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海外における日本研究情報の流通及び整理状況に関する調査研究

昭和61年度に海外学術調査「海外における日本研究情報の流通に関する調査研究」を行い,日本で生み出された日本に関する研究情報がどのように流通し,海外の日本研究者に到達しているのか調査を行った.本年度は前年度に実施できなかった地域及び研究機関を対象に,これらの調査を継続することにより海外における日本研究の現状をより深く追究し,その質的向上を目指すものである.また,これらの研究者,研究機関に到達した日本研究情報がどのような形で整理され蓄積されているかを併せて調査する.今回の調査研究において対象とした地域の日本研究の体制,水準には,大きな相違がある.アメリカでは東アジア学会において,学会員の研究内容,業績についてのデータベースが作成されており,そのうち日本関係の部分を提供してもらう話し合いが行なわれた.中国においては,日本研究は,大学の学科,研究所の増設が次々に行なわれており,社会科学院日本研究室で三年前に実施した調査はもう時代遅れになりつつあるとのことであった.社会科学院で把握できる部分にも限界があり,日本学会の組織といったような方向での,情報の集約には,問題が多いことが明らかになった.北京,上海,東北地区の各重点大学との個別の連絡を,一層密接にすることが必要である.ソ連,東欧地区では,人的交流そのものに様々な形での障害がある.科学アカデミーと大学の関係にも注意を払うべきである.研究の基盤が堅実で,人的交流の比較的自由なポーランド・ワルシャワ大学との情報交換を行ない,もっとも多くの研究者を擁するソ連との研究情報の交流を計っていく必要がある.東ドイツ,チェコスロバキアは戦前からの伝統があり,文学・言語研究に優れたものがある.日本,ならびに世界の日本研究者に紹介する方策が必要である.モンゴルでは,科学アカデミーに優秀な研究者が集中しており,東アジア関係の紀要に,論文が発表されている.東欧,モンゴル,東南アジアでは日本での最新の情報の入手が特に困難であり,この点での研究協力の必要性が強く要望されている.昭和61年度に海外学術調査「海外における日本研究情報の流通に関する調査研究」を行い,日本で生み出された日本に関する研究情報がどのように流通し,海外の日本研究者に到達しているのか調査を行った.本年度は前年度に実施できなかった地域及び研究機関を対象に,これらの調査を継続することにより海外における日本研究の現状をより深く追究し,その質的向上を目指すものである.また,これらの研究者,研究機関に到達した日本研究情報がどのような形で整理され蓄積されているかを併せて調査する.今回の調査研究において対象とした地域の日本研究の体制,水準には,大きな相違がある.アメリカでは東アジア学会において,学会員の研究内容,業績についてのデータベースが作成されており,そのうち日本関係の部分を提供してもらう話し合いが行なわれた.中国においては,日本研究は,大学の学科,研究所の増設が次々に行なわれており,社会科学院日本研究室で三年前に実施した調査はもう時代遅れになりつつあるとのことであった.社会科学院で把握できる部分にも限界があり,日本学会の組織といったような方向での,情報の集約には,問題が多いことが明らかになった.北京,上海,東北地区の各重点大学との個別の連絡を,一層密接にすることが必要である.ソ連,東欧地区では,人的交流そのものに様々な形での障害がある.科学アカデミーと大学の関係にも注意を払うべきである.研究の基盤が堅実で,人的交流の比較的自由なポーランド・ワルシャワ大学との情報交換を行ない,もっとも多くの研究者を擁するソ連との研究情報の交流を計っていく必要がある.東ドイツ,チェコスロバキアは戦前からの伝統があり,文学・言語研究に優れたものがある.日本,ならびに世界の日本研究者に紹介する方策が必要である.モンゴルでは,科学アカデミーに優秀な研究者が集中しており,東アジア関係の紀要に,論文が発表されている.東欧,モンゴル,東南アジアでは日本での最新の情報の入手が特に困難であり,この点での研究協力の必要性が強く要望されている.
開発から実践へ－安心院農村民泊による地域再生のモデル化と移植に関する政策的提言

数次におよぶ安心院その他の農村民泊における資料収集、インタビュー調査および参与観察から、農村民泊およびそれを取り巻く社会的環境を理解し、地域活性化としてのその手法の可能性と問題点、今後の展開および他地区での展開の方向性について研究し、「安心院農村民泊のモデルと課題」として総括している。人類学的アプローチとして、形式化された図式的なモデルではなく、ホストとゲスト、民間と行政、開発と観光が交差する空間でのインターフェースにおける相互作用として農泊の展開を捉え、その他の地域活性化の手法との接合の可能性を探り、そこから読み手の理解が他地区への応用の鍵を見い出せる叙述形式のものとしてまとめた。今年度は、安心院における農村民泊のフィールドワークの知見をもとに、その手法が確立されている農村民泊のあり方の変容を、従来から協調体制を構築してきた行政との関係性の変容という観点からまとめた。このように新たな動態的なモデルの原型を探りながら、こうしたモデルが筑波山麓地域にどのように応用できるのかを継続的なフィールドワークによって調査した。そして、安心院と春蘭の里の統合的農村民泊モデルを移植する先としている筑波山麓地域に対し、比較の観点から、南アルプス地域での移植の可能性を探るため予備調査を今年度行ったが、この地域では、農産物生産NPO等が、農村民泊の導入を以前から検討し早々とその導入を断念していることが明らかとなった。そこで、農村民泊導入の難しさを考慮にいれながら、イギリスで囲い込みに対して歩く人の権利を確立する運動の中で整備されてきたフットパスとの接合の可能性を思索している。農村民泊導入に先だって、フットパスの整備を行うために、イギリスでフットパスをベースに構築されてきたウォーカーズ・ウェルカム・タウンの研究も始めた。「ウォーカーズ・ウェルカム」タウンという概念のなかで、農村民泊を導入できるかどうかを検討しつつある。研究代表者は昨年度つくば市の観光基本計画策定委員長を務め、より広い視点から観光の活性化を検討し、農村民泊と合わせて行う観光施策の可能性を求め、すでにフットパス・ウォークの展開を施策としてあげ、今年度は市、NPO、等とワークショップを重ね、フットパスの道標のデザインを行った。さらに、遺跡を利用した観光展開、障害者を対象とした観光、養生ツアー、ジオパークの観光的展開、国立公園の施設の利用、科学博物館等の科学と伝統の融合といった各地の様々な地域づくりの実態調査を引き続き行い、こうした各地の種々の観光まちづくりの事例から、農村民泊との接合可能性を探った。今年度は、農村民泊単独での観光活性化の難しさを前提に、むしろ現在とくに注目を集めているフットパスの整備を主眼にした。早くからフットパスの整備に力をいれている北海道、また、現在急激に整備が展開されている九州のフットパス組織の動向や手法を参考に、筑波山麓地域においても、つくば市経済部観光振興課とともに、フットパスルートマップ作成と道標の設置を行ってきた。とくに今年度は、筑波山神社から六所神社、蚕影山神社を通り、神郡の江戸時代の屋敷を経由するルートの調査および設置を行った。さらに、フットパスの本家ともいうべきイギリスのフットパスおよびウォーカーズ・ウェルカム・タウンにより地域おこしを進めているコッツウォルズ地域の専門家を講師として招き、国際シンポジウムを開き、イギリスのフットパスと日本のフットパスの比較を行い、日本、とくに筑波山麓地域での展開の可能性についてディスカッションを行った。また、既に設置されている筑波山麓フットパスコースのコースとしての完成度の検証も行った。観光者が、フットパス・ウォークにおける地元の人とのコミュニケーションを通し、自らのペースで地域の自然や歴史を時間をかけ身近なものとして理解するプロセスを、農村民泊と接合することによって、よりトータルなモデル構築の可能性を探った。また、今年度もジオパークツアーや遺跡を利用した観光展開など各地の実態調査を継続し、自然態でのもてなしというコンセプトを基礎にした農村民泊・フットパスの展開とのさらなる融合の可能性も模索した。安心院における農村民泊のフィールド調査を行い、将筑波山麓地域への移植を前提にそのモデル化の枠組み作りを行った。その過程から、以前の予備調査以降新たな留意点があ浮かび上がった。安心院の農村民泊の成功の鍵は、一連の規制緩和である。食事を伴う宿泊は種々の法に拘束され、農家規模では対応できない施設の充実を伴う。安心院では旧安心院町役場を起点に、官民一体となってこうした種々の規制の緩和を進めてきた。一村一品運動の主導者であった知事の理解もあり、大分県もその推進を後押しし、規制緩和は実現され、農村民泊は新たな旅のスタイルの一つとなりつつあり、過疎化しつつあった村の地域づくりのお手本ともなった。ただ、こうした官民一体の推進体制による展開から次の段階として、民による、より主導的な展開が期されるなか、官民両者の方向性の違いもみられる。

農村民泊に直接関わる村民と村全体の観光を考える役所の見解の相違とも考えられるが、経済行為の主体性の問題として捉えられ、今後のモデル化の際にこうした行政と民間の関わりという点を意識して進める必要を見出した。また、同様の試みを進め、注目を浴びている石川県能登地方の春蘭の里の農村民泊の組織化もフィールド調査した。春蘭の里では、官はむしろそうした民の成功をモデル化し、その応用として能登地方全域にそうした展開を進めたい意向であるが、今後そうしたアプローチが功を奏するかを見極めることが一つの課題となった。なお、研究代表者はつくば市の観光基本計画策定委員長を務め、より広い視点から観光の活性化を検討する立場から、農村民泊と合わせて行う観光施策の可能性を求め、フットパス運動の展開、遺跡を利用した観光展開、障害者を対象とした観光、養生ツアー、ジオパークの観光的展開、国立公園の施設の利用、科学博物館等の科学と伝統の融合といった各地の様々な地域づくりの実態調査を行った。農村の行き詰まりを打破する国の施策としてグリーンツーリズムが導入されたが、それに対応し、有効な手法として生まれたのが安心院の農村民泊である。観光としての宿泊には種々の規制が伴う。しかし、ドイツやフランスなどではバカンス法が施行されており、農泊は農村の生業の一部を構成し、規制はないといってよい。それに対し、日本での農泊の展開は、日本独特な規制とのすり合わせ、そしてそれらの撤廃の過程と捉えられる。インフォーマルな観光の試みを、フォーマルな制度や組織と交渉し、ときに協働しながら、相当規模の受け入れを行ってきた。「親戚づきあい」といわれる農泊は、都市と農村をつなぐ空間としての役割も果たしてきた。今年度はこうした点を調査し、明らかにした。人類学者ワグナーの文化の捉え方に、異文化に接して、訪れた地域の文化と自らの生まれ育った地域の文化を同時に識るというテーゼがあるが、その点では、農泊のゲストもホストも各々、自/他の両方の文化を対象化し、意識する過程が農泊である。ホストは自らの地域の文化的価値を見出し、ゲストは都市での生活の問題から一時的にでも解放され、より人間的な関係性を回復する空間が形成されている。ホストにとっては「村社会の同質性→都市との有意な差異」、ゲストにとっては「都市生活での差異→人間としての同質性」といった契機が存在する。また、受け入れ農泊家庭では、女性がイニシアティブをとり農泊を推進し、さらに農泊家庭の女性同士が連携し、地域文化の保護・伝承に努めるなど、従来の農村社会では限定的であった女性の経済と文化の担い手としての存在感が見られる。安心院の農泊をこのように、まず原理的に差異と同一性という観点から捉え、さらにフォーマル化した農泊組織とそもそもフォーマルである行政組織との関係性や、農泊概念の希薄化、受け入れ家庭の老齢化など、今後の課題を含めモデル化してきた。文化人類学・民俗学筑波山麓地域は、とくに竜巻被害にあった地域であり、その復興プロジェクトの委員として、委員会、作業部会に出席しながら、新たな地域づくりの手法としての農村民泊の可能性とフットパスの整備をどのように結びつけられるかを委員等と検討した。
日本人英語学習者のコロケーション知識の保持と運用に関する基礎的研究

本研究は,英語学習者のコロケーション知識がどのように保持され,また運用されているかを明らかにすることである。平成22年度には,ライティングの過程を記録できるシステムを開発・導入し,平成22年度後半から平成23年度前半にかけて, 1時間程度で産出されたライティングのデータを収集した。データを産出過程・産出時間・産出された表現といった観点から分析した結果,コロケーション知識をまとまりとして保持し運用していることが分かり,ひとまとまりとしてコロケーションを処理している可能性が示された。本研究は,日本人英語学習者の産出単位を分析可能にする新たな学習者コーパスの構築により,日本人英語学習がどのような言語単位でコロケーション知識を保持し,運用しているのかを明らかにすることを目的としている。この研究課題に取り組むため,本年度は,以下のような研究計画を遂行した。まず,どのようなテーマでライティングタスクを行う際に、どのような課題(作文のテーマ)設定すれば、ライティングをしやすくなるかを検討した。先行研究で扱われてきたテーマを踏まえつつ,ライティングを行う者が大学生・大学院生であることから,身近なテーマと思われる「学校教育(School Education)」というテーマを設定した。次に,ライティング過程のリアルタイム記録システムの開発を行った。開発にあたっては,Web上での利用を想定し,HTML・JavaScript・Perlといった言語を使用した。記録システムは,一文字がタイプされるごとに,作文データをすべて記録するという機能を持っているため,データ量が多くなるという問題が発生したが,自然言語処理の専門家を交えて、記録データの整形を行うためのプログラムを別途開発した。開発したシステムを用いて,日本人英語学習者20名から,作文データを収集した。テーマは,前述のとおり「学校教育」を設定し,1時間でのライティングタスクを実施した。収集したデータから,英文の産出過程を分析した結果,文頭の副詞と主語と動詞がひとまりで抽出されるなど,機械的に産出単位を抽出するn-gramモデルとは異なる産出単位・言語表現が観察された。なお,アラバマ大学で行われた国際シンポジウムにて,この成果を報告した。本研究は,日本人英語学習者の産出単位を分析可能にする新たな学習者コーパスの構築により,日本人英語学習がどのような言語単位でコロケーション知識を保持し,また,運用しているのかを明らかにすることを目的としている。日本人英語学習者17名(習熟度は中級程度)に対し,昨年度設定した「学校教育(School Education)」というテーマを与え,60分間で作文を書いてもらい,作文過程のデータを収集した。なお,昨年度使用した記録システムに改善点が見つかったため,新たなシステムを再構築している。収集したデータから1人あたり平均して約335語の作文データが得られ,作文の産出過程を分析した結果,90個のコロケーション(2語以上で構成され頻度1以上の表現のみが対象)が抽出された。具体的には,"I think"や"it is"などの表現が挙げられる。加えて,作文「結果」のデータと作文「過程」のデータそれぞれから抽出されたコロケーションを比較した結果,異なる表現が観察された。言い換えれば,作文結果から得られるコロケーションは,あくまで頻度が高い表現であったということであり,まとまりとして処理されているかについての十分な証拠を与えるものではないということである。したがって,まとまりとして処理され得る表現を抽出するには,本研究で用いたような,より直接的な手段を用いて作文過程を分析する必要があると言える。結果として,日本人英語学習者は,コロケーション知識を保持しているものの,その運用は決して流暢に行えるわけではないということが分かった。なお,2011年9月にベルギーで開催された学習者コーパス研究に関する国際会議にて,上記の成果を報告した。
組識工学技術による骨組織再生治療の検討-脚延長モデルによる臨床応用の手法確立-

骨髄幹細胞の増殖・分化制御により骨芽細胞様細胞を多量に作り出し、骨芽細胞を適切な足場(Scaffold)と共に生体に戻すことにより、組織再生(骨形成促進)を可能とする治療の開発を目的とした。脚延長は、組織再生を目指す再生医療の非常によいモデルで延長により生じる組織不足(骨、筋などの組織)を如何に早く確実に再生させるかを検討することは、整形外科領域で広く組織再生医療に応用可能と考えられる。培養骨髄細胞を骨芽細胞に分化させて組織工学的に骨形成を検討する研究では動物実験としてラット脚延長モデルでの検討を行った。ラット骨髄細胞をデキサメサゾン、Vitamin D添加の条件で約三週間培養するとアルカリフォスファターゼ陽性、オステオカルシン陽性細胞を得た。この細胞は生体中で骨形成能を持ち、成長因子(hrFGF-2,hrBMP-2)の添加により更に活性が高まる。脚延長モデルを利用した骨組織形成治療の研究から動物実験での安全性・有用性の証明をし、倫理委員会の許可を得てヒトでの臨床研究の遂行し良好な結果を得た(BONE2004)。分化骨芽細胞は長期の培養・増殖により形質を失う事を示した(BBRC 2003)。これを克服するために幹細胞段階での細胞数確保が必要と考え、新たに骨髄幹細胞培養・増殖を検討する為に輸血部との学際的協力体制を作り上げた。骨芽細胞治療の効率化には分化骨芽細胞数の増量、治療時期の決定、最適Scaffoldの確立が不可欠であり本研究基礎データの積み重ねが今後臨床に応用出来るものと期待している。培養骨髄細胞を骨芽細胞に分化させてラット脚延長モデルに使用する我々の方法は既に良好な結果を得て論文投稿済みである。しかしヒトに応用するためには更に(1)安定的な増殖分化による培養骨芽細胞を獲得する手法の確立、(2)細胞担体としての開発、(3)欠損充填の効率化を目的としたScaffoldの開発、(4)細胞治療を行う至適時期の決定などが必要とされる。BMP-2遺伝子導入強制発現細胞との混合培養によっても同様な効果が得られた。特にhrFGF-2は優れた細胞増殖効果を持ち効率よく短期間に骨芽細胞を分化誘導させることが出来た。この知見を基に名古屋大学倫理委員会の審査・承認を得て臨床試験を開始した。培養骨髄細胞の培養条件と骨芽細胞分化能を検討し継代培養での問題を明らかとした。また、ヒト由来の生理活性物質(PDGF, FGF他)を多く含むPlatelet Rich Plasma (PRP)に注目しこれを細胞担体として開発した。

骨髄細胞からデキサメサゾン、Vitamin D添加の条件で約三週間培養してアルカリフォスファターゼ陽性、オステオカルシン陽性細胞を創りだし、これをPRPの中で培養する系を創り検討を開始した。同時に始めた軟骨細胞では細胞増殖、基質合成の点で良好な結果を得ている。この担体は生体中では徐々に分解されその過程で細胞が放出されるものと期待している。この細胞培養系は生体中で骨形成能を持つ事が期待される。BMP-2遺伝子導入強制発現細胞との混合培養による効果増強を検討した。共同研究者の提供によるハイドロキシアパタイトビーズ上で骨芽細胞誘導細胞を培養し、新規体内埋め込み骨欠損充填物質として開発中である。現在動物実験を開始している。表面形状と貫通孔のサイズにより細胞増殖と積層化に差が見られることから最適化した形状を検討中である。骨髄幹細胞の増殖・分化制御により骨芽細胞様細胞を多量に作り出し、骨芽細胞を適切な足場(Scaffold)と共に生体に戻すことにより、組織再生(骨形成促進)を可能とする治療の開発を目的とした。脚延長は、組織再生を目指す再生医療の非常によいモデルである。延長により生じる組織不足(骨、筋などの組織)の早期再生を検討することから、整形外科領域骨欠損に広く応用が可能であると考えられる。培養骨髄細胞を骨芽細胞に分化させてラット脚延長モデルに使用する我々の方法は、既に良好な結果を得た。ヒトに応用するために骨髄幹細胞移植の実績がある病院輸血部との連携から、(1)細胞担体としての患者由来Plateletrich plasmaの使用、(2)ヒト応用に向けた細胞保存法の実施を可能、(3)ヒト治療を目的とした細胞の取り扱い技術を導入した。ヒト骨髄細胞をデキサメサゾン、Vitamin D添加の条件で約三週間培養するとアルカリフォスファターゼ陽性、オステオカルシン陽性細胞が得られることを確認した。しかし、骨髄より得た細胞は単層培養では継代に伴い骨芽細胞への分化能を失うことが確認された。増殖を目的とした単層培養には限界があった。以上の実績を基に、名古屋大学倫理委員会の審査・承認を得て臨床試験を開始した。細胞移植治療を従来の脚延長と組み会わせることにより、治療期間を3分の2に短縮することが可能となった。この成果は論文として報告した。
波浪エネルギーを船舶推力へ変換する装置の開発

次の研究成果を得た。1)船首可動翼の制御について考察を深め、可動翼を制御するための入力信号を明確にすることが必要であることから、船首船底圧力を制御信号に選定することにし、その可能性を調べる実験を行った結果、船首船底圧力と、翼への流入迎角の間には明確な相関関係があることが実験的にも明らかになった。船首船底圧力の計測は容易であり、圧力計測装置は安価なことから、良い制御信号であるとの結論を得た。2)船首船底圧力と、翼への流入迎角の間の周波数応答関数(A)を求めた。更に、その結果を使い時間領域のインパルス応答関数(A)を求めた。それを使い、規則波中で予測した流入迎角と、その実測値を比較し、船首船底圧力を使って船首翼への流入迎角を十分な精度で予測できることを示した。3)船首船底圧力を使って不規則波中における船首翼制御の初歩的な検討を、下記の手順で計算機シュミレーションを行い、検討した。(1)船首翼が最も推力を出す場合の、船首船底圧力と翼への流入迎角の間の周波数応答関数(B)を求める。(2)それの時間領域の表現である、インパルス応答関数(B)を求める。(3)船首船底圧力の実測値とインパルス応答関数(B)から求められた信号をリファレンス信号とし、船首船底圧力の実測値とインパルス応答関数(A)から求められた信号の差を補償する制御回路を設計した。(4)船首固定翼の場合と可動翼の場合について推力を計算比較した所、可動翼にすることで固定翼が発生する推力の1.5倍以上の効果があることがシミュレーション上で確認できた。(5)翼への流入迎角が15度以上になった時、翼は失速するが、その影響は統計的等価線形化手法を使って考慮した。本来、失速しないように制御することが可能であり、今後その制御法を考察する。4)船首翼を制御することで、推力発生だけでなく大幅な横揺れを軽減できることを昨年の研究で示した。更に、コンテナー船等の場合、ラッシングレスコンテナーにすることの可能性について検討を行い、その可能性が大きいことを示した。これはアンチローリングフィンは船体中央に設置することよりは、改良を加えて船首に設置する方が、よりフィンの有効性を拡大することになり、効果的であることを示すものである。5)波エネルギーの有効利用の可能性をより一層広げるために、船首にムーンプールを作り、そこに設置したウェールズタービンでエネルギーを吸収し、それを船内電源に利用する方法に関する基礎的検討を行った。ムーンプールを作るために船内空間を一部使用することになる経済的損失との兼ね合いがあるが、一つの大きな可能性を示すものである。次の研究成果を得た。

ムーンプールを作るために船内空間を一部使用することになる経済的損失との兼ね合いがあるが、一つの大きな可能性を示すものである。三カ年計画の初年度として以下の実績を挙げることが出来た。1.船首左右舷二枚の独立可動翼の設計を行った。(1)昨年まで使用した矩形翼でなく、テーパを持った後退翼とし、翼面積を64%に減少させた翼を設計した。(2)二枚の翼と制御モーター二基をタイミングベルトで直決し独立に制御可能とした。(3)このシステムの周波数特性を検定し、模型実験で作動させるすべての周波数領域で、位相遅れの無い振幅特性1のシステムであることを実験的に確認した。2.平水中航送時に船首翼を稼動させ、その時に生じる船体運動(縦揺れ、上下揺れ)を計測した。その結果を理論と比較した。長い周期で翼を稼動させた時の両者の値の相違が大きいことがわかった。これは理論の持つ不備が原因であるが、実験値を基にした修正関数を作ることにより良い一致を得た。この船首翼システムの実用化には、このような修正値を導入することは不可欠である。3.波浪中航送時、上下揺れ、縦揺れを計測し、フィードバック制御をすることにより運動を軽減させた。昨年使用した固定翼面積の64%しかない可動翼だが、運動軽減は固定翼以上の効果を得ることが出来た。4.その他、各種の確認実験を行い、指示どうりの動きを船首翼にさせることが出来ることを確認した。5.翼の運動に対する船体運動(下揺れ、縦遥れ)のインパルス応答関数を、2.の実験から求めた。これを使って翼を不規則に稼動させた場合の船体運動を予測し、実験値と良い一致を得た。6.以上のように線形システムとして船首翼システムを完成させることが出来た。7.次年度の課題として、推力を発生させる船首翼の制御に見通しを得た。1.初年度の固定翼システムの開発から、今年度は可動翼システムを開発し、その有効性を確認した。船首部での波面と船体の相対運動を制御信号として使い抵抗の増加が最も少なくなる翼の波に対する位相を実験と計算で比較し、ある位相状態で、固定翼の場合より抵抗増加を減少させる事が可能なことを示した。2.前年度の研究で指摘していた、船首翼の収納装置を開発した。この装置は、左右2枚の翼を船内に収納した時、重ね合って収納されるように工夫したもので、収納スペースを十分取ることができない船首部にとって極めて有効なシステムである。このことにより船首翼を使った波浪エネルギーを推力へ変換する事の実現可能性が飛躍的に高まった。3.両舷につけられた翼を独立して制御して作動させることができるが、この制御によって横揺れ運動も画期的に減少させることが可能であることを示した。従来のアンチローリングフィンを、船首に設置することによって縦揺れのみならず横揺れまで画期的に減少させることができることから船首翼システムの有効性を一層広げることができた。4.船首翼の弱点と考えられる衝撃的な力に対して、そのシステムがどれ位まで耐えられるか、文献調査を実施するとともに、翼単独のスラミング実験を実施し、それらの結果から翼収納の上限海象の提案を行った。5.以上の研究を総合化し、船首可動翼を装備することにより船舶の実海域推進性能は一段と向上し、その結果として経済効果が十分ある可能性を示した。6.不規則波中における検討も実施した。実験は実施にないので次年度実施し、計算との比較検討を行う。最終年度の次年度は、これらの研究結果をまとめ船首部可動翼システムとして提案するために細部の詰の研究を実施する。最終年度としてとして次の研究成果を得た。
分裂酵母モデル系を用いたカルシニューリンの機能解析

カルシニューリン(CN)は酵母から哺乳動物に至るまで高度に保存されたタンパク質脱リン酸化酵素である。我々は分裂酵母をモデル生物として用いて、免疫抑制薬FK506の存在下で致死となる変異体(its変異体)の網羅的スクリーニングを行い、多数の変異体を単離した。本研究は、これらのCNと機能的に関連する遺伝子産物とCNとの相互作用の解析を通して、CNシグナルネットワークを明らかにすることを目的として行い、以下の成果を挙げた。(1)its3遺伝子は必須遺伝子であり、ホスファチジルイノシトール4リン酸キナーゼ(PI4P5K)をコードしていた。PI4P5Kは細胞膜上にPI(4,5)P2と共局在し、細胞周期とともにその局在が変化した。its変異体は制限温度下あるいは免疫抑制薬存在下でアクチンの局在異常及び細胞質分裂異常を呈した。(2)its8遺伝子はGPIアンカー合成酵素の一つをコードしていた。its8破壊体は非常に成育が遅く、多核多隔壁の細胞形態を示した。Its8融合蛋白質は小胞体に局在していた。(3)低分子量GTP結合タンパク質RabファミリーであるYpt3/Its5は細胞質分裂、細胞壁形成および液胞の融合などの生理機能に重要な役割を示すことが明らかとなった。さらに、細胞内輸送系の制御において、Its5はCNと協同的に働いて重要な役割を果たしていることが示唆された。以上の結果より、細胞壁integrityの維持、隔壁形成、細胞質分裂、細胞増殖、および細胞内輸送などの多彩な現象において、CNとこれらのits遺伝子産物は必須の機能を分かち合っていることが示唆された。カルシニューリンは酵母から哺乳動物に至るまで高度に保存された蛋白質脱燐酸化酵素である。野生型分裂酵母では免疫抑制薬によりカルシニューリンの機能を抑制しても成育に影響がない。研究代表者らは、細胞増殖に重要な機能をカルシニューリンと分かち合っている遺伝子に変異があると予想される変異体、すなわち、免疫抑制薬の存在下で致死となる変異体(its変異体)のスクリーニングを行い、多数の変異体を単離している。本研究では、これらのカルシニューリンと機能的に関連する遺伝子群の産物とカルシニューリンとの相互作用の解析を通して、カルシニューリンの生理機能を明らかにする事を目的としている。本年度はits3及びits8変異体の原因遺伝子を同定し、解析を行った。its3遺伝子は必須遺伝子であり、ホスファチジルイノシトール4リン酸(PI4P)をリン酸化し、PI(4,5)P2を産生するPI4P5キナーゼをコードしていた。PI4P5キナーゼは細胞膜上にPI(4,5)P2と共局在し、細胞周期とともにその局在が変化した。its3変異体は制限温度下あるいは免疫抑制薬存在下でアクチンの局在異常及び細胞質分裂異常を呈した。its8遺伝子はGPIアンカー合成酵素の一つであるヒトPig-nと高い相同性を有する蛋白質をコードしていた。its3及びits8変異体はともに、制限温度下あるいは免疫抑制薬存在下で、多くの細胞が分裂中隔を持った状態で増殖停止していたことから、細胞質分裂や細胞形態の制御に関与する事が示唆された。これらの遺伝子は哺乳動物細胞にもホモログが存在しており、酵母細胞と同様、細胞形態の維持に関与していると考えられる。野生型分裂酵母では免疫抑制薬であるFK506によりカルシニューリンの機能を抑制しても成育に影響がない。

この現象に基づいて、我々は分裂酵母をモデル生物として用いて、FK506の存在下で致死となる変異体(its変異体)の網羅的スクリーニングを展開し、多数の変異体を単離している。本研究では、これらのカルシニューリンと機能的に関連する遺伝子産物とカルシニューリンとの相互作用の解析を通して、カルシニューリンが関与する蛋白質脱リン酸化及びリン酸化ネットワークを明らかにする事を目的としている。本年度はits8変異体の解析およびその原因遺伝子の同定と機能解析を行った。its8遺伝子はGPIアンカー合成酵素の一つであるPig-n(ヒト)およびMCD4(出芽酵母)と高い相同性を有する蛋白質をコードしていた。its8破壊体は非常に成育が遅く、多核多隔壁の細胞形態を示した。Its8融合蛋白質は小胞体に局在していた。its8変異体は制限温度下あるいはFK506存在下で、ほとんどの細胞が分裂中隔を持った状態で増殖停止していた。これらの結果から、its8変異体はGPIアンカー合成障害の結果、細胞壁の脆弱性、細胞形態異常および細胞質分裂異常を示していることが示唆された。カルシニューリン破壊体は、Pig-nおよびMCD4の抑制薬であるBE49385に高い感受性を示し、また、カルシニューリンの特異的抑制薬であるFK506によりits8変異体の細胞質分裂異常が増悪した。これらの結果より、カルシニューリンと、its8遺伝子産物は細胞壁integrityの制御を介して、細胞質分裂と細胞増殖において必須の機能を分かち合っていることが示唆された。これらの遺伝子は哺乳動物細胞にもホモログが存在しており、酵母細胞と同様、細胞形態の維持に関与していると考えられる。カルシニューリンは酵母から哺乳動物に至るまで高度に保存されたタンパク質脱燐酸化酵素である。野生型分裂酵母では免疫抑制薬であるFK506によりカルシニューリンの機能を抑制しても成育に影響がない。本年度の成果は以下のとおりである。1.低分子量GTP結合タンパク質RabファミリーであるYpt3/Its5の機能解析を行った。Its5は細胞質分裂、細胞壁形成,および液胞の融合などの生理機能に重要な役割を示すことが明らかとなった。さらに、Its5はエキソサイトーシスのゴルジおよびポストゴルジのステップにおいてカルシニューリンと協同的に働いていることが証明された。これらの結果より、カルシニューリンが細胞内輸送系の制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。2.細胞隔壁形成に関与するタンパク質リン酸化酵素Its10/Cdc7の機能解析を行った。分裂酵母カルシニューリンは細胞質分裂のcell separationのステップに重要であるため、カルシニューリンノックアウトは多核・多隔壁の表現型を示すと考えられてきた。しかし、われわれが単離したits10/cdc7変異体の解析から、カルシニューリンがseptation initiation
3D造形関節運動器の疲労強度向上を目指した組織・結晶構造の変態プロセスの構築

現在の整形外科用3D造形関節運動器デバイスは,造形時の残留欠陥が疲労強度を著しく低下させるために実用範囲が極めて限定されている.加えて,骨伝導能に乏しい金属インプラントには,骨と協調・融合する機能性の付与が不可欠であり,造形材でその機能の検討や効果の検証はなされていない.本研究では,チタン合金の3D造形カスタム関節運動器デバイスを骨形状3D CADデータから直接造形し,短時間高周波焼入れとショットピーニング処理で組織のナノ結晶化と結晶相変態による耐疲労強度化プロセスの確立及びプラズマ溶射法による骨伝導能付与技術の一体化創製技術の構築を目的とし立案する.現在の整形外科用3D造形関節運動器デバイスは,造形時の残留欠陥が疲労強度を著しく低下させるために実用範囲が極めて限定されている.加えて,骨伝導能に乏しい金属インプラントには,骨と協調・融合する機能性の付与が不可欠であり,造形材でその機能の検討や効果の検証はなされていない.本研究では,チタン合金の3D造形カスタム関節運動器デバイスを骨形状3D CADデータから直接造形し,短時間高周波焼入れとショットピーニング処理で組織のナノ結晶化と結晶相変態による耐疲労強度化プロセスの確立及びプラズマ溶射法による骨伝導能付与技術の一体化創製技術の構築を目的とし立案する.
後期学齢期にある人工内耳装用児の心理・社会的発達に関する研究

本研究は我が国でも近年増加している、小学校高学年以降の後期学齢期にある人工内耳装用者の学校生活の質に繋がる、基礎的資料を得ることを目的とし、構造化面接法により心理社会的発達の実相を解明しようとするものである。【データ採取の進捗】本年度は大阪大学医学部附属病院(耳鼻咽喉科・頭頸部外科外来)において、学齢期にある人工内耳装用者(計50名)を対象に、面接調査によりデータ採取を行った。具体的には既にインフォームド・コンセントの手続きを終了した者を対象に、2年目の継続調査を実施した。面接調査に使用した調査票は「学級における機能的アウトカム」「学校生活の質」「対処行動尺度」「自尊感情」「抑うつ傾向」の領域から構成した。面接調査は代表者に加えて、言語聴覚士(2名)が担当した。【データ解析の進捗】上記により採取したデータを対象に、心理尺度の信頼性と妥当性の検証を終えるとともに、変数間の相関や関連要因の探索的な同定を行った。【これまでの研究成果の公表】現在までの研究成果の一部を日本聴覚医学会ならびに大阪大学人工内耳ワークショップにおいて口演した。【研究成果の市民等への周知】人工内耳を装用する高校生を対象に、アウト・リーチを目的としたセミナーを開催した。諸般の事情により、研究フィールドを大阪大学に変更したのちに、新たにデータ採取を行っており、研究の進行に若干の遅れが認められる。データ採取の実施にあたっては、多くの対象者が来院すると思われる長期休暇(夏休みおよび春休み)以外にも、適宜、追加の面接調査を実施する予定である。【調査の準備】平成28年度(2016年度)はプロジェクトがスタートする年度であったため、診療録の遡及的な検討を行い、対象となる学齢人工内耳装用児の抽出を実施した。次いで、抽出された対象児が来院した際に、調査の目的、内容、意義について個別で説明を行い、プロジェクト参加への意志を確認した。【遂行した調査と調査内容】こうした経緯を踏まえ、調査対象者の来院が集中する学校休暇時期(平成28年78月および(同年)12月平成29年1月、(同年)3月)に、後期学齢期(小学校高学年大学生)にある人工内耳装用児者を対象として、東京医科大学聴覚・人工内耳センターにおいて、構造化インタビュー(個別面接)を行った。個別面接場面では、質問紙調査と心理検査から構成されるテストバッテリーを用いて、縦断研究の起点となる年度におけるデータ採取を遂行した。【完了した作業内容】具体的には「(1)学級における機能的アウトカム(JCPQ)」「(2)学校生活QoL」「(3)バールソン児童用抑うつ性検査(DSRS-C)」「(4)学習コンピテンス尺度」「(5)小学生用主要5因子性格検査」「(6)キャリア選択質問紙」を用いて、約90人分のデータ採取を完了した。【その他】既に高校を卒業した年齢にある人工内耳装用者、計45人を対象に、診療録の遡及的な調査・検討により、高校卒業後に4年制大学へ進学した者の関連要因を検索した。縦断研究の起点となるデータについて、80人分のデータ採取を完了しており、調査は当初の計画よりも順調に進行している。本研究は後期学齢期にある人工内耳(以下、CIとする。)装用者の教育環境の整備や指導法の改善に寄与する、心理・社会的発達の解明を主眼としたものであり、研究は横断的検討と縦断的検討の2つのアプローチにより計画された。具体的なテストバッテリーは、学級における授業理解や諸活動への参加を評価する「日本語版聴覚障害生徒向け学級参加尺度(JCPQ)」(齋藤ら、2014)と「認知されたコンピテンス尺度」(桜井、1983)に含まれる学習コンピテンス、抑うつ関連指標(「バールソン児童用抑うつ性尺度:DSRS-C」)から構成した。今年度は主として2016年度に採取した横断データ(概ね90例)の解析を行うことにより、人工内耳を装用する小学校高学年から大学生の年齢にある難聴者の心理適応および社会関係性に関わる成績の発達変化について解明を行った。加えて、前回の科研費による研究課題(「人工内耳装用児の学力と学校・教育場面における機能的アウトカムに関する研究」課題番号:24531265、基盤研究C)において、既に中学生時点において評価を行った生徒(概ね20例)について、高校生時点にての再評価を行い、中学時から高校時にかけての心理・社会的発達についての縦断的検討を実施した。これらの分析より得られた知見を、特別支援教育に関連した国内外の学会(スコットランドのインクルーシブ教育における国際会議と日本特殊教育学会台55回大会、於:名古屋市)にて演題発表するとともに、その成果を論文(4点)にまとめた。2017年度においては研究組織の一部に変更を行ったため、当初、縦断的アプローチにより追跡的に実施する予定であった面接調査の遂行に若干の遅れが生じている。

具体的には既にインフォームド・コンセントの手続きを終了した者を対象に、2年目の継続調査を実施した。面接調査に使用した調査票は「学級における機能的アウトカム」「学校生活の質」「対処行動尺度」「自尊感情」「抑うつ傾向」の領域から構成した。面接調査は代表者に加えて、言語聴覚士(2名)が担当した。【データ解析の進捗】上記により採取したデータを対象に、心理尺度の信頼性と妥当性の検証を終えるとともに、変数間の相関や関連要因の探索的な同定を行った。【これまでの研究成果の公表】現在までの研究成果の一部を日本聴覚医学会ならびに大阪大学人工内耳ワークショップにおいて口演した。【研究成果の市民等への周知】人工内耳を装用する高校生を対象に、アウト・リーチを目的としたセミナーを開催した。諸般の事情により、研究フィールドを大阪大学に変更したのちに、新たにデータ採取を行っており、研究の進行に若干の遅れが認められる。調査対象の条件を踏まえつつも、面接が実施出来なかった児に対して、平成29年7月を目途に継続して、個別データの採取を実施する予定である。2018年度当初より新たな研究組織のもとで調査を遂行できるよう、医療施設の研究倫理委員会にて本研究課題の実施に関する審査を受け、委員会による許可が得られた。こうした準備作業を踏まえ、2018年4月より、既に新しく追加された研究フィールドにて面接調査を開始している。データ採取の実施にあたっては、多くの対象者が来院すると思われる長期休暇(夏休みおよび春休み)以外にも、適宜、追加の面接調査を実施する予定である。当初予定していた、病院の外来が閉まっている、土日祝日における貸し会議室にての面接調査を実施する必要が生じなかったため。当初、研究計画において計上していた、貸会議室のレンタル料金の支払いが不要であった。当初予定していた縦断研究が研究組織に関わる諸般の事情により実施できなかったため。こうした遅延を解消すべく、既に2017年度末に研究組織の変更を済ませており、2018年度は大阪大学医学部附属病院にて、新たな学齢人工内耳装用者を対象に、7月9月および12月2019年1月に集中して、概ね70例の面接調査を実施する予定である。次年度使用額が生じた主たる理由は、研究分担者である太田由美(大阪大学)が購入を予定していたデータ解析ソフトについて、購入を決めた時期が遅れた関係で、2018年度中の購入が実現できなかったことによる。平成28年度(2016年度)に来院しなかった児については、プロジェクトへの参加協力を依頼する書類を郵送および、電話にて保護者に行う予定である。
新規概念にもとづくラジカル重合ポリマーの分岐構造の制御とその応用

メタクリル酸メチル(MMR)の非重合性2量体の炭素-炭素二重結合へは、ラジカルの種類によっては付加が起こる。アダクトラジカル間の反応は遅くモノマーヘの付加は起さず、成長ラジカルとカップリングしMMA2量体単位を介して2本のポリマー鎖が結合する。もし、このような2量体と同様の不飽和基をもつポリマーが得られれば、2本のポリマー鎖を結合できるからラジカル重合における架橋にない分岐構造生成に応用できるであろう。そこで、低反応性二重結合の構造による反応挙動の変化についての検討をバロキシム触媒を用いて得られるMMA、メタクリトニトリル、α-メチルスチレンおよびp-置換α-メチルスチレン2量体を用いて行い、メタクリロニトリル2量体では付加開裂を起すことなく、付加・カップリングでポリマー鎖を結合することを確かめた。しかし、MMA2量体は主として付加・カップリングで反応するが、ポリスチレンラジカルの付加で生じたアダクトラジカルの開裂で不飽和末端基をもつポリスチレンが生成することも明らかとなった。不飽和2量体構造をもつポリマーは、α-アルキルチオメチルアクリロイル基を含むメタクリル酸エステルである重合性連鎖移動剤および1分子中に2個の付加開裂連鎖移動性基をもつ2官能性移動剤を用いて行った。重合性連鎖移動剤を用いてMMAの重合が進むと、側鎖となった連鎖異移動でポリマー側鎖が結合するが、そのポリマー側鎖にも分岐が含まれるから多重分岐構造が生成する。2官能性連鎖移動剤の使用で、両末端に低反応性の二重結合をもつポリ(MMA)が得られ、ポリスチレンラジカルの付加・カップリングで両末端に分岐構造が導入されることを確認した。しかし、連鎖移動剤構造によっては副反応により環構造の末端基が生じる場合も見出された。メタクリル酸メチル(MMA)の非重合性の2量体の炭素-炭素二重結合へは、ラジカルの種類により付加が起こり低反応性のアダクトラジカルが生成する。アダクトラジカル間の反応は遅いから、活性なラジカルとのカップリングで二重結合は消費される。しかし、ポリ(メタクリル酸メチル)ラジカルの場合には付加とカップリングが起こることはなく、アダクトラジカルが直ちにβ-開裂して未反応の状態にもどる。このような反応挙動を、ラジカル重合における架橋のない分岐構造生成に応用するには、上記の低反応性二重結合を2個もつ化合物が必要となる。2官能性化合物の合成に先立ち、MMAとメタクリロニトリルおよびα-メチルスチレンとのコバロキシムを触媒とする反応で、反応速度、生成物の組成等にもとづき最適条件を検討した。その結果、2,2'-アゾビスイソブチロニトリルの分解で生成するシアノイソプロピルラジカルとジメタクリル酸エチレンのコバロキシムを触媒とする反応で、次の化合物が合成できることが明らかになった。CH_2=C(CN)CH_2C(CH_3)_2CO_2C_2H_4O_2CC(CH_3)_2CH_2C(CN)=CH_2スチレン、アクリル酸メチルおよび酢酸ビニルの重合に合成した低反応性二重結合を有する化合物を添加し、成長ラジカルとの反応を^1H-NMRスペクトルで追跡した。その結果、ポリスチレンラジカル以外は、すべて付加はするがβ-開裂を起こし不飽和末端基をもつポリ(酢酸ビニル)やポリ(アクリル酸メチル)が生成することが明らかとなった。このようにしてポリマー末端に導入された不飽和末端基は、付加とカップリングにより次第に消費される。したがって、末端二重結合の反応はポリマーラジカルの種類によって変わる。現段階では、末端二重結合の置換基の反応挙動への効果は明らかではないが、少なくとも極性効果は期待できる。

したがって、ポリマーラジカルの構造と二重結合の置換基の効果の組み合わせによる分岐構造生成の範囲が明らかになるであろう。本年度は、非重合性メタクリル酸メチル(MMA)2量体と類似の低反応性二重結合をもつ化合物としてメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)、メタクリロニトリル(MAN)、α-メチルスチレン(α-MeSt)およびp-置換α-メチルスチレンの2量体をコバロキシム触媒を用いて合成し各種成長ラジカルとの反応について検討した。MAN2量体では付加開裂を起こすことなく、付加・カップリングでポリマー鎖を結合することを確かめた。MMAおよびCHMA2量体では主として付加・カップリングで反応するが、ポリスチレンラジカルの付加で生じたアダクトラジカルの開裂で不飽和末端基をもつポリスチレンも生成することも明らかとなった。また、α-MeSt2量体へのいろいろなラジカルの付加で生成するラジカルをESRで検出した。不飽和2量体構造をもつポリマーは、α-アルキルチオメチルアクリロイル基を含むメタクリル酸エステルである重合性連鎖移動剤および1分子中に2個の付加開裂連鎖移動性基をもつ2官能性移動剤を用いて行った。重合性連鎖移動剤を用いてMMAの重合が進むと、側鎖となった連鎖移動基への連鎖移動でポリマー側鎖が結合するが、そのポリマー側鎖にも分岐が含まれるから多重分岐構造が生成する。2官能性連鎖移動剤の使用で、両末端に低反応性の二重結合をもつポリ(MMA)が得られ、ポリスチレンラジカルの付加・カップリングで両末端に分岐構造が導入されることを確認した。しかし、α-アルキルチオメチルアクリロイルクロリドとHSCH_2CH_2SHとの反応で得た2官能性連鎖移動剤では、副反応により7員環構造の末端基が生じることも明らかとなった。この副反応は、HS(CH_2)_nSHでn=3,6とすることで防止できる。
花模様形成の分子機構の解明

花模様は、被子植物にとって訪花昆虫の誘引だけでなく、花卉の園芸的価値を高めることに貢献している。本研究では、リンドウおよびシンビジウムを利用したトランスクリプトーム解析や代謝解析を行うことで、花模様形成に関わる制御因子の同定を行った。シンビジウムの唇弁着色には、転写調節因子MYB1とシアニンジン生合成酵素であるF3'H遺伝子の特異的発現が関与していた。一方、リンドウのストライプ模様は、裂片部におけるカルコン合成酵素(CHS)のmRNAが分解されていることで引き起こされていることが明らかになった。このように花模様形成は、植物種毎に異なることが明らかになった。シンビジウムの花模様は、アントシアニンの蓄積パターンにより形成されている。シンビジウム品種ミスティーク(濃いピンク花色)の唇弁からRNAを抽出し、次世代シークエンサーMiSeqを用いて59,000コンティグを取得した。BLAST検索により、アントシアニン生合成酵素の候補遺伝子を抽出し、完全長cDNAをRACE法で獲得した。カルコン合成酵素(CHS)やカルコン異性化酵素(CHI)遺伝子などは、複数アレル存在することが明らかになった。花器官発達段階において、花被片はステージが進むにつれてアントシアニンの蓄積が増加するのに対して、唇弁は初期ステージからアントシアニンの蓄積が行われていた。フラボノールの蓄積は、どちらの花器官も初期ステージで最大であった。ジヒドロフラボノール4-還元酵素(DFR)とアントシアニジン合成酵素(ANS)遺伝子は、アントシアニンの蓄積様式と相関のある遺伝子発現様式を示した。このことから、これらの遺伝子発現がアントシアニン蓄積様式を制御していると考えられた。突然変異で出現した唇弁非着色変異体と野生型の唇弁を用いて、次世代シークエンスよる網羅的発現差解析を実施した。野生型で特異的に発現している遺伝子として、69個の遺伝子が含まれていた。一方、変異体で発現が増加する遺伝子は、19個存在した。今後は、これらの候補遺伝子について絞り込みを行う。次世代シークエンサーでシンビジウム品種ワルツの着色している唇弁特異的に発現する69個の花模様関連候補遺伝子について、野生型と非着色唇弁を持つ変異体を用いてReal Time PCR解析で発現比較を行った。その結果、調査した多くの遺伝子がRNA-seq解析と同様に、有意に発現量に差があることが示された。特に、ストリゴラクト受容体遺伝子であるDECREASED APICAL DOMINANCE 2(DAD2)相同遺伝子が、野生型の唇弁では強く発現しているのに対して、変異体唇弁では全く転写していなかった。DAD2以外にもアントシアニンマロニル基転移酵素(MalT)遺伝子も野生型と変異体の唇弁間で有意な発現差が検出された。これらの2つの遺伝子についてRACE法を用いて完全長cDNAの決定を行った。シンビジウムDAD2は306残基のアミノ酸をコードしており、イネD14と71.4%の相同性を示した。一方、シンビジウムMalTは443残基のアミノ酸をコードしており、ナツメヤシのmalonyl-coenzyme A:anthocyanin 3-O-glucoside-6''-O-malonyltransferase-like遺伝子と49.3%の相同性を示した。今後は、それぞれの遺伝子の過剰発現体もしくは遺伝子抑制を行うことで、シンビジウムの花模様形成機構を明らかにする予定である。また、ストリゴラクトンと花色との関係性についても調査を行う予定である。2年目の計画通り、花模様関連遺伝子の候補遺伝子の絞り込みを野生型と変異体間の発現解析で実施し、2遺伝子に絞り込むことができた。シンビジウム`サザナミチャンピオン'を20/15°Cまたは30/25°Cで栽培し、着色程度とアントシアニン生合成遺伝子の発現を調査した。高温条件で栽培したとき、花被片ではアントシアニン着色が減少し、一方唇弁では斑点模様が大きくなることが確認された。アントシアニンの蓄積量は花被片で30/25°C処理によって40%まで減少していたが、フラボノール含量は差が無かった。多くのアントシアン生合成に関わる遺伝子は、高温処理により著しく減少していた。一方、フラボン生合成に関与する遺伝子の発現は、栽培温度による影響をほとんど受けなかった。アントシアニン生合成の調節因子遺伝子であるMYB1は、アントシアニン生合成遺伝子の発現様式と類似していた。このことから、転写調節因子であるMYB1の発現量が、温度による着色程度を制御していることが明らかになった。また、フラボノイド3'-水酸化酵素(F3'H)は、高温時に唇弁で発現が上昇し、また唇弁着色品種において特異的に発現していることが明らかになった。F3'Hの発現の有無が、唇弁のアントシアニン着色の鍵となっていることを明らかにした。リンドウの白寿は、青と白のストライプ模様を有する品種である。アントシアニン生合成遺伝子の発現解析の結果、カルコン合成酵素(CHS)遺伝子の発現が、白色部の裂片で減少していることが明らかになった。また、CHS siRNAも検出され、転写後サイレンシングで花模様が形成されていることが示唆された。これらの結果から、花模様形成は植物種によって異なるメカニズムで形成されていることが明らかになった。

本研究では、リンドウおよびシンビジウムを利用したトランスクリプトーム解析や代謝解析を行うことで、花模様形成に関わる制御因子の同定を行った。シンビジウムの唇弁着色には、転写調節因子MYB1とシアニンジン生合成酵素であるF3'H遺伝子の特異的発現が関与していた。一方、リンドウのストライプ模様は、裂片部におけるカルコン合成酵素(CHS)のmRNAが分解されていることで引き起こされていることが明らかになった。このように花模様形成は、植物種毎に異なることが明らかになった。当初計画に述べられた通りに、唇弁非着色変異体と野生型の間の次世代シークエンスを用いた網羅的発現差解析を実施し、候補遺伝子の選定まで完了した。また、唇弁の着色に関連する全てのアントシアニン生合成遺伝子の単離を行った。候補遺伝子であるDAD2とMalTをモデル植物あるシロイヌナズナやタバコでで過剰発現させることで、それぞれの遺伝子の機能解析を行う。また、シンビジウムの唇弁と花被片での遺伝子発現比較を行い、唇弁特異的着色機構を明らかにする。シンビジウム以外にもユリとリンドウの花模様を有する品種のアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現解析などを行い、花模様形成の植物種における普遍性についても議論する。花卉園芸学非着色唇弁と着色唇弁間のRNA-seqによる網羅的発現差解析を行った結果、69個の遺伝子の発現が変異体で有意に減少していた。これらの候補遺伝子について、Real Time PCR法で発現差があるか確認を行うことで、さらに候補を絞る。絞られた候補遺伝子は、タバコやシロイヌナズナを用いて形質転換による異種発現などの手法で機能解析を行う。年度末に予定していた日本植物生理学会への参加および発表をキャンセルしたため。研究室・居室の引越しに伴い1ヶ月間研究を停止したため、次年度使用額が生じた。しかし、研究の停滞は生じず、計画通りに進んでいる。また、次世代シークエンスによるRNA-seq解析が、計上した予算より低価格で実施できたことも要因である。最終年度の研究成果を発表する、学会発表、論文投稿および英文校閲費として使用する。次世代シークエンスにおける発現差解析を行える予算が繰り越せたため、計画ではうまくいかない場合に予定していたシンビジウム以外の模様を持つ花においても発現差解析を行う予定である。