hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フィールドバス計装システムにおける自動調節弁の早期故障検出法の開発

化学プラントにおいて重要な操作端である自動調節弁の故障により,プラントの運転は不安定になり,事故に繋がる可能性もある。自動調節弁で頻繁に起きる故障として固着があるが,従来の計装機器で得られる情報から固着を検出することは難しい。一方,近年普及しつつあるフィールドバスにより,制御系の内部情報を得ることができる.本研究では,それら内部情報を利用した固着検出法を提案し,流量制御を実現する装置により手法の有用性を示した.(1)平成23年度の液面制御系を対象にした固着現象再現実験の結果を踏まえて,ステムとグランドパッキンとの間の静止摩擦と動摩擦の影響を解析し,固着の進展を表現できる詳細な挙動モデルを作成した.また,固着再現実験の検証シミュレーションを行ったところ,制御弁内の挙動をかなり再現することができた.しかし,ずれが大きくなる部分もありモデルの改良が必要と思われた.(2)昨年度作製した流量制御系付設の水循環実験装置を液面制御も行えるように制御対象タンクとそのレベル測定用の差圧伝送器を追加した.なお,差圧伝送器を切り替えることによって,液面制御と流量制御のいづれも実験が行えるようにした.また,昨年度は,固着現象を繰り返し再現できるように,調節弁内のステムをグランドパッキンとは別のシール材で覆い,そのシール材の締め付け状態を変更することによって所定の摩擦力を加えられるような工夫を凝らしたが,より強固な締め付けを実現するために締め付け器具の改良を行った.(3)前述の実験装置を用いて固着現象の再現実験を行った.実験条件としては,液面設定値を矩形状,ランプ状,階段状に与える場合と,液面設定値は一定でタンクへの流入量が矩形状に変化する外乱を与える場合について,固着なし,固着弱,固着強の3段階について,実験を行った.なお,液面制御系のパラメータ(比例ゲイン,積分時間,微分時間)については,制定時間ができるだけ短くなるように設定した.(4)昨年度提案した固着の早期検出するための指標を用いて,液面制御系を対象にした様々な条件下で提案指標の値を確認したところ,固着の程度を定量的に評価できた.今年度は固着の程度が強くなるように締め付け器具の改良を行ったが,期待したほどの締め付けを実現することはできなかった.しかし,流量制御と液面制御という制御応答の異なる方式で共通の指標で評価できることが分かった.(1)調節弁の挙動を良く表す変数として,調節弁開度(MV),開度指示値(OP),ダイヤフラム室内空気圧(P)の3変数に着目して,共通因子が1つの因子モデルを作成した.共通因子Fは3つの変数と正の相関があり,固着がないときは係数に相当する負荷因子量は1に近い値をとる.しかし,固着が進行すると,Pの挙動が大きく変化する.また,Pの挙動は調節弁が開く方向Openと閉じる方向Closeとで異なる挙動をとるために,両者を区別した2種類のモデルを準備した.このとき,固着の程度が大きくなると,Pの負荷因子量が小さくなり,固着の程度を定量的に評価することが可能であった.(2)固着がなくても,調節弁はグランドパッキンに接しているために必ず摩擦力が働くために,MVとPとの間にはヒステリシスがある.固着が進行すると,このヒステリシスの程度が大きくなっていく.この程度を定量化するのに判別分析法を適用して,固着の程度に対応する指標を定義した.調節弁の挙動を,前述のOpenとCloseおよび一定に維持(Keep)に区分して,それぞれの指標を計算したところ,いずれの指標も固着の進行に比例して大きくなった.特に,Keepの状態でも固着の進行を定量的に評価できた点は実用上有益な結果である.(3)前の2つの手法は,運転中にある程度のデータを蓄積しないと判定することはできない.これに対して,昨年度検討した指標自体はオンラインで計算できるものであった.その指標をさらに改良し,逐次確率比検定と組み合わせることによって,オンラインで固着の程度を評価する手法を開発した.固着がないときは,指標の値は平均μ0,分散σ2の正規分布に従う測定値が得られるのに対して,固着が進行したときは平均だけがずれることになる.実験では,このずれの大きさを超える状況を的確に検出することでき,有効性を示すことができた.化学プラントにおいて重要な操作端である自動調節弁の故障により,プラントの運転は不安定になり,事故に繋がる可能性もある。一方,近年普及しつつあるフィールドバスにより,制御系の内部情報を得ることができる.本研究では,それら内部情報を利用した固着検出法を提案し,流量制御を実現する装置により手法の有用性を示した.(1)実プラントで使用されているフィールドバス対応計装機器を用いて,水循環実験装置を作製した.今年度は少なくとも循環流量の流量制御を行うために,オリフィスと差圧伝送器,および自動調節弁を組み込んだ.また,固着現象を繰り返し再現できるように,調節弁内のステムをグランドパッキンとは別のシール材で覆い,そのシール材の締め付け状態を変更することによって所定の摩擦力を加えられるような工夫を凝らした.DCSに相当する部分はフィールドバス対応計装機器に附属のソフトをパソコンにインストールして,計装機器との間で双方向のデータ送信を行えるようにした.ただし,次節で述べるような様々な条件での実験を行うために,Visual Basicによる自作プログラムを準備した.

(2)前述の実験装置を用いて固着現象の再現実験を行った.実験条件としては,流量設定値を正弦波状,矩形状,ランプ状,階段状に与える場合と,流量設定値は一定で外乱を与える場合について,固着なし,固着弱,固着強の3段階について,実験を行った.なお,流量制御系のパラメータ(比例ゲイン,積分時間,微分時間)については,制御応答が敏感になる組合せと応答が緩やかになる組合せの2通りについて行った.(3)固着現象を早期に検出するための指標を提案した.この指標はステムにかかる摩擦が全くない理想的な条件下での弁開度に対応するダイヤフラム内の空気圧と実際の空気圧の差で定義される.前述の様々な条件下で提案した指標の値を確認したところ,固着の程度を定量的に評価できることが示唆できた.(1)固着現象を考慮した制御弁内の挙動モデルとして定性的には妥当な挙動を再現できるモデルを得ることができた.ただし,ずれが大きくなる部分もあり更なるモデルの改良が望まれる.(2)流量制御および液面制御の両方を対象にした実験装置を用いて固着現象の再現実験を問題なく実施することが出来た.固着現象を模擬する締め付け器具の改良も行ったが,期待したような締め付けを実現することはできなかったため,制御性能に悪影響を及ぼすような状況を再現することはできなかった.本来の研究目的は,制御性能に悪影響を及ぼすような固着状態になる前に早期検出できる方法を開発することではなるが,固着現象の詳細なモデルとしては,制御性能に悪影響を及ぼすような状況までを表現できるモデルが望まれるため,そのような状況を再現する実験をできるようにすることが望まれる.(3)固着の早期検出のための指標の提案までは行うことが出来たが,現状はその指標を用いた監視までである.また,この指標は固着現象を考慮した制御弁内の挙動モデルに基づいたものであるので,挙動モデルを改良すると指標自体の変更も必要なると考えられる.(1)当初の計画通りの実験装置を作製すると共に,様々な条件での実験を行うためにのVisual Basicによるプログラムも準備することが出来た.(2)前述の実験装置を用いて固着現象の再現実験を問題なく実施することが出来た.なお,当初の実験条件としては,周期的に変動するように流量の設定値を与え予定であったが,変動させ方については,若干変更して,解析が行いやすいように,流量設定値を正弦波状,矩形状,ランプ状,階段状に与える場合に変更した.また,実プロセスでは,設定値が一定で様々な外乱の影響を受けて流量が変動する場合が多いので,そのような実験も行えるように装置を改良した(これは,外乱発生用の手動バルブを増設することで対応した).固着の程度については,当初は固着なしから完全な固着までを7段階程度に分ける予定であったが,あまり細かく分けても有意な差が出ないために,今回は固着なし,固着弱,固着強の3段階にとどめた.(3)当初は,前述の実験結果より固着時の挙動の違いを確認できれば良いと思っていたが,一歩進んで,固着の早期検出のための指標の提案まで行うことが出来た.(1)過去2年間の固着現象再現実験の結果を踏まえて,挙動モデルの改良を行う.
金属複合体を形成可能なウレタン結合を有する生分解性セルロース誘導体の創生

(研究の目的)近年,原発事故や金属流出事故などの人的事故によって,土壌汚染が誘引される事例が問題となっている.福島原発事故後の放射能汚染土壌より検出される主な放射性物質にヨウ素(131I)とセシウム(134Cs, 137Cs)がある.セシウムは土壌の層状ケイ酸部に吸着されやすく,現在は表層土の削り取りで,セシウムの除去を行っているが,この除去作業に伴い汚染土の量も増えるため,汚染土からセシウムを効率よく回収・安定化する技術が必要であり,現在さまざまな観点から模索されている.金属微粒子の回収のための環境浄化用材料には無機系,合成高分子系があるが,放射能のため作業後の減量化などの処理が大変である.しかし,天然物を主成分とする材料なら,作業後に微生物による減量化が可能となる.本研究では,セシウムを吸着させる担体(生分解性セルロースウレタン)の開発を目指し,高分子の化学修飾による担体の作製,担体の金属イオンとの結合形成および生分解について検討した.(実験・結果)1.ウレタン結合を有する高分子化合物の作製2.高分子化合物と金属イオンとの錯形成LCPUはネマチック相を形成し,金属イオンと錯形成した.錯体の赤外吸収スペクトル測定は,銅イオンとウレタン結合との錯形成を示した.錯形成は,熱的性質に強く影響した. HPC-TPはセルロースとは異なり,銅イオンと容易に錯形成した.これはチオウレタン結合が銅イオンと相互作用するためである.HPC-NPは3ヶ月間の生分解試験で重量がわずかに減少した(重量減少率7.5%).(研究の目的)近年,原発事故や金属流出事故などの人的事故によって,土壌汚染が誘引される事例が問題となっている.福島原発事故後の放射能汚染土壌より検出される主な放射性物質にヨウ素(131I)とセシウム(134Cs, 137Cs)がある.セシウムは土壌の層状ケイ酸部に吸着されやすく,現在は表層土の削り取りで,セシウムの除去を行っているが,この除去作業に伴い汚染土の量も増えるため,汚染土からセシウムを効率よく回収・安定化する技術が必要であり,現在さまざまな観点から模索されている.金属微粒子の回収のための環境浄化用材料には無機系,合成高分子系があるが,放射能のため作業後の減量化などの処理が大変である.しかし,天然物を主成分とする材料なら,作業後に微生物による減量化が可能となる.本研究では,セシウムを吸着させる担体(生分解性セルロースウレタン)の開発を目指し,高分子の化学修飾による担体の作製,担体の金属イオンとの結合形成および生分解について検討した.(実験・結果)1.ウレタン結合を有する高分子化合物の作製2.高分子化合物と金属イオンとの錯形成LCPUはネマチック相を形成し,金属イオンと錯形成した.錯体の赤外吸収スペクトル測定は,銅イオンとウレタン結合との錯形成を示した.錯形成は,熱的性質に強く影響した. HPC-TPはセルロースとは異なり,銅イオンと容易に錯形成した.これはチオウレタン結合が銅イオンと相互作用するためである.HPC-NPは3ヶ月間の生分解試験で重量がわずかに減少した(重量減少率7.5%).
グローバル化時代の国内統治構造

グローバル化時代における「民主主義の赤字」の問題に対処すべく、国内の統治構造のあるべき姿の一端を解明した。具体的には、国際的規範の自動執行性ないしは直接適用可能性といった問題が、国内憲法の観点から多次元の法規範の受容可能性を問う、優れて憲法的な問題を扱う事象であることを解明した。また、国内の行政手続が、国際的にトップダウン型の民主的法形成が困難な時代において、法規範の民主的正統性を担保する手段として機能しうる可能性についても検討を深められた。まず、研究計画書においても、研究方針の確定と研究内容の深化を図るため、当該研究において比較対象国である独米の先駆的研究者との意見交換を予定していた。この計画にそって、2012年11月には、カリフォルニア大学バークレー校法学部教授のJohn Yoo氏、2013年2月には、ベルリン・フンボルト大学法学部教授のChristophMoellers氏を訪ねて、意見交換を行った。両教授との意見交換では、私の研究方針や方向性といったものが、独米での議論の関心と一致する妥当なものであるということが確認できた。それに加えて、両教授との意見の相違からは、逆の意味で我が国において当該研究を行う独自の意義を見いだすこともできた。以上の意見交換の際には、バークレー校及びフンボルト大学における資料収集の他、スタンフォード大学やマックス・プランク国際公法・外国公法研究所(ハイデルベルク)という、世界的研究拠点における貴重資料の収集も行うことができた。以上のような活動に加え、独米の公法学・国際法学に関係する文献の収集にもつとめ、その成果の一部は、2012年12月8日に関西大学にて行われた、関西憲法判例研究会の定例研究会において「憲法問題としての条約の自動執行性・序説」と題する発表に結実した。グローバル化に伴う、「民主主義の赤字」の問題に対処すべく、国内の統治構造のあり方を問い直すのが本研究の最終的な目標である。とりわけ、本年度においては、1国内裁判所の機能分析を深化させるとともに、2国内の行政機関や行政手続が果たすべき役割の解明に取り組むことが目標とされていた。まず、1国内裁判所の機能分析の面については、昨年度の研究成果をベースとしながら、補充的な資料収集を国内外で行い、アメリカにおける議論とその日本への影響について論文にまとめることができた。(「憲法問題としての自動執行性」として、帝京法学29巻1号343頁以下に掲載。)さらに、ドイツ(語圏)における議論についても資料収集を、ドイツ・オーストリアにおいて行い、特に、ドイツにおいては、マックス・プランク国際公法・比較公法研究所所長のvon Bogdandy教授との意見交換も行った。その成果として、ドイツ語圏における議論の基礎的な点についてのまとめは、前掲の帝京法学掲載論文にも反映させた。次に、2国内の行政機関や行政手続を巡る点については、従来の国内議会の役割に関する研究の成果をまとめるにあたってそれにも言及し、山田哲史「グローバル化時代の議会民主政(二)(五)・完」法学論叢173巻3号101頁以下・173巻4号103頁以下・174巻1号81頁以下・174巻2号102頁以下や、山田哲史「国際的規範と民主政ーアメリカ合衆国における議論を手がかりにしてー」帝京法学29巻1号223頁以下に反映させた。さらに、この研究の発展として、グローバル行政法論の研究も深化させ、その世界的研究拠点であるニューヨーク大学における資料収集を行った。また、これらの成果は、国立台湾大学で開催された比較憲法ワークショップでの報告にも反映させた。まず、実績欄にも示したように、外国研究者との意見交換を通じて、研究計画を確定するとともに、研究の方向性の妥当性を確認した。それを踏まえて、2012年度は、グローバル化の時代において、民主的正統性を確保すべく、国内裁判所が果たすべき役割に特に焦点を当てて、研究を進めてきた。具体的には、アメリカにおける条約等の自動執行性と権力分立との関係性をめぐる議論について、基本的事項を把握を超えて、詳細な議論状況を把握・検討した。その成果は、実績欄に記載の研究会での報告として表れており、研究会では報告ないようにつき、一定の評価を受けられたと自負している。また、このようなアメリカの議論に関する研究成果は、論文という形でより広く公表する準備段階に入っている。この他、アメリカに加えて、ドイツにおける議論の基本的枠組みについても検討を進めている。以上の通り、本研究課題の研究目的は概ね順調に進展しているということがきると思料する。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究方針や研究の方向性についてその妥当性を確認することができたので、原則的に研究計画に沿った形で従来通りの方法で研究を進めていく予定である。より具体的に述べると、独米の文献の緻密な読解と検討・考察をこれまで通り継続するとともに、2013年度も独米に直接外国研究者を訪ねて、直接の対話でなければ得られない見解の深化と、それと並行する外国の貴重文献の収集活動も行いたいと考えている。

内容面では、2012年度の研究成果を早めに論文にまとめて公表し、グローバル化の時代における国内行政機関の役割についての検討に研究の軸足を移すようにしようと考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。
脂肪酸結合蛋白質による前帯状皮質GABAシステムの制御機構の解明

神経細胞の恒常性異常や破綻により、高次脳機能障害が招来される。近年、脳内の脂質代謝異常が、精神疾患に関与することが示されているが、その分子機構は不明である。本研究の目的は、細胞内脂肪酸輸送体の脂肪酸結合蛋白質(FABP)によって制御される神経細胞の脂質恒常性維持が、高次脳機能にどのような意義を持つのか検証することである。申請者は、FABP3が前帯状皮質(好奇心などの新奇探索行動を調節する)の抑制性介在ニューロンに特に高発現していることを初めて明らかにしている。さらに、FABP3は、GABA合成酵素であるGAD67のmRNAの発現を、エピゲノム調節機構を介して負に制御していることを明らかにしている。前帯状皮質のGABAシステムが、FABP3によっていかに制御されているのか、前帯状皮質抑制性介在ニューロンのGABAシステム変化が、いかに高次脳機能に関与するのか、FABP3遺伝子欠損(KO)マウスの解析を中心に検証した。1)FABP3の前帯状皮質における詳細なマッピングの結果、FABP3は錐体ニューロンや、PV以外の抑制性介在ニューロンのマーカーとはほとんど共局在していなかった。2)FABP3KOマウス前帯状皮質では、定常状態及び脱分極刺激後のグルタミン酸細胞外遊離量が低下していた。この結果は、GABA放出増加に端を発した、グルタミン酸神経終末のGABAB受容体の過剰な活性化によるグルタミン酸分泌顆粒の開口放出の減少を反映していると考えられる。本年度の研究では、前帯状皮質の抑制性介在ニューロンに強く発現しているFABP3の有無が、GABA合成酵素のGAD67の発現を制御することを明らかにした。1.野生型マウスとFABP3遺伝子欠損(KO)マウスの前帯状皮質のパンチアウトサンプルを用いて、バイサルファイトシークエンス法により検証を行った。その結果、FABP3KOマウス前帯状皮質では、GAD67遺伝子のプロモーター領域における低メチル化が観察された。2.FABP3KOマウスにおける低メチル化状態を野生型マウスレベルまで改善する目的で、メチル基供与体のメチオニンを投与した。その結果、FABP3KOマウスで認められた認知・情動行動異常が改善した。当初の予定通り、FABP3がGAD67遺伝子の発現を調節する機構を明らかにできた。上述の研究成果は現在論文投稿準備中であり、おおむね順調に進展しているものと判断する。これまでに我々は、前帯状皮質の抑制性介在ニューロンに強く発現しているFABP3の有無が、GABA合成酵素のGAD67の発現を制御することを明らかにしている。本年度の研究では、FABP3KOマウスの前帯状皮質では、定常状態及び脱分極刺激後のグルタミン酸細胞外遊離量が低下していていることを、マイクロダイアリシスを用いた解析から明らかにした。GABA放出増加に端を発した、グルタミン酸神経終末のGABA受容体の過剰な活性化によるグルタミン酸分泌顆粒の開口放出の減少を反映していると考えられる。上述の研究成果は現在論文投稿中であり、おおむね順調に進展しているものと判断する。

この結果は、GABA放出増加に端を発した、グルタミン酸神経終末のGABAB受容体の過剰な活性化によるグルタミン酸分泌顆粒の開口放出の減少を反映していると考えられる。計画書通りに鋭意研究を推進する。特にマイクロダイアリシスを用いた解析が不十分である。GABAとグルタミン酸の同時測定を行い、前帯状皮質の興奮/抑制バランスの評価を行う予定である。特にセルソーターを用いた解析が不十分である。GAD67陽性細胞を単離し、網羅的なエピゲノム解析を行う予定である。本年度の研究では、マイクロダイアリシスを用いた解析に着手していないため、未使用額が生じた。本年度の研究では、セルソーターを用いた解析に着手していないため、未使用額が生じた。次年度は、遺伝子導入実験に関連する細胞培養実験試薬等に平成26年度の未使用額を合算し、研究費を執行する予定である。
アジア諸国における教育効果の向上に資する「学校を基盤とする経営」に関する比較研究

本研究で分析した東南アジア諸国におけるSBMの特徴と教育成果、そして問題点から、より効果的なSBMに向けた課題として次の3点があげられる。第一に、学校の管理と運営能力の基盤、特に、都市から離れた農村や財政能力の弱い地域の学校の運営能力を強化すること、第二に、教員、とりわけ、校長に対するSBM研修などの実施、第三に、学校と地域の連携を促進することの意義や具体的手段を理解してもらうための地域住民への継続的なアプローチ、これら3点が喫緊の課題であろう。平成22年度は、学校への権限委譲と教育効果の関係性を文献資料により明らかにすることを目的とした。学校を単位とした教育効果を留年率や中途退学率の減少、就学者数の増加とした場合、一般に、教育効果は、教員の資質やその他の学校環境(校舎や教材の充実)、生徒の家庭環境との関連が強いと言われる。教員の学歴の高さや教職歴、研修経験等が教員の資質を高め、教員の自律的な活動への制限を緩和することによって、学校での教授学習活動が活発になり、その結果、教育効果が向上する。十分に整備された校舎や図書室の設置、教材の充足率等を高めることも教育効果の向上にプラスの影響を及ぼす。教材の内容や使用方法についても、教員の創意工夫をある程度緩めることと、教育効果の向上との関係も指摘されている。学校への権限委譲の実情を国ごと、地域ごとに確認すると、委譲されている権限の内容や程度はさまざまに異なる。学校での教授学習活動に関する権限を地方の出先機関へ委譲し、その出先機関が学校を管理運営する場合もあれば、学校に設置された委員会等の組織が意思決定権の多くを握っている場合もある。本研究が焦点をあてる東南アジア、とりわけ、カンボジアとラオス、タイでは、権限の多くは地方の出先機関へ委譲され、学校に設置された委員会は学校と地域住民をつなぐ役割を期待されている。一方、これら3カ国の委員会もその具体的な役割は大きく異なる。カンボジアの委員会は、学校での教授学習活動へ幅広く介入する権限を与えられている。政府から支給される学校の管理運営についても、委員会の承認がなければ使用することができない。学校への権限委譲と教育効果の向上とのプラスの関係、そして、学校へ権限を委譲する具体的な制度設計にもかかわらず、実際の教育効果を立証する研究は極めて少ない。平成23年度は、学校への権限委譲を教育効果へむすびつける具体的な方策を検討する。タイとカンボジアでの現地調査を実施し、SBMがどのような成果をあげているのか、それらは、これら2カ国がSBMを導入した背景への解決策となっているのかを分析した。タイとカンボジアのSBMはいくつかの課題を抱える一方、他方では、学習成果の改善という結果も出している。地域間や貧困層と富裕層の教育格差という課題に対しては、SBMはその解決策となっていないどころか、地方や学校へ権限を移譲することによって、地盤の固さや行政能力の高低によって格差が拡大する傾向にある。その要因として、行財政の力量に応じた権限の移譲や能力向上を目的とした職能研修等、権限の移譲に伴ってなされるべき支援がなされていないことがあげられる。教育の質について、学習成果の改善を主張している先行研究はあるものの、SBM導入との因果関係は明らかではない。一方、学校と地域の協同の雰囲気や組織文化が児童の学習成果の改善へつながるとの推測は可能であり、学校と地域の連携や学校の組織文化の活性化を促す施策が求められる。次に委員会制度であるが、その機能を十分に果たしているとは言い難い。タイとカンボジアに限らず、委員会制度はよく採られる制度である。しかし、責任の所在が曖昧であったり、従来の委員会と混同されたりするケースが少なくない。その要因の1つは、これらの委員会は学校と地域の連携促進を目的として、また、学校への権限移譲の受け皿として、法令や政府の指示によって作られた組織であるからであろう。学校での教育活動を指導および監督するなど、自治的組織として自主的な活動を展開することを使命としながらも、設置を先導したのは政府であり、法令であった。委員会構成メンバーの地域住民と学校をつなぐ役割を期待されるのは教員であり、住民は教員から必要な情報を提供される必要がある。しかし、住民は自らの役割を十分に理解しておらず、必要な情報も持っていない。平成24(2012)年度は以下の内容を実施した。[1]学校の自律性と教育効果の論理の明示: SBMを導入する背景や動機は国や地域に応じてさまざまであるが、大きく、政治的動機と教育的動機に分けられる。また、アジア諸国に限らず、SBMはさまざまな国や地域で導入されている。ここでは、国内外の各種資料を確認し、学校のもつ権限の内容及び強弱に応じて分類を行った。

その結果、本研究の対象となるアジア諸国、例えば、タイとカンボジア、インドネシアはいずれも、「ある程度強い」に分類され、各校に設置された委員会が学校での教育活動をめぐる意思決定を行っていることが分かった。[2]学校のもつ権限とその法的根拠の整理: [1]の分析結果を踏まえて、タイとカンボジア、インドネシアの3国それぞれの学校のもつ権限とその法的根拠を整理した。タイとインドネシアはアジア通貨危機以降の教育状況の低迷を受けて、SBMの導入に向けたさまざまな施策が実施され、法整備も進んだ。一方、カンボジアは国際援助主導のSBM導入となり、法的根拠のないまま学校へさまざまな権限が移譲されている。しかし、いずれの国も1990年代半ばから後半以降、教育法や教育省規則などが改正、施行され、SBMは未だ整備途上と言える。[3]学校の自律性と教育効果のつながりを実証:アジア諸国でSBMが本格的に開始されてからわずか10年余りであり、タイとカンボジア、インドネシアの事例で見たように、SBMをめぐるさまざまな施策もいまだ定着したとは言えない。そのため、SBMの教育効果を明らかにした先行研究は少ない。ここでは、タイとカンボジア、インドネシアを中心に、SBMがどのような効果をあげているのか、それらは、3国がSBMを導入した背景への解決策となっているのかを分析していく(平成25(2013)年度へ継続)。25年度が最終年度であるため、記入しない。学校のもつ権限の内容及び強弱に応じて分類を行い、主な研究対象国をタイとカンボジア、インドネシアとした。これはこれら3国の教育的背景やSBMの内容の異同などによる。平成25(2013)年度は本研究課題の最終年度である。本研究の目的を達成するため、平成25年度は以下のことを計画している。[3]学校の自律性と教育効果のつながりを実証平成24年度に実施した「学校のもつ権限とその法的根拠の整理」にもとづき、東南アジア諸国でのフィールドワークを実施する。フィールドワークはタイとカンボジア、インドネシアを予定しているが、状況に応じてこれら以外も候補とする。国ごとに整理した学校へ移譲された権限の内容及びその法的根拠を現地で確認すると共に、移譲された権限がどの程度学校現場へ浸透しているのかを、教職員と地方の教育行政官に対して調査する。平成24年度の研究で明らかになったことは、タイとインドネシアにおいては法的根拠のもとSBMが導入されてきた一方、カンボジアでは法律の制定が後回しになっていることである。フィールドワークでは、法的根拠の有無やその内容が実際の学校現場へのSBMの浸透にどのように影響しているのかを探索する。また、行政と学校現場をつなぐ役割を果たすことを期待されている地方の教育行政官、そして教職員が学校へ移譲された権限をどのように理解しているのか、どのように活用しているのかを分析する。これらの分析と考察結果を踏まえて、SBMはそれぞれの国が抱える教育課題の解決に資する手段となり得ているのか、または、なり得る可能性をもっているのかを検討し、より効果的なSBMの実現に向けた課題と方策を検討する。
皮膚免疫と腸管免疫における細胞接着分子EpCAMの機能解析

皮膚及び腸管上皮は人体にとって極めて重要な防御バリアであり、外来異物を排除する機構は共通する部分が多い。皮膚の表皮に常在するランゲルハンス細胞は樹状細胞の一つであり、免疫応答に重要な役割を持つ。しかしながらランゲルハンス細胞の遊走の分子メカニズムや、腸管上皮細胞による免疫反応については不明な部分も多い。細胞接着分子の一つであるepithelialcell adhesion molecule (EpCAM)は、ランゲルハンス細胞、腸管上皮細胞共に高発現し、皮膚及び腸管免疫に重要であると考えられるが、免疫反応の機序については不明な部分も多い。本研究はEpCAMコンディショナルノックアウトマウスを用いて、EpCAMが皮膚免疫と腸管免疫を関連する重要な細胞接着分子であるかどうかを解析し、皮膚疾患や腸疾患の治療への応用について検討している。まず皮膚免疫におけるEpCAMの関与について、イミキモド誘発乾癬様皮膚炎モデルを用いて調べた。イミキモドクリームをマウスの耳または背部皮膚に6日間連日塗布して皮膚の厚さ、皮膚炎の状態を経時的に評価した。Day1,2,7に耳と背部皮膚、リンパ節を採取して、病理組織学的解析(H&E,免疫染色)、RNAの産生を評価した。結果、EpCAMノックアウトマウスとWTマウスにイミキモドクリームを外用すると、EpCAMノックアウトマウスの方が有意に乾癬様皮膚炎と耳の厚さが減弱し、病理組織では炎症細胞浸潤が少なかった。また、PCRにてTNF-α, IL-1β, IL-6, IL-17A, IL-23p19の産生は、EpCAMノックアウトマウスの方が減少していた。以上より、EpCAMは乾癬様皮膚炎の発症の機序に関与することが推察できる。マウスの成長度合いにより実験のスピードに変化はあるが、ほぼ順調に結果がでている。今後はイミキモド誘発乾癬様皮膚炎モデルを用いて、EpCAM分子がどのような機序で皮膚炎に関与しているかを詳細に調べる予定である。具体的には、皮膚に浸潤している細胞の種類を免疫染色で調べたり、FACSで浸潤の割合を調べたりする。さらにはヒトの血清検体を用いて、EpCAMの発現を調べる。乾癬とEpCAMの関連性を具体的に示すことが今後の目標である。イミキモド皮膚炎に使用するイミキモドクリームの購入に使用する。
糖結合性蛋白質(動物レクチン)が認識する、精密な糖鎖構造の解析

我々は、より微量でしかも簡単に糖鎖構造の推定ができる新しい方法を開発しつつあるが、大筋は以下のようである。まず糖ペプチドからグリコペプチダ-ゼ(ア-モンド由来)という酵素を用いて糖鎖をそのペプチドとの結合部位からそっくり切り離す。オリゴ糖には紫外吸収もなく検出が難しいのでその遷元末端を2ーアミノピリジンで蛍光ラベルする。このオリゴ糖のピリジルアミノ誘導体の分離と同定に2次元糖鎖マップ法という方法を用いる。2次元糖鎖マップとは、天然糖タンパク質から精製した百数十個のオリゴ糖のピリジアミノ酸導体を、それぞれ2種類の分離の原理の異なるHPLCカラム(ODSーシリカトアミドーシリカ)に注入し、各糖鎖の溶出時間をグルコ-ス単位に換算して2次元のマップに作り上げたものである。この2種類のカラムの組み合わせによって多種多様なオリゴ糖を効果的に分離できるばかりでなく、未知試料の座標を標準オリゴ糖のそれとマップ上で比べることにより比較的簡単にそして微量で、その大まかな構造の推定ができるというのが2次元糖鎖マップである。申請者はこの方法によって得た、精密構造の明かな糖鎖を使い分け、主として免疫担当細胞上の動物レクチンの糖鎖に対する特異性を詳細に解析し、そのレクチンが微細な糖構造の差を識所することの生理的意義を考えることを研究の目的とした。標的糖鎖構造を認識してそれと結合する、免疫担当細胞の糖結合レセプタ-(動物レクチン)の材料としてニワトリ血清免疫グロブリン及びラット腹腔のマクロファ-ジを選び、その精製を試みた。しかしガラクト-ス、フコ-ス、マンノ-スなどを含有するオリゴ糖との結合力を指標として、数種類のレクチンを精製することは意外に困難でまだ見るべき結果を得ていない。
植物糖転移酵素を利用した機能性化合物の糖鎖構築と消化管吸収性の改善

高等植物の第二次代謝に関する糖転移酵素遺伝子を有効に活用することによって天然機能性化合物の配糖体糖鎖を構築し、消化管吸収性と機能性の改善に結びつけることを目的として実施した。各種植物から二次代謝糖転移酵素をコードするcDNAを単離し、組換え酵素を用いてその触媒機能を解析した。その結果、アポカロテノイド、プレニルフラノクマリン、イリドイドなどに対する新規糖転移酵素の同定に成功し、それらの有用化合物の代謝工学的手法による生産の土台を提供することが出来た。また、糖転移酵素を用いて生産した各種ケルセチン配糖体の消化管吸収と抗炎症作用を比較することにより、配糖体糖鎖の構造と消化管吸収性との関係について有用な知見を得た。本年度は、各種の植物から配糖体の酵素合成に使用可能な糖転移酵素cDNAをできるだけ多数単離し、その機能を組換え酵素を用いて解析することを目的として研究を実施した。主要な成果は以下のとおりである。(1)クチナシ、スイカズラ、ニチニチソウ、ハマボウフウの植物体(主として葉)および培養細胞からcDNAライブラリーを構築した。これらのライブラリーを鋳型として、糖転移酵素遺伝子に保存された配列をもとにホモロジークローニングを行い、糖転移酵素遺伝子候補cDNAの多数の断片を得た。(2)ニチニチソウのESTデータベースを検索し、糖転移酵素に相同性を示す8つのEST配列を発見し、これらがニチニチソウの葉で発現していることを確認した。(3)これらの断片について分子系統学的な解析を行い、糖転移酵素のグループAおよびLに属するものを選び出し、RACE方により全長cDNAクローンの単離を試みた。現在までにクチナシから2つ、スイカズラから1つ、ニチニチソウから2つ、ハマボウフウから3つの全長cDNAクローンを得た。(4)これらのクローンについて、大腸菌発現用ベクターにサブクローニングし、組換えタンパク質を得られることを確認した。また、一部については、種々の基質を用いてその機能を検索した。これらの研究成果は、平成23年度において、これまでに得た各種酵素を用いて種々の配糖体の効率的な新規合成法を開発して行くための基礎となるものである。昨年度に引き続き種々の遺伝資源植物から特に糖鎖伸長酵素に重点を置いてクローニングを実施し、その触媒機能を解析した。また、酵素合成法によって生産したquercetinの2糖配糖体を用いて、その消化管吸収特性の検討に着手した。(1)クチナシからアポカロテノイド配糖体の糖鎖伸長反応を触媒する糖転移酵素UGT94E5の単離に初めて成功し、その機能を詳細に解析した。本酵素と昨年度の研究によって単離していたUGT75L6を組み合わせて用いることにより、アポカロテノイドアグリコンからクチナシおよびサフランの黄色色素で有用性の高いcrocinを大量に得ることが可能になった(FEBS Letters 586 : 1055-1061)。(2)ハマボウフウから、プレニルクマリンとしてユニークな構造を持つoestol配糖体の糖鎖伸長酵素の単離に成功した。Oestolには種々の生理活性が知られており、その配糖体生産が可能になることにより、消化管吸収性の比較検討の基盤が形成された。(3)すでに報告しているonepot-two enzyme system(FEBS Letters 581 : 2562-2566)を用いることにより、quercetin7, 4'-diglucosideの大量生産システムを確立した。この方法を用いて生産したquercetin7, 4'-diglucosideの消化管吸収についてラットを用いた検討を開始した。(1)シロイヌナズナおよびニチニチソウから平成23年度までの研究で単離した糖転移酵素とシロイヌナズナのショ糖合成酵素を組み合わせたone pot-two enzymesystemを用いることによりquercetinの種々の水酸基に糖を付加した各種の配糖体を効率的に合成することを示した。このシステムを用いることにより、糖転移酵素単独での反応では得られなかった配糖体も生成することが明らかになり、このシステムが配糖体の酵素生産を図る上で極めて有用であることが明らかになった。(2)各種の糖鎖を有するquercetin配糖体をratに経口投与し、その血中濃度変化をモニターするとともにbioavailabilityを評価することにより糖鎖構造と消化管吸収性の関係を検討した。(3)Quercetin配糖体は消化管内のlactose-phlorizin beta-hydroxylaseとalpha-amylaseによって加水分解されてから、アグリコンとして受動拡散機構を介して吸収されることが明らかになった。Qyecetinの配糖化による消化管吸収の増大のためには、この2つの酵素による加水分解を受けることの出来る糖鎖の構築が必要である。

(4)Quercetinのbioavailabilityは、配糖化することにより最大で約17倍に増加した。本年度の目標とした、(1)糖鎖伸長酵素の単離、(2)有用配糖体の酵素合成、(3)糖鎖を構築した機能性化合物の消化管吸収特性の検討開始、の3点をいずれも達成することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果によって得られた配糖化酵素、糖鎖伸長酵素を用いて種々の機能性化合物の糖鎖を構築し、その消化管吸収特性を解析することによって、糖鎖構造と消化管吸収特性の関係を解明するという当初の目標を達成する。
中心体の微小管形成能に関する研究

動物細胞の有糸分裂における微小管の役割の中で分裂中心としての中心体を取上げ以下の研究成果を得た。1)ウニ卵細胞の分裂装置から中心体を分離し、精製ブタ脳チューブリンを添加して、in vitroでの星状体形成システムを確立した。この系を用いて、星状体形成に及ぼすGDP,GTP,及びGTP非水解アナログのGTP-γS、GMP-PNPの効果を調べた。その結果、GTP,GTP-γS,GMP-PNPは星状体形成を促進するが、GDPは阻害することが明らかになった。2)51-kDa Gタンパク質の機能調節に関わるタンパク質を検出するために51-kDaタンパク質モノクローン抗体カラムを作成し、これに51-kDaタンパク質を結合させ、さらに51-kDaタンパク質と結合する蛋白性因子を捕まえる計画を立てた。その結果、幾つかのタンパク質が検出された中で、45K/30K複合体は、51-kDaタンパク質のGTPに対する親和性を高める作用があることが証明された。3)紡錘体微小管には極性があり、中心体に結合する末端が(-)端であることが知られている。そこで、微小管の(-)端にGタンパク質が結合することを予想してGタンパク質を反応させ、ついで、抗Gタンパク質抗体による染色をしたところ、微小管の全表面が蛍光染色されることが明らかになった。また、精製チューブリンヘテロ二量体とともに精子軸糸タブレット微小管とGタンパク質を反応させ、zerolengthの架橋剤(EDAC)で架橋反応させた後、SDS-PAGEで分析したところ、α-チューブリンが選択的にGタンパク質と結合することが明らかになった。4)中心体モデルシステムの確立:51-kDaタンパク質以外の成分を同定し、その分子機能を明らかにするためには、モデルシステムの開発が必須である。そのために、ラテックスビーズを用い、その表面をGタンパク質分画でコートし、チューブリン添加による星状体形成を行わせる条件を設定し、モデル系を確立した。動物細胞の中心体は分裂中心として機能することが知られている。最近、中心体はMPFsの活性化に関与し、活性化されたMPFが中心体の微小管形成能を著しく高めることが明らかにされている。中心体の構成成分は少なくともウニ卵では一種のG蛋白質で、チューブリンの重合核となる構造を形成する。分子量5万1千のこのG蛋白質に対する特異抗体は、中心体の微小管形成能を殆ど完全に抑制するので、中心子外周物質として分裂装置(紡錘体と星状体)の形成に関わる。平成6年度は、この51-kDa G蛋白質の分子機能に及ぼすGTPアナログやGDPの効果を明らかにし、このG蛋白質の機能調節に関わる因子の検索を行った。その結果、GTP非水解アナログとしてのGTP-γSや、GMP-PNPは単離中心体、又はその断片からの微小管形成をGTPと同じか、またはそれ以上に保持するが、GDPは、中心体の微小管形成能を著しく阻害することが明らかになった。つまり、GTP結合型⇔GDP結合型の相互変換によって、中心体外周物質の機能が調節を受けるという以前から提出されていた仮説が支持される結果となっている。事実、今年度の研究成果として、ウニ卵から30kDa/45kDa複合体が単離され、この蛋白因子によって51-kDa蛋白質のGTP結合性が調節を受け、中心体からの微小管の形成が制御されることが証明されたので、有糸分裂におけるこのG蛋白質の重要性が更に強まった。

動物細胞の中心体は,有糸分裂中心としての役割が良く知れれている。このオルガネラは,ウニ卵では中心子(別名中心粒、中心小体など)の周りに直径90ナノメートルの微小管形成顆粒(MTOG)が取り囲む構造体で、そのMTOGには、分子量が51,000のGタンパク質(51-kDa蛋白質)が含まれることがわっている。この中心体の微小管形成能に関する今年度の研究成果として以下の知見が得られた。(1)精子頭中片部を用いた無細胞系での中心体構築に抗51-kDa蛋白質抗体は阻害作用を示す。(2)架橋剤を用いてこの51-kDa蛋白質をチューブリンの相互作用を調べたところ、このG蛋白質はα-チューブリンと選択的に結合することが明らかになった。従って、微小管のマイナス単にMTOGが存在して微小管の形成中心となるとする我々の仮設を支持する結果となった。(3)このG蛋白質と微小管を反応させて、抗G蛋白質抗体で間接蛍光染色とすると、微小管全体が染まることが明らかになった。従って、微小管内のα-チューブリンはG蛋白質との結合領域、恐らくそのC末単を環壁に沿って突出させていることが予想される。現在のところ、中心体の微小管形成中心に関わる蛋白質として可能性の高いのは、このG蛋白質とともに、γ-チューブリンが知られている。今後これらの蛋白質間の相互作用が重要な研究課題となろう。上記(1)(2)の研究成果はさらに補強データを加えた上で、平成8年度中に公表予定である。なお、予備的にポリスチレンビーズをこのG蛋白質でコートして精製チューブリン2量体を添加したところ、星状体様構造がみられ、電子顕微鏡観察からもビーズが微小管形成中心になりうることがわかっている。これは今年度の研究課題として詳細な解析を進める予定である。この研究課題の最終年度を迎え、以下の研究成果が得られた。1)微小管には極性があり、有糸分裂紡錘体を構成する微小管に特徴的な極性が知られている。紡錘体両端に存在する中心体に結合する微小管の末端が(-)端であり、キネトコアに結合する部位が(+)端であることが知られている。そこで、微小管の(-)端にGタンパク質が結合することが予想された。そこで、まずGタンパク質を微小管と反応させ、ついで、抗Gタンパク質抗体による染色をして蛍光顕微鏡観察を行ったところ、たところ、微小管の全表面が蛍光染色されることが明らかになった。一方、精製チューブリンヘテロ二量体とともに精子軸糸ダブレット微小管とGタンパク質を反応させ、zero-lengthの架橋剤(EDAC)で架橋反応させた後、SDS-PAGEで分析したところ、α-チューブリンが選択的にGタンパク質と結合することが明らかになった。そこで、α-チューブリンは微小管の壁に沿ってそのC末端を外側に突出させている可能性が考えられた。2)中心体モデル系の確立:51-kDaGタンパク質以外の成分を同定し、その分子機能を明らかにするためには、モデルシステムの開発が必須である。それによって、Gタンパク質と共同して微小管形成(チューブリン重合)の核形成に必要な蛋白成分の分析が可能となる。そのために、ラテックスビーズを用い、その表面をGタンパク質分画で被覆し、チューブリン添加による星状体形成を行わせる条件を設定し、モデル系を確立した。現在、そのモデルシステムを用いて、チューブリン重合に必須なタンパク質成分の分析を行っている。
好熱菌由来セルラーゼによる難分解バイオマス糖化機構の解明

本研究期間で得られた成果は以下の通りである。1本セルラーゼの遺伝子上の特徴昨年度、本酵素のクローニングを試みた。シークエンシングの目的で精製酵素の再取得を試みたが、本酵素生産単離株」Bacillus sp. ET62株に変異が生じ、目的酵素の生産能を失った。凍結保存株、凍結乾燥株(寄託機関での保存も含め)からの復元を再三にわたり試みたが、目的酵素を生成させることはできなかった。2新たな黒餡粕由来セルロース分解微生物の探索当初、計画していた目的酵素の生産能が失われたことから、黒餡粕由来セルロース分解能を有する好熱性微生物の探索を再度行った。149箇所の土壌試料から黒館粕を唯一の炭素源、窒素源として生育可能な微生物23株を単離した。培養対数期に抗生物質Ampicillinを添加し、休止菌体とし、これを用いて黒餡粕の加水分解活性を測定することにより単離株の能力評価を行った。能力評価は反応により生成する還元糖をDNS法およびSomogy-Nelson法により測定することによって行った。その結果、最も高い加水分解活性を有し、且つ、保存安定性に優れるBacillus sp. AT18株を選んだ。本酵素は、還元糖を生成するものの、グルコースは生成せず、キシロビオース以上のオリゴキシロースを生成した。このことから、本酵素はセルラーゼではなくキシラナーゼであることがわかった。本酵素は、誘導酵素であり、酵素生産には、培地中での黒餡粕成分の存在が必須であった。未精製段階での本酵素の最適pHは67、最適反応温度は50°C、耐熱性を有することがわかった。3難分解バイオマスの構造的特徴当初得られたセルラーゼは、カルボキシメチルセルロース加水分解活性が低く、黒餡粕とぺーパースラッジに対し高い加水分解活性を示した。一方、本年度、黒餡粕を唯一の栄養源として取得されたAT18株由来の酵素は、キシラナーゼであった。このことから、黒餡粕やぺーパースラッジ由来の難分解性繊維分は、セルロース構造のみならず、ヘミセルロースが構造の安定化に重要な役割を担っていることが示唆された。1)本セルラーゼの遺伝子上の特徴酵素のクローニングを行った。2)本セルラーゼの酵素タンパク質としての構造的特徴硫安塩析、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーによる精製により、本酵素は、3つの異なる分子量を有するセルラーゼであることがわかった。このうち、最も小さい分子量は18kDa、中間の分子量の酵素は61kDa,最も大きい分子量を有する酵素は96kDaであることがわかった。さらにSDS-PAGEにより、中間の分子量を有する酵素は、最も小さい分子量の酵素の3量体、最も大きい分子量の酵素は、最も小さい分子量の酵素の5量体であるものと推定された。しかし、最も大きい分子量の酵素は、5量体構造以外の糖鎖構造を付加していることが推定された。いずれの分子量のセルラーゼとも、最適反応温度は50°C、最適反応pHは8.0であった。また、

これらの酵素は、Tricorderma reeseiやTricorderma viride由来の市販のセルラーゼが50°C、30分間の加熱で、酵素活性が完全に失われるのに対し、本酵素(いずれの分子量の酵素とも)は80%の酵素活性を維持することが可能な耐熱性酵素であることがわかった。3)被分解バイオマスの構造的特徴本酵素は、一般にセルラーゼ活性測定に用いられる基質であるカルボキシメチルセルロースを分解することができないことがわかった。これに対し、黒餡由来のセルロースに対しては高い加水分解活性を有することがわかった。さらに、本酵素は、ペーパースラッジ由来のセルロースに対しても、黒餡粕由来セルロースに比べ活性は劣るものの、加水分解活性を有することがわかった。本研究期間で得られた成果は以下の通りである。1本セルラーゼの遺伝子上の特徴昨年度、本酵素のクローニングを試みた。シークエンシングの目的で精製酵素の再取得を試みたが、本酵素生産単離株Bacillus sp.ET62株に変異が生じ、目的酵素の生産能を失った。凍結保存株、凍結乾燥株(寄託機関での保存も含め)からの復元を再三にわたり試みたが、目的酵素を生成させることはできなかった。2新たな黒餡粕由来セルロース分解微生物の探索当初、計画していた目的酵素の生産能が失われたことから、黒餡粕由来セルロース分解能を有する好熱性微生物の探索を再度行った。149箇所の土壌試料から黒餡粕を唯一の炭素源、窒素源として生育可能な微生物23株を単離した。培養対数期に抗生物質Ampicillinを添加し、休止菌体とし、これを用いて黒餡粕の加水分解活性を測定することにより単離株の能力評価を行った。能力評価は反応により生成する還元糖をDNS法およびSomogy-Nelson法により測定することによって行った。その結果、最も高い加水分解活性を有し、且つ、保存安定性に優れるBacillus sp.AT18株を選んだ。本酵素は還元糖を生成するものの、グルコースは生成せず、キシロビオース以上のオリゴキシロースを生成した。このことから、本酵素はセルラーゼではなくキシラナーゼであることがわかった。本酵素は、誘導酵素であり、酵素生産には、培地中での黒餡粕成分の存在が必須であった。未精製段階での本酵素の最適pHは67、最適反応温度は50°C、耐熱性を有することがわかった。3難分解バイオマスの構造的特徴当初得られたセルラーゼは、カルボキシメチルセルロース加水分解活性が低く、黒餡粕とペーパースラッジに対し高い加水分解活性を示した。一方、本年度、黒餡粕を唯一の栄養源として取得されたAT18株由来の酵素は、キシラナーゼであった。このことから、黒餡粕やペーパースラッジ由来の難分解性繊維分は、セルロース構造のみならず、ヘミセルロースが構造の安定化に重要な役割を担っていることが示唆された。
社会性昆虫における利他遺伝子の獲得と社会性制御

トゲオオハリアリの行動と産卵能力の分子生物学的解析をさらに詳細なレベルにまで発展させた点が本年度の主な進展である.繁殖個体の腹部および卵巣でインスリン経路の遺伝子群の発現が高い傾向をリアルタイム定量PCRおよびin situ hybridization法によって見いだし,卵巣における代謝・繁殖制御にインスリン経路が関与していることを示した。これらのデータを統合した論文が現在投稿準備中である.行動の分子基盤を調べるため、神経調節物質であるオクトパミンの受容体遺伝子について脳における発現レベルのカースト間比較を行ってきた.この結果、女王運命個体の食道下神経節と、触角葉を含む脳領域で発現が上昇していることが明らかになり、嗅覚情報の処理能力の向上が女王で起こっていると考えられた.こうした変化はゲマフェロモン等の臭い刺激に基づく順位行動の発現にかかわる関わる可能性がある.神経調節物質の測定系の構築を現在行っており,測定データがそろい次第,受容体のデータとあわせて論文化予定である.ディファレンシャル・ディスプレイ法を用いて、脳および頭部でカースト特異的に発現する遺伝子のスクリーニングを行い、女王運命個体の上皮組織特異的に発現する遺伝子(H11-2)等を同定した。H11-2遺伝子は既知配列との相同性から、親油性物質の運搬を行うレチノアルデヒド結合タンパクのファミリーに属すことがわかり、特に女王の胸部,脚での発現レベルが高い事を確認したことから,H11-2遺伝子が炭化水素による個体間コミュニケーションに関わる可能性が支持されている。こうした行動および繁殖の分化に関わる生理機構や分子基盤は行動カーストをもたらしたメカニズムの解明に貢献するものと考えられる行動カーストの分化には行動と産卵能力の制御がともに必須である。本年度は、順位行動および卵巣の発達の観察を行い、女王運命個体の行動は羽化後7日で成熟段階に達することを明らかにした。ワーカー不妊化の生理機構を調べるため、卵形成過程について細胞レベルでカースト間の比較を行い、不妊化は卵形成初期のプロセスである卵原細胞の分裂や卵形成ではなく、卵形成後期の過程である卵の成熟過程が停止することで起こることを示した。また、繁殖個体の腹部ではインスリン経路の受容体遺伝子の発現が高い傾向があり、脂肪体や卵巣における代謝・繁殖制御にインスリン経路が関与していることが示唆された。行動の分子基盤を調べるため、神経調節物質であるオクトパミンの受容体遺伝子について脳における発現レベルのカースト間比較を行った。この結果、女王運命個体の食道下神経節と、触角葉を含む脳領域で発現が上昇していることが明らかになり、嗅覚情報の処理能力の向上が女王で起こっていると考えられた。こうした変化はゲマフェロモン等の臭い刺激に基づく順位行動の発現にかかわる関わる可能性がある。ディファレンシャル・ディスプレイ法を用いて、脳および頭部でカースト特異的に発現する遺伝子のスクリーニングを行い、女王運命個体の上皮組織特異的に発現する遺伝子(H11-2)等を同定した。H11-2遺伝子は既知配列との相同性から、親油性物質の運搬を行うレチノアルデヒド結合タンパクのファミリーに属すことがわかり、炭化水素等の運搬による個体間コミュニケーションに関わることが推測された。こうした行動および繁殖の分化に関わる生理機構や分子基盤は行動カーストをもたらしたメカニズムの解明に貢献するものと考えられるトゲオオハリアリの行動と産卵能力の分子生物学的解析をさらに詳細なレベルにまで発展させた点が本年度の主な進展である.繁殖個体の腹部および卵巣でインスリン経路の遺伝子群の発現が高い傾向をリアルタイム定量PCRおよびin situ hybridization法によって見いだし,卵巣における代謝・繁殖制御にインスリン経路が関与していることを示した。こうした行動および繁殖の分化に関わる生理機構や分子基盤は行動カーストをもたらしたメカニズムの解明に貢献するものと考えられる