては、Illumina MiseqとHiseqを用いたシークエンシングとNewblerなどによるアセンブルの結果、N50 = 1.1Mの非常に長いScaffoldを得ることができた。ゲノムサイズは約320Mbでこれまでにフローサイトメトリーで予測されていたものとほぼ同等であった。これは非共生性の別種のヒドラのゲノムサイズと比較して非常にコンパクトである。また、グリーンヒドラのmRNA-seqを行いTrinityなどを用いたアセンブル、Augustusなどによる遺伝子予測を行い、約3万の遺伝子モデルを得た。共生クロレラについてもmRNA-seqを行い、約8000遺伝子モデルを得た。また、作成したグリーンヒドラと共生クロレラの遺伝子モデルに関して、非共生性の別種のヒドラ、クロレラなど他の生物の遺伝子と比較してアノテーションをつけた。また、重複や欠損を起こした遺伝子や、細菌などの他の生物からの水平伝播遺伝子の候補リストを作成した。平成27年度は当初の予定通り、グリーンヒドラと共生クロレラ両方のゲノム・トランスクリプトームのシークエンシング、アセンブル、遺伝子モデルの作成を終えた。また、その遺伝子情報を用いて比較ゲノム解析とアノテーション付けをしたことで、今後の解析の基盤を整えることができた。刺胞動物グリーンヒドラは特定の共生クロレラを細胞内に共生させている。これまでに私はグリーンヒドラを動物ー藻類の共生モデルシステムとし、ゲノム・トランスクリプトーム解析などによるゲノム科学的視点から、ホストと共生体の間の協調的な栄養のやりとりや、共生クロレラにおける窒素同化遺伝子の欠失にみられるようなゲノム縮小を明らかにしてきた。本研究では、ホストであるグリーンヒドラと共生体であるクロレラ両方のゲノム情報から動物ー藻類共生システムの理解を深めることを目的としている。それに加え、この共生システムへの細菌の関与を明らかにすることで、動物ー藻類ー微生物コミュニティにおける分子相互作用とゲノム進化を明らかにしたいと考えている。平成27年度はグリーンヒドラのゲノム解読とグリーンヒドラと共生クロレラの遺伝子モデルの構築とそのアノテーション付けを行い、解析の基盤を整えた。平成28年度は共生クロレラの系統関係を詳細に解析し、クロレラ科Meyerella属に属することを明らかにした。さらにグリーンヒドラ、共生クロレラ遺伝子の比較ゲノム解析を行い、欠失遺伝子、重複遺伝子、水平伝播遺伝子の中から、特に光合成や代謝など共生システムに関わっていると考えられるものに着目した。その結果、窒素代謝系においてはこれまでに明らかにした硝酸同化遺伝子群だけでなく尿素トランスポータが欠失しており、他にもアミノ酸、糖代謝において重要な役割をしている遺伝子が欠失している可能性があることがわかった。また共生クロレラでは、(1)タンパク質間相互作用、(2)アミノ酸輸送、(3)細胞壁に関わる多糖類合成、(4)ポリケチド・非リボソーマルペプチド合成酵素に関わる遺伝子が多くみられた。

特にこの中で(3)と(4)に関しては、それぞれウイルスと細菌からの直接または間接的な水平伝播によって獲得された遺伝子であることが示唆された。本研究ではグリーンヒドラとその共生クロレラのゲノム解析を行い、動物ー藻類共生システムの成立と維持のメカニズムやそのゲノム進化を理解することに加え、グリーンヒドラ共生系における共生細菌の関与を明らかにすることを目的としている。平成28年度は、(1)グリーンヒドラ、共生クロレラにおいて欠失、重複、水平伝播をおこした遺伝子の中から、特に光合成や代謝など共生システムに深く関わっていると思われる遺伝子を同定すること、(2)細胞内共生細菌のゲノム解析と系統解析を行う予定であったが、沖縄科学技術大学院大学から岡山大学へと異動となったため、まず初めに飼育、実験、解析環境の整備をする必要があった。そのため、当初予定していた(2)の計画のうち、共生細菌の培養と系統解析を行うことができず、以上の本研究計画の達成度は「やや遅れている」とした。その一方、(1)に関しては目的を達成することができ、(2)に関してはヒドラゲノム配列の中から共生細菌由来であると考えられる配列を分離することができた。刺胞動物グリーンヒドラは特定のクロレラを細胞内に共生させている。本研究ではグリーンヒドラを動物ー藻類の共生モデルシステムとし、ホストであるグリーンヒドラと共生体であるクロレラ両方のゲノム情報から動物ー藻類共生システムの理解を深めることを目的としている。それに加え、この共生システムへの細菌やウイルスなど微生物の関与を明らかにすることで、動物ー藻類ー微生物コミュニティにおける相互作用とゲノム進化を明らかにしたい。前年度までにグリーンヒドラと共生クロレラ両方のゲノム解読を終え、遺伝子モデルの構築とそのアノテーション付けを行い、解析の基盤を整えた。さらに共生クロレラにおける欠失遺伝子、重複遺伝子、水平伝播遺伝子の中から、特に光合成や代謝、生体防御など共生システムに関わっていると考えられる遺伝子を同定した。平成29年度は上記の共生クロレラ遺伝子の比較ゲノム解析と系統解析を行い、共生クロレラの進化の過程を考察した。共生クロレラはヒドラからアミノ酸を供給されているとされており、実際そのゲノムには非常に多くのアミノ酸輸送体遺伝子が存在していた。系統解析の結果、クロレラの共通祖先ですでにこの遺伝子の重複がある程度起こっていたことが明らかになった。このことはクロレラ属が環境中から効率的にアミノ酸を取り込めることを示唆しており、クロレラ属において頻繁かつ独立に共生性が出現していることの理由かもしれない。その一方、ヒドラの共生クロレラではいくつかの窒素代謝遺伝子の欠失や、細菌からの水平伝播による二次代謝産物の合成酵素遺伝子の獲得とその構造の複雑化が起こっているが、これらはヒドラの共生クロレラで独自に起こったと考えられ、共生生活への特異的な適応を反映している可能性がある。以上の結果は論文としてまとめ、投稿中である。
ホメオボックス遺伝子の系統発生的解析

我々は、最下等多細胞動物である海綿に存在するホメオボックス遺伝子の解析を行っている。昨年度までの研究で、海綿から3種のホメオボックス遺伝子を単離し、prox1、prox2、prox3、と名付けた。prox1、prox2、prox3のホメオドメイン部分のアミノ酸配列は、それぞれショウジョウバエのNK-3、Om(1D)、mshと72%、62%、73%と高い相同成を有し、海綿動物の段階で既に高等動物ホメオボックス遺伝子のクラスとしての性質を有していたことが示唆された。今回新たに海綿よりPOUタイプのホメオボックス遺伝子を2種単離し、spou1、spou2と名付けた。POUタイプの遺伝子はホメオドインのみならず、POU特異ドメインを有している。単離されたspodは、POU特異ドメインのアミノ酸配列がヒトのPit-1と73%という高い相同性を示し、spou1もヒトPit-1に最も高い相同性(57%)を示す。このことはPOUタイプのホメオボックス遺伝子が海綿の段階で存在し、POU-タイプの遺伝子の中ではクラスIが原始的であったことを示す。prox1、2、3とspou1、2の間での最も大きな相違は、その発現様式にある。海綿の無性性殖発生過程である芽球からの発生を幾つかのステージに分けて、その発現を見ると、prox1とprox2は全てのステージで発現が見られ、その機能はhouse-keeping的な転写因子と考えられた。一方、spou1とspou2はそれぞれ発生分化の特定のステージに一過性の発現が観察された。このことはspou1とspou2が特定の細胞の特徴を決定する重要な転写因子であることを示唆しいている。
超臨界状態における二酸化炭素をモノマー成分とした共重合反応に関する研究

超臨界状態の二酸化炭素を直接モノマー成分として、比較的簡単な化合物であるエチルビニルエーテルとの共重合反応を数百cm^3スケールの高圧反応器を用いて行った。その結果、比較的弱いルイス酸触媒Al(acac)_3の存在下で、これまで報告された他の二酸化炭素を用いた共重合反応の生成物よりもかなり二酸化炭素導入率の高い共重合体を得ることができた。また、NMRの分析結果から、共重合体中への二酸化炭素の導入形式はケト基とエーテル基の組み合わせであることが分かり、これより、本共重合の反応経路も以前報告された経路に基づきβ-ラクトンを中間体として起こっていると考えられる。また、生成した共重合体の収量や二酸化炭素導入率に及ぼす反応時間、温度、圧力などの種々の操作因子の影響を検討したところ、収量は温度や圧力に対して極大値が存在し、二酸化炭素導入率は温度を低くし、圧力を高くすることにより50%近く(ほぼ交互共重合)まで増加させることが可能であることが分かった。収量に極大値が存在するのは、この反応で超臨界状態の二酸化炭素が反応物と溶媒の2つの役割を同時に果たしているため、両者にとっての最適条件が異なっていることが原因であると考えられる。さらに、この共重合反応は触媒を用いない場合でも収量が半分程度まで減少するものの進行し、また、反応器の内壁も若干ではあるが触媒の役割を果たしていることが分かった。以上の内容は、化学工学会第28回秋季大会('95 9/2729)、第5回東北大学反応化学研究所研究発表会('96 11/6,7)、第7回女性科学者フォーラム女性科学者シンポジウム('96 1/27)で既に発表しており、また、(財)大阪科学技術センター機関紙「the OSTEC」'96 4月号にも掲載予定である。