三重ジュニアドクターレポート
Report of Mie Jr. Doctor School

第2号

2021 年 3 月

目
種 類の異 な る 昆虫 の 免疫 反応 の 違い

次

… ……… ……… … …… … …… ……… ……

安 濃川マ ッ プ
− 安濃川 につ いての 知を 集約 す る「 川の 地図」 つくり −… … …… ……… …

鵜 飼柳之 介

……

1

清水 誠吾

…… …

4

近藤

…… …

8

放 射線照 射が 神 経発 達 に与え る影響 の 解 析− ゼブラ フィ ッ シュ の 神経細 胞のイ メ ー ジ解 析 −…… … …… …… ……… …

風 力発電 に お ける 羽 の形 によ る 発電 量の 変化に ついて…… … …… ……… ……

藤 井悠至… …… 12… …… ……… ……… … …… … …… ……… ……

柳 谷心葉… …… 14

山 口雄大… …… 16… …… ……… ……… … …… … …… ……… ……

長 谷川真 理…… 18

… …… …… ……… ……… … …… … …… ……… ……

堀 口明日 羽

…… 20

牛 尾華萠

… …… 25…… ……… … …… … …… ……… ……

石 川恵雅… …… 31

脳 の働き に 影 響す る 遺伝 子を 調 べる …… … … ……… ……… …… ……… …… …

前 田 一成… ……

ヒ ットペ ッ ト チャ レ ンジ の研 究
小 学生男 子 の 定番

「３ 秒ル ー ル」 は存 在する のか？

魚 の行動 か ら 薬の 作 用を 調べ る
ビ タミン C の 含有 量 と作 用

イ ンタラ ク テ ィブ ア ート の作 成…… … …… ……… …

… …… ……… ……… … …… … …… ……… ……

カ ワニナ が 家 の前 の 用水 路で 減 った 原因平

33

無 意識の 指 の 動き
− 人が指 で物 を 掴む と きの冗 長性−
LED と 消費電 力の 比 較… …… … …… …… … …… …… ……… … 上 西 八重 子…… ……… …… ……… ………… ……… …… … …… … …

… …… 35

宮 田陽斗… …… 41

川 島 人和…… … 43

小 さな川 の 環 境と 人 間活 動に よ る影 響
− 道路造 成工 事 によ る 影響と 生息す る 微 生物 −放 射線が 発 育 に与 え る影 響と そ の防 護剤… …… … …… …… ……… …

…… ……… … …… … …… ……… ……

マ ダイの オ プ シン 遺 伝子 発現 か ら錐 体細 胞のモ ザイク 配 列を 考 察す る

1/f ゆ らぎの ある 音 を聞 くと 人はど のよ うな気 持ちにな るか
雨 水がサ ラ セ ニア の 消化 液分 解 力に 与え る影響 につい て

新 井沙都 子… …… 48

… ……

後 藤瑞季

… …… 51…… … …… … …

西 井晴菜… …… 53… … …… ……… ……

梅 村理紗 子…… 56

野 村茉 央… …… 61

注 目！キ ウ イ フル ー ツの 旨味 成 分− 何処に ある ？ 旨味 を 感じる ところ を 探 せ！ − … …… … …… … … ……… …

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）1−3 頁

種類の異なる昆虫の免疫反応の違い
鵜飼 柳之介伊勢市立修道小学校６年

Ryunosuke Ukai
要旨
生物は生体内に侵入した異物を排除する免疫システムを備えている。ジュニアドクターの講座の中で、昆虫であるアワヨトウ
幼虫の免疫反応を観察した際、昆虫は体サイズによって免疫反応が変化するのか疑問を抱いた。そこで、種類の異なる昆虫の免疫反応の違いを調べた。まず、アワヨトウ幼虫で免疫反応の観察に適した異物を調べたところ、墨汁が最も免疫反応を示した。そのため、異物には墨汁が適していると考えられる。そこで、墨汁を異物として、種類の異なる昆虫の免疫反応の違いを調べた。結果、キリギリスやカマキリよりも体サイズの小さいアワヨトウ幼虫とコオロギの方が免疫反応を示した。このことから、免疫反応と体サイズは関係がないと考えられる。

キーワード：免疫反応、墨汁、アワヨトウ幼虫

１． はじめにaridifolia は志摩市にある圃場で採取した個体のうち

私は、免疫について興味を持っている。きっかけはジ成虫を使用した(図１ D)。

ュニアドクターの講座の中で、アワヨトウ幼虫に墨汁を注入すると血球が食作用する実験を行ったことである。アワヨトウ幼虫は体サイズが小さくてもたくさん食作用した様子を観察できた。その際、体サイズが変わると免疫反応に違いが出るのか疑問を抱いた。昆虫において、血球が主に関与している免疫反応には、食作用やノジュール形成、包囲化作用などがあげられる(和合,1995)。食作用とは、体内に侵入した血球より小さな異物を取り込んで消化すること。ノジュール形成とは、血球より小さな異物がたくさん入ったとき血球同士が集まって異物を消化すること。包囲化作用とは、血球より大きな異物が入ってきたとき血球が異物を取り囲んで消化することと言われている。

図１ 本実験で用いた供試虫
供試した虫 A：アワヨトウ Mythimna separata、
B：フタホシコオロギ Gryllus bimaculatus、
C：キリギリス Gampsocleis buergeri
D：オオカマキリ Tenodera aridifolia を使った。

そこで今回は、以上の免疫反応を観察することに適した異物の検討をし、他の種類で身近な昆虫の免疫反応を調べた。

２．材料と方法(1)供試虫(2)実験道具

供試虫は身近にいる以下の昆虫を供試した。

注射器、顕微鏡

チョウ目のアワヨトウ Mythimna separata

水 10ml に対して、以下の物質(液体１ｍｌ・個体 1g)をは皇学館大学教育学部生物学ゼミで、継代飼育してい溶かしたものを異物として用いた。

る個体のうち６齢幼虫を使用した(図１ A)。

ココア、万年筆のインク(青)、青汁、さば土、ファンデバッタ目のフタホシコオロギ Gryllus bimaculatus はーション、食用色素(赤)、泥パック、墨汁

伊勢市のペットショップで購入した個体のうち成虫を使用した（図１（3）アワヨトウ幼虫に様々な異物を注入したときの免B ）。 バ ッ タ 目 の キ リ ギ リ ス

Gampsocleis buergeri は志摩市にある圃場で採集した(図１

疫反応の観察C) 。 カ マ キ リ 目 の オ オ カ マ キ リ Tenodera

免疫反応を観察するために適した異物を検討するた-1-

(4) 4 種の昆虫の免疫反応の比較
体サイズの異なる昆虫の免疫反応に違いがあるかを

墨汁

泥パック

食用色素（赤）ファンデーション

包囲化作用を観察した。

さば土

異物を注入したアワヨトウ幼虫の足と違う場所の足を汁

異物を 0.1ml 注入した。異物を注入後、45 分たったら）水を入れたカップの中にアワヨトウを入れて、水麻酔をした。アワヨトウ幼虫の腹脚から注射器で様々な万年筆のインク（)

ノジュール形成、包囲化作用)を調べた。

6
5
4
3
2
1
0

ココア

バーガラスを掛けて顕微鏡で食作用、ノジュール形成、ウ幼虫に様々な異物を注入した際の免疫反応(食作用、

１視野内に見えた

はさみで切り、体液をスライドガラスの上に落としカノジュール形成の数 個(

め、澤・中松(2014)の in vivo 法を参考にし、アワヨト注入した異物調べるため、以下の方法で実験をした。
(3)の実験で異物として墨汁が適していると考えら

図 3 アワヨトウ幼虫に異物を注入した際のノジュール形成の数れた。そのため、アワヨトウ幼虫は腹脚、コオロギ、カマキリ、キリギリスは腹部から墨汁を注入した。45 分
間後に体液を採取しスライドガラスに昆虫の体液を 1

ココアと万年筆のインク(青) 、食用色素(赤)、泥パ

滴滴下し、カバーガラスをかけ顕微鏡で食作用、ノジュ

ックにおいてもノジュール形成を観察されたが、他のール形成を観察した。

異物においてはノジュール形成が観察されなかった。
包囲化作用においては、全ての異物で観察されなかっ３．結果た(図 4)。

墨汁

泥パック

食用色素（赤）ファンデーション

さば土0

注入した異物

墨汁

泥パック

食用色素（赤）ファンデーション

さば土汁）
万年筆のインク（

視野あたり の総血球数に対する食作用した血球数の割合 ％( )

10 50
40
30
20
10
0

ココア

ル形成数においては墨汁が最も高い値を示した(図 3)。

1

汁においては食作用が観察されなかった。また、ノジュー

2

万年筆のインク（ ）おいても食作用をした血球が観察されたが、他の異物

3

ココア

も高い値を示した(図 2)。万年筆のインク(青)と青汁に

１視野内の包囲化作用の数︵個︶

アワヨトウ幼虫に様々な異物を注入したところ、食作用を示した血球の割合は墨汁を異物としたときに最図 4 アワヨトウ幼虫に異物を注入した際の包囲化作用の数

4 種類の昆虫それぞれに墨汁を注入したところ、食作用を示した血球数の割合は、アワヨトウ幼虫とコオロ注入した異物

ギがキリギリスとカマキリに比べて高い値を示した(図5)。カマキリにおいては食作用が観察されなかった。ノ

図 2 アワヨトウ幼虫に異物を注入した際の総血球数に対する食作用の割合を示した血球数の割合

ジュール形成においてはコオロギが最も高い値を示し、次にアワヨトウ幼虫が高い値を示した(図 6)。カマキリとキリギリスにおいてはノジュール形成が観察されな
かった。
-2-

)

視野あたりの総血球数に対する食作用した血球数の割合 ％(10

５．今後について

50
40
30
20
10
0

今回は 4 種類の昆虫でしか免疫反応を比較することが出来なかった。そこで今後は、他の昆虫(コウチュウ目、カメムシ目)の免疫反応も比較を行い、種類によって免疫反応に差が出る要因についても詳しく探っていく。

6．謝辞
本研究を進めるにあたり指導をしていただいた先生
方やアワヨトウ幼虫を提供していただいた皇学館大学
教育学部生物学研究室・理科教育学研究室に感謝申し上げます。

供試した昆虫7．参考文献図 5 4 種類の昆虫それぞれに墨汁を注入した際の総血球数に対する食作用を示した血球数の割合

澤友美・中松豊(2014) 50 分でできる昆虫の血球の食作用の観察

生物教育 55(1):14-23

１視野内に見えた

ノジュール形成の数 個(

和合治久(1995)昆虫の生体防御反応8

誌 39(1):1-13

6
4
2
0

)
供試した昆虫図 6 4 種類の昆虫それぞれに墨汁を注入した際のノジュール形成の数

４.考察
アワヨトウ幼虫に様々な異物を注入したところ、他の異物と比べて墨汁を注入したアワヨトウが、食作用の割合が高かった。このことから、免疫反応を調査する
上で、墨汁を異物として注入することが適していると考えられる。4 種類の昆虫に異物を注入した際の免疫反応の違いにおいては、体サイズが一番大きいカマキリが最も免疫反応を示すと仮説を立てて実験を行った。
結果はカマキリよりも体サイズの小さいアワヨトウ幼虫とコオロギにおいて食作用の割合が高くなった。このことから、免疫反応に体サイズは関係が無いと考えられる。カマキリは体液量と血球数が少ないといわれているため、免疫反応を示さなかったと考えている。

-3-

日本応用動物昆虫学会

4

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）4−7 頁

安濃川マップー安濃川についての知を集約する「川の地図」つくりー

清水誠吾
三重大学教育学部付属小学校

第６学年

Seigo Shimizu
要旨
安濃川の治水、利水設備や、地形を観察したり、安濃川について詳しい方にお話を伺ったりして、安濃川のことを調査し、それらの情報を、地図にまとめた。

-4-

１．研究の動機
四年生の時の自由研究で、色々な川について調べたときに、安濃川についても調べました。今年は安濃川をより詳しく知ろうと安濃川沿いを散策したところ、堰が沢山あることに気づき、そこに興味を持ち、この研究を始めました。

２．材料と方法

安濃ダムに浮かんだ流木を採るための船・安濃川の地形や、治水、利水について詳しい方に、お話を伺う。

安濃ダムができる前（昭和４７年）は水稲の収穫量が・実際に安濃川の地形や、治水、利水設備について、実

１０a 当たり４０２㎏だったのに対し、安濃ダムができ際に観察しに行く。

た後（平成２３年）にはその約１.２倍の１０ａ当たり

・これらの観察や、伺った話をもとに、「川の地図」を

４７８㎏にまで増えているそうです。

作成する。

（２）横山池※治水とは水害から身を守ること

安濃川流域には、利水設備として、ため池が９０個ほ※利水とは、水を農業などに利用することどあります。最も大きいため池は、横山池で、１７８９
００㎡です。横山池は高い土手に囲まれていて、水が３．結果

あふれ出ないようになっています。

（１）安濃ダム
安濃ダムは、農家などに水を配布する、利水ダムです。安濃ダムが水を送っている田んぼや畑、果樹園は合計で３１８３ｈａにもなるそうです。安濃ダムでためられた水は、地下にあるパイプを使って田畑などに送られているそうです。ダム底には、安濃ダムが出来た当初に予想していた量の１８０％の砂が、２０２０

横山池 （三重大学附属小学校前田昌志教諭撮影）

年時点でたまってしまっているそうです。このままで（３）第三頭首工

はダムが砂で埋まってしまうので、貯砂堰堤で砂を取

安濃川には頭首工が、四つあります。頭首工とは、農業

り除いたり、水が少ない夏に砂をとる工事などもしてなどに使う水を取る利水設備です。そのうち、第三頭いるそうです。安濃ダムでは、洪水が起こると予想さ首工を見学させていただきました。第三頭首工の取水れる数日前に、ダムの水を放流し、貯水量を上げると口にはスクリーンというごみを通らせないようにする

いう、治水機能も果たしているそうです。平成２８年

鉄格子のようなものがあり、そこに引っかかったゴミに、水力発電の設備ができました。流木が、安濃ダムのを自動で取り除いているそうです。
（第一頭首工、第二放水口に詰まってしまうといけないので、船で取りに頭首工、三泗頭首工は手作業です）。頭首工で水を止め行くそうです。

たときに砂がたまってしまうため、洪水時は土砂吐け
ゲートを倒して土砂がたまらないようにしますが、それでも土砂がたまってしまうため、５〜６年に一回、中勢用水土地改良で土砂を取り除くそうです。

安濃ダムの底の砂を採っている様子
第三頭首工の泥吐け

-5-

タイトル

（５）霞堤
安濃川には、霞堤は三つあります。そのうちの一つ、四軒町の霞堤を観察しました。霞堤とは、この図のように、堤防を一部、途切れさせ、遊水地を作ることによって、霞堤より下流域の住民を洪水から守るという治水設備です。この堤防がないところ（無堤部）から出てきた水の勢いを抑えるために、竹林を、伐採せずに、残し第三頭首工全体の様子ているそうです。この霞堤の周辺には、人家はなく、住（４）安濃川の昔の治水、利水

民が流れ出てきた水によって、人々に害することはな

安濃ダム流域の田んぼでは、「古田優先」という、昔かいそうです。

らある田んぼに水を優先するというものと、「上流優先」という、川や用水路の上流の田んぼに水を優先するという、２つのルールがあったそうで、どちらかというと「古田優先」のほうが有力だったため、新しい田んぼに水が行くのは最後になっていたそうです。水をもらう順番を守っているかや、もらっていい水の量を超えていないかなどを見張る「番水」という、役の人がいたそうです。どれだけの水が一晩に田んぼの地下に浸透しているかを（水深の減少分）×面積で計算していた
そうで、その浸透していた水の量によってもらえる水の量が変わっていたそうです。昭和３０年頃、堰を作るときには松の木の中心に金属をいれた１２０㎝ほどの杭に金属の塊を落として、打ち付けて、そこに金属の網をかけて、その中に石を入れる（蛇篭）という、とても難しく、時間のかかる方法で作っていました。これでも１年に１回は洪水で崩れてしまい、作り直さな
いといけないそうで、とても大変だったそうです。水を分けるときに「分木」というものを使い、水路を２つに分け、公平に水を分けていました。しかし、決して仲堤防が、川からそれていく様子

良く水を分けていたわけではなく、自分の村に水が欲しいからと、もう一方の水路をふさいでしまったりして、水争いがおこりました。川が渇水してしまうと、川の中にさらに川を掘り、地下から水を出していたそう
で、このようなときには水争いをしていたところでも協力して作業をしたそうです。どのくらい掘るかというと、幅１メートル、深さは人が１人入るくらい深く

霞堤を上空から見た様子。川と霞堤の間には竹林や森掘っていたそうです。時間も労力もかかるので、とてが広がっている。右側が安濃川 左側が堤防（霞堤）も大変な仕事でしたが、昭和４０年ごろからブルドー（三重大学附属小学校前田昌志教諭撮影）

ザーが使われ、効率が良くなったそうです。

霞堤付近にあった竹林
実際に昔の人が、川堀をしていたところ。

-6-

タイトル

（６）越流堤
越流堤とは、他の川に、水を流し込み、洪水から身を守るというものです。この安濃川の場合は、増水時に、岩田川の支流である、三泗川に流し込んでいます。三泗川は、、安濃川から水が流れ込んでいないときは、草に左上が安濃川で、右下が三泗川。

覆われていて、水が流れていません。

（三重大学附属小学校前田昌志教諭撮影）
納所橋付近では、川が蛇行しており、洪水が起きやす
くなっています。この少し下流には、津城があります。
納所橋付近で洪水が起きれば、津城にも被害が及びます。そのため、納所橋よりも少し上流のところに、越流提ができたそうです。
（７）納所の自然堤防

草に覆われて、水が流れていない三泗川。

納所橋付近（下流域）では、その自然堤防をもとにして高く、頑丈な堤防が作られ、周辺の人家を守っている
そうです。
（８）安濃川流域の田畑に使われている水について田畑が利用している水は安濃ダムは４６％、安濃ダム
より下の安濃川や、穴倉川、志登茂川などから３９％、ため池などから１５％となっているそうです。中勢水土地改良区では安濃川に関係する二つのため池を管理していますが、残りの九十ほどのため池は近住民が管理しているそうです。ため池は昔、安濃川流域の人々の農業などに大いに貢献していましたが、安濃ダムが安濃川と、三泗川の間には、道路があり、増水時には、できてからは、あまり使われくなっているそうです。

道路をまたいで、水が流れ込んでいくそうです。その

４．考察

際に、道路のガードレールが妨げになって、水が流れ安濃川の治水設備の多くは、地形を活かしたり、木

込めなくなってしまうため、三泗川付近の、ガードレや竹林などの自然の物を活用しています。それに対しールは、取り外しが可能になっています。

て、利水設備は、人の手で一から作る、とても壮大なものだと感じた。そのおかげでたくさんの水が採れているので、利水設備には、このような一から人工的に作ったもののほうが適していることが分かった。特に農業に使う水の４６％を補っている安濃ダムの存在は大きく、安濃ダムがなければ現在の農業は成り立たないのではないかと思います。安濃川流域の人々は、水と戦い、水に助けられて生きていることが分かった。昔

取り外しが可能なガードレール。

の人の苦労や利水設備を管理する苦労を考えると、今、僕たちがお米や水が簡単に手に入ることは決して当たり前ではないと思います。

参考文献
津の本 第３１号 三重タイムズ出版部
お世話になった方々
三重県県河川課 喚阿宏真様、中井 惇弥様
安濃ダム管理室 西尾陽平様
中勢用水土地改良区 久保勝様 農業 奥山久郎様 三重大学名誉教授 木本 凱夫様
三重大学教育学部教授 荻原彰様
三重大学附属小学校教論
前田昌志様

しかし、この越流提はほとんど機能することはなく、もっとも最近機能したのは、平成５年の、９月 7 日〜
９日（台風１４号）だったそうです。

-7-

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）8−11 頁

放射線照射が神経発達に与える影響の解析−ゼブラフィッシュの神経細胞のイメージ解析−近藤平
桑名市立藤が丘小学校 6 年

Taira Kondo
要旨
この実験は、ゼブラフィッシュの受精卵に放射線を照射し、照射タイミングと放射線量によって、ニューロン、アストロサイトという 2 つの神経細胞に対する、発達の影響を調べる。また神経管閉鎖障害に効果がある葉酸を使用した場合についても、放射線被ばくに効果があるのかを調べた。実験の結果、放射線照射のタイミングが早く、照射する放射線の量が多いものほど神経発達に対して影響が大きいことがわかった。しかし、葉酸は放射線被ばくには、効果がないことが分かった。

キーワード:ニューロン、アストロサイト、 、蛍光イメージング、ホルミシス効果

１．はじめにで掛け合わせた時よりも数値が安定するためです。

私は去年、放射線の定点計測を一年間行い、天気が（２）実験方法①６well プレートに、受精卵を 10 個ずつ、雨の時は、晴れや曇りに比べ放射線量が高いことがわ

合計 30 個を 1 プレートとします。

かりました。しかし、生き物に放射線が及ぼす影響を調べたことはありませんでした。
「妊娠中は、放射線による治療は控えた方がよい。
」という話をよく聞きます
が、実際はどの程度影響があるのかを調べたいと思いました。

図１ 6well プレートのイメージ

２．実験１（実験方法）
実験１の内容は、照射タイミングや放射線量を変え②X 線を照射します。

てゼブラフィッシュの受精卵に、放射線を照射します。

照射タイミングや放射線量のパターンは以下のとそして、孵化したゼブラフィッシュに対して、ニューおりです。

ロンとアストロサイトの神経細胞を調べます。神経細-受精 24 時間後に 3 種類（4、8、12Gy）の X 線を胞は、顕微鏡で撮った画像から神経細胞の面積を計測

照射：G1-4、G1-8、G1-12します。

-受精 36 時間後に 3 種類（4、8、12Gy）の X 線を（１）実験動物

照射：G2-4、G2-8、G2-12-受精 48 時間後に 3 種類（4、8、12Gy）の X 線を

ゼブラフィッシュ・・・54 匹
ゼブラフィッシュの受精卵 360 個を用意しました。

照射：G3-4、G3-8、G3-12※X 線照射なし：コントロール

死んでしまった個体などもいるので、実際には 360
匹よりも少ない数です。孵化したゼブラフィッシュ
から、サンプリングをしたので、神経細胞の計測を③死亡個体、変形個体などを定期的にチェックしま

したのは 54 匹です。

す。

また、今回実験に使用したゼブラフィッシュはク④蛍光イメージングを います。

ラゲの遺伝子を組み合わせた特殊な品種で、神経細※受精後、5 日目、6 日目に実施

胞が光る特徴があります。普通のゼブラフィッシュと特殊なゼブラフィッシュを掛け合わせた受精卵を使用します。神経細胞が光るゼブラフィッシュ同士-8-図 2 蛍光イメージング（ニューロン）図 3 蛍光イメージング（アストロサイト）⑤ ImageJ を使ってイメージ解析します。
蛍光イメージングの画像ファイルを読み込み、ニューロン、アストロサイトの面積を求めます。
※ImageJ は画像処理ソフトです。科学研究における画像解析に広く利用され、生物学ではデフ

図 5 実験１ニューロンの ImageJ 計測結果(グラフ)ァクト・スタンダードの解析ツールとなってい（２）アストロサイトます。

表 2 と図 6 はアストロサイトの結果です。
最も高かった結果は G3-8（48 時間後に 8Gy 照射。
）
でした。これはコントロールの結果よりも高かったです。
最も低かった結果は、
G2-12（36 時間後に 12Gy 照射）でした。また、12Gy の結果は各グループで最も低か

図 4 ImageJ での解析イメージったです。
※①〜④は三重大学の研究室でないとできない作業

順位
種類
1 G3-82 コントロール(5日目)
3 G3-44 G1-45 G2-86 コントロール(6日目)
7 G2-48 G3-12
9 G1-8
10 G1-12
11 G2-12のため、新型コロナウィルスの影響もあり、西村教授、安達さんにご対応いただきました。

３．実験１（実験結果）（１）ニューロン
表 1 と図 5 はニューロンの結果です。
最も高かった結果は G3-4（48 時間後に 4Gy 照射）でした。これはコントロールの結果よりも高かったです。

個体数（匹）
5
5
4
5
5
5
5
5
5
5
5

平均値
8.77×10の2乗
8.54×10の2乗
7.78×10の2乗
6.93×10の2乗
6.60×10の2乗
6.55×10の2乗
5.99×10の2乗
5.91×10の2乗
5.46×10の2乗
4.03×10の2乗
2.68×10の2乗

表 2 実験１アストロサイトの ImageJ 計測結果(表)最も低かった結果は、
G1-12（24 時間後に 12Gy 照射）でした。また、12Gy の結果は各グループで最も低か
ったです。
順位
種類
1 G3-42 コントロール(6日目)
3 G3-84 G1-45 コントロール(5日目)
6 G2-4
7 G3-12
8 G2-8
9 G1-8
10 G2-12
11 G1-12

個体数（匹）
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5

平均値
5.47×10の3乗
4.65×10の3乗
4.35×10の3乗
4.21×10の3乗
4.17×10の3乗
4.03×10の3乗
3.82×10の3乗
3.53×10の3乗
2.99×10の3乗
2.50×10の3乗
1.20×10の3乗

表 1 実験１ニューロンの ImageJ 計測結果(表)-9-

図 6 実験１アストロサイトの ImageJ 計測結果(グラフ)４．実験１（考察）６．実験２（実験結果）

放射線を照射したタイミングが、早いほど、神経細（１）ニューロン

胞の量が少ない。なぜそうなるのかは、受精後からの表 3 と図 7 はニューロンの結果です。

時間が早いほど、細胞分裂の速度が早く、細胞分裂の高い順に、control、8gy-FA200、8gy でした。

時は、
DNA が２本鎖から１本鎖に変わり１本鎖の時は放実 験種類

射線が DNA に与える影響が増えます。そのため、受精個体数 （匹）

平均 値

後からの時間が早い場合、神経細胞に与える影響が多8gy-FA200

11 6.06×10の 3乗

いと考えました。また照射する放射線量が多ければ多8gy

15 5.73×10の 3乗

いものほど、神経細胞の量が少ない。なぜそうなるの

control

16 8.13×10の 3乗

かは、放射線が体の遺伝子などを破壊する量が増え、

表 3 実験 2 ニューロンの ImageJ 計測結果(表)その結果、体に悪影響を与えるからと考えました。
実験を行う前は、コントロールの神経細胞がニューロン、アストロサイト共に一番多いと思いましたが、ニューロンの G3-4、アストロサイトの G3-8 がコント
ロールの値を上回る結果となりました。ホルミシス効
果の可能性もありますが、１パターン当たりの検体数が少ないため誤差の範囲の可能性があると考えました。

５．実験２（実験方法）
実験２ではパターンの数を減らし、１パターン当た

図 7 実験 2 ニューロンの ImageJ 計測結果(グラフ)

りの検体数を増やして、有効な差異があるのかを調べます。また、放射線を照射する前のゼブラフィッシュに、葉酸 200 マイクロモル/ を含む飼育水に移したパ

次に t 検定の結果です。
t 検定とは、二組の平均値を比較してそこに有効なターンを追加しました。葉酸については、妊娠前後の摂取が神経管閉鎖障害の発生リスクを軽減すると示されているため、放射線による被ばくを軽減させる効果があるのではと考えました。また、有効な差異を確認するために、実験２では t 検定を行います。

違いがあるかどうかを調べる方法です。
ここでは p 値が 0.05 以下であれば、「有効な差異である」とします。
表 4 が t 検定の結果です。8gy-FA200 と 8gy の間には有効な差異はありませんでしたが、8gy-FA200と control や 8gy と control では有効な差異があ（１）実験動物りました。

ゼブラフィッシュ・・・42 匹
神経細胞

対象１

ニューロン

8gy-FA200

8gy

死んでしまった個体などもいるので、実際には 225

ニューロン

8gy-FA200

control

4.17×−10の6乗匹よりも少ない数です。孵化したゼブラフィッシュ

ニューロン

8gy

control

4.07×−10の8乗

ゼブラフィッシュの受精卵 225 個を用意しました。

から、サンプリングをしたので、神経細胞の計測し

対象２

t検定p値
0.23

表 4 実験 2 ニューロンの t 検定の結果たのは 42 匹です。
（２）アストロサイト（２）実験方法

表 5 と図 8 はアストロサイトの結果です。

基本的には実験 1 と同じですが、異なる点は以下高い順に、control、8gy-FA200、8gy でした。

のとおりです。

実 験種類①６well プレートに、受精卵を 15 個ずつ、8gy-FA200

合計 45 個を 1 プレートとする。
②X 線を照射するパターンは以下のとおりです。
-受精 24 時間後に葉酸 200 マイクロモル/ を個 体数（ 匹）
11

平均 値
2.86×10の３乗

8gy

15

2.44×10の３乗

control

16

3.62×10の３乗

表 5 実験 2 アストロサイトの ImageJ 計測結果(表)含む飼育水に移し、8Gy の X 線を照射：8gy-FA200※FA:葉酸（folic acid）-受精 24 時間後に 8Gy の X 線を照射：8gy- X 線照射なし：control- 10 -

図 8 実験 2 アストロサイトの ImageJ 計測結果(グラフ)

次に t 検定の結果です。
表 6 が t 検定の結果です。8gy-FA200 と 8gy の間には有効な差異はありませんでしたが、8gy-FA200と control や 8gy と control では有効な差異があ
りました。
神経細胞

対象１

対象２

t検定p値

アスト ロサイト

8gy-FA200

8gy

アスト ロサイト

8gy-FA200

control

4.57× 10の -3乗

0.15

アスト ロサイト

8gy

control

2.30× 10の -5乗（２）所感
今年は新型コロナの影響で、三重大学での作業をすることが難しく、実験を担当する範囲が狭かったのですが、12 月に三重大学の生物実験棟を訪問して、分かったことがあります。
まず、実際に蛍光イメージングを体験しましたが、思っていた以上に大変でした。生きたまま横向きに向かせないといけないので、とても細かい作業でした。また、動かないようにして写真を撮影するのですが、途中で向きが変わってしまい、最初からやり直しとなります。自分がいつも何気なくイメージ解析している裏で沢山の苦労があるということが、改めて実感しました。
また生き物を実験で使う大変さを学びました。例
えば、毎日欠かさず餌やりや水槽の異常をチェックする必要があることです。また、ゼブラフッィシュの水槽には１匹 1 匹に交配した親などの家系図のようなものが細かく書かれていました。ゼブラフィッ
シュ１匹 1 匹のことを家族のように大切にしていると感じました。
また生物実験棟は、消毒や殺菌が徹底されていました。また、カードを通さないと入れませんでした。

表 6 実験 2 ニューロンの t 検定の結果

小学校とは違う事が沢山ありました。
次に西村教授や安達さんからご指導を頂いたとき

７．実験２（考察）に感じたことがあります。いくらゼブラフィッシュ

葉酸処理したもの(8gy-FA200)は、葉酸処理してな
いもの(8gy)に比べて、ニューロン、アストロサイト
両方とも平均値は上回っていましたが、
t 検定の結果を見ると 0.15 以上あり、有効な差異がないことがわ
かりました。また、コントロール(control)と葉酸処理したもの、葉酸処理していないものの間には有効な差異が見られました。そのため、放射線が神経発達に影響を及ぼすことがわかりました。また、葉酸は放射線が神経細胞に及ぼす影響に対して、あまり効果ないということがわかりました。

で実験結果が、いい結果が出せたとしても、人間に効果があるとは限らないということなどがわかりました。後は、実験を進めていく上でどうしても実験に使ったゼブラフィッシュの命を奪うことになるので、命の大切さというものを忘れてはならないと感じました。
最後に、今回実験に協力してくれた西村教授や、安達さん達に心から感謝しています。

８．まとめ

参考文献

（１）全体の考擦
実験１では、放射線量と照射タイミングが神経発達に影響を及ぼすことがわかりました。
（生まれてから早ければ早いほど、放射線の影響を受けやすく、神経細胞の発達に影響を与えやすくなり、受精卵が多量の放射線を受けるとより、神経細胞の発達に影響を及ぼす。
）しかし、放射線を照射した結果がコント
ロールよりも上回る場合もあり、個体差の影響を受けやすいことがわかりました。
実験２では検体数を増やすことで、放射線照射のパターンとコントロールの間で有効な差異が見られたので、検体数を増やすことが重要だと思いました。
また、葉酸は放射線が、神経細胞に与える影響を阻止する力はないということがわかりました。また、ホルミシス効果についてはよくわかりませんでしたが、成長した状態で少量の放射線量なら、神経発達を活性化させる可能性はあるのではと考えました。

原子力教育を考える会（2012）放射線の大研究- 11 -

PHP 研究所

多田順一郎（2014）疑問が解ける放射線・放射能の本
オーム社
厚生労働省 e-ヘルスネット
https://www.e-healthnet.mhlw.go.jp/information/food/e05-002.html
フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
ImageJ 検索
https://ja.wikipedia.org/wiki/ImageJ三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）12−13 頁

風力発電における羽の形による発電量の変化について
藤井悠至
津市立豊里中学校 １年

Yuji Fujii
要旨
地球温暖化の原因となる CO を出さない風力発電に興味を持ったので、実験装置や羽を自作して効率の良い風力発電の羽について研究した。変圧器で風の強さを変えながら、電力を測定した。風の強さに対して羽の形の適性があり、おおまかな傾向が分かったがどの羽が最も効率が良いかという詳しいところまでは分からなかった。今後、風の強さを大きくできる装置を考え、研究を継続していきたい。

キーワード

風力発電 電力 羽の形 風速

１．はじめに風速計を使って風速を測定する。

地球温暖化の原因となる CO を出さない風力発電に送風機からの風を羽を付けた直流発電機（直流モー興味を持った。羽の形や大きさは発電量にどう関係がター）に当て、電流―電圧センサーと SparkLink を使あるのか、どのような工夫をすれば効率よく発電できって電力をコンピューター（ＰＣ）で測定する。

るのを調べようと思った。

① 自作の羽を含む１３種類の羽の枚数、直径、重さを測定する。

２．研究方法② 送風機の前に発電機を置き、風を当てる。

（１）実験装置③ 変圧器で送風機の風の強さを変えながら、風速

下記の材料で実験装置を作って実験した。

と発電量を調べる。
次表は羽の枚数、直径、重さを測定した結果が（羽の測定結果一覧）である。

（２）実験方法
送風機を使って風を起こし変圧器、交流電圧計、- 12 -

３．実験経過

グラフ１

①予備実験
まず、送風機からどれくらいの距離の時が風速をコントロールしやすいか調べるため予備実験をした。
送風機から発電機までの距離を 10cm〜100cm の間で、送風機の電圧を 50V〜100V の間で変化させ、風速を測定した。
予備実験の結果
予備実験で下のような結果を得た。
・送風機から離れるほど風速は、弱くなる。
・10cm〜25cm くらいが送風機の電圧と風速が比例し

グラフ２

ている。
・この結果から送風機の電圧で風速を変えることができそう分かった。
・さらに近い 5cm の距離の風速でもコントロー
ルできそう分かったので本実験ではこの距離で測定することに決定した。

４．結果と考察・ほとんどの羽で風が強いほど発電量が増える。
・羽の形状が発電量に関係している。羽の枚数の多さや羽の重さが単純に関係しているのではなかった。
・羽Ｂは羽の枚数が多いので弱い風でも効率よく受けているから良く発電しているのではないか。羽 B は
強い風の時は風が抜ける隙間がないので抵抗となって、発電量が落ちているのではないか。
５．まとめ
・発電量は羽の枚数や大きさの他にも風を受ける角度に関係があり、風速によって向いている羽と不向きの羽があると思った。
・実験の結果では最大発電量が 2 種類の羽しか得られなかった。さらに強い風では実験出来なかったため、最大電力が得られた 2 種類の羽以外で強い風を出して実験してみたい。
②本実験

・今回の結果をもとに羽の角度などについても詳しく（１）まず、5cm の距離で送風機から風速計に風を当て

調べて、効率の良い風力発電装置を作り研究してみ変圧器の電圧を変えて風速を確認した。（グラフ１）
風速は電圧でコントロールできそうなことが分かったい。
・太陽光発電や蓄電装置と組み合わせて天候に左右さた。

れずに安定して発電できる仕組みを作りたいと考え（２）次に羽の種類（A〜M）を変えて送風機から発電機ている。

までの距離を 5cm にし変圧器の電圧を 50V〜100V で変化させ、発電機の発電量を測定した。その結果次のようなデータとグラフ２を得た。

- 13 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）14−15 頁

ヒットペットチャレンジの研究
柳谷 心葉
朝日町立朝日中学校 １年

Kokoha Yanagitani
要旨
ヒットペットチャレンジとは水入りのペットボトルのキャップ部分をはじき，再び起き上がらせる遊びです。水の量やはじく強さを変えると、立ち上がる確率も変わります。この研究ではヒットペットチャレンジの実験とシミュレーションを行い、ヒットペットが成功するのに必要な重さについて調べました。その結果ペットボトルに与えるエネルギーに応じて、ヒットペットが成功するための最適な重さがあるということが分かりました。

１．はじめに定の力で弾くのも難しいことがわかりました。そこで「ヒットペットチャレンジ」という遊びがあります。
これは少しだけ水を入れたペットボトルを立たせておシミュレーションを用いてコンピュータ上で実験をすることにしました。

き、キャップの部分を指で弾いて倒して、また立たせるという遊びです。ヒットペットを成功させるには、
ペットボトルに入れる水の量や、ペットボトルを弾く強さなどを調節する必要があると考えられます。この研究では、どのような条件の時にヒットペットの成功率が高くなるかを調べました。

２．方法
（１）実験

図２：ヒットペットチャレンジのシーン

シミュレーションは Algodoo（アルゴドゥ）という無料のアプリを使って行いました。Algodoo には様々な「シーン」が用意されており、ヒットペットチャレンジのシーンもあったので、それを使うことにしました。
図２は Algodoo のヒットペットチャレンジのシーンで、右にペットボトルが配置されています。左にはばねでペットボトルを弾くための発射台が配置されています。
このばねを縮めて離すことで、ペットボトルにばねの縮みに応じた大きさの弾性エネルギーを与えることが
図１：ヒットペットチャレンジの実験

できます。

まずは実験をやってみました。CC レモンのペットボ

３．結果

トル（500ml）に水を入れ、飲み口の部分を横から指で（１）実験

弾いて、ペットボトルが立ち上がるかどうかを確認し

10 回中何回ヒットペットが成功したかを調べ、表１ました（図１）。その際、底から測った水の高さを 1cmにまとめました。この実験では、ペットボトルの底かから 5cm まで変化させて、ヒットペットの成功確率をら 3cm の高さまで水を入れると、最もヒットペットが調べました。

成功する割合が高いことがわかりました。また、水の量を多くすると、成功する割合が低くなることもわかりました。このことから、ヒットペットが成功するた（２）シミュレーション
実験をやってみると指が痛くなり、何度も実験するのは難しいことがわかりました。また、指で弾くと一- 14 -

めに最適な水の量があることがわかりました。

表３：ばねの弾性エネルギーと成功する割合が高いおもりの表１：水の高さとヒットペットが成功する割合の関係

水の高さ

重さの関係

成功した回数(10 回中)1㎝

0回

ばねの弾性エネルギー

成功する割合が高いお

2㎝

0回

[J]

もりの重さ[g]

3㎝

2回

8

70

4㎝

1回

12

60

5㎝

0回

14

120

また、弾性エネルギーとヒットペットが成功する割（２）シミュレーション
シミュレーションでは、ばねの弾性エネルギーをペ合が最も高いおもりの重さの関係を、表３に示しましットボトルに与えることでペットボトルを弾き、ヒッた。このようにばねの弾性エネルギーを固定すると、トペットが成功する割合を調べました。シミュレーシ

成功する割合が最も高いおもりの重さがあることがわョンでは水の代わりに、ペットボトルの底におもりをかりました。また、ばねの弾性エネルギーが大きくな

固定してヒットペットを行いました。シミュレーショ

ると、その重さも大きくなることがわかりました。

ンのシーンに出てくる発射装置のばね定数は 60.3N/m、４．考察

ばねの自然長は 0.53m なので、ばねの弾性エネルギー

矢島らの先行研究では、ペットボトルに与えるエネ

は表２のようにまとめられます。

ルギーが 0.4J 以上だとほぼ確実にペットボトルは立ち上がるという結果を得ていますが、本研究ではペット

表２：ばねを縮める割合と弾性エネルギー

ばねの弾性エネルギー[J]

ボトルに与えるエネルギーを大きくしても、そのエネ

1/2

8

ルギーに対して、最適なおもりの重さがあることがわ

1/4

12

1/8

14

ばねを縮める割合

かりました。
シミュレーションは Algodoo に最初から保存されていたシーンを用いて行いましたが、ペットボトル内部

ばねの弾性エネルギーを一定にしてシミュレーショ
ンを実行し、最もヒットペットが成功するおもりの重さを調べました。

に液体を入れるのではなく、おもりを底の方に固定しています。このため、おもりの重さを変えても重心の位置は変化することはありません。このようなシミュ
レーションの特徴が、先行研究との違いを生じたと考図３には、8J の弾性エネルギーをペットボトルに与えたときの、ヒットペットの成功回数を示しました。
横軸におもりの重さを取り、縦軸には 10 回中のヒット
ペットの成功回数を示しました。この場合、おもりが70g のときに最もヒットペットが成功することがわかりました。

えられます。今後シミュレーションで用いているペッ
トボトルのサイズを実物に近づけたり、おもりを水に変えたりすると、より実際のヒットペットチャレンジに近い状況をシミュレーションできると考えられます。

参考文献

成功した回数（10回中）

矢島綾乃. 平成 29 年度「私たちの理科研究」中学生の部優5良賞.http://www.fukui-

4c.ed.jp/~fec/siraberu/siraberu/rikaken/h29/html/tyuuPD

3

F/j04̲yashima.pdf

2
1
0
40

50

60

70

80

90

おもりの重さ[g]図３：おもりの重さとヒットペットの成功回数（8.0J の弾性エネルギーを与えたとき）- 15 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）16−17 頁

小学生男子の定番「３秒ルール」は存在するのか？
山口雄大
津市立橋北中学校 １年

Yuta Yamaguchi
要旨「3 秒ルール」という、食品を落としてしまった時に 3 秒以内に拾ったら食べても大丈夫という小学生男子には定番のルールがある。落としてしまった食品についての安全性を、食品に付着した微生物数を評価し、またその種類を特定することで、科学的に検証した。今回の実験では、落とした時間を 1 分まで長くしても付着した微生物数の増加はみられなかった。また、今回の実験では、食中毒の問題になりやすい細菌は見つからなかった。

キーワード: ３秒ル−ル、微生物

１．はじめに（２）微生物の種類の特定

食中毒予防として、まず調理前後と食事前の手洗い

ペトリフィルム上に形成された微生物コロニーを採が重要である。一方で「3 秒ルール」という、食品を落取した。16S rRNA 遺伝子を、27f プライマーと 1492r プ

としてしまった時に 3 秒以内に拾えば食べても害はな

ライマーを用いて、PCR によって増幅した。増幅したいという小学生男子の定番ルールがある。これが本当

DNA 塩基配列をシークエンサーによって解読した。得に使えるのか科学的根拠を証明しようと考えた。

られた配列を BLAST 解析することで、微生物の種類をだんごを落とした時間・場所・水洗いによる違い、付特定した。

着微生物の違いを調べること、また付着した微生物を

３．結果

3 秒ルールを検証することを目特定することによって、床に落としただんごの表面に付着した微生物を３M的とした。

ペトリフィルム生菌数測定用 AC プレートで培養し、２．材料と方法

形成したコロニー数を数えることで微生物数を評価し（１）微生物数の評価

た（図１、表１）。

市販のだんごをキッチン床、テーブル下、ゴミステ

まず、床に落としている時間と付着する微生物数のーションに落とした。一定時間後に落としただんごを関係について調べた。キッチン床に落としている時間

手袋をして拾い、ファスナー付保存バッグに入れた。

が３秒だった場合、だんご 1g あたりに付着した微生物

その後、だんごを入れたファスナー付保存バッグに減数は 124 個だった。落とした時間を 10 秒、1 分と長く

菌生理食塩水を入れて振ることで、だんご表面を洗浄した場合、だんごに付着した微生物数はそれぞれ 189

した。洗浄液を３M ペトリフィルム生菌数測定用 AC個、99 個だった。

プレートに接種した。48 時間室温で培養し、形成されたコロニー数を測定した。
表１：だんご 1g あたりに付着した微生物数

図１：ペトリフィルム上に形成された微生物コロニー- 16 -

表２：だんごに付着した微生物

次にだんごを落とす場所を変えて、付着する微生物

５．感想

数を比較した。キッチン床に１分間だんごを落とした

食中毒の問題になりやすい細菌は見つからなかった

場合付着した微生物数は 99 個だったが、テーブル下でことに驚いた。調理の前後と食事前に、20 秒かけて石は 95 個、ゴミステーションでは 170 個だった。

鹸で丁寧に手を洗うことが常識となったコロナ禍の中、続いて、床に落としただんごを洗浄し効果を調べた。

落としたものを食べるという研究テーマは問題がある

１分間キッチン床に落としただんごを水洗いした場合、のではないかと不安になったときもあった。しかし、付着した微生物数は 99 個から 29 個に減少した。

今回のだんごについては、常識的ではないが拾う前に手を洗えば食中毒の心配はないこととなる。

形成した微生物コロニーをサンプルにして、そのDNA を調べることで、微生物の種類を特定した。だん

今回の実験では、落としただんごの微生物数を、そごを落とした場所により、異なる微生物が見つかるこの都度経過時間ごとに調べるのではなく、
1 時間弱ではとがわかった（表２）。だんごには元々Stenotrophomonas

あるがまとめて調べた。その間に微生物数に変化があsp.、Sphingomonas panni、Cronobacter malonaticus が付るのではないかと予測したが、微生物の繁殖は予想し着していた。キッチン床からは Cronobacter sakazakii、

たより遅く、研究の結果には影響がないようだった。

Streptococcus lutetiensis 、 テ ー ブ ル 下 か ら は小学生であっても実際に 3 秒ルールを使うときは瞬

Microbacterium zeae、Rahnella bruchi、Moraxella osloensis、

時に清潔な場所か判断しているはずで、生肉や生魚のゴミステーシ ョンからは Bacillus sp. 、 Lysinibacillus

上に落とした場合はどんな大好物でも食べることはな

macroides、Massilia agri、Cronobacter malonaticus が見いと思う。今回の実験は科学だけでは考えられない壮つかった。今回の実験では、食中毒の問題になりやす

大な、心理学や人類の歴史を考えさせられた。僕自身

い細菌は見つからなかった。

も仮に「3 秒ルール」が存在しても、ゴミステーションに落としてしまっただんごは食べたくないと思った。

４．考察

だんごを落とす場所をさらに検討したいと考えた。

本研究では３秒ルールを科学的に検証することを目

たとえば生肉や生魚の上に落としたら、時間によって的とした。キッチン床にだんごを落とす時間を変えて付着微生物数に大きく差が出たり、食中毒の原因とな付着する微生物数を確認したが、大きな変化はなかっる微生物が付着して、「3 秒ルール」があてはまるかもた（表１）。したがって、今回の実験では落としているしれないと考えた。

時間と付着する微生物数に関係はなかった。キッチン
床と比較して、ゴミステーションでは付着した微生物が多かったため、落とした場所によって付着する微生物数は異なることがわかった（表２）。落としただんご

謝辞
本研究に協力いただいた三重大学教育学部理科教育講座の市川俊輔先生に感謝いたします。

を洗うと微生物の数が 1/10 程度少なくなっており、洗浄の効果があることがわかった。生菓子の微生物検査

参考文献

では 100,000 コロニー/g 以下というのが一つの基準に

厚生労働省「細菌による食中毒」

なっており、今回の実験でだんごに付着した微生物数

https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/kenko

は問題にならないことが分かった。

u̲iryou/shokuhin/syokuchu/saikin.html
株式会社食環境衛生研究所「一般生菌数」
https://www.shokukanken.com/item/23『中日新聞』2020 年 5 月 30 日朝刊「新型コロナミニ知識(食品の扱い、基本押さえて）」- 17 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）18−19 頁

魚の行動から薬の作用を調べる
長谷川 真理高田中学校 2 年

Mari Hasegawa
要旨
注意欠陥多動性障害（ADHD）に関する遺伝子を特定するために、小型魚類であるゼブラフィッシュの行動を指標とした実験系について検討した。ヒトの場合 ADHD と診断される基準が決まっているが、魚の場合は基準が無いため、鏡に対する魚の行動と、ヒトに対して現在使われている ADHD に治療薬（ATX）の作用について調べた。ATX の投与によって魚は鏡の近くに長く滞在したことから、ADHD の薬理作用を調べるための実験系となることが示された。

キーワード: ゼブラフィッシュ

薬の作用

注意欠陥多動性障害

１．はじめにつ入れた（図２）。魚が鏡を見えない状態で、ケー

この研究は特定の遺伝子を破壊したゼブラフィッシ

スの真上から魚の動きを 3 分間動画撮影した。

ュが注意欠陥多動性障害（ADHD）の症状を示すかどうかということを目的としている。
人の場合、注意欠陥多動性障害（ADHD）の基準となる

鏡症状は決められている。しかし、魚の場合、症状の基準

囲いが決まっていない。基準となる症状が無いと、研究の目的である、注意欠陥多動性障害（ADHD）の症状を示したのかどうかの判断がつかない。そのため、魚の場合の基準となる症状を決める必要がある。
すでに人に対しての注意欠陥多動性障害（ADHD）の

図２．囲いの中のゼブラフィッシュ

治療薬であるアトモキセチン（以後 ATX とする）を魚に投与し、ATX を投与した魚と、投与していない正常な② 3 分後に囲いを外して、同様に魚の動きを 3 分間

魚で行動を比較し、どのように違うのかを調べた。

動画撮影した。1 分ごとの記録を a, b, c として、講堂の軌跡を Fiji というソフトで解析した。そして、

２．材料と方法

魚の鏡に対する行動について個体差の少ない時間帯（１）実験動物（a, b, c）を調べた・

研究にはゼブラフィッシュの 2 系統（A 系統と S 系
統）を用いた。

図１．ゼブラフィッシュ
https://livedoor.blogimg.jp/xcrex/imgs/4/0/401eb98c.jpg

図３．囲いを外して魚が鏡を見える状態（２）行動実験①

白いケースの一面だけに鏡を付けておき、水を③②の結果をもとに、体差が小さい時間帯で ATX入れた。ケースより一回り小さい囲いで鏡が見え（0.5ml/l）を投与した魚と、投与していない魚で行動ないようにしておいた。囲いの中に魚を１個体ずを比較した。

- 18 -

３．結果（１）行動に個体差が小さい時間帯
鏡の近くに滞在した時間を調べた結果は図４のようであり、A 系統では a の時間帯が最も長く、個体差も小さかった。S 系統ではどの時間帯も長かったが、b の時間帯で最も個体差が小さかった。

図６．左 鏡の近くに滞在した時間

右 鏡の近くを泳いだ距離
図４．鏡の近くに魚が滞在した時間（単位:秒）

４．考察
ATX の投与によって、魚は鏡の近くを長く泳いでいた

また、鏡の近くを泳いだ距離を調べた結果、A 系統
では a の時間帯で個体差が小さく、S 系統では b の時
間帯で個体差が小さかった（図５）。

ことから、ATX を与えることで鏡に興味を示したと言える。このことは、ATX により魚は視覚刺激に対する反応が高まったことを示す。
今回の研究では A 系統の解析ができていないことか
ら、解析を進めるとともに、ADHD に関与する遺伝子をノックアウトした魚について行動を解析したい。

図 5．鏡の近くをゼブラフィッシュが泳いだ時間（単位:㎝）

このことから、A 系統では a の時間帯、S 系統では bの時間帯が最も個体差が小さかった。
（２）ATX の影響
S 系統を用いて ATX を投与していない場合（ATX0p0）と投与した場合（ATX0p5）で鏡の近くに滞在した時間。その結果、ATX をを b の時間帯で比較した（図６左）与えた場合に鏡の近くを泳いでいた。
また、鏡の近くを泳いだ距離を比較したところ、ATXを与えたほうが鏡に近いところを泳いでいた（図６右）。

- 19 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）20−24 頁

ビタミン C の含有量と作用
堀口明日羽
私立三重中学校
2年

Asuha Horiguchi
要旨
身近にある食材とうがい薬を使ってビタミン C の含有量を調べた。水溶性で熱に弱いと言われるビタミン C を多く体内に摂りいれるには、野菜を加熱する場合レンジ調理が時短でビタミン C の減少が少なく、もしくは茹でた場合も茹で汁ごとスープなどに用いると良いことがわかった。また、ビタミン C を含む大根とビタミン C 酸化酵素を含む人参を用いた実験では、ほぼ変化が見られなかったが酢やレモンを一緒に使用すると多少ビタミン C 残存量が多かった。さらに美白にもビタミン C がよいということでりんごを用いて抗酸化作用を観察した結果、ビタミン C が豊富なキウイなどに酸化防止、酸化還元効果が見られた。

キーワード: ビタミン C、水溶性、熱に弱い、ビタミン C 酸化酵素、抗酸化作用

１．はじめにした。

よくテレビやネット、雑誌などで「ビタミン C」は身

3) 2)のヨウ素液 10ml にしぼった果汁をスポイトで 1

体に良いと聞く。

滴ずつ落とし、ヨウ素液が透明になるまでの滴数を測「ビタミン C は身体に良いから野菜を沢山摂ろう。
」「今は新型コロナが流行っているので免疫力をあげる
ためにビタミン C を摂ると良い。
」「ビタミン C には抗定し、ビタミン C 量を算出した。
式）0.54mg÷(滴数×0.1)※0.54mg はヨウ素液 10ml に反応するビタミン C 量。

酸化作用があるので身体が酸化するのを防ぐ。
」「日焼換算方法は以下のとおりである。

けや美白にはビタミン C が良い」など、とても重要な【ヨウ素液のビタミン C 量への換算方法】

栄養素であるようだ。

1) 1ml の水をスポイトで滴下したところ、11 滴だった

そこでビタミン C を摂るためには、ビタミン C がどので、１滴は 0.1ml であった。

のような食品に一番含まれているのか調べてみたいと思ったのがきっかけである。

式）= 0.0909 ... ≒ 0.1ml

2) ビタミン C の粉末 1500mg を水に溶かして 300ml の２．材料と方法

水溶液を調製した。

（１）食品中のビタミン C 含有量の測定

3) ヨウ素を含んだうがい薬を水で 20 倍に薄めて、ヨ①実験材料（図１）

ウ素溶液を調製した。

道具:メスシリンダー、ビーカー、スポイト、洗浄瓶、

4)2）のヨウ素溶液 5ml に、1)のビタミン C の水溶液を

秤、ミキサー、しぼり器、ガーゼ、混ぜるもの、包丁、加え、色が消えるまでの滴数を 3 回測定し、ビタミン

まな板

C 量を算出したところ、0.26 ㎎、0.28 ㎎、0.28 ㎎とな

薬品:うがい薬、ビタミン C 粉末、

り平均 0.273mg であった。ここで使用するヨウ素液は

試料:オレンジ、レモン、キウイ、ブロッコリー、トマ

これを 5 倍に薄めたものなので、ヨウ素液 10ml につきト、緑茶（ペットボトル飲料）、じゃがいも、ビタミンビタミン C が 0.54 ㎎反応する。

C の含まれている化粧水、
ビタミン類含有美容健康食品
粉末②実験方法
1) フルーツや野菜は、絞れるものは絞り、それ以外はミキサーにかけ、ガーゼで絞ったものを各々のカップに入れた。
2) 大きめの容器に 300ml の浄水（カルキが抜かれた水）と、ヨウ素入りうがい薬を 3ml いれてヨウ素液を調製

図 1 基本的な実験道具- 20 -

（２）ビタミンＣに対する調理の影響

試料：りんご、緑茶（ペットボトル飲料）、キウイ、オ①実験材料（図２）

レンジジュース（果汁 100％濃縮還元）、レモン、食塩、道具：メスシリンダー、ビーカー、スポイト、洗浄瓶、ビタミン C 粉末

秤、ミキサー、しぼり器、ガーゼ、混ぜるもの、ビュレ②実験方法（図３−５）

ット1)オレンジジュース、緑茶はそのまま使い、キウイ、レ

薬品：うがい薬、ビタミン C 粉末

モンは絞り器で絞って果汁をとり、これを溶液とした。

試料：大根1％の食塩水と 1％ビタミン C 水溶液を作った。

②実験方法

2) りんごを切って 1)の各溶液に入れ、またジップロ

1) 大根を生、10 分、20 分、30 分茹でる、電子レンジ

ックに入れて真空状態のものを用意した。

で 2 分、5 分で加熱を行った。

3) 30 分、60 分、120 分に表面の観察をした。

2）それぞれの試料をおろして、ガーゼで絞って溶液に

4) その後、そのまま 120 分放置して褐色になったりんした。

ごを各溶液につけて時間経過 10 分、30 分、60 分での3）ヨウ素溶液に試料の溶液を加えて、どのくらいで透

りんごの酸化による褐色の変化を観察した。

明になるかしらべた。
4) 3 回ずつ行い、平均をとった。

図３ 抗酸化の実験材料
図２ 加熱実験による実験器具（３）ビタミン C 酸化酵素の影響①実験材料
道具：メスシリンダー、ビーカー、スポイト、洗浄瓶、
秤、ミキサー、しぼり器、ガーゼ、混ぜるもの、ビュレット
薬品：うがい薬、ビタミンＣ粉末
試料：大根、人参、レモン、酢②実験方法

図４ 褐色になったりんごと準備した溶液

1) ヨウ素を含んだうがい薬を水で 20 倍に薄めて、ヨウ素溶液を調製した。
2) 大根 150g と人参 20g を混ぜてミキサーで粉砕し、ガーゼで絞り溶液にした。
3）そのままのもの、レモン汁、酢をそれぞれ 30ml 加
えたものを用意した。
4) 粉砕した直後、10 分後、20 分後、30 分後のビタミ
ン C 含有量を 3 回測定し平均をとった。
（４）ビタミン C の抗酸化作用

図５ 各溶液に浸けた状態①実験材料≪図５は上段左から食塩水、ビタミン C 水溶液、オレ

道具：メスシリンダー、ビーカー、スポイト、洗浄瓶、
秤、ミキサー、しぼり器、ガーゼ、混ぜるもの、皿、ジップロック- 21 -

ンジ、真ん中の段左からレモン、キウイ、下段左から緑
茶、そのまま、ジップロック≫

３．結果のかと考え 5 時間冷凍して測定してみると、長時間冷凍したが残存量は平均 15.7 ㎎とわずかな減少だった。

（１）食品中のビタミン C 含有量(mg/100ml)

実験の結果、美容食品、緑茶、キウイ、じゃがいもの

18

順に多くなった（表１）。美容食品はビタミン C の顆粒

16のサプリメントである。緑茶（ペットボトル飲料）につ

14

いては、メーカーの HP を確認したところ「製造工程で

10

12
8

失われる、緑茶本来のビタミンＣを補うため」と書か6れていたので多かったのだと考えた。キウイは食品成

4分表で確認しても 69g とビタミン C が多いことがわか

2
0

った。

生

表 1 ビタミン C 含有量の実験結果
材料

1回目

2回目

3回目

4回目

平均(滴）

ブロッコリー

11

13

14

11

12.25

44

140

緑茶

4

3

3

3

3.25

182

110

トマト

12

15

15

16

14.00

39

15

オレンジ

12

11

11

13

11.75

46

40

キウイ

8

8

8

7

7.75

69

71

じゃがいも

13

8

10

12

10.75

50

28

レモン

15

16

16

17

16.00

34

50

化粧水

100 ×

美容食品

0.7

×

×
0.7

0.7

0.7

5

0.70

771

(滴）

20分茹でる30分茹でる

図６ 茹で時間とビタミン C 残存量

含有量(mg） 食品成分表の値

100.00

10分茹でる(mg/100ml)
5
4
3
2
1

（100ml中)（美容食品は 30ml で 2 滴だったので 10ml に換算した。

0
水

値はすべて四捨五入）
この実験は生の状態のビタミン C の結果である。

10分茹でる20分茹でる30分茹でる

図７ 茹で汁の中のビタミン C 量の変化

熱に弱いと言われるビタミン C は調理方法で変化する（３）ビタミン C 酸化酵素の影響のかを次に調べた。

図８の青線が示す通り、大根おろしと人参のおろしを混ぜてそのまま置いておくと、ビタミン C 量が減少

（２）ビタミンＣに対する調理の影響
図６に大根をゆでたときのビタミン C 残存量を示す。

した。人参の中にあるビタミン C を破壊すると言われ生の状態でビタミン C 量が 17.1 ㎎であったものが、大るアスコルビン酸オキシターゼが含まれていることが根を柔らかくなった 30 分まで茹でると図６のように影響しているが、酸に弱いと書かれていたので酢とレ

11.2 ㎎まで減少した。このとき、ビタミン C がお湯にモンを加えて実験を行った。図８の赤線と緑線が示す

溶けだしたと仮定して、茹で汁のビタミン C 量を測定

通り、少しではあるが酢やレモンを加えることで、ビしたところ、図７のように増えていることがわかる。

タミン C の減少量が少なかったと言える。

このときに、ジップロックに入れて茹でると水に溶けださないのではないかと考えジップロックで 30 分

また、大根おろしはそのまま大根を切って放置する
よりも、ビタミン C 量の減少がわずかに多かった。

間茹でる追加実験をした。すると 16.0 ㎎とわずかな減(mg/100ml)

少だった。減少したビタミン C はジップロックの中の水蒸気の中にあると考えたが採取できず確認できなか

18
16

った。ジップロックでも柔らかくなり、蒸し器の状態

14と同じなのかも知れないと考えた。30 分水にさらした

10だけの大根も 17.1 ㎎から 13.5 ㎎に減った。

1286

また、電子レンジで 2 分、5 分間(柔らかくなった時点)加熱したときのビタミン C 量も測定したが、生が

4
2

17.1 ㎎として、2 分の測定の平均が 16.7 ㎎、5 分が0

16.0 ㎎と柔らかくなるのも速く、ビタミン C 量の減少

生
酢を加える

10分
20分
レモン汁を加えるが少ないことがわかった。
ここまで加熱を調べたが反対に冷凍したらどうなる- 22 -

図８ ビタミン C 酸化酵素と酸

30分
そのまま放置（４）ビタミン C の抗酸化作用

30 分後、60 分後、120 分後と溶液に浸しそれぞれ観察した結果、30 分後、60 分後も図 9 の 120 分後のものと同じような変化が見られた。
表２に変化の様子をまとめた。そのままとジップロ
ックが芯の周りなど褐色になった。よく見るとビタミ
ン C の粉末につけたものがはじめより白く感じた。また長時間浸していると色が濃い溶液の場合、溶液そのものの色が付いてしまいわかりにくくなった（オレン

図 10 各溶液に 60 分浸けた後のリンゴ≪上段左から食塩水、ビタミン C 水溶液、オレンジ、

ジジュース）。

下段左からレモン、キウイ、緑茶≫

酸化を防ぐにはビタミン C も有効であるが、空気に触れないことも酸化を防いでいるようだった。

４．考察
これらの結果より、ビタミン C の含有量が多い食材がわかった。また加熱によるビタミン C 減少も確認できたが、レンジなどを使うと時短でビタミン C 量の減
少も少なく、スープなど茹で汁も一緒に使うとビタミ
ン C の損失がほとんどなく摂取できることがわかった。
また冷凍で保存するとビタミン C の減少はゆるやかになる。
図９ 各溶液に 120 分浸漬後の状態

担当の磯部先生より「ビタミン C 酸化酵素」という

表２ りんごの色の変化

言葉を教えていただき、調べていくと同時に食べると

溶液の種類

30分

60分

120分

塩

変化なし

変化なし

変化なし

ビタミン C が破壊されるとあり、酸を足すと破壊されにくいということがわかり、レモンや酢を混ぜるとよ

変化なし 少し白さがでた はじめより白くなった

いことが実験でわかった。食べる直前におろすことで

オレンジ

変化なし

変化なし

溶液の色がついたビタミン C の減少も少なくて良いとわかった。

レモン

変化なし

変化なし

変化なし

実験しているときに、よく野菜ジュースに人参が使

キウイ

変化なし

変化なし

変化なし

われているがビタミン C は破壊しないのか気になり、

緑茶

変化なし

変化なし

変化なし

HP で調べると茹でた人参を使っているので破壊する酵

そのまま

少し褐色

褐色

褐色

素が失活しているとあり熱もビタミン C 酸化酵素の働

ジップロック

少し褐色

褐色

褐色

ビタミンC粉末きを止めるのに効果的であるとわかった。

次に褐色になったりんごを溶液に浸けた結果を表３

美白にも良いと言われるビタミン C の抗酸化作用をに示す。60 分浸けると図 10 のようにビタミン C、キウ

調べたが、褐色を防止するだけでなく還元する作用もイ、緑茶が白くなった。塩水は変化なしのように見え見られた。肌のメラニンに効果があるのかはわからなた。ほかは微妙な変化だった。

いが、カラダの内外でビタミン C は良い影響を与えていると考える。

ビタミン C が多く含まれているものは酸化したリン

野菜に関しては旬の時期、水に溶けにくいビタミン

ゴを還元したと考える。

C を持つもの、加熱の他の方法などまだまだ実験したい

表３ 褐色したりんごの色の変化
溶液の種類

10分

30分

60分

塩

変化なし

変化なし

変化なし

ビタミンC

変化なし

白くなった

白くなった

疑問が見つかった。

参考文献
化学だいすきクラブ ビタミン C の量を調べよう

オレンジ

変化なし

変化なし

溶液の色がついた

レモン

変化なし

変化なし

変化なし

https://kdc.csj.jp/learning/item̲1846.html

キウイ

変化なし

白くなった

白くなった

うがい薬がビタミン C チェッカー

緑茶

変化なし

白くなった

白くなった

http://www.bunseki.ac.jp/naruhodo/experiment/pop.php?id=183- 23 -

学びの場.com

ビタミン C マジックhttps://www.manabinoba.com/shokuiku/015495.html

森山三千江、大羽和子：大根 3 品種の VC 量およびその合成・酸化酵素活性の貯蔵中の変化、日本家政学会誌、第 53 巻、
p.1145-1151、2002
土屋律子：加熱調理に伴うジャガイモのビタミン C 含量の変化、北海道浅井学園大学生涯学習システム学部研究紀要、第 4巻、p.35-41,2004
KIRIN お客様相談室
https://faq.kirin.co.jp/faq̲detail.html?id=253
SUNTORY お客様センター
https://www.suntory.co.jp/customer/faq/001861.html
鹿児島県県民健康プラザ健康増進センター 健康メモ
http://www.kenpura.com/memo̲e09.html
文部科学省：日本食品標準成分表 2020 年版（八訂）https://www.mext.go.jp/a̲menu/syokuhinseibun/mext̲0111
0.html謝辞
研究を進めるにあたり、実験に使用した器具を快く貸し出してくださり、またご丁寧にご指導いただいた
三重大学教育学部の磯部由香先生、また急な題材変更でしたのに中間発表までご指導いただいた栗原行人先生に感謝します。

- 24 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）25−30 頁

インタラクティブアートの作成
牛尾華萠
名張市立南中学校

２年

Kaho Ushio
要旨
インタラクティブアートを作成する研究を行った。センサーにはリープモーションを使った。
作品 1 は、モニターの前で手を振ると手の位置に合わせて花が咲く。作品 2 は、金魚の写真を使ってアニメーションを作成し、手の位置をよけて反転する。センサーの感度が安定せず、それに合わせた動きを考えるのが難しかった。窓からの光が影響するようだ。特に奥行方向の値がまちまちで使えないので、今回の作品は手の奥行方向の座標は使っていない。
当初考えていたことは大体実現できたと思うが、もっと現実感があれば楽しいと思った。

キーワード: インタラクティブアート

１．研究の動機２．装置の概要

京都水族館で見た「WOW!金魚あそび」を見て、インタラ

開発環境は ScratchX を利用した。(https://scratchx.org/)

クティブアートという何らかの形で観客が参加出来る

Scratch はマサチューセッツ工科大学メディアラボで新しい芸術に興味を持った。

開発された教育用のプログラミング言語。

家の中で自然やゲームの世界に入っていけると楽しそ

ScratchX は Scratch にセンサー等の追加機能が使えるうだと思い、自分でも作れないか研究してみた。

ようにしたバージョン。
センサーは Ultraleap 社が開発したリープモーションを使った。リープモーションはモニターの下に設置した。

京都水族館 WOW!金魚あそび
図１ リープモーション

リープモーションはカメラが２つと赤外線センサーが２つ入っていて手の位置を検出できる。
利用した PC は以下になる。
Mac mini (Mid 2011) macOS High Sierra 10.13.6

人の動きに合わせて映像が変化する- 25 -

プロセッサ

2.7GHz デュアルコア Intel Core i7

メモリ

16GB

ストレージ

1TB ソリッドステートドライブ

グラフィックス

AMD Radeon HD 6630M 256MB

３．結果
・作品１
モニターの前で手を振ると手の位置に合わせて花が咲く。花の画像は庭にあった花の写真を撮って加工して制作した。

図２ 作品１

図 4 のセンサーのプログラムで手の動きに合わせて図

図３ 花のプログラム

3 の花を複製した。
センサーの読み取り間隔は、画像の変化する速度に合わせて試行錯誤した。あまり細かくし過ぎると画像の切り替わりが早すぎて分かりづらかった。逆に大きくしすぎるとスムーズに移り変わって見えないので 0.1秒にした。
また花の透明度や大きさ、回転の角度がランダムで変わるようにした。
手の位置にスプライトを作成するだけだと、手を止めたとき同じ位置で花が重なって作成され続け不自然なので、手の位置を保存して同じ位置 (5pt 以内) に作

図４ センサーのプログラム

成しないようにした。
各花はずっと表示したままだと画面が見づらくきれいに見えない、また PC の負荷が大きすぎて動きがどんど
ん遅れて来るので、数秒後に消えるようにした。
0.1 秒間隔なので、2 秒後に最大 20 個が同時に表示されるくらいが丁度良い見え方に成った。

- 26 -

・作品２
金魚の写真を使ってアニメーションを作成し、手の位置をよけて反転する。金魚の画像は飼っている水槽から写真を撮って加工して利用した。
常に泳いでいるので沢山の写真の中から使える部分を選んで切り出している。
位置や大きさもまちまちなのでコマが出来るだけつながるように加工した。

図６ 金魚のプログラム

図５ 作品２

金魚の方向や大きさ、位置や速さは乱数で毎回変わる

図７ 手の位置表示プログラムようにした。乱数の範囲は不自然に成らない範囲で調節している。画面の端に来ると反対方向から出てくるようにした。また手が触れると反転するようにした。
図 7 は手の位置を表示する為のプログラム。
センサーの値と実際の位置にズレがあるので、手の位置に十字のマークを表示した。
図８のセンサーのプログラムで図６の金魚を 10 個複製している。また、手の位置に合わせて反応するようにセンサーの値を細かく調節した。
センサーの値の読み込み間隔は金魚の反応が 0.1 秒では少し遅く感じたので 0.05 秒間隔で行った。

図８ センサーのプログラム- 27 -

4．考察

参考文献

滑らかに動くようにもっと写真の枚数を増やしたい。
パソコンの処理が追い付かなかったので、もっと性能のいいパソコンで制作したい。

京都水族館「WOW! 金魚あそび」
https://www.kyoto-aquarium.com/wp/wpcontent/uploads/2019/03/press̲20180620.pdf

背景を複雑なものに変たり、金魚の数を増やすとかな
りギクシャクした。

Scratch Leap Motion Extension
https://khanning.github.io/scratch-leapmotion-

また、リープモーションには指先のタップ・スワイプ等を取得出来る機能があるが、センサーの値が不安定で使えなかった。

extension/
ScratchX - Japanese Scratch-Wikihttps://ja.scratch-wiki.info/wiki/ScratchX/

タップ・スワイプが使えると金魚をつつく、なでる等

Leap Motion プログラミングガイド[改訂版]で違う動きをつける事が出来たと思う。

小学生からはじめる わくわくプログラミング 岡部 和広

中村 薫

センサーの感度が安定せず、それに合わせた動きを考えるのが難しかった。

利用機器・ソフト

窓からの光が影響するようだ。インタラクティブアー

CLIP STUDIO PAINT 株式会社セルシス

トの展示は窓の無い室内で行うか、超音波等の外から

Adobe Photoshop Adobe Inc.

の光に影響されないセンサーが必要だと思う。

Leap Motion

センサーの値は特に奥行方向の値がまちまちで使えな

Wacom One 液晶ペンタブレット 株式会社ワコム

いので、今回の作品は、手の奥行方向の座標は使っていない。
センサーの奥行方向が使えると、金魚を立体的に動かせてより複雑な作品が作れる。
当初考えていたことは大体実現できたと思うが、もっと現実感があれば楽しいと思った。
その為には、もっとなめらかに動かしたいし、もっと生き物っぽくいろいろな反応が無いとすぐ飽きられてしまう。
例えば、奥から手前に金魚が迫ってくるような動きもつけたい。また、もっと大きなプロジェクターでたくさんの人に触ってほしい。
その為には性能の良い PC とセンサーや本格的な開発
環境と時間が必要だと思う。
ScratchX は、adobe 社の Flash を利用している。
Flash は、2020/12 に利用できなく成った。

今までのものは使えるが、ダウンロードできないので新しい PC にインストールは出来ない。次の作品は開発環境を変えて挑戦したいと思う。

- 28 -

Ultraleap三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）25−30 頁

作品１のフローチャート- 29 -

作品２のフローチャート- 30 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）31−32 頁

カワニナが家の前の用水路で減った原因
石川恵雅
三重中学校
2年

Ema Ishikawa
要旨「カワニナが家の前の用水路で減った原因」というテーマで研究を行った。この研究では、カワニナが減った原因を知ることを目的に、①カワニナがどのような落ち葉を好んで食べているのか、②カワニナが水陸どちらを好むのか、③カワニナの天敵が用水路で増えているのかの 3 つの実験を行った。実験①では、カワニナは早く水に沈む落ち葉を好むことが分かった。実験②ではカワニナが水中を好むことも分かった。

キーワード

カワニナ

生態

落ち葉

１．はじめに

実験③：家の前の用水路で見つけた生物を同定し、そ私が、カワニナに興味を持ったきっかけは、小さいの生物がカワニナの天敵であるかを調べた。

ころから用水路で見ていた巻貝の名前が「カワニナ」
だと分かった。そして、私が小さい時よりもカワニ

３．結果

ナが減っていることに気づき、なぜカワニナが用水

実験①路から減っているのかと感じたことから、カワニナ

実験に使った落ち葉の写真が減少した原因を明らかにしたいと思い、研究を行
った。

１

２

３

４

５

落ち葉の種類

かかった時間２．材料と方法

落ち葉１

13 日

（１）実験動物

落ち葉 2

失敗

落ち葉 3

失敗

落ち葉 4

6.5 日

落ち葉 5

3.5 日

実験①：カワニナ×３

落ち葉×５種類

カワニナ

を入れる容器×３ 水
実験②：カワニナ×約 70 匹 水槽×１ レンガ×４
砂利×底が見えない程度 水×水槽の３分

カワニナは落ち葉５、落ち葉 4、落ち葉１のの１ モーター×１ 落ち葉×２

順に好むことが分かった。

実験③：カワニナの天敵を調べるもの（２）行動実験

実験②

実験①：乾燥した落ち葉 1 ㎝×1 ㎝をカワニナ 1 匹6に与える。その落ち葉をカワニナが食べ終

カワニナの個体数えるのに何日かかるかを観察した。
これを 3セット行い、食べ終えるのにかかる平均時

〇は水替え
を行った日

4

間を求めた。
実験②：水槽内のカワニナが陸に何匹いるのか観察した。

2010月16日

水槽内の陸

11月5日

11月25日

12月15日

水槽内の約 70 匹カワニナの中で、陸にいた個体数は
最大 5 匹だったことからカワニナは水中を好むこと
水槽を上から見た写真が分かった。

- 31 -

実験③
用水路で確認できたカワニナの天敵・ヒラタカワビル
・サワガニ
・ホタルの幼虫４．考察
実験① ・落ち葉２と落ち葉 3 の実験が失敗したのは、小さな容器に入れて暑いところに置いたことが原因。
・カワニナが好むのは、一番早く食べ終えた
落ち葉 5 が水中に早く沈んだことから、水中に早く沈む落ち葉だと考えられる。
実験②・カワニナの水槽の水を変えた時に、カワニ
ナが他の日よりも多く陸にいたことから、カワニナが陸に多くいるのは水質が変わったからだと考えている。

実験③

・カワニナの天敵は分かったが、カワニナの天敵が用水路で増えているかは分からない
・これまで用水路では見かけなかったサワガ
ニをこの研究を始める少し前から見かけるようになったので、サワガニがいることが原因の一つだと考えている。

参考文献
・Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/カワニナ
・森主一 動物生活のリズム- 32 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）33−34 頁

脳の働きに影響する遺伝子を調べる
前田一成
近畿大学附属新宮中学校

2年

Issei Maeda
要旨
2 つの系統の魚が鏡を見た時の反応を，1 度目と 2 度目で比較し，また，それらに認知症治療薬を投与した際の反応を分析した。
その結果，2 つの系統の魚は，どちらも 1 度目より，2 度目の方が鏡付近に滞在した時間，距離が短く，1 度目と比較すると，鏡に対しての興味が失われていると言える。また，認知症治療薬を投与した際の反応には，規則性が見つけられなかった。それは，分析した材料が S 系統の 3 個体の魚だけであり，個体数が少なかったためでははないかと考えた。

図 1 二つの系統の鏡の近くに滞在した平均時間（表はデータ）

１．はじめに認知症は，僕の身近なところにある。一緒に住んでいる祖父は 94 歳で認知症を発症している。毎日スーパ
ーでちぎり枝豆天を買って来るため，家の冷蔵庫は，
ちぎり枝豆天であふれており，祖母に毎日叱られている。でも，僕は祖父は悪くなくて，認知症が悪いのに，
祖父が叱られるのはかわいそうだと思っている。だから，なぜ認知症が起こるのか，認知症の発症には脳のどの部分に関わりがあり，何が発症を誘引するのかについて知り，将来的には認知症の治療薬の開発に携わりたいと考えている。今回は， 脳の働きに影響する遺伝子を調べるを研究テーマとして頂き，先生の研究

結果のデータを解析・考察させて頂いた。

２．材料と方法

ave 120.38
98.42 117.935
97
SD 31.4532 17.98788 65.9635 58.92838（１）実験動物
A 系統

fish S 1st
S 2nd
A 1st
A 2nd
11 150.52
110.04 164.76
142.8812 127.44
108.8
78.08
155.7213
118.6
94.08 166.16
108.04
14
139.6
66.92
0
0
15 125.64
116.92 152.36
118.6416
60.48
93.76 165.24
49.12
17
166.92157.52
18
49.96
44.08

縞のないゼブラフィッシュ（アルビノ），

S 系統 縞のあるゼブラフィッシュ

図２ 二つの系統の鏡の近くを泳いだ平均距離（表はデータ）（２）行動実験
鏡を見た二つの系統の魚の動きの映像を解析し，そこから得たデータからそれぞれの系統の魚の反応の傾向を分析し，また，その S 系統 A 系統の二つの系統の魚を「DPZ 0 um」「DPZ 0.1 um」「DPZ 1 um」の 3 つに分け，認知症の治療薬を投与した時の反応の変化を分
析した。

３．結果
鏡を見た二つの系統の魚の反応の傾向は，Ｓ系統の個体 6 匹，Ａ系統の個体 8 匹において，表 1,2 より，鏡の近くに滞在した時間（秒）は S，A 両系統とも 1st（初めて鏡を見た時のデータ）より，2nd（一度鏡を見ている 2 度目の反応のデータ）の方が短かった。

fish S 1st
S 2nd
A 1st
A 2nd
11
651.843528.521690.187439.08112277.17216.857
108.718
956.10113
324.663
69.9736
24.436139.72614
329.3445.426450015205.711107.479515.195
203.0851661.5321135.769
899.049
40.181417770.157
756.35118
91.7582
37.9492
ave 308.37718 177.33768 387.43753 321.55933
SD 195.50976 185.78493 370.94252 361.6641- 33 -

図５ 認知症治療薬を投与した S 系統の魚の 2nd の時間（表はデータ）

図３ 認知症治療薬を投与した S 系統の魚の 1st の時間（表はデータ）

図６ 認知症治療薬を投与した S 系統の魚の 2nd の距離（表はデータ）
図４ 認知症治療薬を投与した S 系統の魚の 1st の距離（表はデータ）

４．考察
実験結果より，S，A 両系統ともに，1st に比べて 2ndの方が鏡に対しての興味が失われているといえる。
また，実験結果から，DPZ 0 um，DPZ 0.1 um は，あまた，二つの系統の魚に認知症の治療薬を投与した

まり規則性が見いだせないことが分かる。これは，個時の反応は，S 系統の魚をそれぞれ 3 個体ずつしか実体数が少ないことによる値のぶれで，個体数を増やせ験できていないため，そこまでの分析を行った。

ば，規則性のある値がとれるのではないかと考える。

DPZ 0 um は，時間，距離ともに平均の値が 1st より

また，DPZ 0.1 um に着目すると，3 個体の値はほと

2nd のほうが大きかった。しかし，1st より 2nd のほう

んど散らばっていないことが分かるので，これらの値が値の大きい個体が時間だと 2 個体，距離だと 1 個体

は，個体数を増やした時に収束する値ではないかと考

いた。

えられる。

DPZ 0.1 um は距離の値は 1st より 2nd のほうが平均の値が大きく，time も 1st より 2nd のほうが値の大きい個体が 1 個体いた。
しかし，DPZ 1 um は，すべての個体の時間，距離の値
が 1st より 2nd のほうが大きかった。

- 34 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート

第２号（2021）35 40 頁

無意識の指の動き
人が指で物を掴むときの冗長性
上西八重子
三重中学校 3 年

Yaeko Uenishi
要旨
手指に関して、冗長性は本当に動きを助ける効果があるのかを調べた。その結果、指を立てない場合、小指を立てた場合、掴んでいる指以外全て立てた場合、それぞれが一番力が入る手首の角度、掴む位置があった

キーワード
冗長性
冗長性とは、ネットの辞書によれば「余分な部分が付加されていること。また、それにより機能の安定化が図られていること」「余剰性。リダンダンシー」余分な部分は、あった方が良い物（予備、主部分を助ける）と、邪魔な部分と、両方の意味がある。人の動きで言うと、ベストな動きが出来ない時でも、無駄やゆとりによって臨機応変に無意識で動くこと。。

１.はじめに
これまで二年続けて人間の手の動きや感覚について調べて来たので、今回ご指導いただいてヒトの手の冗長性を調べる事にした。
手の冗長性は作業を行うのにどのように利用されているのかを明らかにする。
今回は、「カップの取っ手を持つ際に自然と小指が立つ」事を元に、何パターンか指を立てる実験をして、その事によって

図１

図２

カップを持つ指の力が大きくなるかを調べた。
また、無意識には掴まない指の組み合わせ、無意識には立たない、また意識しても立たせにくい指を立てた時に力は入ら

また、そのそれぞれについて手首を外側に曲げた（70°）状

ないのか肘を上げる人もいるので、手首の角度についても併態、肘から手の甲までまっすぐな（0°）状態、手首を内側にせて調べた。

曲げた（-60°）状態、3 パターンで計測した（図３）。

２.材料と方法
厚さ 18 ㎜のキッチンスケールを指で掴み、力を計測する（親指と別の指で掴む）
スケールに錘を置いて、正確に測れる場所を測定し、遠中近（後述）三か所印をつけた（図１）。
指の組み合わせは。①親指と人差し指、②親指と中指、③親指と薬指、④親指と小指とした。
計測は以下の 3 か所で行った。
付け根から指先が遠い姿勢（付け根と掴む点の距離 70mm）

図３

自然な姿勢（付け根と掴む点の距離 55mm）
近づけた姿勢（付け根と掴む点の距離 50mm）
各々について、別の指を全て立てた状態と、一本づつ立てた状態で計測した（図２）。これらの組み合わせで計測を 5回ずつ行い平均を求めた。

- 35 -

掴む指

画像参照

親指と人差し指①一般的な持ち方

掴めた重さ（ｇ）
Ⅰ回目 ２回目 ３回目 ４回目 ５回目 平均値
1.手首がまっすぐの状態

０指を立てない状態

62.8

64.8

65.1

67.3

59.7 62.83

３中指を立てた状態

58

62.4

57.6

59.3

61.5 59.76

４薬指を立てた状態

51.7

55.9

56

62.3

50.8 55.34

５小指を立てた状態

63.7

63

70.2

68.4

60.2

70.1

69.7

78.1

75.3

70 72.64

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態

45.8

50.3

51.2

49.8

45.1 48.44

３中指を立てた状態

48.3

47.3

41.5

48.9

４薬指を立てた状態

33.7

32.8

30.9

35.6

５小指を立てた状態

42.7

44.4

45.1

49.7

40.8 44.54

３４５持っている指以外を立てた状態

49.2

48

45.9

51.6

50.4 49.02

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

66.6

68.5

60.7

63.9

61.2 64.18

３中指を立てた状態

52.6

50.8

52.1

50

55.7 52.24

４薬指を立てた状態

42.7

34.2

42.8

49.5

35.1 40.86

５小指を立てた状態

48.9

52.1

50.1

45.7

46.1 48.58

３４５持っている指以外を立てた状態

60.1

58.9

61.1

55.2

48.8 56.82

０指を立てない状態

34.6

43.2

37.8

35.5

43.6 38.94

３中指を立てた状態

43.7

48.6

45.9

32.8

45.3 43.26

４薬指を立てた状態

37.4

38.6

42

40.9

35.7 38.92

５小指を立てた状態

58.8

61.8

52

57.7

62.1 58.48

３４５持っている指以外を立てた状態

60.3

58.7

61.2

54.4

61.2 59.16

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態

20.2

21.2

20

18.7

20.8 20.18

３中指を立てた状態

34.7

33.2

34.1

28

30.2 32.04

４薬指を立てた状態

32.1

33.6

30.2

31.9

29.6 31.48

５小指を立てた状態

39.8

37.2

40.6

39.9

42.8 40.06

３４５持っている指以外を立てた状態

57.2

62.1

58.1

60

59.4 59.36

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

90.9

91.2

91.5

87.2

89.7

90.1

３中指を立てた状態

68.4

70.1

67.3

71.2

68

69

４薬指を立てた状態

46.2

47.9

46.6

48.7

0 ３４５持っている指以外を立てた状態②付け根から遠い姿勢 1.手首がまっすぐの状態③付け根から近い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

49

65.1

47

30.1 32.62

50.2 47.92

５小指を立てた状態

50.6

51.2

49.7

48.9

51.7 50.42

３４５持っている指以外を立てた状態

79.6

78.8

81.3

77.5

82.4 79.92

０指を立てない状態

83.7

78.3

76.4

80.2

79.6 79.64

３中指を立てた状態

62.8

59.6

62

58.1

60.1 60.52

４薬指を立てた状態

53.4

55.5

50.2

56.3

50.1

５小指を立てた状態

72.1

69.7

68.5

70.1

71.3 70.34

３４５持っている指以外を立てた状態

53.1

73.6

75.3

71.9

70.2

77.5

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態

41.3

50.6

48.5

50.1

52.1 48.52

３中指を立てた状態

40.9

39.8

37.5

42.7

45.3 41.24

４薬指を立てた状態

36.2

38.2

34.9

41

５小指を立てた状態

46

42.7

45.6

44.2

45.8 44.86

３４５持っている指以外を立てた状態

40.2

73.7

38.1

53.8

55.2

56.7

57.1

50.9 54.74

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

63

59.4

60.1

59.8

61.2

３中指を立てた状態

51

50.3

49.4

53.8

48.9 50.68

４薬指を立てた状態

45.6

45.9

42.8

46

43.9 44.84

５小指を立てた状態

51.9

58.3

50.8

49.5

50.1 52.12

３４５持っている指以外を立てた状態

40.8

37.6

45.1

39.8

41.2

- 36 -

60.7

40.9

掴む指

画像参照

親指と中指

①一般的な持ち方

掴めた重さ（ｇ）
Ⅰ回目
1.手首がまっすぐの状態

４回目

５回目

平均値

50.2

48.4

48.6

50.7

50.34

２人差し指を立てた状態

56.3

54

51.9

53.2

55.8

54.24

４薬指を立てた状態

31.4

33.4

30.7

32.5

35.6

32.72

５小指を立てた状態

40.8

41.3

38.5

39.7

43.5

40.76

２４５持っている指以外を立てた状態

54.3

52.9

53.9

50.7

51.6

52.68

33.9

35

32.8

33.3

37.6

34.52

２人差し指を立てた状態

39.7

41.5

40.9

38.5

41.3

40.38

４薬指を立てた状態

35.6

37.5

34.8

36.6

32.9

35.48

５小指を立てた状態

31

30.2

33.2

31.5

36.4

32.46

56.6

57.1

55.7

53.9

55.4

55.74

44.9

42.3

40.8

42.2

45.7

43.18

２人差し指を立てた状態

47.2

49.6

44.9

45.3

48.6

47.12

４薬指を立てた状態

43.7

41.9

42.1

40.9

45

42.72

５小指を立てた状態

40.1

38.9

39.7

41.2

39.9

39.96

２４５持っている指以外を立てた状態

58.3

60.4

59

61.1

60.8

59.92

54

53.7

54.4

51.7

52.9

53.34

２人差し指を立てた状態

58.5

59.7

60.2

61.1

57.9

59.48

４薬指を立てた状態

41.7

40.9

41

40.8

42.3

41.34

５小指を立てた状態

60.9

61

62.1

59.8

61.4

61.04

２４５持っている指以外を立てた状態

78.6

75.8

76.3

77.4

80.1

77.64

42.7

40.4

41.2

40.6

42.9

41.56
40.44

２４５持っている指以外を立てた状態
3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

０指を立てない状態

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態

41.7

40.3

42.5

38.7

39

４薬指を立てた状態

50

48.6

51.4

47.9

46.8

48.94

５小指を立てた状態

47.1

45.1

45

44.4

46.3

45.58

２４５持っている指以外を立てた状態
3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
４薬指を立てた状態③付け根から近い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

３回目

53.8

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態②付け根から遠い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

２回目

０指を立てない状態

57.5

57.2

58.7

56.1

54.8

56.86

60.3

58.9

59.7

57.6

60.8

59.46

48.7
̲

51.2
̲

51.2
＿

49.7
＿

49.5
＿

50.06
＿

５小指を立てた状態

62.1

59.2

60.5

58.7

61.3

２４５持っている指以外を立てた状態

34.5

35.6

36.2

34.9

36

35.44

０指を立てない状態

58.7

59.2

60.2

59.6

61.4

59.82

60.7

60.46

２人差し指を立てた状態
４薬指を立てた状態

62.5
̲

61.1
̲

59.1
＿

58.9
＿

60.36

＿

５小指を立てた状態

42.5

39.7

45.3

38.4

42.6

41.7

２４５持っている指以外を立てた状態

64.9

69.3

68.9

70.1

71.4

68.92

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
４薬指を立てた状態

49.9

45.6

48.6

45.2

50.1

47.88

29.9

30.8

30.4

28.9

31.4

30.28

̲

̲

＿

＿

＿

５小指を立てた状態

43.6

41.7

40.8

38.9

40.8

41.16

２４５持っている指以外を立てた状態

52.4

50.6

51.3

48.7

50.9

50.78

72

67.8

70.4

68.3

71

69.9

50.4

49.7

51.6

48

50.1

49.96

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
４薬指を立てた状態

̲

̲

＿

＿

＿

５小指を立てた状態

43.6

42.2

41.9

40.4

43.5

42.32

２４５持っている指以外を立てた状態

52.4

50.8

51.6

50.5

49.7

51

- 37 -

掴む指

画像参照

親指と薬指

①一般的な持ち方

掴めた重さ（ｇ）
Ⅰ回目 ２回目 ３回目 ４回目 ５回目 平均値
1.手首がまっすぐの状態

０指を立てない状態

40.3

39.9

40.8

39.7

41.5 40.44

２人差し指を立てた状態

36.8

37

40.1

38.2

39.1 38.24

３中指を立てた状態

̲

̲

̲

48.5

38.6

40.7

39.8 41.76

２３５持っている指以外を立てた状態

43.5

46.3

45.1

49.6

38.7 44.64

２人差し指を立てた状態
３中指を立てた状態

42.5

40.5

37.9

41.6

43.3 41.16

38.9

37.4

40.1

35.6

39.4 38.28

̲

̲

̲

̲

̲

５小指を立てた状態

40.2

44.1

42.3

44.5

37.4

41.7

２３５持っている指以外を立てた状態

35.6

40.6

36.4

37.8

40.1

38.1

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
３中指を立てた状態

46.2

44.2

45.8

46.9

47.5 46.12

36.9

37.6

34.8

35.9

40.1 37.06

̲

̲

̲

̲

̲

５小指を立てた状態

42.5

41.5

38.4

40.8

37.9 40.22

２３５持っている指以外を立てた状態

36.4

38.9

35.5

40.3

38.9

０指を立てない状態

38.4

28.1

36.1

37.1

29.7 33.88

２人差し指を立てた状態
３中指を立てた状態

32.2
̲

36.4
̲

33.7
̲

28.4
̲

38

30.4 32.22
̲

５小指を立てた状態

34.5

35.9

37.4

34.8

36.5 35.82

２３５持っている指以外を立てた状態

38.8

36.2

35.5

37.3

38.5 37.26

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
３中指を立てた状態

27.3

28.7

26

26.5

28.5

27.4

25.3

26.8

27.4

24.9

28.6

26.6

̲

̲

̲

̲

̲

５小指を立てた状態

30.6

32.5

36.8

29.8

36.4 33.22

２３５持っている指以外を立てた状態

35.5

30.7

36.5

38.5

38.9 36.02

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
３中指を立てた状態

45.3

37.9

40.2

41.8

42.6 41.56

42.1

41.8

40.1

38.9

40.3 40.64

̲

５小指を立てた状態
２３５持っている指以外を立てた状態③付け根から近い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

̲

41.2

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態②付け根から遠い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

̲

５小指を立てた状態

̲

̲

̲

̲

29

27.4

28.4

35.8

30.1 30.14

30.9

31.5

35.6

28.9

31.4 31.66
30.5 25.54

０指を立てない状態

29.5

3.3

32.8

31.6

２人差し指を立てた状態

40.1

42.7

40.3

39.8

３中指を立てた状態

̲

̲

̲

̲

41.5 40.88
̲

５小指を立てた状態

34.6

35.4

29.6

31.8

33.3 32.94

２３５持っている指以外を立てた状態

34.3

32.5

30.4

37.7

36.2 34.22

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態
２人差し指を立てた状態
３中指を立てた状態

44.8

42.9

40.9

36.1

41.1 41.16

42.2

40.8

47.1

48.1

37.9 43.22

̲

̲

̲

̲

̲

５小指を立てた状態

38.8

40

39.7

42.3

40.9 40.34

２３５持っている指以外を立てた状態

49.7

52.3

50.1

48.9

51.7 50.54

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

34.5

38.1

23.3

35.6

29.5

２人差し指を立てた状態

35.5

38.9

28.4

35.4

38.1 35.26

３中指を立てた状態

27.1

30.3

29.6

32.5

26.1 29.12

５小指を立てた状態

28.3

25.4

29.6

32.1

30.2 29.12

２３５持っている指以外を立てた状態

30.5

31.5

33.4

29.6

30.4 31.08- 38 -

32.2

掴む指

画像参照

掴めた重さ（ｇ）

親指と小指①一般的な持ち方

Ⅰ回目
1.手首がまっすぐの状態

４回目

５回目

平均値

19.9

25.1

19.6

20.8

２人差し指を立てた状態

19.1

20

21.3

18.9

20.6

19.98

３中指を立てた状態

17.2

19.5

20.3

17.5

18.6

18.62

４薬指を立てた状態

14.8

15.6

13.8

15.2

14.1

14.7

19

21.2

19.6

18.4

20.3

19.7

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態

20.82

13.2

14.8

13.2

15.3

12.9

13.88

２人差し指を立てた状態

15.2

13.2

14.3

15.9

16.6

15.04

３中指を立てた状態

14.8

15.9

16.3

13.8

13.2

14.8

４薬指を立てた状態

12.3

11.4

19.3

12.7

13.8

13.9

２３５持っている指以外を立てた状態

10.2

12.3

13.6

9.7

14.1

11.98

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

15.7

13.4

15.3

14.2

16.3

14.98

２人差し指を立てた状態

13.9

15.6

12.4

16.3

14.2

14.48

３中指を立てた状態

14.6

11.7

13.9

12.8

13.5

13.3

４薬指を立てた状態

11.1

12

11.9

11.8

13.1

11.98

２３５持っている指以外を立てた状態

14.3

11.6

14.5

13.9

12.8

13.42

０指を立てない状態

11.2

12.8

10.8

9.4

12.1

11.26

２人差し指を立てた状態

12.1

12.8

13.4

12.3

11.7

12.46

３中指を立てた状態

11.9

12.4

10.8

13.1

10.7

11.78

４薬指を立てた状態

10.5

9.9

10.7

12.7

11.6

11.08

２３５持っている指以外を立てた状態

11.8

13.1

10.8

9.7

10.5

11.18

10.3

15.1

13.4

9.6

12.8

12.24

２人差し指を立てた状態

12.2

10.6

13.8

12.4

10.8

11.96

３中指を立てた状態

14.1

13.6

14.9

15.1

13.7

14.28

４薬指を立てた状態

12.9

13.8

12.5

11.7

11.9

12.56

２３５持っている指以外を立てた状態

13.4

10.6

13.4

10.9

12.5

12.16

15.2

14.2

16

13.9

14.5

14.76

２人差し指を立てた状態

13.4

10.8

14.5

11.9

12.8

12.68

３中指を立てた状態

12.7

11.4

10.9

13

12.4

12.08

４薬指を立てた状態

13.6

10.8

13.4

11.4

12.4

12.32

12

11.4

13.4

10.4

12.5

11.94

０指を立てない状態

23.5

25.2

20.7

22.6

24

23.2

２人差し指を立てた状態

22.8

20.8

21.4

22.4

21.3

21.74

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

２３５持っている指以外を立てた状態③付け根から近い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

３回目

18.7

２３５持っている指以外を立てた状態②付け根から遠い姿勢 1.手首がまっすぐの状態

２回目

０指を立てない状態

３中指を立てた状態

21

20.4

21.4

18.7

20.7

20.44

４薬指を立てた状態

24.2

23.7

21.6

20.5

23.1

22.62

２３５持っている指以外を立てた状態

23.8

17.3

15.9

25.6

24.3

21.38

21

20.4

26.4

21.6

20.7

22.02

２人差し指を立てた状態

20.9

17.7

21.9

19.4

18.7

19.72

３中指を立てた状態

20.3

14.9

18.3

21.5

19.6

18.92

４薬指を立てた状態

19.8

18.6

23.1

20.1

18.6

20.04

２３５持っている指以外を立てた状態

23.4

22.8

23.9

20.9

19.3

22.06

19.9

18.7

21

20.3

15.7

19.12

２人差し指を立てた状態

20.1

19.8

21.5

22.7

18.9

20.6

３中指を立てた状態

20.6

22.1

18.7

21.4

19.6

20.48

４薬指を立てた状態

21.1

20.6

18.6

19.9

21

20.24

２３５持っている指以外を立てた状態

20.7

21.4

19.8

20.1

19.8

20.36

2.手首を内側に曲げた状態 ０指を立てない状態

3.手首を外側に曲げた状態 ０指を立てない状態

ピン

オレ

ク

ンジ

掴む力の小さい順に、

黄色

緑

青

親指から小指にかけて 1 2 3 4 5と番号を振り、立てている指に番号を振ってある指を立てていない状態を０とした。

- 39 -で表している３.結果

謝辞

・表の中で特に力が大きい（青色・緑色が集中している）3

今回の研究にあたり終始丁寧にご指導を下さった三重大学

か所は、やはりいずれも親指と人差し指で掴んだ場合だった

大学院工学研究科 電気電子工学教授の駒田 諭先生に深く力が大きい３か所の内訳は感謝いたします。本当にお世話になりました。

1・90.1 ｇ/指の付け根から遠い位置で指を立てずに手首をまた、このような貴重な機会を下さり温かく見守って下さ外側に曲げるった、三重ジュニアドクター育成塾後藤太一郎先生、ご協力

2・79.92ｇ/指の付け根から遠い位置で掴んでいる指以外をいただいた先生方、ありがとうございました。

すべて立て、手首を外側に曲げる
3・79.64ｇ/指の付け根から近い位置で指は立てず、手首は
まっすぐ
だった。
・指先の位置も結果に影響はしたが、手首の角度の方が力を大きくする効果が大きい
指の付け根から遠い場所で掴む時は、手首を外側に曲げる（肘を上げる）と力が入りやすいことがわかった
・親指と小指ではとても掴みづらく、ほとんどが掴む力が小さくなった。
・小指を立てると発揮しやすくする作用があると考えたが、一本だけ立てる場合に関してだけ、小指を立てるのが一番力が入る事がわかった。
今回、親指と中指、親指と薬指、親指と小指も試みたが、意外とそちらの方が掴む力が大きいという事はなく、やはり親指と人差し指が掴む力が大きい。

４.まとめ
親指と人差し指で物を掴んだ時、指を立てると力が入る事がわかった。
掴んでいる以外の全ての指を立てる方が大きな力を発揮す
るのに役立つのに、小指が立っているイメージが強いのは、
他の指は立っていても目立たなかったり、中指と薬指も人差
し指に添える方が一般的なのではないか。
やはり親指と人差し指が掴む力が大きい。今回、親指と中指、親指と薬指、親指と小指も試みたが、意外とそちらの方が掴む力が大きいという事はなかった。

５．今後に向けた検討
実際にカップの柄を持つ時は、親指、人差し指、中指の三本、あるいは薬指も添える事が多い。
三本で持つ時は、三本の力が等しければ、その付け根同士が等分に離れている（正三角形に近づく）ほど安定するはずだ。
人の指なら、親指、人差し指、薬指もしくは小指になるので、今後何故薬指や小指が発達していないのか、人差し指中指に比べて小さい事がどう有用なのか、調べたい。

- 40 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）41−42 頁

LED と消費電力の比較
宮田陽斗
三重中学校
3年

Haruto Miyata
要旨
LED が従来の電球よりも優れているといわれるが、どの程度優れているのか、同じ明るさを得るための消費電力の比較をしようと考えた。できるだけ、同系色で同じ明るさの豆電球と LED を比較し、コンデンサーに蓄えた電気エネルギーの消費時間を使って照実験を行った結果、LED の方が約 5 倍長持ちするという結果を得た。

１．はじめに照度計を利用して測定できるようにする。なお、電球

近年、家電量販店では電球型の LED 電灯が主力になや LED から照度計までの距離を同じになるように、黒っており、フィラメント型の電球が少なくなった。パ

のスチレンボードを用いて暗室ボックスを作った。

ンフレットなどでも LED の方が省エネであり、電気代（２）実験方法も節約でき、LED を推奨する宣伝も多い。中には耐用年【実験 1】まず、LED の色を電球の色に近い色の LED数も考えると、10 倍とも 50 倍とも安価であるという光源（3 種；電球色 LED 黄色 LED レモン色 LED）に説もあったりする。

ついて、暗室ボックスを用いて、照度計を同じ距離で照らして、その照度を測定する。安定化電源の電圧を

今回の私の研究は、「ほんとうにそんなに安くなるのか、本当に LED の方が優れているのか」という疑問が上げながら消費電力と明るさの関係を調べる。

研究動機である。

②【実験 2】 で用いた電球に近い明るさの LED を使い、同じコンデンサーに予め決めておいた電圧で電気２．研究方法量を蓄電し、LED と電球にコンデンサーから電流を流し、それぞれ、最初の明るさの 20％の明るさになるま

LED とフィラメント電球を耐用年数まで含めた実験が行えないので、同じ明るさを得るためにどれくらいでの点灯時間を調べる。

電力を消費するか、実験を通して比較することにした。

③この時間を比較から電球と LED のどちらが電気を消しかし、フィラメント型電球は薄いオレンジ色である

費しやすいかを調べた。時間が長いほど電力を消費しので、LED の方もできる限り近い色の LED を使うことにくいということになる。

にした。

（１）実験装置

３．実験結果（１）【実験 1】の結果

図のように暗室ボックスを作って、箱の上部に豆電球、LED をつける。電源は安定化電源を使い、スパーク
リンク（電圧電流センサー）をつないで、電力、電圧、電力を測定できるようにする。明【実験 1】の結果グラフ 1 のような消費電力と明るさ

るさは、カメラの関係を得ることができた。また、電球とそれぞれの撮影時に使うLED の最も照度が明るいときの消費電力を表１にまと- 41-

めた。Lemon 色と電球色は、消費電力が少ない割合に明測定し、約 18 秒だった。電球色 LED は 3 回測定したがるいことがわかった。また豆電球は電力を大きくする

ばらつきがあったので測定を 5 回にして平均をとること明るくなるが、フィラメントが切れてしまった。電とにした。LED と豆電球では最初の明るさの 20％に達球色と豆電球を比較すると 4000Lux では約 1000 倍電力

するのに 4.59 倍の違いがあった。

を消費していることがわかった。

４．考察とまとめ

この結果から、【実験 2】は電球色 LED を使って豆電球と比較することにした。

LED は豆電球よりも少ない電力で明るい光を出せるものがあることがわかった。点灯継続からは、LED の方がフィラメント電球より効率が良いことがわかった。このことから、LED の方は豆電球よりもはるかに消費電力が少なくて済むことが再認識できた。
また、今回 3 種類の LED を使用し、その中で一番豆電球の色に近そうだった電球色で【実験②】を行ったが、あくまでも色は目視した際に一番近いと感じただ
けであって実際には、光の成分が分からないため、それぞれの色について調べたい。
豆電球は光が発散し、LED の光は照度計の一部分に（２）【実験 2】の結果
豆電球と電球色 LED を４V の電圧でコンデンサーを当っており、単純に照度が同じであると言えないのか

充電して点灯し、その明るさが最初の 20％になるまでも知れない。豆電球の明るさは LED 何個分かを調べ、の時間を測定する実験すると、結果は表 2 のようにな

明るさを双方均一にしたところでの消費電力を比較し

った。

たい。
今日、コロナウイルスの影響で仕事がなくなったり
不景気の状況がより一層深刻化してきているため様々な事柄で「節約」をよく目にする。そのような状況の中で電気代を節約するために照明を LED に変更するべきだという声もあるが、設備費や耐久性についても含め

最初はほぼ同じ明るさであったので消費する電気と明るさが比較しやすかった。豆電球の点灯時間は３回- 42 -て、LED が総合的に電球よりも LED は優れているのかを検討する必要がある。

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）43−47 頁

小さな川の環境と人間活動による影響−道路造成工事による影響と生息する微生物−川島 人和四日市メリノール学院中学校３年

Nina Kawashima
要旨
私が幼少期より慣れ親しんだ竹谷川が、工事により川が濁り生物が減少したことから何か私に出来ることはないかと考え、調査・研究を始めた。工事中と工事後の比較により竹谷川への影響を明らかにするため酸性雨調査と水質調査を行った。また、川の微生物の役割に着目し、微生物の働きを探るため細菌の培養実験と DNA 解析による細菌の同定を行い、水質との関係を調べた。
その結果、6 年にわたる調査・研究の中で、道路造成工事による影響だけでなく生活排水や畜産排水・農業汚染・大気汚染など多くの問題があり人間活動が環境に影響を及ぼしていることがわかった。今年度は新型コロナウイルスによる経済活動の自粛により大気・水質の改善が数値となり現れた。

キーワード: 川、人間活動、酸性雨、水質、微生物、細菌

１．はじめにしていた竹谷川の上流域は濁り、生物が減少した。こ

竹谷川は三重県四日市市を流れる海蔵川の支流で、の工事を行うにあたって平成 6 年に環境影響評価書が流路の延長 7,450 メートルの二級河川である。川の流作成されているが、私は竹谷川の変化を危惧し、工事

路は、千種小学校のすぐ東側を起点とし、水田耕作地中と工事後の比較をし、竹谷川の水質をはじめとした域を通って赤水町へ流下して下海老町で海蔵川と合流

周辺環境への影響を調べたいと考え、平成 27 年 7 月よしている（図１）。竹谷川流域は田畑に囲まれており、り研究を始めた。調査・研究を始めて 6 年たった平成

農業用水としても利用され、多様な生物が見られる。

30 年 10 月にはバイパス道路が、平成 31 年 3 月には高下流の海蔵川は工場地帯となっており、伊勢湾台風以速道路も開通した。調査を続けてきた中で、汚染され降はコンクリート護岸が整備されている。

た川でもたくましく生息する微生物に心打たれ、自然

過去に竹谷川は大雨により大規模な氾濫をおこし、界において小さな微生物が大きな役割を果たしている

昭和 50 年に河川改修工事が行われた。この工事に伴いのではないかと考え、竹谷川の水質と周辺環境に関係生物が次々と姿を消したが、地域の方々が「竹谷川のする事柄として、周辺の大気汚染の状態、川の水質、お蛍と桜を守る会」を立ち上げて自然保護活動を重ねたよび生息する微生物に着目して研究することにした。

結果、ゲンジボタルや野鳥が戻り、桜並木も整備された。平成 31 年には菰野町と四日市の県地区の養豚場からの排水により高濃度の畜産排水有機汚濁による被害があることを四日市大学名誉教授・武本先生、四日市大学元教授・高橋先生、および県地区市民センター館
長・「竹谷川の蛍と桜を守る会」が共同で調査を行い明らかにした（海蔵川の水質汚染について

四日市大学

論集第 30 巻参照）。養豚場においては市の補助金がおり、排水処理工事に着手することで水質悪化防止への取り組みが行われている。
そのような中、平成 23 年に竹谷川流域の菰野町内で

図１ 竹谷川流域図

新名神高速道路を造成する工事が始まり、平成 27 年には国道 477 号バイパス造成の工事も始まった。それに伴い、幼少期より私が慣れ親しみ、多様な生物が生存- 43 -

２．研究方法（１）酸性雨調査

B. 調査項目と値の評価の目安

大気汚染の状態を知る指標として、2015 年 7 月〜

・生息している動植物2020 年 8 月の期間に、雨水の酸性度を測定した。雨水

・気温・水温(温度計を用いて測定)を採取した場所は、竹谷川より南に約 10 メートル、工・化学的酸素要求量(COD、0〜5 ㎎/L)

事現場より南に約 30 メートルの位置にした。地上から・アンモニウム態窒素(NH 、0.2 ㎎/L)

1 メートルの高さにあるブロック塀の上に雨が降った

・亜硝酸態窒素(NO 、0.02 ㎎/L)

ときにプラスチック容器を設置し、雨水を採取した。

・硝酸態窒素(NO 、1〜2 ㎎/L)

その際に温度計で気温を測定した。回収した雨水サン・リン酸態りん(PO 、0.05 ㎎/L)

プルを、酸性雨調査試験紙(pH 判定範囲 3.4〜6.4)につ・塩素(Cl)(2020 年 8 月 5 日のみ)

け、比色表によって pH を測定した。酸性雨の判定は、・pH(万能 pH 試験紙、pH1 14、2020 年 5 月
3 日から測定)

酸性雨の一般的な定義とされている、
pH5.6 以下の雨を・透視度(50cm 透視度計で測定、2020 年 3 月

酸性雨とした。

28 日より)※他にも気がかりな地点を追加で調査した。

（２）水質調査
川をとりまく環境と水質を調査するために代表的な○水中微生物の顕微鏡観察

地点を選び定点観測を行なった。各観測地点で採取した水をパックテスト(共立化学研究所製「川の水調査キ場所による水中微生物の違いを知るために、各観測ット」)を用いて測定を行った。2020 年 4 月以降は竹谷地点でプランクトンネットを用いて水を採取し、顕微

川全域における環境と水質・微生物を調査するために鏡で微生物の種類や数を観察・記録した。

調査範囲を拡大し、上流・中流・下流の 3 地点に分け調べた。

（３）細菌培養実験○観測地点と調査期間、および調査項目ていると考えられる。そこで、生活排水の中でも特にA. 観測地点問題があると考える台所排水に注目し、普段よく使わ

i) 2015 年 7 月 2020 年 3 月：竹谷川上流の菰野町れる商品を水に加えることによって、細菌の増え方が川の汚染において私たちの日常生活も大きく関係し潤田周辺（図２）

変化しないかを確かめるために細菌培養の実験を行な(パックテストは A-3 地点を代表地点として実施)った。採取した竹谷川の水をろ紙でこし、ミリポア法

・A 1 ……… 生活排水が流れてくる場所を用いて細菌の濃度を上げ MC−Media 一般生菌用キッ・A 2 ……… 流れのない場所

トと寒天培養を行なった。

・A 3 ……… 川の中央
・A 4 ……… 水が勢いよく流れ落ちる場所○実験条件と実験の手順
A. 実験条件ii) 2020 年 4 月 2020 年 8 月：竹谷川の上流、中(それぞれ 500mL ペットボトルの竹谷川の水に加えた流、下流域（図２）量。)

・A ………… 菰野町潤田 2200 番地付近
(i)の期間の定点付近)
・B ………… 四日市赤水町 1200 番地付近

・No.1………竹谷川 A 地点の水のみ

・C ………… 四日市西坂部 1300 番地付近

・No.2………キッコーマンこいくちしょうゆ 0.5mL・No.3………LION チャーミーマジカ酵素プラス 0.2
mL・No.4………日清キャノーラ油ナチュメイド 0.5 mL・No.5………あじのもとほんだし 0.2mL・No.6………上白糖 0.2mL・No.7……ヤシの実洗剤 0.5mL
B. 実験の手順
定点観測地 A 3 地点の水を、プランクトンネットを用いて 500ml ペットボトルに 6 本分を採取した。採取した

図２

サンプルをろ紙で濾過し、ミリポア法を用いて微生物2020 年 4 月以降の竹谷川定点観測地点図- 44 -

の濃度を上げた後、比較する製品を加え、ペットボト

３．結果

ルのキャップを緩め 6 日間窓際の日が当たる場所に置

工事期間中は酸性雨の割合が高く、竹谷川の水質調

いておき、これを MC−Media 一般生菌用キットの培養

査やパックテストの結果も高い数値を示した（図３、シートに 1ml 滴下して日陰に 5 日間置いておき、赤い４）。B 地点においては過去から窒素系の数値が高く点の数を数え比較した。寒天培養は上記の水を 1ml ず

NH の基準値は 0.2 ㎎/L であったが、10 ㎎/L、NO の基

つ用いて寒天培地にまんべんなく塗布して培養し、２

準値は 0.02 ㎎/L 以下であり、1 ㎎/L、NO の基準値は日後のコロニー数をカウントした。培養後のコロニー

1〜2 ㎎/L であったが、5 ㎎/L と高い数値を示した。

数が多すぎてカウントが困難な場合は、上記の水 2mL

細菌培養実験での結果からはサラダ油と洗剤を川にに精製水 2mL を加えて希釈してから同様に培養した。

流すと菌が生存しにくくなり、川の水に投入したものまた細菌を同定するために、三重大学教育学部講師・
市川先生の協力により細菌の DNA の解析とグラム染色によって、見つかる菌の種類が異なった。
また、A 地点においては川の水質で問題視される大を行った。

腸菌群は検出されなかった（表 1-3）。また、新型コロ
ナウイルスによる自粛期間中は酸性雨が降らずパック
テストの数値も低下し水質も改善された。

図３ 年度別酸性度の割合- 45 -

図４ Ｃ地点パックテストの結果

表１ MC−Media 一般生菌用キット結果

表２ 細菌培養実験結果

表３ DNA 解析の結果

国外から流れ込んでくる大気汚染などの多くの影響も関係していると考えられるので工事の影響は多くの問題の一つに過ぎないだろう。
水質調査の結果から農業汚染や畜産排水の問題が現在も続いていることが分かり、細菌培養実験の結果からは生活排水の成分は川の細菌の増殖に影響すると考えられる。今回の実験では、大腸菌群が検出されなかったことから現在の A 地点の水質は比較的良いといえる。B 地点・Ｃ地点でも同様の実験を行い水質と細菌の関係を明らかにしたい。

４．考察

また、新型コロナウイルスの経済活動の自粛により酸性雨調査と水質調査・細菌培養実験の結果から、

私たち人間の活動が環境を左右することが分かったの人間活動が竹谷川の環境に影響を与えるとともに、道で、私たちの心掛けで自然環境を良くすることができ路造成工事による環境への影響もあったと言える。たるといえる。

だし農業汚染や畜産排水・生活排水・国内の大気汚染・- 46 -

５．参考文献
・一般国道 477 号バイパス新設に係る環境影響調査報告書：
平成 6 年 2 月 三重県・髙橋正昭・千葉 賢・鶴見泰文・水谷伸匡（2011） 三又池の水質環境. 四日市大学環境情報論集第 15 巻, pp.49‐
58.
・髙橋正昭・武本行正・郭 鵬（2012） 勢田水質の動向. 四日市大学環境情報論集 第 16 巻, pp. 13‐20.
・武本 行正・髙橋 正昭・大八木 麻希・森川 裕三・竹内 佐
智恵・ 伊藤 薫・周 佳・宮岡 邦任・寺澤 爵典（2016）
四日市市・鎌谷川の水質汚濁について：四日市大学環境情報論集 第 20 巻 pp. 31‐38.
・武本行正・髙橋正昭・大八木麻希・榊枝 正史・伊藤 二郎・
下村 直樹・ 寺沢 爵典 （2017）海蔵川の水質汚染について．四日市大学環境情報論集 第 20 巻 pp. 171‐181.
・四日市の身近な自然調査結果：平成 16 年 3 月 四日市市
・日本プランクトン学会（2015）「ずかんプランクトン」株式
会社技術評論社
・滋賀の理科教材研究委員会（2016）「やさしい日本の淡水プ
ランクトン」合同出版株式会社
・国土交通省気象庁ホームページ：
https://www.data.jma.go.jp
・東京都下水道局：https://www.gesui.metro.tokyo.lg.jp
・四日市大学生物学研究所オフィシャルサイト：
https://web.yokkaichi-u.ac.jp

６．謝辞
研究活動を進めるにあたり熱心なご指導・ご協力を頂きました三重大学 後藤太一郎先生に感謝いたします。川の研究において調査の方法を丁寧に教えてくだ
さり、沢山の資料を提供くださいました四日市大学
高橋正昭先生に感謝いたします。細菌培養実験においては三重大学 市川俊輔先生にご協力頂き研究をより深く発展させることができましたことに感謝いたします。今年度は三重ジュニアドクター育成塾に参加させて頂けたお陰で研究を発展させることができ、また新しい経験をさせて頂きましたことに感謝いたします。沢山の方々のご厚意に心より感謝いたします。

- 47 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）48 49 頁

放射線が発育に与える影響とその防護剤
新井沙都子
三重大学教育学部附属中学校 ２年

Satoko Arai
要旨
葉酸は防護剤の働きをし、放射線の影響を抑える。今回の研究で、葉酸が放射線による顎の骨の発達への影響をおさえることがわかった。また、どうして葉酸が防護剤の働きをするのかを知ることができ、胎児が放射線の影響を受けやすい理由を推測することができた。

キーワード 葉酸、防護剤、放射線、顎の骨、ゼブラフィッシュ
防護剤…放射線などによる影響をできるだけ少なくする薬。がん治療の副作用を軽くするために使われる。
増感剤…少ない放射線でより大きな影響を与える薬。こちらも、がん治療に使われる。
葉酸……ビタミンの一種。レバー、量は限られるが、ほうれん草などの緑黄色野菜、果物などに、含まれる。ただし、調理や長期保存による酸化によって葉酸は壊れる。欠乏すると貧血を起こす。大量の飲酒は、葉酸の吸収、代謝をさげる。

１．はじめに

３．受精後 36 時間後、放射線照射の直前に葉酸処理
４．8Gy の放射線照射

前回の中間発表で、放射線が発育に与える影響について、生まれる前に放射線を浴びると、生まれてきたあ

５．死亡個体、変形個体は、定期的に確認。取り除く

と、顎の骨の発達にどのような影響が及ぶのかをゼブ

６．受精後 5 日アルシアンブルー染色

ラフィッシュを使って調べた。その結果、強い放射線を７．観察照射するほど、発達に大きな影響を及ぼし、ゼブラフィ
ッシュの場合、受精後 12 時間から 24 時間の間の放射３．結果線照射が、特に顎骨形成に大きな影響を与えることが結果の求め方 （Fiji.app を使った）わかった。今回はその続きとして、放射線の影響と関係する薬の葉酸について研究することにした。

２．材料と方法（１）実験動物
ゼブラフィッシュ 150 匹（生まれても実験前に死んでしまった個体もあるため、最終的には少なくなっている。
）（２）実験方法

１．まず、目と目の先端を結ぶ（赤線）。

１．自然採卵２．下顎の先端から１に垂直に線をひきその長さを調

２．6well プレートを使用し、1well につき 5 個ずつ

べる。
（黄線）

受精卵(その日の午前 9 時採卵)を入れる。(合計２の長さが短いほど、顎の骨が長いということになる

5well)から、顎骨が発達しているといえる。

- 48 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）48 49 頁

顎の発達

前回、放射線が顎の骨の発達に与える影響を研究したとき、骨が急速な発達の途中である胎児が特に放射0.008

線の影響を受けやすいということがわかった。今回の0.006

ことと合わせて考えると、急速な発育途中というのは、0.004

細胞の増殖速度も速いため、放射線の影響を受けやす

0.002
0

いのではないかと思った。よって、放射線の影響を強く
cont

X8G

X8G-FA200 M

受けるとき、その部分が特に発達していると考えるこ

葉酸処理をしたあと放射線照射をしたときは、処理とができると推測できる。

をせずに放射線照射をしたものより顎の骨が正常に発参考文献

達しており、放射線の影響を受けにくくなっている。

役に立つ薬の情報〜専門薬学４．考察

ロイコボリン、ユーゼル（ホリナート）の作用機序：葉酸製剤

葉酸は放射線による顎の骨の発達の影響を抑える防(kusuri-jouhou.com)

護剤だということがわかった。

https://kusuri-jouhou.com/medi/cancer/folinate.html

葉酸が放射線による影響を抑えるしくみはがん治療
で考えることができる。
がん治療では、手術が基本となるが、再発予防やそれ以上増悪しないようにするために、抗がん剤や放射線が使われる。
がん細胞は、正常細胞に比べて増殖スピードが速い
ため抗がん剤や放射線は、増殖速度の早い細胞に対して毒性を示す性質がある。この毒性によって、細胞を死滅させる。
細胞増殖を行うためには、DNA の複製が必要。DNA 合成を阻害すれば、細胞増殖も起こらないため、抗がん剤
や放射線は DNA 合成を抑えることで癌細胞の増殖を止める。
DNA 合成を行う過程の中で葉酸は必須であるため、葉酸を阻害することができる抗がん剤や放射線は細胞分裂を抑えることができる。
しかし、正常細胞の中にも、血球細胞や生殖細胞、髪の毛の細胞など比較的、増殖速度の速い細胞が存在する。抗がん剤などはこれらの細胞にも毒性を示すため強力な副作用が表れる。
つまり、抗がん剤、放射線は葉酸を阻害する働きがあるため、副作用を軽減するためにも葉酸を投与することで正常細胞への毒性を減らすことができる。

- 49 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）51 52 頁

マダイのオプシン遺伝子発現から錐体細胞のモザイク配列を考察する
後藤瑞季
桑名市立光陵中学校 ２年
Mizuki Goto
要旨
マダイとクロダイの視機能の違いを調べる目的で、マダイの網膜のオプシンタンパクの種類を調べ、モザイク配列との関係を検討した。網膜から RNA を抽出し、mRNA を元にして作った cDNA をもとに、5 種類すべてのオプシン遺伝子（ロドプシン、赤、緑、青、紫外線オプシン）を増やせるプライマーで PCR を行った。増やした PCR 産物を大腸菌にて形質転換してシーケンサーにより遺伝子配列を調べ、BLAST 解析を行うことで、マダイが持っている翻訳可能なオプシン遺伝子を同定した。その結果、マダイの網膜から緑色オプシン遺伝子である Rh2 が最も多く確認された（11/35 個）。青色
オプシン遺伝子である SWS2 は今回の研究では確認できなかったが、偽遺伝子と考えられていた赤色オプシン遺伝子である LWS がわずかに見つかった（1/35 個）。マダイのオプシン遺伝子の結果から、マダイは緑色感知する双錐体細胞に加え、数は少ないかもしれないが、赤色/緑色感知複錐体細胞を持っている可能性が考えられた。
キーワード：マダイ・クロダイ・錐体細胞・オプシン遺伝子・シーケンサー

1，背景と目的

2，方法

去年の自由研究では、マダイとクロダイの視機能

1，マダイの眼球から網膜を取り出し、ISOGEN２試を調べる目的で、眼球網膜の組織標本を作製して薬を用いて RNA を抽出した。

錐体細胞のモザイク配列を解析したところ、クロ2，抽出した RNA を逆転写反応にかけて安定な cDNA

ダイの網膜にある錐体細胞のモザイク配列は、双（相補 DNA）にする。

錐体(又は複錐体)のみで、単錐体は確認されなか

3，cDNA をオプシン遺伝子に対するユニバーサルプ

ったが、マダイでは単錐体と双(複)錐体のどちらライマーを使い PCR 反応で増幅させた。

も観察された。文献のオプシンタンパク遺伝子の4，増幅した cDNA をウィルスベクターに挿入し、大情報では、クロダイとマダイは赤色（LWS）、青色

腸菌に形質転換させ、大量にふやした。

（SWS2）、緑色（RH2）のオプシンタンパク遺伝子

5，大腸菌のコロニーから目的の DNA を抽出し、シを持っているが、マダイでは、赤色（LWS）オプシ

ーケンサーを用いて、遺伝子配列を解析した。

ンは偽遺伝子化していてタンパク質発現はしてい

6，得られた遺伝子配列を BLAST 解析[2]して遺伝ないことが報告されている[1]。私の研究ではクロ子を同定した。

ダイの単錐体細胞が観察されず、青色（SWS2）オプシンの存在について矛盾があった。私の錐体細胞

3，結果のモザイク配列観察だけではどの色を感知する細（1）マダイの BLAST 解析結果

胞なのかは知ることができないため、必要な考察

マダイの cDNA を形質転換した大腸菌 35 個のコロが十分にできない。そこで、今回は各色のオプシンニーを解析対象として解析したシーケンスデータ

タンパクが発現しているかどうかを確かめるため

から、BLAST 解析によって同定された遺伝子の結に、マダイの網膜より RNA を抽出し、オプシンタン

果を表１.に示す。もっとも多かったのは桿体細

パクの mRNA 発現を解析した。

胞に存在するロドプシン遺伝子で，22/35 に発現が見られた。次に多かったのは緑色オプシンタン- 51 -

パクである Rh2A で、11/35 に発現が見られた。赤いること、LWS は、遺伝子はあるが偽遺伝子とし色オプシンである LWS も１つ見つかったが、青色て存在していて、赤色を感知する錐体細胞は存在オプシンである SWS2 と紫外線オプシンである

しないことを報告していた。しかしながら、今回

SWS1 は確認できなかった。

の研究で、たった一つであるが、LWS の mRNA 発現が確認された。このことは、マダイの LWS は偽遺表 1.マダイの遺伝子配列解析結果

伝子ではなく、わずかではあるがタンパク質に翻

No.

SQ

No.

SQ

1

Rh1

19

Rh1

2

Rh1

20

Rh2

3

LWS

21

Rh1

4

Rh2

22

Rh1

5

Rh2

23

Rh2

6

Rh2

24

Rh1

7

Rh1

25

Rh1

8

Rh1

26

Rh1

9

Rh1

27

10

Rh2

28

Rh1

在が観察されている。単錐体細胞として存在する

11

Rh1

29

Rh2

のは紫外線感受錐体細胞と青色感受錐体細胞だけ

12

Rh1

30

Rh1

だが、マダイやクロダイには紫外線感受錐体細胞

13

Rh2

31

Rh2

はない。マダイには青色オプシンは存在するはず

14

Rh1

32

Rh1

であるが、見つからなかったのは、数が少なく、

15

Rh1

33

Rh2

今回のサンプル数では検出できなかった可能性が

16

Rh1

34

Rh2

ある。青色オプシンの存在の有無については、サ

17

Rh1

35

Rh1

ンプルを増やして SWS2 遺伝子の発現を確認する

18

Rh1

訳されることを示していて、マダイにもわずかではあるが、赤色錐体細胞が存在する可能性が考えられる初めての発見かもしれない。もしその考えが正しければ、マダイ網膜には緑色を感知する双錐体細胞だけでなく、赤色/緑色を感知する複錐体細胞も存在していることになる。
今回の研究では、マダイに青色オプシン遺伝子の SWS2 の mRNA は見つからなかった。昨年発表したマダイ網膜のモザイク配列の結果では、マダイには双(複)錐体細胞だけでなく、単錐体細胞の存必要があると思う。

Ph2:緑色オプシン，LWS:赤色オプシン
Ph1:ロドプシン， :同定できず

5，今後の予定
4，考察

去年のクロダイのモザイク配列の結果にも、オプ

マダイの網膜から RNA を抽出し、オプシンタンパ

シン遺伝子の文献報告と矛盾があるため（私：青クの mRNA 発現を見ることで、遺伝子を持ってい色単錐体なし，文献：青色オプシン遺伝子あるかどうかだけではなく、タンパク質に翻訳されり）、クロダイでも PCR による遺伝子発現解析をているかどうかが明らかになる。Wang らはゲノム行い、事実を明らかにしたいと思う。

DNA を対象にオプシンタンパクの遺伝子があるかどうかを調べていて、マダイには紫外線を感知す
る錐体細胞に存在する SWS1 遺伝子を除く全てのオプシン遺伝子（Rh2A, LWS, SWS2）が存在して6，参考文献[1] Wang FY, Yan HY, et al. Adaptation ofvisual spectra and opsin genes in seabreams.
Vision Research 2009, 49: P18[2] https://blast.ncbi.nlm.nih.gov- 52 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）53−55 頁

1/f ゆらぎのある音を聞くと人はどのような気持ちになるか
西井 晴菜
三重大学教育学部附属中学校 3 年年

Haruna Nishii
要旨
様々な自然現象に存在する 1/f ゆらぎにリラックス効果があると言われている。今回の研究では、音楽の持つ音程と強度の周波数分析を行い、1/f ゆらぎの程度を分析した。さらに分析した音楽を被験者に聞いてもらったあとに、アンケートに回答してもらうことで印象評価を実施した。これらの実験の結果、今回実施した研究の範囲内では、周波数ゆらぎには印象はあまり影響されないことが分かった。一方で、音の強度のゆらぎが 1/f に近いほど好印象となることが分かった。

キーワード: 1/f ゆらぎ，フーリエ解析，印象評価，SD 法

１．はじめに存在すると考えられる[3] 。ゆらぎの分析に使用したソ

波の音や風の流れなど自然現象に 1/f ゆらぎ が含

フトウェアは ゆらぎアナライザー [3]である。このまれていて、リラックス効果があると言われている。

ソフトウェアでは音楽の周波数ゆらぎと音量のゆらぎ

音楽にも 1/f ゆらぎ があることが知られており[1]、をフーリエ解析により求める。今回の解析では音楽をインターネット上では、 音楽がもつ 1/f ゆらぎをメイ解析するためのサンプリング周期は 25 ミリ秒とした。

ンテーマにした研究結果が発表されている[2]。実際にこれにより 20Hz 以下のゆらぎが解析できる。また、今音楽を聴いた人が受ける印象が 1/f ゆらぎ の存在で回準備した印象評価用の音楽の長さは 1 分であるため、変化するか調査したいと思った。

最低のゆらぎの周波数は約 0.03Hz となる。今回は、0.1Hz-2Hz（時間にして、0.5 秒から 10 秒）のゆらぎに

２．研究方法注目して解析を行った。

研究の方法は２つに分かれている。１つは音楽のゆ（２）印象評価

らぎの分析であり、もうひとつは被験者を募っての印

印象評価はゆらぎ分析したフリーの音源[4]を４つ

象評価である。それぞれの研究方法を以下で述べる。

使用した。印象評価の手法は Semantic Differential（１）ゆらぎの分析

法（SD 法）を採用した。SD 法では正反対の意味を持つ

音楽の主要な要素は音程（周波数）と音の強度（信号形容詞対（例えば，明るい-暗い など）を５ ７段階で強度）で、それぞれに ゆらぎ が存在する。音程のゆ被験者に回答してもらうことで、対象の印象を評価す

らぎは例えばビブラートのように音程が微妙に上下する手法である。今回の評価では表 1 の 7 つの形容詞対るゆらぎで、時間にして 0.１秒程度ゆらぎである[3]。
また、同じフレーズが繰り返されるとき、音程や音の強弱がゆらぐ場合は数秒から数 10 秒程度のゆらぎが

図2

GoogleForm を利用して構築した

アンケートサイトの回答フォーム
図1

ゆらぎアナライザの設定画面- 53 -

表 1 使用した形容詞対
心地よい

g=1.152g=0.789

不快

明るい

暗い

落ち着く

不安になる

派手な

地味な

軽やかな

重々しい

楽しい

つまらない

奇麗な

汚い

0.01 0.1

1

10 Hz

0.01 0.1

周波数ゆらぎらを用い、5 段階で評価した。

信号強度
度ゆぎ

g=0.129

を通じて回答してもらった。

10 Hz

A

印 象 評 価 に 協 力 頂 い た 被 験 者 は 22 名 で あ り 、GoogleForm を利用して自作したアンケート回答サイト

1

g=0.460

３．結果
実験用に準備したフリー音源は A から D の 4 曲である。A は曲調の落ち着いたピアノ曲であり、個人的には若干暗めの印象を受ける。B は明るい印象を受ける。
C は落ち着いていてさわやかな印象を受ける。D は軽0.01 0.1

やかなピアノ曲であり、個人的には軽い印象を受ける。
各曲のフーリエ解析結果を図３に示す。上から A，

1

10 Hz

0.01 0.1

周波数ゆらぎら1

10 Hz

信号強度度ゆぎB

B，C，D の順である。ぞれぞれのグラフを見てみると、周波数の高い領域はどれもよく似ている。低周波側の傾きは様々であり、低周波側のゆらぎに曲の特徴があ

g=0.903g=0.919

ると考えられる。図中のγは周波数 f=0.1Hz-2Hz のデータから計算された値（ゆらぎが1/に比例するとした）であり、0.5 秒から 10 秒程度周期をもつゆらぎの特徴を示しており、１に近いほどゆらぎが 1/f に近いことになる。A の周波数ゆらぎは 1/f に近いが、信号強度
ゆらぎは小さい。B はどちらのゆらぎも非常に小さく、周波数ゆらぎはランダムゆらぎ（ホワイトノイズ）に近いようである[2]。C は両方のゆらぎが 1/f に近い。D

0.01 0.11

10 Hz

周波数ゆらぎら

図４に印象評価アンケート結果のスネークチャート

1

10 Hz

信号強度
度ゆぎ
C

の周波数ゆらぎは小さいが、信号強度ゆらぎは 1/f に近いことが分かった。

0.01 0.1

g=0.510g=1.054を示す。チャートの点数は、それぞれの質問に対する被験者が答えた点数の平均である。数値は低い程好印
象となる。特徴的な結果とし、A の曲は静かなピアノ曲であったが、不安になる、地味な、つまらないなどの回答が多かった。D は同じくピアノ曲であるが、全体的に好印象となる結果であった。

0.01 0.1

1

10 Hz

0.01 0.1

周波数ゆらぎら４．考察
印象評価結果は全ての項目について各評価点×人数の和とした。印象評価の点数はより点数が低いものほど好印象となっている。

- 54 -

図3

10 Hz

信号強度
度ゆぎ
D

表２にゆらぎの解析と印象評価の結果をまとめた。

1

ゆらぎ解析結果

表 2 から、周波数ゆらぎにおいては１より小さい音ほど好印象を与えていて、１に近い音ほどあまり良い印象を持たないことが分かる。また信号強度ゆらぎに
おいては１に近い音ほど好印象を与えていて、１より小さい音ほどあまり良い印象を持たないことが分かる。

● Ａ
■ Ｂ
■
○ Ｄ

心心地い
明るい着
落落ちく

不不快
暗い
不不安なる

これらの結果から、今回の研究の範囲内では、周波数

派手
手な

地味な

軽やかな

重々しい

ゆらぎには印象はあまり影響されないことが分かった。

楽しい

つまらない

一方で、音の強度のゆらぎが 1/f に近いほど好印象とな

奇麗
麗に
な

汚い

ることが分かった。
図 4 印象評価結果

表 2 ゆらぎ解析と印象評価のまとめ
A

B

C

D

周波数ゆらぎ

1.152

0.129

0.903

0.510

信号強度ゆらぎ

0.785

0.460

0.919

1.054

印象評価結果

484

346

341

281

５．まとめとこれからの展望
今回の結果から周波数ゆらぎよりも信号強度ゆらぎの影響が大きいことが分かる。このことから、周波数
ゆらぎは印象評価に大きな影響を与えていないことが分かった。また、B の曲の結果が他の結果の傾向と違っている。B の曲はピアノ曲ではなかった。そのため、楽器によっても、結果が変化してしまうと思った。今回の実験結果では、周波数ゆらぎよりも、信号強度ゆらぎが人が心地よい音と感じることに影響を与えることが分かる。次は信号強度ゆらぎが１よりも明らかに大きい音を使って心地よい音について調べたいと思った。また、使われている楽器を変えて調べてみたいと
思った。

参考文献
[1] R. F. Voss and J. Clarke, J. Acoust. Soc. Am., 63,
258 (1978):1/f noisein music: Music from 1/f

noise.
[2] 例えば，菅井桂子，齋藤兆古，堀井清之，法政大学情報メディア教育研究センター研究報告 23，103 (2010)：音
楽に伴う 1/f ゆらぎ周波数成分の抽出とその人間生理への応用．
[3] https://mahoroba.logical-arts.jp/:音楽における
1/f ゆらぎ．
[4] https://youtu.be/̲X99̲IpxwWM

https://youtu.be/UUlIYFQnU1M
https://youtu.be/oveg̲k̲nUmw
https://youtu.be/8̲l-WSHg2eg- 55 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）56−60 頁

雨水がサラセニアの消化液分解力に与える影響について
梅村 理紗子高田中学校 ３年

Risako Umemura
要旨
ウツボカズラの袋の上部には、ふたのような形をしたものがあり、それが雨水の侵入を防ぐ役割をしている。一方で、サラセニ
アは葉が大きく上に空いているので、雨が降った際には、袋に雨水が侵入することになる。本研究では雨水がサラセニアの消化液
分解力に与える影響について検証した。種によっては、雨水を入れると消化液のタンパク質分解力が高まることが示唆された。雨水によってタンパク質分解力が高まった消化液は酸性を示し、また微生物数が多いことがわかった。本研究では、雨水が入った消化液から微生物を取得することができ、その中に、タンパク質分解力を持っている微生物がいることが確認できた。これらの結果
から、雨水によって消化液中の微生物の増殖を促進され、タンパク質分解力が向上される可能性があることがわかった。
キーワード:食虫植物、微生物、雨水、 タンパク質分解力

１．はじめに

２．研究方法

私は小学生の時に図書館の図鑑で食虫植物を知って（１）消化液の採取

以来、食虫植物がとてもお気に入りである。その独特本研究では、Ａ種・Ｂ種の二種類のサラセニアを用な姿や生態はとても魅力的である。特に、生育していいた。サラセニアの袋は、Ａ①、Ａ②、Ｂ①、Ｂ②、Ｂ

くために、光合成だけではなく捕虫を行い消化するこ③、Ｂ④として管理した（図２）。

とで必要な栄養素を吸収していることはとてもユニー

サラセニアの消化液をすべて取り除き、超純水でサクである。そのことを確かめてみたいと思い、昨年、ウ

ラセニアの袋の中を簡単に洗浄した。サラセニアの袋

ツボカズラの消化液について実験を行い、消化液にタの中に雨水または超純水を約 5ml 入れ、雨水が入らな

ンパク質を分解する力があることを確認できた。

い場所で一週間おいた。一週間後にサラセニアの袋の今年は、サラセニアを使って消化液のタンパク質分

中の消化液をスポイトで採取し、滅菌チューブに入れて冷凍保存した（図３）。

解力を調べることとした（図１）。前回の実験で使用したウツボカズラとサラセニアには捕虫葉の形状が大きく違うところがある。ウツボカズラには消化液がたまっている袋の上部にふたのような形をしたものがあり、それが雨水の侵入を防ぐ役割をしている。一方で、サラセニアは葉が大きく上に空いているので、雨が降った際には、袋に雨水が侵入することになる（図１）。サ
ラセニアの捕虫葉の酵素を分泌する器官もあまり発達しておらず、消化液中の虫を分解する酵素は微量で、

図１：食虫植物の例

雨水が侵入した際には消化酵素が薄まった状態になるが、このとき消化液中で微生物が繁殖して消化を助けているそうだ（植物の育て方図鑑ヤサシイエンゲイ）。
このことから、サラセニアにとって雨水の侵入は必ずしもマイナス要素ではないことが考えられる。以上の背景より、本研究では雨水がサラセニアの消化液分解
力に与える影響、特に消化液のタンパク質の分解力、消化液の pH、消化液中の微生物数について検証することとした。
図２：本研究で使用したサラセニアＡ種（左）とＢ種（右）、- 56 -ATAAGAGACAGNGACTACHVGGGTATCTAATCC）をその捕虫葉

タンパク質分解力（相対値）

1

図３：サンプリングに用いた滅菌スポイト（左）と滅菌チ

0.8

0.6

0.4

0.2

ューブ（右）

0

超純水

雨水

雨水

袋１ A袋②水袋2A袋①雨袋１ C袋②水袋2 C袋③雨袋3 C袋④水
袋4
C袋①雨

超純水

雨水 超純水雨水 超純水 雨水 超純水

A種

B種

図５：雨水のサラセニア消化液のタンパク質分解力に与える影響

用いて、PCR によって増幅した。PCR 産物を精製し、illumina Miseq によってシークエンス配列解読を行なっ

図４：タンパク質分解力測定の酵素反応（右と中央）とた。配列データを Qiime１で解析することで、菌叢情報

遠心分離（右）の様子を抽出した。
（２）消化液のタンパク質分解力の測定（６）タンパク質分解微生物の同定採取した消化液 500 L に、タンパク質として１％カ
ゼイン溶液 100 L を加え、30℃のウォーターバスで 4

0.5%スキムミルク寒天培地上で、消化液中の微生物

時間おいた（図４）。５％トリクロロ酢酸溶液を 500 Lを培養した。形成された微生物コロニーを５つピック

添加し、タンパク質を沈殿させた。15、000rpm で 5 分アップした。16S rRNA 遺伝子配列を、フォーワードプ

遠心分離して、上清を回収した。上清中の、タンパク質

ライマー（AGAGTTTGATCCTGGCTCAG）とリバースが分解されて生じた芳香族アミノ酸（チロシン、トリ

プライマー（TACGGTTACCTTGTTACGACTT）を用い

プトファン）の濃度を、波長 280nm の吸光度を測定すて PCR にて増幅した。PCR 産物の DNA 配列解析を行ることで評価した。

い、微生物を同定した。

（３）消化液の pH 測定（７）単離した微生物のタンパク質分解力
単離した微生物を 0.5%スキムミルク培地中で、30 度採取した消化液、超純水、雨水の pH を、pH メータ

で 10 日間培養した。微生物培養液の遠心分離を行い、ー LAQUAtwin（堀場製作所）によって測定した。

培養液上清を回収した。培養液上清のカゼインタンパ
ク質の分解力を、フォーリン試薬を用いて測定した。

（４）消化液中の微生物数の測定
BBL Trypticase Soy Broth 24g、超純水 800ml、寒天 12g

３．結果と考察を混ぜて、高圧蒸気滅菌機を使って 121℃で 1 時間加熱し、滅菌シャーレに注いで固めることで、トリプチ

サラセニアの袋には雨水が入る。雨水には様々な物

ケースソイ寒天培地を作成した。採取した消化液を質が含まれており、消化液の分解力への影響があるも1/10000 倍に希釈し、寒天培地上に塗布し、生じた微生のと想定した。 本研究では、サラセニアの袋の中に雨物コロニー数を調べた。

水を入れたときの、消化液のタンパク質分解力、消化液の pH、消化液中の微生物数と微生物のタンパク質分
解力について調べた。

（５）消化液中の微生物数の種類
実験に使用した雨水、雨水が入った A 種の消化液、超まず、雨水がサラセニア消化液のタンパク質分解力

純水が入った A 種の消化液の中の微生物の種類を、消に与える影響について検証した。サラセニアの袋に入化液中の DNA を解析することで調査した。まず、サンれた超純水と雨水のタンパク質分解力は検出されなか

プル溶液中の 16SrRNA 遺伝子 V3-V4 領域を、フォーった。サラセニアＡ種について、雨水を入れた方が超ワードプライマー（TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGT-

純水を入れた方より高いタンパク質分解力を示した

ATAAGAGACAGNCCTACGGGNGGCWGCAG）とリバ（図５）。一方でサラセニアＢ種については、雨水を入ースプライマー（ GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGT-れた袋と超純水を入れた袋でタンパク質分解力はあま- 57 -

表１：雨水のサラセニア消化液の pH に与える影響
超純水

pH

5.97

雨水

4.73

A１

A２

B１

B２

B３

B４

（雨水）

（超純水）

（雨水）

（超純水）

（雨水）

（超純水）

4.84

6.69

7.16

7.39

4.8

3.91

表２：サラセニア消化液の微生物数

微 生 物コ ロ ニ
ー数（/ml）

A１

A２

B１

B２

B３

B４

（雨水）

（超純水）

（雨水）

（超純水）

（雨水）

（超純水）

3.5×104

1.1×104

1.5×106

3.3×104

1.0×103

4.5×102

り変わらなかった。したがって、Ａ種のサラセニアは、
雨水が消化液のタンパク質の分解力を高めている可能性があると考えた。Ｂ種のサラセニアでは雨水を入れてもタンパク質の分解力に影響をあまり与えなかった
ように、その効果は種によって異なる可能性も考えられた。
次に、消化液の pH を調べた。サラセニアの袋に入れた超純水と雨水の pH はそれぞれ、5.97 と 4.73 であった。サラセニアＡ種について、雨水を入れた袋①ではpH 4.84、超純水を入れた袋②では pH 6.69 であり、雨水を入れた方がより強い酸性を示した（表１）。一方でサラセニアＢ種については、雨水を入れた袋①、③のpH はそれぞれ 7.16、4.80、超純水を入れた袋②、④のpH はそれぞれ 7.39、3.91 であり、雨水と超純水を入れた場合で消化液の pH に差はあまりみられなかった。
なお、2008 年倉田、矢ヶ部によると、ウツボカズラ
は、蓋が開いてからの消化液では pH が 5.5

8.2 と幅が広く、加えてほとんどの消化液は中性か、もしくはアルカリ性を示したとされており、今回の結果と異なっている。
一般的に、微生物が増殖すると pH は酸性になる。サ
ラセニアの消化液のはたらきは、微生物の作用により助けられているのではないかと考え、消化液中の微生物数について検証した。消化液をうすめて寒天培地にぬり、３０℃で培養し、形成されたコロニー数を数えた。雨水や超純水からはほとんど微生物が検出されなかった。A 種では、雨水が入った消化液の方が、超純水が入った消化液より、約 3 倍微生物が多い結果となった。B 種では、ばらつきが大きく、微生物の数の明確な差はみとめられなかった（表２）。
つづいて、実験に使用した雨水、雨水が入った A 種
図の消化液、超純水が入った A 種の消化液の中の微生物の種類を、消化液中の DNA を解析することで調査した

図６：消化液の菌叢解析（図６）。まず、雨水に含まれる微生物と、消化液に- 58 -

表３：消化液から単離された微生物
A1.1

Pedobacter nutrimenti

A1.2

Pedobacter nutrimenti

A1.3

Rhizobium pusense

A1.4

類似の微生物が見つからない

A1.5

Pedobacter nutrimenti

B1.1

Achromobacter mucicolens

B1.2

Chryseobacterium nepalense

B1.3

Chryseobacterium nepalense

B1.4

Chryseobacterium nepalense

B1.5

Stenotrophomonas indicatrix

含まれる微生物は全く異なることがわかった。雨水の入った消化液と、超純水の入った消化液とも、微生物の種類は大きく異なった。タンパク質分解力が高かっ
た雨水の入った消化液では、たとえば Azospirillum など

図７：単離した微生物のタンパク質分解力の植物共生細菌が多く存在した。
雨水が入った消化液中では微生物の数が増えていたため、その中にタンパク質分解細菌がいるのではないかと考えた。A 種①と B 種①サンプル中の微生物をス
キムミルク寒天培地上で培養し、単離してその種類をDNA 解析することによって確認した。A、B 種の雨水を入れた消化液から、タンパク質を含む培地で増殖する微生物を５つずつ取得することができた（表３）。
DNA を解析することで、種類を調べることができた。

1

A 種の消化液からは、Pedobacter や、Rhizobium といっ

2

3

4

5

1

A種の微生物た微生物が、 B 種の消化液からは、 Achromobater 、Chryseobacterium、Stenotrophomonas といった細菌がみ

2

3

4

5

B種の微生物

図８：単離微生物培養液のカゼイン分解活性つかった。ここで見つかった微生物は、消化液中の少謝辞

数派の微生物だった（図６）。
確認できた微生物について、スキムミルク培地中で研究を進めるにあたり、丁寧にご指導いただいた三３０℃で培養し、１０日目の様子を観察したところ、重大学教育学部の市川俊輔先生に感謝します。また、

B1.2 と B1.4 の溶液は透き通ってみえ、タンパク質が分

このような貴重な機会をあたえていただいた三重ジュ解されたと考えられた（図７）。

ニアドクター育成塾の後藤太一郎先生をはじめ、ご協

また、培養液のカゼイン分解活性を測定した結果、A

力いただいた先生方に感謝いたします。実験に使用し種の微生物 A1.2 Pedobacter nutrimenti と B 種の微生物

たサラセニアのご提供や、食虫植物の研究についてア

B1.4 Chryseobacterium nepalense のタンパク質分解力がドバイスいただいた基礎生物学研究所の長谷部光泰先

特に高いことがわかった（図８）。 Pedobacter は、雨水生に感謝いたします。消化液中の微生物の種類を明らかにの入った消化液のみでみつかっており、 超純水の入っするために、DNA の解析（菌叢解析）にご協力いただきまし

た消化液からは見つからなかった。以上のとおり、A、た谷口歯科医院の谷口誠先生に感謝いたします。

B 種とも雨水の入った消化液中にタンパク質分解力の参考文献

ある微生物がいることがわかった。
以上より、消化液のタンパク質分解力への雨水の影
響は、サラセニア種によって異なることがわかった。

Clarke C (1997) Nepenthes of Borneo. Natural Publications(Borneo)、 Kota Kinabalu、 Malaysia.
倉田薫子、矢ヶ部重隆（2008）Nepenthes rajah におけるサラセニア A 種では、雨水によって消化液中の微生物の増殖を促進され、タンパク質分解力が向上される可消化液の pH 特性、
共通教育センター紀要、1、31-37

能性があることがわかった。
- 59 -

諸星知宏、及川学、佐藤祥子、菊池典子、加藤紀弘、池田宰（2011）食虫植物ウツボカズラ消化液内共生細菌
メタゲノムライブラリーからの新規リパーゼ遺伝子のスクリーニング、JBB、Vol.112、 4、315-320
植物の育て方図鑑ヤサシイエンゲイ（京都けえ園芸企画舎）
BotanyWEB

筑波大学生物学類- 60 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）61−62 頁、

注目！キウイフルーツの旨味成分−何処にある？旨味を感じるところを探せ！
野村 茉央
三重大学付属中学校

3年

Mao Nomura
昨年キウイフルーツに DNA と RNA を分解する核酸分解酵素が多く入っていることから、キウイフルーツの中心部・種子・外側に分けて乾燥したものを味噌汁に入れてうまみを作る酵素が味噌汁を更においしくさせるのかという実験を行った。この実験を踏
まえて今回は、乾燥キウイフルーツのどの部分に旨味成分を作る酵素が含まれているのかを調べる実験をした

キーワード: キウイフルーツ・旨味成分・数値

１．はじめに

4）大腸菌の RNA をとり、その溶液に 3）で獲れた

私は、ブロッコリーからＤＮＡを含む核酸を取る実験

ゲルの断片のタンパク質溶液を 2を行った。この実験で、タンパク質を分解するため

度で 1 時間反応させた

入れ、37.0に、パイナップルとキウイの果汁を加えたところ取れ

5）寒天ゲルの電気泳動で RNA の分解を確認する

る核酸の量が減ることに気づいた。そこで、大腸菌の

6）この時、確認をすることが出来なかったため核酸を使ってキウイとパイナップルの核酸分解の実験

37.0 度で 1 日おいて、もう一度④と⑤と同じこを行い、その結果、キウイ果汁には、ＤＮＡとＲＮＡとをおこなったを分解する核酸分解酵素が多く入っていることがわかった。また、キウイにはタンパク質分解酵素があるこ

3．結果とが知られている、分解物のアミノ酸とＲＮＡ分解で（1）タンパク質の確認できるヌクレオチドが呈味成分であることから、味噌

ポリアクリルアミドゲル電気泳動による下記の写

汁にキウイを入れることで、キウイに含まれる旨味を

真 1 からキウイには、タンパク質が全ての部分に作る酵素が味噌汁を更においしくできるかどうかを乾入っていることが分かった。

燥したキウイの中心部・種子・外側に分けたものを味

キウイのどの部分もタンパク質の量にあまり差が噌汁に入れて調べると 3 つの中で中心部分に味噌汁だなかった。

けのものとは違う味を感じた。そこで、今年はキウイ
フルーツのどの部分に旨味成分を作る酵素が含まれているのかを調べる実験をした。

２．方法（１）タンパク質と RNA の分解酵素を確認

1）ポリアクリルアミドのゲルを作る
2）サンプルを 2×SDS サンプルバッファーと混ぜる
サンプルは、①マーカー②皮無し中心部に近い緑の部分③皮無し外側に近い緑の部分④皮あり中心部に近い緑の部分⑤皮あり外側に近い緑の部分
3）サンプルを温め、ゲルのくぼみに入れて電気泳動装置でたんぱく質の分解酵素の確認をする

写真 1 タンパク質の電気泳動の写真- 61 -

三重ジュニアドクター育成塾レポート 第 2 号（2021）61−62 頁、(2)RNA 分解酵素
タンパク質の分子量で 5 つのバンドに分けて、ゲルを切り出し、その RNA 分解力を調べた。

たんぱく質分子量

RNAの移動距離

バンド130.0KDa

8.9㎝

バンド2

26.0KDa

9.9㎝

バンド3

23.5KDa

11.1㎝

バンド4
バンド5
表1

22.0KDa
20.1KDa

12.1㎝
13.1㎝

5 つのバンド内訳

写真 2 RNA 分解酵素の存在位置の確認（左からマーカー なし 水 キウイ バンド１から５）

移

その結果、写真 2 でわかるように特にバンド 1 とバン動

ド 4 の部分に RNA を分解する酵素がたくさん含まれて距いるという結果を得られた。

離(3)まとめタンパク質の電気泳動図から、タンパク質は部分で変バンド 1

わらなかったため、キウイのどの部分も均等に RNA 分

バンド２

解酵素が含まれていることが分かった。

バンド３
バンド 4

しかし、ゲルを切って酵素活性があるところをみると、

バンド５①と④に RNA の分解活性があり、大きさの違う 2 種類の RNA 分解酵素が含まれていることが分かった。

４．考察

写真 3 タンパク質の電気泳動の写真

今回の実験は、キウイのどこの部分に旨味を作る酵素が入っているかを調べる実験をした。前の実験で、キウイの中心部分を入れた味噌汁が美味しく感じたので、中心部分に酵素があるかと思ったが、電気泳動では、どの部分でも同じようなタンパク質が含まれていることがわかった。 RNA 分解酵素は大きさの違うものが、少なくとも２つあることがわかった。キウイには、タンパク質分解酵素と RNA 分解
酵素が入っていて、これを料理に加えることで、美味しくなると考えられる。キウイの入った美味しいと思ってもらえる料理を次回は考えてみたい。また、新型コロナウイルスは、RNA でできていると聞いたので、キウイの果汁で分解できるかもしれない
と思った。

謝辞
三重大学生物資源学部教授苅田修一先生にご指導頂きました（RNA や DNA の分解に関する実験）
グラフ１ タンパク質の移動距離と分子量の関係- 62 -

2020 年度第二段階教育プログラム指導教員

受講年

1 年目

名前

指導教員

鵜飼 柳之介皇學館大学・中松豊

清水 誠吾

教育学部・荻原彰

近藤 平

医学研究科・西村有平

藤井 悠至

阿部幸夫

柳谷 心葉

教育学部・國仲寛人

山口 雄大

教育学部・市川俊輔

長谷川

真理

医学研究科・西村有平

堀口 明日羽教育学部・磯部由香

牛尾 華萠

工学研究科・藤原裕司

石川 恵雅

わかば学園・中野環前田 一成

医学研究科・西村有平

上西 八重子

工学研究科・駒田諭

宮田 陽斗
川島 人和

2 年目

シニアメンター

シニアメンター

阿部幸夫

教育学部・市川俊輔
教育学部・後藤太一郎

新井 沙都子

医学研究科・西村有平

後藤 瑞季

生物資源学研究科・宮﨑多恵子

梅村 理紗子

教育学部・市川俊輔

西井 晴菜
野村 茉央

工学研究科・藤原裕司
教養教育院・野呂雄一
生物資源学研究科・苅田修一

2021 年３月 発行
三重ジュニアドクターレポート 第２号
発行

国立大学法人三重大学
地域理数教育推進室
津市栗真町屋町 1577
TEL/FAX 059-231-9949
E メール mie-cst@ab.mie-u.ac.jp
URL
http://cst.pj.mie-u.ac.jp/index.html