hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インターネットテレビ電話を用いたリンパ浮腫セルフケア支援システムの構築

これらの結果を踏まえ、リンパ浮腫セルフケア支援マニュアルおよびSkyp使用マニュアルを作成した。「インターネットテレビ電話を活用したリンパ浮腫セルフケア支援マニュアルを作成し、リンパ浮腫セルフケア支援システムの構築・運用する」との目標のもと、研究活動を展開した。まず、インターネットテレビ電話を活用した支援を協力者3名に実施し、支援に関するニーズ・支援の得やすさ等について聞き取り調査を実施。その結果を踏まえ支援マニュアルを作成した。しかし、その後、インターネットに慣れているテレビ電話支援研究に協力を得られる対象が、想定外に少ないことが判明した。そこで、急遽、インターネットテレビ電話ではなく携帯電話の画像送付機能を活用した支援へと方向転換することを決断した。その後、再度携帯電話によるセルフケア支援研究の倫理審査を受け直した。さらにAUの協力を得て携帯電話の通信設定・インターネットテレビ電話による支援を想定して作成した支援マニュアルの見直し等、準備を進めた。平成22年度3月より携帯電話による支援を、マニュアルに沿って開始。開始時にインピーダンス・超音波エコー・心理尺度等のデータと共に、患者よりインタビューを行い質的データも収集している。携帯電話によりる支援は、インターネットテレビ電話に比べ、画質は劣るものの、簡便性・利便性に富み、協力者からは良好な評価を得ている。「携帯電話の画像を活用したリンパ浮腫セルフケア支援マニュアルを作成し、リンパ浮腫セルフケア支援システムの構築・運用を行う」との目標の下、研究を展開した。平成22年度より引き続き携帯電話による支援を、マニュアルに沿って開始。携帯電話の画像機能を活用した介入(2週に1度の定期的な通信と、患者希望時の通信による支援)および通常の介入(3ヶ月に一度の相談室における相談)を行い、携帯電話を6ヵ月継続使用後に質問紙を用いてセルフケア支援における問題点・感想等の記述を求めた。また、セルフケア実施状況に関する質問紙調査・不安・抑うつの測定・リンパ浮腫のアセスメント(視診・触診・周囲径・インピーダンス等)を介入前後に実施した。さらに、実施後に患者に非構成的面接を実施し、質的なデータも収集した。携帯電話を使用しない3ヵ月に一度の支援を6カ月間実施した群(通常支援群)と比較検討した結果、セルフケア実施状況・抑うつ・インピーダンスの項目に、有意差が見られ、携帯電話による支援の有効性が明らかになった。しかしその一方で、介入研究実施中、携帯電話を使用した群・通常支援群いずれにも、蜂窩織炎等のトラブルが全くなく、携帯電話の画像活用の有効性を示せるケースがなかった。一方、携帯電話による支援は、インターネットテレビ電話に比べ、画質は劣るものの、簡便性.利便性に富む。協力者より「何かあったときに、いつでも相談でき、具合が悪い時にも病院まで行かなくても写真を送って判断してもらえと思うと、心強い」との声もあった。
ナノ薄膜のトライボ特性のESEM・VTRトライボシステムによる評価

マイクロピン-オン-ディスク装置及び雰囲気制御装置においてESEM・VTRトライボシステムを改善することで,ナノ薄膜のトライボ特性及びトライボ材料としての使用条件に関し以下のように纏めた。1)イオンミキシング法によるCNx膜及びC膜の水蒸気中における摩擦特性に及ぼす接触圧力,摩擦繰り返し数,滑り速度,運動形態,膜厚及び水蒸気圧力の影響を測定し,接触表面変化及び損傷をESEM・VTRトライボシステムを用いて動的観察することで,摩耗形態を分類し,その結果を摩耗形態図に纏め,特にイオンビームミキシング法より成膜されたCNx膜の水蒸気中におけるダイヤモンドとの滑り摩擦における摩擦摩耗のメカニズムを明らかにした(平成11年材料の摩耗に関する国際会議で発表)。2)昨年度の研究により、C膜に窒素注入することでシリコン材料の"摩耗粒子未発生"領域を拡大することができ,マイクロマシンシステムにおける接触面の保護膜としての応用可能性が期待されるという結論を出したが,本年度では,"摩耗粒子未発生"領域という考えを更にマイクロマシンシステムにおける接触面への設計指針の一つ重要なパラメータとして提案し,特にイオンビームミキシング法より成膜されたCNx膜の水蒸気中におけるダイヤモンドとの滑り摩擦における摩耗粒子の発生を避けるための臨界接触圧力に及ぼす摩擦繰り返し数,膜厚及び雰囲気の影響を測定し,その結果を"摩耗粒子未発生"領域図に纏めた。3)今後の研究の展開に関しては、マイクロマシンシステムにおける接触面への応用予備実験をし,保護膜としての有効性及び使用条件を実証する.マイクロピン-オン-ディスク装置及び雰囲気制御装置においてESEM・VTRトライボシステムを改善することで,ナノ薄膜のトライボ特性及びトライボ材料としての使用条件に関し以下の結論を得た。1)イオンミキシング法による窒化炭素膜及びカーボン膜の水蒸気中における摩擦特性に及ぼす接触荷重,滑り距離,滑り速度,運動形態の影響を測定し,薄膜の膜厚及び水蒸気圧力による影響を明らかにした。特に,窒化炭素膜はカーボン膜と比較して,初期摩擦係数の値が全体的にカーボン膜より小さい。また,両膜共に摩擦係数の膜厚依存性が見られた。2) ESEM・VTRトライボシステムを用いて,接触荷重,滑り距離及び薄膜の膜厚による接触表面変化及び損傷を動的観察することで,摩耗形態を分類し,その遷移図を纏めた。その後,ナノ薄膜の摩擦表面をレーザ顕微鏡,原子間力顕微鏡(AFM)及びEDXで観察及び分析することで,摩耗痕の深さ,摩耗痕幅,摩耗面変形及び生成物に及ぼす諸因子の影響を明らかにした。3)さらに,以上の結果に基づき,イオンミキシング法による窒化炭素膜及びカーボン膜のトライボ特性を比較し,特に,カーボン膜に窒素注入することでシリコン材料の゙摩耗粒子未発生′′領域を拡大することができ,マイクロマシンシステムの保護膜としての応用可能性が期待される。4)来年度では,ナノ薄膜の種々の接触面に及ぼす雰囲気の影響をESEM・VTRトライボシステムにより評価し,窒化炭素膜及びカーボン膜のトライボ材料としての使用条件を明らかにする。3)今後の研究の展開に関しては、マイクロマシンシステムにおける接触面への応用予備実験をし,保護膜としての有効性及び使用条件を実証する.
インフルエンザ脳症の発症メカニズム

(目的)インフルエンザ脳症は、乳幼児期の疾患であり、インフルエンザ発症後早期に生じることから、その発症には自然免疫系が深く関わっていることが推測されている。今年度は、インフルエンザ脳症を発症した児(4名)と、インフルエンザに罹患したが脳症を発症しなかった児(10名、うち熱性けいれん発症4名)で、主に末梢血中のToll-like receptor(TLR)の発現量について比較検討した。(方法)1.ヒトTLR110それぞれについてPrimerとProbeを設計しReal-time PCRの系を作成した。2.両親から文書で同意を得られた患児のインフルエンザ脳症発症時(またはインフルエンザ発症時)と退院時の末梢血をPaxgene Blood RNA Kitを用いてRNAを抽出しcDNAを作成した。beta-actinを内在コントロールとしABIPRISM 7500を使用して各TLRの発現を比較した。(結果)インフルエンザ感染に伴うサイトカイン産生にはTLR7の発現が必要であることが報告されている。今回の検討では、末梢血中TLR7の発現量は、インフルエンザ脳症<インフルエンザ罹患のみ<インフルエンザに伴う熱性けいれんという傾向が認められた。また、TLR3,4,9についてもインフルエンザに伴う熱性けいれんの児で最も高いという傾向が認められた。
最適環境付加価値税動学シミュレーション

生産,消費活動と結合的に排出される汚染物質の排出構造が明示的に組み込まれ,価値保存則と物質収支バランスの法則を体現した非線型の双対的エコシステムモデルを構築した。1997年の日本経済について特定化し,地球温暖化ガスの主要なものとしての二酸化炭素排出制御,また主要な大気汚染物質としての窒素酸化物(NOx),硫黄酸化物(SOx)の排出制御のための汚染排出税政策シミュレーションを行った。削減目標の達成を汚染排出権の発行とその取得の義務づけ,さらに監査システムにより担保し,排出権の価格形成を擬似的な汚染排出権市場に委ねることを想定した政策評価シミュレーションモデルとしての実効性が検証された。政策変数の主なものは,汚染排出権の発行高の他に,各産業への補助金としての排出削減対策費であり,これは汚染排出権の売り上げ(総額約15兆円から30兆円)によってほぼまかなわれることが示された。しかし,当面の課題である京都議定書に規定する2008-12年の日本の排出削減目標は,今後急速な技術革新がなされない限り,現状の汚染物質防除技術では達成が困難であることが示された。この一つのバリエーションとしてのメタン,フロン,亜酸化窒素等の人為起源の地球温暖化気体との総合的管理政策評価シミュレーション,また新エネルギー政策評価にも有効であることが示された。取り扱う汚染物質を河川等を輸送媒体とする窒素,リン等の富栄養化物質,あるいはCOD等の指標によってあらわされる物質に限定し,霞ケ浦,環日本海流域での水汚染管理政策評価シミュレーションに応用し,その有効性も示された。1.日本について,大気汚染物質収支を考慮した拡大産業連関物質=価値双対モデルを構築し,1985年および1990年データを用いて,CO2,SOX,NOX排出削減プログラムのフィージビィリィティをシミュレーションし,評価モデルの挙動を解析した。2.閉鎖水系における窒素,燐酸等の物質収支を考慮したエコシステムモデルを構築し,霞ヶ浦および韓国八堂湖についてモデルのパラメータの特定化およびパイロットモデルを用いて政策シミュレーションを行っている。3.地域間のバランスある成長と汚染物質の産業間,地域間の負担のあり方,および最も大気汚染物質排出係数の大きい交通部門及びそのネットワークのあり方を総合的に評価するプログラミングモデルを構築した。韓国経済についてのパイロットモデルを用いてその挙動を解析中。4.上記3タイプのモデルの解析データを効率的,効果的に分析するためのグラフィックツールを備えた政策シミュレーション汎用ソフトを開発中。5.大気汚染物質削減評価モデルについては,Free University,AmsterdamでのP.Nijkamp教授とのワークショップで発表した。また,パイロットモデルについての中間成果をWellingtonの第15回PRSCOで発表した。6.閉鎖水系モデルについての研究成果を,Illinoi大学G.J.D.Hewings等の研究グループとの合同ワークショップで発表した。7.地域間交通ネットワーク総合環境評価システムモデルについての中間成果を第34回日本地域学会年次大会で発表した。8.最適大気汚染物質排出税の動学経路をその負担原則の違いに応じて内生的に導出し,評価することのできるシステムモデルを構築した。これについては,Free Universityでのワークショップでそのworkabilityについて高い評価を得ている。しかし,動学分析では資本ストックばかりでなく労働の産業間移動のinertiaを考慮すべきというコメントを受けた。また,同時に,所得分配を内生化するシステムモデルを構築すべきというコメントを受けた。9.中央政府,地方政府及び地域住民の間の汚染負荷コストの最適的配分プログラムの導出及びその総合評価を行うシステムモデルを開発した。集計的環境質評価関数の効率的推定方法を新たに開発する必要がある。10.政策シミュレーション支援汎用システムを高性能ワークステーションにインストール中である。(1)汚染排出の費用負担に関する使用者主義と生産者主義の二つの原則を組み込んだ環境政策シミュレーションモデルを構築し、パイロットモデルについてシミュレーションを実施である。(2)両原則を比較するための環境政策評価システムを構築中である。

比較検討については、次年度の課題となった。(3)物質収支バランスを考慮した動学的エコシステムモデルを構築し、(4)技術係数に関するキャリブレーション,Kyoto Protocolのフィージビリィティについて分析した。(5)以上の新たな結果について,学会発表を行い、高い評価を受けた(第35回日本地域学会年次大会;平成10年度土木計画学研究会;11th Advanced Summer Institute,Muenchen;38th Congress of the ERSA,Vienna;45th North American Meetings ifRSAI,Nov Santa Fe等)基本的には.当初の計画どおり研究を遂行し、所定の成果を得ている。(3)の動学分析については,大規模モデルゆえに操作性が悪く、この点の詳細な解析と検討は次年度の課題である。1995年データに基づくKyoto Protocolの達成可能性は極めて悲観的であるという結果がえられた。汚染除去技術の急速な進歩改善のための政策発動が必要である。どのような技術新開発への投資が最も効果的であるかの分析については、次年度で試みる予定である。閉鎖水系での、物質収支を考慮した環境総合評価シミュレーションでは、流域別の動学的最適汚染除去政策を導出するモデル構築がほぼ実用生の高いものになりつつある。湖水内の汚染ストックの動態、河川合流部での詳細なモデル化が次年度の課題である。生産,消費活動と結合的に排出される汚染物質の排出構造が明示的に組み込まれ,価値保存則と物質収支バランスの法則を体現した非線型の双対的エコシステムモデルを構築した。1997年の日本経済について特定化し,地球温暖化ガスの主要なものとしての二酸化炭素排出制御,また主要な大気汚染物質としての窒素酸化物(NOx),硫黄酸化物(SOx)の排出制御のための汚染排出税政策シミュレーションを行った。削減目標の達成を汚染排出権の発行とその取得の義務づけ,さらに監査システムにより担保し,排出権の価格形成を擬似的な汚染排出権市場に委ねることを想定した政策評価シミュレーションモデルとしての実効性が検証された。政策変数の主なものは,汚染排出権の発行高の他に,各産業への補助金としての排出削減対策費であり,これは汚染排出権の売り上げ(総額約15兆円から30兆円)によってほぼまかなわれることが示された。しかし,当面の課題である京都議定書に規定する2008-12年の日本の排出削減目標は,今後急速な技術革新がなされない限り,現状の汚染物質防除技術では達成が困難であることが示された。この一つのバリエーションとしてのメタン,フロン,亜酸化窒素等の人為起源の地球温暖化気体との総合的管理政策評価シミュレーション,また新エネルギー政策評価にも有効であることが示された。
寄主植物の化学防衛と寄生蜂の攻撃が介在した潜葉虫の生態・行動の進化

ミバエ科のソメワケハモグリミバエStenomocera montivaga Ito,1984は葉身の先半部を変色させてからその部分を潜孔するという特徴的な潜孔様式を持つ。このミバエの潜孔様式を詳細に分析し、このような潜孔様式がどのような適応的意義があるかを考察した。葉の先端付近に産卵された卵は、孵化すると同時に葉縁に沿って基部方向に潜り、ある場所で突如、葉縁から葉身へと方向を変え、中肋を横切って、反対側の葉縁に達し、今度は葉先へと向きを変え、葉縁を潜孔した。この潜孔によって区切られた葉身の先半は黄変または紫変することが多かった。潜葉虫のこの中肋横断によって。葉身先半部でどのような化学変化がおこるかを高速液体クロマトグラフィーによって測定したところ、基半部に比べて先半部で顕著な増加が見られる物質が発見された。この物質の分子構造はまだ決定されていないが、この潜孔様式は寄主の化学防衛機構を制御するものと位置づけられる可能性がある。潜葉虫の潜孔様式の進化を考える基礎資料として、日本産の潜葉虫の潜孔葉の収集を継続している。これまでに日本の自生植物上から、少なくとも1455種の潜葉虫が見られた植物はコケ植物門、シダ植物門、裸子植物門、被子植物門にまたがっていた。潜孔習性のも見られた昆虫は、鞘翅目の5科、膜翅目の1科、双翅目の10科、鱗翅目の29科に及んだ。潜葉虫の仮目録を作成し、それぞれの寄主植物のデータを集計するとともに、植物の分類群ごとの潜葉虫相の目録を作成した。この潜葉虫の膨大なデータセットは、潜孔葉式の進化の基礎資料となるのみならす、潜葉虫の寄生植物利用様式の進化を考えるのに貴重な資料となるはずである。各地の植物上で潜葉虫の潜孔を採集し,そのさく葉標本を作成するという作業を繰り返した.潜孔内に潜葉虫が入っている時には,それを生かしたまま持ち帰り,飼育をして成虫または寄生蜂を羽化させた.調査地域は、本州各地から、奄美、沖縄、八重山、小笠原などの島嶼に及んだ。潜葉虫はまだ分類が終わっていない分類群が多く、潜孔とその成虫とを一致させた。小笠原のタコノキに見いだされた潜孔は、ナガキクイムシ科の成虫による潜孔であった。この潜葉虫は新族・新属・新種であり、これを記載した。これまでわかっていた葉の潜孔はすべて昆虫の幼虫によるものであったが、これは世界で初めての成虫の潜葉虫の記録である。またこの種の潜孔様式や行動についても調査した。タコノキはヤニを分泌して植食性昆虫から防衛しようとするが、この潜葉虫はいくつかの興味深い行動によって、それに対応をしていた。潜葉虫のいくつかの種は寄主植物の化学防衛を抑制するような潜孔様式を持つが、それとおぼしき潜葉虫数種を発見した。それらの成虫を羽化させることに成功し、その潜葉虫の種を決定した。これらの行動様式を調査し、実際、葉の中で化学防衛物質がどのように変化しているかを高速液体クロマトグラフィーによる予備的測定を行なった。さらに、個体数がたくさん得られる潜葉虫を使って、島嶼と本土における寄生率と寄生蜂群集の比較を行なった.

スイカズラハモグリバエは申請者が長期個体群動態を調査してきた潜葉虫であるが,この潜葉虫の寄生蜂群集を都市近郊から自然林に至るさまざまな面積の残存植生で調査した.これまでのところ、自然度の高い里山環境において、寄生蜂群集の多様性が高く、都市化が著しい残存植生や、標高の高い植生において低くなっていた・日本各地の植物上で潜葉虫の潜孔を採集し,そのさく葉標本を作成するとともに、潜孔内に潜葉虫が入っている時には,それを生かしたまま持ち帰り,飼育をして成虫または寄生蜂を羽化させた.調査地域は、北海道、本州、九州各地から、五島列島、奄美、沖縄、宮古、八重山などの島嶼に及んだ。潜葉虫はまだ分類が終わっていない分類群が多く,潜孔とその成虫とを一致させた。得られたものの中には成虫も幼虫も潜葉するタコノキハモグリキクイムシをはじめ、興味深いさまざまなものが発見された。五島列島のクロイゲに潜葉するホソガ、コケ類に潜葉するハモグリバエなどを発見し、新種記載の準備をした。潜葉虫のいくつかの種は寄主植物の化学防衛を抑制するような潜孔様式を持つが、その一例としてミバエの1種Vidalia montivagaに注目し、その潜葉行動が化学防衛打破にどのようにかかわっているかを実験的に調査した。この潜葉虫はまずはじめに葉脈を線状に横断し、その部分から先を変色させてから、変色部を面状に潜孔する。潜孔の先と基部とで高速液体クロマトグラフィーを用いて化学物質の測定を行なったところ、葉脈横断前後で顕著に変化する物質の存在が明らかになった。今後、この物質の特定をめざしている。あわせて、このような葉脈横断をする潜葉虫類の行動学的解析も現在並行させて進行させている。さらに、個体数がたくさん得られる潜葉虫を使って,島嶼と本土における寄生率と寄生蜂群集の比較を行なった.スイカズラハモグリバエは申請者が長期個体群動態を調査してきた潜葉虫であるが,この潜葉虫の寄生蜂群集を都市近郊から自然林に至るさまざまな面積の残存植生で調査した.また、スイカズラ科植物の潜葉虫群集と寄生蜂群集の地理的変異という観点においても、現在、調査を進めている。ミバエ科のソメワケハモグリミバエStenomocera montivaga Ito,1984は葉身の先半部を変色させてからその部分を潜孔するという特徴的な潜孔様式を持つ.このミバエの潜孔様式を詳細に分析し,このような潜孔様式がどのような適応的意義があるかを考察した.葉の先端付近に産卵された卵は,孵化すると同時に葉縁に沿って基部方向に潜り,ある場所で突如,葉縁から葉身へと方向を変え,中肋を横切って,反対側の葉縁に達し,今度は葉先へと向きを変え,葉縁を潜孔した.この潜孔によって区切られた葉身の先半は黄変または紫変することが多かった.潜葉虫のこの中肋横断によって,葉身先半部でどのような化学的変化がおこるかを高速液体クロマトグラフィーによって測定したところ,基半部に比べて先半部で顕著な増加が見られる物質が発見された.この物質の分子構造はまだ決定されていないが,この潜孔様式は寄主の化学防衛機構を制御するものと位置づけられる可能性がある.潜葉虫の潜孔様式の進化を考える基礎資料として,日本産の潜葉虫の潜孔葉の収集を継続している.これまでに日本の自生植物上から,少なくとも1455種の潜葉虫の存在を認めている.潜葉虫が見られた植物はコケ植物門,シダ植物門,裸子植物門,被子植物門にまたがっていた.潜孔習性の見られた昆虫は,鞘翅目の5科,膜翅目の1科、双翅目の10科,鱗翅目の29科に及んだ.潜葉虫の仮目録を作成し,それぞれの寄主植物のデータを集計するとともに,植物の分類群ごとの潜葉虫相の目録を作成した.この潜葉虫の膨大なデータセットは,潜孔葉式の進化の基礎資料となるのみならず,潜葉虫の寄主植物利用様式の進化を考えるのに貴重な資料となるはずである.
化石証拠に基づく「光スイッチ説」の検証

カンブリア紀の生物大進化が眼の誕生とそれによる生存競争の激化によって引き起こされたとする「光スイッチ説」を化石証拠から検証した.その結果,1対のダンベル形の複眼を頭部に有する外見上奇妙な節足動物から現生の鋏角類と相同な中枢神経系を発見した.つまり,カンブリア紀の節足動物は,現生の節足動物と同様に,性能の良い眼をもち,中枢神経系に支配された複雑な行動をとっていたことが推察された.本研究は「光スイッチ説」を支持する結果となった.本年度は、雲南大学に保管されている4万点におよぶチェンジャン動物群の化石のうち、通常では化石として残りにくい複眼が保存されている節足動物化石のうち、アラルコメネウス属の未記載種に注目し、高解像度の光学顕微鏡観察、マイクロCTスキャン、およびエネルギー分散型蛍光X線分析を用いて、標本の複眼内部の詳細な形態や複眼部分を構成する元素の分析を行った。その結果、複眼を構成する1つ1つの小さな個眼を発見しただけではなく、複眼から伸びる神経や、通常では化石に残らない脳をはじめとした中枢神経系がほぼ完壁に保存されていることも発見した。そしてこの神経系を詳細に調査したところ、眼と前大脳の間に1つの大きな神経網(1次視神経網)と、前大脳に続く4つの神経網が頭部に存在することを確認した。また、中大脳の神経節から大付属肢に神経が伸びていることから、カンブリア紀の節足動物の大付属肢と現存する鋏角類(サソリ、カブトガニの仲間)の鋏角(節足動物の付属肢の一種で餌等を掴むための口器)が共通する祖先に由来すること(相同性)が明らかになった。さらに、今回発見されたアラルコメネウスの中枢神経系の配列様式が、現生する節足動物の中で鋏角類に最も類似していることからも、系統樹においてカンブリア紀の大付属肢型の節足動物が鋏角類に位置づけられることが示された。これまで、化石を用いた生物進化における外部形態の変化の研究と比較して、神経系の進化については解明が進んでいなかったが、本成果を足掛かりとし様々な標本の系統的な解析を進めることによって、生物進化における中枢神経系の発達過程が明らかになると期待される。本研究の成果は2013年10月16日付のNature誌に掲載された。カンブリア紀の生物大進化が眼の誕生とそれによる生存競争の激化によって引き起こされたとする「光スイッチ説」を化石証拠から検証した.その結果,1対のダンベル形の複眼を頭部に有する外見上奇妙な節足動物から現生の鋏角類と相同な中枢神経系を発見した.つまり,カンブリア紀の節足動物は,現生の節足動物と同様に,性能の良い眼をもち,中枢神経系に支配された複雑な行動をとっていたことが推察された.本研究は「光スイッチ説」を支持する結果となった.本年度は,南中国の雲南大学に保管されていた節足動物の化石を借用し,CT画像撮影と元素マッピングを行った.高解像度のCTスキャニングを行った結果,現在の節足動物と比較可能な中枢神経系らしき構造が確認できた.また,無蒸着でXRFによる元素マッピングを行い,これらの中枢神経系に銅や鉄が濃集していることを確認した.これらの研究の結果,研究代表者(田中)は,中枢神経系が完璧に保存された節足動物の化石を世界で初めて発見した.雲南古生物重点実験室の候先光教授の全面的な協力のもと,節足動物の神経系の権威アリゾナ大学のStrausfeld教授,カンブリア紀の節足動物の系統学的研究で著名な英国自然史博物館のEdgecombe博士および葉足動物の研究者であり,候先生の弟子である馬博士とともに,これらの神経系についての論文を仕上げた.Strausfeld教授による脳の部分の観察から,アノマロカリスなど「大付属肢」をもつ,絶滅した節足動物についての新知見が得られた.これらの研究成果は,表面の付属肢の構造や配列とは別の,観点からカンブリア紀初期の節足動物の系統学的研究を可能にし,今後のカンブリア紀の生物の進化学的研究を大きく塗り替えることが想像される.論文は現在,国際誌に投稿,査読中である.さらに,研究代表者は日本におけるカンブリア紀生物の研究者として,NHKのBSプレミアム番組「コズミックフロント」に出演した.最終年度は研究代表者が,チェンジャン動物群の眼の異質性(門レベルでの多様性)について研究成果をレヴューし,化石記録に主軸を置いた光スイッチ説の検証をおこなった.チェンジャン動物群の化石を最も多く収蔵している雲南大学での標本調査から,カンブリア紀前期には,すでに様々なかたち・機能に特化した眼が地球上に存在していたことが明らかになった.これらの成果は2014年夏の古生物学会,九州三学会で講演したほか,大学の学部向け授業や全国大学公開臨海実習でも講演した.節足動物化石については,眼につながる脳と,はしご型神経系をCTスキャン装置を用いて,世界で初めて発見し,2013年にNatureにて公表した.カンブリア紀前期の脊椎動物では,残念ながら,眼の細部が保存されていないこともあり,詳細な眼の復元には至らなかった.しかしながら,古生代(3億年前)の絶滅魚類の化石において,眼の部分に,主として明暗を感受する桿体細胞のほか,色を感受する錐体細胞等の視細胞を発見した.

さらに世界最古のユーメラニンを検出した.網膜内のユーメラニンの存在は,魚類において,明順応時には隣接する視細胞の間に壁をつくるように上昇し,1つの視細胞に光が多く当たるのを防ぎ,暗順応時には基部に移動し,1つの視細胞になるべく多くの光が当たるように機能する.このように,3億年前の魚に色覚があり,明・暗順応していたことが化石証拠によって明らかになった.この発見は脊椎動物における世界初の網膜細胞化石の発見であり,今後様々な化石節足動物に適用できるものと考えられる.これらの一連の成果は,科学雑誌にも取り上げられ,また2015年にはテレビや博物館を通じて,上記のカンブリア紀の研究成果や絶滅魚類の視覚に関する成果が,広く公表される予定である.層位・古生物学本年度の研究内容は、雲南大学に保管されている化石標本を調査し、通常では化石として残りにくい複眼が保存されている節足動物化石の眼を研究することであった。眼が保存されている1つの標本を詳しく調べたところ、複眼の細部構造だけでなく、脳をはじめとする中枢神経系がほぼ完ぺきに保存されていることを発見した。このことから、複眼のみならず、その視覚情報を処理する脳や、視覚で得た情報から付属肢での行動に移す際の、神経伝達系が、カンブリア紀初期の節足動物においてすでに洗練化されていたことを明らかにした。当該研究成果は、国際誌「Nature」に公表され、「カンブリア紀の中枢神経系の化石の研究」という新たな金字塔を、日本人が世界ではじめて打ち立てることに成功した。中国の現地調査も成功し,そして例外的に保存された中枢神経系の化石も発見することができた.さらに,節足動物の神経系の権威であるStrausfeld教授によるチェックによって,私の発見したものが真に中枢神経系の化石であったとのお墨付きを頂いた.この研究にはCTスキャンと元素マッピングが必要なことも当該教授(神経学専門)も認め,日本,中国,英国,米国の研究者が一体となって,この新しい研究領域の発展にプロジェクトを結成することができたことは,大きな成果である.また,眼が保存された節足動物の化石も多数,雲南大学に所蔵されていることが明らかになった.今後,眼と神経系の研究で「光スイッチ説」を検証する足がかりをつくることができたといえよう.本成果はカンブリア紀前期という生物の進化の解明に非常に重要な時代の生物の中枢神経系を、非破壊でデータを取得しイメージングできることを世界で初めて示した。今後は、本成果を足掛かりとして様々なカンブリア紀初期の標本の系統的な解析を進めることによって、生物進化における中枢神経系の発達過程が化石記録から明らかになると期待される。今後は,チェンジャンのほかの動物について,神経系や眼が保存されている化石を見つけ出し,インパクトのある研究を行う予定である.たとえば,カンブリア紀の最大の生物「アノマロカリス」や,私たちヒトの祖先にあたる「ミロクンミンギア」などの神経系を明らかにし,化石として保存された神経系の形態とあわせ,眼の構造を調査し,カンブリア紀の生物大進化が眼の誕生によって引き起こされたとする「光スイッチ説」について古生物学的視点から調査してみたい.前倒し請求ではジャーナル掲載料として60万円を申請した。しかしながらジャーナル掲載料として投稿していた論文の受理が遅れているため、当該年度での支払いの必要がなくなった。しかし、Nature誌に投稿した論文が受理され、予想していなかったカラーチャージ代金(341,884円)が必要になったため、また、当該年度の当初予定の科研費ではこのカラーチャージ代を賄えなくなったため、やむなく前倒し請求した金額の一部(約20万円)をこのカラーチャージ代に充てた。
痙縮の脳神経系制御機構：脳卒中片麻痺への運動錯覚による介入試験と脳機能解析

痙縮は脳卒中や脊髄損傷などの中枢神経系損傷後にみられる異常な筋緊張であり,運動麻痺症状の一つである。従来から伸張反射の異常な亢進として理解されている。拘縮の原因となるため,痙縮の低減はリハビリテーション医療における重要な課題である。本研究ではこの痙縮について,これまで開発した非侵襲的治療方法を実施してその効果の機序を解析し,その知見に基づいてさらに新規介入試験を実施することで痙縮発生機序を解明する。特に新規性が高いのは,従来は脊髄神経回路での発生機序が議論の中心であったのに対し,今回は上位中枢を含めた神経回路と痙縮との関連を明らかにする点である。脳卒中後の感覚運動麻痺に伴う痙縮の機序を脳神経系制御機構の側面から解明する課題である。痙縮に対して代表者らが独自に開発した非侵襲的治療方法(KiNvis療法)の効果を検証し、痙縮発症に係る中枢-脊髄間機能変化の神経科学基盤的解明とより効果的な治療法開発を目指す。新規介入方法として経皮的神経筋電気刺激(NMES)を併用する。大脳皮質から始まる特定の神経回路と痙縮との関連を明らかにする点、単なる臨床研究ではない点は、学術的にも新規性がある。成果が得られれば痙縮新規治療法の開発から健康科学全般への波及効果が期待される。さらには脳血管疾患患者のリハビリテーションによる回復の視点からも社会貢献度は大きい。
考古学に有用な魚類遺存体の骨格図鑑の作成

1.骨格標本作製用魚類の収集(1)魚類学者からの提供あるいは購入により、32種を収集した。2.骨格標本の作製(1)収集した魚類は、すべて魚類学者により同定が行われた。(2)大型の魚類は乾燥標本を作製し、小型の魚類は水酸化カリウムによる透明標本作製法を用い、液浸標本を作製した。3.骨格部位の描画、レントゲン写真の撮影(1)筆者作製の動物依存体データベースにより、遺跡報告書で多く同定される部位を調べ、さらに最近の新データ等の追加、補足を行なった。(2)システム実体顕微鏡により16種を描画したが、マアジはすでに骨格図を発表した論文があるので、それを活用した。(3)ホシザメ、アカエイは、種の特徴をとらえるため、椎体のレントゲン写真を撮影した。(4)骨格の観察により、従来報告されていた部位以外にも同定可能な部位があることが明らかにできたが、近縁種間の比較研究については個体数の関係等で、追求するには至らなかった。4.画像データベースの作成準備(1)すでに描画した骨格図をスキャナーで取り込み(Mac.使用)、画像データベースの基礎データを作成した。
システムバイオロジーに向けた細胞活性リアルタイム分析用プラットホームの構築

細胞や組織が持つ高度な生体システムを調べるためには,細胞を限りなく生体内に近い環境下で培養しつつ,様々な薬物による刺激が細胞内へそして細胞外へとどのような代謝系を介して伝搬するか,あるいはその刺激が細胞機能の発現や組織形成にどのように関与するかを総合的に分析するようなプラットホームが必要となる。本研究では,数10μm数mmの微小な細胞培養チャンバと薬物・培養液などを供給するマイクロポンプによって細胞や組織の培養を行いつつ,蛍光イメージングによって細胞や組織の局所部位に与える薬物刺激の細胞内伝搬をモニタすると共に,細胞や組織の構造変化や細胞集団からの組織形成過程とその機能発現など,多彩な細胞活性のリアルタイム検出を行うマイクロデバイスの開発を目的としている。今年度は,半透膜で仕切られた上下2つのコンパートメントを持ち,かつ各々のコンパートメント内のオンチップの灌流培養を実現する,マイクロ灌流培養デバイスを開発した。本デバイス内には各コンパートメン内の蛍光基質の検出が出来るように光ファイバの検出系も内蔵されており,オンチップで灌流培養から検出までが出来るようなシステムとなっている。ヒト結腸癌由来のCaco-2細胞の基底膜側から頂端膜側の薬剤排出機構の解明のため,本デバイス内でCaco-2細胞を培養しつつ,上下のコンパートメントに薬物排出トランスポーターとして知られるp-glycoproteinの蛍光基質であるrhodamine123を添加したところ,Caco-2細胞の極性輸送能によって基底膜側から頂端膜側にrhodamine123が極性輸送される様子が本デバイス内でリアルタイムで観測された。これまで,同一のサンプルに対しての薬物排出過程の動態を調べることは非常な困難つきまとい報告例が全く無かったが,本デバイスを用いれば長期の培養からセンシングまでをシームレスに高感度検出できることが証明された。今後,細胞研究のプラットホームの実現に向け,様々なセンサ類を集積化しつつ更なる高機能化を進めていく予定である。

これまで,同一のサンプルに対しての薬物排出過程の動態を調べることは非常な困難つきまとい報告例が全く無かったが,本デバイスを用いれば長期の培養からセンシングまでをシームレスに高感度検出できることが証明された。
政治における暴力の複合的研究

本研究は、複雑化を増す現代世界における政治的暴力の力学解明を試みた。取り上げた課題は主として以下の通りである。(1)グローバル化時代の暴力に関する政治理論的考察、(2)民族浄化の概念とメカニズム、(3)パレスチナ解放闘争におけるアラブ・ナショナリズムと個別国家利害の相克、(4)犯罪対策と治安セクター改革におけるインドネシア軍の利益の維持・拡大、(5)グアテマラにおける政治的暴力、(6)アフリカ諸国における民兵、(7)ビルマ難民の民主化闘争における非暴力の位置づけ、(8)ラテンアメリカの移行期正義。平成20年度は、3ヵ年計画の初年度として、ゲスト研究者を交えた2回の合宿における報告と討論を中心に研究活動を行なった。1回目の合宿は主としてブレーン・ストーミング、2回目の合宿は主としてメンバーの研究の中間報告が目的であった。研究の中間報告では、千葉がポスト冷戦の時代における政治的暴力をいかに捉えるか、特にグローバリゼーションとの関連をどう捉えるべきかという大きな問題を追究する一方、他のメンバーは各地域における政治的暴力の具体的な表われを検討した。具体的には、木村は主権国家を超える領域を単位とするアラブ・ナショナリズムと主権国家の論理との絡み合いを中東の紛争の歴史の中に描き出し、狐崎はグアテマラにおける政治的暴力の歴史と和平協定後の現状を、最近の多くの研究や社会運動理論を手がかりにして分析した。武内は、現代アフリカの紛争において民兵の比重が大きいという点に着目し、民兵の類型を整理するとともに、民兵が頻繁に利用される理由を考察した。根本は、ビルマの軍事政権の特質や国際社会の対ビルマ姿勢を考察するとともに、亡命している反体制派の反軍政闘争とアウンサンスーチーの非暴力思想との関連についてタイにおける現地調査の構想を発表した(現地調査は3月に実行された)。月村は、旧ユーゴ内戦の「民族浄化」の実態を包括的に検討した。本名は、スハルト後のインドネシァにおける各軍や警察が自らも暴力や犯罪に関与しながら、国際社会の治安部門改革というアジェンダを利用して自組織の権益拡大を図る様子を描き出した。大串は、ペルーにおける人権に関わるディスコースの実例を収集し、分析を進めた。本研究会の昨年度の知見の一つは、現代世界における政治的暴力の原因や力学は多様であり、したがって、たとえばグローバリゼーションとの関係なども-つのステートメントで表現するのは困難であるということであった。平成21年度は、日本政治学会機関誌『年報政治学』の特集論文を執筆することを中心に活動を行なった。前年度の研究会報告におけるコメントを踏まえて完成させた原稿をあらかじめ回覧し、合宿で相互に批判することによってさらに論文の完成度を高めた。千葉は、グローバル化時代の多種多様な暴力の発現を考察し、ホッブス、アーレントなどの政治理論を手がかりとして非暴力的な政治の復権への道を探った。月村は、主としてボスニア内戦を例に取りながら、旧ユーゴ紛争で広く流布した民族浄化の概念を整理するとともに、民族浄化実行者の動機、民族浄化に至る集団的感情の動き、民族浄化の遺産克服の困難性などについて考察を加えた。木村はパレスチナ解放闘争の歴史を、一方におけるアラブ・ナショナリズムや反帝国主義イデオロギーと、他方におけるアラブ諸国政府およびパレスチナ解放勢力の個別利害との相克を軸に考察した。本名は、インドネシアにおける犯罪対策と治安セクター改革をめぐる政治を考察し、陸軍が国際的アジェンダを利用して組織利益を増進していった過程を明らかにした。狐崎は、20世紀後半のグアテマラにおける政治的暴力のエスカレーションと、内戦後の真相究明・国家補償をめぐる政治を分析するとともに、内戦後に犯罪が急増し、そこに元軍人・警察官、元ゲリラ、元先住民自警団幹部などが関わっていることを指摘した。武内は民兵の概念を整理するとともに、アフリカ諸国の政府が民兵を利用する近年の原因を、ポストコロニアル家産制国家の解体に見出した。根本は、タイに逃れて民主化運動を展開するビルマ人活動家がアウンサンスーチーの思想をどのように理解し、民主化運動における暴力・非暴力の問題をどう考えているのかについて、タイにおけるインタビューに基づいて分析した。大串は、研究会全体を統括するとともに、ペルーの人権をめぐる政治過程の分析を進めた。平成22年度は、次年度以降に大規模プロジェクトにつなげるべく、各自が研究を深化させた。大串和雄は、移行期正義に関して、世界の現場における傾向と研究の状況をフォローした。木村正俊は、ハマース憲章の検討を通じてイスラームにおける人間の安全保障を考察した。狐崎知己は、中南米各国の政治・社会的暴力の要因と動向を分析するとともに、同分野の研究動向の総括を行った。またメキシコにおいて、麻薬絡みの組織犯罪に関する研究動向と政府の対策を調査するとともに、社会的暴力との関連で、サンルイスポトシ州の先住民居住地域における社会開発の調査を行った。千葉眞は、デモクラシー論との関連で新しい市民社会概念およびアカウンタビリティの概念の重要性に着目し、その関連で東アジアの文脈において戦後日本政府による戦後責任の履行の不十分性について研究した。さらに継続的に戦後日本社会における平和運動と平和憲法擁護論の意義と問題点について研究した。

月村太郎は、バルカン地域の現状を歴史的に展望し、インターフェイス的な周辺地域であったバルカン地域にはヨーロッパの他地域に見られない特徴が見られたが、東西冷戦後のEUの東方進出に伴いそれが失われつつあることを指摘した。根本敬は、英領期ビルマ(1886-1948)における政治と暴力の複合に関する問題に取り組み、とりわけ1930年代の都市部在住のビルマ民族を中心としたナショナリズム運動(反英運動)にあらわれた暴力と、同時期に生じた宗教的対立(仏教対イスラーム、ヒンドゥー対イスラーム)のなかで生じた暴動に注視し、それを取り締まる植民地当局側の暴力の行使実態と合わせ、この時代の歴史の再検証を試みた。本名純は、インドネシアでの越境犯罪を分析し、組織犯罪の拡大と民主化の関係を明確化した。
脳磁図、PETを用いた、高度感音性難聴者の電気岬角刺激時の聴覚中枢の反応解析

人工内耳は、内耳傷害による高度感音性難聴者に対する唯一の聴覚回復方法である。人工内耳の術前検査には、一般的に電気岬角刺激検査が行われている。しかしながら電気岬角刺激検査の反応は被検者の自覚によるものであり、客観的ではない。最近、脳磁図によって脳の興奮の局在が明視化されるようになった。脳磁図の利点は、時間および空間の分解能に優れ、かつ客観的検査である点にある。今回の研究の目的は、人工内耳手術の術前に電気岬角刺激検査と同時に脳磁図測定を行い(PETに関しては、同意が得られなかったので施行せず)、術後成績の予測や術側の決定に資する客観的なデータが得られるかどうかを調べることにある。今回、7名の高度難聴者に検査を行った。被検者の年齢分布は4472歳(平均56.3歳)。性別は男性3名、女性4名。難聴の原因は不明3名、頭部外傷1名、内耳炎1名、麻疹1名、ミトコンドリア脳筋症1名。失聴期間は2ヶ月40年(平均8.4年)。検査方法は、先ず通常の電気岬角刺激検査を行い、音として感じる電流の値を調べる。次いで、電極を固定したままシールドルーム内に移動する。磁場への影響を少なくするために、刺激電極と不関電極とを出来る限り接近させる。刺激器等は全てシールドルームの外部に設置する。脳磁図に付属したトリガー発生器(Biologic社製脳波計刺激装置)と日本光電製刺激装置(SEN7203)を接続し、トリガー刺激を発生して電気岬角刺激器を起動させる。それと同期して脳磁図測定を行った。刺激条件は、予め電気岬角刺激検査で音として感じた電流値を用いて、1秒間隔で50msecのdurationで100Hzの矩形波直流電流を与えた。脳磁図の指標としては、刺激開始後100msecの波形(N100)を用いた。全ての症例で、自覚的には音として感じているにもかかわらず刺激側、対側とも(刺激側は、刺激電流による磁気的雑音が大きく)有意な脳磁図の反応が得られなかった。1000Hz程度までは刺激周波数を上げることは可能であるが、不応期の関係で刺激強度をかなり大きくしなければならず、磁気的雑音の増大と被検者への健康面で限界がありこれ以上の計測が出来なかった。以上の結果、「聞こえる」電流レベルと脳磁図で聴覚野の興奮を明視化出来るほどの電流レベルの間に解離があることが分かった。従来、人工内耳の術後言語認識の度合い(術後成績)の予測、特に左右差は、術前にあいまいにしか評価できなかった。今回の脳機能検査(脳磁図、PET)を行うことで、術前に客観的なデータが得られ、術側の判断に寄与するものと思われる。脳磁図は、時間および空間の分解能に優れ、脳の興奮の局在を捉えるのに有用である。一方、PETは時間分解能は望めないが、脳磁図より広い意味での「脳の活動部位」を捉えるには有用な方法と言える。そこで、平成15年度には、8名の被検者に対して、それぞれ電気岬角刺激検査+脳磁図、及び、電気岬角刺激検査+PETを施行し、下記のような調査結果を得た。年齢性別難聴の原因失聴期間電気岬角刺激検査における脳磁図の反応1、68歳女性原因不明1年認めない2、48歳女性原因不明10年認めない3、60歳男性麻疹疑い40年認めない4、52歳男性頭部外傷4ヶ月認めない5、72歳女性内耳炎2ヶ月認めない6、47歳男性不明7年認めない7、71歳女性不明4ヶ月認めないいずれの場合においても、本人の自覚では音として感じているにもかかわらず、脳磁図では反応が得られなかった。これが高度難聴者に普遍的なものなのかどうかは、平成16年度に症例を増やして解析を行ない、失聴の期間と聴覚中枢の興奮の関係について、検討していく予定である。また、あわせて、その結果を総括し、報告する予定である。

磁場への影響を少なくするために、刺激電極と不関電極とを出来る限り接近させる。刺激器等は全てシールドルームの外部に設置する。脳磁図に付属したトリガー発生器(Biologic社製脳波計刺激装置)と日本光電製刺激装置(SEN7203)を接続し、トリガー刺激を発生して電気岬角刺激器を起動させる。それと同期して脳磁図測定を行った。刺激条件は、予め電気岬角刺激検査で音として感じた電流値を用いて、1秒間隔で50msecのdurationで100Hzの矩形波直流電流を与えた。脳磁図の指標としては、刺激開始後100msecの波形(N100)を用いた。全ての症例で、自覚的には音として感じているにもかかわらず刺激側、対側とも(刺激側は、刺激電流による磁気的雑音が大きく)有意な脳磁図の反応が得られなかった。1000Hz程度までは刺激周波数を上げることは可能であるが、不応期の関係で刺激強度をかなり大きくしなければならず、磁気的雑音の増大と被検者への健康面で限界がありこれ以上の計測が出来なかった。以上の結果、「聞こえる」電流レベルと脳磁図で聴覚野の興奮を明視化出来るほどの電流レベルの間に解離があることが分かった。
低アレルゲン小麦作出を目指したコムギ種子貯蔵タンパク質遺伝子の網羅的解析

小麦アレルギーの原因となる種子貯蔵タンパク質について、アレルゲンのエピトープ特異的抗体による抗原抗体反応量を265系統の六倍体コムギ系統間で比較し、反応性の異なる系統を明らかにした。また、パンコムギ実験標準系統Chinese Spring(CS)およびCSの染色体異数体系統の種子からグリアジンタンパク質を抽出し二次元電気泳動を行った。分離した70タンパク質スポットうち、52スポットのコードする遺伝子の座乗する染色体を特定した。さらに、アレルギーの原因となるグリアジンタンパク質を同定し、そのタンパク質を特異的に抑制する因子がCSに存在することを明らかにした。パンコムギにおける種子貯蔵タンパク質は、小麦粉の加工適性を決定する要因となるグルテンを形成する。一方で、小麦粉によるアレルギーや小腸の炎症を引き起こすセリアック病の原因となる。アレルゲンとなるタンパク質をコードする遺伝子の同定と品種間差を明らかにし、DNAマーカーの作出や種子貯蔵タンパク質をコードする多重遺伝子の遺伝様式を明らかにすることを目的として研究を行った。パンコムギ標準実験系統のChinese Spring(CS)を用いて、種子貯蔵タンパク質の中でも特にセリアック病の原因とされるグリアジンを分画して抽出し、二次元電気泳動を行った。また、CSの染色体異数体系統を用いて同様に二次元電気泳動を行い、一部のタンパク質スポットはアミノ酸シークエンスを行うことで、48個のα/β-グリアジン、22個のγ-グリアジンタンパク質を同定することができた。さらに、アレルギー反応のエピトープとなるペプチドを用いて作製した抗体を用いてウエスタンブロット解析を行ったところ、エピトープを持つタンパク質のみ特異的に抑制する因子の存在が見出された。また、アレルギーのエピトープを持つ種子貯蔵タンパク質の品種間差を明らかにするため、前年度までのナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)・コムギによる多型パネル170系統に加え、農業生物資源研究所ジーンバンクによる日本の小麦コアコレクション96系統についても、3種のペプチド抗体を用いた抗原抗体反応をウエスタンブロット解析により調査した。安定して反応が低い系統があり、低アレルゲン小麦の候補となることが考えられた。これらをもとに、アレルギーの原因となるグリアジンをコードする多重遺伝子の遺伝様式を明らかにするための材料の作出を進めた。パンコムギの種子貯蔵タンパク質は、グルテンを構成するため小麦粉の加工適性を決定する要因であるとともに、小麦粉によるアレルギーや小腸の炎症を引き起こすセリアック病の原因となる。アレルゲンとなるタンパク質をコードする遺伝子と品種間差を同定し、DNAマーカー作出や種子貯蔵タンパク質をコードする多重遺伝子の遺伝様式を明らかにすることを目指して研究を行った。コムギアレルギーの既知のエピトープのアミノ酸配列から作製したペプチド抗体3種を用いて、さまざまなコムギの種子貯蔵タンパク質との反応性をウエスタンブロット解析により調査した。ナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)・コムギによって選出された多型パネル系統約170系統を用いて、反応性が異なる系統を特定した。また、コムギ標準実験系統Chinese Spring(CS)においては染色体異数体系統の種子貯蔵タンパク質を2次元ゲル電気泳動で分離し、ウエスタンブロット解析を行うことで、各種子貯蔵タンパク質の分子種が由来する染色体を同定した。また、コムギ2系統の受粉後18日目の登熟過程の種子からRNAを抽出し、比較的長いリード長が得られる次世代シークエンサーRoch GS FLX+を用いてRNAシークエンスを行った。シークエンスデータから、2系統間でのRNA分子種の違いの比較解析およびエピトープ配列の探索を行っている。以前に行ったEST解析との比較も行っている。さらに、特徴的な抗原抗体反応を示す品種同士およびCSとを相互に交配し、種子貯蔵タンパク質遺伝子の遺伝様式の調査に用いる材料の作出を行った。パンコムギの種子貯蔵タンパク質は、グルテンを構成するために小麦粉の加工適性を決定する要因である。一方で、一部の種子貯蔵タンパク質は小麦アレルギーの原因となる。パンコムギの種子貯蔵タンパク質は主にグルテニンとグリアジンからなり、グルテニンは高分子サブユニット(HMW-GS)と低分子サブユニット(LMW-GS)、グリアジンはα/β、γ、ω、δに分類される。それぞれをコードする遺伝子は多重遺伝子族で高度に重複しており、ゲノム中に数10から100以上のコピーが存在すると推定されている。本研究では、小麦アレルギーの原因となることが知られているエピトープ特異的ペプチド抗体を作製し、ナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)・コムギによって選出された多様性に富むコムギの多型パネル系統169系統および農業生物資源研究所(NIAS)ジーンバンクのパンコムギコアセット96系統の完熟種子から抽出したタンパク質に対してウエスタンブロット解析を行い、各系統の抗原抗体反応性を評価した。また、パンコムギ標準実験系統であるChinese Spring(CS)の染色体異数体系統の種子から抽出したグリアジンタンパク質を二次元電気泳動により分離して網羅的に比較解析を行った。

その結果、グリアジンタンパク質を70分子に分離することができ、各グリアジンをコードする遺伝子が座乗する染色体を同定した。さらに、染色体異数体系統の種子貯蔵タンパク質の二次元電気泳動およびウェスタンブロット解析の結果から、特定の染色体にアレルギーの原因となるエピトープを持つグリアジンタンパク質を特異的に抑制する因子が存在することを見出した。植物ゲノム科学本年度は、前年度の結果を受け、アレルギーのエピトープを持つ種子貯蔵タンパク質のカタログ化、抗体と反応するタンパク質の同定を目標として研究を進めた。パンコムギの標準実験系統と異数体系統を用いた解析により、アレルギーのエピトープを持つグリアジンタンパク質の同定が進められたため、計画通りに進められた。また、種子貯蔵タンパク質遺伝子の遺伝様式の調査については、材料の作出までは順調に進められている。平成24年度は、発現遺伝子からアレルギーの原因となる抗原を定量するというテーマで、3つの研究計画を立てた。1つ目は、アレルゲンのエピトープ特異的抗体によるコムギ品種のスクリーニングとしており、計画通りのコムギ系統数のウエスタンブロット解析が終了し、目的の抗原抗体反応性が異なる系統を特定することができた。2つ目は、次世代シークエンスによる発現遺伝子の網羅的解析としており、計画通りに2品種から種子登熟過程のRNAを抽出し、次世代シークエンスを行うことができた。3つ目は、実験用分離集団の作出、としており、特徴的な抗原抗体反応を示す品種同士や、ゲノムデータが充実している標準実験系統との交配を相互に行い、次年度以降に用いる交雑系統を複数得ることができた。3つの研究計画ともに計画通りに進められたと考える。これまでに、パンコムギの種子貯蔵タンパク質の中で、分子種が多く、アレルギーの原因となるエピトープを持つグリアジンタンパク質について、二次元電気泳動による同定が進んだ。その解析の中で、アレルギーのエピトープを持つタンパク質のみ特異的に抑制する因子の存在が見出された。当初の研究計画に加え、この抑制因子の機能解析も進める。また、特定のアレルギーのエピトープを持つ種子貯蔵タンパク質が制御されていることが示唆されたため、新たにペプチド抗体を作製して他のエピトープについても調査を進める。前年度に得られた次世代シークエンサーによる種子登熟過程のコムギ種子のRNAシークエンスデータの解析を引き続き進め、交配により作出したコムギ系統の種子サンプルと合わせて種子貯蔵タンパク質遺伝子の遺伝様式を明らかにする。これらから、次世代シークエンスによるトランスクリプトーム解析を応用したアレルギーのエピトープを含む種子貯蔵タンパク質の効果的な解析法の確立を目指す。前年度に得られた次世代シークエンサーによる登熟過程のコムギ種子のRNAシークエンスデータの解析を中心に研究を進める。