hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経系特異的糖鎖シグナルおよび生体防御因子としての動物レクチンの機能解析

さらに阻害剤を用いた実験からLPSによるM-ASGP-BPmRNAの減少に、MAPキナ-ゼ経路のclassical pathwayやp38 pathwayは関与しておらず、NF-κB経路の活性化が関与していることが示唆された。HNK-1糖鎖はN-アセチルラクトサミン(Galbl-4GlcNAc)構造の非還元末端に硫酸化グルクロン酸が結合した極めて特徴的な構造を持つ。最初、ヒトナチュラルキラー細胞に発現する糖鎖として発見され、その後の研究で神経系組織において特に高発現している事が明らかになった。本年度は、HNK-1糖鎖生合成酵素のマウスにおける組織分布を検討した。まず、HNK-1生合成に関わるグルクロン酸転移酵素GlcAT-P、GlcAT-S、硫酸基転移酵素HNK-1 STの臓器における発現分布を調べるため、マウスの種々の臓器のcDNAを鋳型とし、各遺伝子に特異的なプライマーを用いてPCR反応を行った。その結果、GlcAT-Pは脳に強く、肝臓と腎臓にも発現が認められた。GlcAT-Sは脳と腎臓に強い発現が見られた。HNK-1 STはほとんどの臓器で発現が認められたが、GlcAT-Sが豊富な腎臓ではほとんど発現していなかった。これらの結果は、脳と腎臓ではHNK-1糖鎖抗原の発現様式が異なり、脳では硫酸化されたHNK-1抗原が、腎臓では硫酸化されていないHNK-1抗原が含まれること示唆していた。そこでC57BL/6マウスより脳と腎臓ホモジネートを調製し、ウェスタンブロット解析を行った。脳では硫酸化されたHNK-1抗原とのみ反応するHNK-1抗体および、硫酸化されていないHNK-1抗原とも反応するM6749抗体で同一のパターンが観察された。一方、腎臓ではM6749抗体でのみ複数の糖タンパク質が検出され、HNK-1抗体ではこれら糖タンパク質は検出できなかった。次に、この糖鎖の腎臓における局在を免疫組織染色により検討した。M6749抗体では腎臓皮質、特に、尿細管に強い染色が観察された。さらに詳細に観察した結果、尿細管上皮細胞の頭頂側面に限局的な染色が観察された。以上の研究は、腎臓上皮細胞に硫酸基を持たないHNK-1抗原を発現したタンパク質の存在を初めて明らかにしたものである。神経系における糖鎖シグナル(HNK-1エピトープ)と動物レクチン(MBP)の役割に関して、研究計画に従い研究を進め、次のような研究成果を上げた。1.HNK-1エピトープの生合成に関与する2種類のグルクロン酸転移酵素(GlcAT-PおよびGlcAT-S)の大腸菌における大量発現系を確立した。得られた可溶性型酵素は糖鎖付加を受けていないにもかかわらず、天然より精製された酵素に匹敵する活性を保持した(Kakuda et al.,Pro.Exp.and Puri.,35,111-119(2004))。2.COS-1細胞に発現させた、糖鎖を付加したGlcAT-PおよびGlcAT-Sはいずれも糖タンパク質性基質(アシアロオロソムコイド)および糖脂質性基質(パラグロボシド)に対してグルクロン酸を転移する活性を示した。
高次ナイキスト領域における広帯域強度雑音抑制とロックイン型顕微鏡への応用

本研究の目的は、高感度な無標識生体観察法として注目を集めている誘導ラマン散乱(SRS)顕微法に対して実用性の高いレーザー光源を適用し、高性能と高い実用性を両立することと、そのための新規光制御技術を創出することである。当初は高次ナイキスト領域における雑音抑制に取り組む予定であったが、研究開始後にアプローチを変更し、以下の3点の成果を挙げた。(1)ファイバーレーザー型SRS顕微鏡による分光イメージングの実現。(2)光雑音の遅延干渉によるRFスペクトル変調現象の発見。(3)新規高速波長可変パルスファイバーレーザーの実現。これらを通じて、当初の目的はほぼ達成できたと考えている。最新の無標識生体観察手法のひとつである誘導ラマン散乱(stimulated Raman scattering, SRS)顕微鏡では、ショット雑音限界に迫る超低雑音性を有する固体レーザーが広く用いられてきた。これは、SRS顕微鏡では2色の光パルスの間で転写されるごくわずかな強度変調を検出する必要があるからである。本研究では、固体レーザーと比較してより小型で実用性の高いファイバーレーザーをSRS顕微鏡に使用するための新技術として高次ナイキスト領域におけるロックイン検出の検討を行う。平成25年度は、研究室の立ち上げと11月の引っ越しに時間を要してしまい、本研究の開始前に提案したコリニアバランスド検出による雑音低減手法を用いたファイバーレーザーSRS顕微鏡の完成度を高めるところまでしか進めることができなかった。また、その結果について論文投稿を行い、Jpn. J. Appl. Phys.誌に採択された。また、Erファイバーレーザーの構成の検討と試作を行った。最新の無標識生体観察手法のひとつである誘導ラマン散乱(SRS)顕微鏡では、ショット雑音限界に迫る超低雑音性を有する固体レーザーが広く用いられてきた。これは、SRS顕微鏡では2色の光パルスの間で転写されるごく僅かな強度変調を検出する必要があるからである。本研究では、固体レーザーと比較してより小型で実用性の高いファイバーレーザーをSRS顕微鏡に使用するための新しい技術として、高次ナイキスト領域におけるロックイン検出の検討を行う予定であった。平成26年度は、本技術の検討に必要なピコ秒ファイバーレーザー光源の検討を行った。その結果、新しい原理によって、高速波長可変性を有する光源が実現できることを実証できた。現在の動作波長は1.5 um帯であるが、同じ原理をYb添加ファイバーレーザーに適用することで1.0 um帯での動作も可能と期待され、SRS顕微鏡のための有用な光源になりうると期待される。このように、新しい雑音低減手法の実証までは至らなかったものの、本研究期間において、SRS顕微鏡の実用性を高める新しい光源技術を開発することができた。バイオフォトニクス平成25年4月の研究室立ち上げ及び11月の実験室の引っ越しの影響が当初の想定以上に大きかったため、研究の進展が遅れた。その間、従来方式の完成度を高め、雑誌投稿を行うことと、Erファイバーレーザーの構成の検討と試作までしか達成できず、本研究で実証を目指す高次ナイキスト領域におけるロックイン検出の原理の検証はできていない。ピコ秒Erファイバーレーザーの製作、エルビウム添加光ファイバーによる光増幅、周期反転LiNbO3結晶による波長変換を用いたポンプ光発生実験を早急に進めるとともに、高次ナイキスト領域における雑音抑制のための干渉計及び光検出器の設計・製作を行う。これによって、光パルスの広帯域雑音低減の効果を今年度前半に検証したい。光検出器の製作で鍵となるのは、LC共振により広帯域に高周波信号を得るための回路であり、ここは設計と試作を何度か繰り返す必要がある。原理検証が成功した場合、本年度後半において、現有するストークス光源(Ybファイバーレーザー)との同期実験、及び、ビデオレートでのSRSイメージング実験を進める。ほぼ当初の予定通りの研究費を使用したものの、物品費を節約できたため、総額の1.5%程度の残額が生じた。次年度の電子回路製作費に充てる予定である。
膜蛋白質の速くて複雑な動的機能構造を活写するハイブリッド構造解析基盤

膜蛋白質として、イオン透過型グルタミン酸受容体の一つであるAMPA受容体について、電子顕微鏡解析用にGSG1LおよびStargazinとの融合蛋白質の作製を行った。界面活性剤可溶化状態での精製後の脂質ナノディスクへの再構成、リポソームへの再構成後に電子顕微鏡による確認を行ったが、現在までのところ良好な結果は得られていない。現段階では、電子顕微鏡での試料の性状確認で良好な結果が得られず、AFMでの解析についてはと計画段階で停滞している。方法論開発として先行して行っていた電依存性カリウムチャネルKv1.2を脂質小胞に再構成した系では、分解能を向上させるべくより高性能な電子顕微鏡の利用を検討し、米国Yale大学の電子顕微鏡の利用を開始したが、これまでに分解能の向上は得られていない。それまでに使用していたアモルファスカーボン膜によるノイズが問題となり分解能向上が見られないと考え、炭素数層からなるグラフェンを支持膜として用いる系に移行した。理研播磨でのグラフェン作製を試み、電子顕微鏡グリッドへの転写、プラズマ装置による洗浄、生体分子吸着を向上する水素化処理を検討した。転写の効率は高くなったが、まだ、プラズマによる洗浄が十分でない状態である。並行して市販のグラフェン貼り付けグリッドを水素プラズマ処理をし、標準試料での2.5オングストローム構造を得られており、この系をAMPA受容体に適用する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。膜蛋白質として、イオン透過型グルタミン酸受容体の一つであるAMPA受容体について、電子顕微鏡解析用のGluA2emの発現・精製を行った。界面活性剤可溶化状態での精製については電子顕微鏡による確認を行い、脂質ナノディスクへの再構成を検討したが、現在までのところ良好な結果は得られていない。これはAFMでの解析について、脂質二分子膜再構成系の成功例が少なく、国内での成功事例を踏まえてナノディスクの利用に系を変更しようと計画したためである。また、先行研究により、GluA2の4量体からなるAMPA受容体については、その制御サブユニットであるGSG1Lを融合蛋白質として発現し、ナノディスクに再構成することが可能であることが分かったため、今後は、GSG1LおよびStargazinとの融合蛋白質の作製、ナノディスクへの再構成を行う。現在は問題点の洗い出しのための検討を行っているところである。分解能向上を図る上での懸念材料として、炭素薄膜からのノイズがあり、それを避けるために炭素数層からなるグラフェンを支持膜として用いる系に移行する予定である。29年度末あたりから、より簡便で再現性の高いグラフェン支持膜貼付グリッドの作製方法が発表されており、これを用いる予定である。界面活性剤可溶化状態から脂質環境へと再構成したうえで、高速原子間力顕微鏡、クライオ電子顕微鏡による動的構造の活写を目指していた。しかしながら、測定方法から来る技術的困難のため、脂質環境を脂質小胞から脂質ナノディスクへと変更する必要があり、こちらでの条件検討に時間がかかっている。また、脱感作状態の動的構造を活写るには、その構造アンサンブルがより少ない方が、分子動力学シミュレーションによる計算時間を少なくすることが出来るため、先行研究でナノディスクへの再構成が成功している、制御サブユニット融合蛋白質へと系の変更を計画することにしている。最終年度である30年度では、試料調製からの見直しをすることで、結果として構造データの取得を加速することを目指している。脂質環境として、脂質ナノディスクを用いる系は、高速原子間力顕微鏡およびクライオ電子顕微鏡単粒子解析の両方での実績があり、国内での成功例もあるため、技術的な問題については国内の研究者への聞き取りも含めて解決を図ることが出来る。

また、新しく調製する制御サブユニット融合蛋白質を用いることで、動的構造を反映した構造アンサンブルのバリエーションを減少させることが期待され、分子動力学シミュレーションによる計算時間の要求を緩和することが可能となり、全体として研究の加速が期待出来ると考えている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
局在量子構造探求のための研究基盤の体系化

本研究班では,局在電子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行い,実験と密接な連携を行うことを目的としている。計算手法は主に平面波基底の第一原理擬ポテンシャル法を採用し,必要に応じて,原子軌道関数基底でのバンド計算を併用した.本年度としての成果を以下に箇条書きにする.1)ZnOおよびMgO中のAlおよびGa溶質元素の存在状態を第一原理計算で予測した上で,本グループにてppmオーダーの不純物添加系を系統的に作製し,陽イオン空孔と不純物との相互作用を阪大グループとの共同研究での陽電子寿命測定により直接的に検証した.このようなextrinsitc要因の陽イオン空孔の生成をppmレベルで直接検証したのは世界ではじめての成果である.2)民間企業との共同研究腕スピネル型LaCrO_3中のCr空孔の生成についての理論計算を行った.この結果は,酸化物固体燃料電池(SOFC)のセパレータの材料設計に有用である.3)XANES/ELNES理論計算法を,米国ミズーリ大のChing教授らとの共同研究で確立し,酸化物系,窒化物系などで多くの応用例を示した.4)ppmオーダーの不純物を添加したZnOおよびMgO系について,SPring8でのXANES実験を行い,超微量元素の定量的な状態分析技術を確立した.5)新規リチウムイオン導電体の探索を,実験と理論計算の連携によって進めた。これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.研究は5年計画であり,その初年度としての成果を以下に箇条書きにする.1)酸化物中の酸素空孔の形成エネルギーの第一原理法による評価を開始.2)ZnO/MgO中の溶質元素-空孔相互作用.(阪大グループとの共同研究)3)ペロブスカイト酸化物中の軽元素修飾に着手.(名大グループとの共同研究)4)ZnOモデル粒界のモデリングと素機能.(東大グループとの共同研究)5)ZnO/ZnS表面の局在量子構造.(東北大グループとの共同研究)6)スピネル型MgCr_2O_4中のCr空孔の生成について.(民間企業との共同研究)7)XANES/ELNES理論計算法を確立.(国際共同研究)8)新規スピネル窒化物の量子材料設計.(国際共同研究)9)Fe4+を含むペロブスカイト型酸化物CaFeO_3の高酸素圧下(3GPa)での単結晶作製に成功.10)SrFeO_3・CaFeO_3・Sr_2FeCoO_6の単結晶薄膜の作製に成功.11)aFeO_3の高圧合成試料の結晶構造解析を開始.12)タリウムルテニウムパイロクロア酸化物の単結晶合成の開始.13)リチウムマンガンスピネルの化学量論組成の決定と低温構造解析の開始.14)新規リチウムイオン導電体の探索開始.これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.本研究班では,局在量子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行うために,第一原理分子動力学計算と班経験的な原子ポテンシャルを用いた計算を統合し,本年度は特に,高速な擬ポテンシャル計算方法の計算技術を確立させた。また,理論計算と綿密に連携して,特殊試料の作製とキャラクタリゼーションを行った。研究は5年計画であり,その第2年度としての成果を以下に箇条書きにする.1)酸化物中の酸素空孔の形成エネルギーの第一原理法による評価.2)ZnO/MgO中の溶質元素-空孔相互作用を第一原理計算で予測し,陽電子寿命測定により検証.(阪大グループとの共同研究)3)ペロブスカイト酸化物中の軽元素修飾についての理論計算.(名大グループとの共同研究)4)ZnOモデル粒界のモデリングと素機能.(東大グループとの共同研究)6)スピネル型MgCr_2O4中のCr空孔の生成について理論計算(民間企業との共同研究)7)XANES/ELNES理論計算法を確立.(国際共同研究)8)新規スピネル窒化物の量子材料設計.(国際共同研究)9)Fe4+を含むペロブスカイト型酸化物CaFeO3の高酸素圧下(3GPa)での単結晶作製に成功.10)リチウムマンガンスピネルの化学量論組成の決定と低温構造解析.11)新規リチウムイオン導電体の探察開始.これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.本研究班では,局在量子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行い,実験と密接な連携を行うことを目的としている.計算手法は主に平面波基底の第一原理擬ポテンシャル法を採用し,必要に応じて,原子軌道関数基底でのバンド計算を併用した.本年度としての成果を以下に箇条書きにする.1)ZnOおよびMgO中のAlおよびGa溶質元素の存在状態を第一原理計算で予測したうえで,本グループにてppmオーダーの不純物添加系を系統的に作製し,陽イオン空孔と不純物との相互作用を阪大グループとの共同研究での陽電子寿命測定により直接的に検証した.このようなextrinsitc要因の陽イオン空孔の生成をppmレベルで直接検証したのは世界ではじめての成果である.2)民間企業との共同研究でスピネル型LaCrO3中のCr空孔の生成についての理論計算を行った.

この結果は,酸化物固体燃料電池(SOFC)のセパレータの材料設計に有用である.3)XANES/ELNES理論計算法を,米国ミズーリ大のChing教授らとの共同研究で確立し,酸化物系,窒化物系などで多くの応用例を示した.4)PPmオーダーの不純物を添加したZnOおよびMgO系について,SPring8でのXANES実験を行い,超微量元素の定量的な状態分析技術を確立した.5)新規リチウムイオン導電体の探索を,実験と理論計算の連携によって進めた。これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.本研究班では,局在量子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行い,実験と密接な連携を行うことを目的としている.計算手法は主に平面波基底の第一原理擬ポテンシャル法を採用し,必要に応じて,原子軌導関数基底でのバンド計算を併用した.本年度としての成果を以下に箇条書きにする.1)ZnOおよびMgO中のAlおよびGa溶質元素の存在状態を第一原理計算で予測したうえで,本グループにてppmオーダーの不純物添加系を系統的に作製し,陽イオン空孔と不純物との相互作用を阪大グループとの共同研究での陽電子寿命測定により直接的に検証した.このようなextrinsitc要因の陽イオン空孔の生成をppmレベルで直接検証したのは世界ではじめての成果である.2)民間企業との共同研究でスピネル型LaCrO_3中のCr空孔の生成についての理論計算を行った.この結果は,酸化物固体燃料電池(SOFC)のセパレータの材料設計に有用である.3)XANES/ELNES理論計算法を,米国ミズーリ大のChing教授らとの共同研究で確立し,酸化物系,窒化物系などで多くの応用例を示した.4)ppmオーダーの不純物を添加したZnOおよびMgO系について,SPring8でのXANES実験を行い,超微量元素の定量的な状態分析技術を確立した.5)新規リチウムイオン導電体の探索を,実験と理論計算の連携によって進めた。これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.本研究班では,局在電子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行い,実験と密接な連携を行うことを目的としている。計算手法は主に平面波基底の第一原理擬ポテンシャル法を採用し,必要に応じて,原子軌道関数基底でのバンド計算を併用した.本年度としての成果を以下に箇条書きにする.1)ZnOおよびMgO中のAlおよびGa溶質元素の存在状態を第一原理計算で予測した上で,本グループにてppmオーダーの不純物添加系を系統的に作製し,陽イオン空孔と不純物との相互作用を阪大グループとの共同研究での陽電子寿命測定により直接的に検証した.このようなextrinsitc要因の陽イオン空孔の生成をppmレベルで直接検証したのは世界ではじめての成果である.2)民間企業との共同研究腕スピネル型LaCrO_3中のCr空孔の生成についての理論計算を行った.この結果は,酸化物固体燃料電池(SOFC)のセパレータの材料設計に有用である.3)XANES/ELNES理論計算法を,米国ミズーリ大のChing教授らとの共同研究で確立し,酸化物系,窒化物系などで多くの応用例を示した.
高度3次元放射線治療計画法に関する基礎的臨床的研究

我々は、CT画像を用いた高精度放射線治療計画システム「CTシミュレータ」を開発し、その基礎的・臨床的検討によってより実用的なシステムへの改良を続けてきた。現在までに、臨床応用可能な三次元画像として、ビームズアイビュー・再構成CT画像(矢状断や縦状断)上の線量分布曲線・マルチイメージ表示・容積線量計算等があるが、それらの臨床上での有用性を検討した。現在までに700例以上の臨床応用を重ね、(1)乳房温存療法の接線照射、(2)肺癌や食道癌での斜入照射、(3)上顎癌や眼窩内腫瘍でのレンズの防御、(4)脳腫瘍、骨盤腫瘍、骨・軟部腫瘍における正確な腫瘍領域の決定、(5)肺癌や肝癌における呼吸同期照射の設定などにおいて有用性を認め、現在治療患者総数の約40%の症例にCTシミュレータが利用されている。また基礎的検討としては、各種ファントムを用いて臨床応用における具体的な照射法の検討を種々の領域で行っている。乳癌においては、乳房温存照射における乳房内の線量の均一性の確保のためにウエッジフィルターの必要性を検討している。また上顎癌の照射においても、レンズの照射線量を人体頭部ファントムを用いてそのTLD素子を用いた実測値と三次元計算による計算値を比較検討している。また、容積線量計算においても、新しい計算機(EWS4800/60)の導入により、計算時間の短縮化とCPF(Complication Probability Factor)値の計算プログラムの開発を計った。このソフトは今後臨床応用していく予定である。またCTシミュレータシステムとして今後は、治療装置や照射装置とのネットワーク作成により、より高精度な放射線治療の実現を目指していく予定である。放射線治療の精度向上のためには、CTの三次元情報を最大限に活用した治療計画装置が必要である。我々が開発したCTシミュレ-タは、CTスキャナ、マルチイメ-ジモニタ、三次元線量計算装置、レ-ザ-光投光器が連結した統合システムであり、種々の三次元治療計画を可能とした。マルチイメ-ジモニタの採用により、放射線治療計画に初めて多数枚のCTの同時利用が可能となった。このシステムで用いた新しい計算法である三次元不均質線量分布計算法:Modified eguivalent TMR methodをビ-ム中心軸上断面のみならず、ム-ビ中心軸外の線量計算においても、臨床応用可能な精度の範囲内で実用化した。レ-ザ-光照射野投光器を用いることにより、不整形の照射野の設定がより簡便になり、付加機能としてCTガイド下バイオプシ-も可能となった。またすべての装置が、オンラインに結ばれたことにより、高精度治療計画に要する時間が最短20分程度と従来にくらべ、格段に短縮された。種々の臨床応用において、腫瘍と耐容線量制限臓器との近接した部位での治療計画や、複雑な照射野形状の治療計画、多門照射、接線照射の治療計画がより高精度にかつ短時間に実現可能となった。具体例としては、早期乳ガンに対する術後接線照射や、胸部縦隔腫瘍に対する斜入照射、脳腫瘍に対する限局照射、骨軟部腫瘍・眼か腫瘍への照射、膵癌に対する多門照射等が臨床応用上で有用であった。また矢状面・縦断面・ビ-ム端面等の三次元再構成断面、ビ-ムズアイビュ-、シミュレ-ション像等の三次元画像の臨床における有用性も確認された。我々は、CT画像を用いた高精度放射線治療計画システム「CTシミュレ-タ」を開発し、その臨床応用を通じてより実用的なシステムへの改良を検討してきた。現在までに、臨床上利用可能な三次元画像としてビ-ムズアイビュ-・再構成CT画像上(矢状断面や縦状断面)の線量分布

曲線・スキャノグラム上のタ-ゲット再構成像があるが、それらの有用性を検討した。現在までの種々の臨床応用において以下の有用な領域が見られた。1、乳房温存療法の術後照射。早期乳癌の腫瘍摘出術後の残存乳房への照射に用いた。CT画像上での正確な乳腺範囲の把握によって、最適な照射角度や最小の照射野の決定が可能となった。2、膵癌の術前照射。膵癌の照射ににおいて、腫瘍の範囲を正確にCTで捉えることにより、正常肝や正常腎への照射をできるだけさける多門照射法を可能とした。3、頭頚部腫瘍。レンズへの照射線量をへらす正確な治療法を上顎癌において可能とし、上咽頭癌において照射野内の線量分布の均一性を三次元的に確認した。4、骨・軟部腫瘍。骨。軟部腫瘍はX線フィルムで治療計画する以上に腫瘍の進展が見られることが多く、X線シミュレ-タを用いた治療計画に比べ、より正確な照射野設定に寄与した。5、脳腫瘍。腫瘍の進展範囲を正確に捉えた治療計画に最適であった。6、肺腫瘍。脊髄に隣接する腫瘍において、脊髄を耐用線量以下に抑えた治療計画に有用であった。7、呼吸同期照射。下肺野や上腹部の腫瘍に対する呼吸停止下の同期照射の計画に有用であった。今後は、以上の各臓器における具体的なデ-タを蓄積し、三次元治療計画システムの有用性を評価したい。また、本年度に新しい高速演算機EWS4800/60を導入し、ド-ズボリュ-ム計算時間の短縮化、照合のために用いる投影画像の計算時間の短縮化を達成した。今後、それらの新しい三次元画像の臨床上の有用性も検討していきたい。我々は、CT画像を用いた高精度放射形治療計画システム「CTシミュレ-タ」を開発し、その基礎的・臨床的検討によってより実用的なシステムへの改良を検討してきた。現在までに約700例の臨床応用を重ね、種々の領域での有用性を認めている。現在のところ、当施設の治療患者総数の約40%にCTシミュレ-タが利用されている。その他に、治療計画の最適化の一手段として容積線量計算プログラムを開発している。特に、新しい計算機(EWS4800/90)の導入により、計算時間の短縮化が実現したのみならず、CPT(Complication Probability Factor)値の計算プログラムを開発した。今後乳房温存療法への臨床応用を予定している。また基礎的検討として、各種ファントムを用いた基礎実験を行った。乳癌においては、乳房温存療における乳房内の線量の一均性の確保のための、ウエッジフィルタ-の必要性をファントム実験の実測値と三次元計算値より検討した。また上顎癌の照射におけるレンズの照射線量を低下させるために、人体頭部ファントムを用いて、そのTLD素子を用いた実測値と三次元計算による計算値を比較検討している。今後は、CTシュミレ-タシステムとして、治療装置とのネットワ-クを実現して、より高い精度の放射線治療の実現をめざす予定である。
ゼオライト骨格中Al原子の元素選択的原子分解能イメージング

本研究課題では、ゼオライト骨格中に極微量含まれる活性サイトの同定を超高空間分解能をもつ球面収差補正走査透過電子顕微鏡(AC-STEM)法を用い行う。また、得られた知見をもとにそれら活性サイトが作る特異ナノ空間場での触媒反応機構を解明することを目指す。今年度は、以下に述べるようにBEA型およびMFI型ゼオライト骨格中に分布したSn原子のAC-STEM観察を行い、そのヘテロ原子の直接観察および得られた電子顕微鏡像の解析を進めた。(1)BEA型ゼオライトのAC-STEM像から、BEA型ゼオライトがもつ12員環メインチャネルを明瞭に観察することができた。このことから、ゼオライト骨格を壊さずにその骨格中にあるT原子(Si原子等)をイメージングするため必要十分な高空間分解能と低電子線照射量を同時に満たす観察条件を明らかにした。また、そのAC-STEM像にはゼオライト骨格の一部のT原子サイトが他のサイトよりも明るい輝点として観察され、その原子カラムにSn原子が存在していると考えた。(2)MFI型ゼオライト骨格中Sn原子の直接観察するため、観察の薄片化が容易な数十μmサイズの試料を合成しそのAC-STEM観察を行った。その結果、MFI型ゼオライトがその骨格構造にもつジグザグチャネルに面したサイトにSn原子による明るいコントラストが観察された。また、この結果から[100]入射方向のAC-STEM像を同様に評価することにより、観察方向に重なった複数Tサイトを考慮したヘテロ原子サイトの同定が可能となることがわかった。今年度(2018年度)始めに所属先が変わったことに伴い、研究環境の再立ち上げが必要であったこと、さらにそのために想像以上の時間がかかってしまったことが第一の理由である。2019年度は、前年度までに得られた実験結果の解析、および、ゼオライト類縁化合物であるチタノシリケートETS-10骨格中に規則配列したヘテロ原子Tiの原子分解能イメージングを行う。ETS-10は,T原子(SiとTi原子)の17%がTi原子であるうえ,Ti原子がその骨格中で規則配列し一次元鎖を形成している。そのため、Ti原子はこれまで観察に成功したSn原子と比べて軽元素であるが、直接観察できる可能性十分あると考える。今年度(2018年度)始めに所属が変更したことにより、本研究課題申請時に予定していた設備備品「冷却水送水装置・室内型空冷一体型(設置機関:東北大学)」の購入ができなかったため、相当分の経費の使用が次年度へ繰り越された。翌年度分の経費では、当初予定していた消耗品の購入と国内の学会・研究打ち合わせのための旅費に加えて、申請時に予定していなかった海外で開催される関連国際学会への参加、および、解析ソフトの購入を予定している。
超音波によるマイクロ流路中の微小物体の非接触操作技術の開発

マイクロ流路中にて、液体媒質と共に流れる懸濁微粒子を、外部から放射した超音波で操作する研究を行った。横50mm×縦50mm×厚さ5mmのガラス板に、幅1mm×深さ1mmの断面の流路(溝)を作成した。ガラス板の端面より超音波を放射したところ、ガラスを介して流路内で定在波音場が生成され、流路中の微粒子は音圧の節に凝集した。また、二股に分岐する流路では、周波数を制御することで微粒子の出口を選択できることを示した。平成21年度は、基本的なマイクロ流路を試作して流路中に定在波を生成すること、および定在波の音圧の節に固体粒子を捕捉する等の基礎実験に注力した。まず、横50mm×縦50mm×厚さ5mmのガラス板の中央に、幅1mm×長さ50mm×深さ1mmの流路(溝)を作成した。水槽中で2.4MHzの水中超音波が底面から斜め上方に放射されている水面にこのガラス板を配置して、流路中に粒子を懸濁した水を投入したところ、粒子が層状に整列する様子が観察された。すなわち、水槽中の超音波がガラス板を介して流路中の水に伝搬し、流路中に定在波音場が生成されることが分かった。また、ガラス板の端面に5mm×30mmのPZT振動子(1MHz、2MHz、4MHz、6MHz)を直接貼り付けた場合にも、同様に定在波が生成されることを確認した。両手法にはそれぞれ特徴があるが、以降の実験ではPZT振動子を貼り付けたガラス板を用いて実験を行うこととした。次に、2つに分岐する流路をガラス板上に作成して同様の実験を行ったところ、それぞれの流路について粒子が層状に凝集した。この状態で周波数をスイープさせると、わずかではあるが片側に粒子の層が引き寄せられる現象が見られた。すなわち、流路中を流れる固体粒子を分岐点で操作して出口を選択できる可能性があることが分かった。なお、これらの実験では高倍率のレンズを用いた観察装置で粒子の挙動をビデオで撮影し、実験後にコンピュータによる解析を行っている。また、有限要素法による音場の数値シミュレーションを試みたところ、流路中の二次元の音圧分布については計算が可能であり、実験結果との一致を確認した。なお、より詳細な解析のためには三次元の音場計算が必要であるが、膨大なメモリ容量が必要であるために計算に至らなかった。音場のモデルを小さくするなどの簡略化が、必要であると考えられる。平成22年度は、前年度に試作したガラス板上のマイクロ流路を用いて、流路中を媒質と丈に流れる粒子を超音波で操作することを試みた。横50mm×縦50mm×厚さ5mmのガラス板の中央に、幅1mm×長さ50mm×深さ1mmの流路(溝)を加工したものを基本形とし、流路中央に幾何学模様の溜まり場(直径5mmの円形、半円形、一辺5mmの三角形等、深さはいずれも1mm)を付加した。アルミナ粒子を懸濁した水を溜まり場に投入し、ガラス板の端に密着させたPZT振動子より4.5MHzの超音波を照射した際の、溜まり場中の粒子の挙動を調べた。粒子の濃度が薄い状態では溜まり場中の粒子が幾何学模様に凝集する様子が観察され、定在波の音圧の節に粒子が捕捉されていると考えられる。しかし、粒子濃度が濃い状態では、粒子がPZT振動子から離れる方向に移動する現象がみられた。これは粒子が超音波の伝搬を遮るために安定した定在波が生成できず、超音波の進行波の音響放射圧により粒子が音波の伝搬方向に押されたためと考えられる。三角形の溜まり場において、音源の位置に関わらずに、三角形の底辺から頂点に向かう方向に粒子が移動する現象が見られた、そこで、T字型の三つ叉に分岐する流路の分岐点に三角形を配置し、三角形の底辺側に音源を配置して、粒子を三角形の頂点の流路から排出することを試みた。三角形の底辺に平行な流路の一端から懸濁液を投入し、他端及び三角形の頂点の流路から排出する流れとした。粒子の濃度が濃い場合、粒子は三角形の頂点から排出された。また薄い場合でも周波数をスイープすることで粒子を移動させて三角形の頂点から排出することが可能となった。すなわち、超音波を用いて固体粒子を任意の出口に誘導することが可能となった。平成23年度は、これまでに開発したガラス板を用いたマイクロ流路を改良して、各種条件の最適化を試みた。そして、流路中を媒質と共に流れる粒子を超音波で操作するための実験を試みた。

流路は、横50mm×縦50mm×厚さ5mmのガラス板に、T字形に分岐する溝(流路)を加工し、中央の分岐点には幾何学模様の溜まり場(直径10mmの半円、一辺10mmの三角形等)を付加したものを基本形とした。流路断面は正方形とし、1mm角および2mm角のものを作成した。ガラス板の端面に30mm×5mmの超音波振動子を密着させて超音波を発生させ、ガラス板を介して流路中に超音波を放射するシステムである。超音波振動子の取付位置を変えた実験を行って検討し、T字の上方側のガラス板端辺の中央を基本位置とした。また、流路の上面を薄い透明フィルムで覆って密閉し、T字型流路の3つの端に貫通穴を空けて裏面に流路コネクタを取付けた。コネクタの一つはポンプに接続して注入口とし、残りの2つのコネクタは排出口としてそれぞれチューブを取り付けて粒子操作実験システムを構築した。10ミクロンのアルミナ粒子の懸濁液をポンプにセットして、流路に懸濁液を投入した。4.5MHz付近でスイープする超音波を放射すると、アルミナ粒子は超音波により凝集し、2つに分岐する流路中で一方の流路に誘導することができた。また、数ミクロンのアルミナ粒子を同様に流路に流して超音波を照射したところ、粒子は懸濁したまま媒質と共に2つの流路に分岐して流れていった。これは超音波による力は粒径に依存するため、大きなアルミナ粒子には力が作用して一方の流路に誘導できたが、小さな粒径のアルミナ粒子は操作できなかったことを示す。すなわち、超音波の音響放射圧を用いることで、大きさの異なる2種類の粒子が混在している場合、大きな粒子を抽出できることを示した。
植物の酸関連ストレス耐性のコアモジュールSTOP1転写制御システムの分子的理解

植物は様々な環境下で生存するために,環境耐性機構を進化させてきた。本研究で取り組んだ,STOP1とはモデル植物シロイヌナズナで同定された,ジンクフィンガータイプの転写制御因子で,アルミニウム耐性多雨地域に多い酸性土壌耐性遺伝子群を制御する転写因子である。この研究では,STOP1がその制御する遺伝子群と構成する「モジュール」をマメ科植物などで同定すると共に,シロイヌナズナにおける主要な標的遺伝子であるAtALMT1の転写機構の一端を明らかにした。申請者らがシロイヌナズナで発見したSTOP1ジンクフィンガータンパク質は,酸・アルミニウム耐性に関わる重要遺伝子群の転写を制御する。その遺伝子の中には,環境適応のマスタースイッチとして根圏有用微生物を介した植物免疫の獲得と、リン・鉄などの養分吸収に貢献する有機酸トランスポーターや,窒素・硫酸代謝を介して細胞質pH維持に関わる遺伝子群が含まれる。この制御システムはコケを含む陸上植物が保存する環境耐性の基本モジュールと考えられ、その活性化機構とストレス耐性の進化過程を解明することは,不良環境耐性の作出に貢献するだけでなく,生物学的なインパクトが大きい。本研究では,分子生物学・生物情報学の統合等によりSTOPモジュールが制御する“酸"関連ストレス耐性の理解の,飛躍的な向上を目的としている。このような背景から、初年度はプロモーターバイオインフォマティクスによる転写制御ネットワークのモデル化、レポーター遺伝子組換え体の変異集団からの変異体の単離、化学物質ライブラリーを利用した初期シグナルの解析などを実施して、転写経路の複雑さに対応する、複数のシグナル物質と遺伝子座を特定することに成功した。プロモーターバイオインフォマティクスのアプローチでは、制御される遺伝子のいくつかの結合領域を決定し、レポーター遺伝子と連結した変異プロモーターの組換え個体を用いて解析を実施した。化合物ライブラリーと変異体単離のアプローチでは、パターンが異なる転写制御系路に合致する、阻害剤と変異体が特定できた。研究初年度は、極めて重要な変異体の単離とラフマッピングに成功し、さらに方法論が確立しているプロモーターバイオインフォマティクスによるシグナル伝達経路の特定などに成功している。これらの項目に関しては、成果論文を公表するために、分子生物学実験に加えて生化学実験(メタボライトの解析)結果などの質を上げる必要があるが、十分に対応できる内容である。また、化学物質を用いた転写シグナル経路の解析では、以前は想定していなかったシグナル物質の関与を示すデータなども獲得していることから、取りまとめる(国際基準のジャーナルへの出版で必要となるデータの取得が必要)ことに注力できる状況である。以上から、順調に進展していると判断できる。その遺伝子の中には,環境適応のマスタースイッチとして根圏有用微生物を介した植物免疫の獲得と,リン・鉄などの養分吸収に貢献する有機酸トランスポーターや,窒素・硫酸代謝を介して細胞質pH維持に関わる遺伝子群が含まれる。この制御システムはコケを含む陸上植物が保存する環境耐性の基本モジュールと考えられ,その活性化機構とストレス耐性の進化過程を解明することは,不良環境耐性の作出に貢献するだけでなく,生物学的なインパクトが大きい。本研究では、このような背景から、本年度は転写開始点の決定や、薬理学解析によるSTOP1活性化機構の解析、STOP1転写因子タンパク質の細胞内安定化機構などについて解析を進めた。その結果、STOP1が駆動する(活性化する)シグナルは、アルミニウムがトリガーとなるアルツハイマーの発症時のシグナル伝達と類似すること、STOP1自体がプロモーターの位置の切り替えによる転写制御を受けること(プロモータースイッチタイプの制御を受ける)、ターゲットとなる遺伝子のプロモーター領域に結合することが活性化に必要なことなどを実験的に解明した。細胞生物学、分子生物学の両面からアルミニウム耐性(障害)の仕組みに迫る成果を獲得することができた。遺伝子組換え体の準備など、順調に進んでいる。最終年度である本年は、成果発表が中心となる。STOP1システムはジンクフィンガータイプの転写制御因子であるSTOP1タンパク質により転写制御される一連の機構である。シロイヌナズナでは、アルミニウム誘導型の耐性遺伝子であるALMT1やALSに加えて、病害抵抗性に関わるPGIP1などの転写も制御している。その分子機構として、各システムをつなぐ分子(クロストークの原因となる分子)や、シグナルを生成する分子(センサー分子)を特定することは、分子機構をもとに品種改良を行うための基礎情報を与えるだけでなく、生物の進化とストレス耐性の樹立の関係を明らかにするためにも重要である。本年の研究では、最終年度に当たることから、昨年までに実施した遺伝子組換え体作成実験の検証に加えて、主に生物情報学的な解析と、比較ゲノム科学的な解析を実施して、実用作物でのSTOPシステムの意義や、複数のストレスがクロストークする現象に関する理解を深め、その一部については国際誌に公表した。出版した内容は、キマメSTOP1の同定、植物のアルミニウムシグナルにおけるSTOP1の機能、アルミニウム応答遺伝子の転写制御の頑健性におけるSTOP1システムの関与である。また、STOP1が乾燥耐性やハイポキシア耐性を制御することも見出し、植物の進化上重要なストレス耐性分子であることも見出した。この一連の研究の過程では、毛状根システムを用いた根で発現する機能性分子のストレス耐性研究モデルの構築なども実施して、今後の他の研究に波及することができる成果も獲得した。

本研究で取り組んだ,STOP1とはモデル植物シロイヌナズナで同定された,ジンクフィンガータイプの転写制御因子で,アルミニウム耐性多雨地域に多い酸性土壌耐性遺伝子群を制御する転写因子である。この研究では,STOP1がその制御する遺伝子群と構成する「モジュール」をマメ科植物などで同定すると共に,シロイヌナズナにおける主要な標的遺伝子であるAtALMT1の転写機構の一端を明らかにした。本研究は、準備段階となる材料や化合物の特定が終了しているため、実際には取りまとめに必要な質が高い解析データの集積が当面の課題となっている。その一部には、特殊な代謝産物の定量などが必要になるが、これは、科研費の課題と別に共同研究を実施しているグループとの連携で、分析できると考えている。また、集団遺伝学解析など、ほかの研究種目の成果も参照できる状況にあることから、期間内に当初予定した成果を獲得できると考えている。計画通りに進めるが、特に、アルミニウム活性化機構については、分子の特定まで行う予定である。逆遺伝学解析が中心となるWET実験が中心となる。29年度が最終年度であるため、記入しない。植物栄養学29年度が最終年度であるため、記入しない。
プロテオソームS5aサブユニットによるユビキチン様ドメイン認識の構造学的研究

ヒトHR23BのUbL(ubiquitin like domain)とS5aのUIM(ubiquitin interacting motif)複合体の溶液NMR測定を行い、UbL-UIM複合体の立体構造を決定した。この構造からS5a UIMはαヘリックス構造をとりUbLの疎水表面に結合していることが分かった。両者間の相互作用は主として疎水性相互作用であるが、UbL主鎖アミド水素とUIMの側鎖間の水素結合やその他側鎖間に静電的な相互作用も見られた。決定した複合体の立体構造に基づきUbLとUIM双方の点変異体を調製し、表面プラズモン共鳴を用いて両者間の親和性を定量的に見積もり、相互作用に重要な残基を同定した。また、^1H-^15NHSQCスペクトルを用いてユビキチン-UIM滴定実験を行い、ユビキチンのUIM相互作用部位を同定したところ、UbLとユビキチンはほぼ同じ分子表面を用いてUIMと相互作用していることが分かった。UbLとユビキチンのUIM相互作用面のアミノ酸残基は、一残基を除き非常によく保存されている。保存されていない残基はヒトHR23BUbLではVal、ユビキチンではHisとなっており、この差がユビキチン-UIM相互作用がUbL-UIMより弱い理由の一つだと考えられる。また、ユビキチン-UIMの相互作用はpHに依存することを発見した。このpH依存性は上記のHisのpKaと相関があり、ユビキチン-UIM相互作用の重要な制御機構となっている可能性がある。以上の結果を踏まえ、我々は従来のUIMのコンセンサス配列を一部改変し再定義した。
公的診療所を拠点とするプライマリ・ケアの実地教育の試行と評価に関する研究

この研究は、高度に分化する専門医療とともに、Clientsの社会生活や、個々の死生観を考慮して行うプライマリ・ケア(PHC)の基本要件を、実社会を場に実習することが、卒前教育課程に必須のものと位置づけ、辺地の公的診療所を拠点に実地教育する方法を工夫改良した。実習の到達目標は、診療、看護・介護医療、学校保健、地域保健、情報管理、他機関との連携など、地域社会を場とする保健医療サービスにおける医師の役割としての、1.Preventing,2.Gate keeping,3.Treating,4.Supporting,5.Coordinatingを行うための、医師が基本的に持つべき視野と方法を体験しながら理解を深めることにある。実習の進め方は、実地体験とそれに対する考察をグループワークを行い、他の者の考え方を吸収しながら、発想、視野、思考過程をシステム的に形成していくことにある。この研究の中心とした地域での実習時期は、五年次の臨床実習期間内であるが、研究期間の後半には、早期体験実習として、一年次から6年次を通じて、それぞれ夏期休暇を利用して看護・介護実習(特別養護老人ホーム、老人保健施設、老人病院)、臨床スポーツ医学(高松市総合体育館における健康スポーツ総合診断)、地域保健医療実習(僻地健診を中心とする健康管理・健康教育)などへの自主参加プログラムを加え試行した。PHCの学習過程は段階的であり、その成果の評価は単に知識・技能的な能力に止まらず、医療目標の設定能力、状況判断、実際行動能力など多くの領域にまたがる。研究代表者らは実習過程の各段階で、数量化できない理解度を学習者と指導者が客観視しあいながら到達目標に導くために、「構造化機能関連図」と名付けた共通メディアを利用する工夫を試みた。本研究は今後必要となるプライマリ・ケアの素養を、大学教育において地域医療の現場と連携して、どのような方式で教育することがふさわしいかを示すことにある。本年度は過去4年の試行をもとに、卒前の臨床教育に、地域を場とする総合医療の実習教育の方法の理論的基礎を検討しようとしている。本課題は、従来6年次学生を対象に試行してきた。本年度は、とくに、正式のカリキュラムとして編入するとともに、5年次の臨床実習の冒頭に変更して、教育効果を検討せんとした。この時期の学生には、未だ充分な臨床知識が蓄積されておらず、それだけに専門分化した臨床実習での視野の狭隘化を防止する期待がある。反面、プライマリ・ケアの広範な領域をどこまで理解させ、総合的な医療の視野を開くことができるかが課題でもある。診療所を拠点とした地域への総合的な医療を臨床実習に組み入れたことへの、学生側の評価をアンケ-トにより分析した。学生側は教官側が設定した教育目標に対し、積極的な参加の意欲を示す回答をよせており、よってこの実習方式が受け入られていると解せられ、初期の期待は達成されたと考える。本課題は、当該地域住民の理解と協力なしでは実現しない。研究代表者等は本学の創設理念に基づいて、地域保健医療活動への積極的な支援を行い、土壌を築いてきた。本課題の推進によって、当該地域の住民組織を中心にした保健活動が副次的に活性化し、地域住民、保健行政から感謝されており、今後の研究の遂行上さらなる協力を得ることができる環境が築かれつつある。今後、この試行研究を継続していくためにも、受入け側の地元住民への医療サ-ビスの還元が充分か、学生実習の問題点はないかをモニタ-し、人材育成と地元還元がポジティブフィ-ドバックされた実地教育システムの確立を研究していきたい。高度に分化する専門医療とともに、社会構造の変化や生活環境を加味して行う総合的な医療(プライマリ・ケア)を実社会を場に教育することが、医師養成の課程に必須のものと位置づけた。

本研究は今後必要となるプライマリ・ケアの素養を、大学教育の中で地域医療の現場と連携して、どのような方式で教育することがふさわしいかを示すことにある。代表者らは過去5年間にわたり、山間部の人口約千人の地区を選び、当該地区の公的診療所を拠点にモデル的なプライマリ・ケア(外来診療・往診・健康診断・情報管理・他機関との連携)の研究をすすめるとともに、それと連動して地区住民の理解を得ながら、卒前の実習教育を試行してきた。本年度は公的診療所を拠点として、地域生活に密着した医療サ-ビスの目標、医師として行うべき医療サ-ビスの要素、その展開の手順について、参加者が体験を通じて自ら構成的に学習していけるよう、小グル-プ編成による実習カリキュラムを再編成し、実行した。本年度に特に加えた項目は、(1)教育カリキュラムの改良とその教育効果への影響の検討(医師の医療活動に対する学生の視野の変化を分析中)(2)住民健康情報の活用とプライバシ-保護の教育手法(医療への健康情報の活用と、プライバシ-保護・インフォ-ムドコンセントのありかたの実地演習手法を、試行・評価検討中)この試行研究は、地元地域住民・行政にも受け入れられ、定着しつつある。学内的にはこのカリキュラムは臨床実習期間に組み入れられた。上記の分析資料からは、学内および、従来の教育研修指定病院での実習では困難であろう社会生活や環境に起因する健康障害に、全人的に対応する視野が育ちつつあることを示唆する結果を得つつある。対象者が生活する社会環境の変化や習慣を加味して、全人格的に行う医療をプライマリ・ケアと定義、臓器別に専門分化した医療とともに、今後の我国における医療の両輪の一つと位置づけた。目的は以上の概念の医療を将来推進する人材を、大学教育の中で地域医療の現場と連携して、どのような方法で教育することがふさわしいかを試行的に研究する事にある。代表者らは、過去6年間にわたり、山間部の人口千人の地区(長尾町多和地区)を選び、当該地区の公立診療所を拠点に、プライマリ・ケア自体のすすめ方を研究しつつ、地区住民の理解を得ながら卒前の実地教育を試行した。本年度は、教育技法についての評価を行った。(1)教育時期の変更(6年次から5年次へ)に対する問題点の検討(1)基礎的臨床的知識については、個々の病態生理はほぼ習得できているが、症候、愁訴との関係づけが6年次より未熟である。(2)一般的なコミュニケーションの態度は同等であったが、専門的な内容を一般人に伝え、理解を得る手順の理解が未熟である。(3)診療方針の立案、手順の設定、意志決定能力などは未熟である。以上は他の臨床実習における経験の積み重ねが必要。卒後を通じて、目標設定と問題解決能力を高めるカリキュラム設計が必要と考えられた。(2)受け入れ側住民の評価健診や往診時に住民が自ら、学生に質問や指導教示するまでに定着し積極的な協力が得られるようになった。(3)医療情報管理教育の手法の検討特に必要性が指摘されるプライバシー保護に関する教育課題を検討。学生の多くは「プライバシー」自体が、「守秘」と考えている者が多く、「自己決定権」への認識の訂正とその方法論としてのインフォームドコンセントの「実技」指導の必要性を指摘したい。
シルビアシジミの個体群存続に及ぼす共生細菌と近縁種の影響に関する研究

シルビアシジミの日本と韓国における各個体群の遺伝的多様性、ボルバキア感染、寄主植物利用、近縁種ヒメシルビアシジミとの種間関係を調査した。本種の寄主植物利用には、成虫の産卵選好性が関与していることが明らかになった。日本産本種のmtDNAの解析では、6ハプロタイプが確認され、韓国産は異なる2タイプが認められた。また、韓国個体群はボルバキアに高頻度で感染していた。ヒメシルビアシジミとの交配実験では、交尾が成立し、子世代が雄のみとなって両種の中間的な形質を示したことから、ヒメシルビアシジミがシルビアシジミの分布域に侵入した場合、シルビアシジミが繁殖干渉を受ける可能性が考えられた。今年度は、ヒメシルビアシジミの分布と生活史および韓国と日本におけるシルビアシジミの遺伝的解析およびボルバキアの感染を中心に調査研究を行った。ヒメシルビアシジミについては、10月に沖縄県西表島、石垣島、沖縄島で分布調査および採集を行った。沖縄島の生息地では、シロツメクサからヒメシルビアシジミの卵10個を発見し、本種が実際に野外でこの植物を利用することが明らかになった。このことから、ヒメシルビアシジミがシルビアシジミの分布域に分布を拡大すると、両種の生息場所が重なり、寄主植物についても競争がが生じる可能性が示唆された。本州においては、生活史が不明な和歌山県や石川県個体群について調査を行い、両地域においてシルビアシジミの生息密度が極めて低いことを確認した。ミトコンドリアの塩基配列は、和歌山個体群は大阪と共通であったが、石川個体群では、独自の変異箇所が見られることが明らかになった。今後はボルバキア等の解析を進める予定である。得られた成果の一部は、昆虫DNA研究会、日本昆虫学会大会、日本鱗翅学会大会などで発表した。今年度は、ヒメシルビアシジミの分布と生活史および韓国におけるシルビアシジミの分布と遺伝的な解析およびボルバキアの感染を中心に調査研究を行った。ヒメシルビアシジミについては、5月と7月に沖縄県西表島と石垣島で分布調査および採集を行い、得られた雌成虫から採卵して様々な温度・日長条件下で飼育を行った。その結果、本種はシルビアシジミの主要な寄主植物であるミヤコグサでは発育できないことや、幼虫期に明確な休眠性を持たないことなどが明らかになった。シルビアシジミとの交配実験では、2組の雌雄(シルビアシジミ雌とヒメシルビアシジミ雄)で交配が成功し、得られた幼虫の飼育を行った。その結果、雄は正常に羽化したものの雌と考えられる個体は発育が遅延し、羽化に至らなかった。羽化した雄の翅の斑紋は部分的に両種の特徴がみられ、中間的であった。このことから、両種の間に繁殖干渉が生じる可能性が示唆された。韓国では、東海岸沿いに約10か所の生息地を確認し、いずれの場所においてもシロツメクサ、ミヤコグサ、マルバヤハズソウ、ヤハズソウなど数種のマメ科植物に産卵することが確認された。韓国で採集したシルビアシジミについては、許可を得て持ち帰り(農林水産省指令24第489号)、飼育および遺伝的な解析を行った。その結果、採卵する雌成虫によって孵化率が異なり、50%以下の場合もあった。遺伝子解析によりボルバキアの感染を調査したところ、いずれの個体も大阪個体群とは異なる系統のボルバキア感染が確認された。また、大阪個体群にみられるような雌のみが羽化するいわゆる「雄殺し」の現象は見られなかった。ミトコンドリアDNAの解析では韓国は日本各地でみられなかった固有のハプロタイプのみが確認された。得られた成果の一部は、ICE2013国際昆虫学会議、日本昆虫学会大会、日本鱗翅学会大会などで発表した。今年度は、ヒメシルビアシジミが安定して発生する北限に近い奄美大島で調査を行い、本種の生息を確認した。生息場所は八重山諸島や沖縄本島と同様のシバ型草地で、ヤマトシジミなどが同所的に見られた。本州のシルビアシジミ生息地においては、兵庫県加東市で調査を行い、ため池の周辺や水田周辺で安定して発生していることを確認した。また、25年度に引き続いて、石川県のシルビアシジミ個体群の調査を行い、ミトコンドリアDNAの解析では、日本の他の地域や韓国を含めたまとまりと別の系統である可能性が示唆されたが、核DNAの解析では、関東地方や韓国と同様の配列であることが確認された。