hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レチナール改変したバクテリオロドプシンを用いた人工網膜の色情報に関する研究

昨年作成したアナログ色素はバクテリオロドプシン(wt-bR)に比べて吸収曲線がブロードであったため、本年度は安定な青膜(600nm)とフォボロドプシン(490nm)を採用した。bRをアルカリ(pH6)処理して大量の青膜を精製し、吸収測定したところ、600nm付近に明確な吸収ピークが見られた。さらに好塩菌細胞膜からフォボロドプシンを単離し、これが490nmに明確な吸収ピークもつことを確認した。人の錐体と比較してほぼ40nmずつ長波長側に平行シフトしている3つの色素の開発に成功した。2.バクテリオロドプシンの光学特性バクテリオロドプシンは非線形性をもつため、その透過率、屈折率、吸収係数の変化は入力光強度に依存する。ここではOD,熱緩和時間を考慮し、吸収係数の波長および光強度依存性を計算機シミュレーションした。その結果吸収係数変化は413nmで正となり、568nmのとき最大となることが分かった。
北メソポタミア平原における初期農耕村落の発生と展開に関する考古学的研究

北メソポタミアの一角、シリア東北部ハブール平原にあるテル・セクル・アル・アヘイマル遺跡につき3次にわたる発掘調査、地理学的調査ならびに採集標本の解析、年代測定などをおこなった。その結果、以下の新知見を得た。(1)当遺跡の最古の居住が先土器新石器時代B期半ばまでさかのぼるという所見を得た。放射性炭素年代で800年を大きくさかのぼる時期の居住である。従来シリア領北メソポタミアでは先土器新石器時代B期末の遺跡が最古とされていたから、本研究による調査結果は通史を書き換えるものとなった。(2)先土器新石器時代B期半ばの建造物および物質文化は南東トルコの当該期遺跡のそれと類似していることがわかった。これは、北メソポタミア平原に定着した初期農耕民のルーツを考察する上でカギとなる知見である。(3)当遺跡の居住はその後もとぎれることなく土器新石器時代後半まで続いていることが判明した。すなわち、先土器新石器時代から土器新石器時代にいたる初期農耕村落文化の発展、変遷過程を通時的に調べうる重要資料が得られた。(4)土器新石器時代初頭の土器は従来知られていたプロト・ハッスーナ式ではなく、新種の土器であった。層位的にプロト・ハッスーナ期より古いことが確実であるため、北メソポタミア最古の土器群を定義することができたことになる。(5)居住期間を通じて経済活動がいかに変化したかをしらべるための動植物違存体を大量に採取することに成功した。(6)当遺跡はハブール川に近接している。この特性を利用して河川流路・水位の変遷と遺跡形成過程との関係を調査した。これは古環境と新石器時代住人の占地活動の関連を探る貴重なデータとなった。実績概要北メソポタミアの一角、シリア東北部ハブール平原にあるテル・セクル・アル・アヘイマル遺跡の発掘調査ならびに出土遺物の解析をおこなった。この遺跡は当地で発掘された最古の定住農耕村落である。分析の結果、北メソポタミア沖積平野の開発に乗り出した最古の集団の文化に関して、次の新知見を得た。(1)当地の農耕村落発生は少なくとも先土器新石器時代B期後半にさかのぼる。発掘は未了であるので、今後、さらに古い集落が見つかる可能性も残る。(2)最古の集団は北シリア、アナトリアと類似した先土器新石器時代文化をもっていた。その類似は特に建築遺構や石器、石膏製品に認められる。(3)土器新石器時代にかけて類似の文化を継続しつつ集落を営んだ。移行は連続的であるが、道具製作技術には大きな変化が認められた。(4)この集団は、土器新石器時代後半になって、イラク領北メソポタミアに分布の中心を持つプロトハッスーナ文化圏に包摂された。中でも土器の類似が顕著である。実績概要北メソポタミアの一角、シリア東北部ハブール平原にあるテル・セクル・アル・アヘイマル遺跡の第3次発掘、地理学的調査ならびに採集標本の解析、年代測定などをおこなった。(1)居住の開始は遅くとも先土器新石器時代B期後半にさかのぼる。さらに下層に3m以上の堆積が未発掘のまま残されていることを考慮すると、この遺跡がシリア領メソポタミア最古の定住村落であることは確実である。したがって、人類が文明発祥の地メソポタミアの平原環境をいつ、どのように開発し始めたかを知るための無二の手がかりが得られつつある。(2)最古の集団の先土器

新石器文化は、7900BPごろ土器新石器文化に移行した。土器新石器文化は遺物からみて、前半と後半にわかたれる。先土器新石器時代後半・土器新石器時代前半までの文化伝統は北シリア、アナトリアと類似していたが、同後半以降はイラク領北メソポタミアに分布の中心を持つプロトハッスーナ伝統へと移行した。プロト・ハッスーナは北メソポタミアに初めて広く分布した文化伝統であることが知られているが、その出現の様相が当遺跡で具体的にとらえられる可能性がある。(3)土器新石器時代後半以降、この遺跡は放棄された。次の居住時期は銅石器時代後半である。この間の地理学的調査結果によれば、無人の時期には湿潤化の証拠が得られた。降雨量が増加したためハブール川の氾濫が生じ、一時期、居住が困難になった可能性が示唆される。この遺跡の研究を通じて、地理学的研究と文化史的研究の良好なコラボレーションの実例が示しうる。シリア東北部ハブール平原は、北メソポタミアの西の一角を占める。ここにあるテル・セクル・アル・アヘイマル遺跡の第4次発掘、地理学的調査、民族誌調査、ならびに採集標本の解析、年代測定などをおこなった。研究の概要および得られた新知見につき記す。(1)当遺跡の最古の居住が先土器新石器時代B期半ばまでさかのぼるという所見を得た。従来シリア領北メソポタミアでは先土器新石器時代B期末の遺跡が最古とされていたから、今回の調査結果は通史を書き換えるものとなった。(2)農耕牧畜技術が完成されたのは一般に先土器新石器時代B期後半とされる。この技術をもって以降、人類は資源環境の単調な北メソポタミアのような平原地帯の開発ができるようになったというのが通説である。今回、それより古い集落が発見されたことで、最古の住人たちの生業経済についてさらに追求する必要が生じた。そのため遺跡土壌を極小フルイで水洗し大量の植物・動物化石を採集した。(3)遺跡からは大量の人造石膏が出土した。新石器時代住人が製造、使用したものである。使用は建築や容器・宗教作品制作など他面におよんでいる。その技術や利用したコンテキストを調べるために、現在なお伝統技術をもって石膏を自作している周辺村落をたずね、民族誌的情報を得た。(4)今回の発掘で遺跡最下部から旧ハブール川の河床が見つかった。これは、河川活動と新石器時代住人の占地活動との関係を調べるてがかりとなる。この点をさらに明確にするため集落周辺の地理学的調査をおこない、地形形成年代決定用のOSL試料を大量に採集した。(5)新石器時代各期にまたがる放射性炭素年代測定試料を20点近く得た。現在、AMS法を用いて解析中である。
副甲状腺ホルモンの合成、代謝、作用機序に関する研究

1)副甲状腺細胞からの副甲状腺ホルモン(PTH)の分泌は、血清カルシウムによって主たる調節を受け、活性型ビタミンD_3(1α,25(OH)_2D_3)その他いくつかの因子により増減することが知られている。近年分泌のみならず、合成過程での調節も次第に明らかとなり、血清カルシウム、1α,25(OH)_2D_3濃度の変動により、副甲状腺内PTHmRNA量も変化することが明らかになっている。我々は、牛甲状腺初代培養率を確立し、上記事実を確認する一方、PTHの分泌調節にPTH自体の関与(オ-トフィ-ドバック)について検討した。牛PTH(1ー34)を用い、副甲状腺から分泌されるPTH量を牛PTH(1ー34)と交叉性を有しない抗体を用い、測定した。培養細胞からのPTH分泌量は、添加牛PTH(1ー34)濃度依存性に減少し、低カルシウム下のPTH分泌亢進状態にても、同様の抑制現象を認めた。PTH(1ー34)は、PTH(1ー84)と同等の生理活性を有することは周知の事実であり、今回我々の得た結果は、副甲状腺からのPTH(1ー84)分泌から肝臓、腎臓でのPTH(1ー34)の生成、標的臓器への作用、1α,25(OH)_2D_3の合成、血清カルシウム上昇、血清リン下降等の現象がフィ-ドバック機構と考えられてきたが、PTH(1ー34)自体にも副甲状腺ホルモン合成、分泌に関与するオ-トフィ-ドバック機構の存在を明らかにした。2)ニワトリ単離十二指腸潅液流法を用いて、腸管カルシウム吸収に及ぼす種々因子の検討を行なってきたが、ソマトスタチン、ハイドロコ-チゾンが活性型ビタミンD_3の腸管カルシウムに抑制作用を発揮することを明らかにした。1.牛及び人の副甲状腺細胞を培養し,その培養液中の条件を変化させ,副甲状腺ホルモン(PHT)の合成,分泌能を調べることを目的とした.現在培養系を確立し,ビタミンD及びその誘導体は,細胞の増殖を促進するが, PTH分泌は抑制すること,ドーパミンは,細胞増殖には影響なく,分泌促進,カルシウムは,細胞数に変化を及ぼさず, PTH分泌を抑制することを明らかにした.各条件下でのPTHmRNAの変化につき現在検討中である.一方人副甲状腺での実験は,手術後に取り出された副甲状腺腫,癌組織より, mRNAを抽出,バクテリアより, PTHcDNAの取り出しに成功したので,今後,細胞及び組織のmRNAとcDNAをDot Hybridizationさせ比較定量中である.2.PTHの腸管での作用を検討する前に,活性型ビタミンDの十二指腸での作用及び代謝につき,ニワトリ単離十二指腸潅流法を用いて検討した.我々は, in vivoで世界で初めて, 1α,25(OH)_2D_2が, 1α,24,25(OH)_3D_3と1α, 25(OH)_3-24-OXO-D_3に代謝されることを明らかにした.4.PTHの代謝に関して,骨芽細胞由来のMC3T3-E1株を用いて, PTHの作用機構,特に細胞内カルシウム濃度の変化につき観察中である.1.副甲状腺細胞からの副甲状腺ホルモン(PTH)分泌におけるCa^<2+>濃度の影響正常ウシ初代培養副甲状腺細胞を用いて、種々の生理的なca^<2+>濃度で経時的にIntact PTH、及びそのflagmentsの分泌量を比較検討した。Intact PTHの分泌は、低Ca状態(0.5mMCa)で培養4時間まで漸増以降減少。正Ca状態では8時間まで緩徐な増加以降減少、高Ca状態では、多少の分泌はみられるが抑制された。一方PTHのflagmentsの分泌は正Ca高Ca状態で時間の経過と共に増加、低Ca状態では最初の2時間は制御され以降漸増した。今回の実験で、低Ca状態では、副甲状腺ホルモンの分泌は、PTHのdegradetionが抑制され、PTH(intact)の分泌が促進されることが明らかにされた。2.副甲状腺ホルモン(PTH)分泌に及ぼすVitaminD_3代謝物の影響1.25(OH)、D_2(10^<-10>10^<-12>M)及び23S、25R(PH)_2D_3(10^<-1/>10^<-2>M)の培養液への添加は、何れもコントロールに比し、細胞内DNAを増加させたが、PTH分泌は何れの代謝物添加にても量依存性に抑制された(牛副甲状腺細胞)が、人副甲状腺癌細胞では、同様の状況下でDNA分泌の増加をみたが、PTH分泌の抑制はみられなかった。従って、癌細胞でのPTH分泌は正常細胞のそれと相違することが明らかとなり、更に分子レベルでの機序の解明をすすめている。3.ニワトリ十二指腸灌流法を用いての腸管カルシウム吸収に及ぼすソマトスタチン並びにエルシトニンの影響についてソマトスチタン(10^<-8>10^<-6>M)及びエルシトニン(10^<-10>10^<-8>M)は、それ自体腸管からのカルシウム吸収には、影響を及ぼさないが、500PMの1.25(OH)_2D_2によって促進されるカルシウム吸収を量依存性に抑制することを明らかにし、現在二編集投稿中である。

1)副甲状腺細胞からの副甲状腺ホルモン(PTH)の分泌は、血清カルシウムによって主たる調節を受け、活性型ビタミンD_3(1α,25(OH)_2D_3)その他いくつかの因子により増減することが知られている。近年分泌のみならず、合成過程での調節も次第に明らかとなり、血清カルシウム、1α,25(OH)_2D_3濃度の変動により、副甲状腺内PTHmRNA量も変化することが明らかになっている。我々は、牛甲状腺初代培養率を確立し、上記事実を確認する一方、PTHの分泌調節にPTH自体の関与(オ-トフィ-ドバック)について検討した。牛PTH(1ー34)を用い、副甲状腺から分泌されるPTH量を牛PTH(1ー34)と交叉性を有しない抗体を用い、測定した。培養細胞からのPTH分泌量は、添加牛PTH(1ー34)濃度依存性に減少し、低カルシウム下のPTH分泌亢進状態にても、同様の抑制現象を認めた。PTH(1ー34)は、PTH(1ー84)と同等の生理活性を有することは周知の事実であり、今回我々の得た結果は、副甲状腺からのPTH(1ー84)分泌から肝臓、腎臓でのPTH(1ー34)の生成、標的臓器への作用、1α,25(OH)_2D_3の合成、血清カルシウム上昇、血清リン下降等の現象がフィ-ドバック機構と考えられてきたが、PTH(1ー34)自体にも副甲状腺ホルモン合成、分泌に関与するオ-トフィ-ドバック機構の存在を明らかにした。2)ニワトリ単離十二指腸潅液流法を用いて、腸管カルシウム吸収に及ぼす種々因子の検討を行なってきたが、ソマトスタチン、ハイドロコ-チゾンが活性型ビタミンD_3の腸管カルシウムに抑制作用を発揮することを明らかにした。
慢性疼痛形成時の一次体性感覚野におけるグリア性シナプス再編機構の解明

本研究では、神経障害性疼痛モデルマウスのS1で起こるATPシグナルの時間依存的変化と慢性機械的アロディニア形成への関与について調べた。その結果、1)神経障害性疼痛モデルマウスのS1では、シナプス再編が活発に起こる時期に先行して時間限定的なATP濃度上昇が起こることを見出した。また、2) S1頭蓋窓へのATP滴下(10分間静置)により、末梢神経損傷後のS1アストロサイトに見られる機能変調及びシナプス再編、さらには慢性的機械アロディニアが誘導されることを見出した。本研究結果から、末梢神経損傷後にS1で起こる細胞外ATP濃度上昇が神経障害性疼痛形成メカニズムの必要条件であることが強く示唆された。本年度は、神経障害性疼痛病態モデルマウスの一次体性感覚野(S1)で起こるシナプス再編へのグリア伝達物質「ATP」の関与を調べ、以下の成果を得た。(1)病態モデルマウスのS1における細胞外ATP濃度変化について調べたところ、手術後1日をピークに細胞外ATP濃度が一過性に上昇した。(2)生体内で存在しうる濃度のATPを、無処置マウスのS1に注入および暴露したところ、シナプス再編が誘導された。(3)生体内で存在しうる濃度のATPを、無処置マウスのS1に注入および暴露したところ、神経障害性疼痛の主徴である慢性的な機械的アロディニアが形成された。一方、もう一つの主徴である熱痛覚過敏は形成されなかった。これまでの結果から、神経障害性疼痛モデルマウスのS1では、手術後1日をピークに細胞外ATP濃度が一過性に上昇すること、それに起因してシナプス再編が誘導され、延いては慢性疼痛(機械的アロディニアのみ)が形成されることが明らかとなった。この成果は、神経障害性疼痛の病態メカニズムとして、S1で起こるATP誘発グリア性シナプス再編が極めて重要であることを示した。また、ATPの制御によりグリア性シナプス再編を意図的に誘発できる可能性を示唆している。本年度は、神経障害性疼痛マウスのS1で起こる一過性細胞外ATP濃度上昇とS1でのグリア性シナプス再編(神経回路再編成に関与)との関連性について調べ、以下の点を明らかとした。1,前年度に見出した末梢神経損傷後1-2日をピークに見られるS1での細胞外ATP濃度上昇(麻酔下)は覚醒下においても認められた。[In vivoマイクロダイアリシス及びルシフェリンルシフェラーゼ法によるS1細胞外ATP量測定]2, ATPを無処置マウスのS1に直接処置したところ、シナプス新生因子の一つであるトロンボスポンジン1(TSP1)がS1アストロサイトで増加していた。[免疫組織学的染色法]3, ATPを無処置マウスのS1に直接処置したところ、S1アストロサイトで細胞内Ca2+興奮が活発になった。4, IP3受容体2型を欠損したマウス(アストロサイトの細胞内Ca2+興奮が起こらないマウス)では慢性アロディニアは形成されなかった。以上の結果から、神経障害性疼痛マウスのS1で起こる一過性細胞外ATP濃度上昇はS1グリア性シナプス再編の引き金であること、また、実行因子はアストロサイト由来のTSP1である可能性が示唆された。(1)期待していた結果を得ることができた。(2)生きたままのアストロサイトのCa2+活動を覚醒下で観察する技術を習得した。(3)無侵襲でS1にATPを局所投与できる経頭蓋骨投与法を新規に開発した。最終年度は、以下の2点を明らかとした。(1)昨年度開発した非侵襲的な経頭蓋骨S1局所投与法を用いてATP誘発グリア性シナプス再編の責任プリン受容体の同定を行った。各種ATP受容体(P2受容体)及びアデノシン受容体(P1受容体)アンタゴニストをATPと併用しS1投与したところ、ATP単独投与によって誘導される機械的アロディニアはアデノシンA2A受容体選択的アンタゴニストによって顕著に抑制された。また、アデノシン単独投与及びアデノシンA2A選択的アゴニスト単独投与でもATP投与と同様に機械的アロディニアが誘導された。これらの結果から、ATP誘発グリア性シナプス再編の責任受容体はA2A受容体であることが明らかとなった。(2)ATP誘発グリア性シナプス再編による機能的に有効な対称性シナプス数の変化を調べるために、脳切片を免疫組織染色し、一次体性感覚野におけるシナプス前及び後マーカー(VGlut1及びPSD95)の共局在を定量した。その結果、対照のaCSF投与マウスと比較してATP投与マウスではVGlut1/PSD95共局在が有意に増加していた。従って、ATP誘発グリア性シナプス再編により、機能的な興奮性シナプスが増加していることが明らかとなった。以上、3年間にわたる本研究により、慢性疼痛形成時の一次体性感覚野ではATP濃度上昇に起因するアストロサイトの機能異常及びそれに伴った興奮性シナプス再編が誘導されることが明らかとなった。また、その責任受容体はアデノシンA2A受容体であった。しかしながら、本結果のみではATP誘発グリア性シナプス再編により真に神経回路が組み変わったか否か、つまり、触覚神経回路と痛覚神経回路の混線が起こっている否かについては証明できていない。今後は上記課題に対してTet-Tag系を用いた研究を展開していく予定である。

本研究では、神経障害性疼痛モデルマウスのS1で起こるATPシグナルの時間依存的変化と慢性機械的アロディニア形成への関与について調べた。その結果、1)神経障害性疼痛モデルマウスのS1では、シナプス再編が活発に起こる時期に先行して時間限定的なATP濃度上昇が起こることを見出した。また、2) S1頭蓋窓へのATP滴下(10分間静置)により、末梢神経損傷後のS1アストロサイトに見られる機能変調及びシナプス再編、さらには慢性的機械アロディニアが誘導されることを見出した。本研究結果から、末梢神経損傷後にS1で起こる細胞外ATP濃度上昇が神経障害性疼痛形成メカニズムの必要条件であることが強く示唆された。概ね予想した通りの結果を得ることができ、次年度以降も計画通りの研究遂行が期待できるため。生体脳イメージングの先駆けである生理学研究所の鍋倉研究室に出向き、本研究に必要な一次体性感覚野の開頭手術を習得したことで本研究を円滑に進められた。また、当該手術に伴う侵襲によるグリア細胞活性化が懸念されていたが、その侵襲を最低限抑えることに成功したことで、本年度の研究目的である「一次体性感覚野へのATP処置の影響」を検討することができた。次年度は、細胞腫特異的かつ時期特異的に目的遺伝子(P2Y1受容体、VNUT)を欠損させたマウスを使用して、ATPの放出細胞や放出経路、責任受容体の同定を目指す。また、本年度に開発した経頭蓋骨投与法を応用し、ATP誘発グリア性シナプス再編のマニピュレートによる神経障害性疼痛の治療戦略の可能性を検討する。本治療戦略にはシナプス再編と同時に行う末梢由来の知覚入力コントロールが必須であると考えている。智覚入力のコントロールには各種一次知覚神経を選択的に刺激できる装置「Neurometer」および、最近報告されたAb繊維特異的な麻酔法(Nat. Med., 2015)を活用する。神経薬理学次年度以降も計画通りに研究を遂行する。(1)シナプス再編におけるATPの作用機序を解明する。神経障害性疼痛(Shibata et al., PLoS One, 2011)やALSなどの中枢疾患は、病態における責任グリア細胞およびその関連分子が疾患進行時期によって異なるため、病態機序解明には細胞種・時期特異的解析が必要である。そこで本研究では、P2Y1-KOおよびVNUT-KOマウス、およびこれらを細胞種・時期特異的にON/OFFできるマウスを用いて、ATP微量投与および末梢神経傷害によるシナプス再編を解析することにより、グリア性シナプス再編におけるATPの作用機序を明かにする。(2)新たな慢性疼痛治療戦略『シナプス再々編』仮説を検証する。シナプス再編により疼痛が慢性化したモデルマウスのS1に、ATP微量投与することにより再びシナプス再編を誘導(シナプス再々編)し、異常神経回路を再び正常化する。神経回路正常化には、不要なシナプスを除去し、必要なシナプスを新生あるいは残存させる過程が必要である。つまり、シナプス再々編が起き得る条件下で、S1に入力する知覚情報をコントロールすることがシナプス再々編治療成功の鍵であると予想される。そこで、これまで疼痛行動評価に用いてきたニューロメーター電気刺激装置の特性を活かして知覚情報をコントロールする。また知覚情報の消失にはTTXや局所麻酔薬を適宜使用する。
湿潤熱帯における小動物の行動戦略に関する研究

マレーシア湿潤熱帯は世界でももっとも生物相の豊かな地域であり,貴重な場所である.われわれは過去4回にわたりこの地域で,動物相,小動物の行動,生活史などについての調査をおこない,興味深い成果を蓄績してきた.今回はその成果の上に立って,昆虫を中心とした小動物の行動戦略を調査し,熱帯における小動物の生活戦略の理解をさらに深めるとともに,動物行動学・行動生態学の分野に新しい視野を開いてゆくことを目的とした.1)アルビジアを枯死させるAlbizia borerの調査を1985年に引続きBrumas植林地においておこない,前回得た結論を確認するとともに,少数ながら雄成虫を採集し,現在その性フェロモンの解析をおこなっている.2)Brumas植林地およびsepilok原生林において,家族生活をするので有名なクロツヤムシ9種, 51コロニーを調査し,巣の創設様式,家族構成などに関する貴重な資料を収集した.帰途,香港島山地において,比較観察をおこない,温帯・亜熱帯との比較における熱帯での生活様式について有益な示唆を得た.3)熱帯ではほとんど唯一の腐食者(scavenger)である糞虫相とそれらの行動について, Brumas植林地, Sepilok原生林, Sungai Manila草地における比較研究をおこない,コガネムシ亜科とマグソコガネ亜科という糞処理行動の異なるグループの分布と植生との関連を明らかにすることが出来た.4)熱帯にのみ見られるハラボソバチを中心にして,真社会性アシナガバチ類の行動を, Brumas植林地とSepilok地区で観察した.ハラボソバチ類があちこちの巣の世話をすることなど,理論的な示唆に富む事実を明きらかにし得た.5)各地(市街地を含む)の大小各種の水たまりに産卵するトンボ類について雄のなわばり行動を,採用可能な代替戦略という観点から観察した.とくに多くの観察資料の得られた2種について,現在詳しい解析をおこなっている.6)Sepilok原生林において,ヤモリ科,キノボリトカゲ科,トカゲ科,オオトカゲ科の4科29種のトカゲ類について,熱帯種についてはほとんど調査のない体温調節行動を調べ,貴重な資料を収集し得た.また採集個体について核型の調査をおこない,目下そのデータを解析中である.7)その他,各地において多くの小動物について予備的調査を行った.これらは今後の調査においてさらに研究を進める予定である.マレーシア湿潤熱帯は世界でももっとも生物相の豊かな地域であり,貴重な場所である.われわれは過去4回にわたりこの地域で,動物相,小動物の行動,生活史などについての調査をおこない,興味深い成果を蓄績してきた.今回はその成果の上に立って,昆虫を中心とした小動物の行動戦略を調査し,熱帯における小動物の生活戦略の理解をさらに深めるとともに,動物行動学・行動生態学の分野に新しい視野を開いてゆくことを目的とした.1)アルビジアを枯死させるAlbizia borerの調査を1985年に引続きBrumas植林地においておこない,前回得た結論を確認するとともに,少数ながら雄成虫を採集し,現在その性フェロモンの解析をおこなっている.2)Brumas植林地およびsepilok原生林において,家族生活をするので有名なクロツヤムシ9種, 51コロニーを調査し,巣の創設様式,家族構成などに関する貴重な資料を収集した.帰途,香港島山地において,比較観察をおこない,温帯・亜熱帯との比較における熱帯での生活様式について有益な示唆を得た.3)熱帯ではほとんど唯一の腐食者(scavenger)である糞虫相とそれらの行動について, Brumas植林地, Sepilok原生林, Sungai Manila草地における比較研究をおこない,コガネムシ亜科とマグソコガネ亜科という糞処理行動の異なるグループの分布と植生との関連を明らかにすることが出来た.4)熱帯にのみ見られるハラボソバチを中心にして,真社会性アシナガバチ類の行動を, Brumas植林地とSepilok地区で観察した.ハラボソバチ類があちこちの巣の世話をすることなど,理論的な示唆に富む事実を明きらかにし得た.5)各地(市街地を含む)の大小各種の水たまりに産卵するトンボ類について雄のなわばり行動を,採用可能な代替戦略という観点から観察した.とくに多くの観察資料の得られた2種について,現在詳しい解析をおこなっている.6)Sepilok原生林において,ヤモリ科,キノボリトカゲ科,トカゲ科,オオトカゲ科の4科29種のトカゲ類について,熱帯種についてはほとんど調査のない体温調節行動を調べ,貴重な資料を収集し得た.また採集個体について核型の調査をおこない,目下そのデータを解析中である.7)その他,各地において多くの小動物について予備的調査を行った.これらは今後の調査においてさらに研究を進める予定である.
光受容体ロドプシンとDNA・RNA螺旋構造における弱い相互作用の理論研究

DNAとRNAの二重螺旋構造の円二色性(CD)スペクトルの295nmの符号は、右巻と左巻だけでなくDNAとRNAでも異なっている。SAC-CI CDスペクトルはDNAとRNAの実験スペクトルを再現し、核酸塩基対間のスタッキング相互作用の強さが295nmに現れる負のピークの起源であることを解明した。光駆動イオン輸送型ロドプシンにはH+を輸送するバクテリオロドプシン、Cl-を輸送するハロロドプシン、Na+を輸送するロドプシンがあり、異なる波長の光を吸収して、異なるイオンを輸送する。SAC-CI研究により、各中間体のレチナール周辺の構造を明らかにし、各ロドプシンのイオン輸送機構を解明した。本研究では、高精度理論であるSAC-CI法を基礎として、生命科学に重要な弱い相互作用を理論的に解明することを目的としている。本年度はDNAとRNAの円二色性(CD)スペクトルを計算し、核酸塩基対間のスタッキング相互作用に関する研究を行った。DNAのCDスペクトルにおいて、295nmの負のピークは、左巻きのZ-DNAで観測されるが、右巻きのB-DNAでは観測されない。一方、RNAでは295nmの負のピークは右巻きのA-RNAで観測されるが、左巻きのZ-RNAでは観測されない。すなわち、DNAとRNAのCDスペクトルは反対の特徴を持っている。そこで、DNAとRNAの4量体モデルを用いて、SAC-CI CDスペクトルを計算して、DNAとRNAの違いを調べた。DNAとRNAのSAC-CI CDスペクトルは、実験CDスペクトルの特徴とよく一致した。すなわち、CDスペクトルの295nmの符号は、Z-DNAとA-RNAで強い負になり、B-DNAとZ-RNAでは正になった。この295nmのピークは核酸塩基対間のスタッキング相互作用を通したグアニンからシトシンへの電荷移動型(CT)励起状態である。Z-DNAとA-RNAの構造では核酸塩基対同士の重なりが大きいため295nmに現れるが、B-DNAとZ-RNAの構造ではこの核酸塩基対同士の重なりが小さいため、CT励起状態が高エネルギー側にシフトするため、295nmの負のピークが消えることが明らかになった。次に、Z-DNAの4量体モデルで、核酸塩基対間の距離を変化させてSAC-CI CDスペクトルを計算したところ、核酸塩基対間の距離の増加とともに、295nmに対応するCDスペクトルの負の強度が弱くなることが分かった。以上のこのことから、295nmのCDスペクトルの負の強度はスタッキング相互作用の強さを示していていることが明らかになった。本年度の主な目的は、DNAとRNAの弱い相互作用の研究と視物質ロドプシン中のレチナール色素と蛋白質との弱い相互作用の研究を行うことである。DNAとRNAの弱い相互作用の研究では、研究実績の概要で述べた通り、DNAとRNAの二重螺旋構造の円二色性(CD)スペクトルの理論シミュレーション結果から、核酸塩基対間の弱いスタッキング相互作用がCDスペクトルの295nmの符号や強度をコントロールしていることを明らかにした。視物質ロドプシン中のレチナール色素と蛋白質との弱い相互作用の研究の目的は、光異性化反応に伴うCDスペクトルの変化から、レチナールと蛋白質との弱い相互作用を明らかにすることである。レチナールの光異性化反応に伴い、ロドプシンは、バソロドプシン、ルミロドプシン、メタロドプシン、と変化する。この構造の理論シミュレーションを行い、その結果から、レチナール色素と蛋白質の弱い相互作用の解析を行っている。これらを勘案して、「(2)のおおむね順調に進展している。」と自己評価した。本研究目的は、高精度の励起状態理論であるSAC-CI法を用いて、生命科学に重要な弱い相互作用を明らかにすることであり、本年度は、光駆動イオン輸送ロドプシンに応用した。細胞膜に存在する光駆動イオン輸送ロドプシンは、光を受けたレチナール色素がall-transから13-cisに光異性化することにより、H+などのイオンが細胞膜間を移動する。H+を輸送するバクテリオロドプシン、Cl-を輸送するハロロドプシンに加えて、2013年にNa+を輸送するロドプシンが発見された。光異性化反応に伴いK,L,M,N,O中間体の吸収スペクトルの変化が観測されているため、これらをSAC-CI法により計算し、3種類のイオン輸送メカニズムの違いについて考察した。バクテリオロドプシンでは、L,N中間体において、レチナールの近くに存在するアルギニン(ARG82)の回転により相互作用が大きく変化し、吸収スペクトルが変化することが明らかになった。ハロロドプシンは、レチナールのシッフ塩基の近くにCl-が存在しているが、O中間体でCl-は細胞内に取り込まれている。O中間体では、シッフ塩基から移動したCl-の代わりに、シッフ塩基と水素結合している水がOH-となっていることが示唆された。ナトリウムイオン輸送ロドプシンでは、レチナールのシッフ塩基からアスパラギン酸(ASP116)にH+が移動した後、ASP116の回転によるできた空洞をNa+の通過することが示唆された。また、Na+が通過した後に、レチナールは13-cisからall-transに異性化することが示唆された。本年度は光駆動イオン輸送ロドプシンのスペクトル変化のシミュレーション計算から、これらに含まれるレチナール色素と蛋白質の弱い相互作用の変化を明らかにすることができた。

一方、視物質ロドプシン中の円二色性(CD)スペクトル変化に伴う弱い相互作用変化の研究や、DNAの四重鎖構造中の弱い相互作用の研究は現在進行中である。本研究目的は、高精度の励起状態理論であるSAC-CI法を用いて、生命科学に重要な弱い相互作用を明らかにすることであり、本年度は光受容イオン輸送ロドプシンに応用した。細胞膜に存在する光受容イオン輸送ロドプシンは、光を受けたレチナール色素がall-transから13-cisに光異性化することにより、イオンが細胞膜間を移動する。H+を輸送するバクテリオロドプシン、Cl-を輸送するハロロドプシンに加えて、2013年にNa+を輸送するロドプシンが発見された。ロドプシンの吸収スペクトルは光異性化反応に伴い変化することが知られていて、K,L,M,N,Oと呼ばれる中間体が観測されている。これらをSAC-CI法により計算し、3種類のイオン輸送メカニズムの違いを明らかにした。SAC-CI法はバクテリオロドプシンのプロトン輸送中の吸収スペクトルの変化を再現することに成功し、特にL,N中間体の吸収スペクトルがレチナールの近くに存在するアミノ酸(ARG82)の回転により大きく変化することを明らかにした。ハロロドプシンでは、シッフ塩基の近くにある塩化物イオンが細胞内に移動した後、シッフ塩基の近くの水が水酸化物イオンになり、シッフ塩基周辺の電荷を保っていることが明らかになった。ナトリウムイオン輸送ロドプシンでは、ASP116の回転によるできた空洞をナトリウムイオンが通過できることを明らかにした。また、観測されているO状態のレチナールは13-cisで、ナトリウムイオンがシッフ塩基近くに存在していることを示唆した。DNAの構成分子であるDeoxyguanosineとUridineのスペクトルを用いてTdDFTの精度について調べたところ、TdDFT法は実験スペクトルの再現ができず、信頼性の高いSAC-CI法が必要であることを明らかにした。DNAとRNAの二重螺旋構造の円二色性(CD)スペクトルの295nmの符号は、右巻と左巻だけでなくDNAとRNAでも異なっている。SAC-CI CDスペクトルはDNAとRNAの実験スペクトルを再現し、核酸塩基対間のスタッキング相互作用の強さが295nmに現れる負のピークの起源であることを解明した。光駆動イオン輸送型ロドプシンにはH+を輸送するバクテリオロドプシン、Cl-を輸送するハロロドプシン、Na+を輸送するロドプシンがあり、異なる波長の光を吸収して、異なるイオンを輸送する。SAC-CI研究により、各中間体のレチナール周辺の構造を明らかにし、各ロドプシンのイオン輸送機構を解明した。視物質ロドプシン中のレチナール色素と蛋白質との弱い相互作用の研究を引き続き行い、レチナールと蛋白質との弱い相互作用を明らかにする。また、レチナール蛋白質であるイオンポンプ型ロドプシンの研究を新たに行う。視物質ロドプシンはレチナール色素がシスからトランスへ光異性化し、この構造変化がG蛋白質へと伝わるが、イオンポンプ型ロドプシンでは、レチナール色素がトランスからシスへと光異性化し、この構造変化に伴ってH+, CL-, Na+などのイオンを膜内(外)から膜外(内)へと輸送する。
脊髄損傷者の運動時における酸化ＬＤＬ動態について

頸髄障害者(CSCI)は副腎髄質への交感神経支配が障害されているために運動時アドレナリン分泌が胸腰髄損傷者(LSCI)より抑制されている。今回の研究で、当初運動による上昇を予想していた酸化LDLがLSCIに比べCSCIで抑制されていた理由として、このアドレナリン分泌の低下が一因であると推察される。下部胸髄節交感神経障害があるLSCIには末梢性交感神経障害が存在すると考えられる。結果よりoxLDLがLSCIよりCSCIの方が抑制されていた理由は、このアドレナリン分泌の低下が原因であると推察する。酸化LDLの有意な増加がないことからは、この運動はたとえCSCIにおいても安全であることが示唆された。本研究の目的は、脊髄損傷者の運動時の酸化LDL動態を検証し、先行実験で健常者と優位に上昇レベルが違っていた。そこでn数を増やし障害レベルの違いでも酸化LDLの発生メカニズムの違いがあるかを解明することで脊髄損傷者にとって、スポーツは健康増進のために非常に重要である。脊髄損傷者の運動と酸化LDL動態を明確にすることを目的としている。受傷から5年以上経過した男性胸腰髄損傷対麻痺者で国際車いすマラソン大会のハーフマラソンに参加した7名に対して実施した。方法は、スタート前、競技当日早朝6時に対象者の宿泊施設に行き、左肘静脈から10ml採血を行い、直ちに運搬し、遠心分離および分注を行い凍結する。対象者の宿泊施設は3施設に限定する。可能な限り同時刻に採血するために採血班は3班とする。(競技直後)左肘静脈から10ml採血を行う。直ちに運搬し遠心分離および分注を行い凍結する。(競技2時間後)採血まで飲水は可能とするが運動、食事およびアルコール摂取は禁止とする。競技後に表彰式があるため、対象者は競技場に残っている。対象者あるいはその介助者と携帯電話で連絡を取り、ゴール時刻2時間後採血を行う。採血班は7班に分かれる。左肘静脈から10ml採血を行う。測定項目は、酸化LDL、コルチゾール、アドレナリン、カテコールアミン、白血球数とその分画、ヘモグロビンを行った。これらのデータから彼らが強強度の運動を実施した際にどれ程の血液酸性がかかるか確認することが出来た。運動により、生体内に活性酸素の生成が亢進し、その結果、過酸化にともなう種々の健康障害を引き起こす可能性も指摘されている。これは疫学的に認められた運動の効果とは矛盾する現象である。運動による過酸化の弊害として具体的に知られているのは酸化LDLの上昇であり、最近では運動と酸化LDLとの関係が報告されているが健常者の者ばかりで障害をもったかたの研究がなされていない。24年度は大分国際車いすマラソン大会ハーフマラソン部門に参加する男性胸腰髄損傷対麻痺15名を対象とし、競技当日朝・直後・2時間後に採血を行った。対象として受傷から5年以上経過した男性胸腰髄損傷対麻痺者であること。本大会を完走した者であること。糖尿病、脂質代謝異常症、内分泌疾患などの基礎疾患を有さず、免役機能や内分泌系に影響を与える薬物の使用をしていない者であること。方法は、競技当日早朝は採血までは飲食、運動は控える。競技当日早朝6時に対象者の宿泊施設に行き、左肘静脈か10ml採血を行う。直ちに運搬し、遠心分離および分注を行い凍結した。競技直後はゴール時刻を控えておき、左肘静脈から10ml採血を行い直ちに運搬し遠心分離および分注を行い凍結した。競技2時間後は採血まで飲水は可能とし、運動、食事およびアルコール摂取は禁止とした。対象者あるいはその介助者と携帯電話で連絡を取り、ゴール時刻2時間後採血を行い、採血班は左肘静脈から10ml採血を行い直ちに運搬し遠心分離および分注を行い凍結した。最終年度では大分国際車いすマラソンのハーフマラソンに出場する胸髄損傷8名、頸随損傷9名の選手を対象に測定した。レース前日の受付時、ハーフマラソンのレース直後、レース2時間後の活性酸素と酸化LDL濃度を測定し、酸化LDLの動態を検討した。研究協力者は、主催者WEB等による一般公募とし、ハーフマラソンを出場申請タイム1時間以内で申し込まれた申込者から選考した。対象者(胸髄損傷/頸随損傷)の年齢54.88 ±3.55 (34-65) and 37.67 ±4.57 (20-64)

yr [mean ±SEM (range)],体重, 63.00 ±2.28 (52-72) and 56.44 ±3.87 (42-83) kgであった。アドレナリンは、頸随損傷については、有意な変化は無かったがベースラインが胸髄損傷者より明らかに低値を示していた。胸髄損傷は競技直後から有意に上昇していた、2時間後についても前日と比べて有意に上昇していた。酸化LDLは前日、直後、2時間後共に頸随損傷と比べて胸髄損傷が群間で有意に高い数値であった。しかし、競技前後を比較した場合、胸髄損傷も頸随損傷も運動による酸化LDL上昇は見られなかった。活性酸素については、dROMについてはどちらも変化していなかったがBAPについては、胸髄損傷がレース後,有意に上昇していた。車いすハーフマラソンにおいては、酸化ストレスによる影響が見られなかったので、彼らにとって推奨できるスポーツと言えるのではないかと思う。スポーツ科学屋外でのスポーツ参加者を予定しており、当日の天気の不具合や欠席者が出てしまい、予定している協力者数が得られていない。当初予定していた男性脊髄損傷の協力者の方々にお願いし、当日は天候にも恵まれて当年度の計画どおりの測定を行うことが出来ました。協力者数が得られていない現状なので、今後は計画していない行事や大会へ出向き、協力者を募る予定です。今年度も当初計画したとおりの研究スケジュールで全ての実験を予定通り実施いていく予定です。予定実験が計画通りに実施出来なかった。同様の実験を実施する予定。今年度も計画どおりの実験を行う予定でいます。つきましては研究費の使用についても予定通り使用いたします。
脂質メタボロミクスを用いた肺疾患の新規バイオマーカー探索

肺炎,肺がん,喘息などの肺疾患は,難治性のものが多く先進国における死者数も多い.中には日本の特定疾患に指定されている肺疾患もあり,有効な治療法の開発が望まれている.肺疾患の発生においては,肺胞の表面張力を低下させる肺サーファクタントの構成成分の組成変化が関与していると考えられており,当該構成成分の約90%が脂質であることから,肺サーファクタントを対象とした脂質プロファイリングは,肺疾患の早期診断のためのバイオマーカーの探索や疾患機序解明に有用な手段であると考えられる.本年度は,昨年度に構築した超臨界流体クロマトグラフィー質量分析(supercritical fluid chromatography/mass spectrometry: SFC/MS)分析系を用い,肺疾患モデルラットから採取した気管支肺胞洗浄液(bronchoalveolar lavage fluid: BALF)および血漿を対象として包括的脂質プロファイリング(脂質メタボローム解析)を実施した.まず,SFC/MS分析によりデータを取得した後のデータ解析の工程を円滑に進めるため,データ処理ソフトウェアの解析条件を当該SFC/MS分析条件に対して最適化した.その結果,解析者の熟練度に依存せずハイスループットかつ正確な脂質プロファイリングを行える実用的な脂質メタボロミクスプラットホームを開発することができた(投稿準備中).次に,当該脂質メタボロミクスプラットホームを用い,肺疾患モデルラットのBALFおよび血漿を対象とした脂質メタボローム解析を実施した.その結果,疾患発生直後の軽微な症状から重症化に至るまでの様々な段階における脂質分子種の変動を包括的かつ詳細にとらえることができ,脂質メタボローム解析が肺疾患のバイオマーカー探索および病態解明に有用であることが示された(投稿準備中).翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。肺がん,肺炎,喘息などの肺疾患は,難治性のものが多いため,先進国における死者数も多い.中でも,特発性肺線維症は日本の特定疾患に指定されており,有効な治療法の開発が望まれている.肺疾患の発生には,肺胞の表面張力を低下させる働きをする肺サーファクタントの成分組成の変化が関与していると考えられており,その構成成分の約90%が脂質であることから,肺サーファクタント中の脂質のプロファイリングは,肺疾患の早期診断のためのバイオマーカーの探索や疾患機序の解明に有用な手段であると考えられる.そこで本年度はまず,肺サーファクタントに含まれる脂質をプロファイリングするための分析系の構築を行った.生体試料中の脂質分子種を分離する手段として,超臨界流体クロマトグラフィー(supercritical fluid chromatography: SFC)を採用し,カラムや溶出条件等の分離条件の検討を行った.まず,固定相のエンドキャッピングの状態等が異なるオクタデシルシリル(octadecylsilyl: ODS)カラムを用いて検討を行った結果,疎水基であるオクタデシルシリル基の根元に極性基が内包されたODSカラムを用いた場合に,脂質分子の極性基と脂肪酸側鎖両方に基づく分離が得られた.また,エンドキャッピングが施されていないカラムを用いた場合に,固定相中の残存シラノール基が脂質分子の極性基と相互作用し,極性脂質の保持が強くなることが確認された.この結果は,超臨界抽出(supercritical extraction: SFE)をオンライン化するにあたっても好適であると考えられたため,以降は極性基内包型ODSカラムを用いて分析系の構築を進めることとした.次に,カラムオーブン温度と背圧の最適値を標準品分析で得られた理論段数を指標に決定した.以上によりSFCの分離条件を決定し,保持時間ライブラリーも整備した(投稿準備中).肺炎,肺がん,喘息などの肺疾患は,難治性のものが多く先進国における死者数も多い.中には日本の特定疾患に指定されている肺疾患もあり,有効な治療法の開発が望まれている.肺疾患の発生においては,肺胞の表面張力を低下させる肺サーファクタントの構成成分の組成変化が関与していると考えられており,当該構成成分の約90%が脂質であることから,肺サーファクタントを対象とした脂質プロファイリングは,肺疾患の早期診断のためのバイオマーカーの探索や疾患機序解明に有用な手段であると考えられる.本年度は,昨年度に構築した超臨界流体クロマトグラフィー質量分析(supercritical fluid chromatography/mass spectrometry: SFC/MS)分析系を用い,肺疾患モデルラットから採取した気管支肺胞洗浄液(bronchoalveolar lavage fluid: BALF)および血漿を対象として包括的脂質プロファイリング(脂質メタボローム解析)を実施した.まず,SFC/MS分析によりデータを取得した後のデータ解析の工程を円滑に進めるため,データ処理ソフトウェアの解析条件を当該SFC/MS分析条件に対して最適化した.その結果,解析者の熟練度に依存せずハイスループットかつ正確な脂質プロファイリングを行える実用的な脂質メタボロミクスプラットホームを開発することができた(投稿準備中).次に,当該脂質メタボロミクスプラットホームを用い,肺疾患モデルラットのBALFおよび血漿を対象とした脂質メタボローム解析を実施した.

その結果,疾患発生直後の軽微な症状から重症化に至るまでの様々な段階における脂質分子種の変動を包括的かつ詳細にとらえることができ,脂質メタボローム解析が肺疾患のバイオマーカー探索および病態解明に有用であることが示された(投稿準備中).超臨界抽出の条件を設定するには至らなかったが,抽出とオンライン化可能な超臨界流体クロマトグラフィー分離条件を決定することができたため,今後の分析系確立までにはさほど時間を要さないと考えられる.また,生体試料を用いなければ構築できないと考えていた保持時間ライブラリーを,標準品のみを用いて構築することに成功し,生体試料から検出されない分子種も含めてデータベース化できたため,今後の生体試料分析でこれまでに報告のない分子種の発見および疾患進行時における代謝プロファイルの変動をとらえることができると期待できる.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。これまでに最適化した超臨界流体クロマトグラフィーの分離条件に基づき,超臨界抽出条件を決定する.その後,構築したオンライン超臨界抽出超臨界流体クロマトグラフィー質量分析メソッドを用いてブレオマイシン誘発肺線維症モデルラットの気管支肺胞洗浄液および血しょうを対象とした脂質メタボローム解析を実施する.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
出土「琴」の製作・使用実験による復元的研究

日本列島から出土する「琴」は、その素材が木製であるため低湿地遺跡において破損・欠損の状態で発見される場合が多く、これまでに絃の残存する事例は確認されていない。そのため、当時の「琴」の形態や全体構造については、残存部をもとに復元的検討が必要である。本研究では、弥生・古墳文化に帰属する「琴」の製作技術、全体構造、使用方法について考察した。具体的には、共鳴槽を伴う静岡市登呂遺跡平成12年度調査出土例(弥生後期)、共鳴槽をもたない静岡市小黒遺跡出土例(古墳初頭)を選定のうえ、実験的製作をおこなった。製作技術や使用方法を推定し、弥生・古墳文化における構造の異なるタイプの「琴」について、製作から使用に至るまでの過程を復元的に示した。日本列島において古代音楽文化が形成される以前の音文化を解明することを目的に、本研究では考古資料に認められる音響発生器具のうち「琴」を選定し、平成21年度は弥生・古墳文化における「琴」の製作技術・工程および全体構造についての実験的・復元的検討をおこなった。具体的には、静岡市小黒遺跡から出土した共鳴槽をもたない「板作りの琴」、静岡市登呂遺跡(平成12年度調査)から出土した共鳴槽をもつ「槽作りの琴」を例に、製作復元をおこなった。第一に、上記2点および類例を含めた資料調査を実施した。第二に、樹種選択、木取、加工痕、各部材の組合位置・固定方法について製作実験による検討をおこなった。第三に、製作技術・製作工程を含めた全体構造を検討し、実寸大による「琴」を製作・復元した。これらの実験的検討にもとづく製作をとおして、共鳴槽をもつ登呂遺跡(平成12年度調査)出土の「琴」では、各部材の組合方法・固定方法にさまざまな製作技術が用いられていることが確認された。一点の「琴」を完成させるにあたり、各部位によって組合方法・固定方法の異なる製作技術が用いられていた点は、天板に絃を張って使用する際の「琴」の機能や構造的な強度とのかかわり、音響と製作技術とのかかわりを明らかにするうえで重要な特徴である。これらの実験的検討をとおして製作された復元品と確認された点にもとづいて、さらに復元品を用いた使用実験・音響実験による検討をすすめることが必要である。日本列島において古代音楽文化が形成される以前の音文化を解明することを目的に、本研究では考古資料に認められる音響発生器具のうち「琴」を選定し、弥生・古墳文化における「琴」の製作技術・工程・全体構造、使用方法の復元的検討をおこなってきた。平成22年度の研究では、前年度において出土資料にもとづく製作技術や全体構造の検討を経て復元製作した共鳴槽をもつ「琴」・共鳴槽をもたない「琴」を用いて、絃の固定方法、琴柱などの別部品の有無にかかわる問題、絃の発音方法や使用方法(奏法)、「琴」の構造と音響とのかかわりについて、検討をすすめた。日本列島から出土した「琴」には絃が残存した状態で検出された例が確認されていないため、関連する比較資料として考古資料にみる弾琴埴輪や土製模造品、伝世品や伝統楽器の一つとして現在も使用されている「和琴」、中国の「琴(七絃琴)」にも着目して取り組んだ。これらの関連資料との比較・検討を踏まえ、出土「琴」に想定される絃の固定方法や使用方法を実験的検討の条件として設定し、使用にかかわる具体的な推定と新たな課題について整理することができた。使用・音響実験については、本年度の成果と課題を踏まえ、次年度も引き続き実施する計画である。弥生・古墳文化の「琴」については、類例の増加とともに琴板の形態的特徴が把握されるようになる一方で、使用方法や音響に関しては未解明な点が多い。弥生・古墳文化における「琴」の使用方法や音響について具体的に推定されることは、当該期における音響発生器具の機能・用途を明らかにするうえで重要である。日本列島において古代音楽文化が形成される以前の音文化を解明することを目的に、考古資料に認められる音響発生器具のうち「琴」を選定し、昨年度に引き続き、使用・音響に関わる復元的検討を実施した。検討に際しては、平成21年度に出土資料の実見に基づいて製作した、共鳴槽をもつ「琴」・共鳴槽をもたない「琴」の復元品を使用し、平成2122年度の研究成果および課題を踏まえて実施した。具体的には、絃の張り方(集絃および固定・調絃方法)、琴柱やブリッジ(龍角)などの補助具の有無

・大きさ・位置、絃の張力と「琴」本体の強度、音響効果や音色、音の鳴らし方(指、ピックなどの補助具を使用した可能性)等について検討した。また、関連資料として、弾琴埴輪や土製模造品に認められる絃表現、弾琴埴輪に表現された使用方法(姿勢、手の配置、絃の鳴らし方)、和琴における絃の装着方法や使用方法との比較検討も実施した。復元品を用いて実際に絃や補助具を装着した実験的検討を行うことによって、絃の装着から音を鳴らして使用するまでの一連の工程について、より具体的に推定することができた。弥生・古墳文化における「琴」については、出土品に絃は残存しておらず、破損・欠損により全体構造が未解明な例が多い。したがって、製作技術や使用方法、音響について推定されることは、当該期における音響発生器具の機能・用途を明らかにするうえで意義がある。また、奈良時代以降における「琴」との関係を解明していく上でも、弥生・古墳文化に属する「琴」の製作技術・使用方法・音響効果を明らかにすることは重要である。