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川崎病血管炎に関する研究:分子遺伝学的基盤と長期遠隔期の血管生物学的検討

末梢血単球よりTNFαの産生能を検討した。冠状動脈瘤を有した川崎病罹患児においてTNFαの産生能が亢進していることを証明した(Kamizono S,Kato H,etal.Pediatr Int,1999)。血管生物学的手法を用いて血管内皮機能および血管内エコーを用いて血管壁の性状を検討した。冠状動脈瘤が消退した例においても血管内皮機能の低下がみられ、同部位の血管内超音波法により描出された壁構造は、成人の動脈硬化部位の壁構造に類似していた。今後、成人の動脈硬化病〓への進行の可能性に対して注意深い経過観察の必要性が示唆された(Iemura M,IshiiM,Kato H etal.Heart 2000)。γグロブリンは川崎病に対して非常に有効な治療法だが、その至適投与法について未だ確立されていない。2g/kgの1日投与法および400mg/kgの5日間の投与法について、治療効果および医療経済上の検討を行った。2g/kgの1日投与法の方が、冠状動脈障害の発生率は、400mg/kgの5日間〓投与法比し有意に低く、発熱期間、炎症反応の正常化までの期間および入院日数は有意に短縮された。また、総医療費は2g/kgの1日投与法が有意に低かった(Sato N,Kato H,et al.Pediatr Int,1999)。γグロブリン治療の約13%に不応例が生じる。γグロブリン治療抵抗性の川崎病に対して再治療法としてγグロブリン追加療法およびステロイドパルス治療の有効性を検討した。冠状動脈病変の発生頻度には両治療法〓に有意な差を認めなかったがステロイド治療中に冠状動脈の一過性の拡張を生じた。今後、ステロイドが血管壁へ及ぼす影響および投与時期などさらなる検討が必要である(Hashino K,Kato H,etal.Pediatr Int in press)。細胞接着分子であるP-,E-,L-セレクチンは、川崎病急性期および亜急性期には、慢性期および対照群に比して明らかに上昇しており、また、冠状動脈瘤を生じた例では生じなかった例に比して有意に上昇しており冠動脈瘤発生の予測因子となることが示唆された(Furui J.Kurume Med.J in press)。血管新生促進因子であるVascular endothelial growthfactor(VEGF)の川崎病急性期の血行動態を検討した。冠状動脈瘤が形成される症例では有意に高値を示した。この事により川崎病血管障害およびリモデリングにおいてその病態へVEGFが関与している可能性が示唆される。この結果は米国心臓病学会(3月21日)に発表予定である。末梢血単球よりTNFαの産生能を検討し冠状動脈瘤を有した川崎病罹患児においてTNFαの産生能が亢進していることが証明でき現在投稿中である(KamizonoS,KatoH Pediatr Int)。川崎病長期遠隔期の冠動脈において、病変持つ血管のみならず冠動脈瘤が退縮した血管においても、血管内皮機能および中膜の機能が低下することを亜硝酸薬、およびアセチルコリンを冠動脈内に注入し血管反応を検討することにより証明し報告した(YamakawaR,IshiiM,KatoH.etal.JACC1998)ことを報告した。川崎病遠隔期における血管壁構造を血管内エコーにて観察し、特に狭窄病変における石灰化病変の程度とカテーテル治療の有効性を検討した。川崎病遠隔期のカテーテル治療においては、血管内エコーによる壁構造の観察が不可欠でありそれにより最も適したカテーテル治療の方法が選択できることを報告した(Kato H,Ishii M,Akagi TJ Intcrven Cardiol 1998)。川崎病急性期における細胞接着分子(セレクチンファミリー)の動態を明らかにし、それらが川崎病による冠状動脈障害の予測因子になり得るかどうか検討を行なった。急性期、亜急性期においても、p-セレクチン、E-セレクチンは、冠状動脈瘤を持つ患児において有意な上昇を認めた。細胞接着分子(セレクチンファミリー)は、川崎病における冠状動脈障害の予測因子となりうろことが示唆され米国心臓会議にて報告した。

2g/kgの1日投与法の方が、冠状動脈障害の発生率は、400mg/kgの5日間〓投与法比し有意に低く、発熱期間、炎症反応の正常化までの期間および入院日数は有意に短縮された。また、総医療費は2g/kgの1日投与法が有意に低かった(Sato N,Kato H,et al.Pediatr Int,1999)。γグロブリン治療の約13%に不応例が生じる。γグロブリン治療抵抗性の川崎病に対して再治療法としてγグロブリン追加療法およびステロイドパルス治療の有効性を検討した。冠状動脈病変の発生頻度には両治療法〓に有意な差を認めなかったがステロイド治療中に冠状動脈の一過性の拡張を生じた。今後、ステロイドが血管壁へ及ぼす影響および投与時期などさらなる検討が必要である(Hashino K,Kato H,etal.Pediatr Int in press)。細胞接着分子であるP-,E-,L-セレクチンは、川崎病急性期および亜急性期には、慢性期および対照群に比して明らかに上昇しており、また、冠状動脈瘤を生じた例では生じなかった例に比して有意に上昇しており冠動脈瘤発生の予測因子となることが示唆された(Furui J.Kurume Med.J in press)。血管新生促進因子であるVascular endothelial growthfactor(VEGF)の川崎病急性期の血行動態を検討した。冠状動脈瘤が形成される症例では有意に高値を示した。この事により川崎病血管障害およびリモデリングにおいてその病態へVEGFが関与している可能性が示唆される。この結果は米国心臓病学会(3月21日)に発表予定である。末梢血単球よりTNFαの産生能を検討した。冠状動脈瘤を有した川崎病羅患児においてTNFαの産生能が亢進していることを証明した(Kamizono S,Kato H,etal.Pediatr Int,1999)。血管生物学的手法を用いて血管内皮機能および血管内エコーを用いて血管壁の性状を検討した。冠状動脈瘤が消退した例においても血管内皮機能の低下がみられ、同部位の血管内超音波法により描出された壁構造は、成人の動脈硬化部位の壁構造に類似していた。今後、成人の動脈硬化病iマへの進行の可能性に対して注意深い経過観察の必要性が示唆された(Iemura M,IshiiM,Kato H etal.Heart 2000)。γグロブリンは川崎病に対して非常に有効な治療だが、その至適投与法について未だ確立されていない。2g/kgの1日投与法および400mg/kgの5日間の投与法について、治療効果および医療経済上の検討を行った。2g/kgの1日投与法の方が、冠状動脈障害の発生率は、400mg/kgの5日間〓フ投与法比し有意に低く、発熱期間、炎症反応の正常化までの期間および入院日数は有意に短縮された。γグロブリン治療における反応性と細胞接着分子であるP-,E-,L-セレクチンとの関連を検討した。γグロブリン治療に抵抗性を示す症例群ではP-,E-セレクチン値が反応性が良い症例群に比し有意に上昇しており、治療抵抗性の症例で冠状動脈障害を生じた症例では、有意にE-セレクチン値が高値を示した。この結果を米国心臓学会で発表した。
関節固定後の超音波療法が腱組織コラーゲンに及ぼす影響

本年度の研究では,関節固定後のラットのアキレス腱部に超音波照射を行い,腱組織コラーゲン線維の可溶性を測定し,関節固定後の超音波療法が腱組織コラーゲン線維にどの様な影響を及ぼしているのか検討することを目的として実験を行った.実験動物として,8週齢のウイスター系雄ラット12匹を用いた.ラットの片側足関節を7週間ギプスにて固定後,固定側のアキレス腱部に1日10分,週5回,2週間超音波照射を行いこれを照射群(n=6)とした.対照群(n=6)は固定終了後,2週間自由に飼育した.その後,照射群と対照群のアキレス腱を摘出し可溶性変化の分析を行った.超音波照射装置は日本メディックス社製・インタートロン6100を用いた.その結果1.塩可溶性コラーゲン量:全コラーゲンに対する塩可溶性コラーゲンの割合は,対照群と照射群間において有意差を認めなかった(p>0.05).2.酸可溶性コラーゲン量:全コラーゲンに対する酸可溶性コラーゲンの割合は,対照群に比較し照射群が有意に増加した(p<0.05).3.不溶性コラーゲン量:全コラーゲンに対する不溶性コラーゲンの割合は,対照群に比較し照射群が有意に減少した(p<0.05).4.不溶性コラーゲンのペプシン可溶化率:不溶性コラーゲンをペプシン処理し,可溶化したコラーゲンの割合は,対照群と照射群間において有意差を認めなかった(p>0.05).以上の可溶性の変化に関する結果から,関節固定後の超音波照射により腱組織コラーゲンの可溶性は変化する可能性が示唆された.また,超音波照射により酸可溶性コラーゲンの増加と不溶性コラーゲンの減少を認め,このことはコラーゲン分子に形成される架橋結合に関しても影響を及ぼしていることが推察され,その変化は構成する組織の柔軟性を増加させる方向へ移行していると考えられる.本年度の研究では,関節固定後のラットのアキレス腱部に超音波照射を行い,腱組織コラーゲン線維の可溶性を測定し,関節固定後の超音波療法が腱組織コラーゲン線維にどの様な影響を及ぼしているのか検討することを目的として実験を行った.実験動物として,8週齢のウイスター系雄ラット12匹を用いた.ラットの片側足関節を7週間ギプスにて固定後,固定側のアキレス腱部に1日10分,週5回,2週間超音波照射を行いこれを照射群(n=6)とした.対照群(n=6)は固定終了後,2週間自由に飼育した.その後,照射群と対照群のアキレス腱を摘出し可溶性変化の分析を行った.超音波照射装置は日本メディックス社製・インタートロン6100を用いた.その結果1.塩可溶性コラーゲン量:全コラーゲンに対する塩可溶性コラーゲンの割合は,対照群と照射群間において有意差を認めなかった(p>0.05).2.酸可溶性コラーゲン量:全コラーゲンに対する酸可溶性コラーゲンの割合は,対照群に比較し照射群が有意に増加した(p<0.05).3.不溶性コラーゲン量:全コラーゲンに対する不溶性コラーゲンの割合は,対照群に比較し照射群が有意に減少した(p<0.05).4.不溶性コラーゲンのペプシン可溶化率:不溶性コラーゲンをペプシン処理し,可溶化したコラーゲンの割合は,対照群と照射群間において有意差を認めなかった(p>0.05).以上の可溶性の変化に関する結果から,関節固定後の超音波照射により腱組織コラーゲンの可溶性は変化する可能性が示唆された.また,超音波照射により酸可溶性コラーゲンの増加と不溶性コラーゲンの減少を認め,このことはコラーゲン分子に形成される架橋結合に関しても影響を及ぼしていることが推察され,その変化は構成する組織の柔軟性を増加させる方向へ移行していると考えられる.
位相的弦理論の可積分構造と変形理論の幾何学

1.位相的CP^1シグマ模型と位相的極小模型を融合した形の位相的弦理論を構成し、その性質を調べた。このタイプの位相的弦理論の可積分構造が戸田格子方程式系により統一的に記述できることを示した。また、分配関数が、円にコンパクト化した非臨界弦理論とは異なるタイプのストリング方程式により特徴づけられることを明らかにした。さらに、離散的戸田格子方程式系の連続極限を利用して、リーマン面の種数に関する摂動展開を計算した。2.超弦理論のCalabi-Yauコンパクト化のモジュライ空間、たとえば、Calabi-Yau多様体の複素構造の変形のモジュライの幾何学は、いわゆる、special geometryで記述される。位相的弦理論では、contact相互作用により引き起こされるBRST代数構造の変形として、このspecial geometryが実現されていると考えられる。この対応を利用して、special geometryのもつ可積分構造について調べた。これは、低次元の場合に確立している可積分構造を、より高次元の位相的弦理論に拡張するためのステップとなることが期待されるが、まだ、その理解は不十分なままである。3.4次元の位相的場の量子論として、N=2超対称QCDからtwistの操作で得られる位相的QCD理論の構成とその性質を調べた。位相的QCD理論の質量項による摂動の下での振る舞いを見ることにより自己相対接続のモジュライ空間に基づくDonaldson不変量とモノポール方程式に基づくSeiberg-Witten不変量の関係を理解しようと試みた。
産業政策の国際波及効果に関する理論・実証研究

本年度の研究により明らかになった点はマクロ・ミクロの多岐に渡る。まずマクロ的には、日本の製造業および鉱工業における生産の変動をマクロショックとミクロショックに分割した揚合、後者の割合が高いことが明らかになった。従来の、比較的単純な因子分析を利用した研究とは異なり、動的因子分析を行った結果、従来極めて不安定と見られていたミクロショックとマクロショックの産業ごとの重要性は、実は安定的であること、および80年代後半のバブル経済ではマクロショックの重要性が時的に増加したことが明らかになった。次に、ミクロ的分析においては、日本の製造業における企業統治メヵニズムに関して、新たな視点を提供することができた。上場企業数千社のパネルデータを用いた分析の結果、日本の企業の取締役は企業収益の低下に伴い、辞職・解雇されていることが明らかになった。従来、社長交代に関しては同様の現象が知られていたが、社長交代よりもはるかに頻度が高い取締役辞任に関しても同様の結果が得られたことにより、日本の製造業においては経営者のインセンテイブメカニズムが全般的には機能していることが明らかになった。しかしながら、従来の結果と異なり、経営者インセンテイブメカニズムにおいて、銀行・企業間の関係はほとんどの場合有意な効果をもたらしていない。これは、従来重視されてきた日本の企業統治メカニズムとは相反する結果である。本研究では、取締役に企業内部出身者が多い企業ほど、また役員持ち株比率が高いほど辞任確率が低いことが明らかになっており、銀行との関係よりもむしろ、企業内部の労働者・経営者関係や昇進システムのほうが企業統治に影響が大きいことを示唆するものとなっている。本年度では、予定通り基礎的な統計・資料の収集および入力と分析ツールの作成を主に行い、平行してマクロ、マイクロの産業構造に関する分析を行った。統計に関しては、データが存在する昭和9年以降から現在までの日本の鉱工業生産指数をデータファイル化した。現在、この入力した長期の産業データに基づき日本の生産、産業構造の変化等に関する分析を行っている最中である。理論面に関しては、動的最適化問題の数値解法に関する研究会を学内で開き、様々なアルゴリズムをプログラム化し、分析ツールの作成を行った。他国に関しては、途上国の債務問題に関する研究会((財)国際金融情報センター主催)に参加し、公的債務削減に関するIMFのルールと標準的なマクロ理論に基づくルールのもつ非整合性に関して分析を行っている。暫定的な結果は財務省のwebに掲載予定である。マイクロの側面に関しては、電気機器産業に関する上場企業の、企業統治関係を含む詳細なデータベースを作成し、現在は化学産業に関するデータの作成を行っている。本年度では、入力した電気機器産業のデータに基づき、確率的生産可能性フロンティアを用い日本企業の効率性と統治に関する分析を行った。その結果、銀行との長期的な関係は企業の効率性を向上させていないこと、しかしながら統治関係に関しては何らかのインセンティブ関係に影響を与えていることを明らかにした。この成果は『経済研究』の2002年vol53, No2に掲載予定である。
歯牙バンク設立のための基礎的研究

歯牙の移植療法は臨床応用されているが、歯牙の移植療法を歯科医療の中に位置づけていくためには天然歯を必要な時期に供給するために機能する機関として歯牙バンクの設立が将来的に望まれる。近代的なevidence-based dentistryの中に歯牙移植医療を位置づけていくために、歯牙、歯根膜の保存法並びに種々の生体応答を評価する基礎的研究結果の蓄積を目的として本研究を行った。便宜抜歯された第一小臼歯の歯根中央部の歯根膜組織を剥離しin vitroで増殖した細胞(ヒト歯根膜細胞、HPDL)を継代培養した。継代10代を越えるとほとんどの細胞株が増殖膿を低下させた。HPDLからの細胞外基質(ECM)mRNAの発現をRT-PCR法を用いて検討したところ、1型コラーゲン、3型コラーゲン、12型コラーゲンの発現が確認された。また、硬組織形成細胞に多く発現されるオステオネクチン、オステオカルシン、オステオポンチンの発現も認められた。これらのECMmRNAは細胞がコンフルエントに達した後に発現量が増加する傾向が観察されたことから、細胞増殖とECM産生は反比例することが示唆された。次に、歯根膜細胞への凍結の影響を検討するために各継代数の細胞株をDMSO10%、牛胎仔血清20%含有aMEM培地に浮遊させ、-70°Cにて徐冷凍結し、三日後に液体窒素中に移管した。液体窒素移管一週間後に凍結細胞を融解、洗浄後牛胎仔血清10%含有aMEM培地にて培養し細胞機能を検討した。その結果、細胞増殖能は凍結前に比較し若干低下したものの、ECM mRNA産生量の変化は細胞間で異なり、一致した傾向は認められなかった。今後、用いる細胞株数を増加し、細胞機能への凍結の影響を更に検討する必要があると考えられる。
超広視野撮像観測に用いるCCDと同じ空間分解能の低ノイズ近赤外線検出器の開発

これまでに試作した小面積素子ではノイズがわずかに要求仕様を超えていたほか、大面積化によりノイズが悪化することがわかっていた。さらなる低ノイズ化をすすめるため、これまでに、より微細な製造プロセスを用いたCMOS回路を製造し、今回これにインジウム・ガリウム・ヒ素(InGaAs)を貼りつけた15um画素サイズの小面積近赤外線イメージセンサーを試作した。冷却駆動試験を行い、これまでの素子と比較した結果、期待通りの低ノイズな結果を得ることができた。これは超広視野カメラに搭載し遠方銀河の探査を行うために必要とする仕様を十分満たす結果である。小面積素子の試験結果から、新しいCMOS製造プロセスが超広視野カメラに用いる近赤外線イメージセンサーの製造に使えることがわかっただけでなく、さらなる低ノイズ化が可能であることが明確となった。来年度に製造する大面積素子は、このCMOS製造プロセスを用いることにした。2016年度製造の大面積素子を鹿児島大学の観測装置と望遠鏡に搭載して試験観測を行った。近赤外線によるクリアな画像を得ることができたほか、この素子で見られる残像が観測にどのように影響するか調査を行うことができ、運用方法により影響を軽減できることがわかった。その他、今回の小面積素子の画素回路を元にした大面積素子の仕様を検討したほか、モザイクパッケージの部材の改良や接着剤の試験を行った。小面積素子の試験結果、および鹿児島大学での試験観測の結果を日本天文学会で発表した。年度当初の計画通り、新しい製造プロセスによるCMOS回路にInGaAsを貼り合わせて、近赤外線イメージセンサーとして試作することができた。さらに、低温駆動試験の結果、期待通りの結果を得ることができた。したがって、おおむね順調に進展していると評価した。今年度に試作した画素回路を元に、新しいCMOS製造プロセスを用いた大面積素子を試作し、低温に冷却して評価を行う。また、モザイクパッケージにCMOS回路を貼りあわせ、モザイクパッケージの評価を行う。これらを元に超広視野カメラの実現性を検討する。工業用に既に普及しているインジウム・ガリウム・ヒ素(InGaAs)検出器を超広視野天文観測に用いるため、これまでに低ノイズ化検証のための128x128画素の小面積素子、小画素大面積化検証のための1280x1280画素の大面積素子を試作した。これらの冷却読み出し試験の結果、小面積素子でもノイズがわずかに要求仕様を上回り、大面積素子では更に悪化する結果となっていた。そのため、より微細なCMOS製造プロセスを採用することにより、さらなる低ノイズ化をはかることにした。また、大面積素子では、小面積素子には見られなかった固定パターンがあることがわかっていた。調査の結果、残像によるパターンであることがわかりつつあったが、低ノイズ化検証用CMOS回路の試作を行う前に、固定パターンがCMOS回路に起因するものではないことを明らかにする必要があった。そこで、大面積素子のCMOS回路に中サイズのセンサーを貼り合わせた検証用素子を試作して調査することにした。冷却して試験をした結果、検証用素子には枠模様がほとんど見られないことがわかり、枠模様がCMOS回路に起因するものではないことを明らかすることができた。そこで、より微細なCMOS製造プロセスを用いた低ノイズ化を検証するための小面積素子の仕様を検討し、128x128x15um画素の小面積CMOS回路を試作した。冷却して試験をした結果、設計通り機能していること、前回の小面積素子より低ノイズが期待される測定結果を得た。その他、モザイク用セラミックキャリアの設計、オーバーサンプリング対応エレクトロニクスへの置き換えも行った。問題点の切り分けのための追加試験を行った結果、低ノイズ化検証用

小型素子のCMOS回路の設計開始が当初の予定よりも遅れてしまったが、最終的には遅れを取り戻すことができ、年度目標のCMOS回路を製造することができた。その結果、次年度の計画に遅延を生じさせることなくつなげることができた。したがって、おおむね順調に進展していると評価した。今年度に試作した画素回路を元に、新しいCMOS製造プロセスを用いた大面積素子を試作し、低温に冷却して評価を行う。また、モザイクパッケージにCMOS回路を貼りあわせ、モザイクパッケージの評価を行う。これらを元に超広視野カメラの実現性を検討する。今年度製造した低ノイズ検証用小面積CMOS回路にインジウム・ガリウム・ヒ素(InGaAs)センサーを貼り合わせ、低温に冷却して駆動試験を行い性能を評価する。また、これまでに製造した大面積素子の評価試験を引き続き行う。これらの試験結果から、最終年度に製造する大面積素子の仕様を検討する。
持続可能な社会のためのライフスタイルの構築-家計消費単位とCO_2排出単位の算出-

本研究は、持続可能な社会のためのライフスタイルを構築するにあたって、経済的要素から作成された「消費単位」だけでなく、家計消費からCO_2排出量を求めることによって、「CO_2排出単位」を新たに開発することを目的とした。方法としては、「全国消費実態調査」の個票を用いることによって、世帯類型別のCO_2排出量の分布を10大費目別明らかにした。そして、世帯類型データから、子どものいる世帯と夫婦世帯を抽出し、夫婦世帯、子供が一人、二人、三人の世帯の排出量を算出した。次に子供の人数別、及び子供の年齢別「CO_2排出量」を求めた。さらに単身者世帯のデータを抽出し、単身者世帯の排出量の分布を求めた上で、排出量を夫婦世帯と比較した。また、単身者世帯を男女別、年齢別に分類し、それぞれの排出量を求めた。そして各世帯類型の「排出単位」を求めた。この結果、夫婦の平均排出量は1277kg、子供が一人増えると188kg増えるが、それ以降の子供の排出量は66kgであり、交通・通信、光熱・水道、食料の3費目で世帯の排出量の67割を占めることが明らかとなった。一方、単身者世帯の排出量は642kgであり、男性の若年層の排出量が最も大きい。特に男性は交通・通信(自動車)からの排出量が大きいが女性は光熱・水道(電気・ガス)からの排出量が大きいという特徴がみられた。これら世帯類型別の排出量と排出単位を用いて、持続可能な社会のためのライフスタイルを獲得するには、各世帯でどの程度の排出量の削減が必要となるか、また削減する方法について試算をおこなった。この結果、排出量の大きい交通・通信と光熱・水道からの排出量の削減が最も有効であることが明らかと成った。本研究で算出した単位を用いることによって、今後、消費者が自発的に持続可能な社会のためのライフスタイルを選択し、実践することが可能となるであろう。これまで、家計分析の分野に於いては、家計消費を中心とした分析をおこない、それによって国民の現状を明らかにし、豊かな生活を築くための種々の施策が検討されてきた。家計消費から一人の人間の消費量を単位化して、最低生活費の算定の基礎となる「消費単位」を算出する試みもその一つといえる。しかしながら、現在我々が直面しているのは、環境的視野を含めた豊かさや生活設計の重要性である。21世紀を持続可能な社会にするためには、経済面のみならず、環境問題の解決が必要である。そして環境問題の解決の中でも、地球温暖化は早急な解決策が必要な事項の一つであり、その主原因と考えられるCO_2排出量のコントロールが必須と考えられる。家庭のような小規模システムにおける消費活動からもCO_2は排出されており、その排出量も大きい。しかし、削減目標達成のために、家庭のライフスタイルを変化させるのは容易でない。本研究では、これまで家計消費から「消費単位」を算出してきた実績を生かして、家計消費データと環境分析用産業連関表を用いて、新しく「CO_2排出単位」を算出し、これを用いて、世帯類型別のCO_2排出量を算出することを目的としている。この「CO_2排出単位」を用いれば、各家庭は自己のライフスタイルに応じた家計消費にともなうCO_2排出量を知ることができ、持続可能な社会のためのライフスタイルを実現するために必要な削減値を達成することが可能となる。

本研究の方法としては、家計データとして、1984年度の大阪府の「全国消費実態調査」の個票データを用いて、家計に関する世帯類型別のデータファイルを作成した。次に、家計消費に基づいたCO_2排出量の算出データを、環境分析用産業連関表を用いて算出した。,そして、世帯類型別CO_2排出量を算出し、ライフスタイル別の家計消費にともなうCO_2排出量を算出し、これにもとづいて夫婦世帯を1.00として、子供が増えるごとに増加する二酸化炭素量を計算し、子供の人数別の「CO_2排出単位」を算出した。本研究では、環境問題の中でも地球温暖化の主要因であるCO_2排出量を取り上げ、家計消費によって排出されたCO_2排出量を分析し、世帯構成条件の異なる世帯を等質化する方法として、「消費単位」の考え方を導入し、世帯類型別、子供の人数別・年齢別の「CO_2排出単位」の算出を試みた。この結果、「夫婦世帯」の排出量に最も大きな影響を与える費目は、交通・通信、光熱・水道、食料、教養娯楽の4費目であった。「夫婦世帯」に子供が加わると、総消費支出、食料、光熱・水道、保健医療、教育、教養娯楽の排出量が増加した。また、子供の人数が増えると、家具・家事用品、交通・通信、その他の消費支出の排出量が減少した。さらに、総消費支出、食料、光熱・水道、保健医療で、1人目の子供から2人目、3人目になるにしたがって排出量が減少することがわかった。「夫婦世帯」及び1人目の子供を1.0としてそれぞれの「CO_2排出単位」を求めた結果、被服及び履物、保健医療は0.6、交通・通信も0.4を示した。子供のいる世帯類型別分析では、1人目の子供に対して2人目、3人目の単位が半分以下になっている費目もあり、子供が何番目かによってかなり差があることが明らかとなった。また子供の年齢別の「排出単位」を算出した結果、「夫婦世帯」を1.00、05歳を1.00とした場合のいずれにおいても、1318歳の単位が最も大きい費目が多く、子供の年齢が上がるにしたがって単位が大きくなる傾向があった。また、05歳から612歳よりも612歳から1318歳の排出量の増加が大きい費目が多かったことから、幼児から小学生になったときよりも、中学・高校生になったときの方がよりCO_2を多く排出するライフスタイルになることが考えられる。この「CO_2排出単位」と環境家計簿のCO_2排出量のデータを組み合わせることによって、各家庭が主体的に持続可能な社会に必要なライフスタイルの在り方を考えることが可能となる。本研究では、環境問題の中の地球温暖化の主要因である二酸化炭素排出量を取り上げ、家計消費によって排出された二酸化炭素量との関係を分析し、世帯類型別の「CO2排出単位」を算出することを目的としている。本年度は、単身者世帯を取り上げ、単身者世帯全体、男性単身者、女性単身者、またその年齢別の排出量を明らかにした。この結果、単身者世帯全体では、交通・通信の排出量が3分の一を占めており、ついで食料、教養娯楽の順となった。これを男女別に見ると、男性単身者では、交通・通信が半分以上を占め、教養娯楽が続いた。女性の場合は、光熱・水道が最も多くなったが、2割ほどで、あとは交通・通信、食料、住居が1割ずつを占め、男性とは異なった傾向を示していることが明らかとなった。「排出単位」では、男女とも、「夫婦世帯」に比べると、男女比で見ると、男性は交通・通信、教養娯楽、女性は被服及び履物、住居で単位が大きくなった。次に男女単身者を1030歳代の若年層と4070歳代の中高年層の年齢グループ別に算出した結果、男性の場合、若年層の方が排出量は大きく、特にこれは交通・通信が影響していることがわかった。
現代日本企業と就業者の労働・生活時間の配分：企業・就業・世帯をめぐる「悪循環」

本研究は、企業の男女平等・両立支援制度等と個人の働き方・世帯内での家事・生活時間配分との関連を検討している。使用したデータは「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査2006(労働政策研究・研修機構)」である。分析結果から、男性の働き方の改革を促進する施策は従業員の企業への高いコミットメントと関連しているほか、男性の世帯でのより積極的な労働分担や生活時間と関連していること等が示された。男性稼ぎ主型就業環境の変革を志向する施策は、女性のみならず男性にとっても生活のあり方を左右する重要な要因になっていることを示唆する。仕事と家庭責任の両立の困難が指摘される中、しばしば女性を対象に両立支援の拡充が議論されてきたが、女性を暗黙と対象とした施策は職場の変革には不十分であり、男性を含めたすべての就業者のワーク・ライフ・バランスを念頭に置いた施策が重要であることが示された。2018年度は分析結果を国内外の学会等で報告した。企業の男女平等・両立支援施策と家事との関連を検討した分析結果はアメリカ社会学会大会で報告した。また、就業環境と配偶者と過ごす時間との関連を検討した分析結果は日本家族社会学会第28回大会にて報告した。既婚男性の就業環境と家事分担との関連についてパネルデータを用いて補完的に検討した研究成果は、不破(2019)に収録されている。さらにライフイベントが家事労働に与える影響を検討した論文(柳下・不破2019)は、家族社会学研究に掲載される予定である。平成28年度は,先行研究の整理及びデータの基礎的分析をおこなう予定であったが,概ね計画通りに研究が進んでいる.先行研究については特に経済学や経営学による知見をまとめ,労働社会学や家族社会学による知見との接点や分析視角の相違に留意しながら論点をまとめた.29年度からの本格的な分析を前に「仕事と家庭に両立支援にかかわる調査」加工した.さらに,基礎的分析および一部のデータを用いた予備的な回帰分析等をおこなった.具体的には,以下の諸点を実行した.(1)経済学・経営学及び労働社会学・家族社会学の研究文献を中心に幅広く収集し,特に企業属性等企業のあり方と個人の有償・無償労働との関連に関する議論・知見に焦点を置きながら,これまでの成果と残された課題を整理した.(2)「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査(労働政策研究・研修機構)」データの企業レベルデータと管理職データの基礎的分析を行うため,本研究の分析にて使用する変数の再コード化等を行い,ファイリング整理を行った.(3)企業レベル調査の情報をカテゴリーごと(1企業属性,2雇用管理等組織,3男女平等制度,4両立支援制度)に分類・整理した.(4)管理職データの記述統計及び回帰分析を実施し,分析結果はアメリカ社会学会大会(Seattle,米国)及びWork, Employment and society大会, (University of Leeds,英国)で報告した.平成28年度は,先行研究の整理及びデータの基礎的分析をおこなう予定であったが,概ね計画通りに研究が進んでいる.先行研究の整理ついては,特に経済学や経営学,労働社会学・家族社会学による理論や実証的知見を検討し,学際的な視点を導入しつつ整理を行うことができた.これまでの成果と残された課題を整理し,来年度以降の実証分析に生かす.本研究で用いる「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査(労働政策研究・研修機構)」データの企業レベルデータと管理職データの整理・基礎的分析についても概ね計画通り進んでいる.さらに,来年度からの本格的な分析を前に,データの一部(管理職データ)を用いた記述統計及び回帰分析を実施することができ,分析結果をアメリカ社会学会大会で報告した.平成29年度は,前年度に統合・整理した「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査」データを用いて計量分析を行った.また,パネルデータや仕事と介護の両立に関する調査データを用いて就業環境と世帯内労働や婚姻地位との関連を検討した.(1)「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査」データを用いて多変量解析をおこなった.まず,個人の属性・働き方と世帯内労働・生活時間及び意識の関係性の分析を行った.特に管理職従事者の性別による部下の仕事と家庭の両立支援に対する態度や行動の違いについて検討を行った.分析結果からは,女性管理職は部下の両立支援策の利用を促進していることが示唆された.研究成果の一部は2018年3月にAssociation for Asian Studies Annual Conference(Washington DC, The United States)において報告した,(2)企業の属性・施策等の要因が個人従業員の世帯内での家事労働行動と生活時間に関する意識・行動にどのように関連するか検討をおこなった.分析結果からは,男性労働者を対象とした両立支援策は男性の家事参加を促進するが,その他の両立支援策は有意な効果を持たないことが示唆された.分析結果の一部はAmerican Sociological Association Annual Meeting等で報告する予定である.(3)パネルデータ(働き方とライフスタイルの変化に関する全国調査)や仕事と介護の両立に関する調査データを用いて,就業環境と世帯内労働や婚姻地位との関連を検討した.分析結果の一部は日本家族社会学会の機関紙である『家族社会学研究』に掲載されたほか,国内・国際学会等にて報告を行った.平成29年度は,当初の予定通り「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査」データやパネルデータ,仕事と介護の両立に関する調査データを用いて計量分析を行うことができた.

また,研究成果の一部は分析結果の一部は日本家族社会学会の機関紙である『家族社会学研究』に掲載されたほか,国際・国内学会等にて報告を行うことができ,研究成果の公表に関しても一定の成果を上げていると考える.本研究は、企業の男女平等・両立支援制度等と個人の働き方・世帯内での家事・生活時間配分との関連を検討している。使用したデータは「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査2006(労働政策研究・研修機構)」である。分析結果から、男性の働き方の改革を促進する施策は従業員の企業への高いコミットメントと関連しているほか、男性の世帯でのより積極的な労働分担や生活時間と関連していること等が示された。男性稼ぎ主型就業環境の変革を志向する施策は、女性のみならず男性にとっても生活のあり方を左右する重要な要因になっていることを示唆する。仕事と家庭責任の両立の困難が指摘される中、しばしば女性を対象に両立支援の拡充が議論されてきたが、女性を暗黙と対象とした施策は職場の変革には不十分であり、男性を含めたすべての就業者のワーク・ライフ・バランスを念頭に置いた施策が重要であることが示された。2018年度は分析結果を国内外の学会等で報告した。企業の男女平等・両立支援施策と家事との関連を検討した分析結果はアメリカ社会学会大会で報告した。また、就業環境と配偶者と過ごす時間との関連を検討した分析結果は日本家族社会学会第28回大会にて報告した。既婚男性の就業環境と家事分担との関連についてパネルデータを用いて補完的に検討した研究成果は、不破(2019)に収録されている。さらにライフイベントが家事労働に与える影響を検討した論文(柳下・不破2019)は、家族社会学研究に掲載される予定である。平成29年度は,前年度に統合・整理した「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査」データを用いて計量分析をおこなう.まず,個人の属性・働き方と世帯内労働・生活時間及び意識の関係性を分析する.続いて,企業要因がこれらにどのように関与するか,また,個人の就業における行動が世帯内の労働・生活時間配分・生活意識に及ぼす影響にどのように媒介するか検討するため,マルチレベル分析をおこなう.(1)「仕事と家庭の両立支援にかかわる調査」データを用いて多変量解析をおこなう.まず,個人の属性や働き方が世帯内での家事育児労働行動や生活時間に関する意識・行動にどのように関連するか検討を行い,個人の就業・世帯内における交渉について分析する.(2)企業属性・組織・制度等の企業要因間の相互の関連について検討する.(3)企業属性等の要因が個人従業員の世帯内での家事育児労働行動と生活時間に関する意識・行動にどのように関連するか検討をおこなう.さらに,これら分析の結果を受けて,企業属性等の要因が個人の属性・働き方と世帯内での無償労働・生活時間配分等との関連をどのように媒介するか検討を行う.(4)補完的な分析として管理職レベルデータを企業と一般従業員の関連を媒介する中間的な要因としての「管理職効果」を分析することが可能か,検討を行う.
脳血管障害者における障害部位と交感神経障害の関係

本研究では、さまざまな障害部位の脳血管障害者に対し、マイクロニューログラフィーの手法を用いて交感神経活動を直接測定し、交感神経障害と脳障害部位の関係を明らかにすることが主な目的である。我々は、視床出血患者4名、視床以外の部位の脳梗塞患者1名より、皮膚交感神経活動を導出することができた。その結果、視床出血患者の皮膚交感神経活動は、健常者の平均値と比較して、極端に多い症例と少ない症例があった。以上より、視床と皮膚交感神経活動の間には、何らかの関与があることが示唆された。脳血管障害には、肩手症候群に代表される反射性交感神経性ジストロフィーや体温調節障害等の交感神経系の関与が疑われている病態が存在するが、まだまだ不明な点が多い。我々は、視床が交感神経求心路の中継地点でもあり、視床下部や脳幹などの自律神経調節に関与する部分に達する経路も持つ点に特に着目しており、体温調節に重要な役割を果たす皮膚交感神経活動と関連があることを予想している。また、脳血管障害の後遺症として、しばしばリハビリテーションの妨げとなる肩手症候群では交感神経系の異常が指摘されているが、麻痺領域の腫脹や熱感が認められることより皮膚交感神経活動との関連が予想される。本研究では、さまざまな障害部位の脳血管障害者に対し、マイクロニューログラフィーの手法を用いて交感神経活動を直接測定し、交感神経障害と脳障害部位の関係、特に体温調節障害機構及び反射性交感神経性ジストロフィーとの関係、病態を明らかにすることが主な目的である。現在までに、合計5名の脳卒中患者より、交感神経活動を導出することができた。その内、皮膚交感神経活動を導出できたのは4名で、視床出血が3名、視床以外の部位の脳硬塞が1名であった。各々の安静510分間の皮膚交感神経活動のバースト数の1分間の平均は、視床出血者で50.8±3.3回、44±2.3回、6.7±1。8回であった。視床以外の部位の脳硬塞者では、11.3±1.8回であった。皮膚交感神経活動の健常者の平均値は、一定の見解が得られていないが、28.2±8.1回、12.4±1.9回などとの報告がある。それと比較して、今回視床出血患者では、極端に多い症例と少ない症例があった。以上より、視床と皮膚交感神経活動の間には、何らかの関与があることが現在までの研究で示唆されている。さらに症例数を増やし、検討していくことが必要である。脳血管障害には、肩手症候群に代表される反射性交感神経性ジズトロフィーや体温調節障害等の交感神経系の関与が疑われている病態が存在するが、まだまだ不明な点が多い。今回、合計8名の脳卒中患者より、交感神経活動を導出することができた。その内、皮膚交感神経活動を導出できたのは5名(平均年齢65.8±10.2歳)で、視床出血が4名、視床以外の部位の脳硬塞が1名であった。各々の安静510分間の皮膚交感神経活動のバースト数の1分間の平均は、視床出血者で50.8±3.3回/分、44±2.3回/分、10.5±2.1回/分、6.7±1.8回であった。また、今回、4名の健常者(平均年齢27±7.6歳)の皮膚交感神経活動の導出にも成功し、安静510分間の皮膚交感神経活動のバースト数の1分間の平均は、19.1±10.7回であった。従って、視床出血患者の皮膚交感神経活動は、健常者の平均値と比較して、極端に多い症例と少ない症例があった。以上より、視床と皮膚交感神経活動の間には、何らかの関与があることが示唆される。
光電子分光法による半導体ヘテロ接合バンド不連続量に与える界面双極子効果の解明

分子線エピタキシ-法に代表される最近の優れた結晶成長技術の発展により、冶金学的意味において1原子レベルで急峻な半導体ヘテロ接合を作製することが可能になった。しかし、異なる2つの物質を接合し、急峻なヘテロ接合を作製しても、電子構造は局所的に擾乱を受け、遷移領域が形成されるはずである。本研究では、X線光電子分光法(XPS)を用いて、ヘテロ界面極近傍の局所的な価電子分布、およびそれに起因する静電ポテンシャルの詳細を検討し、ヘテロ界面には界面双極子が存在すること、また電子構造の遷移領域がどの程度の厚さであるかを明らかにした。局所的な電荷分布の情報を得るために用いた試料は、分子線エピタキシ-法により作製したAlAs/d原子層GaAs/AlAsダブルへテロ(DH)構造、および逆のGaAs/d原子層AlAs/GaAs DH構造である。挿入した層の厚さdを系統的に変化させながら、Ga3d軌道とAl2p軌道のエネルギ-差をinーsituXPS法を用いて測定することにより、Ga3dおよびAl2p軌道の束縛エネルギ-をヘテロ界面からの距離の関数として、詳細に検討することができる。その結果、Ga3d軌道の内殻準位は、ヘテロ界面の極近傍ではバルクGaAs中のそれより約0.1eV深くなっていること、逆にAl2p軌道は約0.1eVだけ浅くなっていることが初めて明らかになった。このことは、GaAs/AlAsヘテロ界面には、数百meV程度の界面双極子が存在することを示している。さらに、簡単な静電ポテンシャルの計算値とのフィッティングより、価電子分布の遷移領域が、従来理論的に予測されていたよりも厚く、少なくとも約4原子層の厚さ(11オングストロ-ム)に及ぶことが明らかになった。
X線による宇宙大規模構造の直接観測を目指したマイクロカロリメータの開発

本研究は、宇宙大規模構造の解明を目指したX線マイクロカロリメータの開発をすすめることが目的となる。目的実現のため、本研究ではX線マイクロカロリメータの動作環境である極低温冷凍機の整備、信号読み出しのための超電導量子干渉計(SQUID)を用いた読み出し回路の整備を中心に研究を進めてきた。以下に、各研究項目の実施状況をまとめる。(ハードウェア開発)昨年度までに冷凍機環境の整備をすすめることでTES型X線マイクロカロリメータのX線パルス検出に成功した。このときのエネルギー分解能は5.9keVのMn-Kα線に対して90eVである。超電導遷移型X線マイクロカロリメータの本来の分光性能を制限する原因となっている磁場の対策を進めてきた。1.冷凍機の熱スイッチ開発冷凍機の熱スイッチは断熱消磁冷凍サイクルの制御上、最も基本的な要素のうちの一つである。昨年度までに私は金沢大学に熱スイッチ製作・評価環境を構築しており、今年度は熱スイッチの製作をすすめ、OFF状態で3μW/K,ON状態で2mW/Kという熱伝導度を得られることを初期実験で確認できた。2.磁場環境対策によるエネルギー分解能の改善センター部分の磁場の発生源である超電導マグネットの周囲に設置しているSiFeの磁気シールドの厚さを3mmから12mmへと変更することで、センター位置の磁場強度を最大でも地磁場程度まで落とす設計変更を行った。その後のFe55を用いたX線照射試験から5.9keV(Mn-Kα)に対して20eVのエネルギー分解能を実現できたことを確認した。X線マイクロカロリメータの磁場環境の理解から、対策を講じることに成功した点、ガスギャップ式熱スイッチの設計通りの熱伝導度実現を確認した点から判断した。今後、X線マイクロカロリメータの環境構築を新たに着任する研究機関で開発をするとともに、これまで関わってきた環境を用いたさらなる基礎研究をすすめる。銀河団外縁部は、銀河団質量の半分以上を占める領域であり、観測的宇宙論におけるダークマターの制限において重要な意味を持つ領域であるほか、今もなお銀河団の外側からのガス降着により加熱が進んでいる構造進化の最前線である。しかし、銀河団外縁部は中心に比べ一万分の一の表面輝度を持つ非常に暗い領域であるがために、これまで観測的に調べることが困難であった。「すざく」衛星のXIS検出器は、これまでの検出器に比べ半分程度のバックグラウンドレベルを実現することから、初めて観測することができるようになった領域である。本年度、私は「すざく」衛星での銀河団外縁部の観測データアーカイブのうち、解析可能な15天体の統一的な解析を始めた。解析の方針は、「すざく」とXMM-Newton,Chandra衛星の観測をあわせることで銀河団の熱化がすすんだビリアル半径全領域の温度と密度構造を解明することにある。このうち、Abell 2104銀河団について、「すざく」とChandra衛星での解析から中心から外縁部までの温度、密度構造が明らかになってきた。そして、Abell 2104銀河団は、中心が熱い近傍銀河団が与えるガスとダークマターの質量の比が平均値の10-20%に比べ非常に低い5%程度であることが分かってきた。この原因として、ダークマターが未だ降着の途中にあり、NFWモデルに比べ質量の中心集中が進んでいないために、外側での密度勾配が緩やかとなる結果を得ている。今後、その他の天体について調べることで銀河団の構造進化とガス質量比の関係について調べることで銀河団進化の点で新たな知見を得たい。ハードウェア開発においては、TES型X線マイクロカロリメータの信号多重化の研究の前段階として、金沢大学でのTES型X線マイクロカロリメータの冷却評価環境をより整備する必要があった。このため、本年度は、TES型X線マイクロカロリメータの読み出し回路としてのSQUIDの動作確認と、このセンサを用いたX線パルス観測に成功した。また、冷凍機の冷媒開発と熱スイッチ開発にも取り組んだ。

その後のFe55を用いたX線照射試験から5.9keV(Mn-Kα)に対して20eVのエネルギー分解能を実現できたことを確認した。観測的研究は、観測的宇宙論の基本的な課題である宇宙の組成比を制限する点が重要な取り組みであると言える。銀河団の外縁部まで含めたガス質量分布を調べることは、非常に慎重なバックグラウンドの検討が必要であるものの、宇宙最大の自己重力系である銀河団の質量の半分以上を制限するために異なるX線天文衛星を用いたデータ処理方法を独自に進めた。検出器開発の面では、将来の衛星搭戟にむけたTES型X線マイクロカロリメータの基盤技術開発の中心的役割を担っている。本年度は、冷却系の開発評価環境の確立ができたと言える。X線マイクロカロリメータの磁場環境の理解から、対策を講じることに成功した点、ガスギャップ式熱スイッチの設計通りの熱伝導度実現を確認した点から判断した。銀河団外縁部は、銀河団質量の半分以上を占める領域であり、宇宙構造形成に関わるダークマターとバリオンの比を制限するために重要な観測領域である。本年度の「すざく」衛星での銀河団のバリオン質量比計測から、Abell 2104銀河団は宇宙における平均値として知られる10-20%程度と比較してかなり低い5%程度であることが分かってきた。これは各銀河団の進化過程における質量の中心集中の度合いと関係する示唆的結果を得ている。今後は他の銀河団のバリオン質量比を比較することで、銀河団の質量集中の度合いと銀河団進化を関連つけながら、銀河団の全質量を考慮したバリオン質量比を統計的に検討していきたい。今後、X線マイクロカロリメータの環境構築を新たに着任する研究機関で開発をするとともに、これまで関わってきた環境を用いたさらなる基礎研究をすすめる。
ゲノムエディティングを駆使した遺伝子発現調節法の開発と昆虫制御への応用

昆虫における遺伝子機能解析の加速化と昆虫制御への応用を目指し、主要昆虫目(チョウ目、ハエ目、ハチ目、コウチュウ目)で我々が確立済の遺伝子組換え技術を活用し、TALEN等を用いたゲノム編集を先駆けてルーティン化して組み合わせることによって、各昆虫目に利用可能なツールの開発と遺伝子機能解析を行うことを目的とし、カイコでは様々な遺伝子のノックアウトを実施しながら、条件的ゲノムエディティング法の開発を進めるとともに、カブラハバチとナミテントウで共通のTALENsを用いたノックアウト法を確立し、様々な非モデル昆虫でゲノム編集が有効であること示すこと等に成功した。カイコでのゲノムエディティング法の開発では、様々な遺伝子を標的とするTALENを自作し、遺伝子ノックアウト個体の作出を行った。また、EGFP遺伝子をマーカーとしたドナーを用いた遺伝子ノックインについても、検討を開始した。さらに、CRISPR/Cas9系の効率を上げるために、Cas9ヌクレアーゼを恒常発現する遺伝子組換えカイコの作出を開始した。導入遺伝子発現制御のためのバイナリ発現調節システムの開発では、プロモーターに関しては血球、全身等で発現するプロモーターの単離に成功し、エフェクターに関しては細胞死誘導遺伝子等の候補の検討を行った。カブラハバチでは、眼で特異的にEGFP遺伝子を発現し、遺伝的に白眼突然変異を遺伝的バックグラウンドに持つ系統を用い、EGFP配列を標的に設計したTALENのmRNAを卵に顕微注入し、単為発生を誘導してG0雄個体を得た。これらのG0雄では蛹期に生存個体の60%以上でEGFPモザイクが検出された。EGFPモザイクG0雄の標的ゲノム配列には欠失が確認でき、ハチ目ではじめてTALENによる遺伝子ノックアウトの有効性を示した。テントウムシと同じコウチュウ目昆虫のコクヌストモドキにおいて、核多角体病ウィルス由来の高発現プロモーターであるBmNPV ie1プロモーターが機能することを確認した。本プロモーターはチョウ目、ハエ目、コウチュウ目という広範な昆虫目で機能することから、極めて汎用性が高いことが明らかとなった。また、バイナリ発現調節システムとしてテトラサイクリンOFFシステム(Dm-hsp70-tTAとtetO-EGFP)がコクヌストモドキにおいて機能することを確認した。カイコでのゲノムエディティング法の開発では、昨年に引き続き、致死や不妊化に関わる遺伝子を含む様々な遺伝子を標的とするTALENを自作し、遺伝子ノックアウト個体の作出を行い、表現型の解析を進めた。また、性フェロモン合成系を標的とするCRISPR/Cas9のgRNAのデザインと合成を行った。さらに、CRISPR/Cas9系の効率を上げるために、Cas9ヌクレアーゼを恒常発現する遺伝子組換えカイコを作出した。今回の実験では、顕著な効率向上は確認できなかったが、プロモーターの変更等の改良が必要かもしれない。カブラハバチでは、3xP3プロモーターによりEGFP遺伝子を眼で特異的に発現する系統を用いて、EGFPを標的としたTALENのmRNAを卵の前端または後端に微量注射したところ、いずれも注射当代(G0)個体の眼でEGFPモザイクの表現型が確認され、次世代(G1)個体ではEGFP発現が消失した個体が得られた。また、生殖巣特異的に発現する遺伝子の候補として、boule遺伝子の機能解析を進め、カブラハバチのハプロイド雄の精子形成に、boule遺伝子が必須であることを示した。ナミテントウでも、カブラハバチと同様に3xP3プロモーターによりEGFP遺伝子を眼で特異的に発現する系統を作出し、GFPを標的としたTALENのmRNAを卵の前端または後端に微量注射したところ、いずれもG0個体の眼でEGFPモザイクの表現型が確認され、G1個体ではEGFP発現が消失した個体が得られた。上記のように本年度は、非モデル昆虫であるハチ目のカブラハバチおよびコウチュウ目のナミテントウにおいて、EGFPという共通のターゲットにしたTALENによる遺伝子ノックアウトに成功し、様々な非モデル昆虫でゲノムエディティングが有効であること示すことに成功した。昆虫における遺伝子機能解析の加速化と昆虫制御への応用を目指し、主要昆虫目(チョウ目、ハエ目、ハチ目、コウチュウ目)で我々が確立済の遺伝子組換え技術を活用し、転写活性因子様ヌクレアーゼ(TALEN)や新たに開発されたCRISPR/Cas9系等によるゲノムエディティングを先駆けてルーティン化して組み合わせることによって、各昆虫目に利用可能なツールの開発と遺伝子機能解析を行うことを目的とし、今年度は、前年度までに得られた成果を基にして、昆虫制御への応用をめざし、これまでに確認した発生や生殖等に関わる遺伝子のノックアウトに用いたTALEN等を応答配列に連結した場合に、コンディショナルTALENまたはコンディショナルCRISPR/Cas9系を誘発できるかどうかを検討開始した。また、任意の遺伝子を発現様式のわかったプロモーターに制御させるために、ドナー遺伝子に部位特異的組換えの認識配列を組み込んだ発現制御カセットベクターの作出を開始した。さらに、カイコでは、特定の遺伝子等を標的とするCRISPR/Cas9のRNAを導入した個体やその後代で、標的遺伝子に生じた変化を確認し、効率の比較を行うとともに、これまでにノックアウト法を検討した休眠・脱皮・変態・色素合成等に関する遺伝子の解析結果に関して論文発表を行った。また、コウチュウ目昆虫に有効な汎用的な可視マーカーの開発と、ナミテントウにおける生殖細胞特異的マーカーの探索と生殖細胞でゲノム編集を行う形質転換体の作出を試みるとともに、カブラハバチとナミテントウTALENsを用いたノックアウト法の確立に関して論文発表を行った。