hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発達移行期の不適応行動に関する発達精神病理学的研究:マルチコーホートの追跡から

平成18年度は、(1)発達移行期における不適応発現のリスクと防御過程に関する4年間の経年調査研究を還流する基本的な仮説枠組をたて、幼児期成人前期までのマルチ・コホートサンプルを対象とする調査における測定緒変数と使用尺度の検討、および(2)I.乳幼児期コーホート(本研究終了年に小学校1年生となる34歳児653名)の追跡調査(誕生時より3回目の縦断調査で、全サンプル対象の郵送による質問紙調査とうち175家庭を対象とした家庭および保育施設での行動観察調査)を完了した。子ども期を含め人の一生のなかで出現する多くの精神疾患や問題行動にはその発現要因として環境ストレスが深く関与しており、個体側の持つ素因的脆弱性(vulnerability)との交互作用によってそれぞれの発現危険性が増減する。とくに入園や入学、就職などの発達的移行期(developmental transition)には新しい環境への再適応が必要とされ、不適応的行動発現のリスク期と位置付けられる。本研究では、乳児期から成人前期に至るまでの各発達移行期-乳幼児期における家庭から保育所・幼稚園等の保育集団への移行、児童期から青年期における小学校・中学校・高等学校・大学への入学、青年期から成人前期における職業世界への移行-について各発達移行期を網羅する複数のコーホートサンプルを追跡し、同一の発達精神病理学(developmental psychopathology)的な測定・分析パラダイムによって検討することにより、各移行期での環境要因と不適応発現の因果関係を同定し、リスクをより健やかな発達につなげるためにはどのような条件が必要なのかを子ども期全体を通じて明らかにすることを目的としておこなわれている。平成19年度は、(1)I.乳幼児期コーホート(本研究終了年に小学校1年生となる4歳半児)の追跡調査(誕生時より経年4回目の追跡調査で、全サンプル対象の郵送による質問紙調査)および(2)II.小学生期コーホート:本研究終了前年および当該年に中学校23年生となる小学45年生III.中学生期コーホート:本研究終了前年および当該年に高校23年生となる中学23年生)、IV.高校生期コーホート:本研究終了前年および当該年に大学進学あるいは就職する高校23年生)を対象とした2年間隔5回目の追跡調査を完了した(コーホートII、III、IVは一卵性および二卵性の双生児サンプルである)。子どもたちの健やかな心の発達を保障していくためには、その発達過程において、いつ、どのような不適応的な精神症状や問題行動が、どのようなメカニズムで発現し、どういった介入(treatment)によってそれらを適切な方向に動かしてさらなる発達につなげていくことができるのかを科学的に解明していくことが必要である。とくに入園や入学、就職などの発達的移行期(developmental transition)にはどの子にも新しい環境への再適応が必要とされ、不適応的行動発現のリスク期と位置付けられる。
場の理論を用いた高速駆動外場下の非平衡量子輸送の研究

ナノスケール素子の高速駆動に関する理論研究を行い、以下のような成果を得た:(1)強い周期外場のもとでの電流ゆらぎの理論を構築し、量子ドット内のクーロン相互作用の影響を議論した。(2)強磁性絶縁体と金属の界面で、スピンゼーベック効果およびスピンポンピング現象で生成されるスピン流について、その揺らぎの微視的理論を構築した。(3)リードと量子ドットからなる系で、リードの温度・化学ポテンシャルを周期的に変調させたときの電荷ポンプの理論を構築した。(4)ナノスケール素子を介した熱輸送の理論研究を行った。(5)実験家と協力し、磁性絶縁体ErFeO3の強強度テラヘルツ光による高速磁気応答を考察した。強い周期外場のもとでの量子ドットの非平衡電流ノイズを定式化し、ハートリー近似の範囲内で具体的に光支援電流ノイズを評価した。その結果、低電圧領域の熱電流ノイズ(ジョンソン・ナイキストノイズ)が顕著に増加し、それが有効温度の上昇として理解できることを示した。また電流保存則を満たす近似で必須となるバーテックス補正についても計算を行い、その性質を議論した。この研究は原著論文としてまとめられ出版された。また新しく2つの研究テーマを立ち上げ、それぞれの研究で順調に結果が得られた。(1)熱浴の温度・化学ポテンシャルを周期的に変化させたときに量子ドットを流れるポンプ電流を、ハートリー近似の範囲で評価した。量子ドット内に電子間相互作用があるときにのみ電流が生じることを明らかにし、ポンプ電流は熱浴の変化に量子ドットの有効準位の応答の遅れによって生じることを示した。この成果は原著論文としてまとめられ、現在投稿中である。(2)2準位系を介したフォノンの熱輸送について、スピン・ボゾン模型を出発点とした量子モンテカルロ計算を行った。熱浴が非オーミック的な性質を有する場合のフォノン輸送が、Sequential tunneling(励起状態経由した最低次のトンネル過程)、Cotunneling(仮想状態を経由した高次のトンネル過程)およびIncoherent tunneling(量子力学効果が破壊されて生じる2準位間のトンネル遷移過程)のいずれかによって生じることを明らかにした。この成果については、現在論文を準備中である。当初予定していた、ゆらぎの定理の拡張に関する研究計画は、他グループが研究を進めていることがわかったため、計画を変更せざるを得なかった。しかし、新しく立ち上げた研究のうち、最初のポンプ電流の理論については、定常状態熱力学における非平衡状態間の遷移の過剰熱評価に利用することが可能であり、今後この方向へ研究をさらに推進できることがわかった。これは予想外の成果であった。またフォノン輸送についても、見込みよりもずっと多くの興味深い結果を得ることができた。総合して、全体としてほぼ予定通りに研究が進捗していると判断される。以下の4つの研究を推し進めた。この成果は原著論文として出版された。さらに電子間相互作用の大きさをもっと大きくした場合についても一般論を整備し、近藤効果についても取り扱うことのできる定式化を行った。現在、近藤効果の影響の詳細について、量子モンテカルロ法による計算を行っているところである。(2) 2準位系を介したフォノンの熱輸送について、量子モンテカルロ法・解析手法の両面から解析を行った。特にこれまで研究が行われていなかった、熱浴が非オーミック的な性質を有する場合のフォノン輸送を詳細に調べ、各パラメータ領域で特徴的な輸送プロセスを同定した。この研究は計算はすでに終了しており、現在論文を執筆中である。(3)新しく相互作用する一次元系における不純物効果の研究を立ち上げた。これは有限の空間的な大きさを持つ不純物を朝永-ラッティンジャー流体中にいれたときの伝導特性をしらべる研究プロジェクトである。現在、新しい量子モンテカルロ法の実装を終了し、コンダクタンスを線形応答理論によって評価する解析手法を考案したところである。今後、この研究をさらに推し進める。(4)近藤模型のベーテ仮説解を用いた形状因子の計算を行った。これは近藤量子ドットのダイナミクスの厳密な記述への道をひらくものである。引き続き数値計算を行う予定である。ポンプ電流の理論については一通りの理論が構築でき、次の熱流の理論へと進むことができる状態になった。フォノン輸送については、解析理論と数値計算の細かい比較を終了し、論文執筆に十分な結果を得た。ナノスケール素子の高速駆動に関する理論研究を引き続き行い、以下のような成果を得た。(1)強磁性絶縁体と金属の界面を作成し、強磁性絶縁体にマイクロ波を加えて強磁性共鳴を起こさせると、界面にスピン流が生じることが知られている(スピンポンピング)。このスピン流の揺らぎについて微視的理論を構築し、スピン流の揺らぎから多くの情報を得られることを初めて示した。例として、界面を通過する有効角運動量の観測、マイクロ波による温度上昇効果と純粋なスピンポンピングの効果の分離、スピンホール角の見積もり、などができることを示した。本成果はPhysical ReviewLetters誌に出版された。

(2) 2016年度に行った量子ドットの温度ポンプの理論(2016年度に原著論文として出版)をさらに拡張し、任意のクーロン相互作用における温度(もしくは化学ポテンシャル)駆動ポンピングの理論を構築した。またこの理論を用いて、繰り込まれた摂動論の範囲内でポンプ電流の振る舞いを議論した。本成果はJournal of Physical Society of Japan誌に出版された。(3)前年度の研究に引き続き、ナノスケール素子の熱輸送に着目して、2準位系を介した熱輸送の理論研究を行った。本年度はモンテカルロアルゴリズムを改良し、各種の輸送様式を整理した。最終的に論文をまとめ、現在投稿中となっている。(4)実験家と協力し、マイクロメートルスケールの磁性絶縁体ErFeO_3の強強度テラヘルツ光による高速応答の実験研究について、理論的なサポートを行った。本成果はApplied PhysicsLetters誌に出版された。ナノスケール素子の高速駆動に関する理論研究を行い、以下のような成果を得た:(1)強い周期外場のもとでの電流ゆらぎの理論を構築し、量子ドット内のクーロン相互作用の影響を議論した。(2)強磁性絶縁体と金属の界面で、スピンゼーベック効果およびスピンポンピング現象で生成されるスピン流について、その揺らぎの微視的理論を構築した。(3)リードと量子ドットからなる系で、リードの温度・化学ポテンシャルを周期的に変調させたときの電荷ポンプの理論を構築した。(4)ナノスケール素子を介した熱輸送の理論研究を行った。(5)実験家と協力し、磁性絶縁体ErFeO3の強強度テラヘルツ光による高速磁気応答を考察した。今後はナノスケール素子の非平衡定常輸送に関する定常状態熱力学の構築へと研究を進展させる。また、フォノン輸送に関する研究成果をまとめ、数値計算手法の改良を行う。さらに新たに輸送現象における量子測定効果について、新しいプロジェクトを立ち上げ、研究を遂行する予定である。今後はナノスケール素子の非平衡定常輸送に関する定常状態熱力学の構築へと研究を進展させるほか、量子モンテカルロ法を利用して数値計算を推し進め、新しい励起状態の情報を利用した実験提案なども考えたい。フォノンの熱輸送については、アルゴリズムの改良などを行い、量子臨界現象との関係をよりあきらかにしたい。物性理論成果発表のよい機会が年度内になく、次年度に行われる国際会議(StatPhys)での成果報告を行う方がより成果をアピールできると判断したため。平成29年度が科研費の最終年度であり、成果発表のために海外出張を予定しており、そのために平成28年度中に予算をすべて使いきらずに、平成29年度で使用することにした。次年度使用額は、国際会議(StatPhys)での旅費・滞在費として使用する予定である。海外の国際会議への参加費用として使用することを計画している。
卵細胞における細胞周期の開始機構

卵細胞は、受精するまでは細胞周期の進行を停止させ、受精するとこの停止を解除して初期胚細胞周期を開始する。この細胞周期の停止と解除をもたらす分子機構の解明を目指した。その結果、停止のための二重ロック・システム、停止時のDNA複製装置の状態等が判明し、種々の動物卵に普遍的な停止のメカニズムを提唱した。それとともに、停止解除のためのタンパク質脱リン酸化酵素の必要性が、新たに見出された。有性生殖を行う多細胞生物にあっては、卵細胞は精子が侵入することによって胚発生を開始する。こうした受精による胚発生の開始は、S期の開始とその後のM期への移行に続く細胞周期の進行、およびそれらと並行しておこる雌雄両前核の融合--総じて、初期胚細胞周期の開始--として見られる。この受精による初期胚細胞周期開始の分子機構については、細胞周期制御の基本原理が確立したにもかかわらず、依然として不明である。この生物学上の古典的命題に対して解答を見出すことが、本研究計画の目的である。一方、受精しない場合は卵細胞は細胞死に至る。この経路もあわせて究明し、受精による卵細胞の起死回生の全容を判明させて、胚発生の開始機構を解明する突破口としたい。未受精卵における細胞周期の停止、受精による細胞周期の開始、および受精しなかった場合の細胞死について、解析した。1,ヒトデ成熟未受精卵はG1期に停止して受精を待つ。この停止は、Mos-MAPKの直下で、Rsk (p90 ribosomal S6kinase)を介した経路によるS期への移行抑制とともに、Rskを介さない経路によるM期への移行抑制によって、実現されていることを示した。これは、DNA複製チェックポイントが非機能的な系における細胞周期抑制システムを初めて明らかにするものであり、"dual lock"の概念を提唱している。2.カエル成熟未受精卵は減数第2分裂中期に停止して受精を待つ。この停止の解除には、従来いわれていたCaMKIIだけでなく、カルシニュリン(CaN)も必要であることを明らかにした。これは、CaNの新規機能の発見でもある。3.ヒトデ受精卵においては、G1期からS期の間に、雌雄両前核の接近と融合がおこる。こうした核融合は、細胞周期の進行を必要としないが、間期に起こるにもかかわらずM期に機能するサイクリンB-Cdklの低レベルの活性を必要とすることを見出した。これは核融合の制御について全く新たな視点を切り開くとともに、M期Cdkの間期における役割を初めて明らかにするものである。4.ヒトデ成熟卵は受精しないと最終的にはアポトーシスをおこすが、その実行因子はカスパーゼ9様の遺伝子産物であり、これのカスパーゼ3様のペプチダーゼ活性(DEVDase)にもとづくことを明らかにした。さらにこの遺伝子産物のN末端領域に存在するCARDドメインのみを卵内に注入したときにも、内在性のDEVDase活性を上昇させることが明らかになり、現在この機構について解析している。1.ヒトデ成熟未受精卵はG1期に停止して受精を待つ。この停止は、Mos-MAPKの直下での"dual lock"-Rsk(p90 ribosomal S6 kinase)を介した経路によるS期への移行抑制と、Rskを介さない経路によるM期への移行抑制-によって実現されることを見出した。そこで、後者の経路について解析した結果、MAPKが、cyclin Aとcyclin Bのタンパク合成を、poly(A)鎖の伸長非依存的に抑制していることが判明した。この際のMAPKの標的の同定が、次の課題である。2.ヒトデ受精卵においては、G1期からS期の間に、雌雄両前核の接近と融合がおこる。これらは、間期に起こるにもかかわらず、M期に機能するcyclin B-Cdk1の低レベルの活性を必要とすることを見出した。そこで、この際のCdk1活性の役割について検討した結果、精子星状体の形成に必要であり、さらに、精子中心体の分離にも必要である可能性が判明した。これらによって、雌雄両前核の移動と接触が可能になると考えられる。3.ヒトデ卵は減数分裂を完了すると約8時間後に同調的なアポトーシス過程を経て、死滅する。受精すれば死を免れ発生する。減数分裂完了後8時間以内では平なぜカスパーゼ活性が検出されないのかについて検討した。抗ヒトデカスパーゼ抗体を作製し、プロカスパーゼがいつ切断されるのかをウエスタンブロットで確かめた結果、カスパーゼ活性が上昇するのにあわせて、プロカスパーゼ量が減少することが判明した。この事実は、減数分裂完了後8時間後にプロカスパーゼの切断が起こることを示唆している。これとMAPKの不活性化との相関の解明が、次の課題である。ヒトデ未受精卵における細胞周期の停止、受精による細胞周期の開始、および受精しなかった場合の細胞死について、解析した。

1.受精による細胞周期停止の解除:ヒトデ成熟未受精卵は、Mos-MAPK-Rsk経路依存性にG1期に停止して受精を待ち、受精によるMosのタンパク分解はG1期停止の解除に必要十分である。このMosタンパク分解の誘起機構を解析した結果、従来の予想に反して、プロテアソームによらないことが判明した。現在、Mos分子中で、タンパク分解に必須の領域を決めようとしている。2.受精によるS期の開始:G1期にあるヒトデ成熟未受精卵のS期開始は、RskがCdc45(DNA polymerase αの積載因子)の染色体積載を抑制することよる。Cdc45の制御因子であるCut5について解析したところ、Rsk活性に並行してリン酸化されていることが判明した。今後、それがS期開始制御に実際に関わるのかを詰めていきたい。3.受精によるM期の開始:新規M期キナーゼであるGwl(Greatwall kinase)について解析を始めたところ、卵割周期に応じて活性変動することが判明した。今後、受精後のサイクリンA-Cdc2とサイクリンB-Cdc2の活性化にいかに関わるのかを明らかにしたい。4.未受精卵の細胞死:ヒトデ成熟卵は、受精が起こらない場合、減数分裂完了後8時間で同調的なアポトーシスを起こして死滅する。このヒトデ未受精卵アポトーシスの実行因子であるカスパーゼは、哺乳類カスパーゼ3の活性を持つが、CARD構造を持つために上流カスパーゼ9とも相同であり、カスパーゼ3/9と名付けた。プロカスパーゼ3/9は、活性化されるときに分子量が著しく増加するので、Apaf1関連分子と相互作用することで活性型カスパーゼ3/9になると示唆された。ヒトデ未受精卵での細胞周期の停止、受精による細胞周期の開始、および受精しない場合の細胞死について解析した。1.受精による細胞周期停止の解除:ヒトデ成熟未受精卵は、Mos-MAPK-Rsk経路依存性にG1期に停止して受精を待ち、受精するとMosがタンパク分解するとともにMAPK経路が不活性化してG1期停止を解除する。これまで、Mosのタンパク分解がMAPK経路の不活性化に必須と考えていたが、今回、そうではないと判明した。この新事実は、Mosのタンパク分解とは独立に、受精によってMAPK経路を不活性化する系が動き出すことを示している。今後は、その実体の解明の方にも研究を展開していきたい。2.受精によるS期の開始:ヒトデ成熟未受精卵でS期が開始しないのは、RskがCdc45 (DNA polymerase αAの積載因子)の染色体への積載を抑制することによる。Cdc45の制御因子であるCut5とSld5/GINS、およびMcm4のリン酸化について解析を進めている。3.受精によるM期の開始:ヒトデ成熟未受精卵では、MAPK(Rskではなく)がサイクリンAとBのタンパク合成をpoly(A)鎖の伸長に非依存的に抑制することにより、M期の開始が阻止されている。poly(A)鎖を介さない翻訳調節因子として、PumilioとeIF2αAを解析したところ、MAPK依存性のリン酸化が見られた。4.未受精卵の細胞死:受精しない場合、ヒトデ卵は減数分裂を完了すると約8時間後に同調的なアポトーシスを起こす。
肺毛細血管透過性評価についての総合的実験モデルの開発

我々はすでに覚醒時緬羊を用い、各種肺障害モデルにおける肺水腫について肺リンパ動態を用いて検討してきたが、肺水腫の直接評価が不可能なこと、他臓器からのリンパ液の混入などの問題点が指摘されてきた。今回は仔羊および家兎を用い、以下の2項目について検討した。1.仔羊における肺微小血管壁透過性評価についての総合的実験モデルの開発。上部胸管にカニュ-レを挿入し、肺のみを体外循還装置にて環流することにより純粋な肺リンパ液を採取した。また左房圧を上昇させることにより肺水腫を惹起させ、肺重量変化を連続記録し、スタ-リングの水分交換式における濾過係数を算出した。肺毛細血管圧は動静脈同時閉塞法を用いて測定した。さらに還流血液の総蛋白量およびヘマトクリット値の相対的増加を指標としてマロンらの計算式により上記水分交換式における反発係数を算出した。結果:濾過係数は0.18±0.02ml/min/mmHg/100g肺湿重量であり、反発係数は0.66±0.07であった。肺リンパ流量は左房圧を5から20mmHgに上昇させることにより0.4から2.4ml/hrに増加し、リンパ・血漿タンパク濃度比は0.63から0.47に低下した。以上より、同一実験における総合的実験モデルは完成し、今後さらに種々の肺障害モデルに対して応用していく予定である。2.家兎における微小血管壁透過性評価。摘出肺標本を作製し、生理的電解質溶液により還流し、循環動態および肺重量の変化を連続記録し、上記方法と同様に濾過係数を算出した。本実験群については、白血球遊走因子の肺微小血管壁透過性におよぼす効果について現在進行中である。
マラリア原虫転写調節領域に特異的に結合する原虫独自の因子の作用機序

本申請研究では熱帯熱マラリア原虫独自の新規転写因子候補PREBPが原虫細胞内で転写活性化能を持ち、実際にPREBPが染色体上の転写制御領域に結合する事を証明した。さらにPREBPが制御する遺伝子の網羅的探索をおこない、複数の候補遺伝子を見出した。またPREBPタンパクのPREBPの4つのKHドメインのうち、最もN末側のもの付近に重要な活性ドメインの存在が示唆された。PREBPの一過性過剰発現をおこなった結果、増殖速度の抑制、細胞周期の延長が観察され、転写バランスの変化による影響と考えられた。一連の結果はPREBPの原虫生理における重要性、また、分子作用機序の独自性を示唆している。今年度はPREBPに対する特異的抗体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)をおこない、原虫の核内の染色体上でPREBPがprx遺伝子のcis-elementと結合していることを証明した。さらに、ChIPによって得られたDNAを次世代シーケンサーによって網羅的に解析することによって、PPEBPによって制御される、prx以外の遺伝子の候補をいくつか見出した。PREBPタンパクの構造上の特徴として、4つのK homology (KH) domainを持つことが挙げられるが、N末側からこれらのドメインを順に欠損させたPREBP変異体の原虫細胞内での転写活性化能を解析したところ、4つのKH domainを全て欠損させると転写活性化能が約80%減弱するが、N末側から2つのKH domainのみを欠損させたものでは、wild typeのPREBPと比較して殆ど転写活性化能に変化が無いことがわかった。これらの結果から、PREBPの転写活性化能にはC末側の2つのKH domainが重要であることが示唆された。本年度はPREBP過剰発現原虫を作製し、これがprxの発現量へ与える影響を評価することを試みた。しかし、過剰発現用のプラスミドベクターを原虫に導入し、薬剤選択した結果、生原虫を得ることが出来ず、stableなPREBPの過剰発現が原虫における遺伝子の発現バランスを乱し、致死的に影響する可能性が考えられた。そこで、transientな過剰発現によって、PREBPの転写活性化能を証明するため、レポーターアッセイをおこなった。レポーターアッセイに用いたプラスミド上にはprxの5'領域のコントロール下にルシフェラーゼを発現させる発現カセットと、PREBPを過剰発現させる発現カセットが両方存在するように設計した。このプラスミドを培養熱帯熱マラリア原虫にエレクトロポレーションによって導入し、24時間後にルシフェラーゼの発現を測定した。その結果、PREBPを発現しているプラスミドを導入は、ネガティブコントロールと比較して、20倍以上のルシフェラーゼの発現増強が認められた。以上の結果からPREBPがprxの5'領域に作用して転写の活性化を促すことが示され、PREBPが転写活性化能を持つ、原虫の新規転写因子であることが証明された。マラリア原虫の転写制御機構の分子機構は全くといって良いほど解明されていない。申請者はモデルケースとして熱帯熱マラリア原虫prx遺伝子の赤血球内ステージにおける転写制御の分子機構を解析し、時期特異的に働くエンハンサー及びこれに特異的に結合する核内因子(prx regulatory element bindingprotein: PREBPとする)を同定した。本研究ではPREBPの作用機序の詳細な解析によって原虫転写制御の独自性を解明することを目的とする。研究期間内において、PREBPが特異的エンハンサーに作用して原虫遺伝子の発現を亢進することをルシフェラーゼアッセイによって証明した。抗PREBP抗体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)をおこない、原虫の核内の染色体上でPREBPがprx遺伝子のエンハンサーと結合することを証明した。更にChIP-Seqによる網羅的解析によって、PPEBPによって制御されるprx以外の遺伝子の候補をいくつか見出した。PREBPの細胞内における機能解析を目的にPREBPの過剰発現原虫作成を試みたが樹立できていなかった。そこで最終年度である今年度はClontech社のProteoTuner Shieldシステムを用いてPREBPの一過性過剰発現原虫を作成した。この系の原虫培養中に低分子リガンドShield1を添加してPREBPの過剰発現を誘導した結果、細胞周期の延長、原虫増殖速度抑制が観察された。またPREBPは構造上の特徴として、4つのK homology (KH) domainを持つ。これらのdomainを欠損させたPREBP変異体の原虫細胞内での転写活性化能を解析したところ、PREBPの転写活性化能にはC末側から1つ目のKH domainのみが重要であることが示唆された。この部分は典型的なKH domainとのホモロジーが低く、原虫における新規DNA結合domainである可能性がある。

今後この部分の構造学的解析により、原虫転写因子が極端にAT含量の高いプロモーター領域から特異的にエンハンサーを認識する独自の機構が解明される可能性がある。分子寄生虫学本年度の最大の目標は、抗PREBP抗体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)をおこない、原虫細胞内におけるprxのcis-elementとPREBPの特異的結合を検証することであったが、この目標は達成することができた。さらにChIPによって得られたDNAを次世代シークエンサーによって網羅的に解析し(ChIP-Seq)、PREBPが結合する遺伝子cis-element(prx以外)の候補をいくつか得ることができた。また、PREBPの転写活性化能に必要なドメインを絞り込むことが出来た。ChIP-Seqによって得られた候補原虫遺伝子が実際にPREBPによるコントロールを受けているのかについての確認、PREBPの働きをコントロールする分子修飾の解明、さらにPREBPの結晶化の条件の探索については次年度以降の課題となるが、研究全体としておおむね順調に進展しているといえる。本年度の最大の目標は、PREBPのin vivoにおける転写活性か能を証明することであった。予定ではPREBPのStableな過剰発現株の解析によって、これを証明する計画であったが、(おそらくは過剰発現の致死的な影響によって)過剰発現原虫は得られなかった。しかし、直ちに代替手段として、transientなレポーターアッセイの系を構築し、これによって、PREBPの転写活性化能を証明することが出来た。PREBPがゲノムワイドにどれだけの遺伝子の発現制御をおこなっているのか、また分子作用機序はどのようなものなのか、については次年度以降の課題となるが、おおむね順調に進展しているといえる。・ChIP-Seqによって得られたPREBPによる制御のターゲット候補遺伝子が、PREBPによって転写が促進されるのか、原虫細胞を用いたルシフェラーゼアッセイによって確認する。・これまでに確立できなかったPREBPの過剰発現株をProteoTuner Shieldシステム(Clontech社)を利用することによって樹立する。これは、PREBPに不安定化ドメイン(DD)を融合し、原虫に過剰発現させるものである。過剰発現させたPREBP-DDは原虫のプロテアソーム系によって直ちに分解され、原虫の表現型には影響を与えないと予測される。この原虫の培養に膜透過性の低分子リガンドShield1を添加すると、Shield1はDDに結合し、PREBP-DDをプロテアソーム分解から保護する。この系によって、原虫におけるPREBPの過剰発現のオン・オフを特異的に制御できると期待される。この系によってPREBPの過剰発現時におけるprx遺伝子の発現の変化を解析し、PREBPがどの様にprx遺伝子の発現に寄与しているのか明らかにする。さらにPREBPがprxの他にどのような遺伝子の調節をおこなっているのかをゲノムワイドに探索する為に、PREBPの過剰発現時の赤血球内寄生期各ステージにおけるトランスクリプトーム解析をおこなう。
海馬の遅発性神経細胞死に関与する遺伝子の単離と機能解析

可変型遺伝子トラップ法を用いて,マウス海馬CA1領域に発現する未知遺伝子の単離および同定を行い,その機能解析を一過性両側総頸動脈閉塞脳虚血モデルにおいて進めている。その蛋白質産物をprotein transduction法により脳内導入し,その反応を検討する。さらに多くの未知遺伝子を拾い上げ,虚血性神経細胞死やその修復に関与するものを検索している。虚血後脳傷害の薬物治療法は未解決であるが,臨床的に使用可能な薬物のなかで脳保護効果の期待できるものに着目して検討した。その結果,ダントロレンやプロポフォールが脳虚血再灌流後の海馬CA1領域の遅発性神経細胞死を改善し,その機序として細胞外グルタミン酸濃度上昇を抑制することや,薬物自体の抗酸化作用が考えられることを発表した。またヒト尿由来のトリプシンインヒビターであるウリナスタチンの脳室内大量投与が,ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルにおいて梗塞量を有意に減少させることを報告した。今後さらに,フリーラジカルスキャベンジャーや麻酔薬などの各種脳保護物質の神経細胞死改善効果について検討を進める。虚血後脳傷害の修復における神経幹細胞の動態に注目し,ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルで,脳室上衣細胞が虚血部位に向かって移動し,神経細胞に分化しうることを発表した。今後,このきわめて興味深い現象における遺伝子の関与について検討する。一過性総頸動脈結紮によりマウスで海馬CA1領域の遅発性神経細胞死を起こす脳虚血モデルを作成した。可変型遺伝子トラップ法を用いて、マウス海馬CA1領域に発現する未知遺伝子の単離・同定を行い、現在その機能について解析を進めている。さらに他の未知遺伝子を拾いあげ、脳虚血による神経細胞死やその修復に関与するものを検索している。それらに平行して、臨床的に使用可能な薬物のなかで脳保護の期待できるものに注目し、その効果についても検討している。その結果、ダントロレンやプロポフォールが脳虚血後の遅発性神経細胞死を改善し、その機序として細胞外グルタミン酸上昇を抑制することや、抗酸化作用が考えられることを発表した。さらに現在、ヒト尿由来のトリプシンインヒビター(ウリナスタチン)の大量投与が同様の脳保護効果を示すことを発見し、発表の準備中である。一過性両側総頸動脈結紮により、マウス海馬CA1領域の遅発性神経細胞死を惹起する脳虚血モデルを作成した。可変型遺伝子トラップ法を用いて、マウス海馬CA1領域に発現する未知遺伝子の単離・同定を行った。現在、その機能解析を進めている。さらに他の未知遺伝子を拾いあげ、虚血性神経細胞死やその修復に関与するものを検索している。脳硬塞や海馬の遅発性神経細胞死の治療は大きな問題であるが、臨床的に使用可能な薬物のなかで脳保護効果の期待できるものに注目して検討した。既にダントロレンやプロポフォールが、脳虚血再灌流後の海馬CA1領域の遅発性錐体細胞死を改善し、その機序として細胞外グルタミン酸濃度上昇を抑制することや、薬物自体の抗酸化作用が考えられることを報告した。今回さらに、ヒト尿由来のトリプシンインヒビターであるウリナスタチンの脳室内大量投与が、ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルにおいて梗塞量を有意に減少させることを報告した。可変型遺伝子トラップ法を用いて、マウス海馬CA1領域に発現する未知遺伝子の単離および同定を行い、その機能解析を一過性両側総頸動脈閉塞による脳虚血モデルにおいて進めている。さらに多くの未知遺伝子を拾い上げ、虚血性神経細胞死やその修復に関与するものを検索している。虚血後脳傷害の薬物治療法は未解決であるが、臨床的に使用可能な薬物のなかで脳保護効果の期待できるものに着目して検討した。ダントロレンやプロポフォールが、脳虚血再灌流後の海馬CA1領域の遅発性神経細胞死を改善し、その機序として細胞外グルタミン酸濃度上昇を抑制することや、薬物自体の抗酸化作用が考えられることを示した。また、ヒト尿由来のトリプシンインヒビターであるウリナスタチン脳室内大量投与が、ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルにおいて梗塞量を有意に減少させることを報告した。

今後さらに、フリーラジカルスキャベンジャー、麻酔薬などの各種脳保護物質の神経細胞死改善効果について検討を進める。虚血後脳傷害の修復における神経幹細胞の動態が注日されている。ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルで、脳室上衣細胞が虚血部位に向かって移動し、神経細胞に分化しうることを観察した。この興味深い現象における遺伝子の関与について検討する。可変型遺伝子トラップ法を用いて,マウス海馬CA1領域に発現する未知遺伝子の単離および同定を行い,その機能解析を一過性両側総頸動脈閉塞脳虚血モデルにおいて進めている。その蛋白質産物をprotein transduction法により脳内導入し,その反応を検討する。さらに多くの未知遺伝子を拾い上げ,虚血性神経細胞死やその修復に関与するものを検索している。虚血後脳傷害の薬物治療法は未解決であるが,臨床的に使用可能な薬物のなかで脳保護効果の期待できるものに着目して検討した。その結果,ダントロレンやプロポフォールが脳虚血再灌流後の海馬CA1領域の遅発性神経細胞死を改善し,その機序として細胞外グルタミン酸濃度上昇を抑制することや,薬物自体の抗酸化作用が考えられることを発表した。またヒト尿由来のトリプシンインヒビターであるウリナスタチンの脳室内大量投与が,ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルにおいて梗塞量を有意に減少させることを報告した。今後さらに,フリーラジカルスキャベンジャーや麻酔薬などの各種脳保護物質の神経細胞死改善効果について検討を進める。虚血後脳傷害の修復における神経幹細胞の動態に注目し,ラット中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルで,脳室上衣細胞が虚血部位に向かって移動し,神経細胞に分化しうることを発表した。今後,このきわめて興味深い現象における遺伝子の関与について検討する。
超短パルス光干渉加工法を用いた新しいメタマテリアルの開発

1加工形状のトップフラット化及び空間光変調器を導入したフェムト秒レーザー干渉加工装置の構成:光路に特注グラディエントフィルターを挿入し、ビーム形状のトップフラット化及び加工形状の均一化を行った。これを高効率DOEで4本の一次回折ビームに分離し、さらに空間光変調器を挿入することでビーム間の位相差を変調する装置を構築した。また、ターゲットホルダに3次元高速駆動ステージを導入した。これらにより、マルチショットによる大面積加工が可能になった。シングルショット当たりの加工面積は約6700μm2であり、1kHzでは6.7mm2/s相当となり、目標を達成した。2干渉理論解析による干渉パターン構造のサーベイ:4光束及び6光束干渉ビーム間の位相・強度変調による干渉パターンの変化をサーベイし、データベースを作成した。これは電磁メタマテリアルを作製する際のデザイン選定に用いられる。3電磁メタマテリアルの試作:厚さ50nmのAu薄膜上に周期1.7μmのMHA構造を作製し、近紫外から近赤外における透過スペクトルを評価した。また、10mm四方に渡る周期ナノドロップ構造(スポット数一千万)をマルチショットで加工した。他に、ナノウィスカーやデザイン周期紋様構造を作製した。4第2高調波(SHG)干渉加工装置の開発:BBO非線形結晶でフェムト秒レーザーのSHGを発生させ、紫外用DOEと組みあわせて干渉加工装置を構成した。これは、短波長における高い吸収率によるエネルギー利用効率の向上、及び短周期化を目指す予備実験として行った。本装置を用いたAuナノバンプ周期構造の作製に成功し、有効性を確認した。またシミュレーションでは830nmまで短周期化が可能で有ることが示された。5電磁メタマテリアルのFDTD解析:周期ナノウィスカー構造のCADモデルを作製し、頂点で電界集中が起きる様子がFDTD解析上で確認された。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)フェムト秒レーザー干渉加工装置の開発:近赤外フェムト秒レーザーを高効率DOE(Diffractive Optical Element)で4本の一次回折光に分割する。空間変調器(SLM)を導入し、強度変調及び位相変調を行う装置を構成した。二枚のアクロマティックレンズL1及びL2からなる縮小光学系によって、ターゲット表面で干渉加工をおこなった。ビーム形状をビームプロファイラで観察し、トップフラットビーム形成のための情報を得た。(2)第2高調波(SHG)干渉加工装置の開発:フェムト秒レーザーと非線形結晶を組み合わせることでSHGを発生させ、基本波の場合と同様の干渉加工装置を構成し、加工テストを行った。これは、短波長化による吸収率の向上による光利用効率の向上、周期構造の短周期化へ向けた予備実験としておこなった。この波長に合わせた専用の高効率DOEを導入し、光利用効率の向上を図った。(3)加工テスト:薄膜(t=5,10nm)をシリカガラス基板にスパッタリングで堆積し、4光束干渉加工を行うことでナノ周期構造を試作した。SHGを利用した加工では、基本波の場合と同様に周期ナノバンプ構造の形成に成功した。(4)干渉理論解析による干渉縞構造のサーベイ:干渉理論解析において、4光束及び6光束干渉ビーム間の位相・強度変調による干渉縞の変化をサーベイし、データベースを作成した。これらは電磁メタマテリアルのデザイン選定の際に用いられる。予定していた項目をほぼ達成した。

追加した項目として、電磁メタマテリアルのデザインを増やすために、4光束干渉に加え6光束干渉の場合のデザインをサーベイした。さらに、短波長化による短周期達成や、光利用効率の向上を見据え、SHGを用いた干渉加工実験を追加した。これらにより、電磁メタマテリアルのデザインの自由度が向上した。震災の影響でSLMのテスト機レンタルと導入が若干遅れたが、現在はおおむね順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。・応用物理学会春季学術講演会第1回フォトコンテストで優秀賞を受賞した。また、九州大学・岡田中村研究室との共同研究の成果が最優秀賞を受賞した(レーザー干渉加工技術を提供している)。トップフラットビーム形成の補助装置として、グラディエントフィルターを追加導入する。ビーム間の位相・強度を変調することで、デザインされた加工形状の形成能力を調査し、実際に電磁メタマテリアルを作製する。具体的には、Au,Ag等のナノ開口・楕円開口周期構造、ナノウィスカー等が人工的に配列した周期紋様構造である。電磁メタマテリアル形状の選定に当たっては、メタマテリアル作製及び応用を専門とする連携研究者と協議する。1kHzの繰り返し加工と試料スキャンにより、十万個以上の周期配列構造の作製、加工速度5mm^2/sを達成する。FDTD解析を目指し、メタマテリアルのCADモデルを作成する。
前近代日朝関係における「訳官使」の基礎的研究

平成30年度の本研究では、これまでに調査収集した「訳官使」関係の史料の分析を基に、3本の報告(「外交儀礼の観点から見る近世対馬・朝鮮間における『交隣』の実態」(7月15日@「東アジア世界における朝鮮の「交隣」ー歴史的展開と現代的意味」シンポジウム)、「対馬藩における訳官使接遇の諸様相」(9月6日@「16-19世紀東アジア国際秩序の成立と変容」シンポジウム:訳官使・通信使とその周辺)、「近世対馬における日朝関係認識:『隣交』を手がかりに」(11月16日@「16-19世紀東アジア国際秩序の成立と変容」シンポジウム:日本・朝鮮・中国三国比較という視点)を行い、「対馬藩における訳官使接遇の諸様相」は『歴史の理論と教育』152号に掲載された。上記、前1者は、史料上の制約もありまだ既存研究(米谷均)を越えるところまでは達せていないため、引き続き史料調査・分析が必要だが、後2者の報告は、国内の既存「訳官使」研究(大場生与・池内敏)を踏まえつつ、これまで紹介されてこなかった史料を用いて、「訳官使」の実態把握に努めたものである。その他、史料調査・収集も継続して行い、8月211日、2019年3月2430日に大韓民国国史編纂委員会において宗家文庫史料の調査収集を行った。なお、本研究では長崎県立対馬歴史民俗資料館での史料調査が重要な位置を占めているが、当該資料館が平成29年度より整備のため休館しており、研究計画に変更を加えざるを得なくなったため、事業期間の延長をするに至った。本年度は、訳官使と通信使との統合的研究を進めておられる池内敏名古屋大学教授からのお誘いで関連シンポジウム(「16-19世紀東アジア国際秩序の成立と変容」シンポジウム)に共催参加させていただき、2本の報告ができ、これまでの遅れを取り戻すことも出来た。ただし、先述の通り、対馬歴史民俗資料館が閉館中のため、当該館所蔵の宗家文書調査は滞ったままである。筆者が当初得ていた情報では2019年度に対馬歴史民俗資料館の工事完了、閲覧再開可能ということだったのだが、今なお工事は完了せず、閉館中のままであり、残念ながら対馬での史料調査は補助事業期間を延長してもなお、本研究課題期間中には出来ないことが判明した。その一方で、韓国国史編纂委員会所蔵の「訳官使」関係資料は、膨大な数ではあるが、継続的な調査収集の甲斐あり、今年度の調査収集で、ひとまず収集しきれる見通しが立った。したがって本年度は収集の完遂と史料分析、ならびに成果の発表に努めたい。27年度の本研究では、主として「訳官使」関係の史料群の調査・収集を行った。12月17日から21日にかけて、長崎県立対馬歴史民俗資料館において宗家文庫史料の史料調査並びに収集を、28年3月17日から25日にかけて、大韓民国国史編纂委員会においておなじく宗家文庫史料の史料調査並びに収集をそれぞれ行った。史料収集に関しては27年度の所期の成果を得ることが出来たが、なにぶん膨大な史料なため、引き続き計画通り28年度以降も資料の調査収集を行う。27年度は本務校の業務が当初の予定以上に増え、研究に回せる時間が激減してしまったため。平成28年度の本研究は前年度に引き続き、主として「訳官使」関係の資料群の調査・収集を行うことに注力した。8月27日から9月10日までは大韓民国国史編纂委員会所蔵の宗家文庫史料の調査・収集を、9月12日から18日までは長崎県対馬歴史民俗資料館所蔵の宗家文庫史料の調査・収集を行った。さらに平成29年3月18日から25日までは大韓民国国史編纂委員会での史料調査・収集を行った。なお、8月31日から9月2日までは研究協力者(対馬歴史民俗資料館学芸員・古川祐貴氏)と合同で史料調査を行った。当初計画していた「協議・打ち合わせ」については、多忙でなかなか行えないため、この時にまとめて行うこととし、宗家文庫や近世日朝関係史についてのレクチャーを受けた。また、平成28年10月22日には対馬で開催された公開講座(田代和生慶応大学名誉教授講演「朝鮮通信使が見た庶民芸能」:主催・対馬歴史民俗資料館)に参加して、近世日朝関係についての知見を深めることができた。平成27年度にまして、本務校での業務が想像以上に増加しており、本研究へのエフォート率が下がってしまっているため。平成29年度の本研究は前年度に引き続き、主として「訳官使」関係の史料群の調査・収集を行った。9月2日から12日まで大韓民国国史編纂委員会で、『訳官記録』を初めとする対馬宗家文書の史料調査・収集を行い、また3月26日から28日まで国立国会図書館古典籍資料室で、『分類紀事大綱』・『訳官記録』の調査・収集を行った。なお、当年度より長崎県対馬歴史民俗資料館が改修工事で休館となったため、対馬での調査はできなかった。研究協力者(対馬歴史民俗資料館学芸員・古川祐貴氏)との「協議・打ち合わせ」は、双方共に時間を作ることが叶わず、オンライン上で史料分析上の疑問点などについてご教示を頂いた。当年度は、日本国内ではこれまで研究があまりされてこなかった「訳官使」についての詳細な研究書(池内敏著『絶海の碩学』)が刊行された。

折良く東洋史研究会から当該書の書評依頼を受け、書評を著わすことができた(『東洋史研究』76巻4号、2018年3月所収)。それに際しては京都での研究会での報告と、早稲田大学教育学部教員図書室での関連調査も行った。「訳官使」の基礎的研究を構想していた本研究にとっては、当初の構想を再考する必要にも迫られたが、先行研究の成果に学びながら、概ね当初の構想通りに進めることとし、「訳官使」そのもの、並びに「訳官使」をめぐる諸状況を明らかにしていく。昨年度より進めている寛政年間前後の訳官使の関連史料の分析については、論文脱稿までには至っていないが、進めている。本務校での業務増加が止まらず、本研究へのエフォート率が下がってしまっているため。平成30年度の本研究では、これまでに調査収集した「訳官使」関係の史料の分析を基に、3本の報告(「外交儀礼の観点から見る近世対馬・朝鮮間における『交隣』の実態」(7月15日@「東アジア世界における朝鮮の「交隣」ー歴史的展開と現代的意味」シンポジウム)、「対馬藩における訳官使接遇の諸様相」(9月6日@「16-19世紀東アジア国際秩序の成立と変容」シンポジウム:訳官使・通信使とその周辺)、「近世対馬における日朝関係認識:『隣交』を手がかりに」(11月16日@「16-19世紀東アジア国際秩序の成立と変容」シンポジウム:日本・朝鮮・中国三国比較という視点)を行い、「対馬藩における訳官使接遇の諸様相」は『歴史の理論と教育』152号に掲載された。上記、前1者は、史料上の制約もありまだ既存研究(米谷均)を越えるところまでは達せていないため、引き続き史料調査・分析が必要だが、後2者の報告は、国内の既存「訳官使」研究(大場生与・池内敏)を踏まえつつ、これまで紹介されてこなかった史料を用いて、「訳官使」の実態把握に努めたものである。その他、史料調査・収集も継続して行い、8月211日、2019年3月2430日に大韓民国国史編纂委員会において宗家文庫史料の調査収集を行った。なお、本研究では長崎県立対馬歴史民俗資料館での史料調査が重要な位置を占めているが、当該資料館が平成29年度より整備のため休館しており、研究計画に変更を加えざるを得なくなったため、事業期間の延長をするに至った。本年度は、訳官使と通信使との統合的研究を進めておられる池内敏名古屋大学教授からのお誘いで関連シンポジウム(「16-19世紀東アジア国際秩序の成立と変容」シンポジウム)に共催参加させていただき、2本の報告ができ、これまでの遅れを取り戻すことも出来た。ただし、先述の通り、対馬歴史民俗資料館が閉館中のため、当該館所蔵の宗家文書調査は滞ったままである。史料整理並びに分析に注力しつつ、長期休暇時などには史料収集を進める。史料分析に注力しつつ、長期休暇時などには史料調査も並行して行いたい。ただ、平成28年度末に対馬歴史民俗資料館から、平成29年度より2年程度、一時休館すること、その間の資料閲覧・調査は不可能となることなどの通知を受けた。本研究にとって対馬歴史民俗資料館での史料調査はその根幹であるため、2年間の一時休館が本研究に与える影響は甚大である。できうる限りよりよい成果を得るためにも、最終年度の繰り越しも視野に入れながら研究を進めていく。史料分析に重点を移し、できうる限りの研究時間確保に努める。また韓国での史料調査については継続して行う計画である。なお、昨年度も述べたように、本研究にとって対馬歴史民俗資料館所蔵の宗家文庫史料(対馬宗家文書)調査は根幹に当たっているため、最終年度を繰り越し、休館が明ける予定の来年度に集中的な調査を行いたい。
カワハギによるミズクラゲ捕食の個体発生

本研究は,魚類の餌としてのクラゲの重要性を評価することを目的とした.特に,汎世界的に発生量の多いミズクラゲと,その天敵であるカワハギを主な研究対象とし,魚類によるクラゲ摂餌の潜在性を包括的に明らかにすることを狙った.本年度は,昼行性の魚類と考えられるカワハギがどの程度の照度でも摂餌可能であるかを,水槽実験により明らかにした.すなわち,体長816cmのカワハギに対し, 4mm×15mmに刻んだサザエを餌として与え,その際の照度を様々に変化させた.その結果,カワハギが摂餌可能な最低照度(照度閾値)の平均値は0.065ルクスであった.この値は,これまでにタイセイヨウニシンやブラウントラウト等,他の魚類で報告されている照度閾値よりも高く,カワハギが低照度下での摂餌を苦手とする「鳥目」な魚であることを意味する.カワハギの照度閾値はまた,今回対象とした範囲では体長に依存しなかった.さらに,実験時の水温を17,21および25°Cの3段階に変化させた場合にも,水温間で照度閾値に違いは認められなかった.我々が2012年度に行った実験では,カワハギはミズクラゲのポリプを好んで摂餌し,このポリプ摂餌は水温依存であることが示されている(Marine Ecology Progress Series投稿中).一方,クラゲのポリプは新しく作られた浮き桟橋に集中的に着生することが知られている.これら浮き桟橋の下面は照度が低く,カワハギに代表されるクラゲポリプ摂餌魚がアクセスしにくい条件となっていると推測される.カワハギの摂餌の照度閾値を明らかにするとの当初の目的は達成した.実験に用いる餌として,クラゲポリプについても行う予定であったが,これについては培養に不具合があったため,サザエのみを餌とした.カワハギの生息する天然海域において照度を測定し,実際の摂餌状況との対応を調べる必要がある.一方,クラゲポリプの密生する海域についても,照度データを測定し,これがカワハギの摂餌可能な照度となっているかどうかを検証する.両者を併せることにより,クラゲの大発生を未然に防ぐような港湾設計を提言できる可能性がある.クラゲは仔魚の重要な捕食者であるが、カワハギやウマヅラハギのようにクラゲを旺盛に摂餌する魚も多い。クラゲ摂餌魚は生活史の中で、クラゲとの被食-捕食関係の逆転を起こすと考えられるが、発育段階のどの時期にクラゲの捕食圧に対して回避能力を獲得し、またクラゲを摂餌し始めるかは明らかではなかった。本年度は、ミズクラゲに対するカワハギ、ウマヅラハギ、マダイ仔魚の行動について個体発生を追って観察することで、クラゲ回避能力の獲得およびクラゲ摂餌開始の時期を明らかにした。その結果、カワハギとウマヅラハギでは、マダイよりはるかに小さい時期から回避能力・刺胞毒耐性が発達することが明らかになった。マダイでは回避能力の獲得時期よりも刺胞毒耐性の獲得時期がかなり遅いことから、マダイの刺胞毒耐性の獲得は回避能力の獲得への主たる要因とはならないと考えられた。3種の仔魚の瞬発遊泳速度はクラゲの拍動が起こす水流より速かったことから、遊泳能力の発達が回避能力の獲得に及ぼす影響は小さいと考えられた。これらのことから、カワハギとウマヅラハギでは刺胞毒耐性の発達によってクラゲ回避能力を獲得し、マダイでは危険察知能力などの他の要因の発達によってクラゲ回避能力を獲得する可能性が高いと考えられた。一方、カワハギ仔魚は体長5mm前後で活発にクラゲ胚を摂餌し、体長22mmからはクラゲ成体の摂餌を開始することが明らかになった。本研究の結果、カワハギ科魚類がクラゲの多い環境に良く適応していることが示された。このことは、仔魚のサイズだけではなく、魚種によってクラゲに対する捕食圧の影響が大きく異なることを意味し、カワハギ類はクラゲの捕食圧から影響を受けにくいと推察される。クラゲ摂餌魚の回避能力の獲得時期や摂餌開始時期を明らかにすることは、クラゲが魚類資源に与える影響やクラゲ摂餌魚によるクラゲへの捕食圧を検討する上で重要な情報であると考えられる。ミズクラゲの大量発生を防ぐ上では、成体よりもバイオマスの少ないポリプ期での防除がより有効であると考えられる。このことから、カワハギをはじめとするクラゲ食魚によるポリプ摂餌は、その後の成体の発生量を大きく左右する可能性がある。しかし、ミズクラゲが主に付着生活を送る冬季は海水温が低下し、魚類の摂餌行動は抑制されるため、その捕食圧がどの程度有効かは不明である。そこで、様々な水温下でミズクラゲのポリプに対するカワハギの摂餌速度を算出することで、本種によるポリプ摂餌の定量的な評価を目指した。カワハギ当歳魚(11.9±0.8cm)に、40個体のミズクラゲポリプが付着したスライドグラスを10、15、17.5、20、25、30°Cの6水温区下で提示した。

供試魚がスライドグラスをつつき初めてから10秒後にこれを回収し、ポリプついばみ頻度(回/秒)、ポリプ摂餌速度(個体/秒)、および摂餌開始に要した時間(反応潜時)(秒)を算出した。水温15°C区からポリプを摂餌する個体が散見され、20°C以上の区では全ての試行でポリプの摂餌が見られた。カワハギのポリプついばみ頻度およびポリプ摂餌速度と水温の関係を二次曲線で近似すると、ついばみ頻度は25.8°Cで、摂餌速度は26.8°Cで最大値を示した(それぞれ0.7回および3.1個体/秒)。反応潜時に水温区間で有意差は見られなかったものの、20°C以上の全ての水温区では100秒以内であった。このことから、適水温下でポリプと遭遇したカワハギはすみやかに摂餌を開始すると推察できる。冬季の若狭湾沿岸における典型的な海底水温は1015°Cであることから、真冬には低水温によってカワハギの摂餌活性自体が低下するものの、春秋季にはカワハギによるミズクラゲポリプの摂餌が十分に起こり得ると考えられ,ミズクラゲのバイオマスの決定要因の一つとして、クラゲ食魚による捕食を考慮する必要が提言される。本研究は,魚類の餌としてのクラゲの重要性を評価することを目的とした.特に,汎世界的に発生量の多いミズクラゲと,その天敵であるカワハギを主な研究対象とし,魚類によるクラゲ摂餌の潜在性を包括的に明らかにすることを狙った.本年度は,昼行性の魚類と考えられるカワハギがどの程度の照度でも摂餌可能であるかを,水槽実験により明らかにした.すなわち,体長816cmのカワハギに対し, 4mm×15mmに刻んだサザエを餌として与え,その際の照度を様々に変化させた.その結果,カワハギが摂餌可能な最低照度(照度閾値)の平均値は0.065ルクスであった.この値は,これまでにタイセイヨウニシンやブラウントラウト等,他の魚類で報告されている照度閾値よりも高く,カワハギが低照度下での摂餌を苦手とする「鳥目」な魚であることを意味する.カワハギの照度閾値はまた,今回対象とした範囲では体長に依存しなかった.さらに,実験時の水温を17,21および25°Cの3段階に変化させた場合にも,水温間で照度閾値に違いは認められなかった.我々が2012年度に行った実験では,カワハギはミズクラゲのポリプを好んで摂餌し,このポリプ摂餌は水温依存であることが示されている(Marine Ecology Progress Series投稿中).一方,クラゲのポリプは新しく作られた浮き桟橋に集中的に着生することが知られている.これら浮き桟橋の下面は照度が低く,カワハギに代表されるクラゲポリプ摂餌魚がアクセスしにくい条件となっていると推測される.当初予定していたカタクチイワシを用いた個体発生実験については、カタクチイワシの受精卵が得られなかったため実施できなかった。また、カワハギにミズクラゲポリプを与える実験については、本年冬季の海水温が例年に比べ低かったため、実験開始時期が遅延された。しかしながら、カワハギ、ウマヅラハギ、マダイのミズクラゲ回避能力・ミズクラゲ摂餌を個体発生を追って検討した実験については、当初予定していた以上のデータが得られたことから(2)おおむね順調に進展している、と自己評価される。当初予定していたカタクチイワシを用いた個体発生実験については、カタクチイワシの受精卵が得られなかったため実施できなかったため実験を中止した。また、カワハギに稚クラゲを与える実験については、本年度十分な個体数の稚クラゲを得ることができなかったため、実験を延期した。しかしながら、カワハギポリプ捕食速度を検討した実験については、当初予定していた以上のデータが得られたことから(2)おおむね順調に進展している、と自己評価した。カワハギの摂餌の照度閾値を明らかにするとの当初の目的は達成した.