hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタボリックシンドロームにおける接着分子の発現と腎結石促進機序の解明

投与6日目のWTでは結石形成を認めなかったが、ob/obでは皮髄境界部を中心に有意に腎結石が形成された。Gene ontology解析では、分子機能のうち接着のカテゴリーの比率が最も高く(68.6%)、有意差を認めた。マイクロアレイ解析より2群間に有意差をもつ遺伝子群の中から接着に関連するSpp1、Fn1、Icam1、Col3a1の4遺伝子を同定した。これら4遺伝子の定量PCRでは、投与6日目のob/obは、WTと比べ有意に発現が多かった(p<0.05)。OPN、FN、ICAM1、COL3A1の免疫染色においても、ob/obはWTと比べ有意に発現が多かった。【研究1メタボ環境下における結石作成と細胞接着分子の発現評価】メタボリックシンドロームモデルマウス(ob/ob、B 6.V-Lepob/J)と対象(wild type)に対してシュウ酸前駆物質であるグリオキシル酸(50mg/kg)の投与を行った。グリオキシル酸投与6日目に、腎、血清を採取し、グリオキシル酸の投与0日目と投与5日目に24時間蓄尿を行い、次の項目について検討した。1腎における結石形成およびその形態:ob/obのみに腎皮髄境界部を中心に結石形成を認めた。2血清の結石関連物質(カルシウム、リン、マグネシウム、クレアチニン)や脂質関連物質(遊離脂肪酸、総コレステロール、中性脂肪):血清から結石関連物質および脂質関連物質は、グリオキシル酸投与前後では、有意差を認めなかった。3尿中の結石関連物質(シュウ酸,クエン酸,カルシウム,リン,マグネシウムなど)の排泄量:グリオキシル酸投与前後、ob/obとwild typeとの間には有意差を認めなかった。次いで、DNAマイクロアレイ解析で結石関連遺伝子として同定されたフィブロネクチン、I細胞接着分子としてVCAM1、コラーゲン、結石マトリックスとしてオステオポンチンの遺伝子発現を定量PCR、タンパク発現をwestern blottingにて評価したところ、ob/obではこれらの発現量が増加していた。さらに、結石形成を認めるグリオキシル酸投与6日目のob/obでは、wild typeと比べ有意に発現量が増加していた。【研究2脂肪細胞が関与する腎尿細管上皮細胞(M-1)とシュウ酸カルシウム一水和物(COM結晶)の接着能の検討-In vitro-】安定したcell line、培養液条件、交換条件を確立した。In vivo研究においてグリオキシル酸投与6日目のwild typeでは結石形成を認めなかったが、ob/obでは皮髄境界部を中心に有意に腎結石が形成された。Gene ontology解析では、分子機能のうち接着のカテゴリーの比率が最も高く(68.6%)、有意差を認めた(p=1.25×10-9)。さらに、マイクロアレイ解析より対象となる2群間に有意差をもつ遺伝子群の中から接着に関連するSpp1、Fn1、Icam1、Col3a1の4遺伝子を同定した。これら4遺伝子の定量PCRでは、グリオキシル酸投与6日目のob/obは、wild typeと比べ有意に発現が多かった(p<0.05)。OPN、FN、ICAM1、COL3A1の免疫染色においても、ob/obはwild typeと比べ有意に発現が多かった。また、OPNは腎尿細管上皮細胞に発現を認め、FN、ICAM1、COL3A1は間質に発現を認めた。In vitro研究においては、尿路上皮細胞(M-1)へのCOM付着量は、control群と比較し、脂肪細胞群2.06倍、マクロファージ群1.98倍、脂肪細胞-マクロファージ群3.24倍といずれも有意に高値を示した。M-1細胞の発現解析は、control群と比較し、マクロファージ群ではSpp1、脂肪細胞-マクロファージ群ではSpp1、Fn1、Icam1、Col3a1がそれぞれ有意に高値を示した。また、培養液の解析では、control群と比較し、マクロファージ群ではOPN、脂肪細胞-マクロファージ群ではOPN、FN、ICAM1が有意に高値を示した。尿路結石in vivoの研究においては、結石形成量、尿中・血清関連物質、遺伝子発現量の検討を行った。また、in vitro研究においても、安定したcell line、培養液条件、交換条件を確立したため、研究は、おおむね順調に進展していると考える。【研究1メタボ環境下における結石作成と細胞接着分子の発現評価-In vivo-】平成25年度に引き続き、ob/obマウスの繁殖を行う。グリオキシル酸の投与後の日数などの期間を調節することにより結石形成初期における結石形成量、形態、細胞接着分子(フィブロネクチン、ICAM1、セレクチン、VCAM1、コラーゲン)、結石マトリックス(オステオポンチン)、サイトカイン(TNF-α)の経時的変化を評価する。

【研究2脂肪細胞が関与する腎尿細管上皮細胞(M-1)とシュウ酸カルシウム一水和物(COM結晶)の接着能の検討-In vitro-】in vivoと同様に、結石形成初期における結晶付着量、形態、細胞接着分子(フィブロネクチン、ICAM1、セレクチン、VCAM1、コラーゲン)、結石マトリックス(オステオポンチン)、サイトカイン(TNF-α)の経時的変化を評価する。
酵母を用いた糖脂質による細胞死抑制機構に関する研究

冬虫夏草菌の一種でタイワンツクツクホウシに寄生するIsaria sinclairiiの培養濾液より単離された新規免疫抑制剤ISP-1は、構造解析の結果、複合糖質の一つである糖脂質のアグリコンを構成しているスフィンゴシンと類似構造を持つことが明らかにされた。これまでの研究により、ISP-1は細胞障害性T細胞に対してアポトーシスを誘導することにより免疫抑制作用を発揮していることが明らかにされている。さらに、このアポトーシスの誘導は、スフィンゴ脂質及びスフィンゴ糖脂質の生合成経路の最初の反応を触媒する酵素、セリンパルミトイルトランスフェラーゼの活性を抑制することによる細胞内のスフィンゴ脂質あるいはスフィンゴ糖脂質の減少によって引き起こされることが示されている。ISP-1によって引き起こされる細胞死のメカニズムを明らかにするために、より単純な真核細胞である酵母を用いて、ISP-1の影響について検討を加えた。哺乳動物はスフィンゴミエリンとスフィンゴ糖脂質を主要なスフィンゴ脂質として有しているのに対し、酵母はスフィンゴ糖脂質のみを有しているため、ISP-1とスフィンゴ糖脂質との関係を明らかにする上で格好の材料といえる。まず、酵母の増殖に対するISP-1の影響を調べたところ、0.5μg/mlの濃度で酵母に細胞死を誘導した。このISP-1による酵母の細胞死は、酵母のスフィンゴ脂質及びスフィンゴ糖脂質生合成中間産物であるファイトスフィンゴシンの添加で阻害された。さらに、ISP-1によって酵母のセリンパルミトイルトランスフェラーゼ活性は効果的に抑制された。以上の事実より、ISP-1による酵母の細胞死は細胞障害性T細胞の場合と同様の機構が働いていることが推測された。以上のことから、ISP-1による細胞死のシグナルは酵母と細胞障害性T細胞では同一ではないにしても、かなりの共通部分があると考えられる。そこで、酵母を利用してISP-1の作用に拮抗する遺伝子を単離することで、ISP-1による細胞死のシグナルに関与する遺伝子を明らかにすることを試みた。ISP-1存在下で、genomicDNAライブラリーを酵母にトランスフェクションし、ISP-1耐性コロニーを得た。その結果、4種の遺伝子のクローニングに成功した。これらの遺伝子をSLIl-4と呼ぶことにした。このうちSLI-2遺伝子は分子量76kDの可溶性タンパク質をコードしていた。このタンパク質は、分子内にキナーゼドメインを有していた。SLI-2遺伝子の種々の変異体のISP-1耐性作用を検討した結果、キナーゼ活性がISP-1耐性に必須であることが明らかとなった。今後、これらの遺伝子の解析を進めることによって、スフィンゴ糖脂質が関与した、細胞死のシグナルの解明につながることが期待される。
電気・磁気援用超精密研磨技術の研究開発

1.「磁性加工ジグを用いた磁気援用加工」に関する研究.チタン溶接管を工作物として実験を行った.円管内面の真円度を測定することにより,円管内面の溶接継ぎ目の除去状況及び円管内面仕上げ過程を考察した結果,内面の溶接継ぎ目を除去でき,円管内面の面精度と形状精度を同時に向上できることを明らかにした.また、磁性管の内面加工に関する研究も進んでおり,現段階では平面工作物を用いた場合の研磨実験をした.加工用工具はN・S複数の磁石から構成し,その先端に磁性砥粒を磁気吸着させた後に回動させながら工作物上を相対移動させて工作物を研磨する方法である.ループ減衰脱磁原理により,磁化した工作物を脱磁しながら研磨加工を行うことができる利点がある.さらに,平面と曲面磁気研磨の形状精度を向上するために,定圧磁気ブラシ利用法を提案し,形状精度を向上できることも明らかにした.これらの成果は,学会誌論文3編,国際会議論文2編,講演論文1編として公開した.2.磁気と電気を組み合わせた新しい「電気・磁気援用超精密研磨技術の創出と応用」の研究については,電流と磁場の相互作用を利用する新しい加工法を提案し,新たな実験装置を作成して実験を行った.以下の研究成果を得た.(1)"ローレンツーカを利用した新しい加工法の提案":研究目的は微細溝加工と微細管内面の精密加工である.ダイヤモンドワイヤを電流工具として,円管の内面加工実験結果により電流工具に様々な動きが得られること,内面加工が実現できることを明らかにすることができた.(2)"プレーナーコイルを工具とする新しい加工法の提案":研究目的は微細な隙間加工と金型加工である.プレーナーコイルの活発な振動挙動を観察し,磁場と電流の組み合わせにより,コイルが受ける電磁力の強さと方向が自由に変えられるため制御性を持つこと,また,本加工法の実現可能性を確認した.更に,研磨実験装置を新規に製作し,微細管内面の精密加工を実現したこれらの研究成果は,研究論文1編,講演論文4編として公開した.1.「磁性加工ジグを用いた磁気援用加工」に関する研究.SUS304ステンレス溶接鋼管を工作物として実験を行った.円管内面の真円度を測定することにより,円管内面の溶接継ぎ目の除去状況及び円管内面仕上げ過程を考察した結果,内面の溶接継ぎ目を除去でき,円管内面の面精度と形状精度を同時に向上できることを明らかにした.磁性管の内面加工に関する研究も進んでおり,現段階では平面工作物を用いた場合の研磨実験をした.加工用工具はN・S複数の磁石から構成し,その先端に磁性砥粒を磁気吸着させた後に回動させながら工作物上を相対移動させて工作物を研磨する.ループ減衰脱磁原理により,磁化した工作物を脱磁しながら研磨加工を行うことができる.これらの成果は,学会誌論文5編,講演論文1編,特許出願1件として公開した.2.磁気と電気を組み合わせた新しい「電気・磁気援用超精密研磨技術の創出と応用」の研究について,電流と磁場の相互作用を利用する新しい加工法を提案し,新たな実験装置を作成して実験を行った.以下の研究を行った."フレミングの左手の法則を利用する加工法の提案",研究の目的は微細溝加工と微細管内面の精密加工である.ダイヤモンドワイヤを電流工具として,円管の内面加工実験結果により電流工具に様々な動きが得られ,内面加工が実現できることを明らかにした."プレーナーコイルを工具とする新しい加工法の提案",研究の目的は微細な隙間加工と金型加工である.ここでは,プレーナーコイルの活発な振動挙動を観察し,碓場と電流の組み合わせにより,コイルが受けた電磁力の強さと方向が自由に変えられ,制御性を持つことを明らかにし,本加工法の実現可能性を確認した.更に精密な研磨実験装置を製作し,新たな段階に進んでいく予定である.これらの研究成果は,講演論文2編,特許出願1件として公開した.1.「磁性加工ジグを用いた磁気援用加工」に関する研究.チタン溶接管を工作物として実験を行った.円管内面の真円度を測定することにより,円管内面の溶接継ぎ目の除去状況及び円管内面仕上げ過程を考察した結果,内面の溶接継ぎ目を除去でき,円管内面の面精度と形状精度を同時に向上できることを明らかにした.また、磁性管の内面加工に関する研究も進んでおり,現段階では平面工作物を用いた場合の研磨実験をした.加工用工具はN・S複数の磁石から構成し,その先端に磁性砥粒を磁気吸着させた後に回動させながら工作物上を相対移動させて工作物を研磨する方法である.ループ減衰脱磁原理により,磁化した工作物を脱磁しながら研磨加工を行うことができる利点がある.さらに,平面と曲面磁気研磨の形状精度を向上するために,定圧磁気ブラシ利用法を提案し,形状精度を向上できることも明らかにした.これらの成果は,学会誌論文3編,国際会議論文2編,講演論文1編として公開した.2.磁気と電気を組み合わせた新しい「電気・磁気援用超精密研磨技術の創出と応用」の研究については,電流と磁場の相互作用を利用する新しい加工法を提案し,新たな実験装置を作成して実験を行った.以下の研究成果を得た.(1)"ローレンツーカを利用した新しい加工法の提案":研究目的は微細溝加工と微細管内面の精密加工である.ダイヤモンドワイヤを電流工具として,円管の内面加工実験結果により電流工具に様々な動きが得られること,内面加工が実現できることを明らかにすることができた.

(2)"プレーナーコイルを工具とする新しい加工法の提案":研究目的は微細な隙間加工と金型加工である.プレーナーコイルの活発な振動挙動を観察し,磁場と電流の組み合わせにより,コイルが受ける電磁力の強さと方向が自由に変えられるため制御性を持つこと,また,本加工法の実現可能性を確認した.更に,研磨実験装置を新規に製作し,微細管内面の精密加工を実現したこれらの研究成果は,研究論文1編,講演論文4編として公開した.
リサイクル型不斉アミノ化剤による多連続不斉炭素構築法の開発研究

近年、グリーンケミストリーの観点から環境に負荷を与えない環境調和型反応の開発が求められている。中でも一度の実験操作で複数の反応が進行するtandem型反応は、反応行程数や廃棄物を削減できることから重要な研究課題の一つである。このような研究背景のもと申請者は当該年度の研究で、新規キラルアミンのα,β-不飽和エステルへの不斉Michael付加反応で生成するエノラートを種々の求電子剤でトラップし、最大5連続不斉炭素の構築を可能とするtandem型反応の開発に成功した。求電子剤としてアルデヒドを用いたtandem Michael-aldol反応、基質にジエンジエステルを用いた分子内double Michael付加反応では3連続不斉炭素を有するβ-アミノエステル誘導体を高立体選択的に得ることが出来た。更にこれらの反応を組み合わせたtandem double Michael-aldol反応では一挙に5連続不斉炭素を制御することに成功し、32種類の生成可能なジアステレオマーのうち1種類のジアステレオマーを高立体選択的に得ることが出来た。また申請者は、生理活性化合物に多く見られるα-ヒドロキシ-β-アミノ酸骨格の構築を可能とするtandem型反応の開発を計画した。特に本研究ではエノラートの直接的な酸化では構築困難なsyn体の選択的合成法の開発を目指して検討を行った。α,β-不飽和エステルへのキラルアミンの不斉Michael付加で生成したエノラートを種々の酸化剤で酸化することで収率良くα-ヒドロキシ-β-アミノ酸誘導体を得ることが出来た。しかしながら、主生成物の立体配置はantiであり、目的のsyn体を選択的に得るには至っていない。現在、syn選択的に反応が進行する反応条件の最適化にむけて検討中である。このような研究背景のもと申請者は昨年度の研究において新規キラルアミンのα,β-不飽和エステルへの不斉Michael付加反応で生成するエノラートを種々の求電子剤でトラップし、最大5連続不斉炭素の構築を可能とするtandem型反応の開発に成功した。当該年度は本tandem反応の更なる応用として生理活性化合物に多く見られるα-ヒドロキシ-β-アミノ酸骨格の構築を可能とするtandem型反応の開発を計画した。特に本研究ではエノラートの直接的な酸化では構築困難なSyn体の選択的合成法の開発を目指して検討を行った。検討の結果、THF溶媒中、基質としてtert-ブチルシンナメイトを用いキラルアミンの不斉Michael付加で生成したエノラートを(-)-カンファリルスルホニルオキサジリジンで酸化すると目的のα-ヒドロキシ-β-アミノエステル誘導体を収率75%,major:minor=15:1の選択性で得ることに成功した。Major体は結晶性化合物であったためX線結晶構造解析の結果、アミノ基と水酸基は目的のsyn配置ではなくanti配置であることが分かった。そこでsyn配置を立体選択的に構築する事を目的に、酸化剤のスクリーニングおよび添加剤によるリチウムエノラートの凝集状態のチューニングを検討した。しかしながら収率,選択性に差がみられるものの現在のところsyn体を主生物として得るには至っていない。このような研究背景のもと申請者は昨年度からキラルアミンの不斉Michael付加で生成したエノラートの酸化によるsyn選択的なα-ヒドロキシ-β-アミノエステル誘導体の合成を検討してきた。しかしながら昨年度の検討では目的のsyn選択的な反応の開発には至らなかった。本年度はこの問題を解決するため溶媒効果を中心に検討を行ったが、現在のところsyn選択的な反応の開発は至っていない。一方、本年度は、α-置換-α,β-不飽和エステルを基質に用い、キラルアミンの不斉Michael付加で生じたエノラートを種々の求電子剤でトラップすることで全ての置換基が炭素からなる四級不斉炭素構築法の開発を目指して検討を行った。&#61537;位に置換基を有する基質を用いたMichael付加反応では、基質がMichael付加に適したs-cis配座を取り難くなるため、反応性の低下が予想される。そこでまず初めにα-置換-α,β-不飽和エステルとキラルアミンの反応性を確認するため、不斉Michael付加で生じたエノラートの不斉プロトン化による二連続不斉炭素の構築について検討を行った。検討の結果、種々のα-置換-α,β-不飽和エステルをTHF溶媒中、-50°Cでキラルアミンと反応させると反応は速やかに進行し、様々な置換基を有する基質について収率65-97%, major/minor = >91/<9の高い選択性で反応が進行することを見出した。当該年度の研究目的であったsyn配置を有するα-ヒドロキシ-β-アミノ酸骨格を立体選択的に与えるtandem反応の開発が未達成であった。原因として、本反応では最大4種類の異性体が生成するうえ、生成物の極性が高いため単離精製等に予想以上に時間を要し反応条件のスクリーニングが効率的に進められなかった事が挙げられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度はsyn配置を有するα-ヒドロキシ-β-アミノ酸骨格を立体選択的に与えるtandem反応の開発を引き続き検討する予定である。

申請者はキラルアミンのα,β-不飽和エステルへの不斉Michael付加反応の初期の研究において、溶媒をTHFからジエチルエーテルへと変更すると立体選択性が逆転するという興味深い知見を得ている。これらの知見をもとに次年度は溶媒のスクリーニングを中心に反応条件の最適化を検討する。更に、開発したtandem反応を鍵反応に用いα-ヒドロキシ-β-アミノ酸骨格を有するvalinoctine A,Bやbestatin等の生理活性化合物の合成を検討する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
植物の根の成長における自己組織化状態の解明と成長の電気的制御

本研究は栽培植物あずき(小豆)を用いて、成長と電気現象の関連を詳しく追及し、細胞集団レベルにおけるイオンポンプの時空自己組織化構造に外界から影響を与え、成長の電気的制御の基礎付けを行い、同時に自己組織化構造のメカニズムの解明を行う事を目的としている。本研究を通じて以下の事実が明らかとなった。1)多数本の電極を用いて電気的空間パタ-ンを測定する装置(多点空間同時測定装置)を用いて、水溶液中の根の表面の電位振動の振る舞いを調べた。出力をデ-タ処理した結果、振動が根に沿ってコヒ-レントであることが判明した。さらに、成長を顕微鏡付きビデオカメラで追う事で、振動周波数が高い根は成長が速いことが見いだされた。2)外部から種々の強度の直流電界(又は種々の電流密度強度)を根に平行に(種子から根先端方向および逆行向)印加し、成長速度へ及ぼす影響を調べた。その結果、根元側から電流を流すと、成長を促進されること、逆に先端側から抑制されることが分かった。根の表面電位とpHを測定した結果、成長促進の際は、電位のパタ-ンが大きくなっていること、より酸性化していることも分かった。抑制の際は、逆の現象が見られた。3)根の直交方向に電界を印加した結果、根はある電界強度以上で正の電極側へ曲がることが判明した。根は電界強度が高いほど、大きな屈曲を示した。根の表面電位とpHを測定した結果、負極側で電位パタ-ンが大きく、より酸性化していることが見いだされた。上記の2)と3)における電位とpHのパタ-ンの変化は簡単な理論モデルで説明可能であることが分かった。これらの事実から、植物が自ら作る電気化学的環境を外部から変えることで、再現性良く成長の電気的制御ができることが判明した。本研究は栽培植物あずき(小豆)を用いて、成長と電気現象の関連を更に詳しく追及し、細胞集団レベルにおけるイオンポンプの時空間自己組織化構造に外界から影響を与え、成長の電気的制御の基礎付けを行い、同時に自己組織化構造のメカニズムの解明を行う事を目的としている。本年度は以下の事実が明らかになった。平成2年度の設備備品であるパ-ソナルコンピュ-タを用いて、出力をデ-タ処理した結果、振動が根に沿ってコヒ-レントであることが判明した。さらに、同時に成長を顕微鏡付きビデオカメラで追う事で、振動と成長との関連を探った結果、多数本の根の統計処理を行い、振動を起こす成長が速い事が分かった。また1本の根についても、温度を変えることで成長速度を変えた結果、振動周波数が高い根は成長が速いことが判明した。2)外部から種々の強度の直流電界(又は種々の電流密度強度)を根に平行に(種子から根先端方向および逆方向)印加し、成長速度へ及ぼす影響を調べた。その結果、根元側から電流を流すと、成長が促進されること、逆に先端側から流すと抑制されることが分かった。次年度は平行電流印加に引き続き、直交電流の効果も調べる。これらの電流(電界)印加による成長制御についても、その理論モデルを立てて、そのメカニズムを明らかにする予定である。

本研究は裁培植物あずき(小豆)を用いて、成長と電気現象の関連を詳しく追及し、細胞集団レベルにおけるイオンポンプの時空間自己組織化構造に外界から影響を与え、成長の電気的制御の基礎付けを行い、同時に自己組織化構造のメカニズの解明を行う事を目的としている。本研究を通じて以下の事実が明らかとなった。1)多数本の電極を用いて電気的空間パタ-ンを測定する装置(多点空間同時測定装置)を用いて、水溶液中の根の表面の電位振動の振る舞いを調べた。出力をデ-タ処理した結果、振動が根に沿ってコヒ-レントであることが判明した。さらに、成長を顕微鏡付きビデオカメラで追う事で、振動周波数が高い根は成長が速いことが見いだされた。2)外部から種々の強度の直流電界(又は種々の電流密度強度)を根に平行に(種子から根先端方向および逆方向)印加し、成長速度へ及ぼす影響を調べた。その結果、根元側から電流を流すと、成長が促進されること、逆に先端側から流すと抑制されることが分かった。根の表面電位とpHを測定した結果、成長促進の際は、電位のパタ-ンが大きくなっていること、より酸性化していることも分かった。抑制の際は、逆の現象が見られた。3)根に直交方向に電界を印加した結果、根はある電界強度以上で正の電極側へ曲がることが判明した。根は電界強度が高いほど、大きな屈曲を示した。根の表面電位とpHを測定した結果、負極側で電位パタ-ンが大きく、より酸性化していることが見いだされた。上記2)と3)における電位とpHのパタ-ンの変化は簡単な理論モデルで説明可能であることが分かった。これらの事実から、植物が自ら作る電気化学的環境を外部から変えることで、再現性良く成長の電気的制御ができることが判明した。
複雑心奇形に伴うカルシウム代謝異常に関する分子生物学的研究

染色体22q.11の欠失する複雑心奇形に伴う副甲状腺機能低下症において、副甲状腺カルシウム感受性受容体の突然変異(ミスセンス変異、欠失、挿入)や転座を検討している。研究計画に従って、対象の染色体22q11.2欠失を伴う心奇形例、25例(副甲状腺機能低下症を示す群15例、副甲状腺機能正常群10例)において、Genomic DNAを抽出し、また分離したリンパ球をEB virusに感染させて、リンパ球由来細胞株の樹立を行い、genomic DNAを各種制限酵素で切断後、アガロース電気泳動でDNAフラグメントを分離し、サザンブロット法を行った。全例施行していないが、ヒト副甲状腺カルシウム感受性受容体に対して、サザンブロット法では陽性のバンドを検出できている。またヒト副甲状腺カルシウム感受性受容体に対するセンス・アンチセンスプライマーを利用して、DNA PCRを行い、PCR産物を各種制限酵素で切断し、SSCPを行った。正常コントロールを比べて、バンドに差を認めた症例において、PCR産物のDNAシークエンシングを行っている。ヒト副甲状腺カルシウム感受性受容体の突然変異の疑い例で塩基配列の決定を行っているが、まだ変異を確認していない。研究計画に従って、対象の染色体22q11.2欠失を伴う心奇形例、22例(副甲状腺機能低下症を示す群12例、副甲状腺機能正常群10例)において、Genomic DNAを抽出し、また分離したリンパ球をEB virusに感染させて、リンパ球由来細胞株の樹立を行い、genomic DNAを各種制限酵素で切断後、アガロース電気泳動でDNAフラグメントを分離し、サザンブロット法を行った。またヒト副甲状腺カルシウム感受性受容体に対するセンス・アンチセンスプライマーを利用して、DNA PCRを行い、PCR産物を各種制限酵素で切断し、アガロース電気泳動を行った。正常コントロールを比べて、バンドに差を認めた症例において、現在PCR-SSCP並びにPCR産物の塩基配列を検索中である。残りの症例でサザンブロット法、DNA PCRを行い、ヒト副甲状腺カルシウム感受性受容体の突然変異の疑い例で塩基配列の決定を行っており、まだ変異を確認していない。
TTウイルスの遺伝子型分類法の開発と感染病態解明への応用

TTウイルス(TTV)というウイルス名は発見の発端となった患者のイニシャル(T.T.)にちなんで研究代表者らが命名した暫定的な名称であるが、2003年に国際ウイルス命名委員会(International Committee for the Taxonomy of Viruses : ICTV)によって正式名称が決定された。研究代表者もworking groupの一員として、ICTVの決定に参加した。命名にあたって、環状の遺伝子構造にちなんで"ネックレス"や"指輪"の意味のラテン語が用いられ、ウイルス名は略称が同じくTTVとなるように「Torque Teno virus(トークテノウイルス)」、ウイルス属は「Genus anellovirus(アネロウイルス属)」に決定された。TTVの遺伝子配列は多様性が顕著であり、少なくとも39種類の遺伝子型(genotype)が存在し、系統発生学的に大きく5種類の遺伝子グループ(genetic groups)に分類できることが分かった。次に、TTVの各genetic groupのDNA配列にそれぞれ特異的に結合しうるプライマーセットを作製し、selective PCR法によって5つのgenetic groupを簡便に判定しうる系を確立した。その検出系を用いて、年齢別にTTVの各genetic group別の陽性頻度を調査した結果、系統発生学的に最も古いグループ4のTTVが乳幼児の時期に感染し、成人でも高頻度に感染していることが分かった。グループ1のTTVは生後6ヶ月以降に感染する例が少しずつ増え、成人でも10-15%の陽性率であった。グループ3には最も多くの遺伝子型のTTVが属するが、グループ1やグループ4のTTVと共感染している成人例が多いことが明らかになった。さらに各genetic groupごとにTTV DNAをreal-time PCR法によって定量的に検出できる系を確立し、現在、臨床検体への応用を進めている。TTVの遺伝子配列は多様性が顕著であり、これまでに塩基配列が互いに30%以上異なる23種類の遺伝子型(1型-23型)が認められている。そして、同一個体が複数種のTTVに同時に感染していることはこれまでの研究からも明らかになっていたが、今回、1人の感染個体から、血清や肝臓、骨髄のみならず、肺臓や膵臓、脾臓、甲状腺、筋肉、腎臓、リンパ節などからもTTVのほぼ全長をカバーするDNA cloneを分離し、各サンプルについて30 cloneずつ解析した結果、新たな4種類の遺伝子型(24型-27型)を含む6種類の遺伝子型が同定された。このことは、TTVの遺伝子配列の多様性が予測を遥かに超えるほど著しく、これまでのTTVの遺伝子型についての研究が不十分であったことを如実に示している。そこで、TTVの多様性の全容解明を目指し、先ず感染初期の乳幼児期の感染児からのTTVの分離を試みた。その結果、24例の1歳未満のTTV感染小児から、新たな遺伝子型に分類されうる12種類のTTVが同定された。そのなかで3種類の遺伝子型はこれまでに見出されたものとの相違が顕著で、全塩基配列の一致率はわずか50%に過ぎなかった。そこで、上記の27種類の遺伝子型のTTVとともに分子系統樹を作製し比較解析した結果、TTVは大きく5つのグループ(phylogenetic groups)に分類できることが分かった。早く発見された遺伝子型が含まれる順にそれらグループをグループ1、グループ2、グループ3、グループ4、グループ5と命名すると、今回1人の感染成人から見出された24型から27型までのTTVはグループ3に分類され、小児から分離された新たな遺伝子型のうち、9種類はこれまでに1種類の遺伝子型しか同定されていなかったグループ4に分類され、3種類の遺伝子型は新種のグループとしてグループ5に分類されることが分かった。

今後、これら5種類のグループに特異的なプライマーを設計し、selective PCR法によりグループごとでも年齢別、各種集団別に感染状況を把握する予定である。(789字)TTウイルス(TTV)というウイルス名は発見の発端となった患者のイニシャル(T.T.)に由来する暫定的な名称であるが、今年度、国際ウイルス命名委員会(International Committee for the Taxonomy of Viruses : ICTV)によって、正式名称が決定された。命名にあたって、環状の遺伝子構造にちなんで"ネックレス"や"指輪"の意味のラテン語が用いられ、ウイルス名は略称が同じくTTVとなるように「TorqueTeno virus(トークテノウイルス)」、ウイルス属は「Genus anellovirus(アネロウイルス属)」となった。ウイルス科については、新しいウイルス科を設定する方向で現在引き続き検討されている。このStudy Groupからの要請に応じ、これまでの研究成果を整理して提供した。それらがTTVの分類、特徴付けに大きく反映されている。今年度までの研究により、TTVは大きく5つのグループ(phylogenetic groups)に分類できることが分かった。そして、少なくとも40種類の遺伝子型に分類できることが明らかになったが、現時点でもTTVの多様性の全容解明には至っておらず、データの蓄積が必要であると考えている。5種類のグループに特異的なプライマーを設計し、selective PCR法によりグループ別の頻度を調査した結果、小児期に最も早く感染し、陽性頻度の高いTTVグループがグループ4であり、成人では感染者の約半数がこのグループ4のTTVに感染していることが分かった。一方、患者T.T.から最初に分離されたプロトタイプのTTV(遺伝子型1型)を含むグループ1のTTVは主として生後6ヶ月以降に感染し、成人での陽性率は約15%であった。現在、各TTVグループ別の感染率および感染状況を各種疾患別に検討中である。TTウイルスには少なくとも40種類の遺伝子型(genotype)が存在し、系統発生学的に大きく5種類のグループ(1-5:genetic groups 1-5)に分類できることが分かったが、TTVの多様性の全容解明には至っていない。そこで、前年度の成果を踏まえ、小児および成人のTTウイルス感染者を対象として、TTウイルスDNAクローンを分離し、それらの全核酸配列を決定した。Neighbor-joining (NJ)法によりTTウイルスの分子系統樹を作製し解析した結果、それぞれのグループに属する新たな遺伝子型のTTウイルスを分離できたことが分かった。次に、TTウイルスの各geneticgroupsのDNA配列にそれぞれ特異的に結合しうるプライマーセットを作製し、selective PCR法によって5つのgenetic groupを簡便に判定しうる系を確立した。
実験的高血症に伴う心肥大の液性因子の解析

高血圧症に伴う心肥大はこれまで圧負荷に対する適応あるいは代償現象と考えられてきたが、心肥大の出現時期と程度は必ずしも高血圧症の程度、持続期間と相関しないとの報告も多く、その発生機序に関しては未だ不明な点が多い。高血圧症に伴う心肥大の病因に関してはレニンーアシギオテンシン系、交感神経ーカテコールアミン系、遺伝的因子を始め、種々の因子が関与していると考えられており、種々の観点から研究され解明されつつある。そこで本研究ではPage法で犬に高血圧症を誘発し、それにより心肥大を作製し、採血及び心あるいは腎臓抽出液を採取し、心肥大を誘発する液性因子が犬のPerinephritic hypertension modelに存在するか否かを検討した。そこでこの様な液性因子の解析にはマイクロアッセイ系が必須と考え、まずWKYラット培養心筋細胞アッセイ系を確立した。このアッセイ系を用いてこれまで心肥大を誘発することが知られているカテコールアミンを用いて検討した結果、このアッセイ系は有用であることが判明した。またこのアッセイ系を用いた解析より、最近心肥大との関係で注目されているAngiotensinIIが心筋細胞に直接作用して蛋白合成を刺激し、心肥大を誘発する可能性を見いだした。Page法で作製した肥大心・心筋抽出液について解析した結果、肥大心・心筋抽出液中にはラット培養心筋細胞の^3Hーuridineあるいは^<14>Cーleucineの取り込みを増大する活性が認められた。更にこの心臓抽出液中に認められた液性因子の分子生物学的特性を解析するため、ゲル濾過法、更にHPLCによる分離精製を試みた結果、その様な活性は分子量約11200であることが判明した。更にまだpreliminaryな結果であるが、この因子は熱に不安定であり、またproteolytic enzyme処理によりその活性が失われることからペプタイドあるいは蛋白であろうと推測される。一方様々な時期に採取した腎臓抽出液、あるいは血清中にはこの様な活性は認められないことが判明した。実験的高血圧症に伴う肥大心における心肥大誘発液性因子の解析:これまで申請者らは, Page法で作成した実験的高血圧症に伴う肥大心・心筋抽出液(8,000<MW<30,000の分画)中には10日目WKY培養心筋細胞の^3H+uridineの取り込みを増大させる活性のあることを明らかにしてきた.そこでこの因子を詳細に解析するため心筋抽出液をCellulofineカラム(GC-200, 2.5×45cm)を用い, 0.15M PBS(PH7.2)でゲル濾過後,フラクションを分取し,日立6000シリーズ高速液体クロマトグラムで解析した(カラム;GL-W530,溶媒液;0.1M NaCl,流速;0.5ml/min,検出;UV254mm)その結果, 78個のピークが認められた.更にそれぞれのピークをGilson203フラクションコレクターを用いて分離後,再び培養心筋細胞アッセイ系を用いて検討した.その結果, MW11,200の因子が培養心筋細胞の^3H-uridine, ^<14>C-leucineの取り込みを容量依存性に増大させた.またこの因子は56°C, 30分間の熱処理にてもその活性は保持されることも判明した.引き続きこの因子の生物・化学的特性を解析中である.心筋細胞膜抗原を認識するモノクローナル抗体の作成:ラット心筋細胞膜成分(約100mg/ml, 0.1ml)及び単離心筋細胞(10^7)を23週間感覚で4回BALB/Cマウス(♀)の腹腔内に免疫役,脾臓を取り出し, 50%PEGを用いP3/NS1/1-Ag4-1ミエローマ細胞と細胞融合させた.融合後HAT培地で現在融合細胞を選別中である.融合率は90%である.今後融合細胞の培養上清を採取し,ラット心筋細胞膜に対する抗体の有無をFluorescence-activated cell sorter(FACS)にて解析を進める.高血圧症に伴う心肥大はこれまで圧負荷に対する適応あるいは代償現象と考えられてきたが、心肥大の出現時期と程度は必ずしも高血圧症の程度、持続期間と相関しないとの報告も多く、その発生機序に関しては未だ不明な点が多い。

更にこの心臓抽出液中に認められた液性因子の分子生物学的特性を解析するため、ゲル濾過法、更にHPLCによる分離精製を試みた結果、その様な活性は分子量約11200であることが判明した。更にまだpreliminaryな結果であるが、この因子は熱に不安定であり、またproteolytic enzyme処理によりその活性が失われることからペプタイドあるいは蛋白であろうと推測される。一方様々な時期に採取した腎臓抽出液、あるいは血清中にはこの様な活性は認められないことが判明した。ラット心筋細胞に対するモノクローナル抗体の作製:生後1-3日目のWKYラットの新生児心筋細胞をHarary & Farley変法で分離し、約2千万の細胞を4週令のBALB/cfemale mouseの腹腔内に免疫した。2-3週間間隔で3回ブーストした。最後に同数の細胞をIVし、3日後に脾臓を取り出し、Kohler & Milsteinの変法で細胞融合を行った。融合後、HAT mediumにて融合細胞を選別し、2-3週間後に培養上清を採取し、まず抗体産生細胞の有無をELISAの方法にてスクリーニングした。その結果、約50個のハイブリドーマが何らかの抗体を産生していた。これらの上清を心筋抽出液で更にスクリーニングしたところ、約20個の上清が心筋抽出液と反応した。最後にラット心筋細胞膜抗原に対する反応性をFACSで解析した。その結果、WKY心筋細胞膜抗原と反応する上清は検出出来なかった。その理由として、一つにはラットの心筋細胞膜抗原は抗原性が弱く、それに対する抗体産生ハイブリドーマが得られなかった可能性がある。もう一つにはFACS解析に用いた心筋細胞はトリプシンで処理し、分離した直後のものであったため膜抗原がダメージを受け、このスクリーニング方法では検出出来なかった可能性がある。今後は心筋細胞をカバーグラスに培養し、間接免疫抗体法で解析するか、または心筋細胞膜分画を電気泳動、Western bloting酵素抗体法等で解析するなどの方法を用いて解析を続けたい。
多段階コンパイラ生成系の研究

プログラム言語の構文則とその意味をある形式で表現し、それを入力とすると元の言語のコンパイラを生成するソフトウエアを試作した。プログラム言語は応用分野の多角化とプログラム方法論の発展に伴い急速に複雑になっているが、コンパイラ生成系の方法は一般には未だ単純な言語にしか対処できない。この点で本研究代表者は複雑な言語にも対処できる多段階構文解析コンパイラの生成系の方法を既に開発しているが今回新らしい着想の下に入力の記述を一層柔軟にし、かつ処理可能な文法の範囲も一層広い可能性を持つ、多段階構文解析コンパイラ生成系を試作した。本方法で特に際立っているのは、構文に関しては、全文法のほかには解析の各段階の部分文法としてそれぞれの出発記号のみを与えれば良いことである。以前には、各段階で解析する部分テキストの位置を定めるためのある量の特別な情報を必要としたが、その必要はなくなった。意味に関しても解析の特定の部分木をスコープとする変数を導入することによって、記述量を構文のそれなみに減らすことに成功した。現在このシステムは小型のコンパイラの生成に限定すればパーソナル・コンピュータ上で動作可能である。
デスモソーム形成のカルシウムスイッチの分子機構

マウス皮膚初代培養細胞は低カルシウム培養液中では分化もデスモソーム形成も起こさず単層の状態で増殖し、培養液中のカルシウム濃度を0.1mM以上に上昇することにより、分化・層状構造形成・デスモソームの同期的形成を誘起させることができる。このカルシウムスイッチの分子機構を明らかにする目的で、カルシウム誘導初期におけるデスモソームタンパク質群の合成とリン酸化の変化を研究した。その結果つぎのような成果を得た。デスモソームタンパク質は低カルシウム時でも合成されリン酸化も起こっているが、高カルシウムによりデスモグリエン(DG)【I】,【II】のデスモプラキン(DP)【I】,【II】に対する相対比が増加する。DP【I】/【II】のみならずDGIもリン酸化され、リン酸化が促進される。とくにDGIのリン酸化の速度が上昇する。ホルボルミリステートアセテートはDP【I】/【II】とDGIのリン酸化を促進する。これらの結果は、デスモソームの初期形成は、低カルシウム時に合成されていたタンパク質の集合によって起こり、Cキナーゼがその形成に関与する可能性を示唆している。またこれらのタンパク質の集合過程を観察するため間接蛍光抗体法を用いた。ウサギとモルモットを用いて抗デスモソーム抗体を作製し、DP【I】/【II】・ケラチン・DG【I】・DG【II】にそれぞれ反応する抗体を得た。これらの抗体を用いて、マウス表皮由来培養細胞およびMDBK細胞におけるタンパク質集合過程を研究し、予備的な成果を得た。
金融リテラシーに関する日米比較調査：住宅ローンの理解に与える影響

金融に関する基礎知識(金融リテラシー)の差はどのような要素に影響を受けるか、その差は家計管理の巧拙と関連するか、日米比較を中心に検証した。20122014年にかけて日米でアンケート調査を実施した結果、アメリカは日本に比べて金融に関する意思決定への自信が強く、その違いがリテラシーの差と関連することが示された。また、貯蓄行動に関しては、日本では難易度の低い質問の理解度は貯蓄行動に影響しないのに対し、アメリカでは大きく影響する可能性が示唆された。さらに、アメリカでは、2006年以降の住宅市場縮小期に変動金利で住宅ローンを取得した人のリテラシーが有意に低いことが確認された。平成24年度に引き続き、日米の大学生及び2069歳の者を対象にアンケート調査を実施した。今年度の研究概要は、以下の通りである。1、大学生の金融リテラシーの形成要因の日米比較金融・家計管理に関する基礎知識を問う問題に対し、調査対象となったアメリカの大学生の平均正答率は71.2%だったが、日本の大学生は46.6%の正答率だった。「金融・家計管理に関する意思決定を適切に行う自信があるかどうか」についても、アメリカの大学生(360名)は82.8%が「自信がある」と回答したが、日本の大学生(216名)は61.6%にとどまった。一方で、「自信がない」と回答したアメリカの大学生の正答率が67.7%だったのに対し、「自信がある」と回答した日本の大学生の正答率は47.1%とそれより有意に低かった。これらの結果から、日本の大学生の金融に関する意思決定への自信が十分な知識のもとに形成されていない可能性が示唆された。2、日本における金融リテラシーの形成要因平成24・25年度の調査データを連結して要因分析を行った。加えて、昨年度執筆した論文に対して外部から指摘された統計学上の問題点に対処し、実証的帰結の再検証を行った。その結果、昨年度と同様の帰結が再度得られたほか、経済・経営やファイナンスの受講経験は、学歴が高いほどその経験を金融リテラシーの形成に活用している傾向が確認された。また、金融リテラシーは現在の貯蓄確率を有意に高めるという結果も得られたが、親が退職後に備えた貯蓄を行っている者ほど、貯蓄確率への影響が大きいという傾向も確認された。日米の大学生及び2069歳の者を対象に行ったアンケート調査データをもとに下記2点を研究した。1、大学生の金融リテラシーの形成要因の日米比較本研究では、金融に関する基礎知識が家計管理におけるさまざまな意思決定への自信を左右することが確認された。具体的には、インフレ局面における家計購買力の保護の方法や自己資金の流動性など基礎的な知識について、アメリカより日本の学生で有意に低く、このことが両国の家計管理に関する意思決定への自信の差を拡大させるとの結果が得られた。また、日本の学生は金融商品の持つリスクへの理解が万全でなく、不十分なリテラシーの背後にその理解度が関与していることも示唆された。たとえば、緊急時の資金調達手段として「住宅購入の支払い済み頭金よりも株式売却のほうが流動性の低い手段」と回答する学生が、アメリカの16.7%に対して日本では49.8%を占めた。この傾向は、2069歳の者への調査(一般調査)でも確認された(アメリカ21.8%、日本49.6%)。2、日本における金融リテラシーの形成要因金融リテラシーに関する質問に「わからない」と回答する者は、アメリカよりも日本で顕著に確認される。金融リテラシーが不十分な者は「わからない」を選択する傾向にあると先行研究で示されており、その要因解明は金融リテラシー形成に貢献すると考えられる。分析結果から、回答者が1217歳の頃、親が退職の備えをしていたかを把握していない者に、不明確な回答をする傾向が強く確認された。また、経済・経営およびファイナンスに関する講義の受講経験は、金融リテラシーの質問に不明確な回答をする可能性の低下に寄与した。本研究から、親から子へ家計管理の重要性を早い段階で教えることや、本人が経済や経営、ファイナンスに関する講義を受講することが、不十分なリテラシーを改善する要素となり得ると考えられる。平成24・25年度に引き続き、日米に居住する大学生及び2069歳の者を対象にアンケート調査を実施した。【1、大学生の金融リテラシーの形成要因の日米比較】平成25年度までの調査で、日本の学生の金融に関する基礎知識がアメリカの学生に比べて不十分であることが確認された。特に、金融に関する意思決定への自信の有無と金融リテラシーの有無との関連は日本のほうが弱く、自信の「ある」学生と「ない」学生のリテラシーがほぼ同等と示された。これらの結果は、International Journal of Economics and Financeに掲載された。【2、金融リテラシーが家計管理に与える影響】金融リテラシーの向上は現在の貯蓄を促進するという結果が得られた。金融リテラシーの内生性を考慮しても結果は変わらなかった。高いリテラシーは、住宅ローンの利用経験を高め得ることも示された。しかし、金融リテラシーを測定する各質問項目(9問)が家計管理に与える影響は必ずしも有意でなく、質問の組み合わせ(指標の作り方)によって推定結果に大きな差が生じることも確認された。この点について検証を進めたところ、質問の難易度が家計管理行動とかかわりを持つことが示唆された。

なお、25年度までの調査の懸案だった「回答者の認知能力」の影響を考慮するため、26年度調査では先行研究で使用されている認知反応テストを導入した。また、金融リテラシーに関する質問項目も増やすことで、質問内容の偏りを軽減させた。以下2項目を実施した。【1、金融リテラシー測定項目の難易度に着目した検証】前年度、金融リテラシーの測定項目群の組み合わせ(集計に使用する項目の違い)が推定結果に影響を与え得ることが懸念された。これに関して、項目反応理論などを用いて各設問の難易度を検証した。その結果、極端に難易度の高い(低い)設問や、調査年度による正否の極端な差異は確認できなかった。一方で、クロンバックのα尺度などを測定すると、低難度・中難度・高難度に分割することも統計的に支持されることが確認された。そこで、アメリカに居住する者を対象に、難易度別の金融リテラシーと住宅ローンの保有・返済状況との関連を検証した。その結果、住宅ローン債務の返済不能を経験した者のリテラシー水準は、債務返済中あるいは完済した者と比べて低いものの、有意差は確認されなかった。ただし、リテラシーに関する質問を難易度で区分すると、返済不能の経験の影響は低難易度の質問に対してのみ確認された。なお、日本のデータを用いると、異なる傾向が示された。【2、住宅市場の不況と金融リテラシーとの関連】アメリカでは、2005年以前に急成長した(金利が下落した)住宅ローン市場が2006年以降に冷え込み(金利が上昇し)、その2年後に金融危機を迎えた。そこで、2006年以降の住宅ローン市場の低迷期にローンを取得した者は、それ以前に取得した者より金融リテラシーが高いか、検証した。その結果、ローンを固定金利にした者は、取得時期によるリテラシーの差異は確認できなかった。ただし、2006年以降に変動金利でローンを取得した者のリテラシーは低いことが確認された。前者は、第29回応用地域学会研究発表大会にて「住宅ローン債務の返済不能と金融リテラシー」として報告し、後者は「住宅市場の不況と金融リテラシー」の論題で、名古屋大学・国際経済政策研究センターにてセミナー報告を行った。金融に関する基礎知識(金融リテラシー)の差はどのような要素に影響を受けるか、その差は家計管理の巧拙と関連するか、日米比較を中心に検証した。20122014年にかけて日米でアンケート調査を実施した結果、アメリカは日本に比べて金融に関する意思決定への自信が強く、その違いがリテラシーの差と関連することが示された。また、貯蓄行動に関しては、日本では難易度の低い質問の理解度は貯蓄行動に影響しないのに対し、アメリカでは大きく影響する可能性が示唆された。さらに、アメリカでは、2006年以降の住宅市場縮小期に変動金利で住宅ローンを取得した人のリテラシーが有意に低いことが確認された。下記理由により、研究目的の達成度を「やや遅れている」と判断した。「今後の研究の推進方策」として平成25年度に示した3点【1、回答者の認知能力を問う質問の調査票への組み込み】、【2、大学生調査を用いた日米比較研究の投稿(国外学術雑誌)】、【3、金融リテラシーが住宅ローンの理解に与える影響の検証】のうち、前2点については予定通り実施した(状況は「研究実績の概要」に記載)。
植物の生長過程における情報生成とコミュニケ-ションに関する工学的研究

無中枢である植物のコミュニケーションにおける情報の生成、共有プロセスに関する知見を得るため、根と外界の界面に自己生成される電場や、器官先端部における生長リズム運動などに着目して、そららの変化挙動を様々な環境の元で計測する。本年度はまず、昨年度開発した振動電極計測システムの計測方向を3次元に拡張するとともに、これを用いて、植物体に音刺激を与えた場合や重力刺激を与えた場合などの、各種環境応答に対するカイワレダイコン幼根の電場パターンの変化について調べた。また、電場とコミュニケーションにおける情報の生成プロセスとの関係について検討するため、植物体を複数並べた場合における個々の根周辺の電場パターンについて同時計測を行った。結果として、無刺激時には生長の初期段階では根冠部から分裂帯に電流が吸い込まれるが、生長が進行するにつれて電流の吐き出し箇所が現れ、根軸を中心に対称なループを描き出した。また、生長速度に依存して、例えば電流の流れが正反対になるなど、電場パターンの生成に違いが見られた。次に、カイワレダイコン上部より音刺激を与えたところ、音刺激直後に電流の反転現象が見られた。一方、重力刺激に関しては根を垂直下方から45度傾けた直後に根の屈曲に先立って根を中心に非対称なパターンが現れ、その後屈曲した。これらの結果は、電場が根全体の生長を制御する情報として機能していることを示唆している。さらに、幼根2個を近接して並べた場合、時間の経過にしたがって電流の吸い込み箇所が移動し、その後互いを避けるように生長した。このことから、電場は自己の生長を制御しつつ、外界への情報伝達としての役割を果たす可能性があることを見出した。無中枢である植物のコミュニケーションにおける情報の生成、共有プロセスに関する知見を得るため、根と外界の界面に自己生成される電場や、器官先端部における生長リズム運動などに着目し、それらの変化挙動を様々な環境のもとで計測する。本年度はまず、電場の生成挙動と根の生長過程を同時に自動計測できるシステムの開発を行った。本システムは、2次元振動電極を適用して微弱な電場を捉え、生長に関しては根の周囲に設置されたCCDカメラより画像計測を行う。一方、3個体以上の幼苗集団において、個体の配置パターンや環境情報を動的に変化させた場合の、個々の根や茎の運動リズムを同時に調べることが可能な画像計測システムの開発も併せて行った。本システムは、最大3×3個の格子状に並べられた植物の3次元的な振る舞いを同時に計測することが可能で、また生育チャンバ上部に3軸移動装置を設け、これに植物把持用ハンドを装着することによって、計測途中で任意の根の配置位置を変えたり、また移動装置に局所光、音刺激装着することによって、集団の一部の環境情報を変えることが可能である。さらに、性能試験を兼ねて二、三の実験を行ったところ、電場に関しては、カイワレダイコン周辺に形成される電場パターンが生長とともに変化するばかりでなく、複数の根を並べた場合に、個々の根周辺に形成される電場パターンが隣の状況に応じて動的に変化しながら互いが衝突しないよう生長したことから、電場が各個体をつなぐ媒体として関わっている可能性があることを見出した。一方、運動リズムに関しては、エンドウ2個体を並べた場合では、両者のリズムに位相関係が存在したが、3個体に増やすと、2個体のリズムにコヒーレントな関係が生成される一方で、残りの1個体があまり活発なリズムを示さないなど、2個体に比べて複雑で多様な振る舞いを示すことを見出した。