hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
渦の相互作用問題の数値解析と数学解析

1.渦糸の挙動に関する研究Euler方程式に支配される2次元流体に発生した5つの渦糸に関して、渦糸の初期位置がある種の対称性をもつ場合を考察する。初期位置の形状を表すパラメータをα、ある特定の渦糸の強さをパラメータκで示す。α=1,κ<-0.5のとき、数値実験によれば、解は回転運動と緩和振動を併発する。この問題に関して、数学的にはヘテロクリニック軌道の存在を示した。α=1,κ>-0.5のときは、ある摂動に対して、回転運動が安定であることを示した。α≠1のとき、5つの渦糸群は、周期運動や準周期運動を示すことが分かり、その一部について、数学的に周期運動が発生することを証明した。また、数値実験により、周期運動が起こるパラメータαとκの値を決定し、運動の形状を調べた。2.渦領域の挙動に関する数値実験渦領域の挙動に関して、Contour dynamics法により数値実験を行った。渦領域の大きさが十分小さいときは渦糸問題と同じ挙動を示すが、大きさがある程度大きくなると渦領域の形状が急速に変形されて回転を始めることを数値実験により示した。大きな渦領域に関しては、多くの研究者による結果と同様に、coalescenceが観察された。渦領域と渦糸が共存する場合についての研究も行った。3.渦糸が引き起こす流れ場の挙動に関する研究1.で数学的に存在が証明された周期的運動をする渦糸群を考える。この渦糸群が引き起こす流れ場の挙動、特にポアンカレ断面上での流体要素の挙動を数値実験により調べた。初期の流体要素の場所により、(1)渦糸の周辺に留まる、(2)渦糸から遠い場所を動く、(3)カオス的な動きをする、(4)渦糸から適当に離れた狭い場所に留まる場合があることが分かった。本研究課題に対して,次の2点に関して研究を行った。その状態は時間に関して定常であるが、この定常解は不安定であり、数値実験によれば数値解は緩和振動をおこす。この問題に関して、数学的にはへテロクリニック軌道の存在を示した。緩和振動がおこる原因はへテロクリニック軌道の近くを解が動くためである。また、ある特定の渦糸の強さκをパラメータとしたとき、κ<-0.5のときには、回転運動と緩和振動が併発する挙動を数値実験により示し、回転する座標系において、ヘテロクリニック軌道の存在を示した。また、κ>-0.5のときは、ある摂動に対して、回転運動が安定であることを示した。前者の場合に、ヘテロクリニック軌道が結ぶ2つの定常解の特定を数値計算により行った。後者のとき、数値実験によれば、多くの種類の摂動に関して回転運動が安定であると思われる。状況設定は、渦領域の大きさがゼロの極限状態では、上に述べた渦糸問題と同じものになるようなもので行った。大きな渦領域に関しては、多くの研究者による結果と同様に、coalescenceが観察された昨年度に引続き、本年度は次の3点に関する研究を行った。1.渦糸の周期運動と準周期運動に関する研究Euler方程式に支配される

2次元流体に発生した5つの渦糸に関して、昨年度、緩和振動をおこす場合について研究を行った。それに引続き、本年度は渦糸の初期の位置を変更した場合について数値解析と数学解析の立場から研究を行った。その結果、初期の形状を表すパラメータαとある渦の強さを示すパラメータκの値により、5つの渦糸群は、周期運動や準周期運動を示すことが分かり、その一部について、数学的に周期運動が発生することを証明した。また、数値実験により周期運動が起こるパラメータαとκの値を決定し、運動の形状を調べた。2.渦糸が引き起こす流れ場の挙動に関する研究上で数学的に存在が証明された周期的運動をする渦糸群を考える。この渦糸群は流体全体に流れを引き起こす。この流れ場の挙動を数値実験により調べた。その結果、流体要素のポアンカレ断面上での動き、すなわち、時刻が周期の整数倍のときの流体要素の位置は、初期の流体要素の場所により、(1)渦糸の周辺に留まる、(2)渦糸から遠い場所を動く、(3)カオス的な動きをする、(4)渦糸から適当に離れた狭い場所に留まる、という4通りの場合があることが分かった。本研究は、海外出張の際に現地の研究者からの示唆を動機として始めたものである。3.渦領域と渦糸が混在する場合の挙動の解析昨年度は渦領域に対する解析を行った。それに引続き、本年度は渦領域と渦糸が混在する場合について、数値実験により解析を行った。その結果、渦領域の大きさにより、渦領域の変形やcoalescenceが観察された。
生態・行動の変異で区別されるハダニ近縁種間の生殖的隔離と多様化の起源に関する研究

ススキスゴモリハダニSchizotetranychus miscanthi Saitoは、ススキに寄生し、集団で共同営巣する社会性のハダニである。このハダニのオスは、メスだけでなく巣をめぐって殺し合いをするが、このオス同士の攻撃性の強さには地理的変異がみられ、2型に分離することが報告されている(HG型とLW型)。この2型はどのように生まれ維持されているのかを探るために、2型の地理的、生態的、行動的、そして遺伝的関係を調べた。1.2型の分布関係南日本では2型の側所的な分布がみられ、標高が低く温暖な地域にはHG型が、標高の高く冬が厳しい地域にはLWが生息している。その中間の標高では2型は接触しているのかを知るために、平成13年度に長崎県雲仙普賢岳にて調査を行ったところ、標高100400mに分布境界領域があることがわかった。そこで平成15年度ではその分布境界領域で調査を行ったところ、2型の分布は重なっており、場所によっては2型は同所的に生息していることがわかった。2.2型の生態的関係ハダニの休眠性には地理的変異がみられ、それは地域適応の結果だと考えられている。2型間には休眠性に違いがあることが報告されているが、それは生息地域が異なることによるものなのか、それとも型の違いによるものなのかは定かではない。そこで、分布調査により同所的生息が確認された個体群を用いて2型の休眠性を調べた結果、型間で休眠性が異なることが明らかになった。また、生活史形質と寄主植物との適合性について調べたところ、HG型はLW型よりも発育日数が短く、メス成虫の寿命は長く、産卵数が多いことから、増殖能力が高いと考えられた。また、LW型が生息する地域のススキはHG型が生息する地域のススキよりも、両型において好適であることが明らかになった。従って、増殖能力はHG型の方が高いが休眠性の違いにより高緯度ではLW型が有利であるため、側所的な分布関係が維持されていると考えられた。3.ススキスゴモリハダニの2型の交尾行動2型間で生殖的隔離はあるが、容易に交尾はおこりハイブリッドが生まれる。ハイブリッドの繁殖特性を調べた結果、生存率も繁殖率も正常な個体よりも低いことがわかった。接触した分布関係をもちながら、2型が融合や崩壊をせずに維持されためには、型間で交配を避ける行動の存在が考えられる。そこで、交尾行動および繁殖行動を観察した結果、一方向ではあるが多少の交尾前隔離があること、そして両方向には強い交尾後接合前隔離があることが明らかになった。従って、交尾は行われるが、受精は抑制されるため、2型間で接触した分布でありながらも遺伝的に維持されていると考えられた。1.ススキスゴモリハダニの2タイプのハイブリッドゾーン調査ススキスゴモリハダニSchizotetranychus miscanthi Saitoには雄の攻撃性の異なる2タイプがあり、タイプ間には生殖的隔離があるが不完全であることがわかっている。そこで、2タイプの同所(側所)的生息が確認された長崎県雲仙の衣笠山のふもと個体群(13年度に採集)をもちいてハイブリッドの形成を試みた。その結果、雌のハイブリッドこをつくることはできたことから、2タイプの隣接地帯個体群間でも生殖的隔離は不完全であることがわかった。しかし、この2タイプは雄の形質(雄の攻撃性と雄の第1脚の長さ)でのみ違いがみとめられるが、雄のハイブリッドは得ることができなかったため、2タイプとハイブリッドを比較することはできなかった。2.ハダニの性比調節ハダニ全般で雌にひずんだ性比がみられるが、その理由として局所的配偶競争(LMC)モデルが考えられてきた。ケナガスゴモリハダニSchizotetranychus longus Saitoはハダニの中でも特に雌にひずんだ性比をもつ。しかし、雌は1回交尾で生涯産卵可能で2回目以降の交尾は無効である一方、雄は何回でも交尾可能であることから、推定される実効性比は1:1(未交尾雌:成虫雄)であり、LMCの場合と異なると考えられた。個体群および雌が産む子の性比は雌にひずんでいるが、実効性比は1:1であるのはなぜなのか考えた結果、時間構造(世代重複)と雌雄の交尾イベントの違いが、雄間の競争を激しくさせ、比較的競争の少ない性である雌に性比をひずませたほうが有利な状況をつくっていると考えられた。そして、その競争の激しさは頻度依存選択により実効性比が1:1の時点で解消されると考えられた。このことを確かめるために推移行列モデルで個体群変動を表現し、初期性比の進化的安定性比を求めたところ、考えと一致した。

その中間の標高では2型は接触しているのかを知るために、平成13年度に長崎県雲仙普賢岳にて調査を行ったところ、標高100400mに分布境界領域があることがわかった。そこで平成15年度ではその分布境界領域で調査を行ったところ、2型の分布は重なっており、場所によっては2型は同所的に生息していることがわかった。2.2型の生態的関係ハダニの休眠性には地理的変異がみられ、それは地域適応の結果だと考えられている。2型間には休眠性に違いがあることが報告されているが、それは生息地域が異なることによるものなのか、それとも型の違いによるものなのかは定かではない。そこで、分布調査により同所的生息が確認された個体群を用いて2型の休眠性を調べた結果、型間で休眠性が異なることが明らかになった。また、生活史形質と寄主植物との適合性について調べたところ、HG型はLW型よりも発育日数が短く、メス成虫の寿命は長く、産卵数が多いことから、増殖能力が高いと考えられた。また、LW型が生息する地域のススキはHG型が生息する地域のススキよりも、両型において好適であることが明らかになった。従って、増殖能力はHG型の方が高いが休眠性の違いにより高緯度ではLW型が有利であるため、側所的な分布関係が維持されていると考えられた。3.ススキスゴモリハダニの2型の交尾行動2型間で生殖的隔離はあるが、容易に交尾はおこりハイブリッドが生まれる。ハイブリッドの繁殖特性を調べた結果、生存率も繁殖率も正常な個体よりも低いことがわかった。接触した分布関係をもちながら、2型が融合や崩壊をせずに維持されためには、型間で交配を避ける行動の存在が考えられる。そこで、交尾行動および繁殖行動を観察した結果、一方向ではあるが多少の交尾前隔離があること、そして両方向には強い交尾後接合前隔離があることが明らかになった。従って、交尾は行われるが、受精は抑制されるため、2型間で接触した分布でありながらも遺伝的に維持されていると考えられた。
糖負荷後のマウス肝臓の非定常代謝フラックス解析

代謝工学技術の他分野への応用が加速し、代謝フラックス解析手法も生理学や医学への応用が期待されている。本研究では、非定常状態における生体内臓器を対象とした代謝フラックス解析法を新規に開発し、糖負荷に対して動的に応答するマウス肝臓の代謝フラックスを推定することを目指す。野生型および肥満モデルマウスの推定結果を比較し、肥満に伴う代謝異常をフラックスの観点から解明する。さらに、フラックス・代謝物量・酵素量を統合した代謝調節解析により、フラックスの調節要因についても定量的に評価する。以上より、非定常状態下の生体内臓器のフラックス推定と、それを利用した代謝調節解析の基盤技術を、世界に先駆けて確立する。平成30年度は野生型モデルマウスに対して、13Cグルコースを経口投与し、0-90分後の肝臓・血漿を採取した。肝臓・血漿のサンプルを電気泳動質量分析器(CE-MS)を用いてメタボローム分析を行い、中心炭素代謝の30種程度の代謝物について、濃度および同位体割合を獲得した。平成29年度に獲得した野生型マウスのデータと比較して、解糖系代謝物の濃度が高い一方で13C標識されるのが遅い傾向がみられ、野生型と肥満モデルマウスの代謝の違いが示唆された。また、代謝調節解析について解析手法の開発を行い、脂肪培養細胞への適用を試みた。野生型および肥満モデルマウスの肝臓の代謝フラックス解析を実施するにあたり、補助事業期間中にメタボローム・プロテオームの新規計測手法が他研究グループにより提案された。その計測データに関する数理解析・文献調査・情報収集・追加実験等が、補助事業の研究目的をより精緻に達成するために必要となった。今後は、平成29, 30年度に取得したメタボローム・プロテオームデータを用いてマウス肝臓のフラックス解析を行う。さらに、得られたフラックス解析結果を用いて代謝フラックスに対する代謝物量・タンパク量の寄与を定量的に記述し、マウス肝代謝が何によって制御されているのかを明らかにする。平成29年度は野生型モデルマウスに対して、13Cグルコースを経口投与し、0-90分後の肝臓・血漿を採取した。獲得したメタボロームデータを用いて、解糖系上流のフラックス推定を行い、肝臓の解糖系がグルコース投与後活性化していることを推定できた。また、野生型および肥満モデルマウスの肝臓のプロテオーム分析を行い、メタボローム・プロテオームデータを統合したフラックス解析手法を新規に開発し、肥満モデルマウスでは野生型マウスよりも空腹時では糖新生のフラックスが上昇していることが観察された。また、次年度に実施予定の代謝制御に関する解析について解析手法の開発を行い、脂肪培養細胞への適用を試みた。平成29年度は、計画通りマウスのメタボローム・プロテオーム分析を行った。フラックス推定を開始し、比較的に小規模なネットワークではあるもの比較的に妥当な結果が得られており、研究は順調に進展している。

今後は、平成29年度に取得したメタボローム・プロテオームデータを用いてマウス肝臓のフラックス解析を行う。さらに、得られたフラックス解析結果を用いて代謝フラックスに対する代謝物量・タンパク量の寄与を定量的に記述し、マウス肝代謝が何によって制御されているのかを明らかにする。今後は、平成29, 30年度に取得したメタボローム・プロテオームデータを用いてマウス肝臓のフラックス解析を行う。当該研究の実験を他のプロジェクトと共同で行うことになり、予定していた支出と比較して差額が生じた。生じた差額分に関しては、翌年度の検証実験等に使用し、本研究のさらなる推進に使用する予定である。また、前述した理由により、次年度も数理解析・文献調査・情報収集・追加実験等が必要となった。次年度使用額は追加実験等に使用し、補助事業の研究目的をより精緻に達成するために使用する予定である。
スイッチ機能性を有するハイドロゲル膜の透過特性について

水溶性高分子を架橋することによって得られるヒドロゲルは、溶液中において温度や溶媒組成を変化させることにより、その体積が100倍1000倍変化す、いわゆる相転移現象を発現する。この特性の応用法としては種々のものが考えられるが、その一つとして、スイッチ機能を有する分離膜がある。本研究では、ゲルの機械的強度に劣る点を無機多孔体との化学結合による複合化法を用いて克服し、その透過特性を検討した。実験に用いたゲルは、溶媒組成によって相転移を起こすアクリルアミド/アクリル酸共重合体ゲルと、温度変化によって相転移を起こすN-イソプロピルアクリルアミドゲルの2種類である。無機多孔体としては多孔質ガラスを用いた。まず、2種類の複合膜について、相転移前後の溶液透過特性を調べ、塊状ゲルの膨潤実験と比較した。その結果、両者とも塊状ゲルが収縮状態にある条件における透過係数が、膨潤状態にある証券の場合に比較して、100倍以上大きくなることがわかった。また、担体の細孔径は透過特性の変化に影響せず、透過特性を支配するものはゲルの性質であることがわかった。さらに、相転移前後の分画分子量の変化を調べたところ、透過係数が大きい条件では分画分子量が大きく、透過係数が小さい条件の50100倍であった。また、透過液と供給液の溶媒組成には変化がなく、透過係数は圧力の一次に比例した。以上のことから、ゲル膜の透過機構は、細孔理論によって取り扱えることが示唆された。細孔理論に基づく理論計算の結果、分画曲線の推算結果は、実験結果と良好に一致した。続いて、より詳細に透過機構を検討するために、ゲル膜中のトリチウムの拡散実験をおこなった。その結果、実験結果を細孔理論に基づいて解析すると、ゲル膜の存在する細孔は、ゲルが膨潤状態から収縮状態に転移すると、細孔半径が約5倍になると共に、細孔数は逆に1/501/100程度に少なくなることがわかった。
ナノチャンネル内での特異的物質輸送に基づくキラル分離チップの創製

ナノメートル(nm)レベルの微小な流路(ナノ流路)は,微小空間特有の化学現象を利用した新しい物質分離法への応用が期待されている。この点に着目して,シリカなど金属酸化物からなるナノ流路内部での物質輸送現象について検討を進めた。また,ナノ流路内での物質輸送をリアルタイムでモニタリングする新規手法,およびナノ流路内でのキラル分離について検討し,それぞれに対して成果を得た。近年のナノ材料開発の進展によって、ナノチャンネル内におげる特異的物質輸送を利用した物質分離手法の開拓が進行している。本研究では、これまでに開発を進めてきたナノチャンネル集積(NCA)膜を用いた物質輸送現象の本質を分子論的に理解し、NCA膜を横断する物質輸送のリアルタイムモニタリング手法を開発することで、ナノチャンネル内物質輸送に立脚した分離分析システムの提唱と実分析への応用、特にキラル分離への応用を目指している。本年度は、ナノチャンネル内での物質輸送に大きな影響を及ぼすナノチャンネル内のプロトン濃度について、一連の蛍光性pHプローブを用いた実験を行うことで、世界で初めてプロトン濃度の概算値についての知見を得ることが出来た。また、キラル分離を行うために必要なキラルセレクターの合成とナノチャンネル内への固定化を達成した。得られた材料は、次年度からの物質輸送現象解明に供する予定である。また、ナノチャンネル内部を移動する溶質分子の流れをリアルタイムで光学的に計測するための新規手法について検討した結果、NCA膜を金属薄膜上に形成させることで発現する光導波路応答が、有効であることを実証した。特に、ナノチャンネル内での物質拡散の定量的な評価を可能とする計測法である。さらに、PDMS流路とNCA膜を組みあわせた微小流路系で安定的かつ高感度な計測が可能であることを見出した。以上、ナノチャンネルを利用したキラル分離を達成するための基礎的知見を取得し、材料と計測法に関する技術的進展を達成した。近年のナノ材料開発の進展によって、ナノチャンネル内における特異的物質輸送を利用した物質分離手法の開拓が進行している。本年度は、ナノチャンネル内での物質輸送に夫きな影響を及ぼすナノチャンネル内のプロトン濃度について、プロトン濃度とチャンネル系の依存性についての知見を得ることが出来た。また、キラル分離を行うために必要なキラルセレクター(シクロデキストリン)を修飾したナノチャンネル内でアミノ酸の輸送にエナンチオ選択性があることが膜透過実験などから示唆された。また、ナノチャンネル内部を移動する溶質分子の流れをリアルタイムで光学的に計測するための新規手法について検討した結果、NCA膜を金属薄膜上に形成させることで発現する光導波路応答が、ナノチャンネル内での物質拡散を定量的に評価するものであり、理論的かつ実験的にも高感度な計測法であることが分かった。以上、ナノチャンネルを利用したキラル分離を達成するための基礎的知見の取得が進むと共に、計測法に関して大幅な技術的進展を達成した。本年度は、ナノチャンネル内での物質輸送に大きな影響を及ぼすナノチャンネル内のプロトン濃度について、新たな蛍光性pHプローブを合成することで,これまで困難であった負に帯電したナノチャンネル壁に囲まれた空間でのプロトン濃度の推定を可能とした。また,ナノチャンネル内部を移動する溶質分子の流れをリアルタイムで光学的に計測するための新規手法について検討した結果、交互積層膜の皮膜によるナノチャンネル壁の化学的安定性の向上によって,物質輸送現象や生体分子の相互作用を安定的に計測できるようになった。以上の結果を元に,キラルセレクターを固定化したナノチャンネル内でのキラル分離について検討した結果,キラル選択的な物質輸送がナノチャンネル内で可能であることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞増殖および癌化におけるグルコーストランスポーター遺伝子活性化機構の解析

培養細胞を血清などの細胞増殖因子で処理したり、また、多くの細胞の癌化に伴って、1型のグルコーストランスポーター(GT1)遺伝子の転写が増加し、それによりGT1mRNAは増加する。数の増加した細胞膜上のGT1により、細胞はより多くの糖を取り込み、細胞増殖のエネルギーとして使用する。我々はマウスのGT1遺伝子をクローニングし、遺伝子の3kb上流(エンハンサー1)と、第2イントロン中(エンハンサー2)の2ヶ所に血清添加及び、癌遺伝子のrasやsrcの産物により、活性化されるエンハンサーを同定した。そこにはSREやTREと相同性の高い配列が存在していたが、この領域だけでは転写活性化のうちの一部分しか説明できない。上流および下流から削った変異体を作成することにより、エンハンサー1の領域を約300bpにせばめた。NIH3T3培養細胞からの核抽出液を調整し、FootPrintを実施したところ、この300bpの領域にはFootPrint陽性領域が7ヶ所見いだされた。これらのFootPrint陽性領域やSRE相同配列を欠失した変異体では転写活性化能が低下した。精製したc-juu蛋白とSP1蛋白を加えたFootPrintにより、7ヶ所のFootPrint陽性領域のうち5ヶ所にc-juu蛋白が2ヶ所にSP1蛋白が結合することがわかった。また、精製したSRF蛋白を加えたFootPrintを行ったところ、NIH3T3培養細胞からの核抽出液でははっきりとしたFootPrint陽性領域としては見えなかったところにSRF蛋白が結合することがわかった。これらより、エンハンサー1では5ヶ所のAP1結合部位(TRE)と2ヶ所のSP1結合部位(GC-box)そして1ヶ所のSRF結合部位(SRE)が協同して転写活性化を行っていることがわかった。現在、エンハンサー2の解析も進めている。
上部マントルおよび地殻下部物質の移動と変化

先ず上部マントルかんらん岩が部分融解したとき最も液相に濃集しやすいインコンパティブル元素を多く含むアルカリ系列火山岩類を対象とした。試料としては壱岐および北九州産アルカリ系列玄武岩一流紋岩を調べた。アルカリ玄武岩の主成分についてみると、Si【O_2】,【Al_2】【O_3】【Fe_2】【O_3】,FeO,MnO,MgO,CaOと【Na_2】Oの8成分はソレアイトや高アルミ+玄武岩と比較したときそれほど大きな相異は認められない。すなわちこれらの成分は上部マントルかんらん岩の主成分鉱物から部分融解によってもたらされたことを示している。一方、Ti【O_2】,【K_2】O,【H_2】O,【P_2】【O_5】とインコンパティブル微量元素は島弧ソレアイトと比較したとき顕著な違いが認められる。アルカリ玄武岩のインコンパティブル元素の多くはソレアイトのものの5倍程度であるが、特にインコンパティビリティーの高いRb,La,Ce,ThやNbは10倍以上の濃度を示す。これらの特微は上部マントルとマグマにおける物質の移動と変化にいくつかの重要な手がかりを与えている。1)上部マントルのインコンパティブル元素含有量は不均一である。つまり均一な組成のマントル物質の部分融解の程度の差のみによってソレアイトアルカリ玄武岩マグマが生成することは殆ど不可能である。2)これらのインコンパティブル元素のSouree mineralsとしてはフロゴパイト,パーガサイト,アパタイト,ジルコン,スフェン等か推定される。3)上部マントルにおいてインコンパティブルな元素も低圧下ではその性格がかなり変化することがある。4)一連の火山岩類について微量成分を正確に定量することにより、それらか生成したテクトニックな場を推定したり、また、それらの成因として、晶出分化作用、マグマの混合作用あるいは同化作用のいづれか効果的であったかを検討することができる。
中等教育における持続可能な発展を題材とし科学的態度の育成を目指す教材の開発研究

1.学習教材の開発・改訂および実践中・高等学校理科における持続可能な発展に関する教育の目的を、科学技術と環境の関係を中心に生活の質の向上を追求していくことと捉え、利害の二面性を理解すること、科学技術者の努力を知ることで科学技術に前向きな意識を持つこと、科学技術に関連する事象を自ら判断・意思決定し活動する意欲を示すこと、の三つの目標を設定した。電気教材は挿絵や図表を多く取り入れてあり、登場人物3人のロールプレイを取り入れるなど多様な形式での授業が可能であることがわかった。また、学習履歴シートの振り返りや感想の記述から上記それぞれの目標に対応した内容が見出され、枠組みに対応した学習がなされたことが分かった。一方、大気汚染対策教材については、英語版を作成し、フィリピン、マレーシア、インドネシアにおいて実践する機会を得た。生徒はまじめに取り組んでいたが、調べ学習などの現地ではなされていない指導法が本教材に含まれており、十分な打合せが必要であることがわかった。2.評価方法の実践評価には一枚ポートフォリオ評価法に準じた学習履歴シートを作成し利用した。学習後の振り返りと感想の記述から、科学技術に対しても、本教材に対しても好意的な反応が認められた。また、要約についてはチェックポイント12を作成・使用した。要約について考えさせたり指導したりする時間を取ると、次回以降の記述内容や記述方法が大きく変化することが認められた。1.学習教材の開発および実践中・高等学校における持続可能な発展(以下、SDと記す)の学習教材として、挿絵等を多用した電気教材をこれまでの予備的な実践の結果を踏まえて改訂した。この際、SDへの変化を扱っていく折に、水力発電から火力、そして原子力、新エネルギー源の開発へと続く大きな変化とともに、それぞれの発電方法に関する技術において重ねられている改良がSDへの変化であることを知らせることはわかりやすく有効であることが考えられた。今年度は、大学において本教材を実施できたが、中・高等学校では学習時期の関係もあり今後実践することになる。また、電気教材の導入時に使う実験教材についても検討中であり、小・中・高等学校理科の教科書調査を行い、物理・化学領域で扱われている実験教材を抜き出した。これまで開発・実践してきた大気汚染対策に関する教材については、本研究会に加わっていない先生方に実践をお願いした。その結果、高等学校の学科やコースが異なっても、先生方が予想していた以上に生徒たちは本教材に関心を示し、まじめに取り組んでおり、学習効果も認められた。大気汚染対策教材については英訳版も作成し、その実施についてはインドネシアとフィリピンを予定している。ただし、インドネシアの高校生については現地語の教材を使う必要があり、インドネシア語版の作成を用意している。2.評価方法の開発および実践学習教材の効果については、一枚ポートフォリオ評価法に準じた学習履歴シートを作成して、評価に利用した。さらに、ビデオに授業の様子を収め、本教材の質的な評価の観点からの検討を試みている。1.学習教材の改訂及び実践中・高等学校における持続可能な発展の学習教材として、挿絵等を多用した電気教材を実践し、その結果を踏まえてさらに改訂してきた。本教材は挿絵や図表を使って視覚に訴える部分が多いことが一つの特徴であるが、全体を通して挿絵等を中心とした教材が完成した。今年度は中・高等学校及び大学において本教材を実践した。高校生や大学生であっても、挿絵の多い本教材が幼稚との反応はなかった。また、工業高校では、「読書感想文などの作文も苦手意識が強く、なかなか多くを書けずに苦しんでいる姿をよく見かける。そんな生徒が学習履歴シートにこれだけ多くの文字を書いたことには大変驚いている。」との報告があり、教材の内容をよく理解できた現われと思われる。2中学校では集中力持続のため、3人のグループを作り、登場人物3人のロールプレイを取り入れながら授業を進めていた。登場人物に個性を持たせた電気教材ではこのような形の授業が可能であることがわかった。一方、大気汚染対策教材については英訳版を作成し、フィリピンとマレーシアにおいて実践する機会を得た。本教材の実践において、わが国ではあえて説明の必要がないと思われる事項であっても、通常行われている授業形態の異なる海外での実践においては教授用手引きとしてかなり詳細な説明が必要であることがわかった。

また、マレーシアの学生の反応では、わが国の生徒の反応とは異なり、大気汚染の害の面が強く印象に残っていた。途上国では科学技術に対する評価が高いことや、環境教育がほとんど行われていないことなどがその要因と考えられた。2.評価方法の実践及び改訂電気教材では、大気汚染教材と同様に一枚ポートフォリオ評価法に準じた学習履歴シートを作成し評価に利用してきたが、裏表両面を使ったオリジナル版と片面の簡易版を用意し、実践の時間数に応じて使い分けができるようにした。1.学習教材の開発・改訂および実践中・高等学校理科における持続可能な発展に関する教育の目的を、科学技術と環境の関係を中心に生活の質の向上を追求していくことと捉え、利害の二面性を理解すること、科学技術者の努力を知ることで科学技術に前向きな意識を持つこと、科学技術に関連する事象を自ら判断・意思決定し活動する意欲を示すこと、の三つの目標を設定した。挿絵や図表を多く取り入れた電気教材では、学習履歴シートの振り返りや感想の記述から上記それぞれの目標に対応した内容が見出され、枠組みに対応した学習がなされたことが分かった。また、導入の際の実験も生徒の意欲を高める点で有効に働いたと考えられた。一方、大気汚染対策教材については、インドネシア語版を作成し、インドネシアにおいて実践する機会を得た。生徒はまじめに取り組んでいたが、調べ学習などの現地ではなされていない指導法が本教材に含まれており、十分な打合せが必要であることがわかった。2.評価方法の実践評価には一枚ポートフォリオ評価法に準じた学習履歴シートを作成し利用した。振り返りと感想の記述から、科学技術に対しても、本教材に対しても好意的な反応が認められた。また、要約については自己・相互評価票を作成し、生徒自身に要約の評価の観点を挙げさせ、評価させる活動が生徒の自信になったり新たな気付きになったりしていた。なお、インドネシアで現地教師に挙げてもらった項目も似ていることが分かった。
化学形態別分析に基づいたセレンの代謝過程と生理機能の解明

生体超微量元素であるセレンの細胞内における代謝過程の全容はいまだに明らかになっていない。そこで代謝過程を探るために細胞内のセレン代謝物の化学形態分析を実施することとした。その結果、未知の代謝物が検出され、その代謝物の同定を行ったところ、セレノシアン酸であった。さらにその生物学的意義として、セレンの一時的なプールとして機能していることが明らかとなった。セレノシアン酸は化合物としては知られていたものの、その生物学的意義は知られていなかったため、今回の結果から新たなセレンの代謝機構を示すに至った。本成果の一部は、研究代表者が実施した平成24、25年度の「ひらめき☆ときめきサイエンス」に取り入れた。代表者は分子進化という観点から、生体内で抗酸化的な機能を果たすセレンや銅の代謝機構を明らかにし、必須元素が必須たる理由を探求している。その全体構想の中にあって本研究の目的は、化学形態別分析を主たる研究手法として、生体によるセレンや銅の代謝機構と生理作用の全容解明に迫ることである。セレンについては、元素の化学形態に着目し、高感度分析、同位体標識、分子種同定などが可能である質量分析法を用い、従来の手法では得ることが難しかった代謝過程の追跡やセレンタンパク質の新規の機能に関する情報を得ていく。一方、重金属である銅については、セレンと異なりタンパク質のリガンドとして生理作用の発現に寄与することから、銅結合タンパク質の発現・制御という観点からの検討も必要となる。類金属であるセレンを研究対象元素の中心に据え、重金属である銅との対比を行うことにより、セレンの特異的な代謝機構をクローズアップする計画である。セレンは動物体内では最終的にセレン糖として尿中へと排泄されるが、その過程は明らかになっていない点が多い。本年度は、培養細胞を用いて、セレン代謝がどのように進行していくのか、セレンの代謝物を網羅的に解析するセレノメタボロミクスという観点から研究を実施した。その結果、無機の亜セレン酸として摂取されたセレンは、細胞種非特異的に共通の代謝物へと変換されることを突き止めた。現在、この代謝中間体の同定を引き続き実施している。またある種のセレン代謝物が他の重金属と相互作用を起こし、重金属の毒性を打ち消す可能性を見出しており、その分子機構に関する検討も行った。研究遂行に必要な新規分析法として、微量金属スペシエーションを構築し、その有用性を評価するため、遺伝子改変細胞を用いた金属含有代謝物の分析を行った。手法として有用であることが確かめられたため、以降の研究に活用していくこととした。申請者は分子進化という観点から、必須元素が必須たる理由を探求している。その全体構想の中にあって本研究の目的は、生体によるセレンの代謝機構と生理作用の全容解明に迫ることである。生体が健康を維持する上でセレンがどのように機能しているのかを明らかにし、この機能をさらに改良するような創薬シーズを提示し、ライフイノベーションに繋げることが本研究の目的である。生体超微量元素であるセレンの代謝過程の全容解明には、従来の分子生物学的手法に加えて、セレンの化学形態分析を組み合わせることが必要である。そこで計画に沿って、培養細胞内のセレンの化学形態分析を実施することとした。その結果、これまで見出されていなかったセレンの代謝物が検出されたため、各種の質量分析を利用してその代謝物の同定を行ったところ、それはセレノシアン酸であることが判明した。さらにセレノシアン酸の生物学的意義を解明するため、動物実験を実施したところ、セレノシアン酸はセレンの一時的なプールとして機能していることが明らかとなった。セレノシアン酸は化合物としては知られていたものの、それが細胞内で生合成されるという報告はこれまでに無く、またその生物学的意義も判然としていなかったため、今回の結果から新たなセレンの代謝機構を示すに至った。一方、セレンと同族の元素であるもののその代謝機構はセレン以上に不明確であるテルルについても解析を加え、セレンと比較することにより、セレン特有の代謝機構を明確にする検討も併せて実施した。その結果、セレンの代謝能力の高い高等植物において、3種類の新規テルル代謝物が存在することを見出した。特にそのうちの一つは、テルルがアミノ酸に組み込まれたテルロアミノ酸であったことから、初めて高等生物でテルルを同化する作用があることを報告した。研究代表者は分子進化という観点から、生体内で抗酸化的な機能を果たすセレンや銅の代謝機構を明らかにし、必須元素が必須たる理由を探求している。その全体構想の中にあって本研究の目的は、化学形態分析を主たる研究手法として、生体によるセレンの代謝機構と生理作用の全容解明に迫ることである。

セレンという元素の化学形態に着目し、高感度分析、同位体標識、分子種同定などが可能である質量分析法を用い、従来の手法では得ることが難しかった代謝過程の追跡やセレンタンパク質の新規の機能に関する情報を得ていく。これらの情報を統合して、様々な生態環境において、生体が健康を維持する上でセレンがどのように機能しているのかを明らかにし、この機能をさらに改良するような創薬シーズを提示し、ライフイノベーションに繋げることが、本研究の目的である。特に本年度は、培養細胞を用いてセレンの代謝機構を解明することを前年度より継続して行った。これまで培養細胞を用いた化学形態分析は得られる試料が微量であるため、ほとんど実施されることがなかったが、研究代表者らの開発した方法により、実験動物を用いなくても生体微量元素の代謝物分析が実施できるようになったため、独自の成果が得られるものと期待していた。幸いなことに、培養細胞を用いたことにより、これまでwhole animalでは観察できなかったセレンの代謝物を検出することに成功した。この新規セレン代謝物を種々の質量分析法を駆使して解析したところ、セレノシアネートという新規のセレン代謝物であることが明らかとなり、新たな代謝機構の提唱に成功した。一方、セレンの分析上の対照として用いていたテルルについても併せて解析したところ、セレン蓄積性の生物において、特有のテルル代謝物の同定に成功した。これについても新たな代謝経路の提唱を果した。細胞種に関係なく、代謝中間体として共通して存在する新たなセレン代謝物の検出に成功した。当初はこの代謝物を検出するにはもう少しの時間を要するのではないかと想定していたが、幸運にも検出できた。現在、同定に向けて新たな分析手法を構築している。一方、遺伝子改変動物の導入を計画していたが、入手に時間を要しており、一部培養細胞を用いて代替実験を開始した。以上のことから、平成24年度はおおむね順調に進展していると自己評価した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主題であるセレンについては、これまで代表者らが培ってきた手法を駆使することにより、新たな代謝物の同定に成功した。これにより、生体必須元素であるセレンの新たな代謝過程を提唱するに至った。一方で、セレン分析の対照として用いていたテルルについても、検討をしてみたところ、従来の概念では知られていない代謝経路の存在を示唆することができた。いずれの成果も全く新規の知見を提唱するものであり、独創性の高い成果と自己評価している。大きな計画の変更は予定していない。前年度に引き続いて精力的に研究を展開する予定である。一部の研究分担者が退職したが、人員の補充は切れ目無く行うことができたため、分担者の変更を行い、計画については変更無く実施する予定である。最終年度においても、当初の計画を大きく変更する点は無い。前年度の成果を受けて、さらに検討すべき点について、研究を進める。特にセレンについては、代謝の側路的な反応に着目し、検討を継続する。従来からの化学形態分析に加えて、分子生物学的な側面からもアプローチを加える。
フィロウイルスの病原性発現とその分子基盤に関する研究

エボラウイルスの強い病原性に関わる因子は解明されていない。本ウイルスに対して効果的な予防・治療法を開発するためには、病原性発現のメカニズムを個体、細胞および分子レベルに至るまで明らかにする事が必要である。エボラウイルスZaire株の表面糖蛋白質(GP)に対する抗体の中には、マクロファージ等の細胞で抗体依存性感染増強現象を引き起こすものがある。合成ペプチドおよびキメラGPを用いて、これらの抗体が認識するエピトープの同定を行った結果、少なくとも4箇所の異なるエピトープの存在が明らかになった。マクロファージや未成熟樹状細胞に発現し、galactoseおよびN-acetylgalactosamineに特異的に結合するC-typeレクチン(hMGL)を培養細胞に発現させると、エボラウイルスの感染性が上昇する事を発見した。hMGLはエボラウイルスGP分子上のO-linkの糖鎖を認識している事が示唆された。マクロファージおよび樹状細胞等の抗原提示細胞にエボラウイルスが感染する事によって起こる免疫応答の異常が本ウイルス感染の病原性に深く関わっていると考えられている。本ウイルスはこれらの細胞に効率よく感染するために、抗体、補体あるいはレクチンを利用し、ウイルスレセプターへの吸着効率を上げると考えられる。従って、これらの因子が本ウイルスの病原性発現において重要な役割を演じている事が推察される。マクロファージおよび樹状細胞等の抗原提示細胞にエボラウイルスが感染する事によって起こる。免疫応答の異常が本ウイルス感染の病原性に深く関わっていると考えられている。(注)実際のエボラウイルスを用いた実験は、Heinz Feldmann博士の協力でカナダの国立研究施設Canadian Science Centre for Human and Animal Healthで行った。
次世代電子陽電子コライダー実験を可能にする超高精細カロリメータ技術の確立

次世代電子陽電子コライダー実験に向けて国際的な研究開発が進む高性能シンチレータカロリメータについて、その性能改善のため複数の光センサー(SiPM)を用いてシンチレーション光を読み出す多重SiPM読み出し技術を導入することが、本研究の目的の1つである。本年度はシンチレータストリップの両端にSiPMを搭載しその性能評価を行った。実機におけるチャンネル数の増加を避けるために2倍の長さのストリップを使用した。その結果、従来の単一センサー読み出しに比べて観測光量がおよそ2倍に増加、また優れたレスポンスの一様性があることが判明した。また2つのSiPMの同時計測によりノイズ事象を大幅に削減することで読み出しの閾値を大幅に下げることが可能となった。本技術導入に伴うストリップ長の増加は、実際の衝突実験で使用する際に出力の飽和やゴーストヒットなどによりカロリメータ性能の悪化につながってしまう可能性がある。この問題に関してシミュレーション研究を行い、現在検討している長さのストリップでは性能悪化は殆ど起こらないことがわかった。また大規模なカロリメータ実機を製作する際に重要となる量産性に優れたシンチレータ製作にも取り組んだ。量産が容易な射出成形という製法を用いてシンチレータの試作を行い性能評価を行った。その結果シンチレータカロリメータに使用するために十分な発光量を持つことがわかった。今年度の試作は製作パラメータ1種類についてのみ行われたが、今後はさらなる発光量の改善を目指し、複数の試作を行うことで製作パラメータの最適化を行う予定である。当初の計画通り、多重SiPM読み出し手法の導入で光量やレスポンスの位置依存性などシンチレータストリップの性能が大きく改善することをプロトタイプを用いて実証することができた。さらに多重SiPMのコインシデンスを取ることでノイズ事象を大幅に軽減、ストリップシンチレータの動作閾値を大幅に下げられることを示した。さらに、予定では二年目以降で取り組む予定であったシンチレータ材の性能改善の研究も開始し、既に十分な発光量を持つシンチレータ材の開発に成功している。また、実機建設におけるコスト削減を目指し、カロリメータの精細度の最適化に関する研究も開始したが、これは本計画の当初予定には含まれていない研究項目である。初年度で実証した多重SiPM読み出しの技術に加え、シンチレータカロリメータのさらなる性能向上を目指し、基本構成要素であるシンチレータ材、SiPMの性能改善に取り組む。また、コスト削減を考慮した精細度の最適化についてもさらに研究も進め、実機建設を可能にするシンチレータカロリメータ設計の確立を目指す。シンチレータ材料の高性能化については、シンチレーション発光量、減衰長、発光時定数、製法、コスト等を考慮して材質を選定する。p-TerphenylやPOPOPといった発光物質の添加量を調整し発光量等の性能が最良となるパラメータを見いだす。コライダー測定器において量産性の高さは極めて重要であり、射出成形など量産に適した生産方法を用いて試作を行い、最善のシンチレータ製法を確立する。カロリメータ精細度の最適化については、基準設計に比べて大きいピクセルサイズの検出層を部分的に導入する混合精細度の場合にカロリメータ性能がどの程度影響を受けるかシミュレーションを用いて検討する。大きいピクセルサイズは集光効率の観点から技術的にはより難しくなるため、シンチレーション集光のシミュレーション研究とプロトタイプ試験を併用して大型ピクセルの性能評価を行う。これらの技術を統合したカロリメータ検出層のプロトタイプを製作し、性能評価試験を行う。本研究グループも参加しているカロリメータ国際研究グループCALICEコラボレーションが進めているハドロンカロリメータ大型技術プロトタイプに、本研究課題で開発したプロトタイプ検出層を組み込み、共同でテストビームによる性能評価試験を行う予定である。

さらに多重SiPMのコインシデンスを取ることでノイズ事象を大幅に軽減、ストリップシンチレータの動作閾値を大幅に下げられることを示した。さらに、予定では二年目以降で取り組む予定であったシンチレータ材の性能改善の研究も開始し、既に十分な発光量を持つシンチレータ材の開発に成功している。また、実機建設におけるコスト削減を目指し、カロリメータの精細度の最適化に関する研究も開始したが、これは本計画の当初予定には含まれていない研究項目である。初年度で実証した多重SiPM読み出しの技術に加え、シンチレータカロリメータのさらなる性能向上を目指し、基本構成要素であるシンチレータ材、SiPMの性能改善に取り組む。また、コスト削減を考慮した精細度の最適化についてもさらに研究も進め、実機建設を可能にするシンチレータカロリメータ設計の確立を目指す。シンチレータ材料の高性能化については、シンチレーション発光量、減衰長、発光時定数、製法、コスト等を考慮して材質を選定する。p-TerphenylやPOPOPといった発光物質の添加量を調整し発光量等の性能が最良となるパラメータを見いだす。コライダー測定器において量産性の高さは極めて重要であり、射出成形など量産に適した生産方法を用いて試作を行い、最善のシンチレータ製法を確立する。カロリメータ精細度の最適化については、基準設計に比べて大きいピクセルサイズの検出層を部分的に導入する混合精細度の場合にカロリメータ性能がどの程度影響を受けるかシミュレーションを用いて検討する。大きいピクセルサイズは集光効率の観点から技術的にはより難しくなるため、シンチレーション集光のシミュレーション研究とプロトタイプ試験を併用して大型ピクセルの性能評価を行う。これらの技術を統合したカロリメータ検出層のプロトタイプを製作し、性能評価試験を行う。本研究グループも参加しているカロリメータ国際研究グループCALICEコラボレーションが進めているハドロンカロリメータ大型技術プロトタイプに、本研究課題で開発したプロトタイプ検出層を組み込み、共同でテストビームによる性能評価試験を行う予定である。
低エネルギーX線による金ナノ粒子活性化とエネルギー伝達機構に関する研究

腫瘍細胞の標的部位に集積する機能を付与した金ナノ粒子をX線治療用増感剤として用いることで、深部・大容積のがん治療に役立つX線光線力学的治療(XPDT)を提案した。H23は、1)X線エネルギー伝達計測、2)エネルギー変換メカニズム解析、3)活性酸素種発生量計測を行った。また、H24に予定していた4)腫瘍集積性のバイオコンジュゲート合成、5)in vitro腫瘍細胞影響評価に加え、6)in vivoの予備実験を前倒しで実施した。その結果、以下の結果が得られた。・エネルギー変換メカニズムと活性酸素種の測定金ナノ粒子によって吸収されたX線の一部は、光電効果により電子を発生させ、周囲の酸素を還元し、反応性の高い活性酸素を発生する。その結果、一重項酸素、スーパーオキシド、ヒドロキシラジカルが発生していることがわかった。・バイオコンジュゲート合成腫瘍集積性を高めるために、腫瘍細胞に高発現するトランスフェリン、EGFR、TRALなどで修飾したカチオン性脂質やリポソームを用い、細胞内に金ナノ粒子複合体を導入した。一次抗体として、ミトコンドリア等に高発現しているVDAC1、COX4を結合させ、金ナノ粒子をミトコンドリア近傍に送達する複合体を合成した。合成した金ナノ粒子複合体を、HeLa細胞に投与し、X線照射下で生存率を調べた結果、15GyのX線照射下で1.4nmの金ナノ粒子複合体投与群で、有意に細胞生存率が低下した。in vivoではB16の黒色メラノーマ担がんマウスに投与し、30GyのX線照射下で、金ナノ粒子投与群で、腫瘍体積増加率が有意に減少することを確認した。以上のことから、金ナノ粒子複合体がX線治療の増感剤として有効であり、XPDTの確立に必要なX線条件および細胞内送達方法等の基本要件が明らかになった。
平和構築の力学と国家に関する研究：サブサハラ・アフリカの事例に着目して

本研究は、平和構築という営為を通して、(特にアフリカにおける)国家の今日的意義について理解を深めようとする研究である。本研究では、特に平和構築の法秩序面に焦点をあて、シエラレオネやケニア等の事例を参照しながら、アフリカの国家は現在どのような状況に置かれ・どのような改革を実施しようとしているのか、また平和構築の力学がどのような影響をアフリカの国家の政策に与えているのかといった問い等に取り組む。
東南アジアにおける蚊媒介性感染症の流行を左右する環境の定量的評価

自然・社会環境の異なる3ヶ国4地域を調査地区に定め,山間部では森林環境とマラリアの流行,マラリア媒介蚊の発生の関係を,平野部では日本脳炎ウイルスの浸襲状況と媒介蚊の役割を生態学的アプローチで解析した。北タイ山間部では、森林が保全されているとマラリア媒介蚊(Anopheles minimus)が減少せずマラリア流行も持続することを示唆した。森林保全とマラリア防除の自己矛盾を指摘した。インドネシアのロンボク島でも沿岸より背後の山岳部のマラリア流行が深刻なことを明らかにした。媒介蚊はAnopheles balancensisで暗い森林内に生息することを確かめた。この蚊は人嗜好性が強く日没後数時間内に屋外で吸血する習性が強かった。就寝時の蚊帳使用に頼る感染防除の限界が明らかとなったので、空間忌避剤による就寝前屋外談笑時の吸血回避効果を評価した。ベトナムビンフック省山間地の主要ベクターはAn.dirusであった。原虫保有状況、媒介蚊発生量とも分布に集中傾向がみられたものの重なりはあまり認められなかった。ベトナム稲作農村地域における日脳疫学調査ではCulex gelidusが発生源の近さから日脳伝播に重要な役割を果たす可能性が示唆された。ELISAによる吸血源の同定より同蚊の吸血パターンはCx.tritaeniorhynchusと酷似することが判った。また、ブタと蚊での感染が年中通じて起こっていることを確かめた。未知のJEV様ウイルスも見つかり,NamDinhウィルスと名付けられた。課題研究期間中のモデル調査地として挙げた自然・社会環境の異なる4ヶ国,11地域の内、タイ・マェホンソン県の山岳地(山岳僻地モデル)、同県の谷間(森林開発前線モデル)、インドネシア・ロンボク島(臨海僻地モデル)、ハノイ北部(日脳用モデルA,日脳用モデルB)の5地域で調査を行った。北タイの2地域では、地域を巡回し、アンケートによる社会経済的要因抽出に絞ったデータ収集を行い、先の研究(科研費11691215)で示唆された開発とマラリア媒介蚊侵襲度の関係について実証的補強を図った。収集データの分析は未だ終わっていない。ロンボク島では、マラリア媒介蚊の定期的多点調査とvectestにより沿岸部に加えてより深刻な流行が背後の山岳部に常発していることが明らかにされた。また、山岳地では森林性のAnopheles balabacensis sensu latoが主要媒介蚊であることが明らかになった。特に注目されるのは、この媒介蚊が形態的にもAn.Balabacensis balabasensisとは異なっていることで、Leucosphilus groupの新しい同胞種である可能性が高い。ロンボクのAnopheles balabacensis sensu latoの遺伝的背景を明らかにすること、この地方種の生理・生態の精査が次の課題である。北部ベトナムの稲作農村地域における日脳疫学調査では、従来あまり重要視されてこなかったCulex gelidusが、ベトナムのような密集型農村においては、発生源の近さから日脳伝播に重要な役割を果たす可能性が示唆された。この蚊の人間との疫学的関わりを評価するためにELISAによる吸血源の同定に着手した。以上のように、初年度は"マラリア:山間、臨海僻地疾患"、"日脳:平野部農村疾患"、デング熱:都市・人口密集地疾患"という仮説型定義を指示する形の示唆データが豊富に得られた。タイ北部の森林が良好に保全されている山間部では、継続的なマラリア媒介蚊防除にも拘わらず主要媒介蚊の密度が減少せず、結果的にマラリアの流行も持続することが航空写真と衛星画像の分析から確かめられ学術論文として公表された。

同じく山間部のマラリア流行が深刻なインドネシア・ロンボク島のフィールドでは、初年度中に明らかになった主要媒介蚊Anopheles balabacensis sensu latoを中心に、水域の探索による生息範囲の広がりの確認と環境指標としての森林の鬱閉度との関係を精力的に調べた。その結果、調査地のAn。balabacensis sensu latoは、上方空間の平均遮蔽率が50%を超えるような暗い森林内に幼虫、成虫とも生息し、そこから出ないらしいと推測された。また、今年度も69月を中心に、この蚊からスポロゾイト陽性プールを8プール得た。一方、同所的に採集されたAn。balabacensis sensu lato以外のハマダラカからは未だに一切の陽性蚊は得られない。このことから調査地のマラリア媒介に与っているのはAn。balabacensis sensu latoであると結論づけても良いであろう。更に、この蚊の吸血ピークが日没後数時間内にあり、人嗜好性が強く、屋外吸血性であることも確かめられた。これは就寝時の蚊帳使用によるマラリアの感染防除効果を減ずる習性であり注目に値する。この事実を受け、ロンボク島では空間忌避剤による就寝前の屋外談笑時の吸血回避の可能性を探る基礎実験を始めた。ベトナムの日本脳炎媒介蚊の基礎研究では、初年度に従来の評価を過小と疑問視したCulex gelidusを含む屋内休息中の吸血イエカについてELISAによる吸血源の同定を行った。その結果、Cx. gelidusの吸血パターンは主要媒介蚊とされるCx. tritaeniorhynchusと酷似すること判った。また、ウィルス陽性の蚊も検出されたのでCx.Gelidusがかなり伝播に関与していることは間違いないと言えるところまで進捗した。本年度はベトナム北部とインドネシアのロンボク島でのフィールド調査に集中した。(1)懸案であったベトナム山間僻地(ビンフック省、ビントアン省)の媒介蚊相調査を開始出来た。これにより中澤によるマラリアキャリヤーの情報と、媒介蚊の動態情報の両方が集積される見通しが立った。どちらの分布にも集中傾向がみられるものの重なりはあまり認められない。まだ情報量は十分でないので今のところ分析には能わないが、環境要因に係るデータが豊富になればいずれ伝播の実態が把握出来るかもしれない。現地調査によれば主要ベクターはAn. dirusで、近隣のタイやラオスでは主たるベクターであるAn. minimusは存在しないか極低密度であった。この理由の生態学的解明も興味深い課題である。(2)日本脳炎媒介蚊についてはCx. tritaeniorhyncusとCx. gelidusの吸血行動規定要因としての吸血源の存在、発生源からの距離の評価に成功した。吸血嗜好性、ヒトが吸血されるリスク、及びzooprophylaxisについて考察するための有力なデータが得られたと考える。また、1年を通じた蚊からのウイルス分離データが整理され、ベトナム北部におけるJEVの動態と、媒介蚊が保有するウイルスの多様性の一部が明らかになった。分離されたウイルスには未知のものも含まれていた。(3)新しく開発された常温揮発性のピレスロイド(メトフルスリン)を練り込んだ樹脂製ネットに対する媒介蚊の反応をフィールドと実験室で評価した。