hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
D-T燃焼放電プラズマ中性子源の実験研究

装置は完全非密封で動作し、中性子生成率はD燃料の約8倍の増加を得た。その増加率は理論で予測される値と一致した。D-Tガス動作のあと、CuOを用いて水素を水(蒸気)に変換し、水バブラーにより回収した。回数率は95%以上を達成し、環境に影響を与えないレベルであることを確認し、安全性が確保できることを実証した。この結果から、D-T混合比50%:50%のガスを用い、フルスペックで動作させることにより、開発した装置で10の9乗後半の中性子生成率が達成できることを明らかにした。課題として、サエスゲターポンプにおいて、大気が混入すればその水成分がゲター内で水素・酸素に分解し、軽水素が燃料ガスに混入し、D-T燃料を希釈させるため中性子生成率が低下する。運転準備段階での大気の混入を防ぐ方策が重要である。また、装置運転中、四重極質量分析器を用いて窒化水素の質量スペクトルからH-D-T存在比を同定する手法の開発に成功した。トリチウ安全性を確保した密封型放電プラズマ核融合中性子源(IECF)を開発した。D-T混合ガス(混合比93%:7%)を燃料として用いたとき、Dガス燃料に比較し約8倍の中性子生成の増大を確認した。この増加割合は理論値と一致した。これよりD-T混合比を50%:50%にすること、放電電圧:70kV、放電電流60mAにすることにより、10の9乗台の中性子発生を見込める。この実験結果より、D-T混合ガスを燃料としたIECF中性子源は中性子ラジオグラフィ、癌治療の基礎研究、爆発物検査、隠匿核物質の検出、地雷探査等への中性子利用に使えることが示された。大阪大学オクタビアン研究施設に当初の計画どうり放電型プラズマ中性子源装置を移設、遠隔操作で装置を運転させることを可能にした。富山大学水素同位体科学センターよりD-T混合ガスを移送し、装置にガスを装荷し、D-T燃焼実験を成功させた。D-T混合ガスに関して、時間の都合により、センター保有の93%:7%のものを実験に用いた。混合比50%:50%のガスを用いられなかったが、中性子発生量は理論予測とよく一致し、50%:50%燃料での中性子生成率が予測できるデータだ取得できた。課題として、ガス量が少なく、真空容器に吸着され、ゲターポンプの温度制御だけではガス圧を一定に保つことができず、安定な放電が達成できなかった。十分なガス量をゲターポンプに準備することにより、この問題は解決できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマ理工学大阪大学オクタビアン施設ではガス状トリチウムの使用が許可されていない。本実験は放電過程でガス状トリチウムが発生することを確認した。従って、次年度は本実験をそのまま、実行することは困難であると思われる。中性子生成の高効率化が主たる研究の目標であるので、Dガスを用いた高効率中性子生成実験を中心に研究を進める。すなわち、1真空容器に吸着した重水素と電荷交換反応により生じた高速中性粒子との核融合を増大させる実験を行う。また、2マイクロ波イオン源を陽極近傍に取り付けD2+イオンでなくD+イオンの比率を増大させ、D+イオンのエネルギーの増大を図る。1および2のアプローチによりDガス実験により放電型核融合装置の高効率化を目指すとともに、前年度D-T実験により得たデータに基づき、50%:50%混合比の燃料を用いた場合の中性子発生量の評価を行う。イオン源の開発は関西大学で行い、重水素を用いた核融合実験は大阪大学オクタビアン研究施設で行う。
孤立系における希土類錯体の光化学特性

ユウロピウム(III)クリプタンド錯体及びクラウンエーテル錯体の溶液中または凍結溶液中での光反応機構の解明に関する研究(1)を主に実施した。また、ユウロピウム(III)ポリカルポン酸錯体の蛍光寿命測定を行い、水和数と溶液内錯体の構造との関係について基礎的研究を行った(2)。(1)紫外光照射により生成したユウロピウム(II)の量と照射時間との関係を求めた。配位子を含まない場合については、ユウロピウム(II)の生成はユウロピウム(III)の一次反応によるものと解釈された。しかし、クリプタンド[2,2,2]またはジアザ-18-クラウン-6配位子がユウロピウム(III)に対して過剰に存在する場合には、計算値とのずれが大きくなる傾向が認められた。溶液中に存在するフリーのユウロピウム(III)が光還元され、これが余剰の配位子によって安定化された可能性が指摘された。錯体分子を凍結溶液マトリックス中に分散した場合には、ユウロピウム(II)に帰属される吸収は光照射後もみとめられなかった。凍結溶液マトリックス中での配位子による光還元の抑制は容媒からの電子移動又は分子拡散がマトリックスケージにより妨げられたためと考えられる。凍結溶液マトリックス中でも錯体中のユウロピウム(III)は溶媒和しているとみられることから、分子拡散に対する抑制が光還元の進行の阻害に対して大きく寄与していると推定される。(2)ポリカルボン酸錯体中のユウロピウム(III)の水和数を蛍光寿命より求めた。ユウロピウム(III)の水和数を9として水和数と配位数との和をこれに等しいと仮定すると、ユウロピウム(III)に対するポリカルボン酸の配位数はみかけ上約5となった。この結果は、ポリカルボン酸がユウロピウム(III)を取り囲む形で存在していることを示唆している。支持電解質濃度を変えて水和数を測定したところ、濃度が高くなるにつれて水和数は減少する傾向がみとめられた。支持電解質中の陽イオンは配位子間の反発力を遮蔽するため、ポリカルボン酸はより屈曲した構造をとると考えられる。このため、高支持電解質濃度の溶液中ではより多くの水和水が排除されたとみられる。
ITで学ぶ人体の不思議な世界

人の体のつくりについて学習する教材を制作した。本年度は、泌尿器、男の生殖器、女の生殖器、神経、感覚器、からだの中をのぞいてみようのぺ一ジを制作した。「泌尿器」のコンテンツとして、泌尿器のつくり、腎臓のつくりと働き、尿をつくるしくみ、尿管、ぽうこう、泌尿器の病気、エックス線で見る泌尿器を制作した。「男の生殖器」のコンテンツとして、男の生殖器のつくりと働き、精巣のつくりと働き、精子を制作した。「女の生殖器」のコンテンツとして、女の生殖器のつくり、卵巣、卵管、子宮、受精と妊娠、性の決定を制作した。「神経」のコンテンツとして、神経のつくり、神経細胞、中枢神経、大脳のつくりと働き、脊髄、脳神経、脊髄神経、自律神経、皮ふの感覚の伝わりかた、筋肉を動かす指令の伝わりかた、エックス線で見る脳、MRIで見る脳を制作した。「感覚器」のコンテンツとして、目、耳、鼻、舌、皮ふを制作した。「目」のコンテンツとして、目のつくり、ものが見えるしくみ、近視と遠視、盲点をさがそうなどを制作した。「耳」のコンテンツとして、耳のつくり、膜迷路、音を感じるつくり、体のバランスを感じるつくりなどを制作した。「鼻」のコンテンツとして、鼻のつくり、においを感じるつくりを制作した。「舌」のコンテンツとして、舌のつくり、味らい、味を制作した。「皮ふ」のコンテンツとして、手のひら型の皮ふのつくり、ふつうの皮ふのつくり、皮ふに見られるつくりを制作した。X線、CT、MRIなどによる医用画像を利用して、体の内部の様子をみることができる教材として、「からだの中をのぞいてみよう」を制作した。これらのコンテンツを、生き物探検センター(http://anatomy.dept.med.gunma-u.ac.jp/rika/):人の体のつくりとして、一般に公開した。本年度は、骨(体の支え)、筋肉(体の運動)、呼吸器(酸素の取り込み)、循環器(血液の運搬)、内分泌腺(体の調節)、血液のページについて制作した。「骨」のコンテンツとして、骨の名前(人の体をつくっている骨について、Q&Aで学ぶ)、関節、骨と関節の動き(アニメーション)を制作した。「筋」のコンテンツとして、筋肉の名前と働き(体表から確認することのできる代表的な筋肉の名前とその働きについて、画像からQ&Aで学ぶ)、筋肉による関節の運動(アニメーション)、筋肉の顕微鏡写真を制作した。「呼吸器」のコンテンツとして、呼吸器のつくり(鼻腔、咽頭、喉頭、気管、気管支、肺、肺胞)、繊毛運動、もしもほこりを吸い込んだら(アニメーション)、肺の働き(肺胞におけるガス交換のしくみについて学習する。アニメーション)、肺のレントゲン写真を制作した。「循環器」のコンテンツとして、体循環、肺循環、門脈、門脈の働き(アニメーション)、心臓のつくり、心臓のレントゲン写真、心臓の動き(アニメーション)、血圧、脈拍、毛細血管を制作した。「内分泌腺」のコンテンツとして、内分泌腺(下垂体、視床下部、松果体、甲状腺、副甲状腺、副腎、膵臓ランゲルハンス島、卵巣、精巣)、ホルモンの働き(アニメーション)を制作した。「血液」のコンテンツとして、赤血球のつくり、赤血球の働き、白血球のつくり、白血球の働き、血小板のつくり、血小板の働き、血液型、血液型の判定法を制作した。これらのコンテンツを、生き物探検センターのホームページ(http://anatomy.dept.med.gunma-u.acjp/rika/)の中で、ヒトの体のつくりとして、一般公開した。
新しいPGE2受容体拮抗薬AAT-008を用いた免疫賦活化放射線増感治療の開発

プロスタグランジンE2-EP4受容体に対する拮抗薬AAT-008は放射線増感効果を有することをすでに突き止めているが、その機序解明のため大阪大学放射線治療学講座と連携し、2018年度は以下の実験を施行した。なお実験をすすめるにあたり、名古屋市立大学・大阪大学・AAT-008提供元のベンチャー企業それぞれの担当者間で綿密に連絡をとりながら施行した。大阪大学にてマウス大腸がん細胞株CT26WT継代培養を確立し予備実験を経た後、Balb/Cマウス両下肢にCT26WTを移植し、AAT-008 10mg/kg/dayをDay0-18まで1日2回経口投与・Day3に片側下肢のみ9Gy照射した。Day19に腫瘍摘出しフローサイトメトリーでCD45+細胞(リンパ球)のうちCD8+CD69+の細胞傷害性T細胞(Cytotoxic T cell; CTL)の割合を測定した。AAT-008あり/なしおよび照射あり/なしで4群、まずは1群あたり6匹で実験開始(実際には人道的エンドポイント等にてdrop outあり腫瘍摘出時は1群あたり4-5匹)したところ、照射単独群ではCTLの割合が平均31%のところAAT-008+照射群では平均43%と増加していた(nが少ないため有意差検定せず)。また、AAT-008+照射群のうち2匹で著名な腫瘍縮小を得られ、その2匹ではCTLの割外が67%と大幅に上昇しており、AAT-008による腫瘍内へのCTLの誘導が示唆された。なおこの実験では非照射側の下肢も経時的に腫瘍径を測定したが、残念ながら非照射側は腫瘍縮小を認めず、アブスコパル効果を観察することはできなかった。これらの成果を第9回国際放射線神経生物学会大会にて報告した。nが少ないながらもin vivoでAAT-008+照射による腫瘍細胞内のCTL増加という結果をだせた。これにより本研究課題のひとつの目的であるAAT-008の放射線増感効果の機序解明に一歩近づくことができた。2018年度の実験はnが少ないため、偶然良い結果となった可能性もある。2019年度は1群あたりのマウス数を増加し再現性があるか確認していく予定である。もし再現性がなかった場合には、樹状細胞や制御性T細胞など他の免疫担当細胞についても検証することを検討している。2018年は大阪北部地震、また台風21号も大阪を直撃するなど災害にみまわれた。この影響で大阪大学の建屋が損傷したり動物放射線照射装置が一時稼働を停止するなどして実験スケジュールを見直さざるを得なくなったため。しかしその状況下で少数匹ながらも作用機序解明につながる良い結果がえられ、2019年度はマウス数を増加させて再現性を検証していく予定である。
特殊な射影関係を利用した光学系による自然な立体表示装置

自然な立体視を得るための光学系の結像理論をより基本的な原理から導き、さらに発展させて、ドーム型3Dディスプレーや一般の光学系に適用できるものとした。この理論に基づくレンズを実際に設計し試作をした。通常の光学系との比較を視覚評価によって行ったところ、有効であることが確認された。今後のヘッドマウント型ディスプレー光学系の基本原理として活用されると考える。I:物体移動による収差発生の理論解析とその発展(渋谷、前原、長谷)。物体移動による収差発生の現象を整理し、それらの収差発生機構の理論解析を進化させた。特に像面湾曲以外の収差に対する考慮、収差論的な考察などを行い、特許出願を行い、Optics&Photonics Japan2010において発表した。さらに、現在学会誌に論文を投稿中である。また、3次元ディスプレーとして実際的であるドーム型表示装置において、その半球半径の変化にたいして収差変動の少ない光学系が、我々の提案する設計手法を応用することで実現できると思われる。そのための理論的検討と光学設計を継続中である。II:特殊な射影関係を持つ光学系の実際的な設計と視覚評価の方法についての検討(渋谷,水野,長谷)。実用的でかつ製造可能な"特殊な射影関係を持つ光学系"の基本設計をおこなうという観点から、ニコンエンジニアリングとも協議した。現状の接眼レンズでも歪曲収差が若干発生しており、物体移動による像面湾曲は、非点収差に対する眼の許容を考えると、現状レンズでも、装置の評価はできると判明した。そこで、現状装置では表示板が遠近の2枚だけであるが、中間距離も付加できるように4枚増やすように改良した。今後、この装置を用いて、視覚評価を行い、実用性の課題を追求していく。III:立体視光学装置のシステム設計(中楯、渋谷)。透明有機ELの欠点として黒い物体の表示が困難ということがあげられる。より実用的なシステムを目指し、様々なところで情報交換や情報収集をおこなっている。1:特殊な射影関係を持つ光学系の評価(渋谷、長谷)。実際の光学顕微鏡接眼レンズを用いた時の収差評価を、人間の眼の解像力を考慮して行い、プロトタイプを実験評価に使用した場合の問題点あるいは制限条件を検討した。その結果、我々の見出した設計手法による光学系を用いることが必要であると判断した。そのためには、費用的に可能である製造メーカーを見つける必要があったが、上手く探すことができた。基本設計が完了した。2:装置に適した標示サンプルの作成(渋谷、中楯、長谷)。プロトタイプに複数の標示を挿入できるように22年度に改造したが、その標示サンプルを作製する手法を検討した。当初は、直接ポジフィルムへの撮像を考えていたが、デジタル画像からポジフィルムに転写する方法が、より良いサンプルを効率よく作成できることを見つけた。実際にサンプルを作った。3:視覚評価(水野、長谷、渋谷)。改造プロトタイプを用いて、2で作成したサンプルを3枚以上用いた時の視覚評価を行った。体積表示の有効性が確認できた。4:特殊な射影関係を持つ光学系のドーム型疑似立体視装置への応用(渋谷、前原、長谷、山口)。我々の考えだした光学設計法は、ドーム型疑似立体視装置の性能向上に寄与できることが分かり、特に、ドーム半径の変化による収差発生量を小さく抑えられることが期待できる。理論的な検討および実設計を継続し、その効果が確認できた。I:特殊な射影関係を持つ光学系の試作(渋谷)。我々が理論的に導いたレンズ設計法に基づき基本設計は完了している。さらに色収差も考慮した設計に改良して実際に光学系の試作を行った。II:視覚評価(渋谷、水野、安東、宮本)。通常の光学系と、改良した光学系での見えの違いを視覚評価(感応評価)し、遠近物体間での像面湾曲収差発生を低減する効果があることを、サンプル調査で確認できた。像中心ではどちらの光学系も遠近同じように見えるが、像周辺では改良した光学系の方が、遠近同じようにシャープに見えることがわかる。III:装置に適した標示サンプルの作成(渋谷、中楯、安東、宮本)。デジタル加工により厚みのある物体を、断面に分けるような表示ができるかどうか検討したが、現実には厳しいことがわかった。今後の開発方向としては、表示版は1枚であるが、その表示版がピエゾのようなもので、視点物点に合わせて光軸方向に稼働するのが最適ではないかという知見を得た。IV:特殊な射影関係を持つ光学系のドーム型疑似立体視装置への応用(渋谷、山口)。我々の見出した光学設計手法をドーム型疑似立体視装置に適用し、実設計によってその効果を確認した。現在使われている表示光学系への改良にも有効であり、中味を詳細に吟味し論文発表を完了したV:光学設計理論の深化(渋谷、任)立体視光学装置だけでなく、一般の光学系にまで拡張できるような基本的な設計理論を完成し、その手法が非常に有効であるとして、外部からも評価を受け、長谷隼佑氏が平成24年度日本光学会奨励賞を受賞した。

さらに、その物理的意味を深化させるべく、新たな観点からの理論の導出をおこない、OPJにおいて発表した。現在外国発表及び論文投稿を進めている。*宮本、山口、安東、任は研究協力者。1我々の見つけ出した新規な光学設計法に基づき、基本設計が完了した。2標示サンプルの作成手順が確立した。3感能評価は量的にはまだ十分ではないが、改造プロトタイプにおいて評価でき、有効性が確認できた。4ドーム型疑似立体視装置の光学設計が完了し、我々の光学設計手法の有効性が確認できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。我々の設計法に基づく新規な光学系を実際に製作するめどがついた。当初は製作する予定であったが、費用上の問題で難しく、それに代わる評価方法を検討していた。しかし、23年度中に、費用的にも可能であることがわかり、24年度には実際に作り、従来光学系との差異を評価することになった。表示サンプルが3枚以上挿入できる、改造プロトタイプでの差異も評価していく。
フラーレンを用いた高遺伝子導入剤の開発と応用

本研究は,新たな疎水骨格としてフラーレンを用いた遺伝子導入剤を開発することを目的とする.今回,フラーレン遺伝子導入剤の特性を明らかにし,さらに,大量供給可能な新たなフラーレン遺伝子導入剤を開発した.遺伝子導入能を持つことが分かっているアミノフラーレン(第一世代アミノフラーレン)により,アミノフラーレンは既存の脂質系遺伝子導入剤とは異なり,DNAと安定な複合体を形成し,酵素による切断や血清による会合阻害の影響を受けず,さらに遺伝子安定性発現が可能である事を見いだした.これらは,流動性の高い既存の脂質系遺伝子導入剤とは異なり,フラーレンが剛直な球構造を取るからであると考えられる.また,DNAはエンドサイトーシスにより細胞内に導入されることが分かった.第一世代アミノフラーレンは,複雑な合成工程を要し,100mg程度の合成が限度であり実用試薬としての展望は限られたものであった.これに対し,高効率高選択的アミノ化反応を開発した.この反応では,DMSO混合溶媒中で,アミンから基底状態のフラーレンへ一電子移動が起こり,一工程によりフラーレンに対するアミン四重付加反応が進行する事を見いだしている.この反応は,様々な第二級アミンにおいて進行し,種々官能基を有するアミノフラーレンをC_<60>から1工程で合成する事に成功した.合成したアミノフラーレン(第二世代アミノフラーレン)のうち,生理条件下でカチオン性のアミンを持つものは,高いDNA結合能を有することが,エチジウムブロミドの追い出し効果によって分かった.また,ルシフェラーゼにより遺伝子導入能を調べたところ,構造活性相関により,アミノフラーレンが高い遺伝子導入能を持つためには,DNAとの結合能だけでなく,細胞内でのDNAの放出能を持つ事,複合体のサイズを数百nm以下に制御することが重要であることを見いだした.本研究は,新たな疎水骨格としてフラーレンを用いた遺伝子導入剤を開発することを目的とする.今回,フラーレン遺伝子導入剤の特性を明らかにし,さらに,大量供給可能な新たなフラーレン遺伝子導入剤を開発した.遺伝子導入能を持つことが分かっているアミノフラーレン(第一世代アミノフラーレン)により,アミノフラーレンは既存の脂質系遺伝子導入剤とは異なり,DNAと安定な複合体を形成し,酵素による切断や血清による会合阻害の影響を受けず,さらに遺伝子安定性発現が可能である事を見いだした.これらは,流動性の高い既存の脂質系遺伝子導入剤とは異なり,フラーレンが剛直な球構造を取るからであると考えられる.また,DNAはエンドサイトーシスにより細胞内に導入されることが分かった.第一世代アミノフラーレンは,複雑な合成工程を要し,100mg程度の合成が限度であり実用試薬としての展望は限られたものであった.これに対し,高効率高選択的アミノ化反応を開発した.この反応では,DMSO混合溶媒中で,アミンから基底状態のフラーレンへ一電子移動が起こり,一工程によりフラーレンに対するアミン四重付加反応が進行する事を見いだしている.この反応は,様々な第二級アミンにおいて進行し,種々官能基を有するアミノフラーレンをC_<60>から1工程で合成する事に成功した.合成したアミノフラーレン(第二世代アミノフラーレン)のうち,生理条件下でカチオン性のアミンを持つものは,高いDNA結合能を有することが,エチジウムブロミドの追い出し効果によって分かった.また,ルシフェラーゼにより遺伝子導入能を調べたところ,構造活性相関により,アミノフラーレンが高い遺伝子導入能を持つためには,DNAとの結合能だけでなく,細胞内でのDNAの放出能を持つ事,複合体のサイズを数百nm以下に制御することが重要であることを見いだした.
看護婦(士)の効果的なコミュニケーション能力の特徴

本研究の目的は、第一に、コミュニケーション能力を査定する質問紙(Swets、1983年)、"How Well Do You Communicate"の妥当性と信頼性を検証し、第二に、看護師のコミュニケーション能力と、看護師の年齢・性別・職位・看護師としての勤務年数・現在勤務している場所のタイプと、対人関係の研修経験と、看護師自身のコミュニケーション能力の認識との関連を明らかにすることである。Swetsの承諾を得て、研究代表者が質問紙を日本語に訳し、日本語を母国語とするバイリンガル2名のバックトランスレーションを得て、英語を母国語とする看護教官2名により確認し、妥当性・信頼性を検討した。質問紙のCronbach's αは0.87であり、Riggio(1986)によって開発されたSocial Skills Inventoryの日本語版(榧野、1988)と有意な相関を示していた。176人の看護師からの予備調査によるコミュニケーションスコアと年齢・学歴・経験年数・現在の精神科勤務の有無との重回帰分析の結果、コミュニケーションスコアと精神科勤務の間に有意な関連があった。しかし、3箇所の日本の病院の看護師81人の本調査(有効回答率は26.1%)では、対象者のうち95.1%が女性であり、平均年齢は35.5歳で、21歳から57歳までの範囲であった。管理職と答えたものは、21.0%あり、看護師としての平均勤務年数は12.8年(1-35年の範囲)であった。また、61.7%のものがカウンセリングや対人関係の研修を受けたことがあると回答した。重回帰分析の結果、看護師のどのような背景要因が効果的なコミュニケーション能力に影響しているかについて統計学的には有意差はなかった。しかしながら、看護師自身のコミュニケーション能力に対する習得感や自信の状況は、コミュニケーション能力に大きく関連していることが明らかとなった。西日本にある大学病院で勤務している176人の看護師に予備調査を行ったところ、Poorカテゴリー(24-49点)に5.2%、Fairカテゴリー(50-77点)に91.9%、Goodカテゴリー(78-91点)に2.9%、Excellentカテゴリー(92-96点)に0%の看護師がそれぞれの得点を示していた。Goodカテゴリーのうち60%の看護師が精神科病棟に所属していた。看護師の人口統計的な背景と効果的なコミュニケーション能力との明白な関連は本予備調査ではなかった。質問紙におけるコミュニケーション上の文化的差異や感受性を検討する必要がある。今日、患者の権利や自律、インフォームド・コンセント、情報開示、生前の意思表示など、医療を取り巻く状況は複雑に変化する中、ますます看護職者の効果的コミュニケーション能力が要求されている。本研究の目的は、第一に、コミュニケーション能力を査定する質問紙(Swets、1983年)、"How Well Do You Communicate"の妥当性と信頼性を検証することである。第二に、看護師のコミュニケーション能力と、看護師の年齢・性別・職位・看護師としての勤務年数・現在勤務している場所のタイプと、カウンセリング・対人関係の研修経験と、看護師自身のコミュニケーション能力の認識との関連を明らかにすることである。

質問紙のCronbach's αは0.87であり、Riggio(1986)によって開発されたSocial Skills Inventoryの日本語版(榧野、1988)と有意な相関を示していた。3箇所の日本の病院に総計310の質問紙を配布し、有効回答率は26.1%であった。対象者のうち95.1%が女性であり、平均年齢は35.5歳で、21歳から57歳までの範囲であった。管理職と答えたものは、21.0%あり、看護師としての平均勤務年数は12.8年(1-35年の範囲)であった。また、61.7%のものがカウンセリングや対人関係の研修を受けたことがあると回答した。重回帰分析の結果、看護師のどのような背景要因が効果的なコミュニケーション能力に影響しているかについて統計学的には明白ではなかった。しかしながら、看護師自身のコミュニケーション能力に対する習得感や自信の状況は、コミュニケーション能力に大きく関連していることが明らかとなった。
アストログリオーシスによる髄鞘形成阻害作用の研究

多発性硬化症の慢性脱髄性病巣では髄鞘の再形成が障害されているが、それには脱髄斑におけるアストログリオーシスが関与している可能性が考えられる。実験的にマウスを用いてアストロサイトを継代せずに12週以上培養を続けると、形態学的にアストログリオーシスに相当する変化を来たし、それが髄鞘形成を抑制することを見出した。すなわち培養アストロサイト上に新生仔マウスの小脳片をのせ培養し、小脳組織における髄鞘形成を調べてみると、4週目までの短期培養アストロサイト上では髄鞘が100%形成されるが、12週以降ではもはや髄鞘は形成されなくなった。そこで髄鞘形成を阻害する因子が長期培養アストロサイトより産生されていないかどうかをconditioned mediumを含む培養液で小脳を培養し、髄鞘形成率を調べたところ、長期培養アストロサイトのconditioned mediumで髄鞘形成が抑制された。これよりグリオーシス化したアストロサイトは髄鞘形成を阻害する因子を産生していることがわかった。次にこの培養系を利用して、グリオーシス関連遺伝子をdifferential display法を用いて検索したところ、OASISと名付けた遺伝子が得られた。これは実際に長期培養アストロサイトに発現が強く誘導されていることが確認された。全長cDNAの解析からOASISはCREB/AFTfamilyに属す遺伝子で、蛋白としてはleucine zipper構造とをもち、その上流にbasic regionのあることがわかった。このことはOASISが転写調節因子として機能していることを示唆する。凍結損傷モデルを作成して損傷後のOASISの発現を解析したところ、損傷周囲のGFAPに対する免疫反応が増強している部位に一致して、OASISの発現が増強していた。このようにOASISは反応性アストロサイトおよびグリオーシスにおいて特異的に発現が誘導されていることから、これがグリオーシス形成過程に重要な役割を担っていることが考えられた。多発性硬化症(MS)の慢性脱髄病巣では髄鞘の再形成が障害されているが、それには脱髄斑におけるastrogliosisが関与している可能性がある。実験的にマウスを用いてastrocyteを継代せずに12週以上長期培養すると形態学的にastrogliosisに相当する変化をきたし、astrogliosisのin vitroでのモデルになり得ることを発見した。さらに長期培養astrocyte上にマウス新生仔小脳を培養すると髄鞘形成が著しく阻害されることがわかった。すなわち4週以前の培養astrocyte上では100%の髄鞘形成率を見るが、培養5週以降より徐々に髄鞘形成率が低下し、12週以降ではもはや髄鞘は形成されなくなった。そこで髄鞘形成を阻害する因子がastrocyte培養液中に分泌されていないかどうかを短期培養astrocyteと12週以上の長期培養astrocyteのconditioned medium(CM)を用いて調べた。CM 100%、95%、90%、80%、70%、50%の濃度で調べると80%以上の濃度で両者に差異がみられた。これより長期培養astrocyte、すなわちastrogliosisは髄鞘形成を阻害する因子を産生している可能性が示唆された。次に遺伝子レベルで短期培養と長期培養のastrocyteにmRNAに差異のあるものがないかどうかをdifferential displayの手法を用いて調べた。長期培養astrocyteにのみ発現しているある転写調節因子が発見されたが、現在その確認と解析を行っているところである。多発性硬化症の慢性脱髄性病巣では髄鞘の再形成が障害されているが、それには脱髄斑にアストログリオーシスが関与している可能性が考えられる。

実験的にマウスを用いてアストロサイトを継代せずに12週以上培養を続けると、形態学的にアストログリオーシスに相当する変化を来たし、それが髄鞘形成を抑制することを見出した。今年度はこの培養系を用い、グリオーシス関連遺伝子を検索した。短期培養、および長期培養アストロサイトそれぞれよりRNAを取得し、Differential Display法を用いて、長期培養アストロサイトに特異的に発現する遺伝子を検索したところ、数種の遺伝子が得られた。そのうちの一つはDrosophiliaの転写調節因子BBF-2とhomologyが高く、OASISと名付けた。これはRNase protection assayで、実際に長期培養アストロサイトに強く発現が誘導されていることが確認された。全長cDNAの解析からOASISはCREB/AFT familyに属する遺伝子で、蛋白としてはleucine zipper構造をもち、その上流には塩基性アミノ酸がクラスターを形成するbasicregionのあることがわかった。このことはOASISが転写調節因子として機能していることを示唆する。成熟脳ではOASISの発現は強くないが、凍結損傷モデルを作成して損傷後のOASISの発現を解析したところ、損傷周囲のGFAP(glial fibrillary acidic protein)に対する免疫反応が増強している部位にほぼ一致して、OASISの発現が増強していた。このようにOASISは反応性アストロサイトおよびグリオーシスにおいて特異的に誘導されていることから、これがグリオーシス形成過程に重要な役割を担っていることが考えられた。
太陽系天体における水-氷相互作用

本研究では、火星や氷衛星の表面で起きることが予想される、光に駆動された化学反応や氷の変形流動といった物理化学過程を室内実験により定量化することを目的とする。初年度は、上記の環境を再現する実験装置群の構築が主となり、(1)(4)の実験についての装置設計・製作・立ち上げを行った。(1)光化学/液相反応実験:既存の紫外光源とグルーブボックスを組み合わせることで、鉄とマンガンの光酸化実験装置を立ち上げた。また、液相反応実験では、マンガン酸化物への微量元素の吸着実験を行い、火星探査データの解釈に必要な実験データを取得した。(2)クラスター反応実験:実験装置の設計・製作と立ち上げを行った。まず、予備実験として既存の装置で水和クラスター生成試験を行い、実験条件の精査を行った。その結果、当初の予定より高真空での実験が必要であることがわかり、実験チャンバーの再設計を行った。(3)氷変形流動:メタンハイドレートの自己拡散係数を測定する装置を設計した。拡散実験では、同位体拡散対を作ることで、精度のよい拡散係数の測定を行う手法を開発した。クラスレートの作成装置は順調に製作を終え、予備実験を行うことができた。(4)氷結晶・クラスレート実験:その場でのクラスレート形成が観測可能な低温高圧小型容器を開発・製作した。また、観測の際に必要となる高速ラマンイメージング計測を実施するため、ラマンビューを導入した。以上により、クラスレート形成過程の観察を行える実験環境を整えることができた。おおむね当初の予定に即して、実験装置群の設計・構築を行うことができた。光反応実験・液相実験については、すでに酸化物への微量元素の吸着実験を行い、火星探査データを解釈可能な結果を予定を上回るペースで得ている。一方、クラスター反応実験については、当初予定していた真空装置の設計より高真空状態にしなければ、目的をする水和クラスターが生成できないことがわかったため、真空チャンバーの再設計を行った。そのため、5か月程度の遅延が生じ、一部の研究費を次年度に繰り越すこととなった。ただし、遅延自体は致命的なものではなく、その後の計画で十分に遅延を取り戻せるものである。以上により、本研究が遂行する4つの実験装置全体としては、おおむね順調に進展しているといえる。今後は、構築した装置を用いた本格的な実験を行い、実験データを提供することで、領域全体で構築する水・物質循環を記述する理論モデルの構築に貢献する。また、光反応実験については、新規に氷への紫外線・電子線照射実験装置を設計・構築していく。(1)(4)の実験についての具体的な計画は以下の通りである。(1)光化学/液相反応実験:高真空チャンバーとターボ分子ポンプ、冷凍機を用いた氷への紫外線・電子線照射実験装置を構築する。対象は、氷と硫黄化合物、塩化物の混合物であり、生成物を分光分析及び溶液分析する。結果を氷衛星表面物質と比較することで、実際の天体表面での物質進化過程を制約する。(2)クラスター反応実験:構築した実験装置にレーザーを導入し、水和クラスターなどの光で駆動された化学反応を模擬する実験を行う。反応生成物は、既存の飛行時間型質量分析計で定量する。これらから、火星上での酸化物の生成過程の実験データを得る。(3)氷変形流動実験:構築した装置を用いて、高圧氷やクラスレートの塑性流動則を導く。特に、氷天体の内部進化に重要となるメタンクラスレートについて、その自己拡散係数を測定、定式化する。(4)氷結晶・クラスレート実験:構築したクラスレート観察実験装置及びイメージング計測系を用いて、氷天体の内部海や氷地殻内での物質交換や、表層でのガス放出過程を制約していく。特に、物質交換の平衡定数を明らかにすることで、内部海の溶存ガス種の組成の決定要因を明らかにしていく。

以上により、クラスレート形成過程の観察を行える実験環境を整えることができた。おおむね当初の予定に即して、実験装置群の設計・構築を行うことができた。光反応実験・液相実験については、すでに酸化物への微量元素の吸着実験を行い、火星探査データを解釈可能な結果を予定を上回るペースで得ている。一方、クラスター反応実験については、当初予定していた真空装置の設計より高真空状態にしなければ、目的をする水和クラスターが生成できないことがわかったため、真空チャンバーの再設計を行った。そのため、5か月程度の遅延が生じ、一部の研究費を次年度に繰り越すこととなった。ただし、遅延自体は致命的なものではなく、その後の計画で十分に遅延を取り戻せるものである。以上により、本研究が遂行する4つの実験装置全体としては、おおむね順調に進展しているといえる。今後は、構築した装置を用いた本格的な実験を行い、実験データを提供することで、領域全体で構築する水・物質循環を記述する理論モデルの構築に貢献する。また、光反応実験については、新規に氷への紫外線・電子線照射実験装置を設計・構築していく。(1)(4)の実験についての具体的な計画は以下の通りである。(1)光化学/液相反応実験:高真空チャンバーとターボ分子ポンプ、冷凍機を用いた氷への紫外線・電子線照射実験装置を構築する。対象は、氷と硫黄化合物、塩化物の混合物であり、生成物を分光分析及び溶液分析する。結果を氷衛星表面物質と比較することで、実際の天体表面での物質進化過程を制約する。(2)クラスター反応実験:構築した実験装置にレーザーを導入し、水和クラスターなどの光で駆動された化学反応を模擬する実験を行う。反応生成物は、既存の飛行時間型質量分析計で定量する。これらから、火星上での酸化物の生成過程の実験データを得る。(3)氷変形流動実験:構築した装置を用いて、高圧氷やクラスレートの塑性流動則を導く。特に、氷天体の内部進化に重要となるメタンクラスレートについて、その自己拡散係数を測定、定式化する。(4)氷結晶・クラスレート実験:構築したクラスレート観察実験装置及びイメージング計測系を用いて、氷天体の内部海や氷地殻内での物質交換や、表層でのガス放出過程を制約していく。特に、物質交換の平衡定数を明らかにすることで、内部海の溶存ガス種の組成の決定要因を明らかにしていく。
若年中の運動活動が高齢に達した時の身体に対する影響に関する基礎研究

本研究では生体の恒常性維持に重要なはたらきをする免疫機能の動態に焦点を合わせて、若年期の運動習慣の高齢期身体の免疫機能調節に対する影響をラットを材料に検討した。そこで、まずラットを次の3群に分けた。第1群:ほとんど運動の出来ない環境で40週齢(ヒトでは約60歳)まで飼育した。第2群:20週齢(ヒトでは約30歳)まで過激な運動を負荷し、それ以後40週齢まで適度な運動負荷を加えた。第3群:40週齢まで過激な運動を負荷した。以上の条件で40週齢まで飼育した後、採血し、フローサイトメトリーにより、モノクローナル抗体を用いて、リンパ球のCD3(成熟T細胞),CD4(ヘルパー/インデューサーT細胞)そしてCD8(サプレッサー/サイトトキシンT細胞)さらにNK細胞を分析し、さらにマクロファージの動態を反映するインターロイキン8を分析し、各群における免疫機能について検討した。その結果、一生を通して過激な運動を負荷された第3群は一般に言う白血球中毒が見られ、異常白血球の増殖を高める傾向が見られた。ところが、ほとんど運動を負荷されない第1群においては異常白血球の傾向はみられないもののTリンパ系、マクロファージの機能は改善されない。そして、第2群においては、異常白血球はほとんど見られず、またTリンパ系の増殖も活発に変化し、免疫機構調節がかなり改善されているような傾向が見られた。
空間性文脈認知の神経機構に基づくロボットの創発的行動決定の実験

本課題では、脳が刻々変化する環境で状況認識を更新し目的を再定義する文脈依存的な情報過程を再現する脳型ロボットの基礎実験と基盤技術確立を目的とした。神経同期発火に基づく情報表現が記憶・状況認識・目的定義の連環とリアルタイム性を実現し、創発的な行動決定を生むと仮説を立て、三年間に渡り研究を進めてきた。初年度は脳数理モデルの実時間シミュレーターと無線ロボット通信を確立し行動-記憶-意志決定系の実験を行い、次年度では行動決定の複雑性を促す視覚や操作手の感覚系など脳と身体性の問題に取り組んだ。総括となる本年度は当初計画ではロボット集団による協力的目的達成を掲げていたが、二年の成果を発展させ課題達成を具体的なものとするため、脳内の異なる領野の協力体制解明とそのロボット実験のための技術的基盤確立を優先した。その結果、脳を再現し創発的知能を得るためには、広範な神経科学の知見を活かし実験研究へ示唆する神経数理のレベル、脳-身体-環境の総体に注目し脳内機能単位間の連携を明確にする機能ユニットレベル、そして脳内の階層的な時間性と機能創出に注目する単純原理レベルの三つにより本課題遂行の実効性が得られることがわかった。それぞれ研究論文として成果報告し、方法論総括は招待講演等で発表した。第一のレベルでは、記憶-意志決定系が遂行中の自律行動決定に適切に干渉するためには十倍程度の時間スケールの振動周期の緩慢さが要求されること、第二ではロボットのリアルタイム制御の滑らかさや鋭敏性は通信-制御系を末端-中枢神経系の時間スケールに合わせてモデル設計することで柔軟性や自発的な再試行が得られることを明らかにした。第三では環境変化への鋭敏性は内部時間発展との整合性が不可欠として神経集団を簡素化した粒子系シミュレーターによるリアルタイムロボット実験で示唆され、創発性を生む神経集団の協力体制の工学的応用への道を開いた。本研究の目的は、脳が刻々変化する環境で状況を再認識し目的を再定義する文脈依存的な情報の生成過程に注目し、実時間シミュレーターとしての脳の神経回路モデルを小型ロボットに搭載して実験・数理解析を進めることで、創発的な行動決定の情報処理過程を解明することである。我々はそのような脳型知能というべきシステムが、脳の神経細胞集団のリズム活動によって実現可能であるとして仮説を立て、海馬シータ位相コードと呼ばれる計算論を展開し、実際に環境空間を探索し行動決定する課題を使ってロボット実験を進めている。本年度の研究計画は、1)無線ロボットに海馬シータ位相コードに基づく神経回路モデルを搭載し、実時間動作可能なシミュレーターの開発をする。更に2)記憶系を中心とした現在の神経回路モデルに、行動系、意思決定系の神経回路を拡張することを掲げた。1)は、実時間シミュレーターは無線ロボットを入出力装置として双方向通信することで実現した。その結果は、国際会議ICONIP2007において報告し会議論文として抄録された。また同会場でデモンストレーションも実施することができた。2)の意思決定系のへのモデル拡張については、記憶系を駆動するシータリズムが行動決定系でも一過的に現れ必要な記憶を引き出すと仮説を立て、神経回路モデルを拡張した。ロボット実験では十字路迷路課題を採用し、分岐点において進行方向を行動決定する際に、二つの回路に同期するリズムが現れることで、現在の状況に合わせて記憶を呼び出し適切な行動選択ができることを示した。この結果は国際会講SFN2007において発表を行った。これらの結果は、最近のラットの意志決定に関わるシータ同期の知見とも一致するもので、更に高度な創発的行動の神経機構として重要な基本原理を与えると考えられる。本研究では、変化する環境で状況を認識し行動する文脈依存的な情報の生成過程に注目し、神経回路モデル実時間シミュレーターを使ってロボット実験・数理解析を進め、創発的な行動決定の情報処理過程を解明することを目的とする。我々は神経細胞集団のリズム活動に注目した海馬シータ位相コードと呼ばれる計算論を提案し、環境空間を探索し行動決定するロボット実験を進めている。昨年は、神経回路モデルの実時間シミュレーターを開発した。行動体験の記憶形成とその記憶を用いて行動決定する基本回路をロボットシステムに実装することで位相コードが即時的な行動判断に寄与する基本的性質を調べた。昨年はロボットの行動は空間認知のための移動に限定されたが、本年度はそのリアルタイム性を活かしつつも複雑な認知と様々な行動選択ができるよう、感覚入力と運動出力の回路設計と実験に取り組んだ。第一に、感覚入力として移動中のロボットカメラの映像から物体認識を得ること、海馬の記憶に必要な程度に単純化することを核に、視覚のリアルタイム動作アルゴリズムを開発した。これは特許申請として準備している。第二に、空間を移動しながら物体を操作することができるロボットハンドを取り付け、一連の動作の時系列を環境のフィードバックに合わせてタイミングを調整することで、操作失敗のない運動出力回路を設計した。これらは、海馬シータ位相コードの神経回路に繋げることで、状況に合わせて臨機応変な認識と行動選択を生み出すことが期待される。最後に、様々な脳の回路を追加することで実時間シミュレーターの処理速度が低下し、リアルタイム性を失うことを避けるため、従来常微分方程式の数値演算を行っていた記述を簡便化し、回路の特性を保ちつつ高速化を図る方式を開発した。神経回路を粒子系シミュレーションに置き換える方法を新たに提案し、今後脳の回路のシミュレーターとして有用かどうかを検証する。

本課題では、脳が刻々変化する環境で状況認識を更新し目的を再定義する文脈依存的な情報過程を再現する脳型ロボットの基礎実験と基盤技術確立を目的とした。神経同期発火に基づく情報表現が記憶・状況認識・目的定義の連環とリアルタイム性を実現し、創発的な行動決定を生むと仮説を立て、三年間に渡り研究を進めてきた。初年度は脳数理モデルの実時間シミュレーターと無線ロボット通信を確立し行動-記憶-意志決定系の実験を行い、次年度では行動決定の複雑性を促す視覚や操作手の感覚系など脳と身体性の問題に取り組んだ。総括となる本年度は当初計画ではロボット集団による協力的目的達成を掲げていたが、二年の成果を発展させ課題達成を具体的なものとするため、脳内の異なる領野の協力体制解明とそのロボット実験のための技術的基盤確立を優先した。その結果、脳を再現し創発的知能を得るためには、広範な神経科学の知見を活かし実験研究へ示唆する神経数理のレベル、脳-身体-環境の総体に注目し脳内機能単位間の連携を明確にする機能ユニットレベル、そして脳内の階層的な時間性と機能創出に注目する単純原理レベルの三つにより本課題遂行の実効性が得られることがわかった。それぞれ研究論文として成果報告し、方法論総括は招待講演等で発表した。第一のレベルでは、記憶-意志決定系が遂行中の自律行動決定に適切に干渉するためには十倍程度の時間スケールの振動周期の緩慢さが要求されること、第二ではロボットのリアルタイム制御の滑らかさや鋭敏性は通信-制御系を末端-中枢神経系の時間スケールに合わせてモデル設計することで柔軟性や自発的な再試行が得られることを明らかにした。第三では環境変化への鋭敏性は内部時間発展との整合性が不可欠として神経集団を簡素化した粒子系シミュレーターによるリアルタイムロボット実験で示唆され、創発性を生む神経集団の協力体制の工学的応用への道を開いた。
RNAバクテリオファージQβの高温適応実験進化における適応機構の解明

進化生物学において、適応進化に大きく貢献する遺伝子(責任遺伝子)や塩基の同定、及び、それらの適応度上昇への貢献度を定量評価することは重要な課題である。そこで、実験代表者らが構築したRNAバクテリオファージQβの高温適応進化実験で得られた変異体の表現型変化に対する定量評価とゲノム情報とを比較することにより、Qβの高温適応において重要な働きを示す責任遺伝子と責任変異を同定し、また、それらが表現型にどのようにどの程度影響を及ぼすのかを明らかにした。進化生物学において、適応進化に貢献する遺伝子や塩基の同定、それらの適応度上昇への貢献度を定量評価することは重要である。そこで、申請者はRNAバクテリオファージQβ(Qβ)をモデルとし、野生型が増幅できない高温環境で増幅可能となる過程を追跡可能な高温適応実験進化系を構築した。独立3系列で行った進化実験のゲノム解析の結果、全系列に共通する塩基置換を含む複数の塩基置換の蓄積を明らかにした。平成26年度は高温適応実験進化系の各適応温度で独立3系列で共通して検出された塩基置換を持つ変異型Qβを作製し、各適応温度での適応度(増幅率を指標とする)を明らかにすることを目的とした。具体的には、QβのRNAゲノム全長に対するcDNAを持つプラスミドDNAに対し目的の変異を持たせたプライマーを用いてPCRを行った。得られたPCR断片をタカラバイオ株式会社のIn-Fusion cloning法を用いて環状化した。37.2°Cで検出された1箇所の変異(C2249U)、41.2°Cで検出された5箇所の変異(G4A、U192C、C1257U、C2201U、C2249U)、43.6°Cで検出された8箇所の変異(G4A、U192C、A1088G、C1257U、C2201U、C2249U、A2748C、U2776C)を導入したプラスミドDNAを作製した。次に、それぞれのプラスミドDNAを持つ大腸菌からそれぞれの変異を持つQβ変異体を抽出し、得られたQβ変異体を30.6°C、37.2°C、40.7°C、43.6°Cで適応度を測定した。その結果、41.2°Cで検出された5箇所の変異はQβの高温適応において(1)アミノ酸変化を伴わない5箇所の変異だけで41.2°Cの高温適応を達成可能である。(2)43.6°Cで導入された3種類の変異の適応度の貢献を正負逆にする遺伝的背景を提供するという2つの役割を持つことを明らかにした。平成26年度に作製した高温適応変異体Qβの生活環を詳細に解析し、その生活環のどの段階がどのように変化したのかを定量評価することにより明らかにすることを目的とし、生活環の最初のステップである吸着速度定数の測定を行った。また、Qβの感染後子孫ファージを放出するまでの潜伏期でのQβファージ由来タンパク質の感染菌あたりの合成量を定量するため、抗原抗体反応を用いた定量法を確立した。宿主への変異体Qβの吸着速度は、感染後の遊離ファージの減少速度から求めた。吸着速度は、高温適応進化実験開始時の37°Cと43.6°Cとで求めた。高温適応進化実験開始時の野生型Qβの43.6°Cでの吸着速度は37.2°Cのそれよりも約10倍小さかった。一方、高温適応変異体Qβの37.2°Cと43.6°Cでの吸着速度は、野生型Qβと同じがそれよりも大きい値であった。これらの結果より、高温適応変異体Qβが高温条件下で増殖可能となった1つの要因は、感染サイクルとの第一ステップである宿主への吸着のステップが改善されたことが示された。次に、Qβ感染後に子孫ファージを放出するまでの潜伏期においてQβ由来のタンパク質の合成量を定量するために、Qβ由来のβサブユニットとcoatタンパク質に対するcDNAを高発現ベクターに導入した大腸菌から精製した。段階希釈したそれらの精製タンパク質に対し、精製したタンパク質を用いて作製されたポリクローナル抗体で抗原抗体反応をすることにより、両タンパク質を定量する方法を確立した。当初の申請書に記載した通り、初年度に取得した高温適応変異体Qβの生活環を定量評価した。また、申請書に記載した通り、次年度に高温適応変異体Qβの感染後子孫放出までの潜伏期におけるタンパク質合成量を定量する方法を確立した。最終年度は前年度までに得た高温環境下で増幅可能となった3種類の高温適応変異体と3系列に共通した変異を持つ変異体(8mut)及び適応進化実験開始時のAncを用いて、吸着速度定数の測定、ファージ感染から子孫ファージが放出されるまでの時間(潜伏期)の測定、及び感染菌あたりの子孫ファージの放出数の測定を行った。また、それらの結果とそれぞれの変異体が有するアミノ酸置換と表現型の変化の関係性を考察した。Ancの37.2°Cと43.6°Cの吸着速度定数を比較すると43.6°Cでは約23倍小さくなっていた。一方、43.6°Cでの8mut、13mut、17mut、18mutの吸着速度はAncのそれよりも約23倍大きくなっていた。Qβは自身が持つA2タンパク質で大腸菌のF繊毛に吸着する。

また、Ancと8mutとのA2タンパク質でのアミノ酸の違いはAsp342Glyだけであることから、この1アミノ酸置換が高温環境での吸着速度上昇に寄与したと考えられる。また、潜伏期と子孫ファージ放出数を求めた結果、Ancに比べて8mut, 13mut, 17mut, 18mutでは潜伏期が短くなり、放出数が大きくなっていた。これらのことから、共通した8箇所の変異は潜伏期の短縮と放出数の増加に寄与していることが明らかとなったが、各系列での変異は更なる両パラメーターの改善に貢献したことが明らかとなった。また、8mutとAncを比較するとA2とQβ複製酵素を構成するファージ由来のβサブユニットが1アミノ酸異なっていた。そのため、8mutでAncより潜伏期が短くなったことと放出数が増加したことは、βサブユニット上の変異Val142Alaによるものであることが示唆された。進化生物学において、適応進化に大きく貢献する遺伝子(責任遺伝子)や塩基の同定、及び、それらの適応度上昇への貢献度を定量評価することは重要な課題である。そこで、実験代表者らが構築したRNAバクテリオファージQβの高温適応進化実験で得られた変異体の表現型変化に対する定量評価とゲノム情報とを比較することにより、Qβの高温適応において重要な働きを示す責任遺伝子と責任変異を同定し、また、それらが表現型にどのようにどの程度影響を及ぼすのかを明らかにした。申請書に記載した平成26年度実施予定内容を達成したため(2)とした。具体的には、高温適応変異型Qβの作製とその増幅率の評価を行った。初年度に取得した高温適応変異体Qβの感染後子孫ファージを放出するまでの時間(Latent period)と感染菌あたりの放出数を定量評価する。野生型のQβ、3種類の高温適応変異体Qβとの結果を比較し、どのような形質が高温適応にとって重要であるのか、また、高温適応へ到る経路は複数あり得るのか等を考察する予定である。実験進化学作製した変異型Qβの生活環のどのステップがどのように変化したのかを明らかにするため、生活環の各ステップに対して定量評価を行う予定である。