hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラル反転を伴ったサリドマイド複雑代謝システムの分子論的解明

その結果2C19ではTDと最も強い結合が予測され、(1,0)代謝産物ではTDと比較して5-10倍弱い結合が予測された。(2,0)代謝産物ではさらに弱い結合となり、加水分解が進むにつれて2C19との結合が弱くなることが示された。3A4でも類似した傾向が見られた。DFT計算によると、TDと三種類のOH-TDが加水分解する反応のエネルギー障壁ではおよそ17-18 kcal/molの違いが生じていることが明らかとなった。これらの内容を論文にまとめ、現在投稿・査読中である。加水分解とキラル反転に加えて酵素依存的な酸化も検証の対象に加えることで、より実際に近いサリドマイドの代謝系に迫ることができるようになった。適切な誘導体化法を選択することで、サリドマイド代謝産物の経時的な生成や分解を追跡することができる実験条件が定まりつつある。また量子化学計算などによって、それぞれの代謝産物の安定性などの情報が得られており、実験結果の解釈に役立った。これらの結果は、既に臨床応用されているサリドマイドの誘導体における代謝系の解析にも有用である。一方で、同時に生成する複数の代謝産物の明確な区別には未だ不十分な点もある。LC-MS/MS分析やCDスペクトル測定を組み合わせた実験系により、キラル反転の進行まで含めてより効果的に複雑代謝系を解析できることが今後期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後はLC-MS/MSによるフラグメント解析により代謝産物のより詳細な同定を行う。反応時間や反応温度をパラメータとして変化させ、理論計算の結果と組み合わせて反応エンタルピーや反応エントロピーなどの物理化学的な知見をより得られるようにする。また、複雑代謝系に接する受容体となるタンパク質との相互作用の定式化も進める。
ジーンターゲティング法を用いたIL-6関連遺伝子の生体内での役割りの解析

ジーンターゲティング法によりIL-6のシグナル伝達に関与する2つの分子gp130及び核内転写因子NF-IL6欠損マウスを作製、解析した。IL-6、LIF、OM、CNTF、IL-11の共通のシグナル伝達分子であるgp130を欠損するマウスは、胚の子宮内着床には異常をきたさなかったが胎生後期において致死である。胎生11.5日以降、gp130欠損マウスの生存胎児の割合は減少し、胎生18.5日以降は生存できないことが判明した。また生存しているマウスも発育障害を示し、gp130が発生期において重要な機能を担っていることがわかる。これまで4例において、心筋の発達に障害をきたし、心室壁が薄くなっていたことから、心筋細胞分化のシグナル伝達にもgp130が関与していることが示唆された。今後さらなる組織異常の解析を続ける他、心筋細胞の初期培養、血液系細胞の分化等を詳細に解析していく。NF-IL6は、急性炎症において活性化される多くのサイトカインや急性期蛋白遺伝子の転写に関与し、マクロファージの分化や活性化に重要な因子である。NF-IL6欠損マウスは生存可能であるが、やや小さくこれまでのところ不妊である可能性が大きい。また、細胞内寄生細菌であるリステリアを少量感染させることにより全例死亡する。このマウスのマクロファージはリステリアを貧食した後、ファゴゾーム内に幽閉しておくことに障害があり、マクロファージの活性化において重要な役割を担っていることが示唆された。今後このマウスの組織異常を検討すると共に急性炎症反応におけるサイトカイン誘導の異常の有無、免疫応答等を解析していく。
無型アクセント地域における共通語アクセントの習得とその要因の研究

八丈方言は、東京都下では唯一無型アクセントの方言として知られていた。また、従来の研究では無型アクセントの話者は型知覚がないため、有型のアクセントを習得するのは極めて困難であるとされていた。本研究では、八丈島の坂上地区と坂下地区の生え抜きの小学生・中学生を対象に、読ませるアクセント調査と、型知覚の有無について調査を行った。その結果、八丈方言の若年層は東京アクセントを獲得しつつあることが明らかになった。無型アクセントから東京アクセントへの変化は、共通語化によるものと考えられる。何故ならば、まだ集計の途中であるが、小学生よりも中学生、中学生よりも高校生(平成4年度調査データによる)と、年齢が上がるにしたがって、東京アクセントの習得度が増すからである。ただし、読ませる調査では、単語レベルの読み上げ調査の結果よりも、文レベルの読み上げ調査の結果の方が、東京アクセント的でない話調が観察された。また、語によってはカネモチ(金持ち)[LHLL]のように、東京アクセントではない型が優勢であったりするが、この語も低年齢下するにつれて東京アクセントと同じカネモチ[LHHL]が増えてくる。八丈島の地域差としては、他所者の移住が比較的少ない坂上地区の方が東京アクセントの現われる率が少ない。高校生の方が東京アクセントが現われやすいのは、高校生にもなれば東京都内や、千葉、埼玉、神奈川へかなり自由に行くことができるため、東京アクセントに接する機会が多いためと解釈される。小学生ぐらいでは、まだ家庭内で比較的安定した八丈方言本来の無型アクセントに接することが多い。八丈島は、他の伊豆七島とは異なり、羽田への飛行機が一日5往復している。東京都内からの距離は遠いが、時間的には一時間足らずと近いことも共通語化のスピードを速めていると考えられる。八丈方言は東京都内では唯一無型アクセントの方言として知られている。また、東部方言の中でも東国方言(奈良時代)の名残をのこす古い方言としても有名である。平成5年度の調査研究1.調査項目の選定.共通化の程度を知るための調査項目をえらんだ。(1)アクセント体系をあきらかにする類別語〓(2)東京語でゆれのある項目(3)活用語と活用形のアクセント.イントネーションを知るための文例(4)共通語化の要因を探る意識項目2.調査。調査は研究協力者の協力を得て実施した。地点は八丈方言区画上、対立を示す坂上地区と坂下地区。小・中学校(生え抜き)を対象に、アクセントと型知覚を調査した。音声はDAT(デジタル・オーディオ・テープレコーダー)で録音した。3.八丈方言と比較するため、八丈方言と同様,本土方言と大きく異なる島の方言で無型アクセントの大神島方言(琉球宮古島方言に属す)の調査を行なった。4.新らたに得られた知見(1)八丈方言の若年層はアクセントの型を獲得しつつある。(2)共通語アクセントの習得の程度は、高校生>中学生>小学生である。(3)東京語との接触が大きくなるにつれ、共通語化の程度も増大する。(4)単語レベルよりも文のイントネーションの方が共通語化の程度にバラつきがみられる(5)共通語化の要因には、次の事象との連関が強いようである。a)1日5便の直行便(東京〓八丈)、b)小・中学校の教員が有型アクセント、c)八丈島以外の住民の増加八丈方言は、東京都下では唯一無型アクセントの方言として知られていた。
教育関連統計の総合化に関する研究ー各省庁の教育関連統計を総合する教育指標体系とその多面的活用方法の開発ー

研究の成果をまとめた報告書は第I編、第II編の二編に分れている。第I編は本研究班が討論を重ねてきた結果をもとに、教育統計の現状分析、情報検索システムの作成、教育統計管理システムの提案を骨子として研究結果をもとめたものであり、第II編は研究メンバー個別の研究成果をまとめたものである。○教育統計の概念整理と問題提起「教育統計」の現代課題と、問題点を検討し(2章)、「統計」、「指標」、「情報」などの概念を整理し、教育情報の多元・重層モデルを提案し.文部統計のありかたの問題提起を行った。○教育統計検索システムの開発教育統計ディレクトリをつくり、教育統計・調査に関する書誌的データの検索システムを試作し、文部省や各研究者に提供した(7章)。○教育統計管理システムの提案文部統計を中心とした教育関連統計の分散型管理システムの概念設計をした。このシステムは現行制度下でも実現可能である。○地理情報を用いた教育情報の分析高校から大学への進学移動の要因分析を行い、進学行動の要因を明らかにした。また、進学移動の時代変化の分析を行い、この15年間進学のブロックは変化していないことを明らかにした。○教育統計の管理、利用の調査研究文部省を中心とした教育統計管理の現状調査に基づき検討課題を提起し(3章)、また教育政策の策定過程における、教育統計利用の実態を明らかにした(4章)。今年度は本研究の初年度に当るので情報を収集整理することおよび研究方針を固めることに力点を置いた。1.研究連絡会議の開催この研究をプロジェクトとしてまとまりのあるものにするために必要な意志疎通の場として研究連絡会議を開き(平成2年9月20日,11月16日,平成3年3月26日の3回,東京にて)研究方針等について討議した。この会議を通じ、情報の統合化のための方策がほぼ固まり、グル-プ内におけるメンバ-の役割が定まった。2.研究会の開催各自の研究結果の公表および意見交換の場として研究集会を開いた。(平成2年12月15日,16日の両日,広島にて)。8研究発表と総合討論が行なわれた。研究報告の内容については平成3年度にまとめる予定である。3.研究メンバ-各自の研究上記1項および2項は研究組織としての活動であるが、メンバ-はそれぞれの役割分担に応じて研究を行なっており、成果をあげている。その例を示すと、(1)地図情報を利用した教育分析(久保,牟田)。(2)パソコン版の地理情報利用ソフトウェアの設計・開発(馬場,田村)。(3)国土地理情報の利用法の検討(馬場)。文部省,国土地理院に対する調査検討。(4)教育情報のリストアップ(小林,馬場)この他に,教育情報利用のシステム構成の概念の検討等が進められており、次年度にはいくつかの成果の公表が期待される。今年度は昨年度固めた研究方針にしたがい、研究者の役割分担を行い、各小グル-プがそれぞれの分担に応じた研究を行うという方針で研究を進めた。1.研究連絡会議の開催平成3年12月(名古屋)および平成4年3月(東京)に研究チ-ム全体の研究連絡会議を開き、研究方針について討議した。2.研究会の開催平成3年11月(名古屋)および平成4年3月(東京)に研究集会を開き各自の研究発表を行った。名古屋では、7つの講演と総合討論が行われ、東京では5つの講演と総合討論が行われた。内容については、最終年度の報告書に掲載する予定でドラフトの作成を行った。3.研究の進捗状況メンバ-は役割に応じてそれぞれの研究を行った。その中で特に研究が進んだものは下記の通りである。(1)パソコンを用いた地理情報利用法の研究(馬場,田村)。祈研究成果については平成4年度に学会発表の予定である。(2)国土地理情報の利用法の検討(馬場)。都道府県単位の各種デ-タの結合利用について検討した。(3)教育情報デ-タベ-スの試作(小林)。書誌情報の検索ができるシステムを試作し、文部省や各研究者にモニタ-として提供した。(4)教育情報のリストアップ(小林、伊藤、吉本)。労働統計の利用法の研究(吉本)。SISMACによる情報検索(伊藤、白石(研究協力者))、書誌情報の収集(小林)などを行った。この他に、教育情報利用システムの概念設計、地図情報を利用した教育分析などが行われている。本年度は本研究の最終年度にあたる。そこで,研究集会を開き分担研究の成果の発表を行い,また,最終報告書の作成に向けて議論した。1.研究会の開催平成4年7月に文教大学(神奈川県)で,また,平成4年11月には統計数理研究所(東京)で研究会を開いた。それぞれ5件と12件の研究発表と総合討論が行われた。2.研究の成果メンバーは役割に応じてそれぞれの研究を行った。その中の主なものを下記に示す。(1)地理情報の利用による進学移動の分析。高校から大学への進学の動機の要因分析あるいは大学進学先の地域的なかたよりの時系列的な分析を行った。(2)教育情報データベースの試作。書誌情報の検索ができるシステムを試作し,文部省や各研究者に提供した。(3)教育情報のリストアップ。官庁統計を主体にしたデータ検索を行い官庁統計における教育情報の所在を調査した。(4)教育政策における教育統計の利用に関する研究。

(5)教育情報の構造の分析。(6)教育統計管理システムの概念設計。関係機関のヒアリングを行い教育関連統計の収集管理の現状を把握した上で,教育統計管理システムの概念を提案した。これらの研究成果は総合報告と個別報告の2つの形で研究報告書に掲載される。研究の成果をまとめた報告書は第I編、第II編の二編に分れている。第I編は本研究班が討論を重ねてきた結果をもとに、教育統計の現状分析、情報検索システムの作成、教育統計管理システムの提案を骨子として研究結果をもとめたものであり、第II編は研究メンバー個別の研究成果をまとめたものである。○教育統計の概念整理と問題提起「教育統計」の現代課題と、問題点を検討し(2章)、「統計」、「指標」、「情報」などの概念を整理し、教育情報の多元・重層モデルを提案し.文部統計のありかたの問題提起を行った。○教育統計検索システムの開発教育統計ディレクトリをつくり、教育統計・調査に関する書誌的データの検索システムを試作し、文部省や各研究者に提供した(7章)。○教育統計管理システムの提案文部統計を中心とした教育関連統計の分散型管理システムの概念設計をした。このシステムは現行制度下でも実現可能である。○地理情報を用いた教育情報の分析高校から大学への進学移動の要因分析を行い、進学行動の要因を明らかにした。また、進学移動の時代変化の分析を行い、この15年間進学のブロックは変化していないことを明らかにした。○教育統計の管理、利用の調査研究文部省を中心とした教育統計管理の現状調査に基づき検討課題を提起し(3章)、また教育政策の策定過程における、教育統計利用の実態を明らかにした(4章)。
サンマの産卵経験の有無が回遊様式にあたえる影響の解明

今年度は、北太平洋の広範囲で採集されたサンマについて、初回成熟年齢を明らかにし、その地理的、年による違いを明らかにすることを目的に、生殖腺の観察と、観察した個体の年齢査定をおこなった。2013年および2014年の6-7月に、日本近海から西経165度までの調査海域で採集されたサンマについて、卵巣中のビクトリアブルー(VB)に濃染される小血管(VB-a)の有無を観察した。これらの小血管を持つ個体は過去に産卵を行った個体であることが飼育実験で証明されている。さらに、これらの観察を行った個体について耳石年輪の観察に基づく年齢査定と年輪径の計測を行った。VB-aを持つ個体は1歳魚のみで、0歳魚には現れなかった。また、両年ともVB-aを持つ個体の割合は西側で高く80%以上に達したが、東側に行くに従い減少した。分析をおこなった個体のうちVB-aを持つ1歳魚の割合は2013年には25.4%であったのに対し、2014年は59.4%であった。1年目の成熟割合は年によって大きく変わる可能性が示された。VB-aを持つ個体の年輪径が有意に大きかった。これらのことから、年輪形成時の体長が大きい個体は0歳時に産卵を始めること、西側の方で成長がよいために0歳時に産卵を行う個体の割合が高いことが示唆された。年輪の形成は0歳時の秋に開始するため、この時期の体長が1年目の成熟・産卵に影響を与えていると考えられた。以上のように、野外における産卵経験の有無を調べることによって、初回成熟年齢、2013年及び2014年における1年目に産卵する個体の割合およびその地理的な差があきらかになった。研究計画では2年目に経産魚と未産魚の判別技術を野外で採集した標本に応用する予定であった。今年度はVB-aを基準とした経産魚と未産魚の判別技術が野外で採集された個体にも応用が可能であることが示され、1年目に一部の個体が成熟・産卵を開始することが示された。また、成熟・産卵する個体の割合は、地理的、年別に差があることを明らかにできた。また、0歳魚の成長の良否が初回産卵年齢に影響していることが示された。以上の結果は当初の計画通りであり、順調に進んでいると評価した。1年目の成熟割合は年によって大きく変動すること、1年目に成熟するか否かは耳石年輪形成時期の体長に影響を受けることが示唆された。次年度の課題としては下記の3点である。1つ目は、1年目の成熟割合の年変動を明らかにするため、2015年に採集されたサンマについてVB-aの観察を行い、1年目に産卵を行った個体の割合を求め、その地理的変化を明らかにし、2013年及び2014年の結果と比較する。成熟率の年変動は長期間にわたってデータを築盛する必要があるが、そのモニタリングのための基礎技術を確立する。2番目はVB-aの有無を分析した1歳魚について、年輪の形成が開始する1年目の成長について耳石日周輪による成長解析を行い、1年目に成熟する原因が孵化時期の違いか成長の速さの違いかを明らかにする。最後に、2014年に採集された1歳魚の0歳時における成長様式の海域による違いを明らかにしたうえで、2013年に採集された0歳魚の成長様式の地理的な変化(2017年度成果)と比較する。以上の結果をこれまで得られた冬季の産卵場における産卵魚の生物特性の特徴と合わせて、0歳から1歳における回遊様式を成熟する個体としない個体で違いがあるかを推測する。平成29年度は、耳石日周輪に基づく0歳魚の成長解析、卵巣内の小血管に基づく経産魚と未産魚の判別に使用する生殖腺標本の作製を行った。また、過去に蓄積されたサンマの測定データを解析することによって、海域および季節による産卵魚の割合、産卵魚の体長の違いを検討した。北太平洋の東経150-西経143度で採集したサンマの成長について、経度20°ごとに区切った4海域で平均体長に達する日齢を基準に比較した。平均体長に達する日齢は西から東の順に大きくなり、西側の海域では東側に比べて成長が早いことが示された。また、日周輪150本目における耳石径は、海域によって差が見いだされ、成長の海域差を示す指標になると考えられた。主要なコホートと考えられる体長20cm以上の個体のみで孵化時期を比較したところ、東経160度以西では1月以降に生まれた個体が52.3%を占めたが、180度以東ではピークは11月になり、1月以降に生まれた個体の割合は20%以下になった。同じ体長範囲においても,調査海域の東側に行くほど孵化時期が早く、成長の遅い個体の割合が増加すると考えられた。生殖腺重量指数(GSI)に基づいて、海域別の産卵魚の割合とその体長を調べた。産卵魚の割合は中サイズ(24-29cm)および大サイズ(29cm以上)では秋に和歌山県沿岸や常磐海域において高い一方で、三陸沿岸や145°E以東の沖合海域では25%未満であった。冬には和歌山県沖に加え、沖合海域においても75%以上を示した。

小サイズ(20-24cm)は、冬には沖合海域で75%以上であったものの、他の海域や時期では産卵していなかった。卵巣内の小血管に基づく経産魚と割合のその海域差については、次年度に観察と解析を行う。以上のように、成長と成熟の海域差についての基礎データが得られた。これまで蓄積されてきた測定データを解析することによって、海域や時期によって成熟特性に違いがあることが明らかになった。また、耳石日周輪によって0歳魚の成長履歴の解析を行った結果、海域によって成長に差があること、また、150日までの耳石径によって成長した海域の指標になることが示された。次年度以降、個体ごとに成長・成熟履歴の解析を行い回遊ルートを明らかにするための解析を進めることになるが、この指標は、1歳魚が0歳時に生育した海域の推測に用いることができると考えられる。さらに、1歳魚の産卵経験の有無を調べるための生殖腺組織標本を作製して、その観察の準備が整った。このように、海域や時期ごとの成熟特性が明らかになり、生育海域の指標となる形質が得られたことによって、次年度以降成熟と回遊の解明が進むと考えられる。以上のことから、おおむね順調に進捗していると判断した。今年度は、北太平洋の広範囲で採集されたサンマについて、初回成熟年齢を明らかにし、その地理的、年による違いを明らかにすることを目的に、生殖腺の観察と、観察した個体の年齢査定をおこなった。2013年および2014年の6-7月に、日本近海から西経165度までの調査海域で採集されたサンマについて、卵巣中のビクトリアブルー(VB)に濃染される小血管(VB-a)の有無を観察した。これらの小血管を持つ個体は過去に産卵を行った個体であることが飼育実験で証明されている。さらに、これらの観察を行った個体について耳石年輪の観察に基づく年齢査定と年輪径の計測を行った。VB-aを持つ個体は1歳魚のみで、0歳魚には現れなかった。また、両年ともVB-aを持つ個体の割合は西側で高く80%以上に達したが、東側に行くに従い減少した。分析をおこなった個体のうちVB-aを持つ1歳魚の割合は2013年には25.4%であったのに対し、2014年は59.4%であった。1年目の成熟割合は年によって大きく変わる可能性が示された。VB-aを持つ個体の年輪径が有意に大きかった。これらのことから、年輪形成時の体長が大きい個体は0歳時に産卵を始めること、西側の方で成長がよいために0歳時に産卵を行う個体の割合が高いことが示唆された。年輪の形成は0歳時の秋に開始するため、この時期の体長が1年目の成熟・産卵に影響を与えていると考えられた。以上のように、野外における産卵経験の有無を調べることによって、初回成熟年齢、2013年及び2014年における1年目に産卵する個体の割合およびその地理的な差があきらかになった。研究計画では2年目に経産魚と未産魚の判別技術を野外で採集した標本に応用する予定であった。今年度はVB-aを基準とした経産魚と未産魚の判別技術が野外で採集された個体にも応用が可能であることが示され、1年目に一部の個体が成熟・産卵を開始することが示された。また、成熟・産卵する個体の割合は、地理的、年別に差があることを明らかにできた。また、0歳魚の成長の良否が初回産卵年齢に影響していることが示された。以上の結果は当初の計画通りであり、順調に進んでいると評価した。次年度は、耳石日周輪に基づく1歳魚の成長解析を行ない、海域ごとの1歳魚の成長率の違いを検討するほか、生殖腺の観察によって産卵経験の有無を調べ、150日目の耳石径を指標として0歳時の成長海域を推定する。成長を解析した個体の産卵履歴を卵巣内の細血管を観察する手法によって明らかにする。これらのデータに基づいて、成長と産卵履歴の海域差、また、0歳魚hと1歳魚の成長様式を比較して、回遊経路と産卵履歴の関係を明らかにする。
沸騰熱伝達による高効率除熱実現に向けた自己浸濡性流体の機構解明

本研究では沸騰熱伝達において高密度な熱流束を実現する作動流体として期待されている自己浸濡性流体(温度上昇に伴い表面張力が上昇する流体)において,この性質が発現する分子レベルの機構を明らかにすることを目的として研究した.典型的な自己浸濡性流体である1-ブタノール水溶液に注目し,全原子分子動力学シミュレーションにより,理想的な気液平衡状態を再現した.水溶液濃度が一定の条件で温度を変化させながら,表面張力や表面過剰を測定するともに気液界面に存在する1-ブタノール分子の描像を解明し,両者の関係を考察した.本研究では沸騰熱伝達において高密度な熱流束を実現する作動流体として期待されている自己浸濡性流体(温度上昇に伴い表面張力が上昇する流体)に注目し,この性質が発現する分子レベルの機構を明らかにすることを目的として研究を進めている.具体的には,典型的な自己浸濡性流体であるブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションと界面の熱力学に基く表面張力温度依存性の理論研究を行った.平成27年度は,情報収集を目的として,国内学会や海外研究機関との打ち合わせに参加した.これらを通じて得た知見をもとに,ブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションを実施するための計算系を構築し,計算条件を決定した.同時に理論研究を通して表面張力温度依存性を記述する式の導出を進めた.また,分子動力学シミュレーション用計算機の周辺部品を購入し,計算環境を整備した上でブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションを行い,表面張力値を算出し実験値と比較した.これらをもとに平成28年度以降は引き続きブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションを実施し,原子座標の時系列の解析や界面の熱力学に基く理論式との比較を行ない,自己浸濡性流体が発現する分子レベルの機構解明を目指して研究を続けていく.当初の平成27年度の研究予定は,ブタノール水溶液の気液2相平衡系の分子動力学シミュレーションを実施するためのハード面とソフト面の準備をすることおよび2成分系の表面張力の温度依存性を記述する式の確立を目指した理論研究を完成させることであった.以下に具体的に示すように,これら研究予定はほぼ達成できており,研究はおおむね順調に進展している.まず,分子動力学シミュレーション用計算機の周辺部品を購入することで計算環境の整備をするとともに,シミュレーションに使用する力場の選定や計算系の吟味を行った.その結果,分子動力学シミュレーションソフトであるGromacs 4.6.7およびTIP4P/2005力場とOPLS-AA力場を使用し,周期境界条件をかけた計算系に薄液膜を形成して気液共存状態に保つことで,コンピュータ上に気液界面を再現できた.同系を用いて純粋,1-プロパノール水溶液,1-ブタノール水溶液の表面張力の計算に成功し,得られた表面張力が実験値のオーダーを再現していることを確認した.また,上記の分子動力学シミュレーションの準備と並行して,熱力学に基づいた2成分系の表面張力予測式の導出を目指した理論研究を行なった.2成分系における溶質の表面過剰と表面張力変化の関係式を整理することで,表面張力の温度依存性を記述する式を導出できた.以上のように平成28年度に向けて分子動力学シミュレーションの準備と理論面の準備が完了し,当初の予定どおり研究はおおむね順調に進展している.本研究では沸騰熱伝達において高密度な熱流束を実現する作動流体として期待されている自己浸濡性流体(温度上昇に伴い表面張力が上昇する流体)に注目し,この性質が発現する分子レベルの機構を明らかにすることを目的として研究を進めている.具体的には,典型的な自己浸濡性流体であるブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションの実施と界面の熱力学に基く表面張力温度依存性の理論研究を遂行する.平成28年度(2年目)は情報収集を目的として,国内学会や海外研究機関との打ち合わせに参加した.これらを通じて得た知見と平成27年度(1年目)に実施した予備シミュレーションの結果をもとにして,ブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションを実施した.表面張力と表面過剰量を計算し,その温度依存性を理論式と比較しながら考察した.計算機周辺部品を購入して解析のための計算機環境を整備した上で,ブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションの結果の一部を解析した.解析結果をもとにして自己浸濡性を説明する仮説を提案し,それらを第30回分子シミュレーション討論会(大阪)にて発表している.平成29年度(3年目)は引き続きブタノール水溶液の全原子分子動力学シミュレーションの結果を解析し,仮説の検証を実施する.とくに水溶液系中のブタノール分子の密度分布や分子運動の温度依存性を詳細に解析することで,温度上昇に伴い表面張力が上昇する分子レベルの原因を特定し,自己浸濡性流体が発現する分子レベルの機構解明を目指して研究する予定である.当初の平成28年度(2年目)の研究予定は,ブタノール水溶液の気液2相平衡系の分子動力学シミュレーションを実施し,考察に必要な計算データを取得することであった.以下に具体的に示すように,これら研究予定はほぼ達成できており,研究はおおむね順調に進展している.分子動力学シミュレーションソフトであるGromacs 4.6.7を使用し,TIP4P/2005力場でモデル化した水分子とOPLS-AA力場でモデル化したアルコール分子からなる薄液膜を周期境界条件をかけた計算系に形成して気液共存状態に保つことで,コンピュータ上に気液界面を再現できた.

まず,純粋な水および純粋な1-ブタノールの系で分子動力学シミュレーションを実施し,飽和液密度や表面張力などの気液共存状態における諸熱力学量が正しく計算できていることを確認した.また,1-プロパノール水溶液,1-ブタノール水溶液の系で表面張力の計算に成功し,得られた表面張力温度依存性が実験結果を部分的に再現していることを確認した.適切なシミュレーションを実施する上で,国内学会や海外研究機関との打ち合わせで得た知見が不可欠であった.以上のように分子動力学シミュレーションがおおむね終了し,解析のために必要な座標データを取得した.平成29年度(3年目)に予定している座標データの解析と自己浸濡性流体が発現する分子レベルの機構解明に向けて,必要なデータをとりそろえることができたため,当初の予定どおり研究はおおむね順調に進展している.本研究では沸騰熱伝達において高密度な熱流束を実現する作動流体として期待されている自己浸濡性流体(温度上昇に伴い表面張力が上昇する流体)において,この性質が発現する分子レベルの機構を明らかにすることを目的として研究した.典型的な自己浸濡性流体である1-ブタノール水溶液に注目し,全原子分子動力学シミュレーションにより研究した.TIP4P/2005力場でモデル化した水分子とOPLS-AA力場でモデル化したアルコール分子からなる薄液膜を周期境界条件をかけた計算系に形成して,コンピュータ上に気液共存状態を再現した.まず,純粋な水および純粋な1-ブタノールの気液共存系で分子動力学シミュレーションを実施し,気液共存状態における諸熱力学量が正しく計算できていることを確認した.つぎに,1-ブタノール水溶液の気液共存状態を,体積・分子数一定のもと,様々な温度条件でシミュレーションした.その結果,水溶液の濃度が変化しないにも関らず,温度上昇に伴い表面張力が低下する温度範囲と,温度上昇に対して表面張力が,変化しない温度範囲を確認でき,実現象を部分的に再現できた.また,界面に吸着した1-ブタノールの量(表面過剰量)を評価し,界面の熱力学をもとに表面張力変化を考察した.さらに,それぞれの温度範囲で気液界面に吸着した1-ブタノール分子の配向を解析し,表面張力との関係を明らかにした.以上より,1-ブタノール分子の挙動と表面張力の関係が明らかになり,将来的に表面張力の温度依存性を調整していく上での有用な知見が得られた.本研究では沸騰熱伝達において高密度な熱流束を実現する作動流体として期待されている自己浸濡性流体(温度上昇に伴い表面張力が上昇する流体)において,この性質が発現する分子レベルの機構を明らかにすることを目的として研究した.典型的な自己浸濡性流体である1-ブタノール水溶液に注目し,全原子分子動力学シミュレーションにより,理想的な気液平衡状態を再現した.水溶液濃度が一定の条件で温度を変化させながら,表面張力や表面過剰を測定するともに気液界面に存在する1-ブタノール分子の描像を解明し,両者の関係を考察した.平成27年度に準備した計算系や理論式をもとにして,10 ns以上の分子動力学シミュレーションの実施と全原子座標データ時系列の解析を中心に取り組む予定である.まず,これまでの短時間の分子動力学シミュレーションによれば,1-ブタノール水溶液では液相中で1-ブタノール分子が集合しやすく,1-プロパノール水溶液では液相中で1-プロパノール分子が分散しやすいという特徴が見られた.
相対論的配置間相互作用法による原子系のエネルギ-準位の計算

本年度の研究では,ディラック・ブライトのハミルトニアンから出発し相対論的に原子系を取り扱う効率的な方法として,相対論的配置間相互作用(RCI)法を取り上げ、高電離イオンの構造研究に適用した。この研究の内容と実績は,以下の三つにまとめられる。まず第一には,RCI波動関数を構成するために適当な相対論的一電子関数の組を解析的な形のものを使うことを提案した。その理由は,ハミルトニアンの行列要素をはじめ様々な物理量の計算が解析的に行えるようになり,膨大なエネルギ-準位や遷移確率の計算が効率的にしかも系統的に行えるからである。この一電子関数の組は,著者が研究を続けてきた解析的基底を用いた相対論的ハ-トリ-・フォック法により得られ,RCI波動関数は,この一電子関数により作られた多数の配置関数の線形結合として書かれる。第2には、RCI計算のための計算機プログラムの開発を行い,原子系のエネルギ-および波動物数,さらに,光学的遷移確率などの物理量を,計算機のファイルシステムを駆使して容易に計算できるシステムを構築したことである。第3には,この方法をネオン様原子系の構造研究に適用し,観測されたスペクトルの同定に際しRCI計算が有用であることを示したことである。計算は,1sから5fまでの一電子関数を用い,アルゴンからウランまでの間の11個の元素に対して行った。特に基底状態から高い励起状態への許容遷移について,遷移振動数とその振動子強度の計算から,実験的にまだスペクトルの同定が進んでいない元素や,実験そのものが困難な元素についても,等電子系列のスペクトルが原子番号に依存してどう変化していくかを示した。また、同定が確立されているスペクトルについても再度検討が必要なものもあることを指摘した。
寄生蜂の学習行動によるスイッチング捕食理論の新展開：個体群動態と神経行動学の統合

嶋田と柴尾、松山は、ゾウムシコガネコバチが宿主マメゾウ2種の探査に利用するカイロモンの同定と合成を試みた。各宿主の足跡物質を捕集・抽出して候補を絞り込み、GC-MSで構造を推定した。その結果、カイロモンは分枝鎖飽和炭化水素で、アズキゾウ主要成分11-MeC27と、ヨツモン主要成分9-MeC27など3つが特定できた。4つを化学合成し蜂に与えたところ、産卵学習と記憶効果の再現に成功した。嶋田と笹川はコマユバチの一種で、宿主の発育段階が学習効果に与える影響を調べ、(1)蛹宿主は学習できるが幼虫宿主は学習できない、(2)蛹宿主で学習した記憶に基づいた幼虫宿主の探索はできない、の2点を発見した。嶋田は中山新一朗(中央水研・嶋田研出身)と共同して、ゾウムシコガネコバチ(Anisopteromalus calandrae)の頻度依存的捕食によって2種の宿主アズキゾウムシとヨツモンマメゾウムシが、交代振動しながら3者系を永続する動態を個体ベースモデルでシミュレーション解析した。寄生蜂の寄生行動による選好性の時間変化はRescorla-Wagner方程式で定式化した。解析の結果、宿主2種が交代振動しながら3者系が永続的に維持されることが分かった。また、A. calandraeとその隠蔽種A. quinariusの比較実験では、ハチミツ摂食によってA. quinariusには成虫寿命延長と産下卵数増加の大きな表現型可塑性が見られた。ここから推移行列の固有値感度分析によるelasticityを学会で発表した。松山は柴尾(嶋田研特任研究員)と共同して、寄生蜂の学習・記憶効果を、各宿主の匂い物質の抽出物で再現・評価できるバイオアッセイ法を確立した。各宿主の抽出物を分画しバイオアッセイした結果、寄生蜂の学習・記憶に寄与する物質は、宿主由来の飽和炭化水素であると確定した。活性がある飽和炭化水素画分に含まれる複数の直鎖飽和炭化水素、および複数の分枝鎖飽和炭化水素を機器分析して構造を推定し、さらに候補化合物7種を合成した。また、笹川は嶋田と共同して、上記2種の蜂を用いて学習時期を厳密に操作した実験系により、詳細な学習時期の特定とそのメカニズムの一端の解明(産卵学習と同一の学習成立条件である可能性を示唆)を行なった。また、コマユバチの一種Heterospilus prosopidisにおいて、寄主のステージを操作した実験を行ない、刺激一般化(stimulus generalization)が生じているかどうかを調べ、本種では刺激一般化が起こっていないことを明らかにした。代表の嶋田は修士院生古瀬を指導し、ゾウムシコガネコバチAnisopteromalus calandraeを対象に2種の宿主アズキゾウムシとヨツモンマメゾウムシの産卵学習に基づくスイッチング捕食を研究した。羽化し交尾した雌蜂に、片方の宿主種を48時間産卵学習を経験させた後、もう片方の宿主を時間を変えて産卵学習させ、最後に個々の宿主種のヘキサン抽出物を表面に塗布した豆(宿主幼虫は生育せず)と対照豆を容器に並べて、各豆への触角接触や針刺し行動を調べた。新たな宿主種に産卵学習を経験することで、どの程度迅速にスイッチング捕食(宿主選好性の切り替え)が起こるか把握できる。また、A. calandrae産卵学習を顕著に示す)と同胞種のA. quinarius(産卵学習効果を示さない)を用いて、日毎の繁殖力と生存率から推移行列の解析を行い、表現型可塑性と競争要因を含めた推移行列解析の拡張を進め、2つの学会で口頭発表した。さらに、国立情報学研究所特任研究員の阿部(嶋田研OB)と共同して、無情報下での探索歩行では最適と評価されているLevy歩行の数値解析から、天敵が存在する条件下ではLevy歩行は最適ではない結果が得られ、PLoS Comput. Biol.に発表した。分担者の松山は嶋田研特任研究員・柴尾と共同して、寄生蜂の産卵学習に関与するカイロモンを特定する研究を進めた。宿主2種の化学物質を採取し、バイオアッセイと物理化学的分画を組み合わせて候補化合物を絞り込み、機器分析して構造を推定した。さらに候補化合物を合成し、天然物の分析結果と比較して一致することを確認後、バイオアッセイ実験をおこなった。その結果、寄生蜂が利用するカイロモンは、宿主由来の分枝鎖飽和炭化水素であることが確定した。分担者の笹川は、終齢幼虫期と蛹期をともに寄生する寄生蜂Heterospilus prosopidisの刺激一般化の実験を進め、現在投稿中である。寄生蜂ゾウムシコガネコバチ(A. calandrae)のスイッチング捕食行動が産卵学習に由来することを定量的に把握する実験的方法論が整った。寄生蜂が産卵学習に使うカイロモンの実態は、宿主の体表炭化水素でヘキサン抽出画分であることが分かったので、繰り返しを増やしながらスイッチング捕食の学習全体像を解明することが可能となった。また、2種の寄生蜂A. calandareとA.quinariusの表現型可塑性と競争を含めた推移行列の解析では、ハチミツを与えるとA. quinariusは産卵数と寿命を大幅に増加し顕著な表現型可塑性を示すことが分かった。宿主2種への産卵学習による選好性のスイッチングが産卵学習の経験蓄積によるならば、A. quinariusもスイッチング捕食を示す可能性が予測できる。

また、松山と柴尾の班は、宿主2種の化学物質を抽出し、柴尾によるバイオアッセイ行動実験とGC-MSやモレキュラーシーブを組み合わせて候補化合物を絞り込み、構造を推定した。さらに候補化合物を合成し、宿主体表由来の天然物の分析結果と比較して一致した。バイオアッセイ実験の結果、寄生蜂A. calandareが利用するカイロモンは宿主由来の分枝鎖飽和炭化水素であることを確定し、化学合成の最終段階に来ており、体表炭化水素のヘキサン抽出画分との比較する段階へ迫った。嶋田・笹川の寄生蜂の刺激一般化は新しい視点による実験結果であり、寄生蜂の学習行動の一端を示すものである。嶋田は院生の古瀬と共同で、ゾウムシコガネコバチのスイッチング捕食の学習行動を解析した。羽化したコガネコバチに1回目の条件付けとしてアズキゾウかヨツモンマメゾウか片方の幼虫蛹を与え48時間学習させる。2回目の条件付けでは、1回目とは逆の宿主種の幼虫蛹を与え、12時間、24時間の産卵学習効果を調べた。これを、2回目の条件付けで1回目と同一の宿主種を与えた実験区と比較したところ、選好性は大きく変化したがスイッチング捕食のように逆転するところまでは行かなかった。また、Anisopteromalus属の寄生蜂近縁2種は産卵学習が可能な種と苦手な種が存在する。これらの近縁寄生蜂を対象に、表現型可塑性と競争下での推移行列の解析を行った。松山・柴尾とはコガネコバチが産卵学習時に宿主2種を識別するカイロモンを特定する目的で、各宿主の匂い物質を捕集・抽出して候補化合物を絞り込み、GC-MS分析から分子構造を推定した。その結果、宿主2種の雌成虫が残した足跡成分は分枝鎖飽和炭化水素であり、アズキゾウの主要な成分11-MeC27と、ヨツモンに特有かつ主要な成分である9-MeC27、3-MeC29、9,13-diMeC29が特定された。これら4つの候補物質を化学合成してバイオアッセイしたところ、ハチの産卵行動を誘発し、学習・記憶効果を再現することに成功した。笹川は、嶋田と共同して、マメゾウムシ類の幼虫にも蛹にも寄生するコマユバチの一種Heterospilus prosopidisにおいて、宿主の発育段階が学習効果に与える影響を調べた。選択産卵実験の結果、本種は(1)蛹宿主は学習できるが幼虫宿主は学習できない、(2)蛹宿主で学習した記憶に基づいた幼虫宿主の探索はできない、という2点を明らかにした。嶋田と柴尾、松山は、ゾウムシコガネコバチが宿主マメゾウ2種の探査に利用するカイロモンの同定と合成を試みた。各宿主の足跡物質を捕集・抽出して候補を絞り込み、GC-MSで構造を推定した。その結果、カイロモンは分枝鎖飽和炭化水素で、アズキゾウ主要成分11-MeC27と、ヨツモン主要成分9-MeC27など3つが特定できた。4つを化学合成し蜂に与えたところ、産卵学習と記憶効果の再現に成功した。嶋田と笹川はコマユバチの一種で、宿主の発育段階が学習効果に与える影響を調べ、(1)蛹宿主は学習できるが幼虫宿主は学習できない、(2)蛹宿主で学習した記憶に基づいた幼虫宿主の探索はできない、の2点を発見した。嶋田と笹川は、ゾウムシコガネコバチ(A. calandrae)の幼虫ー羽化期の学習についての論文を動物行動分野のトップジャーナルAnim. Behav.に2回投稿し、追加実験を行ったにもかかわらず受理までたどり着いていない。
マダラシミ（昆虫綱・シミ目）の胚発生過程の記載―腹板における亜基節由来説の検証―

昆虫類は、地球上で最も繁栄している動物群である。有翅昆虫類がその大部分を占めている(99%)が、このような有翅昆虫類の適応放散をもたらした様々な形質の進化的変遷について議論する上で、有翅昆虫類と姉妹群関係にあるシミ目は、非常に重要な昆虫群であると言える。シミ目のうち、特にマダラシミは飼育や採卵が容易なため、シミ目のモデル昆虫に最適だと思われる。本研究では、1)マダラシミの胚発生過程における外部形態の変化を詳細に記載し、今後の研究の基礎となる胚発生のステージ表を作成すること、その中で特に、2)昔から議論されてきた昆虫の腹板の形成過程に関する「亜基節由来説」について検証する。
複数の衛星観測データの統合的活用による雲微物理データ同化手法の開発

本研究では,これまでに開発された衛星観測データを用いた領域気象モデルにおける大気中の水蒸気量及び雲水量の改善手法であるデータ同化において,複数の衛星観測データを活用した高度化を行った.衛星観測による海面水温情報の追加による影響は小さかったが,海上風速情報の追加においては顕著な影響がみられた.また,雲頂高度情報の感度分析により,適切な雲頂高度分布を与えることで大幅な改善が期待されるとの結果を得た.本研究では,これまでに開発された衛星観測データを用いた領域気象モデルにおける大気中の水蒸気量及び雲水量の改善手法であるデータ同化において,複数の衛星観測データを活用した高度化を行った.衛星観測による海面水温情報の追加による影響は小さかったが,海上風速情報の追加においては顕著な影響がみられた.また,雲頂高度情報の感度分析により,適切な雲頂高度分布を与えることで大幅な改善が期待されるとの結果を得た.本研究では,複数の衛星観測情報を用いた高度な雲微物理データ同化手法を開発し,気象モデルの初期値改善とそれによる降水の数値予測精度向上に取り組む.平成20年度においては,衛星観測によって推定された海面温度情報の活用によるデータ同化手法の高度化に取り組んだ.従来の雲微物理データ同化手法では,観測演算子である放射伝達方程式において,下部境界条件である海面温度に気象モデルの出力結果を用いていたが,米国の地球観測衛星Aquaに搭載されたマイクロ波放射計AMSR-Eによる観測から推定された海面温度プロダクトをいることで,高解像度かつ適時性の高い境界条件を与え,正確に放射伝達方程式を解き,同化結果の改善を図った.海面温度プロダクトには宇宙航空研究開発機構(JAXA)によるものを使用した.JAXAアルゴリズムでは降雨域等の海面温度は欠測とされ,同化対象全域がカバーされない場合があったため,同化対象時刻に加え最近接時刻での海面温度プロダクトも併用するなどして同化を行った.その結果,同化後の数値実験におけるピーク降水量がアメダス観測と非常に良く対応するとの結果を得た.また,平均自乗誤差に関しても2.779から2.128に改善するとの結果を得た.一方,同化時刻以外の海面温度プロダクトの活用に関しては同化時刻との間に降水イベントが発生した場合,海面温度変化が大きく同化時刻との連続性が失われてしまい,同化を適用した場合の誤差の方が大きくなるといった結果も得た.同化時刻における衛星観測情報を十分に活用するため,既存の海面温度プロダクトではなく6GHz及び11GHzの観測輝度温度データを同化過程に直接入力値として用い,海面温度の推定を含めたアルゴリズムの開発等が必要と考えられる.本研究では,複数の衛星観測情報を用いた高度な雲微物理衛星データ同化手法を開発し,気象モデルの初期値改善と,それによる降水の数値予測精度向上に取り組む.平成21年度においては,衛星観測より推定された海上風速情報を活用したデータ同化手法の高度化に取り組んだ.従来の雲微物理衛星データ同化手法における観測演算子である放射伝達方程式の下部境界条件では,反射率の決定に必要な海上風速に定数(25m/s)を与えていたが,AMSR-E観測より推定される海上風速プロダクトを用いることで適時性の高い境界条件を与え,同化結果の改善を図った.現在の同化手法においては23GHz及び89GHZ帯の輝度温度を用いているが,海上風速プロダクトの活用は23GHz帯の同化結果に改善の効果をもたらすとの結果が得られた.一方,同化結果を用いた気象モデルによる数値実験では,降水予測への影響は小さいとの結果を得た.本同化手法は積算水蒸気量及び積算雲水量を変化させ大気場の改善図るが,実行においては積算量の鉛直分布を与える必要がある.積算雲水量の鉛直配分時には雲頂高度及び雲底高度情報を用いており,従来はいずれも定数として閾値を与えていたが,実際は多様な雲頂高度を有する雲が存在する.そこで,従来8,000mとしていた雲頂高度の閾値を12,000m及び4,000mとして影響評価を行った.雲頂高度を変更した同化実験においては実際の雲分布に応じて顕著な影響がみられ,同化結果を用いた気象モデルによる数値実験においても,降水結果に大きな影響があるとの結果を得た.今後,他の観測衛星による雲頂高度分布情報を活用することで,データ同化結果にさらに大きな改善が期待される。一方,現在は雲水の有無に関しては気象モデルによる第一推定値を用いているが,場合によっては同化結果に致命的な誤情報を与えることがある.この点に関しても他衛星による雲頂高度分布の活用が有用と考えられる.
繁殖能力向上のための成長ホルモン作用メカニズム

成長ホルモン受容体(GHR)欠損型矮性品種(矮性鶏)は低体重、短足で、インスリン抵抗性、免疫機能の低下、腹腔内脂肪の過剰蓄積等がみられる。本申請では、性成熟遅延メカニズムの解明を試みる。成長ホルモンが未成熟期、精細管発達遅延を引き起こすことを明らかとした。精細管の発達と精巣GHR発現に逆相関し、GHR mRNAが8週齢精巣、特に間質で発現が高いことを示した。マイクロアレーやサブトラクション法、TOF-MASを用いGHR下流に存在する候補遺伝子をいくつか同定した。定量的発現解析を行い、新さらに培養実験やその他in vitroアッセイを行い、GHR依存的な発現であることを証明しつつある。申請者はこれまでに、GH-R欠損型矮性品種は、体が小さく、足が短い、腹腔内脂肪の蓄積が多いなどの外見的に特異な特徴、インスリン抵抗性の低下、免疫組織重量の減少、免疫機能の減退、腹腔内脂肪の過剰蓄積などの症状が現れることを明らかにした。本申請では、性成熟が遅延のメカニズムを解明しようと試みる。昨年度、申請者は成長ホルモン受容体欠損鶏における性成熟遅延は低体重に因るものではなく成長ホルモンが未成熟期、精細管発達遅延を引き起こすことを明らかとした。精細管の発達と精巣GHR発現には負の相関が見られ、間質(ライディッヒ細胞)割合の減少と正の相関を確認し、GHR mRNAが8週齢精巣、特に間質で発現が高いことを示した。この結果を基にマイクロアレーやサブトラクション法を用い成長ホルモン受容体下流に存在する候補遺伝子を示した。これらの遺伝子群のmRNA発現を定量的解析法をもちい網羅的に確認を行っている。いくつかの遺伝子を同定したが、培養実験やその他in vitroの実験は十分ではなく次年度の課題とした。ルシフェラーゼアッセイ、スパーシフトアッセイ、クロマチン免疫沈降法は肝臓を用いた予備実験では良好な結果が得られており、精巣・候補遺伝子を用いた実験を検討中である。さらに、プロテオーム解析により蛋白質レベルで変化する物質を同定し、モノクローナル抗体の作成を行っている。タンパク質の同定にはTOF-MASを用いた。その他、胚操作によるキメラ個体の作出を検討中であり現在、条件設定を行っている。申請者はこれまでに、成長ホルモン受容体(GH-R)欠損型矮性品種(矮性鶏)をもちい、その特徴を調査し、得られた知見から成長ホルモンの作用について検討してきた。矮性鶏は体が小さく、足が短い、腹腔内脂肪の蓄積が多いなどの外見的に特異な特徴、インスリン抵抗性の低下、免疫組織重量の減少、免疫機能の減退、腹腔内脂肪の過剰蓄積などの症状が現れることを明らかにした。これまでに、申請者は成長ホルモン受容体欠損鶏における性成熟遅延は低体重に因るものではなく成長ホルモンが未成熟期、精細管発達遅延を引き起こすことを明らかとした。マイクロアレーやサブトラクション法、TOF-MASを用い成長ホルモン受容体下流に存在する候補遺伝子をいくつか同定した。その中からmRNA発現を定量的解析法をもちい網羅的確認を行った。いくつかの有力な、新規のGH依存的候補遺伝子を同定した。それらmRNAの配列を決定し、さらに培養実験やその他in vitro(ルシフェラーゼアッセイ、スパーシフトアッセイ、クロマチン免疫沈降法)を行い、GH-R依存的な発現であることを証明しつつある。TOF-MASをもちいたプロテオーム解析により蛋白質レベルで変化する物質を同定し、mRNA配列の決定、ペプチド抗体を作成した。mRNA、タンパク発現の両方を検討することが出来良好な結果を得ている。前述の通り、GHR欠損鶏では体重が軽い、体重の増加は性成熟との関与が示唆されているがGHR欠損鶏でみられる低体重は性成熟後でも、正常GHRを有する比較系統の性成熟開始体重に及ばない。すなわち、GHR欠損鶏では体重の増加に因らない性成熟の発達遅延要因が関与すると考えられる。申請者は、この性成熟の遅延が精細管発達遅延を伴うことを明らかとした。精細管の発達と精巣GHR発現には負の相関が見られた。

すなわち、間質(ライディッヒ細胞)割合の減少と正の相関がある。GHの直接作用を考える上で、精巣でのGHR mRNA/蛋白の発現の局在を見ることが重要である。そこで、in istuハイブリダイゼーション法をもちいてGHR mRNAの精巣での局在を確認した。結果GHRは8週齢精巣の間質や、セルトリ細胞、精原細胞などに発現が確認されたが、セルトリ細胞や精原細胞での発現はまばらであり、一部の細胞にのみの発現が確認されるにとどまった。しかしながら、間質での発現は観察切片全般に確認され間質全体で発現していることが確認された。このことより、ノーザンブロットで確認されたmRNA発現の低下が間質割合の減少に因るとの仮説を裏付けた。間質でのGHRの発現が精巣の発達に重要であると考えられる。精巣における候補遺伝子をマイクロアレー法、サブトラクション法を用いて探索し、更にタンパク質レベルでもTOF-MAS、モノクローナル抗体によるディファレンシャルディスプレイ法を用いて候補遺伝子の絞り込みを行った。多くの候補遺伝子が得られそれらを現在解析中であり、各種in vitro解析法も確立している。キメラ個体の作出方法も平行して確立中でありおおむね順調に進んでいる。本年度の目標である組織形態学的手法を用いた生体内精巣での成長ホルモン受容体欠損の影響を明らかとした。すなわち、精巣発達は精細管網の発達に始まり、精細管の肥大が観察されたが、個体における成長ホルモン受容体欠損の影響は精細管の肥大と精細管網の発達、両方に影響を及ぼす。またそのタイミングは、精細管網の発達遅延が生じ、続く精細管肥大の発達の遅延を引き起こした。さらに、成長ホルモン受容体mRNA発現部位をISH法により観察した。結果、間質での発現が高く間質全体での発言が観察された。また、一部のセルトリ細胞、制限細胞にもその発現が観察されたがその数は僅かであった。この結果とwhole testisからのmRNA発現解析の結果は一致しており、間質でのGH作用の重要性が示唆された。現在までの研究の目的はおおむね達成されている。in vivo実験にける候補遺伝子の再確認を継続し、顕著な差のある遺伝子を各種in vitro実験に拱試する。おおむね計画書通り進んでいる。また、卵生動物であるニワトリは胚操作が比較的容易に行える動物として古くから知られている、組織特異的成長ホルモン受容体作用の解明のための組織キメラ作出を目指す。初年度に行った実験結果から精巣発育はGHRの有無に因り違いが見られその作用部位は精巣間質にあることが明らかとなった。次に発現両の異なるmRNA/proteinを同定する。同定されたmRNA/proteinよりその作用を推測する。同定されたmRNA/proteinにおいてGH感受性を再調査し、成長ホルモンー同定されたmRNA/proteinの作用軸を解明することにより抹消/精巣での新規GH作用を提唱できる。しかしながら、全身性でのGHR欠損動物を使用しているため精巣以外での成長ホルモン作用が間接的に精巣に作用していることも考えられる。この点については移植実験を通してその正当性をさらに検証していく必要がある。