hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
個別化医療を目指した難治性循環器疾患である肺動脈性肺高血圧症の遺伝子解析

また、2名の家族性肺動脈性肺高血圧症患者の親子にエキソン1-3の欠失を、1名の特発性肺動脈性肺高血圧症患者にエキソン10の欠失を認めた。なお、エキソン1-3が欠失している親子については、Alu-Yが切断点であることが判明した。ENG遺伝子に関しては、1名に未だに報告が無いミスセンス変異を認めたものの、エキソン欠失はいずれも認めなかった。ALK-1遺伝子では遺伝子の機能を大きく損なうと予想される変異、また欠失のいずれも検出されなかった。膠原病性肺高血圧症や慢性肺血栓塞栓症等の2次性肺高血圧症の患者にはBMPR2、ENG、ALK-1遺伝子の機能を大きく損なうと予想される変異、また欠失のいずれも検出されなかった。当初の目標としていた患者検体数の収集と遺伝子検索を当初の予定通りに実施できているため。患者検体数をさらに増やしていき、データベースの蓄積を図る。BMPR2以外の新規遺伝子変異についても解析を検討する。臨床データとBMPR2遺伝子変異との関連性を検討し、個別化医療の実現に向けたデータ解析と臨床への還元を図る。計画どおり使用する予定である。
閉じたき裂への斜角横波超音波の応答解明とき裂閉口圧・寸法の高感度非破壊定量評価

1.斜角横波超音波の閉じたき裂に対する応答ならびにその機構の解明種々の閉じ具合で微小な深さの二次元疲労き裂を有する試験片を作製し,こえら試験片(裏面き裂)を用いて斜角深傷による横波超音波応答の感度を6070°を含む種々の屈折角に対して系統的に比較して,き裂の広い寸法範囲に対して有効で,最も高感度な応答を実現する屈折率を50°と特定した。2.閉口き裂に対する斜角横波超音波応答の理論モデルの構築き裂深さ,き裂閉口圧の情報を含む横波応答曲線の形状に着目し,き裂閉口圧に依存して生じるき裂面での超音波の反射を組み込んだ斜角横波超音波受信強度分布の簡易解析モデルを構築した。3.簡易型の逆問題解析によるき裂寸法・閉口圧の評価と検証(1)微小な深さの二次元閉口き裂による検証はじめに開口き裂に対する受信強度とき裂深さの関係を得,次に閉口き裂と開口き裂に対する受信強度比で与えられる反射係数と閉口圧との関係を得た。さらにこれらの関係を,2.で構築した斜角横波超音波受信強度分布の簡易解析モデルと照合することで,未知の二次元閉口き裂のき裂閉口圧(応力),き裂深さを逆問題解析により評価することに成功した。(2)微小な三次元閉口き裂への展開上記二次元き裂による検討を踏まえ,微小な三次元閉口き裂に本手法を展開した。三次元き裂を微小要素に分割することで,各微小要素を二次元き裂に近似し,三次元き裂のき裂前縁に沿って各微小区間毎に逆問題解析を実施することにより,(1)で構築した本手法を微小な三次元閉口き裂へ適用可能にした。(3)微小な三次元閉口き裂による検証微小な三次元閉口き裂を有する試験片を種々の条件で作製し,(2)で検討した方法により逆問題解析を実施することで,三次元閉口き裂のき裂閉口圧(応力),き裂形状を評価した。機器・構造物の定期検査は運転を停止した状態で行われ,そのためにき裂は閉じた状態で非破壊検査に供される場合が多い。本研究は,閉じた微小き裂の寸法を正確に非破壊評価し,重ねてき裂閉口圧(応力)の非破壊定量評価をも可能とする高感度超音波探傷手法の原理の構築を目的としたものである。本年度は以下の実績を得た。1.斜角横波超音波の閉じたき裂に対する応答ならびにその機構の解明はじめに,種々の閉じ具合で微小な深さの二次元疲労き裂を有する試験片を作製し,これら試験片(裏面き裂)を用いて斜角探傷による横波超音波応答の感度を6070゚を含む種々の屈折角に対して系統的に比較した。その結果,屈折角40゚において横波応答が最大となったが,き裂深さの増加に伴う,エコー高さの増加はき裂深さ2mmで飽和した。一方,6070゚の屈折角では,き裂のより広い寸法範囲に対してもエコー高さの増加が確認できたが,横波応答は屈折角40゚に比べて著しく低く,微小入射角の縦波応答と同程度という知見を得た。

以上より,き裂の広い寸法範囲に対して有効で,最も高感度な応答を実現する屈折角を50゚と特定した。2.閉口き裂に対する斜角横波超音波応答の理論モデルの構築微小な二次元き裂を対象としてその深さ,き裂閉口圧に対する斜角横波超音波の応答・受信強度の簡易解析モデルを検討した。き裂深さ,き裂閉口圧の情報を含む横波応答曲線の形状に着目し,き裂閉口圧に依存して生じるき裂面での超音波の反射を組み込んだ斜角横波超音波受信強度分布の簡易解析モデルを用いることで,き裂閉口圧,き裂深さを逆問題解析により評価することに着手した。機器・構造物の定期検査は運転を停止した状態で行われ,そのためにき裂は閉じた状態で非破壊検査に供されることが多い。本研究は,閉じた微小き裂の寸法を正確に非破壊評価し,重ねてき裂閉口圧(応力)の非破壊定量評価をも可能とする高感度超音波深傷手法の原理の構築を目的としたものである。本年度は簡易型の逆問題解析によるき裂寸法・閉口圧の評価と検証を実施し,以下の実績を得た。1.微小な深さの二次元閉口き裂による検証はじめに種々の条件で微小な深さの二次閉口き裂を有する試験片を作製し,斜角横波超音波深傷(屈折角50^o)に供して受信強度分布を得,閉口き裂と開口き裂に対する受信強度比で与えられる反射係数と閉口圧との関係を得た。さらにこの関係を,前年度に構築した微小な二次元き裂を対象としたき裂深さ,き裂閉口圧に対する斜角横波超音波の応答・受信強度の簡易解析モデルと照合することで,未知の二次元閉口き裂のき裂閉口圧(圧力),き裂深さを逆問題解析により評価することに成功した。また破面観察との比較により本評価法の妥当性を検証した。2.微小な三次元閉口き裂への展開上記二次元き裂による検討を踏まえ,微小な三次元閉口き裂に本手法を展開した。微小な三次元き裂では二次元き裂の場合あるいは大きなき裂の場合と異なり,音場の一部でき裂が捕らえられることを考慮して,三次元き裂前縁に沿って微小区間毎に逆問題解析を実施することにより,項目1.で構築した評価法を微小な三次元閉口き裂へ適用可能にした。3.微小な三次元閉口き裂による検証微小な三次元閉口き裂を有する試験片を種々の条件で作製し,項目2.で検討した方法により逆問題解析を実施することで,微小な三次元閉口き裂閉口圧(応力),き裂形状を評価した。
参加型授業を受講した大学生の満足度と学習成績との関係

【研究目的】本研究では、救急救命士コースの3年次60名を対象として、アクティブ・ラーニング法による講義を体験した学生へのアンケート調査を行い、アンケートの結果と学習成績との関連性について解析し、アクティブ・ラーニング法の有用性についての検討を行った。【研究方法】調査期間は、2014年度の講義実施期間(2014年9月から2015年3月)とした。2014年10月(参加型講義8回目)と12月(15回目)の講義終了後に本学の定める倫理委員会の承認を得てアンケート調査を実施した。アンケートの設問は16問から構成され、講師の学生への対応、グループ活動、講義全体の構成についての満足度を答えるものとした。【研究結果】講義全般に対する学生の満足度は、各項目の平均値を見ると、全16項目において、平均値がレンジ中間点(3点)より高く、アクティブ・ラーニング活用授業に満足していることが示唆された。学習に対する自発性は、参加型講義の方が、従来の教師中心型講義より自発的に学習するようになったということがわかった。参加型授業を受講した効果として、理論や知識が記憶に残りやすい、臨床現場でも役に立つという回答が高かった。一方で、ピア評価の満足度に対しては、相対的に低い値が示された。アクティブ・ラーニング法の要因と学習成績との相関を分析すると、講師から学生に対するアドバイスとフィードバック、またグループワークでの協働学習が、学生の試験結果に正の影響を及ぼすことが明らかになった。また、本研究の波及効果として、各講義に1から6名による教員の講義観察も得られた。研究対象とした講義の講師は、帝京大学医療技術学部内の教員を対象としたファキュリティ・ディベロプメント研修会においても、アクティブ・ラーニング法を用いた具体的な取り組みとして、モデル講義を行い、実証研究としても高い評価を受けた。
炭酸ガスを原料とするポリマー材料の合成とケミカルリサイクルシステムの構築

二酸化炭素を原料として低環境負荷材料を構築するために、二酸化炭素を原料として得られる五員環カーボナート構造をもつモノマーの合成と重合を行った。まず、二酸化炭素を原料として五員環カーボナート構造をもつ新規メタクリラートを合成し、そのラジカル重合を行った。その結果対応するポリマーが得られ、適切なスペーサーを導入すれば、従来は困難であった柔軟なフィルムの形成も可能となった。得られたポリマーは側鎖の五員環カーボナート構造とスペーサーの極性基にもとづいてリチウム塩と良好な親和性を示したことから、新しい高分子支持電解質の設計に有用と期待される。また、環状カーボナート構造はポリマーのガラス転移温度を大幅に上昇させるのに対し、直鎖の脂肪族カーボナート構造はポリマーのガラス転移温度を大幅に低下させることを見いだした。さらに、前年行ったケミカルリサイクル性材料の合成を非収縮性重合系の設計へと展開し、製品の強度低下の要因となる重合時の体積収縮が少ない硬化系を設計することができた。特に、二重結合をもつスピロオルトエステルのラジカル重合、およびラジカル共重合により得られる側鎖にスピロオルトエステル基をもつポリマーは、条件を選択することで二重開環型の架橋と、単開環型の架橋が起きるが、これにより可逆的な架橋-解架橋反応と非収縮性の硬化反応のいずれかを起こすことができ、ケミカルリサイクル性と非収縮硬化性をあわせもった材料であることを見いだした。二酸化炭素を原料として低環境負荷材料を構築するために、二酸化炭素を原料として得られる五員環カーボナート構造を側鎖に持っ種々のポリマーの合成を行った。二酸化炭素を原料として一分子内に五員環カーボナートと六員環カーボナートを持つモノマーを合成し、その開環重合を検討したところ、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセンを開始剤とし、適切な温度と濃度条件を選択すれば六員環構造のみの重合が進行し、得られたポリマーは高効率での解重合によるケミカルリサイクルが可能であった。ポリマー側鎖に残存した五員環カーボナートはアミンとの反応による様々な官能基変換が可能であり、その他の五員環カーボナート構造を持つポリマーの反応にも応用することが出来た。また、二酸化炭素の同族体である二硫化炭素を原料としたケミカルリサイクル性材料の合成についても検討したところ、二官能性ジチオカーボナートの開環重合が開始剤、温度、溶媒などの条件を選択すれば異性化を伴いながら良好に進行し、対応する架橋体を得ることが出来た。この架橋体をt-ブトキリカリウムなどの適切な塩基触媒で処理すると定量的な解重合が進行し、モノマーの異性体が定量的に回収されるというケミカルリサイクルシステムを構築することが出来た。通常の架橋体は解重合が困難であることが多いが、本系では平衡が存在しないケミカルリサイクルであるために高効率でモノマーの異性体を回収することが出来たと考えられる。
グッピーにおける体長の系統差と連鎖するDNAマーカーの検索

クッピーにおける体長の系統差と連鎖するDNAマーカーの検索を行ったところ以下の成果が得られた。1)グッピーにおける半兄弟間の分散分析から遺伝率を求め、体長におよぼす遺伝的要因の影響を調べた結果、雌では母親の影響が強く、父親の影響は低いこと。雄では生後60日目まで母親の影響が強く、その後父親の影響が強くなることが明らかになった。2)生後180日目における体長の系統差に関与する遺伝子数を大型系であるF系統と小型系であるS系統との交配実験から求めた。その結果、雌では2から4の遺伝子が、雄では2から3の遺伝子が関与している可能性が示された。3)グッピーにおいてマイクロサテライトDNAマーカーの開発を行ったところ、15のマーカーが開発された。これらはPret-1からPret-15と命名された。4)グッピーにおいて開発されたマイクロサテライトDNAマーカーを用いて体長の系統差と関与するマーカーの検索を行ったが、有意な連鎖関係を示すマーカーは検出できなかった。今回開発できたマーカー数は体長の系統差と関与するマーカーを検出するには数が少なかった。今後より多くのマーカーを開発し分析を行ってゆく必要がある。1)グッピーから分析に耐えうるDNAの簡便かつ効率的抽出方法を確立し、マニュアル化した。2)グッピーより得られたDNAを用いて、ゲノムライブラリーを作成した。現在、CAリピートを含む断片のクローニングを行っている。3)クローズドコロニーとして継代飼育されている系統から、雄の180日目体長の大きな系統としてF系統を選び、小さな系統としてS3系統を選び、交配実験を行った。現在、F系統を雄親、S3系統を雌親とした交配実験でF_1世代まで得られている。S3系統を雄親、F系統を雌親とした交配実験ではF_1世代が得られ、一部F_2世代も得られつつある。今後、これらの飼育を継続し、親世代、F_1世代、F_2世代のそれでれで180日目体長を調べる予定である。本年度は昨年度作成されたDNAライブラリーを用いてマイクロサテライト領域の検出を行った。グッピーのDNA断片を組み込んだ大腸菌のクローン約3000のうちCAリピートに対して陽性反応を示したのは25クローンであった。これら25クローンの塩基配列を調べたところ、3クローンにおいてAT、CA等の繰り返し配列が検出された。これら3領域を遺伝子座Pret1、Pret2、Pret3と命名した。これらの繰り返し配列をはさむように設計されたプライマーを用いてマイクロサテライト領域の多型性を本研究室においてクローズドコロニーとして継代飼育されているS3HL系統とG系統において調べたところ、Pret1とPret3で変異が観察された。S3HL系統では4対立遺伝子と6対立遺伝子が観察され、ヘテロ接合体率は0.727と0.687であった。また、G系統では4対立遺伝子と2対立遺伝子が観察され、ヘテロ接合体率は0.643と0.242であった。交配実験を行いこれらの遺伝子座における遺伝様式を調べたところ、いずれの遺伝子座もメンデルの法則から期待される遺伝子型が観察された。以上のことから、これら2遺伝子座は遺伝マーカーとして有効であることが明らかとなった。グッピーにおいて5組の同父半兄弟グループを作成し、標準体長を生後0日目から生後180日目まで30日間隔で測定し、各測定日ごとに遺伝率を算出した。1)生後0日目の遺伝率は母親成分が高い値を示し、雌親からの遺伝的影響が強いことが示唆された。2)雌個体において母親成分は常に高い値を示したが父親成分は常に低い値だった。3)雄個体において母親成分は生後90日目以降低下したが、父親成分は増加し高い値を示した。4)F系統とS3系統との交配実験よりF1、F2を得、生後180日目における体長の系統差に関与する有効な遺伝子数を推定したところ雌が2.9、雄が1.8であった。5)以上のことから体長の系統差は少数の伴性遺伝する遺伝子によって支配されている可能性が示唆された。この内容は2000年7月にオーストラリア、タウンズビルで開催された国際学会Genetics in Aquaculture VIIにおいて発表された。

グッピーにおいてクローズドコロニーとして継代飼育されているF系統(大型系)とS系統(小型系)を交配し、これらのF1、F2における生後180日目の体長の系統差と連鎖するDNAマーカーの検索を行ったところ、以下の結果が得られた。1) F系統を雌親、S系統を雄親とした交配実験から推定された体長の系統差に関与する遺伝子数は雌で3.5、雄で2.3であった。2) S系統を雌親、F系統を雄親とした交配実験から推定された体長の系統差に関与する遺伝子数は雌で1.6、雄で1.4であった。3)新たに6のマイクロサテライトマーカーを開発した。4)開発されたマイクロサテライトマーカーと体長の系統差との連鎖解析を行ったが有意な連鎖関係を示すマーカーは検出されなかった。今後より多くのマーカーを開発し、連鎖解析を行う必要がある。本課題におけるマイクロサテライトDNAマーカーの開発結果は2001年6月にシンガポールで開催された国際学会Aquarama2001において発表された。
バリウムシリサイド薄膜の高品質化による高効率Siベースタンデム型太陽電池の作製

資源が豊富なBaとSiからなるシリサイド半導体BaSi2をトップセルとし、Siをボトムセルに用いた「BaSi2-pn/Si-pnタンデム型太陽電池」による、高い変換効率と低い材料コストを両立する民生用太陽電池(η>30%)の実証を目指している。本研究では、この要素技術である(1)欠陥密度の制御(2)pn接合の急峻化(3)デバイス構造設計に焦点を当て、研究を遂行する。
地方自治体の文化・教育財政

特別研究員申請時点において以下の研究題目とに計画を立てていた。1.「公立大学の財政構造」、2.「公立大学の費用構造と効率性」、3.「公立文化施設の効率的・効果的な運営」、4.「市町村文化歳出の決定要因」1.については、成果が査読付き学術誌に掲載された。地方が行う高等教育としての公立大学の教育の質および経費に関して、国がどこまで財源保障していくべきなのかという論点は重要であり、公立大学の財政構造および財源保障の実態把握が必要である。本稿は、多くの公立大学にとって重要な財源である地方交付税制度の実態から国による財源保障のあり方を実証的に検証した。2.については、成果が査読付き学術誌に掲載された。2004年4月に地方独立行政法人法が施行され、公立大学についても地方公共団体は法人化の是非の選択が可能になった。2011年度現在、全国81の大学のうち58大学が法人化している。本稿は、公立大学法人化という構造変化に着目し、確率的フロンティア費用関数を推定することで大学運営の費用効率性との関係を探った。その結果、法人への移行によって大学運営の費用効率が一律に高まるという仮説は統計的に支持されなかった。しかし、地方自治体の裁量によって異なる法人組織の内部構造の違いによっては費用効率を向上させる可能性が実証された。3.については、現在も進行中である。文化に関する定量評価の先駆的な取組を行っている英国に赴き、政府補助金の位置付けや資金調達の実態、施設のパフォーマンスの測り方などについてインタビューを行った。4.については、現在も進行中である。市町村文化歳出決算額を収集し、中位投票者理論をベースに理論・実証モデルを組み立て、社会経済変数のみならず政治的要因をも加味しながら、市町村文化歳出の決定要因を探る分析を実施中である。「研究の目的」において2年計画で記していた研究4本のうち、2本の論文を仕上げ、学会等で報告した後それぞれ査読付き学術雑誌に掲載された。具体的には、制度・予算上、地方自治体がある程度の裁量を発揮できる公立大学の運営について、その財源構造および財源保障の実態把握を明らかにした。また、2004年度以降自治体の判断で法人移行が可能となった事態を受け、法人化が公立大学運営の効率性にどのような影響を与えているのかを計量経済学モデルを用いて実証分析した。さらに、法人組織形態の具体的な構造が効率性に影響するのかを検証した。「研究実績の概要」にも記したとおり、3.「公立文化施設の効率的・効果的な運営」および4.「市町村文化歳出の決定要因」の研究が現在も進行中である。3.については、昨年度に行ったイギリスへのヒアリング成果を活かし、政府資金と望ましい文化施設運営との因果関係について、どのような視点で施設のパフォーマンスを評価するのかという点を考慮しつつ、実証分析を進める予定である。4.については、中位投票者理論をベースに、政治的要因(首長の選挙の時期や政策方針・経歴、また地方議会構成など)、自治体間の戦略的相互依存関係などを考慮しつつ分析を進める予定である。

さらに、法人組織形態の具体的な構造が効率性に影響するのかを検証した。「研究実績の概要」にも記したとおり、3.「公立文化施設の効率的・効果的な運営」および4.「市町村文化歳出の決定要因」の研究が現在も進行中である。3.については、昨年度に行ったイギリスへのヒアリング成果を活かし、政府資金と望ましい文化施設運営との因果関係について、どのような視点で施設のパフォーマンスを評価するのかという点を考慮しつつ、実証分析を進める予定である。4.については、中位投票者理論をベースに、政治的要因(首長の選挙の時期や政策方針・経歴、また地方議会構成など)、自治体間の戦略的相互依存関係などを考慮しつつ分析を進める予定である。
バゾプレッシンV_2受容体分子構造の研究

バゾプレッシンV_2受容体は腎臓の集合尿細管に存在し、アデニル酸シクラーゼに共役する刺激型の受容体である。この受容体の分子構造を知るために、ブタ腎臓由来の培養細胞(LLC-PK1)から得られたメッセンジャーRNAをアフリカツメガエル卵母細胞に注入し、V_2受容体を発現させた所、この受容体をコードするメッセンジャーRNAの大きさが16Sであることが判明した。LLC-PK1培養細胞から、チオシアン酸グアニジン一塩化セシウム超遠心分離法により全RNAを抽出し、オリゴdTセルロースカラムクロマトグラフでポリ(A^+)RNAを精製した。このポリ(A^+)RNAをさらに10-30%蔗糖密度勾配超遠心分離によって分画した。成熟した雌性アフリカツメガエルから卵母細胞を取出し、上記の各分画を微量注入して、V_2受容体の発現を待った。4日後に卵母細胞膜をホモジナイズして、その細胞膜中のアデニル酸シクラーゼ活性を、10^<-7>Mアルギニンバゾプレッシンの存在下あるいは非存在下で測定し、V_2受容体の発現の有無を調べた。16Sの大きさを持つポリ(A^+)RNAを注入された卵母細胞膜中にのみV_2受容体の存在が認められた。また当然のことながら、このバゾプレッシン依存性のアデニル酸シクラーゼ活性上昇は、10^<-5>MのバゾプレッシンV_2拮抗薬〔d(CH_2)5、Tyr(OEt)^2〕AVPによって拮抗された。
歯肉増殖症のメカニズムの解明-特に薬効が細胞内シグナル伝達に与える影響について-

歯肉増殖症は,主にサイクロスポリン服用患者の副作用として良く知られている。本研究ではサイクロスポリンがLPSにより誘導される歯肉線維芽細胞のコラゲナーゼ遺伝子発現のシグナル伝達経路について検討を加えた。はじめに,歯肉線維芽細胞中にLPS刺激にて誘導されるコラゲナーゼの発現にサイクロスポリンAが及ぼす影響について検索した。歯肉線維芽細胞を1μg/mlおよび0.1μg/mlのサイクロスポリンAの前処理した後,LPS刺激を行うと,LPS刺激によるコラゲナーゼmRNA発現の増加が抑制された。コラゲナーゼmRNAの転写には転写因子の一つであるAP-1が重要な役割を果たしていることから,転写因子AP-1の発現に及ぼす影響について検討した。LPS刺激はAP-1結合体の発現をコントロールである未刺激の細胞に比べて2.9倍に増大させた。1μg/mlおよび0.1μg/mlのサイクロスポリンAの前処理はAP-1結合体の発現をそれぞれ1.5倍1.9倍までに抑制した。JNKは転写因子AP-1の発現に重要な役割を果たしていることから,次の実験では,サイクロスポリンAにて前処理,LPSにて刺激20分後に細胞を回収し,それぞれの,細胞溶解液をキナーゼアッセイにてJNK活性を測定した。LPS刺激により細胞のJNK活性は上昇した。サイクロスポリンAにて前処理した後LPSにて刺激するとJNK活性は未刺激細胞であるコントロールのレベルまで抑制された。以上のように,本研究で我々は,線維芽細胞においてサイクロスポリンAがLPS刺激により誘導されるコラゲナーゼmRNAの発現をJNKおよびAP-1経路を阻害することにより抑制することを明らかにした。この抑制効果がサイクロスポリンAの副作用の一つである歯肉増殖症の病因の一つであると考えられる。歯肉増殖症はサイクロスポリン服用の副作用としてよく知られている。現在まで、サイクロスポリンが歯肉の過増殖を引き起こす詳細なメカニズムは明らかにされていないが、サイクロスポリンがLPSにより誘導される線維芽細胞の活性に影響を及ぼすことにより細胞外マトリックスが増加するものと考えられている。今回,我々は、線維芽細胞のLPSにより誘導されるシグナル伝達経路をサイクロスポリンが抑制することにより歯肉増殖症が引き起こされるのではないかと考え研究を進めた。本研究ではサイクロスポリンがLPSにより誘導されるコラゲナーゼ遺伝子発現のシグナル伝達にどの様な影響を与えるか検討した。細胞は歯肉由来の線維芽細胞を用いた。線維芽細胞をサイクロスポリンで処理した後LPSを添加,6時間後にRNAを抽出し,コラゲナーゼ遺伝子の発現を検討した。その結果,サイクロスポリンは濃度依存的に遺伝子発現を抑制した。次にコラゲナーゼ遺伝子の発現に深く関わっている,転写因子AP-1の発現を検討した。同様に歯肉線維芽細胞を用い,サイクロスポリンで細胞を処理した後,LPSを添加,一時間後に核内タンパク質を抽出し,AP-1の発現をゲルシフト法を用いて検討した。その結果,サイクロスポリンはLPSによる核内のAP-1の発現を抑制した。現在,転写因子AP-1の発現をコントロールしていると考えられる,JNKの発現についてサイクロスポリンの影響について検討を加えている。歯肉線維芽

細胞を1μg/mlおよび0.1μg/mlのサイクロスポリンAの前処理した後,LPS刺激を行うと,LPS刺激によるコラゲナーゼmRNA発現の増加が抑制された。コラゲナーゼmRNAの転写には転写因子の一つであるAP-1が重要な役割を果たしていることから,転写因子AP-1の発現に及ぼす影響について検討した。LPS刺激はAP-1結合体の発現をコントロールである未刺激の細胞に比べて2.9倍に増大させた。1μg/mlおよび0.1μg/mlのサイクロスポリンAの前処理はAP-1結合体の発現をそれぞれ1.5倍1.9倍までに抑制した。JNKは転写因子AP-1の発現に重要な役割を果たしていることから,次の実験では,サイクロスポリンAにて前処理,LPSにて刺激20分後に細胞を回収し,それぞれの,細胞溶解液をキナーゼアッセイにてJNK活性を測定した。LPS刺激により細胞のJNK活性は上昇した。サイクロスポリンAにて前処理した後LPSにて刺激するとJNK活性は未刺激細胞であるコントロールのレベルまで抑制された。以上のように,本研究で我々は,線維芽細胞においてサイクロスポリンAがLPS刺激により誘導されるコラゲナーゼmRNAの発現をJNKおよびAP-1経路を阻害することにより抑制することを明らかにした。この抑制効果がサイクロスポリンAの副作用の一つである歯肉増殖症の病因の一つであると考えられる。
三次元高歪カゴ型ケイ素及びゲルマニウム化合物の構築

テトラヘドランやプリズマンなどの縮合多環式化合物はその特異な構造のために多くの化学者を長い間魅了してきた。ごく最近、研究代表者はヘキサゲルマプリズマンの合成に世界で初めて成功した。本研究は、この研究を発展させてゲルマニウムのみからなる新規な多環式化合物を合成し、その分子構造を決定するとともに炭素化合物のみでは見られない化学的性質や物理的性質を明らかにした。即ち、t-ブチルトリクロロゲルマンあるいは1,2-ジ-t-ブチルテトラクロロジゲルマンをDME中、-70°Cでリチウムナフタレニドと反応させた所、多環式カゴ型ゲルマニウム化合物1__及び2__を合成することができた。これらの化合物は、温度によって色が変化するなどの興味深いサ-モクロミズムの物性を示した。1__及び2__のX線結晶解析による分子構造を図1及び図2に示した。化合物1__は三つの四員環と二つの五員環からなる縮合多環式化合物であり、化合物2__は三つの四員環のみからなる縮合多環式化合物である。このような特異な構造を有するゲルマニウム化合物を容易に合成することのできる方法論を見いだした事は驚くべき発見であり、大きな研究成果をあげることができた。
一般形状領域に対する離散フーリエ解析と数理生物学への応用

離散フーリエ解析は、画像情報の空間周波数分析や各種信号のノイズ除去に利用されるなど、様々な研究分野で重要な位置を占めている。しかしながら、一般形状の境界を持つ領域上で与えられた信号を扱う場合、境界上での信号の不連続性に起因するギブス現象が、従来の離散フーリエ解析における大きな妨げとなっていた。本研究では、一般形状の境界を持つ領域内で与えられた信号に対し、領域内における入力信号の平均曲率によって作られるポテンシャルを用いて、入力信号の離散フーリエ解析を試みる新たな手法を提案した。本研究で提案したオブジェクトベースの離散フーリエ解析においては、オブジェクト境界における信号値とその法線方向微分値を用いた境界積分によって定義される単一層ポテンシャルおよび二重層ポテンシャルを用いてオブジェクト境界上での信号の不連続性に起因するギブス現象を軽減している。オブジェクトベースの離散フーリエ解析に用いるポテンシャルは、平均曲率の意味では、領域内において入力信号と等価である。ポテンシャルと原信号との差は、境界値のみから決まる調和関数であり、これは、任意形状のオブジェクトを離散的に表現する効果的な数理モデルとなり得ることを示唆している。この点をふまえ、複数のオブジェクトからなる入力信号から特定のオブジェクトを取り出し、その情報を解析・処理するような問題に対する応用についても検討した。離散フーリエ解析は,画像情報の空間周波数分析や各種信号のノイズ除去に利用されるなど,様々な研究分野で重要な位置を占めている.しかしながら,一般形状の境界を持つ領域上で与えられた信号を扱う場合,境界上での信号の不連続性に起因するGibbs現象が,従来の離散フーリエ解析における大きな妨げとなっていた.本研究では,一般形状の境界を持つ領域内で与えられた信号に対し,オブジェクト境界上での信号の振る舞いをソースとするポテンシャルを用いて,Gibbs現象の軽減を試みている.また,従来の離散フーリエ解析は一般形状の領域内で与えられた情報に対する処理が不十分であったため,数理生物学への応用には適さなかったが,オブジェクトベースの解析手法は様々な生物モデルに対する応用が可能である.(1)実際のポテンシャルの計算は,Green's identityを適用すると,オブジェクト境界における信号値とその法線方向微分値を用いた境界積分によって定義された単一層ポテンシャルおよび2重層ポテンシャルの計算に帰着される.本研究で開発したポテンシャル計算アルゴリズムの脳内活動解析への応用に関する検討結果を「Journal of Computational and Applied Mathematics」において発表した.(1)本研究では,一般形状の境界を持つ領域内で与えられた信号に対し,オブジェクト境界上での信号の振る舞いをソースとするポテンシャルを用いて,Gibbs現象の軽減を試みている.オブジェクト境界における信号値とその法線方向微分値を用いた境界積分によって定義された単一層ポテンシャルおよび2重層ポテンシャルに対しGreen's identityを適用することによって得られたポテンシャルの計算アルゴリズムの脳内活動解析への応用に関する検討結果を「Journal of Computational and Applied Mathematics」において発表した.このポテンシャルは、一般領域における離散フーリエ解析を行う際に、最も重要な関数である。(2)入力信号と矩形オブジェクト境界上での信号の振る舞いをソースとするポテンシャルとの残差に対する離散フーリエ解析に関する研究成果を,「IEEE Transactions on Image Processing」内において発表した.本アルゴリズムは、デジタル画像の圧縮への応用・実用を想定しており、その有効性を理論のみならずシミュレーション、さらに実データに対して示している。
ウイルス侵入の鍵となる硫酸化の仕組みの解明

タンパク質の翻訳後修飾としてのチロシン硫酸化は、ゴルジ体の2種類の膜結合酵素Tyrosylprotein Sulfotransferase (TPST)によって触媒される。本研究では、結晶構造解析の未決定のヒトhTPST1の精密な立体構造を基質ペプチドとの複合体として決定した。いずれの基質ペプチドもL字型に折れ曲がり、hTPST1の深い溝に結合していた。また、3種類のゼブラフィッシュzTPST遺伝子の発現をダブルまたはトリプルノックダウンした結果、胚発生が停止して生育途中で致死に至る胚が多数観察された。これらのことから、TPSTは正常な発生において重要な役割を果たしていることが示唆された。タンパク質の翻訳後修飾としてのチロシン硫酸化は、分泌タンパク質や膜タンパク質を標的とし、タンパク質分泌やタンパク質間相互作用、細胞間相互作用などを制御することで、炎症、免疫、恒常性などさまざまな生命機能の調節を行う。この翻訳後修飾としてのチロシン硫酸化は、ゴルジ体の膜結合酵素Tyrosylprotein Sulfotransferase (TPST)によって触媒される。近年、エイズや手足口病の病原ウイルスが、標的細胞表面のタンパク質チロシン硫酸化部位を認識することで、感染することが報告された。本研究では、結晶構造解析が終わっていないヒトhTPST1の精密な立体構造をまず決定し、TPSTが様々なタンパク質に対して硫酸化を行うメカニズムの解明を行う。次に、ウイルス感染予防および生体防御反応の制御などを目的として、TPSTの特異的阻害剤の探索を行う。平成26年度は、1ヒトhTPST1の立体構造をまず決定した。2食品の機能性成分を使用して、hTPST2の特異的阻害剤の探索を行った。その結果、hTPST1は、大腸菌(Origami(DE3))を用い、シャペロン(GroES-EL)と共発現することで、可溶性タンパク質として大量発現させた。その後、精製を行い安定した収量を得た。反応後生成物である3',5'-Phosphoadenosine phosphate (PAP)と基質となる補体C4タンパク質からデザインした11残基のペプチドとの共存下で結晶を得ることに成功した。また、hTPST2の特異的阻害剤の探索に関しては、オレアノール酸やβ-カロテンなどいくつかの食品機能性成分がTPST活性阻害作用を持つことが明らかとなった。特に、β-カロテンにおいては、その阻害様式の検討およびタンパク質レベルでの阻害効果を確認した。これらの研究結果から、食生活の改善や機能性食品によりTPST活性を制御することでウイルス感染防御や免疫システムを強化できる可能性が示唆された。タンパク質の翻訳後修飾としてのチロシン硫酸化は、分泌タンパク質や膜タンパク質を標的とし、タンパク質分泌やタンパク質間相互作用、細胞間相互作用などを制御することで、さまざまな生命機能の調節を行う。このチロシン硫酸化は、ゴルジ体の膜結合酵素Tyrosylprotein Sulfotransferase (TPST)によって触媒される。平成27年度は、ゼブラフィッシュをモデルとしたTPST遺伝子および活性硫酸PAPS合成遺伝子ノックダウンによる生理機能解析を実施した。ゼブラフィッシュには、3種類のTPSTが存在する。ゼブラフィッシュの受精卵にモルフォリノアンチセンスオリゴを注入し、3種類のTPST遺伝子の発現を抑制した。その結果、zTPST1およびzTPST1-likeの抑制胚では、脳構造に異常が見られた。また、zTPST1-likeの抑制では、尾の先端が屈曲し、zTPST2では体幹全体が湾曲した。さらに、3種類のzTPSTの発現をダブルノックダウンまたはトリプルノックダウンした結果、各zTPST遺伝子の抑制において見られた表現型が同時に観察されたり、胚発生が停止して生育途中で致死に至る胚が多数観察された。また、真核生物の生体内での硫酸化には、唯一の硫酸供与体である活性硫酸PAPSが必須である。これらのPAPS合成酵素遺伝子は2種類存在する。硫酸化の生理機能を解明するために、ゼブラフィッシュの受精卵にモルフォリノアンチセンスオリゴを注入し、これらの遺伝子のノックダウンを試みた。その結果、どちらの遺伝子をノックダウンした場合においても表現型の異常が顕著に見られた。特に、脊椎骨の形態形成に異常が見られた。これらのことから、TPSTは正常な発生において重要な役割を果たしており、活性硫酸PAPSは、初期胚発生過程において重要な生理学的役割を担っていることが示唆された。ゼブラフィッシュをモデルとしたTPST遺伝子ノックダウンによる生理機能解析を実施し、TPST遺伝子のノックダウンは胚発生が停止して生育途中で致死に至る胚が多数観察された。これらのことからTPSTは、正常な発生において重要な役割を果たしており、タンパク質チロシン硫酸化は生命を維持するのに必須であることが判明したため。また、真核生物の生体内での硫酸化には、硫酸供与体である活性硫酸PAPSが必須である。これらのことから、活性硫酸PAPSは、初期胚発生過程において重要な生理学的役割を担っていることが示唆されたことから。

平成28年度は、結晶構造解析が終わっていないヒトhTPST1の精密な立体構造を決定した。3種類の基質ペプチドとhTPST1の複合体の立体構造を決定し、hTPST1が様々な基質タンパク質を硫酸化する機構を明らかにした。いずれの基質ペプチドもL字型に折れ曲がり、hTPST1の深い溝に結合していた。これらの成果を投稿論文としてまとめた。次に、hTPST2およびhTPST1の立体構造の情報を基に、hTPST1を大腸菌で変異酵素を作成し、構造と活性の関係を考察した。特に、酵素タンパク質の78および195番目のアルギニン、158番目のリジン、191および285番目のセリン等を中心にアラニンに変換し変異酵素を調製した。活性を測定して、TPSTの触媒活性と基質認識に必要なアミノ酸残基の特定を行った。その結果、TPST変異酵素は、R78A、K158Aなどいくつかの酵素で、活性の著しい低下が確認された。TPSTの触媒活性と基質認識に重要なアミノ酸残基のいくつかが明らかになった。次に、TPST遺伝子ノックダウンによる生理機能解析を実施した。その結果、ゼブラフィッシュzTPST1およびzTPST1-likeの抑制胚では、脳構造に異常が見られた。3種類のzTPSTの発現をダブルノックダウンまたはトリプルノックダウンした結果、胚発生が停止して生育途中で致死に至る胚が多数観察された。これらのことから、TPSTは正常な発生において重要な役割を果たしていることが示唆された。タンパク質の翻訳後修飾としてのチロシン硫酸化は、ゴルジ体の2種類の膜結合酵素Tyrosylprotein Sulfotransferase (TPST)によって触媒される。本研究では、結晶構造解析の未決定のヒトhTPST1の精密な立体構造を基質ペプチドとの複合体として決定した。また、3種類のゼブラフィッシュzTPST遺伝子の発現をダブルまたはトリプルノックダウンした結果、胚発生が停止して生育途中で致死に至る胚が多数観察された。X線結晶構造解析のターゲットであるヒトhTPST1の大量発現に成功し、その後の精製で安定した収量を得たこと。反応後生成物である3',5'-Phosphoadenosine phosphate (PAP)と基質となる補体C4タンパク質からデザインした11残基のペプチドとの共存下で結晶を得ることに成功したことから。また、hTPST2の特異的阻害剤の探索に関して、オレアノール酸やβ-カロテンなどいくつかの食品機能性成分がTPST活性阻害作用を持つことを明らかにしたことから。
薄肉な弾塑性体で外側拘束された円形鋼管の塑性局部座屈性状

軸圧縮力を受ける円形鋼管の塑性局部座屈を対象とし、早期の塑性局部座屈を防ぐため、剛体あるいは厚肉な円形鋼管により、外側から拘束した場合の有効性についてはこれまでに明らかにされている。本研究では外側から拘束する円形鋼管を剛体に近い厚肉なものとすることなく、比較的薄肉な円形鋼管とした場合の塑性局部座屈性状を把握、考察するため、短柱圧縮実験及び有限要素解析を行った。短柱圧縮実験では、径厚比25.0の円形鋼管(試験体)に対して、外側から拘束する円形鋼管の管厚を3種(試験体の管厚の0.29倍、0.52倍、1.04倍)とし、また比較のための無拘束も含めた計4ケースを1シリーズとして組んで行った。また、上述と同様に径厚比41.0のシリーズに対しても実験を行った。実験結果からは、径厚比25.0のシリーズについては、試験体はすべて軸対称波形を伴う塑性局部座屈を起こし、外側円形鋼管の管厚が厚肉である程、耐力、変形能力とも上昇しており、外側円形鋼管が薄肉であっても、無拘束の場合と比較すると、ある程度の耐力、変形能力が確保できることが明きらかとなった。これに対して、径厚比41.0のシリーズについては、試験体はすべて内側への変形が卓越する非軸対称波形を伴う弾性座屈に近い形で崩壊し、外側鋼管の管厚が最も厚いケースを除き、ほとんど耐力、変形能力に対して有効とはならないことが明らかになった。上述の実験で対象とした径厚比25.0のシリーズに加え、径厚比17.5及び径厚比33.0のシリーズを対象とし、有限要素法により軸対称座屈を仮定した塑性局部座屈挙動を追跡した結果、軸対称波形を伴う塑性局部座屈に対しては、外側円形鋼管の管厚は、試験体である内側円形鋼管の管厚の約0.25倍程度とした薄肉なものであっても、無拘束の場合と比較すれば、ある程度の耐力、変形能力が確保できることが明かとなった。
人工延命措置の差控え・中止をめぐる三種類の意思表示とこれに応じた制度構築

本研究は,人工延命措置を拒否するに際しては,1信頼に値する代行者の選任,2文書の作成とそれを具体的に解釈する者の選任,3将来の病状を医師と話し合ったうえでの文書の作成,という三種類の意思表示が考えられるところ,これらをどのように制度構築すべきかを,対象としている。初年度にあたる平成30年度は,これら三種類の意思表示を刑法理論上どのように位置づけるのかについて検討するために,ドイツ世話法における「患者の事前指示」とドイツ刑法上の(推定的)承諾論との関係の検討を行い,2009年の改正によって法的拘束力が与えられた「患者の事前指示」が,刑法上どのような理論的根拠を有するものなのかを明らかにすることを目的としていた。具体的には,まず,ドイツにおける最新の(推定的)承諾論に関する文献を収集し,これをもとに分析視座を構築したうえで,「患者の事前指示」の刑法上の位置づけに関する議論を分析することを目的としていた。ここで,終末期医療においても通常の刑法上の承諾の延長線上に存在する形での事前の意思が要求されるのか,あるいは終末期医療においては,通常の承諾よりも緩和された形での意思表示で足るのかが問題となるが,世話法における「推定的意思」の判断方法について第1901a条の第2項は,「推定的意思は,具体的な根拠に基づいて確定しなければならない。特に被世話人の過去における口頭又は書面による意見の表明,倫理的又は宗教的信念及びその他の個人的価値観を考慮に入れなければならない」と規定している。推定的承諾についての一般的な理解としては,関与者の実質的利益における行為,とされているところ,世話法における推定的意思もまた,この意味での推定的承諾に包摂されるものと理解されている,という知見を得た。人工延命措置を拒否するに際しての意思表示のうち,1信頼に値する代行者の選任,2文書の作成とそれを具体的に解釈する者の選任については,それを推定的承諾の範囲内で議論すべきと結論づけたが,3将来の病状を医師と話し合ったうえでの文書の作成,というアメリカにおけるPOLSTのような意思表示については,分析が遅れ,業績として公表できなかった。平成31年度は,8月に世界医事法学会が予定されていることから,これまでの研究において,とりわけドイツ刑法を中心として検討を加えた,終末期医療における意思決定という側面における論点について,研究報告を行うこととする。そしてこの報告をふまえて,当初予定していたアメリカの各州の法制度をすべて参照することによって,医療者の手続的保護というもう1つの側面にも焦点を当てることとする。参加を予定していた研究会に,事情により一度参加できなかったため,当該研究費が生じた。本年度の研究においても,必要となる文献の多くは,現在所属する大学に存在しないものが多いため,本年度請求する研究費とあわせて,ドイツ語法律データベースに12万程度,25万円程度を図書の購入費に充てる。
マルチキャスト通信環境におけるマルチメディア情報の端末間同期品質に関する研究

本研究では,ライブ入力されたマルチメディア情報(音声・ビデオ)をマルチキャスト配信する場合に生じる端末間同期の問題について,アプリケーションレベルQoSの一つであるメディア同期品質の観点から検討している.平成16年度は,平成15年度に引き続き,様々なネットワーク環境の一形態として,無線アドホックネットワークにおける端末間同期の問題を検討した.無線アドホックネットワークにおいては,ルーティングプロトコルやMAC(Media Access Control)プロトコルなど,ネットワーク層より下位の階層に関する研究が数多く行われている.しかし,マルチメディア通信のアプリケーションレベルQoSもしくはユーザレベルQoSに着目した研究は非常に少ない.そのため,端末間同期の問題のみならず,無線アドホックネットワークにおけるマルチメディア通信の性質そのものが十分に明らかになっていない.そこで,本研究では,無線アドホックネットワークにおける音声・ビデオ転送について,その性質を明らかにすることを検討した.まずは,議論を簡単にするために,ユニキャスト通信を対象とし,音声・ビデオの多重化及び転送方式がアプリケーションレベルQoSに及ぼす影響をシミュレーションにより調査した.次に,複数の通信パス(ルート)を用いて情報伝送を行うマルチパスルーティング方式をアドホックネットワークにおける音声・ビデオ転送に用いる方式を新たに提案した.この方式では,マルチパスルーティングを用いることで生じるメディアの時間構造の乱れを,メディア同期制御により回復することで高いサービス品質を提供する.そして,この方式の有効性をシミュレーションにより評価した.一方,昨年度の成果として,アドホックネットワークのための端末間同期方式として,マスタ・スレーブ端末方式が優れていることが分かっている.しかし,この方式には,制御の柔軟性に乏しいという欠点がある.そこで,マスタ端末を適応的に選択することで,制御の柔軟性を高める方式の提案を行った.本研究では,ライブ入力されたマルチメディア情報(音声・ビデオ)をマルチキャスト配信する場合に生じる端末間同期の問題について,アプリケーションレベルQoSの一つであるメディア同期品質の観点から検討している.平成15年度は,シミュレーションにより,多様な通信形態において,三つの端末間同期方式(マスタ・スレーブ端末方式,同期マエストロ方式,分散制御方式)のアプリケーションレベル比較を行い,それらの方式の特徴を明らかにした.まず,端末間同期が必要となるアプリケーションとして,複数人が参加するグループ通信会議を考えることにした.そして,メディアを送信する端末が複数存在する多対多のマルチキャスト通信環境において,端末間同期制御の有効性を調査した.ここでは,比較対象として,同期マエストロ方式及び分散制御方式を扱った.ネットワークとして,階層型ネットワークトポロジーを扱った.シミュレーションの結果,これらの方式が,端末間同期品質を高く保つのに有効であることを確認した.次に,ネットワーク環境の違いが端末間同期品質に与える環境を考察するため,無線アドホックネットワーク上のマルチキャスト通信におけるこれら3方式の振舞いを調査した.簡単なストリング型ネットワークトポロジーにおいて,集中制御型の端末間同期方式であるマスタ・スレーブ端末方式と同期マエストロ方式について,制御の中心となるノードの位置とアプリケーションレベルQoSとの関係を明らかにした.また,このネットワークトポロジーにおいて,分散制御方式を含めたアプリケーションレベルQoS比較を行った.この結果,ストリング型アドホックネットワークにおいては,マスタ・スレーブ端末方式が優れていることが分かった.さらに,グリッド型ネットワークトポロジーにおけるこれらの方式の有効性も調査した.その結果,低負荷状態のときに,端末間同期制御の有効性を確認できた.本研究では,ライブ入力されたマルチメディア情報(音声・ビデオ)をマルチキャスト配信する場合に生じる端末間同期の問題について,アプリケーションレベルQoSの一つであるメディア同期品質の観点から検討している.平成16年度は,平成15年度に引き続き,様々なネットワーク環境の一形態として,無線アドホックネットワークにおける端末間同期の問題を検討した.無線アドホックネットワークにおいては,ルーティングプロトコルやMAC(Media Access Control)プロトコルなど,ネットワーク層より下位の階層に関する研究が数多く行われている.しかし,マルチメディア通信のアプリケーションレベルQoSもしくはユーザレベルQoSに着目した研究は非常に少ない.そのため,端末間同期の問題のみならず,無線アドホックネットワークにおけるマルチメディア通信の性質そのものが十分に明らかになっていない.そこで,本研究では,無線アドホックネットワークにおける音声・ビデオ転送について,その性質を明らかにすることを検討した.まずは,議論を簡単にするために,ユニキャスト通信を対象とし,音声・ビデオの多重化及び転送方式がアプリケーションレベルQoSに及ぼす影響をシミュレーションにより調査した.次に,複数の通信パス(ルート)を用いて情報伝送を行うマルチパスルーティング方式をアドホックネットワークにおける音声・ビデオ転送に用いる方式を新たに提案した.この方式では,マルチパスルーティングを用いることで生じるメディアの時間構造の乱れを,メディア同期制御により回復することで高いサービス品質を提供する.そして,この方式の有効性をシミュレーションにより評価した.一方,昨年度の成果として,アドホックネットワークのための端末間同期方式として,マスタ・スレーブ端末方式が優れていることが分かっている.しかし,この方式には,制御の柔軟性に乏しいという欠点がある.そこで,マスタ端末を適応的に選択することで,制御の柔軟性を高める方式の提案を行った.
多様な生息域を持つフグ目及びその近縁群の適応放散過程の解明

本研究ではフグ目及びその近縁群についてDNAに基づいた系統解析や分岐年代推定を行い,その多様な生息域の進化過程の推測や分類の整理を行った.その一例として,フグ科魚類の解析により南米,アフリカ,東南アジアに分断して生息する純淡水性のフグ類がそれぞれ独立に淡水域に進出したことを明らかにした研究が挙げられる.また,分類の整理に関しては,マンボウ科の研究ではマンボウの1種だけだと考えられていた日本産マンボウ属に2種を認め,新たな種に「ウシマンボウ」という和名を与えるなどの研究を行った.本研究ではフグ目及びその近縁群についてDNAに基づいた系統解析や分岐年代推定を行い,その多様な生息域の進化過程の推測や分類の整理を行った.その一例として,フグ科魚類の解析により南米,アフリカ,東南アジアに分断して生息する純淡水性のフグ類がそれぞれ独立に淡水域に進出したことを明らかにした研究が挙げられる.また,分類の整理に関しては,マンボウ科の研究ではマンボウの1種だけだと考えられていた日本産マンボウ属に2種を認め,新たな種に「ウシマンボウ」という和名を与えるなどの研究を行った.フグ目及びその近縁群は深海・浅海・淡水域といった多様な生息域を持つ.本研究はミトコンドリアDNA(mtDNA)及び核DNAを用いてフグ目およびその近縁群の系統推定及び分岐年代推定を行い,これらの適応放散過程を明らかにすることが目的である.2010年度は主にフグ科を対象に解析を行った.フグ科魚類は多くのものが浅海域に生息するが,ミドリフグを含む6属30種ほどが南米・アフリカ・東南アジアの汽水・淡水域に分断して分布している.フグ目の中で淡水域に進出しているのはこのグループのみである.また,本科はトラフグとミドリフグの2種のモデル生物を含むことからも分類の整理や系統関係の解明は急務である,今回は新たに31種のmtDNA配列を決定し,その配列に基づいてフグ科の系統関係と適応放散過程の解析を行った.解析の結果,純淡水種は南アメリカ,中央アフリカ,東南アジアの種がそれぞれ単系統群であったが,生息環境の祖先状態の推定結果からフグ類の淡水域への進出は各大陸で独立して起こったことが分かった,フグ科魚類の多くは淡水環境への適応度が高く,生活史の一部を淡水で送る種も少なくないが,今回の結果よりフグ科魚類は海での生活を完全に捨てることは容易ではないと推測できる.分岐年代推定の結果,淡水域に進出した時期は各大陸で異なっており,それぞれの大陸で海水の淡水域への侵入のような淡水域への適応を促す頻度の低い大規模な地質学的イベントが起こった時期と一致した.したがって,フグ類の淡水域へ進出はこれらの地質学的イベントによって促進された可能性が高いと推測した.また,フグ亜科,ミドリフグ属,シッポウフグ属など,いくつかの分類群は単系統群ではなく,これらの分類は今後再検討する必要があることが明らかになった.フグ目及びその近縁群は腹鰭など骨格の単純化が段階的に見られ,古くから解剖学者の研究対象となってきた.一方これらのグループは深海・浅海・淡水域といった多様な生息域を持ち,ミトコンドリアゲノムによる系統解析によると,その系統関係は従来の形態形質に基づいて推測されたものよりも生息域に深く関係している可能性が高いことが明らかになっている.本研究はミトコンドリアDNAや各遺伝子の構造の解明,及びその情報に基づいた系統関係や分岐年代を解析し,生態や形態などの比較を行いフグ目およびその近縁群の適応放散過程を明らかにすることが目的である.2011年度は,主にフグ目に近縁なグループに含まれるスズキ目スダレダイ科のミトコンドリアゲノムについて解析を行った.ミトコンドリアゲノムは通常16000bpほどであるが, Drepane africanaのミトコンドリアゲノムが24000bpを超える条鰭類最大の大きさを持ち,スダレダイ科の他の2種についても22000bpを超える非常に大きなミトコンドリアDNAを持っていることが分かった.後生動物のミトコンドリアゲノムは遺伝子や調節領域など何らかの機能を持つ領域がほとんど隙間なく並んでおり,遺伝子重複が起きた場合にも重複遺伝子や非遺伝子領域など不必要な領域は速やかに排除され,コンパクトなゲノム構造を維持している.しかし,スダレダイ科全3種のミトコンドリアゲノムのサイズが非常に大きいのは,3種でほぼ共通して大規模な配置変動と複数の遺伝子重複,多くの非遺伝子領域が見られたことが原因であった.また,それ以外にも,フグ目ハリセンボン科ハリセンボン属についてのDNA解析により,従来の分類に使われた棘鱗の形態形質よりも卵の性質や分布域のほうがより系統類縁関係を反映している可能性が高いことを明らかにした.フグ目及びその近縁群は深海・浅海・淡水域といった多様な生息域を持つ.本研究はDNAを用いてフグ目およびその近縁群の系統推定及び分岐年代推定を行い,これらの分類の整理や適応放散過程を明らかにすることが目的である.