hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消化器癌における新規癌関連遺伝子ＤＴＬの癌化機構の解明と臨床応用

食道癌は極めて悪性度の高い難治性の癌であり、集学的な治療が望まれる。しかし、未だ実地臨床の現場で有望な診断及び治療標的分子は少ないのが現状である。申請者らは43種類の食道扁平上皮癌細胞株に対してアジレント244KオリゴアレイCGH解析を行い、既知の増幅・欠失領域の再評価を行った。(Komatsu S. etal. Carcinogenesis 2009)。本研究は、食道扁平上皮癌株の1q32-41増幅領域に坐位し、高発現するDTL遺伝子について、1食道癌臨床検体を用いたDTLの蛋白発現解析による予後、悪性度に対する評価、2発癌、悪性度に関するDTL分子機構の解明、臨床応用への解析を行った。食道癌は、極めて悪性度の高い難治性の癌であり、集学的な治療が望まれる。申請者らは、43種類の食道扁平上皮癌細胞株に対してアジレント244KオリゴアレイCGH解析を行い、既知の増幅・欠失領域の再評価を行った。(Komatsu S. et al. Carcinogenesis 2009, Haruki S, Komatsu S etal. Carcinogenesis 2010)。本研究は、食道扁平上皮癌株の1q32-41増幅領域に坐位し、高発現するDTL遺伝子について、1食道癌臨床検体を用いたDTLの蛋白発現解析による予後、悪性度に対する評価2発癌、悪性度に関するDTL分子機構の更なる解明、3化学・放射線療法の感受性予測や耐性作用の解明、4p53発現の同時測定による診断マーカーとしての応用、5血中遊離DNAのDTL遺伝子コピー数の定量による血液・体腔液診断、早期診断への応用、6他臓器癌におけるDTL遺伝子発現亢進による腫瘍の増殖・悪性度への関与の評価、行うことを目的とした。本年度は、1に関して、国立がん研究センター病理の津田均博士の指導のもと、臨床検体を用いてDTL発現の臨床的意義を詳細に解析した。DTL蛋白は腫瘍先進部で強い陽性所見を認める症例が多く、陰性の症例と比較して有意に予後不良であった(p<0.01)。2に関しては、invasion assay及びmigration assayを施行した。数種類のDTL高発現株に対して、DTL特異的なsiRNAにより遺伝子発現をノックダウンすると、癌細胞の浸潤能、遊走能共に著しく有意に抑制される結果となった。1の臨床所見と合致する興味深い知見が得られた。3に関しては、アレイ解析を終了し、DTLが制御する癌抑制遺伝子候補の解析を進めている。既に12は既に報告した。本年度は、2に関しては、更にDTL高発現株のsiRNAノックダウンとコントロールをアレイ解析し、DTLが制御する癌抑制遺伝子候補を同定した。3は現在解析中であり抗癌剤耐性遺伝子としての機序を明らかにする。4に関しては、細胞株でp53とDTLダブルノックダウンを行い、p53野生型株ではp53依存的で、p53変異型株はp53非依存的なDTLの分子機構を明らかにした。U2OS株でも検証した。5に関しては、食道癌患者の血漿遊離DNAを用いた解析を行ったが臨床的意義を見出すことはできなかった。6の他臓器癌については胃癌のDTLの分子機構と臨床的意義ついて解析を始めている食道癌は極めて悪性度の高い難治性の癌であり、集学的な治療が望まれる。

食道癌は、極めて悪性度の高い難治性の癌であり、手術、化学放射線療法、抗癌剤及び分子標的治療等の集学的な治療が望まれる。しかし、未だ実地臨床の現場で有望な診断及び治療標的分子は少ないのが現状である。申請者らは、43種類の食道扁平上皮癌細胞株に対してアジレント244KオリゴアレイCGH解析を行い、既知の増幅・欠失領域の再評価を行った。(Komatsu S. et al. Carcinogenesis 2009, Haruki S, Komatsu S etal. Carcinogenesis 2010)。本研究は、食道扁平上皮癌株の1q32-41増幅領域に坐位し、高発現するDTL遺伝子について、(1)食道癌臨床検体を用いたDTLの蛋白発現解析による予後、悪性度に対する評価(2)発癌、悪性度に関するDTL分子機構の更なる解明(下流分子、標的分子の同定)、(2)化学・放射線療法の感受性予測や耐性作用の解明、(4)、p53発現の同時測定による診断マーカーとしての応用、(5)血中遊離DNAのDTL遺伝子コピー数の定量による血液・体腔液診断、早期診断への応用、(6)他臓器癌におけるDTL遺伝子発現亢進による腫瘍の増殖・悪性度への関与の評価、を評価することを目的とした。今回、(2)に関して、食道扁平上皮癌細胞株のDTL発現株を用いて、数種類のDTL特異的siRNAを用いて、DTL遺伝子をノックダウンしたとき、G2/Mアレストを伴う細胞増殖抑制が認められた。これらはp53非依存的に起こり、FACS解析で確認した。現在、アレイ解析によりDTLと関連するmicroRNA、標的分子の解析を進めている。さらに、(1)に関して、臨床検体80例を用いてDTL発現と関連する臨床病理学的因子、予後と関連を解析している。また、本年度は、以前から解析を進めている研究と当研究にに関連する消化器癌コホート作成に関連した臨床研究成果を報告した。DTL遺伝子と食道扁平上皮癌との関連について解析を進めてきた。食道癌は、DTLの坐位する1q32に約15%の頻度で増幅を持つ。細胞株レベルでは正常食道発現と比較しDTLは100%高発現を認める。過去の報告と我々の知見をあわせると、他の臓器や正常組織での発現を認めないため、治療標的分子として極めて有望である。今回、国立がん研究センター病理の津田均博士の指導のもと、食道扁平上皮癌臨床検体を用いてDTL発現の臨床的意義を詳細に解析した。DTL蛋白は腫瘍先進部で強い陽性所見を認める症例が多く、陰性の症例と比較して有意に予後不良であった(p<0.01)。また、数種類のDTL高発現細胞株に対して、DTL特異的なsiRNAにより遺伝子発現をノックダウンすると、癌細胞の浸潤能、遊走能共に著しく有意に抑制される結果となった。以上から、食道癌の進展において、浸潤に関連する分子であることが明らかとなった。現在、計画通りに研究は進んでおり、網羅的解析により同定したDTLの癌化、癌の進展に関連する標的分子の詳細な解析を進めている。今回、DTL発現細胞株を用いて、腫瘍の増殖に関連する分子であることを明らかにした。
インフルエンザウイルスの増殖過程におけるノイラミニダーゼの役割

インフルエンザウイルスは、HA蛋白質のシアル酸結合によって細胞に感染すると考えられている。しかし、近年分離されたH3N2季節性インフルエンザウイルスのHA蛋白質は赤血球凝集活性が低下し(Lin et al., PNAS, 2013)、NA蛋白質はシアル酸を介して赤血球凝集することが示唆されている(Gulati et al., PLoS One, 2013)。そこで、HA蛋白質の赤血球凝集活性が著しく低下したH3N2季節性ウイルスと、HA蛋白質の赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質の性質を比較し、NA蛋白質のシアル酸結合の意義と、それによるウイルス感染への影響を明らかにする。1年度目に、比較解析するウイルス株を選定し、HA蛋白質の性状を明らかにした。本年度は、赤血球凝集活性が著しく低下したH3N2季節性ウイルスと、赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質の性質を比較した。異なる株由来のNA蛋白質を持つリアソータントウイルスを作出し、作出したウイルスのシアリダーゼ活性を比較したところ、赤血球凝集活性が低下したH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質は、赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質と比較してシアルダーゼ活性が低いことが明らかとなった。ウイルスの感染効率を評価するために、ヒト型レセプターを過剰発現するMDCK細胞(AX4)を用い、H3N2リアソータントウイルスを作出した。しかし、作出したリアソータントウイルスの力価が低いという問題点が発覚した。そこで、ヒト上気道上皮細胞のシアル酸レセプター発現パターンを模範したヒト化MDCK細胞(hCK)を樹立し、リアソータントウイルスの力価が低いという問題点を解決した。赤血球凝集活性が低下したH3N2季節性ウイルスと、赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質は性質が異なっていた。さらに、hCK細胞を樹立し、H3N2ウイルスの力価が低いという問題点を解決した。これまでの研究はおおむね、計画通りに進んでおり、リアソータントウイルスを用いて、近年のH3N2季節性インフルエンザウイルスのNA蛋白質の性質の違いによるウイルス感染への影響を明らかにできると期待される。今後、樹立したhCK細胞を用い、HAおよびNA遺伝子がTokyo2由来のウイルス(Tokyo2-HA/Tokyo2NA)ならびに、HA遺伝子がTokyo2由来でNA遺伝子がHK68由来またはWu95由来のウイルス(Tokyo2-HA/HK68-NA、Tokyo2-HA/Wu95-NA)を作出する。さらに、hCK細胞で作製したリアソータントウイルスを用いて、NA蛋白質の性質の違いによるウイルス感染への影響を検証する。分化させたヒト呼吸上皮細胞を用い、異なるNA蛋白質を持つH3N2ウイルスの感染効率を比較する。そこで申請者は、近年のH3N2季節性インフルエンザウイルスはHA蛋白質だけではなくNA蛋白質もウイルスの感染初期に寄与しているという仮説を設定した。その仮説を実証するために、HA蛋白質の赤血球凝集活性が著しく低下したH3N2季節性ウイルスと、HA蛋白質の赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質の性質を比較し、NA蛋白質のシアル酸結合の意義と、それによるウイルス感染への影響を明らかにする。そこで1年度目は、比較解析するウイルス株を選定し、HA蛋白質の性状を明らかにした。本年度は、性状比較するウイルス株を選択するために、インフルエンザウイルスの塩基配列データベースに登録されている1968年から2015年までに分離されたH3N2季節性インフルエンザウイルスNA蛋白質のアミノ酸配列を解析した。さらに、選択したウイルスのHA蛋白質の性状を確認するため、ウイルスの赤血球凝集活性と糖鎖反応性を調べた。その結果、近年のH3N2季節性インフルエンザウイルスは、ニワトリ・シチメンチョウ・モルモット血球に対する凝集活性がみられないことが確認できた。さらに、Octetシステムによる糖鎖反応性試験を行い、近年のH3N2季節性インフルエンザウイルスは長い構造のα2,6結合型シアロ糖鎖へ優先的に結合することを明らかにした。昨年度、HA蛋白質の性状が異なるH3N2季節性インフルエンザウイルス株を絞り込むことができた。これまでの研究はおおむね、計画通りに進んでおり、この結果をもとに近年のH3N2季節性インフルエンザウイルスのNA蛋白質の性質を明らかにできると期待されるインフルエンザウイルスは、HA蛋白質のシアル酸結合によって細胞に感染すると考えられている。

そこで、HA蛋白質の赤血球凝集活性が著しく低下したH3N2季節性ウイルスと、HA蛋白質の赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質の性質を比較し、NA蛋白質のシアル酸結合の意義と、それによるウイルス感染への影響を明らかにする。1年度目に、比較解析するウイルス株を選定し、HA蛋白質の性状を明らかにした。本年度は、赤血球凝集活性が著しく低下したH3N2季節性ウイルスと、赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質の性質を比較した。異なる株由来のNA蛋白質を持つリアソータントウイルスを作出し、作出したウイルスのシアリダーゼ活性を比較したところ、赤血球凝集活性が低下したH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質は、赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質と比較してシアルダーゼ活性が低いことが明らかとなった。ウイルスの感染効率を評価するために、ヒト型レセプターを過剰発現するMDCK細胞(AX4)を用い、H3N2リアソータントウイルスを作出した。しかし、作出したリアソータントウイルスの力価が低いという問題点が発覚した。そこで、ヒト上気道上皮細胞のシアル酸レセプター発現パターンを模範したヒト化MDCK細胞(hCK)を樹立し、リアソータントウイルスの力価が低いという問題点を解決した。赤血球凝集活性が低下したH3N2季節性ウイルスと、赤血球凝集活性が低下していないH3N2季節性ウイルスのNA蛋白質は性質が異なっていた。さらに、hCK細胞を樹立し、H3N2ウイルスの力価が低いという問題点を解決した。これまでの研究はおおむね、計画通りに進んでおり、リアソータントウイルスを用いて、近年のH3N2季節性インフルエンザウイルスのNA蛋白質の性質の違いによるウイルス感染への影響を明らかにできると期待される。1年度目の成績より、HA蛋白質の性状が異なるH3N2季節性インフルエンザウイルスを選択することができた。そこで、第2年度目にこれらのNA蛋白質の性状解析を行う。比較解析するH3N2季節性インフルエンザウイルスのシアリダーゼ活性を測定する。また、NA蛋白質が有するシアル酸結合活性のみでウイルス感染が成立するかを明らかにする。そのために、細胞への侵入は起こるが感染性粒子を形成しないレポーター遺伝子含有ウイルス様粒子(VLP)を用いる。リバースジェネティックス法を用い、異なる株由来のHA蛋白質およびNA蛋白質を発現するVLPを作出する。さらに、HA蛋白質のレセプター結合活性を不活化した変異HA蛋白質を持つVLPも検討する。今後、樹立したhCK細胞を用い、HAおよびNA遺伝子がTokyo2由来のウイルス(Tokyo2-HA/Tokyo2NA)ならびに、HA遺伝子がTokyo2由来でNA遺伝子がHK68由来またはWu95由来のウイルス(Tokyo2-HA/HK68-NA、Tokyo2-HA/Wu95-NA)を作出する。さらに、hCK細胞で作製したリアソータントウイルスを用いて、NA蛋白質の性質の違いによるウイルス感染への影響を検証する。分化させたヒト呼吸上皮細胞を用い、異なるNA蛋白質を持つH3N2ウイルスの感染効率を比較する。
関節リウマチ患者における腸内細菌叢の解析

これまでの研究からPrevotella copri菌(以下P.copri)は早期RAの腸内で増加するとともに関節炎の増悪に関わることを示してきた。しかし、P.copriは東南アジアなどの穀物を主食とする国においては優勢な腸内細菌叢であることが知られる。そのため、われわれはP.copri菌をRA患者および健常者から単離し実験を行った。血液寒天上でコロニーPCRを行い、PCR産物を電気泳動し、増幅産物が得られていることを確認し、増幅産物を精製した。シークエンスPCRを行い、シークエンサーにて16S rRNA配列を解析し、データベースサーチにより、菌種を同定、P.copriであることを確認した。RA患者から20株、健常者から15株を単離培養することに成功した。単離したRA患者由来のP.copri(以下RA-P. copri)と健常者由来のP.copri(以下HC-P. copri)を嫌気下で培養し関節炎モデルマウスに投与し感受性を評価する実験を行った。具体的には、DBA/1マウスに抗生剤を5日間投与し腸内細菌を死滅させた後に、培養したRA-P. copriとHC-P. copriを連日経口投与した。その最終投与の3日後に糞便を回収し、それぞれのP.copriがマウスに定着しているのを確認した。qPCR方により、P.copriはマウスの腸管に定着していることが確認された。そして、RA-P.copriが定着したマウスの関節炎は重症になった。つまり、RA-P.copriがマウスの関節炎増悪に寄与することが示された。当初の計画通りに関節リウマチ患者と健常者からP.copri菌を単離し、マウスに移入するモデルを作成することができた。また、関節炎の感受性においても差を見いだせており、研究は順調に進んでいると考えられる。今後は、RA-P. copriを投与したマウスが関節炎が重篤となるメカニズムの解析を行う。特に大腸や小腸の免疫学的解析を中心に行う。本年度は実験に関しては、進捗があったが、学会発表等においては十分に行うことができていない。そのため使用額が少なく、次年度使用額が生じた。
C型肝炎ウイルス感染モデルの作製とワクチン効果の判定

C型肝炎ウイルス(HCV)は我が国をはじめ広く世界中に蔓延しており、感染後肝炎を経て肝癌に至る率が非常に高い疾患であり、治療の効果が認められない例が多く大きな問題となっている。このためにワクチン開発は急務であるとされているが、現在有効なワクチンは存在しない。ワクチン開発や病態解明に大きな問題となっているのが有用なモデル動物が存在しないことである。HCVはヒト以外ではチンパンジー等の部の希少動物のみに感染を示し、このために有効な動物モデルの作製が必要となっている。本研究ではマウス肝臓に高率に感染を示すアデノウイルスをベクターとし、HCVの構造遺伝子を組み込みマウスに投与することによりHCV感染モデルマウスの作製を試みた。HCVの構造遺伝子core, E1, E2を全て、もしくはそのうちの一つを組み込んだアデノウイルスベクターをマウスに静脈内投与したところ、構造蛋白遺伝子全てを含んだアデノウイルスベクターを投与したときに急性の肝炎を引き起こすことが、血清学的、病理組織学的に認められた。この急性肝炎は主に生体の免疫反応、特にHCV特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL)によって引き起こされ、本来生体を守る免疫反応が病態を表すことが示された。しかしながらCTLを抑制し同様にHCV構造遺伝子組み込みアデノウイルスベクターを投与したところ、急性肝炎は引き起こされなかったが、重度の脂肪肝を示す慢性肝炎状態を示した。さらにこの脂肪肝はcore遺伝子によって引き起こされていることが示された。以上のことからHCVによって引き起こされる肝炎には生体の免疫反応が大きく関与していることが推察され、急性期と慢性期においては免疫学的な治療法は異なるものが必要であると考えられた。C型肝炎ウイルス(HCV)感染における病体解明ならびにワクチン開発における効果判定系を確立するためにマウスにおけるHCV感染モデルの作製を試みた。マウス肝臓に特異的に感染を示す非増殖型アデノウイルスにHCV構造タンパクcore、E1、E2のcDNAを単独もしくはすべて挿入したリコンビナントアデノウイルスを作製した。このウイルスをマウスに接種するとそれぞれ単独の遺伝子を組み込んだアデノウイルスでは肝炎を誘発しなかったが、構造タンパクを全て組み込んだアデノウイルスの接種では著しい肝炎を起こした。これらマウスにT細胞、CD8またはCD4陽性細胞に対するモノクローナル抗体を投与したところCD4陽性細胞の除去では肝炎は改善されなかったがT細胞およびCD8陽性細胞の除去では肝炎は改善された。これらのことからHCV感染における肝炎の誘発はT細胞、特にCD8陽性細胞が重要であると考えられた。実際これらリコンビナントアデノウイルス接種マウスではHCV特異的細胞障害性Tリンパ球の誘導が認められた。さらに免疫反応を全く欠くscidマウスを用いて同様に各リコンビナントアデノウイルスを接種し、組織変化を観察したところE1、E2タンパクは細胞質内に発現していたが、coreタンパクは核内に発現しており、core遺伝子組み込みアデノウイルスを接種された場合のみにマウスに脂肪肝が認められた。以上のことからマウス肝臓に特異的に感染を示す非増殖型アデノウイルスを用いたHCV感染モデルの作製は病体解明に非常に有益であり、さらにこのモデルを用いることでワクチン開発や免疫療法の可能性が示唆された。HCVはヒト以外ではチンパンジー等の一部の希少動物のみに感染を示し、このために有効な動物モデルの作製が必要となっている。

本研究ではマウス肝臓に高率に感染を示すアデノウイルスをベクターとし、HCVの構造遺伝子を組み込みマウスに投与することによりHCV感染モデルマウスの作製を試みた。HCVの構造遺伝子core, E1, E2を全て、もしくはそのうちの一つを組み込んだアデノウイルスベクターをマウスに静脈内投与したところ、構造蛋白遺伝子全てを含んだアデノウイルスベクターを投与したときに急性の肝炎を引き起こすことが、血清学的、病理組織学的に認められた。この急性肝炎は主に生体の免疾反応、特にHCV特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL)によって引き起こされ、本来生体を守る免疫反応が病態を表すことが示された。しかしながらCTLを抑制し同様にHCV構造遺伝子組み込みアデノウイルスベクターを投与したところ、急性肝炎は引き起こされなかったが、重度の脂肪肝を示す慢性肝炎状態を示した。さらにこの脂肪肝はcore遺伝子によって引き起こされていることが示された。以上のことからHCVによって引き起こされる肝炎には生体の免疫反応が大きく関与していることが推察され、急性期と慢性期においては免疫学的な治療法は異なるものが必要であると考えられた。
STOP1転写因子が制御する植物の酸性土壌耐性システムに関する研究

1、細胞膜表面のイオン活動度推定プログラムにより計算される細胞膜表面での3価アルミニウム(Al)イオン活動度({Al^<3+>}_<PM>)は、シロイヌナズナ野生株及びAl感受性レベルの異なる変異株の根長阻害を説明するのに適していた。さらに、{Al^<3+>}_<PM>は、Al応答遺伝子の発現応答に関わる要因であることを明らかにした。従って、酸性土壌溶液中のAl^<3+>、プロトン等の複数のストレス因子について、細胞膜表面のイオン活動度が個々のストレスの生理学的・分子生物学的な解析において重要な指標となる。2、シロイヌナズナリンゴ酸トランスポーター遺伝子(AtALMT1)発現はSTOP1転写因子を介したAlストレスシグナル伝達経路により制御される。また、前年度にAtALMT1発現がインドール-3-酢酸(IAA)及びアブシジン酸(ABA)処理で有意に誘導されることを明らかにした。オーキシン、ABA非感受性変異株を用いた発現解析より、AlストレスによるAtALMT1の強誘導は、IAA、ABAシグナル伝達経路に依存せずに制御されていることが明らかとなった。また、AtALMT1プロモーター領域のデリーション解析より、Alストレス、IAA及びABA処理に対して、GUSレポーター遺伝子の発現誘導が、ABA処理のみ欠損する領域が存在しており、ABAを介したシグナル伝達経路もAtALMT1の転写制御に関与すると示唆された。AtALMT1が生物的ストレスにも応答することが報告されており、IAA、ABAシグナル伝達経路に着目した生物的・非生物的ストレスシグナルのクロストーク及びSTOP1を介した転写制御機構の長距離輸送シグナルとしての役割について解析を実施している。シロイヌナズナAlストレスシグナルについて、細胞膜表面のイオン活動度が関係すること及びSTOP1が制御するAtALMT1遺伝子の発現に着目し、他のシグナルとの関係性を評価できたが、STOP1により制御される遺伝子群に対する発現制御機構の解析にまで発展することができなかった。また、STOP1酸耐性システムの詳細を明らかにすることができなかった。AtALMT1遺伝子の非生物的、生物的ストレスシグナルに対する応答性について、各種シグナル応答変異体及びプロモーター改変系統が準備されており、これらを用いてSTOP1システムの詳細な解析を進める。また、細胞膜表面でのAlイオン活動度と分子レベルの応答とが関係することから、Alストレスシグナルの認識機構について活動度を用いて説明していく。STOP1酸耐性システムに関して、トランスクリプトーム解析より、細胞質のpH恒常性維持に関わる代謝経路が酸耐性に重要とされることから、この代謝経路を構成する酵素遺伝子の変異体等の遺伝学的材料を用いて耐性システムの証明を行う。酸性土壌で同時に存在するアルミニウム(Al)や低pH等の複数のストレスに対する各耐性機構を解明するため、ストレス因子を個別に評価することが必要である。そこで、溶液化学によるイオン種推定プログラムを用いて推定される溶液中及び根部細胞膜表面でのイオン活動度を評価に用いた。基本にした水耕溶液の組成を一部改変することにより、溶液中及び細胞膜表面でのAlイオン種の推定において、添加されている栄養元素の影響を無視できることを確認した。また、Alストレスによるシロイヌナズナでの根長阻害及び既知の耐性遺伝子の発現応答は、溶液中での3価Alイオン(Al^<3+>)活動度よりも細胞膜表面でのAl^<3+>活動度({Al^<3+>}_0)と強く関連していた。従って、改変した水耕溶液系を用い、{Al^<3+>}_0を指標とすることでAl耐性機構の詳細な解析が可能となる。シロイヌナズナではSTOP1転写因子を介したAl、低pHストレスシグナルが存在することが明らかとなっている。耐性遺伝子の発現制御機構を解明し、分子育種によりその機構を付与することは酸性土壌耐性植物の獲得に貢献できる。そこで、STOP1により発現が制御されているリンゴ酸トランスポーターをコードする遺伝子(AtALMT1)の応答に着目した。AtALMT1 promoter::GUS融合遺伝子を導入した形質転換体での植物ホルモンや過酸化水素に対する応答及び定量的RT-PCRによる植物ホルモン応答異常変異体での発現解析より、STOP1を介したシグナル伝達経路の他に複数のシグナルがAtALMT1の応答に関連していることが示唆された。また、STOP1が制御するとされる転写調節因子を酸感受性変異体stop1に導入した相補試験体の表現型解析及びマイクロアレイ解析を行い、STOP1及び新規の転写因子を介した発現制御機構について解析中である。オーキシン、ABA非感受性変異

株を用いた発現解析より、AlストレスによるAtALMT1の強誘導は、IAA、ABAシグナル伝達経路に依存せずに制御されていることが明らかとなった。また、AtALMT1プロモーター領域のデリーション解析より、Alストレス、IAA及びABA処理に対して、GUSレポーター遺伝子の発現誘導が、ABA処理のみ欠損する領域が存在しており、ABAを介したシグナル伝達経路もAtALMT1の転写制御に関与すると示唆された。AtALMT1が生物的ストレスにも応答することが報告されており、IAA、ABAシグナル伝達経路に着目した生物的・非生物的ストレスシグナルのクロストーク及びSTOP1を介した転写制御機構の長距離輸送シグナルとしての役割について解析を実施している。シロイヌナズナAlストレスシグナルについて、細胞膜表面のイオン活動度が関係すること及びSTOP1が制御するAtALMT1遺伝子の発現に着目し、他のシグナルとの関係性を評価できたが、STOP1により制御される遺伝子群に対する発現制御機構の解析にまで発展することができなかった。また、STOP1酸耐性システムの詳細を明らかにすることができなかった。AtALMT1遺伝子の非生物的、生物的ストレスシグナルに対する応答性について、各種シグナル応答変異体及びプロモーター改変系統が準備されており、これらを用いてSTOP1システムの詳細な解析を進める。また、細胞膜表面でのAlイオン活動度と分子レベルの応答とが関係することから、Alストレスシグナルの認識機構について活動度を用いて説明していく。STOP1酸耐性システムに関して、トランスクリプトーム解析より、細胞質のpH恒常性維持に関わる代謝経路が酸耐性に重要とされることから、この代謝経路を構成する酵素遺伝子の変異体等の遺伝学的材料を用いて耐性システムの証明を行う。
共鳴中性子領域におけるアクチニド核データに関する実験的研究

本研究では、アクチニド核種の中でも必ずしも核データとして十分ではないAm-243,Pa-231,Th-229,Th-230及びNp-237を取り上げ、まず、それらの中性子核データの実測値及び評価済核データの現状調査を行った。次に、京都大学原子炉実験所の46MeV電子線型加速器(ライナック)と組み合わせた鉛スペクトロメータ(KULS)を用いて、10keV以下の領域におけるAm-243,Pa-231,Th-229,Th-230の核分裂断面積とNp-237の中性子捕獲断面積を測定した。前者では、各試料の電着膜と中性子束/スペクトル測定に用いたU-235電着膜を背中合わせ型(BTB)として封入した核分裂電離箱を、後者では捕獲γ線測定にアルゴンガス比例計数管、中性子束/スペクトル測定にBF_3比例計数管を用いた。Np-237の実験では中性子自己遮蔽効果の補正を行った後、低エネルギー領域の標準的な断面積値に規格化した。従来の実測値、評価値について本実験で求めたそれぞれの結果と比較し、評価を行った。今回取り上げた核種・反応については従来実測データが存在しなかった核反応・領域もあり、本実験において新しいデータを提供することができた。また、京大原子炉実験所のライナックと12mの飛行路を用いた飛行時間(TOF)分析実験では、0.01eV10keV領域における^<237>Np(n,γ)^<238>Np反応断面積を^<10>B(n,α)反応断面積に対する相対値として測定した。本実験では、中性子捕獲によって放出される即発ガンマ線をC_6D_6液体シンチレータによって、中性子束/スペクトルはBF_3比例計数管によって測定した。Np-237試料中における中性子の自己遮蔽効果を補正した後、得られた捕獲断面積の相対測定値を熱中性子(0.0253eV)の標準的な断面積値(181b)に規格化した。本実験結果をもとに従来の実験値、評価値に対して比較評価を加えた。^<237>Np(n,γ)^<238>Np反応断面積については、KULSによるデータとTOF法のデータをKULSのエネルギー分解能でなました結果を比較したところ、大きな共鳴領域において少し差異が見られたものの、全体によい一致を示した。本年度は、京都大学原子炉実験所に付設される鉛スペクトロメータ(KULS:一辺が1.5mの立方体、総重量約40トン、鉛の純度=99.9%)を用いて、Am-243及びAm-242mの核種を中心に、これらの核分裂断面積を0.1eVからl0keVの領域のおいて測定した。また、Am-242mについては、5mの飛行路を持つ飛行時間分析法による測定も行った。

Am-243とU-235、またはAm-242mとU-235それぞれの電着膜を背中合わせにセットして核分裂電離箱に封入し、これをKULSのビスマス実験孔または中性子飛行ビーム中に挿入した。鉛スペクトロメータ、飛行時間分析法の実験手法は従来とほぼ同様であり、入射中性子束はU-235(n,f)反応断面積を基準としてモニターし、それぞれの核分裂断面積を求めた。まず、Am-243試料は化学的に精製された高純度試料であっても、アルファ崩壊によってPu-239が不純物としてAm-243試料中に徐々に生成蓄積されてくる。Pu-239は0.3eVに巨大共鳴を持っており、これがAm-243(n,f)反応断面積の測定結果に大きく影響することが分かった。我々はこの効果を実験的に求めると共に、計算による予測式も導出した。本実験においては、Am-243試料を化学的に精製した後数ヶ月で実験を実施すると共に、この間に生成したPu-239の効果を正しく補正することができた。Am-243(n,f)反応断面積のENDF/B-VI及びJENDL-3.2の評価値を本実験結果と比較したところ、前者のデータは概して本実験値に近いが1560eV領域では明らかに低くなっている。JENDL-3.2データは本実験値に比べ100eV以上で全体に低目の傾向にあることが分かった。Am-242m試料は核分裂断面積がU-235の場合の10倍以上もあるため、少々の不純物なら本実験値を乱すことは殆んどない。実験手法はAm-243の場合と同様である。ENDF/B-VI、JENDL-3.2の評価データは全体に実験値をよく再現している。また、5m飛行路を持つ飛行時間分析実験では、数10eVから熱中性子領域におけるAm-242m(n,f)反応断面積を測定できたが、その結果は鉛スペクトロメータの測定結果とよい一致を示した。本年度は、京都大学原子炉実験所に付設される鉛スペクトロメータ(KULS:一辺が1.5mの立方体、総重量約40トン、鉛の純度:99.9%)を、用いてNp-237の中性子捕獲断面積を0.01eVからkeV領域のエネルギー範囲において測定し、既存の実測値及び評価済核データと比較した。本実験研究は、(1)電子線型加速器と組み合わせた鉛スペクトロメータ(KULS)による測定と、(2)電子線型加速器を用いた12m飛行時間分析(TOF)法による測定の二つの方法によった。まず、前者では、KULSに設けられた実験孔にNp-237試料(酸化物NpO_2:1.13g)とアルゴンガス入り比例計算管を一緒に挿入し、中性子捕獲によって放出されるNp-237の即発ガンマ線をアルゴンガス入り比例計算管によって測定した。また、同じ実験孔に挿入したBF_3比例計算管と^<10>B(n,α)反応断面積を使ってNp-237の中性子捕獲断面積の相対測定を行い、これを標準熱中性子断面積に規格化して0.01evから1keV領域の^<237>Np(n,γ)^<238>Np反応断面積を求めた。Np-237試料に対する共鳴領域での自己遮蔽効果は、MCNPモンテカルロコードを用いた計算によって補正した。次に、同じNp-237を用いて12m飛行路においてTOF実験を行った。この場合は、中性子ビーム中にセットしたNp-237試料の両側に一対のC_6D_6シンチレータを配置して即発ガンマ線の測定を行った。入射中性子束/スペクトルは、Np-237に代わって置かれたB-10試料の即発ガンマ線測定によって求め、先の場合同様、捕獲断面積の相対測定値を標準の熱中性子断面積に規格化した。本実験の場合も、Np-237試料に対する自己遮蔽効果については、MCNPモンテカルロコードを用いた計算によって補正した。
界面化学的手法による森林土壌の撥水性発現メカニズムの解明

1)森林土壌の撥水性強度と団粒の表面化学組成の関係解明森林土壌を風乾状態にしたときに発現する撥水性(以下、潜在的な撥水)と、代表的な表面化学分析手法であるXPS(X線光電子分光法)を用いて測定した土壌団粒外表面の化学組成の関係を調べた。土壌有機物は土壌団粒の内部より外表面に多い傾向にあり、外表面における炭素の存在比は必ずしも全炭素含有率に比例しないこと、ヒノキ影響下の撥水性の強い土壌の団粒外表面には、広葉樹影響下の撥水性の弱い土壌と比較して、酸素や窒素のような電気陰性度の大きい元素と結合していない炭素成分がより多く存在することが明らかになった。このような炭素成分は、ワックスや樹脂等に卓越する無極性構造中の炭素と考えられ、土壌の潜在的な撥水性の強度はこの炭素成分と酸素の存在比でよく説明できた。2)撥水性の水分依存性およびこれに対する両親媒性有機物の寄与ヒノキ林土壌の撥水性は、体積含水率約0.29m3 m-3、マトリックポテンシャル約-35kPa付近で発現し、対象土壌の撥水性が現地で春から秋に頻繁に生じるような乾燥程度で現れることが明らかになった。また、土壌試料を5回水で抽出する処理を施した場合、無処理の試料と比べて各水分における撥水性の強度が低下した。抽出液のDOC濃度と表面張力の間には、親水性基と疎水性基を兼ね備える両親媒性有機物を含む溶液に特有の関係が認められ、土壌の撥水性およびその水分依存性には、水に溶けやすい両親媒性有機物が関与していることが確認された。ただし、抽出回数を5回から15回に増やしても、撥水性がさらに大きく低下することはなく、撥水性には土壌固相と強く結びついて水に溶けにくい成分も関与していることが示唆された。1.ヒノキ影響下及び落葉広葉樹影響下の土壌を対象に、エタノール濃度法で風乾状態での撥水性強度を測定及びX線光電子分光法(XPS)による土壌団粒外表面の化学分析を行い、以下を明らかにした。(1)土壌有機物は土壌団粒の内部より外表面に多く、外表面における炭素の存在比は必ずしも全炭素含有率に比例しない。(2)乾式燃焼法による全炭素含有率は、ヒノキ影響下試料と広葉樹影響下試料の撥水性強度を十分に説明しなかった。これに対して、XPSによる団粒外表面の炭素と酸素の組成比は、両試料の撥水性強度をよく説明した。このことは、土壌の撥水性には土壌有機物の存在形態が影響することを示している。(3)ヒノキ影響下の撥水性の強い試料の表面には、広葉樹影響下の撥水性の弱い試料と比較して、化学シフトの小さい炭素成分がより多く存在した。化学シフトの小さい炭素成分とは、酸素や窒素のような電気陰性度の高い元素と結合していない無極性の有機物の炭素に相当する。(4)土壌の撥水性には有機物の質が影響し、土壌団粒外表面における化学シフトの小さい炭素成分と酸素の組成比は、撥水性強度を強く規定している。2.ヒノキ人工林土壌を複数の乾燥状態に調整し、水分状態と撥水性強度の関係を調べた。その結果、対象土壌の撥水性は、土壌のマトリックポテンシャルが約-35kPa以下で現れ、約-300kPaで最も強くなることが明らかになった。
紙の表面構造と記録材料の高速転移性との関係

紙は木材繊維構造単位に基づく不均一性を本質的に包蔵しているから,紙をフィルムの様な均質な平面材材として取り扱うことはできない.インキなどの記録材料がパルプ繊維の親水性に基づく毛細管力,あるいはファン・デル・ワールス力によって,上記各種の印字方式の下で紙に高速で転移する場合,パルプ繊維或はそのフィブリルなど,紙の構成単位が形成する表面の平滑性,シートの多孔性は大きな影響をもっている.本研究では以上の前提に立脚して, (1)紙の高速ぬれを特に考案した微小時間接触角測定装置を用いて測定し, (2)精密3次元粗さ測定装置により紙表面の凹凸を視覚的に判断すると共に,これを用いて表面の粗さ体積を精密に計測し,以下の様な結果を得た.(1)金属蒸着を用いた観察では紙の表面粗さは紙表面の液体の接触角には影響しない.(2)紙表面にセルロース分子フィブリルの存在を仮定すると液体の挙動がよく説明される.(3)臨界表面張力γ.を求めたところ,静電複写におけるトナー付着,定着性と良い相関が認められた. (4)粗さ測定器より求めた紙表面の凹部の総体積としての粗さと,紙の動的吸液性測定器であるBristow試験機によるぬれの遅れによる紙の凹部容積を比較し,本法がより合理的であることを認めた. (5)またドット・プリンタ,熱転写・プリンタ,インキ・ジェット・プリンタなど各種プリンタの印字面積をデジタイザ,イメージ・アナライザで測定し,インキなどの記録材料の紙への転移性を定量的に測定し,紙の表面粗さとの関係を明らかにした.紙は木材繊維構造単位に基づく不均一性を本質的に包蔵しているから,紙をフィルムの様な均質な平面材材として取り扱うことはできない.インキなどの記録材料がパルプ繊維の親水性に基づく毛細管力,あるいはファン・デル・ワールス力によって,上記各種の印字方式の下で紙に高速で転移する場合,パルプ繊維或はそのフィブリルなど,紙の構成単位が形成する表面の平滑性,シートの多孔性は大きな影響をもっている.本研究では以上の前提に立脚して, (1)紙の高速ぬれを特に考案した微小時間接触角測定装置を用いて測定し, (2)精密3次元粗さ測定装置により紙表面の凹凸を視覚的に判断すると共に,これを用いて表面の粗さ体積を精密に計測し,以下の様な結果を得た.(1)金属蒸着を用いた観察では紙の表面粗さは紙表面の液体の接触角には影響しない.(2)紙表面にセルロース分子フィブリルの存在を仮定すると液体の挙動がよく説明される.(3)臨界表面張力γ.を求めたところ,静電複写におけるトナー付着,定着性と良い相関が認められた. (4)粗さ測定器より求めた紙表面の凹部の総体積としての粗さと,紙の動的吸液性測定器であるBristow試験機によるぬれの遅れによる紙の凹部容積を比較し,本法がより合理的であることを認めた. (5)またドット・プリンタ,熱転写・プリンタ,インキ・ジェット・プリンタなど各種プリンタの印字面積をデジタイザ,イメージ・アナライザで測定し,インキなどの記録材料の紙への転移性を定量的に測定し,紙の表面粗さとの関係を明らかにした.木材パルプ繊維を主材料とする紙は、情報の記録材料として重要性を高めつつあるが、印字・記録方式の進歩により、微少時間においてインキ、トナーが紙に転移することが要求される。紙はパルプ繊維により構成されるから、繊維の形態に伴なう微視的不均一性、すなわち紙表面の平面平滑性、および繊維が構成する多孔性毛細管系の状態を把握するこが肝要である。本研究においては、以下の項目について検討を行ない、有用な知見を得ている。本研究は62年も継続が予想されるので、引続き検討を続行している。(1)紙の微細表面粗さの測定と紙平面のVoidの算出。本研究費補助金により精密三次元粗さ測定器を購入し、和紙をはじめ各種の紙の表面粗さを測定、三次元的表示により適確に各試料の表面状態を把握した。同時に二次元的に紙の表面の凹凸を拡大、測定し、yz方向の凹凸をデジタイザーによって定量し、これをx方向について反復し、積分して、紙平面の凹み容積を算した。これを回転ホイール表面に取付けた紙試験片に、液体を塗布し、その拡がりから紙平面の凹みを推定するBristow装置のデータと比較した。本研究の結果がより信頼性が高いことが知られた。(2)紙の高速ぬれと吸液性の測定。紙表面に水、各種アルコールの微小液滴を滴下し、ストロボスコープを用い、千分の1ミリ秒の単位で液滴の接触角を写真法によって測定した。また液滴の体積を写真の画像断面よりデジタイザーを用いて算出した。以上の測定から、紙の高速ぬれと吸収性について得られた結果を、紙の平面平滑性と比較し、紙の構造あるいは繊維の特性との関連に考察を加えた。紙紙の平滑性粗さ接触角ぬれ
最先端技術による肥料効率の飛躍的改善と目的成分の供給

肥効調節型肥料の発明は肥料を種子や根と接触施用することを可能にした。この方法では土の介在なしに目的とした肥料成分を直接植物根に供給することが可能であり、肥料の利用効率を飛躍的に向上させ、作物の収量と品質を飛躍的に改善することを明らかにした。またこの方法で、不耕起移植栽培や、不耕起直播栽培、接触施肥シードテープ栽培、スティック肥料茶栽培など収量、品質を低下させることなく、環境負荷を低減する画期的農業システムを開発した。植物の生育に合わせて溶出する肥効調節型肥料では、徐々に溶出するので"肥料焼け"を起こさず、根と接触させて施用できる。その結果、植物根は土壌を介さず直接肥料粒子から目的成分を効率良く吸収利用することができる。それ故、根と肥料粒子の接触面積を限りなく増やすことができれば、作物根は目的成分を最大限肥料から利用することが可能となり、肥料による環境汚染を防止することや農産物の品質改善ができる。そこでこのような接触施肥法による作物の肥料成分の直接吸収を最大にするために、1)作物の根系と養分吸収利用、2)作物の養分濃度耐性と養分吸収効率、3)植物成長調節物質による植物根の増大、4)根量増大遺伝子組換え植物の作出と養分利用率の改善、5)栽培あ式と利用効率の改善、6)栽培環境と養分利用効率などの関係を解明し、肥料利用率の飛躍的向上と目的成分の直接供給を図ろうとするものである。速効性肥料と作物根の間に土壌を介在させる従来の間土施肥法に対して、今回提案した肥効調節型肥料と作物根を同位置に施用する接触施肥法は、肥料の利用効率、目的成分の供給に極めて有効であることを水稲(N吸収)、アブラナ科植物(P獲得)、グアバ(Fe吸収)で実証した。この接触施肥の効果を更に向上させるために、根毛形成を促進するrol-c遺伝子を水稲品種ササニシキに導入し、草丈が短く逆に根毛が増大した11系統を得た。それらの中で1コピーが導入された2系統を増殖し、次年度の接触施肥効果増強試験材料を得た。またこれまで報告されてきた根伸長を増強する植物成長調整剤を文献的に検索し、植物ホルモンではオーキシン、ジャスモン酸、微生物由来ではヘルモントスポロール、ラジクロン酸などが本研究の目的に合致することを明らかにした。接触施肥法の成否には作物のイオンストレス耐性が大きく関連するが、レタス、スイートコーンに比べて、水稲やデントコーン、ホウレンソウなどは相対的に耐性が強く接触施肥法が有効と判断された。接触施肥法の効果を圃場栽培で、直接的に証明するために、これまでのアニオンを含まない尿素主体の被覆肥料に代わって、重窒素ラベル硫安を被覆した茶樹栽培用のスティック肥料とホウレンソウシードテープ栽培用のシグモイド型重窒素硫安被覆肥料をデザインし、チッソ旭(株)に製造を依頼した。さらに作物根の発達状況のデジタル化を検討し、ダイズ栽培では全層施肥栽培より根域施肥栽培で根密度が上昇すること、デジタル化は根の老化以前に行う必要があることを明らかにした。またデジタル化のための新しい画像解析ソフトImageJの有効性を明らかにした。最先端技術による肥料効率の飛躍的改善と目的成分を供給するために,以下の検討を行った。茶の収量,品質を維持しながら環境負荷を軽減するロングパイル接触施肥法を検討したところ,施肥窒素利用率は側条施肥が36.7%であるのに対し,パイル区では60%68%と高かった。この方法で茶葉の収量も確保され,30kgN/10a近くまでの著しい減肥の可能性が示された。またホウレンソウの種子と重窒素標識被覆肥料LPs30を同位置に挿入したシードテープ(接触施肥法)を開発し,養分集積ハウス土壌で箱栽培を行った。その結果,接触施肥区のホウレンソウは肥料焼けすることなく,正常な生育を示し,対照区に比べて,15%増収し,逆に植物体硝酸濃度を3割低減することができた。また施肥窒素利用率は通常の全層区が7%であったのに対して,接触施用区では47%と著しく向上した。植物成長調整剤オーキシンとL-β-フェニル乳酸の水稲根の伸長に及ぼす影響を検討し,1AA処理区では対照区に比べて10-^8で,また,Lβ-フェニル乳酸では,10100ppmで種子根長を増加させる傾向が得たが,それ以上の濃度では根伸長が阻害された。リン獲得根伸長を示す新たな作物の検索を20種について行い,アブラナ科のケール,タアサイは強度のリン獲得根伸長を示し植物体リン含量,根量も高かった。またアカザ科のビート,ホウレンソウは,一部のリン酸肥料に弱く絡みつき,中程度のリン獲得根伸長現象と考えられたが,この他の作物種では認められなかった。

さらにリン肥沃度のやや低い農耕地土壌を用いた木枠試験で,被覆リン酸一安を用いて,コマツナ,カブ,ダイコンを栽培したところ,健全な生育を示し,根が肥料の廻りを取り囲むリン獲得根伸長を確認した。根毛形成促進rol-c遺伝子を1コピー導入した水稲品種ササニキキのホモ系統幼苗は,草丈が短く矮化したが,根毛の増加は認められなかった。そこで新たにrol-c遺伝子をタバコに導入する実験を開始した。作物による肥料効率を飛躍的に向上させるには肥効調節型肥料を用いて、作物根と肥料粒子の接触割合を向上させることが重要である。そこで両者の接触割合を高めるための作物側の改良(根量増加)と肥効調節型肥料を用いた実際の接触施肥栽培を検討し以下の成果を得た。作物根量の増加法:(1)この2年間、水稲に根毛増大遺伝子rol-cの導入を試みたが、草丈は矮化するが、根毛の増加は認められなかった。そこでrol-c遺伝子による不定根の誘発メカニズムは単子葉植物では働かないのではないかと考え、今年度はrol-c遺伝子のタバコへの導入を試みたが、根量の増加は明らかでなかった。(2)植物成長調整剤の根伸長促進物質であるしβ-フェニル乳酸(LBP)の水稲の茎葉生育や根系形成に及ぼす影響を検討したところ、LBP処理区の葉齢、草丈は対照区より有意に増加した。これに対して根数は両処理区で有意差は見られなかったが、最長根長や肥料成分の吸収に関係の深い表面積はLBP処理区で有意に増加した。有意差が認められた表面積を根の直径によって区分し検討したところ、太根では処理区間で有意差は認められなかったが、細根ではLBP処理区が50%程度有意に増加した。この表面積の増大が肥料効率を向上し、地上部の生育促進に繋がったものと思われる。また肥効調節型肥料の接触施肥栽培試験結果は(1)昨年に引き続き、茶樹の肥効調節型肥料封入スティック肥料による接触施肥栽培を検討したところ、茶の収量、品質を低下させずにNとして35kg/10aの施用量まで低減できることが明らかとなった。(2)マコモタケの肥効調節型肥料を用いた超省力的な不耕起全量基肥接触施肥栽培を試みたところ、速効性硫安区より、有意に本数、収量とも増加することが認められた。(3)アブラナ科作物のリン獲得根伸長を活用し、ダイコンの被覆リン酸一安を用いた接触栽培試験を検討したところ、14-23%の高いP利用率を得た。また白菜については22-42%と更に高いP利用率を得た.肥効調節型肥料を用いた接触施肥技術の実用化に向けた改善を行い、次の結果を得た。(1)肥効調節型肥料の接触施肥の特長を最も反映できる、シードテープの同位置に種子とシグモイド硫安被覆肥料を封入した、ホウレンソウの超省力、高付加価値接触施肥栽培を行い、省力化と高品質化が可能であることを明らかにした。(2)永年性の代表的高付加価値作物である茶樹の生育収量に対するスティック型肥効調節型肥料の3年間の試験結果をまとめ、品質収量を低下させることなく窒素施肥量を30kg/10aまで低減することができた。(3)リン酸資源の枯渇に対応するために、リン獲得機能を有する、アブラナ科植物の生育、収量とリン酸の接触施肥技術の関係をダイコンで検討し、P2050.8g,1.6g/pot施用で充分な生育が得られ、利用率も50%余の高い値が得られた。(5)根量増大遺伝子rol-cは単独ではイネ、タバコでは根量増大効果が見られない事を明らかにすると共に、野生型のAgrobacterium rhyzogenes感染タバコを作成し、これに野生型花粉の交配で根量の増大した増殖機能を持つ個体を作出した。
社会の分断と統合プロセスのゲーミングアプローチによる解明

本研究では、社会の分断と統合のプロセスに関する2つの課題を達成する。(1)社会心理学における集団間葛藤の解決の知見と研究手法を用いて、意見表明による集団間葛藤とその解消のプロセスを解明する。その手法として目的の異なる集団間に部分的に共通した目標があることを自らが発見できるゲームを開発する。(2)立場の異なる双方の目標が一致するかのように提案して説得する戦略的な意見表明を取り上げ、カルトのマインド・コントロールのプロセスを援用して検討する。こうした共通目標の気づきによる相互理解の促進戦略のプロセスから、社会の統合に関するゲームの開発と評価を行う。
CVD法による多結晶シリコン膜合成時における膜構造の制御

本研究における、研究実績は主に二つのテーマからなる。一つは、薄膜材料プロセスにおける構造制御に関するケーススタディであり、もうひとつは、構造制御のためのモデル構築の方法論に関する研究である。前者としては、薄膜材料プロセスにおける、初期製膜過程での核発生・遅れ時間、最終的な合成膜の配向性、表面凹凸の制御を研究課題として取り上げた。結果、当初の予定であった多結晶シリコン膜の構造制御という課題を乗り越え、材料種によらない、汎用的なフレームワークを提示することができた。具体的には、温度、圧力といった操作条件と、膜構造に関する、ファクトデータの収集、その背後にある理論的なメカニズムに関する調査を行い、現在までにプロセス制御に関して知らされている知見を網羅的に収集した。それら知見は、総説として国際的な学術誌上にて報告している。また、後者のモデル構築方法論の研究として、研究者が問題としている現象に対する作業仮説を効率的に構築するためのツールを開発した。具体的には、文献調査プロセスにかかるコストを大幅に低減するための、膨大な文書情報からの自然言語処理を用いた知識抽出エンジンの開発を行った。また、得られた情報から、本質的な情報のみを抽出する方法論の提示を行い、国際的な学術誌上にて報告した。本研究では、CVD法を始めとする薄膜合成プロセスにおける合成条件と膜構造との間の関連を明らかにすることを目標としている。本年度は、(1)製膜遅れ時間と(2)配向性に関してプロセス条件との対応付けを行うと共に、その生成メカニズムを明らかにした。遅れ時間に関する研究について。CVD製膜時において、製膜初期段階に遅れ時間が存在することは広く知られている。近年のデバイスサイズの縮小に伴ってこの製膜初期段階に関する興味が高まっている。既往の研究では、遅れ時間は、製膜初期段階に関与する様々な要素プロセス(堆積、拡散、凝集、マイグレーションなど)が関与していると推察されてきた。本研究では、基板と基板上の結晶核への前駆体の付着確率の差というCVD法特有のプロセスが本質的に遅れ時間を決定するということを初めて実験的に明らかにした。配向性に関する研究について。配向性とは薄膜において特定の結晶面を持った結晶粒が優先的であるものを指していう言葉であり、配向性の制御は薄膜の物性を制御するための重要な研究課題になっている。しかし、配向性生成メカニズムに関して現在までに統一的な見解は得られていない。本研究では実験的に配向と合成条件の間の関連付けを行った。又、配向性に関する約200報の既往の研究を広く調査することで、配向性メカニズムに関する既往の議論を整理し、プロセス・材料によらない統一的なフレームワークを構築した。
脊髄損傷時の不可逆的神経変性を治癒過程に導くアポトーシス抑制療法の解明

脊髄損傷におけるアポトーシスの病態的ならびに臨床的意義を明らかにし、脊髄損傷後のアポトーシス抑制療法のための基礎的知見を得ることを目標として本教室で確立した脊髄損傷モデルマウスを用いて研究を行った。まず、Fasを介したアポトーシスが脊髄損傷に及ぼす影響を調べる目的で、Fasを発現しないミュータントマウスであるMRLマウスとWild typeのマウスにおける脊髄損傷を比較した。行動学的には、損傷後1週までは違いが認められなかったが、1週以降ミュータントマウスの回復が良好であった。in situ nick end labellingによって組織学的にアポトーシスを比較すると、損傷後1週までは違いが認められなかったが、1週以降Wild typeのマウスのみで損傷部位から離れた部位のアポトーシスが認められた。免疫組織学的に、このアポトーシスはオリゴデンドログリアに生じていることを明らかとし、これによる伝導障害が行動学的な差の原因であることをつきとめた。現在、抗Fas抗体を投与することにより、このアポトーシスを抑制する実験を遂行中である。一方、脊髄損傷における二次損傷を、免疫担当細胞の抑制によって阻止する実験も開始しており、活性化したリンパ球、マクロファージ、およびミクログリアにアポトーシスを生じることが期待される特殊なFasリガンドを脊髄損傷直後に投与することで、脊髄損傷が改善するとの知見を得ている。今後この改善効果が、実際に免疫担当細胞のアポトーシスによって生じていることを、組織学的および生化学的に証明していく予定である。