hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーキシンによるオーキシン代謝の制御:その分子機構と成長制御における役割

植物の成長制御に重要な役割を担っているオーキシン代謝について,関連する遺伝子の単離およびその機能を明らかにするために,今年度は以下の研究を行った.これまでの研究により,インドール酢酸(IAA)によって特異的に誘導されるmRNAを,cDNAサブトラクション法を用いてエンドウ芽ばえから単離することができた.候補となるcDNA断片については,その遺伝子の全長を決定するために,作成したエンドウ芽ばえのcDNAライブラリーからスクリーニングを行った.しかし,全長をカバーするcDNAは単離することができなかったので,RACE法を用いて候補遺伝子の全塩基配列を決定している.単離した遺伝子の機能を解析するために,昨年度からモデル植物の1つであるアラビドプシスを用いた実験系の確立を試みたが,個体サイズが小さいため生理学的研究を行うには難しい面があった.そこで,もう1つのモデル植物であるイネを用いた実験系の確立に着手した.現在所属している研究室では,イネ芽ばえの基本的な生理学的解析がすでに行われていたので,短期間で実験系は確立できた.アイソトープ標識したIAAを用いた実験により,エンドウで観測されたようなIAA代謝のシステムが,イネ芽ばえにおいても作動することが明らかになった.cDNAサブトラクション法を用いて候補となるcDNA断片をいくつか単離することができたので,遺伝子の全長を決定するために,cDNAライブラリーのスクリーニングとRACE法を平行して行っている.また,特定した遺伝子の機能を解析するために,突然変異体の単離を進めている.γ線処理したイネの変異系統にオーキシンを投与し,オーキシン処理に反応しない個体を選抜するとともに,Tos17を利用したミュータントパネルにより変異体の探索を行っているが,今のところ目的の変異体は分離されていない.植物の成長制御に重要な役割を担っているオーキシン代謝について,関連する遺伝子の単離およびその機能を明らかにするために,今年度は以下の研究を行った.これまでの研究により,インドール酢酸(IAA)によって特異的に誘導されるmRNAを,cDNAサブトラクション法を用いてエンドウ芽ばえから単離することができた.候補となるcDNA断片については,その遺伝子の全長を決定するために,作成したエンドウ芽ばえのcDNAライブラリーからスクリーニングを行った.しかし,全長をカバーするcDNAは単離することができなかったので,RACE法を用いて候補遺伝子の全塩基配列を決定している.単離した遺伝子の機能を解析するために,昨年度からモデル植物の1つであるアラビドプシスを用いた実験系の確立を試みたが,個体サイズが小さいため生理学的研究を行うには難しい面があった.そこで,もう1つのモデル植物であるイネを用いた実験系の確立に着手した.現在所属している研究室では,イネ芽ばえの基本的な生理学的解析がすでに行われていたので,短期間で実験系は確立できた.アイソトープ標識したIAAを用いた実験により,エンドウで観測されたようなIAA代謝のシステムが,イネ芽ばえにおいても作動することが明らかになった.cDNAサブトラクション法を用いて候補となるcDNA断片をいくつか単離することができたので,遺伝子の全長を決定するために,cDNAライブラリーのスクリーニングとRACE法を平行して行っている.また,特定した遺伝子の機能を解析するために,突然変異体の単離を進めている.γ線処理したイネの変異系統にオーキシンを投与し,オーキシン処理に反応しない個体を選抜するとともに,Tos17を利用したミュータントパネルにより変異体の探索を行っているが,今のところ目的の変異体は分離されていない.
脳における「匂い地図」と「嗅覚記憶」の解析

(1)嗅球「匂い地図」の知識の総まとめ嗅球の「匂い地図」に関するこれまでの実験結果を整理し、嗅球の糸球層の「におい分子受容体地図」は、Molecular Feature Maps(におい分子の構造的特徴地図)であり、分子構造特異的クラスターが嗅球地図の空間配置の基本要素になっていることを示した(Mori, k, et al., Physiological Review,2006印刷中)。また、各クラスターを活性化する匂い分子の「においの質」の解析から、嗅球のにおい地図は、「においの質の基本成分」を一定の配列で特定の位置に表現した「においの質の基本成分の地図」でもあるとのモデルを提唱した。(2)嗅球の樹状突起間シナプスにおけるシナプス伝達は、覚醒・睡眠状態に依存して大きく変動する嗅球の僧帽細胞と顆粒細胞との樹状突起間相互シナプスは、嗅球における側方抑制や嗅覚記憶に関与しているが、このシナプス伝達の大きさが脳の内部状態によりどのように調節されているかはこれまで全く研究されていない。私達はラットを用いた電気生理学的研究により、顆粒細胞から僧帽細胞への樹状突起間抑制性シナプスの大きさや持続時間が、徐派睡眠時には覚醒時と比較して大きく増大することを発見した。この樹状突起間シナプス伝達の内部状態に依存した変動は、僧帽細胞の同期活動の周派数に反映し、徐派睡眠時には同期活動の周派数は大きく減少した。(論文準備中)(3)嗅皮質ニューロンによるにおい情報の統合のメカニズムの電気生理学的解析ラット嗅皮質のうち、前梨状葉の背側部から単1ニューロン記録をおこない、野菜やくだものに含まれるにおい分子を用いて嗅上皮を刺激し、個々のニューロンがどのようににおい情報を統合しているのかを調べた。この結果、個々の嗅皮質ニューロンは、特定のにおい分子群の組みあわせに選択的に応答し、この組みあわせ様式はニューロンごとに様々に異なっていることを見いだした。また、複数種のにおい分子の組みあわせによる嗅皮質ニューロンの活動の促通や抑制を詳細に解析した。(論文準備中)(1)マウス嗅球の「匂い地図」の研究内因性信号の光学測定法と匂い刺激による最初期遺伝子Zif268の発現マッピング法とを組み合わせ、嗅球全体における「匂い地図」を調べた。この結果、機能単位である'Molecular Feature Domain'が嗅球全体にわたって存在し、どの個体においても、一定の位置に決まった方向をもって配置されていることがわかった(稲木ら、Eur.J.Neurosci.印刷中)。(2)セマフォリン3A欠損マウスの嗅球「匂い地図」軸索ガイダンス分子の一つであるセマフォリン3A分子の嗅球「匂い地図」形成における役割を調べた。セマフォリン3A遺伝子欠損マウスを用いて、嗅球での「匂い応答地図」を調べたところ、ニューロピリン1(セマフォリン3Aの受容体)を発現した嗅細胞軸索の投射標的糸球の空間配置が大きく変化し、嗅球での「匂い応答地図」にも大きな変動がみられた。`また、特定のサブセットの糸球の形成ができなくなっていた。この結果は、セマフォリン3Aによる嗅細胞軸索のガイダンスが欠損すると、成体の嗅球における「匂い地図」に大きな歪みが生じることを示す。(論文投稿中)(3)嗅球「匂い地図」の内側半球と外側半球間の相互作用1つの嗅球には内側半球「匂い地図」と外側半球「匂い地図」からなる1対の「匂い地図」がある。内因性信号の光学測定法とトレーサー注入法を組み合わせて調べたところ、たとえば内側半球の脂肪酸応答ドメインは外側半球の脂肪酸応答ドメインとTufted cellsの軸索側技を介して密接な線維連絡があることが判明した。現在この線維連絡の機能的意義を電気生理学的手法を用いて解析している。(1)ラット嗅球の「匂い分子受容体地図」の解明ウレタン麻酔下のラットの嗅球において、内因性信号の光学的測定法を用いて、各種の匂い分子がどの糸球を活性化するかを調べた。現在までに分子構造が系統的に異なった約200種類以上の匂い分子を用いた。新しく開発した手術法を用い、嗅球の背側表面から外側表面にかけて広く露出し、嗅球外側地図の約60%の領域の探索を終了した。この結果(1)個々の糸球は、分子構造の類似した一群の匂い分子により活性化されること(2)匂い分子応答特性が似ている糸球群は、嗅球外側地図の特定の領域に集合し、糸球クラスターを形成していること、および(3)糸球クラスターや糸球サブクラスターの空間的配置は一定で個体間で保存されていることが判明した。さらに、実験結果の詳細な解析から嗅球の外側半球地図内で「匂い分子受容体の受容サイト構造」が体系的に表現されていることが明らかになった。現在この「受容サイト構造地図」の空間配置の詳細を決定している。(2)内因性信号の光学的測定法による嗅皮質からの匂い応答の記録嗅皮質は脳底部にあるため、これまで光学的測定法を用いることは困難であった。新しく開発した手術法を用い、ラットの嗅皮質の一部である前梨状葉から「匂い応答」を記録することに成功した。たとえばバナナのニオイで鼻腔を刺激すると、前梨状葉背側部の特定の領域に信号が観測され、この信号はさらに背側の島皮質(味皮質)へと広がった。

この光学的測定法を用い、これまで全く未知であった前梨状葉における「匂い地図」を探索中である。(1)ラット嗅球の「匂い地図」上で、食物の腐敗臭をコードする領域を決定細菌により食物が腐敗すると、アミノ酸が細菌の脱炭酸酵素により分解され各種のアミンが生じるが、これらアミン類の多くは腐敗臭がし、食物の腐敗を示す嗅覚信号となっている。ウレタン麻酔下のラットの嗅球に光学的測定法を適用し、「匂い地図」上のどの領域がアミン類に応答するのかを調べた。この結果、アミン応答糸球群は、嗅球の背側表面の内側部に集合しクラスターを形成することが判明した。これらの糸球クラスターはアミン類だけでなく、食物の劣化にともなう脂質の酸化によって生じるアルデヒド類や脂肪酸類のにおい分子にも応答した。このクラスター内のニューロンから細胞外単1ユニット記録法により活動電位を記録すると、多くのものが刺激終了後も数十秒にわたって活動電位をだし続けた。「匂い地図」内のこのアミン類応答クラスターは、食物の「不可食化」の嗅覚信号を担当している領域だと予想される。(2)ラット嗅球「匂い地図」における僧帽細胞と房飾細胞の匂い応答特性の違いラット嗅球において、僧帽細胞と房飾細胞の匂い応答の違いを比較した。この結果、僧帽細胞は周りの糸球群の活性と担当糸球の活性とのコントラストを感知して低頻度スパイク応答をするのに対して、房飾細胞は周りの糸球群の活性とは関係なく、担当糸球の活性を直接的に反映した高頻度スパイク応答をすることがわかった。この結果は、僧帽細胞と房飾細胞が嗅球「匂い地図」から匂い情報の異なる側面を抽出し、高次の嗅皮質へ送っていることを示唆する。(1)嗅覚神経系における覚醒・睡眠状態に依存した感覚ゲーティングの発見嗅覚を除いたすべての感覚系では、大脳皮質一次感覚野への感覚神経系路は視床を経由し、視床において「覚醒・睡眠状態に依存した感覚ゲート」のコントロールを受ける。覚醒時には、視床は感覚入力情報を効率よく大脳皮質感覚野へと伝達するが、徐波睡眠時には視床の感覚ゲートは閉じており、感覚入力は大脳皮質感覚野へは伝わらない。我々は、大脳皮質一次感覚野(嗅皮質)への神経経路が視床を経由しない嗅覚神経系においても「感覚ゲーティング」がおこるか否かを、ラットの嗅球、嗅皮質を電気生理学的手法で解析することにより調べた。この結果(1)嗅皮質においても顕著な「感覚ゲーティング」がおこること、(2)嗅皮質の感覚ゲーティングは、視床の感覚ゲーティングと同期しており、徐波脳波時にはゲートが閉じ、速波脳波時にはゲートが開いていることを発見した。この結果は嗅皮質が、覚醒時には嗅球の「におい地図」を読み、嗅球からの入力を反映した出力をだすが、徐波睡眠時には嗅球の「におい地図」を無視し、覚醒時とは異なった情報処理モードに切りかわることを示す。また、嗅皮質ニューロンからの細胞内記録により、視床による「感覚ゲート」がない嗅覚神経系では、嗅皮質の神経回路内に「感覚ゲーティング」をもたらす神経機構が存在することが示された(Murakamiら,Neuron,2005,印刷中)。(2)嗅球・嗅皮質の「におい地図」の解析昨年度に引き続き、嗅球の広範囲の部分での「におい地図」の詳細な解析を進めるとともに、嗅皮質の「におい地図」の解析を、光学的測定法と電気生理学的手法を組み合わせて進めた。
不妊の社会経済的評価と政策提言

課題2:職場や地域における不妊治療支援策の事例比較において、不妊治療や子育て支援策を研究しているフィンランドとスウェーデンの研究者や機関と2018年9月にヒアリングと情報交換を行った。調査目的は不妊治療者向けの支援制度、妊娠・出産の遅らせを選ばなくてもよくなるような家族形成の支援などの方策の参考となる制度の情報を得るため、妊娠から出産、子どもが生まれた後も基本的には6歳まで切れ目なくサポートを提供する総合的な支援サービスで有名なフィンランド、男女共同参画が進み、先進的な取組で有名なスウェーデンの2か国において、妊娠前・妊娠と出産時・子育て時の施策や状況について研究者を中心にヒアリング調査を行った。○フィンランド1ヘルシンキ大学社会学研究科Honamen研究員とMeskus准教授に面談し不妊治療の状況の情報収集、2National Institute for Health and WelfareにてHakulinen研究部長と面談しフィンランドの母子保健の歴史的背景と法制度、特にネウボラの施策についての意見交換、3NGOのVaestoliito人口問題研究所を訪問し、Rotkirch研究部長他2名と面談し、フィンランドの人口問題と課題についての意見交換、4Itakatsu市にあるファミリーセンターのItakatu Family Centreを訪問・視察した。○スウェーデン課題1:不妊治療経験者の健康と労働への社会経済的影響の検証の質問紙調査を2018年度に実施する予定であったが、2018年に課題2の海外事例調査を実施し、2019年に課題1の調査の実施を遅らせる変更を行った。2019年4月から研究代表者と共同研究者の職場の異動に伴い、研究体制を再構築する必要が生じた。2019年内に課題1:不妊治療経験者の健康と労働への社会経済的影響の検証の質問紙調査を実施する。また、課題2:職場や地域における不妊治療支援策の国内の事例比較が進んでいないためこちらも順次進める。2018年度に実施予定であった課題1を2019年度実施に延期したため、使用額の差が生じた。海外視察の際に関空が台風21号で被災したため、旅程を変更せざるを得ず、当初予定した旅費との差が生じた。
次世代ユビキタスネット社会のための円偏波用多周波共用平面アンテナの開発

本研究では,方形パッチ導体の各辺に1対のL字スリットを装荷した円偏波用2周波共用マイクロストリップアンテナ(MSA)および各辺に2対のクランク状スリットを装荷した円偏波用3周波共用MSAを提案している.シミュレーションにより,提案するアンテナの動作原理、アンテナ特性を解明している.さらに,得られたアンテナの設計手順により2つのアンテナをGPS用アンテナとして設計し,提案するアンテナの有効性、実現性を評価している.いずれのアンテナもGPSの周波数帯で良好な円偏波特性を有している.本研究では,方形パッチ導体の各辺に1対のL字スリットを装荷した円偏波用2周波共用マイクロストリップアンテナ(MSA)および各辺に2対のクランク状スリットを装荷した円偏波用3周波共用MSAを提案している.シミュレーションにより,提案するアンテナの動作原理、アンテナ特性を解明している.さらに,得られたアンテナの設計手順により2つのアンテナをGPS用アンテナとして設計し,提案するアンテナの有効性、実現性を評価している.いずれのアンテナもGPSの周波数帯で良好な円偏波特性を有している.提案するアンテナは、方形パッチ平面アンテナの各エッジに、1組のL字スリットを装荷した形状をしている。このL字スリットの形状パラメータとアンテナ特性(最小軸比、最小軸比時の周波数、3dB以下となる軸比の周波数帯域幅)との関係を数値シミュレーションにより明らかにし、アンテナの設計手順、広帯域化法について調査を行った。数値解析には、モーメント法に基づく電磁界シミュレータを使用している。また、調査周波数は、GPSのL1バンド(中心周波数1.575GHz)、L2バンド(中心周波数1.227GHz)帯にて行った。以下に明らかになった点をまとめておく。1.アンテナの設計法についてL字スリットを装荷したことにより生じる方形パッチの縦と横方向エッジのT字素子幅の比R_Tを調整することにより、2つの周波数帯で円偏波軸比が調整可能となる。しかし、L1バンドとL2バンドでの円偏波が放射可能なR_Tの値は異なる。そこで、L字スリットの長さLsについて調査したところ、L字スリットの長さを調整することにより、2つの周波数帯で同時に円偏波が放射可能なR_Tが存在することが明らかになった。2.アンテナの広帯域化について円偏波発生周波数における電流分布はT字素子部に強く生じている。そこで、T字素子幅を変化させ、3dB以下となる周波数帯域幅の数値シミュレーションを行った。その結果、T字素子幅を広くすると、2つの周波数帯域幅の合計値も大きくなることが明らかになった。3.シミュレーション値と測定値の比較アンテナを試作し、リターンロスの測定を行い、数値シミュレーションとの比較を行った。その結果、最良リターンロス時の周波数の相対誤差は、L1バンドとL2バンド共に2%未満となり、シミュレータによる計算結果の信憑性を確認した。提案するアンテナは、方形パッチ平面アンテナの各エッジに、1組または2組のL字スリットを装荷した形状をしている。1組であれば2周波共用アンテナ、2組であれば3周波共用アンテナとなる。調査周波数は、2周波共用アンテナでは、GPSのL1バンド(中心周波数1.575GHz)、L2バンド(中心周波数1.227GHz)、3周波共用アンテナでは、上記の2つに加えGPSのL5バンド(中心周波数1.176GHz)にて行った。1.円偏波用2周波共用アンテナについてシミュレーションによりL字スリット間の幅を広くすることにより,3dB以下となる軸比の周波数帯域幅を広げることが可能であることを明らかにした。また、給電法をパッチ導体へ直接同軸給電する方法から、アンテナをスタック化し、L字プローブ給電法に変更した。このことにより、2つの周波数帯でインピーダンスマッチングが可能となり、リターンロスの周波数帯域幅の広帯域化が可能となった。これらの軸比およびリターンロスの広帯域化法を踏まえ、GPSのL1、L2バンド共用アンテナの設計を行った。軸比3dB以下かつリターンロス-10dB以下となる周波数帯域幅はそれぞれ6MHz、5MHzとなり、目標値である5MHzを共に達成した。2.円偏波用3周波共用アンテナについて2組のL字スリットの長さを調整することにより、GPSのL1、L2、L5バンドへのチューニングが可能となり、特に、L字スリットをクランク状に曲げることにより、アンテナの大幅な小型化を可能にした。また、L字スリットの装荷位置により軸比の調整が可能となった。これらの結果を踏まえGPSの3周波帯において、軸比を3dB以下にすることに成功した。提案するアンテナは、方形パッチ平面アンテナの各エッジに2組のクランク型スリットを装荷することにより、円偏波用3周波共用アンテナとなる。シミュレータにより、アンテナ形状とアンテナ特性の関係を詳細に調査し、2つのGPS用アンテナの設計を行った。また、設計したアンテナを試作・測定し、シミュレーション結果との比較検討を行った。得られた結果は以下のとおりである。1.2組のクランク型スリットのうち、内側のスリットの長さにより低域周波数と中域周波数の比を1.0から1.33まで制御可能であり、また、外側のスリットの長さは高域周波数のみに大きく影響することが明らかになった。このように、周波数比を大きく制御できる形状パラメータや、1つの周波数のみ制御可能である形状パラメータは、多周波共用アンテナの設計で非常に有効である。2.上記1で得られた形状パラメータと3つの周波数の関係を考慮し、GPS用2周波共用アンテナと、3周波共用アンテナの設計を行った。

低域周波数と中域周波数の比で2周波共用と3周波共用アンテナが設計可能となる。2周波共用アンテナでは、2つの周波数帯域幅が本申請課題で昨年度検討した1対のL字スリットを装荷した場合に比べ、約2倍の帯域幅となり広帯域化に成功した。3周波共用アンテナのおいても、すべての周波数において軸比3dB以下を達成したが、周波数帯域幅は目標値に達しなかった。今後、スタック化構造などにして広帯域化を図る予定である。3.設計が完成した2周波共用アンテナを試作し、リターンロスの測定を行った。その結果、2つの中心周波数の誤差は共に約8%となった。この誤差の要因は、スリット幅が非常に狭く、その精度が十分に取れていなかったためである。製作を繰り返すことにより十分小さくできる誤差であり、提案するアンテナは実現可能である。本課題では、2周波および3周波共用アンテナの設計を目標としている。2周波共用アンテナに関しては理論的な解析は終了し、最終年度(平成24年度)でアンテナの試作、実験を行い、アンテナの実現性について評価を行う。また、3周波共用アンテナにおいては、周波数帯域幅以外の設計は終了している。最終年度で、2周波共用アンテナの解析で得られた結果をもとに3周波共用アンテナの最終設計を行う。残された課題を考慮すると、本研究は最終年度で終了可能である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、2周波共用アンテナに関しては、アンテナの試作、測定を中心に研究を進め、これまでのシミュレーション結果の精度および提案するアンテナの実現性を評価する。アンテナ試作は申請者が所有する基板加工機を用いて行う。また、アンテナ特性の測定に関しても、申請者が所有する伝搬暗室、ネットワークアナライザーを用いて行う予定である。3周波共用アンテナに関しては、これまでと同様に、モーメント法に基づく電磁界シミュレータと有限差分時間領域法に基づく電磁界シミュレータを用いてアンテナの設計を行う。さらに、2周波共用アンテナと同様にアンテナの試作、測定を行う予定である。
2006年クーデター以降の東北タイのプラチャーコム(住民組織)と市民社会形成

本研究では、2006年のクーデターによるタクシン政権の崩壊後のタイで市民社会化の動きがどの程度の可能性をもつものなのか、このようなプラチャーコム(住民組織)がどのように構築されるのか、メディアや教育はどのような役割を果たすのか、一方で上から形成されたプラチャーコムが多い中で草の根に住民のイニシアティブで構築するための条件は何かを実証的に明らかにした上で、プラチャーコムが市民社会形成の基盤になりうるのかをタイの研究者とともに実証的に明らかにする。また、クーデターが起こるようなタイ社会においてマクロレベルとミクロレベルで市民社会の動きがどのように接合するかも明らかにするとともに、さらにグローバル化の流れの中で国境をこえたプラチャーコムのネットワーキングについても調査を進めた。2006年のクーデターによるタクシン政権の崩壊後は、住民の草の根的なプラチャーコム(小グループ)を形成した地域では動揺が少なく、主体性を今後もどの様に発展させていくかという流れが続いている。一方で上から形成されたプラチャーコムがほとんどである地域は、タクシン政権の崩壊とともにほぼプラチャーコムの活動は壊滅状態になり、次の政権が何を行うのか、もしくはタクシンの復活に期待するという状況となった。鈴木を研究代表者とする平成17年19年度の科研(B)海外のプロジェクトでは、ここまでの動きを明らかにした。そこで、本研究では、現在のタイで市民社会化の動きがどの程度の可能性をもつものなのか、このようなプラチャーコムがどのように構築されるのか、メディアや教育はどのような役割を果たすのか、一方で上から形成されたプラチャーコムが多い中で草の根に住民のイニシアティブで構築するための条件は何かを実証的に明らかにした上で、プラチャーコムが市民社会形成の基盤になりうるのかを明らかにすることが目的である。また、クーデターが起こるようなタイ社会においてマクロレベルとミクロレベルで市民社会の動きがどのように接合するかも明らかにするとともに、さらにグローバル化の流れの中で国境をこえたプラチャーコムのネットワーキングについても調査を進めるものである。1年目の平成20年度は、タイの共同研究者とともに研究打合せおよび予備調査を行った。また、日本側の研究打合せも行った。2年目の平成21年度は、タイの共同研究者とともに研究打合せおよび本調査を行った。また、タイの共同研究者とともにコンケン、沖縄で国際セミナーも行った。日本側の研究会も行った。2006年のクーデターによるタクシン政権の崩壊後は、住民の草の根的なプラチャーコム(小グルーブ)を形成した地域では動揺が少なく、主体性を今後もどの様に発展させていくかという流れが続いている。

また、クーデターが起こるようなタイ社会においてマクロレベルとミクロレベルで市民社会の動きがどのように接合するかも明らかにするとともに、さらにグローバル化の流れの中で国境をこえたプラチャーコムのネットワーキングについても調査を進めるものである。最終年である3年目の平成22年度は、21年度に引き続いてタイの共同研究者と打ち合わせつつ調査を継続した。そして、タイの共同研究者とコンケン、東京で国際セミナーを開催し、成果についての意見交換を行うとともに、研究成果の出版のための準備を行った。
マウス初期胚におけるDNAトポイソメラーゼII依存チェックポイント機能低下の可能性

研究代表者らが作出したDNAトポイソメラーゼIIα遺伝子ノックアウトマウスは、4細胞期で発生を停止するという表現型を示した。さらに、発生を停止した遺伝子ノックアウトマウス胚においては、見かけ上ふたつに分裂した核球の染色体DNAが、細いフィラメント構造により連結した形態をとっている。これらの発生停止胚は、抗PCNA抗体染色陽性で、かつ抗リン酸化ヒストン抗体染色陰性であった。DNAトポイソメラーゼIIαの阻害剤であるICRF-193で野生型胚を処理した場合にも発生が停止し、核球の形態異常がみられ、細胞は抗PCNA抗体染色陽性かつ抗リン酸化ヒストン抗体染色陰性であった。さらに、RNAi法によりHeLa細胞のDNAトポイソメラーゼIIαのメッセンジャーRNAを中和した場合にも、初期胚でみられたと同様の核の形態異常が認められた。これらの結果は、DNAトポイソメラーゼIIαの活性低下が生じると、G2期における染色体DNAの分離過程に異常が生じ、嬢染色体が完全に分離していないにもかかわらず細胞質分裂が進行してしまうことを示唆している。すなわち、このような状態における細胞においては、従来知られている細胞周期のチェックポイント機構は作動しないと考えられる。さらに研究代表者らは、DNAトポイソメラーゼIIα遺伝子ノックアウトマウス胚、ICRF-193処理により発生を停止したマウスの初期胚、並びに、RNAiにより核の異常形態を引き起こしたHeLa細胞がアポトーシスを誘導することを見いだした。染色体分離異常を細胞がモニターし、カスパーゼ経路の活性化が引き起こされると考えられる。このアポトーシス誘導機構は、チェックポイント機構では排除しきれない異常細胞を個体から除去するために必要であると思われる。
“単結晶育成が極めて困難な”Mg合金およびMg基化合物相の単結晶弾性特性の解明

多結晶の弾性率から多結晶内の結晶粒間の弾性相互作用を考慮して単結晶の弾性率を決定することが可能なinverse Self-consistent (iSC)近似およびinverse Voigt-Reuss-Hill (iVRH)近似を押出加工を施した純Mgの多結晶材料に適用し、それらの近似法の単結晶弾性率の決定精度を明らかにした。さらに、単結晶の育成が困難なMg-3 mass% Zn-1 mass%Al合金の多結晶材料にiSC近似を適用し、その単結晶弾性率を決定した。加えて、Mg-44 mass% Al合金(Al12Mg17化合物相)の単結晶を育成し、その弾性特性を明らかにした。Eshelbyの等価介在物理論および有効媒体近似をベースに、結晶配向性を有する多結晶体の弾性特性を解析することで六方晶系材料の単結晶弾性率を決定可能なinverse self-consistent近似を構築した。構築した手法においては、従来のinverse Voigt-Reuss-Hill近似とは異なり、多結晶体の結晶粒間の弾性相互作用における結晶粒形状の影響を考慮して、単結晶弾性率を決定可能である。手法の有効性を検証するため、単結晶弾性率が既知である純Mgの押出加工材(多結晶)を作製し、結晶粒形状および結晶配向性の解析を行い、全ての独立な弾性率の成分を測定した。測定した押出加工材の弾性率に対して、結晶配向性および結晶粒形状の情報に基づいてinverse self-consistent近似を適用し、単結晶弾性率を得た。その結果、得られた純Mgの単結晶弾性率は、単結晶を用いた直接測定により得られた値と非常に良く一致することが明らかとなり、考案した手法の有効性を実証した。Mg-3Al-1Zn (mass%)合金の母合金に対して押出加工を施し、加工に伴う集合組織が形成された押出加工材を作製した。作製した押出加工材に対して、結晶粒形状および結晶配向性を解析し、全ての独立な弾性率を測定した。押出加工材の弾性率に対して、inverse self-consistent近似を適用することにより、Mg-3Al-1Zn合金の単結晶弾性率を明らかにした。その結果、Mg-3Al-1Zn合金・単結晶の弾性特性は純Mg・単結晶の弾性特性とほぼ同様であり、AlおよびZnの添加は弾性特性にほとんど影響を及ぼさないことを見出した。また、単結晶弾性率が未知なMg-9Al-1Zn (mass%)合金の押出加工材およびMg-Al化合物相の鋳造材を作製した。Eshelbyの等価介在物理論および有効媒体近似をベースに、六方晶系の微細結晶で構成された多結晶体の結晶配向性、結晶粒形状および弾性特性を解析することで六方晶系の単結晶弾性率を決定可能なinverse self-consistent近似を構築した。また、構築した手法は十分な精度で単結晶弾性率を決定可能であることも実証した。構築した手法を用いて、単結晶の育成が困難なMg-3Al-1Zn (AZ31)合金の単結晶弾性率を明らかにすることができた。集合組織(結晶配向性)を有する純Mgの多結晶に、Eshelbyの等価介在物理論および有効媒体近似を組み合わせて構築した六方晶系単結晶の弾性率を決定するための新規な独自手法(inverse self-consistent近似)を適用し、単結晶弾性率を決定する際の結晶粒形状の影響を調べた。まず、押出加工を用いて、押出方向に結晶の<10-10>方位が強く配向した純MgおよびMg-3Al-1Zn (mass%)合金の多結晶を作製し、後方散乱電子回折により結晶粒の形状を調べた。さらに、X線極点図測定により結晶配向性を定量的に調べた。次に、Eshelbyの等価介在物理論を用いて、結晶粒の形状を回転楕円体に近似し、多結晶弾性率から単結晶弾性率を決定する場合において、楕円体のアスペクト比が単結晶弾性率の決定精度に及ぼす影響を調べた。その結果、単結晶の弾性異方性が小さい純MgおよびMg-3Al-1Znにおいては、多結晶における結晶粒間の弾性相互作用が小さく、結晶粒形状のモデル化は単結晶弾性率の決定精度にほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。さらに、結晶粒形状をモデル化することが可能なinverse self-consistent近似と結晶粒形状をモデル化することができないinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて純MgおよびMg-3Al-1Zn合金の単結晶弾性率を決定し、両者の比較を行った。その結果、inverse self-consistent近似とinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて計算される単結晶弾性率の値はほぼ等しく、多結晶弾性率の値は、結晶配向性のみに依存することを定量的に示した。さらに、ブリッジマン法を用いて、Mg17Al12相の単結晶を育成し、室温での単結晶弾性率を明らかにした。六方晶系材料の単結晶弾性率を決定するための新規な独自手法(inverse self-consistent近似)を弾性異方性の小さい単結晶で構成された純MgおよびMg-3Al-1Zn(mass%)合金の多結晶材料に適用し、弾性異方性が小さい場合は、結晶粒形状が単結晶弾性率の決定精度にほとんど影響を及ぼさないことを明かにすることができた。さらに、Mg17Al12相の単結晶を育成し、室温での単結晶弾性率を明らかにすることに成功した。

長周期積層型規則構造相とα-Mg相(hcp構造)の二相組織を有するMg-Zn-Y合金の押出材に対して、共鳴超音波スペクトロスコピーと電磁超音波共鳴法を組み合わせた手法を用いて、室温にて各相の弾性率、形状および体積分率を反映した全ての独立な弾性スティフネスを測定した。さらに、電磁超音波共鳴法を用いて10 K近傍の低温域での弾性率の測定をおこなった。押出加工材の加工方向に平行および垂直な断面に対する光学顕微鏡観察を行い、二相組織中の長周期積層型規則構造相とα-Mg相の形態およびそれらの体積分率を明らかにした。また、X線極点図測定を用いた結晶配向性の解析を実施し、電子線マイクロアナライザーを用いた長周期積層型規則構造相とα-Mg相の組成分析をおこなった。得られた結晶配向性、長周期積層型規則構造相とα-Mg相の体積分率および形状の情報に基づき、Mori-Tanakaの平均場近似、Eshelbyの等価介在物理論およびinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて、長周期積層型規則構造相の弾性特性を解析した。その結果、長周期積層型規則構造相の弾性率は、Mg-Zn-Y合金中のZnおよびY濃度に依存することが明らかになった。第一原理計算を用いてMg-Zn-Y合金中に形成される短範囲規則クラスターを考慮した弾性率の計算をおこなった。その結果、長周期積層型規則構造相の弾性特性は短範囲規則クラスターの密度およびクラスターの安定性に依存することが明らかとなった。また、第一原理計算により、長周期積層型規則構造相の積層構造(14H、18R、10H)が弾性特性に及ぼす影響を明らかにした。多結晶の弾性率から多結晶内の結晶粒間の弾性相互作用を考慮して単結晶の弾性率を決定することが可能なinverse Self-consistent (iSC)近似およびinverse Voigt-Reuss-Hill (iVRH)近似を押出加工を施した純Mgの多結晶材料に適用し、それらの近似法の単結晶弾性率の決定精度を明らかにした。さらに、単結晶の育成が困難なMg-3 mass% Zn-1 mass%Al合金の多結晶材料にiSC近似を適用し、その単結晶弾性率を決定した。加えて、Mg-44 mass% Al合金(Al12Mg17化合物相)の単結晶を育成し、その弾性特性を明らかにした。単結晶の育成が困難なため単結晶弾性率が未知なMg-9Al-1Zn (mass%)合金およびMg-Al化合物相の多結晶体の弾性率の測定を行い、結晶配向性および結晶粒形状を解析する。平成27年度に構築したinverse self-consistent法を用いることで、それらの単結晶弾性率を決定する。これにより、合金元素が弾性特性に及ぼす影響を明らかにする。Mg17Al12相の単結晶の弾性率の室温以下での温度依存性を低温下での電磁超音波共鳴法および超音波共鳴法を用いて測定する。得られた極低温での単結晶弾性率と第一原理計算および他のMg合金の弾性率とを比較することにより、Mg17Al12相の弾性特性の支配因子を明らかにする。材料工学次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。次年度使用額は、研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
高感度分光多点観測による超高層大気変動の研究

ロシア、カナダ、日本、ノルウェー、インドネシア、タイ、オーストラリアなどにおけるファブリ・ペロー干渉計5台と高感度全天カメラ10台以上を用いた夜間大気光の高感度分光多点観測から、高度80-300kmの地球の超高層大気の擾乱に関するさまざまな研究成果が得られた。代表的な成果の例として、夜間に発生する中規模伝搬性電離圏擾乱(MSTID)のオーロラ帯付近での振る舞いの解明や、80-90km高度の中間圏の大気重力波のダクト伝搬の可視化、台風から発生した大気重力波が中間圏界面付近まで伝搬している様子、赤道域プラズマバブル現象の東向き伝搬と中性大気の風の関係(F層ダイナモ過程を示唆)、などが挙げられる。本研究では、新たに導入される4台のファブリ・ペロー干渉計による中緯度・低緯度における熱圏中性風・温度の南北共役点観測を中心として、北極圏から赤道域にわたる多数の観測点において、オーロラ・大気光のイメージング分光観測を行う。これらを通して、地球近傍の宇宙空間(ジオスペース)の変動エネルギーが高緯度域に侵入し、高度80km以上の超高層大気内を低緯度に伝搬しながら、熱圏・電離圏の変動現象に影響を及ぼしていく過程を、定量的に明らかにする。(1) 4台のファブリ・ペロー干渉計(FPI)の製作を開始した。このうち1台は直径116mmのエタロンを用いた大型FPI、残りの3台は、直径70mmのエタロンを用いた小型FPIである。(2)大型エタロンを用いたFPIを、平成21年1月にノルウェー・トロムソにあるEISCATレーダーサイトに設置し、観測を開始した。1月24日にはオーロラ観測のためのデルタ2ロケットキャンペーンとの同時観測に成功し、現在、データ解析を進めている。(3)小型エタロンを用いたFPIは、米国の業者からのエタロンの納入が平成21年3月にずれ込んだため、平成20年度内の設置は行わなかった。エタロン以外の部品の購入と製作を進めた。平成21年6月位には完成する予定である。(4)ロシアのマガダン・パラツンカ、日本国内の母子里・陸別・信楽・佐多・与那国、インドネシアのコトタバン、オーストラリアのダーウィン、カナダのレゾリュートベイ、アサバスカにおける高感度全天カメラ・フォトメータ、FPIなどの分光観測機器による自動観測を維持・継続した。これらのデータをデータベース化し、ホームページで公開した。ロシアのマガダンには、平成20年11月に新たに高感度全天カメラと誘導磁力計を設置した。(5)中低緯度域におけるGPS受信機網による観測データを用いた全電子数データの算出とそのデータベース化を進めた。特に東南アジア及び東アジアデータを中心に行った。(4)これらの観測や得られた成果を国内外の学会や研究会で紹介し、共同研究を推進を奨励した。(1)平成21年1月にノルウェー・トロムソにあるEISCATレーダーサイトに設置した大型エタロンを用いたファブリ・ペロー干渉計(FPI)は、引き続き平成21年冬期にも自動定常観測を継続した。平成21年1月24日のデルタ2ロケットキャンペーンにおける観測データを解析し、パルセィティングオーロラに伴って10m/s以上の非常に強い鉛直風が熱圏に発生していることを発見した。(2)小型エタロンを用いた3台のFPIは、平成21年8月に性能評価のためのテスト観測を滋賀県の信楽観測点で行った。このうちの1台は、平成22年2月にタイのチェンマイに設置した。残りの2台のうちの1台は、オーストラリアに設置する予定であったが、機械部分の動作が一部不安定になることがわかり、ベアリングの交換を行い、再試験を行った。これに伴い、開発予定の遅延が生じたため、予算の次年度への繰越を行った。このFPIは平成23年3月にオーストラリア・ダーウィンに設置した。残りの1台のFPIは平成22年6月にインドネシア・コトタバンに設置した。(3)ロシアのマガダン・パラツンカ、日本国内の母子里・陸別・信楽・佐多・与那国、インドネシアのコトタバン、オーストラリアのダーウィン、カナダのレゾリュートベイ、アサバスカにおける高感度全天カメラ・フォトメータ、FPIなどの分光観測機器による自動観測を維持・継続した。(4)中低緯度域におけるGPS受信機網による観測データを用いた全電子数データの算出とそのデータベース化を進めた。(5)これらの観測や得られた成果を国内外の学会や研究会で紹介し、共同研究を推進を奨励した。

(1)平成21年1月にノルウェー・トロムソにあるEISCATレーダーサイトに設置した大型エタロンを用いたファブリ・ペロー干渉計(FPI)は、引き続き平成21年冬期にも自動定常観測を継続した。このFPIによる中性風の観測データとEISCATレーダーによるプラズマの観測データを比較することにより、オーロラ粒子降り込みに伴う熱圏加熱のエネルギー収支の詳細を明らかにした。(2)小型エタロンを用いた3台のFPIは、平成22年2月にタイのチェンマイ、平成22年6月にインドネシア・コトタバン、平成23年3月にオストラリア・ダーウィンに設置し、それぞれ自動定常観測を開始した。(3)ロシアのマガダン・パラツンカ、日本国内の母子里・陸別・信楽・佐多・与那国、インドネシアのコトタバン、オーストラリアのダーウィン、カナダのレゾリュートベイ、アサバスカにおける高感度全天カメラ・フォトメータなどの分光観測機器による自動観測を維持・継続した。これらのデータをデータベース化し、ホームページで公開した。(4)これらの観測から、高緯度極冠域の電離圏プラズマの舌状構造やパッチ構造の動態、中緯度の中規模伝搬性電離圏擾乱の動態やそのFORMOSAT-2衛星と地上カメラの同時観測、中間圏大気重力波の詳細構造、磁気嵐に伴う低緯度オーロラを引き起こすプラズマの特性やPc1帯地磁気脈動の特性などが明らかになった。(5)中低緯度城におけるGPS受信機網による観測データを用いた全電子数データの算出とそのデータベース化を進めた。特に東南アジア及び東アジアデータを中心に行った。(6)これらの観測や得られた成果を国内外の学会や研究会で紹介し、共同研究を推進を奨励した。(1)本研究で平成22年度までに設置した4台のフプブリ・ペロー干渉計(FPI)(ノルウェー、タイ、インドネシア、オーストラリア)と、以前から自動観測を継続している信楽のFPIの自動観測を継続し、オーロラ帯における熱圏風・温度の観測と、信楽-オーストラリア(中緯度)、タイーインドネシア(低緯度)の2つのペアによる、熱圏の風速の南北共役点観測を維持した。平成23年度末にインドネシア・オーストラリアのFPIの受光部に不具合が生じたので、日本に送り返して修理を行っている。また、熱圏温度計測の信頼性に関する検討を行った。(2)ロシアのマガダン・パラツンカ、日本国内の母子里・陸別・信楽・鹿児島・佐多・与那国、インドネシアのコトタバン、オーストラリアのダーウィン、カナダのレゾリュートベイ、アサバスカ、ノルウェーのトロムソにおける高感度全天カメラ・フォトメータなどの分光観測機器、磁力計、GPS受信機などによる自動観測を維持・継続した。また、アジア、アフリカ、ヨーロッパ、カナダ、南米など、これまでに光学・電磁場観測が不十分な地域での観測の可能性を検討した。(3)これらの地上観測と、各種レーダー・GPS受信機などの電波観測、地上磁場ネットワーク観測、人工衛星観測を組み合わせて、データ解析を行った。このための光学観測のデータベースの整備を行った。(4)タイ、インドネシアを含む東南アジア地域とオーストラリアを含むオセアニア地域をあわせて、FPI設置地域におけるGPSデータのデータベース整備を進めた。(5)これらの観測で得られた成果を国内外の学会や研究会で発表し、共同研究を推進した。
室町時代～江戸時代前期における建築工匠の系譜と活動形態に関する基礎的研究

伊勢神宮や北野天満宮等の社寺で活躍した建築工匠の活動形態が、中世から近世にかけてどのように変化するかを、文献史料をもとに考察した。その結果、伊勢神宮や北野天満宮等では、豊臣秀吉が天正15年に出した大工職撤廃令にもかかわらず、同じ工匠家がその前後で活躍したことを明らかにした。例えば、伊勢神宮外宮に属した藤井姓を名乗る工匠家では、14世紀後期から17世紀にかけて継続的に、伊勢神宮の工事に携わる。平成19年度は、研究期間の初年度にあたる。そのため、鎌倉時代から江戸時代初期に至る建築工匠に関する基本史料の収集・整理を行った。特に、寺社付属(神宮文庫等)もしくは、公的機関の図書館・資料館(国立公文書館等)において、工匠資料の有無の確認等を行ない、一部の寺社においては、一定の成果を得ることが出来た。特に、伊勢神宮においては、16世紀後半期における造営組織(作所)と建築工匠(頭工・頭代・小工)の活動内容について分析を加えた。応仁の乱の後に行なわれた永禄6年と天正13年の工事では、造営費用が乏しいため、作所と建築工匠の話し合いにより、まず工事全体の請負金額3000貫文が決められる。そして、永禄6年の工事では、正殿に関しては、山入、木作始、立柱・上棟といった重要な工事の区切りごとに、改めてそれぞれの請負額が決められ工事が進むのに対し、正殿以外では、建物ごとに個別あるいは一括して、請負金額が改めて決められる。ところで、永禄6年の工事や、天正13年の正殿等の工事では、従来からの手間請負が採用される。しかし、天正13年の工事の終盤に行われた上記主要建物以外の工事では、手間賃と材料費の一括支給を受ける請負が、式年遷宮としては始めて採用される。これは、天正13年の工事が、永禄6年のように、工事の停滞期に禁裏等から造営費用の寄進を受けるといったような、造営費用の増額が見込めないことから、残りの建物については、手元に残った造営費用で工事を完成させるため、建築工匠に手間賃と材料費の一括支給を行ったと考えられる。以上のように、中世末から近世初めにかけての、伊勢神宮等における建築工匠の活動形態の一端が明らかになりつつある。これにより、従来未開拓であった当該期の建築工匠史研究の空白部分を埋めるものになるといえよう。平成20年度は、昨年に引き続き、鎌倉時代から江戸時代初期に至る建築工匠に関する基本史料の収集・整理を行った。特に、神宮文庫や国立公文書館等において、工匠資料の調査を行ない、さらに、既に公刊されている寺社文書についても、同様の調査を行なった。その結果、伊勢神宮については、室町時代後期から江戸時代初期にあたる1617世紀を中心に、神宮工の系譜について一定の成果が得られた。伊勢神宮では、従来、天正15年(1587)に大工職が破棄されたと指摘されていたが、実は、同じ工匠がその前後の時期に大工職を有したことが確認できた。伊勢神宮の工匠組織は、内宮が4つ、外宮が3つの工匠グループ(「坊」と呼ぶ)で構成され、それぞれのグループの長を「頭工」、副長を「頭代」と呼ぶ。それぞれの大工職は特定の工隆家が代々継承するが、その始まりを史料上で確認すると、内宮の一頭工・三頭工と外宮の二頭工は、15世紀後期の文明年間から、外宮の三頭工は13世紀初期から、同じ工匠家により大工職が継承される。そして、この工匠家は、内宮の一頭工が天正13年式年遷宮まで、内宮の三頭工が天正3年仮殿遷宮の前まで、各々大工職を継承する。一方、外宮の二頭工と三頭工は、16・17世紀全般を通じて同じ工匠家により大工職が継承される。このように、伊勢神宮の内・外宮の頭工・頭代においては、天正15年前後の時期において、内宮の一頭工を除いて、同じ工匠家により大工職が継承されており、この大工職破棄令は、実効性を持たなかったといえる。平成21年度は、最終年度にあたるため、鎌倉時代から江戸時代初期に至る建築工匠に関する基本史料の追加収集・整理を行った。特に、神宮文庫や東大寺図書館・京都市歴史資料館等において、工匠資料の調査を行い、さらに、既に公刊されている寺社文書についても、同様の調査を行った。その結果、伊勢神宮や北野天満宮等については、室町時代後期から江戸時代初期にあたる1617世紀を中心に、建築工匠の系譜について一定の成果が得られた。

伊勢神宮では、内宮が16世紀70年代の天正3年仮殿遷宮以降、外宮が16世紀50年代の永禄6年式年遷宮以降、頭工や頭代といった大工職に補任される工匠名や、その工匠が属した工匠家が知られる。工匠家としては、1つの工匠家で複数の大工職を継承する久保倉氏や北(来田)氏。16世紀以前から続く工匠家により大工職が継承される藤井氏。16世紀後期から17世紀にかけて大工職を継承した坂氏、梅屋氏、谷氏があげられる。一方北野天満宮では、16世紀において、大工職として御大工職と棟梁職が存在し、16世紀初期では、両大工職を一つの工匠家が所持した可能性があるが、16世紀中期頃では、御大工職を「左衛門」系の工匠家が継承し、棟梁職を弁慶家が継承する。また、17世紀では、大工職として棟梁の名称は使われず、御大工のみが使用され、それぞれ弁慶家と岩倉(木子・鈴木)家により継承される。以上のように、昨年に引き続き、中世末から近世初めにかけての、伊勢神宮や北野天満宮等における建築工匠の活動形態の一端が明らかになりつつある。これにより、当該期の建築工匠史研究の空白部分を埋めるものになるといえよう。
新しい耳石技術を駆使したサクラマスの回遊多型の再検討

北海道に生息するサクラマス幼稚魚の初期生活史を明らかにするため、日本海に面する床丹川、茂初山別川、ニナイベツ川と太平洋に面する別々川の計4河川でスモルトの生態調査を行った。耳石微量元素の分析では、別々川、茂初山別川、ニナイベツ川の個体群の耳石Sr:Ca比は低値で推移し、これらの幼魚はすべて孵化時から河川内に留まっているものと推定された。一方、床丹川の個体群の耳石Sr:Ca比は浮上直後から高くなり、汽水あるいは海水を経験している可能性が示された。川幅が狭く急勾配の床丹川では、大量の雪解け水によって幼魚は河口もしくは沿岸域まで押し流され、しばらく滞留しているものと推測された。本研究の結果から、サクラマス幼稚魚のハビタットシフトには河川の地形と物理環境が関連していることが示唆された。サクラマスやギンザケには回遊多型が認められており、それはサケ属魚類のなかで系統的に古い種のもつ柔軟性と考えられている。こうした明瞭な回遊多型のほかに、幼稚魚期にミクロスケールのハビタットシフトもあることが近年報告されている。ハビタットシフトは初期の成長や生残に大きく関与し、深刻な環境変化に対する保険効果もあるといわれている。そこで本研究では、北海道に生息するサクラマスの幼稚魚を対象に耳石微量元素解析を行い、本種における生活史初期のハビタットシフトについて新知見を得ることを目的とした。北海道の日本海側に面する床丹川と太平洋側に面する別々川に生息するサクラマスの移動前の浮上稚魚と降河時期のスモルトについて、2010年56月に定期的な標本採集を実施した。その結果、床丹川は別々川に比べて個体密度が高く、また両河川で採集個体の体長、体重、肥満度、性差に有意差は認められなかった。X線マイクロアナライザーを用いて耳石微量元素を分析したところ、別々川の個体の耳石Sr:Ca比は低値で推移しており、すべてスモルトになるまで河川に留まっていることがわかった。一方、床丹川の個体の耳石Sr:Ca比は浮上直後から高くなり、汽水あるいは海水を経験している可能性が示された。これまでサクラマス幼稚魚はスモルトになるまで河川内に留まることが知られていたが、本研究によって幼稚漁期にハビタットシフトを行う個体群の存在が初めて明らかとなり、サケ科魚類における初期生活史と回遊機構の理解に役立つ知見と考えられる。サケ属魚類には回遊多型が認められており、それは本属内の系統的に古い種のもつ柔軟性と考えられている。こうした明瞭な回遊多型のほかに、幼稚魚期にハビタットシフトがあることが報告されている。そこで本研究では、北海道に生息するサクラマスの幼稚魚を対象に耳石微量元素解析を行い、本種における生活史初期のハビタットシフトを明らかにすることを目的として調査を実施した。サクラマスの移動前の浮上稚魚と降河時期のスモルトについて、2010年の調査地である北海道の床丹川と別々川に加えて、茂初山別川とニナイベツ川においても定期的な標本採集を実施した。その結果、河川間で生物学的特性に有意差は認められなかった。X線マイクロアナライザーを用いて耳石微量元素を分析したところ、別々川の個体の耳石Sr:Ca比は低値で推移し、河川に留まっていることがわかった。これらの結果は昨年の個体群と同様の傾向で、年による移動パタンの変化はみられなかった。茂初山別川とニナイベツ川の個体群はSr:Ca比は低く、河川内に留まっているものと推定された。床丹川の水温変化は、同じ日本海側の茂初山別川と太平洋側の別々川の水温の中間であり、水温の影響による幼魚の移動の可能性は低いと考えられた。急勾配の床丹川では幼魚が留まるような場所が少なく、雪解け水によって河口または河口付近の沿岸域まで押し流され、滞留したものと推測される。今後こうしたハビタットシフトをもたらす要因を詳しく検討していくことにより、サクラマスの生活史理解と準絶滅危惧種に指定されている本種の保全に役立つものと考えられる。

北海道に生息するサクラマス幼稚魚における生活史初期のハビタットシフトの実態を明らかにすることを目的として調査を行った。20102012年の3年間、北海道の床丹川、別々川、茂初山別川、ニナイベツ川の4河川において、サクラマスの移動前の降河時期のスモルトの定期的な標本採集と河川の環境データ解析を行った。その結果、床丹川のスモルト化したサクラマスは、体長、体重ともに有意に小さいことが明らかとなった。電子プローブマイクロアナライザを用いた耳石微量元素の分析では、太平洋に面する別々川、日本海に面する茂初山別川とニナイベツ川の3河川の個体群の耳石Sr:Ca比は低値で推移し、これらの幼魚はすべて孵化時から河川内に留まっているものと推定された。これに対して、日本海に面する床丹川の個体群の耳石Sr:Ca比は浮上直後から高くなり、汽水あるいは海水を経験している可能性が示された。これらの移動パタンに年変動はみられなかった。また床丹川沿岸域における夏の潜水観察では、0+歳の個体が数尾確認された。床丹川の年間水温変化は、同じ日本海側の茂初山別川と太平洋側の別々川の水温の年間を通じて中間の値を示し、水温の影響による幼魚の移動の可能性は低いと考えられた。調査河川の形態型をみると、床丹川は上流型(Aa型)であるのに対し、他の3河川は中流型(Bb型)で流れは比較的緩やかである。したがって、川幅が狭く最も急勾配の床丹川では、河川内にサクラマス幼魚が留まるような場所が少なく、大量の雪解け水によって幼魚は河口もしくは沿岸域まで押し流され、しばらく滞留しているものと推測された。本研究の結果から、サクラマス幼稚魚のハビタットシフトには、河川の物理環境が関連していると考えられた。2010年、2011年の2カ年ともに北海道の河川において研究連携者の協力を得て野外調査を実施し、サンプルを取得して解析を進めている。これまでに耳石微量元素解析によって得られた結果からは、河川による移動パタンの違いが明確となり、サクラマスの幼稚漁期のハビタットシフトの実態が初めて明らかとなった。3年間の調査結果を原著論文としてとりまとめ、公表する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。北海道の各河川に生息するサクラマス幼魚の餌環境、個体密度の流程分布などを比較することにより、サクラマス幼稚魚のハビタットシフトをもたらす要因を詳しく検討する。また、今回ハビタットシフトのみられた河川と同じような勾配をもつ河川のサクラマス幼魚の回遊履歴を調べることで、受動的なハビタットシフトが普遍的なものであるかどうか検証していく必要がある。本学の岩手県大槌町の大気海洋研究所附属国際沿岸海洋研究センターでICP-MSを用いて水の微量元素分析を行う予定であったが、昨年の震災の影響によりこの機械が使用できなくなったため、他機関の分析機械を用いて実施する。
免疫反応と皮膚生理機能異常からみた痒疹の病態解析と治療に関する研究

痒みは“掻きたいという欲求をもたらす不快な感覚"と定義され、皮膚に付着した不要ないし有害なものを払いのける防御機構として必須な感覚である。しかしながら病的な状態での慢性的な痒みはヒトにとって苦痛であり、QOLや労働生産性を極端に下げ大きな精神的負担にもなる。痒疹は頑固な痒みを伴う慢性的なアレルギー性疾患の代表である。治療の主体はステロイド外用薬や抗ヒスタミン薬であるがその治療効果は限定的であり、患者の苦痛を取り除くには程遠い。本研究では痒疹にみられる免疫異常や皮膚の生理機能の異常などを研究し、さらに痒みを引き起こすメカニズムを明らかにして将来の治療に役立てることを目的とする。