hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
閉経女性の熱中症予防に向けた最適な運動処方および栄養処方の開発

女性は65歳以上で熱中症発症者が急増することが疫学データより報告されている。女性は50歳前後に女性ホルモンの一つであるエストラジオールの分泌量が低下して閉経を迎えることから、エストラジオールと暑さへの耐性は関連性があると考えられる。これまでに得られたエストラジオール欠乏ラットにおける暑熱下での体温上昇には、高い熱産生量が関与していると考えられた。本研究では『交感神経活動の亢進を抑制できれば、エストラジオール欠乏による暑熱下での体温上昇を抑制可能』という仮説を立て実験を行う。本研究をもとに、閉経女性の熱中症予防に向けた最適な運動、栄養処方の開発を行い、女性の健康寿命延伸に寄与する研究を目指す。これらより、本研究では『交感神経活動の亢進を抑制できれば、エストラジオール欠乏による暑熱下での体温上昇を抑制可能である』という仮説を立て実験を行うこととした。具体的には、耐暑能獲得に効果的な運動トレーニング処方(実験1)と栄養処方(実験2)についての実験を行った。実験1に関しては、これまでに運動トレーニング処方に必要なトレッドミルの強度、頻度の検討を行った。現在は、運動を行ったのちに暑熱曝露を行い深部体温がどのように変化したか解析を行うための予備検討を進めている。今後、トレーニング課題によって体温上昇に差があるか解析を行う。実験2に関しては、大豆に含まれる微量成分であるイソフラボンを使用して検討を行った。卵巣摘出手術によりエストラジオール欠乏状態となった雌ラットに対して、イソフラボン非含有食の群(コントロール群)と、イソフラボン含有食の群(イソフラボン群)の2群に分けた。通常環境下において、イソフラボン群はコントロール群と比較して、暗期の深部体温と活動量が低下する傾向があることが明らかとなった。今後、暑熱環境において体温上昇に差があるか解析を行う。実験1に関して、トレッドミル運動の手技取得にやや時間を要したため。現在は取得済みである。実験2に関して、イソフラボン非含有/含有食の作成と、摂食量や体重推移の予備検討に時間を要したため。予備検討等を終えたため、実験を継続することで当初の計画を遂行する。
ダストの沈殿と成長に伴う原始惑星系円盤の物理構造と化学組成およびスペクトルの変化

本研究では原始惑星系円盤におけるダストの沈殿、成長、およびそれに伴う円盤構造(温度・密度・化学組成分布)の変化を数値計算で調べる。今年度はまずX線による円盤の構造変化やイオン化率を調べた。X線は10AU以内では主要な加熱源となりうるが、遠方では紫外線による加熱の方が効くことが分かった。次にモデル円盤における水素分子の励起状態と輝線強度を調べた。その結果、中心星からの紫外線がある程度強い場合は水素輝線強度比が円盤内の微小ダスト存在最の指標となることを明らかにした。円盤の一酸化炭素分子輝線観測においては、輝線強度比から求めた温度が一酸化炭素の昇華温度よりも低い場合があることが指摘されている。我々は円盤モデルの鉛直温度勾配に注目し、乱流拡散によって観測可能な量の一酸化炭素が凍結前に低温領域に運ばれること、一酸化炭素輝線強度比から得られる温度が円盤内のダストサイズ分布に依存することを示した。惑星は固体物質の集積により形成されるため、円盤内の氷の存在量は惑星系形成に大きな影響を与える。本研究では円盤内での氷境界(水が固体として存在する領域の境界)を求めるため、円盤の輻射輸送計算コードの開発を行った。この計算では円盤を局所的には鉛直方向の1次元平行平板とし、それが動径方向に並んでいるという近似を用いた。この近似により円盤内温度を精度良く求めることが出来る。今年度の研究では、円盤が光学的に厚い時は氷境界が中心星の近く(約0.7AU)に位置し,光学的に薄くなると2.7AU程度まで後退することがわかった。氷境界位置の時間変化は多くの要因に依存するため、今後さらに研究を進める必要がある。また円盤内の固体物質の進化に関しても研究を行つた。特に衝撃波によるダスト粒子への加熱現象に若目し、ダスト粒子の変化を理論的に調べ、幅射輸送を通した天文学的な観測可能性も検討した。原始惑星系円盤におけるガス・ダストの温度・密度分布を理論計算によって無矛盾に求め、円盤表面付近に存在する水素分子からの輻射を調べた。その結果、中心星が紫外線超過をもつ場合、観測されている水素分子の紫外線・近赤外輻射を再現できることを示した。この結果は論文としてまとめ学術雑誌に掲載された。原始惑星系円盤内でダストは合体成長する。層流円盤および乱流円盤におけるダストの合体成長および沈殿の過程を数値計算によって調べた。その結果、層流での成長沈殿過程は解析的なモデルとよく一致することを示した。また乱流円盤においてはダストが円盤の寿命よりも短い時間スケールで半径方向に落下してしまうことがわかった。さらに星間ダストよりも大きなダストをもつ円盤において、ガス・ダストの温度・密度分布および分子組成分布を数値計算によって求めた。その結果、ダスト成長に伴い(1)円盤表層のガス温度は低下するが、中間層のガス温度は上昇する(2)分子ガスの存在する領域は中心面に近づく(3)イオン分子の柱密度は減少するがその他の分子柱密度はあまり変化しないことがわかった。これらの結果は論文としてまとめ学術雑誌に掲載された。輻射強度分布を求める輻射輸送計算については、今年度は連続波(ダストの熱放射)の計算を行った。計算結果を用いて次世代大型電波干渉計ALMAでの原始惑星系円盤の観測可能性を検討した。その結果,ALMAを使って複数の波長でイメージを撮ることにより、円盤内ダストの温度・数密度・組成などの空間分布に関する情報が得られる可能性があることがわかった。今後はより詳細な検討を行い、観測結果から円盤内ダストの物理量を推定する方法の精度を高めることを試みる。

特に衝撃波によるダスト粒子への加熱現象に若目し、ダスト粒子の変化を理論的に調べ、幅射輸送を通した天文学的な観測可能性も検討した。
絵画データベースにおけるイメージ検索

前年度開発したアルゴリズムを基に,その改良を行うと共に新しく浮世絵を対象にし,そこに描かれている人物を推定するための特徴量を定義し,計算機実験を行った。その結果,ユーザがペンで自由に描いた人物像からDBを検索したり,その人物が描かれている,あるいはその人らしい絵画を取り出し,提示できる可能性を示すことができた。次に,形状と色彩の感情効果について心理実験を行い,想起されるイメージとの関連を考察した。原画データとして浮世絵のなかでも役者絵を用い,顔の部分を閉曲線とみなし,いくつかの特徴量を定義し,それらを用いて識別実験を行った。中でも,円形度と距離分散/面積の画像サイズに対して不変量のパラメータであり,この2つのパラメータを2次元分布グラフに表すことによって,役者の特徴を表現した。例えば,一目見ただけで,おそらく「丸っこい顔だな」という印象を受ける人物の絵であれば,円形度が大きく,分散が小さいという特徴がグラフにも現れている。データ数も特徴量の選択もまだ不十分であるが,人物同定の1例として実験結果からこれらの特徴量が識別効果を持つ可能性が示せた。今後,さらに顔の部品間の位置関係,形状,色使いなどその他のパラメータの検討が必要になると考えられる。さらに,浮世絵にとらわれず,もっと広く画像DBのイメージ検索を考えるときに重要になるであろうと考えられる形状と色彩が誘起する感情効果を調査するための心理実験を行った。SD評価値を因子分析した結果,5つの因子が抽出された。第1因子は“はなやか-おちつき"の活動性の因子,第2因子は“ソフト-ハード"の潜在性の因子,第3因子は“調和-不調和"の評価性の因子,第4因子は“シンプル-凝った"の潜在性の因子,第5因子は“日本的-異国的"の伝統性の因子であることが,それぞれ推論された。今後,これらの成果をどう有機的に結びつけて全体のDBシステムを構築していくかが大きな問題である。
過酸化水素および一酸化窒素耐性細胞からの新規抗酸化ストレス遺伝子のクローニング

H_2O_2ないしNO耐性HL60細胞と親細胞との間で発現量に差のある遣伝子には、細胞の抗酸化ストレス機能に関連するものが含まれると考えられる。耐性細胞と親細胞の間でmRNA量に差のある遣伝子をPCRサプトラクションクローニング法で検索した。RNAドットプロット分析の結果、H_2O_2耐性細胞ではカタラーゼ、oosinophil granule basic protein、diaphaouslなどの遣伝子の発現が上昇し、ミエロパーオキシダーゼ遺伝子の発現が減少していた。NO耐性細胞ではシトクロム酸化酵素のサブユニット1遣伝子の発現が増加していた。抗酸化ストレス遺伝子の検索中に、プロテアソームの19S調節ユニットを構成するサブユニットの一つRpn9を拾い上げたが、精査の結果mRNA量の上昇はわずかであった。しかし、酸化タンパク質の分解にプロテアソームが重要であるので、Rpn9に注目して酵母のホモローグの破壊株のH_2O_2に対する耐性を野生株と比較したところ、意外にも破壊株の方が耐性が大であった。両株のプロテアソームによるタンパク質分解活性を非変性条件下の電気泳動ゲル上で調べた結果、Rpn9破壊株では20Sプロテアソームおよびこれより少し遅れて泳動される分子種の活性が増加していた。よって、酸化タンパク質の分解処理にこれらの分子種が関与すると結論した。また、大腸菌のアルカリホスファターゼをCHO細胞のサイトゾルで恒常的に発現させて、細胞内のチオール基の酸化程度を同酵素活性によって定量化する実験系を確立した。これらの研究の他に、銅のキレート化によって抗酸化ストレス作用を発揮するタンパク質が細胞内に多数存在することを見出し、Cu(I)とタンパク質チオール基との相互作用が重要であることを証明した。H_2O_2耐性HL60細胞(HP100-1)と親細胞のHL60細胞との間で、発現量に差のある遺伝子は、細胞の抗酸化ストレス関連遺伝子であると考えられる。まず、両細胞のタンパク質を二次元電気泳動で解析し、その結果耐性細胞で増加しているタンパク質を少なくとも2つ認めた。次に、両細胞のmRNAで量的に差のあるものをClontech社のPCR-Select Subtruction Kitを用いて、両者のmRNAに対するcDNAの間で相互にsubtructionを行い、得られたcDNAクローンの塩基配列の決定とそのcDNAをプローブとして用いる両細胞のRNAドットブロット分析を行った。その結果からHP100-1で発現が増強している遺伝子としてカタラーゼ、eosinophil granule basic protein、diaphanous1などが見出された。また、HP100-1ではミエロパーオキシダーゼ遺伝子の発現が減っているという結果が得られた。これはパーオキシダーゼがH_2O_2との反応で細胞を障害するため、これが発現しないことがH_2O_2耐性に有利に働くことを示している。さらに、細胞内での酸化ストレスのレポータータンパク質を発現するCHO細胞の作製を行った。大腸菌のアルカリホスファターゼのリーダーペプチドを含まないタンパク質をコードする遺伝子DNAを真核細胞発現ベクターpRc/CMVを用いて、同酵素を恒常的に発現するCHO細胞を得て、そのチオール基が細胞内で酸化されて分子内S-S結合ができて活性が出現する条件を検討している。H_2O_2耐性HL60細胞(HP100-1)と親細胞のHL60細胞の間で、発現量に差があるmRNAを差次的クローニング法を用いて検索中に、プロテアソームの19S調節ユニットを構成するサプユニットの一つRpn9を拾い上げた。Rpn9の酵母のホモローダの破壊株が既に作られていたので、これを入手しH_2O_2に対する耐性を野生株と比較したところ、破壊株の方が耐性が大であった。

H_2O_2処理後の酸化タンパク質(カルボニル化の程度で評価)の減少速度は、上記破壊株の方が野生株に比べて顕著に大きかった。さらに、両株のプロテアソームによるタンパク質分解活性を非変性条件下の電気泳動ゲル上で調べた結果、上記破壊株では20Sプロテアソームおよびこれより少し遅れて泳動される分子種の活性が増加していた。この活性の増加は、抗20Sプロテアソームサブユニット抗体を用いたウエスタンブロットによって、これらの分子種の増加によるものであることを確認した。両株ともH_2O_2処理により、これらの分子種の活性が増加の傾向を示した。したがって、酸化的傷害を受けたタンパク質の分解処理に20Sプロテアソームやこれに類した分子種が関与している証拠が得られた。さらに、NO耐性HL60細胞で発現量の多いmRNAの検索を差次的クローニング法で行い、ミトコンドリアDNAでコードされるシトクロム酸化酵素とATP合成酵素のサブユニットを拾い上げた。現在、それらの発現レベルを調べている。これらの研究の他にキレート化によって抗酸化ストレス作用を発揮するタンパク質が細胞内に多数存在することを見出し、Cu(I)とタンパク質チオール基との相互作用が重要であることを証明した。
ポアソン幾何におけるコホモロジー群の研究

2n次元斜交ベクトル空間の形式的ハミルトン・ベクトル場の成すリー環の相対ゲルファント・フックス・コホモロジー群について研究し以下の結果を得ました。1)2次元の場合,重さ20まで調べました。2)4次元の場合, Littlewood-Richardson規則を利用し,重さ6まで調べました(J.Math.Sci.Univ.Tokyo 9(2012)1-18)。3)6次元の場合に,結晶基底理論を使って重さ6までを調べました(arXiv:1402.6834)。4)2次元の場合,目時類に関する, 2つの部分リー環の相対コホモロジー群についての森田茂之氏等の予想に肯定的な証明を与え投稿中です。本研究の目的は、無限次元リー環のコホモロジー群のうち.シンプレクティック(斜交)/ポアソン多様体のハミルトンベクトル場の成す無限次元リー環の斜交同変ゲルファント・フックスコホモロジー群を詳細に調べる事である。2n次元斜交線形空間の形式的ハミルトン・ベクトル場の成すリー環のSp(2n)相対ゲルファント・フックス・コホモロジー群の研究を行いました。1970年代にゲルファント等によって始まった形式的ハミルトン・ベクトル場の成すリー環ham{2n}は部分リー環として次の2種類を持ちます。(1)原点で0になる部分リー環(記号ham{2n}{0})。(2)原点での値が位数o(2)で0になる部分リー環(記号ham{2n}{1}, M. Kontsevichによる)。我々はこれまでham{2}{1}の余鎖複体の構造を表現論の助けを借りて綿密に研究し, ham{2}{0}のコホモロジー群について,重み20までは把握できています。ham{2}{0}の次数7重み16の相対コホモロジー群は斜交構造を介して自然にham{2}の次数9重み14の相対コホモロジー群と同型であろうとの森田茂之氏等の予想に本研究で取り組み,肯定的な結果を得ました。An affirmativeanswer toa conjecture for Metoki classとの題で投稿中です。この論文では数式処理ソフトMapleによるグレブナー基底の理論を使っていますが,計算の正しさを補強する為に他の数式処理Risa/Asirを使った証明を得ました。この結果は, http://www.math.akita-u.ac.jp/mikami/Conj4MetokiClass/に公開しています。無限次元リー環のゲルファント・フックスコホモロジー群の研究を,シンプレクティック多様体のハミルトンベクトル場の成す無限次元リー環のシンプレクティック同変・双対ゲルファント・フックスコホモロジー群やポアソン多様体のハミルトンベクトル場の成す無限次元リー環のシンプレクティック同変・双対ゲルファント・フックスコホモロジー群に対し詳細に調べることが本研究の目的である。森田茂之氏とD.Kotschickは彼らの論文``The Gel'fand-Kalinin-Fuks class and characteristic classes of transversely symplectic foliations, arXive October 2009''の中で,シンプレクティックベクトル空間の場合にウエイトという概念を導入し有限次元の部分鎖体に分解出来ることを示した。彼らのシンプレクティックベクトル空間の場合の仕事を詳細に検討し,同変運動量写像の存在を活用して斜交群の表現論との強い結びつきと詳細な関係を調べた。2次元シンプレクティックベクトル空間の場合に,森田茂之氏とD.Kotschickのウエイト10までのシンプレクティック双対ゲルファント・フックスコホモロジー群が,上記の三上による考察により,ウエイト18までのシンプレクティック同変ゲルファント・フックスコホモロジー群の詳細が得られた。この結果は, 2011年12月の日本学術振興会支援の「日本・ベルギー交換プログラム」によるUniversite Catholique de Louvain (at Belgium)で``Gel'fand-Fuks cohomology goups of Hamiltonian vector fields''とのタイトルで50分間講演した。2次元斜交ベクトル空間の場合の2種類のハミルトンベクトル場の成す無限次元リー環(定ベクトル場を除外した部分リー環を考える)の斜交同変ゲルファント・フックスコホモロジー群の間はあるウエイトの場合、同型であるとの森田茂之氏の予想に肯定的な解答を与え、Conjecture about Metoki class, Moritaconjecture about Metoki classなる題で、秋田カレッジプラザと慶応義塾大学で口頭発表した。

2次元シンプレクティックベクトル空間の場合に,森田茂之氏とD.Kotschickのウエイト10までのシンプレクティック双対ゲルファント・フックスコホモロジー群が,上記の三上による考察により,ウエイト18までのシンプレクティック同変ゲルファント・フックスコホモロジー群の詳細が得られた。この結果は, 2011年12月の日本学術振興会支援の「二国間交流亊業共同研究」「変形量子化による非可換幾何学の研究とその物理学への応用」(課題番:YN1007-078042)との「日本・ベルギー交換プログラム」によるUniversite Catholique de Louvain (at Belgium)で``Gel'fand-Fuks cohomology groups of Hamiltonian vector fields''とのタイトルで50分間講演した。本研究の特色はポアソン幾何学(シンプレクティック幾何学を含む)・(無限次元)リー環論・表現論の3分野からの貢献を得てゲルファント・フックスコホモロジー群を調べることにある。2次元シンプレクティックベクトル空間の形式的ハミルトンベクトル場の成すリー環のゲルファント・フックスコホモロジー群については,計算アルゴリズムの大幅な改良により大きな前進を見た。然るに, 4次元シンプレクティックベクトル空間の場合,表現論自体が複雑(例えば既約表現のテンソル積の既約分解を得ようとするとリトルウッド・リチャードソン規則に依らなければならず、更に特殊化ルールによる例外処理も必要)となっている。その為2次元の場合のような貢献を期待出来ない現状である。更なる考察と工夫の必要性を痛感している。H24年度研究した4次元シンプレクティック(斜交)ベクトル空間の場合の困難さは,変数の増大の他に、2次元の場合のクレブッシュ・ゴルダン法則が使えず、4次元ではテンソル積の既約分解にLittlewood-Richardson規則と、特殊化アルゴリズムを使う必要がある事で、ウエイト2,4,6の結果を得たのみである。最近テンソル積の既約分解に、クリスタル・ベース理論を活用することを発想し, C型単純リー環のクリスタル・ベース作成及びテンソル積の既約分解の数式処理ソフトを開発中である。このアイデアと数式処理ソフトを使って, 4次元斜交ベクトル空間の場合にウエイト8,10の新たな結果を得ている。この手法は6次元斜交ベクトル空間の場合にも適用可能と思われるので,今後は主に,未知の領域である6次元斜交ベクトル空間のハミルトンベクトル場の成す無限次元リー環の斜交同変・双対ゲルファント・フックスコホモロジー群の研究を推進したい。6次元斜交ベクトル空間の場合、4次元と比べ処理の負荷がどの程度増加するか具体的な例で示すと次の様になる。3次同次多項式のハミルトンベクトル場の6次交代形式の作る空間の次元は、ベクトル空間が4次元の場合38,760次元であるが、6次元空間の場合は、32,468,436次元となりこのデータを最初に計算機に読み込む時点で困難に直面する。
太陽風プラズマと天体表面の相互作用に関する実験的研究

太陽風を模擬したイオンビームを、月面を模擬するターゲットに入射してイオン散乱の方向特性を取得するための実験装置を製作し、散乱イオンの方向特性を取得した他、これらの実験と並行して「かぐや」搭載低エネルギー粒子計測装置(MAP-PACE)によって得られた月面における太陽風プロトンの反射/散乱現象についてのデータ解析を月表面-太陽風相互作用という点に重点を置いて進め、太陽風プロトンの反射に関する解析結果を専門誌に出版することができた。本研究は、申請者のグループが月周回軌道で観測運用を行った「かぐや」衛星搭載低エネルギーイオンエネルギー質量分析器による「その場」観測データの解析と、実験室における太陽風を模擬したプロトンビームと月表面を模擬したターゲット物質との相互作用の計測実験を同時に行うことで、太陽風(プラズマ)と惑星(天体)表面との普遍的な相互作用を実験的・観測的に明らかにするための手法を確立すると共に、月周辺プラズマ環境の理解を飛躍的に進めることを目的としている。申請者のグループが開発を担当した「かぐや」搭載低エネルギー粒子計測装置の月周回での運用は、平成21年6月に約1年半にわたる観測を無事完了した。運用期間中においては、海外のグループを含む月大気の地上からの光学観測グループと連携し、月希薄大気(特にアルカリ大気)のグローバルな分布とその場計測データの同時取得を行なった。また同時期に月周回で低エネルギーイオンの計測を行なった中国のChang'E-1、インドのChandrayaan-1との同時観測も行ない、観測完了後はデータの解析を共同で行なうための準備を進めた。本研究において必要となる実験装置として、反射プロトンのフラックスを正確に計測する実験装置と反射プロトンやターゲットから放出されるイオンのエネルギー分布、質量分布を計測する実験装置がある。このうち平成21年度は、反射プロトンのフラックスを正確に計測する実験装置として、月面を模擬するターゲット、ターゲットを保持するためのターゲットホルダー、太陽風を模擬したプロトンビームと反射プロトンビームを定量的に計測するための検出器(セラミックチャンネルトロン)太陽紫外線を模擬する紫外線ランプ(重水素ランプ)などの製作・購入を行ない、平成22年度のデータ取得に向けての準備を行なった。本研究は、月周回軌道で観測運用を行った「かぐや」衛星搭載低エネルギーイオンエネルギー質量分析器による「その場」観測データの解析と、実験室における太陽風を模擬したプロトンビームと月表面を模擬したターゲット物質との相互作用の計測実験を同時に行うことで、太陽風(プラズマ)と惑星(天体)表面との普遍的な相互作用を実験的・観測的に明らかにするための手法を確立すると共に、月周辺プラズマ環境の理解を飛躍的に進めることを目的としている。平成22年度は平成21年度に製作した、太陽風を模擬したイオンビームと太陽光を模擬した紫外光を、月面を模擬するターゲットに様々な方向から照射するための実験装置を用いて、実際に太陽風を模擬したイオンビームをターゲットに入射して装置の基礎データ取得を行った。装置の動作は正常であり、ほぼ事前に予想していた通りの性能を持っていることが確認できた。また、これと並行してターゲットの方向を真空チェンバー中で変化させるための回転台の製作も行った。ターゲットの回転台は、平成23年度のデータ取得に使用することにしている。これらの実験と並行して「かぐや」搭載低エネルギー粒子計測装置(MAP-PACE)によって得られた月面における太陽風プロトンの反射/散乱現象についてのデータ解析を進め、太陽風プロトンの反射に関する解析結果を専門誌に投稿することができた他、「かぐや」と同時期に月周回で低エネルギーイオンの計測を行なった中国のChang' E-1と共同で月周辺プラズマの解析を進めることができた。平成23年度は、平成21年度に製作した、太陽風を模擬したイオンビームと太陽光を模擬した紫外光を、月面を模擬するターゲットに様々な方向から照射するための実験装置の検出器部分を予定数搭載し、太陽風を模擬したイオンビームをターゲットに入射してイオン散乱の方向特性を取得した他、平成22年度に製作した、ターゲットの方向を真空チェンバー中で変化させるための回転台を実際に真空中で使用して性能を確認した。実験を開始した直後は、入射イオンビームの径が広すぎたため、複数ある検出器のケースで散乱された成分が同時に検出されてしまうなどの問題が発生したが、イオンビームの径を絞ることで問題を解決することができた。

これらの実験と並行して「かぐや」搭載低エネルギー粒子計測装置(MAP-PACE)によって得られた月面における太陽風プロトンの反射/散乱現象についてのデータ解析を月表面-太陽風相互作用という点に重点を置いて進め、太陽風プロトンの反射に関する解析結果を専門誌に出版することができた他、「かぐや」と同時期に月周回で低エネルギーイオンの計測を行なった中国のChang'E-1と共同で月周辺プラズマの解析を進め、解析結果を専門誌に出版することができた。
多型種ミズワラビにおける交配群の確認

1995年度始めまでに,台湾3産地,インド1産地,インドネシア3産地,パプアニューギニア1産地,アメリカ(ハワイ)1産地,南米スリナム1産地,南米ガイアナ1産地,計11産地から発芽能力のあるミズワラビの奉仕を入手した。南方型と北方型との代表として沖縄県産と千葉県産のミズワラビをそれぞれ選び,それらの胞子と上記の外国産の胞子を培地にまいて配偶体を得,自家受精と交配処理を行った。各産地につき自家受精株1株と交配処理株10株を無差別に選んで栽培し,フォスフォグルコイソメラーゼ(PGI)とフォスフォグルコムターゼ(PGM)についてアロザイム分析を行った。分析の結果,北方型あるいは南方型と自家受精株の中間のザイモグラムを示す株が交雑株ということになる。交配処理株は全部で196株で,そのうち60株は北方型あるいは南方型と自家受精株のザイモグラムが同じため、自家受精株か交雑株かどうか判定できなかった。残りの136株は74株が自家受精株,62株が交雑株であることが判明した。交雑株の出現率が46%というのは,これまでのシダ植物の交配実験では非常に高い値に属する。交雑株62株は現在も栽培中であるが,そのうち38株から胞子を採取することができた。その胞子を人工培地にまいて発芽率を調べたところ,インドネシア1産地は北方型,2産地は非北方型(おそらく南方型)であることが明らかになった。また,台湾の3産地はいずれも北方型であることが明らかになった。さらに,南米ガイアナ1産地は非北方型(おそらく南方型)であることが明らかになった。他の交雑株については、胞子を形成を待って,順次発芽率を調べる予定である。いずれにせよ,本研究で,ミズワラビには少なくとも北方型と南方型の2交配群が世界的に分布していることが明確になった。今年度の初頭に,台湾,フィリピン,インドネシア,インド,ニュージーランド,アメリカ合衆国,アルゼンチン,イギリスのシダ研究者16名に文書を発送して,ミズワラビCeratopteris thalictroidesの胞子の提供を依頼した.その結果,これまでに,台湾2地域,インドネシア2地域,インド1地域,ニューギニア1地域,オーストラリア1地域,ハワイ1地域,アフリカ1地域,南米1地域,計10地域のミズワラビの胞子を入手することができた.また,昨年末には関東地方と沖縄地方に野外採集にでかけ,北方産ミズワラビと南方産ミズワラビの胞子の補充を行うことができた.上記10地域のうち,インドネシア産とハワイ産のミズワラビについては,胞子を散布して配偶体を培養し,それを用いてアロザイムの予備分析を行った.その結果,前者は日本の南方型と,後者は日本の北方型とそれぞれよく似たアロザイム組成を示すことが明らかとなった.ただし,いずれも日本の北方型の一部に見られる特殊なPGIアロザイムは認められないので,それをマーカーとすれば,本研究の目的とするところのミズワラビの大規模な交配実験は比較的容易に進めることができそうである.引き続き他地域のミズワラビのアロザイム組成を明らかにするために,目下配偶体の培養を進めているところである.なお,ミズワラビの染色体数は一般にn=78とされているが,n=77という報告もある.異数体が存在すれば即座に生殖隔離を伴うことになるので,上記のミズワラビについては,アロザイム分析と併行して,栽培株による染色体数の確認も行いつつある.

1995年度始めまでに,台湾3産地,インド1産地,インドネシア3産地,パプア・ニューギニア1産地,アメリカ(ハワイ)1産地,南米ガイアナ2産地,計11産地から発芽能力のあるミズワラビの胞子を入手した。南方型と北方型の代表として沖縄県産と千葉県産のミズワラビをそれぞれ選び,それらの胞子と上記の外国産胞子を培地にまいて配偶体を得,自配受精とかけ合わせ(沖縄県産および千葉県産×外国産)を行わせた。各産地につき自配受精株1株とかけ合わせ株10株を選んで栽培し,PGIとPGMについてアロザイム分析を行った。自配受精株の分析結果から,ハワイ1産地と台湾1産地の株が北方型と同一のアロザイム組成をもち,インド1産地,インドネシア2産地,ニューギニア1産地,ガイアナ2産地の株が南方型と同一のアロザイム組成をもつことが分かった。残りの台湾2産地とインドネシア1産地の株は,PGMは南方型,PGIは北方型と似たアロザイムをもっていた。引き続き,かけ合わせ株についてアロザイム分析を行い,交雑株かどうかをチェックした。現在までのところ,7割の株について分析を終えたところであるが,それによれば最低で10株中2株,最高で10株中8株が交雑株であった。それらの交雑株が発芽能力のある正常胞子を形成するかどうかを確認するために,現在,それらの株から胞子採取を行いつつあるところである。
食品安全5法施行に対応するための家畜飼養管理基準の構築

2年間の研究期間中の研究対象地域は、1)愛知県(名古屋大学農学部付属農場周辺)、2)千葉県(農業共済家畜診療部門管轄地域、3)北海道(十勝支庁周辺)の3箇所であった。研究最終目的は、生産から販売までの「食の安全」の輪を、農家(生産者)レベルで確実なものとするための家畜飼養管理基準の構築である。しかし、農家毎に問題の種類も程度も異なるので、一律な家畜飼養管理基準での現場への対応は実践的ではない。そこで、この課題では、パイロット研究として、生産者のニーズを的確に把握し、その解決策を家畜保健所などの公共機関の職員(外部者)と農家が一緒になって探る過程が、問題の解決、ひいては生産性の向上へとつながることを提示することが重要な役割を持つ。共同研究者である堀北氏が所属する千葉県農業共済家畜診療部門との連携が十分に機能し、数々の事例を分析することができた。具体的には、2年目の後半に取り組んだ家畜保健所・コンサルタント事業を利用した活動では、参加型手法を使い、従業員全員で問題点を明確にし、解決策を提案し実践したところ、2ヶ月間という短期間に、搾乳頭数が増加し乳量が目的に達成したのに搾乳時間,は短くなり、乳房炎などの疾病発生数が減少し、仕事の連携が改善したという事例を生み出した。薬などの有害物質や資金を使わずに、農場内のコミュニケーション不足、獣医学的知見の一方的な指導、関係機関間の不十分な連携という問題点を改善したことによる成果である。つまり、「食の安全」に関連した健康的な管理飼養問題の解決方法の一例が提示できたわけである。千葉農業共済では上記の活動を平成18年度より正式な業務と認めた。今後は、堀北氏を中心にさらなる事例研究を全国レベルに拡大する。「ポジテイブ制度」など規制が増える昨今、生産者との協力関係を軸とした飼養管理基準の構築が急がれる。今年度は研究協力者として臨床獣医師や生産者に本研究課題への参加を依頼し、代表者や分担者の人的ネットワークを活用して、以下の3カ所を対象地として選択した。1.名古屋大学農学部附属山地フィールドセンター周辺の酪農家:分担者の織田が研究拠点にしている地域を選んだ。7月に計画を立て、10月より研究補助の大学生らの協力を得てフィールド調査を始めた。まず家畜保健所、家畜共済獣医師など酪農家と関係のある専門家にコンタクトをとり、対象地域を、東三河地域(設楽町、作手村、新城市)とした。3市町村各5軒の酪農家を選出し、11月に全戸を回り基礎情報を入手した。目的別に15戸を分類し、データ収集についての効果を測定するための計画を策定し、12月に10戸を再度訪問した。1月には比較的協力的な3農家にて参加型手法を使い酪農経営に関する問題系図を作成した。2月には2軒の農家でインフォーマルな質問を参加型手法を使い記録し、酪農家の現状を分析しようと試みた。しかし、調査期間の短さもさることながら大部分の農家では問題点を把握しているという意識が強く、新たなデータ収集による問題の明確化の重要性の意義が酪農家に認識されなかったと考えられた。2.千葉県農業共済家畜診療部門:A獣医師が研究課題に個人的に興味を持ち、同氏を中心に仲間を増やし協力支援体制を構築した。酪農家集団、個別農家など3カ所で参加型手法を使い調査を実施した。新しい試みのためか継続の難しさとさらなる手法の開発の必要性が確認された。3.山形県庄内家畜共済家畜診療

部門:養豚業における事故の多発を減らそうという試みを開始した。代表者が参加した第1回会合には食肉衛生検査所、家畜保健所、県養豚試験所、農協などから関係者が出席した。来年度にかけてフィールドでの調査と試験所内での実験が始まる予定であるが、具体的な取り組み方法について計画中である。以上、上記3地域の畜産農家の現状を把握することはできたが、研究協力者も含めた活動を開始するまでにはいたらなかった。今後は、外への情報発信に力を入れながら、様々なタイプの酪農家・生産者の協力を得て、パイロット研究としての成果を発表し、全国レベルでの普及へと発展させたい。研究代表者が17年度名古屋大学より帯広畜産大学へ異動したため、研究対象地域を変更することになった。新たに北海道の十勝や紋別地区を調査対象地区に加え、この地域に住む酪農家らを訪問し研究協力の可能性を探った。千葉県農業共済家畜診療部門の堀北獣医師を中心とする千葉NOSAI獣医師らとの研究協力活動には、大きな進展が見られた。17年度は名古屋大学・西川助教授も研究協力者として参加することになった。1)7月:カナダの国際学会で成果発表(門平、堀北)2)8月:研究方針の検討、農場訪問(西川、堀北、門平)3)9月:酪農家後継者と千葉NOSAI関係者を対象とする研修会(広島NOSAI桧山、織田、西川、堀北、門平)4)1012月:千葉県内での参加型ワークショップ形式の技術講習会の実施、打ち合わせ会(門平、堀北)5)1月:帯広畜産大学でのセミナー開催(講師:堀北)6)3月:研究協力者を対象とした「ワークショップ」講習会開催(門平、堀北、西川)現在、コンサルタント事業の一環として、家畜衛生保健所、農林振興センター、NOSAI獣医師がチームとなり、参加型手法を取り入れた、酪農家側の問題整理と自発性を促しながら飼養管理方法の技術改善に取り組む活動も始まった。そして、千葉NOSAI事務局は、これまでの堀北らの(ボランティア的)活動を評価し来年度より正式な業務として認定した。来年度から始まる「ポジティブリスト制度」など「食の安全」に関する規制が増えている昨今、千葉NOSAIでの活動事例を普及する活動も重要となるであろう。分担者の酒井、織田らとも連携し、現場からの提案を政府指導基準に反映できる仕組みの実現をめざす研究会の設立を計画している。上記成果は、研究代表者のホームページに公開しているし、18年度夏にオーストラリアで開催される国際疫学学会で発表される予定である。
湖沼－流域系における地表プロセスの解明と歴史時代モニタリングシステムの構築

本研究では水文環境を反映した地表プロセス(侵食,運搬,堆積)を理解するため,小規模な湖沼ー流域系で定期的な観測に基づき,水文資料と湖沼堆積物の物理量から地形条件に基づく降水量一般式を導入する。大規模な湖沼ー流域系では,観測時代の水文資料と表層コア堆積物の物理量の関係性を明らかにし,降水量の推定式を確立する。そして長尺コア堆積物情報を用いて歴史時代の水文環境変動を解明することを目的とする。1.地表プロセスの理解:滝谷池(金沢市)で堆積速度は降水強度(外的要因)と水位(流域要因)の関数で表すことができた。この堆積量一般式について解析期間を拡張して検証した結果,よりよい相関関係を確認した。また,赤外線式雨量計の観測記録を解析し,滝谷池の議論に適した水文資料の検証を行った。泥鰌池(立山)では,冬季の堆積物試料および水位観測資料の回収を行った。2.観測時代における人為的な環境変動と自然の環境変動の評価:大沼コア堆積物の物理量(鉱物含有率と密度),航空写真と旧版地図情報から大沼湖沼堆積物は自然の環境変動に加え,流域での人為的な環境変動を記録していることが明らかになった。3.歴史時代の環境変動の復元:大沼(北海道),余呉湖(滋賀県),琵琶湖(滋賀県)で採取された長尺コア堆積物の年代軸の信頼性が向上し,中世温暖期,小氷期の堆積層を把握することが可能となった。研究成果は査読付き学術論文として7本(筆頭著者として1本,共著者として6本)が受理され一部は公表された。また,国際会議で口頭発表2件,国内会議で口頭発表1件を行った。さらに,北潟湖(石川県,福井県),福島県のため池,金剛山高見池(奈良県)で異なる地形条件や,津波などの災害によって記録される地表プロセスの理解を目指し,湖沼堆積物を用いた研究を発展させた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,水文環境を反映した侵食,運搬,堆積の地表プロセスを理解するために,小規模な湖沼-流域系で堆積物試料および水文資料を収集・解析し,地形条件に基づく降水量の一般式を導入する。大規模な湖沼-流域系では流域の水文資料と柱状堆積物の物理量を比較し,降水量の一般式を確立・検討する。長尺堆積物コア試料の物理量から歴史時代の降水量変動を復元することを目的とする。1.地表プロセスの理解-降水量一般式の導入-滝谷池(金沢市)および泥鰌池(立山)で定期的な堆積物試料の採取および水位の観測,解析を継続した。滝谷池堆積物の物理量と流域周辺の水文資料への統計解析から,堆積速度を降水強度(外的要因)と水位(侵食可能な面積の増加)(システム要因)の関数で表すことができ,降水量一般式を導入した。2.地表プロセスの検証-降水量一般式の検証と推定式の確立-滝谷池で求めた降水量一般式は,琵琶湖の台風・洪水時(伊勢湾台風,明治大豪雨)の堆積環境と矛盾がなかった。大沼(北海道)で,堆積物の物理量と水文資料(流量,降水量)の収集および解析を行った。降雪地域において夏季(降水)と冬季(降雪と雪解け)では地表プロセスが異なると推定した。堆積物の鉱物粒径と降水量(特に夏季降水量)のよい相関関係が明らかになった。3.歴史時代の環境変動の復元大沼の4mコア堆積物について物理量解析と3本のコアの層序を検討し,余呉湖(滋賀県)では放射性核種を用いることで堆積年代の解釈が進んだ。4.成果報告:成果を国際学会(口頭発表2件,ポスター発表1件)と国内の報告会(1件)で報告した。5.海外での研究活動:モンゴルでの野外調査と,韓国での地形解析学習および野外巡検に参加し,観測技術や解析技術の向上を図るとともに研究交流を行った。6.研究の発展:降水量一般式の検証に用いる湖沼-流域系をモンゴル,韓国,福島で検討した。3.歴史時代の環境変動の復元:大沼(北海道),

余呉湖(滋賀県),琵琶湖(滋賀県)で採取された長尺コア堆積物の年代軸の信頼性が向上し,中世温暖期,小氷期の堆積層を把握することが可能となった。研究成果は査読付き学術論文として7本(筆頭著者として1本,共著者として6本)が受理され一部は公表された。また,国際会議で口頭発表2件,国内会議で口頭発表1件を行った。さらに,北潟湖(石川県,福井県),福島県のため池,金剛山高見池(奈良県)で異なる地形条件や,津波などの災害によって記録される地表プロセスの理解を目指し,湖沼堆積物を用いた研究を発展させた。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画はおおむね実施し,さらに海外での研究活動も行った。降水量一般式を確立するための問題点や改善すべき点が明らかになりつつある。本研究課題をさらに進展させるための方針をたてることができたため,当初の計画以上の研究の進展があったと評価する。降水量一般式の検証には,他の湖沼-流域系における現在の定期的な観測試料を用いることが更なる研究の進展に有効である。次年度は,研究計画に沿い歴史時代の水文環境変動の復元のため降水量一般式の確立・検証を行うと同時に,新たな研究対象地域の検討を進めることが降水量一般式の確立には重要である。
高齢者を対象とした咀嚼力の客観的指標の構築に向けた官能評価手法の開発研究

高齢者の口腔内状態を把握するための検査食の開発を目的として、寒天ゲル及びデンプンゲルの調製を試みた。寒天ゲルについては寒天濃度の異なるゲルを再現性よく調製することが出来た。しかし、デンプンゲル検査食については手作りであったため、わずかに再現性に乏しくこの解決が課題であった。そこで、食品工業的に餅のような食感のゲルの調製を考え、業者に依頼した。これを冷凍保存し、必要に応じて一定時間蒸し加熱することで、再現性のある物性の検査食が出来ることがわかった。この検査食を用いて、少数の高齢者と若年者で、咀嚼してもらい、測定することを検討した。その結果、15秒間咀嚼してもらい、それを吐き出してもらうこととした。1辺が15cm、高さ約2cmのシャーレをアクリル板でつくり、シャーレに吐き出した寒天あるいはデンプンゲル試料をひろげ、デジタルカメラで撮影することとした。このとき、光が反射しないように、また、はきだした小片が重ならないように注意深く竹串でひろげるなど、測定条件を検討した。撮影した写真の画像解析により、粒度分布を測定することで、高齢者と若年者の口腔内状態が把握できた。最終的に若年者52名、高齢者76名の協力を得た。ストラスブールのシニアハウス2カ所を訪問し、当該施設で提供される1週間のメニューをしらべた。さらにストラスブールに住む高齢者の食生活の聞き取りを行なった。我が国はすでに高齢化社会から高齢社会となり、2020年には高齢者の割合が29.3%と推定されている。このような社会においては、高齢者が元気で活力を保ち自立する事が、高齢者自身にとっても社会にとっても非常に重要な事である。高齢者は多かれ少なかれ若年者にくらべると、身体的機能が低下しており、それまでは問題にならなかった食物が食べにくい食物となる場合がしばしばある。そこで、高齢者の口腔内状態を測定し、適切な食べ物を提供することが重要になる。そのためには、先ず一人一人の口腔内状態を測定する必要がある。これまで、申請者らは、デンタルプレスケールを用いて咬合圧、咬合面積などの咀嚼力に関するデータを測定してきたが、より簡便に測定するために、グルコースを含む、寒天(寒天濃度1、および2%ゲル)とでんぷん(上新粉および、上新粉+片栗粉)を用いた検査食を開発した。これらの検査食を若年者と高齢者のボランティアに咀嚼してもらい、グルコース溶出量から咀嚼力を測定した。これまでの評価方法との関連を確かめ、同時に、加熱野菜に対する、高齢者の食べやすさの応答、咀嚼時間、咀嚼回数との関係をしらべた。その結果、4種の検査食を用いて、高齢者の口腔内の状態を表すと同時に高齢者の口腔内状態を3段階に分類することができた。これを用いれば、高齢者の一人一人に適切な食物の調理法を提案できると考える。高齢者と若年者の口腔内状態を把握するための検査食の開発を目的として、寒天ゲル及びデンプンゲルの調製を試みた。しかし,デンプンゲル検査食については、手作りであったため,わずかに再現性に乏しく,この解決が課題であった。そこで,食品工業的に、もちのような食感のゲルの調製を依頼した。これを,冷凍保存し,必要に応じて一定時間蒸し加熱することで、再現性のある物性の検査食が出来ることがわかった。この検査食を用いて,少数の高齢者と,若年者で、咀嚼し、測定することを,検討した。その結果、15秒間咀嚼してもらい,それを吐き出してもらうこととした。

1辺が15cm,高さ約2cmのシャーレをアクリル板でつくり、シャーレに吐き出した寒天あるいは餅試料をひろげ、デジタルカメラで撮影することとした。このとき、光が反射しないように、また、はきだした小片が重なちないように注意深く竹串でひろげるなど、測定条件を検討した。撮影した写真の画像解析により,粒度分布を測定することで、高齢者と若年者の口腔内状態が把握できるものと考えられる。現在高齢者10名の検査をおえており、さらに、高齢者ボランティアの協力をうるための方法を模索中である。若年者は和洋女子大学女子学生の協力を求める予定である。ストラスブールのシニアハウス2カ所を訪問し,高齢者の食生活の聞き取りを行なった高齢者の口腔内状態をより簡便に評価するために、日常の食品に近い検査食を用いる方法を検討した。検査食を高齢者に一定時間咀嚼してもらい、それを吐き出して、咀嚼後の粒度分布を調べることにより、口腔内状態を知ろうとしたものである。咀嚼力が十分あれば、細かく砕くことが出来るので、粒度は小さくなる。このためには寒天ゲルを用いることによって達成できた。一方、咀嚼時には舌や頬で食品を移動させながら、上下の歯で食品を噛んで食品全体を細かくしている。高齢者は一般にこの舌と頬の筋肉を使って食品を移動させることが徐々に出来にくくなる。このことを評価するために粘性や付着性をも併せ持つデンプンゲル検査食を考案した。しかし、物性が均一で、つねに一定のテクスチャーを持つデンプンゲルを調製することは困難を伴った。今年度は、工業的に一定の品質の小さい団子状のデンプンゲルの調製を外部に委託することが出来、冷凍保存して、蒸し加熱解凍後、官能評価を行なうことが出来た。65歳以上の高齢者75名の協力を得て、寒天ゲルとデンプンゲルの咀嚼後の粒度を写真撮影し、画像解析を行なった。すべての粒子の大きさを計測し、大、中、小のグループに分けた。また、粒子のばらつきの程度を知るために標準偏差を求めた。標準偏差が小さいことはよく咀嚼が出来ていることを示す。そこで、標準偏差と粒子の大きさから、高齢者を寒天ゲルもデンプンゲルもよく咀嚼できるグループから、どちらも咀嚼できないグループまで、7つのグループに分けることが出来た。今後はグループ別に咀嚼機能を残しながら食べやすい調理法を提案したい。
ブタの新規発情同期化法の開発と高度繁殖技術への応用

本研究は、実用化に至るブタの新規発情同期化技術を開発し、生産性向上のための有用な手段の確立を目指すものである。本年度は、異なるプロスタグランジンF2α(PGF2α)製剤がエストラジオールプロピオン酸エステル(EDP)により誘起された偽妊娠豚の発情同期化に及ぼす影響および一般生産農家における偽妊娠を利用した発情同期化技術の有用性について検討した。偽妊娠を応用した発情同期化技術を一般養豚農場に応用するため、生産現場で最も一般的に用いられているPGF2α類縁体製剤(PGF2α-A)を偽妊娠豚に投与した後の発情発現および生殖内分泌動態を調べた。EDP投与後2530日目にPGF2α-A2ml(クロプロステノールとして0.175mg)を24時間間隔で2回筋肉内投与した結果、発情発現および生殖内分泌動態は、昨年度報告した天然型PGF2α投与後の結果と同等であった。以上の結果より、EDP処置によって誘起した偽妊娠豚にPGF2αとPGF2α-Aのどちらを投与しても、同等の発情同期化効果が得られることが判明した。続いて、EDP単回投与により誘起した偽妊娠を応用した発情同期化技術を一般生産農場に適用し、その実用性を検討した。養豚生産農家における偽妊娠誘起率は94.5%であり、これらの偽妊娠豚にPGF2α-Aを投与した結果、全てのブタで発情が発現し、初回PGF2α-A投与から56日目に発情発現が集中した。偽妊娠豚の交配は、PGF2α-A投与により誘起した発情中に14回実施した。対照区は、自然発情を営むブタに偽妊娠区と同様に種付けを行った。PGF2α-Aを処置した偽妊娠豚の受胎率および生存産子数は対照区と差を認めなかった。以上の結果から、偽妊娠豚を応用した発情同期化法は、一般生産農場においても有用な技術であることが示された。本年度は、エストラジオールプロピオン酸エステル(EDP)により誘起された偽妊娠豚を利用した発情同期化法の有用性について検討を行った。まずEDPの投与用量(1030mg)および投与時期(排卵後513日目)を変えてブタに投与し、偽妊娠誘起のための至適条件を検討した。その結果、EDPの単回投与により、ブタに偽妊娠を誘起することが可能であり、特にEDP20mgを排卵後811日目に単回投与すると、80%以上のブタで偽妊娠が誘起されることが示された。続いて、EDPにより作出した偽妊娠豚へのプロスタグランジンF_<2α>(PGF_<2α>)投与計が、黄体退行および発情同期化に及ぼす効果について検討した。発情発現はPGF_<2α>処置後47日目に90%の偽妊娠豚で認められた。偽妊娠豚にPGF_<2α>処置した後の卵胞発育および生殖内分泌動態は、正常発情周期中の黄体後期から卵胞期にかけてのものと同じ傾向を示した。偽妊娠豚にPGF_<2α>処置した後に排卵した卵胞数は、自然発情豚の排卵数と同等であった。さらに、新規発情同期化処置を施したブタに人工授精を実施した結果、受胎率および平均産分数は自然発情豚に人工授精を行った場合と同等であった。以上の結果より、EDP処置によって作出した偽妊娠豚にPGF_<2α>を投与すると、投与後一定期間内に発情発現を誘起できることが明らかとなった。さらに、EDPとPGF_<2α>。を組み合わせたブタ発情同期化法は繁殖性に影響を及ぼさないことが判明した。これらの結果より、EDPとPGF_<2α>を利用した新たな発情同期化技術は、簡便かつ有効な方法であることが示された。

偽妊娠豚の交配は、PGF2α-A投与により誘起した発情中に14回実施した。対照区は、自然発情を営むブタに偽妊娠区と同様に種付けを行った。PGF2α-Aを処置した偽妊娠豚の受胎率および生存産子数は対照区と差を認めなかった。以上の結果から、偽妊娠豚を応用した発情同期化法は、一般生産農場においても有用な技術であることが示された。
オートファジーにおける融合準備期の分子機構の解明

本研究は、細胞内分解機構であるオートファジーの後期段階に注目し、その全容解明を目的としている。リソソームは完成したオートファゴソームにのみ融合できるが、この制御機構の詳細は不明な点が多い。これは、オートファゴソームSNAREタンパク質であるSTX17が完成したオートファゴソームにのみ局在することで一部説明ができるが、STX17の局在化機構については未解明のままである。本研究はSTX17の局在化機構を解明から、オートファジー後期過程に起こる現象の可視化を目指した。まずin vitro再構成実験系構築し、STX17のオートファゴソーム局在に必要な因子を検討した。試験管内タンパク質翻訳により合成したSTX17は、細胞質成分非存在下においてもオートファゴソーム上に局在したため、STX17単独で膜挿入の時間的制御を担う可能性が示唆された。さらに、様々なSTX17の変異体を作製し、マウス繊維芽細胞に安定発現させ、細胞内局在の観察から、オートファゴソーム局在に必要なドメインの同定を行った。STX17のC末端領域の塩基性アミノ酸がオートファゴソームへの局在に必須であり、この特異性はアミノ酸配列ではなく、正電荷の数に依存していることがわかった。それと一致するように、STX17が負電荷脂質であるホスファチジルセリンを多く含む膜とより強く相互作用し、この嗜好性がSTX17のC末端領域の塩基性アミノ酸により決定されることがリポソームを用いたin vitro膜挿入再構成実験から強く示唆された。現在これらの結果から細胞内でのオートファゴソーム膜の脂質組成の変化を検証している。STX17の膜挿入機構を検討するために、新規にセミインタクト細胞やリポソームを用いた実験系を立ち上げ、膜挿入に必要な要素の検証を行うことができた。さらに、細胞内局在観察から、オートファゴソーム局在に必要であるSTX17の分子内ドメインを新規に同定した。また、リポソームを用いたin vitro膜挿入再構成実験により、STX17が負電荷膜嗜好性を示したことから、オートファゴソーム膜の性質を検証する可能性を見出した。今後、来年度の結果を合わせて論文投稿することが可能であると考え、おおむね順調に進展していると自己評価した。来年度は、オートファゴソーム形成後期特異的なオートファゴソーム膜の脂質組成の変化を、脂質プローブを用いて検証する。すでに、脂質プローブをマウス繊維芽細胞に安定発現させた株を樹立した。細胞内局在観察から、いくつかの負電荷脂質が隔離膜ではなくオートファゴソームに蓄積する可能性が高いことを見出している。これらの脂質の中で形成後期に中心的な役割を果たす脂質を同定する為に、目的遺伝子特異的siRNAを用いてこれらの脂質合成酵素を欠損させ、オートファジーへの影響や、STX17のオートファゴソーム局在に影響を及ぼすか検証する。また、STX17の特定脂質認識能について昨年度構築したリポソームを用いたin vitro再構成系により検討する。さらに、オートファゴソームとリソソームの融合にはSTX17だけでなく、別のオートファゴソームSNAREタンパク質であるYKT6が最近同定されたため、YKT6のオートファゴソーム膜局在化機構もSTX17と同様のメカニズムか検証する。来年度は、これらのデータをまとめて、論文投稿を行う予定である。

また、リポソームを用いたin vitro膜挿入再構成実験により、STX17が負電荷膜嗜好性を示したことから、オートファゴソーム膜の性質を検証する可能性を見出した。今後、来年度の結果を合わせて論文投稿することが可能であると考え、おおむね順調に進展していると自己評価した。来年度は、オートファゴソーム形成後期特異的なオートファゴソーム膜の脂質組成の変化を、脂質プローブを用いて検証する。すでに、脂質プローブをマウス繊維芽細胞に安定発現させた株を樹立した。細胞内局在観察から、いくつかの負電荷脂質が隔離膜ではなくオートファゴソームに蓄積する可能性が高いことを見出している。これらの脂質の中で形成後期に中心的な役割を果たす脂質を同定する為に、目的遺伝子特異的siRNAを用いてこれらの脂質合成酵素を欠損させ、オートファジーへの影響や、STX17のオートファゴソーム局在に影響を及ぼすか検証する。また、STX17の特定脂質認識能について昨年度構築したリポソームを用いたin vitro再構成系により検討する。さらに、オートファゴソームとリソソームの融合にはSTX17だけでなく、別のオートファゴソームSNAREタンパク質であるYKT6が最近同定されたため、YKT6のオートファゴソーム膜局在化機構もSTX17と同様のメカニズムか検証する。来年度は、これらのデータをまとめて、論文投稿を行う予定である。