hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コリシン・リシス遺伝子による大腸菌蛋白質の分泌放出機構

コリシンE2、E3は大腸菌Co1プラスミドの作る殺菌性蛋白質で、N末端シグナル配列を持たないにもかかわらず大量に培地中まで放出される。この現象には、コリシンオぺロン最下流のリシス遺伝子にコードされる、膜局在の微小なリポ蛋白質が必要で、このリシス蛋白質の高発現は宿主大腸菌の溶菌・致殺をも引き起こす。1.リシス蛋白質の作用点の遺伝学的探索:リシス蛋白質の宿主側の標的装置は、もし遺伝子増幅により存在量が増えれば、リシス遺伝子を高発現させても致死を免れると考え、リシス遺伝子を持つ多コピープラスミドそのものをベクターとした大腸菌染色体断片をショットガンクローニングし、リシス遺伝子を誘発されても死なないクローンを5株得た。それぞれの断片の遺伝子座を、大腸菌整列クローンを用いて推定した。今後、これらのプラスミドにおいて、リシス蛋白質が現実に合成されている(にもかかわらず致死とならない)ことを確認したのち、遺伝子断片の一次構造を決定して、リシス蛋白質の発現に耐性となった原因あるいはリシス蛋白質との相互作用を検討する予定である。2.リシス遺伝子発現について:リシス遺伝子の発現は、生育速度が遅いほど相対的に高く、またオペロン誘発後の時間にかかわらず一定の菌濃度に達して初めて表現型が現れる特異な性質を示す。一方コリシンオペロンは、高発現遺伝子群であるにもかかわらず大腸菌の不適合(希少)コドンを多用しており、特にリシス遺伝子のシグナル部分の(Leu)_4は、存在量が生育速度と負の相関を持つRNAleuに対応するコドンのみからなっており、希少コドンが生理状態に対するセンサーになって可能性が考えられた。そこでこの近傍のコドンを適合コドンに変えた変異体を作製した。これは野生型に比べて、非誘発時の発現が(リークにより)若干上昇したが、誘発時の発現パターンに大きな変化はなく、上記の可能性はもしあっても寄与は小さいことが推定された。
ケイ酸による乾燥耐性向上におけるポリアミン合成酵素の機能解明と過剰発現穀物作出

ソルガムなどの作物にケイ酸施与することで乾燥、高塩、病虫害などの環境ストレス耐性が向上することが知られているが、これまでにストレス緩和機構を分子レベルで解明した研究は殆どない。ケイ酸処理ソルガムでポリアミン合成酵素遺伝子(S-adenosylmethionine decarboxylase3 : SbSAMDC3)の発現が確認された。S-adenosyl-methionine decarboxylaseは環境ストレス応答物質として注目されているポリアミン(アミノ基を2つ以上持つ有機物質)の生合成の鍵になる酵素で、植物ホルモンのエチレンの生合成にも関与する。本研究では、SbSAMDC機能解明を通して、環境ストレス応答時のこれら生理活性物質の相互作用を明らかにし、SbSAMDC3過剰発現、ノックアウトモデル植物(シロイヌナズナ)の乾燥と塩ストレス応答、耐性を評価することで本遺伝子の乾燥と塩ストレス耐性遺伝子としての有効性を確認し、最終的には乾燥と塩耐性ジャガイモやイネ等作物の開発を目指す。環境制御温室でSbSAMDC3を過剰発現させたシロイヌナズナおよび野生型を用いて、塩ストレス下でのポリアミン量の変化およびイオン含量、漏出量を比較することにより、ケイ素とポリアミンの関係性のさらなる機能解析を行った。更にSbSAMDC3の機能解析の一環として、蛍光タンパク質を用いた細胞内局在性の観察を同時に行った。塩ストレス下でSbSAMDC3を過剰発現させたシロイヌナズナの発芽率、生長量、光合成活性等は野生型より高い、細胞のダメージ(イオン漏出量)を小さい、塩耐性があることを示した。ポリアミン測定の結果、過剰発現体葉のプトレスシンとスペルミン量は野生型より高いことが確認できました。また、過剰発現体のNa^+含量は野生型より低いです。これはSAMDCを過剰発現させることにより増加したポリアミンはH+-ATPaseを活性化させ、Na^+の排出を促進している可能性を考えられる。細胞内局在性の観察結果、SbSAMDC3は核、細胞膜、液胞膜、葉緑体に局在することが確認されました。細胞膜や液胞膜に局在していることから細胞膜および液胞膜上のH+-ATPaseの活性化を行い、Na^+とH^+の対向輸送を促進しNa+を積極的に排出することにより膜の安定化に貢献する役割をポリアミンが担っていると考えられる。植物をケイ酸処理すると乾燥、高塩耐性が向上するがその分子レベルの機構解明はほとんど進んでいない。乾燥地の主要作物ソルガムはケイ酸効果が高く、全ゲノムDNA配列が解読されたことから、ケイ酸効果を分子レベルで調べる上で好都合な植物である。ケイ酸処理ソルガムでポリアミン合成酵素遺伝子(S-adenosylmethionine decarboxylase:SbSAMDC)の発現が確認された。ポリアミンが、環境ストレス時の毒性物質あるいはストレス応答のシグナルの役割をするエチレン、活性酸素、脂質分解性アルデヒド、プロリン等の重要な生理活性物質と密接に関連していることから、SbSAMDC機能解明を通して、環境ストレス応答時のこれら生理活性物質の相互作用を明らかにし、SbSAMDC過剰発現、ノックアウトモデル植物(シロイヌナズナ)の乾燥ストレス応答、耐性を評価することで本遺伝子の乾燥ストレス耐性遺伝子としての有効性を確認し、最終的には乾燥耐性ジャガイモやコムギを開発する。環境制御温室でケイ酸共存、非共存下でPEG(polyethylene glycol:吸水抑制剤)及び食塩を含む培地でソルガムを水耕栽培し、成長、水ポテンシャル、浸透圧、可溶性糖、プロリン含量、無機イオン濃度、抗酸化物質、ポリアミン、エチレン等を測定した。食塩、PEG処理はソルガムの成長を抑制し、ケイ酸が緩和効果を示した。高塩ストレス処理で、浸透圧は上昇したが、ケイ酸で顕著に減少した。ケイ酸処理で増加が確認された可溶性糖は浸透圧調節に関わっていると思われる。乾燥、高塩処理植物で、ケイ酸は抗酸化酵素、抗酸化物質を増加させた。乾燥、高塩処理でプロリンは増加し、ケイ酸で抑制された。同条件で、ケイ酸はポリアミンを増加させ、エチレンを減少させた。さらにポリアミンの外部添加により、食塩による成長抑制と植物体へのナトリウム取り込みが緩和されることを確認した。

塩ストレス下でSbSAMDC3を過剰発現させたシロイヌナズナの発芽率、生長量、光合成活性等は野生型より高い、細胞のダメージ(イオン漏出量)を小さい、塩耐性があることを示した。ポリアミン測定の結果、過剰発現体葉のプトレスシンとスペルミン量は野生型より高いことが確認できました。また、過剰発現体のNa^+含量は野生型より低いです。これはSAMDCを過剰発現させることにより増加したポリアミンはH+-ATPaseを活性化させ、Na^+の排出を促進している可能性を考えられる。細胞内局在性の観察結果、SbSAMDC3は核、細胞膜、液胞膜、葉緑体に局在することが確認されました。細胞膜や液胞膜に局在していることから細胞膜および液胞膜上のH+-ATPaseの活性化を行い、Na^+とH^+の対向輸送を促進しNa+を積極的に排出することにより膜の安定化に貢献する役割をポリアミンが担っていると考えられる。ケイ酸による高塩、乾燥ストレス緩和に関する生理的解析が予定通り進んだ。当初の目的の1つであったS-adenosylmethionine decarboxylase過剰発現形質転換シロイヌナズナ、ジャガイモの作出を試みたが、ゲノム中への遺伝子導入は確認できたが、RNA、タンパク質、酵素活性の発現はまだ確認できていないので、本年度継続する。本遺伝子の欠損シロイヌナズナを入手し、ホモ欠損種を選抜している。本研究で、ソルガムから単離したポリアミン合成酵素S-adenosylmethionine decarboxylase形質転換植物の乾燥耐性作物開発の有効性が証明できたら、本遺伝子を高発現したポテト、イネ、コムギを作出し、乾燥地における作物生産向上に寄与する。ポリアミンと関連するエチレン、プロリン、活性酸素、脂質アルデヒド等の情報伝達物質との相互作用を調べることで、乾燥耐性向上にとって重要な生理活性物質、代謝反応を発見し、その鍵となる遺伝子を使って、高効率な乾燥耐性作物を開発する。この研究で得られた研究成果を中心にして、日中間で国際共同プロジェクトを立ち上げ、植物バイオテクノロジーを利用した世界の食糧生産向上を目指す。
運動意欲の行動遺伝学的研究

本研究は行動遺伝学的アプローチから運動意欲について検討するものであり、昨年度は一卵性及び二卵性双生児を、今年度はきょうだい(sibling)を調査対象とした。同じ家庭に暮らす、小学5年生から中学2年生までのきょうだい約500組に、運動意欲に関する質問紙を実施、回収した。きょうだいの類似性(相関係数)は、1/2遺伝要因と共有環境要因の影響であり、きょうだい相関の2倍の値が遺伝率の上限とみなされる。したがって、きょうだいの類似性が低いということは、運動意欲の個人差に対する遺伝要因の影響が小さいこと及び、非共有環境要因の影響が大きいことを示唆すると考えられる。分析の結果、運動意欲の下位尺度において、きょうだい類似性(相関係数)は相当程度低い値であった。ただ、データの特徴からすると、運動意欲の性差、年齢差を考慮した分析が必要であり、現在、より詳細な検討を進めている。本研究の結果、運動意欲の血縁者間の類似性は、一卵性双生児、二卵性双生児、きょうだいの順に高い傾向が認められたことから、運動意欲の個人差に遺伝要因が影響していることが示唆される。ただ、それらの類似性がそれほど高くないことから、運動意欲への非共有環境要因の影響が総体的に大きな影響を及ぼしていると言える。今後は、運動意欲に影響を及ぼす非共有環境要因の具体的事項について検討する必要がある。本研究の目的は、運動意欲の個人差に対する遺伝と環境の影響を推定することである。調査対象者は、小学5年中学3年の双生児160組である。双生児の卵性診断は大木ら(1991)が作成した母親用質問紙を用いた(精度95%)。双生児の内訳は、一卵性双生児(MZ)95組、二卵性双生児65組である。運動意欲の調査は猪俣(1987)の標準化された質問紙を用いた。運動意欲の下位尺度ごとに級内相関係数を算出した結果、MZで0.470.67、DZで0.090.37という値を得た。ファルコナーの公式を利用して相関係数から推定すると、運動意欲の個人差に対する遺伝要因の影響が中程度であり、また非共有環境要因の影響も中程度であると理解できる。一方、運動意欲の個人差に共有環境要因がほとんど影響していないことも示唆できる。したがって、共有環境とは家族メンバーを類似させる要因、非共有環境要因は家族メンバーを異ならせる要因と定義されることから、同じ家庭に育つ子どもの運動意欲を異ならせる要因の探索が必要となる。この点を次年度の研究課題として検討する。ところで、本研究で用いた運動意欲の質問紙は信頼性及び妥当性が検討され作成されているが、検証的因子分析が施されていない。そこで、この双生児データを用いて検証的因子分析をしたが、適合度において問題があることがわかった。その理由としてデータ数が少ないことが考えられる。したがって、さらにデータを収集し、運動意欲データについて検証的因子分析を行い、そして共分散構造分析の手法による遺伝と環境の相対的影響度の推定を行う必要があると考える。本研究の目的は,「なぜ,運動意欲の個人差が生じるか」というテーマに対し,行動遺伝学的アプローチから検討することである。昨年度の研究結果から,運動意欲の個人差に対する環境要因の相対的影響度の割合が大きく、なかでも非共有環境要因の影響が大きいことが示された。そこで,今年度の研究目的,実績は以下の通りであった。1.研究目的:運動意欲と非共有環境要因との関連性を検討すること。2.方法1)調査対象者:同じ家庭に育つきょうだい95組(高校生・大学生ペア),計190名を対象とした。2)調査内容:運動意欲(達成動機)に関する調査及び非共有環境に関する調査。3.結果:非共有環境要因としては,異なる親の扱い方,異なるきょうだい関係,異なる仲間関係の3つの側面と怪我や病気などを含む特殊な出来事の要因を抽出した。そして,達成動機得点及び非共有環境要因の各尺度得点について,それぞれのきょうだいの差異得点を算出し.達成動機と非共有環境要因との相関分析を行った。その結果,異なるきょうだい関係と異なる仲間関係,そして特殊な出来事と達成動機との間に有意な関連がみられたが、異なる親の扱い方と達成動機の間には有意な関連は認められなかった。4,考察この結果から,子どものやる気を高める家庭環境としては,きょうだい関係と仲間関係が重要な影響要因であることが示唆された。また,非共有環境要因の代表的な要因である出生順やきょうだい構成,親の養育態度は、達成動機の発達にほとんど影響を及ぼしていないと言える。5.今後の課題親の養育態度の影響が認められなかったのは,本研究の調査対象者が高校生、大学生であることが理由のひとつとして挙げられる。今後は,小中学生のきょうだいペアを対象として,運動意欲と家庭環境との関連について検討すべきである。

分析の結果、運動意欲の下位尺度において、きょうだい類似性(相関係数)は相当程度低い値であった。ただ、データの特徴からすると、運動意欲の性差、年齢差を考慮した分析が必要であり、現在、より詳細な検討を進めている。本研究の結果、運動意欲の血縁者間の類似性は、一卵性双生児、二卵性双生児、きょうだいの順に高い傾向が認められたことから、運動意欲の個人差に遺伝要因が影響していることが示唆される。ただ、それらの類似性がそれほど高くないことから、運動意欲への非共有環境要因の影響が総体的に大きな影響を及ぼしていると言える。今後は、運動意欲に影響を及ぼす非共有環境要因の具体的事項について検討する必要がある。
潅流スピンラベリングを用いた脳血量定量測定による脳の概日リズムと全身的協関の解明

精神機能に多大な影響を及ぼすにもかかわらず、生体リズム機構と実際の脳活動との関連についてMRIを用いて検討した研究は少なく、その詳細は明らかにされていない。本研究では、潅流スピンラベリング法(arterial spin labeling: ASL)を用いてヒトの睡眠、生活リズムと脳活動の関連について調査することを目的とした。安静時ASL画像の測定と、アクチグラフによる睡眠・生活リズムの測定を実施し、両者の関連を検討した。ASL-fMRI撮像直前1週間の観察期において、各被験者の睡眠・覚醒スケジュールを睡眠表と手首装着型アクチグラフによってモニターした。Coleのアルゴリズムを用いて活動量データから睡眠習慣の各指標(総睡眠時間、睡眠効率、睡眠潜時、wake after sleep onset (WASO)、睡眠中点と睡眠中点の標準偏差)を算出し、睡眠・生活リズム指標と安静時における全脳のrCBFの相関解析を実施した。今年度はyoung群とold群を含めた全被験者49名を解析の対象とした。生体リズム機構に影響される日周指向性は加齢とともに朝型となっていくことが示されているため、年齢と性別を統制した共分散分析を実施した。その結果、young群21名のみの解析と同様に、日周指向性を反映するとされる睡眠中点時刻と特定の脳領域との関連は認められなかったが、生体リズム機構の不安定性と関連する睡眠中点時刻の標準偏差と、一次視覚野のrCBFが有意な正の相関を示した。また、生活リズム測定法の検証のための追加実験として若年健常者を対象にアクチグラフによる睡眠・生活リズムの測定と、ホルモン動態、脳機能の測定を実施した。ヒトの生体リズム機構は地球の明暗環境のリズム(昼夜)に適応して発達してきたものであると考えられているが、人工照明の発明により急速に24時間型となった現代社会では、生体リズム周期と実際の睡眠覚醒リズムが一致しない中で生活しなければならない機会が増加している。人体がその生活スタイルに急速に適応できるはずもなく、概日リズムのずれが事故の発生や心身の健康への負担などの要因となっている。例えば、居眠りによる交通事故は眠気が最大となる午後45時付近で交通量当たりの発生率が最も高い。また本来は寝ているはずの、生体リズム上の体温の最低点付近でも起きたまま仕事をしなければならない夜勤、交替勤務者は強い眠気や気分の悪化を訴え、さらには長期勤続者の気分障害への罹患率が三割近くにもなることが報告されている。また生体リズム機構の表現型の一つと考えられる日周嗜好性に関しても、気分調節機能や認知機能とのかかわりが指摘されている。このように精神機能に多大な影響を及ぼすにもかかわらず、生体リズム機構と実際の脳活動との関連についてMRIを用いて検討した研究は少なく、その詳細は明らかにされていない。本研究では、潅流スピンラベリングを用いてヒトの生体リズム機構と脳活動の関連について調査することを目的とした。潅流スピンラベリング法は頸部の血流に反転磁化パルスを照射し、ラベリングした血液の動態を取得することによって脳血流の絶対量を測ることが出来る。今年度は安静時潅流スピンラベリング画像の測定と、個人の生体リズムを反映する日周指向性の測定を実施し、生体リズムと脳の血流量との関連を検討することを目的とした。健常者42名に対して、安静時潅流スピンラベリングの測定と、日周嗜好性を測る質問紙(MEQ)の測定を実施した。今後は測定データの解析を行い、生体リズムと脳血流の関連について調査していく。MRI実験を実施して42名のfMRIデータを取得し、統計解析に十分なサンプルを収集することができた。よって研究が順調に進展していると判断した。初年度にデータを取得した被験者42名を50歳以下のyoung群と50歳以上のold群に分けて解析を行い、今年度はyoung群(健康な成人21名、28±6.64歳、女性2名)を解析の対象とした。その結果、総睡眠時間と一次視覚野のrCBFが有意な負の相関、デフォルトモードネットワークの中心的な領域である楔前部がその傾向を示した。WASOと痛みやネガティブ情動に関連する前帯状皮質のrCBFが正の相関を示し、睡眠の質が低い被験者ほど前帯状皮質での活動が高いことが明らかになった。

また日周指向性を反映するとされる睡眠中点時刻と特定の脳領域との関連は認められなかったが、生体リズム機構の不安定性と関連する睡眠中点時刻の標準偏差と、一次視覚野のrCBFが有意な正の相関を示し、右島皮質が有意な負の相関の傾向を示した。初年度に取得したデータを解析した結果、学会発表に足る成果を得ることが出来た。また当該研究と関連する複数の論文が国際誌に受理されている。上記の状況を鑑み、おおむね順調に進展していると判断する。精神機能に多大な影響を及ぼすにもかかわらず、生体リズム機構と実際の脳活動との関連についてMRIを用いて検討した研究は少なく、その詳細は明らかにされていない。本研究では、潅流スピンラベリング法(arterial spin labeling: ASL)を用いてヒトの睡眠、生活リズムと脳活動の関連について調査することを目的とした。安静時ASL画像の測定と、アクチグラフによる睡眠・生活リズムの測定を実施し、両者の関連を検討した。ASL-fMRI撮像直前1週間の観察期において、各被験者の睡眠・覚醒スケジュールを睡眠表と手首装着型アクチグラフによってモニターした。Coleのアルゴリズムを用いて活動量データから睡眠習慣の各指標(総睡眠時間、睡眠効率、睡眠潜時、wake after sleep onset (WASO)、睡眠中点と睡眠中点の標準偏差)を算出し、睡眠・生活リズム指標と安静時における全脳のrCBFの相関解析を実施した。今年度はyoung群とold群を含めた全被験者49名を解析の対象とした。生体リズム機構に影響される日周指向性は加齢とともに朝型となっていくことが示されているため、年齢と性別を統制した共分散分析を実施した。その結果、young群21名のみの解析と同様に、日周指向性を反映するとされる睡眠中点時刻と特定の脳領域との関連は認められなかったが、生体リズム機構の不安定性と関連する睡眠中点時刻の標準偏差と、一次視覚野のrCBFが有意な正の相関を示した。また、生活リズム測定法の検証のための追加実験として若年健常者を対象にアクチグラフによる睡眠・生活リズムの測定と、ホルモン動態、脳機能の測定を実施した。今後は取得したデータを解析し、国内外での学会発表や論文投稿に向けてデータをまとめる作業に入る。覚醒機能(視床、毛様体賦活系)、認知機能(前頭前野)、情動機能(偏桃体、島皮質)にかかわる脳領域の活動との関連をみるため、個人の日周嗜好性との相関解析を実施し、それぞれの機能と生体リズム機構との関連性を明らかにしていくことを目指す。今年度前期に国内での学会(日本生理人類学会第77回大会)にてyoung群を対象とした解析の成果を発表する予定である。学会発表において当該分野の専門家からの知見を集約し、国際誌へ投稿する論文としてまとめることを目標とする。またold群の解析を実施し、young群と比較することによって加齢が脳血流と睡眠・生体リズム機構の関連性に及ぼす影響を検討する。購入を予定していた高額の測定機器のデータの信頼性が本研究に必要なレベルに到達しない可能性があることが明らかになり、購入を見送った。また所属研究施設で実施された他の睡眠実験とデータを共有することにより、予定していた被験者謝金分の助成金の使用が減額された。所属機関で新規解析機材導入があったため、予定していた解析機材類の購入を見送った。次年度は解析の迅速化のための複数名による解析に対応する解析環境のアップグレード、解析補助者の給与、論文投稿前の英文校正や、必要に応じて追加実験等に使用する予定である。
ハイブリッド量子科学の進展に向けた国際活動強化支援

2018年度もこれまでに引き続き、新学術領域「ハイブリッド量子科学」と密に連絡を取りつつハイブリッド量子科学に関連する国際共同研究を加速した。特に重要なアクティビティとして、2018年10月1、2日の日程でフランスパリにおいてEcole Normale Superieureの協力を得て、France-Japan Bilateral Workshop on Hybrid Quantum Systemsを開催し、さらに年度途中の追加の国際ワークショップとして、領域会議を沖縄科学技術大学院大学(OIST)で開催するのに合わせて、2019年1月8日にInternational Workshop on Hybrid Quantum SystemsをOISTで開催した。これらの会議を通して海外からこの分野で活発に研究を進める研究者を招聘し、我々のアクティビティのアピールと国際共同研究の推進に努めた。外国からの招聘も大変活発に行われ、ロイヤルメルボルン大学のAndrew Greentree教授、トロント大のAmr S. Helmy教授がそれぞれNIIならびに東大を訪問し、アーヘン工科大の博士課程学生が2回理研を訪問するなど、クイーズランド大、パデュー大、サウザンプトン大、コロラド大からも博士課程の学生が理研、NII、OIST、東北大などを訪問し共同研究を推進するとともに若手の交流に貢献した。さらに、研究員、ポスドクの交流も活発に行われ、カナダNRCやロシアRzhanov Institute of Semiconductor Physicsの研究員がNTTや東京理科大を訪問し共同研究を推進した。なお、新学術領域で雇用している事業支援スタッフの経費の一部を国際活動支援基金で負担することで、国際共同支援基金の活動も積極的にサポートしてもらうことができた。国際インターンシップに関して、特にボトムアップ的な派遣については世界情勢の不安定化の影響もあるのか、若手研究者が慎重になる状況がみられるなど若干の遅れが生じていが、外国からの受け入れの方は大変活発に行われた。具体的には、ロイヤルメルボルン大学のAndrew Greentree教授、トロント大のAmr S. Helmy教授がそれぞれNIIならびに東大を訪問し、アーヘン工科、クイーズランド大、パデュー大、サウザンプトン大、コロラド大などの博士課程学生が数カ月の長期滞在も含め、理研、NII、OIST、東北大などを訪問し共同研究を推進するとともに若手の交流に貢献した。さらに、研究員、ポスドクの交流も活発に行われ、カナダ、フランス、ロシアの研究員が東京理科大、OIST、NTTをやはり数カ月間訪問し共同研究を推進し、国際共同論文などに結び付けた。外国からの訪問者が多いことは我々のプロジェクトのレベルが高く、また、対外的なアピールが適切に行われていることを示している。さらに、国際会議として、France-Japan Bilateral Workshop on Hybrid Quantum Systemsを10月にパリで開催し、さらにOISTの協力を得てInternational Workshop on Hybrid Quantum Systemsを恩納(沖縄)で開催した。当初国際会議はパリ開催のみを計画していたが、当初計画を超える会議を開催することができ、国際交流の促進、我々のプロジェクトの成果のアピールができたことは大変有意義であった。さらに次の国際会議を2019年6月にカナダオタワで開催すべく、具体的な準備に着手している。これらの進捗は、凸凹はあるものの、平均で当初の計画を満たしており、総合的に判断して、「概ね順調に進展している。」と自己判断した。2019年度は本プロジェクトの最後の年になるので、引き続き新学術領域「ハイブリッド量子科学」と密に連絡を取りながら、当初計画した研究活動を推進するとともに、当初予定をさらに増強する形で成果のアピール、さらには国際共同研究を促進するための国際会議を開催する。具体的には、すでに準備を開始しているカナダでの国際会議をオタワ大学、NRCカナダの研究者と共同でオタワ大学において開催する。カナダは政府を上げて日本との科学技術交流を促進する方向を打ち出しており、今回のオタワでの会議には在カナダ日本大使館も協力して頂ける予定である。さらに、2019年度は新学術領域の最終年度になることから、本新学術領域の成果のアピールとより一層の国際共同研究の加速を目指して日本での第2回目の国際会議を2019年12月に松江で開催する方向で調整している。これに併せて、第2回目の国際諮問委員会を開催し、新学術領域プロジェクトの国際的な観点から見た最終評価をして頂く予定である。少し遅れ気味なものにボトムアップ的な国際インターンシップ活動があるが、2019年には大学院学生の海外派遣が計画されており、優れた海外研究者の受け入れも引き続き積極的に進める予定である。具体的には、電子・スピン計画研究ではオクラホマ大、北京大、NRCカナダ、IITボンベイ、フォトン計画研究ではエコールノルマル、フォノン計画研究ではポール・ドルーデ研究所、アールト大、理論計画研究ではクイーズランド大、レーゲンスブルグ大、ウルム大などとボトムアップ的な交流を進める。特に国内で若手の活動を活性化していることに対応して、若手の交流を促進する。なお、新学術領域で雇用している事業支援スタッフの経費の一部を引き続き国際活動支援基金で負担することで、国際共同支援基金の活動も積極的にサポートしてもらう。H27年度は、本プログラムの初年度として、国際諮問パネルの設置を行うとともに、ボトムアップ的な交流を新学術領域「ハイブリッド量子科学」と密に連絡を取りつつ推進した。国際諮問パネルについては、新学術の各計画研究の領域で世界的に著名な4人の研究者に国際諮問委員への就任を依頼し、快諾を得た。国際的な海外研究拠点との連携に関する打ち合わせを3月の領域会議の機会に海外からの招待講演者も含めて行い、新学術の研究成果を海外でアピールすることと海外研究機関、研究者との交流促進を兼ねた第一回交流加速国際会議をベルリンで平成28年11月に開催することを決定した。

ボトムアップ的な交流の推進は各計画研究班を中心に予定通り進められ、電子・スピン班では、共同研究の推進のために、豪州のニューサウスウェールズ大学とカナダのマクギル大学に、それぞれ大学院学生を派遣した。フォトン班では、Twente大に研究分担者を派遣し三次元フォトニック結晶技術に関する交流を進めた。さらに、マサチューセッツ工科大学からダイヤモンドNVセンターの分野で活躍している若手研究者を招聘し、領域会議で招待講演して頂くとともに少し長期に日本に滞在して頂き、ダイヤモンドNVセンターを用いたスピン操作の最先端の研究についてフォトン班の研究分担者と意見交換した。フォノン班では、フォノニック結晶による熱伝導の制御に関する研究交流を行うため研究分担者がフランスのCNRSを訪問した。さらに、理論班を中心に内外で活躍する著名な研究者を領域会議に招聘し、ハイブリッド量子系の理論的な側面について領域のメンバーと議論する機会を設けた。H27年度は、本プログラムの初年度であり、海外交流については実行の前に先方との日程調整が必要であることから、予定通りに進まなかったものもあるが、短い期間で有意義なボトムアップ的な取り組みが行えた。具体的には豪州のニューサウスウェールズ大学やカナダのマクギル大学に大学院学生を派遣し、2人の若手研究者の海外派遣も行った。さらに、マサチューセッツ工科大学やポールドルーデ研究所から領域会議に合わせて関連する分野で著名な成果を上げている研究者を招聘し、招待講演をしてもらうとともに領域メンバーとの意見交換を行った。さらに、計画通り国際諮問パネルの設置を行うとともに、新学術の研究成果を海外でアピールすることと海外研究機関、研究者との交流促進を兼ねた第一回交流加速国際会議をベルリンで平成28年11月に開催することを決定した。また、今後の国際交流の促進に向けて、新学術領域「ハイブリッド量子科学」の特に総括班と密に連絡を取り、領域内のメンバーが国際交流を申請する際の手順、申請書類、成果報告書などのフォーマットを確立するとともに、領域内で海外派遣などを決定するルールを決めた。これらの進捗は当初の計画で予定していたものをほぼ網羅しており、今後の活動への足掛かりも得られたことから、総合的に判断して、「概ね順調に進展している。」とした。H28年度もH27年度に引き続き、新学術領域「ハイブリッド量子科学」と密に連絡を取りつつハイブリッド量子科学に関連する国際共同研究を推進した。特に重要なアクティビティとして、グローバルなセンスで幅広いアドバイスを頂くことを目標に2月末の第4回領域会議に合わせて、Prof. Bastard、Prof. Kotthaus、Prof. Westervelt、Prof. Xuの4人に参加頂き、国際諮問委員会を開催した。
ショウジョウバエの記憶中枢キノコ体における変態に伴う神経回路網再構築の解析

本研究では,昆虫の匂い学習や記憶の形成・保持に関わるキノコ体の神経回路構築を解析することを目的として,ショウジョウバエのキノコ体傘部への入力ニューロンとキノコ体内在ニューロン(ケニオン細胞)のシナプス結合関係を幼虫,蛹,成虫において免疫電顕法などを用いて調べた.幼虫型の嗅覚器は変態により成虫型(触角)に改変され,これに伴い,キノコ体傘部における触角葉出力ニューロンとケニオン細胞とのシナプス結合の再構築がおこると推測される.単純な構造と考えられる幼虫型のキノコ体傘部と,より複雑化し匂い学習や記憶に密接な関係を持つ成虫型のキノコ体傘部の構造を比較解析することは,匂い学習に関与する嗅覚情報処理システムの基本構造を抽出するうえで有効なアプローチと考えられる.本研究によって得られた結果は以下の通りである.ショウジョウバエ成虫のキノコ体傘部には,コリン作動性触角葉出力ニューロンの終末部をコアとし,それをケニオン細胞やGABA抗体陽性ニューロンの繊維が取りまいて構成される微小糸球体が多数分布している.ケニオン細胞はコリン作動性触角葉出力ニューロンからの入力を受けるとともに,GABA抗体陽性ニューロンによりシナプス前抑制的および後抑制的な制御を受けている.幼虫傘部には,成虫と比べ大型の糸球体構造が存在し,触角葉出力ニューロンとケニオン細胞の間にシナプス結合がみられた.蛹前期のキノコ体傘部では,幼虫型糸球体構造が消失するが,一部の少数触角葉出力ニューロンではChAT免疫活性が維持され,ケニオン細胞とのシナプス結合が保持されていた.蛹中期には成虫型微小糸球体の形成が始まり,蛹後期に進むにつれシナプス数が増加し成虫とほぼ同じ構造をもつ糸球体が形成された.これらの観察結果から,特定のコリン作動性触角葉出力ニューロンは蛹期を通してケニオン細胞と機能的なシナプス結合を維持していると考えられる.本研究では,昆虫の匂い学習や記憶の形成・保持に関わるキノコ体の神経回路構築を解析することを目的として,ショウジョウバエのキノコ体傘部への入力ニューロンとキノコ体内在ニューロン(ケニオン細胞)のシナプス結合関係を幼虫,蛹,成虫において免疫電顕法などを用いて調べた.幼虫型の嗅覚器は変態により成虫型(触角)に改変され,これに伴い,キノコ体傘部における触角葉出力ニューロンとケニオン細胞とのシナプス結合の再構築がおこると推測される.単純な構造と考えられる幼虫型のキノコ体傘部と,より複雑化し匂い学習や記憶に密接な関係を持つ成虫型のキノコ体傘部の構造を比較解析することは,匂い学習に関与する嗅覚情報処理システムの基本構造を抽出するうえで有効なアプローチと考えられる.本研究によって得られた結果は以下の通りである.ショウジョウバエ成虫のキノコ体傘部には,コリン作動性触角葉出力ニューロンの終末部をコアとし,それをケニオン細胞やGABA抗体陽性ニューロンの繊維が取りまいて構成される微小糸球体が多数分布している.ケニオン細胞はコリン作動性触角葉出力ニューロンからの入力を受けるとともに,GABA抗体陽性ニューロンによりシナプス前抑制的および後抑制的な制御を受けている.幼虫傘部には,成虫と比べ大型の糸球体構造が存在し,触角葉出力ニューロンとケニオン細胞の間にシナプス結合がみられた.蛹前期のキノコ体傘部では,幼虫型糸球体構造が消失するが,一部の少数触角葉出力ニューロンではChAT免疫活性が維持され,ケニオン細胞とのシナプス結合が保持されていた.蛹中期には成虫型微小糸球体の形成が始まり,蛹後期に進むにつれシナプス数が増加し成虫とほぼ同じ構造をもつ糸球体が形成された.これらの観察結果から,特定のコリン作動性触角葉出力ニューロンは蛹期を通してケニオン細胞と機能的なシナプス結合を維持していると考えられる.本研究は,昆虫において記憶・学習に深く係わるキノコ体の神経回路構築を解析することを目的とする。本年度は,ショウジョウバエの成虫および幼虫のキノコ体傘部に投射する入力ニューロンを免疫組織化学法を用いて検索するとともに,入力ニューロンとキノコ体内在ニューロン(ケニオン細胞)とのシナプス結合関係を免疫電顕法により解析し,次の結果を得た。成虫:触角葉から内側触角脳経路を経てキノコ体傘部に入力する触角葉出力ニューロンは,コリンアセチル基転移酵素(ChAT)抗体,および小胞性アセチルコリントランスポーター(VAChT)抗体に陽性で,傘部内で大型のシナプス小頭(3μm)を形成し,これを取り巻くケニオン細胞の樹状突起にシナプス結合していた。GABA抗体では,α葉や前大脳側角から傘部に投射する繊維束,さらに傘部全域に分布する細繊維に加え,柄部を走向し傘部に達する細繊維群が染色された。GABA抗体陽性の軸索は,触角葉出力ニューロンの終末部(大型シナプス小頭)とシナプスを形成していた。傘部内には大型の有芯小胞を含む軸索終末も散見された。これらの結果から,傘部には,コリン作動性触角葉出力ニューロンの終末部をケニオン細胞やGABA抗体陽性ニューロン,さらに修飾ニューロンの繊維が取り巻いて構成する微小糸球体様の単位構造が多数存在していることが明らかとなった。幼虫:触角脳経路とキノコ体傘部には,成虫と同様に顕著なChAT抗体陽性染色がみられた。傘部では,ChAT抗体陽性の巨大なシナプス小頭(6μm)が数個集まってクラスターを形成し,それぞれのクラスターは傘部周縁部にそって分布していた。

今後は,傘部におけるシナプス結合様式を免疫電顕法により詳細に解析し,それを基に回路モデルを作成し,さらに変態による感覚器官の再構築に伴う傘部神経回路の改変を電子顕微鏡レベルで経時的に解析する。キノコ体は昆虫の前大脳にみられるニューロパイルで,傘部(入力部位)と柄部・葉部(出力部位)からなる。本研究は,ショウジョウバエをモデル動物として,匂い学習や記憶の形成・保持に深く係わると考えられているキノコ体の神経回路構築を明らかにすることを目的とする。これまでに,ショウジョウバエのキノコ体傘部に投射する触角葉出力ニューロン(PN)は,コリンアセチル基転移酵素(ChAT)-抗体,および小胞性アセチルコリントランスポーター(VAChT)-抗体に陽性であること,さらに傘部にはGABA抗体陽性ニューロンが入力していることを明らかにした(平成12年度)。今年度は,これらの結果をもとに,成虫のキノコ体傘部に入力する外来性ニューロンとキノコ体内在ニューロン(ケニオン細胞)とのシナプス結合関係を免疫電顕法を用いて詳細に解析し,次の結果を得た。1.傘部には,ChAT-およびVAChT-抗体陽性のPNニューロンの大型神経終末部(synaptic boutons)が多数分布し,それぞれの終末部をケニオン細胞の樹状突起が取り囲んで糸球体を形成している。2.GABA-抗体陽性の軸索は,糸球体を構成するケニオン細胞に直接シナプス結合する場合と,ケニオン細胞に出力しているPNニューロン終末部に対してシナプス前繊維として結合している場合が観察された。3.これらの観察から,傘部ではケニオン細胞はコリン作動性PNニューロンからの入力を受けるとともに,GABA-抗体陽性ニューロンによりシナプス前抑制的および後抑制的な制御を受けていることが明らかとなった。来年度は,幼虫から成虫への変態による感覚器官の再構築に伴う傘部神経回路網の改変を免疫電顕法を用いて経時的に解析し,成虫のキノコ体傘部の神経回路構築と比較する。本年度は,変態に伴うキノコ体傘部神経回路網の再編成過程を経時的に解析した.幼虫型の嗅覚器は変態により成虫型に改変され,これに伴い,キノコ体傘部における触角葉出力ニューロンとケニオン細胞とのシナプス結合の再構築がおこると考えられる.構成ニューロンが少なく単純な構造と考えられる「幼虫型」のキノコ体傘部と,より複雑化し匂い学習や記憶に緊密な関係を持つ「成虫型」のキノコ体傘部の構造を詳細に比較解析することは,匂い学習に関与する嗅覚情報処理システムの基本構造を抽出するうえで有効なアプローチと考えられる。本年度の研究によって得られた結果は以下の通りである.キイロショウジョウバエの蛹期間(囲蛹殻形成後[APF]から羽化まで)は,25°Cで約100時間である.本研究では,APF12時間,24時間,48時間,72時間のキノコ体傘部の微細構造を比較解析した.幼虫期にキノコ体傘部の周縁部でみられていた,触角葉出力ニューロンの巨大なシナプス小頭をコアとする微小糸球体は,APF12時間にはシナプス小頭の退縮に伴い消失した.APF24時間には,微小糸球体のコアとなる触角葉出力ニューロン軸索終末部の再膨出が始まり,蛹期のほぼ中期(APF48時間)には未成熟ながら成虫型微小糸球体の形成がみられ,APF72時間には成虫とぼぼ同じ形態を示す微小糸球体がみられるようになった.APF12時間の糸球体構造が消失したキノコ体傘部でも,一部の触角葉出力ニューロンではコリンアセチル基転移酵素(ChAT)抗体に対する免疫活性が維持され,ケニオン細胞とのシナプス結合が保持されていた.
管内異常物体の形状認識を伴う管内異常モニタリングシステムの開発

管内異常物体の形状や位置を高精度に計測するには、まず管の形状や長さを高精度に計測することが必要である。この観点から本年度は、管内に生じる高次モードの定在波を(管情報を供給する)状態変数に、また残りのモードを雑音にみなすシステム工学的アプローチにより、直管の長さをリアルタイムで高精度に計測する手法を開発した。また、本方法を直管のみでなく、湾曲管や分岐管にも適用できるようにするとともに、管形状の認識や計測も行えるようにした。更に、これらの方法では定在波の大きさが余り減衰しない範囲のデータ、つまり準定常状態時の音圧変動データを用いることにしていたが、これを減衰が無視できない長期のデータウインドウにも拡張使用できるようにした。これと平行して、パルスエコー法を用い、未知の配管に異常物体が含まれているときの異常物体の形状(厚み、断面積)や位置、更には配管の形状や長さ計測を行う手法を開発した。よって、これらの方法を適切に使い分ければ、(1)配管の接合部のずれや配管の陥没、更には穴空きなどを始めとする種々の配管異常モニタリング(これらは全て管形状の識別、長さ計測に帰着される)や、(2)管内の異常物体が含まれているときの異常物体の形状や位置計測が効果的に行えることになり、所定の研究目的がほぼ達成された。配管網に対し、送波口より(有限長の)音響信号を送波すると、配管形状に応じた各部位からの多重反対・多重透過により、振幅(及び位相)の異なった多くの反射波が送波口で受波される。従って、音響センサのダイナミクスを活用することにより、受波器に得られる反射波受波信号から各基本反射波を分離すれば、理論的及び実験データにより得られたふたつの受波時刻マップのパターンマッチングを図ることにより、任意の配管の形状及び長さ計測が行えることになる。本課題では、この方式による任意の配管網における形状及び長さ計測を考えるだけでなく、配管に穴があいた場合や配管内に異常物体が詰まった場合についても、穴の位置や異常物体の位置・形状・サイズの計測・診断が可能なモニタリングシステムの開発を考えたものである。初年度においては、まず配管内に断面積が一定の異常物体が含まれた場合の異常物体の位置、厚み(奥行き)及び断面積の計測を研究し、その研究成果を現在、計測自動制御学会に投稿中である。なお、これに関連し、定在波を利用した直管の長さ計測に関しても高精度なオンライン計測システムを提案し、その研究成果は一部は計測自動制御学会論文集に論文として発表、他は現在論文として投稿中である。このように、初年度の研究計画はほとんど達成できた。なお本研究に関連し、「音響センサによる溶鉱炉内壁の異常診断」についても、有意な計測システムを開発した。計測・制御工学の分野においては、水道・ガスの配管系における管の長さ計測を始めとして、長さの直接計測が困難な場合が非常に多い。この観点から本研究課題では、まず初年度の平成9年度、音響センサを用いた「管の長さオンライン自動計測システム」を研究・開発したが、本年度は、石油パイプラインや原子力発電プラント等を始めとする数多くの配管系における、腐食などによる穴あき箇所の検出や管内に詰まった異常物体の位置決定などを行う「管のオンライン異常モニタリングシステム」の研究・開発を行った。まず後者に対しては、管に音響信号を入力し、このとき得られる反射波を解析することにより、配管の形状及び長さ計測と合わせて異常の箇所が検知・認識できるようにした。そのための基礎的なツールとしては、(1)送波器、受波器の入出力特性を解析することにより得た反射波のモデルを用い、受波器に得られる数多くの重畳反射波を互いに分離する方法、(2)反射波の入手状況をマップにまとめる受波時刻マップの考え方を用いた。この提案方式では、配管の形状パラメータとして、長さのみでなく反射係数や透過係数なども考えているため、異常物体のサイズや奥行きなどの情報も得られる。次に前者に対しては、とりあえず直管に限定してはいるものの、管の長さ計測と合わせて穴あきの箇所の位置決定ができる計測システムを開発し、現在穴が複数空いている場合を検討中である。

管内異常物体の形状や位置を高精度に計測するには、まず管の形状や長さを高精度に計測することが必要である。この観点から本年度は、管内に生じる高次モードの定在波を(管情報を供給する)状態変数に、また残りのモードを雑音にみなすシステム工学的アプローチにより、直管の長さをリアルタイムで高精度に計測する手法を開発した。また、本方法を直管のみでなく、湾曲管や分岐管にも適用できるようにするとともに、管形状の識別や計測も行えるようにした。更に、これらの方法では定在波の大きさが余り減衰しない範囲のデータ、つまり準定常状態時の音圧変動データを用いることにしていたが、これを減衰が無視できない長期のデータウィンドウにも拡張使用できるようにした。従って、これらの方式とこれまで(本研究計画で)得てきた研究成果とを適切に使い分けたり、あるいは適切に融合したりすれば、(1)配管の接合部のずれや管の陥没、更には穴空きなどを始めとする種々の管内異常のモニタリングや、(2)管内に異常物体が含まれているときの異常物体の形状や位置計測などが効果的に行えることになる。
マラリア媒介蚊と中腸内細菌の相互作用の解明

マラリア原虫の分化・増殖を、媒介節足動物である蚊の中腸内において抑制することが可能な、新規中腸内微生物の探索を目的とし、実験室系統及びマラリア流行地域である西アフリカ・ブルキナファソ国のハマダラカ中腸内からそれぞれ腸内細菌を分離した。その結果、マラリア抑制能力の異なるSerratia marcescesn(セラチア菌)8菌株を分離・同定した。次に、分離されたセラチア菌8菌株の生化学性状の比較解析を行い、マラリア抑制因子の特定とそのメカニズムの解明を試みた。始めに、マラリア抑制能力に最も差異のある2菌株(HB3株とHB18株)を用いて比較解析を行なった。その結果、マラリア非抑制株であるHB18株では、flhDS遺伝子のプロモーター領域に存在する転写開始領域に起こった2塩基の挿入が原因となり、flhDSのmRNA発現量が極めて低くなっていることを明らかとした。また、プラスミドによるflhDSの発現をレスキューしたHB18flhDS+株では、マラリア抑制能力が有意に高くなることも確認した。次に、flhDS遺伝子によって制御される性質である、菌の細胞サイズ・保有鞭毛数に着目し、セラチア8菌株を用いて、マラリア抑制能力とこれらの性質の相関関係を調べた。その結果、菌の細胞サイズ、または保有鞭毛数とマラリア抑制能力の間に強い相関関係を見いだした。これらの成果は、蚊の腸内に存在する細菌の意義の理解や、マラリア流行地域での感染症と腸内細菌の相互作用、自然界におけるマラリアと蚊の共生関係を理解する上でも重要な知見である。また、節足動物により病原体伝播を制御する事が可能な新しいコンセプトの生菌剤開発に大きく貢献するものである。吸血性媒介節足動物(ベクター)である蚊の中腸内において、マラリア原虫の分化・増殖を抑制することが可能な、新規中腸内微生物の探索を目的とし、実験室系統とマラリア流行地域である西アフリカ・ブルキナファソ国のハマダラカ中腸内からそれぞれ腸内細菌を分離した。その結果、実験室系統の蚊の中腸からは2種のグラム陰性菌が分離され、マラリア流行地域の蚊の中腸からは8種のグラム陰性菌が分離された。そこで本研究では、実験室系統の蚊とマラリア流行地域の蚊に共通して存在するSerratia marcescesn(セラチア菌)に着目した。次に、実験室系統の蚊から分離されたセラチア菌HB3株、HB18株そしてマラリア流行地域の蚊の中腸から分離された3-F株を用いて、それぞれの菌株とマラリア原虫を蚊の中腸内に共感染させ、オーシスト形成数を比較した。その結果、HB3株と3-F株は、有意に原虫数を減少させることが明らかとなった。また、HB18株はマラリア原虫に全く影響与えない事も明らかとなった。これらの成果は、マラリア原虫増殖阻害効果を有する有用微生物資材の分離に成功した点で、節足動物により病原体伝播を制御する事が可能な新しいコンセプトの生菌剤開発に大きく貢献するものである。次に、これら菌株による抗マラリア原虫生体応答の詳細なメカニズムの解明を目指し、生体応答が異なる3菌株(セラチア菌HB3株、HB18株と3-F株)を用いて、菌の生化学的性状の比較を行なった。その結果、抗マラリア原虫生体応答と、菌体サイズ・保有鞭毛数に相関関係があることを見いだした。吸血性媒介節足動物である蚊の中腸内において、マラリア原虫の分化・増殖を抑制することが可能な、新規中腸内微生物の探索を目的とし、実験室系統とマラリア流行地域である西アフリカ・ブルキナファソ国のハマダラカ中腸内からそれぞれ腸内細菌を分離した。その結果、実験室系統の蚊とマラリア流行地域の蚊の中腸に共通してSerratia marcescesn(セラチア菌)が存在することを明らかにした。次に、実験室系統の蚊から分離されたセラチア菌HB3株とHB18株、そしてマラリア流行地域の蚊の中腸から分離された3-F株を用いて、それぞれの菌株とマラリア原虫を蚊の中腸内に共感染させ、オーシスト形成数を比較した。また、HB18株はマラリア原虫に全く影響を与えない事も明らかとなった。これらの成果は、節足動物により病原体伝播を制御する事が可能な新しいコンセプトの生菌剤開発に大きく貢献するものである。次に、セラチア菌による抗マラリア原虫生体応答の詳細なメカニズムの解明を目指し、生体応答が異なるセラチア3菌株(HB3株・HB18株・3-F株)の生化学的性状の比較を行なった。その結果、抗マラリア原虫生体応答と、菌の細胞サイズ・保有鞭毛数に相関関係があることを見いだした。さらに、マラリア非抑制株であるHB18株では、これらの形質を制御するflhDC遺伝子のプロモーター領域に存在する転写開始領域に起こった2塩基の挿入が原因となり、flhDCのmRNA発現量が極めて低くなっていることを明らかとした。

マラリア原虫の分化・増殖を、媒介節足動物である蚊の中腸内において抑制することが可能な、新規中腸内微生物の探索を目的とし、実験室系統及びマラリア流行地域である西アフリカ・ブルキナファソ国のハマダラカ中腸内からそれぞれ腸内細菌を分離した。その結果、マラリア抑制能力の異なるSerratia marcescesn(セラチア菌)8菌株を分離・同定した。次に、分離されたセラチア菌8菌株の生化学性状の比較解析を行い、マラリア抑制因子の特定とそのメカニズムの解明を試みた。始めに、マラリア抑制能力に最も差異のある2菌株(HB3株とHB18株)を用いて比較解析を行なった。その結果、マラリア非抑制株であるHB18株では、flhDS遺伝子のプロモーター領域に存在する転写開始領域に起こった2塩基の挿入が原因となり、flhDSのmRNA発現量が極めて低くなっていることを明らかとした。また、プラスミドによるflhDSの発現をレスキューしたHB18flhDS+株では、マラリア抑制能力が有意に高くなることも確認した。次に、flhDS遺伝子によって制御される性質である、菌の細胞サイズ・保有鞭毛数に着目し、セラチア8菌株を用いて、マラリア抑制能力とこれらの性質の相関関係を調べた。その結果、菌の細胞サイズ、または保有鞭毛数とマラリア抑制能力の間に強い相関関係を見いだした。これらの成果は、蚊の腸内に存在する細菌の意義の理解や、マラリア流行地域での感染症と腸内細菌の相互作用、自然界におけるマラリアと蚊の共生関係を理解する上でも重要な知見である。また、節足動物により病原体伝播を制御する事が可能な新しいコンセプトの生菌剤開発に大きく貢献するものである。
国際協力のための大学のリソース活用方策に関する比較研究

諸外国の大学制度のあり方は、1980年代後半から90年代にかけて劇的に改革されてきたが、中でも大学の民営化政策と国家的保護のあり方の再検討が重要なテーマであった。その中で、大学の人事と財務経理の基本方針が大幅に転換してきている。本調査では、大学の教授たちが保有している知的財産や資源を社会はどのように活用することができるのか、とりわけ国際協力という新たな分野での大学所有する資源(教授等)は、どのような新たな原則で活用されようとしているのか、を調査したものである。本年度における調査では、アメリカ、イギリス、ドイツ、カナダ、オーストラリア、ニュージーランド、北欧諸国、そして世界銀行における国際協力(教育協力)の現状と課題を指摘した上で、援助機関の大学リソースの活用と大学における国際協力(教育協力)への参加、大学のコンサルタンシーの制度、条件、制約等を明らかにした上で、大学のリソース活用方策について考察した。これらの成果をまとめ、最終報告書として刊行する。諸外国の大学制度のあり方は1980年代後半から9年代にかけて劇的に改革されてきたが、中でも大学の民営化政策と国家的保護のあり方の再検討が重大なテーマであった。その中で大学の人事と財務経理の基本方針も大幅に転換してきている。本調査では、大学の教授たちが保有している知的財産や資源を社会はどのように活用することができるのか、とりわけ国際協力という新たな分野での大学が所有する資源(教授等)はどのような新たな原則で活用されようとしているのか、を調査したものである。その結果主要国では今や、大学が抱える人的資源を売り物とし、大学の研究費等の財源として位置付けるという方向に転換しつつあるといえる。つまり大学ではもはや研究費は各自に平等に配分されることはなくなり、各教授が外部資金を確保し、大学における研究・教育を行うことが求められている。大学の研究費や収入の確保の一つが、国際協力分野では世界銀行などの国際機関や政府機関との契約であり、その契約でもって大学は資金を確保し、留学生(研修生)受け入れたり(学生の確保)、開発途上国への教授を派遣し、その教授に関わるコストの補填を求めたりするのである。もちろん給与の二重払いの問題はいずれの国でも許容されることではない。その意味ではわが国の派遣法の問題も逆に見直すことになるのかもしれない。中間報告書を刊行する。諸外国の大学制度のあり方は、1980年代後半から1990年代にかけて劇的に改革されてきたが、中でも大学の民営化政策と国家的保護のあり方の再検討は、重大なテーマであった。そのような中で、大学の人事と財務経理の基本方針は、大幅に転換してきている。本調査では、大学の教授たちが保有している知的財産や資源を社会はどのように活用することができるのか、とりわけ国際協力という新たな分野での大学が保有する資源(教授等)はどのような新たな原則で活用されようとしているのか、について調査を行ったものである。その結果、主要国では今や、大学が抱える人的資源を売り物とし、大学の研究費などの財源として位置付けるという方向に転換しつつあるといえる。つまり、大学ではもはや研究費は、各自に平等に配分されることはなくなり、各教授が外部資金を確保し、大学における研究・教育を行うことが求められているのである。国際協力分野では、世界銀行などの国際機関や政府機関との契約が、大学の研究費や収入源の一つとなっている。各大学は、このような契約によって、資金の確保、留学生(研修生)受け入れ(学生の確保)、開発途上国への教授の派遣、及びその教授に関わるコストの補填の要求を行っているのである。また、給与の二重払いの問題は、いずれの国でも許容されていない。その意味では、わが国の派遣法の問題も逆に見直すことになるのかもしれない。

本年度における調査では、アメリカ、イギリス、ドイツ、カナダ、オーストラリア、ニュージーランド、北欧諸国そして世界銀行における国際協力(教育協力)の現状と課題を指摘した上で、援助機関の大学リソースの活用と大学における国際協力(教育協力)への参加、大学のコンサルタンシーの制度、条件、制約等を明らかにした上で、大学のリソース活用方策について考察した。これらの成果をまとめ、最終報告書として刊行する。