hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ディープラーニングによる自律分散型無線ネットワーク制御と最適化

本研究では,各無線機が機械学習によって最適な動作を自律的に学習する方式を提案する.コンピュータシミュレーションだけでなく,実装評価まで行うことによって,提案手法の実現性と有効性を明らかにしていく.本研究二年目は,強化学習による自律分散型アルゴリズムにおいて,多くの成果が得られた.本研究初年度において,無線リソース選択問題をMulti-Armed Bandit問題として定式化し,さらに,Tog-of-War(ToW)アルゴリズムによって最適化できることを示した.今年度は,このアルゴリズムを,IoTにおける自律分散型チャネル選択に応用した.センサなどに用いる小型IoT機器は,限られた計算能力,限られた電力で長期間動作することが要求される.本研究で用いるToWアルゴリズムは計算量が少なく,IoT機器への実装が可能である.本年度は,このアルゴリズムをWi-SUN無線デバイスに実装し,無線チャネル選択に応用した.IoT実機による評価実験によって,最適なチャネル選択が可能となることを確認した.さらに,IoTデバイス数が多い場合においては,各チャネルや各アクセスポイントの負荷分散も可能であることを示した.この研究成果を国際会議で発表し,Best Paper Awardを受賞した.現在は論文投稿の準備を進めている.さらに,ヘテロジニアスネットワークの選択にも同様の強化学習アルゴリズムを応用し,論文を執筆し投稿した.当初の計画では,無線LANなどへの応用を中心にシミュレーションおよびパソコンによる実験を行う予定であったが,今年度はIoT機器への実装と実証実験を試みた.簡易な強化学習アルゴリズムであるToWを用いることによって,小型IoT機器に自律分散型チャネル選択アルゴリズムを搭載することができた.小型シングルボードマイコンへの実装に成功し,Wi-SUNを使った実験によって提案手法の有効性を実証することができた.この成果は,国際会議において,Best Paper Awardを受賞した.また,次年度の目標としている自律分散型MACプロトコルの開発も既に始めている.今年度と同様な強化学習を用いたアルゴリズムは設計がほぼ完了し,簡易的な実装によって動作の確認も始めることができている.当初の計画以上に進展しており,次年度以降の成果も期待できる.初年度は,無線通信パラメータを最適化するための,基本的なサイクルを提案し,その有効性を実験によって示した.次年度以降は,この基本的なサイクルの各要素をより高度化させていく.初年度は,機械学習アルゴリズムとしては,ニューラルネットワークやサポートベクトルマシンを用いたが,次年度以降は,より大規模なデータを用い,ディープラーニングの有効性について検討していく.初年度においては検証すべきネットワーク構成の設定法に関して問題があったので,次年度以降の実験では,対象とすべきネットワーク構成やサービス構成を明確に定義しながら進めていく.また,取得可能な情報や最適化すべき項目についても様々なものを対象にしていく.
NMRによるヒトリゾチームの変性構造解析

タンパク質の構造安定性を物理化学的に理解するためには、天然構造とともに変性構造を知る必要がある。対象とするリゾチームはもっともよく研究されているタンパク質のひとつであり、フォールデリングのメカニズムや安定性の研究が広く行われている。これまでの研究から卵白リゾチームは、同じ変性状態でも温度変性と塩酸グアニジン変性では二次構造が異なり、また塩酸グアニジン存在下で完全なランダムコイルにはならないことが示唆されていた。そこで本研究では6M塩酸グアニジン変性条件で、卵白リゾチーム分子の構造をNMRを用いて検討した。タンパク質主鎖のHD交換実験では、一定時間だけ重水素化した6Mグアニジン塩酸で変性させた。この後、急速に大量の重水を加えて塩酸グアニジンを透析で除き、シグナル分離がよくなる天然状態にして2次元スペクトルを測定した。NHの交換速度の遅い部位は、βシートのC末端側、Helix Cにあった。プロテクションファクターは、尿素、温度、酸変性より数倍大きい値になった。特にCDスペクトルが似ている尿素変性状態に比べると数倍近く大きいものが有った。塩酸グアニジン変性状態では完全にランダムではなく、水分子が近づきにくいような構造を取っていると考えられた。また、化学シフトに基づいてさらに詳しく変性構造を調べるために6M塩酸グアニジン中で2次元NMRスペクトルを測定し、信号の帰属を行った。この実験スペクトルを、変性状態での化学シフトを参考にシュミレーションしたスペクトルと比較した。その結果、天然状態ほど化学シフトの分散は大きくないが、完全変性状態の化学シフトから有意にずれているシグナルがあり、何らかの構造が残っていることが示された。これらのことから、塩酸グアニジン中では完全変性構造に近いものの、残基番号50、60、65、90付近では構造が残っており、尿素変性構造とは部分的に異なることがわかった。
被覆面のマルチン境界及び倉持境界

12年度13年度において,以下の研究を行った.1 (1)正岡は瀬川と共同で開リーマン面R及びRの有限葉非有界被覆面W上の有界調和関数の族が射影π:W→Rにより,同一視されるための必要十分条件をRとWのマルチン境界の言葉で与えた.(2)正岡は瀬川と共同で,開リーマン面R上の極小倉持境界点の上にあるRの有限葉非有界被覆面W上の極小倉持境界点の個数の極小細位相による特徴付けを与えた.(3)正岡は瀬川と共同で,開リーマン面R上の極小マルチン境界点の上にあるRの有限葉非有界被覆面W上の極小マルチン境界点の個数の極小細位相による特徴付けを与えた.(4)正岡は,開リーマン面R及びRの有限葉非有界被覆面W上のDirichlet積分有限な調和関数の族が射影π:W→Rにより,同一視されるための必要十分条件をRの倉持境界の言葉で与えた.2石田は任意の3重連結以上の有限連結Denjoy領域Gと同じ連結度のDenjoy真部分領域G'に対して,境界成分を保存するような等角写像fによって,G'をGに埋め込みなおすとき,G-F(G')が内点を持たないことを示した.3辻は非線形双曲型方程式に対する初期値問題について一連の研究した.4瀬川は複素球面の単連結無限葉被覆面の型問題を研究した.5 (1)西尾はα階放物型方程式の解に対して,平均値の性質を与えた.(2)西尾は調和空間のマルチンコンパクト化とレーブコンパクト化において,それらの調和境界がある条件のもとで互いに等しいことを示した.12年度13年度において,以下の研究を行った.1 (1)正岡は瀬川と共同で開リーマン面R及びRの有限葉非有界被覆面W上の有界調和関数の族が射影π:W→Rにより,同一視されるための必要十分条件をRとWのマルチン境界の言葉で与えた.(2)正岡は瀬川と共同で,開リーマン面R上の極小倉持境界点の上にあるRの有限葉非有界被覆面W上の極小倉持境界点の個数の極小細位相による特徴付けを与えた.(3)正岡は瀬川と共同で,開リーマン面R上の極小マルチン境界点の上にあるRの有限葉非有界被覆面W上の極小マルチン境界点の個数の極小細位相による特徴付けを与えた.(4)正岡は,開リーマン面R及びRの有限葉非有界被覆面W上のDirichlet積分有限な調和関数の族が射影π:W→Rにより,同一視されるための必要十分条件をRの倉持境界の言葉で与えた.2石田は任意の3重連結以上の有限連結Denjoy領域Gと同じ連結度のDenjoy真部分領域G'に対して,境界成分を保存するような等角写像fによって,G'をGに埋め込みなおすとき,G-F(G')が内点を持たないことを示した.3辻は非線形双曲型方程式に対する初期値問題について一連の研究した.4瀬川は複素球面の単連結無限葉被覆面の型問題を研究した.5 (1)西尾はα階放物型方程式の解に対して,平均値の性質を与えた.(2)西尾は調和空間のマルチンコンパクト化とレーブコンパクト化において,それらの調和境界がある条件のもとで互いに等しいことを示した.本年度は、以下の13の結果を得た。1.論文"Martin boundary of unlimited covering surfaces"で、正岡は、瀬川重男(大同工業大学)との共同研究で、開リーマン面R上の極小マルチン境界点の上にあるRの有限葉非有界被覆面W上の極小マルチン境界点の個数の極小細位相による特徴付けを与え、種々の単位円板の有限葉非有界被覆面W'について、この特徴付けを適用して、W'上の極小マルチン境界点の個数を決定した。2.論文"Kuramochi boundary of unlimited covering surfaces"で、正岡は、神直人(滋賀大学)及び瀬川重男(大同工業大学)との共同研究で、開リーマン面R上の極小倉持境界点の上にあるRの有限葉非有界被覆面W上の極小倉持境界点の個数の極小細位相による特徴付けを与え、種々の単位円板の有限葉非有界被覆面W'について、この特徴付けを適用して、W'上の極小倉持境界点の個数を決定した。3.W、W'をそれぞれ、リーマン球面から原点をとり除いた面上の2葉非有界被覆面とする。写像F:W→W'を全射擬等角写像とする。このとき、正岡はW上の極小マルチン境界点の個数とW'上の極小マルチン境界点の個数が等しいことを示した。また、この結果で用いた手法はW、W'がそれぞれ、Heins型被覆面の場合についても、適用できるので、W上の極小マルチン境界点の個数とW'上の極小マルチン境界点の個数が等しいという結果を与えた。今年度は以下の研究を行った.1正岡弘照は瀬川重男と共同で開リーマン面R及びRの有限葉非有界被覆面R^上の有界調和関数の族が射影π:R^→Rにより,同一視されるための必要十分条件がRのマルチン境界上の調和測度に関して,ほとんどすべてのRのミニマルなマルチン境界点pに対して,pの上にあるR^のミニマルなマルチン境界点の個数が1個であることを示した.

また,正岡弘照は,開リーマン面R及びRの有限葉非有界被覆面R^上のDirichlet積分有限な調和関数の族が射影π:R^→Rにより,同一視されるための必要十分条件がRの倉持境界上の倉持容量に関して,ほとんどすべてのRのミニマルな倉持境界点pに対して,pの上にあるR^のミニマルな倉持境界点の個数が1個であることを示した.2石田久は任意の3重連結以上の有限連結Denjoy領域Gと同じ連結度のDenjoy真部分領域G'に対して,境界成分を保存するような等角写像fによってG'をGに埋め込みなおすとき,G-f(G')が内点を持つようにはできないことを示した.3辻幹雄は非線形双曲型方程式に対する初期値間題について研究した.この問題に対し,方程式を"cotangent space"にもち上げ,解の特異点を解消することによって得られた解を基空間に射影する手法を用いた.4瀬川重男はその射影が無限遠点のみに集積する様な同一の分岐点を共有し,分岐点を固定する同相写像で同相な複素球面の2つの単連結無限葉被覆面で,一方は放物型,他方は双曲型となるものがあることを示した.5西尾昌治は調和空間のマルチンコンパクト化とレーブコンパクト化をとりあげ,その調和境界がある条件のもとで互いに等しいことを示した.
プラント・オパールからの環境情報抽出に関する基礎研究

本研究では、土壌中から特定のプラント・オパールを抽出し、そこに含まれる炭素や主成分以外の元素から、年代測定や栽培当時の環境(特に土壌環境)を推定する方法の確立を目指し、平成1618年度にかけて調査分析を行ってきた。その結果、プラント・オパールに含有する元素を活用した年代測定および環境推定について、以下の成果を得ることができた。1)年代測定および元素分析用のプラント・オパールの抽出法の確立年代測定については、土壌中からプラント・オパールのみを抽出し、挟雑炭素を除去することが必要であったが、粒径および比重による分画ならびに有機物の分解処理を組み合わせることにより、効率よく測定用試料を調整する方法を確立することができた。元素分析用の試料についても、粒径と比重分画による前処理を行い、マイクロマニュピレーターを用いることにより良好な試料を作成する方法を確立することができた。2)プラント・オパールの含有元素の測定と検出元素についてX線マイクロアナライザーを用いて、プラント・オパールに含有されている元素を安定的に測定する最適条件をほぼ確立することができた。また、含有元素としては、マンガン、カリ、マグネシウムなど肥料成分に共通する元素が認められることが確認できた。今後、定量の精度を上げることにより、施肥などの栽培環境の推定が期待される。3)プラント・オパールに含まれる炭素による年代測定についてテフラ(アカホヤ)直下の土壌および生産遺構土壌について、前述した方法でプラント・オパールを抽出し、BETA社によるAMS年代測定を実施した。その結果、いずれも妥当な年代が得られた。また、抽出された炭素量も微量であったことから、プラント・オパール中の炭素による測定結果であると判断され、測定についても基本的な流れが確立できたと考える。本研究では、土壌中から特定のプラント・オパールを抽出し、そこに含まれる炭素や主成分以外の元素から、年代測定や栽培当時の環境(特に土壌環境)を推定する方法の確立を目指している。本年度は、実施初年度であるため、本研究を推進するための基本的な手法の確立を行うとともに、環境の異なる土壌に含まれるプラント・オパールの間に含有元素の明瞭な違いが存在するかについて検討を行った。その結果、以下の成果が得られている。1.プラント・オパールの抽出についてプラント・オパール抽出の前処理法については、使い捨てのメッシュと蒸留水を用いた沈底法によって不要な粒子を除き、超音波をもちいてプラント・オパールに付着した粒子を洗浄した後に硝酸で処理することで良好な試料が得られることが分かった。また、先端を80ミクロンに調整したマイクロマニュピレータとインジェクションシステムを組み合わせることにより土壌中の特定のプラント・オパールを効率よく抽出できる方法を確立することができた。2.プラント・オパールの含有元素の測定についてランダムに抽出したプラント・オパール10個について、X線マイクロアナライザーを用いて測定することにより、ほぼバラツキなく含有元素を特定できることや測定時の諸条件(加速電圧、測定領域、測定部位)についても最適条件を特定することができた。3.環境条件による含有元素の違いについて環境が明らかに異なる地点の土壌やイネ科植物について、そこに含まれるプラント・オパールと植物珪酸体を抽出し、その含有元素を比較した結果、マンガン、アルミ、ニッケル、銅、カリウム、塩素など様々な元素の含有状況に違いがあることが明らかとなった。昨年度の研究により、プラント・オパールに含有されている元素の測条方法をほぼ確立することができた。また、鉱脈近くの土壌のプラント・オパールからはニッケルなどの金属元素が検出されることなどが明らかとなった。そこで、本年度は、本研究のもう一つの柱である「プラント・オパールを用いた年代測定技術」に必要不可欠な土壌中からのプラント・オパールの抽出法の確立に軸足をおいて研究を進めた。また、土壌環境との関係については、酸性土壌とアルカリ土壌によってプラント・オパールに蓄積される元素の違いの有無について検討を行った。その結果を、以下にまとめる。1)土壌中からプラント・オパールを抽出する方法について土壌について特殊メッシュによる篩別、沈底法ならびに重液分画の一連の処理を施すことにより、土壌からほぼプラント・オパールだけを大量に抽出する方法を確立することができた。また、同時に、マイクロインジェクションシステムでの採集に最適な容器を製作し、特定の植物に由来するプラント・オパールだけを正確に抽出する方法もほぼ確立することができた。2)土壌環境によるプラント・オパールに含まれる元素組成の違いについて沖縄を調査フィールドとして酸性土壌とアルカリ土壌によってプラント・オパール中に蓄積される元素組成に違いが生じているかを検討した。その結果、少なくとも定性的には組成にほとんど違いがないという結果を得た。

元素分析用の試料についても、粒径と比重分画による前処理を行い、マイクロマニュピレーターを用いることにより良好な試料を作成する方法を確立することができた。2)プラント・オパールの含有元素の測定と検出元素についてX線マイクロアナライザーを用いて、プラント・オパールに含有されている元素を安定的に測定する最適条件をほぼ確立することができた。また、含有元素としては、マンガン、カリ、マグネシウムなど肥料成分に共通する元素が認められることが確認できた。今後、定量の精度を上げることにより、施肥などの栽培環境の推定が期待される。3)プラント・オパールに含まれる炭素による年代測定についてテフラ(アカホヤ)直下の土壌および生産遺構土壌について、前述した方法でプラント・オパールを抽出し、BETA社によるAMS年代測定を実施した。その結果、いずれも妥当な年代が得られた。また、抽出された炭素量も微量であったことから、プラント・オパール中の炭素による測定結果であると判断され、測定についても基本的な流れが確立できたと考える。
DNA損傷と発がんの関係

DNAの分子損傷から個体における発がんまでの過程について次のような結果を得た。1.)マウス個体をガンマ線照射したのち摘出した肝のDNAに新しい型の分子損傷8-OH-dGが照射線量に比例して生じていることを発見した。さらに8-OH-dGはマウスにおいて除去修復を受けることが明らかにされた。2.)アルキル化DNA損傷に対する修復機構について、常備されている修復酵素と誘導されて生産される修復酵素をそれぞれ欠損する変異株を枯草菌において見出した。またアルキル化剤に超感受性の線虫を見出した。さらにエチル化剤に高感受性のラット線維芽細胞では、エチル化剤による癌化率も高いことを見出した。一方、MNNG,UV,SV40,H-rasなどで癌化させたマウスNIH/3T3細胞のアルキル化剤に対する感受性をみたところ、癌化とアルキル化剤感受性との相関はみられなかった。3.)突然変異誘発に関与するSOS修復を増強する作用をもつ遺伝子mucの必須遺伝子部をクローニングしその塩基配列を決定した。また多種の欠損mucをとり機能欠損との関係を明らかにした。4.)ヒト色素性乾皮症(A型)の培養線維芽細胞のUV高感受性を正常にもどすようなマウスDNA断片をとり、このDNA修復遺伝子を含む部分をクローニングした。一方、CHO細胞の放射線、MMCに対する高感受性を正常にもどすようなヒト修復遺伝子を含むDNAを得た。5.)マウス皮膚は1回のベータ線照射では発癌しにくいが、反復照射によって100%発癌しうることを見出した。与えた線量よりも反復頻度が決定要因であった。6.)放射線によるマウス胸腺型白血病誘発では骨髄移植によって癌化細胞の発現を抑制できるが、このときに移植細胞と宿主細胞との置き換えがおこっていることを細胞マーカーを利用して見出した。次年度は、これらの端緒となった知見をさらに堀り下げて個体における発がん性DNA損傷の発現機構を明らかにしていきたい。
触媒反応を用いた新しいドライ・エッチング・クリ-ニング法の開発

プラズマを用いたドライ・エッチング法は、集積回路製作などに広く用いられているが、プラズマ損傷の影響が危惧されることもある。また、液晶ディスプレイ用FET製作時に、下地半導体薄膜を大面積に渡ってエッチングまたは表面クリ-ニングする技術の開発も求められている。このため、プラズマを用いず、かつ大面積にしても安定に固体表面をエッチングまたはクリ-ニングする技術の開発には大きな意義がある。本研究では、熱触媒体に原料ガスを吹き付けるだけでエッチング種を発生させることにより、プラズマも光励起も用いることなく、固体表面を大面積にわたってエッチングする新しい方法を提案し、その方法の可能性について基礎的検討を行なった。その結果、まずエッチングガスとしてNF_3とH_2混合ガスを用い、触媒体としてタングステンを用いた場合、シリコン表面が300°C以下の低温で微小にエッチングされることがあること、しかしそれはシリコン自身の表面洗浄に依存するなど再現性に乏しいこと、さらにNF_3混合比がH_2の10分1を越えると触媒体材料による基板汚染が見られること、などを見い出した。また、H_2ガスのみをエッチングガスとして用いると、触媒体による基板汚染は見られなくなるが、エッチング自体の低温での再現性良い確認ができなくなること、などを見い出した。以上のように、今のところは、初期に目指したような実用レベルの再現性良いエッチング、表面クリ-ニングを実現するには至っていないが、研究は現在も継続中であり、少なくともNF_3とH_2混合ガスの使用により300°C以下の低温でシリコンがエッチングされることがあることを示した点で、知見を進めることができた。
ヒヨコマメ属植物の種分化過程における形質進化

世界的に重要な食用マメであるヒヨコマメとその近縁野生種について構築した分子系統樹をもとに外部形態および生理・生態的形質の形質状態を比較し進化過程を復元し、これまでの分類体系を再検討するため、標本調査、塩基配列解析、カナワニン成分の分析を行った。まず、属の多様性を内包した素材を分析するために、Kew植物園、ウィーン植物園、アンカラ大学植物標本館ANK等と、イズミル・ジーンバンク等で標本調査と分析素材およびDNAを収集し、葉緑体DNAのtrnK-matK、trnS-trnGの約3,200bpおよび核DNAのnrITSおよびETSの約1,100bpについてシーケンス分析を進め、信頼性の高い系統樹を構築した。一年生・多年生、形態的特徴、SEMによる種子表面構造、化学成分canavanineについて種ごとに特性を決定し、その形質状態を分析した。また、栽培植物の近縁野生種における遺伝資源保全の意義を考察するために特にヒヨコマメの類縁に留意して分析した。葉緑体および核DNAを総括して構築した分子系統樹には、大きな系統として、アフリカ群、地中海群、中東群、西中央アジア群が認められ、従来の属内分類は支持されなかった。これらの群の分岐年代を推定して、形質進化を討議した結果、ヒヨコマメ属は地史に沿った地理的分岐を基本として伝播域の気候条件に適応し、多様化し、栽培種ヒヨコマメは一年生種を多く含む中東群から進化したと推定された。成果論文を公表したほか、これまでの成果を使ってヒヨコマメの著書の一章(Chickpea Breeding and Management, Chap.2 : Taxonomy of the genus Cicer revisited)を分担執筆した。世界的に重要な食用マメであるヒヨコマメとその近縁野生種について分子系統樹の構築を完成させ、形態的および生理・生態的形質の進化を解明し、これまでの分類体系を再検討するため、平成17年10月より研究を開始し、標本調査、塩基配列解板カナワニン成分の分析を試みた。まず、トルコ共和国のアンカラ大学植物標本館ANK、イゲ大学イズミル植物標本館IZMIR、およびイラン共和国テヘラン国立植物園中央植物標本館TEHにおいて15日間にわたって標本調査と分析素材の収集を行った。イズミル・ジーンバンクでは遺伝資源の維持状態を視察した。つぎに、葉緑体DNAとしてtrnL-F、matK、nad1およびtrnKおよび核DNAとしてnrETSのほかadhについて新たなサンプルを加えてシーケンス分析を進め、MacCladeを用いて予備的に分子系統解析した。葉緑体DNAについては順調にシーケンス・データが蓄積されており、核DNAではクローニングしながらプライマーを設計している。入手できた種子についてcanavanineの抽出法を検討し、種子表面構造についてはSEM観察を進めている。これまで得られた形態的特徴については既存の分子系統樹を使って形質状態を調べている。また、栽培植物の近縁野生種における遺伝資源保全の意義を考察するための関連文献を収集している。これまでの成果をIBCで、口頭発表するのため、Is there congruency betweentraditional and molecular classification・・・の要旨を作成し送付した。Cicer phylogeny based onmatK and ITS....の論文を作成して投稿の準備をしている。世界的に重要な食用マメであるヒヨコマメとその近縁野生種について分子系統樹の構築を完成させ、形態的および生理・生態的形質の進化を解明し、これまでの分類体系を再検討するため、平成16年10月より研究を開始し、標本調査、塩基配列解析、カナワニン成分の分析を継続した。平成17年3月にアンカラ大学植物標本館ANK、イゲ大学イズミル植物標本館IZMIR、およびテヘラン国立植物園中央植物標本館THEよりおよびジーンバンクより得た植物資料を加え、葉緑体DNAのtrnL-F、matK、nad1、trnK領域および核DNAのnrETSとITS、adhについて得たシーケンスについて系統解析した。また、種子よりcanavanineを抽出し、種子表面構造のSEM観察を進めた。これらの形質について得られた分子系統樹上での形質状態を検証し、栽培植物の近縁野生種における遺伝資源保全の意義を考察して、国際植物学会議IBCで、Is there congruency betweentraditional and molecular classification・・をポスター発表した。IBCの際にウイーン植物園で、また平成18年2月にロンドンKEW植物園でヒヨコマメ属植物の標本調査を行うとともに標本よりDNAを抽出し、解析材料の補充につとめた。これまでの系統解析で本属における地理的分化の概略が明瞭になったのでGeographical diversification in genus Cicer inferredfrom Phylogenetic analyses by matK/trnT and nrITS/ETS sequences...の論文を作成し、現在、英文校閲中である。

一年生・多年生、形態的特徴、SEMによる種子表面構造、化学成分canavanineについて種ごとに特性を決定し、その形質状態を分析した。また、栽培植物の近縁野生種における遺伝資源保全の意義を考察するために特にヒヨコマメの類縁に留意して分析した。葉緑体および核DNAを総括して構築した分子系統樹には、大きな系統として、アフリカ群、地中海群、中東群、西中央アジア群が認められ、従来の属内分類は支持されなかった。これらの群の分岐年代を推定して、形質進化を討議した結果、ヒヨコマメ属は地史に沿った地理的分岐を基本として伝播域の気候条件に適応し、多様化し、栽培種ヒヨコマメは一年生種を多く含む中東群から進化したと推定された。成果論文を公表したほか、これまでの成果を使ってヒヨコマメの著書の一章(Chickpea Breeding and Management, Chap.2 : Taxonomy of the genus Cicer revisited)を分担執筆した。
都市圏における水の再利用システム

(1)水とかかわる環境の計画は、都市の計画をつくる上での前提条件あるいは環境条件を与えるもとして位置付けることも可能である。限られた水の存在をめぐっていかなる水システムを組み、効果的な環境計画を整備していくかは、場合によっては都市計画お地域計画の上位計画にあるべきであるということもできる。(2)本研究においては、個々の公害防止計画を超える内容、さらにはより総合化された内容を持つものとしての水環境の側面から考えた環境計画あるいは環境管理計画の概念を定着させていくための境界条件の提示を行ないそれらの関連について定量的な提案を行った。具体的には、(1)水資源の地域間関連にもづく環境容量の取扱を琵琶湖と淀川水系につき例示した。併せて、都市におれる水利用システムの構造を雨水利用を含めて提示しその必要水量等についての原単位を示した。(2)水の再利用という新しい行政上の対象について水管理法制、地域管理法制、水事業法制の面からの現状の問題点を指摘した。(3)水の再利用技術の高度化のための膜分離システムとして新システムと水質成分の微量分析法を示した。(4)上水処理水の再利用としての清流復活事業につきその評価を行い、新しい清流復活事業の提案を行った。また、下水処理水を流す河川での生物相の特徴を明らかにするとともに親水性を保つための制御方針を示した。併せて、水辺景観の構造要素の抽出とパターン分類を行った。
気管支サーモプラスティの効果予測因子の探索的研究

気管支サーモプラスティは、重症喘息患者に対して行われる気管支鏡下の治療手技で、気管支壁に高周波電流を流すことにより、肥厚した気道平滑筋を減少させ、気道の収縮を抑制する。近年の研究から、気道の過敏性や、気道炎症そのものも改善することが報告されている。そこで、治療効果による肺の換気の変化を視覚的にとらえることや、気管支サーモプラスティ治療前後での炎症性メディエーターの経時的変化を追跡することで、気管支サーモプラスティの作用機序やリモデリングにおける気管支平滑筋の役割を明らかにすることを目的に本研究を立案した。本研究の成果により、気管支サーモプラスティの効果予測因子が明らかとなり、より適切な患者選択が可能になること、その結果、重症喘息患者のQOLや生命予後が改善することが期待される。当該年度までに気管支サーモプラスティ治療に合わせて、Xenon肺換気CTを行い、呼気凝縮液などの臨床サンプルを回収した。当該年度はこれに引き続いて、Xenon残留区域などの解析を行った。具体的には被験者の顔面に酸素吸入用フェースマスクを口、鼻が完全にマスクに入る様にしてストラップで固定しXenonガスコントロールシステムにて30%Xe-70%O2の混合気を調整し、1分間、Xenonガスコントロールシステムから30%Xe-70%O2混合気を吸入させた(wash-in period)。続けて、2分間Xenonガスコントロールシステムから100%O2を吸入させた(wash-out period)。呼気終末CO2濃度とXenonガス濃度をモニターし、Xenonガスが30%となった時と、wash-out periodの開始から約90秒でXenonガスが0%になった時に、2重エネルルギー(140、80kVp)の造影ヘリカルCT撮影を行った。当該年度の目標であった神戸大学医学部附属病院呼吸器内科に通院中の難治性喘息患者のうち、同意を得られた方を対象に、気管支サーモプラスティ療法治療のスケジュールに合わせて検体採取を行った。すなわち、気管支サーモプラスティ療法は3週おきに1右下葉枝、2左下葉枝、3両上葉枝の順に計3回に分けて高周波電流治療を施行するため、気管支サーモプラスティ療法1回目の前、2回目の前、3回目の前、3回目終了6週間後の計4回、Xenon肺換気CT検査、呼気NO検査、スパイロメトリーと呼気凝縮液の採取を行った。また、気管支サーモプラスティ1回目の前、3回目終了6週間後の計2回、気道過敏性検査(アストグラフ法)とモストグラフ検査を行った。呼気凝縮液中の炎症性サイトカインおよびメディエーターは気道過敏性の亢進に関係するものとしてIL-8を、好酸球性炎症に関係するものとしてSCF、IL-5、GM-CSF、MCP-1, 2, 3を、リモデリングに関係するものとしてMMP-1、3、MT1-MMP、EMMPRINをELISAにより定量する。また、効果予測因子の探索用にCytometric beads array法等を用いてTh1系統、Th2系統、Th17系統のサイトカイン(IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-21、TGF-β、IL-10等)を定量する。次に気道炎症と気流制限(気道狭窄)との関連性が見られるかを、Xenon肺換気CT検査所見と呼気凝縮液中にサイトカイン活性、呼気NOの発現量の相関性を見ることで検討するさらに、ヒト気管支平滑筋細胞の炎症状況下の活性評価・気管支平滑筋細胞株を用いて、PDGF存在下やステロイド併用投与、S1P併用投与した際の平滑筋細胞の遊走能をOris Cell Migration Assay Kitで評価する。最後に気管支平滑筋細胞の培養液に、患者から採取した呼気凝縮液や患者呼気凝縮液で増加の見られた蛋白を作用させ、平滑筋細胞から誘導される炎症性サイトカインを同定する。また、これらのサイトカイン産生がステロイドやS1Pで制御可能かを、細胞実験で評価し、リモデリング治療への可能性を検討する。気管支サーモプラスティは、重症喘息患者に対して行われる気管支鏡下の治療手技で、気管支壁に高周波電流を65°Cで10秒間通電することにより、肥厚した気道平滑筋を減少させ、気道の収縮を抑制する。通常、3週おきに1右下葉枝、2左下葉枝、3両上葉枝の順に計3回に分けて高周波電流治療を施行する。本年度は4名の患者に対して気管支サーモプラスティを行い、Xenon CTを経時的に撮影した。その結果、気管支サーモプラスティの効果は治療した気管支の支配領域のみにとどまらず、治療していない気管支領域にも及ぶことを世界に先駆けて視覚的に明らかにした。また、炎症性メディエーターの測定用の呼気凝縮液サンプルを回収した。

気管支サーモプラスティの前後で気道過敏性試験と、呼気NOの測定も行っており、炎症性サイトカインや炎症性メディエーターの経時的変化と比較検討していく予定である。本研究の目的は、気管支サーモプラスティの作用機序を明らかにし、効果予測因子の同定に結び付けることである。そのため、本年度は気管支サーモプラスティ治療に合わせて、Xenon肺換気CTを行い、呼気凝縮液などの臨床サンプルを回収した。また、登録した4例について引き続いて、Xenon残留区域などの解析を行う。気管支サーモプラスティは、重症喘息患者に対して行われる気管支鏡下の治療手技で、気管支壁に高周波電流を流すことにより、肥厚した気道平滑筋を減少させ、気道の収縮を抑制する。近年の研究から、気道の過敏性や、気道炎症そのものも改善することが報告されている。そこで、治療効果による肺の換気の変化を視覚的にとらえることや、気管支サーモプラスティ治療前後での炎症性メディエーターの経時的変化を追跡することで、気管支サーモプラスティの作用機序やリモデリングにおける気管支平滑筋の役割を明らかにすることを目的に本研究を立案した。本研究の成果により、気管支サーモプラスティの効果予測因子が明らかとなり、より適切な患者選択が可能になること、その結果、重症喘息患者のQOLや生命予後が改善することが期待される。当該年度までに気管支サーモプラスティ治療に合わせて、Xenon肺換気CTを行い、呼気凝縮液などの臨床サンプルを回収した。当該年度はこれに引き続いて、Xenon残留区域などの解析を行った。具体的には被験者の顔面に酸素吸入用フェースマスクを口、鼻が完全にマスクに入る様にしてストラップで固定しXenonガスコントロールシステムにて30%Xe-70%O2の混合気を調整し、1分間、Xenonガスコントロールシステムから30%Xe-70%O2混合気を吸入させた(wash-in period)。続けて、2分間Xenonガスコントロールシステムから100%O2を吸入させた(wash-out period)。呼気終末CO2濃度とXenonガス濃度をモニターし、Xenonガスが30%となった時と、wash-out periodの開始から約90秒でXenonガスが0%になった時に、2重エネルルギー(140、80kVp)の造影ヘリカルCT撮影を行った。当該年度の目標であった神戸大学医学部附属病院呼吸器内科に通院中の難治性喘息患者のうち、同意を得られた方を対象に、気管支サーモプラスティ療法治療のスケジュールに合わせて検体採取を行った。すなわち、気管支サーモプラスティ療法は3週おきに1右下葉枝、2左下葉枝、3両上葉枝の順に計3回に分けて高周波電流治療を施行するため、気管支サーモプラスティ療法1回目の前、2回目の前、3回目の前、3回目終了6週間後の計4回、Xenon肺換気CT検査、呼気NO検査、スパイロメトリーと呼気凝縮液の採取を行った。また、気管支サーモプラスティ1回目の前、3回目終了6週間後の計2回、気道過敏性検査(アストグラフ法)とモストグラフ検査を行った。平成30年度以降は、呼気凝縮液中のサイトカインをELISAにより解析し、前年度に得られた臨床データと共にデータを解析し、気管支サーモプラスティの作用機序の解明につながる臨床データやTh1系統、Th2系統、Th17系統のサイトカイン(IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-21、TGF-β、IL-10等)の変化、また、治療前のデータで効果予測因子につながるものがないかを解析する。
沖縄・宮古・八重山地区における循環型社会の可能性を探る

平成13年度は、昨年度に引き続き、「沖縄タイムス」「宮古新報」「八重山毎日」の沖縄県の3地域の主要日刊紙をサーヴェイしながら、沖縄の環境対策の動きを追跡するとともに、夏期休暇期(7月)、秋期(11月)、冬季休暇期(12月)、春期休暇(2月)にフィールドワークを行い、行政や焼却場でのヒアリングを行い、また活動家から情報を集めた。県を中心とした「ゼロエミッション沖縄」構想は、モデル地区の宮古地区で進められているはずだったが、実体は宮古支庁で職員1名で実施計画が練られ、地元市町村と密接に作業を進めて行くようにはなっていなかった。宮古では、ゴミ処理の広域化と新しい焼却炉の選定で揺れており、これと「ゼロエミッション」構想とは直接はリンクしていない。また、八重山では「ゼロエミッション計画」は、コンポスト製造器の分配に終わっており、この構想が拡大発展し実を結ぶにはまだ時間がかかりそうだ。風力発電に関しては、宮古においては送電基盤の弱さ、火力発電との調整の難しさ等で、台風の常襲地帯といえども、風力発電を中心にした発電は不可能である。沖縄本島では、かつて複数あった電力会社の送電システムが複雑で、風力で系統発電できる状況にはない。水の保全については各島非常に条件が違う。モノの循環では、相変わらずモノが搬入・消費・投棄が主流で、一部リサイクル化の動きがあるが、総体としては循環できていない。まだ、循環型社会形成に地域社会全体が向いていないように見える。しかし、ゆっくりとではあるが、環境への認識は学校教育の現場や行政の当局者には、はっきりした形で存在している。今後は点の意識をどのように線に、そして面にリアリティを持って広めていくのかが、大きな課題であろう。平成12年度は、「沖縄タイムス」「宮古新報」「八重山毎日」の沖縄県の三地域の地域の主要日刊紙をサーヴェイしながら、沖縄の環境対策の動きを追跡するとともに夏期休暇期と春期休暇期(2月・3月)にフィールドワークを行い、各島のリサイクルの現状を聞き、また行政等の資料収集に務めた。今回新たな動きが出てきたのは、離島部でも、回収バージ船を出してゴミをリサイクルする提案が沖縄県から出されたなされたこと、また、大手スーパーが独自の商品搬出ルートを使って、八重山のゴミの回収に一役買う動きが出てきたこと、宮古地域では平成14年度から「ゼロエミッション社会の形成推進に関する調査」が宮古支庁を主管に行われだしたことである。とくに宮古地区では、風力発電による地球温暖化防止対策、地下ダムとの関連から有機系廃棄物の有効利用検討、地下水の保全など、ゼロエミッションへの取り組みが形をなして出てこようとしている。来年度は、新地方自治法制定後の当地での影響に注意を払いながら、どの様な地域環境モデルを八重山地区と宮古地区は作れるのかを、行政・議会・水道局・NPO等を追跡しながら考察する。沖縄県内でも地域により、環境問題は異なり、行政の対応、環境モデルづくりも異なる。各地域の異同と、県・国との対応を検討し、各地域独自の環境に考慮した内発的発展モデルが構築できるかを考察していきたい。この成果は、淑徳大学の『国際文化・経営研究』等にまとめるとともに、環境社会学会で口頭および論文で発表を行いたい。また、地元新聞にも何らかの形で研究の成果を還元したいと考えている。

県を中心とした「ゼロエミッション沖縄」構想は、モデル地区の宮古地区で進められているはずだったが、実体は宮古支庁で職員1名で実施計画が練られ、地元市町村と密接に作業を進めて行くようにはなっていなかった。宮古では、ゴミ処理の広域化と新しい焼却炉の選定で揺れており、これと「ゼロエミッション」構想とは直接はリンクしていない。また、八重山では「ゼロエミッション計画」は、コンポスト製造器の分配に終わっており、この構想が拡大発展し実を結ぶにはまだ時間がかかりそうだ。風力発電に関しては、宮古においては送電基盤の弱さ、火力発電との調整の難しさ等で、台風の常襲地帯といえども、風力発電を中心にした発電は不可能である。沖縄本島では、かつて複数あった電力会社の送電システムが複雑で、風力で系統発電できる状況にはない。水の保全については各島非常に条件が違う。モノの循環では、相変わらずモノが搬入、消費、投棄が主流で、一部リサイクル化の動きがあるが、総体としては循環できていない。まだ、循環型社会形成に地域社会全体が向いていないように見える。しかし、ゆっくりとではあるが、環境への認識は学校教育の現場や行政の当局者には、はっきりした形で存在している。今後は点の意識をどのように線に、そして面にリアリティを持って広めていくのかが、大きな課題であろう。
南方島嶼地域の巨石遺構にみる基層文化についての一考察

研究目的:南方に拡がる巨石遺構の歴史的位置付けと基層文化解明を目的とする。研究方法:形態的特徴と型式分類からインドネシアスラウェシ島中部のNapu・Besoa・Badaの石造物とその西方に隣接するKulawi・Danau Lindu及び南部のTanah Torajaの石造物との相違点を明らかにする。さらに、南方の石造文化が、台湾東海岸を起点とするのかをスラウェシ島中南部と比較考察する。研究成果: Napu・Besoa・Badaの西隣接地山間部のKulawi・Danau lindu、南部のTanah Torajaにおいて石造物を実見した。Kulawi・Danau linduにおいて石人像は確認されなかった。現在、Napu・Besoa・BadaにはTOBADA呼ばれる一連の部族が暮らし、Kulawi・Danau linduにはKAILIと呼ばれる部族が暮らしている。グルーバウエル『セレベス民俗誌』清野謙治訳1944 : 349, 353よると両者はしばしば交戦したことが記されている。Kulawiの村には慣習家屋、犠牲柱、ダコン(遊具?)と呼ばれる石造物が遺されていた。Lindu湖東岸の村跡には慣習家屋の梁と考えられる水牛の頭を彫りこんだ朽ちかけた横木を確認した。南スラウェシ州のTanah Torajaでは14世紀の慣習の家(Tongkonan Rumah Adat)と前庭に立つ石人像(Patung Batu)、近接地にて、獣骨を保管する家屋を発見し、石造物の用途を考える上で、非常に重要な研究資料が明らかとなった。さらに、環太平洋から東南アジアにかけての巨石文化の拡がりを研究するため、台湾東海岸に栄えた卑南文化・麒麟文化の遺跡と国立台湾史前文化博物館にて石造物を実見した。麒麟文化には石像、石棺或いは石槽といったスラウェシ島中南部と同様の形式の石造物もある。しかし、具象的な石人像は麒麟(1体)、白守蓮(1体)、和平(1体)で見つかっているが、抽象的な生殖器を表した石像が多くを占める。石棺或いは石槽は半球形刳貫式が豊浜(1基)などで見られるが、方形刳貫式が多く占める。中部スラウェシ州の方形刳貫式がNape(3基)、Bada西隣接地山間部のMopahi(1基)で見られるが、円筒形刳貫式が多くを占める。以上のことから、スラウェシ島との共通点も見られるが、同じ型式のものは少なく、台湾東海岸の石造文化を起点とする明確な根拠は得られなかった。しかし、麒麟文化の生殖器を表したとされる石像は子孫繁栄、卑南文化の立石は祖先崇拝に関わるものと考えられ、Napu・Besoa・Badaの生殖器を誇張した石人像やTorajaの祖先を表す立石(Simbuang Batu)同様、当時の人々の精神文化の表れである。今後、更なる資料の蓄積と広範囲な調査研究により石造文化が明らかになると考える。

以上のことから、スラウェシ島との共通点も見られるが、同じ型式のものは少なく、台湾東海岸の石造文化を起点とする明確な根拠は得られなかった。しかし、麒麟文化の生殖器を表したとされる石像は子孫繁栄、卑南文化の立石は祖先崇拝に関わるものと考えられ、Napu・Besoa・Badaの生殖器を誇張した石人像やTorajaの祖先を表す立石(Simbuang Batu)同様、当時の人々の精神文化の表れである。今後、更なる資料の蓄積と広範囲な調査研究により石造文化が明らかになると考える。
Human-out-of-the-loopを真に実現する進化計算技術の確立

ブラックボックス最適化技術は,これまで技術者のノウハウや試行錯誤に基づいていたパラメータ調整を人手を介さずに実現する基盤技術であるが,最適化結果に直結する重要な意思決定は依然として問題設計者のノウハウと試行錯誤を要する.本研究では,最適化プロセス全体の自動化を実現するために,進化計算と呼ばれる汎用的な最適化技術を応用した新しい最適化の枠組みを提案する.これにより,問題設計者が被っていた試行錯誤に基づく意思決定の負担が大幅に削減され,最適化プロセス全体の抜本的な効率化が期待される.ブラックボックス最適化技術は,これまで技術者のノウハウや試行錯誤に基づいていたパラメータ調整を人手を介さずに実現する基盤技術であるが,最適化結果に直結する重要な意思決定は依然として問題設計者のノウハウと試行錯誤を要する.本研究では,最適化プロセス全体の自動化を実現するために,進化計算と呼ばれる汎用的な最適化技術を応用した新しい最適化の枠組みを提案する.これにより,問題設計者が被っていた試行錯誤に基づく意思決定の負担が大幅に削減され,最適化プロセス全体の抜本的な効率化が期待される.
多波長分光観測で探る遠方銀河の化学進化

赤方偏移z>4銀河の金属量の赤方偏移進化の検証とアウトフロー効率の測定を行う。さらに、本研究で得られる金属量とアウトフローの観測結果と、これまでの渡した市の研究で得た星形成とインフローの観測結果を、赤方偏移進化を取り扱うモデルを構築することで融合し、宇宙初期から現在までの銀河の化学進化史を調査する。
皮膚疾患におけるプラズマサイトイド樹状細胞の活性化制御メカニズムの解明

SLEや乾癬などの皮膚疾患の病態形成には、自己DNAと自己抗体や抗菌ペプチドの複合体を取り込みI型インターフェロンを大量に産生するプラズマサイトイド樹状細胞(pDC)の関与が指摘されているが、その制御メカニズムの解明は不十分である。本研究は、pDCに発現するペア型受容体LMIR3とLMIR8に着目して皮膚疾患モデルを解析し、自己DNAによるpDCの活性化及び関連する皮膚疾患の病態の制御メカニズムを解明することを目指す。
生体ナノモーターのブラウン運動過程の力学的制御

暗視野観察と光ピンセット法を組み合わせた1分子観察顕微鏡を構築することで、生体ナノモーターであるミオシンV分子の運動プロセス内のブラウン運動過程の力学的制御を行うことに成功した。ブラウン運動過程の滞在時間やノイズとしての性質の負荷依存性の解析から、生体ナノモーターの運動機構に対する熱ノイズの役割をモデル化することができるようになり、確率共鳴現象などを利用したナノマシンの制御の足がかりを作ることが出来た。本研究では、生体ナノモーターであるミオシン分子に力学的なノイズを加えて一方向運動中におけるブラウン運動過程を制御するのが目的である。本年度は、ミオシン分子のブラウン運動過程を1分子レベルでナノ計測し、操作を加えることが可能な1分子計測顕微鏡の構築を行った。前年度までの試作機を用いた成果は、本年度のNature Chemical Biology誌に発表され、同誌内のNews欄および日本経済新聞の朝刊で紹介されている。試作機で使用された光学部品やレーザー関係を本研究目的に最適化するように改良することによって、試作機のスペックを凌ぐ計測装置を確立することができた。具体的には、ミオシン分子に結合したプローブの位置決め精度が10マイクロ秒の時間分解能で約1ナノメートルであり、ミオシンの運動中におけるブラウン運動過程(数十ナノメートルの運動範囲で十数ミリ秒程度)を十分に検出できる系となった。また、プローブの操作についても、電気光学素子(EOD)を導入することによって20-30マイクロ秒の応答時間で操作することができるようになった。プローブのサイズによって、操作できる時間スケールの限界値は影響されるが、ブラウン運動を行っている時間(十数ミリ秒)の間に十分操作可能なスペックを達成することが出来た。さらに、実際の測定を遂行するために、まずは、ミオシン分子に対してプローブを結合させて操作を加えない状態でのナノ計測を行う条件検討を行い、最終的な測定に向けて準備が整いつつある状況である。本研究では、生体ナノモーターであるミオシン分子に力学的なノイズを加えて一方向運動中におけるブラウン運動過程を制御するのが目的である.前年度までに、ミオシン分子のブラウン運動過程を1分子レベルでナノ計測し、操作を加えることが可能な1分子計測顕微鏡が完成し、本年度では、実際にミオシンV分子に対する観察を行った。ミオシン分子のブラウン運動過程を可視化する唯一のプローブは金ナノ粒子であり、始めに金ナノ粒子の光ピンセットによる操作と暗視野観察による検出性能を調べ十分な時空間分解能を持つことを確認した。次いで、ミオシンVのビオチン化ハロタグ領域に対して、自作のアビジン金ナノ粒子(アルカンチオール修飾を施し粒子の凝集を防ぐ)を結合させて光ピンセットによるナノ計測を行った。60nmの金ナノ粒子でミオシンVの一方向運動が観察されたことから、従来のプローブよりも3-5倍程度微小で時間分解能の高い世界最高スペックの系の構築に成功した。しかしながら、過去の知見よりもモーターの運動速度が速く、金属粒子を光トラップすることにより発生する熱の影響が示唆された。そのため、DNAナノ材料を利用した新たな光ピンセットの系を開発し、ブラウン運動過程の制御を試みた。ミオシン分子のモーター部位に60nmのDNAリンカーを結合後、200nmのポリスチレンビーズを付加し光ピンセットで操作することにより、ブラウン運動過程の可視化と力学的操作を同時に達成することが出来た。生体ナノモーターのブラウン運動過程を力学的に抑制、変調する世界で初めての試みであり、論文を投稿準備中である。
DNAバーコードによる日本産キジラミ類の簡易同定手法の確立

日本産キジラミ類(カメムシ目:キジラミ上科)のDNAバーコードによる簡易識別技術を確立するため、6科30属123種895個体についてミトコンドリアDNA COI領域714塩基対の配列情報を得た。これらの種では、種内変異(塩基置換率)は平均0.1%、ほとんどの種で最大でも1%以内に収まり、属内における種間変異の3.229.0%(平均で約16%)よりも十分に小さく、DNAバーコードによって日本産キジラミ類の種の識別が可能であることがわかった。しかし、ごく一部の形態種では3%を超える種内変異が見られ、隠蔽種の存在が示唆された。平成25年度は、これまで15年間にわたって収集・蓄積してきた日本産キジラミ類昆虫の未解析サンプルを整理・同定するとともに、奄美大島、対馬、北海道、東北地方等で調査採集を行った。その結果、25年度に新たに入手できた既知種13種を含めた計106種の既知種についてDNA解析可能なサンプルが収集済みであることを確認した。これらは、日本産キジラミ類(上科)の全ての科にわたっており、属の約94%および種の約67%を網羅している。なお、調査の過程で発見された未記載種を新種として記載した。これらのサンプルから非破壊的にDNAを抽出し、DNAバーコーディングに利用されるミトコンドリアDNAのCOI(チトクロームc酸化酵素サブユニットI)領域の約700塩基対のPCR増幅条件を既報のプライマーを中心として検討したが、多くの節足動物類で汎用されるユニバーサルプライマー(Folmer et al., 1994; Hebert et al., 2003など)では増幅成功率が最大でも38%と低かった。そこで、数種のキジラミ類のCOI領域を対象に設計されたプライマー(Kuznetsova et al., 2012)を使用して条件検討したところ、60%以上の種についてPCR増幅に成功し、57種の塩基配列を決定した。25年度に塩基配列を決定できた種に限れば、形態種とDNAバーコード情報はほぼ1対1対応しており、キジラミ類の種の識別においてDNAバーコーディングが有効であることが強く示唆された。平成26年度は、これまでに収集・蓄積してきた日本産キジラミ上科昆虫の未解析サンプルの整理・同定を進めるとともに、新たに北海道地方、信州地方、近畿地方、および鹿児島県甑島列島等の九州各地で採集調査を行った。26年度に新たに入手した21種を含めて、これまでの収集済みサンプルは33属175種(うち55種は国内未記録あるいは未記載種)となった。これは日本産キジラミ類のすべての科にわたり、既知属の約97%、既知種の約76%をカバーする。26年度末までに1155個体のDNA抽出を完了し、30属120種(うち34種は未記録・未記載種)の618個体について、DNAバーコーディング領域であるミトコンドリアCOI遺伝子(5'末端側714塩基)の配列を決定した。解析の結果、日本産キジラミ類のCOI遺伝子の種内変異は小さく、同一種内の地域個体群間の遺伝的距離(塩基置換率)は平均で約0.1%、最大でも1%(7塩基程度の変異に相当)以内に収まった。その一方で、同属内の種間変異は3.229.0%(23207塩基程度に相当)、平均で約16%と、種内変異よりも十分に大きかった。したがって、これまでに解析済みの範囲内では、COI遺伝子の塩基配列情報を利用して日本産キジラミ類の種の識別が可能であると考えられた。しかしながら、トゲキジラミ(タデキジラミ科)とグミキジラミ(キジラミ科)については、種内の地域個体群間でそれぞれ最大で6.1%および3.2%の変異があり、形態分類に基づくこれらの種内に隠蔽種が存在することが示唆された。平成27年度は、北海道、東北地方等で調査を行ったほか、DNA抽出と塩基配列解析が済んでいない種の解析を進めた。27年度に新たに入手した3種を含めて、収集済みの種は日本産既知種121種および日本未記録種(未記載種含む)59種の計7科33属180種となった。これは、日本産キジラミ類のすべての科にわたり、既知属の約97%、既知種の約77%に当たる。収集済み全種の1,886個体について非破壊的にDNAを抽出し、外骨格は永久プレパラート標本とした上で、6科30属123種(うち35種は日本未記録種・未記載種)の計895個体についてDNAバーコーディング領域であるミトコンドリアCOI遺伝子の配列を決定した。これは日本産既知種の約56%をカバーする。解析の結果、COI領域714塩基の種内変異(塩基置換率)は平均0.1%、ほとんどの種で最大でも1%(約7塩基の変異に相当)以内に収まり、同属内における種間変異の範囲329%(約23207塩基程度に相当;平均約16%)よりも十分に小さいため、バーコード領域で日本産キジラミ類の種の識別が可能であることがわかった。