hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イネいもち病菌の病原性ならびに交配関連遺伝子の同定と機能解析

3.交配型遺伝子座領域のゲノム構造について自然交配能を有する雲南産ならびにアメリカ産イネいもち病菌と日本産の交配能欠損株を比較・検討したところ、いずれの株も他の子嚢菌と同様な遺伝子をコードしていると推定された。すなわち、MAT1-1では、交配型関連遺伝子として、MAT1-1-1、MAT1-1-2、MAT1-1-3を、MAT1-2ではMAT1-2-1をもっていた。遺伝子構造も、MAT1-1-1、MAT1-1-2とMAT1-2-1を見る限り、各株間で構造上の大きな差異は見出せなかった。このことから、交配能欠損株においても交配型遺伝子は機能しているのではないかと推察された。1.我々が構築したdifferential cDNAlibraryから、病原性関連候補遺伝子をマクロアレイ、RT-PCRにより類別化し、解析候補遺伝子を選抜した。本年度も引き続き、それら候補遺伝子の構造解析、ゲノム解析を行い、当該遺伝子の破壊株を作出して、付着器の形態形成ならびにイネ葉への感染過程における機能を解析した。そのうち、クローン#B19、#B48については、遺伝子構造・ゲノム構造を精査し、いずれも既報の遺伝子と高い相同性を示すものはなかったものの、部分的にいくつかのドメインを保持していた。#B19はN末端にセリン残基に富んだ配列と核局在性シグナル様配列をコードし、そのC末端側にsucrase/ferredoxinと部分的相同配列をコードしていた。#B48はdual specificity phosphataseの活性ドメインをコードしていた。両遺伝子の遺伝子破壊株は付着器形成能が低下し、侵入菌糸の伸展度も有意に低下したが、病斑形成には影響しなかった。イネ葉内での両遺伝子の発現は感染後34日以内しか認められなかった。2.交配型遺伝子座領域のゲノム構造について自然交配能を有する雲南産ならびにアメリカ産イネいもち病菌と日本産の交配能欠損株を比較・検討したところ、いずれの株もMAT1-1では、交配型関連遺伝子として、MAT1-1-1、MAT1-1-2、MAT1-1-3を、MAT1-2ではMAT1-2-1を保持していた。それぞれの遺伝子構造も各株間で構造上の大きな差異は見出せず、定量PCR法による発現解析でもほとんど大差なく、交配能欠損株においても交配型遺伝子は発現・機能していると考えられた。(1)我々が構築したdifferential cDNA libraryから、付着器形成時に特異的に強く発現している病原性関連候補遺伝子として、FMI1(Functional gene of Magnaporthe Infection 1;クローン#B19)、FMI2(クローン#B48)、MGH61A(Magnaporthe Glycoside Hydrasefamily 61A;クローン#B59)を選抜し、本年度も引き続き、それら候補遺伝子の構造解析、ゲノム解析を行い、当該遺伝子の破壊株を作出して、付着器の形態形成ならびにイネ葉への感染過程における機能を解析した。
多元環と多様体における代数的側面と幾何的側面

1.今回の研究課題の,第1番目の研究目的に挙げられていた,多元環における代数的側面について,まず述べる.これに関して,研究代表者である越谷重夫による次の2つの結果が得られた.標数p>Oの体F上の有限群Gの群多元環FGを考える.FGのブロックBと,Bのブラウアー対応bとが,F上多元環として互にい同型であるための必要充分条件を完全に決定した.これの詳しい結果は,連合王国(イギリス)の学術雑誌Glasgow Mathematical Journal(Vol.32,1990)に掲載された.2.上の1番と同じ記号を使う時,Gのシロ-pー部分群PのF上自明な表現をGにまで誘導した表現が,完全可約になる時に限って,Gはpー根基であると言うが,研究代表者である越谷重夫はFGのpーブロックが,pー根基になるための1つの重要な十分条件を求めた.これの詳しい結果は,アメリカ合衆国の学術雑誌Journal of Algebra(Vol.134,1990)に掲載された.3.さて,多様体の幾何的側面とし多様体の幾何的側面としてては,研究分担者の一人である高木亮一による,葉層リーマン多様体上のラプラス-ベルトラミ作用素に関する結果があり,新潟大学が発行している学術雑誌であるNihonnkai Mathematical Journal(Vol.1,1990)に発表された.また,同じく多様体の幾何的側面としては杉山健一による,極小代数的多様体のタンジェント層に関する結果があり,アメリカ合衆国の学術雑誌である,Advanced Studise in Pure Mathematics(Vol.18,1990)に掲載された.4.このほか,他の研究分担者である吉田英信,柳原二朗,中神潤一,種村秀紀,西田康二らによる,多様体と多元環についての代数的側面と幾何的側面の研究がある.1.今回の研究課題の,第1番目の研究目的に挙げられていた,多元環における代数的側面について,まず述べる.これに関して,研究代表者である越谷重夫による次の2つの結果が得られた.標数p>Oの体F上の有限群Gの群多元環FGを考える.FGのブロックBと,Bのブラウアー対応bとが,F上多元環として互にい同型であるための必要充分条件を完全に決定した.これの詳しい結果は,連合王国(イギリス)の学術雑誌Glasgow Mathematical Journal(Vol.32,1990)に掲載された.2.上の1番と同じ記号を使う時,Gのシロ-pー部分群PのF上自明な表現をGにまで誘導した表現が,完全可約になる時に限って,Gはpー根基であると言うが,研究代表者である越谷重夫はFGのpーブロックが,pー根基になるための1つの重要な十分条件を求めた.これの詳しい結果は,アメリカ合衆国の学術雑誌Journal of Algebra(Vol.134,1990)に掲載された.3.さて,多様体の幾何的側面とし多様体の幾何的側面としてては,研究分担者の一人である高木亮一による,葉層リーマン多様体上のラプラス-ベルトラミ作用素に関する結果があり,新潟大学が発行している学術雑誌であるNihonnkai Mathematical Journal(Vol.1,1990)に発表された.また,同じく多様体の幾何的側面としては杉山健一による,極小代数的多様体のタンジェント層に関する結果があり,アメリカ合衆国の学術雑誌である,Advanced Studise in Pure Mathematics(Vol.18,1990)に掲載された.4.このほか,他の研究分担者である吉田英信,柳原二朗,中神潤一,種村秀紀,西田康二らによる,多様体と多元環についての代数的側面と幾何的側面の研究がある.
ヒト免疫不全ウイルス感染症の口腔病変に関する電子顕微鏡学的研究

(1)HIV感染症患者に認められる口腔毛状白板症と口腔カンジタ症の電子顕微鏡学的研究生検組織の電子顕微鏡学的検索において口腔毛状白板症では,上皮細胞の核内に直径90110nmのEpstein-Barrウイルス(EBV)のヌクレオカプシドが多数認められ,細胞質内や細胞間障には直径110nm180nmのエンベロープを持ったEBV粒子が観察された。口腔カンジタ症では,上皮細胞質内にCandida albicansの菌糸が観察され,走査型電子顕微鏡による観察ではCandida albicansの菌糸が上皮細胞の表面に付着し上皮細胞内に貫入している所見が立体的に観察された。(2)HIV感染症患者の難治性歯周疾患の電子顕微鏡学的研究急性壊死性潰瘍性歯周炎の電子顕微鏡学的検索において上皮層表層に球菌,桿菌,スピロヘータなどの微生物が多数観察されリンパ球を中心とした炎症性細胞浸潤も著名であった。HIV歯周炎の電顕的観察では上皮細胞内にリンパ球を中心とした炎症性細胞浸潤が著明であり上皮下結合織の毛細血管の内皮細胞の細胞質内にはtubura-reticular structureが多数観察され,赤血球の血管外溢出も認められた。1.HIV感染症患者に認められる口腔内病変、特に口腔カンジタ症と口腔毛状白板症の電子顕微鏡学的研究口腔カンジタ症の走査型電顕所見では、上皮細胞の表面や間隙に細長く紐状にのびたCandida albicansの菌糸と球状に上皮細胞表面に付着する酵母様菌体や上皮細胞表面に杭を打ち込んだように細胞膜を貫して細胞内へ侵入している菌糸が観察された。透過型電顕所見では、錯角化層から有棘細胞層上部にかけて直径2μmの表面は無構造で透明な細胞壁と中心部に核を有する円形のCandida albicansの菌糸が観察された。口腔毛状白板症の走査型電顕所見では、上皮は剥離傾向が強く毛状に突出し表面に幅0.1μmの微小堤を有する上皮細胞が観察された。透過型電顕所見ではEpstein-Barrウィルス粒子が多数観察された。2.HIV感染症患者の難治性歯周疾患の電子顕微鏡学的研究透過型電顕による検索では、表層の上皮細胞内や細胞間隙に、球菌、桿菌、らせん菌、鞭毛を有するスピロヘータなどが多数観察された。上皮下結合織には多数の毛細血管の増殖が認められ、血管内皮細胞の細胞質内にはWeibel-Palade小体やtubulo-reticular structureが観察された。1.HIV感染症患者に認められる口腔内病変、特に口腔カンジタ症と口腔毛状白板症の電子顕微鏡学的研究口腔カンジダ症の走査型電顕所見では、上皮細胞の表面や間隙に細長く紐状にのびたCandida albicansの菌糸と球状に上皮細胞表面に付着する酵母様菌体や上皮細胞表面に杭を打ち込んだように細胞膜を貫して細胞内へ侵入している菌糸が観察された。2.HIV感染症患者の難治性歯周疾患の電子顕微鏡学的研究透過型電顕による検索では、表層の上皮細胞内や細胞間隙に球菌、桿菌、らせん菌、鞭毛を有するスピロヘータなどが多数観察された。
曲面の特異平坦計量によるタイヒミュラー空間と位相的力学系

本研究課題では、タイヒミュラー空間を曲面上の錐状特異点付き平坦計量のモジュライ空間と同一視することによって得られる幾何構造およびその位相的力学系の解明を目的とし、錐状特異点付き平坦計量の面積形式が導く幾何構造について考察した。その結果、リーマン球面の場合に面積形式の符号の錐角データによる記述を得、正曲率だけでなく負曲率の錐状特異点をもつ任意の錐状特異点付き平坦計量のモジュライ空間の擬エルミート計量の族の存在を示した。タイヒミュラー空間は、リーマン面の複素構造のモジュライ空間の普遍被覆空間であり、代数幾何や関数論、複素力学系、低次元トポロジー、数理物理など幅広い分野に現れる重要な空間である。特に3次元双曲幾何と不糞力学系および関数論がタイヒミュラー空間を舞台として互いに交叉して得られた結果は多く、近年ではタイヒミュラー空間上の位相力学系の研究が発展している。一方、曲面の特異平坦構造のモジュライ空間上の力学系は近年目覚ましく発展しており、有理多角形のビリアードと平行曲面、曲面の同相写像類群とクライン群および曲線複体の組合せ構造の幾何などおおくの豊かなつながりが生まれている。本研究課題では、タイヒミュラー空間の幾何構造について、リーマン面の複素構造から定義されるタイヒミュラー距離、曲面の双曲構造を用いて定義されるWeil-Peterson距離およびThurston距離などさまざまな距離に対し、曲面上の錐状特異点付き平坦計量を用いてえられる幾何構造について研究を行っている。これは面積形式から得られるが、前年度に得た超楕円曲線のタイヒミュラー空間の面積形式の符号は、実際(m,m)タイプのエルミート形式から誘導されるエルミート計量、すなわち(m-1, m)タイプの擬エルミート計量であることを証明した。これは実際、超楕円曲線のモジュライ空間を各超楕円曲線の分岐点をリーマン球上に射影して得られる点の配置空間とみなしたとき、各点にある特別な錐角を与えた場合の平坦計量の面積形式の符号を調べることによって得られる。本年度は、この錐角を(Gauss-Bonnet条件をみたすように)任意に与えたときの面積形式のエルミート計量としての符号を求めた。タイヒミュラー空間およびリーマン面のモジュライ空間の幾何構造について、点付きリーマン面のモジュライ空間をリーマン面上の錐状特異点付き平坦構造のモジュライ空間と同一視する立場からの研究を行っている。この錐状特異点付き平坦構造とは、リーマン面上のある有限個の点を除いてユークリッド構造をもち、かつそれらの有限個の各点では錐角と呼ばれる実数が対応して、全体としてGauss-Bonnet公式を満たしているものである。このような構造のモジュライ空間はTroyanovによって、いわゆる点付きリーマン面のモジュライ空間と同一視が与えられたのであるが、広く知られているような、リーマン面上の双曲構造のモジュライ空間との同一視から得られるリーマン面のモジュライ空間のWeil-Peterson計量のような計量は知られていない。本研究では、リーマン面の平坦構造リーマン面のモジュライおよびタイヒミュラー空間の計量を平坦構造のモジュライとの同一視を通して得ることを目標としている。本年度は、昨年度に引き続き2次元球面の任意の錐角をもつ平坦構造のモジュライ空間上で得られる面積形式の符号を決定した。それらは完全に錐角のデータから記述され、Deligne-Mostowによって得られている一般化された超幾何関数のモノドロミーから得られる穴あき球面上のあるコホモロジー上のエルミート形式の符号と一致している。また、これはBavard-Ghysによる平面多角形のモジュライ空間の面積形式の符号の一般化となっていることを見いだした。今後はこれらの関係および一致の理由を明確にすることによって研究を進めたい。タイヒミュラー空間の幾何構造について、点付きリーマン面のモジュライ空間が、曲面のGauss-Bonnet公式をみたす任意の錐角をもつ錐状特異点付きユークリッド計量のモジュライ空間と同一視できるというTroyanovの結果を用いた研究を行った。射影幾何学において古典的に知られている、射影直線上の3点は任意の位置に射影変換で移すことができるという命題は、ユークリッド幾何学において、3つの角度を定めた三角形の相似類は一意的に決まるという初等的命題と同値であるということは、このTroyanovの結果を象徴する初等的事実である。このような射影幾何学とユークリッド幾何学をリンクさせる研究は、曲面の等角構造を双曲構造と関連付けて行われる多くの重要な研究に比べてまだまだ未開拓である。また、タイヒミュラー空間には様々な計量が知られているが、その内代表的なものに曲面の等角構造を用いたタイヒミュラー計量、曲面の双曲構造を用いたWeil-Peterson計量がある。これらは、タイヒミュラー計量は完備であるがリーマン計量でなく、Weil-Peterson計量はリーマン計量であるが完備でない、などタイヒミュラー空間の性質をより満足に表現する計量が求められている。本研究では、曲面上の錐状特異点付き平坦構造をもちいたタイヒミュラー空間の計量の構成を目指し、本年度は超楕円曲線のタイヒミュラー空間について、曲面の錐状特異点付きユークリッド計量が平面多角形でパラメタ付けされ、その上の面積形式の符号が(m,m)タイプであることを示すことにより、曲面の錐状特異点付きユークリッド計量のモジュライ空間上に、(m,m)タイプのエルミート形式から誘導されるリーマン計量の存在を示した。

タイヒミュラー空間およびリーマン面のモジュライ空間の幾何構造について、点付きリーマン面のモジュライ空間をリーマン面上の錐状特異点付き平坦構造のモジュライ空間との同一視を通した研究を行っている。この同一視とは、点付きリーマン面に対し、その各点において実数を指定すると、それらの実数の組に対し、その点を除いたところに入るユークリッド構造が一意的に定まるというToroyanovによる結果による。このことは、特にリーマン球面の場合には、いわゆる上半平面を外角を指定した多角形に写像するというShwarz-Christoffel写像によって対応が定まっている。本研究は、著者が小島定吉氏(東工大)と山下靖氏(奈良女子大)との共同研究によって得た多角形のモジュライ空間の幾何構造を一般の点付きリーマン面の場合に拡張しようという試みである。実際、凸多角形のモジュライ空間には、面積形式により双曲構造が入ることを共同研究で示したが、Bavard-Ghysの結果により、一般の外角条件における多角形のモジュライ空間の面積形式は外角によって定まる符号(p,q)をもつ2次形式となる。一方、Deligne-Mostowによる超幾何関数のモノドロミーから穴あき球面上のあるコホモロジー上のエルミート形式が得られているが、その符号はBarvard-Ghysの結果の拡張になっていることを見い出した。よって、Barvard-Ghysの結果をリーマン球面に拡張してえられる、リーマン球面上の錐状特異点のモジュライ空間における面積形式と、Deligne-Mostowによるコホモロジー上のエルミート形式の明確な対応の構築を目指している。タイヒミュラー空間はリーマン面の複素構造のモジュライ空間の普遍被覆空間であり、代数幾何や函数論、複素力学系、低次元トポロジー、数理物理など幅広い分野に現れる重量な空間である。その幾何構造については写像類群不変なタイヒミュラー距離やWeil-Peterson計量が古典的に知られており、それぞれリーマン面のモジュライ空間の幾何構造を与える。しかしそれらは双曲的な性質を多くみたすにもかかわらず双曲的ではないことが証明されるなど未解明な点が多くある。またリーマン面のモジュライ空間は全く等質的でないが、等質空間がみたすべき力学系の性質を多く満たすことが近年明らかになってきた。一方、点付きリーマン球面のモジュライ空間には、Thurstonによって各点のパラメータに依存する複素双曲構造が導入された。本研究課題はその一般種数への拡張として、曲面の特異点付き平坦計量をもちいた幾何構造を構築し、その位相力学系の性質を調べることを目的としている。本年度は点付きリーマン球面のモジュライ空間の複素双曲計量に関する体積の計算がC.McMullenによってなされたことを背景として、その実部に同型であるユークリッド多角形のモジュライ空間の実双曲計量に関する体積の計算を行った。これは、クイーンズランド大学(ブリスベン、オーストラリア)のJonathan Spreer氏との共同研究に発展し、特に点のパラメータの変化(wall-crossing)に関する挙動について研究を行った。本研究課題では、タイヒミュラー空間を曲面上の錐状特異点付き平坦計量のモジュライ空間と同一視することによって得られる幾何構造およびその位相的力学系の解明を目的とし、錐状特異点付き平坦計量の面積形式が導く幾何構造について考察した。
前向き調査による糖尿病網膜症関連遺伝子の網膜症、黄斑症の進展に及ぼす効果の検討

1.平成15年より開始している追跡調査の10年目の評価を行った。その方法としては当センター内科通院中の患者は1年に1度は網膜症精査目的で眼科受診をしている。登録されている対象の平成25年度の眼科カルテを調査し、最新の内科データとともに網膜症や黄斑症のグレーディングを評価した。平成25年中に眼科受診が出来ていない対象については、その原因をカルテ上で確認し対象の離脱が最小限になるように工夫した。例えば内科受診を続けている対象については内科主治医に眼科受診状況を説明し、内科受診時に眼科受診を促すように依頼した。2.新規コホート集団を立ち上げた。その方法としては糖尿病センター内科初診の患者が、内科受診後に合併症精査目的で眼科受診をした際に登録を行った。また他院眼科より精査加療目的で当眼科に紹介受診した対象についても登録を行った。現時点で新規コホート集団の人数は199名(網膜症を認めない対象46名、網膜症を認める対象153名)であった。3.新規コホート集団においてVEGF遺伝子多型と網膜症の発症、進展の関連について調査を行った。1.2003年より登録されているコホートの患者の通院状況を調査し、中断している患者に通院を促すよう連絡した。また解析に必要となる新規データを補充した。当センター内科・眼科通院中の患者よりサンプル収集を行い、これらの患者の背景を調査するため、データーベース作成を行った。1.平成15年より開始している追跡調査の10年目以降の評価を平成25年度から継続している。登録されている対象の平成26年度の眼科カルテを調査し、最新の内科データとともに糖尿病網膜症や糖尿病黄斑症のグレーディングを評価した。平成26年度中に眼科受診が出来ていない対象については、その原因をカルテ上で確認し対象の離脱が最小限になるように工夫した。たとえば内科受診を続けている対象については内科主治医に眼科受診状況を説明し、内科受診時に眼科受診を促すように依頼した。2.平成25年度より開始した新規コホート集団のサンプル収集を継続した。また他院眼科より精査加療目的で当眼科に紹介受診をした対象についても登録を行った。1.平成15年度より開始している追跡調査の10年目以降の評価を平成25年後から継続している。その方法としては当センター内科通院中の患者は1年に1度は糖尿病網膜症の精査目的で眼科受診をしている。登録されている対象の平成27年度の眼科カルテを調査し、最新の内科データとともに糖尿病網膜症や糖尿病黄斑症のグレーディングを評価した。平成27年度中に眼科受診が出来ていない対象については、その原因をカルテ上で確認し対象の離脱が最小限になるように工夫した。3.酸化ストレスは糖尿病細小血管合併症の発症に関与している。抗酸化酵素manganesesuperoxide dismutase(Mn-SOD)遺伝子多型は酸化ストレスの減弱に関与していることから新規コホート集団において糖尿病網膜症の発症、進展との関連性を調査するためにタイピングを行った。新規コホート集団のサンプル収集が目標人数に至らず、成果発表まで達成していない。糖尿病は複数の因子が関与する多因子疾患である。糖尿病網膜症(以下網膜症)にも遺伝因子の関与が指摘されており、我々は網膜症に関する遺伝子多型について調査した。近年網膜症の病態に白血球の関与が指摘されており網膜症患者の網膜血管内皮細胞では白血球接着分子(intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)の著明な増加が認められ、白血球の血管内皮への接着を促進することが示されている。白血球の接着は、網膜症の発症、進展の病態である微小血管閉塞、無血管野の形成や血液網膜関門の破綻、蛋白漏出を起こす際の重要な役割を担っていることが解明されてきている。また網膜症において視力低下の原因になる黄斑浮腫も、硝子体液中のICAM-1濃度が増加していることが知られている。Monocyte chemoattractantprotein(MCP-1)は内因性の白血球遊走、活性化作用を持つケモカインであり組織での炎症に関与している。MCP-1は動脈平滑筋細胞に作用し血管新生を引き起こす可能性があり、増殖性糖尿病網膜症患者での眼内液濃度が増加していることが報告された。ICAM-1遺伝子多型K469 E、MCP1遺伝子多型A-2518Gは各々ICAM-1の発現、MCP-1産生に関与していることが知られており、さらに網膜症との関連についても既に報告されている。今回ICAM1遺伝子多型、MCP-1遺伝子多型と網膜症の有無について調査した。網膜症の有無とICAM-

1遺伝子多型との間に有意な関連を認めた(p=0.03)が黄斑浮腫の有無との間には関連性は認められなかった。MCP-1遺伝子多型と増殖性糖尿病網膜症との間には関連は認められなかった。今回の結果からICAM-1遺伝子多型が網膜症の発症、進展に関与しており、将来的には網膜症の予後予測に役立つ可能性があると考えられた。新規コホート集団のサンプル収集が目標人数に至らず、成果発表まで達成していない。新規コホート集団のサンプル収集を継続し、また積極的に成果を発表する機会を設ける。眼科新規コホート集団のサンプルを収集を継続し、また積極的に成果を発表する機会を設ける。サンプル収集、データベース作成、タイピングは順調に進んでいるが成果発表まで達成していない。サンプル収集、データーベース作成、タイピングは順調に進んでいるが、成果発表まで達成していない。研究の進行状況により、当初の見積金額を下回ったため。研究の進行状況により、当初の見積もり金額を下回ったため。さらなるサンプル数の増加や新たな網膜症候補遺伝子多型の調査を続ける。積極的に成果を発表する機会を設ける。さらなるサンプル数の増加や新たな網膜症候補遺伝子多型の調査を行う。登録されているコホート集団における登録開始後10年後の網膜症、黄斑症の発症、進展とVEGF,PEDF,動脈硬化関連酸化ストレス関連遺伝子多型や内科データとの関連について解析を行う。新規コホート集団のサンプル登録を続けて、遺伝子多型のタイピングを進めていく。新たな網膜症候補遺伝子多型を同定する。
言語習得期の言語・非言語的ユニットの形成と再構造化に果たす母子相互作用の役割

初期の言語習得にかかわる言語・非言語的ユニットを明らかにするために、母子の半構造的遊び場面の分析から母子の言語・非言語行動のパターンの抽出を図るとともに、母親による言語・非言語的入力と子ども語彙獲得との関連についての検討を行った。13カ月、20カ月時点での複数の母子の遊びの相互作用場面の観察から、次のことが指摘された。(1)子どもの側の発話総数、語彙獲得の個人差は大きく、月齢変化も大きいが、母親の発話の発話に含まれる語彙カテゴリの変化は少ない。(2)子どもの13月でみられる言語には事物名称と擬音・擬態語が多く含まれ、20カ月で動作語が増えると共に名称以外の語彙の増加もみられた。(3)母子の相互作用では、言語に対して言語、動作に対して動作というようモードの対称性が認められた。(4)遊び場面での事物や動作を含む全体構造が月齢に伴って変化し、動作で示す機能と密着した言語を母親は用い、子どもは動作に密着した言語と動作を補完する言語を用いることが示された。これらのことから初期言語における語彙獲得については、ルーティン化されたやりとり構造を地として、動作の音声化と、動作では表出できない場の要素を補完的に提示する音声化が発達し、場の相互作用で母親が担っている役割を子どもが取り入れていくことが指摘された。
ビスフェノールAがエストロゲン受容体を介して示す神経突起伸長作用の生物学的意味

本研究は、BPAという環境ホルモンによる神経細胞死の研究過程で偶然に神経突起伸長作用を発見したことがきっかけとなり、その生物学的意義を解明するために開始された。研究開始当時は、所謂、"メス化"のみが研究の対象であったため、BPAが地球上の生物における脳神経系への新たなリスクファクターとなり得るのかが興味の対象となった。解析の結果、神経細胞に対し、突起伸長作用を有する他に細胞体が双極化することが分かった。また、これらの作用は、ヒストンH3内の14番目のリシン残基がアセチル化することにより引き起こされることが明らかになった。本研究は、環境汚染物質(環境ホルモン)であるビスフェノールAの作用として神経突起の伸長が観察されたことを基にして、その作用を主に発生時期のマウスやラットを用いて解明することが目的である。平成25年度の成果として、モデル神経細胞であるPC12細胞での実験により、神経突起の伸長以外にもビスフェノールAは、細胞の形態を大きく変える作用も有していることが分かった。その実験では、細胞の大きさを光学顕微鏡によって観察後、数値化した。また、昆虫の脳内におけるビスフェノールAの蓄積と行動の変化を観察するため、兵庫県の山中から採取した甲虫と、ビスフェノールAの存在下で研究室で飼育している甲虫を用意し、ビスフェノールAと昆虫の行動変化について解析を行った。しかし、両甲虫に行動の変化は見られなかった。ただし、野外から採取した甲虫は、樹液に集まった集団であったため、樹液中に微量に含まれるビスフェノールAが作用した結果、両甲虫の行動に変化が見られなかったと考えている。本研究における研究対象となる環境汚染物質であるビスフェノールA(BPA)は、PC12細胞に対し神経突起伸長作用を有している他に、細胞体の形態を変化させることを新たに見出した。実験では、PC12細胞に60 μM BPAや、PC12細胞に発現している受容体型チロシンキナーゼであるTrkAのリガンドである100 ng/ml神経成長因子(NGF)、ヒストン脱アセチル化阻害剤(HDACi)をそれぞれ添加後、24時間でのPC12細胞の形態的変化の比較を行った。その結果、BPAにはNGFやHDACiと比較して、枝分かれが少なく細胞体が極性をもった神経突起を有する細胞へと変化することが明らかになった。また、BPAが有するその突起伸長作用はエストロゲンレセプター拮抗阻害剤ICI18270の添加によって阻害された。更に胎児ラット(E17或いはE18)の大脳皮質神経細胞にBPAを暴露させたところ、PC12細胞と同様に高濃度でアポトーシス誘導作用を有し、低濃度で神経突起伸長を促進する作用を有することが判明した。形態の変化は、有意ではないものの極性化する傾向にあった。以上から、BPAの作用は発生初期段階にある脳神経細胞の分化や形態形成に重大な影響を与える可能性が示唆された。今年度は、未だ不明な点が多いBPAの神経系への作用とその分子機構の再現性と一般性を確認するため、PC12細胞とラット培養大脳皮質神経細胞に対して以下の解析を行った。(1)MTT assayを用いて細胞毒性を示さないBPAの濃度の探索とBPAを24時間添加した後の変化の観察を行い、ラット胎児(E17)由来の大脳皮質神経細胞でも同様であることを確認した。(2)PC12細胞に対するDNA側のエピジェネティックな作用の解析を行い、DNAメチル基転移酵素(Dnmt)阻害剤であるdecitabineを添加する実験の結果、BPAとdecitabineをPC12細胞に共添加すると、BPA単独添加時と比較して神経突起伸長度は有意な差を示さないことが分かった。よって、BPAが有する神経突起伸長作用はDNAのメチル化による遺伝子の発現制御機構を介していないことを見出した。また、PC12細胞に対するBPAのヒストン側の作用の解析の結果、特異的なリシン残基のアセチル化の亢進を見出した。(3)BPA暴露によるNr4aファミリー遺伝子の発現変動解析の結果、BPA添加後、Nr4aファミリー遺伝子は、発現変動しないことが明らかになった。本研究では、モデル神経細胞であるPC12細胞が環境汚染物質の一つであるビスフェノールA(BPA)が高濃度ではアポトーシスを誘導し、低濃度では神経突起を伸長させる実験結果を踏まえ、分化や形態形成途上の脳・神経系に与える影響を分子・細胞・個体レベルで解析することを目的としている。PC12細胞を用いて得られた結果では、これまで神経突起の伸長作用のみに着目していたが、細胞体の形が細長く変化し、横に長く伸びた先端から突起を伸長させることを新たに見出した。この現象では、細胞に極性が生じ、1細胞あたりの神経突起の数が減少することも明らかにしている。

これらの新規知見は、NGFやHDACiを対照として行った実験結果とは全く異なることから、BPAによる神経突起の伸長作用には、細胞内でのNGFやHDACi添加時とは異なる分子機構の存在が強く示唆された。例えば、対照実験では、NGFやHDACi添加時には、Nur77が発現上昇することによって神経突起を伸長させていることを見出しているが、BPAの様なエストロジェンレセプターを介するシグナルによる作用とNur77の発現上昇作用との関連性は見いだされていない。これは、早急に解決させるべき課題であると考えている。BPA単独の作用に着目した場合、この現象は初代培養の大脳皮質神経細胞を用いた実験でも同様の傾向が観察され、神経細胞に対するBPAの作用には一般性があることを証明することが出来た。以上の成果から、脳・神経系を構成している多くの神経細胞群に対してBPAは、神経回路が個体として本来の機能を保持した新たな機能を有する神経回路に変化させることにより、個体として本来のふるまい(行動や志向性など)を異常化させる神経回路へと変化させ得ることを示唆している。その細胞内メカニズムについては、引き続いて研究を実施し、最終目的の個体での解析を実施する予定である。神経科学細胞レベルでのBPAの作用を集中的に解析した結果、多くの現象を見出した。この現象が様々なタイプのエストロゲンレセプターの中で特定のレセプターの関与の有無を明らかにする。さらに、NGFやHDACiによる神経時伸長作用との比較実験を行い、エストロジェンレセプターを介したシグナル伝達によるBPAの細胞内分子機構との違いを見出す。また、個体レベルでは、BPAを給仕投与し、胎児脳内の神経細胞の分化状態や形態変化について解析を行う。それに加え、ラットの行動や記憶の傷害に対する影響の有無も解析を実施する。可能ならば、甲虫モデルを用いた社会性維持について解析を行い、種を越えて幅広くBPAの神経細胞への作用を解析したいと考えている。モデル神経細胞であるPC12細胞での神経突起伸長作用と細胞の形態変化を発見したのに加え、初年度の成果として、ラット大脳皮質神経細胞を分散培養した実験においてもビスフェノールAが有意に神経突起を伸長させていることを見出した。その分子メカニズムは、MAPkinaseの一つであるERK1/2の持続的リン酸化ではないことも確認した。この結果は、神経細胞の中でも一律にERK1/2のリン酸化の持続が神経突起の伸長に寄与しないことを意味する。また、PC12細胞を用いて得られたビスフェノールAによる神経突起伸長作用がラット大脳皮質神経細胞でも同様であったことはその現象に一般性があることを意味している。従って、ペットボトルに入れられた飲料などを介してヒトの体内に大量のビスフェノールAが暴露されると、末梢神経系はもとより中枢神経系を含めた神経系に何らかの異常を引き起こす可能性を示唆する事が出来た。さらに、生態的に生活範囲が限られた甲虫をトレーサーとしたビスフェノールAの脳神経系への影響を評価した。実験では、ビスフェノールAが殆ど存在しない兵庫県の山中から採取した甲虫と、ビスフェノールAの存在下で研究室で飼育している甲虫を用意し、ビスフェノールAを昆虫の行動変化について解析を行った。しかし、両甲虫に行動の変化は見られなかった。分子生物学的実験において、計画を変更し、購入しなかった試薬があったため。
プラズマ中微粒子群の帯電と協同過程のダイナミクスに関する研究

微粒子プラズマはプラズマ物理における新領域の媒質であり、その中での波動や不安定性などの動的過程が注目されている。このような微粒子の挙動を考える上で、微粒子の帯電過程の理解は最も重要な課題である。帯電過程の制御と帯電遅延が微粒子ダイナミクスに与える効果の解明が本研究の課題である。(1)カスプ磁場で閉じこめられた高温プラズマ電子成分の制御低ガス圧力、低密度のプラズマ中での微粒子の位置不安定性には電子の速度分布関数が帯電遅延効果に重要な影響を持つことがわかっている。対象とするプラズマはバルクの低温電子と高温成分で構成されている。高温電子成分の温度やその割合を制御し、微粒子の垂直不安定性へのこれらの効果を調べることは、帯電遅延モデルの検証にとって有効である。本課題については現在ほぼ目的が達成されている。すなわち、ダブル・プラズマ装置における陽極と分離グリッドの電位関係の調整により、低電子温度0.55eV、高温電子温度3.2eVにおいて、高温電子の割合いを6から15%と2倍以上にわたって変化させ得ることが明らかになった。この間、他のプラズマパラメータの変化は20-30%程度に留まっている。この成果は学術雑誌応用物理学会欧文誌に掲載された。(2)微粒子の垂直振動減衰過程に関するガス圧力依存性の観測微粒子の垂直振動にはガス分子との衝突による摩擦力が制動力として働くので、その評価は重要である。上方に微粒子を浮遊させた電極にパルス・バイアスを印加して振動を誘起し、その固有振動数と減衰率をレーザー散乱高速イメージ撮影することによって得た。ガス圧力が十分高い領域では中性ガス分子によるエプシュタインの衝突減衰でよく説明できることがわかった。一方、ガス圧力が低い場合には衝突減衰を相殺して不安定になる場合とさらに減衰が加算される二つの場合に分岐することがわかった。これらを帯電遅延モデルで統一的に解釈することを試みている。微粒子プラズマは,プラズマ物理における新領域の媒質である。近年,微粒子プラズマ中の波動や不安定性などのダイナミックスが注目を集めている。このようなプラズマ中での微粒子の挙動を考える上で、微粒子の帯電過程と帯電状態の理解は最も重要な課題である。しかし,帯電過程の能動的制御手法が確立されていないため,微粒子プラズマのダイナミックスに対する帯電過程の影響は実験的に明らかになっていない。本研究では,光(レーザー)を用いた光電子効果による光電離を用いた帯電制御という斬新な手法を用いて,帯電遅延効果が微粒子群のダイナミックス(不安定性,波動現象)に与える影響を実験的に明らかにすることを目的としている。本年度は,微粒子の帯電過程に大きな影響を与えるプラズマ中の高温電子成分の定量的な評価とその生成機構に関するモデリングを行った.ダブルプラズマ装置中のセパレーショングリッドとアノード電位を変化させることにより,高温電子成分の密度を精度よく制御できることが明らかになった.また,0次元の粒子バランスの式を用いて,高温電子成分の発生機構に関するモデリングを試みた.さらに,微粒子に運動に対する中性ガスによる摩擦力の効果を実験的に調べた.中性ガスによる摩擦力は,微粒子を捕捉するための負にバイアスされた下部電極にパルス電圧を印加し,その時の微粒子の減衰振動から算出した.しかし計測された摩擦係数は,理論値の2倍となった.現在,理論値と実験値の違いについて,帯電の遅延効果などを考慮して検討を行っている.微粒子プラズマはプラズマ物理における新領域の媒質であり、その中での波動や不安定性などの動的過程が注目されている。
自然の生産と消費に関する批判地理学的研究

本研究課題は現代社会における「自然」の役割を批判的に明らかにするとともに、日本における「自然の地理学」研究の活性化を図り、その成果を国際的に発信することを目的とした。その結果、各分担研究者による論文発表や学会発表および全体研究会(5回)のほか、本科研グループによる国際地理学連合京都会議における国際セッションの開催(2013年8月)、学会誌「人文地理」の英文特集号“Rethinking geographies of nature"の刊行(2014年12月)、および日本地理学会春季学術大会におけるシンポジウム「自然の生産と消費」の開催(2016年3月)と、ほぼ予定通りの成果を上げることができた。研究計画の2年目にあたる本年度は、グループ全体の成果として、1回の研究集会(2015年1月24日-25日)と、人文地理学会の機関誌「人文地理」66巻6号(2014年12月発行)に"Rethinking geographies of nature"と題する特集を中島の編集と本科研メンバーの寄稿により発表した。研究集会(東京)の1日目は、中島と福田の案内で「<移動>と自然」と題したエクスカーションを行い、都市内ランニングが盛んな代々木公園や原宿周辺、国立競技場、明治神宮の森などの見学を通じて、都市における自然と身体の関係やエコロジーとナショナリズムの関係について議論を交わした。また2日目は、石山「アメリカ核開発の一拠点、ハンフォードサイトの「自然」」、橘「スコットランド西部アイオナ島における自然、聖地、芸術、庭園をめぐる地理的想像力」、浅野「Rethinking of my studies:環境運動と環境問題/「自然」の保全と利用」と題する3本の研究発表を行った。また、「人文地理」66-2 "Rethinking geographies of nature"特集号は、平成25年度に京都市で開催された国際地理学会連合京都会議における本科研グループ主催の2つのセッションの成果をもとに編まれたものであり、本科研のメンバー(中島2本、淺野、伊賀、橘、森、Bolthouse)と英国エジンバラ大学のCharles Watkins教授による英語論文8本が掲載された。平成27年度は計画年度の最終年度であり、各研究分担者で論文、著書、学会発表を行うとともに、研究成果の総括として日本地理学会春季大会(2016年3月22日、早稲田大学)においてシンポジウムを開催した。個別研究成果としては、雑誌論文2本、著書(分担執筆を含む)3冊、学会発表15本を得た。また、共同研究成果としては上記の日本地理学会2016年春季大会において「自然の生産と消費ー「自然の地理学」の視点から」と題するシンポジウムを開催した。また、2015年6月(金沢)と2016年1月(大阪)に計2回の研究会を開催した。本科研では「自然の地理学」の視点から現代における自然と社会の関係を批判的に再検討した。現代における自然と社会の関係において、自然は社会的に生産され、消費されると同時に、社会そのものがそうした自然の生産と消費を通じて構築/再構築されるような再帰的な関係にある。本科研では、このような自然と社会との再帰的な諸関係を、(1)「自然の審美学」(橘、福田)、(2)「自然の政治学」(石山、森)、(3)「グローバル化と自然」(淺野、伊賀)という三つの視点から明らかにした。(1)棚田やガーデニングにおいては審美的な対象として種別的な自然が生産されるとともに、そうした自然が持続可能性や豊かさ、健康などの文脈で読解され、消費されている。(2)自然保護やネイチャーツーリズムにおいては、脱政治化され本質化された「原生自然」や「固有種」という種別的な自然が生産されている。(3)湿地保全はローカルな地域振興の文脈とグローバルな自然保護の文脈でそれぞれ異なる議論が展開されている。また、食糧生産の現場では技術を媒介として自然と社会との異種混交的な関係が展開している。以上の3つのアプローチは相互に密接に関連し合いながら現代における自然と社会の再帰的な関係を構成していることが明らかとなった(中島)。今年度は全体研究会を1回開催するとともに、「人文地理」66巻2号に本科研メンバーによる英文特集号"Rethinking geographies of nature"を刊行することができた。当初の予定では平成26年6月頃にもう一回、英文特集号の内容を検討する全体研究会を開催する予定だったが、開催予定時期と英文特集号の締切日が重なったため、開催することができなかった。しかし、メンバー間での論文原稿のやりとりやメールでの意見交換により、英文特集号の内容については実質的な検討を行うことができたため、結果的には支障なく英文特集号を刊行することができた。また、各メンバーの論文刊行や研究発表も順調に行われており、研究計画は全体におおむね順調に進展していると思われる。

27年度が最終年度であるため、記入しない。人文地理学、自然の地理学3年目は本科研費の最終年度であり、研究の取りまとめと成果発表が中心となる。全体回研究会を6月と1月の2回開催し、理論・方法論班、自然の社会的構成班、自然の政治学班、自然の商品化班それぞれによるこれまでの研究成果の発表と、3月の日本地理学会シンポジウムに向けた研究打ち合わせを行う。以上をふまえて、2016年3月に早稲田大学で開催予定の日本地理学会春季学術大会での「日本における自然の地理学の展開」公開シンポジウムを本科研メンバー主催で開催する。また、これらのほかに海外への研究成果の発信として、2015年7月にロンドンで開催予定の国際歴史地理学会大会や10月に香川県で開催予定の東アジア環境史学会大会等において研究成果の発表を行う予定である。これらをふまえて、最終的に本科研の研究成果を書籍化する方向で検討している。当初の研究計画にあった2回の研究集会の開催、および国際地理学連合京都会議でのセッションの開催など、おおむね当初の計画を果たすことができた。なお、当初の予定にあった東アジア・オルタナティブ地理学会議(EARCAG)への参加は、当会議の開催が2014年度にずれこんだため果たせなかった。2014年度に本科研メンバーのうち数人が当会議に参加して発表の予定である。また、各メンバーはそれぞれに研究成果を論文や著書、口頭発表などで公表しており、こちらの方もおおむね順調に進んでいると言える。2年目以降の研究も、研究計画調書に記したように基本的に「自然の社会的構成」(福田・森・橘)、「自然の政治学」(淺野・石山・中島)、「自然の商品化」(伊賀・淺野)および「理論・方法論」(中島・森)の各テーマに基づいて役割分担して作業を進める。また、1年に12回の全体研究集会をおこなうとともに、特に国際学会での積極的な発信をおこなう。具体的には2014年7月に大阪市立大学でおこなわれる東アジア・オルタナティブ地理学会議、同年8月にポーランド・クラクフで行われる国際地理学連合地域会議に本科研メンバーが参加して発表をおこなう予定である。2015年度にはパレスチナで開催予定の国際批判地理学会議、モスクワで開催予定の国際地理学連合大会などの国際学会に参加して研究発表を行う予定である。そのほか、2014年度中に、「人文地理」誌の英文特集号(第66巻6号、2014年12月刊行予定)を研究代表者の中島が編集主幹となり、"Rethinking geographies of nature"の特集を組む予定であり、本科研メンバーを中心に「自然の地理学」に関する論考を掲載する予定である。また、そのほか、秋に開催される人文地理学会/地理科学学会(共催)の大会で「自然の地理学」のシンポジウムを開催する計画を現在進めており、本科研メンバーを中心に研究発表をおこなう予定である。以上のように、論文や著書を通じた研究発表とともに、国際学会および国内学会に積極的に参加して研究成果の発信につとめたい。
Naチャンネルの機能的構造の電気生理学的研究

Naチャンネルの機能的構造を明らかにするべく行なわれた三年間の薬理学的研究の成果は主として下記の三つに分類される。1.環状ポリアミンによる細胞内面からのNaチャンネルの閉塞機序について。環状ポリアミン(cyclam)とそのアルキルグアニジニウム側鎖を持つ化合物(Gーcyclam)はいずれもNaチャンネルを細胞内面からのみ閉塞する。G-cyclamは膜脱分極依存性に作用が強くなり単一指数関数を持つ時間経過で抑制する。cyclamも同様であるが抑制の時間経過は二つの時定数で表わされる。又細胞内面のNa濃度を50mMから200mMに増加すると抑制の程度が強まる。これらの事実はNaチャンネル内に閉塞分子とNa^+が競合する場所がある事を推測する事で良く説明出来る。二つの化合物の持つ閉鎖機序の比較を通じて下端に陽電価を持つアルキルグアニジニウム基の持つ生理的意義が明らかになった。アルキル基によって自由な運動が得られたグアニジニウム基はNaチャンネル内に存在する陰電価とイオン結合する事により閉塞効果を一層高めている。2.クモ毒による細胞内面よりのNaチャンネル閉塞機序について。2,4ジヒドロキシフェニルアセチルーアスパラギニールーカダベリノ-プトレアシンを共通構造として持つTSIX-3とNSTX-3は1.に述べたG-cyclamと極めて類似した閉鎖作用をNaチャンネルに引き起す。これらの生物毒の持つ長い柔軟性を持った構造を考慮すればG-cyclamと同じ様にNaチャンネル内の陰性基への接近がそれらの物性故に容易になるためと考えられる。3.グラヤノトキシン(GTX)の作用部位の決定^3H-GTXの細胞膜透過の証明と細胞内灌流を保った時と止めた時の脱分極の差から細胞内面に受容体がある事が解った。この一連の研究からNaチャンネルに対し高度に特異性を持つ生物毒の新らたな発見によりチャンネルの機能的構造について類推が可能となった。イオンチャンネルはいずれもゲート機構とイオン選択機構とから出来ている。これらの機構は、通常は電位変化によって一連の変化が連続的に誘起されるので独立に調べる事はできない。この実験はNaチャンネルの主要部分を占めるイオン選択機構の性質を薬理学的に独立に調べる事によってこの部の機能的構造を明らかにする事と、ゲート機能との相互作用を明らかにしようとしている。エンドペプチダーゼ(特にα-キモトリプシン)処理後Naチャンネルのゲート機構は欠如するが、グラヤノトキシン(GTX)やバトラコトチシン(BTX)により薬理学的に開くことができる。ゲート機構の消失したNaチャンネルの特性を調べる事によってフィルター部の特性を明らかにする事が研究の第一年度の目的である。研究項目は(1)電流-電圧関係(2)チネティクス(3)イオン選択性(4)グアニジウム基を有するG-cyclamによる人工的不活性化過程の生成機序を予定している。実験は、イカ巨大神経において細胞内潅流法及び膜電位固定法を用いて行なわれた。ゲート機能除去のためのα-キモトリプシンの最適条件決定の検討を試みた。その結果、完全にゲート機構を除去するためには30分から1時間の酵素処理を必要とした。神経はこの状態で不安定化したため、現在色々な酵素との混合によって短時間で効果的にゲート機能を取り除く事を試みている。一方、これとは独立にNaチャンネルの不活性化を人工的に発生させ得るグアニジニウム基を有するG-cyclamの作用機序について検討を行なった。その結果、(1)細胞内面からのみ作用が発現する事

(2)電位が上昇すると共に抑制が強くなる事(3)電流量に比例して抑制が大きくなる事が明らかになった。これらの所見は、正常な不活性化過程と大部分の性質が似ている事を考慮するならば、不活性化過程の分子機構の一部としてグアニジニウム基を有する構造が存在する事が示唆される。生体情報の伝導に最も深く関与するNaチャンネルは生体中の多くのチャンネルの内最も解析の進んだものである。即ち機能的にはゲート機構やイオン選択機構が明らかにされると共に構造的には蛋白質一次構造の決定をみている。しかしながら機能に関連した蛋白の高次構造についてはこれからの解明が待たれている状態である。これまで我々は一貫して薬理学的検索手段を捜して来たが、新たに三種の蜘蛛毒がイカ巨大神経のNaチャンネルに特異的抑制作用を細胞内面からのみ発揮する事を見い出した。日本産女郎蜘蛛及びニューギニア産女郎蜘蛛より各々抽出されたJSTX-3及びNSTX-3更にその環状ポリアミン化合物であるN-4について調べた。いずれも細胞外から作用を示さず細胞内からのみ用量に応じて又膜脱分極の程度に応じてNaチャンネルを抑制する。1×10^<-4>MNSTXるを投与した場合60mVではINaは約半分になるのに対し120mVでは正常時の17%まで抑制される。NSTX-3とJSTX-3におけるINaの抑制の時間経過を調べると単純指数関数で表示出来る。又不活性化過程に対しても顕薯な影響を示さない上に更にNaチャンネルの開く初期過程にも変化がない。これらの事を綜合するとこれら蜘蛛毒はNaチャンネルが開いた際にチャンネル内に入りイオンの流れを障害するといえる。この閉塞過程は受容体と毒との一対一結合によって惹起される。用量-作用曲線から求めたKD_<50>と膜電位の関係は対数関係で表される。JSTX-3におけるKD_<50>及び有効荷電数は2.5×10^<-4>M及び0.43でありNSTX-3については各々4.9×10^<-4>M及び0.64であった。N-4に関しては閉塞過程が2つの時定数で生ずるが、短いものは前二者と同様膜電位依存性を示した。これも基に計算すると8.2×10^<-5>M及び0.36となった。環境PHの変化によりNSTX-3は酸性化で抑制作用が強まるがN-4はアルカリ化によって低下する。JSTX-3は余り影響を受けない。これらの変化は受容体の陰電価の振舞いを反映していると考えられる。