hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝性モデル動物のペプチド受容体遺伝子解析によるてんかんの分子生物学的異常の解明

ニューロペプチドYは広く中枢神経系に分布し、Y1、Y2,Y5受容体を介して、様々な生理機能を有している。海馬内ではGABAと共存しY2受容体を介してグルタミン神経系に抑制性に作用することが知られている。われわれは、これまでに遺伝性てんかんモデル動物(SER、IGR)を用いて、そのけいれん準備性におけるNPYの関与について報告してきた。本研究に用いたNERは、年齢依存性に部分発作、二次性全般化発作を認め、形態学的異常が少なく、任性を有することから、従来のものより優れた動物モデルである。二次性全般化を認めない時期では、海馬内でのNPYには変化が無く、二次性全般化発作が出現する12W以降では、NPYの免疫活性、mRNAの発現は増大する。Y2受容体は、その発現が歯状回顆粒細胞域で増強し、mossy fiberとシナプスを形成するhilusでの受容体結合部位の著明な増加を誘導している。この所見は、カイニン酸(KA)投与モデルなどと共通しており、全般発作後の代償性変化と捉えることができる。一方Y1受容体は、KAモデルとは異なり、down regulateしないことが判明した。NERの遺伝的背景は現在のところ不明であるが、Y2受容体遺伝子解析の結果、第58番目のCがTに、第747番目のCがTにそれぞれ置換されており、受容体タンパク質のアミノ酸配列では、20番目のロイシンがフェニルアラニンに、266番目のスレオニンがメチオニンにそれぞれ置換されていることが明かとなった。この所見は、本モデルでのY2受容体機能異常さらにはやけいれん準備性と関連において、さらなる検討が必要な課題である。ニューロペプチドY(NPY)は、海馬内介在細胞においてGABAと共存し、グルタミン酸神経伝達系に対してNPY Y2受容体を介して抑制的に働くことから、内因性抗けいれん物質として注目されている。Wistar:Crj系より発生したノダてんかんラット(NER)は、生後6週頃より部分発作、12週頃より二次性全般化が約24時間周期に認められる新しいモデルである。平成11年度においてはNERを用いて、発作後NPYおよびY2受容体mRNAの変化を検討した。NERは畜産動物安全科学研究所より譲渡され、当施設において飼育・繁殖し、自発性けいれん発作が出現することを確認したものを用いた。対照としては、Wistar:Crj系ラットを用いた。7週齢、14週齢NERを発作後0、4、12時間で断頭し(各群N=4)、背側海馬を含む20μmの脳冠状断切片を作成した。NPYmRNA、NPY Y2受容体mRNAの発現の同定は、それぞれに相補的なアンチセンスDNAプローブを用い、in situハイブリダイゼーション法にて行なった。14週齢NER海馬におけるNPYmRNAは、発作4時間後に歯状回顆粒細胞に発現し、12時間後には海馬CA1からCA3領域の錐体細胞層へと拡大していた。一方、7週齢ではNPYmRNAの発現と発作との間には関連が認められなかった。Y2受容体mRNAは、発作後12時間後に歯状回顆粒細胞層においてのみ発現の増強を認めた。発作後24時間後では、いずれも対照群と同じレベルに戻っていた。このことは、発作出現に伴い抑制性であるNPY神経系が動員された結果、相補的に合成が亢進すると推測される。しかし、NERではその変化が一過性である点で従来のモデル(カイニン酸投与モデルなど)とは異なっており、けいれん発作が自然発症することと何らかの関連があるのではないかと考える。

平成11年度において、14週齢NER(全般発作出現時期)におけるNPY様免疫活性の上昇とNPYmRNAの歯状回での発現増強を確認した。平成12年度においてはNERを用い、発作後NPYおよびNPY受容体のサブタイプ(Y1、Y2)受容体の変化を検討した。さらに、Y2受容体をmRNAの遺伝子配列およびアミノ酸配列についても検討した。NERは当施設において飼育・繁殖し、自発性けいれん発作が出現することを確認したのを用いた。対照としては、Wistar:Crj系ラットを用いた。7週齢、14週齢NERを発作後0、4、12時間で断頭し(各群N=4)、背側海馬を含む20μmの脳冠状断切片を作成した。NPYmRNA、Y1およびY2受容体mRNAの発現の同定は、それぞれに相補的なアンチセンスDNAプローブを用い、in situハイブリダイゼーション法に行なった。受容体結合部位の同定には、^<125>Iでラベルした各受容体に特異的なアゴニストを用いた。14週齢NER海馬におけるY2mRNAは、歯状回において顕著に増強しており、また、苔状繊維とシナプスを形成するhilusにおいて、Y2受容体結合の増強を認めた。このことは、発作出現に伴い抑制性であるNPY神経系が動員された結果と考えられる。一方、Y1受容体については、mRNAの発現、Y1受容体結合とも経時的な変化は認めず、発作後一過性の低下を認めた他の実験てんかんモデルとは異なった結果であった。このことは、NERが約24時間周期で自発性けいれんを発症するメカニズムと関連する可能性があり、興味深い所見である。Y2受容体遺伝子解析の結果、第58番目のCがTに、第747番目のCがTにそれぞれ置換されており、受容体タンパク質のアミノ酸配列では、20番目のロイシンがフェニルアラニンに、266番目のスレオニンがメチオニンにそれぞれ置換されていることが明かとなった。
福島の沿岸漁業者が模索する「未来」に関する文化人類学的研究

二年目である2018年度は、研究成果を査読付き論文として出版したことに加え、現地調査を1回、中間成果を国際学会で四度発表することができた。6月には、香港で開催されたMeridian Summitにて、本研究のテーマである福島県沿岸における「未来」について報告し、パネリストや参加者とさまざまな意見交換をした。8月には、アメリカで開催されたAssociation for Asian Studies主催のワークショップにて、2017年度に行った現地調査をもとに執筆した論文を発表し、有益なフィードバックを得た。11月には、ふくしま海洋科学館で開催される世界水族館会議について、会議のテーマである水族館と海の「未来」について聞き取り調査および参与観察を行った。加えて、11月には、アメリカで開催されたAmerican Anthropological Associationの年次大会にて、中間成果の発表を行い、また調査成果を単著図書として出版するために出版社の編集者と意見交換をした。2019年1月には、研究成果を査読付き論文として学術論文「文化人類学」にて出版した。2019年3月には、アメリカで開催されたAssociation for Asian Studiesの年次大会で中間成果を発表した。ここでの口頭発表を通して、パネリストや大会参加者と福島の未来について様々な議論をし、次年度の調査研究を遂行する上で有益なコメントやクエスチョンをもらった。上述の通り、2018年度は、研究成果を査読付き論文として出版できたことに加え、世界水族館会議での現地調査を行うことができ、中間成果を国際学会で四度発表することができた。以上ことより、本科研はおおむね順調に進展しているということができる。2017年度、2018年度の経験を生かし、3年目(最終年度)の研究を進める。最終年度である2019年度は、福島県での現地調査を行い、研究成果を単著図書にまとめ、アメリカの大学出版会に提出する予定である。初年度である2017年度は、現地調査を二度行うことができ、中間成果を国内学会で一度、国際学会で二度発表することができた。・5月に日本人類学会の年次大会(神戸大学で開催)にて、本研究のテーマである福島県沿岸における「未来」について報告し、パネリストや参加者とさまざまな意見交換をし、「未来」を人類学的に探求するにあたって有益な示唆をもらった。・9月に福島県いわき市小名浜地区で現地調査を実行した。沿岸漁業者に対する聞き取り調査に加え、洋上風力発電周辺の漁業調査に同行し、参与観察を行った。この現地調査を通して、2017年時点で福島県における沿岸漁業の現状について詳細な情報を得ることができた。また、実際に漁業調査を行っている現場に同行し、参与観察ができたことはとても有意義であった。・10月にふくしま海洋科学館にて職員との打ち合わせと現地調査を行った。打ち合わせでは、今後の具体的な調査活動についての意見交換を行った。また、2019年11月にふくしま海洋科学館で開催される世界水族館会議について、会議のテーマである「未来」について聞き取り調査を行った。・9月に行った現地調査をもとに、2017年11月に開催されたAmerican Anthropological Associationの年次大会および2018年3月に開催されたAssociation for Asian Studiesの年次大会で中間成果を発表した。ここでの口頭発表を通して、パネリストや大会参加者と「未来」に関して様々な議論をし、次年度以降の調査研究を遂行する上で有益なコメントやクエスチョンをもらった。上述の通り、2017年度は、現地調査を二度行うことができ、中間成果を国内学会で一度、国際学会で二度発表することができた。ただ、予定していた水産試験場での現地調査は実行できなかったので、2018年度に行う予定である。また、3ヶ月に一度の頻度で現地調査を行う予定だったが、スケジュール調整が難しく、現地調査は2度のみにとどまった。以上のように多少の計画変更はあったものの、本科研はおおむね順調に進展しているということができる。

以上ことより、本科研はおおむね順調に進展しているということができる。初年度の経験を生かし、2年目と3年目(最終年度)の研究を進める。2年目である2018年度は中間成果を学術論文にまとめ投稿する予定である。また、2018年春と夏に行う予定である現地調査をもとに、2018年11月に米国サンホゼ市で開催される全米人類学会で口頭発表をする予定である。2017年度、2018年度の経験を生かし、3年目(最終年度)の研究を進める。最終年度である2019年度は、福島県での現地調査を行い、研究成果を単著図書にまとめ、アメリカの大学出版会に提出する予定である。2018年3月開催の国際学会と図書購入に関する精算が年度をまたいだため、当該経費が今年度の収支に反映されていない。それを加味すれば事実上0(ゼロ)である。2019年3月開催の国際学会と図書購入に関する精算が年度をまたいだため、当該経費が今年度の収支に反映されていない。
水素結合による高分子集合体のMesomorphic相構造と可逆的構造転移

水素結合高分子集合体において、ヒドロキシフェニル基とピロリドンや3級アミンとの間に基質特異的に水素結合が形成されることを見出した。また、この基質特異的水素結合を利用することにより、熱可逆ゲル、高分子コンプレックスの形成を行った。次いで、基質特異的な水素結合を他の相互作用や分子構造と組合せることにより、ポリ(4-ビニルフェノール)-N,N-ジメチル-n-アルキルアミンやポリ(N-ビニルピロリドン)-p-オクタデシルフェノール(PVP-PDP)などの高分子-界面活性剤において自己組織的に分子ナノ集合体が構築されることを見出した。得られたくし型高分子-界面活性剤集合体のナノ規則構造は小角X線散乱法により明らかにされた。更に、PVP-PDP集合体の水溶液及びキシレン溶液の相挙動を検討した。PVP-PDPは水溶液中ではPDPのエマルジョン形成、マクロ相分離及び熱可逆的ゲル-ゾル転移といった多様な相転移が観察された。一方、PVP-PDPのキシレン溶液では熱可逆的ゾル-ゲル転移のみが見られた。キシレン溶液中での熱可逆ゾル-ゲル転移は溶液中でPVP-PDPが形成するナノ規則構造に由来して発現すると考えられる。以上の様に、水素結合により形成される高分子-界面活性剤のくし型集合体は溶液中では溶媒の極性などにより相挙動が大きく異なることを見出した。これは、周囲の環境の変化に応答してその状態を大きく変化させる、環境応答能をもつソフトマテリアルとなることが期待できる。
生物活性分子による核酸の精密構造認識と機能発現

強力な制癌作用とユニ-クな分子構造を有するエスペラミシン,ネオカルチノスタチン,ダイネミシンの核酸認識と切断機構が追究された。その結果,エスペラミシンでは,糖側鎖の水酸基が塩基と水素結合を作るように配位し,エン・ジイン部がDNAの中心軸と平行にマイナ-グル-プに入りこみ,外に突き出したトリスルフィドのチオ-ル還元が引き金になって,エン・ジイン部がバ-グマン反応によって芳香環を形成し,その過程で生じるフェニルジラジカルがDNAを切断することが示唆された。エスペラミシンはピリミジン塩基,特にチミジンを攻撃し,その塩基選択性の順序はT>C》A>Gで,ネオカルチノスタチンのそれ(T>A》C>G)とは異なっている。ダイネミシンAはエスペラミシンやカリケミシンと同様にチオ-ル化合物で予め処理すると非可逆的に不活性化され,エン・ジイン部分が芳香環化されたダイネミシンHを与える。それ故,ダイネミシンAにおいても,他のエン・ジイン抗生物質と類似して,そのエン・ジイン構造が芳香環化する際,生成するベンゼンビラジカルがDNA切断反応の活性種と考えられる。ダイネミシンAにおいては,そのエポキシドが開くことが,活性化の一つの鍵になっているように思われる。エポキシドの開裂のためには,ダイネミシンAのアントラキノン部分が1電子還元か,連続した2回の1電子還元によってハイドロキノンに変換されることが必要である。また,これら天然物質の分子作用機序に基づいて,人工ブレオマイシンや人工ネオカルチノスタチンが設計され,現在,それらの合成が順調に進められている。他方,植物ワラビの発癌物質プタキロサイドの求電子活性体によるDNAの化学修飾が展開され,構造解析の結果,化学発癌の初期過程に価値ある知見を与えた。
αシヌクレイノパチーにおけるアミロイド伝播機序の解明

パーキンソン病患者において脳脊髄液中においてアミロイド伝播機序に中心的役割を果たしていると推測されている細胞外αシヌクレインオリゴマーが増加していることを示した。また中枢神経系に発現するセリンプロテアーゼであるニューロシンが主として細胞外に分泌され、in vitroにおいて細胞外αシヌクレインに対する分解活性を有していることを示した。パーキンソン病に代表されるαシヌクレイノパチーにおいてαシヌクレイン病理の細胞間の伝播が存在している可能性が示唆されているが、その細胞生物学的機序は明らかになっていない。研究代表者はαシヌクレインが生理的に細胞外に分泌されている点に注目し、αシヌクレイン病理が伝播するメカニズムとして障害された神経細胞から細胞外に分泌された易凝集性αシヌクレインを周辺細胞が取り込んで細胞障害が拡散・伝播するとの仮説を立てた。本研究では、この仮説の検証と、αシヌクレインが細胞内に取り込まれる際の受容体の同定を目的としている。研究代表者は研究計画1として細胞外αシヌクレインのcharacterizationを挙げていた。その第一段階として代表的な易凝集性あるいは細胞障害性のαシヌクレイン分子種であると理解されている可溶性オリゴマーに注目し、その特異的検出系としてsingle antibody sandwich ELISAを開発した。ヒトにおいて中枢神経系から分泌される細胞外αシヌクレインを最も直接反映するサンプルとして脳脊髄液を対象とし、本検出系を用いることにより、パーキンソン病患者において有意にαシヌクレインの可溶性オリゴマーが増加していることを明らかにした。また研究計画4として細胞外αシヌクレインのクリアランス過程を明らかにする点を挙げていた。これについては従来からわれわれがαシヌクレイン分解系として注目していた蛋白分解酵素であるneurosinの発現系を確立し本酵素が細胞外においてαシヌクレイン分解活性を有していることを明らかにした。本研究では、この仮説の検証と、αシヌクレインが細胞内に取り込まれる際のメカニズムの解明を目的としている。当該年度において代表的な易凝集性あるいは細胞障害性のαシヌクレイン分子種であると理解されているリン酸化αシヌクレインに注目し、その脳脊髄液中の同定を試みた。主として高速液体クロマトグラフィー・免疫沈降法および質量分析などを駆使して同定を試みたが残念ながら直接検出することは困難であった。また、研究代表者は研究計画4.5として細胞外αシヌクレインのクリアランス過程と周辺細胞への伝播を仲介するレセプターを明らかにする点を挙げていた。これらを検討する前段階として細胞外αシヌクレインの運搬担体蛋白の同定に着手した。当該年度において、血漿中αシヌクレインの濃縮および単離法を確立しており、今後、担体蛋白の同定に着手する準備を完了した。
皮膚特異的IL-1β転換酵素遺伝子発現マウスを用いた炎症・細胞死の研究

皮膚特異的IL-1β転換酵素(ICE)発現マウスを用いた炎症・細胞死の研究における、モデルマウス作成のため、ICE発現遺伝子を皮膚特異的に発現させる発現ベクターを作成した。皮膚特異的発現のためのプロモーターとして各種のプロモーターをすクリーニングの後,ケラチン14(K14)プロモーターが培養ケラチノサイトを用いた発現に最適であることを決定した。レポーターとしてLacZを挿入し、発現を確認した。K14-ICE発現遺伝子の機能を明らかにするために培養ケラチノサイトへtransfectionし、in vitroでK14-ICE遺伝子の発現により培養ケラチノサイトからのICEの発現を確認した。ICE機能発現にはintracytoplasmic processingによるheterodimer形成が必要である。本ベクターはケラチノサイト内でheterodimer形成し、ICE機能を発現させうることを確認した。さらに、in vitroでrh-prolL-1をIL-1へ転換できることを確認した。さらに、tansfectedケラチノサイトが、apoptotic cell deathを引き起こすことが明らかにされた。この事実に基づいて、マウス卵細胞に注射を行い、現在マウスの誕生の待機中である。
歯髄創傷治癒過程におけるglucose transporterの機能解析

グルコースを輸送するグルコーストランスポーター(Glut)と呼ばれる輸送担体のsubtypeであるGlut1は骨芽細胞で発現し、骨芽細胞や象牙芽細胞の分化を制御するruntrelatedtranscription factor (Runx) 2との相互作用によって分化促進に関与する。以上の知見から、歯髄創傷治癒過程において象牙芽細胞様細胞への分化と修復象牙質形成の制御に、Glut1とRunx2との相互作用が関与していると予想されるが、不明であった。そこで本研究では、歯髄創傷治癒過程での象牙芽細胞様細胞への分化と修復象牙質形成にGlut1-Runx2連関が関与していると仮説を立て、mineral trioxide aggregate (MTA)断髄による歯髄創傷治癒モデルラット(Naoto Ohkura et al, Sci Rep, 2017)を用いてGlut1およびRunx2の免疫組織染色および遺伝子発現解析を行い、その発現様式を検証することを目的とした。Glut1の免疫組織染色の結果、正常歯髄では血管内皮細胞、シュワン細胞および象牙芽細胞でGlut1の発現を認めた。歯髄創傷治癒モデルラットでは、処置後3日目の断髄部直下でGlut1の陽性細胞を認め、5ー7日後では象牙芽細胞様細胞でGlut1陽性反応を認めた。また、処置後3ー7日後で歯髄細胞の核内にRunx2の陽性反応を認めた。さらに処置後5日目のmammaliantarget of rapamycin (mTOR)の免疫染色では象牙芽細胞様細胞と歯髄細胞に陽性反応を認めた。Slc2a1、Runx2、NestinおよびMtorのmRNA発現レベルをリアルタイムPCRで解析したところ、処置後3日目あるいは5日目をピークに有意に上昇した。以上の結果から、歯髄創傷治癒過程においてGlut1とRunx2、あるいはGlut1とmTORとの相互作用が象牙芽細胞様細胞への分化と修復象牙質形成に関与していることが示唆された。Glut1-Runx2あるいはGlut1-mTOR連関は、修復象牙質形成を可能にする新規創薬ターゲットとして重要であり、新しいう蝕治療のエポックメイキングとなりうると考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
内水氾濫解析法の評価と水害危険予測への応用

昨年度より、有限要素法を適用した内水氾濫解析モデルの開発研究を進めている。これまでに検討してきた有限要素モデルは、基礎式をGalerkin法を用いて離散化するとともに、時間微分にかかわる係数行列を対角行列に集中化し、時間微分を陽的に展開して、2Step Lax-Wendroff法を用いて解析しようとするものである。このような離散化により、大型マトリックスの逆行列の計算が不必要になるため、計算量の軽減と計算の高度化が可能になる。しかし、時間項の対角行列への集中化はスキームのバランスを損ない計算精度に悪影響を及ぼしかねない。ここでは、まずはじめに、時間項の対角行列への集中化と計算精度との関係を、数値実験を行って基礎的に検討した。その結果、これまで集中化を行っていなかった時間に関する既知項の係数行列が一部についても、集中化を行うことにより、スキームのアンバランスが補正され、計算精度がかなり改善されることが明らかになった。次に、計算量と計算コストを軽減するために、河道・水路の一次元流が卓越する洪水の書記と終期には、不定流-貯留モデル(一次元)を適用して解析を行い、氾濫流が主体の最盛期についてのみ二次元解析を行う結合型モデルを提案した。このモデルを昭和58年7月豪雨によって甚大な被害を受けた益田川流域に適用して洪水氾濫の再現を試みた。その結果、氾濫水位は痕跡などとかなり良く一致し、本モデルの実用性・有用性が確かめられた。以上のように、Galerkin法に基づく氾濫解析モデルは一応できあがったが、集中化に伴ってスキームのバランスが損なわれることは数値計算上問題である。そこで、次の段階として、Galerkin法にかえてTaylor-Galerkin法を適用することを試みている。現在、水深が若干振動するなどの問題が残っているが、実用性の可能性が確認できている。
葉緑体の遺伝情報系を支配する核遺伝子の解析

葉緑体は独自の遺伝情報系を持ち、その構成成分は葉緑体DNAと核DNAにコ-ドされている。本計画では核DNAに含まれる同構成成分の遺伝子をクロ-ン化し、その構造を明らかにする。1)タバコ葉の50Sサブユニットよりタンパク成分を分画し、約40成分を得た。それぞれのNー末端アミノ酸配列を分析した。5個のタンパクはNー末端がブロックされていたが、40個については分析を完了し、28種に分類できることを明らかにした。14KD蛋白のNー末端がタバコ葉緑体DNAのORF55と一致し、これが大腸菌のL32と相同なため、rpl32と命名した。また、偽遺伝子と考えられていたrpl23の産物CL23をNー末端より固定したので、このrpl23が少なくともタバコでは真の遺伝子であることを明らかにした。2)タバコ葉緑体抽出液より、一本鎖DNAカラムに吸着する28KD,31KD,33KDのタンパク成分を得て、これらのNー末端を分析した。この配列をもとにオリゴヌクレオチドを合成し、タバコ葉mRNAより調製したcDNAクロ-ンバンクより対応するcDNAクロ-ンを単離した。一次構造の決定の結果いずれも2個のRNA結合ドメインを持っているので、これをリボヌクレオプロティンと分類した。さらに、無細胞系で3種の蛋白を合成し、核酸結合実験をしたところ、いずれもRNAと強く結合したことから、これらが真のリボヌクレオプロティンであることを実験的に証明した。3)タバコ葉緑体より伸長因子EFーTuを精製し、このNー末端アミノ酸配列を決定した。これよりcDNAを2種単離し一次構造を決定した。さらにゲノミック・クロ-ンを単離解析し、タバコには2種のETーTuの遺伝子が存在することを示した。両者はお互いによく似ているが、発現様式は異なっている。我々は、タバコとイネ葉緑体DNAの全塩基配列を決定し(合計29万bp)、葉緑体DNAに含まれる同構成成分の遺伝子のすべてを明らかにした。(1)タバコ葉より、葉緑体の50Sと30Sリボソ-ムサブユニットをショ糖密度勾配遠心法で分画し、50Sサブユニットよりタンパク成分を抽出した。これを逆相カラムにかけ、更に1次元アクリルアミドゲル電気泳動で分画し、約40成分を得た。それぞれのN...末端アミノ酸配列を気相プロテインシ-ケンサ-で分析した。5個のタンパクはN-末端がブロックされていて分析できなかったが、40個については分析を完了し、28種に分類できることを明らかにした。最新のデ-タベ-スを用いてホモロジ-サ-チをしたところ、S7など4種のリボソ-ムタンパクは葉緑体ゲノムにコ-ドされており、残りは核ゲノムにコ-ドされていることを明らかにした。(2)タバコ葉緑体抽出液より、一本鎖DNAカラムに吸着する成分を得て、更にアクリルアミドゲル電気泳動で分画したところ、28kd、31kd,33kdのタンパク成分を得た。これらのN-末端を気相プロテインシ-ケンサ-で分析した。この配列をもとにオリゴヌクレオチドを合成し、タバコ葉mRNAより調製したcDNAクロ-ンバンクより、対応するcDNAクロ-ンの単離を試みている。

タバコ葉緑体の遺伝情報系を構成する成分のうち核ゲノムにコ-ドされているものにつきその遺伝子をクロ-ン化して構造を明らかにするため、前年に引続いて解析を進めた。1)50Sリボソ-ム蛋白のN末端アミノ酸配列を決定した結果、14KD蛋白のN末端がタバコ葉緑体DNAのORF55と一致し、これが大腸菌のL32と相同なため、rpl32と命名した。また,偽遺伝子と考えられていたrpl23の産物CL23をN末端より同定したのでこのrpl23が少なくともタバコでは真の遺伝子であることを明らかにした。2)葉緑体の一本鎖DNA結合蛋白のうち、28KD,31KD,33KDの3種のcDNAを単離し、その一次構造を決定した。この結果いずれも2個のRNA結合ドメインを持っているので、これをリボヌクレオプロテインと分類した。さらに、無細胞系で3種の蛋白を合成し、核酸結合実験をしたところ、いずれもRNAと強く結合したことからこれらが真のリボヌクレオプロテインであることを実験的に証明した。3)タバコ葉緑体より伸長因子EFーTuを精製し、このN末端アミノ酸配列を決定した。これよりcDNAを2種単離し一次構造を決定した。さらにゲノミック・クロ-ンを単離解析し、タバコには2種のETーTuの遺伝子が存在することを示した。両者はお互いによく似ているが、発現様式は異なっている。
酸化物超伝導体/強磁性体構造を用いたボルテックス-静磁波相互作用の研究

強磁性体中を伝搬する静磁波(Magnetostatic Wave;MSW)と酸化物超伝導体中のボルテックスとの相互作用は、新規な超伝導デバイスへの開発に対して非常に興味深い。この相互作用を調べるには酸化物超伝導体/強磁性体の積層構造が必要であるが、一般に静磁波デバイスに用いられているY_3Fe_5O_<12>(YIG)と酸化物超伝導体との直接積層は、それらの格子整合性と界面での化学反応により、非常に困難である。本研究では、まずYIGに代わる酸化物超伝導体と積層可能な強磁性体の探索を行った。その結果、酸化物超伝導体と同種の結晶構造をもち、かつ格子整合性に優れたペロブスカイト型Mn系酸化物の強磁性絶縁領域を用いることを提案した。レーザーアブレーション法で数種類のMn系酸化物の薄膜を作製し、電気・磁気特性を評価した結果、それらの中でもPr_<0.85>Ca_<0.15>MnO_3(PCMO)が優れた磁気特性および誘電特性をもつことが明らかとなった。次に、PCMOと酸化物超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-y>(YBCO)との積層構造を作製し、共に良好なc-軸配向のエピタキシャル積層膜を得ることに成功した。さらに、この構造においてPCMO中にMSWが伝搬できるかどうかを確認するために、MSW帯域除去フィルタを作製し、その伝送特性よりPCMO中のMSWの伝搬を確認した。これらの結果は、YBCO/PCMO構造が超伝導静磁波フィルタや遅延線への応用に有用であると共に、静磁波-超伝導ボルテックスとの相互作用を用いた新規なデバイスの実現の可能性を示唆するものである。
複合ＩｏＴビッグデータを用いた個人適応型支援システムの開発

本研究は複合IoTビッグデータの予測とその結果に基づく個人適応型支援システムの開発を目標としている。その前段階として、本年度は複合IoTビッグデータの中から有用なパターンを多角的に抽出する手法を開発し、様々な種類のデータを汎用的に解析できる技術へと発展させた。昨年度までは車両走行に特化した技術を開発していたが、本年度はそれをさらに発展させ、工場機械やアクティビティトラッカーなど、様々な種類のセンサデータを汎用的に解析できるようにした。現在多くのデバイスにセンサデータが取り付けられ、データが収集されている状況であるが、それらの利活用が非常に重要な課題となっている。本手法では実際に、工場機械の故障予知や、スポーツ選手の疲労測定など多くの応用が可能であることが確認できている。本研究成果は、人工知能分野におけるトップ国際会議の1つであるIJCAI 2019に投稿され、現在査読中である。多くの実データに対し高精度なセグメンテーションを可能とし、来年度実施を予定していた将来予測の技術への活用が期待できるため。今後はセグメンテーションにより要約された情報を用い、深層学習手法と組み合わせることで将来の予測を実現する。これにより危険予知や情報推薦が可能となり、より実用的な技術になることが期待される。その前段階として、本年度は複合IoTビッグデータの中から有用なパターンを多角的に抽出する手法を開発した。複合IoTビッグデータは、{時間,ユーザ/デバイス,センサ}などの多数の次元を持ち多面的なパターンを有している。例えば車両走行センサデータは、時間方向のパターン(直進、左折、車線変更など)とユーザ方向のパターン(ユーザAの左折とユーザBの左折など)を持ち、これらの多面的なパターンの解析はIoTビッグデータを活用した新たなサービスの提供のため重要な課題となっている。上記の技術が実現すれば、例えば車両走行センサデータの場合、場所ごとに共通した走行パターンから効率的な走行を発見したり、道路特有の問題を発見でき、さらにドライバごとの特性から、危険運転の検知や走行の癖の改善などが見込まれる。時間方向にのみ解析する既存手法では、このような多面的なパターンを効果的に抽出することは実現されていなかった。そこで申請者は、複合IoTビッグデータの中から多面的なパターンを効果的かつ効率的に抽出する新たなアルゴリズムを開発し、最新の時系列解析手法に対し大幅な精度と性能の向上を達成した。実際に本研究成果は、共同研究企業であるトヨタIT開発センターに納品され、非常に高い評価を受けている。さらに、データマイニング分野におけるトップ国際会議の1つであるECMLPKDD 2018に投稿し、現在査読中である。当初から検討していた手法が実データに対し有効であることが実証され、複数の種類のIoTデータに対しても期待通り効果を得られたため。今後は様々な種類のIoTデータに対するモデルの適応力を高めるため、柔軟なモデルを構築できる非線型微分方程式を用いた新たなアルゴリズムを考案する。
膜融合粒子を用いた悪性脳腫瘍に対するホウ素中性子捕捉療法の基礎的研究

悪性腫瘍の選択的放射線治療である、ホウ素中性子捕捉療法での応用を目指して、ホウ素化合物送達システムの開発に関する基礎的検討を行った。表面修飾リポソームによるホウ素送達の応用可能性について検討した。また、ホウ素ポルフィリン化合物、膜融合蛋白を用いた膜融合能を有するナノ粒子について腫瘍細胞へのホウ素集積を検討した。本年度は、新規ポルフィリンの合成が立ち遅れたため、主にホウ素ペプチドおよび膜融合粒子を作成し、細胞実験と一部動物実験を行った。1.以前より検討しているポルフィリン化合物をHVJ-Eに封入すること、これらが細胞にホウ素送達が可能で、単独の溶液投与よりも送達効率が高いことは先行実験で確認できている。ただし治療に必要なホウ素濃度には到達していないため、ホウ素クラスターを有するポルフィリン化合物の合成が安定した段階で再度検討する予定である。2.膜融合粒子による細胞へのホウ素送達が可能であることを培養細胞中のホウ素濃度を測定することによって示した。したがって当初予定のとおり、今後センダイウイルスの膜融合蛋白の利用、Liposomeへの封入薬剤の検討を行ってゆく予定である。3.動物実験においては、一部膜融合粒子の試験的静脈投与を試みたが、耐用量が小さく、ホウ素濃度から算出した投与量ではモデル動物が死亡してしまうため、機能性を評価するにいたらなかった。さらに、その毒性検討や、脂質組成の最適化を行う予定である。4.いずれのシステムにおいても、ホウ素濃度の必要量と安全性とのバランスが必要であり、製剤として応用を考えてゆくためには、少なくともドラッグデリバリーシステム単体での大量投与での安全性の確認が必要であることが示唆された。また、有効ホウ素濃度へ到達するためには、さらに病変選択性の導入を今後検討する必要がある。膜通過ドメインを有するペプチドにホウ素化合物を結合させ、リポソームを構成した。●膜通過ドメインペプチドおよびboronophenylalanine (BPA)を有するlipopeptideの合成にmg単位、純度90%以上で成功した。同定はH1-NMR、ESI-MSにより行った。ESI-MSにおいては、Boron-lipopeptideをヒドロホウ素化により過酸化水素で処理し、BPA部分がチロシンの化合物と比較することで検討した。結果、同様にピークを得た。●合成したlipopeptideを用いたリポソームを構成した。組成は、DSPC,コレステロール、DSPE-PEGに本化合物を混じ、薄膜振盪法でリポソームを構成した。リポソームへの新規脂質アナログの修飾約70%の収率でLipopeptideがミセル、単分子状態に優先してLiposome中に存在することが明らかとなり、ペプチド修飾Liposomeが構築されていると考えられた。●これの動態の解析を細胞実験でホウ素濃度を検討することで行ったところ、ホウ素Lipopeptide 5%を混じて調整されたliposomeはcontrolとして用いたborocaptate Sodium溶液の156倍の取り込み効率およびホウ素絶対濃度の向上が見られた。●引き続き細胞膜通過性能の検討および、動物実験に向けた化合物合成のスケールアップ、リポソームの合成法の検討を行っている。膜融合蛋白ないし膜通過ドメインをもつホウ素ペプチドを利用し、中性子捕捉療法に用いるホウ素薬剤を腫瘍選択的にとうよするための検討を行った。(1)膜融合タンパクを不活化センダイウイルスHVJ-Eより抽出し、脂質組成と組み合わせてliposomeの構築を行った。従来型のHVJ-Eは、ホウ素含有は可能であったが、治療濃度に到達するためには、局所投与が必要であった。これを静脈投与を念頭において、膜融合蛋白を抽出し脂質と混じることでリポソームを構築した。形態学的に粒子の生成が確認することができた。しかし、合成過程で用いる界面活性剤のためと推察されるが、膜融合能の機能評価に至らず、またホウ素投与量にも限界があった。内包するホウ素化合物の組成の検討や、他の膜融合蛋白ないし腫瘍選択性のための機能的分子の更なる応用を検討したい。(2)膜通過ドメインを有するホウ素ペプチドを合成し、機能評価を行った。ホウ素含有率は低いものの、担癌マウスを用いた実験では、ホウ素濃度は治療可能濃度には至らなかったものの、腫瘍/血液比で2.5と若干の腫瘍選択性を認めた。しかし、血液滞留が持続せず、48時間では舅相に濃度が低下していた。EPR効果が不十分であると考えられ、安定して腫瘍血管から漏出するサイズおよび脂質組成をさらに検討する必要がある。このことより、膜通過ドメインの利用では腫瘍選択性と、血液滞留性を最適化することは困難であった。
分子状水素錯体を用いた水素分子の触媒的ヘテロリティック開裂反応の開発

タングステン窒素錯体とルテニウム分子状水素錯体の反応による非常に穏和な反応条件下での、化学量論的なアンモニア合成反応の反応機構を解明することに成功した。この化学量論反応をNMRで追跡することで、反応中間体の単離に成功し、その詳細な構造を単結晶X線構造解析装置を用いることで明らかにした。また、水素分子をプロトンと電子とに変換する生体内酵素ヒドロゲナーゼの機能との関わりからも興味が持たれる硫黄架橋二核モリブデン錯体に着目し、常圧の水素雰囲気下でタングステン窒素錯体と反応させることで、窒素と水素とからのアンモニア合成に成功した。さらに、上記の化学量論的なアンモニア合成反応の触媒化を達成するための鍵反応となる水素分子のプロトンとヒドリドへの水素分子の触媒的なヘテロリティック開裂反応を見出すことに成功した。この反応の反応機構を解明する事に成功し、先のタングステン窒素錯体とルテニウム水素錯体との反応によるアンモニア合成反応において、少なくともルテニウム錯体に関しては触媒化できることを明らかにした。上記の研究に関連して、硫黄架橋ルテニウム錯体上での有機化合物の一種であるプロパルギルアルコールと求核剤との反応による触媒的なプロパルギル位置換反応の開発に成功した。求核剤としてアルコール、アミン、チオール及びアミド、さらには、アセトンなどの単純ケトン類も用いることが可能である適用範囲が非常に広く一般性の高い反応であることを明らかにした。反応中間体であるアレニリデン錯体の単離にも成功し、この触媒反応の詳細な反応機構を明らかにすることにも成功した。タングステン窒素錯体とルテニウム分子状水素錯体とを用いた非常に温和な条件下での化学量論的なアンモニア合成反応において、ルテニウム錯体に配位した配位水素分子の酸性度と、生成するアンモニア収率との間に相関関係があることを明らかにした。即ち、配位水素分子の酸性度がpKa値で10を越えると、アンモニア収率が大きく低下する傾向が見られた。また、先の化学量論的なアンモニア合成反応をNMRにより追跡し、タングステンに配位した配位窒素の末端がプロトン化されたヒドラジド錯体が、反応中間体として生成していることを明らかにした。また、架橋硫黄-モリブデン錯体上で水素分子がヘテロリティックに活性化されることに着目し、この系をタングステン窒素錯体との反応に適用することで、配位窒素分子と水素分子とからの常温常圧の条件下でのアンモニア合成に成功した。この結果は、窒素固定酵素ニトロゲナーゼや水素変換酵素ヒドロゲナーゼなどの生体内酵素の機能との関わりからも興味が持たれる。一方、プロキラルなシリルエノールエーテルの水素を用いた不斉プロトン化反応を行うために、光学活性二座ホスフィンを有する新規なルテニウム分子状水素錯体の合成を行い、その詳細な構造を単結晶X線構造解析装置を用いて明らかにした。さらに、水素分子のヘテロリティック開裂反応を利用したプロキラルなシリルエノールエーテルの水素化分解反応による光学活性なケトンを得る触媒的な不斉合成反応への応用を現在検討している。
鋼構造建築物の耐久性評価に関する研究

オースチナイト系ステンレス鋼SUS304鋼と溶接構造用耐候性鋼材SMA490B鋼を用い,人工環境促進装置による塩分を含む酸1生雨の噴霧,乾燥、湿潤から成るサイクル腐食試験を行い,両鋼材の応力腐食割れ評価を行った。ステンレス鋼SUS304鋼では応力腐食によるき裂の発生は確認できなかったが,明瞭なリューダース帯の発生と腐食経時に伴うリューダース帯の進展があった。一方,溶接構造用耐候性鋼材SMA490B鋼においても明瞭な応力腐食によるき裂の発生は認められなかった。これは錆層の生成がき裂の発生やその進展を阻止するものと予測される。ステンレス鋼SUS304鋼に対しては今後リューダース帯の存在が静的強度や疲労に対する強度に与える影響を調べる必要がある。また,腐食が鋼材の静的強度に与える影響の関する実験では耐候性鋼材SMA490Bと建築構造用鋼材SN490Bと比較を行った。両鋼種とも腐食試験開始直後に腐食が急激に進行し局所的に錆が剥離し,鋼材表面の凹凸状態が著しくなるが,SMA490BはSMA490Bに比べ局所的な錆びの剥離は少なく,前面が一様に腐食する傾向を示した。腐食後の両鋼材の降伏強度,及び引張り強度は低下するが,鋼材表面の凹凸が著しいSN490Bの方が耐候性鋼材SMA490Bよりもその影響は大きい。これは表面の凹凸による応力集中によると考えられるが,今後はより定量的な評価を行う必要がある。本研究は無塗装で使用されるステンレス鋼,及び溶接用耐候性鋼の母材,並びに溶接部における腐食促進試験を行い,既存鋼構造物の老朽化に対する維持管理技術の開発,及びこれらの材料の腐食による劣化挙動を明らかにし,鋼構造物の耐久性評価を確立することを目的とする.1)実験に用いた鋼材はオースチナイト系ステンレス鋼SUS304,及び溶接用耐候性鋼SMA490Bの2種とし,塩分を含む酸性雨を受ける人工環境下での応力腐食によるき裂進展挙動,並びに下限応力拡大係数を求める.3)試験環境条件は自然環境と人工環境とし,本年度は人工環境を主とした.人工環境は現有の恒温恒湿槽に自動噴霧装置を取付けた腐食促進装置である.腐食促進装置による試験条件は,JIS H88502に準拠し,噴霧溶液は5%NaCl, Ph3.5を用い,酸性雨噴霧(2時間)→乾燥(4時間)を1サイクルとし,30180サイクルを目安とした.4)実験における計測項目は実験継続中,任意のサイクルにおけるき裂進展量と腐食状況である.5)人工環境下における実験(継続中)途中経過より,以下のことが明らかになった.・SUS304鋼では明瞭なき裂の代わりにリューダス帯が現れた.これに基づいた下限応力拡大係数は,母材で,25.326.2(MN/m^<3/2>),溶接熱影響部(HAZ)で,24.225.0(MN/m^<3/2>)であった.なお,自然環境下,及び人工環境下における実験は現在継続中である.本研究は無塗装で使用されるステンレス鋼および溶接用耐候性鋼を使用した構造物の耐久性を評価する目的で,それぞれの母材および溶接部における腐食促進試験を行い,これらの材料の腐食による劣化挙動を明らかにし,当該鋼構造物の耐久性評価を確立することを目的とする。1)平成16年度は主としてオースチナイト系ステンレス鋼SUS304鋼を用い,人工環境促進装置による腐食劣化試験,及び実環境下における腐食劣化試験が中心であったが,平成17年度は溶接構造用耐候性鋼SMA490Bを中心に実験を行った。3)試験環境は,人工環境促進装置は現有の恒温恒湿槽を改良し,自動噴霧装置を取り付けた腐食促進装置を用いた。

腐食促進装置による試験はJISH88502に準拠して行い,その条件は,塩分を含む降雨の噴霧(5%NaCl,2時間)→乾燥(温度60°C±1,湿度20%30%,4時間)→湿潤(温度60°C±1,湿度95%100%,2時間)を1サイクルとして,30サイクル(180時間),60サイクル(360時間),90サイクル(540時間),180サイクル(1080時間)とした。4)実環境として本年度は新たに新潟県柏崎市を加えた.本環境は海岸から100m程度で,海から塩分を含む風が作用する建物の屋上で,より過酷な自然環境にある.本環境下と人工環境下における腐食劣化の相関を調べた。5)人工環境下における実験,及び自然環境下における実験とも現在継続中であるが,両環境下において,ステンレス鋼は明瞭な錆の発生は見られず微かなリューダース帯が認められた。また,溶接用耐候性鋼は早期に発錆し,時間と共に錆の層が生成されるが応力腐食割れが明確に認められないことが明らかになった。両実験とも今現在継続中である。本研究は無塗装で使用されるステンレス鋼および溶接用耐候性鋼を使用した構造物の耐久性を評価する目的で,それぞれの母材および溶接部における腐食促進試験を行い,これらの材料の腐食による劣化挙動を明らかにし,当該鋼構造物の耐久性評価を確立することを目的とし,(1)応力腐食割れによるき裂進展速度と下限応力拡大係数(2)腐食が鋼材の強度に与える影響を実験的に調査を行なった。前者の研究ではオースチナイト系ステンレス鋼SUS304鋼と溶接構造用耐候性鋼SMA490Bを用い,また,後者の研究ではSMA490B鋼と建築溶接構造用鋼材SN490Bを用い,両試験とも人工環境促進装置による腐食劣化試験を行い鋼種による劣化挙動の比較を行った。応力腐食割れ試験ではASTMで規定する修正WOL試験片とし,板厚25mmから作成した。また,腐食後の強度評価にはJIS5号試験片を用いた。腐食試験環境はJISH88502に準拠し,その条件は,塩分を含む降雨の噴霧(5%NaCl,2時間)→乾燥(温度60°C±1,湿度20%30%,4時間)→湿潤とする腐食サイクル試験とした。本研究で得られた主な知見は以下の通りである。1)SUS304鋼では650サイクルまでき裂の発生は無かったが,明瞭なリューダース帯が生じ,時間と共に進展した。一方,S搬490B鋼では腐食き裂の発生は認められなかった。これは錆層の生成がき裂の発生,成長を阻止するものと推測される。2)腐食が鋼材の降伏・引張り強度に与える影響は腐食による鋼材表面の凹凸の状態,即ち,凹凸による応力集中に起因する。耐候性鋼材SMA490Bは建築構造用鋼材SN490Bよりも腐食による凹凸の状態は緩やかであった。
シミュレーションとGANを介した強化学習による細胞動画像処理の自動化技術の開発

本研究の目的は、多様な細胞動画像から、細胞の追跡というタスクを人間以上の精度で行うための方法を開発することである。近年の顕微鏡技術の発展により、多種多様かつ大量の細胞動画像が日々産出されている。バイオイメージングの方法と目的は多岐にわたるが、細胞を撮影した動画像を解析するという場合には、細胞の認識と時空間的な追跡が、画像から情報を抽出するための普遍的なタスクとなる。従来これらは人力による追跡、もしくは各論的に開発されたアルゴリズムによって対応されてきた。本研究では近年長足の進歩を遂げている深層学習と強化学習による方法を用いて、正解から動画像をシミュレーションで生成し、そのデータを用いて細胞の追跡というタスクを学習する方法論を開発する。シミュレーションとGANによる仮想動画の生成と、それを介した強化学習によって必要なタスクを獲得することができれば、様々な分野での応用が期待できる。本年度は、強化学習による細胞追跡の方法としてADNetを基盤とした方法の開発を行った。これは、学習済みのCNNを画像の特徴抽出器として用いつつ、追跡対象の移動方向や大きさの変化をあらかじめ与えられた選択肢から精度よく選択することに対して報酬を与えるもので、結果として物体追跡のタスクを実現するものである。ここでは比較的教師データが多い一般物体画像でモデルの訓練を行ってから、転移学習により細胞動画像へ適用した。これに加えて、3次元イメージングデータの深度情報を加えることで、さらなる追跡精度の向上を実現した。本年度にはADNetを従来手法とした深層強化学習による細胞追跡の方法を開発した。成果は論文としてとりまとめて投稿し、採録決定となった。次年度にはGANによる仮想細胞動画像の生成と、強化学習による細胞追跡を統合したシステムを開発する。微分方程式等による細胞の数理シミュレーションによって生成した移動軌跡と、それに画像類推・合成の技術を用いて実際の細胞動画像の"見た目"を転写した仮想的な細胞動画像である。細胞運動のモデルとしては、酔歩やランジュバン方程式、走性細胞のモデルに使われるケラー・シーゲル方程式などを適宜利用する。画像類推・合成にはTexture-by-Numbers法等を利用する。この方法は、サンプル画像を構成要素(例えば,蛍光標識された血管や免疫細胞、膠原繊維)ごとに別の色でセグメント分割した後、その色を用いて描いた画像に合わせて、サンプル画像に基づく出力画像を生成するものである。このデータによって強化学習を行ったエージェントは、シミュレーションデータ上とはいえ細胞追跡タスクを学習しており、GANは細胞が移動する際の法則とそれを実際に顕微鏡で撮影したかのような見た目の動画を生成する機能を獲得する。2018年度に予定していた成果報告の旅費などの執行を次年度に繰り越すことになったが、これらは4月上旬に既に執行した。
水稲の節水栽培と高温障害抑制を両立する水管理手法の開発

水稲の高温障害対策として、湛水をせずに土壌を常に湿潤状態に保つ水管理(飽水管理)が推奨される場合があるが、飽水管理による玄米品質への影響を報告した事例はほとんどない。そこで、湛水区と飽水区を用いて栽培試験を行い、地温などの土壌環境、玄米品質の違いについて考察した。その結果、飽水管理では最高地温は0.5°C高く、最低地温は0.5°C低い結果となった。飽水管理が品質に及ぼす影響は、遅植などによる高温回避の効果よりは小さいが、同じ気象条件下では整粒率の向上、基部未熟粒などが減少する傾向にあり、用水供給側に関係なく適用できる節水栽培であることから、同法は高温障害対策として有効な水管理の一つと考えられた。一筆5aの水田の中央を波板で区切り、湛水区2.5a、飽水区2.5aの圃場を用意した。施肥は、全量基肥として速効性NPK肥料(N:3g/m2、P2O5:6g/m2、K2O:4.2g/m2)、緩効性N(ホルムウレア40%)を4gN/m2施用した。両区、両品種ともに5月18日に田植えを行い、その後は両区とも湛水管理を行って、低温による生育障害の恐れがなくなった6月29日からコントロールを開始した。湛水区では湛水深がおよそ5cmを維持するように管理し、飽水区では飽水状態を保つように管理を行った。8月28日からは収穫作業に備えて両区とも落水し、9月下旬に収穫して収量、玄米品質調査を行った。まず、最高地温、最低地温の変化を比較したところ、全期間の平均で見ると、飽水灌漑では最高地温は0.55°C高く、最低地温は0.44°C低い結果であり、理想的にコントロールできていた8月で比較すると、飽水灌漑では最高地温は0.5°C高く、最低地温は0.5°C低い結果であった。次に、酸化還元電位の比較を行ったところ、作土7cmの酸化還元電位を見ると、湛水区では-50-200mVとなっており還元状態であるのに対して、飽水区では100500mVとなっており酸化的な土壌環境であった。さらに、整粒率を比較すると、コシヒカリでは湛水区40.3%、飽水区42.1%、日本晴では湛水区67.5%、飽水区69.5%となっており、有意差はなかったものの飽水管理の方が整粒率が高い結果となった。また、玄米品質について見ると、有意差はないもののほとんどの項目に関して飽水管理の方が品質が向上する傾向が見られた。水稲の節水栽培と高温障害抑制を両立する水管理手法の開発を目指して、湛水させるのではなく土壌を飽和状態に保つ飽水管理の長さが、玄米品質に及ぼす影響を明らかにするために、(1)常時湛水区、(2)田植えから11目落水区、(2)田植えから20日目落水区、(3)田植えから35日目落水区、の4区を設置した栽培試験を試みた。全ての区において、ひとめぼれを採用し、6月11日に田植えを行った。その後、湛水深がおよそ5cmを維持するように湛水管理を行い、プロトコルに従って順次落水した。なお、湛水区においても、9月1日からは落水して収穫作業に備えた。収穫後、玄米品質調査を行った。まず、整粒率を比較すると、(1)湛水区:60.6%、(2)11日目落水区:62.7%、(3)20日目落水区:61.9、(4)35日目落水区:60.4%となっており、有意差は認められなかったものの、飽水管理の期間が長いほど整粒率が高くなる傾向が見られた。乳白粒率を比較すると、(1)湛水区:7.0%、(2)11日目落水区:6.2%、(3)20日目落水区:6.7%、(4)35日目落水区:9.1%となっており、これに関しても有意差は認められなかったが、飽水管理の長さが長くなると乳白粒率が低下する傾向があった。さらに、その他未熟粒率を比較すると、(1)湛水区:14.8%、(2)11日目落水区:10.1%、(3)20日目落水区:10.9、(4)35日目落水区:9.3%となっており、常時湛水区よりも飽水管理を行った区の方がその他未熟粒率が低下しており、玄米品質が向上していた。

地域環境工学・計画学研究計画通りの実験を行うことができ、また、結果についてもおおよそ想定していたデータが得られたことから、研究は順調に進展していると判断した。今年度と同様の実験を行うことによって、気象条件の違いによって結果がどの程度変わるのかを確認する。また、品種による違い、飽水管理を開始する時期による違いについて攻究する。当初購入を予定していたセンサー類(温度、土壌水分計など)の状態が良かったことから、追加購入する必要がなくなったため。センサーを再度チェックし、欠測が生じる可能性のあるものについては更新を行う。