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齢構造をもつ集団における利他行動の進化に関する理論研究

ヒト女性が自らの妊性にコストを払って長寿化し、孫の生存力上昇に貢献(利他行動)する場合、対象となるのは、息子方孫よりも血縁関係が確かな娘方孫であると言われてきた。だが上記は利他行動遺伝子が常染色体上にある場合の話であり、それがX染色体上にある場合には、血縁の不確かさを考慮しても、息子方女孫への利他行動が最も進化しやすいことが期待される。実際に人口史料および現代狩猟採集民で統計をとると、多くの集団で、父方祖母が近傍にいる女児の生存力がそうでない幼児(特に同状況の男児)と比べて有意に高かった。ただしこのような対象特異的孫育児の進化は、後繁殖メスの近傍に特定の孫がいるかどうか、つまり家族形態(父系家族か母系家族か)の決定機構の進化と共に考察されるべきである。そこで本研究では,利他行動と家族形態決定機構に同時に影響する「祖母化遺伝子」が常染色体上とX染色体上の双方に存在する状況をモデル化した。常染色体上の祖母化遺伝子は母系家族を、X染色体上の祖母化遺伝子は父系家族を構成させやすいと前提し、【A】利他行動の提供者である後繁殖メスが家族形態を選択する場合と【B】利他行動の間接的な受益者である繁殖世代個体が家族形態を選択する場合を、それぞれ解析した。結果、AとBに共通して、一方の染色体上の祖母化遺伝子が、他方の染色体上の祖母化遺伝子の進化を阻害するパラメーター領域が発見された。さらにAの場合は、両染色体上に祖母化遺伝子を有するメスの行動に関する仮定(常染色体/X染色体上遺伝子の血縁度は息子方孫/娘方孫に対してもゼロでないので、最適でない家族形態下でも利他行動が発現するかもしれない)次第で、一方が他方の利他行動の利益に便乗して、単体では進化できないパラメーター領域でも進化しうること、かつ、常染色体上の祖母化遺伝子によるX染色体上の祖母化遺伝子への便乗の方がより尤もらしいことが、示唆された。本課題は、具体的には「ヒトを含む一部の種のメスが、閉経後にも一定期間生存するように進化したのは、その期間に血縁者への利他行動(主に、孫育児)をすることで、包括適応度を上昇させているからだ」という、おばあさん仮説を検討している。利他行動の効果が微小で集団構造(齢別人口比や性比)がほとんど変化しない場合には、ハミルトン則が成立し、孫が1個体増加したときの行動者の遺伝的利益は、子が1個体増加したときの利益の半分でしかない。よって一般に、孫の生存力上昇に寄与するよりも限界まで自ら繁殖する戦略が有利とされる。だが、効果が微小でない場合は、血縁選択に加え、齢別人口比の変化も考慮する必要がある。人口学では、一生に産む子の総数や質を少し減らしてでも早い時期に多くの子を産む、早期多産の生活史戦略が進化的に有利であることが知られているが、孫育児が普遍的に行われる集団では、各個体は後天的に早期多産生活史を獲得していることになる。そこで、血縁選択と早期多産の効果を同時に検討できる遺伝モデルを構築・解析した。成熟個体が二度の繁殖期を経験できる個体群を考え、メスは二度目の繁殖期に、自身の遺伝子型に応じて「自らの繁殖行動」「孫への育児行動」のいずれかをとるとした。解析の主要結果として、二遺伝子型の各々が進化的に安定であるための(ESS)条件を得た。どちらのESS条件も、ハミルトン則により導出されるものと比べ孫育児型が有利な方向にずれており、早期多産生活史獲得の効果が確認された。さらに、繁殖型と孫育児型が同時にESS条件を満たすパラメータ領域があることがわかった。実証研究において「閉経後の生存期間が、ヒレナガゴンドウには存在せず、コビレゴンドウには存在する」という報告があるが、この不一致は、両生活史戦略が同時にESSである生態環境下にゴンドウクジラ属がいるために(遺伝的浮動等により)生じたのかもしれない。

結果、AとBに共通して、一方の染色体上の祖母化遺伝子が、他方の染色体上の祖母化遺伝子の進化を阻害するパラメーター領域が発見された。さらにAの場合は、両染色体上に祖母化遺伝子を有するメスの行動に関する仮定(常染色体/X染色体上遺伝子の血縁度は息子方孫/娘方孫に対してもゼロでないので、最適でない家族形態下でも利他行動が発現するかもしれない)次第で、一方が他方の利他行動の利益に便乗して、単体では進化できないパラメーター領域でも進化しうること、かつ、常染色体上の祖母化遺伝子によるX染色体上の祖母化遺伝子への便乗の方がより尤もらしいことが、示唆された。
多光子励起過程を用いた青紫色半導体レーザー材料の内部格子欠陥の3次元観察

本研究では、多光子励起過程を用いて、ワイドギャップ半導体材料内部の欠陥を観察する手法を開発した。GaN, ZnSeに代表される大きなバンドギャップを持つ半導体材料は、青紫色半導体レーザーの材料としての応用が期待されており、既にGaN材料を用いたLED, LDが実用化されている。青紫色半導体レーザーにおいて、高出力、長寿命、高い出力安定性を実現するためには、欠陥の少ない良質の不可欠であり、結晶内部の欠陥を非破壊で観察可能な手法を開発する必要がある。本研究では、多光子励起過程を用いて、半導体材料内部の欠陥構造を非破壊に観察する手法を開発した。一般に、半導体材料は、バンドギャップを越えるエネルギーを持つ格子をすべて吸収するため、フォトルミネッセンスの励起光に対して大きな吸収を持つ。このため、結晶内部まで、光が届かず、結晶表面のみの構造しか観察することできなかった。本手法では、フォトルミネッセンスの励起に多光子過程を利用するため、吸収の少ない近赤外光を使用でき、結晶内部まで励起光を伝搬させることができる。集光スポットを3次声的に走査することによって、内部欠陥の3次元構造を可視化することが可能である。光源にフェムト秒レーザーを使用した多光子励起顕微鏡システムを構築し、ZnSe結晶の内部欠陥を観察した。発生したフォトルミネッセンスの分光スペクトルを測定し、半導体材料内のバンドギャップ療造を明らかにした。また、観察に使用すレーザー光強度を大きくすることによって、結晶内部に欠陥を誘起できることを発見し、フォトニック結晶へ応用を検討した。本研究では、多光子励起過程を用いて、ワイドギャップ半導体材料内部の格子欠陥を観察する手法を開発した。集光スポットを3次元的に走査することによって、内部欠陥の3次元構造を可視化することが可能である。発生したフォトルミネッセンスの分光スペクトルを測定することによって、欠陥構造の解明を試みた。また、観察に使用するレーザー光強度を大きくすることによって、結晶内部に欠陥を誘起できることも確認した。
金属・半導体の放射率挙動のモデル構築

鋼板など金属や半導体表面に酸化膜が成長する過程における放射率挙動,すなわち方向特性と偏光特性の変化を表すモデルとして既存理論の適用範囲の再確認すると共に,新たに表面粗さを含む諸パラメータを統括して表現する実効的光学定数の概念を導入してモデル化した.これらをまとめると,実用金属の放射率は, 5μm以上の長波長ではHagen-Rubensの公式でほぼ表現できる.ただし,短波長での実測値はこの公式より高い値を示す.この限界は理論式の仮定からのずれと表面粗さなどの要因によるものと考えられる.金属面に生成する酸化膜によって生じる放射率変化は導電体である下地の金属と誘電体である酸化膜からなる2層薄膜間の放射の取り扱いで説明することができる.この理想的なモデルで解析すると,方向特性,偏光特性の大部分の現象を把握することができる.この条件下では,放射率の変化が周期的な振動現象となるが,実測の放射率変化は振動的であるが,最終的に一定値に収斂する.この現象を説明するには酸化膜が複素屈折率を有することで解決する.金属が光学的に滑らかでない状態でも,薄膜の理論を適用するためには,表面粗さや酸化膜の不均質さを等価的に均質な膜とみなして展開するEMT(Effective Medium Theory)モデルにより,実効的光学定数を用いることによって,実用に近いモデル化が可能である.実効的光学定数を測定するには,エリプソメトリを利用できる.本手法で残された問題は,実効的光学定数の概念が表面粗さを含む諸要素との絡みでどこまで有効に作用するのか限界を調べる必要がある.放射率モデルのもう一つの問題点は,放射率の測定は放射輝度を計測によってなされるが,常温で得られる光学定数の温度特性,あるいは加熱中に試料自体の表面状態が変化するためにモデルとの定量的な比較検討・評価である.鋼板など金属や半導体表面に酸化膜が成長する過程における放射率挙動,すなわち方向特性と偏光特性の変化を表すモデルとして既存理論の適用範囲の再確認すると共に,新たに表面粗さを含む諸パラメータを統括して表現する実効的光学定数の概念を導入してモデル化した.これらをまとめると,実用金属の放射率は, 5μm以上の長波長ではHagen-Rubensの公式でほぼ表現できる.ただし,短波長での実測値はこの公式より高い値を示す.この限界は理論式の仮定からのずれと表面粗さなどの要因によるものと考えられる.金属面に生成する酸化膜によって生じる放射率変化は導電体である下地の金属と誘電体である酸化膜からなる2層薄膜間の放射の取り扱いで説明することができる.この理想的なモデルで解析すると,方向特性,偏光特性の大部分の現象を把握することができる.この条件下では,放射率の変化が周期的な振動現象となるが,実測の放射率変化は振動的であるが,最終的に一定値に収斂する.この現象を説明するには酸化膜が複素屈折率を有することで解決する.金属が光学的に滑らかでない状態でも,薄膜の理論を適用するためには,表面粗さや酸化膜の不均質さを等価的に均質な膜とみなして展開するEMT(Effective Medium Theory)モデルにより,実効的光学定数を用いることによって,実用に近いモデル化が可能である.実効的光学定数を測定するには,エリプソメトリを利用できる.本手法で残された問題は,実効的光学定数の概念が表面粗さを含む諸要素との絡みでどこまで有効に作用するのか限界を調べる必要がある.放射率モデルのもう一つの問題点は,放射率の測定は放射輝度を計測によってなされるが,常温で得られる光学定数の温度特性,あるいは加熱中に試料自体の表面状態が変化するためにモデルとの定量的な比較検討・評価である.本年度は,対象とする材料を金属に絞り,その放射率が金属表面に酸化膜が生成する過程において大きく変化する挙動を理論・実験両面から調べた.この放射率変化は下地の金属面と酸化膜面の間での放射の干渉現象によるものと予想されている.基盤となるシミュレーションモデルは,導電体(金属)と誘電体(酸化膜)からなる層を境界値問題としてMaxwell方程式を解いて,p-偏光放射率とs-偏光放射率の特性を導いた.両者は特に面法線から角度の大きいところで著しく異なる挙動をすることが示された.これを基にして,実用金属(冷延鋼板)の偏光放射率挙動を実験的に調べたところ,理論では放射率が酸化膜厚変化に伴い周期的な変化をするのに対し,実験結果は放射率は酸化の初期において理論と同様な傾向の大きな変化を示すものの周期的な変化はなく,実験・理論の間の十分な一致をみることはできなかった.モデルを実験結果に近づけるためには,金属表面の粗さの影響および酸化膜の吸収・散乱の影響を考慮した放射率モデル化の構築が必要である.そのため,現在これらの諸因子がどの程度の影響を与えるのか基礎的な実験により調査している.今後は,冷延鋼板やステンレス鋼板など,実用金属の放射率挙動を表すシミュレーションモデルの構築とともにSi半導体を対象とした同様なモデル構築を進めていく予定にしている.本研究過程での副産物として放射率の方向特性ならびに偏光特性を利用して,放射率が酸化膜の生成による干渉現象で大きく変化する場合に,これを回避して放射率ならびに温度を同時測定する新しい放射測温法を構築することも可能であることを確かめることができた.

鋼板など金属や半導体表面に酸化膜が成長する過程における放射率挙動,すなわち方向特性と偏光特性の変化を表すモデルとして既存理論の適用範囲の再確認すると共に,新たに表面粗さを含む諸パラメータを統括して表現する実効的光学定数の概念を導入してモデル化した.これらをまとめると,実用金属の放射率は,5μm以上の長波長ではHagen-Rubensの公式でほぼ表現できる.ただし,短波長での実測値はこの公式より高い値を示す.この限界は理論式の仮定からのずれと表面粗さなどの要因によるものと考えられる.金属面に生成する酸化膜によって生じる放射率変化は導電体である下地の金属と誘電体である酸化膜からなる2層薄膜間の放射の取り扱いで説明することができる.この理想的なモデルで解析すると,方向特性,偏光特性の大部分の現象を把握することができる.この条件下では,放射率の変化が周期的な振動現象となるが,実測の放射率変化は振動的であるが,最終的に一定値に収斂する.この現象を説明するには酸化膜が複素屈折率を有することで解決できる.金属が光学的に滑らかでない状態でも,薄膜の理論を適用するためには,表面粗さや酸化膜の不均質さを等価的に均質な膜とみなして展開するEMT(Effective Medium Theory)モデルにより,実効的光学定数を用いることによって,実用に近いモデル化が可能である.実効的光学定数を測定するには,エリプソメトリを利用できる.本手法で残された問題は,実効的光学定数の概念が表面粗さを含む諸要素との絡みでどこまで有効に作用するのか限界を調べる必要がある.放射率モデルのもう一つの問題点は,放射率の測定は放射輝度を計測によってなされるが,常温で得られる光学定数の温度特性,あるいは加熱中に試料自体の表面状態が変化するためにモデルとの定量的な比較検討・評価である.
e-Learningによる専門教育及び多文化理解をめざした日本語学習環境の開発

日本語教育の代表者・分担者から日本語教材を提供し、それをもとにして、情報工学の分担者がWebで公開可能な形式にすることにより、日本語の自律学習の環境支援を目指したが、著作権や海外での通信回線の問題があり、Webでの公開は一部にとどまった。(1)仮名・漢字教材の制作専門教育の出発点となる漢字600字、及び入門期のひらがな・カタカナを自学自習できるよう、筆順を動画に記録し、仮名についてはWeb上で学習できるようにした。日本語学習者が字形と音を早く結びつけられるよう、筆順の動画を再生すると、字音が自動的に聞こえるようにした。(2)専門教育支援初級の学習者に配慮した地理教材をWeb上に公開できるよう、基本設計を行った。しかし、学習者が困難を感じているのは、日本語のレベルへの配慮がほとんどない入門書の読解であるため、日本の政治に関するテキストを取り上げることにした。日本語能力試験3級終了程度の学習者でも理解できるよう、辞書機能をつける語彙を特定させるため、形態素解析ツールにかけて2級以上の語彙を選び出した。また、係り受け構造解析ツールにかけたところ、初級終了程度の学習者にとっては、かなり複雑な構造を持つ文が多かった。そこで、何が・いつ・どこで・どのように・どうしたといったいわゆる5W1Hがわかるよう質問文を用意し、それに答えれば、文の意味が理解できる方式を採用することにした。1文の理解だけではなく、文章全体の理解につなげるため、意見、根拠、例示等文章の中で果たしている機能も質問に盛り込んだ。(3)インフラの問題韓国、シンガポールを除く、日本語学習の盛んなアジア地域では、文科系高等教育機関におけるコンピュータおよび通信回線の整備が整っておらず、Webによる教材配信が必ずしも便利ではないことがわかった。平成15年度は、研究費の内定通知が10月にあったため、e-Learning化を行う教材の整備を中心に進めた。I.日本語聴解教材(1)印刷媒体・カセットテープで用意されている教材の電子化に着手した。(2)場面設定を理解しやすくするため、イラストを追加しjpegファイルに変換した。(3)理解確認のための聞き取りテストの録音を声優により行い、Web上で使えるよう、waveファイルに変換した。(4)テキスト・音声・画像の同期がとれるよう、ファイル名に統一番号を用いた。(5)学習者数の多い韓国語話者のために、韓国語による解説を付した。II.専門教育への橋渡し教材初級地理編では、Web上で使用するための基本設計を行った。(1)画面にテキスト、語彙の読み方と意味・翻訳・画像を表示する。・テキストは初級レベルの学習者に配慮し比較的大きなフォントを使用する。・漢字の読み方は「ルビ」という形ではなく、ポップアップで表示する。・語彙の意味ををやさしい日本語で説明したものや翻訳を表示するフレームを画面下側に設け、テキストの該当部分をクリックすると、それらが下側のフレームに表示される。・画像を必要とする語彙等の場合は、画面下側のフレームに画像表示のボタンをつけ、ボタンをクリックすることにより表示させる(2)キーワード検索の機能をつけ、学習者の興味あるテキストを検索できるようにした。平成16年度は以下の項目について研究を進めた。1.Webベースの漢字教材の制作専門教育の出発点となる漢字600字、入門期のひらがな・カタカナの筆順を動画に記録し、ひらがな・カタカナについてはWeb上で見られるようにした。日本語学習者が字形と音を早く結びつけられるよう、仮名はその文字の発音を、漢字は画数を録音して、筆順の動画を再生する際、音も同時に再生できるようにした。また、正しい筆順で書く訓練が漢字を速く正しく認識することにつながるため、一画ごとの筆順も再生可能にして、上下左右の動きの確認をとれるようにした。2.通信環境の調査

日本語印刷教材の入手しにくい地域への教材提供を目的として、e-Learningシステムを利用した教材の制作を目指しているが、受け手のコンピュータ環境によっては目的が達成できなくなる恐れがあるため、調査を行った。その結果、日本語学習人口の多いアジア地域の場合、シンガポールでは問題なく音声・動画再生を行うことができるが、中国、タイ、マレーシア、インドネシアでは大学構内の通信回線の容量が小さいため、静止画のダウンロードはできても、音声が再生されるまでには至らないことがわかった。このように通信環境が整備されていない地域では、CD-ROMによる教材の配布希望が多かった。3.教材のニーズ調査高等教育機関に設置されている日本語のコースで求められている教材も国によって異なり、たとえば中国では初級レベルは中国国内でさまざまな教材が出版されているため、日本に求めるのは中級や上級段階の「定番」となる目本語教材であるのに対し、インドネシアでは初級レベルのスキルを伸ばす教材やインドネシア語で記述された日本語文法書であった。(1)日本語教育a)外国人留学生向けに執筆された日本の政治に関するテキストの文章を、日本語能力試験3級終了程度の学習者でも理解できるよう、辞書機能をつける語彙を特定させるため、形態素解析ツールにかけて2級以上の語彙を選び出した。また、係り受け構造解析ツールにかけ、初級レベルの読解テキストには使われていない6層以上の入れ子構造を持つ文を、政治テキストの執筆者に書き直しを要請する文の候補とした。初級終了程度の学習者にとっては、かなり複雑な構造を持つ文が多いため、文の意味を理解させるために、何が・いつ・どこで・どのように・どうしたといったいわゆる5W1Hがわかるよう質問文を用意し、それに答えれば、文の意味が理解できる方式を採用することにした。1文の理解だけではなく、文章全体の理解につなげるため、意見、根拠、例示等文章の中で果たしている機能も質問に盛り込んだ。(2)情報工学a)(1)a)をWeb上で公開できるよう、システム設計を行った。b)多文化理解を目指したe-Learning環境構築の準備として、海外の日本語教育機関において本学作成のe-learning教材をネット上で使用したところ、教材が不足している地域ほど学内の通信回線の速度が遅いことや学生個人が使えるマシンが学内で整備されていないため自習用にCD-ROMによる配布を検討した。
X線血管撮影装置による血管造影像を用いた定量的血流イメージング法の開発

我々はX線血管撮影装置による血管造影法の施行中に可能な2コンパーメントモデルに基づく局所血流の定量的評価方法を考案した。血管造影像に対して、解析の前処理として造影剤投与前後での画像の引き算、画像値と造影剤濃度の直線性を維持するためのビームハードニング補正、動脈や目的組織の動き補正を行った後に、造影剤注入動脈内と目的組織部の造影剤濃度の時間変化曲線(TDC)からPatlak法により動脈から毛細血管外部組織へ流出する血流(K1)を算出する。平成28年度は、平成27年度に開発したキャリブレーション用球状ファントムによる信号直線性補正法および血流算出計算アルゴリズムを用いて5例の患者の血管造影データの解析を行った。全ての症例で臓器血流量が算出され、血管内治療前後の血流量の変化を検出可能であった。しかし、同期撮影が困難な呼吸性体動によるミスレジストレーションが生じる場合や球状ファントムの背景に骨組織など極端にX線減弱能が異なる組織が重なる場合などに異常値が検出されることが確認され、問題点と考えられた。平成29年度は球状ファントムによる信号直線性補正法の問題点を解決し、より多くのデータ収集・解析のためのコンピュータシステムを血管造影装置に接続する予定であったが、血管撮影装置メーカーの買収・組織改変のため、対応が延期され、現在でも画像処理装置へのアルゴリズムの導入と血管撮影装置との接続ができていない。平成30年度には4月1日に施行された臨床研究法への対応が必要となったため、諸手続き等に難渋し、臨床研究を実施できなかった。今後、信号直線性補正法をさらに改良し、画像処理装置と血管撮影装置との接続を完了し、肝細胞癌に対する動脈塞栓術前後の肝動脈血流評価や肝切除術前の非塞栓葉の肥大を目的とした肝内門脈枝塞栓術における塞栓前後の門脈血流評価に関して臨床研究を実施していく予定である。本法では、血管造影像に対して、解析の前処理として造影剤投与前後での画像の引き算、画素の信号値と造影剤濃度の直線性を維持するためのビームハードニング補正、動脈や目的組織の動き補正を行った後に、造影剤注入動脈内と目的組織部の造影剤濃度の時間変化曲線からPatlak法により動脈から毛細血管外部組織へ流出する単位面積あたりの血流(単位:mL/分/cm2)を算出する。平成27年度は、信号直線性補正法および血流算出計算アルゴリズムの開発を行った。(1)信号直線性補正用球状ファントムの作成と検証血流量を定量するためには血管造影画像の信号強度と造影剤濃度が比例関係でなければならないが,実際には散乱線やビームハードニング,グレアの影響によりこれらが比例せず,補正する必要がある。エポキシ樹脂に様々な濃度の硫酸バリウムを添加してX線吸収の異なる9種の球状ファントムを作成し、照射野内で同時に撮影することで、信号強度と造影剤濃度を比例関係に補正する直線性補正法を考案し、その有用性を検証した。種々の撮影条件および被写体条件で信号直線性補正用球状ファントムを用いて補正関数を求めることにより血管造影画像信号強度と造影剤濃度の直線性補正を可能とした。(2)Patlak法を用いた血流算出計算アルゴリズムを開発解析処理に必要なPatlak法を用いた初期的な血流算出計算アルゴリズムを開発した。さらに、近似直線相関の高速判定アルゴリズムを改良し、高速化を図った。本年度より研究代表者が所属学科長に昇格し、管理・運営業務の増加により多忙となったため、臨床研究業務に影響が出ている。臨床画像データの収集、高速画像処理装置の構築・導入がやや遅れている。本年度は管理・運営業務を効率化し、研究の遅れを挽回する予定である。本法は動物実験で冠動脈造影では心電図同期処理後の画像として3ー5心拍分の画像から、簡便な演算で注目心位相の血流画像を得ることができることが検証されている。血管造影画像はCT、MRIと異なり2次元画像なので注目組織部のTDCは組織の厚さ方向に積分された情報を持つ。このため本法では単位面積あたりに毛細血管外部組織へ流出する血流(K1)画像(単位:mL/分/cm2)を得ることができる。

平成27年度より28年度まで、研究代表者が所属学科長に就任し、管理・運営業務の増加により多忙となったため、臨床研究業務に影響が出た。臨床画像データの収集、高速画像処理装置の構築・導入がやや遅れている。このため、血流計算アルゴリズムの評価、修正過程にも遅れが生じている。本年度は所属学科長を離任したので、研究の遅れを挽回する予定である。我々はX線血管撮影装置による血管造影法の施行中に可能な2コンパーメントモデルに基づく局所血流の定量的評価方法を考案した。血管造影像に対して、解析の前処理として造影剤投与前後での画像の引き算、画像値と造影剤濃度の直線性を維持するためのビームハードニング補正、動脈や目的組織の動き補正を行った後に、造影剤注入動脈内と目的組織部の造影剤濃度の時間変化曲線(TDC)からPatlak法により動脈から毛細血管外部組織へ流出する血流(K1)を算出する。本法は動物実験で冠動脈造影では心電図同期処理後の画像として3-5心拍分の画像から、簡便な演算で注目心位相の血流画像を得ることができることが検証されている。平成28年度は、平成27年度に開発したキャリブレーション用球状ファントムによる信号直線性補正法および血流算出計算アルゴリズムを用いて5例の患者の血管造影データの解析を行った。全ての症例で臓器血流量が算出され、血管内治療前後の血流量の変化を検出可能であった。しかし、同期撮影が困難な呼吸性体動によるミスレジストレーションが生じる場合や球状ファントムの背景に骨組織など極端にX線減弱能が異なる組織が重なる場合などに異常値が検出されることが確認され、問題点と考えられた。平成29年度はより多くのデータ集取集・解析のためのコンピュータシステムを血管造影装置に接続する予定であったが、血管撮影装置メーカーの対応が遅く、画像処理装置へのアルゴリズムの導入と血管撮影装置との接続が完了できなかった。平成30年度には画像処理装置へのアルゴリズムの導入と血管撮影装置との接続を完了し、臨床研究を実施しする予定である。このため、血流計算アルゴリズムの評価、修正過程にも遅れが生じた。平成29年度に研究代表者が配置転換のため大学病院教授となり、移動にともなう作業のため研究業務に影響が出た。
動画ベースの非同期型コミュニケーションを主体とする二言語異文化交流の活動設計

本研究では,2017年のパイロット的実践研究に基づいて,次のようなOnline Intercultural Exchange (OIE)の活動設計および実践を行う。対象となるOIEプログラムは,(1)参加者が作成した動画とそれに対するコメントからなる交流, (2)非同期型コミュニケーション, (3)自身の学習言語を母語とするパートナーとのオンライン言語交換, (4)グループ課題としての動画作成および小グループ内でのやりとり,(5) Facebookグループの利用を主な特徴とする。これら5点を中心に細部の改善を加えながら事例研究を行い,英語学習活動としての有益性を明らかにしていく。
気道上皮細胞の喫煙誘導細胞老化におけるマイトファジー、ミトコンドリア動態の役割

喫煙刺激は気道上皮細胞においてミトコンドリア分裂を促進し、活性酸素種ROSの産生を増加させ、細胞老化を誘導した。ミトコンドリア分裂促進自体もROSの産生を増加させ、細胞老化を誘導した。抗酸化剤は喫煙誘導細胞老化、ミトコンドリア分裂促進による細胞老化を抑制した。マイトファジー低下による分裂ミトコンドリアの蓄積、ROS増加は細胞老化を促進した。電子顕微鏡による肺組織の検討ではCOPD患者では、非喫煙者の気道上皮細胞と比較してより多くの断片状のミトコンドリアを認めた。以上より、肺でのミトコンドリア分裂促進、マイトファジー低下がROS増加、細胞老化亢進を介してCOPD病態に関与する可能性が示唆された。本研究は、慢性閉塞性肺疾患(Chronic obstructive pulmonary disease:COPD)の主要な病態である喫煙誘導細胞老化における、ミトコンドリア動態、マイトファジーの果たす役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、特にミトコンドリア動態の果たす役割について検討した。手術肺より分離培養した、正常ヒト気道上皮細胞を用いて検討を行った。まず、喫煙刺激によるミトコンドリア動態の変化を蛍光顕微鏡にて観察した。喫煙刺激はミトコンドリアの分裂を促進し、フラグメント状のミトコンドリアが有意に増加した。一方で、喫煙刺激は、ミトコンドリア由来の活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)産生を増加し、細胞老化を促進した。抗酸化剤(N- acetyl-L-cysteine :NAC、MitoTEMPO®)はROS産生、細胞老化促進を抑制したことから、喫煙刺激はROSを介して細胞老化を誘導すると考えられた。次に、ミトコンドリア分裂促進がROS、細胞老化へ及ぼす影響について検討を行った。ミトコンドリア融合蛋白(Mitofusin1,Mitofusin2,OPA1)のノックダウンにより、ミトコンドリア分裂を促進させた。ミトコンドリア分裂促進は、ミトコンドリア由来のROS産生を増加させ、細胞老化を誘導した。分裂促進によるROS増加、細胞老化亢進は、NAC及びMitoTEMPOにより抑制された。これらの結果から、喫煙刺激による細胞老化誘導において、ミトコンドリア分裂促進に伴うROS産生増加が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。ミトコンドリア由来の活性酸素種(Reactive Oxygen Species;ROS)は、ミトコンドリア分裂促進、マイトファジー低下(傷害ミトコンドリア蓄積)により増加する。本研究は慢性閉塞性肺疾患(COPD;Chronic Obstructive Pulmonary Disease)の主要な病態である喫煙誘導細胞老化亢進とミトコンドリア由来のROSとの関連をミトコンドリア動態、マイトファジーの観点から検討し、その制御、傷害軽減を図る。COPDの発症、進行の機序を理解し、治療法の開発を目的として行った。喫煙刺激による気道上皮細胞老化亢進におけるミトコンドリア動態の役割について明らかとした。喫煙刺激は気道上皮細胞において、ミトコンドリア分裂を促進し、ミトコンドリア由来のROSの産生を増加させ、細胞老化を誘導した。一方、抗酸化剤は喫煙誘導細胞老化、ミトコンドリア分裂促進による細胞老化を抑制した。また、マイトファジー低下による分裂ミトコンドリアの蓄積、ROS増加は細胞老化を促進した。以上より、肺でのミトコンドリア分裂促進、マイトファジー低下がROS増加、細胞老化亢進を介してCOPD病態に関与している可能性が示唆された。呼吸器内科本研究では、喫煙による細胞老化誘導におけるミトコンドリア動態、またマイトファジーの果たす役割を明らかにすることを目標としているが、本年度は前者を主に検討した。喫煙誘導細胞老化において、ミトコンドリア分裂促進がROS産生増加を介して、細胞老化誘導に重要である可能性明らかにできたと考えている。今後、ミトコンドリア動態の制御に関して、より詳細な機序の検討を行う予定である。後者に関しても、現在検討を開始し、マイトファジーの低下が喫煙誘導細胞老化に関連するというプレリミナリーな結果を得ている。喫煙誘導細胞老化誘導におけるミトコンドリア動態の関与、マイトファジーの関与の検討は、それぞれ、目標の80%、20%程度達成しており、おおむね順調に進展していると考えられる。喫煙による細胞老化誘導におけるミトコンドリア動態の役割とその制御機序に関しては、より詳細に機序を検討する。細胞全体、および、ミトコンドリア分画において、喫煙刺激による融合促進蛋白、分裂促進蛋白の発現量の変化をそれぞれ比較検討する。

さらに変化のあった蛋白に注目し、ミトコンドリア動態に果たす役割を明らかにする。喫煙による翻訳後修飾(カルボニル化、ユビキチン化など)もその機序に重要な役割を果たしている可能性がある。ミトコンドリア融合促進蛋白及び分裂促進蛋白に関して翻訳後修飾の影響を検討する。また、COPD肺組織を用いて、実際のミトコンドリアの形態を電子顕微鏡で確認し、半定量的に評価する。さらに、COPD肺組織での融合促進蛋白、分裂促進蛋白の発現を免疫組織染色及び蛋白抽出液を用いて評価する。喫煙による細胞老化誘導におけるマイトファジーの役割の検討に関しては、マイトファジー制御蛋白である、PINK1-Parkin系に注目して検討を行う。喫煙刺激のマイトファジーへ及ぼす影響、マイトファジーによる喫煙誘導細胞老化制御などを、培養細胞を用いて詳細に検討を行う。
低圧下での土の剪断特性に関する実験的研究

大山噴火に起因する凝灰岩は農道,その他の建設で切り土したり,これを盛土材料とした場合,簡単に侵食されたり,小さなすべり破壊を生じ,法面の維接・管理に問題が生じている.そこで今年度はこの凝灰岩を現場より採取し,盛土法面を想定して締固めを行った.採取後の凝灰岩は完全に分解して砂質土となった.これを4種の締固めエネルギ-で締固めて剪断試験を行った.さらに斜面すべりは主に降雨時に生じることから,透水試験を行い,透水性について検討した.この結果,(1)凝灰岩はゆるい状態では強度定数C ́,φ ́はやや小さいが,締固めることによって,C ́,φ ́は増大し,顕著なダイレタンシ-特性を示す.(2)降雨時を想定した水浸状態ではC ́が大きく減少するが,φ`はあまり変化しない.C ́の減少は浅いすべりの安全率を大きく低下させるから,定性的に降雨時の斜面すべりの発生が説明できる.(3)締固めた凝灰岩の透水試験では流出水が濁っている場合があった.これはパイピング発生の可能性を示しており,安定性に大きく影響するから,別途にパイピングについても予備実験を行った.この結果ではパイピング発生の可能性は小さいことが判明した.(4)透水係数は締固めや圧密によって必ずしも減少するとは限らず,特異な透水性を示した.このうち,水浸によるC ́の減少は低圧で実験を行うことができなかった.このため,次年度以降,低圧での非水浸,水浸状態での剪断特性の相違について実験を行う予定である.さらに島根県出雲地方南部に多つまさ土の低圧下での剪断特性や島根県内の大邑開拓地で多発している切り土法面の浅いすべりについても実験を行い,すべりの発生機構とその防止弓法について実験,解析を行っていく予定である.大山噴火に起因する凝灰岩は農道,その他の建設で切り土したり,これを盛土材料とした場合,簡単に侵食されたり,小さなすべり破壊を生じ,法面の維接・管理に問題が生じている.そこで今年度はこの凝灰岩を現場より採取し,盛土法面を想定して締固めを行った.採取後の凝灰岩は完全に分解して砂質土となった.これを4種の締固めエネルギ-で締固めて剪断試験を行った.さらに斜面すべりは主に降雨時に生じることから,透水試験を行い,透水性について検討した.この結果,(1)凝灰岩はゆるい状態では強度定数C ́,φ ́はやや小さいが,締固めることによって,C ́,φ ́は増大し,顕著なダイレタンシ-特性を示す.(2)降雨時を想定した水浸状態ではC ́が大きく減少するが,φ`はあまり変化しない.C ́の減少は浅いすべりの安全率を大きく低下させるから,定性的に降雨時の斜面すべりの発生が説明できる.(3)締固めた凝灰岩の透水試験では流出水が濁っている場合があった.これはパイピング発生の可能性を示しており,安定性に大きく影響するから,別途にパイピングについても予備実験を行った.この結果ではパイピング発生の可能性は小さいことが判明した.(4)透水係数は締固めや圧密によって必ずしも減少するとは限らず,特異な透水性を示した.このうち,水浸によるC ́の減少は低圧で実験を行うことができなかった.このため,次年度以降,低圧での非水浸,水浸状態での剪断特性の相違について実験を行う予定である.さらに島根県出雲地方南部に多つまさ土の低圧下での剪断特性や島根県内の大邑開拓地で多発している切り土法面の浅いすべりについても実験を行い,すべりの発生機構とその防止弓法について実験,解析を行っていく予定である.
Wntシグナル活性化因子RSPO2に焦点をあてた後縦靭帯骨化症の病態解明

本研究では本邦で行われた頚椎後縦靭帯骨化症(頚椎OPLL)のGWASで同定された疾患修飾候補遺伝子のひとつであるRSPO2のOPLL発症およびOPLL伸展における機能解明を目指して開始した。まずヒトサンプルおよびマウスのティッシュパネルにおいてRSPO2が後縦靭帯に発現していることを確認した。また手術で得られた頚髄症患者および頚椎OPLL患者の黄色靭帯での発現比較において頚椎OPLL群で有意にRSPO2の発現が高かったことからRSPO2がWnt活性化因子であることをあわせて、我々はRSPO2のgain-of-functionがOPLLの発症に関与しているという傍証をえた。またヒトOPLLサンプルやヒト黄色靭帯骨化症サンプルにおいて骨化前線部の靭帯細胞でコントロールと比較してRSPO2の発現が有意に上昇していることも確認した。次にヒト脊椎靭帯細胞で実際にRSPO2が骨化を誘導することが可能か検証すべく実験を行った。まず手術で得た黄色靭帯からCD90陽性の間葉系幹細胞とCD90陰性の靭帯細胞をフローサイトメーターを用いて分離培養する系を確立した。続いて同系にて得られたCD90陽性の細胞群にRSPO2を添加することで実際に骨芽細胞分化が誘導されることを確認した。またOPLLはメカニカルストレスのかかる部位で進展悪化することが知られているが、実際に上記系で得られたCD90陰性の靭帯細胞にメカニカルストレスをかけることでRSPO2の発現が上昇することも確認でき、靭帯内では靭帯細胞でのRSPO2の発現・分泌上昇が靭帯内間葉系幹細胞の骨芽細胞分化を促進している可能性が考えられた。最後にRSPO2のCre誘導性トランスジェニックマウスを作出し、様々なCreマウスを交配することで実際に靭帯骨化症が誘導できるかを検討したが現時点では、靭帯骨化が確認されるには至っておらず現在も交配と解析を継続しているところである。現段階までの成果を現在英語論文にまとめ、投稿中である。ますヒトサンプルおよびマウスのティッシュパネルにおいてRSPO2の発現解析を行った結果、RSPO2がヒト後縦靭帯に発現していること、またマウスの傍脊椎靭帯において後縦靭帯に特に強く発現していることを確認した。次に我々はRSPO2は骨形成に重要なシグナルであるWntシグナルの活性化因子であるためRSPO2のgain-of-functionがOPLL発症に関与しているとの仮説をたて、その仮説をもとにRSPO2のCre誘導性トランスジェニックマウスを作成した。マウスはすでに生まれてお、Cre作動化にRSPO2が過剰発現することも確認できており、今後本マウスを用いて解析を行う予定である。また、in vitroでは傍脊椎靭帯のひとつである黄色靭帯を術中検体から採取し、細胞を分離培養することに成功し、さらにRSPO2を過剰発現することで骨形成関連遺伝子が有意に上昇することを確認している。また同じく手術で得られたヒト黄色靭帯骨化症サンプルにおいて骨化前線部の靭帯細胞でコントロールと比較してRSPO2の発現が有意に上昇していることも確認できており、これまでの検討からはRSPO2のgain-of-functionがOPLL発症に関与しているという仮説を裏付けるような結果が得られている。現在、引き続き解析を行っている所である。上述のごとく仮説に合致した結果が得られてきており、マウスの作出・交配も順調にすすんでいることから研究は順調に推移・進展していると判断している。まずヒトサンプルおよびマウスのティッシュパネルにおいてRSPO2の発現解析を行った結果、RSPO2がヒト後縦靭帯に発現していること、またマウスの傍脊椎靭帯において後縦靭帯に特に強く発現していることを確認した。次に我々はRSPO2は骨形成に重要なシグナルであるWntシグナルの活性化因子であるため、RSPO2のgain-of-functionによって間葉系幹細胞がin vitroでは骨化を促進することを解明した。更に脊椎靭帯のひとつである黄色靭帯を術中検体から採取し、細胞を分離培養することに成功し、さらにRSPO2を過剰発現することで骨形成関連遺伝子が有意に上昇することを確認した。また同じく手術で得られたヒト黄色靭帯骨化症サンプルにおいて骨化前線部の靭帯細胞でコントロールと比較してRSPO2の発現が有意に上昇していることも確認できており、またその骨化前線が間葉系幹細胞が直接骨芽細胞分化して骨化を引き起こしていることも明らかにした。また、靱帯骨化はメカニカルストレスが関与していると考えられていたが、前述の手術サンプルから採取した細胞に、細胞伸展装置を用いてメカニカルストレスを過剰に負荷することにより、RSPO2タンパクが過剰に産生される結果が得られた。現在、引き続き解析を行っている。上述のごとく仮説に合致した結果が得られてきており、シグナルの連関の解析も順調にすすんでいることから研究は順調に推移・進展していると判断している。

本研究では本邦で行われた頚椎後縦靭帯骨化症(頚椎OPLL)のGWASで同定された疾患修飾候補遺伝子のひとつであるRSPO2のOPLL発症およびOPLL伸展における機能解明を目指して開始した。まずヒトサンプルおよびマウスのティッシュパネルにおいてRSPO2が後縦靭帯に発現していることを確認した。また手術で得られた頚髄症患者および頚椎OPLL患者の黄色靭帯での発現比較において頚椎OPLL群で有意にRSPO2の発現が高かったことからRSPO2がWnt活性化因子であることをあわせて、我々はRSPO2のgain-of-functionがOPLLの発症に関与しているという傍証をえた。またヒトOPLLサンプルやヒト黄色靭帯骨化症サンプルにおいて骨化前線部の靭帯細胞でコントロールと比較してRSPO2の発現が有意に上昇していることも確認した。次にヒト脊椎靭帯細胞で実際にRSPO2が骨化を誘導することが可能か検証すべく実験を行った。まず手術で得た黄色靭帯からCD90陽性の間葉系幹細胞とCD90陰性の靭帯細胞をフローサイトメーターを用いて分離培養する系を確立した。続いて同系にて得られたCD90陽性の細胞群にRSPO2を添加することで実際に骨芽細胞分化が誘導されることを確認した。またOPLLはメカニカルストレスのかかる部位で進展悪化することが知られているが、実際に上記系で得られたCD90陰性の靭帯細胞にメカニカルストレスをかけることでRSPO2の発現が上昇することも確認でき、靭帯内では靭帯細胞でのRSPO2の発現・分泌上昇が靭帯内間葉系幹細胞の骨芽細胞分化を促進している可能性が考えられた。最後にRSPO2のCre誘導性トランスジェニックマウスを作出し、様々なCreマウスを交配することで実際に靭帯骨化症が誘導できるかを検討したが現時点では、靭帯骨化が確認されるには至っておらず現在も交配と解析を継続しているところである。現段階までの成果を現在英語論文にまとめ、投稿中である。引き続き、研究計画書に記載したとおりに研究を勧めていく予定である。想定よりもはやくマウスの作出に成功しているため、引き続き研究を計画通りにすすめていく予定である。Wntシグナルがどのようなメカニズムで靱帯骨化を促進しているかを更に詳細に解析していく。おおむね研究が順調にすすんだため必要以上の支出がなかった(理由)順調に研究が進んでいるため、必要以上に経費をかけずに済んだ(使用計画)in vivoの解析など、次年度以降の経費のかさむ実験に使用する計画であるRSPO2のCre誘導性トランスジェニックマウスを作成して確認できたCre作動化にRSPO2が過剰発現することを本マウスを用いて解析を行うための諸費用など
地球温暖化防止における木材の循環利用に関する環境教育プログラムの開発

本研究では,資源循環型社会の構築を目指した学習内容区分に,地球温暖化防止に関わる木質材料の優位性を含めた木材の循環利用の流れを配置すると共に,この流れを学習する教材を制作した。学習プログラムでは,資源の循環利用において,資源生産(学習内容:資源開発と環境保全),製造(学習内容:資材の特徴とその加工技術),使用(学習内容:製品の選び方・使い方),廃棄(学習内容:廃棄物の処理方法)の各区分毎に木材利用に関する内容を位置づけた。なお,この学習プログラムを構成していくために,まず,宮崎県における主に児童およびその保護者を対象とした森林や木材を利用した教育活動を調査した。その結果,宮崎県における森林や木材に関わる教育活動は木材利用普及啓発のための県の施設および県の事業(「県産材消費拡大キャンペーン事業」など),さらに森林・木材関連団体の活動によって数多くの活動が実施されており,その活動内容として,現在数多く実施されている木工教室の場合,人工林の多面的機能の回復を背景に,国産材の利用推進を目的とした木によるものづくり機会の提供と考えられるが,この目的を達成するためには,木材利用の環境保全性,すなわち,「木を切って使うことは,必ずしも環境破壊につながる行為でなく,環境保全に貢献すること」についてふれることが必要と考えられた。さらに,資源循環型社会の実現に向けて,現在実施されている様々な教育活動を,より効果的な環境教育活動とするためには,木質資源の循環利用の流れにおける各活動の位置づけを認識できるように各活動を関連づけるための核となる基礎的な学習が必要と考えられた。このことを踏まえ,地球温暖化防止に貢献する木質資源の循環利用に関する基本的な事柄,特に地球温暖化防止対策における森林の役割と木材利用の意義について学習するための児童向け学習用アニメーションを制作した。【地球温暖化防止における木材の循環利用に関する環境教育プログラムの構成】地球温暖化防止における木材の循環利用の意義について学習するための教材を作成し,この教材を,一般対象の木材利用に関わるイベントおよび小・中学校の授業で使用して,広い年齢層から教材内容に対するアンケート回答を収集し,教材の問題点を検討した。その結果,ナレーションや炭素循環に関する解説部分を含め,数多くの問題点が明らかとなった。ひきつづき,これらの結果を踏まえ,教材の再編集作業を進めると共に,地球温暖化防止における木材の循環利用の意義について学習プログラムの構成を検討している。【森林,木材関連産業施設,体験施設等の調査】宮崎県内の森林・木質資源の利用に関わる体験施設やイベント実施状況を調査し,その内容について検討した。その結果,「木材利用」に関連しては,地域材の需要拡大をねらいとして,スギ材を使用した木工教室が最も多く実施されている。しかし,環境保全と木材利用との関わりの解説も少なく,地域材利用の意義に関するわかりやすい簡単な教材の必要性が明らかとなった。【廃棄木製品の再生および工場残材や間伐材等を使用した木製品の製作例の試作】木質資源の有効利用および木材の新しい利用技術に関連して,特に,LVL工場とプレカット工場の残材を使用した木製品の試作を行うと共に,湾曲集成材を意識して,積層接着による曲げ加工部材を製作し,これを木製品の設計製作に活かす実践を行った。
ADENOVIRAL VECTORを 使用した肝臓に対する遺伝子治療における投与条件の基礎的検討

1.各投与経路別のadenoviralvectorの感染,遺伝子発現について経静脈的,経門脈的,無血的肝潅流法にて遺伝子(beta-galactosidase)の発現を比較すると,無血的肝潅流法が,約5倍の発現が経静脈的,経門脈的に比較して得られた.2.無血的肝潅流法の安全性無血的肝潅流法を施行したビーグル犬の1週間生存率は4/5,80%で,肝逸脱酵素は術後3日目でピークをむかえた(ALT 323±65,AST 255±98)が,1週間後には正常化した.3.無血的肝潅流法の投与条件の検討4.薬剤などの添加物の影響血漿成分,蛋白分解酵素阻害剤,プロスタグランディングランジン製剤と潅流液との混和ではいずれも1.5倍強の発現量の増加を認めたが,N-number少なく,有意差を認めるまでには至っていない.以上より,無血的肝潅流法は肝に対するadenoviral vectorを使用した遺伝子投与法として,その有効性,安全性が大動物においても証明された.さらに,血漿成分,蛋白分解酵素阻害剤,プロスタグランディングランジン製剤の同時潅流により導入率の向上がえられ,臨床応用に希望が持てる結果となった.1.イヌにおける無血的肝灌流法の確立全痲下,無血的肝灌流法をV-Vバイパス(上腸間膜静脈-内頚静脈)を用いて行った.術後3匹中1匹は肺空気塞栓にて死亡した.残りの2匹は術後経過良好で,灌流中,肝は速やかに脱血され,vital signも安定していた.10^9pfuのLac-Z遺伝子を含んだADENOVIRAL VECTORを40cc/分にて5分間灌流した.術後2日目,21日目に左葉,右葉より生検しbeta-galactosidase染色したところ2日目で平均で約30%,21日目で0%の陽性細胞が認められ,葉間に差は認められなかった.術後2日目,21日目に肺,腎,脾臓,小腸を生検し,PCRにてADENOVIRAL VECTORのDNAを検索すると,DNAは認められなかった.1.各投与経路別のadenoviral vectorの感染,遺伝子発現について経静脈的,経門脈的,無血的肝潅流法にて遺伝子(beta-galactosidase)の発現を比較すると,無血的肝潅流法が,約5倍の発現が経静脈的,経門脈的に比較して得られた.2.無血的肝潅流法の安全性無血的肝潅流法を施行したビーグル犬の1週間生存率は4/5,80%で,肝逸脱酵素は術後3日目でピークをむかえた(ALT 323±65,AST 255±98)が,1週間後には正常化した.3.無血的肝潅流法の投与条件の検討4.薬剤などの添加物の影響血漿成分,蛋白分解酵素阻害剤,プロスタグランディングランジン製剤と潅流液との混和ではいずれも1.5倍強の発現量の増加を認めたが,N-number少なく,有意差を認めるまでには至っていない.以上より,無血的肝潅流法は肝に対するadenoviral vectorを使用した遺伝子投与法として,その有効性,安全性が大動物においても証明された.さらに,血漿成分,蛋白分解酵素阻害剤,プロスタグランディングランジン製剤の同時潅流により導入率の向上がえられ,臨床応用に希望が持てる結果となった.
屋久島におけるキノコの多様性とニホンザルの食嗜好性についての進化生態学的研究

ニホンザルの主要食物である植物と異なり、単独で点在するキノコは絶対量が少なく、あっという間に食べ尽くされてしまうため、学習のチャンスが極めて少ない食物である。本研究では、ニホンザルが食べたキノコ・食べなかったキノコの分子種同定結果を基に、ニホンザルのキノコに対する選択・忌避の傾向とその基準について解明した。屋久島の野生ニホンザルにとって、キノコは採食時間のわずか2.2%を占めるにしかすぎず、主要な食物ではなかったが、年間を通じてニホンザルは少なくとも67種(31属)という非常に多様なキノコを食べていることが判明した。ニホンザルは最も多様なキノコを食べる哺乳類種のひとつである可能性が高いことが明らかになった。採食時の行動に着目し、ニホンザルがキノコに遭遇したとき・手に取ったとき・検査行動(におう・かじるなど)を見せたとき・食べたときと4段階に分けて分析したところ、ニホンザルが検査行動なしですぐに食べるキノコは毒キノコである割合が低く、途中で採食を止めたキノコは毒キノコである割合が高かった。また、ニホンザルがキノコに遭遇したときに無視したものが食用キノコである割合が低く、最後まで食べたキノコが食用キノコである割合も低かった。これらのことから、ニホンザルにとって食用キノコの選択および毒キノコの回避のいずれにおいても、事前の知識と味覚が重要な役割を果たしていると考えられる。繰り返し食べられるキノコを属レベルで比較したところ、有毒種を多く含むテングタケ属のキノコを手に取った際には、検査行動が多くみられた上、食べずに捨てることが多かった。また、繰り返し食べられるキノコ種に対しても採食行動パターンに一貫性が見られる傾向があった。これらのことから、ニホンザルが属または種レベルでキノコについて何らかの知識を持っている可能性が示された。本研究は、屋久島に分布する多様なキノコのうち野生ニホンザル(Macaca fuscata yakui)がどのようなキノコを食べるのかを一年を通じて調査し、サルのキノコに対する食嗜好性の進化とその機能について解明することを目的とする。本研究では、次の3つの方法によりサルのキノコ食行動について明らかにする:(1)行動観察による食嗜好性の解明:サルが食べたキノコおよび一度は手にとったものの食べなかったキノコを調べ、選択・忌避の傾向とキノコの毒性の有無との関連性を検証する。キノコを見つけたときのサルの行動(触る、におう、舐める、かじるなど)にも着眼し、識別の手がかりについて考察する。(2)遺伝子解析によるキノコの種同定:キノコの断片およびサルの糞からキノコの分子種同定をおこなう。半月に1回のキノコのセンサスで集めたサンプルも同定し、季節ごとのキノコの多様性を調べる。(3)キノコの栄養分析と給餌実験:サルのキノコに対する食嗜好性を毒性の有無以外の観点からも検討するため、採食するもの・忌避するものそれぞれに含まれる栄養成分を調べる。シイタケやシメジなど食用キノコの栄養分析もおこない、野生のサルが採食するキノコと栄養価を比較し、栄養学的に見たサルにとってのキノコの食物としての重要性を明らかにする。また飼育個体を対象に給餌実験をおこない、キノコに対する嗜好性と栄養価および消化率の関連性を考察する。野外調査はすでに終了しており、現在は遺伝子解析によるキノコの種同定をおこなっている。その後、栄養分析ならびに給餌実験を実施する予定である。キノコ食行動はニホンザルに特有の行動ではなく、野生のゴリラやチンパンジーをはじめ、数多くの霊長類でもみられることがわかっている。食べ残しや糞からキノコを同定する手法が確立した暁には、世界中の霊長類とキノコの関係についてより理解が進むだけでなく、ヒトがまだ知らない有用なキノコの存在が明らかになるかもしれない。