hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コレシストキニン塗布によるかゆみの制御と新規治療薬への応用

かゆみは中枢性と末梢性に分けられる。末梢性のかゆみ機序は、(1)肥満細胞と知覚神経C線維との相互作用、(2)表皮角化細胞や真皮線維芽細胞により産生される因子によるC線維の伸長と反撥、(3)炎症に伴うT細胞や好酸球の産生物質による。特に(1)は直接かゆみに関わり、肥満細胞が放出するヒスタミン、トリプターゼはこれらの受容体(H1R、PAR-2)を介してC線維を刺激し活性化C線維は神経ペプチド(サブスタンスP[ SP]など)を放出してこの受容体(NK1)を持つ肥満細胞をさらに刺激する。加えて、温熱刺激などを知覚するTRP受容体もかゆみ知覚にバリエーションを与えている(Steinhoff M etal : J Invest Dermatol126 : 1705-18, 2006)。近年中枢性のかゆみはオピオイド受容体のアンタゴニスト、アゴニストにより新薬が導入された。しかし末梢性のかゆみは抗ヒスタミン薬以降、TRP受容体のアンタゴニストが開発されつつあるが、新規薬に乏しい。我々は、表皮培養角化細胞をSPで刺激後、RNAを抽出しマイクロアレイ解析した結果、SP刺激でCCK2Rが最も強く発現することをセレンディピティ的に見いだした。かゆみ惹起神経ペプチドであるサブスタンスP(SP)刺激によってコレシストキニン受容体であるCCK2発現亢進がみられたことは、CCKがCCK2Rシグナリングを介して、負の制御としてかゆみ抑制作用を示す可能性を示唆した。ICRマウスの背部を剃毛し、そこにSP(100nm/部分)を皮下注し、マウスの後肢掻破行動を誘導した。SP皮下投与10分前に剃毛部に種々のCCKペプチドを塗布し、溶液のみのコントロールと比べたところ、掻破回数がとくにCCK8Sで減弱した。CCK皮下投与でも同様の効果をもたらすか、SPと同時にCCK8Sを皮下投与したところ掻破回数が減弱した。皮下投与でもかゆみ抑制効果を示すのであれば、角化細胞以外に肥満細胞も標的細胞となることが示唆された。マウス胎仔由来肥満細胞をcompound 48/80で脱顆粒刺激する系で、CCK8Sを添加したところ脱顆粒は抑制された。以上のことから、CCKはかゆみを抑制する能力をもち、少なくとも肥満細胞の機能を抑制して効果を示すのではないかと考えられた。加えて、ヒトケラチノサイトのインターフェロン-γ刺激によるIL-8産生系においてCCK8Sは抑制作用を有した。さらにヒト血管内皮細胞においてインターフェロン-γ刺激によるICAM-1発現をも抑制した。以上のことからCCK-CCR2R系によるかゆみ抑制は、肥満細胞のみならず、ケラチノサイトや血管内皮細胞における炎症抑制効果によってももたらされることが明らかとなった。CCKのかゆみ治療薬としての可能性について特許申請しており、創薬への端緒となった。実際の薬剤としてはCCK2Rに結合できる単純化学物質が望まれるが、今後その探索が重要となる。

以上のことから、CCKはかゆみを抑制する能力をもち、少なくとも肥満細胞の機能を抑制して効果を示すのではないかと考えられた。加えて、ヒトケラチノサイトのインターフェロン-γ刺激によるIL-8産生系においてCCK8Sは抑制作用を有した。さらにヒト血管内皮細胞においてインターフェロン-γ刺激によるICAM-1発現をも抑制した。以上のことからCCK-CCR2R系によるかゆみ抑制は、肥満細胞のみならず、ケラチノサイトや血管内皮細胞における炎症抑制効果によってももたらされることが明らかとなった。CCKのかゆみ治療薬としての可能性について特許申請しており、創薬への端緒となった。実際の薬剤としてはCCK2Rに結合できる単純化学物質が望まれるが、今後その探索が重要となる。かゆみ惹起神経ペプチドであるサブスタンスP(SP)刺激によってコレシストキニン受容体であるCCK2発現元進がみられたことは、CCKがCCK2Rシグナリングを介して、負の制御としてかゆみ抑制作用を示す可能性を示唆した。ICRマウスの背部を剃毛し、そこにSP(100nm/部分)を皮下注し、マウスの後肢掻破行動を誘導した。SP皮下投与10分前に剃毛部に種々のCCKペプチドを塗布し、溶液のみのコントロールと比べたところ、掻破回数がとくにCCK8Sで減弱した。CCK皮下投与でも同様の効果をもたらすか、SPと同時にCCK8Sを皮下投与したところ掻破回数が減弱した。皮下投与でもかゆみ抑制効果を示すのであれば、角化細胞以外に肥満細胞も標的細胞となることが示唆された。マウス胎仔由来肥満細胞をcompound 48/80で脱顆粒刺激する系で、CCK8Sを添加したところ脱顆粒は抑制された。以上のことから、CCKはかゆみを抑制する能力をもち、少なくとも肥満細胞を機能を抑制して効果を示すのではないかと考えられ、創薬への端緒となった。かゆみ惹起神経ペプチドであるサブスタンスP(SP)刺激によってコレシストキニン受容体であるCCK2発現亢進がみられたことは、CCKがCCK2Rシグナリングを介して、負の制御としてかゆみ抑制作用を示す可能性を示唆した。マウス胎仔由来肥満細胞をcompound 48/80で脱穎粒刺激する系で、CCK8Sを添加したところ脱穎粒は抑制された。以上のことからCCKCCR2R系によるかゆみ抑制は、肥満細胞のみならず、ケラチノサイトや血管内皮細胞における炎症抑制効果によってももたらされることが明らかとなった。
日本の野生鳥類の寄生虫相に関する調査と寄生虫相データベースの構築

日本に生息する野生鳥類の寄生蠕虫相の調査のため、19832012年に不慮の事故などにより死亡し収集された鳥類125種334検体から寄生蠕虫を採集し、形態観察により種同定を行なった。同定完了した蠕虫類の一部についてはmtDNAcox1遺伝子の解析を行なった。今までに報告された日本の野生鳥類の寄生蠕虫相データ(2053件、鳥類220種・寄生蠕虫類722種)を登録・整理し、データベースを作製して目黒寄生虫館ウェブサイトで公開した。生物多様性研究の一環として、日本に生息する鳥類の寄生虫相を調査し、寄生虫標本および形態学的観察データ、および寄生虫の遺伝子データの蓄積を行なうとともに、鳥類寄生虫相について分布・生態と併せて考察し、さらに、従来の日本産鳥類の寄生虫相データを整理して、データベースを作製し公開することを目的として研究を行なった。1.鳥類検体の収集:山階鳥類研究所神奈川県自然環境保全センター・神奈川大学などから譲渡された、事故・有害鳥獣駆除などによって死亡・収集された鳥類検体51種100検体について検査を行なった。2.寄生虫の採集・標本作成・形態学的観察:生鮮あるいは冷凍保存検体を解剖して寄生虫類を採集し、所定の方法で固定・染色・透化・封入して標本を作製した。それらの標本を顕微鏡、撮影装置および画像解析ソフトを用いて観察・計測し同定を行なった。その結果、日本国内では初報告、あるいは新宿主報告となる属・種を含む吸虫類21種、条虫類9種、線虫類21種、鉤頭虫類7種(不明種を含む)が検出・同定された。3.寄生虫の遺伝子解析:同定が完了した寄生虫類の一部については、京都大学・霊長類研究所にて遺伝子解析中で、完了次第、遺伝子データベースに登録予定である。4.過去の研究成果の整理・公開:過去に日本の野生鳥類から報告された寄生虫種のデータ(1552件、鳥類213種・寄生虫類651種)をデータベースソフトFileMaker Proを用いて入力・整理し、目黒寄生虫館ホームページにて公開している(13.備考の項を参照)生物多様性研究の一環として、日本に生息する鳥類の寄生虫相を調査し、寄生虫標本および形態学的観察データ、および寄生虫の遺伝子データの蓄積を行なうとともに、鳥類寄生虫相について分布・生態と併せて考察し、さらに、従来の日本産鳥類の寄生虫相データを整理して、データベースを作製し公開することを目的として研究を行なった。1.鳥類検体の収集:山階鳥類研究所(連携研究者:鶴見みや古、小林さやか)などから譲渡された、事故・有害鳥獣駆除などにより死亡・収集された鳥類検体80種137検体の検査を行なった。それらの標本を顕微鏡、撮影装置および画像解析ソフトを用いて観察・計測した。昨年度に引き続き同定作業を継続中だが、チュウシャクシギからは新種と考えられる吸虫Pittacium sp.,および日本では初報告の吸虫Himasthlarhigedena,線虫Schistorophuが検出された。ハヤブサから初めて有棘顎口虫Gnathostoma spinigerum・日本顎口虫G. nipponicumの幼虫が検出された。3.寄生虫の遺伝子解析:同定が完了した寄生虫類の一部については京都大学・霊長類研究所(連携研究者:岡本宗裕)にて遺伝子解析中で、完了次第、遺伝子データベースに登録予定である。4.過去の研究成果の整理・公開:過去に日本の野生鳥類から報告された寄生虫種のデータ(1856件、鳥類215種・寄生虫類684種)をデータベースソフトFileMaker Proを用いて入力・整理し、目黒寄生虫館ホームページにて公開している(15.備考を参照)生物多様性研究の一環として、日本に生息する鳥類の寄生虫相を調査し、寄生虫標本および形態観察データ、および寄生虫の遺伝子データの蓄積を行なうとともに、鳥類寄生虫相について分布・生態と併せて考察し、さらに従来の日本産鳥類の寄生虫相データを整理して、データベースを作製し公開することを目的として研究を行なった。1.鳥類検体の収集:本年度は山階鳥類研究所(連携研究者:鶴見みや古、小林さやか)などから譲渡された、事故・有害鳥獣駆除などにより死亡し収集された鳥類28種93検体の検査を行なった。2.寄生虫の採集・標本作成・形態学的観察:昨年度に引き続き、生鮮または冷凍保存検体を解剖して寄生虫類を採集し、所定の方法で固定・染色・透化・封入して標本を作製した。その結果、吸虫17種、条虫5種、線虫18種、鉤頭虫7種を検出した(未同定種を含む)。

ハチクマの吸虫Strigea vandenbroekae、ダイシャクシギの吸虫Selfcoelum capellum、クロツグミの吸虫Urogonimus sp.、ケアシノスリおよびハヤブサのProcyrnea sp.、タゲリのAmidostomoides sp.などの寄生を日本国内で初めて確認した。さらに詳細な同定を実施中である。3.寄生虫の遺伝子解析:同定が完了した寄生蠕虫類の一部については京都大学・霊長類研究所(連携研究者:岡本宗裕)にて遺伝子解析中で、遺伝子データベースに順次登録予定である。4.過去の研究成果の整理・公開:過去に日本の野生鳥類から報告された寄生虫種のデータ(2053件、鳥類220種・寄生虫類722種)をデータベースソフトFileMaker Proを用いて入力・整理し、目黒寄生虫館ホームページにて公開している。(15.備考を参照))多種の鳥類検体の検査を行なっているため、検出される寄生蠕虫も比較的多岐にわたり、その同定作業と資料収集に思いのほか時間がかかっている。そのため寄生虫相データベースに登録すべき文献の入力も予定より遅れ気味である。平成23年度に投稿し受理された論文の掲載に時間がかかっており、発表が遅れている。今回の研究により、日本の鳥類の寄生蠕虫種は多岐にわたり、まだ未解明の点が多いことを改めて認識している。現在は寄生虫の検索・同定作業を研究代表者がほぼ独りで行っているが、今後は共同研究者を集めて寄生蠕虫の分類群ごとに分担して検索・同定作業を行なう必要があると思われる。また、寄生虫相データベースの作成については、専門的文献の検索については寄生虫学研究者が担当する必要があるが、データ入力は研究協力者に依頼し作業分担して効率化することが必要である。
小胞体ストレスを介した脳内慢性炎症から探る精神疾患共通分子機構の解明

昨今の多様化した精神疾患の多くは決定的な原因や治療法が未だに不明である。近年、精神疾患に共通して観察される脳内慢性炎症の沈静化が、多様化した精神疾患に共通した病態改善の鍵となり得ると考えられている。本研究では、小胞体膜タンパク質Derlin-1の中枢神経系特異的な欠損による小胞体ストレスの遷延化が、慢性的な脳内炎症を引き起こすことに着目し、精神疾患発症における小胞体品質管理機構の関連を明らかにすることを目的として解析を行なった。その結果、中枢神経特異的なDerlin-1欠損マウスは様々な精神疾患様の行動異常が観察された。加えて中枢神経全体およびニューロン特異的なDerlin-1欠損マウスでは脳サイズの顕著な減少が観察され、これらDerlin-1欠損マウスではニューロンの樹状突起の形成に障害がみられた。さらに、これまでに観察された脳サイズの減少やグリア細胞の増加が小胞体品質管理機構の破綻に起因しているかを調べるため、タンパク質の折りたたみ不全を修復し小胞体ストレスを軽減させるケミカルシャペロンを継続的に中枢神経特異的なDerlin-1欠損マウスに投与し解析を行なった。その結果、特定の脳領域において脳サイズの減少やアストロサイトの異常な増生が抑制された。さらに、どのような因子がニューロンの樹状突起の形成障害等に関与するかをDNAマイクロアレイ解析により調べたところコレステロール合成経路の異常や特定の細胞増殖因子の発現に異常があることが明らかになった。本研究により、小胞体品質管理の異常に伴った脳内恒常性の破綻が脳内炎症や脳サイズの減少を介して様々な精神疾患の発症に関与していることが示唆された。その結果、中枢神経特異的なDerlin-1欠損マウスは様々な精神疾患様の行動異常が観察され、同時にニューロン特異的なDerlin-1欠損マウスの解析により脳内での慢性炎症の惹起にはニューロンにおける小胞体品質管理機構の破綻が関与することが明らかになった。これまでの解析により、小胞体恒常性破綻が脳内炎症や脳サイズの減少を介して様々な精神疾患の発症に関与していることが示唆される。平成29年度に計画していた実験がある程度終了し、且つ平成30年度に計画していた実験の一部を開始しているため。平成29年度は(1)中枢神経系特異的なDerlin-1の欠損による脳内神経細胞への影響の解明、及び(2)小胞体ストレス応答の破綻により精神疾患様行動を誘発する責任細胞種の同定、という2つの実験計画に従い実験を行なった。(1)では脳サイズの萎縮や部位別のニューロンの樹状突起の形成の異常などが明らかとなり、同時に脳部位別のグリア細胞の増生やミクログリアの増生の程度の違いなどの解析も行なった。(2)ではニューロンおよびアストロサイト特異的なDerlin-1欠損マウスを作成し、脳サイズや脳内炎症の程度を調べた。その結果、ニューロン特異的にDerlin-1を欠損させたマウスにおいて中枢神経全体でDerlin-1を欠損させたマウスと非常に類似した表現型を示し、同時に行動解析においても中枢神経特異的なDerlin-1欠損マウスと類似した結果を示した。これらの結果からニューロンにおける小胞体品質管理機構の破綻が重要であることが示唆された。さらに、平成30年度に実施予定であった小胞体ストレスを軽減させる薬剤の投与の実験も開始しており、実際に脳サイズの減少の抑制やグリア細胞増生の抑制などが観察されている。以上より、本研究の目的の達成度としては、当初の計画以上に進展していると判断した。加えて中枢神経全体およびニューロン特異的なDerlin-

1欠損マウスでは脳サイズの顕著な減少が観察され、これらDerlin-1欠損マウスではニューロンの樹状突起の形成に障害がみられた。さらに、これまでに観察された脳サイズの減少やグリア細胞の増加が小胞体品質管理機構の破綻に起因しているかを調べるため、タンパク質の折りたたみ不全を修復し小胞体ストレスを軽減させるケミカルシャペロンを継続的に中枢神経特異的なDerlin-1欠損マウスに投与し解析を行なった。その結果、特定の脳領域において脳サイズの減少やアストロサイトの異常な増生が抑制された。さらに、どのような因子がニューロンの樹状突起の形成障害等に関与するかをDNAマイクロアレイ解析により調べたところコレステロール合成経路の異常や特定の細胞増殖因子の発現に異常があることが明らかになった。本研究により、小胞体品質管理の異常に伴った脳内恒常性の破綻が脳内炎症や脳サイズの減少を介して様々な精神疾患の発症に関与していることが示唆された。これまでの解析により、様々な精神疾患様の異常行動を示すDerlin-1欠損マウスにおいてどの脳領域別の異常の程度が明らかになってきており、それが小胞体品質管理機構の改善により改善され得ることもわかった。本研究では、中枢神経系での小胞体ストレス応答機構の破綻が精神疾患に共通する脳内炎症を引き起こすメカニズムの解明、及びそれにより誘導される精神疾患の発症に共通した新規因子の探索を目的としている。そのため、今後はどのようなメカニズムにより脳内炎症が引き起こされているのか、また、小胞体品質管理機構の破綻による脳内炎症の惹起が精神疾患の発症にどの程度関与するのかについてさらに詳細な解析を行なう予定である。具体的には実験計画書にも記載した、マウスの中枢神経系でのDerlin-1欠損による小胞体ストレス応答機構の破綻による脳内炎症の惹起、及び精神疾患様行動に影響を与え得る分子を質量分析法やRNA-seqにより探索することで標的因子の同定を目指す。加えて、選出された因子に対する阻害抗体などをDerlin-1欠損マウスに投与することで、脳内炎症や精神疾患様の異常行動などの表現型の回復がみられるかの検討も行う予定である。
高等植物における有機ハロゲン化合物生成機構の解明

1.ゴマ植物根からのキノン系化合物の単離・構造解析ゴマの植物根からナフトキノン系化合物2種(hydroxysesamone、2,3-epoxysesamone)を単離し、各種機器分析により化学構造を決定した。また、毛状根おいて生産が確認されているアントラキノン系化合物2種を単離、同定した。さらに、3種のアントラキノン系化合物を単離し、機器分析により上記2種のアントラキノン系化合物と同一の炭素骨格を有すること、およびその内の1種がchlorosesamoneと同様に分子内に1つの塩素原子を有することを明らかにした。2.ゴマ毛状根におけるキノン系化合物の生産と代謝誘導したゴマ毛状根1株をB5培地で振とう培養し、得られた毛状根から代謝産物を単離、精製後、NMR、HSにより化合物の同定を行った。その結果、chlorosesamone、hydroxysesamone、2,3-epoxysesamoneおよびアントラキノン系化合物3種を生産することを明らかにした。また、アントラキノン系化合物と同じ炭素数を持ち、それらの生合成前駆体と思われるナフトキノン系化合物1種を単離した。エリシターであるサリチル酸を培地に添加したところ、アントラキノン系化合物1種の生産が増加すること、サリチル酸濃度により生産性に差があることを明らかにした。基質アナログとして2-methyl-1,4-naphthoquinoneを用い、ゴマ毛状根に投与したところ、速やかに代謝された。別途化学合成したchloro体への変換は見られず、基質の配糖体化およびepoxy体またはhydroxyl体の配糖体化が起こっていることが示唆された。3.キノン系化合物の化学合成アントラキノン系化合物で構造が単純な1種について、1,4-naphthoquinoneとmyrceneから2段階、90%以上の収率で合成した。1.ゴマ毛状根クローンの樹立ゴマ(Sesamum indicum L.)幼植物に植物病原土壌細菌Agrobacterium rhizogenes ATCC15834を接種し、感染部位に毛状根を誘発した。誘発した毛状根を切り出し、抗生物質を添加した植物ホルモン無添加1/2MS固体培地で培養、除菌した。毛状根クローン選抜法により、7株の植物ホルモン非要求性毛状根クローンを得た。得られた7株の毛状根の代謝産物を溶媒抽出した後、薄層クロマトグラフィーにより調べたところ、7株のうち3株においてキノン系色素を生産していることが示唆された。そこで、色素生産株の1株をガンボルグB5液体培地を用いて少量培養し、代謝産物を調べたところ、塩素含有ナフトキノン系色素chlorosesamoneやその他のキノン系色素を生産することが確認された。現在、大量培養によりこれらキノン系色素の単離・同定を進めている。また、今回の毛状根誘発において、肉眼による目視観察法で選抜できるようなchlorosesamone(赤色色素)高生産株が得られなかったので、各種培養条件および培地組成についても検討中である。2.ゴマ植物根からのキノン系色素の単離ゴマの植物根から新たに2種のナフトキノン系色素(hydroxysesamoneおよび2,3-epoxysesamone)を単離、同定した。これら化合物はchlorosesamoneと同じ炭素骨格を有しており、生合成関連化合物と考えられる。さらに、3種の色素を単離したが、機器分析よりこれらはナフトキノン系化合物ではなくアントラキノン系化合物であり、そのうちの1つはchlorosesamoneと同様に分子内に塩素原子を有する化合物であることが示唆された。現在、これら3種のアントラキノン系色素の構造解析およびこれらキノン系色素の毛状根での生産を検討中である。3.キノン系化合物の化学合成
実規模設計問題に対するマルチプロセッシング技術を援用した設計支援システムの開発

本研究は,従来からの人工知能技術を援用したインテリジェントCADや,数理計画法による設計最適化・設計自動化などの設計シンセシスに対する支援技術をより実際的なものへと発展させていくことを目標として,エンジニアリングワークステーションサーバやワークステーションクラスタにおけるマルチプロセシッング技術を援用する一方,具体的な実規模の設計問題を取り上げた設計支援システムの構築を行ない,それによって得られる成果を体系化することにより,実践的な方法論を構成することを目的としたものである.当該研究期間における研究実績は次のとおりである.1.設計における表現と処理の分散構造の分析とモデリング・・・設計処理を分散・並列化する基本として,設計問題表現や処理を階層化するための′′形態′′による対象モデリングの方法を構成した.2.設計処理の分散化に向けてのエージェント技術の構築・・・さらに,形態による対象モデリングを基盤としたマルチプロセッシングによる設計支援手法を実現するための基盤技術として,エージェント通信による分散並行協調処理を導入した設計支援システムの構成方法を考案し,船舶の基本設計を対象問題として,そのプロトタイプを構築した.3.並列分散型設計最適化・・・様々な設計処理の中でも比較的定型的な最適設計の問題に対してマルチプロセッシング技術を適用する方法として,創発型最適化の方法を取り上げた.スレッドやソケット通信を用いた並列分散化技術のもとで,プラント計画や機構形状最適化の問題,自動車駆動系の最適化問題などに対して,遺伝的アルゴリズムなどの最適化手法を実装し,その効果を検証した.以上により,実規模の設計問題におけるマルチプロセッシング技術の有効性と可能性を示すとともに,今後の課題を明確にした.本研究は,従来からの人工知能技術を援用したインテリジェントCADや,数理計画法による設計最適化・設計自動化などの設計シンセシスに対する支援技術をより実際的なものへと発展させていくことを目標として,エンジニアリングワークステーションサーバやワークステーションクラスタにおけるマルチプロセシッング技術を援用する一方,具体的な実規模の設計問題を取り上げた設計支援システムの構築を行ない,それによって得られる成果を体系化することにより,実践的な方法論を構成することを目的としたものである.当該研究期間における研究実績は次のとおりである.1.設計における表現と処理の分散構造の分析とモデリング・・・設計処理を分散・並列化する基本として,設計問題表現や処理を階層化するための′′形態′′による対象モデリングの方法を構成した.2.設計処理の分散化に向けてのエージェント技術の構築・・・さらに,形態による対象モデリングを基盤としたマルチプロセッシングによる設計支援手法を実現するための基盤技術として,エージェント通信による分散並行協調処理を導入した設計支援システムの構成方法を考案し,船舶の基本設計を対象問題として,そのプロトタイプを構築した.3.並列分散型設計最適化・・・様々な設計処理の中でも比較的定型的な最適設計の問題に対してマルチプロセッシング技術を適用する方法として,創発型最適化の方法を取り上げた.スレッドやソケット通信を用いた並列分散化技術のもとで,プラント計画や機構形状最適化の問題,自動車駆動系の最適化問題などに対して,遺伝的アルゴリズムなどの最適化手法を実装し,その効果を検証した.以上により,実規模の設計問題におけるマルチプロセッシング技術の有効性と可能性を示すとともに,今後の課題を明確にした.本研究は,従来からの人工知能技術を援用したインテリジェントCADや,数理計画法による設計最適化・設計自動化などの設計シンセシスに対する支援技術をより実際的なものへと発展させていくことを目標として,エンジニアリングワークステーションサーバにおけるマルチプロセッシング技術を援用する一方,具体的な実規模の設計問題を取り上げた設計支援システムの構築を行ない,それによって得られる成果を体系化することにより,実践的な方法論を構成することを目的としたものである.本年度における研究実績は次のとおりである.1.設計問題における構造の分析...分散・並列処理の基本となる設計問題の分解手法を構成中である.2.設計問題の分散モデリング...複雑な機構の解析・最適化問題を対象にして,分散処理形のモデリングを実施した.3.並列分散型設計最適化...上記1項,2項に対応するDecomposition法による問題分割を行ない,複雑な機構設計の最適化計算を実行し,コンピュータ処理速度を大幅に低減することに成功した.4.CAEとの統合化...上記の計算法をもとにさらに大規模設計モデルを対象に研究を進める.現在,半没水船の流体抵抗計算のCAEとの統合化を行なっている.本研究は,従来からの人工知能技術を援用したインテリジェントCADや,数理計画法による設計最適化・設計自動化などの設計シンセシスに対する支援技術をより実際的なものへと発展させていくことを目標として,エンジニアリングワークステーションサーバにおけるマルチプロセシッング技術を援用する一方,具体的な実規模の設計問題を取り上げた設計支援システムの構築を行ない,それによって得られる成果を体系化することにより,実践的な方法論を構成することを目的としたものである.本年度における研究実績は次のとおりである.1.設計における表現と処理の分散構造の分析とモデリング...設計処理を分散・並列化する基本として,設計問題表現や処理を階層化するための“形態"による対象モデリングの方法を構成した.2.並列分散型設計最適化...様々な設計処理の中でも比較的定型的な最適設計の問題に対してマルチプロセッシング技術を適用する方法として,創発型最適化の方法を取り上げた.スレッドやソケット通信を用いた並列分散化技法のもとで,プラント計画や機構形状最適化の問題,自動車駆動系の最適化問題などに対して,遺伝的アルゴリズムなどの最適化手法を実装し,その効果を検証した.

3.設計処理の分散化に向けてのエージェント技術の構築...一方,より上流過程における設計の内容を分散化により支援する手段として,形態による対象モデリングを基盤とする一方,エージェント通信による分散並行協調処理を導入することにより,ワークステーション上に分散した設計支援システムの構成方法を考案し,船舶の基本設計を対象問題として,そのプロトタイプを構築した.以上により,実規模の設計問題におけるマルチプロセッシング技術の有効性と可能性を示すとともに,今後の課題を明確にした.
1997年デデリエ洞窟出工人骨の形態学的研究

1997年にデデリエ洞窟から発見された人骨は、成人小臼歯2本とおよそ1体分の小児骨格であった。これらの資料に加え、今年度(1998年)の調査において同じ小児の骨格と成人遊離歯、青年あるいは成人と思われる大腿骨骨幹部が発見され、研究資料として加えることができた。平成10年度に、これらの資料のクリーニング、保存処理、復元をおこない、写真撮影、レントゲン撮影、レプリカ作成を行った。平成11年度には大腿骨の保存処理をおこなうと同時に小児骨格(デデリエ2号人骨)について主な計測値による評価を行った。以上より以下のような知見を得た。1成人小臼歯は歯冠の大きさが小さく、ネアンデルタールの変異の下限であるが、歯根が長い点は現代人とは異なりネアンデルタール的である。2小児骨格の保存状態は比較的良好であり、とくに頭蓋は全体の復元に成功した。乳歯は前歯部が大きく、乳臼歯はタウロドンティズムを示す。乳歯列の歯冠計測値は他のネアンデルタールと共通した傾向を示すが、後期旧石器時代人にも同様の傾向を示す個体がある。脳頭蓋は丸く、最大幅をとる位置が低い。後頭部に横走する隆起とイニオン上窩が存在する。四肢骨は全体的に華奢であるが、大腿骨、脛骨は間接部が大きく、前後に弯曲する。大腿骨、腓骨の長さより、他のネアンデルタール人と同様に下腿の長さが短い傾向が見られる。今年度は、これらの資料のクリーニング、保存処理、復元をおこない、写真撮影、レントゲン撮影、レプリカ作成を行った。基本的な形態観察の結果、以下のような知見を得た。●成人小臼歯は歯冠の大きさが小さく、ネアンデルタールの変異の下限であるが、歯根が長い点は現代人とは異なりネアンデルタール的である。●小児骨格の保存状態は比較的良好であった。すなわち-頭蓋は顔面と底部を欠いているが全体の形態が復元できた。-四肢骨は断片的であるが、下肢骨(腸骨、大腿骨、脛骨、腓骨、足指骨)は比較的良く保存されている。●頭蓋、四肢骨ともにネアンデルタール的な特徴が見られた。-乳歯は前歯部が大きく、乳臼歯はタウロドンティズムを示す。-脳頭蓋が丸く、最大幅をとる位置が低い。-後頭部に横走する隆起とイニオン上窩が存在する。-四肢骨は全体的に華奢であるが、大腿骨、脛骨の関節部は大きく広がった形態を持つ。-大腿骨、脛骨、腓骨は前後に弯曲する。来年度は、比較資料、データの収集と、現代人の変異を押さえることが必要である。
粗度の多重スケール性と非平衡粗面抵抗則に基づく礫床河川の流れの解析法の開発と応用

本研究では,実用性の高い平面二次元解析法の枠組みの中で,流速の鉛直構造と圧力の非静水圧成分,河床極近傍の流れと河床せん断応力および土砂を精度よく解析するため,著者らが開発してきた非静水圧準三次元解析法(GBVC法)に河床近傍の流れの非平衡性を考慮できる非平衡粗面抵抗則(DWL)を導入した一般底面流速解析法(GBVC4-DWL法)を開発し,検証した.DWLは,流れの三次元構造を解析する主計算領の底面境界条件において,対数分布則などに用いられきたように,底面近傍の流速と摩擦速度の一定の関係を用いることなく,河床近傍の流れを連続式運動方程式に基づいて解析し,動的に底面境界条件を定める特徴がある.大きなスケールの流れの解析が可能な平面二次元解析法の枠組みの中で,局所三次元流場を解析するために,本研究では,河床近傍の流れの非平衡性を考慮した一般底面流速解析法(BVC-DWL法)を検討した.粗度の多重スケール性を考慮するために,流れの解析領域を,大きな粗度の影響を解析する主計算領域,河床表面の薄い渦層,粗度表面の抵抗を支配する粗度層及びその下の浸透層に分けた.流れの非平衡性は,相対粗度ks/hが小さくなるほど渦層で強く,粗度層で弱くなることを明らかにした.本解析法は,開水路粗面上の加速する流れについて,底面近傍の大きな流速分布領域などを再現するのに課題を残すが,減速する流れについては実験の流速分布をよく再現でき,緩やかな加速,減速流などの非平衡性の弱い流れにおいては,浅水流の仮定と渦層以下の流れの非平衡性の影響は解析に現れないことが確認された.橋脚周りの局所流解析において,平衡粗面抵抗則を用いた一般底面流速解析法(BVC-EWL法)は,橋脚前面の馬蹄形渦による逆流域を厚く計算し,河床に近づくほど逆流の強さが強くなる底面近傍の流れを計算できないが,非平衡粗面抵抗則を用いたBVC-DWL法では,薄く発達する逆流域と河床近傍の強い非平衡流れの実験の特徴を再現できることを明らかにした.このことから,橋脚周りの局所洗掘解析における河床砂に作用する流体力の評価には非平衡粗面抵抗則が必要である.現地礫床河川の水衝部の局所流解析では,BVC-EWL法で課題であった弱い二次流,主流速分布の小さい変形は,BVC-DWL法を導入することによって改善された.さらに,BVC-DWL法による粗度層内の流速分布の解析結果がBVC-EWL法に比べて大きく異なり,礫床河川における局所流や河床流速の解析には三次元的な流速場の評価と同様に非平衡粗面抵抗則の導入が必要であることを示した.本研究では,三次元解析法に比べて計算コストが小さい平面二次元解析法の枠組みの中で,流れの三次元性を考慮し,河床極近傍の流れと河床せん断応力を精度よく解析するため,河床近傍の流れの非平衡性を考慮できる非平衡粗面抵抗則(DWL)を導入した一般底面流速解析法(GBVC4-DWL法)を開発した.DWLは,流れの解析において底面境界条件を与える際に用いられてきた対数分布則などをもちいずに,河床近傍の流れを運動方程式に基づいて解析し,動的に底面境界条件を定める方法であり,BVC法だけでなく,準三次元解析法や三次元解析法などに容易に導入可能である.このような解析法は,特に大きな粗度が点在する礫床河川の解析において重要である.本研究では,水没する巨礫が点在する流れに適用し,GBVC4-DWL法は背後に剥離を伴う水没巨礫群が粗面上に存在する流れを精度良く解けることを示した.2D解析法から,BVC4-DWL法までの種々の解析法について,巨礫を有する流れや湾曲流れにおいて比較し,各手法の妥当性と精度,適用限界を明らかにした.また,湾曲水路の流れと河床変動に対してBVC法を適用し,その妥当性を明らかにした.急湾曲水路において,2D解析法と種々のBVC法を比較し,湾曲水路における種々の現象に対して必要な解析法と課題を明らかにした.さらに,勾配をもつ底面境界について,流れの境界条件と土砂輸送量の解析法を導出し,その必要性を明らかにした.本論文は,三次元解析法に比べて計算コストが小さい平面二次元解析法の枠組みの中で,流れの三次元性を考慮し,河床極近傍の流れと河床せん断応力を精度よく解析するため,国内外に例のない非平衡粗面抵抗則(Dynamic rough Wall Law: DWL)を用いた非静水圧準三次元解析法(BVC4-DWL)を開発した.DWLは,BVC法だけでなく,準三次元解析法や三次元解析法などに容易に導入可能である.本研究では,礫床河川において,DWL法を導入する必要性を,水没粗度を有する実験に適用し明らかにするとともに,従来の対数分布則を用いた壁法則の問題点も示した.さらに,従来水深積分モデル考慮されてこなかった底面境界の勾配の影響の評価手法を新たに提示した.また,湾曲水路において必要な解析法と課題を明らかにした.以上より,本研究は順調に進展している.本研究では,鉛直方向を小さな計算格子で分割する三次元解析法に比べて計算コストが小さい平面二次元解析法の枠組みの中で,流速の鉛直構造と圧力の非静水圧成分,河床極近傍の流れと河床せん断

応力を精度よく解析するため,著者らが開発してきた非静水圧準三次元解析法(GBVC法)に河床近傍の流れの非平衡性を考慮できる非平衡粗面抵抗則(DWL)を導入した一般底面流速解析法(GBVC4-DWL法)を開発した.DWLの特徴は,流れの三次元構造を解析する主計算領の底面境界条件において従来から用いらてて来た平衡状態の流れの仮定を用いず,河床近傍の流れを連続式運動方程式に基づいて解析し,動的に底面境界条件を定める方法である.本年度は,GBVC4-DWL法の河床極近傍の流れと粗度層に作用する流体力が解析できることに着目し,GBVC4-DWL法の河床変動解析への応用性について検討した.まず,流砂系の方程式から,従来の河床変動解析に用いられてきた仮定と課題を整理し,流れ系と流砂系の方程式を解く必要性を議論した.そして,非平衡粗面抵抗則(DWL)を用いた準三次元解析法(BVC-DWL法)に基づいた河床変動解析法を構築し,段波による激しい土砂移動現象に対して適用し,検証した.本解析法では掃流砂から浮遊砂の遷移には鉛直方向流速が考慮され,流砂運動は流砂系の連続式と流れ系との相互作用項を含む運動方程式により記述される.本解析法は段波が浜堤を越流する場合の河床変動に適用され,掃流砂層厚の変化に伴う急激な河床変動や流砂による抵抗増加を考慮でき,従来法に比べて実験結果の説明力が向上することを示した.本研究では,三次元解析法に比べて計算コストが小さい平面二次元解析法の枠組みの中で,流れの三次元性と河床極近傍の流れ,河床せん断応力を解析するため,国内外に例のない非平衡粗面抵抗則(Dynamic rough Wall Law: DWL)を用いた非静水圧準三次元解析法(BVC4-DWL)を開発した.これまでに構造物周りの局所流や水没する礫まわりの流れにおいてGBVC4-DWL法の妥当性を示すとともに,従来の対数分布則を用いた壁法則の問題点も示した.さらに,GBVC4-DWL法を河床変動解析に応用することにより,従来の河床近傍で平衡流れを仮定しなくてもよい力学的な流砂モデルの構築が可能であり,段波などによる急激な土砂異動と地形変化を解析できることが分かった.本研究は順調に進展している.本研究では,実用性の高い平面二次元解析法の枠組みの中で,流速の鉛直構造と圧力の非静水圧成分,河床極近傍の流れと河床せん断応力および土砂を精度よく解析するため,著者らが開発してきた非静水圧準三次元解析法(GBVC法)に河床近傍の流れの非平衡性を考慮できる非平衡粗面抵抗則(DWL)を導入した一般底面流速解析法(GBVC4-DWL法)を開発し,検証した.DWLは,流れの三次元構造を解析する主計算領の底面境界条件において,対数分布則などに用いられきたように,底面近傍の流速と摩擦速度の一定の関係を用いることなく,河床近傍の流れを連続式運動方程式に基づいて解析し,動的に底面境界条件を定めることに特徴がある.本年度は,GBVC4-DWL法の河床極近傍の流れと粗度層に作用する流体力が解析できることを応用し,GBVC4-DWL法を用いた激しい段波を有する三次元流れによる河床変動解析法を検討し,検証した.本解析手法は,段波が急拡部を通過する際の洗掘と段波が壁面に衝突する際の二次流による洗掘について,実験結果を良好に再現できることを示した.また,壁面に沿う二次流による洗掘についてはGBVC法を導入する必要性があることを示すとともに,DWLに基づく二相流解析法により土砂輸送量の評価の精度が向上することを示した.また,礫床河川において様々な形態の跳水について,本解析法が有効であることを示した.さらに,波状跳水,弱跳水,潜り噴流において,本解析法を用い,種々の簡略化した解析法と比較することにより,これらの跳水形態がどのような機構で生じるのかを明らかにした.本研究では,実用性の高い平面二次元解析法の枠組みの中で,流速の鉛直構造と圧力の非静水圧成分,河床極近傍の流れと河床せん断
素粒子の標準理論が抱える諸問題を古典的スケール不変性に基づいて解決する

これまでの研究において、非可換ゲージ理論の有効理論を使い有限温度のボゾン対凝縮のスケール相転移は、強い一次相転移であることを見つけた。しかし、使った有効理論には、非可換ゲージ理論の特有の現象である「閉じ込め効果」が入っていない。今年度は、有効理論に「閉じ込め効果」を導入する方法を(Polyakov loop enhancement)を用い、ボゾン対凝縮のスケール相転移の性質を調べた。ボゾン対凝縮のスケール相転移は「閉じ込め効果」がない時と同様強い一次相転移になることができることは確かめたが、まだそれから生成される重力波のスペクトルの計算に至っていない。最近、大きな質量を持つ右巻きニュートリノ由来の量子補正が、標準理論のHiggsの質量項を生成する可能性が指摘された(Neutrino option model)。一方、右巻きニュートリノ質量生成がスケール相転移を伴っている場合は、質量が大きいので相転移温度も高くなり、生成される背景重力波の周波数帯はLIGO等の周波数帯と重なっている可能性がある。今年度は、Neutrino option modelのスケール不変性の自発的破れによって生成された背景重力波は、LIGOやKAGRAなどの地上重力波検出器で検出可能であることを指摘することができた。1.カイラル対称性が自発的に破られる非摂動効果によってエネルギースケールが生成される機構(typeA)において、弱電相転移が強い一次相転移になるモデルを構築することができた。論文発表は今年度行う予定である。2.ボゾン対が凝縮しスケール不変性が自発的に破れる現象に基づくモデル(Type B)において、Hidden sectorのスケール相転移の生成する重力波が将来の実験で観測可能であるとを示した。TypeAにおいて、弱電相転移が強い一次相転移になるモデルを構築できたこと、また、Type Bにおいて、スケール相転移の生成する重力波が将来の実験で観測可能であるとを示すことができた事等から判断すると、研究計画は概ね順調に進んでいるといえる。当研究の目的は、素粒子の標準理論に新たにhidden sectorを導入し、hidden sectorの非摂動効果によって生成されたエネルギースケールが標準理論のエネルギースケールの起源であると仮定し、標準理論のエネルギースケール、暗黒物質の質量、宇宙のバリオン数のそれぞれの起源が統一的に理解されるように標準理論の拡張を行うことである。標準理論のエネルギースケールの生成機構に対して、非可換ゲージ理論の非摂動効果に基づく二つのタイプの機構が提案されており、hidden sectorに暗黒物質の候補になれる粒子が存在することが特徴である。さらに、このエネルギースケールの生成は初期宇宙に相転移として現れ、相転移が一次相転移の場合将来観測可能な背景重力波が生じる可能性がある。type Aにおいて、初期宇宙に起こるhidden sectorのカイラル相転移が一次相転移になるパラメータ領域を考察した。この領域では背景重力波が生成されるので、重力波スペクトルを計算し検出可能性を調べた。その結果、日本で計画が思案されているDECIGO実験によって観測可能であることが分かった。また、typeB(ボゾン対の凝縮によるスケール不変性の自発的に破れ基づく)については、hidden sectorのフレーバー対称性SU(2)をU(1)xU(1)に破ることにより、暗黒物質の対消滅モードを増やすことを見出し、それより暗黒物質の理論的予言が実験と無矛盾に存在できる領域が大幅に増えることを指摘した。さらに、輻射補正によってニュートリノの質量が摂動two-loopのオーダー生成される模型を考察した。この模型には、安定な冷たい暗黒物質と安定な暗黒輻射が同時に存在することができ、遠方宇宙の観測結果と近傍宇宙の観測結果のの不一致を緩和できるパラタータ領域が存在すること指摘した。当研究では、素粒子の標準理論に新たにhidden sectorを導入し、hidden sectorの非摂動効果によって生成されたエネルギースケールが標準理論のエネルギースケールの起源であると仮定し、標準理論のエネルギースケール、暗黒物質の質量、宇宙のバリオン数のそれぞれの起源が統一的に理解されるように標準理論の拡張することを目指している。エネルギースケールの生成機構については、二つのタイプの非可換ゲージ理論の非摂動効果に基づく機構が提案されており、ここではそれぞれtype AとBと呼んでいる。現在まで、両タイプの模型おいて、暗黒物質に関する解析は計画通り進んでいるが、コライダー実験によるhidden sectorの検証可能性についての研究はまだ始まっていない。また、当初、電弱相転移に関する研究を深める計画であったが、hidden sectorのカイラル相転移(type A)とスケール相転移(type B)が将来観測可能な背景重力波を生成する可能性があることが分かり、現在研究の重点をこの背景重力波に移しつつある。これは、最近重力波が実際に観測されて以来、hidden sectorの相転移由来の背景重力波に大きな関心が寄せられているからである。

一方、右巻きニュートリノ質量生成がスケール相転移を伴っている場合は、質量が大きいので相転移温度も高くなり、生成される背景重力波の周波数帯はLIGO等の周波数帯と重なっている可能性がある。今年度は、Neutrino option modelのスケール不変性の自発的破れによって生成された背景重力波は、LIGOやKAGRAなどの地上重力波検出器で検出可能であることを指摘することができた。1. typeAの弱電相転移が強い一次相転移になるモデルをさらに詳細に調べ、結果をまとめ発表することを目的とする。2.Type Bのモデルの拡張を行い、暗黒物質の直接検出からの制限が強くなっても耐えることができるかを調査する。3.暗黒物質等のhiddenバリオンのLHCやILC等の将来の加速器による検証可能性を調べる。非可換ゲージ理論の非摂動効果の解析には、通常の摂動論が使えない。第一原理に基づく計算は、格子ゲージ理論で可能であるが、当研究では有効理論を使っている。type Aの(カイラル対称性の自発的破れの)有効理論はよく知られているNambu-Jona-Lasinio理論であるが、type Bの(スケール対称性の自発的破れの)有効理論は、当研究代表者が共同研究で開発したものである。背景重力波スペクトルの計算も同様、これらの有効理論を使って行っている。しかし、相転移が強い一次の場合とcrossoverの場合とで、生成される重力波の周波数が極端に異なる理由が、第一原理に基づく解析がないので、まだ分かっていない。この理由が判明しないと有効理論を使った背景重力波スペクトルの予言の正当化が難しい。今後の研究の推進方策として、有効理論の有効性に重点を移し、より精度の良い背景重力波スペクトルの予言を行うこと目指す。また、hidden sectorと標準理論sectorの結合が弱いとすると(実は弱い時に背景重力波が発生する)、hidden sectorをコライダー実験で検証するのは難しくなるが、重力波を使って検証できる可能性があることを付け足しておく。
原点「ミネラルコルチコイドの普遍的機能」から俯瞰するステロイドホルモンの機能分化

計画は、3-ケトステロイド受容体(アンドロゲン受容体、プロゲステロン受容体、糖質コルチコイド受容体、鉱質コルチコイド受容体を含む)サブファミリーの機能の本質と分化の検討である。脊椎動物の出現よりも先に分岐したナメクジウオでは、エストロゲン受容体(ER)、エストロゲン関連受容体(ERR)は存在しているが、3-ケトステロイド受容体の多様化はまだ起こっておらず、その共通祖先遺伝子(SR2)となっている。また、旧口動物でもER、ERRの遺伝子が見つかっていることから、これらのステロイド受容体系の起源は新口動物と旧口動物の分岐点までさかのぼることができると考えられる。シカシ、シンカノカテイニオイテ、イツカクトクサレタノカハフメイデアル。そこで本研究では、旧口・新口動物の分岐よりも早く分岐したとされる珍無腸動物のナイカイムチョウウズムシ(Praesageittifera naikaiensis)を用いて、本ステロイド受容体系の起源を探求した。まず、mRNA-seqによるトランスクリプトームデータを用いて分子系統解析を行い、ERRとSR2のオルソログを発見した。これらの遺伝子とナメクジウオのステロイド受容体遺伝子のドメイン構造、およびエクソン/イントロン構造の比較も行ったところ、遺伝子構造は高度に保存されていた。次いで、in situハイブリダイゼーションを行い、各々のmRNAの独特な発現を明らかにした。珍無腸動物で2つのステロイド受容体遺伝子が同定されたことから、本系は旧口・新口動物の共通祖先で獲得されたものと考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。魚類のグルココルチコイド受容体(GR)は,神経系,鰓や腸などの体液調節器官,生殖器官で一様に存在する一方,ミネラルコルチコイド受容体(MR)は体液調節器官ではない脳や眼といった中枢神経系に極めて多く存在した.メダカの発生過程を見ても,まず網膜,次いで脳で遺伝子発現が誘導された.このことは魚類のミネラルコルチコイドが体液調節には関わっていないことを示唆する.成魚の脳においてMRは,記憶や情動行動に関わる海馬に相当する終脳背側野外側部,ストレス応答に重要な視索前野-視床下部-下垂体系に存在した.とくに,視運動に関係する視蓋や縦隆起,小脳での局在が顕著であった.神経系のこれらの領域におけるMRの局在は哺乳類や鳥類でも報告されており,ミネラルコルチコイドの脊椎動物における普遍的な機能を反映していることを想像させる.しかし,哺乳類においてmr遺伝子をノックアウトしてしまうと腎障害で致死となり,生命維持に重要ではあるが,その機能の検討が困難であった.近年,メダカなどの魚類でもゲノム編集が可能となった.そこで,人工ヌクレアーゼ(TALEN)を利用してmr遺伝子をノックアウトしたメダカ(mr-/-メダカ)を作出して調べてみると,哺乳類のように発生段階で致死とはならず,ノックアウトの影響は外部形態や摂餌などにも認められなかった.体液調節能についても,淡水中と海水適応過程において,野生型とmr-/-メダカに明らかな差は認められなかった.このことは,MRは魚類,少なくともメダカの体液調節には必須の因子でないことを示す.MRの体液調節作用は,進化の過程で四肢動物においてのみ獲得されたものなのかもしれない.mr-/-動物を世界に先駆け作出できた。mr遺伝子をノックアウトしたメダカ(mr ー/ メダカ)を作出して,ミネラルコルチコイドの本質的な役割を調べてみた.水槽に接したモニターでオブジェクトを動かした際のメダカの行動を解析するシステムを用いて,mrー/ メダカの視運動への影響を検討してみると,通常の遊泳(運動量)には野生型(対照魚)とmrー/ メダカで顕著な差はないが,動くオブジェクトが現れると,野生型はオブジェクトをよく見て追従行動を示すのに対し,mr ー/メダカはオブジェクトに集中できず速いスピードで泳ぎ回った.このときのmr ー/ メダカの運動量は,野生型やオブジェクト提示前に対して明らかに増加した.つまり,mrー/ メダカは動くオブジェクトを認識しているものの追従できず,無駄な行動が多いのである.このことは,MRが視運動の制御に関与していることを示している.これは一例ではあるが,MRの中枢機能は,脊椎動物全般を通じてみられる機能の可能性がある.全身のMRを機能喪失した動物が魚類ではじめて作出できたことで,未知であったミネラルコルチコイドの作用の本質が解き明かされたと言えよう.今後,このメダカを用いることで,不明な点の多い記憶や情動行動など副腎皮質ホルモン系の中枢機能の解明が期待される.MRは,副腎皮質ホルモン・プロゲステロン・アンドロゲン受容体からなる核内受容体サブファミリーの原型とされている.MRの中枢作用から,このファミリーの機能の原点が解明されるかもしれない.mr ー/ 動物の表現系を世界に先駆け、論文発表した。計画は、副腎皮質ホルモン・プロゲステロン・アンドロゲン受容体サブファミリーの祖先であるミネラルコルチコイド受容体の機能の本質と分化の検討である。そのノックアウトの系統化に初めて成功し、中枢神経ー行動制御が脊椎動物に普遍的な本来の機能と提唱した(Sci Data 2017他)。性ステロイドを合成しない変異メダカでは、配偶子は形成されるが性行動は見られないことも発見した。

これは性ステロイド系の本来の機能も行動制御であることを示唆している。即ちこのファミリーの機能の本質の可能性もある。魚類の体液調節のグルココルチコイドによる支配も解明した。鳥類や原始的な軟骨魚類の下垂体ー副腎系も検討した(Thomas, SakamotoらGen Comp Endocrinol 2018、Takagi&Sakamoto Data Brief印刷中他)。そして、脊椎動物の進化における副腎皮質ホルモン系の体液調節/腎臓機能の獲得を示唆した。以上の評価は高く、核内受容体分野を先導するVincent Laudet教授らから総説を依頼された(SakamotoらJ Steroid Biochem Mol Biol 2018他)。本受容体サブファミリーの分子進化の権威Michael E. Bakerカルフォルニア大特別教授の訪問も受ける。明暗選択水槽等を用いた嗜好テストによる情動解析、標的遺伝子の網羅的同定、性ステロイド系の進化も、進めており、課題は順調である。脊椎動物の進化における体液調節ホルモンの機能分化の研究をリードしている。世界に先駆け論文発表したmr ー/動物の表現系を、補強した(SakamotoらSci Data 2017)。さらに、脊椎動物の進化における副腎皮質ホルモン系の機能分化も示唆した(SakamotoらJ Steroid Biochem Mol Biol 2018他)。計画は、3-ケトステロイド受容体(アンドロゲン受容体、プロゲステロン受容体、糖質コルチコイド受容体、鉱質コルチコイド受容体を含む)サブファミリーの機能の本質と分化の検討である。脊椎動物の出現よりも先に分岐したナメクジウオでは、エストロゲン受容体(ER)、エストロゲン関連受容体(ERR)は存在しているが、3-ケトステロイド受容体の多様化はまだ起こっておらず、その共通祖先遺伝子(SR2)となっている。また、旧口動物でもER、ERRの遺伝子が見つかっていることから、これらのステロイド受容体系の起源は新口動物と旧口動物の分岐点までさかのぼることができると考えられる。シカシ、シンカノカテイニオイテ、イツカクトクサレタノカハフメイデアル。そこで本研究では、旧口・新口動物の分岐よりも早く分岐したとされる珍無腸動物のナイカイムチョウウズムシ(Praesageittifera naikaiensis)を用いて、本ステロイド受容体系の起源を探求した。まず、mRNA-seqによるトランスクリプトームデータを用いて分子系統解析を行い、ERRとSR2のオルソログを発見した。これらの遺伝子とナメクジウオのステロイド受容体遺伝子のドメイン構造、およびエクソン/イントロン構造の比較も行ったところ、遺伝子構造は高度に保存されていた。次いで、in situハイブリダイゼーションを行い、各々のmRNAの独特な発現を明らかにした。珍無腸動物で2つのステロイド受容体遺伝子が同定されたことから、本系は旧口・新口動物の共通祖先で獲得されたものと考えられた。mr-/-の表現系を、視覚-脳-行動において発見つつあるので、普遍性をみるためにも、当初計画よりも幅広く検討する。世界に先駆け論文発表したmr ー/動物の表現系の一般性を検討する。世界に先駆け論文発表したmr ー/動物の表現系の一般性を、さらに検討する。