hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
談話的観点からのフランス語時制の研究

時間軸上に出来事を定位する時制の機能は、Kamp & Ryleの談話表示理論によって記述することができるが、時制の視点的用法において最も重要なのは、談話の進行とともに時間軸に沿って移動する視点である。この視点は談話表示理論にも組み込まれておらず、最大の欠点と言える。このためJoseph le vit remettre ses gants e s'eloigner entrelesarbres. Aubout d'une minute, Paileau avait disparu. (ジョゼフは彼がまた手袋をはめ、木立の間を遠ざかってゆくのを見た。1分後にブレローは姿を消していた)において、大過去avait disparuが単純過去vitよりも後に生じた出来事を表すという誤った見解が生まれる(朝倉季雄『新フランス文法事典』)。実際はau bout d'une minuteにより時間ポインタは前に進んでおり、大過去が単純過去より後の出来事を表しているように見えるのは見かけ上にすぎない。時制の用法を正しく理解するためには、談話の進行とともに移動する時間ポインタという概念と、ボインタに付随する視点を組み込むことが必要である。談話的観点からフランス語の時制の構造と機能を明らかにするという本研究の目的に沿って、伝統的なライヘンバッハのS=発話時点、E=出来事時点、R=基準点という分析装置に談話内人物の視点という4つめのパラメータを組み込む為の理論構築と、それに基づき従属節における時制の一致のメカニズムの明示化を行い、それによって一見すると複雑で多岐にわたるかに見えるフランス語の半過去の振る舞いを正確に記述できることを示した。これによりおおむね順調に進展していると判定できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在まで主にフランス語の過去時制について分析を進めてきたが、今までに整備した概念装置を用いて未来時制についての考察を進める予定である。また研究成果を発表した際に、寺村秀夫の「叙想的テンス」あるいは国語学で言う「ムードのタ」も視野に入れて考察すべきであるとの示唆を受けた。本研究は半過去は基本的に「過去時制、未完了」を表すとの前提に立っているが、確かにUn philosophe qui murait recemmenta laisse beaucoup d'ecrits「最近亡くなった哲学者は多くの著述を残した」のような例では、半過去を未完了と取ることはできず、叙想性が関与していると考えられる。今後はこの叙想性をどのようにして今までの理論構築に組み込むかを考察する予定である。
キャリアー細胞を用いたアデノウイルスベクターによる頭頸部癌の遺伝子治療

頭頸部癌に対しては、手術療法と放射線療法、化学療法を組み合わせた様々な集学的治療法が試みられている。しかし、多くが5年生存率30%前後の予後不良な進行癌であり、新たな治療法の確立が望まれる。本研究では、癌特異的に高発現するミドカインのプロモーター下にウイルスの自己増殖に必要な遺伝子を導入したアデノウイルスベクターを作成した。この基本ベクターに、抗腫瘍効果が期待できるEGFRとVEGFのsiRNAを発現するユニットを導入し、制限増殖型かつ抗腫瘍効果を併せ持つアデノウイルスベクターを作成した。本年は予備段階として下記の二つのプロジェクトを行った。1.血管新生阻害蛋白であるEndostatin遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターAd-Endostatinと代表的な抗がん剤であるシスプラチンとによる併用療法により、エンドスタチンが頭頸部癌腫瘍細胞内のシスプラチン濃度を高めることを証明した。多くの腫瘍細胞においてEGFRやVEGFが高発現し、腫瘍の増殖や転移に深く関わっていることが明らかとなってきた。悪性腫瘍に対する新たな治療薬開発のターゲットとなることが期待され、これらの因子をターゲットとした抗体や阻害剤などの分子標的薬が意欲的に開発されている。頭頸部癌においても例外ではなく、既にEGFRに対する抗体薬が、欧米において標準治療の選択肢の中の一つとして認められつつある。しかし、EGFRやVGEFは体内の正常な細胞においても発現しているため、今までの化学療法薬とは異なった新たな副作用も問題となってきている。そこで、今回我々は腫瘍細胞において特異的に増殖する制限増殖型のアデノウイルスベクターにEGFRやVEGFに対するsiRNAを組み込むことにより、正常組織に有害な副作用を与えることなく、EGFRやVEGFの発現を押さえ込むことを狙った新たな治療法の開発を目的に本研究を計画した。平成22年度は、この制限増殖型アデノウイルスベクターを用いた実験に対して「遺伝子組換え生物等の第二種使用等をする間に執る拡散防止措置の確認」について、文部科学大臣に承認を得ることができたので、アデノウイルスベクターに組み込むためのsiRNAの配列を決定するために,EGFRとVEGFに対して遺伝子発現の抑制効果が確認されている既知のEGFRとVGEFのsiRNA配列を数種類ずつ候補として選び出し、発現ベクターに組み込んだ。現在、培養細胞を用いて、その発現と効果を確認しているところである。本研究の目的は、5年生存率30%と予後不良な頭頸部癌進行癌へのあらたな治療の試みとして、制限増殖型アデノウイルスベクターに抗腫瘍効果を持つ遺伝子を付加し、生体のアデノウイルスに対する中和抗体効果を減じる目的のため、キャリア細胞を用いて投与する遺伝子治療を開発することである。本年度は、1.癌特異的にアデノウイルス増殖が行われるよう、自己増殖に必要な遺伝子群EIAとEIB遺伝子を、癌細胞特異的に活性の高いmidkineプロモーター下流につなぎ、アデノウイルスコスミドベクターに導入した。2.さらに、このベクターに抗腫瘍効果を持つEGFRまたはVEGFのsiRNA配列をRNA polymerase III (pol III)系のヒト由来のU6プロモーター発現するユニットを導入したアデノウイルスコスミドベクターを作成した。siRNA配列は、対EGFRに5種類、対VEGFに2種類を過去の文献などから検索し、合成したものを用意し、それぞれのスクランブル(配列が似ているがsiRNA効果がないコントロール)も用意した。3.いずれのsiRNA配列も、当研究室で構築した発現ベクターによる一過的な導入発現において、癌培養細胞中のEGFRおよびVEGFの発現を低下させることを確認した。現在、アデノウイルスコスミドベクターからアデノウイルス作成および精製を行っており、ウイルス獲得後はin vitro,in vivoの実験系で、その効果を確認していく予定である。
微小管上を歩行する細胞質ダイニンの分子内相互作用の解明

すべての生物は細胞から構成されている。ヒトの細胞の中で、ATPの化学的なエネルギーを利用して、様々な物質が、能動的に輸送されている。多くの人が住んでいる大都市を1細胞と例えると、その中で通勤電車、自動車やトラックが鉄道や幹線道路などを使って人々や食料品、生活雑貨を輸送していることと類似している。この輸送が滞ると大都市では生活が成り立たなくなるのと同様に、細胞内での輸送が滞ると細胞に傷害が発生したり、重篤な場合には細胞死へと至る。細胞質ダイニンは微小管と呼ばれる細胞骨格に沿って、細胞内輸送を能動的に行うタンパク質である。例えば、細胞質ダイニンの輸送が、神経細胞で滞ることと神経変性疾患と関連することが明らかとなっている。細胞質ダイニンは、ホモ2量体であるので、細胞質ダイニンはあたかもヒトが二足歩行するように運動するだろうと推定されている。しかし、ヒトの二足歩行と違う点は、歩行中に両足が微小管から離れてしまうと、重力で、元の位置には着地できず、ブラウン運動のため溶液中に細胞質ダイニンが拡散してしまい、微小管から外れてしまうことである。このため、長距離に渡り細胞質ダイニンが微小管の上を歩行するには2つのモータードメイン間で情報交換が起こっていることが予想されている。そこで、微小管に結合している細胞質ダイニンの2つのモータードメイン間の相互作用の構造学的な基盤を明らかにすることを目指して研究している。さらに、微小管から外れた状態の細胞質ダイニンも構造を調べたところ、2つのモータードメイン間で相互作用していることがわかってきた。昨年度までに、微小管に結合してATP存在下で歩行運動を行う細胞質ダイニンのクライオ電子顕微鏡写真を撮影することができている。その画像処理を行うためには、クライオ電子顕微鏡写真に写っているすべての微小管の極性を決めなくてはならない。先行研究では、これをすべて手動で行い、1,000本の微小管の極性を決めるのに、約1年間を要した。この微小管の極性決定の画像処理のほとんどを自動化して、1,000本の微小管の極性が1週間で決めることができるように、新たなプログラムを作成した。そして、微小管の極性が決まった微小管に結合した細胞質ダイニンの構造を切り出した。その2つのモータードメインの間の距離の分布を得ることに成功した。さらに、微小管から離れた細胞質ダイニンの構造をATP存在下で、化学固定してネガティブ染色することで、電子顕微鏡写真を得た。この電子顕微鏡写真を多数撮影して、その2次元平均構造を単粒子解析法で計算した。その結果、2つのモータードメインが接触している構造が得られた。さらに、この構造には、新規の構造揺らぎがあることが初めて明らかとなった。上記2つの成果を日本生物物理学会年会で発表した。微小管に結合した細胞質ダイニンのクライオ電子顕微鏡写真については、さらに撮影を続けて、得られた構造の解像度を上げる計画である。そして、微小管から離れた細胞質ダイニンについては、新たにクライオ電子顕微鏡で観察して、撮影を行い、構造解析を行う予定である。これらの結果をまとめて、今後、論文に投稿する予定である。細胞質ダイニンは、ヒトなどの真核生物の細胞内で、微小管に沿って細胞内物質を輸送するタンパク質である。ヒトの神経軸索の細胞は、細長く成長して、最長では1メートルにも及ぶことがある。この神経軸索内で細胞質ダイニンが微小管に沿って、ミトコンドリアなどの細胞のオルガネラやアルツハイマー病と関連のあるアミロイドβタンパク質などの細胞内物質の輸送を行う。この輸送が正常に行われることが正常な神経活動には必須であることが知られている。この細胞質ダイニンがどのような構造で微小管上を歩行するかを知ることは、どのように神経軸索の維持を行うか知る上で、また、細胞質ダイニンの運動の分子メカニズムを知る上で重要であるが、未だに未知である。私たちは、微小管上を歩いている細胞質ダイニンを瞬間凍結して、凍結状態のまま透過型電子顕微鏡で観察することで構造を理解することを目指して研究している。平成28年度の研究では、低温での透過型電子顕微鏡の観察条件で飛躍的な改善を行うことができた。まず、研究の初めに、細胞性粘菌で発現して精製した細胞質ダイニンが微小管上を歩いている状態で、瞬間凍結して、凍結状態のまま大阪大学のクライオ電子顕微鏡(低温電子顕微鏡)で観察することに成功した。しかし、電子顕微鏡の低倍率で撮影可能な視野を探すと、全体の視野のごく一部(1%以下の面積)のみでしか解析に耐える薄い氷が張れていなかった。それ以外の部分は、氷が厚くて、電子線を透過できない、または、氷が薄すぎて壊れていて撮影ができない部分であった。この問題を克服するために凍結条件の検討を行った。その結果、全体の25%程度の面積が撮影出来るように改良できた。これで1回のタンパク質の調製で撮影出来る電顕写真の枚数を飛躍的に増やすことに成功した。凍結条件の改良に時間がかかり計画していた電顕写真の6割程度しか撮影が済んでいない。今後は残りの撮影を完了して、画像解析を進めたい。

ヒトを含めた真核生物は数多くの細胞から構成されていて,様々な物質が,細胞内で能動的に輸送されている.多くの人が住んでいる大都市を1細胞と例えると,その中でトラックを使って食料品や生活雑貨が輸送されていることと類似している.この輸送が滞ると大都市では生活が成り立たなくなるのと同様に,細胞内での輸送が滞ると細胞に傷害が発生したり,重篤な場合には細胞死へと至る.細胞質ダイニンは微小管と呼ばれる細胞骨格に沿って,細胞内輸送を行うので,例えば,神経細胞で細胞質ダイニンの輸送が滞ることと神経変性疾患と関連することが明らかとなっている.ダイニンは,化学エネルギーであるATPを加水分解して,得られたエネルギーを力学的な仕事に変える蛋白質である.また,細胞質ダイニンは,ホモ2量体であるので,細胞質ダイニンはあたかもヒトが二足歩行するように運動するだろうと推定されている.これまでに,1量体のダイニン構造は原子分解能(0.28 nm)で明らかにされている.しかし,1量体のダイニンと2量体のダイニンでは,様々な生化学的な性質が違うことが知られている.そのため,2量体の活性状態の構造は,1量体の構造からは推測的できない.そこで,私たちは,ATPを加水分解して,ダイナミックに微小管上を移動している生理学的に最も重要な機能中の細胞質ダイニンを瞬間凍結し,凍結状態のまま電子顕微鏡で観察して,その2つのモータードメインの相互作用を明らかにすることを目指して,研究している.昨年度は凍結条件をこれまでより生理学的な条件で凍結を行うことに成功した.その結果,これまでと違う新たな構造を示唆するデータを得つつある.今後はデータ数を増やして,論文にまとめたいと計画している.昨年度は凍結条件をこれまでより生理学的な条件で凍結を行うことに成功した.これまでは実験の技術的な困難さから,ATP存在しない状態で,細胞質ダイニンを微小管に結合してから,ATPを与えて,歩行を開始させた後に凍結していた.一方で,細胞内には常にATPが存在するので,ATPをダイニンにあらかじめ与えておき,ATP存在下でダイニンが微小管に結合して歩き始める方がこれまでより生理学的な条件で撮影できると考えられる.現在,その方法で,多数の撮影を行っている.また,昨年度は画像解析のためのワークステーションを購入して,電顕解析ソフトのRelion2, CTFFIND4, MotoinCor2などを使って計算を開始している.その結果,これまでと違う新たな構造を示唆するデータを得た.現在,データ数を増やしている.すべての生物は細胞から構成されている。ヒトの細胞の中で、ATPの化学的なエネルギーを利用して、様々な物質が、能動的に輸送されている。多くの人が住んでいる大都市を1細胞と例えると、その中で通勤電車、自動車やトラックが鉄道や幹線道路などを使って人々や食料品、生活雑貨を輸送していることと類似している。この輸送が滞ると大都市では生活が成り立たなくなるのと同様に、細胞内での輸送が滞ると細胞に傷害が発生したり、重篤な場合には細胞死へと至る。細胞質ダイニンは微小管と呼ばれる細胞骨格に沿って、細胞内輸送を能動的に行うタンパク質である。例えば、細胞質ダイニンの輸送が、神経細胞で滞ることと神経変性疾患と関連することが明らかとなっている。細胞質ダイニンは、ホモ2量体であるので、細胞質ダイニンはあたかもヒトが二足歩行するように運動するだろうと推定されている。しかし、ヒトの二足歩行と違う点は、歩行中に両足が微小管から離れてしまうと、重力で、元の位置には着地できず、ブラウン運動のため溶液中に細胞質ダイニンが拡散してしまい、微小管から外れてしまうことである。
メタボリック症候群における細胞外スーパーオキシドジスムターゼの役割に関する研究

本研究は、中年日本人男性労働者においてメタボリック症候群と心血管系における主要な抗酸化酵素である細胞外スーパーオキシドジスムターゼの関係を検討した結果、細胞外スーパーオキシドジスムターゼの血漿濃度がメタボリック症候群を有する対象者群で有意に減少していることを明らかにした。本研究結果は、細胞外スーパーオキシドジスムターゼを標的とした治療がメタボリック症候群に対する新規治療指針となる可能性を示唆している。人体での細胞外抗酸化防御機構において中心的な役割を担っている細胞外スーパーオキシドジスムターゼは、心血管疾患だけでなく高血圧、糖尿病、脂質異常といった様々な疾患の病因・進展に関与している。近年、メタボリック症候群の発症に酸化ストレスの増加が関連することが判明しているが、抗酸化防御機構の関与を検討した報告はない。以上より、本研究では、「メタボリック症候群発症における細胞外スーパーオキシドジスムターゼの役割の解明」を目的とする。今年度、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所に勤務する40歳以上の男性労働者のうち、本研究参加に同意の得られた806名(平均50歳)に対し、健康診断時の内科医診察で病歴や内服薬剤等を聴取し、加えて、臍周囲径、血圧等の理学所見データと脂質、血糖等の採血データを収集した。本研究参加者のメタボリック症候群有病率は11.9%であり、平均細胞外スーパーオキシドジスムターゼ濃度は56.7ng/mLであった。また、メタボリック症候群の病因・進展に関連のあるインスリンとアディポネクチンの濃度を測定した結果、平均はそれぞれ4.27μIU/mL、4.36μg/mLであった。今後、酸化ストレス指標の検討を行い、メタボリック症候群発症には、増加した酸化ストレスだけでなく、抗酸化防御機構の障害、特に細胞外スーパーオキシドジスムターゼの分泌障害も重要な役割を担っていることを明らかにしていく。本研究は、依然として解明されていない「メタボリック症候群発症における抗酸化防御機構の関与」を検討する点に意義があり、抗酸化防御機構の修復、特に細胞外スーパーオキシドジスムターゼの分泌障害の改善が、メタボリック症候群だけでなく生活習慣病に起因した心血管疾患の新規治療戦略となる可能性があり、重要である。人体での細胞外抗酸化防御機構において中心的な役割を担っている細胞外スーパーオキシドジスムターゼ(EC-SOD)は、心血管疾患だけでなく高血圧、糖尿病、脂質異常といった様々な疾患の病因・進展に関与している。以上より、本研究では、「メタボリック症候群におけるEC-SODの役割の解明」を目的とする。本研究は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所に勤務する40歳以上の男性労働者969名のうち、研究参加に同意の得られた840名を対象とし、最終的に、EC-SOD遺伝子変異が疑われる血漿濃度が200ng/mL以上の者、心血管病の既往がある者を除外した799名を検討した。メタボリック症候群は、腹部肥満、中性脂肪高値、HDLコレステロール低値、血圧高値、そして空腹時血糖高値の5項目のうち3項目以上に該当すると診断した。血漿EC-SOD濃度はELISA法で測定した。本研究参加者のメタボリック症候群有病率は12.6%、平均EC-SOD濃度は56.9ng/mLであった。平均EC-SOD濃度は、メタボリック症候群と診断された群で50.9ng/mLであり、メタボリック症候群と診断されなかった群と比較して低値であった。本研究は、メタボリック症候群を有する中年日本人男性においてEC-SOD濃度が減少していることを明らかにした。本研究は、依然として解明されていない「メタボリック症候群発症における抗酸化防御機構の関与」を検討する点に意義があり、抗酸化防御機構の修復、特にEC-SODの分泌障害の改善がメタボリック症候群だけでなく生活習慣病に起因した心血管病の新規治療戦略となる可能性があり、重要である。
原初的商業形態としての水産物行商にみる移動就業行動の時空間的展開に関する研究

本研究は,筆者が移動就業を行う水産物行商人の分布と活動の展開を明らかにした1980年代の研究成果を踏まえ,(1)それ以降の活動の変容を把握するための全国追跡調査(平成15年度)と,(2)個別事例研究の成果(平成16年度)をもとにかつて津々浦々でみられ,近年急速に消え去りつつある水産物行商活動について地理学からの体系的研究を企図したものである。初年度の全国調査は,先に調査,論文化した中国,九州地方に続き,5月に関東地方,8月に中部,近畿地方,9月に四国地方,1112月に北海道・東北地方の全都道府県庁食品衛生関係機関を回り,営業者数の変化,保健所区別の営業者数の把握,関連条例法規の把握,および近年の状況に関する聞き取り調査,県立図書館などにおける関連文献の入手を行った。その成果については,『宮崎大学教育文化学部紀要』に順次発表した。2年目には,初年度の成果のとりまとめと現在でも活動の盛んな地域における個別事例研究を進めた。全国調査の結果,(1)行商人数が前回の22,437名から6,772名へ,自動車営業者が15,565名から8,391名へともに激減したこと。(2)行商人の分布が前回同様沿岸漁村部を中心に展開しているのに対し,自動車営業者は内陸僻地など,従来の鮮魚流通の空白地を埋める展開から,こちらも沿岸部に活動中心が移動するという大きな変化が認められた。在来型行商活動活発地域として,16年12月に兵庫県津名地区,17年2月に新潟県村上地区,1月に北海道江差地区,自動車営業活動活発地域として,2月に岡山県阿新地区,16年12月に京都府周山地区,2月に山口県萩地区でそれぞれ現地調査を行い,地域事情に基づく活動の展開について情報を得ることができた(『教育文化学部紀要』に投稿中)。本研究は,筆者が移動就業者の一例である水産物行商人の分布と活動の展開に関して1980年代に行った全国調査の結果を踏まえ,(1)それ以降の活動変容を明らかにするための全国追跡調査(平成15年度)と,(2)個別事例研究の成果(熊本市と天草地区の比較,群馬県沼田地区他;平成16年度)をもとに,かつて全国津々浦々でみられ,近年急速に消え去りつつある水産物行商活動に関する地理学からの体系的研究を企図したものである。今年度実施した全国調査は,先に調査,論文化した中国,九州地方に続けて,5月までに関東地方,8月に中部,近畿地方,9月に四国地方,1112月に北海道・東北地方の全都道府県庁食品衛生関係機関を回って,営業者数の変化,保健所区別の営業者数の他,関連条例法規の内容,および近年の状況に関する聞き取り調査,県立図書館などにおける関連文献の入手を行った。その成果については,現在,「宮崎大学教育文化学部紀要」に順次発表中である。全体的な傾向として,在来型行商(伝統的な漁村女性労働の系譜をひく行商形態)人は,全国的に減少傾向が顕著であり,内陸諸県ではほとんどなくなった所もあった。ただし,都市近郊地区などで増えた地区もみられる。自動車営業者も全国的に減少しているが,減少率は在来型行商ほど大きくない。かつて,分布上の特徴として,沿岸漁村に集中する在来型行商に対し,離島,山間僻地に強い自動車営業という明瞭な営業地の住み分けがみとめられた。

この傾向は,今日でも概ねみとめられるが,自動車営業に関しては,僻地においても営業者数が急減する例外的な事例もあり,今後,より詳細な地域的分析が必要である。本研究は,筆者が移動就業を行う水産物行商人の分布と活動の展開を明らかにした1980年代の研究成果を踏まえ,(1)それ以降の活動の変容を把握するための全国追跡調査(平成15年度)と,(2)個別事例研究の成果(平成16年度)をもとにかつて津々浦々でみられ,近年急速に消え去りつつある水産物行商活動について地理学からの体系的研究を企図したものである。初年度の全国調査は,先に調査,論文化した中国,九州地方に続けて5月に関東地方,8月に中部,近畿地方,9月に四国地方,1112月に北海道・東北地方の全都道府県庁食品衛生関係機関を回って,営業者数の変化,保健所区別の営業者数の把握の他,関連条例法規の内容,および近年の状況に関する聞き取り調査,県立図書館などにおける関連文献の入手を行った。その成果については,『宮崎大学教育文化学部紀要』に順次発表した。2年目には,初年度の成果のとりまとめと現在でも活動の盛んな地域における個別事例研究を進めた。全国調査の成果として,(1)行商人数が前回の22,437名から6,772名へ,自動車営業者が15,565名から8,391名へともに激減していること。(2)行商人の分布が沿岸漁村部を中心に展開している点は,前回と同様であった。一方,自動車営業者は前回調査で内陸僻地など,従来の鮮魚流通の空白地を埋める形で展開していたが,今回は、内陸部で特に営業者が減少し,こちらも沿岸部に活動中心が移動するという大きな変化が認められた。行商活動活発地域の事例として,北海道江差地区,新潟県村上地区,兵庫県津名地区,自動車営業活動活発地域として,岡山県阿新地区,京都府周山地区,山口県萩地区,熊本市,熊本県天草地区について,それぞれ現地調査を行い,地域事情に基づく活動の展開について情報を得ることができた(現在,論文執筆中)。
時間的に一様でないマルコフ過程の再帰性とその応用

平成8,9年度に研究課題「時間的に一様でないマルコフ過程の再帰性とその応用」により、科学研究費の補助を受け、従来研究されてこなかった、時間的に変動するマルコフ過程の再帰性に関する一般的取り扱いについて研究を始めた。時間的に一様なマルコフ過程M=(X_t,P_x)の再帰性は、同値な条件(s)(滞在時間の無限性)∫^∞_0I_C(X_t)dt=0or∞a.s.P_x,(w)(確率1での到達可能性)P_x(σ_c<∞)=0or1,(m)(平均滞在時間の無限性)E_x∫^∞_0I_C(X_t)dt)=0or∞.として定義される。ところが、時間的に変動する場合は、一度帰ってくるまでの挙動とその後の挙動は一般に関係がない。そのために、上の条件はもはや同値ではない。しかし、(s)より(m),(w)が従う事は分かる。またこれらの性質は場所だけに関係する時間変更では不変であるが、時間的にも依存した時間変更については(w)を除いて不変ではない。この研究においては、初めに(s)および(w)が成り立つための一般的な公理を与えた。この公理は、それぞれ、ある加法的汎関数あるいは集合でkillingした過程の推移確率の減少の位数と密接に関係がある。この公理を用いて、ブラウン運動をφ(t)により時間変更を行った場合に(s)が成り立つためのφ(t)の増大の位数を与えた。さらに、ある種の時間的に一様な再帰的拡散過程を、関数ρ(t,x)を用いて∇logρによりずれの変換を施した拡散過程が再帰的となるためのρの条件を与えた。この様なクラスは確率力学とも関連し重要であると考える。(s)の意味の再帰性は、エルゴード定理および加法的汎関数の比に関する極限定理などの、極限定理を考察するときには欠かせない性質と考えられる。従って、本研究は時間的に一様でない再帰的マルコフ過程の極限定理の研究への新しい問題を提供した。これらは、従来の研究に無い新しい課題であり、現在の段階では種々の条件を課した部分的な結果しか得ていないが、今後の発展が望まれる課題と考える。本年度の研究の目的は、時間的に一様でないマルコフ過程の再帰性の一般的取り扱いの可能性、特にその定義及び判定条件を検討することであった。その検討の過程で、時間的に一様な場合と種々の面で異なる事が明らかになってきている。即ち、時間的に一様な場合の再帰性は任意の集合に必ず帰ってくる事あるいは無限時間滞在する事と定義され、それらは同値である。ところが時間的に一様でなければ、これらの性質は同値ではなく後者が前者より強い。この事により、この研究では二つの再帰性(強い意味および弱い意味の再帰性)について検討する。いずれの定義についても、再帰性はある種の時間変更については不変である。

同様に時間的に一様な場合、拡張されたディリクレー形式は時間変更について不変であり、この事からディリクレー形式の同値性から再帰性の同値性が得られるが、時間的に一様でない場合はディリクレー形式は時間変更について不変でない。本年度の研究においては時間的に一様でない一般的な拡散過程について、その判定条件を与えた。この条件を用いて再帰的な時間的に一様な拡散過程から、時間に依存する正の関数p(t,x)を用いて、∇logpによるずれの変換で得られる拡散過程について、再帰性の条件を∇pにより特徴付ける結果を求めた。上述の様に、再帰性は時間変更で不変であるが、ディリクレー形式は変わるため、同値な形式は統一的に再帰性の条件を与えるかどうかは興味のある問題である。しかし、少なくとも強い意味の再帰性は統一的に扱えないという例を求め、1,2次元のブラウン運動の場合に、時間変数だけから決まる凡関数での時間変更で得られる拡散過程について再帰性の条件を示した。以上の結果では一般的な判定条件を十分には使っていない。これらの結果を精密にする事及び新たに問題となった時間変更の性質を調べることが次年度の課題である。M=(X_t,P_x)が時間的に一様でない場合は、再帰性は上式で出発点xの代わりに、出発時刻まで含めた(s,x)とおいて定義するのが自然と考えられる。このとき、性質(s)より(ω),(m)は従うが、その他の条件の強弱は云えない。再帰性の定義としては(ω)が自然と思われるが、極限定理を取り扱う場合は(s)又は(m)が重要である。(ω)に関しては自己相似な加法過程の場合は(ω)が成立しない場合は|Xt|→∞である事が佐藤-山室により示された。この研究では(m)に関しては出発時間の変動に伴う推移確率の変化に関するある種の条件のもとで、(m)が成立しなければE_<(s,x)>(∫^∞_sf(X_t)dt)が有界になることはない事が分かった。また本年度の研究では主として(s)に関連した性質を取り扱った。前年度の研究で時間的に一様でない場合の(s)および(ω)のための一般的な判定条件を与えた。またそれを用いてブラウン運動を時間変更した場合に(s)のための時間の増大度に関する条件を与えた。この公理はずれの変換で得られるある種の拡散過程についても使える事が分かりそれを発表した。引き続き、今年度の研究において、(s)の性質をもつマルコフ過程の応用として、エルゴード定理および加法的汎関数の比に関する極限定理の研究への取り組みを始めた。これらは、従来の研究に無い新しい課題であり、現在のところ種々の条件を課した部分的な結果しか得ていないが、今後の発展が望まれる課題である。
高拘束補強を用いてヒンジ発生位置を限定した鉄筋コンクリート柱部材の開発

(概要)・地震時における鉄筋コンクリート(以下RC)柱部材の損傷低減および、部材損傷領域の変形機構解明を目的として、魚形断面のRC柱部材に対し曲げせん断実験を行った。RC柱部材両端部に重度の横拘束補強(D6@17mm:補強位置については実験パラメータ)を施すことにより、部材の損傷領域を限定することの可能性について調べ、横拘束補強筋の配置と部材変形量と損傷の程度、変形機構との関係を検討した。新たな計測方法の試みとして、破壊の進展状況を高性能デジタルカメラにより撮影・計測した。(経過・結果)平成14、15年年度に各6体の載荷実験を行った。平成14年度は、損傷予定領域の大きさ(重度の横拘束補強筋の配筋位置により決定される)を主パラメータ(100mm、150mm区間)とした(軸力比0.3)。その結果、(1)重度の横補強は、せん断ひび割れの進展を抑制する点では効果があるが、コンクリートを拘束することによる塑性ヒンジ発生位置を限定させる点においては効果がないこと、(2)重度の横補強筋の配置の有無にかかわらず、引張側に発生する主たるひび割れ本数は同じ(3本)であり、ヒンジ部の変形の5割以上がスタブ極近傍に発生するひび割れに起因する。事を明らかにした。平成15年度は、横補強筋の影響がより強く表れる高軸力の場合(軸力比0.5)の実験を行った。また重度の横補強筋の効果を明確に判定するため、ヒンジ発生予定領域の両側に配置される重度の横拘束補強筋の片側を除いた試験体についても実験した。その結果、(1)重度の横拘束補強筋の配置は、配置位置によらず部材変形角(R)1/50以下での部材曲げ挙動に影響を与えない。一方、R=1/50を超える終局域では、柱中央部寄り、およびスタブ側位置の両方に配置する場合にのみ、部材のスプリット、およびせん断ずれを防止し、靭性を向上させる効果がある。ことを明らかにした。鉄筋コンクリート(RC)柱部材において,補修領域の明確化と,その変形機構の解明の容易化を目的として,部材の塑性ヒンジ発生位置を重度の横補強筋を用いることにより限定したRC柱部材の曲げせん断実験を行った。試験体数は6体であり、実構造物のおよそ1/3スケール(250mm×250mm角形断面、部材長1000mm)。載荷条件は、軸力比0.3、履歴を部材角1/50、1/30での各3回正負交番とした。得られた知見を以下に示す。(1)重度の横補強筋の配置の有無にかかわらず,引張側に発生する主たるひび割れ本数は同じ(3本)であり,ヒンジ部の変形の5割以上がスタブ極近傍に発生するひび割れに起因している。(2)柱脚部の重度の横補強は,主筋-コンクリート間の付着を低下させるため,2番目(スタブ側から数えて)のひび割れ発生位置は通常配筋のものに比べて柱中央よりとなる。(3)部材中央よりの重度の横補強は,せん断ひび割れの進展を抑制する点では効果があるが,コンクリートを拘束することによる塑性ヒンジ発生位置を限定させる点においては効果がない。(4)部材角1/100を超える変形域において,柱脚に重度の補強筋を配置した部材では,配置されない部材に比べてスタブ極近傍でのコンクリート圧縮縁ひずみの集中を緩和できる。また,ヒンジ部での回転のスタブ極近傍への集中を抑制できる。(5)デジタルカメラを用いたスタブ極近傍の圧縮縁ひずみの値は,通常のコンクリート圧縮強度時ひずみの数倍の値となることから,相当量の柱部のスタブ部へのめりこみを予想することが妥当である。本研究は平成15年度継続であり、平成14年度の成果を基に、曲げ変形機構の解明とより効果的な補強筋配置法について研究を行う予定である。事を明らかにした。

その結果、(1)重度の横拘束補強筋の配置は、配置位置によらず部材変形角(R)1/50以下での部材曲げ挙動に影響を与えない。一方、R=1/50を超える終局域では、柱中央部寄り、およびスタブ側位置の両方に配置する場合にのみ、部材のスプリット、およびせん断ずれを防止し、靭性を向上させる効果がある。ことを明らかにした。
XMLを利用したコースウェア教材の共有化支援に関する研究

本研究では、XMLを用いてコースウェア教材の新たな構造定義手法を提案して、コースウェア教材開発の標準的一手法の確立、並びにインターネット上における教材相互利用の促進に貢献することを目的とした。教材構造定義に際しては、XMLによる単なる構造定義に留まらず、多様な学習者への対応を考慮に入れた枠組みを取り入れ、学習者適応型教育支援システムでの利用に適した教材実装手段の実現を目指した点に特徴がある。また、学習者個々に対応しやすい教育対象分野として、研究の早期よりネットワーク管理者教育を具体例に定め、併せて検討を進めてきた。しかし、研究期間半ば頃になると、教材コンテンツのSCORM規格が急速に標準的地位を確立しはじめ、本研究における独自の教材構造化手法の評価を仰ぐことが困難な状況となった。SCORM規格は、本の目次構造程度の教材表現に現在は留まっているが、引き続き高度個別教育対応を見据えた仕様拡張が進められている。そこで、研究期間の半ば頃からXMLを用いた教材構造化と平行して研究を進めてきた、ネットワーク管理者教育のための学習環境構築手法等についての具体的な検討も行った。その結果、教材構造化とは別に、ネットワーク管理者育成のための新たな教育手法を確立するまでの成果を納めることができた。以上のように、技術の急速な進展の影響で独自仕様である教材構造に対応した評価システムを開発するまでには至らなかったが、研究当初から評価用に考えていた教材ドメインが幸いして、研究の比重を教育環境構築手法に移行することができ、新たな知見を得ることもできた。今後は、研究の初期段階に得られた教材構造化の知見も生かしながら、SCORM対応への方向転換を計るとともに、研究後半に得られた成果をさらに発展させ、実用的かつ共有可能な教材開発に取り組んで行く予定である。本研究では、近年急速に注目されているデータ構造定義言語であるXMLを用い、CAIコースウェア教材構造の新たな定義手法を提案し、今後のコースウェア教材開発における標準的一手法を確立するとともに、インターネット上における教材の相互利用を促進することを目的としている。なお、XMLによる教材構造定義に際しては、単なる構造定義に留まらず、多様な学習者への対応を考慮に入れた枠組みを構造定義に反映させようとしているところに特徴があり、最終的に支援システムを試作した評価までを行う予定となっている。研究の初年度となる本年度は、コースウェア学習における多様な学習者への対応を考慮に入れた枠組みに基づいて、本研究で新たに提案するコースウェア教材構成要素のXMLを用いた構造定義手法を確立するとともに、コースウェア教材を開発・管理する上で必要となる教材サーバの開発環境の構築と評価を、本研究費の機器備品費で購入したワークステーション上で行った。コースウェア教材構成要素の構造定義に関しては、以前から継続的に研究を進めてきた教材構成要素の洗い出しを完了し、XML利用に伴う修正や拡張定義等を施すとともに、構造を記述するXMLタグのネーミングを決定した。定義後は、実用的な教材開発を指向していることから、サンプル教材のドメインを社会的な要請の強いネットワーク管理者教育に定め、教材表現力や学習者適応型教材としての妥当性に関する考察も行った。本研究では、近年注目を集めているXML(eXtensible Markup Language).を用い、CAIコースウェア教材構造の新たな定義手法を提案し、今後のコースウェア教材開発における標準的一手法を確立するとともに、インターネット上での教材の相互利用の促進に寄与することを目的としている。XMLによる教材構造定義に際しては、単なる構造定義に留まらず、多様な学習者への対応を考慮に入れた枠組みを構造定義に反映させ、学習者適応型教育支援システム用途に適した教材実装を実現しようとしているところに大きな特徴がる。これにより、学習者適応型コース

ウェアの教材構造の一標準化への貢献、並びにそれに伴う教材の再利用促進効果などが期待される。研究の2年目となる今年度は、昨年度にXMLで定義されたタグセットを用い、教材表現力や学習者適応型教材としてのブラウザへの表示方法に関するシステム実装評価・考察を中心に研究を行った。現状では、適応型教材にXSL等により記述したスタイルシートを適用し、学習者ごとに異なる教材提示を行う枠組みで検討を進められており、サーバサイドの処理系やXML関連処理系等を用いて開発したプロトタイプシステムによる機能評価、並びに考察を行った。さらに、最新のWebサービス技術の導入に関する検討を始め、より柔軟なシステム構成とするための可能性について、次年度の研究遂行へ向けた評価・考察を進めている。本研究では、XMLを用いてコースウェア教材構造の新たな定義手法を提案し、今後のコースウェア教材開発における標準的一手法を確立するとともに、インターネット上での教材の相互利用促進に寄与することを目的として開始された。XMLによる教材構造定義に際しては、単なる構造定義に留まらず、多様な学習者への対応を考慮に入れた枠組みを構造定義に反映させ、学習者適応型教育支援システム用途に適した教材実装を実現しようとしているところが特徴である。また、学習者個々に対応したバリエーションを設けやすいことから、ネットワーク管理者教育を具体的教材例に定め、検討を進めてきた。しかし、研究期間半ば頃になると、教材コンテンツのSCORM規格が急速に標準的地位を確立しはじめ、本研究のような独自の構造化手法の評価を仰ぐことが困難な状況となってきた。SCORM規格の現状は、本の目次構造程度の教材表現に留まっているが、高度個別教育への対応を見据えた仕様拡張が引き続き進められている。そこで、研究の最終年度では、XMLを用いた教材構造化と平行して研究を進めてきたネットワーク管理者教育用の学習環境構築について具体的な検討を行った。その結果、教材構造化とは別に、ネットワーク管理者育成のための新たな教育手法を確立するに至る成果を納めることができた。このように、技術の急速な進展に伴い、先に提案した独自仕様である教材構造に対応した評価システムを開発することは、色々な面から困難な局面を迎えることとなった。しかし、評価用に考えていた教材ドメインが幸いして、研究の比重を教育環境構築に移すことができ、新たな知見を得ることもできた。今後は、研究の初期段階に得られた知見も生かしながら、SCORM対応への方向転換を計るとともに、研究期間後半に得られた研究成果をさらに発展させ、実用的かつ共有可能な教材開発に取り組んで行く予定である。
超原子価ケイ素化学種を利用する新しいオレフィン化反応の開発と反応機構の解析

α,β-不飽和スルホンは有機合成化学上有用な化合物であり、その立体選択的な合成法の確立が望まれるが、一般性のあるシス体の合成法は確立されていない。我々はケイ素元素の特性を利用したPeterson反応による合成を計画した。既に前年度の研究においてアルコキシアルキルオキシ基をケイ素原子に結合させた試薬では種々のアルデヒドとの反応で高いシス選択性でα,β-不飽和スルホンを与えることを見出している。今年度の研究ではより効率的なアルコキシアルキル基のアルコキシ基の部分をどのような構造にするのか、またアルキル部分の長さと構造についても種々検討し新しいケイ素化合物を合成してその反応性を調べた。その結果、前年度合成していなかった化合物で、高い選択性と高い収率が再現性を持って得られる試薬を見出すことに成功した。さらに、本反応は反応温度、濃度、溶媒により大きく影響されるため反応条件の最適化を行い、脂肪族アルデヒドとの反応に関しては最適条件を見出すことができた。現在、芳香族アルデヒドとの反応条件の検討をさらに続けている。また、同じ手法を用いてシス-α,β-不飽和スルホネートエステルやシス-α,β-不飽和アミドの合成にも成功している。26年度が最終年度であるため、記入しない。α,β-不飽和スルホンは有機合成化学上有用な化合物であり、その立体選択的な合成法の確立が望まれているが、一般性のあるシス体の合成法は確立されていない。我々はケイ素元素の特徴を利用するPeterson反応による合成を計画した。しかし、通常のPeterson試薬ではオレフィンの立体選択性はほとんど得られないので、ケイ素原子上にアルコキシ基を導入することでキレーションにより立体選択性を制御する計画をたて、Ph2(tBuO)Si基をもつスルホン試薬を合成した。種々のアルデヒドとの反応をLi塩基を用いて行った所、ベンズアルデヒドおよびα位が2級のアルデヒドでは90:1095:5のシス選択性でα,β-不飽和スルホンが得られることが分かった。α位が1級、3級では2:14:1程度のシス選択性であった。この選択性を改善するためにキレーション能力をさらに高める試みとしてケイ素上にアルコキシアルキルオキシ基を導入した試薬の開発を行った。種々のアルデヒドとの反応を行った所、シス選択性を改善することに成功した。シス選択的なα,β-不飽和スルホンの立体選択的な合成試薬の開発に成功している。今後はより高い選択性と収率を与える条件の検討などが必要である。最適なケイ素置換基を探し、高いシス選択性、反応収率を与える反応条件の確立を目指す。また、試薬は作りやすくなくては利用価値が低下するため、実用性についても考える必要がある。
中性子計測は完全な電極構造を持ったダイヤモンド検出器が有効である

D-T核融合炉において発生する14MeVの中性子検出に対して、ダイヤモンド検出器内で生じるC-12(n,α)Be-9反応から生じるα線を検出することを様々なグループが試みているが、あまり良好な結果は得られていない。ダイヤモンドはエネルギーバンドギャップが高いため、ショットキー電極を得ることは容易であるが、オーミック電極(以下OE)を得ることは難しい。OEが不完全な場合は、ダイヤモンド内でフェルミ準位がゆがみ、放射線によって生じたキャリア(電子・正孔)が押し戻されるという現象がおこる。またOE側からα線を照射した場合、時間と共に波高値が落ちていくという、いわゆるポーラリゼーション効果が見られることになる。現在までに我々のグループでは、DLCを表面に着けることによって、OEを製作することに成功していた。しかしこの電極は、もろい、という問題が残されていた。そこで、本研究ではDLCに替わってta-Cを用い、OEの形成を試みた。このta-CはDLCよりも単結晶ダイヤモンドに対して付着力が強く、様々な酸、アルカリに対して、優れた安定性が認められた。また、ta-CをOEとして用い、放射線検出器を製作したところ、ポーラリゼーション効果が無かったことから、OEとしては有効であることが確認された。ただし、この検出器に対してダイオード特性を見ると逆方向電流は数pAと安定した値が得られたが、順方向特性の立ち上がり電圧は1V程度で良好であるが、電流が急激に上がらず、数100数10kΩの抵抗特性が見られた。これは、ta-C電極膜に抵抗があることを意味しており、またta-C膜を製作する際の様々な条件で、その抵抗値が変化していると考えられる。今後は、taC膜をさらに検討し、良好な条件を見つけていきたいと考えている。D-T核融合炉において発生する14MeVの中性子の検出を行う際、ダイヤモンド検出器の利用が考えられる。ダイヤモンドは炭素であり、C-12(n,α)Be-9の反応を起こしやすいことは周知の事実である。このダイヤモンド検出器に関し、他の様々なグループが開発を行っているが、あまり良好な結果は得られていない。それはダイヤモンド検出器に対して完全なるオーミック電極ができておらず、検出器内部で発生したキャリアが完全には収集できていないと考えられる。本研究では、完全なオーミック電極を用いたダイヤモンド検出器の製作を行い、実際に中性子を照射して、発生するα線のエネルギー分解能を測定することを目的としている。ダイヤモンド検出器の内部でも放射線入射に対して、良好なデータを得るには、オーミック電極を作ることが重要と考えている。特にワイド・バンドギャップのダイヤモンドにとってはショットキー接触電極を得ることは簡単だが、オーミック電極を得ることは難しいことで、様々なグループがこの製法をアプローチしてきた。現在までに、DLCを用いたオーミック電極ができているが、この薄膜は、もろく、安定性という点では問題が残されている。ここでtaCという新しい電極素材を用いてオーミック電極ができないかどうかが、本研究の主題である。このtaCに対しては、すでに研究を試みているが、高温処理などの方法は未解決な問題が多く、平成20年度中にこのtaC膜を検討していきたいと考えている。また、実際に製作したダイヤモンド検出器を使用して原子力研究所において中性子の検出実験を行い、ダイヤモンド検出器の性能を確かめたいと思っている。
低侵襲性を求めた完全内視鏡下心臓手術法の確立

当施設では内視鏡手術支援ロボットZEUS surgicalsystemを導入し、未来の心臓血管外科手術のあり方を探っている。内視鏡手術支援ロボットZEUS surgicalsystemは、術者が手術野外から操作できるという遠隔操作が可能である。これを生かしてニューヨークにいる術者が手術操作用のコンソールを操って、パリの病院の手術室で待機している患者の手術を行うという、Tele-Surgeryが実現した。わが国においてもZEUS surgicalsystemによるTele-Surgeryを導入すれば、術者を有する基幹病院といくつかのsatelite病院からなる診療ユニットを構成し、各施設ごとにばらつきのある治療成績をより均一化させ、どこでも同じqualityの手術を受けることができるという可能性が示唆される。当施設では幾多の動物実験を重ねることでZEUS surgical systemを用いた手術手技の確立を図り、平成13年度には6例の症例に対してZEUS sergical systemを導入した。6例中3例は虚血性心疾患で、いずれも冠動脈バイパス術における左内胸動脈グラフト採取に用いた。今後はさらに心停止下の冠動脈バイパス吻合や、心拍動下の冠動脈バイパス吻合に導入していく方針である。また心房中隔欠損症に導入した3例ではいずれも欠損孔閉鎖術に用いた。3例中2例は肋間小開胸を必要としたが、1例は完全内視鏡下にZEUS surgicalsystemによる心房中隔欠損閉鎖術を遂行でき、これは世界第一例目であって、現在論文投稿中である。今後はさらに僧帽弁形成術にも応用を考えており、この成果を活かして未来の心臓血管外科手術のあり方を探り、さらなる低侵襲化の可能性を探求するとともに、学会発表等を通じてこの技術の普及に貢献していく考えである。
高等植物におけるタイプBモノガラクトシルジアシルグリセロール合成酵素の機能

高等植物の葉緑体では、モノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)とジガラクトシルジアシルグリセロールがチラコイド膜脂質の約80%を占めており、光合成膜構築において極めて重要な脂質となっている。さらに近年、これらの糖脂質がリン欠乏時に多量に合成され、細胞膜やミトコンドリア膜に局在することでリン脂質の減少を補っていることが明らかとなった。このようなリン欠乏時に見られるリン脂質から糖脂質への転換は、植物がリン欠乏に対応するための適応機構の一つと考えられるが、その重要性はまだ良く分かっていなかった。そこで本研究では、リン欠乏応答性のtypeB MGDG合成酵素遺伝子の変異体解析を行うことで、リン欠乏時における膜脂質転換機構の重要性を明らかにすることを目的とした。T-DNA挿入変異体の探索によって、typeB MGDG合成酵素遺伝子であるMGD2,MGD3のノックアウト変異体、mgd2-1およびmgd3-1の単離に成功した。また、これらの変異体の掛け合せにより、mgd2mgd3二重変異体を得た。これらの変異体における脂質解析の結果、リン欠乏時に起こる糖脂質の増加には、特に、MGD3が重要であることが分かった。根においてその重要性は顕著であり、mgd2mgd3二重変異体ではリン欠乏によるガラクト脂質の増加がほとんど見られなかった。そこで、これらの変異体で見られたリン欠乏時の糖脂質代謝異常が、植物の生長にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、mgd2mgd3二重変異体では、重量の減少、根の伸長阻害、子葉での光合成活性の減少が観察された。これらの表現型はリン欠乏時にのみ見られたことから、、MTGD2/3はリン欠乏時の糖脂質の増加に特異的に寄与していると考えられる。さらにこれらの結果は、リン欠乏時に見られる膜脂質の質的転換が実際に植物の生長に重要であることを示している。植物においてリンは三大栄養素の一つであり、生体内において重要な役割を担っている。その一つとして、植物では生体リンの約3割がリン脂質として生体膜の構成に寄与している。一方、植物の膜系の大部分は、光合成の場である葉緑体チラコイド膜であり、その約80%をモノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)などのガラクト糖脂質が占めている。これまで、高等植物ではガラクト脂質はプラスチド特有の脂質であり、ミトコンドリア膜や細胞膜には存在しないと考えられてきた。しかし、最近の研究により、リン欠乏時にはリン脂質が減少するとともに、ガラクト脂質がミトコンドリア膜や細胞膜に局在することで膜系の維持を行っていることが示唆された。糖脂質によるリン脂質の相補は、リン欠乏への適応において優れた戦略であり、この膜脂質の転換機構を明らかにすることは、低リン耐性植物の育種を目指す上で重要であると考えられる。そこで、本研究では、リン欠乏時におけるガラクト脂質合成の鍵酵素であるtypeB MGDG合成酵素遺伝子の発現制御機構の解明を目指した。レポーター遺伝子を用いた解析から、typeB MGD遺伝子のリン酸欠乏応答にはオーキシンが必須であり、それに対し、サイトカイニンが抑制的に作用することが分かった。また、これらの制御はtypeB MGD遺伝子の応答のみならず、膜脂質転換の全体的な制御にも重要であることが明らかとなった。しかし、リンが豊富な条件下ではオーキシンを外から植物に与えてもtypeB MGD遺伝子の発現を誘導することはできない。そこで、リン酸の非代謝アナログである亜リン酸を用いた実験を行ったところ、これらの遺伝子の制御や膜脂質転換にリン酸が直接シグナルとして関わっていることが分かった。以上のことから、リン欠乏時の膜脂質転換にはリン酸シグナルと植物ホルモンの両方による制御が重要であることが分かった。高等植物の葉緑体では、モノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)とジガラクトシルジアシルグリセロールがチラコイド膜脂質の約80%を占めている。これらのガラクト脂質は、栄養が十分な生育条件下では葉緑体外にはほとんど存在しない。しかし、リン欠乏時にはミトコンドリア膜や細胞膜に蓄積することが知られており、これらの糖脂質がリン脂質の減少を補っていることが示唆されている。このように、環境に応じて糖脂質がリン脂質の代替をすることで、植物はリン欠乏への適応性を高めていると考えられる。本研究では、このリン欠乏時における膜脂質の転換機構を、糖脂質合成の観点から明らかにすることを目的としている。シロイヌナズナを用いた研究から、リン欠乏時にはタイプB MGDG合成酵素遺伝子の発現が上昇し、それに伴ってMGDG合成活性が増大することが分った。さらに、リン欠乏時におけるタイプB MGD遺伝子の発現制御に、リン酸が直接シグナルとして関わっていることや、オーキシンとサイトカイニンのバランスが重要であることを明らかにした。脂質解析を行ったところ、これらのシグナルは実際、リン欠乏時における脂質の転換にも関与していることが明らかとなった。オーキシン非感受性二重変異体axr4 aux1では、リン欠乏時でのタイプB MGD遺伝子の発現誘導が低下し、また糖脂質の蓄積も減少していたことから、オーキシンシグナルが実際にin vivoでリン欠乏時での糖脂質の蓄積に重要な役割を担っていると考えられる。リン欠乏は植物体全体において起こるのに対し、オーキシンなどの植物ホルモンによるシグナルは組織特異的に誘導されることから、リン欠乏時には、このような機構によって、必要な組織のみで膜の転換が誘導されるようになっているのだろう。

高等植物の葉緑体では、モノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)とジガラクトシルジアシルグリセロールがチラコイド膜脂質の約80%を占めており、光合成膜構築において極めて重要な脂質となっている。さらに近年、これらの糖脂質がリン欠乏時に多量に合成され、細胞膜やミトコンドリア膜に局在することでリン脂質の減少を補っていることが明らかとなった。このようなリン欠乏時に見られるリン脂質から糖脂質への転換は、植物がリン欠乏に対応するための適応機構の一つと考えられるが、その重要性はまだ良く分かっていなかった。そこで本研究では、リン欠乏応答性のtypeB MGDG合成酵素遺伝子の変異体解析を行うことで、リン欠乏時における膜脂質転換機構の重要性を明らかにすることを目的とした。T-DNA挿入変異体の探索によって、typeB MGDG合成酵素遺伝子であるMGD2,MGD3のノックアウト変異体、mgd2-1およびmgd3-1の単離に成功した。また、これらの変異体の掛け合せにより、mgd2mgd3二重変異体を得た。これらの変異体における脂質解析の結果、リン欠乏時に起こる糖脂質の増加には、特に、MGD3が重要であることが分かった。根においてその重要性は顕著であり、mgd2mgd3二重変異体ではリン欠乏によるガラクト脂質の増加がほとんど見られなかった。そこで、これらの変異体で見られたリン欠乏時の糖脂質代謝異常が、植物の生長にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、mgd2mgd3二重変異体では、重量の減少、根の伸長阻害、子葉での光合成活性の減少が観察された。これらの表現型はリン欠乏時にのみ見られたことから、、MTGD2/3はリン欠乏時の糖脂質の増加に特異的に寄与していると考えられる。さらにこれらの結果は、リン欠乏時に見られる膜脂質の質的転換が実際に植物の生長に重要であることを示している。