hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オイル劣化度のオンサイト診断を可能とする新規センサの開発

エンジンオイルや工業用潤滑油などの劣化度は,一般的にはKOH水溶液を用いて滴定することで得られる“酸価"により診断されている。しかし,その測定プロセスは煩雑で,その場診断することができない。本研究では,イオン感応型電界効果トランジスタ(IS-FET)を利用して,オイル中の酸性度を速く簡便に評価できるセンサデバイスの開発を実施した。IS-FET表面にカチオン導電性ポリマーを被覆することで,未使用オイル・酸化劣化させたオイルの両方に対し,酸性度をモニタリングできることを見出した。しかも,一般的な“鉱油"はもちろんのこと,生分解性オイルについても酸性度評価できることを明らかにした。一般的に,工業用油が劣化し様々な不純物が生成してくると,それを使った様々な機械・機器の性能が劣化したり故障を誘発する原因となる。現在は,油中の酸価を確認するために「滴定法」が用いられているが,煩雑で時間がかかるといった問題点がある。そこで,本研究では,それに替わる迅速に酸価を評価可能なセンサの開発を試みた。プロトンを定性・定量可能な電極の表面にある種の高分子膜をコーティングすることで,酸価に対応する応答をすることを確認した。ただし,その挙動は,現在のところ,油の種類に大きく依存する。すなわち,通常の機械油と生分解性油では,劣化前の基本的な各種物性が異なるだけでなく,劣化した際の粘度などの物理的変化や酸化状態などの化学的変化が大きく異なることから,本研究で開発している高分子膜をコーティングした電極で各種油を評価すると,それらの特性に対応した応答特性が得られるようである。本研究で得られた結果の一部は,以下のとおりである。1.劣化前の機械油は,劣化前の生分解性油に比べて,センサ応答値は大きい。それは,酸価の変化に対応した。2.劣化後の機械油のセンサ応答値は大きく変化する。その変化量は,酸価値の変化量に比べて大きい。3.劣化後の生分解性油のセンサ応答値も大きく変化するが,その変化量は,酸価地の変化量とほぼ対応する。ただし,その挙動は生分解性油の質的な違いによってもセンサ応答値の変化は異なる。4.高分子膜の膜厚を調整することで,そのセンサ応答値の応答挙動に大きく影響する。現在、エンジンオイルや工業用潤滑油などの劣化を診断するために、粘度や誘電率、コンダクタンスなどを測定する装置が開発され、その一部は実用化されている。しかし、よりダイレクトにオイルの化学的な劣化状態(酸性度)を迅速で高精度に評価できるデバイスが切望されてきた。そこで本研究では、小型で水溶液中のpHを迅速・正確に測定できるイオン感応型電界効果トランジスタ(IS-FET)を利用して、油中の酸性度をより速く、簡便に評価できるセンサを開発することを試みた。昨年まで検討してきたトクヤマ製カチオン交換樹脂(CER)溶液を塗布したIS-FETでも,参加した油の酸性度の違いを比較的はっきりと確認できたが,Nafion 117(SIGMA-ALDRICH製)を塗布したIS-FETのほうが,より酸性度の違いをはっきりと確認することができた。N117膜の膜厚(約9.5 μm)がCER膜(約21.4 μm)に比べて薄かったことが主原因と考えられるが、N117膜のカチオン導電性がCER膜より高かったことも一因と考えられる。さらに,N117に合成ゼオライト粉末A-3(東洋曹達工業製)あるいはポリエチレンイミン(東京化成工業製)を混合することで特性の改善を試みた。その結果,ポリエチレンイミンを添加すると,酸化された油に浸漬してもほとんど応答しなくなってしまったのに対して,ゼオライト粉末を添加した試料では,応答の大きさはあまり大きくなかったものの,応答速度がかなり大きく改善された。これは,ゼオライト粉末を添加したことで化学的・物理的にオイルから交換膜中へのプロトンの移動が速くなったためと考えられる。これらの詳細なメカニズムをさらに明らかにすることで,より良好な特性の油の酸性度評価用センサの設計手法が確立できると考えている。高分子膜の膜厚を制御することで,そのセンサ応答値の応答挙動をコントロールできることを確認した。また,ある種の添加物を添加すると(比較的プロトンにセンシティブな材料に限る),その応答スピードを改善することができた。さらに,油の酸価とセンサ応答値とをある程度対応させることに成功した。以上のことから,おおむね本研究は順調に進展しているといえる。電気化学今後は,高分子膜の化学的特性,物理的特性を大きく変化させるために,1.イオンにセンシティブなセラミックスとの複合化,2.イオンにセンシティブな有機物との複合化,を行いつつ,その構造を制御することで,センサ特性を改善する。

なお,現在のところ,論文・発表・特許などはないものの,それらの公開に向けて準備を進めているところである。購入した物品(消耗品)が,若干,安く購入できてしまったために生じたものである。物品(消耗品)の購入費として当てる所存である。現在のところ,Webでの詳しい研究成果を公開できない状況である。今後,特許など問題が解決次第,順次公開していく予定である。
マウス海馬領域におけるグルコ-スの取り込みに関する形態学的研究

脳のエネルギ-代謝を規定している諸因子として、毛細血管、ラミニン、シナップス、インスリン、インスリンレセプタ-、グルコ-ストランスポ-タ-を選び、学習、記憶に深く関与しているといわれている海馬領域におけるこれらの密度分布を測定した。次に、脳のエネルギ-代謝が低下する加齢モデルとして、亜硝酸による急性anemic hypoxia実験を用い、シナップスの量的変化、GFAP法によるアストログリアの形態学的変化を観察、次の結果を得た。毛細血管は、分子ー網状層が最も高い密度を示し、CA3aを除く錐体細胞層、顆粒細胞層が最も低かった。これに伴い、毛細血管の基底膜を構成しているラミニンも同様の濃度分布を示したが、脳実質の錐体細胞、顆粒細胞にも免疫陽性像が観察された。これに対して、インスリン、およびインスリンレセプタ-は、逆に分子ー網状層より錐体細胞、顆粒細胞層が有意に高いことが明らかにされ、脳におけるインスリンは他の臓器と異なりグルコ-スの取り込みに直接関与していないことが強く示唆された。また、脳は赤血球の膜と同じくfacilitated diffusionによりグルコ-スを取り込むと言われ、この機構はグルコ-ストランスポ-タ-の介在によるとされている。免疫組織学的検索によるグルコ-ストランスポ-タ-の分布は、海馬領域では、毛細血管の壁が強陽性に染まっているのが観察された。従って層的分布は、毛細血管密度と一致するわけであるが、脳実質でも陽性像が認められ、その分布も血管密度と同じであった。次に、エネルギ-代謝を低下さす目的で亜硝酸による低酸素負荷実験を行なったが、乳酸蓄積を伴う強低酸素負荷にもかかわらず、海馬領域の各層でのシナップスの量的減少は見られず、またこの条件では明らかに脳の浮腫が見られる強い負荷にもかかわらずGFAP法によるアストログリアの形態に何ら変化が見られなかった。脳のエネルギ-代謝を規定していると言われている毛細血管をIndia ink注入組織標本で画像解析装置により海馬領域についてその密度(%±SEM)を測定,次の結果を得た。分子ー網状層30.5±2.8、錐体細胞層(CA3a)27.0±3.9、歯状回分子層25.6±2.3、錐体細胞層(CA3)23.9±1.6、歯状門22.0±3.2、錐体細胞層(CA1)20.6±1.9、上昇層20.3±2.1、放射状層18.9±2.4、透明層15.9±2.0歯状回顆粒細胞層14.6±3.2。すなわち、分子ー網状層が有意に最も高くP<0.01)、次いでCA3a錐体細胞層、歯状回分子層が高く(P<0.01),逆に透明層、歯状回顆粒細胞層は有意と最も低かった(P<0.05)。この結果は、CA3錐体細胞層を除けば先に行なったAstrogliaの密度分布とほぼ同じ順位である。一方,脳は従来glucoseの取り込みに対し血中のinsulinに影響されないと言われて来たが近年脳にinsulinーreceptorの存在が確認され,脳へのinsulinの関与が注目され始めている。しかしながら,脳内のinsulinーreceptorの分布状態については研究者によってその結果が違っている。そこで本研究においては^<125>Iーinsulinを用いてIμM cold

insulin添加の場合と添加しない場合とをmicroautoradiographにより比較,その差を測定することにより海馬領域のinsulinーreceptorの密度分布(grains/mm^2±SD)を測定、次の結果を得た。歯状回顆粒細胞層95.0±25.7、CA3b錐体細胞層87.3±37.3、CA3c錐体細胞層74.2±37.4、CA1錐体細胞層60.2±32.2、分子ー網状層53.9±23.1、上昇層43.1±23.3、歯状門42.1±32.4、放射状層37.3±22.4、透明層34.3±34.9。すなわち、insulinーrecoptorの最も高い密度分布を示したのは歯状回顆粒細胞層、CA3b,C錐体細胞層であり(P<0.05)、逆に分子ー網状層は,これ等部位に比べ有意に低かった(P<0.01)。以上の結果はCA3錐体細胞層を除けば,先の毛細血管およびAstrogliaの密度分布と全く逆の結果である。このことは,脳ではinsulinは、glucoseの取り込みでなくそれ以外の作用に関与しているのではないかと推測される。脳の海馬領域のグルコ-ス取り込みを規定する諸因子として、インスリン、インスリンレセプタ-、グルコ-ストランスポ-タ-及びラミニンの密度分布をABC法による免疫組織化学的手法により検索、次の結果を得た。1)Antiーinsulin(Porcine,200倍希釈)を用いたインスリンの分布は、錐体細胞層、顆粒細胞>上昇層、分子層>放射状層>分子網状層、多形細胞層の順で高く、前年度において組織切片培養でオ-トラジオグラフィ-により検出されたインスリンレセプタ-の密度分布とよく一致していた。しかしながら、Insulin receptorの分布を免疫組織学的に検索するために行なった、灌流固定ラット脳を用いての二種類の一次抗体(antiーinsulin receptor,human20倍、human placenta45倍希釈)標本では免疫陽性反応は海馬領域において全く認められなかった。2)毛細血管の基底膜を構成しているlamininの分布は、antiーlaminin(EHS sarcoma,200倍希釈)を用いてのacidーalcohol固定標本では毛細血管壁が強く染まり、同時に、錐体細胞、次いで顆粒細胞が陽性を示した。しかしながら、パラホルムアルデヒド固定標本では、血管壁は陰性であった。3)脳内にグルコ-スを取り込む際に働くグルコ-ストランスポ-タ-の分布をantiーglucosetransporter(rat brain,200倍希釈)で検索すると、毛細血管の壁が陽性であり、実質では、多形細胞層>分子層、上昇層>分子網状層>放射状層>錐体細胞、顆粒細胞層の順に高い陽性を示した。次に海馬領域の各層のシナップスの量を各例につき60枚の電子顕微鏡を測定した結果、錐体細胞と顆粒細胞層のみが他の層より低いことが明らかにされた。加齢モデルとして、2.5%亜硝酸ナトリウム(225mg/kg腹腔投与、30分負荷)によるanemic hypoxiaの実験でシナップス量の変化、及びGFAP法によるアストログリアの形態的変化を観察したがいずれも異常は認められなかった。
色素自己集積型光合成アンテナの形成プロセス解明とその機能評価

本研究の目的である、光合成色素合成酵素およびクロロフィル生合成経路の解明と、光捕集アンテナの形成過程を生体外で再現する系の構築を行うため、以下のように研究を進めてきた。緑色硫黄細菌・緑色繊維状細菌・クロラシドバクテリウム由来の3位ビニル基水和酵素(BchF, BchV)、緑色硫黄細菌由来の13ー2位メトキシカルボニル基脱離酵素(BciC)、紅色細菌由来のクロロフィリド酸化還元酵素(COR)、緑色硫黄細菌・紅色細菌由来の3位酸化還元酵素(BchC)の計5種類のクロロフィル生合成酵素の調製を行った。基質分子は光合成生物から抽出した天然色素を化学修飾することで得た。多様な基質分子を用いて、上記の酵素による生体外での反応を高速液体クロマトグラフィーや質量分析・紫外可視分光法を用いて分析した。立体選択性も含め、基質の周辺置換基および骨格構造の修飾が酵素活性に与える影響を詳細に調べた。特に当該年度では、これまでのような酵素一つ一つの機能について調べるだけでなく、複数の酵素が共存する系においてそれらの酵素が協働することを生体外で見出した。複数の酵素が同じ系内に存在するという、より生体内に近い環境を再現することで、今後のクロロフィル生合成系の解明のための重要な手がかりになるだろうと確信する。これらの研究成果の一部は、国際論文2報、国際学会での口頭発表1件、国内でのポスター発表1件を通じて報告を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では緑色硫黄細菌が持つクロロゾームと呼ばれる光捕集アンテナの形成過程をin vitroで再現する系の構築を目的としている。クロロゾームは脂質単分子膜からなる小胞体内部にクロロフィル色素が高濃度で存在しており、光合成生物の中で最も高い光捕集能力を示す。本研究では、色素合成酵素によって合成されたクロロフィルが、クロロゾーム型の会合体を形成し、光捕集アンテナとしての機能を果たすまでの過程をin vitroで再現する。具体的には、まず色素合成酵素の機能を調べ、in vitroでの反応条件および基質特異性を調べる。次にそれらの酵素を複数用いて脂質膜上での色素合成系を構築する。さらに色素合成からクロロゾーム形成までのプロセスをin vitroで再現して、人工クロロゾームの光機能性ナノデバイスとしての機能を評価する。当該年度では、クロロフィル合成酵素の機能解析を以下のように進めてきた。緑色硫黄細菌由来の酵素遺伝子を中心に大腸菌や光合成細菌に組み込み、酵素を大量発現させた。酵素とクロロフィル生合成中間体とのin vitroでの酵素反応を、水溶液と有機溶媒の混合系中で行った。基質分子は光合成生物から抽出したクロロフィルを化学的に修飾することで調製した。それらの類縁体も調製し、多様な基質分子を確保した。補酵素の探索も含めた酵素反応系の確立を行い、酵素の基質特異性および反応機構を調べた。これらの反応は、高液体クロマトグラフィーや質量分析・紫外可視分光法を用いて分析した。色素合成系の詳細な情報を提供する本研究は、色素の生合成経路解明に繋がる。加えて、色素合成系の再構築は代謝機能に関する知見を与える。さらに、色素を主成分とする光捕集アンテナ器官の形成過程・機能を分子レベルで解明でき、光合成研究発展の一助となる。本研究の目的である、光合成色素合成酵素およびクロロフィル生合成経路の解明と、光捕集アンテナの形成過程をin vitroで再現する系の構築を行うため、具体的に以下のように研究を進めてきたので報告する。1酵素溶液の調製:緑色硫黄細菌・緑色繊維状細菌・クロラシドバクテリウム由来の3位ビニル基水和酵素(BchF, BchV)、緑色硫黄細菌由来の132位メトキシカルボニル基脱離酵素(BciC)、紅色細菌由来のクロロフィリド酸化還元酵素(COR)および3位酸化還元酵素(BchC)の計5種類のクロロフィル生合成酵素の調製を行った。それぞれの酵素を大腸菌内で大量発現させ、その破砕液を酵素溶液とした。2クロロフィル色素の合成:酵素反応の基質と目されるクロロフィル生合成中間体や反応生成物の標品となるクロロフィル色素の合成を行った。シアノバクテリアや紅色細菌、緑色細菌といった光合成細菌から抽出した天然色素を原料とし、有機化学的に修飾を行うことで順調に進んでいる。天然でみられるクロロフィル生合成中間体に加えて、その類縁体も調製し、多様な基質分子を確保している。3生体外での酵素反応:上記のクロロフィル合成酵素溶液のうち、これまで反応系が構築されていなかった酵素については反応系の構築を行った。その他の酵素については、これまで報告してきた条件を用いて実験を進めた。さらに、既にin vitro反応系の構築に成功している5種類の酵素を対象に、有機合成した多様な基質を用いて基質特異性の検討を行っている。5研究発表:上記の実験結果について、3報の論文発表と7件の学会発表を通じて報告した。また2017年11月にインドで行われた国際学会においては、若手発表者の中から特に優れた研究を行った者に授与される「Young Talents Award」を受賞した。緑色硫黄細菌・緑色繊維状細菌・クロラシドバクテリウム

由来の3位ビニル基水和酵素(BchF, BchV)、緑色硫黄細菌由来の13ー2位メトキシカルボニル基脱離酵素(BciC)、紅色細菌由来のクロロフィリド酸化還元酵素(COR)、緑色硫黄細菌・紅色細菌由来の3位酸化還元酵素(BchC)の計5種類のクロロフィル生合成酵素の調製を行った。基質分子は光合成生物から抽出した天然色素を化学修飾することで得た。多様な基質分子を用いて、上記の酵素による生体外での反応を高速液体クロマトグラフィーや質量分析・紫外可視分光法を用いて分析した。立体選択性も含め、基質の周辺置換基および骨格構造の修飾が酵素活性に与える影響を詳細に調べた。特に当該年度では、これまでのような酵素一つ一つの機能について調べるだけでなく、複数の酵素が共存する系においてそれらの酵素が協働することを生体外で見出した。複数の酵素が同じ系内に存在するという、より生体内に近い環境を再現することで、今後のクロロフィル生合成系の解明のための重要な手がかりになるだろうと確信する。これらの研究成果の一部は、国際論文2報、国際学会での口頭発表1件、国内でのポスター発表1件を通じて報告を行った。未だ生体外での反応が報告されていないクロロフィル合成酵素種の反応系の構築を試みる。生体外での反応系が確立されている酵素については引き続き基質特異性を詳細に調べ、生合成経路の考察を行う。また、リポソーム系における反応系の構築に向け、反応場に用いる脂質の検討を行う。まずは生体膜に含まれている脂質を中心に、酵素の反応性に与える影響を調べる。さらに、基質や酵素の組み合わせを変えて、非天然クロロゾーム色素の合成も検討する。そして色素合成からクロロゾーム様の会合体形成までの過程を生体外で再現し、その光捕集ナノデバイスとしての機能を評価する。会合体の有無やその会合様式は、紫外可視吸収および円偏光二色性スペクトルの解析により確認する。また、動的光散乱法や電子顕微鏡を用いて、クロロゾームの巨視的な構造を観察する。さらに、クロロゾームを構成する色素分子の構造が与える影響についても考察する。これらの人工クロロゾームに、エネルギーアクセプターとなるクロロフィル分子を加え、エネルギー移動を調べる。エネルギー移動の確認は、蛍光発光スペクトル解析によって行う。異なる分子構造を持つクロロフィルから構成されたクロロゾームをそれぞれ比較し、その機能を評価する。得られた結果をまとめ、国内外の学会および論文で発表する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
アレルギー疾患関連遺伝子多型の複合的解析

アレルギー疾患原因遺伝子研究を混沌とさせている要因の一つに、個人間で遺伝子塩基配列の異なる多型の存在やその比率が民族間で異なっていることが挙げられる。本研究では、日本とポーランドの共同研究により、IgE受容体遺伝子を中心に、この問題点を考慮した解析を行い、相違点・一致点を明らかにした。高親和性IgE受容体、FcεRIは、アレルゲン特異的IgE抗体を介したアレルギー反応において鍵となる受容体である。FcεRIを構成する3種類のサブユニットのうち、αとβサブユニットは本受容体固有の分子である。それぞれ、IgE抗体との結合、細胞内へのシグナル伝達を担っており、受容体の機能発現に必須である。近年その遺伝子発現制御領域に存在するいくつかの多型について、アレルギー疾患感受性やIgE抗体価と相関があることが報告されている。遺伝子多型は、民族によってアレルの出現頻度が異なることから、統計の母集団となる国によって疾患への影響が違ってくる報告例は少なくない。本研究では、日本とポーランドを対照に同じ遺伝子多型を標的とした統計解析を行うことにより、それぞれの国における多型と疾患の関わりをより明らかにすることを目指している。今回、αサブユニット遺伝子制御領域中に存在する多型間の連鎖が、日本とポーランドで異なる傾向を示すことを見出した。即ち、日本とポーランドでは、疾患感受性を決定する、注目すべき多型が、同一遺伝子上でも異なる位置に存在する可能性を示す。これは、両国間のみならず、アジア圏と西欧圏に位置する国々へも展開しうる知見であると考えられる。多因子疾患であるアレルギーは、環境要因と複数の遺伝子素因が複合的に作用することにより疾患感受性が決定される。我々の研究グループでは、IgE抗体を介したI型アレルギー反応において中心的な役割を果たす高親和性IgE受容体構成分子の遺伝子多型の幾つかがアレルギー疾患の原因遺伝子多型であることを分子生物学及び統計学的手法により明らかにし報告してきた(Hasegawa,M.J.Immunol.2003,Nishiyama,C.J.Immunol.2005)。今回、IgE受容体αサブユニット遺伝子プロモーター上の第二の多型としてアレルギー疾患との相関が報告されている-315C/T多型(Potaczek,D.Allergy 2006,Bae,J.S.J.Allergy Clin.Immunol.2007)が遺伝子機能に及ぼす影響を解析し、この多型が2種類の転写調節因子Sp1とHMG関連分子の結合活性に関わることによりヒト好塩基球表面の受容体発現量を左右することを示した(Kanada,S.J.Immunol.2008)。ところで、アレルギー疾患原因遺伝子多型研究では、疾患感受性への関与が報告する研究グループによってしばしば異なる結論を得るが、その原因の一つとして遺伝子多型の出現頻度が民族間で異なることが挙げられる。この問題を考慮してIgE受容体構成分子の遺伝子多型がアレルギー疾患に及ぼす影響を明らかにするため、日本とポーランドのヒト遺伝子多型の比較検討を進め、幾つかの多型について他多型との連鎖が民族間で大きく異なることを観察している。また、αサブユニットの上流プロモーター近傍に存在する多型の遺伝子発現機能への関わりを解析し、転写調節因子YY1の結合に決定的に影響することを見いだした。医歯薬学
好酸球性鼻副鼻腔炎の病態における自然免疫の役割－アラーミンとIL-18について

アラーミンの一つである、HMGB1とClaprotectin(S100A8/A9)について、(1)HMGB1はアレルギー性鼻炎や慢性副鼻腔炎鼻汁中に高濃度に存在し、その刺激は、RAGE受容体を介して培養鼻粘膜上皮細胞からのIL-8,IL-6の産生とmRNA発現を引き起こした。また、TNF-alpha刺激によって、培養鼻粘膜上皮細胞からのHMGB1産生とmRNA発現が増強された。(2)ダニ抗原やアルテリナリア刺激、黄色ブドウ球菌由来プロテアーゼなどの刺激により、培養正常気管支上皮細胞からのCalprotectin産生とmRNA発現が増加した。Calprotectinは、その受容体であるTLR4とRAGEを介して、ATPとの共刺激で、培養正常気管支細胞からのIL-25,TSLP産生とmRNA発現を増強させ、さらにアルテリナリア刺激によるIL-25,TSLP産生とmRNA発現も増強させた。好酸球性副鼻腔炎鼻粘膜では正常鼻粘膜や慢性副鼻腔炎鼻粘膜に比べて、Calprotectin量が少なかったが、こうした抗原指摘によって培養鼻粘膜上皮細胞から産生されるCalprotectin量は、好酸球性副鼻腔炎由来の培養上皮細胞で、有意に増加していた。以上の結果から、さまざまな炎症刺激によって、鼻粘膜上皮細胞からアラーミンである、HMGB1やClaprotectin(S100A8/A9)が産生され、こうしたアラーミンが鼻副鼻腔炎における炎症反応の進展に関わっていることが明らかになった。現在は、こうした上皮細胞を介した炎症反応におけるIL-18の役割について検討している。IL-18を介した炎症メカニズムについての検討も進んでいる上皮細胞を介した炎症反応におけるIL-18の役割について、培養正常気管支上皮細胞や培養鼻粘膜上皮細胞を利用して検討している。さらに、手術の際に採取した、アレルギー性鼻炎、慢性副鼻腔炎、好酸球性副鼻腔炎の鼻粘膜における、IL-18量とその局在を明らかにし、好酸球性副鼻腔炎や慢性副鼻腔炎由来の培養鼻粘膜上皮細胞を利用して、正常な鼻粘膜上皮細胞と比較しながら、疾患に伴うIL-18産生の変化について検討している。
アクチビンAによる骨髄腫細胞アポートシス機構の解析治療応用への可能性の検討

我々は骨髄腫細胞やマウスB細胞ハイブリドーマなどの形質細胞由来細胞に対して増殖抑制効果を持つ蛋白因子としてアクチビンAを報告した。B細胞ハイブリドーマを用いた解析により,アクチビンAの増殖抑制効果は細胞周期G1期停止とアポートシスの両方を介すること,さらにアクチビンAによるG1期停止はアポートシスに先行することが明らかとなり,細胞周期とアポートシスとの関連が示唆された。我々は本研究により,アクチビンAがサイクリンD2発現抑制とp21/CIP1/WAF1発現誘導により,CDK4を介した網膜芽細胞腫蛋白質(Rb)のリン酸化を抑制することを明らかにした。さらにこのサイクリンD2高発現抑制がG1期停止とアポートシスにどのように関連しているかを検討するために,サイクリンD2高発現細胞株を樹立し,アクチビンAによるG1期停止とアポートシスへの効果を検討した。サイクリンD2の発現はアクチビンAによるRbリン酸化抑制とG1期停止を部分的に抑制するが,アポートシスには全く影響がないことから,サイクリンD2発現抑制はG1期停止に関与しているが,アポートシス誘導とは直接関連がないと考えられた。現在更にp21/CIP1/WAF1とアポートシスとの関連について検討中である。我々はアクチビンAによる骨髄腫細胞のアポートシス誘導効果が低濃度のレチノイン酸により増強されることを見出した。実際に6症例の骨髄腫患者サンプルについて検討したところ,アクチビンAによるアポートシス誘導とレチノイン酸によるアポートシス増強効果が約3例で見られた。現在症例を増やしアポートシス誘導機構解析を行っている。
象牙芽細胞分化モニター法の開発とその応用

前年度までの実験に引き続き、細胞株で相同組み換えを行うためのベクターの改変、targeting vectorの作成、およびgene targetingを行う際の遺伝子導入条件の検討を行った。knock-in vectorとなるプラスミドは、遺伝子発現マーカーとしてIRES-EGFP、選択マーカーとしてneomycinを用いた。さらにnegative selectionとしてHSV-TK遺伝子を置き、neomycin遺伝子はloxP siteではさんだ。前年度に単離したDspp遺伝子ゲノムを挿入し、そのコンストラクトを間葉系幹細胞C3H10T1/2細胞に遺伝子導入した。その際、ほぼ同じサイズの(15kb)コントロールプラスミドを用いて導入効率を検討した。さらに、ES細胞ではtargetingを行う配列によって相同組み換えの起こりやすさが異なることが知られているため、すでにES細胞においてgene targetingが行われた遺伝子に対するknock-in vectorプラスミドを作成し、それを相同組み換えのモニターのpositive controlとした。すなわちRecQL4遺伝子に対するknock-in vectorを用い、遺伝子導入後、選択培地で培養し、いくつかのクローンを回収した。それら選択クローンを増殖させ、DNAを回収し、knock-in vectorの挿入部位近傍の配列決定を行った。現時点までに、RecQL4遺伝子、Dspp遺伝子ともに目的とされる部位には挿入されていない。相同組み換え実験を細胞株で行うために必要な条件、すなわち、高い遺伝子導入効率、大量の選択クローンのスクリーニングである。おそらくES細胞に比べ組み換え効率は2桁近く低いことが予想されるため、この条件をクリアすべく更なる検討を行っている。間葉系幹細胞C3H10T1/2細胞を用いた象牙芽細胞分化のモニター法の開発を試みる方法の第一歩としてDspp遺伝子のゲノムDNAの単離とknock-inによるLacZ遺伝子の挿入を行うためのtargeting vectorの作製を行った。ゲノム情報をもとにプライマーを設計し,C3H10T1/2細胞のゲノムからlong PCRによりDspp遺伝子10kb(6kb+4kb)を単離し、それぞれサブクローニングした後に、シーケンスにより塩基配列を確認した。knock-in vectorとなるプラスミドは、遺伝子発現マーカーとしてIRES-EGFP、選択マーカーとしてneomycinをバックボーンとした。さらにnegative selectionとしてHSV-TK遺伝子を置き、neomycin遺伝子はloxP siteではさみCreを使ってあとで除去できるように工夫を加えた。作製したknock-in vector内にDspp遺伝子10kb(6kb+4kb)をライゲーションによって挿入しtargeting constructとした。間葉系幹細胞C3H10T1/2細胞にエレクトロポレーションで遺伝子導入するための準備と,して、培養条件の検討を行った。すなわち巻き込む細胞数、培養時間、経代数を変数としてエレクトロポレーションを行い一番効率の高い遺伝子導入がみられる条件を探した。その条件をもとに、作製した前述のtargeting constructをtransfectionしクローン選択をした。
離散付置環上のモチビックコホモロジー

数論幾何学とは,多項式の系の整数解または有理数解の研究である.そのために,他の領域における解の研究にも役に立つ,例えば,複素数解,実数解,有限体解,とp-進解は興味深い.この解の集合の重要な不変量はモチビック・コホモロジー,高次チャウ群とススリンホモロジーである.本研究ではこの不変量に対して,いくつかの定理が証明された.体上のサイクル写像、高次チャウ群と多様体の類体論について研究した前のプロジェクトから残っている研究では、有限体上の(スムースや固有に限らない)曲線のZ-コンストラクティベル層のウェイ・エタル・コホモロジーの双対性を証明して、論文を書いた。それはDeninger(エタル・コホモロジー版)とLichtenbaum(スムーズの場合)の結果の一般化である。本研究について、ハイデルベルグ大学のシュミット先生と研究の打合せをした際、高次チャウ群の代わりにススリン・ホモロジーを使うと、多様体の類体論を固有に限らないスキームへ一般化ができることに気付いた。具体的に、代数閉包体上の(滑らかや固有に限らない)スキームに対して、有限係数1次ススリン・ホモロジー群からアーベル化したテーム基本群への自然な相互同型が存在することを予想している。以前共同研究で、この相互写像を構成した。それに伴って、多様体Xが正規の時、次数0のススリン・ホモロジーの捻れ部分群はXのアルパネーズ多様体の捻れ部分群と同型(Rojtmanとシューピース・サムエーリの定理の一般化)となる。ウェイ・エタル・コホモロジーを使って、有限体上の曲線上の整数係数の層の双対性を証明した。それは捻じれ群係数の一般化で、Lichtenbaum氏とDeninger氏の結果の一般化であって、Documenta Mathematiquaで出版した。代数的閉体上の正規な多様体に対して、次数0のススリン・ホモロジーの捻れ部分群はアルバニーズ多様体の捻れ部分群と同型(Rojtmanの定理の一般化)を証明した。この結果について今論文を書いていて、サーベイを論文で提出した。ハイデルベルグ大学のシュミット氏との共同研究で代数的閉体上の(滑らかや固有に限らない)スキームXの1次の有限係数ススリン・ホモロジーからアーベル化したテーム基本群への相互写像を構成し、特異点の解消のもとで同型であることを証明した。同様に有限体上には私が前の論文に導入したウェイ・ススリン・ホモロジーからアーベル化したテーム基本群への相互写像を構成し、同型であることを示した。そのために1次のテーム・エタル・コホモロジーを定義して、ススリン・ホモロジーとテーム・エタル・コホモロジーの間に双対を定義して、その双対が完全であることを示した。この結果について今論文を書いているところである。数論幾何学とは,多項式の系の整数解または有理数解の研究である.そのために,他の領域における解の研究にも役に立つ,例えば,複素数解,実数解,有限体解,とp-進解は興味深い.この解の集合の重要な不変量はモチビック・コホモロジー,高次チャウ群とススリンホモロジーである.本研究ではこの不変量に対して,いくつかの定理が証明された.27年度が最終年度であるため、記入しない。数論幾何学高次チャウ群よりススリン・ホモロジーの方が相応しい性質を持つので、研究は多少異なる方向に歩んだが、この影響でより良い結果が期待できる。本研究するとき、有限体上の曲線の双対性とRojtmanの定理の一般化を証明できることを気づいた。だからそれに対して研究して論文を書いた。27年度が最終年度であるため、記入しない。まずは構成した相互写像が同型であることで始まる。それから、閉体の基底から、ほかの基底へ一般化すること。特に有限体上では、前の論文で構成したウェイ・ススリン・ホモロジーから閉体と同じ方針で相互写像を作れる。それが同型となることと予想している。ハイデルベルグ大学のシュミット氏と今までの研究を続く。Suslin-Voevodskyによると、基底閉体の標数が係数を割らない時、ススリン・ホモロジーはエタール・コホモロジーと双対だが、係数が標数のべきの時、Suslin・Voevodskyの定理の類似が成り立たない。だから、エタール・ホモロジーのテーム部分群を定義し、この部分群がススリン・ホモロジーと双対であることを示すことを目的とする。方針として、ふさわしいGrothendieck位相を定義して、この位相の基本的な性質の証明することである。双対を証明するための求めている性質は、固有基底変換定理と固有で滑らかなスキームXとXの開部分スキームのテーム・エタール・コホモロジーが一致することである。
弾性・非弾性散乱データ同時解析による計測物質科学の創成

本研究では、ダイヤモンドや単体金属などの構造が比較的単純な物質を対象に、放射光X線回折で得られる粉末回折パターンから、Bragg反射強度だけでなく熱散漫散乱などの様々な散乱も同時に解析することで、静的、動的な精密構造を観測する手法の開発を行った。特に熱散漫散乱の大きい単体金属アルミニウムについて、フォノンに由来する熱散漫散乱の温度変化を観測するとともに、自由電子ガスモデルからのずれを示すわずかな電子密度の変調を観測することにも成功した。本研究では、その輝度向上によって原子・電子配置から、電子運動量密度、フォノン分散、スピン状態、原子核配置など観測対象が拡張し続けている放射光X線散乱を対象に、観測から有限温度における物質の機能予測・設計を可能とする学理基盤を回折法による電子密度分布に基礎をおいて構築を目的として進めている。本年度は、SPring-8にて、37KeVという装置のこれまでの限界を超えた高エネルギーX線回折の実験を開始するとともに、データ解析に関しても実解析とともに情報収集等を開始した。弾性散乱であるBragg散乱、熱散漫散乱については、ダイヤモンドと単体金属を試料として、30Kから800Kの範囲で回折データを測定することで、Bragg散乱の強度減衰とともに現れる熱散漫散乱を精密に計測することに成功した。現在、熱散漫散乱解析のための理論の構築を進めている。Bragg部分では世界最高精度で電子密度を解明することができたと考えている。この研究については、今年度の8月にインドで行われる国際結晶学連合の会議に申し込み済みである。また、コンプトン散乱からの電子運動量密度の解明を進めるために、自身が委員を務める国際結晶学連合の会合において、非弾性散乱のセッションをコンプトン散乱の研究者と同時に提案して、Chairを務めることが決定した。加えて、コンプトン散乱の研究者の研究者が主催する国際会議にも出席し、情報収集と研究交流にも努めている。今年度は、自身がSPring-8のパートナーユーザーメンバーを務めるビームラインにおいて、ビームライン担当者と複数回議論を重ね、本研究を遂行するために、これまでのビームラインでの利用波長の上限である35KeV(0.353Å)より高エネルギーの37KeV(0.32Å)のデータ測定を開始した。初期の機器装置の調整や、測定データの質の判断等を年度の前半に行い、後半の9月以降からは、実際にデータ解析可能なデータ収集が開始できるようになった。前半には、ビームストッパ散乱の低減や、バックグラウンドなど微弱でブロードな散乱の検出器位置依存性など複数の問題がみられたが、ひとつずつ解決し、進めていくことができた。年度の後半からのマシンタイムでは、He吹き付け装置の利用や、良質試料の選択なども開始して、ダイヤモンドや単体金属の超精密データを測定することに成功した。また、第一原理計算を利用したX線回折データの予測システムについても、WIEN2kをインストールしたワークステーションを複数台稼働させ進めている。ダイヤモンドについては、構造因子を条件を変えて計算し、実験値との違いを検証している。また、理論では推定が難しい、非調和熱振動による構造因子変化も、実験と共有結合を適切にあわらした理論計算との比較によって解明が進んでいる。これらの成果については、デンマークオーフス大学材料結晶学センターとも連携の上、8月にインドで行われる国際結晶学連合会合に発表を申し込んだ。加えて、この研究が、コンプトン散乱の研究者や当初予定していなかったX線自由電子レーザーの研究者も巻き込んで幅広く展開しつつある。本研究では、その輝度向上によって原子・電子配置から、電子運動量密度、フォノン分散、スピン状態、原子核配置など観測対象が広がり続けている放射光X線散乱を対象に、観測から有限温度における物質の機能予測・設計をかのうとするが来る構築を回折法による電子密度分布に基礎を置いて構築することを目的に進めている。研究開始の昨年度よりSPring-8において37KeVのこれまでの装置の限界を超えた高エネルギーX線回折データを測定する方法を基盤化した。この手法にて、ダイヤモンドと単体金属を試料として30Kから800Kの範囲で回折データを測定することで、弾性散乱であるBragg散乱、熱散漫散乱を精密に計測することに成功した。電子密度解析については、世界最高の精度・確度での解析が行えたと判断し、2017年8月に分野でもっとも権威のある国際結晶学連合の会合にて発表した。特に、ダイヤモンドの高分解能データの報告は30分の口頭講演に採択された。熱散漫散乱の解析については、単体金属をbaseに解析を進めた。最終的にフォノンの分散寒けとの関連づけまで解析が進められたのは、アルミニウムであった。アルミニウムに置いては30Kから室温に至る熱散漫散乱の変化を明らかにし、それを解析することにも成功した。コンプトン散乱については、理論を学びつつ、散乱を計算可能な第一原理計算ソフトウェアを納入して解析を始めたところである。熱散漫散乱だけでも他温度の精密データからこれまで引き出せなかった情報が引き出せたため、コンプトン散乱も今後の解析結果に期待してくる。

放射光実験、データ解析、理論構築、人脈の構築など複数の事柄が協調して進み始めていることを実感しているため、現状の進め方を継続しつつ、研究全体を進行させる。研究計画で予定されている、(1)回折実験から求めた構造因子を利用した価電子のエネルギー最適化計算システムの構築、(2)電子状態を、実測の構造因子、コンプトンプロファイル、熱散漫散乱と強度を一致させつつ、エネルギー最適化を行うシステムの開発。についても、年度の前半からすすめる。(1)については、類似の先駆的な研究であるDr. Dylan JayatilakaのTONTOシステムを参考にし開始の予定であった。一方、昨年度の途中より、研究代表者の研究室に着任したVenkatesha Rama Hathwar助教が、TONTOシステムを使った共同研究をJayatilaka氏のグループと進めていることが判明した。このため、このグループとの連携は一層進んでいる。例えば、昨年末には、筑波大でワークショップを開催し、関連研究者を招待し講演をしてもらっている。このため、この部分については、年度の前半には目途が立つと思われる。(2)については、コンプトン散乱の原理の理解が想定より困難な部分があることが判明したため、国際結晶学連合などの会議を通じて知り合ったコンプトン散乱の研究者に大学で集中講義的なレクチャーを年度の前半に計画している。その後に、ソフト作成を開始していく予定である。放射光X線回折本年度は、ワークステーションの大規模システムは購入せずに一台のシステムをまず購入し、ソフトウェアは購入して動作確認を中心に進めた。その結果、ソフトの利用などは十分に進み、さらなる大規模システムに進められる目途が立った。一方で、この新システムの開発には、国際会議参加等で情報を集めることが必須のことも痛感した。このため、研究を進めている大学院生に国際結晶学連合会合に出席してもらうことを考えて、申し込みをした。この研究にかかわる、国際会議発表が次年度に行われることになったため、その分の旅費を賄うために次年度に予算を残した。次年度は、ソフトウェア開発を中心に、国際結晶学連合会合をふくめた会合出席による成果発表と情報収集をともに進めて、最終的なシステムの完成を目指す。西オーストラリア大への出張については計画通り進める予定である。それ以外の経費の利用については、計算機の拡充を行うとともに、コンパイラ等のソフトウェア開発のための環境整備に利用する。
保型形式から得られるL-関数の数値計算と理論の研究

本年度は、有限体上定義された代数曲線上の関数空間から得られる誤り訂正符号(代数幾何符号)に関する数値実験を行った。代数幾何符号については、情報率と誤り訂正能力に関するVarshamov-Gilbert限界式を越える優秀な符号系列が、モジュラー曲線を底曲線とする符号の中で得られることが知られており、現在実用化に向けてその効率的な復号法の開発が主要なテーマとなっている。そこで本年は代数曲線論を計算機上で展開できるスタイルで記述し、符号化アルゴリズム、及び復号化アルゴリズムのひとつを実際にプログラムに組んで数値実験に取り掛かった。現在はプログラムのプロトタイプを作成した段階であり具体的成果はまだ得られていないが、代数幾何符号のパラメータを系統的に動かしてデータベースを作成し、数値観察を行なうことを計画している。また今のところ数値計算には曲線の定義方程式を与える必要があるので、モジュラー曲線から得られる符号を実用に使えるよう具体的に記述することは全く易しくない。保型形式に関して今まで行なってきた数値実験の計算データを実用化に応用することも今後の課題である。テ-タ級数による一変数保型形式の空間の生成問題に関する数値実験は、今年度偶数レベルの場合を行う予定であったが、これは継続して研究中である。
戦時下日本・朝鮮・満州映画における女優表象の比較研究

本研究は、最近発掘された植民地地域の映画を研究対象に含め、戦時下の東アジア映画の全体像を把握するものである。そして、1931年満州事変から1945年第二次世界大戦終戦に至るまでの時期において日本、朝鮮、満州の映画界に現れた文化史的現状を「女優」という一つの軸を中心に分析することで、東アジア映画界のネットワークの在り様を明らかにすることを目的とする。その中で特に主眼を置いている課題は、既存の一国的な観点からではなく、帝国の中心(日本、内地)と植民地周辺(朝鮮・満州)との間で起こる統合/分離の緊張関係の中で、東アジア地域における戦時下映画を捉えることである。そのため、本研究は田中絹代、原節子、文芸峯、金信哉、李香蘭といった戦時下の東アジア映画界における重要な女優たちを対象にし、今年度は彼女らの表象比較に重点をおいて研究活動を行った。その結果、各々の表象を日本と朝鮮・満州映画史に結びつけつつ、しかし個別的女優史としてではなく、映画産業や国家政策、言説、言語、欲望、またその時代の社会的・文化的環境との関係といった複数のレベルの要素が複雑に関わり合った重層的な歴史的変容として描き出すことができた。今年度の研究は個々の女優を演技者として検討する方法よりも、帝国と植民地の間(in-between)と彼女らがどのように接合されていたかという戦時下の映画と女優との構造的な相関関係や帝国ー植民地の影響関係を浮き彫りにしたことに意義がある。単行本出版が今年度内に達成できなかったのはあるが、概ね計画通り研究成果を出してきたため(抄録なし)本研究は、最近発掘された植民地地域の映画を研究対象に含め、戦時下の東アジア映画の全体像を把握するものである。従来の研究が19301940年代東アジア映画に関する多様な研究成果を生み出してきたものの、それが各々日本、中国、韓国という個別国家の範囲で行われてきたため、映画史的相関性・相違性にもとづいた相互的な視点から、この時期の映画を比較・検討した総合的研究は未だにないと言っても過言ではない。日本側では特に植民地地域の映画に対してまだ殆ど知られておらず、帝国と植民地というネットワークを形成していた近代の日本映画の一面を正しく理解するためにも、本研究は必要不可欠な研究だと考えられる。今までの研究実績についてはまず戦時下の日本・朝鮮映画の相関関係について研究成果を出したことが報告できる。これは等閑視されてきた帝国と植民地の文化現象を田中絹代、原節子、文芸峰、金信哉の事例を通して比較分析したものである。研究課題の研究対象となる五人の女優の中、四人の分析がおおむね終わっており、それに関連した成果を出したので、おおむね順調に進展していると言える。単行本出版が今年度内に達成できなかったのはあるが、概ね計画通り研究成果を出してきたため平成25年度には満洲地域の映画女優・李香蘭の表象に関する研究に移り、その研究結果を日本と朝鮮の女優との相関関係を中心に分析していく予定である。(抄録なし)
穎果の登熟優先度調節系の解析による近未来超多収遺伝子型イネの登熟理想特性の提唱

イネには穂内の穎果の登熟優先度調節(SCP)系があり、その強さには遺伝的差異がある。最近育成された高sinkcapacity(籾数/単位面積×玄米重)のイネを用いた実験では、穂の下部の弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくいイネつまりSCPが弱いイネが強いイネよりも高登熟であった。よって、高いsinkcapacityに加え、SCPが弱い特性を近未来超多収遺伝子型イネの登熟特性として提唱する。イネにおける弱勢な穎果は,強勢な穎果よりも登熟優先度が低く,初期成長が遅延し登熟が悪化し易い.また,登熟優先度調節の強さには遺伝的差異があり,弱勢な穎果の初期生長が遅延しにくい、すなわち登熟優先度調節が弱い品種が存在する.一方,sink capacityを高めた超多収の可能性がある品種(系統)が最近数多く作り出された.本研究では,これらについて,その登熟優先度調節系を植物ホルモンの面から,穎果のデンプン蓄積機構を光合成産物の面から明らかにする.そして,sink capacityの確保の仕方,光合成産物供給,登熟期の光条件など様々な状態を想定し,登熟優先度調節系が登熟に及ぼす影響を整理し,近未来に育成が望まれる超多収イネの理想的登熟特性を明らかにする.イネには穂内の穎果の登熟優先度調節(SCP)系があり、その強さには遺伝的差異がある。イネには,植物ホルモンのアブシジン酸を介した登熟優先度調節系が存在し,とくに低source/sink比条件下において,弱勢な穎果の初期成長を遅延させ,強勢な穎果を優先的に登熟させる働きをしていること,また,登熟優先度調節の強さには品種間差があり,弱い品種では弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくく,強い品種では反対に遅延し易いことが知られている.本研究では,登熟優先度調節の強さが異なる2品種(系統)群(強:ササニシキ・コシヒカリ,弱:アキニシキ・92133)を用い,様々な炭水化物供給条件下で登熟優先度調節系が登熟にどのように影響するかを調査した.出穂前遮光により,すべての品種で出穂前貯蔵炭水化物は減少した.また,出穂前貯蔵炭水化物含量に関係なく,登熟優先度調節の弱い品種が強い品種よりも登熟歩合は高かった.一方,出穂3週後に剪葉によりsource/sink比を低下させると,出穂前貯蔵炭水化物が多い場合には,登熟優先度調節の弱い品種が強い品種よりも登熟歩合は高かったが,貯蔵炭水化物が少ない場合には,反対の傾向が認められた.つまり,登熟期の炭水化物がある程度十分な場合は,登熟優先度調節が弱く,弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくいという特性は登熟にプラスに働くが,炭水化物がある程度制限された場合は,マイナスに働くことが示唆され,登熟優先度調節系は不良環境下で強勢な穎果を優先的に子孫として残すための戦略機構と考えられた.秋田63号は千粒重の増加により、NPT(New Plant Type, IR65600-129-1-1-2)は一穂穎花数の増加によりsink capacityを高めた品種(系統)で、両者とも高い収量ポテンシャルを持つが、登熟が劣る。本研究ではこの登熟が劣る原因を明らかにすることを試みた。なお、一穂粒数が多く多収、さらに低source/sink比下でも弱勢な穎果のアブシジン酸(ABA)レベルが高く維持されるためにその初期成長が遅延しにくく、登熟も悪化しにくい系統92133(中国江蘇省)を比較に用いた。source/sink比を穎果間引きにより増加、遮光により減少させても、全品種(系統)で強勢な穎果の初期成長は変化せず速いままであった。一方、とくに秋田63号とNPTでは、弱勢な穎果の初期成長が遅延、その一部は発育停止し、穂全体の登熟歩合は低かった。遮光はこれを助長したが、穎果間引きにより弱勢な穎果の初期成長は強勢な穎果程度に速くなり,発育停止も減少した。各品種(系統)とも強勢な穎果では、発達初期のABA濃度には処理間差がなかったが、秋田63号やNPTの弱勢な穎果では、初期成長が遅延した対照区や遮光区で低く、穎果間引きで高い傾向が認められた。なお、穎果の発達初期における糖やサイトカイニンの濃度は穎果の初期成長とは関係なかった。また、穎果の直線的乾物重増加期におけるその増加速度は、強勢な穎果が弱勢な穎果よりも大きく、遮光処理で小さく、間引き処理で大きかったが、その時の穎果の糖濃度とは関係がなかった。つまり増加速度はその時利用できる炭水化物に左右されるのではなく、穎果の初期成長の速さに関係していた。

以上より、高い収量ポテンシャルを持つ秋田63号やNPTにおいても,他品種で明らかにされてきたように、弱勢な穎果の登熟不良には発達初期の低いABAレベルが関与していることが示唆された。sinkcapacityが高い夢あおば、べこあおば、ふくひびき、NPT(New Plant Type第2世代),弱勢な穎果の初期成長が遅延しやすいササニシキ、反対に遅延しにくい92133(中国江蘇省)、ほとんどの穎果が1次枝梗着生で1穂穎花数が少ない奥羽飼403号の計7品種(系統)を用い、出穂前7日間の75%遮光処理と出穂後の50%遮光処理を組み合わせて計4処理区を設け、source/sink比の低下(遮光処理)による穎果の初期成長遅延および登熟悪化、さらにそれらの品種(系統)間差を明らかにすることを試みた。出穂前遮光により全ての品種(系統)で茎葉の出穂前貯蔵炭水化物が低下し、登熟歩合も低下する傾向が認められたが、茎葉の出穂前貯蔵炭水化物が高い品種(系統)の登熟歩合が高くなる傾向は認められなかった。出穂後の遮光によりふくひびき、ササニシキ、夢あおばにおいて弱勢な穎果のStage A(開花日)からStage H(穎果の幅が籾殻の幅の半分に達した日)までの初期成長が遅延し、1穂全体の登熟歩合は大きく低下したが、べこあおば、92133、奥羽飼403号ではその初期成長の遅延はごくわずかで、登熟歩合の低下もわずかであった。つまり、弱勢な穎果の初期成長が遅延しやすい品種(系統)ほど1穂全体の登熟歩合も低下しやすいことが示された。以上より、sinkcapacityの高いイネについても、とくに弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくい性質が登熟にとって非常に重要であり、べこあおばはsink capacityが高いうえに、弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくく、登熟も悪化しにくいすぐれた登熟特性を持つ品種であることが示された.遮光(低source/sink比)下でも、弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくく(登熟優先度調節が弱く)、穂全体の登熟も低下しにくいべこあおば(sink capacity大)、92133(中国江蘇省)、奥羽飼403号(ほとんどの穎果が1次枝梗着生)と、遮光下で弱勢な穎果の初期成長が遅延し易く(登熟優先度調節が強く)、登熟も低下し易い夢あおば(sink capacity大)、ササニシキを用い、穎果の初期成長期におけるABA(アブシジン酸)と糖を前年度に引き続き分析したところ、同じ結果が得られた。初期成長期の糖濃度は、全品種において初期成長が速い強勢な穎果よりも遅い弱勢な穎果で高かったが、両穎果において遮光の影響や品種間差はなかった。遮光により強勢な穎果のABA濃度は全品種で変化しなかったが、ササニシキ、夢あおば、べこあおばの弱勢な穎果では低下し、その初期成長も遅延した。一方、92133と奥羽飼403号の弱勢な穎果では、遮光によりABA濃度は低下せず、初期成長は遅延しなかった。また、べこあおばではABAの低下に伴う初期成長の遅延程度はササニシキ、夢あおばと比べ小さかった。したがって、sink capacityが高いイネの登熟には、92133や奥羽飼403号のようにの弱勢な穎果の初期成長期における内生ABAが低下しにくいために、またはべこあおばのようにABAが低下しても感受性が低いために初期成長が遅延しにくく登熟も低下しない特性が重要である。また、ササニシキを用いた実験では、主に初期成長期における低source/sink比により、弱勢な穎果の最終粒重が低下し、白未熟粒発生が増加したことから、穎果の初期成長の遅延は、後に起こるデンプン合成・蓄積の能力低下を通じて穎果の登熟・品質を低下させることが示され、穎果の初期成長の促進要因であるABAの重要性がさらに強調される結果となった。
溶液内におけるクラスターサイズの実験的見積もり

1.研究の背景と目的溶液中のクラスターの研究例は少ない。クラスターサイズという基本的な情報を得る手段も未確立である。現在溶液中でのクラスター研究に適した新たな実験手法の開発が求められている。本研究の目的は、時間分解ラマン分光計を「ピコ秒ラマン温度計」として利用して、溶媒和構造のより一般的な描像を得ることである。この目的のために、(1)同位体置換した溶媒中、および(2)ミセル溶液中での溶媒和構造や溶質-溶媒相互作用の研究を計画した。2.研究の成果(1)同位体置換した溶媒中での溶媒和構造と溶質-溶媒相互作用溶質-溶媒相互作用の溶媒分子の振動構造への依存の有無を調べるために、光励起後の最低励起-重項(S_1)trans-スチルベンからのエネルギー散逸過程をクロロホルムおよびクロロホルム-d溶液中で測定した。実験結果の解析から、両者の間で溶媒和構造や溶質-溶媒相互作用の大きさにほとんど差がないと結論した。振動-振動共鳴エネルギー移動の寄与が明確に現れなかった。(2)ミセル溶液中での溶媒和構造と溶質-溶媒相互作用ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)とドデカン溶液中でS_1trans-スチルベンからのエネルギー散逸を観測した。SDSミセル溶液中ではドデカン溶液中に比べて(a)冷却の速度が大く、(b)時刻0での温度上昇が小さいことが分った。(a)は、溶質の冷却速度が溶媒分子間の熱伝導速度に支配されるという描像でよく説明できる。(b)は、溶媒和分子の数がSDSミセル中でより多いことを示唆する。ミセル溶液では、通常の溶液と異なり、可溶化された溶質近傍とバルクとで分子種が異なる。今後ミセル溶液を研究することで溶液中での分子間エネルギー移動や溶媒和構造についての研究を促進できる可能性を示した。