hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨形成蛋白,生体活性セラミックおよびコンピュータ支援技術を用いた解剖学的骨格再建

骨・軟部腫瘍に対する治療において腫瘍摘出後の巨大な骨欠損の再建を要する例や、高エネルギー外傷により骨格の解剖学的形状が失われその再建に難渋する例はしばしば存在する。このような例に対する骨性支持組織の再建方法として,現在,自家骨移植,同種骨移植および人工材料を用いた方法が挙げられるが,これらを駆使しても、支持組織としての骨の機能を有し,解剖学的に健常に近い骨格を再建することは,巨大な骨については困難である。この問題を解決するには,人工的に作成でき、移植後自家骨に置換され,さらに生体に対し安全な材料の開発が必要である。目的は,CADにて解剖学的に正常な骨格を設計,CAMおよび3D切削加工機で生体活性材料を加工,これに骨誘導能を与える為に骨形成蛋白(BMP)およびその薬物伝達系(DDS)を添加し,骨形成性人工骨格を作成・使用し、現在困難である巨大骨欠損の解剖学的,機能的再建を実現することである。術前にビーグル犬の骨盤CTを撮影し、得られたデータから欠損部を充填する3Dデータを作成し,これを基に生体活性セラミックの切削加工を行い、骨欠損部を充填するインプラントを作成する。骨形成能を持たせるために、BMPにDDSとして我々が開発してきたポリマーを加え、インプラント表面に塗布する。コンピュータ上で計画した骨盤部分欠損のデータを手術ナビゲーションシステムに読み込ませ、術前計画通りの骨切除を行い、作成した骨切除部分に、骨形成能を有するインプラントを充填する、術後経時的にCT撮影を行ったところ、インプラント周囲に新生骨の形成が認められ、最終的に新生骨がインプラント上を被覆していた。本研究で、ビーグル犬の腸骨における巨大骨欠損を術前インプラント作成とナビゲーションシステム支援手術、BMPの併用によって良好に再建することができた。本年度は,骨形成蛋白(BMP)および生体活性セラミックを使用し,解剖学的に正常な骨格再建を行うため,ビーグル犬骨盤部分欠損モデルの作製と欠損部修復の実験を行った.以下にその進歩状況につき記述する.ビーグル犬の骨盤CT撮影を行い,取得したデータを用いてコンピュータ援用設計(CAD)ソフトを使用し,骨盤部分骨切除の手術計画および欠損部を補填するインプラントの設計を行った.インプラントは,生体活性セラミック(気孔率60%β-TCP)を3D切削加工機により設計通りに加工し作製.術前計画データはCTベースナビゲーションシステムに転送した.手術はナビゲーションを使用して術前計画通りに骨切除を行い,ビーグル犬骨盤部分欠損モデルを作製し,骨欠損部に加工したインプラントを補填した.インプラント表面には粘土状の骨形成性材料,BMP-2/Polymer/β-TCP複合体を塗布した.骨形成評価は,術後3週毎のCT撮影,術後9週で屠殺し摘出した骨盤のマイクロCT撮影により行った.その結果,ナビゲーションシステムの使用により,術前計画通りの骨切除,およびインプラントの設置が可能であった.3週毎CT撮影では,経時的な新生骨形成を認めた.術後9週,摘出後のマイクロCT像において人工骨表面の骨形成が認められたが,一部骨形成は過剰であった.次年度の課題は,より正確な形状の骨再生を目指し,適切なBMP用量の検討およびBMPのデリバリーシステムの検討を行う予定である.骨・軟部腫瘍に対する治療において腫瘍摘出後の巨大な骨欠損の再建を要する例や、高エネルギー外傷により骨格の解剖学的形状が失われその再建に難渋する例はしばしば存在する。このような例に対する骨性支持組織の再建方法として、現在、自家骨移植,同種骨移植および人工材料を用いた方法が挙げられるが、これらを駆使しても、支持組織としての骨の機能を有し、解剖学的に健常に近い骨格を再建することは、巨大な骨については困難である。

この問題を解決するには、人工的に作成でき,移植後自家骨に置換され、さらに生体に対し安全な材料の開発が必要である。目的は、CADにて解剖学的に正常な骨格を設計、CAMおよび3D切削加工機で生体活性材料を加工、これに骨誘導能を与える為に骨形成蛋白(BMP)およびその薬物伝達系(DDS)を添加し、骨形成性人工骨格を作成・使用し、現在困難である巨大骨欠損の解剖学的、機能的再建を実現することである。術前にビーグル犬の骨盤CTを撮影し、得られたデータから欠損部を充填する3Dデータを作成し、これを基に生体活性セラミックの切削加工を行い、骨欠損部を充填するインプラントを作成する。骨形成能を持たせるために、BMPにDDSとして我々が開発してきたポリマーを加え、インプラント表面に塗布する。コンピュータ上で計画した骨盤部分欠損のデータを手術ナビゲーションシステムに読み込ませ、術前計画通りの骨切除を行い、作成した骨切除部分に、骨形成能を有するインプラントを充填する。術後経時的にCT撮影を行ったところ、インプラント周囲に新生骨の形成が認められ、最終的に新生骨がインプラント上を被覆していた。本研究で、ビーグル犬の腸骨における巨大骨欠損を術前インプラント作成とナビゲーションシステム支援手術、BMPの併用によって良好に再建することができた。
半導体レーザと光ファイバ間の新しい集積アレイ化結合方式の開発

本研究は半導体レーザと単一モード光ファイバとの結合において、集積化が可能で高効率かつバルクレンズフリー・アライメントフリーの新しいレンズドファイバ結合方式の実現を目標とした。二年間の研究の結果、目標を十分達成する成果を得ることができた。具体的成果を以下に示す。1.長作動距離・広トレランスレンズドファイバの実現先球コアレスファイバとGIファイバから成る新構造を創案した。放射モードから導波モードへの結合の性質を利用し、コアの無い先球ファイバにより作動距離を長く保ちつつ、1/4ピッチ長のGIファイバにより結合効率を低下させない特長を有している。試作実験の結果、作動距離140μm、横方向トレランス±1.2μm、結合損失3.8dBの高特性を得ることができた。2.高結合効率レンズドファイバの実現光ファイバ増幅器への応用面では結合損失の低減化が求められたため、より高結合のレンズドファイバ構造を探求した。その結果、構造パラメータの異なる2種のGIファイバを縦続接続する構造を考案した。試作実験の結果、2dBという低結合損失特性を得ることができた。これにより、各種用途に応じたレンズドファイバを提供することが可能になった。3.関連技術の開発本研究の遂行過程で、ファイバを10μmの精度で切断する技術、曲率半径を2μmの精度で先球化する技術、幾何光学を用いて結合損失を高精度に推定する手法等を新たに開発することができた。これらは、光ファイバ関連技術分野への大きな貢献になる。本年度は広トレランス・高結合を目指して最適構造の探究を行なうとともに結合系の基本構造を試作して解析を行なった。同時に最近開発された、テ-パ導波路付スポットサイズ拡大半導体レーザに対し、当初計画に従って本結合系を適用した。この結果,本研究が目指した結合系が基本的に高効率,大きなトレランスを有することが判明した。主な成果は以下のとおりである。1.最適構造の解析と試作実験波動論およびビーム伝搬法に基づく数値計算により、コアレスファイバ長や二乗形屈折率分布ファイバ長に対する最適構造の解明を行った。この解析にもどづき、単心の結合系を試作して実験した結果、作動距離が150μmと長く、且つ結合損失が4dBと低損失な結合系が実現できた。次年度はアレイ同士の結合に応用する計画である。2.狭放射角LDとの結合実験三菱電機製のテ-パ導網路付スポットサイズ変換LDを用いて本結合系との結合効率を評価した。その結果、結合損失が1.6dB(作動距離は140μm)という極低損失特性を得た。これにより本結合系が最近開発されつつあるLDとの整合性に優れていることを実証することができた。また、反射戻り光がほとんどなく、LDの動作が安定することも確認できた。3.基本構造パラメータの評価コアレスファイバの先球曲率分布および異種ファイバ同士の接続部での屈折率ゆらぎの評価を行った。この結果、曲率分布は表面張力の効果により予想された以上に一様であることが判明した。これは製造上、再現性が良いことを表しており、本技術が実用的であると言える。また、ファイバ接続部での不完全性を分析した結果、適当な融着接続条件にすればほぼ無視できるほどであることが明らかになった。次年度には外径変動との関係も解明する予定である。本年度は実用化を考慮して高結合かつ作動距離の大きな新構造を探求した。その結果、作製法が簡単で要求性能を充分満たす新しいレンズドファイバ構造を創案することができた。結合系を試作して実験を行った結果、予想通りの高性能を確認することができた。主な成果を以下に示す。

1.最適構造の創案昨年度までは、先球コアレスファイバとGIファイバから成るレンズドファイバ結合系を用いて実験してきた。この結果を詳細に分析した結果、作動距離を大きくかつ結合効率を向上させるためには、先球半径を大きく保ったままレンズの実効的な開口数を大きくすること、先球部に入射した光波の位相分布を平面にすることが鍵になることが判明した。これをもとに、幾何光学、波動光学、およびビーム伝搬法を駆使して新構造を探求した。その結果、先球ファイバにはGIファイバを用いること、かつ先球部分とは集束パラメータの異なる第2のGIファイバを縦続接続して用いることを見いだした。理論的には作動距離50μmで結合損失1dBという高性能が期待できることが分かった。2.結合系の試作実験協同研究者の協力を得て、特殊な集束パラメータを有する2種のGIファイバを試作し、新結合系を作製した。作製は、本研究費で購入したファイバ融着接続器を用いて行った。半導体レーザとの結合損失を測定した結果、作動距離50μmで2dBの値を得た。従来は4dBであった。簡単のため先球化は放電加熱に依っていること、およびGIファイバの構造パラメータが最適なものでは無いことを考えると極めて良好な特性を得ることができたと言える。
イソアスパラギン酸メチル転移酵素欠損マウスの作成と解析

本研究成果には、2つの大きな特色がある。第1に、完全なアルツハイマー病の動物モデルがない現在、IAMT欠損マウスが、アルツハイマー病の、蛋白質異常凝集の実験モデルに成るかもしれないという可能性である。当モデルは、むしろ翻訳後修飾の1つが変化した時にNFTやアミロイドなどの異常蛋白質の異常蓄積が起きるか否かと言う疑問に答えるものである。我々は、b-アミロイド蛋白質の異常蓄積にb-アミロイド蛋白質のラセミ化が関与するというin vitroの結果を得ており(J.Biol.Chem.269:10205-10208,1994)、この結果が、in vivoでどの様な生化学的変化、形態学的変化をもたらすかという点に興味をもっているが、現在までのところのマウスの脳組織には老人斑沈着がない。第2の特徴は、ジーンターゲッティングという遺伝子工学的手法を、脳老化研究へ応用して見る点である。個体の老化は複雑なシステムの総和として表現されるために、個々のシステムの単独評価は困難である。つまり、老化した個体には、免疫系の老化、循環器系の老化、神経系の老化等が総合的に表現されるので、1つのシステムのみが老化した実験モデルは存在しない。この点では、本マウスは一定の結果を示している可能性がある。つまり、完全に欠損しているホモマウスの寿命は生後8-9週令でほとんどのマウスが死亡することがわかっている。その死因は発作痙攣による呼吸麻痺であることが、疑われた。現在マウスの脳波を測定することに成功しつつあり、この検証を急いでいる。この遺伝子ノックアウトは、今後の脳老化研究に重要なトライアルになると期待している。
大電流重水素負のイオン源開発のための基礎過程の解明

NBI用の大電流重水素負イオン源開発を目標として,体積生成型負イオン源でのH^ー生成・H^ー引き出しの高効率化に関する素過程の解明に的を絞り,実験・理論・粒子シミュレ-ションの3方法により検討した。1.H^ー生成過程における高速電子e_fの役割を明らかにした。純粋な水素放電によるH^ー生成には振動励起分子H^*_2が是非とも必要である。幾つかあるH^*_2生成過程の中で,e_fによるH_2からの衝突励起が最も確実かつ量的にも重要であること,更に3540eV以上のe_fがあればH^*_2生成はe_fのエネルギ-分布の形に殆ど依存しないことを理論的に示した。磁気フィルタ-により電子エネルギ-分布を空間的に制御し,H^ー生成を増大する。更に,H^ー引き出しでプラズマグリッド電位を最適化する(プラズマ電位に近い)。この時,磁気フィルタ-とプラズマグリッドの両者の兼合いで引き出し領域のプラズマパラメ-タがH^ー引き出しに最適となっていることを実験的に確認した。この値はH^ー生成にも強く影響する。3.ダブルプラズマ型負イオン源の試作とH^ー生成機構の解明H^ー生成機構は,(1)H_2+e_f→H^*_2+e^1_f;(2)H^*_2+e(低速のプラズマ電子)→H^ー+Hの2段階過程であることを理論的に解明している。ダブルプラズマ方式によりe_fのエネルギ-分布を制御してe_fの量を変え,H^ー生成が上記2段階過程で行われていることを実験的に明らかにした。4.粒子シミュレ-ションによる負イオン源に関わる基礎過程の解明(1)磁気フィルタ-による電子のエネルギ-分布制御(特に,高速電子の磁場による選択的反射)の物理機構の解明を行った。(2)磁気フィルタ-とプラズマグリッドを含む系でのシ-ス形成と負イオン引き出しに伴う物理機構の解明を行った。5.重水素放電によるD^ー生成を確認した。同位体効果は今後の課題。大電流負イオン源開発を目標として,バケット型負イオン源でのH^-生成並びにH^-引き出しの高効率化を実験的並びに理論的に検討した。本年度の研究成果を以下に要約する。1.磁気フィルタ-のH^-生成に及ぼす影響を明らかにした。(1)磁気フィルタ-によりイオン源内プラズマは2分され,フィラメントのある上流側は高エネルギ-成分の電子が多く含まれる振動励起分子H_2生成に適する高密度プラズマ域,引き出し孔のある下流側はTe^^<1eVでH^-生成に適する低速のプラズマ電子のみの低密度プラズマ域となる。(2)フィルタ-を引き出し電極に近づける程H^-電流は増加するが,これはH^-生成の2段階過程が最適化されるためである:H_2+e_f(40eV以上)→H_2+e_f,H_2+e(Te__ー1eVの低速プラズマ電子)→H^-+H。2.H^-電流引き出しとプラズマグリッド電位Vbの関係を明らかにした。H^-引き出しに対してVbには正のある最適値(プラズマ電位に近い)が存在する。

Vbの値により引き出し域のプラズマパラメ-タは変化しており,プラズマ中に静電的に捕捉されているH^-を引き出し孔に効率よく輸送することのみがVbの働きではなく,H^-生成にも影響している。3.磁気フィルタ-は高速電子のみを選択的に反射させているが,その機構を粒子シミュレ-ションにより解明した。電子は揺動電場〓とフィルタ-磁場〓による〓×〓ドリフトによって磁気フィルタ-を通する。有限ラ-マ-半径効果により高速電子ほどドリフトが小さくなるため,低速電子のほうが磁気フィルタ-を通過しやすい。磁気フィルタ-近傍にのみ低域混成波領域の揺動が励起されることを実験で確認した。4.レ-ト方程式を基礎とした負イオン源モデルを作成し,このモデルを用いた数値シミュレ-ションによりH_2生成並びにH_2分布の電子エネルギ-依存性を明らかにした。NBI用の大電流重水素負イオン源開発を目標として,体積生成型負イオン源でのH^-生成・H^-引き出しの高効率化に関する素過程の解明に的を絞り,実験・理論・粒子シミュレ-ションの3方法により検討した。1.H^-生成過程における高速電子e_fの役割を明らかにした。水素放電によるH^-生成には振動励起分子H^*_2が是非とも必要である。幾つかあるH^*_2生成過程の中でe_fによるH_2からの衝突励起が最も確実かつ重要であること,更に3540eV以上のe_fがあればH^*_2生成はe_fのエネルギ-分布の形に殆ど依存しないことを示した。2.H^-生成・H^-引き出しの最適化とプラズマパラメ-タの関係磁気フィルタ-により電子エネルギ-分布を空間的に制御し,H^-を生成を増大する。更に,H^-引き出しでプラスマグリッド電位を最適化する(プラズマ電位に近い)。この時,磁気フィルタ-とプラズマグリッドの両者の乗合いで引き出し領域のプラズマパラメ-タがH^-引き出しに最適となっていることを実験的に確認した。この値はH^-生成にも強く影響する。3.ダブルプラズマ型負イオン源の試作とH^-生成機構の解明H^-生成機構は(1)H_2+e_f→H^*_2+e(2)H^*_2+e(低速のプラズマ電子)→H^-+Hの2階段であることを理論的に解明している。ダブルプラズマ方式によりe_fのエネルギ-分布を制御してe_fの量を変え,H^-生成が上記2段階により行われていることを実験的に明らかにした。4。粒子シミュレ-ションによる負イオン源に関わる基礎過程の解明(1)磁気フィルタ-による電子のエネルギ-分布制御(高速電子の選択的反射)の物理機構の解明を,モデルを改良し,より明確に行った。(2)磁気フィルタ-とプラズマグリッドを含む系でのシ-ス形成と負イオン引き出しに伴う物理機構の解明を行った。5.重水素放電に伴うD^-生成を確認した。同位体効果は今後の課題。
新たな免疫抑制機能を持つウイルス蛋白の同定

昨年度において、明確な免疫抑制作用を持つウイルス蛋白は同定できなかったが、K3,K5蛋白の類似構造分子群を哺乳類ゲノムにて見い出した。よって、本年はK3,K5のヒト構造類似分子に注目し検討した。Public databaseの検索の結果、一次構造上明らかなhomologは認められなかったが、BKS-PHD/LAP domainを持ち、さらに二次構造が類似している遺伝子群をヒト、マウスゲノムにて見い出した。機能解析によって、この遺伝子群の中に、B7-2の細胞表面における発現を優位に抑制する遺伝子を見い出した。この分子はK3,K5と分子機構、構造を共有するため、K3,K5の別名であるMIR (Modulator of Immune Recognition)を参照とし、c-MIR (cellular-Modulator of Immune Recognition)と名付けた。B7-2に焦点を絞つて解析を行ったところ、c-MIRはB7-2と結合し、B7-2の細胞内領域に存在するリジン残基をユビキチン化することにより、K3/MIR1,K5/MIR2と同様に、標的分子をendocytosisさせ、ライソゾームにおける分解を促すことを見い出した。さらに、c-MIRの構造類似分子が哺乳類ゲノムに存在する事を見い出しており、c-MIR以外に興味ある抗原提示関連分子を抑制する分子を同定している。現在、c-MIRを含めた分子群の生理機能の探索を行っている。本年において、EB virusにおける前早期遺伝子群を検討した。いくつかの前早期遺伝子産物のうち、予測される二次構造から膜蛋白と予測される遺伝子産物を探索した。候補として、BFRF1,BFRF2,BARF1,BMRF2,BDLF4を選定した。これらの遺伝子をB95a細胞のgenomicDNAよりPCR法にて増幅し、pTracer-EF1 vectorにクローニングした。発現をA7細胞に導入し検討した。一部の遺伝子は核膜、及び核に局在した。しかし、明らかな細胞表面局在を示す発現は認められなかった。これらをBリンパ球細胞株であるBJAB細胞に導入し、細胞表面におけるMHC classI, MHC classII(DR)をflowcytometryにて検討した。しかしながら、これらの中に明らかな変化を起こすものは認められなかった。さらに、NK細胞に対する感受性の変化をYTS細胞(NK細胞株)にて検討したが、これらの候補の中に、明らかに抑制するものは認められなかった。現在、その他のDNA virusにおける前早期遺伝子群につき検討を拡大しているところである。さらに、本研究の延長として、K3,K5遺伝子の類似遺伝子の検索をhuman genomeにて行った。一次構造上明らかなhomologは認められなかったが、PHD/LAP zincfinger domainを持ち、さらに二次構造が類似している遺伝子群を見い出した。この遺伝子群の中に、BJAB細胞にて抗原提示関連分子の細胞表面における発現を優位に抑制する遺伝子を見い出した。現在、この遺伝子のcharacterizationも行っている。
中東部族社会の起源：アラビア半島先原史遊牧文化の包括的研究

ヤギ・ヒツジが家畜化された新石器時代の前半(紀元前8000年頃)から、遊牧部族社会が成立したとされる前期青銅器時代(紀元前3000年頃)までの約5千年間を対象に、先史考古学のみならず、動物考古学、形質人類学、生命科学、社会学、文化人類学、岩絵・碑文学などを総動員した包括的な遺跡調査をアラビア半島の各地で実施し、今日もなお中東社会を特徴付けている遊牧部族社会の起源とその史的特質を明らかにする。中東社会の最も内奥に潜む、中東社会ならではの史的特質。それを探り当てたい。それを探り当てたい。
ニューロンの刺激伝達に影響する天然有機化合物の化学合成

本研究ではニューロンの刺激伝達に影響する神経活性をもった二,三の天然有機化合物の合成について検討した.その一つにピクロトキンニンの合成であって左旋性カルボンから出発し,約30段階を経てその全合成に成功した.本合成において,一つの重要な鍵段階は, α, β-エポキンケトンを選択的に還元してP-ヒドロキシケトンを得ることであったが,従来の方法では満足すべき結果は得られなかった.そこで新試薬の開発を試み,ナトリウムベンゼンセレノラートが良い結果を与えることを見出した.さらにこの試薬が反応活性旋についても研究し,活性旋はナトリウムベンゼンセレノラートとトリエチルボラートの錯体であることをつきとめた.またこの試薬を用いた他のテルペン系天然物の合成も行う.三,四種の天然物を合成することができた.一方,ビクロトキレニンと同じグループに属するコリアミルチンを, β-ビニルブテノリドアヌレーション法によって合成する試みを行った.この合成に必要なα-(フェニルチオ)-γ-ジメチルーβ-ビニルブテノリドに従来法じはステップが長いので,新しい方法で〓段階合成を検討した.此の方法は一般的であることを見出している.またアニサチンの合成についても研究した.光学活性アニサチン合成の出発原料と考えた2-メチルー4-イソプロペニルンクロヘキサノンを2-メチルー4ルノピノンから誘導する研究を行い,無水作酸中,三つの化木〓〓が最も良い試薬であって,得られた2-メチルー4(1-アセトキシ)エチルンクロヘキサノンの光学純度に極めて高く保持されることを見出した.本化合物の蒸分解で光学活性2-メチルー4-イソプロペニルンクロヘキサノンを〓常よく得ることができた.本研究ではニューロンの刺激伝達に影響する神経活性をもった二,三の天然有機化合物の合成について検討した.その一つにピクロトキンニンの合成であって左旋性カルボンから出発し,約30段階を経てその全合成に成功した.本合成において,一つの重要な鍵段階は, α, β-エポキンケトンを選択的に還元してP-ヒドロキシケトンを得ることであったが,従来の方法では満足すべき結果は得られなかった.そこで新試薬の開発を試み,ナトリウムベンゼンセレノラートが良い結果を与えることを見出した.さらにこの試薬が反応活性旋についても研究し,活性旋はナトリウムベンゼンセレノラートとトリエチルボラートの錯体であることをつきとめた.またこの試薬を用いた他のテルペン系天然物の合成も行う.三,四種の天然物を合成することができた.一方,ビクロトキレニンと同じグループに属するコリアミルチンを, β-ビニルブテノリドアヌレーション法によって合成する試みを行った.この合成に必要なα-(フェニルチオ)-γ-ジメチルーβ-ビニルブテノリドに従来法じはステップが長いので,新しい方法で〓段階合成を検討した.此の方法は一般的であることを見出している.またアニサチンの合成についても研究した.光学活性アニサチン合成の出発原料と考えた2-メチルー4-イソプロペニルンクロヘキサノンを2-メチルー4ルノピノンから誘導する研究を行い,無水作酸中,三つの化木〓〓が最も良い試薬であって,得られた2-メチルー4(1-アセトキシ)エチルンクロヘキサノンの光学純度に極めて高く保持されることを見出した.本化合物の蒸分解で光学活性2-メチルー4-イソプロペニルンクロヘキサノンを〓常よく得ることができた.
近世南海地震記録の現代語訳化；防災・減災活動への現地的活用にむけた実践的研究

本研究は、近世(宝永・嘉永)に発生した東海・南海地震・津波災害記録の収集・分析、記録の現代語訳化を進め、それを公表することで現代の地域住民による防災・減災活動への意識の涵養、具体的方策の構築に資するよう条件を整えることを目標としている。最終年である本年度は、これまでに収集した記録の解読・分析を進めるとともに、現代語訳化を進めた。とりわけ徳島県海陽町域に伝わった地震・津波記録に対象を絞って集中的に現代語訳作業を進めた。8月には地名や地形などの確認のため補足調査を実施した。その際、海陽町教育委員会の郡司早直氏ら地元の方々のご案内を得た。こうした成果を地元に還元するために、海陽町立博物館および海陽町役場危機管理課との共催で「記録から学ぶ南海地震ー海陽ヒストリーカフェ」を2018年12月22日(土)に開催した。この企画には、徳島県立文書館、徳島県立博物館、および歴史資料保全ネットワーク・徳島から、おもに宣伝面での協力をいただくことができた。この企画では、海陽町教委の郡司氏がコーディネーターとなり、共同研究者の松下と研究代表者の木村がそれぞれ40分程度の話題提供をおこない、地元住民を中心とする参加者と活発な対話を行った。一方、和歌山県域白浜町において、和歌山県立博物館などの協力者と連携して2月に開催した地域住民対象の現地学習会での報告も行った。報告にあたり、白浜の現地における補足調査を11月に実施している。本年度は、最終年度ということで、これまでの成果を総合すべく報告書をまとめた。なお、南海地震津波記録の現代語訳の公開・出版にむけた協議を共同研究者の松下氏と進めてきたが、目標としてきた本研究期間中のWeb公開は残念ながら実現しなかったが、和歌山県の協力者とともに地元住民向けの小冊子の作成を行うことができ、一部ではあるが現代語訳の公開も進めることができた。本研究は、近世(宝永・嘉永)に発生した東南海・南海地震津波に際し、被災地に伝えられた地震・津波記録を収集・分析し、記録の現代語訳化を進め、公表することで、現代の地域住民が防災や減災についての自律的認識の涵養や具体的方策の構築に資するよう条件を整えることが最大の目的である。本年度は、研究対象フィールド(主に和歌山県・三重県・徳島県・高知県)の災害史的背景を総体的に把握し、既知の地震津波災害史料情報を得るために、すでに刊行されている自治体史誌などの文献を可能な限り入手したが、研究代表者の本務校周辺で入手困難な文献が多かったため、一括して検索・入手可能な条件の整った東京都立中央図書館および和歌山県立図書館、徳島県立図書館、三重県立図書館などへの出張調査を実施し、多くの自治体史誌類の調査ができた。さらに本研究遂行過程で得られるデータをまとめるためのIT環境を整え、フィールドでの作業に必要な物品などの準備も進めた。研究対象フィールドのうち、和歌山県・三重県・徳島県に赴き、災害記念碑や既知・未知を含めた災害記録の原本の確認、地元での聞き取り調査を実施した。なお現地において円滑な活動を進めるための現地協力者(和歌山県立博物館の前田正明氏、和歌山県立文書館の藤隆宏氏、徳島県立博物館の松永友和氏、徳島県立文書館の金原祐樹氏、徳島県海陽町立博物館の郡司早直氏)とコンタクトを取って出張・訪問し、本研究への協力を求め、いずれも承諾をえた。入手した災害記録データのうち、和歌山県由良町のものなど、一部については試行的に現代語訳作業を進め、和歌山県の協力者と連携して開催した地域住民対象の現地学習会において、プレゼンテーションを実施できた。主要調査地域である和歌山県や徳島県における調査協力者との人的つながりが構築されたことで、当該地域での多方面にわたる調査活動が可能となった。とりわけ博物館や文書館など社会教育施設職員との協力関係の構築によって、外部の人間である研究代表者らによる文献史料調査や現地でのフィールドワークについて、円滑な調査を行うことが可能となった。現地調査では、大判の図面や未知の災害記録が見いだされるなど、予想を超える成果があり、現地調査方針の見直し(既知文献の所在確認中心から未知史料の発見活動も活動に含める)の必要性が生じたが、本研究進展にとってはむしろプラスといえる。和歌山県の協力者が中心になって進められている「災害の記憶」発掘・文化遺産所在確認調査と、本研究代表者・研究分担者が連携することができたことで、同県での調査は飛躍的に進展する蓋然性が高くなった。なお、三重県での調査は、南海地震との連動性がある東南海地震の被災地域で、当初は本研究の対象外だったが、被災状況の条件が南海地震被災予想地域と共通性が高く、地震被害の関連性も極めて深いと判断され、調査を実施した。現地での人的つながりの構築は今後の課題である。当初は、高知県への初動調査や遠隔地調査も予定していたが、和歌山県や徳島県での調査が進展したため、次年度以降に延期した。本年度は、前年度までに収集した記録の解読・分析をすすめ、上記目的を達する上で重要と考えられるものを精選した上で、それらの現代語訳化を進めた。

このうち、和歌山県白浜町に伝わった地震・津波記録に対象を絞り、特に地名と地形など確認のための現地踏査を実施した。その際、白浜町富田区長をはじめとする地区の方々の案内を得た。白浜町では、同町教委の協力のもと、白浜町市編さん関連資料を閲覧することができ、地震関連資料を調査した。津波記念碑調査の分野では、和歌山県域(広川町、新宮市、北山村)や大阪府域(大阪市、堺市)の災害記念碑、高知県内海岸部(須崎市室戸市)および徳島県海陽町、牟岐町の南海地震津波記念碑や記録の調査を実施した。また明治や昭和および2011年東日本大震災関連の記念碑が濃厚に分布する岩手県三陸海岸(宮古市、釜石市)への遠方調査も実施した。10月には和歌山県白浜町富田地区において、地域住民を対象とした現地報告会を、同地区役員の協力のもと実施した。さらに12月にも富田小学校で実施された避難訓練に伴い、小中学生も含めたより広範囲の地域住民を対象とする小講演会が開催され、共同研究者の松下が講師となった。和歌山県内では、新宮市や北山村において、和歌山県立博物館などの協力者と連携して2月に開催した地域住民対象の現地学習会での報告も行った。また、徳島県海陽町において、同町立博物館および徳島県立文書館との協議を5月に行い、平成30年68月を目途に、サイエンスカフェを参考にした、ヒストリーカフェ形式でのプレゼンテーションの開催することを企図した協議を行った。前年度より進めてきた南海地震津波関係記録のデータ収集がかなり進展し、本研究での作業目標である現代語訳化作業も順調に進めてきた。一部の記録については、史料に登場する地名や地形を実地で確認するため現地調査を実施し、地域住民への聞き取りも併せて進めることで現地比定作業を深めることができた(和歌山県白浜町、徳島県海陽町)。また、当初前年度に計画していた高知県徳島県への災害記念碑、関連資料調査を実施することができた。さらに東南海・南海地震津波記念碑の防災・減災活動への現地的活用を考察する上で、極めて参考になる東北地方岩手県三陸海岸への現地踏査を実施することができたことで、本研究を進める上で大いに参考になる部分があった。その一方で、本務校の規定により平日の出張調査が困難だったため、休日を選んでの出張調査とならざるをえず、日程や出張先のアポイントメントの面で、選択肢が限られ、本年度に予定していた出張調査を一部断念せざるをえなかった点が(2)の評価とした理由である。地域住民を対象とするプレゼンテーションも試行的に開催できた(和歌山県白浜町)。地元の方々との協議の中で、サイエンスカフェ形式でのプレゼン活動は困難と判断し、講演形式とせざるをえなかったが、記録が生みだされたその地で開催できたことは重要な成果だった。ただ研究という点では、諸事情から成果を論文で発表することができなかった点は遺憾とするところだが、共同研究者のものも含め現在数本の論文を準備している。本研究は、近世(宝永・嘉永)に発生した東海・南海地震・津波災害記録の収集・分析、記録の現代語訳化を進め、それを公表することで現代の地域住民による防災・減災活動への意識の涵養、具体的方策の構築に資するよう条件を整えることを目標としている。最終年である本年度は、これまでに収集した記録の解読・分析を進めるとともに、現代語訳化を進めた。とりわけ徳島県海陽町域に伝わった地震・津波記録に対象を絞って集中的に現代語訳作業を進めた。8月には地名や地形などの確認のため補足調査を実施した。その際、海陽町教育委員会の郡司早直氏ら地元の方々のご案内を得た。
転圧コンクリートにおける締固め層内の充填率分布の推定方法の確立

超硬練りコンクリートの締固め性試験から得られる締固め関数を基礎として、外部振動機によるコンクリート内の振動伝播挙動の計測と可視化実験による検討、層内の応答加速度波形の逆解析によるフォートモデルの材料定数の同定を行い、転圧コンクリートの締固めシミュレーション解析プログラムを構築し、次の事柄が明らかになった。超硬練りコンクリートの材料モデルをフォークトモデルとし、これを多層に連結して締固め層を表現し、支持層をバネで表し、表面振動機との連成系の構造モデルのシミュレーションプログラムを構築した。締固め層内に引張力が発生する際には、締固め層と振動機との結合を切断することにより、振動機の跳躍現象も表現することができた。締固め層の支持条件が剛であるほど締固め底部の充填率は小さくなり、充填率分布の勾配が大きくなる。支持条件が弾性的になると上下部の応答加速度の差が小さくなるとともに、充填率の上下部の差も小さくなる。構造モデルの各部に発生する応答加速度に基づいて各部の締固めエネルギーを求め、締固め関数を介して充填率を推定することによって、転圧コンクリートのコアから求めた充填率分布を良好に近似することができた。使用するコンクリート配合に関する締固め性試験を実施すれぱ、転圧条件に応じた締固め層内の任意の位置における充填率を予測することが可能となり、現場施工実験の軽減に寄与することができる。転圧コンクリートの品質向上のためには、締固め後の空隙率を最小にする技術の確立が重要である。このため、本研究は、表面振動機による締固め挙動を推定するプログラムの開発を目的として、以下の実験に基づく検討を行っている。超硬練りコンクリートのフレッシュ状態における締固め特性を表す締固め関数を締固め性試験機で求めるとともに、空隙率に支配されるバネ定数(一軸圧縮)および持続載荷によるフォークトモデルの材料パラメータの変化を求め、シミュレーション解析に用いるフレッシュコンクリートの物性値を同定した。一方、表面振動機による締固め実験を行い、締固め層内の応答加速度の計測、ビデオカメラによる締固め中の粒子移動を録画した。また、締固めた試料の硬化後にコアを採取し、締固めの深さ方向の充填率分布を測定した。そして、別途開発しているシミュレーションプログラムによる締固め挙動の推定結果との比較検討を行っている。これらの結果により、締固め層の実測応答加速度とシミュレーションによる値とが一致するための材料パラメータ入力値と静的な実験によって求めた値とは、充填率の変化に伴う定性的傾向が一致すること、適切なパラメータの入力によって応答加速度および充填率分布が推定可能であることが明らかにしている。転圧コンクリートの施工における転圧作業の設計と品質管理手法の確立を目標にして、表面振動機による締固め挙動を推定するシミュレーションプログラムの開発を目指した検討を行った。秋田大学では可視化実験によるペースト流動試験、東北学院大学では実測応答加速度の逆解析による物性定数の同定、都立大学ではシミュレーションプログラムの改良について検討した。すなわち、(秋田大・加賀谷)は、超硬練りコンクリートの振動締固めの可視化実験を行い、加速度を変えて振動を加えたときのセメントペースト成分の流動速度を水セメント比ごとに測定した。この結果と締固め関数から得られる充填率を用いることにより,表面振動機で締固めた層内の加速度を測定すれば、その位置の充填率が予測可能であることを示した。また、(学院大・遠藤)は、振動締固め中の応答加速度の実測結果を基にして、充填率にともなうフレッシュコンクリートの見かけのヤング係数と粘性減衰定数の変化を、逆解析手法によって明らかにした。(都立大・國府・宇治・上野)は、得られた知見を考慮してシミュレーションプログラムを改良し、締固め層内の充填率分布予測の精度向上を図った。現在までの研究により構築した締固めシミュレーションの骨格は以下のとおりである。まず、振動加速度による締固めエネルギーとコンクリートの充填率との関係を、締固め性試験による締固め関数で表現する。コンクリートの力学モデルをフォークトモデルとし、表面振動機を含む締固め層を直列に連結された多質点モデルとすることによって、締固め層の経時的な応答加速度を予測する。次ぎに、締固め関数を介して、転圧コンクリートの経時的な充填率分布を推定する。

この結果、構築したプログラムは、室内の締固め実験から得られたコアの充填率を良好に近似していることが確かめられた。超硬練りコンクリートの締固め性試験から得られる締固め関数を基礎として、外部振動機によるコンクリート内の振動伝播挙動の計測と可視化実験による検討、層内の応答加速度波形の逆解析によるフォークトモデルの材料定数の同定を行い、転圧コンクリートの締固めシミュレーション解析プログラムを構築した。この研究により次の事柄が明らかになった。1.振動台を用いた締固め性試験における締固めエネルギーと充填率との関係である締固め関数は、表面振動機による層内の応答加速度から締固めエネルギーを求めれば、外部振動機を用いた締固め層内でも成立する。2.充填率の小さい締固め初期においては、振動機の入力加速度よりも大きな応答加速度が発生するとともに入力波形から乱れた応答を生じ、締固めが進行するにつれて応答加速度は入力値に漸近するとともに入力波形に近似した加速度波形に近づく。3.締固め層の支持条件が剛であるほど締固め底部の充填率は小さくなり、充填率分布の勾配が大きくなる。支持条件が弾性的になると上下部の応答加速度の差が小さくなるとともに、充填率の上下部の差も小さくなる。4.超硬練りコンクリートの材料モデルをフォークトモデルとし、これを多層に連結して締固め層を表現し、支持層をバネで表し、表面振動機との連成系の構造モデルのシミュレーションプログラムを構築した。締固め層内に引張力が発生する際には、締固め層と振動機との結合を切断することにより、振動機の跳躍現象も表現することができた。5.フォークトモデルの材料定数は、応答加速度波形の逆解析により同定し、構造モデルの各部に発生する応答加速度に基づいて各部の締固めエネルギーを求め、締固め関数を介して充填率を推定することによって、転圧コンクリートのコアから求めた充填率分布を良好に近似することができた。
π電子系ナノロッドの創製と単一分子発光ダイオードへの展開

本研究ではπ共役系高分子をエピタキシャル的に気相重合することによって、一次元的な電子状態を持つ共役系高分子が基板に対して垂直に配列したπ電子系ナノロッドの実現を目指すことを目的として研究を実施した。その結果、以下の知見が得られた。π共役系高分子を与えるジアルデヒド基を有するモノマーをアミノ基終端したSi(111)1x1基板と反応させることで基板のアミノ基と分子のアルデヒド基が反応し基板に対して垂直に固定化されることが分かった。一方、π共役系高分子のもう一つのモノマー(Diaminoterphenyl)の場合には、超高真空中で清浄なSi(111)7x7基板上と反応させることで、モノマーがSi(111)7x7の特定の原子位置と反応し垂直に固定化されることが分かった。これらの結果は、シリコン基板と直接有機物を固定化する手法として新規な手法であり有機/無機ハイブリッドデバイスの構築に際して基盤となる重要な技術である。しかしながら、シリコン基板を用いた場合には、有機分子からの発光は観測されないことが分かった。これは有機分子の励起状態がシリコン基板へのエネルギー移動によって消光された事が考えられ、本研究が目指すπ電子系ナノロッドを用いた発光デバイスを実現する上で大きな障害となる。この問題を解決する為にシリコン基板を透明酸化物電極(ITO)に変更し、ITO基板上にπ共役系高分子を気相重合法で作製したところ、共役系高分子からのエレクトロルミネッセンスをはじめて観測する事に成功した。この結果は、本研究が目指す量子デバイスを構築する為には、酸化物電極上での配向制御を実現することが不可欠で有るという今後の研究展開にとって重要な指針が得られた。そこで、この知見を更に展開し、(1)低分子蒸着膜を用いた有機EL素子における酸化物電極表面の修飾による高効率化方法、および(2)有機薄膜太陽電池の界面制御方法について研究を進めた。その結果、ITO電極から有機EL素子のへ障壁のないキャリヤ注入方法を確立し、有機薄膜太陽電池における開放電圧の制御に有効な新規な材料系を見出すなど当初の研究計画を越えた成果が得られた。本研究ではπ共役系高分子をエピタキシャル的に気相重合することによって、化学的純度や秩序構造を極限まで高めた新規な共役系高分子の開発を行っている。研究の開始年度である16年度は研究設備の整備と基礎的な検討を実施した.その結果,以下の研究成果が得られた.1.シリコン基板上に配向構造制御した高分子鎖を形成するために基板表面の化学修飾方法の開発と評価方法.原子レベルまで平坦化した水素終端したSi(111)を共役系高分子を成長させる基板として用いるためには表面を化学的に活性とする必要がある.そこでシリコン表面の水素をアミノ基(NH_2)へと変換する新規な方法を見いだした.この方法では,水素終端したSi(111)表面の1x1構造を維持したまま表面をアミノ化できるこれまでに無い方法である.2.化学修飾したシリコン基板上への単分子膜の形成.共役系ポリマーのひとつであるポリアゾメチンは芳香族ジアミンと芳香族ジアルデヒドとの脱水縮合反応により得られる。そこで作成したアミノ基終端Si基板と芳香族ジアルデヒドモノマー[1,4-bis(4-formylstyryl)benzene]との反応によりシリコン基板上に有機単分子膜を直接化学結合によって固定化することを試みた。

単分子膜の作成には溶液反応と蒸着法を用いた.反応後のSi基板はFT-IRスペクトル,超高真空中での非接触法原子間力顕微鏡(AFM)を用いて分析した.FT-IRスペクトルには1693cm^<-1>と1601cm^<-1>にそれぞれカルボニル基のC=O伸縮およびベンゼン環のC=C伸縮振動に帰属される吸収が確認され、モノマーがSi基板表面に固定化されていることを確認した。真空蒸着法で作成した試料の場合には,ドット状の付着物が基板上に点在していることが分かった。また,その断面プロファイルから各ドットの高さは約2.3nmであることが分かった。用いたモノマーがシリコン基板上のアミノ基と反応し、垂直に配列したと仮定した場合、基板表面から分子の頂点までの長さは約2.2nmである。これらの結果から、蒸着法で作成した試料ではSi基板上にモノマーの単分子膜が形成しており、その配向は基板に対してほぼ垂直であることが示唆された.本研究ではπ共役系高分子をエピタキシャル的に気相重合することによって、化学的純度や秩序構造を極限まで高めた新規な共役系高分子の開発を行っている。2年目に当たる17年度は開始年度に得られた研究成果をさらに発展させ新規な共役系高分子材料の開発を検討した。具体的には、共役系高分子において共役連鎖長の拡大を実現するため新しい薄膜作成法の開発と作成した共役系高分子の電子デバイスへの応用展開を試みた。共役系高分子の基本骨格としてポリアゾメチンを取り上げ詳細に検討を行った。その結果、以下の成果が得られた。原子レベルで平坦なシリコン表面を化学修飾し有機分子を直接化学結合によって結合させる手法を開発した。これは将来、機能性有機材料や生体分子とシリコンデバイスと複合化した無機・有機複合デバイスを作成する際の基盤技術として活用できると考えられる。また化学修飾したシリコン基板上に実際に有機分子を配向した状態で固定化することに成功した。配向制御した有機分子を起点として共役長の長いオリゴマー分子を成長できることを明らかにした。一方、配向した有機分子層を雛形として共役系高分子の成長を試みたところ、共役系の成長はむしろ基板の化学修飾を行わない揚合に進行することが判明した。得られた共役系高分子の平均共役連鎖長は、高分子EL素子の材料として一般的なPPVの共役連鎖長の約2倍の長さであり、本研究で目的とした共役連鎖長の拡大を達成できた。ただし共役系拡大をもたらすメカニズムについては今一歩迫りきれていない。重要な課題として今後も研究を継続したい。作成した共役系高分子を用いて高分子EL素子を作成したところ、ポリアゾメチン自身からのEL発光を始めて観測することができた。ITO基板上の化学修飾がEL素子の特性に及ぼす影響を検討し分極した有機分子を用いた表面処理が高分子層への正孔注入効率を高めることが分かった。本研究ではπ共役系高分子をエピタキシャル的に気相重合することによって、化学的純度や秩序構造を極限まで高めた新規な共役系高分子の開発を行っている。昨年度にはポリアゾメチンを用いて高分子EL素子を作成したところ、ポリアゾメチン自身からのEL発光を始めて観測することができた。
ウナギレプトケファルスの代謝特性

ウナギやマアナゴのレプトケファルスの消化管からは,過去に申請者らが報告した粒状懸濁物以外に餌物質は認められなかった。マアナゴの変態期仔魚の窒素同位体比を調べると,窒素同位体比は変態の中後期にかけて一時的に減少し,その後稚魚に変態するにつれて急激に増加した。この窒素同位体比の減少は,消化管の形態と機能が稚魚型に移行する際の一時的な機能低下に関するものと考えられた。これについては今後,電子顕微鏡学的に精査する予定である。放射性同位元素(^<14>C標識グリシン)を用いたトレーサー実験より,レプトケファルス,変態期仔魚,稚魚の順で海水中の^<14>C-グリシンの体内への取り込み量が多く,また呼吸によりCO_2として排出される^<14>Cの量はレプトケファルス,稚魚,変態期仔魚の順で多いことが明らかになった。体内に取り込まれた^<14>Cと呼吸で排出された^<14>Cを加えた量が魚によって吸収された全^<14>C量に相当するとすれば、そこから計算される1個体当たりの海水摂取量(/日)はレプトケファルスで35ml,変態期仔魚で16ml,稚魚で5mlであった。すなわちレプトケファルスは,浸透圧調整のために飲水するとは考えられないにも拘わらず,稚魚に比べて活発に飲水したことになる。これらのことはレプトケファルスが代謝基質として溶存態有機物を利用していることを強く示唆するものと考えられる。酸素消費量や電子伝達系酵素活性に関する実験結果については現在解析中であるが,これまでの結果から,(1)レプトケファルスがその栄養源として海水中の溶存態有機物を摂取している,(2)栄養源も含めた栄養代謝機構のレプトケファルス型から稚魚型への移行は変態中後期にかけて起こるなどのことが示唆された。
植物レドックスシグナルの鍵となる活性酸素生成酵素の制御機構解明

本研究は、植物の免疫応答に関わるレドックスシグナル伝達経路を明らかにするために、活性酸素生成酵素RBOHD制御因子に着目し、その制御機構を明らかにする。本年度は、活性酸素生成酵素RBOHD、及び病原菌由来物質受容体EFRの結合因子として同定したREAL1(RBOHD-EFR Associated LRR-RLK1)について、シロイヌナズナreal1欠損変異体、及びREAL1過剰発現体の病原細菌に対する抵抗性を評価した。更に、REAL1を介した病原菌由来物質受容体FLS2の蛋白質量調節機構に関する研究を行った。病原細菌を用いた感染実験により、real1変異体ではシロイヌナズナ野生型植物体に比べて病原細菌COR-株、及びCilantro株の病原細菌増殖量が減少した。一方でREAL1過剰発現体では、病原細菌COR-株、及びCilantro株に対する病原細菌増殖量が上昇した。これらの結果は、REAL1が病原細菌に対する抵抗性を負に制御していることを示している。更に、REAL1による病原菌由来物質受容体FLS2の蛋白質量調節機構を明らかにするため、1) real1変異体、及びREAL1過剰発現体でのFLS2転写量、2)FLS2-GFPの細胞内挙動、及び3)既存のFLS2蛋白質分解経路の阻害剤がREAL1によるFLS2蛋白質量の減少に及ぼす影響を調査した。これらの結果、REAL1はFLS2転写抑制、及び既存のFLS2蛋白質分解経路(ユビキチン・プロテアソーム系、及びオートファジー等)を介さずに細胞膜上のFLS2蛋白質量を負に制御している事が示唆された。現在は、REAL1がRBOHDを含むどの病原由来物質受容体複合体構成因子と結合するか明らかにするため、in vitro結合アッセイ、及び共免疫沈降を行っている。更に、REAL1がキナーゼ活性を有するかについても調査している。これらの結果が得られ次第、国際誌に論文を投稿する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、植物の免疫応答に関わるレドックスシグナル伝達経路を明らかにするため、活性酸素生成酵素RBOHDに着目し、その制御機構を明らかにする。本年度は、RBOHDの制御因子を同定するため、シロイヌナズナ形質転換体(rbohD変異体/pRBOHD:3×FLAG-RBOHD)に、病原菌由来物質(PAMP)である翻訳伸長因子EF-tu (elf18)、及び鞭毛タンパク質(flg22)を処理し、共免疫沈降法によってFLAG-RBOHD複合体を精製した。精製したFLAG-RBOHD複合体はオービトラップ質量分析計で解析し、RBOHD結合候補タンパク質を同定した。これら結合候補因子の中からRBOHDの制御因子を同定するため、結合候補因子をタバコ葉に一過的発現させ、flg22誘導性の活性酸素を測定した。その結果、flg22誘導性の活性酸素生成に変化を及ぼす3つの制御因子を同定した。本年度は、制御因子の1つであるロイシンリッチリピート受容体型キナーゼに着目し、その機能解析を行った。この因子はRBOHDだけでなく、受容体EFRに対する共免疫沈降においても検出された。これらの結果は、同定した受容体型キナーゼがRBOHD-EFR複合体の一部であることを示す。よって、REAL1 (RBOHD-EFR Associated LRR-RLK1)と命名した。REAL1の機能を明らかにするため、REAL1内在性プロモーターでREAL1-GFPをタバコ葉に一過的発現させたところ、REAL1は細胞膜に局在した。また、PAMP処理によるREAL1の制御機構を調べたところ、REAL1遺伝子発現はflg22、及びelf18処理により有意に亢進した。更に、REAL1はflg22処理によってリン酸化された。これらの結果は、PAMP処理によりREAL1が転写、及び翻訳後修飾レベルで制御されていることを示す。当初の計画通り、活性酸素生成に変化を及ぼすRBOHD制御因子を同定することができた。更に、同定した制御因子の一つであるロイシンリッチリピート受容体型キナーゼREAL1に着目し、(1) REAL1が細胞膜に局在すること、PAMP処理によって(2) REAL1の転写量が亢進すること、及び(3) REAL1がリン酸化されることを明らかにした。現在は、REAL1のシロイヌナズナ遺伝子欠損体を用いて、PAMP、及び傷害関連分子パターン(DAMP)誘導性の活性酸素生成やMAPK活性化、及び病原細菌に対する抵抗性を評価している。よって今後の研究も順調に進展するものと考えている。本年度は、活性酸素生成酵素RBOHD、及び病原菌由来物質(PAMP)受容体の1つであるEFR結合因子として単離した受容体型キナーゼRBOHD-EFR Associated LRR-RLK1 (REAL1)のシロイヌナズナ遺伝子欠損変異体、及び過剰発現体を作出し、PAMP誘導性の活性酸素生成を含む免疫応答について調査した。その結果、real1遺伝子欠損変異体では、PAMP誘導性の1)活性酸素生成、2)Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK)活性化、3)下流の遺伝子発現がそれぞれ亢進していた。一方でREAL1過剰発現体では、PAMP誘導性の1)活性酸素生成、

2)MAPK活性化、3)下流の遺伝子発現がそれぞれ抑制されていた。現在は、real1遺伝子欠損変異体、及びREAL1過剰発現体の病原細菌に対する抵抗性を評価している。また、これら免疫応答の変化がどのようなメカニズムで生じているか明らかにするため、PAMP応答に関わるPAMP受容体複合体構成因子のタンパク質量を調査した。その結果、細菌の鞭毛タンパク質の受容体であるFLS2のタンパク質量が野生型と比べてreal1遺伝子欠損変異体では増加し、REAL1過剰発現体では減少していた。これらの結果は、REAL1がPAMP受容体のタンパク質量を調節することによって免疫応答を制御していることを示唆している。当初の計画通り、シロイヌナズナのreal1遺伝子欠損変異体、及びREAL1過剰発現体を作出し、REAL1遺伝子発現の変化がPAMP誘導性の免疫応答に影響を及ぼすことを明らかにした。更に、PAMP受容体複合体構成因子のタンパク質量を調べたところ、REAL1の遺伝子発現変化によって細菌の鞭毛タンパク質の受容体であるFLS2のタンパク質量が変化することを明らかにした。当初の計画では、本年度にREAL1がRBOHDを含むどのPAMP受容体複合体構成因子と結合するか明らかにするため、酵母ツーハイブリット法、in vitro結合アッセイ、及び共免疫沈降を行う計画をしていたが、real1遺伝子欠損変異体やREAL1過剰発現体の表現型観察を優先したため、次年度に行う予定である。しかし、アッセイに必要なコンストラクトの作製やサンプルの調製は現在進行中であることから、今後、問題なく遂行できると考えている。本研究は、植物の免疫応答に関わるレドックスシグナル伝達経路を明らかにするために、活性酸素生成酵素RBOHD制御因子に着目し、その制御機構を明らかにする。本年度は、活性酸素生成酵素RBOHD、及び病原菌由来物質受容体EFRの結合因子として同定したREAL1(RBOHD-EFR Associated LRR-RLK1)について、シロイヌナズナreal1欠損変異体、及びREAL1過剰発現体の病原細菌に対する抵抗性を評価した。更に、REAL1を介した病原菌由来物質受容体FLS2の蛋白質量調節機構に関する研究を行った。病原細菌を用いた感染実験により、real1変異体ではシロイヌナズナ野生型植物体に比べて病原細菌COR-株、及びCilantro株の病原細菌増殖量が減少した。一方でREAL1過剰発現体では、病原細菌COR-株、及びCilantro株に対する病原細菌増殖量が上昇した。これらの結果は、REAL1が病原細菌に対する抵抗性を負に制御していることを示している。更に、REAL1による病原菌由来物質受容体FLS2の蛋白質量調節機構を明らかにするため、1) real1変異体、及びREAL1過剰発現体でのFLS