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昆虫走光性の新しい理解と誘引要因としてのエッジ属性の解明

昆虫が正の走光性によって人工光源に集まることは,身近な生物現象である.昆虫走光性に関しては,コンパス理論,マッハバンド理論,オープンスペース理論という3つの主要な仮説が提案されているが,いずれも多様な走光性反応を十分に説明できてはいない.本研究では,顕著な走光性反応を示す幾つかの分類群の昆虫の飛翔軌跡と到達地点を解析し,それらの昆虫が光源と背景との境界部に向かうことを示した.本研究の結果は,既存の3つの仮説とは異なり,昆虫がその正の走光性において明暗や波長,そして偏光による視覚的エッジへ誘引されていることを示唆している.本研究課題では,昆虫が「どのように」,「なぜ」,光に誘引されるのかという謎の解明に取り組む.昆虫走光性の既存の理論とは異なる「昆虫は光に定位するのではなく,光源と背景のエッジに定位する結果として光に誘引されたように見える」という新しい仮説を実証する.そのために,[1.エッジへの定位傾向の一般性と多様性の理解],[2.新しい誘引属性としての視覚的エッジの解明],[3.昆虫の走光性仮説の啓蒙]の3つを進める.本年度(平成25年度)は[1.エッジへの定位傾向の一般性と多様性の理解]を中心に課題に取り組んだ.農業害虫を中心とした8種の昆虫について,室内で垂直に立てた30cm角の白色LEDパネルに対する到達地点の分布パターンと一部の種の飛翔軌跡のデータを得た.最初の到達地点は,いずれの種においても,LEDパネルのエッジ周囲であることが確認された.しかし,キイロショウジョウバエ,アシグロハモグリバエ等の特定の種は,発光面の下端のエッジ周辺に分布する傾向が観察された.チャバネアオカメムシとアシグロハモグリバエについて,1×10の11乗10の14乗photons /cm2 /secまでの光量範囲で,発光面に対する分布パターンの違いを検討し,両種共に低光量ではエッジへの定位傾向が乱れる傾向を観察した.野外に設置された人工光源の周囲に粘着板を配置することで,誘引されている昆虫がどの部分に定位しているかを調べたところ,ブラケットライトと駐車場灯の両方で,エッジ周囲への定位傾向が観察された.[3.昆虫の走光性仮説の啓蒙]については,国内の商業誌に昆虫走光性の解説を投稿して掲載された.本年度(平成26年度)は[2.新しい誘引属性としての視覚的エッジの解明]を中心に課題に取り組んだ.チャバネアオカメムシとミナミアオカメムシを材料として, 5種の波長(紫外375nm,青紫450nm,青470nm,緑525nm,橙590nm)の小型LEDパネルを同時に提示することで,両種ともに,より短波長の光源を好むことを明らかにした.またチャバネアオカメムシを材料に,最も誘引性の高い紫外と,複眼の視感度の高い緑について,それぞれ単色と2波長の混色のLEDパネルを作成し,隣接して配置することで波長のエッジを作出し,カメムシが光源に誘引されたときの到達分布パターンを調べた.その結果,チャバネアオカメムシは紫外単色と緑単色がつくる波長のエッジ,もしくは紫外単色と両波長の混色がつくる波長のエッジに強く誘引された.偏光のエッジに対するチャバネアオカメムシの反応の解析では,LEDパネルに直線偏光フィルター,もしくは減光フィルターを貼付することで異なった偏光特性をもつ光源を作出し,隣接して配置することで偏光のエッジを提示した.発光面全面を直線偏光フィルターで覆った全面偏光の光源に対しては,非偏光の光源に対するのと同様に,カメムシは光源と背景のエッジに定位した.一方,偏光と非偏光,もしくは垂直偏光と水平偏光のエッジを発光面の中心に付与した光源に対しては,カメムシはそのほとんどが光源の中心部分に定位した.[3.昆虫の走光性仮説の啓蒙]については,昆虫走光性の総説及び原著論文を投稿して掲載された.加えて,市民向けの昆虫走光性の図書を分担執筆し,本研究成果の一部を利用して1件の特許出願を行った.本年度(平成27年度)は[2.新しい誘引属性としての視覚的エッジの解明]を中心に課題に取り組んだ.チャバネアオカメムシを材料として,視覚的エッジの属性の一つとして考えられる,「曲率」に対する反応性を明らかにすることを試みた.まず,半径15cmの円形の白色LEDパネルと,それと同じ発光面積をもつ正方形のパネルをカメムシに自由飛翔により選択させた.カメムシは円形の光源に有意に誘引された.次に,高さ30cmのドラム状の実験アリーナを作成し,その壁面に黒と白のプラスチックボードで半径15cmの半円のエッジと,同じ長さをもつ直線のエッジを作出し,翅を切除したカメムシに2つのエッジを選択させた.この場合は,カメムシは2種類のエッジをランダムに選択した.また,半径15cmの半円と直線の両方のエッジにより構成された形状の光源を提示した場合にも,到達地点が曲線部に集中する傾向は観察されなかった.これらの結果は,カメムシが円形の形を好むが,曲率の高いエッジを好んではいないことを示している.すなわち,円形や正方形という「形」は,それを構成する「エッジの曲率」と関連をもつものの,昆虫走光性に独立に影響を及ぼすことが示唆された.[1.エッジへの定位傾向の一般性と多様性の理解]

では,タバココナジラミとコナガを含めた複数の昆虫種について,紫外375nm,緑525nmなどの波長のLEDパネルに対する到達地点の分布パターンを調べた.その結果,種毎に異なるエッジへの定位傾向が認められた.[3.昆虫走光性仮説の啓蒙]として,昆虫走光性における色選好性についての解説を投稿して掲載された.また,国内及び国際学会にて発表し,1件の特許出願を行った.昆虫が正の走光性によって人工光源に集まることは,身近な生物現象である.昆虫走光性に関しては,コンパス理論,マッハバンド理論,オープンスペース理論という3つの主要な仮説が提案されているが,いずれも多様な走光性反応を十分に説明できてはいない.本研究では,顕著な走光性反応を示す幾つかの分類群の昆虫の飛翔軌跡と到達地点を解析し,それらの昆虫が光源と背景との境界部に向かうことを示した.本研究の結果は,既存の3つの仮説とは異なり,昆虫がその正の走光性において明暗や波長,そして偏光による視覚的エッジへ誘引されていることを示唆している.本年度に予定していた,[2.新しい誘引属性としての視覚的エッジの解明]では,カメムシ類を材料に,波長及び偏光の視覚的エッジに対する到達分布パターンを明らかにすることができた.カメムシ類は,特定の波長,及び偏光特性を組み合わせて作出したエッジに対して強く誘引されることがわかり,予定していた計画について不足なく成果をあげることができた.天候等の影響により昨年度に検討できなかった微小性農業害虫類の定位行動とパネル型光源への到達分布パターンについても,ネギアザミウマに関して直接光パネルへの定位行動の特徴を明らかにできた.これらの成果の一部は,総説及び原著論文として学術誌に掲載され,また分担執筆の図書の出版と特許出願を行い,計画よりも多くの成果が得られた.一方,微小農業害虫類のうちコナジラミ類に関しては,実験のための十分な量を確保できなかったため,直接光パネルと反射光パネルとで到達分布パターンの比較が進められなかった.全体としては,研究は順調に進行していると判断できる.動物行動学当初計画していたエッジの属性として「空間軸」と「上下パターン」の昆虫への影響が,本年度(平成26年度)までの成果からおおよそ明らかになったため,次年度は,主要な課題として予定していた[2.新しい誘引属性としての視覚的エッジの解明]における「曲率」に関する選好性について特に明らかにすることとする.また,[3.昆虫の走光性仮説の啓蒙]については,原著論文の投稿を更に進める.本年度に予定していた,[1.エッジへの定位傾向の一般性と多様性の理解]
脂質膜系における分子集合体の構造形成

この研究は、リン脂質膜を中心として形成される分子集合体に対する詳細な構造解析を行うことによって、生体膜がとる基本構造を明らかにすることを目標に進められた。その1つとして、リン脂質で現われるリップル構造についての研究が進められた。これはリン脂質が自発的にとるメゾスコピックな構造で、リン脂質の形態形成機構を考察する上で重要な構造であると位置付けられる。ジパルミトイルホスファチジルコリン膜において、正常周期のリップル構造に対して2倍周期のリップル構造が出現することがあるが、それが準安定相の構造であることを示し、また、それが出現する条件を明らかにした。リン脂質・コレステロール系においては、変調されたリップル構造をとるが、その温度依存性をリン脂質膜の正常周期のリップル構造の温度変化と関連において理解できることを示した。不飽和炭化水素鎖をもつリン脂質とコレステロールの系において、その相図に着目して実験を行った結果、飽和炭化水素鎖の場合とよく似ており、この相図はリン脂質とコレステロールの間で普遍的に現われるものであることが判った。リン脂質・アルコール系で現われるインターディジテイテッド構造について、各種のリン脂質とアルコールの組合せに対して系統的にX線回折実験を行うことによって、膜中のアルコール分子の存在様式を明らかにした。ジラウロイルホスファチジルコリンにおいて、2つの液晶相があることを発見し、新しい相は従来報告されている液晶相の低温側にあり、より炭化水素鎖の乱れの少ない液晶相であることが判った。リン脂質とタンパク質の相互作用のモデルとして、酸性リン脂質とポリリジン重合体より成る系の構造解析を行い、それが静電相互作用によって理解できることを示した。ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミンの主転移での2相共存状態の振舞から、これは単純な1次相転移における共存としては理解できなく、この系独持の逐次構造遷移機構によっていることを指摘した。その他、脂質系の表面X線回折実験、X線回折・熱量同時測定などを行った。研究室に本科学研究費補助金で購入したx線発生装置が設置され、いよいよ本格的な脂質膜系の構造解析実験が始められる状態になったところである。現在、水冷装置を整備し、x線の光学系を調整し、それに合った試料ホルダ-の設計の最終段階に入った。本装置を用いた脂質の構造解析の予備的実験によれば、われわれが当初予定した目標のとおり小角から広角にわたり回折線の測定ができることがわかった。また、本研究の目標の一つとして脂質の配向膜におけるx線回折実験があるが、この実験に適した配向膜試料の作成を試み、一つの有望な方法を開発した。この予備的な実験は名古屋大学超強力x線実験室で行われた。この配向膜試料の作成では、ラングミュア・ブロジェット膜の作成の場合と同じように脂質分子の炭化水素鎖部が疎水性であることを用い、これも疎水的な高分子膜の上に脂質を展開し、そのような高分子膜を重ね合わせ、全体を押さえ付け、最終的に水の蒸気圧を外から変え水和水を調節するという方法をとる。このようにして、x線回折実験でみる限り、よく配向した膜が得られることがわかった。次年度からは、これをさらに推し進め、水の蒸気圧の精密な調節、高分子膜の種類、全体への加圧方法などを検討し、安定でさらに配向性のよい膜の作成を目指す。この研究と平行して脂質膜の電子顕微鏡観察実験を行う。

脂質膜の構造研究において、x線回折実験では膜の平均構造あるいは周期的構造の部分を高分解能でわかるのに対して、一方において局所構造を知ろうとすると電子顕微鏡が適している。この両者から脂質膜構造の全体像が浮かび上がってくると考えている。さらに、この系は多様な多形現象を示し一つの構造から別の構造へと転移する。これを手掛りとして、構造の微妙な変化の研究を進めることは、いままでの相転移現象の研究からみて、おおいに有望である。その観点から同じ脂質膜系において熱測定を行い、相転移の研究も合わせて行う。本科学研究費補助金で購入したX線発生装置により脂質膜系の構造解析実験を始め、われわれが当初予定した目標のとおりの角度範囲の回折線の測定ができることがわかった。ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)膜とカルシウムイオンとの相互作用をX線回折実験による層周期の測定による研究した。ゲル相と同じように液晶相でも振舞うことが判った。DPPC膜とアセトンによる相互作用により起こると考えられるインタ-ディジティテッド相の存在をX線回折実験により証明することができた。また、本研究の目標の一つとして脂質の配向膜におけるX線回折実験があるが、この実験に適した配向膜試料の作成を試みている。この配向膜試料は、ラングミュア・プロジェット膜の作成による方法と脂質分散液を高分子膜間に重ね合わせ、全体を押え付けるという方法をとる。このようにして、X線回折実験でみる限り、よく配向した膜が得られることがわかった。次年度からは、これをさらに推し進め、水の蒸気圧の精密は調節、高分子膜の種類、全体への加圧方法などを検討し安定でさらに配向性のよい膜の作成を目指す。さらに、この系は多様な多形現象を示し、一つの構造から別の構造へと転移する。これを手掛りとして、構造の微妙な変化の研究を進めることは、いままでの相転移現象の研究からみて、大いに有望である。その観点から同じ脂質膜系において熱測定、電子顕微鏡観察などを行った相転移の研究も合わせて行う。1.多重層リン脂質膜のLβ^,,Pβ^,,Lα^,相での炭化水素鎖のつくる格子定数の変化を位置敏感型検出器および2次元検出器のイメージング・プレートを用いたX線広角実験より測定した。2.上の測定は平行して行ったフリーズフラクチャー電子顕微鏡観察の結果と一致した。しかし、目標としていたPβ^,相での炭化水素鎖の秩序パラメーターの空間変調とミクロドメイン構造の関係ははっきりとはしなかった。この問題の解決のために配向した試料を作成し、実験を行う必要がある。3.酸性リン脂質とカルシュムイオン、ポリペプド(ポリリジン)、簡単な構造をもつ蛋白質(メリチン)との相互作用をX線広角回折実験で、リン脂質の炭化水素鎖のつくる格子構造を調べることから検討した。その結果、ポリリジンでは炭化水素鎖の格子構造に変化は認められなかった。つまり、ポリリジンとリン脂質の極性頭部との相互作用ではその影響は炭化水素鎖に及ばないことがわかった。それに対し、カルシュウムイオン、メリンでは炭化水素鎖の格子構造を変化させた。ただし変化のし方は両者で異なり、カルシュウムイオンは格子の秩序度を高める方向に作用するのに対し、メリチンでは炭化水素鎖を乱す作用があることがわかった。
遺伝子発現制御因子間の相互作用による機能調節

細胞増殖の制御に関与する転写因子の機能制御が蛋白質間相互作用によりどのように行なわれているかについて解析した。具体的には以下の因子について研究を行なった。Mybの中央部に存在するロイシンジッパーにはインヒビターが存在する。ウエストウエスタン法によりHeLa細胞液抽出液中に存在する96および130kDaの蛋白質がMybに結合することが示された。またMybはロイシンジッパーを介してホモダイマーを形成し、ホモダイマーはDNA結合できないことを明らかにした。この結果はMybが過剰量存在する時はMyb自身がインヒビターとして機能するnegative autoregulationの機構であることを示している。転写制御因子のうちこれまでに解析が進展してきたものは比較的解析が容易なDNAに直接結合する転写因子であったが,最近これらのDNA結合性因子に作用する活性化因子や阻害因子の存在が注目されており,その解析が不可欠となっている。本研究では私達がすでに解析してきた転写制御因子CRE-BP1やMybに結合する因子について解析を行なった。1.CRE-BP1と複合体を形成する転写因子CRE-Bpa:CRE-BP1は塩基性アミノ酸クラスターとロイシンジッパーから成る,いわゆるB-ZIP構造をDNA結合ドメインとして有し,CRE-BP1ホモダイマー又はc-JunとのヘテロダイマーとしてCRE(cAMP response element)配列に結合する。CRE-BP1関連遺伝子CRE-BPaのcDNAをCRE-BP1をプローブとして得た。CRE-BPaはDNA結合ドメイン領域などでCRE-BP1と高いホモロジーを持ち,CRE-BPaホモダイマー又はc-JunやCRE-BP1とのヘテロダイマーとしてCREに結合する。このようにcDNAクローンが得られたのでCRE-BP1,CRE-BPa,c-Jun間の複合体形成がどのように制御されるかが今後解析できる。2.Mybに結合するインヒビター:Mybのロイシンジッパーにはインヒビターが結合する。このインヒビターのcDNAを得るため,Mybロイシンジッパー部分をプローブとしてλgtll cDNAライブラリーをスクリーニングした。得られた3つのcDNAクローンはすべて同一蛋白質をコードしており,この蛋白質はMybに結合して,MybのDNA結合能を抑制することが明らかとなった。今後このインヒビターの作用機構を解明する予定である。細胞増殖の制御に関与するいくつかの転写制御因子を取り上げ、蛋白質間相互作用による機能調節について解析した。1)mybがん遺伝子産物(Myb)の中央部にロイシンジッパー構造が存在し、この部位にインヒビターが結合し、Mybの機能を抑制することを明らかにした。インヒビターをcDNAクローニングにより同定し、これをLassin(leucine zipper-associated inhibitor)と名付けた。LassinがMybに結合すると、MybはDNAに結合できなくなることが明らかとなった。またMybはロイシンジッパーを介してホモダイマーを形成し。ホモダイマーはDNAに結合できないので、Mybが過剰量存在する時は、Myb自身がインヒビターとして機能するnegative autoregulationの機構も存在することが示された。2)skiがん遺伝子産物(Ski)は核内に局在することから転写因子として機能することが推定されているが詳細は不明である。本年度はSkiがホモ三量体やSki関連遺伝子産物Snoとヘテロ三量体を形成する能力を持つことを明らかにした。
持続的な環境配慮型水管理に資する循環灌漑の可能性

農地排水の循環利用(循環灌漑)は,水資源の有効利用や負荷削減による環境配慮の観点から重要と考えられる.そこで,琵琶湖沿岸域において,循環・非循環灌漑水田群を対象に,循環灌漑が年間の流出負荷に及ぼす影響を検討した.その結果,循環灌漑区では,灌漑期における平常時の排出負荷軽減が循環取水率の増加とともに期待されるが,一方で,出水時の一時的な排出負荷の増大や非潅漑期における集積負荷排出などにより,必ずしも排水再利用によって軽減された負荷のポテンシャルが活かされるとは限らないことが示された.琵琶湖周辺の水田における農業排水の循環的再利用は、水資源の有効利用のみならず、排出負荷削減等による環境配慮効果の点からも重要であると考えられる。このことを実証的に検討することを目的とし、研究初年度の23年度では、農地排水の再利用形態の異なる3地区(水田群)を選定し、水収支の観測システム設営、各種用排水の採水分析を開始する予定であった。また、各地区の農家を対象とした農地排水の循環利用に対する意識調査も計画していた。実際には、現地の受け入れ交渉も含め、これらの準備に予想以上に時間を要し、十分な観測の開始および継続までは至らなかったが、およそ次のような進捗となった。1.調査地の選定:現地との交渉及び、具体的な観測装置の設置条件を勘案し、循環灌漑対象区を琵琶湖のいわゆる湖西側(鴨川流域地区)と湖東側(安土地区)にそれぞれ1地区の計2地区に絞り込むことにした。地区周辺の農業用水管理を行っている両地区の土地改良区にもご協力頂けることを確認した。2.水環境調査の開始:先述の両地区に主として水収支の把握に必要な流量観測機器を設置し、観測を開始した。未だ十分なデータの蓄積には至っていないが、大きなトラブルもなく観測が継続できている。また、負荷量の検討に必要な各種用排水の水質分析についても、定期的な採水活動を開始した。さらに、大気からの不可避的な供給付加(乾性・湿性降下物)を捕捉するための装置もセットした。3.営農意識調査:灌漑による成果としての収量・品質情報、および排水の循環利用に対する営農者の意識について把握するためのアンケート調査について、両地区の土地改良区の方々と打ち合わせし、効率的な調査の方法について事前に検討した。農地排水の循環利用(循環灌漑)は,水資源の有効利用や負荷削減による環境配慮の観点から重要と考えられる.そこで,琵琶湖沿岸域において,循環・非循環灌漑水田群を対象に,循環灌漑が年間の流出負荷に及ぼす影響を検討した.その結果,循環灌漑区では,灌漑期における平常時の排出負荷軽減が循環取水率の増加とともに期待されるが,一方で,出水時の一時的な排出負荷の増大や非潅漑期における集積負荷排出などにより,必ずしも排水再利用によって軽減された負荷のポテンシャルが活かされるとは限らないことが示された.農地排水の循環利用は,特に閉鎖系水域上流の水田群において,水資源の有効利用や負荷削減による環境配慮の観点から重要であり,その持続的な水管理が期待される.本研究では,琵琶湖沿岸域において,水田排水の一部を再利用した循環灌漑導入地区(循環灌漑区)と,従来の一過的な重力灌漑地区(非循環灌漑区)を対象に,水田排出負荷や営農に関わる環境配慮型水管理法を検討した.今年度は,これまで蓄積したデータから年間を通じた負荷排出の特性の検討を行う一方で,昨年度実施した農家アンケートの結果から水環境保全や米生産に資する水管理意識の整理を行った.これらの具体的な成果は以下のようにまとめられる.1.循環灌漑による節水効果が確認され,さらに循環灌漑区の方が見かけの排出負荷は大きかったものの,排水再利用による削減負荷も大きく,地区外(琵琶湖)への排出は抑制されることがわかった.一方,非循環灌漑区も含め,降雨出水時や非灌漑期における排出負荷の影響は決して小さくないことも明らかに示された.2.全般的にみると,農家は循環灌漑の利点として,用水の安定供給と琵琶湖の水質保全を挙げており,排水再利用が営農面と環境配慮の両面に貢献すると認識されているが,逆に維持管理費用の増加や排水路清掃の負担増に抵抗を感じていることが示され,循環灌漑率の向上や他地域への展開の妨げになっていることも推察された.事例的な側面が強いが,これまでの総括として,循環灌漑区では灌漑期における平水時の排出負荷の軽減が循環取水率の増加とともに期待されるものの,降雨時等の一時的な排出負荷の増大や非灌漑期における集積負荷排出などにより,必ずしも排水再利用によって軽減された負荷のポテンシャルが活かされているとは限らないことが定量的に示された.また,循環灌漑の普及には,経費や維持管理の負担増に対する農家の理解が必要であることも改めて整理された.琵琶湖周辺の水田における農業排水の循環利用(再利用)は、水資源の有効利用のみならず排出負荷削減等による環境配慮効果の点からも重要であることを実証的に検討することを目的とし、昨年度に選定した事例地区において、原則これまでと同様の水文・水質観測を継続した。このほか、新規に比較対照のための水田事例区を設けるとともに、環境や循環灌漑に対するアンケート調査を実施した。これらの具体的な成果実績は以下の通りである。1.水量観測の継続と調査地の新設:昨年度水田用排水の観測体制を整備した琵琶湖の東岸・安土地区および西岸・鴨川流域地区の循環灌漑水田群において用排水路の水量を年間を通じ観測した。

また、循環灌漑の特質をより明確に抽出するために、新たに非循環灌漑の水田群を比較対照観測区として鴨川流域地区に設け、同様に用排水量の計測を開始した。今のところ、地区によらず用水量に大差がないことが確認されている。2.質的水環境調査の継続:いずれの事例区においても水田群からの排出負荷が鍵となることから、特に栄養塩類を構成する窒素・リンや有機汚濁物質成分について各用排水の水質分析を継続した。同様に、大気降下物の観測も継続した。水田の用水や排水については、特にTOCとCODの関係に着目して詳細に検討したところ、灌漑の形態により両者の関係が変化することが確認された。3.循環灌漑に対する意識調査:収量・品質情報、および排水の循環利用に対する営農者の意識について把握するためのアンケート調査を、循環灌漑地区と非循環灌漑地区の農家を対象にランダム選定した集落単位の悉皆で行った。その結果、循環灌漑の長所や短所をある程度認識しているものの、同灌漑方法の是非については戸惑っている様子がうかがえた。現地での観測が不可欠な研究にも拘わらず、その開始許可が得られるタイミングが遅れてしまった。ただし、今後の観測の継続・データの蓄積により、当初の目的は十分に達成できるものと思われる。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初は観測体制(現場での協力、観測システムの整備など)に遅れが生じていたが、今年度順調に水文および水質データの蓄積を進めることができており、研究目的達成に向けた不安は解消されている。また、現地のご協力によりアンケート調査も予想以上の回収率(81%)を達成できており、分析に十分なサンプルが収集された。現在のところ、観測機器等にも不調は見られず、現地の土地改良区のサポートも担保されていることから、一層の用排水量データ、水質データ、大気降下物データなどの蓄積を図り、合わせてアンケート結果の分析を進めることにより当初の目的達成に近づけるものと思われる。研究上必要な観測の開始は遅れ、事例としての検討地区を2地区に絞り込んだ点は予定と異なるが、研究計画を大きく変更する必要は感じられず、両地区の現場では当初の作業を継続する予定である。一方で、循環灌漑地区のみに焦点を当てるのではなく、従来の非循環灌漑を行っている比較事例区を新たに設けることにより、循環灌漑の効用を寄り鮮明に抽出することが望ましいと考えられ、鴨川流域地区内に別途非循環灌漑区(水田群)を選定し、同種の観測を行うことを計画している。水田の灌漑用水利用は気象条件によって大きく異なるために、複数年の調査が不可欠である。したがって、平成25年度においても、これまでと同様の水文・水質等の諸量の観測を継続する。また、実施したアンケート調査の結果を踏まえて、農業的水管理を主体的に担っている土地改良区の職員に用水管理の原則的な運用指針を聞き取り調査する。一方、収集された観測データの解析も並行して進め、特に次のような事項を整理検討することにより、最終的な総括を行う。1.地区外への負荷流出の経時変化:各地区において排水路の水質(濃度)や水量がどのように変化し、結果的に地区外への負荷量がどのように経時的に変化するかを明らかにする。2.排水利用可能量評価、および循環取水率と負荷削減効果の関係:用水量と排水再利用量から循環取水率を計算すると同時に利用可能な最大の排水量を整理する。
「極右」政党の政権参加と福祉制度改革の比較政治

本研究は、「極右政党」を組み込んで、1990年代のヨーロッパで相次いで登場した右派連合政権(オーストリア・イタリア・オランダ)によって実現した年金・医療保険制度改革において、「極右政党」が果たした独自のインパクトを確定することがその第一の目的である。また本研究は、ドイツ・イギリスなど左翼政党主導で実現した同時期の同種改革との対比のなかで、その改革の性格を明らかにしようと試みた。本研究の目的は、「極右」政党を組み込んで90年代後半以降に登場した、オーストリア、イタリア、オランダの右派連合政権によって実現した年金・医療保険制度改革において、「極右」政党が果たした独自のインパクトを確定するとともに、同時期にドイツ・イギリスなど左翼政党主導で実現した同種改革との対比のなかで、その改革の性格を晃にすることである。研究初年度の目的は、研究代表者がこれまで積み上げてきたオーストリア現代政治についての研究実績を基礎にしつつ、(1)2000年に政権参加を果たした「極右政党」がそれに伴う内部対立をいかに克服したのか、(2)右派国民政党が「極右」政党からの圧力を利用しながら、既存の利益構造の見直しにどのように着手・成功させたのか、という2点について、他国(イタリア・オランダ)との比較を念頭に置きながら明らかにすることであった。第一の課題については、2000年の政権参加以降、自由党がその凝集性の維持と内部対立の克服を常にその最大のテーマとしてきたこと、また同党の内部抗争と分裂が、右派連合政権の崩壊と総選挙につながったプロセスを明らかにし、その成果は比較政治学会での報告という形で公表済みである。本研究を通じて、「極右政党」の政権参加と社会保障制度改革にとって、極右政党内部の対立の克服が重要な要因になっていたことが実証されたといえよう。第二の課題については、福祉制度改革の成否が、戦後制度を支える利益構造からの離脱の方向性と程度に依存し、かつ、その方向性と程度が、党内対立に傾きがちな極右政党との連合継続という「政権戦略」との一致に左右される、という仮説へと翻訳し、研究を実施した。次年度にその成果を取りまとめる予定である。オーストリアを事例として第一と第二の課題の分析に取り組み、そこで得られた成果と仮説を、イタリア・オランダに適用する比較分析は、手についたばかりである。本年度は、2つの目的を設定して研究を進めた。第一に、すでに実施した、オーストリア・イタリアにおける「極右」政党の政権内部における位置や政策の実現度の分析手法を、オランダの右派連合政権の分析へと拡大した。その結果、オーストリアやイタリアと同様に、オランダでも、(1)極右政党の政権参加によって、右派国民政党の政党政治上の脆弱性が克服されたことにより、安定的な政権運営が可能になったこと、(2)「強い国家と市場」といろ奇妙な組み合わせという形で、政策的方向性が定まったこと、(3)(2)の点が極右政党が果たした政策的影響力の確信にあったこと、(4)にもかかわらず、政権参加と政策的な影響力の獲得によって、極右政党の政党政治上の基盤がかえって失われる結果となったこと、の4点が、その独自の性格をもちながらも、各国に共通する特徴として浮かび上がることを確認することができた。第二に「安定的な政権運営」が可能になった重要な要件としての、政党内部の「凝集性」という条件について、「極右」とともに同党と連立を組む右派国民政党内部の政治プロセスを、(今年度についてはオーストリアを中心に)一次資料を中心に明らかにする予定であったが、2次資料中心におこなわざるを得なかった。2次資料では、「極右」政党と連合を組むことで生まれるプラス/マイナス効果について、福祉制度改革の進展という時系列にそって追うことができたが、より綿密な現場資料に基づく研究が必要となっている。次年度の課題としたい。1)右派連合政権の年金・医療制度改革の実現プロセスのなかで右派政党が果たした役割を確定するという目的については、政権参加を果たした「極右」政党内部の組織的・制度的変化と連合政権内の交渉プロセスに焦点を定めて分析済みである。(1)「極右」政党の政権参加によって、右派国民政党の脆弱性が克服され、より安定的な政権運営が可能になったことを通じて改革のための政治的基盤が強固となったこと、(2)「強い国家と市場」という組み合わせという形で政策的方向性を決定づけたことが、「極右」政党参加の政策的インパクトとして確認できること、(3)この特徴は、オーストリアのみならず、研究対象としたイタリアやオランダにも(国ごとの特徴は無視できないが)概ね確認できた。(2)政権による政策的方向性の明確化とともに、それとは矛盾するように思える政治変化の潮流が生み出されつつあることが確認できた。その第一は、「極右」政党弱体化の潮流である。野党時代と政権与党時代の「極右」政党は、リーダー選択、党内運営、対他組織関係のあらゆる面で異なっており、福祉制度改革の方向性の明確化とともに、その政治的基盤が掘り崩されるという現実が明らかとなった。

極右政党は、得票最大化を追求する「批判政党」として得た成果を、政策遂行の責任を負う「政権政党」によって失いつつある。このことが、極右政党のアイデンティティ・クライシスと連合の不安定化をもたらした。(3)新たな潮流の第二は、極右政党の連立相手となった右派国民政党の復活とそれを通じた政権の弱体化というディレンマである。極右に票を奪われる基盤を崩すことによって有利な地位を得た右派国民政党は、党として復活を果たしたが、連合相手の不安定化と不人気な政策の実施によって、政権基盤を維持することが極めて困難であった。右派連合政権による福祉制度改革は、その特徴は明らかなものの、その実現のプロセスにおいては、政権運営上の必要性から多くの妥協がなされたことが明らかとなった。最終年度という研究の総まとめの年にあたり、研究の焦点として設定した課題は、1右派国民政党を中心とする連合政権による安定的な福祉制度改革の実施により「強い国家と市場」という政治理念に沿った改革が進められたことが「右翼政党」の政権参加の意義として確認すること、2制度改革の進展と比例するように、政権参加した「右翼政党」がそのツケとして有権者の支持を失いかねないリスクをどのようにマネージしたかを確認すること、であった。この課題に、1次資料の読み込みとともに(23年度)関係者のインタビューを重ねることによって(24年度への繰越)実証性を高めることが最終年度の目標であった。1の課題については、本研究が対象とする、イタリア・オーストリア・オランダ3国という「極右政党」の政権参加を実現した諸国で、本研究の仮説が実証されたとともに、右翼政党の政権参加の意義として3国共通に当てはまることが確認できた。比較研究によって明らかになった国境を越えた「共通性」の発見である。2の課題についても、政権参加後の「極右政党」が新たに手にした政権与党の地位を利用してその政策実現の可能性と、他方で、不人気な政策に手を貸したことで有権者の支持を失いかねないリスクとの双方の間で苦しみ、それをどのようにマネージできたか、あるいはできなかったかによって、右派連合政権の命運が大きく左右されたこと、またその展開によって、その後の各国における「極右政党」の動向と政権交代のあり方とが、その展開に大きく依存していることを明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
異種酸化物界面の分極を予測するマテリアル・インフォマティクスの開拓

Si-CMOSデバイスに導入された高誘電率(high-k)ゲート絶縁膜で問題となっている、high-k絶縁膜と異種酸化物界面の電気的ダイポール層の形成メカニズムを、分子動力学シミュレーションと実験測定で明らかにした。酸素密度差緩和モデルで説明できた現象は、酸素イオンの芯同士の反発相互作用で引き起こされることが判明した。さらに、酸素イオンの移動だけでなく、金属カチオンの移動もダイポールの方向を決定する重要な因子であることも明らかにされた。また、多元酸化物の界面分極をニューラルネットモデルを用いて予測する発見的手法を開発し、その有効性を明らかにした。高誘電率絶縁膜を含むMOSゲートスタックにおいて注目されている異種酸化物界面の分極層について、その発現メカニズムを分子動力学シミュレーションで調査した。Al2O3/SiO2界面、MgO/SiO2界面、ならびにSrO/SiO2界面の分子動力学シミュレーションを完全イオンモデルポテンシャルを用いて実施し、3つ全てのケースで界面分極の実験結果を再現することに成功した。MgO/SiO2界面は従来の酸素密度差緩和モデルで説明できない例外的なケースであるが、単純な2体イオン相互作用ポテンシャルで他の系と同様に再現できたことは期待以上の成果といえる。MgO/SiO2界面とSrO/SiO2界面の界面分極は同じ方向でフラットバンド電圧を負方向にシフトさせる方向となるが、分極の程度は後者の方が大きい。詳しい解析の結果、MgO/SiO2界面およびSrO/SiO2界面ではシリケート層が生じ、シリケート層の厚さと界面分極の強さに相関がみられた。シリケート層の生成によるエネルギー利得はAlSiO、MgSiO、SrSiOの順で大きくなり、界面におけるシリケート層の形成のしやすさが、負方向のフラットバンド電圧シフトの要因と考えられる。シリケート層の形成に際して高誘電率酸化物側のカチオンが優先的に移動し、これが界面分極の原因となっていると結論づけた。また、理論体系化が困難と予想される多元酸化物同士の界面分極の発見的予測に挑戦するため、階層構造ニューラルネットによる機械学習法を導入した。まずは当グループで実施してきたナノデバイスのキャリア輸送シミュレーションの計算結果の学習を試した。デバイス内の不純物原子位置分布と電流の関係を学習させたところ、階層構造ニューラルネットモデルでシミュレーション結果をある程度予測できることが判明した。当初は変動電荷分子動力学法の導入を予定していたが、単純な固定電荷分子動力学法でAl2O3/SiO2界面、MgO/SiO2界面、SrO/SiO2界面の界面分極が再現できることが判明したため、こちらの解析を優先した。フラットバンド電圧を負方向にシフトさせる分極が界面におけるシリケート層の出来やすさと相関があることを初年度中に突き止められたことは、期待を上回る成果と言える。ただし、フラットバンド電圧を正方向にシフトさせる分極を引き起こす原因はまだ特定できておらず、次年度の課題として残った。機械学習による多元酸化物同士の界面分極の発見的予測については、学習に用いる分子動力学シミュレーションのデータが揃っていなかったため、別のシミュレーションの結果を用いたテストにとどまったが、こちらの進捗度は当初の予定通りである。本年度は、これまで計算で再現されていながらそのメカニズムが説明できなかったAl2O3/SiO2界面型の分極層形成メカニズムを特定することに成功した。Al2O3/SiO2界面では、酸素イオンが高密度側のAl2O3側から低密度側のSiO2側に移動して分極層が形成されるが、この偏移動の駆動力が酸素イオン芯間の反発相互作用であることを突き止めた。酸素イオン芯同士の反発ポテンシャルは酸素密度が高いほど大きくなり、急激に酸素イオン密度が変化する異種物質界面では反発力に不均衡が生じるため、酸素密度の低い側に酸素イオン偏移動することが判明した。これにより、正負両方向の分極層の起源が判明し、2年度目にして本研究の主要目的の一つが達成された。また、理論的体系化が困難と予想される多元酸化物同士の界面分極について、階層型ニューラルネットワーク(NN)モデルを用いた発見的予測の可能性を検討した。Al、Mg、Sr、Tiの4種類の金属元素が混合した様々な組成の酸化物とSiO2の界面の分子動力学(MD)計算を行い、界面におけるイオンの偏移動によって生じたダイポールモーメントのデータを、4層構造のNNで学習させた。非常に単純なNNモデルにも関わらず、既知データの学習は問題なく行えた。しかし、未学習データについてはNNによる予測とMD計算の間には有意な相関がみられなかった。今後、学習データの増加、データを特徴づける適切な記述子について検討を進めていく。これまでメカニズムが説明できなかったAl2O3/SiO2界面型の分極層形成メカニズムを、本年度のに特定することに成功した。この成果は国際会議MNC2016でも高く評価され、本成果を口頭発表した修士課程学生がYoung Author's Awardを受賞した。これで正負両方向の分極層の起源が明らかとなり、2年度目にして本研究計画の主要目標の一つが達成されたことから、当初の計画以上に進展していると自己評価した。ニューラルネットによる多元酸化物系の機械学習も計画通り進んでいる。発見的予測までは至っていないものの、単純な階層構造ニューラルネットワークモデルで既知データの学習が可能であることが判明している。階層型ニューラルネットワーク(NN)による多元酸化物同士の界面分極の学習と予測に取り組んだ。

Al、Mg、Sr、Tiの4種類の金属元素を混合した様々な組成のhigh-k酸化物とSiO2界面のダイポールモーメントを分子動力学計算で求め、これを学習用もしくは検証用データとして用いた。単元系、二元系、三元系high-k酸化物の界面ダイポールのデータを学習したNNで、未学習の四元系酸化物の界面ダイポールを予測したところ、学習データに対する相関係数0.86に対し、未学習データに対しても0.72と高い相関係数が得られ、未学習のデータを外挿的に予測する能力を示唆する結果が得られた。組成比のみで良好な学習能力が示されたことから、多元high-k酸化物のダイポールモーメントも単純な法則で予測可能であると考えられる。調査の結果、多元high-k酸化物に含まれる金属カチオンの平均価数とダイポールモーメントとの間に強い相関が見いだされ、従来提案されている酸素原子密度差よりもさらに優れた記述子となることが判明した。また、酸窒化物にも対象範囲を拡げて分子動力学シミュレーションを実施したところ、AlON/SiO2界面ではAlONのN濃度が増加するにつれて界面ダイポールの向きが逆転することが判明した。AlONのN濃度が少ない場合はアルミナ側のOイオンがSiO2側に移動することで界面ダイポールが形成されるが、N濃度が増えるにつれてAlイオンがSiO2側に優先的に移動するようになり、界面ダイポールの向きが逆転することが判明した。AlONのN濃度を増やすとAlSiON相のエネルギーが低下することも判明し、アルミナ相とシリカ相の混合促進が逆向きのダイポール形成につながっていることが判明した。酸窒化物においても、Oイオン同士の近接反発力と化合物生成エネルギーのバランスで分極の向きと大きさを説明できることが判明した。Si-CMOSデバイスに導入された高誘電率(high-k)ゲート絶縁膜で問題となっている、high-k絶縁膜と異種酸化物界面の電気的ダイポール層の形成メカニズムを、分子動力学シミュレーションと実験測定で明らかにした。酸素密度差緩和モデルで説明できた現象は、酸素イオンの芯同士の反発相互作用で引き起こされることが判明した。さらに、酸素イオンの移動だけでなく、金属カチオンの移動もダイポールの方向を決定する重要な因子であることも明らかにされた。また、多元酸化物の界面分極をニューラルネットモデルを用いて予測する発見的手法を開発し、その有効性を明らかにした。単純な固定電荷分子動力学法で様々な系の界面分極を再現できることが判明したことから、なぜ再現できたのか、その理由の解明に焦点を当てる。特にAl2O3/SiO2界面における酸素イオンの移動の駆動力の特定に注力する。また、多元酸化物同士の界面分極のシミュレーションデータが蓄積されつつあるので、今後はこれらを用いた機械学習に挑戦する。酸化物から窒化物に対象を拡げ、酸化物系で構築したモデルが窒化物系にどこまで適用できるか調査する。窒化物系については系統的な実験データが発表されていないため、今後本研究で窒化膜の堆積実験と電気特性評価を実施していく予定である。
脂肪細胞でPPARγ活性を制御する生理活性脂質受容体のG12/13依存性シグナル

白色脂肪組織のリモデリングは脂肪細胞の分化・増殖ならびにその機能が基盤となって進行するが、核内受容体PPARγはこの基盤の維持に必要かつ十分な分子として知られる。申請者は生理活性脂質の一つであるリゾホスファチジン酸が、三量体Gタンパク質のG12とG13に共役するLPA4受容体を介して、脂肪細胞のPPARγの活性(発現と機能)を抑制することを見出した。本研究では、リゾホスファチジン酸ーLPA4ーG12/13シグナル軸が脂肪細胞のPPARγの活性(発現と機能)を抑制する分子機序を明らかにする。
ケイ素原子の転位による有機銅活性種の生成とその有機合成への応用

本研究では、C^<sp2>-to-Oシリル転位を利用する有機金属活性種の調製と有機合成への応用について研究を行った。(Z)-γ-トリメチルシリルアリルアルコール類を銅(I)アルコキシドに変換すると1,4-シリル転位によってビニル銅が生成し、これはハロゲン化アリルと反応し置換生成物を与えることを見出した。同様の反応が、様々なγ-シリルアリルアルコキシドや対応するケトンから調製した銅エノラートでも進行することを明らかにした。また、β-トリフェニルシリルシリルアリルアルコール類の銅(I)アルコキシドからでもケイ素原子の1,3転位が進行し、生成したビニル銅は様々なハロゲン化アリルと反応しアリル化生成物を与えた。この様に、アルコキシ基の分子内配位によるケイ素原子の活性化と銅(I)アルコキシドの使用により適応範囲の広いビニル銅種の調製法を確立した。一方、上述の1,3転位をハロゲン化アリルを加えずに行うと、Peterson脱離が進行し、アレンが収率よく生成すること初めて見出した。さらに、トリメチルシリル置換体を用いた反応結果の比較から、ケイ素原子上の置換基が転位のし易さに大きな影響を及ぼすことを明らかにした。さらに、Peterson脱離については、プロトン源が存在しない条件では、DMFを共溶媒に用いることでリチウムアルコキシドからでも進行することを明らかにし、その結果に基づいてα-シリルビニルリチウムとアルデヒドとの反応による一段階で簡便なアレンの合成法を開発した。α-シリルα,β-不飽和ケトンあるいはアシルシランと銅(I)t-ブトキシドとの反応で生じる銅エノラートへのケイ素原子の転位反応も進行することを見出し、引き続くハロゲン化アリルの反応により立体選択的なエノールシリルエーテルの生成を伴う炭素-炭素結合形成反応を開発した。本研究では、sp^2炭素原子から酸素原子へのケイ素原子の転位反応を利用する有機銅活性種の調製と、その有機合成における最も基礎的反応である炭素-炭素結合生成反応への応用を検討した。o-(1-ヒドロキシアルキル)アリールシランに銅(I)tert-ブトキシドを作用させるとBrook型転位反応が進行してアリール銅活性種が生成し、引き続くハロゲン化アリル誘導体との反応でカップリング生成物が得られた。一級アルコールのo-(1-ヒドロキシメチル)フェニルシランを用いた反応ではカップリング生成物の収率が著しく低下することから、シリカートの形成に有利なケイ素原子とヒドロキシル基が近接した立体配座から反応が進行することが明らかになった。このアリール銅活性種はハロゲン化アルキルおよびベンジルとも反応し、対応するアルキルおよびベンジル化生成物を良い収率で与えた。また、銅(I)塩を当量以下に減らしても反応は収率よく進行し、反応が銅(I)塩によって触媒的に促進されることが判った。本年度は1,3 Csp2-to-Oシリル転位についても研究を行った。銅(I)tert-ブトキシド存在下β-トリメチルシリルアリルアルコールとハロゲン化アリルの反応ではO-アリル化生成物の副生を伴うものの、β位がアリル化されたカップリング生成物が得られることを見出した。一方、β-トリフェニルシリルビニルシランとの反応では高い収率で選択的にβ位でカップリングした生成物が得られ、これまで合成に利用することができなかった1,3 Csp2-to-Oシリル転位によって生成するビニル金属を銅(I)

アルコキシドを用いることで合成的に活用できることが明らかになった。また、ハロゲン化アリルを加えずに反応を行うと、アルカリ金属アルコキシドからは困難なPeterson脱離が進行し、アレン誘導体が生成した。平成16年度では、C^<sp2>-to-0シリル転位を利用する有機金属活性種の調整と有機合成への応用について研究を行った。転位が進行しやすいトリフェニルシリル基をもつβ-シリルアリルアルコール類に銅(I)t^-ブトキシドを作用させ銅アルコキシドに変換すると、ケイ素原子の1,3転位が進行しビニル銅が生成した。これらの有機銅活性種は様々なハロゲン化アリルと反応し、アリル化生成物を与えた。ハロゲン化アリルを加えずに、同様の転位反応を行うと、Peterson脱離が進行し、アレンが収率よく生成すること初めて見出した。リチウムt^-ブトキシドを用いた場合これらの反応は進行せず、ケイ素の転位生成物が得られたことから、転位によって生成するビニル銅活性種のプロトン化に対する高い安定性が、引き続くアリルかおよび脱離反応にとって重要であることが明らかとなった。さらに、トリメチルシリル置換体についても同様の反応を検討したが、トリフェニルシリル体と比べてアリル化およびPeterson脱離が進行しにくいことから、本転位反応にケイ素原子上の置換基が大きな影響を及ぼすことが判った。一方、Peterson脱離はついては、プロトン源が存在しない条件では、リチウムアルコキシドからでも進行することを明らかにし、その結果に基づいてα-シリルビニルリチウムとアルデヒドとの反応による一段階で簡便なアレンの合成法を開発した。α-シリルα,β-不飽和ケトンあるいはアシルシランと銅(I)t^-ブトキシドとの反応で生じる銅エノラートへのケイ素原子の転位反応も進行することを見出し、この転位反応が様々な基質で進行することを確かめた。α-シリルα,β-不飽和ケトンとの反応では引き続くハロゲン化アリルの反応により不飽和ケトンのビニル炭素への置換基導入方を開発した。
iPSC特異的糖鎖認識レクチンの癌幹細胞マーカーとしての有用性と診断治療への応用

癌幹細胞としての特徴が認められるrBC2LCN認識糖鎖陽性腫瘍細胞と癌幹細胞としての特徴に欠けるrBC2LCN認識糖鎖陰性腫瘍細胞を母細胞群に標識を行った上でセルソーティング法により抽出し,単層培養を行った後,Conditioned mediumよりポリマー遠心沈殿法を用いてエクソソームを抽出回収し,重要な伝達因子について検討を行った.細胞抽出後に浮遊細胞系にてエクソソーム回収を試みた群では,解析に十分な量のエクソソームを得る事ができなかったために,単層培養系でのみエクソソームに回収を行った.得られたエクソソームより,フェノール・クロロホルム抽出を基本とする核酸抽出法によってRNA区分を得た.これらのRNA区分よりマイクロアレイ法と次世代シークエンスにて解析を行った.どちらの解析法からも上皮分化に関わるmiRNAや,腫瘍細胞の生存に関わるmiRNAについて発現の差違が認められれ,rBC2LCN認識糖鎖陽性腫瘍細胞が,癌幹細胞としての性質を維持,あるいは伝播する上で,エクソソーム中に含まれるmiRNAを介するという可能性が見いだされた.しかしながら両解析法において発現上位又は下位のmiRNAに完全に一致したものが認められず,回収,解析方法により差違が生じる可能性が見いだされた.このため,rBC2LCN認識糖鎖陽性腫瘍細胞の機能維持にとって重要な特定のmiRNAの発見には至っていない.現在エクソソームの効率的な回収方法やRNAの抽出方法について最適な回収方法を再検討しつつ,得られたmiRNAについての類似性等を検討している.rBC2LCN認識糖鎖陽性細胞の機能を解析するため,ソーティングを行い,浮遊細胞系にてエクソソーム回収を試みたが,十分な回収に至らなかったため,やむなく単層培養系を用いた.得られたエクソソームよりRNA抽出し,次世代シークエンス法とマイクロアレイ解析を行ったが,発現上位又は下位のmiRNAに共通点が認められず,回収,解析方法により差違が生じる可能性が見いだされ,細胞機能に重要なmiRNA候補の選定に難儀している.資料回収状態や解析方法により解析結果が異なったため,できる限り複数の解析方法で共通する重要細胞調整機構因子を検討したいと考える.また,完全に一致したものでなくても類似したシグナル系等の機能面からの類似点に着目して解析したいと考える.癌幹細胞としての特徴が認められるrBC2LCN認識糖鎖陽性腫瘍細胞と癌幹細胞としての特徴に欠けるrBC2LCN認識糖鎖陰性腫瘍細胞を母細胞群に標識を行った上でセルソーティング法により抽出し,単層培養を行った後,Conditioned mediumよりポリマー遠心沈殿法を用いてエクソソームを抽出回収し,重要な伝達因子について検討を行った.細胞抽出後に浮遊細胞系にてエクソソーム回収を試みた群では,解析に十分な量のエクソソームを得る事ができなかったために,単層培養系でのみエクソソームに回収を行った.得られたエクソソームより,フェノール・クロロホルム抽出を基本とする核酸抽出法によってRNA区分を得た.これらのRNA区分よりマイクロアレイ法と次世代シークエンスにて解析を行った.どちらの解析法からも上皮分化に関わるmiRNAや,腫瘍細胞の生存に関わるmiRNAについて発現の差違が認められれ,rBC2LCN認識糖鎖陽性腫瘍細胞が,癌幹細胞としての性質を維持,あるいは伝播する上で,エクソソーム中に含まれるmiRNAを介するという可能性が見いだされた.しかしながら両解析法において発現上位又は下位のmiRNAに完全に一致したものが認められず,回収,解析方法により差違が生じる可能性が見いだされた.このため,rBC2LCN認識糖鎖陽性腫瘍細胞の機能維持にとって重要な特定のmiRNAの発見には至っていない.現在エクソソームの効率的な回収方法やRNAの抽出方法について最適な回収方法を再検討しつつ,得られたmiRNAについての類似性等を検討している.rBC2LCN認識糖鎖陽性細胞の機能を解析するため,ソーティングを行い,浮遊細胞系にてエクソソーム回収を試みたが,十分な回収に至らなかったため,やむなく単層培養系を用いた.得られたエクソソームよりRNA抽出し,次世代シークエンス法とマイクロアレイ解析を行ったが,発現上位又は下位のmiRNAに共通点が認められず,回収,解析方法により差違が生じる可能性が見いだされ,細胞機能に重要なmiRNA候補の選定に難儀している.資料回収状態や解析方法により解析結果が異なったため,できる限り複数の解析方法で共通する重要細胞調整機構因子を検討したいと考える.また,完全に一致したものでなくても類似したシグナル系等の機能面からの類似点に着目して解析したいと考える.試薬購入費が値引き等により見込みより少なく決済された.次年度において追加試薬購入時にこの差を解消する予定である.