hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性イオウ分子種による新規オートファジー制御機構と感染防御における役割

本研究では、細菌感染防御におけるオートファジーの役割を明らかにするために、活性イオウ分子とタンパク質S-グアニル化によるオートファジー制御機構と細菌が産生する活性イオウ分子種の影響の解析を行った。感染細胞内での菌体のS-グアニル化はオートファジーによる殺菌に働いているが、細菌が産生する活性イオウ分子はS-グアニル化を介するオートファジー誘導を抑制し、宿主細胞の感染防御機構からの回避に寄与していることが示唆された。本研究では、システインパースルフィドをはじめとした活性イオウ分子種のユニークな化学反応性に基づくオートファジー制御の分子メカニズムを解明し、その細胞内殺菌と感染防御における役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、各種活性イオウ分子種の細胞内動態の解析と活性イオウ分子種によるオートファジー制御の解析を行った。質量分析(LC-MS/MS)を用いた活性イオウ分子種の定量解析系を用いて各種培養細胞(マウスマクロファージRAW264.7細胞、ヒト肺がんA549細胞など)を解析した結果、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドをはじめとした各種活性イオウ分子種が様々なレベルで細胞内に存在することが分かった。これらの活性イオウ分子種の細胞内レベルは、シスタチオニンβ-シンターゼ(CBS)およびシスタチオニンγ-リアーゼ(CSE)のsiRNAによるノックダウンにより、著明に低下した。また、CBS、CSEをノックダウンした細胞では、共焦点レーザー顕微鏡による形態観察およびLC3のウエスタンブロット解析により、オートファジーが誘導されていることが示された。さらに大変興味深いことに、細胞内の活性イオウ分子種の生成動態を詳細に解析した結果、CBS、CSE以外に、タンパク質翻訳に共役した新たなシステインパースルフィド産生系が存在することが明らかになった。これらの結果から、細胞内で生成するシステインパースルフィドなどの活性イオウ分子種は、オートファジー誘導制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。当初計画で予定していた各種活性イオウ分子種の細胞内動態の解析、および活性イオウ分子種のオートファジー制御に制御の解析について、ほぼ計画どおり実験を実施することができ、さらに、細胞内における新規なシステインパースルフィド産生系の存在を見出すなどの研究成果が得られたため。昨年までの研究において、システインパースルフィドなどの活性イオウ分子種がオートファジー誘導に関わる8-ニトロ-cGMPのシグナル活性を制御していること、および細胞内に各種活性イオウ分子が様々なレベルで存在していることを明らかにしてきた。本年度の研究において、タンパク質翻訳に共役した新規活性イオウ分子種産生系について詳細な解析を行ったところ、これまでに知られていたシスタチオニンβ-シンターゼやシスタチオニンγ-リアーゼよりもシステインパースルフィド産生活性が高く、同産生系が細胞内システインパースルフィド産生の大部分を占めていることが分かった。また、ネズミチフス菌を感染した細胞のオートファジー誘導における8-ニトロ-cGMP関連シグナル経路の解析を行い、感染細胞内において、オートファゴソーム内のサルモネラ菌体が著明にSーグアニル化を受けており、S-グアニル化を受けた菌体がLC3やp62と共局在することが示された。さらに、S-グアニル化タンパクの詳細な解析を行った結果、線毛関連タンパク質を含めた様々な菌体タンパク質がS-グアニル化の標的となることが分かった。これらの結果より、細胞内活性イオウ分子種と8-ニトロ-cGMPにより感染細胞におけるオートファジー誘導が制御されていることが示唆された。当初計画どおり感染細胞内のオートファジー誘導における活性イオウ分子種の役割およびそのシグナル伝達機構の解析を行い成果を得ることができた。また、活性イオウ分子種の細胞内生成に関して新規システインパースルフィド生成系の発見があり、おおむね順調に研究が進展していると評価できる。昨年度までのネズミチフス菌(Salmonella Typhimurium LT2)感染細胞内におけるオートファジー誘導の解析と8-ニトロ-cGMPと活性イオウ分子種によるオートファジー制御機構の解析を踏まえて、本年度は硫化水素産生能を欠損したネズミチフス菌を感染させた細胞(マクロファージ)のオートファジー誘導の解析を行った。ネズミチフス菌の主要な硫化水素産生酵素であるチオ硫酸還元酵素(Phs)および亜硫酸還元酵素(Asr)を欠損させた菌株の菌体では、野生型ネズミチフス菌に比べ、硫化水素産生の低下だけでなく、システインパースルフィドなどの活性イオウ種の生成レベルが著明に低下していることが確認された。硫化水素産生酵素欠損菌株を感染させたマクロファージでは、野生型菌株を感染させた場合に比べ、オートファジー誘導が亢進し、宿主細胞内の生菌数は有意な低下が観察された。また、感染細胞内のS-グアニル化を受けた菌体の割合は、野生型菌株を感染させた場合に比べ、硫化水素産生酵素欠損菌株を感染させた場合では有意に増加した。

これらのことから、ネズミチフス菌が産生する硫化水素は、活性イオウ分子種による8-ニトロ-cGMPの分解を介して菌体のS-グアニル化を抑制し、宿主のオートファジーによる感染防御の回避に働いていることが示唆された。本研究では、細菌感染防御におけるオートファジーの役割を明らかにするために、活性イオウ分子とタンパク質S-グアニル化によるオートファジー制御機構と細菌が産生する活性イオウ分子種の影響の解析を行った。感染細胞内での菌体のS-グアニル化はオートファジーによる殺菌に働いているが、細菌が産生する活性イオウ分子はS-グアニル化を介するオートファジー誘導を抑制し、宿主細胞の感染防御機構からの回避に寄与していることが示唆された。研究遂行上の問題はなく、当初の研究計画は変更なく研究を推進していく予定である。また、新規なシステインパースルフィド産生系の発見があり、活性イオウ分子種の生理機能解析において当初計画よりも大きな成果が得られるものと考えている。研究は順調に進展しており、当初計画に大きな修正の必要はない。新規システインパースルフィド産生系の役割の解析や菌体が産生する硫化水素、活性イオウ分子種のオートファジーへ影響の解析など、研究課題の目的の達成に向けて当初計画を大きく変更することなく研究を推進していく。細菌学実験を効率よく行うことにより、予定よりも少ない経費で当初研究計画を実施し研究成果を挙げることができたため。研究実施に関して実験計画の見直しを行い効率的に実験を行った結果、当初計画よりも少ない経費で研究成果が得られたため。本年度の研究の中で、当初予想していなかった新しい活性イオウ分子種産生系の発見があった。本研究の主題である活性イオウ分子種によるオートファジー制御の分子機構をさらに詳細に解明するために、この新規活性イオウ分子種産生系の解析を追加し、そのための経費として使用する予定である。活性システインパースルフィドによるオートファジー制御機構の詳細な解析、特に新規システインパースルフィド産生系の役割についての解析など、本研究の目的達成のためのさらに詳細な解析を行うために使用する。
ジェンダーに着目した原子力災害被災地の復興プロセス－食の安全と農の再生の視点から

本研究は、福島県における原発事故被災地での「食と農」に関わる復興活動の展開についてジェンダーの視点から検討する。原発事故後大きな課題となっている福島農業の再生と食の安全の確保とを一体的にとらえ、復興計画や政策決定プロセスへの女性の参画、避難女性農業者により新たに形成された組織による営農・加工事業の再開、消費者と連携した土壌検査や食の安全に関する共同学習、交流活動の実施など、女性農業者が主体となった復興活動の経緯と特徴、課題を明らかにすることを目的としている。本研究の2年目となる平成30年度は、昨年度より継続して実施した避難女性農業者や支援者への聞き取り調査結果をふまえ論文1本執筆するとともに、研究シンポジウムを企画・開催した。シンポジウムでは、福島第一原発事故後、いち早く立ち上がり食と農の再建に取り組んできた女性農業者や支援者をパネリストに迎え、各自の実践についてお話いただくとともに、関連領域の研究者からのコメントもまじえながら、食と農の復興に向けた女性の役割と課題について検討を行った。参加者からは、「住民主体の地域づくりについて学ぶことができ、生じる困難にどう付き合っていくか考えさせられた」、「華やかな面ばかりではない、組織運営の苦労など聞けて良かった」、「勇気ある人たち、チャレンジャーたちのお話に頼もしさを感じ、ディスカッションでの議論も心に深くつきささった」等の感想が寄せられ実り多い集会となった。平成30年度は、おおむね10件程度の事例を選択し、現地実態調査を継続的に実施するほか、震災後新たに形成された支援者等のネットワークの役割についても聞き取りを行うことを主たる目的としていた。実際には、支援者も含め10名への聞き取り調査を実施することができたほか、事例調査に基づく論文執筆およびシンポジウムも開催したことから、おおむね順調に進展していると評価できる。研究の最終年となる次年度は、避難者への補完調査のほか、復興活動に従事している消費者グループや自治体等支援機関に対する聞き取り調査も行い、福島県被災地で食と農の復興活動に関わる女性への支援のあり方を明らかにしたい。調査研究結果は報告書としてとりまとめ、所属する学会で発表する予定である。なお、不測の事態により本研究計画が予定通り進められない場合には、本研究において設定した研究項目のうち達成することができたものだけでも研究成果としてとりまとめることを目指す。女性が主体となった震災・原発災害からの食と農の復興活動という観点をもつ先行研究が少ない現状にあっては、部分的なとりまとめであっても、地域再生に果たす女性の役割を明らかにするうえで大きな寄与となりうると考えられるからである。とくに近年の避難指示解除と帰還が本格化する段階で生じる新たな問題を念頭に置きながら、原発事故被災地での女性の参画による食と農の復興活動の展開可能性と支援機関の役割について中長期的な視点から考察することとした。平成29年度は、まず、東日本大震災・福島第一原発事故が東北地方および福島県の農業・農村に及ぼした影響と復旧・復興をめぐる課題・問題点について、農業経済学、農村計画学、農村社会学、ジェンダー論、ボランティア論等の文献・資料の収集と整理分析を行い、近年の動向を把握した。また、福島県農業担い手課の協力を得て、避難地域の女性農業者の営農・地域活動に関するデータ収集を行い、特徴的な事例について聞き取り調査を実施した。本研究の主要な目的の一つである避難指示解除後に生じている新たな課題の把握に関しては、平成29年3月に一部を除き避難指示解除がなされた浪江町を訪問し、住民の帰還の現状、避難先での農地取得状況と営農活動再開の現状と課題について役場担当者および女性農業者に対して聞き取り調査を行ったほか、先行して避難指示が解除された福島県葛尾村、広野町においても、それぞれの役場担当者および女性農業者グループに対して聞き取り調査を実施し、女性農業者が中心となった復興活動の現状と課題について把握することができた。本年度の主たる目標であった、テーマに関連する文献・資料の収集分析、および現地での聞き取り調査もほぼ予定通り実施することができた。今後、聞き取り調査の実施ができない等の事態が起きた場合は、県庁農業担い手課や市町村担当者の支援を得て、地域での取り組みに関する文書データを収集するほか、予定していた地域以外での取り組み事例を収集して現地調査を実施する予定である。

シンポジウムでは、福島第一原発事故後、いち早く立ち上がり食と農の再建に取り組んできた女性農業者や支援者をパネリストに迎え、各自の実践についてお話いただくとともに、関連領域の研究者からのコメントもまじえながら、食と農の復興に向けた女性の役割と課題について検討を行った。参加者からは、「住民主体の地域づくりについて学ぶことができ、生じる困難にどう付き合っていくか考えさせられた」、「華やかな面ばかりではない、組織運営の苦労など聞けて良かった」、「勇気ある人たち、チャレンジャーたちのお話に頼もしさを感じ、ディスカッションでの議論も心に深くつきささった」等の感想が寄せられ実り多い集会となった。平成30年度は、おおむね10件程度の事例を選択し、現地実態調査を継続的に実施するほか、震災後新たに形成された支援者等のネットワークの役割についても聞き取りを行うことを主たる目的としていた。実際には、支援者も含め10名への聞き取り調査を実施することができたほか、事例調査に基づく論文執筆およびシンポジウムも開催したことから、おおむね順調に進展していると評価できる。本研究の2年目となる平成30年度は、事例調査候補としておおむね10件程度の事例を選択し、現地実態調査を継続的に実施する。とくに被災の程度と内容、復旧・復興の取り組みに焦点をあて、自家の農業経営、顧客との関係についての震災前後の変化、震災後新たに形成された支援者等のネットワークの役割、今後の経営の見通しとそのために必要な支援等について、聞き取り調査を実施する。インフォーマントがグループの場合は、代表者ばかりでなく、若年層やIターン者のメンバーができるだけ多く含まれるように配慮し、各メンバーのライフヒストリー、農業観、労働観、震災前後の変化、今後の活動への志向性等について聞き取りを行うことで、経営体と個人との関係、組織が抱える課題、今後の経営展開についても検討を行う。また、避難指示区域から県外に移転して経営を再開した事例についても聞き取り調査を行うほか、それぞれの事例において女性農業者と連携して復興活動に従事している消費者グループや支援機関(農業改良普及センター、自治体、JA等)に対する聞き取り調査も実施し、食と農の再生のための条件整備について検討する。以上の取り組みにより、福島県被災地で食と農の復興活動に関わる女性の意識と今後の支援のあり方を明らかにしたい。研究の最終年となる次年度は、避難者への補完調査のほか、復興活動に従事している消費者グループや自治体等支援機関に対する聞き取り調査も行い、福島県被災地で食と農の復興活動に関わる女性への支援のあり方を明らかにしたい。調査研究結果は報告書としてとりまとめ、所属する学会で発表する予定である。なお、不測の事態により本研究計画が予定通り進められない場合には、本研究において設定した研究項目のうち達成することができたものだけでも研究成果としてとりまとめることを目指す。女性が主体となった震災・原発災害からの食と農の復興活動という観点をもつ先行研究が少ない現状にあっては、部分的なとりまとめであっても、地域再生に果たす女性の役割を明らかにするうえで大きな寄与となりうると考えられるからである。平成29年度中に県外避難者への現地調査を予定していたが、先方の都合により次年度に延期することにしたためである。
音楽科評価に関する研究-量的評価から質的評価への転換をめざして-

丸山忠璋は、人間科学や音楽療法の方法論に学び、構築主義ないし構成主義的な考え方を取り入れて問題点を抽出し、課題を明らかにした。また、みずからの授業実践事例を通して、形成的な授業と評価のあり方について論じた。山崎正彦は、鑑賞教育に焦点をあてて、鑑賞指導の評価が直面している課題を明らかにするとともに、新評価観点のとくに第4観点「鑑賞の能力」の問題点を取り上げて論じた。平田亜矢は、音楽テクノロジーが音楽科評価の、とくに自己評価の促進にどのように貢献できるか、また、タブレット型コンピュータがどのように自己評価場面において機能しうるか研究した。森田恭子は、大学の教科教育法の授業を通して、学生たちがどのような学習評価観を身につけてゆくのかを観察し、授業を質的評価の方向に転換させる方略について提言した。宮崎幸次は、本研究における問題提起を行うとともに、研究全体をたえず見渡しながら、各研究の結論が一定の方向へと導かれるようにまとめる役目を果たした。平成20年度は以下の事項に関して研究を進めた。1.音楽科評価に関する現状の問題点の分析音楽科学習評価にかかわって、現在学校で問題となっている事柄を、音楽教育学会の大会(2004/2005)で行われたプロジェクト研究「新しい学習評価と音楽科の学力」の報告に基づいて整理し、質的評価の視点から考察を加えた。4つの評価観点への疑問、評価規準作成上の問題点、評価作業における実際上の困難点が明らかにされ、今後「かかわりとしての評価」の側面からの研究の必要が提案された。論文「音楽科学習評価にかかわる問題点-音楽教育学会プロジェクト研究2004/2005報告から-」(丸山忠璋)は2009年度研究成果報告書に掲載の予定。2.音楽授業と精神分析臨床の共通点からの考察音楽授業において観察される相互関係的な意味解釈の側面は、精神分析臨床における間主観的アプローチと同様の性質が見出される。P.バースキーとP.バグランドの著書『間主観的アプローチ入門意味了解の共同作業』(丸田俊彦・監訳、岩崎学術出版社、2004)に依拠しつつ、「音楽授業における評価は、間主観的・相互的コンテクストのなかで形成される1人1人の意味づけの体験に対しても注意を払わなくてはならない」と結論づける。論文「“意味了解の共同作業"としての音楽授業音楽科学習評価の質的転換をめざして-」(丸山忠璋)は、『武蔵野音楽大学研究紀要第40号』(2008年3月、79-87頁)に掲載されている。平成21年度はテーマに基づいて以下の研究を行い、「研究成果報告書<I>」にまとめた。1.「質的評価とは--質的研究からの示唆--」(丸山忠璋)質的価の理論的根拠を社会学の方面に求め、質的研究の特徴、量的研究と質的研究との関係について論じた。2.「音楽科学習評価にかかわる問題点--音楽教育学会プロジェクト研究2004/2005報告から--」(宮崎幸次/丸山忠璋)学会プロジェクト研究報告に基づいて、現在学校での音楽科学習評価にかかわってどのようなことが問題となっているか、質的評価の視点から問題点を整理・分析した。3.「鑑賞指導における評価規準設定に関する現実的考察」(山崎正彦)鑑賞指導のあり方にかかわって、現在学校(中学校)ではどのような問題点を抱えているのか、各種調査資料や実践事例報告などに基づいて考察した。4.「音楽科の評価におけるテクノロジー貢献の可能性について」(平田亜矢/宮崎幸次)カラオケの採点機能装置やゲーム機などの音楽テクノロジーが、音楽科の評価に対しどのような示唆を与えてくれるのか考察した。5.「教員養成における学生の学習評価観に関する研究--クラスメイトの授業演習をどのように評価するか--」(森田恭子)大学の教科教育法の授業を通して、学生がクラスメイトの模擬授業に対して相互にどのような評価を行っているかを調べ、評価観の傾向を明らかにした。6.「音楽科教育課程の評価--自己点検・評価のためのチェックリスト私案--」(丸山忠璋)音楽科教師が自己の授業を改善するさいに自己点検・評価すべき項目について考察した。平成22年度は、テーマに基づく以下の研究を行い、「研究成果報告書<II>」にまとめた。〔研究1〕成績評価の管理的側面と教育的側面-「特別活動の指導法」の授業と評価を通して(丸山忠璋)

......学習評価の二面性をふまえつつ、出欠把握の意味、期末レポートの扱い、「活動の記録」による学習アセスについて論じた。〔研究2〕質的評価への試み実践の紹介(1)-「中等音楽科教育法」における始めと終わりのテスト(丸山忠璋)......授業の最初と最後に行われるテストを通じて、学習者の学習の自律を促す方法と形成的アセスメントについて論じた。〔研究3〕質的評価への試み実践の紹介(2)-「初等音楽科教育法」のレポート分析による考察(丸山忠璋)......子どもの知識・技術の程度にかかわらず、自己表現を可能にする方法と評価方法について論じた。〔研究4〕新評価観点における第4観点「鑑賞の能力」の意味するもの(山崎正彦)......学習指導要領(2008)とその指導要録に対応した鑑賞指導の評価観点の問題について論じた。〔研究5〕音楽科の自己評価場面におけるタブレット型コンピュータの有用性について(平田亜矢)......タブレット型コンピュータを使うことにより、一斉授業の中でも生徒個々の学習状況について把握でき、また生徒も自己評価がしやすくなることを論じた。〔研究6〕アメリカ音楽教育における評価の現状(森田恭子)......アメリカの音楽教育に関するシンポジウムとワークセッションの内容を通して、教育改革の特徴と「評価」の位置づけについて分析し、日本の今後の学習評価の方向性について論じた。〔研究7〕音楽科カリキュラムの評価再考-自己点検・評価のためのチェックリスト改訂案(丸山忠璋)......前年度の「チェックリスト私案にさらに具体的な点検・評価項目を加えて充実させた。
あらゆる地盤・環境に適応できる未舗装道路整備法とサブサハラへの適用法に関する研究

平成29年度までにアフリカ東部の研究拠点であるエチオピアにて,アジスアベバ科学技術大学に加えエチオピア道路公社とも連携し,ブラックコットンソイル(膨張性粘性土)が広がる公道での土のう工法の試験施工を行った.平成30年度は,施工後の通行性改善効果の評価を行った.路面の砂利層が浸食され土のうが露出し,紫外線や交通による摩擦で劣化し土のう袋が破断している.しかし中詰め材が十分締固められた状態を維持しており,トラフィカビリティを確保している.路面の沈下も抑制されている.近傍に建設された敷石舗装の路面よりも,路面の平坦性は良好である.通行性が改善されたことにより,沿線には家や小売店が新たに建設された.アフリカ西部での拠点であるブルキナファソでは,急坂部,水浸箇所,砂質土地盤の3つの条件下にある道路について,各々現地材料と労働集約的に実施可能な整備手法を検討した.玉石による路盤とコンクリート舗装,盛り土とコンクリート舗装,土のうによる路盤構築を行った.通行性が大幅に改善され,地方行政や道路管理者から高い関心を得た.簡便な工法の採用と,作業参加者選定方法を工夫したことで,これまで情報が伝わらず事業に参画できずにいた最貧困層の女性の参加を促進することができた.誰も取り残さないよう,現金収入の機会を提供する1つの手法が確立された.アフリカ南部ではマダガスカルにて,小学校への通学路の効果的な整備手法について検討した.ODA事業での小学校建設事業のソフトコンポーネントの中で,学校関係者による道路整備を実現した.現地で調達可能な砂質土や単粒砕石を利用し,土のう工法を用いて路盤が補強された.学校関係者で道路委員会が結成され,維持管理が行われた.サブサハラ・アフリカの3ヵ国で様々な条件下での未舗装道路整備手法の提案,試験施工を通した適用手法の確立を行った.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では雨期に泥濘化する膨張性粘性土地盤上や,山岳部,湿地帯など厳しい条件下にある未舗装道路を,現地調達可能材料と人力ベースで整備する手法を開発し,体系化する.また,サブサハラ・アフリカ全域での未舗装道路の通行性向上を目指し,多様な地域条件を考慮する.東部,西部,南部で3拠点を選定し各国道路行政と連携しつつ,さらに広域での未舗装道路整備法の社会実装を目指す.3年計画の初年度にあたる平成28年度は,研究拠点となる東部エチオピアのアジスアベバ科学技術大学構内にて,土のうによる路盤構築手法の簡便な試験施工を実施した.同大学の研究者による試験施工実施と定期的なデータ収集,分析する体制を確認した.構内には問題土であるブラックコットンソイル地盤が広がり,試験施工対象道路の路床となる.路床整形後に路盤として土のう層を構築し,その上に砂層基礎設置後コーブルストーン舗装を行った.今後,交通荷重作用下での路面沈下量と路盤構造との相関を分析する.大学近郊でブラックコットンソイル地盤を路床とする公道上での土のう工法の試験施工を計画し,同大学,エチオピア道路公社道路研究センターと連携し実施する体制を構築した.準備工として道路平面,縦断線形を把握した.現行のエチオピア少交通量道路設計マニュアルにならい,動的コーン貫入試験機による路床の支持力,室内試験での水浸CBR値測定を行った.次年度以降約300 mの試験施工区間を土のう層数や中詰材料を変化させた複数のケースに分割し,同交通量作用下での路面沈下量を計測し比較分析する.エチオピア南部山間部の急こう配未舗装道路状況を調査した.その整備に向け,地方行政と住民参加での協力体制を構築した.今後,現地調達可能材料と人力ベースでの手法での改修方法を提案し,実施工を通して適用性を検証する.平成28年度の調査研究の活動として,サブサハラ・アフリカでの3拠点での研究実施体制を確立し,未舗装道路整備の困難な箇所の地盤・環境条件,現地調達可能資源,現行の道路設計マニュアルや整備仕様を把握することを計画した.サブサハラ・アフリカ東部のエチオピアにて,アジスアベバ科学技術大学,またエチオピア道路公社道路研究センターと連携し,試験施工を実施する体制が構築された.研究課題である問題土ブラックコットンソイル上の未舗装道路整備手法の開発と社会実装に向けて,現地道路管理者と連携した具体的な試験施工実施段階に到達することができた.エチオピアの道路設計マニュアルに従い土のうを利用した道路整備手法についても設計可能なように,試験施工実施に際し路床強度が測定され,利用する路盤材の種類が検討された.エチオピアにて整備が困難な急こう配の未舗装道路対策を検討するため,地方行政と沿線住民の研究への理解と協力が得られる地域を探し当て,研究対象とする山岳地未舗装道路を決定した.今後,地盤や地形条件,気象情報等環境条件の調査を進める.現地調達可能材料と人力ベースでの手法での改修方法を提案し,実施工を通して適用性を検証する.アフリカ西部の拠点としてコートジボワール,南部の拠点としてモザンビークを対象とし,各々試験施工実施対象地の選定や研究活動を連携して実施するために道路管理者との協議を行った.以上の平成28年度の研究実績から,本研究事業の達成度はおおむね順調に進展している.

2年目の平成29年度は,アフリカ東部の研究拠点であるエチオピアにて,アジスアベバ科学技術大学に加えエチオピア道路公社とも連携し,ブラックコットンソイル(膨張性粘性土)が広がる公道での土のう工法の試験施工を行った.土のう工法は現地調達可能材料を利用した労働集約的な工法である.エチオピア低交通量道路設計マニュアルに従い交通量調査を行い,年間累積等価交通量を算出し道路クラスを把握した.既往の設計マニュアルでは,交通量,路床の支持力,利用路盤材強度によって,路盤厚が決定されている.これと比較する形で,土のうにより構成される道路断面構造を決定した.土のう層数を2層,中詰材をCBR値30程度の路盤材料とした.路床面の敷均し,排水工,土のう敷設,表層と沿線住民の参加を得て行った.現在一般交通に開放している.土のう工法の性能評価のため,定期的に路面沈下量の計測を行っている.サブサハラ・アフリカ西部での拠点としてブルキナファソで,砂質土地盤上にて土のう工法を利用した小規模な道路整備を行った.現行の重機を利用した敷均しのみの道路整備と比較し,労働集約的でありながら整備効果がより長く持続する様子が観測された.現地道路行政は,今後の普及に高い関心を示した.サブサハラ・アフリカ南部では,マダガスカルにて研究拠点を構築すべく,現地での試験施工を実施できるよう,現地関係機関と調整を進めた.平成30年度に試験施工を行う.平成29年11月にエチオピアで開催された,国際労働機関(ILO)主催のアフリカ各地の道路管理者の集う会議にて土のう工法を紹介した.国際会議での発表で広く認知度を高め,さらに各国での具体的な試験施工を通し各地での標準化と普及につなげる基盤を整えた.アフリカ東部の研究拠点となるエチオピアのアジスアベバ科学技術大学近郊の公道にて,土のうによる路盤構築手法の試験施工を実施した.1年目に大学構内での小規模な試験施工を通して,土のう工法の現地での適用性や施工性を確認した.エチオピア道路公社へ報告したところ高い関心を示し,実施工規模での試験施工が実現した.道路管理者と連携しての試験施工実施は,新工法が現地で標準化し運用されるために有効である.現行の低交通量未舗装道路設計マニュアルに従い,試験施工対象道路の交通量を調査し,締固め機械や規定どおりの材料を利用する従来工法の道路断面構造を把握した.これと比較し人力ベースで土のうにより構成される断面構造の道路を施工した.3年目にかけて交通荷重作用下での地表面沈下量の経時変化を計測し有効性を検証する.この試験施工結果から,既往の道路設計マニュアルに即した土のう工法の性能評価が可能である.この評価を受けて公共事業で採用可能な工法として,認証を受けることができる.エチオピアでの土のう工法の標準化や設計マニュアル作成を,先行させている.このマニュアルを,サブサハラ・アフリカ西部や南部の各地の条件に合わせて修正することで,短期間で標準化し,社会実装に結び付けることができる.サブサハラ・アフリカ西部での拠点となるブルキナファソでは,これまでの研究実績から労働集約的で効果的な路盤構築手法として,土のう工法が道路管理者間に認識され関心を得ている.サブサハラ・アフリカ南部ではマダガスカルを研究拠点とすべく,現地での試験施工を計画した.道路管理者へ試験施工の現場の様子とともに,エチオピアでの設計マニュアル例を示す予定である.以上から,現在までの進捗状況はおおむね順調に進展しているといえる.
安定および準安定偏晶反応を利用した鋼中の酸化物および硫化物の微細分散に関する研究

鉄鋼中の硫化物として重要であるTiSとCrSの形態を支配する因子とその生成機構を明らかにするためにCALPHAD法による熱力学的解析を行い次の結果を得た。1.Fe-TiS3元系では,微細球状,粗大球状,棒状,板状の4種類の形態が観測された。これらは,硫化物中のTi/S比の大小による生成過程の違いによってその形態が支配される。2.Fe-Ti-S3元系に,硫化物形成能の強いZr,Mnを添付すると,Fe-XS(X=Zr,Mn)擬元系状態図に従って硫化物の形態が変化する。即ち共晶系の状態図では,棒状の硫化物が生成し,偏晶系では球状になる。またCを添加すると炭硫化物が生成するために形態は大きく変化する。4.Fe-Cr-S3元系では,板状,微細球状,粗大球状の3種類の形態が観察される。これらは,硫化物中のCr/S比の大小による生成過程の違いによってその形態に変化が現れる。また,微細球状のCrSの生成は,再融反応によって生ずるものと考える。鉄鋼中の硫化物として実用的にも重要であるTiSとCrSの形態を支配する因子,ならびに従来殆ど測定値がなかったTiSの溶解度積について研究を行い,以下のことが明らかになった。(1)Fe-Ti-S3元系では,微細球状,粗大球状,棒状,板状の4種類の形態が観測された。(2)Fe-Ti-S3元系に,硫化物形成能の強いZr,Mnを添加すると,Fe-XS(X=Zr,Mn)擬2元系状態図に従って硫化物の形態が変化する。(3)Fe-Cr-S3元系では,板状,微細球状,粗大球状の3種類の形態が観察された。また,微細球状のCrSの生成は,再融反応によって生ずるものと考えられる。(5)鋼中TiSの溶解度積および生成自由のエネルギーは次のように決定された。Fe-Cr-S系の硫化物形態について,その生成過程と機構を明らかにするためにCALPHAD法による熱力学的解析を行うとともに共焦点走査型レーザー顕微鏡により硫化物の生成のその場観察を行い,次の結果を得た。1.Fe-Cr-S合金における硫化物の形態には,板状,粗大球状,および微細球状の3種類が存在し,その形成機構はそれぞれ共晶,偏晶および再融反応により生成する.2.板状硫化物は初晶Feのデンドライト間にSが濃縮した最終凝固部にネットワーク状に生成する。3.比較的大きな球状硫化物はL_1→δ+L_2の偏晶反応によって生成し,数ミクロンの大きさを呈する。4.微細球状硫化物は,δ→γ+Lの再融反応に伴い,δから固溶度の小さいγへ変態的に排出されたSが形成する硫化物であり,主に結晶粒内に析出し,また1350°C以下の比較的低い温度で生成するため1ミクロン以下の非常に微細球状となる。粒内析出する微細球状硫化物はCr濃度が増加するにつれて粒径が小さくなる傾向にあり、これは再融反応または共晶反応開始点に起因するものと考えられる.5.Fe-Cr-S系の状態図の熱力学的解析を行った。鋼中におけるCrSの固溶度はCr濃度によって変化するが,1%程度のCr濃度では次の様に表せる。
超高速合成と溶媒抽出を統合した新規高効率バイオディーゼル燃料製造技術の開発

固定化酵素を用いたBDF合成系において、添加した共溶媒が酵素の凝集生成の防止や副生グリセリン相の解乳化等に与える影響を明らかにしつつ、BDFが高速かつ高収率に合成されることを示した。また、99%以上の収率を達成できる技術を確立した。さらに、グリセリン相から溶媒抽出によるメタノール回収を設計するための相平衡データを取得するとともに、開発技術をBDF製造システムとして、省エネルギーの点から評価した。アルカリ触媒(KOH)を用いた既存のBDF合成系と我々が開発した液化ジメチルエーテル(DME)を添加した超高速BDF合成系に対して,反応物の仕込み量を変化させて,副生成するグリセリン相の凝集速度を測定した.液化DMEを添加すると,反応速度が速くなるだけでなく,凝集速度が35倍向上することが明らかとなった.また,その効果をUNIFACモデルから推定される平衡組成で説明できることを示した.触媒をKOHから陰イオン交換樹脂などの固体触媒に換えて収率の観点から固体触媒のスクリーニングを行った.収率の高い固定化酵素触媒を用いて,液化DMEを含む有機溶媒を反応系の均一相化剤として添加し,BDF合成反応を行った.その結果,一部例外はあるものの,均一相化剤は反応を高速化させることがわかった.高速化の一つの理由として,均一相化剤は固定化酵素の凝集を防ぎ,効率的な反応系を維持できるためと考えられた.液化DMEを抽出剤として,副生成したグリセリン相から過剰に添加したメタノールを抽出回収できるかどうかを検討するためには,DME+メタノール+グリセリン系の相平衡関係を十分に把握する必要がある.そこで,シンセチック型と循環型装置を併用して構成2成分および3成分系の気液平衡領域の沸点測定を行った.また,実測値を活量係数式によって相関することにより,実際の分離場となる3成分系気液液平衡関係を予測した.開発した技術をベースとしたBDF製造プロセスの概略を描き,市販のシミュレータを用いてプロセス計算を行い,定常的に運転できることを確認しつつ,省エネルギー化に関する課題を抽出した.連続的に運転可能な流通型リアクターを試作し,固定化酵素を用いて液化DMEを共溶媒としたBDF高速合成を行った.フィード条件と滞留時間をパラメータとして,その反応特性を調べた.その結果,収率の向上にはDME添加量の増量と滞留時間の長時間化が有利であった.しかし,副生するグリセリン相の系外排出の観点からある程度の流速が必要であることも示唆された一方,バッチ実験において反応容器の材質等の条件を変化させることによって,前年度に観察された酵素触媒の失活の原因(固定化酵素の凝集塊の生成)を明らかにした.凝集塊の生成を防止することにより,収率を1.4倍,つまり,収率を90%以上に向上させることができた.しかし,この防止策だけでは,得られたBDFがJIS規格を満たすことができないため,二段反応の適用を試み,その反応特性から反応収率99%以上を達成しつつ,JIS規格を満たすための操作条件を確立したメタノール回収を含め各プロセスの設計に必要な相平衡(例えば,メタノール-オレイン酸メチル系や液化DME-メタノール-オレイン酸メチル系等の構成二成分系や三成分系)を測定し,状態方程式をベースに平衡状態を表現可能なモデル式を提示したこれまでの実験結果を踏まえてAspenPlusを用いて,研究開発した技術ごとにBDF製造に関するプロセス計算を行った.新規技術の適用時の動力や加熱負荷等の投入エネルギーの変化を調べるとともに,投入エネルギーの削減効果を試算した.液化DMEを用いることにより,35%程度の削減効果が算出された.また.固定化酵素を用いた連続合成手法を採用することにより更に半分のエネルギー削減の可能性も示唆された酵素触媒(Novozym)を固定床とし,ジメチルエーテル(DME)を添加して,連続的にトリオレインとメタノールのエステル交換反応を行った.その結果,DMEの添加量が多くなれば,反応速度が向上することがわかった.いずれの操作でも反応時間と反応率の関係は1つの曲線で表現できることを明らかにした.さらに,その反応速度モデルも提案した.DMEは生成物にとって貧溶媒になることから,DMEを使わず,エタノール等のアルコールを相溶限界まで添加した反応系も検討した.これまで313.15Kにおけるメタノール+グリセリンのパラメータは文献値を使用してプロセスの計算を行ってきた.データの信頼性を考え,自作の流通型装置を用いてメタノール+グリセリンの気液平衡データの収得を目指した.しかし,安定したデータが得られなかったために静置型装置を再度作製し,313.15Kにおけるメタノール+グリセリン,メタノール+オレイン酸メチルさらにはジメチルエーテル+トリオレインのデータを修得した.その結果,反応系としてはジメチルエーテル,メタノール,トリオレイン,生成系としてはジメチルエーテル,メタノール,グリセリン,オレイン酸メチルの構成

2成分のうち,メタノール+オレイン酸メチル,グリセリン+オレイン酸メチル以外については活量係数式のパラメータが明らかとなった.共溶媒を用いた固定化酵素による連続合成では,副生グリセリンの系外排出が重要なため,熱力学モデルを用いて共溶媒としてアセトンの優位性(相の合一性と粘性)を示しつつ,連続合成を試み,相分離性や反応特性を明らかにした.また,収率向上のための前年度提示した二段反応の最適化を行った.共溶媒をアセトンとした場合のプロセス計算を行い,その利点と欠点を整理した.また,本研究で開発した技術の優位性について消費エネルギー観点から評価した.
次世代シーケンスによる小児急性脳症の血液及び髄液エクソソームマイクロRNA解析

【研究目的】小児の急性脳炎脳症は、ウイルス等の感染を契機に発症する中枢神経障害であるが、臨床経過や画像診断で診断する他なく、診断や予後予測に役立つバイオマーカーが望まれる。エクソソームは細胞から分泌される直径100nm程度の小胞体で、中にマイクロRNA等を包含しており、細胞間相互作用を担うと考えられる。代表者らは、急性脳炎脳症に有用なバイオマーカーの探索および発症機序の解明のため小児急性脳症患者・対照となる患者の血漿エクソソーム中の次世代シーケンサーによるマイクロRNAの網羅的解析を計画した。(1)検体・臨床情報の収集急性脳症が疑われた患者で、当院へウイルス検査のためのPCRの依頼があった症例の中で、当研究参加への同意を本人または保護者から得られた症例を本研究対象として登録し、検体・臨床情報はすべて匿名化し保管した。脳症症例10例、熱性けいれん症例10例の血清を-30度保存した。(2)エクソソーム抽出・small RNA抽出・ライブラリ作成至適条件の検討のため、健常成人の血清を用いて以下を行った。miRCURY Exosome Isolation Kit-Serum and Plasmaを用いて血漿または血清500μlより抽出した。抽出したエクソソームをQIAGEN miRNeasy Micro Kitを用いてsmall RNA抽出を行った。さらに、抽出したRNAをNEB NEBNext small RNA Library Set for Illuminaを用いてライブラリを作成した。作成したライブラリをbioanalyzerで解析し、目的であるmiRNAを含む分画の割合について評価した。血清エクソソームからライブラリを作成したところ、過年度の髄液での研究(研究科題名小児急性脳症の網羅的メタボローム・マイクロRNA解析を用いたバイオマーカー探索課題番号15J40217)と同じ方法では想定していたより質のよいライブラリが作成できなかった。バイオアナライザーの結果より、アダプター・ダイマーと思われる分画の割合が多く、原因としてインプットのRNAの量や質に問題があると思われた。そこでRNA抽出プロトコールを再検討したものの改善がみられなかったので、血清からエクソソームを抽出するプロトコールについて再検討予定である。(1)血清エクソソーム抽出方法の検討miRCURYのほかに、Exoquick、PureExoの製品とエクソソームの量や質について健常成人検体を用いてウェスタンブロット及びRTPCRにて評価する。(2)ライブラリ作成・評価エクソソーム抽出方法を決定したら、ライブラリ作成を行い、バイオアナライザで評価する。(3)マイクロRNAの発現解析と検証ライブラリ作成まで確認できたら、保存していた症例と対照の検体を用いて解析する。保存血清からエクソソームを抽出し、さらにsmall RNAを抽出したのちライブラリ作成を行いMiseqで判読する。シーケンスデータはCLC workbenchを用いてクオリティトリミング、アダプタートリミングする。トリムした配列からマイクロRNAのデータベースであるmirBaseを用いてマイクロRNAを同定し、発現量を補正して症例グループ間で比較解析を行う。得られたバイオマーカー候補のマイクロRNAの発現定量についてPCRを用いて検証する。(1)血清エクソソーム抽出方法の検討

miRCURYのほかに、Exoquick、PureExoの製品とエクソソームの量や質について健常成人検体を用いてウェスタンブロット及びRTPCRにて評価する。(2)ライブラリ作成・評価エクソソーム抽出方法を決定したら、ライブラリ作成を行い、バイオアナライザで評価する。(3)マイクロRNAの発現解析と検証ライブラリ作成まで確認できたら、保存していた症例と対照の検体を用いて解析する。保存血清からエクソソームを抽出し、さらにsmall RNAを抽出したのちライブラリ作成を行いMiseqで判読する。シーケンスデータはCLC workbenchを用いてクオリティトリミング、アダプタートリミングする。トリムした配列からマイクロRNAのデータベースであるmirBaseを用いてマイクロRNAを同定し、発現量を補正して症例グループ間で比較解析を行う。得られたバイオマーカー候補のマイクロRNAの発現定量についてPCRを用いて検証する。
代數幾何とその周辺の総合的研究

伊原は、主として、計算數論に関わった。前年度迄に完成して居た「多倍精度整數計算用のパッケージ」に更に改良を加え、デモソフトの形で、フロッピ-ディスクに入れ、関係諸方面に配布した。これをふまえて、「橢圓曲線の整數論」用ソフトの開発の研究を昨年に引き續いて行った。小池は、次の研究を實行し、その総てを出版した。1.巡回群と対称群のリ-ス積群について、その自然表現の対称積及び交代積のテンソル積の既約表現分解を、各既約表現についてのポアンカレ級数の形で与えた。2.ユニタリ鏡映群の群環の変形として、A型のアファインヘッケ環と古典型ヘッケ環の中間に位置するものを導入し、その既約表現及びセンター、そしてalgebraとしての構造、を決定。3.表現論國際シンポジウムに於て、quivers上の相対不變式、絶対不變式について現在までに得られている結果及び残されている問題について報告。4.A型及びアファインA型のquivers上の絶対、及び相対不變式の決定に續いて、D型のquivers上の不變式の生成元を具体的に決定し、それらが代數的に独立であることを示した。井上は、次の研究を實行し、出版した。1.一般型代數曲面の、實例が希少な方面で、二系列の實例を構成。2.複素多様體の部分多様體の近傍に関する或る問題に、反例を構成。
レトロウイルスの出芽に関与する宿主因子の同定

BUL1は、E3ユビキチンリガーゼ活性を持つNedd4様タンパク質で、WWドメインと呼ばれる領域を介してウイルスGagタンパク質に存在するPPxY配列と相互作用することを明らかにした。BUL1以外にも4種類のNedd4様タンパク質を新たにクローニングしたが、BUL1の過剰発現のみが顕著にM-PMV粒子産生を増加させた。PPxY配列は、レトロウイルス以外にもEbola virus、VSVなど多くのウイルスで保存されていることから、Ebola virusについても、同様の解析を行ったところ、BUL1ではなく、Nedd4がウイルス出芽を促進することがわかった。従って、PPxY配列を出芽モチーフとして持つウイルスは、ウイルス種ごとに出芽時に利用するE3が異なることが示唆された。更に、WWドメインのみからなるBUL1の欠失型変異体が、dominant-negative変異体としてM-PMV粒子出芽を優位に抑制することも発見した。PPxY配列はHTLV-1やRSVなどのレトロウイルス以外にもEbola virus、VSVなど多くのウイルスに存在し、また、これと相互作用するWWドメインは、Nedd4様タンパク質間で良く保存されていることから、出芽抑制活性を持つ上記のdominant-negative変異体は、幅広いウイルス種に対する抗ウイルス剤としての効果が期待される。レトロウイルス粒子の出芽に関わる宿主因子を同定する為に、以前に同定した出芽に必要十分なウイルス側のモチーフ(PPxY配列)をもつM-PMVのpp16をbaitタンパク質としてYeast Two-hybrid Systemによるスクリーニングを行った。その結果、2種類のcDNAクローンを候補因子として得た。最近になって、レトロウイルス(RSV,HIV)の出芽がproteasome阻害剤で抑制されることが報告されたが、候補クローンの一つが26Sproteasomeのサブユニットであることから有力な候補として、現在、この因子について出芽との関連を検討中である。また、PPxY配列は、レトロウイルス以外にもEbola virus、VSVなど多くのウイルスで保存されていることを以前に報告したが、最近になって、実際にこの配列がこれらのウイルスの粒子出芽に必須であることが明らかにされた。そこで、proteasome阻害剤が、これらのウイルスに対しても出芽抑制作用を持つことが期待される。実際に、2種類のproteasome阻害剤(MG132、Lactacystin)を用いて、VSVの出芽に対する効果を検討したところ、何れの薬剤においても20μMで90%以上、60μMで99%以上の出芽抑制が確認できた。今後は、抗ウイルス剤としての有効性を検討するため、その作用機構を解析するとともにin vivoでの効果を調べる予定である。ウイルス粒子の出芽を総合的に理解するには、その前段諧であるAssemblyと出芽部位へのウイルスタンパク質の輸送の機構を明らかにすることも重要である。本研究では、M-PMVが細胞質でウイルスCapsidを形成するのに重要な部位として、GagにコードされるMAの55番目のアミノ酸を同定することに成功した(Yasuda&Hunter,2000)。
北海道の道央圏外の看護管理者のための継続学習ネットワーク構築と効果検証

北海道は広大な土地を有し、地域によって医療資源の偏在がみられる。病院が広範囲にわたる地域の人々の健康を守る拠点としての役割を担っており、病院の機能を支え、医療や看護の質を担保し、地域連携の要としての役割を果たす看護管理者は非常に重要である。看護管理者が効果的に役割を発揮するには、看護管理に必要な情報の取得と継続学習が不可欠であるにも関わらず、物理的距離が大きい地域における継続学習の機会には格差と困難がある。本研究では、北海道の道央圏外において看護管理者のための継続学習ネットワークを構築することが、当該地域の医療や看護の課題解決に影響を与えることができるか検証することである。
フシナシミドロの正から負への光屈性転換と膨圧調節機能の関連

淡水産種(Vaucheria terrestris以下VTと略記する)と汽水産種V.dichotoma(同,VD)の2種の多核細胞性黄藻フシナシミドロを用いて,光屈性の制御と膨圧調節能の関連を比較解析した.VTは耐塩性が低く,50Wm^<-2>以上の白色光に対して負光屈性を示すが,VDは海水にも耐える高い耐塩性を有し,直射日光にも正光屈性を示す.両種共に,耐塩性は5mMCaの添加により大いに改善され,細胞先端の直径は外液に加えたNaClやSorbitolによって1/2まで減少した.VTではNaClとSorbitolは50mOsm以上で等しく負光屈性を起こすが,VDではSoribitolしか負光屈性を起こさない.このことは,細胞直径減少と光屈性の方向転換は独立していること,低い膨圧が負光屈性の発現と関係していることを示唆する.そこで,改良型イオンクロマトグラフを製作し,両種の細胞内イオン分析を行い,膨圧調節機能を比較解析した.5mMCa存在のもと,VTは青色光下ではNa^+とCl^-イオンを吸収して膨圧を保った.Na^+の吸収はK^+より多かった.VTはNa植物であるらしく,外液がSorbitolのときは,Na^+がないので膨圧を回復できない.白色光下(12時間明/12時間暗)でVTは顕著な膨圧調節能を示さない.一方,VDはK^+,Na^+,Cl^-,SO^<2->_4を活発に吸収して顕著な膨圧調節能を示す.K^+をやや多く吸収するのでK植物である.膨圧は300mOsm以上で低下するが,400mOsmでも存在する.以上の結果は上記仮説を支持する.すなわち,VDにおいて,Soribitolを用いたときだけ,Sorbitolでは膨圧が保てないため負光屈性が現れたが,VTは膨圧調節機能が低いので,SorbitolでもNaClでも膨圧を回復できず,ともに負光屈性が起こると考えると説明できる.膨圧低下がどのような過程を経て負光屈性を起こすか,また,細胞直径の減少がどのように膨圧減少に関連しているかは今後の研究に待たなければならない.淡水産種(Vaucheria terrestris以下VTと略記する)と汽水産種V.dichotoma(同,VD)の2種の多核細胞性黄藻フシナシミドロを用いて,光屈性の制御と膨圧調節能の関連を比較解析した.VTは耐塩性が低く,50Wm^<-2>以上の白色光に対して負光屈性を示すが,VDは海水にも耐える高い耐塩性を有し,直射日光にも正光屈性を示す.両種共に,耐塩性は5mMCaの添加により大いに改善され,細胞先端の直径は外液に加えたNaClやSorbitolによって1/2まで減少した.VTではNaClとSorbitolは50mOsm以上で等しく負光屈性を起こすが,VDではSoribitolしか負光屈性を起こさない.このことは,細胞直径減少と光屈性の方向転換は独立していること,低い膨圧が負光屈性の発現と関係していることを示唆する.そこで,改良型イオンクロマトグラフを製作し,両種の細胞内イオン分析を行い,膨圧調節機能を比較解析した.5mMCa存在のもと,VTは青色光下ではNa^+とCl^-イオンを吸収して膨圧を保った.Na^+の吸収はK^+より多かった.VTはNa植物であるらしく,外液がSorbitolのときは,Na^+がないので膨圧を回復できない.白色光下(12時間明/12時間暗)でVTは顕著な膨圧調節能を示さない.一方,VDはK^+,Na^+,Cl^-,SO^<2->_4を活発に吸収して顕著な膨圧調節能を示す.K^+をやや多く吸収するのでK植物である.膨圧は300mOsm以上で低下するが,400mOsmでも存在する.以上の結果は上記仮説を支持する.すなわち,VDにおいて,Soribitolを用いたときだけ,Sorbitolでは膨圧が保てないため負光屈性が現れたが,VTは膨圧調節機能が低いので,SorbitolでもNaClでも膨圧を回復できず,ともに負光屈性が起こると考えると説明できる.膨圧低下がどのような過程を経て負光屈性を起こすか,また,細胞直径の減少がどのように膨圧減少に関連しているかは今後の研究に待たなければならない.フシナシミドロ(Vaucheria)は光強度の上昇により正から負へ光屈性の符号が変わる。長時間照射下では負光屈性はNaCl添加で促進された.NaClの効果は淡水産種(V.terrestris)と汽水産種(V.dichotoma)とで異なった.Caの添加は両種の耐塩性を高めたが,負光屈性の発現を促進しなかった.耐塩性の低い前種はNaClと等張のソルビトールの効果は等しいが,耐塩性の高い後種では150mM以下のNaClは無効でソルビトールのみが負光屈性を起こした.

これは,1)膨圧低下が負光屈性の原因であり,2)前種は膨圧調節能がなく外液浸透圧の上昇が膨圧を低下させるのに対し,後種ではNaClを取り込んである範囲内で膨圧を調節する能力があるものの,膜非透過性のソルビトールでは膨圧調節がなされないため,膨圧が低下することが両種の違いの原因であると考えると説明できる.本研究の目的は,上の仮説を検証するため,イオンクロマトグラフを用いて細胞の浸透圧と膨圧を測定することである.1台分の予算でカチオンとアニオンを効率的に測定するためメーカーに相談し,検出器,カラムをそれぞれ2組,ポンプを1台とし,2組の送液バルブで洗液と分離液を切り替える改造を行った.これにより,1)安価で,2)スペースをとらず,3)短時間で陰陽両イオンの分離検出を切り替えることができた.生重量十数十mgの藻体を1.0mlの純水で1時間煮た抽出液中のK^+,Na^+,Ca^<2+>,Mg^<2+>,NH_4^+,Cl^-,SO_4^<2->,NO_2^-,NO_3^-を測定し,非水相が生重量の15%と推定して細胞内濃度を得た.さらに,数種のアミノ酸と見られる未同定物質も検出できることがわかった.現在,抽出法と測定法を確立し,細胞内イオン組成,細胞内浸透圧の最尤計算法を探っている.淡水産種(Vaucheria terrestris以下VTと略記する)と汽水産種V.dichotoma(同,VD)の2種の多核細胞性黄藻フシナシミドロを用いて,光屈性と細胞直径の制御が膨圧調節能と緊密に関連していることを発見した.VTは20mM以上のNaCl,あるいは等張のSorbitolにより負光屈性を示す.VDではSoribitolは負光屈性が起こすがNaClは正光屈性しか起こさない.そこで両種の膨圧調節能を比較解析するため,カチオン用とアニオン用のカラム,及び検出器を同一恒温槽に納め,流路を切り替えて陰陽イオンの分析をする改良型イオンクロマトグラフを製作した.以下,5mMCaを添加しての実験結果を纏める.VTは青色光下ではNa^+とCl^-イオンを吸収して膨圧を保った.Na^+の吸収はK^+より多い.外液がSorbitolのときは,Na^+がないので膨圧を回復できない.白色光下(12時間明/12時間暗)でVTは顕著な膨圧調節能を示さない.一方,VDは顕著な膨圧調節能を示す.K^+,Na^+,Cl^-,SO_4^<2->を活発に吸収するが,K^+をやや多く吸収する.膨圧は300mOsm以上で低下するが400mOsmでも存在する.これらのことから,VDにおいて,Sorbitolでは膨圧が保てないためSoribitolを用いたときだけ負光屈性が現れたと考えられる.VTは,膨圧調節能がないか低いので,SorbitolでもNaClでも膨圧を回復できず,これが負光屈性の原因であろう.膨圧低下がどのような過程を経て負光屈性を起こすか,また,細胞直径の減少がどのように膨圧減少に関連しているかは今後の研究に待たなければならない.