hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発癌の機序における線維芽細胞増殖因子の役割と新たな分子標的治療への戦略

FGF9の上皮細胞への効果がautocrineであるとすると、RNAスプライシングの結果として上皮に選択的に発現するb変異体である可能性が高く、肺発生期におけるこれまでの知見から、FGFR3bが責任受容体として最も可能性が高いと予測している。FGFR3欠損マウスと、SPC-rtTA, TRE-Fgf9-IRES-eGfpダブルトランスジェニックマウスを交配させ、ドキシサイクリンを用いたところ、FGFR3欠損をもつSPC-rtTA, TRE-Fgf9-IRES-eGfpダブルトランスジェニックマウスには腫瘍が発現しなかったことから、本腫瘍形成に関与する責任受容体はFGFR3であると決定した。yl)-1-butanone (NNK)経気道的投与による化学発癌モデル(Yang, J Biol Chem, 2004)を作成した。現在までのところ、野生型マウスでの腫瘍形成の予備実験まで行っている。各群20匹で試験を行っている。線維芽細胞成長因子(fibroblast growth factor; FGF)シグナルは、肺癌を含む多数の癌での活性化が注目されている。我々は肺上皮細胞特異的に線維芽細胞増殖因子9 (FGF9)をドキシサイクリン依存性に強制発現することにより肺癌を発症するマウスモデルを見出したことから、今年度はIn vitro系FGF9投与によるクララ細胞の“幹細胞様化"の誘導系の確立をめざした。野生型マウスから分離した初代培養クララ細胞、基底細胞にrecombinant FGF9を投与しSPC発現誘導、細胞増殖の有無を検討する。多重蛍光染色によるCCSP/SPC共陽性細胞の視覚的評価に加え、SPC、CCSP mRNAに対する定量的RT-PCRによる評価、またBrdU、細胞周期の検討を行った。In vitroにおける誘導系確立を前提として、1)FGFRに対する選択的インヒビター(PD173074)、ブロッキング抗体を用いて同細胞に対するFGF9の効果がautocrine機序であることを確認し、in vitro系におけるFGF9責任受容体の検索を行った。また、FGFR下流細胞増殖シグナルについての検討を行った。さらに、FGF9誘導肺癌における責任受容体の同定を行った。まず免疫染色法にてFGF9の強制発現により形質転換する細気管支上皮細胞と腫瘍に発現するFGF受容体のスクリーニングを行った。さらに、SPC-rtTA, TRE-Fgf9-IRES-eGfpダブルトランスジェニックマウスに受容体欠損マウスを掛け合わせ、受容体欠損がFGF9強制発現による腫瘍形成を阻害できるか否かを決定した。FGFR3欠損マウスは先天的に骨過形成と難聴を呈するが肺には異常がなく交配も可能である。FGFR3の欠落がFGF9誘導肺癌を抑制でき、責任遺伝子であることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。呼吸器内科学26年度が最終年度であるため、記入しない。人員、研究環境が整ってきていることによる。我々は肺上皮細胞特異的に線維芽細胞増殖因子9 (FGF9)を強制発現することにより肺癌を発症するマウスモデルを利用し、FGFの発癌における役割を明らかにしている。FGF受容体チロシンキナーゼを標的とした分子標的治療に繋げる基礎的データを蓄積しており、論文化を進めている。さらにFGF受容体インヒビターの有効性を検証し、同種薬剤に感受性をもつ肺癌患者の同定、治療計画に有用な情報を提供する。当該施設において、研究人員の確保がされており、研究施設、および施設機器も充実していることがそれらの要因であると考えられる。
新鮮マルテンサイトの異常正方晶軸比に関する研究

1.炭素を含まない正方晶マルテンサイトの軸比変化Fe-Ni-Ti(C/a=1.03)及びFe-Ti-Co(C/a=1.07)マルテンサイトについて軸比変化を測定した結果、新鮮状態から室温までの昇温時にC/aは減少る。減少量は初期C/aの大小にかかわらず一定で、Fe-Ni-Cの場合(△C/a=0.01)の約1/4であった。またFe-Niマルテンサイトについても同上の温度範囲で同量の軸比減少に対応するX線回析ピーク幅の減少が観察された。これらの結果より、新鮮状態→常温状態間での軸比変化には炭素原子以外の寄与も含まれていることが明かとなった。原因としては変態によって生じた内部応力が昇温によって緩和されることによると解釈される。2.低炭素領域での正方晶軸比と炭素濃度の関係Fi-Ni-Cマルテンサイトに関する軸比測定の結果、新鮮状態→常温状態(-50゚C以上での炭素拡散の影響を除く)での軸比変化は炭素濃度に依存せずほゞ一定である。しかしながら低炭素領域でのデータが不足しており、この領域での軸比測定が必要と考えられる。この領域では多結晶試料を用いた場合正方晶ピークが互いに重なり合って精度よく軸比を求めることが困難である。この点を克服するためにFe-Ni-Cの合金の単結晶試料を作製した。現在これらを用いて軸比測定を進めている。3.炭素原子のまわりの格子歪みによる回析強度の減衰因子の計算炭素原子がそれぞれ八面体位置及び四面体位置に入った場合の鉄原子の変位場の計算及びX線回折ピーク減衰因子の計算を行った。今後実験結果との比較検討を行う予定である。
AE原波形及びテンサー解析による環境劣化割れのメカニズム解明

活性経路アノード溶解型応力腐食割れ(SCC)として、鋭敏化SUS304鋼の常温ポリチオン酸SCC中の8チャンネルAEモニターリングを行なった。縦波放射パターンおよびモメントテンソル解析を行なった結果、破壊モードの異なる半連続的多段階(2-3段階)破壊が発生していることを初めて明らかにした。極めて短い(1-2μs)潜伏時間を持つ破壊モードの異なる多段階破壊のため、全てのセンサーが最初の破壊による縦波を捉えられないため、モーメントテンソル解析は異常な値を示す。このことをふまえ、破壊モードの異なる2段階破壊を考えてシミュレションした面外変位は、実測変位を良い一致を示すことを明らかにした。一方、事例の多いSUS304の塩化物割れ中のAEモニターリングは、高温沸騰塩化物溶液(BP=145C,42%MgC12)では、センサーの破壊をもたらすこと、沸騰ノイズが多いことからこれまで計測は不可能であったが、初めて、AEモニターリングと原波形解析を行ない、数は少ないものの脆性的な高速破壊が関与していることを明らかにした、またこの研究では、半無限体に対して適用可能な第2種グリーン関数を用いる従来法でなく、小さな試験片の実験的応答関数決定法を提唱した。すなわち、step unloading入力にたいする第1種応答関数を、ダイポール(破壊)現象に対する第2種応答関数に変換し、試験片に即した応答を計算した。計算変位は、実測変位を良い一致を示すことからこの方法の有効性が立証され、脆性破壊が関与していることがわかった。また、高温溶融塩による損傷中に高速破壊が発生しているがを検討するため、600Cまで耐用できる高温変位センサーを世界で初めて開発した。このセンサーを用いて、都市ゴミ発電プラントでの模擬溶融塩化物による損傷と銀ろうによる高温損傷をモニターした結果、高速の粒界破壊が発生すること、破壊はgrain boundarydecohesionによる可能性が高いことを明らかにした。アコースティックエミッション(AE)の原波形解析とモメントテンサー解析によって、低合金鋼の水素脆性割れとオーステナイトステンレス鋼の活性経路溶解型応力腐食割れ(APC-SCC)現象中に発生する微小破壊のダイナミックスとメカニズムを解明した。大型CT試験片を用いたQT処理SCM440の水素脆性割れ割れでは、面外変位計測定型1チャネルと、縦波振幅を計測出切る7チャネル、計8チャネルモニターリングシステムを用いた。縦波振幅の放射パターンについて詳細なシミュレーションとレーザーを用いたセンサー感度校正を行った。このシステムによって、音源位置評定とモーメントテンサー解析を可能にした。変位計測センサーと音源座標が明確に出来たこと、テンサー解析によって破壊面法線方向、変位の食違い方向(キネマチックス)が明らかに出来たことから、混合モード破壊に対する解析的応答関数(第二種グリーン関数)を正確に求めることが可能になり、破壊速度(キネテイックス)を求めることを可能にした。水素脆性破壊については、切欠き先端での負荷方向割れ、混合モード破壊に対するせん断破壊の寄与率を明らかにし、純粋モードI型破壊の発生は極めて少ないこと、微小破壊は巨視亀裂先端に沿って小さなグループを作りながら飛び飛びに発生し、その間を高せん断率破壊が連結することなどを明らかにした。原波型解析から、微小亀裂の発生速度は最高400m/sにも達することなどを明らかにすることなどを明らかにした。キネティックスとキネマッティックス双方を求めたのは世界初である。一方、APC-SCCでは、常温でも激しい粒界型SCCを発生する鋭敏化

AISI304鋼の希釈ふっか物SCC酸性テトラチオン酸割れのAEモニターリングを行った。いずれの場合も壁開型割れによるAEが検出され、SCCは、活性経路のアノード溶解だけで進んでいるのではないことを明らかにした。微小破壊速度は40m/s程度であるが、亀裂先端部の応力が高くなると300m/sにも達する可能性があることを明らかにした。この種の破壊は、特定アニオンの吸着による結晶粒界の凝集力の低下のが関与していることを示唆した。活性経路アノード溶解型応力腐食割れ(SCC)として、鋭敏化SUS304鋼の常温ポリチオン酸SCC中の8チャンネルAEモニターリングを行なった。縦波放射パターンおよびモメントテンソル解析を行なった結果、破壊モードの異なる半連続的多段階(2-3段階)破壊が発生していることを初めて明らかにした。極めて短い(1-2μs)潜伏時間を持つ破壊モードの異なる多段階破壊のため、全てのセンサーが最初の破壊による縦波を捉えられないため、モーメントテンソル解析は異常な値を示す。このことを踏まえ、破壊モードの異なる2段階破壊を考えてシミュレションした面外変位は、実測変位を良い一致を示すことを明らかにした。一方、事例の多いSUS304の塩化物割れ中のAEモニターリングは、高温沸騰塩化物溶液(BP=145C, 42%MgCl2)では、センサーの破壊をもたらすこと、沸騰ノイズが多いことからこれまで計測は不可能であったが、初めてAEモニターリングと原波形解析を行い、数は少ないものの脆性的な高速破壊が関与していることを明らかにした。またこの研究では、半無限体に対して適用可能な第2種グリーン関数を用いる従来法でなく、小さな試験片の実験的応答関数決定法を提唱した。すなわち、step unloading入力にたいする第1種応答関数を、ダイポール(破壊)現象に対する第2種応答関数に変換し、試験片に即した応答を計算した。計算変位は、実測変位を良い一致を示すことからこの方法の有効性が立証され、脆性破壊が関与していることがわかった。また、高温溶融塩による損傷中に高速破壊が発生しているがを検証するため、600Cまで耐用できる高温変位センサーを世界で初めて開発した。このセンサーを用いて、都市ゴミ発電プラントでの模擬溶融塩化物による損傷と銀ろうによる高温損傷をモニターした結果、高速の粒界破壊が発生すること、破壊はgrain boundarydecohesionによる可能性が高いことを明らかにした。
植物コミュニケーションの適応的意義と進化的背景

植物は、近隣の被害植物から放出される匂いを受容して、被害を受ける前から防衛反応を引き起こし、後の被害を減らすことが知られている。これは、植物間匂いコミュニケーションと呼ばれている。我々は一般性を明らかにするため、野外実験を13科23種に対して行ったところ、18種において匂いコミュニケーションが見られた。さらに、植物が受容する匂いを識別し、血縁度の高い個体からの匂いにより強く反応し、防衛を高めていることを、セージブラシとセイタカアワダチソウの2種で明らかにした。植物の匂いを介したコミュニケーションは、傷をうけた植物の匂いを隣接する個体受容すると、健全であるにもかかわらず誘導反応を発現し害虫に対する抵抗性をもつ現象をいう。この現象は、生態系における多様な生物の共存を可能にする一つの維持機構であると考えられ注目されているが、植物にとってコミュニケーションすることの包括的適応度や、コミュニケーションという現象の一般性は明らかになっていない。そこで、本研究では1)植物コミュニケーションの適応的意義について、血縁選択、誘導反応のコストとベネフィットの視点から包括的に解明すること、2)植物コミュニケーションの一般性を明らかにすることを目的としている。1)において24年度の計画では、血縁関係とコミュニケーション、形質の個体変異、誘導反応のコスト、季節とコミュニケーションの関係の4つをサブテーマにあげていた。血縁関係においては昨年度に引き続き、セージブラシとセイタカアワダチソウを用いて昨年度と同様の実験設定で、野外実験をおこなった。両種とも、血縁度が高い個体の匂いを受容したほど抵抗性を高くもった。この結果は昨年度と同様であり、植物が匂いで血縁を識別できることを明らかにした。誘導反応のコストにおいては過去10年間の結果をまとめ報告した。形質の個体変異、季節性については次年度も引き続き研究を行う。2)において24年度の計画では、可能な限り多くの種をもちいた野外検証、匂い成分の分析を上げていた。本年度は8種の植物を用いて操作実験をおこなった。その結果、1種を除いては匂いを介した植物間コミュニケーションを行っていることが明らかになった。匂い分析においては、ノイズが多く分析が上手くいかなかったので次年度に行う。植物コミュニケーションとは、傷害を受けた植物から放出される情報物質を隣接する植物が受容し、健全であるにも関わらず、誘導的防衛反応を引き起こすという現象である。当該分野は2000年以降、生態学的手法ならびに分子生物学的手法によりその実態解明が行われてきているが、その適応的意義を含む全体像の理解には程遠い。本研究では、1)植物コミュニケーションの適応的意義を明らかにすること、2)植物コミュニケーションが植物界においてどの程度一般性のあるものなのかを明らかにすることを目的として研究を行ってきた。1)においては25年度の計画では、匂い誘導反応のコストとコミュニケーションと季節性の2つをサブテーマにあげていた。匂い誘導反応のコストにおいて、セイタカアワダチソウを用いて実験を行ったが、旱魃の影響で実験途中に多くの供試個体が枯れてしまい、データ数が揃わなかった。コミュニケーションと季節性においては、初夏の天候が悪く、調査実験を26年度に延期した。今年度は、放出する匂い成分において、いくつかのタイプにわけ(ケモタイプ)、そのタイプごとに匂いコミュニケーションが強く働くかどうかの実験を新たに行ったところ、植物はケモタイプを認識していることが明らかになった。2)においては、昨年度コミュニケーションがみられた種において、匂い捕集、分析を行い、匂いコミュニケーションする種に共通する成分、あるいは匂い成分全体としての類似度の比較を行っている。植物のコミュニケーションは、生態系において多様な生物の共存を可能にしている群集安定性の維持機構解明において、新たな視点を与える研究分野である。そこで、本研究では、1)植物コミュニケーションの適応的意義について、血縁選択、誘導反応のコストとベネフィット、の視点から包括的に解明し、さらに、2)植物コミュニケーションの一般性を明らかにする。1)においては、これまで申請者が用いてきたセージブラッシとセイタカアワダチソウを用いて、血縁選択の視点から以下の2つの検証をおこなった。(1)繁殖様式の確認:分布の拡大において、クローン繁殖が主か種子繁殖が主かによって近隣に生育する血縁関係が大きく異なってくる。そのため、根を掘り近隣個体との関係を明らかにした。また、セージブラッシではDNA解析をおこない血縁関係も明らかにした。(2)血縁関係とコミュニケーションとの相関:血縁度と植物が放出する匂いの類似度が一致するかを、セージブラッシ、セイタカアワダチソウで明らかにした。さらに、野外においてクローンをもちいて、血縁度の近いもの遠いものの組み合わせで、植物間コミュニケーションの強さを実証した。

2)においては、可能な限り多くの植物種を対象に、野外操作実験をおこない、どのような種で匂いコミュニケーションがおきているのかを調査した。植物コミュニケーションとは、傷害を受けた植物から放出される情報物質を隣接する植物が受容し、健全であるにも関わらず、誘導的防衛反応を引き起こすという現象である。当該分野は2000年以降、生態学的手法ならびに分子生物学的手法によりその実態解明が行われてきているが、その適応的意義を含む全体像の理解には程遠い。本研究では、1)植物コミュニケーションの適応的意義を明らかにすること、2)植物コミュニケーションが植物界においてどの程度一般性のあるものなのかを明らかにすることを目的として研究を行ってきた。最終年度として行った研究として1)では、匂いコミュニケーションにおける季節変化に注目した。前年度までに、我々はセージブラシにおいて夏(花序形成期)に匂いを受容した場合に花序乾燥重要が増加することを明らかにした。この原因を明らかにするために、花序に多大な被害をもたらすアブラムシの密度を調査した。その結果、花序形成期に匂いを受容すると、花序の抵抗性が誘導されることでアブラムシ密度が減少することを明らかにした。2)においては、新たに5種の野生植物を用いて野外において同種間の匂いコミュニケーションの有無を検証した。その結果、5種のうち3種で匂い受容した個体で被害が減少していた。つまり、匂いコミュニケーションが起きていることが実証された。本研究機関全体として明らかになった主なことは、匂いコミュニケーションが植物分類群を超えて一般的であること、セージブラシ・セイタカアワダチソウにおいては、匂いによる血縁認識を行っており、血縁度の高い匂いを受容するとより誘導反応が強く引き起こることである。またその匂いによる血縁認識機構として、ケモタイプ(主要な匂い成分でグループ分け)を考慮したが、セージブラシはケモタイプによらない匂いによる血縁認識を行っていることが明らかになった。化学生態学当初の計画通り、昨年度までに目的1)植物間コミュニケーションの適応的意義の解明において、匂いを介したコミュニケーションによる誘導反応のコストとベネフィットを明らかにし、また、血縁関係とコミュニケーションにおいても昨年度に引き続き、血縁度が高いほど抵抗性を誘導しやすいという結果を得られた。これらは、適応的意義を考える上で重要な結果である。目的2)植物間コミュニケーションの一般性の解明においても、昨年度だけでも8種類もの野生個体群をつかって実証研究をできたことは評価できる。しかし、匂い捕集に失敗したので、次年度に匂い成分を明らかにしていきたい。今年度の予定であった、匂い誘導反応のコスト検出が、旱魃のために失敗したのと、コミュニケーションと季節性の関係を明らかにする野外実験が、天候不良のため、翌年に延期したため。当初の計画通り、初年度で、目的1)の植物間コミュニケーションの適応的意義の解明において、(1)繁殖様式の確認、(2)血縁関係とコミュニケーションとの相関を実施し、良い結果を得られた。
ミクロ界面制御による熱伝導異方性材料の開発

複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御して,高熱伝導性を付与する方法論の構築の一環として、I)熱伝導異方性材料の作成を、力学的配向場(100倍ゲル延伸)、高電場(1000kV/Cm)下において行い、分子配向、分極配向と熱拡散率の間に相関が認められることを温度波熱分析法により、明らかにした。これは、分子の広がりと分子間相互作用を結晶構造以外の秩序性を三次元的に制御することで熱物性を向上させた例となった。次年度は、これらの外場により秩序性を付与された複合材料のミクロ界面におけるエネルギー授受の異方性を、2次元位相画像として定量化する方法を確立し、さらに温度波法と組み合わせることにより、3次元的な熱物性分布として得る方法への展開を検討した。また、新規な赤外線光学系レンズの開発と組み合わせて、高空間分解能の熱的界面の位相画像を得ることに成功した。この方法により、複合材料内の種々の熱的界面の定量化を行い、バルクの熱物性値のみでなく、界面の粗さや熱的反射、インピーダンスの問題が熱的界面の設計に重要であることを明らかにした。さらに、外場による3次元的な新しい構造秩序を導入する場合には、材料の1次元2次元的な秩序性の有無がその発現に寄与することを、極性基を持つ高分子の例で示した。また、応用例として植物および動物細胞の細胞壁/膜と細胞質、あるいは異なる細胞間の熱伝達の解析を行った。これらの過程で、ミクロスケールでの界面熱伝達の分布あるいは異方性の、全体に対する寄与の重要性を明らかにした。複合材料はその固体構造の異方性により、諸物性(力学、電気、熱等)に異方性を発現することが知られている。筆者は、高分子複合材料とその熱伝導の異方性に着目し、最新の測定法を駆使したミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロおよびナノスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。熱伝導性は,格子振動の拡散現象であるから,結合が強い方向によく拡散する.高分子材料は延伸配向によって長鎖方向への熱伝導性は大きく向上するが,これだけでは,逆に配向と垂直方向には悪化するので,垂直方向に,水素結合,イオン結合を導入し,新しい構造秩序を導入すること,または界面に熱伝導性フィラーを効率的に導入することで無駄のない三次元的な熱伝導性の向上あるいは異方性の付与が可能となる。この過程で、ミクロ、ナノスケールでの界面熱伝達の分布あるいは異方性の、全体に対する寄与の重要性が明らかになると考えられる。今年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御して,高熱伝導性を付与する方法論の構築の一環として、I)

熱伝導異方性材料の作成を、力学的配向場(100倍ゲル延伸)、高電場(1kV/Cm)下、高磁場下において行い、分子配向、分極配向、磁場配向と熱拡散率の間に相関が認められることを温度波熱分析法により、明らかにした。これは、分子の広がりと分子間相互作用を結晶構造以外の秩序性を三次元的に制御することで熱物性を向上させた例となった。これらの外場により秩序性を付与された複合材料のミクロ界面におけるエネルギー授受の異方性を、赤外線位相画像法を応用することにより、明瞭な映像としてとらえる画像技術を確立し、同時にミクロスケール熱拡散率・熱伝導率測定の面内測定を可能とした。複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御して,高熱伝導性を付与する方法論の構築の一環として、I)熱伝導異方性材料の作成を、力学的配向場(100倍ゲル延伸)、高電場(1kV/Cm)下、高磁場下において行い、分子配向、分極配向、磁場配向と熱拡散率の間に相関が認められることを温度波熱分析法により、明らかにした。今年度は、これらの外場により秩序性を付与された複合材料のミクロ界面におけるエネルギー授受の異方性を、2次元位相画像として定量化する方法を確立し、さらに温度波法と組み合わせることにより、3次元的な熱物性分布として得る方法を開発した。また、新規な赤外線光学系レンズの開発と組み合わせて、高空間分解能の熱的界面の位相画像を得ることに成功した。この方法により、複合材料内の種々の熱的界面の定量化を行い、バルクの熱物性値のみでなく、界面の粗さや熱的反射、インピーダンスの問題が熱的界面の設計に重要であることを明らかにした。さらに、外場による3次元的な新しい構造秩序を導入する場合には、材料の1次元2次元的な秩序性の有無がその発現に寄与することを、極性基を持つ高分子の例で示した。これらの過程で、ミクロスケールでの界面熱伝達の分布あるいは異方性の、全体に対する寄与の重要性を明らかにした。
成長初期におけるエピタキシャル膜構造の研究

1.単結晶表面で小角散乱した高速イオンの散乱角度分布を迅速に測定するため,画像記録処理システムを製作した。これは,マイクロチャネルプレ-トと蛍光板によりイオン散乱強度を増幅し光信号に変換し,CCDカメラでヴィデオ信号を作りテ-プに録画する。この信号を画像ディジタイザ-で処理するシステムである。テストとして,テルル化鉛(PbTe)をテルル化錫(SnTe)(001)表面上にエピタキ-成長させながら,Heイオン散乱を測定した。良好に作動することを確認した。2.上記テストで測定したPbSe/SnTe系の成長を詳細に解析し、エピタクシ-膜成長により膜内に生じる画緩和のためにできる不整合転位の導入が、膜成長速度に依存することを見出した。3.エピタクシ-成長で作ったSnTe(001)表面で30kevH^+イオンの斜入射散乱を行い、またその表面上のステップ分布を原子力顕微鏡(AFM)で観測した。成長速度によりステップ構造は変化する。成長速度が遅いと(【less thanor similar】0.1nm/分)表面にステップはほとんど観測できないが、速いと(【greater than or similar】1nm/分)多数のピラミッド状のステップ分布が生じる。ステップは多くは0.6nm(2原子層)の高さをもち、1原子層の高さ(0.3nm)をもつものは少い。この表面形状は小角散乱イオンのエネルギ-スペクトルから予想して1.単結晶表面で小角散乱した高速イオンの散乱角度分布を迅速に測定するため,画像記録処理システムを製作した。この表面形状は小角散乱イオンのエネルギ-スペクトルから予想して
大震災被災地の住環境汚染真菌の危害性評価と予防衛生学的研究

温湿度をコントロールできない被災地住環境では、真菌汚染の進行が懸念される。そこで、津波浸水した家屋での真菌汚染の現状把握と健康リスクの評価および予防に関する研究を行った。宮城県石巻市内の津波浸水被害を受けた家屋およびアレルギー性呼吸器疾患患者宅において、室内空気浮遊真菌叢の調査を行った。その結果、津波浸水家屋、特に賃貸住宅では高レベルな真菌汚染が進行している傾向にあること、また患者宅では疾患の原因菌の異常増殖が確認された。津波浸水家屋での真菌による健康被害リスクの上昇が示唆された。建築的な問題点の改善および換気・清掃の徹底を軸とした真菌汚染の改善策を行い、健康リスクの低減に努める必要がある。昨年度までに、宮城県石巻市内の津波による浸水被害を受けた一般家屋(持ち家と賃貸住宅を含む)延べ23件からエアサンプラーを用いた空気浮遊真菌のサンプリングを行い、多数の菌株を分離した。今年度はこの菌株の同定および空気浮遊真菌生菌数の解析を行った。その結果、津波浸水世帯では、いずれの住宅タイプにおいても真菌汚染が進行している傾向にあることが示された。特に賃貸住宅では、非常に高い真菌汚染レベルにある住宅が多かったことが確認された。津波浸水家屋の持ち家と賃貸住宅では、壁・床の断熱加工等建築条件、建物所有者の浸水被害後の建物への対応などが異なると考えられ、この違いによって生じたものと推察された。さらに、分離株の同定を行った結果、アレルギー性やマイコトキシン産生性、感染性が報告されるAspergillus属菌が比較的多く検出された。以上のことから、津波浸水被害を受けた一般家屋、特に賃貸住宅では、真菌による室内汚染レベルが高まっており、健康危害リスクも上昇している可能性が示唆された。以上の結果をまとめて学会発表を行った。また、分離株同定の結果、検出頻度が高かった真菌種から危害性の高い菌種を選択し、分離株のマイコトキシン産生性およびアレルギー性を評価するための実験を行った。吸入摂取による発癌性を有するAspergillus versicolor産生性のステリグマトシスチンのハウスダスト汚染検出のためLC-MS/MS系の検討を行い、アフラトキシン検出用アフィニティーカラムを使用した検出が可能であることを確認した。また、A. versicolorアレルゲン遺伝子Asp-v-13のアミノ酸配列を多菌株について決定し、配列の比較解析を行ったところ、新たなalleleが複数発見され、エピトープの欠失および新規エピトープの出現が予想され、同一菌種内でもアレルゲン性の程度に違いがある可能性が示された。被災者が居住する住居の屋内において、住環境の真菌調査を行った。調査対象としては、宮城県石巻市内の津波による浸水被害を受けた一般家屋とし、持ち家と賃貸住宅を含めた。気候的に真菌増殖が多いことが知られる梅雨、秋季、冬季を中心にサンプリングを行った。具体的には、2012年7月に持ち家7件・賃貸住宅5件、8月に持ち家1件・賃貸住宅3件、10月に賃貸住宅3件、2013年3月に賃貸住宅4件、以上延べ23件から、エアサンプラーを用いた空気浮遊真菌のサンプリングを行った。採取したサンプルを培養し、空気1m3あたりの真菌生菌数(CFU=胞子数)を測定して室内真菌汚染度を評価した。その結果、持ち家では最高値16,880 CFU/m3、最低値380 CFUであり、賃貸住宅では最高値163,200 CFU、最低値720 CFUとなり、被災していない一般家屋の真菌汚染の指標とされている1,000 CFUを大きく超える住居があることが確認された。また、持ち家と賃貸住宅両方からのサンプリングを行うことができた7月および8月における10,000 CFU/m3を超えた件数の割合を比較したところ、持ち家で50.0%、賃貸住宅では87.5%となり、賃貸住宅で高かった。また、持ち家・賃貸住宅を区別することなく7月から3月の間の同様の件数の割合を比較したところ、7月で66.7%、7月で66.7%、8月で75.0%、10月で33.3%、3月で0.0%となり、7月・8月で高かった。このことから、賃貸住宅および梅雨・夏季に真菌汚染が著しいことが示された。さらに、H25および26年度に行う予定の、Aspergillus fumigatusのアレルゲン遺伝子Af1、Af2およびAf3の多様性について、変異と分離源との関連とエピトープへの影響について調べ、基礎研究を行い、学会発表を行った。

H25年度までに、宮城県石巻市内の津波による浸水被害を受けた一般家屋延べ23件からエアサンプラーを用いた空気浮遊真菌のサンプリングを行い、検出真菌の定量および同定を行ったところ、室内では真菌汚染が進行している傾向にあることが示され、アレルギー性やマイコトキシン産生性、感染性が報告されるAspergillus属菌が比較的多く検出され、健康危害リスクが上昇している可能性があること明らかにした。H26年度は、石巻市内医療機関の呼吸器内科で治療中の、津波浸水家屋に居住するアレルギー性気管支肺真菌症(ABPM)患者2名、および真菌が原因の可能性が高い軽症喘息患者1名の自宅において、空気採取および床面拭き取りによる真菌サンプリングを行い、汚染真菌数の測定およびAspergillus属菌を中心に分離株の同定を行った。その結果、3名の患者宅のうち、2軒では浸水した部屋でAspergillus versicolorが、1軒ではAspergillus nigerが高濃度に検出された。また、分離株同定の結果、検出頻度が高かった真菌種から危害性の高いAspergillus属菌を中心に菌種を選択し、個々の患者に対する特異的アレルゲン性を評価するため、共同研究医師の指導の下、医療機関においてABPM患者への抗原曝露試験を行った。できる限り患者宅由来の菌株を用いての液体培養によって作製したカビアレルゲン粗精製物を抗原として、皮内に少量注射して腫脹性を観察する皮内反応を行った後、陽性となった菌株の精製物を用いてぜんそく症状を誘起する吸入試験を行った。その結果、上記の患者1名でA. versicolor、1名でA. nigerで皮内反応及び吸入試験陽性となり、これらの菌種がそれぞれの患者のABPM原因菌であると特定された。以上の結果をまとめて5月に学会発表を、その後英文誌に論文投稿を行う予定である。1名の喘息患者については、近日中に同様の曝露試験を行う予定である。真菌学津波浸水世帯での室内空気浮遊真菌調査を行い、空気1m3あたりの真菌生菌数の解析および検出真菌株の同定を行った。比較対象として、同地域の仮設住宅での室内真菌叢データを用い、室内汚染真菌の危害性を質的・量的に評価したところ、津波浸水被害を受けた一般家屋、特に賃貸住宅では、真菌による室内汚染レベルが高まっており、それにともなった健康危害リスクも上昇している可能性を明らかにした。また、分離株の同定の結果検出頻度が高い真菌種が明らかとなり、今後の危害性評価のターゲットとするべき菌種を定めることができた。H25年度には、実際の分離株を用いて、ステリグマトシスチンによるハウスダスト汚染実態、およびA. versicolorにおけるアレルゲン性の検討を開始した。具体的には、イムノアフィニティーカラムを用いたLC-MS/MSによるステリグマトシスチン検出系の検討を行い、高感度検出が可能であることを確認した。また、複数のA. versicolor分離株を用いてAsp-v-13のアミノ酸配列を決定し比較解析を行い、本遺伝子では既存のalleleの他に10の新たなalleleを発見し、同一菌種内でもアレルゲン性の程度に違いがある可能性があることを明らかにした。今年度の実験では、Asp-v-13の配列多様性が当初の予想よりも非常に大きかったためアミノ酸配列決定の実験手技が難航した。また、ハウスダストおよびA. versicolor分離株の培養液からのステリグマトシスチン検出実験で、ターゲットが微量であり、ハウスダストには夾雑物が多いという特徴から、ステリグマトシスチンの検出が難しく、検出系から検討する必要が生じた。
タンデムリピート型ガレクチン蛋白質の糖鎖認識機構の解析

マウスおよびヒト由来ガレクチン9のN末端CRDを大腸菌で発現させ、その精製標品の結晶化を行い、それぞれCRD単体及び複数の糖鎖との複合体のX線結晶構造解析に成功した。明らかになった立体構造は、プロトタイプよりもキメラタイプに類似していた。興味深いことに、マウスにおいてはN末端CRDは全ての結晶で同じ様式の二量体を形成しており、この二量体形成様式は既知のものと異なり新規なものであった。表面プラズモン共鳴を用いた測定で、溶液中でもCRD同士が相互作用していることを明らかにした。一方、ヒトにおいてはそのような二量体は結晶中でも溶液中でも観察されなかった。糖鎖との結合様式についてはβガラクトシドの位置が全ての糖鎖複合体間で共通しており、マウス由来においてはラクトース(Galβ1-4Glc)、T抗原(Galβ1-3GalNAc)、Nアセチルラクトサミン(Galβ1-4GlcNAc)との異なる糖鎖複合体間で構造変化はほとんど観察されず、より複雑な糖鎖での親和性の差はこれら以外の領域によると考えられた。またNアセチルラクトサミンニ量体(LN2)との複合体では一つの糖鎖が複数のタンパク質分子によって認識されていた。一方、ヒト由来については、より複雑な糖(Forssma npentasaccharide)との複合体の構造解析に成功し、グロボ系列の糖鎖の認識機構を明らかにした。以上を通じて、基本的な糖鎖結合様式はマウスおよびヒトで共通であるにもかかわらず、結合部位周辺のアミノ酸置換により種特異的な認識パターンを示す機構を分子レベルで明らかにすることができた。我々は、マウス由来ガレクチン9のN末端CRDを大腸菌で発現させ、その精製標品の結晶化を行い、CRD単体及び4種類の糖鎖との複合体のX線結晶構造解析に成功した。興味深いことに、N末端CRDは全ての結晶で同じ様式の二量体を形成しており、この二量体形成様式は既知のものと異なり新規なものであった。また、糖鎖結合領域の分子表面は正の電荷に偏っており、これまで知られている多くのガレクチンが負の電荷分布を示すのとは対照的であった。糖鎖複合体で糖のしめる部分は、CRD単体においては水分子に置き換わっており、結果として糖の結合の有無によるCRD自身の構造変化はほとんど見られなかった。糖鎖との結合様式についてはβガラクトシドの位置が全ての糖鎖複合体間で共通しており、ラクトース(Galβ1-4Glc)、T抗原(Galβ1-3GalNAc)、Nアセチルラクトサミン(Galβ1-4GlcNAc)との異なる糖鎖複合体間で構造変化はほとんど観察されず、より複雑な糖鎖での親和性の差はこれら以外の領域によると考えられた。またNアセチルラクトサミン二量体(LN2)との複合体では一つの糖鎖が複数のタンパク質分子によって認識されていた。以上から、ガレクチン9は新規な多量体形成により、その生理機能を発現させている可能性が考えられる。現在、これまでの知見をまとめて論文の投稿準備を進めていると共に、より複雑な糖(Forssman pentasaccharide)との複合体の構造解析や、CRDを2つ持った分子の構造解析を進めている。
急性腎不全の腎機能障害の機序・治療に関する研究(特にエンドセリンの役割について)

基礎的検討:1虚血性急性腎不全におけるエンドセリンの関与についてラットを用いて検討した。両側腎動脈虚血において,45分間の虚血により急性腎不全後の腎障害が持続した。血漿エンドセリン濃度は2日目にピ-クを示し後,除々に低下した。腎組織中エンドセリン含有量も2日目にピ-クを示した。腎のどの部位よりどのような機序により産生が生じるのかについて検討したところ正常腎においては,髄質尿細管浮遊液での成績では,胎児ウシ血清および細胞障時に出現すると考えられるTGFーβの存在下にエンドセリン産生の増加がみられた。これらのことこら,急性腎不全の腎障害時には,TGFーβのような炎症性物質により腎髄質でのエンドセリン産生が増加している可能性が示唆された。2.急性腎不全のさいに増加するエンドセリンの体液調節に与える影響について検討した。エンドセリンは,抗利尿ホルモン作用のsecond messengerであるcAMP産生に抑制することがわかった。さらにこのことを証明するために,皮質集尿細管,髄質集合尿細管において作用させたところエンドセリンは,両部位において,水,Naの再吸収を抑制することがわかった。従ってエンドセリンは急性腎不全時に増加し,血管収縮作用とともに,GFRの低下により貯留した体液を援衝すべくNa利尿時に尿細管に作用している可能性が示された。臨床的検討:急性腎不全時の血漿エンドセリン濃度を検討した。急性期では血漿エンドセリンは高値を示し回復とともに低下した。エンドセリン濃度の上昇の直後に腎機能が増悪した例もあり,腎機能の低下にエンドセリンが関与している可能性が示唆された。基礎的検討:1.虚血性急性腎不全におけるエンドセリンの関与を、ラットを用いて検討した。両側腎動脈虚血、片側腎動脈虚血、片腎摘出片側腎動脈虚血などのモデルにおいて、30分、45分、60分の虚血に対し、血清クレアチニン濃度、および血漿エンドセリン濃度の推移を検討したが、両側腎動脈虚血の45分虚血モデルが、モデルとして適当と思われた。術後7日まで検討してみると、血清クレアチニン濃度は上昇を示し、血漿エンドセリン濃度は2日目がピ-クで除々に回復した。組織中エンドセリン含有量も2日目がピ-クを示し、腎でのエンドセリン産生の可能性が示された。2.急性腎不全での体液調節におけるエンドセリンの役割について検討した。エンドセリンによる急性腎不全では糸球体ろ過量が低下するが、尿量が保たれていたり、むしろ尿量が多い場合もみられる。この機序の1つとして抗利尿ホルモンの作用に対する、エンドセリンの作用をラット尿細管について検討した。抗利尿ホルモンによるCAMP産生量に対する作用を、ヘンレル-プ、皮質集合尿細管、髄質外層集合尿細管、髄質内層集合尿細管、などにおいて検討したところ、エンドセリンは皮質から髄質全ての集合尿細管のCAMP産生を抑制した。さらにこれらの部位において生理的役割を検討するために、一本の尿細管を潅流し、水、電解質輸送に対する影響を検討したところ、皮質部では、水クロ-ル、髄質部では、水の再吸収を抑制しており、エンドセリンは、水利尿作用を持っていることがわかった。臨床的検討:急性腎不全の回復過程における血清クレアチニンと血漿エンドセリンの経過について詳細に検討した。急性期でエンドセリンは高値を示し回復とともに低下した。前後関係がはっきりしない例が多いがエンドセリン上昇の直後に腎機能が増悪した例もありエンドセリンの関与が示唆された。基礎的検討.1虚血性急性腎不全において血漿エンドセリン濃度および腎組織中のエンドセリン含有量が増加していることが昨年度の成績より明らかになったので腎のどの部位にエンドセリン産生が生じているかについて検討した。

まず正常腎において皮質と髄質に分けてエンドセリンの産生の可能性について検討した。家兎およびラットの尿細管浮遊液を作製し,エンドセリンの産生をみた。皮質尿細管浮遊液においては,エンドセリンの産生は認められなかったが,髄質尿細管浮遊液においては,胎児ウシ血清の存在下において,6時間,12時間,15時間と時間依存性にエンドセリン産生量が増加し,髄質尿細管でのエンドセリン産生の可能性が示された。さらに病的な状態でエンドセリン産生が刺激されるが否かについての検討の一つとして,組織の哭症や障害時に出現すると考えられるTGFーβの影響について検討した。TGFーβの存在下において髄管尿細管浮遊液からのエンドセリン産生量をみるとTGFーβにより増加していることがわかった。従って急性腎不全のような状態で細胞障害によりエンドセリン産生が腎髄質で増強しうる可能性も示唆された。2.増加したエンドセリンが水・電解質調節にどのような効果をもたらすかについて今年度は,弥質集合尿細管について検討した。皮質集合尿細管は,Na再吸収をするうえで重要な尿細管であるが,エンドセリンはこの部位で,水・Naの再吸収で抑制している可能性が示唆された。これらのことより,エンドセリンは,急性腎不全時に増加し,血管系への収縮作用とともに,GFRの低下により体液が貯留した状態を緩衝すべく尿細管にNa利尿的に作用している可能性が示唆された。
非線型偏微分方程式の初期値問題における解の存在と一意性及び解の解析性

当該年度においては、非線型シュレディンガー方程式の解の解析性に関して、特に時空間の両変数に関する解の実解析性に関する多くの結果を残すことが出来た。研究課題において擬共形生成作用素のライプニッツ則を擬共形不変な非線形項に対して示した。これにより時間大域解に対して、時空間変数についての実解析性を示すことができた。これは初めての結果であり、擬共形不変な非線形項に対する新たな知見を与えた。さらに非擬共形不変な非線形項に対してはライプニッツ側が成立しないが、ライプニッツ則からのずれとして現れる剰余項を等式において扱い、時間局所解の構成法に精密な結果を与える事が出来た。この結果をまとめて投稿中である。また、これまでの先行研究では、空間変数のみに関する解析性においてはゲージ不変性を仮定していたがこの条件を外して、初期値が指数減衰していて解析的ハーディー空間にも属しているとき、ガリレイ生成作用素の意味での一般化解析性の意味で解析的な解の構成が可能であることを時間大域的に示した。これを論文にまとめ現在投稿中である。また空間変数に関する解析性に関しては、指数減衰した小さな初期値に対して時間大域解を構成する方法しか知られていなかったが、指数減衰した大きな初期値に対してもガリレイ生成作用素の意味での一般化解析性が言えることをアプリオリ評価と先行研究の手法を用いて示すことが出来た。この結果を論文にまとめて投稿中である。さらにこれからは、指数モジュレーション空間を用いた解析的平滑化効果の研究が望まれる。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題は、解析関数の空間の自然な特徴付けや非線形シュレディンガー方程式や非線形クライン・ゴルドン方程式等の非線形偏微分方程式の解析的な解の構成法である。平成26年度の研究においては、非線形クライン・ゴルドン方程式の解の解析性の研究を見据えて、非線形シュレディンガー方程式の解の解析性を研究した。これまで擬共形変換の生成作用素を応用した、指数関数的に減衰した初期値に対する、非線形シュレディンガー方程式の時間と空間の変数に関する解析的平滑化効果は、擬共形不変な場合も非擬共形不変な場合も時間局所解に対してのみ示されていた。その理由は、先行研究では主となる補題の不等式として初期値の指数減衰性を特徴付ける収束半径に依存した、時間区間上でのみ成り立つ不等式を用いるからである。この不等式には解の最大存在時刻に依存する係数を伴い、それにより時間大域解な取り扱いが困難なのである。我々は、擬共形不変な状況下では、擬共形生成作用素の非線形項への作用に関して、微分作用素と同様のライプニッツ則が成り立つことを発見した。これは上述した不等式で言えば係数が1になることと同じである。また擬共形巾と質量臨界の巾は一致しているので、二乗可積分関数のルベーグ空間において無限遠方で指数関数的に減衰していてあるノルムが十分小さければ、時空間の解析性を特徴付ける関数空間において時間大域解の一意存在が示せるのである。これらの手法は様々な場合に応用可能で、そのような応用が可能であることも一連の研究で示した。当初、時空間の解析的平滑化効果を時間大域的に証明する事は難しいとされていたがこれを乗り越えるような新しい手法を構築した。また、それに関連した論文を4本投稿することが出来た。そしてこれに関連した課題には、この先の展望もある。元々の計画は、非線型クライン・ゴルドン方程式の解の解析性を視野に入れた計画であった。ところがこの研究に着手するには、非線形シュレディンガー方程式の解の解析性の研究を出来るところまで進める必要がある。それが非線形クライン・ゴルドン方程式の扱いの為の技術の開発に繋がるからである。当初、思っていた以上に非線型

クライン・ゴルドン方程式に関する研究に発展がありそうな事に気付いたので、クライン・ゴルドン方程式に関する研究は少し変更される可能性があるが非線形偏微分方程式の解の解析性研究全般から見ればむしろ良いことであると考える。非線形シュレディンガー方程式の解析性研究に関しては、非ゲージ不変な場合と、非擬共形不変な場合を扱いたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。
コウモリの反響定位コール地域間変異の維持機構の解明:母子間伝播と自然選択の役割

沖縄島のコキクガシラコウモリで見られた超音波音声の周波数に関する地域間変異は、北部と南部の集団間では遺伝子流動が十分であるにもかかわらず維持されている。本研究は、この変異が、どのような要因で維持されているのかを明らかにすることを目的とする。仮説として、母子伝播仮説と自然選択仮説、及びSocial selectionが考えられた。しかし、自然選択仮説に関しては、南北の環境の違いや音の波長の違い(餌のサイズと比例する)がほとんどなかったため、遺伝子流動の効果を相殺するほどの強い自然選択圧となっている可能性が低い。集団遺伝学的手法により得られた遺伝子流動やコウモリの野外のセンサスデータを基に、個体ベースモデルを作成し、1)個体のCFがどの程度母の音声による伝播に依存している場合に、2)どのくらいのSocial Selectionが働いている状況で、地域間変異が生成/維持されるのかをシミュレーションした。その結果、母子間伝搬に若干のエラーが起こり、かつ中程度のSocial selectionを想定すれば、実際の南北間の周波数変異を再現できることが明らかになった。なお、変異が生成されることは無かった。以上の進化シミュレーションと実証研究結果から、変異が維持される条件は非常に限定されていることがわかった。本研究から、オキナワコキクガシラコウモリの島内地域間のCF変異のメカニズムの一つとして、母子間伝搬及びsocialな要因がカギとなっていることを示唆したと伴に、小翼手類の音声変異の研究において実証が困難であった母子伝播とSocial selectionの進化的な重要性を示唆することができた。今後のエコーロケーションコールの音声研究に、コミュニケーションシグナルの変異に関する研究に新たな要因(シグナルの文化伝搬など)が関与していることを示唆する土台となる意義のある成果である。沖縄島のコキクガシラコウモリで見られた超音波音声の周波数に関する地域間変異は、北部と南部の集団間では遺伝子流動が十分であるにもかかわちず維持されている。仮説として、自然選択仮説と母子伝播仮説を挙げ、これまでに以下の研究成果を得た。野外調査を精力的に行い、遺伝子解析に必要な数のサンプル数を得た。新たに得た中部の集団のデータを加えて複数の遺伝子マーカーによる集団遺伝学的解析を行った結果、従来の傾向と一致し、周波数変異は、島内中部地域を境にして、遺伝子流動のある側所的な集団間で維持されているが、雌の移動分散は南北間で極めて低いことが確認された。周波数変異がどの程度の生態的違いを生じるのかを検証すべく、理論計算を遂行した結果、北南間の変異は、認識できる餌のサイズなどに違いが生じるほど大きな差異ではないことが予測された。つまり、自然選択仮説(強い自然選択圧が働いて南北間の変異が維持されている可能性)は、支持されない結果が得られた。一方、個体間の血縁度が高くなるほど、周波数の類似性が高くなる傾向が見られた。これは、周波数は母から子へと伝わり、雌が移動しないことで変異が維持されるという、母子伝播仮説を支持する結果である。ただし、今後は遺伝子座数、及びサンプル数を増やし、より精度の高い個体間血縁度の推定が必要である。以上のこれまでの成果から、本研究は、小翼手類の音声変異の研究において実証が困難であった母子伝播の重要性を野外で証明することができる研究であることが確認され、今後さらに研究を展開していくことで、コミュニケーションシグナルの変異に関する研究に新たな要因(シグナルの文化伝搬など)が関与していることを示唆する意義のある成果となるだろう。仮説として、母子伝播仮説と自然選択仮説を挙げ、これまでに以下の研究成果を得た。マイクロサテライト領域及びmtDNAを用いて個体間の血縁度を求め、集団内個体の周波数の類似性を調べた。その結果、同じ母系であり、マイクロサテライトにより推定した血縁度が高い個体間では、CFの類似性が高い傾向を示したが、完全にCFが一致する血縁個体はなかった。得られた遺伝子流動、母子間の周波数類似性のデータを基に、個体ベースモデルを作成し、個体のCFがどの程度母の音声による伝播に依存している場合に、地域間変異が維持されるのかをシミュレーションした。その結果、完全な母子間伝搬(母親と子のCFが一致する場合)を仮定しなければ変異が維持されないことがわかった。以上のことから、この仮説により変異が維持される条件は非常に限定されていることがわかり、実際のデータから、そのような条件で個体のCFが獲得されているとは考えにくいということが示唆された。自然選択仮説に関しては、南北の環境の違いや音の波長の違い(餌のサイズと比例する)がほとんどなかったため、遺伝子流動の効果を相殺するほどの強い自然選択圧となっている可能性が低い。もう一つの選択圧の候補として、social selectionの可能性が考えられ、現在進化シミュレーションによって、新たなモデルを構築し、この仮説を検証中である。この妥当性が示唆されればCF変異のメカニズムとして、確実な証拠によって示唆することが難しかったsocialな要因を示唆することができる。

本研究は、この変異が、どのような要因で維持されているのかを明らかにすることを目的とする。仮説として、母子伝播仮説と自然選択仮説、及びSocial selectionが考えられた。しかし、自然選択仮説に関しては、南北の環境の違いや音の波長の違い(餌のサイズと比例する)がほとんどなかったため、遺伝子流動の効果を相殺するほどの強い自然選択圧となっている可能性が低い。集団遺伝学的手法により得られた遺伝子流動やコウモリの野外のセンサスデータを基に、個体ベースモデルを作成し、1)個体のCFがどの程度母の音声による伝播に依存している場合に、2)どのくらいのSocial Selectionが働いている状況で、地域間変異が生成/維持されるのかをシミュレーションした。その結果、母子間伝搬に若干のエラーが起こり、かつ中程度のSocial selectionを想定すれば、実際の南北間の周波数変異を再現できることが明らかになった。なお、変異が生成されることは無かった。以上の進化シミュレーションと実証研究結果から、変異が維持される条件は非常に限定されていることがわかった。本研究から、オキナワコキクガシラコウモリの島内地域間のCF変異のメカニズムの一つとして、母子間伝搬及びsocialな要因がカギとなっていることを示唆したと伴に、小翼手類の音声変異の研究において実証が困難であった母子伝播とSocial selectionの進化的な重要性を示唆することができた。今後のエコーロケーションコールの音声研究に、コミュニケーションシグナルの変異に関する研究に新たな要因(シグナルの文化伝搬など)が関与していることを示唆する土台となる意義のある成果である。