hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタロミクスを応用したミヤコグサ金属集積関連QTLの解析

マメ科のモデル植物であるミヤコグサにおける金属集積の系統間差を解析したところ亜鉛集積において差が顕著であり、Zn-65を用いた解析からGifu系統でより短時間で上位葉まで輸送されていた。地上部への亜鉛集積を指標として、Gifu、Miyakojima両系統の後代約80系統によるQTL解析を行ったところ、亜鉛集積に関わると考えられる約20のQTL領域が得られ、同時に行ったマイクロアレイ解析からGifuで高発現し、かつQTL領域に座乗する亜鉛輸送体の相同遺伝子を得た。1、金属集積関連QTLの解析約20元素の放射性同位元素の混合溶液である理研マルチトレーサーを用いて、ミヤコグサGifu B129とMiyakojima MG-20間で作成されている組換え自殖系統(RILs)における金属元素の集積様式の比較を行った。本年度の研究から地上部の、特に茎におけるZnとSrの集積に関与すると考えられるQTLが、Znで10箇所、Srで4箇所得られている。このうち3箇所のQTLはZnとSrで共通していたが、Srの残りの1箇所は独立したQTLであった。これらは元素集積の制御機構に、共通する遺伝子と独立した遺伝子があることを示唆しており、植物の金属集積における協調性と独立性を示していると考えられる。また昨年6月に公開されたミヤコグサゲノムの塩基配列データを基にして、シロイヌナズナなどでZnの集積に関連すると報告されている既知遺伝子の相同遺伝子を探索したところ、地上部でのZnの集積を指標にして得られたQTL領域にZn輸送体(AtHMA4)の相同遺伝子が含まれていることが示唆された。2、既知金属集積関連遺伝子の発現解析既知Zn輸送体遺伝子(AtHMA4)のミヤコグサにおける相同遺伝子の機能を解析するために、ミヤコグサESTライブラリから該当QTL領域の遺伝子が発現した転写産物であると考えられるESTを選抜した。その配列情報を基にプライマーを設計し、RT-PCRによる発現量の解析を行っている。また併せて品種間での塩基配列比較も行うため、Gifu B129とMiyakojima MG-20それぞれから本相同遺伝子のクローニングを行っている。ミヤコグサの主要実験系統であるMiyakojimaとGifu、さらにそれらをかけ合わせ、分子マーカーにより遺伝子型が決定された組換え自殖系統(RILs)を実験に用いている。QTL解析に用いるRILsを大幅に増やすために亜鉛に着目した解析を行った。48時間のZn処理によって地上部に輸送されたZn-65の量を比較した結果、発芽後4週目では、MiyakojimaよりもGifuの方が高い亜鉛吸収速度を示すことが明らかになった。イメージングプレートによりZn-65の局在を比較すると、両系統とも共通して茎や節、根の先端に高い集積が見られたものの、全ての部位でGifuの方が高濃度に亜鉛を集積していた。以上からMiyakojimaとGifuで亜鉛の集積速度に差があることが示されたので、RILsを用いて栄養成長期における亜鉛集積速度の比較を行った。これまでに約70系統を用いて亜鉛吸収速度の測定を行い、それらの結果を基にした解析から複数のQTLを得た。ミヤコグサのゲノム情報から、第3染色体80cM付近に得られたQTLには金属輸送に関与するとされるMTPB1,HMA5,HMA7の相同遺伝子が、第6染色体10cM付近のQTLには重金属輸送に関連する遺伝子の相同遺伝子が存在していた。しかしながら他のQTLには金属輸送に関与すると考えられる遺伝子の相同遺伝子が存在しないため、新規金属集積関連遺伝子の取得が期待される。また昨年度の解析で希土類元素であるYの集積に差が認められたことに着目し、その他の希土類元素を多く含むHfならびにAuに由来するマルチトレーサーを用いた解析も進行中である。以上により、植物が有する金属集積機構では、複数の金属に共通する遺伝子と個々の金属に特異的な遺伝子があることが示唆され、植物の金属集積における協調性と独立性が示されていると考える。ミヤコグサの主要実験系統であるMiyakojimaとGifu、さらにそれらをかけ合わせ、分子マーカーにより遺伝子型が決定された後代である組換え自殖系統(RILs)を用いて亜鉛集積を制御する遺伝子座の同定を進めた。昨年度の解析から栄養成長期のGifuにおいて地上部への高い亜鉛集積が認められたことから、亜鉛集積の系統間差をより詳細に検証するために、亜鉛のトレーサーであるZn-65の挙動をリアルタイムに画像化できるPETIS(Positron-emitting tracer imaging system)法による解析を試みた。根への亜鉛取り込みには両系統に顕著な差は認められなかったものの、Gifuでは根から地上部への亜鉛輸送活性が高く、一方Miyakojimaでは吸収された亜鉛が根に留まる傾向があることが明らかとなった。

また地上部への亜鉛集積を対象としたQTL解析では、RILsの解析数を増やして精度を高めたことにより合計20箇所のQTLが得られ、特に第4染色体30cM付近では、亜鉛を輸送するトランスポーターとして知られているIRT1およびZIP10と相同であると予測される遺伝子がQTL領域に存在していた。これらの遺伝子の発現量をMiyakojiimaとGifuの根を用いて比較すると、IRT1およびZIP10の相同遺伝子はGifuにおいてMiyakojimaよりも発現量がそれぞれ34倍に高まっていることが示された。本研究によりミヤコグサの亜鉛集積・輸送に関わる複数のQTLが得られたことから、個々の候補領域に存在する遺伝子の発現解析や塩基配列の比較をより効率的に行うことが可能となり、植物の亜鉛集積・輸送に関わる機能の解析において更なる展開が期待される。
ナノ複合材料創成のための高分子流体のマイクロ流路内流れにおける流動誘起構造解析

微小流路内における流れによって誘起される高分子流体の内部構造変化について調べた。この測定のために独自の光学系を構成し,微小流路内において100μmステップの高い空間分解能で複屈折を測定することができた。また,速度分布も測定した。複屈折は流動による内部構造の変化と密接に結びついているので,複屈折分布と速度分布を知ることで,流動による構造変化を定量的に知ることができた。流れ場として微小円柱まわりの流れと急縮小流れとを取り上げた。その結果,円柱上流部の減速流れ場では円柱に近づくにつれて高分子の分子配向が流れと直交する方向に向くことで,いったん配向の程度が低下するが,円柱のすぐ上流部で高い配向度を示した。それに対し,下流部の伸長流れ場では下流に流れるにつれ配向度が急激に上昇し,内部構造の変化が伸長流れ場に大きく影響されることが明らかとなった。微小領域において光学的測定により流動誘起構造の変化を明らかにしたことはたいへん重要である。次に,ナノスケールの微細繊維からなるバクテリアセルロース(以下ではBCと称す)を分散させた流体の流路内流れについて検討した。4:1の急縮小部を有する矩形断面の流路内における流れを可視化し速度分布を計測した。急縮小部から十分に上流にある位置では,グリセリンは放物線状の速度分布を示すが,BC流体では中央部が平らになったプラグフローに近い速度分布となった。またBCの濃度が上昇すると,さらに台形に近い速度分布となった。また,急縮小部でも同様の傾向が見られた。急縮小部の上流角部に生じる循環二次流れの流れ方向の大きさを調べた。その結果,BC流体ではグリセリンよりも大きな渦となり,またBCの濃度が上昇するとともに渦も大きくなった。これはBC流体の伸長粘度特性に起因する現象であると考えられる。この研究ではナノファイバー分散流体の流動を初めて明らかにした点で重要な結果を得た。ナノスケールの微細繊維からなるバクテリアセルロース(以下ではBCと称す)を分散させた流体の流路内流れについて検討した。この繊維をグリセリンに0.2wt%および0.05wt%だけ分散させた流体を試料流体とした。BC流体の定常せん断粘度および動的粘弾性をレオメーターで測定することにより,BC流体はシェアシニング粘性と弾性を持ち合わせる流体であることがわかった。また,いずれの特性も,BCの濃度が大きな0.2wt%流体のほうが顕著な粘弾性を示した。これらの流体を用いて,矩形断面を有する流路内における流れを可視化した。本年度は比較のために大きなサイズの流路をとりあげた。矩形断面は幅が8mm,高さが10mmである。この矩形管は途中に4:1の急縮小部を有している。本研究では,BC流体にポリスチレンビーズを少量だけ添加することでトレーサーとし,この急縮小部における速度分布を計測した。これはBC流体のもつシェアシニング粘性が原因である。次に,急縮小部の上流角部に生じる循環二次流れの流れ方向の大きさを調べた。

その結果,BC流体ではグリセリンよりも大きな渦となり,またBCの濃度が上昇するとともに渦も大きくなった。これはBC流体の伸長粘度特性に起因する現象であると考えられる。伸長粘度は測定が一般に困難なために,BC流体の伸長粘度特牲は測定できなかったが,粘弾性の顕著な流体ほど大きな伸長粘度を有する傾向にある。したがって,BC流体でグリセリンよりも大きな渦が観察されたのは,急縮小部で伸長粘度が増大し,それにともなって急縮小部において伸長応力が増大し,それを回避するために渦が増大して伸長応力を少しでも低下させようとするメカニズムが働いているものと考えられる。複合材料の金型内によくみられる邪魔ピン(円柱)まわりの流れをとりあげた。高分子流体の内部構造を反映する流動複屈折をレーザーを用いて精密に測定した。このとき用いた円柱の直径は550μmであり,顕微鏡の対物レンズを集光レンズとして用いることでレーザーのビーム径を約6μmまで細線化した。これにより,微小な物体まわりのマイクロ流れにおいても100μmステップの空間分解能で複屈折を測定できる光学系を開発できた。円柱まわりの流れは大きく分けて次の領域に分けられる。(1)円柱のずぐ上流部における減速流れ,(2)円柱を通過するときの加速・減速流れ,(3)円柱下流部における加速流れである。領域(1)においては,十分上流部からよどみ点にかけて,複屈折がいったん小さくなったあと,大きくなり,減速流れの影響が現れた。分子の配向方向は,十分上流部で流れ方向であったが,よどみ点付近で流れと直交方向となった。領域(2)では,阿加速域では複屈折が増大し,減速域では低下した。さらに領域(3)では,ウェルドライン付近での伸長流れにより,複屈折が大きくなり,十分下流域において一様な流れとなったあとにも複屈折が大きいまま維持された。これらの結果から,流体の内部構造の異方性は,せん断流れや伸長流れに大きく依存するが,とくに伸長流れの影響が大きいことが明らかとなった。さらに,急縮小部を有する流れ場においても同様の測定を行い,急縮小部においてもやはり伸長の影響が複屈折に大きく影響した。また,角部に生じる循環二次流れ中においては,流速がたいへん遅いため,複屈折は非常に小さくなった。以上の結果から,内部構造の変形の程度の分布を微小なサイズの流路において明らかにすることができた。
カルシウム-カルモデユリン情報伝達系に関する分子生理学的研究

カルモデュリンは真核生物に偏的に存在するCa^<2+>結合タンパク質であり、細胞内Ca^<2+>シグナル伝達系の中心的役割を果たしている。カルモデュリンは立体構造でみると、ほぼ球状で互いによく似たNドメインとCドメインとが中央のαヘリックス(セントラルヘリックス)で連結していることがわかる。各々のドメインにはCa^<2+>結合部位が2つづつ含まれ、酵素の活性化に必要な疎水領域もそれぞれのドメインに存在している。本研究では、この繰り返し構造に着目し、酵母のin vivoの系を使ってカルモデュリンの必須機能領域を明らかにした。酵母の細胞増殖にとってカルモデュリンは必須であるが、正常なカルモデュリンの代わりにさまざまな部分断片のシリ-ズを発現させて、それらの増殖の相補能を調べた。具体的にはオリゴヌクレオチドやDNAカセットを用いて翻訳開始コドンや終止コドンをカルモデュリン遺伝子のコ-ディング領域に新たに挿入し、その部分をGAL1プロモ-タ-で発現させる系を作成して実験を行った。その結果、細胞増殖のためには、NドメインあるいはCドメインのどちらか一方でもあれば十分であることがわかった。また中央のセントラルヘリックスのほとんどを欠くような部分断片でも十分であることから、カルモデュリンに特徴的なセントラルヘリックスという構造も細胞増殖に必要ではなかった。つまりカルモデュリンは2つの機能的にほぼ等価なドメイン(NドメインとCドメイン)が結合してできている。確かに半分の大きさのカルモデュリンが作られていることは免疫沈降法を用いて確認した。7つのCドメインカルモデュリン、6つのNドメインカルモデュリンはその大きさの違いのより、SDS-PAGEの電気泳動度に違いが認められた。以上の発見はカルモデュリンの機能発現のメカニズムを考える上で重要であり、カルモデュリンは2回の遺伝子重複でできたという分子進化説を機能的な面からも強く裏ずけている。
住宅組合法が戦前郊外住宅・住宅地形成に及ぼした影響に関する研究

初年度は全国を対象とした住宅組合の基礎文献資料の収集を行い、住宅組合法の成立から廃案に至るまでの実施過程と全国における組合の設立状況を明らかにした。2年度では六大都市における主要図書館・文書館を踏査して、住宅組合に関する原史料について確認し、住宅組合の実施状況を把握し、各都市における実状を明らかにした。主な図書館・文書館は次の通りである。・東京都-国立国会図書館、東京中央図書館、東京都公文書館・横浜市-横浜市立図書館、神奈川県立公文書館・名古屋市-名古屋市立市政資料館、愛知県立公文書館、愛知県立西図書館・京都市-京都府立公文書館、京都市総務局総務課情報公開課・大阪市-大阪公文書館、大阪府立総合図書館・神戸市-神戸市公文書館、神戸市市政情報室、神戸市立中央図書館3年度は震災で被害を受けた横浜市及び軍都であった横須賀市の実態を明らかにした。また、神奈川県公文書館には住宅組合資金を利用した県内の組合の住宅図面が残されており、それらの史料をもとに横須賀市において組合員住宅の実測調査を行った。最終年度は横浜・名古屋・大阪・神戸における市議会資料を調査し、各都市において住宅組合に関してどのような議論がされていたか、その衰退していく様子を明らかにした。ちなみに今回の調査で発見できた資料については当初の予想をはるかに越え、今後も検証を加えていく必要がある。たとえば、神奈川県公文書館では多くの図面史料が見られるため、これら組合員住宅を通して、震災復興後の庶民住宅を検証するといった研究の展開が可能である。初年度は住宅組合法の概要を知るために,主に基礎文献史料の調査収集作業を行った。最初に基礎データとして,東京市政調査会が発行する『都市年鑑』(昭和11年昭和16年)と大原社会問題研究所が発行する『社会事業年鑑』(大正11年昭和16年)を調査した。そこから各年時ごとの各県別に記載される住宅組合の総数を把握し,その申請数と設立数を比較して,住宅組合における実施状況について検討した。次ぎに住宅組合法の設立時における大正10年から廃案までの昭和46年に至る新聞記事等について調査した。新聞記事には住宅組合に関するその時々の問題点や,一般市民からの世評などが掲載されている。ここではそれらの新聞記事を基に,組合法が実施された経緯や途中での法案改正,また法案に含まれる問題点や住宅組合法が廃案に至った理由について明らかにした。こうした作業を経て,欧州における建築組合を範に成立した言われる,日本での適合性について検討した。更には住宅組合法によって成立した事例として,実際の住宅地について検証した。住宅組合法の先行研究については,東京の事例を扱った拙稿(「東京における戦前“住宅組合"の設立と組織について」日本建築学会大会梗概集'89)と福岡・北海道(池上重康ほか「住宅組合の北海道における展開」日本建築学会梗概集,'98)などの事例がある。ここでは主に北海道の事例について,3日間かけて出張し,室蘭・函館にある住宅地と郊外住宅を見学した。また関東地区の事例としては,住宅地の見学は行わなかったものの,東京都公文書館並びに神奈川県立公文書館や横浜市立図書館において,当時の文献史料の調査と史料収集に当っており,これらの史料が整理されれば,日本での実情がさらに詳しく解明されるであろう。二年度の調査は住宅組合の実施状況について六大都市(東京・横浜・名古屋・京都・大阪・神戸)を中心に検討した。最初に六大各都市における主要図書館・文書館を踏査して、住宅組合に関する原史料について確認した。調査した図書館・文書館は以下の通りである。東京-東京中央図書館・東京都公文書館横浜-横浜市立図書館・横浜市立公文書館名古屋-名古屋市政資料館・愛知県立公文書館・愛知県立西図書館京都-京都府立総合資料館・京都市総務局総務部情報公開課大阪-大阪公文書館・大阪府立総合図書館神戸-神戸市文書館・神戸市市政情報室・神戸市立中央図書館

こうした作業の中から、これまでの研究においては未使用であった『住宅組合申請書』、『住宅組合手続き台帳』、『低利資金貸付台帳』などの基礎史料を発掘した。それらの原史料を踏まえて、『社会事業年鑑』、『社会事業概要』などの刊行資料を付け加えて住宅組合の実施状況について検討した。今年度の研究成果としては、住宅組合法の起草から廃案に至るまでの経緯について検討し、(1)住宅組合の実施過程で法案改正に関する建議書が帝国議会に提出されたこと、(2)煩雑な手続きや連帯保証制度が問題となり、法案改正が検討されたにも関わらず戦後になって実現に至ったこと、(3)昭和28年以降から中産階級への住宅供給の目的を失って昭和48年に廃止されたことを明らかにした。また全国の住宅組合の実施状況について明らかにし、次年度の発表に向けた準備を行っている。さらに今後は住宅組合法を利用した個別の住宅について調査し、実態について明らかにして行きたいと考えている。初年度は住宅組合法の成立から廃案に至るまでの実施過程について検討した。2年度では6大都市で行われた住宅組合の大まかな流れと組合組織の内容について検討した。本年度はそれらの内容を受けて、住宅組合法で建設された組合住宅について具体的な調査を行った。まず住宅組合法で建設された組合住宅については、横須賀市で組合住宅の関する図面が残っていることを発見したので、それらの図面の内容について整理した。またそこに記載された住宅の位置を地図上にプロットし、住宅地の範囲を特定すると同時に主要産業との関連について考察した。それらの住宅については残存状況を調べるために悉皆調査を行った。その結果として12棟の住宅が現存していることを確認できた。それら現存住宅については8月から12月にかけて実測調査を行った。横須賀市で建設された組合住宅の特色等については近々まとめるともりである。また横浜市においても同様の史料を発見した。それらの史料については横須賀市と同様の方法で整理を行った。横浜市については個別の住宅についてはもちろんのこと、震災で大被害を受けた横浜市の特性を考えて、関東大震災との関連について考察するつもりである。3年度は住宅組合法で建設された組合住宅について横須賀市を例に実地調査を行った。本年度は本調査研究における最終年度であるので次のような作業を行なった。まず、住宅組合法で設立された組合数が六大都市と地方都市の間でどのような隔たりがあるのか、それを調べるために戦前期に発行された『日本都市年鑑』と『社会事業年鑑』を頼りにデータ整理を行なった。また横須賀市では組合住宅の図面が残っていたので、それらの住宅を整理し、組合員住宅の特色と震災復興期におけ住宅組合の実情について把握した。さらに横浜市においても同様の史料を発見したので、それらを整理し、震災復興が住宅組合法と組合員住宅に与えた影響の大きさについて考察した。
高臨場感を有する大画面次世代三次元ディスプレイの研究

現在実用化されている二次元の大画面ディスプレイは、8×8個あるいは16×16個のLEDの二次元アレイをひとつのモジュールとして用い、これを縦横に二次元配置した構造になっている。大画面三次元ディスプレイにおいても、複数の三次元ピクセルをモジュール化して、データ伝送用ネットワーク構造の単純化を図る。1.三次元ピクセルモジュールの試作液晶パネルを8個用いることで、8×4個の三次元ピクセルを実現した。液晶パネルを傾けて用いることで、画素を変形二次元配置し、水平300方向への画像表示を可能にした。レンズアレイにはシリンドリカルレンズを8個用いた。2.三次元ピクセルモジュールの制御三次元ピクセルモジュールを1台の小型PCで制御した。1台のPCで8個の液晶パネルを制御するために、画像分割器を開発した。3.新規三次元ピクセルモジュール間の試作と機械的接続の実現前年度の動作確認モジュールによる実証実験の結果を受けて、指向性画像間のクロストークを低減し、縦横に隙間なく機械的に接続できる三次元ピクセルモジュールを新たに設計した。ひとつのモジュールを8×8の三次元ピクセルで構成した。また、実際に2×2個のモジュールを作製し、機械的に接続可能であることを確認した。4.データ通信量の削減指向性画像は、三次元物体の表示方向を非常に小さい角度ピッチでサンプリングした画像であるため、指向性画像間の類似度が非常に高い。JPEG/MPEGをベースにして、DCTと画像差分を用いて、情報量の削減を実現した。5.大画面三次元ディスプレイの検討以上の結果をもとに、競技場用と街頭用の2種類の大画面三次元ディスプレイの設計を行った。必要な三次元ピクセルモジュール数、データ送信用コンピューター数、ネットワーク構成などについて検討を行った。各モジュール内に制御回路を持たせることで、ディスプレイ全体の配線の複雑化を回避している。そこで、本研究では、一台の小型コンピューターで複数の三次元ピクセルを制御する三次元ピクセルモジュールを実現する。平成15年度は、三次元ピクセルモジュールの試作および制御について研究を行った。(1)三次元ピクセルモジュールの試作8×4個の三次元ピクセルで構成される三次元ピクセルモジュールを試作した。三次元ピクセルに必要な高密度な光源アレイとしては小型液晶パネルのピクセル群を用いた。一枚の小型液晶パネルで4つの三次元ピクセルを実現した。さらに、液晶パネルを8個用いることで、8×4個の三次元ピクセルを実現した。(2)三次元ピクセルモジュールの制御三次元ピクセルモジュールを1台の小型PCで制御した。三次元ピクセルモジュールの制御プログラムを開発し、水平300方向への画像表示を行った。三次元ピクセルモジュール間の接続にはイーサネットのTCP/IPプロトコルを用いるが、試作した三次元ピクセルモジュールに必要なデータ帯域は、約200Kbps/モジュールであった。複数の三次元ピクセルモジュールの機械的接続を実現し、画像データ圧縮によるデータ通信量の削減により複数のモジュールをギガビットイーサーにより一台のデータ送信用コンピューターで制御可能にして電気的な接続も実現した。また、将来の大画面三次元ディスプレイの実現について検討した。(1)新規三次元ピクセルモジュール間の試作と機械的接続の実現

前年度の動作確認モジュールによる実証実験の結果を受けて、指向性画像間のクロストークを低減し、縦横に隙間なく機械的に接続できる三次元ピクセルモジュールを新たに設計した。そのために、RGBストライプ構造を有する液晶パネルを光源アレイとして用いた。ひとつのモジュールを8×8の三次元ピクセルで構成した。また、実際に2×2個のモジュールを作製し、機械的に接続可能であることを確認した。(2)データ通信量の削減指向性画像は、三次元物体の表示方向を非常に小さい角度ピッチでサンプリングした画像であるため、指向性画像間の類似度が非常に高い。そこで、指向性画像間の違いのみを伝送する画像技術を開発した。具体的には、JPEG/MPEGをベースにして、DCTと画像差分を用いて、情報量の削減を実現した。(3)三次元動画表示実験2×2個のピクセルモジュールで構成される小規模な三次元スクリーンに対して、ギガビットイーサーを通して一台のデータ送信用コンピューターから三次元動画を伝送することを実現した。また、データ圧縮率と、一台の動画送信用コンピューターで制御できる三次元ピクセル数の関係を明らかにした。(4)大画面三次元ディスプレイの検討以上の結果をもとに、競技場用と街頭用の2種類の大画面三次元ディスプレイの設計を行った。必要な三次元ピクセルモジュール数、モジュール制御回路、データ送信用コンピューター数、ネットワーク構成などについて検討を行った。
第一年次の大学生を対象とした精神的健康促進プログラムの開発：系統的展望と臨床試験

当該年度においては,大学生の精神的健康と認知行動的変数の関連について,複数の大学において調査を実施した。その結果,認知行動的変数は概ね精神的健康と相関が示されることに加えて,変数の種類に応じてその相関の強さは異なることが示された。さらに,大学1年次において生じ得る居住環境の変化は,一部の認知行動的変数と精神的健康の相関に影響を及ぼすことが明らかになった。具体的には,全般的にはマインドフルネス傾向の高い者は低い者と比較して,精神的健康のポジティブな側面の状態が良いことが示された。さらにその詳細を検証すると,家族と同居している1年次の大学生においては,マインドフルネス傾向の高低は精神的健康のポジティブな側面と明らかな関連が示されない一方,家族と離れて一人暮らしをしている1年次の大学生においては,マインドフルネス傾向の高低が精神的健康のポジティブな側面に関連していることが示された。つまり,第1年次の大学生が経験し得る一人暮らしの開始は,精神的健康のポジティブな側面を阻害する要因となり得る一方,マインドフルネス傾向が高い場合は,一人暮らしの開始は精神的健康のポジティブな側面を阻害する要因にならないことが示唆された。以上のことから,マインドフルネス傾向の高さは,特に一人暮らしを開始する第1年次の大学生の精神的健康の保護要因となる可能性が示された。しかしながら,当該研究は横断的研究によるものであり,因果関係を明らかにするものではなかった。上記研究成果を踏まえ,次年度において実施する心理学的介入の臨床試験に関する資料およびプログラムの整備を行った。当初予定の研究を完遂し,次年度実施予定の研究の準備を遂行することができているため。今後,心理学的介入のプログラムを実施する。年度開始とともに,プログラム参加者のリクルートを複数大学において開始する。プログラムは説明等を含めて10週程度を要するため,前学期1クール,後学期1クールとして実施する。当該年度においては,大学生の精神的健康と認知行動的プロセスの関係を検討した文献を収集し,システマティックレビューを実施した。文献抽出は2名が独立して行った。アブストラクトの評価に基づく1次スクリーニングにおいて,包含基準を満たすと考えられる295編の文献が抽出された。その後,本文精読による2次スクリーニングにおいて,54編の文献がシステマティックレビューの包含基準を満たすものとして組み入れられた。メタアナリシスの結果,注意,思考,行動のプロセスが,大学生の全般的な精神的健康と中程度の相関があることが示された。一方,抽出された精神的健康は多岐に渡ることから,下位分類を作成した。分類は2名の協議によって行われた。その結果,精神的健康の下位分類によっては認知行動的プロセスは異なる効果量を示すことが明らかになった。以上のことから,大学生の精神的健康を対象とした認知行動的プロセスを含んだ心理学的支援プログラムは,そのプログラムが変容を目指すアウトカムに応じて介入プロトコルを調整することが有効であることが示唆された。さらに,認知行動的プロセスである注意,思考,行動については,精神的健康のいずれかの側面に対しては有効であることから,全般的な精神的健康の促進を目指す場合には,すべてを含めることが最も効果が期待できることが示唆された。次年度にわが国における実態調査を実施するために,システマティックレビューの結果を踏まえ,調査票の準備および調査協力者の依頼を行った。当初予定していた研究を完遂し,次年度に実施する研究の準備も滞りなく遂行することができているため。今後,大学生の特に第1年次を対象とした調査を実施する。調査内容は,システマティックレビューによって明らかにされた認知行動的プロセスと精神的健康の下位分類を含むものとする。調査によって,わが国の大学生において,特に精神的健康と関連が強い認知行動的プロセスや,下位分類ごとの関連の差異,さらにはデモグラフィックデータ(専攻等)による関連の差異が明らかになることが期待される。

調査の結果は,調査の翌年度に計画している介入プログラムの作成時に反映をさせる。今後,心理学的介入のプログラムを実施する。年度開始とともに,プログラム参加者のリクルートを複数大学において開始する。プログラムは説明等を含めて10週程度を要するため,前学期1クール,後学期1クールとして実施する。当該年度研究の結果に応じて購入する必要がある心理尺度があったものの,当該年度開始時および前倒し支払い請求時にはその額を確定することができなかったため,結果的に次年度使用額が生じている。最終年度に実施予定である介入プログラムで用いる心理尺度にも変更が生じたため,次年度使用額はプログラム開発準備における心理尺度購入費に充当する。研究拠点地域の災害等トラブルにより,当該年度の研究に関する説明等のための旅費を使用せず,次年度にその予定を持ち越して使用する予定である。さらに,研究の進捗に伴い購入を予定していた心理尺度を用いる必要がないことが明らかになった。当該予算は次年度に実施するプログラム資料や参加者への謝金予算等に充て,より精度の高い結果を示すようサンプルサイズを拡大する予定である。
慢性低酸素環境への順応・適応機序 特に肺血流分布の均一化について

平成8年度は、10%の慢性低酸素状態に順応したラットを対象に、安静時の肺血流分布を検討したところ、室内気吸入コントロール群と比べ肺血流分布に均一化が生じていることが判明した。すなわち、コントロール群では、血流分布は肺門を含む中心部で高く末梢に低い中心-末梢型のパターンを呈するのに対し、慢性低酸素暴露ではこの分布パターンが消失していることが示された。従って、肺血流分布が均一化することによって、肺胞気との接触面積は増大し、ガス交換効率が低酸素下で改善されていると考えられた。平成9年度は、さらに研究を発展させ、低酸素下で、トレッドミルによる運動負荷をかけ肺血流分布を決定した。対象は、室内気吸入コントロール群14匹と10%の慢性低酸素暴露群14匹である。以下のように各群をさらに2群に分け、合計4群(各7匹ずつ)とし、室内気と10%低酸素状態で運動負荷をかけた:(1)コントロール群で室内気運動負荷(2)コントロール群で低酸素運動負荷(3)低酸素群で室内気運動負荷(4)低酸素群で低酸素運動負荷。(1)群と(3)群では、運動負荷時の肺血流分布に変化を認めなかったのに対し、(2)群と(4)群では、低酸素+運動負荷で血流分布はその不均一性が増大した。従って、低酸素性肺血管攣縮に運動負荷による心拍出量の増大が加わると、肺血流分布に不均一化が生じることが示された。一方、この(2)群(4)群ともガス交換効率を示す肺胞気動脈血酸素分圧較差は運動負荷時に減少し、動脈血酸素分圧も運動時に有意な上昇を示したことから、肺血流分布の変化に一致する換気分布のマッチングが生じていると推定された。低酸素環境下での運動負荷時には、肺胞レベルでのガス交換は安静時以上に良好に維持されており、組織酸素加を保つよう低酸素への順応が生じていると考えられた。本年度は慢性低酸素状態に順応したラットにて安静時肺血流分布を検討した。Sprague-Dawley雄ラット、コントロール群(室内気吸入群)15匹、慢性低酸素群15匹の2群を対象とし、慢性低酸素群は10%酸素、90%窒素混合ガスを流入した動物用チャンバーで3週間飼育した。コントロール群は室内気吸入下で、慢性低酸素群は10%低酸素下で、非放射性マイクロスフェアを下大静脈に挿入したPE-50カテーテルより注入した。測定はそべて非麻酔下で行った。マイクロスフェアを注入後摘出肺をホルマリン固定、左右計28サンプルに分け、各サンプルのマイクロスフェアのアクティビティーをX腺蛍光分析装置にて定量、各サンプルの乾燥重量で標準化し血流分布を算出した。コントロール群ではこれまでの筆者らの成績どおり、肺血流分布は肺門を含む中心部で高く末梢に低い中心-末梢型を示した。これに対し慢性低酸素群の肺血流分布は、コントロール群に比べ、相対的に中心部は減少し末梢は増大、その結果中心-末梢型のパターンが消失し、肺血流分布の均一化がみられた。慢性低酸素群15匹のうち8匹を対象に、低酸素を解除した状態、すなわち室内気吸入に戻した後の血流分布を検討したところ、均一化した血流分布に変化は無かった。

慢性低酸素状態では肺血管系にリモデリングが生じるが、この肺血流分布の均一化はそのような形態学的変化による機能的変化を反映したものと推定され、肺血流が均一化することにより、肺胞気との接触面積を増大し、ガス交換効率を改善していることを示唆していると考察された。昨年度、慢性低酸素状態に順応したラットを対象に、安静時の肺血流分布を検討したところ、室内気吸入コントロール群と比べ肺血流分布に均一化が生じていることが判明した。すなわち、慢性低酸素暴露群では、肺門を含む中心部で高く末梢に低い中心-末梢型の肺血流分布パターンが消失していることが示された。肺血流分布が均一化することによって、肺胞気との接触面積は増大し、ガス交換効率が改善されていると考えられた。今年度は、以上の成績に基づきさらに研究を発展させ、低酸素暴露に加えトレッドミルにより運動負荷をかけた状態、すなわち心拍出量を増大させた状態で、昨年度と同様にマイクロスフェア法でラット肺の血流分布を決定した。対象は、室内気吸入コントロール群14匹と10%の慢性低酸素暴露群14匹である。以下のように各群をさらに2群に分け、合計4群(各7匹ずつ)とし、室内気と10%低酸素下の状態で運動負荷をかけた:(1)コントロール群で室内気運動負荷(7匹)(2)コントロール群で低酸素運動負荷(7匹)(3)低酸素群で室内気運動負荷(7匹)(4)低酸素群で低酸素運動負荷(7匹)。(1)群と(3)群では、運動負荷時の肺血流分布に変化を認めなかったのに対し、(2)群と(4)群では、いずれも低酸素+運動負荷で血流分布はその不均一性が増大した。従って、低酸素性肺血管攣縮に心拍量増大が加わると、血流分布は不均一化することが示された。一方、この(2)群(4)群ともガス交換効率を示す肺胞気動脈血酸素分圧較差は運動負荷時に減少し、動脈血酸素分圧も運動時に有意な改善を示したことから、肺血流分布の変化にみあうだけの換気分布のマッチングが生じていると推定された。低酸素環境下での運動負荷時には、肺胞レベルでのガス交換は想像以上に良好に維持されており、安静時のみならず運動時にも、組織酸素加を保つよう低酸素への順応が生じていると考えられた。
構音傷害患者の構音の客観的評価支援に関する研究

本研究では、中枢神経疾患に起因する運動障害性構音障害音声の音響分析に基づく客観的な構音の評価方法を提案し、構音障害音声の評価に不慣れな評価者でも客観的な評価を支援する音声評価支援システムをパーソナルコンピュータ上に構築した。さらに、音声治療専門家による聴覚印象評価と本研究で提案した音響的評価パラメータとの対応関係についても検討を加えた。以下の通りである。1).構音を評価するための検査文として構音異常を発見しやすいとされる無声破裂子音/p/および、/k/を含む3モーラ無意味音節/apapa/および/akaka/を「いいです。」の中に埋め込んだ文とした。さらに、患者間の自由発話音声も収録し聴覚印象評価の一部として使用した。2).的確な構音評価を行うための音響的評価パラメータの検討を行い、検査文中に含まれる無声破裂子音/p/または、/k/に続く母音/a/の音声パワー変化、スペクトル変化速度、検査文中の「いい」の部分における基本周波数変化率、検査文全体の発話時間長および、患者音声と正常者音声のパワー変化パターンの差異をDPマッチング法により求めた評価値の5種類を音響的評価パラメータとし、評価プログラムを開発した。また、音声治療専門家による聴覚印象評価の評価項目は、検査文における発話リズムの異常、発話速度の異常、構音状態の異常および、自由発話における発話明瞭度とプロソディの異常度とした。さらに、発話明瞭度とプロソディの異常度の評価値を加算したものを総合的な評価値とし、これを重症度とした。3).症状の異なる患者181音声および、正常者350音声の分析評価結果から音声治療専門家による聴覚印象評価項目のうち、特に構音状態の異常とパワー変化速度、プロソディの異常度と発話時間長、発話明瞭度と基本周波数変化率に高い相関が得られた。さらに、総合的な評価値とした重症度と最も相関が高かった評価パラメータはDPマッチングによる評価値であった。以下の通りである。本年度は、構音障害患者の構音を評価するための効果的な音節、単語、文などの選定を行い、これらを客観的に評価するための評価パラメータについて検討を行うことを中心に研究を進めた。また、対象とした構音障害は、中枢神経疾患による運動障害性構音障害とした。具体的な研究内容は、以下の通りである。1).運動障害性構音障害患者の構音を効果的に評価するための検査文の選定を行い、音響分析を行うための検査文として構音異常を発見しやすいとされる無声破裂子音/p/および、/k/を含む3モーラ無意味音節/apapa/および、/akaka/を「いいです。さらに、言語療法士と患者間の自由発話音声も聴覚印象評価音声として収録し、使用することにした。収録を行った正常者音声は、35例350音声、患者音声は、28例168音声であった。2).運動障害性構音障害患者構音の評価を行うための音響的評価パラメータの検討を行い、検査文中に含まれる無声破裂子音/p/または、/k/に続く母音/a/のスペクトル変化速度、パワー変化速度、検査文全体の発話時間長および、患者音声と正常者音声のパワー変化パタンの差異をDPマッチング法により求めた評価値の4種類の評価値を音響的評価パラメータとすることとし、評価プログラムを開発した。また、言語療法士による聴覚印象評価の評価項目は、検査文における発話リズムの異常、発話速度の異常、構音状態の異常および、自由発話における発話明瞭度とプロソディの異常度とした。

3).聴覚印象評価と音響的評価パラメータの関係についての検討を行った。検討の結果、言語療法士4名が行った聴覚印象評価項目のうち、特に構音状態の異常とパワー変化速度との間、発話速度の異常、プロソディの異常度と発話時間長および、DPマッチングにより得られた評価値との間において高い相関が見られた。本研究では、中枢神経疾患に起因する運動障害性構音障害患者の構音状態を客観的に評価できる音響的評価パラメータの検討を昨年度行った研究結果および、本年度新たに分析評価を行ったデータを基に行った。さらに、音声治療専門家による聴覚印象評価と本研究で提案した音響的評価パラメータとの対応関係についても検討を加えた。本年度に行った具体的な研究内容および結果は、以下の通りである。1).的確な構音評価を行うための音響的評価パラメータに関する検討の結果、昨年度検査文として定めた3モーラ無意味音節/apapa/、/akaka/を「いいです。」の中に埋め込んだ文中に含まれる無声破裂子音/p/または、/k/に続く母音/a/のスペクトル変化、パワー変化速度、検査文中の「いい」の部分における基本周波数変化率、検査文全体の発話時間長および、患者音声と正常者音声のパワー変化パタンの差異をDPマッチング法により求めた評価値の5種類を本研究における音響的評価パラメータとした。さらに、これらの評価パラメータが抽出可能な分析評価プログラムを開発した。また、音声治療専門家による聴覚印象評価の評価項目は、検査文における発話リズムの異常、発話速度の異常、構音状態の異常および、患者の自由発話における発話明瞭度とプロソディの異常度とした。さらに、発話明瞭度とプロソディの異常度の評価値を加算したものを総合的な評価値とし、これを重症度とした。2).症状の異なる運動障害性構音障害患者181音声および、正常者350音声の分析評価結果と音声治療専門家4名による聴覚印象評価項目のうち、特に構音状態の異常とパワー変化速度、プロソディの異常度と発話時間長、発話明瞭度と基本周波数変化率、重症度とDPマッチングによる評価値の間に高い相関が見られた。これらの結果から、本研究で提案した音響的評価パラメータが運動障害性構音障害患者構音の客観的評価に有効であると考えられた。
マウスモデルを用いたリウマチ肺に対する分子標的治療法の開発

申請者は、Anthritogenic mAB CocktailとLPSを用いたコラーゲン誘導関節炎(CIA)モデルによって、関節炎発症後のマウス肺に関節リウマチ患者の間質性肺炎に類似した間質性肺病変を作製できることを見出した。関節リウマチを含めた膠原病による間質性肺病変の動物モデルはまだ報告がみられないことから、今後本疾患の病態解明や治療法の開発に有用となることが期待できる。基礎的検討の結果、DBA/1(6週齢、female)マウスにAnthritogenic mAb Cocktail (Chodrex社製)2mgを一回投与(LPS投与を併用)することで、多発関節炎モデルを作製することができ、投与4週後に肺の病理組織学的所見として軽度の肺胞浮腫を認めた。そこで、さらにmAbの投与量と投与回数を増やすことで明確な間質性肺炎の像が得られるかどうかを検討した。mAbの投与量投与回数については以下のグループに分類した。対照群(mAb投与なし)、2mgx1回投与、2mgx2回投与(14日間隔)、2mgx3回投与(14日間隔)、および4mgx1回投与。その結果、対照群と比較して、2mgx3回投与および4mgx1回投与で肺の組織学的検査でびまん性の肺胞間質の浮腫と軽度の細胞(単核球)浸潤といった間質性肺炎の像がみられた。今後は気管支肺胞洗浄所見の解析や組織コラーゲン量の測定、コラーゲン染色を用いた組織学的所見にて間質性肺炎と線維化の判定を行い、リウマチ肺モデルとして確立させ、新規治療薬の開発に用いる予定である。申請者は、Anthritogenic mAb CocktailとLPSを用いたコラーゲン誘導関節炎(CLA)動物モデルによって、関節炎発症後のマウス肺に関節リウマチ患者の間質性肺炎に類似した間質性肺病変を作製できることを見出した。関節リウマチを含めた膠原病による間質性肺病変の動物モデルはまだ報告がみられないことから今後本疾患の病態解明や治療法の開発に有用となることが期待できる。本研究では、リウマチ肺動物モデルに対してCD13/aminopeptidase N酵素阻害剤(ベスタチン)を用い、本阻害薬がリウマチ肺の予防や治療に有用であるかどうかを検討する。基礎的検討の結果、Anthritogenic mAb Cocktaiを複数回投与することでより明確なリウマチ肺モデルが作製できることが明らかとなった。続いて、ベスタチンは成人急性非リンパ性白血病の完全寛解導入後の維持強化薬剤としてすでに臨床応用されている経口薬ではあるが、ベスタチンの至適投与法と投与量に関する基礎的検討を行った。ベスタチンは半減期が極めて短いため、静注法や腹腔内投与では持続的な血中濃度が得られないことから連日の経口投与を選択した。また、これまでの研究結果および毒性に関する基礎的データから投与量は5mg/kg/日が最適と判断した。これまでの基礎的データを用いて、今後ベスタチンのリウマチ肺動物モデルに対する効果を検討する予定である。基礎的検討の結果、DBA/1(6週齢、female)マウスにAnthritogenic mAb Cocktail(Chodrex社製)2mgを一回投与(LPS投与を併用)することで、多発関節炎モデルを作製することができ、投与4週後に肺の病理組織学的所見として軽度の肺胞浮腫を認めた。

そこで、さらにmAbの投与量と投与回数を増やすことで明確な間質性肺炎の像が得られるかどうかを検討した。mAbの投与量投与回数については以下のグループに分類した。対照群(mAb投与なし)、2mgx1回投与、2mgx2回投与(14日間隔)、2mgx3回投与(14日間隔)、および4mgx1回投与。その結果、対照群と比較して、2mgx3回投与および4mgx1回投与で肺の組織学的検査でびまん性の肺胞間質の浮腫と軽度の細胞(単核球)浸潤がみられた。今後は気管支肺胞洗浄や組織コラーゲン量の測定、コラーゲン染色を用いた組織学的所見にて間質性肺炎と線維化の判定を行い、リウマチ肺モデルとして確立させ、新規治療薬の開発に用いる予定である。
大規模マルチユーザMIMO検出のための確率伝搬法と深層学習の融合に関する研究

無線通信システムでさらなる活躍が期待される技術として,上り回線大規模マルチユーザMIMOがある.その実現には,受信機で信号を分離するための低処理量なマルチユーザ検出アルゴリズムが必要不可欠であり,確率伝搬法はその有力な候補として知られている.しかし現実の無線通信環境下では,受信アンテナ数の不足や観測の有相関性によるモデル誤差に起因した繰り返し収束不良が報告されており,実用化に際しての課題となっている.そこで本研究では,深層学習を利用したモデル生成を部分的に導入し,モデル誤差の悪影響を抑圧することで,将来の無線通信システムにおいて実用され得る手法としての確率伝搬法の開発を目指す.無線通信システムでさらなる活躍が期待される技術として,上り回線大規模マルチユーザMIMOがある.その実現には,受信機で信号を分離するための低処理量なマルチユーザ検出アルゴリズムが必要不可欠であり,確率伝搬法はその有力な候補として知られている.しかし現実の無線通信環境下では,受信アンテナ数の不足や観測の有相関性によるモデル誤差に起因した繰り返し収束不良が報告されており,実用化に際しての課題となっている.そこで本研究では,深層学習を利用したモデル生成を部分的に導入し,モデル誤差の悪影響を抑圧することで,将来の無線通信システムにおいて実用され得る手法としての確率伝搬法の開発を目指す.
昆虫内部複合共生系を成立させる分子機能の解明とその阻害による病虫害制御法の新開発

最終年度である本年は、昨年度までの調査で判明した、日本におけるタバココナジラミ各種遺伝型の分布状況や共生細菌感染状況の詳細をまとめ、国際誌に発表した(Fujiwara et al., 2015)。特に、近年ヨーロッパで分布を拡大している侵入系統MED Q2のアジア初検出事例であるということから、今後日本のみならずアジア各国におけるタバココナジラミ防除のあり方に新たな方針を与えうる、農業上重要な成果であった。さらに新聞3誌に取り上げられるなど、社会的なインパクトも高いものであった。また昨年度までの結果では、本種の侵入系統では、1)必須共生細菌Portieraと二次共生細菌Hamiltonellaが同一の菌細胞において宿主小胞体を介して明確な棲み分けを行っている、2)ゲノムシークエンスの結果から、2種の共生細菌が必須アミノ酸生合成経路を共有している等、非常にユニークな共生系を形成していることが明らかとなった。これを受けて、菌細胞での網羅的発現解析を行ったところ、菌細胞で特異的に高発現するアミノ酸トランスポーターが複数存在することが判明した。この結果は、これらのトランスポーターが2種の共生細菌間の代謝物交換を担っている可能性を示唆している。さらに、これまで対象としてきた侵入系統とは別に、Hamiltonellaを持たないタバココナジラミ系統における菌細胞複合共生系についても調査した。Hamiltonellaの代わりに二次共生細菌Arsenophonusを保有する在来系統Asis II 6 (バイオタイプ名:Nauru)を用いて蛍光in situハイブリダイゼーションによる局在解析を行ったところ、ArsenophonusはHamiltonellaと同様に、一つの菌細胞内でPortieraと明確に棲み分けを行っている事が判明した。この結果は、本種における菌細胞内棲み分けは、共生細菌側の特性というよりも、宿主であるタバココナジラミが進化の過程で特異的に形成・獲得した共生システムであることを示していると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本申請課題では、農業害虫とその共生細菌および植物病原ウイルスという複合共生系を研究対象とする。害虫化に深く関与する「宿主昆虫-共生細菌-植物病原ウイルス間」という異なる生物同士の最密接な空間で働く高度な共生分子機構を解明し、その阻害法の探索を通して、環境負荷の少ない新規病虫害防除法の開発に繋げることを目的とする。今年度は、当初の計画にあったモモアカアブラムシの他、タバココナジラミも対象生物に加え研究を行った。まずは、両昆虫種に対する安定的な飼育法を選定し、それぞれ複数系統を確立した。特異的プライマーおよび細菌16S rRNA遺伝子配列のシーケンシングにより、それらの維持系統が保有する共生細菌叢を明らかにした。その過程で、タバココナジラミでは、バイオタイプによって共生細菌叢が明確に異なること、さらには農業害虫として世界中で猛威を振るうバイオタイプBとQのほぼ全個体が、必須共生細菌、Portieraに加え、任意共生細菌、Hamiltonellaにも感染していることが判明した。Hamiltonellaはウイルス媒介への関与が報告されているが、その体内での感染実態には不明な点も多い。そこで、タバココナジラミの各成長段階における各共生細菌量(定量PCR)、局在(In situ hybridization)について調査を行った結果、PortieraとHamiltonellaは共に幼虫段階で増加するが、成虫以降、加齢によって同様に減少すること、また、これら2種の細菌は同一の菌細胞内に存在するものの、明確な棲み分けが存在するという、他の昆虫内部共生系には見られない非常にユニークな特徴をもつことが判明した。さらに、その棲み分けが小胞体様の構造によってなされていることも判明した(免疫染色)。これらの棲み分けを制御する分子機構は、タバココナジラミ特異的な新規防除ターゲットになりうると考えられる。本課題では、農業害虫とその共生細菌及び植物病原ウイルスという複合共生系を研究対象とする。共生分子機構を解明し、その阻害法の探索を通して、環境負荷の少ない新規防除法開発に繋げることを目指す。昨年度に引き続き、タバココナジラミを対象に加えて研究を行った。本種にはウイルス媒介能や薬剤感受性等が異なるbiotypeが多数存在する。諸外国の例から、biotypeと二次共生細菌感染状況との間の関連性が指摘されていたが、日本での状況は不明であった。そこで日本各地の圃場39地点を対象に調査した結果、1)在来系統JpL、Nauru、侵入系統B、Q1の他、日本未検出のQ2の計5タイプを検出、2)Q1が最も広範に分布し、3)二次共生細菌感染状況はタイプ毎に明確に異なる事、が判明した。特にウイルス媒介能にも関与する事が知られているHamiltonellaは、農業被害の大きいQ1とBでのみ、ほぼ全個体に感染していた事から、本種の危険度を示す新たな指標や防除標的としての応用が期待できる。また、Q1の二次共生細菌感染状況が、近隣の中国・韓国よりも、フランスやウルグアイのQ1と似ていた事から、日本のQ1はこれらの国からの輸入植物と共に侵入してきた可能性が考えられた。さらに、今回アジアで初めてQ2を検出した。Q2は、近年イタリア等の欧州でQ1に代わる優占種となりつつある事から、日本を含むアジア諸国での分布拡大が危惧される。共生細菌による効果等、継続的な調査が必要である。

昨年度、同一菌細胞における小胞体様構造を介した必須共生細菌Portieraと二次共生細菌Hamiltonellaの棲み分けという、他では見られない本種独自の複合共生系を発見したが、その意義については不明であった。そこで、新たにHamiltonellaゲノムシークエンスを行った結果、宿主-Portiera-Hameltonellaの3者で、必須アミノ酸生合成経路を補完している可能性が示された。3者間には栄養授受を介した密接な関わりが存在することが考えられる。最終年度である本年は、昨年度までの調査で判明した、日本におけるタバココナジラミ各種遺伝型の分布状況や共生細菌感染状況の詳細をまとめ、国際誌に発表した(Fujiwara et al., 2015)。特に、近年ヨーロッパで分布を拡大している侵入系統MED Q2のアジア初検出事例であるということから、今後日本のみならずアジア各国におけるタバココナジラミ防除のあり方に新たな方針を与えうる、農業上重要な成果であった。さらに新聞3誌に取り上げられるなど、社会的なインパクトも高いものであった。また昨年度までの結果では、本種の侵入系統では、1)必須共生細菌Portieraと二次共生細菌Hamiltonellaが同一の菌細胞において宿主小胞体を介して明確な棲み分けを行っている、2)ゲノムシークエンスの結果から、2種の共生細菌が必須アミノ酸生合成経路を共有している等、非常にユニークな共生系を形成していることが明らかとなった。これを受けて、菌細胞での網羅的発現解析を行ったところ、菌細胞で特異的に高発現するアミノ酸トランスポーターが複数存在することが判明した。この結果は、これらのトランスポーターが2種の共生細菌間の代謝物交換を担っている可能性を示唆している。さらに、これまで対象としてきた侵入系統とは別に、Hamiltonellaを持たないタバココナジラミ系統における菌細胞複合共生系についても調査した。Hamiltonellaの代わりに二次共生細菌Arsenophonusを保有する在来系統Asis II 6 (バイオタイプ名:Nauru)を用いて蛍光in situハイブリダイゼーションによる局在解析を行ったところ、ArsenophonusはHamiltonellaと同様に、一つの菌細胞内でPortieraと明確に棲み分けを行っている事が判明した。この結果は、本種における菌細胞内棲み分けは、共生細菌側の特性というよりも、宿主であるタバココナジラミが進化の過程で特異的に形成・獲得した共生システムであることを示していると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究対象となる害虫種の安定・効率的な飼育法を開発し、その内部共生細菌を詳細に明らかにすることで、必要な解析系を確立した。また、対象をタバココナジラミにも拡大して解析を行うことで、これまで他の内部共生系では見られないような共生細菌と宿主との関係性を明らかにすることに成功した。得られた成果は、複数の研究集会や学会、国際学会において積極的に発表しており、成果の普及に努めた。発表内容については、いずれの集会においても高い評価を受けることができた。