hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アジアにおける酸性・酸化性物質の乾性沈着推計手法の開発

東アジアにおける酸性雨の影響評価に資するために、当該地域における酸性・酸化性物質の乾性沈着を精度よく推計できる手法を開発した。開発にあたっては、日本、中国、タイにおいて個別に実施されてきたフィールド観測に基づく沈着速度研究の結果を集約し、沈着速度のパラメタリゼーションを東アジアに適したものに更新した。更新したパラメタリゼーションを用いて、国内の遠隔地域における乾性沈着を推計し評価を行った。本研究課題は、東アジア独自の乾性沈着推計手法を開発し、当該地域における酸性・酸化性物質の乾性沈着の実態を明らかにすることを目的としている。平成18年度(初年度)は、まず、日本、中国、タイにおいて酸性、酸化性物質の沈着速度に関わるフィールド観測を実施している国内の研究者を集めて乾性沈着研究会を開催し(2006年8月,明星大学)、知見の集約を行った。さらに、研究会のWebサイトを作成し情報を公開した。次に、2006年9月に、当該手法の基礎を作った米国海洋大気局大気資源研究所(NOAA-ARL)および乾性沈着モニタリングネットワークを運営している米国環境保護庁(US-EPA)を訪問し、これまでの米国における調査研究の経緯および最新の情報を入手した。米国調査結果は、雑誌「エアロゾル研究」に投稿した。得られた知見をもとに沈着速度パラメタリゼーションのたたき台を作成し、これまで特に知見の少なかった東南アジアの熱帯林(タイのチーク林)において、そのフィールド観測データと比較し、二酸化硫黄およびオゾンのパラメタリゼーションの検証、評価を行った。特に、雨季と乾季の差異や非気孔抵抗のパラメタリゼーションいついて新たな知見を得た。本成果は論文としてまとめ、雑誌「Atmospheric Environment」に投稿した。本研究課題は、東アジア独自の乾性沈着推計手法(沈着速度パラメタリゼーション)を開発し、当該地域における酸性・酸化性物質の乾性沈着の実態を明らかにすることを目的としている。平成19年度は、前年度に引き続き乾性沈着推計手法の開発のための知見を集約するため、欧州越境大気汚染監視評価プログラム(EMEP)のモニタリングセンターの役割を担っているノルウェー大気研究所(NILU)および当該分野で先進的な研究を行っているオランダエネルギー研究センター訪問し、最新の情報を入手するとともに、本研究課題の進捗状況を説明し議論を行った。欧州調査結果は、日本土壌肥料科学雑誌に投稿した。さらに、前年度から集約された日本、中国、タイおよび欧米における最近の知見を総説「東アジアにおける乾性沈着フィールド研究」として取りまとめ、大気環境学会誌に投稿した。次に、取りまとめられた知見に基づいて、沈着速度のパラメタリゼーションを東アジアに適したものに更新した。パラメタリゼーションを構築するにあたり、特に、二酸化硫黄とアンモニアの湿潤表面への取り込み促進効果、粒子成分の森林への沈着速度推計法に留意し、表面抵抗の改良を行った。さらい、これらの改良に伴い相対的に空気力学的抵抗の推計精度が重要になることを考慮して、そのパラメタリゼーションの精緻化を行った。平成18年度に引き続き、関連分野の研究者を集めて研究会を開催し(第5回大気沈着研究会,明星大学,2008年2月)、研究成果の発表および議論を行った。東アジアにおける酸性雨の生態系への影響評価に資するために、当該地域における酸性・酸化性物質の乾性沈着を精度よく推計できる沈着速度のパラメタリゼーションを開発した(大気環境学会誌第43巻第6号掲載)。開発されたパラメタリゼーションを用いて、東アジア酸性雨モニタリングネットワーク(EANET)の国内測定地点において乾性沈着を推計した。当該計算には、EANET局で測定されている気象データを入力値として各成分の沈着速度を求め、大気濃度データとの積により硫黄(二酸化硫黄、粒子状SO_4^<2->)および窒素(ガス状硝酸、アンモニア、粒子状NO_3^-、粒子状NH_4^+)の乾性沈着を推計した。さらに、推計された乾性沈着に湿性沈着を合わせて総沈着量(酸性沈着)の評価を行った。総沈着量の分布は、硫黄と窒素で同様な傾向が見られ、本州および沖縄で多く、北海道(利尻)、小笠原で少なかった。沈着表面を森林として乾性沈着を推計した場合、湿性沈着と乾性沈着は概ね同レベルであり、草地として推計した場合、湿性沈着が乾性沈着よりも大きい傾向がみられた。窒素沈着において、アンモニアの総沈着量は硝酸の総沈着量と同レベルであった。本研究の成果発表及び開発された手法の東アジアでの普及を目的として、平成21年2月18日、明星大学にて国際ワークショップ「Workshop on Atmospheric Deposition in East Asia」を開催した。タイ2名、マレーシア1名の海外参加者を含む20名を超える研究者の参加を得た。大気沈着および越境大気汚染に関する11件の研究発表がなされ、活発な議論がなされた。
機能性精神疾患の全ゲノム関連解析データに基づく基底分子カスケードの探索

機能性精神疾患として統合失調症と双極性障害を対象とした。統合失調症に関しては、第1次ゲノムスキャンで10万SNP(一塩基多型)を家系サンプルを用いて関連を調べ、有意であったSNPをケース・コントロールサンプルで関連を追跡した。さらに第3段階では、中国人統合失調症家系サンプルを用いて関連を確認した。日本人統合失調症では、複数のGABA系遺伝子の関与が検出されたのは興味深い。双極性障害でも10万SNPを解析し、データは論文化し、かつ当研究室のサーバーを用いて全世界に公開した。平成19年度は、当初立案したプロジェクトがほぼ計画通り進行した。具体的には以下の結果が得られた。(1)統合失調症に関しては、日本人トリオサンプルで行った第1次ゲノムスキャン(100KSNPチップ)で有意であったSNP(p<0.01)につき、506例の統合失調症サンプル、年齢・性別をマッチさせた同数のコントロールを用いて第2次スクリーニングした。その後さらに有意が確認されたSNP(P<0.01)について、中国人統合失調症トリオサンプルを用いて、第3次スクリーニングを行った。最終的に、有意な遺伝子としては7個検出した。この段階でまず論文発表すべく現在準備を進めている。(2)気分障害に関しては、日本人双極性障害の第1次ゲノムスキャン(100KSNPチップ)で有意であったSNP(p<0.01)につき、独立した395例の双極性障害サンプル、年齢・性別をマッチさせた409例のコントロールを用いて第2次スクリーニングを行った。その結果、89個のマーカーが有意として残った(P<0.05)。また、この研究では第1次ゲノムスキャン100K SNPチップデータを用いて、日本人が遺伝的に均一であるかどうかを、2種類の統計的手法で検討した。結果は均一と判断してよいというもので、日本人を用いた大規模なSNP解析は疾患の解明にたいへん有効であると思われる。これらの結果は、現在投稿中である。(3)サンプルの拡充も進めており、統合失調症に関しては、1000例のケース、同数のコントロールを揃えたパネルが出来つつある。1.統合失調症に関しては昨年度までに、第1次ゲノムスキャンで有意であった1,159 SNPs(P<0.01)につき、500例以上のケース・同数の対照群サンプルパネル(日本人)を用いて第2次スクリーニングを行い、さらに人種を越えた普遍性を検討するためにNIMH主導でリクルートされた1,163名の統合失調症家系サンプルパネル(中国人)を用いて第3次スクリーニングまで行った。第3次スクリーニングパネルは同じアジア民族なので、遺伝的近縁性から結果が注目される。今年度は、第3次スクリーニングまで残った遺伝子のうち、最も有意であった遺伝子につき、チップではカバーされていない高密度のSNPsを拾い、遺伝子のどの部分に疾患関連性があるか絞り込みを行ったのと、日本人と中国人でallelic heterogeneityがないかどうか検討を行った。前者に関しては、当初の計画を変更しコスト・パーフォーマンスを考えて、Illumina BeadsArrayやCustom SNPChipでなく、TaqManシステムで行った。ほぼデータがまとまってきたので論文作成作業を始めている。2.気分障害に関しては昨年度までに、第1次ゲノムスキャンで有意であった1,576 SNPsにつき、第2次スクリーニングパネルとして約500例の双極性障害、約500例のコントロール(日本人)を用いて第2次スクリーニングまで行った。そして、これらのデータを論文化し、論文には書けなかったすべてのデータを当研究室のサーバーを用いて全盛会に公開した。結果は、ゲノムワイドの補正をかけて有意が残ったSNPはなかったが、今後正解中から同種の研究結果が報告されるであろうから、我々の結果はそれらと合わせてメタ解析に使用できる。1.統合失調症に関しては昨年度までに、第1次ゲノムスキャンで有意であった1,159SNPs(P<0.01)につき、500例以上のケース・同数の対照群サンプルパネル(日本人)を用いて第2次スクリーニングを行い、さらに人種を越えた普遍性を検討するためにNIMH主導でリクルートされた1,163名の統合失調症家系サンプルパネル(中国人)を用いて第3次スクリーニングまで行った。さらに、第3次スクリーニングまで残った遺伝子のうち、最も有意であった遺伝子につき、チップではカバーされていない高密度のSNPsを拾い、遺伝子のどの部分に疾患関連性があるか絞り込みを行ったのと、日本人と中国人でallelic heterogeneityがないかどうか検討を行った。現在これらデータを論文化しているのと、データの俯瞰的観察よりGABA系の関与が示唆されたので、次段階の研究の準備が可能になった。

2.気分障害に関しては昨年度までに、第1次ゲノムスキャンで有意であった1,576SNPsにつき、第2次スクリーニングパネルとして約500例の双極性障害、約500例のコントロール(日本人)を用いて第2次スクリーニングまで行った。そして、これらのデータを論文化し、論文には書けなかったすべてのデータを当研究室のサーバーを用いて全盛会に公開した。結果は、ゲノムワイドの補正をかけて有意が残ったSNPはなかったが、今後世界中から同種の研究結果が報告されるであろうから、我々の結果はそれらと合わせてメタ解析に使用できる。今年度の成果は、論文が正式にpublishされたことである。
ユビキチン化を介した損傷ミトコンドリアの排除機構

1.ミトコンドリアセプチンによる傷害ミトコンドリアの認識機構の解析培養細胞に紫外線を照射して、ミトコンドリアの機能低下とミトコンドリアセプチンのミトコンドリア移行との相関性を調べた結果、トコンドリアセプチンは破壊され、ユビキチン化したミトコンドリアに特異的に集積していることが示された。さらに、ミトコンドリアセプチンが傷害ミトコンドリアのcompartment(仕切り)に関与していることが示唆された。セプチンファミリーの共通の役割が明らかになるかもしれない。2.ミトコンドリアセプチンによる酸化誘導機構の解析ミトコンドリアセプチンとペルオキシソーム、リソソームとの関係について共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析した結果、ミトコンドリアセプチンがリソソームと共局在していることが示された。ペルオキシソームとの関係についても解析してみたが、共局在は認められなかった。3.ミトコンドリアセプチンによるユビキチン化誘導機構の解析ミトコンドリアセプチン封入体はC末端に位置するコイルドコイル領域を介して封入体のユビキチン化を誘導する。私たちはミトコンドリアに特異的に局在するユビキチンリガーゼMITOLがこのユビキチン化を触媒しているのではないかと考え、解析したところ、MITOLは関与していない可能性が示された。他のユビキチンリガーゼが関与していることが推測される。4.MITOLの生理的基質の探索MITOLの結合分子を酵母のツーハイブリッド法を用いて検索した。その結果、興味深いタンパク質がいくつか同定された。今後、それらの会合の生理的意義について解析したい。1ミトコンドリアセプチンによる傷害ミトコンドリアの認識機構の解析培養細胞に紫外線を照射して、ミトコンドリアの機能低下とミトコンドリアセプチンのミトコンドリア移行との相関性を調べた結果、トコンドリアセプチンは破壊され、ユビキチン化したミトコンドリアに特異的に集積していることが示された。2ミトコンドリアセプチンによる酸化誘導機構の解析ミトコンドリアセプチンとペルオキシソーム、リソソームとの関係について共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析した結果、ミトコンドリアセプチンがリソソームと共局在していることが示された。3ミトコンドリアセプチンによるユビキチン化誘導機構の解析ミトコンドリアセプチン封入体はC末端に位置するコイルドコイル領域を介して封入体のユビキチン化を誘導する。4MITOLの生理的基質の探索MITOLの結合分子を酵母のツーハイブリッド法を用いて検索した。
遷移金属硫化物における電子相転移の臨界現象

本研究課題では、モット転移の系の典型例であるNiS_2パイライトに着目し、圧力誘起モット転移の臨界指数およびユニバーサリティクラスの決定を目指す。これを通じてモット転移系の臨界挙動の一般化に貢献すると同時に、パイライト型硫化物の特性を生かして、臨界挙動に対する乱れの効果、幾何学的フラストレーションの効果の検証を行う。同時に、上記実験の延長線上で、圧力相図上に隣接する反強磁性金属-常磁性金属転移に伴う磁気的量子臨界点の超伝導探索、非フェルミ液体状態の探索を行う。第二年度は、これまでに育成したクリーンなNiS_2および化学置換によって乱れを導入したNiS_<1.7>Se_<0.3>の単結晶において、改良型ブリッジマン型高圧セルと希釈冷凍機による測定を進め、電気抵抗率から温度-圧力相図をまとめた。約7GPaの静水圧によりNiS_2の磁気的量子臨界点に達し、0.5μΩcmもの低い残留抵抗率を示す極めてクリーンな金属相が実現できた。クリーンな系が示した臨界現象は、乱れた系である固溶体NiS_<2-x>Se_xが示す臨界現象と全く異なり、乱れが量子臨界現象に極めて深刻な効果を与えることが明らかになった。乱れた系は、電気抵抗率のT^<3/2>のべきで特徴づけられる非フェルミ液体挙動が量子臨界点近傍のみに現れ、臨界点から離れるに従ってV字状にフェルミ液体が復活する、教科書的な挙動を示した。一方で、クリーンな系では、実験上限である9GPaまで、常磁性状態であるにも関わらず、T^<3/2>の非フェルミ液体がしつこく存続した。量子臨界点のみでなく、モット臨界点も乱れが重要な役割を果たすことが明らかになった。クリーンな系におけるモット臨界点は(P_c,T_c)=(3.5GPa,220K)であった。臨界指数は平均場理論による予想と一致した。乱れを導入すると臨界温度は低温へシフトし、クロスオーバー領域が支配的となった。本研究課題では典型的なモット転移の系であるパイライト型NiS2に着目し、圧力誘起モット転移の臨界指数およびユニバーサリティクラスを明らかにする。第一年度は、ブリッジマン型高圧セルの改良を進め10GPa程度の圧力まで希釈冷凍機温度での測定を可能とした。これによりクリーンなNiS_2において磁気的量子臨界点(Pc=7.5GPa)に到達できた。電気抵抗率から温度-圧力相図をまとめたところ、反強磁性金属相ではフェルミ液体挙動(T^2)が観測されたが、Pc以上の常磁性領域では、TL5依存の非フェルミ液体挙動が極めて安定に存在することが明らかになった。一方で、化学ドープによって乱れを導入したNis_<1.7>Se_<0.3>の温度-圧力相図では、教科書通りに、磁気的量子臨界点(Pc=2GPa)においてのみ非フェルミ液体挙動(T^<1.5>)が現れ、臨界圧を挟む反強磁性相と常磁性相でフェルミ液体挙動がV字型となって回復する様子が観測できた。また、「強磁性」磁気的量子臨界点を持つ典型物質ZrZn_2においても温度-圧力相図をまとめたところ、クリーンなZrZn_2では臨界圧を挟む広い圧力領域においても非フェルミ液体挙動が安定に存在することが明らかになった。これらの結果は磁気的量子臨界点の臨界挙動が乱れに敏感であることを疑い無く示している。

一方で、クリーンな系では、実験上限である9GPaまで、常磁性状態であるにも関わらず、T^<3/2>の非フェルミ液体がしつこく存続した。量子臨界点のみでなく、モット臨界点も乱れが重要な役割を果たすことが明らかになった。クリーンな系におけるモット臨界点は(P_c,T_c)=(3.5GPa,220K)であった。臨界指数は平均場理論による予想と一致した。乱れを導入すると臨界温度は低温へシフトし、クロスオーバー領域が支配的となった。
10歳前後に発現する描画表現意欲の低下傾向に関する基礎的研究

幼児は、1歳から3歳の頃に言語表現と同様にscribbleのような描画表現を始める。しかし、知的写実期から視覚的写実期への描画の質的転換期(おおよそ9歳から10歳)の頃から表現意欲の低下傾向が発現する。いわゆる「9、10歳の節」と呼ばれる現象である。この研究の目的は、なぜ子どもが10歳頃に描く意欲を無くしてしまうのかを明らかにすることにある。また、描くことに意欲を無くした子どもたちが、なぜコンピュータを用いた描画に対して意欲を示すのかについても検討した。この研究では、プロトコル分析という認知科学の研究方法を用いた。描いている最中に考えていることを言葉に出す発話思考法を採用した。その結果、子どもが意欲を無くすのは、「想像して描く」ことではなく「対象を見て描く」ことであることがわかった。特に、描くことが出来なくなった子どもたちは、口、目、鼻などのプロトタイプを多く含む人物の顔を描くことを嫌がる傾向がある。また描くことに意欲を無くす子どもたちは、表現の過程や出来上がった作品に対して他人が発した言葉を具体的に記憶していることが認められた。9歳から10歳の頃だけでなく、13歳頃にも表現意欲の低下傾向が認められたのは、小学校と中学校の美術教育の内容の差異によるのではながろうか。また、描くことに対して意欲を失った子どもが、コンピュータで描くことに対しては、表現する意欲を示した。この理由は、思い通りに描けなかった場合もすぐにやり直しができるためである。コンピュータで描くことをきっかけにして描画表現意欲を回復出来る可能性を今後は検討する必要がある。幼児前期(1-3歳)の頃から子どもは発話表現と同様にscribbleのような描画表現を始めるが、知的写実期から視覚的写実期への描画の質的転換期(おおよそ9-10歳)の頃から表現意欲の低下傾向が発現する。これまでの本研究では、(1)描画表現意欲低下の対象となる方法は、「想像をもとにした表現」よりも「観察をもとにした表現」に対してであること。(2)描画表現意欲の低下の対象となる題材は,風景,動植物,人物,器物のうちプロトタイプを多く含む人物画特に顔の表現に対してであること、などをプロトコル分析などの認知科学的手法によって示してきた。ここでは、こうしてモデル化された「描画表現意欲の低下傾向の要因」を定量的調査によって検定することを本年度の目的とした。その結果、(2)の描画表現意欲の低下の対象となる題材は,風景,動植物,人物,器物のうちプロトタイプを多く含む人物画特に顔の表現に対してであることに関しては、検証することができたが、(1)描画表現意欲低下の対象となる方法は、「想像をもとにした表現」よりも「観察をもとにした表現」に対してであることに関しては、有意な差を示すには至らなかった。また描画表現意欲の低下した児童がコンピュータ描画について意欲を示すのは、やり直しが容易なためであることが示された。

その結果、(2)の描画表現意欲の低下の対象となる題材は,風景,動植物,人物,器物のうちプロトタイプを多く含む人物画、特に顔の表現に対してであることが明らかとなった。また描画表現意欲の低下傾向が顕著なのは、9、10歳と13歳近辺であることが認められた。描画表現意欲の低下傾向がみられる子どもたちは、表現過程や自分の作品に発せられる他人の言葉掛け(評価語)に対して、具体的にまた詳細に記憶していることが認められた。幼児前期(1-3歳)の頃から子どもは発話表現と同様にscribbleのような描画表現を始めるが、知的写実期から視覚的写実期への描画の質的転換期(おおよそ9-10歳)の頃から表現意欲の低下傾向が発現する。いわゆる「9、10歳の節」と呼ばれる現象である。これまでの本研究では、(1)描画表現意欲低下の対象となる方法は、「想像をもとにした表現」よりも「観察をもとにした表現」に対してであること。(2)描画表現意欲の低下の対象となる題材は,風景,動植物,人物,器物のうちプロトタイプを多く含む人物画特に顔の表現に対してであること。などをプロトコル分析などの認知科学的手法によって示してきた。ここでは、こうしてモデル化された「描画表現意欲の低下傾向の要因」をコンピュータ描画に関して検討することを本年度の目的とした。その結果、コンピュータを用いて描く場合、(2)の描画表現意欲の低下の対象となる題材は、特に認められなかった。ただし、描画表現意欲の低下傾向が認められる子どもは、ミキシングやフィルター機能によって、描いた具象物を編集してしまう傾向があることが認められた。紙上の描画を嫌う子どもには、頭髪を克明に描く事例、横顔ばかりを描く事例、人物を小さく描く事例などが認められたが、コンピュータ描画では、そのような事例が見当たらなかった。紙上の描画を嫌う子どももコンピュータ描画については意欲が低度ではない。この原因を明らかにできれば、紙上描画の問題点も明確になるのではないかと考えられる。
胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の解析とリスク評価の開発

不育症の原因は胎児染色体数的異常が最も頻度が高い。しかし、その関連遺伝子は未だ同定されていない。染色体接着を制御し減数分裂に関わるコヒーシンが加齢とともに減少することに着目し、コヒーシン蛋白を構成する遺伝子STAG3,REC8,RAD21L、コヒーシンの分解保護に関わる遺伝子MSH5,MEIKINなどの多型解析を行ってきた。減数分裂特異的遺伝子に着目し、不育症における減数分裂に由来する胎児染色体数的異常の関連遺伝子を同定することが、本研究の目的である。流産しやすい体質だと分かれば早めの出産を検討するなど、流産リスクを知ることにより、女性がライフプランを考えるためのbiomarkerとして貢献する効果が期待できる。(1)減数分裂特異的遺伝子について1000genomeのデータベースからSNP情報を調べ、Haploviewのソフトウェアを用いて機能的なTag SNPを選択する。(2)候補SNPの遺伝子多型について胎児染色体数的異常のあった不育症患者を症例とした症例対照研究を行う。対象症例は2回以上流産を繰り返し、過去の流産において胎児(胎芽)染色体数的異常が確認されている患者200人。夫婦染色体異常、子宮奇形、抗リン脂質抗体症候群、倍数体および45,Xによる流産は除外する。対照は流産歴がなく、出産歴のある200人。PLK4は体細胞由来数的異常関連遺伝子であるが、rs2305957多型が不育症に関係するという報告がある。既往流産の胎児染色体分析は行っていないため検討を行った。胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の解析のため患者の血液検体からDNAを抽出し、TaqMan PCR法によるタイピングを行い、現在PLK4 rs2305957を含む19SNPの解析を終了した。胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の解析とその遺伝子多型の選択をするため1000GenomeのデータベースとHaploviewのソフトウェアを駆使し、コヒーシンを構成、または分解保護に関わる遺伝子の領域を調べ、機能的と考えられるSNPを選択する。Codingregion内のアミノ酸配列に変化を起こすSNPを選択し、non-codingregionについてはRegulome DBを用いて遺伝子発現制御に関わるSNPを選択する。連鎖不平衡構造からTag SNPを選択して、候補SNPについてタイピングを行い、患者群とコントロール群間でアリル頻度を比較していく手法である。その解析は現在も進行中であるが、データベースの既報告を利用しているため、コヒーシンの分解保護に関わり重要だと考えられるMEIKINなど比較的新規で既報告の少ない遺伝子については解析することができない。今回の解析だけでは胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の網羅的な解析はすることができないことも分かってきた。今後症例対照研究から到達したSNPについて、流産回数、染色体核型などの臨床データとの関係を解析する。また、同じ検体を用いてゲノムワイド関連解析やimputation解析を行うことにより、既報告で発現が確認されていない比較的新規の遺伝子多型についても解析が可能になると考えている。別のデータベースから流産歴のないコントロールを利用したとすると、ゲノム全域に分布する50万個のSNPsを用いて関連解析をした場合、マイナーアリル頻度を0.2とすると有意水準(1.0×10-7)をクリアするSNPsがオッズ比2.1以上なら80%の確率で検出することができる。マイクロアレイを用いてのゲノム全域の約60万SNPのタイピング実験を行う。インピュテーション解析により実際にタイピングを行ったSNP以外についても、周囲のSNPの情報と連鎖不平衡を考慮することで遺伝子型を推定する。P値の低いSNPについては個別にタイピングを行い、候補SNPのタイピングデータに問題がないことを確認する。日本人のゲノム情報を解析することに特化したSNPタイピングでは、1検体当たり20,000円のため200検体で400万円の費用がかかることになる。今後獲得できる研究費によって解析方法を決定していくことになる。

既往流産の胎児染色体分析は行っていないため検討を行った。胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の解析のため患者の血液検体からDNAを抽出し、TaqMan PCR法によるタイピングを行い、現在PLK4 rs2305957を含む19SNPの解析を終了した。胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の解析とその遺伝子多型の選択をするため1000GenomeのデータベースとHaploviewのソフトウェアを駆使し、コヒーシンを構成、または分解保護に関わる遺伝子の領域を調べ、機能的と考えられるSNPを選択する。Codingregion内のアミノ酸配列に変化を起こすSNPを選択し、non-codingregionについてはRegulome DBを用いて遺伝子発現制御に関わるSNPを選択する。連鎖不平衡構造からTag SNPを選択して、候補SNPについてタイピングを行い、患者群とコントロール群間でアリル頻度を比較していく手法である。その解析は現在も進行中であるが、データベースの既報告を利用しているため、コヒーシンの分解保護に関わり重要だと考えられるMEIKINなど比較的新規で既報告の少ない遺伝子については解析することができない。今回の解析だけでは胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の網羅的な解析はすることができないことも分かってきた。今後症例対照研究から到達したSNPについて、流産回数、染色体核型などの臨床データとの関係を解析する。また、同じ検体を用いてゲノムワイド関連解析やimputation解析を行うことにより、既報告で発現が確認されていない比較的新規の遺伝子多型についても解析が可能になると考えている。別のデータベースから流産歴のないコントロールを利用したとすると、ゲノム全域に分布する50万個のSNPsを用いて関連解析をした場合、マイナーアリル頻度を0.2とすると有意水準(1.0×10-7)をクリアするSNPsがオッズ比2.1以上なら80%の確率で検出することができる。マイクロアレイを用いてのゲノム全域の約60万SNPのタイピング実験を行う。インピュテーション解析により実際にタイピングを行ったSNP以外についても、周囲のSNPの情報と連鎖不平衡を考慮することで遺伝子型を推定する。P値の低いSNPについては個別にタイピングを行い、候補SNPのタイピングデータに問題がないことを確認する。日本人のゲノム情報を解析することに特化したSNPタイピングでは、1検体当たり20,000円のため200検体で400万円の費用がかかることになる。今後獲得できる研究費によって解析方法を決定していくことになる。胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の解析は現在も進行中であるが、データベースの既報告を利用しているため、コヒーシンの分解保護に関わり重要だと考えられるが比較的新規で既報告のない遺伝子については解析することができない。今回の解析だけでは胎児染色体数的異常に起因する不育症の関連遺伝子の網羅的な解析はすることができないことが分かった。
日本における選挙研究の統合：メタ分析による研究成果の統一とデータベースの構築

本研究は、これまでに実施された日本の選挙研究の知見を、統計的メタ分析を応用することによって統合し、知識を蓄積・共有するための新たな方法を提案する。本研究の意義は二つある。第一に、本研究のメタ分析により、個々の選挙研究を同じ問題の解決に取り組む研究全体の一部として捉え、その成果を集約し、それを基盤として新たな研究を推進することが可能になる。第二に、本研究が提供するデータベースは、民主制の根幹に関わる選挙についての学術的知見を社会に還元する。本研究は、これからの選挙研究が先行研究をもれなく共有することを促し、研究結果の偏りを縮小することに貢献する。
ナチ・ドイツの社会秩序形成に関する研究-航空機産業での「労働動員」を中心に-

航空機産業における「労働動員」を政策レベルと労働現場の二点から考察し、ナチ体制下の社会秩序形成過程の解明を試みた。政策レベルの分析からは、ナチ体制下の労働動員政策が、全ての要素を戦争遂行のために包摂・結集すべき「総力戦」とは相容れないものだったことが明らかとなった。また、労働現場の分析からは、「傾向として」様々な国籍・人種集団間の関係はナチ・イデオロギーに強く規定されていたが、その陰で個人的な問題もまた重要な要素であったことが明らかとなった。本年度は、政府・軍需当局-航空機製造企業-自治体・警察が複合的に展開した「労働動員」を政策レベルで解明することに取り組んだ。ドイツ連邦文書館をはじめとする政府・自治体・企業文書館での史料調査は、改修工事のために利用が制限された一部施設を除いて、概ね実施計画通りに進捗し、次のような成果を得ることができた。軍需省・航空省の労働動員に関する史料分析からは、ドイツ戦争経済における航空機産業の非常に高度な位置づけが明らかとなった。企業文書の分析では、各航空機製造企業がこうした政府方針を積極的に利用し、生産工程の簡略化・合理化を推進しつつ代替労働力を導入することでドイツ人男性不足に対処しようとしたこと、その際、どこに労働力源(ドイツ人女性、西欧系・東欧系外国人など)を求めるかによって企業ごとの対応に多様性が見られたこと、そしてドイツ人に対しては福利厚生の充実に努める一方で外国人のそれは名目的なものであり、逆に監視・行動の制限を強めるなど、実質的にナチズムの求める階層化措置を導入したこと、が浮き彫りとなった。自治体・警察・検閲当局の史料からは、これら自治体・保安当局が急激に増加した外国人の動向、とくに体制批判とドイツ人との交流に神経をとがらせ、ドイツ社会の階層制秩序維持を目指しながらも、労働現場における様々な接触(敵対から援助まで)を阻止するには至らなかったことが見えてきた。上記のような本年度の取り組みから明らかになったのは、労働動員の政策レベルでは当局と各航空機企業が労働力源を「共同体異分子」に求めながらも、彼らの「ナチ民族共同体」からの分離を強化・規範化しようとしたことである。これは、ナチ体制下の労働動員政策が、全ての要素を包摂・結集すべき「総力戦」とは相容れない性格のものであったことを意味しており、本研究課題をさらに進めていく上で極めて示唆に富む分析結果を得たといえる。本年度は、ナチ・ドイツにおける「労働動員」を政策レベルで解明するという昨年度取り組んだ課題とその研究成果に基づいて、ドイツ人、外国人、囚人らの現場レベルでの秩序・諸関係とその変容・融解過程の分析を行った。具体的には次の3点が課題であった。(1)本年度前半から秋にかけて、ドイツ航空機産業で労働に従事した人々の回想禄・証言を広く収集し、労働現場での経験や諸関係の特徴・変化をそれぞれの集団ごとに整理する作業に取り組んだ。この作業から明らかになったのは、傾向としては集団間の関係はナチ・イデオロギーに強く規定されていたことであるが、現場レベルではそうした「公式見解」を隠れ蓑として利害関係や怨恨といった個人の問題もまた表出していた点である。これは近年いわゆる「ホロコースト」をめぐって明らかとなったドイツ社会の反応と傾向を同じくするものといってよい。(2)第1点目の課題に関連して、社会学による研究成果の摂取に努めた。とりわけ社会システム論による社会秩序や社会階層形成についての研究成果は本研究においても有益な視座を与えるものと考えられるが、歴史学的アプローチと融合させる具体的な方策はなお検討の余地がある。(3)本年度の史料収集をつうじた研究成果を第1・2点目で得られた知見および昨年度の研究成果と綜合し、自動車工業や鉱業、農業といった他の業種での状況と比較しながら、ドイツ航空機産業における「労働動員」が労働現場に形成した社会秩序、その変容、融解過程の分析に取り組んだ。分析から見えてきたのは、航空機産業の特殊性だけでなくナチ体制下の他の産業分野との共通性の両面であった。上記の研究成果は、政策的にあくまで推進された人種主義に基づく社会再編と「総力戦の時代」という概念が両立しえなかったという研究代表者の見解をある程度裏付けるものと考えているが、その実証はさらなる検討をつうじて行うこととしたい。
高性能スピントンネル2重接合の開発とその大容量MRAMへの適用化研究

不揮発性磁気メモリ(MRAM)を開発するため,サブミクロンサイズの強磁性トンネル接合を作製し,微細化に伴うスイッチング磁場の増大の抑制,ならびに信号出力の向上を目指した.非磁性金属層を介して反平行に強く交換結合した強磁性層/非磁性層/強磁性層(反平行結合膜)をフリー層とした.超高真空スパッタ装置を用いて成膜を行った後,電子線ビームリソグラフィー,イオンミリングを用いて微細加工を行い微細強磁性トンネル接合を作製した.絶縁体はAlの酸化物を,強磁性体はCo_<90>Fe_<10>を用いた.したがって,反平行結合膜はCo_<90>Fe_<10>/Ru/Co_<90>Fe_<10>の構造をもつ.ピン層の反強磁性体はIrMnを用いた.接合部がアスペクト比1である場合は,反平行結合膜をフリー層とする強磁性トンネル接合のスイッチング磁場は,素子サイズによらず一定であり,0.2μmの素子幅まで,約70Oeであった.また,ゼロ磁場での出力は,飽和値とほぼ同じであり,メモリとして有効であった.磁気力顕微鏡での接合部の観察結果より,単磁区状態であることが確認された.次に,これらの微細強磁性トンネル接合を磁場中熱処理を行い,磁気抵抗比の測定を行った.その結果,熱処理温度の上昇に伴い磁気抵抗比は増加し,約250°Cの熱処理により最大の磁気抵抗比40%を示した.それ以上の温度では,磁気抵抗比は減少していき,約400°Cで磁気抵抗比をほぼゼロとなった.反平行結合膜をフリー層とする強磁性トンネル接合は,メモリセルとして有効であることが示された.不揮発性磁気メモリ(MRAM)を開発するため,サブミクロンサイズの強磁性トンネル接合を作製し,微細化に伴うスイッチング磁場の増大の抑制,ならびに信号出力の向上を目指した.非磁性金属層を介して反平行に強く交換結合した強磁性層/非磁性層/強磁性層(反平行結合膜)をフリー層とした.超高真空スパッタ装置を用いて成膜を行った後,電子線ビームリソグラフィー,イオンミリングを用いて微細加工を行い微細強磁性トンネル接合を作製した.絶縁体はAlの酸化物を,強磁性体はCo_<90>Fe_<10>を用いた.したがって,反平行結合膜はCo_<90>Fe_<10>/Ru/Co_<90>Fe_<10>の構造をもつ.ピン層の反強磁性体はIrMnを用いた.接合部がアスペクト比1である場合は,反平行結合膜をフリー層とする強磁性トンネル接合のスイッチング磁場は,素子サイズによらず一定であり,0.2μmの素子幅まで,約70Oeであった.また,ゼロ磁場での出力は,飽和値とほぼ同じであり,メモリとして有効であった.磁気力顕微鏡での接合部の観察結果より,単磁区状態であることが確認された.次に,これらの微細強磁性トンネル接合を磁場中熱処理を行い,磁気抵抗比の測定を行った.その結果,熱処理温度の上昇に伴い磁気抵抗比は増加し,約250°Cの熱処理により最大の磁気抵抗比40%を示した.それ以上の温度では,磁気抵抗比は減少していき,約400°Cで磁気抵抗比をほぼゼロとなった.反平行結合膜をフリー層とする強磁性トンネル接合は,メモリセルとして有効であることが示された.本研究では,スピントンネル接合をMRAMへ応用展開することを目的としている.本年度は,高性能スピントンネル接合作製のための成膜装置の製作,ならびに素子サイズとスピン反転磁場の関係を明らかにし,微細化に伴うスピン反転磁場の増大に対する対応策を見出すこと,最後に微細加工技術を確立することを目指した.まず,装置の製作であるが,ヘリコンスパッタ装置を立ち上げ,スピントンネル接合を作製しその磁気抵抗効果を調べた結果,磁性層作製条件,Al膜厚および酸化時間を最適化することにより室温で20%以上の磁気抵抗比を得ることができた.今後,絶縁体部の構造を改良し,バイアス電圧依存性に優れたスピントンネル接合の作製を試みる予定である.次に,スピン反転磁場の低減を可能とするため,サブミクロンサイズ反平行結合膜(強磁性体/非磁性体/強磁性体)のスピン反転機構の計算機シミュレーションを行った.その結果,0.2μm以下の素子サイズでは,上下磁性層の膜厚および磁化の差(膜厚差),非磁性層の膜厚を最適に設計すればスピン反転磁場が単層膜のそれより低減できることが明らかとなった.また,アスペクト比が大きな素子ほど反平行結合膜が有効であることが分かった.最後に微細加工技術に関しては,電子線描画およびアルゴンミリングにより作製した.レジスト材の選定,描画,ミリング条件の最適化により,最小素子幅0.2μmの試料が,また最小接合面積0.25μm^2のトンネル接合が作製できた.今後,反平行結合膜の微細加工を行い,スピン反転磁場の素子サイズ依存性等を明らかにしていく.

不揮発性磁気メモリ(MRAM)を開発するため,サブミクロンサイズの強磁性トンネル接合を作製し,微細化に伴うスイッチング磁場の増大の抑制,ならびに信号出力の向上を目指した.非磁性金属層を介して反平行に強く交換結合した強磁性層/非磁性層/強磁性層(反平行結合膜)をフリー層とした.超高真空スパッタ装置を用いて成膜を行った後,電子線ビームリソグラフィー,イオンミリングを用いて微細加工を行い微細強磁性トンネル接合を作製した.絶縁体はAlの酸化物を,強磁性体はCo_<90>Fe_<10>を用いた.したがって,反平行結合膜はCo_<90>Fe_<10>/Ru/Co_<90>Fe_<10>の構造をもつ.ピン層の反強磁性体はIrMnを用いた.接合部がアスペクト比1である場合は,反平行結合膜をフリー層とする強磁性トンネル接合のスイッチング磁場は,素子サイズによらず一定であり,0.2μmの素子幅まで,約70Oeであった.また,ゼロ磁場での出力は,飽和値とほぼ同じであり,メモリとして有効であった.磁気力顕微鏡での接合部の観察結果より,単磁区状態であることが確認された.次にこれらの微細強磁性トンネル接合を磁場中熱処理を行い,磁気抵抗比の測定を行った.その結果,熱処理温度の上昇に伴い磁気抵抗比は増加し,約250°Cの熱処理により最大の磁気抵抗比40%を示した,それ以上の温度では,磁気抵抗比は減少していき,約400°Cで磁気抵抗比をほぼゼロとなった.反平行結合膜をフリー層とする強磁性トンネル接合は,メモリセルとして有効であることが示された.
昆虫外骨格中でおきるToll経路を介した新規情報伝達

昆虫外骨格の機能として、体を支える骨格としての機能以外に皮膚として恒常性の維持が重要である。しかしながら、外骨格の強度によって単に物理的な防御をするだけではなく、抗菌ペプチドの蓄積やメラニン合成など、生化学的な防御反応の場所として非常に重要だと考えられている。異物に対する昆虫特異的な免疫シグナル系としてプロテアーゼカスケードが注目されている。本年度は、目的プロテアーゼのノックアウトをショウジョウバエ及びカイコガ両方で進めている。ショウジョウバエについては、CRISPR/Cas9システムを利用するための系統を作成しており、それを用いたノックダウン系統が得られると期待している。また、カイコガについてはTALEN法を利用した系統作りに着手した。目的の遺伝子座の塩基配列を決定し、それを元にTALEN用のコンストラクトを作成中である。また、目的プロテアーゼの活性化をvivo、vitroで人工的に制御できようになるかもしれない実験系を確立中である。目的プロテアーゼは、活性のない前駆体として合成され、必要時に上流のプロテアーゼによる限定加水分解を経て活性化される。その後、外骨格成分の分解へと進む。プロテアーゼが切断される部位にthrombinが認識する切断配列を組み込むことで、感染や傷と関係なくプロテアーゼを活性化するというものである。カイコガ由来のプロテアーゼについては、組み替えタンパク合成・及びthrombinによる活性化と、外骨格成分の特異的分解を確認した。ショウジョウバエのプロテアーゼについても蛋白合成が進行中である。カイコガ幼虫から得たタンパク質抽出液中に、目的プロテアーゼの活性型を添加することにより、数あるタンパク質の中で、あるバンドが特異的に分解されるが、そのバンドに相当するタンパク質はキチン結合性タンパク質である。生体内において、目的プロテアーゼによるキチン結合性タンパク質分解および、その由来の断片が血球細胞などの活性化に関わることを示すのが、本研究の目的である。Vivoにおいてこのプロテアーゼが本当にこの外骨格成分の分解にはたらいているのかを示すために、ノックアウト個体を作成中であるが、まだ系統の確立に至っていない。特にショウジョウバエに関しては、通常行われている確立された手法を用いているため28年度での作成が可能と考えていたが、まだ系統が得られていないことから、早急に系統作成を進める。ショウジョウバエにおいてに、ショウジョウバエ幼虫をバクテリア存在下で傷をつけることで、これまでカイコガ同様の外骨格成分(分子量1万数千程度のキチン結合性タンパク質)の分解を観察していたが、これより大きいサイズ(分子量5万程度)のタンパク質の分解も確認できた。この因子の配列を現在確認中であるが、その大きさから既存のキチン結合性タンパク質とは異なる分子ではないかと考えている。外骨格成分がプロテアーゼによって分解されてできた断片の機能をvivoで確認するための系統作成も進行中であるが、まだ発現が確認できる系統が得られておらず、この意味で進捗がやや遅れていると判断した。プロテアーゼの機能に関して、vivoで人工的に活性化を制御できる系の開発に向けた実験をすすめている。プロテアーゼによって分解される外骨格成分の中には、キチン結合性タンパク質以外の成分からの断片が何らかの機能を持つ可能性について検討するための戦略である。Vivoにおいて目的プロテアーゼによるキチン結合性タンパク質の分解及び、分解産物の機能解析を進めていく上で、プロテアーゼのノックアウト系統、及び分解産物を強制発現ショウジョウバエ系統の作成は必須であると考えている。そのため、系統作成を早急に進めていくことが本研究の目的達成には肝要である。本研究は、内在性因子による防御機構の活性化という点で特徴付けられる。内因性因子の、おそらく細胞表面での認識や、認識後の細胞内シグナル系活性化などの情報を得ることが最終的な到達点である。より具体的には、表皮細胞や血球細胞の反応を次世代シーケンサーなどの情報を元に調べたいのだが、外科的な傷をつけることなしに、内因性成分分解物の存在・非存在の影響を観察するためにはショウジョウバエによる強制発現系を得ることが望ましいと考えている。研究の大きな流れ自体には変更はないものの、最終的な目的遂行向けた研究期間については若干の延長が有効かもしれない。そのほか、プロテアーゼの人工的活性化制御については、本研究が対象とする反応系の機能を、キチン結合性タンパク質に限定せずカバーするという点で有効と考えるが、こちらについても系統作成の外注など、効率よく研究を進めていこうと考えている。昆虫以外骨格はキチン及びキチン結合性タンパク質を主成分とする非細胞性マトリクスである。本研究の目的は、昆虫外骨格に存在すると考えられる新規免疫シグナル系の存在を示す事である。昆虫の主要な免疫シグナル系である、セリンプロテアーゼカスケード反応は、メラニン合成や抗菌ペプチド合成などの開始に重要である事が示されている。本研究は、昆虫の免疫シグナルを構成するセリンプロテアーゼの一つが、外骨格中のあるタンパク質成分を特異的に分解する事の意義を明らかにする事を目的とする。手法としては、主にカイコガを使った生化学的解析、及びショウジョウバエを用いた遺伝学的解析を行った。そのセリンプロテアーゼは、通常は不活性な前駆体として存在する。バクテリアやカビの細胞壁成分などを認識する事が引き金となって開始するカスケード反応の途上で限定加水分解を経て活性化される。活性化された分子を、外骨格から抽出したタンパク質混合液に加えると、キチン結合ドメインを持つ分子量1万5千程度の分子のバンドのみが消失する事から、このタンパク質が分解されると考えられた。

この際、バキュロウイルスの系で合成したプロテアーゼを用いている。このプロテアーゼは活性化の際に、特定のアミノ酸配列モチーフ部分が切断されるが、この配列をトロンビンの認識配列に置き換えたものも制作している。活性化したプロテアーゼによって外骨格成分が分解されて、どのようなペプチドが生じているのかについて、またペプチド類が血球細胞に与える影響になどについて調べた。カイコガだけではなく、ショウジョウバエでも免疫応答時に、カイコガから得られる試料中で見られた現象と同様の反応=外骨格成分の特異的分解が生じる事を確認している。カイコガで調べられているプロテアーゼのオーソログをコードする遺伝子をノックダウンした際、分解が観察される個体の数が少ない事も確認した。現在、ショウジョウバエにおいて当該プロテアーゼのノックアウト系統を作成中である。ノックアウト個体の場合、ノックダウンよりも明瞭な表現型が観察するはずである。系統作成にはCRISPR/Cas9システムを用いるが、特に手法上の難しい部分はなく、相応の期間内での作成は可能である。カイコガのプロテアーゼを試験管内で活性化する場合、これまで特殊な手法でカイコガ血液から得た画分中の未同定成分を用いていた。しかし今後、ショウジョウバエの体内でオーソログのプロテアーゼを異所的に発現させつつ血球細胞の動態を観察する場合、未同定の因子によるプロテアーゼ活性化は再現できない。これに対し、プロテアーゼ活性化の際に切断される配列モチーフを市販のプロテアーゼの認識配列と置き換える試みを進めている。これは、プロテアーゼの活性化とその後の外骨格タンパク質の分解を再現する際に有効な手段となり得る。ショウジョウバエ体内でプロテアーゼ分解物を局所的に発現・分泌させた影響を観察し、vitroでの解析結果と生体を用いた観察結果を照合する。強制発現系統作成にあたり基本的にはセリンプロテアーゼによって切断され得る断片を、もらさずカバーできるようにDNAコンストラクト作りを進めている。これは、結果の取りこぼしをさけるための方針である。「どの断片が血球細胞の免疫応答を活性化させるのか」をvitroで観察することについてはアッセイ系の条件等検討中であるが、カイコガの系だけではなく、ショウジョウバエ由来のプロテアーゼおよび同外骨格タンパク質の組み合わせで得られる断片についても調べる準備を進めている。カイコガを用いたノックアウト系統作成については、27年度から開始予定だったが、方法の選択を含めて検討中で28年度以降本格的に進める。こちらは、主に表現型観察に用いる事を考えており、上記した研究全体の流れに大きく影響しない。昆虫外骨格の機能として、体を支える骨格としての機能以外に皮膚として恒常性の維持が重要である。しかしながら、外骨格の強度によって単に物理的な防御をするだけではなく、抗菌ペプチドの蓄積やメラニン合成など、生化学的な防御反応の場所として非常に重要だと考えられている。
層状複合触媒による光エネルギーの化学的変換

半導体による光エネルギーの化学的変換において、高い変換効率および選択機能をもつ半導体触媒を開発することを目的とし、強誘電性半導体ホスト-ゲスト型強誘電性半導体、インターカレーション型層状半導体および超微粒子半導体について水の光分解反応に対する光触媒作用を調べた。強誘電性半導体では、自発分極の方向を揃え(+)あるいは(-)分極面を露出させたpb(Zr、Ti)O_3において、水素生成は(+)分極面で著しく(-)分極面ではほとんど認められないこと、およびキュリー温度以上に加熱した触媒では両分極面間の水素生成活性の差はほぼ消失するが、単分域化処理により(+)面のみが再び高活性わ示すことを見出した。強誘電性半導体の分極軸の方向を揃えた場合に還元反応場と酸化反応場の分離が可能になることを示した。ホスト-ゲスト型強誘電性半導体として、タングステンブロンズ構造のpb_<1-X>M_<2X>Nb_2O_6(M=アルカリ金属原子)を用いた。n=Kにおいて活性はK濃度とともに増加し極大を示したのち急激に減少した。水素生成活性はCs>K>Na>Liであり、イオン化ポテンシャルが低い程高くなる結果を得た。このとから、アルカリ金属原子からNb-O構造への電荷移行により高い水素生成活性が生じることを示した。インターカレーション型層状半導体では、Ti系酸化物M_2O・nTiO_2(M=アルカリ原子)を用いた。定常状態では水素と酸素はほぼ化学量論比で生成し、長時間反応によっても活性の低下は認められなかった。RuO_2を活性相としたとき、活性はn=6>n=3>n=1の順に増加し、n=3>以上で酸素と水素は化学量論比で生成した。層間に種々の活性相の組み込みにより、光エネルギーの化学的変換において特定の反応のみを進める選択機能をもつ光触媒となることを示した。超微粒子半導体ではCdS半導体の超微粒子化による量子サイズ効果と微粒子表面における光誘起電荷移行を調べ、電子移動量子収率は粒径が小さくなる程向上することを明らかにした。
大規模アウトブレイクの原因となった薬剤耐性菌は、地域への蔓延をもたらしたのか？

従来より、カルバペネム耐性腸内細菌科細菌(CRE)を対象としたパルスフィールド電気泳動(PFGE)のデータにもとづく菌株データベースを構築・運用しており、2008から2018年の株のデータの拡充を行った。データベース登録数はのべ600株以上となり、PFGEの解析結果に加え、blaIMP-6の有無、地理的情報などにより分類することができるようになった。本年度は、このデータベースを用いて代表株を選択し、菌株のゲノム解析または抽出プラスミドの配列解析を行った。その結果、世界で最初に報告されたblaIMP-6陽性プラスミドであるpKPI-6と類似したプラスミドに加え、そのサイズやレプリコンタイプのまったく異なる系統のプラスミドが存在することが明らかとなった。また、ゲノム解析についてこれまでは協力外部機関で実施してきたが、自施設内で実施可能なポータブル型シーケンサー(MinION)によるゲノム解析に取り組んだ。サンプル調整や生データの取得など、自施設内で実験できる目処はついたが、データ解析を行うための計算機の能力が不足し、十分に解析することができなかった。そこで、本年度にあらたな解析サーバを導入して、解析に用いるソフトウェア環境を整備した。次年度以降、これらの機器を活用してさらに解析を進めていく予定である。一方、本年度中に収集したCREから、IMI、KHMやFRIといったこれまで世界的に報告が少ないタイプのカルバペネマーゼが検出された。これらについても、blaIMP-6陽性株と同様にプラスミドなどの遺伝的背景を明らかにし、他の報告された株との関連性や、地域内で広がっていくのかやその関連性について今後解析を行うことを予定している。ゲノムデータの解析を行うためのコンピューター環境が当初貧弱で、そのために解析用サーバとポータブルシーケンサーに特化した解析用デバイスの導入を行った。しかしながら、サーバのためのパーツや解析用デバイスの納入が供給側の事情により大幅に遅れたため、実験およびデータ解析を行うことができず、全体として当初の計画よりやや遅れている。菌株および薬剤耐性プラスミドの配列解析をさらにすすめていく。昨年度導入したMinIONに加え、2019年中に新しいシーケンサー(Illumina社、iSeq100)が当研究所に配備される予定である。また、実際にどのようにデータ解析を行うかが、研究を進める上で重要な要素であるが、大阪大学や国立遺伝学研究所からサポートを受けられるようになる予定であり、これらを活用することで研究を円滑に進めることができると考えている。研究用物品の納入遅れにより、研究全体として進捗が遅れてしまったため。また、当初予定していた研究分担者が保有する菌株について、保存状態が悪く、解析不能となってしまったため。