hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
男女の睡眠の差の解明：サーカディアンリズムからみる新たな生理学的な回路

本研究は、女性の睡眠障害の一因として、「女性の体内時計が男性に比べて進んでいるために、夜型の社会生活の影響を特に受け易い」という仮説をエネルギー代謝、睡眠時の脳波及び深部体温を全て同一の実験でその影響要因の解明を目的とし研究を行っている。睡眠に問題の無い健常な若年成人男女を研究対象者(これまでに男性9名、女性10名)とし、1週間にわたる生活・活動記録を行うとともに、睡眠/覚醒リズムをアクチグラフにより測定した。また6日から7日目には睡眠時エネルギー代謝測定を室温、湿度、光を一定に調節したヒューマン・カロリメータで(同時に飲み込み式の体温計で深部体温を連続測定した)、睡眠の精査を睡眠ポリグラフィで試験を行った。なお、女性は性周期の影響のため、卵胞期と黄体期を調整し、両方測定を行った。男性、女性の黄体期、卵胞期の睡眠構築の比較では、男性が女性の黄体期と比べてStageN3、途中覚醒(WASO)が少ない傾向にあった。しかし、他の睡眠変数ではStageN1, StageN2, StageRの睡眠時間には群間に顕著な差は認められなかった。男性の睡眠時エネルギー消費量は女性の黄体期、卵胞期より有意に高かった(P<0.01)。飲み込み型体温計で測定した深部体温においては、男女で有意な差が認められた。特に経時変化から見た女性の体温変動においては男性と比べて、黄体期では0:00-8:00、卵胞期では6:00-7:00に有意に高かった。本年度は計画通りに睡眠に問題の無い健常な若年成人男女を研究対象者にエネルギー代謝、睡眠時の脳波及び深部体温の測定を終了し、分析を進めている。睡眠時のエネルギー代謝また深部体温に関する検討においては経時変化に男女差のあることが示唆される結果が得られている。現在はデータの整理や分析し、学会発表や活発なディスカッションにて新しい知見もしくは分析方法を得ることを進めている段階であり、当初の計画よりもやや早い進捗状況であると言える。概ね当初の研究計画に沿って進めていくことになるが、生化学的な指標についての検討を予定より幅広く実施していく(例:女性のエストロゲンとプロゲステロンなど詳細な検討を実施し、研究を遂行していく)。理由;今年度は、特に実験に関しては準備段階であり、来年度における詳細な実験の分析や解析のために費用が増加することが予想される。そのため、次年度への繰り越しが生じた。使用計画:主な支出は生化学分析の依頼と解析ソフトの購入が考えられる。その他、研究成果発表のため、学会参加旅費に充てられる。
PI3キナーゼが乳がん発生過程に及ぼす役割の生体イメージングによる解明

当初の予定ではPI(3,4)P2の動態をマウス乳がんに置いて観察する予定であった。しかし、バイオセンサーの感度不足のためか、生体イメージングで目的分子の動態変化を観察することは難しかった。そこで、細胞増殖に関与する分子であるERKの活性を観察することとした。1. HER2陽性乳がんに置けるERKの活性を二こうしていき顕微鏡を用い生体観察した。その結果、個々のがん細胞に置けるERK活性は不均一であり、長時間にわたって維持されることが明らかとなった。2. MEK阻害剤、EGFR/HER2阻害剤をマウスに静脈注し、がん組織に置けるERK活性の変化を観察した。その結果、ERK活性の高い細胞は低い細胞に比べ活性を顕著に下げること、ERK活性の低い細胞はほとんど阻害剤に反応しないことが明らかになった。1と2の結果から、ERK活性ががん細胞の何らかの特性を反映しているのではないかと考え、実験3を実施した。3. ERK活性に基づき、細胞を分取し、tumorsphere形成能、がん形成能、がん幹細胞マーカーの発現度を検討した。その結果、ERK活性の低い細胞は高い細胞に比べ、tumorsphere形成能、がん形成能、がん幹細胞マーカーの発現レベルが高いことが明らかとなった。これらの結果は、ERK活性の低い細胞群にがん幹細胞が多く含まれることを示す。4.さらにERK活性とがん細胞の幹細胞性を調べるため、正常マウス乳腺細胞株J3B1AにMEK阻害剤を添加し、ERK活性を抑制したさいのがん幹細胞マーカーの発現レベルを検討した。その結果、MEK阻害剤処理群はがん幹細胞マーカー(CD24, CD61)の発現を充進させることが明らかとなった。以上の結果は、ERKの活性ががん細胞の幹細胞性を制御する可能性を示すものであり、MEK阻害剤の投与ががん細胞の幹細胞性を上昇させる可能性を示唆するものである。(抄録なし)(1)PI(3,4)P2をモニターするFRETバイオセンサーを発現するトランスジェニックマウスの準備バイオセンサーの機能評価として、PI(3,4)P2をモニターするFRETバイオセンサーを発現するトランスジェニックマウスから腹腔マクロファージを単離し、種々の刺激を添加し、バイオセンサーの機能を確認した。マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)を添加すると、PI(3,4)P2が増加し、PI3K阻害剤であるLY294002を添加すると、PI(3,4)P2が減少する。これらの結果より、作成したトランスジェニックマウスに発現するPI(3,4)P2バイオセンサーは生体組織内においても機能することが明らかになった。(2)二光子励起顕微鏡による乳腺観察法の確立乳腺をライブイメージングする上で問題となることは、呼吸・拍動による画像の揺れである。これを低減するために張力をかけて糸で乳腺脂肪組織を固定する方法を確立した。この手法を用いることで、倒立型の二光子励起顕微鏡下で生きたマウスの正常乳腺を観察し、画像取得することが可能となった。スライスで得た乳腺画像から、乳腺を構成する乳腺上皮細胞、筋上皮細胞を形態により鑑別することができた。スライス画像を三次元構築した立体構造図により、生体における乳腺の管腔構造を立体的に観察することが可能である。乳腺もしくは乳がんの観察において、皮膚を切開し組織を露出して観察することを予定しているため、長時間のタイムラプス撮影を行う上で問題となることが組織の乾きである。これを防ぐため、水を含ませた綿で露出部位を囲み、さらにサランラップで覆う工夫を行った。その結果、7時間のタイムラプス撮影において組織を乾燥させることなく、イメージングを行うことに成功した。これらの確立した手法を用い、PI(3,4)P2バイオセンサーを発現するマウスの正常乳腺を観察した。乳腺管腔構造の内腔ドメインでPI(3,4)P2の発現量が低く、外腔ドメインで高いことが確認できた。これらの結果は、イヌ腎臓上皮細胞MDCKを3次元培養した際に見られる管腔構造におけるPI(3,4)P2の動態に等しく、3次元培養で明らかにされているメカニズムと同様に生体内でも管腔構造が維持されていることが示唆される。(3)FRETバイオセンサーを発現する乳がんモデルマウスの作成当初の予定ではARCMinマウスとPTEN欠失マウスを乳がんモデルマウスとして用いる予定であったが、どちらも乳がんが発生するまでに時間がかかることから、ヒトHER2陽性乳がんのモデルマウスとして有名なMMTVneuマウスを用いることとした。FRETバイオセンサーを発現するWMTVneuマウスは既に得ており、がんの発生を待ち、さらなる実験を進める予定である.当初の予定ではPI(3,4)P2の動態をマウス乳がんに置いて観察する予定であった。

その結果、ERK活性の高い細胞は低い細胞に比べ活性を顕著に下げること、ERK活性の低い細胞はほとんど阻害剤に反応しないことが明らかになった。1と2の結果から、ERK活性ががん細胞の何らかの特性を反映しているのではないかと考え、実験3を実施した。3. ERK活性に基づき、細胞を分取し、tumorsphere形成能、がん形成能、がん幹細胞マーカーの発現度を検討した。その結果、ERK活性の低い細胞は高い細胞に比べ、tumorsphere形成能、がん形成能、がん幹細胞マーカーの発現レベルが高いことが明らかとなった。これらの結果は、ERK活性の低い細胞群にがん幹細胞が多く含まれることを示す。4.さらにERK活性とがん細胞の幹細胞性を調べるため、正常マウス乳腺細胞株J3B1AにMEK阻害剤を添加し、ERK活性を抑制したさいのがん幹細胞マーカーの発現レベルを検討した。その結果、MEK阻害剤処理群はがん幹細胞マーカー(CD24, CD61)の発現を充進させることが明らかとなった。以上の結果は、ERKの活性ががん細胞の幹細胞性を制御する可能性を示すものであり、MEK阻害剤の投与ががん細胞の幹細胞性を上昇させる可能性を示唆するものである。交付申請書に記載した当年一度の研究実施計画のおおよそを遂行することができたため。(問題点)交付申請書に掲載していたAPCMinマウスとPTEN欠失マウスは腫瘍形成に時間がかかり、2年間での研究遂行が今年である。(変更点)モデルマウスを、ヒトHER2陽性乳がんのモデルマウスMMTVneuマウスを用いる。このマウスは過剰発現型のマウスなので、ヘテロでもがんを形成し、半年で腫瘍の形成が期待できる。FRETバイオセンサーを発現するMMTVneuマウスは既に得ており、がんの発生を待ち、研究をすすめる。交付申請書に記載の通り、今後はマウスに発生したがんにおいて、がん細胞のPI(3,4)P2動態を観察するとともに、種々の薬剤の効果を検討する予定である。(抄録なし)
泥炭湿地における大規模植林が水・熱循環および周辺環境に与える影響評価手法の構築

本研究では、熱帯泥炭湿地における環境と資源生産が調和する持続的な開発に向けて、水・熱およびCO2フラックスを観測した。陸面過程モデルを構築し、水管理とCO2収支の関係性の検証を行っている。2012年現在、研究対象地域において植林事業が始っている。本研究で開発したモデルの結果を元に、自然環境へ配慮した水管理を行っている。水循環および泥炭の保全に配慮した林業施業が、配慮しない場合よりも持続的であることを示した。これまで,東南アジア各地の広範な泥炭湿地林では,大規模な森林開発や土地利用の転換が図られてきた.これらは,灌漑を基盤にしたものであったため,泥炭土壌の酸性化・疲弊を招き,泥炭地の持続的な開発は未だ成功していない.また,産業造林の開発計画においても,持続的開発を目指しているがデータとしての裏付けはなく,数十年以上の長期的スケールでの持続性に関して考慮出来ないのが現状である.そこで本研究では,インドネシア・西カリマンタン州ポンティアナック近郊の泥炭湿地11万haを研究対象地として設定し,各種衛星データを用いた土地被覆解析を行なった.1地点に水・熱およびCO2フラックス観測所,周囲の1地点に簡易気象観測,および4地点に地下水位・水位計を設置し,地上における水・熱・CO2動態の計測を開始した.まずはALOS-AVNIR2(解像度:10m)およびPALSAR(解像度:12.5m)を用いて,植生分布(土地被覆分類)解析および,雨季における水面の特定を行った.これらの解析は現地受け入れ先の住友林業との共同作業で行ったものである.次に衛星画像解析より得られた植生図,標高データSRTMのGIS解析により,フラックス・気象観測所,地下水位,水質観測所の設置場所の適地検出を行った.最後に現在二次林が広がる地域を水・熱およびCO2フラックスの観測場所に設定し,地上16m付近に観測機器を設置した.これによりプランテーション開始以前の二次林から,プランテーション実施までのCO2フラックスの変化を観測することが期待される.22年度は,インドネシア・西カリマンタン州ポンティアナック近郊の泥炭湿地11万haを研究対象地として設定し,観測したCO2フラックスデータの解析1地点に水・熱およびCO2フラックス観測所,周囲の1地点に簡易気象観測,および4地点に地下水位・水位計を設置し,地上における水・熱・CO2動態の計測を開始し,一年間のデータを蓄積した.同時に衛星データALOS-AVNIR2(解像度:10m)およびPALSAR(解像度:6.25m)を用いて土地被覆解析を行なった.用いて,植生分布(土地被覆分類)解析および,雨季における水面の特定を行った.これらの解析は現地受け入れ先の住友林業との共同作業で行ったものである.次に衛星画像解析より得られた水面分布と植生図,標高データSRTMのGIS解析により,フラックス・気象観測所,地下水位,水質観測所の設置場所の適地検出を行った.また現在二次林が広がる地域を水・熱およびCO2フラックスの観測場所に設定した16mのフラックスタワーのほか,新たに地上25mのフラックスタワーを設置し観測を開始した.プランテーション開始以前の二次林のデータに加えて,プランテーション実施前後のCO2フラックスの変化を観測することが期待される.現在観測された水文・気象データをもとに泥炭地の水動態モデルを構築中であり,衛星解析データを合わせることで広域の水動態を把握することが期待される.この成果は林業会社を通じて実際の泥炭地林業施業にも還元されており,持続的な泥炭地管理手法の構築を目指して共同研究を進めている.本研究では対象地域の水・熱循環を把握することで、大規模な土地改造や灌概漑施設を設置することなく、起伏や等高線に沿った集水、堰、簡易ポンプやため池など,小規模施設による水管理と優先種の適用を主体にした,人工林マネジメントにおける適地適作に関わる基礎データの収集を目指した。泥炭湿地の土地開発では、土壌中の水ならびに有機物管理が最も重要である。さらには生物多様性の確保もまた重要な視点となる。このためには水・熱循環だけでなく、広大な地域における資源管理および環境管理のための統合的なモニタリングシステムや技術開発が必要である。そこで本研究では、西カリマンタンの荒廃した泥炭湿地の森林再生事業に先立ち、環境と資源生産が調和する持続的な開発に向けて、気象、森林バイオマス資源の賦存量、鳥類生態系、土壌(泥炭層)、水位・水質など水・熱およびCO2循環と生態系の現状を調査・観測した。観測の結果、2010-2011年は多雨年であったために地下水位が高く、泥炭土壌からのCO2が少なかった。現在取得したデータを分析したのち、それらを元に陸面過程モデルを構築し、水管理とCO2収支の関係性の検証を行っている。本研究で開発したモデルの結果を元に、自然環境へのインパクトが水管理を行っている。

このような水循環および泥炭の保全に配慮した林業施業が、配慮しない場合よりも持続的であることを本研究では示した。本研究では、陸面過程モデルを構築し、水管理とCO2収支の関係性の検証を行った。水循環および泥炭の保全に配慮した林業施業が、配慮しない場合よりも持続的であることを本研究では示した。しかし大気循環と地表面状態の相互作用の解析は、未だに不十分である.構築した陸面過程モデルを用いて、大気循環も含めた水循環の持続性に関して解析することが今後の課題である。本研究課題の今後の推進方策に関しては、構築した陸面過程モデルを様々な解析に活用していきたい。本研究において水管理と泥炭地の保全状況の関係性は示したが、森林バイオマス生産や、大気循環への影響の解析は不十分である。したがって現在構築した観測システムを活用して、泥炭地の持続性にかんして解析をさらに進めていきたい.
金属アセチリド化合物を用いた複合金属炭素構造体の創成と構造科学

昨年度までは、金属アセチリドナノワイヤーおよびナノシート、ナノドット列といった1次元、2次元のナノ構造体の研究に留まっていたが、19年度は、3次元桿状デンドライト構造体の創生に成功した。これは、液相合成に超音波の振動を与えることによって銀アセチリドの桿状結晶が次々と2分岐して3次元の構造体となるもので、これを緩やかに加熱することによって、銀を内包した炭素デンドライトに変換したり、急加熱によってナノ領域を内包銀を突沸させる2200度以上に瞬間的に昇温し、炭素をグラファイト化させ、銀が突沸した後に無数の空砲を残すことが明らかとなった。反応時間によってメソポアやマクロポアの数や大きさが異なり、桿径が50nmのものでは、BET表面積が1510m^2/gと大きなものとなった。この構造体の平均ポア径は、3.9nmであるが、50nmにむけて連続的に分布している。表面積が大きく多数の空洞小胞を有し、電気伝導性の高い本ナノ材料は、高出力スーパーキャパシタ電極、リチウムイオン電池の金属坦持電極、燃料電池触媒担持電極等に使えばこれまでの障壁を突破する性能を発揮すると予想される。実際、スーパーキャパシタを構成してみると、米国DOEの目標を突破する電力性能が確かめられた。径10-20nm、長さ1μmの銅アセチリドナノワイヤーの大量合成に成功した。このワイヤー状単結晶の電流-電圧特性を調べたところ、バンドギャップが0.5-1.5eVのn型半導体であることが解った。これは、密度汎関数法によるエネルギー状態密度計算の結果と一致した。一方、このワイヤー結晶を100°Cで加熱すると、偏析現象が起こり、中央に金属銅原子がワイヤーコアとして並び、炭素原子が無定型炭素として銅の周囲を被覆している。中央は導電性であるが被覆部が炭素原子厚さ10個程度の活性な炭素層であり、空気中で表面が酸化されたためか、被覆部を含む横方向の伝導に対するバンドギャップは5eV程度に広がっていた。今後、炭素の結合状態の光電子スペクトルとバンドギャップの関係を調べていく。次に、銅アセチリドの一方の銅原子を3級ブチル基に置き換えると、溶媒に可溶で銅原子24個を含んだ(t-buty1-C≡C-Cu)_<24>分子が生成する。この分子をヘキサン等に溶解させ、シリコンや炭素、或いは硝子やプラスチック基盤にスピンコートを行い、平坦度の高い15nm-800nmの厚さのフィルムが得られる。これを250°Cに加熱すると、やはり偏析がおこり。球状あるいは多角形の銅ナノ結晶が有機ポリマーマトリックスの中に分散したものが出来た。これに対して、紫外線ランプあるいは248nmパルスレーザー(3mJ/cm^2)を照射すると、フィルム面に平行な銅のナノシートが生成し、光を照射し続けるとナノシートがどんどん融合して1枚の広いシートになっていった。途中の光吸収スペクトルにはプラズモンバンドが強く観測されるが、これはやがて、きわめてブロードに広がって赤外から可視域全体に強度を有するようになることが解った。それでも、試料は透明である。これを利用して、石英板にクロムで1μm間隔のドットあるいは線のパターンを乗せ、下にクラスターフィルを置いてフォトリソグラフを行い、未照射部分のクラスター分子を溶媒で洗い流すことによってポリマー被覆された銅金属のドット列あるいはラインが描かれた。この現象は、プラスチック基盤に銅の金属パターンを描画する技術に応用可能であり、透明電極などの開発に繋がる可能性が高い。特許を申請中である。昨年度は、銅アセチリドナノワイヤーの大量合成に成功したが、今年は、この炭素被覆ナノワイヤーを薄膜状に電極間に配置した素子を作成したところ、このシステムが酸素吸着に対して、大きな電気伝導度上昇効果を示すことが明らかになった。この伝導度の上昇は、金属-炭素界面(ショットキーバリアー)の電場分極によって物理吸着した酸素が電子を吸い寄せ、ホールを供給するためであることが明らかになった。

この酸素吸着は、Langmierの吸着等温式に従い、また、酸素の分圧変化に可逆的な応答を示し、室温あるいは低温領域で酸素センサーとして機能することが明らかになった。このような単純なシステムで低温まで伝導度(抵抗値)測定によって酸素に敏感に動作するシステムはこれまでに報告されていないため、直ちに、特許出願がなされた(特願2007-46461)。このような、酸素吸着による伝導度の増加の機構を解明するため、現在、電子スピン共鳴とラマン散乱による構造解析を進めている。さらに同様の現象か、銀アセチリドや金アセチリドで観測されないか更なる研究を行っている。一方、銀や銅イオンにフェニルエチニル基を配意したワイヤー状巨大クラスター分子結晶の創成に成功し、20-40nm,長さ10μmのワイヤーの合成にも成功し、このワイヤー状結晶に光を照射するとπ電子系高分子の中に疑似1次元銀ナノ粒子を容易に配列させた系を得ることができた。このようなシステムにおける、粒子間電子ホッピングの機構を調べている。昨年度までは、金属アセチリドナノワイヤーおよびナノシート、ナノドット列といった1次元、2次元のナノ構造体の研究に留まっていたが、19年度は、3次元桿状デンドライト構造体の創生に成功した。これは、液相合成に超音波の振動を与えることによって銀アセチリドの桿状結晶が次々と2分岐して3次元の構造体となるもので、これを緩やかに加熱することによって、銀を内包した炭素デンドライトに変換したり、急加熱によってナノ領域を内包銀を突沸させる2200度以上に瞬間的に昇温し、炭素をグラファイト化させ、銀が突沸した後に無数の空砲を残すことが明らかとなった。反応じかによってメソポアやマクロボアの数や大きさが異なり、桿径が50nmのものでは、BET表面積が1510cm2/gと大きなものとなった。この構造体の平均ボア径は、3.9nmであるが、50nmにむけて連続的に分布している。表面積が大きく多数の空洞小胞を有し、電気伝導性の高い本ナノ材料は、高出カスーパーキャパシタ電極、リチウムイオン電池の金属坦持電極、燃料電池触媒担持電極等に使えばこれまでの障壁を突破する性能を発揮すると予想される。実際、スーパーキャパシタを構成してみると、米国DOEの目標を突破する電力性能が確かめられた。
有機ホウ素化合物の特異的活性化作用に基づいた触媒的アミノ化炭素-炭素結合形成反応

平成17年度はアミノボランをイミニウムイオン発生剤として用いるアミノ化反応の合成化学的利用を目的として、カルボニル化合物の還元的アミノ化反応について検討した。まずサリチルアルコール由来のジエチルアミノボランを、ヒドリド還元剤の存在下、ベンズアルデヒドと反応させた。ヒドリド反応剤としてナトリウムシアノボロヒドリドやナトリウムトリアセトキシボロヒドリドを用いたところ、良好な収率でジエチルベンジルアミンを得た。さらに、より一般的な還元剤である水素化ホウ素ナトリウムを用いて同じ反応を行ったところ、高収率で同アミンが生成した。この結果は、通常カルボニル化合物を直接還元してアルコールを生成してしまうために、還元的アミノ化において用いられることのない水素化ホウ素ナトリウムの使用が可能なほど、効率的にイミニウムイオンが発生していることを示しており、本手法の有効性を表す結果である。次に、前述の方法で用いたジエチルアミノボラン誘導体に代え、ジイソプロピルアミノボラン誘導体をイミニウムイオン発生剤として用い、アルデヒドと2級アミンの還元的カップリングを検討したところ、この場合にも水素化ホウ素ナトリウムの存在下、高収率で対応する還元カップリング体を与えた。さらなる検討の結果、この反応は芳香族アルデヒドから脂肪族アルデヒド、2級アミンからアンモニアまで幅広い組み合わせの還元的カップリングに用いることのできる一般性を有することがわかった。アミノボランがきわめて選択的にイミニウムイオン発生剤として機能する特徴を生かした新しいアミン合成システムの開発を継続中である。
SuperSAGE法による耐冷性イネ育種のためのプロモーターとDNAマーカー探索

イネ栽培過程において最も強く低温による障害をうける出穂前の葯および花粉におけるSuperSAGE法を用いた網羅的な遺伝子発現解析を試みた。耐冷性の強い品種ひとめぼれと弱い品種ササニシキの穂ばらみ期の植物体を各々28°Cおよび15°Cで1日間処理し、各試料の凍結切片から葯組織、花粉を各々レーザーマイクロダイセクション装置を用いて単離し、RNA抽出を行った。抽出したRNAは増幅を行った後にSuperSAGE法による遺伝子発現解析に供試した。これらの試料での解析を行うに当たって近年に急速に進歩した次世代DNAシークエンサーを活用したSuperSAGE法の確立を行った。454社の機器を用いたSuperSAGE法を確立後に花粉等の試料の遺伝子発現解析を実施して10万タグ以上の花粉および葯壁の遺伝子発現情報を収集した。花粉については低温処理区との発現データ比較により低温応答性遺伝子候補を多数見出した。またDNAマーカー探索のために独自にイネインド型品種の全ゲノム配列解析を実施してSNPs情報を収集した。これらの情報を組み合わせて耐冷性プロモーター、マーカーの同を進めている。耐冷性の強い品種ひとめぼれと弱い品種ササニシキの穂ばらみ期の植物体を各々28°Cおよび15°Cで1日間処理し、その葯を凍結切片作成用に固定、包埋した。各試料の凍結切片から葯組織、花粉を各々レーザーマイクロダイセクション装置を用いて単離し、RNA抽出を行った。抽出したRNAはAgilentバイオアナライザーを用いてそのqualityおよび量を評価してRNA増幅に供試した。RNA増幅法では増幅バイアス(偏り)が大きな問題であるため、それらを従来法より抑制し、かつより微量なRNAからも確実に増幅できる技術の改良を行った。この技術により、単一の花粉細胞からでもSuperSAGE解析が可能となった。一細胞の遺伝子発現を網羅的に解析できる技術は今までに報告されておらず、今後新規技術として報告する予定である。また、昨年に新しい大量シークエンス技術が利用できるようになり、従来よりも大量のシークエンス解析を短時間でより安価に実施可能になった。SuperSAGEにもこの技術が大いに有用であることを予備試験により確認した。さらにこのシークエンス技術を用いて複数試料のSuperSAGE解析を同時に実施する方法も確立した。この方法を用いて前述のイネ葯および花粉試料のSuperSAGE解析におけるシークエンシングを同時に進めており、各試料について数万から十万の転写産物解析データが得られる予定である。これらの解析データを基に、花粉および葯特異的な発現遺伝子のプロモータ単離を進める。さらにこれら見いだされた遺伝子群について他の耐冷性形質の異なる品種における発現解析を行う。耐冷性の強い品種ひとめぼれの穂ばらみ期の植物体を各々28°Cおよび15°Cで1日間処理し、その葯を凍結切片作成用に固定、包埋した。各試料の凍結切片から葯組織、花粉を各々レーザーマイクロダイセクション装置を用いて単離し、RNA抽出を行い、さらに増幅処理を行ったRNAを用いてSuperSAGE解析を行った。昨年度の予備試験により454 life science社の大量並列解析DNAシークエンサーを利用する事により安価に大量のタグ配列データを得られるため、本試料でもこの方法を用いて解析した。その結果、非低温処理花粉で140,072タグ、低温処理花粉で137,212タグ、低温処理の葯壁組織で151,864タグを解析する事ができた。これらのデータ中には各々40,000種類のタグ配列が含まれており恐らく花粉および葯壁で発現している全ての遺伝子をモニターしていると予測できる。これらのSuperSAGEデータから花粉と葯壁で発現量に差のある遺伝子を20種類ほど選びRT-PCRで発現様式を確認した結果、ほとんどの遺伝子でSuperSAGE解析と同様な結果が得られた。

現在、花粉特異的発現遺伝子、低温応答性発現遺伝子のプロモータ領域単離を進めており、レポーター遺伝子との結合による形質転換イネの作出によりプロモーター活性および特異性を確認する予定である。さらに来年度は上記の遺伝子発現情報と耐冷性の異なるイネ品種のゲノム配列多型情報を組み合わせて耐冷性に連関した遺伝子多型あるいは遺伝子本体を見出して耐冷性DNAマーカー化する予定である。昨年度にイネ栽培課程において最も強く低温による障害をうける出穂前の葯および花粉についてSuperSAGE法を用いた網羅的な遺伝子発現解析を行い、ひとめぼれの穂ばらみ期の植物体から葯組織、花粉におけるSuperSAGE法による網羅的な遺伝子データを得ることができた。今年度はイルミナ社の次世代シークエンサーを利用したSuperSAGE法を開発し、同様に花粉、葯組織を各々30万タグ以上解析した(論文投稿中)。これらのうち花粉での発現しているタグおよび低温応答性のタグ配列について遺伝子のアノテーションを行った。それらアノテーションされた遺伝子配列についてデータベースに登録されているイネ日本型とインド型品種間での多型を比較した結果、花粉で発現している遺伝子ではアミノ酸置換を伴う多型が多いことが明らかになった。同時にそれらの遺伝子のプロモーター領域の多型も解析している。データベースの中のインド型イネ品種のゲノム配列情報は限られていることから、独自にインド型イネ品種C8005の全ゲノム配列を次世代シークエンサーにより解析し、配列多型情報を収集した。それらのデータと品種日本晴のゲノム配列との比較の結果、多くの配列多型を見出すことができた。それらの多型、花粉での遺伝子発現情報を組み合わせて耐冷性識別マーカーの同定を実施中である。本研究によるデジタル遺伝子発現情報とゲノム配列情報を組み合わせて育種への利用を目指した多型(マーカー情報)を収集する解析戦略を確立できた。
カロテノイドによるテロメラーゼ阻害と食品成分間相乗効果の解明

癌の無限増殖に関わる酵素テロメラーゼの阻害物質を食品成分から探索した結果、カロテノイドの一種であるβ-カロテンを新たに発見した。β-カロテンを単独で癌細胞に処理すると、生理的な条件よりも比較的高濃度でテロメラーゼ活性を阻害するが、ビタミンE(α-トコフェロール)をβ-カロテンと同時に処理すると、生理的なβ-カロテン濃度(5μM)でもテロメラーゼの有意な阻害効果が認められた。この効果を動物実験でも確認した。80%以上のヒト癌組織に検出され、細胞に無限増殖能を与える酵素“テロメラーゼ"は、癌診断の新たなマーカーとしての利用が期待される一方で、その酵素活性の阻害による癌治療への応用が近年世界的に注目を集めている。申請者はテロメラーゼ阻害物質を食品成分から探索した結果、カロテノイドの一種であるβ-カロテンを新たに発見した。そこで平成22年度では、1)カロテノイドによるテロメラーゼ抑制効果とその作用機序の解明、2)カロテノイドのテロメラーゼ抑制作用に影響を及ぼす食品成分の探索、についての基盤的解明を図ることを目的とした。β-カロテンは癌遺伝子c-mycとテロメラーゼ触媒サブユニットhTERTの遺伝子発現を抑制することで、テロメラーゼ活性を転写レベルで阻害することがわかった。以上より、β-カロテンによるテロメラーゼ活性阻害の分子機構の一端を解明し、その効果を飛躍的に高める食品成分を見出した。これらの成果は食品成分による癌予防に結びつくと期待されるため、食品学、栄養学、生化学にとどまらず、薬学や医学の分野に大きく展開できると考えられる。また、食品成分を高付加価値化できるために食品産業の活性化が図られるとともに、高齢化が進む日本人の健康維持への貢献や増大する国民医療費の抑制にもつながる可能性があるため、社会的意義と波及性が大きい。80%以上のヒト癌組織に検出され、細胞に無限増殖能を与える酵素"テロメラーゼ"は、癌診断の新たなマーカーとしての利用が期待される一方で、その酵素活性の阻害による癌治療への応用が近年世界的に注目を集めている。我々は、テロメラーゼ阻害物質を食品成分から探索した結果、カロテノイドの一種であるβ-カロテンを新たに発見した。そこで平成23年度は、カロテノイドのテロメラーゼ抑制効果をin vivoで検証することを目的とした。ヒト前立腺癌細胞DU145をヌードマウス(BALB/cAJcl-nu,nu/nu)背部皮下に移植し、β-カロテンを胃内ゾンデにより経口摂取させた。その結果、β-カロテンの単独投与よりもβ-カロテンとビタミンEを同時に投与することで腫瘍組織の有意な退縮が認められた。また、β-カロテンとビタミンEの投与によりその腫瘍におけるテロメラーゼ活性とテロメラーゼ触媒サブユニットhTERTの遺伝子発現が抑制され、テロメア長の短縮も確認できた。このことから、β-カロテンとビタミンEはテロメラーゼ活性の阻害を介して腫瘍の増殖を抑制すると考えられた。以上より、カロテノイドによるテロメラーゼ阻害作用をin vivoで明らかにした。β-カロテンとビタミンEの同時摂取はテロメラーゼ阻害を介した癌の発症・進展予防に役立つ可能性があり、また、これらの成果は生化学、食品化学、栄養学にとどまらず、薬学や医学の分野に展開できると考えられ、社会的意義・重要性が高いと言える。
次世代リモートセンシングデータによる高精度な森林バイオマス推定方法の確立

次世代リモートセンシング技術として、同一対象地において高分解能人工衛星、航空機、UAVによる異なる撮影高度の多段階センシングデータを用いた。研究代表者が開発した画像解析アルゴリズム(特許第4900356号)を用いて、それぞれのデータから高精度な単木樹冠抽出を行い、樹種別の立木位置と本数画像を作成した。現地調査で比較・検証した結果、いずれのデータも85%以上の分類精度となり、実用化目標の80%以上を確保した。さらに、私たちは樹種別の単木樹冠情報を広域に使用して、林分単位での森林バイオマス推定を行った。この技術成果は海外英文誌に掲載され、専門分野の国際学会で講演し、高い評価を得た。本研究は、次世代リモートセンシング技術として、同一対象地を高分解能人工衛星、航空機、自動空撮UAVによる撮影高度の異なる多段階センシングデータを用いて、樹冠抽出に関するオリジナル技術を高密度の針葉樹人工林や天然林に適用し、高精度の単木樹冠抽出と樹種分類を行う手法を開発する。さらに、内挿法による広域展開と樹種別の単木樹冠情報をもとに、林分単位での森林バイオマス推定を行う。研究成果物として樹種別の樹冠配置図、森林バイオマス推定図を関係市町村に提供・検証することで、高精度な森林バイオマスの推定方法を確立する。平成24年度は多様な林相を持つ信州大学農学部演習林の密度の異なるヒノキ、スギ、アカマツ、カラマツの針葉樹人工林を対象に、林齢、本数、樹冠占有面積割合の異なる場所に精度検証のための詳細な試験地を設定し、高分解能人工衛星、航空機、自動空撮UAVから多段階センシングデータを取得した。研究代表者が開発したアルゴリズム(特許第4900356号)を用いて、それぞれのデータから高精度な単木樹冠抽出を行い、樹種別の立木位置と本数画像を作成した。現地調査で比較・検証した結果、いずれのデータも85%以上の画像からの抽出精度となり、当該特許技術による実用化目標の80%以上を確保した。この技術成果は海外英文誌(Journal of Remote Sensing)に掲載され、さらに専門分野の国際学会(ForestSAT2012、オレゴン州立大学、アメリカ)で講演し、高い評価を得た。招待講演は5月に南京林業大学森林資源学部で大学院生への研究指導と招待講演、国内では(株)アジア航測、長野県の市町村、信州大学地域連携フォーラムで講演した。研究成果は日本の三大美林で、樹齢350年のヒノキ天然林のある木曽赤沢自然休養林の学術参考保護林に適用し、第123回日本森林学会で口頭発表した。市町村への技術指導として、信州大学農学部が所在する長野県南箕輪村の大芝村有林、伊那市長谷の民有林で行った。さらに、レーザー計測による高さ情報の取得により、高精度な森林バイオマスの推定方法を確立する。平成25年度は日本の三大美林で、樹齢350年のヒノキ天然林のある木曽赤沢自然休養林の学術参考保護林で、地形や、本数、樹冠占有面積割合の異なる場所に精度検証のための詳細な試験地(1ha)の試験地を4カ所設定し、高分解能人工衛星、航空機から多段階センシングデータを取得した。研究代表者が開発したアルゴリズム(特許第4900356号)を用いて、高精度な単木樹冠抽出を行い、樹種別の立木位置と本数画像を作成した。現地調査で比較・検証した結果、いずれのデータも85%以上の画像からの抽出精度となった。森林バイオマスの推定には3次元の樹高の情報が必要であり、航空機で撮影されたレーザー計測データの解析に取り組んだ。この研究成果は10月にアセアンリモートセンシング学会で発表した。また、中国北京市で開催された森林レーザー学会(SilviLaser2013)に出席して、世界の森林レーザー研究者たちと交流し、2014年度からフィンランド国最先端レーザー研究所のHyyppa所長と国際共同研究を開始することになった。招待講演は3月にインドネシアボゴール農科大学森林学部で大学院生への研究指導と招待講演を行った。国内では信州大学地域連携フォーラム、山岳科学総合研究所シンポジウム等で講演した。研究成果は第124回日本森林学会で口頭発表した。市町村への技術指導として、信州大学農学部が所在する長野県南箕輪村で森林整備に関する支援を行った。

本研究は、次世代リモートセンシング技術として、同一対象地を高分解能人工衛星、航空機、自動空撮UAVによる撮影高度の異なるセンシングデータを用いて、オリジナル技術を針葉樹人工林や天然林に適用し、市町村に提供・検証することで、高精度な森林バイオマスの推定方法を確立する。平成26年度は多様な林相を持つ信州大学農学部演習林のヒノキ、スギ、アカマツ、カラマツの針葉樹人工林について、高分解能人工衛星、航空機、自動空撮UAVから多段階センシングデータから、研究代表者が開発したアルゴリズムを用いて、それぞれのデータから高精度な単木樹冠抽出を行い、樹種別の立木位置と本数画像を作成した。南箕輪村の村有林のヒノキ、アカマツ林でも同様に取り組み、比較・検証した結果、いずれのデータも85%以上の画像からの抽出精度と、実用化目標の80%以上を確保した。バイオマスの算定因子で、樹高は重要であるが、地上と空からの光学センサでは樹高の直接測定は困難である。一方、樹高など地形や建物などの三次元計測可能なレーザセンシングが日本においても急速に普及してきた。そこで、レーザセンシング分野で世界最先端のフィンランド国測地学研究所と学術交流協定を結び、第一人者であるHyyppa教授とバイオマス算定技術の共同研究を開始した。相互に相手機関を訪問し、国際シンポジウムを企画して相手機関で講演した。研究成果は、書籍としてレーザーとレーダーによる森林リモートセンシングの国際テキストに共同執筆者として参加した。Tyalar&Francisから2015年度に出版予定である。学会発表は樹齢350年のヒノキ天然林の森林バイオマス研究で、北海道大学で開催された第125回日本森林学会で口頭発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。森林学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の基盤となる高精度なデータの取得、ソフトウエアの購入、データ解析、開発技術の海外ジャーナル掲載、国際学会での研究成果の発表など計画通りに進んでいる。研究の基盤となる高精度なデータの取得、データ解析、開発技術の海外ジャーナル掲載、国際学会での研究成果の発表、国際共同研究の進展など計画通りに進んでいる26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度に得られた結果を基にして、画像解析から簡便にバイオマス推定できる方法を検討する。高精度な森林バイオマス推定に関して、今まで光学センサ(二次元座標)をもとにした単木レベルの樹種分類と現地調査による樹高推定値を組み合わせで行っていた。一方、世界的にレーザー計測による自動の樹高値を加えることで、より正確に広範囲のバイオマスが自動算定できる可能性が出てきた。そこで、レーザーによるバイオマス推定を先駆的に取り組んでいるフィンランド国最先端レーザー研究所と国際共同研究を進め、日本の森林管理に大きく貢献できる新たな技術開発を進めていく。研究室の大学院生も国際共同研究に参画させることで、レーザー計測の人材育成と森林バイオマスの分野で世界から注目される研究室を目指していく。購入予定の空撮用ラジコンヘリコプターが他機関から借用できたため、次年度使用額が生じた。研究対象地の撮影時期や地上解像力の異なる複数の高分解能人工衛星データを購入することで、技術の応用と検証ができ、森林バイオマス推定をより高精度かつ実用化に近づける。当初計画よりも安値で研究が遂行できたため、次年度使用額が生じた。最終年度として、研究成果について、積極的に国際学会で研究発表する共に海外研究者と国際共同研究を進める。
子宮体癌特異的発現遺伝子による分子診断

子宮体癌を表出する分子的メカニズムを解析するために、まず子宮体癌・正常子宮内膜の新鮮凍結標本から抽出したRNAを使用し、改良型Serial Analysis of Gene Expression(SAGE)法によって、各11000個以上のmRNAを解析、遺伝子発現プロフィールを作製した。従来のSAGE法では、各mRNAから14bpの配列の情報しか得られなかったが、この改良型SAGE法では4bp長い18bpの長さを持った遺伝子配列の出現頻度のリストが作製できることにより、2次スクリーニングをより正確なものにすることができる。改良型SAGE法の結果をコンピューター解析し、子宮体癌・正常子宮内膜の遺伝子発現プロフィールを作製し比較した。その上で、2つの組織間で発現量に大きな差のある遺伝子配列約100個を拾い上げ、データベースで検察をして表出する遺伝子確認した後、不適当なものを除いた約40個を、候補遺伝子配列とした。2次スクリーニングとして、まず子宮体癌・正常子宮内膜、各5検体の組織それぞれからmRNAを抽出した。約40個の候補遺伝子配列のプライマーセットをそれぞれ作製し、もっとも効率のよいプライマーセットを選択した。そのプライマーセットを使用しSYBRGreenの蛍光をモニターすることで、real-time quantitative RT-PCRを約40回行った。結果から、子宮体癌・正常子宮内膜組織でそれぞれ更に明らかに発現量の差のある候補遺伝子のみを選び出し、それを2次スクリーニング後の候補遺伝子とした。しかし、この際に正常内膜で月経周期に関して、発現遺伝子に差異が生じていることが解った。現在、さらに正常内膜組織を、月経周期毎に区分けし、それらをコントロールとして子宮体癌の多検体を用いて、real-time quantitative RT-PCRによる3次スクリーニングを行い、子宮体癌の発現の関連する遺伝子を検索している。子宮体癌を表出する分子的メカニズムを解析するために、まず子宮体癌・正常子宮内膜の新鮮凍結標本から抽出したRNAを使用し、改良型Serial Analysis of Gene Expression (SAGE)法によって、各11000個以上のmRNAを解析、遺伝子発現プロフィールを作製した。改良型SAGE法の結果をコンピューター解析し、子宮体癌・正常子宮内膜の遺伝子発現プロフィールを比較した。その上で、2つの組織間で発現量に大きな差のある遺伝子配列を拾い上げ、データベースで検察をして表出する遺伝子確認した後、不適当なものを除いた約40個を、候補遺伝子配列とした。
戦後のドイツ語圏文学における「語られる記憶」と女性のエクリチュールの批判的考察

平成23年度は、昨年度中に行ったドイツでの在外研究をより発展させることに努めた。昨年度に引き続き、東部ドイツ出身の作家ウーヴェ・ヨーンゾンの長編四部作『記念の日々』Jahrestageにおける「故郷Heimat」像および「非-故郷Nicht-Heimat」像を中心に研究を続行した。6月にヨーンゾン協会主催の第一回国際ドクトラント・ワークショップ(ロストック/ドイツ)にて研究発表を行った。準備中である博士論文の大まかなアウトラインの紹介も兼ねた本研究発表では、昨年ドイツで執筆したゼミナール論文を踏まえ、D.E.とAnitaという二人の登場人物を例に、『記念の日々』における「故郷」をめぐる問題を取り上げた。ロストックで発表した研究成果をより具体化させることを目指し、10月には日本独文学会2011年秋季研究発表会(金沢大学)にて研究発表を行った。本研究発表をもとに執筆した論文は、平成24年3月刊行の大学紀要『言語情報科学』第10号に掲載された。平成24年3月には第54回ドイツ文化ゼミナール(IPC生産性国際交流センター)に参加し、ドイツ語にて研究発表を行った。女性主人公のゲジーネの頭の中でのみ展開される「死者/生者との架空の対話」の分析に重点を置いた本研究を進めていく過程で、『記念の日々』において「声」というメディアが故郷をめぐる問題と密接に関わっていることが明らかになった。本作品の根幹を成している「(コミュニケーションの媒介として機能するあらゆる)メディア」「エクリチュール」「記憶/想起」「歴史」「罪/贖罪」などの問題は、複雑に絡み合う「故郷」、とりわけドイツ語圏文化における「故郷Heimat」の問題を語る上で無視することはできない。上記の研究状況を踏まえた上で、本年度は所属専攻に博士論文執筆資格審査を申請し、現時点における博士論文のアウトラインを提出した。本年度は『記念の日々』における「故郷Heimat」のあり方について考察を行ったが、作品の核心を捉えるためには、「故郷」というモチーフおよび「故郷」から派生し得る問題について複眼的な視点から切り込む必要があると認識するに至った。当初の計画をやや修正した上で、研究を続行する。「故郷」をめぐる問題は、ドイツに限らず、今もアクチュアルなテーマの一つである。今後は『記念の日々』の持つ同時性にも注目し、ギュンター・グラスやハインリヒ・ベル、クリスタ・ヴォルフやインゲボルク・バッハマンなど、ヨーンゾンと同じく「故郷」について言及している同時代の作家も取り上げる。『記念の日々』の根幹を成している「メディア」「エクリチュール」「記憶/想起」「歴史」「罪/贖罪」などの問題も視野に入れた上で、今後も引き続き戦後のドイツ語圏文学において作家の性差はどの程度作品に影響を及ぼすか、性差を利用して新たな文学の可能性を切り開くことは可能かという問題について幅広く検討し、博士論文を執筆する。今年度は、研究テーマに関連する作品の熟読と資料の収集を重点的に行った。日本国内で入手できる文献は可能な限り入手し、入手が困難である文献も明らかになった。当初、クリスタ・ヴォルフとインゲボルク・バッハマンの作品に重点をおいていたが、東ドイツ体制および女性のエクリチュールに対して客観的な立場をとれなくなる恐れがあったため、研究計画を変更し、西ドイツおよび西側諸国で執筆活動を行っていた東ドイツ出身の作家ウーヴェ・ヨーンゾンを中心に研究を進めた。戦後のドイツ語圏文学(とりわけ冷戦下の両ドイツ文学)をより広い視野からとらえるためである。ヨーンゾンの作品では、自らの手で運命を切り開く女性が物語の根幹を成している。中でも、処女作『イングリット・バーベンダエールデ卒業試験1953年』と、集大成に当たる長編4部作『記念の日々』の主人公が女性であることは注目に値する。なぜ、男性であるヨーンゾンはあえて女性の主人公を起用したのか。今年度は、まずこの疑問から出発した。ヨーンゾン作品の女性像に注目した研究は多くはなく、ここ十数年でようやくフェミニズムの視点からも論じられるようになった(A・クラウス1999、S・ゴーリッシュ1995)。先行研究では、ヨーンゾン作品に登場する男性陣が現状に甘んじているのに対して、女性陣が能動的であるという指摘がなされ、ヨーンゾンの描く女性像は「アウトサイダー的かっ男性の理想が投影されたユートピア的な存在」であるという結論に達している。これは的を射た指摘であるが、それでも登場人物の特徴が作者の性差や伝記と結びつけられている点においては、従来のフェミニズム研究の域を超えていない。本研究では、今後、ヨーンゾンの表現する女性像および女性のエクリチュールや、彼のエクリチュールに対する批判を踏まえた上で、ヨーンゾン作品を支えるコンセプトー「故郷」および「故郷の喪失」、そして「異他性Fremdheit」に着目する。平成22年度は1年間ドイツに滞在し、夏学期はロストック大学、冬学期はベルリン・フンボルト大学に在籍しながら、昨年同様に東部ドイツ出身の作家ウーヴェ・ヨーンゾンを中心に研究を続行した。北ドイツの都市ロストックには、ウーヴェ・ヨーンゾン協会の本部がある。2月に協会が設立されたばかりということもあり、本年度はロストック大学でヨーンゾン関係のイベントが数多く開催された。ロストック滞在時の指導教員でヨーンゾン協会の会長でもあるホルガー・ヘルビヒ(Holger Helbig)教授の計らいで、協会主催の様々なイベントに積極的に参加させていただいた。ロストック大学で開講された4部作長編『記念の日々』

Jahrestage講読のゼミナールでは自分自身の研究を発表する機会も得、参加者から多くの貴重なコメントが寄せられた。女性主人公のゲジーネと娘のマジー、およびゲジーネの恋人のD.E.が、それぞれの「過去」と「故郷」をどのように捉えているのかを分析する試みだったが、この過程でヨーンゾンの代表作ともいえる『記念の日々』において「故郷Heimat」という概念が重要な意味を持つことを再度確認した。「故郷の喪失Heimatlosigkeit」、「異他性Fremdheit」そして「故郷ではない場所Nicht-Heimat」-登場人物のたどってきた道や、彼らが現在置かれている状況によって、刻々と姿を変えていくのが『記念の日々』における「故郷Heimat」像である。以上の点を踏まえ、先に挙げた鍵概念がどのように表現され、どのように解釈し得るか、様々な角度から考察することが必要だと考える。ベルリンではベルリン・フンボルト大学のローラント・ベルビヒ(Roland Berbig)教授のもとで研究を進めた。ヨーンゾン関係の文献は日本では入手困難であることはすでにわかっていたため、ドイツ最大規模を誇るベルリン国立図書館やベルリン・フンボルト大学、ベルリン自由大学の図書館で資料収集を行った。ドイツでの在外研究を経て、これまで取り組んできた研究課題をより広い視野から捉えなおす機会を得た。ヨーンゾン研究の最新の研究動向を知ることができたのも、大きな収穫であった。来年度は、今回の在外研究をより発展させることに努める。平成23年度は、昨年度中に行ったドイツでの在外研究をより発展させることに努めた。昨年度に引き続き、東部ドイツ出身の作家ウーヴェ・ヨーンゾンの長編四部作『記念の日々』Jahrestageにおける「故郷Heimat」像および「非-故郷Nicht-Heimat」像を中心に研究を続行した。6月にヨーンゾン協会主催の第一回国際ドクトラント・ワークショップ(ロストック/ドイツ)にて研究発表を行った。準備中である博士論文の大まかなアウトラインの紹介も兼ねた本研究発表では、昨年ドイツで執筆したゼミナール論文を踏まえ、D.E.とAnitaという二人の登場人物を例に、『記念の日々』における「故郷」をめぐる問題を取り上げた。ロストックで発表した研究成果をより具体化させることを目指し、10月には日本独文学会2011年秋季研究発表会(金沢大学)にて研究発表を行った。本研究発表をもとに執筆した論文は、平成24年3月刊行の大学紀要『言語情報科学』第10号に掲載された。平成24年3月には第54回ドイツ文化ゼミナール(IPC生産性国際交流センター)に参加し、ドイツ語にて研究発表を行った。女性主人公のゲジーネの頭の中でのみ展開される「死者/生者との架空の対話」の分析に重点を置いた本研究を進めていく過程で、『記念の日々』において「声」というメディアが故郷をめぐる問題と密接に関わっていることが明らかになった。本作品の根幹を成している「(コミュニケーションの媒介として機能するあらゆる)メディア」「エクリチュール」「記憶/想起」「歴史」「罪/贖罪」などの問題は、複雑に絡み合う「故郷」、とりわけドイツ語圏文化における「故郷Heimat」の問題を語る上で無視することはできない。
小型魚類を用いた配偶者選別に関わる脳領域の同定、及びその進化・発生学的起源の解析

CXCRシグナルは終神経GnRHニューロンの形態形に関わる近年、マウスとゼブラフィッシュにおいて、CXCRシグナルがGnRH(ゴナドトロピン放出ホルモン)ニューロンの発生に関与することが報告され、当該変異体の行動異常がGnRHニューロンの発生異常に起因する可能性が考えられた。脊椎動物には3種類のGnRHニューロンが存在するが、その中でいずれの発生にCXCRシグナルが働くかは不明であった。CXCR7-MOとCXCR4-MOの注入の結果、視索前野GnRHニューロンの発生は正常であった一方、終神経GnRHニューロンは細胞移動に異常が生じて、異所的な軸索投射が生じた。また、CXCR7-/-gnrh3-gfp系統では同様に、終神経GnRHニューロンの形態形成異常が観察された。以上から、メダカでは終神経GnRHニューロンの細胞移動に、CXCRシグナルが必要であることが示された。終神経GnRHニューロン破壊個体は、求愛受け入れが異常に亢進する3種類のGnRHニューロンのうち、視索前野GnRHニューロンは、脳下垂体へ投射してゴナドトロピン(LH・FSH)の放出制御を介して性成熟・排卵を制御している。一方、終神経GnRHニューロンは網膜・嗅球から小脳に至るまで広範囲に軸索を投射するという特徴的な形態を示し、オスの性的動機付けに関わると示唆されていたが、メスでの役割や配偶者選択行動における役割は不明であった。そこで終神経GnRHニューロンがメスの求愛受け入れに関与するか調べる目的で、GFPガイドレーザーアブレーション法により、終神経GnRHニューロン特異的な破壊実験を行った。その結果、終神経GnRHニューロン破壊個体メスでは「見知らぬオスも受け入れる」という求愛受け入れの異常な亢進、オスでは求愛円舞数の減少が見られ、これはCXCR7/4変異体の行動異常と同様であった。オスの視認は、規則的自発発火の頻度を上昇させるオスの視覚情報がメスの終神経GnRHニューロンへ伝達される可能性を検討するため、電気生理学的手法により、メスの終神経GnRHニューロンの規則的自発発火パターンを記録した。その結果、配偶行動を頻繁に行う若い成体メスでは、配偶相手のオスを視認した後に自発発火頻度が上昇した。一方、性成熟前のメスや性成熟してない老齢メスでは自発発火頻度上昇は観察されず、発火頻度は非常に低かった。以上から、オスの視認とメスの終神経GnRHニューロンの自発発火の頻度との間に相関関係があることが示された。視覚情報依存的な配偶行動の制御に関わる神経基盤の解明を試みた。まず、交尾前にメスとオスを透明壁で隔離して互いに視覚的に認識できるようにすると、隔離解除後にメスの交尾受け入れが亢進することを報告した。また、このメスの交尾の受け入れ亢進が、フェロモンなどの嗅覚情報が関与しているものではないことを示した。次に、メダカ脳において交尾行動依存に興奮する神経回路を同定することを目的として、行動前後における初期応答遺伝子c-fosの発現解析を行った。in situハイブリダイゼーション法を行った結果、交尾依存的に終脳全域、嗅球、視蓋細胞層、視床下部、下垂体前葉において強い発色が観察された。また、メスの脳を解剖により各脳領域に分けて定量的RT-PCR法によりc-fosの発現量を測定した。その結果、交尾後の個体では交尾前に比べて終脳、視蓋、小脳でそれぞれ平均1.8倍、2.1倍、2.2倍の有意な発現上昇が検出された。一方、視床下部・下垂体では有意差は検出されなかったが、交尾後の個体で平均1.77倍高い発現が検出された。以上の結果から、初期応答遺伝子c-fosの発現は交尾後、脳の複数の限定した領域で上昇しており、配偶行動における視覚情報処理(視蓋)、感覚統合(終脳:哺乳類の大脳に対応)、運動制御(小脳)などに関わる様々な脳領域の興奮を反映したものと考えられた。そこで次に、交尾の受け入れ亢進に関与する候補脳領域を同定することを目的とし、隔離解除後(交尾後)30分における、透明壁隔離群(交尾相手を視認でき、受け入れ亢進を示す)と不透明壁隔離群(交尾相手を視認できず、受け入れ亢進を示さない)の間のc-fosの発現に差異がある領域を検索した。その結果、in situハイブリダイゼーションでは視蓋細胞層において、定量的RT-PCRでは小脳において、透明壁隔離群のメスのc-fosの発現量が高いことが示された。前年度に作成した配偶者選別行動の新規行動アッセイ系を用いて、交尾行動に異常を示すメダカ変異体のスクリーニングを行った。野生型のメスは、交尾行動前日より視認したオスに対して、特異的に交尾の受け入れ亢進を示す。一方で、変異体スクリーニングの結果、視覚的に認識していなかったオスに対しても、交尾の受け入れ亢進を示す変異体メスを2系統見出した。両遺伝子をそれぞれ特異的にノックダウンするモルフォリノオリゴ(MO)を顕微注入したところ、同様の表現形が観察されたことより、胚発生時期における形態形成異常が成体での性行動の変化を起こしたことが示唆された。