hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線虫卵子に存在する配偶子間融合関連因子の同定

最近,当研究室において,線虫のオス特異的遺伝子spe-45を同定した.この遺伝子は精子と卵子の融合に必須であることから,SPE-45タンパクと結合する精子因子または卵子因子の同定を試みた.まず,FLAGタグ(目印)を付けたSPE-45タンパクの遺伝子をspe-45変異体内で発現させた結果,変異体の不妊が約70%回復した.現在,このタグに対する抗体を用いてSPE-45と結合しているタンパク質を探索中である.一方,卵子特異的な遺伝子の変異体も順次作製している.仮にその変異体が不妊であれば,破壊された遺伝子は配偶子間融合に関係している可能性が高い.今後も,変異体の作製を継続する予定である.メス特異的な雌雄配偶子間融合関連遺伝子の同定:現在,オス特異的な受精必須因子CeIZUMOの結合分子を精子上および卵子上で探索しているが,同定には至っていない.そこで,DNAマイクロアレイ解析で明らかになったメス特異的遺伝子のうち,機能が未知な膜貫通タンパク質に焦点を絞り(約20遺伝子),CRISPR/Cas9法でノックアウト(KO)線虫を作製している.現在,作製したKO線虫で不妊の表現型は観察されていないが,引き続きKO線虫の作製を継続する.最近,当研究室において,線虫のオス特異的遺伝子spe-45を同定した.この遺伝子は精子と卵子の融合に必須であることから,SPE-45タンパクと結合する精子因子または卵子因子の同定を試みた.まず,FLAGタグ(目印)を付けたSPE-45タンパクの遺伝子をspe-45変異体内で発現させた結果,変異体の不妊が約70%回復した.現在,このタグに対する抗体を用いてSPE-45と結合しているタンパク質を探索中である.一方,卵子特異的な遺伝子の変異体も順次作製している.仮にその変異体が不妊であれば,破壊された遺伝子は配偶子間融合に関係している可能性が高い.今後も,変異体の作製を継続する予定である.最近,研究代表者は線虫のオス特異的免疫グロブリン(Ig)様遺伝子F28D1.8を同定した.その欠失変異体を調べた結果,F28D1.8(CeIZUMO)は配偶子間融合に必須だった.さらに,CeIZUMOの疎水性領域が融合に重要であることが示唆されたので,CeIZUMOがfusogenである可能性が考えられた.本研究では,CeIZUMOあるいは精子上のCeIZUMO結合分子と結合する卵子タンパク質を同定する.現在,CeIZUMOに対する抗体およびペプチドタグ融合CeIZUMOをコードするトランス遺伝子を作製中で,それらが出来次第,CeIZUMOの局在やCeIZUMO結合タンパク質を調べ,卵子側のタンパク質の解析に着手する予定である.まず,線虫のCeIzumo遺伝子(spe-45)について,FLAGタグをもつSPE-45タンパクをコードするトランス遺伝子をspe-45変異体ゲノムに1コピー挿入した所,変異体の自家受精能が野性型の約70%まで回復した.この結果より,FLAGタグはSPE-45の機能や局在に影響しない可能性が高いと思われたので,抗FLAGモノクローナル抗体を用いた免疫染色や免疫沈降の実験を進めている.一方,卵子特異的に発現している遺伝子の内,膜タンパク質をコードしているものを選び,CRISPR/Cas法で順次変異体を作製している.現在の所,不妊となる変異体は得られていないが,今後も卵子特異的膜タンパク質遺伝子の変異体作製を進めていく予定である.分子細胞生物学CeIZUMOの解析が遅れており,その関係でCeIZUMO結合分子の同定に影響が出ている.しかし,CeIZUMOの解析結果に影響されない方法でメス特異的な雌雄配偶子間融合関連遺伝子の探索を始めており,受精に必須な卵子因子の同定が期待できる.CeIZUMOには塩基性アミノ酸の長いクラスターがある.従って,遺伝子の塩基配列もA(アデニン)が長く続く箇所があり,conventionalな遺伝子工学的手法の妨げになっている.その結果,CeIZUMOの組換えタンパク質の発現やトランス遺伝子の作製に相当な影響が出ている.CeIZUMOの解析を引き続き行い,卵子上のCeIZUMO結合分子の同定を目指す.一方,現在行っているメス特異的な遺伝子のKOを継続して行い,別方向から雌雄配偶子間融合関連遺伝子を同定する.色々な試行錯誤を経て,CeIZUMO遺伝子を低コピーの状態にしておけば各種実験が可能であることが分かった.また,トランス遺伝子もCeIZUMO遺伝子のみではなく,他の遺伝子領域も含むクローン化ゲノムDNAを使えば良いことが分かった.これらのことを踏まえつつ,実験を進める.研究機関の会計締切間際に,注文していた試薬が欠品になることが判明したため.研究計画で必要な試薬の購入に充てる.CeIZUMOやその結合タンパク質,卵子側のタンパク質に対する抗体やトランス遺伝子の作製,およびfeeding RNAiベクターや変異体の作製のための費用に充てる.
LINEのレトロトランスポジションに必須な機能領域の解明

テロメアに特異的に転移するSART1を(4についてはTRAS1のシステム、5についてはR1のシステム)を主に用いて、LINEの転移に必須な領域をに関して以下のような成果が得られた。1.他のLINEでは全く明らかになっていなかったORF1タンパク質の機能として核移行シグナルや標的DNAへのアクセスを可能とするシス配列を見つけた(Matsumoto, T.他. Mol. Cell Biol. 24, 105-122. (2004))。4.九州大の真板宣夫博士と共同でLINEのORF2内のエンドヌクレアーゼの結晶構造を世界に先駆けて発表した(Maita, N.,他. J. Biol. Chem. 279, 41067-41076. (2004))。LINEのRNPと標的DNAを含めた機能構造の解明についても研究を進めており、本申請研究の進展により世界に先駆けて、LINE全体の結晶構造解析が可能になると考えている。5.また、リボソームDNA特異的に転移するR1のin vivo転移系の構築も確立し、全く異なるゲノム上の標的に転移するこれらのLINEを用いて、部位特異的転移メカニズムを探ることが現在可能となった(Anzai T.,他.Nucleic Acids Res. 33, 1993-2002. (2005)テロメアに特異的に転移するSART1を(4についてはTRAS1のシステム、5についてはR1のシステム)を主に用いて、LINEの転移に必須な領域をに関して以下のような成果が得られた。5.また、リボソームDNA特異的に転移するR1のin vivo転移系の構築も確立し、全く異なるゲノム上の標的に転移するこれらのLINEを用いて、部位特異的転移メカニズムを探ることが現在可能となった(Anzai T.,他.Nucleic Acids Res. 33, 1993-2002. (2005)昆虫のテロメア反復配列にだけ転移するLINE (SART)をテロメアに転移させ効率的に検出する系を用い、LINEの転移に必須と考えられる機能領域を解析した。1 ORF1内部の機能解析LINEがゲノムDNAに転移するには細胞質から核への移行が必要であるがそのメカニズムはわかっていない。予備的な実験からSARTのORF1のN末端に近い領域とC末端に近い領域の2箇所に核移行に関わるシグナルがあると予想された。そこで、これらの領域を数十ベース以内に限定した後、その領域内に変異、欠失を入れた変異LINEを作成し、in vivo転移アッセイにより機能構造を解析した。その結果、新規な核移行シグナルを発見するとともに、C末端部分のZnフィンガーが転移に必須であることを発見した。2逆転写ドメインの機能領域LINEの転移は標的DNAの切断と同時に逆転写がおこることから、レトロウィルスやLTR型レトロトランスポゾンとは異なる性質の逆転写酵素をコードしている可能性が高い。そこで、逆転写酵素ドメインとその近傍領域に変異を入れ、機能領域を解析した。その結果、ドメイン内部の複数のアミノ酸サイトが必須であるとともに、逆転写酵素ドメインの上流と下流の配列が転移に必須であることを見出した。さらに、バキュロウィルス感染細胞から細胞抽出液を調製し、in vitroでの転移系を構築することに成功した。3 LINE mRNAの3'UTR領域の機能解析SARTを含めLINEの多くは、mRNAの3'UTRの領域が転移に必須である。3'UTR変異体の転移活性の検定からその領域を限定し、機能領域を解明しようと考えた。変異体を作成して領域を限定したところ、3'UTRの内部の約100塩基の構造が転移に必須であること、またpolyAは転移位置の正確性に関与していることを発見した。昨年に引き続き、昆虫のテロメア反復配列にだけ転移するLINE(SART)をテロメアに転移させ効率的に検出する系を用い、LINEの転移に必須と考えられる機能領域を解析した。in vivo転移アッセイにより機能構造を解析した結果、C末端部分のZnフィンガーが転移に必須であり、ORF1同士の相互作用とRNAへの結合に必須であることが判った。さらに、ORF1内部にはテロメア結合に必須な領域が存在することを生化学的解析により明らかにした。バキュロウィルス感染細胞から細胞抽出液を調製したin vitro転移系を利用し、逆転写酵素活性に必要な領域の機能領域の解析を行った。3 ENドメインの機能構造の解明

LINEの転移の第一段階である切断を起こすENドメインの機能構造を解明するために、テロメアに特異的に転移するSART1のエンドヌクレアーゼ領域を大腸菌で発現させ、結晶構造を解明した。進化的に近縁なAPエンドヌクレアーゼとは異なった特異的なループ構造が見られ、生化学的解析の結果とあわせ、部位特異的な切断に関わる機能構造をほぼ明らかにした。昆虫のテロメア反復配列にだけ転移するLINE(SART)、及び28SrDNAの特定の配列にのみ転移するLINE(R1)を用いて、LINEの転移に必須な機能領域の構造と機能を解析した。1.R1転移アッセイ系の構築SART1の転移のコントロールとなるアッセイシステムとしてR1のin vivo転移システムを完成した。R1の効率的な転移には、3'UTRのリードスルー産物RNAが重要であることが解明瀬された。2.SART1のORF1タンパク質のタンパク質複合体の解析LINEが細胞質から核へ移行する際にORF1タンパク質が必須であることを昨年度明らかにしたが、さらに必須ドメインの機能領域の特定を行った。その結果、ORF1同士の相互作用に必須な領域、ORF1とORF2の相互作用に必須な領域を新たに同定した。3.Znナックル領域のRNA相互作用に関する機能と構造LINEはRNAを鋳型として核内で標的に逆転写させて転移する因子である。その際に鋳型RNAとどのように相互作用しているかはこれまでほとんどわかっていなかった。今回、ORF1末端のZnナックルがその相互作用を担っていることを明確にし、さらにグリセロール密度勾配遠心法により、RNA-タンパク質複合体の相互作用を同定することに成功した。4.R1のENドメイン構造の解明昨年度はテロメア特異的LINEの一つであるTRAS1ENの結晶構造解析から、テロメア標的特異性に関与する機能領域の特定に成功した。今回は28SrDNAに転移するR1のエンドヌクレアーゼドメインの結晶構造解析に成功し、TRAS1ENのDNA結合構造と比較して、新たな経リックス構造が長い領域の標的DNA相互作用に関与している可能性を見出した。
福島県の中山間地における節足動物および環形動物を指標とした放射能汚染モニタリング

前年度にひきつづき、福島県内の中山間地において節足動物と環形動物を採集し、放射性セシウム(Cs)濃度を測定した。ジョロウグモの放射性Cs濃度を測定した結果、個体によって測定値が大きくばらついており、最大値と最小値で50倍程度のひらきがあった。森林環境における生物を介した放射性Csの移行については、先行研究により腐食連鎖の寄与が大きいことが示唆されている。本研究の結果から、造網性のジョロウグモは生食連鎖と腐食連鎖の双方から餌資源をえているため、捕食した餌の種類に応じて放射性Cs濃度が大きくことなるものと推定される。いっぽう、造網性クモ類の餌資源として重要な飛翔性昆虫については、森林で採集されたサンプルより検出される放射性Csの濃度は川岸で採集されたものよりも全般的に高かった。ただし個別にみると、たとえば腐食性のハエ類では、川岸と森林の双方で比較的高濃度の放射性Csが検出されるなど、昆虫の食性や飛翔能力によってことなる傾向がみられた。放射性Csは森林の林床に長期にわたって残留するため、林床の有機物を餌資源として利用する腐食性の飛翔性昆虫においても、放射性Csが高濃度に維持されているものとかんがえられる。林床表層性のフトミミズ類については、節足動物と比較して放射性Csを高濃度で維持している。その要因をあきらかにするため、放射性Csがミミズの体内より排出される時間を実験的にしらべた。その結果、摂食によってとりこまれた放射性Csの約95%が半減期0.1日で急速に排出され、ミミズにおいては放射性Csの代謝がはやく、体組織への吸収は少ないことがわかった。したがって、ミミズが放射性Csを高濃度に維持しているのは、生物濃縮によるものではなく、高濃度に汚染された土壌表層の餌資源に起因することが示唆された。福島県内の中山間地において、昆虫やクモなどの節足動物やミミズなどの環形動物を採集し、各種動物の体内における放射性セシウム濃度を測定するとともに、各生息地の空間放射線量率を調査した。各節足動物をγ線スペクトロメトリーによって放射性セシウム(Cs-134およびCs-137)を定量した結果、コバネイナゴとエンマコオロギではそれぞれ2780Bq/kg、1820Bq/kgであったのに対し、ジョロウグモでは91335Bq/kgと前2種とくらべて高い値を示した。調査を開始した2012年以降の年次変動をみると、コバネイナゴとエンマコオロギの体内から検出されるにおける放射性セシウム濃度は、毎年コンスタントに低下しているのに対し、ジョロウグモでは乱高下しており、減少傾向はみられなかった。50100頭あまり採集した各種節足動物からは、外部形態に異常のある個体は見られなかった。土壌環形動物のなかで表層種のフトミミズから検出された放射性セシウム量は、ジョロウグモの約50倍以上という高い値を示した。本種の個体についてオートラジオグラフィーを実施した結果、放射性セシウムは腸管内に高濃度に存在しており、筋組織への移行は少ないことが示唆された。これまでの継続的な調査結果によれば、調査地の空間放射線量率は2012年以降、年々コンスタントに低下している。これは、半減期が約2年であるCs-134の自然減衰と、生息地の周辺で実施されている除染作業の影響によるものと推測される。土壌から一年生植物へのセシウムの移行は少ないことが知られており、こうした植物を餌とするイナゴでは、放射性セシウムの蓄積量が年々低下する一方、造網性のクモ類は高濃度の放射性セシウムが蓄積している森林のリター層などで繁殖する腐食性のハエ類などを餌とすることから、放射性セシウムのレベルが低下しにくいものとかんがえられる。本年度は台風の影響で当初の予定よりも調査日数が少なかったものの、各種節足動物および環形動物の採集目標数(各50100頭)は達成できた。採集したサンプルはゲルマニウム半導体検出器によるγ線スペクトロメトリーにより、放射性セシウム量の定量を行ない、研究成果を国内および国際学会で発表した。また、2012年度から継続的におこなっている調査結果から、食性のことなる3種の節足動物の放射性セシウム量の推移を解明し、捕食性のジョロウグモにおいて有意な経年減少が認められないことをあきらかにした。これらの結果は国際誌の電子版にオープンアクセスとして発表した(Journal of Environmental Radioactivity, DOI: 10.1016/j.jenvrad.2016.07.017)。前年度にひきつづき、福島県内の中山間地において、節足動物と環形動物を採集し、各動物の体内と林床土壌にふくまれる放射性セシウム(Cs)濃度と採集地点の空間線量率を測定した。節足動物のうちジョロウグモについては、速報値ではあるが、これまで乱高下をしめし減少がみとめられなかった放射性Cs濃度が大幅に減少した。コバネイナゴとエンマコオロギについては前年度と同様、検出される放射性Csの濃度は低かった。なお、いずれの節足動物についても、外部形態に異常のある個体は見られなかった。林床表層性のフトミミズ類については、放射性Cs濃度を分析中であるが、前年度までの経過をみると、節足動物と比較して高濃度を維持している。

調査地の空間線量率の分析結果から、放射性Csは土壌表層に高濃度に残留していることが示唆されており、土壌表層の有機物を摂食するミミズの高い放射性Cs濃度は、土壌表層の汚染を反映した結果であるとかんがえられた。以上のことから、土壌表層の腐食性生物を捕食する野生動物においては、餌資源を介して高濃度の放射性Csが長期的に摂取されている可能性がある。したがって、森林生態系における食物連鎖を介した放射性Csの長期的な動態を把握するうえで、移行経路としての腐食連鎖が重要な鍵となるであろう。森林生態系と密接な関連をもって構成されている中山間地の復興にあたっては、農耕地の空間放射線量だけでなく、森林やその林床に生息する生物相をふくむ生態系における放射性物質の動態を長期的にモニタリングすることの必要性を本研究の結果は示唆している。節足動物の調査にあらたにマレーズトラップを導入し、ハエ類など飛翔性昆虫の採集をおこなった。強風および野生動物により、一部のトラップがうしなわれるアクシデントもあったが、ある程度の数のサンプルを回収でき、分析をすすめている。また、2012年度から継続的におこなっている調査データを解析し、栄養段階のことなる動物間における放射性Csの移行について検討をおこない、それらの結果を国内外の学会で発表し、また学術誌に投稿した。前年度にひきつづき、福島県内の中山間地において節足動物と環形動物を採集し、放射性セシウム(Cs)濃度を測定した。ジョロウグモの放射性Cs濃度を測定した結果、個体によって測定値が大きくばらついており、最大値と最小値で50倍程度のひらきがあった。森林環境における生物を介した放射性Csの移行については、先行研究により腐食連鎖の寄与が大きいことが示唆されている。本研究の結果から、造網性のジョロウグモは生食連鎖と腐食連鎖の双方から餌資源をえているため、捕食した餌の種類に応じて放射性Cs濃度が大きくことなるものと推定される。いっぽう、造網性クモ類の餌資源として重要な飛翔性昆虫については、森林で採集されたサンプルより検出される放射性Csの濃度は川岸で採集されたものよりも全般的に高かった。ただし個別にみると、たとえば腐食性のハエ類では、川岸と森林の双方で比較的高濃度の放射性Csが検出されるなど、昆虫の食性や飛翔能力によってことなる傾向がみられた。放射性Csは森林の林床に長期にわたって残留するため、林床の有機物を餌資源として利用する腐食性の飛翔性昆虫においても、放射性Csが高濃度に維持されているものとかんがえられる。林床表層性のフトミミズ類については、節足動物と比較して放射性Csを高濃度で維持している。その要因をあきらかにするため、放射性Csがミミズの体内より排出される時間を実験的にしらべた。その結果、摂食によってとりこまれた放射性Csの約95%が半減期0.1日で急速に排出され、ミミズにおいては放射性Csの代謝がはやく、体組織への吸収は少ないことがわかった。したがって、ミミズが放射性Csを高濃度に維持しているのは、生物濃縮によるものではなく、高濃度に汚染された土壌表層の餌資源に起因することが示唆された。ひきつづき、福島県の中山間地において節足動物および環形動物のサンプリングを実施する。これまでの調査で、ジョロウグモから検出される放射性セシウム濃度には、経年的な減少傾向が見られないことから、造網性クモ類の餌資源が依然として高濃度の放射性セシウムで汚染されていることが示唆された。そこで、こうした餌資源の汚染レベルをあきらかにするため、クモ類が営巣している場所にトラップを設置し、捕獲された餌資源における放射性セシウム量の定量をこころみる。
アトピー性皮膚炎と好酸球性食道炎に共通する発症機構の解明

好酸球性食道炎は,食道に好酸球が浸潤して生じ,喘息やアトピー性皮膚炎(AD)の合併が知られている.本研究では,ADと好酸球食道炎の合併例の把握,両疾患に共通の発症機構を解明するため1-4を検討した(1.フィラグリン(FLG)遺伝子変異の検索;好酸球性食道炎の患者様の同意が得られず,同意を得た好酸球性胃腸炎1名とAD28名において好酸球,LDH,総IgE,TARC,特異的IgE(MAST33)を検討し,AD患者5名でFLG変異がみられた. 2.AD患者の食道病変の有無, 3.ADモデル動物の食道病変の誘発実験, 4.AD病態形成におけるthymic stromal lymphopoietin)好酸球性食道炎は,食道に好酸球が浸潤して生じ,その発症機構から「食道の喘息」とよばれ,実際に,喘息やアトピー性皮膚炎の合併が知られている.そこで本研究では,アトピー性皮膚炎と好酸球食道炎が合併する症例の把握,また両疾患に共通の発症機構を解明する.さらにその新しい発症機構を標的とする新規治療法の開発も行う.1)好酸球性食道炎患者におけるフィラグリン遺伝子変異の検索当院消化器内科,およびその関連病院において好酸球性食道炎と診断された患者のIgE,TARC,特異的IgE(MAST33)の測定,ならびにDNAを採取してフィラグリン遺伝子変異の有無を検討する予定だが,現在,当院通院中の好酸球性食道炎の患者様がおらず,好酸球性胃腸炎とアトピー性皮膚炎の患者様においての患者14名においてIgE,TARC,特異的IgE(MAST33)の測定,ならびにDNAを採取してフィラグリン遺伝子変異の有無を検討した.2)アトピー性皮膚炎患者における食道病変の有無当科や関連病院では,患者の治療に,抵抗性のアトピー性皮膚炎の入院加療を行っている.それらの患者で消化器症状を訴える患者に関し,積極的に内視鏡を行い食道を中心的に観察することを検討した.好酸球性食道炎は、食道に好酸球が浸潤して生じ、その発症機構から「食道の喘息」とよばれ、実際に喘息やアトピー性皮膚炎の合併が知られている。そこでアトピー性皮膚炎と好酸球食道炎が合併する症例の把握、また両疾患に共通の発症機構の検討、さらにその発症機構を標的とする新規治療法を検討した。1)好酸球性食道炎患者におけるフィラグリン遺伝子変異の検索:当院消化器内科、およびその関連病院に好酸球性食道炎と診断された患者の紹介を依頼した.好酸球性胃腸炎のとアトピー性皮膚炎患者のIgE、TARC、特異的IgE(MAST33)の測定、ならびにDNAを採取してフィラグリン遺伝子変異の有無を検討した。2)アトピー性皮膚炎患者における食道病変の有無:当科や関連病院では、患者の治療に、抵抗性のアトピー性皮膚炎の入院加療を行っている。それらの患者で消化器症状を訴える患者に関し、積極的に内視鏡を行うことを検討した。3)アトピー性皮膚炎モデル動物での食道病変の誘発実験:NC/Nga無毛マウスにおいて、種々の物質で感作し、アトピー性皮膚炎のモデル作成を試みた。好酸球性食道炎は,食道に好酸球が浸潤して生じ,喘息やアトピー性皮膚炎(AD)の合併が知られている.本研究では,ADと好酸球食道炎の合併例の把握,両疾患に共通の発症機構を解明するため1-4を検討した(1.フィラグリン(FLG)遺伝子変異の検索;好酸球性食道炎の患者様の同意が得られず,同意を得た好酸球性胃腸炎1名とAD28名において好酸球,LDH,総IgE,TARC,特異的IgE(MAST33)を検討し,AD患者5名でFLG変異がみられた. 2.AD患者の食道病変の有無, 3.ADモデル動物の食道病変の誘発実験, 4.AD病態形成におけるthymic stromal lymphopoietin)1)好酸球性食道炎患者におけるフィラグリン遺伝子変異の検索当院消化器内科との共同研究にて,当院消化器内科および呼吸器内科,その関連病院において好酸球性食道炎と診断された患者を検索した.問診にて,アトピー性皮膚炎,気管支喘息,鼻アレルギー,アレルギー性結膜炎の合併を確認し,好酸球胃腸炎とアトピー性皮膚炎患者における血清IgE,TARC,特異的IgE(MAST33)の測定を行った.さらに同意を得られた好酸球胃腸炎とアトピー性皮膚炎患者において,DNAを採取してフィラグリン遺伝子変異の有無を検索した.2)アトピー性皮膚炎患者における食道病変の有無アトピー性皮膚炎患者の診察時に消化器症状を確認し,消化器症状があり,内視鏡検査の希望があれば検査を行うことを説明した.医歯薬学1)好酸球性食道炎患者におけるフィラグリン遺伝子変異の検索:引き続き当院消化器内科,およびその関連病院において好酸球性食道炎と診断された患者のIgE, TARC,特異的IgE(MAST33)の測定ならびにDNAを採取してフィラグリン遺伝子変異の有無を検討する.フィラグリン遺伝子変異に関しては,名古屋大学の倫理委員会において承認された名大医倫理書式2-1-B:ヒト遺伝子解析研究

同意書"尋常性魚鱗癬の病因であり,アトピー性皮膚炎の発症因子であるFLG遺伝子変異の検索・スクリーニング"に基づき説明,同意を得て,名古屋大学医学部皮膚科秋山真志教授,河野通浩講師のご協力のもと,引き続き好酸球性食道炎,好酸球性胃腸炎,アトピー性皮膚炎の患者において,フィラグリン遺伝子変異の検索を行う.2)アトピー性皮膚炎患者における食道病変の有無:消化器症状を訴える患者に関し,積極的に内視鏡を行い食道を中心的に観察する.3)アトピー性皮膚炎モデル動物での食道病変の誘発実験:NC/Nga無毛マウスにおいて,種々の物質で感作しアトピー性皮膚炎のモデルを作成.そのモデルマウス食道の炎症の有無、好酸球の浸潤などを検討する.
Impacts of multi-specific blooms of harmful algae (HAB) on reproduction of bivalves

数種類の赤潮原因植物プランクトンは日本産真珠貝の初期発生の段階に影響を与えることがしられている。養殖場でしばしば数種のプランクトンが同時にブルーミングを形成することがある。そこで、本研究では孵化後1日、6日、16日目の幼生に対して、複数の赤潮原因プランンクトンと共存することでどのような影響を受けるかについて調べた。具体的には、幼生を次の4種のプランクトンのうちの2種類と共存させ、成長に与える影響を調べた。その結果、次の4種の組み合わせが成長に悪影響を与え、高齢になるほど影響を受けやすかった。このような複数の赤潮を共存することが、二枚貝の発生に影響を与えることを示した世界初の研究結果である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
魚類における生殖リズムの発現と制御に関する研究

本研究において、魚類の生殖リズム(年周リズムと産卵リズム)の成立機構を明らかにし、成果報告書をまとめた。成果報告書の概要は以下の通りである。I.生殖リズムとその制御(1)生殖年周リズム、(2)産卵リズム、(3)ホルモンによる産卵誘発II.生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)(1)GnRH細胞の免疫組織化学およびGnRHの同定、(2)成熟に伴う変化(3)終神経GnRH細胞の機能、(4)GnRH遺伝子の構造と発現III.生殖腺刺激ホルモンの構造と機能IV.メラトニンリズム魚類では、GnRH産生細胞は嗅球(終神経)、終脳腹側部、視索前野に分布しているが、嗅球のGnRH細胞は生殖には直接関与しておらず、終脳腹側部と視索前野のGnRH細胞のみが生殖に関与していることが初めて明らかにされた。終神経由来のGnRHは脳に広く分布していることから神経修飾物質として機能していることが示唆された。また短日化により性成熟が促進されるサクラマスでは、短日化により視索前野のGnRH細胞数が急速に増加し、成熟することが明らかとなった。これは光周期情報がGnRH細胞に入力され、生殖年周リズムを制御していることを意味している。松果体から分泌されるメラトニンが概日周期を示すことから松果体には生物時計が存在することも確認された。産卵時刻は光周期により決定されており、リズム開始のシグナルは魚種により明期の開始あるいは暗期の開始を利用していることも初めて判明した。魚類の生殖リズム(年周リズムと産卵リズム)の成立機構を明かにすることは,、成熟・産卵の人為的統御を目指す上で重要である。本年度は産卵リズムの成立に関わる光周期情報および受容伝達機構、産卵成立のための内分泌機構(視床下部、下垂体および生殖腺)について解明を目的とした。本年度得られた結果は以下のとおりである。1)産卵リズムの成立に関して、光周期、とくに消灯時刻が産卵時刻決定要因であることが、トビヌメリ(小型海産魚)において明かとなった(古川)。2)産卵時刻決定のための光情報の受容・伝達には、松果体および眼が関与していることがキンギョにおいて明かとなった(会田)3)視床下部ホルモンである生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)についてPCR法によりサケ型GnRH前駆体cDNAの塩基配列が明らかにされた(浦野・小林)4)さらに脳内に広く分布するGnRHはほとんどが終神経由来であり、このGnRHは下垂体生殖腺刺激ホルモン分泌には直接関与せず、神経修飾物質として機能していることが、グ-ラミイ、キンギョにおいて示唆された(岡・小林)5)産卵過程における生殖腺のステロイドホルモンの代謝については、17α,20βーdihydroxyー4ーpregnenー3ーone,17αー20β,21ーtrihydroxyー4ーpregnenー3ーoneが産生され、卵成熟を誘起していることが明かとなった。さらに、これらのステロイドホルモンの産生には明瞭な日周リズムが存在することも判明した(朝比奈)。魚類の生殖リズム(年周リズムと産卵リズム)の成立機構を明らかにすることは、成熟・産卵の人為的統御を目指す上で重要である。本年度は昨年度に引続き光周期情報およびその受容伝達機構、産卵成立のため内分泌機構について解明を目指した。本年度得られた成果は以下のとおりである。1)春産魚であるマダイを秋に長日下で飼育することにより、9月末から10月にかけて産卵を誘発することに成功した。この結果、マダイでは秋に光周性が強くなり、短日下では成熟が進行しないことが分った。2)GnRHのcDNAのクローニングを行ったところ、2種類のcDNAが存在することが判明し、その塩基配列を決定した。

3)得られたGnRHmRNAの発現状况を調べた。その結果、メチルテストステロン投与により視索前野のGnRH細胞が増加することが明らかとなった。4)終神経に存在するGnRH細胞の活動リズムを電気生理学的手法により調べたところ、規則的な自発放電をしていることが分った。5)脳各部位および下垂体におけるGnRH・GTHの年周変動リズムをサクラマスを用いて調べた。その結果、下垂体sGnRHは周期的に夏から秋にかけて階段状に増加すること、GTH1βは秋にピークとなる年周変動を示すこと、またGTHIIβは性成熟の進行に同期して増加することが判明した。6)メラトニンの脳内消容体の存在部位および性質を明らかにした。7)性ホルモンによるGTH分泌フィードバック機構を解析するために、キンギョの卵巣を摘除し、脳各部位のGnRH含量を測定した結果、終脳および視床下部GnRH量が減少することが判明した。魚類の生殖リズム(年周リズムと産卵リズム)の成立機構を明らかにすることは、成熟・産卵の人為的統御を目指す上で重要である。本年度の成果は以下の通りである。1)雌サクラマス2+年魚の脳組織を4、6、8、10月に固定し、in situ hybridization法により、サケ型GnRH遺伝子の発現状態を調べた。その結果、視索前野に存在するGnRH遺伝子の発現は、成熟の進行と共に増加するが、他の領域の発現は変化しないことから、視索前野のGnRH細胞が生殖に関与していることが判明した。2)雄サクラマス0+魚に6月より短日および長日処理を施したところ、早熟魚の出現は、短日区で促進された。早熟の進行と脳下垂体中のGnRH含量、GTH含量の変化は一致した。現在GnRH遺伝子の発現と光周期との関係を解析中である。3)細胞内記録法により、終神経GnRH細胞の自発放電の原因となるペースメーカー電位のイオンメカニズムを検索した所、TTX-resistant persistentNa currentの関与が示唆された。また細胞内染色より単一の終神経細胞の形態を調べたところ、脳全体の広い部位にGnRH細胞のファイバーが分布しているのが確認された。4)キンギョ脳下垂体を材料にし、GTHa鎖、GTH-IB鎖、IIB鎖遺伝子のクロニングを行い塩基配列を明らかにした。5)松果体摘除、眼球摘除、松果体+眼球摘除および偽手術魚を全明下で飼育したのち、全明のまま、あるいは12L12D下に移し水温上昇により排卵を誘発したところ、全明下ではいずれの区でも排卵時刻が乱れたが、12L12D区ではいずれの区でも排卵は夜間に起こった。この結果、脳内にも光受容を行う細胞が存在することが示唆された。
GLUT4の翻訳後修飾による新たな「インスリン感受性」調節機構の研究

骨格筋および脂肪細胞はインスリン刺激により、細胞内へのグルコース輸送が数倍ないし十数倍活性化される。このような高いインスリン感受性グルコース輸送はこれらの細胞に特徴的に見られるものであるが、この高いインスリン感受性を発現・維持する機構は不明である。一方、ヒト2型糖尿病では骨格筋・脂肪細胞においてインスリン感受性グルコース取り込みの障害(インスリン抵抗性)が存在することが知られており、インスリン感受性を発現・維持する機構の解明は糖尿病に見られるインスリン抵抗性の病態の解明,さらには新たな糖尿病治療薬の開発につながることが期待される。本研究では、脂肪細胞のインスリン感受性発現における翻訳後修飾機構の関与について検討を行った。その結果、(1)SUMO化縮合酵素Ubc9の発現量が脂肪細胞の分化に伴い増加すること、(2)アデノウイルスベクターを用いてUbc9を過剰発現した脂肪細胞では、GLUT4発現量の増加と、GLUT4特異的貯蔵コンパートメントへのターゲティングの促進がみられ、その結果としてインスリン感受性グルコース輸送が増強されること,(3)逆に,RNA干渉によりUbc9発現を抑制すると、GLUT4のGLUT4特異的貯蔵コンパートメントへのターゲティングの減少と,GLUT4の分解促進による発現量の低下が生じ、インスリン感受性グルコース輸送の低下が見られること、(4)脂肪細胞においてはGLUT4の細胞内ターゲティングがGLUT4の蛋白寿命に大きく影響すること,等を明らかにした。これらの結果は、脂肪細胞のインスリン感受性の発現・維持に、GLUT4の細胞内ターゲティングが大きく影響すること、またUbc9がGLUT4の細胞内ターゲティングとターンオーバーを介してインスリン感受性発現を調節する重要な機能蛋白であることを示すものである。一方、ヒト2型糖尿病では骨格筋・脂肪細胞においてインスリン感受性グルコース取り込みの障害(インスリン抵抗性)が存在することが知られており、インスリン感受性を発現・維持する機構の解明は糖尿病に見られるインスリン抵抗性の病態の解明あるいは新たな糖尿病治療薬の開発につながることが期待される。その結果、(1)SUMO化縮合酵素Ubc9の発現量が脂肪細胞の分化に伴い増加すること、(2)Ubc9を過剰発現した脂肪細胞では、GLUT4発現量の増加と、インスリン感受性コンパートメントへのターゲティングの促進がみられ、その結果としてインスリン感受性グルコース輸送が増強されること、(3)Ubc9発現を抑制することにより、GLUT4の分解が促進され、発現量の低下と、インスリン感受性グルコース輸送の低下が見られること、等を明らかにした。これらの結果は、脂肪細胞のインスリン感受性の発現・維持に、GLUT4の細胞内ターゲティングが大きく影響すること、またUbc9がGLUT4の細胞内ターゲティングに重要な役割を果たすことを示すものである。これらの成績は第46回および第47回日本糖尿病学会学術総会、第81回日本生理学会大会、群馬大学生体調節研究所シンポジウム「生活習慣病の分子医学」等において発表した。

本研究では、脂肪細胞のインスリン感受性発現における翻訳後修飾機構の関与について検討を行った。その結果、(1)SUMO化縮合酵素Ubc9の発現量が脂肪細胞の分化に伴い増加すること、(2)アデノウイルスベクターを用いてUbc9を過剰発現した脂肪細胞では、GLUT4発現量の増加と、インスリン感受性コンパートメントへのターゲティングの促進がみられ、その結果としてインスリン感受性グルコース輸送が増強されること,(3)逆に,RNA干渉によりUbc9発現を抑制することにより、GLUT4のインスリン感受性コンパートメントへのターゲティングの減少と,GLUT4の分解促進による発現量の低下が生じ、インスリン感受性グルコース輸送の低下が見られること、(4)脂肪細胞においてはGLUT4の細胞内ターゲティングがGLUT4の蛋白寿命に大きく影響すること,等を明らかにした。これらの結果は、脂肪細胞のインスリン感受性の発現・維持に、GLUT4の細胞内ターゲティングが大きく影響すること、またUbc9がGLUT4の細胞内ターゲティングとターンオーバーを介してインスリン感受性発現を調節する重要な機能蛋白であることを示すものである。
金属クラスターを活性中心に用いる低分子人工金属酵素の開発

先に我々は、多核金属酵素の機能モデルとして亜鉛四核クラスター触媒を開発し、エステル交換反応の優れた触媒であることを見出し、さらに、これまで困難とされていたアミノアルコールの水酸基選択的アシル化反応を触媒的に促進することに初めて成功している。これらの反応は、亜鉛クラスター触媒がルイス酸およびブレンステッド塩基として機能する協奏機能によって効率的に進行していることが種々の実験結果から強く示唆されている。今回、上記の研究過程で、通常アルコールより反応性が高く優先してアシル化されるアミンが共存すると、それ自体はアシル化されず、水酸基のアシル化を顕著に促進することを見出した。このアミンによる添加効果は触媒量のアミンで発現され、これまで反応性の低かった立体的に嵩高い基質を用いたエステル交換反応を高収率で促進することに成功した。このアミンの添加効果は、アミンが亜鉛イオンに配位し、水素結合を介して反応を活性化していることで発現していると考えている。さらに、アミンよりも効果的な添加剤の開発にも成功し、アミンの添加効果が低かった触媒的アセチル化反応およびその逆反応である脱アセチル化反応においても、顕著な添加効果を得ることに成功した。続いて、アミド結合の形成と切断を触媒する人工触媒の開発を目指し、亜鉛四核クラスター触媒の配位子効果の検討を行い、さらに亜鉛以外の金属イオンを有する同種多核金属クラスター、複数の金属イオンを含有する異種多核金属クラスターの合成に成功し、エステル-アミド交換反応に対してより高活性を示す触媒を開発することに成功した。それらの触媒のうちのいくつかは、アミド結合のアルコリシス反応に対しても触媒活性を示すことを見出しており、さらなる触媒構造の最適化により、温和な条件下でアミド結合切断反応を促進する新規触媒系を開発できると考えている。生体内での複雑な生科学反応を制御し生命現象の中心的な役割を担っているアミド結合の形成と切断を、人工金属クラスターを活用することで自在に制御することを目的とし研究を行った。多核金属酵素であるアミノペプチダーゼの機能モデルとして開発した亜鉛四核クラスター触媒が、非常に高い酸素親和性を示すことを見いだし、エステル基と水酸基の同時活性化によって、これまで困難とされていたアミノアルコールの水酸基選択的アシル化反応を効率的に促進することが分かった。また、本触媒系を環境調和型触媒的アセチル化反応やフラン環構築反応へと展開することにも成功した。さらに、アミノアルコールとしてβ-アミノアルコールを用いると、水酸基選択的なアシル化反応の後にO→N-アシル転移反応によって、選択的にβ-ヒドロキシアミドへと変換できることを見いだし、様々な生物活性化合物を容易に合成することが可能となった(論文投稿準備中)。クラスター中の配位子を変換し触媒のルイス酸性の効果を検討したところ、反応によって適切な配位子が異なること、エステル交換反応の場合は酸性度が高すぎても低すぎても良くないことがわかった。この結果は、亜鉛クラスター触媒がルイス酸およびブレンステッド塩基として機能する協奏機能型の触媒であることを支持している。単純アミンのアミド化反応に関しては、セリンプロテアーゼの機能モデルとして開発した金属アルコキシドが、穏和な条下で非常に収率良くエステル-アミド交換反応を触媒することを見いだした(論文投稿準備中)。現在さらなる触媒活性の向上とアミド結合切断反応への展開を検討している。
新物理探索と暗黒物質物理に基づくフレーバー構造の起源の解明

暗黒物質(DM)物理を含めた新物理探索実験に基づくフレーバー構造の起源の解明を目的とし研究を遂行する。この研究では、フレーバー構造の謎とDMの正体を解明することで、本研究領域の目的である真空構造の解明、及び時空構造の解明に貢献する。我々の真空はフレーバー対称性を自発的に破っている可能性がある。どのようにフレーバー対称性が破れるかを模型を分類分けすることで把握する。そして、フレーバー混合やフェルミオン質量階層性とDMの関係を研究し、DM物理への予言及び検証方法を調べる。さらに、ボトムアップ的アプローチによるDMや余剰粒子が標準模型粒子と結合する模型の、DMを含めた新物理探索による検証も行う。
分散した計算機を用いて並列処理を実現するアプリケーションデータベースの研究開発

本年度は,以下の研究を行った.・前年度に実装したシステムはC_<++>により行ったが,計算機環境の現状を考え,今年度ではJavaによる実装をすすめた.これにより,Java仮想計算機の稼働する計算機であればどれでも本研究でのプラットフォームとして使用可能となった.・従来の分散オブジェクトデータベースにおけるデータマイグレーション処理に加え,我々の提案するシステムによりメソッドマイグレーション処理が可能となった.そこで,マルチサーバ・マルチクライアント環境において,クライアントのレスポンスタイムを最小にするデータマイグレーション・メソッドマイグレーションの効率の良い組合わせを求める手法を考案し,実際のシステム上で評価した.・メソッドのデータベース化によって,オブジェクトデータベースで従来考えられてきたデータに関するビューに加え,メソッドに関するビューを提案した.・本研究と関連のある,メタオブジェクトとリフレクション等に関する調査を行った.これにより,メソッドコードをデータベース化し,種々のメソッドが存在する環境において,いかにして目的となるメソッドを抽出するかが今後の大きな課題であることが明らかとなった.アプリケーションデータベースの基礎となるメソッドコードのデータベース化について以下の研究を行った・オブジェクトの持つメソッドコードの永続化方式を確立した.オブジェクトの定義から分散メソッドを抜き出し,それを従来の永続オブジェクトとして扱うことによって,データベースでの永続化・管理が可能となった.・永続化したメソッドを分散環境で扱うため,サイト間でのメソッドの送受信と実行に関するプロトコルを設計した.メソッドがローカルにすでに存在する場合には,メソッドを送信することなくそのメソッドを使うように設計されている.・メソッドを遠隔サイトへ移動させ,そのサイトで実行し,結果をもらう一連を,プロトタイプシステムとして実装した.この実装では,オブジェクト指向プログラミング言語C++と,オブジェクトデータベースシステムObjectStoreを用いて行った.・単純な環境におけるメソッド移動とデータ移動のトレードオフの解析を行った.メソッドの遠隔サイトへの移動・実行が可能になったため,従来から考えられてきたデータの移動とあわせた処理が可能になった.これらの効率の良い組合わせのための解析を行った.今後は,異機種環境における分散メソッドのための設計,実装と,ベンチマークによるテスト,および分散並列処理化を行う予定である.本年度は,以下の研究を行った.・前年度に実装したシステムはC_<++>により行ったが,計算機環境の現状を考え,今年度ではJavaによる実装をすすめた.これにより,Java仮想計算機の稼働する計算機であればどれでも本研究でのプラットフォームとして使用可能となった.・従来の分散オブジェクトデータベースにおけるデータマイグレーション処理に加え,我々の提案するシステムによりメソッドマイグレーション処理が可能となった.そこで,マルチサーバ・マルチクライアント環境において,クライアントのレスポンスタイムを最小にするデータマイグレーション・メソッドマイグレーションの効率の良い組合わせを求める手法を考案し,実際のシステム上で評価した.・メソッドのデータベース化によって,オブジェクトデータベースで従来考えられてきたデータに関するビューに加え,メソッドに関するビューを提案した.・本研究と関連のある,メタオブジェクトとリフレクション等に関する調査を行った.これにより,メソッドコードをデータベース化し,種々のメソッドが存在する環境において,いかにして目的となるメソッドを抽出するかが今後の大きな課題であることが明らかとなった.
AL(人工生命)技術を応用した流出モデル定数の大域的探索に関する研究

本研究は、代表的なAL(人工生命)技術の一つである遺伝的アルゴリズム(GA)やそれに類似したアルゴリズムを流出モデル定数の大域的探索に応用したものである。流出モデルには、わが国で広く用いられている菅原の直列4段タンクモデル(16定数)を採用した。得られた結果は、次のようにまとめられる。1.数値実験に基づく大域的探索法の適応性の検討これまでの局所的探索法としてシンプレックス法、パウエル法、AL技術に基づく大域的探索法としてGA、GAとシンプレックス法、パウエル法との組み合わせ法、GAに類似した進化の概念が取り入れられているSCE-UA法、局所的探索法を利用した大域的探索法としてマルチスタート・シンプレックス法、マルチスタート・パウエル法、シミュレーテッド・ア-ニリング法をそれぞれタンクモデル定数の探索に適用し、真の定数を既知とした数値実験的な検討に基づいて、これらの手法の適応性を比較検討した。その結果、SCE-UA法とマルチスタート・パウエル法の適応性は他の手法よりも明らかに優れており、これらは探索出発点の良否に影響されずに大域的な解が求められる頑健な手法であること、探索効率も考慮すればSCE-UA法が最良であること、などが明らかになった。2大域的探索法の実用性の検討実流域におけるタンクモデル定数探索に、上述の検討で最良の結果を与えたSCE-UA法を適用して、その実用性を検討した。解析に用いた資料は、滋賀県永源寺ダム流域の10年間の水文資料(同定期間は最初の4年間)である。その結果、SCE-UA法によると、従来の局所的探索法とは異なり、どのような探索出発天を設けてもほぼ同じモデル定数値、目的関数値が一貫して得られ、同定結果が探索出発点の設定にほとんど影響を受けないことが分かった。
幼児と保護者を対象にした理科あそびの研究開発と実践

本研究は、幼児期の科学実験遊びが目指しているものは科学的知識の理解ではなく、科学を使った遊びにある。という考えから開発、実施、検証を試みた。科学に苦手意識を持つ保育者が実践可能な汎用性の高いプログラム。安全な材料と道具。簡単な準備、説明、手順。以上をキーワードに12遊びの実践、検証を行った。結果、10の遊びに、幼児が充分楽しむ様子、科学への興味の芽吹きが確認できた。幼児は、遊びの中で新しい世界に触れ、公式的な科学的理解ではないが、非公式な自生的な理論を獲得し得た、という結論が本研究の成果である。保育者への普及の点では、実践可能なプログラムが開発でき、保育現場での実践へとつなげることができた。安全な材料と道具。子どもたちの理科離れが問題とされる中、幼児向け科学実験のニーズは、保護者や行政から高まりを見せている。本研究は、幼児と保護者を対象にした理科あそびの研究開発と実践であり、初年度は、幼児期の理科実験は遊びとして実施することに意味を見いだした。幼児向けの科学実験の実施の意味は、参加する子どもたちが科学的知識を獲得することではない。遊びの中に、物質との出会い、科学的現象との出会いを取り入れ、新しい世界・未知の領域に触れることで遊び体験を豊かにすることである。遊び体験を豊かにすることは、子どもたちの未知の世界への好奇心を喚起させ、ついては科学的思考、論理的思考を獲得する際の豊かな素地になると考える。幼児期の科学遊びは学び手の構成の土台をなすエピソードを生み出す体験であり、非公式の科学体験である。科学的論理として、公式化された科学を身の回りの事象に照らし合わせ検証を行うことは幼児には難しいが、実験環境に接近した出来事において、幼児は仮説検証を行う事例が見られた。これは,幼児が自生的な理論を構成していると考えられ、公式の科学を獲得するためのエピソードを蓄えている体験である。非公式な科学体験=「遊び」そのものを豊かにすることは、科学への関与性を強め、学習期に公式の科学を効果的に学ぶことにつながると言えよう。また、素材に出会い、素材を使っての実験という遊びの展開を尊重し、能動的に試してみたい内容を保証することで「遊び」となる。科学実験遊びも大人の思惑を押し付けない姿勢が求められる。科学実験遊びを,物質・現象の体験遊びとして位置づけ、遊びの一つとして実施する、とすると幼児期の科学実験遊びに意味を見出せよう。以上の実施のねらいが達成される実験遊びの内容を実施検証し、有効な内容と展開の手法を検討している。本研究は幼児向け科学実験遊びの研究開発と実践、保育者への普及をねらいとした。初年度では、幼児にとって科学実験遊びは遊びになり得るとの結論を得た。最終年度では、保育現場で汎用性の高いプログラムを制作し、プログラムは研修を通じて保育者への普及を図った。【遊びの枠組みの中で科学実験遊びを行う意味】幼児向け科学実験の意味は、子どもたちが科学的知識を獲得することではなく、遊びの中で、物質との出会い、科学的現象との出会いから新しい世界・未知の領域に触れることで遊び体験を豊かにすることである。実践では、科学的論理として、公式化された科学を身の回りの事象に照らし合わせ検証を行うことは幼児には難しいが、実験環境に接近した出来事において、幼児は仮説検証を行う事例が見られた。幼児が自生的な理論を構成していると考えられ、公式の科学を獲得するためのエピソードを蓄えている体験であり、遊びとして実践し、学びへとつながる流れをつくることができると手応えを得た。本研究で選定した内容は、保育者、保護者にとっても驚きのある内容となり、大人が子どもと同じ目線で驚きを共有する姿が見て取れた。子どもの心の動きと「共振」することで、知識獲得を目的としない緩やかな心地よい遊びの空間が生まれたと感じている。【保育現場で汎用性の高いプログラム】研修前の保育者対象ヒアリングから、興味があるが、自身が苦手な為、実践のハードルが高い等のネガティブな印象が顕在化された。そこで、ネガティブな条件に当てはまらない科学実験遊びをプログラム化し研修内容として普及を図った。条件は、事前準備や説明が容易、危険でない身近な材料、幼児が実際に手に取り遊びとして楽しめることとした。【プログラムの普及】研修会4回、保育者向けに実施し普及を図った。研修会後のアンケート、受講者の現場での実践報告を受け、問題点等を顕在化させた。今後も継続し、普及を行う。26年度が最終年度であるため、記入しない。幼児教育26年度が最終年度であるため、記入しない。幼児期の科学実験遊びの意味を位置づけることができた。

そして実践の中で、目の前の物質と現象に楽しさを見つけ、繰り返し実験遊びを楽しむ様子から、子どもにとって遊びの素材ではなかった物を使って豊かな遊びを引き出すことが出来た。実践で子どもたちが得たものも大人の概念に至らないが、幼児期の科学実験遊びでは、幼児期に物質や現象をおもしろいと思い、興味を持って物に働きかけようとするという2つのモーメントが生まれてくると期待を持つことができた。幼児と保護者を対象にした体験を豊かにする科学実験あそびの研究開発の点では、実践、参加者アンケート等から、幼児を対象とした科学実験遊びのニーズ、実施の有効性を掴むことができた。実践を4回、現場を変えて行い、各実験内容の検証を行うことで、有効な実験遊びの内容、実験あそびの時間、あるいは各実験をどのようにプログラムするかについて、手応えを得ている。また、ボランティアにサポートスタッフとして実践に参加いただいたことで、科学に苦手意識を持つ方が科学実験遊びを行う際におさえておきたいポイントが事前事後のミーティングで明らかになりつつある。そうした成果を精査し、今後は汎用性のあるパッケージを作成する。一方、幼児教育に携わる保育者に向けたパッケージ化が遅れている。保育の現場で実践可能な内容を洗い出すための、保育現場の現状、環境の調査、あるいは保育者の意識などを調査し、無理なく実施できる汎用性あるパッケージの作成を急ぎ、実践、検証を行う必要がある。今後の研究として以下の内容を推進する。・実施の検証。幼児期の子どもたちの活動(科学遊び)をさらに調査、開発する。科学遊びの内容や遊びの場を生み出し、豊かな体験がどのように生まれるかの精緻な観察を行う。幼児期の子どもの遊びとして意味があるか、について読み取るための新たな方法を開発しつ検証する必要がある。・科学実験遊びの題材研究。他の科学実験遊び題材でも幼児期の子どもが意味あるものとして楽しめるかどうかを検証する。化学,物理,生物,地学など幅広い領域からの題材開発が必要である。・幼児向けに科学実験遊びを実施する際の安全面や困難な面などの問題を検証し、実施の手立てを研究する。・科学実験遊びが家庭や幼児教育の場で普及するためのパッケージ化を行う。パッケージを実際に保育者に実践してもらうための研究会を開催し、保育者の実践検証を行う。具体的に板橋区の公立保育園での科学実験遊び実施とヒアリング。岩手県子育て広場スタッフへの科学実験遊び研修とスタッフによる実践の検証、ヒアリングを予定している。研修、実践、検証、ヒアリングを通じて、保育者への科学実験遊びの理解と保育の現場で汎用性の高い実践内容を精査する。