hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノグラファイトのエッジフォノン

フラーレンやカーボンナノチューブに代表される炭素原子から構成される炭素ナノ構造体にはとりわけ関心が寄せられている.炭素ナノ構造体の中には活性炭のように、多くの「端」を持っている構造体が含まれているが、その特性は未解明であった。本研究ではグラフェン微結晶の終端形状の制御を行い、その端に局在した物性を調べた。先行する理論研究により、端に局在した物性はエッジ局在状態が担っていることが指摘されている。我々は高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)により、端を制御して作製したグラフェンナノリボンにおいては、アームチェア端に局在するエッジ局在フォノンの存在を立証した。また同じくグラフェンナノヘキサゴンにおいては、ナノ構造体に特有のフォノンバンドは確認されたものの、ジグザグ端に局在するフォノンは存在しないことを示した。この成果は、終端形状の違いにより、エッジ局在特性の発現の有無が生じることを示唆する。グラフェンのエッジ局在物性は終端形状を整えないと十分に発現しないことを意味し、今後グラフェン終端の形状制御の方法を開拓する必要性を改めて示した。グラフェンナノ構造体の機能に関する研究も平行して行い、グラフェンと構造の類似するh-BNとNi(111)基板間に鉄の原子を挿入させることで、fcc鉄を約11層挿入することができた。Ni(111)上に直接fcc鉄を形成した場合に比べ、h-BNで被覆することで大幅にfcc鉄層を厚くすることが可能になった。この挿入したfcc鉄層は、h-BNやNi(111)との相互作用により、面内格子定数が圧縮されており、このことを反映して縦波フォノンがハード化していることを明らかにした。近年、グラフェンナノ構造体の多彩な特異な物性の発現が確認されつつあり,バルク結晶では考えられない物性発現を利用した材料開発が検討されている。グラフェンナノ構造体の一種である活性炭は、すでに多方面に応用されている重要な材料であり、例えば有害物質の吸着剤やリチウム二次イオン電池の負極材料として活用されている。活性炭には多く含まれる「端」が有害物質やLiイオンの吸着脱離に強く関与すると考えられてきた。しかし従来グラフェン微結晶の終端形状を制御して作製することができなかったため、その終端に局在した物性を詳細に解明する手段が無かった。こうした現状を打開するために、理論的に予測されている終端形状と密接な相関関係を持つ固有状態であるエッジ局在状態に注目し,その検証実験を行ってきた。すでに先行する実験で,幅1.3nmのアームチェア型ナノリボンを作製し、理論的に予測されたエッジフォノンの信号を捉えている。今回の実験では,Pt(111)基盤上に数nmのナノグラフェン単結晶粒の形態を制御して作製し、この粒端に局在したエッジフォノンの検出を試みた。その結果、エッジフォノンの信号を捉えることはできなかったが、サイズ縮小に伴ってナノリボンと類似したフォノンのバンド構造が明瞭になることを確認した。これらの事実は,Pt(111)基板上にはジグザグ型のエッジ形状を持つナノグラフェンが優先的に成長することを示唆し,以前のSTMの観察結果とも一致している.また関連する研究として,グラフェンに類似した構造を持つh-BN膜のフィルター作用を利用し、fcc構造の鉄結晶膜を育成し、界面から応力を受けてfcc鉄のフォノンが硬化していることを確認した。本研究では、組成や構造のよく分かった結晶性のよい試料(エピタキシャル膜)を準備して物性測定した点で、従来のエッジ局在状態の研究より、信頼性を向上させたといえる。
高年齢者・障害者雇用と企業のマネジメント

本研究の目的は、これまで日本の雇用・労働システムの外に置かれがちであった定年に到達した高年齢者、および障害者の人々を、「働く場」に招き入れるためにはどのような社会環境づくりが求められているのかを、特に企業のマネジメントの観点から検討することにある。さらに国際比較の観点から、日本の政策や企業の取り組みが、国際的な枠組みの中でどのように位置づけられるのかを明らかにしていく。これらの調査研究を通じて、最終的には、高年齢者・障害者の持続的な雇用のために求められる新たな視座を提示し、政策提言を導くことを目指す。初年度に続き、企業、障害当事者とその家族、授産施設・作業所、高年齢者・障害者職業訓練所、障害者施設へのヒアリングを実施した。これらの定性調査は、分析を進める際の仮説導出と、質問票調査の準備という目的も合わせ持っている。また海外情勢を把握し比較するために、英国においてプレヒアリングおよび参与観察を行い、専門家との意見交換を行った。その結果、本年度の成果として次の予備仮説を得た。英国での高年齢者雇用においては、高年齢期の就業継続と不継続を分かつ要因が、日本と同様に当該者のこれまでのキャリアに強く依存していると予測される。また採用プロセスにおいても、日本企業分析において見出された知見に近似する特徴を有する可能性が高い。さらに障害者雇用に関しては、近年国際社会の合意のもとで進められている合理的配慮に基づく外的・物理的な包摂だけによって、雇用機会の推進が飛躍的に改善されるとは想定できず、異なる視点と枠組みからの検討が必要と考えられる。また、マッチング施策以上に、その後の定着を高めるためのリテンション施策が、極めて重要であるとの仮説を得た。本課題は今後、内閣府「最先端・次世代研究開発支援プログラム」事業に受け継がれ、さらに深く追究していく予定となっている。本研究の目的は、雇用・労働システムの外に置かれがちであった高年齢者および障害者の人々を、「働く場」に招き入れるための社会環境づくりについて、特に企業のマネジメントの観点から検討することにある。初年度は国内外の文献調査とともに、企業および授産施設、支援事業所、当事者および家族を含む関係者へのヒアリング調査を行った。分析の結果、次年度に行うサーベイ調査に通じる次の仮説を導いた。諸外国では、「国際生活機能分類」や「障害者権利条約」の採択以降、社会や環境を変えることによって活動制限や参加制約を取り去り、障害の程度を軽減させる社会の実現が目指されている。だが持続的な雇用・就業を実現するための最適なマッチングのためには、逆理的ではあるが、まず障害の明確化が重要と考えられる。障害を識別した上で、やれることを明らかにし、能力形成・開発ができる分野を見定め、具体的支援を確定する。このことは、高齢・障害者が持っている能力、あるいは残されている能力を存分に発揮して働ける場所を見つけ出す、あるいはつくり出す、という考えにもつながっていく。また高年齢者・障害者の雇用は、これまで一般的雇用と切り離して考えられがちであった。しかし雇用・就業を持続させるためのリテンション管理は、一般従業員に適用される普遍的な人的資源管理施策と共通している可能性がある。すなわち組織へのコミットメントや経営理念の共有、ビジョンや価値観への共鳴、人間が本来的に持つ承認欲求の充足といった要件と、それを可能とする施策が、高年齢者と障害者の場合にも有効となり得る。次年度はこれらの仮説を検証するとともに、高年齢者・障害者の人権・生活・労働の問題と生活自立を支える制度や仕組みについて議論していく。最終的には、我が国の人的資源管理の強みを活かした、日本独自の高年齢者・障害者雇用促進施策を提示していくことになるであろう。
東南アジア海域の動物プランクトンセンサス

全海洋中で最も生物多様性が大きいが、人間活動や気候変動の影響も顕在化しつつある東南アジアの沿岸生態系を対象とし、動物プランクトンの種多様性に関する定量的知見を拡充した。既存試料の分類学的、遺伝学的、生態学的分析と補足的現地調査により、約20種の未知のカイアシ類を発見・記載し、既知種にも遺伝的に分化した隠蔽種が存在することを見いだした。また、既存の試・資料の分析・整理により新たに約16,000件の定量分布データを電子化した。ヤムシ類については、インド太平洋海域における種多様性の分布を明らかにするとともに、環境要因から種多様性(種数、多様度)を推定するためのモデルを作成・公表した。東南アジア海域における動物プランクトンの多様性に関する情報の整備・拡充を目的として平成22年度は以下の項目について調査・研究を行った。1.動物プランクトン試料データベースの構築:マレーシア、ベトナム、タイの研究協力者との協働により各国沿岸域からの採集資料を収集・整理し、データベースに登録した。2.沿岸および縁辺海域における動物プランクトン群集の時空間変動:上記試料をはじめとする既存試料の分析により、主要分類群および種の時空間変動を明らかにした。とくに、半閉鎖的で高温・均質な中・深層で特徴づけられるスールー海では、中・深層性カイアシ類の種数が周辺海域に較べ著しく小さく、かつ多くの固有種が生息することが示された。また、ヤムシ類について東南アジアと日本近海を含む西部北太平洋の広範な海域における文献情報を収集・分析した結果、種多様性が北緯40度を境に北側で激減すること、種組成に7つのパターンがあり各々が特徴的な分布と季節変動を示すことなどが明らかになった。3.分類学的知見の拡充:セレベス島(インドネシア)沿岸およびスールー海で採集された動物プランクトン試料から浮遊性カイアシ類の未記載種12種を見いだした。これらは現在新種として公表準備中である。4.遺伝学的解析:11月12月にタイとマレーシアで現地調査を実施し、サンゴ礁、マングローブおよびアマモ場に生息する動物プランクトンの採集により、カイアシ類、アミ類、ヤムシ類を中心として、種の同定と遺伝子分析のための固定試料を得た。現在これらの試料を分析中である。また、上記スールー海に関する分析からは、特定種のカイアシ類で周辺海域とは遺伝的に大きく異なる集団が存在することが示された。東南アジア海域における動物プランクトンの多様性に関する情報の整備・拡充を目的として以下の項目について調査・研究した。1.動物プランクトン群集の時空間変動:インドネシア、フィリピン、ベトナム、タイで過去に採集された試料について種を同定・計数した。フィリピンの沿岸性ヤムシ類については各種の分布パターンと群集構造が太平洋沿岸域とフィリピン島嶼内の海域で大きく異なることを示した。2.分類学的知見の拡充:タイからPseudodiaptomus属のカイアシ類未記載種を見いだし、新種記載のための詳細な形態の観察と描画を行った。3.遺伝学的解析:カイアシ類、アミ類、ヤムシ類について、前年度に引き続き分析・解析を継続した。この結果、少なくとも5種の東南アジア海域からの初採集個体を記録した。また、同種個体間に形態変異があることを見いだし、現在ミトコンドリアDNAのCO1遺伝子をマーカーとして遺伝的変異を解析中である。4.動物プランクトンの間性・奇形を指標とした汚染状況の把握:富栄養化の著しいインドネシアのジャカルタ湾で、カイアシ類主要種に高頻度(>30%)で奇形個体が出現することを見いだした。5.動物プランクトンデータベースの拡充:インドネシア、ベトナム、マレーシア、タイにおける動物プランクトンの分類、分布に関する研究史を総説した。マレーシアとベトナムの動物プランクトンについては、それぞれ2300件、1600件の個体数密度のデータを電子化した。また、アジア・西太平洋海域のヤムシ類に関する文献を調査し、計12.000観測点の定量的分布データを電子化した。これらデータの解析により、ヤムシ類の種多様性の極大が亜熱帯海域にあり、また分布様式が水温と強い相関を示すことを明らかにした。以上、東南アジアの動物プランクトンの多様性に関する新知見を得るとともに、既存情報の整備を順調に進めることができた。1.時空間変動:前年度に得られたマレーシアのサンゴ礁およびアマモ場における種組成データを解析し、個体数、種組成、および種の時空間的出現パターンが生息場所間で異なること等の成果を含む論文を作成した。2.分類学的知見の拡充:前年度に実施したインドネシアからのカイアシ類未記載種15種の観察と描画に基づき新種記載論文を作成した。アミ類については、前年度から継続した同定マニュアルの作成を完了した。

3.遺伝学的解析:前年度に引き続き分析・解析を継続し、マレーシアのアマモ場から採集されたカイアシ類Oithona attenuata種内の大型、小型の2型が遺伝的に隔離された隠蔽種であること、東南アジア海域に分布するユメエビ類のLucifer hanseniが地史および海流系に対応した集団構造を示すこと、タイから採集されたアミ類にAnisomysis属の未記載が存在すること等を明らかにした。4.データベースの拡充:昨年度から継続しているアジア・西太平洋海域のヤムシ類の種多様性に関する定量的分布のデータベース解析に基づき、環境要因(水温、クロロフィル等)から種多様性(種数、多様度)を推定するための重回帰モデルに関する論文を作成・公表した。5.その他の成果:フィリピンで採集した食用クラゲに様々な魚類および無脊椎動物が共生していることを見いだし、論文を作成・公表した。以上、東南アジアの動物プランクトンの多様性に関する新知見を得るとともに、論文の作成・公表を順調に進めることができた。東南アジア海域における動物プランクトンの多様性に関する情報の整備・拡充を目的として以下の項目について調査・研究した。1.動物プランクトン群集の時空間変動:マレーシアのサンゴ礁およびアマモ場で過去に採集された試料について種を同定・計数し、両生息場における種組成の時空間的変動を明らかにした。2.分類学的知見の拡充:インドネシアからラビドケラ科、ポンテラ科、およびトルタヌス科のカイアシ類未記載種15種を見いだし、新種記載のための詳細な形態の観察と描画を行った。アミ類については、先行プロジェクトのトレーニングコースで使用した同定のためのマニュアルに新たな知見を加え改訂版を作成した。また、黒海沿岸で近年他海域からの侵入種としてOithona brevicornisと同定されていたカイアシ類を、アジア海域の近縁種と比較した結果、上記種名は誤同定であり、本種は東アジアを主分布域とするOithona davisaeであることを明らかにした。3.遺伝学的解析:カイアシ類、アミ類、ヤムシ類について、前年度に引き続き分析・解析を継続した。この結果、マレーシアのアマモ場から採集されたカイアシ類Oithona attenuataの種内に大型、小型の2型があることを見いだした。現在これら2型についてミトコンドリアDNAのCO1遺伝子をマーカーとして遺伝的変異を解析中である。4.動物プランクトンデータベースの拡充:昨年度来継続しているアジア・西太平洋海域のヤムシ類の種多様性に関する定量的分布のデータベースを拡充し、長期的海洋観測データベースに基づき、環境要因(水温、クロロフィル等)から種多様性(種数、多様度)を推定するための重回帰モデルを構築した。以上、東南アジアの動物プランクトンの多様性に関する新知見を得るとともに、既存情報の整備を順調に進めることができた。国内および国外の研究協力者との協働が予定通り進み、各国から動物プランクトンの多様性に関する成果が順調に得られたため。
遠隔医療の医療技術評価-評価モデルの構築とワークフロー解析

(1)遠隔医療導入のための小児救急医療の現状評価に関する分析地域住民の視点から小児の救急医療体制において適切な施設の数と規模を明らかにするために、階層分析法(AHP)により地域住民に対する意識を分析した。AHPは3層とし、評価層には「総合病院」「高度の医療設備がある」「待ち時間が短い」など7項目、代替案は医療機関の規模とし「小規模」「中規模」「大規模」の3案とした。調査対象は、北海道岩見沢市および南富良野町の幼稚園・保育園に通園する子供を持つ親、それぞれ100名、50名とした。回答率は50%強であった。岩見沢市の15名の分析結果では、「小児科医のいる施設」の評価値が最も高く0.38、次いで「病院の評判が良い」が0.16であった。(2)小児救急医療を代替するための遠隔医療システムの経済性に関する分析地域住民の視点から小児の救急医療体制を代替する遠隔医療システムの経済性を分析するために仮想評価法(CVM)によるWTP(支払意思額)の算出を試みた。本調査では遠隔医療は患者の診察時に医師が遠隔地にいる医師と通信を行うこと(Doctor to Doctor)を想定し、小児の急病患者の受診時に診察を行う医師が小児科または疾患に対応する専門医と動画像等を用いてコミュニケーションが取れるシステムを仮定した。対象は北海道岩見沢市および南富良野町の幼稚園・保育園に通園する子供を持つ親、それぞれ300名、50名とした。42人のWTPは4,156円であった。この結果は、今後の遠隔医療の普及を計る上で基礎資料になるものと考えられる。(1)エントロピーを用いた患者動態の定量的分析患者の受療行動を確率的事象と捉え、情報理論に基づくエントロピーの概念を応用した患者動態の定量的分析を地図情報システム(GIS)上で分析した。分析には北海道が行った「平成12年5月診療分国民健康保険患者受療動向調査結果」を使用した。対象は北海道の21医療圏とした。分析は、患者側からみた尺度として当該医療圏において他20医療圏への患者の流出率および自圏域依存率から依存度エントロピーを、医療機関側からみた尺度として当該医療圏において他20医療圏からの患者の流入率および自圏域患者率から診療圏エントロピーを医療圏ごとに算出した。分析の結果、入院全体では依存度エントロピーまたは診療圏エントロピーの大きい医療圏は18圏域あったのに対し、外来全体では6圏域であり入院と外来では情報量に大きな差があることが明らかとなった。(2)空間的相互作用モデルを用いた2次医療圏の分析北海道の2次医療圏から出発する移動患者の総数を制約条件とする、発生量制約型モデル(重力モデルの変形型モデル)を患者の受療行動に適用し、地図情報システム(CIS)上で分析した。分析には、上記と同じ調査結果を使用した。分析は重回帰分析により到着医療圏の病院数による吸引力の大きさを示す指標βと2次医療圏間の地理的距離抵抗の大きさを示す指標γを推定し、両者の関係について検討した。モデルの妥当性を検討した結果、決定係数は入院0.752外来0.816であり、患者動態に本モデルを適用することは問題なかった。入院・外来別では、入院より外来の方がβ、γの値がともに大きく、通院は到着医療圏の病院数による影響を強く受け、移動に対する距離抵抗が大きいことが明らかになった。北海道の患者動態に及ぼす影響は到着医療圏の病院数よりも2次医療圏間の地理的距離による影響が大きいことが示唆された。(1)発生量制約型患者動態モデルを用いた遠隔医療導入時の2次医療圏内患者移動分析遠隔医療導入時の患者動態の変化を予測するために、昨年の構築した移動患者の総数を制約条件とする発生量制約型モデル(重力モデルの変形型モデル)を患者の受療行動に適用し、地図情報システム(GIS)上で分析した。分析対象は南渡島2次医療圏を対象とし、重回帰分析により到着市町村の医師数による吸引力の大きさを示す指標Xと市町村間の地理的距離抵抗の大きさを示す指標Yを推定した。更に、遠隔医療を導入した際の患者動態の変化予測を行った。全ての市町村でXよりもYが大きく、患者移動は到着市町村の医師数よりも距離が影響していると予測された。シミュレーションの結果、遠隔医療導入により10%の患者移動が発生した場合、その影響は少ないことと予想された。(2)遠隔医療導入を想定した最短路解析モデルを用いた小児急病センターの適正配置遠隔医療導入時の施設配置を検討するため、メディアン基準による最適配置モデルを構築した。重み付き総移動距離を小児人口の合計で割ったものを平均移動距離,患者居住地からセンターまでの距離が最も遠い市町村間距離を最大移動距離とし、センター数を6から21まで変化させ、それぞれの重み付き総移動距離が最小となる場合の平均移動距離,最大移動距離を算出した。配置数6の場合の配置は,現在の三次医療圏の中心となる6市に配置することが妥当であると考えられた。しかし,これら6市との距離が48市町村で100kmを超えており、患者の負担が大きいことが示唆された。配置数を6から増やした場合,配置数が10のときに平均移動距離は,配置数6のときの約3分の2となることが明らかになった。(1)遠隔医療導入のための小児救急医療の現状評価に関する分析

地域住民の視点から小児の救急医療体制において適切な施設の数と規模を明らかにするために、階層分析法(AHP)により地域住民に対する意識を分析した。AHPは3層とし、評価層には「総合病院」「高度の医療設備がある」「待ち時間が短い」など7項目、代替案は医療機関の規模とし「小規模」「中規模」「大規模」の3案とした。調査対象は、北海道岩見沢市および南富良野町の幼稚園・保育園に通園する子供を持つ親、それぞれ100名、50名とした。回答率は50%強であった。岩見沢市の15名の分析結果では、「小児科医のいる施設」の評価値が最も高く0.38、次いで「病院の評判が良い」が0.16であった。(2)小児救急医療を代替するための遠隔医療システムの経済性に関する分析地域住民の視点から小児の救急医療体制を代替する遠隔医療システムの経済性を分析するために仮想評価法(CVM)によるWTP(支払意思額)の算出を試みた。本調査では遠隔医療は患者の診察時に医師が遠隔地にいる医師と通信を行うこと(Doctor to Doctor)を想定し、小児の急病患者の受診時に診察を行う医師が小児科または疾患に対応する専門医と動画像等を用いてコミュニケーションが取れるシステムを仮定した。対象は北海道岩見沢市および南富良野町の幼稚園・保育園に通園する子供を持つ親、それぞれ300名、50名とした。42人のWTPは4,156円であった。この結果は、今後の遠隔医療の普及を計る上で基礎資料になるものと考えられる。
歯科領域における多職種コミュニケーションと医事紛争に関する研究

近年、医療の現場では、多職種コミュニケーションが重要となっている。また医科分野において、内科ではコミュニケーションが問題になるが、外科では異なることが報告されている。本研究では、医科分野と歯科分野にけるコミュニケーション要因を比較し、歯科分野における歯科医師の法的責任に関わるコミュニケーションの特徴を明らかにすることを目的とした。歯科では、内科および外科と比較して、“患者の承諾を得ていない"ケースが有意に多く、“説明義務違反"によって歯科医師の法的責任が認められている割合が有意に高かった。この結果は、医師ー患者コミュニケーションの改善や医事訴訟防止に有効であると考えられる。先行研究から、医事紛争に至る最大の要因は、医療の質ではなく医療コミュニケーションであること、および、医療者間のコミュニケーションが治療結果に影響を及ぼすことが明らかになっている。このような知見の集積にも関わらず、わが国の歯科医療の分野では、他職種との連携(コミュニケーション)不良が一因と考えられる紛争事例が増加している。しかも、わが国での医療従事者間のコミュニケーション要因について十分な検討が行われていない。そこで、本研究の目的を、チーム医療に関するわが国の医事訴訟判例のデータベース化、および、解析作業によって1)医療従事者の法的責任に関連する医療従事者間のコミュニケーション要因を特定する。2)医科分野と歯科分野にけるコミュニケーション要因を比較し、歯科分野におけるチーム医療におけるコミュニケーションの特徴を明らかにすることとした。研究2年目の平成25年度は、初年度に引き続き、医事訴訟判例の収集および分析を行った。具体的には、法学関連の雑誌である「判例時報」、「判例タイムズ」等に掲載されている医事訴訟判例を対象とした。その中で、多職種コミュニケーションが問題となった歯科および医科分野の医事訴訟判例について、医療従事者の法的責任に関連すると考えられる変数についてコード化を行い、全判決からなるデータベースの構築を目指した。しかしながら、目標とする判例数の収集には到達しておらず、引き続き、判例の収集、分析を行う予定にしている。わが国の歯科医療の分野では、他職種との連携(コミュニケーション)不良が一因と考えられる紛争事例が増加している。しかしながら、わが国での医療従事者間のコミュニケーション要因について十分な検討が行われていない。そのため、本研究の目的を、チーム医療に関するわが国の医事訴訟判例のデータベース化、および、解析作業を行い、1)医療従事者の法的責任に関連する医療従事者間のコミュニケーション要因を特定する。研究初年度の平成24年度は、医事訴訟の判例を分析することによって行うため、判例の収集を行った。具体的には、法学関連の雑誌である「判例時報」、「判例タイムズ」等に掲載されている医事訴訟判例を対象とし、多職種がかかわっている医事全般および歯科領域である判決について収集を行った。それと同時に、医師、歯科医師およびその他の医療従事者の法的責任に関連すると考えられる要因を変数として設定し、それを基に各判例をコード化し、全判決から成るデータベースを構築した。変数はこれまでの報告を踏まえ、変数の設定を検討し、本研究でとりあげる変数を決定した。しかしながら、収集した判例数は十分とはいえず、今後さらなる判例の収集法について検討を行い、分析を行う予定にしている。研究3年目の平成26年度は、初年度、2年度に引き続き、医事訴訟判例の収集および分析を行った。前年度から、データ数については、積み重ねられてきたが、目標とする判例数の収集には到達していない。そのため、引き続き、判例数を増やして分析を行い、成果をまとめる予定にしている。

研究の延長期間である平成27年度は、前年度に引き続き、医事訴訟判例の収集および分析を行った。前年度から、データ数については、積み重ねられてきたが、目標とする判例数の収集には到達していなかったために、期間の延長をして、判例数を増やすことができた。そして、多職種コミュニケーションが問題となった歯科および医科分野の医事訴訟判例について、医療従事者の法的責任に関連すると考えられる変数についてコード化を行い、全判決からなるデータベースの構築、分析を行った。今後は、まとめた成果について発表を予定している。近年、医療の現場では、多職種コミュニケーションが重要となっている。また医科分野において、内科ではコミュニケーションが問題になるが、外科では異なることが報告されている。本研究では、医科分野と歯科分野にけるコミュニケーション要因を比較し、歯科分野における歯科医師の法的責任に関わるコミュニケーションの特徴を明らかにすることを目的とした。歯科では、内科および外科と比較して、“患者の承諾を得ていない"ケースが有意に多く、“説明義務違反"によって歯科医師の法的責任が認められている割合が有意に高かった。この結果は、医師ー患者コミュニケーションの改善や医事訴訟防止に有効であると考えられる。研究3年目の平成26年度は、初年度、2年度に引き続き、医事訴訟判例の収集および分析を行った。具体的には、法学関連の雑誌である「判例時報」、「判例タイムズ」等に掲載されている医事訴訟判例を対象とした。その中で、多職種コミュニケーションが問題となった歯科および医科分野の医事訴訟判例について、医療従事者の法的責任に関連すると考えられる変数についてコード化を行い、全判決からなるデータベースの構築を目指した。しかしながら、当該分野においては、公表されている判例が、予想以上に少ないために、目標とする判例数の収集には到達していない。そのため、研究の達成度が遅れている状況である。社会歯学データ数について、今年度まで期間を延長してさらなる判例の収集を行い、データを積み重ね、目標とするデータベースの構築を目指す。その後、データベースについて分析を行い、成果をまとめる予定にしている。本研究では、多職種コミュニケーションが問題となった医科および歯科分野の医事訴訟判例を対象とした。このような訴訟は増加していることが指摘されているものの、訴訟が和解等にいたったケースもあることが予想され、対象とする雑誌に掲載されているものが少なく、昨年同様判例収集が困難をきわめている。
小児急性骨髄性白血病におけるMLL遺伝子縦列部分重複の機能解析と分子標的治療

小児急性骨髄性白血病において高率に認められるMLL遺伝子異常のうち、縦列部分重複(PTD)のsiRNAによる発現抑制系を確立した。MLL-PTD遺伝子発現抑制により、白血病細胞株KOPM-88の増殖は約20%抑制された。さらに、抗CD26ヒト化モノクローナル抗体のCD26陽性造血器悪性腫瘍に対する増殖抑制効果が確認された。われわれは、本研究室で確立したMLL遺伝子縦列部分重複(MLL-PTD)を有する小児急性骨髄性白血病細胞株KOPM-88を利用し、MLL-PTD遺伝子の発現解析を行い、MLL-PTDの白血病細胞増殖・浸潤に関与する分子機構を解析してきた。さらに、小児造血器腫瘍に対する新規分子標的治療の候補を研究する目的で、当研究室において開発した分子標的治療薬である抗CD26ヒト化モノクローナル抗体の増殖抑制効果を検討している。(1)KOPM-88におけるMLL-PTD遺伝子及び野生型MLL遺伝子の発現解析KOPM-88細胞のMLL-PTD遺伝子の塩基配列から特異的プライマーを作成し、定量PCR法により解析を行っている。同様に野生型MLL遺伝子の発現についても解析し、野生型肌L遺伝子のサイレンシングの有無について検討中である。(2)KOPM-88細胞増殖の分子機構におけるMLL-PTD蛋白の機能解析ML-PTD過剰発現系として、KOPM-88細胞からmRNAを得てMLL-PTDcDNAを作成、発現ベクターに組み込みKOPM-88細胞に導入を行い、そのタンパク発現量につき解析を行っている。また、MLL-PTD発現抑制系としてMLL-PTD遺伝子特異的si-RNAを設計・導入し、そのタンパク発現量の変化について解析を行っている。(3)抗CD26ヒト化モノクローナル抗体の造血器悪性腫瘍に対する増殖抑制効果の検討当教室が保有する造血器悪性腫瘍細胞株について、フローサイトメトリー法によりCD26分子の発現を検討したところ、Karpas299,HSB-2,CEM,MOLT3,NKL細胞でCD26分子陽性が確認された。これら細胞株について、抗CD26ヒト化モノクローナル抗体の増殖抑制効果をMTTアッセイ法により検討中である。【本年度の研究結果】1.定量的PCRプライマーの設計MLL-PTD遺伝子の接合部を挟んだ領域から適切な領域を抽出し定量的PCRプライマーを設計・合成した。同様に、総MLL遺伝子プライマーを台成した。プライマーの感度と特異性を、MLL-PTDを有する小児白血病細胞株KOPM-88およびMLL遺伝子再構成を伴わない細胞株を用いて確認した。2.siRNA配列の設計及び合成MLL-PTD遺伝子特異的siRNAはPTD接合部の配列を含む19塩基対を抽出、siRMAの条件を満たし、既知の他の遺伝子配列との相同性が低いものを選択して4種類の配列を決定し合成した。同様に総MLL遺伝子に対するsiRNAを2種類設計した。3.上記siRNAによるMLL遺伝子発現抑制系の確立導入試薬INTERFERINを用いてKOPM-88細胞株に上記siRNAを導入した。定量的PCR法による確認で50%-80%の発現低下が得られた。4.siRNAによるMLL-PTD遺伝子発現抑制によるKOPM-88細胞増殖抑制効果siRNAによるMLL遺伝子発現抑制の細胞増殖抑制効果をWST-1アッセイ法により解析した。細胞増殖抑制効果は約20%程度であった。5.抗CD26ヒト化モノクローナル抗体の造血器悪性腫瘍に対する増殖抑制効果の検討抗CD26ヒト化モノクローナル抗体YSHOは、CD26陽性リンパ腫細胞株Karpas299の増殖を約60%に抑制した。【研究結果の意義】現時点で報告例のない、MLL-PTDの遺伝子抑制系を確立した。MLL-PTDが白血病細胞の維持・増殖に関与する分子機構を解明する手段となると考えられる。また、抗CD26ヒト化モノクローナル抗体の造血器悪性腫瘍に対する増殖抑制効果が確認され、今後MLL-PTD遺伝子産物およびその下流分子を含めた、分子標的治療の開発に有用であると考えられる。
金属アレルギー；感作と発症間に何があるのか？―特異的遺伝子の同定―

金属アレルギーは遅延型(IV型)アレルギーであり,他のI型III型のアレルギー反応とは異なった発症機序であると言われているが,いまだ不明な点が多い.臨床的な疫学データも少ないため,本年度も引き続き,歯科用金属アレルギー外来を受診した患者(95名)を対象として疫学調査を行った,その結果,パッチテストで高い陽性率を示した金属元素はニッケル,コバルト,亜鉛,パラジウム等であった.また,生体親和性が高いとされているチタンに対しても陽性反応を示す患者が出てきているため,日本皮膚免疫アレルギー学会にてチタンに関するアレルギーについて報告した.例数が少ないものの,歯科用インプラントに使用されるチタンもアレルギーを引き起こす可能性が示唆された.マイクロアレイ解析については,遺伝子,転写因子と複雑な遺伝子発現調節ネットワークを構成する重要な要素であることが次々と明らかになり,次世代バイオマーカーとして注目されている.健常ボランティアとピアスで接触皮膚炎をおこした被験者を対象に,末梢血のmiRNAを測定したところ,接触皮膚炎をおこした被験者においていくつかのmiRNAで発現レベルが亢進あるいは抑制されていることを確認した.中でも発現抑制されているmiRNAは、アレルギーとの関連報告がなく、ターゲットや機能も未解明な因子が多いことから、新規アレルギーマーカー候補になり得ると考えられた.またクラスター解析を行うと,発現パターンの変化を認めた.これらの結果の一部を日本補綴歯科学会平成30年度関西支部学術大会で報告した.疫学調査は順調に進み,日本皮膚免疫学会で報告も行った.マイクロアレイ解析については,申請時の予定していたアレルギー用DNAチップが販売中止になったため,解析方法を変更する必要があり,遅れが生じた.分析依頼する方法に変更せざるを得ず,それに伴い,1サンプルあたりの解析費用が高額になり,当初予定の検体数の解析は不可能と考えられる.しかしながら,少ないサンプルを効果的に解析して結果につなげることが可能であったため,本年度も分析結果の一部を日本補綴歯科学会関西支部学術大会で報告した.金属アレルギーは遅延型(IV型)アレルギーであり,他のI型III型のアレルギー反応とは異なった発症機序であると言われているが,いまだ不明な点が多い.当該金属に感作されても,扁平苔癬や掌蹠膿疱症や全身性接触性皮膚炎症候群のような金属アレルギー特有の症状を呈するようになるまでに,年単位の期間を要することが臨床的に判っている.申請者らが携わっている歯科用金属アレルギー外来の外来患者の協力を得て,感作と発症の間に働くメディエータをマイクロアレイ解析により検討し,発症予防のためのエビデンスとして利用することが本研究の目的である.そこで,感作と発症の臨床像を探るために,歯科用金属アレルギー外来を受診する患者に対する疫学調査を行い,過去の我々の疫学調査と比較・統計学的検討した.研究結果は,第23回日本歯科医学会,第46回日本皮膚アレルギー・接触皮膚炎学会で発表した.また,近年歯科用インプラントの普及によって注目されているチタンアレルギーの実態についても,四国歯学会第49回例会,第8回日本メタルフリー歯科学会で報告した.マイクロアレイ解析については,本年度は,研究の実施に先立ち,研究方法の検討を行った.本研究は金属アレルギー患者の臨床検体を解析する研究であるため,被験者の負担軽減を図ることを第一と考えた.対象被験者の選定方法,検査項目,検査方法の検討を行っている,被験者説明用資料および同意書等を作製し倫理委員会の承認を得るための準備を進めている.疫学調査は順調に進み,報告も行ったが,マイクロアレイ解析については,金属アレルギー患者の臨床検体を解析する研究であるため,慎重に進めているためやや遅れが生じている.金属アレルギーは遅延型(IV型)アレルギーであり,他のI型III型のアレルギー反応とは異なった発症機序であると言われているが,いまだ不明な点が多い.当該金属に感作されても,扁平苔癬や掌蹠膿疱症や全身性接触性皮膚炎症候群のような金属アレルギー特有の症状を呈するようになるまでに,年単位の期間を要することが臨床的に判っている.申請者らが携わっている歯科用金属アレルギー外来の患者の協力を得て,感作と発症の間に働くメディエータをマイクロアレイ解析により検討し,発症予防のためのエビデンスとして利用することが本研究の目的である.そこで,感作と発症の臨床像を探るために,歯科用金属アレルギー外来を受診する患者に対する疫学調査を行い,過去の我々の疫学調査と比較・統計学的検討した.また,一般対象に金属アレルギーに罹患率等のアンケート調査を実施し,結果を四国歯学会第51回例会,第47回日本皮膚アレルギー・接触皮膚炎学会で発表した.また,近年歯科用インプラントの普及によって注目されているチタンアレルギーの実態についても,Journal of Prosthodontic Researchに報告した.マイクロアレイ解析については,本年度は,研究の実施に先立ち,研究方法の検討を行った.本研究は金属アレルギー患者の臨床検体を解析する研究であるため,被験者の負担軽減を図ることを第一と考えている.予備実験としてボランティアよりRNAを抽出し,マイクロアレイ解析の準備を進めている.疫学調査は順調に進み,報告も行ったが,マイクロアレイ解析については,解析費用が高額であり,受託先の検討等を,慎重に進めているためやや遅れが生じている.金属アレルギーは遅延型(IV型)アレルギーであり,他のI型III型のアレルギー反応とは異なった発症機序であると言われているが,いまだ不明な点が多い.

臨床的な疫学データも少ないため,本年度も引き続き,歯科用金属アレルギー外来を受診した患者(95名)を対象として疫学調査を行った,その結果,パッチテストで高い陽性率を示した金属元素はニッケル,コバルト,亜鉛,パラジウム等であった.また,生体親和性が高いとされているチタンに対しても陽性反応を示す患者が出てきているため,日本皮膚免疫アレルギー学会にてチタンに関するアレルギーについて報告した.例数が少ないものの,歯科用インプラントに使用されるチタンもアレルギーを引き起こす可能性が示唆された.マイクロアレイ解析については,遺伝子,転写因子と複雑な遺伝子発現調節ネットワークを構成する重要な要素であることが次々と明らかになり,次世代バイオマーカーとして注目されている.健常ボランティアとピアスで接触皮膚炎をおこした被験者を対象に,末梢血のmiRNAを測定したところ,接触皮膚炎をおこした被験者においていくつかのmiRNAで発現レベルが亢進あるいは抑制されていることを確認した.中でも発現抑制されているmiRNAは、アレルギーとの関連報告がなく、ターゲットや機能も未解明な因子が多いことから、新規アレルギーマーカー候補になり得ると考えられた.またクラスター解析を行うと,発現パターンの変化を認めた.これらの結果の一部を日本補綴歯科学会平成30年度関西支部学術大会で報告した.疫学調査は順調に進み,日本皮膚免疫学会で報告も行った.マイクロアレイ解析については,申請時の予定していたアレルギー用DNAチップが販売中止になったため,解析方法を変更する必要があり,遅れが生じた.個人情報保護法等の改正に伴う研究倫理指針の改正にともなう新規規制に従い,倫理委員会提出の書類の再検討を早急に行い,健常ボランティアを募り,研究を開始する.過去に例のない研究のため,実施方法を検討するのに時間を要した.実施方法をほぼ決定し,経費の大半を占めるマイクロアレイ分析の受託先もほぼ決定したので,今後の進展は早いと考えられる.分析依頼する方法に変更せざるを得ず,それに伴い,1サンプルあたりの解析費用が高額になり,当初予定の検体数の解析は不可能と考えられる.しかしながら,少ないサンプルを効果的に解析して結果につなげることが可能であったため,本年度も分析結果の一部を日本補綴歯科学会関西支部学術大会で報告した.疫学調査は順調に進捗しているが,被験者からの末梢血の採血および分析の方が進んでいないため,予算の執行も遅れている.(理由)疫学調査は順調に進捗しているが,被験者からの末梢血の採血および分析の方が進んでいないため,予算の執行も遅れている.(使用計画)今後,被験者からの末梢血の採血および分析が進むことにより,分析費用および試薬費用に経費がかかるため,予算執行に問題は無いと考える.(理由)マイクロアレイ解析を2例残しているため,次年度使用が生じた.(使用計画)今後,解析を依頼し,解析費用に使用する予定である.今後,被験者からの末梢血の採血および分析が進むことにより,分析費用および試薬費用に経費がかかるため,予算執行に問題は無いと考える.
生体ー材料間相互作用における複合効果の制御に関する研究

材料設計による細胞機能の制御は、細胞分離、細胞の改質・活性化、細胞培養等々のバイオテクノロジーのみならず、人工臓器等の医用工学分野の発展にも貢献をするものと期待されている。材料の各種の構造要因が、細胞応答にどのような影響を与えるものであるのかは、必ずしも充分には解明されていない。本研究では、肝実質細胞、血小板、免疫細胞血管壁細胞を対象に生物特異的及び非特異的相互作用が、各々どの様に連携しているのか、その細胞応答システムの複合効果を解明することを目的とした。最も主たる課題として、肝細胞の有する特異的な機能発現を、生体外において人為的に制御する為に、接着機構の異なる各種基質材料上で初代ラット肝細胞の培養をおこない、薬剤やホルモン等の第二の刺激による細胞一基質間相互作用及び細胞機能発現等の制御の可能性を検討した。肝細胞接着基質としては、一般的に用いられている天然系基質材料のコラーゲン、フィブロネクチン、そして既にアシアロ糖たんぱくモデルとして筆最らが開発したガラクトース側鎖を有するPVLAを選びその上で培養した肝細胞に対する安息香酸や増殖因子の添加効果を検討した。その結果、どの接着基質上でも安息香酸添加量の増加に伴い、胆汁酸合成能は驚く程上昇していく一方、尿素合成やDNA合成能のように、添加量とともに低下する機能もあることが判明した。一連の研究の結果、アシアロ糖たんぱく質のレセプターとそのモデル高分子PVLAとの相互作用をベースとする肝細胞の培養の実現により、単独でかつ球形状態で比較的長期間培養することが可能となるのみならず、EGFやインスリン等を添加することにより、多数の集合体形成に基くより長期間にわたる新しい機能発現も可能となった。免疫担当細胞や血管壁細胞について種々の特異的リガンドの高分子担体への固定により活性化制御に関する有用な知見が得られた。
加齢に伴う免疫機能の変化-B細胞・T細胞の分裂能および分化能-

加齢に伴いT細胞は抗原やマイトゲンに対する分泌反応が低下することが知られていたが,そのメカニズムについては詳細は不明であった.これを解明するために研究を行い以下のことを明らかにした.T細胞を抗原やマイトゲンで刺激培養すると, DNA合成は老年者では若年者に比較し著名に低下しているが,コルヒチン存在下に同じ日数培養して各24時間のDNA合成を合計すると,老年者と若年者の差は少ない.コルヒチンはDNA合成には影響しないが細胞周期をM期で止めるので,培養期間に初めて細胞周期に入った細胞数を知ることができる.即ち,老年者のT細胞は分裂を繰り返す能力が低下しているので,分裂を繰り返す毎に差が増体すると考えられる.T細胞はIL-2により増殖するが, IL-2レセプターは老年者のT細胞で減少しており,特に高親和性レセプターの減少が著しかった.T細胞が生産する免疫調節因子としてIL-2は重要であるが,その産生量は老年者のT細胞において若年者の約1/10に低下していた. IL-2レセプター陽性細胞を分別採取し,これにIL-2を添加してDNA合成の増強をみると,若年者のT細胞に比べ老年者のT細胞は増強の程度が小さかった.正常な免疫応答を行なうには,その担当クローンが分裂増殖を繰り返しクローン増幅を行い,ある一定の数に達する必要がある.老人ではこのクローン増幅過程が特に障害されていると考えられる.B細胞について同様の実験を行い,やはり分裂繰返し能の低下が分裂増殖の低下の大きな原因になっていることを示した.しかし,老人T細胞は若年者T細胞よりも多くのB細胞分化因子を産生することが判り,また一定〓のB細胞分化因子による抗体産生細胞への分化は老人B細胞でより誘導され易いことが判り,このような変化は分裂能の低下を代償的に補っている可能性もある.加齢に伴いT細胞は抗原やマイトゲンに対する分泌反応が低下することが知られていたが,そのメカニズムについては詳細は不明であった.これを解明するために研究を行い以下のことを明らかにした.T細胞を抗原やマイトゲンで刺激培養すると, DNA合成は老年者では若年者に比較し著名に低下しているが,コルヒチン存在下に同じ日数培養して各24時間のDNA合成を合計すると,老年者と若年者の差は少ない.コルヒチンはDNA合成には影響しないが細胞周期をM期で止めるので,培養期間に初めて細胞周期に入った細胞数を知ることができる.即ち,老年者のT細胞は分裂を繰り返す能力が低下しているので,分裂を繰り返す毎に差が増体すると考えられる.T細胞はIL-2により増殖するが, IL-2レセプターは老年者のT細胞で減少しており,特に高親和性レセプターの減少が著しかった.T細胞が生産する免疫調節因子としてIL-2は重要であるが,その産生量は老年者のT細胞において若年者の約1/10に低下していた. IL-2レセプター陽性細胞を分別採取し,これにIL-2を添加してDNA合成の増強をみると,若年者のT細胞に比べ老年者のT細胞は増強の程度が小さかった.正常な免疫応答を行なうには,その担当クローンが分裂増殖を繰り返しクローン増幅を行い,ある一定の数に達する必要がある.老人ではこのクローン増幅過程が特に障害されていると考えられる.B細胞について同様の実験を行い,やはり分裂繰返し能の低下が分裂増殖の低下の大きな原因になっていることを示した.しかし,老人T細胞は若年者T細胞よりも多くのB細胞分化因子を産生することが判り,また一定〓のB細胞分化因子による抗体産生細胞への分化は老人B細胞でより誘導され易いことが判り,このような変化は分裂能の低下を代償的に補っている可能性もある.T細胞のマイトゲンや抗原に対する分裂増殖能が、老齢者において低下していることが報告されていたが、この機序を解析するために研究を行い、以下と新知見を得た。T細胞上のIL-2レセプターの発現量を、抗Tac抗体を用いフローサイトメトリーで測定すると、老齢者では有意に減少していた。また、抗Tac抗体を結合したT細胞を、抗マウスIgG-ORBC(ヰ赤血球)とのロゼット形成法で分離することにより、IL-2レセプター保有細胞を分取し、IL-2に対する分裂増殖能を見ると、これも老齢者で低下していた。さらに、放射性ヨードでラベルしたIL-2を用いて、高親和性IL-2レセプターと低親和性IL-2レセプターの数を測定すると、老齢者のT細胞では、高親和性レセプターも低親和性レセプターもその数は減少していたが、特に高親和性レセプターの減少が著しかった。次に老齢者では、相対的に非特異的ヘルパーT細胞の機能の亢進があることが、末梢血単核球をPWMで刺激して抗体産生を測定する系などで示されていたが、これにT8(CD8)陽性T細胞の分裂能の低下が関与していると考えられる新知見を得た。即ち、マクロファージの混入を0.1%以下にして、T4(CD4)陽性T細胞やT8陽性T細胞に分離すると、もはやPHAなどのマイトゲンや抗原で刺激しても、そのT細胞サブセットは分裂増殖しないので、分裂増殖能を比較できなかったが、イオノマイシンとPMA(ph or bo1 wgristic acid)の至適濃度で刺激することにより、これが可能となり前述のように、T8陽性T細胞の分裂増殖能が、老齢者において低下していることを明らかにした。
ウキクサの根圏における脂肪族および芳香族炭化水素分解作用の強化

本研究では,水質浄化に利用される代表的な浮遊水生植物の根圏における炭化水素分解作用を強化することを目的に,本年度は分解微生物群の導入によるウキクサ根圏における炭化水素分解能力の強化を検討した。ここではモデル汚染物質としてp-クロロフェノールを用い,活性汚泥由来の分解菌群をウキクサの根圏に導入した後,これを用いたp-クロロフェノール分解試験を行った。分解菌導入や馴化操作を行っていないウキクサ植生系では,15日間に渡る連続バッチ栽培において最終除去率は40%に留まった。一方,分解菌群を根に付着させた系では,分解試験初日から高い分解効果が示され,各バッチごとに100%の除去が達成された。この効果は試験終了まで持続することができた。分解菌群導入ウキクサ植生系によるp-クロロフェノール分解性を,各バッチの初期全菌数あたりの生分解速度定数,最大除去率,平均除去速度で評価した。全ての指標について分解菌群を導入することで系内の分解除去能力が導入していない系よりも向上しており、導入による効果を十分に確認することができた。またバッチ数を繰り返すごとに根圏の微生物数が増加し、根圏への安定性が高いことも示された。また,ウキクサ根圏より分離した微生物を再度根圏に導入したところ,活性汚泥由来のフェノール分解菌や大腸菌等の人工培地内で高い増殖速度を示す典型菌株に比べて根圏における高い残存性を示すものが確認された。以上の検討より,根に付着する微生物には根圏環境に高い残存性を示すものが存在する一方,植物の根圏に分解性の高い微生物を導入し付着させることで根圏の分解能力を向上させることができ,分解能力と残存性に長けた微生物を用いた根圏機能の強化が可能であることが明らかとなった。本研究では,水質浄化に利用される代表的な浮遊水生植物の根圏における炭化水素分解作用を強化することを目的に,本年度は根に付着している微生物群集の多様性と,これら微生物群集が根圏で発揮する芳香族化合物分解能力を検討した。最初に,様々な環境水に無菌ウキクサを植え付け,経時的にウキクサの根に付着している微生物群集の多様性をPCR-DGGE法により検討した。その結果,異なる群集構造を持つ河川水,湖沼水,下水二次処理でウキクサを栽培しても,根に形成される微生物群集の構造は類似し,根では特異な微生物群集が形成されることが示された。根からの分離株の根圏における増殖能を検討したところ,対照菌株として用いた一般的な栄養培地で高い増殖能を持つ大腸菌や活性汚泥より分離されたPseudomonas属の使用菌株に比べて,根分離株では何れも高い増殖能が示された。続いて,芳香族化合物の中から,フェノール,安息香酸,p-クロロフェノール,ビスフェノールについて,ウキクサ栽培系による分解除去能力を検討した。その結果,それまで供試芳香族化合物とは接触していないウキクサの根圏においても安息香酸とフェノールは速やかに分解除去され,常にこれら物質の分解菌が高い活性を維持していることが示唆された。一方,p-クロロフェノールとビスフェノールでは,長期間ウキクサをこれら物質で栽培することで徐々に分解作用が高まり,特に分解性が悪かったビスフェノールにおいても,60日を越える馴化を行うと,ほぼ全てのビスフェノール(初期濃度はTOCで15mg/l)が速やかに除去され,TOCを指標とした完全分解についても45%が9日間で無機化されるのが観察された。このようにウキクサの根には高い分解ポテンシャルが観察され,今後,様々な芳香族化合物及びアルカン酸の分解能の検討と,分解菌導入を含めた根圏分解作用の強化手法の検討が期待される。本研究では,水質浄化に利用される代表的な浮遊水生植物の根圏における炭化水素分解作用を強化することを目的に,本年度はウキクサ根圏微生物群集が発揮する脂肪族炭化水素分解能力を検討した。アルカンの分解試験は,(1)アルカン類を含まない系で栽培したウキクサ植生,(2)アルカン類を添加した系で長期間栽培したウキクサ植生系,(3)環境水(河川水,湖沼水等),(4)環境水に無菌的に栽培されたウキクサを植え込んだ系,(5)微生物を含まない無菌ウキクサのみを植種した系,をそれぞれ用いて行った。試験の結果,アルカン類への接触の如何を問わず,ウキクサ植生系において60%以上のアルカン分解が観察された。また,環境水のみの系あるいは無菌ウキクサのみの系では分解が観察されず,環境水に無菌ウキクサを植種した場合には分解が促進されたが,ウキクサ植生系に比べるとその分解能力は低いものであった。以上のことから,ウキクサの根圏には普遍的にアルカン分解能を持つ微生物が存在する一方,植生系内の微生物はウキクサからの酸素供給によりその活性が促進されていることが示された。さらに,微生物相を検討した結果,アルカン類を栽培液に加えることで根圏微生物数に変化は生じないが,優占微生物種には変化が生じていた。なお,分解系に存在した生菌数は,ウキクサ植生系と環境水でほぼ同程度であった。分解試験の結果とあわせて考察すると,ウキクサ根圏のアルカン分解微生物群集は,河川水などの環境水中に優占する微生物よりも根圏での生育に適した種により構成されていることが示唆された。

本研究では,水質浄化に利用される代表的な浮遊水生植物の根圏における炭化水素分解作用を強化することを目的に,本年度は分解微生物群の導入によるウキクサ根圏における炭化水素分解能力の強化を検討した。ここではモデル汚染物質としてp-クロロフェノールを用い,活性汚泥由来の分解菌群をウキクサの根圏に導入した後,これを用いたp-クロロフェノール分解試験を行った。分解菌導入や馴化操作を行っていないウキクサ植生系では,15日間に渡る連続バッチ栽培において最終除去率は40%に留まった。一方,分解菌群を根に付着させた系では,分解試験初日から高い分解効果が示され,各バッチごとに100%の除去が達成された。この効果は試験終了まで持続することができた。分解菌群導入ウキクサ植生系によるp-クロロフェノール分解性を,各バッチの初期全菌数あたりの生分解速度定数,最大除去率,平均除去速度で評価した。全ての指標について分解菌群を導入することで系内の分解除去能力が導入していない系よりも向上しており、導入による効果を十分に確認することができた。またバッチ数を繰り返すごとに根圏の微生物数が増加し、根圏への安定性が高いことも示された。また,ウキクサ根圏より分離した微生物を再度根圏に導入したところ,活性汚泥由来のフェノール分解菌や大腸菌等の人工培地内で高い増殖速度を示す典型菌株に比べて根圏における高い残存性を示すものが確認された。以上の検討より,根に付着する微生物には根圏環境に高い残存性を示すものが存在する一方,植物の根圏に分解性の高い微生物を導入し付着させることで根圏の分解能力を向上させることができ,分解能力と残存性に長けた微生物を用いた根圏機能の強化が可能であることが明らかとなった。