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主たる研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

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• 活性酸素・活性窒素・活性硫黄の生化学および生物学

• 植物の抗酸化機能

• 生物による環境修復

• 造礁性サンゴのストレス耐性機構

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• Pleiotropic Functions of Nitric Oxide Produced by Ascorbate for the Prevention and Mitigation of COVID-19: A Revaluation of Pauling's Vitamin C Therapy.

  Yamasaki H, Imai H, Tanaka A, Otaki JM

  Microorganisms ( Microorganisms )  11 ( 2 ) 397   2023年02月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Linus Pauling, who was awarded the Nobel Prize in Chemistry, suggested that a high dose of vitamin C (L-ascorbic acid) might work as a prevention or treatment for the common cold. Vitamin C therapy was tested in clinical trials, but clear evidence was not found at that time. Although Pauling’s proposal has been strongly criticized for a long time, vitamin C therapy has continued to be tested as a treatment for a variety of diseases, including coronavirus infectious disease 2019 (COVID-19). The pathogen of COVID-19, SARS-CoV-2, belongs to the β-coronavirus lineage, which includes human coronavirus, severe acute respiratory syndrome (SARS), and Middle East respiratory syndrome (MERS). This review intends to shed new light on vitamin C antiviral activity that may prevent SARS-CoV-2 infection through the chemical production of nitric oxide (NO). NO is a gaseous free radical that is largely produced by the enzyme NO synthase (NOS) in cells. NO produced by upper epidermal cells contributes to the inactivation of viruses and bacteria contained in air or aerosols. In addition to enzymatic production, NO can be gener-ated by the chemical reduction of inorganic nitrite (NO2−), an alternative mechanism for NO production in living organisms. Dietary vitamin C, largely contained in fruits and vegetables, can reduce the nitrite in saliva to produce NO in the oral cavity when chewing foods. In the stomach, salivary nitrite can also be reduced to NO by vitamin C secreted from the epidermal cells of the stomach. The strong acidic pH of gastric juice facilitates the chemical reduction of salivary nitrite to produce NO. Vitamin C contributes in multiple ways to the host innate immune system as a first-line defense mechanism against pathogens. Highlighting chemical NO production by vitamin C, we suggest that controversies on the therapeutic effects of vitamin C in previous clinical trials may partly be due to less appreciation of the pleiotropic functions of vitamin C as a universal bioreductant.

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• Phytochemical Antioxidants: Past, Present and Future

  Yasuko Sakihama, Hideo Yamasaki

  Antioxidants - Benefits, Sources, Mechanisms of Action ( IntechOpen )    2021年01月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

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  Most diseases that are difficult to prevent and cure are “syndromes” that are governed by multiple components with complicated interactions. Whatever the cause of such diseases, overproduction of harmful reactive oxygen species (ROS) can often be observed in progression of the disease. Under such conditions, the cells may be challenged by “oxidative stress” due to excessively generated oxidants. Antioxidants can be defined as chemical compounds that scavenge ROS or free radicals over-produced in the cells under oxidative stress conditions. The plant pigments flavonoids and betalains, rich in fruits and vegetables, are reactive not only with ROS but also with reactive nitrogen species (RNS) and possibly with reactive sulfur species (RSS). Here, we provide an overview of updates on the antioxidative functions of the plant pigments along with some prospects for future research on phytochemical antioxidants.

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• Blood nitrate and nitrite modulating nitric oxide bioavailability: Potential therapeutic functions in COVID-19.

  Yamasaki H

  Nitric oxide : biology and chemistry ( Elsevier BV )  103   29 - 30   2020年10月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Most outcomes of COVID-19 are associated with dysfunction of the vascular system, particularly in the lung. Inhalation of nitric oxide (NO) gas is currently being investigated as a treatment for patients with moderate to severe COVID-19. In addition to the expected vasodilation effect, it has been also suggested that NO potentially prevents infection by SARS-CoV-2. Since NO is an unstable radical molecule that is easily oxidized by multiple mechanisms in the human body, it is practically difficult to control its concentration at lesions that need NO. Inorganic nitrate and/or nitrite are known as precursors of NO that can be produced through chemical as well enzymatic reduction. It appears that this NO synthase (NOS)-independent mechanism has been overlooked in the current developing of clinical treatments. Here, I suggest the missing link between nitrate and COVID-19 in terms of hypoxic NO generation.

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• D-Cysteine-Induced Rapid Root Abscission in the Water Fern Azolla Pinnata: Implications for the Linkage between D-Amino Acid and Reactive Sulfur Species (RSS) in Plant Environmental Responses.

  Yamasaki H, Ogura MP, Kingjoe KA, Cohen MF

  Antioxidants ( Antioxidants )  8 ( 9 )   2019年09月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Reactive Oxygen Species (ROS) and Reactive Nitrogen Species (RNS) have been proposed as universal signaling molecules in plant stress responses. There are a growing number of studies suggesting that hydrogen sulfide (H#D2#DRS) or Reactive Sulfur Species (RSS) are also involved in plant abiotic as well as biotic stress responses. However, it is still a matter of debate as to how plants utilize those RSS in their signaling cascades. Here, we demonstrate that d-cysteine is a novel candidate for bridging our gap in understanding. In the genus of the tiny water-floating fern #IAzolla#IR, a rapid root abscission occurs in response to a wide variety of environmental stimuli as well as chemical inducers. We tested five H#D2#DRS chemical donors, Na#D2#DRS, GYY4137, 5a, 8l, and 8o, and found that 5a showed a significant abscission activity. Root abscission also occurred with the polysulfides Na#D2#DRS#D2#DR, Na#D2#DRS#D3#DR, and Na#D2#DRS#D4#DR. Rapid root abscission comparable to other known chemical inducers was observed in the presence of d-cysteine, whereasLl-cysteine showed no effect. We suggest that D-cysteine is a physiologically relevant substrate to induce root abscission in the water fern #IAzolla#IR.

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• Dynamics of nitrite content in fresh spinach leaves: evidence for nitrite formation caused by microbial nitrate reductase activity

  Naoko S Watanabe, Hideo Yamasaki

  Journal of Nutrition & Food Sciences   7   1 - 7   2017年02月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Nitrite (NO#D2#DR#U-#UR) contained in dietary foods has long been recognized for its toxicity as the causative agent of methemoglobinemia and also as a source of mutagenic nitrosamines. Because of these potential toxicities, nitrite as well as nitrate contained in foods and drinks are strictly limited by regulations in many countries. Recent studies have offered us to update our recognition of nitrite; nitrite is an important precursor for nitric oxide (NO) that is required for fundamental physiological activities including vasorelaxation. Although it is well established that green vegetables contain high amounts of nitrate, there has been controversy regarding the source of nitrite accumulation in fresh green vegetables. In this study, we investigated the dynamics of nitrite and nitrate contents in spinach leaf extracts to verify the mechanisms of nitrite formation. The time course of nitrite production in leaf extracts showed a reciprocal relationship with nitrate degradation, suggesting a conversion from nitrate to nitrite. The reaction strongly depended on temperature and it was suppressed at a low temperature. Sodium tungstate, a nitrate reductase enzyme inhibitor, was effective to suppress the conversion. Pre-sterilization by autoclaving or filter sterilization completely prevented the formation of nitrite as well as degradation of nitrate. We suggest that previous reports of nitrite accumulation can be attributed to microbial nitrate reductase activities that occur during the degradation spinach leaves.

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• Antioxidants - Benefits, Sources, Mechanisms of Action

  Sakihama Y, Yamasaki H ( 担当: 分担執筆 , 担当範囲: Phytochemical Antioxidants: Past, Present and Future )

  IntechOpen  2021年01月

• Plant organ abscission: from models to crops

  Michael F Cohen, Sushma Gurung, Giovanni Birarda, Hoi-Ying N Holman, Hideo Yamasaki ( 担当: 共著 , 担当範囲: Bimodal effect of hydrogen peroxide and oxidative events in nitrite-induced rapid root abscission by the water fern Azolla pinnata )

  Frontiers in Plant Science  2017年 ( ページ数: 271 ,  担当ページ: p.237-244 )

• Oxidative stress in applied basic research and clinical practice: studies on pediatric disorders

  Yamasaki H, Watanabe NS, Fukuto J, Cohen MF ( 担当: 共著 , 担当範囲: Nitrite-dependent nitric oxide production pathway: diversity of NO production systems, )

  Springer  2014年 ( ページ数: 494 ,  担当ページ: p.35-54 )

• やわらかい南の学と思想4・普遍への牽引力

  大城貞俊, 大城肇, 親川兼勇, 山崎秀雄, 川本康博, 喜納育江 ( 担当: 共編著 )

  沖縄タイムス  2012年03月 ( ページ数: 351 )

• Annual Plant Reviews Volume 42, Nitrogen Metabolism plants in the Post-Genomic Era

  Yamasaki H, Itoh RD, Bouchard JN, Dghim AA, Hossain KK, Gurung, S, Cohen MF ( 担当: 共著 , 担当範囲: Nitric oxide synthase-like activities in plants )

  Wiley-Blackwell Publishing  2011年 ( ページ数: 384 ,  担当ページ: p.103-125 )

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MISC（その他業績・査読無し論文等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• 新型コロナ禍の医食同源：感染予防におけるビタミンCの多機能性

  山崎秀雄

  化学と生物   59 ( 4 ) 165 - 167   2021年04月  [査読有り]

   

• 野菜に含まれる硝酸塩は毒か薬か？：還元的NO合成経路の研究小史

  山崎秀雄

  化学と生物 ( 日本農芸化学会 )  57 ( 11 ) 686 - 688   2019年11月  [査読有り]

   

• コメント1

  山崎秀雄

  琉球大学観光科学研究科紀要 ( 琉球大学大学院観光科学研究科 )  8   59 - 60   2017年07月

   

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• 硝酸塩・亜硝酸塩を基質としたNO合成機構研究の現在・過去・未来

  山崎秀雄, 渡邊なお子

  血管 ( 日本心脈管作動物質学会 )  37 ( 3 ) 107 - 114   2014年  [査読有り]

   

• Nitric oxide research, a key to integrate life and environmental sciences

  Hideo Yamasaki

  Proceedings of US Japan Society for the Promotion of Science Alumni Association ( US JSPS Alumni Association )    14 - 15   2011年03月

   

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研究発表等の成果普及活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• Escaping troubled waters: An animal-like stimulus-response behavior in a model plant

  Michael F Cohen, Hideo Yamasaki

  The 12th International NO Conference  2022年10月  -  2022年11月   

• 植物一酸化窒素NO研究の現在・過去・未来

  山崎秀雄

  2019年度日本農芸化学会大会  (東京)  2019年03月  -  2019年03月   

• Yin-Yang of bioactive gaseous molecules: Bridging the gap between Western science and traditional Eastern philosophies

  Hideo Yamasaki

  Special Lecture  (Chinese Culture University, Taiwan)  2018年05月  -  2018年05月   

• ONS biology for bridging the gaps

  Hideo Yamasaki

  9th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide  (Sendai International Center, Sendai, Japan)  2016年05月  -  2016年05月   

• Nitric oxide research in living organisms

  Hideo Yamasaki

  Special Lecture  (Chinese Culture University, Taiwan)  2014年11月  -  2014年11月   

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科研費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• D-アミノ酸によるアカウキクサの分離拡散機構

  基盤研究(C)

  課題番号: 19K06339

  研究期間: 2019年04月  -  2022年03月 

  代表者: 山崎秀雄 

  直接経費: 3,300,000（円）  間接経費: 990,000（円）  金額合計: 4,290,000（円）

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  アカウキクサ（#IAzolla#IR）は、水田や池に浮遊している水生シダ植物である。繁殖力の強い外来種は、外来生物法上の特定外来生物に指定されており、大量発生の防止および駆除が国内外での検討課題となっている。アカウキクサは、環境の変化を検知すると、根を自切して分離拡散する特異な生理応答を示す。この特徴的な環境応答がアカウキクサの広域分散を可能にしている。しかし、アカウキクサに見られる根脱離応答機構は不明のままである。本研究では、D-アミノ酸誘導性の根脱離メカニズムを明らかにし、アカウキクサ大量発生抑制技術の開発、および有害アカウキクサ駆除対策の立案に資する生物学的学術基盤の確立を行う。

• 環境変動に伴って増加する造礁サンゴの病変予防技術の基盤研究

  基盤研究(B)

  課題番号: 15H02843

  研究期間: 2015年04月  -  2018年03月 

  代表者: 山崎秀雄  研究分担者: 山城 秀之 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (80341676) 須田 彰一郎 琉球大学, 理学部, 教授 (00359986) 日高 道雄 琉球大学, 理学部, 教授 (00128498)

  直接経費: 13,000,000（円）  間接経費: 3,900,000（円）  金額合計: 16,900,000（円）

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  近年、世界各地でサンゴ病変が拡大しており、サンゴ礁生態系衰退の要因として危惧されている。本研究では、ブラックバンド病（BBD）を対象に、サンゴ病変予防技術確立に必要な生物学的基礎知見を得ることを目的とした。調査の結果、沖永良部島、宮古島、台湾緑島の広域でBBD発症サンゴが確認され、被覆状コモンサンゴの高率罹患が沖縄近海で認められた。沖縄で見られるBBDに関与するシアノバクテリアとして、#IRoseofilum reptotaenium#IRを同定し、他にも数多くの未記載種の存在が確認された。BBDの治癒を促す各種処理を検討した結果、連続暗黒処理が現時点で最も有効な手段である事が明らかになった。

• 環境変動に伴って増加する造礁サンゴの病変予防技術の基盤研究

  基盤研究(B)

  課題番号: 00000000

  研究期間: 2015年04月  -  2018年03月 

  代表者: 山崎秀雄, 山城 秀之, 熱帯生物圏研究センター, 須田 彰一郎, 理学部, 日高 道雄, 理学部 

  直接経費: 13,000,000（円）  間接経費: 16,900,000（円）  金額合計: 3,900,000（円）

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  近年、世界各地でサンゴ病変が拡大しており、サンゴ礁生態系衰退の要因として危惧されている。本研究では、ブラックバンド病（BBD）を対象に、サンゴ病変予防技術確立に必要な生物学的基礎知見を得ることを目的とした。調査の結果、沖永良部島、宮古島、台湾緑島の広域でBBD発症サンゴが確認され、被覆状コモンサンゴの高率罹患が沖縄近海で認められた。沖縄で見られるBBDに関与するシアノバクテリアとして、<i>Roseofilum reptotaenium</i>を同定し、他にも数多くの未記載種の存在が確認された。BBDの治癒を促す各種処理を検討した結果、連続暗黒処理が現時点で最も有効な手段である事が明らかになった。

• サンゴ礁における海水富栄養化の慢性毒性評価法の確立

  基盤研究(B)

  課題番号: 23310025

  研究期間: 2011年04月  -  2014年03月 

  代表者: 山崎秀雄  研究分担者: 須田 彰一郎 琉球大学, 理学部, 教授 (00359986)

  直接経費: 9,700,000（円）  間接経費: 2,910,000（円）  金額合計: 12,610,000（円）

  　概要を見る

  本研究課題では、海水の富栄養化によってサンゴが受ける「慢性ストレス」の評価技術の確立を目的として、生化学的な新規定量法の開発を試みた。「活性酸素」と良く似た性質を持つ「活性窒素」の生成と消去のバランス崩壊が、ヒトの慢性ストレス障害に関与していることが指摘されている。そこで、富栄養化に伴う活性窒素障害（窒素毒性）の生化学的痕跡として生体成分のニトロ化に着目し、普及を念頭においた簡便技術の開発を検討した。ニトロ化合物を酸化分解処理し、遊離してくる硝酸イオンをイオンクロマトフラフィーによって検出することで、ニトロ化レベルが定量化できることが明らかとなった。

• サンゴ礁生態系基礎生物のストレス耐性・分布・生態系フィードバックに関する総合研究

  特別研究員奨励費

  課題番号: 07J01622

  研究期間: 2007年04月  -  2010年03月 

  代表者: 中村崇 

  直接経費: 3,300,000（円）  金額合計: 3,300,000（円）

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その他研究費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• University of Northern British Columbia (UNBC)との国際教育研究連携の可能性調査

  研究費種類: 学内助成（後援会・財団含む）  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 琉球大学超域研究

  研究期間: 2009年04月  -  2010年03月 

  代表者: 山崎秀雄  資金配分機関: 琉球大学

  直接経費: 1,000,000（円）  金額合計: 1,000,000（円）

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  カナダのUniversity of Northern British Columbia (UNBC)と琉球大学との国際連携の可能性を調査

• 地化浸透海水を用いたサンゴ白化抑制技術の開発

  研究費種類: 公的研究費（省庁・独法・大学等）  参画方法: 研究分担者

  研究種別: 受託研究  事業名: 地下浸透海水を利用した低コストサンゴ生産による環境保全技術の開発、及び生態系リサイクル養殖システムによる高商品価値の水産物養殖技術の開発

  研究期間: 2005年04月  -  2006年03月 

  代表者: 諸喜田茂充  資金配分機関: 沖縄県

  直接経費: 3,000,000（円）  金額合計: 3,000,000（円）

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  地下浸透海水を利用してサンゴ養殖方法を確立するとともに,養殖の高収益性を目指してアワビ等高い商品価値を有する水産物の同時養殖システムを開発した。また,生産されたサンゴを用いて継続使用が可能な無性生殖方法を開発し,効率的なサンゴ造園技術を検討した。サンゴの養殖では適正光条件の解明と遮光技術の検討,高栄養塩水質の影響などの知見により,歩留まりの向上が見込まれた。同時養殖システムではアワビや海ブドウを検討し,ハイブリッドアワビや夏季の海ブドウの生産を可能にした。今後の課題として,天然海域で親サンゴが減少しているため,有性生殖による種苗生産の必要性を指摘した。

• 地球温暖化の影響と対策

  研究費種類: 学内助成（後援会・財団含む）  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 琉球大学学内重点化研究経費

  研究期間: 2003年04月  -  2005年03月 

  代表者: 山崎秀雄  資金配分機関: 琉球大学

  直接経費: 2,000,000（円）  金額合計: 2,000,000（円）

• 薬草および抗酸化成分の活性窒素消去作用

  研究費種類: 公的研究費（省庁・独法・大学等）  参画方法: 研究分担者

  研究種別: 受託研究  事業名: 沖縄産薬草を活用した独創的な生活習慣病予防食品の開発

  研究期間: 2002年04月  -  2003年03月 

  代表者: 安仁屋洋子  資金配分機関: 沖縄県

  直接経費: 1,160,000（円）  金額合計: 1,160,000（円）

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  植物フェノールを用いて、ニトロ化物の生成反応を検討した。その結果、ペルオキシナイトライト（活性窒素の一種）による化学的な付加反応を、酵素を用いて再現することに世界で初めて成功した。

• 熱帯・亜熱帯生物の機能探索とその活用

  研究費種類: 公的研究費（省庁・独法・大学等）  参画方法: 研究分担者

  研究種別: 研究助成  事業名: 平成1２年度内閣府委託調査研究　亜熱帯特性研究プロジェクト

  研究期間: 2000年04月  -  2001年03月 

  代表者: 亜熱帯総合研究所  資金配分機関: 内閣府

  直接経費: 200,000（円）  金額合計: 200,000（円）

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  沖縄は「東洋のガラパゴス」と例えられるように他種多様な動植物が陸域及び海域に生息している。沖縄の固有性、耐用性をもつ生物相は、亜熱帯島嶼域の特異な環境に適応した結果と考えられ、動植物には未同定の新種生物も多く、未知の機能遺伝子が多く含まれている可能性がある。特異な機能遺伝子を有する動植物の機能解明は、地域産業創出の基盤づくりのためにも大きく寄与することが期待される。本研究は沖縄在来生物を含めた熱帯・亜熱帯生物の未知機能を探索し、それらの機能の活用を図るため、生物の細胞内共生および寄生関係における分子統御機構、ストレス耐性機構、並びに生物多様性創出機構を解明することを目的としている。

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担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】

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学外の社会活動（高大・地域連携等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• マッチングプランナープログラム専門委員

  国立研究開発法人科学技術振興機構 

  2015年07月

  -

  2017年03月

• 起業評価委員会委員

  沖縄工業高等専門学校 

  2015年07月

  -

  2017年03月

• 沖縄科学技術大学院大学(OIST) 評議員 (BOC)

  沖縄科学技術大学院大学(OIST) 

  2014年11月

  -

  継続中

• 沖縄県公害審査会 会長代理

  沖縄県 

  2014年08月

  -

  継続中

• 自然環境再生指針検討委員 委員長

  （有）沖縄環境地域コンサルタント 

  2012年09月

  -

  2015年03月

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メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】

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• 沖縄県自然環境再生指針検討委員会 委員長

  沖縄県  2014年7月

学術貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• 日本NO学会　理事

  日本NO学会 

  2016年6月

  -

  現在

• 沖縄科学技術大学院大学(OIST)　評議員 (BOC)

  沖縄科学技術大学院大学(OIST) 

  2014年11月

  -

  現在

• 沖縄県公害審査会　会長代理

  沖縄県 

  2014年8月

  -

  現在

• 日本植物学会 代議員

  日本植物学会 

  2013年1月

  -

  2018年12月

  種別：学会・研究会等 

• 沖縄県産業振興公社　評議員

  沖縄県産業振興公社 

  2012年5月

  -

  2013年3月

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