hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミセルおよび生体関連物質溶液中の化学反応の速度論的研究

1.Cp【II】やNi【II】などの二価金属イオンと、ピリジン-2-アゾ-P-ジメチルアニリンやビピリジルとの二座配位錯体形成反応の速度は、アニオン性界面活性剤を添加すると臨界ミセル濃度のところで極大値を示し、カチオン性ミセルを添加すると単調に減少した。これは、ミセル表面での電場の影響のため、二価金属イオンの分布が水相とは異なっていることによることが解明できた。2.1,8-ビス-ジメチルアミノナフタレン(プロトン・スポンジ)は強い塩基である。これが水分子から【H^+】を引き抜く反応とその逆反応の速度は、界面活性剤の添加によって顕著な影響を受けるだけでなく、水相とミセル相とで反応の吸発熱性が異なることを初めて見出した。これは両相での反応物の濃度分布の差違のみならず、反応性が反応場の誘電的性質によって異なることに由来するとして解釈できることがわかった。3.α-シクロデキストリンヘアゾ色素が包接される反応とその逆反応について、初期の出入りの速い過程と、それに引き続いて包接孔内で安定化していく過程とを共に直接的に観測した。その反応性はアゾ色素の立体的な形状のみならず、電気的性質にも著るしく依存することが判明した。4.DNAと臭化エチジウムとの結合反応を、吸光および蛍光ストップト・フロウ法(SF)と温度ジャンプ法(TJ)によって研究した。SF法では二つの緩和曲線が得られ、TJからはさらに速い(マイクロ秒程度)過程も観測された。これらはDNA主鎖への臭化エチジウム(EB)の付加,DNA内部へのインターカレーション,DNA表面でのEBの二量化のほかに、インターカレーション後の包接化合物の安定化,DNAとEBとのクーロン相互作用の温度によるゆらぎなどが観測されたと考えられるが、その解明は今後の課題である。
ムチン付着性を介した乳酸菌の感染予防機構の解析

乳酸菌やビフィズス菌の宿主に対する有益な効果は、腸粘膜へ付着することが重要である。本研究では、1)Lactobacillusにおいて翻訳伸張因子であるEF-Tuが腸上皮に存在するムチンに付着すること、2)その結合エピトープは硫酸化糖鎖であること、3)Ef-TuはBifidobacteriumにおいてもムチンへの付着因子であること、4)シグナル配列を持たないEF-Tuが細胞外へ確実に分泌されていること、5)Ef-Tu発現株はCampylobacterやピロリ菌の感染を一定のレベルで抑制すること、6)ムチン付着因子とされてきたSpaCとEF-Tuのムチン糖鎖への結合様式は異なることを明らかにした。平成24年度においては、ムチン精製段階におけるCsCl密度勾配超遠心分離処理の有無が、Lactobacillus reuteriの付着性に影響を及ぼすことが示された。これまで多くの実験において、粗精製ムチンを用いて乳酸菌やビフィズス菌のムチンへの付着性を評価している報告が多くみられることから、これらの菌のムチンへの付着性を再評価する必要性が示された。また、推定付着因子であるEF-Tuのムチンへの付着性を評価した結果から、分泌シグナルを持たないEF-Tuが細胞外に分泌されていること及び硫酸化ムチン特異的に結合することを明らかにした。以上を踏まえ、平成25年度は、第一に、ビフィズス菌におけるムチンへの結合性を再評価すること、第二に、EF-Tuの細胞外への分泌機構の一端を明らかにすることを目的とした。ビフィズス菌のムチンへの付着性は、その純度が大きな影響を及ぼした。この結果から、抽出段階で夾雑する脂質やタンパク質等の高分子生体成分に付着性を示す菌株とムチンに付着性を示す菌株が存在することが推察された。精製ムチンに強く付着する菌株を用いて、そのメカニズムを検討したところ、シアロ糖鎖や硫酸化糖鎖が結合エピトープであることが強く推察された。昨年度の結果より、Lactobacillusでシアロ糖鎖に結合する菌株は見いだされなかったことから、シアロ糖鎖に結合することはビフィズス菌の付着性の大きな特徴である可能性が推察された。次いで、EF-Tuの細胞外分泌経路を明らかにするため、ゲノム情報に基づきL. reuteri JCM1081を対象としてSecに着目し解析した。SecのATPase阻害剤の添加によりEF-Tuの分泌量は著しく低下し、またsec欠損株ではEF-Tuの分泌は殆ど確認されなかった。したがって、EF-TuはSec輸送経路を介して細胞外へと移行していることが強く示唆された。哺乳類の消化管は、ムチンと呼ばれる粘性の糖タンパク質で覆われている。ムチンは、分子量に対して5080%の糖を含み、シアル酸や硫酸基など多数の糖が付加されることで、その多様性を生み出している。実験的に抽出されたムチンには多くの夾雑物が含まれており、ムチン糖鎖を介した乳酸菌の付着性を評価に影響を及ぼすことが推察されたが、この点に関して検討された例はない。一方、我々はこれまで硫酸化ムチン糖鎖と類似の糖鎖構造をもつスルファチド(SO3-3Galβ1Cer)に付着性を示すLactobacillus reuteri JCM1081とそのアドヘシンとして翻訳伸長因子(EF-Tu)を見出してきた。そこで、本研究では、ムチンの純度の違いが付着性に及ぼす影響を検討するとともに、EF-Tuの硫酸化ムチン糖鎖に対する結合性の評価を行うことを目的とした。ムチンの精製過程を検討した結果、CsCl密度勾配超遠心分離処理の有無が、付着性の評価に影響を及ぼすことが示された。L. reuteri JCM1081由来EF-Tuの硫酸化ムチン糖鎖結合性の評価を行った結果、1)スルファターゼ処理によりHis6-EF-Tuのムチンへの結合性は有意に低下したが(p<0.05)、シアリダーゼ処理では変化は見られなかったこと、2)酸性オリゴ糖および脱シアル酸酸性オリゴ糖の添加によりHis6-EF-Tuの結合は濃度依存的に低下したが、中性オリゴ糖の添加では結合性に変化は見られなかったこと、3)抗硫酸化血液型糖鎖抗体PGM34とHis6-EF-Tuのブタ胃粘膜への反応部位が類似していたことが明らかにされた。以上から、EF-Tuがシアル酸に結合せず、硫酸化ムチン糖鎖に対して特異な結合活性を示すことが明らかにされた。

平成25年度までに、Lactobacillus乳酸菌において、1)翻訳伸張因子であるEF-Tuが腸粘膜に存在するムチンに付着すること、2)その結合エピトープは硫酸化糖鎖であること、3)シグナル配列を持たないEF-Tuが細胞外へ確実に分泌されていること、4)Campylobacterやピロリ菌の感染を一定のレベルで抑制すること、5)Ef-TuはLactobacillusのみではなく、Bifidobacteriumにおいてもムチンへの付着因子であることを明らかにしてきた。平成26年度では、EF-Tuと同様にLactobacillusにおいてムチン付着因子として示唆されているSpaCのムチン付着性および糖鎖結合エピトープを調べることとした。SpaCはL. rhamnosusで発現しているムチン付着因子であることが報告されてきたが、SpaCの結合エピトープは、ほとんど明らかにされていなかった。我々は、大腸菌を宿主としたSpaC組み換えタンパク質を作製し、ムチンおよびマウス大腸粘膜切片に対するSpaCの結合特性を評価した。競合ELISAの結果、SpaCは精製ムチンとムチンオリゴ糖の添加により結合が阻害された。次に、SpaCの組織化学的染色により、マウス大腸粘膜切片に対する結合性は、過ヨウ素酸処理により低下した。さらに、種々の複合糖質との相互作用を表面プラズモン共鳴を用いて評価した。SpaCは、非還元末端がガラクトシル基である糖脂質に高い結合性を示した。以上より、SpaCはムチンの糖鎖を介して腸粘膜へ結合し、さらに非還元末端がガラクトシル基の構造をもつ複合糖質がSpaCの結合に必須であることを示した最初の研究である。本研究では、LactobacillusにおいてEF-TuおよびSpaCがムチン付着因子であるが、その結合エピトープは、全く異なることを示した。農学交付時の平成25年度の目的では、1)EF-Tuの硫酸化ムチンへの付着領域を明らかにすることを実施すること2)L. gasseriおよびL.reuteriが産生する翻訳伸長因子Ef-tuの細胞外への分泌機構を検討するため、ゲノム情報に基づき分泌に関わるターゲット遺伝子を決定し、欠損株を作製し分泌への寄与を評価することを目的とした。1)に関しては、EF-Tuの分泌時期やムチンへの付着の最適条件を決定することはできたが、最終目標までは到達できず、目的の50%程度の進捗度である。その理由として、1年目の結果として、他の乳酸菌株やビフィズス菌株のムチンへの付着性を再評価する必要性が示されたため、これを優先し実験を進めたためである。2)に関しては、ほぼ予定通り、進捗している状況にあり、特に乳酸菌における新規タンパク質分泌機構の発見に繋がる可能性がある基礎的知見が得られている。以上のことから、総合的に達成度を判断すると、おおむね順調に進展しているものと判断した。目的1の達成度本研究では、第一に、純度の高いムチンを得る方法を開発し、真にムチンへ付着する乳酸菌を評価する方法を確立することを目的とした。市販ブタ胃由来ムチンを用いて、精製前と精製後ムチンへの乳酸菌の付着性、糖含量などを解析した。ゲルろ過、密度勾配遠心分離処理を組み合わせ精製されたムチンと精製各段階のムチンへの付着性を解析した結果、精製前と精製後で付着性が異なり、精製ムチンを用いることで正確な付着性を評価できることが明らかになった。このように、目的は完全に達成することができた。目的2の達成度目的の第二は、Ef-tuの精製ムチンへの付着性とその結合機構に硫酸化糖鎖が関与しているか否かを検討することである。
中性K中間子の稀崩壊を用いたCP非保存パラメータの測定

K_L→π^oννは、CP非保存のパラメータを、精度よく直接測定するために最適な崩壊である。まず、この崩壊を観測するための基礎となる実験(KEK E391a)を準備し、2004年2月から実験を開始した。この実験はこの崩壊に最適化した世界初の実験であり、1/10事象観測できる感度を持つ。また、現在建設中のJ-Parcの50GeVの陽子加速器を用いるKL→πoννの実験の検討を、モンテカルロシミュレーションを用いて行った。この結果、崩壊領域の下流だけではなく、横も含めた全体を電磁カロリメータで覆うと、崩壊の収量が約4倍になること、また、2つの光子の到達時間差を用いると、バックグラウンドも抑えられることがわかった。これにより、加速器の設計の1/10の陽子強度でも、約150事象の崩壊を観測でき、CP非保存のパラメータを約6%の統計精度で求められることがわかった。さらに、バックグラウンドを抑えるには、ガンマ線の方向を測ることが、一つの有効な手段である。そこで、鉛とシンチレータの積層構造において、電磁シャワーの傾きを測定できる電磁カロリメータを作成し、SPring8で1.52.8GeVのガンマ線を当て、試験を行った。この結果、約9度/Sqrt(E(GeV))の角度分解能が得られることがわかった。これは、今後さらに光量の増加、および読み出し方法の改善などを行う。また、ファイバーからの光を通常よりも効率よく光電面にあてるライトガイドを制作した。これにより、直接ファイバーを光電子増倍管に当てるよりも、約1.8倍の光電子数を得る事ができた。さらに、Fermilabで行ったKTeV実験の解析により、ε'/εをはじめとするCP非保存のパラメータの測定結果を出し、直接的CPの破れの存在を確立した。この研究の主な目的はK_L→π^0υυの崩壌比の測定することである。この崩壊に対する、主なバックグラウンドはK_L→π^0π^0のうち2つのガンマ線を見失う場合である。その中でも、検出器内での光核反応によってガンマ線を見失ってしまう確率を調べるために、Spring8て実験を行った。その結果、1.52.4GeVのガンマ線に対して、10MeVの光子相当以上のエネルギーを測定器に落とすことを要求すると、そのガンマ線が観測にかからない率は、CsIの場合(2.93±O.89^<+1・15>_<-0.44>x10^<-7>であった。また、1mmの鉛と5mmのシンチレータを積層した測定器の場合の率は、(8.3±1.7^<+13・5>_<-1.2>)x10^<-7>であった。CsIの結果は1GeVのガンマ線に対する結果よりも小さく、高いエネルギーで実験を行うことの有利さが示された。また、Fermilabの120GeVのMain Injectorを用いてK_L→π^0υυ^-を百事象集める実験を提案したが、これは却下された。そのため、まずは2003年から10^<-10>の感度でこの崩壌を探索するKEKのE391a実験に参加した。そして、2001年の終わりにこの実験のビームラインにおいて、K_Lのエネルギー分布とレートを測定する実験を行った。現在、本番実験に向けて準備を進めている。

また、現在東海村で建設が進んでいる50Geの大強度陽子加速器を用いてK_L→π^0υυ^-を数百事象観測する実験の検討を始めた。その他、FermilabのKTeV実験のデータを解析し、数々の稀な崩壊に対する結果を出した。また、1996-7年の全データから、CP非保存のパラメータRe(ε'/ε)=(20.7土2.8)x10-4と言う結果を出し、CPの破れを説明してきたSuper Weak Modelを完全に否定した。これにより、標準理論がさらに確からしくなった。K_L→π^Ovv^^-を世界最高の3x10^<-10>の感度で探索するために、現在高いエネルギー加速器研究機構において、E391a実験を準備している。今年度は、まず、CsI結晶の電磁カロリメータを建設した。これは、CsIの結晶を576本、直径2mの円筒の中を埋める形で積み上げだものである。さらに、フォトンと荷電粒子を識別するために、その上流側をシンチレータカウンターで覆った。2002年の10月から12月まで陽子加速器のビームを得、カロリメータとシンチレーションカウンターの性能評価と試験を行った。まず、カロリメータのエネルギー特性は、上流からくるミューオン、中性ビーム中に置いたアルミ板に中性子を当てて作ったπ^O、およびK_L→π^Oπ^Oπ^Oの崩壊、などを用いて測定した。また、カロリメータヘの入射角まで考慮した、フォトンの入射位置を求めるアルゴリズムも開発した。CsIの前を覆うシンチレーションカウンターの性能評価も行ったが、取り付けた後の光量がそれ以前より小さく、その改善を行う必要がある。また、2002年の秋には、上流側に設置する円筒状のフォトン検出器も製作した。2003年度は中央部に設置する長さ5.5m,内径2mの円筒状のフォトン検出器を製作し、実験装置に組み込む。その後様々な試験を経て、2004年の2月から本番実験を行う予定である。シカゴ大と協力して、中性ビーム中に置くガンマ線検出器のテスト実験も行った。また、将来のK_L→π^Ovv^^-実験のために、ガンマ線の方向も測れるカロリメータの検討を、モンテカルロシミュレーションを用いて行っている。また、その製作に必要な工作技術の検討も始めた。K_L→π^Oνν^^-は、CP非保存のパラメータを、精度よく直接測定するために最適な崩壊である。ただし、この崩壊にはK_L→π^Oπ^Oから出る4つのガンマ線のうち、2つを見失うというバックグラウンドが存在する。このバックグラウンドを抑えるには、ガンマ線の方向を測ることが、一つの有効な手段である。そこで、鉛とシンチレータの積層構造において、電磁シャワーの傾きを測定できる電磁かロリメータを作成した。こうして作ったカロリメータをSPring8で1.5^2.8GeVのガンマ線を当て、試験を行った。この結果、約9度/Sqrt(E(GeV))の角度分解能が得られることがわかった。これは、今後さらに光量の増加、および読み出し方法の改善などを行う。また、現在建設中のJ-Parcの50GeVの陽子加速器を用るK_L→π^Oνν^^-の実験の検討を、モンテカルロシミュレーションを用いて行った。この結果、崩壊領域の下流だけではなく、横も含めた全体を電磁カロリメータで覆うと、崩壊の収量が約4倍になること、また、2つの光子の到達時間差を用いると、バックグラウンドも抑えられることがわかった。これにより、加速器の設計の1/10の陽子強度でも、約150事象の崩壊を観測でき、CP非保存のパラメータを約6%の統計精度で求められることがわかった。また、ファイバーからの光を通常よりも効率よく光電面にあてるライトガイドを制作した。
人工現実感の解明に関する研究

人工現実感における人間の感覚統合と三次元空間の認知の機序を情報制御工学,認知心理学,動物行動学,大脳生理学の観点から探求し,臨場感・現実感・存在感との関わりを解明する手がかりを探った。すなわち,人工現実感における人間の感覚統合と3次元空間認知の機序を情報制御工学,認知心理学,神経生理学の観点から探求し,臨場感・現実感・存在感との関わりあいを解明するための手法を確立することを目標として研究を行った。それと同時に,計算機により制御された極めて現実に近いバーチャル空間を人工現実感の手法で生成し,そのなかでの行動を通じて,人間やサルなどの動物の感覚,知覚,認知,行動のメカニズムを,情報制御,認知心理,神経生理など総合的な視点から解明する手段を明らかにすることを目指した。その結果,臨場感,現実感,存在感の機序を探るためのパラダイムとして,実際と極めて同質の環境でありながら,コンピュータによりそのパラメータが制御しうる人工現実感環境の構築が可能となり,その中での人間やサルなどの動物の行動や生理的指標を観測することにより,それをよりどころとして解明するというパラダイムの有用性を実証することができた。具体的には,実際に視覚と触覚情報を統合し,自分が見たところを自分で触ることができる実験装置を完成させその効果を定量化した。また,臨場感指標をうるための手がかりが視覚誘導のバーチャルな遠心力を観測することにより得られた。大脳生理学の研究では,サルがランダムドットステレオグラムにより立体視可能であるとの証左を得るとともに,道具の使用により感覚受容野が拡大すること等が明らかになった。人工現実感における人間の感覚統合と3次元空間認知の機序を情報制御工学,認知心理学,神経生理学の観点から探求し,臨場感・現実感・存在感との関わりあいを解明するための手法を確立することを目標としている.それと同時に,計算機により制御された極めて現実に近い仮想空間を人工現実感の手法で生成し,そのなかでの行動を通じて,人間や霊長類などの動物の感覚,知覚,認知,行動のメカニズムを,情報制御,認知,心理,神経生理など総合的な視点から解明する手段を明らかにすることを目指している.本年度の研究の概要を研究項目ごとに以下にまとめる.(i)感覚統合と認知に関する研究:臨場的感覚制御のメカニズム解明の第一段階として,三次元空間を頭部搭載型ディスプレイ(HMD)を介して提示した場合でも直接視の場合と同等の効果を生じさせるための提示条件を焦点調節の効果を中心に実験的に探求した.特に,所謂シースルー環境下に於いては,焦点調節の影響を無視できないことを実験的に明らかにした.(ii)臨場感,現実感の計量および評価に関する研究:臨場感成立の基礎とされる自己運動の感覚のうち,特に視覚情報による視覚誘導性運動感覚(ベクション)に関して研究した.実写とコンピュータグラフィックスによる抽象的画像によるベクションの差異を視覚刺激により誘発される身体運動を計測しつつ定量的に評価した.また,動きの情報と形態情報の統合過程の解明を動画を用いた三つの学習課題を1頭のサルで訓練し,上側頭溝領域を神経科学的手法で調べた.(iii)空間概念形成とその脳内表現過程に関する研究:AIP野と神経繊維連絡のあるLIP野後部あるいはV3a野の近傍で面の傾きに選択的なニューロン群を見つけ,頭頂連合野のニューロンが空間内の面の傾きの認識に重要な役割を果たしている可能性を明確にした.また,仮現運動の反転現象を用いて視知覚の時間分解能を調べた.その結果,視知覚の時間分解能は単一のものではなく,処理の複雑さに応じて変化しうるものであり,大脳皮質レベルの情報処理がそれに積極的に関与していることを明らかにした.

平成8年度では生理指標計測装置などを用いて生理学的観点から人工現実感環境下での知覚と運動の実験を行った.舘は構築した人工現実感環境の中での歩行移動感覚を生じさせる実験装置を構築し,これについてリアルタイム生体情報計測を利用した研究を行い,近江は人工現実感環境下における視覚刺激によって誘発される身体運動を計測すると同時に,新たに眼球運動視線追跡システムを構築して眼球運動の解析を行った.下絛はこれらの運動情報を用いた仮想環境および臨場感・現実感・存在感の心理物理学的指標を開発するとともに,これらの感覚によって呼び起こされる感性的視覚の計量法と測定法ならびに人工的に生成された仮想空間の評価法を確立し,各種の感覚情報処理に現れる現象から空間の現実感・臨場感を決定する時空間的要因を解析した.三上は視覚的な動きの知覚と形の知覚の統合過程を調べる目的で,動きと形の両方の要素を含む視覚刺激の弁別・記憶課題をサルで訓練し,この学習課題遂行中の神経細胞活動を上側頭溝上壁および後頭側頭溝から記録して電気生理学実験を行い,視覚上の動きと形に対する神経細胞活動の反応を調べた.また,泰羅はVR環境下においてサルの頭頂連合野での三次元物体認知及び空間知覚の基本的なメカニズムについて,どのような基本形の特徴抽出メカニズムがあるかどうか,また,三次元物体に固有の記憶のメカニズムがあるかどうかをしらべ,このような基本刺激に反応する物について,ランダムドットを使って刺激して,三次元的な形態の抽出が純粋に両眼視差の手がかりで行われているかどうかを調べた.1.臨場感,現実感,存在感の機序を探るために,実際と極めて同質の環境でありながら,コンピュータによりそのパラメータを自在に制御しうるバーチャル環境の構築を行い、視覚と触覚情報が統合され,見たところを触ることができる実験装置を完成させた。また、線分に対して視覚と触覚の角度ずれを人間がどの程度まで感知しうるのかを,厳密なバーチャルリアリティ環境を用いて定量的に調べた。さらに、ベクションの生起には,抽象的なパターン刺激を用いると網膜周辺部の寄与が大きく,また背景として与えられた情報の寄与が大きいことが従来報告されていたが,本研究では日常の具象的な刺激のほうが抽象的刺激よりも効果が高く,かつ具象的刺激では従来の抽象的刺激の結果に比べて網膜周辺部や背景の寄与が相対的に少ないという結果を得ており、本年度は具象的な情景の解像度を低下させその影響を調べた。2.初期視覚野で分離して処理され側頭連合野へ到達した形態情報と頭頂連合野に到達した空間情報の上側頭溝領域での統合を調べ,形と動きに反応するFMニューロンを両連合野から結合のある上側頭溝領域に見つけ,その性質を詳細に解明した。また、サルの頭頂連合野頭頂間溝外側壁の後方部領域(cIPS)のニューロンが種々の両眼視差信号や単眼の奥行き情報を統合し面の傾きを識別していることを示唆する結果を得た。人間に於いても3次元的な面の傾きを識別する課題を遂行する場合,頭頂間溝での顕著な血流の増加がPETにより観察されるなど,頭頂連合野に3次元的視覚情報処理機構があることを示唆する結果が得られている。3.環境の手がかり刺激の空間的位置関係を示す一種の地図(認知地図)の神経基盤として海馬体を想定し、サルの海馬体CA3錐体細胞から直接線維投射を受け,動物自身の居場所や提示物体の位置などの空間情報を処理している可能性が示唆されている外側中隔核の高次機能をニューロンレベルで調べた。すなわち,自己の居場所を識別する場所依存性物体識別課題遂行中のサル中隔核から単一ニューロン活動を記録し,中隔核で認知地図が再現されている可能性をニューロンレベルで明らかにしている。
地域の母語支援者の教科学習支援への支援参加過程に関する研究

外国人児童生徒の教育において母語保持育成・教科学習の遅れなどの課題にこたえるべく外国人児童生徒の母語を活用した学習支援を実施していく必要がある。本研究ではこうした学習支援の中でも「地域の母語支援者」に注目する。研究の目的は、地域の母語支援者の支援参加過程を明らかにすることを通じて支援参加モデルを構築することである。前年度に引き続き、平成30年度も神奈川県にある公立中学校における国際教室において、外国人生徒を対象とした母語を活用した教科学習支援を実施した。毎回の支援後に地域の母語支援者が作成した学習支援記録を収集した。支援記録を質的に分析した結果、地域の母語支援者は継続的な参加によって、外国人生徒の母語力の捉え方の変容が見られた。また、教科の内容理解を深めるために、日本語支援との関連を考えながら支援をしていた。地域の母語支援者の多くは通訳支援などを経験していたものの、母語で教える経験は多くはない。そのため、初期の段階では、母語を正しく読めることに注目しているが、段階を経て教科内容理解を重視するようになっていった。さらに、地域の母語支援者にインタビューを実施することができた。そこで語られた内容を質的に分析した。母語を活用した教科学習の取り組みの重要性を認識しており、その結果、支援を継続していることが分かった。支援者の参加動機の背景には、地域の支援者自身のこれまでの経験が影響している様子が見られた。外国人として日本で生活していたことや母親として日本で子育てしていたことなどが背景にある。また、母語を活用した教科学習では、通訳支援や日本語学習支援をしていた時の経験を活かして参加していた。他方で、自身の役割は通訳支援時とは異なると認識しており、地域の母語支援者には専門性があることが考えられた。前年度に加えて新たに収集された支援記録に分析を加えていく必要がある。また、地域の母語支援者を受け入れる学校教員や協働支援を行う日本語支援者へのインタビューを実施し、地域の母語支援者を取り巻く環境について検討する必要がある。そのことで、地域の母語支援者が学校で活躍するにはどのような手立てが必要であるかを検討することができる。今後も引き続き神奈川県内にある公立中学校における国際教室での母語を活用した教科学習支援を実施していく。その上で、以下の点について調査、分析を進め、成果をまとめる。1.学校教員を対象とした半構造化インタビューを実施する。地域の母語支援者との協働的支援に対しての考え等を聞き取り、地域の母語支援者の参加への影響を分析する。2.引き続き、支援記録の内容分析を実施し、地域の母語支援者による記述内容の特徴と傾向を明らかにする。支援における困難と解決のプロセスを質的に分析していく。3.上記のデータ分析結果をもとに、総合的考察をする。初年度である平成29年度は以下の成果が得られた。1.神奈川県にある公立中学校における国際教室において、平成29年度5月から平成30年2月にかけて、母語を活用した学習支援を継続的に実施した。支援の実施に際しては、支援時の談話データを収集し、支援者らによる支援記録を収集した。また、年度末に支援者らによるふり返りの会を開催することができ、支援に対する考えを共有しながら省察の場を設けることができた。2.移民研究やバイリンガル研究に関する文献・資料を収集し、日本だけではなく海外での事例から外国につながる子どもの指導・支援の体制について文献調査を行った。海外における母語保持育成の事例と照らしあわせながら日本の学校教育現場における課題を検討した。3.次年度の研究実施計画である支援記録分析のためのテクスト分析の準備を進めることができた。研究対象者が執筆した支援記録の収集および整理を行った。また、MAXQDAを用いた分析のために、テクスト分析を中心とした質的研究法に関する文献研究および方法論の検討をした。「研究実績の概要」の通り、今年度は学習支援およびふり返りの会の実施、それらに関連するデータの収集が順調に遂行できた。また、年度末に開催したふり返りの会では、支援者の考えを互いに共有することができ、今後の研究計画における見通しを持つことができた。ただ、当初計画していたインタビュー調査が日程の調整がすすまなかったため、平成30年度内の実施となる。研究計画の調整を行いながら、進めていく予定である。

支援記録を質的に分析した結果、地域の母語支援者は継続的な参加によって、外国人生徒の母語力の捉え方の変容が見られた。また、教科の内容理解を深めるために、日本語支援との関連を考えながら支援をしていた。地域の母語支援者の多くは通訳支援などを経験していたものの、母語で教える経験は多くはない。そのため、初期の段階では、母語を正しく読めることに注目しているが、段階を経て教科内容理解を重視するようになっていった。さらに、地域の母語支援者にインタビューを実施することができた。そこで語られた内容を質的に分析した。母語を活用した教科学習の取り組みの重要性を認識しており、その結果、支援を継続していることが分かった。支援者の参加動機の背景には、地域の支援者自身のこれまでの経験が影響している様子が見られた。外国人として日本で生活していたことや母親として日本で子育てしていたことなどが背景にある。また、母語を活用した教科学習では、通訳支援や日本語学習支援をしていた時の経験を活かして参加していた。他方で、自身の役割は通訳支援時とは異なると認識しており、地域の母語支援者には専門性があることが考えられた。前年度に加えて新たに収集された支援記録に分析を加えていく必要がある。また、地域の母語支援者を受け入れる学校教員や協働支援を行う日本語支援者へのインタビューを実施し、地域の母語支援者を取り巻く環境について検討する必要がある。そのことで、地域の母語支援者が学校で活躍するにはどのような手立てが必要であるかを検討することができる。今後も引き続き神奈川県内にある公立中学校における国際教室での母語を活用した教科学習支援を実施していく。その上で、以下の点について調査、分析を進め、成果をまとめる。1.地域の母語支援者を対象とした半構造化インタビューを実施する。継続的支援参加を通して、支援に対する考え方が変容するのか。変容するとすればどのような特徴があるのかを分析する。2.日本語支援者と学校教員を対象とした半構造化インタビューを実施する。地域の母語支援者との協働的支援に対しての考え等を聞き取り、地域の母語支援者の参加への影響を分析する。3.支援記録の内容分析を実施し、地域の母語支援者による記述内容の特徴と傾向を明らかにする。支援における困難と解決のプロセスを質的に分析していく。1.学校教員を対象とした半構造化インタビューを実施する。2.引き続き、支援記録の内容分析を実施し、地域の母語支援者による記述内容の特徴と傾向を明らかにする。3.上記のデータ分析結果をもとに、総合的考察をする。インタビュー調査が年度内に実施されなかったことから、文字起こし作業に着手できなかったことにより「人件費・謝金」の使用が当初の予定より少なかった。平成30年度は、残額を合算し、音声データの文字起こし謝金に使用する予定である。
唾液腺幹細胞の分離と組織ニッチによる唾液腺再生法の開発

胎生期の組織を用いた研究は、組織再生のメカニズムを知る手がかりとなる。我々は、胎生期組織から細胞を分離し、in vitroで再構成させるモデルを開発し、組織学的に観察した。胎齢13. 5日の胎仔マウスより顎下腺を摘出し、単一に分離した細胞を高濃度でI型コラーゲンゲルやマトリゲル中に滴下しフィルター上で培養したところ、細胞塊より分枝形成、続いて管腔形成が観察できた。組織中の小葉ではPAS染色にて粘液の産生が確認され、免疫組織化学ではアクアポリン5の局在を認めたことにより、構造物は正常組織のTerminal Bud Stage相当まで分化可能であることが示された。また、コラーゲンゲル中にフィブロネクチンを滴下することで、管腔形成は抑制され、分枝形成が促進された。抗インテグリン. 2中和抗体を添加すると、管腔の空洞化、肥大化が抑制された。一方、抗インテグリン. 5中和抗体を添加すると、管腔の空洞化、肥大化が抑制された。単一化細胞を腎被膜下に移植しても細胞塊は組織構築を示した。この培養系では、胎生期の顎下腺細胞はその構造を再構築する機能を持ち、胎生期の唾液腺分化過程をある程度再現できることが示され、この方法は組織再生の過程を考察するのに有効な手段の一つであると考えられた。さらに、細胞外基質蛋白およびその受容体蛋白の調節が再構築に重要であることから唾液腺幹細胞と間葉系細胞の相互作用の重要性が示唆される。近年、組織構築における上皮間葉移行の重要性が明らかにされ、その制御遺伝子・蛋白であるBrachyuryの関与が報告されている。そこで胎生期唾液腺の正常分化におけるその発現を検討した。胎齢13. 5日の唾液腺原器ではBrachyuryの高発現が認められたが次第に発現が減弱した。このことから唾液腺組織構築における上皮間葉移行の関与とBrachyuryによる制御の可能性が示唆された。近年、胎生期組織から細胞を分離し、in vitroで再構成させるモデルがいくつか報告されている。唾液腺においてもこの方法が用いられてきているが、再構成した組織を組織学的に解析した研究はない。そこで我々は、胎仔マウス顎下腺から細胞を分離し、in vitroでの再構成構造物を組織学的に観察した。胎齢13.5日の胎仔マウスより顎下腺を摘出し、コラゲナーゼおよびトリプシンで処理し単一に分離した細胞を高濃度でI型コラーゲンゲルやマトリゲル中に滴下しフィルター上で培養したところ、細胞塊より分枝形成、続いて管腔形成が観察できた。抗インテグリンα2中和抗体を添加すると、管腔の空洞化、肥大化が抑制された。一方、抗インテグリンα5中和抗体を添加すると、管腔の空洞化、肥大化が抑制された。

この培養系では、胎生期の顎下腺細胞はその構造を再構築する機能を持ち、胎生期の唾液腺分化過程をある程度再現できることが示された。この方法は組織再生の過程を考察するのに有効な手段の一つであると考えられた。胎生期の組織を用いた研究は、組織再生のメカニズムを知る手がかりとなる。我々は、胎生期組織から細胞を分離し、in vitroで再構成させるモデルを開発し、組織学的に観察した。胎齢13.5日の胎仔マウスより顎下腺を摘出し、単一に分離した細胞を高濃度でI型コラーゲンゲルやマトリゲル中に滴下しフィルター上で培養したところ、細胞塊より分枝形成、続いて管腔形成が観察できた。組織中の小葉ではPAS染色にて粘液の産生が確認され、免疫組織化学ではアクアポリン5の局在を認めたことにより、構造物は正常組織のTerminal Bud Stage相当まで分化可能であることが示された。また、コラーゲンゲル中にフィブロネクチンを滴下することで、管腔形成は抑制され、分枝形成が促進された。抗インテグリンα2中和抗体を添加すると、管腔の空洞化、肥大化が抑制された。一方、抗インテグリンα5中和抗体を添加すると、管腔の空洞化、肥大化が抑制された。単一化細胞を腎被膜下に移植しても細胞塊は組織構築を示した。この培養系では、胎生期の顎下腺細胞はその構造を再構築する機能を持ち、胎生期の唾液腺分化過程をある程度再現できることが示され、この方法は組織再生の過程を考察するのに有効な手段の一つであると考えられた。さらに、細胞外基質蛋白およびその受容体蛋白の調節が再構築に重要であることから唾液腺幹細胞と間葉系細胞の相互作用の重要性が示唆される。近年、組織構築における上皮問葉移行の重要性が明らかにされ、その制御遺伝子・蛋白であるBrachyuryの関与が報告されている。そこで胎生期唾液腺の正常分化におけるその発現を検討した。胎齢13.5日の唾液腺原器ではBrachyuryの高発現が認められたが次第に発現が減弱した。このことから唾液腺組織構築における上皮間葉移行の関与とBrachyuryによる制御の可能性が示唆された。
赤外域ホットルミネセンス光測定による混晶中の電子・ー牛E非発光再結合過程の研究

本年度の主な目的は、混晶半導体内の深い準位をbelow energy=gab(BEG)波長のレーザ光で共鳴励起した際に生ずる「共鳴2次発光」(RSE;hot luminescenceを含む)の微弱赤外光検出を可能とする装置を整備し、RSEの測定を行ない、そのスペクトル解析から深い準位のモデル同定、その対称性及びそれをとりまくミクロな格子構造などの決定、結合phononとの相互作用で生ずる多重phonon緩和過程などの物理的性質を明らかにするにある。上記の目的達成のために行った研究努力及び成果は、次の3項目にまとめることができる。2. Ga As中のEL2準位(深い準位)の共鳴Raman測定:EL2準位をNd:YAGレーザからのCW光でBEG励起したさいに生ずる共鳴Raman線を、励起光と垂直配置で検出した結果、23Kで149【Cm^(-1)】と173【Cm^(-1)】に鋭いピークを、はじめて測定することをえた。さらにレーザー光励起照射時間に対するphotoluminescence(PL)と前者との間に逆相関のあること、及び後者には何らの相関のないことなどを明らかにした。以上の事実から前者はEL【2^*】(準安定状態)、後者はEL2°(中性状態)の共鳴Raman線とのモデルを提唱した。3.混晶半導体のRSE:一例として【Ir_1】【Ga_(99)】As混晶のRSE測定を行った。RSEスペクトルは、GaAsに比して微弱なれど有意の変化を示めしているが、特にLO及びTO phonon線においてその変化は著しかった。すなわち、之等の線は、混晶においては、非対称性を示めし、強度比は1.10であった。之に対し、GaAsにおいては対称性はきわめてよく且つ強度比は0.85であった。
慢性関節リウマチ滑膜細胞による酸放出を介した骨破壊機構の解明

本研究の目的は、リウマチの関節破壊に関与すると思われる関節滑膜細胞(RA-SF)における細胞膜表在型v-ATPaseの発現強度とvariant formの意義について調べることであった。変形性関節症滑膜(OA-SF)、RA-SF、弛みの生じた人工関節骨破壊部付近から採取した線維芽細胞(Prosthesis loosening fibroblast : PLF)で調べた。細胞膜表在型v-ATPase mRNAの発現はPLFにおいて最も強く、OA-SFの103倍であった。RA-SFでは2.6倍であった。Variant formmRNAはRA-SFで4.0倍、PLFで43.7倍であった。In situ hybridizationでは、滑膜線維芽細胞で細胞膜表在型v-ATPase mRNAが発現しているのが確認出来た。マクロファージや破骨細胞では発現されていなかった。RA-SFを使ったIL-1b、IL-6による刺激では、細胞膜表在型v-ATPase mRNAの発現は変化しなかったが、cisplatin刺激と酸性に調節した培養液による刺激では細胞膜表在型v-ATPase mRNAの発現が増強した。Cisplatinでは3.51倍に、pH6培養液では3.3倍、pH5培養液では415倍にmRNAが増加した。Exon 10 spliced variantはいずれの有意な刺激でも変化を示さなかった。以上の結果から、滑膜線維芽細胞は細胞膜表在型v-ATPaseを発現しており、RAそして特にPLFにおいて細胞外への酸放出を行い骨吸収に関わっている可能性が考えられた。この細胞膜表在型v-ATPaseの調節は炎症性サイトカインではなく、細胞周囲の酸性環境が発現を調節している可能性が示唆された。本研究では、関節破壊に関与するであろう関節リウマチ滑膜細胞(RA-SF)の細胞膜表在型v-ATPaseの発現強度と臨床症状との関連、そしてSplice variantに関して調べることである。平成13年度はv-ATPaseのmRNA発現強度について検討した。はじめに手術時に滑膜を採取後培養し、対照群として変形性関節症患者の滑膜組織(OA-SF)を用いた。人工関節が弛んだ症例の骨破壊部付近の肉芽(Prosthesis loosening fibroblast : PLF)も採取し同様に培養した。これらの培養細胞からmRNAを抽出した後cDNAを作成した。RT-PCRでは上記いずれの培養細胞からもv-ATPase(ATPB1)のシグナルが検出された。しかしながら、定量的PCRの結果ではOA-SFと比べてRA-SFでは3.9倍、PLFでは99.1倍のmRNA発現を見た。Exon10のspiced variantの発現は、RA-SFではOA-SFの4.0倍、PLFでは26.2倍のmRNAの発現が見られた。In situ hybridizationではv-ATPase陽性細胞はRA滑膜中に多数認められた。これらの細胞はCD68陰性であり、monomacrophage系の細胞ではなくfibroblastであった。現在はv-ATPaseの機能を調べる目的で、v-ATPaseB1 subnitのanti-senseをRA-SFにエレクトロポレーションを用いて導入する準備をしている。炎症性サイトカインはv-ATPase mRNA発現に影響を与えなかった。一方、酸性培養液は細胞表在型v-ATPase B1 subunitの発現を増強した。通常培養液と比べてpH6培養液では約4倍、pH5では566倍にmRNA発現量を増加させた。以上の結果から、滑膜線維芽細胞における細胞表在型v-ATPaseの発現は、炎症性サイトカインによる調節ではなく、細胞周囲のpHによって調節されていることが示唆された。
不確実性や曖昧性の下での大規模多目的多重レベルシステムに対する対話型意思決定

本研究課題では,複雑に依存しあう現実の様々な意思決定状況における確率論的不確実性やファジィ論的曖昧性を同時に考慮した大規模多目的計画問題や多重レベル計画問題の定式化を進めるとともに,上位レベルと下位レベルの意思決定者の間の対話をも考慮した不確実性や曖昧性の下での多重レベル計画問題や多目的計画問題に対する対話型意思決定手法の開発とその応用に焦点が当てられ,(1)不確実性や曖昧性の下での多重レベル計画問題に対する対話型ファジィ計画法に関する研究と(2)不確実性や曖昧性の下での多目的計画問題に対する対話型ファジィ意思決定に関する研究の2種類のテーマに分類される.研究テーマ(1)では,多目的性を考慮するため,意思決定者の選好に関する部分1青報を考慮した多目的2レベル計画問題を定式化して,選好に関する部分情報に基づく対話型ファジィ計画法を提案している.また,上位に一人の意思決定者,下位に複数の意思決定者をもつ分権的組織における意思決定に対する対話型ファジィ計画法を提案している.研究テーマ(2)に関しては,確率変数係数やファジィファジィランダム変数係数を含む多目的計画問題の定式化と,対話型ファジィ意思決定手法の提案を試みている.より具体的には,確率変数係数を含む多目的線形計画問題に対する期待値最小化モデル,分散最小化モデル,確率最大化モデルおよび満足基準最適化モデルに基づく対話型ファジィ満足化手法を提案するとともに,確率的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮したファジィランダム変数係数を含む多目的線形計画問題のみならず多目的整数計画問題としての定式化を試み,可能性測度や必然性測度の観点から,意思決定者のファジィ目標を考慮した対話型ファジィ満足化手法を提案している.本研究課題で得られたこれらの研究成果は内外の著名な学術雑誌に数多く掲載され,高く評価されている.本研究課題では,複雑に依存しあう現実の様々な意思決定状況における確率論的不確実性やファジィ論的曖昧性を同時に考慮した大規模多目的計画問題や多重レベル計画問題の定式化を進めるとともに,上位レベルと下位レベルの意思決定者の間の対話をも考慮した不確実性や曖昧性の下での多重レベル計画問題や多目的計画問題に対する対話型意思決定手法の開発とその応用に焦点が当てられ,(1)不確実性や曖昧性の下での多重レベル計画問題に対する対話型ファジィ計画法に関する研究と(2)不確実性や曖昧性の下での多目的計画問題に対する対話型ファジィ意思決定に関する研究の2種類のテーマに分類される.研究テーマ(1)では,多目的性を考慮するため,意思決定者の選好に関する部分1青報を考慮した多目的2レベル計画問題を定式化して,選好に関する部分情報に基づく対話型ファジィ計画法を提案している.また,上位に一人の意思決定者,下位に複数の意思決定者をもつ分権的組織における意思決定に対する対話型ファジィ計画法を提案している.研究テーマ(2)に関しては,確率変数係数やファジィファジィランダム変数係数を含む多目的計画問題の定式化と,対話型ファジィ意思決定手法の提案を試みている.より具体的には,確率変数係数を含む多目的線形計画問題に対する期待値最小化モデル,分散最小化モデル,確率最大化モデルおよび満足基準最適化モデルに基づく対話型ファジィ満足化手法を提案するとともに,確率的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮したファジィランダム変数係数を含む多目的線形計画問題のみならず多目的整数計画問題としての定式化を試み,可能性測度や必然性測度の観点から,意思決定者のファジィ目標を考慮した対話型ファジィ満足化手法を提案している.本研究課題で得られたこれらの研究成果は内外の著名な学術雑誌に数多く掲載され,高く評価されている.複雑に依存しあう社会システムにおける様々な意思決定は,確率論的不確実性とファジィ論的暖昧性を同時に取り入れた広い意味での不確実性の下で,大規模多変数でしかも複数個の相競合する目的を有する複数人の意思決定者の意向を考慮して行わなければならないことに着目して,不確実性の下での多目的性や多重レベル性を考慮した最適化問題の定式化を進め,定式化した問題に対処し得るいくつかの対話型ファジィ満足化手法の提案を試みた.より具体的には,現実の意思決定状況の確率論的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮して今後定式化される大規模多目的ファジィ多重レベル最適化問題に対して,多目的最適化問題に対する申請者の開発済みの対話型ファジィ意思決定手法に,確率計画法やファジィ計画法などの意思決定手法の望ましい特徴を取り入れることにより,多目的確率線形計画問題に対する期待値最小化モデルや分散最小化モデルに基づく対話型ファジィ満足化手法を提案するとともに,確率変数係数を含む多目的線形計画問題に対する確率最大化モデルに基づく対話形ファジィ満足化手法を提案し,比較的小規模の数値例によりその有効性を示した.また,今後,連続変数のみならず離散変数のファジィ多目的離散最適化問題にも対処し得るような対話型ファジィ多目的最適化手法を開発するために,ナップサック問題に対して提案してきた2重構造文字列遺伝的アルゴリズムを,制約式の係数に負の数が含まれたり,不等号の向きが一定でないようなより一般の整数計画問題に対しても適用が可能となるような拡張を試みた.さらに,これまで個別に考察されてきた確率的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮したファジィランダム変数を含む新たな多目的線形計画問題や多目的O-1計画問題の定式化を進め,意思決定者のファジィ目標を考慮した対話型意思決定手法を提案して,小規模から中規模までの数多くの数値例によりその有効性を示した.

複雑に依存しあう社会システムにおける様々な意思決定は,確率論的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に取り入れた広い意味での不確実性の下で,大規模多変数でしかも複数個の相競合する目的を有する複数人の意思決定者の意向を考慮して行わなければならないことに着目して,不確実性の下での多目的性や多重レベル性を考慮した最適化問題の定式化を進め,定式化した問題に対処し得るいくつかの対話型ファジィ満足化手法の提案を試みた.より具体的には,現実の意思決定状況の確率論的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮して今後定式化される大規模多目的ファジィ多重レベル最適化問題に対して,多目的最適化問題に対する申請者の開発済みの対話型ファジィ意思決定手法に,確率計画法やファジィ計画法などの意思決定手法の望ましい特徴を取り入れることにより,多目的確率線形計画問題に対する期待値最小化モデル,分散最小化モデル,確率最大化モデルおよび満足基準最適化モデルに基づく対話型ファジィ満足化手法を提案するとともに,これらの4種類のモデルに基づく確率変数係数を含む多目的線形計画問題に対する対話形ファジィ満足化手法を提案し数多くの数値例によりその有効性を示した.また,今後,連続変数のみならず離散変数のファジィ多目的離散最適化問題にも対処し得るような対話型ファジィ多目的最適化手法を開発するために,これまで提案してきた2重構造文字列遺伝的アルゴリズムを,一般の0-1計画問題や整数計画問題に対しても適用が可能となるような拡張を試みた.さらに,これまで個別に考察されてきた確率的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮したファジィランダム変数を含む新たな多目的0-1計画問題や多目的整数計画問題の定式化を進め,期待値最小化,分散最小化,確率最大化および満足基準最適化の観点からの意思決定者のファジィ目標を考慮した対話型意思決定手法を提案して,小規模から中規模までの数多くの数値例によりその有効性を示した.複雑に依存しあう社会システムにおける様々な意思決定は,確率論的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に取り入れた広い意味での不確実性の下で,大規模多変数でしかも複数個の相競合する目的を有する複数人の意思決定者の意向を考慮して行わなければならないことに着目して,不確実性の下での多目的性や多重レベル性を考慮した最適化問題の定式化を進め,定式化した問題に対処し得るいくつかの対話型ファジィ満足化手法の提案を試みた.より具体的には,現実の意思決定状況の確率論的不確実性とファジィ論的曖昧性を同時に考慮して定式化される大規模多目的多重レベル最適化問題に対して,多目的最適化問題に対する対話型ファジィ意思決定手法に,確率計画法やファジィ計画法などの意思決定手法の望ましい特徴を取り入れることにより,期待値最小化モデル,分散最小化モデル,確率最大化モデルおよび満足基準最適化モデルに基づく対話型ファジィ満足化手法を提案するとともに,確率変数係数を含む多目的線形計画問題に対する対話形ファジィ満足化手法を提案して,数多くの数値例によりその有効性を示した.また,連続変数のみならず離散変数のファジィ多目的離散最適化問題にも対処し得るような対話型ファジィ多目的最適化手法を開発するために,一般の0-1計画問題や整数計画問題に対して,実用時間内で精度の高い近似解を求めることが可能となり得る進化的メタヒューリスティクスの概念に基づく,数多くの重構造文字列遺伝的アルゴリズムやタブー探索法の提案を試みた.
作物近緑野生種コアコレクションを利用した効率的共生系遺伝子資源保全法の開発

1.(新規遺伝子資源の保全)石垣島、タイ、東チモール、ラオス、パプアニューギニアにおいて、新たな共生関連遺伝子資源を収集保全した。2.(根粒菌の多様性解析)タイで収集した根粒菌は、根粒形成遺伝子、分類のマーカーに使われるgyrB遺伝子において極めて多様であった。またNodファクターの多様性も高く、様々な根粒着生反応を示した。沖縄県石垣島において6種のマメ科植物から収集した40株の根粒菌に関して、16S-rRNA遺伝子(約1500bp)の塩基配列解析を行った。その結果以下のことが明らかになった。導入種であるキマメ(Cajanus cajan)、ササゲ(Vigna unguiculata)、クロバナアズキ(Macroptilium atropurpureum)には、同一個体の根にRhizobium属とBradyrhizobium属の根粒菌が着生していた。自生種であるオオヤブツルアズキ(V.reflexo-pilosa)のおよびヒナアズキ(V.riukiuensis)には、Bradyrhizobium属根粒菌のみが着生していた。砂浜に自生するハマアズキ(V.marina)には、Sinorhizobium属根粒菌のみが着生していた。Sinorhizobium属根粒菌の日本における分布は、はじめて確認された新発見である。3.(宿主植物の多様性解析)ミヤコグサで報告された情報をもとに、アズキのNodファクター受容体遺伝子を単離し、全塩基配列(NFR1 2347bp、NFR5 2786bp)を決定した。これらアズキNFR1,NFR5遺伝子は、アミノ酸配列においてミヤコグサの遺伝子とそれぞれ63%、71%の相同性を示し、LysM領域、細胞膜貫通部位、キナーゼ領域の数と構造が保存されていた。連鎖解析の結果、アズキNFR1は第6連鎖群に、NFR5は第6、7、11連鎖群に座上していると推定された。NFR1にはイントロンが内在するが、アズキNFR1前半領域のイントロン(約9kb)はミヤコグサ(約0.5kb)よりも長く、本遺伝子の進化を考察する上で興味深い領域であることが判明した。次に、アズキに近縁なVigna属アズキ亜属植物のNFR1,NFR5遺伝子の塩基配列を決定し、両遺伝子領域のDNA配列およびアミノ酸配列に基づく遺伝子系統樹を作成した。その結果、Vigna属植物種間にNFR遺伝子のアミノ酸多型が認められ、Nodファクター受容機能に分化が認められる可能性が示唆された。両NFR遺伝子は、アズキ亜属内のAngulares節とCeratotropis節・Aconitifoliae節の2つのグループに対応して分化していることが明らかになった。両NFR

遺伝子は、アズキ亜属内のAngulares節とCeratotropis節・Aconitifoliae節の2つのグループに対応して分化していることが明らかになった。本課題の目的はアジア熱帯地域で多様な種分化を遂げているVigna属マメ科野生植物に着生している根粒菌の遺伝的多様性を明らかにし、Vigna属コアコレクションを用いて、効率的に新規共生関連遺伝子の多様性を収集保全する方法を開発することである。以下に本年度の研究実績概要を述べる。1)タイに自生するVigna属野生植物に着生していたBradyrhizobium属根粒菌は、これまでに解析が進んでいた温帯のダイズ、タイのダイズに着生している根粒菌とは大きく異なる根粒形成遺伝子を持っており、その遺伝的多様性も非常に大きいことが分った。種分類の指標となるgyrB遺伝子領域の解析でも、これらの根粒菌がこれまでに知られていない新しい変異を持っていることが判明した。これらの菌は、根粒着生応答反応のシグナル物質であるNodファクターにも変異がみられ、Vigna属のマメ科作物であるアズキ、リョクトウ、ダイズ等に対して多様な根粒着生反応がみられた。2)新規共生関連遺伝子多様性を収集するために、スリランカ、パプアニューギニア、石垣島において多様な環境条件下において自生しているVigna属野生計13種から根粒菌を収集保全した。3)植物側の共生関連遺伝子の多様性を評価するため、ミヤコグサで報告されたNodファクター認識遺伝子NFR1とNFR5をVigna属で増幅するためのプライマー設計を試みた。ミヤコグサのNFR遺伝子およびその他の植物の相同性の高い遺伝子の遺伝配列から複数の縮合プライマーを設計し、アズキ(Vigna angularis)の根から抽出したRNAを用いてPCR増幅を行ったところ、NFR1に相当する1194bpの断片と、NFR5に相当する約1300bpの断片が得られた。その塩基配列を解析した結果、ミヤコグサのNFR1とNFR5に類似する遺伝配列がアズキの根でも発現していると考えられた。1.(新規遺伝子資源の保全)東チモール、ラオス、パプアニューギニアにおいて、新たな共生関連遺伝子資源を収集保全した。2.(根粒菌の多様性解析)前年度、沖縄県石垣島において6種のマメ科植物から収集した40株の根粒菌に関して、16S-rRNA遺伝子(約1500bp)の塩基配列解析を行った。その結果以下のことが明らかになった。1)導入種であるキマメ(Cajanus cajan)、ササゲ(Vigna unguiculata)、クロバナアズキ(Macroptilium atropurpureum)には、同一個体の根にRhizobium属とBradyrhizobium属の根粒菌が着生していた。2)自生種であるオオヤブツルアズキ(V.reflexo-pilosa)のおよびヒナアズキ(V.riukiuensis)には、BBradyrhizobium属根粒菌のみが着生していた。3)砂浜に自生するハマアズキ(V.marina)には、Sinorhizobium属根粒菌のみが着生していた。本属根粒菌の日本における分布は、はじめて確認された新発見である。3.(宿主植物の多様性解析)前年度に単離したアズキNodファクター受容体遺伝子の部分配列をもとに、全塩基配列(NFR1 2347bp、NFR5 2786bp)を決定した。これらアズキ