Structural and functional glycosphingolipidomics by glycoblotting with aminooxy-functionalized gold nanoparticle

Glycosphingolipids (GSLs) synthesized in Golgi apparatus by sequential transfer of sugar residues to a ceramide lipid anchor are ubiquitously distributing on vertebrate plasma membranes. Standardized method allowing for high throughput structural profiling and functional characterization of living cell surface GSLs is of growing importance because they function as crucial signal transduction molecules in various processes of dynamic cellular recognitions. However, methods are not available for amplification of GSLs, while the genomic scale PCR amplification permits large-scale mammalian proteomic analysis.　Here we communicate such an approach to a novel "omics", namely glycosphingolipidomics based on the glycoblotting method. The method, which involves selective ozonolysis of the C-C double bond in ceramide moiety and subsequent enrichment of generated GSL-aldehydes by chemical ligation using aminooxy-functionalized gold nanoparticle (aoGNP) should be of widespread utility for identifying and characterizing whole GSLs present in the living cell surfaces. The present protocol using glycoblotting permitted MALDI-TOFMS-based high throughput structural profiling of mouse brain gangliosides such as GM1, GD1a/GD1b, and GT1b for adult or GD3 in case for embryonic mouse. When mouse melanoma B16 cells were subjected to this protocol, it was demonstrated that gangliosides enriched from the plasma membranes are only GM3 bearing microheteogeneity in the structure of N-acyl chain. Surface plasmon resonance analysis revealed that aoGNP displaying whole GSLs blotted from mouse B16 melanoma cell surfaces can be used directly for monitoring specific interaction with self-assembled monolayer (SAM) of Gg3Cer (gangliotriaosylceramide). Our results indicate that GSL-selective enrichment onto aoGNP from living cell surfaces allows for rapid reconstruction of plasma membrane models mimicking intact GSL-microdomain feasible for further structural and functional characterization

干拓地土壌における水分吸着特性とその物理性への影響

The concept of water potential (p.F.), as the index to characterized the condition and the nature of the soil water, turned out to be of importance in dealing with the soil in sea land reclamation area. The nature of water adsorbed at high p.F. range and its effects on physical properties of soil has been clarified using 75 samples in 16 sites from 4 different sea land reclamation areas. The results obtained suggest that the surface charge represented by cation exchange capacity (C.E.C.) has definite effect on the adsorption of water at p.F. 6.35, which in turn is considered to be the measure of specific surface area. The effects of electrolyte concentration on the amount of adsorbed water at p.F. 4.85 and 5.51 was very significant. The consistency limits were used to represent the physical properties of soil and the changes of these limits were interpreted in terms of change in the amount of adsorbed water at high p.F. range. Significant correlation was found between the consistency limits and the amount of water adsorbed at p.F. 4.85

Study on the Duty of Water in Flat and Lower Area of Paddy Fields by Water Balance

水田からの浸透水は反復利用されるもので局地的な減水深とかんがい面積から算定した水量をもって広域の用水量とすることは,過剰に用水量をみこむことになるので,水資源の有効利用の観点からいっても好ましくない. ゆえに広地域を対象にしたかんがい計画を樹立する際には水収支によって用水量を決定することが合理的な方法といえる. 以上の観点から,低平地水田地帯の水収支による用水量の実態調査を行なった結果,次の諸点が明らかとなった. 1)まず,水収支式は (Q2-Q1)+(G2-G1)+en,+⊿S=0 上式中,(G2-G1)+en,tn+⊿Sが広域水田の消費水量となる. 一般に低平地では(G2-G1)≒0 水量の安定した期間であれば⊿S≒0とみなせるから,本地域のような所では消費水量はen,tnと考えられる. 2)一方,モデル地区内の流量実測データより水収支計算によって求めた消費水量は,Iの期間(7月18日～22日)では水深になおして,11.8mmday,Iの期間(8月10日～14日)では11.0mm/day,Ⅲの期間(9月7日～11日)では7.1mm/dayの値となった. 3)他方,蒸発計蒸発量を基にして求めた蒸発散量 en,tn の結果はI期間が12.04mm/day,Ⅱ期間が11.62mm/day,Ⅲ期間が8.42mm/day,の結果となり,計器蒸発量を基にして算定した方が,3期問とも若干,en,tnが実測水収支の結果より値が大きい. しかし,それらの差は極めて小さい. 4)従って,本地域のように低平地水田地帯の消費水量はen,tnによるものであり,従ってG2-G1≒0⊿S≒0とみなせるものと考えられる. 5)以上から,本地域における消費水量は,en,tn程度のものでありながら,かんがい水量と排水量の両者が極めて多いことは注目すべきで,かんがい排水量を一適正化することが望まれる. 6)次に本地域の用水の反復利用量を検討してみたところ,平均的にみて,およそ5～6mm/dayの水量が反復利用されていることが明らかとなった. おわりに,本論文は昭和37年,著者が京大在職中に行なった巨椋池干拓地,かんがい排水の実態調査研究の一部であることを付記し,御援助いただいた巨椋池土地改良区の関係各位に謝意を表する次第である

Study on the Increase and Decrease of the Percolated Water Quantity in the Paddy Fields around the Lake due to the Variation of Water Level of the Lake

水資源の有効利用を計る一環として,従来農業用水源としてのみ利堀していた湖沼もいろいろな型で多目的な水利用がなされるようになり,従来よりも急激な湖面水位の変動がくり返されるようになってきているものが多い. その結果,湖面水位の低下により周辺水田の浸透量が増加することになり,水管理の面から種々の問題がひきおこされるようになった. これらの関係を明らかにするにはまず,周辺水田土層構成などを適確に把握することが犬切であるところが,一般には土層構成は複雑であるから厳密な解析は困難である. そこで第一段階として,単純化した二層構造モデルを設定して,上層を半透水性層(作土層)と下層を良透水性層(心土層)との条件によって基礎式を誘導し誘導した基礎式に一事例として,実測したいくつかの数値を入れて,それによって湖水位低下量と周辺水田の増加浸透量との関係ならびに水位低下によってうける増加浸透量の影響する湖岸からの距離などについて検討と考察を行なった. それらの結果について示せば次のように要約される. 1)湖面水位差h0mである場合,周辺水田の湖岸xm,離れた地点における浸透強度qは次のように誘導される. q=-F1h0e-ax 2)上層d1のうち,透水係数k1の小さい土性ほど浸透強度は小さいが湖面低下による浸透量増加の影審は湖岸から遠方までおよぷことがわかる,逆に透水性k1の大きい土性の場合は,湖岸での浸透強度の減少する率が高い. 例えば湖面水位が1m低下した場合,浸透強度q=10mm/dayの地点は湖岸より,上層d1の透水係数がk1=1×10-4cm/secの場合には21m同じくk1=5×10-5cm/secの場合には28mであった. 3)また,湖面水位差が大きくなればなるほど,またk1の大きいほど浸透強度が大きくなる. 例えば岬の浸透係数がk1=×10-4cm/secの場合には,湖面水位差h0=2m,3m,4m,5mのそれぞれの場合について浸透強度q=10mm/dayを一応の判定基準にした場合,それぞれのh0に対する湖岸からの影響距離は41m,48m,53m,57mであった. 同様にd1層の透水係数k1=5×10-5cm/secの場合については,湖岸からの影響距離は40m,50m,57m,62mであった. さらにd1層の透水係数k1=1×10-5㎝/secの場合には,h0=1m,2mの場合には透水係数そのものが小さいのでq=10mm/day以下で変化しているので,水位変動差h0を3m,4m,5mのそれぞれの場合について湖岸からの影響距離を検討してみると21m,37m,46mであった. 4)以上から一般の適手浸透量といわれる水田でしかも水位変動5m位を考えるとその影響距離はおよそ60mまでと考えられる

Properties of soil layer of the consolidated paddy field

In case of readjustment and regrouping of paddy fields after land consolidation project, different characters of the original fields should have some influence on the characteristics of the expanded field, especially on the variation of soil condition. Then, two of 50a (100×50m) paddy fields, each of which was consolidated from five of 10a (20×50m) fields,were investigated about the distribution of water content and cone index of the field. The water content of surface soil layer was measured after drainage of residual water at 15 (3 x 5) intersecting points of cross lines at equal intervals. And data of cone index were measured at the same places as in the case of water content, and averaged every 10cm depth (0～10cm, 10～20cm, 20～30cm, respectively). The results of these investigations are as follows. i) In the surface soil layer (0～10cm), where homogeneity of soil condition has been progressed, the measured data are affected rather by the characteristics of the expanded field such as variation of mulching and surface elevation, than by the characteristics of the original field. ii) In the subsurface soil layer of 10～20cm and 20～30cm depth, owing to differences of characters of each original paddy field, there are no homogeneity of cone index. These show the necessity of considering homogeneity of field conditions, especially of the soil, for the purpose of apposite estimation of trafficability of farm machinery and efficient usage of it on the expanded paddy field, on the land consolidation work

A Study to Increase the Sensitivity of an Observation Pipe to Rapid Changes of Water-Table

土壌中の水分環境を最適な条件に保持する方法として,あるいは適正浸透量を与える方法として地下水位をコントロールする手法が有用とされている. 一方地下水位を測定する方法としてはパイプを地中に打込んでパイプ内水位を測定するのが一般的であるが,その際,地下水位の変化に対応するパイプ内水位のTime lagをできる限り小さくする必要からパイプの周囲にフィルターをまくのが普通である. しかし,その場合のパイプとフィルターの大きさによっていかなる感度を示すかは従来あまり明確にされていない. そこで本論文ではこの点を明確にするためにバイプとフィルターの組合わせによって最も感度よく水位が応答する関係を明らかにするための実証的研究を行なった結果について報告している. それらの結果について要約すれば次の通りである. 1)使用するフィルターの粒径がわかればFig.4より有効問隙量が直ちに明らかとなる. 2)フィルターの粒径が2mm似上の場合には,間隙率と有効問隙率との間にはあまり大きな差違はみられない. 3)地下水位測定用パイプの径とフィルターの有効問隙がわかればR=r√1/p-1より直ちに最も応答のよいフィルターの半径がわかる. 4)最適径比R/rの条件とそうでない場合の2つの条件を与え,実際の圃場においてそれらの比較実験を行なった結果,理論的に導いた最適径比の妥当性が実証された. 5)以上によって地下水位の変動に対して,最も応答の良い地下水位測定用パイプの設置方法が明らかとなった

Subsoil Characteristics of the Consolidated Paddy Field by Bulldozer : Studies on the Land Consolidation of Sloped Clayey Paddy Field(II)

In case of consolidating clayey paddy field in the sloped area, there usually a great deal of the earth work is requied ―　cutting and banking and the soil is highly moistened. To clarify the effect of such working conditions on the properties of the field after consolidation, investigations are made of the number of times of pass of bulldozer, soil moisture and density, corn index, and settlement of the field. The results that obtained are : a) There are considerable variations of the properties of field soil in one lot after consolidation. b) The soil moisture conditions at the earth work so significantly affect the properties of soil as to show such variable conditions. c) Non-uniformity of soil density and bearing characteristic, and large pores in subsoil cause heterogenious settlement of the field, and partial subsidence. These results especially show the significant importance of soil moisture control at the earth work

Fundamental Investigation and Study on the Development and Conservation of Agricultural Land in Mongolia I. : Particularly on Physical and Chemical Properties of Soils in Zunhara

畜産業が国家経済の主力を占めるモンゴルにおいて,産業構造変革への努カと相まって,農産業の比率は次第に増加しつつある. 日蒙学術交流の進展により,モンゴルにおける現地調査を行なう機会を得た筆者は,乾燥気候下での安定した農業生産基盤づくりのための合理的なカンガイ組織,造成した農地の風食や水食に対する保全等,研究すべき多くの課題を見い出した. 本報告はまずその基礎として,農業生産の基盤である土の物理・化学諸特性について実験・検討を加えたものであり,その結果は以下のごとく要約される. 試料土は,未耕作土と耕作開始後2,6,10年を経過した畑において,各地点上下2層から採取した. まず化学性については,土壌生成母材はレス(火山灰風積土)で,調査地点すべて同一と考えられる. 耕作開姶後は,全炭素含量の減少,C/N比の低下,pHの低下など2,3の性質に耕作の影響が若干みられるが,化学分析結果は中程度の値を示す上であることを示した. 次に物理性については,三相分布結果から本土壌は自然状態においてかなり密な土壌構造を形成しており,耕作により経年的に団粒構造が発達すると思われ,これはpF～水分曲線で低pF域での保水性が増大する傾向からうかがわれる. この結果からみると,日本における沖,洪積土壌の畑地に類似した性質と思われる. 次に粒径分布から,ほぼSiCに分類されやや微細な構造であるが,風乾によるコンシステンシー値の低下は非常に小さく,降雨量が極端に少ない気象条件下で,十分な風乾作用を受けた結果と考えられる. このように,微細で強度の乾燥作用を受けた土壌は,水食や風食の影響を大きく受けると推測され,耐水食性についてはミドルトンの侵食率測定結果から,強度の受食性土壌であることが示された. 実際のカンガイ計画については,今後蒸発散量や土壌構造の面からさらに検討する必要があろう

On the percolation water model through down from the paddy fields(II) : On the modelization of percolation down from a unit of a field lot of paddy field and the measurable quantities

In this paper, supposing that the following equation is concluded, it induces the model of a field lot as a unit in the case of thinking about percolation on large project, and moreover we discuss about some quantities measured in practice. ∂x/∂（R2/1 ∂ｘ/∂H)＋∂y/∂(R2/1 ∂ｙ/∂Ｈ)＋R1/1（H0-H)=0 The results in this paper are summarized as follows. l) In treatment of percolation in the paddy field on large project, the unit is one field lot surrounded with drainage canal. Regarding the one field lot as a unit, physical quantities concerned are q , q1, q2, S1 and S2. We induced the relation among them. 2) Thinking" about the vertical section crossing drainage canal in the two dimension, the apparent model indicating" the motion of percolation water in that vertical section is shown in the Fig. 2, and moreover it is transformed to equivalent model shown in the Fig. 4. Parameters indicating the characters of this model are R and RH, or R' and RH'. 3) This model is induced from the start-point of equation (1) concluded in the macro soil model. And then, in the two layer geometrical model L/D=5, D/d=4, as the result of comparing Darcy's dimensional solution with this model in the case of k2/k1=1 and k2/kl=20, both are not very good consistent in the case of k2/k1=1, but are fairly good consistent in the case of k2/k1 = 20. From this result, it may be considered that the propriety of applicable extent (k2/k1 > 10) for the macro model could be proved. 4) The quantities measured in practice are q , S . S1 and S2, and parameters included in the equations should be calculated back from these quantities

A Basic Planning of Land Utilization and Development in Shoei Regions : Studies on the Land Utilization and Readjustment for the Re-development of a Rural Regions[I]

The planning of land utilization and readjustment including living-circumstances in the rural regions has become a very important problem. Here we set up the basic planning of land utilization and development in 1985 in Shoei District which covers five towns belonging to Katsuta and Aida countries. In this case, the influences that may be brought by the Chugoku traversing highway are especially taken into consideration. The aims are as follows: 1) About 2, 700 ha of rich flat land are allocated to paddy fields. 2) It is necessary to develop a hillock plateau and make it into a chief producing district of fruits. 3) To promote animal husbandry, it is necessary to develop adjacent slope combining with valley bottom paddy fields. 4) To advance the economical stability and progress of the inhabitants, we aim to attract factories according to the land utilization planning. 5) In consequence of these enforcement, the agricultural population in this district decrease to about 55% or 41% of that of the present