hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューラルネットワーク制御による多指機構を有する 5指駆動型筋電義手の開発

本研究では,筋電義手制御に重要となる生体電極選定法および義手操作のための訓練システムのプロトタイプを開発した.そして,多指機構を有する5指駆動型電動義手を試作し,筋電位信号による制御を実現した.本研究では,筋電義手制御に重要となる生体電極選定法および義手操作のための訓練システムのプロトタイプを開発した.そして,多指機構を有する5指駆動型電動義手を試作し,筋電位信号による制御を実現した.本年度は,多指機構を有する筋電ハンドを精度良く制御するために,最適な電極・動作の選定方法とトレーニングシステム,および多指ハンドの制御方法について検討を行った.まず,被験者ごとに適切な電極・動作の選定法を提案した[第2回全国電動義手研究会,2011].提案法では,使用者から計測した筋電位の確率密度関数をKL情報量に基づいた確率ニューラルネットの学習によって推定する.そして,計測したデータの各次元・各クラス(電極・動作)が識別に与える影響度の評価指標として新たに偏KL情報量を定義し,それに基づいて識別に不要な次元・クラスを1つずつ削除していくことで識別に有効な次元・クラスを選択可能である.また,切断者がイメージした手の動作が,その動作の筋のパターン情報として正確に再現できるように,コンピュータ上に作成した仮想的なハンドを用いたトレーニングシステムを開発した[第2回全国電動義手研究,2011].このシステムでは,操作者の筋電位により仮想ハンドをコントロールし,仮想空間上の物体の把持や移動等,仮想的な作業訓練を行うことができる.そして,筋電位を用いて多指ハンドを制御するために筋シナジーモデルに基づく制御法を提案した[日本義肢装具学会,2010].この方法は,5指動作を構成する基本動作を筋シナジー(筋の活動を調整する構成単位)として捉え,筋シナジーの組み合わせにより多様な5指の動作を識別可能である.提案法を用いて実際に5指ハンドを制御できることを確認した.本年度は,5指駆動型筋電義手制御のためのトレーニングシステム,および義手の制御法について検討を行った.まず,コンピュータ上に仮想的な義手(バーチャルハンド:VH)を作成し,これを用いたトレーニングシステムを開発した[第20回計測自動制御学会中国支部学術講演会].このシステムでは,操作者の筋電位によりVHを制御し,仮想空間上の物体の把持や移動等の仮想的な作業を行うことができる.本研究では,まず義手の操作能力評価に広く用いられているBox and Block Testを仮想空間上に再現し,高い位置や低い位置にある物体を把持・移動するなどの仮想環境独自の訓練を実装した.そして,提案システムを用いて切断者を含む6名の被験者を対象として5日間の訓練実験を実施した結果,作業能力が有意に向上することを確認した.次に,提案システムを応用して世界で最も普及しているOtto Bock社製の筋電義手:MYOBOCK用のトレーニングシステムを新たに開発した.このシステムではVHにMYOBOCKの動作特性を導入しており,臨床で行われている作業訓練を模擬することができる.実験では,開発したVHを用いて物体の把持・解放作業を行い,実際の作業訓練を代替できる可能性を示した[日本人間工学会中国・四国支部九州・沖縄支部合同開催支部大会].一方,俊敏な動きと力強い把持が可能な5指駆動型義手を試作し,筋電位による制御を実現した.実験では,複雑な手指動作をニューラルネットを用いて識別し,素早い指の開閉とアルミ缶を握り潰すことが可能な大把持力を実現した[第21回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2011)].以上のように,筋電義手の作業訓練支援および5指駆動型義手の随意的な制御を実現することができた.本年度は,筋電義手操作のための電極・動作選定法およびトレーニングシステムについて検討を行った.まず,偏KL情報量に基づく筋電位計測のための適切な電極貼付位置選定法および被験者が随意的に再現可能な動作の選定法を提案した.偏KL情報量はあらかじめ貼付した電極のうち,ある電極を除去した際の情報量の偏りを表し,各電極が動作の識別に必要か否かを判別できる.偏KL情報量に従って識別に不要な電極を逐次削除することで,適切な電極を選定可能である.提案法では,筋電位の学習・識別に確率ニューラルネットを用いており,KL情報量最小化に基づく学習則を導入することで,ニューラルネットの学習と各電極が識別に与える影響度を同時に評価可能である.さらに,偏KL情報量を識別対象動作の選定に応用し,電極と動作の同時選定を可能とした.実験では,あらかじめ被験者に様々な動作を実施させ,多数の電極を用いて計測した筋電位信号の識別を行った.提案法を用いて電極と動作の同時選定を行い,適切な電極と動作を偏KL情報量という統一的な枠組みによって一挙に獲得できることを示した[IEEE Trans. on BME,計測自動制御学会論文集,CME2012].次に,仮想環境に義手を代替するモデル(Virtual Hand:VH)を開発し,VHを用いた操作訓練が可能なシステムを提案した[日本ロボット学会誌].VHは各関節を制御することで様々な多自由度義手の動きを再現可能である.被験者は,計測した筋電位と位置・姿勢情報からVHを操作し,仮想環境下で物体の把持・解放などの訓練を行うことができる.実験では,義手操作能力の評価・訓練に広く用いられるBox and Block Testを仮想環境に構築し,5日間の訓練によって義手操作能力・運動能力が有意に向上することを示した.以上のように,筋電義手制御のための訓練支援を実現した.

1.現在最も普及している筋電義手(MYOBOCK)の動作特性を導入したバーチャルハンド,およびそれを用いた新しい作業訓練システムを開発し,臨床で行われている作業訓練を代替できる可能性を示した点.2.俊敏な指の開閉と力強い把持が可能な新しい5指駆動型義手を開発し,筋電位による制御を実現した点.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,提案したシステムの臨床応用可能性を検討するために,被験者を増加して長期間の訓練実験を行う.このとき,実験協力予定者である上肢切断者や作業療法士の意見に基づき,システムのブラッシュアップを図る.また,これまでに提案した電極・動作選定法とトレーニングシステムを融合し,システムが被験者の状態を学習することで,被験者に合わせた訓練が可能な訓練システムを実現する.さらに,訓練後に5指駆動型義手の制御を行い,訓練システムおよびニューラルネットを用いた剃御法の効果を検証する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
自閉症スペクトラムのある女性のための自己マネジメント・プログラムの開発

本研究の目的は、自閉スペクトラム症(Autism Spectrum Disorders: ASD)の女性のための自己マネージメントのプログラムを作ることである。そのために、本研究では、ASDの女性の特性を、ASDの男性との比較を通して明らかにした。ASD特性を調べる検査以外に、高次の「心の理論」課題を用い、課題達成までの方略の性差を明らかにした。男性は言語性能力を用いた方略をとり、女性がより定型発達に近い対人コミュニケーションを用いた方略をとることが示唆された。この結果に基づき、ASDの女性が、自ら感情に気づき表現できる、また、適応行動を身につけられる、自己マネジメント・プログラムを開発した。本年度は,次年度の高機能ASDの女性に特化した自己マネジメント・プログラムの作成およびグループでの実施に向けて,女性のASD症状や症状への気づきについて調査した。(目的)ASDの成人女性の特性を調べるため,ASDの成人男性との比較を通して女性のASD症状や自己認知について検討する。(結果)有意差がみられたのは,ADOSの意思伝達(M:3.54±1.25,F:2.84±1.21,p<.05, d=.56)とアルゴリズム総合点(M:10.95±2.70,F:9.42+2.27, p<.05, d=.59),ADI-Rの相互的対人関係(M:13.41±6.49 ,F:9.75±3.61, p<.05, d=.65),意思伝達(M: 10.34±4.87,F:7.19±3.17, p<.05, d=.73),36か月までに顕在化した発達異常(M:2.45±.78,F:1.50±1.10, p<.01, d=1.05),いずれも男性に比べ女性の値が低かった。他の指標に有意差はみられなかった。(考察)専門家や親の評価は女性のASD症状は男性よりも軽いことを示唆したが,ASD症状に対する自己評価には差がなく,客観的にみえる女性の症状は軽いにもかかわらず自覚される症状レベルやASD症状による困難感は相対的に強いといえる。昨年度に続き、高機能ASDの女性の特性について調べるとともに、キャンプにおいて3日間の女性グループを実施し、グループの効果や改善点について調査した。(目的)ASDの女性の他者の感情や考えへの認知、すなわち「心の理論」について、ASDの男性との比較を通して特性を検討する。同時に、ASDの女性特有の特性をもとに自己マネジメント・プログラムを作成実施し、プログラムの内容について検討する。(結果)心の理論課題MPMRの正答率と言語性IQやASD特性の相関に性差がみられた。女性のほうがより定型発達に近いメカニズムによって他者理解をしていた。グループではSDQに変化はみられなかった。(考察)ASDの女性では他者を理解するときに定型発達に近いメカニズムを用いていると考えられた。また、介入については、数値的な変化はみられなかった保護者からはポジティブな変化が報告され、女性の特性に配慮したプログラムに一定の効果があると考えられた。ASD女性のためのプログラムの開発とその基盤となるASD女性の特性を調べるという本研究の目的のうち、後者はすでにほぼ達成されていると考えられる。自己マネジメント・プログラムの開発は、あと1年の中でさらに改良が必要である。ASD女性の特性については、「心の理論」における性差をみいだすことができた。具体的には、他者の感情や考えを理解する上で、ASDの女性は会話やジェスチャーといったコミュニケーションの能力を基盤としている一方、ASDの男性は言語性の知能を基盤としていた。「心の理論」の研究において、性差に関する所見は世界的にみてもほとんど報告がない。本研究の結果については積極的に報告をしていきたいと考えている。平成27年度には、高機能ASDの青年期・成人期の女性に特化した自己マネジメント・プログラムの開発する予定であったが、それは達成できた。現在の研究および他の先行研究にも基づいて,女性のASDにおいては,「ASD特性の理解(強みおよび弱みを含めて)」「自尊感情の回復」「日常生活スキルの向上(身だしなみ,片付けのコツ,スケジュール管理,生活上のミス防止など)」「感情の調整」などをテーマにいれたプログラムを作った。ASD女性のグループをASD児者のキャンプの中で3日間の集中プログラムという形で実施した。ただ、もう少し年齢の高い成人女性での継続的なグループを実施することも計画していたが、実施できなかった。これは、参加者の時間的な都合による。高機能の成人女性は働いていたり結婚して家庭があるため、グループに参加することが難しい場合が多かった。平成28年度は、少人数か個人であっても、成人女性に対して継続的なプログラム介入を実施する予定である。本年度は,これまでの研究に基づいて作成した,ASD女性に特化した小集団による自己マネージメント・プログラムを,青年期と成人期の自閉スペクトラム症(Autism Spectrum Disorder以下:ASD)の診断を受けている女性に実施し,その効果を検証した。(方法)参加者:中学生から大学生までの女性4名および成人女性4名。手続き:青年期群は,キャンプにおいて3日間連続で実施した。また,成人期群は1回約90分のセッションを毎週6回実施した。

プログラムは,どちらも自己マネージメントに関するものであるが,年齢によりプログラムの内容は若干異なっている。介入効果は、青年期群では,自記式の日本語版KINDLR(子どもを対象としたquality of lifeを評価する尺度)および親記入によるSDQ(Strengths and Difficulties Questionnaire:多面的に行動上の問題スクリーニングする尺度)を使って検討した。成人期群では,WHO-QOL,BDI-II(Beck Depression Inventory-Second Edition:抑うつ状態を調べる尺度), LSAS(Liebowitz Social Anxiety Scale:社交不安を測る尺度)を用いた。(結果)両群とも,数値的には大きな変化はみられなかったが,青年期では,親から自立的行動の向上などが報告された。成人期では,参加することで安心感が得られたという報告があった。(考察)ASD女性への小集団による自己マネージメント・プログラムについては,数値的な改善はみられなかったが,参加者からはポジティブな変化が報告され,ASD女性に特化したプログラムに一定の効果があったと考えられた。今後は,年齢にあったプログラムの精緻化とともに参加者の人数を増やして検討を続ける必要がある。本研究の目的は、自閉スペクトラム症(Autism Spectrum Disorders: ASD)の女性のための自己マネージメントのプログラムを作ることである。そのために、本研究では、ASDの女性の特性を、ASDの男性との比較を通して明らかにした。ASD特性を調べる検査以外に、高次の「心の理論」課題を用い、課題達成までの方略の性差を明らかにした。男性は言語性能力を用いた方略をとり、女性がより定型発達に近い対人コミュニケーションを用いた方略をとることが示唆された。この結果に基づき、ASDの女性が、自ら感情に気づき表現できる、また、適応行動を身につけられる、自己マネジメント・プログラムを開発した。申請における研究計画において,H26年度は,次年度の高機能ASDの青年期・成人期の女性に特化した自己マネジメント・プログラムの作成およびグループでの実施に向けて,女性のASD症状や症状への気づきについて検討することを目標としていた。それは十分に達成できたと考える。また,先行研究についての調査も行った。ADOSの面接の内容などから女性のASDにおいては,「ASD特性の理解(強みおよび弱みを含めて)」「自尊感情の回復」「日常生活スキルの向上(身だしなみ,片付けのコツ,スケジュール管理,生活上のミス防止など)」「夫婦や恋人関係を含む対人関係の調整」などがテーマとなると考えられた。これらを踏まえ,ASD女性が必要とする自己マネジメントのスキルを考え,臨床的にではあるが思春期のASD女性のグループをASD児者のキャンプの中で3日間の集中プログラムという形で実施した。また、来年度の研究参加者のリクルートにも努力した。H28年度は,H27年度に引き続き、性差についての知見をさらに詳細に検討し、論文化する。また、ASD女性の自己マネージメント・プログラムの開発については、キャンプ形式での女性グループを実施すると同時に、年齢層の高いASD成人女性を対象とした68回の継続的なグループあるいは個人介入を実施する予定である。
老年期がん患者の他者への負担感の研究

がん患者を対象にSelf-Perceived Burden Scale(SPBS)日本語版の信頼性・妥当性の検討をするとともに老年期がん患者のSPBSの特徴を明らかにした。探索的因子分析を行った結果、18項目1因子モデルとなった。また、18項目には短縮版の内容が9項目含まれ、18項目(α=0.96)と9項目(α=0.93)との間には強い相関が認められた。基準関連妥当性について、SPBS、FACIT-S、GHQ-12との間に低度中程度の相関がみられた。老年期がん患者の特徴としてperformance statusの低下は他者への負担感を強くする傾向を示した。本研究の目的は、1点目に、「他者への負担感尺度」であるSelf-perceived Burden Scale(以下、SPBSとする)日本語版を作成し、日本人がん患者を対象とした信頼性と妥当性を検討することである。2点目は、老年期がん患者が感じる他者への負担感とQOLとの関係について検討することである。平成20年度の目標は、1、SPBSの日本語版の作成、2、質問紙の作成、3、質問紙の試用、4、質問紙の修正、であった。SPBS日本語版の作成については、原作者に日本語作成の許可を得て、日本語へのトランスレーション、トランスレーションの統一と質の評価、バックトランスレーションの手順を経た。質問紙の内容は、基礎情報、SPBS日本語版尺度、QOL尺度として、がん特異的尺度FACT-Spを用いた(開発元への登録済み)。予備調査前に質問紙の内容的妥当性を高めるために、がん医療に携わる医師2名と、看護師3名に協力を得て質問項目の修正を行った。SPBSはスコアが高値ほど他者への負担感が大きいことを示し、FACT-Spは4つのサブスケールのスコアを合計した総スコアの高値ほどQOLは良好となる。予備調査として、質問紙の回答を外来治療中のがん患者に実施し答えにくさなどの確認を行った。予備調査の結果は、SPBS平均スコアは44.3点、QOL平均スコアは93.7点であった。なお、SPBSスコアが高値であれば、QOLスコアは低値となる傾向にあり、他者への負担感ががん患者のQOLに影響しているといった可能性を見出していた。現在、本調査に向けて協力施設と調整を行っており、平成21年度は、作成した質問紙を用いた本調査を実施する予定である。本研究の目的は、1点目は、がん患者に対するself perceived burden scale(以下、SPBSとする)日本語版の信頼性および妥当性の検討である。2点目は、老年期がん患者の他者への負担感における影響要因についての検討である。平成21年度の目標は、昨年度に作成したSPBS日本語版を用いた本調査の実施であり予定通り実施した。調査対象者は、外来通院中の固形がん患者とし、郵送法にて行った。有効回答者数は210名(67.7%)であった。患者背景では、男・女比がほぼ同比率であり、がんの原発部は、胃、乳線、大腸の順で多かった。また、performans status 1の患者が半数を占めた。主介護者は、配偶者が多く、次いで子供であった。SPBSの回答平均は33.19(SD23.31)であった。この結果は、SPBS原版の回答平均より上回り、がん患者が抱いている他者への負担感の大きさが示唆された。がん患者に対するSPBS日本語版の信頼性については、クロンバックα係数が0.920.96であり、原版と同様の高い結果を示し、内的整合性をもつと考えらた。構成概念妥当性については、探索的因子分析の結果、原版とは異なる因子構造を示した。これは、原版が米国人を基礎として作成されておりわが国と西洋諸国との社会的・文化的な相違が反映された結果として原版とは異なる様相を示したのではないかと考える。今後は、確認的因子分析を実施し、引き続き構成概念妥当性について検討を行う。基準関連妥当性については、SPBS日本語版とQOL、精神健康状態とは相関を示しており外的基準を満たすと考えた。平成22年度は、SPBS日本語版の信頼性および妥当性の検討を完了させ、本研究の目的の2点目である老年期がん患者の他者への負担感の関連要因について分析を行う予定である。本研究の目的は、Self Perceived Burden Scale (SPBS)日本語版の信頼性・妥当性について検討するとともに、老年期がん患者の他者への負担感の特徴について検討を行うことである。平成22年度は、調査の分析・まとめ、成果発表を行った。調査対象者は外来通院中の固形がん患者310名とし、有効回答数210名(67.7%)を分析対象とした。

平均年齢64.6±12歳、男性105名、女性105名であった。このうち65歳以上は115名(54.7%)、平均年齢73±5.2歳であった。SPBS日本語版の信頼性については、内的整合性が支持され、妥当性では基準関連妥当性が確認された。探索的因子分析および主成分分析の結果、SPBS日本語版は18項目(短縮版9項目)1因子モデルとなった。18項目と9項目との間には強い相関が認められ、患者の回答時間の負担軽減を考慮し、短縮版9項目の使用が臨床において活用しやすく、評価のツールとして活用されることが期待される。SPBS得点と基本属性間について一元配置分散分析(ANOVA)を行った結果、performance status(PS)、家族構成、罹患期間、主介護者において有意な差がみられた。多重比較の結果、PSの低下、罹患期間が1年未満または10年以上、配偶者と2人暮らし、主介護者が配偶者または両親である患者ほど負担感を強く感じている傾向を示した。このうち、老年期がん患者においてはPSの低下が他者への負担感を強くする傾向を示した。また、SPBS日本語版の平均得点が西洋の報告と同程度であったことから、がん患者の負担感は文化社会的背景の違いに関係なく存在することが示唆された。他者への負担感に焦点を当てた医療専門職者の観察が重要であり、がん患者によって経験される他者への負担感の理解につながると考える。現在、老年期がん患者の他者への負担感の特徴および関連要因について分析を進めている。
植物の間接防衛の誘導機構解明と防除への応用

本研究では(1)植物の香りの生合成経路であるフィトオキシリピン経路の間接防衛に果たす役割の全体像の解明とその応用の研究から、みどりの香りの生態機能に関する多くの新知見を得た。とくに除虫菊の研究から新たな植物防衛の機構が明らかになった。また(2)植物の揮発性物質が生態系の生物間相互作用ネットワークに及ぼす影響の解明とその応用に関する研究では、相互作用・情報ネットワークの概念を確立するとともに、揮発性物質の利活用による害虫防除法を発見した。植物が病害や食害を受けた際にどの様な直接的な防衛を示すのかに関する分子的な研究は国内外で活発に行われてきている。一方、植物は害虫に食われたとき、害虫の種特異的な匂いを食害誘導的に生産・放出する。この「匂い(揮発性の化学情報)」は食害している害虫特異的な天敵を誘引する機能がある。この現象は、食害を受けた植物が「SOS」信号を出して、天敵をボディーガードとして雇っているという図式と考えることができる。従って、この現象は植物の「誘導的間接防衛戦略」と位置づけられている。本研究はアウトプットとして持続的農業技術生産に寄与する事を共通目的として、植物の誘導的間接防衛の解析を主要な作物が属する科を用いて行う。次の2項目に焦点を絞って推進する。(1)フィトオキシリピン経路の間接防衛に果たす役割の全体像の解明とその応用,(2)植物の揮発性物質が生態系の生物間相互作用ネットワークに及ぼす影響の解明とその応用本研究では(1)植物の香りの生合成経路であるフィトオキシリピン経路の間接防衛に果たす役割の全体像の解明とその応用の研究から、みどりの香りの生態機能に関する多くの新知見を得た。植物間のコミュニケーションの分子機構を解明するための第1段階として植物の揮発性物質受容機構に注目した。揮発性物質の多くは疎水性であり、植物葉表面のワックス層に吸着、更には濃縮され、単純拡散によって表皮細胞に浸潤すると考えられた。シロイヌナズナ変異体を用いた検討からグルタチオンを介した信号伝達経路が揮発性物質受容に必須であることを明らかにした。そのため、単純拡散により植物細胞内に浸潤した揮発性物質はグルタチオン代謝系に何らかの刺激を伝達することで、防御遺伝子の誘導を行うと考えられる。この作業仮説の立証のため、(A)揮発既物質の植物葉への吸着・濃縮のダイナミズムを明らかにした。これまでに青葉アルデヒドアナログとして2-メチルペンテナール蒸気に曝露した植物葉への吸着解析システムを構築した。その結果、吸着され、浸潤により細胞内に到達したアルデヒドは細胞内還元酵素により直ちにアルコールへと還元され、その一部はさらにアセテートへと変換されることが示された。更に、(B)放射性同位元素標識した揮発性物質を調製し同様の実験系により吸着キネティクス解析を進めた。^3Hラベルされたリノレン酸にリポキシゲナーゼ、ヒドロペルオキシドリアーゼを順次作用させ、ラベルされたヘキセナールを調製した。この時、生成したヘキセナールが生成後直ちに反応液内の酵素と反応し、回収率が著しく低下したが、反応を素早く終了することによって回収率を高めることが可能となった。このラベルされたヘキセナールを上記(A)で確立された曝露システムに用いたところ、10%程度の放射能が植物に取り込まれることが明らかとなった。その一部はトリクロロ酢酸により沈殿するため、高分子に取り込まれていると予想される。現在、これら取り込み先を種々の機器分析により検討中である。これらの結果によって、植物の揮発性物質受容機構の初過程の一部が解明された。シロイヌナズナ葉に(Z)-3-hexenalを与えると、内部で(Z)-3-hexen-1-ol、(Z)-3-hexenyl acetateへ変換されることを確認した。(Z)-3-hexenalの一部は組織内で4-hydro(pero)xy-(E)-2-hexenalへと変換されていることが示唆された。4-hydro(pero)xy-(E)-2-hexenalは極めて活性の高い求電子化合物であり、これが匂い受容機構の一端を担っている可能性が考えられた。レポーター系としてGST1プロモーター::GUS植物を用い、(E)-2-hexenalなどのモデル化合物としてmethylvinyl ketoneを曝露することで、効果的にレポーター活性が上昇することを確認した。フィトオキシリピン経路を活性化する害虫由来のエリシターについて解析を行った。エンドウヒゲナガアブラムシのエリシターについては,種特異的な揮発性物質の誘導生産に関与する可能性が示された。ナミハダニのエリシターについては,無菌植物と無菌ハダニの組み合わせを用いて,ハダニ由来の微生物が揮発物質生産を抑制している可能性を示した.ジャスモン酸の前駆体であるリノレン酸のメチル化物をトウモロコシに処理すると,ジャスモン酸を処理したときと同様にアワヨトウの天敵寄生蜂を誘引するが,処理によって放出される匂い物質は,両処理間で異なるものであることが分かった。

ピレトリンのエステル結合の形成を触媒する酵素の新規遺伝子をクローニングした。大腸菌で発現させた酵素タンパク質は基質の絶対配置を厳密に認識することを確認した。HPLを過剰発現させたイネにおいて、白葉枯病に対する抵抗性が強化されることを明らかとした。また、セジロウンカ加害で蓄積されるHPL由来以外の揮発性物質も同定し、本物質がモノテルペンであるリナロールであることを見出した。ナミハダニのエリシターについては無菌ハダニの飼育法を確立することにより、ハダニ由来の微生物が、食害された植物の揮発性物質の生産を、植物シグナル物質に作用することによって制御していることを明らかにした。特に、節足動物の細胞内共生菌が、摂食する植物の防衛反応に関与するという知見は新規な物であり、学術的インパクトも大きい。ピレトリンのピレトリンの生合成に関する研究で得られた酵素は二種の異なるacyltransferase反応とlipase反応を触媒する二重機能酵素であることを発見した。このように加水分解の逆反応をnativeな状態で触媒する酵素の機能について報告がない。さらに、緑の香りの暴露によってピレトリンの生合成経路が活性化することも明らかにしている。立ち聞き再現フローシステムを構築し、健全リママメを葉ダニ食害リママメ由来揮発性物質に曝露させた。立ち聞き植物での葉ダニの産卵数が抑えられていることを確認した。このときの抵抗性遺伝子の発現量を調査した結果、キチナーゼ遺伝子発現のみが誘導された。また、イムノブロットによりキチナーゼタンパク質が蓄積することを確認した。人工飼料にキチナーゼを混ぜると葉ダニの産卵数が減少したので、キチナーゼ蓄積が抵抗性誘導に関与していることが示唆された。ハスモンヨトウ食害トマト由来揮発性物質に曝露した健全トマトでハスモンヨトウ抵抗性が高まることを確認し、メタボローム解析により、曝露トマトでヘキセニル配糖体が顕著に蓄積することが分かった。揮発性物質はトマト葉に吸着、浸潤し、葉組織内で配糖体化されることが明らかとなった。セジロウンカ加害を受けたイネは病害抵抗性関連遺伝子の発現誘導や、抗菌活性がある「緑のかおり」の一つである青葉アルデヒドの合成に関与する遺伝子の発現を誘導し、植物体内に青葉アルデヒドを蓄積し、イネの病原体の攻撃に対して抵抗性になるメカニズムが明らかとなった。トマトで見いだされたヘキセニル配糖体の構造を確定した。更に得られたヘキセニル配糖体がハスモンヨトウ成長を阻害することを見いだし、受容した揮発性化合物の取り込み、変換が植物間コミュニケーションの一翼を担っていることが明らかとなった。当該成果は、繰り越し分を用いて平成23年度香港で開催された学会で発表した(the 4^<th> Asian Symposium on Plant Lipids at the University of HongKong(Dec.2011)。天敵を誘引する植物の中で、正直はシグナルを出す植物と不正直なシグンルを出す植物があることを認め、それぞれをHonest Signaling,Cry Wolf Signalingと命名した。生物間相互作用の基盤的な知見と言える。除虫菊幼苗から傷害誘導的に生じる主要な揮発性分子を同定するとともに濃度を定量した。
北条氏権力の構造と都市鎌倉

本年度の研究の成果は次の二本の研究論文にまとめた。(1)秋山哲雄「鎌倉期の長門国守護と『長門国守護職次第』」(『東京大学史料編纂所研究紀要』15号、2005年3月)および、(2)秋山哲雄「都市鎌倉の東国御家人」(『ヒストリア』195号、2005年6月刊行予定)である。(1)では、6系統の写本が存在する「長門国守護職次第」という史料を書誌学的に検証してその成立を論じ、それを踏まえて鎌倉期の守護の沿革を修正した。その結果、鎌倉幕府の一番引付頭人の名代が長門守護となる法則性が見出された。これにより、西国における幕府の基本方針が幕府内の地位を前提としていたことを想定した。この研究のために、山口県立文書館に所蔵されている「長門国守護職次第」の写本をすべて撮影し、それぞれの成立を検討した。(2)では、東国御家人が鎌倉に常駐していたのではなく、一族の一部のみが鎌倉にとどまっており、その他の武士は儀式などの際にのみ鎌倉にやってくることを実証し、都市鎌倉の実相を明らかにした。そしてそうした御家人の存在形態が、鎌倉に在住するごく一部の武士達に経済的に依存する幕府の在り方や、その一部の武士達を被官化する北条氏の権力の在り方を規定していたことを指摘した。上記の二本の論文を含め、これまでの研究論文を博士論文「北条氏権力の展開と都市鎌倉」としてまとめ、北条氏権力の変遷やそれに伴う都市鎌倉の実態を論じ、鎌倉時代の幕府がいかに変容していったのかを考察した。本年度は、(1)「鎌倉期播磨国の守護・国衙・悪党」(『兵庫大学附属研究所研究所報』7、2003年4月刊行予定)、(2)「鎌倉幕府の地方制度」、(3)「御家人制研究の現状と課題」(いずれも北条氏研究会編『北条時宗とその時代』文献出版、2003年5月刊行予定)の三本の論文を執筆した。(1)では、守護職や所領を素材にして、播磨国における北条氏の勢力が伸張していく過程を検討した。また、鎌倉末期の「悪党」登場の背景に、守護あるいはその名代の現地赴任や、東国武士の移住の影響を想定し、鎌倉前期の「守護使乱入」との連続性を推測した。(2)では、鎌倉幕府の地方制度である守護・六波羅探題・鎮西探題について研究史を整理し、北条氏の勢力伸長の過程を再検討する必要性を強調した。さらに、鎮西探題研究においては、既存のシステムである太宰府との関わりをさらに追究すべきだと論じた。(3)では、鎌倉幕府御家人制研究の現状を整理し、争点となる史料を提示して再検討を試みた。また東国御家人と西国御家人の違いを踏まえる必要があること、御家人が本来持っていたはずの将軍との主従関係についても再考の余地があることなどの課題を指摘した。いずれの論文も、鎌倉幕府の中枢を握っていた北条氏の勢力伸長や権力構造そのものの実態解明を目指したものである。引き続き全国的な北条氏所領の検出と守護職との関係について史料を収集している。また、都市鎌倉における北条氏の動きを探るため、東国御家人を中心とした武士達の都市鎌倉における居住形態についての論文を現在執筆中である。本年度公表した研究論文は下記の1点である。「鎌倉期播磨国の守護・国衙・悪党」(『兵庫大学附属研究所報』7号、2003年)本論文では、鎌倉時代にモンゴル軍の襲来に対する防御の拠点として意識された播磨国を素材に、既存の国衙勢力による検断権と鎌倉幕府によって新たに設定された守護による検断権との関係、さらには全国的に見られる悪党による活動を検討した。その結果、これまでの播磨守護の沿革を部分的に修正し、当該期における守護および北条氏勢力が播磨に浸透し、国衙勢力を漸次駆逐していったことを見出した。また、著名な播磨の悪党が史料上に登場する背景には、守護あるいはその名代の現地赴任や、東国武士の移住の影響が考えられ、鎌倉時代前期に荘園を侵略することで頻繁に訴えられていたような「守護使」の事例が減少すると、鎌倉時代後期には荘園において悪党行為が増加する傾向を指摘し、「守護使」と「悪党」との連続性を想定した。以上のことによって、鎌倉期の守護と国衙との関係、悪党の登場を論じた。このほかに今年度は、歴史学研究会日本中世史部会9月例会において「都市鎌倉の東国御家人」(要旨は『歴史学研究会月報』531号、2004年3月に掲載)と題した報告を行い、東国御家人が鎌倉には定住せず、幕府儀礼に参加するなどの要因がなければ本貫地や所領との間を往反していたことなどを指摘した。現在は同報告をまとめた論文を執筆中である。また、「鎌倉期の長門守護と『長門国守護職次第』」と題した論文も同時に執筆中であり、来年度中の公表を目指している。

その結果、鎌倉幕府の一番引付頭人の名代が長門守護となる法則性が見出された。これにより、西国における幕府の基本方針が幕府内の地位を前提としていたことを想定した。この研究のために、山口県立文書館に所蔵されている「長門国守護職次第」の写本をすべて撮影し、それぞれの成立を検討した。(2)では、東国御家人が鎌倉に常駐していたのではなく、一族の一部のみが鎌倉にとどまっており、その他の武士は儀式などの際にのみ鎌倉にやってくることを実証し、都市鎌倉の実相を明らかにした。そしてそうした御家人の存在形態が、鎌倉に在住するごく一部の武士達に経済的に依存する幕府の在り方や、その一部の武士達を被官化する北条氏の権力の在り方を規定していたことを指摘した。上記の二本の論文を含め、これまでの研究論文を博士論文「北条氏権力の展開と都市鎌倉」としてまとめ、北条氏権力の変遷やそれに伴う都市鎌倉の実態を論じ、鎌倉時代の幕府がいかに変容していったのかを考察した。
剛直な導電性高分子の一次元金属錯体を用いた金属量子細線の創製

山本らの方法に従い合成した剛直な導電性高分子であるポリピリジン(PPy)について詳細に検討するため、MALDITOF-MS測定を行ったところ、ピリジンユニットが49個重合した49量体が主生成物であることが分かった。合成したPPy存在下、塩化白金(IV)酸をギ酸還元した溶液を炭素基板上に展開すると、基板上に線幅4070nmの細線構造が形成し、細線は同一方向に配向していた。しかし、TEM観察から細線は白金ナノ粒子が集合した多結晶構造であることが分かった。さらにこの細線を高分解能TEMで観察した結果、細線表面に原子あるいは分子の規則構造が観察された。その間隔は約0.25nmであり、白金の{111}面間隔(0.227nm)より若干大きいことから、PPyの規則配列であると推察される。以上の結果から、溶液中で生成した白金ナノ粒子は細線構造を形成していないが、基板への展開・溶媒の乾燥過程において、PPyの配列に伴い白金ナノ粒子が直線上に集合し配線構造を形成したものと考えられる。一方、対照実験として、ランダムコイル状高分子であるポリアクリル酸ナトリウム塩およびポリ(N-ビニル-2-ピロリドン)存在下で、塩化白金(IV)酸の水素還元を行った。その結果、基板上での高分子の配列がないため、予想通り白金ナノ粒子は基板上で細線構造は形成しなかったが、水素によるPt^<4+>の還元速度が非常に遅いため(10時間で還元終了)、白金ナノ粒子は熱力学的に最も安定な{111}面に囲まれた正四面体が主生成物となった。すなわち、アルコール等の強い還元剤を用いると速度論で制御されたcubo-八面体が、弱い還元剤では熱力学的に安定な正四面体が主に生成することが分かり、Pt^<4+>イオンの還元速度の制御により粒子形状を制御できることが明らかとなった。本年度はまず、剛直な導電性高分子であるポリピリジン(PPy)の合成およびPPy-塩化白金(IV)酸錯体の形成に焦点を当てた。PPyは、山本らの方法に従い合成した。すなわち、N_2下で脱気DMF中にNi(cod)_2触媒および2,2'-ビピリジンを入れ、これに2,5-ジブロモピリジンのDMF溶液を添加し、60°Cで2時間攪拌することにより、茶褐色沈殿物を得た。UV-visおよびFT-IR測定から、生成物はPPyと同定された。PPyを塩化白金(IV)酸水溶液に分散させ3時間還流すると、粉末は茶褐色から橙色に変化し、また上澄み中の塩化白金(IV)酸イオン濃度が減少したことから、PPy-塩化白金(IV)酸錯体(ピリジンユニット:塩化白金(IV)酸イオン=3:1(モル比))の形成が示唆された。次に、塩化白金(IV)酸イオンの還元による白金量子細線の合成について検討した。まず、ギ酸/水/メタノール混合液溶媒中、PPy存在下で塩化白金(IV)酸のメタノール還元を行ったところ、孤立した球状ナノ粒子しか得られなかった。さらに、塩化白金(IV)酸の水素還元および水素化ホウ素還元を行ったが、いずれも孤立あるいは凝集した白金ナノ粒子が得られたのみである。そこで、PPyの溶媒であるギ酸の還元能に着目し、ギ酸/水混合溶媒中、PPy存在下で塩化白金(IV)酸を還流した結果、線幅4070nmの細線構造が形成した。TEM観察から、細線は白金の単結晶ではなくナノ粒子が集合した多結晶構造であることが分かった。来年度は、細線の形成機構、単結晶化、線幅制御について検討するとともに、その二次元組織体の形成を目指す。

すなわち、アルコール等の強い還元剤を用いると速度論で制御されたcubo-八面体が、弱い還元剤では熱力学的に安定な正四面体が主に生成することが分かり、Pt^<4+>イオンの還元速度の制御により粒子形状を制御できることが明らかとなった。
拡散テンソルMRIによる難治性末梢神経障害の病態解明と予後予測法の確立

<臨床的検討>慶應義塾大学放射線科において上肢末梢神経を拡散テンソルMRIにて撮影した。うちわけは、特発性前骨間神経麻痺患者1例、後骨間神経麻痺患者1例、肘部管症候群患者6例であった。2018年度も引き続き検討を行ったが、現段階では神経の直径に変化がない場合の信号変化を解釈することは困難との結論に至った。<基礎的研究>引き続き、額田医学生物学研究所にて血管クリップをもちいた末梢神経挫滅モデルの作製と評価を実施した。挫滅方法や麻酔方法に工夫を重ねた結果、末梢神経の回復過程の再現性を高めることに成功した。本助成期間は終了したが、今後拡散テンソルMRI撮影を実施して検討していく予定である。<臨床的検討>当大学放射線科において上肢末梢神経の撮像条件の検討が行われ、決定したとの連絡を受けた。それをうけて、特発性前骨間神経麻痺患者1例、後骨間神経麻痺患者1例、肘部管症候群患者6例の前腕神経を拡散テンソルMRIにて撮影した。現在、データ解析中である。なおこの臨床的検討は当大学倫理委員会にて承認済みである。<基礎的研究>末梢神経損傷モデル作製のための血管クリップを入手した。現在、当大学動物実験センターにより動物実験計画書を審査中である。審査が終了して準備が整い次第、動物実験を開始予定である。臨床的研究については条件検討を終了し、臨床症例の撮影を開始することができた。今後は臨床症例を蓄積していく予定である。基礎的研究については、予備実験を開始するための実験計画書が既に審査されている。審査が終了次第、実験開始の具体的準備を進める予定である。<臨床的検討>共同研究機関である慶應義塾大学放射線科において上肢末梢神経を拡散テンソルMRIにて撮影した。データ解析の工夫を重ねている最中であるが、神経の直径に変化がない場合の信号変化の解釈に苦慮している。今後も解析の工夫を継続予定である。<基礎的研究>現在、共同研究機関である額田医学生物学研究所にて血管クリップをもちいた末梢神経挫滅モデルの作製と評価を実施している。同じ圧力で神経を圧挫しても回復の早い動物と遅い動物があり、その違いの解析を進めている最中である。まずは末梢神経の回復過程の再現性を高めるべく、実験方法に工夫を加えている最中である。モデルが確立出来次第、拡散テンソルMRI撮影を実施する予定である。臨床的研究については結果の評価が難しく、その方法に工夫を加えている最中である。基礎的研究については、動物実験モデルの確立に努めている最中である。2018年度も引き続き検討を行ったが、現段階では神経の直径に変化がない場合の信号変化を解釈することは困難であるとの結論に至った。<基礎的研究>2018年度も引き続き、共同研究機関である額田医学生物学研究所にて血管クリップをもちいた末梢神経挫滅モデルの作製と評価を実施した。<臨床的研究>患者の各上肢末梢神経を描出し、罹患神経ならびに正常神経を同定する。これらのデータを蓄積することで、正常神経と罹患神経の違いを比較検討していく。課題として、末梢神経を如何に再現性高く描出するか、という点をまずは解決する必要がある。<基礎的研究>動物実験においても同様に、正常神経と損傷神経の比較検討を進める。課題として、末梢神経損傷を如何に再現性高く作製するか、という点をまずは解決する必要がある。<臨床的研究>患者の各上肢末梢神経を描出することは可能であった。今後はその評価方法の確立に注力していく。評価方法が確立出来次第、新たな症例に対して拡散テンソルMRI撮影を行う予定である。<基礎的研究>再現性の高い動物実験モデルの確立に注力していく。モデルが確立出来次第、拡散テンソルMRI撮影を行う予定である。整形外科、手の外科、末梢神経外科動物実験を開始していないため、動物実験に必要な諸費用が未使用であるため。

必要な抗体一式購入に十分なだけの残高がなかったため、次年度予算とあわせて一括購入することにした。動物実験計画書が承認された後に、予備実験に必要な動物や諸道具の購入を開始する予定。必要な抗体一式の購入に用いる予定。
熱帯降雨林における流水性両生類の多様性維持機構の解明

マダガスカルのラノマファナで、マイクロハビタット、口器の形状、安定同位体比によって、カエル幼生の採餌ニッチを推定した。採集した27種に、7種類の口器ギルドが認められた。一般型口器を持つBoophis属の種が優占し、次いで漏斗型口器が多かった。森林近くの農地では、B. andohahela等オープンな生息場所に適応した種が多く、森林に特化した種が少なかった。森林特化種は、成体が大木を生息場所としていた。種組成はマイクロハビタットの影響を受けていた。窒素安定同位体比の値から、基本的に植物性の餌を食べていた。幼生の安定同位体比は、同一口器ギルドであっても、安定同位体比の値は異なり、C値は-32から-20までの範囲でばらついていたのに対して、Nの値は1種を除いて3から6までの範囲に収まっており、砂食であるB. picturatusだけが8程度であった。多様な採食ニッチを持つ種が共存する効果について検討するため、幼生による落葉分解実験をエンクロージャを用いて行った。Boophis quasiboehmei(BQ、一般的口器、グレイザー)とMantidactylus melanopleura(MM、漏斗状口器)を3つの密度(3、6、12個体/ 0.0625 m2))および混合種処理(3 BQ + 3 MM、6 BQ + 6 MM)とし、硬軟2種類の葉と対照区で比較した。その結果幼生の多様性が落葉分解に及ぼす相加効果を見出した。BQとMMは同じ栄養レベルを占めていたが、それらの炭素同位体比は異なる傾向があった。MMはより高い速度で窒素とリンを排泄した。低い密度では落葉分解は起こらず、幼生の効果は柔らかい葉で強かった。河川水中の環境DNA解析を実施した。それによって、採水地10地点中8地点からカエルのDNAが検出され、検出され11種のうち3種は捕獲調査で未記録種であった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の4つの目的に沿って、調査は、マダガスカルのラノマファナ国立公園で行った。1両生類の多様性を把握するための環境DNA解析に用いる両生類ユニバーサルバーコーディングプライマーを作成するため、ミトコンドリアDNAの16SrRNA遺伝子のアラインメントを行い、5つのプライマーを作成した。現地で採取した渓流水を持ち帰ってろ過し、フィルターからのDNA抽出を行った。2多種の両生類幼生の共存は、ニッチの細分化の結果であることを示すために、口器の分類、安定同位体比等と消化管内容物による食性解析を行った。採集した24種のおたまじゃくしの口器は7種類に分けることができた。種ごとのd13C値とd15N値、消化管内容物10種類に分けて比率を調べた結果、d15N値の種差はd13C値よりも小さいこと、消化管内容物の組成は多くの種で共通していたことから、採餌方法は異なるものの、食物連鎖の位置は変わらないこと、口器形態の違いによる餌メニューが異なることがないことが示唆された。3ニッチ細分化による機能的多様性が、競争の緩和をのみならず物質循環を促進し、一層の種多様性を高める間接効果をもたらすとの仮定の下に、複数種の組み合わせによるエンクロージャー実験を行い、リターの減少を比較した。種の組み合わせによるリター減少の違いは見られなかった。4森林伐採による両生類への影響を調査したところ、種数は生息環境間で有意な差が見られた。自然林は最も種数が多く、渓流あたり7-14種であった。二次林は最も種数が少なく渓流あたり4-8種であり、自然林や林縁と有意差が見られた。林縁では8-12種であった。自然林と林縁の間には統計的な有意差は見られなかったが、種組成は異なった。マダガスカルにおける調査と採取試料の解析は予定通りに実施できた。一方、ボルネオで予定していた調査は、インドネシア政府の調査許可が得られなくて、年度内に実施することができなかったため、過去に採集した幼生標本について、形態的な再検討を進めるとともに、種同定のツールとなる塩基配列情報の蓄積を行った。マダガスカルのラノマファナ国立公園で採取した渓流水をろ過し、フィルターからのDNA抽出を行った。PCR増幅を行い、その産物を次世代シークエンサーを用いて予備的な解析を行った。数種のカエルのDNAが検出された。現地で捕獲されていながら、DNAが検出されない種があることから、実験方法を改良して、再度実施する予定である。渓流の栄養リサイクル(排泄)および渓流内での分解へのオタマジャクシの寄与を調査した。現地で優占種である2種、一般的口器でグレーザーのBoophis quasiboehmei(以下BQ)と漏斗状口器、懸濁物食のMantidactylus melanopleura(以下MM)を用いた。両種によるリターの分解への影響を分析するために、9つの処理:コントロール(オタマジャクシ無し)、単一種処理(BQまたはMM)を3つの密度(それぞれ低、中、高:3,6,12尾/ 0.0625 m2)および混合種処理(3 BQ + 3 MM、6 BQ + 6 MM)で処理した。

MMはより高い速度で窒素(N)とリン(P)を排泄したが、2つの種の排泄物は同様のN:Pモル比を有していた。糞便は直ちに利用できず、無機化する必要があった。Nは水中で時間とともに増加し、実験の終わり(16日)に濃度が25倍以上であったが、P濃度は、インキュベーションの4日目に最大値を有する丘状パターンを示した。リター分解に及ぼすオタマジャクシの効果は、オタマジャクシの種類、密度およびリターの種類に依存した。特に、オタマジャクシの密度が低い場合には分解は起こらず、より柔らかい質感の葉で効果が大きかった。以上の結果は、(1)口器が異なるオタマジャクシは、生態系において異なる役割を果たすこと、(2)オタマジャクシの糞便は、淡水環境において重要な潜在的な栄養源であることを示している。野外実験によって、おたまじゃくしの多様性の維持機構を明らかにする目処がたった。環境水中からの両生類DNAの抽出と増幅に成功したが、すべての種のDNAを検出するには至っていない。一方、今年度までボルネオでの調査の許可がとれず、調査が実施できていない。マダガスカルのラノマファナで、マイクロハビタット、口器の形状、安定同位体比によって、カエル幼生の採餌ニッチを推定した。採集した27種に、7種類の口器ギルドが認められた。一般型口器を持つBoophis属の種が優占し、次いで漏斗型口器が多かった。森林近くの農地では、B. andohahela等オープンな生息場所に適応した種が多く、森林に特化した種が少なかった。森林特化種は、成体が大木を生息場所としていた。種組成はマイクロハビタットの影響を受けていた。窒素安定同位体比の値から、基本的に植物性の餌を食べていた。幼生の安定同位体比は、同一口器ギルドであっても、安定同位体比の値は異なり、C値は-32から-20までの範囲でばらついていたのに対して、Nの値は1種を除いて3から6までの範囲に収まっており、砂食であるB. picturatusだけが8程度であった。多様な採食ニッチを持つ種が共存する効果について検討するため、幼生による落葉分解実験をエンクロージャを用いて行った。Boophis quasiboehmei(BQ、一般的口器、グレイザー)とMantidactylus melanopleura(MM、漏斗状口器)を3つの密度(3、6、12個体/ 0.0625 m2))および混合種処理(3 BQ + 3 MM、6 BQ + 6 MM)とし、硬軟2種類の葉と対照区で比較した。その結果幼生の多様性が落葉分解に及ぼす相加効果を見出した。BQとMMは同じ栄養レベルを占めていたが、それらの炭素同位体比は異なる傾向があった。MMはより高い速度で窒素とリンを排泄した。低い密度では落葉分解は起こらず、幼生の効果は柔らかい葉で強かった。河川水中の環境DNA解析を実施した。それによって、採水地10地点中8地点からカエルのDNAが検出され、検出され11種のうち3種は捕獲調査で未記録種であった。今年度採集したマダガスカル河川環境DNAサンプルと、来年度採取予定のボルネオ島サンプルについてPCR増幅を行い、その産物を次世代シークエンサー(イルミナMiSeqを予定)で解析することで、熱帯降雨林の河川を利用する両生類の種同定と多様度を推定する。ボルネオでは、渓流単位での捕食性魚類の多寡によるカエル類種組成への影響を評価する。また、天然林、二次林、農地を流れる河川区間で採集する予定の底生動物サンプルについて、ソーティング作業を進める。
改良型CRISPR依存的ノックイン法を用いた長鎖非翻訳RNAの生理機能の解明

本研究の目的は、ゼブラフィッシュにおいて長鎖非翻訳RNA遺伝子の機能をゲノム編集技術を用いて明らかにすることである。初年度において、既存の長鎖非翻訳RNAデーターベースを利用し、ゲノム上の前後にコードされる遺伝子の機能などを考慮し、50種類を候補遺伝子として選別した。それらの遺伝子をクローニングし、胚発生期における発現を検出した。その結果から、胚発生期において造血・心血管を含む組織において特異的に高い発現が認められる長鎖非翻訳RNA16種類を解析候補遺伝子として選別した。これらの標的遺伝子座位に対してCRISPR/Cas9によるノックインを行い、遺伝子破壊と同時に標的遺伝子の発現を蛍光タンパク質レポーターの発現でモニタリングできるようなトランスジェニック系統の作製を試みた。F0世代ではノックインが成功したものの、ノックインされたF1世代を得ることは出来なかった。しかし最終年度において、3種類の標的遺伝子に関しては、CRISPR/Cas9により標的遺伝子の配列を十分に欠損させ、表現型を伴う系統の樹立に成功した。それらの内訳は、性分化に異常のある変異体2系統および致死性の変異体1系統である。これら3つの標的遺伝子は、タンパク質と非翻訳RNAの両方をコードする遺伝子であり、双方の機能が失われたものと推測される。最終年度において、性分化に異常のある系統について表現型解析を行った結果を現在論文にまとめており、今年度中に出版できると考えている。初年度においては、既存の低分子量タンパク質データーベースを利用し、機能ドメインの有無や進化的な保存性を考慮して、50種類を候補遺伝子として選別した。その結果から、胚発生期において造血・心血管を含む組織において特異的に高い発現が認められる低分子量タンパク質13種類を解析候補遺伝子として選別した。これらの標的遺伝子座位に対するCRISPR/Cas9を利用したレポーター遺伝子のノックインを試みたが、F1世代において蛍光が認められるノックイン系統は樹立できなかった。一方で、ノックイン実験の過程で、遺伝子破壊された変異体系統が樹立できた。しかし、これまでに複数の変異体系統を樹立したが、致死性の変異体は得られていない。現在、これらの標的遺伝子の変異体系統の表現型解析を行っており、標的遺伝子の発生に伴う発現パターンの変化の情報も含めて論文にまとめる準備を進めている。初年度においては、標的遺伝子を選定し、ゲノム編集活性の高いcrRNAを選定した。さらに、遺伝子破壊された個体を選別し、系統を樹立した。現在、樹立した変異体系統の表現型解析を進めている。このように、樹立した変異体系統において顕著な発生異常は検出されなかったものの、標的遺伝子の発現パターンと表現型解析について論文の準備を行っていることから、本研究はおおむね順調に推移していると判断している。現在、低分子量タンパク質をコードする遺伝子の変異体のうち2系統について、標的遺伝子の発現解析内容を中心に論文を執筆している。また、作製した変異体の中に、新たに造血機能に異常が認められる系統が単離されたので、そちらの系統についても表現型解析を進めている。具体的には、胚に対して各種血球の染色を行うとともに、各種血球が蛍光を呈する遺伝子組換え系統とかけ合わせ、胚発生における造血異常を詳細に観察する予定である。こちらについても、本年度中に論文にまとめたいと考えている。本年度は論文をまとめるための投稿費用を要する。また、研究室の共用の実験動物飼育施設の運用費用について、昨年度は他の研究者が主に負担したため、本年度は当研究者が主に負担することになっていた。そのため、本年度の研究費は昨年度に比べ大きく増加することが予想されたので、昨年度の研究費を繰り越して本年度に使用できるようにするために、昨年度の研究費において未使用分が発生しているのである。そのため、繰越分については、本年度における論文の投稿費用ならびに実験動物の飼育施設の運用費として主に使用される予定である。