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津波被害を受けた民間所在歴史資料の歴史情報保存に向けた基礎的研究

本研究の目的は、古文書を中心とした紙媒体歴史資料の自然災害からの保全と長期保存に向けた技術的方法論の確立を目指し、津波被害を受けた古文書類の安定的な保管と歴史情報の保存に向けた検証をおこなった。また、カナダ・モントリオールにて日本における歴史資料の災害対応を発信し、国際的な観点から歴史資料保存の課題と可能性について検討した。本研究の成果を踏まえ、国立文化財機構と連携して「文化財防災マニュアルハンドブック」を監修し、成果の社会的な貢献に向けた発信をおこなった。本研究の目的は、古文書を中心とした紙媒体歴史資料の自然災害からの保全と長期保存に向けた技術的方法論の確立を目指すものである。特に、東日本大震災にともなう大規模津波では、救済された被災歴史資料の長期的保存を視野に入れた復旧対応に関する方法論の未確立と、そのための関連分野による連携体制の未整備が顕在化した。本研究では、東日本大震災への対応策として、また今後発生が予想される大規模自然災害に備えた歴史資料の災害対策として、古文書学・アーカイブズ学・保存科学など多角的観点に基づき、被災紙媒体資料の大量復旧に関わる実践的かつ普遍的な方法論を提示する。本研究では、古文書や軸資料を中心とした紙媒体資料を対象とする。特に、民家に多く伝来する近世から近現代資料であるため、それらの保存法を目指し、歴史学と保存科学双方の観点を集約した複合的視野に立つ復旧・保存論を提起するものである。このような視点に配慮し、各専門分野との協力関係を構築するとともに、NPO法人宮城歴史資料保全ネットワークや市民と共同した津波被災歴史資料の復旧工程を実践する。そのことで多様な紙媒体資料の性格や被害状況をサンプリングし、それらを基にした実践的災害対策研究を実施する。研究経費については、被災歴史資料の復旧にかかわる機材や物品、原本調査・分析のための計測・観察器具の購入、調査のための国内旅費、参考文献の購入費等が主なものである。研究成果は、論文の公表に加え、宮城県をはじめとした各地の被災資料復旧事業への技術提供により社会還元をおこなう。当年度は初年度に当たり、東日本大震災前後の諸地域で実施される文化財防災に関する取り組みを調査した。特に、2016年1月に高知県高知市において、こうちミュージアムネットワークと「文化財防災意見交換会」を実施し、南海地震を想定した防災対応、日常的な文化財調査の双方向的な取り組み状況について協議したことで、今後の防災体制に東日本大震災の教訓がどのように活かされていくべきかの知見を得ることができた。また、宮崎において「第4回文化財防災意見交換会」を開催し、宮崎県における文化財行政および保存担当者と現場における文化財防災の現状と今後の大規模自然災害に対する情報共有のあり方について議論を進めた。4月に熊本地震が発生したことを受け、熊本県内で実施された文化財レスキュー事業で救済された古文書類の応急対応法について、現地で講習をおこなった。さらに、8月に発生した台風10号被害で被災した遠野市立図書館収蔵図書の応急対応を実践し、状況に応じた対応法の検討と、長期保存を想定した場合の課題とを総合的に判断する知見を得ることができた。東日本大震災で被災した古文書類の現状を踏まえ、大量にカビが発生した紙媒体資料の対応に関する調査を開始し、姫路大学、大阪府立大学等と連携して生物被害をうけた和紙資料の滅菌法を検討し、和紙サンプルを用いてγ線照射を含む方法を用いた効果について調査を進めることで、現在各地で課題となっているカビ被害対策の方法論として提示する展望を示すことができた。古文書に内包された情報抽出の可能性については、近世文書を想定した米粉を大量に添加した和紙サンプルをもとに、洗浄や蒸気などによる物性変化を調査し、文字情報を維持した救済に関する一定の効果を見出すことができた。前年度までに蓄積した成果を踏まえ国際学会にて研究発表を実施し、国内における文化財防災および保存体制における特徴を明確化することができた。一方で、熊本地震や台風10号などの自然災害が発生したため、当該年度予定していた古文書料紙調査を軸とした文書料紙比較ではなく、各地で発生した被災文書と津波被害を受けた古文書料紙との触感や官能調査に基づく比較に留まった。しかし、歴史情報の検証については、次年度も継続的に実施していくとともに、豪雨被害を受けた古文書の事例を踏まえた、より複合的な成果を展望しうる情報を得ることができた。最終年度に当たる今年度は、これまでの成果をもとにした社会還元に向けた検討を中心的に実施するとともに、東日本大震災以降進行する救済事業の現在地点について、『歴史学研究』に時評として寄稿した。また、これまでの古文書救済法の実践技術を普及することを目的として、国立文化財機構文化財防災ネットワーク推進室と協力し、『文化財防災マニュアル汚損紙資料のクリーニング処置法』を監修し、被災した民間所在歴史資料の保存に関する簡易型対応法の社会発信を実施することができた。本研究では、古文書を中心とした紙媒体歴史資料救済を目的とし、長期的保存を視野に入れた総合的な保存方法の確立をめざしてきた。多様な紙媒体資料の被害状況に対応しうる実践的な災害対策研究を進め、日本の現状に関する国際発信をおこなうとともに国際比較に基づく検証をおこなった。東日本大震災以降各地で災害が多発するなか、本研究推進過程においても、茨城県常総市や岩手県遠野市を中心とした豪雨被害が発生し、大量の水損紙媒体資料が発生した。本研究ではこれらの緊急対応を進めるなかで生じた臭気除去や真空凍結乾燥にともなう固着の発生などに対して事例を蓄積し、文化財保存修復学会などでの発表を通した成果発信をおこなうとともに、被災地・所蔵者への成果還元に向けた展望を示すことができた。

さらに、NPO法人宮城歴史資料保全ネットワークと連携し、同NPOが実施する市民向けワークショップや整理作業における技術提供をおこない、成果の地域還元を実施することができた。本研究の目的は、古文書を中心とした紙媒体歴史資料の自然災害からの保全と長期保存に向けた技術的方法論の確立を目指し、津波被害を受けた古文書類の安定的な保管と歴史情報の保存に向けた検証をおこなった。また、カナダ・モントリオールにて日本における歴史資料の災害対応を発信し、国際的な観点から歴史資料保存の課題と可能性について検討した。本研究の成果を踏まえ、国立文化財機構と連携して「文化財防災マニュアルハンドブック」を監修し、成果の社会的な貢献に向けた発信をおこなった。2015年9月に発生した関東・東北豪雨によって水損被害をうけた茨城県常総市・下妻市の被災古文書等の対応が必要となった。今後、当被災古文書等の対応に関しても、本研究課題のテーマに加えていく必要がある。前年度までに得られた検証結果を踏まえ、文化財保存修復学会その他で研究発表をおこなうとともに、地域歴史資料保全団体と協力して市民向け講座を開催し、諸地域で求められるニーズに応じた復旧・保存モデルを提示する。あわせて、関連学会や各地域における意見交換を踏まえ、文化財防災に連なりうる分野横断型の学問体系の確立に向けた提起を進める。歴史学購入予定であった参考資料の発行が遅れたことに伴い購入物品の支払いが次年度となったため。それにあわせて年度末まで保存対象データの容量が年度末まで把握できず、対象機器の購入が年度末となったため。当該年度中に使用は完了した。
心不全における生体リズムの内的脱同調に関する実験的・臨床的研究

1)心拍リズムと心収縮性不全心ではCa2+サイクリングが遅延し収縮弛緩に時間を要するにもかかわらず心拍数が増加しており収縮弛緩のリズムと心拍リズムの脱同調が起こっている。そこでシステム同定法を用いて心拍変動から心収縮性および左室前負変動への伝達関数を求め、Ca2+サイクルと心拍リズムの再同調を目的とする心拍制御が成功する条件を定量的に示すことができた。2)呼吸リズムと交感神経活動の統制呼吸による交感神経活動の制御様式をシステム同定法によりモデル化し、呼吸統制により交感神経活動が呼吸に同調してどの程度抑制されるか予測した。その結果、肺を長時間伸展させる深い呼吸により交感神経活動が効果的に抑制できることがわかった。かかる成績は、慢性心不全患者における呼吸統制による交感神経抑制法としての呼吸トレーニングの有用性に対して理論的根拠を与える。3)日常身体活動へのウルトラディアンリズム睡眠深度がおよそ90分周期のウルトラディアンリズムを示し、このリズムと同期して自律神経活動や循環動態が変動することは周知の事実である。心不全患者の昼間の身体活動および心電図の長時間記録から種々の生体リズムを抽出し、この中に睡眠周期と同じリズムが存在するかを検討した。比較的軽症例の昼の活動量にはウルトラディアンリズムがよく認められたが、重症例ではこれが不明瞭となった。この成績は重症化するにつれて、生体リズムに対して身体活動が対応できなくなり内的脱同調が起こっていると解釈される。4)身体活動、循環動態、および神経調節の概日リズム自由行動下の覚醒心不全ラットの活動量、血圧、心拍数、および神経調節機能の長時間追跡システムを開発し、これら相互の同調性を検討した。正常ラットでは、活動量、心拍変動、血圧および自律神経活動はいずれも同調しながら60-150分周期のウルトラディアンリズムを示した。また二酸化炭素化学反射の日内変動は副交感神経活動と対称的変動を示した。心筋梗塞ラットではこのようなウルトラディアンリズムや概日リズムが不明瞭となり活動、循環、神経調節の相互の同調性が失われていた。本研究は、個体レベルの生体リズムと呼吸循環系および自律神経系リズムとの整合性が、心不全でいかに失われ、その脱同調がどのレベルで起こっているかを明らかにすることを目的としている。今年度は(1)心不全患者における脱同調の解析と(2)ラットを用いた長時間解析プログラムの開発および(3)データ収集をおこなった。「臨床的研究」申請者がすでに開発した睡眠脳波、呼吸、体温、心拍・血圧および動脈血酸素飽和度、の就夜解析システムを用いて。心不全患者についてREM-NREMウルトラディアンリズムをslow wave activity(SWA)の経時的スペクトルパワーで定量化した。次にこのリズムと心拍・呼吸のリズムの同調性をcoherence解析により検討し、伝達関数から位相差を求めた。健常者では心拍変動にもSWAと同様のウルトラディアンリズムが認められ、このリズムの位相はSWAのリズムよりわずかに進んでいた。心拍変動リズムはSWAと高いsquared coherenceをしめしたが、心不全重症例では心拍変動リズムが消失しSWAと脱同調していた。中枢性交感神経遮断薬を4日間投与することにより、両者の同調性は快復した。次年度にはこれらリズムの脱同調の機序について解析する。

「実験的研究」13年度では、覚醒状態の心筋梗塞ラットの身体活動、テレメトトリシステムによる左室圧、心電図、視床下部交感神経中枢から導出した脳波を連続収集し、各指標のサーカディアンおよびウルトラディアンリズム相互の整合性を解析するプログラムを開発した。現在連続6日間の身体活動からリズム抽出を行っている。正常ラットでは睡眠・覚醒のサーカディアンリズムだけでなく、覚醒時にも2-4時間のウルトラディアンリズムが明瞭に認められた。さらにこのウルトラディアンリズムに神経循環指標の生体リズムが同調していた。現在、心筋梗塞による心不全ラットの観察を開始したところである。1)正常ラットおよび心筋梗塞心不全ラットにおいて、種々のストレスに対する循環システムの応答と時間構造の解析を行った。体内埋め込み型テレメトリシステムを用いた血圧波形と、赤外線ビームセンサーを用いた身体活動量の信号を同時にコンピュータに1000Hzで2日間連続収集した。身体活動量と心拍・血圧相互の時間的連携を動的システムとしてパラメトリックモデルによりモデル化した。さらに、コンピュータによる駆動装置を用いイソプロテレノール負荷を一時間ごとに24時間繰り返し、心拍応答からβ受容体の概日リズムを評価した。日を代えて低酸素および精神的ストレスを一時間ごとに24時間繰り返し、これに対する血圧・心拍応答からストレス過敏性の概日リズムを検討した。健常ラットおよび心不全ラットとも、早朝覚醒直後においてβ受容体反応性やストレスに対する循環反応が大きく、覚醒時間の延長とともにこれらの反応は減少し順応することがわかった。長時間作用型のアンジオテンシンII受容体拮抗薬の前投与により、これらの過大反応は抑制された。2)心不全患者において、加速度センサの信号と酸素摂取量との相関から、身体活動量を定量する方法を開発した。これを心電図信号と同時記録することにより、ヒトで24時間の活動量と心拍数の経時的変化を同時系列信号として取り出すことに成功した。身体活動量から心拍応答をモデル化し伝達関数の概日リズムを解析した。この結果、同程度の活動量に対する心拍反応の利得は、夜間と早朝で最も大きく午後に向かって減少した。今回の身体活動、β受容体機能、およびストレスに対する循環応答の概日リズムの成績は、循環器疾患や心事故の予防において、どの時間帯に何に介入すべきかについて理論的示唆を与える。本研究の目的は、心不全という複雑システムの異常を解明するために、生体リズムという結合変数を用いて循環システムにかかわる構成要素を結びつけ、生理機能間の時間的同調性を明らかにすることである。1)呼吸リズムと交感神経活動:交感神経活動が亢進した心不全患者において、交感神経活動を制御する肺伸展反射を伝達関数を用いてモデル化することができた。このモデルから、肺を長時間伸展させる深い呼吸が交感神経活動を効果的に抑制することが予測された。この成績は慢性心不全患者に対する交感神経活動を抑制するための呼吸トレーニング療法の臨床応用に理論的根拠を与える。2)身体活動のウルトラディアンリズム:心不全患者の身体活動を連続的かつ定量的に追跡する装置を開発し、昼間の活動中に約100分周期のウルトラディアンリズムを見いだした。
アルキルラジカルの簡便発生法とその利用

本研究ではアルデヒドを出発物質として用い、これに適切な遷移金属錯体触媒と酸素、あるいは過酸化水素水を作用させ生成するペルオキシヘミアセタールを鍵中間体として、アルデヒドからのアルキルラジカル種の汎用的な発生法を確立することを目的に研究を行った。その結果、アルデヒドに対し、触媒量のコバルトサレン錯体を、過酸化水素存在下、アセトニトリル中、-20°Cで作用させることで、脱ホルミル化の進行したヒドロペルオキシドが良好な収率で得られることを見出した。さらにヨウ化ナトリウム存在下でコバルトサロフェン錯体を用いて同様の条件下反応を行うことにより、ヨウ化アルキルが得られることを見出した。種々の条件検討を行ったところ、アルデヒドに対し、触媒量のコバルト-サレン錯体を、過酸化水素存在下、アセトニトリル中、-20  ̊Cで作用させることで、脱ホルミル化の進行したヒドロペルオキシドが良好な収率で得られることを見出した。さらに、本反応は基質一般性良く進行し、様々なアルデヒドから対応するヒドロペルオキシドを良好な収率で与えることが明らかとなった。従来知られているアルデヒドの脱ホルミル化により得られる生成物はアルケンやケトンであったのに対し、本反応ではヒドロペルオキシドが得られる点で非常に興味深い反応であり、さらに本反応は、官能基許容性も広く、良好な収率で生成物を与えるため、有用なヒドロペルオキシド合成法である。続いて本反応の反応機構について知見を得るべく検討を行った。まず、最適条件下の反応をプロトンNMRにより直接観測したところ、生成物であるヒドロペルオキシドとほぼ同量のギ酸の生成が確認された。この結果は本反応が脱カルボニルではなく、脱ホルミル化を経て進行していることを強く示す結果である。続いて、脱ホルミル化の段階に関する知見を得るべく、分子内に電子不足アルケン部位を有するアルデヒドを用いて反応を行った結果、脱ホルミル化により生じたアルキルラジカルが分子内環化反応を起こした五員環化合物が主生成物として得られることが明らかになった。さらにTEMPO存在下本反応を行ったところ、生じたラジカル種がTEMPOによって捕捉された化合物を収率良く得ることができた。これらの実験結果は本反応がラジカル機構で進行していることを明確に示している。すでに前年度の研究で、アルデヒドに対し、触媒量のコバルトサレン錯体を、過酸化水素存在下、アセトニトリル中、ー20°Cで作用させることで、脱ホルミル化の進行したヒドロペルオキシドが良好な収率で得られることを見出した。今年度の研究ではこの反応に基づき、発生するアルキルラジカル種の捕捉方法について種々検討を行った。その結果、ヨウ化ナトリウム存在下で同様の条件下反応を行うことにより、ヨウ化アルキルが得られることを見出した。各種条件検討を行った結果、酢酸を添加すると収率の向上が見られることがわかった。また、コバルトの配位子についても検討を行った結果、従来用いていたエチレンジアミン架橋型サレン錯体よりも、フェニレンジアミン型サレン錯体の方が、副生するカルボン酸の生成量が減少することがわかった。さらにTEMPO存在下本反応を行ったところ、生じたラジカル種がTEMPOによって捕捉された化合物を中程度の収率で得ることができた。また、分子内環化が可能な基質を用いた反応では、環化した生成物と環化しない生成物の混合物が得られた。この結果はヨウ素化反応が分子内環化と競合する速度で進行していることを示す結果であり、ヨウ素化体がヨウ素分子とラジカル種との反応で得られていることを示唆する結果である。前年度までに触媒量のコバルトサレン錯体を、過酸化水素存在下、アセトニトリル中、ー30°Cで作用させることで、脱ホルミル化の進行したヒドロペルオキシドが良好な収率で得られること、さらに、ヨウ化ナトリウム存在下で同様の反応を行うことにより、脱ホルミル化を伴いヨウ化アルキルが得られることを見出した。今年度の研究では、本反応の反応条件の最適化を図ると共に、基質一般性の検討、ならびに本反応を利用した有用な変換反応の開発について検討を行った。その結果、基質にエーテル、エステル、アミド、環状アセタール等を含むアルデヒドや、置換形式の異なる第二級アルデヒド、さらには各種の第一級、第三級アルデヒド等を用いて、収率良く対応するヨウ化アルキルを得ることができた。また、基質としてαメトキシアルデヒド誘導体を用いて本反応条件に付すと、生成するヨウ化物が容易に加水分解されアルデヒドが生じるため、連続的に脱ホルミル化、ヨウ素化が進行することを見出した。そこでグルコースのヒドロキシ基がすべてメチル基で保護された化合物を基質として用いて反応を行ったところ、連続的に脱ホルミルが進行し、基質に対して3倍モル量のギ酸が得られることも分かった。この反応は糖誘導体から、一炭素資源であるギ酸を合成できる興味深い反応である。

さらにテトラアンミン型配位子を持つコバルト錯体を触媒として用いて、ペルオキソヘミアセタールに対して8倍モル量のテトラブチルアンモニウムブロミドを添加して反応を行うと、今まで困難であった臭素化反応が低収率ながら進行することを見出した。この反応の反応機構は現在のところ明らかとなっていないが、その解明を含め今後、触媒の配位子や、過酸化水素以外の酸化剤の検討等を行い、収率の向上を目指したいと考えている。本研究ではアルデヒドを出発物質として用い、これに適切な遷移金属錯体触媒と酸素、あるいは過酸化水素水を作用させ生成するペルオキシヘミアセタールを鍵中間体として、アルデヒドからのアルキルラジカル種の汎用的な発生法を確立することを目的に研究を行った。その結果、アルデヒドに対し、触媒量のコバルトサレン錯体を、過酸化水素存在下、アセトニトリル中、-20°Cで作用させることで、脱ホルミル化の進行したヒドロペルオキシドが良好な収率で得られることを見出した。さらにヨウ化ナトリウム存在下でコバルトサロフェン錯体を用いて同様の条件下反応を行うことにより、ヨウ化アルキルが得られることを見出した。当初計画していた第一の目的であるアルデヒドからのラジカル生成を計画通りに達成することに成功している。さらに今回、このラジカル種をヨウ素化体として得る反応の開発に成功した。この反応はラジカル種の新しい発生法・利用法として特筆すべき成果であると考えている。有機合成化学今後、本反応の基質一般性の検討を行うとともに、ヨウ素化反応の反応機構についても検討を行い、さらなる新しい展開の可能性を探索する計画である。当初計画していた第一の目的であるアルデヒドからのラジカル生成を計画通りに達成することに成功した。この反応はラジカル種の新しい発生法として特筆すべき成果であると考えている。平成26年度に、アルデヒドからのアルキルラジカルの発生を利用したヨウ化物合成反応の基質一般性を検討する予定であったが、副生成物であるカルボン酸の生成量を減らすための条件検討に時間がかかり、また、その生成機構に関する検討を新たに行ったため、基質一般性の検討を行うことが十分できずに、未使用額が生じた。今後は、一級アルデヒドの反応で相当量副生が認められるカルボン酸の生成を抑制することを当面の目的として反応条件や中心金属、配位子等の検討を行う。また、この反応に基づき、ヒドロペルオキシド以外の生成物を得ることができる反応、ならびに分子間でアルケンへと付加することのできる反応へと展開することをめざす。ヨウ化物合成の基質一般性の検討ならびに反応機構に関する検討を継続して行う。25年度は予想していたより順調に最適反応条件が見つかったため、反応の一般性を拡大することが主な研究内容となった。反応基質は一般的な化合物群のアルデヒドであり、研究室にすでに存在する試薬を使うことで研究を行うことができた。また、汎用的な反応溶媒等は他の経費で購入したものを共通で用いた。また使用計画でも述べるとおり、これからの研究の展開に多めの試薬費がかかることが予想された。これらの理由により、今年度の経費は少なめに抑えた。26年度は、新たに生成したラジカルの捕捉法をさまざまに検討する計画であり、また、用いる錯体の種類を広く探索し新たな可能性を探索する計画である。
グラム陰性杆菌由来CSase産生遺伝子の大腸菌KR株での発現と調節機構の解析

グラム陰性桿菌のセファロスポリナーゼ(CSase)産生遺伝子は染色体性支配下にあり、臨床分離株からのCSase産生遺伝子を担うプラスミドは現在2例報告があるだけである。何故プラスミド支配のCSase産生遺伝子が検出されにくいのかその理由について遺伝学的検討を行った結果、次の結論を得た。(1).染色体性セファロスポリナーゼ産生遺伝子がプラスミド化されても、大腸菌K12株を宿主とした場合、その遺伝子発現は抑制される。耐性値で宿主の2倍、酵素活性で宿主の46倍である。(2).大腸菌宿主変異株(【deb^-】)においてセファロスポリナーゼ産生遺伝子は耐性誘導により十分その耐性を発現した。(3)実験室内で分離した誘導型から構成型へと変異したセファロスポリナーゼ産生遺伝子は、大腸菌K12野生株(【deb^+】)、および宿主変異株【deb^-】においてもその耐性遺伝子発現が十分である。(4) β-ラクタム剤による変異株、誘導型から構成型への変異率は【10^(-6)】【10^(-7)】頻度であり、薬剤の保有する誘導能の強弱により変異率が左右される。(5)以上の結果より、臨床材料からセファロスポリナーゼ産生プラスミドが検出されないのは、宿主と酵素産生遺伝子両者の変異率の積算であるためと推定される。しかし、最近使用されているβ-ラクタム剤の誘導能を考えると、近い将来セファロスポリナーゼ産生遺伝子を保有するRプラスミドの出現は予想される。
食道粘膜の感受性が顎口腔系のパラファンクションに与える影響の解明

口蓋咽頭部における各種化学刺激に対する化学受容メカニズムを分子生物学的・電気生理学的手法により解析した。その結果、甘味、苦味受容伝達機構は、口腔内部位および種間において差があることが明らかとなった。また、顎顔面形態と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにするため、不正咬合患者と良好な顎顔面形態と咬合を有する健常者について、口腔機能と形態の解析を行った。その結果、正常咬合者の咀嚼機能の特徴に関して、咬合力は咀嚼能率および下顎運動に関連していること、また、臼歯部の鋏状咬合を呈する不正咬合者では特徴的な咀嚼運動や咀嚼筋活動を有することが明らかとなった。本研究では、食道粘膜の感受性が顎口腔系のパラファンクションに与える影響を解明するため、咽・喉頭および食道粘膜の化学受容メカニズムを分子生物学的・電気生理学的手法により解析し、さらに、疫学調査により消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにすることが目的である。前年度は、口蓋咽頭部における味覚の機能特性を検討し、甘味、苦み、酸味、塩味の受容メカニズムには味覚受容Gタンパク質であるgustducinが重要な役割を担っていることが明らかにし、これらの研究成果は、国際誌に投稿、受理された。今回の知見は、「胃食道逆流による化学刺激が咽・喉頭および食道に分布するこれら分子センサーを介した感覚がトリガーとなり、覚醒時の不快症状や睡眠時ブラキシズムを惹起する」とする我々研究グループの仮説の基礎的な知見を得た。本年度からは、上部消化器疾患と咀嚼機能との関連を明らかにすることを目的に、研究計画3にある、食道部の不快感、胸やけ、睡眠障害等の症状を呈する胃食道逆流症に罹患する患者と健常者について、顎顔面形態および口腔機能(咬合状態、下顎運動パターン、咬合力、咬合接触面積、唾液流出率、上部消化器疾患の有無等を調べる検査)のデータ採得と機能解析を行った。本年度は、これらの研究結果の一部をまとめ、学会発表を行い、原著論文は国際雑誌に投稿した。本年度は、基礎研究として、口蓋咽頭部における各種化学刺激に対する化学受容メカニズムを分子生物学的・電気生理学的手法により解析した。その結果、口蓋咽頭部における味覚の機能特性は、甘味、苦味受容メカニズムに口腔内部位および種間の差があることが明らかとなり、これらの結果は、国際雑誌に投稿・受理された。また、消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにする疫学調査について、正常咬合者と不正咬合を有する患者の、顎顔面形態および口腔機能(咬合状態、顎運動検査、咀嚼筋筋電図、上部消化器疾患の有無等を調べる検査)のデータ採得、解析を行った。その結果、1)正常咬合者の咀嚼機能の特徴に関して、咬合力は咀嚼能率および下顎運動に関連していること、2)臼歯部の不正咬合は特徴的な咀嚼運動や咀嚼筋活動を有すること、が明らかとなり、これらの研究結果は、国際雑誌に投稿・受理された。本研究では、食道粘膜の感受性が顎口腔系のパラファンクションに与える影響を解明するため、咽・喉頭および食道粘膜の化学受容メカニズムを分子生物学的・電気生理学的手法により解析することが目的である。本年度は、口蓋咽頭部における味覚の機能特性を検討するため、味覚情報伝達に関与するGタンパク質gustducinのノックアウトマウスとワイルドタイプマウスを用い、電気生理学的手法により、軟口蓋を支配する大錐体神経を苦味および甘味溶液で刺激したときの神経応答特性を抽出した。次に、分子生物学的手法により、軟口蓋部において、苦味受容体であるT2rsと甘味受容体であるT1r2+T1r3ヘテロダイマーとgustducinとの共発現パターンをin situ hybridizationを行い解析した。神経応答の解析の結果、軟口蓋部は、特に苦味刺激に対して強い応答を示したが、gustducinのノックアウトマウスでは、苦味応答に対する閾値は上昇していた。また、ブ分子生物学的手法による解析の結果、gustducinと苦味受容体T2rsの発現パターンは、T2rsを発現する細胞は主にgustducinを共発現していた。よって、口蓋咽頭部に分布する味細胞は、苦味刺激に対する感受性は高く、これらの受容メカニズムには味覚受容Gタンパク質であるgustducinが重要な役割を担っていることが明らかとなった。これらの研究成果は、国際雑誌に投稿、受理された。今回の知見は、「胃食道逆流による化学刺激が咽・喉頭および食道に分布するこれら分子センサーを介した感覚がトリガーとなり、覚醒時の不快症状や睡眠時ブラキシズムを惹起する」とする我々研究グループの仮説の基礎的な知見となる。

本年度は、消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにする疫学調査について、正常咬合者と食道部の不快感、胸やけ、睡眠障害等の症状を呈する胃食道逆流症に罹患する患者の顎顔面形態および口腔機能(咬合状態、顎運動検査、咬合力、咬合接触面積、唾液流出率、上部消化器疾患の有無等を調べる検査)のデータ採得、解析を行った。本年度は、これらの研究結果の一部をまとめ、健常者の咬合力、咀嚼能率および咀嚼中の下顎運動パターンの特徴との関連について、学会発表を行い、原著論文は国際雑誌に投稿中である。本年度は、基礎研究として、口蓋咽頭部における各種化学刺激に対する化学受容メカニズムを分子生物学的・電気生理学的手法により解析し、国際雑誌に投稿・受理された。また、消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにする疫学調査についても、食道部の不快感、胸やけ、睡眠障害等の症状を呈する胃食道逆流症に罹患する患者の、顎顔面形態および口腔機能(咬合状態、顎運動検査、唾液流出率、上部消化器疾患の有無等を調べる検査)のデータ採得、解析も順調に進行している。消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにするため、継続して、食道部の不快感、胸やけ、睡眠障害等の症状を呈する胃食道逆流症に罹患する患者と正常咬合者について、顎顔面形態および口腔機能に関与する顎運動や筋電図を解析し、上部消化器疾患と咀嚼機能との関連を解析する。また、これらのデータ採得と同時に、不正咬合者持つ特徴的な口腔機能の抽出にも試み、検討を加えていく。動物実験については、当初の計画にあった胃食道逆流ラットモデルの確立が手技的に困難であり、ラットモデルの非機能的顎運動パターンの解析が行えない状況にある。非機能的顎運動パターンの解析は動物からヒトを対象とした実験計画に変更することも検討していく。研究実施計画にある疫学調査については、継続して、消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係を明らかにするため、食道部の不快感、胸やけ、睡眠障害等の症状を呈する胃食道逆流症に罹患する患者について、顎顔面形態および口腔機能に関与する顎運動や筋電図を解析し、上部消化器疾患と咀嚼機能との関連を解析する。また、動物実験では、咽・喉頭および食道の化学刺激に対する神経インパルスの解析を進める。さらに、動物実験:胃食道逆流ラットモデルによる非機能的顎運動パターンの解析については、我々が開発した胃食道逆流ラットモデルを用いて、食道への胃内溶液である胃酸、胆汁酸、ペプシン、トリプシン刺激時に誘発される非機能的咀嚼筋活動と顎運動パターンを解析する予定である消化器疾患と顎口腔系パラファンクションの相互関係についてデータ採得を継続しておこなっていくため、研究協力被験者への謝金を計上している。また、当初の計画にあった胃食道逆流ラットモデルの確立が手技的に困難であるため、ラットモデルの非機能的顎運動パターンの解析装置開発に苦慮している。非機能的顎運動パターンの解析は動物からヒトを対象とした計画に変更し、採得データの解析に使用する顎運動解析ソフトの開発費用に用いることも検討していく。また、次年度は本研究課題の最終年度であるため、これまで行ってきた研究結果をまとめ、国際誌への論文投稿、学会発表に関する費用を計上した。疫学調査を継続して行うために、研究協力被験者への謝金と採得データの解析に使用する顎運動解析ソフトの開発費用を計上している。また、動物実験において、神経応答インパルスの解析に必要な実験動物と飼料、各種化学刺激物質を計上している。
根粒原基および感染糸形成を制御する分子機構

マメ科に代表される一部の植物は、根に「根粒」と呼ばれる器官を形成することにより、土壌バクテリアの根粒菌と共生することが知られている。根粒共生が成立するためには、根粒の器官形成が進行することに加えて、感染糸と呼ばれる特徴的な構造を介して根粒菌が根粒原基に侵入することが必要不可欠である。本課題は、ミヤコグサを材料にして、根粒原基が形成される過程と根粒菌の感染過程を制御する分子メカニズムを解明することを目的に研究を行った。根粒の初期発生におけるオーキシンの役割を調べる研究においては、細胞レベルでの詳細なオーキシン応答パターンと根粒形成の正および負の制御因子との相互作用を明らかにし、根粒の初期発生におけるオーキシンの作用点を同定した。また、細胞分裂の進行段階に依存して皮層細胞増殖を制御する新たな制御系が存在することを見出した。さらに、根粒形成や感染糸形成に異常を示す様々なミヤコグサの突然変異体を単離し、原因遺伝子を特定した。中でも、tricot(tco)変異体は根粒形成の異常に加えて、茎頂メリステムの維持も異常となることがわかった。TCO遺伝子はカルボキシペプチダーゼをコードし、シロイヌナズナの茎頂メリステムの維持制御に関わるALTERD MERISTEMPROGRAM1と高い相同性を示すことから、根粒と茎頂メリステム形成の制御に共通した機構が存在する可能性が示唆された。他の先行研究結果と合わせると、高等植物の進化の過程で、茎頂メリステム形成に関わる遺伝子を根粒形成に流用したことが、主にマメ科が根粒形成という新奇形質を獲得するに至った一因となった可能性が考えられ、根粒原基・感染糸形成の遺伝的制御機構のみならず、根粒形成の進化基盤に対する理解が深まった。マメ科植物と根粒菌の共生器官である根粒の正常な発生には、根粒器官形成と根粒菌の宿主植物への侵入経路である感染糸を介した根粒菌の感染プロセスが同調的に進行することが重要であるが、その制御の分子メカニズムはほとんど明らかになっていない。本研究では、ミヤコグサを用いて、根粒原基と感染糸形成に関与する新たな突然変異体を用いた遺伝学的な解析、根粒原基形成時に特異的に発現変動する遺伝子を同定するためのトランスクリプトーム解析、さらにこの発生過程を解析する上で有用な分子マーカーの構築を行う。これらの解析を通して、根粒原基と感染糸それぞれの形成過程を制御する分子機構および2つの過程を結びつける機構を明らかにすることを目指す。平成23年度は、根粒が形成されないことに加えて感染糸を過剰に形成する特徴的な表現型を示すdaphne変異体の解析を行った。ポジショナルクローニングの過程で、daphne変異体では染色体の相互転座が起きていることが判明した。相互転座が起きている領域の近傍には既知の根粒共生遺伝子が存在しており、この遺伝子の新たな発現制御システムの存在が示唆された。また、オーキシン誘導性プロモーターDR5によりレポーター遺伝子を発現する形質転換体を作出した。このレポーターラインを用いて、野生型と根粒共生変異体におけるオーキシンの蓄積パターンを調べることなどにより、根粒原基形成とオーキシンの制御関係を解析した。さらに、根粒原基形成時の分裂中の皮層細胞からcDNAライブラリーを作製し、次世代シーケンサーを用いたRNA-seqを行い、皮層細胞分裂時に発現が誘導される遺伝子群を同定した。変異体を用いた遺伝学的な解析に関しては、当初は平成23年度後半に変異体の原因遺伝子の単離を完了することを見込んでいたが、予定よりも研究が早く進み平成23年度度前半で終了した。

また、1部の研究内容については論文を執筆できるほどの研究成果が得られた。その一方で、他の1部の内容については研究の遅れがみられた。本課題は複数の研究内容を並行して進めているが、研究内容によって進展具合に差がみられている。今後は、進行が遅れている内容に特に力を入れて研究を進めるとともに、既に成果が得られているものについては早期に論文を発表することで、総合的に研究を推進し本研究課題の目的の達成を目指す。
神経根損傷による脊髄後角病変の分子病態

神経根損傷に基づく脊髄病変の機序を明らかにする目的でラットの神経根引き抜き損傷動物モデルを作製し、分子レベルでその病態を解析した。まず損傷によって生じる脊髄膠様質におけるheat shock protein 27 (Hsp27)の経時的発現を免疫組織化学的に検討した。その結果、Hsp27が24時間後より傷害側の脊髄膠様質に存在するアストロサイトに選択的に発現した。7日後よりHsp27の発現様式は点状の分布に変わり、14日後の免疫電顕にてアストロサイトの突起の末梢部に局在していた。傷害側の脊髄膠様質において、受傷旱期よりアストロサイトにストレス反応が生じ、産生されたHsp27はその後経時的にシナプス近傍へ移行すると考えられた。したがってHsp27に対する免疫組織化学染色は傷害部位の同定に極めて優れていることが明らかとなった。次に頚椎の椎弓切除後に後根のみを断裂するモデルを確立した。改良したモデルでは脊髄側に短い後根が残っているので後根断裂後の中枢-末梢神経間の経時的変化を観察することができる。この後根におけるグリア細胞やシュワン細胞の変化とともに神経根損傷の修復に強く関与していると想定されている抗glialcell-line derived neurotrophic factor (GDNF)の発現変化を検討した。その結果、後根断裂モデルの残存後根において、中枢-末梢神経接合部から後根に侵入する線状のGFAP陽性構造物を認め、中枢側から伸展したアストロサイトの突起であることを同定した。さらにこの突起伸展に伴ってGDNFの発現がみられ、変性した軸索を再生させるべく侵入したものと考えられた。神経根引き抜き損傷および末梢神経切断によって生じる脊髄膠様質におけるheat shock protein27(Hsp27)の経時的発現を免疫組織化学的に検討した。方法はラットの腰神経を椎間孔近傍にて牽引し、前根と後根の両方を引き抜いた損傷モデルと後根神経節(DRG)より末梢での神経切断モデルを作製した。脊髄の凍結切片を作製し、抗Hsp27抗体による免疫組織化学染色の他に抗glutamine synthetase(GS)抗体との蛍光抗体法による二重染色を行った。その結果、引き抜き損傷モデルではHsp27は24時間後より傷害側の脊髄膠様質に存在するGS陽性のアストロサイトに選択的に発現した。末梢神経切断モデルではHsp27は48時間から傷害側の膠様質で弱い発現を認め、GSとの共存を部分的に認めた。7日後より点状の分布が明らかとなり21日まで経時的に増強した。以上、神経根引き抜き損傷モデルの脊髄後角の膠様質において、Hsp27はその病変分布の描出に極めて有用であり、受傷早期より小型知覚神経細胞が局在する膠様質のアストロサイトにストレス反応を生じ、産生されたHsp27はその後経時的にシナプス近傍へ移行すると考えられた。一方、末梢神経切断モデルでは、DRGで産生亢進したHsp27が傷害側の膠様質に軸索輸送されるとの報告があるが、我々の結果からは末梢神経切断モデルでも膠様質のアストロサイトに発現が誘導されることが示された。この実験モデルにおいてGFAP、substance P、synaptophysin、p38の発現変化についても検討し、解析を進めている。昨年度まではWistar ratの腰部末梢神経(L4またはL5)を引き上げ、前根と後根の両方を引き抜いていたため、動物は運動麻痩を生じていた。これを改良する目的で頚椎の椎弓切除後に後根のみを切断するモデルを確立した。改良したモデルでは脊髄神経節とともに脊髄側にも短い後根が残っているので再生過程を観察することができる。

この後根におけるグリア細胞やシュワン細胞の変化とともに神経根損傷の修復に強く関与していると想定されている抗glialcell-line derived neurotrophic factor(GDNF)の発現変化を検討した。その結果、root rupture modelの残存後根において、中枢-末梢神経接合部から後根に侵入する線状のGFAP陽性構造物を認め、中枢側から伸展したアストロサイトの突起であることを同定した。さらにこの突起伸展に伴ってGDNFの発現がみられた。このroot rupture modelにおける後根へのアストロサイトの突起の侵入は、従来のrhizotomy modelではほとんど認めなかったことより、中枢-末梢神経接合部に付加した牽引力が脊髄に何らかの影響を与えて生じたものと思われる。更にこのアストロサイトの突起は、すでに過去の報告で軸索再生効果が証明されている神経栄養因子であるGDNFを共発現していることから、変性した軸索を再生させるべく侵入したと考えられる。一方、後根内のシュワン細胞は、受傷早期はGDNFを産生するが、軸索の変性が進むに連れてGDNFの産生は低下した。更に軸索変性の進行と共にS-100蛋白の産生が低下したが、laminin産生は比較的継続していた。その他にグルタミン酸受容体の発現も免疫組織化学染色にて検討したが、健常側との有意な差はみとめられなかった。
植物再分化を制御するクロマチン構造変換メカニズムのイメージング解析

植物の強力な再分化能力を制御する遺伝子プライミング現象を発見し、その制御因子であるヒストン脱メチル化酵素LDL3を同定した(Nature Communications 2019)。シュート再生前のカルスの段階で、プライミング遺伝子群が転写スタンバイになりシュート形成時に一気に遺伝子発現がONになる。TOMEIを基盤としたディープイメージングや遺伝子座特異的クロマチン可視化技術を用いて、多細胞塊のカルスを研究材料にして解析する。この解析により従来の研究枠組みを突破し、組織内の細胞運命転換という形態形成の根本メカニズムを裏打ちするクロマチン構造変換の実態を明らかにする。
消滅の危機に瀕した中国甘粛省,青海省のモンゴル系孤立諸言語にかんする調査研究

中国甘粛省,青海省のモンゴル系孤立諸言語に位置づけられる保安語積石山方言と土族語互助方言と土族語民和方言は消滅の危機に瀕した言語である。本研究では,消滅の危機にあるそうした言語についてフィールド調査等を通じ,その言語の全体像を社会的・文化的背景とともに記述した。また,得られた成果を当該社会に還元するための一つとして,保安語にピイインに準拠した文字を策定し『保安語漢語辞典』の試行版を作成した。本年度は中国甘粛省、青海省のモンゴル系孤立諸言語(河湟語)の全体像を明らかにすること、およびモンゴル系言語の歴史研究、言語接触研究に貢献することを目的に、佐藤と角道がそれぞれ以下の研究をおこなった。佐藤は、これまでの調査および8月の調査に基づき保安語積石山方言にかんする以下の研究をおこなった。1.ピンインに基づいたローマ字を利用した母語話者が容易に使える「保安語漢語辞典」を作成する作業を、保安族の若手学者とともに進行中。2.「保安語のテキスト」の正式公開に向けて作業を進行中。3.主観範疇と客観範疇の対立など、未解明の文法項目について整理を進行中。角道は、下記について研究をおこなった。1.保安語に大量に借用された漢語(大河家方言)の連読変調の実態調査を進行中。2.「iの折れ」の記述について先行研究を再検討し、河湟語の実態を検討。3. Svantessonのpreaspiration説の妥当性を検討し、その過程で以下のデータベースを作成。(1)内蒙古の諸方言における語頭子音の有声化(2)河湟語の子音の有声化、無声化4.現行の辞書類において取り上げられていないため意味が不明である土族語互助方言の語が用いられているコンテキストを調べ上げ意味を推定する作業を進行中。本年度も昨年度に引き続き中国甘粛省、青海省のモンゴル系孤立諸言語(河湟語)の全体像を明らかにすること、およびモンゴル系言語の歴史研究、言語接触研究に貢献することを目的に、佐藤と角道がそれぞれ以下の研究をおこなった。佐藤は、保安語積石山方言にかんする以下の研究をおこなった。1.8月に甘粛省積石山県にて保安語積石山方言の現地調査を行った。2.ピンインに準拠した『保安語漢語詞典」を保安族の若手学者とともに完成させた。辞典には、約二千語が収録されている。3.『保安語積石山方言のテキスト』を白帝社から公刊した。4.未解明の文法項目について整理を進行中。角道は、土族語互助方言を中心に下記の研究をおこなった。1.8月に青海省互助土族自治県で現地調査をおこなった。2.土族語互助東山方言の音声データを分析中し、語彙リストを作成。3.河湟語の子音の有声化、無声化を解明した。4.現行の辞書類において取り上げられていないため意味が不明である土族語互助方言の語が用いられているコンテキストを調べ上げ意味を推定する作業を進行中。佐藤は、保安語について下記の研究をおこなった。1.8月甘粛省積石山県にて保安語積石山方言の現地調査を実施。2.ピンインに準拠した『保安語漢語詞典』(収録語彙数約二千語)を保安族の若手学者とともに完成させ、試行版を保安族文化網から公刊。3.接語muにおけるとりたて、および主題機能を解明。角道は、土族語互助方言について下記の研究をおこなった。1.8月に北京中華民族園にて土族語互助方言の調査を実施。2.土族語語彙集を公刊。3.土族語東山方言の特徴を整理。これらの研究成果は保安語、土族の研究にとどまらず、今後のモンゴル系言語の歴史研究においても重要な意義がある。
種間比較に基づく大型ゲンゴロウ類の生態の解明と保全

大型ゲンゴロウ類の仲間の多くは絶滅の危機に瀕している。ゲンゴロウとクロゲンゴロウの個体数は減少しているが、それらの近縁種のコガタノゲンゴロウ(コガタノ)は増加傾向にある。諸形質について種間で比較したところ、コガタノは他の2種に比べ、1高温下で幼虫の生存率及び成長速度が高まること、2成虫は活発に飛翔すること、3地域間(本州から南西諸島)で遺伝的変異がほとんどないことが判明した。以上の結果から、近年の地球温暖化の影響でコガタノが増加し、成虫は高い移動分散能力を持つことから、過去に減少または絶滅した地域へと再定着していると考えられた。大型ゲンゴロウ類は全国的に減少が著しく、最新版のレッドリスト(環境省、2012)において、ゲンゴロウは準絶滅危惧から絶滅危惧II類に、クロゲンゴロウは新たに準絶滅危惧種に指定されるなど、ランクの上方修正がなされている。本研究の目的は、個体数を減らしている大型ゲンゴロウ類が多い中で、大型ゲンゴロウの一種・コガタノゲンゴロウが、近年増加していることに着目し、大型ゲンゴロウ類の基礎生態と減少要因を包括的に解明することである。1年目は、生活史の基礎データを得る目的で、発育ゼロ点と飛翔頻度の比較分析を行った。羽化率と発育ゼロ点を調査するため、異なる温度条件下(20,25,28°C)で孵化幼虫羽化まで飼育した。その結果、ゲンゴロウでは20、25、28°Cの順に、67、70、100%、クロゲンゴロウでは49%、68%、82%と温度上昇と共に羽化率の向上が認められた。一方、コガタノゲンゴロウでは、6%、50%、47%となり、総じて前2種よりも羽化率が低いこと、20度ではほとんど羽化に至らないことが判明した。また、幼虫期は比較的低温でも成長可能であるが、蛹羽化には更なる温度が必要であることが示唆された。サンプルサイズが不十分ではあるが、現時点で幼虫期間のみの発育ゼロ点を算出すると、ゲンゴロウ、クロゲンゴロウ、コガタノゲンゴロウの順に温度が上がることが分かった。冬季に10度程度で成虫を維持した場合、コガタノゲンゴロウの死亡率が最も高かった。野外調査でも冬季にコガタノゲンゴロウの死亡個体を確認したことから、本種は低温に弱いことが分かった。続いて、羽化後24時間以内の飛翔頻度を比較したところ、ゲンゴロウ=コガタノゲンゴロウ>クロゲンゴロウとなり、コガタノゲンゴロウが最も飛翔頻度高いわけではなかった。また、コガタノゲンゴロウではメスよりもオスで有意に高い飛翔頻度を示すことが分かった。本研究の目的は、個体数を減らしている大型ゲンゴロウ類であるゲンゴロウ(ナミ)とクロゲンゴロウ(クロ)がいる一方で、コガタノゲンゴロウ(コガタノ)が、近年増加していることに着目し、これらの基礎生態と減少(増加)要因を解明することである。2年目は、各温度に対する羽化率、水中での活動性の比較、野外調査、系統地理解析を実施した。温度別の羽化率を調査するため、異なる温度条件下(20,25,28,30°C)で幼虫羽化まで飼育した。その結果、ナミとクロでは30°Cで他の温度に比べて有意に羽化率が低下した。一方、コガタノでは、30°Cで最も高い羽化率を示し、20度ではほとんど羽化に至らないことが判明した。水中での活動性を比較すると、コガタノ、ナミ、クロの順に活発であり、ナミとクロはオスがメスに比べて活発であったが、コガタノにはそのような性差は認められなかった。このことから、コガタノはもっとも活発に動くことが分かった。野外の湿地でコガタノの幼虫の採餌生態を明らかにしたところ、本種も他の2種と同様にトンボ目の幼虫を中心とした昆虫食であることが判明した。続いて、飛翔による個体群間の移動実態を把握するため、長崎県の対馬・五島などの離島を含む、西日本各地のコガタノとクロについて、mtDNAのCOI領域の配列決定を行った。その結果、クロは離島と九州・中国地方の個体群と別クレードに分かれるが、コガタノは離島と九州・中国地方の個体群には明確な遺伝的差異が認められなかった。採集地点間の距離と遺伝的距離の関係を解析したところ、クロでは正の相関があるのに対し、コガタノでは相関が認められず、地点間の遺伝的変異が小さいことが判明した。以上から、コガタノの地域間の変異の小ささは高い飛翔能力に由来するものと推察される。本研究の目的は、個体数を減らしているゲンゴロウ(ナミ)とクロゲンゴロウ(クロ)がいる一方で、コガタノゲンゴロウ(コガタノ)が、近年増加していることに着目し、これらの基礎生態と減少(増加)要因を解明することである。本研究では、1)生活史・行動、2)増殖能力、3)移動分散能力および4)集団遺伝構造を上記の3種間で比較した。【1】行動観察を行った結果、コガタノが他2種に比べて最も活発に泳ぎ、餌も一番早く発見すること、摂食量が多いことが明らかとなった。また、H27年度にデータの追加を行い、20、23、25、28、30度で飼育した結果、発育ゼロ点はナミとクロが8度前後、コガタノが17度となった。

羽化率を温度間で比較したところ、ナミは差なし、クロは30度で低下、コガタノは温度上昇と共に上昇した。【2】ナミは4月7月、クロは4月6月、コガタノは68月に産卵が見られたが、1シーズンあたりの1メスの総産卵数に種間差はなかった。【3】410月に強制上陸させて飛翔試行回数を調査したところ、ナミはほとんど飛翔しなかったが、クロは4月、コガタノは4月と10月によく飛翔した。また、フライトミルで飛翔距離を測定すると、コガタノが他2種よりも高い値を示した。標識再捕獲調査の結果から野外では、コガタノが他2種に比べて再捕獲される割合が低かったことから、頻繁に移動を繰り返していると推察された。【4】mtDNAのCOIと、H27年度にCOII領域の配列決定と系統樹の作成を行った。ナミでは地理的な分化が最も顕著で、クロではナミと比べて地理的分化が小さかった。一方、コガタノは地理的な分化がなく、本州南西諸島で単一のクレードを形成し、すべての集団が入れ子状に配置されることが明らかとなった。大型ゲンゴロウ類の仲間の多くは絶滅の危機に瀕している。ゲンゴロウとクロゲンゴロウの個体数は減少しているが、それらの近縁種のコガタノゲンゴロウ(コガタノ)は増加傾向にある。諸形質について種間で比較したところ、コガタノは他の2種に比べ、1高温下で幼虫の生存率及び成長速度が高まること、2成虫は活発に飛翔すること、3地域間(本州から南西諸島)で遺伝的変異がほとんどないことが判明した。以上の結果から、近年の地球温暖化の影響でコガタノが増加し、成虫は高い移動分散能力を持つことから、過去に減少または絶滅した地域へと再定着していると考えられた。おおむね良好。昆虫生態学3年目は、2年目までの実験・調査だけでは解明できなかった飛翔能力の実測(フライトミルを用いた飛翔距離の測定)、増力能力(産卵期間の推定)に加え、発育ゼロ点のデータを補完する目的で、23度と30度よりも高い温度で飼育する。また、室内行動実験の追加と野外調査を継続し、遺伝子解析のサンプル(地点)数をさらに増やしたい。1年目に計画していた調査・実験の8割程度の項目は達成できた。2年目は、1年目の調査だけでは解明できなかった増殖能力の解明に加え、発育ゼロ点のデータを補完する目的で、28度よりも高い温度で飼育する。また、室内行動実験の追加と野外調査を継続する予定である。それぞれの種の地域個体群ごとの集団遺伝構造の解析にも着手する。
癌の発生・進展過程で起きる染色体変化の集中的蓄積の機構

前年度に第1、16染色体の構造的異常ががんで特異的に起きていることを乳腺腫瘍の検討で示したが、更に乳癌においてこれらの染色体異常が蓄積していく過程をるために、174例の乳癌において16cen、16q11、16q24、1q12の4カ所に位置するDNAプローブを用いて蛍光in situハイブリダイゼーション法を行い、クローナルな第16染色体の数的異常、第16染色体長腕(16q)の切断部位、および派生染色体der(1;16)の有無を検討した。16q切断は121例(70%)に見られ、近位切断(16cen-q11)が30%(52例)、遠位切断(16q11-q24)が29%(51例)、DNA増幅例4例を含む複合切断が18例(10%)であった。異倍体は105例(60%)、der(1;16)は65例(37%)で検出された。der(1;16)の形成が16q切断例の45%(55/121)で見られたが、その頻度は切断部位の近・遠位に関わらず高かった。第16染色体のセントロメアの数は、近位切断例の82%(43/52)が異倍体、18%(9/52)が二倍体であったが、遠位切断例では57%(29/51)が二倍体、43%(22/51)が異倍体であり、16q切断部位と倍数体形成の間に関連を認めた(p<0.001)。倍数体とder(1;16)の間に関連はなかった。16q切断部位とは種々の臨床病理学的指標との間に中等度までの相関を認めたが、異倍体は組織学的異型度およびリンパ節転移の個数と、der(1;16)は低異型度、管状篩状索状型、ホルモンレセプター高値、予後良好と、各々強い相関を示した。以上から非相同的染色体交叉、DNA組換えにより16q切断及びder(1;16)等の組換え体が生じると共に、16q切断部位が第16染色体の本数にも影響を及ぼすと考えられた。16q切断、der(1;16)等を生じる非相同的染色体間の組換え過程で、異倍体形成が規定され、組換え体と異倍体のパターンの組み合わせによってがんの形態、転移性及び悪性度を規定するcascadeの存在が考えられた。固型腫瘍の中から乳腺腫瘍を対象に、第1、16染色体の変化の頻度と様式および腫瘍の形態との関連をFISH法を用いて検討した。異型度、組織型の異なる72例の乳がんおよび腺腫、乳頭腫、良性葉状腫瘍を含む22例の良性腫瘍における第1、16染色体の変化を検索したところ、がんにおいて第1、16染色体融合体形成を含む数的・構造的異常を示す細胞が優勢なクローンとして高頻度で見られた。第1、16染色体の異倍体形成はそれぞれ74%、49%の頻度で見られ、高異型度のがんではほぼ必発であったが、低異型度のがんでも34%以上の頻度で見られた。第1、16染色体融合体の形成は、1q12の少し遠位と16cen-q11.2間ないし16q11.2-q24間で起きており、がん全体の50%に検出された。第1、16染色体融合体は低異型度の乳がん、管状、乳頭状パターンをとるがんに有意に高頻度であった。一方16cen領域と16q11.2領域の間で切断(break)を示す染色体が26%の乳がん症例で見られたが、この切断は高異型度で、充実性ないし索状パターンをとる乳がんにより高頻度であった。良性腫瘍においては1例の管状腺腫にのみ第1染色体の3倍体形成をみたが、他の変化は見られなかった。第1、16染色体各々の異倍体形成、1;16融合体の形成そして16cen-16q11.2間の切断は染色体の数の増減および特定箇所での染色体の切断と融合がクローナルながん細胞の増殖に先だって起きていることを示唆している。前者は染色体の分離異常、後者はhomologousでない染色体間の組み換えとしてとらえることも可能であった。このような染色体の数と構造の変化を集中的に起こすような機構が、がん発生時ないし発生後の早期に起きている可能性が強く示唆された。