hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インシデント防止のための診療ガイドラインの活用方法の探索：転倒防止に焦点をあてて

急性期病院で看護師が行っている転倒予防策と診療ガイドラインの推奨内容とのギャップを明確にし、転倒予防策を検討した。14編の転倒予防に関する診療ガイドラインでは、転倒リスク評価、運動プログラムの実施、リスク評価に応じた多角的な介入の推奨度が高かった。転倒リスク評価に関して、離床センサーの使用に焦点をあてた調査では、離床センサーの必要性の再アセスメントは術直後72時間ではほとんど行われていなかった。またリスク評価の項目のうち、排泄行動や環境の変化に関する項目はあまり重要視されていなかった。適切な対象者に、必要な援助が提供できるよう、アセスメントのタイミングや評価項目に関する知識提供が必要である。本研究では、インシデントの中でも圧倒的に報告件数の多い「転倒」に焦点を当てて、看護師が実際に行っている転倒予防策と診療ガイドラインの推奨内容とのギャップを明確にし、それに基づいた転倒予防策を検討、実施し、対策の効果を評価することを目的とする。平成24年度は、平成23年度に行った診療ガイドラインの収集と内容の整理をもとに、質問紙を作成した。質問紙は、転倒のリスクアセスメント、リスク因子に基づく介入、多職種チームによる介入、転倒後のアセスメントの4つに関連する質問項目で構成した。質問項目は、診療ガイドラインにおいて推奨されている内容をもとに作成し、適宜、臨床の看護師にヒアリングを行い、修正した。具体的な質問項目は、転倒のリスクアセスメントに関しては、各リスク因子のアセスメントの実施状況やアセスメントのタイミング、リスク因子に基づく介入については、対象者が有するリスク因子に基づいた転倒予防計画の立案や実施の状況、多職種チームによる介入では、リスクアセスメントや計画立案・実施における他職種との連携状況、転倒後のアセスメントについては、転倒後の身体状況や転倒の要因についてのアセスメントの状況に関する項目である。その他、平成24年度の成果として、平成23年度に診療ガイドラインの内容を整理した結果を、「転倒防止に関する文献レビュー」として、国際学会にて発表した。本研究は、インシデントの中でも圧倒的に報告件数の多い「転倒」に焦点を当てて、看護師が実際に行っている転倒予防策と診療ガイドラインの推奨内容とのギャップを明確にし、それに基づいた転倒予防策を検討、実施し、対策の効果を評価することを目的としていた。しかし、実際に現場で行われている転倒予防策を評価する指標が不十分であるため、エビデンス・診療ギャップの調査の前段階として、臨床的根拠(診療ガイドライン)と専門家の総意形成に基づき、急性期病院における転倒予防策の適切性を評価する指標、Quality Indicatorを開発することにした。そこで本年度は、(1) Quality Indicatorの選定の準備:平成23年度に行った診療ガイドラインの収集結果より、国内には転倒防止に関する診療ガイドラインが見当たらないため、国内で作成された転倒防止に関するマニュアルを収集、(2)診療ガイドラインの収集:平成23年度以降に新たに発表されたものを確認、(3)倫理委員会への申請書類作成を実施した。平成23年度は、診療ガイドラインの収集と内容の整理を行った。診療ガイドラインの収集には、PubMed、Cochrane Libraryおよび検索エンジン「Google」を用いた。キーワードには、fall、guideline、"practice guideline"、"clinical guideline"などを用いた。PubMed、Cochrane ibraryの検索に際しては、前述のキーワードに加え、MeSH Termである"accidental falls"や表示項目(タグ)の"practice guideline"も使用した。また、海外で診療ガイドラインを掲載している主要なサイトであるNational Institute for Health and Clinical ExcellenceやAgency for Healthcare Research and Qualityなどのサイトでも検索を行った。その結果、本研究の目的に合致した診療ガイドラインは14件であった。転倒予防方法に関する推奨内容のうち、多くのガイドラインで比較的高い推奨度であった内容は、対象者の転倒リスク評価(精神状態、運動機能、視力、服薬状況、転倒歴など)、運動プログラムの実施(筋力の維持、個人に合わせたプログラム)、リスク評価に応じた多角的な介入であった。本研究は、インシデントの中でも圧倒的に報告件数の多い「転倒」に焦点を当てて、看護師が実際に行っている転倒予防策と診療ガイドラインの推奨内容とのギャップを明確にし、それに基づいた転倒予防策を検討し、実施し、対策の効果を評価することを目的とした。平成23年度は診療ガイドラインの収集と内容の整理を行った。

その結果、転倒予防方法に関して、多くのガイドラインで比較的高い推奨度であった内容は、対象者の転倒リスク評価(精神状態、運動機能、視力、服薬状況、転倒歴など)、運動プログラムの実施(筋力の維持、個人に合わせたプログラム)、リスク評価に応じた多角的な介入であった。これをもとに、平成2425年度に質問紙を作成した。平成26年度は作成した質問紙を用いて、転倒予防策の1つとして急性期病院でしばしば使用されている離床センサーに焦点をあて、看護師がアセスメントに基づき転倒予防策を実施しているかを調査した。その結果、離床センサーの必要性を判断するタイミングは入院時が70.9%であり、必要性を再検討するタイミングは病状が改善した時が64.5%で最も多く、診療ガイドラインで転倒のリスクの再アセスメントの時期として推奨されている術直後72時間に再検討している人はわずかであった。離床センサーの必要性の判断項目については、移乗・移動行動、認知機能・精神状態に関する領域の項目は90%の人が重要視していたが、それらの項目に比べ排泄行動に関する領域は重要視する人の割合が少なかった。また環境の変化に関する領域は半数の人が離床センサーの必要性の判断項目として重要視していなかった。さらに薬剤の使用に関する領域は、降圧薬・利尿薬、抗悪性腫瘍薬、緩下剤を重要視する人は60%以下で少なかった。看護学研究代表者が予定していたエフォートを達成できなかったことが、主たる原因である。研究代表者が予定していたエフォートを達成できなかったことが、主たる原因である。まず、診療ガイドラインの収集に際して、系統的な検索を行うために、当初はPubMedを主なリソースとして様々なキーワードで検索を行ったが、本研究の目的に合致する診療ガイドラインはほとんど得られなかった。その後、Googleや海外で診療ガイドラインを掲載している主要なサイトでの検索を行った結果、必要なガイドラインを入手することができた。しかし、診療ガイドラインの収集方法を見直す時期が遅かったことが、研究の遅れにつながったと考える。次に、診療ガイドラインの内容の整理において、ガイドラインによる記載方法や表現の違いなどにより、内容の検討、整理に時間を要してしまったことも原因である。さらに、予定していた研究補助員の協力が得られなかったこと、研究代表者が予定していたエフォートを達成できなかったことも原因である。平成24年度に作成した質問紙を用い、質問紙調査を実施する。質問紙調査終了後、記述集計を行い、診療ガイドラインの推奨内容と比較し、エビデンス・診療ギャップを明確にする。このとき、医療安全に熟知した研究者と協議を行う。そして、明確になったエビデンス・診療ギャップをもとに、転倒予防策を検討する。転倒予防策の検討では、臨床の看護師の協力を得て、日常の業務の中で実現可能な方法を検討していく。
胎仔型ライディッヒ細胞の新たな生物学的機能の解明

ライディッヒ細胞は、男性ホルモンの産生を通じて、全身のオス化を担う重要な細胞である。ほ乳類精巣中には、胎仔型ライディッヒ細胞と成獣型ライディッヒ細胞の2種類のライディッヒ細胞が存在することが知られていたが、両者の機能的な差異は明らかではなかった。特に胎仔型ライディッヒ細胞に関しては、その起源や機能等、多くのことが不明であった。本研究では、胎仔型ライディッヒ細胞と成獣型ライディッヒ細胞では、遺伝子の発現や産生する男性ホルモンが異なることを明らかにした。また、胎仔型ライディッヒ細胞でのみ遺伝子を破壊する実験により、これまで知られていなかった胎仔型ライディッヒ細胞の新たな機能を明らかにした。申請者が作成した胎仔型ライディッヒ細胞特異的EGFPマウス、他機関より譲渡を受けたSox9-GFPマウスを用いて胎仔期のライディッヒ細胞とセルトリ細胞を分取し、胎仔期精巣におけるテストステロン合成経路を明らかにした。胎仔期の精巣ではライディッヒ細胞がアンドロステンジオンを合成し、セルトリ細胞がアンドロステンジオンをテストステロンに変換することを明らかにし、論文として発表した。ジフテリア毒素の投与実験に関しては、特に新生仔期において、野生型のマウスに通常の投与量を投与した場合でも衰弱ないし死亡する個体が多かったため、時期によって投与量を増減する必要があり、至適な投与量を未だ検討中である。成獣に毒素を投与した場合、投与後3か月以降に一部の個体において精細管構造の不整や精子形成の異常が認められたため、今後実験の再現性をとり、さらに詳細な解析を行う予定である。胎仔型ライディッヒ細胞のトランスクリプトーム解析に関しては、胎齢14.5日、18.5日、生後10日、21日、56日の胎仔型ライディッヒ細胞における遺伝子発現プロファイルを、mRNA-sequence法により明らかにした。この結果、胎仔型ライディッヒ細胞が、特に出生後に大きく性質を変化させ、時期特異的な機能を持つことを示唆する結果を得た(投稿準備中)。特に、出生後早期から思春期前期にかけて、酸化的リン酸化や電子伝達系に関与する遺伝子の発現が上昇していたことから、胎仔型ライディッヒ細胞において、この時期にミトコンドリアの機能が上昇していると考えられた。胎仔型ライディッヒ細胞の新たな生理学的機能の解明を目標とし、各発生段階での遺伝子発現プロファイルをRNA-sequenceにより解析するとともに、ジフテリア毒素を用いた細胞特異的破壊実験を試みた。RNA-sequenceのための細胞調製方法として、胎仔型ライディッヒ細胞特異的EGFP発現マウスの精巣からセルソーティングによって細胞を回収し、対照として用いる成獣型ライディッヒ細胞は、パーコール密度勾配遠心法により回収した。しかしながら、密度勾配遠心では、ライディッヒ細胞と密度が近いマクロファージの混入が避けられず、解析に適さないことが明らかとなった。そこで、Ad4BP/SF-1遺伝子座を含むBACクローンを用いてEGFP発現ウスを作出し、このマウスの成獣精巣からソーティングによって成獣型ライディッヒ細胞を回収する条件を決定した。現在、RNA-sequenceの準備を進めており、成果の投稿にはいたっていない。しかしながら、予備実験の結果から、胎仔型ライディッヒ細胞において出生後10日目から21日目にかけて高発現する遺伝子群が同定されている。これらの遺伝子群の中には、ある種のアンドロゲン(アンドロステンダイオール)の合成に関与する遺伝子が含まれていた。そのため、今後はLC-MS/MSを用いて、精巣内で合成されるアンドロゲンの網羅的解析を行う必要があると考えている。毒素を用いた細胞破壊実験に関しては、残念ながら今までのところ細胞破壊による影響を観察できていない。原因としては、毒素受容体の発現効率が低く、細胞破壊が十分でない可能性が考えられる。そこで、細胞を破壊するかわりに、既に作出した胎仔型ライディッヒ細胞特異的Creマウスを用いて、ライディッヒ細胞の分化に必須の因子であるAd4BP/SF-1遺伝子を細胞特異的にノックアウトするマウスを作成し、解析を進めている。平成23年度は、胎仔型ライディッヒ細胞特異的にジフテリア毒素受容体を発現するトランスジェニックマウスを作出した。複数のトランスジェニック系統を作出し、in-situ hybridizationによって発現を確認し、胎仔型ライディッヒ細胞特異的に、かつ強い発現を示す系統を得ることができた。作出したマウスにジフテリア毒素を投与し、投与量・投与回数を検討したところ、50 μg/kgの毒素を1回投与することで十分に細胞を破壊できることを確認した。

胎仔型ライディッヒ細胞における時期特異的な遺伝子発現プロファイルを明らかにするために、各発生段階の胎仔型ライディッヒ細胞をセルソーティングによって回収し、total RNAを調製した。この過程で、出生後のサンプルを調製する際に精細胞の混入が問題となることが明らかとなったため、現在、より少数の純粋な細胞を用いてトランスクリプトーム解析を行うために、予備実験を進めている。胎仔期精巣におけるステロイドホルモン合成経路を明らかにするために、胎仔型ライディッヒ細胞、胎仔セルトリ細胞、成獣型ライディッヒ細胞をそれぞれ分取し、トリチウムラベルしたステロイドホルモン前駆体(プレグネノロン、アンドロステンジオン)を添加して酵素活性を測定した。この結果、胎仔型ライディッヒ細胞はプレグネノロンからアンドロステンジオンを合成すること、胎仔セルトリ細胞はアンドロステンジオンをテストステロンに変換すること、成獣型ライディッヒ細胞はプレグネノロンからテストステロンを合成することを確認した。この結果から、胎仔期のテストステロン合成にはライディッヒ細胞とセルトリ細胞の両方が必要であることが証明された(論文投稿準備中)。胎仔期の精巣におけるテストステロン合成経路を解明し、論文として発表した。本論分は内分泌系の雑誌で評価の高いMolecular Endocrinology誌に掲載され、多くの反響を得た。ジフテリア毒素を用いた細胞破壊実験は、成獣期の個体に対しては至適な投与量を決定済みで、投与後3か月で一部の個体に精細管構造の不整や精子形成の異常といった有意な表現型を認めた。ただし、特に出生後早期の個体に関しては至適な投与量が不明であるため、今後さらに検討を行わなければならない。トランスクリプトーム解析に関しては、微量RNAを用いたmRNA-sequence解析に成功し、胎仔期成獣期にかけて胎仔型ライディッヒ細胞における詳細な遺伝子発現プロファイルを明らかにした。これは世界で初めて明らかにされたものであり、その価値は高いと考え、現在投稿準備中である。ジフテリア毒素を用いた細胞破壊実験は、胎仔型ライディッヒ細胞特異的に毒素受容体を発現するマウスを作出し、解析の準備を整えることができた。また、毒素の投与量・投与回数に関しても予備実験を行い、至適な条件を決定済みである。遺伝子発現プロファイルに関してはサンプルを調製中である。特に出生後のサンプルを調製する過程で少数の精細胞(成熟した精子)が少数ながら混入するため、胎仔期のサンプルとの比較において精細胞由来のRNAの混入が解析の障害となることが判明した。そのため、より少数の細胞(1001000個程度)の細胞を目視化に集め、微量RNAを用いたRNA-sequence用のキットを用いて解析を行うことにし、現在予備実験を進めている。ステロイドホルモンの合成経路に関しては、胎仔型ライディッヒ細胞、胎仔セルトリ細胞、成獣型ライディッヒ細胞をそれぞれ分取し、トリチウムラベルしたステロイドホルモン前駆体を添加することで、胎仔期および成獣期の精巣におけるテストステロン合成経路を明らかにすることに成功した。この成果は間もなく論文として投稿する予定である。このように、研究計画全体としては、おおむね順調に進展していると言える。平成25年度は最終年度であるため、トランスクリプトーム解析と毒素による細胞破壊実験の結果から、胎仔型ライディッヒ細胞の出生後の機能を明らかにする。
カワウの物質輸送が森林の昆虫相に与える影響の解明

カワウによる森林への物質輸送が甲虫群集に与える影響を調査した。琵琶湖のカワウ営巣林において、対照区、営巣区(営巣2年目、6年目)、営巣放棄区(放棄後2年、4年、8年、12年)の7つの調査区域を設置し、地表付近の甲虫類、リター(落葉落枝)、林床植物、高木層の被覆度、カワウの糞や死体、吐出魚を採集した。採集された甲虫類は、食性によって科または亜科毎の機能群に分類し、機能群数、多様度、均等度および各調査区間の類似度を算出した。多様度と均等度は放棄後2,12年の営巣放棄区において高く、特に放棄後12年の営巣放棄区では、他の調査区と比較して甲虫群集の類似度が低かった。どの調査区においてもシデムシ類などの腐肉食者が優占しており、カワウの死体や吐出魚が直接供給されない放棄後10年以内の営巣放棄区においても、腐肉食者は多かった。その一方、営巣放棄後は、植食者やその捕食者などの生食連鎖に属する甲虫類が増加した。腐肉食者密度は、カワウの死体および吐出魚量と有意な相関が見られ、直接の餌供給が腐肉食者の増加を促進していると考えられた。植食者については、営巣放棄区で高木層の被覆度と負の相関が見られた。高木層の被覆度は林床植物量と負の相関があったため、カワウの営巣により高木層の被覆度が低下し林床草本が増加することが、植食者の増加を促した可能性が考えられた。これらのことから、カワウ営巣地では、死体の供給という直接効果により腐肉食者が増加すること、営巣放棄後しばらくは、直接効果のタイムラグにより腐肉食者密度が高いレベルで維持されること、そして、営巣放棄後10年程度たつと、高木層や林床植物の変化という間接効果により、生食連鎖に属する植食者や捕食者が増加するものと考えられた。したがってカワウの営巣の影響は、時間と共に直接効果→直接効果のタイムラグ→間接効果と変化していくことが明らかとなった。カワウによる森林への物質輸送が昆虫相に与える影響について調べた。琵琶湖のカワウ営巣林において、対照区、営巣区(営巣2年目、6年目)、営巣放棄区(放棄後2年、4年、8年、12年)の7つの調査区域を設置し、地表付近の昆虫類、リター(落葉落枝)、林床植物、カワウの糞を定期的に採集した。また、随時カワウの遺骸や吐き出し魚も採集した。その結果、5-7月には少なくとも37科98種の甲虫類が採集された。それぞれの甲虫類を、捕食性、腐肉食性、腐植食性、菌食性、材食性、植食性、などの食性によって科毎の機能群に分類し、出現密度や多様度を比較したところ、機能群多様度は営巣区で低く、営巣放棄区では対照区と同レベルかそれ以上だった。一方対照区との類似度は営巣区で低く、営巣放棄直後は高いものの、放棄後時間を経た区域では再び低くなった。機能群ごとに見ると、営巣区では、死骸や吐き出し魚などの動物性有機物を食物とするシデムシ類が圧倒的に優占し、植物の材を食べる材食性の甲虫類も多かった。一方営巣放棄区では、植食性や腐植食性の甲虫類が多かった。また、腐食連鎖系の捕食者は、営巣区と営巣放棄区の両者で対照区より多くなっていた。これらの結果から、カワウの営巣によって地表性甲虫相は単純化し、多様度が低下するが、営巣放棄後には多様度が回復することがわかった。しかし、放棄後の甲虫相は、対照区とは異なる機能群組成となり、類似度が低いことが明らかとなった。昆虫類の食物資源と考えられるリター、林床植物、糞については、生物量の測定を進めている。また、代表的な甲虫類数種については、安定同位体比の試分析を行った。今後は、野外調査の継続とともに、生物量や同位体比の分析を進め、長期にわたる食物資源の質的な変化が、森林の昆虫相に与える影響を明らかにしていくカワウによる森林への物質輸送が甲虫群集に与える影響を調査した。

腐肉食者密度は、カワウの死体および吐出魚量と有意な相関が見られ、直接の餌供給が腐肉食者の増加を促進していると考えられた。植食者については、営巣放棄区で高木層の被覆度と負の相関が見られた。高木層の被覆度は林床植物量と負の相関があったため、カワウの営巣により高木層の被覆度が低下し林床草本が増加することが、植食者の増加を促した可能性が考えられた。これらのことから、カワウ営巣地では、死体の供給という直接効果により腐肉食者が増加すること、営巣放棄後しばらくは、直接効果のタイムラグにより腐肉食者密度が高いレベルで維持されること、そして、営巣放棄後10年程度たつと、高木層や林床植物の変化という間接効果により、生食連鎖に属する植食者や捕食者が増加するものと考えられた。したがってカワウの営巣の影響は、時間と共に直接効果→直接効果のタイムラグ→間接効果と変化していくことが明らかとなった。
In-situ/operando分光法に立脚した精密環境触媒設計

2018年度は3課題における5つの問いについて検討し、次に示す成果を得た。[課題1]貴金属フリー自動車三元触媒:問1:In-situ IRやTPSR実験および理論計算により、スピネル構造は表面の局所構造によりコランダム構造よりもNO吸着エネルギーが強く吸着NOの反応が高いため、高いNO還元活性を示すことを明らかにした(現在投稿中)。問2:この課題は良い意味で予想外の結果が得られた。NiFe2O4の反応機構をin-situ/operando分光で調べたところ、炭化水素から派生したアセテート種は反応中間体でもあり、NO-CO反応の阻害物質であることが解った。このため2段の触媒層をもつタンデム触媒を開発し、1酸素による炭化水素の燃焼除去、2後段でのNO-CO反応、と役割を分けた。その結果、NiFe2O4よりも一桁高いNO還元活性で、貴金属触媒を超えるNO還元活性を得ることに成功した。(論文3,特許出願1)[課題2]担体ー貴金属相互作用:問3:In-situDXAFSによりメタン酸化反応場でのPdの酸化還元挙動の速度解析を実施した。金属Pd粒子中に部分的に酸化されたPdOが存在する状態でメタン酸化活性が高くなることを示した。(論文1)問4:コロイド法によるナノ粒子(2.515nm)を合成し、種々の担体に担持した。多くの場合、メタン燃焼活性は担体によらずPd粒子径に依存し、担体よりも粒子形態の効果が大きいことが判った(論文準備中)。[課題3]燃料電池電極触媒:問5:Pt表面を15種の異種金属で修飾したところ、活性は添加金属の酸化電位と山形の相関性が見られた。これはPtがH2の解離サイト、添加金属がOH吸着サイトとして働く二機能性触媒であり、添加金属による最適な強度のOH吸着により活性の促進が可能なことを示した(論文2)。課題1において当初計画より1桁高いNO還元活性を発揮するタンデム触媒システムを開発した。これは機能を分離した2段の触媒層をもつ触媒系であり、当初計画していた1種類のスピネル型触媒では到達出来なかった性能である。この研究の芽を伸ばすため、課題1については、前段の炭化水素選択酸化触媒の開発を今後積極的に進める。具体的には、現時点では前段のHC選択酸化触媒に毒性の高いCr系酸化物を用いているため、今後は毒性の低い成分によるHC選択酸化触媒を開発する。なお他の課題は概ね計画通りに進捗している。2018年度の成果を踏まえて本年度は以下の検討を行う[課題1]金属酸化物による貴金属フリー自動車三元触媒:昨年度は2段の触媒層をもつタンデム触媒を開発し、1酸素による炭化水素の燃焼除去、2後段のNO-CO反応、と役割を分け、NiFe2O4よりも一桁高いNO還元活性で、貴金属触媒を超えるNO還元活性を得ることに成功した。タンデム触媒の現時点の問題は、前段の炭化水素選択酸化触媒に毒性の高いCrを含む材料を使っている点にある。このため、本年度から来年度にかけて低毒性の酸化物をベースとする触媒を開発する。予備実験で担持V2O5が比較的良好なHC選択酸化触媒として働くことを見いだしている。Raman, IR, UV-Visなどのin-situ/operando分析を駆使しながら、種々の金属酸化物への担持によりさらにその活性の向上を目指す。[課題2]担体ー貴金属相互作用による触媒活性の制御:本課題についてはこれまでメタン酸化反応のみを検討課題としていた。しかしながら、環境汚染物質は様々であり、異なる基質での結晶面露出効果を明らかにする必要がある。本年は、COについて酸化反応活性と担体ー貴金属相互作用による触媒活性の相関関係を調査し、精密な制御に基づいた触媒設計指針を明らかにする。[課題3]金属粒子の合金化・サイズ制御によるアルカリ電解液中での水素酸化反応の活性制御:昨年度は、Ptベースの電極触媒にOH吸着サイトとして働く金属を添加して二元的な機能を付与することにより、水素酸化反応の活性制御が可能であることを示した。ではPt以外の触媒系でも同様の効果が得られるであろうか。あるいは二元機能の機構をin-situ/operando分析により直接観察できないであろうか。本年度はこれらの課題の取り組む2018年度は3課題における5つの問いについて検討し、次に示す成果を得た。

金属Pd粒子中に部分的に酸化されたPdOが存在する状態でメタン酸化活性が高くなることを示した。(論文1)問4:コロイド法によるナノ粒子(2.515nm)を合成し、種々の担体に担持した。多くの場合、メタン燃焼活性は担体によらずPd粒子径に依存し、担体よりも粒子形態の効果が大きいことが判った(論文準備中)。[課題3]燃料電池電極触媒:問5:Pt表面を15種の異種金属で修飾したところ、活性は添加金属の酸化電位と山形の相関性が見られた。これはPtがH2の解離サイト、添加金属がOH吸着サイトとして働く二機能性触媒であり、添加金属による最適な強度のOH吸着により活性の促進が可能なことを示した(論文2)。課題1において当初計画より1桁高いNO還元活性を発揮するタンデム触媒システムを開発した。これは機能を分離した2段の触媒層をもつ触媒系であり、当初計画していた1種類のスピネル型触媒では到達出来なかった性能である。この研究の芽を伸ばすため、課題1については、前段の炭化水素選択酸化触媒の開発を今後積極的に進める。具体的には、現時点では前段のHC選択酸化触媒に毒性の高いCr系酸化物を用いているため、今後は毒性の低い成分によるHC選択酸化触媒を開発する。なお他の課題は概ね計画通りに進捗している。2018年度の成果を踏まえて本年度は以下の検討を行う[課題1]金属酸化物による貴金属フリー自動車三元触媒:昨年度は2段の触媒層をもつタンデム触媒を開発し、1酸素による炭化水素の燃焼除去、2後段のNO-CO反応、と役割を分け、NiFe2O4よりも一桁高いNO還元活性で、貴金属触媒を超えるNO還元活性を得ることに成功した。タンデム触媒の現時点の問題は、前段の炭化水素選択酸化触媒に毒性の高いCrを含む材料を使っている点にある。このため、本年度から来年度にかけて低毒性の酸化物をベースとする触媒を開発する。予備実験で担持V2O5が比較的良好なHC選択酸化触媒として働くことを見いだしている。Raman, IR, UV-Visなどのin-situ/operando分析を駆使しながら、種々の金属酸化物への担持によりさらにその活性の向上を目指す。[課題2]担体ー貴金属相互作用による触媒活性の制御:本課題についてはこれまでメタン酸化反応のみを検討課題としていた。しかしながら、環境汚染物質は様々であり、異なる基質での結晶面露出効果を明らかにする必要がある。本年は、COについて酸化反応活性と担体ー貴金属相互作用による触媒活性の相関関係を調査し、精密な制御に基づいた触媒設計指針を明らかにする。[課題3]金属粒子の合金化・サイズ制御によるアルカリ電解液中での水素酸化反応の活性制御:昨年度は、Ptベースの電極触媒にOH吸着サイトとして働く金属を添加して二元的な機能を付与することにより、水素酸化反応の活性制御が可能であることを示した。ではPt以外の触媒系でも同様の効果が得られるであろうか。あるいは二元機能の機構をin-situ/operando分析により直接観察できないであろうか。本年度はこれらの課題の取り組む
砂州形状特性が低水時の流路構造に及ぼす影響に関する研究

近年,河川環境への関心が高まり,河川における物質循環,河川生態系に果たす河道内地形(砂州)の役割が着目されている.以前から国内外で砂州に関する研究は活発に行われてきたが,これまでの研究の視点は詳細な地形的特徴に関するものが抜けており,砂州地形が河川環境に果たす役割を評価するには,地形の詳細を捕らえる別の視点からの研究が必要とされる.そこで,本研究では,まず,河道内砂州地形の特徴について詳しく調べ,地形的特徴により低水路の流路構造がどのように異なってくるかについて研究を行った.昨年度,数値解析および室内水路実験によって,同じ交互砂州でも流量により異なる特徴を持つものが形成されることを明らかにした.同時に,砂州形状が異なることにより低水時の流路の特徴も変化することを示した.今年度は,昨年度の結果を受け,様々なケースで実験,数値解析を行い,砂州地形の特徴決定要因についてさらに詳しく追求した.その結果,交互砂州形状の特徴に藤田らが見出したかまぼこ型形状が現れるか否かは,複列砂州から交互砂州へ移行するものでも砂州が発達する途中に陸化しないか否かが関わっていることを明らかにした.また,こうした交互砂州の形状は,砂州上に植生が進入すると植生の配置と量により大きく変化することも示した.続いて,日本の実河川のレベルでの出水時の流量の時間変化を考慮した数値解析を行い砂州地形の変化について検討した.その結果,出水の規模,低減の仕方により交互砂州形状の特徴が変化する可能性が示され,河川の地形的特徴は,出水の流量規模や頻度などその河川特有の流況が大きく関わることが示唆された.近年,河川における物質循環,河川生態系に果たす砂州の役割が着目されている.砂州は,河川や河道区間によって形状,構成材料などが異なり,様々な特徴を有するが,砂州の特徴が異なるとその果たすべき機能も異なるし,砂州上に形成される低水路も砂州地形の違いによりその構造が異なると考えられる.そこで,交互砂州の形状に着目し,実験及び数値解析を用いて,砂州形成過程と砂州形状の関係,交互砂州形状とその上に形成される低水路構造について調べていく.まず,一定流量通水時に形成される砂州の形成過程と平衡状態について調べた.その結果,単列砂州形成条件下で通水初期から発達した交互砂州と,複列砂州形成条件下で複列砂州が発達した後に形成された交互砂州とでは,縦断方向平均河床高の横断形状の特徴に藤田らが見出した蒲鉾型形状が明確に見られるか否かが大きく異なることがわかった.次に,実際の河川では様々な規模の出水があることを踏まえ,ある流量での平衡状態の砂州を初期河床として,初期河床形成流量とは異なる流量を通水し,砂州地形の変化を調べた.これにより,単列砂州形成条件下の流量を通水した場合,初期河床がどのような河床でもすぐにその流量に見合った砂州形状へと遷移するのに対し,複列砂州形成条件下の流量では,初期河床の影響を強く受け,形成されている砂州の一部のみが流路となり,砂州の上流部分に砂を堆積させることで砂州を後退させながら変形させることがわかった.今年度は,こうした検討から,交互砂州の典型的形状として,単列砂州形成流量が流れた後の砂州と平坦河床に複列砂州形成流量が流れた後の砂州,単列砂州形成流量によって形成された砂州に複列砂州形成流量が流れた後の砂州を取り上げられると考え,典型的形状を三種類取り出し,それぞれについて小流量を流し低水路構造の特徴にも違いが表れることを示した.近年,河川環境への関心が高まり,河川における物質循環,河川生態系に果たす河道内地形(砂州)の役割が着目されている.以前から国内外で砂州に関する研究は活発に行われてきたが,これまでの研究の視点は詳細な地形的特徴に関するものが抜けており,砂州地形が河川環境に果たす役割を評価するには,地形の詳細を捕らえる別の視点からの研究が必要とされる.そこで,本研究では,まず,河道内砂州地形の特徴について詳しく調べ,地形的特徴により低水路の流路構造がどのように異なってくるかについて研究を行った.昨年度,数値解析および室内水路実験によって,同じ交互砂州でも流量により異なる特徴を持つものが形成されることを明らかにした.同時に,砂州形状が異なることにより低水時の流路の特徴も変化することを示した.今年度は,昨年度の結果を受け,様々なケースで実験,数値解析を行い,砂州地形の特徴決定要因についてさらに詳しく追求した.その結果,交互砂州形状の特徴に藤田らが見出したかまぼこ型形状が現れるか否かは,複列砂州から交互砂州へ移行するものでも砂州が発達する途中に陸化しないか否かが関わっていることを明らかにした.また,こうした交互砂州の形状は,砂州上に植生が進入すると植生の配置と量により大きく変化することも示した.続いて,日本の実河川のレベルでの出水時の流量の時間変化を考慮した数値解析を行い砂州地形の変化について検討した.その結果,出水の規模,低減の仕方により交互砂州形状の特徴が変化する可能性が示され,河川の地形的特徴は,出水の流量規模や頻度などその河川特有の流況が大きく関わることが示唆された.
東洋医学による未病・健康診断システム構築のためのパイロット研究

「東洋医学の未病・健康診断サービス」を受けた一般地域住民204名(男性32名,女性172名,平均年齢54.7±14.8歳)を対象に,東洋医学的病態(寺澤の気血水スコア)と健康関連QOL(SF-36スコア)を評価した。最初に,対象を自覚的健康群(39名),自覚的未病群(113名),自覚的病気群(52名)の3群に分けて比較した(分散分析)。気血水スコア6項目のうちの5項目とSF-36スコア8項目全てにおいて3群間に有意差を認めた。SF-36スコアでは全体的健康感を示すGHスコアの差が最も顕著で,自覚的健康群39名のうちGHスコア40以上が37名(94.9%),自覚的病気群52名のうちGHスコア40未満が47名(90.4%)で,両群の判別におけるGHスコアのcutoff値は40であることが示された。次に,自覚的未病群113名(男性14名,女性99名,平均年齢54.8±14.6歳)を,GHスコアが40点以上のGH高値群(60名)と40点未満のGH低値群(53名)の2群に分けて比較した(t検定)。気血水スコア6項目のうちの4項目とSF-36スコア8項目のうちの6項目において両群間に有意差を認めた。本研究の結果から,病気ではないが健康とも言えない未病者の状態を評価する指標として,気血水スコアやSF-36スコアが有用である可能性が示唆された。特に,SF-36の下位尺度であるGHスコアはcut off値を40に設定することで自覚的健康群と自覚的病気群を簡便に判別しうるだけでなく,自覚的未病群の重症度を判別する指標ともなりうる可能性が示唆された。今後,未病者の重症度に応じた東洋医学的発想に基づく健康づくり支援サービスを提供することによって,従来の西洋医学的発想に基づく生活習慣病対策中心の健康づくり支援サービスを補完し,相乗的な効果をもたらすことができると考えられる。良導絡自律神経測定の結果については,気血水スコアとの相関がないことを確認しており,未病者の状態を客観的に評価する指標としての意義をさらに検討中である。
学術情報データベースの国際的流通のシステム化に関する調査研究

学術情報センターでは、学術情報データベースの公開サービス(NACSIS-IR)を昭和62年度以来実施するとともに、独自の学術情報データベースの形成を行っている。学術研究の国際化の進展に応じて、学術情報データベースにおいても、国際化は一層重要になっているが、当面の具体的課題として、海外の研究者への日本情報の提供と、海外学術機関と連携したデータベースの作成・流通をあげることができる。こうした認識に立って、本調査研究では、次記の3点を中心課題に設定して、学術情報データベースに関連する技術動向やサービスの動向調査を実施した。(1)学術情報データベースの今後の展開として重要かつ緊急と目される、全文データベースの作成と、それらの流通方式に関する調査研究。(2)学術情報データベースの国際的な流通方式として効果的と考えられるゲートウェイ接続に関する、技術的および体制的動向と問題点の調査研究。(3)上記を総合した、学術情報の高度流通システムとしての電子図書館に関する調査研究。さらに、これらに密接に関連する調査項目として、下記の3点にも留意して、調査を進めた。(4)わが国の学術情報に対する海外研究者からの需要動向。(5)学術情報データベースに関連する国際的標準化動向に関する調査分析。(6)学術情報センターにおける目録所在情報システムの国際利用による、日本の学術図書・雑誌のグローバルな所在目録データベースの構築体制に関する調査。これらの調査結果を総合的に分析することにより、学術情報センターにおける研究開発を国際的な文脈の中で推進し、また、同センターのサービスの国際展開を促進することができる。本年度における調査研究では、以下のような具体的課題を念頭に、海外の大学・研究機関、学会、学術情報機関等に対する訪問調査を実施し、それらにおける実態の把握、資料収集、将来動向の分析、意見交換等を行った。(1)全文データベース作成・検索システム-SGML規格準拠の全文データベースの作成状況実態調査および作成技術の調査として、オックスフォード大Text Archives、ウォータール-大(カナダ)等に訪問調査を実施し、学術文献のSGML化の国際的な現状を把握し、またわが国の役割について討議を行った。また、これらに関する作成技術や検索技術、また配布サービスのためのシステムに関しても調査、検討を行った。(2)電子図書館システムおよびドキュメント・デリバリー・サービス-電子図書館サービスの開発状況およびCD-ROMデータベースの出版状況について、米欧の動向分析のため、関連機関について訪問調査を実施した。また、電子図書館の初期的形態として、ドキュメント・デリバリー・サービスが、特に米国において急速に進展しいるとに鑑み、その代表例ともいえるコロラド研究図書館連盟に関しても調査を行い、わが国でのこの種機構の実現性を検討した。また、米国では、インターネット上で事業的なサービスが本格化しようとしている点に注目して、これに関与する機関を訪問して、実態の把握に努め、わが国の学術情報システム対するその適用性を検討した。(3)ゲートウェイ接続-欧州の図書館機械化システムをネットワーク接続して、学術情報センターのシステムを利用するための、主として技術的な問題の把握と解決策に関して、英国図書館と英国の大学図書館の日本資料担当部を中心に現地調査を実施した。その際、日本語の処理が可能なパソコンおよびソフトウエアの海外での入手可能性にも着目して動向分析を行った。(4)日本の学術情報に対する海外需要および学術情報データベースの標準化-海外の大学図書館等、情報サービス機関に訪問調査を行って、日本の学術情報に対する海外研究者等からの需要動向を把握した。また、データベース関連の国際規格制定の動向についても調査を行った。とくに、わが国の学術情報の国際流通に密接に関わる文字コード規格について、関係機関において意見交換を行った。これら調査に基づく分析結果は、学術情報センターにおける研究開発および事業展開に反映させるとともに、センター刊行物あるいは関連学会誌等において広く公表して、わが国の学術情報関係国際活動の進展に資する。(1)全文データベース作成・検索システム-

SGML規格準拠の全文データベースの作成状況実態調査および作成技術の調査として、オックスフォード大Text Archives、ウォータール-大(カナダ)等に訪問調査を実施し、学術文献のSGML化の国際的な現状を把握し、またわが国の役割について討議を行った。また、これらに関する作成技術や検索技術、また配布サービスのためのシステムに関しても調査、検討を行った。(2)電子図書館システムおよびドキュメント・デリバリー・サービス-電子図書館サービスの開発状況およびCD-ROMデータベースの出版状況について、米欧の動向分析のため、関連機関について訪問調査を実施した。また、電子図書館の初期的形態として、ドキュメント・デリバリー・サービスが、特に米国において急速に進展しいるとに鑑み、その代表例ともいえるコロラド研究図書館連盟に関しても調査を行い、わが国でのこの種機構の実現性を検討した。また、米国では、インターネット上で事業的なサービスが本格化しようとしている点に注目して、これに関与する機関を訪問して、実態の把握に努め、わが国の学術情報システム対するその適用性を検討した。(3)ゲートウェイ接続-欧州の図書館機械化システムをネットワーク接続して、学術情報センターのシステムを利用するための、主として技術的な問題の把握と解決策に関して、英国図書館と英国の大学図書館の日本資料担当部を中心に現地調査を実施した。その際、日本語の処理が可能なパソコンおよびソフトウエアの海外での入手可能性にも着目して動向分析を行った。(4)日本の学術情報に対する海外需要および学術情報データベースの標準化-海外の大学図書館等、情報サービス機関に訪問調査を行って、日本の学術情報に対する海外研究者等からの需要動向を把握した。また、データベース関連の国際規格制定の動向についても調査を行った。とくに、わが国の学術情報の国際流通に密接に関わる文字コード規格について、関係機関において意見交換を行った。これら調査に基づく分析結果は、学術情報センターにおける研究開発および事業展開に反映させるとともに、センター刊行物あるいは関連学会誌等において広く公表して、わが国の学術情報関係国際活動の進展に資する。学術情報センターでは,大学図書館の総合目録データベースシステムおよび学術情報データベースの形成とその公開サービスを実施している。学術研究の国際化に呼応して,わが国の学術情報の海外研究者への提供は,従来からの海外の学術情報のわが国への円滑な導入と合わせて,ますます重要になっている。
ネナシカズラが宿主と交信しながら吸器形成・花成を進める茎寄生戦略の分子解剖

研究の目的は、ネナシカズラが宿主と交信しながら吸器を分化させて栄養成長・生殖成長を進める一連の過程の分子解剖を行い、茎寄生戦略の分子機構解明の突破口を開くことである。今年度はFTを介した花成の分子メカニズムの解明を進め以下の結果を得た。ゲノムデータの解析から、アメリカネナシカズラ(以下ネナシカズラと略す)が2つのFTオルソログCcFT1とCcFT2をもつことがわかった。更に、CcFT1では花成誘導型から抑制型へと機能転換を引き起こす1アミノ酸置換が確認された。また、両遺伝子は宿主への寄生部でもっとも発現が高く、CcFT1は幼若期に、CcFT2は成熟期に高い発現を示した。次に、両遺伝子をシロイヌナズナ内で過剰発現させ、宿主の花成タイミングを調べた。実験結果は、CcFT1/2がシロイヌナズナにおいては花成誘導因子や花成抑制因子として機能しないことを示唆していた。一方、CcFT2過剰発現体シロイヌナズナに寄生させたネナシカズラは、顕著に早咲きとなった。この結果は、CcFT2はネナシカズラでは花成誘導因子として機能することを示している。以上の結果から、ネナシカズラでは、CcFT2による内生の花成制御機構が保存されていること、CcFT1/2は、しかし、宿主であるシロイヌナズナの花成には影響しないことが明らかとなった。続いて、ネナシカズラが宿主由来のFTタンパク質を吸収し、それを情報として利用しているかどうかを調べるために、AtFT-EGFPを過剰発現させた宿主にネナシカズラを寄生させ、ネナシカズラ内へのAtFT-EGFの移行と、花成時期を調べた。その結果は、ネナシカズラは、、AtFT-EGFPを吸収するものの、花成は影響されず、情報として利用していない可能性が示唆された。寄生植物と宿主間でのFTの相互作用についての予想外の知見を得ることができた。ネナシカズラが宿主のFTによる影響を受けない仕組みの分子解剖を、FTとFDの蛋白質相互作用の特異性という視点から解明する。また、吸器形成時の維管束分化過程のネナシカズラと宿主間の相互作用に力点をおいて、両者の相互作用の解明を進める予定である。ネナシカズラ属100種以上の植物は根は葉を分化させず、茎のみを分化させ、それで宿主に巻き付き、吸器という寄生器官を発生させて自身の維管束を宿主の維管束に連結し、水と養分を宿主の維管束より調達しながら、開花、結実して種子を土壌に散布して繁殖する。茎寄生のメカニズムは、古くより注目されながら今尚、未解明の重要な課題である。研究代表者はこれまでにアメリカネナシカズラを実験室内で継代維持して、シロイヌナズナやタバコに寄生させる実験系を確立し、全ゲノムデータベースを整備し、吸器組織形成過程のRNAseq解析を行い、研究リソースを整備してきた。本研究の目的は、この独自のリソースを活用して、アメリカネナシカズラが宿主と交信しながら吸器を分化させて栄養成長・生殖成長を進める一連の過程を分子解剖することである。そのために1.宿主に巻きついた後の吸器形成過程、2.吸器による宿主との維管束連結、3.寄生成立後の開花のタイミングの制御、の三つの過程に着目して、それぞれの研究項目について、宿主/寄生種間の交信に着目して解析を進めた。その結果、1の研究項目については、宿主に巻ききつくことにより発生する力学的応力がKRP1やCCS52A1、CYCA2など発現の制御を通して二段階の核内倍加を惹起すること、また、そのうちの2回目の核内倍加は、宿主が生産するエチレンを介したCYCA2の発現の減少が促進的に働き、吸器の宿主への侵入を促していることを明らかにした(論文投稿中)。2の研究項目についてはRNAseqデータのクラスタリング解析により、吸器形成に関わる宿主と寄生主の両者の維管束誘導に関する候補因子の検索を進めた。3の研究項目についてはアメリカネナシカズラの2種のFT、CcFT1, CcFT2を同定し、CcFT2が開花の促進因子として、CcFT1が抑制因子として働くことを示す結果を得た。1の研究項目については、宿主に巻きつくことにより発生する力学的応力がKRP1やCCS52A1、CYCA2など発現の制御を通して二段階の核内倍加を惹起すること、また、そのうちの2回目の核内倍加は、宿主が生産するエチレンを介したCYCA2の発現の減少が促進的に働き、吸器の宿主への侵入を促していることを明らかにした。これにより、寄生主であるアメリカネナシカズラが宿主に巻きつくことにより発生する力学的な応力が、寄生主内では、二回の核内倍加を誘導すると同時に、宿主内では、エチレン合成酵素の誘導を介して、寄生主内でのCYCA2の発現を抑制することにより、2回目の核内倍加を促進し、寄生効率を高めている戦略を明らかにすることができた。2の研究項目についてはRNAseqデータのクラスタリング解析により、吸器形成に関わる宿主と寄生主の両者の維管束誘導に関する候補因子の検索を進めると同時に、それらの機能をin vitroの系で検証するための実験系の構築をほぼ終了し、この方法を用いることにより、宿主であるシロイヌナズナと寄生主であるアメリカネナシカズラの両者の因子の相互作用の解明が期待できる。

3の研究項目についてはアメリカネナシカズラの2種のFT、CcFT1, CcFT2を同定し、CcFT1がシロイヌナズナの開花の促進機能を持たないこと、CcFT2が開花の促進因子としての機能を持つこと、をそれぞれシロイヌナズナの形質転換体を用いて実証した。また、CcFT1とCcFT2を過剰に発現させたタバコを宿主として、アメリカネナシカズラを寄生させる実験系を確立し、機能の実証を進めつつある。研究の目的は、ネナシカズラが宿主と交信しながら吸器を分化させて栄養成長・生殖成長を進める一連の過程の分子解剖を行い、茎寄生戦略の分子機構解明の突破口を開くことである。今年度はFTを介した花成の分子メカニズムの解明を進め以下の結果を得た。ゲノムデータの解析から、アメリカネナシカズラ(以下ネナシカズラと略す)が2つのFTオルソログCcFT1とCcFT2をもつことがわかった。更に、CcFT1では花成誘導型から抑制型へと機能転換を引き起こす1アミノ酸置換が確認された。また、両遺伝子は宿主への寄生部でもっとも発現が高く、CcFT1は幼若期に、CcFT2は成熟期に高い発現を示した。次に、両遺伝子をシロイヌナズナ内で過剰発現させ、宿主の花成タイミングを調べた。実験結果は、CcFT1/2がシロイヌナズナにおいては花成誘導因子や花成抑制因子として機能しないことを示唆していた。一方、CcFT2過剰発現体シロイヌナズナに寄生させたネナシカズラは、顕著に早咲きとなった。この結果は、CcFT2はネナシカズラでは花成誘導因子として機能することを示している。以上の結果から、ネナシカズラでは、CcFT2による内生の花成制御機構が保存されていること、CcFT1/2は、しかし、宿主であるシロイヌナズナの花成には影響しないことが明らかとなった。続いて、ネナシカズラが宿主由来のFTタンパク質を吸収し、それを情報として利用しているかどうかを調べるために、AtFT-EGFPを過剰発現させた宿主にネナシカズラを寄生させ、ネナシカズラ内へのAtFT-EGFの移行と、花成時期を調べた。その結果は、ネナシカズラは、、AtFT-EGFPを吸収するものの、花成は影響されず、情報として利用していない可能性が示唆された。寄生植物と宿主間でのFTの相互作用についての予想外の知見を得ることができた。引き続き仮説1ー3の検証のための研究項目1、2、3を進めると同時に、ネナシカズラ特異的遺伝子の機能解析を開始し、茎寄生戦略の基盤となるキー因子の同定を目指す。この二つのアプローチの成果を統合し、茎寄生過程のキーとなる寄生主/宿主の分子間交信過程を分子解剖し、茎寄生植物が進化させてきた「茎寄生戦略の構造」の解明を目指す。ネナシカズラが宿主のFTによる影響を受けない仕組みの分子解剖を、FTとFDの蛋白質相互作用の特異性という視点から解明する。また、吸器形成時の維管束分化過程のネナシカズラと宿主間の相互作用に力点をおいて、両者の相互作用の解明を進める予定である。
オセアニア・アジア集団の皮膚色素多様性～遺伝的基盤と進化的背景の理解～

オセアニア集団は、ポリネシアンの褐色の肌、同じメラネシアンでも、漆黒から赤みのある黒など肌の色は多様性に富んでいる。本研究では、欧州集団でTanning abilityとの関連が報告されているSNPについてTanning ability Score (TAS)を計算し、各集団での比較を行った。トンガ集団(ポリネシア)とラワキ集団(ミクロネシア)は、東アジア集団よりも低かった。アジア集団(タイと沖縄)について、メラニンインデックス(MI)と遺伝子型との関連を検討した。TASは同程度を示した2集団だが、それぞれ異なるSNPがMIに関与していた。本研究では、オセアニア・アジア集団を対象に、網羅的に皮膚の色素形成遺伝子多型を調べ、オセアニア・アジア集団の皮膚色素多様性を生み出す遺伝基盤の理解を図るとともに、メラネシア集団で観察される濃い茶褐色の皮膚色素形成と関連するアリル、およびアジア集団で観察される明るい皮膚色素形成と関連するアリルの進化史の解明を目指す。本研究は、(1)ゲノムインフォマティクス解析による皮膚色素関連SNPの抽出(2)オセアニア・アジア集団(約1600検体)を対象としたDigTag2法による遺伝子型の決定(3)皮膚色素関連遺伝子の変異スクリーニングによるオセアニア・アジア集団に特異的な新規候補多型の探索(4)アジア人集団を対象にした、皮膚色素測定値と(3)で同定したSNPの関連解析(5)オセアニア・アジア集団における皮膚色素関連SNPの進化遺伝学的解析の5つのパートから成り、今年度は、(1)ゲノムインフォマティクス解析による皮膚色素関連SNPの抽出を行った。具体的には、NCBI dbGAPデータベースに登録されている皮膚色素、髪色に関するGWAS研究の成果から、色素形成関連候補遺伝子多型の絞り込みを行い、抽出された多型について、周辺領域多型を含めて連鎖不平衡解析を実施し、連鎖不平衡にある多型全てを対象に、webツール(http://snpinfo.niehs.nih.gov/)を用いて、非同義置換SNPか否か、転写因子結合サイトやmiRNA結合サイトに位置するSNPか否かなどの位置情報をもとにした機能予測を行った。さらに、地域特異的な正の自然選択が作用した可能性を評価すべく、集団のアリル頻度情報が付帯している一部のSNPの中から、集団間で特に分化しているSNPも抽出した。本研究では、オセアニア・アジア集団を対象に、網羅的に皮膚色素形成遺伝子多型を調べ、オセアニア・アジア集団の皮膚色素多様性を生み出す遺伝基盤の理解を図るとともに、メラネシア集団で観察される濃い茶褐色の皮膚色素形成を関連するアリル、およびアジア集団で観察される明るい皮膚色素形成と関連するアリルの進化史の解明を目指す。今年度は、欧州集団でtanning abilityとの関連が報告されているSNPについて、オセアニア集団の遺伝子型解析を行った。HapMapのヨーロッパ集団(CEU)、東アジア集団(JPT、CHB)、アフリカ集団(YRI)については、International HapMap Projectyより遺伝子型データを取得した。欧州集団でtanning abilityとの関連が報告されているアリル保有数(total tanning ability allele)と、tanning ability関連アリルの効果の程度を数値化した、Tanning ability Score (Σβixij)の比較を行った。total tanning ability allele数はYRIが最も多く、予想通りCEUが最も少なかった。オセアニア集団と東アジア集団はその中間の値を示した。tanning ability score (Σβixij)は、トンガ集団(ポリネシア)とラワキ集団(ミクロネシア)が、日本人・中国人(東アジア集団)よりも低かった。本結果は、ポリネシア集団とミクロネシア集団には未知の皮膚色素関連遺伝子多型が存在する可能性を示唆していた。オセアニア集団とアジア集団の皮膚色素関連遺伝子多型解析を行った。皮膚色素測定値と遺伝子型の関連解析から、アジア集団については候補遺伝子のtag SNPの選択、機能的意義を有するSNPの探索を含めて精細な多型解析を行っており、おおむね順調に進展している。本研究では、オセアニア・アジア集団を対象に、網羅的に皮膚色素形成関連遺伝子多型を調べ、オセアニア・アジア地域集団の皮膚色素多様性をうみ出す遺伝基盤の理解を目指すとともに、メラネシア集団で観察される濃い茶褐色と関連するアリル、およびアジア集団で観察される明るい皮膚色素形成と関連するアリルの進化史の解明を目指す。今年度は、Human Genome Diversity Panelの51集団についてtanning ability score (TAS)を計算した。興味深いことに、アメリカ先住民集団は最高度のTASを示し、アフリカ系集団よりも高かった。彼らの祖先は、ベーリング海峡を渡ってアメリカ大陸に到達したことを考えると、高緯度地域へ適応する(すなわち、明るい皮膚色をもつ)ことなく、現在に至っている可能性がある。このことは、ヒトの皮膚色の進化に関し、高緯度地域では明るい皮膚色、低緯度地域では暗い皮膚色に進化するという単純な構図が成り立たない可能性を示している。出産の為、産前・産後(育児)休暇を取得したため。本研究では、オセアニア・アジア集団を対象に、網羅的に皮膚色素形成関連遺伝子多型を調べ、オセアニア・アジア地域集団の皮膚色素多様性をうみ出す遺伝基盤の理解を目指すとともに、メラにシア集団で観察される濃い茶褐色と関連するアリル、およびアジア集団で観察される明るい皮膚色素形成と関連するアリルの進化史の理解を目指す。今年度は、沖縄県在住の日本人(琉球人)とタイ・ターソンヤンに居住するタイ人についてtanning ability score(TAS)を計算した。