hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家族性肺癌における新規ドライバー遺伝子の機能解析

次世代シーケンサーを用いたある家系の連鎖解析によって肺がんのドライバー遺伝子の候補として挙がった4つの遺伝子(MAST1、CENPE、CACNB2、LCT)のうち、本年度はその中で19p13領域に含まれており、最もドライバー遺伝子である可能性が高いMAST1についての研究を行った。バイオインフォマティクス手法を用い、675種類のがん細胞株のRNA-seqデータ(Klijn;2015)を解析し、非小細胞肺がんの細胞株で、かつMAST1の遺伝子発現が高い細胞株を抽出した。そのうち、H1155細胞株を用い、まずはH1155細胞株において安定的にMAST1遺伝子が発現していることを確認した。MAST-1の発現レベルを調整する事で細胞増殖に関わるような遺伝子発現レベルが変わるかどうかを確認する目的で、Ki-67をはじめとする遺伝子発現を調べた。また、si-RNAによるMAST1遺伝子のノックダウン(Loss of function)を行い、遺伝子発現の変化を確認した。また、MAST1の発現量の変化により細胞発育が変化するかどうかについても確認を行った。実際の家系で見出されたMAST1の変異はchr19:12981947(G→Tの変異)に存在していた。このMAST1の変異をmutagenesis法にて導入したcDNA(mMAST1)を作成しており、並行してmMAST1をpGK vectorに導入しているところである。細胞が非常にsensitiveで、条件を整えるために労力と時間を要したため、実験の進捗は遅れている。必要に応じて細胞の種類の変更も考慮する必要があると考える。今後は、レンチウイルスを用い、sh-RNA下に細胞の増殖能、足場非依存性増殖、浸潤能がどう変化するかについての実験を計画している。また、MAST1とPTENの発現には関連があるという報告もあることから、MAST1遺伝子のノックダウンによりPTENの発現が変化しないかどうか、今後検討の予定である。使用する細胞の安定的な増殖、継代に当初予定していたより時間がかかったため次年度使用額が生じることとなった。次年度にはq-PCR、in vitroの実験系を予定しており、試薬や細胞培養に必要な物品、必要であれば細胞の購入等に充てる予定である。
硬結性骨化症原因遺伝子の骨形成シグナル抑制作用機構の解明

硬結性骨化症(Sclerosteosis)は骨硬化(骨芽細胞の機能亢進)を主症状とする遺伝疾患であり、Sclerostin(SOST)はその原因遺伝子として同定されたものである。本研究において、Sclerostinは細胞外でBMP(骨形成タンパク質)と直接結合してそのシグナルを阻害するBMPアンタゴニストであることを明らかとした。そして、SclerostinはBMPの中でもBMP6に対する特異性が強いことを示した。しかしながら、硬結性骨化症が重篤な疾患であることやBMP6ノックアウトマウスが顕著な表現型を示さないことなどから、SclerostinがBMP6のみをターゲットとしている可能性は低いと考えられた。そこで、他のBMPについてSclerostinのターゲットとなる可能性を検討した。その結果、Sclerostinと高い結合性を示し、またSclerostinと同様に軟骨領域には発現せず骨膜など骨芽細胞分化に関与する部位に特異的に発現するといった発現パターンを示すBMPは特定されなかった。一方で、Sclerostinとの関連が期待される新規遺伝子を単離・同定した。培養骨芽細胞MC3T3-E1におけるRT-PCR法やマウス胎児頭蓋骨におけるin situ hybridization法により検討した結果、この遺伝子は骨芽細胞の未分化な時期から分化初期にかけて強く発現していた。さらに、MC3T3-E1細胞を用いて検討した結果、この遺伝子は骨芽細胞の分化指標のひとつであるアルカリフォスファターゼ活性を特に骨芽細胞分化の初期段階において抑制することが示された。Sclerostinは骨硬化を主症状とする遺伝疾患Sclerosteosis(硬結性骨化症)の原因遺伝子として同定されたものである。これまでの研究により、このSclerostinが細胞外においてBMPリガンドと結合し、BMPリガンドとBMPレセプターとの結合を阻害する、すなわちBMPアンタゴニストであることを明らかにした。Sclerostinのリガンド選択性について培養細胞やBIAcoreシステムを用いて解析したところ、SclerostinはBMPの中でもBMP6シグナルに対し強い抑制作用を有するという結果が得られた。そこで、生体でのSclerostinとBMP6との関連について検討するため、SclerostinとBMP6の発現部位をマウス胎児長管骨において比較した。その結果、Sclerostinが主に骨膜や骨梁域に発現するのに対し、BMP6は主に肥大化軟骨層に強く発現しており、弱い発現が骨膜に認められた。これより、SclerostinとBMP6との発現は骨膜でやや重なるものの、大部分は重ならないことが示された。従って、実際の生体内において、SclerostinのターゲットとなるBMPリガンドがBMP6である可能性は低いことが示唆された。一方、胎児期内軟骨性骨化過程におけるSclerostinの役割を解析するため、マウス胎児脛骨の器官培養を行った。Sclerostin添加条件下で培養を行ったところ、コントロールに比べ骨全体あるいは軟骨領域の各層構造の長さ等において有意な差は認められなかった。このことより、内軟骨性骨化過程における軟骨細胞の増殖等にはSclerostinは作用を示さないことが示唆された。以上の通り、生体内におけるSclerostinのターゲットとするBMPリガンドについて、そして内軟骨骨化過程、特に軟骨形成への作用について検討を行った。
pHで制御される核酸依存的K63Ub鎖形成促進機構の解析

K63Ub鎖は、標的蛋白質の機能変換の惹起や、鎖自体がシグナルとして機能する。K63Ub鎖の形成にはE2酵素Ubc13/Mms2複合体が必須であるが、K63Ub鎖形成や伸長の分子メカニズム、K63Ub鎖が関わる標的蛋白質・E3酵素・細胞内機構の大部分は未解明の部分が多い。そこでK63Ub鎖形成を促進する新たな因子や反応条件を探索した結果、in vitroにおいてpH依存的に核酸(RNAやssDNA)がK63Ub鎖形成促進効果を有することを発見した。pHで制御される促進反応や生命現象について、in vitroおよびin vivoの解析から分子メカニズムを明らかにする。
リンパ浮腫の定量的評価法の計量心理学的分析と使用指針の作成に関する研究

本研究の目的は、非接触3次元デジタイザ(VIVID、コニカ・ミノルタ社、日本)・赤外線スキャン(Perometer550T、Pero-System社、独)を至適基準である水置換法・巻尺と比較すること。対象は健常者16名、二次性下肢リンパ浮腫患者7名。下肢の周径計測ではPerometerTMは優秀な信頼性と高い妥当性を示したが、VIVIDTMは良好から要再考まで幅のある信頼性と良好な妥当性を示した。下肢の体積計測では両者ともに優秀から良好な信頼性と良好な妥当性を示した。PerometerTM・VIVIDTMは巻尺計測、水置換法に比べて多くの利点を有しており有用な評価機器となる可能性が示唆された。本研究の目的は、下肢リンパ浮腫患者を対象に、非接触3次元デジタイザ(VIVID 910、コニカ・ミノルタ社製、日本)、赤外線スキャン(Perometer550T、Pero-System社製、ドイツ)、水置換法(自作)および巻尺を用いて下肢体積および周径を計測し、個々の評価機器の計量心理学的特性を検証することである。研究デザインは非介入型臨床研究、対象は健常者・婦人科癌術後の二次性下肢リンパ浮腫患者である。立位姿勢でVIVID・Perometerを用いた下肢の体積測定・巻尺を用いた下肢周径の計測を30分以内に2回測定を繰り返し、その後、水置換法による体積測定を1回行った。VIVIDでは下肢を6方向から撮影し3D画像化し、計測ソフトにより体積および下肢周径を算出した。Perometerでは赤外線によるスキャンを行い画像化、計測ソフトにより体積および下肢周径を算出した。平成24年度は、健常者14名において巻き尺、VIVIDおよび水置換法の信頼性・妥当性の検討を実施した。結果、巻尺およびPerometerによる周径計測の級内相関係数(ICC)はいずれの部位でも0.9以上であった。VIVIDによる周径計測のICCは0.4から0.7とばらつきがみられた。Perometer・VIVIDによる体積計測のICCは両者とも0.8であった。巻尺とPerometerによる周径計測との間の相関係数はいずれの部位でも0.8以上、巻尺とVIVIDによる周径計測の相関係数は各部位において0.40.6であった。水置換法とPerometerによる体積計測との間の相関係数は0.7、水置換法とVIVIDによる体積計測の相関係数は0.6であった。Perometer・VIVID910は測定方法や解析に関して多くの利点がある。まだ改善の余地はあるが代替手段として有効な評価法となりうる。今後さらなる検討が必要である。【目的】リンパ浮腫患者を対象に、非接触3次元デジタイザ(VIVID 910、コニカ・ミノルタ社製、日本)、赤外線スキャン(Perometer550T、Pero-System社製、ドイツ)、水置換法(自作)および巻尺を用いて下肢体積および周径を計測し、個々の評価機器の計量心理学的特性を検証すること。【方法】対象は健常者16名・婦人科癌術後の二次性下肢リンパ浮腫患者7名。立位姿勢でVIVID・Perometerを用いた体積測定・巻尺を用いた周径計測を2回測定を繰り返し、その後、水置換法による体積測定を1回行った。VIVIDでは下肢を6方向から撮影、3D画像化し計測ソフトにより体積・下肢周径を算出した。Perometerでは赤外線スキャンを行い画像化し体積・下肢周径を算出した。【結果】巻尺およびPerometerによる周径計測の級内相関係数(ICC)は両者の各部位で0.90以上、VIVIDによる周径計測のICCは健常者0.27-0.8、患者0.57-0,76であった。Perometer・VIVIDによる体積計測のICCは両者とも0.88-0.97であった。巻尺とPerometerによる周径計測との相関係数は両者の各部位で0.82-0.99、巻尺とVIVIDによる周径計測の相関係数は両者の各部位で0.49- 0.79であった。水置換法とPerometerによる体積計測との間の相関係数は健常者0.99、患者0.91、水置換法とVIVIDによる体積計測の相関係数は健常者0.72、患者0.86であった。【考察】周径計測ではPerometerは高い信頼性・妥当性を示したが、VIVIDでは信頼性・妥当性ともやや低かった。体積計測ではPerometer、VIVIDともに信頼性は高く妥当性も良好であった。Perometer・VIVIDは測定方法や解析に関して巻尺計測、水置換法に比べて多くの利点を有している。測定方法について改善の余地はあるが代替手段として有効な評価法となる可能性が高いことが示唆された。

PerometerTM・VIVIDTMは巻尺計測、水置換法に比べて多くの利点を有しており有用な評価機器となる可能性が示唆された。本研究の目的は、下肢リンパ浮腫患者を対象に、非接触3次元デジタイザ(VIVID 910、コニカ・ミノルタ社製、日本)、赤外線スキャン(Perometer550T、Pero-System社製、ドイツ)、水置換法(自作)および巻尺を用いて下肢体積および周径を計測し、患者の背景因子やリンパ浮腫の重症度、等との関係を分析し、個々の評価機器の計量心理学的特性(信頼性、併存的妥当性)を検証し、臨床業務・研究における使用指針を作成することである。研究デザインは非介入型臨床研究、対象は健常者・婦人科癌術後の二次性下肢リンパ浮腫患者である。計測の方法については、立位姿勢で非接触3次元デジタイザ(VIVID)・赤外線スキャン(Perometer)を用いた下肢の体積測定・巻尺を用いた下肢周径の計測を30分以内に2回測定を繰り返し、その後、水置換法による体積測定を1回行う。VIVIDでは下肢を6方向から撮影し3D画像化し、計測ソフトにより体積および下肢周径を算出する。Perometerでは赤外線によるスキャンを行い画像化、計測ソフトにより体積および下肢周径を算出する。水置換法では、水槽に下肢を入れ注水量から体積を測定する。平成23年度は、まずVIVID、Perometerの動作確認を行った。水置換法については水槽やポンプなど必要物品の購入と機器作成を実施した。次に先行研究して健常者10名において巻き尺、VIVIDおよび水置換法の信頼性(再現性)・妥当性の検討を実施した。結果、信頼性に関しては、巻き尺・VIVIDによる下肢周径計測では級内相関係数(ICC)0.8以上、VIVIDによる体積の計測においてもICC0.8以上と良好であった。一方、妥当性に関しては、下肢周径計測における巻き尺とVIVIDとの相関0.76以上、体積計測におけるVIVIDと水置換法との相関0.86と良好であった。赤外線スキャン(Perometer550T、Pero-System社製、ドイツ)および非接触3次元デジタイザ(VIVID 910、コニカ・ミノルタ社製、日本)は初期不良やソフトウエアの不具合等もなく、計測は順調に行えている。自作した水置換法の使い勝手も問題ない。平成23年度には、健常者10名を対象に、巻き尺、VIVID 910および水置換法に関しては健常者10名での先行研究を実施し、良好な信頼性・妥当性を得られた。平成24年度は、慶應義塾大学医学部倫理審査申請書を作成、倫理委員会において倫理審査を受け遅滞なく承認された。その後、健常者14名を対象に、巻き尺、VIVID 910、水置換法とともに、Perometer550Tを使用して、当初の計画どおりに研究を実施することができた。赤外線スキャン(Perometer550T、Pero-System社製、ドイツ)の購入に際しては、日本の代理店が不在のため、ドイツの製造元へ直接、発注したが、税関での検閲を含め、商品納入のための手続きは、スムーズに進み、無事に納入することができた。Perometer550Tの初期不良やソフトウエアの不具合等もなく、計測は順調に行えている。水置換法は自作し順調に完成した。巻き尺、非接触3次元デジタイザ(VIVID 910、コニカ・ミノルタ社製、日本)
MRI装置を用いた知的医用画像処理に基づく仮死新生児の超早期画像診断技術の開発

本研究では,新生児脳疾患の定量的診断支援を行うため,MRI画像を用いた計算機画像診断支援システムを開発した.同開発において(1)新生児脳MRI画像からの大脳自動領域抽出法,(2)脳表輪郭抽出法,(3)脳回分割法を提案した.大脳領域抽出法として提案した動的輪郭モデルを用いた脳領域自動抽出法は,放射線科医らの手動による脳体積計測値と比較し,感度97.7%と非常に高い精度での計測が可能となった.脳表輪郭検出法として,Thick-rubber-model(TRM)とよぶ新しい輪郭検出法を提案した.これにより,サブボクセル精度での高精度な輪郭検出が可能となり,脳表立体表示での評価や,脳表面積の計測などに非常に有効である.脳表の脳回面積計測法として,脳上方からの投影画像上において,脳溝を基準に脳回境界を自動決定し,脳回分割を行う手法を提案した.これらの提案手法により,新生児を対象としたMR画像からの全脳抽出を初めて実現し,さらに脳表の高精度検出,脳回識別を行うシステムを開発できた.本研究では,新生児脳疾患の定量的診断支援を行うため,MRI画像を用いた計算機画像診断支援システムを開発した.同開発において(1)新生児脳MRI画像からの大脳自動領域抽出法,(2)脳表輪郭抽出法,(3)脳回分割法を提案した.大脳領域抽出法として提案した動的輪郭モデルを用いた脳領域自動抽出法は,放射線科医らの手動による脳体積計測値と比較し,感度97.7%と非常に高い精度での計測が可能となった.脳表輪郭検出法として,Thick-rubber-model(TRM)とよぶ新しい輪郭検出法を提案した.これにより,サブボクセル精度での高精度な輪郭検出が可能となり,脳表立体表示での評価や,脳表面積の計測などに非常に有効である.脳表の脳回面積計測法として,脳上方からの投影画像上において,脳溝を基準に脳回境界を自動決定し,脳回分割を行う手法を提案した.これらの提案手法により,新生児を対象としたMR画像からの全脳抽出を初めて実現し,さらに脳表の高精度検出,脳回識別を行うシステムを開発できた.本研究では,新生児脳疾患の定量的診断支援を行うため,MRI装置を用いた計算機画像診断支援システムの開発を目的とする.同システム実現の基幹技術として,特に(1)新生児脳MRI画像からの大脳自動領域抽出法,(2)白質・灰白質の自動髄質認識法,(3)脳葉自動分割法を提案する.これにより,正常発達児および低酸素性虚血性脳症児の脳の局所的萎縮,白質・灰白質の容積比を算定し予後との関連を解明することで,新生児医学の発展に高く寄与する.そこで本年度は,新しい診断支援システムの研究・開発を行うため,まず兵庫医科大学放射線科(共同研究契約済み)の協力で,18例の月齢1ヶ月から6歳までの新生児,乳児を対象に脳MRI画像撮影を行った.つぎに,大脳領域抽出法として動的輪郭モデルを用いた脳領域自動抽出法を提案し,放射線科医らの手動による脳体積計測値と比較し,感度97. 7%と非常に高い精度での計測が可能となった.また,脳表輪郭の高精度検出法として, Thick-rubber-model(TRM)とよぶ新しい輪郭検出法を提案した.これにより,サブボクセル精度での高精度な輪郭検出が可能となり,脳表立体表示での評価や,脳表面積の計測などに非常に有益である.さらに,脳表の脳回面積計測法を提案した.同手法は脳上方からの投影画像上において,脳溝を基準に脳回境界を自動決定することで,脳回分割を行う.これらの研究により,新生児を対象とした,MR画像からの全脳抽出を初めて実現し,さらに脳表の高精度検出,脳回識別の一手法を提案することができた.本研究では,新生児脳疾患の定量的診断支援を行うため, MRI装置を用いた計算機画像診断支援システムの開発を目的とした.本年度においては,特に(1)新生児脳MRI画像からの脳表輪郭の高精度抽出法,(2)半自動脳回分割法を提案した.脳表の自動抽出法として, Thick-rubber-model(TRM)とよぶ手法を提案した.同提案手法を6名の新生児脳に適用した結果,二乗平均誤差1.5mmで抽出が行え,従来手法の二乗平均誤差3.2mmと比較し,高精度な抽出が行えた.また,脳回領域の半自動分割法として,ユーザがラフに記述した脳溝ガイドラインを基に,デフォーマブルモデルのファジィ最適化により,脳回を自動認識する手法を提案した.同手法を14名の新生児・小児脳MR画像に適用した結果,感度92.8%,擬陽性率0.1%で脳回の萎縮度定量化が可能であった.これらの研究により,新生児を対象とした, MR画像を用いた脳の形態的評価を提案した.今後は,新生児の超早期画像診断技術への応用が期待される.
HTLV-I Rexの細胞相同体cDNAのクローニング

HTLV-IのRexは核や核小体に存在し、HTLV-I mRNAのスプライシングや核から細胞質への輸送の制御を行っている。RexのN末端に対する抗体で、Rexの感染していない細胞の核小体が染色されることから、Rexの相同体が存在することを予想した。Rex相同体のcDNAをクローニングするために、この抗体をアフィニティー精製してから、λZapIIを用いたCV1細胞cDNAのライブラリーをスクリーニングした。80万個のプラークを調べたうち23個のポジティブなクローンを得た。次に核小体への局在を調べるために、pSRαを改変したEukaryote expressionvectorに上記クローンを全てsukloneした。CV-1細胞やHeLa細胞にトランスフェクション後、上記抗体を用いた蛍光抗体法によって調べたところ、1つのクローンが核小体を染めることを見い出した。このクローンの塩基配列を決定したところ、70Kda以上の蛋白質をコードしている不完全なcDNAであることがわかった。又RexのN末端とやや似たアミノ酸配列が2ヶ所見い出された。Rexはcellular cofactorを共同して働いていると考えられている。そこで、Rexと機能的に関連していることを調べるために、Rexに対するTrans DominantInhibitionの性質を有するかどうか、23クローン全てについて調べた。その結果2クローンがRexの作用を昂進させた。現在、この現象を種々のレポーターを用して確認することを行っている。
フェライト微粒子/有機材料複合膜を用いた分布定数コモンモードフィルタに関する研究

次世代超高速差動ディジタル信号インターフェース用コモンモードフィルタの開発を目的に,Mn-Znフェライト粒子/ポリイミド複合材料の作製と特性評価,コモンモードフィルタ作製プロセスの検討,ならびにデバイス試作とGHz帯信号伝送特性を評価した。(1)Mn-Znフェライト/ポリイミド複合材料の作製方法の検討コモンモードフィルタ用電磁気材料として,Mn-Znフェライト粒子/有機ポリイミド複合材料を開発した。ポリイミドは400°Cに達する耐熱性を有するため,280°Cハンダリフロープロセスにも十分に対応可能である。フェライト粒子とポリイミドワニスからなる原料スラリをスピンコートして焼成する方法,ならびに,作製コストの低いスクリーン印刷法の2つの方法について種々の検討を行った。いずれの方法においても300°Cの低温焼成で複合材料を作成できるが,安定して厚膜を形成できるフェライト粒子の体積比率は50%前後が限界であった。作製された複合材料は56程度の静的比透磁率を有し,高周波用Ni-Znフェライトのスヌークの限界線に対応した高周波特性を示す。また,比誘電率は数百MHz帯で50100前後の高い比誘電率を示し,Ni-Znフェライトのそれよりも5から10倍程度高い。(2)コモンモードフィルタ作製プロセスの検討とデバイス試作スピンコート法ならびにスクリーン印刷法によるデバイス作製プロセスを検討した。前者の方法では,複雑なデバイス構造を実現するのが困難であるため,2本の信号導体が同一平面に配置した結合線路造デバイスを作製した。後者の方法によれば,複雑な積層構造も容易に実現でき,高い磁気結合が期待できる上下対向型結合線路構造デバイスを作製した。スクリーン印刷法におけるデバイス作製時のクラックを抑制する手段として,粒径5μm程度のSiO_2フィラーをポリイミド中に分散させた複合誘電体材料を採用した。ガラスフィラーとポリイミドの体積比率をフェライト複合材料と同じ1:1に設定することで,複台誘電体材料と複合磁性材料の熱収縮を同程度にでき,クラックをほぼ完全に抑制できることを明らかにした。(3)試作コモンモードフィルタの信号伝送特性試作コモンモードフィルタを4ポートネットワークアナライザによって信号伝送特性を評価した。その結果、GHz帯コモンモード信号に対して15dB以上のコモンモード減衰量と3GHzで50dBの最大減衰量が得られた。GHz帯バランスモード信号に対する減衰量は15dB以下であり、試作デバイスがGHz帯コモンモードフィルタとして十分な性能を有することが明らかとなった。(4)今後の課題試作コモンモードフィルタはGHz帯の広い周波数帯において大きなコモンモード減衰量を有するが、バランスモード信号に対する挿入損失が大きい。Gbps差動ディジタル信号インターフェースに適用するには、バランスモード挿入損失を3dB以下に低減する必要があり、磁性複合材料の高透磁率化による磁気結合の向上が今後の課題である。現在、フェライト複合材料の代替として金属磁性複合材料の開発を別途進めており、従来に比べて2倍以上の透磁率が得られる見通しを得ている。本研究期間終了後も、金属磁性複合材料を用いた広帯域コモンモードフィルタの開発を引き続き実施していく予定である。

その結果、GHz帯コモンモード信号に対して15dB以上のコモンモード減衰量と3GHzで50dBの最大減衰量が得られた。GHz帯バランスモード信号に対する減衰量は15dB以下であり、試作デバイスがGHz帯コモンモードフィルタとして十分な性能を有することが明らかとなった。(4)今後の課題試作コモンモードフィルタはGHz帯の広い周波数帯において大きなコモンモード減衰量を有するが、バランスモード信号に対する挿入損失が大きい。Gbps差動ディジタル信号インターフェースに適用するには、バランスモード挿入損失を3dB以下に低減する必要があり、磁性複合材料の高透磁率化による磁気結合の向上が今後の課題である。現在、フェライト複合材料の代替として金属磁性複合材料の開発を別途進めており、従来に比べて2倍以上の透磁率が得られる見通しを得ている。本研究期間終了後も、金属磁性複合材料を用いた広帯域コモンモードフィルタの開発を引き続き実施していく予定である。平成14年度は、これまでに開発したMn-Znフェライト微粒子/ポリイミド複合厚膜を用いて分布定数コモンモードフィルタを試作するとともに、Ni-Znフェライト微粒子/ポリイミド複合厚膜をスクリーン印刷法で作製し、電磁気特性の評価を行った。(1)コモンモードフィルタの第1次試作と特性評価、ならびに課題の抽出Mn-Znフェライト微粒子/ポリイミド複合膜を用いた分布定数コモンモードフィルタ(サイズ;3.75×12.5×0.6mm)を試作した。試作フィルタは、GHz帯で最大20dBのコモンモード除去比を有し、平衡信号に対する減衰は3dB以内と小さく、GHz帯デバイスとしての有用性を実証できた。しかしながら、IEEE1394(400Mbps)やUSB ver.2(480Mbps)に適用するためには、動作周波数帯域をGHz帯から数百MHz帯にシフトする必要があり、複合材料におけるフェライト充填率を現状の50%からさらに向上させることが必要である。(2)MZnフェライト微粒子/ポリイミド複合膜の作製Mn-Znフェライトは電気抵抗率が低く、充填率の向上に伴う複合材料の抵抗率の低下により、リーク電流が増大し、デバイス性能に著しい悪影響を与える。Ni-Znフェライトは高い電気抵抗率を有するために、フェライト充填率の向上と高抵抗率を両立できる可能性があり、高電気抵抗率Ni-Znフェライト微粒子/ポリイミド複合膜の開発に着手した。Ni-Znフェライト微粒子とポリイミドワニスで調合されたペーストを用いて印刷・焼成された複合膜は約50%のフェライト充填率を有し、数百MHz帯で比誘電率10、誘電正接0.01以下、比透磁率6、磁気損失係数0.11の電気的磁気的特性を示すことが明らかとなった。今後は、ペースト調合条件を変えて、Ni-Znフェライト充填率のさらなる向上を目指し、デバイスへの適合を図っていく。
きのこ類における栄養成長から生殖成長への切換えに関わる分子スイッチの特定

光照射後1時間で発現する遺伝子の中に子実体発生に必須な遺伝子であるcfs1があったことから、RNA-seqにより光照射後1時間で急激に発現する遺伝子の解析を行った。その結果光照射後1時間で発現する転写因子や、cfs1と同様脂質合成に関わる遺伝子の発現を確認できた。そこでそれらの遺伝子をゲノム編集で破壊したところ、脂質合成に関わる遺伝子の破壊株で子実体発生が抑制される株を得ることができた。一方転写因子と考えられる遺伝子の破壊株からは子実体発生が抑制される株は得られなかった。以上のことから、脂質合成は子実体発生誘導に大きな役割を果たしていることが明らかになった。そこで、網羅的な脂質解析を行い、子実体発生直前に増加している脂質の特定を行なった。fccm2等光照射後18時間程度で発現量が増加する遺伝子を破壊したところ、knot形成ではなく子実体の成熟等に影響が出たことから、knot形成に必須な遺伝子の発現はそれより前に起きると考え、光照射後6時間で発現上昇する遺伝子についてRNA-seq解析を行った。その結果、ハイドロホビン等の形態形成に関わると考えられる遺伝子の発現が上昇していることが明らかになった。昨年度光照射後1時間で発現上昇するfas1遺伝子プロモーターにルシフェラーゼ(luc)を繋ぎ、光照射することによりluc発光が観察される系を確立した。そこでその株からUV照射により光照射してもluc発光が強く誘導されない株を獲得することができた。それらの株は光照射によるfas1発現に関わる遺伝子に変異が生じた可能性があることから、今後遺伝解析を進める申請書において予定していたゲノム編集による表現型の解析、およびRNA-seqによる遺伝子発現解析は予定以上に順調に進捗している。また、申請当初は子実体形態形成の誘導と子実体発生誘導に関わる青色光受容体は別個のものと想定していたが、子実体発生を誘導する光受容体が子実体の形態形成(傘形成など)を誘導する光受容体と同じであるという想定外の発見があった。よって、現在光受容体破壊株の光照射後の遺伝子発現についてもRNA-seqにより解析を進めている。以上により、申請時に想定していたよりも研究が進捗していると考えられる。また、光照射に最も強く反応するfas1遺伝子にルシフェラーゼをつないた遺伝子を導入したfas1-lucの解析から、光受容体によるシグナル伝達経路についても詳細が明らかになるのではないかと考えられる。さらに、プロトプラストに光を照射することでfas1の発現が確認できたことから、光により誘導されるシグナル伝達について分子レベルの詳細な解析が行えるのではないかと考えられる。H30年度に脂質関連遺伝子のゲノム編集による破壊により、脂質合成が子実体発生誘導に大きな役割を果たしていることが明らかになりつつある。また、脂質解析から子実体発生時に増加する脂質についても解析が進められたことから、最終年度には脂質と子実体発生との関係についてより詳細なデータが得られることが期待できる。子実体発生誘導に関わる光受容体については、十分なデータを得ることができたと考えられることから、最終年度は光受容体が発生誘導を可能にする仕組みの解明及びグルコース濃度に依存した子実体発生制御機構について解明を目指す。光受容体により制御されている遺伝子の発現制御メカニズムを解明するために、fas1遺伝子プロモーターにルシフェラーゼ(luc)を結合して形質転換したウシグソヒトヨタケ菌株にUV照射し、lucの光誘導が欠損した菌株の変異の原因遺伝子の特定を進める。また、光照射以降子実体発生誘導に関わる脂質を特定する目的で、光照射以降特異的に増加する脂質を特定する。また、プロトプラストでも光照射によりfas1が発現することが認められたので、プロトプラストに光照射を行いfas1-luc株及びfas1-GFP株の発光とカルシウムイオンなどの挙動を観察することで、光によるシグナル伝達経路を明らかにする。グルコース濃度に依存した子実体発生制御機構を解明するため、子実体発生が抑制される1%グルコース培地及び子実体発生誘導が起こる0.2%グルコース培地でで特異的に発現している遺伝子を特定する。特定された遺伝子については、網羅的なゲノム編集を行い、子実体発生誘導に影響が出る遺伝子を特定する。0.2%グルコース培地でのみ発現が上昇する遺伝子のプロモーターにlucを結合してウシグソヒトヨタケに導入した菌株を作出し、fas-lucと同様に、光照射後発現誘導が抑制されるような変異株の取得を進める。光照射1時間後に急激に発現が上昇する遺伝子(fas1, cfs1, cfs2, nod1)のゲノム編集による変異株を作成し、表現型を解析した結果、cfs1ゲノム編集変異株(cfs1-3)のみ光照射によるknot形成が抑制された。光照射後6時間後以降に発現が上昇する遺伝子(lcc1, phe, fccm2)の変異株を作成したところ、fccm2変異株では、knotは形成後の子実体への成長が抑制された。光受容体であるdst1, dst2, wc2についてゲノム編集による変異株を作出したところ、全て同調的なknot形成が抑制された。それらの変異株では全てfas1, cfs1, cfs2の発現が抑制された。knot形成に必須な遺伝子及び、それらの制御に関わる光受容体について、重要な知見が得られた。fas1遺伝子プロモーターの下流にルシフェラーゼ(luc)遺伝子をつなぎ、菌糸に光を照射することでルシフェラーゼ発光が検出できる系を確立した。プロモーターデリーションアッセイを行なったところ、fas1遺伝子の発現を抑制している領域があることが示唆された。

光照射によるfas1遺伝子の発現制御機構の解明を進めることができる系を構築できたと考えられる。脂質修飾酵素であるcfs1遺伝子の変異株でknot形成が抑制されたことから、cfs1変異株と野生株との脂質の比較を行った。その結果両者では脂質組成に大きな差があることが明らかになり、knot形成機構の解明に向けて重要な知見が得られた。knot形成領域におけるRNA-seqデータの取得を行なった。knot形成領域、knot形成領域より外側、内側及び光照射後のknot形成領域でのRNA-seqリードの取得が完了した。光照射後のデータの解析から、既知のfas1等の発現が上昇することが確認されている。このことから信頼性の高いデータが得られたと考えられる。申請書において、今年度実施する予定であったゲノム編集実験が予定以上に進捗するとともに、変異株の中かからそれぞれknot形成及びknotの成長に必須な遺伝子が明らかになったことから、この内容については予定以上の進捗が得られたと考えられる。また、既知光受容体についてもゲノム編集株が得られ、それぞれ光照射による同調的なknot形成への影響が確認できたことから、予定以上の進捗があったと考えられる。さらに、未知の光受容体候補であるcryAについても光照射で発現が上昇すること、及び既知光受容体変異株において発現が抑制されるという新規知見を得た。予定していたオミクス解析については、RNA-seqデータについては予定通り解析データを取得できた。また、脂質のデータについても一定のデータを得ることができた。重要な実験計画内容については概ね順調に進んでいると考えられる。一方核内タンパク質のプロテオーム解析については、今年度行うことができず、次年度に持ち越しとなったことから、やや進捗に遅れが生じている。光照射によるfas1遺伝子の発現制御機構の解明については、今年度予定していたfas1-lucの系が確立できた。さらに、プロモーターのデリーションアッセイより光照射誘導がかかるまで強力に発現を抑制していると考えられる領域が推定されたことから、予定以上の進捗が得られたと考えらえる。全体を通して、やや進捗に遅れが生じた計画もあったが、それ以上に進捗している計画もあることから、全体としては概ね順調であると判断した。光照射後1時間で発現する遺伝子の中に子実体発生に必須な遺伝子であるcfs1があったことから、RNA-seqにより光照射後1時間で急激に発現する遺伝子の解析を行った。その結果光照射後1時間で発現する転写因子や、cfs1と同様脂質合成に関わる遺伝子の発現を確認できた。そこでそれらの遺伝子をゲノム編集で破壊したところ、脂質合成に関わる遺伝子の破壊株で子実体発生が抑制される株を得ることができた。一方転写因子と考えられる遺伝子の破壊株からは子実体発生が抑制される株は得られなかった。以上のことから、脂質合成は子実体発生誘導に大きな役割を果たしていることが明らかになった。そこで、網羅的な脂質解析を行い、子実体発生直前に増加している脂質の特定を行なった。
妊娠の高年齢化が出産・育児に及ぼす影響

高年初産婦を対象に、出産1、2年後の母子相互作用、母親の精神健康度、育児ストレス、子どもの睡眠リズム、育児ネットワークを調べ、20代初産婦と比較することにより高年初産婦の出産・育児の特徴を明らかにした。母子相互作用、母親の精神健康度、育児ストレス、子どもの睡眠リズム、育児ネットワークに有意な違いはみられず、高年初産婦の方が20代初産婦より育てにくさや困難が生じているとはいえなかった。わが国では出産年齢の上昇が近年の大きな変化となっているが、高年出産の研究においては医学的リスクや不妊治療成績を報告したものが圧倒的に多く、出産体験や育児期におけるストレス、親子の関係性まで追跡した研究はきわめて少ない。本研究は、高年初産婦を対象に、親子関係、なかでも母子相互作用に注目して、母親と子どもの双方からの視点により分析をする初めての実証研究である。35歳以上の高年初婦16名とコントロール群である20代初産婦7名を比較して、妊娠中の異常、不妊治療の有無、出産体験、母子相互作用、母親の精神健康度、育児ストレス、子どもの睡眠リズム、育児ネットワークなどを調べ、高年初産婦の妊娠、出産、育児の特徴を明らかにすることを目的とする。前年度から開始している3か月時の家庭訪問の続きを実施し、出生後1年になってから対象者の1年後家庭訪問を継続して行った。3か月時と出生後1年の観察、質問紙調査内容は同じであり、NCATS (Nursing Child Assessment Teaching Scale)による遊び教示場面における母子相互作用をビデオ撮影し、あらかじめ郵送しておいた質問紙を回収した。NCATSのアセスメント有資格者によるコーディングを実施した。3か月時のデータの分析からは、高年初産婦は育児ストレスのいくつかの下位項目が高いものの、母子相互作用は、母親側の認知発達の促進が有意に高く、良好な母子相互作用を示していた。本研究は、わが国で増加している高年初産婦を対象に、親子関係、なかでも母子相互作用に着目して、母親と子どもの双方からの視点により分析をする初めての実証研究である。21年度には3か月訪問、22年度には1年後訪問、23年度は2年後訪問を終えたところである。2年後の最終段階においては、35歳以上の高年初産婦13名、対照群として20代初産婦7名を対象とした。母子相互作用、母親の精神健康度、育児ストレス、子どもの睡眠リズム、育児ネットワークなどを調べ、20代初産婦と比較することにより高年初産婦の妊娠、出産、育児の特徴を明らかにすることを目的とした。3か月、1年後、2年後の観察内容、質問紙調査内容は同じであり、家庭訪問の際に、NCATS(Nursing Child Assessment Teaching Scale)による遊び教示場面における母子相互作用をビデオ撮影し、あらかじめ郵送しておいた質問紙を回収した。1年後のデータの分析からは、高年初産婦は子どもの反応や愛着の感じ方などのストレスを抱えてはいるが高年初産婦、20代初産婦ともにストレス得点は標準より低く、精神的健康も良好であることが明らかとなった。母子相互作用は高年初産婦の方が全体的に良好であることから、母親への支援として母子関係が良好であることをフィードバックしながら支持して褒めていくことが有効と考えられた。今後は、収集した2年後データを横断的に分析するとともに、妊娠・出産情報、3か,月時、1年後、2年後の変化を縦断的に分析・考察していく。21年度には3か月訪問を開始し、22年度に1年後訪問、23年度に2年後訪問を実施し、24年度は、2年後訪問のデータ分析を行うとともに、3年間の縦断研究データの整理と分析を行った。2年後の最終段階の対象者は、35歳以上の高年初産婦が13名、対照群として20代初産婦が7名であった。母子相互作用、母親のうつ傾向、精神健康度、育児ストレス、子どもの睡眠リズム、育児ネットワークなどを調べ、20代初産婦と比較することにより高年初産婦の妊娠、出産、育児の特徴を明らかにすることを目的とした。2年後のデータの分析からは、子どもの睡眠時間、母親のCES-D、GHQ、個人・専門ネットワーク数に有意な違いはみられなかった。育児ストレス(PSI)では子どもに関するストレスの下位尺度である「親を喜ばせる反応が少ない」(p=.012)は高年初産婦の方が有意に高かった。母子相互作用を比較すると、「子どもの合計」(p=.038)、子どもの下位項目である「Cueの明瞭性」(p=.041)が、有意に20代初産婦の方が高いという結果であった。高年初産婦は、うつ傾向や精神健康度、個人・専門ネットワーク数、子どもの睡眠時間に20代との違いはみられなかった。

育児ストレスも母子相互作用も全体でみると20代との違いはみられず、両群ともに精神健康度は良好でありストレス得点も標準より低いことが明らかとなった。高年初産婦は子どもの反応の感じ方のストレスを抱えていることから、子どもへの期待が大きいものと推測される。20代初産婦の方が子ども側の母子相互作用の得点が高かったが、理由については今後の課題として検討していきたい。2年間にわたる縦断研究のため、転居等の理由により対象者から除外された者が数名いるものの、家庭訪問は順調に実施することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。2年間にわたる縦断研究データを収集したところであるため、今後はデータ分析、統計解析上の分析のほかに、記述データ内容などを質的に分析する方法も追加したいと考える。
自家骨髄単核球細胞移植を用いた虚血部血管再生医療

再生医療は現在もっとも注目されている分野であり基礎研究成果を臨床応用する探索医療が活発に進行している。循環器領域では血管新生の分野が世界で一番研究がなされている。私達は骨髄細胞には血管内皮細胞、心筋細胞、平滑筋細胞などの心血管系構成細胞の幹細胞が含まれ、さらに、骨髄細胞自身が強力な血管新生因子であるVEGFやbFGFを分泌することを明らかにした。基礎研究を重ね、ヒト虚血肢(ASO・バージャー病)に対して自己骨髄単核球細胞を利用した血管新生療法を開始した。2000年6月より、2004年2月1日までに外科的・内科的治療によっても血行再建の認めない患者175人の虚血下肢に対して自己骨髄細胞移植が実施された。治療効果は評価され高度先進医療の保険給付を厚生労働省より承認された。難治性狭心症4例への細胞移植では狭心痛の著明改善(CCSクラスIVからI)、心筋虚血部の壁運動改善(シンチ、エコー、NOGA解析)、心機能改善(LVG : EF11%□23%増加)が見られた。不整脈の発現は2年間見られない。心筋や骨格筋内にも心筋に分化可能な幹細胞群が発見され、この細胞を増殖させ心筋梗塞巣に移植する探索医療もスタートした。血管新生は再生医療のなかでも最も発展した分野であり、これらの基礎研究・臨床試験は2年間にわたり科学研究費を援助していただいたことにより達成いたしました。ここに深く謝意を表すものであります。骨髄細胞には血管内皮細胞、心筋細胞、平滑筋細胞などの心血管系構成細胞の幹細胞が含まれる。さらに、骨髄細胞自身が強力な血管新生因子であるVEGFやbFGFを分泌する。骨髄細胞から幹細胞を含む単核球分画を単離し、虚血組織(虚血下肢・心筋)に移植すると毛細血管が増生し血行再建・機能改善が見られた。新生血管には移植骨髄細胞が取り込まれ、骨軟骨への分化は観察されなかった。動物実験での基礎データをもとに倫理委員会での承認を受け、ヒト虚血肢(ASO・バージャー病)に対して自己骨髄単核球細胞を利用した血管新生療法(Trial for Therapeutic Angiogenesis Using Cell Trasplanatation)(TACT)を久留米大学と共同で開始した。2000年6月より、2002年2月1日までに外科的・内科的治療によっても血行再建の認めない患者45人の虚血下肢(Fontame3-4度)に対して自己骨髄細胞移植を実施した。対照には生理食塩水と末梢血単核球を用いた。全身麻酔下で自家骨髄液約500CCを採取したのち骨髄単核球を分離し、約10億個の細胞を虚血肢の筋肉内40箇所に分割注入した。45人中31人で下肢の血圧が1月後には10mmHg以上上昇し、トレッドミル歩行距離は約2.9倍以上増加し、下肢の落痛は45人中39人で消失した。虚血部潰瘍の治癒は18人中11人でみられた。腓腹筋注射部位の炎症・浮腫は認めず、血中のVEGF・FGF濃度、単核球細胞数は変化しなかった。骨髄単核球細胞には骨髄間葉系・造血系幹細胞から分化する心筋幹細胞も含まれる。家畜ブタを用いて慢性虚血心筋を作製し、NOGA3次元解析により冬眠虚血部位を同定しカテーテルを用いて細胞移植をおこなった。骨髄単核球移植群全例(n=7)で心機能改善・虚血域の縮小がみられた。昨年12月19日に実施された難治性狭心症患者(これまでCABG2回、PTCA5回、CCSclass3)への

MIDCABでの左室側壁hibernation部位への骨髄単核球移植(10^8個)では6週間後には狭心痛の著明改善(CCS class3から1、ニトログリセリン1日10錠から0錠)、心筋虚血部の壁運動改善(NOGA electromec hanical mappingでのhibernationから正常壁運動への改善、心筋シンチでのストレス負荷時の虚血改善、心機能改善(EF42%から53%)が見られた。毎週施行したHolter ECGでは心室性不整脈の出現、CPK-MB, Troponinの異常高値(1週間以内に正常化)など見られず、7週間後退院した。このように、骨髄単核球移植は虚血心筋に対しても良好な成績が得られているが、長期観察が必要である。骨髄単核球細胞(MNC)中には造血系細胞と血管内皮前駆細胞(EPC)を含む血管系構成細胞に分化可能なhemangioblastと呼ばれる幹細胞群が存在する。末梢血にはEPCが少量含まれ、組織虚血・血管内皮増殖因子・造血性サイトカイン刺激に応答して骨髄よりhemangioblastsが循環血中に動員され、血管新生を高率に促進することが明らかになった。骨髄細胞から幹細胞を含む単核球分画を単離し、虚血組織(虚血下肢・心筋)に移植すると毛細血管が増生し血行再建・機能改善が見られた。新生血管には移植骨髄細胞が取り込まれ、骨・軟骨への分化は観察されなかった。動物実験での基礎データをもとに倫理委員会での承認を受け、ヒト虚血肢(ASO・バージャー病)に対して自己骨髄単核球細胞を利用した血管新生療法(Trial for Therapeutic Angiogenesis Using Cell Transplanatation)(TACT)を久留米大学・自治医科大学と共同で開始した。2000年1月より、2002年2月1日までに外科的・内科的治療によっても血行再建の認めない患者45人の虚血下肢(Fontaine 3-4度)に対して自己骨髄単核球細胞移植をrandomised, double-blindedにて実施した。対照細胞は末梢血単核球を用いた。全身麻酔下で自家骨髄液約500CCを採取したのち骨髄単核球を分離し、約10億個の細胞を虚血肢の筋肉内40箇所に分割注入した。45人中31人で下肢の血圧が1月後には10mmHg以上上昇し、トレッドミル歩行距離は約2.9倍以上増加し、下肢の疼痛は45人中39人で消失した。下肢潰瘍は31人中27人で完全に治癒した。腓腹筋注射部位の炎症・浮腫は認めず、血中のVEGF・FGF濃度、単核球細胞数は変化しなかった(Lancet 360:427-435,2002)。本邦ではすでに23施設にて80人を越える外科的血行再建術の困難症例にこの血管新生治療は実施されている。2001年12月19日に実施された難治性狭心症患者への開胸下移植では狭心痛の著明改善(CCSクラスIVからI)、心筋虚血部の壁運動改善(シンチ、エコー、NOGA解析)、心機能改善(LVG:EF 43%から52%)が見られた。
水田と農業排水路における脱窒特性と物理化学的制御

水田における脱窒制御については,稲のみ移植したブランクのポット,生物燃料電池の回路を設置したポット,外部電源を加えた回路を設置したポットの6ポットを設置し,検討を加えた.本実験では,土中の様々な場所での酸化還元電位を継続して計測するとともに,水稲ポット自体からの脱窒量をアセチレン阻害法により計測した.その結果,これまで同様に酸化還元電位と脱窒量,季節あるいは水温・地温と脱窒量には明確な関係が見られ,また,生物燃料電池の回路を設置したものについては,設置する負極に電子が送られるため,酸化還元電位が低下し,明確に脱窒が低下したことを確認した.酸化還元電位は場所ごとに異なる値を示しており.結果として脱窒の制御は電極の付近に限られる可能性が示唆され,現場スケールの水田に対応するための検討課題となった.菌量の推定については,十分に信頼出来るだけの情報が得られず,さらなる実験と検討が必要となった.本年度から対象に加えた畑地土壌については8ポットを設置し,発生気体中の一酸化二窒素濃度,土壌の物理化学特性を測定した.条件として,有機肥料を混ぜ込むケース,上層,下層に配置するケース,有機肥料を与えないケースで検討した結果,混ぜ込むケースにおける一酸化二窒素の排出量が多くなり,下層,上層,肥料無しの順に低下した.また,畑地における一酸化二窒素として排出される脱窒は気温に大きく支配されており,冬季にはフラックスとしてほぼゼロ,あるいは負の値になったのに対して,春季にはいずれも増加した.負の値になることについての理由は明確ではないが,冬季において硝酸態窒素から一酸化二窒素への反応速度よりも一酸化二窒素から窒素への反応が早いことが推察された.結果として,よく知られている肥料の配置とメタン排出の関係と同様に脱窒も肥料の配置により制御できることが示唆された.脱窒菌の種類及び量についての分析については十分な成果が得られていないが,脱窒の制御については,燃料電池を利用した水田における制御と肥料配置による畑地における制御がともに一定の結果を示しており,当初計画と本年度に追加した計画に従いに進捗している.これらの成果は昨年度の2報に引き続き,本年度も1報が原著論文,1回の国際学会発表,1報の関連論文となっている.基本的には当初計画に沿って遂行するものとするが,排水路に関しては人的要素から十分な調査が困難であるため,昨年度に引き続き,本年度も除外し,水田と畑地を研究対象として検討を進める.本年度はこれまでの実験室におけるポット実験だけではなく,可能な限り,現実的なスケールでの脱窒制御を検討することとし,実験用の水田において現実的な電極の設置方法についても検討する.水田及び畑地の実験対象地における土壌水の水質,発生気体中の窒素濃度および一酸化二窒素濃度,土壌の物理化学特性を測定し,スケールの違いにより生じる課題を洗い出す.加えて,昨年度同様に,塩ビ製ポット内で畑地,水田を再現し,脱窒速度の時間変化を含めて窒素の動態を計測する.ポットの電位条件は,MFCの回路を接続したもの,しないもの,さらには外部から荷電させるものに分ける.また,土壌の窒素,有機物などの含有量の差異,特に畑地においては肥料の種類や量,配置場所による差異について引き続き検討する.また,昨年度の畑地を対象とした実験では飽和土壌を使用せざるをえなかったが,現実的な畑地として,不飽和になる水分条件なども検討する.酸化還元電位,水温,地温,水質,土壌特性,脱窒菌特性,発生気体を主な計測対象として計画的に実験を行う.DNAからの脱窒菌推定へのアプローチについては課題を整理し,実現可能性を検討する.一宮市を流れる大江農業排水路を調査地に設定し,同排水路の下流,中流,上流部に存在する魚溜り(A・G・K)を対象にし,それぞれのポイントで610月の期間に河川水と底質とコアサンプルを,11月は沈降粒子を採取した.河川水は窒素化合物濃度の測定,底質は全窒素・有機物濃度の測定,コアサンプルは脱窒フラックス・窒素溶出フラックスの測定,沈降粒子は窒素・有機物沈降フラックスの測定にそれぞれ用いた.測定値より,大江排水路における脱窒特性を評価し,魚溜り内の窒素の動きを量的に換算した.排水路の河川水の窒素濃度は68月は比較的低い値で推移したが,910月には増加が見られた.これは灌漑期である68月に水量が多くなり窒素が希釈されたこと,910月は灌漑期を過ぎて水量が減ったため窒素濃度が高くなったと考えられた.脱窒フラックスは平均13.79mg-N/m2/dであり,単位面積当たりの脱窒フラックスとしては干潟などより高いポテンシャルを持っていることが明らかとなった.脱窒フラックスは河川水の硝酸性窒素の濃度が濃い場所でより高い値を示した.よって大江排水路の脱窒において硝酸性窒素は重要な制限要素となっていると思われる.また,脱窒速度測定中には底質からの窒素溶出による河川水の窒素濃度の若干の増加が見られた.これは脱窒による溶存窒素減少よりも懸濁態窒素などの分解による溶存窒素増加のほうが多い可能性があると考えられる.窒素の沈降フラックスは平均5201.07mg-N/m2/dであり,魚溜り内の窒素の動態の重要な要素の一つになっていることが分かった.水田における脱窒制御についても実験を継続しているが,データの欠測により明確な判断が出来ない状況であった.

水田ポットによる実験は季節的な影響を受けるため,今回の実験の欠測に対して補完的な実験を行うことが出来なかったが,次年度に実施する実験における問題点などを洗い出すことに有効であった.また,農業排水路における脱窒速度や物質収支については一部ではあるものの脱窒の効果が明確になり,農業排水路の浄化能についての知見が得られた.一方で,DNAの分析はやや遅れており,DGGEによる分析もバンドが明確でないため,プライマーや設定条件の改良を試みている状況にある.一宮市を流れる大江農業排水路を調査地に設定し,同排水路の下流,中流,上流部に存在する魚溜り(A・G・K)を対象にし,それぞれのポイントで410月の期間に河川水と底質とコアサンプル,さらに沈降粒子を採取した.河川水は窒素化合物濃度の測定,底質は全窒素・有機物濃度の測定,コアサンプルは脱窒フラックス・窒素溶出フラックスの測定,沈降粒子は窒素・有機物沈降フラックスの測定にそれぞれ用いた.測定値は昨年度と大きな変化はなく,冬季の有機物増加に伴い脱窒が増加する傾向は明確に現れた.水田における脱窒制御については,稲のみ移植したブランクのポット,生物燃料電池の回路を設置したポット,外部電源を加えた回路を設置したポットの6ポットを準備し,6月の移植から9月末まで実験を継続した.本実験では,酸化還元電位を継続して計測するとともに,水稲ポット自体からの脱窒量をアセチレン阻害法により計測した.その結果,酸化還元電位と脱窒量,季節あるいは水温・地温と脱窒量には明確な関係が見られた.また,生物燃料電池の回路を設置したものについては,設置する負極に電子が送られるため,酸化還元電位が低下し,明確に脱窒が低下した.一方で,外部電源を与えることにより酸化還元電位を捜査する方法については,電極の周りの一部にだけしか電位変化の影響を与えることが出来ず,全体としては生物燃料電位によるポットよりも脱窒量は多い状況となり,脱窒の制御は困難であった.DNAによる脱窒菌の種同定および量測定についてはプライマーや設定条件の改善が依然として必要な状況にある.水田ポットによる実験のうち,物理的な部分についてはほぼ結果が見えてきており,現在,成果を取りまとめ中である.一方で,水田ポットおよび農業排水路の両者について,DNAに関する分析が遅れており,依然として,プライマーや設定条件の改良を試みている状況にある.一宮市を流れる大江農業排水路を調査地に設定し,同排水路の下流,中流,上流部に存在する魚溜りを対象にし,それぞれのポイントで110月の期間に河川水と底質とコアサンプル,さらに沈降粒子を採取した.河川水は窒素化合物濃度の測定,底質は全窒素・有機物濃度の測定,コアサンプルは脱窒フラックス・窒素溶出フラックスの測定,沈降粒子は窒素・有機物沈降フラックスの測定,real time PCRの分析にそれぞれ用いた.測定値は昨年度と大きな変化はなく,冬季の有機物増加に伴い脱窒が増加する傾向は明確に現れた.ポイント毎の比較では,同一水路であっても脱窒量,菌量大きな違いがあることが分かったが,両者には明確な相関が見られず,他の要因が支配的であることが示唆された.水田における脱窒制御については,稲のみ移植したブランクのポット,生物燃料電池の回路を設置したポット,外部電源を加えた回路を設置したポットの6ポットを設置し,検討を加えた.本実験では,土中の様々な場所での酸化還元電位を継続して計測するとともに,水稲ポット自体からの脱窒量をアセチレン阻害法により計測した.その結果,これまで同様に酸化還元電位と脱窒量,季節あるいは水温・地温と脱窒量には明確な関係が見られ,また,生物燃料電池の回路を設置したものについては,設置する負極に電子が送られるため,酸化還元電位が低下し,明確に脱窒が低下したことを確認した.