hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
吸血性節足動物のゲノム内に組み込まれた微生物由来遺伝子の機能解析

トリパノソーマを媒介するツェツェバエ(Glossina morsitans)ゲノム内の水平伝播遺伝子の検出を試みた。塩基の出現パターンを用いて由来生物種を推定する一括学習型自己組織化マップ法(BLSOM)を用いた結果、ハエゲノムの約3.8%が細菌由来の配列であることが推測された。さらに、ザンビア共和国でツェツェバエを野外採集し、水平伝播遺伝子の供与体としてのハエ保有細菌叢の特定を試みた。その結果、節足動物の共生細菌として知られるArsenophonus属、Wolbachia属が優占細菌属として検出された。また、水平伝播遺伝子の由来として推定された一部の細菌属も見つかった。生物種間での遺伝子の水平伝播が生物の進化に大きな役割を果たしてきたことは既に定説となっている。本研究では、病原性原虫(トリパノソーマ)を媒介する吸血性節足動物(ツェツェバエ)をモデルとして、原核生物由来のゲノム断片を網羅的に検出し、ゲノム進化における役割を検証することを目的とした。通常、受け手側の生物のゲノムに埋め込まれた外来遺伝子は長い進化の過程で痕跡化し検出が困難である。そこで、塩基配列の痕跡化の影響を克服するために、塩基の出現頻度に基づく手法としてBLSOM法を適応した。データベース上に公開されているツェツェバエのスーパーコンティグ・ゲノム情報(配列数:25,215、総塩基数:371 Mb)を用いて外来遺伝子の検出を試みたところ、全体の5.8%が原核生物由来と判定された。さらに、ツェツェバエの共生細菌として知られるWolbachia属に由来すると予測された配列を元にBLAST法との比較解析を行い、外来遺伝子の細菌属レベルでの由来推定のための最適BLSOM条件を検討した。導き出された最適化条件では、Wolbachiaと特定される配列が70個得られた。BLAST法でWolbachiaとの相同性が確認された配列(48個)以外に、BLSOM法でのみ検出される配列(22個)が得られた。さらに、アミノ酸データベースとの比較から、機能不明の遺伝子に加え、アミノ基転移酵素等の既知の機能的遺伝子が含まれていることが明らかとなった。また、ツェツェバエに高頻度に共生する細菌としてSodalis属とWigglesworthia属細菌が知られているが、BLSOMならびにBLAST法では両者の遺伝子配列が見出されなかった。外来遺伝子の由来としてはBacillus属、Enterococcus属、Campylobacter属、Listeria属、Staphylococcus属の順で多く検出された。本研究は、病原体媒介節足動物のゲノムに内在する異種生物に由来する水平伝播遺伝子領域を解析し、節足動物のゲノム進化への役割を検証することを目的とした。昨年度に引き続き、病原性原虫(トリパノソーマ)を媒介する吸血性節足動物(ツェツェバエ)のゲノム内に存在する微生物由来の水平伝播遺伝子候補領域の絞り込みを行った。候補領域の検出には、塩基の出現頻度に基づく手法である一括学習型自己組織化マップ法(BLSOM)を用いてきたが、検出の特異性を上げるため、新たに相対エントロピーに基づくフィルタリング過程を組み合わせた。データベース上に公開されているツェツェバエのスーパーコンティグ・ゲノム情報を断片化サイズ5 kb,ステップ幅1 kbで断片化した配列(配列数:229,960)のうち、BLSOM法で11,020配列が原核生物に由来すると推定され、相対エントロピーによるフィルタリングにより8,817件を最終候補領域として検出した。由来細菌属はBacillus属(1,943件)、Enterococcus属(867件)、Campylobacter属(507件)、Staphylococcus属(486件)、Listeria属(452件)が上位を占めた。また、KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)データベースを用いたパスウェイ解析により、コードする遺伝子機能を推定したところ、脂質代謝、炭水化物代謝、核酸代謝等に多くマッピングされた。さらに、野外に生息するツェツェバエのゲノム内に、これらの遺伝子領域が存在するのかを検証する目的で、ザンビア共和国ルフンザ地区にてツェツェバエの野外採集を行った。本研究では、病原体媒介節足動物のゲノムに内在する微生物由来の水平伝播遺伝子断片を検出し、節足動物のゲノム進化における役割を検証することを目的としている。塩基の出現パターンを用いて、塩基配列の由来生物種を推定する一括学習型自己組織化マップ法(BLSOM)を用いて解析を行ってきた。昨年度まで、英国・サンガー研究所が公開しているツェツェバエ・ゲノムスキャホールド情報を解析対象としてきたが、2014年に米国・エール大学によって精度の高いゲノム情報が公開されたことから、新たに解析対象に加えた。その結果、全9,710コンティグ配列中の約3.8%が細菌由来のゲノムであると推測された。また、ツェツェバエゲノム内にその遺伝子断片が存在することが既に報告されているWolbachia属細菌の検出結果を塩基配列の相同性に基づくblast法と比較した。その結果、blast法で検出された全38断片のうち、36断片がBLSOM法でも検出された。一方で、20断片がBLSOM法でのみWolbachia属細菌由来と推定され、新規水平伝播遺伝子断片として検出した。Wolbachia属以外のAlphaproteobacteria門の細菌属として、Anaplasma属、Bartonella属、Ehrlichia属、Neorickettsia属、Rickettsia属の断片も検出された。

また、ザンビアで野外採集したツェツェバエからゲノムDNAを抽出し、その保有細菌叢を解析した。その結果、一部のツェツェバエ個体でゲノムのBLSOM解析で水平遺伝子断片が検出されたAnaplasma属細菌を保有することが明らかとなった。これまで、Anaplasma属細菌のツェツエバエからの検出報告はほとんどない。ツェツエバエと微生物との共生過程を経て、一部の細菌由来ゲノムがツェツェバエに水平伝播した可能性が示唆された。トリパノソーマを媒介するツェツェバエ(Glossina morsitans)ゲノム内の水平伝播遺伝子の検出を試みた。塩基の出現パターンを用いて由来生物種を推定する一括学習型自己組織化マップ法(BLSOM)を用いた結果、ハエゲノムの約3.8%が細菌由来の配列であることが推測された。さらに、ザンビア共和国でツェツェバエを野外採集し、水平伝播遺伝子の供与体としてのハエ保有細菌叢の特定を試みた。その結果、節足動物の共生細菌として知られるArsenophonus属、Wolbachia属が優占細菌属として検出された。また、水平伝播遺伝子の由来として推定された一部の細菌属も見つかった。BLSOM法に相対エントロピーによるフィルタリング過程を組み合わせることでツェツェバエゲノム内の水平伝播遺伝子を網羅的かつ高精度に検出することに成功したため。パスウェイ解析の結果から、複数の代謝経路をコードする遺伝子群を検出でき、野外に生息するツェツェバエの採集済みであり、順調に進展している。獣医寄生虫学ツェツェバエのゲノム内に埋め込まれた水平伝播遺伝子候補の検出のため、これまで英国・サンガー研究所が公開しているゲノムスキャホールド情報を用いて解析を行ってきた。しかしながら、本研究の成果発表前にツェツェバエの全ゲノム情報が報告されたため(Science. 2014)、当研究で得られた検出結果と比較検証する必要が生じた。従って、新たにツェツェバエ全ゲノム情報を解析対象に加え水平伝播遺伝子の検出を行い、BLAST法に基づく既報とBLSOM法による解析結果との比較を行う。野外採集したツェツェバエのゲノムならびに、その保有細菌群を新たに研究対象に加える。野外捕獲ツェツェバエのゲノム内にBLSOM法で検出された外来遺伝子群は存在するか、水平伝播遺伝子の由来細菌属として検出された細菌群はツェツェバエ体内に現在も恒常的に生息するのかを検証する。BLSOM法を用いてツェツェバエゲノム内の水平伝播遺伝子を網羅的に検出することに成功した。BLAST法との比較から、外来遺伝子の由来を細菌属レベルで推定できるBLSOM解析条件が設定できた。さらに、アミノ酸データベースを用いた相同性検索から、一部の外来遺伝子は機能的であることが予測された。最近になって、ツェツェバエの全ゲノム情報が発表されたため(Science. 2014)、当初の計画を変更し、新たに全ゲノム情報を対象に水平伝播遺伝子の検出を行い、BALST法に基づく既報とBLSOM法による解析結果との比較を行う必要が生じたため。
低損失縦型ダイヤモンドパワーMOSFET

本研究の目的は、省エネ・低炭素社会の実現に期待されている次世代パワーデバイスに関して、大電力制御が可能であり、かつ最も高い省エネ効果が期待されているダイヤモンド半導体を用いた超低損失MOSFET創製のための基盤要素技術を開発し、ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの創成に資することである。今年度は、高耐圧化に有利な縦型ダイヤモンドMOSFET作製のため、高温高圧合成単結晶ダイヤモンド(100)基板上に半導体積層構造となるp+/n/p-積層構造をマイクロ波プラズマCVD法によるホモエピタキシャル成長により形成した後、{111}面で構成された側面を有するトレンチ構造形成のためにニッケル中への炭素固溶反応をベースとする非プラズマプロセスとなるダイヤモンドの異方性エッチングを行った。その結果、最上層のp+層では結晶面の異方性が低下した。今後は、結晶性による固溶反応エッチングの依存性について調べ、縦型V字トレンチ構造の形成プロセスの確立を目指す。また、我々独自の恒温水蒸気アニール法により終端構造を制御したダイヤモンド(111)表面上にALD-Al2O3をゲート酸化膜として有する(111)ダイヤモンドMOSキャパシタを作製し、電流-電圧、容量-電圧特性評価を行った。その結果、良好な絶縁特性を示し、かつ界面準位密度は10^11 cm^-2 eV^-1オーダーであり、これまでよりも1桁程度の低減に成功した。今年度の研究実施計画とした縦型ダイヤモンドMOSFETの作製と評価は、研究実績の概要に示した通り、概ね順調に進展した。来年度は、トレンチ構造の形成プロセスを確立し、今年度開発した低界面準位密度プロセスと組み合わせることで、低損失かつ高耐圧縦型ダイヤモンドMOSFETの開発を目指す。具体的には、申請者独自の技術である原子レベルで制御した1ダイヤモンド膜の成長技術、2不純物ドーピング制御技術、3表面・界面構造制御技術を応用し、高耐圧・低ON抵抗化に有利な縦型トレンチゲート構造のダイヤモンドMOSFETの創製を目指す。今年度は、縦型ダイヤモンドMOSFET作製のため、その半導体積層構造となるn/p-/p+積層構造をマイクロ波プラズマCVD法によるホモエピタキシャル成長により形成し、電気的特性評価も行った。その結果、300V以上の耐圧を持つことがわかった。また、ダイヤモンドトレンチ構造形成のためにニッケル中への炭素固溶反応をベースとする非プラズマプロセスとなるダイヤモンドの異方性エッチング技術を開発した。更に、ALD-Al2O3をゲート酸化膜とした(111)ダイヤモンドMOSキャパシタを作製した。その後、電気的特性評価を行い、界面準位密度を見積もった。その結果、反転層ダイヤモンドMOSFETのデバイス特性から見積もられた界面準位密度と同等であり、FET作製プロセスは界面特性に影響を与えていないことがわかった。今年度の研究実施計画とした1半導体ダイヤモンド積層構造の形成、2トレンチ構造の形成とトレンチ側面の原子的平坦化、3(111)ダイヤモンドMOSキャパシタの作製と評価は、研究実績の概要に示した通り、順調に進展した。来年度は、今年度作製したダイヤモンド積層構造に対して、今年度開発したダイヤモンド異方性エッチング技術を組み合わせることで、縦型ダイヤモンドMOSFETの作製および電気的特性評価を行い、低損失かつ高耐圧の実証を目指す。
活性種複合化を特徴とする革新的ラジカル連鎖反応の開発

本研究ではラジカル種と非ラジカル種である短寿命活性種が複合的に機能するラジカル連鎖反応系の開拓を行った。アート型ヒドリド種を用いるラジカル反応を開発したが、特に常圧の一酸化炭素とボロヒドリド試薬との併用によりヨードアルカンのヒドロキシメチル化を達成した。末端アセチレンと一酸化炭素とヨードアルカン類の反応を光照射下にパラジウム触媒を存在させる方法でアセチレンケトンの合成法を開発した。アシルラジカル種の極性カルボニル部位に対する分子内水酸基による捕捉を経たラクトール生成反応も見出した。本研究では、既存の方法では困難とされてきたラジカル種に基づく分子変換法に照準を定め、革新的なラジカル反応の創出を図ることを目的としている。すなわち、ラジカル連鎖反応過程にイオン反応や遷移金属触媒反応を組み合わせた反応系を構築することでラジカル反応の新機軸を目指しているが、本年度においては、新しい還元型ラジカル反応の開発を行った。連鎖型ラジカル付加反応では、これまでトリブチルスズヒドリドをメディエーターとして用いる多くの応用例が開発されてきた。しかしながらスズヒドリドに代表される有機スズ試薬は毒性が懸念されることから有機スズ試薬を排した反応系の開発が望まれている。種々検討の結果、ラジカル連鎖反応にホウ素ヒドリド還元を組み合わせたハイブリッド型反応システムを用いることで脱スズ型ラジカル連鎖反応を達成した。例えば、アルキルヨウ素化物とアクリル酸エロテルとの反応をNaBH_3(CN)存在下、光照射条件で反応を行ったところ、Giese型反応が効率よく進行した。本反応はラジカル開始剤を用いた熱的条件でも効率良く進行した。本反応の詳細な機構解明は次年度の課題であるが、ヨウ素移動型反応と、それにより生成するα-ヨードエステルのホウ素ヒドリド種によるイオン的還元を鍵としているものと考えている。また、ホウ素ヒドリド種との組み合わせはスズヒドリドを用いないアルキルヨウ素化物のラジカルヒドロキシメチル化反応や他の多成分反応においても有効であることも見いだした。本基盤研究ではラジカル反応にイオン反応や遷移金属触媒反応を組み合わせた連鎖反芯系を構築しラジカル種と非ラジカル種である短寿命活性種が複合的に機能するシナージー効果を発揮できる反応系の開拓を目的としている。平成20年度においては新反応系開拓のための探索実験に多くを費やした。その結果、得られた研究実績は以下の通りである。シアノボロヒドリド試薬を水素源とし芳香族ヨージドに光照射を行うことでアリールラジカルを発生させ電子不足アルケンでの捕捉反応を試みた。その結果、期待したアリール置換化合物を得ることに成功した。なおこの反応では芳香族ヨージドへの電子移動によるラジカルアニオンの生成が鍵と考えられ、アリールラジカルの直接水素化も競争した。一方、トリエチルアルミニウムとメチレンヨージドを用いるアルケンのシクロプロパン化過程に酸素を積極導入することでシクロプロパン化が促進されることを明らかとした。促進の理由として、エチルラジカルの発生に始まりアルミニウムカルベノイドの生成にラジカル機構が関与する可能性が強く示唆された。より一般性のあるジエチル亜鉛とメチレンヨージドによるシクロプロパン化反応における亜鉛カルベノイドの生成においてもラジカル反応の関与を含む反応機構を提案するに至った。金属種が関与するラジカル反応として臭化銅(II)を用いるラジカル臭素化を6員環の1,3-ジケトンを基質として詳細に検討した。本系では活性メチレンの臭素化と共に脱HBrを経て芳香族化が一気に達成される連続型変換反応が見出された。現代社会は多種多様な機能を持つ有機化合物が数多く求められており、安価で簡潔な原料から出発して、これら機能性有用分子へと簡便に変換するための力量ある新反応が求められている。また開発すべき新反応は環境調和型であることも強く求められている。本研究では既存の方法では困難とされてきた分子変換法に照準を定め、活性種の複合化を基軸とした革新的ラジカル反応の創出により問題解決を図ることとした。すなわち、ラジカル種と非ラジカル種である短寿命活性種が複合的に機能する連鎖反応系の開拓に焦点を当て研究を推進したが、本年度は以下に示す成果を得た。ヒドロキシメチル化に代表される一炭素を増炭する反応は合成化学的に有用である。光照射下でのラジカル種とイオン種が協同作用する反応系としてブラックライトを光源とする省エネルギー型反応プロセスを検討した。その結果、常圧の一酸化炭素とアート型ヒドリド種との併用によるヨードアルカン類のヒドロキシメチル化に成功した。以前の反応系は加圧一酸化炭素を用いる必要があり、かつ毒性の憂慮される有機スズ化合物を用いる例であった。また、この反応を天然化合物であるコミュニオールEの鍵中間体合成に応用した。

一方、遷移金属触媒によって末端アセチレンと一酸化炭素と有機ハロゲン化物からアセチレンケトンを合成する手法はこれまで芳香族ケトンに限定されていた。そこで、炭素ラジカル種とパラジウム種が共存する活性種複合系に着目し、検討を行った。その結果、光照射下に水と塩基を共存させて反応を行うと、アルキル鎖を有するアセチレンケトンが良好な収率で合成可能となった。また、一酸化炭素共存系で発生させたラジカル種の極性カルボニル部位を分子内の水酸基で捕捉する実験を試みたところ、ラクトールが生成する反応も見出した。これらの結果はラジカル反応における活性種複合化の有効性を実証するものとなった。
Siエピタキシャル基板への埋め込酸化膜形成に関する研究

最先端LSI用基板としてのSOI(silicoll on insulator)ウエーハの製造につながる、新しい発想のSi基板への埋め込み酸化膜の形成の可能性について調べた。SOIウエーハは、ULSI用の基板としてデバイスの低電圧化、低消費電力化、高速化を可能とする特徴を持つ。SOIウエーハの製造方法は張り合わせ法によるものと、酸素イオン注入によるものに大別され、それぞれに完成度の高い製品が市販されているが、複雑で高度の技術を要する貼り合わせ工程やイオン注入工程がSOIウエーハの品質と価格を支配している。そこで、Si表面下一定の深さに一様なダメージ層を作り、酸化雰囲気中で高温アニールすることにより、ダメージ層に酸化膜を析出させることを試みた。本研究では、MBE法により一様な欠陥層を導入したSiエピウエーハ作成すること、次にそのウエーハを酸化雰囲気中で高温アニールし、欠陥層への酸化膜(層)析出の可能性について調べた。イオン注入を用いないで一定の深さにダメージ層を作るため、固体ソースシリコンMBE装置を用いて結晶成長の途中で成長条件を変化させ欠陥の導入を行った。すなわち、2000A程度SiをMBE成長させた段階で、欠陥層を導入するため、(a)基板温度を変化させる、(b)ゲルマニウム層を1数層挿入したりSi-Ge層をサンドイッチさせる、ことによって結晶性の悪い層を数層成長させ、その上に結晶性の良い層を成長させた。この試料を酸化雰囲気でアニールすることによりダメージ層に酸素を析出させ、埋め込み酸化膜の形成について調べた。しかし、SIMS測定では所定の深さに酸素の析出は確認できていない。この原因として、ダメージ層の緩和が速いこと並びに最上面のSi層が厚すぎることが考えられる。今後は、拡散速度の遅い元素を挟んでダメージ層を形成する。SIMOXウエーハの埋め込み酸化層は、通常のSiウエーハにO^+イオンを約180keVの加速エネルギーで大量に注入し、その後1350°Cでアニールすることにより作製されている。埋め込み酸化層の形成は、打ち込まれた酸素がアニール中にSiO_2として析出し、それらが合体することによっておこると考えられている。我々は放射光X線回折によりSIMOXにおける埋め込み酸化層の形成過程を詳細に調べた結果、酸素イオン注入により、酸素がウエーハ中に導入されるだけではなく、その際ウエーハ中に欠陥が生成され、その後の酸化雰囲気中での高温アニールによって注入された酸素がSiO_2として析出するとともに、雰囲気から取り込まれた酸素は拡散して欠陥を核として析出・合体することにより埋め込み酸化膜が生成されることを明らかにした。このことから、欠陥層をあらかじめ挿入したSi基板を酸化雰囲気中でアニールすることにより、新しいSOIウエーハの作製が可能であると考えた。そこで、Ge層を挟んだSiをMBEにより作成し、Ge層を欠陥層として挿入する実験を行った。まず、RHEEDで成長状態のモニターが容易な(111)基板を用いて予備的な実験を行っている。Si基板の上に1.8nmのGe層を作成し、その上に428nmのSi層をMBE成長させた。分光エリプソメータにより膜厚を測定したところほぼ予定した膜が出来ていることが確認された。来年度はこの試料を酸化雰囲気中でアニールして表面Si層の厚さを薄くするとともに、Ge層に埋め込み酸化膜が出来ることを、分光エリプソメータや断面TEMを用いて検証する予定である。SIMOXはバルク・SOIハイブリッド型のLSI用基板として期待されている。

SIMOXウエーハの埋め込み酸化層は、バルクSiウエーハにO^+イオンを約180keVの加速エネルギーで大量に注入し、その後1350°Cでアニールすることにより作製されている。埋め込み酸化層の形成は、打ち込まれた酸素がアニール中にSiO_2として析出し、それらが合体することによっておこると考えられている。我々は放射光X線回折によりSIMOXにおける埋め込み酸化層の形成過程を詳細に調べた結果、酸素イオン注入によって酸素をウエーハ中に導入する際にウエーハ中に欠陥が生成されることが重要な働きをすることを見出した。すなわち、イオン注入後の酸化雰囲気中での高温アニールによって、注入された酸素がSiO_2として析出すると同時に、雰囲気から取り込まれた酸素が拡散して欠陥を核として析出・合体することにより埋め込み酸化膜が生成される。このことは、欠陥層をあらかじめ挿入したSi基板を酸化雰囲気中でアニールすることによってもSiO_2が形成されることを意味し、新しいSOIウエーハの作製が可能であると考えて本研究を開始した。初年度のMBE法により薄いGe層をサンドイッチする予備的な実験によって、欠陥層を含むSiウエーハの作成が可能になったので、今年度はこの方法のほかに成長条件を変えることで欠陥層を導入した試料も加え、次の3種類の試料を作成した。(1)Ge層を1.8nm(480°C)、Si層を約400nm(700°C)。(2)Ge層を0.7nm(480°C)、Si層を約400nm(700°C)。(3)Si層を100nm(480°C)、Si層を約400nm(700°C)。これらの試料をSIMS分析と分光エリプソメータで組成と膜厚を測定した後、Ar+O_2 1atmの雰囲気で850°C、1100°Cならびに850°C+1100°Cでアニールし、埋め込み酸化膜の有無を調べた。しかし、SIMSによる深さ分析ではアニール後はいずれの試料にもSiO_2の存在は確認されていない。この原因として欠陥層の上に積んだSi層の厚さに問題があると考え、現在継続して実験中である。しかしながら、試料作成の途中で、Geの酸化濃縮に関る重要な知見を得ることができ、APL誌に発表した。
Cu-Fe-S系の低温での相平衡関係

Cu-Fe-S系には多数の鉱物種が含まれており、それら相互間の安定関係にはいまだ明らかでないものも多い。とくに、天然産鉱物に見られる低温での相平衡関係はきわめて複雑である。本研究は下記の3点に重電をおいて研究を行なってきた。本研究代表者と西独Heidelberg大学のMoh教授と共同で開発した、硫化鉱物のplasma溶融実験の過程で、従来安定な鉱物組合せでないとされていた上記鉱物共生が、chalcopyriteないしcubanite組成をプラズマによる高温溶融で常に形成される事実を発見した。この鉱物共生が低温で安定となる場合、天然で一般に認められるmackinawite-chalcopyriteあるいはmackinawite-cubanite共生が成立しないことになる。本研究代表者のこれまでの天然産mackinawiteの化学組成の検討から純粋なCu-Fe-Sの3成分系でなく、Ni、Co等を微量でも含むことによって説明されることなどを含めて、Cu-Fe-S系の安定関係とともに既に印刷公表している。上記プラズマ実験の過程で、stoichiometric FeSのd(102)値より大きな値をもつhexagonal phrrhotiteを見出した。EPMAによる化学分析結果もstoichiometric FeSよりもiron-richである事を示している。このphaseの存在は、特定条件下でのFe-S系の相平衡関係のみならず、phrrhotiteの結晶構造にも新知見を加えるものである。現在西独学会誌で印刷中である。3.島根県斐川鉱山吉田鉱床産黄鉄鉱の研究低温熱水性粘土鉱床に含まれる黄鉄自形結晶について、共生粘土鉱物、格子定数、含有微量元素および結晶表面に観察される成長模様などについて研究を行なった。本研究は, Cu-Fe-S系の硫化鉱物の低温での相平衡関係について,実験的研究と天然産物の産状・組織・鉱物組合せなどの検討から安定関係を解明するという二つの柱からなっている.実験的研究については,この系の鉱物の中で学問的にも資源的にも重要な斑銅鉱と磁硫鉄鉱が従来天然産物の検討も実験的研究結果も安定な組合せではないとされてきていた事実について,本研究代表者によって開発されたプラズマ溶融法を用いた実験で,還元性環境下では低温でも充分に安定に共存し得る事実を明らかにした.とくに, Cu-Fe-S系鉱物と天然で密接な共生関係を示すマッキノー鉱との関連において,常温での安定関係について新しい知見を得ている.すなわち,マッキノー鉱が安定に黄銅鉱やキューバ鉱と共生している事実は,マッキノー鉱は一般にCu-Fe-S面上にないことで説明され,また,従来報告されているCu-Fe-S系中心部付近の希産鉱物とキューバ鉱の組合せは準安定なものと結論される(Takeno et al.,1887).他方,天然産物の検討に当っては,島根県斐川鉱山吉田鉱床に多産する黄鉄鉱単結晶について,その結晶表面に見られる微細成長模様の検討を始めとし,黄鉄鉱の量,結晶粒径,共生粘土鉱物の検討をすすめている.現在までに,その生成条件として,黄鉄鉱を沈澱させた熱水溶液の過飽和度は,レンズ状鉱体の上部ほど高く,下部や周辺部で小さいことを明らかにしつつある.黄鉄鉱中の微量成分元素や格子常数の場所による変化等については現在研究を続行中である.Cu-Fe-S系には多数の鉱物種が含まれており、それら相互間の安定関係にはいまだ明らかであいものも多い。本年度は下記の2点に重点をおいて研究を行なってきた。1.異常なd(102)値をもつhexagonal pyrrhotite本研究代表者と西独ハイデルベルグ大学のMoh教授と共同で開発したプラズマ・トーチ炉による硫化鉱物の熔融

実験の過程で、これまで安定な鉱物組合せでないとされてていたbornite-pyrrhotiteの鉱物組せが得られる事については昨年度既に報告している。この場合、borniteと共生するpyrrhotiteの化学組成はほぼstoiochiometric FeSであるが、今年度このpyrrhotiteのX線粉末データを詳細に検討した。その結果、stoiochiometric FeSのd(102)値より大きな値を持つhexagonal pyrrhotiteを見出した。EPMAによる化学分析結果もstoiochiometric FeSよりもiron-richである事を示している。このphaseの存在は、特定条件下でのFe-S系の相平衡関係のみならず、pyrrhotiteの結晶構造にも新知見を加えるものである。現在西独学会誌で印刷中である。2.島根権斐川鉱山吉田鉱床産黄鉄鉱お研究島根権三刀屋町付近に発達する20ケ所近くのセリサイト鉱床の中で、吉田鉱床に限って最大粒径2cmに達する六面体の黄鉄鉱の自形結晶が普遍的に産出する。この黄鉄鉱は(100)面上に常に成長模様が観察される。今年度、この黄鉄鉱自形結晶について、共生する粘土鉱物を明らかにした後、黄鉄鉱中に含まれる微量元素の測定、格子定数の精密測定および結晶表面の成長模様の検討を行なった。その結果、鉱床の上部ないし中央部では過飽和度の高い状態で黄鉄鉱の晶出したことが明らかとなってきている。
共起ネットワーク解析によるウシの摂取植物－ルーメン細菌叢－消化機能の関係解明

給与飼料の切り替え時に起こるルーメン環境の不安定化を防ぎ、代謝性疾病を予防するためには、ルーメン内の環境、細菌叢を健全で安定化させる要件の解明が重要である。本研究では、植生が多様な野草地放牧のルミノロジー的意義を解明するために、牛の摂食植物ールーメン細菌叢ー消化機能の関係を調査した。野草地での放牧試験は年による差が大きく出やすいため、同一条件で先述の関係を検討するために、28年度はサンプリングとin vitro培養を中心に実施した。調査は東北大学川渡フィールド科学センターにおいて黒毛和種繁殖牛6頭を供試して行った。5月より林地・野草地混在草地(以下野草地)において放牧を開始し、7月に3頭を牧草地に移牧して10月末まで放牧を行った。残りの3頭は10月末まで野草地で放牧を継続した。6月と10月(各草地3頭)に植生および牛の摂食植物種を調査し、牛の摂食草、ルーメン液、尿を採取した。培養試験は、採取したルーメン液の一部と、5月に採取、調製したウリハダカエデおよびオーチャドグラスを用いて実施した。植生が多様な野草地において摂食植物種数および繊維成分含量は高かったが、ルーメン内の機能および生産性を示す分解率および揮発性脂肪酸濃度は、牧草地と同様か低い値を示した。一方、ウシの摂食草中総フェノール含量は6月の野草地で高く、これはフェノール含量が高い木本類が野草地で多く採食されたことが反映されたと考えられたが、この時のルーメン内微生物態蛋白質合成量は、10月の野草地および牧草地より低い値を示した。フェノール性成分はルーメン細菌叢の多様性に影響を及ぼすことが報告されていることから、ルーメン内細菌叢が大きく変化し、合成量にも影響を及ぼした可能性がある。現在、細菌叢解析まで終了したところであり、細菌叢解析結果と先の結果を用いた共起ネットワーク解析によりこれらの関係性を詳細に検討する必要がある。
Ｄａｃｈｓｏｕｓ／Ｆａｔシグナリング系を介した位置情報決定メカニズムの解明

昆虫の脚再生の分子メカニズムを、再生依存的RNA干渉を利用して研究した。結果から、脚再生においては、次のプロセスで、再生されると予想した。1.脚切断により、マクロファージ様細胞が活性化。2.マクロファージ様細胞が産生するサイトカインが未分化細胞による再生芽形成を誘導。3.再生芽において、Wnt/BMPシグナルがEGFを誘導。エピジェネティクスを制御する遺伝子が活性化。4. EGFはdachshund/Distal-lessの発現およびDachsous/Fatシグナル系の発現制御することにより脚のパターンおよびサイズが決定。このサイズ決定機序を改変Steepnessモデルにより説明した。(1)Dachsous/Fatシグナルが、脚の位置情報の形成に関与していることから、われわれは、さらにDachsous/Fatと相互作用することが知られている新規遺伝子であるLowfatについて、その機能解析をおこなった。その結果、Lowfatは脚の再生の位置情報の形成に関与しており、Hippoシグナル経路と相互作用して、細胞の増殖を調節していることがあわかった。さらに、興味あることに挿入再生においては、ほとんどRNA干渉により影響がでないことから、挿入再生には関与していないことが示唆された。また、トランスジェニックコオロギの作製や新規遺伝子の探索に必要なゲノム情報を得るために最初の解析として、コオロギのゲノム配列の一部を解析した。本年度はまだ十分な解析ができず、来年度も継続してゲノムの解析を進めることとした。一方、再生芽に発現する遺伝子の解析もおこなったが、こちらもまだ情報の解析が遅れており、来年度解析を継続することにした。(2)Dachsous/Fatの発現を調節する遺伝子として、Homthorax (Hth), DacLshund (Dac), Distalless (Dll)の関与が示唆されたため、それらの遺伝子の再生における機能解析をRNA干渉法を用いて行った。その結果、Dllは符節の形成に必要であり、Dacは頸節の形成に必要であり、その長さの調節に関与していることがわかった。Hthについては、致死であり、その再生に関する表現型は得られなかった。これらのことから、脚の再生には、これらのホメオボックス遺伝子が必要であることが示唆され、これらの遺伝子により間接あるいは直接にDachsous/Fat系が調節されている可能性が示唆された。コオロギなどの不完全変態昆虫の幼虫の脚を切断すると、脚の遠位端に増殖能が高い多能性細胞からなる再生芽が形成される。再生芽細胞がパターン形成遺伝子の働きを受けて再パターニングされ、数回の脱皮を経て失われた部分が付加的に再生される。再生芽細胞が分化細胞からどのようにして誘導されるのか、再生芽細胞の増殖はどのように制御されるのか、またどのような遺伝子が再パターニングに働くのかについての知見はまだ少ない。また不完全変態昆虫の脚の移植実験から、各脚節の遠近軸方向と円周方向に位置情報があることが示唆されているが、その分子実体は長年にわたって未解明である。失われた組織の3次元的な再生を制御する分子メカニズムを解明するため、我々はコオロギのDachsous/Fatシグナリング系に着目した。Dachsous/Fatシグナリング系は進化的に保存されたシグナル経路であり、細胞増殖や平面内細胞極性、遠近軸方向のパターン形成を制御する。DachsousやFatの下流で働くLowfatは脊椎動物Lix1のホモログである。コオロギlowfatの機能を低下させると切断位置に応じて脚が短く再生したが、挿入再生には変化が見られなかった。このことからコオロギの脚ではDachsous/FatシグナルがLowfatを介して位置情報の保持に働くことが示唆された。他方、再生芽細胞の誘導や再分化に関わる因子の単離を目指し、正常脚と再生脚を用いてトランスクリプトーム解析を行った。再生脚では様々なシグナル経路の因子の発現が上昇していたほか、転写因子やエピジェネティックな因子の発現も上昇していた。脊椎動物と異なり、コオロギではDNAのメチル化を阻害しても再生には影響が無かったため、ピストンの修飾を介した遺伝子発現制御が再生にどのように寄与しているかを解析している。1.位置情報形成メカニズム解明のためのDachsous/Fatシグナルの機能解析コオロギ脚再生過程において器官内の位置情報の保持にDachsous/Fatシグナルが必要であることを明らかにした。特に、Dachsous/Fatがヘテロダイマーあるいはホモダイマーを形成し、その数が位置情報に関与すると考え、拡張型steepness modelを提案し、論文を作製した。コオロギfatのカドヘリンドメインや細胞内ドメインを認識するTALENやCRISPRを作製して変異体の作出を試みたが、致死個体が多く明確な表現型は現在のところ得られていない。

2.エピジェネティックな遺伝子発現制御因子の単離ヒストンH3K27のメチル化が脚のパターン形成遺伝子の発現制御に必要なことが見いだされたため、再生過程におけるヒストンのメチル化の再生への影響を調べた。論文を作成中である。3.CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集をコオロギ卵を用いて行った。ラッカーゼ遺伝子を標的として調べた結果、ノックアウトもノックインもできる方法を開発した。今後、この方法を用いて再生関連遺伝子の機能を調べる。4.胚盤胞補完法による臓器再生法の検討Statノックアウトコオロギは脚の再生ができないが、そこに正常な再生芽を移植し、再生できるかを検討しているが、まだ成功していない。一方、FGF10ノックアウトマウスは四肢が形成できないことを利用して、補完法によりマウスiPS細胞を用いて四肢の再生を検討している。CRISPR/Cas法により、四肢が無い個体がほぼ100%得られることが可能になった。そこで、受精卵を培養後に正常なES細胞をインジェクションしている。現在のところ、発生率が悪く成功していない。今後、この実験を継続して行く予定である。本研究グループにおいて、最も重要な研究方法は、再生依存的RNA干渉(regeneration-dependent RNAi, rdRNAi)である。RNAiを誘導するために、2本鎖RNAを幼虫にインジェクションしても、遺伝子の種類に依存するが、RNAiが全く誘導されない場合でも、脚を切断すると再生芽においてRNAiが特異的に誘導されることを発見した。この現象をrdRNAiと名付けた。この現象を利用して、再生メカニズムに関して下記の発見をしてきた。1.再生脚の遠近軸が形成される遺伝子発現と機能が境界モデルに一致。2.脚再生において、細胞増殖及び位置情報をDachsous/Fatシグナル系が制御。3.脚再生にLowFat(Dachsous/Fatシグナル因子の一つ)、インスリン、EGFシグナルが関与。4.脚再生芽形成においてJAK/STATシグナル径路が関与。最終年度においては、1.脚再生においてdachshund and Distal-lessがパターン形成に関与している。2.脚再生にエピジェネティック因子のEnhancer of zeste, Utxが関与している。3.ノックアウト(業績文献1,2)、ノックインコオロギの作製に成功した。4.脚切断後に、マクロファージ様細胞がコオロギにおいても再生に関与していることを発見した。これらの結果から、脚再生においては、次のプロセスで、再生されると予想した。1.脚切断により、マクロファージ様細胞が活性化。2.マクロファージ様細胞が産生するサイトカインが未分化細胞による再生芽形成を誘導。3.再生芽において、Wnt/BMPシグナルがEGFを誘導。4. EGFはdachshund/Distal-
奄美大島の名瀬市における「summer depression」の発現頻度

季節性感情障害の発症に日照時間の関与が報告され、一般住民の気分や行動の季節変動と日照時間の関係が注目されている。一般的に低緯度では、日照時間は長くなるが、奄美大島の名瀬市は北緯28度と低緯度に位置しているが、曇天、雨天が多く日照時間が日本でも最も短い気候的な特徴を有している。季節性感情障害調査質問紙(SPAQ)を用いた結果からは、高緯度に位置し日照時間の短い秋田市では、気分の季節変動の幅が大きく、日照時間の短くなる冬に気分が悪化することが認められたが、名瀬市では、気分の季節変動の幅が小さく、日照時間の短くなる冬に気分の悪化する人は少なく、夏の暑い時期に気分のい悪化するsummer depression出現頻度の高いことが予想された。そこで、名瀬市におけるsummer depressionの発現頻度を調べることを計画した。症例報告の経験はないため、地方新聞に依頼して季節性感情障害の症例をリクルートしたが、summer depressionに該当する症例はいなかった。そのため、事故評価尺度を用いて年間4回、気分を評価し、実際の気分の季節変動を調査した。対象は、名瀬市、鹿児島市ならびに秋田市の高校生各々約100名の両親約600名で、5月、8月、10月、2月にアンケート調査の形で高等学校を通じて配布し回収した。結果は、抑うつ気分の季節変動が認められたのは秋田市だけであり、冬に気分が悪く、夏には良好であった。鹿児島市では気分の季節変動の傾向は有していたが、統計学的有意差がなかった。名瀬市では、日照時間が低値にもかかわらす気分の季節変動は認められなかった。この抑うつ気分は、日照時間との間に相関が認められたが、気温との間には相関はなかった。これらのことより、名瀬市のsummer depressionの発症頻度は、少ないと考えられた。これまでの我々の研究では,名瀬市の一般成人の気分・行動の季節変動は,冬の日照時間の低下よりも夏の暑さや湿度が気分の季節変動に影響を与えている考えられた.そこで,秋田市での同様な一般成人の気分・行動の季節変動の調査が行われているため,許可を得てデータを解析し名瀬市や鹿児島市と比較した.秋田市では気分の季節変動の幅が大きく,名瀬市では季節変動が小さく,鹿児島市はその中間であった.さらに,秋田市では気分と日照時間に相関を認めたが,名瀬市と鹿児島市では認められなかった.日照時間が関係すると考えられている冬季うつ病は,冬季の気温の低いことが必要と考えられた.名瀬市では夏の暑さや湿度が気分の季節変動に影響を与えていると考えられることから,名瀬市での夏季うつ病(summer depression)の発症頻度を調べる目的で,鹿児島市と名瀬市を販売中心を有する地方紙,南日本新聞と南海日々新聞に記事を依頼し,季節性感情障害についての記事の掲載を依頼し,季節性感情障害の人のリクルートを行った.名瀬市からの問い合わせはなく,鹿児島市での問い合わせは,20件あったがすべて冬季うつ病あるいは秋期うつ病と考えられるものであり,夏季うつ病と考えられる症例の問い合わせはなっかた.今後は,名瀬市ならびに鹿児島市の一般成人を対象に,夏と冬に実際の気分を自己評価尺度で評価し,気分の季節変動を直接測定し,夏季うつ病の発症の可能性を推定することが必要と考えれる.以前にもお願いした名瀬市と鹿児島市の高等学校に調査の依頼を現在行っている.季節性感情障害の発症に日照時間の関与が報告され、一般住民の気分や行動の季節変動と日照時間の関係が注目されている。

これまでの我々の研究では、低緯度にあるにもかかわらず,日照時間が1436時間と本邦でも最短である鹿児島県名瀬市では,日照時間が短くなる冬季に気分が不良になる人の割合は,高緯度に位置する秋田市に比べて少なく,名瀬市では夏の厚さや湿気が気分の季節変動に影響を与えていると推定された。昨年の地方新聞による季節性感情障害のリクルートでは,鹿児島市では冬季うつ病と考えられる20件の問い合わせがあったが,名瀬市では問い合わせが全くなく,気分の季節変動が少ないのではないかと推定された。そこで,実際の気分について,一般住民を対象にして季節ごとの気分を自己評価するアンケート調査を企画した。アンケートの実施時期は,5月,7月,10月,2月の年4回とした。対象は,前回の季節性調査(SPAQ)と同様に,名瀬市,鹿児島市ならびに秋田市の高等学校の生徒各々約100名とその両親約200名とした。自己評価の項目は,抑うつ状態についてはCES-Dの20項目,躁状態はPetterson Mania Scaleに基づいて8項目,季節性感情障害における非定型症状は,Esprituらの自己評価尺度(Biol.Psychiatry 35:403-407,1994)の8項目を使用した。さらに,SPAQにあるseasonality scoreのために6項目を加えて合計42項目とした。現時点では,2月のアンケートの回収が終了しておらず,データの解析ができていない。
神経回路形成期におけるシナプス競合、脱落および再編成のメカニズムの解明

ほとんどの抑制性回路が介在神経細胞によって構成されているため生体において抑制性回路のみを選択的に活性化することは困難であるという技術的制約のため、抑制性神経回路の発達変化の制御の研究は殆ど報告をみない。この中で、聴覚系外側上オリーブ核には対側音入力がグリシン作動性抑制性として入力する。成熟ラットにおいて外側上オリーブ核細胞に入力する抑制性シナプス電流はグリシン受容体阻害薬であるストリキニンによってブロックされた。しかし、生直後のラットにおいてはGABA受容体阻害薬であるビククリンによってブロックされた。このことは、この核に入力する伝達物質がGABAがらグリシンに発達変化したこと示す。この変化は未熟期に両側内耳を破壊すると阻害されたため、単に日齢に従うのではなく、入力する神経活動に依存していることが判明した。一方、神経筋接合部における発達に伴うシナプスの脱落は神経筋伝達をブロックすると遅延したため、神経活動に依存した過程であることが予測される。脱落前に過剰シナプスが共存できるメカニズムとして神経終末間の競合開始前には複数の終末の活動が同期している可能性が考えられる。そこで、脊髄前角の運動神経細胞間の電気的カップリングを調べたところ、シナプスの脱落に2-4日先行してカップリングが消失することが判明した。さらに、過剰シナプスの脱落が早期に終了する呼吸関連筋においては生直後には運動神経細胞間カップリングが消失していることが確認された。以上の結果から、選択的シナプスの脱落の開始は運動神経細胞間の活動の独立化が関連していることが示唆される。
介護職員におけるバーンアウト傾向の規定要因とその対処方策に関する研究

本研究は、介護職の中でも構成割合を高めている介護福祉士を分析対象とし、業務上で感じるストレスとその対処(コーピング)、ストレスによって引き起こされるバーンアウトの現状とその規定要因について、社会調査の手法によって明らかにするとともに、管理者側に対しても調査を実施することにより、ストレスやバーンアウトの抑制に有効な施策を検討することを目的とする。前述の研究目的を達成するため、まず、1年目には、先行研究のレビューや調査・既存統計の整理を行う。そして、2年目に予定している量的調査、さらに3年目に予定している現職介護職員・元介護職員、管理者へのインタビュー調査を相互補完的に実施する。
便秘改善を目指した体水分量測定による腸内環境健康指標の開発

本研究では、Quality of lifeを左右する健康指標として常に注目されている排便に着目し、飲水量に伴う腸内細菌叢の変化や体水分量(率)を詳細に解析し、腸内細菌叢と体水分量(率)との関連を明らかにすることを目的としている。2017年度は、本研究遂行にあたり倫理審査委員会による承認を得るとともに肌水分計を用いた皮膚角質層水分量の測定部位に関する予備実験と便秘症状の有無に関する質問紙調査を行った。2018年度は、予備実験の結果を参考に、多周波数整体電気インピーダンス法による体水分量(率)測定を行うことができるよう環境を整えた。また、2017年度に実施した便秘症状の有無に関する質問紙調査の分析を行い、便秘有訴者と判定され、飲水量に伴う腸内細菌叢と体水分量(率)の関連を検討することへ協力が得られた対象者の観察を行った。対象者の糞便サンプルの採取を行い、NGS解析と併せて細菌培養も行い、16S rRNA配列に対応するプライマーを用いて、一部の細菌のPCRを実施しDNAの精製を行った。また、対象者の排便状況、飲水量を含む日常生活状況、体水分量(率)のデータ解析を行った。一部の解析結果より、飲水量は腸内細菌叢や体水分量(率)の変化に影響を及ぼす傾向がみられている。腸内細菌叢には個体差があり、個人においても日によって違いがある傾向が観察されている。現在、精製したDNAのシーケンス解析を行い、細菌の同定を進めている。また、対象者の確保を目指し、健康な成人を対象に便秘症状の有無に関する質問紙調査を行っている。2017年度に実施した便秘症状の有無に関する質問紙調査を分析したところ、便秘有訴者は事前調査結果より少なく予想外の結果であった。このため、便秘有訴者と判定され、飲水量に伴う腸内細菌叢と体水分量(率)の関連を検討することへ同意を得ることができる対象者の確保に時間を要した。また、糞便サンプルからのDNA量は十分にあるものの、NGS解析において菌叢解析が困難なサンプルが存在することが発覚した。これにより、対象者をさらに確保する必要性が生じたため、当初の予定よりやや遅れていると考える。2019年度は、対象者を確保するため、便秘症状の有無に関する質問紙調査を他施設でも実施する。腸内細菌叢は個体差が大きいということが本研究からも明らかであるため、対象者が研究の全工程を終えることができるようサポートし、糞便サンプルの保存方法にも留意する。糞便サンプルのNGS解析を行うとともに、培養により同定された細菌の性質についても検討を重ねていきたい。また、これまでの成果を学会等で公表できるよう努める。本研究は、人権保護や法令等の遵守が必要とされる研究課題であるため、平成29年度は、本研究遂行にあたり倫理審査委員会への諮問および予備実験を行った。倫理審査委員会への諮問において、研究代表者の所属する倫理審査委員会より承認を得ることができた。予備実験では、体水分量(率)を安全かつ簡便に測定できる方法を検討するため、肌水分計を用い、同一対象で皮膚角質層水分量の測定部位(目尻、前額、上肢、下肢)と測定時期を縦断的に検討した。皮膚の薄い目尻や皮脂の多い前額は上肢や下肢に比べ値が高かった。夏季の朝と眠前で比較すると、目尻の測定値は眠前が高かったが、前額、上肢、下肢での測定値に有意差はなかった。また、冬季は夏季より目尻や上肢の値が低く、皮膚角質層水分量の測定には測定部位と時期による差異があると考えられた。したがって、皮膚角質層水分量の測定時は、測定値が安定している部位とする必要があることがわかった。肌水分計は安全かつ簡便ではあるが、当初の計画通り多周波数整体電気インピーダンス法による体水分量(率)測定を併用する必要があると判断した。便秘症状を有する成人で、飲水量の確保による体水分量(率)への影響と腸内細菌叢の改善への効果の有無を明らかにするため、現在健康な成人60名に便秘症状の有無に関する質問紙調査を行っているところである。便秘症状を有する成人で、本研究への協力の意思を示している対象数の把握および飲水による介入前後の観察を行うことが平成30年度以降の計画となっており、当初の予定よりやや遅れいていると考える。研究代表者の所属施設における倫理審査委員会への諮問は完了し、承認を得ることができた。体水分量(率)測定方法の検討は平成29年度に予定通り終了したが、当初の計画に追加した、より安全で簡便な体水分量(率)測定方法の検証に時間を要した。これに伴い、便秘症状の有無に関する質問紙調査の開始時期が予定より遅れ、対象となる健康な成人への質問紙配布数が予定を下回ったため。また、2017年度に実施した便秘症状の有無に関する質問

紙調査の分析を行い、便秘有訴者と判定され、飲水量に伴う腸内細菌叢と体水分量(率)の関連を検討することへ協力が得られた対象者の観察を行った。対象者の糞便サンプルの採取を行い、NGS解析と併せて細菌培養も行い、16S rRNA配列に対応するプライマーを用いて、一部の細菌のPCRを実施しDNAの精製を行った。また、対象者の排便状況、飲水量を含む日常生活状況、体水分量(率)のデータ解析を行った。一部の解析結果より、飲水量は腸内細菌叢や体水分量(率)の変化に影響を及ぼす傾向がみられている。腸内細菌叢には個体差があり、個人においても日によって違いがある傾向が観察されている。現在、精製したDNAのシーケンス解析を行い、細菌の同定を進めている。また、対象者の確保を目指し、健康な成人を対象に便秘症状の有無に関する質問紙調査を行っている。2017年度に実施した便秘症状の有無に関する質問紙調査を分析したところ、便秘有訴者は事前調査結果より少なく予想外の結果であった。このため、便秘有訴者と判定され、飲水量に伴う腸内細菌叢と体水分量(率)の関連を検討することへ同意を得ることができる対象者の確保に時間を要した。また、糞便サンプルからのDNA量は十分にあるものの、NGS解析において菌叢解析が困難なサンプルが存在することが発覚した。これにより、対象者をさらに確保する必要性が生じたため、当初の予定よりやや遅れていると考える。平成29年度の進捗状況を受けて、平成30年度に便秘症状の有無に関する質問紙調査を在籍学生約160名に実施し、20名程度の対象確保を目指す。上半期と下半期に各10名の対象を目標とし、サンプル採取とデータ収集を行いたいと考えている。2019年度は、対象者を確保するため、便秘症状の有無に関する質問紙調査を他施設でも実施する。腸内細菌叢は個体差が大きいということが本研究からも明らかであるため、対象者が研究の全工程を終えることができるようサポートし、糞便サンプルの保存方法にも留意する。糞便サンプルのNGS解析を行うとともに、培養により同定された細菌の性質についても検討を重ねていきたい。また、これまでの成果を学会等で公表できるよう努める。身体組成分析装置および解析用PCの購入経費およびDNAシークエンス解析の外部委託費として予算を計上していたが、予備実験に時間を要したため、身体組成分析装置の購入とDNAシークエンス解析を委託するに至らなかった。したがって、物品費が少なくなった。平成30年度は、上記装置の購入、試料の解析を行うため繰越額を使用する予定である。予算の余剰を生じた理由は主に3点あると考えている。1点は便秘症状の有無に関する質問紙調査を分析したところ、便秘有訴者数が事前調査結果より少なかったこと、2点目は糞便からのDNA抽出が困難なサンプルが存在し、NGS解析を実施できなかったこと、3点目はDNA量は十分にあるもののNGS解析において菌叢解析が困難なサンプルが存在し、解析が中断したことである。現在、他施設での便秘症状の有無に関する質問紙調査も計画しており、次年度における糞便サンプルのNGS解析および体水分量(率)のデータ解析用PC購入費などに使用する予定である。