hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科用合金の電気化学的特性値におよぼす唾液蛋白の影響と耐食性評価

また、Kohavi,D.(1995),Steinberg,D(1995)らの研究によって、歯科用合金やチタンの表面には唾液蛋白中のalbuminやfibrinogenが選択的に吸着するがその吸着特性は合金によって異なることが報告されており、更に濃度を増加させた場合の影響について測定を継続する予定である。次年度はこれまでの測定の継続に加え、各試料を溶液に浸漬した後の溶液に含まれる金属元素の溶出量を原子吸光分光光度計(既設)で測定し、溶出量と電気化学的測定結果との関係を明らかにする予定である。歯科用合金の電気化学的特性値に及ぼす唾液蛋白の影響を明らかにするために、貴金属合金として、TypeIV金合金、金銀パラジウム合金を選択し、クロム含有合金として、Ni-Cr合金(硬質)、Co-Cr合金、更にCPチタンを用い、鏡面研磨、耐水研磨、サンドブラスト研磨を行ったものを試料とし、腐食試験溶液としては0.9%NaCl溶液、albumin,α-amylase,添加溶液を用いて測定を行った。測定は電気化学腐食測定装置(Potentiostat,Model273&Corrosion software M352C:PARC、既設)を用い、アノード分極、自然電極電位および分極抵抗を測定し各金属材料と蛋白種との組み合わせによる特性を調べた。研磨による影響では何れの合金もサンドプラスト研磨より鏡面研磨で耐食性が向上する傾向にあり、非貴金属合金で影響が大きかった。albumin,α-amylase,の添加量は唾液成分の報告を参考に各々0.1mg/ml、として実験を行ったが何れの合金においても蛋白質成分の影響による顕著な差異は認められなかった。歯科用合金の電気化学的測定と測定溶液中の蛋白の存在の影響については、Williams,R.L.(1988),Speck,K.M.(1980)は血清蛋白やcysteineの存在が耐食性を低下させると報告し、Bessing,C.(1987)は唾液蛋白の存在が耐食性向上に作用すると報告している。また、Kohavi,D.(1995),Steinberg,D(1995)らの研究によって、歯科用合金やチタンの表面には唾液蛋白中のalbuminやfibrinogenが選択的に吸着するがその吸着特性は合金によって異なることが報告されている。そこで、チタンの耐食性に影響の大きい0.2%NaF溶液中でalbumin添加の有無の影響を調べた結果、無添加サンプルと比較し、分極抵抗は増大し、腐食電位は貴方向へ上昇、動電位曲線では低電位での電流密度が小さくなる傾向にあり、蛋白質成分の影響が明らかに認められた。
糖の種類を考慮したタンパク質の糖鎖修飾予測法の開発およびデータベース構築

本研究では、糖の種類を考慮したタンパク質糖鎖修飾予測法の開発を行った。糖鎖修飾を受けているタンパク質のアミノ酸配列、糖鎖修飾位置周辺の二次構造解析、糖鎖修飾位置周辺の空間的アミノ酸出現傾向解析・細胞内局在性について糖種特異的な特徴を抽出するとともに、糖種判別に利用可能なパラメータを探索し、高精度糖種判別法の開発を行った。アミノ酸配列と細胞内局在性をパラメータに用いることで、高精度で糖種判別が可能となった。[平成26年度の研究実績概要: PSSMおよび3D-PSSMを用いた糖鎖予測法の拡張および二次構造特徴抽出]1) PSSMを用いた糖鎖修飾予測法の確立:我々が開発してきたO結合型キシロース修飾予測法と同様に、O結合型アセチルグルコサミン、O結合型アセチルガラクトサミン、O結合型フコースに関しても糖鎖修飾残基付近のアミノ酸出現傾向からPSSMを作成し、予測精度を求めた。当該内容に関しては、国内外学会発表および論文発表を行った。2) 3D-PSSMを用いた糖鎖修飾予測法の拡張:糖種ごとに糖鎖修飾を受けている原子から一定の距離内に存在するアミノ酸の出現傾向を求めた。糖種特異的に、特定の芳香族残基の出現傾向が高くなっていることを明らかにした。当該内容に関しては、論文投稿準備中である。また、国際学会(2015年7月のFEBS congress)のポスター発表のために要旨を投稿したところ、審査により口頭発表に採択された。3)二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良:糖種ごとに糖鎖修飾残基付近の二次構造を抽出し、糖鎖修飾と二次構造の相関を調べた。特に、同一タンパク質の同一残基位置に糖鎖修飾を受けたエントリと受けていないエントリの二次構造を比較した。1)二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良:PDBデータ中のO型糖鎖を含むタンパク質を対象とし、糖の種類ごとに、糖鎖修飾位置周辺の二次構造のバリエーションを調査した。二次構造の出現傾向は、糖種ごとに異なった特徴を持っていた。以上から、各糖転移酵素の認識における異なる二次構造の指向性を示すことができた。O型糖鎖修飾は全般にストランド構造とコイル構造の境目に受けやすく、特にFucはストランド末端に修飾されていた。この内容について、1件の論文発表および国内外学会での発表を行った。2)糖鎖周辺の空間的アミノ酸出現傾向の調査:フコース(Fuc)修飾とアセチルグルコサミン(GlcNAc)修飾を受けた糖鎖周辺の空間的アミノ酸出現傾向を調査した。芳香族アミノ酸の出現傾向を中心とする特徴から、FucおよびGlcNAc修飾の糖転移酵素と相互作用する可能性のあるアミノ酸が特定できた。一方、糖転移酵素や糖分解酵素でも、糖鎖認識部位の周辺に芳香族アミノ酸が存在することがわかった。これらの芳香族性残基が糖種の選択性に寄与している可能性が示された。この内容について、国内外学会での発表を行った。論文投稿中である。3)細胞分子生物学実験による検証に向けた準備O型糖鎖修飾を受けることがわかっている8残基のペプチドをコードする遺伝子を、GFPの遺伝子に結合し、GFP融合タンパク質を発現させた。また、真核細胞内で糖鎖修飾を受けるために、小胞体輸送のためのシグナルペプチドもN末端側に導入した。HeLa細胞内での発現、精製、ウェスタンブロッティングによる糖鎖修飾の確認まで順調に進んでいる。平成27年度には、糖鎖修飾を受けている位置周辺の二次構造の調査と糖種ごとの特徴抽出が計画されていた。この内容については順調に進めることができ、糖種ごとの特徴抽出に至った。糖鎖修飾予測のパラメータに加えることが可能である。上記の内容に加え、平成27年度中には、立体構造情報をもとに空間的アミノ酸出現傾向を糖種ごとに明らかにすることができた。特に、芳香族性のアミノ酸が、糖種選択性に関与していることを示すことができた。当初、28年度に計画されていた内容である。さらに、一次配列、二次構造、空間的アミノ酸出現傾向の特徴を実験的に確認するための検証実験の下準備を終えることができた。この実験は、当初の計画では、本研究期間終了後の展開に含まれていた内容であり、平成27年度中に実施することができたことは大きな進展である。今年度は、タンパク質糖鎖修飾予測法の改良を行った。また、当初は網羅的な糖鎖修飾予測とデータベース構築の遂行が計画されていたが、研究結果を鑑みて計画を一部変更し、細胞内局在経路と修飾を受ける糖種との相関を明らかにするための人工糖タンパク質を用いた実験検証を行った。1)糖鎖修飾予測法の改良:糖鎖修飾位置周辺のアミノ酸配列から得られた糖種特異的PSSM、および、シグナルペプチド・膜貫通領域の有無から分類される細胞内局在経路を要素とし、糖鎖修飾における糖種判別の改良を行った。配列情報だけでは判別が難しい糖種の組み合わせを明らかにする目的で、各糖種総当たりの組合せ判別を行ったところ、GalNAcとGlcNAcの組合せでは判別精度が極めて低いことが判明した。しかし、細胞内局在経路を要素に加えることにより、GlcNAc修飾残基はGalNAc修飾残基から完全に区別することが可能であった。

そのため、タンパク質をまず細胞内局在経路によってGlcNAcとFuc・Xyl・GalNAcの2グループに分類した後に、Fuc・Xyl・GalNAc内において糖種特異的PSSMを用いて判別スコアを算出する方法で、2段階の判別を実施することにより、糖鎖修飾の糖種判別を高精度で実現した。なお、糖種ごとの二次構造の指向性、空間的アミノ酸出現傾向をパラメータに加えても、予測精度が向上しないことがわかった。2)実験検証:人工的に作製したGFP融合糖ペプチド遺伝子を用いて、複数の細胞内局在性を持つ遺伝子に改変した。ウェスタンブロッティングにより、ヒト培養細胞内における人工糖タンパク質の発現と糖の修飾を確認した。今後、実験展開を行うための基盤が構築できた。本研究では、糖の種類を考慮したタンパク質糖鎖修飾予測法の開発を行った。糖鎖修飾を受けているタンパク質のアミノ酸配列、糖鎖修飾位置周辺の二次構造解析、糖鎖修飾位置周辺の空間的アミノ酸出現傾向解析・細胞内局在性について糖種特異的な特徴を抽出するとともに、糖種判別に利用可能なパラメータを探索し、高精度糖種判別法の開発を行った。アミノ酸配列と細胞内局在性をパラメータに用いることで、高精度で糖種判別が可能となった。平成26年度の当初の実施計画で挙げた内容には『当初の計画以上に進呈している』項目と、『やや遅れている』項目とがある。したがって、全体としては『おおむね順調に進展している』ものとした。『当初の計画以上に進展している』項目としては、平成27年度で行う予定であった二次構造情報の抽出に成功し、糖鎖修飾と二次構造の相関を明らかにすることができたという点である。『やや遅れている』項目としては、3D-PSSMの作成と予測法への適用が未完であるという点だ。しかし、糖種特異的に、特定の芳香族残基の出現傾向が高くなっていることが明らかにできたので、高精度予測のための最重要パラメータの一つと考えている。平成28年度(最終年度)1)糖鎖修飾予測法の改良:糖種ごとの二次構造の指向性、空間的アミノ酸出現傾向をパラメータに加え、糖鎖修飾予測法・糖種判別法を改良する。また、予測法の評価試験を、差分データを含めた客観的な方法で行う。2)網羅的な糖鎖修飾予測:ゲノムORFを用いて、網羅的に糖鎖修飾の有無・糖種を予測する。特に、優先的に予測・判別を行う生物種として、線虫を候補に考えている。線虫はヒトより単純な生体構造をとっているが、ヒトと共通する糖鎖修飾関連遺伝子を150程度も有することが知られている。組織特異性の解析を進める上でよいモデルとなり得る。3)データベース構築:アミノ酸配列と立体構造、糖鎖修飾位置と糖種、機能、細胞内局在化経路、選択的スプライシング、組織特異性などを含んだ糖タンパク質のデータべースを構築する。4)実験検証:平成27年度に作製したGFP融合糖ペプチドを用いて、糖種の分析を行い、これまでに抽出した配列・構造・物理化学的性質の特徴や、糖鎖修飾予測・糖種判別の結果と比較する。また、ペプチド配列のミューテーションにより、糖種と配列・構造・物理化学的性質との相関を明らかにする。生命情報科学平成27年度:二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良および客観的評価1)二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良: PSSMおよび3D-PSSMを用いた予測法について、二次構造スコアを要素に加えて改良する。
再生速度の異なる映像の運動観察における脳内の活性化に関する研究

運動観察に用いる課題において,同じ課題動作を異なる動作速度の映像提示を行う際には,同一速度の動作を再生速度の操作によって速度変化させた場合(再生速度条件)と,撮影する実動作自体の速度を変化させた場合(実動作速度条件)の2種類に分類される.これまで運動観察と観察する映像の速度に関連する経頭蓋磁気刺激(TMS)を用いた研究では,各々の条件では検討されているものの,同じ課題において,再生速度条件と実動作速度条件の両方における比較検討を行っている研究は見受けられない.そこで,両条件間において,運動観察時に活性化されるミラーニューロンシステムに関連した大脳皮質運動野(M1)の興奮性に及ぼす影響についてTMSによる運動誘発電位(MEP)を指標に検討した.運動観察課題には,示指並びに小指外転反復運動を採用した.実動作速度条件では,この課題を異なる速度(0.5Hz,1Hz,2Hz,3Hz)で実践している際に撮影した映像を用い,再生速度条件では,1Hzの速さで実践している際に撮影した映像の再生速度を変化させ速度を調整した映像を用いた(0.5Hz-fake, 1Hz, 2Hz-fake, 3Hz-fake).これらの課題映像を運動観察させ,再生速度条件と実動作条件の違いがM1の興奮性に与える影響について検討した.その結果,実動作速度条件と再生速度条件における対応した同一速度間においてM1の興奮性に差は認められなかった.さらに各条件において,速度の違いによるM1の興奮性にも差は認められなかった.以上のことから,今回運動観察課題に用いた単関節運動に関しては,再生速度条件と実動作速度条件との間で,観察する課題の速度もしくは課題映像の再生速度の違いがMNSに関連したM1の興奮性に対して異なる影響を与えないことが示唆された.上記の研究結果は,学術論文として国際誌に掲載された.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,動作速度の異なる2つの課題映像を運動観察する際に,再生速度の違いが大脳皮質運動野(M1)の興奮性へ及ぼす影響とミラーニューロンシステム(MNS)の関与について明らかにすることを目的としている.平成28年度の研究計画では経頭蓋磁気刺激(TMS)によって誘発される運動誘発電位(MEP)を指標として単発刺激を用いた運動観察中のM1の興奮性変化の探索(実験1)と,2連発刺激法を用いた神経ネットワークの探索(実験2)について検討することであった.しかし,実験1を終えた時点で新たな検討事項が生じたため,研究計画を一部変更し,本年度は実験1と追加実験のプロトコール作成を実施した.実験1では,運動観察課題として素早い動作には“正面から投げられたボールをキャッチする動作"を,ゆっくりとした動作には“正面の机の上に置かれたボールに手を伸ばして持ち上げる動作"を採用した.この課題映像を異なる映像再生速度(SLOW:1/2倍速,NORMAL:1倍速,FAST:2倍速)で運動観察させ,再生速度の違いがM1の興奮性に与える影響について検討した.被験筋は,第一背側骨間筋(FDI)と小指外転筋(ADM)とした.その結果,素早い動作課題では再生速度を遅くすることで運動観察中のMEPが筋特異的に増大するが,ゆっくりとした動作課題では再生速度の影響を受けないことが明らかとなった.また,再生速度の影響は支配筋肉で異なることが明らかとなった.素早い動作課題でのみ再生速度の影響を受けることについては,再生速度が遅くなることで,肉眼では認識できなかった運動の要素等について認識が高まることでMNSがより活性化する可能性が示唆された.また,ADMのみ再生速度の影響を受けることについては筋の機能の違いによる可能性が示唆された.上記の研究結果は,学術論文として国際誌に掲載された.平成28年度に計画していた観察する映像の再生速度の操作によって変化させた動作速度の違いが運動観察中のMNSに関連したM1の興奮性変化に与える影響について経頭蓋磁気刺激を用いた検討については,当初の単発刺激での検討(実験1)と2連発刺激での検討(実験2)の結果を踏まえて論文執筆する予定であった.実験1を終えた時点で,運動観察時に異なる動作速度の映像提示を行う際に,撮影する実動作自体の速度を変化させた場合と,同一速度の動作を再生速度の操作によって速度変化させた場合の違いについて検討する新たな課題が生じた.これにより,研究計画を一部変更し追加実験を実施する必要性があったため,実験2を遂行するまでには至らなかった.研究計画に変更があったものの,追加実験のプロトコールを作成し,実験する段階まで至ったことや,実験1の結果を国際誌に投稿し掲載された点を考慮すると,これまでの研究はおおむね順調に進展しているものと考える.運動観察に用いる課題において,同じ課題動作を異なる動作速度の映像提示を行う際には,同一速度の動作を再生速度の操作によって速度変化させた場合(再生速度条件)と,撮影する実動作自体の速度を変化させた場合(実動作速度条件)の2種類に分類される.これまで運動観察と観察する映像の速度に関連する経頭蓋磁気刺激(TMS)を用いた研究では,各々の条件では検討されているものの,同じ課題において,再生速度条件と実動作速度条件の両方における比較検討を行っている研究は見受けられない.

そこで,両条件間において,運動観察時に活性化されるミラーニューロンシステムに関連した大脳皮質運動野(M1)の興奮性に及ぼす影響についてTMSによる運動誘発電位(MEP)を指標に検討した.運動観察課題には,示指並びに小指外転反復運動を採用した.実動作速度条件では,この課題を異なる速度(0.5Hz,1Hz,2Hz,3Hz)で実践している際に撮影した映像を用い,再生速度条件では,1Hzの速さで実践している際に撮影した映像の再生速度を変化させ速度を調整した映像を用いた(0.5Hz-fake, 1Hz, 2Hz-fake, 3Hz-fake).これらの課題映像を運動観察させ,再生速度条件と実動作条件の違いがM1の興奮性に与える影響について検討した.その結果,実動作速度条件と再生速度条件における対応した同一速度間においてM1の興奮性に差は認められなかった.さらに各条件において,速度の違いによるM1の興奮性にも差は認められなかった.以上のことから,今回運動観察課題に用いた単関節運動に関しては,再生速度条件と実動作速度条件との間で,観察する課題の速度もしくは課題映像の再生速度の違いがMNSに関連したM1の興奮性に対して異なる影響を与えないことが示唆された.上記の研究結果は,学術論文として国際誌に掲載された.今後の推進方策としては,追加実験として運動観察時に異なる動作速度の映像提示を行う際に,撮影する実動作自体の速度を変化させた場合と,同一速度の動作を再生速度の操作によって速度変化させた場合の違いについての検討を実施し,その結果を国内および国際学会で発表し,学術論文としてまとめ国際誌へ投稿する予定である.その後,実験1ならび追加実験で得られた知見をさらに検討するために,当初予定していた実験2を行い,観察する映像の提示速度の違いがM1の興奮性に及ぼす影響と脳内の活性化について検討していく.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
すばるHSCの大規模サーベイによる銀河形成史の観測的研究

本研究は,すばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam(HSC)を用いた過去にない広領域深宇宙サーベイにより高赤方偏移銀河を探査し,大規模な高赤方偏移銀河サンプルを構築して,基本的な観測量である紫外光度関数および角度相関関数を導出し,それらの統計的性質を明らかにしようとするものである.これまでに50万個を越える高赤方偏移銀河のサンプルを構築して,それをもとに紫外光度関数および角度相関関数を導出した.それらの結果をまとめた2本の論文の被引用回数は,出版から1年ほどですでに計96回であり,当該分野の注目を集めている.本年度は,大規模な高赤方偏移銀河サンプルの強みを活かして,これまで見つかっていなかった極めて水素のライマンアルファ輝線が強くかつ紫外連続光で暗い天体の候補を発見し,ケック望遠鏡での分光追観測を行うことで高赤方偏移に同定することができた.それらの多くは活動銀河核(AGN)の兆候を示していることがわかった.これまでに見つかっている典型的な遠方AGNと比べて紫外連続光が暗く,ブラックホール質量が軽いことが示唆され興味深い.今後すみやかに結果を論文にまとめて発表したいと考えている.また,これまであまり見つかっていなかった個数密度の低い明るい高赤方偏移銀河や,強い重力レンズ効果を受けている高赤方偏移銀河についてもHSC探査で見つかってきたので,すばる望遠鏡やVLT望遠鏡,ノエマ干渉計などに新たに提案書を提出し,観測時間を獲得した.これらの観測についても引き続き進めていきたいと考えている.すばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam(HSC)で取得した撮像データを解析し,赤方偏移5-7にある銀河の候補天体を同定した.それらの分光追観測提案をジェミニ望遠鏡やすばる望遠鏡に提出した.本研究では,HSCを用いた深宇宙探査プロジェクトで取得された初期データを解析した.HSCの高感度かつ広視野データにより,過去の研究では見つけられなかった個数密度の低い,きわめて明るい高赤方偏移銀河の候補天体を同定することが可能となった.データの取得に先駆けて,多色のHSC撮像データから高赤方偏移にある銀河を効率良く選び出すための色選択基準を決定した.データ取得後は,プロジェクトチーム内で公開されたカタログや整約済みの画像から,色選択基準をもとに高赤方偏移にある銀河の候補天体を同定した.本年度は,赤方偏移が5から7にある個数密度の低い,きわめて明るい高赤方偏移銀河の候補天体を同定した.高赤方偏移銀河のサンプルには高い信頼性が求められるため,それらの分光追観測提案をジェミニ望遠鏡やすばる望遠鏡などに提出した.その結果,一部の観測提案が採択された.当初の予定通り,探査プロジェクトの初期データをもとに高赤方偏移銀河の候補天体を同定することができた.さらに,それらの分光追観測を申請し,観測時間を獲得することができた.すばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam(HSC)で取得した撮像データを解析し,赤方偏移4-7にある銀河の候補天体を同定した.そのサンプルをもとに,分光追観測結果やモンテカルロシミュレーションの結果を組み合わせて高赤方偏移銀河の紫外光度関数を導出した.昨年度に引き続き,HSCを用いたすばる戦略枠観測による深宇宙探査で取得された初期データを解析した.深宇宙探査チーム内で公開されたカタログや整約済みの画像に対して昨年度に決定した色選択基準を適用し,過去の研究では見つけられなかったような個数密度の低い明るい銀河を含む高赤方偏移銀河を選択した.これまでにない高感度と広い視野を兼ね備えるデータを用いることで過去最大規模サンプルを構築することができた.さらに,すばる望遠鏡やマゼラン望遠鏡を用いた可視分光追観測を行ない,一部の銀河を分光同定することに成功した.構築したサンプルや分光観測結果,さらに天体選択の完全性をモンテカルロシミュレーションにより調べた結果を用いて,明るい高赤方偏移銀河の紫外光度関数を導出した.われわれの結果を,過去のハッブル宇宙望遠鏡を用いた暗い銀河の探査結果を組み合わせることによって,光度にして5桁に渡る幅広い紫外光度範囲での光度関数を世界に先駆けて導出した.得られた初期成果を国内外の研究会で発表した.また,新たに見つかった高赤方偏移銀河候補について分光追観測提案をすばる望遠鏡などに提出した.当初の予定通り,分光追観測によってわれわれの高赤方偏移銀河の選択基準が適切であることが確認できた.さらに,過去の経験を活かして本研究の大規模サンプルにもとづき紫外光度関数を導出することができた.昨年度に続いて,すばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam(HSC)で取得した撮像データで検出した50万個におよぶ高赤方偏移銀河のサンプルをもとに角度相関関数からダークマターハロー質量を見積もり,星形成率との間に高赤方偏移で普遍的な関係があることを発見した.この関係を用いると,銀河進化を理解する上で基本的な観測量である宇宙の星形成率密度の過去から現在に至る進化は,宇宙の構造形成理論の枠組みで自然に説明できることがわかった.この成果および昨年度得られていた成果等を論文にまとめて出版し,国際および国内研究会で発表した.

さらに,これまであまり見つかっていなかった個数密度の低い明るい高赤方偏移銀河について,すばる望遠鏡やジェミニ望遠鏡に可視分光観測を提案して観測時間を獲得した.観測では天候不良に悩まされることが多かったが,運良く取得できたデータで高赤方偏移銀河を分光同定することに成功した.天候不良により観測できなかった候補に対しては再度観測提案書を提出した.また,大規模サンプルの中から,これまで見つかっていないような極めてライマンアルファ輝線が強く明るい高赤方偏移銀河候補も検出され,それらについてもジェミニ望遠鏡での分光追観測によって同定することができた.それらと並行して,カナダ・フランス・ハワイ望遠鏡で取得された青い波長の撮像データをHSCデータと組み合わせて,赤方偏移2から3程度の高赤方偏移銀河候補を選択した.それらの分光追観測を広視野可視分光装置を持つアングロ・オーストラリアン望遠鏡に提案した.当初の予定通り,大規模な高赤方偏移銀河サンプルをもとに銀河のダークハロー質量と星形成の間の関係を調べ,昨年度の成果とともに論文にまとめて出版した.また,分光追観測によって高赤方偏移銀河を新たに分光同定した.さらに,その過程で副産物として見つかってきた興味深い天体についても分光追観測により同定した.本研究は,すばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam(HSC)を用いた過去にない広領域深宇宙サーベイにより高赤方偏移銀河を探査し,大規模な高赤方偏移銀河サンプルを構築して,基本的な観測量である紫外光度関数および角度相関関数を導出し,それらの統計的性質を明らかにしようとするものである.これまでに50万個を越える高赤方偏移銀河のサンプルを構築して,それをもとに紫外光度関数および角度相関関数を導出した.それらの結果をまとめた2本の論文の被引用回数は,出版から1年ほどですでに計96回であり,当該分野の注目を集めている.本年度は,大規模な高赤方偏移銀河サンプルの強みを活かして,これまで見つかっていなかった極めて水素のライマンアルファ輝線が強くかつ紫外連続光で暗い天体の候補を発見し,ケック望遠鏡での分光追観測を行うことで高赤方偏移に同定することができた.それらの多くは活動銀河核(AGN)の兆候を示していることがわかった.これまでに見つかっている典型的な遠方AGNと比べて紫外連続光が暗く,ブラックホール質量が軽いことが示唆され興味深い.今後すみやかに結果を論文にまとめて発表したいと考えている.また,これまであまり見つかっていなかった個数密度の低い明るい高赤方偏移銀河や,強い重力レンズ効果を受けている高赤方偏移銀河についてもHSC探査で見つかってきたので,すばる望遠鏡やVLT望遠鏡,ノエマ干渉計などに新たに提案書を提出し,観測時間を獲得した.これらの観測についても引き続き進めていきたいと考えている.探査プロジェクトによってデータは取得され続けている.得られたデータを引き続き解析して,高赤方偏移銀河の候補天体を同定し,分光追観測を申請する.また,採択された観測プログラムで分光データが得られれば,それらを解析して分光同定された高赤方偏移銀河の性質を調べる.さらに,低赤方偏移天体のコンタミネーションの割合を評価し,高赤方偏移銀河の紫外光度関数を導出することを目標にする.HSCによる深宇宙探査によってデータは取得され続けている.新たに得られたデータを引き続き解析して,高赤方偏移銀河の候補天体を同定し,分光追観測提案を申請する.その中で興味深い天体があればそれらを優先する.採択された観測プログラムで分光データが得られれば,それらを解析して分光同定された高赤方偏移銀河の性質を調べる.HSCで新たに得られたデータを引き続き解析して高赤方偏移銀河の候補天体を選択し,分光追観測提案を申請する.
ヘアピンsiRNAベクターを用いた炎症性肺疾患治療の標的分子の同定

マウスの肺での各種遺伝子の機能解析を行うため,マウス肺特異的にsiRNAを導入する方法について,平成18年度は最新の知見を踏まえてアデノ関連ウイルスによるsiRNA導入について検討を行った.アデノウイルスを用いたマウス肺での遺伝子発現系については報告がある[Rosenfeld MA, et. al., Cell 68(1):133-55,1992]がアデノウイルスは毒性が強く,またウイルス力価の調整が難しい.アデノ関連ウイルス(AAV)は毒性が弱く,AAVを用いてマウス肺での遺伝子導入の報告もされるようになった[Tang K, et. al., J Appl Physiol 97:1559-66,2004].また一方でAAVには幾つかの血清型があるが,最初に確立された血清型2のAAVより,血清型5の方が気道上皮に対してより強い親和性を持つことが報告され[Zabner J, et. al., J Virology 74(8):3852-8,2000],血清型5のカプシドを血清型2のアデノ関連ウイルスと組み合わせたハイブリッドウイルス[Hildinger M, et. al., J Virology 75(13):6199-203,2001]をマウス肺に用いることが一番効果的でかつ付随した炎症反応を防ぐことができるものとして検討を行った.アメリカ国立衛生研究所のDr. ChioriniよりAAV血清型5のカプシド配列の供給を受け,ハイブリッドウイルスを構築,ヘアピンsiRNAの周辺配列としてmiR30の配列を用いて,さらに感染標識としてIRISを介してGFPを発現するウイルスパッケージング用のプラスミドを構築した.現在,感染実験に向けて大臣申請中であるが,これらの系は,肺特異的に遺伝子の発現抑制あるいは強制発現を可能にする非常に興味深い系である.現在,マウスに投与するに際し,高力価でより毒性の少ないウイルスの精製法について検討を行い,近日中にマウス投与を行いその効果を確認する予定である.本課題では炎症性肺疾患の機構および治療標的分子解明の一環として,ヘアピンsiRNAベクターを用いて,分子ターゲッティングを行う.平成16年度はこれまでに,標的分子として,肺の異常な線維化に深く関与することが知られている,TGF-β_1に対して,ベクターの構築を行った.まず,ヘアピンsiRNAベクターの効果を評価するためにマウス由来の細胞株として,マウス肺腺腫細胞株LA-4,およびマウス肺線維芽細胞株3T12-3を用いて実験を開始した.TGF-β_1は両方の細胞株でRT-PCRでは発現が確認できるものの,ウェスタンブロットでは,検出限界以下であった。このため,TGF-β_1の前駆体(1173bp)を2つのユニットに分けて,RT-PCR,クローニングを行ったのち,前半・後半のユニットをライゲーション,変異のない全長をクローニングした.TGF-β_1のcDNAの全長をInvitrogen社の発現ベクターpcDNA3.1Zeoに組み込み,TGF-β_1の発現ベクターを構築した.上記細胞株にトランスフェクション,Zeocinでセレクションをすることにより,TGF-β_1の強制発現細胞のシステムを構築した.さらに,今回siRNAベクターを構築するに際して,オリゴの配列は,Ui-Teiらのルール[Ui-Tei et al., Nucleic Acids Research 32(3):936-48(2004)]に則り,標的配列を決定,また,ヘアピンのループについてはBrummelkampらの報告[Brummelkamp et al., Science 296(5567):550・3(2002)]に則りTTCAAGAGAの9塩基を用いた,このようにして構築したsiRNAベクターをTGF-β_1強制発現細胞にトランスフェクションしたところ,TGF-β_1の発現量はウェスタンブロット上50%前後まで低下した,さらにヘアピンsiRNAベクターにpuromycin耐性遺伝子を挿入し,TGF-β1強制発現細胞にトランスフェクト後,puromycinによる選択を行ったところ,2つの標的配列に対するヘアピンsiRNAベクターで10%前後にまでの発現の抑制が見られた.さらに,TGF-β1及びtetRを発現する細胞に,このヘアピンsiRNAベクターをトランスフェクト後ドキシサイクリンにより,ヘアピンsiRNAの転写誘導をかけたところ,10日目にはTGF-β_1の発現の低下が認められた.昨年度同定したマウスTGF-β_1に対する最も強力な発現抑制作用を示したヘアピンsiRNAをin vivoで用いるに際して,プロモータとヘアピン配列の間隔,ループ配列の最適化について検討を行った.この実験のために,新たにBspMIの制限酵素認識配列を持つヘアピンsiRNA発現ベクターU6pro/tetO/BspMIを構築した.BspMIは非パリンドロミックな認識配列の外側を切断する.この酵素を用いることで,プロモータの直後にヘアピン配列を挿入することが容易になる一方で,この酵素は切断効率が悪いことが知られている.申請者は以前PCRを用いたゲノムサブトラクション法であるMS-RDA法の改良に際し,GC含有量の高いDNAのPCR効率の改善にbetaineが有効であることを経験しており,U6pro/tetO/BspMIの切断に際してbetaineを加えたところ,切断効率の著明な改善を認めた.これらのbetaineの制限酵素処理に対する効果は日本学術振興財団ならびに文部科学省への謝辞とともに発表した.この様な制限酵素処理のブレイクスルーを経て,以前にその効果が明らかであるDNMT1に対する配列を用いて,2種類のヘアピンsiRNAベクターを構築し,その効果を検討した.

その効果は明らかで,わずか数塩基がヘアピンsiRNAのタンパク発現抑制効果を減弱してしまうことが明らかになった.またヘアピン構造sense-loop-antisenseの中のloop配列については,DNMT3Aに対するsiRNAを用いて,その検討を行った.Brummelkampらの9塩基,申請者らの6塩基,Miyagishiらの11塩基について比較検討したところ,申請者らが以前用いたAatII配列が一番優れたタンパク発現抑制効果を示した.マウスの肺での各種遺伝子の機能解析を行うため,マウス肺特異的にsiRNAを導入する方法について,平成18年度は最新の知見を踏まえてアデノ関連ウイルスによるsiRNA導入について検討を行った.アデノウイルスを用いたマウス肺での遺伝子発現系については報告がある[Rosenfeld MA, et. al., Cell 68(1):133-55,1992]がアデノウイルスは毒性が強く,またウイルス力価の調整が難しい.アデノ関連ウイルス(AAV)は毒性が弱く,AAVを用いてマウス肺での遺伝子導入の報告もされるようになった[Tang K, et. al., J Appl Physiol 97:1559-66,2004].また一方でAAVには幾つかの血清型があるが,最初に確立された血清型2のAAVより,血清型5の方が気道上皮に対してより強い親和性を持つことが報告され[Zabner J, et. al., J Virology 74(8):3852-8,2000],血清型5のカプシドを血清型2のアデノ関連ウイルスと組み合わせたハイブリッドウイルス[Hildinger M, et. al., J Virology 75(13):6199-203,2001]をマウス肺に用いることが一番効果的でかつ付随した炎症反応を防ぐことができるものとして検討を行った.アメリカ国立衛生研究所のDr. ChioriniよりAAV血清型5のカプシド配列の供給を受け,ハイブリッドウイルスを構築,ヘアピンsiRNAの周辺配列としてmiR30の配列を用いて,さらに感染標識としてIRISを介してGFPを発現するウイルスパッケージング用のプラスミドを構築した.現在,感染実験に向けて大臣申請中であるが,これらの系は,肺特異的に遺伝子の発現抑制あるいは強制発現を可能にする非常に興味深い系である.現在,マウスに投与するに際し,高力価でより毒性の少ないウイルスの精製法について検討を行い,近日中にマウス投与を行いその効果を確認する予定である.
遺伝子ドーピングを含めた21世紀におけるアンチ・ドーピング教育プログラムの開発

本研究は,「遺伝子ドーピングを含めた21世紀におけるアンチ・ドーピング教育プログラムの開発」というテーマの通り,最終的に「遺伝子ドーピングも対象に含めたアンチ・ドーピング教育プログラムの開発」を目的としている.アンチ・ドーピングの意識調査研究については,意識傾向の調査研究にとどまっており,統計学的手法に基づいたドーピングに対する意識尺度が開発されていないことが問題として挙げられる.本研究は,上述の問題点を踏まえた上で、調査研究(ドーピングに関する意識尺度の開発)と文献研究(ドーピングに関する倫理・哲学的研究)に基き遂行する,実践研究(教育プログラムの開発とその効果の検証)と言い得る.本研究は,「遺伝子ドーピングを含めた21世紀におけるアンチ・ドーピング教育プログラムの開発」というテーマの通り,最終的に「遺伝子ドーピングも対象に含めたアンチ・ドーピング教育プログラムの開発」を目的としている.アンチ・ドーピングの意識調査研究については,意識傾向の調査研究にとどまっており,統計学的手法に基づいたドーピングに対する意識尺度が開発されていないことが問題として挙げられる.本研究は,上述の問題点を踏まえた上で、調査研究(ドーピングに関する意識尺度の開発)と文献研究(ドーピングに関する倫理・哲学的研究)に基き遂行する,実践研究(教育プログラムの開発とその効果の検証)と言い得る.
発展途上国における法化現象の研究

本研究は少数民族の意志反映が十分に可能となる法制度の構築・運営についてフィールドワークを元にして考察するものである。事例としてタイ山間部に居住する山地民のモン族をとりあげ、タイの司法制度に依拠しない伝統的な紛争処理制度が近代司法制度と共存している実態をフィールドワーク調査で明らかにし、加えてタイの司法制度がモン族に利用されていない実態を「法化」概念を用いて分析を行った。本年度は翌年度以降の本格調査のための初期調査を行った。1調査地域の選定と初期調査のためタイ国チェンマイ県S郡へと移動し、郡庁舎と3村を回り初期調査を行った。この3村は住居者のうちモン族の比率が高いだけではなく、頻繁に都市部への移動が行われることからタイ法からの影響をもっとも受けやすい人々である。基礎データを多く入手し、その影響について調べた。また調査の段階でタイ国内から亡命したグループの固有法の変化を調べるため、亡命したモン族の移住者が多く住むアメリカ合衆国ミネソタ州ミネアポリスにてHmong Societyの協力を得て初期調査を行った。その結果S郡周辺のモン族の収入が周辺のカレン族に比して年収ベースで10倍以上もの格差があることがわかった。またラオスからタイ北部に留まらず、アメリカ・フランスにも続くモンのネットワークの存在がわかった。2先行研究調査のためチュラロンコン大学社会調査研究所及びチェンマイ大学社会科学部、ミネソタ州立大学にて文献調査を行った。特に英語文献の整理を行いモン族の固有法についての先行研究をまとめた3上述した初期調査を随時研究会・学会にて報告した。7月の基礎調査を元に「タイ山地民における貧困のメカニズム一少数民族間の経済格差一」というタイトルで招待講演を行ったほか、9月のアメリカ調査を元に「アメリカにおけるモン族の婚姻戦略の変化」、今年度の文献調査を元に「法化現象からみたリスク認識:山地民族と住民運動を例にして」というタイトルで報告した。またモン族の法化現象と関連する事例として国内事例としての「地方における公共空間の再構築とコンビニエンスストア」のタイトルで報告した。これらの調査報告を基盤として翌年度以降は民俗学博物館との共同研究を進める予定である。1国内の各大学の資料と研究者とのディスカッションを経て「法化」理論研究を進めた。特に国立民族学博物館において共同研究「リスクと不確実性、および未来についての人類学的研究」の研究グループ一員として共同研究を進め、この成果は共著で平成24年度中に出版される予定である。2平成22年度の海外研究では資料研究を行い、(1)チュラロンコン大学社会調査研究所の所有する資料群、(2)タイ法務省の統計資料、(3)チェンマイ県裁判所判決などをもとにタイにおける裁判分析を行った。山地における裁判の発生率について本格的な調査はタイ国内でもまだ始まっておらず、本調査が初めての調査になり、これをもとに遠隔地での法制度の浸透度合いをはかることができた。3上記研究成果を随時研究会・学会にて報告した。特に11月に県立高知短期大学で開催されたアジア法学会2010年秋研究総会では、「タイにおける山地民政策の変遷」というタイトルで招待講演を行ったほか、国立民族学博物館において開催された研究会において「モン族の法化リスク」「移住コミュニティにおける法化現象」の二つの報告を行った。本研究は少数民族の意志反映が十分に可能である法制度の構築・運営について実証研究を元にして考察するものである。事例としてタイ山間部に居住する山地民のモン族をとりあげ、タイの司法制度に依拠しない伝統的な紛争処理制度が近代司法制度と共存している実態をフィールドワーク調査で明らかにし、加えてタイの司法制度がモン族に利用されていない実態を「法化」概念を用いて分析をこの年度に行った。本年度は、国内の各大学の資料と研究者とのディスカッションを経て「法化」理論研究を進めた。特に、今年度は、国立民俗学博物館において共同研究「リスクと不確実性、および未来についての人類学的研究」の研究グループ一員として共同研究を進め、積極的に民俗学の分野での研究成果を吸収し研究を進めた。特に関連領域の日本国内の住民運動における法化研究にも着手することができ、当初から予定していた東南アジアのマイノリティの社会内部に生じている法化現象が、日本の開発地域においても同様に生じうる現象であるということについて、確証を得ることができた。リスクという「予測しうる/予測し得ない」未来に対して、どのように法制度を利用し、またはどのような環境が利用を阻む要因となっているのか、法化現象と関連づけて説明することに貢献できたと考える。
ブレーンワールド宇宙の創成と進化

本年度は昨年度に引き続きより現実的なブレーンワールド模型の構築を主に行ってきた。昨年度は、長波長展開によって一枚のDブレーン上の重力理論の解析を主に行ってきた。しかしながら、この解析法では暗黒輻射に関係していると思われる項が不定のままで残される。そこで、この不定性を取り除くために、2枚のDブレーン系に絞り解析を行ってきた。その結果、BPS条件を満足するDブレーン系では、1枚系と同様に、ブレーン上に局在化しているゲージ場がブレーン上の重力のソースになっていないことが不定性なく確認できた。また、この結論は通常ブレーンワールドで課されるZ2対称性が存在しない場合についても変更を受けることがないことを確認した。以上のような結果が確固たるものになったわけであるが、現実の宇宙を説明するのには、大きな障害となる。そこで、BPSが破れているような場合のDブレーン上の重力理論の解析を行った。その結果、ブレーン上で宇宙項が生じるのと同時に、ブレーン上に局在化しているゲージ場がブレーン上の重力のソースになることがわかった。詳細にはゲージ場に対する有効重力定数は宇宙項に比例しており、その比例係数は2枚のブレーン間の距離に寄っていることがわかった。更に、適当なブレーン間の距離を仮定すると、現在観測されている宇宙項とニュートン定数とを同時に説明できることがわかった。この結果は宇宙項問題への大きな示唆を与えていると考えられる。近年の超紐理論の進展により、われわれは新しい宇宙像「ブレーンワールド」を手にするにいたっている。そのおおまかなシナリオは出来上がっているにもかかわらず、特に宇宙論的に予言に関する理論的に研究が未だに不十分である。これまでの研究で分かっていたことは、ブレーン上の観測量はバルク時空を知ったあとで初めて評価されるということであった。懸案の問題はバルク時空を解くことである。私はこの問題を解決すべく、低エネルギーの有効理論を系統的に導出する方法を開発することに成功した。この方法を採用することによって、宇宙背景輻射の揺らぎへの影響を考察することが可能となった。また、ブレーンワールドブラックホールへの洞察もできる。初年度で「創成と進化」の基礎固めがなされたと自負する。そのほかに「ブレーンワールド」で特筆すべきことは加速器実験でブラックホールが生成される可能性を予言することである。そこでのブラックホールは本質的に高次元ブラックホールであるが、その基礎研究はこれまで動機付けに乏しくほとんど未開拓領域である。そこで、特に、回転していない静的ブラックホールの解の唯一性定理の証明した。この定理は、静的時空では高次元シュバルツシルト解を用いてブラックホール周辺で生じる現象の解析の確からしさを保証するという意味で重要なものとされる。今年度は、ブレーンによって宇宙創成を探る第一段階として、より現実的なブレーンワールドモデルの構築とその基礎研究を行ってきた。具体的にはDブレーン上の重力理論の導出を行い、その宇宙論的な洞察を行った。まず、より現実的な設定として、高次元時空中でRR、NS-NSバルク場、スカラー場を考慮、ブレーンの作用としてDブレーンの有効作用であるBorn-Infeld作用を用いた。その結果、超対称性がある場合には、ブレーンに局在しているゲージ場がブレーン上の重力と最低次で結合していないことがわかった。一方、超対称性が破れている場合は、結合していることがわかったが、このときブレーン上で正味の宇宙項が誘導されることを発見した。すなわち、通常の重力理論が再現されることと宇宙項の存在に深い関係があることがわかったのである。宇宙項の存在は宇宙のさまざまな観測からかなり高い精度で確からしく、本研究で得た結果は極めて重要である。また加速器でのブラックホール生成を念頭に置き、高次元ブラックホール時空、特に、その漸近構造の解析に力点をおいて研究を行った。その結果、4次元とはまったくことなり、無限遠方での境界条件が一意的でないことを一般的に証明することに成功した。この意味は、高次元ブラックホールに関する実験的洞察をする際に極めて重要となってくる。
高齢者における下肢関節可動域と静止立位重心動揺の関係

研究目的:加齢に伴い直立能力が低下することはよく知られている。高齢社会を迎え、この直立能力の低下は転倒を引き起こし、QOL(生活の質)を大幅に低下させる。転倒の主な原因には、環境要因、筋力低下、痴呆などがあるが、一般に多様かつ複合的であり、未だ原因究明のために十分な研究はなされていない。中でも下肢関節可動域との関連を調査した研究は少ない。下肢関節可動域がバランス能力に影響を及ぼすことが明らかになれば、転倒予防のために下肢関節の可動域を確保することの重要性が示唆され、リハビリテーションを行う上で関節可動域運動をしっかり行うことでバランス能力が維持され、転倒を予防する一助となる。そこで、今回下肢関節可動域が静止立位重心動揺に及ぼす影響について検討した。研究方法:若年群として平均年齢24.3歳の健常成人22名、高齢群として平均年齢82.2歳の健常高齢者11名を対象に、下肢関節可動域と静止立位重心動揺検査を実施した。下肢関節可動域は、股関節屈曲・伸展・外転・内転、膝関節屈曲・伸展、足関節屈曲・伸展を計測し、重心動揺検査は開眼・閉眼で総軌跡長、左右軌跡長、前後軌跡長、矩形面積、外周面積、実効値、左右実効値、前後実効値、左右最大振幅、前後最大振幅、左右方向動揺中心偏位、前後方向動揺中心偏位の12項目をデータ処理した。研究成果:関節可動域は股関節内転以外は、若年群より高齢者群の方が有意に狭かった。開眼では股関節外転・内転、閉眼では股関節外転・内転、膝関節伸展、ロンベルグ率では膝関節伸展の可動域が重心動揺検査項目の3項目以上で相関関係が認められた。可動域と重心動揺の関係は概ね負の相関が認められたが、股関節内転では正の相関が見られた。今回の研究結果から、高齢者では下肢関節可動域特に股関節外転と膝関節伸展の可動域を改善するような運動を推奨すべきであることが示唆された。
侵入害虫キムネクロナガハムシの分布拡大及び大発生のメカニズムの解明

近年、世界的規模の物流の増加に伴い侵入害虫が農作物や環境に与える問題も深刻化しているが、新天地における侵入昆虫の害虫化のメカニズムは未知の点が多い。本研究では、ココヤシの侵入害虫キムネクロナガハムシに存在する遺伝的に異なる2系統のうち一方のみが分布を拡大し大発生していること、その要因として大発生系統は高木、低木ともに加害するが、大発生しない系統は低木のみを加害することを明らかにするとともに、寄主植物の分布がハムシの分布拡大に影響することを示した。また、両系統は交尾はするが、産まれた卵のふ化率は著しく低い。この現象を引き起こすのが、ハムシの生殖器官に共生する新規細菌であることを明らかにした。2014年7月に、チモール島でキムネクロナガハムシの発生及びハムシによるココヤシの被害に関する野外調査を実施した。島を3つの地域に分けて(西、中央、東)、ココヤシの被害度、ハムシの発生量を調べるとともに、ハムシのサンプリングを行いDNA系統の識別を行った。その結果、東地域では、西地域及び中央地域に比べてココヤシへの被害が軽度であることが分かった。また、DNA解析の結果、東地域にはパシフィック系統のみが、西地域及び中央地域にはアジア系統のみが分布することが明らかとなった。このことは、近年の分布拡大や大発生がアジア系統のみにおいて起こるというこれまでの研究結果と一致する。室内実験では、共生細菌が両系統の交雑に与える影響を明らかにするため、抗生物質を添加しない人工飼料と添加した人工飼料をもちいて両系統を飼育し、交雑試験を行った。その結果、抗生物質を与えない場合、異なる系統間の交尾から生まれた卵は同系統間の交尾から生まれた卵に比べ、顕著にふ化率が低かった。しかし、抗生物質を与えた場合、異なる系統間でも高いふ化率を示し、同系統間のふ化率と差が無かった。このことから、両系統の生殖隔離には、抗生物質で除去される共生細菌が関与している可能性が示された。両系統の交尾行動を調査するために、次世代虫がどちらの系統の雄親由来であるかを特定する方法の開発を行った。両系統の識別に現在用いているミトコンドリアDNAは母親由来であるため、これまで父親がどちらの系統であるかを判別することは出来なかった。そこで、このハムシには上翅が完全に茶色の個体と一部黒の個体が存在するため、異なる体色の遺伝性を調査し、体色による雄親の判別を試みた。結果、茶色の雌が茶色の雄と交尾した場合子孫は茶色となるが、茶色の雌と一部黒の雄が交尾した場合一部黒の子孫が得られることが明らかとなり、雄親判定に利用できる可能性が示された。2015年7月に、チモール島でキムネクロナガハムシの発生及びハムシによるココヤシの被害に関する野外調査を昨年に引き続き実施した。その結果、中央に分布していたアジア系統が西地域に分布を拡大し、ココヤシに大きな被害を与えていることが明らかになった。また、ココヤシの高さを低・中・高と3つに分類し、それぞれへの被害度を調査したところ、アジア系統が分布する中央及び西地域では高い木も中程の木と同様に加害されていたのに対し、パシフィック系統が分布する東地域では高い木はほとんど加害されていなかった。室内実験では、両系統のふ化率への共生細菌の影響を調べた。両系統の精巣及び卵巣からDNAを抽出し、16S rDNAの一部を増幅するユニバーサルプライマーを用いPCRした後クローニングし精巣・卵巣に存在する細菌の同定を試みた。また抗生物質テトラサイクリンを与えて細菌を除去した場合のふ化率を調べた。結果、パシフィック系統からは、αプロテオバクテリア綱に属する細菌の配列(既知バクテリアと89%相同)が、アジア系統からはWolbachia属と99%相同の配列が検出された。パシフィック♂(無処理)×アジア♀(無処理)、パシフィック♂(無処理)×アジア♀(抗生物質処理)ではふ化率が極めて低かったが、パシフィック♂(抗生物質処理)×アジア♀(無処理)では同系統間と同様の高いふ化率を示した。また、特異的プライマーを作成し抗生物質処理したパシフィック系統個体内の細菌の存在を確認したところ、処理によりこの細菌は除去されていた。これらのことからパシフィック♂とアジア♀の細胞質不和合はこのαプロテオバクテリア綱に属する細菌に引き起こされている可能性が高い。チモール島での野外調査ついては、おおむね計画通り順調に進んでいる。チモール島において2系統の分布の変遷を調査した。サンプルの採取にあたっては引き続き、植物防疫法や名古屋議定書に配慮し、現地の東チモール国立大学と連携して行っている。また、室内実験においても、パシフィック系統の♂とアジア系統の♀の間で細胞質不和合を引き起こすアルファプロテオバクテリア綱に属する細菌の新系統を発見するなど、おおむね計画通り進んでいる。本研究では、遺伝的に異なる2系統が存在するココヤシの侵入害虫キムネクロナガハムシが分布を拡大し大発生するメカニズムをチモール島での野外調査から明らかにした。

また、このハムシの生殖を操作する新たな共生細菌を発見し、新たな害虫防除法の開発に取り組んだ。野外調査では、チモール島においてココヤシの被害度、ハムシの発生量を調べると共にハムシのサンプリングを行いDNA系統を識別した。結果、一方の系統(アジア系統)が島の中央部から西側に分布を拡大し大発生しているが、もう一方の系統(パシフィック系統)は島の東側に分布し分布の拡大や大発生は見られなかった。アジア系統は低木、高木共に加害するのに対し、パシフィック系統は低木のみを加害し、この高木を加害する能力がアジア系統の大発生の要因の一つと考えられた。また、寄主であるココヤシの植生調査から、ハムシはココヤシが連続的に生えている場所では分布を拡大できるが、ほとんどココヤシの無い地域を越えて分布を広げることはできないことが明らかとなった。アジア系統とパシフィック系統は交尾するが、産まれた卵のふ化率は同系統内の交尾から産まれた卵のふ化率より著しく低い。この要因を明らかにするため、抗生物質処理によりハムシ体内に共生する細菌を除去し交配実験を行った。結果、パシフィック雄(無処理)×アジア雌(無処理)、パシフィック雄(無処理)×アジア雌(抗生物質処理)ではふ化率が極めて低かったが、パシフィック雄(抗生物質処理)×アジア雌(無処理)では同系統間と同様の高いふ化率を示した。DNA解析から、この不和合を引き起こすのはパシフィック雄に感染するαプロテオバクテリア綱に属する新規細菌であることが明らかになった。近年、世界的規模の物流の増加に伴い侵入害虫が農作物や環境に与える問題も深刻化しているが、新天地における侵入昆虫の害虫化のメカニズムは未知の点が多い。本研究では、ココヤシの侵入害虫キムネクロナガハムシに存在する遺伝的に異なる2系統のうち一方のみが分布を拡大し大発生していること、その要因として大発生系統は高木、低木ともに加害するが、大発生しない系統は低木のみを加害することを明らかにするとともに、寄主植物の分布がハムシの分布拡大に影響することを示した。また、両系統は交尾はするが、産まれた卵のふ化率は著しく低い。この現象を引き起こすのが、ハムシの生殖器官に共生する新規細菌であることを明らかにした。チモール島での野外調査ついては、おおむね計画通り順調に進んでいる。チモール島において2系統の分布を確認し、サンプルを採取した。サンプルの採取にあたっては、植物防疫法や名古屋議定書に配慮し、現地の東チモール国立大学と連携して行っている。また、室内実験においても、交尾行動に関して、体色を利用した雄親鑑定法を開発した。また、抗生物質で除去される共生細菌が両系統の生殖隔離に関与している可能性を示すなど、おおむね計画通り進んでいる。チモール島にはキムネクロナガハムシ2系統が存在するが、現在のところその分布域は重なっていない。西及び中央地域にはアジア系統が、東地域にはパシフィック系統が存在し、前者の地域ではココヤシへの大きな被害が確認されたが、後者の地域では被害程度は小さかった。しかし、西・中央地域から東地域への物流は何も制限されていないため、今後もチモール島での野外調査を引き続き行い、アジア系統の分布の拡大状況を調査する。2015年の調査から、東チモールの中央地域での蛹寄生蜂の寄生率が上昇していることが明らかになった。生物的防除資材として利用することを念頭にいれ引き続き基礎的なデータを収集する。