hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深海底熱水活動域が育む微生物共生系：第三の分子生物学で紐解く生物間相互作用

(b)において、大腸菌の形質転換および発現誘導・精製が想定より困難であったが、無細胞系を用いることにより当面の性状解析に足る量の糖鎖関連酵素群を取得することに成功している。なお、以上に関連する成果の一部は複数の学会や国際誌等で報告した。生態学的に重要かつ産業的利用価値も高いと考えられる糖鎖関連酵素群を取得することに成功し、性状を解析している。大腸菌の形質転換および発現誘導・精製が想定より困難であったが、無細胞系を用いることにより当面の問題は解消したと考えられ、これらは今後種々の解析において基盤的役割を果たすと考えられる。本研究の目的は、深海底熱水活動域において共生関係にある化学合成微生物ー大型生物間の相互作用を、世界で初めて第三の分子生物学(=グライコミクス)の観点から解明することにある。具体的には、微生物の『糖鎖と修飾タンパク質の組み合わせが、特定生物間の共生を成立させる分子基盤である』という独自の仮説を検証するため、申請者が深海微生物に見いだしてきた(1)特異糖鎖の生合成経路(糖鎖関連遺伝子の発現様式・破壊実験・酵素化学的性状)、(2)糖鎖修飾タンパク質の機能・修飾様式(糖タンパク質のプロテオーム)を、細胞外共生系および細胞内共生系のそれぞれにおいて解析する。本研究は深海底における異種生物間の分子的コミュニケーション手段の研究を通じて、人類に蔓延する病原性微生物の誕生過程の解明、さらには共生(感染)メカニズムを標的とした革新的治療法の開発に益することを目指している。平成29年度は、深海底熱水活動域に固有の化学合成微生物群が有する糖鎖修飾タンパク質の機能解析を進めた。これまでの研究において性状解析を進めてきた複数の分離株に加え、平成27年度に実施した調査航海において、中部沖縄トラフに位置する深海底熱水活動域(水深は約1000m、噴出熱水の最高温度は311度)から採取した甲殻類(ゴエモンコシオリエビと呼ばれる。腹部剛毛に莫大な付着共生微生物を有する)を主要な解析対象とし、主に高速・高質量分解能の質量分析計を用いて、グライコーム・プロテオーム同時解析を実施した。本解析により網羅的な糖鎖構造解析と糖鎖修飾タンパク質の同定が可能となりつつあるが、糖鎖のシグナルが弱いため分析条件の最適化を進めている。発現量が多いものに限られるが、生態学的に重要かつ産業的利用価値も高いと考えられる糖鎖修飾タンパク質群を同定することに成功している。従来の二次元電気泳動等を用いる方法より高速かつ網羅的なグライコーム・プロテオーム同時解析が可能となりつつあり、これらは今後種々の解析において基盤的役割を果たすと考えられる。具体的には、微生物の『糖鎖と修飾タンパク質の組み合わせが、特定生物間の共生を成立させる分子基盤である』という独自の仮説を検証するため、申請者が深海微生物に見いだしてきた(1)特異糖鎖の生合成経路(糖鎖関連遺伝子の発現様式・破壊実験・酵素化学的性状)、
肢体に不自由のある児童生徒の教育現場における姿勢改善と評価

車いすを使用している多くのこどもに学力停滞がみられる。その原因が車いす不適合による姿勢の崩れにあると仮定し、調整改善することによって、その後の生活や学習にどう影響するのかを検証した。自立活動部に寄せられる、車いすの適合や姿勢改善の相談に対して、シミュレーション車いすを使用し、支点が明確になる仮調整を行うことで解決方を探り、問題となっている車いすに、どんな部品をどう取り付けるかを決定した。改善前後の写真比較により状態変化を解析し、データを集めた。顕著な事例について、解析ソフトや解析装置を用いてデータを分析した。改善後の本人、保護者の感想を評価に加えた。腰や頸椎の支点を明確にした調整で、こどもの姿勢や活動が変化することが保護者間の話題になり、車いすや姿勢関係の相談は約290件と倍増し、30人程の比較データが取れた。顕著な例として、座位保持装置調整により「ずり這いさえできなかった子の活動がどんどん広がり、車いすを自走するまでに変化した。」「頭部の安定により、給食が完食できるようになり、体調が安定し意思伝達も増えた。」など顕著な事例があった。金沢大学と連携し、フレームディアズによる解析比較を行った結果、車いす不適合が、頭や手足の動きをも阻害しているデータが取れた。車いす不適合や過剰な拘束ベルトでの時間経過が、自重を支えるための筋力の発達を阻害し、障害の重度化や学習を困難にする要因となっている可能性が高い。車いすの作成や適合を医療機関任せにせず、早い時期から日常の生活や授業での目的を明確にしたうえで、保護者と学校が医療機関と連携し、データを継続管理しながら行っていくことが必要である。車いすの適合は、肢体不自由のこどもの運動できる身体の発達を促し、能力開花や日常生活のQOLを向上させるために不可欠である。※車いすと表記には座位保持装置を含む車いすを使用している多くのこどもに学力停滞がみられる。※車いすと表記には座位保持装置を含む
アルコールおよびコカインの相互作用に関する研究:特に生体内で生成されるコカエチレンの同定について

標準物質の合成に関しては、P.I.Jatlowらの方法を応用することにより、測定に支障を来す不純物を含まない目的物質の合成がコカエチレン及びpropylbenzoylecgonine(内標準物質)について可能となった。また、動物試料については、実験動物としてマウスを用い、エタノール1.5g/kg以上、コカイン25mg/kg以上を60分の時間間隔で腹腔内投与した場合にコカエチレンの確認が可能であったが、今回は、エタノール3g/kgとコカイン50mg/kgを投与して薬物の同定を試みた。動物試料からのコカエチレン抽出については、既法に複数の方法があるが、今回は簡便化のためBond Elut Certify Solid Phase Extraction Columnを用いた。測定機器としてGC-MSを用いるにあたり、文献的にはコカエチレン及びコカインの誘導体化の方法が複数認められるが、G.W.Himeらの方法により非誘導体化の状態で測定を試みても各物質固有のmass spectrumが得られ定量が可能であった。動物試料は、R.A.Deanらの方法に準じて5%トリクロロ酢酸に懸濁後このカラムで抽出し、コカエチレン代謝及び作用に関係の深い肝臓、血液、脳について薬物同定を行った。コカエチレンは、代謝部位である肝臓に最も長時間継続して認められたが、血液と脳を比較すると、同定不可能となる時期は血液の方が早く、コカエチレンの脳での作用の遷延性が示唆された。同傾向はコカインにも認められ、また、コカエチレンの濃度はコカインの10%以下であった。
ペクチン質多糖ラムノガラクツロナンII合成関連遺伝子の新規同定

植物細胞壁に含まれるペクチンは、その内部のラムノガラクツロナンII(RG-II)領域がホウ酸とエステル結合することで架橋されゲル化する。このゲルの生理機能を解析する手段として、架橋部位であるRG-IIに変異を導入し、生育や代謝への影響を解析することが考えられる。そこで本研究では、RG-IIの特異的構成糖2-ケト-3-デオキシオクトン酸(KDO)の生合成関連酵素遺伝子の新規同定と、その変異株の解析を行った。KDO生合成の初発基質D-アラビノース5-リン酸(A5P)はD-リブロース5-リン酸の異性化により生成する。その反応を触媒するA5Pイソメラーゼ(API)の遺伝子は植物では未同定であった。そこでグラム陰性菌APIとアミノ酸レベルで約30%な配列をコードするシロイヌナズナSETH3遺伝子を候補として研究を進めた。前年の研究でSETH3組換えタンパク質のAPI活性を確認したため、本年度はシロイヌナズナのSETH3変異株の表現型解析を行った。seth3変異株としてまずT-DNA挿入変異株を探索したが、SETH3発現量が顕著に低下したラインは得られなかった。そこでRNAi法による発現抑制株を作成した。RNAi株はSETH3 mRNA量が顕著に低下し、主根伸長の抑制、地上部の矮化等の表現型を示した。シロイヌナズナはA5Pの代替としてD-アラビノースをKDO生合成に利用し得ることが示唆されている。そこで培地にD-アラビノースを添加したところRNAi株の生育は回復した。一方L-アラビノースは表現型を相補しなかった。以上の結果から、SETH3がA5Pの生合成に必要な酵素APIをコードする遺伝子であることが裏付けられた。またRG-IIの特異的構成糖KDOの生合成阻害はシロイヌナズナの生育を著しく低下させることが示された。28年度が最終年度であるため、記入しない。ラムノガラクツロナンII(RG-II)は細胞壁ペクチンの部分領域であり、ホウ酸ジエステル結合で架橋され二量体を形成することでペクチンをネットワーク化させる。このRG-II領域の特異的構成糖である2-ケト-3-デオキシオクトン酸(KDO)について、シロイヌナズナにおける生合成経路の全酵素遺伝子を解明することを目的として研究を行った。植物では第1段階(初発基質D-アラビノース5-リン酸の合成)および第3段階(初期反応生成物であるKDO 8-リン酸からKDOへの変換)の酵素遺伝子が同定されていない。このうち第1段階について、細菌でこの反応を触媒する酵素D-アラビノース-5-リン酸イソメラーゼ(API)を問合せ配列とした相同性検索により、アミノ酸レベルで30%同一なタンパク質をコードするシロイヌナズナ遺伝子SETH3を見出した。この遺伝子の大腸菌組換えタンパク質を作成し解析した結果、API活性が確認された。また発現解析の結果、成長点近傍や花器官で高発現することが明らかとなった。また第3段階を触媒する酵素KDO-8-フォスファターゼ(KDO8Pase)について、既知のKDO合成関連遺伝子との遺伝子共発現解析を通じて候補遺伝子GPP2を特定し、組換えタンパク質のKDO8Pase活性を確認した。更に、GPP2がin vivoでもKDO 8-リン酸の代謝に機能していることを裏付ける証拠として、当該遺伝子の変異株では細胞内に反応基質KDO 8-リン酸が蓄積していることを示した。主要な研究目標であるKDO生合成関連遺伝子を新規同定については、候補遺伝子を同定するとともに、それらが実際に当該遺伝子であることを支持する複数の証拠を得るに至っていることから、研究はおおむね順調に進展していると考える。

以上の結果から、SETH3がA5Pの生合成に必要な酵素APIをコードする遺伝子であることが裏付けられた。またRG-IIの特異的構成糖KDOの生合成阻害はシロイヌナズナの生育を著しく低下させることが示された。28年度は、すでに開始している変異株の表現型解析を継続し、現在得ている候補遺伝子が目的とするKDO合成関連遺伝子であることのさらなる証拠を得る。これら解析は細胞壁組成や代謝物の生化学的解析や、プロトプラストからの細胞壁再生過程の細胞生物学的解析など多方面にわたる可能性がある。そのため領域内での共同研究を積極的に実施することで研究の効率的な推進を図る。28年度が最終年度であるため、記入しない。
拡大孔・長孔を適用した高力ボルト摩擦接合による高汎用性を可能とする設計施工法

近年の構造物の巨大化に伴う鋼構造物の不可避な製作誤差・施工誤差を施工現場で解消するため,拡大孔・スロット孔を用いた高力ボルト摩擦接合部を一般的に実用可能にすることが,本研究では,最終的な目標である.そのため,拡大孔・スロット孔を適用した高力ボルト摩擦接合部の1すべり耐力や最大耐力を検証,2設計方法を確立,3高力ボルト締付け施工の問題点を検証,さらに,4拡大孔・スロット孔を適用した接合部の解析モデルを提案し,適用によって発生する骨組の応力が構造性能に及ぼす影響について検討する.近年の構造物の巨大化に伴う鋼構造物の不可避な製作誤差・施工誤差を施工現場で解消するため,拡大孔・スロット孔を用いた高力ボルト摩擦接合部を一般的に実用可能にすることが,本研究では,最終的な目標である.そのため,拡大孔・スロット孔を適用した高力ボルト摩擦接合部の1すべり耐力や最大耐力を検証,2設計方法を確立,3高力ボルト締付け施工の問題点を検証,さらに,4拡大孔・スロット孔を適用した接合部の解析モデルを提案し,適用によって発生する骨組の応力が構造性能に及ぼす影響について検討する.
造形活動でのこどもの学び合いにおける他者観察の役割

モノとの直接的な関わり合いを他者と並行的に、あるいは協同的に行う造形活動においては、他者観察の在り様は学びの質を方向付ける重要な要素であると考えられる。また、活動を共にする相手との発達段階的な差異が、他者観察の在り様に影響を与えていく事も予想される。本研究は、幼児児童期のこどもがペアを組んで行う造形活動を対象として、視線分析を用いながら、2者間の他者観察の状況について明らかにする。2018年度は、主として同年齢ペアで協同的に行うこどもの造形活動を扱った。第24学年の児童が行う造形活動を分析対象とし、児童48名が被験者として参加した(被験者のこども全員の保護者とのインフォームド・コンセントを踏まえた上で進めている)。アイトラッカー「Pro Glasses 2(Tobii社)」を着用したこども2人が1つの机に向き合う形で立ち、パターンブロックを主材料として2人で1つのものをつくる造形活動を5分間行うようにした(こども達には,ブロックで何をつくるかは自由であることを伝えた)。研究協力校である鳥取大学附属小学校の空き室を活動場所として使用し、通常授業日の休み時間内でデータを採取した。アイトラッカーで得たデータは、相手の手元(主に造形操作を行っている場所)と頭部、相手の制作物への注視行動の生起状況について、「行動コーディングシステム(DKH社)」を用いて数量化し、並行的に行う造形活動での状況と比較するなどして分析を進める。2016年度に実施した調査について、所属学会の学会誌に投稿し、武田信吾,2019,「異年齢ペアによるこどもの造形活動における他者観察」,『美術教育学研究』,第51号,pp.193-200として発表した(査読付)。また、他調査で得ていたデータを本研究での知見を踏まえて論文としてまとめ、所属先の紀要に投稿し、武田信吾,2018,「協同的な造形活動におけるこどもたちの目的についての検討ー図画工作科の授業における相互作用の視線分析に基づいてー」,『地域学論集』,第15巻第1号,pp.125-134として発表した。2017年度に実施した調査については、現在、2019年度中の発表を目指して論文としてまとめている段階である。2018年度に実施した調査については、現在、アイトラッカーで得たデータのコーディングを進めている段階である。左記についての分析結果についても、2019年度中に論文として発表する予定である。モノとの直接的な関わり合いを他者と並行的に、あるいは共同的に行う造形活動においては、他者観察の在り様は学びの質を方向付ける重要な要素であると考えられる。2016年度は、幼児後期のこどもと児童前期のこどもが被験者となり、異年齢ペアによる造形活動を分析対象とした。アイトラッカー「Pro Glasses 2(Tobii社)」を着用したこども2人が互いに向き合う形で着席し、土粘土1kgを主材料とした造形活動を15分間行うようにした(こども達には,土粘土で何をつくるかは自由であることを伝えた)。アイトラッカーで得られたデータは、相手の手元(主に造形操作を行っている場所)と頭部への注視行動の生起状況について、「行動コーディングシステム(DKH社)」を用いて数量化した。幼児と児童の両群で比較検討を行った結果、幼児は全体的に相手の手元に視線を向けていく傾向があるのに対し、児童は手元に視線を向ける者とそうでない者で明確に分かれる傾向が見られた。また、幼児が児童の手元を注視した際に、児童が行っていた造形操作と類似する操作を幼児も行っているかを確認したところ、活動冒頭で児童を注視していた幼児は、その全てが児童に追随する行為を注視直後のタイミングで行っていた(それらの操作内容は、直接的な影響関係を否定しえない程に特徴的なものであった)。また、活動の途中段階においても、注視直後に児童に追随する行為を行う様子がいくつか確認された。総じて、異年齢ペアで行う造形活動においては、児童に比べ、幼児の方が造形操作に関する情報取得につながる他者への注視を行う傾向にあることが分かった。鳥取大学附属学校園等の協力のもと、2016年度は幼児後期のこども19名及び児童前期のこども19名が被験者として参加した。ただし、造形活動中にアイトラッカーがキャリブレーション(注視している部位を正確に特定するために眼球の状況を把握し、適宜補正すること)できなかったり、活動中に機器が外れてしまったりするケースがあった。この場合、記録は参考データとして扱い、統計的に分析する際には除外した。分析では、左記のケースを除いた幼児7名(平均年齢5.37±0.38歳)、児童7名(平均年齢8.07±0.29歳)のデータをメインで扱った。なお、本研究は鳥取大学の研究倫理審査会において承認を得て行っているものであり、被験者のこども全員の保護者とのインフォームド・コンセントを踏まえた上で進めている。造形活動場所については、鳥取大学地域学部附属こども発達・研究センターの協力のもと、同センター内の行動観察室を使用した。

当該施設には、別室から防音室内の様子を多方向からモニタリングすることが可能である。相手への眼差しの向け方や、粘土に対する造形操作の加え方など、こどもの活動中の様子を詳細に記録することができたことで、視線分析と関連させて用いることが可能となった。以上の環境のもとで得られた研究成果は「研究実績の概要」で記したとおりであるが、他研究者とのディスカッションを通じて検証を行うために、自身が所属する学会において発表している(武田信吾,2016,「異年齢ペアによるこどもの造形活動における視線分析」,『日本発達心理学会第28回大会論文集』,p.602及び武田信吾,2017,「同席して造形活動する年長者に対する幼児の視線」,『日本保育学会第70回大会論文集』,印刷中)モノとの直接的な関わり合いを他者と並行的に、あるいは共同的に行う造形活動においては、他者観察の在り様は学びの質を方向付ける重要な要素であると考えられる。また、活動を共にする相手との発達段階的な差異が、他者観察の在り様に影響を与えていく事も予想される。本研究は、幼児児童期のこどもがペアを組んで行う造形活動を対象として、視線分析を用いながら、2者間の他者観察の状況について明らかにする。2017年度は、児童前期・後期のこどもが被験者となった造形活動を分析対象とした。第1学年の児童が、1同学年の児童とペアで行う造形活動と、2異年齢(第4・5学年)の児童とペアで行う造形活動を続けて行った。半数が1を先に行い、残りの半数が2を先に行うことにより、カウンターバランスをとった。アイトラッカー「Pro Glasses 2(Tobii社)」を着用したこども2人が並列して着席し、パターンブロックを主材料とした造形活動を5分間行うようにした(こども達には,ブロックで何をつくるかは自由であることを伝えた)。2016年度は主材料を粘土1kg、活動時間を15分としていたが、2017年度は研究協力校である鳥取大学附属小学校の空き室を活動場所として使用し、通常授業日の休み時間内でデータを採取したため、左記の様に設定を変更した。アイトラッカーで得られたデータは、相手の手元(主に造形操作を行っている場所)と頭部、相手の制作物への注視行動の生起状況について、「行動コーディングシステム(DKH社)」を用いて数量化した。2016年度に実施した調査について、自身が所属する学会において発表し(武田信吾,2017,「同席して造形活動する年長者に対する幼児の視線」,『日本保育学会第70回大会論文集』,p.574)、他研究者とのディスカッションを通じて検証を行った上で論文化しており、学会誌への投稿を予定している。また、2017年度の調査では、鳥取大学附属小学校の協力のもと、児童42名が被験者として参加した(被験者のこども全員の保護者とのインフォームド・コンセントを踏まえた上で進めている)。アイトラッカーで得たデータは全てコーディングが完了しており、現在、それらの分析を進めている段階である。年少者が年長者の行動に影響される場面が生起するなど、幼児と児童の組合せでは見られなかった事例を確認しつつある。左記についての分析結果は、2018年度、自身が所属する学会において発表した上で論文化する予定である。モノとの直接的な関わり合いを他者と並行的に、あるいは協同的に行う造形活動においては、他者観察の在り様は学びの質を方向付ける重要な要素であると考えられる。また、活動を共にする相手との発達
水泳の基本動作「けのび」の巧拙と運動感覚情報の数量化

水泳の基本動作,けのびの力発揮と画像解析を合わせて初心者からエリート選手まで調べた.同時に,どのような身体の使い方を意識しているのか,動作認識のアンケート調査と統計処理を行った.その結果,(1)中学・高校生段階のけのび動作では身体の一部の認識は容易であるが,体幹などの身体全体の認識は難しかった.(2)大学生では,けのびの到達距離に影響を及ぼすと思われる主要局面の限られた身体の一部分に動作認識が集中していた.(3)熟練度が増すに従ってけのびの準備局面や主要局面の動作認識と力発揮との関係が深くなった.以上のことから,動作認識と力発揮の双方の要因がけのびのパフォーマンスに大きな影響を与えると思われ,スポーツ場面における感覚情報と実際の動作を交互に組み合わせてトレーニングする必要性が確認された.水泳の基本動作,けのびの力発揮と画像解析を合わせて初心者からエリート選手まで調べた.同時に,どのような身体の使い方を意識しているのか,動作認識のアンケート調査と統計処理を行った.その結果,(1)中学・高校生段階のけのび動作では身体の一部の認識は容易であるが,体幹などの身体全体の認識は難しかった.(2)大学生では,けのびの到達距離に影響を及ぼすと思われる主要局面の限られた身体の一部分に動作認識が集中していた.(3)熟練度が増すに従ってけのびの準備局面や主要局面の動作認識と力発揮との関係が深くなった.以上のことから,動作認識と力発揮の双方の要因がけのびのパフォーマンスに大きな影響を与えると思われ,スポーツ場面における感覚情報と実際の動作を交互に組み合わせてトレーニングする必要性が確認された.本年度は,水中の動きとあわせて運動感覚情報との関連を中学生,および高校生を被検者の対象として,実験およびアンケート調査を行い,考察した.具体的には,キネマティックおよびキネティック情報と運動感覚情報の階層構造およびラセン構造のマッチングの度合と,発育発達にともなうこれらの指標の変容を探ることとした.また,これまでのエリート選手を含めた研究成果も合わせて検討した.その結果,男女ともにエリート選手から中学生を含めた全体では,0.5sec時の重心移動速度と到達距離に有意な相関が認められた.女子では,エリート選手,高校生,中学生に投射角と到達距離との間に有意な負の相関が認められた.男子では,エリート選手から中学生を含めた全体で,体重当たりの力積と到達距離との間に有意な相関が認められた.このことから,女子では離地後,水平方向に姿勢をとること,男子では壁を強く蹴ることによって到達距離を大きく伸ばしていると考えられた.一方,けのびの動作認識については"腰と上体が安定しているか""腰と首の力は抜けているか"など,体幹部分に対する意識があまり無い中・高校生被検者が半数を超えていた.すなわち,体幹に対する認識は到達距離が短い被検者には意識しづらいことが明らかになった.このような水泳技術の基礎,基本となる「けのび」姿勢の安定性の認識は学習指導内容と水中安全能力に関連していくことが示唆された.本年度は,中学生,高校生,エリート選手を対象としてけのびの到達距離および力積と姿勢などの感覚評価(主観的感覚強度:5段階評価アンケート)の対応の検討を行った,双対尺度法を用いて定量化された力発揮データとアンケート調査結果との関係性が熟練度によってどのように変容するかを4つの局面ごとに検討した.結果は以下のようであった.1)中学・高校生段階のけのび動作では身体の一部の認識は容易であるが,体幹などの身体全体の認識は難しいことが示唆された.2)大学生の準備期および接地期では身体のある限られた部分のみに集中し,体幹部分はそれほど認識していないように思われた.3)大学生では,けのびの到達距離に影響を及ぼすと思われる主要局面の限られた身体の一部分に認識が集中することが伺われた.4)熟練度が増すに従ってけのびの準備局面や主要局面の動作認識と力発揮との関係が深くなることが示唆された.以上のことから,動作認識と力発揮の双方の要因がけのびのパフォーマンスに大きな影響を与えると思われ,スポーツ場面における感覚情報の数量化を実際の動作と合わせて適用する必要性が確認された.
子供たちが「科学」と「環境」に関心を持ってくれる講義と実験の提案

[研究目的]経済協力開発機構(OECD)による2006年質問調査では、科学に関心を持ったり、科学が楽しいと思っている生徒の割合がOECD加盟国平均を大きく下回った。これらのことから、日本の子供たちの理科離れは深刻であると考える。一方、環境ホルモン汚染など地球規模での環境汚染が問題となっている。このような環境汚染問題は、子供のときから関心を持ってもらうことが重要と考える。そこで本研究は、「出前実験」や「体験学習」において子供たちが「科学」と「環境」に関心を持ってくれるような実験を提案するものである。[研究方法]理科実験において身近な材料を用いることは、教育効果を上げるうえで有効であると考える。そこで、岩手県産木炭や観賞魚用水質調整材などの身近な材料と廃棄物であるコーヒー豆かすを用いて、環境汚染物質である界面活性剤と染料の吸着実験を行い、汚染された水が浄化される様子を観察する。次に、EDTAキレート滴定により「水の硬度測定」を行う。なお、子供たちに普段自宅で飲んでいる水を持参してもらう。また、盛岡市内数ヶ所の湧き水と市販されている日本各地の天然水を準備する。それらの「水」の硬度を測定する。測定結果から「水の硬度分布地図」を作成する。それをスクリーンに投影し評価を行う。また、硬度測定に用いた「水」を試飲し、硬度の違いによって味覚に違いがあるかを体験してもらう。[研究成果]岩手大学技術部工学系技術室のホームページに本件の内容を紹介し出前実験の募集をするなど様々な方法で宣伝に努めたが、残念ながら年度内に応募はなかった。これからも宣伝に努め、いつ応募があっても対応できるように準備をしておく所存である。なお、平成21年度スーパー・サイエンス・ハイスクールと岩手大学工学部研究室公開において、本提案の一部を実践し参加者からは概ね好評を得た。
戦後日本の知的交流とアメリカのフィランソロピー―――松本重治とロックフェラー財団

戦後日本において、国際文化会館(東京・六本木)を主な舞台に知的交流を牽引した元ジャーナリスト・松本重治と彼の活動を支援したロックフェラー財団との関係を明らかにした。具体的には冷戦下、同財団がアメリカ政府と密接な関係を築くなかで、松本が関わった知的交流事業が、アメリカの広報外交(パブリック・ディプロマシー)との緊張関係を維持しつつ、1960年代にかけてどのように展開していったのかを詳らかに解明した。ニューヨーク郊外のロックフェラー・アーカイブ・センターを9月に訪問して、ロックフェラー3世や日本近代政治史の専門家で1960年代初めまでロックフェラー財団人文科学部長を務めたチャールズ・B・ファーズの日記を含め、松本重治が主導した国際文化会館の創設やその事業(知的交流活動)に関わる一次史料を閲覧・収集した。また、国内においても松本の知的交流活動の端緒となった、ロックフェラー3世が文化問題顧問として参加したダレス講和使節団の活動についてのアメリカ合衆国外交文書(マイクロフィルム)や、外務省管轄下の財団法人としての国際文化会館の活動に関する日本外交文書(外務省外交史料館所蔵)を閲覧・収集した。前年度および上記の史料収集を踏まえて、12月には関西アメリカ史研究会第245回例会において、「戦後日本の知的交流とアメリカのフィランソロピー松本重治とロックフェラー財団」、また、3月には国際関係史学会(Commission of History of International Relations〔CHIR〕)研究会において、「戦後日本の知的交流とロックフェラー財団ー松本重治とジョン・D・ロックフェラー3世の関係を中心に」と題して報告を行なった。このように前年度来の史料収集がようやく一つの研究成果に結びつきつつあり、アメリカのいわゆる巨大財団(big foundation)の一つであるロックフェラー財団とアメリカ外交の接点を探る、近年、内外で関心の高いアメリカ外交や日米関係の文化的側面の研究として、今後、さらに考察を深めていくつもりである。松本の恩師である日本におけるアメリカ研究の祖・高木八尺と、著名な政治学者・歴史家チャールズ・A・ビアードー松本が生涯、師と崇めたーとその妻メアリーとの太平洋戦争をはさんだ交友を考察した英文論文を完成させて、アメリカ学会の英文機関誌に掲載を認められた。6月に活字になる予定である。同論文に関して言えば、1920年代前半、ビアード夫妻が訪日した際にもロックフェラー財団は資金を援助しており、同財団による日米間の知的交流への戦前からの寄与の事例としても重要である。上記のビアードのアメリカ帝国論に関する論文も執筆して、書籍の一つの章として発表した。史料収集については、ニューヨーク近郊のロックフェラー・アーカイブ・センターを訪問して、戦後、国際文化会館(東京・六本木)の各種の知的交流プログラムを先導した松本重治とロックフェラー財団の理事長を務めたジョン・D・ロックフェラー三世との間の往復書簡(1950年代初めから1960年代初めまで。それ以降は未公開)を閲読・収集した。また、1960年代半ば以降の彼らの交友の一端を垣間見る手段としてロックフェラー三世夫人と松本の家族との間の往復書簡を閲読・収集した。ロックフェラー三世は1978年、松本は1989年に逝去しているが、そこから松本が生涯、ロックフェラー三世一家と家族ぐるみの付き合いをしていたことが理解できた。その他、アメリカ学会、日本アメリカ史学会、関西アメリカ史研究会の年次大会や例会に出席して、関連のセッションでは質疑にも加わり、学界における本研究の位置づけを確認した。最終年度である今年度は、6月に開催されたアメリカ学会年次大会の部会で、戦後の知的交流の再生において、松本重治をはじめとするアメリカ研究者がいかなる役割を果たしたのかについて、研究報告を行った。9月にはワシントンDC郊外のメリーランド州カレッジパークに位置する国立公文書館IIに1週間程度赴いて、1950年代初めから1960年代初めにかけてのアメリカの対日文化外交に関する政府文書を閲覧・収集(複写)した。前年度までロックフェラー・アーカイブ・センターにおいて史料収集を行って、戦後、松本が国際文化会館を舞台に先導した日本の知的交流に対するロックフェラー財団の財政的支援や、松本や彼の恩師に当たる日本のアメリカ研究の祖・高木八尺と財団の理事長も務めたジョン・D・ロックフェラー3世との交友について詳らかに研究してきたが、今回、収集したアメリカ政府の文書も併せて考察の対象とすることによって、戦後の日米文化関係の有り様を総体として把握することが可能となった。その意味でもきわめて意義深い、重要な史料収集の機会であった。その後、過去3年間に収集した史料に基づき、アメリカの学会誌等への投稿を念頭に英文論文の執筆を開始した。また、戦後の日米関係再生に繋がる戦前における高木の国際秩序構想等を論じた論文(日本語)を執筆し、学会誌に掲載された。さらに次年度以降、戦前から戦後にかけての日米知的交流に関心を持つ国内外の研究者と共同研究を実施することを計画し、メール等も含め緊密なコンタクトを取った。

社会科学前年度と今年度のアメリカ合衆国での史料収集に基づいて、2度、研究報告を行なう機会に恵まれて、まだ十分とは言えないが、先行研究を踏まえた上での自分なりの解釈をある程度、練り上げることができたため。松本重治とジョン・D・ロックフェラー三世との間の往復書簡や松本の家族とロックフェラー夫人との間の往復書簡を閲読・収集することができた。こららの書簡は未だ本格的に研究に用いられたことがない。ビアードについては、「チャールズ・A・ビアードの反『帝国』論再考ー東アジア体験との関連を中心に」も執筆して、秋田茂・桃木至朗編『グローバル・ヒストリーと帝国』に収められた。研究報告での質疑応答を踏まえ、学術論文として成果をまとめる。現在、日本語、英語双方で草稿を執筆しつつあり、投稿・寄稿すべき学術雑誌や海外の学会での研究報告の機会を検討する。ニューヨーク近郊のロックフェラー・アーカイブ・センターにおいて収集した史料に基づき、英文論文の執筆を開始する。また、ロックフェラー・アーカイブ・センターを再訪して、前年度の訪問の際、収集できなかった史料を閲読・収集する。具体的には初年度は、松本重治とジョン・D・ロックフェラー三世との間の個人的な信頼関係の検討に重きをおいたが、次年度はロックフェラー財団が組織として、長年、松本が専務理事を務めた国際文化会館(1955年開館)の各種プログラムをはじめ日本の知的交流活動にどのような意義を見出していたのか、財団の助成に関する史料を中心に収集、検討していきたい。さらに、さしあたり国内の大学図書館等で閲読可能な対日知的交流活動に関するアメリカ政府の外交文書を閲読・収集する。このようにロックフェラー財団やアメリカ政府の姿勢も俎上に載せることによって、1950年代から60年代にかけての国際文化会館のあり方を、一次史料に基づき東西冷戦の文脈にもを位置づける。他方、太平洋問題調査会(IPR)への助成等、戦前からのロックフェラー財団の日米間の知的交流への関わりに関する史料も収集し、ロックフェラーをはじめとするアメリカの諸財団の助成活動をもっぱら戦後の冷戦のナラティブ(物語)で語る傾向の強い先行研究とは異なる視点を見出すことにも努めたい。その上で英文論文を完成させて、アメリカ等の関連の学術雑誌に投稿する。同時にアメリカをはじめ海外の学会で研究報告を行なう機会を模索する。次年度の外国旅費を補う目的で若干の残額を残した。外国旅費等初年度はアメリカで開催された学会への出張を家庭の都合で取り止めざるをえなかったため、若干の研究費を次年度に回すこととなった。そのこともあり今一度、ロックフェラー・アーカイブ・センターを訪問して未見の史料を閲読・収集する。また、日本国内においても外交史料館において国際文化会館関連の外交文書、国立国会図書館においては鶴見祐輔関係文書等、数度の東京出張を通じて、関連の史料を閲読・収集する。さらに英文論文の執筆に際して、ロックフェラー財団の対日フィランソロピー活動とアメリカ外交との関連を考察するために、本務校を含む国内の大学図書館で利用可能なマイクロ資料の形態を取るアメリカの外交文書に加えて、必要であれば首都ワシントン近郊の国立公文書館でもアメリカの外交文書を閲読・収集する。
ヒトの記憶システムにおける無意識的処理：生起機序と神経基盤の解明に向けた研究

本研究では、記憶システムにおける無意識的処理、特に記憶想起後に生じるオフライン処理および想起による記憶痕跡の変性について検討を行った。実験の結果、想起後にオフライン期間を挿入しても記憶の復元や想起の体制化は促進されないが、忘却の抑制には効果があることが明らかになった。また、記憶想起は記憶痕跡を再学習しやすい状態に変性させることが示された。これらの知見は、記憶システムにおける無意識的処理、特にそのダイナミクスを明らかにするものであり、更なる研究に値するものである。2015年度は、側頭葉内側部の皮質脳波計測を1件行うと同時に、他大学での研究発表ならびに心理・行動実験に向けた準備を行った。“何かを思い出そうと試みたものの思い出すことができずに諦めていたところ、後になってふと思い出した"といった現象は、誰もが1度は体験しているであろう。“記憶想起は脳活動の産物として生じる"と想定する場合、本現象は、“意識上では記憶想起を止めていても意識下では想起を支える神経活動が持続している"という可能性を示唆する。そこで2015年度の前半は、本可能性を検証するために、記憶情報の貯蔵先とされる側頭葉内側部に焦点を絞って記憶想起後の皮質脳波を計測した。実験の結果、仮説を支持する結果、すなわち記憶想起を止めた後にも持続するような記憶に関わる神経活動は観察されなかった。本計測とともに2015年度は、九州大学の研究会にて上記の仮説ならびにそれを支持しうる知見を紹介し、討議を行った。その際、他の研究者から本研究の仮説とは全く異なる可能性を指摘された。具体的には、本研究では記憶想起後の無意識下の記憶処理がボトム領域(特に側頭葉内側部)で生じていると無批判に想定していたが、トップ領域(特に前頭前野)でそれが生じているという可能性である。この場合、皮質脳波はその計測範囲が側頭葉内側部に限局されるため、仮にそのような神経活動が生じていたとしてもそれを拾うことは困難である。むしろ、頭皮上脳波を計測した方が計測領域としても適切であるうえに、計測容易性の点でも利点がある。以上の経緯を踏まえて2015年度の後半は、頭皮上脳波を計測するための準備を行うとともに、それに適した心理・行動実験の準備を行った。上述した仮説修正に伴い、頭皮上脳波を計測するための準備ならびに頭皮上脳波の計測に適した心理・行動実験の準備に時間を割かれることとなった。このために希望するペースでの進展ではないものの、予想された範囲内での出来事でもあるため、「おおむね順調に進展」とした。研究計画を立案した段階では、記憶検索をやめた後も側頭葉内側部では検索処理に関わる神経活動が亢進的に持続している可能性を想定していた。しかし、研究実施初年度(2015年度)に海馬を中心とした側頭葉内側部の神経活動を計測した結果、相応する神経活動は観察されず、反対に外側前頭前野での神経活動が記憶検索停止後に持続している可能性が新たに浮上した。そこで2016年度は本可能性を検証するために、頭皮上脳波を計測するためのシステム作りを中心に進めた。具体的には、計測機器の導入と心理・行動実験手続きの構築であった。頭皮上脳波はノイズが混入しやすいため、実験では多くの試行数を必要とする。この要件を満たす課題を確立すべく、2016年度はいくつかの実験を行った。その結果、1記憶検索を連続して行うと、検索した記憶情報が忘却されていくこと、2ある情報を覚えた直後に別の情報を覚えるという状況で、後続情報を覚える際に先行情報を覚えたときの文脈が提示されると、先行情報の記憶成績が向上することなどが、副次的に示された。前者(1)は、研究計画立案時の仮説と正反対のものではあるが、「記憶検索を行うと検索された情報の成績が向上する」という定説に疑義を呈するものであり、高い心理学的な意義があると考えられる。後者(2)は、符号化と検索が同時に成立しうる可能性を示すものであり、心理学的意義だけでなく、符号化と検索がシータ波の異なる位相で生起するという神経科学的仮説にも寄与するものである。2016年4月の熊本地震で被害が出たため。本研究ではヒトの記憶システムにおける無意識的処理を明らかにすべく、2015年度から2017年度まで(うち1年間は期間延長)、行動実験および生理実験を行ってきた。申請時点では、「思い出せなかったことが想起を止めた後で思い出せる」という現象(レミニセンス;記憶亢進)を手がかりに、「記憶想起を止めた後でも意識下では記憶処理が持続しており、その処理は意識的な想起以上に想起を促す働きがある」という仮説を立てていた。しかし、想起後に別の課題を行う場合と想起を続ける場合を比べる行動実験の結果、複数の実験において、別課題の挿入には想起を促す働きは観察されなかった。また、海馬の皮質脳波を調べた生理実験からも、「想起に関連する律動的神経活動が想起を止めた後に強まる」といった現象は観察されなかった。(但し、後述する律動的神経活動が生じる要件を考えると、更なる検討が不可欠である。)その一方で、複数の行動実験において、想起を繰り返したときよりも想起後に別課題を行ったときの方が記憶忘却は減少しており、想起後の別課題の挿入には忘却を防ぐ働きがあることが明らかになった。

そこで、「思い出そう」という認知処理が意識下に眠る記憶表象にどのような影響を与えるのかを明らかにするために、行動実験および頭皮上脳波の計測実験を行った。その結果、記憶成績を調べた行動実験からは、想起後では想起対象となった情報の再学習容易性が高まっていること、脳波律動を調べた生理実験からは、その増大が記憶方略(トップ領域)ではなく記憶表象(ボトム領域)の変化に由来していることが強く示唆された。この知見は、「テストを受けると対象となった情報の保持が促進される」という現象(テスト効果)を明らかにするだけでなく、記憶形成における未知の機序がある可能性を示唆するなど、重要なものである。本研究では、記憶システムにおける無意識的処理、特に記憶想起後に生じるオフライン処理および想起による記憶痕跡の変性について検討を行った。実験の結果、想起後にオフライン期間を挿入しても記憶の復元や想起の体制化は促進されないが、忘却の抑制には効果があることが明らかになった。また、記憶想起は記憶痕跡を再学習しやすい状態に変性させることが示された。これらの知見は、記憶システムにおける無意識的処理、特にそのダイナミクスを明らかにするものであり、更なる研究に値するものである。上述した仮説修正を踏まえ、今後は早急に頭皮上脳波を計測するための環境設営、ならびに頭皮上脳波の計測に適した心理・行動実験の開発を済ませ、記憶想起停止後のヒトの脳(特にトップ領域)において何が起きており、それは記憶想起にどのような影響を及ぼしているのかを検討する。今後の推進方策としては、12016年度に示された研究結果が追試可能か否かを検証する、2記憶検索後の処理過程を支える神経活動を頭皮上脳波から明らかにする。心理学年度の途中で、当初想定していたものとは異なる研究仮説を新たに検証する必要性が生じたために、その検証を行うために必要な機材(具体的には頭皮上脳波計測のための機材)を購入しなければならなくなった。しかし2016年度の予算額だけでは購入が難しかったために、2015年度の助成金の一部を2016年度に繰り越すことで、必要な機材の購入を行うこととした。2016年4月の熊本地震により被害が出たことで、生理実験への着手が遅れたため。2015年度からの繰越額と2016年度の金額とを合算することで、本研究仮説の検証に不可欠な機材を購入することを主に計画している。繰越額約60万円のうち、30万円を生理実験(頭皮上脳波の計測実験)に参加した被験者への謝金として使用する。残り30万円のうち、20万円を心理・行動実験の参加者への謝金、10万円を英語論文校正費に使用する。
ブラックホール候補天体における状態遷移と時間変動の大局的3次元磁気流体数値実験

ブラックホール候補天体で観測される様々な時間スケール変動の起源を明らかにする事を目的として3次元磁気流体数値実験を行った。特に、状態遷移時に観測される事がある準周期振動の成因を調べた。その結果、降着円場際内縁付近でのガス温度が移流優勢円盤で推定される温度より低い10^<10>K程度の場合には、角運動量輸送率が小さくなり中心から4-10γ_s(γ_sはシュパルツシルト半径)に角運動量一定のトーラスが形成される事がわかった。このトーラス内部において、磁気回転不安定性による磁場増幅が生じる。この時、トーラスはPapaloizou-Pringle不安定性によりドーナツ形から三日月形に変形する。増幅された磁場の磁気圧がガス圧と同程度になると磁気リコネクションが生じトーラス内部に溜った磁気エネルギーを放出するとともにウィンドを噴出する。この時三日月形に歪んだトーラスは元のドーナツ形に戻る。磁気エネルギーの蓄積・解放の間隔はトーラスが最大圧力となる半径の回転周期の10倍程度であり、これは、方位角方向磁場のみから始めた場合の磁気回転不安定性の成長の時間スケールに相当する。中心付近のガス温度が10^<11>K以上の場合にも間欠的な磁気エネルギーの解放とそれに伴うウィンドはあるが、角運動量一定のトーラスは形成されず、また磁気エネルギー解放の周期は揺らぐ。トーラス形成されて周期的な磁気エネルギー解放が生じる時にのみ高振動数の準周期振動が励起される事もわかった。白鳥座X-1などの銀河系内の星質量ブラックホール候補天体では、X線スペクトルがハードな状態とソフトな状態の間を遷移するX線スペクトルの状態遷移や、ジェット現象、準周期振動(QPO)などが観測されている。これらの活動性の起源である降着円盤からの角運動量の抜き取りの原因は、長年の研究により降着円盤内部の磁気乱流であることが確立してきた。今年度は特に、X線スペクトルがハードな状態からソフトな状態への遷移の解明を目的に研究を行った。これまでの研究結果から、X線スペクトルがハードな状態は光学的に薄い、移流優勢降着流であり、X線スペクトルがソフトな状態は円盤からの黒体放射が観測されていることから、光学的に厚い標準降着円盤に対応していると考えられている。光学的に薄い状態から厚い状態への遷移を考える場合には、輻射冷却の効果が重要になってくる。申請者らは、これまで輻射の無視できる移流優勢円盤に対応する降着円盤の磁気流体シミュレーションを行ってきた。そこで、本研究では、光学的に薄い場合の制動放射を仮定して、高温で低密度な移流優勢円盤に輻射冷却の効果が含まれるとどのような変化があらわれるのかを調べた。また、高温の降着円盤内部は磁気乱流状態になっている。この磁気乱流が冷却の効果によって、どのように変化するか、磁束は降着円盤から流出するのか、磁気リコネクションによって散逸してしまうのかなども調べた。その結果、質量降着率がある臨界値を超えると、降着円盤で熱不安定性が成長し、降着円盤のガス密度が上昇し、温度が低下して、降着円盤は鉛直方向に収縮することがわかった。また、降着円盤内部の磁束は、磁気浮力による磁束流出よりも、輻射による冷却の時間スケールのほうが短いためにガスと一緒に収縮し、磁気圧が上昇することも示された。更に、降着円盤内部の磁気圧がガス圧よりも強くなると降着円盤の収縮はとまり、円盤密度は一定の状態に飽和することがわかった。この磁気圧優勢円盤は、いまだに光学的に薄い状態にある。このような状態は、系内ブラックホール連星で実際に観測されているハードインターメディエイト状態に対応していると考えられる。ブラックホール候補天体はX線スペクトルの状態遷移、ジェット現象、準周期振動(QPO)などの様々な時間スケールで生じる激しい変動現象を起こす事が知られている。これらの活動性の起源は中心天体の周りを回転しながら落下するガス(降着円盤)が解放する重力エネルギーであると考えられており、その角運動量輸送機構が長年の謎であった。しかし、この10年の研究から降着円盤からの角運動量の抜き取りの起源は、降着円盤内部の磁気乱流であることが確立してきている。また、ブラックホール候補天体の様々な変動現象の原因として、磁気的活動性もあげられている。今年度はX線スペクトルがハードな状態からソフトな状態への遷移の解明、遷移途中でしばしば観測される準周期運動と降着円盤の関係に関して調べた。これまでの研究から、X線スペクトルがハードな状態は光学的に薄い、移流優勢降着流であり、X線スペクトルがソフトな状態は降着円盤からの黒体放射が観測されていることから、光学的に厚い標準降着円盤に対応していると考えられている。今年度は昨年度に続いて光学的に薄い場合の放射冷却機構を考慮した数値実験を行い、その進化を調べた。その結果、質量降着率がある臨界値を超えると、降着円盤で熱不安定性が成長し、降着円盤の温度が低下するため鉛直方向の釣り合いがやぶれ、鉛直方向に収縮することがわかった。

更に、降着円盤内部の磁気圧がガス圧よりも強くなると降着円盤の収縮はとまり、円盤密度は一定の状態に飽和することがわかった。この磁気圧優勢円盤は、いまだ光学的に薄い状態にある。磁気圧優勢円盤の安定性を調べた所、この円盤は熱的、力学的に安定な平衡解である、つまり、標準降着円盤、移流優勢円盤、スリム円盤に続く新たな安定解を発見した。このような状態は、系内ブラックホール連星の状態遷移時に観測される非常に明るいスペクトルがハードな状態に対応していると考えられる。また光学的に薄い輻射が無視できる場合、条件によっては8シュバルツシルト半径付近に内側トーラスを形成すること、内側トーラスは磁気エネルギーの蓄積、解放を約10Hzの周期で繰り返すこと、内側トーラスが高振動数の振動を励起することも発見した。ブラックホール候補天体で観測される様々な時間スケール変動の起源を明らかにする事を目的として3次元磁気流体数値実験を行った。特に、状態遷移時に観測される事がある準周期振動の成因を調べた。その結果、降着円場際内縁付近でのガス温度が移流優勢円盤で推定される温度より低い10^<10>K程度の場合には、角運動量輸送率が小さくなり中心から4-10γ_s(γ_sはシュパルツシルト半径)に角運動量一定のトーラスが形成される事がわかった。このトーラス内部において、磁気回転不安定性による磁場増幅が生じる。この時、トーラスはPapaloizou-Pringle不安定性によりドーナツ形から三日月形に変形する。増幅された磁場の磁気圧がガス圧と同程度になると磁気リコネクションが生じトーラス内部に溜った磁気エネルギーを放出するとともにウィンドを噴出する。この時三日月形に歪んだトーラスは元のドーナツ形に戻る。磁気エネルギーの蓄積・解放の間隔はトーラスが最大圧力となる半径の回転周期の10倍程度であり、これは、方位角方向磁場のみから始めた場合の磁気回転不安定性の成長の時間スケールに相当する。中心付近のガス温度が10^<11>K以上の場合にも間欠的な磁気エネルギーの解放とそれに伴うウィンドはあるが、角運動量一定のトーラスは形成されず、また磁気エネルギー解放の周期は揺らぐ。トーラス形成されて周期的な磁気エネルギー解放が生じる時にのみ高振動数の準周期振動が励起される事もわかった。
光る透明ガエルの作出：非モデル両生類への遺伝子導入法の確立とNGSによる発現解析

1.ニホンアカガエルの灰色眼と黒色眼の2つの色彩突然変異を用いて、皮膚が透明で内臓が透けて見える透明ガエルを効率的に作製し、その遺伝様式を明らかにした。透明ガエルの作製には灰色眼♀×野生型(ヘテロ)♂の交配が最も効率的であった。また、透明ガエルの皮膚の微細構造を調べるため、真皮色素細胞を電子顕微鏡で観察した。その結果、野生型では黄色、虹色、黒色の色素細胞が層状に観察されたが、透明ガエルでは色素細胞の数が少なく、未熟な黄色素胞様の細胞だけが見られた。2.I-SceIを用いたツメガエルの遺伝子導入法をニホンアカガエルに適用するため、顕微注入法の条件検討を行った。インジェクション効率および遺伝子導入効率の評価には赤色蛍光タンパク質mCherry mRNAとEF1αプロモーター連結EGFP/I-SceIベクターを用いた。その結果、受精卵に顕微注入した2日後にmCherryを発現した胞胚が得られた。3.透明ガエルについて色素細胞の変異をもたらす責任遺伝子を同定するため、次世代シークエンサを用いて皮膚から抽出したmRNAの塩基配列を決定し、得られた配列群を利用して皮膚の遺伝子発現プロファイルを構築するとともに、それぞれの遺伝子発現量の比較を行った。実験には野生型、黒色眼、灰色眼および透明ガエルを用いた。これらの皮膚RNAを抽出し、cDNAライブラリ作成、シークエンスを行った。その結果、合計約30Gbpの塩基配列を得た。これらについてアセンブラを用いてコンティグ配列を構築したところ、約23万の遺伝子配列が出力された。このコンティグ配列に各サンプルのリードをマッピングし、各遺伝子にマップされたリード数を統計的手法により群間比較したところ、黒色眼と透明ガエルでは1238、灰色眼と透明ガエルでは387の発現変動遺伝子が検出された。遺伝子ネットワーク解析の結果、前者ではアミノ酸生合成経路、後者ではホルモン刺激などに関わる遺伝子群との関連性が示唆された。1.透明ガエルの遺伝様式と真皮色素細胞の組織学的観察:本研究では、ニホンアカガエルの灰色眼と黒色眼の2つの色彩突然変異を用いて、皮膚が透明で内臓が透けて見える透明ガエルを効率的に作製し、その遺伝様式を明らかにした。人工受精法により、透明ガエルの作製には灰色眼♀×野生型(ヘテロ)♂の交配が最も効率的であることが分かった。また、透明ガエルの皮膚の微細構造を調べるため、野生型、黒色眼、灰色眼および透明ガエルの真皮色素細胞を電子顕微鏡で観察した。その結果、野生型では黄色、虹色、黒色の3種類の色素細胞が層状に観察された。灰色眼には黄色素胞と虹色素胞が存在し、虹色素胞には異常な丸い反射小板が観察された。黒色眼には黄色素胞と黒色素胞が存在し、黄色素胞には未熟なプテリノソームやカロテノイド小胞が観察されたが、虹色素胞は観察されなかった。透明ガエルでは色素細胞の数が少なく、未熟な黄色素胞様の細胞が見られ、その中にはメラノソーム様の構造も観察された。2.陸棲ガエルへの遺伝子導入法の確立:本研究では、ツメガエル類の遺伝子導入手法(Ogino et al.,2006)を陸上性のニホンアカガエルに適用するため、顕微注入法の条件検討を行った。検討の条件は、(1)卵ジェリーを取り除く溶液(チオグリコール酸ナトリウム)の濃度とpH、(2)インジェクション時の針の太さ、(3)インジェクション時のガス圧、(4)注入DNA、I-SceI(あるいは蛍光色素タンパク質mRNA:後述)の濃度と容量、(5)インジェクション時とその後の受精卵維持水の水質と至適温度、の5点である。インジェクション効率および遺伝子導入効率の測定には、赤色蛍光タンパク質mcherry mRNAとCMVプロモーター連結EGFP/I-SceIベクターを用いた。まだ、予備実験の段階であるが、受精卵に顕微注入した2日後のmcherry発現胞胚が得られた。