hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内分泌攪乱物質を自己消滅・固定化させる次世代歯科用レジン

本研究は,安全性の高いBis-GMA含有次世代歯科用レジンの創製を目的とするものであり,ビスフェノールA捕捉活性のある活性アルミナ充填材を配合する手法より,ビスフェノールA類の溶出を抑制したシステムの確立のための礎を築くことができた.1.様々な市販Bis-GMAモノマー成分をHPLCを用いて分析した.Bis-GMAの含有率は約50%であり,Bis-GMAの異性体であるIso-Bis-GMAが約25%存在していることから,異性体を含めて約80%程度のBis-GMAを含有することが判明した.市販Bis-GMAをシリカゲルカラムに注入し,クロロホルムで分離することで,2030%の収率で純粋なBis-GMA主成分モノマーが得られた.2.純粋なBis-GMAにコモノマー,重合開始剤,充填材などを組み合わせて,化学重合型および可視光線重合型レジンを調製した.硬化したレジンの諸物性を検討した結果,Bis-GMA中に存在するビスフェノールA等の不純物を捕捉・固定化させることは極めて有意義であることが明らかとなった。3.活性アルミナによるビスフェノールAの自己消滅・固定化性能を評価するために,様々な組成の可視光線重合型コンポジットレジンを試作した.50wt%の塩基性活性アルミナを配合することにより,ビスフェノールAが効果的に捕捉・固定化された.硬化レジンの諸物性を測定した結果,改良の余地はあるものの,活性アルミナ配合の有効性が明らかとなった.本研究は,安全性の高いBis-GMA含有次世代歯科用レジンの創製を目的とするものであり,ビスフェノールA捕捉活性のある活性アルミナ充填材を配合する手法より,ビスフェノールA類の溶出を抑制したシステムの確立のための礎を築くことができた.1.様々な市販Bis-GMAモノマー成分をHPLCを用いて分析した.Bis-GMAの含有率は約50%であり,Bis-GMAの異性体であるIso-Bis-GMAが約25%存在していることから,異性体を含めて約80%程度のBis-GMAを含有することが判明した.市販Bis-GMAをシリカゲルカラムに注入し,クロロホルムで分離することで,2030%の収率で純粋なBis-GMA主成分モノマーが得られた.2.純粋なBis-GMAにコモノマー,重合開始剤,充填材などを組み合わせて,化学重合型および可視光線重合型レジンを調製した.硬化したレジンの諸物性を検討した結果,Bis-GMA中に存在するビスフェノールA等の不純物を捕捉・固定化させることは極めて有意義であることが明らかとなった。3.活性アルミナによるビスフェノールAの自己消滅・固定化性能を評価するために,様々な組成の可視光線重合型コンポジットレジンを試作した.50wt%の塩基性活性アルミナを配合することにより,ビスフェノールAが効果的に捕捉・固定化された.硬化レジンの諸物性を測定した結果,改良の余地はあるものの,活性アルミナ配合の有効性が明らかとなった.本研究は,きわめて安全性の高いBis-GMA含有次世代歯科用レジンの創製を目的とするものであり,本年度に得られた研究成果を以下に示す.市販のBis-GMAモノマーとして,AldrichあるいはPolysciencesなどの試薬を用いた.粘性や色調などは微妙に異なっているが,アセトニトリル/水アセトニトリルを移動相としたHPLC分析の結果,Bis-GMAの含有率は約50%であり,Bis-GMAの異性体であるIso-Bis-GMAを約25%含有していることから,異性体を含めて約80%のBis-GMAが存在することが判明した.さらに,ビスフェノールA骨格を有する化合物がいくつか認められ,市販のBis-GMAモノマーが多数の化合物から成っていることが明らかとなった.オープンカラムにシリカゲルを充填し,移動相にクロロホルムを用いて市販Bis-GMAモノマーを分離した.溶出分画を濃縮して,NMRなどにより成分の化学構造を検討した結果,2030%の収率で純粋なBis-GMAの主成分モノマーを分離・精製することができた.3.ラジカル重合モデル反応系の調製および解析分離・精製した純粋なBis-GMAモノマーにトリエチレングリコールジメタクリレートを配合したベースモノマーに,重合開始剤,ビスフェノールA,フィラーなどを組み合わせてラジカル重合モデル反応系としての試作コンポジットレジンを調製した.硬化したコンポジットレジンの物性測定結果からは,純粋なBis-GMAモノマーを用いた場合でも,従来のものに匹敵する理工学的性質が得られることが判明した.さらに,モデル反応系におけるビスフェノールAとラジカルの反応機構や高分子鎖との結合反応機構の解明に向けて研究を展開している.Bis-GMA中に存在するビスフェノールA(BPA)を自己消滅・固定化させて,極めて安全性の高いBis-GMA含有歯科用レジンを創製するために,ベースモノマーを始めとして様々な重合性組成物を検討した.その過程で,試作レジン組成物を調製する際に配合する充填剤にもBPA捕捉作用があることを見出した.重合開始剤,重合禁止剤,連鎖移動剤などはレジン組成物中に配合できる量はたかだか数%程度であるのに対して,通常,充填剤は50%を超えて配合されるので,充填剤にBPA捕捉作用があれはその効果は絶大であるといえる.

このような手法は,これまで全く報告されていないことから,主として充填剤によるBPA捕捉について様々な検討を加えた.その研究成果を以下にまとめた.1.充填剤の中では,アルミナ系の充填剤に有効なBPA捕捉効果が認められた.中性と塩基性の活性アルミナを用いると,カラム処理では,前者が94.3%,後者がほぼ100%のBPAを捕捉した.また,溶液中に分散させた処理でも,BPA捕捉作用が確認された.2.アルミナを50%配合した,Bis-GMA-トリエチレングリコールジメタクリレート(等量混合)試作レジンでは,カンファーキノンとジメチルアミノエチルメタクリレートを組み合わせた重合開始剤で容易に可視光線重合させることが可能であり,活性アルミナによる重合開始反応への顕著なる悪影響は認められなかった.3.活性アルミナによるBPA捕捉性能を評価するために,試作レジン組成物中に大量のBPAを添加した後,硬化させて,BPA加速溶出試験を実施した.活性アルミナでは塩基性の方が中性よりもBPA溶出量の低減化が顕著であった.このように,塩基性の活性アルミナによるBPAの自己消滅・固定化の可能性が明らかとなった.さらなる性能の向上のためにも,アルミナの形状や表面処理も今後検討する必要がある.
理科学習促進のための言語活動を取り入れた授業構成－アーギュメント概念に着目して－

理科授業の中でアーギュメントを促すための教授方略を創出することを視野に入れ、日本の生徒の実態把握、及び、諸外国での理科授業におけるアーギュメントの取り扱いについて分析を行った。日本の生徒の実態については、論拠が明示されず実験事実のみを主な理由として主張が行われる傾向があることが明らかとなった。諸外国での理科授業におけるアーギュメントの取り扱いについては、最終学年までに期待されるアーギュメントの到達目標がフレームワーク中に明記されており、学年の進行に伴いアーギュメントの能力が複雑化することがNGSSから見いだされた。授業の具体的展開については今後の課題としたい。本研究の目的は、理科学習促進のため、科学文化の内面化という観点から、科学の社会言語と目されるアーギュメント(アーギュメンテイション)を実際の理科授業の中で生じさせる授業の構成を、授業のビデオ分析、教師へのインタビュー分析、先行研究による文献調査、また、それら相互の検討により明らかにすることである。この目的達成のために、まずは「日本理科授業における教授・学習活動の実際を明らかにする」ことを目的とした下位目標を達成すべく、本年度は、問題状況の把握のため、学習者(中学生)の論証能力に関する実態調査を行った。現在(2015年4月)、研究成果をまとめ論文としてまとめているところであるが、実証的データに基づく、学習者の論構成の能力について明らかにすることができた。また、同時に「諸外国におけるアーギュメント促進のための教授方略を横断的に分析する」ことを目的に、Next Generation Science Standards(以下、NGSSと表記する)の分析を行った。NGSSは直接的には、アーギュメント促進のための教授方略というわけではないが、NGSSを構成する3つの次元(Three Dimensions)のうちの一つである“Practices"に“Engaging in argument from evidence"という項目が設定されていることから、NGSSにおいてアーギュメントが科学者の行う活動の一部として位置づけられているためである。本分析を通して、学年が進むにつれてどのような内容がどのように位置づけられているのかを明らかにした。本研究課題では、アーギュメントを理科授業の中に創出することを目的とし活動を行ってきた。本年度は、「諸外国におけるアーギュメント促進のための教授方略を横断的に分析する」ことを中心として研究を行った。これに関しては昨年度のA Framework for K-12 Science Education及びNext Generation Science Standardsについて分析につづき、本年度は、Argument-Driven Inquiry in Chemistry: Lab investigations for Grades 9-12(NSTA Press)について、アーギュメントを取り入れた教材の教授展開を分析した。なお、Argument-Driven Inquiry(以下、ADIと表記)は、「科学を行う」ことによって科学を学ぶ機会を生徒に提供する方法として開発されたものである。分析の結果ADIは下記の5点が含まれるように作成されていることが明らかとなった(以下ADIより抜粋)。・自然現象について説明を行ったりモデルをつくったりするために科学のコア・アイディアと横断領域を用いる機会を生徒に提供する。・生徒自身のデザインした方法を用いて意味のある探究を行い、また、より生産性のある方法でそれ[探究]を行う方法を学ぶように生徒を促す。・探究のプロセスの結果として説明やモデルを明確化し正当化するアーギュメントを生み出す方法を学ぶように促す。・ディスカッションや文書を通してアイディアを提案したり、サポートしたり、評価したり、修正したりする方法を生徒が学ぶ機会を提供する。・生徒に証拠の価値や、クリティカル・シンキング、懐疑的態度、新しいアイディア、思考の方法を生徒に教えるクラスルーム・コミュニティーを創造する。現在の行われている理科授業の全体を収集し、授業の特徴を分析する予定であったが、授業への参与観察の時間的問題から、授業の「実験結果から結論を導出する部分」のみが分析の対象となったため。27年度が最終年度であるため、記入しない。理科教育学第一に、現状の理科授業の実態についての現状把握について、昨年度に引き続き継続する。第二に、下位目標である「諸外国におけるアーギュメント促進のための教授方略を横断的に分析する」及び「先行研究との比較により,アーギュメント促進のための授業構成を創出する」に関連して、アーギュメント促進のための教材分析を行う。
G蛋白質共役型受容体発現調節に関わる補助因子をターゲットとした創薬研究の基盤確立

本研究は、クローン化GABA-B受容体を発現させた細胞を用いて、3つの異なるアッセイ系を用いて、すなわち、(1)発現受容体の細胞内局在を免疫組織学的、ならびに共焦点レーザーを用いて特定し、(2)発現受容体の多量体化・複合体化をFluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)を用いて可視化し、さらに(3)GABA-B,AM受容体刺激後のシグナル伝達機構を電気生理学的にアッセイし、機能的GPCR形成の分子メカニズムを総合的に解析しようとするものである(平成14年)。これらのシステムの最適化の後、受容体複合体化・多量大化に影響を与える薬物のスクリーニングが可能であるかどうかを検討し、検討可能なシステムであるとして確立されれば、「GPCRの多量体化・複合体化を調節する薬物」の探索と創薬を行うための基礎データをこの研究期間内に集積する(平成15年)。(1)については、細胞膜上に機能的受容体が発現するときにはすでに細胞内で受容体が複合化しているという知見を得た。またHeat shock protein 90の活性阻害薬であるゲルダナマイシンが細胞膜への受容体の移動、さらにはおそらくゴルジでのdimerization形成を抑制するという知見を得ている。(2)については、GABAB1aR-CFP,GABAB2R-YFPクローンを用いて、この両者がdimerizationを起こして細胞膜に発現していることをFRETにて確認できた。さらにはFRETを定量化できるマルチ蛍光メーターを用いて、Dimerization化におけるアゴニストの作用についてもリアルタイムで測定できるところまでアッセイ系を最適化した。(3)については、GABAB-1R、GABAB-2Rを用いてアフリカツメガエル卵母細胞に機能的な受容体を発現させ、GABAの結合に必要な受容体サブタイプ、また、シグナルを下流に伝えるのに必要不可欠なサブタイプについて、どちらがその役割に関与しているかどうか検討し、結合にGABAB1aRが、そし下流へのシグナル伝達にはGABAB2Rがその役割を担っていることを証明できた。この萌芽研究での目的であった「機能的であるためにDimerizationを必要とする受容体」の創薬において、1)Dimerizationに影響を与える薬物、Dimerizationの細胞膜への発現ならびにインターナリゼーションに影響を与える薬物のスクリーニングが可能な統合アッセイ系を構築できた。今後はこのアッセイ系を有効に用いて、薬物スクリーニングを行っていく所存である。本研究は、クローン化GABA-B受容体、AM受容体(CRLR+RAMPs)を発現させた細胞を用いて、3つの異なるアッセイ系を用いて、すなわち、(1)発現受容体の細胞内局在を免疫組織学的、ならびに共焦点レーザーを用いて特定し、(2)発現受容体の多量体化・複合体化をFluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)を用いて可視化し、さらに(3)GABA-B, AM受容体刺激後のシグナル伝達機構を電気生理学的にアッセイし、機能的GPCR形成の分子メカニズムを総合的に解析しようとするものである(平成14年)。これらのシステムの最適化の後、受容体複合体化・多量体化に影響を与える薬物のスクリーニングが可能であるかどうかを検討し、検討可能なシステムであるとして確立されれば、「GPCRの多量体化・複合体化を調節する薬物」の探索と創薬を行うための基礎データをこの研究期間内に集積する(平成15年)予定である。(1)については、細胞膜上に機能的受容体が発現するときにはすでに細胞内で受容体が複合化しているという知見を得ている。またpreliminaryではあるが、ある種のHeat shock proteinの活性阻害薬が細胞膜への受容体の移動、並びにdimerizationを抑制するという知見を得ている。(2)については、まだ発現の最適化が完全には行われておらず、さらに検討を要している。(3)については、特にGABAB受容体について、GABAB-1R、GABAB-2Rを用いてアフリカツメガエル卵母細胞に機能的な受容体を発現させ、GABAの結合に必要な受容体サブタイプ、また、シグナルを下流に伝えるのに必要不可欠なサブタイプについて、どちらがその役割に関与しているかどうか検討している。そのためにGABAB受容体とG-proteinとを融合させたFusion proteinを作製し、これらを発現させ詳細に解析を試みている。これまでに、GABAの結合にはGABAB-1Rが重要であり、機能発現にはGABAB-2Rが必要であるという興味深い知見を得ている。これらのことは、「機能的であるためにDimerizationを必要とする受容体」の創薬において、1)Dimerizationに影響を与える薬物、2)受容体へのリガンド結合に影響を与える薬物(現在まで専らこの点に注目して薬物の開発が行われてきた)、3)機能活性をもつ部位に影響を与える薬物に分けて薬物開発が可能となるということを示唆している。残り1年でこの点について検討を行い、来年度研究終了時までには当初の目的を完遂できるものと考えている。本研究は、クローン化GABA-B受容体を発現させた細胞を用いて、3つの異なるアッセイ系を用いて、すなわち、(1)発現受容体の細胞内局在を免疫組織学的、ならびに共焦点レーザーを用いて特定し、(2)発現受容体の多量体化・複合体化をFluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)を用いて可視化し、さらに(3)GABA

-B,AM受容体刺激後のシグナル伝達機構を電気生理学的にアッセイし、機能的GPCR形成の分子メカニズムを総合的に解析しようとするものである(平成14年)。これらのシステムの最適化の後、受容体複合体化・多量大化に影響を与える薬物のスクリーニングが可能であるかどうかを検討し、検討可能なシステムであるとして確立されれば、「GPCRの多量体化・複合体化を調節する薬物」の探索と創薬を行うための基礎データをこの研究期間内に集積する(平成15年)。(1)については、細胞膜上に機能的受容体が発現するときにはすでに細胞内で受容体が複合化しているという知見を得た。またHeat shock protein 90の活性阻害薬であるゲルダナマイシンが細胞膜への受容体の移動、さらにはおそらくゴルジでのdimerization形成を抑制するという知見を得ている。(2)については、GABAB1aR-CFP,GABAB2R-YFPクローンを用いて、この両者がdimerizationを起こして細胞膜に発現していることをFRETにて確認できた。さらにはFRETを定量化できるマルチ蛍光メーターを用いて、Dimerization化におけるアゴニストの作用についてもリアルタイムで測定できるところまでアッセイ系を最適化した。(3)については、GABAB-1R、GABAB-2Rを用いてアフリカツメガエル卵母細胞に機能的な受容体を発現させ、GABAの結合に必要な受容体サブタイプ、また、シグナルを下流に伝えるのに必要不可欠なサブタイプについて、どちらがその役割に関与しているかどうか検討し、結合にGABAB1aRが、そし下流へのシグナル伝達にはGABAB2Rがその役割を担っていることを証明できた。この萌芽研究での目的であった「機能的であるためにDimerizationを必要とする受容体」の創薬において、1)Dimerizationに影響を与える薬物、Dimerizationの細胞膜への発現ならびにインターナリゼーションに影響を与える薬物のスクリーニングが可能な統合アッセイ系を構築できた。今後はこのアッセイ系を有効に用いて、薬物スクリーニングを行っていく所存である。
日中における持続可能な社会のための環境教育システムに関する研究

本研究は、1999年より北京師範大学と東京学芸大学の共同研究で持続可能な社会の構築をめざした環境教育の推進のための教師研修の内容、実施体制などの課題を分析し、さらに国際的な環境教育の理論的根拠などを歴史的背景も含めて分析し、教師への意識調査、具体的な授業実践の比較などから、日本及び中国における環境教育の理論、内容、方法などに関する到達点とその課題の明確化を目的に進めてきた。中国の環境教育は大きく4段階でその進展がとらえられるが、環境教育推進の原点は、1996年12月に制定された「全国環境宣伝教育行動綱要(1996年2010年)」にある。そのカリキュラムはイギリスの影響を受け、統一的なカリキュラム展開となっている。その原則は、啓発性の原則、参加性の原則、浸透性の原則、批判性の原則となっている。日本の環境教育は、50年代に始まるが、70年代後半から80年代前半の国際的な動向に後れをとり、90年代後半から大きな進展がみられる。日本では特に社会科、理科、家庭科等の教科と「総合的な学習の時間」での環境教育の実践が多いが、中国では浸透教育や選択教科などで展開されている。日本では、環境教育の推進の主体が多様化している。また、その内容の多様性、各種主体(教育界、行政、市民、NGOなど)の協働による新局面が期待されており、教員研修における方法、内容、評価システムを確立が望まれる。報告書は、1章:日本及び中国における環境問題と環境政策の変遷、2章:環境教育の概念の変遷、3章:教育課程の変遷とその背景、4章:教育課程における環境教育の動向、5章:環境教育にかかわる教師の意識調査、6章:環境教育の実践と分析、7章:教師研修の現状と課題、8章:日本及び中国の環境教育の方向、といら構成で各国の言語と英文で構成されている。日本及び中国の環境教育の現状を「持続可能な社会づくり」という観点から相互に資料・データを相互交換した事前の調査に基づいて日本側チームが中国を訪問し研究交流を行った。具体的には、1999年10月30日から11月7日まで北京師範大学、青島市、華東師範大学(上海市)を訪問し、北京師範大学環境教育センターが環境教育として実施している教師研修の内容、実施体制、環境教育推進の原点である「全国環境宣伝教育行動綱要」について討議を重ね、さらにその実践の実態を小・中学校で視察した。一方、中国全般の環境汚染状況や環境教育の推進を日中友好環境保全センターへのヒアリング等を通しての共通の基盤に基づいて討議を重ね、両国の環境教育推進の現状と課題を得た。日本の場合には、環境教育の推進の主体が多様化しており、また、「持続可能性」に関する認識が広まっていない。また新しい教育改革に基づく進展により環境教育の多様性、各種主体(教育界、行政、市民、NGOなど)の協働による新局面が期待されるところであるが、教員研修における方法、内容、評価システムを確立が望まれる。一方、中国では、特に北京師範大学ではイギリスの環境教育の影響を受けているようであるが、「持続可能な発展」は日本で受け入れられている概念と異なること、各教科におけるクロスカリキュラム的な展開による「浸透教育」という概念で実施されていること、さらに都市部を中心として「選択教科」として環境教育が置かれ実践されていること、小中学校における多様な課外活動を通して環境に関する知識の普及が重要な方法として導入されていること、などに特色がある。こうした展開の基盤は、全国環境宣伝教育行動綱要にもとづくものであり、国家の幹部から教育省、校長、教師へと夏休みなどを利用した研修が活発に行われている。

日本及び中国の環境教育の推進を「持続可能な社会づくり」の視点から行い、そのための教師研修のあり方を昨年の日本側チームが中国を訪問して研究交流を行った実績を踏まえて研究交流を行った。本年度は、教育実践と日中のそれぞれの自然環境、環境教育の実践の場の視察を踏まえ、研究の課題の焦点化と教師の能力・意識に対応した研修のあり方、エコスクール(緑色学校)にテーマを絞った。まず、7月2日から8日まで中国チームの4名が来日し、「日本の環境教育の歴史」「日本における環境教育政策」「総合的な学習の時間の新設と環境教育」などのブリーフィングにより、日中の環境教育の実践の課題を明らかにした。さらに、「横浜自然観察の森」「横浜市立茅ヶ崎小学校」「学芸大学附属世田谷小学校」「世田谷深沢環境共生住宅団地」「地球環境パートナーシッププラザ」の視察を踏まえ、環境教育実践のフィールドのあり方や教師のカリキュラムデザインに求められる情報収集に対する課題を議論した。さらに11月5日から11月10日まで日本側チームが中国を訪問し、同様の研究交流を行った。具体的には、「密雲県第一小学校」「紅文中学校(日本の高校に該当し、水をテーマに実践)」の授業視察と教師を交えた教育委員会と方たちとの討議、北京都心部の歴史と汚染の実態、郊外の土壌流失の実態、北京市の水の供給の実態を視察し、さらに新設された環境教育施設を視察。研修を受けた教師の授業実践と生徒の反応の日中比較、教師への質問紙調査(日中それぞれプレ調査として実施)結果の分析、環境教育実践を支援する施設、情報整備などの比較から、日中における環境教育の概念の差異の明確化、環境教育の方法としての浸透教育、総合的な学習の時間の批判的な分析、教師の能力・意欲に応じた研修システム構築の課題を検討していくこととした。日本及び中国の環境教育の推進を「持続可能な社会づくり」の視点から行い、そのための教師教育のあり方を平成11年度から研究交流を行ってきた。その3年目に当たる本年度は、まず、日本側の研究チームが中国を訪問し(11月1日6日)、中国の教育課程の新しい動きについて中国からレクチャーを受け、さらに北京、華東、西南、湖南などの師範学校が発行している「緑色教育通信-中国中小学緑色教育行動」に記載されている具体的な教師教育や理論、探求的な子どもの活動など意見交換を行ってきた。また屋外の環境教育のための施設の視察やや環境教育に係わる出版物の動向を探り、中国の「教育と環境」の将来像など意見交換を行った。一方、時期を同じくして日中韓環境教育ワークショップ(日中韓政府主催)が中国の日中友好環境保全センターで開催されており、本研究メンバーの代表者と北京師範大学のメンバーも参加し、中国のNGOの活動の実態や政府との関わりなどについても情報収集を行ってきた。次に、中国の研究メンバーが日本を訪問し(12月2日6日)、同様の研究交流を行った。特に、最終報告書の内容を議論すると共に、日本の「総合的な学習の時間」の実際の取り組み、例えば、「富士山」を中心とした中学校の実践や都市型・生活型環境教育の事例としての「廃棄物に関する環境教育」などの実践事例の分析などを行った。報告書の内容は、以下の通りで、各国の言語と英文で構成している。1章日本及び中国における環境問題と環境政策の変遷、2章環境教育の概念の変遷(含む:国際動向)、3章教育課程の変遷とその背景、4章教育課程における環境教育の動向5章環境教育にかかわる教師の意識調査、6章環境教育の実践と分析、7章教師研修の現状と課題、8章日本及び中国の環境教育の方向
地球深部に沈み込む炭酸塩鉱物の分解反応

炭酸塩鉱物がどのような相転移・分解反応をおこすのか明らかにするため、高温高圧再現実験を行った。本年次では特に二酸化炭素単体が地球内部の温度圧力条件でどのような構造を安定化するかについて調べた。高圧発生には、ダイアモンドアンビルセルを用い、ガスケットにはReを使用した。CO_2試料は液体窒素温度でDAC全体を冷やしながら固体ドライアイスの状態で封入した。CO_2レーザーおよびYAGレーザーを用いて加熱実験をおこなった。高圧状態の試料のX線回折実験はSPring-8のBL10XUでおこなった。発生圧力と温度はそれぞれダイアモンドのラマンシフト量と幅射スペクトルから決定した。実験条件は30-60GPa,1500-3000Kである。CO_2-V相とよばれる高圧化で安定な結晶構造は常温下ではどの圧力でも出現しないが、約1500K以上で加熱した試料では40GPa以上で出現した。しかしながらV相の回折プロファイルは報告されていた結果と大きく異なっていた。これまで理論的に予測されている構造との比較を行ったところ、β-cristobalite構造が今回の回折強度比ともっともよく一致することが分かった。50GPにおけるこの構造は、空間群I-42d,格子定数a=3.584(2)Å,c=5.908(7)Åで密度は3.851g/cm^3であった。また、このV相はレーザー光の波長を1/2に変換する、波長変換結晶(非線形光学結晶)としての性質をもつことが分かった。さらに減圧後の回収試料の解析から、高温条件下では断熱材として用いたAl_2O_3やNaClなどと反応して炭酸塩化合物を形成することが分かった。海洋地殻とともに沈み込む炭酸塩鉱物がどのような相転移・分解反応をおこすのか明らかにするため、高温高圧再現実験を行った。本年次では炭酸塩鉱物とケイ酸塩岩(玄武岩)との反応を調べた。炭酸塩鉱物は海洋地殻の代表的な生体由来堆積物であるカルサイト(CaCO_3)を用いた。玄武岩ガラスは酸化物試薬の混合物を電気炉で全溶融させたものを落下急冷して作成した。玄武岩ガラスは鉄の価数を二価に保つように雰囲気制御下で酸化状態を制御した。この玄武岩ガラスおよびゲルと炭酸塩鉱物を機械的に混合して出発物質とした。出発物質の化学組成の評価は電子線プローブマイクロアナライザを用いた。高圧実験はダイアモンドアンビルセルを用いて、3060GPa程度の比較的ダイアモンドの損傷が少ない圧力を発生させた。また高温の発生にはYLFレーザーを両面から垂直入射させ試料室の加熱をおこない、15002000K程度の温度条件を再現した。このようにして合成した試料に対し、放射光施設(Spring-8および高エネルギー加速器研究機構)を利用し、X線によるその場観察から相同定および格子定数の精密解析をおこなった。さらに合成した試料を回収後、イオン研磨装置を用いて薄膜化し、透過電子顕微鏡観察をおこなった。実験の結果、海洋地殻と沈み込んだカルサイト(CaCO_3)はまずマグネシウムを含むケイ酸塩鉱物と反応してマグネサイト(MgCO_3)に変化することがわかった。さらに高温高圧では、MgCO_3+SiO_2(シリカ高圧相)→Mg-Pv(マグネシウムペロブスカイト)+CO_2(固体二酸化炭素)という反応が起こり,さらにCO_2→C(ダイアモンド)+O2(固体酸素)という反応が連続的に起こっている可能性が高いことがわかった。
整環と付値環の総合的研究

整環と付値環について研究した.整環に関しては1森田コンテクスト環が極大整環になる必要且つ十分条件を加群の立場から与えた.2歪多項式環及び微分多項式環が一般化された浅野環になる必要且つ十分条件を与えた.3遺伝的環上の歪多項式環の射影的イデアルの構造を完全に記述することが出来た.この成果は、新しい環のクラス"一般化された遺伝子的環"の発見に繋がった.付値環に関しては4接合積の上の次数つき拡大の素イデアルの構造の研究を行つた.1. Skew polynomial ring S=R[x;sigma]がG-Asano整環になる必要かつ十分条件は、係数環Rがsigma-G-Asano整環であることを示すことができた.更に、Sのdivisorial idealsすべてを記述することができた.3. Bounded prime Goldie ringがG-Dedekind prime ringになる3つの特徴付けを得ることができた.非可換多項式環及び歪リース環が極大整環、Asano整環になる必要且つ十分条件を見つけることができた。これらの成果は、非可換多項式環の構造の研究、及び整環の研究にに多大な貢献をしたと思っている。1Rがmaximal order(極大整環)であれば、Sもmaximal orderである.更に、Sのdivisorialprime idealsの構造を決定することができた.2δ=0の場合、Sがmaximal orderになる必要且つ十分条件はRが(σ;X)-maximalorderであることを示すことができた.更に、Sがmaximal orderのとき、Sのdivisorial idealsの構造を完全に記述することができた(具体的に、divisorial idealは"A[Xt;σ]ω"と"tの冪"との積であることを示すことができた(AはRの(σ;X)-invariant ideal,ωはQ[t;σ]のcenterの元である).3σ=1の場合、Sがmaximal orderになる必要且つ十分条件はRが(δ;X)-maximal orderであることを示すことができた.更に、Sがmaximal orderのとき、Sのdivisorial idealは"A{xt;δ]ω"の形のみであることを示すことができた(AはRの(δ;X)-stable ideal,ωはQ[t;δ]のcenterの元である.整環の構造を乗法的イデアル論の立場から研究し1基礎環が極大整環であればOre-Rees ringは極大整環となることを証明した.更に、"v-ideals"の構造を記述することができた.2The ring of Morita contextsが極大整環になる必要かつ十分条件を加群の立場から与える事が出来た.この研究成果は、整環の研究が加群の研究へ応用できることを示している.3基礎環が極大整環であるとき、Ore extensions(非可換多項式環)は極大整環になることは,1981年にChamrieにより示された.しかし、その逆は成立するか?は未解決の問題であった."逆は成立しない"と言う例を構成することができた.4hereditary Noetherian prime rings(HNP rings)のイデアル論は20世紀の後半研究された.しかし, HNP rings上のOre extensionsのイデアルの研究は現在まで行われていなかった.昨年度から、Ore extensionsが特殊な場合、Skew polynomial rings及び, Differential polynomial ringsのとき、これらの環のprojective idealsを完全に記述することができた(科研費を利用して、トルコの研究者と共同で).これらの成果から、新しい環のクラスがあることが判明し、"Generalized hereditary prime rings"と名付けて、研究を開始した.現在、トルコの研究者と共同で,generalized hereditary prime ringsのprojective idealsの構造を研究中である.4年間の研究で、非可換環の乗法的イデアル論の発展に寄与できたと思っている.整環と付値環について研究した.整環に関しては1森田コンテクスト環が極大整環になる必要且つ十分条件を加群の立場から与えた.2歪多項式環及び微分多項式環が一般化された浅野環になる必要且つ十分条件を与えた.3遺伝的環上の歪多項式環の射影的イデアルの構造を完全に記述することが出来た.この成果は、新しい環のクラス"一般化された遺伝子的環"の発見に繋がった.付値環に関しては4接合積の上の次数つき拡大の素イデアルの構造の研究を行つた.数学Ore-extension S=R[x,sigma,delta]において、sigma=1または、delta=0の場合、SがG-Asano整環になる必要かつ十分条件を与えることができた.しかし、sigamaが1でなく、deltaが0でない場合、SがG-Asano整環になる必要かつ十分条件を見つけることができなかった.非可換多項式環の構造の研究を発展させることができた。特に反射的イデアルの構造を完全に分類することができた。しかし非可換多項式環が射影的遺伝整環になる必要且つ十分条件を見つける研究まで進めることができなかった。以上のような理由で、平成27年度使用額が生じました.非可換多項式環が射影的遺伝整環になる必要かつ十分条件を見つける研究を行いたい。更に、射影的イデアルの構造を完全に分類したい。このため、主として、旅費として使用したいと思っています.

インド、トルコへの出張旅費が、想定したより少なかったこと.及び、植田玲准教授(島根大学、研究分担者)を訪問できなかったこと.今年度、共同研究のため、Hacettepe University, Turkeyを訪問予定(8月).また、Austriaで開催されるシンポジュウム(9月)で招待講演を依頼されている.この2つの出張旅費に充当する予定です.今後の研究の推進の方策で記述した課題を、共同研究者である植田玲准教授(島根大学)、及びE.Akalanのグループ(Hacettepe University, Turkey)と共同で解決する計画である。
ヒトES細胞から免疫細胞への分化系を用いた乳児アレルギー疾患発症機構に関する研究

我々は、マウス胎仔AGM領域から樹立されたストローマ細胞株であるAGMS-3細胞との共培養により、ヒトES細胞から造血細胞を分化誘導し、これらの造血細胞から、アレルギー疾患の主たるエフェクター免疫細胞である肥満細胞や好酸球を安定的に産生することに成功した。この分化誘導系は、胎生期における肥満細胞や好酸球の発生・発達を再現していると考えられ、乳児アレルギー疾患の病態解析に有用なツールとなることが期待される。平成20年度は,免疫細胞の中でも,アレルギー反応の中心的エフェクター細胞である肥満細胞に焦点を絞って、研究を実施した。肥満細胞は多能性造血細胞を起源とすることが明らかとなっているため、まずヒトES細胞から多能性造血細胞を分化誘導し,その分化誘導された多能性造血細胞から肥満細胞を分化誘導することを試みた。我々は,ヒトES細胞から効率良く多能性造画細胞を分化誘導するためには、胎生期の造血環境をin vitroで再構築することが有用ではないかと考えた。また、マウス由来のストローマ細胞の多くがヒト造血細胞にも作用することから、マウス胎仔の主たる造血臓器である肝臓からストローマ細胞を樹立し,ヒトES細胞をこのマウス胎仔肝ストローマ細胞と共培養した。胎生1415日のマウス胎仔肝から樹立されたストローマ細胞とヒトES細胞を共培養すると、培養10日目頃よりヒトES細胞は多能性造血細胞(Mix-CFC:mixed lieage colony-froming cell)は産生され始めた(Proc Natl Acad Sci USA 105:13087-13092,2008.)。そこで、培養14日目に採取されたMix-CFCを,stem cell factor、Flk2-ligand、IL(interleukin)-3、IL-6、顆粒球コロニー刺激因子、エリスロポエチン、トロンボポエチン等の種々のサイトカイン存在下で液体培養すると、赤血球系細胞、巨核球系細胞、顆粒球系細胞,肥満細胞等様々な血液細胞が産生された。特に,培養2週間後には、培養液中には多くの肥満細胞が出現した。以上の結果は,マウス胎仔肝由来ストローマ細胞との共培養により、ヒトES細胞から分化誘導された多能性造並細胞は、肥満細胞を産生する能力を有していることを示している。1)ヒトES細胞から結合組織型肥満細胞(CTMC)への分化誘導法の確立ヒトES細胞から、アトピー性皮膚炎の主たるエフェクター細胞である結合組織型肥満細胞への分化誘導を試みた。ヒトES細胞をマウス胎仔組織由来ストローマ細胞と2週間共培養した後、SGF、FL、IL-3、IL-6、TPO存在下で1週間液体培養する。そのあと、さらに610週間同様のサイトカイン存在下で無血清培養することにより、95%以上の細胞が肥満細胞となることが、光学顕微鏡および電子顕微鏡による形態学的観察から確認された。さらに、これらの肥満細胞の顆粒は、tryptase、chymaseいずれも陽性のCTMCであることが確認され、その他に、これらのCTMCは、c-Kit、CRA-1、cathepsin-G、carboxypeptidase-A、CD88、CD203cも強く発現していた。2)ヒトES細胞から好酸球への分化誘導法の確立これまで、アレルギー疾患の病因・病態おける役割や、その胎生期の発達についてほとんど解明されていない好酸球を、ヒトES細胞から分化誘導することを試みた。ヒトES細胞をマウス胎仔組織由来ストローマ細胞と1週間共培養した後、分化誘導された造血前駆細胞をSCF、IL-3、IL-6、GM-CSF存在下で液体培養した。培養2週間後には、培養細胞の8090%が、細胞質内に多数の好酸性顆粒を有する細胞となり、それらの細胞はEPO(eosinophil peroxidase)、MBP(major basic protein)陽性で、電子顕微鏡による観察から好酸球であることが確認できた。昨年度までの研究成果により、ヒト胚性幹細胞(ES細胞)から、乳児アレルギー疾患の発症に関与すると考えられる結合組織型肥満細胞や好酸球への分化誘導法を開発した。本年度は、まずこれらの分化誘導法の誘導条件を至適化し、大量の結合組織型肥満細胞と好酸球の安定的確保が可能となった。そこで、ヒトES細胞から分化誘導された十分量の結合組織型肥満細胞と好酸球を用いて、これらのアレルギー関連細胞の機能を検討した。1)ヒトES細胞由来結合組織型肥満細胞の機能の検討compound 48/80、あるいはsubstance Pで刺激したところ、ヒトES細胞由来結合組織型肥満細胞は、刺激物質濃度依存的にヒスタミンを放出した。2)ヒトES細胞由来好酸球の機能の検討分泌型IgAで刺激したところ、ヒトES細胞由来好酸球は、健常人末梢血中の好酸球に匹敵する量のEDNを放出し、また、eotaxin、IL-5、fMLP刺激に対する遊走能を確認することができた。

以上の結果は、ヒトES細胞から十分な機能を有する結合組織型肥満細胞や好酸球が分化誘導されたことを示している。したがって、ヒトES細胞からこれらの結合組織型肥満細胞や好酸球を分化誘導する過程は、胎生期の結合組織型肥満細胞や好酸球の発生・分化・成熟過程を再現していると考えられ、これらの過程を解析することにより、乳児アレルギーの発症メカニズムが解明されることが期待される。
森林土壌中の粗大孔隙を流れる選択流の溶質移動特性と発現機構の解明

森林土壌中の溶存物質の移動における選択流の寄与を明らかにすることを目的として、森林土壌中の粗大孔隙を経由する選択流の中の溶質移動量と土壌マトリックスを経由するマトリックス流の溶質移動量を個別に観測し、比較した。その結果、土壌が比較的湿潤な斜面下部地点では土壌マトリックス経由の溶質移動が、土壌が比較的乾燥した斜面上部地点では選択流経由の溶質移動が支配的であることが分かった。斜面上部では、落葉層を通過した水に比較的高濃度に含まれる溶存有機炭素やカリウム、カルシウムなどを高濃度のまま速やかに深部に輸送する経路として粗大孔隙の寄与が大きいことが明らかになった。森林土壌では、降雨時に粗大孔隙を選択的に流れる水(選択流)の存在が知られている。しかし、森林の物質循環研究において、土壌中の溶存物質の移動に対する選択流の寄与については十分な知見がない。本研究は、森林土壌中のマトリックス部分を経由する水の量と粗大孔隙を経由する水の量を個別に測定し、またその溶存成分を分析することにより、森林土壌中の溶存物質の移動に対する選択流の寄与を明らかにすることを目的とする。研究2年目となる今年度は、観測を継続するとともに、森林土壌中の溶存炭素の年間の移動に対する選択流の寄与の割合を明らかにすることを目的とした。斜面上部と斜面下部の2地点で、粗大孔隙を経由する水を主に採取すると考えられるゼロテンションライシメータと、マトリックスを経由する水を主に採取すると考えられるテンションライシメータを表層と下層の2深度に設置して年間を通じた観測を行った。その結果、斜面上部では粗大孔隙経由の移動量がマトリックス経由よりも支配的であり、粗大孔隙経由の溶存炭素の年移動量は全体の8割(下層)から9割(表層)を占めていた。一方斜面下部では、マトリックス経由の移動量が粗大孔隙経由よりも支配的であり、粗大間隙経由の溶存炭素の年移動量は全体の0.1割(表層)から2割(下層)を占めるにとどまった。これらのことから、斜面上部と下部では粗大孔隙の輸送機能に違いがあり、斜面上部では高い溶存炭素濃度の地表水を深部に輸送する経路として粗大孔隙の寄与が大きいことが明らかになった。研究初年度となる今年度は、観測体制を確立し、観測を開始することを目的とした。熊本県の鹿北流域試験地3号沢内の斜面上部と斜面下部の2地点に調査地を設定し、粗大孔隙を経由する水を主に採取すると考えられるゼロテンションライシメータ(ZTL)と、マトリックスを経由する水を主に採取すると考えられるテンションライシメータ(TL)を表層と下層の2深度に設置した。また、マトリックスを経由する水の移動量を観測するためのポーラスプレート・テンションライシメータを下層土壌に設置した。さらに、林外雨、林内雨、リター層通過水の採取装置も設置して観測を開始した。リター層通過過程で高濃度となる溶存有機炭素濃度(DOC濃度)を分析した結果、斜面上部の表層のZTLのDOC濃度は同深度のTLのDOC濃度よりも常に高く、リター層通過水に匹敵する高濃度であることが分かった。このことから、ZTLでは土壌中を素早く重力移動した水が採水されたと考えられ、このような選択流を介した溶質移動の寄与を評価することの重要性が示唆された。森林土壌中での水質形成過程において選択流の果たす役割については未解明な点が多い。本研究では、森林土壌中の溶存物質の移動における選択流の寄与を明らかにすることを目的として、斜面上部と斜面下部の2地点で、表層と下層の2深度にゼロテンションライシメータとテンションライシメータを設置して土壌水を採取した。なおゼロテンションライシメータは粗大孔隙を経由する水の採取を、テンションライシメータはマトリックスを経由する水の採取を意図したものである。その結果、斜面上部では粗大孔隙経由の移動量がマトリックス経由よりも支配的であり、粗大間隙経由の溶存炭素の年移動量は全体の8割(下層)から9割(表層)を占めていた。一方斜面下部では、マトリックス経由の移動量が粗大間隙経由よりも支配的であり、粗大間隙経由の溶存炭素の年移動量は全体の0.1割(表層)から2割(下層)を占めるにとどまった。

これらのことから、斜面上部と下部では粗大孔隙が溶存物質を輸送する機能に違いがあり、斜面上部では高い溶存炭素濃度の地表水を深部に輸送する経路として粗大間隙の寄与が大きいことが明らかになった。また、毎年夏期に降雨が集中的に供給され本試験地は、雨水の供給速度が土壌マトリックスの吸水速度を上回る状況が度々発生することにより選択流が発現しやすい条件下にあると考えられた。森林土壌学研究計画に従い、今年度は試験地観測を継続するとともに、これまで得られたデータから溶存炭素の土壌中での年間の移動に対する粗大孔隙経由の選択流の寄与の割合を評価した。その結果、斜面位置による粗大孔隙の輸送機能の違いと、斜面上部での土壌中での溶存炭素の移動における粗大孔隙の重要性を定量的に明らかにすることができた。以上のように研究計画に従って順調に進展しているため、上記の自己評価とした。研究計画に従い、今年度は鹿北試験地3号沢の源頭部の斜面上部と斜面下部に調査地点を設定し、粗大孔隙を経由する水を主に採取すると考えられるゼロテンションライシメータ(ZTL)と、マトリックスを経由する水を主に採取すると考えられるテンションライシメータ(TL)を表層と下層の2深度に設置した。また、マトリックスを経由する水の移動量を観測するためのポーラスプレート・テンションライシメータを下層土壌に設置した。さらに、林外雨、林内雨、リター層通過水の採取装置も設置して一連の観測体制を確立し、観測を開始することができた。この観測結果の解析から、選択流を介した溶質移動を評価することの重要性が示唆された。今後は選択流の寄与の割合の季節変動などを詳細に解析するとともに、斜面上部と下部から採取した不かく乱土壌試料の不飽和透水試験を行って土壌の透水特性を明らかにし、選択流の発現機構を明らかにする予定である。今後は、調査地点における観測を継続し、溶質濃度と水移動量の観測結果に基づいて、森林土壌中の溶存炭素や溶存窒素等の年間の移動に対する選択流の寄与の割合を明らかにする予定である。また、選択流の発現機構を明らかにするため、調査地点から採取した不かく乱土壌試料の不飽和透水試験を行い、粗大孔隙部分を除く土壌マトリックスの透水速度を測定する予定である。残額はほぼなくなる計画だったが、予算執行期限末に購入した圧力ゲージが想定より安価だったため、残額が発生した。物品費を、採水装置の維持に関わる消耗品の購入と試料の分析に関わる消耗品の購入に使用する。旅費を、学会発表旅費として使用する。人件費・謝金を、試料の分析補助のための研究補助員の賃金に使用する予定である。旅費を、調査地への試料採取等に使用する。人件費・謝金を、試料の分析補助のための研究補助員の賃金に使用する。
ダイズの二次通気組織形成を誘導する葉由来の長距離シグナルの探索

ダイズの二次通気組織の形成誘導には、湛水・明条件で葉由来のシグナルが胚軸に輸送されることが必要である。本研究では、その葉由来シグナルを同定し、二次通気組織形成の誘導調節機構の解明を目指した。二次通気組織の形成速度の異なるダイズ品種アソアオガリとエンレイを用いて、相互に接木の実験を行った結果、アソアオガリの二次通気組織を早く発達させるという形質の制御には、胚軸そのものが関与していることが示唆された。さらに、光合成産物であるスクロースが、葉から師管を通って胚軸に供給されることによって、二次通気組織の形成が誘導されることが分かり、葉由来シグナルはスクロースであることが明らかになった。ダイズの二次通気組織の形成誘導には、胚軸部分が湛水状態になることと光存在下で葉由来のシグナルが胚軸に輸送されることの両方が必要であることが明らかになってきた。本課題では、葉由来シグナルを同定し、二次通気組織形成の誘導調節機構を解明することを目的としている。平成25年度は、「葉による二次通気組織形成の制御に関する品種間差を用いた評価」と「葉由来のシグナルの探索」を実施した。これまでの解析からダイズの品種アソアオガリは品種エンレイと比べ、二次通気組織を早く発達させることを明らかにしている。アソアオガリとエンレイを用いた接木実験を行うことで、アソアオガリの形質が葉と胚軸のどちらに由来するのかを調査した。その結果、アソアオガリの二次通気組織の形成は胚軸に制御されることが示唆された。二次通気組織の形成誘導には、光存在下で葉由来のシグナルが胚軸に輸送されることが必要であることから、光合成産物であるスクロースなどの糖がシグナルである可能性が考えられた。そこで、密閉したコンテナ内の二酸化炭素を除去して、光存在下でダイズ幼植物体を湛水処理したところ、二次通気組織の形成は阻害されたことから、光合成が重要であるという可能性が高まった。続いて、ダイズの胚軸を切断して、切断面よりスクロースなどの数種類の糖を処理した結果、スクロースを与えたときに二次通気組織の形成が回復することが明らかになった。これらの結果より、葉由来のシグナルの少なくとも1つは光合成産物であるスクロースであることが分かった。平成25年度の解析により、二次通気組織形成に重要な葉由来のシグナルの少なくとも1つは光合成産物であるスクロースであることを明らかにした。そこで今年度は、ヒートガードリングによって、師部を破壊した場合に、その部位の上側と下側で二次通気組織の形成に差異が生じるかどうかを調査した。その結果、ヒートガードリング処理をした部位の上側では二次通気組織が形成されたのに対して、下側では全く形成されなかった。これらのことより、葉において光合成によって生成されたスクロースが師部を通って胚軸に供給され、それがシグナルとなって二次通気組織の形成を誘導していることが示唆された。さらに、湛水条件下での胚軸におけるスクロース濃度を経時的に測定したところ、湛水処理を施すと胚軸内のスクロース量が増加することが明らかになったことから、胚軸内のスクロース量の増加が二次通気組織形成の促進に寄与している可能性が考えられた。今後、なぜ湛水条件下で胚軸内のスクロース量が増加するのかを解明するとともに、葉由来シグナルとしてのスクロースが、師部においてどのように遺伝子発現を制御し、二次通気組織形成を誘導しているのかについて解明する必要がある。植物分子遺伝学「葉による二次通気組織形成の制御に関する品種間差を用いた評価」については、計画通り進めることができた。アソアオガリとエンレイを用いた接木実験の結果、アソアオガリがエンレイと比べて二次通気組織を早く発達させるという形質を制御しているのは、胚軸そのものであり、葉由来シグナルが関与していないことが示唆された。「葉由来のシグナルの探索」については、当初、葉の網羅的遺伝子発現解析による葉由来シグナル生成関連遺伝子を探索する予定であったが、二酸化炭素除去実験や切断した胚軸へのスクロース投与実験によって葉由来のシグナルの一つは光合成産物であるスクロースであることが明らかになったことから、葉の網羅的遺伝子発現解析は中断した。その代わりに、スクロースが葉由来のシグナルであることを確認するための実験を実施した。この発見により本研究課題は概ね計画通り進捗していると言える。

スクロースが葉由来のシグナルであることを確認するために、二次通気組織が形成される条件である湛水・明条件下で、胚軸におけるスクロース濃度が上がるのかどうかを調査する。さらに、湛水処理を行ったダイズの胚軸を水面の上下で回収して、スクロース濃度を測定することで、スクロース濃度の上昇が湛水した胚軸に特異的であるかどうかも調査する。また、スクロース以外に葉由来シグナルが存在するのかどうかを明らかにするために、他のシグナル物質の探索も進める。二次通気組織は、湛水条件下の胚軸の柔細胞が分化することにより形成される。そのため、葉から輸送されたスクロースが二次通気組織形成に関与するためには、湛水条件下特異的にスクロースが篩部から柔細胞へ輸送される、または篩部で他のシグナルを誘導するという可能性が考えられる。そこでこれらの可能性を検証するために、胚軸の師部における遺伝子発現解析を進める。これらの解析から、葉由来シグナルを同定することによって、ダイズの二次通気組織形成の誘導調節機構が解明できると期待される。平成25年度に実施予定であった遺伝子発現解析の一部を、平成26年度に行う予定である。そのために、遺伝子発現解析に使用する消耗品を購入する経費を次年度使用額として残すことにした。胚軸の切断面からスクロースを投与することによって、胚軸の師部において発現が変動する遺伝子を明らかにするために、レーザーマイクロダイセクションで師部を単離して、遺伝子発現解析を行う。これらの遺伝子発現解析に次年度使用額によって購入した試薬を用いる。また、ダイズの胚軸において湛水・明条件(二次通気組織の形成条件)特異的にスクロース濃度が上がるのかどうかを調査する。さらに、スクロース以外の葉由来シグナルの探索も進める。これらの実験に次年度の経費を使用する計画である。
低分子量G蛋白質RhoとRasおよびその関連蛋白質の構造と機能の解析

私共の研究室では、低分子量G蛋白質Rhoの活性制御機構と作用機構について解析を進めており、これまでに、出芽酵母においては、出芽酵母におけるRhoのホモログであるRHO1がアクチンと共に出芽部位に局在して出芽過程を制御していることを明らかにしている。本研究において、RHO1の温度感受性変異株を樹立し、その復帰変異株を取得してこの復帰変異遺伝子をクローニングした。この遺伝子の塩基配列を決定したところ、酵母におけるCキナーゼホモログであるPKC1遺伝子の偽基質配列領域に変異が生じていることが明らかとなった。さらに、PKC1がGTP結合型のPHO1に結合して活性化されることを明らかにし、PKC1はPHO1の標的蛋白質であることが明らかとなった。一方、本研究において、RHO1の優性不活性型変異を高発現状態で抑圧するマルチコピーサプレッサーを6種類分離し、ROM1-6と命名した。このうちROM1とROM2はがん遺伝子Db1と相同性を有しており、RHO1のGDP/DTP交換反応を促進したことから、ROM1/ROM2はRHO1のGDP/GTP交換反応促進蛋白質であることが明らかとなった。さらに、Two-hybrid法を用いて、RHO1の新しい標的蛋白質としてBNI1をクローニングした。遺伝学的な解析より、BNI1はRHO1の細胞質分裂に特異的な標的蛋白質であることが明らかとなった。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の研究目的はほぼ達成することができた。