hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
制御性能最適化を指向したセミアクティブ制御における低次元モデルと制御則の決定法

セミアクティブ振動制御系設計における制御用モデルと制御則の同時設計問題について研究した.すべてのセミアクティブ振動制御系が,制御対象である減衰を有する機械系の漸近安定性と,セミアクティブ制御デバイスのエネルギー消散特性から,常に漸近安定であることを利用して,制御用モデルとモデルベースのセミアクティブ制御則中に存在する調整可能なパラメータを実装時の(実対象とセミアクティブ制御則から構成される)制御系の性能を指標として同時に最適化する手法を開発した.このとき,制御用モデルと実対象のモデル化誤差は考慮していないことに注意する.いくつかの制御則を前提にシミュレーションを行い,提案手法の有効性を示した.セミアクティブ制御則の適用を前提とした設計用モデルとセミアクティブ制御則の同時設計法について,継続して研究を行った.今年度は,セミアクティブ制御則としてアクティブ制御法の一つであるH-infinity Full information型の制御入力を基準とし,その基準入力を可能な限り模擬するように減衰係数を調整するセミアクティブ制御手法を前提として,制御用モデルの質量,減衰,剛性行列と,基準となる(状態フィードバックと外乱フィードフォワードの2自由度制御となる)アクティブ制御則を設計するためのLMI(線形行列不等式)中の重み行列をGA(遺伝的アルゴリズム)を用いて最適化した.シミュレーションによる検証を行い,提案手法が,制御用モデルを固定して得られる従来のセミアクティブ制御と比較して良好な性能を達成していることを確認した.得られた成果は国内講演会で口頭発表した.さらに,リヤプノフ関数に基づくセミアクティブ制御則を用いることを前提として,制御性能が最適になるようなリヤプノフ関数(行列)を探索する逆リヤプノフ法をセミアクティブ制御則とした場合についても同様な制御用モデルと制御則の同時最適設計を行い,良好な結果を得た.得られた成果は国際会議で口頭発表した.関連する研究として,制御系の性能を最適化するようなモデルと制御則を同時に求めるためのLMIに基づく繰り返し設計手法と,逆リヤプノフ法に基づくセミアクティブ振動制御系設計手法について論文発表を行った.構造系のセミアクティブ制御系設計問題において,制御性能を向上させるための低次元モデルと制御則の同時設計問題について検討した.予測型セミアクティブ制御則を前提とした低次数学モデルと制御則中に存在するの設計パラメータの両者を最適化した.最適化の指標としては制御則を高次の実構造モデルに適用した場合の制御性能であり,最適化には遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた.提案する手法を用いたシミュレーションを行った.提案する手法によって得られた制御則が,実構造モデルを直接対象として最適設計したセミアクティブ制御系を上回る制御性能を発揮することを確認し,提案手法の有効性を示した.この結果は査読付論文として公表した.関連する成果として,従来から多く行われているアクティブ制御の制御力を基準としたセミアクティブ制御系設計手法の問題点を指摘し,その問題点を解決するための新しい手法して,アクティブ制御の予測制御出力に基づくセミアクティブ制御系の設計手法を提案し,国内及び国際会議で発表した.また,振動を制御するためのMR(磁気粘性)流体を用いたダンパについて,その粘性抵抗力発生機構について解析し,実験機と比較した.結果は国際会議で発表した.加えて,構造系の振動抑制のための質量型ダンパについての解析・実験の結果についてまとめたものを査読付論文として公表した.さらに,従来のセミアクティブ制御とアクティブ制御を融合させた新しい手法であるアクティブ・セミアクティブハイブリッド制御問題の定式化を行い,国内および国際会議で発表した.以上より,本研究課題で検討した構造系のセミアクティブ制御系のための新しい設計手法は,従来提案されている方法を上回る性能を発揮することが確認され,その有用性を関連する成果とともに示すことができた.セミアクティブ振動制御系設計における制御用モデルと制御則の同時設計問題について研究した.すべてのセミアクティブ振動制御系が,制御対象である減衰を有する機械系の漸近安定性と,セミアクティブ制御デバイスのエネルギー消散特性から,常に漸近安定であることを利用して,制御用モデルとモデルベースのセミアクティブ制御則中に存在する調整可能なパラメータを実装時の(実対象とセミアクティブ制御則から構成される)制御系の性能を指標として同時に最適化する手法を開発した.このとき,制御用モデルと実対象のモデル化誤差は考慮していないことに注意する.いくつかの制御則を前提にシミュレーションを行い,提案手法の有効性を示した.地震外乱を受ける構造系のセミアクティブ振動制御系設計について研究した.本研究の主題である,制御性能の最適化を指向したセミアクティブ制御における低次元モデル導出に関して理論的検討を行った.今年度は,微小時間後の構造系の応答予測値を用いる予測型セミアクティブ制御を前提に,制御性能を最適化する低次モデルと制御則を決定する際の調整パラメータを同時に求める手法を提案した.その際,セミアクティブ制御系が常に漸近安定となる性質から,通常の制御系設計において重要となる低次モデルの実対象に対する応答の近似度は重要な問題ではなくなる.本研究では,低次モデルの良否は,そのモデルに対して設計されるセミアクティブ制御則を実対象に適用した時に達成される制御性能の良否から評価している.遺伝的アルゴリズムを用いて,低次モデルと低次モデルに基づく予測型セミアクティブ制御則を最適化するための手法を開発した.シミュレーションの結果,構造系の詳細なモデルが正確に得られる場合と比較して,制御性能改善のために最適化された低次モデルを用いたの方がセミアクティブ制御系全体の性能を高めることができることがわかった.以上の結果から,予測型セミアクティブ制御則を前提として制御性能を最適化するためにモデルと制御則を同時に最適化することが有効であることが確認された.

制御対象の開ループでの動的ふるまいの意味で正確な数学モデルを求めることが,制御性能の最適化に必ずしもつながらないことを明らかにした.現在までに,主要な研究課題であるセミアクティブ制御系設計における制御用モデルと制御則の同時設計問題については,シミュレーションによる検証により,従来提案されているセミアクティブ振動制御系を上回る制御性能が得られており,現在のところ国内会議,国際会議での成果発表が行われている.また,本研究課題に関連した成果については,今年度2件の論文が出版されている.以上を考慮し,現在までの本研究課題に対し,研究はおおむね順調に進展していると考える.当初計画のうち,予測型セミアクティブ制御を前提とした低次モデルと制御パラメータの同時最適化が有効であることが,シミュレーションによって確認された.関連する内容での論文や講演会での発表が行われているため,本研究で目標設定された研究目的は,現在までおおむね順調に達成されていると評価できる.研究の最終年度である平成25年度は,現在まで得られた成果の講演会や論文での成果発表を行うことを主要な目標とする.また,平成24年度に着想した基準アクティブ制御則の制御出力に基づく新しいセミアクティブ制御則を,本研究課題の枠組みに取り入れた研究も継続して行うこととする.種々の構造系に対して,提案する手法の有効性を検証する.さらに,採用する制御則が異なる場合に対する設計法を確立することで,より広い範囲のセミアクティブ制御系設計問題への適用可能性を検討する.得られた成果は,論文,講演会などで社会に向けて公開する.平成25年度は,研究を継続して行うための消耗品の購入,成果を国内および海外の講演会で発表する際の旅費,講演会の参加費用および投稿した論文の掲載料に使用する予定である.ここまで得られた成果を基に,分担者と共同で,簡単な実験装置の製作を目標とする. H24年度は,研究費を装置制作やその制御のための材料,機器,コンピュータなどに使用する予定である.また,成果発表や情報収集を行うための旅費,学会参加費,論文印刷費にも用いる.
遺伝子マスターレギュレーターSATB1の頭頸部癌遺伝子発現制御機構

SATB1は、ゲノムのマスターレギュレーターとして1000種類以上の遺伝子発現の上流に位置する。SATB1発現により、乳癌では癌の増殖・浸潤・転移に関与する多数の遺伝子を活性化する。しかし、頭頸部癌におけるSATB1発現は研究されていない。本研究では、上咽頭癌組織において、SATB1の発現が高いと高転移性となる事が判明した。また、EBウイルスLMP1導入した細胞ではSATB1が誘導され、形質転換とアポトーシス抵抗性に関与していた。上咽頭癌以外の頭頸部癌組織の解析では、中咽頭癌でSATB1発現が亢進していた。これらから、SATB1は頭頸部癌で癌の増殖・浸潤・転移に関与することが示唆された。平成25年度には、それ以前の予備実験で得られたEBウィルスLMP1発現細胞とSATB1発現細胞の局在が一致したという事実に基づき、上咽頭癌病理組織においてLMP1およびSATB1の発現について検討を行った。金沢大学附属病院耳鼻咽喉科頭頸部外科に保存されている上咽頭癌のパラフィンブロックより未染スライドを作成し、連続切片でLMP1、SATB1の免疫染色を行った。75例においてLMP1とSATB1の染色は中等度の相関性があることが判明した。同様の切片において、EBNA1, EBER-ISHならびにEBNA1とLMP2Aの免疫染色を行ったがSATB1と相関性は認めなかった。臨床パラメーターと相関するか解析をおこなったがSATB1は予後には関連性は認めなかった。しかしながら、頸部転移の有無において、LMP1もSATB1も頸部転移陽性例で陽性例が多いことが判明した。現在、この事象について更に統計学的に解析中である。また、複数のEBV陽性上皮系細胞においてLMP1の発現に伴ってSATB1の発現が蛋白、RNAレベルで増加していることが判明した。LMP1を強制的に発現した上咽頭細胞AdAHをSiRNAによってSATB1の発現を抑制すると、寒天培地におけるコロニー形成が抑制され細胞増殖能が抑制されることが分かった。また、無血清培地に培地を変更した上でMTTアッセイを行うと、アポトーシスが誘導されることが複数の細胞において確認された。平成25年度に引き続き上咽頭癌組織におけるEBV遺伝子産物とSATB1の発現について検討を行った。LMP1とSATB1の免疫組織学的検討によって、それらには中等度の相関性がある事が判明した。また、Sサンプル数を増やして検討したところATB1の発現が高いと転移率が高い事も判明した。EBV陽性の細胞においてLMP1発現が高くなるとSATB1の発現が高くなることが分かった。LMP1を導入した細胞を寒天培地におけるコロニー形成をみたところ、SATB1の発現が高いとより多数のコロニー形成を認めた。siRNAの導入によりそのコロニー形成は低下した。平成26年度に引き続き上咽頭癌組織におけるEBV遺伝子産物とSTAB1の発現解析について検討を継続した。LMP1とSATB1の免疫組織学的検討から、SATB1の発現が高いと高転移性となることがわかった。EBV陽性細胞を用いた実験では、LMP1発現が高いとSATB1の発現が高くなることも判明した。LMP1を導入した細胞はSATB1の発現が高くなり、多数のコロニーを形成することがわかった。またSATB1のsiRNAによって、SATB1の機能を抑制するとこれらのコロニー形成能は低下した。また、今年度はSATB1の下流にある分子についても検討を行った。検討の中でいくつかの分子が高く発現しており、LMP1による高転移性に関与しているのではないかということが推察された。当初の予定通り、上咽頭癌においてSATB1の免疫染色を行う事ができた。またcell lineにおいてもSATB1の発現を調節する因子の検討についてウェスタンブロットやRT-PCRを用いて検討できた。耳鼻咽喉科引き続き上咽頭癌細胞を使用し分子生物学的なメカニズムを解析する。上咽頭癌だけでなく頭頸部癌組織においてSATB1の発現を免疫組織学的に検討予定である。当初計画していた通り、上咽頭癌のEBV関連遺伝子ならびにSATB1の免疫染色を行う事が遂行できた。またEBV陽性上咽頭細胞において、SATB1の発現をsiRNAで抑制する実験系についても構築することができた。物品費の一部の端数が残ってしまったため。引き続き上咽頭癌細胞を使用し分子生物学的なメカニズムを解析予定である。また、上咽頭癌のみならず、喉頭癌や口腔癌、甲状腺癌においてもSATB1の発現は増強している可能性が考えられるため、病理組織における免疫染色、細胞を使用して試験管内レベルでのメカニズムを解析予定である。

翌年度の物品費の一部として使用予定である。実験計画が当初よりすすんでいるが、予想したよりも順調に結果が出たため当初予定した予算よりも平成25年度の物品費が安価となった。引き続き喉頭癌、口腔癌、甲状腺がんにおけるSATB1の病態生理を解明する実験遂行のため、免疫染色に使用する予定である。
ニホンザル盲視モデルによる視覚的意識と注意との関係に関する認知神経科学的研究

二匹のニホンザルにおいて各種の眼球運動課題の習得を済ませた後、片側の第一次視覚野の除去手術を行った。手術後の再トレーニングによって以下の知見を得た。(1)術後の欠損半視野において、強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題を遂行できることを確認した。欠損半視野で弁別できる標的刺激の閾値は手術前と比べて上昇していた。このことは、第一次視覚野を介さない経路によって残存視力による視覚運動変換が行われていることを示している。(2)強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題において、眼球運動の最高速度が欠損半視野へ急速眼球運動するときには上昇していることを見出した。また、眼球運動の軌跡は正常半視野においては標的へと正確に到達するように屈曲していたのに対して、欠損半視野ではこのような屈曲の程度は少なかった。これらのことは、第一次視覚野を介さない経路による視覚運動変換での眼球運動の制御が不充分になっていることを示している。(3)強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題において、注視点消去から視覚標的提示までに100msのgapを導入することによって、急速眼球運動の応答潜時が低下することを見出した(gap効果)。この応答潜時(120ms程度)は"express saccade"として知られるものに近い。このことは、第一次視覚野を介さない経路による視覚運動変換がgap効果によって修飾されることを示している。(4)欠損半視野に提示したprecue刺激が標的刺激を予告するとき、視覚誘導性眼球運動課題の弁別閾値および反応潜時の低下が起こることを見いだした。このことは、第一次視覚野を介さない経路が空間的注意を向けるメカニズムにも寄与していることを示している。(5)欠損半視野に提示した手がかり刺激を用いて、記憶誘導性眼球運動課題を遂行できることを見出した。このことは、第一次視覚野を介さない経路が手掛かり刺激の位置情報を遅延時間のあいだワーキングメモリーとして保持することおよび急速眼球運動の標的として合目的な行動に利用することに寄与していることを示している。(2)強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題において、注視点消去から視覚標的提示までに100msのgapを導入することによって、急速眼球運動の応答潜時が低下することを見出した(gap効果)。(3)欠損半視野に提示したprecue刺激が標的刺激を予告するとき、視覚誘導性眼球運動課題の弁別閾値および反応潜時の低下が起こることを見いだした。(4)欠損半視野に提示した手がかり刺激を用いて、記憶誘導性眼球運動課題を遂行できることを見出した。

(5)欠損半視野に提示した手がかり刺激を用いて、記憶誘導性眼球運動課題を遂行できることを見出した。このことは、第一次視覚野を介さない経路が手掛かり刺激の位置情報を遅延時間のあいだワーキングメモリーとして保持することおよび急速眼球運動の標的として合目的な行動に利用することに寄与していることを示している。
進行性腎障害由来蛋白尿における糸球体上皮細胞(プロ)レニン受容体の役割

糸球体上皮細胞のスリット膜関連蛋白は、糸球体由来蛋白の尿漏出防止機構に重要な役割を担っている。(プロ)レニン受容体[(P)RR]はこれまでに、電子顕微鏡による免疫組織学的検討により、ラット腎において腎糸球体上皮細胞に豊富に存在することが知られている。平成21年度においては、ヒト培養ポドサイトにおいて、糸球体由来蛋白尿のバリアーとして主要な役割を有するすスリット膜関連蛋白発現に及ぼす、(P)RRの機能について検討を行った。ヒト(P)RR mRNAをノックダウンするsiRNAの一定濃度(100nM)を用いたまま、細胞密度を変えることによりトランスフェクション効率を変化させ、(P)RR mRNA発現を9-79%ノックダウンした(N=25)。これらの細胞を回収し、real time RT-PCR法を用いて、同一の細胞サンプルにおける(P)RR mRNA発現とスリット膜関連蛋白mRNA発現を測定し、両者の相関を解析した。次に、(P)RR mRNA発現と有意な相関を示したスリット膜関連蛋白について、プロレニン刺激によるmRNA発現の時間依存性(0,0.5,1,3,12,24時間後)(N=3)、濃度依存性(0,0.2,2,20nM)(N=3)を検討した。その結果、ヒト培養腎糸球体上皮細胞において、(P)RR mRNA発現はスリット膜関連蛋白の一つであるZO-1 mRNA発現と有意な正の相関(R=0.645)を示し、他のスリット膜関連蛋白とは有意な相関を示さなかった。さらに、プロレニン刺激により濃度依存性、時間依存性にZO-1 mRNA発現は増加し、最大反応はプロレニン2nM負荷後1時間で得られ、ZO-1 mRNAの9.8倍の増加を観察した(N=3)。これらより、ヒト培養腎糸球体上皮細胞において、生理的濃度のプロレニンは(P)RRを介して、スリット膜関連蛋白ZO-1の発現に関与する可能性が示唆された。高血圧(圧伸展刺激)が惹起する(プロ)レニン受容体[(P)RR]依存性経路は、ヒトポドサイトにおいてアンジオテンシンII(AngII)産生とAngII非依存性経路を介してアポトーシスや細胞増殖、スリット膜蛋白の発現調節を司っており、この系を介して糸球体硬化、蛋白尿などの腎臓障害をきたすことが推測される。平成20年度においては、圧伸展刺激を負荷した環境下におけるヒト培養ポドサイトを用いて、(1)プロレニン負荷がAngII産生に及ぼす影響、(2)(P)RRのAngII依存性、非依存性機構が前記(1)に及ぼす影響の検討を行った。まず、ヒト培養ポドサイトにおける(P)RRの存在をreal time RT-PCR法、Western blot法を用いてmRNA、蛋白レベルで確認した。また、プロレニン負荷による(P)RR刺激によって産生される細胞内AngIIをELIZA法で定量した。この細胞内AngII産生は、圧伸展刺激で増加し、siRNAを用いた(P)RRノックダウン処理、ACE阻害薬、direct renin inhibitorにより抑制されることを確認した。一方で、AngII非依存性機構である、プロレニン負荷によるERKリン酸化作用は、いずれのレニン-アンジオテンシン系(RAS)抑制薬では抑制されず、siRNAを用いた(P)RR mRNAノックダウンにのみにより抑制された。これらより、既存のRAS抑制薬では、圧伸展刺激によるAngII依存性機構は抑制できたがAngII非依存性機構は抑制できず、siRNAによる(P)RRノックダウンのみが、AngII依存性・非依存性機構の抑制作用を有することが確認された。したがって、高血圧環境下のAngII非依存性機構の阻害においては、(P)RR阻害が重要な役割を果たし、既存のRAS抑制薬以上の臓器保護効果を期待できる可能性が示唆された。現在英文雑誌に本成果を投稿中である。さらに、プロレニン刺激により濃度依存性、時間依存性にZO-

1 mRNA発現は増加し、最大反応はプロレニン2nM負荷後1時間で得られ、ZO-1 mRNAの9.8倍の増加を観察した(N=3)。これらより、ヒト培養腎糸球体上皮細胞において、生理的濃度のプロレニンは(P)RRを介して、スリット膜関連蛋白ZO-1の発現に関与する可能性が示唆された。
血液造血器腫瘍におけるリンパ指向性ウイルスの感染機構および腫瘍化機序に関する研究

1.ウイルスが関与する血液造血器腫瘍は数多く知られている。膿胸関連リンパ腫にはほぼ全例Epstein-Barrウイルス(EBV)が感染している。しかし、このリンパ腫細胞におけるEBVの感染形態様式は明らかにされていなかった。本研究でEBVがリンパ腫細胞の染色体に組み込まれて存在し得ることを見い出し、さらに細胞株の樹立に成功した。EBVが組み込まれた染色体には染色体不安定性が起きていることが示唆され、このことが腫瘍化の一因と考えられた(Br.J.Haematol.,117:546,2002)。2.EBV : EBVは胃癌の約5-15%において感染が認められることが報告されている。我々は胃癌と成人T細胞性白血病/リンパ腫を同時に発症した症例で、双方の組織にEBVの存在を確認した。このような報告はこれまでになく、EBVによるリンパ系腫瘍と固形腫瘍双方のpathogenesisを考える上で貴重であった(Am.J.Med.114:509,2003)。また赤芽球ろうの発症あるいはその病態の修飾にEBV活性化の関与が示唆され、報告した。(Int.J.Hematol.77:354,2003)3.ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6):HHV-6と成人発症スチル病の関与ついて初めて報告した(Am.J.Med.113:532,2002)。またHIV陰性悪性リンパ腫患者に発生した進行性多巣性白質脳症の病変部にHHV-6のゲノムを確認し、その関与を報告した。4.ヒトヘルペスウイルス8(HHV-8):最近HHV-8が米国の原発性肺高血圧症(PPH)患者の肺組織から高率に検出されたとの報告がなされた。しかし検索した限り我が国のPPHにHHV-8は検出されず、PPHの発症や病態にHHV-8関与の可能性は少ないことを報告した(Res.Med.98:1231,2004)。5.米国で悪性リンパ腫の発症にsimian virus 40(SV-40)が関与していると報告された。そこで我が国のリンパ増殖性疾患におけるSV-40陽性率を検討した結果1.7%であった。我が国のリンパ増殖性疾患におけるSV-40の関与は少ないものと考えられた(Bri.J.Haematol.,121:190,2003)。1.膿胸関連リンパ腫は慢性炎症を基盤に発症するユニークなリンパ腫で、ほぼ全例にEpstein-Barrウイルス(EBV)が感染している。しかしながら、このリンパ腫細胞におけるEBVの感染形態様式は明らかにされていなかった。我々はEBVが膿胸関連リンパ腫細胞の染色体に組み込まれて存在し得ることを見い出し、さらに細胞株の樹立に成功した(Br.J.Haematol.,117:546,2002)。

EBVが組み込まれた染色体には染色体不安定性(chromosomal instability)が起きている可能性が示唆された。また本細胞株はB細胞性由来にもかかわらず、一般的なT細胞性抗原であるCD2が発現されており、このような現象が膿胸関連リンパ腫において、特徴的にみられるのか現在検討中である。2.様々な疾患におけるウイルス感染、特にヒトヘルペス属ウイルスについて検討した。この中で成人発症スチル病において、その発症にヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)が関与している可能性について初めて報告した(Am.J.Med.113:532,2002)。また血液造血器腫瘍患者の化学療法後における免疫抑制状態において、ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)が再活性化し、重篤な病態を引き起こすことが知られているが、我々はHIV陰性悪性リンパ腫患者に発生した進行性多巣性白質脳症の病変部にHHV-6のゲノムを確認し、詳細に報告した。1.最近、VilchezらはPCRを用いて、非ホジキンリンパ腫の42%にsimian virus 40(SV-40)特異的DNA配列を検出したが、良性リンパ組織、リンパ腫以外の癌組織には一例も検出されなかったと報告した(Lancet 359:817,2002)。またShivapurkarらも非ホジキンリンパ腫の43%、またホジキンリンパ腫の10%にSV-40特異的配列を検出している(Lancet 359:851,2002)。SV-40が一部のリンパ腫の発生・病態に関与している可能性が示唆された。そこで我々は我が国におけるリンパ増殖性疾患とSV-40の関連について検討した。178例の悪性リンパ腫・リンパ性白血病についてSV-40ゲノムの有無をPCRで調べたところ、3例(1.7%)にSV-40が検出された。内訳は39例のdiffuse large B-cell lymphoma中1例、10例のfollicular lymphoma中1例、16例のB細胞性慢性リンパ性白血病中1例にSV-40が検出された。我が国のリンパ増殖性疾患におけるSV-40の関与は少ないものと考えられた(Bri.J.Haematol.,121:190,2003)。2.様々な疾患、特に血液造血器疾患におけるウイルス感染について検討した。Epstein-Barrウイルス(EBV)は日本人胃癌の約7%において感染が認められることが報告されている。我々は胃癌と成人T細胞性白血病/リンパ腫を同時に発症した症例で、双方の組織にEBVの存在を確認した。このような報告はこれまでになく、EBVによるリンパ系腫瘍と固形腫瘍双方のpathogenesisを考える上で貴重な症例であった(Am.J.Med.114:509,2003)。また赤芽球ろうの発症あるいはその病態の修飾にEBV活性化の関与が示唆され、報告した(Int.J.Hematol.77:354,2003)。またEBV等のウイルスは検出されなかったが、T細胞性large granularlymphocyte leukemiaの経過における遺伝子発現パターンの変化について詳細に検討し、報告した(Int.J Cancer 108:845,2004)。1.癌の発症あるいは病態に関連しているウイルスの代表にEpstein-Barrウイルス(EBV)がある。EBVは膿胸関連リシパ腫、バーキットリンパ腫、ホジキン病、鼻腔リンパ腫と密接な関係にあることが明らかにされた。膿胸関連リンパ腫(pyothorax-associated lymphoma:PAL)は本邦特有のリンパ腫とも言われ、EBVの感染が見られ、悪性度が高く予後は不良である。
衣服の着心地に及ぼす布地の性能に関する研究

新素材の吸汗性・吸湿性合成繊維と、従来のナイロンなどを用い、発汗による衣服を通しての熱と水分の移動を測定し、着用快適感を調べ、快適性にどのような物理的性質が影響しているかを検討した。I.着用実験試料として化学物質導入のナイロン100%布、異形断面ナイロン100%布、レギュラ-ナイロン100%布を用いた。着用実験を行うため長袖、丸首形のシャツを作製した。被験者は1名、各試料くり返し3回、計9回の着用実験を行った。温度・湿度センサ装着部位は胸と背とし、シャツの内側と外側にとりつけた。平均皮膚温を求めるため、温度センサを8ケ所にとりつけた。実験方法は、人工気候室入室後30分間安静、15分間5度に傾斜させたトレッドミル上で歩行運動をし、後30分間安静にさせた。この間、温度・湿度を1分間隔で連続的に測定し、発汗感覚・シャツのぬれ感、湿り感、温冷感覚、快適感覚などについて被験者に申告させた。II.物理的性能測定実験吸湿性、吸水性、含気率、保温性、通気性などの他、乾燥特性の実験を行った。III.実験結果発汗による温度・湿度変化より、胸部より背部の方が温度湿度が高かった。運動による発汗で、衣服内の温度は低下し、湿度は運動途中急激に上昇し、45分時に最高時を示し、後低下していくのが、レギュラ-ナイロンと新素材のナイロンとは挙動が異っていた。被験者の主観的感覚は湿度変化に影響され、着用快適感はレギュラ-ナイロンより新素材の方が高かった。衣服内水分量および体重減少量は、湿度変化とよく一致し、被験者の主観的感覚に影響していることがわかった。新素材として発表されている吸汗性、吸湿性合成繊維と、従来のナイロンなどを用い、発汗による衣服を通しての熱と水分の移動を測定し、着用快適感を調べ、快適性にどのような物理的性質が影響しているか検討するのを目的とする。I.着用実験ー試料として化学物質導入のナイロン100%布、異形断面ナイロン100%布、レギュラ-ナイロン100%布を用いた。この間、温度・湿度を1分間隔で連続的に測定し、発汗感覚、シャツのぬれ感、湿り感、温冷感覚、快適感覚などについて被験者に申告させた。II.物理的性能測定実験ー吸湿性、吸水性、含気率、保温性、通気性などの他、乾燥特性の実験を行った。III.実験結果ー発汗による温度・湿度変化より、胸部より背部の方が温度湿度が高かった。運動による発汗で、衣服内の温度は低下し、湿度は運動途中急激に上昇し、45分時に最高値を示し、後、低下していくが、レギュラ-ナイロンと新素材のナイロンとは挙動が異なっていた。被験者の主観的感覚は湿度変化に影響され、着用快適感は、レギュラ-ナイロンより新素材の方が高かった。IV.来年度は、これらの結果より、衣服内水分量、ぬれ面積率を求め被服材料の物理的性質、体重減少量変化、温度・湿度変化、主観的感覚との相関について、詳しく検討する予定である。

新素材の吸汗性・吸湿性合成繊維と、従来のナイロンなどを用い、発汗による衣服を通しての熱と水分の移動を測定し、着用快適感を調べ、快適性にどのような物理的性質が影響しているが検討した。I、着用実験試料として化学物質導入のナイロン100%布、異形断面ナイロン100%布、レギュラ-ナイロン100%布を用いた.着用実験を行うため長袖、丸首形のシャツを作製した.被験者は1名、各試料くり返し3回、計9回の着用実験を行った。温度・湿度センサ装着部位は胸と背とし、シャツの内側と外側にとりつけた。平均皮膚温を求めるため、温度センサを8ケ所にとりつけた。実験方法は、人工気候室入室後30分間安静、15分間5度に傾斜させたトレッドミル上で歩行運動をし、後30分間安静にさせた。この間、温度・湿度を1分間隔で連続的に測定し、発汗感覚・シャツのぬれ感,湿り感、温冷感覚、快適感覚などについて被験者に申告させた。II、物理的性能測定実験吸湿性、吸水性、含気率、保温性、通気性などの他、乾燥特性の実験を行った。III、実験結果発汗による温度・湿度変化より、胸部より背部の方が温度湿度が高かった。運動による発汗で、衣服内の温度は低下し、湿度は運動途中急激に上昇し、45分時に最高値を示し、後低下していくが、レギュラ-ナイロンと新素材のナイロンとは挙動が異っていた。被験者の主観的感覚は湿度変化に影響され、着用快適感はレギュラ-ナイロンより新素材の方が高かった。衣服内水分量および体重減少量は、湿度変化とよく一致し、被験者の主観的感覚に影響していることがわかった。
ゲスト分子の占有性とガスハイドレートの構造相転移現象に関する研究

耐圧500MPaまでの高圧光学セルを用いて、四フッ化炭素ハイドレートを調製し、安定境界曲線の測定、ならびに顕微ラマン分光分析を行った。四フッ化炭素ハイドレートは500MPaまでの圧力範囲で構造I型のまま構造相転移せず、エタンやエチレン、シクロプロパンと同様に、構造I型単位格子内のS籠に対して圧力による圧迫占有現象を呈することを明らかにした。本実験結果より、構造I型ハイドレートを形成するゲスト分子の中で、構造I型のS籠よりわずかにサイズが大きいゲスト種(エタン、エチレン、シクロプロパン、四フッ化炭素)は、圧力による圧迫占有現象を呈することが確認された。これは、空のS籠が存在するハイドレート構造は圧力の増加に伴って不安定となり、ゲスト分子はケージに徐々に占有されていくものと考えられる。常圧で構造II型ハイドレートを形成するさらに大きなゲスト種(プロパンや六フッ化硫黄など)では、昇圧するとS籠の割合の少ない構造I型に構造相転移すると考えられ、測定を進めている。また、メタン+シクロプロパン混合ガスハイドレート系の291.1Kにおける等温相平衡関係を測定し、さらに顕微ラマン分光分析を行った。等温相平衡関係よりシクロプロパン分子をメタンにわずかに混合させるだけで、ハイドレートの生成に必要な平衡圧力が急激に低下することを明らかにした。また、ラマンスペクトルのピーク面積比から、混合ガスハイドレート結晶内の組成・ケージ占有性を測定した。本実験結果から、メタン+シクロプロパン混合ガスハイドレート系では、ゲストとなる混合ガスの組成による構造相転移が起きることを初めて明らかにした。本研究の結果より、ハイドレートのS籠の占有性が、圧力・組成に誘起される構造相転移を引き起こす重要なファクターである可能性が示唆され、ハイドレートの生成機構・安定性の解明に向けて重要な情報を得ることができた。耐圧500MPaまでの高圧光学セルを用いて窒素ハイドレートを調製し、安定境界曲線を測定した。また、セル内で窒素ハイドレート単結晶を調製し、顕微ラマン分光分析を行った。その結果、ハイドレート籠内に包接された窒素分子の分子内窒素-窒素間伸縮振動に対応するラマンスペクトルから、窒素ハイドレートは、500MPaまでの圧力範囲で構造相転移せず、構造II型ハイドレートを形成するという結果を得た。また、この系で従来報告のあった、1つの籠を窒素2分子が占有するダブル占有という占有形態をとることを示す分光学的な証拠は得られず、500MPaまでの圧力域で、窒素1分子は1つのケージを占有していると考えられる。混合ガスハイドレート系として、メタン+エチレン混合ガスハイドレート系の等温相平衡関係を測定した。284.0Kでは、混合ガスハイドレートの平衡圧力は、同じ温度でのメタン、エチレン各純粋ガスハイドレートの平衡圧力間で推移した。一方、293.1Kでは、気液平衡で見られる最高共沸現象と類似の挙動を示した。また、顕微ラマン分光分析を行うことで、ラマンスペクトルのピーク面積比から、混合ガスハイドレート結晶内の組成を測定した。その結果、ガスクロマトグラフによって、あらかじめ測定した平衡時のガス相の組成と、ラマンスペクトルから求めたガス相の組成が良好に一致したことから、ラマン分光法は混合ガスハイドレートの組成を測定する上で、有効なツールであることが確認できた。また、本混合系では、どちらの温度の相平衡関係でも、組成に依存した構造相転移は起きなかった。エチレンと同程度の分子サイズであるエタンが混合したメタン+エタン混合ハイドレート系では、構造相転移現象が起きることは既に報告されているため、この差に注目して実験を継続する予定である。
水理構造物周辺の剥離流の

主要な河川災害である橋梁災害、堰・床止めの災害、護岸災害などの各種の水理構造物の災害は、この構造物周辺で起こる局所流によることが多く、この水理学的解明と制御が重要な課題である。しかし、河川や河口の構造物周辺の局所流は、逆流域を伴う複雑な剥離流であり、しかも構造物と動的応答を演ずるから乱流計測がきわめて困難とされ、その乱流構造や構造物との動的応答特性には不明な点が多い。そこで本研究では、ステップ剥離流及び河床波剥離流の乱流構造とその発生機構をレ-ザ流速計を駆使して、かなり詳細に解明することに成功した。次に、平成2年度では、これらの剥離流に関する水理学・流体力学的特性を総括し、剥離流に伴って生起する土砂・底泥などの物質輸送問題や掃流力問題に適用して、各種の乱流輸送問題を制御する工法を開発した。すなわち、次の2点を精力的に研究し、これらを取りまとめて研究成果報告書を作成した。1)河床波背後で起こる土砂の巻き上げ現象を、レ-ザ流速計および浮遊砂濃度計を同時使用して計測し、このメカニズムを解明した。次に、洪水流を想定して、非定常流れを自動流量発生装置で作り、河床波背後からの剥離渦をコントロ-ルして、これによって生起する土砂や底泥のliftーup現象を制御する工法を試みた。この剥離渦による物質輸送の制御は、河川環境問題できわめて重要である。2)掃流力問題で鍵となる粗度急変剥離流の乱流構造を解明した。粗度が滑面から粗面に急変すると、河床せん断応力すなわち掃流力が滑面と粗面の境界で最大になり流下方向に低減してある一定値に達するというオ-バ-シュ-ト特性を本研究で初めて明らかにした。主要な河川災害である橋梁災害、堰・床止め災害、護岸災害などの各種の水理構造物の災害はこの構造物周辺で起こる局所流によることが多く、この水理学的解明と制御が重要な課題である。しかし、河川や河口の構造物周辺の局所流は逆流域を伴う複雑な剥離流であり、しかも構造物と動的応答を生じるから乱流計測がきわめて困難であるため、その乱流構造や構造物の動的応答特性には不明な点が多い。幸い、最近、高精度のレ-ザ-流速計が開発され、逆流域を伴う高せん断乱流場を計測できるようになった。本研究は、このレ-ザ-流速計モジュ-ルを新規購入して、不明な点が多い剥離流の構造を本年度解明したものである。まず、剥離流の典型例として、(1)ステップ剥離流、(2)河床波背後の剥離流を取り上げて、レ-ザ-流速計をx、y、zの3方向に格子状に移動させ、この流速分布や各種の乱流特性値を解明した。その結果、クレストからKelvinーHelmholtzの不安定性により剥離流が生成され、それが発達しながら移流される。剥離渦が再付着点に移流されると剥離泡内の低周波変動を惹起して、大規模な渦放出が起こる。この組織渦は、ビオ・サバ-ルの法則によって自己誘導されて、馬蹄型状の渦となり、その頂部(Tip)が自由水面に達して、渦輪のように水面が盛り上がるボイルが発生することが明らかにされた。これらの知見に基づいて、次年度には、剥離流の制御工法を解発する予定である。平成元年度の研究で、ステップ剥離流及び河床波剥離流の乱流構造とその発生機麹をかなり詳細に解明することに成功した。

そこで平成2年度では、これらの剥離流の関する水理学・流体力学特性を総括し、剥離流に伴って生起する土砂・底泥などの物質輸送問題や掃流力問題に適用して、各種の乱流輸送問題を制御する工法を開発しようとした。すなわち、次の2点を精力的に研究実施し、これらを取りまとめて研究成果報告書を作成した。1)河床波背後で起こる土砂の巻き上げ現象を、レ-ザ流速計および浮遊砂濃度計を同時使用して計測し、このメカニズムを解明した。次に、洪水流を想定して、非定常流れを自動流量発生装置で作り、河床波背後からの剥離渦をコントロ-ルして、これによって生起する土砂や底泥のliftーup現象を制御する工法を試みた。この剥離渦による物質輸送の制御は、河川還環問題できわめて重要である。2)洗流力問題で鍵となる粗度急変剥離流の乱流構造を解明した。河川の堰・床止め工法で不十分な点は、このような河床の粗度が急変した流れを乱流構造がほとんど不明であり、これまで経験的にこれらの工法が設計されてきた点である。粗度が滑面から顕面に急変すると、河床せん断応力すなわち掃流力が滑面と粗面の境界で最大になる流下方向に低減してある一定値に達するというオ-バ-シュ-ト特性を本研究で初めて明かにした。このオ-バ-シュ-ト特性の内部機構を解明し、従来の経験的な堰・床止め工法を流体力学的に再検討し、合理的な水工設計に指針を与えた。
場面解決型問題データベースの構築とテキスト分析を通した効果的な問題抽出

本研究の目的は,学習者自身が問題を作成し,解答も行うという授業方法を通して,学習者自身によって作成された問題をデータベース化することで,「場面解決型問題」を用いた授業方法の普及への足掛かりを得ることである。場面解決型問題とは,理科で学習した内容を単に問うものではなく,学習した内容を発揮できるような状況場面を設定し,それを解決していくための方法を答えるオープンエンド形式のものである。これまでに,学習者が場面解決型問題を作問し,学習者相互によって問題を解くという授業を方法には一定の効果があること,中学校理科第一分野の力学単元および中学校理科第二分野の地学領域において,学習者の思考内容や思考力・表現力としての評価の可能性につながることが示されている。これらのことから,「場面解決型問題」の授業方法を提供し普及していくことは,理科授業に大いに貢献すると考えられる。本研究成果として,これまでの研究により作成された場面解決型問題(力学単元で34問,地学領域で33問)について,テキストデータおよび図版データのデジタル化を行った。このデジタル化によって,作成された問題を例題として提供していくことも可能となった。また,場面解決型問題を取り入れた作問の授業方法の提供や普及のために,力学単元の問題データベースおよび授業展開方法に関して論文としてまとめた。今回の研究成果は,場面解決型問題を実施するにあたり,学習者作成の問題例として提示することも可能となり,場面解決型問題の授業方法の普及の足がかかりとなることに貢献するものと考えられる。
多様な使用実態に対応可能な住戸セントラル給湯システム効率評価手法の確立

本研究は、1日本各地の水道水温の標準年予測値推定ソフトウェア、2追焚・自動保温を含む多様な利用実態に応じた住宅用給湯消費エネルギーの予測ソフトウェア、の2つを開発することである。当初本研究は3年計画であったが、2013年8月に空気調和・衛生工学会主催「ZEBの動向と定義」が開催されるなどZEBに対する関心が高まったことから、ZEBの観点から研究内容を見直し、1年間の計画延長を申請した。2014年度の欧州ZEB視察から、ZEBにおいて給湯熱源は、太陽熱、バイオ燃料によるコジェネレーションが主流であることを確認できた。これらの設備においても本研究の成果を活用することができると考えられる。本研究は、1日本各地の水道水温の標準年予測値推定ソフトウェア、2追焚・自動保温を含む多様な利用実態に応じた住宅用給湯消費エネルギーの予測ソフトウェア、の2つを3年計画で開発する。その計画は次の6段階になる。(1)自動保温・追焚による熱供給の計算法の構築については、本研究の柱の一つであり、昨年度の既往文献調査とモデル化方針に従い、今年度で計算モデルを構築した。(2)本学給湯実験室等による被験者実験による入浴パターンと浴槽湯温降下のモデル化については、本学給湯実験室において10名の学生被験者により入浴パターンの申告、浴槽湯温と浴室内気温・湿度の計測を行った。昨年度に続いて被験者実験を行い、データを増強できた。これらの情報を用い、上記の計算モデルの精度確認を行った。給湯パターンとして修正M1モデルを用いて入浴パターンを修正して給湯消費エネルギーを試算した。年間消費エネルギーは22GJでそのうち自動保温が3.7GJとなり、おおむね既往研究による実測値と一致することを確かめた。このとき実働効率は73%となり、給湯のみに比較して低下することもわかった。(3)ソフトウェアの計算時間は自動保温の計算を組み込んだことで大きくなり、さらに短縮に向けて工夫が必要であることがわかった。(4)水道水温の予測値推定ソフトウェアの開発については、昨年度からwebサイトから自動的に読み取る仕様に苦労しており、次年度に取り組む。(5)既往の実験室実験との照合と検証については、既往文献の調査にとどまり、詳細は次年度の課題となる。(6)実務設計者による使用感アンケートの実施と分析結果によるソフトウェアの洗練については、計算時間が大きいことから今年度は準備にとどまり、実施は次年度に延期された。本研究は、1日本各地の水道水温の標準年予測値推定ソフトウェア、2追焚・自動保温を含む多様な利用実態に応じた住宅用給湯消費エネルギーの予測ソフトウェア、の2つを開発することであり、次の6段階となる。(1)自動保温・追焚による熱供給の計算法の構築については、本研究の柱の一つであり、2011年度の既往文献調査とモデル化方針に従い、2012年度で計算モデルを構築できた。20112013年度にわたって被験者実験を行い、データを増強できた。特に2013年度では浴室気温とシャワー湯温とに線形関係があることが確認できた。(4)水道水温の予測値推定ソフトウェアの開発については、2013年度にwebサイトから自動的に読み取る仕様を作成できた。計算結果の確認に手間取っており、次年度に検討する。当初本研究は3年計画であったが、2013年8月に空気調和・衛生工学会主催のシンポジウム「ZEBの動向と定義」が開催されるなどZEBの観点から研究内容を見直す必要もあると考え、1年間の計画延長を申請した。ZEBにおいて給湯熱源がどう扱われているかについて、次年度の欧州ZEB視察により確認する予定である。本研究は、(1)日本各地の水道水温の標準年予測値推定ソフトウェア、(2)追焚・自動保温を含む多様な利用実態に応じた住宅用給湯消費エネルギーの予測ソフトウェア、の2つを3年計画で開発する。(1)自動保温・追焚による熱供給の計算法の構築については、本研究の柱の一つであり、既往文献による調査を行い、モデル化の見通しを立てた。

次年度に計算法の確立を図る予定である。(2)本学給湯実験室等による被験者実験による入浴パターンと浴槽湯温降下のモデル化については、本学給湯実験室において10名の学生被験者により入浴パターンの申告、浴槽湯温と浴室内気温・湿度の計測を行った。浴槽出入りの際に失う湯量は0.35L/回であり、浴槽の湯をかけ湯として利用する学生は4名であった。次年度も被験者実験を行い、データを増強する必要がある。(3)ソフトウェアとして各種計算方法の組込み開発については、言語をVisual Basic(以下VB)とし、計算時間の短縮に向けて現行PCでのテストランを行い、年間計算の計算時間は6時間程度であった。さらに工夫が必要であることがわかった。(4)水道水温の予測値推定ソフトウェアの開発については、まずはVBで東京の予測ソフトウェアを構築した。必要なデータファイルがあれば計算可能であるが、webサイトから自動的に読み取る仕様に苦労しており、次年度以降に取り組む。(5)既往の実験室実験との照合と検証については、既往文献の調査からヒートポンプの計算モデルを調べ、給湯機にも使えるかどうか検討を始めた。詳細は次年度の課題となるが、計算負荷が増大することが予想される。(6)実務設計者による使用感アンケートの実施と分析結果によるソフトウェアの洗練については、平成24年度後半から実施予定であり、今年度は未着手である。本研究は、1日本各地の水道水温の標準年予測値推定ソフトウェア、2追焚・自動保温を含む多様な利用実態に応じた住宅用給湯消費エネルギーの予測ソフトウェア、の2つを開発することであり、次の6段階とした。(1)自動保温・追焚による熱供給の計算法の構築については、本研究の柱の一つであり、2011年度の既往文献調査とモデル化方針に従って、2012年度で計算モデルを構築できた。20112013年度にわたって被験者実験を行い、データを補強できた。特に2013年度では浴室気温とシャワー湯温とに線形関係があることが確認できた。(3)ソフトウェアとして各種計算方法の組み込みにおいてはさらに計算量の低減が必要であることがわかった。(4)水道水温の予測値推定ソフトウェアの開発については、2014年度でExcelによるVBAコードで実現した。今後はこのソフトウェアの公開方法について考察する。(5)既往の実験室実験との照合と検証については既往文献の調査にとどまった。(6)実務設計者による使用感アンケートの実施と分析結果によるソフトウェアの洗練は、時間不足のため断念し、今後の課題とした。当初本研究は3年計画であったが、2013年8月に空気調和・衛生工学会主催「ZEBの動向と定義」が開催されるなどZEBに対する関心が高まったことから、ZEBの観点から研究内容を見直し、1年間の計画延長を申請した。2014年度の欧州ZEB視察から、ZEBにおいて給湯熱源は、太陽熱、バイオ燃料によるコジェネレーションが主流であることを確認できた。
両生類の異種間雑種から読み解くトランスポゾンが寄与する性システム・種分化

近縁種の交配(雑種形成)という観点から、性システムと種分化におけるトランスポゾンの寄与を分子的に証明することを目的として、初年度である2018年度は、本年度(2019年度)のための準備段階を含めて以下の解析を行った。1.性システムとトランスポゾンアフリカツメガエルは、2倍体ツメガエルの2種が異種交配し、異質4倍体化した祖先由来の子孫種の1種である。性決定遺伝子dm-Wは異質4倍体化後に新性決定システムのために誕生した遺伝子で、新エクソン4がDNAトランスポゾン由来であることが最近わかっていた。2018年度は、このトランスポゾン由来からコードされたアミノ酸配列が、DM-WのDNA結合能を強力にする機能をもつことを明らかにした。2.種分化とトランスポゾンヨーロッパトノサマガエルは、自然界で維持されているワライガエルとコガタトノサマガエルの雑種である。最近、ヨーロッパトノサマガエルは生殖細胞形成において、父性ゲノム由来の染色体が排除される可能性が示唆されてきた。研究代表者は、その分子機構は、種特異的トランスポゾンに対応するpiRNAである、という作業仮説を立てた。その準備段階として、2018年度はその検証のために、ワライガエルとコガタトノサマガエルの卵巣と精巣の4献体に対して、small RNA-seqを行った。さらに、ワライガエル(雄)のゲノム配列の決定も試みた。2018年度は、初年度として、概ね順調に進展してきた。以下にその詳細を記す。1.性システムとトランスポゾン:2018年度、異質4倍体化後に新機能獲得型の性決定遺伝子として分子進化したdm-Wの最終エクソン(エクソン4)に関して、1DNAトランスポゾン由来であることの証明、2DM-Wタンパク質のDNA結合能のサポート機能の解明が、ほぼ予定通り進んだ。2.種分化とトランスポゾン:2018年度、雑種であるヨーロッパトノサマガエルの親ガエルである2種のワライガエルとコガタトノサマガエルに関して、卵巣と精巣のsmall RNAの網羅的配列決定を行い、質の良い配列情報が得られた。これは、予定通りである。加えて、ワライガエル(雄)のゲノム配列の決定の委託を行った。カエルの供給時期が遅くなったため、ゲノム解析がワライガエル(雄)のみとなったが、概ね順調である。今後の研究に関して、初年度の解析結果を受け、以下のように推進させる予定である。1.性システムとトランスポゾン:異種交配後に新性決定システムのために性決定遺伝子として分子進化したdm-Wの最終エクソン(エクソン4)に関して、現在行っているアフリカツメガエルだけでなく、近縁種の異質4倍体種あるいは8倍体種のエクソン4の解析を行う。これらの進化的解析を含めて、2019年度に論文投稿を行う予定である。また、2018年度の解析から、dm-Wの第1エクソンもトランスポゾン由来である可能性が示唆されたので、アフリカツメガエルとその異質倍数体近縁種を用い、プロモーターと第1エクソンの進化の解析を新たに行う(2019-2020年度)。2.種分化とトランスポゾン:2019年度、ワライガエルの雄ゲノムだけでなく、雌ゲノム、および、雌雄のコガタトノサマガエルのゲノム解析を行う。1それぞれの種の雌雄ゲノムを比較することで、性染色体の同定や性決定システムを考察する(2019-2020年度)。2それぞれの種の雌雄ゲノム情報に対して、2018年度で得られたsamll RNA (主にpiRNA)配列情報をin silicoでマッピングし、piRNAクラスターを決定する。これによって、種特異的piRNAおよびその標的のトランスポゾンの同定を試みる。

1.性システムとトランスポゾン:2018年度、異質4倍体化後に新機能獲得型の性決定遺伝子として分子進化したdm-Wの最終エクソン(エクソン4)に関して、1DNAトランスポゾン由来であることの証明、2DM-Wタンパク質のDNA結合能のサポート機能の解明が、ほぼ予定通り進んだ。2.種分化とトランスポゾン:2018年度、雑種であるヨーロッパトノサマガエルの親ガエルである2種のワライガエルとコガタトノサマガエルに関して、卵巣と精巣のsmall RNAの網羅的配列決定を行い、質の良い配列情報が得られた。これは、予定通りである。加えて、ワライガエル(雄)のゲノム配列の決定の委託を行った。カエルの供給時期が遅くなったため、ゲノム解析がワライガエル(雄)のみとなったが、概ね順調である。今後の研究に関して、初年度の解析結果を受け、以下のように推進させる予定である。1.性システムとトランスポゾン:異種交配後に新性決定システムのために性決定遺伝子として分子進化したdm-Wの最終エクソン(エクソン4)に関して、現在行っているアフリカツメガエルだけでなく、近縁種の異質4倍体種あるいは8倍体種のエクソン4の解析を行う。これらの進化的解析を含めて、2019年度に論文投稿を行う予定である。また、2018年度の解析から、dm-Wの第1エクソンもトランスポゾン由来である可能性が示唆されたので、アフリカツメガエルとその異質倍数体近縁種を用い、プロモーターと第1エクソンの進化の解析を新たに行う(2019-2020年度)。2.種分化とトランスポゾン:2019年度、ワライガエルの雄ゲノムだけでなく、雌ゲノム、および、雌雄のコガタトノサマガエルのゲノム解析を行う。1それぞれの種の雌雄ゲノムを比較することで、性染色体の同定や性決定システムを考察する(2019-2020年度)。2それぞれの種の雌雄ゲノム情報に対して、2018年度で得られたsamll RNA (主にpiRNA)配列情報をin silicoでマッピングし、piRNAクラスターを決定する。これによって、種特異的piRNAおよびその標的のトランスポゾンの同定を試みる。<次年度使用額が生じた理由>当該年度に、ワライガエル、コガタトノサマガエルの雌雄それぞれのゲノム解析を完了する予定でしたが、サンプルの供給が11月頃と当初の予定が遅れ、また、高精度のゲノム単離に時間を擁したため、ゲノム解析計画が遅れました。そのため、当該年度はワライガエルの雄ゲノムのみの配列決定となりました。<使用計画>次年度使用額は、2019年度に、ワライガエルの雌ゲノムや交配種のコガタトノサマガエル雌雄のゲノム解析を行う計画です。