hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミヤコグサを用いた根粒形成初期シグナリングの分子機構の解明

NENAの原因遺伝子は、核孔を形成するヌクレポリンの一種をコードしており、酵母や動物のSEH1と相同性が観察された。酵母や動物ではSEH1はNUP85と相互作用することが知られている。Y2Hで解析したところ、NENAは以前我々が特定したミヤコグサNUP85と相互作用することが示された。1)ミヤコグサより単離した根粒形成の開始に必要とされるGRASファミリーの転写因子NSP2のプロモーターにGUS遺伝子を連結させたコンストラクトを作成し、アグロバクテリウムを介したstable形質転換法でミヤコグサに導入した。その後、根粒菌Mesorhizobium lotiに対する応答性を解析した。その結果、野生型では感染後7日目の根の若い領域でGUS発現の低下が観察された。このNSP2遺伝子の発現量の低下が、感染依存的な根における根粒形成能と根粒菌の受容能の低下を示している可能性があり、極めて興味深い。さらにステージが進むとGUSの発現は根粒原基の下部組織で顕著に観察されるようになり根粒原基形成との関連が示唆された。一方負のフィードバック制御が破綻したhar1変異体では根粒菌感染後のGUSの低下は観察されなかった。2)NSP2タンパクのペプチド抗体を用いて根端領域で根粒菌感染後の挙動を解析した。非特異的バンドがNSP2タンパクの近くに存在し、検出に苦労したが、最終的に野生型で感染にともなうNSP2タンパク量の現象が観察された。しかしhar1変異体ではさほど変動は受けず、HAR1はNSP2の安定性に寄与している知見が得られた。3)Nod factorシグナル伝達系に位置し、根粒形成と菌根形成の破綻したミヤコグサ1978変異体nenaについてポジショナルクローニングで候補遺伝子を特定した。さらに相補実験によって原因遺伝子であることを確認した。根粒菌が分泌するNod factorは根粒形成を誘導するという正の制御因子として機能するだけでなく、HAR1を介した負の遠距離制御系を活性化することによって根粒形成を抑制する。Nod factorはNSP2等を介して根粒抑制活性のあるCLE-RS1/2遺伝子を根で顕著に誘導する。麗を介したフィードバック制御機構とαβ「器1/2の関連を明らかにするために、tm1根粒過剰着生変異体においてCLE-RS1/2を過剰発現させた。その結果、根粒形成の抑制は観察されなかった。このことからTMLはCLE-RS1/2遺伝子によるフィードバック制御に必須であることが示された。次にTMLの候補遺伝子を野生型に導入し過剰発現したところ、根粒形成は抑制されず逆に顕著に増加した。同様な表現型は候補遺伝子のRNAiによっても観察された。候補遺伝子にはupstream ORFが見つかり、それを含めた制御系の介在が浮上した。ミヤコグサの共生変異体
電子顕微鏡による超分子複合体の構造解析用新規ラベル技術の開発

超分子複合体の構造を電子顕微鏡による単粒子解析によって解析し、各構成因子の位置を同定する際、分子標識技術が大変重要となる。本研究課題においては、生物学的に大変に重要な、DNA結合蛋白質から構成される超分子複合体に着目し、特に複合体中のDNA末端の位置を可視化する新規標識の開発を行った。DNAの高次構造が容易に設計可能である性質を利用し、その形状から精度良く位置を同定する方法と、微小な、しかし電子顕微鏡で識別可能な高次構造を利用することで可視化する方法を試みた。両者の場合において標識本体の可視化に成功し、特に実用性が認められた後者に関しては、実際に複合体を用いた可視化実験にも成功した。電子顕微鏡は、結晶構造解析のみでは解析が困難な巨大な超分子複合体の立体構造を解析する手段として大変に有効である。得られた複合体の構造中の個々の因子の位置は、適当なラベル(標識)を、対象とする因子に付加することで可視化することができる。本研究では、生物学研究の上で非常に重要なDNA結合蛋白質から構成される複合体中の、DNAの新規標識技術の開発を行う。DNAの末端標識法の開発として、DNAの高次構造を利用した方法を試みた。これまで利用していたストレプトアビジンによる標識はストレプトアビジンが4量体を形成し、全体で分子量6万近くにもなることから、単粒子解析で得られる分解能を考慮すると必要以上に大きいことが問題であった。ストレプトアビジンより小さいDNAの高次構造体を形成する配列を、目的とする複合体中のDNAの末端に付加することで、より精密に位置を可視化できる標識の開発を試みた。GGAトリプレットが8回繰り返した(24塩基)DNA配列は球状のDNA高次構造を形成することがNMRによって確かめられており、先ずはこれを10bpのDNA2重鎖の両端につなげたアレイ状DNAを作成し、電子顕微鏡にて観察した。その結果、予想されるアレイ状構造を明確に確認することができた。また構造データバンクに登録されているこのDNA構造体の原子モデルから計算機によって2次元投影像を計算し、上記構造と比較したところ、アレイの球状部分の大きさと極めて良く一致したことから、電子顕微鏡の観察下の溶液条件で確かにDNAナノ構造体が形成していること、且つそれが電子顕微鏡で十分可視化可能であることが明らかになった。本構造体をDNA2重鎖の片側に付加したものをDNAの回りに3量体リングを形成するPCNAと混合した結果、リングの片側のみに高次構造に相当する密度が確認できた。本年度は、標識自体の大きさは前年度の繰り返し配列を用いた構造体程小さくはないものの、形状を利用して、従来の標識よりもピンポイントで位置を同定できる標識法に取り組んだ。構造体として、1辺20塩基対の正4面体構造をもつDNAナノ構造体DNA tetrahedronを利用した。合成オリゴDNAを混合、再構成した構造体をゲル濾過によって精製して電子顕微鏡を用いて観察した。その結果、ゲル濾過の過程は極めて重要であることが分かった。単粒子解析によりこの構造体の電顕画像より立体構造を解析したところ、正四面体構造の形成を確認できた。この構造体は各辺にニックが存在する設計になっているが、標識として用いる際には、頂点からDNA二重鎖を伸ばすため、ニックの一つが頂点に存在する構造体を作成する必要がある。単粒子解析の結果、一つの頂点にニックがある構造体の形成を確認することができた。更に頂点からDNA2重鎖を伸長した構造体の正四面体形成も同様に確認でき、平均像で頂点から伸展させたDNA2重鎖を可視化することに成功した。複合新領域予定通りGGAトリプレットリピートによるDNA高次構造の形成及びその可視化を電子顕微鏡にて確認することができた。またテストサンプルとしてPCNAリングとDNAの複合体の系に同標識を利用することで、ほぼ設計通りに高次構造部分が可視化できることが確認できた。また従来のストレプトアビジンより精密に位置を確定できる事が分かった。

同方法が複合体の標識に活用できる可能性が極めて高い事を示せており、概ね順調に進展している。昨年度までに試みた標識法を他の複合体の系にも使用して、DNA末端の標識を試みる。その際、これまでに既に構造解析を行い、構造が既知の試料にも使用して、有効性を確認すると共に、位置情報の向上を図り、これまでの解析よりどのぐらい改善されるかを調べる。また構造未知の試料に使用する事で、DNAの末端領域の確定等、新規構造情報の獲得を試みる。またテロメアDNA配列やDNAテトラヘドロン等、他の構造体の有効性を調べる。超微量試料用分光光度計を購入予定である。また試薬・試料保存用冷蔵・冷凍庫を購入する予定である。
界面活性剤併用によるMRSAの抗生物質感受性変化のメカニズムについての研究

研究者らは非イオン性界面活性剤であるTriton X-100がメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)のβ-ラクタム系抗生物質に対する感受性を大幅に高めることを見いだし、Triton X-100のMRSAに及ぼす影響について検討した。Triton X-100はMRSAのβ-ラクタム剤耐性を担うといわれているPBP2Aの産生やβ-ラクタム剤に対する親和性には影響を及ぼしておらず、またPBP2Aの産生を調節する因子であるmccR1-mcc1やpenicillinase plasmidの有無に関わらずその効果は認められた。このことから、Triton X-100による効果はPBP2A以外の因子に影響を及ぼすことで感受性を高めていることが明らかになった。Triton X-100添加により菌の自己溶解能は高められ、自己溶解酵素を調節するといわれるリポタイコ酸の遊離を促進した。しかし、MRSAより自己溶解酵素活性欠損株を分離しTriton X-100の効果を検討したところ、親株と同様にTriton X-100添加によるβ-ラクタム剤の感受性に変化が認められた。このことから、Triton X-100による自己溶解能の活性化で感受性に変化を及ぼしているのではないことが明らかになった。また、population analysisによりTriton X-100の添加でhomogeneousな耐性を示すMRSAはその耐性パターンがheterogeneousになり、heterogeneousな耐性を示すMRSAはその耐性パターンが左方に移行した。したがって、Triton X-100によるMRSAのβ-ラクタム剤に対する感受性の増大はその耐性度を減少させること(耐性パターンの変化)niよるものであることが判明した。
沿岸域における環境災害防御策の費用便益分析

本研究では、重油流出事故による沿岸域の環境災害に関する人々の意識(精神的被害を含む)に焦点を当て、沿岸域管理による環境保全便益の評価を行った。環境保全便益を評価することは、沿岸域管理によって守られる環境資源の経済価値を間接的に評価することにほかならない。ここで、環境資源の経済価値は利用価値と非利用価値に大別される。さらに、前者は直接的利用価値、間接的利用価値、随意価値、遺贈価値および代位価値に分類され、後者は存在価値に相当する。本研究では、これらの価値を同時に評価するために先行研究で提案された分析手法を踏まえて、各価値を評価対象財からの距離の関数として捉えることができる評価モデルを構築した。そして、沿岸域管理によって守られる環境資源には5種類の価値(利用価値、随意価値、遺贈価値、代位価値、存在価値)があるものと仮定し、各価値を同時に評価した。さらに、海岸からの距離を説明変数とした各価値の関数を用いて、愛知県・岐阜県・三重県の各市町村(名古屋市については区)における各価値を計測し、その結果を地図上に描いた。その結果、各価値が海岸からの距離に依存しないと仮定した場合には、利用価値1,008億円、随意価値397億円、遺贈価値496億円、代位価値1,059億円、存在価値206億円、合計3,165億円であることがわかった。一方、各価値が海岸からの距離に依存すると仮定した場合には、随意価値と存在価値が距離(の対数)に比例し、その他の価値は反比例することがわかった。本年度は、(1)沿岸域の環境価値の定義、(2)アンケート調査の設計(プレ調査)、(3)アンケート調査の実施(本調査)を行なった。それぞれの内容は以下の通りである。(1)沿岸域の環境価値の定義厚生経済学の分野で用いられている補償的偏差の概念を応用して沿岸域の環境価値を定義した。ここでは、沿岸域の環境を破壊するような重油流出事故に対応した政策に対する支払意思額(WTP:willingness to pay)および奉仕労働量(WTW:willingness to work)で定義した。また、WTPとWTWによる定義がどのような関係にあるのかを厚生経済学的に明らかにしようとしたが、不明な部分が残された。なお、環境価値の定義に関する成果については、裏面に示す図書「環境経済評価の実務」にまとめた。2)アンケート調査の設計(プレ調査)重油流出事故に対応した政策に対するWTPおよびWTWを知ることに焦点を当て、沿岸域の各種環境価値を同時に評価するための分析モデルおよび質問方法を検討した。また、調査結果の信頼性が高くなるような調査票を設計するために、名城大学の学生を対象としたプレ調査を実施した。分析モデルに関する成果については、裏面に示す論文「コンジョイント分析による伊勢湾の環境価値の経済評価」にまとめた。(3)アンケート調査の実施(本調査)(2)の検討結果に基づいて調査票を作成し、アンケート調査を実施した。当初は郵送調査を予定していたが、有効回収率や研究補助費(発送作業やデータ入力作業に対する謝金)の面で有利なインターネット調査を利用した。これにより全国に住む約1,000人より回答を得た。このデータ解析は来年度に行なう。本研究では、海洋上の重油流出事故による沿岸域の環境災害に対する人々の意識(精神的被害を含む)に焦点を当て、その金銭的評価ならびに環境災害防御策の費用便益分析を目的として、以下の手順で研究を行なった。(1)沿岸域の環境価値の定義:沿岸域の環境価値について、沿岸域の環境を破壊するような重油流出事故に対応した政策に対する支払意思額(WTP : willingness to pay)および奉仕労働量(WTW : willingness to work)で定義した。(2)アンケート調査の設計(プレ調査):重油流出事故に対応した政策に対するWTPおよびWTWを知ることに焦点を当て、沿岸域の各種環境価値を同時に評価するための分析モデルおよび質問方法を検討した。

その結果、仮想市場評価法(CVM : contingent valuation method)とコンジョイント分析法を組み合わせた独自の方法を構築した。(3)アンケート調査の実施(本調査):(2)の検討結果に基づいて調査票を作成し、アンケート調査を実施した。なお、調査時期:2001年1月、調査対象:日本全国の男女、調査方法:インターネット調査(調査開始より24時間47分で締切)、有効回答:1,106件。(4)沿岸域の環境価値の経済評価:(2)で構築した分析モデルに(3)で収集したデータを適用して、沿岸域の環境価値を経済的に評価した。また、地域別・項目別の帰着便益を算出し、その結果を地理情報システムで地図上に表示した。(5)環境災害防御策の費用便益分析:(4)の評価結果に基づいて、沿岸域における環境災害防御策の費用便益分析を行った。(6)成果報告書の作成:環境経済評価マニュアルとして役立つ成果報告書を作成した。
時間的に依存するマルコフ過程のある種の極限定理とその応用

本研究の主目的は、時間的に一様でないマルコフ過程のエルゴード型極限定理の研究である。これは、一方では時間的に一様な場合の拡張と考える事も出来るが、本質的には、時間により激しく変動する場合を考えれば予想できるように、全く別の枠組みになり統一的な結果を得ることは困難であると考えられる。そこで、本研究においては、どの程度の時間的な変動を許せば、エルゴード的極限定理が得られるかという方針で研究する事とした。初年度においては、時間的に一様な場合にエルゴード定理を研究する土台となる再帰性の概念の拡張およびその下で、時間的に一様な場合の議論および結果が時間的に一様でない場合にまでどの程度拡張できるかとういう検討から始めた。そのために、時間的に一様な場合と同様に、ホップ型の最大不等式と同様な不等式を求め、それを用いて極限定理を導く方針で研究を行った。その方針で一般的な理論を得、それにより弱い意味での再帰性と一時性の、ある意味での類別が可能である事はわかったが、極限定理を得るためには強い付帯条件を付ける必要があった。さらに、その付帯条件を一般的な応用の場合に確かめられるのは特別な場合以外は、簡単ではない。そこで、第2年目の研究においては、最大不等式に換えMeyerあるいはFitzsimmonsによるフィリングスキームの方法を用いる方針に変更した。その結果、到達確率に関する仮定の下で、時間的に一様ではない場合にも基本的な不等式が得られることが分かった。到達確率に関する仮定も、マルコフ連鎖の推移密度の条件でカバー出来るため不自然ではない。またこれを用いて、再帰性及び一時性のある種の類別が可能である。基本不等式を用いて、G_nρ(i,x)=Σ^n_<k=i>E_<(i,x)>(ρ(k,X_k))とおくとき、その比の極限F(i,x)=lim_<n→∞>G_nρ(i,x)/G_nψ(i,x)の存在が分かった。F(i,x)の特徴付けに関しては、時間的に一様な場合はρ,ψの不変測度による積分の比に等しい。しかし時間的に変動する場合は、時間に依存しない不変測度は、多くの場合存在しない。この場合にも、時間に依存するある種の測度による積分の比に収束するための条件を与える事が出来た。本年度の研究の主目的は、時間的に一様でないマルコフ過程のエルゴード極限定理を研究することであった。これは、時間的に一様な場合と同様に、再帰性と密接に関連があると考えられる。そこで、今年度の研究の始めに、ディリクレー形式およびそれと関連した再帰性について、該当する国内の研究者による研究打ち合わせを行った。そこにおいて、この様な極限定理は、単に時間的に一様な場合の一般化に止まらず、社会科学等の他の分野への応用とも密接に関連する重要な問題であることが指摘された。さらに、これらの問題に対しては、まだ満足すべき結果が得られていない事ことも明らかになった。

時間的に一様な場合のエルゴード定理はホップ型の最大不等式が重要な役割を果たす。そこで、当研究でも、類似の不等式を導く事から始めた。しかし、そこから得られた結果は、多くの条件を課すため、満足すべきものではなかった。そこで、MeyerあるいはFitzsimmons等によるfilling schemeの方法の拡張を試みた。その結果、強い意味で再帰的で、時間的に一様でないマルコフ連鎖の場合に、ある種の条件を付けると、滞在時間の平均値の比に関する極限値の存在を示す事が出来た。またその極限の特徴付けについても、ある程度の条件を付けると、得られる事が分かり、これについては現在整理中である。不連続過程で時間的に一様でないマルコフ過程の研究に関し、Jacob氏及び関連する国内の研究者を招き研究打ち合わせを行い、時間に依存するディリクレー形式を、非対称なディリクレー形式で近似出来、それを用いた不連続過程の性質の解析などの、問題点の整理及び研究の方向付けに関し成果が得られた。本年度の研究の主目的は、時間的に一様でないマルコフ過程のエルゴード極限定理の研究に関する前年度の理論を発展させ、従来の理論ではカバー出来なかった結果を得ることであった。前年度においては、時間的に一様な場合と同様に、ホップ型の最大不等式と同様な不等式を求め、それを用いて極限定理を導く方針で研究を行った。その方針で一般的な理論を得、それにより弱い意味での再帰性と一時性の、ある意味での類別は可能であるが、極限定理を得るためには付帯条件を付ける必要があった。さらに、その付帯条件を一般的な応用の場合に確かめるのは、現段階では明らかではない。そこで、本年度の研究においては、最大不等式に換えMeyerあるいはFitzsimmonsによるフィリングスキームの方法を用いる方針に変更した。その結果、到達確率に関する仮定の下で、時間的に一様でない場合にも基本的な不等式が得られる事が分かった。到達確率に関する仮定も、マルコフ連鎖の推移密度の条件でカバー出来るため不自然ではない。これを用いて、再帰性及び一時性のある種の類別が可能である。基本不等式を用いて、Gnρ(i,x)=Σ^n_k=E_<i(i,x)>(ρ(k,X_k))とおくとき、その比の極限F(i,x)=lim_<n→∞>G_nΨ(i,x)/G_nΨ(i,x)の存在が分かった。F(i,x)の特徴付けに関しては、時間的に一様な場合はρ、Ψの不変速度による積分の比に等しい。しかし時間的に変動する場合は、時間に依存しない不変測度は、多くの場合存在しない。この場合にも、時間に依存するある種の測度による積分の比に収束するための条件を与える事が出来た。
流通チャネルからみた企業物流効率化と貨物輸送量の関連性分析

近年の経済構造の高度化と、道路などのインフラ整備・モータリゼーションの進展・情報通信技術の発展などにより、わが国の流通構造は大きく変化しつつある。とくに、流通業の中で卸売業の役割が減少し、流通構造の多段階性が短縮する方向に変わりつつある。そこで本研究では、まずミクロ的な商取引の側面から流通業の構造変化を見ていくことにした。とくに企業の受発注処理について、企業がこの10年間に取り組んできた商取引情報システムの実態を事例に基づき検証し、EOS・VAN・EDIなどの情報システムを導入が、企業の受注処理時間や取り扱い件数をどのように変化させてきたかについて実証的に分析した。次に、商取引の多段階性が時系列的にどのように変化しつつあるかについて、商業統計調査および工業統計調査結果を用いて分析した。ここでは消費財を中心とした8種類の品目に限定し、製造出荷額・卸売販売額・小売販売額を用いて作成した卸売業の役割を示す4つの指標により、品目別に流通構造の変化を分析している。さらに、物流面での構造変化を見るために、東京都市圏で過去20年間に行われた3回の物資流動調査結果を用いて、3時点を通して品目構成や地域間・施設間物流チャネルがどのように変化したかについて分析を行った。また、これらの地域間・施設間の物流チャネルを品目ごとに、調達物流・生産物流・販売物流という3つの性格の異なる物流に仕分けし、品目間の類似性に関する考察を加えた。また、業種間チャネル・施設間チャネルのそれぞれについて、品目間の類似性を定量的に比較することを試み、これらの結果をクラスター分析を加え、品目の類似性をグルーピングすることを行った。以上の多角的な分析から、流通チャネルをキーとした物流および貨物流動の構造を明らかにすることができた。本年度は東京都市圏物資流動調査の2時点分析を中心に行った。使用した物資流動調査は1982年、および1994年調査である。対象地域が若干異なるため、1982年調査範囲に合わせた比較分析を試みた。分析の中心は、業種間および施設間のチャネル分析で、チャネル構造の2時点比較を詳細に行った。結果より、品目別のチャネル構造の変化について基礎的な知見を得ることができた。もう一つの成果は、商業統計など、既存経済統計から見た流通チャネル構造の変化に対する分析である。商業統計などを用い、主に卸機能の構造変化を調べたが、時系列的に卸機能が低下していることが確認できた。また情報機能が物流に与える影響についても基礎的分析を行っているが、これらについては具体的事例調査を加えた、更なる分析を予定している。平成13年度は、上記に述べた本年度成果に基づき、より詳細な多変量解析や、モデル構築を通じたチャネル構造の特定化に着手する予定である。とくに企業の受発注処理について、企業がこの10年間に取り組んできた商取引情報システムの実態を事例に基づき検証し、EOS・VAN・EDIなどの情報システムの導入が、企業の受注処理時間や取り扱い件数をどのように変化させてきたかについて実証的に分析した。

さらに、物流面での構造変化を見るために、東京都市圏で過去20年間に行われた3回の物資流動調査結果を用いて、3時点を通して品目構成や地域間・施設間物流チャネルがどのように変化したかについて分析を行った。また、これらの地域間・施設間の物流チャネルを品目ごとに、調達物流・生産物流・販売物流という3つの性格の異なる物流に仕分けし、品目間の類似性に関する考察を加えた。また、業種間チャネル・施設間チャネルのそれぞれについて、品目間の類似性を定量的に比較することを試み、これらの結果をクラスター分析を加え、品目の類似性をグルーピングすることを行った。以上の多角的な分析から、流通チャネルをキーとした物流およぴ貨物流動の構造を明らかにすることができた。
骨および骨格筋の廃用性萎縮とその回復過程における機能的形態的不均衡

骨梁のネットワーク構造は不活動の影響を受けて劇的に変化する。坐骨神経の切除及び凍結麻痺によって下肢を不活動にした脛骨骨梁の形態的特徴について、骨梁の狭小化や断片化に着目してその経時的変化を検討した。Fischer344系雌性ラットを用い、左坐骨神経の切除(CN)及び凍結麻痺(NF)を10週齢時に行った。その後1日後並びに1,2,3,4,5週間後に両側の脛骨を採取した。染色された脛骨近位端の縦断面をデジタル顕微鏡にて観察、撮影し、画像解析ソフトにて骨梁形態を解析した。神経切除(SN)及び神経凍結(NF)による二次海綿骨骨梁骨の形態的変化は、術後1-2週目までに始まり、骨梁骨面積(BA)は有意に少した。SNの場合と比較してNFでは、術後初期(2週目まで)の骨梁骨面積の低下程度は緩やかであった。3週目にはSNもNFも共に同レベルのBAを示し、SNは3週目以降変化はなかったが、NFでは4週目から漸増を呈し、5週目には70%レベルまで有意に回復した。また骨梁構造解析の結果、健常側に対しNFでは、骨梁骨の長さ及び幅が1週目から有意に低下した。4週目以降は骨梁幅および骨梁数が増加し、特に骨梁幅は5週目にはOhのレベルまで回復した。骨梁長は1週目以降健常側より有意に小さく、4週目以降も変化が見られなかった。以上の結果より、術後初期の骨量減少程度は、神経凍結の場合、神経切除と比較して反応性は低いものと思われる。SNはNFよりも吸収系の亢進が強く、骨量減少に影響したのではないかと考えられる。またNFによる再神経支配による骨量回復過程の観察では、骨量の回復増加と一致して骨梁幅が増加し、長さに変化がなかったことから、4週目以降の骨量回復に骨量幅の増大が貢献していることが明らかとなった。不活動からの回復過程において、骨梁幅における構造的可塑性が示唆された。坐骨神経切除によって不使用となったラット下肢骨や骨格筋は萎縮し、骨梁構造も変化する。本実験では、坐骨神経を切除した廃用性萎縮モデルラットを用いて、骨および骨格筋萎縮の経時的変化の関係並びに、2次元的な骨梁構造の経時的変化の様相から萎縮進行程度の不均衡について検討した。Fischer344雄性ラットの坐骨神経切除もしくは偽手術を11週齢時に行い、その後1,3,7,10日後及び2,3,4,5,6,7,8,10週後に左右の前脛骨筋、ヒラメ筋並びに脛骨を採取し分析に供した。脛骨近位端縦断切片の二次海綿骨については組織形態計測を実施した。除神経後7-10日で骨梁骨は顕著に低下したが、筋重量は1-3日で急激に低下した。除神経前からの骨梁の幅と長さの低下率(狭小化率:TR、断片化率:FR)を経時的に検討したところ、両者の変化は除神経後7-10日目および5-6週目において一致しなかった。TRとFRの相関関係を検討したところ、狭小化率12-25%の間で最初の断片化が生じ、これらは多段階的に進行した。以上のことから、坐骨神経切除(不動化)による組織レベルでの形態的変化は7-10日目頃から始まり、それ以降、骨強度にも負の影響を及ぼしているものと推察された。また、骨梁骨の吸収過程において狭小化と断片化の進行程度は段階的に進行し、縦断横断構造の変化過程にも時間的ずれが生じるものと考えられた。さらに、骨と骨格筋の萎縮進行程度は量的時間的に一致せず、両組織間に量的時間的ずれが存在することが示唆された。

SNはNFよりも吸収系の亢進が強く、骨量減少に影響したのではないかと考えられる。またNFによる再神経支配による骨量回復過程の観察では、骨量の回復増加と一致して骨梁幅が増加し、長さに変化がなかったことから、4週目以降の骨量回復に骨量幅の増大が貢献していることが明らかとなった。不活動からの回復過程において、骨梁幅における構造的可塑性が示唆された。
有限グラフの高次連結度の計算とベッチ数列の消滅理論

平成11年度は,いわゆるcompressedな凸多面体についての基礎理論を構築することを念頭に置いて研究を継承した.その基盤となる作業仮説「一般の超単体はcompressedである」を証明することを基礎理論を構築するための突破口と考え,思索を重ねた結果,Birkhoff-von Neumann凸多面体に付随するtoricイデアルが任意の逆辞書式順序でsquarefreeなinitialイデアルを持つという顕著な成果を整数計画の枠内で捕らえることの有効性に到達した.一般に,凸多面体は有限個の不等式で定義されるが,それらの不等式がすべて等式になっている状況にしばしば遭遇する.我々が得た重要な成果の一つは「すべての頂点のすべての座標成分が0乃至1である凸多面体が等式によって定義されるならば,その凸多面体はcompressedである」という至って簡潔な定理であるが,その波及する効果は絶大である.第1点として,その直接の帰結として懸案であった上記作業仮説が直ちに証明できることが挙げられる.第2点として,perfectな有限グラフの理論を借用すると,たとえば,純な有限半順序集合に付随する凸多面体がcompressedであるという鮮やかな結果が瞬時に従う.第3点として,当該定理の仮定で要求される等式の部分はいささか工夫を施すことによって,適当な条件を満たす不等式に置き換えることが可能である.その結果,有限半順序集合から構成される順序凸多面体などの類についても当該定理が有効となり,compressedな凸多面体の著名な類を大量に生産することが可能となる.将来的には,第2点で触れたperfectな有限グフラフについての永年の予想(強perfectグラフ予想)の解決に向けて,我々の構築しつつある理論の応用を探ることも重要な課題である.有限半順序集合の理論は,散在的とも思える数え上げ問題を総括的に考察する際に極めて重宝であって,現代数学に現れる離散現象の研究を推進させる画期的な道具でもある.有限半順序集合の組織的研究はGian-CarloRotaのメビウス函数の仕事にその起源を有し,組合せ理論の現代的研究の根幹を成すが,昨今,多項式環のイデアル論,不変式論などの研究にも有限半順序集合の理論が有益であることが認識され,半順序集合の組合せ論と代数系の諸分野との境界領域における研究活動が徐々に推進されてきた.当該萌芽的研究の平成9年度における研究課題は,多項式環における単項式イデアルの有限自由分解について,計算代数的な構造理論を構築し,加えて,古典的な有限集合の組合せ論を有限自由分解の枠内で捕え,その精密化を探ることであった.当該年度における重要な研究成果の一つとして,多項式環におけるグレブナ-基底の理論を外積代数の枠内で再編成し,多項式環における斉次イデアルのHibert函数についての著しい結果である,いわゆるGotzmann永続定理の類似を外積代数において樹立するとともに,単体的複体の面の個数についての組合せ論的な特徴付けを与えるKruskal-Katona定理を代数的に解釈し,外積代数における斉次イデアルの極小自由分解に現れるベッチ数列の理論でKruskal-Katona定理を精密化することに成功したことが挙げられる.加えて,極小自由分解が線型あるいは純となる単項式イデアルの分類問題に挑戦し,純な極小自由分解を持つCohen-Macaulay半順序集合を組合せ論的に分類するとともに,殻化可能な有限半順序集合に付随する単項式イデアルのCohen-Macaulay型をその有限半順序集合のメビウス函数によって記述する公式を探究する足場を築いた。当該萌芽的研究の平成10年度における研究では,古典的な有限集合の組合せ論における最高峰の定理の一つであるKruskal-Katona定理を多項式環におけるsquarefree単項式イデアルの次数付ベッチ数列の枠内で捕え,その代数的一般化の樹立に向けての研究を推進させた.従来,Kruskal-Katona定理を外積代数における斉次イデアルの次数付ベンチ数列の枠内で捕えることに我々は成功したが,外積代数における斉次イデアルの研究には外積代数におけるグレブナー基底の概念が使える等の理由で,多項式環におけるsquarefree単項式イデアルの理論と比較すると甚だ単純である.多項式環Aにおいて斉次イデアルIがあったとき,外積代数EにおいてIに対応するイデアルをJで表す.このとき,Iのqeneric initial ideal Gin(I;A)とJのqeneric initial ideal Gin(J;E)が定義される.基礎体の標数が0ならばGin(I;A)は強安定単項式イデアルであるが一般にはsquarefree単項式イデアルでは有り得ない.この現象が多項式環におけるsquarefree単項式イデアルの計算可換代数的な理論を樹立する際の障害となっている.この障害を回避すべくGin(J;E)に対応するAのsquarefree単項式イデアルI'を考え,Gin(I;A)とI'の相互関係を探る研究を遂行した.我々の第1の作業仮設はGin(I;A)とI'の次数付ベツチ数はすべて一致するというものであって,その証明に相当の時間を費したが,計算機において多数の例を検証した結果,Gin(I;A)とI'の次数付ベンチ数は必ずしも一致するとは限らないことが判明した.

現在,Gin(I;A)とI'の次数付ベツチ数がすべて一致するための条件を探す努力をするとともに,Gin(I;A)と次数付ベツチ数がすべて一致するsquarefree単項式イデアルが存在する,という新たな作業仮設を提唱し,その証明に挑戦している.平成11年度は,いわゆるcompressedな凸多面体についての基礎理論を構築することを念頭に置いて研究を継承した.その基盤となる作業仮説「一般の超単体はcompressedである」を証明することを基礎理論を構築するための突破口と考え,思索を重ねた結果,Birkhoff-von Neumann凸多面体に付随するtoricイデアルが任意の逆辞書式順序でsquarefreeなinitialイデアルを持つという顕著な成果を整数計画の枠内で捕らえることの有効性に到達した.一般に,凸多面体は有限個の不等式で定義されるが,それらの不等式がすべて等式になっている状況にしばしば遭遇する.我々が得た重要な成果の一つは「すべての頂点のすべての座標成分が0乃至1である凸多面体が等式によって定義されるならば,その凸多面体はcompressedである」という至って簡潔な定理であるが,その波及する効果は絶大である.第1点として,その直接の帰結として懸案であった上記作業仮説が直ちに証明できることが挙げられる.第2点として,perfectな有限グラフの理論を借用すると,たとえば,純な有限半順序集合に付随する凸多面体がcompressedであるという鮮やかな結果が瞬時に従う.第3点として,当該定理の仮定で要求される等式の部分はいささか工夫を施すことによって,適当な条件を満たす不等式に置き換えることが可能である.その結果,有限半順序集合から構成される順序凸多面体などの類についても当該定理が有効となり,compressedな凸多面体の著名な類を大量に生産することが可能となる.将来的には,第2点で触れたperfectな有限グフラフについての永年の予想(強perfectグラフ予想)の解決に向けて,我々の構築しつつある理論の応用を探ることも重要な課題である.
海洋構造物の不規則変動荷重下における疲労寿命推定手法に関する研究

海洋構造物は波浪荷重による不規則な変動荷重をたえず受けている。不規則変動荷重下の疲労強度は、その寿命分布特性が明らかにされていない。そこで本研究では、まずその寿命分布を従来提案されている方法に比べてはるかに容易に推定できる新しい疲労試験法を提案した。実験には一本の試験片に統計的に同一な多数(本研究では60箇所)の切欠を設けた多数切欠き付試験片を用いた。繰返し荷重を負荷する間、繰返し数を変えて数度試験機を停止して、その度に疲労き裂の発生した切欠きとその個数を測定する。これらのデータは新しく提案した尤度関数に組込み、ベイズの定理で寿命分布を推定する。この方法を用いると23本程度の実験で疲労寿命分布を推定でき、従来の単一切欠き付試験片を用いた場合に比べて、試験時間を1/10以下に短縮できる。次に本研究では疲労損傷の可能性のある構造部材の疲労信頼性の計算法について検討を行った。構造部材に疲労損傷が発生すると、断面積が減少し、剛性が低下しまた、き裂伝播によって部材破断に至る可能性がある。このようなプロセスを計算する方法として本研究では(1)Yangの方法を発展させた信頼性解析法を提案し、(2)また汎用性の高い方法として、マルコフ連鎖モデルを応用した方法を考えた。(1)については完成し、すでに海洋構造物パイプ継手の疲労信頼度計算を行っている。そして疲労き裂発生寿命、伝播寿命のばらつきが部材の信頼性に及ぼす影響を定量的に明らかにした。(2)については未だ不備な点があるが、数列の計算結果を得ている。(2)の方法はマルコフマトリクスと呼ばれる推移確立行列を決定してやるだけで、複雑なき裂発生、伝播、破壊事象を確率的に表示する必要がない。今後の発展が期待される信頼性解析法と考えている。不規則変動荷重下の疲労強度は、その寿命分布特性が完全には明らかにされていない。そこでまず、寿命分布を従来提案されている方法に比べてはるかに容易に推定できる新しい疲労試験法を提案した。それは一本の試験片に統計的に同一な多数の切欠きを設けた多数切欠き付試験片を用いる実験方法である。繰返し荷重を負荷する間、繰返し数を変えて数度試験機を停止して、その都度疲労き裂の発生した切欠きとその個数を測定する。この方法を用いると23本の実験で疲労寿命分布を推定でき、従来の単一切欠き付試験片を用いた場合に比べて、試験時間を1/10以下に短縮できる。次に本研究では疲労損傷の可能性のある構造部材の信頼性の計算法について検討を行った。構造部材に疲労損傷が発生すると、断面積が減少し、剛性が低下し部材破壊に至る可能性がある。このようなプロセスを計算する方法として、(1)Yangの提案した方法を発展させた信頼性解析法を提案し、(2)また汎用性の高い方法として、マイコフ連鎖モデルを応用した方法を考えた。(1)については完成し、その成果は造船学会論文集に報告した。(2)については未だ完成には至っていないが、プログラムを作成して数例の計算結果を得ている。この方法は(1)の方法に比べて、多くの確率変数を同時に組込みことができ、今後の発展が期待される解析法と考えている。なお研究成果報告書にその解析法と計算結果をまとめている。
蛍光X線CTによる分子イメージング実現への基礎的検討

近年、遺伝子工学の進歩により,ヒトの疾病をモデル化した種々の疾患モデル動物が作成されている.疾病の克服に向けて,これらの疾患モデル動物を用い,疾患の進展過程の究明,診断,治療法の開発が活発に行われようとしている.病態の評価技術には,in vivoで観測可能な画像工学的手法が極めて有用である.小動物を対象として,形態診断用にはマイクロX線CTやマイクロMRIが,機能解析(分子イメージング)のためにはマイクロPET,マイクロSPECTが開発されている.CTやMRIなどを用いた形態描画法では,0.1mm以下の高空間分解能を実現することは容易ではあるが,機能画像において空間分解能1mm以下を達成することは,現行の撮像モダリティでは原理的に非常に難しい.一方,早期の病変を捉えるためには,機能情報を評価することが不可欠であり,機能情報を高空間分解能で可視化できる技術の確立那重要になる.蛍光X線分析は,物質固有の特性X線に着目した物理的に最も高感度な微量元素の検出法で,放射光の直線偏向特性を用いることにより,従来のX線管を用いた手法よりさらに微量な元素を検出できる.この特性に注目し,蛍光X線を利用した,小動物用の高空間分解能かつ高感度な機能断層イメージング法(Fluorescent X-ray CT: FXCT)を開発することを目指した.これまでに,1つの大口径ゲルマニウム(Ge)半導体検出器を用いて,ホルマリン固定した摘出心臓の脂肪酸代謝や生きたマウスの脳血流などの画像化に成功してきた.しかし,従来の撮像系では,ペンシルビームによるデータ取得,すなわち,第一世代型CT撮像方式による撮像を余儀なくされるため,撮像時間に膨大な時間を要する.この問題を解決するため,シート状の入射ビームを被射体に照射し,多素子検出器アレイで投影データを同時に取得することで並進走査を排除する撮像方式を提案する.KEKにおける物理ファントムおよび生体サンプルを用いた基礎的な実験により,提案した撮像方式の実現可能性を検討した.近年、遺伝子工学の進歩により,ヒトの疾病をモデル化した種々の疾患モデル動物が作成されている.疾病の克服に向けて,これらの疾患モデル動物を用い,疾患の進展過程の究明,診断,治療法の開発が活発に行われようとしている.病態の評価技術には,in vivoで観測可能な画像工学的手法が極めて有用である.小動物を対象として,形態診断用にはマイクロX線CTやマイクロMRIが,機能解析(分子イメージング)のためにはマイクロPET,マイクロSPECTが開発されている.CTやMRIなどを用いた形態描画法では,0.1mm以下の高空間分解能を実現することは容易ではあるが,機能画像において空間分解能1mm以下を達成することは,現行の撮像モダリティでは原理的に非常に難しい.一方,早期の病変を捉えるためには,機能情報を評価することが不可欠であり,機能情報を高空間分解能で可視化できる技術の確立那重要になる.蛍光X線分析は,物質固有の特性X線に着目した物理的に最も高感度な微量元素の検出法で,放射光の直線偏向特性を用いることにより,従来のX線管を用いた手法よりさらに微量な元素を検出できる.この特性に注目し,蛍光X線を利用した,小動物用の高空間分解能かつ高感度な機能断層イメージング法(Fluorescent X-ray CT: FXCT)を開発することを目指した.これまでに,1つの大口径ゲルマニウム(Ge)半導体検出器を用いて,ホルマリン固定した摘出心臓の脂肪酸代謝や生きたマウスの脳血流などの画像化に成功してきた.しかし,従来の撮像系では,ペンシルビームによるデータ取得,すなわち,第一世代型CT撮像方式による撮像を余儀なくされるため,撮像時間に膨大な時間を要する.この問題を解決するため,シート状の入射ビームを被射体に照射し,多素子検出器アレイで投影データを同時に取得することで並進走査を排除する撮像方式を提案する.KEKにおける物理ファントムおよび生体サンプルを用いた基礎的な実験により,提案した撮像方式の実現可能性を検討した.蛍光X線CT(Fluorescent x-ray Computed Tomography: FXCT)は,生体内の超微量な非放射性造影剤(たとえば,ヨウ素やガドリニウムなど)の空間分布を,高い空間分解能で検出・描出できる撮像モタリティであり,空間分解能が不十分な現行のPET(Positron Emission Tomography)やSPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)などの核医学イメージング法に代わる,新しい分子イメージング法として期待される.われわれは,X線源として放射光X線を用いて,マウスやラットなどの小動物用FXCTイメージング・システムを開発中である.現在,再構成画像の画質を劣化させる以下の2つの問題点に直面している:(1)被射体が麻酔下にあるうちに投影データを取得する必要があるが,測定時間が長いために投影数が著しく限定されること,(2)測定データが不可避な物理的要因により,劣化させられていること.(1)の問題を克服するためには,測定時間を削減するため,ビームを被射体の大きさに応じて適応的・効率的に走査する方式を提案した.また(2)の問題に対しては,生データから信頼高く投影を推定するためのデータ処理方式を提案した.高エネルギー加速器研究機構における物理ファントム実験とマウス脳のin vivo画像計測により,これらの提案法の有効性を示すことができた.近年,遺伝子工学の進歩により,ヒトの疾病をモデル化した種々の疾患モデル動物が作成されている.疾病の克服に向けて,これらの疾患モデル動物を用い,疾患の進展過程の究明,診断,治療法の開発が活発に行われようとしている.病態の評価技術には,in vivoで観測可能な画像工学的手法が極めて有用である.

小動物を対象として,形態診断用にはマイクロX線CTやマイクロMRIが,機能解析(分子イメージング)のためにはマイクロPET,マイクロSPECTが開発されている.CTやMRIなどを用いた形態描画法では,0.1mm以下の高空間分解能を実現することは容易ではあるが,機能画像において空間分解能1mm以下を達成することは,現行の撮像モダリティでは原理的に非常に難しい.一方,早期の病変を捉えるためには,機能情報を評価することが不可欠であり,機能情報を高空間分解能で可視化できる技術の確立が重要になる.蛍光X線分析は,物質固有の特性X線に着目した物理的に最も高感度な微量元素の検出法で,放射光の直線偏向特性を用いることにより,従来のX線管を用いた手法よりさらに微量な元素を検出できる.この特性に注目し,蛍光X線を利用した,小動物用の高空間分解能かつ高感度な機能断層イメージング法(Fluoresoent X-ray CT: FXCT)を開発することを目指す.
医薬品を指向した新規複素環-金属錯体の合成と活性評価

ベンジルオキシアミンから6段階の反応をへて1-ヒドロキシ-2(1H)-ピリミジノンの亜鉛及びバナジル錯体を合成した。また一置換アセトフェノンから5段階の反応を経て3-ヒドロキシン-2(3H)-チアゾールチオンの亜鉛およびバナジル錯体を合成した。合成した金属錯体の生体外インスリン様活性を評価した結果、チアゾールチオンの亜鉛錯体のうちニトロ体とクロロ体が高い活性を示した。そこでこれらを糖尿病モデル動物を用いた生体内評価を行った結果、クロロ体の方が高い血糖降下作用を示し、さらに血清レプチン濃度、血清インスリン濃度、血圧、HAlc値を改善させることが明らかとなった。ピリミジノンの金属錯体はチアゾールチオンほどの高い活性は認められなかった。さらに、ヒト組織球性腫瘍組織U937細胞を用いた細胞増殖実験を行った結果、チアゾールチオンのバナジル錯体では、細胞死が確認できるものの、その細胞死は期待したアポトーシスではなくネクローシスであることが明らかとなった。同様にピリミジノンのバナジル錯体についても試験を行ったところ、高い細胞増殖阻害能を示し、その細胞死が、アガロース電気泳動の結果よりアポトーシスであることが明らかとなった。またこれらのU937細胞に対する活性の強さをIC_<50>値で評価した結果、長鎖のアルキルアミンを有するものの方が高く、そのIC_<50>値は数nMとこれまでに報告されているアポトーシス誘導化合物の中で最も高い活性を示すことが明らかとなった。さらにヒト肝癌細胞Chang Liver細胞を用いた結果、この細胞においても高い細胞増殖能を示すことが明らかとなった。以上より、チアゾールチオンの亜鉛錯体は新規抗糖尿病治療薬として、ピリミジノンの亜鉛錯体は新規抗がん剤の侯補化合物として期待できると考えられる。
プラズマのイオン温度、乱れの赤外レーザーとデュアル・ホモダインによる計測法の開発

高温(>1KeV)高密度(>10^<20>m^<-3>)プラズマのイオン温度のプラズマ中心部での局所測定を行うのに、赤外、遠赤外レーザーの協同トムソン散乱を用いる方法が有力な方法として早くから注目され開発が進められてきた。本研究者らは、赤外レーザー(波長10μm帯)、赤外レーザー(300μm帯)のレーザー開発から始めて研究を進め、本年度までに以下の結果を得た。1.注入ロック炭酸ガスレーザーの安定化方策を施して、出力30Jにおいてシングルモード動作を得た。2.注入ロック炭酸ガスレーザーにより励起したサブミリ波レーザー(D_2O)を得た。また、その出力の、炭酸ガスレーザー入力依存性、D_2Oガス圧依存性などについて特性を得た。3.CW炭酸ガスレーザーを用いたイメージング実験によりその性能に関する見通しを得た。4.CW炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱の原理に基づいて、大型ヘリカル装置であるヘリオトロンEにおいてフラウンホーファ回折実験を行い、波動の分散関係及び波動強度について初期的データを得た。5.より高温で低密度でのプラズマ計測に協同トムソン散乱法を適用すべく炭酸ガスレーザー域でデュアルホモダイン法の位相調整実験を行った。その結果ピエゾ方式では安定性に問題があったが、ガスセルについては見通しが得られた。6.遠赤外、サブミリ波長域、特にジャイラトロンを用いたメモード電磁波の散乱によりイオン温度を求める方法について検討を加え、見通しを得た。
イネにおけるＲＮＡサイレンシング関与遺伝子とウイルス応答の解析

OsRDR1変異株についてイネマイクロアレイ解析の結果リポキシゲナーゼ等の防御遺伝子の発現が低下していた。本遺伝子,OsRDR6, OsSGS3の各変異株及びOsRDR1,OsSGS3の各過剰発現株において、ウイルス、細菌および菌類に対する感染応答を解析した。その結果各変異株においては感受性が高まり、過剰発現株においては抵抗性を示す結果が得られた。OsRecQ1およびOsRDR1の各変異株について、紫外線照射やEMS処理によるDNA損傷ストレスに対してDNA損傷特異的小分子RNAの蓄積が見られず、これらの遺伝子が関係することを明らかにした。OsRDR1変異株については、44Kのイネマイクロアレイを用いて、野生株との比較検討を行った。その結果、本変異株においてはアスパラギン酸プロテアーゼ、キシログルカンエンドトランスグルコシラーゼなどの遺伝子の発現が高度に野生型と比べて上昇し、リポキシゲナーゼやフェニルアラニンアンモニアリアーゼなどの防御遺伝子が減少していた。このことは、本変異株において、病原体に対する抵抗性が低下していることを示唆するものである。本遺伝子変異株及び前年度作成した過剰発現株において、ウイルスや細菌などに対する抵抗性の反応を解析することに着手し、検討を実施している。変異株においては、罹病性が高まり、過剰発現株においては抵抗性の増大している結果が得られている。さらに、OsSGS3とOsRDR1の交雑により得られた重複突然変異株について、PCRによる遺伝子型の判別を経て、病原体感染に対する反応についても検討を行った。一部では、OsRDR1単独変異株よりもさらに罹病性が高まるとする結果を得ている。OsRecQ1についての変異株について、紫外線照射によるDNA損傷ストレスに対してqiRNAの蓄積が見られないことが判明した。さらに、本変異株について、紫外線等を用いたストレス応答反応を解析した結果。エバンズブルー染色による細胞死判定実験により、本変異株においては野生株と比較し、細胞死が起こりやすくなっている結果があられた。さらに、OsRDR1変異株においても同様に細胞死が起こりやすくなっていることを見出した。OsRDR1やOsRecQ1等のRNAサイレンシングに関与するイネ遺伝子の突然変異株を用いた解析研究を進める内容である。まず、イネに感染するウイルスについての検討であるが、イネに感染するウイルスはイネ萎縮ウイルスをはじめほとんどがウンカ等の昆虫により感染する。そのため、媒介昆虫の飼育等、実験上の制約が多い。そこで、モデルとして、汁液接種が可能なウイルスとして、CMVを取り上げ、イネへの接種調査を行った。イネ(日本晴)にCMVを接種し、接種後約10日間後の接種葉ならびに非接種上位葉について、RNAを抽出し、RT-PCRを行った。その結果、両葉ともに陽性の反応を得た。シグナルは接種葉の方が高く、CMV-RNA蓄積が多いという結果であった。OsRDR1が関係する小分子RNAについても研究を進め、根、葉及び花芽組織から、小分子RNA画分を調製し、ブロッティング後、いくつかのmiRNAのプローブを用いて、変異株と野生株において蓄積に違いが見られるかについて検討した。その結果、一部のmiRNAについて、組織特異的な発現の違いが見られた。また、このとき、OsRDR1変異株において、野生株とは全く正反対の結果を示すmiRNAも見つけることができた。OsRecQ1についてRNAサイレンシングに関与することがすでに報告しているが、本変異株ならびに上記OsRDR1変異株においてDNA損傷に関わる役目を果たす新規小分子RNAであるqiRNAの合成への関与について検討を行った。その結果、OsRecQ1及びOsRDR1変異株の両株において、qiRNA蓄積が全く見られないことを見い出した。qiRNAについてはアカパンカビのみおいて報告があるだけで他の生物について類似に機構があるか明らかではなかったが、本結果は類似の機構が菌類以外にも存在することを示した動植物界を通じて、世界で最初となるものである。OsRDR1のウイルス、細菌及び菌類の3種の異なるタイプの病原体に対する感染応答について解析を進めてきた。供試した材料は、イネレトロトランスポゾンのTos17挿入変異株、および、OsRDR1cDNAクローンを入手後、イネ発現ベクターに導入したプラスミドをアグロバクテリウムによりイネを形質転換して得られた過剰発現株である。これらのイネ個体を育成し、ウイルス感染にはCMVとイネえそモザイクウイルスを接種した。接種後経時的に全量RNAを抽出し、RT-PCRにより、ウイルスRNA量を測定した。その結果、野生株と比較し、OsRDR1変異株においては、両ウイルスとも蓄積量が有意に増大し、過剰発現株においては、低下するという結果を得た。また、細菌に対してはイネ白葉枯病菌を用いて、病徴の進展具合を調査した。その結果は、野生株における病徴と比較して、OsRDR1変異株においては、病斑のサイズが有意に大きくなり、過剰発現株については病斑のサイズが小さくなる結果を得た。さらに、病原菌としてイネいもち病菌を用いて、同様に病徴の進展程度を検討した。その結果、野生株における病徴と比較して、OsRDR1変異株においては、病斑のサイズが有意に大きく、過剰発現株に対しては細菌を同様に有意に小さく、抵抗性を示した。以上の結果は、OsRDR1は、ウイルスのみならず細菌や菌類に対しても積極的に防御に関与していることを示し、本遺伝子が関わるRNAサイレンシング機構はウイルスのみならず、細菌や菌類などに対する防御機構として存在することを明らかにできた。