hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
髄硝形成性シュワン細胞特異抗原の遺伝子クローニング

ヒト馬尾神経を出発物質としてSchwann/2E抗原の精製の試みを重ねてきたが、おそらく膜貫通性の疎水性の強いタンパク質であり、カラムへの非特異吸着の解決や可溶化条件を見出すことに困難を強いられ、解析可能なレベルまで精製度を上げることができなかった。ヒト馬尾神経は特別に許可の得られた剖検例を使う以外に方法はなく、研究材料は極めて限られる。そこで実験系をin vitroに移行させることを目的に、ヒトシュワン細胞腫を多数例収集してSchwann/2E抗原の発現について検討した。シュワン細胞腫はNeurofibromatosis type 2において好発するが、脳神経、脊髄根神経、その他の末梢神経にも好発する比較的頻度の高い腫瘍である。聴神経に好発することや、感覚神経に好発するなどの疫学的事実が判明しているが、細胞レベルでの差異は明らかになっていない。今回の検討の結果、シュワン細胞腫はSchwann/2E抗原の発現の有無で2種類に分けられることが判明した。この成果をもとに数検体のヒトシュワン細胞腫の培養系確立を試みたが、数代の継代で増殖停止に至り、解析可能なレベルには達しなかった。成長因子などの添加を検討する必要があると思われた。今回の研究から派生して、多数のシュワン細胞腫を詳細に観察したところ、未知の好酸性硝子様構造物を見出した。検討対象は172例のシュワン細胞腫で、好酸性硝子滴の出現頻度を腫瘍の部位ごとに分類すると聴神経由来8/43例(18.6%)、その他の脳神経由来1/9例(11.1%)、脊髄神経根由来1/30例(3.3%)、軟部由来2/89例(2.2%)である。Fisher's直接確率法で聴神経群と軟部群で統計学的有意差が認められた(P=0.002)が、単純な頻度の比較では聴神経群がもっとも多かった。電顕的には0.4-4μmの直径を持つsecondary lysosomeで、免疫組織化学的検索ではその所見を裏付けた。興味深い点として、この顆粒を有する細胞のMIB-1陽性率はほとんどゼロであることが判明した。しかも形態上はアポトーシスなどの細胞死を示さずにviableな状態にとどまっていた。つまり腫瘍細胞でありながら細胞周期をはずれた状態にあり、新たな細胞老化のモデルとなりうるのではないかと注目している。この研究成果は現在投稿準備中である。シュワン細胞は全身の末梢神経系にあまねく存在し、各々の神経軸索を包み込んでいるが、我々の開発したschwann/2E抗体は髄鞘形成性シュワン細胞のみに反応する。その抗原は組織化学的な検討から蛋白質であることが予想され、遺伝子クローニングに向けた分子精製を試みた。出発物質は剖検で得られたヒト馬尾とし、定法に従いホモジェナイズ、硫酸アンモニウム沈殿、ゲル濾過、アフィニティクロマトグラフィなどを組み合わせて抗原物質の精製を試みた。その結果、抗原は溶解度の低い蛋白であることがわかり、いくつかの界面活性剤を試したが、抗原性を保ちつつ可溶化を促す条件を見出すことができなかった。免疫組織化学的に特異性の高い抗体を用いたアフィニティクロマトグラフィによっても、これまでのところ純度の高い精製には成功していない。一方、シュワン細胞が髄鞘を作ったり作らなかったりするのは、単に軸索の太さがcriticalなのか、それともschwann/2E抗原の発現、あるいは他の要因が存在するのかを見るために、神経細胞への分化能を有するヒトcentral neurocytoma細胞株とシュワン細胞との三次元共培養を行うことを計画した。髄鞘形成を促進するinsulin-like growth factor1(IGF-1)や神経細胞への分化誘導剤などの添加により、in vitroで軸索形成が再現可能かを検討し、その過程で2E抗原の発現誘導条件を見いだせればmRNAからクローニングへ向けたアプローチも可能となり、分子機能の解明とともにクローニング成功の打開策につながると期待して準備を進めている。

検討対象は172例のシュワン細胞腫で、好酸性硝子滴の出現頻度を腫瘍の部位ごとに分類すると聴神経由来8/43例(18.6%)、その他の脳神経由来1/9例(11.1%)、脊髄神経根由来1/30例(3.3%)、軟部由来2/89例(2.2%)である。Fisher's直接確率法で聴神経群と軟部群で統計学的有意差が認められた(P=0.002)が、単純な頻度の比較では聴神経群がもっとも多かった。電顕的には0.4-4μmの直径を持つsecondary lysosomeで、免疫組織化学的検索ではその所見を裏付けた。興味深い点として、この顆粒を有する細胞のMIB-1陽性率はほとんどゼロであることが判明した。しかも形態上はアポトーシスなどの細胞死を示さずにviableな状態にとどまっていた。つまり腫瘍細胞でありながら細胞周期をはずれた状態にあり、新たな細胞老化のモデルとなりうるのではないかと注目している。この研究成果は現在投稿準備中である。
体外からの磁場制御により駆動・治療操作可能な血管内インプラントの設計試作

動脈の内側にコレステロールなどの脂質が固化すると血管を狭窄し、動脈硬化の一因となる。表面にダイアモンド粒子を付着させたロータブレーダ(直径1.25-2.5 mm)をカテーテルで導入し、脂質を掘削する治療が実用されている。これを1 mm径の小型インプラントで置き換え、ワイヤレスの低侵襲治療を実現することを本研究の目的とした。人体を挟むコイル間隔(300450 mm程度)でインプラントを駆動制御することは、容易ではない。本課題ではコイルアレー方式を新たに提案し、コイル及びインプラントの設計試作を通じてその有効性を検証することが特色である。磁場で駆動させるいわばマイクロロボットは、動脈硬化に限らず種々の低侵襲治療に適応される波及効果が期待される。平成30年度は、コイルアレーの消費電力を一定にした条件下で、インプラントの位置・駆動制御を可能とする励磁条件を最適化した。さらにインプラントが血流に流されない励磁条件も明らかにできた。インプラントを位置検出する方法の原理検証を終え、当初計画について所望の実験を実施し、研究成果を得た。また1mm以下の小径インプラントでは電池を装着することが難しく、電磁誘導方式による送電コイル・受電コイル間でのワイヤレス給電が有望である。印加磁場の時間変化率に無依存の高速磁化反転を生じる特殊な磁性線に着眼し、交流磁場において受電コイルに正負のパルス電圧を誘起する全く新しい要素技術を見いだした。従来用いられている高透磁率フェライトをコアとする受電コイルと比較して、低周波領域で伝送効率が高いことを実証した。これを1 mm径の小型インプラントで置き換え、ワイヤレスの低侵襲治療を実現することを本研究の目的としている。平成29年度は、フェライト磁石を用いた1 mm径インプラント及び3連のコイルアレーによる位置制御用コイルを設計し、インプラントの位置・駆動制御を可能とする励磁条件を見いだすことを研究計画とした。3連コイルアレーから発生する磁場強度の空間分布からコイル配置を最適化させることに成功した。また人体を取り囲むようなコイルアレーの配置の有効性を見いだし、当初に構想していた3連コイルアレーと比較して消費電力の指標においても利点があることを示した。さらに小径インプラントへのワイヤレス給電に関する独自の技術手法を見いだすことができ、具体的には平成30年度の研究実施により磁場制御により駆動・治療操作可能な血管内インプラントの高度化を実現する。本課題の中核であるコイルアレー方式の新規提案と、コイル及びインプラントの設計試作を通じたその有効性の検証について、平成29年度計画に対して着実な研究実施により十分な成果を得ることができた。それに加え、小径インプラントへのワイヤレス給電に関する独自の技術手法を見いだすことができ、磁場制御により駆動・治療操作可能な血管内インプラントの高度化に資する研究を実施できたため。インプラントを駆動・位置制御するためのコイルアレーの設計は終えており、励磁条件を提示するための研究課題に取り組む。また磁場制御により駆動・治療操作可能な血管内インプラントの高度化の観点からワイヤレス給電の有用性を検討し、コイルアレーによる励磁により給電方法を明らかにする。
軸索ガイダンスに着目した大脳皮質形成機構の解明

視床神経や大脳皮質神経細胞の分離培養実験から、draxinは低濃度では視床神経の突起伸長を促進し、高濃度では逆に突起伸長を抑制する事が分かっている。このdraxinの濃度依存的な活性が、大脳における神経回路形成に重要であると考えられる。従って、本研究では、draxinの濃度依存的な軸索ガイダンス活性制御の分子メカニズムを調べるために以下の研究を行った。draxinの軸索伸長活性にneo1受容体とdcc受容体が必要かどうかを調べるために、これらの受容体変異マウスを用いた分離培養実験を行った。その結果、低濃度(10nM)のdraxinの活性(神経突起伸長を促進する)は、DccとNeo1のダブルノックアウトマウスの神経細胞ではほぼ完全に消失した。この結果から、draxinの神経突起伸長の促進効果には、受容体であるDccとNeo1があれば十分であると考えられた。一方、高濃度(100nM)のdraxinの活性(神経突起伸長を阻害する)は、DccとNeo1のダブルノックアウトマウスの神経細胞において低減するものの完全には消失しなかった(図2)。この結果から、draxinの神経突起伸長の阻害効果には、受容体であるDccとNeo1は必要であるが、それ以外の受容体が関与する事が示唆された。draxinの活性制御におけるヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)が重要であると予想されたため、HSPGのヘパラン硫酸側鎖を分解するヘパリナーゼの存在下において、正常マウスの神経細胞を分離培養し、draxinの濃度依存的な活性にHSPGが必要であるかどうかを調べた。非常に面白いことに、本来神経突起伸長を阻害する高濃度でのdraxinの活性がヘパリナーゼを添加すると逆転し神経突起伸長を促進する事を見出した。この結果から、draxinの阻害活性にHSPGが重要であると考えられた。機能的に重要なdraxin受容体を同定できたからdraxinノックアウトマウスでは、脳梁や視床皮質軸索などの軸索形成に大きな異常が観察される。そこでこのdraxinの機能が種を超えて保存されているか食肉類哺乳動物であるフェレットで検討する。draxinはnetrin受容体であるDcc, Neogenin(Neo1), Unc5s, Dscamに結合する。我々は脳梁神経においてDccが機能的なdraxin受容体であることを報告した(Journal of Neuroscience, 31, 14018-14023, 2011)。一方、draxin -/-マウスにおける視床皮質軸索の投射異常は上記受容体の変異マウスでは観察されない。これまでの研究結果から、draxinとdccの複合変異マウスが視床皮質軸索投射に異常を示すことが分かっていた。従って、Dccとその他の受容体が協調してdraxin受容体として働く可能性が考えられた。そこで、neo1, unc5s, Dscam変異マウスに関しても、draxinとの複合変異マウスを作製し、それらの表現型を解析した。その結果、draxin/neo1複合変異マウスにおいてのみ、視床皮質軸索投射の異常が観察された。次に、neo1/Dccの複合変異マウスを作成し、視床軸索投射を観察した。重要なことに、neo1/Dccの複合変異マウスの視床皮質軸索は、draxin -/-マウスにおける視床皮質軸索の投射異常に酷似していた。これらの結果から、neo1とDccが機能的に重要なdraxin受容体であると考えられた。今後、draxinの濃度依存的な軸索制御活性にこれらの受容体が重要であるかどうかを変異マウス由来の視床神経の培養実験により調べる。機能的に重要なDraxin受容体の同定に成功したため。

非常に面白いことに、本来神経突起伸長を阻害する高濃度でのdraxinの活性がヘパリナーゼを添加すると逆転し神経突起伸長を促進する事を見出した。この結果から、draxinの阻害活性にHSPGが重要であると考えられた。機能的に重要なdraxin受容体を同定できたからdraxin受容体として重要と判断された受容体変異マウスを用いた分離培養実験を行う。draxinの濃度依存的な活性が受容体変異マウス由来の視床神経において変化するかどうかを調べる。最終的には、複合変異マウス由来の神経で、draxinの反応性が完全に消失すれば、draxin受容体であると結論づけることができる。draxinノックアウトマウスでは、脳梁や視床皮質軸索などの軸索形成に大きな異常が観察される。そこでこのdraxinの機能が種を超えて保存されているか食肉類哺乳動物であるフェレットで検討する。
質感の変化による選好性の変化と前頭葉眼窩部の役割

本研究では、選好性に影響を与える視覚パラメータの行動学的検討と同時に、選好性判断に関わる前頭葉眼窩部の役割を検討した。行動研究によりサルは特定の視覚刺激に対して選好性を示し、この刺激は同時に報酬としての効果をもつことが明らかにされている。視覚刺激に対する選好性の神経メカニズムを検討する目的で、2頭のサルより218個の単一ニューロン活動を前頭葉眼窩部から記録し、解析した。注視点を注視している間に、50枚の視覚刺激や、その色を取り除いた刺激、鮮明度を変えた刺激を順次呈示し、刺激に対するニューロン応答を検討した。大部分のニューロンで応答潜時250-300msの一過性の興奮性応答が観察され、その多くで刺激に対する選択性が観察された。行動レベルで観察された50枚の刺激に対する選択率とこれらの刺激に対するニューロンの応答との間の相関を検討したところ、多くのニューロンでは有意な相関が観察されなかったが、少数のニューロンで有意な正の相関や負の相関が観察された。一方、物理的特徴を変えた刺激に対する応答を比較したところ、多くのニューロンでは応答に差がなかったが、少数のニューロンでは鮮明度の低い刺激に対する応答の減弱が見出された。これらの結果は、前頭葉眼窩部のニューロン活動の大きさが、行動レベルで観察された視覚刺激に対する選好性を決定している可能性を示唆している。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、選好性に影響を与える視覚パラメータの行動学的検討と同時に、選好性判断に関わる前頭葉眼窩部の役割を検討している。2頭のサルより現在までに182個の単一神経活動を前頭葉眼窩部から記録し、解析した。行動実験で使用した50種の視覚刺激の中から、選択率の高い刺激群から5種、選択率の低い刺激群から5種選択して作成した10種の刺激群を2つ作成し、選択行動課題遂行時の神経活動を検討した。同時に、50種の原刺激や、その色味や粗さを変えた刺激を1種づつ順次呈示し、前頭葉眼窩部神経細胞の応答を検討した。多くの細胞で視覚刺激に対する応答が観察された。応答潜時は250-300msで、一過性の興奮性応答を示すものと、一過性の抑制性応答を示すものが存在していた。また、刺激選択性も多くの細胞で観察された。さらに、原刺激、色味や粗さを変えた刺激に対する応答を比較したところ、多くの細胞では応答に差がなかったが、少数の細胞で目の粗い刺激に対する応答の減弱が見出された。2年間の計画の1年目で、2頭のサルの前頭葉眼窩部より182個の単一神経細胞活動を記録し、その大部分の神経細胞で使用している50種類の視覚刺激に対する応答が観察されている。これらの視覚刺激に対する応答の大小と、行動で観察されたこれらの刺激の選択率の大小との間に、有意な相関の見られる神経細胞がこの脳領域にどれくらい存在するかの検討が、本研究の目的の一つであることから、その目的を検討するための基礎的なデータが今年度の研究で得られたと考えられる。同時に選択課題実行時の神経活動のデータも充分に得られており、解析の基盤となるデータが今年度の研究で得られている。選好性に影響を与える視覚パラメータの行動学的検討と同時に、選好性判断に関わる前頭葉眼窩部の役割の解明が研究の目的である。今後は選択行動課題実行時の活動に注目し、刺激選択期ならびに選択刺激の注視期に興奮性活動が観察されるかどうか。同一刺激が呈示されても、選択される場合と選択されない場合で、刺激選択期の応答の大きさが異なる細胞が存在するかどうか。また、選択される刺激の違いにより、選択刺激の注視期の活動に違いが見出されるかどうか。等に注目して研究を継続する。

同時に、視覚刺激に対するニューロン活動の違いと、行動で観察された刺激選択性の違いの間にどのような関係があるかをさらに検討し、選好性判断に関わる前頭葉眼窩部の役割を検討する。
吸入手技評価票を用いた病薬連携による効果的な吸入指導推進のための検討

【目的】喘息や慢性閉塞性肺疾患は、日常生活を脅かし生命の危険をも考慮すべき疾患であり、吸入薬による治療管理が重要とされている。吸入薬には、手技の適否が治療効果に影響するという問題点がある。近年、各製薬企業から様々なデバイスが発売されているが、薬剤毎に形状や使い方が異なるため、患者のみならず薬剤師の間でも混乱を招いている現状がある。外来での継続的な吸入指導実施のために、薬剤師による定期的な手技確認、患者に応じた適切なデバイスへの変更を行い、病薬連携を推進するための検討を行った。【方法】処方箋応需薬局の薬剤師を対象として、6月に呼吸器内科の医師と共に吸入指導の統一を図る説明会を開催した。各デバイス毎に操作手順を記載した「吸入手技評価票」を作成し、評価票を参照して指導を行うことで吸入指導に不慣れな薬剤師でも確実に指導できるように工夫した。さらに3月にデバイスを適正に判断するため、吸気流速を測定できる「インチェック〓」を用いた指導の説明会を開催した。指導内容は「吸入手技評価票」に記載後FAXで報告し、院内の電子カルテに結果をフィードバックすることで、情報の共有を図った。【結果】説明会には、近隣の薬局から約30名が参加した。参加者に行ったアンケートで、吸入速度の指導が最も難しいと感じていることが判明したが、吸気流速の測定を取り入れたことによって、適切な評価が可能になった。「吸入手技評価票」の内容についてはデバイス毎に手順がわかり、確実に指導ができる、と全ての薬剤師から評価された。本取り組み前後で、フィードバック件数は8.3件/月から15.7件/月に増加し、特に3月の説明会後は30件/月を超えた。また、初回の指導のみならず、2回目以降の指導報告もみられるなど、継続的な吸入指導が行われるようになり、評価票を用いた病薬連携は、適切な吸入指導に大きく貢献している。
在村国学者・儒学者の阿波古代史研究についての史学史的研究

江戸時代から明治維新期にかけて活動していた阿波の在村儒学者・国学者たちの古代・中世地域史研究にかかわる自筆文献を基礎に、吉野川下流域南岸に広がる名方郡域の古代から中世にかけての郡・郷域変動について、同じく吉野川下流域南岸になたる麻植郡における忌部神社所在地論争について、調査・分析を実施した。取り上げたのは、多田直清「村邑見聞言上記」、後藤尚豊「阿波国名東郡郷名略考」、上田寧悳「名方郡産土神郷名考」、久富憲明「麻植郡風土記」、さらには小杉榲邨、野口年長などである。名方郡域は、寛平八年には名西・名東両郡に分かれるが、さらに十一世紀から十二世紀にかけての時点で、両郡の中間に以西郡が新たに設定される、かつその以西郡の領域も後に変動するようである。しかし、文献史料の少なさのために、この郡域変動の複雑な過程には解明されていない部分が多い。しかし、上記研究者らの埋もれた研究成果に光を当てることで、あきらかになる事項が多い。これら研究者は条里・余剰帯・地割などという近代学術用語に対応する直線道・古官道・見通しなどという用語を用いながら、条里設定のあり方とその特質、あるいは郡域の変遷などについて、現在でも十分に批判にたえうる優れた論を展開している。また、麻植郡域について、明治初期に起こった当郡鎮座の忌部神社所在地にかかわる論争には上記研究者をふくめた多くの在村研究者が参加している。そこでは古代および中世における忌部氏および忌部郷について、優れた論点が多く提出されているが、それ以降の徳島地域史研究ではそれらは生かしきれていない。この論争についての再整理をおこない、論点を明確にしながら、今後の研究の基礎作りをおこなった。本年度は以下の2点を行った。1江戸時代から明治の初期にかけて活動していた阿波の在村儒学者・国学者たちの古代・中世地域史にかかわる自筆文献の収集とその解読。松浦長年「松浦長年自筆草稿本」(国会図書館)、同「阿波国板野郡名方郡式社略考」(東北大学図書館)、多田直清「村邑見聞言上記」(東大史料編纂所、京大文学部、徳島県立図書館)、後藤尚豊「阿波国名東郡郷名略考」(無窮会文庫)、上田寧悳「名方郡産土神郷名考」(徴古雑抄)、久富憲明「阿波国風土記」(筑波大学図書館)などについて、その調査および収集を行った。そしてとくに、多田直清・後藤尚豊・上田寧恵の自筆本については、その主要部分の解読作業を行った。2吉野川下流域南岸の名分郡域について、この平野地帯に設定されている名方郡条里について、現在の研究状況をふまえながら、その研究史整理を江戸時代にまでさかのぼっておこなった。そして多田直清と上田寧恵という、とくに明治維新期を中心に活動していた2人の地域史研究者の名方郡・麻植郡の郡・郷および郡界に関する所論は、活字化されることもなく、一世紀以上にわたり埋没し忘れ去られていたが、その自筆文献を解読してみることで、それらがきわめて豊かな内容を含んでいるものであることを明らかにした。そして、2人が打ち出している視点をいまの時点であらためて整理しながら生かしていくことで、20世紀後半の歴史・地理研究者たちの吉野川下流域の条里制研究のもっていた欠陥を克服し、研究を新たな次元に導くことができることを明らかにした。なお、この分析の成果は論文として公表した。前年度に収集し、その解読作業をおこなった、江戸時代から明治の初期にかけて活動していた阿波の在村儒学者・国学者たちの古代・中世地域史にかかわる自筆文献を基礎に、吉野川下

流域南岸に広がる旧名方郡域の古代から中世にかけての郡・郷域変動について、および同じく吉野川南岸にあたる麻植郡における忌部神社所在地論争について、調査・分析を実施した。取り上げた研究者は、多田直清「村邑見聞言上記」、後藤尚豊「阿波国名東郡郷名略考」、上田寧悳「名方郡産土神郷名考」、久富憲明「阿波国風土記」、さらには小杉榲邨、野口年長などである。旧名方郡城は、寛平人年に名西・名東両郡に分割され、さらに一一から一二世紀にかけての時点で、両郡の中間に以西郡が新たに設定されるが、一七世紀には名東郡に吸収され姿を消す。文献資料の少なさのために、この古代から近世にわたる郡域変動の複雑な過程は解明されていないことが多い。しかし、上記研究者らの埋もれた研究成果に光をあてることで、多くの事項が明らかになっていく。旧名方郡域について云えば、これら研究者は条里・余剰帯・地割などという近代学術用語に対応する「直線道」・「古官道」・「見通し」などという用語を用いながら、条里の設定のあり方、あるいは郡域の変遷などについて、二一世紀の現在でも十分に批判に耐えうる優れた論を展開していることに注意を向けた。また、麻植郡域については、明治初頭に起こった忌部神社論争は、上掲の研究者をふくめ、多くの人々が参加してなされており、そこには優れた論点も多くだされている。にもかかわらず、近代の徳島地域史研究では生かしきれていない。あらためて、この論争についての再整理を行い、今後のさらなる研究の前進に備えた。なお、これら分析の成果は、研究会での口頭報告、および論文発表で、公表した。
超原子価ヨウ素試薬を用いる含硫黄ディスコハブディン類の合成研究と創薬への展開

Discorhabdin類は、ニュージーランド産及び沖縄産海綿から単離構造決定された新しいタイプの多環式海洋アルカロイドである。これらは、いずれもピロロイミノキノン構造及びスピロジエノン構造を有し、さちに強力な細胞毒性を示すことから、新規抗腫瘍リード化合物として興味が持たれ、合成化学者の標的化合物として注目を集めている。今回申請者は、これらの中でも特に生物活性が強く、未だ全合成が達成されていない含硫黄アルカロイド(+)-discorhabdin Aをターゲット化合物に選び、その全合成研究に着手した。その結果、以下のような成果を得ることができた。1.(L)-チロシンメチルエステルを出発原料とし、超原子価ヨウ素試薬を用いるジアステレオ選択的なスピロ閉環反応を利用することで、(+)-discorhabdin Aの最初の不斉全合成を達成した。2.超原子価ヨウ素試薬を用いるアミノアルコール類及びアミノ酸類からN, O-アセタール化合物の簡便かつ環境調和型な新規合成法を開発した。さらに、本新規酸化反応を応用することで、discorhabdin類の合成鍵中間体であるN, O-アセタール体の改良合成法の開発に成功した。3.様々なdiscorhabdin誘導体を合成し活性試験を行うことにより、活性発現にはピロロイミノキノン骨格とスピロ骨格が重要であることを見出した。また、(D)-チロシンメチルエステルから合成した(-)-discorhabdin Aも天然体同様、強い活性を示すことがわかった。
生体試料を用いた環境中有害化学物質曝露の健康影響評価

化学物質暴露による健康影響の総合的な評価、管理手法の確立を目指し、生体試料、特に尿に着目して、様々な化学物質並びに代謝産物の濃度を一斉・包括的に分析できる前処理手法並びに分析手法の開発を進め、実試料に適用してデータの取得と適用性評価を行った。さらに、これらのデータを解析して化学物質管理のための発生源探索につながる解析手法の検討を進めた。生体試料中化学物質並びに代謝物のプロファイリングから曝露状況、健康影響を評価していく新たな手法開発を目指し、初年度は特に尿に注目して、広範な化学物質の一斉分析を目指しつつ、固相抽出による簡便かつ高度濃縮による高感度分析と、TOFを利用した一斉分析法の開発の2つの観点からの手法開発研究を進めた。固相抽出材の選定にあたっては、尿中への排泄物が一般に代謝により水溶性を増して排出促進を図っていることに鑑みて、疎水性のスチレンジビニルベンゼン系と親水性メタクリレートにイオン交換基を導入した共重合体ベースの3種類の物質の検討を進めた。一連のモデル物質を用いて市販の一般的疎水性固相抽出剤と比較したところ、イオン基の導入でより親水性の高い物質に対しても良好な保持能力が示された。一方、尿のLC-TOF分析では、カフェインや一部の薬剤などが十分な感度で検出された。オンライン固相抽出法と組み合わせることでさらに高感度化が達成でき、生体成分に由来すると思われる膨大な数の化学物質が検出された。ただし、現段階ではデータベースが未整備なためもあって、同定可能な化学物質数は限られていた。こうした中で、二次元GCとMSMSを組み合わせた新たな方法で、塩素や臭素、フッ素などハロゲンを含有する化学物質をニュートラルロスで選択的に抽出できることが示され、TOFとMSMS技術をベースに固相や分離手段を最適に組み合わせて、様々な特徴ある化学物質の一斉分析、網羅分析の実現可能性を示すことができた。人の化学物質曝露状況の一斉分析手法開発を目指し、GCやLC、さらには多次元GC(GCxGC)による分離手法と飛行時間型(TOF)MSを組み合わせた手法の検討ならびに最適化を進めた。特に非侵襲的に得られるため利用性の高い尿に着目し、主要な排泄形態であるグルクロン酸抱合体の効率的、選択的な捕集を行うための新しい固相抽出剤の開発と評価を進めた。この固相抽出剤を利用して尿中フッ素系界面活性剤の測定方法の検討を進め、実試料について検出に成功した。一方、PFOS以外も2本のピークが見られる物質が見つかり、LC-TOFでその構造推定を行った。尿中のPOPs農薬類ならびにPCBの固相抽出による分析法を確立するとともに、主要代謝産物である水酸化PCBについて1塩素から7塩素同族体までの28種類の標準について50%以上の回収率で分析できる条件を開発し、それぞれ実試料について分析を行った。POPs農薬ではβ-HCHがもっとも濃度が高く、ついでγ-HCHとディルドリンが続き、クロルデンとノナクロル、PCBなどが微量検出された。水酸化PCBについては5塩素、6塩素同族体を中心に、数多くの異性体が検出された。一方、対象を特定せず尿中の化学物質を一斉に分析するため、LC-TOFの条件検討と最適化を進めた。イオン化阻害が少なく一般的に使われるLC条件の中では、ギ酸を用いた系が酢酸や酢酸アンモニウム系より多くのカチオン性物質を検出することができた。一方、アニオン性物質についてはアンモニア系より酢酸アンモニウム系の方が良好な結果を与えた。なお、これらの手法で分離、高感度検出が難しい一部の物質について、シュウ酸を用いた溶媒系で高感度検出が可能なことを見いだした。一方、POPs並びに代謝物の一斉分析手法としてGCxGC/TOFの条件検討と適用を行い、POPs類や水酸化PCなどについて、良好な分析結果を得た。様々な化学物質に対する暴露状況を網羅的に評価できる手法の開発を目指して、研究を継続した。オンライン固相抽出法とLCMSMSを結合した不揮発性物質の多成分迅速一斉分析手法の開発では、昨年までに開発した疎水相互作用に基づくHLB+ODS系の組み合わせに加えて固相とLCの分離原理を変えた組み合わせについても条件探索を続けた。分離カラムをイオン交換性に変更した場合はカートリッジ前後の配管に残る微量の溶離液が後段のカラムの状態に影響を与え、前者の組み合わせを超えることはできなかった。一方、GCxGCと高分解能TOFならびにMSMSを組み合わせた揮発性化合物の一斉分析法開発では、有機塩素系化合物の網羅検出法に加えて有機臭素系の網羅分析手法の開発、評価も行った。ニュートラルロスを利用した有機塩素の一斉分析を目指してTOFのデータ解析法を開発し、MSMS法の結果と比較したが、MSMSで広い質量数範囲をスキャンする手法に比較してTOFによる一斉同時分析データをソフト的に解析した方が高い検出感度を示した。一方、尿中代謝物の多くがグルクロン酸抱合体として排泄されることから、グルクロン酸抱合体を選択的かつ網羅的に抽出するための新たな固相抽出担体を開発し、評価を進めた。

モデル物質を加えた尿で条件検討を進め、高効率で回収できる最適条件を確立した。この方法で他の物質を調べた結果、PFOS等フッ素系界面活性剤については抱合体ではなくフリーのまま排泄されている様子が明らかとなった。これまでに確立された方法でボランティア並びにPCB取り扱い業務従事者について尿を連続的に捕集、分析し、PCB代謝産物の排出状況を日常的にモニターし続けられることを実証した。
映像ー音声メディアを含む知的CAIシステムの大学教育への適用に関する試験研究

本研究では大学におけるCAIの利用のための理論的検討及び実験を行い,以下に挙げるような成果を得た.(1)マルチメディアを用いた言語教育:VTR,レ-ザ-ディスクとPCを接続し,動画像・テキストデ-タを併用しうる教育システムLearnAVを試作した.また早稲田大学語学研究所において,このシステムの英語教育に対する試験利用を行った.(2)日本語教育に対する利用:日本語教育における有効な手法であるクロ-ズドテストを通じた日本語学習システムLearnJを試作し,早稲田大学日本語教育センタ-で使用実験を行った.(3)ネットワ-ク上に展開したCAIシステム:ネットワ-ク上で教員及び学生同士のコミュニケ-ションを支援しつつ教育を行うシステムLearnNETを試作した.本システムはC言語の教育に試験運用されている.(4)CAIにおける知的機能:問題演習型CAIにおいて,学生との柔軟な対話や対象の本質的理解の支援を可能にするために,教材知識表現や問題解決手法について検討し,この成果に基づくシステムを試作した.(5)ハイパ-メディアの大学数学への適用:群論入門を題材とする教師モデルの構築と,抽象代数学の教示にあたっての人間教師のとるべき教育法の研究を通じて,映像・音声を含むハイパ-メディア教科書を作成した.(6)人文社会科学系におけるマルチメディア研究教育システムの利用:理論研究と教育実践を並行して進める事を指向して,実用性の高い対話的なマルチメディア環境を構築するための方法論を明らかにした.(7)ソフトウェア設計用学習環境:学習者の情報獲得作業,思考作業,記述作業,コミュニケ-ション活動を支援する学習環境をハイパ-テキストを用いて実現した.本研究では大学におけるCAIの利用のための理論的検討及び実験を行い,以下に挙げるような成果を得た.(1)マルチメディアを用いた言語教育:VTR,レ-ザ-ディスクとPCを接続し,動画像・テキストデ-タを併用しうる教育システムLearnAVを試作した.また早稲田大学語学研究所において,このシステムの英語教育に対する試験利用を行った.(2)日本語教育に対する利用:日本語教育における有効な手法であるクロ-ズドテストを通じた日本語学習システムLearnJを試作し,早稲田大学日本語教育センタ-で使用実験を行った.(3)ネットワ-ク上に展開したCAIシステム:ネットワ-ク上で教員及び学生同士のコミュニケ-ションを支援しつつ教育を行うシステムLearnNETを試作した.本システムはC言語の教育に試験運用されている.(4)CAIにおける知的機能:問題演習型CAIにおいて,学生との柔軟な対話や対象の本質的理解の支援を可能にするために,教材知識表現や問題解決手法について検討し,この成果に基づくシステムを試作した.(5)ハイパ-メディアの大学数学への適用:群論入門を題材とする教師モデルの構築と,抽象代数学の教示にあたっての人間教師のとるべき教育法の研究を通じて,映像・音声を含むハイパ-メディア教科書を作成した.(6)人文社会科学系におけるマルチメディア研究教育システムの利用:理論研究と教育実践を並行して進める事を指向して,実用性の高い対話的なマルチメディア環境を構築するための方法論を明らかにした.(7)ソフトウェア設計用学習環境:学習者の情報獲得作業,思考作業,記述作業,コミュニケ-ション活動を支援する学習環境をハイパ-テキストを用いて実現した.本年はCAIシステムにおける知的機能に関する基礎的検討とマルチメディアCAIシステムの基本要素の2点を中心に研究を進めた。まず、知的機能の実現として人間とシステムとの対話の実現手法について検討し、これまでの知的CAIシステムの対話機能の拡張を行った。この枠組みにおいて有効な指導を行うための教育戦略や学生モデルについて更に検討を行っている。マルチメディアCAIシステムの試作においては、本年度はマルチメディアを有効に利用し得る教科であることを考慮して英語学習を教育対象として定めた。マルチメディアシステムのハ-ドウェア構成としては、A/D、D/A変換器、マイク、スピ-カ、レ-ザ-ディスク装置、光磁気ディスク装置を用意した。レ-ザ-ディスクで利用するソフトウェアは、最終的には専用のものを用意する予定であるが、本年度は市販のものを利用した。これらを相互に連動して活用するために必要な環境の整備やプログラムの作成を行った。現段階では、(1)学習者の音声の入力と再生による発音の練習(2)学習者の指定による任意部分の映像の再生、ならびに、指定した区間の繰り返し再生(3)レ-ザ-ディスクの映像での会話とコンピュ-タの提示するテキストデ-タとの同期などを実現している。まだ十分とはいえないが、これらの機能により実際の学習支援は可能であると考える。今後の課題としては、システムの汎用化、ユ-ザ-インタ-フェ-スの向上、教材の作成が必要である。本研究はマルチメディアCAIシステム、ワ-クステ-ション上の教材作成支援システム及び、CAIにおける知的機能の実現の3方向で進行している。マルチメディアシステムでは、英語教育を対象とし、英語学習において有効と思われるメディアの再検討を行なった。このために新たにハ-ドウェアとして、ビデオプロセッサボ-ド、A/D・D/A変換ボ-ドを接続し、これらをMSーWINDOWSを用いて統合することとしレ-ザ-ディスクの制御、テキストとの同期など、基本的な機能の開発を終えた。現在、新規購入した機材との統合化を計りつつ、ユ-ザインタフェイスの向上を目指している。ワ-クステ-ションに関連してはWINDOWシステムのリリ-スアップとネットワ-ク環境の整備を行なった。また、SUNワ-クステション上で学習支援システムLearn2の本格的運用に向けて、システムの安定性、即応性の改善を重点とした再構築を進めている。

また、Macintosh上ではハイパ-カ-ドのモデルとなるプロトタイプの構築を行なった。自然科学系科目についての問題演習型知的CAIシステムに関しては、これまでに高校化学を題材として、対象世界(化学現象世界)のモデル表現について検討し、知識の原理的な教示という側面から一つのモデル構築手法を提案した。現在、この手法を用いて、自然言語による対話指導を行なう実験システムをWS上に構築している。現在このモデル表現について、世界に対する視点の変換という立場から更に検討を進めている。本年度は最終年度として,以下に挙げるような理論的検討及び実験を行った.(1)マルチメディアを用いた言語教育:VTR,レ-ザ-ディスクとPCを接続し,動画像・テキストデ-タを併用しうる教育システムLearnAVを試作した.また早稲田大学語学研究所において,このシステムの英語教育に対する試験利用を行った.(2)日本語教育に対する利用:日本語教育における有効な手法であるクロ-ズドテストを通じた日本語学習システムLearnJを試作し,早稲田大学日本語教育センタ-で使用実験を行った.(3)ネットワ-ク上に展開したCAIシステム:ネットワ-ク上で教員及び学生同士のコミュニケ-ションを支援しつつ教育を行うシステムLearnNETを試作した.本システムはC言語の教育に試験運用されている.(4)CAIにおける知的機能:問題演習型CAIにおいて,学生との柔軟な対話や対象の本質的理解の支援を可能にするために,教材知識表現や問題解決手法について検討し,この成果に基づくシステムを試作した.(5)ハイパ-メディアの大学数学への適用:群論入門を題材とする教師モデルの構築と,抽象代数学の教示にあたっての人間教師のとるべき教育法の研究を通じて,映像・音声を含むハイパ-メディア教科書を作成した.(6)人文社会科学系におけるマルチメディア研究教育システムの利用:理論研究と教育実践を並行して進める事を指向して,実用性の高い対話的なマルチメディア環境を構築するための方法論を明らかにした.(7)ソフトウェア設計用学習環境:学習者の情報獲得作業,思考作業,記述作業,コミュニケ-ション活動を支援する学習環境をハイパ-テキストを用いて実現した.
多層量子ホール系における位相的ソリトンと群論的手法を用いた量子コヒーレンスの解析

最近、グラスマン座標についての非反可換幾何学が弦理論の発展に伴い注目を浴びている。その数学的性質については、よく調べられてきたが、その幾何学がもたらす物理的性質については、未だよく調べられていなかった。量子ホール系は非反可換な幾何学をその数学的基盤に持つ、典型的な物理系であり、その特異な性質が現れる系である。そのため、非反可換な幾何を持つ典型的な物理系として、超対称な量子ホール系が考えられ、非反可換な幾何の特徴的な性質が現れることが期待される。この動機のもと、超非可換球の上や、非可換な超平面の上において量子ホール系を構成した。その結果、非反可換な座標はカイラルなスピンとして物理的な効果をもたらすこと、また超対称なラフリンの波動関数は、もともとのラフリン波動関数とパフィアン状態を統一する波動関数になっていることが明らかになった。このように、超対称性はこれまで知られていたもともとの量子ホール状態のいくつかの状態を統一する形式になっていることは分かった。さらに、現在は超対称な量子ホール系の有効的な位相的場の理論である超対称チャーンサイモン理論を解析中である。現在において、超対称なチャーンサイモン理論はもともとのチャーンサイモン理論と同様、バルクの運動にはまったく寄与せず、位相的な効果しかもたらさないこと、統計変換に寄与することが明らかになった。今後は、超対称な量子ホールの端状態の解析などの問題を研究する予定である。本年度、私が研究を行った量子ホール系の研究は主に次の三つである。一つは、SU(4)群に基づく占有率2の二層量子ホール系におけるカンテッド相についての解析である。この相における秩序変数と二層間の距離に対するカンテッド相の安定性を議論した。そこで、SU(4)群に特徴的な生成子が本質的に重要な役割を果たすことを示した。この結果は論文にされ、本年度、Physics letter Aに掲載された。2つ目は、高次元の量子ホール効果への拡張である。これまで、二次元でしか量子ホール系は実現されていないと考えられていたが、私は非可換球をもとにして、それが高次元に拡張可能であることを示し、そこでの基底状態、励起状態について解析した。その結果、二次元での性質は高次元にも自然に拡張可能であり、励起状態も分数統計に従う広がった膜状の物体であるが示された。また、その解析から低い次元の量子ホール系が凝縮して、更に高い次元の量子ホール系を構成するという次元的階層性の存在を始めて示した。これは、現在、素粒子物理で注目を浴びている行列模型の考えと非常に似ているものであり、行列模型と量子ホール系の新たな関係性を示すものとなっている。この結果は論文としてまとめ、現在、雑誌で査読中である。3つ目は、現在進行中の研究であり、分数占有率の多層量子ホール系における位相的励起の研究である。これまでの研究で、その位相的励起は、グラスマンソリトンであり、その電荷は占有率に対応した分数電荷になっていることが、微視的な非可換幾何の立場から示された。またチャーンサイモンの有効理論の立場からも、同様の結論が得られることが分かった。この結果は、現在論文にまとめつつある所である。今年度、私が実施した研究は、主に次の二つである。一つ目は、高次元の量子ホール効果の研究であり、これはPhysics Letter Bに出版されている論文にまとめられている。二次元でのみ定式化されてきた量子ホール系の舞台を、高次元に拡張したら、どのような物理現象が現れるかという研究である。この研究は、高次元における分数電荷や分数統計と密接に関連しており、量子力学の基本的な問題と関係するものである。また、量子ホール系は磁場がかかっているために、非可換幾何学が生かされる舞台でもあり、高次元の非可換空間といった数学的な発展を促すものである。非可換幾何学は、弦理論または行列模型の数学的基礎とも関連しており、量子ホール系とそれら素粒子の理論とも関連についても解析した。二つ目は、量子ホール効果の超対称な拡張である。高次元の量子ホール系の理論が行列模型と関係しているように、超対称化された量子ホール系の理論は超対称行列模型と関連しているはずであり、その発展に寄与すると期待される。まず、Nuclear Physics Bに出版された論文において、超対称量子ホール系の舞台設定である、超対称非可換球と、その非可換効果を生み出す源である、超対称モノポールを構成した。その次に、超対称モノポールが生み出す磁場の中に置かれた球面上で量子ホール系を構成した。この内容は、現在、Physical Review Letterで査読中である。更に、その平面の極限をとり、超対称な磁場がかかる平面状において、量子ホール系を構成し、その性質を調べた。その結果、平面上の超対称量子ホール系は、量子光学で使われるJaynes-Cummings模型と呼ばれるものに非常に似ていることが分かり、現実の世界とも、接点があることが分かった。この内容は、Physical Review Dに投稿中である。

そのため、非反可換な幾何を持つ典型的な物理系として、超対称な量子ホール系が考えられ、非反可換な幾何の特徴的な性質が現れることが期待される。この動機のもと、超非可換球の上や、非可換な超平面の上において量子ホール系を構成した。その結果、非反可換な座標はカイラルなスピンとして物理的な効果をもたらすこと、また超対称なラフリンの波動関数は、もともとのラフリン波動関数とパフィアン状態を統一する波動関数になっていることが明らかになった。このように、超対称性はこれまで知られていたもともとの量子ホール状態のいくつかの状態を統一する形式になっていることは分かった。さらに、現在は超対称な量子ホール系の有効的な位相的場の理論である超対称チャーンサイモン理論を解析中である。現在において、超対称なチャーンサイモン理論はもともとのチャーンサイモン理論と同様、バルクの運動にはまったく寄与せず、位相的な効果しかもたらさないこと、統計変換に寄与することが明らかになった。今後は、超対称な量子ホールの端状態の解析などの問題を研究する予定である。
日本中世法における「所務沙汰」をめぐる紛争処理および訴訟手続に関する実証的研究

本研究ではとりわけ、鎌倉幕府の裁判に見られる「所務沙汰」(民事訴訟的色彩の濃い裁判手続)を素材とすることによって、幕府の裁判手続の実態を明らかにすることを課題とした。これまでの法史研究においては、法廷に於ける訴訟手続の実態解明が主な関心事とされるに止まり、裁判外に於いても同時並行的に進行する紛争処理の手続過程についてはそこから切り離して考えられてきたという恨みが残されている。従って本研究は、幕府裁判所によって行われた裁判手続の全貌を明らかにするための手掛かりを得ることを目標に据えて、法廷内における裁判手続と裁判外における紛争処理手続とを一体的なものとして捉えていくための試みを行った。この試みは以下のようである。(1)幕府裁判の「所務沙汰」における判決(裁許)パタンを見ると、「和与」に対してこれを認可する趣旨で裁許される場合が非常に多い。そこで、「和与」が裁判所によって認可される際には、どのような裁判手続が見られたのかについて、訴訟両当事者が「和与状」を作成・交換したのち、裁判所に対して提出する手続過程(和与の認可申請手続過程)について実証的に明らかにした。そして、裁判外の紛争処理において手続的に完結すると考えられていた「和与」に関して、裁判手続全体の中で改めて見直す必要のあることを指摘することができた。(2)次には、裁判所が和与を認可することの裁判手続上の意義について検討した。紛争当事者間に成立した和与は裁判所がこれを認可することによって法的効力を獲得するとされるが、裁判所によって認可を得ていない和与(「私和与」)は何故に生じ得るのかについて、裁判手続の上での理解の可能性について探ることにより、これまでの「和与」理解については若干修正を要する部分の見られることを指摘した。(3)以上、「所務沙汰」にみえる裁判手続の実態を明らかにするためには、本研究において着目した「和与」あるいは「私和与」の分析を行うことが非常に重要な作業となり得ることが明らかになった。法廷内および裁判外の手続を一体的に捉えていくための有効な分析視角が与えられたものと思われる。(1)研究課題本研究は、日本中世の紛争解決の実態解明を行うための基礎的課題として、鎌倉幕府の裁判における「所務沙汰」を主な素材とすることにより、鎌倉幕府の裁判所に係属した訴訟における紛争解決の具体的な状況について実証的な分析を行おうとするものである。(2)平成11年度における研究遂行方針と進行状況研究代表者はこれまで、文部省科学研究費奨励研究(A)「日本中世法における『和与』の法制史的総合研究」に従事してきたが、その中では、鎌倉幕府の裁判所の取り扱った「和与」に関する史料を蒐集し、これらを総合的に整理する作業を進めていた。その上で、鎌倉幕府の取り扱った「所務沙汰」と「和与」との間にみられる裁判手続上の連関を見出すこと、すなわち、訴訟対象(訴訟物)からすれば「所務沙汰」における訴訟処理の代表的な形態ともいえる「和与」について、その裁判上における手続が、「所務沙汰」(に関する裁判手続)の中でどのように位置付けられるのかについて再検討することを次なる課題に設定した。半ばこの趣旨で行われんとするものが、本研究「日本中世法における『所務沙汰』をめぐる紛争処理および訴訟手続に関する実証的研究」である。(3)研究の成果および今後の見通し今年度は、「所務沙汰」においてその裁判手続の実態を示すところの「和与」、「中分」、「仲人」および「越訴」などのキーワードを既刊行史料から抽出し、該当史料および関連史料に関して実証的に分析することを企画したが、キーワードに関わる史料の中でも「和与」に関する史料群をさらに充実させることに努めた。来年度においても、引き続き、これらのキーワードに関する史料群の博捜に努めるととともに、さらに史料の詳細な分析を行いたいと考えている。そして、今年度においては、来年度以降の研究の基盤を固めることを意図し、前年度以前に行われた研究成果をも合わせてまとめる作業を同時に行ったが、これらの成果は所定欄に記載している通りである。

紛争当事者間に成立した和与は裁判所がこれを認可することによって法的効力を獲得するとされるが、裁判所によって認可を得ていない和与(「私和与」)は何故に生じ得るのかについて、裁判手続の上での理解の可能性について探ることにより、これまでの「和与」理解については若干修正を要する部分の見られることを指摘した。(3)以上、「所務沙汰」にみえる裁判手続の実態を明らかにするためには、本研究において着目した「和与」あるいは「私和与」の分析を行うことが非常に重要な作業となり得ることが明らかになった。法廷内および裁判外の手続を一体的に捉えていくための有効な分析視角が与えられたものと思われる。
昆虫群集における種多様性形成過程

本研究では,次にあげる昆虫のグループについて,分子系統学的解析を行い,種多様性を産みだす種分化過程の,系統地理学的側面と,生態進化に密接に関連した側面を明らかにした.(1)日本産海浜性ハンミョウ類の系統生物地理学的解析海浜性ハンミョウ類の体サイズと大顎サイズの変異を,標本計測によって明らかにし,同時にミトコンドリア遺伝子の分子系統に基づいて種内の地理的分化を明らかにした.(2)オサムシ類の系統生物地理学的・進化生態学的解析世界のオサムシ類のうち,オサムシ亜族,チリオサムシ族,オーストラリアオサムシ族に関する分子系統解析をおこない,大陸間の多様化の違いを明らかにした.日本のオオオサムシ亜族について,ミトコンドリア遺伝子と核遺伝子を用いた詳細な系統解析を行い,頻繁な浸透交雑をともなう複雑な種分化の様相を明らかにした.(3)世界のマルハナバチ族の系統解析北米・南米・ユーラシア各地を含む世界各地のマルハナバチ約70種について,アルギニンキナーゼ遺伝子・ウイングレス遺伝子,伸長因子1αの塩基配列に基づいて種間・亜族間の系統関係を解析し,系統進化過程と生態進化を明らかにした.(4)植食性テントウムシ類の食草選択と種分化に関する解析しばしば食草転換によって種分化が生じると考えられる,東南アジアのニジュウヤホシテントウ群と日本のヤマトアザミテントウ群について,ミトコンドリア遺伝子を用いた系統解析,核型分析,交雑実験による解析を行い,食草を媒介とした生殖的隔離の実態を明らかにした.(5)オオヨモギハムシ種群の分化食草転換をともなわない種分化の例として,分子系統解析,核型分析を行い,同胞種の共存が大きな遺伝的分化の結果可能になっていることを明らかにした.本研究では,次にあげる昆虫のグループについて,分子系統学的解析を行い,種多様性を産みだす種分化過程の,系統地理学的側面と,生態進化に密接に関連した側面を明らかにした.(1)日本産海浜性ハンミョウ類の系統生物地理学的解析海浜性ハンミョウ類の体サイズと大顎サイズの変異を,標本計測によって明らかにし,同時にミトコンドリア遺伝子の分子系統に基づいて種内の地理的分化を明らかにした.(2)オサムシ類の系統生物地理学的・進化生態学的解析世界のオサムシ類のうち,オサムシ亜族,チリオサムシ族,オーストラリアオサムシ族に関する分子系統解析をおこない,大陸間の多様化の違いを明らかにした.日本のオオオサムシ亜族について,ミトコンドリア遺伝子と核遺伝子を用いた詳細な系統解析を行い,頻繁な浸透交雑をともなう複雑な種分化の様相を明らかにした.(3)世界のマルハナバチ族の系統解析北米・南米・ユーラシア各地を含む世界各地のマルハナバチ約70種について,アルギニンキナーゼ遺伝子・ウイングレス遺伝子,伸長因子1αの塩基配列に基づいて種間・亜族間の系統関係を解析し,系統進化過程と生態進化を明らかにした.(4)植食性テントウムシ類の食草選択と種分化に関する解析しばしば食草転換によって種分化が生じると考えられる,東南アジアのニジュウヤホシテントウ群と日本のヤマトアザミテントウ群について,ミトコンドリア遺伝子を用いた系統解析,核型分析,交雑実験による解析を行い,食草を媒介とした生殖的隔離の実態を明らかにした.(5)オオヨモギハムシ種群の分化食草転換をともなわない種分化の例として,分子系統解析,核型分析を行い,同胞種の共存が大きな遺伝的分化の結果可能になっていることを明らかにした.本年度は,野外における群集調査およびDNA分析用試料の採集を各地で行い,本研究費で新たに購入したDNAシーケンサーを用いて,DNA塩基配列の決定による系統解析を行った。ハンミョウ類では,11種について日本各地のべ22箇所の地理的集団から標本を採集し,形態分析とミトコンドリアCOI領域の予備的解析を行った。オサムシ類では,亜属レベルでの試料の欠けていた日本・韓国の分類群を収集し,ヨーロッパ,沿海州等の試料も合わせて,核の2遺伝子の塩基配列に基づく系統樹を作成し,オサムシ亜族のおける系統進化と生活史進化(季節的生活環・幼虫食性)の関係を推定した。また,日本列島でのオサムシ亜属の種分化の解明のため,ミトコンドリア2遺伝子と核3遺伝子の遺伝子系統樹の系統情報を比較検討した。また,種分化・種間交雑とミトコンドリアの分化の関係を明らかにするために,種として中部東日本,および四国九州中国地方各地の地理的集団のミトコンドリアDNAの解析を詳細に行った。植食性甲虫では,オオヨモギハムシ種群のサンプルを集め、ミトコンドリアND5遺伝子による系統解析を行った。また,東南アジアのニジュウヤホシテントウ群の種分化と食性分化を明らかにするため,これまでに採集した試料の分析を進めた。とくにこれまで同種と考えられていた日本とインドネシアのニジュウヤホシテントウが別種であることなどが明らかになった。潜葉性昆虫については,各地でDNA分析用試料の採集を行った。平成12年度は,研究対象となる昆虫グループについて,ミトコンドリア遺伝子・核遺伝子を用いた系統解析をインテンシブに行った.計画当初の材料に加えて,チリオサムシ族とマルハナバチ族の系統解析を行い,大陸間の種分化パターンの比較,移動性の異なる昆虫(飛翔による分散力の違い)の種分化パターンの比較を加えた.具体的な研究項目は以下のとおりである.