hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
材料科学からアプローチするバイオクレプティックス

SPOT(Surface Pitting Observation Technology)と呼ばれる、従来法とは異なる原理に基づいたセルラーゼ活性のセンシング手法を開発した。本手法はセルロースナノファイバーからなるヒドロゲルを基質に用い、ゲル表面に数十pLのセルラーゼ溶液を滴下した際に加水分解によって形成されるピットの体積を指標としてセルロースの酵素加水分解をセンシングする。平成25年度の研究で、SPOTによるセルラーゼ活性検出機構を解明するためには、測定の時間分解能を向上させる必要があることが明確になった。そこで平成26年度は高速スキャンを特徴とする3D顕微鏡を用いた新たな実験システムを構築した。新システムでは、試料ステージ上に設置したナノファイバー基板の温度制御を可能にしたことに加えて、基板からの水の蒸発とそれに伴う基板表面の変形を抑制するための加湿チャンバーを構築した。ゼラチン/プロテアーゼを新たなモデル系に用いた実験では、4つのピットの体積を約20秒程度で測定可能であり(従来システムでは1つのピットの体積測定に約5分)、測定の時間分解能を大幅に向上させることに成功した。加えて酵素の基板中における拡散、基板との反応、さらには基板の幾何学形状を合わせて考慮した数理モデルを構築し、その数値シミュレーションによってピット形成メカニズムを再現することにも成功した。また平成25年度までに、SPOTを用いて深海環境から単離したセルラーゼ生産菌GE09株からセルラーゼ遺伝子をクローニングした。平成26年度は組換え酵素のキャラクタリゼーションを行い、低温での活性(10°Cから活性が認められ35°Cで活性消失)や添加塩濃度に依存した比活性の上昇など、深海環境に適応した酵素であることを示唆する知見を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者らはSPOT(Surface Pitting On nanofibrous maTrix)と呼ばれる、従来法とは異なる原理に基づいたセルラーゼ活性のセンシング手法を開発した。本年度は、セルラーゼによってセルロースゲル表面にピットが形成される動的過程を測定できる実験系を構築し、加水分解速度を測定することに成功した。同時にピット形成過程を記述する数理モデルの構築も試みたが、現在の測定システムでは1点の測定に約5分を要するために測定の時間分解能が十分ではなく、理論との比較が困難であることが明らかとなった。また水に不溶な基質の加水分解に伴う体積減少を測定するというSPOTの測定原理を一般化するために、基質としてゼラチンのヒドロゲルを、また酵素としてプロテアーゼを用いて、プロテアーゼ活性を測定する実験手法を確立した。加えて、SPOTを用いて深海環境から単離したセルラーゼ生産菌のうち、GE09株およびTYM8株のゲノム配列を解読した。前者に関しては、セルラーゼ遺伝子をクローニングし、組み換え実験によって大量発現させた酵素が、実際にセルラーゼ活性を有することを確認した。また後者に関しては大量培養を行い、酵素を精製することに成功した。さらにSPOTによる酵素活性測定手法の更なる応用可能性を探ることを目的に、第12回国際バイオテクノロジー展/技術会議(BIO tech 2013)(2013年5月8日-5月10日、東京ビッグサイト、東京)および第13回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議(2014年1月29日-1月31日、東京ビッグサイト、東京)においてブース出展ならびにセミナーを行った。本研究の目的は、1)SPOTによるセルラーゼ活性検出機構の解明、2)SPOTの一般化・発展的応用、3)SPOTを利用した生物資源の開拓の3つである。

1)に関しては、ピット形成ダイナミクスを測定できるまでに実験手法を進化させたことは大きな成果である。同時に数値モデルとの比較を行うためには、より高い時間分解能で測定を行う必要性が明らかになったが、下に述べる通り、新しい測定装置を導入することによって解決のメドはついている。2)に関しては、プロテアーゼの活性を測定することに成功した。加えてゼラチン/プロテアーゼ系での実験結果が、セルロース/セルラーゼ系の実験結果よりも繰り返し再現性に優れていることを見出した。これは今後ピットの形成ダイナミクスを解明する上で大変重要となりうる新知見である。3)に関しては、ゲノム解析ならびに大量培養を併用したアプローチによって、深海微生物由来セルラーゼに固有の特性解明に向けた研究が順調に進んでいる。これらを総合すると、研究は順調に進展していると考えられる。SPOTによるセルラーゼ活性検出機構を解明するためには、測定の時間分解能を向上させ、数値モデルとの比較を行うことが必須である。そこで平成25年12月、所属機関より措置された研究費によって新しい3Dレーザー顕微鏡を導入した。新装置は、高速スキャンが最大の特徴である。予備的な測定では、従来装置で1つのピットの体積を測定するのに約5分を要したのに対し、4つのピットの体積を20秒程度で測定できるメドがたちつつある。今後は新装置を用いた実験によって、高い時間分解能でピット形成ダイナミクスを測定し、数値モデルと比較することによって、ピットの形成機構を明らかにする。その際には、新たに実験系を確立したゼラチン/プロテアーゼ系の利用も考慮する。深海微生物由来のセルラーゼについては、ドメイン解析等を用いて、陸上微生物由来セルラーゼとの差異を明確にできるよう、研究を進めて行く。
相対論的多電子理論の開発

特に重原子系を含む化学現象における相対論の重要性は、近年かなり明らかになってきた。我々はこれまでスピン軌道(SO)相互作用を含む1成分SCF, MCSCF, CI法を開発してきた。本研究ではこれらの手法をさらに発展させ、遷移モーメントや非断熱相互作用の大規模計算を可能とすることにより、ランタノイド化合物のf-f光吸収強度、分解反応における非断熱相互作用と量子干渉効果の機構解明、開殻金属ー有機分子クラスターの電子状態の解明を行った。高周期元素において相対論効果の取り込みが不可欠であることは今や十分認識されているが、それを理論化学計算で考慮するには膨大な計算量が必要であるため応用例は小さな系に限られている。我々はこれまで効率の高いスピン軌道相互作用を含むSCF, MCSCF, CI法を開発してきた。本研究では(1)さらに大規模な分子系に適用できる相対論的分子理論の開発、つまり、size-consistentなMR-ACPF法などを含む多体摂動論への展開、(2)また高周期元素系のダイナミックス理論の発展のためにエネルギー勾配法、スピンスピン相互作用項や非断熱結合要素など各種遷移行列要素の計算手法の開発を行い、(3)希土類イオンのf-f遷移強度、(4)分子の解離領域におけるポテンシャル曲面と非断熱遷移に関する定量的研究を目指す。1.高周期元素において相対論効果の取り込みが不可欠であることは今や十分認識されているが、それを理論化学計算で考慮するのは多大な計算量が必要であるため小さな系に限られている。本研究ではこれをさらに大規模な分子系に適用できる相対論的分子理論の開発、つまり、size-consistentなMR-ACPF法などを含む多体摂動論への展開、また高周期元素系のダイナミックス理論の発展のためにエネルギー勾配法、非断熱結合要素など各種遷移行列要素の計算手法の開発を行う。今年度は特に、分子の解離領域におけるポテンシャル曲面と非断熱遷移に関する定量的研究を目指した応用計算を行った。2.ICI IBrなどの2原子分子のポテンシャルエネルギー曲線は、解離領域でハロゲン原子のスピン軌道相互作用が顕著になるため、非常に複雑な非断熱相互作用を示す。実験的にはICIの解離生成物が持つ角運動量ベクトルの分極の程度を観測することで、解離領域における非断熱遷移確率が評価されている。SOCI法を用いた理論計算を行い、その角運動量ベクトルの分極の度合いが、励起レーザーの波長に依存する様子を、かなり良く再現することが出来た。一部、実験的な非断熱遷移確率と理論値の間に不一致が見られたが、これは、実験データから遷移確率を決定することがユニークではないことによると思われる。その他I_3^-イオンの光分解過程の詳細を調べた。次年度は、同様の取り扱いをBrClやCsIに行う予定である。3.氷表面に吸着したCl_2分子を紫外光で解離させると、スピン軌道励起したClが生成しやすいという、川崎(京大)らの実験結果をSOCI法に基づく理論的手法で解析した。それによると、氷表面の存在は、遷移モーメントにはほとんど影響しないが、解離ポテンシャルには大きな影響を及ぼすこと、およびそれが軌道相互作用でよく説明できることが分かった。相対論的効果を含めた電子状態計算としてRECP法が広く用いられているが、原子軌道は内殻領域で節を持たないため、特にvelocity gaugeを用いた遷移モーメントの計算方法において大きな誤差を生じる。一方、内殻領域の正しい原子軌道の振る舞いは良く分かっているので、その領域の影響を遷移モーメントの計算に含めて、RECP法の誤差を除くことは可能である。本研究の結果、1.単純な2原子分子やランタノイド系で、その方法の定量性を調べた結果、期待したほどに精度は出なかった。2. Large core ECP法やMCP法を用いて内殻領域に節を持たせても、velocity gaugeとlength gaugeの振動子強度は数倍以上ずれた。3.ハミルトニアンにスピン軌道(SO)相互作用項を含めると、velocity gaugeでは、余分な補正項が必要になる。その項の影響は、比較的軽い原子では重要であるが、重原子系ではほぼ無視できる。4.開発した手法をランタノイド三ハロゲン化物(LnX_3)のff遷移の振動子強度に応用した。全電子計算、RECP、MCP法の数値の一致度は、velocity gaugeに比べlength gaugeが良かった。5. LnX_3のff遷移が許容となる理由として、(1)弱い電子遷移は、X3が作る配位子場の影響で、Lnの4fに5dが混入することによる。(2)従来hyper sensitive transitionと呼ばれてきた強い電子遷移は、4f間の遷移に配位子X_3部分の励起の混入により、X_3部分の分極型励起からのintensity borrowingと解釈できる。(3)各振動モードが振動子強度に及ぼす影響を考慮した結果、10%程度値を変化させることが分かった。

1. (1)I_3-のCバンド励起による光分解反応によって、3体解離生成物I+I+I^-および2体解離生成物としてI^-+I_2とI+I_2^-が生成すること、またそれらの分岐比の励起波長依存性が実験的に調べられてきた。特に興味深いのは、気相と液相で、その分岐の様子が大きく異なる点である。しかしこれらの解離過程の詳細は不明確なままである。そこでI_3^-のポテンシャルエネルギー曲面を詳細な電子状態理論によって理論的に求め、さらに非断熱遷移を考慮した動力学計算を行うことによって、その光解離過程を解明することを行った。この結果、3体解離反応の経路上に存在する、円錐交差領域を通過後の軌跡の振る舞いが、3体と2体の割合を決定すること、さらに、2体解離領域に存在する回避交差領域における非断熱相互作用によってI-+I_2およびI+I_2-の分岐比が決定されることが分かった。さらに、分岐比の波長依存性とポテンシャル面との間の関係を検討した。(2)ICN分子の光分解によって生成するCNラジカルの回転準位に見られる微細構造準位の分布は、その回転量子数に応じて振動することが知られている。この原因を明らかにするため量子化学計算に基づいてポテンシャル面を計算し、量子干渉効果の評価を行った。この結果、励起状態のうち4A'と3A'の問の量子干渉効果が重要であることが分かった。2. LnCOT_2^-(Ln=ランタノイド原子、COT=シクロオクタテトラエン)の電子状態を量子化学計算によって調べた。特にLn=Euの形式電荷が2価か3価かについて、詳細な理論的解析を行い、2価であること、およびEuの場合になぜ2価で、他のLnイオンの場合は3価を取りやすいかを詳細に調べた。併せて、LnCOT_2^-の負イオン光電子スペクトルの形状と、Lnイオンの4f電子と配位子COT部位との交換相互作用の様式の間の関係について検討した。1.ランタノイド系4f電子は、外側から5s、5p電子に遮蔽され、周囲の環境の影響を受けにくく、4f^N準位内の遷移(f-f遷移)の吸収波長、振動子強度は分子環境の違いに影響されにくい。しかし、超敏感遷移と呼ばれるいくつかのf-f遷移は、周囲の環境によって振動子強度が大きく影響されることが知られている。本研究では、この超敏感遷移の振動子強度が特に大きくなる三ハロゲン化物LnX_3の振動子強度をスピン軌道CI計算で計算し定量的な値を得ることに成功した。この波動関数の成分を調べた結果、配位子内の分極型励起、および配位子から金属へのLMCT型電荷移動が重要であることが明らかとなった。2.ICN分子の光解離生成物CNの回転準位に見られる微細構造準位分布を調べるため、光解離に伴って生じる解離極限におけるド・ブロイ波の位相を分解経路に沿って積分して求めた。フランク-コンドン領域において、基底状態1A'から遷移した2つの準位を経由して解離した成分が量子干渉を起こすというモデルを考え、4A'と3A'における計算結果が実験で得られている特徴をよく再現した。3.LCD(液晶表示装置)に使われているヨウ素をドープしたポリビニルアルコールフィルム(I-PVAフィルム)中には、I^-,I_3^-,I_5^-が含まれるとされる。
ヒトBリンパ球の活性酸素産生の意義

Bリンパ球の産生する活性酸素が抗体産生過程で何らかの役割を果たしているのではないかと考えている。このことを調べるために活性酸素の産生できない慢性肉芽腫症(Chronic granulomatous Disease:CGD)患者のBリンパ球と正常人のBリンパ球の活性を比較する目的で両Bリンパ球をEB virusを用いて不死化し、EB virus transformedcell line(EBV-BCL)を得た。しかし株化された細胞はselection(選択)がかかっている可能性があること、また株化に用いた細胞の提供者である患者は既にサイトカイン等を用いた種々の治療を受けており、その影響を除去することが出来ない。X染色体性(gp91欠損)CGDマウスをDinauerらがknockout mouseを作成することにより得ており(Nature Genetics,9,202,1995)、それを入手できたので、まずこのマウスを用いて当初計画したProcessing、抗原提示能について調べることにした。即ち、正常及びCGDマウスのspleenから、B cell rich fractionを得、マイトマイシン処理後、抗原としてrat IgG anti-mouse IgMを加える。B細胞はsurface IgMを介してrat IgG anti-mouse IgMを取り込み、processing後、抗原提示すると考えられる。これにrat IgGで免疫したマウスの大腿部リンパ節より分離精製したTリンパ球を加える。培養後、Tリンパ球の増殖を3H-thimidineの取り込みでみた。その結果、正常マウスのBリンパ球を用いてもCGDマウスのBリンパ球を用いても3H-thimidineの取り込みに差はみられなかった。即ちCGDマウスのBリンパ球のprocessingも、抗原提示も正常と考えられるので、B細胞が産生する活性酸素がそれらの過程で積極的な役割を果たしているとは考えにくいことが判明。
レーザープラズマを用いた火花放電路の長距離形成に関する基礎研究

本研究は、レンズで集光したレーザーを照射して気体をプラズマ化させ、これを放電路の中継点とすることで、パッシェン則によって放電電極間距離の決まる従来の火花放電よりも放電電極間距離の長い火花放電を発生させる手法を確立することを目的としている。本年度は、本格的な実験の初期段階として、本研究を遂行するための放電実験装置の製作と放電電極間距離の延長特性の測定に重点を置いた。まず、様々な実験条件を得るために、高圧電源系と光学系を改良した。高圧電源系では、3つの高出力イグニッションコイルを直列または並列に接続可能な回路を作成して放電エネルギーの調整範囲を広げ、その特性を調べた。また、光学系では、半波長板と偏光ビームスプリッタを導入してNd:YAGレーザー光のエネルギーを可変とし、その特性を調べた。次に、昨年度の試験的な実験から得られた基礎データを基にして本研究を遂行するための放電実験装置を製作し、基礎データを収集するための実験を行った。レーザーエネルギーを45mJ/pulse、放電エネルギーを20mJとして、レーザー光照射開始時刻から50μs後に電極へ電圧を印加し、電極への電圧印加のみの放電と、レーザー光の照射角度を高圧側の電極から40°、90°、140°とした放電について、放電確率が100%から0%になるまで電極間距離を調べた。電圧印加のみの放電の場合、放電確率が100%となる電極間距離は9mmであるのに対して、レーザー光を照射した放電における電極間距離は1719mmと約10mm伸ばすことができた。また、レーザー光の照射角度を変えた場合、90°、40°、140°の順で放電確率が高くなり、90°において最も長尺な放電が形成できることが分かった。本研究は、(1)実験装置系及び計測系の構築、(2)放電実験装置の製作、(3)放電電極間距離の延長特性の測定、(4)放電電極間における放電経路の制御方法の検討及び提案、の4つの主要なタスクから構成される。本年度は、本格的な実験の初期段階として、主要タスクの(2)と(3)に重点を置いた。(2)では、昨年度の研究で得られた基礎データを基に実験装置系を構築した。半波長板と偏光ビームスプリッタによってエネルギーを調整したNd:YAGレーザー光を、反射ミラーを用いて誘導し、凸レンズで集光して放電電極間にブレイクダウンプラズマを生成させる。レーザー光の照射角度は、電極を設置した回転ステージを回転させて設定する。レーザー光照射開始時間、電極への電圧印加開始時間およびイグナイターの充電時間は、ディレイパルスジェネレータを用いて制御する。この手法により、安定した実験が可能となった。(3)では、レーザーで生成するプラズマの衝撃波方向と放電電圧印加方向との関係に着目して放電の基礎特性を調べるために、レーザー光の照射角度毎の放電確率の電極間距離依存性を取得することによってレーザー光の照射角度が放電特性に及ぼす影響を調べた。この結果から、放電電極間距離の延伸を観測し、レーザー光の照射角度が放電特性に及ぼす影響を確認することができた。研究計画の内容を全て達成できてはいないものの、放電実験装置を製作して実験を行い、本研究の目的である長距離火花放電を確認できたことにより、次年度に実施予定の主要なタスク(4)に向けた準備を整えることができたことから、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると言える。本年度の実験結果を踏まえ、より精度良く詳細なデータを得るための実験を行い、長距離放電の特性をより詳細に把握する。レーザー入射方向と放電電圧印加方向との角度を変えながら、放電電極形状、放電電極間距離、放電エネルギー、レーザーエネルギー、パルス状電圧印加とレーザー照射の時間差をパラメータとして、放電確率の放電電極間距離依存性を把握し、放電に必要なレーザーエネルギーや放電電圧しきい値を低減しながら放電電極間距離を延伸させる手法を検討する。放電確率は、同電極間距離にて数十回の試行により算出しているため、実験の効率化を図るために、電極間放電の有無及び回数の同定について、放電電流の計測とデータ収集により半自動化する。さらに、レーザー照射点の多点化や、現在のシングルパルスレーザーからダブルパルスレーザーに変えることに伴う、(a)放電電圧しきい値の変化、(b)放電電極間距離の延伸の変化、(c)放電経路の変化、を明らかにする。得られた研究成果は、国内の学会等で発表する。本研究は、レンズで集光したレーザーを照射して気体をプラズマ化させ、これを放電路の中継点とすることで、パッシェン則によって放電電極間距離の決まる従来の火花放電よりも放電電極間距離の長い火花放電を発生させる手法を確立し、火花点火ガソリンエンジンにおいて希薄予混合気燃焼を採用するための体積的な広域火花点火を実現させる新点火方法の提案に寄与することを目的としている。そのために、本研究は、(1)実験装置系及び計測系の構築、(2)放電装置の製作、(3)放電電極間距離の延長特性の測定、(4)放電電極間における放電経路の制御方法の検討及び提案、の4つの主要なタスクから構成される。本年度は、実験の準備期間として、主要タスクの(1)と(2)に重点を置き、本研究の代表者が所有する既存の静電気放電装置を使用して、本研究を遂行するための放電装置を製作する際に必要となる基礎データを収集するための試験的な実験を行った。前半は高圧電源系、制御系、光学系、計測系(電圧及び電流波形の計測)を構築した。高圧電源系では、高出力イグニッション回路の設計・試作を行った。

また、制御系では、ディレイパルスジェネレータを用いて、レーザー照射のタイミングや電極間電圧印加開始時間等の制御手法を確立した。後半は放電電極間の中央にレーザーによるプラズマを生成して火花放電を発生させた。実験結果から、通常の火花放電に比べて、放電電圧しきい値の低下や放電電極間距離の延伸が確認された。また、レーザープラズマの衝撃波方向依存性を調べるために、レーザー入射方向と放電電圧印加方向との角度を変えたところ、放電確率や放電電極間距離にレーザー入射角度依存性が認められた。また、これらの予備実験で得られた基礎データをもとに、主要タスクの(3)をより精度良く詳細に遂行するための放電装置を設計し、次年度以降の本格的な実験に向けた準備を行った。本年度は、本研究の代表者が静電気放電現象の研究で稼働させている静電気放電実験装置を改造した放電装置を用いて、長距離放電実験装置系(高圧電源系、制御系、光学系、計測系)を構築し,レーザープラズマを放電路の中継点とすることで、通常の火花放電に比べて(a)どの程度放電しきい値が低下するのか,(b)放電電極間距離は通常の火花放電に比べてどの程度延伸できるのか,を切り口に基礎データ群を測定し、実際に放電電圧しきい値の低下や放電電極間距離の延伸を確認することができた。また、予備実験の段階ではあるが、レーザー入射方向と放電電圧印加方向との角度を変えた実験を行い、放電確率や放電電極間距離にレーザー入射角度依存性を確認することができた。一方、本年度中にに実施を予定していた、放電電極形状とレーザー出力値、パルス状電圧印加とレーザー照射の時間差をパラメータとする実験は、放電装置や制御系、光学系に改良を加える必要が出てきたため、試験的な実験から得られた基礎データをもとに、より精度良く詳細に研究を遂行するための放電装置の設計や、制御系および光学系の改良に必要な部品の選定を行った。研究計画の内容を全て達成できてはいないものの、長距離放電実験装置系を構築して実験手法を確立し、本研究の目的である長距離火花放電を確認できたことにより、次年度以降の本格的な実験に向けた準備を整えることができたことから、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると言える。本研究は、レンズで集光したレーザーを照射して気体をプラズマ化させ、これを放電路の中継点とすることで、パッシェン則によって放電電極間距離の決まる従来の火花放電よりも放電電極間距離の長い火花放電を発生させる手法を確立することを目的としている。本年度は、本格的な実験の初期段階として、本研究を遂行するための放電実験装置の製作と放電電極間距離の延長特性の測定に重点を置いた。まず、様々な実験条件を得るために、高圧電源系と光学系を改良した。高圧電源系では、3つの高出力イグニッションコイルを直列または並列に接続可能な回路を作成して放電エネルギーの調整範囲を広げ、その特性を調べた。また、光学系では、半波長板と偏光ビームスプリッタを導入してNd:YAGレーザー光のエネルギーを可変とし、その特性を調べた。次に、昨年度の試験的な実験から得られた基礎データを基にして本研究を遂行するための放電実験装置を製作し、基礎データを収集するための実験を行った。
土壌における消毒剤散布が及ぼす消毒副生成物の発現および消長に関する研究

感染症流行時に酪農関連施設周辺で使用される各種消毒剤の土壌環境への影響を調べた。各施設周辺に多い種類の土壌を採取し,塩素系消毒剤,アルカリ系消毒剤,複合製剤を散布後,7種類の有機溶媒を使用して超音波抽出したものを変異原性試験に供した。その結果,塩素系消毒剤散布土壌アセトン抽出物等で強い変異原性が検出され,その多くは直接型の塩基対置換型の物質だった。各土壌で,副生成物の変異原性は時間の経過とともに減少し,特に変異原性が強いものほど1年後には約80%以上が減少した。副生成物をガスクロマトグラフ質量分析計で分析した結果,ベンズアルデヒド等,変異原性物質の存在が示唆された。本研究は,感染症対策で散布される消毒剤の土壌への影響に関する研究の一環として,生成される有害な消毒副生成物についての基礎的な検討を行っている。初年度(平成25年度)は,最新の土壌分類を基に首都圏の畜産関連施設近隣土壌の分布を調査し、得られた結果から分布度の高い上位3種類の土壌(黒ボク土,灰色低地土,褐色低地土)を2か所ずつ採取した。これらの土壌をそれぞれ小分けして,これまでに土壌への散布が報告されている3種類の消毒剤をそれぞれ散布し,各土壌中の有害成分を効率よく抽出できる有機溶媒について変異原性検出を指標に検討を行った。抽出には超音波抽出法を用い,得られた各抽出成分の変異原性の測定にはSalmonella Typhimurium TA100株およびTA98株を使用したmicrosuspension法を適用した。今回,試験に供した有機溶媒7種のうち,酢酸エチルやアセトンを用いて抽出された塩素系消毒剤添加土壌の抽出成分に変異原性が検出され,同剤散布による土壌中での変異原性物質の生成が示唆されたことから,現在は市販されている他の同種の消毒剤についても検討している。これらの結果や前処理法の有用性を含めた初年度の成果を学会に報告する準備を進めている。本研究は感染症対策で散布される消毒剤の土壌への影響に関する検討の一環として、変異原性検出を指標に生成される有害な消毒副生成物についての基礎的な検討を行っている。平成26年度は、前年度における研究結果から首都圏で採取した黒ぼく土、褐色低地土、灰色低地土の各2試料(計6試料)にアルカリ系、複合系、塩素系の各消毒剤をそれぞれ散布して生成された副生成物で塩素系消毒剤を散布した6土壌についてアセトンを用いた超音波抽出法により得られたものに高い変異原性が認められた。これによりアセトン+超音波抽出による前処理で変異原性物質を効率的に抽出できることが認められたことから、この試験系を用いて市販されている他の塩素系消毒剤で、過去において使用履歴がある2品について検討した。測定はSalmonella TyphimuriumTA100およびTA98株を使用したmicrosuspension法によりそれぞれのアセトン抽出物で行った。今回も前年度と同様にそれぞれ6土壌に散布(計12試料)して得られた副生成物の変異原性について調べた結果、1市販品において6土壌全てで変異原性を示す副生成物が確認された。これらにより塩素系消毒剤には散布後に土壌環境へ悪影響を及ぼすものがあることが示唆された。一方、前年度で高い変異原性を示した塩素系消毒剤について、散布後に生成された変異原性物質の消長についても検討した。被験試料はそれぞれ塩素系消毒剤を散布した土壌を多めに作製して用い、処理後初日、1週間後、2週間後、1ヶ月後6ヶ月後まで定期的に適量を採取して変異原性測定を行った。その結果、各土壌における塩素化反応副生成物は、6ヶ月後には低下傾向が窺えるものの、長期間に亘り高い変異原性を保持することが分かった。今後は計画通り、6土壌について1年後まで測定を続け、消毒副生成物の変異原性の挙動について検討する。感染症流行時に酪農関連施設周辺で使用される各種消毒薬の土壌環境への影響(毒性)を,発現した消毒薬副生成物の変異原性(DNA損傷を与えて突然変異を起こす性質)検出を指標として調べた。首都圏の同施設周辺土壌には黒ボク土,褐色低地土,灰色低地土が多いことから,これらの土壌をそれぞれ異なる2地域で採取した。次に,過去の散布実績から選定した消毒剤を個別に通常の使用濃度で各土壌に個々に散布して乾燥した後,7種類の有機溶媒を使用して,それぞれ超音波抽出法で抽出して得られた各溶媒抽出物(168試料)を変異原性試験法(microsuspension法)に供し,消毒薬副生成物の変異原検出に対する最適溶媒を検討するとともに,消毒薬副生成物質の変異原性発現状況について調べた。その結果,アルカリ系消毒剤散布で一部の土壌副生成物に変異原性が検出されたものの,低い値を示したのに対し(複合製剤ではすべて変異原性陰性),塩素系消毒剤散布では複数の溶媒抽出物で変異原性が検出され,全6土壌ではアセトン抽出物に高い傾向が認められた。また,塩素系消毒剤副生成物中には直接型の変異原性物質が多く含まれていることも示唆された。なお、消毒剤非散布土壌ではすべての土壌溶媒抽出物で変異原性陰性となった。一方,高い変異原性が認められた塩素系消毒剤について,他の市販品も散布して検討した結果,同様の傾向を示すものも認められた。

次に,変異原性を示す塩素系消毒剤副生成物の消長について,全土壌を対象に散布後,定期的に1部を採取して調べた結果,散布直後の変異原性が高いものほど時間の経過とともに減少し,1年後にはほぼ20%以下となった。ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて各土壌副生成物中の物質検索および測定を行った結果,今回は17種類の物質が検出され,少なくとも変異原性を示す物質もベンズアルデヒドなど3種類が認められた。感染症流行時に酪農関連施設周辺で使用される各種消毒剤の土壌環境への影響を調べた。各施設周辺に多い種類の土壌を採取し,塩素系消毒剤,アルカリ系消毒剤,複合製剤を散布後,7種類の有機溶媒を使用して超音波抽出したものを変異原性試験に供した。その結果,塩素系消毒剤散布土壌アセトン抽出物等で強い変異原性が検出され,その多くは直接型の塩基対置換型の物質だった。各土壌で,副生成物の変異原性は時間の経過とともに減少し,特に変異原性が強いものほど1年後には約80%以上が減少した。副生成物をガスクロマトグラフ質量分析計で分析した結果,ベンズアルデヒド等,変異原性物質の存在が示唆された。平成26年度末までに6土壌における変異原性の消長について散布後6ヶ月までのデータを取る予定であったが、前年度の土壌採取の遅れが原因となり全体に若干の遅れを生じている。この遅れの原因は、研究開始年度での土壌の採取にあたり、採取の根拠とすべき全国版土壌分類図(公的資料)と現状の土壌分布が一致せず、正確な情報を得られなかったことにある。また土壌分類も専門家の間で世界標準に合わせた新たな改正がなされている段階であったため、新しい分類に関する情報を基にした土壌採取に手間取ったことも影響している。これらの理由により、当初の研究計画よりも少し遅れを生じているが、最終年度中には当初の計画通り散布後1年間の消長に関する測定は終了する予定である。獣医公衆衛生学今後は、引き続き生成された変異原性物質の消長をモニタリングすると共に、新たな菌株を用いて主たる変異原性物質の推定を行う予定である。また、これまで作製した塩素系消毒剤散布土壌の一部をそれぞれ冷凍保存してあることから、変異原性を示す物質の推定を機器分析で行う予定である。研究目的である土壌への消毒剤散布に起因する有害な副生成物質の出現について変異原性検出を指標に調べるにあたり,研究開始とともに公表されている唯一の全国版土壌分類図(国土交通省発行)を参考に土壌の採取を試みたが,図上の土壌と現地の状況が異なっていたことにより土壌の採取計画に遅れを生じた。その後,包括的な土壌分類に基づく新たな土壌調査の情報を得たことから、目的とする畜産関連施設近隣土壌を再調査し,その結果を基に公的機関の協力者と共に土壌採取を行った。このため初年度の研究計画の進展にやや遅れを生じた。現在は複数の専門家の協力により試料採取が進んだことから,初年度の研究計画にある変異原性を示す消毒副生成物質に対して抽出効率の高い有機溶媒の選定に加えて当該物質を抽出する方法として超音波抽出法の有用性が確認されている。。次年度使用額が発生した理由については、平成26年度計画において当初の計画に遅れが生じた試薬分の一部である。当初は平成26年度に散布後6ヶ月までのモニタリングを行う予定であったが、その分を平成27年度で行う予定でいる。当初の研究計画にあった土壌については,研究計画立案段階で得られた国土交通省発行の全国土壌図を参考にしたものであったが,現在は土壌分類が変更されてきており,新たな土壌分類での土壌調査結果に基づき3種類の土壌(黒ボク土,灰色低地土,褐色低地土)を採取して研究を続ける。
日本における工場管理の近代化

日本の製造企業の国際競争力は、工場の内部で作り出されてきた。そうした工場管理のプロトタイプは、第2次大戦前の紡績工場に見られる。その形成のプロセスを、日露戦争後の鐘淵紡績会社の兵庫工場に於ける、武藤山治の試行錯誤を事例としてつぎのように説明した。第1鐘紡の問題は、品質の不安定であった。第2工場を、武藤山治は技術のシステムと社会のシステムからなるシステムとして捉えた。技術システムとしての側面を、各工程の糸切れ調査によって、数値的具体的に把握した。そして、後工程の品質は前工程の品質に規定されることを実証し、トータルシステムとして捉えた。第3その為にハードウエアと作業方法の標準化を進めた。其れは科学的管理法の実践であった。第4しかしそれだけでは品質は安定しなかった。それは、工場には常に攪乱要因がもたらされるからである。この攪乱要因の処理は現場の労働者の技能と意欲に規定される。そこで武藤は、労働者の技能を高めるとともに、かれらの社会的心理的欲求を充足して貢献意欲を引き出した。こうして、技術と社会の間に補完関係を作り出した。第5これによって品質安定は可能となり、こうした管理能力に基づいて、製品の高付加価値化を推進することができるようになった。以上の分析成果により、次の貢献をした。日本企業の生産システムの源流の解明(連続性)、国際的に見た其の個性の析出、日本に於ける科学的管理法の源流の把握、武藤山治にたいする従来の解釈の修正。
性ホルモンによる脳内神経回路の再構成が思春期に固有の社会行動を発現する機序の解明

エストロゲン受容体(ER)α遺伝子の転写翻訳調節に関わる塩基配列を解析し、5'上流側のプロモータがERα分子の組織特異的・時期特異的発現に関わること、メッセージのレベルでは転写の過程でもalternatesplicingによりさまざまなmRNAバリアントを生じて翻訳効率やmRNAの安定性の調節に関わることを、ラット、マウス、ヒトで明らかにした。新たにERα分子の断片、Eisoformが、エストロゲン作用の分子レベルでの調節に関与する知見を得た。本実験計画の当初の主要な目標であったラット内側視索前野の性的二型核(SDN-POA)の生成機序について、ERα0/Bプロモータに蛍光タンパク遺伝子を結合した人工遺伝子を導入したラットで、SDN-POAのニューロンが特異的に蛍光標識されることを見いだし、巷間広信じられてきたアポトーシスではなく、エストロゲンが細胞移動に影響をおよぼすことで、性差を生じること、分子レベルではエストロゲン受容体の活性化の結果駆動される遺伝子カスケードがcoffilinのリン酸化・脱リン酸化ダイナミクスを変化させ、アクチン分子の再構成により細胞移動を起こすことを解明し報告した。このSDN-POAの機能については、オキシトシンノックアウト雄マウスが発情雌に対する性指向を示さないにもかかわらず、正常雄と同等の大きさのSDN-POAが存在することから、従来から信じられている、この核が雄型の性指向性を規定するという通説を否定する所見を得た。この部位のニューロンの単一放電活動を、自由行動下のラットから記録し、発情雌の提示に反応する一群の細胞が存在することを提示した。当初ラットで発見されその後ハムスター、スナネズミ、イタチ、モルモット、ヒツジ、サルで存在が確認された内側視索前野の性的二型核(SDN-POA)は実験的確証がないままヒトの性的指向に関わるとされてきた。さまざまな遺伝子改変により性的指向に変異を来しているマウスを使用することでSDN-POAの機能の理解が進むと考えたが、これまでマウスではSDN-POAの存否が議論されてきた。我々は今年カルビンジン28Kを標識タンパクとして使うことで、遺伝子改変マウスが戻し交配で数多く樹立されているC57BL/6Jのみならず、生殖内分泌研究に広く用いられているddNにおいてもラットと同様脳の形態形成の途上にエストロゲン受容体(ER)を介して雄型化するSDN-POAの存在をはじめて明らかにした(Orikasa & Sakuma, 2010)。今後性的指向に変異を来している遺伝子改変マウスにおいてSDN-POAの存在様式を検討する。一方、2005年に作成したERa0/BプロモータトランスジェニックラットでSDN-POAが特異的に標識されることを発見(Hamada & Sakuma, 2010)し、培養脳切片におけるSDN-POAの形成をタイムラプス蛍光顕微鏡映画の作成により、性差が従来提唱されてきた細胞死ではなく、細胞の移動によることを明らかにし2010年吉村賞受賞講演等で紹介した。また、新生仔ラット脳でエストロゲン作用により細胞移動に関わる遺伝子カスケードが活性化されることをDNAアレイ、リアルタイムRT-PCR、タンパクのレベルで明らかにした(論文作成中)。電気生理学的研究では脳による生殖内分泌機能調節の最終共通路であるGnRHニューロンがEGFP発現により可視化されたトランスジェニックラット(2003年に作出)を用いて、電位依存性カルシウムチャネルの発現パターンが思春期に変化することを示した(Tanaka et al., 2010、本論文は2010年生理学会入澤記念論文賞受賞)。

平成23年度にはエストロゲン受容体(ER)α遺伝子の転写翻訳調節に関わる塩基配列を解析し、ラット、ヒト、マウスの何れにおいても5'上流側のプロモータ構造が従来知られていたよりもはるかに複雑で、それぞれのプロモータが組織特異的・時期特異的に使用されることを報告した。転写の際にalternative splicingによりさまざまなmRNAバリアントを生じ、これらが翻訳効率あるいはmRNAの安定性の調節に関わり、ERα分子の発現調節やC端、N端を欠くERα分子の断片の生成を示した。Calbindin D28kの免疫組織化学により、これまで存在しないとされてきたマウス内側視索前野にラットと相同の性的二型核(SDN-POA)を示し、教科書的記述を覆す成果を得た。ERα遺伝子0/Bプロモータトランスジェニック(tg)ラットにおいてSDN-POAのニューロンが特異的に標識されることを発見し、これまで信じられてきたアポトーシスではなく、細胞移動がこの核の性差の成立に関わることを報じた。SDN-POAの機能については、発情雌に対する性指向性を失ったオキシトシンノックアウト雄マウスにおいても、正常雄と同等の大きさを持つSDN-POAが存在することから、この核が雄の性指向性の調節に関わるという従来広く信じられてきた仮説を否定する所見を得ることができた。エストロゲン作用による細胞移動の結果、SDN-POAの性差を生じることは、分子生物学的手法によりエストロゲンが新生仔ラット脳で活性化される遺伝子カスケードを同定し、cofillinリン酸化の結果、アクチンのダイナミクスの変化によりfilopodia形成に変化が生じることから証明した。ラットでは在胎14日に嗅上皮から脳内に移動してくる性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)産生ニューロンは成熟後も新生仔期の性質を保ち、NKCC1の発現が多く、KCC2の発現を欠くために、細胞内塩素イオン濃度が高く、GAB飴受容体の活性化が興奮を起こすこと、この興奮が細胞移動を始動する可能性をパッチクランプ法で詳細に解析した。前年度に続き、エストロゲン受容体(ER) α遺伝子の転写翻訳調節に関わる塩基配列を解析し、5'側プロモータがERα分子の組織特異的・時期特異的発現に関わること、転写の過程でalternate splicingによりさまざまなmRNAバリアントを生じて翻訳効率やmRNAの安定性の調節に関わることを、新たにヒトでも明らかにした。新たなERαE isoformsを見出した(Ishiiら, 2013)。ラット内側視索前野の性的二型核(SDN-POA)の生成について、かねてから細胞移動によることを主張してきたが、本年度にエストロゲンがERαの活性化の結果駆動される遺伝子カスケードを同定し、最終的にcoffilinのリン酸化・脱リン酸化により、アクチン分子の再構成により細胞移動が起こることを示した(Wada-Kiyamaら, 2013)。発情雌に対する性指向性を示さないオキシトシンノックアウト雄マウスがでも正常雄と同等の大きさのSDN-POAが存在することから、この核が雄型の性指向性を規定するという通説を否定する所見を得て、この部位のニューロンの単一放電活動を自由行動下で記録し、発情雌の提示に反応して、性的動機付けに関与する一群の細胞を同定した(Matsumotoら, 2013)。嗅上皮から脳内に移動してくる性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)
社会人のスポーツ・コミットメントの形成に及ぼす学校体育の影響

本研究の結果は、以下のように要約される。(1)スポーツを通じての人間関係の質的量的把握に基づいて作成した尺度によって対象者のスポーツ・コミットメントの測定を行ったが、男女ともコミットメントのレベルが高いほどスポーツとのかかわりが深い。したがって、本研究で用いたコミットメント尺度の有効性は検証された。(2)学校体育とスポーツ・コミットメントの関連については、性別、学歴別を問わず学校時代の体育授業の評価が高い者、体育授業に意欲的に取り組んだ者、体育授業で楽しい経験をした者、体育行事て活躍した者、体育行事で楽しい経験をした者および課外でのスポーツを実施した者ほど、スポーツ・コミットメントのレベルは高い。すなわち、学校での体育授業や体育行事の経験、課外スポーツ活動の経験は、卒業後のスポーツ・コミットメントの形成に影響を及ぼしていることが明らかになった。(3)男女の高卒者、大卒者ともに学校体育における経験は、卒業後のスポーツとのかかわりないしスポーツの継続化を規定する要因となっている。(4)生涯スポーツにつながる学校体育の在り方に関して、本研究の結果からいえることは、第1に体育授業のための場所・施設・用具などのハード面の条件を整備すること、第2に授業を行うクラスの人数が多すぎたりせず、生徒・学生の運動量が適切であること、第3に彼らの好きな運動やスポーツの種目がある程度実施できること、第4に教師は指導の仕方を工夫すること、第5に生徒・学生が意欲的に授業に取り組むように動機づけをし、楽しい経験を積ませること、第6に体育行事への参加の機会を増やし楽しい経験をさせること、第7に課外でのスポーツ活動を奨励することである。平成8年度は、資料の収集、学校体育関係者(10名)の面接調査および本調査における調査内容を決定するための資料を得る目的で社会人(124名)を対象に予備調査を実施した。その結果、以下の諸点が明らかになった。1.学校体育の評価の観点は、授業、部活、体育行事、教師、施設、実施スポーツ種目などが目安となる。2.体育授業のパターンは、(1)自主性尊重型、(2)一斉指導型、(3)その混合型、(4)放任型に分けられる。3.中学・高校・大学における体育授業を記憶している者や印象に残っている授業があるという者は半数前後である。4.体育授業においてほめられた経験がある者および体育授業に満足しているという者は少なく、男女とも2割程度である。5.現在の運動・スポーツ生活上、学校時代の体育授業が役立っていると評価している者は、中学・高校・大学の各時代を通じて少なく、2割弱である。また、現在運動・スポーツを実施している者のうち、それが学校体育の授業がきっかけとなっているという者は2割弱である。6.予備調査では、学校卒業後スポーツを継続している者のサンプルが少なく、学校体育との関係ははっきりしなかった。以下の結果を踏まえて、平成9年度の本調査に取り組む予定である。(2)学校体育とスポーツ・コミットメントの関連については、性別、学歴別を問わず学校時代の体育授業の評価が高い者、体育授業に意欲的に取り組んだ者、体育授業で楽しい経験をした者、体育行事で活躍した者、体育行事で楽しい経験をした者および課外でのスポーツを実施した者ほど、スポーツ・コミットメントのレベルは高い。

(3)男女の高卒者、大卒者ともに学校体育における経験は、卒業後のスポーツとのかかわりないしスポーツの継続化を規定する要因となっている。(4)生涯スポーツにつながる学校体育の在り方に関して、本研究の結果からいえることは、第1に体育授業のための場所・施設・用具などのハード面の条件を整備すること、第2に授業を行うクラスの人数が多すぎたりせず、生徒・学生の運動量が適切であること、第3に彼らの好きな運動やスポーツの種目がある程度実施できること、第4に教師は指導の仕方を工夫すること、第5に生徒・学生が意欲的に授業に取り組むように動動機づけをし、楽しい経験を積ませること、第6に体育行事への参加の機会を増やし楽しい経験をさせること、第7に課外でのスポーツ活動を奨励することである。
圃場抵抗性品種の簡易選抜法開発に関する基礎的研究

圃場抵抗性品種といわれるものの中には、親和性の程度の差によるものや、それ以外の原因即ち一種の回避性に基づくものなどが混在していると考えられ、メカニズムの解明にはそれらを区別して扱う必要が考えられる。本研研者は、圃場抵抗性のメカニズムの解明と簡易検定法の開発を目的に永年研究を行ってきた。その結果、少くとも標準品種群に関する限り、抵抗性程度と密接に相関する各種細胞壁物質含量や全N含量などの幾つかの指標を発見した。さらに、これらの指標について、その動向を最上葉について完全展開時から経時的に調べた結果、弱抵抗性品種の最上葉が、感染の成立しやすい葉展開直後の数日間、強抵抗性品種のそれよりも、より若い生理状態即ち罹病的状態にあることを明らかにした。この現象は加齢の指標としてよく用いられるRNA,タンパク質,クロロフィル含量の経時的変化からも伺うことが出来た。最近、UV照射により葉に生じる褐点の出現程度が、品種により明確に異なること、加齢が進んだ葉組織ほど激しいことを発見した。各種圃場抵抗性品種の葉にUVを照射した結果、弱品種の葉における、より若い生理状態が傍証的に証明された。無数に存在する圃場抵抗性品種が全てこのような機構によるとは限らないが、少くとも標準品種群については、出葉時の加齢の程度が抵抗性の程度と密接に係わっていると結論した。なお、UV照射法を簡易検定に利用出来るかどうかについては、さらに検討中であるが、少なくともひとつの手がかりは得られたものと考えている。なお、本研究において、感染時に形成される数種の抗菌性物質を発見し、単離精製に成功した。本物質群の一つは分子式【C_(20)】【H_(32)】【O_2】、分子量304であり、ジテルペン系新規化合物であることを明らかにした。本物質をS-1と命名し、その抵抗性への関与について現在検討中である。
植物体中の微量金属含有比を用いた樹木生育環境診断法の確立

背景と目的昨年度において、ヒノキ、コナラ、アベマキ、クヌギ、アラカシ、ヒサカキの葉内金属元素」含有量を調べた結果、各樹種に特有の元素比が存在することがわかった。そこで本年度は、対象樹種をコナラ、ヒサカキ、タカノツメの成木とし、葉内元素含有量の季節変化、土壌化学性や葉内の窒素形態との関係を詳細に調べた。また土壌酸性化をに伴って土壌溶液中に過剰に溶出するアルミニウムに着目し、植物材料として、ヒノキ、コナラの苗木を用いて、根圏のアルミニウムの存在が樹木に与える影響を長期的に調べた。その結果、18ヶ月の1.0mMのアルミニウム処理により、両樹種ともにアルミニウムにより成長が促進され、光合成活性、根の呼吸活性が増大することがわかった。そこで、アルミニウムによる成長促進メカニズムを解明することを目的に実生苗を用いて短期的な実験を行った。結果と考察成木の葉内元素の季節変化を調べた結果、ホウ素、鉄、マンガンの吸収に土壌の化学性が強く影響している事がわかった。銅や亜鉛は成長部位や冬芽に多く配分され、鉄やマンガンは老化器官に蓄積されることがわかった。また、タカノツメにおいて光合成速度と葉のホウ素濃度に高い正の相関が見られた。コナラ、ヒサカキ、タカノツメの葉内窒素形態(可溶性タンパク、水溶性タンパク、クロロフィル)と微量金属元素との関係を調べたが、各窒素形態と葉内微量金属元素濃度との間に明瞭な関係は見られなかった。今後は葉内での微量金属元素の存在形態を考慮した分析を行う必要がある。アルミニウムによる成長促進はまず根で現れることが分かった。アルミニウム処理3日後には側根原基数の増加が見られ、1週間後には根内のNADレベルの増加が認められた。アルミニウム処理1週間後では光合成活性や根の呼吸活性の増加は認められなかったが、根や葉の硝酸還元酵素活性が増大がしていた。アルミニウム処理により、硝酸還元酵素などの代謝が活性化され、葉内でのタンパク質合成の増加や根での細胞分裂が盛んになることがわかった。背景と目的これまでの研究結果より、光合成活性や成長に顕著な変化や可視障害等は見られなくともストレス負荷強度により植物体内微量金属含有比が変化することが分かった。微量金属は生物にとって有効濃度範囲が狭く、また生体内の代謝をはじめ、体内ホメオスタシスに働くタンパク質の中心金属であるものが多く、生理機能深く関わっている。また、体内を移動しにくいことから、体内の微量金属含有比の変化から樹木の健全性、生育環境を診断することができるのではないかと考えた。本研究では、ストレス負荷強度による樹木の根呼吸活性、光合成活性変化とこれらの機構にかかわる金属タンパク量変化、微量金属濃度の関係を詳細に把握し、樹木の生理状態と体内微量金属量との関係を明らかにし、樹木の健康、生育環境を診断するための微量金属含有比を指標とした樹木健康診断法を確立することを目的とした。結果と考察始めに基礎的なデータとして、日本の主要造林樹種であるヒノキ、2次林を構成する主な樹種であるコナラ、アベマキ、クヌギ、アラカシ、ヒサカキを対象に、各樹種の葉内微量元素含有量とその割合を愛知県内の3つの森林で調べた。その結果、各樹種特有の元素比が存在することがわかった。土壌酸性化に伴って土壌溶液中に過剰に溶出するAlに着目し、植物材料としてヒノキ、コナラの苗木を用いて、根圏のAlの存在が樹木に与える影響を長期的に調べた。その結果、根先端1cm部分でのCuとFe濃度がAl処理でヒノキとコナラともに減少するが、いずれの元素も葉内の濃度の減少は見られず、またZn、Mn、Bの根先端1cm、葉内の濃度に処理による違いは明らかではなかった。今後は体内の金属存在形態に着目し、金属濃度の関係を詳細に把握し、樹木の生理状態と体内微量金属量との関係を明らかにして行く。

今後は葉内での微量金属元素の存在形態を考慮した分析を行う必要がある。アルミニウムによる成長促進はまず根で現れることが分かった。アルミニウム処理3日後には側根原基数の増加が見られ、1週間後には根内のNADレベルの増加が認められた。アルミニウム処理1週間後では光合成活性や根の呼吸活性の増加は認められなかったが、根や葉の硝酸還元酵素活性が増大がしていた。アルミニウム処理により、硝酸還元酵素などの代謝が活性化され、葉内でのタンパク質合成の増加や根での細胞分裂が盛んになることがわかった。