hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外来昆虫の侵入地における急速な適応の過程と遺伝的機構の解明

この結果を用いて推定した光周性の遺伝率は0.2080.856となり、この特性に大きな遺伝変異があることが示された。26年度には、人為淘汰によって選抜した休眠系統と非休眠系統について、卵・幼虫・蛹期間の生存率、発育期間、体サイズ、産卵数などの生活史特性を比較し、両系統間でこれらの特性が有意に異ならないことを明らかにした。本虫が各地の環境に適応しているか調べるため、主に26年度に野外調査を行い、休眠時期と寄主植物の利用可能期間が実験結果と一致することを確認した。以上の結果から、本虫はわが国に侵入後短期間で、侵入地の環境に適応するように光周性が変化したこと、この急速な進化が起こったのは、光周性に大きな遺伝変異があり、その特性に自然淘汰が強く作用したことによると考えられる。農学25年度の研究実施計画およびその達成状況を記す。急速な適応をもたらす遺伝的機構を解明するため、人為淘汰実験を継続し、休眠率の変化が平衡に達したら遺伝変異を定量化する計画であった。3系統を用いた人為淘汰実験を継続し、休眠率が58世代で、100%または0%に達し、この結果を用いて、遺伝変異の大きさを表す遺伝率を推定し、光周性の遺伝変異が大きいことを明らかにした。これらの実験も計画通り実施し、遺伝変異の大きいことが、短期間に光周性の変化をもたらした遺伝的な機構であるという、重要な結論が得られた。以上のように、調査・実験はすべて計画通りに実施し、また本研究を進めるうえで重要な結果が得られた。24年度の研究実施計画およびその達成状況を記す。侵入地環境への適応過程の解明のために、つくば個体群について、これまでに採集して飼育中の系統を用いて光周性の実験を行うとともに、2012年に新たに採集する系統についても実験を行う計画であった。これらの実験を計画通りに実施し、特性変化が平衡に達しつつあるという結果が得られた。つくば個体群における光周性の変化が、同地の環境に適応した結果であるとすると、各地に分布拡大した異なる地域個体群は、各地の環境に適応して、光周性に地理的変異を生じていると予想された。そのため、気候の異なる全国数地点において採集した系統を用いて実験を実施した。その結果、予想通り地理的変異を生じており、休眠率が緯度と相関のあることを見出した。さらに、侵入後の期間が短い苫小牧個体群では、光周性の傾向が異なるという重要な結果を得た。急速な適応をもたらす遺伝的機構を解明するため、人為淘汰実験によって光周性の遺伝変異を検出する計画であった。これらの実験も計画通り実施し、予想通り人為淘汰によって特性が変化し、大きな遺伝変異があることを確認した。光周性の地理的変異については、全国17地点で採集した系統を用いた実験によって全国的な傾向を明らかにした。この中で、全国的傾向から外れた苫小牧個体群については、継続して調査・実験を行い、この違いの原因が、まだ適応途上にあって年々変化してしているのかを確認する。もしそうでないときには、この違いをもたらす原因について、手がかりを得るために、気温など条件を変えて実験を実施する。また、光周性の地理的変異が各地の気候や寄主植物のフェノロジーに適応したものであるかを検証するために、各地における本種の発生の季節消長や寄主植物のフェノロジー(特に、出芽、開花・結実、枯死時期)を調査する。急速な適応進化をもたらす遺伝的機構の解明に関しては、光周性と生活史特性との遺伝相関を明らかにするために、人為淘汰のよって確立した休眠・非休眠系統を用いて、発育期間、生存率、生長量、産卵数、成虫寿命など、適応度に関わる生活史特性を調査し、系統間で比較する。
動作の関節点群表現による人間-機械間エモーショナルコミュニケーションの実現

本研究では、人間とロボットやエージェントなどの機械とのインタラクションを質的に向上させるため、相互に感情をコミュニケーションすることを目指した。従来から取り組まれているような、顔の表情や声の調子によって感情を扱う研究とは異なるアプローチとして、身体の動作に含まれる感情情報に焦点を当てた。具体的には、(1)ロボットやエージェントに人間の感情を推定させる、(2)ロボットやエージェントに感情を表現させる、ことを目的とした。本研究の成果をあげる。1.感情動作画像データベースの構築:モーションキャプチャ装置を用いて、感情が表現される動画像データベースを構築した。演技者の関節にセンサを取り付け、歩行しながら感情を表現してもらった。取得した感情は喜び・恐れ・悲しみ・嫌悪・怒りの5種類であり、演技者として30名分のデータを取得した。2.心理実験によるモーションの評価:上記のデータを光点群どして被験者に示し,感情を知覚できるかを調べた.実験の結果,人間が感情を知覚できる割合は40%であった。3.計算機による感情推定システムの構築:計算機を用いて、1.で作成したデータから演技者の感情を推定するシステムを構築している。特徴量として,歩行のピッチ、ストライド,各関節の速度,加速度、躍度の最大値,最小値を使用した。これらの特徴量に関して、マハラノビス距離を用いて判別した結果、40%の正解率を得た。人間による正解率と同程度の値であり、システムの有効性は示せたが、特徴量の取り方の改善などによって正解率の向上が期待できる。本研究は、人間と機械とのインタラクションを質的に向上させるため、感情コミュニケーションの実現を目指している。顔や音声ではなく、身体の動きによって感情のやり取りを実現する。平成17年度の主な課題は、以下の3点であった。(1)運動パターンデータベースの構築(2)データの分析(3)感情推定システムの実現(1)運動パターンデータベースの構築感情の情報を含む運動パターンのデータベースを構築した。運動パターンは主要関節の3次元位置として記述した。数値データはビデオ映像に対して画像処理を行うことで取得した。被験者を用いた視覚心理実験により、取得した運動パターンに含まれる感情を確認した。(2)データの分析ここでの目的は感情判別であり、有限個のクラスへの分類あるいは連続パラメータでのパラメータ推定である。観測信号は関節点群の3次元座標である。判別機の学習時に用いることができる教師信号は、役者が演じようとした感情とした。データ量が非常に大きいので、計算量を減らすための工夫を行った。データベースに格納される運動パターンは、実在する人間の歩行動作をベースにしているので、以下のような拘束条件が存在していると考えた。i)マーカ点群は3次元的に対称性をもつ(右半身と左半身)ii)マーカ点群は相関を持つ(力学的拘束)iii)マーカ点群は周期的(すべての点が周期f)この拘束条件によりデータの圧縮が可能となり計算の短時間化ができた。(3)感情推定システムの実現感情を推定させるために、マーカの時系列データ→判別機→感情推定、というシステムを構築した。取得した感情は、喜び・恐れ・悲しみ・嫌悪・怒りの5種類である。2.計算機による感情推定システムの構築:計算機を用いて、1.で作成したデータから人間の感情を推定するシステムを構築している。本研究では独立成分分析によって特徴量を抽出した。
有機化学的手法による内包フラーレン類の合成に関する研究

平成15年度の研究計画に従って研究を行い、以下に示す結果を得た。フラーレンC_<60>と5,6-diphenyl-3-(2-pyridyl)-1,2,4-triazineとの反応で得られる8員環開口部をもつフラーレン誘導体に、酸素共存下可視光照射を行うことによって、その開口部を12員環に拡大させ、さらにその開口部に硫黄を挿入させる反応を独自に開発し、13員環の開口部をもつフラーレン誘導体1を合成した(消費されたC_<60>基準の全収率約40%)。まず、この開口誘導体内部へヘリウム、ネオン、水素分子を導入する際に必要なエネルギーを密度汎関数法を用いた理論計算によって求めたところ、水素分子の場合で30.1kcal/molと、1がこれまでで最も大きな開口部をもつことが明らかとなった。そこで実際に粉末状の1に対して水素ガスを800気圧、200°Cの条件で作用させたところ、100%収率で水素分子を1の内部に導入できることを見出した。水素分子の導入率は水素ガスの圧力に依存し、560気圧では90%、180気圧では51%となった。この水素内包体H_2@1の^1H NMR測定では、内包された水素分子のシグナルは-7.25ppmという極めて高磁場にシグナルを与え、さらにそのスピン-格子緩和定数が溶存酸素の影響を全く受けないことがわかった。また、このH_2@1は160°C以上の加熱によって内包された水素分子を放出することがわかり(160°Cでの半減期54時間)、水素分子放出の活性化エネルギーは34.3±0.7kcal/molと決定された。H_2@1のMALDI-TOF MS測定を行ったところ,水素分子を内包したままの分子イオンピークが確かに観測された。さらにレーザー強度を上げて測定したところ、H_2@1の開口部の自己修復が起こり、水素分子を内包したままのC_<60>,すなわちH_2@C_<60>,が発生することを初めて観測した。平成14年度の研究計画に従って研究を行い、以下に示す結果を得た。開口部に窒素原子を有する開口フラーレンを合成することを目的として、フラーレンC_<60>と5,6-diphenyl-3-(2-pyridyl)-1,2,4-triazine 1との熱反応をオルトジクロロベンゼン溶液中で行ったところ、85%収率(反応したC_<60>基準)で、1:1付加体2を得た。2は1がC_<60>と[4+2]付加環化反応し、引き続く脱窒素、分子内[4+4]付加環化反応、逆[2+2+2]環化反応により生成したものと考えられる。付加体2の構造はスペクトルならびに単結晶X線結晶構造解析により決定し、フラーレン骨格上に8員環の開口部をもつ構造であることが明らかとなった。付加体2の電子状態について密度汎関数法による理論計算を行ったところ、8員環開口部の反応性が高いことが示唆された。そこで酸素存在下、2の溶液に可視光を照射したところ、開口部の二重結合が選択的に酸素によって開裂した生成物が2種類61%,30%収率で得られた(化合物3、4)。これらの構造はスペクトルならびに密度汎関数法による理論計算より予測したNMRの化学シフトの比較から決定し、8員環開口部の一部がジケトンになることによって、12員環の開口部をもつ誘導体であることが明らかとなった。上記で得られた化合物3の反応性を理論計算で予測し、3に対して硫黄原子の挿入反応を試みたところ、反応は速やかに進行し、生成物5が77%収率で単離された。生成物5の構造はスペクトルならびに理論計算によるNMR化学シフトの比較により類推し、最終的には、単結晶X線結晶構造解析により決定した。すなわち、5は硫黄原子が挿入された13員環の開口部をもつ誘導体であることが明らかとなった。また、本研究で得られた開口部をもつフラーレン誘導体2、3、4、5の電子的性質を検討するために、溶液中での還元電位を測定した。すると、2や5は開口部形成によるπ共役系の大きな変化にもかかわらず、元のC_<60>とほぼ同じ還元電位を有することがわかった。さらに3,4はカルボニル基の影響によって、元のC_<60>より約0.2Vも還元されやすいことが明らかとなった。

水素分子の導入率は水素ガスの圧力に依存し、560気圧では90%、180気圧では51%となった。この水素内包体H_2@1の^1H NMR測定では、内包された水素分子のシグナルは-7.25ppmという極めて高磁場にシグナルを与え、さらにそのスピン-格子緩和定数が溶存酸素の影響を全く受けないことがわかった。また、このH_2@1は160°C以上の加熱によって内包された水素分子を放出することがわかり(160°Cでの半減期54時間)、水素分子放出の活性化エネルギーは34.3±0.7kcal/molと決定された。H_2@1のMALDI-TOF MS測定を行ったところ,水素分子を内包したままの分子イオンピークが確かに観測された。さらにレーザー強度を上げて測定したところ、H_2@1の開口部の自己修復が起こり、水素分子を内包したままのC_<60>,すなわちH_2@C_<60>,が発生することを初めて観測した。
難治性および二次性全般化てんかんに対する脳深部電気刺激の研究

平成18年度は、視床前核の深部電気刺激を行うことで、キンドリングモデルラットの二次性全般化を行動学的、電気生理学的に抑制することができることを明らかにした。平成19年度は組織学的な対応を検討するために、まずカイニン酸モデルラットを作成し、BrdUを用いて海馬における神経新生を評価すると、異常な神経新生を確認することができた。次いでカイニン酸モデルラットに対して視床前核・海馬・脳表に電極を留置し、持続的な脳深部電気刺激を施行したところ、平成18年度同様、視床前核の電気刺激によって著明な治療効果を認めたが、免疫組織化学的には、海馬の異常神経新生が抑制されていることが明らかとなった。さらに、海馬の異常神経新生がてんかん原生について与える影響については未だ明らかではないため,脳由来神経栄養因子(BDNF)やエリスロポイエチン(EPO)を用いて海馬の神経新生を賦活化した後,カイニン酸投与によりけいれんを誘発した。BDNFやEPOの少量投与群では行動学的・電気生理学的にけいれんが抑制され、海馬の異常神経新生も抑制された。それに対して、EPO過剰投与により神経新生が急速に促進された群においてはけいれんの行動学的悪化を認めた。本年度の研究結果により、てんかんへの脳深部電気刺激臨床応用する際,神経新生に対する影響を十分に評価しなくてはいけないと考えられた。二次性全般化モデル確立のために、キンドリングモデルラットの作成した。ラットの扁桃体に電気刺激電極を留置したのち、1日1回電気刺激を行い、てんかんモデルを作成した。このときに、脳波測定用の電極を神経核の様々な部位(黒質、脚橋被蓋核、淡蒼球、視床前核、海馬など)に留置し、ビデオモニタリングmultichannel EEGを用いて、電気刺激した直後の後発射を測定した。視床下核、海馬におけるEEGにおいて強い発火を得ることができた。組織学的にも電極が目的の部位に穿刺されていることを確認した。淡蒼球や黒質では予想に反してほとんど脳波の変化を認めなかった。目的の黒質に電極がうまく穿刺できなかったことによると思われる。脚橋被蓋核での脳波測定では、部位が深部のために死亡率が高く安定した脳波を測定することができなかった。今後更なる検討が必要であると思われる。脳波結果をもとに、視床前核に深部電気刺激電極(DBS)を挿入した。キンドリングモデルが完成した後に、視床下核を持続的に刺激を行った。扁桃体を一回刺激したあとのてんかんの強度を脳波および行動学的に評価した。視床前核をDBS中にキンドリング刺激を行うとけいれん発作の強さは著明に抑制された。同一動物において、DBSスイッチをオフにしてキンドリング刺激を行うと検査前と同様なけいれん発作の強さを得た。脳波において、脳表電極からの導出では、明らかにDBSによりけいれん波は抑制されていた。このことは、視床前核のDBSは二次性全搬化を抑制することができることを示した。その他の部位のDBSは、今年度は施行することができなかったが来年度に施行する予定である。
AIREを基軸とする自己免疫疾患の病態解明、ならびに新規治療法の開発

AIRE欠損症は比較的稀な自己免疫疾患であるが、AIREという単一遺伝子の異常による自己免疫病態を示すため、疾患モデルマウスを作製して病気のメカニズムを研究できるメリットがある。主としてAIRE欠損マウスを用いた研究から、AIREは胸腺における負の選択とTregの産生にはたらくと考えられているが、詳細なメカニズムは依然、不明である。AIREの真の機能を明らかにするためには、転写調節因子であるAIREの標的遺伝子が何であるかを明らかにする必要がある。本申請ではAIREの標的遺伝子を同定するための遺伝子改変マウスを樹立するとともに、最先端の方法論を導入し、AIRE機能の全貌解明を図る。
四肢パターン形成におけるShh-Wnt-BMP相互作用

肢芽でShhとFGF4は正の相互誘導作用により発現維持され,肢芽前側に適用したShhで近傍のAERにFGF4が誘導される。FGF4はShhの発現維持は出来るが,肢芽形成後ではFGFによるShhの誘導は起こらないと言われていた。しかし,後肢芽ではAER前端直下にFGF4を適用すると近傍にShhが誘導され,Hoxd13を介して部分的な前後軸の逆転が起こることを見出した。AERで発現しているWnt10aを予定AER領域で過剰発現するとFGF8の発現が誘導された。AERの形成,維持にはβカテニン経路が関与しているが、Wnt10aの作用で細胞質内にβカテニンが蓄積されることを確認した。抗体染色で調べるとephrin-A2とEphA4の肢芽での発現は相補的で,ephrin-A2は近位で,EphA4は遠位で強い。両者の発現はAER由来FGFにより調節される。肢芽先端部でephrin-A2を過剰発現させると指骨で部分的融合や分岐異常などが起こる。ephrin-A2の過剰発現では肢芽間充織の軟骨結節形成が抑制された。Wnt活性を阻害するSfrp3や優性欠損型LEF1の過剰発現では軟骨細胞に対する効果が類似し,肢芽軟骨細胞は未成熟状態に維持される。一方Wnt8の過剰発現や活性型LEF1の効果は類似し,これらは軟骨細胞の成熟,肥大化,石灰化を促進した。Wnt5a, Wnt11,Wnt7a, Wnt3aなどは肢芽で領域特異的に発現している。これらを肢芽で過剰発現すると筋芽細胞の増殖と分化が変化する。Wnt5aは遅筋の分化を促進し,速筋の分化を抑制する。この効果は優性欠損型のWnt11の過剰発現でも見られるが,野生型Wnt11の過剰発現では逆に遅筋の分化を抑制し,速筋の分化を促進する。Wnt3aでは筋芽細胞の増殖が抑制され,遅筋は減少する。Sfrp2は筋芽細胞の前駆細胞で発現し,その過剰発現では筋肉分化が阻害される。肢芽ではShhとFGF-4の発現は正のフィードバックにより維持され,肢芽前側に適用したShhタンパク質で近傍のAERにFGF-4が誘導される。一方,FGF-4タンパク質はZPAでのShhの発現維持は出来るが,肢芽前側で異所的にShhを誘導することは報告されておらず,一度肢芽が形成された後ではFGFによるShhの誘導は起こらないと考えられてきた。しかし,後肢芽のAER前端直下にFGF-4を適用すると36時間後に近傍の細胞でShhの発現が見られた。Shhの発現には体幹からの細胞移動は関与しておらず,Hoxd13を誘導して部分的な前後軸の逆転が起こる。FGF-2やFGF-8などではShhの誘導は見られない。前肢芽と後肢芽ではFGF-4に対する応答能が異なり,後肢芽では肢芽形成後でもFGF-4によりShhの誘導が起こる。四肢骨格パターンを制御する機構として間充織凝集の調節に注目し,その接着性を調節する因子としてEphA4とephrin-A2の相互作用を解析した。Ephrin-

A2とEphA4は肢芽で相補的に発現し,ephrin-A2は肢芽の近位で,EphA4は肢芽遠位で強く発現していた。細胞接着性とephrin-A2との関連を調べるために,ephrin-A2を過剰発現させて間充織の接着性への効果を調べた。その結果,初期(ステージ20-21)の間充織では接着性は変化しなかったが,発生が進んだ(ステージ25-26)肢芽では間充織の接着性に変化が認められた。RCAS-ephrin-A2を感染させた肢芽の一部では骨格パターンの変化も認められた。肢芽で位置特異的に発現するephrin-AやEphAの相互作用は間充織の接着性を位置特異的に変化させ,これにより間充織凝集や骨格パターンが調節されると考えられる。四肢形態形成に関与する分泌性シグナル分子の骨格パターン形成における役割を調べ,次のような点を解明した。四肢骨格パターンの制御機構として間充織凝集の調節因子に注目し,これまでのPI-PLCや抗EphA抗体による阻害実験から関与が推定されるephrin-A2を中心に調べた。ephrin-A2は肢芽の基部で強く発現し,先端部で発現する受容体EphA4と相補的である。両者の発現はAERで産生されるFGFの制御を受け,また細胞培養下では採取した場所に応じた発現が維持される。RCASを用いてephrin-A2を肢芽先端部で過剰発現させた結果,肢芽先端部の指骨に部分的融合や異所的分岐などの変化が認められた。細胞接着性との関連を検討するため,ephrin-A2過剰発現細胞の接着性を調べると,初期肢芽の間充織では接着性は変化しなかったが,後期肢芽の間充織では変化が見られる。ephrin-A2の過剰発現によって初期間充織の軟骨分化は影響されなかったが,後期間充織では軟骨結節形成が顕著に抑制された。Wntファミリーを中心に,四肢パターン形成におけるシグナル分子の役割を調べ,次のような点を解明した。Wnt活性を阻害するFrzb-1(Sfrp-3)の過剰発現によって骨格の短縮と関節の融合が見られ,軟骨細胞の成熟遅延,基質の石灰化阻害やメタロプロテアーゼの発現抑制が起こる。Frzb-1の過剰発現およびドミナントネガティブ型LEF-1の過剰発現では軟骨細胞に対する効果が類似しており,軟骨細胞は未成熟の状態に維持される。一方,Wnt-8の過剰発現や活性型LEF-1の効果は類似しており,これらは軟骨細胞の成熟,肥大化,石灰化を促進した。Frzb-1の過剰発現では軟骨細胞でのβカテニンの核内局在が阻害される。肢芽ではWnt-5aは先端部の間充織で,Wnt-11は背腹の間充織で,Wnt-7aは背側の外胚葉で,Wnt-3aは先端部AERで発現している。これらを肢芽細胞で過剰発現すると筋芽細胞の増殖と分化に変化が見られることが分かった。すなわち,Wnt-5aは遅筋の分化を促進し,速筋の分化を抑制する。この効果は優性欠損型のWnt-11やカルモジュリンキナーゼIIの過剰発現でも見られる。一方,野生型Wnt-11の過剰発現では逆に遅筋の分化を抑制し,速筋の分化を促進する。Wnt-3aでは筋芽細胞の増殖が抑制され,遅筋は減少する。Wnt活性を阻害するSfrp-2は筋芽細胞の前駆細胞で発現しているが,その過剰発現では筋肉分化が阻害される。このように,Wntシグナリングは筋肉前駆細胞の数と四肢における速筋と遅筋の分布を調節している。
導電性ハニカム膜の自己組織的作製と透明導電フィルムへの応用

本研究の目的は水滴を鋳型とした自己組織化によるハニカム状多孔質膜を導電性高分子から形成し、高い透過率と導電率を併せ持つ透明導電膜を作製する手法を確立する事である。透明導電膜を形成するためには、孔径を可視光の波長以下に調整することが必須である。本年度は導電性高分子からハニカム状多孔質膜を作製とその導電特性および光学特性について検討した。昨年度までに作製したサブミクロンスケールの空孔を持つ導電性高分子からなるハニカム状多孔質膜の導電性を導電性原子間力顕微鏡により測定したところ、わずかではあるがハニカム構造のネットワーク上に電流像が得られたことから、未ドープ状態でも若干の伝導性を有するネットワークが形成されていることを見いだした。さらに光学特性の評価として、可視光における透過率を測定したところ、ミクロンスケールのハニカム構造では透過率は30%以下であったのに対し、サブミクロンスケールの空孔を持っ導電性高分子ハニカム膜は最大で60%程度の透過率を示した。これは空孔サイズが小さくなることによって、多孔質膜における透過率低下の主要因である散乱の影響が低下し、さらに導電性高分子のネットワークが表面積に占める割合が低下したためと考えられる。以上の結果から、導電性高分子からサブミクロンスケールの空孔を得ることができ、透明導電膜への基盤技術を確立できた。本年度は導電性高分子からハニカム状多孔質膜を作製する手法と孔径の制御について検討を行った。側鎖にメソゲンを持つ液晶性ポリアセチレンをクロロホルムに溶かし、結露水滴安定化のために両親媒性高分子を導電性高分子の10%程度加え、これを高湿度下でキャスト成膜することにより、ハニカム状に孔の開いた多孔質膜が得られる事を見いだした。またさらに、溶液の塗布厚みをキャスト量調整やブレード塗布等の手法を用いて薄膜化することにより、溶媒が蒸発する時間を制限し、水滴の成長を妨げることによって、サブミクロンスケールの空孔が形成されることも見いだした。また、同様に導電性高分子であるポリ(3-ウンデシルチオフェン)から多孔質膜の形成を同様にブレード塗布により高湿度下で塗布製膜を試みたところ、多孔質膜が形成された上、孔径もサブミクロンスケールからミクロンスケールまで塗布条件の最適化を行うことによって調整できることを見いだした。以上の結果から、導電性高分子からサブミクロンスケールの空孔を得ることができた。本研究成果は透明導電膜に必要なサブミクロンスケールの製膜技術の基盤技術となるものと考えられる。
大学生における社会的排除/包摂と逆境下成長の過程と要因に関する縦断的研究

平成30年度計画は、継続的な調査の実施と個別学生の縦断追跡分析の進展であった。本年度も従来調査を継続実施し、卒業時点で主要調査項目を含む調査を新たに実施した。これにより、入学からの4年間を、5時点(各年次春と卒業時)で把握可能となり、学生変化を継続的に把握する仕組みが確立された。個別学生の縦断追跡検討では分析・検討は進められたが、研究成果の発表には至らなかった。以下に一部の分析の進捗を紹介する。大変な出来事、「対応できた感」、「成長感」、SOC形成の変数間の関連性に関する予備的研究では、「部活」等、自ら参加を選択した経験を乗り越えれば得られるものがあること等が確認できた。また、学習への動機づけとGPA、修得単位数の関連では、学業達成状況のフィードバックが、学習動機づけを高める効果を確認した。そして、大学生の社会経済状況と部活動への参加・継続との関連を明らかにするため、先行研究レビューから研究の意義等を検討した。さらに、学生支援プログラムの効果では、当該授業を受講した学生で、勉学への満足度やソーシャル・キャピタル等が高いことが確認されている。今後の推進方策の重点課題は、上記分析の研究成果としての発表である。それに向け、ストレス対処力・健康生成力概念とも称されるSOC形成の5時点間の推移・変化パタンとその関連要因等について多角度からの探索及び検討を行う。また、学習動機づけとGPA等の関連分析では、他年度入学学生についても解析を進める。そして、大学生の社会経済状況と部活動の参加・継続との関連分析では、本年度結果を基に、ソーシャル・サポートやストレス対処力の影響について検証する。本調査項目の多大学間比較では、本年度、福祉系6大学での試行的実施が確認された。今後も各大学の状況を踏まえ、大学間共同データベースの構築等、比較分析可能な環境を整える計画とする。平成30年度の計画は、継続的な調査の実施とデータベースの構築と個別学生の縦断追跡分析の進展であった。継続的な調査の実施とデータベースの構築では、毎年度春に実施している全学生対象の調査を本年度も継続実施できた。特に、本年度は学生像把握項目を含んだ卒業時点調査を新たに実施した。これにより、入学から卒業までの4年間を、5時点(各年次春と卒業時)で把握可能となり、4年間の学生の変化を継続的に把握する仕組みが確立された。個別学生の縦断追跡検討では研究成果の発表までには至らなかったが、各指標に注目した分析が進められた。以下にその一部を紹介する。大変な出来事、「対応できた感」、「成長感」、SOC形成の4変数間の関連性の解明に関する予備的研究では、「部活・サークル」、「大学イベント」等、自ら参加を選択した状況での経験は自分の糧となり、乗り越えれば得られるものがあるとこと等が確認できた。また、SOCやアイデンティティ形成の4時点間(各年次春)の推移・変化パタンとその関連要因の探索・把握に関する予備的研究も行った。さらに、学習への動機づけとGPA、修得単位数の関連について、2013年度入学学生のデータを中心に再分析を行い、学業達成の状況のフィードバックが学生の学習動機づけを高める効果があることを確認した。そして、大学生における社会経済状況と部・サークル活動への参加・継続との関連性を明らかにするため、関連する先行研究のレビューを行い、研究の意義と新規性を検討し、分析に用いる変数の選定や最適な分析モデルを検討した。学生支援プログラム(アクティブラーニング等)の効果検討では、サービスラーニングに注目した。その結果、当該授業未受講学生に対し、受講学生で、勉学の満足度やソーシャル・キャピタルが高いこと等が確認されている。以上の内容について、来年度には研究成果を発表する計画で進められている。本研究の今後の推進方策は、従来どおり、継続的な調査の実施とデータベースの構築と個別学生の縦断追跡分析の進展を中心に進め、特に、これらを研究成果として発表することを重視する。学生調査の実施と調査結果データの蓄積、さらには、個別学生を追跡可能とするデータベースの構築を継続して実施する。特に、2015年度入学学生の5時点データのクリーニングを実施し、さらに、2016年度入学学生のコホート調査データを収集・データ蓄積する。また、個別学生の縦断追跡分析では、研究成果として取りまとめ発表を目指す。具体的には、1ストレス対処力・健康生成力概念とも称されるSOC形成の5時点間の推移・変化パタンとその関連要因、また、アイデンティティ形成の5時点間の推移・変化パタンとその関連要因に関する多角度からの探索及び検討と論文執筆を行う。2学習への動機づけとGPA、修得単位数の関連については、他の入学年度のデータについても解析を進めながら、現在、論文執筆を進めている。3大学生における社会経済状況が部・サークル活動の参加や継続とどのように関連するのかについて、前年度の検討結果をもとに分析を実施する。その上でソーシャル・サポートやストレス対処力がその関連性を緩和するかを併せて検証する。もう1つの課題である学生像に関する指標の多大学間比較については、これまで他大学の協力を得ることが非常に困難であった。しかし、本年度、福祉系6大学(本学を含む)で本取組みを目指す方向性が確認され、実現可能性が高まっている。本取組においては、時間を十分にかけながら、比較に耐え得る大学間共同データベースの構築等、分析を可能とする環境を整えていく計画とし、本年度も継続する。平成28年度における研究実績は以下の通りである。

第1の調査の実施とデータベースの作成については、大学生における社会的排除/包摂及び逆境下成長に関する調査を、新入生を含む在校生4,988名を対象として実施し、4,436人の回答を得た。(回収率88.9%)また、ここで得られた調査結果データと、調査対象者の許諾を得た上で、大学が保有する成績や課外活動状況等のデータを統合し、学生状況を総合的に把握できるデータベースを作成した。第2の学生調査データの解析による研究成果の蓄積については主な研究成果について報告する。まず、大学生の部・サークル活動への参加状況と、ストレス対処力、うつ・不安感との縦断的関連性を検討した研究である。この結果は、「運動疫学研究」第19巻1号に原著論文として掲載された。続いて、青年期後期における逆境体験がそれを通じた成長感、アイデンティティに及ぼす影響について検討した研究である。これについては、日本発達心理学会第27回大会でポスター発表を行った。さらに、学生の精神的健康の変化に対する入学時の主観的ソーシャル・キャピタルの影響について検討した研究である。これについては、日本社会心理学会への投稿を計画している。第3の大学同窓会との連携による卒業生現況調査の実施については、調査票の回収とデータ入力に計画以上の時間を要したが、年度終了間際に卒業生現況調査の入力データを得た。来年度は、大学生調査と卒業生現況調査の各データを統合し、データベースの充実を図りたい。第4のInstitutional Research活動との連携については、学生調査の分析結果として、調査実施大学内において、幅広い教職員にフィードバックを実施した。当該年度の結果については、「2016年度版学生像に関する調査分析報告書」として取りまとめた他、学生のメンタルヘルスの関連要因について職員研修等を実施した。研究計画では4つの内容(1学生調査の実施と解析用データベースの作成、2大学生の社会的排除/包摂及び逆境下成長プロセスの現状把握と関連要因分析、3卒業生現況調査データベースの設計、4多大学間共同研究への展開)を計画していた。1学生調査の実施と解析用データベースの作成については、計画通り、学生の内的要因や外的要因、学生の学習・成長プロセスに関わる項目について、約5,000人を対象として調査を実施し、4,436人からの回答を得た。(回収率88.9%)データベースについては、当該年度における学生調査データとその他大学が保有するデータ(成績、課外活動状況等)を統合した他、2013年度入学者に注目して大学在学期間である4年間を追跡するパネルデータを作成した。2大学生調査における現状や関連要因の把握のための分析については、大学生の部・サークル活動への参加状況と、ストレス対処力、うつ・不安感との縦断的関連性の検討や青年期後期における逆境体験がそれを通じた成長感、アイデンティティに及ぼす影響、学生の精神的健康の変化に対する入学時の主観的ソーシャル・キャピタルの影響、自律的動機づけとGPAの相互因果関係、退学学生の特性分析等、多くのテーマ設定の下で分析作業が順調に進んでいる。
神経性食欲不振症の病態進行機序における視床下部CRFの役割の解明

神経性食欲不振症(AN)は、ストレスに関連した摂食障害や過活動を示す疾患である。ストレスホルモンであるCRFは摂食抑制、不安惹起、活動性の亢進などの作用を持ち、ANの病態解明においてCRFの関与様式の解明は必要不可欠である。しかしながらANのモデル動物の過活動性拒食症(ABA)モデルラットのCRFニューロンの活性化の有無については明らかではなく、これらを明らかにすることを目的とした。ABAラットでは視床下部のCRFニューロンは過度の活性化を示し、ストレスの指標となる血中コルチコステロンも高値を示した。以上の結果からABAラットの行動の表現型の一部はCRF過剰分泌に起因することが推測された。精神的ストレスが発症に関与している神経性食欲不振症は、その病態形成にストレス伝達物質である副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRF)の過剰分泌が関与していることが示唆されている。CRFはストレス時に視床下部ー下垂体ー副腎軸を活性化することで生体防御反応に寄与するが、摂食調節中枢である視床下部弓状核(Arc)でのCRFの働きについては不明である。本年度はストレスによりArcにおいて活性化するニューロンを同定する一方で、神経性食欲不振症の動物モデルである活動性拒食症(ABA)ラットの作出条件を検討した。拘束ストレスを2時間負荷後灌流固定したラットの脳にてFosとα-MSH、β-エンドルフィン、CRF1型受容体との二重染色を行った。その結果ArcのCRF1型受容体発現ニューロンおよびβ-エンドルフィン陽性ニューロンのFos発現が増加していた。CRFの脳室内投与によりArcのFos発現が増すことが知られていることから、ストレスにより分泌されたCRFがArcのCRF1型受容体を介してArcのニューロンを活性化している可能性が考えられた。また、Arcのβ-エンドルフィン陽性ニューロンは室傍核のCRFニューロンに投射していて、同ニューロンに対して促進的に作用することが知られていることから、ストレスにより活性化されたβ-エンドルフィンが視床下部ー下垂体ー副腎軸を活性化する可能性が示唆された。現在β-エンドルフィンニューロンにおけるCRF1型受容体発現について検討中である。次にABAラットを作出した。回転かご式自発運動測定装置を備えた飼育ケージにてラットを飼育し、摂食量を午後3時から5時に制限して毎日の摂食量、体重、回転かごでの運動量を測定したところ、制限開始から4日目以降にて摂食量減少と過活動が認められた。来年度以降はABAラットの病態におけるCRFの関与について研究を行う予定である。CRFはストレス時に視床下部ー下垂体ー副腎軸を活性化することで生体防御反応に寄与しているが、摂食中枢である視床下部弓状核でのCRFの働きについては不明である。昨年度神経性食欲不振症のモデル動物である活動性拒食症(active-based anorexia: ABA)ラットの作出に成功しでいることから、本年度はABAラットの視床下部における神経活動についてFosタンパク発現を指標として解析した。回転かご式自発運動測定装置を備えた飼育ケージにてラットを飼育し、昨年度と同様の方法で摂食量を午後3時から午後5時に制限してABAラットを作出した。摂餌制限開始から4日目にパラホルムアルデヒドにて灌流固定し、取り出した脳を用いてFosタンパクの免疫染色を行った。室傍核におけるFosタンパクの発現は、ABAラットで多く認められた。室傍核はCRF産生細胞が多く存在する神経核であることから、ABAラットの行動異常に室傍核のCRFが関与していることが推測された。弓状核でのFos発現は他の群と変わらなかったが、今回の作出条件では運動量は著明に増大するが摂食量の抑制の程度が弱いため、弓状核での変化には至らなかった可能性が考えられる。摂食制限の時間を変えることで摂食抑制の程度を増大させることが可能であることが先行研究により明らかであるので、摂餌制限の条件を変えて再度検討する必要がある。神経性食欲不振症(AN)は、摂食障害に加え過活動、視床下部-下垂体-副腎(HPA)軸の異常と脳脊髄液中の副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRF)濃度が上昇することが知られている。CRFは摂食抑制や活動性の亢進作用を有しておりANの病態解明においてCRFの関与様式を明らかにすることは必要不可欠である。ANのモデル動物である過活動性拒食症(ABA)モデルラットは摂食抑制、過活動が認められるが同ラットにおけるCRFニューロンの活性化の有無については明らかではない。本年度はABAラットのCRFニューロンにおけるFos発現の有無を明らかにすることを目的とした。ウィスター系オスラットを用いて4日間の回転ケージへの暴露と摂食時間制限(15時から16時30分のみ摂食可能)を行った。前年度までは動物の負担を考慮して摂食時間を2時間としていたが摂食抑制が弱いため本年度より1時間半とした。自由摂食群(自由摂食)、運動群(回転ケージ、自由摂食)、Pair-fed群(摂食時間制限)の3群を対照とし、血中コルチコステロン濃度と視床下部室傍核のCRFニューロンにおけるFos発現を解析した。

回転ケージ暴露から4日後のABAラットの摂食量はpair-fed群よりも有意に少なく、過活動を示した。ABAラットでは他群と比較して有意にCRFニューロンにおけるFos発現が増加し、血中コルチコステロン濃度も高い値を示した。CRFの過剰分泌によりHPA軸が活性化していると考えられ、CRFが摂食抑制、活動性の亢進作用を有することからABAラットの表現型の一部はCRF過剰分泌に起因することが推測された。ABAラットのCRFニューロンが活性化がしていることを明らかにした研究はこれまでになく本研究によりANの病態形成機序の一端が明らかとなったことで今後のANの治療開発および病態解明の礎と成り得ると考えられた。神経性食欲不振症(AN)は、ストレスに関連した摂食障害や過活動を示す疾患である。ストレスホルモンであるCRFは摂食抑制、不安惹起、活動性の亢進などの作用を持ち、ANの病態解明においてCRFの関与様式の解明は必要不可欠である。しかしながらANのモデル動物の過活動性拒食症(ABA)モデルラットのCRFニューロンの活性化の有無については明らかではなく、これらを明らかにすることを目的とした。ABAラットでは視床下部のCRFニューロンは過度の活性化を示し、ストレスの指標となる血中コルチコステロンも高値を示した。以上の結果からABAラットの行動の表現型の一部はCRF過剰分泌に起因することが推測された。免疫組織化学やストレス負荷など、既に習得している研究手法を用いることで、技術習得に要する時間は短縮できている。また、研究施設も本研究を遂行するにあたり十分に整備されており、研究の順調な進展に貢献していると考えられる。しかしながらABAラットの作出条件を再度検討する必要性が生じたため、やや遅れていると判断した。神経内分泌学申請時の研究計画に基づき平成27年度はABAラットの摂食抑制におけるCRFの関与について検討する。本年度の研究結果からCRFニューロンが多く存在している室傍核の神経活動が多かったことから、ABAラットの病態形成の一部に室傍核のCRFが関与している可能性が高い。そこでCRF1型受容体拮抗薬を投与することで、ABAラットの摂食抑制が解除されるか否かを検討する。ストレス負荷、免疫組織化学など既に習得している研究技術を用いることで、技術習得に要する時間を短縮することができた。ABAラットの作出は既報の通りの方法を用いることで作出までの期間を短縮することが可能であった。研究施設も当研究を遂行するにあたり十分に整備されていることからおおむね順調に進展していると考えられる。ラットの購入費用が予定より小額であったため、結果として執行額が少なくなってしまった。申請時の研究計画に基づきABAラットの病態におけるCRFの関与について検討する。これまでの研究結果からストレスにおいてArcのニューロンが活性化し、この活性化にCRFおよびCRF1型受容体が一部関与していることが明らかとなっていることから、CRFおよびCRF1型受容体がABAラットの病態形成に関与していることが期待される。そこでABAラットのArcにおけるCRFおよびCRF1型受容体の遺伝子発現および免疫活性の変化を免疫組織化学的手法を用いて解析する。
日本トキ集団をモデルとした希少動物保全のための遺伝的多様性評価システムの構築

希少動物であるトキの保全においては、個体数の増加を図るとともに、集団の遺伝的多様性を把握し維持することが求められており、そのためには数百程度のDNA多型マーカーを簡便かつ低コストでタイピングする手法の確立が必須である。我々は、日本トキ集団の始祖個体を対象に次世代シークエンサー(NGS)を利用した解析を実施し、5万を超えるDNA多型マーカー候補を検出している。本課題では、これらの候補から日本トキ集団に有効なマーカーを選抜するとともに、マルチプレックスPCRとNGSを用いた中規模のマーカー型判定法の開発を試みた。これまでに選抜された172マーカーについて、3世代の家系(父方祖父母、父母および子の計5羽)のゲノムDNAサンプルを用いてタイピングを実施し、親子間での各マーカーの遺伝様式について検討した。タイピングデータの解析から、各マーカーはメンデル遺伝に従うことが確認された。さらに、マーカー数200以上を確保するために追加した80個のプライマーペアについて、40プライマーペア混合でのマルチプレックスPCR×2反応の条件でサンプルを調製し、NGSによるマーカー型判定を実施した結果、71プライマーペアは有効なマーカーであると推察された。全マーカーを用いたタイピングも試みたが、サンプル調製にミスがあり、必要なデータを得ることができなかった。再度データの取得を進めているが、年度内に結果を得るまでに至らなかった。結論として、日本トキ集団に有効な200以上のマーカーを選抜し、これらを用いたマルチプレックスPCR/NGS法によるタイピングが実行可能であり、タイピングデータに基づいて個体識別や親子鑑定が可能であることが示唆された。しかし、より効率的かつ低コストでのマーカー型判定を実現するためには、マルチプレックスPCRやNGSライブラリー調製の条件をさらに検討する必要があると考えられた。希少動物であるトキの保全においては、個体数の増加を図るとともに、集団の遺伝的多様性を把握し維持することが求められる。遺伝的多様性の把握・維持のためには数百程度のDNA多型マーカーを簡便かつ低コストでタイピングする手法を確立する必要がある。本課題では、これらの候補から日本トキ集団において有効なマーカーを選抜するとともに、マルチプレックスPCRとNGSを用いた中規模のマーカー型判定法の開発を試みた。マイクロサテライトマーカー候補、一座位あたりのアリル数が多いマーカー候補および一羽の始祖個体に特異的に検出されるアリルを含むマーカー候補を優先的に選択し、多型部位を増幅するPCRプライマーペア324組を作製した。各プライマーペアについて個別にPCR増幅を実施し、増幅産物量や単一の増幅産物が得られるかなどについて評価を行い、215組のプライマーペアを選抜した。選抜したプライマーペアについて、単独でのPCR×215反応、1620プライマーペア混合でのマルチプレックスPCR×11反応および3650プライマーペア混合でのマルチプレックスPCR×5反応の3種類の条件でサンプルを調製し、NGSによるマーカー型判定を実施した。NGSでは3種類のサンプルについて12ー21万の塩基配列データが得られ、データ解析の結果、約15%のプライマーペアについては有効なマーカーではないと判断されたが、残りのプライマーペアについては利用できる可能性が示唆された。これらの結果から、日本トキ集団に有効なマーカーの選抜のためにはさらなる解析が必要であるが、マルチプレックスPCR/NGSによる中規模マーカー型判定法の開発は可能であると考えられた。本年度の計画であった200程度のDNA多型マーカー候補をマルチプレックスPCRで増幅し、これらの混合物について次世代シークエンサーによる塩基配列決定によりそのマーカー型を判定するという研究課題が実行され、新規の中規模マーカー型判定法の実現の可能性が示された。しかし、次世代シークエンサーによる大規模な塩基配列データには、シークエンスエラーを含む塩基配列データ(マーカーを増幅する際のPCRにおけるエラーも含まれると考えられる)が予想以上に多く混在していたことや、DNA多型マーカーのタイピングに際してレファレンスとなるマーカー候補部位全長配列データの整備が新たに必要になるなど、データ解析に予想以上の時間を要した。このため、マルチプレックスPCRの最適化に向けての2回目の次世代シークエンサーによるタイピングは実行できず、やや計画に遅れを生じた。本年度の研究により、リファレンス配列が整備され、データ解析における問題点も明らかになったことから、次年度では、マルチプレックスPCRの反応条件を含め、データ解析法についても、さらに検討を進める必要がある。希少動物であるトキの保全においては、個体数の増加を図るとともに、集団の遺伝的多様性を把握し維持することが求められており、そのためには数百程度のDNA多型マーカーを簡便かつ低コストでタイピングする手法を確立する必要がある。トキ親子ペアのゲノムDNAサンプルの入手が遅れたため、計画の順序を変更し、まず、日本トキ集団の始祖5個体および後代20個体について、マルチプレックスPCR/NGS法による215マーカーのタイピングを実施した。タイピングデータの解析から、複数遺伝子座を増幅していると推定されたマーカーを削除し、172マーカーを有効なマーカーとして選抜した。

さらに、データベースに登録されているトキドラフトゲノム配列情報を利用し、マーカーのゲノム上での位置について検討した。近接したマーカーについて一方のマーカーを削除した結果、有効なマーカー数は151となった。これまでの解析結果からは、151マーカーを使用した場合でも、個体識別や親子鑑定は可能であると推察された。しかし、トキ集団の遺伝的多様性の評価のためには、より多くのマーカーを利用することが望ましく、本実験計画では200程度を想定していることから、新たに110個のマーカー座位に対してPCRプライマーを作製した。各プライマーを個別にPCR増幅し、その評価を実施した結果、80プライマーをマーカー候補として選抜した。今後これらのマーカーを加えたタイピングを実施することで、中規模のマーカー型判定法を樹立する。日本トキ集団の始祖5個体を含む25個体のゲノムDNAサンプルについて、215マーカーのジェノタイピングデータが得られた。これらのデータ解析およびトキドラフトゲノム配列情報を利用した近接マーカーの削除の結果、有効なマーカーとして151マーカーが選抜された。新たに、110のマーカー座位に対してPCRプライマーを設計し、その評価を実施した結果、増幅可能である80のプライマーが得られた。年度末までに、トキ親子ペア(父、母、子)のゲノムDNAサンプルも入手できており、これらのジェノタイピングデータを得るための準備も進められている。さらに、マルチプレックスPCRの反応条件の最適化に向けた検討についても準備が進められた。このように、研究はおおむね計画通りに進行している。希少動物であるトキの保全においては、個体数の増加を図るとともに、集団の遺伝的多様性を把握し維持することが求められており、そのためには数百程度のDNA多型マーカーを簡便かつ低コストでタイピングする手法の確立が必須である。我々は、日本トキ集団の始祖個体を対象に次世代シークエンサー(NGS)を利用した解析を実施し、5万を超えるDNA多型マーカー候補を検出している。本課題では、これらの候補から日本トキ集団に有効なマーカーを選抜するとともに、マルチプレックスPCRとNGSを用いた中規模のマーカー型判定法の開発を試みた。これまでに選抜された172マーカーについて、3世代の家系(父方祖父母、父母および子の計5羽)のゲノムDNAサンプルを用いてタイピングを実施し、親子間での各マーカーの遺伝様式について検討した。タイピングデータの解析から、各マーカーはメンデル遺伝に従うことが確認された。さらに、マーカー数200以上を確保するために追加した80個のプライマーペアについて、40プライマーペア混合でのマルチプレックスPCR×2反応の条件でサンプルを調製し、NGSによるマーカー型判定を実施した結果、71プライマーペアは有効なマーカーであると推察された。全マーカーを用いたタイピングも試みたが、サンプル調製にミスがあり、必要なデータを得ることができなかった。
カイコの卵形質突然変異遺伝子にみられる機能発現の解析と形態形成

1.カイコ低温誘発灰色卵遺伝子(tsg)における特異形質の発現解析第15連関群に所属する自然突然変異遺伝子"低温誘発灰色卵(tsg)"について形質発現の様式を精査した。この形質の特徴は、tsgホモの雌が蛹期を通じ25°Cで保護された場合、産生される卵は全て正常であるのに対し、蛹中期において615°Cの低温に10時間あるいはそれ以上曝された時のみ同一蛾区内に一部灰色卵を混産する。蛾区内に産生される灰色卵の個数は、低温接触時間が10、24ならびに48時間の場合、それぞれ約8、16および24卵であった。これは卵黄小管あたり1、2および3個の卵が灰色になることを意味し、卵殻形成開始期のovarian follicleの個数を表している。一方,この事象はこの時期のovarian follicleは低温刺激に対して最も感受性が高いことを物語っている。灰色部分の卵殻断面を観察すると、卵殻中層部の構造のみが異常になっていた。すなわちtsg遺伝子は卵殻中層構造形成時に発現するものと推察した。野蚕の一種であるエリ蚕の卵殻について表面と断面の構造を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。卵の前極部外部表面には1220枚の花弁からなる精孔(精子の進入口)が開口し,その内部表面には精子が卵の前極原形質に移行するための精孔副枝細管が610本分布していた。側面部,側面周辺部および後極部には比較的規則正しい六角形(五角形や七角形のものも少数混在する)の区画紋様と区画の内側中央部には1つの大きな窪みが観察され,区画3個の接点には大きな気孔が存在していた。更に,これらの気孔と窪みは筒状あるいはロート状を呈して卵殻中層部にまで陥入していた。卵殻の断面は極めて薄い柱梁組織構造をとる内層と薄膜シート状の外層および最も厚く、卵殻の大部分を占める中層の三層から構成されていた。中層はその構造形態からさらに不規則な斜状層を呈する上層部、多孔質状あるいはスポンジ状の中央層部、規則正しいラメラ状構造をとる下層部の三部に区分された。1.卵形質突然変異,矮小卵(emi)の卵黄タンパク質形成に関する解析受精能並びに孵化機能を有す小卵突然変異,矮小卵(emi)の卵黄タンパク質の組成を分析したところ,主要成分としてvitellin,30Kタンパク質および卵特異タンパク質(ESP)が正常と同様に検出された。更にそれら3種の卵黄タンパク質主要成分の含量割合は正常卵のそれらと同じであった。一方,蛹雌体液中にはvitellinの前駆物質であるvitellogrninや30Kタンパク質が正常と同様に充分量存在し,卵黄形成の進行に伴って逐次減少した。これらの分析結果から矮小卵遺伝子emiは卵サイズ決定にのみ関与していつものと推察した。2.矮小卵(emi)卵殻の構造解析卵殻前極部に位置し,精孔部を形成する花弁状の紋様が観察されるものの,花弁数が少なく,一重であった。

後極部にみられる顆粒構造は不規則でかつ大きい粒状を呈していた。側面部に観察される網目状区画(polygon)の面積は小さくかつ側面部全体のpolygon総数も少なく,polygon内部にみられる小瘤の数も少なかった。これらの観察結果から矮小卵遺伝子emiは濾胞細胞の増殖と細胞サイズとを制御するものと結論した。1.卵サイズを支配するカイコ矮小卵(emi)遺伝子の形質発現-卵細胞質が次代幼虫の発育に与える影響解析幼虫発育に及ぼす卵細胞質の影響について、卵殻容積が小さく、卵黄成分含量の少ないカイコ矮小卵を供試材料として、emi卵で形成された次代幼虫の体重を指標にして分析した。孵化直後の幼虫体重は正常>emiであったが、発育の進行に伴って正常>emiの関係は徐々に小さくなり、体重増加の回復が認められるものの最終齢期(5齢期)になっても正常>emiの関係は維持されていた。この事象は、卵黄物質の多少は胚子形成と後胚子発育に影響を及ぼすことを物語っている。2.カイコ卵殻形質突然変異遺伝子、mgr(まだら灰色卵)の形質特性正常なカイコ卵の卵殻は無色,半透明であるが,卵殻が灰白色を呈し不透明になる斑灰色卵(mgr卵)と呼ばれるmgr卵の灰色性発現の要因を究明する目的で卵殻の表面ならびに断面の構造について正常卵殻との比較観察を行った。mgr卵の卵殻表面における構造的相違は認められなかった。三層からなる卵殻断面のうち主要部分を占める中層は規則正しいラメラ状の積層構造をとるのに対して,mgr卵殻にみられる灰色状部分の中層断面にはラメラ状構造は観察されず,不規則・不定形の異常な構造となっていた。一方、卵殻の外層と内層については正常との間に構造的・形態的差異は観察されなかった。mgr卵の灰色性の発現は卵殻断面中層の形態形成異常に起因すると推察した。1.カイコ低温誘発灰色卵遺伝子(tsg)における特異形質の発現解析第15連関群に所属する自然突然変異遺伝子"低温誘発灰色卵(tsg)"について形質発現の様式を精査した。この形質の特徴は、tsgホモの雌が蛹期を通じ25°Cで保護された場合、産生される卵は全て正常であるのに対し、蛹中期において615°Cの低温に10時間あるいはそれ以上曝された時のみ同一蛾区内に一部灰色卵を混産する。蛾区内に産生される灰色卵の個数は、低温接触時間が10、24ならびに48時間の場合、それぞれ約8、16および24卵であった。これは卵黄小管あたり1、2および3個の卵が灰色になることを意味し、卵殻形成開始期のovarian follicleの個数を表している。一方,この事象はこの時期のovarian follicleは低温刺激に対して最も感受性が高いことを物語っている。灰色部分の卵殻断面を観察すると、卵殻中層部の構造のみが異常になっていた。すなわちtsg遺伝子は卵殻中層構造形成時に発現するものと推察した。野蚕の一種であるエリ蚕の卵殻について表面と断面の構造を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。卵の前極部外部表面には1220枚の花弁からなる精孔(精子の進入口)が開口し,その内部表面には精子が卵の前極原形質に移行するための精孔副枝細管が610本分布していた。側面部,側面周辺部および後極部には比較的規則正しい六角形(五角形や七角形のものも少数混在する)の区画紋様と区画の内側中央部には1つの大きな窪みが観察され,区画3個の接点には大きな気孔が存在していた。更に,これらの気孔と窪みは筒状あるいはロート状を呈して卵殻中層部にまで陥入していた。卵殻の断面は極めて薄い柱梁組織構造をとる内層と薄膜シート状の外層および最も厚く、卵殻の大部分を占める中層の三層から構成されていた。