hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低出力パルス超音波が歯周外科後の創傷治癒に与える効果

【動物実験】Wistar系ラット(雄性,8週齢)の口蓋部の粘膜に実験的粘膜欠損を形成し、LIPUSを照射した。実験群は、非照射群、1回照射群、および3回照射群の3群とし、実験期間は14日間とした。肉眼的形態観察による評価では、術後14日の1回照射群、および3回照射群の創傷面積の縮小率は、非照射群と比較して高い値を示した。1回照射群、および3回照射群の頬口蓋方向の最長径は、非照射群と比較して縮小を示した。疼痛に与える影響の評価は、非照射群,1回照射群,および3回照射群の口蓋の創傷部周囲の疼痛の反応を調べた。本実験では,疼痛の反応には明らかな違いは観察できなかった。組織形態学的評価では、LIPUS照射群は、上皮の増殖、軟骨の再形成などの所見がみられた。以上の結果から、LIPUS照射は、遊離歯肉移植術における口蓋部供給部の治癒の促進に有効である可能性が示唆された.【臨床実験】遊離歯肉移植術およびフラップ手術後の患者の術後1日に術野にLIPUSの照射を行い、抜糸時、および術後4週時に評価を行った。他の部位に同様の術式で歯周外科手術を行った患者に対するGOHAIによるアンケートの結果から、患者のQOLについては改善する傾向がみられたが疼痛の抑制には変化がみられなかった。LIPUSの照射は、骨折の治癒を促進するために広く応用されており,LIPUSの照射がインプラントのオッセオインテグレーションを補強するとする報告もある。本研究のように歯周外科手術後の軟組織に対して適用した臨床研究は少ない。本研究では,LIPUSの照射の介入によって患者が得られる利益は限定的であった。全般的に遅れている。共同研究者の退職による組織の変更や、別の研究者の海外留学などもあり、研究のための十分な時間が取れていない。本研究の遂行のために、平成30年度末に1年間の期間延長願を提出して受理されている。【動物実験】手技の習熟と術式の規格化および組織学的評価の条件決めなどにより、動物実験は当初の予定より時間を要した。当初の実験計画からLIPUSの照射条件や評価までの期間等に変更点が生じている。実験条件にも変更があり、現在のところ、手技の不揃いなどから予定のn数に達していない群があり統計学評価には至っていない状態である。【臨床実験】研究の特殊性から十分な被験者が得られていない。対照群を置かない複数の応用例を示した症例報告をによる公表を含めることも考えている。【動物実験】動物実験では不足分を早急に補填して、統計学的評価を行う予定である。得られたデータを公表する予定である。【臨床実験】現在までの被験者数は不足している、当初の計画ではスプリットマウスデザインで同じ被験者に実験側と対照側を設けることを想定していたが対象者が集まらなかった。LIPUS照射の介入によって、一定の利益が得られることについては裏付けがないが、複数回の手術を行う患者に対して、照射と非照射を分ける場合には不利益を感じさせてしまい、理解を得られない場合もあった。そのことから片側に行う外科手術も症例として加えるようにしている。臨床研究から、LIPUSの治療効果を明らかにするためには、多施設による無作為臨床研究が必要であるものと考えるが、振動する器具を用いて照射することから、プラシボとして扱うことも、被験者に対してブラインドにすることも困難であると思われる。臨床実験に関しては一例でも多くの症例を集めることを優先して考えている。平成28年度は主にラットを用いた動物実験をおこなった。明海大学歯学部動物実験倫理委員会に動物実験計画書を提出して,実験計画と飼育計画の認可をそれぞれ得ている。現在は,詳細な条件決めを規定するための実験を行っている。これまでに,麻酔方法を3種混合麻酔薬(塩酸メデトミジン0.15 mg/kg、ミダゾラム2 mg/kg、酒石酸ブトルファノール2.5 mg/kg)による腹腔内投与2+2%リドカインによる局所麻酔と改変して,良好な手術環境を得ている。術後疼痛に関する効果については創傷部に4gと15gのvon Frey Filamentを用いて機械的刺激に対する痛み反応の評価を行っているが,von Frey Filamentのサイズと疼痛の評価についてはさらなる検討を要するものと考えている。また,臨床研究としては,平成28年度はフラップ手術,エナメルマトリックスタンパク質を用いた再生療法,および歯周形成外科について,その術後疼痛の変化について,術前から術後28日までの追跡調査を行っており,術後疼痛に関する調査例は20例ほど集まっている。平成29年度は,LIPUS照射を臨床応用した際の創傷治癒および術後疼痛への影響の調査を加える予定で,明海大学歯学部倫理委員会へのヒトを対象とする医学研究の実施計画の審査を計画している。当面は,先行している動物実験のデータを追加していくことを第一と考えている。現在まで学会発表にまで至ってはいないが,平成29年度中には日本歯周病学会において成果発表を行う予定である。臨床研究については,対照となる群のデータは20例ほど集まっている。LIPUS照射の臨床応用にに関しては,明海大学歯学部倫理委員会へのヒトを対象とする医学研究の実施計画の審査をが必要になる。

動物実験に関しては,現在のところやや遅れているが,推進の妨げになる大きな障害はないため29年度は遅れを取り戻せるものと考える。明海大学歯学部動物実験センター倫理委員会の承認kのもと以下の実験を行なっているが公表には至っていない。実験動物にWistar系ラット雄性(8週齢)を用いて,実験群は,1.LIPUs照射(1日群),2.LIPUs照射(3日群),3.LIPUs照射(5日群),4.非照射(コントロール群)の4群としている。1)外科手術の際の苦痛を軽減するために、三種混合麻酔薬(塩酸メデトミジン0.3mg/kg、ミダゾラム4mg/kg、酒石酸ブトルファノール5mg/kg)による腹腔内投与による麻酔を行なう。麻酔後に四肢を固定台に固定し、開口器を設置、2%リドカインによる局所麻酔を行なった後に口蓋の歯肉に欠損を作成する。2)LIPUs照射は、照射前に、ラットを専用の台に固定し1回につき15分間の照射を行なう。術後疼痛に与える効果LIPUs照射後のvon Frey Filament法を用いた機械的刺激に対する痛み反応の評価は,麻酔の深度を一定に保つことが困難で,現在のところ結果が得られていない。von Frey Filament法以外の方法も試みている。形態観察では,Lipus照射群は,非照射群と比較して創傷部の上皮による閉鎖が早くなる傾向がみられている。HE染色による組織学的検討では創傷部の上皮の欠損している部位の頬舌的距離を計測しており,同様にLipus照射群は,非照射群と比較して治癒が早い傾向がみられるが,照射条件の差との関連を明らかにするためには追加の実験を要する。ラットを用いた実験でのLipus照射と疼痛に関する実験では,麻酔の深度の関係から一定の結果が得られていない。技術的な問題がクリアすればデータをまとめていくこと自体には問題はない。また,Lipus照射の創傷治癒への影響に関しては,いくつかの所見がみられている。形態観察および組織学的所見に関しては統計学的評価にまでに至っていない。特に,麻酔方法を含めた外科術式の確立のために時間を要していたが,現在は安定しているものと考えている。特に口腔の軟組織の創傷の規格化には実験動物によって口蓋の軟組織の面積や厚みに違いに影響が出にくい方法を確立している。また,照射条件に関しても出力と回数と時間に関する実験から,より詳細な条件決めを行っている。また,組織学的評価ではパラフィン包埋に加えて凍結切片を用いた方法でのサンプルの作製を試みており観察に使うことができるくらいの質まで向上している。本研究は、これまでのところ,外科処置を加えて経過を追うという動物実験の特殊性から全般的に遅れている。【動物実験】Wistar系ラット(雄性,8週齢)の口蓋部の粘膜に実験的粘膜欠損を形成し、LIPUSを照射した。実験群は、非照射群、1回照射群、および3回照射群の3群とし、実験期間は14日間とした。肉眼的形態観察による評価では、術後14日の1回照射群、および3回照射群の創傷面積の縮小率は、非照射群と比較して高い値を示した。1回照射群、および3回照射群の頬口蓋方向の最長径は、非照射群と比較して縮小を示した。疼痛に与える影響の評価は、非照射群,1回照射群,および3回照射群の口蓋の創傷部周囲の疼痛の反応を調べた。本実験では,疼痛の反応には明らかな違いは観察できなかった。
体温調節中枢による皮膚血管運動調節機構の解明

本研究の目的は、延髄循環中枢にあって、体温調節に関わる皮膚血管運動を支配する血管運動中枢ニューロンを同定し、視床下部の体温調節中枢からこのニューロンとの機能的な結合を明らかにすることである。これまでの研究の成果は次の通りである。電気刺激により耳介の皮膚血流減少を引き起こす部位を視床下部内で検索した結果、背内側(DMH)にあった。次にDMH刺激に興奮性に応ずる網様体-脊髄路ニューロン(Cuニューロン)を検索した。その結果、Cuニューロンは延髄の、従来から知られている動脈圧感受性・交感神経興奮性プレモーター・ニューロン(RVLMニューロン;血圧調節ニューロン)より内側に存在した。Cuニューロンは動脈圧受容器からの求心線維を含む大動脈神経のショートトレインの電気刺激に応答しなかった。Cuニューロン活動に含まれる周期的活動を解析した結果、Cuニューロン活動には呼吸周期に一致した活動成分が顕著であったが、心拍周期に一致した活動は無いかあっても極僅かであった。上記の研究結果は、延髄に存在し交感神経活動を調節するニューロン群には、血圧調節ニューロンのほかに皮膚血管運動を支配するニューロンが存在し、それぞれ延髄内の異なる部位に存在することを示す。今後、Cuニューロンの機能をさらに明確にするために、体温調節中枢の温度刺激の変化に対するCuニューロンの反応を調べる必要がある。これまで耳介の皮膚血流の計測に加え、耳介の交感神経活動を記録し、加温によって交感神経が減少し同時に血流が増加する部位が視床下部内の視索前野(POA)にあり、これまでの知見と一致する結果が得られている。
酸化発酵の解析:酢酸菌のシアン耐性呼吸鎖の化学的及び遺伝子工学的再構成

1)酢酸菌をはじめとして、Pseudomonas属菌やメタノール細菌などの糖質脱水素酵素を多種類にわたって精製するとともに、それらの補酵素がPQQあるいは共有結合型フラビンであることを明らかにした。2)酢酸菌Gluconobacter属菌の電子伝達鎖がシアンやアジドに感受性のチトクロムo経路とシアンやアジドに耐性の経路に分岐していること、更にこのシアン耐性呼吸鎖はエネルギー生成能を持たず、培養pHによって変動するアルコール脱水素酵素に結合したチトクロムc553が関与していることを明らかにした。また、Gluconobacter属菌の変異種G.suboxydans var αの一群はこのシアン耐性呼吸鎖を欠くとともにアルコール脱水素酵素に結合したチトクロムc553を欠いていることを明らかにした。3)シアン感受性呼吸鎖の末端で機能しているチトクロムoを精製し、それを人工膜小胞に再構成することでエネルギー生成能を有することを示すとともに、グルコース及びエタノール酸化系呼吸鎖はそれぞれの脱水素酵素とユビキノン、そしてチトクロムoの3成分だけで再構成されることを示した。4)合成オリゴヌクレオチドプローブを用いてG.suboxydansのチトクロムc553(CO)遺伝子を単離し、これを大腸菌とG.suboxydansのシャトルベクターに組み込み、これを用いて上記の変異種α株を形質転換した。形質転換株では、細胞膜のヘムcやCO結合性チトクロムcの含量が増大し、エタノール酸化活性が回復した。このチトクロムc553(CO)がアルコール脱水素酵素の第2サブユニットであることも明らかになった。酢酸菌gluconobacter suboxydans subsp.α株は,アルコ-ル脱水素酵素、エタノ-ル酸化酵素、グルコ-スーフェリシアニド酸化還元酵素などの活性を欠いており、また、その細胞膜中のチトクロムC含量は極めて少なく、シアンやアジドによる呼吸活性の阻害に対して感受性が高い。通常のG.suboxydansにくらべて、その細胞膜にあるアルコ-ル脱水素酵素を構成するサブユニットのキノヘムタンパクは少なく,もう一のサブユニットであるチトクロムCは欠損していた。この細胞膜へG.suboxydansから精製したアルコ-ル脱水素酵素を再構成してやることで、エタノ-ル酸化活性は完全に回復し,且つシアンやアジドに対する耐性も回復した。グルコ-スーフェリシアニド酸化還元酵素活性も回復した。これらの回復は、チトクロムC成分を再構成してやることでも観察されたので、アルコ-ル脱水素酵素の中のチトクロムC成分こそ,エタノ-ル酸化素呼吸領に必須の成分であり,シアンやアジド耐性に関するものであった。したがって、次の課題として次のことを考察する段階に入りつつある。すなわち,1)G.suboxydansからsubsp.αへアルコ-ル脱水素酵素のサブユニットの情報を含むプラスミドを形質転換法で導入をはかる.2)シアン耐性経路をもつ菌ともたない菌の膜小胞などを用いて、膜電位が酸化発酵能や糖質酸化呼吸活性にどのように影響するかを調べる。1.酢酸菌をはじめとして、Pseudomonas属菌やメタノール細菌などの糖質脱水素酵素を多種類にわたって精製するとともに、それらの補酵素がPQQあるいは共有結合型フラビンであることを明らかにした。2.酢酸菌Gluconobacter属菌の電子伝達鎖がシアンやアジドに感受性のチトクロムo経路とシアンやアジドに耐性の経路に分岐していること、更にこのシアン耐性呼吸鎖はエネルギー生成能を持たず、培養pHによって変動するアルコール脱水素酵素に結合したチトクロムc553が関与していることを明らかにした。

3.シアン感受性呼吸鎖の末端で機能しているチトクロムoを精製し、それを人工膜小胞に再構成することでエネルギー生成能を有することを示すとともに、グルコース及びエタノール酸化系呼吸鎖をそれぞれの脱水素酵素とユビキノン、そしてチトクロムoの3成分だけで再構成されることを示した。4.合成オリゴヌクレオチドプローブを用いてG.suboxydansのチトクロムc553(CO)遺伝子を単離し、これを大腸菌とG.suboxydansのシャトルベクターに組み込み、これを用いて上記の変異種α株を形質転換した。形質転換株では、細胞膜のヘムcやCO結合性チトクロムcの含量が増大し、エタノール酸化活性が回復した。このチトクロムc553(CO)がアルコール脱水素酵素の第2サブユニットであることも明らかになった。
水中ウォータージェットの流れ場の定式化と数値解析法に関する研究

水中ウォータージェットで発生するキャビテーションを取り扱うためには、流体の圧縮性が無視できないが、従来の二流体モデルに基づく平均化方程式系には液体非圧縮の付加慣性力の式が用いられてきた。本研究では最近報告された液体の圧縮性も考慮した付加慣性力の式を用い、線形の範囲内では液体の圧縮性が従来の解析結果に影響を及ぼさないことを確認した。また、気泡流の伝熱問題への取り組みに先行して、液体単相の伝熱問題の数値シミュレーションを行い、計算法と計算結果の妥当性を確認した。今年度,外部への発表はまだなく,すでに導出した気泡流に対する質量保存の式,運動量保存の式に加え,現在エネルギー保存の式を導出中である.また,これに先行して,気泡を含まない液体単相での数値シミュレーションを行った.これは,気泡流に対するエネルギー保存の式の導出を待たずに,従来の単相流に対する流体力学方程式系を用いて行えるうえ,気泡流に対するエネルギー保存の式を導出した後に実施する気泡流のシミュレーションの結果を液体単相の場合の結果と比較するからである.さらに,単相での数値シミュレーション法が気泡流のシミュレーションを行う際にも多くの指針を与えてくれると思われるからである.この単相の場合の結果が従来の単相で得られている結果と一致することを確認した.なお,本研究が対象とする水中ウォータージェット装置に関連して,今年度,「水中ウォータージェットのノズル上流側配管要素がキャビテーション壊食に及ぼす影響」と題して論文を投稿し,平成21年4月発行の日本ウォータージェット学会「噴流工学Vol. 25, No. 3」(査読有り)に掲載が決定した.この論文により,水中ウォータージェットの応用上極めて重要な問題を指摘し,この問題の特性を実験的に調査したうえで一つの解決法を示したが,その解決法の物理的根拠は不明のままとなった.それを明らかにするためには,実験的手法では難しく,数値シミュレーションの援用が不可欠である.ここにも本研究の意義がある.本研究が対象とする水中ウォータージェット装置に関連して,平成21年4月発行の日本ウォータージェット学会「噴流工学Vbl.25, No.3」(査読有り)に「水中ウォータージェットのノズル上流側配管要素がキャビテーション壊食に及ぼす影響」と題して論文が掲載された.この論文により,水中ウォータージェットの応用上極めて重要な問題を指摘し,この間題を回避するための一つの解決法を示したが,その解決法の物理的根拠は不明のままとなった.その根拠を理論的,数値的に明らかにするところにも本研究の意義がある.前年度,気泡流に対するエネルギー保存の式の導出に先行して単相流の伝熱シミュレーションを行ったが,その際,浮力の項は考慮されていなかったため,現在も浮力の項を付加して計算プログラムを作成中である.また,本研究で前年度まで使用していた付加慣性力の式は圧縮性を考慮していない式であったが,水中ウォータージェットのキャビテーションを扱う上では,付加慣性力についても液体の圧縮性を考慮することが不可欠であったため,他者の2004年の論文の最新の成果を取り入れ,圧縮性を考慮した付加慣性力の式に置き換えた.それまでの成果である物理量の微小な変動の伝播に関する結果にはどちらの式を用いても影響を及ぼさないことを確認した.本研究で前年度までは流体が静止した状態からの摂動を考えて線形化し理論解析を行ったが,当該年度は一様流からの摂動を考えて線形化を行った.現在それをもとに数学的適切性の評価を行っている.本研究で並行して実施してきたいくつかの項目の成果を今後融合し,一つの大きな成果としてまとめる予定である.
IgG受容体遺伝子多型は口腔扁平苔癬の疾患感受性マーカーになりうるか

緒言:口腔扁平苔癬(OLP)は、歯科臨床の現場でしばしば遭遇する難治性口腔粘膜疾患であり、その原因については、従来から細胞性免疫の異常が考えられているが、分子遺伝学的分析が十分になされていないのが現状で、確定的なものはない。今回私たちは、本疾患患者について、免疫関連遺伝子の多型解析を行ったので報告する。対象および方法:新潟大学歯学部倫理委員会の審査と承認を受け(平成14年6月5日承認)、生検にてOLPの病理診断が得られた32名および健常者99名を対象とし、インフォームドコンセントを得た上で末梢血採血を行い、フェノール/クロロホルム法にてゲノムDNAを抽出した。免疫グロブリン受容体5項目、サイトカイン8項目、蛋白分解酵素1項目の計14種類についてナノインベーダー法【○!R】にてSNPを検出し、各遺伝子座について、遺伝子型頻度、アリル頻度、アリル保有率を解析後、カイ二乗検定にてp値、オッズ比、相対危険度を求めた。結果:TNFRII(+587)T/Gにおいて有意にGアリルが多く(p=0.0487)、Gアリルの保有率が高く(p=0.0268)、オッズ比2.7173(95%Cl 1.0995-6.7151)であった。また、IgG FcγRIIIb(NA)において、NA2アリルが多い傾向があり(p=0.1001)、オッズ比は1.6086(95%Cl 0.9106-2.8413)であったが、有意差は認めなかった。なお、その他の12遺伝子では、有意な結果は得られなかった。考察:TNFRII(+587)T/G遺伝子多型は、機能的にはTNF-α誘導アポトーシスに関連しており、SLEや慢性関節リウマチ、重度慢性歯周炎との関連が報告されている。今回の結果から、TNFRII(+587)T/Gは、OLPにおける疾患感受性マーカーとなる可能性が示唆された。一方、IgGFcγRIIIbにおいてNA2/NA2遺伝子型は、NA1/NA1遺伝子型に比べて好中球の貪食能や活性酸素産生能が低く、歯周炎再発や早期発症型歯周炎との関連が報告されている。今回、OLP群において有意差は認めらなかったが、NA2アリルが多い傾向があり、今後、症例数を増やして再検討を行いたい。

対象および方法:新潟大学歯学部倫理委員会の審査と承認を受け(平成14年6月5日承認)、生検にてOLPの病理診断が得られた32名および健常者99名を対象とし、インフォームドコンセントを得た上で末梢血採血を行い、フェノール/クロロホルム法にてゲノムDNAを抽出した。免疫グロブリン受容体5項目、サイトカイン8項目、蛋白分解酵素1項目の計14種類についてナノインベーダー法【○!R】にてSNPを検出し、各遺伝子座について、遺伝子型頻度、アリル頻度、アリル保有率を解析後、カイ二乗検定にてp値、オッズ比、相対危険度を求めた。結果:TNFRII(+587)T/Gにおいて有意にGアリルが多く(p=0.0487)、Gアリルの保有率が高く(p=0.0268)、オッズ比2.7173(95%CI 1.0995-6.7151)であった。また、IgG FcγRIIIb(NA)において、NA2アリルが多い傾向があり(p=0.1001)、オッズ比は1.6086(95%CI 0.9106-2.8413)であったが、有意差は認めなかった。なお、その他の12遺伝子では、有意な結果は得られなかった。考察:TNFRII(+587)T/G遺伝子多型は、機能的にはTNF-α誘導アポトーシスに関連しており、SLEや慢性関節リウマチ、重度慢性歯周炎との関連が報告されている。今回の結果から、TNFRII(+587)T/Gは、OLPにおける疾患感受性マーカーとなる可能性が示唆された。緒言:口腔扁平苔癬(OLP)は、歯科臨床の現場でしばしば遭遇する難治性口腔粘膜疾患であり、その原因については、従来から細胞性免疫の異常が考えられているが、分子遺伝学的分析が十分になされていないのが現状で、確定的なものはない。今回私たちは、本疾患患者について、免疫関連遺伝子の多型解析を行ったので報告する。免疫グロブリン受容体5項目、サイトカイン8項目、蛋白分解酵素1項目の計14種類についてナノインベーダー法^<【O!R】>にてSNPを検出し、各遺伝子座について、遺伝子型頻度、アリル頻度、アリル保有率を解析後、カイ二乗検定にてp値、オッズ比、相対危険度を求めた。結果:TNFRII(+587)T/Gにおいて有意にGアリルが多く(p:0.0487)、Gアリルの保有率が高く(p:0.0268)、オッズ比2.7173(95%Cl 1.0995-6.7151)であった。また、IgG FcγRIIIb(NA)において、NA2アリノレが多い傾向があり(p:0.1001)、オッズ比は1.6086(95%Cl 0.9106-2.8413)であったが、有意差は認めなかった。一方、IgG FcγRIIIbにおいてNA2/NA2遺伝子型は、NA1/NA1遺伝子型に比べて好中球の貧食能や活性酸素産生能が低く、歯周炎再発や早期発症型歯周炎との関連が報告されている。今回、OLP群において有意差は認めらなかったが、NA2アリルが多い傾向があり、今後、症例数を増やして再検討を行いたい。
長期記憶の不安定化を司る分子メカニズムと神経基盤の解明

学習で獲得した情報は、新規遺伝子発現を介して長期記憶として固定化される。一方、刻々と変化する環境に適応するため、固定化された長期記憶は修飾され、ときには消去される必要がある。私は本研究開始前、ショウジョウバエをモデル生物として用い、転写因子CREB/CRTCが長期記憶の不安定化に重要な役割を果たしていることを見出していた。本研究では、長期記憶の不安定化に関わるCREB/CRTCの標的遺伝子を同定し、その分子メカニズムの解明を目指した。これにより、今まで謎であった長期記憶の不安定化メカニズムの理解にブレークスルーをもたらすことが本研究のねらいである。本研究は、記憶情報の流動性と記憶機構の変化に焦点をあてた当該領域の発展に大きく貢献すると考える。平成26年度までに、ショウジョウバエ記憶中枢であるキノコ体に焦点を絞り、キノコ体における学習後のCREB/CRTC結合遺伝子座を、ChIP-seq法を用いた網羅的解析により同定した。その中から、転写活性化の指標として考えられているヒストンアセチル化の増加が見られる遺伝子を20選定した。本年度には、キノコ体におけるそれら遺伝子の発現解析を、学習前後で比較し、実際に発現が変動すること、CRTCの結合が増加することを堪忍した。続いて、ショウジョウバエの網羅的RNAi系統を活用し、各遺伝子のノックダウンを行った。その結果、Beta-Spec、InRの2つの遺伝子が長期記憶の不安定化に関わっており、これら2遺伝子をそれぞれ抑制すると、長期記憶の消去が見られなくなることをつきとめた。以上より、CREB/CRTCが長期記憶の不安定化に寄与すること、またその下流遺伝子が記憶の不安定化に重要な役割をはたしていることがわかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。学習で獲得した長期記憶は刻々と変化する環境に適応するため、修飾され、ときには消去される必要がある。このような長期記憶の不安定化の現象は知られているが、そのメカニズムは不明である。私はショウジョウバエをモデル生物として用い、転写因子であるCREB/CRTCが長期記憶の不安定化に重要な役割を果たしていることを見出していた。CREB/CRTCの標的遺伝子を同定すれば、記憶の不安定化機序の解明に結びつくと考えられる。しかしながらCREB/CRTCは代謝組織でも機能することが知られており、記憶中枢におけるCREB/CRTC標的遺伝子を同定することが望まれた。そこで平成26年度は、私の開発したショウジョウバエ記憶中枢神経を単離する手法を用い、記憶中枢神経におけるCREB/CRTC標的遺伝子をクロマチン免疫沈降法により同定した。CREB/CRTC標的遺伝子として1000を超える遺伝子が見つかり、標的の絞り込みが必要であった。そのため、これまでに解析していたエピジェネティック修飾と共局在する遺伝子を見たところ、728遺伝子に絞られた。現在、ショウジョウバエで確立されている網羅的RNAi系統を活用し、個々の標的遺伝子を記憶中枢神経でノックダウンし、記憶の不安定化因子の同定するためのスクリーニングを行っている。本研究では、長期記憶の不安定化に関わるCREB/CRTCの標的遺伝子を同定し、今まで謎であった記憶の不安定化の分子メカニズムを明らかにすることを1つ目の目標としている。また、長期記憶の不安定化を誘導する神経基盤を詳細に検討することを2つ目の目標として掲げていた。当初計画通り、平成26年度はCREB/CRTC標的遺伝子を、記憶中枢神経を単離する手法を用いたクロマチン免疫沈降法により同定した。順調に計画を遂行していると考える。平成27年度には、平成26年度に同定した遺伝子の中から、記憶の不安定化に関わる遺伝子を網羅的RNAi系統を用いてスクリーニングする。

その後、神経ネットワーク内での発現を解析し、またそれらの神経生理機能を追及することにより、記憶の不安定化に関わる未知の神経生理変化を提案できるだろう。平成27年度はさらに、記憶の不安定化を誘導する神経基盤の解明に取り掛かる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
非定常噴霧におけるエントレイン波の空気導入促進効果を用いた排ガス低減手法の提案

単気筒ディーゼル機関において,非定常噴霧を含む多段噴射の活用により燃料と空気の混合を促進し,高効率・低エミッションとなる噴射条件を提案した.メイン噴射の直後に少量の燃料を噴射するアフター噴射を用いることで,窒素酸化物の排出濃度を保ったままに黒煙濃度を低減し,なおかつ,熱効率を上昇させることができた.また,数値シミュレーションをもちいてエンジン試験の結果を考察した.本研究は,圧縮着火機関において,比較的低い燃料噴射圧力を用いながら,従来のディーゼル燃焼に対してすす排出濃度を低減するため,燃料噴射終了時に発生するEntrainment Waveを用いて燃料と空気の混合を促進し,大量の排気再循環を用いることなく窒素酸化物と粒子状物質の同時低減を過濃とする燃料噴射条件の提案を目指している.初年度は,準定常期間のほとんどない少量噴射について基礎的な知見を得るため,コモンレール式燃料噴射装置を備えた急速圧縮膨張装置を用いて,比較的高温高圧の雰囲気場において,雰囲気圧力,噴射圧力,噴孔径が噴霧先端到達距離,噴霧体積,噴霧拡がり角に与える影響について実験的に調査した.その結果,噴霧先端到達距離は噴射開始から噴射中期頃まで時刻に比例して増加した後,時刻の0.5乗に比例するように推移し,噴射が終了する頃に,時刻の0.25乗に比例するように推移することなどを明らかにした.また,単気筒試験機関を用いて,吸気圧力およびスワール比を変更し,多段噴射を用いたディーゼル機関において吸気条件がアフター噴射の黒煙低減効果に及ぼす影響について実験的に調査した.その結果,スワール比が高いほどアフター噴射による黒煙低減効果が大きくなり,また,吸気圧力を高めるとその効果が大きくなることが明らかとなった.急速膨張装置で得られた噴霧に関する基礎的知見を用いて結果を整理することにより,黒煙が低減する条件が明らかになる可能性がある.本研究は,圧縮着火機関において,比較的低い燃料噴射圧力を用いながら,従来のディーゼル燃焼に対してすす排出濃度を低減するため,燃料噴射終了時に発生するEntrainment Waveによる燃料と空気の混合を活用し,大量の排気再循環を用いることなく窒素酸化物と粒子状物質の同時低減を可能とする燃料噴射条件の提案を目指している.二年目にあたる2015年度は,初年度に用いた急速圧縮膨張装置に改良を加えて,より高温条件の結果が得られる工夫を施した.その結果,初年度は比較的低温で蒸発の遅い噴霧しか得られなかったのに対し,実際の圧縮着火機関の少量噴射条件で用いられる雰囲気に近い条件で実験を行うことができ,噴霧の内部構造に踏み込んだ検討が可能となった.単気筒試験機関をベースとした急速圧縮膨張装置を用いて,準定常期間のほとんどない少量噴射における基礎データを取得することができた.昨年度は精度上の問題が少しあり,温度条件が蒸発の遅い低温に限られたが,本年度は機関に改良を加え,実機関の条件に近い条件で蒸発噴霧のシャドウグラフ高速度撮影を行うことができた.単気筒ディーゼル機関において,非定常噴霧を含む多段噴射の活用により燃料と空気の混合を促進し,高効率・低エミッションとなる噴射条件を提案した.メイン噴射の直後に少量の燃料を噴射するアフター噴射を用いることで,NOx排出濃度を一定に保ったままで,黒煙濃度を低減し,なおかつ,熱効率を上昇させることができた.数値シミュレーションによって筒内の混合気形成状況を確認したところ,メイン噴射直後のアフター噴射を用いると,メイン噴射量を減少させたことによるメイン噴霧の希薄化に加え,アフター噴霧がメイン噴霧に利用されなかった筒内中心付近の空気を利用できるため,噴霧の希薄化が促進してすすの生成量が低減したと考えられる.また,アフター噴射を用いると明らかに等容度が低下するにも関わらず熱効率が上昇するのは,アフター噴射のような少量噴射では通常の噴霧に比べて噴霧先端速度の減衰が早いため,アフター噴霧は壁に到達する時間が遅く,到達時の速度も低いために,壁面への熱伝達率が小さくなり,冷却損失が低減して熱効率向上効果をもたらしたと考えられる.単気筒ディーゼル機関において,非定常噴霧を含む多段噴射の活用により燃料と空気の混合を促進し,高効率・低エミッションとなる噴射条件を提案した.メイン噴射の直後に少量の燃料を噴射するアフター噴射を用いることで,窒素酸化物の排出濃度を保ったままに黒煙濃度を低減し,なおかつ,熱効率を上昇させることができた.また,数値シミュレーションをもちいてエンジン試験の結果を考察した.単気筒試験機関を用いて黒煙低減効果が得られる噴射条件について考察するための実験結果が得られた.また,急速圧縮膨張装置を用いて,準定常期間のほとんどない少量噴射における基礎的知見を得ることができた.噴霧に関する基礎的知見に関しては精度上の問題が少しあり,条件が限られたものの,試験機関で得られた結果を考察するための重要なデータを得ることができた.初年度に得た推論を実証するために解析モデルを用いた検討および実測データの充実に努める.そのために,数値解析手法の精度を高める必要があり,急速圧縮膨張装置を用いてさらに少量噴霧に関する実験データを充実させる.また,これらのデータを総合して,比較的低い燃料噴射圧力を用いながら,環境影響物質の排出を極小とする燃焼を実現する燃料噴射方針を提案する予定である.工学初年度は,当初予定を一部前倒しし,単気筒試験機関を用いて窒素酸化物および粒子状物質を同時に低減できる噴射条件について実験的に調査し,その条件について推論を行った.

今後は,推論を実証するために解析モデルを用いた検討および実測データの充実に努める.そのために,数値解析手法の精度を高める必要があり,急速圧縮膨張装置を用いて少量噴霧に関する実験データを充実させる.また,これらのデータを総合して,比較的低い燃料噴射圧力を用いながら,環境影響物質の排出を極小とする燃焼を実現する燃料噴射方針を提案する予定である.発表を予定していた国際学会が地元の京都で行われたために旅費の支出が大幅に抑えられたことと,可視化実験に用いた合成石英窓の数が抑えられたため.改良した試験機関の部品は消耗が激しく,交換頻度が高いため,次年度使用額はその部品の購入に充てる予定である.
クロロフィル-タンパク質複合体の分子構造と電子移動反応に関する分光学的研究

生体系のタンパク質と複合体を形成している補欠分子(クロロフィルa(Chl)など)の空間配置や配向は、タンパク質の高次構造により規定されていることが知られているが、電子移動反応やエネルギー移動反応のような光合成初期過程に及ぼすこの複合体の影響についてはまだ明らかにされていない。そこで、タンパク質のモデル分子としてポリ(L-グルタミン酸、L-チロシン)、ポリ(L-リジン、L-トリプトファン)などのコポリペプチドを用い、界面活性剤水溶液系でChlと相互作用させてChl-コポリペプチド複合体が形成させ、その光物理学的及び光化学的性質を明らかにした。これまでに得られた結果を以下にまとめる。(1)円偏光(CD)スペクトル:ポリ(L-リジン,L-チロシン)水溶液に陰イオン界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を添加すると、協同結合が起こり不規則構造からbeta-シート構造へコンフォメーションが変化し、その複合体中にChlは可溶化していることがわかった。他のコポリペプチド系についても類似の結果が得られた。(2)吸収・蛍光スペクトル:Chlが複合体中に取り込まれるとChlの蛍光強度が増大し、芳香族アミノ酸であるL-チロシンからChlへのエネルギー移動が起こっていることを明らかにした。そのエネルギー移動効率はSDS濃度に依存しており、協同性を表すパラメータ、結合度が1に近いSDS濃度(0.4mM)でやく50%であった。(3)過渡吸収スペクトル測定:Chl-コポリペプチド系の電子移動反応を過渡吸収分光法により調べた結果、500-530nm領域に850mus程度の寿命を有するChlアニオンラジカルが存在し、470nm付近にチロシンカチオンラジカルが存在することがわかった。つまりその複合体中でチロシンからChlへの電子移動が起こっていることが明らかになった。本研究の結果は生体系の有効なモデル系として機能していることを示していることがわかり、今後の系統的研究が期待される。
磁性材料の革新的活用技術を用いたステータモジュール型バーニアモータの開発

本研究では,低鉄損磁性材料を用いた軽量・高効率モータの開発支援技術の構築を目的として,薄帯磁性材料の巻鉄心カットコアを利用したステータモジュール型ラジアルバーニアモータを開発する。超急冷法で製作される薄帯状の低鉄損磁性材料は,その低い加工性やモータ形状での熱処理の困難性から,現状の積層型ラジアルモータコアに置き換えることが難しい実状がある。そこで,薄帯磁性材料を有効活用できる構造での加工・組み立てを実現するための技術開発と実証に向けて以下の検討を行った。1応力依存磁気特性の正確な把握とシミュレーション技術の構築,2低応力加工技術の開発,3応力制御焼鈍技術の開発。4試作機の製作による実証。平成30年度は,1初年度に得られた応力依存磁気特性の測定結果を基に応力下磁気特性のデータベース型モデリングを開発した。数値モデルを独自開発の有限要素解析コードに組み込むことで,モータの鉄損評価の精度が向上出来ることを示した。今後,非線形計算アルゴリズムを導入し,より実用的な手法への改良を行う予定である。並行して,ステータモジュール型バーニアモータの概要設計を行い,アモルファス磁性材料を用いた場合の低損失化を検証し,国際会議(INTERMAG2018)ならびに国内会議(MAGDA2018)等で発表した。また,2低応力加工技術の開発のため,形状や径を変えた巻鉄心材と500°C以上の耐熱性をもつ接着剤を用いた接着積層材の磁気特性を評価し,各種整形条件での残留応力の影響や熱処理の有無による磁気特性の変化を明らかにした。さらに,3巻鉄心や単板並びに積層材に対して応力下・磁場中熱処理を行って得られた磁気特性を評価し,磁気異方性の発現ならびに磁気特性の改善方法を明らかにした。以上の結果を基に,4試作するステータモジュール型バーニアモータの仕様を決定した。開発するステータモジュール型バーニアモータは,薄帯状の低鉄損磁性材料で作製した分割コアを利用することで,効率よく磁気変調を行い所望の空間高調波を発生できることから,高トルク化や高速運転時の鉄損低減による高効率化が期待できる。また,カットコアの利用により,組立前に焼鈍ができること,モジュール化により製作工程が簡易になるなどの利点がある。ステータモジュール型バーニアモータに適用する薄帯磁性材料の磁気特性を有効活用できる構造での加工・組み立てを実現するための技術開発として,1独自開発の電磁界解析ソフトを用いて,カットコアの配置や材料の磁気特性がモータ効率に与える影響を明らかにした。また,2低応力加工技術の開発のため,アモルファス積層試料に対する高周波励磁が可能な磁気試験器を設計・製作し,接着積層時の磁気特性やそれらの試料の磁場中熱処理効果を明らかにした。さらに,巻鉄心コアを用いて曲げ応力下の磁気特性を測定し,磁気特性を改善するための磁場中熱処理条件を明らかにし,国際会議(INTERMAG2018)で報告した。加えて,3応力制御焼鈍技術の開発に向けて,応力下・磁場中熱処理を行い,無方向性電磁鋼板とアモルファス磁性材料の磁気特性の回復や改善について得た知見を,同国際会議等で報告した。4試作機としては10Nmの平均トルクを目標値とし,試作するステータモジュール型バーニアモータの詳細な仕様を決定した。1応力依存磁気特性の測定結果を基に現状のデータベース型モデルを改良し,より効果的な応力下磁気特性の数値モデリングを構築する。また,高速演算化のため非線形アルゴリズムが適用できるようにする。さらに,電圧源を考慮した解析を可能とし,鉄心の形状や磁気特性の変化による励磁巻線のインダクタンスの影響を考慮した設計ができるようにする。2低応力加工技術の開発のため,初年度から行っている形状や径を変えた巻鉄心材と接着積層材の磁気特性評価を継続し,各種整形条件での残留応力の影響を明らかにするとともに,最適な磁場中熱処理条件を明らかにする。3巻鉄心や単板並びに積層材に対して応力下・磁場中熱処理を行って得られた磁気特性変化に関する実験結果を分析し,磁気特性の制御方法を明らかにする。また,接着剤の種類,接着方法や接着用熱処理雰囲気の影響も合わせて検討を行い,最適な条件を明らかにする。さらに、磁区などの微細構造の観察や熱力学的理論の考察を基に,磁気異方性の発現に関する理論検証を行う。4以上の開発した技術や知見を基に,ステータモジュール型バーニアモータを試作し,無負荷ならびに負荷特性試験を行い,設計で予測した解析結果と比較検証を行う。低鉄損磁性材料が開発されてもその低い加工性や熱処理の困難性から,現状のモータ材料に置き換えることが難しい実状がある。そこで,材料を有効活用できる構造での加工組み立てを実現するために以下の検討を行った。平成29年度は,1応力依存磁気特性の正確な把握とシミュレーション技術の構築ため,アモルファス積層試料に対する高周波励磁が可能な磁気試験器を設計・製作し,アモルファス磁性材料並びに電磁鋼板の応力依存磁気特性を測定しデータベースを作成した。磁気試験器としてはダブルヨークの縦型と横型を試作しその測定精度の検証を行い,横型を最終的に採用した。

並行して,独自開発の電磁界解析ソフトを用いてステータモジュール型バーニアモータの概要設計を行い,アモルファス磁性材料を用いた場合の低損失化を検証し,国際会議(Intermag 2018)に投稿した。また,2低応力加工技術の開発のため,耐熱接着剤を使用した積層鉄心ならびに巻鉄心により,加工方法と接着・積層試料の磁気特性の関係を明らかにした。3応力制御焼鈍技術の開発に向けて,応力下・磁場中熱処理装置を用いて,無方向性電磁鋼板とアモルファス磁性材料の応力下・磁場中熱処理を行って,磁気特性の回復や改善についての知見を得た。平成28年度に,分割コアを利用することで効率よく磁気変調により空間高調波を発生できることから,分割コア型のバーニアモータを考案し,主に電磁界解析により特性計算を行ってきた。その結果,高速運転時の鉄損を低下させる目的で方向性電磁鋼板やアモルファス磁性材料で作製したカットコアの利用が可能であること,カットコアは組立前に焼鈍ができること,モジュール化により製作工程が簡易になるなどの利点が考えられた。平成29年度は,薄帯磁性材料の巻鉄心カットコアを利用したステータモジュール型ラジアルバーニアモータの構造設計のため,1独自開発の電磁界解析ソフトを用いて特性解析を行い,カットコア間ギャップの影響や材料の磁気特性が高周波鉄損に与える影響を明らかにした。試作機としては10Nmの平均トルクを目標値とし,モータ体格やコア寸法並びに巻線仕様を決定した。また,2低応力加工技術の開発のため,積層ならびに曲げ応力下の磁気特性を測定し,それらの試料に磁場中熱処理を行った後の磁気特性と比較検討した。さらに,3応力制御焼鈍技術の開発に向けて,応力下・磁場中熱処理を行い,無方向性電磁鋼板とアモルファス磁性材料の磁気特性の回復や改善についての知見を得た。以上の検討結果の一部は国際会議(Intermag 2018)に投稿した。本研究では,低鉄損磁性材料を用いた軽量・高効率モータの開発支援技術の構築を目的として,薄帯磁性材料の巻鉄心カットコアを利用したステータモジュール型ラジアルバーニアモータを開発する。超急冷法で製作される薄帯状の低鉄損磁性材料は,その低い加工性やモータ形状での熱処理の困難性から,現状の積層型ラジアルモータコアに置き換えることが難しい実状がある。そこで,薄帯磁性材料を有効活用できる構造での加工・組み立てを実現するための技術開発と実証に向けて以下の検討を行った。1応力依存磁気特性の正確な把握とシミュレーション技術の構築,2低応力加工技術の開発,3応力制御焼鈍技術の開発。4試作機の製作による実証。平成30年度は,1初年度に得られた応力依存磁気特性の測定結果を基に応力下磁気特性のデータベース型モデリングを開発した。数値モデルを独自開発の有限要素解析コードに組み込むことで,モータの鉄損評価の精度が向上出来ることを示した。今後,非線形計算アルゴリズムを導入し,より実用的な手法への改良を行う予定である。並行して,ステータモジュール型バーニアモータの概要設計を行い,アモルファス磁性材料を用いた場合の低損失化を検証し,国際会議(INTERMAG2018)ならびに国内会議(MAGDA2018)等で発表した。
抗菌物質産生及び細菌捕食能を有する蜂蜜由来菌の探索と蜂病予防への応用可能性の検証

ハチミツは無菌なものではなく、その中には抗菌物質産生能を有する菌が存在することも知られている。しかし、限られた解析しかされておらず、ハチミツ由来菌がもつ潜在的な力についてはほとんど注目されていない。本研究は、蜜蜂や人がすでに何千年も食しているハチミツの中に蜜蜂や人には無害だが、病原体や薬剤耐性菌の排除に役立つ可能性のある菌が存在するか探索し、プロバイオティクスとしての応用の可能性を探ることを目的とする。ハチミツから人類に恩恵をもたらす有用菌が見つかった場合、蜂産品に新たな付加価値を加えることとなり、多剤耐性菌にも抗菌効果を示す菌が見つかれば、薬剤耐性菌問題解決の糸口になる可能性もある。
Ｉｎ　ｖｉｖｏイメージングによるプルキンエ細胞樹状突起形態形成メカニズムの解明

神経細胞樹状突起の形成機構の解明は、神経系の正常機能や疾患の理解に重要な課題である。本研究では、小脳プルキンエ細胞を用いて樹状突起形成のメカニズム解明を目指した。プルキンエ細胞は生後2週目に成熟型樹状突起を発達させる。その過程でRORalpha遺伝子が枝分かれおよび突起のスパイン形成に必須であること、また、神経活動が不要な一次突起の除去および、突起の同一平面上への伸長を制御することを見出した。さらに、2光子顕微鏡を用いたin vivoイメージング法により、脳内で樹状突起が成熟する過程を経時的に可視化した。これらの成果は、哺乳類神経系における樹状突起形成機構の解明に貢献すると考えられる。本研究では、ユニークかつ比較的均一な細胞形態を特徴とするプルキンエ細胞をモデルとして、in vivoでの樹状突起形成機構の解明を目指した。in ivoでのプルキンエ細胞に対する遺伝子導入法はこれまで限られていたが、子宮内電気穿孔法を応用して、マウス小脳プルキンエ細胞へ効率的にin vivoで遺伝子導入を行う手法を確立した(Eur.J.Neurosci.,'12)。本手法を用いて遺伝子導入したマウス小脳プルキンエ細胞の樹状突起形成過程を、2光子顕微鏡を用いたin vivoイメージング法によって観察し、生後6日目頃から複数の短い樹状突起が伸長および退縮しながら、生後8-9日目までの間に成熟した1次樹状突起と平面状に分岐した突起が形成される様子を捉えることができた。プルキンエ細胞において神経活動を低下させると、余剰な突起の退縮および突起分枝平面化の過程は障害された。神経活動が生後6-9日目の樹状突起形態変化に必要であることが示唆される。今後さらに神経活動が制御するメカニズムを明らかにしていきたい(投稿準備中)。また、プルキンエ細胞樹状突起発達機構に重要な役割を果たすことが示唆されていたRORαの機能についても検討した。生後4日目以降から時期特異的に、プルキンエ細胞においてRNA干渉法によるRORαの発現抑制を行ったところ、正常な1次樹状突起および分枝の形成が損なわれ、細く枝分かれに乏しい突起を持った異常形態を示すことが分かった。これまでRORαは、胎生期型の幼若な突起を生後4日目までに退縮させる段階に必要であると考えられていたが、その後も樹状突起形成の各ステップに重要な役割を果たすことが示された(投稿準備中)。本研究では生後初期に発達するプルキンエ細胞の樹状突起形態をin vivoで経時的に観察するため、子宮内電気穿孔法を用いたマウス小脳プルキンエ細胞への遺伝子導入法を確立した(Nishiyama*, Hayashi*et al., Eur J Neurosci, 2012; *共同筆頭著者)。本手法は、高い細胞種特異性をもって、プルキンエ細胞に複数の遺伝子を非常に効率よく共発現させることができるため、プルキンエ細胞を標的としたあらゆる形態学的あるいは生理学的研究に大いに貢献すると確信している。また、生後7日目のマウスプルキンエ細胞の数日間にわたるin vivoでイメージングを目指し、現在までに、手術および観察の手法がほぼ確立し、野生型マウスプルキンエ細胞の樹状突起1本化・平面化過程の過程をin vivoで初めて観察できた。本研究のように幼若なマウスにおいて小脳プルキンエ細胞を長期的にin vivoで観察した例はいまだ報告がなく、本研究の成果は、これまでアプローチできなかった、in vivoでの発達期小脳回路形成過程解明につながると期待される。また、プルキンエ細胞へのシナプス入力に関わる下オリーブ核神経細胞およびバーグマングリアへの子宮内電気穿孔法を用いた遺伝子導入も成功し、これらの細胞およびプルキンエ細胞へ、同時に異なる多様な遺伝子を導入することが可能となりつつある。本手法は、プルキンエ細胞の神経回路をin vivoで標識および機能制御する画期的な方法である。今後これらの遺伝子導入とin vivoイメージング法を組み合わせ、プルキンエ細胞の樹状突起形態形成をシナプス入力あるいは細胞間相互作用が制御するメカニズムを明らかにしたい。現在までに、本研究目的達成のための遺伝子導入法、およびin vivoイメージングの手法といった、研究遂行に必要な技術がほぼ確立しているため、今後は観察を繰り返し実験結果を積み重ねて行くことで、目的の研究成果が得られると考えている。遺伝子導入法およびin vivoイメージング法が樹立できたため、今後はプルキンエ細胞において活動電位発生を抑制することを目的に内向き整流性カリウムチャネル(Kir)を過剰発現させ、樹状突起伸長過程を観察することで、プルキンエ細胞における神経活動と樹状突起形態変化の関連性を明らかにする。

また、顆粒細胞・下オリーブ核神経細胞・バーグマングリアへの遺伝子導入により、プルキンエ細胞樹状突起1本化を制御する神経活動の上流因子を同定するとともに、神経活動の下流で樹状突起形態変化を引き起こす分子メカニズムを、ゴルジ装置による膜輸送制御に着目して検討する。効率的な物品調達ができたため生じた平成24年度未使用額もあわせて、次年度の消耗品購入に充てる予定である。消耗品購入費としてはまず、マウス購入費および飼料・床敷などの動物管理費として使用する。また、子宮内電気穿孔法およびin vivoイメージングの手術に用いる器具類・薬品、分子生物学実験試薬などの購入費、レーザー顕微鏡管理費として使用するほか、研究成果発表のための論文投稿、学会参加にかかる費用として使用する。
イセエビの幼生加入過程および個体群構造に注目した個体群変動機構の解明

イセエビは千葉県以南の本州の太平洋側,九州沿岸,種子島,奄美大島,屋久島,韓国の済州島および台湾北岸に生息する重要な漁獲対象種である.このイセエビの親個体群構造に関しては,以下の2つの仮説が考えられた.すなわち,1)全くランダムに混ざり合って各々の水域に分散して着底するのか,それとも,2)特定の水域にあるまとまりを持ってプエルルス幼生として着底するのかである.上記いずれの場合においても,今後イセエビの合理的な資源管理を行うためには,イセエビの親個体群構造を把握することは必要不可欠であり,かつそれを把握することは上記のフィロゾーマ幼生の輸送・分散経路を含んだ幼生加入過程のさらなる解明の糸口になる.昨年度までの結果を踏まえて,五島列島,三重および千葉よりそれぞれイセエビ成体サンプルを採集し,それらのmtDNAのCOI領域を解析した.この結果,前年度までの予想どおり,イセエビの親個体群は大きくはひとつの個体群を形成することが明らかになった.これらとあわせて,黒潮流路とイセエビの漁獲量変動との関係の調査を行った.その結果,各県の漁獲量の変動より,本邦のイセエビは,潮岬以西と以東の2つのグループに,すなわち九州を中心したグループと三重,静岡および千葉の3県によってまとめられるグループに分割できた.これらの結果からは,イセエビは遺伝的に均一な大きな一つの個体群を形成しており,そのなかで潮岬以西と以東に分割できるような地域個体群が存在するという結論が引き出せる.商業的重要種を多く含むイセエビ・セミエビ類は,浮遊期のフィロゾーマ幼生,浮遊期から着底期への移行期であるプエルルス・ニスト幼生を経て,稚エビとして沿岸域の親個体群に加入する.フィロゾーマ幼生の期間は長いものでは2年にもおよぶが,この幼生期の長さからフィロゾーマ幼生は長距離分散適応型幼生と呼ばれている,本邦に生息するイセエビ・セミエビ類のなかでも,イセエビは最も重要な魚獲対象種である.一連の本研究の最終目標は,1)本邦および台湾北岸に生息するイセエビの親個体群構造を集団遺伝学的方法をもとに把握し,2)今後の資源管理方策に関して新たな提案をすることである.本年度の研究によって,1.現在までに知見が乏しかった西部北太平洋海域のフィロゾーマ幼生の分布と種組成および輸送・分散経路を明らかにすることに成功した.また本邦および台湾に生息するイセエビの遺伝的構造を解明するための予備実験として,イセエビのmtDNAのCO1領域の塩基配列を決定し,それらと現在までに得られている塩基配列情報との比較を行った.その結果,2.CO1領域はイセエビの集団構造の解明に使用できうることを明らかにし,本邦沿岸および台湾で行うサンプリングデザインを作成した.なお,イセエビ標本のサンプリングは来年の秋季に行う予定である.これら2項目が本年度の主な成果である.なお1に関して,本年度オーストラリア(タスマニア)で行われた国際会議でその成果を発表した.昨年度の研究結果より,イセエビの親個体群構造に関する2つの仮説が提出された.すなわち,1)全くランダムに混ざり合って各々の水域に分散して着底するのか,または2)特定の水域にあるまとまりを持ってプエルルス幼生として着底するのかである.これら1),2)のいずれかの場合によって,本邦および台湾北岸に生息するイセエビの親個体群構造はまったく異なったものとなる.しかし,いずれの場合においても,今後イセエビの合理的な資源管理を行うためには,イセエビの親個体群構造を把握することは必要不可欠である.しかし,イセエビに関してそういった知見は全くなく,また世界的にもイセエビ・セミエビ類の親個体群構造に関する研究は少ない.以上の背景をもとに,本研究は現在までに得られた幼生加入過程の知見を踏まえた上で,1)本邦および台湾北岸に生息するイセエビの親個体群構造を集団遺伝学的方法をもとに把握し,2)今後の資源管理方策に関して新たな提案をすることを目的して行われている.本研究の目的を達成するために,提出された研究計画に基づいて本年度は研究がなされた.その概要は以下のとおりである.昨年度の予備実験結果より,イセエビ親個体に関して,mDNAのCO1領域の塩基配列の決定を行ない,塩基配列の多型より各個体の遺伝的距離を推定できることが確定した.そこで本年度では,イセエビの分布範囲の縁辺域である,五島列島,三重県および千葉県より,塩基配列決定サンプルとする親個体をそれぞれ2030個体を採集した.現在はこれらサンプルから順次DNAを柚出し,PCR法によってCO1領域のDNAの増幅を行っている.なお,Scyllarus属の幼生に関して,日本周辺海域において,現在までに知られていなかった分布様式をとらえることができたので,その詳細を学術論文として公表した.イセエビは千葉県以南の本州の太平洋側,九州沿岸,種子島,奄美大島,屋久島,韓国の済州島および台湾北岸に生息する重要な漁獲対象種である.このイセエビの親個体群構造に関しては,以下の2つの仮説が考えられた.すなわち,1)全くランダムに混ざり合って各々の水域に分散して着底するのか,それとも,2)特定の水域にあるまとまりを持ってプエルルス幼生として着底するのかである.