hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
状態密度エンジニアリングによる新規合金ナノ粒子の創製と機能開拓

PDF-RMC解析からは2 nm以上の距離秩序の喪失、EXAFS振動からは遷移金属同士の最近接原子間距離のわずかな増大を示唆する結果が得られたが、測定法の制約上、両測定結果間の整合性を確認することができなかった。元素の分布は高分解能電子顕微鏡と、それに併設されたEDSとEELSを用いることで観察を行った。ナノ粒子内にホウ素が分布していることが確認されるとともに、組成の定量化にも成功した。本年度は新たに希土類元素を用いた合金ナノ粒子の創製に向けた探索にも着手した。手法として溶媒和された電子によるイオンの還元に着目し、対象の希土類元素としては液相還元法によるナノ粒子の合成例があるGdを選択した。Pdとの合金化を目指し合成実験を重ねた結果、Pdと比して格子の拡大を示唆するPXRDパターンが得られたが、元素マッピングの結果合金化は確認されなかった。本年度における研究の進捗の遅れは、ホウ素導入型PdRu合金ナノ粒子の特性上、常温の環境下における測定に制約が大きく、想定通りの探索が果たせなかったことが影響している。また行った測定においても測定の原理上、当初得ようとしていた情報を引き出すことができなかった。構造に長距離秩序がないことから、非晶質物質の短距離構造解析において有力な手法であるPDF-RMC解析による構造モデリングを検討したが、X線回折ではPdとRuの区別ができない、PdやRuと固溶したホウ素原子は散乱強度が相対的に弱くなり回折が見えないなどの問題に直面し、この手法からの短距離構造の決定が困難であることが判明した。またEXAFS測定結果の解析にあたっても、構造モデルシミュレーションに必要となる各元素間の多体効果を表す物理量が不明であるためにシミュレーションを行うことができず、構造の解明に踏み込んだ議論ができないことが分かった。このような測定手法の限界に至るまでに多くの時間を割くこととなった。希土類元素を用いた合金ナノ粒子に関しては前駆体の問題点に対する対処が遅れたことが本年度の遅延の原因である。合成法の制約上当初からPdの前駆体を1種に固定しており、これにより最適なGd前駆体の選定にむけて前進したことも事実であるが、結果的にこのPd前駆体の問題点を検証することができないまま多くの合成を行うこととなっていた。PdRuBナノ粒子に関しては、室温程度の温度で保存しておくとPXRDパターンが徐々にPd-Ruナノ粒子のそれに変化していく過程が観察されている。低温ではこの変化が抑制されることから、温度によるホウ素原子の熱運動の活性化に伴う脱離が原因とみられる。これを高温で加熱することで脱離を促進し、構造の変遷や元素の分布状態など、脱離後の状態を探索する。Pd-Gdナノ粒子に関しては、引き続き前駆体の選定からその合成手法を検討していく。希土類元素は後期遷移金属元素と比して格段に還元されにくいため、遷移金属と同時に還元しナノ粒子化するには強力な還元剤が求められる。しかし、還元剤としては現状使用しているもの以上の還元力を持つ試薬が限られるので、相対的にGdより金属状態が安定なYbなどと代えることを考える。また遷移金属側の元素もPdのみにこだわらず、Fe、Coなど前期遷移金属を用いて希土類元素側へ還元速度を近づけることも検討していく。
出生前遺伝カウンセリングのクライエントの満足度と関連要因

初産年齢の高齢化や生殖技術の進歩,ヒトゲノムの解読などに伴い,出生前検査や遺伝子検査はより身近な領域になりつつある。遺伝医学関連学会が2003年に提案した「遺伝学的検査に関するガイドライン」には遺伝学的検査(染色体検査・遺伝生化学的検査・DNA検査)は十分な出生前遺伝カウンセリングを行った後に実施することが明記されている。出生前検査を受けるか否かを決めることはクライエントの心理的負担が大きいプロセスである。これまでの我が国の出生前遺伝カウンセリングに関連した研究は,特定の検査に焦点をあてた報告はあるが(安藤1994:青木,2006),クライエントの視点からカウンセリングについて述べた実証研究は少ない。一方,欧米では遺伝カウンセリングの効果(Cater,1971)やカウンセリングに対するクライエントのニード・期待(Skirton,2001)など多角的な視点から検討され続けている。本研究は,出生前遺伝カウンセリングを受けたクライエントの視点から,カウンセリングに期待していたこと,カウンセリング内容の理解程度およびカウンセリングを受けたことへの主観的評価を聴取し,出生前遺伝カウンセリングへの満足度と関連要因を明らかにすることを目的として,胎児の先天異常や自身の染色体異常を理由に出生前遺伝カウンセリングを受けた男女6名を対象に半構造化面接を実施した。その結果,満足感に関連する影響因子として,医療者が提示する選択肢,選択肢の提示方法,感情面への配慮等が挙げられた。成果物の発表として,本研究の一部を国際遺伝看護学会(20th Annual ISONG Conference/International Society of Nursing in Genetics)で発表した。ポスターセッションでは他の国々の遺伝力ウンセリングシステムや医療者の対応などについて幅広いディスカッションを行えた。本研究の結果ぱ今後,さらに検討を重ね,他の遺伝子診断(発症前診断や保因者検査等)のクライエントとの相違点や共通点を見出し,医療者の効果的な対応への一助とする。初産年齢の高齢化や生殖技術の進歩、ヒトゲノムの解読などに伴い、出生前検査や遺伝子検査はより身近な領域になりつつある。出生前遺伝カウンセリングを受ける場合は、主に女性やそのパートナーがクライエントとなる。本研究は、出生前遺伝カウンセリングを受けたクライエントの視点から、カウンセリングに期待していたこと、カウンセリング内容の理解程度およびカウンセリングを受けたことへの主観的評価を聴取し、出生前遺伝カウンセリングへの満足度と関連要因を明らかにする目的で、出生前遺伝カウンセリングを受けたことがある男女計6名に半構造化インタビューを実施した。質問内容は、出生前遺伝カウンセリングを受ける前に期待していたこと、カウンセリングで解決できたことやできなかったこと、カウンセリングを受けてよかったこと、医療者に求める支援などについてである。対象者が出生前遺伝カウンセリングを受けた理由は多様で、染色体異常の妊娠歴や出産歴、妊娠中の薬剤の服用、クライエント自身の均衡型相互転座などが挙げられていた。インタビュー内容は現在、Grounded Theoryの手法により分析している。来年度も引き続きデータ収集および分析をすすめる。また、クライエントを対象としたインタビュー結果を参考に、出生前遺伝カウンセリングに関わるスタッフも対象にインタビューを行い、出生前遺伝カウンセリングへの満足度と関連要因について多角的に検討する予定である。
日中戦争時期重慶における民族主義文壇と国民党系知識人の内陸都市間連携

2018年6月30日、近畿大学において、研究例会を開催した。中野知洋が、「王平陵『女優之死』とモダニズム」というタイトルで、王の『女優之死』を中心に、王の民族小説に認められるモダニズム的な性格について、研究発表を行った。またあわせて、児童向け作品『小飛行師』が民族小説「母与子」をもとにしたものであることなどを報告した。他のメンバーの報告は、以下の通りである。中村みどり「斉魯大学と老舎」は、山東省済南時代の老舎の活動について、齊藤大紀「沈従文と胡也頻」は、1920年代を中心に両作家の作品の類似を論じたものである。杉村安幾子「重慶時代の徐Xuと無名氏」は重慶時代の徐Xuと無名氏の活動状況について、また中野徹は「国立青島大学の学潮」とのタイトルで、1930年代国立青島大学の学生運動問題を報告した。また高橋俊「中国の地域文学研究の現在」は、中国における地域文学研究には、「その都市に固有の特徴を文学に読み込む」という特徴があることを批判的に論じた。さらに、2019年3月5日から3月9日まで、科研メンバーよる現地実地調査を実施した。調査地は、以下の通りである。3月6日育才学校旧址・合川陶行知先生紀念館重慶郊外・合川にある育才学校旧址は、陶行知が1939年に戦災児童のために開校した学校で、現在もほぼそのままの形で保存されている。併設の紀念館で配布された資料を収集した。3月7日周公館・桂園等革命時期共産党関係施設、中国民主党派歴史陳列館、重慶中国三峡博物館3月8日新華日報営業部旧址、重慶大韓民国臨時政府旧址研究例会での研究報告を年に1回、現地調査を1回ずつ実施することができており、その成果が論文公刊に結びついている。以上より、概ね順調に成果を得ることが出来ていると考えられる。本年度も、6月29日に第1回研究例会を開催する計画で、現在準備中である。発表者3名を予定している。また別の科研と合同で、9月に山東省等関係地域における現地調査を実施する計画があるが、詳細については6月の例会で詰める予定である。年度末に、上記の成果をとりまとめて、公刊する予定である平成29年度は、上海図書館、および重慶図書館等の機関を中心に資料調査を実施した。例えば研究代表者が重慶図書館で収集した、王平陵『女優之死』(現実出版社、1943)、『新亭涙』(青年軍出版社、1946)という単行本のコピーは、王の民族主義文学における新たな側面を知ることができる重要な成果である。また今回、同じ王の『小飛行師』(建国書店、児童文芸叢書、1945)、『怎様読歴史』(文風書局、新少年文庫、1944)という児童文芸の作品もコピーの入手がかなった。これは、これまで主に歴史小説、演劇(戯曲)というジャンルに特色があると見られた王の民族主義文学が、児童文学と教育という方面においても展開したことを示す資料である。さらに上海図書館で収集した王の「婦女夜」(『女青年月刊』第2巻第1期、1945)等は、王平陵文学におけるロマン主義的性格の究明という本研究の課題を補強する資料である。上記の調査は平成30年3月に行った。調査の前半には、科研メンバーと、国民政府の臨時首都が置かれた日中戦争時期重慶の遺構も見学した。白公館、桂園、中国民主党派歴史陳列館等といったものである。重慶北郊の北碚区では、梁実秋紀念館(雅舎)、四世同堂紀念館(老舎旧居)、呉mi旧居陳列室(呉mi旧居)等を見学した。とくに呉mi旧居は写真パネル等の展示資料が豊富で、日中戦争時期の呉miが国立長沙臨時大学から西南聯合大学に到り、戦後も西南師範学院に止まり、1960年に北碚に移住するその経過と、それぞれの時期に刊行された業績とを時系列に沿って展示したものである。研究例会は基盤研究(C)15K02431と合同で開催した。また「研究実績の概要」に示したとおり、平成30年3月に科研メンバーによる現地視察を行った。

また高橋俊「中国の地域文学研究の現在」は、中国における地域文学研究には、「その都市に固有の特徴を文学に読み込む」という特徴があることを批判的に論じた。さらに、2019年3月5日から3月9日まで、科研メンバーよる現地実地調査を実施した。調査地は、以下の通りである。3月6日育才学校旧址・合川陶行知先生紀念館重慶郊外・合川にある育才学校旧址は、陶行知が1939年に戦災児童のために開校した学校で、現在もほぼそのままの形で保存されている。併設の紀念館で配布された資料を収集した。3月7日周公館・桂園等革命時期共産党関係施設、中国民主党派歴史陳列館、重慶中国三峡博物館3月8日新華日報営業部旧址、重慶大韓民国臨時政府旧址研究例会での研究報告を年に1回、現地調査を1回ずつ実施することができており、その成果が論文公刊に結びついている。以上より、概ね順調に成果を得ることが出来ていると考えられる。研究代表者が重慶図書館で入手した王平陵『晩風夕陽裏』(1944)は、重慶における宣伝部直属の出版機関である国民図書出版社から刊行された戯曲集である。王には国民図書出版社から刊行された作品集が複数ある。今後も、王平陵、沈従文等といった知識人と日中戦争時期出版活動状況の調査を継続する。その他のメンバーも、引き続き、張恨水、凌叔華、無名氏や徐xuという個別の知識人研究、七月社という文学結社の活動、出版社の通俗読物編刊社の重慶移転後の活動、また重慶の『新民族』周刊、『文化先鋒』といった刊行物の展開を中心とする重慶と周辺の諸都市とを結ぶ抗日文芸戦線ネットワークなど、個別の課題研究を継続する。第2年以降も順次研究成果が公刊される見込みであり、そうした全体を通じて、重慶を中心とした周辺諸都市における文化活動の実態と都市間ネットワークを解明し、日中戦争時期の中国内陸部における民族論壇の形成と展開を俯瞰することが可能になると考えられる。本年度も、6月29日に第1回研究例会を開催する計画で、現在準備中である。発表者3名を予定している。また別の科研と合同で、9月に山東省等関係地域における現地調査を実施する計画があるが、詳細については6月の例会で詰める予定である。年度末に、上記の成果をとりまとめて、公刊する予定である現地視察調査の日程が年度末にずれ込んだため、本務校のある研究分担者が入試日程等の校務と重なり、参加できなくなったためである。ただ、資料収集及び課題に即した研究は順調に進んでおり、平成31年度に追加の実地調査を行うなど、適切に執行する。物品費に残額が生じたが、2019年度において適切に執行するよう努める。
頭頸部癌に対する遺伝子治療の臨床開発に関する研究

頭頸部癌において高頻度に発現しているCOX-2をプロモーターとして組み込んだ増殖型アデノウイルスベクターAd-COX2-Elaによる遺伝子治療の有効性をin vitroレベルで検討した。その結果、COX-2を高度に発現している頭頸部癌培養株において、増殖型アデノウイルスによる殺細胞効果が有意に高いことが確認された。この結果を基に、頭頸部癌に対する遺伝子治療法の臨床開発に向けて、頭頸部扁平上皮癌培養細胞株をヌードマウスに移植し頭頸部癌in vivoモデルの作成し、このモデルを用いてCOX-2プロモーターを組み込んだ増殖型アデノウイルスによる抗腫瘍効果を、in vivoで検討した。その結果、コントロール群に比べてAd-COX2-Ela投与群において有意に腫瘍の増殖抑制効果がみられた。更に、下咽頭癌93例の摘出標本を用いてCOX-2の発現を検討したところ、70例(75%)においてCOX-2の発現がみられた。以上より、本治療法がCOX-2強発現する頭頸部扁平上皮癌に対して抗腫瘍効果を持つこと、ならびに頭頸部扁平上皮癌の多くが、本治療法の対象となることが明らかとなり、本治療法が頭頸部扁平上皮癌に対する新たな治療戦略となる可能性が示された。アデノウイルスベクターを用いた新たな遺伝子治療法として増殖型アデノウイルスベクターを用いた遺伝子治療が最近注目されている。本年度は癌組織に特異的発現がみられるCOX-2をプロモーターとして組み込んだ増殖型アデノウイルスベクターを用いた頭頚部癌の遺伝子治療の可能性について検討した。1頭頚部扁平上皮癌培養株におけるCOX-2およびCARの発現について2頭頚部扁平上皮癌における増殖型阿出のウイルスベクターの治療効果の検討現在、アデノウイルスの初期遺伝子(E1A)の上流にCOX-2臓器特異性プロモーターを組み込んだアデノウイルス・replication competent virus(増殖性ウイルス)をベクターとして用いた頭頚部扁平上皮癌(cell line)に対する研究を行っている。Ad-CMV-galをコントロールに用いてAd-COX-2-E1aの頭頚部扁平上皮癌(cell line)に対するCytotoxicity Assayを測定し、real-time PCR法、Western Blot法で測定したCOX-2の発現レベルとの相関につき検討中である。3下咽頭癌におけるCOX-2の発現の臨床的意義についての検討過去5年間(1993年1998年)の間に当科で手術治療を行った下咽頭悪性腫瘍患者の病理組織標本(手術前生検)において、COX-2の発現レベルを免疫染色法を用いて確認し、その他予後に関係すると言われている因子(リンパ節転移、組織分化度、腫瘍の大きさなど)と比べ生命予後に関する統計的検索を行っている。本年度も昨年度に引き続き、癌組織に特異的発現がみられるCOX-2をプロモーターとして組み込んだ増殖型アデノウィルスベクターを用いた頭頚部癌の遺伝子治療の可能性について検討した。1.頭頚部扁平上皮癌培養株におけるCOX-2およびCARの発現について2頭頚部扁平上皮癌における増殖型アデノウイルスベクターの治療効果の検討現在、アデノウイルスの初期遺伝子(E1A)の上流にCOX-2臓器特異性プロモーターを組み込んだアデノウィルス・replication competent virus(増殖性ウィルス)をベクターとして用いた頭頚部扁平上皮癌(cell line)に対する研究を行った。この結果COX-2およびCARの発現が強い培養株において殺傷効果が有意に高いことが判明した。背景:アデノウイルスベクターは現在最も確実に遺伝子発現が期待できる遺伝子導入技術であり、臨床研究を含む遺伝子研究で幅広く用いられているが、強い炎症反応を惹起するという欠点があり、導入効率の問題や安全性の面での大きな課題である。こうした中、より少ないウイルス粒子投与で導入効率を上げる方法として、増殖性アデノウイルスベクターを使って生体内の限局した腫瘍内で感染を繰り返し、より広範な遺伝子導入を行なおうという試みがなされている。一般に用いられているアデノウイルスベクターでは、増殖できないように自己増殖に必要なE1遺伝子が除かれているが、増殖型アデノウイルスベクターでは腫瘍細胞に特異的なプロモーターのもとにE1遺伝子が組み込まれており、目的とする腫瘍細胞の中でのみベクターが増殖できるように設計されている。

方法:今回我々はCOX-2臓器特異的プロモーターを用いた増殖制限型アデノウイルスベクターによる頭頸部癌治療の可能性についてin vitroならびにin vivoで検討した。結果:COX-2臓器特異的増殖制限型アデノウイルスベクターはCOX-2を強発現している頭頸部扁平上皮癌においてin vitro、in vivoともに有意な増殖抑制作用がみられた。考察:増殖制限型による頭頸部癌遺伝子治療の新たな戦略の可能性が期待される結果が得られた。平成15年度までの研究により、頭頚部癌において高頻度に発現しているCOX-2をプロモーターとして組み込んだ増殖型アデノウイルスによる遺伝子治療の有効性をin vitroレベルで検討した。その結果、COX-2を高度に発現している頭頚部癌培養株において、増殖型アデノウイルスによる殺細胞効果が有意に高いことが確認された。この結果を基に、平成16年度は頭頚部癌に対する遺伝子治療法の臨床開発の第一段階として、まず頭頚部扁平上皮癌培養細胞株をヌードマウスに移植し頭頚部癌in vivoモデルの作成を試み成功した。平成17年度は、このモデルをもちいてCOX-2プロモーターを組み込んだ増殖型アデノウイルスによる抗腫瘍効果をin vivoレベルで検討した。その結果、コントロール群に比べて有意に腫瘍の増殖抑制効果がみられた。更に、下咽頭癌93例の摘出標本を用いてCOX-2の発現を検討したところ、70例(75%)においてCOX-2の発現がみられ、本治療法が予後不良な本疾患に対する新たな治療戦略となる可能性が示された。
時計遺伝子BMAL1によるエネルギー代謝を中心とした骨格筋機能の制御メカニズム

本研究の目的は、体内時計システムによる骨格筋機能の調節機構を明らかにし、その知見を基にメタボリックシンドロームの時間薬物治療の分子基盤を提示することである。その目的を達するため、体内時計調節において中心的な転写因子であるBMAL1を骨格筋特異的に欠損したマウス(M-BMAL1 KOマウス)を作製し、そのエネルギー代謝に関する特徴を生化学的及び病理学的観点から解析した。その結果、前年度までに骨格筋においてBMAL1は、脂肪酸燃焼の制御を介してエネルギー代謝を調節していることが示された。そこで本年度は、BMAL1による脂肪酸燃焼のメカニズムを明らかにする目的でM-BMAL1 KOマウス骨格筋を生化学的に解析した。その結果、ミオグロビン及びトロポニンI slowの発現量増加が認められ、この事が前年度に明らかにしたM-BMAL1 KOマウスにおける酸素受容量の増大の要因であると示唆された。次いで、これらの遺伝子発現を制御する転写因子NFATに関して解析を行ったところ、M-BMAL1 KOマウス骨格筋においてNFATの核移行の促進が見られた。そこでNFATの核移行の調節因子である細胞内カルシウム量を測定したところ、M-BMAL1 KOマウス骨格筋において有意なカルシウム量の上昇が認められた。さらにBMAL1はカルシウムチャネルのサブユニットであるCacna1sの発現量を別の転写制御因子であるREV-ERBαを介して調節していることが示された。以上の結果よりBMAL1は、骨格筋内におけるカルシウム量の制御を通じて遅筋活性を調節することが明らかとなった。昨年度は、体内時計調節において中心的な転写因子であるBMAL1を骨格筋特異的に欠損したマウス(M-BMAL1 KOマウス)を作製し、そのエネルギー代謝に関する特徴を生化学的及び病理学的観点から解析した。本年度はそれらの知見もとに、M-BMAL1KOマウスにおける遅筋活性の増加メカニズムを解析した。その結果、BMAL1はカルシュウムチャネルの発現制御を通じて、細胞内カルシウム量を調節し、最終的に酸素需要タンパク質であるミオグロビン及びトロポニンIの発現量を制御することを明らかにした。すなわち本年度は当初の目的を達成することができた。骨格筋における網羅的遺伝子発現解析と時間薬物治療への応用2骨格筋におけるBMAL1の標的遺伝子として同定された因子のうち分泌タンパク質に関してはリコンビナントタンパク質あるいは中和抗体を、代謝酵素の場合は阻害剤を、時刻(昼と夜)を変えて肥満モデルマウスに対して投与し、血糖値をはじめとする血液パラメーターの変化を検討する。その目的を達するため本年度は、体内時計調節において中心的な転写因子であるBMAL1を骨格筋特異的に欠損したマウス(M-BMAL1 KOマウス)を作製し、そのエネルギー代謝に関する特徴を生化学的及び病理学的観点から解析した。通常食を用いて飼育したM-BMAL1 KOマウスの体重、摂餌量、精巣上体脂肪組織、自発的行動量及びその概日リズム、そして血液パラメーター(コレステロール、中性脂肪、遊離脂肪酸およびアディポサイトカイン類)量は、BMAL1flox/floxマウス(以下コントロールマウス)のそれらと差異を示さなかった。また骨格筋の電子顕微鏡写真を撮影し、Z帯構造ならびにミトコンドリアを中心に細胞内の微細構造における変化を観察したが、明らかな違いは認められなかった。一方、M-BMAL1 KOマウスの骨格筋重量、呼吸商及びエネルギー消費量は、コントロールマウスのそれらに比較して著しく増加しており、エネルギー代謝が活性化していることが示された。そこで高脂肪食下で飼育したM-BMAL1 KOマウスを解析した。高脂肪食飼育下においてM-BMAL1 KOマウスは、食事依存性の体重増加、血液パラメーターの悪化及び異所性脂肪の蓄積に対して抵抗性を示した。また通常食飼育下では変化を示さなかった耐糖能及びインスリン感受性に関しても肥満に伴うスコアの悪化に対して抵抗性を示した。以上の結果より、骨格筋においてBMAL1は、脂肪酸燃焼の制御を介してエネルギー代謝を調節していることが示された。本年度は、体内時計調節において中心的な転写因子であるBMAL1を骨格筋特異的に欠損したマウス(M-BMAL1 KOマウス)を作製し、そのエネルギー代謝に関する特徴を生化学的及び病理学的観点から解析する事を目的とした。通常食を用いて飼育した場合は、病理学的に大きな変化は観察されなかったが、生化学的及び生理学的解析から骨格筋のBMAL1がエネルギー代謝を制御していることが示唆された。またこの結果は、高脂肪食負荷時においてM-BMAL1 KOマウスが肥満に伴う代謝機能の低下に対して抵抗性を示すことからも支持された。そこで本年度は、BMAL1による脂肪酸燃焼のメカニズムを明らかにする目的でM-BMAL1 KOマウス

骨格筋を生化学的に解析した。その結果、ミオグロビン及びトロポニンI slowの発現量増加が認められ、この事が前年度に明らかにしたM-BMAL1 KOマウスにおける酸素受容量の増大の要因であると示唆された。次いで、これらの遺伝子発現を制御する転写因子NFATに関して解析を行ったところ、M-BMAL1 KOマウス骨格筋においてNFATの核移行の促進が見られた。そこでNFATの核移行の調節因子である細胞内カルシウム量を測定したところ、M-BMAL1 KOマウス骨格筋において有意なカルシウム量の上昇が認められた。さらにBMAL1はカルシウムチャネルのサブユニットであるCacna1sの発現量を別の転写制御因子であるREV-ERBαを介して調節していることが示された。以上の結果よりBMAL1は、骨格筋内におけるカルシウム量の制御を通じて遅筋活性を調節することが明らかとなった。昨年度は、体内時計調節において中心的な転写因子であるBMAL1を骨格筋特異的に欠損したマウス(M-BMAL1 KOマウス)を作製し、そのエネルギー代謝に関する特徴を生化学的及び病理学的観点から解析した。本年度はそれらの知見もとに、M-BMAL1KOマウスにおける遅筋活性の増加メカニズムを解析した。その結果、BMAL1はカルシュウムチャネルの発現制御を通じて、細胞内カルシウム量を調節し、最終的に酸素需要タンパク質であるミオグロビン及びトロポニンIの発現量を制御することを明らかにした。すなわち本年度は当初の目的を達成することができた。今後は骨格筋BMAL1による脂質燃焼の制御機序を、以下の観点から明らかにする。1.骨格筋におけるカルシウム依存性シグナル伝達の解析骨格筋の機能発現には複数のカルシウム依存性シグナルが重要な役割を果たす。本研究では、それらの中でもエネルギー代謝調節に関与するシグナル伝達の解析を行う。1血液中ならびに骨格筋中のカルシウム量を24時間にわたり測定する。2骨格筋におけるカルシウムチャネルサブユニットの遺伝子発現量を24時間にわたり解析する。3骨格筋においてカルシウムは、筋細胞形成に必須である転写因子NFATの核移行を促す。そこでNFATの核移行を免疫染色により検出する。4骨格筋における代謝調節に関わるカルシウム依存性シグナル伝達において、脱リン酸酵素であるカルシニューリンならびにリン酸化酵素であるAMPキナーゼのタンパク質量ならびに活性化体量をウエスタンブロッティングにより解析する。2.骨格筋における網羅的遺伝子発現解析と時間薬物治療への応用1M-BMAL1 KOマウスの骨格筋における遺伝子発現をコントロールマウスのそれとRNA-Sequencingにより比較する。2骨格筋におけるBMAL1の標的遺伝子として同定された因子のうち分泌タンパク質に関してはリコンビナントタンパク質あるいは中和抗体を、代謝酵素の場合は阻害剤を、時刻(昼と夜)を変えて肥満モデルマウスに対して投与し、血糖値をはじめとする血液パラメーターの変化を検討する。
集積型ミリ波サブミリ波6色同時撮像カメラの開発

サブミリ波銀河の観測に基づくダストに隠された宇宙星形成史の研究、スニヤエフ・ゼルドビッチ(SZ)効果を利用した銀河団中の相対論的および非熱的効果の研究、およびガンマ線バーストのサブミリ波残光の探査とそれに基づく高赤方偏移宇宙での星生成活動の探索を行うことを目指して、超広帯域の集積型多色ミリ波サブミリ波カメラを開発する。本研究では、これまで進めてきた2色同時撮像カメラを基盤とし、新しく多色同時撮像の集積型アレイ技術を導入することで、多色同時撮像のミリ波サブミリ波カメラの開発を行う。本年度は、検出器の受信部となる主に直交偏波分離器(Orthomode Transducer)と受信した信号を弁別する集積型の超伝導周波数フィルターの設計を行った。直交偏波分離器においては、受信プローブの形状、受信プローブとバックショートの距離、および導波管の長さを調整することによって、導波管カットオフによるハイパスフィルターを形成しつつも周波数比帯域で最終的に必要な0.82の超広帯域を実現することができた。一方で、超伝導周波数フィルターの設計においては、従来使われてきたマイクロストリップライン型ではインピーダンスを大きくすることが難しく、信号線の50Ωラインとインピーダンス整合を取れないため、コプレーナー線路を用いることでより広帯域のフィルターを実現できることを明らかにできた。また、直交偏波分離器を用いた検出器のビーム形状を測定するためのビームマップ測定系を構築した。集積型超伝導周波数フィルターの最適化シミュレーションに当初の予定以上に時間がかかっている。集積型超伝導周波数フィルターの最適化を早期に終え、製作と評価に進む。また、直交偏波分離器に合わせたフィードホーンの最適化、集積型超伝導周波数フィルターの周波数特性を測定するための光学系およびフーリエ分光器による測定系の構築を行う。
相変化を伴う流れ場に対する実用的シミュレーションソフトウェアーの開発

相変化現象に伴って生じる種々の流れ場(定常、非定常)を、通常の「流体力学的レベル」で定性的にはもちろんのこと定量的にもきちんと扱える実用的なシミュレーションソフトウェアーの開発を行う目的でこの研究は始まった。この種の流れ場の解析は非常に厄介で取り扱い困難な気体論方程式(ボルツマン方程式あるいはそのモデル方程式)に基づく必要がある。その理由は、相変化は界面近傍に生じる強い非平衡領域の存在に起因するからである。しかしながら、気体論方程式に立脚したシミュレーションによる解析はスーパーコンピューターを使用すると言えども非常に困難であるためその進展がなかなか望めない。ここでの研究の特徴は、本来立脚すべきボルツマン方程式系に基づく定式化を使用せず、それと等価な所謂「流体力学的定式化」(ナビエ・ストークス方程式系+気体論解析から導出された凝縮相界面での適切な条件)に基づいた通常の流体力学的レベルでのシミュレーションソフトウェアーを開発し、ある程度の流体力学の知識をもつ人であれば、比較的手軽に扱えるソフトウェアーとすることであった。この研究開発過程において、新たに考慮すべき重要な問題がいくつかでてきた。その代表的なものとして、凝縮相が内部構造(例えば、温度場等)をもつ場合である。凝縮相におけるこの内部構造の存在は、実際の熱・エネルギー輸送システムの性能評価において非常に重要な要因となる。そこで、この内部構造をも適切に取り込めるように「流体力学的定式化」を見直し、それに基づくシミュレーション結果と並行して行なわれたボルツマン方程式系に基づくシミュレーション結果を比較検討し、その「流体力学的定式化」の有効性を確認した。それらの結果の多くは講演発表済みで、論文としても現在作成中である。因みに、この年間での発表論文件数は、国内学会講演会講演発表22件、鳥取大学紀要掲載4件で学会誌掲載論文は2件である。来る2004年7月には、イタリアでの国際学会で2件の論文講演発表を予定している。最後に、この研究によって開発した「流体力学的定式化」に基づくシミュレーションソフトウェアーは、種々の流れ場が扱えるという点では非常に実用的ではあるが、ユーザーインタフェースの面で改良・改善すべき点が多く残っている。このソフトウェアーを誰にとっても使いやすくするためには、このユーザーインタフェースが重要となるのは当然であるが、しかし、これはその分野の専門家あるいは専門業者に委ねるべき作業であると考えている。相変化に伴う非定常から定常への流れ場およびそれに伴う衝撃波、膨張波等の波動の伝播挙動をも含めて、通常の「流体力学的レベル」で定性的にも定量的にもきちんと扱えるシミュレーションソフトウェアーの開発を行う。つまり、本来立脚すべきボルツマン方程式系に基づく定式化を使用せず、それと等価な所謂「流体力学的定式化」(ナビエ・ストークス方程式系+気体論解析から導出された凝縮相界面での適切な条件)に基づくフトゥェアーの開発である。これによって、種々の流れ揚はその本質を見逃すことなく比較的容易に解析可能となる。この目的に対して、新たな問題、つまり、凝縮相が内部構造(例えば、温度場等)をもつ場合に、その内部構造が流れ場にどのような影響を及ぼすのかについての解析の必要性がでてきた。

そこで、まづ、この内部構造を適切に取り込めるように流体力学的定式化をやり直し、これに基づいてソフトウェアーの改良・改善を行ない、相変化に伴ういくつかの流れ場に対して内部構造の与える影響を調べてみた。当然ながら、ボルツマン方程式系に基づくシミュレーション結果と定性的にはもちろんのこと定量的にも良好な一致が見られる。それらの結果については、関連するものも含めて一部ではあるが、既に第23回国際希薄気体力学シンポジューム(2002年7月Whistler, British Columbia, Canadaにて開催)で2つの論文発表を、また国内では、日本混相流学会年会講演会2002、宇宙航行力学シンポジューム2002(宇宙科学研究所開催)および第16回数値流体力学シンポジュームでそれぞれ2件づつの研究発表を行なっている。今後は、凝縮相が内部構造をもつような場合も含めて、この「流体力学的定式化」とこれに基づくシミュレーションソフトウェアーを当初の目標に向かって強い蒸発・凝縮過程による流れ場へも適用可能とすることである。現在のところ、凝縮相が内部構造をもたない場合ではかなり進んでいるが、内部構造をもつ場合に対しては悪戦苦闘中で、残念ながら未だ満足し得る結果が出ていない状況である。凝縮相界面での相変化に伴って生じる流れ場を、通常の「流体力学的レベル」で定性的にはもちろんのこと定量的にもきちんと扱えるシミュレーションソフトウェアーの開発を行うことが目的であった。相変化は界面近傍に生じる強い非平衡領域の存在に起因するため、その流れ場は非常に厄介な気体論方程式に基づく記述を必要とする。しかしながら、ここでは、本来立脚すべきボルツマン方程式系に基づく定式化を使用せず、それと等価な所謂「流体力学的定式化」(ナビエ・ストークス方程式系+気体論解析から導出された凝縮相界面での適切な条件)に基づいた通常の流体力学的レベルでのソフトウェアーの開発である。この流体力学的レベルでの「定式化」によって、種々の流れ場はその本質を見逃すことなく比較的容易にシミュレーション解析が可能となる。この点が大きな特徴である。この研究過程において、重要で新たな考慮すべき問題が昨年度後半からでてきた。つまり、凝縮相が内部構造(例えば、温度場等)をもつ場合に、その内部構造が流れ場にどのような影響を及ぼすのかについての解析の必要性である。この内部構造の存在は実際の熱・エネルギー輸送システムにおいて非常に重要となる。そこで、昨年度に引き続いて、この内部構造をも適切に取り込めるように「流体力学的定式化」を見直し、これに基づいて相変化に伴ういくつかの流れ場を扱い、ソフトウェアーの改良・改善を行ないつつ、内部構造の流れ場に与える影響を調べてきた。同時に、ボルツマン方程式系に基づくシミュレーションもいくつか並行して行い、両者の結果の定性的・定量的な一致をも確認している。それらの結果の多くは講演発表済みで、論文としても現在作成中である。因みに、この年度での発表論文件数は、国内学会講演会講演発表12件、鳥取大学紀要掲載4件である。来る
環境指標としての長寿命生物

各種野生生物(木本・草本植物、鳥類、哺乳動物)による有機塩素化合物および微量元素の生物濃縮過程を明らかにし、環境指標としての長寿命生物の有効性について研究した。成果の概要を以下に示す。1).植物:亜ヒ酸鉱毒で有名な宮崎県土久呂産のスギ年輪に含まれるヒ素を分析したところ、操業時と思われる年輪に高濃度の残留が認められ、過去のヒ素汚宋を復元する指標生物としてスギが有効であることを見出した。さらにスギ樹皮に含まれる各種元素のマトリックスから、元素の供給源を推定する数式を作成し、多摩川流域のスギに適用したところ、道路交通起源のZnは、上流から下流に向けて増大していることがわかった。2).鳥類:北洋およびオーストラリア(タスマニア島)で捕獲したハシボソミズナギドリおよび日本の太平洋岸で落鳥した個体について脂肪含量および有機塩素化合物の濃度を測定した。その結果、落鳥個体の脂肪含量は極端に減少しており、高濃度の有機塩素化合物が検出された。こうした傾向は、繁殖期に絶食行動を営む南極のアデリーペンギンでも認められ、有機塩素化合物の毒性を説明するうえで重要な手掛りとなった。3).哺乳動物:スジイルカ腎臓中のCd,Hg,Zn,Cuなどの重金属の存在形態を各種クロマトグラフィーにより追跡したところ、二種類のメタロチオネインが同定され、重金属類の毒性発現機構あるいは無毒化過程を理解するための有効な知見が得られた。長寿命生物の血液成分や硬組織の元素について集団正常値を調べたところ、海産哺乳動物は陸上高等動物に比べ大きなバラツキを示し、異常個体の多いことが推察された。海産哺乳動物についてPCB汚宋の将来予測を試みた結果、熱帯性の種における汚宋の低減はきわめて遅いことが示唆された。
ホテイアオイが閉鎖性水域における水質動態に及ぼす影響に関する研究

ベトナムには日本と同様に多くの農業用ため池が存在している。近年、それらのため池では、栄養価の高い生活排水等の流入により富栄養化が進み水環境の悪化が顕在化しており、水質保全・改善が喫緊の課題となっている。閉鎖性水域である農業用ため池の水質保全・改善を図るためには流れと水質動態に関する予測モデルの開発が不可欠である。とくに、水質悪化が顕著である水生植物の繁茂する夏季における水質改善・保全がきわめて重要となる。すなわち、閉鎖性水域における水域内流動-水質動態-水生植物繁茂量の3者間の相互の応答関係を定量的な把握が可能である「水生植物の繁茂する水域における高精度な流れと水質予測のための3次元モデル」の構築が必要となっている。閉鎖性水域特有の流れは、熱的擾乱に基づく熱対流と機械的擾乱に基づく吹送流からなる複合的な流れ場であるため、その流れ場およびそれに基づく水質動態を3次元的に予測可能なモデルの開発が重要である。当該年度の研究では、まず、現地観測並びに室内水理実験により収集したデータを用いて、モデルパラメーターの同定や再現計算の検証を行い、閉鎖性水域における熱対流と吹送流からなる複合的な流れと水質動態を再現する3次元モデルを確立した。ついで、このモデルを用いて閉鎖性水域の流れと水質動態のシミュレーションを行い、効率的な水質保全・改善を図るためのホテイアオイの繁茂量および水面占有率を明らかにした。本研究は、閉鎖性水域における水環境の保全・改善に不可欠である、水域内の流れ-水質-水生植物間の相互の応答関係を定量的に把握することが可能となる高精度な流れと水質の予測モデルの開発、最終的には『水生植物(ホテイアオイ)が流れと水質に及ぼす影響を考慮した流れと水質の3次元予測モデル』の開発を目的としている。具体的な流れの場は、風の作用に基づく吹送流と日射による水面加熱と夜間の放射冷却に基づく熱対流からなる複合的な閉鎖性密度成層水域の流れ場を対象としている。研究初年度である19年度は平成19年11月から研究を開始したため、研究成果の公表は行っていない状況である。今年度は、まずBUI氏とともに既に開発した2次元予測モデルを発展・拡張して、3次元予測モデルの構築を行うとともに、モデルに含まれるパラメータのうち、現地観測及び室内実験結果に基づき同定する必要があるものを明確にした。次いで、室内水理実験並びに現地観測を実施し、モデルパラメータ同定に必要である「流れ-水質-水生植物の相互の応答関係」を定量的に明らかにした。また、観測結果を用いてパラメータの同定行うとともに、再現計算を行い、開発した3次元予測モデルの精度の確認を行った。さらに、現地観測の実施により、閉鎖性水域内の流れと水質の動態に及ぼす水生植物(ホテイアオイ)の繁茂量の影響について定量的に検討した。とくに、ホテイアオイの密生度の変化が水面の照度および水温に及ぼす影響について定量化を行った。本研究は、閉鎖性水域における水環境の保全・改善に不可欠な流れ-水質-水生植物間の相互の応答関係を定量的に把握することが可能となる高精度な流れと水質の予測モデルの開発を行い、『水生植物(ホテイアオイ)が流れと水質に及ぼす影響を考慮した流れと水質の3次元予測モデル』の開発を目的としている。具体的には、風の作用に基づく吹送流と日射による水面加熱と夜間の放射冷却に基づく熱対流からなる複合的な閉鎖性密度成層水域の流れ場を対象としたモデルである。今年度は、昨年度に開発した3次元予測モデルのチューニングを行い、再現精度の向上を図った。すなわち、まず室内水理実験並びに現地観測により、「流れ-水質-水生植物の相互の応答関係」を定量的に把握し、モデルパラメータの同定を行った。ついで、モデルチューニングを行い開発した3次元予測モデルの精度向上を図った。さらに、流れと水質の動態に及ぼす水生植物(ホテイアオイ)の繁茂量の影響について現地観測を実施し、とくに、ホテイアオイの密生度の変化が水面の照度および水温に及ぼす影響について定量化を行った。
2D-3D骨形状再構成プログラムと骨・関節疾患治療クラウドシステムの開発

最新の人工知能・深層学習を応用した2D-3D再構成法の開発、骨・関節疾患治療用クラウドシステムの構築と運用、予後機能予測を可能とするシミュレーションプログラムの開発等の技術革新は、今まで3次元矯正シミュレーションや動態評価に必須であったCT撮影を不要とすることで、高度医療へのアクセスを極めて容易とするとともに、被曝量の低減、術後機能の向上、医療費抑制に貢献する。
機械学習による誤りが引き起こす情報セキュリティ問題に関する研究

本プロジェクトでは、近年、人工知能に使用されている深層学習を情報セキュリティに適用した場合の問題点について研究を行っている。その一つとして、CAPTCHAについての研究を行い、査読付ジャーナル論文として発表した。まず、本プロジェクトの前に、人間に認識しやすくコンピュータに認識しにくい文字列CAPTCHAを開発し、深層学習への耐性を評価した。その結果、耐性は全くないことが判明した。次に、敵対的ノイズ(Adversarial Exsamples)をCAPTCHAに適用することで、深層学習による文字の認識をどの程度妨げられるか評価し、査読付ジャーナル論文として発表した。この評価より、本研究の方法で敵対的ノイズを文字に重畳すれば、深層学習による文字の認識を完全に妨げられるとともに、他の研究における敵対的ノイズの重畳方法よりも、人間への視覚的影響が遙かに小さいことが判明した。この敵対的ノイズの作成方法の詳細については、別途国際会議論文にて発表した。また、XSS攻撃に深層学習を適用する際の問題点を発見し、国際会議論文にて発表した。他の研究においては単純に深層学習を適用しており、一見するとほぼ100%攻撃を防げるように見えるが、それはIPアドレスや完全修飾ドメイン名(FQDN)に依存した分類であり、攻撃対象が異なる場合には、約20%ほどまで精度が低下することを発見した。一方、本研究の方法では、同様の状況下でほぼ100%攻撃を防げる。また、マルウェアの亜種を深層学習を使用して発見する方法についても研究を行い、国内研究会にて発表した。メモリ不足となるため、大きいサイズのマルウェアには単純に深層学習を適用できない。他の研究にも、マルウェアを圧縮して深層学習を適用する方法は存在するが、その方法では理論上高い分類精度は出ない。一方、本研究の手法では、圧縮条件によってはこれを100%分類できた。研究分担者である柴田千尋講師の尽力により、敵対的ノイズによりCAPTCHAの妨害を行う研究に関しては、本プロジェクトの前段階のものが「Evaluation of Ergonomically Designed CAPTCHAs using Deep Learning Technology」というタイトルで査読付ジャーナル論文に掲載され、本プロジェクトにおいては、「畳込みニューラルネットワークに耐性のあるCAPTCHAの提案と評価」が査読付ジャーナル論文に掲載され、すでに十分な成果が揃った。なお、英文のものはオープンアクセスの論文であり、J-STAGEに掲載されている。また、本プロジェクトのものは推薦論文であり、高い評価を受けている。マルウェアを圧縮し、深層学習を用いて分類する研究に関しては、現時点では国内研究会で手法を開示したのみであるが、この成果をまとめ、査読付ジャーナル論文に投稿する予定である。なお、発表を行った研究会には情報セキュリティの技術者が多数いたが、彼らは深層学習に明るくなく、深層学習を専門的に扱う研究者もいたが、彼らは情報セキュリティ技術に明るくなく、技術者間の交流や連携が必要であることがよく理解できた。敵対的ノイズによりCAPTCHAの妨害を行う研究は、当初の計画以上に進展し、査読付ジャーナル論文も2件掲載済みのため、これで研究は基本的に完了としたい。ただし、柴田千尋講師発案の敵対的ノイズ作成方法は、他の研究者の方法より理論的に有効であるため、深層学習を情報セキュリティに適用する場合に、これを用いて妨害が行えないか模索することは検討している。XSS攻撃に深層学習を適用して分類する際に、他の研究者の方法が全く意味を成さないことは、他の攻撃手法にも当てはまるため、同様の弱点を突いて、攻撃検出のシステムを故意に妨害できないか研究を進めることは検討している。基本的には、現在、査読付ジャーナル論文に投稿中の成果をもって基本的に完了としたい。マルウェアを圧縮し、深層学習を用いて分類する研究に関しては、現存のマルウェアに対して評価を行ったのみである。よって、本研究手法の弱点を突いたマルウェアを故意に作成可能かどうかを検証する必要がある。まず、現時点での成果を査読付ジャーナル論文に投稿するが、弱点の有無も含めて研究を継続したい。

他の研究にも、マルウェアを圧縮して深層学習を適用する方法は存在するが、その方法では理論上高い分類精度は出ない。一方、本研究の手法では、圧縮条件によってはこれを100%分類できた。研究分担者である柴田千尋講師の尽力により、敵対的ノイズによりCAPTCHAの妨害を行う研究に関しては、本プロジェクトの前段階のものが「Evaluation of Ergonomically Designed CAPTCHAs using Deep Learning Technology」というタイトルで査読付ジャーナル論文に掲載され、本プロジェクトにおいては、「畳込みニューラルネットワークに耐性のあるCAPTCHAの提案と評価」が査読付ジャーナル論文に掲載され、すでに十分な成果が揃った。なお、英文のものはオープンアクセスの論文であり、J-STAGEに掲載されている。また、本プロジェクトのものは推薦論文であり、高い評価を受けている。マルウェアを圧縮し、深層学習を用いて分類する研究に関しては、現時点では国内研究会で手法を開示したのみであるが、この成果をまとめ、査読付ジャーナル論文に投稿する予定である。なお、発表を行った研究会には情報セキュリティの技術者が多数いたが、彼らは深層学習に明るくなく、深層学習を専門的に扱う研究者もいたが、彼らは情報セキュリティ技術に明るくなく、技術者間の交流や連携が必要であることがよく理解できた。敵対的ノイズによりCAPTCHAの妨害を行う研究は、当初の計画以上に進展し、査読付ジャーナル論文も2件掲載済みのため、これで研究は基本的に完了としたい。ただし、柴田千尋講師発案の敵対的ノイズ作成方法は、他の研究者の方法より理論的に有効であるため、深層学習を情報セキュリティに適用する場合に、これを用いて妨害が行えないか模索することは検討している。XSS攻撃に深層学習を適用して分類する際に、他の研究者の方法が全く意味を成さないことは、他の攻撃手法にも当てはまるため、同様の弱点を突いて、攻撃検出のシステムを故意に妨害できないか研究を進めることは検討している。基本的には、現在、査読付ジャーナル論文に投稿中の成果をもって基本的に完了としたい。マルウェアを圧縮し、深層学習を用いて分類する研究に関しては、現存のマルウェアに対して評価を行ったのみである。よって、本研究手法の弱点を突いたマルウェアを故意に作成可能かどうかを検証する必要がある。まず、現時点での成果を査読付ジャーナル論文に投稿するが、弱点の有無も含めて研究を継続したい。敵対的ノイズによりCAPTCHAの妨害を行う研究に関して、大幅に進捗が見込めると判断したため、平成30年度に使用額の大半を割り当てた。そして実際、査読付ジャーナル論文の掲載があり、十分な成果があった。しかし、想定よりも演算に機器を占有されずに機材費に余裕ができ、査読付国際会議への参加も想定よりも少なかったことから、次年度使用額が生じた。
ミクロ相分離構造内でのブロック鎖の結晶化挙動

本年度に行った研究実績の概要を以下に箇条書きする。(1)研究目的に合致した試料として、ε-カプロラクトン-スチレン2元ブロック共重合体(PCL-b-PS)とε-カプロラクトン-ブタジエン2元ブロック共重合体(PCL-b-PB)をアニオン重合法によって合成した。しかし、PCL-b-PSでは両ブロック鎖の電子密度差が大きくなく、X線散乱曲線より系中の高次構造を明確に評価できないことが分かった。そこで、PCL-b-PB中のPBブロック鎖を化学的に架橋することによりミクロ相分離構造を固定し、この限られた空間中でのPCLブロック鎖の結晶化挙動と最終高次構造とを解明することとした。(2)架橋したPCL-b-PBのミクロ相分離構造を小角X線散乱(SAXS)法により検討した。架橋によりミクロ相分離構造は変形するが、系中に完全に固定されることが分かった。(3)引き続くPCLブロック鎖の結晶化により、未架橋のPCL-b-PBでは高次構造再配列(ミクロ相分離構造→ラメラくり返し構造)が起こる。しかし、架橋したPCL-b-PBではミクロ相分離構造内で結晶化が進行し、融点と結晶化度の極端な低下が認められた。広角X線回折(WAXD)法、SAXS法、および、示差走査熱量計(DSC)を用いて架橋PCL-b-PBと未架橋PCL-b-PBの最終高次構造を定量的に評価した。これらの結果より、ミクロ相分離構造内での結晶化に伴い形成する高次構造の特異性(ミクロ相分離構造の形状と結晶化との関連や結晶化に伴うミクロ相分離構造の変形等)について考察した。(4)予備実験として、架橋PCL-b-PB中での結晶化過程を放射光を用いた小角X線散乱(SR-SAXS)法により追跡した。未架橋のPCL-b-PBの場合に比べて、結晶化速度が極めて遅く測定条件の設計が難しい。現在本実験を計画中である。
種の境界が不明瞭なフキバッタ亜科昆虫の進化経路の探索

2006年度はサッポロフキバッタ,セトウチフキバッタの新たな解析用標本の採集を実施するとともに,これまで蓄積された研究成果の論文化を実施した.サッポロフキバッタでは異なる染色体レースの起源を分子系統学的手法を用いて探ったところ,新たに生じたと考えられる染色体レース(XY/XXレース)が単系統群を形成しなかったことから,種内で生じた染色体の融合プロセスが複数回に渡って生じた可能性,また染色体の融合が起こった後,地理的に近接した異なる染色体レース間で2次的接触による遺伝子浸透が生じた可能性が示唆された.これまでの調査から異なる染色体レースが近接する地域から重点的に標本を採集し,その遺伝構造を新たに開発したマイクロサテライトマーカーを用いて解析を進めている.これらの成果の一部については既に論文化され,国際専門誌に発表した.またセトウチフキバッタについては中国地方において交尾器形質に形質置換と思われる種内変異が観察されており,現在生息環境と形態変異の関係を解析した結果を論文化しているところである.またミトコンドリアDNA,核DNA上の遺伝多型を種内で比較するための準備を行った.最後にサッポロフキバッタの近縁種と考えられるクサツフキバッタについては核上に存在するマイクロサテライト遺伝子座6座分の変異情報を7カ所の地域個体群から採集した標本より抽出し,集団遺伝学的解析を進めている.更に近縁関係にあるサッポロフキバッタ,クサツフキバッタの細胞レベルで観察される余剰染色体の起源をマイクロダイセクション法を用いて調べたところ,両種でB染色体を校正する遺伝子組成が異なっており,同一起源では無いことが強く示唆される結果が得られた.これらの成果の一部は論文化され,国際専門誌に受理されている.2004年度は北海道および本州に分布するPodisma属のフキバッタを採集し,それらのミトコンドリアDNAの2遺伝子について,ダイレクトシークエンス法による塩基配列の決定を行った.また決定された配列に基づき,近隣結合法による地域個体群間の系統樹,およびTempleton-Crandall-Singの方法に基づくDNAネットワークを構築した.これまでの研究から,Podisma属のサッポロフキバッタで地域毎に染色体変異が見られることが明らかになっていたが,今回の研究から,異なる染色体のタイプは異なるミトコンドリアのハプロタイプを持っていることが明らかになった.更に派生型と考えられているXY/XX染色体レースについては,そのほとんどが同じハプロタイプを持つのに対し,祖先型と考えられるXO/XX染色体レースの個体は様々なハプロタイプを有することが判明した.特にXO/XXレースについては,北海道北部集団が類似したハプロタイプを持つ一方,道央に分布する個体のハプロタイプはバラエティーに富んでおり,現解析からは明瞭なグループを形成しなかった.本州に分布するクサツフキバッタでは,サッポロフキバッタほど染色体構造に変異が見られないが,FISH法に基づく解析からは特徴的な種内変異が存在することが明らかになった.これらの結果に基づき,来年度はサンプル数を増やしDNA解析を継続すると共に,収集した標本の形態データを取得し,形態-染色体-DNAそれぞれのまとまりがどの程度一致するのか調査する.また別属で,同じく種内変異が大きいセトウチフキバッタParapodisma setouchiensisについてもDNA変異がどの程度存在するのか,解析を開始する.本年度は解析に用いる標本採集の継続,論文作成,および核ゲノム上のマイクロサテライト配列を判読するためのプライマー開発を主に実施した.まず標本採集については,北海道,本州からPodisma属バッタ2種(サッポロフキバッタ,クサツフキバッタ)およびParapodisma属昆虫2種(キンキフキバッタ,セトウチフキバッタ)を複数地域から採集し,現在核型解析,および分子解析を進めているところである.また論文作成に関しては,北海道のサッポロフキバッタについて異なる染色体レースの系統関係と進化様式の推定を試みた論文を作成し,米国昆虫学会誌に投稿,受理された,個々で注目すべき結果は,北海道東部に分布する常染色体-性染色体融合タイプ(XY/XXタイプ)は異なるミトコンドリアハプロタイプを保持しており,染色体の転座が1回のみ生じたとされる仮説が支持されなかった.この結果を受け,従来の核型集団(XO/XXタイプ)と変異集団(XY/XXタイプ)との境界地域において重点的サンプリングを実施し,染色体レース間での交雑が野外で生じているか否かを今後検討する,またPodisma属における集団間の個体の移動や配偶様式の推定に使えるマイクロサテライト遺伝子座を計6つ探索することに成功し,現在専門誌にその成果を投稿中である.発見された6つの遺伝子座のうち4つで,対立遺伝子のヘテロ接合度が期待値よりも低いことが判明しており,小集団化に伴う近交度の上昇が背景にあるものと予想された.2006年度はサッポロフキバッタ,セトウチフキバッタの新たな解析用標本の採集を実施するとともに,これまで蓄積された研究成果の論文化を実施した.サッポロフキバッタでは異なる染色体レースの起源を分子系統学的手法を用いて探ったところ,新たに生じたと考えられる染色体レース(XY/XXレース)が単系統群を形成しなかったことから,種内で生じた染色体の融合プロセスが複数回に渡って生じた可能性,また染色体の融合が起こった後,地理的に近接した異なる染色体レース間で2次的接触による遺伝子浸透が生じた可能性が示唆された.これまでの調査から異なる染色体レースが近接する地域から重点的に標本を採集し,その遺伝構造を新たに開発したマイクロサテライトマーカーを用いて解析を進めている.