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『浄土論註』の研究-特に『教行信証』を中心として-

親鸞の主著である『教行信証』は、その重要な部分のほとんどが、世親の『浄土論』・曇鸞の『浄土論証』でうめられている。親鸞という名のりが、世親と曇鸞の名から一字づつを取って名のられたという先学の指摘も充分な理由のあることである。特に往相還相の二回向を綱格とする『教行信証』は曇鸞の『浄土論註』の継承と展開と見るべきであろう。したがって、親鸞の仏教を正確に了解する為、60年度は当該の報告書のような研究を行なった。それを踏まえて分担者との研究会を数回にわたって持ち、その成果を61年度は原稿としてまとめた。「凡愚遇無空過者」の方は、凡夫が無上仏道に立つという親鸞の仏教と、大東菩薩道との関係を、大きなテーマとして考えた論稿である。特に曇鸞の『浄土論註』の五念門の了解を中心にして念仏の意義を尋ね、回向という言葉で語られる内実を考えたつもりである。「往相道の根拠」の方は、凡夫が何故仏道に立ちうるかという、親鸞の仏教の根本課題を『浄土論註』を中心として尋ねた論稿である。以上のような研究を通して、曇鸞の『浄土論註』が、親鸞の仏教に与えた影響の大きさと、その意義の重要さとを改めて確認した。大乗仏教が大乗としての実質を持ちうるとすれば、菩薩道からは漏れていく凡夫が仏に成るという事を果さねばならない。その課題に見事に応えた書が、『浄土論註』であり、それを継承し、さらに展開,根源化した書が親鸞の『教行信証』であることを充分に知ることができた。親鸞の仏教が、正しく大乗の仏教であることを強く思う事である。親鸞の主著である『教行信証』は、その重要な部分のほとんどが、世親の『浄土論』・曇鸞の『浄土論註』でうめられている。特に往相還相の二回向を綱格とする『教行信証』は曇鸞の『浄土論註』』の継承と展開と見るべきであろう。したがって、親鸞の仏教を正確に了解する為、60年度は当刻の報告書のような研究を行なった。「凡愚遇無空過者の方は、凡夫が無上仏道に立つという親鸞の仏教と、大乗菩薩道との関係を、大きなテーマとして考えた論稿である。「往相道の根拠の方は、凡夫が何故仏道に立ちうるかという、親鸞の仏教の根本課題を『浄土論註』を中心として尋ねた論稿である。大乗仏教が大乗としての実質を持ちうるとすれば、菩薩道から漏れていく凡夫が仏に成るという事を果さねばならない。
ビルレンス因子を指標とした水道システムにおける感染性レジオネラの定量的検出

本研究ではレジオネラ属細菌を対象として、THP-1細胞を用いた共培養試験系により感染能変化を調べるとともに,貯水槽水道の滞留給水栓における汚染状況を調査した。L. pneumophilaはシステイン欠乏かつ低栄養状態に曝されると、細胞内生存率が顕著に増大した。また、滞留給水栓の約30%でレジオネラが培養検出され、不検出試料からも再増殖した結果は、VBNC状態のレジオネラが給水系に存在することを示唆する。平成25年度も,水道水を介したレジオネラ感染リスク評価に資する基礎情報の整備を目的として,受水槽方式の水道システムにおけるレジオネラ汚染状況の把握を試みた。受水槽方式の学校を対象として,使用頻度が異なる給水栓を対象として水道水を採取し,採水直後のレジオネラ培養可能菌数,従属栄養細菌数を調べるとともに,残留塩素を中和後, 20  ̊Cで1週間培養した場合にレジオネラが再増殖するか否かを調べた。その結果,使用頻度が極端に低い一部の給水栓においては採水試料中にレジオネラが検出されること,また20  ̊Cにおける培養操作により約半数程度の試料中でレジオネラが再増殖したことから,水道水中には一時的にVBNC状態に陥ったレジオネラが存在しており,条件が整えば再増殖することが明らかとなった。また,前年度に構築済みのマクロファージに分化させたヒト白血病由来細胞THP-1を用いたレジオネラ共培養試験系を利用して,実験室で培養したL. pneumophilaのヒト細胞への感染能を調べたところ,集菌・洗菌後リン酸緩衝液に懸濁して低栄養状態に曝して経時的に感染能の変化を調べたところ,10日程度まで感染能が増強されていくことがわかった。特に,細胞内に侵入するL. pneumophila数は少ないものの,THP-1細胞内での大幅増殖に繋がることがわかった。また,あらかじめアミノ酸(L-システイン)制限条件において培養されたL. pneumophilaを,引き続いて低栄養条件に曝すことで,細胞内増殖能がさらに増強されることを示した。平成24年度は,水を介したレジオネラ感染リスク評価に資する基礎情報の整備を目的として,初めに受水槽方式の水道システムにおけるVBNC化細胞を含むレジオネラ汚染状況の把握を試みた。受水槽方式の大型商業施設や公共施設,学校を対象として,使用頻度が異なる給水栓計10箇所を対象として水道水を採取し,レジオネラ全菌数,レジオネラ生菌数,培養可能レジオネラ菌数,従属栄養細菌数,ならびに残留塩素濃度を測定した。レジオネラ生菌数はEMA(Ethylenemonoazide)-リアルタイムPCR法により,全菌数は直接リアルタイム法により,培養可能レジオネラ菌数は試料をメンブレンフィルター上に濃縮後,GVPC平板培養法を用いて測定した。その結果,十分な残留塩素濃度が維持されている場合でも,PCR法により全ての試料からレジオネラ属生菌が検出された。その濃度は,レジオネラ全菌数で380 5100copies/L,生菌数では420 2400copies/Lとほぼ遜色ないレベルで検出された。なお,今回の採水試料では培養可能なレジオネラは検出されなかったことから,EMA-PCR法で求めたレジオネラ生菌は全てがviable but nonculturable(VBNC)状態にあったと考えることができる。また,レジオネラ感染能の変化を評価を目的として,ヒト白血病由来細胞THP-1を用いてレジオネラ共培養試験系の確立に取り組んだ。またこの試験系を用いて,水中のアミノ酸濃度条件によりレジオネラの感染能が大きく変化することを示した。本研究では,ヒト白血病由来血球細胞を用いたレジオネラ共培養試験系を利用して,レジオネラ属細菌の感染能変化を調べるとともに,貯水槽水道方式の給水栓水を対象とした採水調査により,レジオネラ属細菌による汚染状況を調査した。培養したL. pneumophilaを低栄養状態に曝して経時的に感染能の変化を調べたところ,10日程度まで細胞内増殖能が増強されることがわかった。また,あらかじめL-システイン制限条件下で培養したL. pneumophilaを低栄養条件に曝すことで,細胞内増殖能がさらに増強されることが明らかとなった。平成2526年度は,特に貯水槽水道方式の大学内建物内において,使用頻度の低い給水栓を対象とした採水調査を重点的に実施した。具体的には,採水直後の試料を濃縮し酸処理した後,培養検査によるレジオネラ属検出を行うとともに,同一試料を20°Cで7日間保管した後に,レジオネラ属の再増殖の有無を培養法により確認した。同時に,採水直後・再増殖操作後のHPC測定も行った。年間を通した採水調査の結果,採水直後試料では延べ57給水栓試料のうち17試料からレジオネラ属細菌が検出された。

その濃度範囲は10061900 CFU/Lであった。レジオネラ属が検出された同一給水栓を対象に繰り返し採水を行った結果,水温の高い夏季の方が高濃度でレジオネラ属が検出されること,またいったんレジオネラ属陰性となった給水栓においても,その後再び陽性に転じる現象も確認された。滞留水の排出により残留塩素濃度が回復しレジオネラが一時的に不活化されたとしても,水質条件が再度悪化すれば給水栓内で容易に再増殖が起こると推測される。再増殖操作後には,57給水栓試料中12試料からレジオネラ属細菌が検出された。この結果も,レジオネラ属は給水栓水中に不活化された状態で存在していることを示している。水質衛生環境微生物H25年4月に研究代表者が異動したため,移転先において実験系を再セットアップする必要があったため,進捗が計画より遅れている。水道水試料中のレジオネラ属細菌を対象としてVBNC状態のレジオネラ数の把握に取り組んだが,すでに浄水処理により種々のストレスを受けたレジオネラ細菌の場合には,EMA-PCR法ベースの市販の定量キットのEMA処理条件では膜損傷を受けていないレジオネラ細胞までもが膜損傷を受けてEMA修飾されてしまうことが判明し,この問題を解決するために想定外の時間を要したためである。H26年度は,引き続き受水槽方式の比較的大規模な水道システムを対象として,培養可能なレジオネラの存在状況把握を進めるとともに,再増殖の可能性を秘めるVBNC状態のレジオネラについても実態調査を行う。また,今年度までに明らかとなったレジオネラ感染能の増強因子に基づいて,水道水中のアミノ酸濃度,他の有機炭素条件濃度等の情報収集を行うとともに,実際に水道水中で低栄養状態に曝されることによる感染能増強の可能性について検討する。同時に,VBNC状態のレジオネラが感染に寄与するか否かについては議論が続いているが,ヒト細胞THP-1を用いた共培養試験系を用いてこの可能性を検討する。また,文献調査に基づいてレジオネラ感染能マーカーの選定を進めると共に,感染力の異なるレジオネラ細胞における感染能マーカーの発現状況をリアルタイムRT-PCR法により比較し,感染能と連動して変動しうるマーカーのスクリーニングを行う。最後に,水道水から分離したレジオネラ,水道水中に存在するVBNC状態のレジオネラを対象として,選定したマーカーの発現状況を調べるとともに,その感染能の評価を行うことで,マーカーの適用可能性を検討する。H25年度はまず文献情報に基づいてレジオネラ感染能マーカーの選定を行う。レジオネラのビルレンス因子として既往研究において報告されている種々の遺伝子群のうち,1)細胞への付着性,2)細胞への侵入性,3)細胞内での酸素依存性殺菌に対する抵抗性,4)細胞内増殖性の各区分から,水試料中レジオネラの感染性と連動して発現量が変化する機能タンパク質候補を絞り込む。その後,H24年度に明らかにした通り,培養液中のアミノ酸濃度を変化させることにより異なる感染能を示すレジオネラ細胞を調製し,その感染能をTHP-1細胞を用いて感染能を定量するとともに,選定した感染能マーカー遺伝子を対象としてリアルタイムRT-PCR法により発現量を定量し,感染能と連動して変化するマーカーのスクリーニングを行う。また,各種水道水試料からのレジオネラ細菌の分離を試みるとともに,顕著な感染能増大を引き起こす培養液中のアミノ酸濃度について詳細な検討を重ねるとともに,水道水中のアミノ酸濃度に関する情報を収集し,水道システム内に存在するレジオネラ感染能に対する影響因子に関する基礎データの集積を進める。
同族企業の経営とガバナンス:経営財務行動と効率性・革新性の分析

日本の上場同族企業のデータベースを新たに作成し、定量的実証研究を行い、またインタビューとアンケートを通じて経営財務行動を定性的に把握した。主な知見は、1)情報非対称性が高いが、負債コストは低い、2)CSPの達成度が劣るが産業により経営者の役割は異なる、3)高い質の利益を公表するが株式保有比率に依存する、4)損失を開示する保守主義はより高い、5)財務指標の変動性がより低い、6)不況においても投資を抑制しない、などである。4年間の研究の初年度である平成21年度は、同族経営企業の基本データ整備をすることに研究の主力をそそいだ。まず、東洋経済データベース(大株主一覧、役員一覧)を最新年から数年間遡って購入し、これを元に、過去の会社名鑑、会社四季報などで補遺して、日本の上場企業3,527各社へ、株主リスト、役員リストを差し込み印刷し、アンケートの依頼状と共に送付した。アンケート文面では、同族に当たるかどうかをそれぞれの個別のマスにチェックしてもらうという回答側に極めて簡便な方法を取り、回答方法も郵送およびWEB上での個別ログインによりインプットできるよう工夫した。締切日の2月末現在で、回答社数は373社であり、その後も少しずつ戻ってきている。平成21年度にはさらに、同族経営企業新データベースができた時点において、詳細な実証研究に入るための準備として、基礎研究を単独または共同で行い、企業の質、情報開示の質、財務体質の良悪、産業内での地位、経営組織内における不完全情報の影響などについての、実証研究のための基本仮説を形成するための論文を国内外の学会および海外大学セミナーで発表し、一部を学術雑誌等において公刊した。久保田は、香港科技大学主催同族経営企業シンポジウムにパネリストとして招かれ日本の同族企業経営の特徴について、華僑の経営と対比させながら2回のセッションにおいて発表し、連携研究者浅羽は、スタンフォード大学主催の会議に招待され、日本同族企業の投資行動についての実証結果の発表を行った。平成22年度は、完成させる同族経営企業新データベースを元に、同族企業と非同族企業の経営効率上、財務上、開示の質、組織構造についての差および優劣を比較する実証研究に着手する。企業へのインタビューは、21年度のアンケート項目において可と回答してくれた企業に、研究メンバーによる個別インタビューを行う。さらに、今回対象外であった非上場企業についての調査の方法も検討を始める。平成22年度は、昨年度購入した東洋経済データベース(大株主一覧、役員一覧)および昨年度実施し、今年度に集計した、上場3,527各社への株主リスト、役員リストを差し込み印刷したアンケート票への紙面またはWEB回答を元に、最新年度についての同族企業データベースを完成させた。今年度購入したデータなどを元にさらに遡及作業を続けるが、このデータを元に、情報開示の質、情報の非対称性に関して2論文をインドJawaharlal Nehru Universityにて、本科研プロジェクトにより開催したInternational Conference on Business Groups and Family Business : India, Japan, and Thailandにおいて発表した。会議は、タイ、日本、インド、シンガポール、香港から計22名の発表者、議長、討論者を集め、9月に二日間に渡って開催、同大院生や教授も聴衆として参加し、3国の同族経営の差について情報交換がされた。平成22年度はさらに、作成中のデータベースを用いた詳細な実証研究に入るための準備として、企業の財務体質と税制、株価と非対称情報の関連、同族企業のガバナンスなどについて、仮説形成のための基礎研究を、国内外の学会および海外大学セミナーで論文発表し、一部は学術雑誌等において公刊した。今年度は、9月に国際シンポジウム(International Conference on Ownership, Management Control, and Family Businesses : Theory and Evidence)を開催した。当初、研究代表者久保田所属の中央大学にて開催予定であったが、関東地方の電力不足への不安、また海外からの予定講演者の来日への不安を軽減するため、会場を研究分担者澤木が所属する南山大に移動し、海外から6名の発表者を迎え(米国、カナダ、シンガポール、タイ)、国内から約35名の参加者を迎えて、研究対象を、同族企業中心として、株式所有者分布が与える企業株価、エージェンシーコスト、CSPへの影響を分析する合計7本の論文発表とパネルディスカッションを行い、研究課題への理解を深化した。会議中に、世界的工作機械メーカかつ非上場の同族企業であるヤマザキマザック本社を参加者の大半が訪問し、長時間の見学を行い、1時間強の質疑応答を行った。定量分析として、昨年度は上場同族企業データ観察期間が1年のみであったものの整備をさらに進め、3年分約1,500の同族企業サンプル数(firm years)が利用可能となり、非同族上場企業約2,700数との比較ができるまで整備が進んだ。このデータを元に、開示の質に関した共同論文をssrn.comに研究分担者海老原が公開、またCSPに関した共同論文は研究分担者竹原がSouthwestern Finance Association,日本経営財務研究学会東日本部会にて発表した。同族企業についてのマイクロストラクチャー実証研究論文は、来年7月開催のWorld Finance Conferenceで採択済み、来年度開催の米国の学会投稿用ページであるssrn.comに投稿すると同時にssm web上に公開した。

これら3論文は、来年度開催の国内外学会へも投稿中、発表予定である。実証的な成果は以下である。1)同族企業は利益の質は高いが、創業者が代表権を持つ同族企業は同族経営者の強いエントレンチメント効果により、低い質の利益を公表している。創業者一族が拒否権を発動できる程度の株式を保有する同族企業は、少数株主に対するエントレンチメント効果が抑制され、非同族企業よりも高い質の利益を公表するが、創業者一族が圧倒的多数の株式を保有する同族企業は、やはり強いエントレンチメント効果により非同族企業よりも低い質の利益を公表している。2)損失を利益よりもより迅速に開示すべきであるという会計保守主義がより高い、3)株式取引データから識別される情報非対称性と非流動性はより高い。4)CSPの達成度は劣るが産業の特性により同族経営者の果たす役割が異なる。5)財務収益性は、尺度により高い場合と低い場合が存在するが,リスクは多くの尺度について相対的に低い。さらに、リスクは、特別決議事項を否決する水準までであれば低下するが、支配権を獲得する水準まで創業家が株式を所有する場合には高まる。すでに採択済みでH25年度中に発表予定の学会報告には、IFERA、APIRA Conference、日本ファイナンス学会、企業家研究フォーラム、日本経営財務研究学会があり、成果は将来的に著書としても著したい。今年度は理論分析および定量分析に人的資源を投入し、同族企業の企業行動を探索するファイナンス理論の確認のため国際シンポジウムを開催し、また3年間で構築してきた独自の最新同族企業データベースにもとづいた実証分析、論文執筆を進め、当初の予定通りの成果を得ており、上場企業の同族企業サンプルについて3論文をすでに発表し、論文のWeb上での公表も進んできているが、上場、非上場企業共に、経営者インタビューについては、これまでの実証研究結果を確認しながら、質問を行いと考えたこともあり遅行しているが、2012年よりこれを開始した.24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は、執筆中またその他、新たに執筆予定の論文を内外学会にて発表し、同時に内外の学術雑誌への投稿を進める。そのために、現在はすでに3年間のデータベースが完成しているが、これをさらに5年間遡及し、8年間の日本における同族企業の包括的最新データベースを構築する。並行して、同族企業対非同族企業のインタビューにも人的資源を投入し、最終的に、本研究の総合的成果は、武蔵大公開サーバ上に研究プロジェクト専用ホームページとしてこれを構築し、web公開する。ただし、公刊済みの論文については要旨のみを掲載する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
オキシトシンによる扁桃体機能のモジュレーションと情動の制御

近年、脳内ホルモンの未知の生理作用が大きな脚光を浴びている。オキシトシンは出産、授乳時に子宮収縮や射乳を促すホルモンとして知られている。一方、同ホルモンについては脳内特に辺縁系にも多数のオキシトシン受容体が発現しており、オキシトシンの脳内における働きが注目されている。我々は海馬におけるオキシトシンの作用に注目して解析を行い、授乳中の母親マウスではオキシトシンにより記憶学習能力が向上することをすでに報告している。一方、近年オキシトシンによる不安情動調節作用が報告され注目されているが、そのメカニズムについては不明な点が多い。この基盤研究Bでは扁桃体機能に注目し、不安情動の調節機構を検索した。マウスを閉所に強制的に長時間閉じ込めるストレス負荷を行い行動解析すると、約一週間程度でストレス耐性を獲得する。この耐性獲得機構が扁桃体ニューロンにおいて、オキシトシンの分泌とRgs2と呼ばれるシグナル伝達系を介して制御されているとの仮説を証明した。本研究で得られた成果を今後さらに発展させ、in vivoで扁桃体へのRgs2遺伝子トランスフェクションやRNAiによる発現抑制などを行い、行動学的解析も用いて抗不安、抗ストレス作用の機構の解明を行う研究につなげてゆく予定である。今後この研究の発展により不安情動の新しい制御機構が可能となり、新しい治療法開発への糸口が開かれることと期待される。この意味でも本研究は大きな成果を上げることが出来た。本研究では、オキシトシンにより発現が促進され、シナプス可塑性を制御している分子の同定を試みた。初代培養海馬神経細胞においてオキシトシン添加により誘導される遺伝子ならびに授乳中マウスの海馬において発現が促進される遺伝子について、DNAマイクロアレイにて解析を行った。その結果、Rgs2(Regulator of G-protein signaling 2)とProtein Kinase C(PKC)ε遺伝子の発現が、in vitro、in vivoの両方で上昇していることを見いだした。Rgs2はG蛋白質に連関した受容体のシグナル伝達を負に制御する因子であり、ドーパミン受容体によって発現が制御され、カルシウム振動を誘発する事が知られている。またRgs2のノックアウトマウスでは不安情動が昂進し、攻撃性が高まる事が報告されており、情動制御との密接な関係が示唆される。そこで私たちはラットに閉所ストレスを繰り返し与え、扁桃体でのRgs2の発現変化を観察した。その結果ストレス負荷後一日目からRgs2の発現が上昇し、一週間後に3倍近くになり以後徐々に低下することが分かった。一方、PKCは海馬に多く発現しており、従来の研究により電気生理学的な超長期増強(L-LTP)あるいは長期記憶成立に重要な働きをしていることが示されている。PKCは、多くのアイソフォームが存在し、様々な脳機能の制御を司る。そこで、オキシトシンがPKCの各アイソフォーム発現にどのような影響を及ぼしているか検討した。その結果オキシトシンを灌流した海馬スライスおよび出産後授乳中マウスの海馬においてPKCεが特異的に発現増強していることが分かった。本研究では扁桃体機能に注目し、不安情動の調節機構を検索した。この耐性獲得機構が扁桃体ニューロンにおいて、オキシトシンの分泌とRgs2と呼ばれるシグナル伝達系を介して制御されているとの仮説を設定し検討を行った。(方法と結果)連日マウスに閉所ストレスを与え、扁桃体でのRgs2の発現をwestern blottingで解析した。ストレス負荷後1日目よりRgs2の発現が充進し、ストレス負荷していないマウスと比較して2倍程度まで上昇した。以後1週間ストレス負荷まで同様の傾向が見られた。また同様に閉所ストレスを与えたマウスの脳切片を切り出し、Rgs2による免疫染色を行った。central amygdala(CeM)に注目すると、ストレス負荷1日目より徐々に染色が強くなり、1週間ストレス負荷で最も強く染色された。

次に扁桃体を含むマウス脳スライスに0.1μMのオキシトシンを潅流させ、Rgs2の発現をwestern blottingで確認した。潅流30分後よりRgs2の発現充進が見られた。(結語)以上より閉所ストレス下での扁桃体のRgs2発現の上昇とオキシトシンによるRgs2発現上昇が示された。これらの結果はオキシトシンによる不安情動調節機構は、Rgs2を介して制御されているとの我々の仮説を支持する。本研究で得られた成果を今後さらに発展させ、in vivoで扁桃体へのRgs2遺伝子トランスフェクションやRNAiによる発現抑制などを行い、行動学的解析も用いて抗不安、抗ストレス作用の機構の解明を行う研究につなげてゆく予定である。
着床・胎盤形成過程における子宮NK細胞の走化因子

着床・胎盤形成過程において、マウス子宮NK細胞は基底脱落膜および間膜腺に集合・蓄積してくる。子宮NK細胞は脱落膜腫モデルでも分化するが、決してある部位に集合・蓄積することはない。本研究では、着床・胎盤形成過程における子宮NK細胞の基底脱落膜および間膜腺への走化因子を検討した。方法として、妊娠815日のマウスの間膜腺および基底脱落膜から子宮NK細胞である顆粒性間膜腺(GMG)細胞を採取した。特に間膜腺からの採取では98%以上の純粋なGMG細胞を集めることが可能であった。これらの培養GMG細胞とIntercell chamberを用いて計数的に解析した。MenezoB2を対照基質液とした。結果は以下のように要約される。1.対照基質液にIL-2添加では走化性に有意差は認められなかった。2.対照基質液にIL-2無添加あるいは添加したものにhrLIF添加では走化性に有意差は認められなかった。3.対照基質液にIL-2無添加あるいは添加したものに"B"cell conditioned添加では走化性に有意差は認められなかった。4.対照基質液にIL-2無添加あるいは添加したものにSTO細胞添加では走化性に有意差は認められなかった。5.対照基質液にIL-2無添加あるいは添加したものに胎盤外円錐栄養膜添加では走化性に有意差は認められなかった。6.対照基質液にIL-2無添加あるいは添加したものに各種類の細胞外基質添加(ラミニン、フィブロネクチン、コラーゲン、ヴィトロネクチン)では走化性に有意差が認められた。特にヴィトロネクチン添加で最もGMG細胞は走化性を示した。7.Intercell chamberのmembrane内のGMG細胞の形態は、in vivoでの遊走性を示すGMG細胞の形態と酷似していた。特にフィブロネクチン添加のものでは細胞の伸張による走化性の形態が顕著であった。これらの結果から、GMG細胞走化性に最も影響を及ぼす因子は細胞外基質であることが分かった。また、STO細胞・胎盤外円錐栄養膜添加の結果から、胎子側因子はGMG細胞走化性に直接影響を示さないことが分かった。
光音響効果に基づく温室効果ガスの可視・可聴化した教材および教育プログラムの開発

本研究の目的は、光音響効果によって、気体の温室効果を可視化・可聴化する実験教材を開発し、温室効果のしくみについて、丁寧な解説と実験を通じて質の高い教育プログラムを構築することである。(A)光音響効果に基づく実験装置を誰にでも扱えるような実験装置への改良・開発:H30年度は6台の実験装置が完成した。これにより、今まで大学や高校の授業では「演示実験」と8名程度の少人数に対して実験授業を行っていたが、最大6名×6グループ=36名が同時に実験を行う環境が整った。また、これまで温室効果ガスの定性実験をメインに扱ってきたが、新たに二酸化炭素とメタンを用いて気体濃度110%程度で定量が行えることをFTIRの赤外スペクトルの測定データから確認した。目に見えない赤外線について、透過・吸収・反射を説明する基礎データを得た。(B)普及のための教育プログラムの開発:H30年度は札幌市内の2つの高校と4つの大学のクラスを対象に授業を行った。実験装置の使用方法を理解するための動画と実験書を作成し、授業実践を通じて、教材の改善を図った。札幌市内の高等学校、全56校の理科教員を対象にアンケートを実施し、23校(41%)から回答を得た。このうち14校から出前授業を行って欲しいという解答を得られたため、2019年度以降に行う予定である。H30年度気象学会と日本化学会でそれぞれこの教材開発に関する学会発表を行った。2019年度には日本化学会北海道地区化学教育研究協議会で大学教育の部の提言者として化学教育のアウトリーチ活動を報告する予定である。また、2019年度のひらめき☆ときめきサイエンスに採択され、小学校5・6年生を対象にこの教材を使用した講座を担当する。(A)光音響効果に基づく実験装置を誰にでも扱えるような実験装置への改良・開発[A1]装置の基本改良(主として平成28年度実施予定)計画通り、研究者と測器製作業者とで検討を重ね、設計図を作成した。その後試作機1台を発注し、H29年4月に納品予定である。計画では5台製作予定であったが、数を1台に変更した。理由は試作機を使って充分性能を確かめ、その改善点を残りの装置に反映させるためである。[A2]基礎実験のデータベース化上記[A1]で試作機の納品が年度内に間に合わなかったため新装置でのデータ取得はできなかった。しかし、現装置を用いて、気体セルと音響信号、透過材と透過率などについてデータ収集を行った。H29年度はこれを基にデータ収集を行う。(B)普及のための教育プログラムの開発[B1]指導要領のもとでのプログラム内容の設計高校理科4科目における指導要領を調べ、本装置との寒冷項目を抽出した。また札幌手稲あすかぜ高校理科教諭二名と小樽工業高校教諭二名の計四名から高校のカリキュラムとの融合の可能性をインタビューした。H29年度には各校での授業実施を計画中である[B2]申請者による授業での試行北海道科学大学一年前期・社会の理解I自然と環境の科目内で受講生約400名に対してこの実験装置を用いた講義を行った。なお、以下の項目は計画通りH29年度以降に実施する。[A3]装置の実用改良[B3]高校教師による授業の実施(A&B)研究成果の発表研究実績の概要で記したように、装置の試作に時間がかかったが、それ以外の項目ではおおむね順調に進展している。ただし、H29年度のデータベース化とそのデータベースを活かした装置の改良には相当な時間を有すると考えている。光音響効果に基づく温室効果ガスの可視・可聴化した教材および教育プログラムの開発については以下の(A)(B)とH30年度の計画について以下のように進める。(A)実験装置の改良と開発;H28年度に実験装置の試作機を作製し、H29年度はその性能の確認と基礎実験のデータベース作成を行った。H30年度にさらに6台の実験装置を測器業者に製作してもらい、教育実践に使用する(B)普及のための教育プログラムの開発;H29年度には小樽工業高校での出前授業、高校生による光音響効果実験装置の製作、大学生による模擬授業と実践、月形町教育委員会での社会人向け講座などを開催した。H30年度は研究最終年度(3年目)である。追加実験装置6台を使用し、高等学校の理科教育(特に地学・化学・物理の関連分野)を意識した授業を構築し、実践する。合わせて高校教員に使用してもらい、今後の装置や実験手法の普及を目指す。なお、学会発表、論文等の成果が未だ出していないため、今年度内にまとめる。研究分担者小川直久が体調不良により、グループより脱退した。これに伴い数理解析と装置の最適化に関してやや遅れている。また、基礎実験のデータベースを作成する基本方針を変更した。3年計画の2年が終了したので、残りの期間で学会発表、論文投稿が速やかに行われるよう、計画を立て直して再スタートしている。

これにより、今まで大学や高校の授業では「演示実験」と8名程度の少人数に対して実験授業を行っていたが、最大6名×6グループ=36名が同時に実験を行う環境が整った。また、これまで温室効果ガスの定性実験をメインに扱ってきたが、新たに二酸化炭素とメタンを用いて気体濃度110%程度で定量が行えることをFTIRの赤外スペクトルの測定データから確認した。目に見えない赤外線について、透過・吸収・反射を説明する基礎データを得た。(B)普及のための教育プログラムの開発:H30年度は札幌市内の2つの高校と4つの大学のクラスを対象に授業を行った。実験装置の使用方法を理解するための動画と実験書を作成し、授業実践を通じて、教材の改善を図った。札幌市内の高等学校、全56校の理科教員を対象にアンケートを実施し、23校(41%)から回答を得た。このうち14校から出前授業を行って欲しいという解答を得られたため、2019年度以降に行う予定である。H30年度気象学会と日本化学会でそれぞれこの教材開発に関する学会発表を行った。2019年度には日本化学会北海道地区化学教育研究協議会で大学教育の部の提言者として化学教育のアウトリーチ活動を報告する予定である。また、2019年度のひらめき☆ときめきサイエンスに採択され、小学校5・6年生を対象にこの教材を使用した講座を担当する。研究計画の通りに進める。H29年10月の日本気象学会で教育分野の発表を行う。研究グループだけにとどまらず、北海道大学の環境科学院の先生たちと気象学会に所属する研究者、北海道内の高校教諭等の前で実験を行い、アドバイスをもらう予定である。6月に実験装置の納品。7月末までに基礎実験データベースの構築。8月以降に教育実践。大枠のみ決定している。おもに二つの理由がある。1試作装置の台数に変更があったため(5台から1台)2研究打ち合わせの回数が予定の1回から3回になったため平成29年度に予定していた機材の購入を平成30年度に購入するとし、未使用額はその経費に充てることとしたい。H29年度はH28年度の残額と合わせておおむね計画鳥に支出予定である
並列計算に適した行列最適化アルゴリズムの研究

直交行列による行列の相似変換あるいは合同変換を行う勾配力学系を、直交行列以外の行列に拡張する方法を提案した。コスト関数がどのような関数であってもこのような拡張が行えるような、一般式を導出した。直交行列だけを考えている場合は、行列の各成分に関しては、相似変換と合同変換で差が生じない。しかし、変換行列を直交行列以外の行列に拡張すると、相似変換と合同変換で行列の各成分に差が生じる。一般的に、変換しようとしている対称行列が表している物理的実体が、1階反変1階共変テンソルである場合は相似変換が適用され、2階共変テンソルである場合は合同変換が適用される。したがって、変換行列が直交行列の場合はこれらの変換を行う力学系の一般式も共通のものひとつで済むが、変換行列が直交行列以外の行列の場合は、掃除変換を行う力学系の一般式と、合同変換を行う力学系の一般式がそれぞれ別々に必要になる。これらの相似変換を行う勾配力学系の一般式と、合同変換を行う勾配力学系の一般式をそれぞれ導出した。また、これらの一般式から導出できる力学系の例として、実際的な問題解決に応用できるものを提案した。直交行列以外の行列による相似変換を行う力学系の例としては、非対称行列の右上三角化を行う力学系を導出した。直交行列以外の行列による合同変換を行う力学系の例としては、直交行列以外の行列により与えられた複数の行列の同時対角化を行う力学系を導出した。行列の同時対角化の問題について、その最小化によって解が得られる新しい指標を提案した。この指標を最適化する力学系を元にして、並列計算に適した行列の同時対角化アルゴリズムを設計することができる。この新しい指標は対象となる複数の行列と線形の関係にあるため、その最適化を行うプログラムはこれまでに知られている指標と比べて簡潔に書くことができ、また最適化計算自体も少ない計算量で行うことができる。さらに、対象となる行列の固有値の分布に適応して得られる対角化行列の精度が下がらないようにする仕組みも提案した。また、非正方行列を初期値として行列の特異値分解に収束する新しい連続的な力学系を発見した。この力学系を元にして、並列計算に適した行列の特異値分解アルゴリズムを設計することができる。さらに、行列の特異値分解を行う力学系の重ね合わせにより、複数の非正方行列を(できる限り)同時に特異値分解する並列計算アルゴリズムを設計することができる。この行列の「同時特異値分解」は、音声信号の分離、画像の圧縮などに応用することができる。直交行列の空間の勾配方程式の「不動点の数」について考察を行い、これらの数と安定性が直交行列の空間の大域的な性質から制限を受けることを示した。直交行列の空間の勾配方程式は任意の数の安定な不動点を持つことはできない。この結果は、局所解に収束しない直交行列の最適化アルゴリズムを設計する際の理論的な基礎を与える。直交行列の最適化問題を対称行列の最適化問題に変換する方法を提案した。具体的には、対称行列を固有値分解すると直交行列が得られるが、それを固有値分解すると得られる直交行列が元の直交行列の最適化問題の解になるような対称行列を解に持つ対称行列の最適化問題に変換する。変換して得られた対称行列の最適化問題を解き、得られた対称行列を固有値分解することによって、元の直交行列の最適化問題の解が得られる。直交行列の最適化問題を対称行列の最適化問題に変換することには、以下に述べるようなメリットがある。まず、直交行列の最適化問題は、直交行列全体のなす空間が線形空間をなしていないため、直交性を保ちながら時間発展する更新則を設計すること自体が難しく、また多くの場合更新則が行列の積の形になるため更新に必要な計算量が大きくなる。これに対して、対称行列の最適化問題は、対称行列の空間が線形空間をなしているため、対称性を保ちながら時間発展する更新則が設計しやすく、更新則が行列の和の形で表せるため更新に必要な計算量を小さくでき、さらに行列の成分ごとの並列計算に適している。さらに、対称行列の最適化問題を解く際に固有値を保存するような対称行列の更新則を利用すると、対称行列が収束した後の固有値分解をする際に、RQIなどの固有値のおおよその値が分かっている場合に固有値分解を少ない計算量で行えるアルゴリズムを用いて、計算量を減らすことができる。

これらの相似変換を行う勾配力学系の一般式と、合同変換を行う勾配力学系の一般式をそれぞれ導出した。また、これらの一般式から導出できる力学系の例として、実際的な問題解決に応用できるものを提案した。直交行列以外の行列による相似変換を行う力学系の例としては、非対称行列の右上三角化を行う力学系を導出した。直交行列以外の行列による合同変換を行う力学系の例としては、直交行列以外の行列により与えられた複数の行列の同時対角化を行う力学系を導出した。
市場流通網におけるパトロン・クライアント関係に関する経済人類学的比較研究

本年度は本研究の最終年度にあたり、前年度の研究でえた中間総括と析出された問題点をより集約的な共同研究と調査研究によって資料の質を高め、かつ理論的枠組みの確定をおこなった。佐藤と岩崎は、この地域の商業活動の広がりを歴史的にせいりし、さらに現在、中心的役割を果たしているガリ族の商業牧畜と商人の事業展開を分析した。その結果、商人の事業展開は婚姻連合に基づいているが、そのような婚姻連合には民族と宗教の異同によって二つのタイプがみられることを明かにした。狩猟民と農耕民の社会・経済的共生関係の研究:寺島は、ピグミー族と農耕民との婚姻関係と経済的取引関係を分析して、社会的不平等を前提とした共生関係が存在し、この関係がピグミー族の女性の婚姻様式によって顕在化することを明かにした。牛島は、フィリピンのビサヤ内海における漁獲物のマーケット流通網を分析して、スキ関係という得意先関係が、売り手と買い手の間の二者関係に基礎づけられた個人的な信用と相互的な義務感によって形成され、維持されることを明かにした。徳丸は、山口県萩市における行商人と仲買人を対象として、昭和20年代以降の漁獲物の流通網を分析した。山陰本線の開通と漁協卸売市場の設立によって、漁獲物の流通網と販売の得意先が広域化した過程が明らかにされた。上記の研究によって、パトロン・クライアント関係の多様性が明らかになると同時に、パートナーの身分差、仲間的な対等性、通世代的な持続性が共通して認められることが明らかにされた。本研究の目的は以下の3点である:1.商品資源の生産様式とその流通機構ならびに取引形式を社会経済的視点から分析する。2.パトロン・クライアント関係の形成過程と維持機構を贈与論、互酬論、負債論の視点から分析する。そして3.パトロン・クライアント関係が当該社会と地方経済で果たす社会・経済的機能を分析する。これらの課題を解明するために、平成5年度には個別研究と3回の共同研究がもたれて、以下の問題が解明された。遊牧社会における畜友制度は、互酬原理に基礎づけられた自発的な二者関係として把握できるが、遊牧社会においては、親族組織によって強く拘束されるものから逆に親族関係を組み込んでいるものまで認められる。ピグミー族は、特定の集落と上下関係の差異を前提にした共生関係を農耕民と形成し、それがかれらの世界観にもなっている。さらに、セブ島北部の漁村における漁獲の流通網を維持しているスキ関係は、漁民、仲買人、漁市場から構成されているが、これらの三つのセクターは、信用取引と資金の貸付といった経済関係だけでなく複雑な顧客関係によっても結び付けられている。本研究によって、パトロン・クライアント関係は、民族誌的資料によってその多様性が明らかにされたが、それを統一的に把握できる理論的根拠が現在模索される段階である。現時点では、その分析点としては、パートナーの身分差、仲間的な対等性、通世代的な持続性、共体性などの社会的側面と経済的取引の特性とその損得特性などが析出されるにいたっている。このような分析を踏まえて、贈与論、互酬論、負債論などの理論的妥当性を再吟味する必要がある。

牛島は、フィリピンのビサヤ内海における漁獲物のマーケット流通網を分析して、スキ関係という得意先関係が、売り手と買い手の間の二者関係に基礎づけられた個人的な信用と相互的な義務感によって形成され、維持されることを明かにした。徳丸は、山口県萩市における行商人と仲買人を対象として、昭和20年代以降の漁獲物の流通網を分析した。山陰本線の開通と漁協卸売市場の設立によって、漁獲物の流通網と販売の得意先が広域化した過程が明らかにされた。上記の研究によって、パトロン・ラクイアント関係の多様性が明らかになると同時に、パートナーの身分差、仲間的な対等性、通世代的な持続性が共通して認められることが明らかにされた。過去二年間の研究成果の出版作業をおこなった。
植物-病原菌の相互作用におけるシグナル応答と動的抵抗性遺伝子発現

本研究は、エンドウの防御反応応答のシグナル伝達に及ぼすエリシターやサプレッサーの影響を調べるとともに、エンドウの防御反応の一つであるピサチン(エンドウのファイトアレキシン)合成系の鍵酵素、フェニールアラニンアンモニア・リアーゼ(PAL)およびカルコン合成酵素(CHS)をコードする遺伝子に焦点を絞って、エリシターによる発現誘導やサプレッサーによる発現抑制といった遺伝子発現調節に必要なシス因子・トランス作働因子を明らかにしたものである。以下に、本研究で得られた知見を要約する。1)エンドウ褐紋病菌由来エリシターによるエンドウの防御反応応答活性化のシグナル伝達には、ポリフォスフォイノシトール(PI)・リン酸代謝、すなわち、PIキナーゼやPIPキナーゼが活性化され、その結果生ずるDAG(diacylglycerol),IP3がセカンドメッセンジャーとなって、上記PAL,CHS遺伝子の核内における転写活性化を誘導する。また、サプレッサーはエンドウ原形質膜ATPaseを特異的に阻害することにより、エリシターを介した防御反応応答活性化のシグナル伝達系をブロックする。このことから、ノシトール・リン酸代謝系と原形質膜ATPaseとはクロストークしていることが予想される。2)二つのメンバーのフェニールアラニンアンモニア・リアーゼ遺伝子(PSPAL1,PSPAL2)、および二つのメンバーのカルコン合成酵素遺伝子(PSCHS1,PSCHS2)のエリシター誘導応答に必要なシス領域の絞り込を行ったところ、両PAL遺伝子では、ボックス2、4、また両CHS遺伝子遺伝子ではボックス2まで削りとるとエリシターによる誘導応答が急激に減少することが明らかとなった。3)さらに、エリシター処理、あるいはサプレッサー処理したエンドウ組織体より核タンパク質を抽出し、gel shift assay,competition assayを行い、エリシター誘導に必要なDNAシス因子と結合タンパク質の割だしを行ったところ、少なくとも二種類の核タンパク質の結合領域が確認され、いずれもATに富むシークエンスを認識していることが明らかとなった。エンドウPAL-,CHS-遺伝子プロモータ領域に含まれるシス・トランス作働因子の検索申請者らにより既に塩基配列の決定された、エンドウPSPAL1,PSPAL2,およびPSCHS1,PSCHS2遺伝子の上流プロモータを含む異なる長さのDN断片を、CAT(Chlorampheni-col acetyl transferase)遺伝子をレポーター遺伝子にもつ植物トランジエント発現用ベクターに挿入し、エンドウプロトプラストにエレクトロポーレション法によって導入した後、エンドウ褐紋病菌由来エリシターやサプレッサーがCATのトランジエントな発現にどのような影響を及ぼすかを調べた。PSPAL1では-267から-180の間に、また、PSPAL2では-406から-206の間にエリシターによる発現誘導応答に必要なシス因子の存在することが明かとなったが、これらの領域には、他の植物PAL遺伝子上流領域に保存されている共通のコンセンサスシークエンスモチーフ、box1,box2,およびBox4が存在している。また、PSCHS1,PSCHS2を用いた同様な実験でも、Box1およびBox2を含む領域を欠くと、エリシター誘導応答が消失することから、これらの共通したシークエンスモチーフあるいは、その近傍にエリシター誘導応答に必要なシス因子が存在することが判明した。シグナル伝達に関与する物質群の検索また、サプレッサーのシグナル伝達経路における原形質膜機能に及ぼす影響について解析を試みた結果、サプレッサーは原形質膜ATPase活性をin vivo,in vitro共に阻害することが明かとなった。

また、サプレッサーは原形質膜でのポリホスホイノシチド(PI)代謝を阻害することにより、エンドウ動的抵抗性反応の始動シグナルをブロックしていることが判明した。植物と微生物の相互作用においては、植物の防御反応を誘導する物質であるエリシターとその誘導を抑えたり遅らせたりする物質であるサプレッサーなどの菌由来シグナル因子が、病原性・非病原性を決定する要因として非常に重要な役割を果たしている。エンドウ褐紋病菌の胞子発芽液中には高分子分画にエリシターが、また低分子分画にサプレッサーが含まれ、サプレッサーはエリシターによって誘導される一連の防御反応を一時的に抑制する。この研究は、二つのメンバーのフェニールアラニンアンモニア・リアーゼ遺伝子(PSPAL1,PSPAL2)とカルコン合成酵素遺伝子(PSCHS1,PSCHS2)に焦点を絞って、エリシターによる誘導やサプレッサーによる抑制における遺伝子発現調節に必要なシス因子・トランス作働因子を明らかにしたものである。まず、サプレッサーによる宿主植物の防御反応抑制効果が防御反応に関与する遺伝子の発現レベルにも及んでいることを上述のPAL,CHS(カルコン合成酵素)遺伝子を指標としたin vitro nuclear run-on assayによって証明した。さらに、エリシター処理、あるいはサプレッサー処理したエンドウ組織体より核タンパク質を抽出し、gel shift assay,competition assayを行い、エリシター誘導に必要なDNAシス因子と結合タンパク質の割だしを行ったところ、少なくとも二種類の核タンパク質の結合領域が確認され、いずれもATに富むシークエンスを認識していることが明らかとなった。
糸状菌における多様なセルロース分解酵素の機能と遺伝子発現の解析

糸状菌によるセルロース分解は菌体外においてセルラーゼによりセルロースがセロビオースに変換され,さらにβ-グルコシダーゼによってセロビオースはグルコースに変換されたのち,菌体内に取り込まれてエネルギー源として代謝されていくと考えられてきた。しかしながら,多くの糸状菌ではβ-グルコシダーゼに加えて,セロビオース脱水素酵素と呼ばれる酸化還元酵素がセルロース分解過程で生産されてくることが知られている。そこで,本研究では,糸状菌が生産する主要なセルラーゼCe17によるセルロースから分解生成物として得られるセロビオースの代謝に関連して,菌体外β-グルコシダーゼ(BGL)およびセロビオース脱水素酵素(CDH)の酵素機能とその遺伝子発現解析を行った。その結果,そのいずれにおいても菌体外でのセロビオース代謝にはCDHのみが関与しており,菌体外BGLは関与しないことを明らかにした。また,菌体外BGLの生理的機能が菌体壁グルカンに関与することを示す生化学的データを得た。さらに,木材劣化に関与する白色腐朽菌のみならず,褐色腐朽菌においてもCDHが同様の働きをしていることを示すデータを得た。また,白色木材腐朽菌Phanerochaetechrysosporiumのゲノム情報を利用することで,セルロース分解培養系におけるプロテオーム解析の結果,11種類の糖質加水分解酵素とCDHを2次元電気泳動上で確認することができた。さらに,ゲノム情報を用いて1種の新規の菌体外チトクロムb562をコードするcDNAをセルロース培養系からクローニング成功し,またこの遺伝子をメタノール資化性酵母菌Pichia pastorisの発現系において活性型タンパク質として生産することに成功した。糸状菌によるセルロースの生分解機構については古くから研究が行われてきている。しかしながら,セルラーゼとともにセロビオース脱水素酵素が生産されてくること,またセルロースのようにグルコースがβ-1,4-グルコシド結合により直鎖状に重合した単純な構造にも関わらず,これを分解するために非常に多種多様なセルラーゼを糸状菌が有していることなど,セルロース分解におけるそれぞれの酵素の位置づけについては非常に不明な点が多い。本研究では,糸状菌におけるセルロース分解酵素系を生化学的ならびに分子生物学的に正しく体系化と,これらの疑問に答えることを目的としている。また,本研究を企画している過程で,白色木材腐朽菌Phanerochatechrysosporiumの全ゲノム解析が行われた。このようなことから,本研究ではゲノム情報を研究目的にどのように適用していくかも大きな課題としている。初年度目は,白色木材腐朽菌の生産するセロビオース脱水素酵素とβ-グルコシダーゼ遺伝子をクローニングし,それぞれを異種発現系を用いて大量生産したクローン体酵素を利用してそれぞれの機能を精査した。その結果,本菌におけるセルロース分解においては,菌体外に存在するセロビオース脱水素酵素がセルラーゼ(特にセロビオヒドロラーゼ)と共役的に機能し,一方菌体外に存在するβ-グルコシダーゼはセルロース分解の中では機能していないことを明らかにした。また,セロビオース脱水素酵素遺伝子の発現挙動をRT-PCR法により調べた結果,その遺伝子はセルロースおよびセロビオースを基質とした場合に特異的に発現しており,一方β-グルコシダーゼの発現挙動はこれとはまったく異なることを明らかにした。さらに,P.chrysosporiumのゲノム情報を利用することで,4種の異なるセルラーゼ遺伝子をcDNAとしてクローニングすることに成功した。

本研究では,糸状菌におけるセルロース分解酵素系を生化学的ならびに分子生物学的に正しく体系化すること,これらの疑問に答えることを目的としている。また,本研究を企画している過程で,白色木材腐朽菌Phanerochatechrysosporiumの全ゲノム解析が行われた。このようなことから,本研究ではゲノム情報を研究目的にどのように適用していくかも大きな課題としている。2年度目の本年は,白色木材腐朽菌P.chrysosporiumがセルロース分解過程で生産する菌体外酵素を網羅的に解析していくための手法として,2次元電気泳動による菌体外タンパク質の分離および引き続くTOF-MASS分析によるタンパク質の同定に基づくパターン解析を試みた。その結果,セルロース分解培養系おいても,静置培養と振とう培養では分泌される酵素の生産パターンが大きく変わることが明らかとなった。また,セルロース培地に少量のキシランを添加することが分泌酵素のパターンに大きな影響を与えることが示された。さらに,キシラン添加セルロース培養系で特異的に分泌されている酵素について,そのアミノ酸配列分析を行い,それとP.chrysosporiumの全ゲノム情報による相同解析に基づきプライマを設計し,RT-PCRおよび引き続くRACE法による新規タンパク質遺伝子のクローニングを行った。また,酵母を宿主としてこのタンパク質を組換え体として生産することに成功した。糸状菌によるセルロース分解機構については古くから研究が行われてきているが,セルラーゼとともにセロビオース脱水素酵素などの酸化還元酵素が生産されてくること,またセルロースはグルコースがβ-1,4-グルコシド結合により直鎖状に重合した単純な構造にも関わらず,これを分解するために非常に多種多様な加水分解酵素を糸状菌が有していることがゲノム情報解析の結果から明らかになったことなどから,セルロース分解におけるそれぞれの酵素の位置づけを明らかにするために新たに系統的な究明が必要となった。そこで,本研究では,糸状菌におけるセルロース分解酵素系を生化学的ならびに分子生物学的に正しく体系化することを目的とした。糸状菌が生産する主要なセルラーゼCel7によるセルロースから分解生成物として得られるセロビオースの代謝に関連して,菌体外β-グルコシダーゼ(BGL)およびセロビオース脱水素酵素(CDH)の酵素機能とその遺伝子発現解析を行った。その結果,そのいずれにおいても菌体外でのセロビオース代謝にはCDHのみが関与しており,菌体外BGLは関与しないことを明らかにした。また,菌体外BGLの生理的機能が菌体壁グルカンに関与することを示す生化学的データを得た。さらに,木材劣化に関与する白色腐朽菌のみならず,褐色腐朽菌においてもCDHが同様の働きをしていることを示すデータを得た。白色木材腐朽菌Phanerochaete