hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
味細胞における受容体および関連分子の発現と味神経との選択的シナプス形成の分子機構

本研究は、グルマリン感受性(GS-SwR〕及ぴ非感受性(Gl-SwR〕の甘味受容体とレプチン受容体(Ob-Rs)を異なる組み合わせで発現するマウスを遺伝的に作出し用い、それぞれの受容体を発現する味細胞とそれにシナプスする味神経の選択性について分子遺伝学的及び神経生理学的に検索し、味細胞-味神経のシナプス形成と味細胞受容体関連分子発現の遺伝制御機構について検討することを目的として行った。その結果、1)味細胞におけるレプチン受容体(Ob-Rs)とその細胞伝達関連分子STATsのアイソフォームの発現をみると、db/dbマウスで変異が見られるOb-Rbがレプチン受容の鍵分子であり、味細胞においてもOb-Rb-STAT3の伝達系が関与すること。2)GS-SwR系db/db(Ob-Rb変異)マウスとGl-SwR系BALBの交雑系F2の味覚行動応答の解析により、Gl-SwR系でOb-Rb変異で最も甘味応答が増大していることから、レプチンはGl-SwR発現の味細胞により大きな影響を与えている可能性が示唆された。3)鼓索神経挫滅後の神経再生過程ではGS-SwRの発現はGl-SwRにややおくれて回復するものの、挫滅3週後で発現個体の存在が確認され、Na応答のように3週後にアミロライド非感受性成分が、4週後にアミロライド感受性成分が回復するといった明確な回復時期の差は見られなかった。しかし、特定の甘味物質に対する応答が早期からGSを示すなど、甘味物質による差をもたらす、複数受容体の存在が示唆された。本研究は、グルマリン感受性及び非感受性の2種の甘味受容体とレプチン受容体(Ob-Rb)を異なる組み合わせで発現するマウスを遺伝的に作出し、それらマウスを用いて、各受容体を発現する味細胞とそれにシナプスする味神経の選択性について分子遺伝学的及び神経生理学的に検索し、味細胞-味神経のシナプス形成と味細胞受容体関連分子発現の遺伝制御機構について検討する。A.遺伝的変異マウスのグルマリン及びレプチン感受性の行動学的及び神経生理学的解析グルマリン感受性受容体(GS-SwR)を欠損し、グルマリン非感受性受容体(GI-SwR)とOb-RbをもつBALBマウスと、GS-及びGI-SwRをもつがOb-Rbを欠損するC57-dbから、その交雑系F1及びF2を作出し、F2については、その体重と血糖値変化及びD-フェニルアラニン、サッカリン、ショ糖に対する嗜好性について2ビン法で検索し、親系統に関しては鼓索神経及び舌咽神経のグルマリン及びレプチンに対する応答変化について計測した。その結果、F2のdb/db個体(Ob-Rb変異系)のショ糖に対する嗜好性は、D-フェニルアラニン低嗜好性(GS-SwR欠損系)を示すものの方が高いことが分り、Ob-RbとGI-SwRとのより強い連関が示唆された。また、グルマリン感受性はC57の鼓索神経応答のみに認められ、レプチン感受性はC57及びBALBの鼓索及び舌咽神経にも認められた。この結果もOb-RbとGI-SwRとの連関を示唆する。GS-SwRについては現在抗体作成中である。Ob-Rの発現についてはRT-PCR法で検索、C57及びBALBで有郭あるいは茸状乳頭を含む舌上皮でOb-Rbの発現を確認した。本研究は、グルマリン感受性(GS-SwR)及び非感受性(GI-SwR)の甘味受容体とレプチン受容体(Ob-Rb)を異なる組み合わせで発現するマウスを遺伝的に作出し用い、各受容体を発現する味細胞とそれにシナプスする味神経の選択性について分子遺伝学的及び神経生理学的に検索し、味細胞-味神経のシナプス形成と味細胞受容体関連分子発現の遺伝制御機構について検討することを目的としている。A.遺伝的変異マウスのグルマリン及びレプチン感受性の行動学的

及び神経生理学解析GS-SwR欠損で、GI-SwRとOb-RbをもつBALBマウスと、GS-及びGI-SwRをもつがOb-Rbを欠損するC57-dbとの交雑系F2を育成し、昨年度よりその数をさらに増加させ、db/db個体を17匹選別した。D-フェニルアラニンの嗜好度はdb/db(17)と正常系(33)共に0.03Mレベルで二峰性の分布となりdpa-とdpa+に分類された。ショ糖に対する嗜好度は正常系でdpa+の方がdb/dbでdpa-が高く、サッカリンに対する嗜好は両群で差がなかった。それら各群の神経応答を検索したところ、dpa-とdpa+の分類とグルマリンによる甘味応答の抑制性がほぼ一致することが分かった。親系統C57の鼓索神経crush後の再生過程における、甘味応答の発現について予備的な検索を行ったところ、crush 3週後にショ糖、サッカリン、D-フェニルアラニンに対する応答が弱いものの見られることが分かった。GS-SwRについては抗体など準備状況が長引いており、まだ十分なデータが得られる状況に至っていない。また、各群マウスのOb-Rの発現をRT-PCR法で調べたところ、Ob-Ra, b,c,d, eの内、Ob-Reを除くすべてが味蕾を含む組織に発現していたが、Ob-Raの発現量がもっとも多かった。味細胞特異性があるガストヂューシンの発現パターンとOb-Rbの発現パターンが一致していたことから、Ob-Rbの味細胞特異性も示唆された。本研究は、グルマリン感受性(GS-SwR)及び非感受性(GI-SwR)の甘味受容体とレプチン受容体(Ob-Rb)を異なる組み合わせで発現するマウスを遺伝的に作出し用い、各受容体を発現する味細胞とそれにシナプスする味神経の選択性について分子遺伝学的及び神経生理学的に検索し、味細胞-味神経のシナプス形成と味細胞受容体関連分子発現の遺伝制御機構について検討することを目的としている。A.遺伝的変異マウスのグルマリン及びレプチン感受性の行動学的及び神経生理学解析C57-dbとBALBの交雑系の解析は昨年度と同様継続し行った。結果は昨年度と同様、神経応答と行動応答の対応がみられた。本年度は鼓索神経crush後の再生過程における、甘味応答の発現についての検索を中心に行った。Crush2週後では全く味神経応答がみられなかったが、crush3週後にショ糖、サッカリン、D-フェニルアラニンに対する応答が弱いものの見られることが分かった。しかし、グルマリンに対する感受性はこの時期ではみられなかった。さらにcrush4週後から甘味応答が増大し、グルマリンによる抑制効果も認められるようになった。したがって、3-4週にかけてグルマリン感受性の受容体の発現がみられるものと推定された。昨年までのOb-Rの発現をRT-PCR法で調べた研究により、味細胞にOb-Rbの発現が確認されていたが、本年度はin situ hybridization法によりOb-RbmRNAの発現を確認した。さらにその下流に位置する細胞内伝達系のSTATの発現をRT-PCR法で調べたところ、STAT3がもっとも強く発現することがあきらかになった。したがって、味細胞ではOb-RbからSTAT3を経て、甘味応答を抑制する可能性が示唆された。
少年院における、発達障害と非行、及び「キレる」に関する教育的研究

本研究では、少年院在院者に対して、いくつかの精神医学的尺度および心理学的質問紙を使用した調査を実施した。世界的にも女子における深刻な非行化群の研究例は少ない。本研究の目的は、女子少年院在院生を対象として、自尊感情や攻撃性、児童期のAD/HD徴候及び逆境的児童期体験における特性や明らかにすることである。またそれぞれの因子の関係性を解析し因果モデルを構築することである。その際、年齢と性別をマッチングさせた対照群を設定した。自尊感情尺度の結果、対象群の自尊感情は有意に低かった一方、攻撃性に有意差は認められなかった。ACE質問紙の結果両群には著明な差が検出され、対象群の深刻度が明らかとなった。AD/HD-YSRの結果、対象群は学童期から不注意や多動衝動性等の行動の問題が顕著であることが示唆された。またWISC-IIIの結果、対象群のFIQの平均値は79.4(SD=11.1)点であり、認知面の遅れが示唆された。相関分析では、攻撃性得点と自尊感情には有意な負の関係が認められ、攻撃性とACE score及びAD/HD-YSR得点には有意な正の相関が検出された。すなわちこれらの因子が攻撃性に影響を与えていることが示唆された。このような傾向は青年期のみならず、成人期以降も対象者(少年院在院者)に深刻な影響を与えると思われた。1.少年院在院生の発達的特性と矯正教育期間の自尊感情等の変容ある少年院でのLD,AD/HDスクリーニングテストの結果、LD疑いあり=63.9%,AD/HD疑いあり=81.9%,LD,AD/HD共に疑いあり=56.6%であった。WISC-III知能検査の結果、VIQ=82.2±9.9(M±SD)、PIQ=82.2±9.9(M±SD)、FIQ=82.2±9.9(M±SD)であった。VIQ-PIQの平均の階差は6.8であり、有意な差が確認された(p<.05)。自尊感情は、入院時・出院時ともに少年院生がコントロール群より有意に低かった(p<.01)。攻撃性は入院時は少年院生がコントロール群よりも有意に低かった(p<.01)。しかしながら出院時に、少年院生の攻撃性の有意な高まりが見られた。その結果、出院時の少年院生とコントロール群では攻撃性に差がなかった。すなわち、少年院在院者の顕著で深刻な低自尊感情が明らかとなった。同時に発達の遅れ偏りなどとの密接な関連性も示唆された。2.少年院在院者の逆境的児童期体験の調査結果男子少年院在院者(N=116)と女子少年院在院者(N=70),及びコントロール群として一般高校生(N=540)に,児童期の不適切養育体験(虐待を含む)の調査を実施した.ACE(Adverse Childhood Experiences;逆境的児童期体験)質問紙を使用した.これは,虐待のカテゴリー(身体的・心理的・性的虐待,ネグレクト)と養育機能不全のカテゴリー(保護者の不在・服役歴・精神疾患の罹病、家庭内暴力など)に分かれている.年齢と性をマッチさせた一般高校生と比較して,少年院在院者の児童期の逆境体験は極めて深刻であることが明らかにされた.9つの質問項目の内,男子少年院在院者は約522倍,女子少年院在院者は約433倍経験率が高く,身体的虐待は特に深刻であった.男女少年院在院者で比較すると,心理的虐待や性的虐待の項目で女子の方が有意に深刻な状況であることが判った.本研究では、少年院在院者に対して、いくつかの精神医学的尺度および心理学的質問紙を使用した調査を実施した。
寄主転換に伴う種分化を促進する隔離障壁の進化機構の解明

野生生物には,別種とまではいかないまでも,餌や生息場所の違いと言った生態的な特徴が異なる集団が種内に見られることがしばしばあります.では,こうした生態的な違いは最終的には別種へと種を分化させることがあるのでしょうか.今回の研究は,植物を食べる昆虫の餌を決めている遺伝子と,種の分化を完了させる,例えば交配時に雌雄が互いを交配相手と認識するためのフェロモンのようなシグナルを決めている遺伝子を特定し,こうした遺伝子がどのように分化してきたのかを調べるための足がかりを得るために行いました.クルミレースと交配しにくいネジキレースの地域集団として,形質置換による交尾率の低下が確認されている宮城県仙台市の同所集団(クルミレースとネジキレースが同所的に生息している)を,クルミレースと交配しやすいネジキレースの地域集団として,ネジキレースのみが生息する愛知県岡崎市の異所集団を選び,ネジキレース内でF2世代を作成した.また,RAD-seqを用いた詳細な連鎖地図の作成用に,札幌のクルミレースと岡崎のネジキレースを交配して得られたF1個体に,鹿児島県霧島市のネジキレースをbackcross親として掛け合わせた戻し交雑世代と,山形県山形市のクルミレースをbackcross親として掛け合わせた戻し交雑世代を作成した.これらの雑種世代は,次年度にRAD-seqを行う予定である.これらに加えて,同じレース間で共通の交配前隔離が平行的に進化するかどうかを検証するため,仙台と新見の同所集団のネジキレースどうしの交配実験を行った.その結果,仙台-新見館の交配でも,コントロール(仙台集団内)と有意差なく交配することが確認できた.本研究ではまず,クルミレースとの交尾率の低下が生じているネジキレース集団を,地理的に離れた地域から採集し,これらネジキレースの地域集団間で交配実験を行った.実験には,クルミレースとネジキレースが同所的に生息している宮城県仙台市と岡山県新見市の個体群を用いた.これらの2地域では,ネジキレースのメス個体をクルミレースのオスと掛け合わせると,交尾率が低下する傾向が見られるが,仙台市と新見市のネジキレースどうしの交配では,仙台市のサンプルどうし,新見市のサンプルどうしを交配した場合と同様に,9割以上のペアが交配した.よって,クルミレースと同所的に生息するネジキレースで見られるクルミレースとの交尾前隔離を生じさせる機構は,各同所集団でランダムに生じているわけではないことが示唆された.次に,異所集団間での交尾率の差に注目し,クルミレースと交尾しやすいネジキレース集団と,クルミレースと交尾しにくいネジキレース集団の交雑からネジキレースの地域集団間F2世代を作成した.そして,次世代シークエンサーでの解析に適したゲノムが抽出できる蛹を用いて,restriction-site associated DNA sequencing (RAD-seq)により連鎖解析を行う実験系を確立した.また,成虫にまで育て上げたF2世代のメス個体をクルミレースとの交配実験に供し,得られたサンプル数は少なかったが,F2世代の交配の有無から交尾前隔離に関わるQTLを検出するための手法が確立できた.野生生物には,別種とまではいかないまでも,餌や生息場所の違いと言った生態的な特徴が異なる集団が種内に見られることがしばしばあります.では,こうした生態的な違いは最終的には別種へと種を分化させることがあるのでしょうか.今回の研究は,植物を食べる昆虫の餌を決めている遺伝子と,種の分化を完了させる,例えば交配時に雌雄が互いを交配相手と認識するためのフェロモンのようなシグナルを決めている遺伝子を特定し,こうした遺伝子がどのように分化してきたのかを調べるための足がかりを得るために行いました.当該実験の遂行中に,当研究室が所有する昆虫飼育用の恒温器が故障して実験に一部不都合が生じたが,新規に導入した恒温室等で何とか飼育,交配実験共に行えたため,ほぼ予定通り計画が遂行できた.進化生物学これまでに作成した雑種世代の個体からゲノムDNAを抽出し,RAD-seqによるジェのタイピングを行い,連鎖解析とQTL mappingを行う.同じレース間での交配前隔離の平行的進化の有無をより詳細に検証するため,仙台と新見の同所集団のネジキレースどうしの交配実験の反復数を増やすとともに,岡崎及び霧島の個体を用いた交配実験も行う.
輻射熱アクティブ補償エピタキシによる高品質II-VI半導体多元混晶の作製

本年は、昨年までの成果に引き続き、ZnCdS/MgCdS超格子やZnSe/MgCdS超格子の研究について詳細な検討を行ってきた。昨年までに、基板温度の面内分布やルツボのシャッター開閉による変化が結晶性に与える影響について明らかにし、熱輻射の積極的利用によりそれらの悪影響を引き下げる技術を開発してきた。超格子構造の特性は周期構造によって変化する。しかし、設計と作製したサンプルの周期構造が一致しているかを検討する必要がある。また、界面がぼやけて混晶化してしまうと量子効果が発生しないことが考えられる。したがって、超格子は井戸層と障壁層の界面が急峻であることが重要である。熱輻射を積極的に応用することで電子顕微鏡による観察やX線回折による評価から、超格子が設計どおりに作製可能なこと(膜厚や組成が制御可能なこと)を明らかにした。その光学的特性も、設計と対応して変化することが明らかになった。さらに本手法を応用し、ZnTeのホモエピタキシー膜の高品質化に関する検討も行なった。ZnTeは一般にp型の伝導型のみを示すことが知られている。その価電子制御を行なう際に成長条件の安定化を図ることが重要である。本研究では価電子制御のために超格子構造を発展させた構造の作製を行なったが、その際にもシャッターの開閉に伴う基板温度の変動を抑えるため、輻射熱の積極的制御を行なった。そして、安定した成長条件のもとで高品質ZnTeの作製も可能になり、ZnTeのホモエピタキシーや伝導型制御に対しても超格子構造の応用が有効であるとの知見を得るに至った。GaAsに格子整合し、かつ室温でのEgを3eVに制御可能なZnMgCdS系材料に注目し、紫外線センサへの適応性を検討した。4元混晶に限定することなく、センサ特性改善のため超格子構造のZn0.6Cd0.4S/Mg0.8Cd0.2Sを作製し、紫外線センサへの適応性の検討を行なったところZnMgCdS材料の場合と同様に紫外光のみ選択的に感度のあるセンサを作製することができた。しかし、結晶成長とともに3次元成長が起こり結晶性が悪化し、センサ特性に影響が出るという問題が明らかになった。そこで、従来とはことなり、GaAs基板上に作製する代わりにエピタキシャル成長させた平坦なGaAs上にZnCdS/MgCdSを作製し、結晶性の改善とセンサの分光感度特性の改善を試みた。(100)GaAsエピタキシャル膜上にZnSeバッファ層成長後、ZnMgS/CdMgSをZn、Mg及びCdS化合物を用いて成長させた。組成はZn0.4Cd0.6S/Mg0.8Cd0.2S付近に設定し、層厚は9-60Å/8-20Åで作製した。RHEED観察においてGaAs基板上にZnSeバッファ層を成長した場合は成長開始直後からスポットになった。それに対しGaAsエピタキシャル膜上の場合は成長開始直後からストリークが見られ、超格子600nm成長後でもGaAsエピタキシャル膜上に成長したものはストリークが保たれていた。これらのことはGaAsとの界面の平坦性が改善されたことにより超格子の結晶性を改善できたためと考えられる。PL・反射スペクトルから2.95eV付近にEgに対応した強い発光が得られた。本超格子を用いて光導電素子のUVAセンサを作製したところ、従来の構造に比べカットオフ波長付近での感度特性が改善された。本年は、従来までに開発を行ってきたZnCdS/MgCdS超格子やZnMgCdS混晶のほかにZnSe/MgCdS

超格子の研究についても着手始めた。本超格子は、4元混晶やZnCdS/MgCdS超格子に比べて使用する原料の数が増えてしまうという問題点を抱えている。しかしながら、バンド構造がタイプIがたのものになるため、伝導体や価電子帯に明瞭な井戸を作製することが可能になってくる。そのため、量子準位が強調された素子になると期待される。他方、Se系材料はS系材料に比べて一般的に光に対する感度が低いため、光素子としては必ずしも高感度になるとは考えにくい。これらの長所と短所を内在しているため、素子への応用に関しては慎重に検討する必要がある。これまでに、分子線エピタキシー法により、標記材料の作製が可能なことを明らかにした。組成制御性や、電子状態の制御性については当初の期待していた結果が得られた。また、材料の光学的特性を低温フォトルミネッセンスにより測定したところ、バンド端に対応した信号が明瞭に得られた。そして、他の材料系に比べてほぼ遜色のない光学的特性を有する材料が作製されたことが明らかになった。紫外線センサとしての特性については今後検討していく予定である。本年は、昨年までの成果に引き続き、ZnCdS/MgCdS超格子やZnSe/MgCdS超格子の研究について検討を行ってきた。これらの超格子の作製に当たっては組成の制御と各層厚の制御が大変重要である。それらの制御が可能になって初めて超格子の物性制御が可能になるといっても過言ではない。これまでの成果により結晶成長条件の重要因子である基板温度の制御に関しては改善可能なことが明らかになってきた。しかしながら、成長時の分子線強度の均一性との対応は不十分であった。通常分子線エピタキシー法においては分子線強度はある程度不均一性があることが一般的であるとみなされてきた。それらの不均一性を改善するために結晶成長中に基板を回転させ、基板表面が平均的には均一の分子線に当たっていることが期待されていた。しかしながら、本研究で提案しているような超格子構造は低温の基板温度で成長することもあり、結晶成長速度も比較的遅いものであった。その結果、基板回転を行ったとしても基板回転に対応して層内に組成むらや膜厚むらが生じることが明らかになってきた。これまでは基板温度の制御も容易ではなかったため、層内の組成のむらや膜厚のむらが何に起因するのか明確ではなかったが、本研究の成果により、むらを引き起こす原因が特定できたと考えられる。これらの成果を元に、基板回転、基板温度安定化、に加え分子線の面内分布解消に向けた検討をいっそう進めていく必要があると考えられる。本年は、昨年までの成果に引き続き、ZnCdS/MgCdS超格子やZnSe/MgCdS超格子の研究について詳細な検討を行ってきた。昨年までに、基板温度の面内分布やルツボのシャッター開閉による変化が結晶性に与える影響について明らかにし、熱輻射の積極的利用によりそれらの悪影響を引き下げる技術を開発してきた。超格子構造の特性は周期構造によって変化する。しかし、設計と作製したサンプルの周期構造が一致しているかを検討する必要がある。また、界面がぼやけて混晶化してしまうと量子効果が発生しないことが考えられる。したがって、超格子は井戸層と障壁層の界面が急峻であることが重要である。熱輻射を積極的に応用することで電子顕徴鏡による観察やX線回折による評価から、超格子が設計どおりに作製可能なこと(膜厚や組成が制御可能なこと)を明らかにした。その光学的特性も、設計と対応して変化することが明らかになった。
近接ネットワークに基づくコンテクスト抽出による歩行者ソーシャルコンピューティング

歩行者の近接関係をセンサ等によつて取得し、これを用いて有用な都市情報サービスを提供するためのモデルを開発した。更に、このモデルに基づくシステムの試作を行い、提案モデルの有効性を検証するとともに次世代の都市情報サービスの可能性を議論した。本研究ではセンサーデータを用いてパブリックスペースにおける群衆の近接ネットワークを抽出し,近接ネットワークの構造と意味に基づいたコンテクストアウェアサービスを提供するシステムを実現する.ここでいう近接ネットワークとは,パブリックスペースにおいて歩行者の持ち歩く携帯端末を用いて,群衆の近接関係を示すセンサーデータから「出会い」の頻度,時間,距離等を考慮して,歩行者をノード,「出会い」をリンクとして構成されるネットワークである.このネットワークの構造的特徴と社会的意味を分析し,得られた知見に基づくコンテクストアウェアサービスフレームワークを構築する.更に,近接データの交換・共有が可能な歩行者端末と設置型の装置を用いて,このフレームワークに基づいた「群衆コンテクスト抽出ツールキット」を開発し,利用実験を通じて群衆インタラクションの理論の検討を行う.平成21年度は,まず群衆コンテクストの抽出を行う方法について基礎的な検討を行った.プライバシーに配慮して有用なコンテクストを抽出することが最も重要な課題の一つであると認識し,インタラクティブなプライバシー境界制御機構を提案するとともに,この機構を前提としたコンテクスト抽出法についても検討を開始した.近接データの取得と流通については,電子タグを利用した測位システムを用いて市街地で収集したデータを吟味し,絶対位置から相対位置を計算する方法と,直接的に相対位置を計測・流通する方法についで検討を行った.本年度は,群衆コンテクスト抽出の基礎モデルとプライバシー問題について入念に検討を行った.これにより,平成22年度以降にシステム開発とフィールドワークを円滑に進めるための環境が整ったと考えている.本研究ではセンサーデータを用いてパブリックスペースにおける群衆の近接ネットワークを抽出し、近接ネットワークの構造と意味に基づいたコンテクストアウェアサービスを提供するシステムを実現する。ここでいう近接ネットワークとは、群衆の近接関係を示すセンサーデータから「出会い」の頻度、時間、距離等を考慮して、歩行者をノード、「出会い」をリンクとして構成されるネットワークである。このネットワークの構造的特徴と社会的意味を分析し、得られた知見に基づくコンテクストアウェアサービスフレームワークを構築する。更に、このフレームワークに基づいた「群衆コンテクスト抽出ツールキット」を開発し、群衆インタラクションの理論の検討を行う。平成22年度には、平成21年度までの成果に基づいてコンテクスト抽出アルゴリズムの改良と近接ネットワーク合成手法・システムに関する研究を行い、過去に収集したフィールドデータに基づいてプライバシー保護手法の検討を行った。具体的な内容は、以下の通りである:1.コンテクスト抽出アルゴリズムの改良:平成21年度に行った基礎的な検討に基づき、近接ネットワークに基づいてコミュニティを高速に抽出するための改良を行った。2.近接ネットワーク合成手法・システムの開発:ユーザを中心とするego-centricネットワークと、場を中心とするplace-basedネットワークを補完的に統合利用するための手法を開発し、これに基づくアプリケーションを試作した。3.フィールドデータに基づくプライバシーについての検討:RFIDを用いたイベント支援のフィールド実験のデータに基づき、本研究におけるプライバシー保護のあり方について検討を行った。本研究ではセンサーデータを用いてパブリックスペースにおける群衆の近接ネットワークを抽出し、近接ネットワークの構造と意味に基づいたコンテクストアウェアサービスを提供するシステムを実現する。平成23年度には、平成22年度までの成果に基づいてコンテクストの利用とモデルに関する研究を行い、3年間の研究成果のまとめを行った。具体的な内容は、以下の通りである:1.群衆コンテクストの利用環境の開発:群衆の移動により形成される人と場所のネットワークのモデルとしてコロケーションネットワークを提案し、これに基づく利用環境を開発した。2.群衆コンテクストを用いたインタラクションデザイン環境の開発:コロケーションネットワークを利用してコンテクスト情報を効率良く取得し、これをスマートフォン上で利用する環境の試作を行い、有効性を検証した。3.フィールドスタディとモデルの検討:Bluetoothによる近接関係取得・利用の実験とタブレットPCを用いた質的コンテクスト情報収集の実験を行い、センサと人によるデータの補完的な利用について検討した。4.研究成果のとりまとめ:これまでの成果についてまとめ、国際会議の招待講演等で発表した。
脂肪酸による血管内皮細胞のタイトジャンクション透過性調節

本研究は、正常なヒトの血管内皮培養細胞を使用し、各種脂肪酸による血管内皮細胞タイトジャンクション機能調節効果を検討するものである。それぞれのinhibitor添加の影響は短鎖脂肪酸の種類により異なるものであったことから、種類により機序が異なることが明らかになった。即ち、酪酸はCOXとER、プロピオン酸はLOX、酢酸はERを介する可能性が示唆された。また、代表的なhistone deacetylase(HDAC)阻害剤であるtrichostain Aが酪酸、プロピオン酸と類似の効果を示したことから、酪酸、プロピオン酸のタイトジャンクション機能調節効果にHDAC阻害作用が関与している可能性が示唆された。以上より、短鎖脂肪酸の種類によって透過性調節機序が異なることを明らかにした。短鎖脂肪酸は、ヒトの総エネルギー消費量の10%以上、草食動物では50%以上を占めているが、これまで血管への直接効果がほとんど研究されていなかった。血中に存在する短鎖脂肪酸が正常血管内皮細胞のタイトジャンクション透過性に影響することを明らかにした生理学的な意義は大きい。多価不飽和脂肪酸の循環器病・血管機能に対する研究は多数行われているが、血管内皮細胞タイトジャンクション透過性に特化した研究は報告されていない。多様な脂肪酸による血管機能調節作用が明らかにされると、食品としての摂取、薬物としての脂肪乳剤、脂肪酸製剤投与、さらにはprobiotics、prebiotics投与による腸内細菌叢を介する短鎖脂肪酸による効果、各種の介入など、研究内容が大きく発展すると考えられる。本研究では、ヒト臍帯静脈血管内皮細胞を2層培養法により培養し、タイトジャンクション透過性の指標として、molecular markerの透過性と膜電位を測定した。実験群は、0.0564mM短鎖脂肪酸、500μM中鎖脂肪酸、50200μM多価不飽和脂肪酸を添加し、透過性におよぼす効果を検討した。0.5mM酪酸、1mMプロピオン酸、および32mM酢酸は24時間で透過をいずれも抑制したが(ρ<0.01)、酪酸、プロピオン酸の濃度依存性は明らかでなく、二相性の変化を生じた。他方、中鎖脂肪酸および多価不飽和脂肪酸は透過を促進した。デカン酸は、3時間で透過を促進したが、多価不飽和脂肪酸は24時間でその効果を発揮した。炭素数18と20において、各々n-3系とn-6系脂肪酸の透過性促進効果に有意な差は認められなかった。以上より、短鎖脂肪酸は透過を抑制するが、中鎖、長鎖脂肪酸は透過を促進し、特に中鎖脂肪酸の効果は3時間と他の脂肪酸に比べ短時間で発揮されたことから、血管内皮細胞のタイトジャンクション透過性におよぼす脂肪酸の効果およびその作用時間は、それぞれ種類によって異なることを明らかにした。現在、その機序と詳細を検討中である。
光学活性有機カルコゲン触媒の創製と不斉合成への展開

本年度の研究実施計画に従い、不斉オキシラン合成反応のエナンチオ選択性を検討した。すでに、無水塩化メチレン中、ジ(2-ヒドロキシ-10-ボルニル)セレニド存在下フェナシルブロミド、ベンズアルデヒド及び水酸化リチウムとの反応から室温5時間において(2S,3R)-3-ベンゾイル-2-フェニルオキシランを66%・48%eeで得ている。各種溶媒検討の結果、同様の条件下無水クロロホルムを用いると目的物の化学収率及びエナンチオ過剰率を71%・55%eeまで向上させることができた。一方、四塩化炭素を用いた場合、42%と収率は低下し、エナンチオ選択性は観察されなかった。その他、クロロホルム中p-ブロモ、p-クロロ及びp-メチルベンズアルデヒドとの反応はそれぞれ、65%・56%ee、95%・48%ee、28%・45%eeの化学収率及びエナンチオ過剰率であった。ボルニル骨格を有する触媒のC_2対称構造について、本触媒をすでに報告のある不安定イリドとアルデヒドとの反応に適応し、その有用性を検討した。すなわち、アセトニトリル中、1当量のジ(2-ヒドロキシ-10-ボルニル)スルフィド存在下、ベンジルブロミド、p-クロロベンズアルデヒド及び水酸化ナトリウムとを室温24時間反応させ、(2S,3S)-2-(4-クロロフェニル)-3-フェニルオキシランを化学収率20%、46%eeで得た。フェナシルブロミドとの反応では全くエナンチオ選択性を示さなかったアセトニトリルで選択性が発現したことから、本反応は異なる反応機構で進行していることを示唆した。また、溶媒に塩化メチレンを用いた場合、収率は10%まで低下したものの、58%eeの選択性を示した。本年度の研究実施計画に従い、カンファー骨格を有する光学活性セレニドの合成及びそれらを用いたCorey-Chaykovsky反応を行った。3種の新規光学活性セレニドの合成を行った。ジ(2-ヒドロキシ-10-ボルニル)セレニドについて、まずDMF中リチウムセレニドをヨードカンファーと反応させ対称ジケトセレニドを91%で合成した。次にTHF中LAHでケトン基を還元しジヒドロキシ体の合成を行った。ジ(2-アミノ-10-ボルニル)セレニドについては、まずトルエン中PPTS触媒存在下、対称ジケトセレニドとベンジルブロミドよりジイミンを合成した。続いてイミノ基の還元を行った。還元剤としてLAHやDIBALを用いると目的物は全く得られてこないものの、ニッケルクロリド-ナトリウムボロヒドリドによる還元でジアミノ体を合成に成功した。さらに、ジ(2-メルカプト-10-ボルニル)セレニドについて、対称ジケトセレニドをトルエン中、Lawesson試薬と反応させジチオケトンへ変換し、さらにDIBALにより低温下還元を行うことでジチオール体も合成した。3種の光学活性セレニドを用いて、不斉Corey-Chaykovsky反応を検討した。塩基として水酸化リチウムを用い、0.3当量の触媒存在下p-ニトロベンズアルデヒドとフェナシルブロミドとの反応を行った。ジヒドロキシ体を用いた場合、3時間で反応は終了し化学収率90%、また79%eeのエナンチオ選択性が観察された。一方、ジアミノ体を用いた場合、反応は12時間で終了し化学収率は83%と高収率であったがエナンチオ選択性は全く観察されなかった。さらにジチオール体の場合には、12時間後で化学収率がわずか11%と反応の進行が遅く、エナンチオ選択性は観察されなかった。1.光学活性セレニド触媒を用いた不斉オキシラン化反応の検討:塩化メチレン中、光学活性セレニド触媒存在下フェナシルブロミド、ベンズアルデヒド及び水酸化リチウムとの反応は室温5時間において(253R)-3-ベンゾイル-2-フェニルオキシランを66%、48%eeで与えた。本反応をCorey-Chaykovsky型反応と仮定し、その反応中間体に相当するセレノニウム塩を別途合成した。すなわち、アセトン中、トリフルオロメタンスルホン酸銀存在下光学活性セレニドとフェナシルブロミドとの反応より目的のセレノニウム塩を85%の収率で得た。このセレノニウム塩を用いて塩化メチレン中水酸化リチウム存在下ベンズアルデヒドとの反応を行ったが、反応時間が3時間及び24時間いずれにおいても反応はほとんど進行ぜず、得られたオキシラン体はほぼラセミ体であった。本反応はセレニド触媒と水酸化リチウムとの光学活性複合塩基によるDarzens反応で進行していることが示唆された。2.カルコゲン触媒を用いた電子欠損アルキンと活性メチレン化合物との反応:クロロホルム中、触媒としてベンジルセレニド存在下3-ブテン-2-オンとアセチルアセトンとの反応は2,4,6-トリアセチルトルエンを与えた。本反応は、触媒、3-ブテン-2-オン及びアセチルアセトンの全ての要素が必須であり、還流条件で反応は進行した。興味深いことにベンジルセレニドの代わりにベンジルスルフィドを用いると反応は同条件下進行しない。活性メチレンカルバニオンの電子欠損アルキンへのマイケル付加より開始するタンデムダブルMichael付加-aldol反応による六員環形成反応より芳香環化を起こしているものと考えている。

すでに、無水塩化メチレン中、ジ(2-ヒドロキシ-10-ボルニル)セレニド存在下フェナシルブロミド、ベンズアルデヒド及び水酸化リチウムとの反応から室温5時間において(2S,3R)-3-ベンゾイル-2-フェニルオキシランを66%・48%eeで得ている。各種溶媒検討の結果、同様の条件下無水クロロホルムを用いると目的物の化学収率及びエナンチオ過剰率を71%・55%eeまで向上させることができた。一方、四塩化炭素を用いた場合、42%と収率は低下し、エナンチオ選択性は観察されなかった。その他、クロロホルム中p-ブロモ、p-クロロ及びp-メチルベンズアルデヒドとの反応はそれぞれ、65%・56%ee、95%・48%ee、28%・45%eeの化学収率及びエナンチオ過剰率であった。ボルニル骨格を有する触媒のC_2対称構造について、本触媒をすでに報告のある不安定イリドとアルデヒドとの反応に適応し、その有用性を検討した。すなわち、アセトニトリル中、1当量のジ(2-ヒドロキシ-10-ボルニル)スルフィド存在下、ベンジルブロミド、p-クロロベンズアルデヒド及び水酸化ナトリウムとを室温24時間反応させ、(2S,3S)-2-(4-クロロフェニル)-3-フェニルオキシランを化学収率20%、46%eeで得た。フェナシルブロミドとの反応では全くエナンチオ選択性を示さなかったアセトニトリルで選択性が発現したことから、本反応は異なる反応機構で進行していることを示唆した。また、溶媒に塩化メチレンを用いた場合、収率は10%まで低下したものの、58%eeの選択性を示した。
骨形成因子の腎への影響の検討

TGF-βスーパーファミリーの一つである骨形成因子(BMP-7)は、そのリガンドとレセプターが腎臓の発生期に尿細管において強く発現していることから腎尿細管細胞の増殖や機能発現に重要な役割を有していることが予想される。これまで我々は上皮増殖因子(EGF)や肝細胞増殖因子(HGF)、TGF-βなどが急性腎不全時における腎再生に強く関与していることを報告してきたが、今回、BMP-7についても同様の方法論を用いて検討を加えた。これまでBMP-7の受容体であるBMPR-IA(ALK-3)、BMPR-IB(ALK-6)、BMPR-II(u2)につき腎虚血による腎不全モデルラットを用いて腎における発現を免疫組織染色およびノーザンブロット解析により検討した。その結果R-IA、R-IB蛋白は尿細管細胞において虚血後24時間で著しい発現の増加が認められその後徐々に低下した。また、RNAの発現上昇も同様の経過で観察された。一方、R-IIに関しては蛋白およびRNAの明らかな発現の変化は観察されなかった。以上の結果より、腎障害後早期に発現増加してくるBMPR-IA、IBは引き続き起こってくる尿細管細胞の再生、に関与している可能性が考えられる。BMP-7自体の腎における生理的役割についても不明な点が多いが、今後リガンドについての検討も含めて研究を進めたい。既知の増殖因子の変化とも比較検討し、その関係を明らかにしたい。TGF-βスーパーファミリーは生体内で多彩な作用を示し様々な所で機能している。そのTGF-βスーパーファミリーのうちの1つであるBMP(骨形成因子)は、骨折時などの骨形成促進に関与する増殖因子として見つかったものだが、ごく最近そのリガンドとレセプターが腎臓の発生期において腎臓の近位尿細管と遠位尿細管に強く発現していることがわかった。我々は片腎摘出時に対側腎が代償性に肥大するのに増殖因子であるEGF(上皮増殖因子)やHGF(肝細胞増殖因子)が関係していることを報告してきた。(Biochem.Biophys.Res.Commun.,187(2)1015,1992;Am.J.Physiol.,265,61,1993)一方TGF-βは増殖抑制因子として働いていることも報告してきた。(Growth Regulation.,3,146,1993)TGF-βスーパーファミリーであるBMP(骨形成因子)は腎臓の発生に関係していると推測されるが、その他の増殖因子との関係を腎摘時及び急性腎不全時における腎再生における役割を分子生物学的手法を用いて解析してる。BMPの受容体は、BMPR-II(u2),BMPR-IA(ALK-3),BMPR-IB(ALK-6)が上げられるが、今までの研究ではラットの急性腎不全モデルの免疫組織染色において、腎不全モデル作製1日目にR-LA及びR-IBの著しい増加が認められた。一方R-IIに関してはほとんど変化が認められなかった。今後mRNAの発現についても検討を行いたい。
兜率天往生の思想とかたち

兜率天上の弥勒菩薩の造形について、インドから日本中世までの展開過程をおおよそ明らかにした。中国唐代までは持水瓶・交脚形が主流であるが、宋代およびその影響を受けた日本中世では持麈尾・趺坐形が浸透する。また兜率天浄土の表現についても、中央アジアから中国、日本に至る図様形成と変容状況を遺品から跡づけた。とくに日本中世の兜率天曼荼羅図のタイプを整理することができた。本研究は、古来より信仰があった弥勒の造像造画活動のなかでも、鎌倉時代に新しい局面を迎える弥勒上生信仰とその造形を研究し、兜率天往生思想との教学的関連を探ろうとする。本年度は当初の研究計画に即して、研究テーマに直結する絵画・工芸作品の調査を行い、その調書ならびに画像資料を取得した。弥勒菩薩が主宰する兜率天浄土のさまを描いた兜率天曼荼羅図は、日本では鎌倉時代以降の作品のみが数種残されており、そのなかでも特に最古の遺例として重要な鎌倉時代前半の興聖寺本、および鎌倉後半から南北朝時代の東京国立博物館本(旧広島明王院本)についての調査は、尊像構成や技法の詳細などを明らかにする点で意義があった。後者についてはこれまで良質の画像がなく、あらたに4×5のフィルム撮影、および一眼レフによるデジタル撮影での画像をあわせて取得した。兜率天に住する弥勒菩薩に関連する諸作品についても海外所在分を含めて調査を行った。実施した主な調査地ならびに調査対象は下記の通りである。○調査地:京都国立博物館。調査対象:興聖寺蔵兜率天曼荼羅図、高山寺蔵鏡弥勒像、高山寺蔵伝弥勒菩薩像、京都国立博物館蔵弥勒菩薩像、以上いずれも鎌倉時代。○調査地:米国ボストン美術館。調査対象:米国ボストン美術館蔵弥勒菩薩像・弥勒如来三尊像・白描弥勒菩薩像・法相蔓荼羅図、以上いずれも鎌倉時代。○調査地:東京国立博物館。調査対象:東京国立博物館蔵兜率天曼荼羅図衝立、鎌倉南北朝時代。本年度は当研究テーマに関連する資料収集を称名寺金沢文庫・徳川美術館・サントリー美術館などで行い、また延命寺の画像を取得した。さらに日本の兜率天曼茶羅および弥勒信仰のルーツともいえる中国甘粛省の壁画・彫像の関連遺跡および遺品を調査した。敦煌莫高窟のみならず、周辺の文殊山石窟、金塔寺石窟など、河西回廊と呼ばれる地域にはとくに弥勒信仰関連の美術遺品が多く残され、その中に兜率天を描いた壁画の中でも重要な遺例が含まれていることを確認、調査した。主な海外調査地は下記の通り。敦煌莫高窟: 57窟156窟(弥勒経変を含む)158窟(弥勒経変を含む)220窟ほか敦煌西千仏洞楡林窟: 3窟25窟(弥勒経変を含む)文殊山石窟千仏洞・万仏洞(兜率天浄土図を含む)馬蹄寺石窟北三十三天窟金塔寺東西窟(弥勒菩薩像を含む)以上の河西回廊に散在する石窟群には弥勒信仰がとくに強調して現われており、唐時代に入って中国中央では下火になるのに対し、宋に至るまで継続的に造像がなされていることが認識できたことは大きな成果であった。本年度は当研究テーマの調査対象として、海外は中国南部の仏教遺跡、国内は重要遺品として滋賀県成菩提院の兜率天曼荼羅図(滋賀県立琵琶湖文化館寄託)を選んで調査を実施した。また、関連する資料収集を、奈良国立博物館・サントリー美術館・東京国立博物館などの研究施設で行った。海外の主な調査地は以下の通りで、現地調査には研究協力者も同行した。〔杭州〕霊隠寺、飛来峰石仏、雷峰塔、浙江省博物館、慈雲嶺資延寺、烟霞澗、六和塔、通玄観、上天竺寺・下天竺寺〔紹興〕柯岩弥勒仏、会稽山寺、禹廟〔寧波〕阿育王寺、延慶寺、天一閣〔普陀山〕紫竹林、潮音洞、普済寺〔台州〕開元寺跡、台州博物館、黄岩博物館、黄岩霊石寺塔中国の五代から宋時代にかけての弥勒信仰の状況は、河西回廊以外では詳細が不明であり、今回いくつかの遺品・遺跡の存在を確認することが出来た。中でも北宋時代の台州で清凉寺式釈迦如来像の胎内に納入された兜率天弥勒の図像について、版行地とみなされる現地調査を行うことが出来た点は、貴重な成果といえる。また当該の研究対象である中世の兜率天曼荼羅について、成菩提院本を調査撮影したが、その図像については国内での類例となる興聖寺本・延命寺本などとはまた別系統のものである。兜率天曼荼羅に関しては、西方極楽浄土図における当麻曼荼羅のような規範的な図様が形成されず、図極系統も各別であった点が確認できた。

兜率天往生思想をはぐくむ弥勒信仰のありかたが統一的でなかったことを意味すると推測され、この問題の解決が次の考察のステップを提供すると考えられる。22年度は当研究テーマの調査対象として、海外は朝鮮半島南部の仏教遺跡、国内は重要遺品として岐阜市誓願寺の兜率天曼茶羅図、および兵庫個人蔵の弥勒浄土図扉絵を選んで調査を実施した。関連する資料収集を、東京国立博物館などの研究施設で行った。海外の主な調査地は以下の通りで、現地調査には研究協力者も同行した。〔慶州〕断石山、仏国寺、石窟庵、慶州国立博物館、〔金泉市〕弥勒磨崖仏、〔公州〕開泰寺、灌燭寺、〔扶余〕扶余国立博物館、定林寺、〔その他〕瑞山磨崖仏、白華山磨崖仏朝鮮半島では、弥勒信仰が古代において盛んであったが、その多くは弥勒下生信仰で、この傾向は高麗時代に至るまであまり変化しない様相を観察することができた。ただ、高麗時代以降において下生の弥勒仏を表す際にも、兜率天からの降下を示唆する雲の表現があることは興味深い発見である。また当該の研究対象である日本中世の兜率天曼茶羅について、岐阜・誓願寺本ならびに兵庫・個人像本を調査撮影したが、その図像についてはそれぞれ各別であり、この画題でのバリエーションの豊かさを認識した。個人像本では赤外線デジタル・カメラ撮影を併用することによって、はじめて図様が確認できたことも成果である。以上、これまでの調査研究を踏まえて、総合的な分析を加えるとともに、研究分担者・研究協力者による論文集の作成にはいった。総論および、日本語による各論2編、欧文による各論1編が執筆されるとともに、日本中世の兜率天曼薬羅図を集成した資料図版編を組み立てるべく企画を進め、これを作成・刊行した。
大気レーダー・イメージング法を用いた水蒸気高度分布推定手法の高精度化と実用化

本研究課題は、研究代表者が世界をリードして開発を推進してきたウインドプロファイラを用いた水蒸気推定手法を発展させ高精度化を計ることを目的とし、その最も重要なファクターであるレーダー観測の鉛直分解能の向上を目指した研究を進めた。従来の鉛直分解能向上手法では、レーダー観測値の保存性が原理的に確保されないため、水蒸気の定量的観測には使用できない。そこで、レーダーのオーバーサンプルデータを用いて、データ同化手法の一つである1次元変分法を用いることでレーダー分解能を向上させる手法を開発した。またレーダーエコー生成メカニズム解明に向けて、高分解能気球観測とレーダー観測の同時実証観測を実施した。本研究では、極端気象の駆動源を解明することを目指し、ウインドプロファイラを用いた技術開発およびフィールド観測の研究を推進してきた。特に降水を伴う極端気象で重要な役割を果たす大気中の水蒸気に着目して、大気レーダーを用いてその稠密動態を解明すること目指した研究を行った。時間・空間的に偏在する水蒸気を精度良く測定するためには、研究代表者が世界に先駆けて開発した大気レーダーを用いた水蒸気推定法の観測分解能を向上させる必要がある。しかしながら、従来の分解能向上手法であるレーダー・イメージング法は、観測物理量の保存性が確保できないため、大気現象の定量的理解には適さないことを示した。このため、大気物理量が保存する特徴を持つ新たな手法開発に取り組んだ。具体的にはレーダーの観測高度範囲を一部重ねながら受信するオーバーサンプル法を活用し、高分解能データを復元する手法を提案した。観測データには誤差が含まれるため、誤差を定量的に考慮した上で最適解を導出できる最尤推定法を用いて高分解能データを再現するプログラムを作成した。実際に分解能を悪化させたオーバー・サンプル・データを作成し、本手法により分解能が改善することを確認できた。さらに、極端気象の観測的解明についての研究を進めた。特に解明が進んでいない突風現象に着目してそのレーダー観測を目指した現地調査と基礎データ取得を進めた。琵琶湖の西岸の比良山地から琵琶湖側に吹き下ろす比良おろしに着目し、本領域でのレーダー観測を目指して、突風域に地上観測網、気球観測、ドップラー・ライダーを整備し、キャンペーン観測を実施した。水平分解能50mの高精細な気象シミュレーションも併用することで比良おろしの生成を再現し、突風発生における琵琶湖の影響を評価した。本研究課題では、研究代表者が世界をリードして開発を推進してきたウインドプロファイラを用いた水蒸気推定手法を発展させ高精度化を計ることを目的している。特に現在まで未知数として残されていたレーダー探査領域内部の乱流充填率(F)を観測的に求めるため、最新のレーダー技術を適用した水蒸気高度分布を推定手法の開発を進めている。周波数領域のレーダーイメージング法を行うことでレーダー探査領域内部の乱流位置の同定を行うことが可能となった。滋賀県甲賀市信楽町にあるMUレーダーを用いて観測を行い、レーダーイメージングを実施することで、乱流存在の有無のコントラストを際立たせて、乱流が存在する位置を同定することに成功した。水蒸気推定を実施したところ、レーダーイメージングでは得られたエコー強度の保存性が悪いため、新たな鉛直分解能向上法が必要であことがわかった。このため、レーダーイメージングに代わる新しい手法をウインドプロファイラ観測に取り入れる手法開発に着手した。。レーダー探査領域を重ね合わせながら観測を行うオーバーサンプル手法を用いて、重なりの異なるデータを併用することで鉛直分解能を向上する手法の開発をすすめ、試験観測データを得ることに成功した。同時に高鉛直分解能ラジオゾンデとの同時観測も実施した。この初期解析結果は良好でありより高い分解能での水蒸気推定が可能になると考えられる。本研究課題では当初周波数領域のレーダーイメージング法を行うことでレーダー探査領域内部の乱流位置と強度を定量的に求めることで、水蒸気推定精度を向上させることを目的としていた。実際のレーダーイメージングでは得られたエコー強度が保存しないため、水蒸気推定には適しないことが判明したが、新たにオーバーサンプル手法を用いて鉛直分解能を向上する手法の開発をすすることで研究の進捗には遅れは発生していない。新手法により試験観測データを得ることに成功しただけでなく、同時に高鉛直分解能ラジオゾンデとの同時観測も実施できたためおおむね順調に達成していると考える。本課題で新たに提案するオーバーサンプルによるレーダー分解能向上手法では、従来レーダーイメージングが適用できなかった雨滴の高分解能分布にも適用が可能である。水蒸気は地球大気中では微量分子に過ぎないが、その相変化に伴う潜熱は、集中豪雨など時に災害をもたらす激しい気象現象を駆動する主要なエネルギー源である。本手法では水蒸気という降水現象のソースと結果となる降雨現象を同時に観測することが可能となる。

こういう観点で当初の計画の想定を超える大きな可能性も見えてきており、梅雨期に集中的に観測を実施して、強い降水時の水蒸気と降水の同時観測を実施する。観測用消耗品に約70%、論文出版費に20%、その他10%の支出予定を計画している。
育成した重金属耐性植物の機能強化とそれによる重金属汚染土壌の浄化

1.MT合成遺伝子CUP1導入ケナフの作成とCd耐性能の評価:将来の輪作体系構築を考慮し、ケナフにもCUP1遺伝子を導入して重金属耐性能を評価した。遺伝子導入ケナフ再生個体23株を作成し、各株についてCd耐性能を水耕法で検討した結果、最も高いCd耐性能を示したT19株は、Cd200μMでも枯死せず、体内Cd含量が2,300mgKg^<-1>となった。この株を挿し木によって栄養繁殖させたクローンを多数増殖させ、その一部についてLeaf Disk法によってCd耐性能を検討した結果、やはりCd耐性が示された。2.重金属耐性能の強化に関する検討:Cysteineはそれ自体が重金属を無害化するとともに、MTの主要構成アミノ酸である。そこで、MT合成遺伝子を導入した植物に、Cysteine合成酵素であるo-Acetylserine (thiol) lyase (CSase)を合成する遺伝子CS3Fを導入して過剰発現させれば、重金属耐性能の強化が可能と考えた。そこで、まずケナフにCS3Fを導入してCysteine合成能の高い植物の作成を試みた。ケナフ138株にCS3Fを導入し22株を選抜し、さらにRT-PCRによる導入遺伝子発現量のCS21を選抜した。このCS21のCSase活性はWildの約10倍の酵素活性を示し、しかも恒常的に酵素活性が高いことが明らかとなった。3.2種類の重金属耐性遺伝子の過剰発現による植物の重金属耐性能の強化:前述のメタロチオネイン(MT)合成遺伝子CUP1を導入して重金属耐性能を強化したケナフに、MTを構成するCysteineの体内濃度を増加することによって、より一層重金属耐性能を強化することを試みた。まず、2で作成したCSase合成遺伝子導入ケナフに、CIP1遺伝子をLeaf Disk法で導入を試みた。現時点では、km選抜によってCUP1遺伝子導入株を選抜した。1.Cd耐性能付与カラシナの土壌からのCd吸収能の評価:重金属耐性遺伝子として酵母由来のMetallothionein(MT)合成遺伝子CUP1を導入したカラシナ(Brassica juncea)をCd 11mgKg^<-1>(黒ボク土)および7mgKg^<-1>(砂質土)と、その10倍の濃度である110mgKg^<-1>(黒ボク土)と70mgKg^<-1>(砂質土)で栽培し、その生育とCd吸収を検討した。その結果、砂質土のCd高濃度区では非組換えカラシナには重金属誘導鉄欠乏クロロシスが発生したが、組換えカラシナは正常に生育した。組換えカラシナの葉中Cd含有率は、砂質土の低濃度区では80100mgKg^<-1>、高濃度区では500800mgKg^<-1>となった。一方、黒ボク土のCd低濃度区では5080mgKg^<-1>、高濃度区では80150mgKg^<-1>となり、これは非組換えカラシナの約23倍で、重金属耐性遺伝子の導入によって重金属を高濃度に含有しても生育可能になった。2.MT合成遺伝子CUP1導入ケナフの作成:作季が異なり根量が多い植物(Biomassも大きい)であるケナフにCUP1を導入してCd耐性ケナフの作成を試みた。その結果、28株の組換えケナフを作成した。