hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクチン細胞骨格系を制御する新しい遺伝子の単離とその機能の解析

BNI1が直接、あるいはアクチン系を介して微小管系を制御していることが示唆された。アクチン細胞骨格は、細胞の運動や形態、また、細胞極性等を制御しており、そのメカニズムの解明は、細胞生物学上重要な研究課題である。アクチン細胞骨格の再編成は様々な蛋白質によって時間的にも空間的にも複雑に制御されており、その分子機構の解明は酵母のように遺伝学的、生化学的、細胞生物学的な解析系が洗練されている系が好適である。本研究では、アクチン系の制御が示唆されているタイプI型ミオシンの解析を通して、アクチン系を制御する新しい遺伝子の単離に成功した。タイプI型ミオシンMyo5の温度感受性変異myo5-360の温度感受性の増殖を高発現状態で抑圧する遺伝子としてCDC50を単離した。CDC50は膜貫通蛋白質をコードし、そのホモログはヒトをはじめ高等動物に保存されているが、その機能については全く明らかにされていない。CDC50蛋白質はendosomeに局在し、細胞内小胞輸送に関与していることが示唆された。Cdc50の遺伝子破壊株は低温感受性の増殖を示し、出芽途中で増殖を停止することが明らかとなった。Cdc50破壊株の細胞のアクチン細胞骨格を染色したところ、正常細胞では極性を保って局在しているcortical actin patchが、分散してしまっていることが明らかとなった。この結果と、CDC50がミオシンの変異を抑圧できる結果から、CDC50は、アクチンの局在化を制御する蛋白質の輸送に関与している可能性が高いと考えられた。このように、本研究では、アクチン細胞骨格を制御する新規の遺伝子を発見し、着実に進展させることができた。
樹幹表面温度による樹木の健全度診断法の開発とナラ枯れの初期プロセスの解明

個体群生態学的な研究により、カシノナガキクイムシはイニシアルアタックの際に、衰弱木や感受性の個体を選択的に攻撃するのではなく、無差別に攻撃していた。穿孔数やカシナガの繁殖成功度は、樹木の生死ではなく過去の穿孔の有無によって強く影響されていた。過去にカシナガの穿入を受けていない7本のミズナラを測定対象とし、樹幹北側の地際部と地上高150cmの位置で、各2点ずつの温度測定を行った。その結果、1)150cm部位と地際部の温度差(以下、温度差)は、特に68月の高温時(日最高気温約25°C以上)に大きくなった。2)秋までに被害を受け葉が褐変または萎凋した個体(以下、被害個体)は、1個体を除き、カシナガ穿入前(6月上・中旬)に高温時の温度差が大きかった。3)上記例外の1個体は150cm部位と地際部の温度の平均値(以下、平均温度)については他の個体よりも高めで、最も早くカシナガの穿入を受け、枯死した。樹幹2ヶ所の温度差と平均温度によって、樹体の健全性を評価し、カシノナガキクイムシの穿孔に伴う枯死や萎凋を予測できる可能性がある。(1)個体群生態学的アプローチによるナラ枯れの初期プロセスの解明カシノナガキクイムシ(以下カシナガ)の寄主植物であるブナ科樹種の中では、カシナガの選好性と枯れやすさに負の関係が認められた。すなわち、もっとも選好性の低いミズナラが最も枯れやすかった。ミズナラの中には、感受性の個体と抵抗性の個体が存在した。イニシアルアタックの際に、カシナガは衰弱木や感受性の個体を選択していなかった。イニシアルアタックのあと、抵抗性木では穿入孔数が急激に減少したが、感受性木ではマスアタックが引き続いて起こり枯死した。したがって、カシナガが非選択的にイニシアルアタックをしたあと、感受性の個体では、何らかの生理的変化が起こり、マスアタックを誘発したものと考えられる。(2)ミズナラの生理的変化と樹幹表面温度未穿入木、穿入生存木、穿入枯死木について樹幹の表面温度を計測した。カシナガの穿入を受けると、未穿入木に比べて樹幹の温度が上昇した。この反応の違いは、梅雨明けから8月下旬までの気温が高い時期に最も顕著であり、水分通動阻害が温度上昇の原因と推測された。しかし、穿入生存木と枯死木で比較すると、枯死木の方が樹幹表面温度が高い傾向は見られたが有意差はなかった。また、個体単位でみると、ばらつきが大きいため、現時点では枯れの予測診断に利用するのは難しいと思われた。
外照射療法を選択する前立腺がん患者の意思決定を支援する看護プログラムの開発と評価

前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護介入プログラムを開発することを目的とした。プログラム開発の基礎資料とするため,外照射療法を選択した前立腺がん患者57名に対して面接調査を行い,治療法の選択においてどのような意思決定過程をたどるのかを明らかにした。医師より前立腺がんと伝えられた患者は【診断の受けとめ】をし,【前立腺がんと治療法に対する情報の探索】への着手と並行して【自己の価値観との一致性の確認】を行っていた。このような過程の中で,『治療選択権の所持』をし,『治療選択肢に関する家族との協議』を行い,【医師の選別】をしながら『自己の価値観に沿った選択』に至っていた。本研究の目的は,前立腺がんで外照射療法を受ける患者のセルフケア能力の向上と患者が主体的に生きることを支援するために,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護介入プログラムを開発することである。前立腺がんの治療は,たとえ同一の臨床病期であっても,患者の年齢や期待余命,患者の信念や希望などにより,様々な選択肢がありうるため,治療法の意思決定においては考慮すべき事項が複雑に絡み合う。治療法の選択はその後の生き方やQOLとも強く関連するため,患者自身が自分の価値観に一致した納得できる治療選択が行われる必要がある。しかし,放射線療法に対する専門的な知識をもつ看護師が不足しており,前立腺がん患者の治療法の意思決定過程における支援は十分にできていないのが現状と言える。外照射療法は,計画された治療を予定通りに終了することが重要であり,外照射療法がもたらす急性有害反応の予防と出現した苦痛な症状に対する患者のセルフケア能力を高めることが必須条件となる。そのためには患者が十分に納得できた上で外照射療法を選択することが重要である。以上より,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護プログラムを開発することは極めて重要であり,急務である。平成2223年度の2年間で,放射線療法(外照射)を選択した前立腺がん患者が,治療法の選択においてどのような意思決定過程をたどるのかを明らかにし,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する仮説の看護介入プログラムを考案することにしている。平成22年度は,前立腺がんで外照射療法を受けている患者で,現在有害事象による苦痛のない者8名を対象に,面接調査を実施し.修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチにより分析を行っている。最終的な対象者数は30名程度を見込んでおり,今後も面接と分析を繰り返す予定である。本研究の目的は,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護介入プログラムを開発することである。治療法の選択はその後の生き方やQOLとも強く関連するため,患者自身の価値観に一致した納得できる治療選択をする必要がある。しかし,放射線療法に対する専門的な知識をもつ看護師が不足しており,前立腺がん患者の治療法の意思決定過程における支援は十分にできていないのが現状といえる。そのためには患者が十分に納得した上で外照射療法を選択することが重要である。以上より,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護プログラムを開発することは極めて重要である。平成2223年度の2年間で,外照射療法を選択した前立腺がん患者が,治療法の選択においてどのような意思決定過程をたどるのかを明らかにし,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護介入プログラムを考案する計画であった。2年間で28名を対象に面接調査を実施し,修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチにより分析を行ったが,強度変調放射線治療(IMRT)を受けている対象者を追加してデータを収集することが現実に即したプログラムの考案に必須であることから,IMRTを実施している施設で25名の対象者への面接を追加することにした。23年度末の段階ではその施設での面接は開始できていないが,施設の研究倫理審査委員会の承認が得られ次第,面接を開始する準備を整えた。

しかし,放射線療法に対する専門的な知識をもつ看護師が不足しており,前立腺がん患者の治療法の意思決定過程における支援は十分にできていないのが現状といえる。外照射療法は,計画された治療を予定通りに終了することが重要であり,外照射療法がもたらす急性有害反応の予防と出現した苦痛な症状に対する患者のセルフケア能力を高めることが必須条件となる。そのためには患者が十分に納得した上で外照射療法を選択することが重要である。以上より,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護プログラムを開発することは極めて重要である。プログラム開発の基礎調査として,平成22年度から24年度に外照射療法を選択した前立腺がん患者31名とIMRTを選択した前立腺がん患者25名に対して面接調査を実施した。分析は修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを用いて行った。結果,外照射療法を選択した前立腺がん患者の意思決定過程は「冷静な受け止め」に始まり「医師からの治療選択肢の提案に対する納得」「医師による十分な情報を得たうえでの治療選択権の所持」「これから受ける治療と再発・転移時の治療との関連に対する気がかりの払拭」「何があっても後悔しないように人間的に信頼できる医師による治療を受けることへの強い意志」などであることが明らかになった。平成25年度は基礎研究の結果を基にプログラムの開発に着手した。本研究の目的は,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護介入プログラムを開発することである。前立腺がんの治療は,たとえ同一の臨床病期であっても,患者の年齢や期待余命,患者の信念や希望などにより,様々な選択肢がありうるため,治療法の意思決定においては考慮すべき事項が複雑に絡み合う。治療法の選択はその後の生き方やQOLとも強く関連するため,患者自身の価値観に一致した納得できる治療選択をする必要がある。平成2223年度の2年間で,外照射療法を選択した前立腺がん患者が,治療法の選択においてどのような意思決定過程をたどるのかを明らかにし,前立腺がん患者の治療法に対する意思決定過程を支援する看護介入プログラムを考案する計画であった。2年間で28名を対象に面接調査を実施し,修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチにより分析を行った。しかし,強度変調放射線治療(IMRT)を受けている対象者を追加してデータを収集することが現実に即したプログラムの考案に必須であることから,24年度にIMRTを実施している施設で25名の対象者への面接を追加し,分析を行った。
電磁ポテンシャル井戸内のイオン加速と対向衝突を用いる核融合の原理実験

Dー^3He核融合は構造材料の放射化に寄与する高エネルギ-中性子の発生が少なく、理想的な反応形態とされている。本研究は、反応を低いイオンエネルギ-で起こすことが可能な対向衝突を用いる新しい方式の原理実験である。本年度で以下の成果を上げた。1.軸対称の径方向静電場とミラ-磁場で形成される実効的ポテンシャル井戸内に捕捉された高エネルギ-イオン間の対向衝突で,核融合炉の成立条件が基本的に満たされる可能性を,解析的及び数値的にに示した.2.実験によって,静電ポテンシャルで軸近傍にあるプラズマイオンが加速され,ポテンシャル井戸内に拘束される事実を確認した。このイオン軌道が解析結果と良い一致をみることを確認した.従って,この新方式は基本的に可能性があることを示したことになる.具体的には;(1)軸磁場0.25Tにおいて,コアプラズマからH^+イオンを引き出し,3keVまで加速することが出来た.その高エネルギ-イオン集団は反磁性を示すことも観測した.(2)小さなFaradayーcupを挿入して,イオンのエネルギ-と軌道間の関係を測定し,軌道の解析結果と良い一致をみた.このことから,イオン間の対向衝突をこの方法で発生させることが出来ることが示せた.(3)加速用静電場印加のために必要な径方向の磁場絶緑構造を開発して,上記の実験を可能にした.実際,50kV/mの電場をプラズマ中に保持することが出来る.(4)コアプラズマの発生方法として,同軸ガンを採用したが,現在は新しく4重極静磁場を用いたプラズマガンを開発している.Dー^3He核融合は構造材料の放射化に寄与する高エネルギ-中性子の発生が少なく、理想的な反応形態とされている。このイオン軌道が解析結果と良い一致をみることを確認した.従って,この新方式は基本的に可能性があることを示したことになる.具体的には;(1)軸磁場0.25Tにおいて,コアプラズマからH^+イオンを引き出し,3keVまで加速することが出来た.その高エネルギ-イオン集団は反磁性を示すことも観測した.(2)小さなFaradayーcupを挿入して,イオンのエネルギ-と軌道間の関係を測定し,軌道の解析結果と良い一致をみた.このことから,イオン間の対向衝突をこの方法で発生させることが出来ることが示せた.(3)加速用静電場印加のために必要な径方向の磁場絶緑構造を開発して,上記の実験を可能にした.実際,50kV/mの電場をプラズマ中に保持することが出来る.(4)コアプラズマの発生方法として,同軸ガンを採用したが,現在は新しく4重極静磁場を用いたプラズマガンを開発している.
複合取引の抵触法的研究

複合取引の準拠法決定のあり方にについて,ドイツにおける通説的理解と近時の有力説の概要を取り纏め,両者の対比を通じて,あるべき抵触法準則を検討した。特に複合取引の典型例として,第三者与信販売取引とファイナンス・リース取引を採り上げたが,通説的理解が飽くまでも契約毎に準拠法を指定するのに対して,近時の有力説は複合取引の経済的一体性を根拠に,取引を構成する複数の契約を一括して単一の準拠法に委ねるという立場を採ることを明らかにした。もっとも,後者の見解は契約の結合という新しい現象の特殊性に着目したものであり新規性に富むが,ローマI規則の条文構成等を踏まえると,解釈論として採用しがたいとの結論に至った。本年度においては,まず伝統的な複合取引類型として渉外的な損害保険契約を取り上げ,1荷送人と保険会社の間で締結され船荷証券に記載された専属的国際裁判管轄の合意が荷受人との関係でいかなる効力を有するか,2荷送人と運送人の間で締結された,いわゆるヒマラヤ条項に基づき,運送人の代理人等が1の専属的国際裁判管轄を援用することは可能か,3保険代位の準拠法は如何なる準則に基づき決せられるか,の3点について検討を行った。かかる検討の過程においては,主としてわが国における学説・裁判例を検証したうえで,必要に応じて海外の事例も参照するなど比較法的視点も取り入れ,これら論点に関する自身の見解を取り纏めた。また,一般に物的権利関係の準拠法はその目的物の所在地法に拠る(通則法13条)が,船荷証券が発行された場合に,これとは異なる準拠法決定準則に拠る必要があるか否かについて,わが国における学説・裁判例を網羅したうえで,ドイツおよびスイスの学説・裁判例ならびに立法状況を踏まえて比較法的な検証を行った。特に,海外では当事者自治の導入を支持する学説や立法事例が散見されるが,わが国通則法の解釈論として,こうした海外の動向を直接的に持ち込むことには理論的にも実務的にも困難な点が存在することを指摘した。第三に,渉外的な電子商取引を巡る法的紛争を題材として,契約責任,不法行為責任の競合関係が生じた場合における国際裁判管轄および準拠法決定のあり方について,従前の学説および裁判例を整理し,検証作業を行った。かかる事案は実質法上は請求権競合として捉えられるが,併せて「抵触法的視点からみた取引・事案の複合化」という側面をも有していることから,かかる研究活動を通じて,取引の複合性が抵触法に及ぼす影響を検証するに至った。第四に,外国倒産処理手続の承認申立てが競合した場合の優先関係についても,自身の見解を取り纏めた。本年度においては,典型的な複合取引類型として渉外的な相殺を取り上げた。具体的には,1相殺については明文の抵触規定はないが,解釈論として如何なる準拠法決定ルールが適切か,2自働債権について外国に専属的国際裁判管轄を認める当事者間の合意が存在する場合に,わが国裁判所で被告が相殺抗弁を提出し得るか,3外国確定判決時に既に相殺適状であった場合に,その執行判決請求訴訟において,相殺の抗弁を提出することは可能か,の3点について検討を行った。これら論点の検討の過程においては,主としてはわが国の学説,裁判例を整理したうえで,必要に応じて海外の事例をも参照するなど比較法的な視点を取り入れて,いずれの論点に関しても自説の見解を取り纏めた。また,知的財産権取引の複合性に着目して,そこから生じる渉外的な論点について検証を行った。知的財産権の移転については,物権的側面と債権的側面を峻別することが考えられるが,抵触法の領域でも知的財産権のこうした複合性に着目して,前者と後者で単位法律関係を分けることが妥当との結論を得た。第三に,取引そのものではないが,不法行為が持つ複合性に着目して検討を行った。特に,不法行為には準拠外国法と日本法の累積適用が予定されているが,消滅時効の問題にもこの累積適用の考え方を及ぼすべきか否かについて,過去の裁判例および学説を踏まえた上で,詳細な検討を行った。併せて,インターネット上での拡散型の不法行為類型を念頭に,その準拠法決定についても検討した。その他上記の検討を行う過程で,付随的・派生的に議論した問題がある。1渉外事案における法定訴訟担当,2反訴の国際裁判管轄,3外国判決承認における公序審査等である。また,財産法領域ではないが,選択的連結を採用した単位法律関係において反致の適用を認めるかどうかといった伝統的な論点についても付随的に検討を実施した。第一に,外国実質法に特有の取引形態を題材として,こうした取引に関する個別準拠法と相続準拠法との関係について検討を行った。具体的には,米国で遺産管理手続外で遺産代替物として機能しているジョイント・アカウントやジョイント・テナンシーを取り上げて,これら財産と相続との関係を,抵触法上の視点に基づき分析した。また,抵触法上の議論に付随して,これら財産の移転がわが国租税法上如何に取扱われているかについても調査研究を実施した。第二に,競業者による営業侵害行為(複合的不法行為)を対象として,一般不法行為の準拠法と特別不法行為の準拠法との適用関係および優先関係についての検討を行った。これら営業侵害行為は競業他社の名誉を毀損する態様で実施されることが多いため,一般不法行為と併せて名誉毀損責任が問われることが多いが,名誉毀損の抵触規定である通則

法19条の文言からすれば,これら行為を同条で捕捉するのは適切ではなく,あくまで営業権の簒奪行為として通則法17条により一般不法行為として捕捉すべきとの結論を得た。第三に,証券化,資産流動化等に代表される,債権譲渡や動産譲渡担保を利用した金融取引(複合的金融取引)について抵触法上の分析を行った。動産譲渡担保や債権譲渡の準拠法は通則法13条,23条により決せられるが,これらの取引手法の利用促進という観点から譲渡人の所在地に連結すべきとの新たな見解が提唱されており,こうした見解について自身の考えを取り纏めた。第四に,米国民事訴訟におけるディスカバリとわが国における外国判決執行時の公序審査との関係についても分析に着手した。国家間で手続の具体的な内容に相違がある以上,外国判決執行手続の段階で手続的公序との関係が問題になる。その典型事案として,本問題を取扱うこととした。本年度の当初計画では,幾つかの複合取引や複合的不法行為の類型について,国内外の裁判例および学説を調査し,準拠法をめぐる検討を実施することにしていた。実際の研究においては,主として,1ジョイント・アカウントおよびジョイント・テナンシー,2競業者による営業侵害行為(複合的不法行為),3債権譲渡や動産譲渡担保を利用した金融取引(複合的金融取引)について,これら抵触法上の論点について分析作業を行った。従って,概ね当初計画に沿った形で成果を挙げることが出来たと考えている。また,これら研究の過程で付随して,国際民事手続法等その他の領域についても,併せて検討を行った。具体的には,1客観的併合による国際裁判管轄,2米国判決承認時における手続的公序審査などが挙げられる。本研究のテーマに直接的に結びつくものではないが,その関連事項について併せて議論を行うことで,本研究の枠組みに幅をもたらすことができたように思われる。これらのことを総合的に考慮すると,本年度に関しては,概ね当初計画に沿って所期の研究目的を達成することができた,と考えている。最終年度では,複合取引の準拠法決定のあり方に関して,ドイツの通説的理解と近時の有力説の概要を取り纏め,両者の対比を通じて,あるべき抵触準則を検討した。とくに,複合取引の典型として,第三者与信販売取引とファイナンス・リース取引を採り上げたが,通説的理解は飽くまで契約毎に準拠法を指定するのに対して,近時の有力説は複合取引の経済的一体性を根拠に,取引を構成する複数の契約を一括して同一の準拠法に委ねるという立場を採る。後者の見解は契約の結合という新しい取引類型に対応したものであり新規性に富むが,ローマI規則の条文構成を踏まえると解釈論として採用し難いとの結論を得た。他方で,抗弁権の接続等複数の契約に跨がる問題についても準拠法を決定する必要があるが,この点に関しては,複合取引の特殊性,取引相手方の要保護性を踏まえて,複数の契約準拠法を選択的に適用する余地があるとの結論を得た。本研究(平成25年度28年度)の主要な課題は複合取引の準拠法決定のあり方を探求することにあったが,最終年度の研究成果により,こうした所期の研究目的および研究実施計画を概ね達成することができたと考えている。複合取引は実質法の領域で幾つかの先行研究があるものの,抵触法の領域では先行研究に乏しく研究遂行に困難を伴ったが,それだけに本研究が国内の研究蓄積に多少なりとも貢献できたのではないか,と考えている。もっとも,まだ本研究を取り纏める最終的な論文については,原案を作成したものの,公表するためには細部の修正にいま少し時日を要する。
３Ｄ技術を利用した物理教材の研究

3D立体視を利用した物理教材の開発を行った。教材の一つは,電位を高さで表す電気回路シミュレータを立体視できるようにしたもので,高さを立体的に見られるようにした。もう一つは,コンピュータに接続したカメラから取り込んだ映像に,拡張現実の技術を用いて,磁場や電流などの物理量を実時間測定した結果を付加し,3D立体視を可能にしたものである。これらは,将来のマルチメディア教科書に利用できる教材である。2年度目であり,初年度に引き続き,3D立体視の環境の整備・確認,3D立体視を実現する物理教材の開発,教育現場で評価するための方法の検討を行った。3D立体視の環境については,フレームシーケンシャル方式の出力を偏光方式に変換するフィルター装置と偏光方式の映像を表示するためのシルバースクリーンを購入し,実際にフレームシーケンシャル方式の映像を出力して,偏光方式に対応した3Dメガネを用いて立体視が可能であることを確認した。授業で使えるよう,3Dメガネも複数個準備した。物理教材の開発の一つの柱である3D電気回路シミュレータは,これまで使用してきたAction Scriptにおける3DライブラリであるPapervision3Dを用いた場合にはフレームシーケンシャル方式に対応した速度での表示が難しいため,GPUに対応した3DライブラリであるAway3Dを用いてプログラムを書き直している。まだ完全ではないが,簡単な回路で確認したところ,十分な速度が得られることが分かった。ただし,左目用と右目用の映像の出力をフィルター装置と同期させるところには,まだ,課題がある。物理教材の開発のもう一つの柱である,ARによる磁力線の表示教材については,Nvidiaの3DVisionを用いた3D化について検討中であるが,未だ完成していないため,まだ評価できない状況である。教育現場で評価するためのクリッカーを用いた情報収集については,その方法を十分習得したが,3D教材の評価はまだできていない。研究期間全体を通して,3D立体視を実現する物理教材を開発した。開発の一つの柱である3D電気回路シミュレータは,Action Scriptにおける3DライブラリであるPapervision3Dを用いて立体視を可能にした。表示方式としては,1ドットラインごとに交互に左右の画像を表示する液晶光路変換表示方式を用いた。また,プロジェクタを用いたフレームシーケンシャル方式に対応させるよう,GPUに対応した3DライブラリであるAway3Dを用いてプログラムの書き直しを試みた。簡単な回路で確認したところ,十分な速度が得られることを明らかにしたが,左目用と右目用の映像の出力をフィルター装置と同期させるところは今後の課題となった。フレームシーケンシャル方式の出力を偏光方式に変換するフィルター装置と偏光方式の映像を表示するためのシルバースクリーンを用い,実際にフレームシーケンシャル方式の映像を出力して,偏光方式に対応した3Dメガネを用いて立体視が可能であることを紹介した。開発のもう一つの柱である,ARによる磁場ベクトルの表示教材については,Nvidiaの3DVisionを用いた3D化について検討してきた。フリー版のARToolkitのライブラリは初期化の関数で3Dの設定を解除する不具合があることが最終年度になって分かり,ようやく解決されて立体視が実現できるようになった。実際に測定された磁場ベクトルを立体視できるような教材を完成することができた。今後,教育現場で試用し,評価していく予定である。初年度は,3D立体視環境の整備,3D立体視を実現する物理教材の開発,また,これを用いて教育現場で評価するための環境整備を実施した。3D立体視の環境については,まず,PCのディスプレイで偏光方式とフレームシーケンシャル方式の立体視を実現できるような環境を整備した。また,プロジェクターで投影するための環境も必要なので,フレームシーケンシャル方式に対応したプロジェクターを準備した。本研究の中心となる物理教材の開発としては,2つの課題について研究している。まず,3D電気回路シミュレータについては,画面上の偶数ラインと奇数ラインで右目用と左目用の画像を表示できるようにし,PCディスプレイによる立体視を実現した。今後は,教育現場での評価を目指して,これを拡張して,プロジェクター投影によるフレームシーケンシャル方式の立体視が可能になるようにする予定である。次に,拡張現実を用いたシステムでは,電磁誘導における磁力線の付加を実現していたシステムをAction ScriptからC言語に移植して高速に描画できるようにした。これから3D化を検討する段階である。現実環境側において,カメラからの画像を左右独立にキャプチャすることも必要であるので,そのための環境も準備しつつある。教育現場での評価のための環境としては,クリッカーを導入し,生徒の関心意欲を高める方法,回答を自動で収集する方法について,実践しながら検討した。電気回路シミュレータ教材の3D化はかなり進んだが完成しておらず,また,拡張現実を用いた教材の3D化も,あと一歩のところで完成していないため,教材を用いた試行授業を実施できていない。電磁誘導に関する拡張現実教材の3D化については,C言語への移植までしか進んでおらず,予定していた立体視への拡張はこれからである。

しかし,3次元電気回路シミュレータの3D化については,次年度の計画であった立体視表示を一つの方式だけではあるが,実現することができた。ただ,これらを用いた試行授業は,まだ実施しておらず,ヘッドマウントディスプレイを使ったシステムについても,これから取り掛かるところである。従って,初年度に予定していた目標にやや遅れていると評価した。(1)まず,拡張現実を用いた教材の3D化に取り組む。NVIDIAの3D Visionに渡す前まできているので,急いで完成させる。(2)電気回路シミュレータ教材の3D化の方は,偏光方式へ変換するフィルターとの同期に課題があるため,これの解決を目指す。(3)これらの教材の完成を待って,試行授業を行い,生徒による評価を受ける。また,専門家の意見も聴取する。(4)ヘッドマウントディスプレイとの比較については,状況を見て着手する。(5)当初計画していた実際の電気回路と回路シミュレータとの連携は,本研究の本質ではないので,実施しないこととする。優先順位を次のように決めて研究を推進していく予定である。(1)3次元電気回路シミュレータを使って試行授業を行い,教育的な評価を実施する。このための偏光方式のプロジェクターと眼鏡は,初年度に適当なものが入手できなかったが,フレームシーケンシャル方式から変換するフィルターが販売されることになったので,これを入手するよう作業中である。(2) C言語の3D用ライブラリを用いて,拡張現実教材における仮想環境の立体視化を実現する。現実環境の立体視化のための3Dカメラのキャプチャとの組み合わせについては取り組みを続ける。(3)電気回路シミュレータと同様な回路を実現できる実験装置の開発に着手する。(4)ヘッドマウントディスプレイを用いた拡張現実教材の開発に着手する。ただし,ヘッドマウントディスプレイを用いたシステムについては,教育現場での実用性がまだ低いと思われるので,研究の進行状況をみて着手することとする。(1)プログラム開発のための3D Vision対応の液晶ディスプレイが1つでは不便なので,追加購入する。(2)拡張現実教材では利用するWebカメラとして,タブレットPCの背面カメラを使用すると使いやすくなると思われるので,その有効性を検討するため,タブレットPCを購入する。(3)完成した教材を用いた試行授業を実施するため,3D用スクリーンの輸送経費と旅費が必要になる。(4)ヘッドマウントディスプレイとの比較を行う場合は購入する。(1)フレームシーケンシャル方式のプロジェクターからの投影を偏光方式に変換するフィルターによるシステムを購入する。これにあわせて,必要となるシルバースクリーンと偏光方式用眼鏡を購入する。また,成果発表のために旅費を使用するとともに,3D立体視対応のノートPCを購入する。(2)拡張現実教材のための3Dカメラからのキャプチャに必要な機材を購入する。
マサバ、マアジの飼育実験系を用いた各種繁殖パラメータの解明および母性効果の検証

1)ホルマリン固定したマサバ卵巣標本における核移動期卵の簡易識別法の開発前年度、10%ホルマリン液で固定した卵巣卵母細胞の透明化において、BA-BB液(ベンジルアルコール:安息香酸ベンジル=1:2)が有効であることが分かった。一方、BA-BB液はプラスチック製品を侵すこと、そして強い揮発臭をもつことから、資源の現場では取扱いに慎重を要する。そこで、BA-BB液に替わる新たな透徹剤の適用を検討したところ、尿素とグリセロールなどの混合試薬であるSCALEVIEW-A2(理化学研究所)が有効であることが分かった。2)マサバ生殖腺刺激ホルモン受容体(GtHR)の機能解析生殖腺刺激ホルモン受容体(GtHR;FSHRおよびLHR)に対する、マサバ生殖腺刺激ホルモン(FSHおよびLH)の結合特性を解析した。マサバFSHRおよびLHR遺伝子を、それぞれ動物細胞用発現ベクターに組み込み、レポーターベクターと同時に哺乳類細胞に導入した。また、マサバ脳下垂体よりFSHおよびLHを精製した。哺乳類細胞に発現させたGtHRに対するそれぞれの結合特性を、ルシフェラーゼレポーターアッセイにより評価した。その結果、FSHRはFSHへの強い結合親和性を示し、LHRは田への強い結合親和性を示した。以上より,マサバの卵巣内では,卵濾胞のステージ特異的に形成されるFSHRおよびLHRに、それぞれ自身のリガンドが結合することにより、卵黄形成および卵成熟が同一卵巣内で並行して進行することが示された。3)マアジの飼育実験系確立における産卵誘導法の確立一本釣りにより漁獲されたマアジ親魚に合成生殖腺刺激ホルモン(GnRHa)を投与し、コンクリート水槽内で飼育した。投与後2日目より産卵を開始し、約2週間に渡り産卵した。結果、マアジが21:00から24:00を中心に産卵することが初めて明らかとなり、この間のバッチ産卵数は4,16033,400個であった。以上より、天然マアジを用いる本研究がマアジの繁殖パラメータの解析に有効であることが示された。1、各種透徹剤・染色剤を組み合わせたホルマリン固定卵巣標本の細胞質透明化の開発について。10%ホルマリン液にて固定された後、約5年間保管されたマサバ卵巣標本を用い、卵母細胞の透明化により卵黄形成卵と核移動期卵を識別する方法を開発した。染色剤で卵母細胞の卵核胞(GV)や油球を染色し、ベンジルアルコールと安息香酸ベンジルの混合液(1:2)に浸して細胞質を透明化し、GVや油球を容易に観察できることがわかった。この方法を用いることで、マサバの資源評価の指標となるバッチ産卵数算定に核移動期卵を持つ魚を用いることが可能になった。2、マサバ飼育実験系を用いた、孵化仔魚の初期成長について。海面生簀内にて飼育された雌雄マサバ親魚に合成生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRHa)を投与し、屋内コンクリート水槽内で産卵を誘導した。翌日より受精卵、孵化仔魚を適宜採集した。稚魚は海面生簀へと移し、およそひと月に2回ずつ15-20尾を採集した。いずれも体重・体長を記録し、飼育下でのマサバ仔稚魚の成長過程を明らかにした。3、マアジのGnRHa投与による水槽内での産卵を確実に誘導する技法の確立について。天然より釣り上げた雌雄マアジ親魚にGnRHaを投与し、屋外コンクリート水槽内で産卵を誘導した。翌日より得られた受精卵を回収し、孵化仔魚を飼育した。産卵量、受精率、孵化率を記録するとともに、受精卵、孵化仔魚は適宜採集し、母子判定のため95%エタノールにて固定した。雌親魚より抽出したmtDNAのD-loop領域を解析し、受精卵の一部で親子判定を試みた。結果、マアジ親魚4尾においてmtDNAによる母子判別が可能であることが明らかとなった。また、受精卵の母親魚を特定することで、マアジが連日産卵可能であることがはじめて明らかとなった。1)ホルマリン固定したマサバ卵巣標本における核移動期卵の簡易識別法の開発:前年度に検討した手法(ベンジルアルコール:安息香酸ベンジル=1:1の混合液に浸漬する)により、10%ホルマリンに長期期間保存された卵母細胞の細胞質が透明化できることが分かった。本年度は、卵母細胞中の卵核胞(GV)を選択的に染める染色法を検討した。結果、ギムザ染色液またはズダン黒B染色液によりGVが選択的に染色されることが分かった。以上、染色剤と透徹剤を組み合わせることで、10%ホルマリン固定したマサバ卵巣標本中の核移動期卵を簡易に識別する方法を開発した。この手法は、天然で採集されたマサバの卵巣標本からのバッチ産卵数(吸水卵または核移動期卵の計数により算出)推定の簡便化につながるものである。2)PAS(Periodic acid-Schiff)染色によるマサバ排卵後濾胞(POF)の識別法の検討:マサバの産卵頻度推定は、卵の発達ステージおよびPOFの退行ステージを組織学的に観察して行われている。本研究では、POFの識別にPAS染色が有効かどうか検討した。排卵後の経過時刻の異なるマサバより卵巣を採取し、組織切片作成後、ヘマトキシリン-エオシン(HE)染色またはPAS染色を施した。

PAS染色によりPOFの基底膜が強く染色され、POFの識別が容易なことが明らかになった。3)マアジの飼育実験系確立における親魚の適正評価:マアジ飼育実験系は産卵時刻や産卵頻度といった資源評価に必要なパラメータの検討に有効と考えられるが、産卵誘導に適した親魚(卵黄形成完了個体)の入手が困難である。本研究では、海面生簀内で飼育した蓄養マアジと、一本釣りによる低ストレスの天然マアジを産卵期に採集した。卵巣組織を採取し、退行のない卵黄形成卵をもつ雌親魚にGnRHaを投与し、産卵を誘導した。蓄養親魚の64%で卵黄形成が進行し、うち28%で卵の退行が認められた。天然親魚の卵黄形成個体は87%で、うち6%が退行卵をもっていた。以上、マアジでは長期飼育環境が卵黄形成を阻害していることが伺われた。また、適切な親魚選別により産卵を誘導することができた。1)ホルマリン固定したマサバ卵巣標本における核移動期卵の簡易識別法の開発前年度、10%ホルマリン液で固定した卵巣卵母細胞の透明化において、BA-BB液(ベンジルアルコール:安息香酸ベンジル=1:2)が有効であることが分かった。一方、BA-BB液はプラスチック製品を侵すこと、そして強い揮発臭をもつことから、資源の現場では取扱いに慎重を要する。そこで、BA-BB液に替わる新たな透徹剤の適用を検討したところ、尿素とグリセロールなどの混合試薬であるSCALEVIEW-A2(理化学研究所)が有効であることが分かった。2)マサバ生殖腺刺激ホルモン受容体(GtHR)の機能解析生殖腺刺激ホルモン受容体(GtHR;FSHRおよびLHR)に対する、マサバ生殖腺刺激ホルモン(FSHおよびLH)の結合特性を解析した。マサバFSHRおよびLHR遺伝子を、それぞれ動物細胞用発現ベクターに組み込み、レポーターベクターと同時に哺乳類細胞に導入した。また、マサバ脳下垂体よりFSHおよびLHを精製した。哺乳類細胞に発現させたGtHRに対するそれぞれの結合特性を、ルシフェラーゼレポーターアッセイにより評価した。その結果、FSHRはFSHへの強い結合親和性を示し、LHRは田への強い結合親和性を示した。以上より,マサバの卵巣内では,卵濾胞のステージ特異的に形成されるFSHRおよびLHRに、それぞれ自身のリガンドが結合することにより、卵黄形成および卵成熟が同一卵巣内で並行して進行することが示された。3)マアジの飼育実験系確立における産卵誘導法の確立一本釣りにより漁獲されたマアジ親魚に合成生殖腺刺激ホルモン(GnRHa)を投与し、コンクリート水槽内で飼育した。投与後2日目より産卵を開始し、約2週間に渡り産卵した。結果、マアジが21:00から24:00を中心に産卵することが初めて明らかとなり、この間のバッチ産卵数は4,16033,400個であった。以上より、天然マアジを用いる本研究がマアジの繁殖パラメータの解析に有効であることが示された。当初の計画に基づく「ホルマリン固定したマサバ卵巣標本における核移動期卵の簡易識別法の開発」「POFの識別法の検討」「マアジ飼育実験系の確立」は順調に進行している。加えて、これら種々の飼育実験より得られたサンプルを利用し、マサバおよびマアジの生殖周期における内分泌的解析を進め、生殖腺刺激ホルモンの有する機能も明らかとなってきた(Nyuji et al.,2011,2012)。当初の計画に基づき、マサバの各種繁殖パラメータ(バッチ産卵数、産卵頻度)の算出方法の検討を進める。また、マアジの飼育実験系の確立を目指す。
アルタイ山脈および富士山の山岳永久凍土帯での斜面変動

1.目的アルタイ山脈はモンゴル西部からシベリア南部にかけて2000km以上も延びている長大な山脈である.アルタイ山脈北西部に位置するロシア・アルタイ山脈では,過去30年間に旧ソビエト領内で温暖化が最も顕著に進行している.本研究はロシア・アルタイ山脈の永久凍土分布斜面で,温暖化によりどのような地形変化が生じているのか?明らかにすることを目的とする.本年度は8月10日30日の期間,国立アルタイ大学のミハイロフ教授らと共同でロシア・アルタイ山脈南チュイスキー山地中央部Akkol谷(標高22003700m)にて現地調査を行った.観測項目は永久凍土が流動して出来る地形である岩石氷河の流動の測量,2003年に設置した気温及び地温観測用データロガーのデータの回収である.2.結果岩石氷河上には50ヶ所に測量基点が設置されており,全ての基点で最大傾斜方向に10-30cmの流動が認められた.昨年よりも流動速度が加速している基点が幾つかあった.谷壁斜面の4地点に設置した気温計のうち3地点で昨年同様,通年の気温データを回収出来た.年平均気温は-3-4°Cであり,このことからAkkol谷が気温的には不連続永久凍土分布帯に位置することが再確認出来た.また,岩石氷河上14ヶ所に設置した地表面温度観測用データロガー,1ヶ所に設置した地中温度(深度0,0.5,1.0,1.5,2m)観測用データロガーも昨年同様全て正常に作動していた.年平均地表面温度は-3-5.5°Cであり,データロガーを設置した岩石氷河内部に永久凍土が存在することは間違いないことが再確認出来た.3.研究成果2005年6月のヨーロッパ永久凍土学会(ポツダム),同年9月の国際地形学会(サラゴサ)で研究成果について温暖化と永久凍土の融解について発表を行った.現在,Polish Polar ResearchとGlobal and Planetary Changeに投稿中.1.目的アルタイ山脈はモンゴル西部からシベリア南部にかけて1000km以上も延びている長大な山脈である.本研究では過去30年間に温暖化が顕著に進行しているアルタイ山脈の岩石氷河周辺でどのような地形変化が生じているのか明らかにすることを目的とする.本年度はロシア・アルタイ山脈南チュイスキー山地中央部Akkol谷(標高22003700m)で岩石氷河周辺の湧水のマッピングと水温の観測を行った.また1980年撮影の空中写真と2000年撮影のLandsat-TMの画像を比較し湧水の流入がある岩石氷河前方の湖の変化を調べた.2.結果Akkol谷の右岸には30の岩石氷河が分布する.湧水は岩石氷河周辺の32ヶ所でみられた.世界のほかの山岳永久凍土分布地と比較して湧水の分布密度はかなり高いという印象を受けた.ほとんどの湧水の水温は1.50.1°Cと低かった.岩石氷河上部に残雪や雪渓がみられないことや岩石氷河から離れた場所の湧水温が2.1°Cであったことから,これらの湧水は永久凍土の融け水起源であると考えられる1980年7月撮影の空中写真と2000年7月撮影のLandsat-TMの衛星画像を比較した.Akkol谷中部では岩石氷河の前方に新しい湖が2つ出現した.この湖は河川から孤立しており流入は岩石氷河の湧水からだけである.また,1965年以降アルタイ共和国の降水量はやや減少傾向にあることも併せて考えると,近年の温暖化により岩石氷河内部の永久凍土の融解が顕著に生じ湧水量が増加させ湖の形成につながった可能性が高い.3.研究成果2003年11月19日に開催された第26回極域気水圏シンポジウムで上記の研究結果について発表した.タイトルは「ロシア・アルタイ山脈南チュイスキー山地の山岳永久凍土の分布」である.1.目的ロシア・アルタイ山脈では過去30年間に温暖化が顕著に進行している.本研究ではロシア・アルタイ山脈に分布する岩石氷河周辺で温暖化に応じてどのような地形変化が生じているのか明らかにすることを目的とする.平成16年度は2004年8月5日25日の期間,国立アルタイ大学のミハイロフ教授らと共同でロシア・アルタイ山脈南チュイスキー山地中央部Akkol谷(標高22003700m)で現地調査を行った.観測項目は岩石氷河の流動の測量,昨年設置した気温及び地温観測用データロガーのデータの回収である.2.結果2003年8月に5つの岩石氷河上合計50ヶ所に測量基点を設置した.このうち4つの岩石氷河で最大傾斜方向に10-20cmの流動が認められた.したがって,Akkol谷の岩石氷河は現在でも活動しているactiveな岩石氷河であることが分かった.谷壁斜面の4地点に設置した気温計のうち3地点で,通年の気温データを回収出来た.年平均気温は-3-4°Cであり,このことからAkkol谷が気温的には不連続永久凍土帯に属することが分かった.また,岩石氷河上14ヶ所に設置した地表面温度観測用データロガー,1ヶ所に設置した地中温度(深度0,0.5,1.0,1.5,2m)観測用データロガーは全て正常に作動していた.年平均地表面温度は-3-5.5°Cであり,データロガーを設置した岩石氷河内部に永久凍土が存在することは間違いないことが分かった.

地中温度の観測結果から永久凍土の夏季融解層(活動層)の厚さは3m以上あることが推定された.3.研究成果2005年9月にスペインで開催予定の国際地形学連合と2005年12月にアメリカで開催予定のアメリカ地球物理学連合で発表する予定であり,Permafrost and Periglacial Processes誌に投稿準備中.1.目的アルタイ山脈はモンゴル西部からシベリア南部にかけて2000km以上も延びている長大な山脈である.アルタイ山脈北西部に位置するロシア・アルタイ山脈では,過去30年間に旧ソビエト領内で温暖化が最も顕著に進行している.本研究はロシア・アルタイ山脈の永久凍土分布斜面で,温暖化によりどのような地形変化が生じているのか?明らかにすることを目的とする.本年度は8月10日30日の期間,国立アルタイ大学のミハイロフ教授らと共同でロシア・アルタイ山脈南チュイスキー山地中央部Akkol谷(標高22003700m)にて現地調査を行った.観測項目は永久凍土が流動して出来る地形である岩石氷河の流動の測量,2003年に設置した気温及び地温観測用データロガーのデータの回収である.2.結果岩石氷河上には50ヶ所に測量基点が設置されており,全ての基点で最大傾斜方向に10-30cmの流動が認められた.昨年よりも流動速度が加速している基点が幾つかあった.谷壁斜面の4地点に設置した気温計のうち3地点で昨年同様,通年の気温データを回収出来た.年平均気温は-3-4°Cであり,このことからAkkol谷が気温的には不連続永久凍土分布帯に位置することが再確認出来た.また,岩石氷河上14ヶ所に設置した地表面温度観測用データロガー,1ヶ所に設置した地中温度(深度0,0.5,1.0,1.5,2m)観測用データロガーも昨年同様全て正常に作動していた.年平均地表面温度は-3-5.5°Cであり,データロガーを設置した岩石氷河内部に永久凍土が存在することは間違いないことが再確認出来た.3.研究成果2005年6月のヨーロッパ永久凍土学会(ポツダム),同年9月の国際地形学会(サラゴサ)で研究成果について温暖化と永久凍土の融解について発表を行った.現在,Polish Polar ResearchとGlobal and Planetary Changeに投稿中.
結核菌臨床分離株における宿主定着・適応因子の究明と遺伝子型別技術の補完

わが国における結核菌臨床分離株の遺伝的特異性に着目し、日本固有性が高い2系統(G3群、G4群)の比較ゲノム解析と、系統的代表株(計12株)の全ゲノム配列決定を行った。G3/G4群の比較解析では、全国各地から菌株を収集し、ゲノム全域にわたる固有変異の抽出に成功した。変異情報に基づく分子系統樹では両群ともに分岐点が集中しており、いずれも短期間のうちに拡散し、その後国内固有群として広く定着した経緯が示唆された。また、G4群における既存型別法の問題点が浮き彫りとなった。国内株の全ゲノム配列は標準株と高い相同性を示したが、ゲノム内に点在する相同遺伝子間の比較を目的とした参照配列としての活用が期待される。近年、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)の遺伝的多様性と分離傾向には地域性があり、世界各地あるいは地域人種・民族への定着と適応が進んでいる可能性が指摘されている。日本を含む東アジア地域では「北京株」と呼ばれる系統が優先しており、我が国ではその中でも「祖先型北京株」が分離株全体の60-70%を占めている。このうち、本課題では我が国において分離率が高いG3群、G4群に着目する。これらの系統群は我が国では祖先型北京株の半数以上を占める一方、他国での分離例は少なく、日本での定着、適応進化が仮定できる。本課題では、G3/G4群に属する臨床分離株を対象として次世代シーケンサー(NGS)を利用したゲノム比較解析を実施し、その遺伝的特異性、共通性、多様性を明らかにすることを目的とした。本年度は近畿地域において分離された16株(各8株)を選択、ゲノムDNAを抽出してショートリード(100bp、ペアエンド)を獲得した。先行研究と合わせ、計25株のゲノム情報が得られたことになり、次年度における分析株の拡張(分離地域の拡充)に向けた基礎データが構築できた。結核菌ゲノム内に散見される点変異(SNPs)に基づく菌株分類は、菌株集団の分類定義として妥当性が高い。また、結核菌遺伝型別の標準法として利用されている反復配列多型(VNTR)解析における判定エラーを補完しうることから、比較ゲノム解析で見いだされたSNPsを詳細な分類マーカーとして活用することによって、高精度な分析基盤を整えることができる。次年度では、そうした目的を達成するために地域に関わらない分離株のゲノム比較解析を試み、さらに最終年度に予定している分子進化学的アプローチ、パラログ遺伝子群のゲノム比較へとつなぐ予定である。日本を含む東アジア地域では「北京株」と呼ばれる系統が優先しており、我が国ではその中でも「祖先型北京株」が分離株全体の70-80%を占めている。本課題では、このうち日本で分離率が高いSTK (G3)群、ST3 (G4)群に着目する。これらの系統群は、我が国では祖先型北京株の約半数以上を占める一方、他国での分離例は少なく、日本での定着、適応進化、過去の流行など、様々な理由が推定される。本課題では、これらの系統群に属する臨床分離株を対象とし、次世代シーケンサー(NGS)よって得られた配列情報から遺伝的特異性、共通性、多様性を分析する。本年度は研究協力者との調整を終え、これまでの関西地域における分離株解析に加え、東北、関東、九州、沖縄由来の菌株DNAの分与を受けた。さらに、新学術領域「ゲノム支援」の協力を得てそれらのショートリードを取得した。同時に、STK, ST3群を含めた11群(15株)で454シーケンサーを用いたメイトペアリードを取得し、アセンブルによるパラログ遺伝子群の比較解析に糸口を得た。パラログ遺伝子群(PE/PPEファミリー遺伝子)は多様性が高く、宿主の免疫応答との相互作用に密接に関連すると考えられている。結核菌の病原性・宿主適応に強く関係するとされていることから、本課題において重要な研究対象となるものである。ゲノムデータを結核公衆衛生への応用をするためには、患者の実地疫学情報や既存の遺伝型別に基づく菌株の異同判定を補完していくことが重要である。本年度は、そうした型別解析や技術情報を報告して成果とした他、比較ゲノムデータそのものについても投稿準備を進めている。結核は世界人口の約1/3が既感染であると推定され、三大感染症の一つに数えられる。原因菌であるヒト結核菌では、遺伝多型分析によって複数の系統群が見出され、それぞれの系統群が地域特異的に定着している傾向が明らかとなってきた。東アジアでは「北京型」と呼ばれる系統群が定着しており、日本では分離株の約80%が同群に属している。

G3群、G4群と名付けられた亜系統群は、日本では高頻度で検出される一方、海外では周辺国を含めて分離例が少なく、日本固有の疫学的背景、宿主適応によって優先的に定着していると考えられる。本課題では、こうした日本の特異性に着目してゲノム比較を行い、以下の2項目を中心に検討した。I)各亜系統群の内部系統分岐を調べ、分岐マーカーとして利用できる変異をゲノムデータのマッピング解析から同定した。特に、先行研究では充分解析されていなかったG3群、G4群を中心に、地域的に広い範囲で菌株を選択して分析したところ、NJ系統樹で両群ともに分離地域に関係なく分岐点が集中しており、いずれも短期間のうちに拡散し、その後国内固有群として広く定着した経緯が示唆された。G4群では、こうした内部分岐に関係なく従来法(VNTR型別法)での型別一致株が出現する傾向にあり、同型別法の信頼度が系統ごとに異なる可能性が示唆された。II)結核菌には相同遺伝子が多く、抗原変化などの病原性、宿主適応に関連するとされているが、高い相同性とGC比が問題点となり、従来のゲノム解析では比較が難しい。そこで代表的な菌株を系統的に選択してPacBioRSにより完全長ゲノムを決定し、より精密な比較を可能とすることを検討した。本年度は新学術領域「ゲノム支援」のサポートを受け、計12株の系統代表株のフルゲノム配列を取得できた。しかし解析は途上であり、研究期間終了後に継続して解析を進める予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。公衆衛生学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定より分析菌株数を抑えることによってコストを節約する一方、SNPs解析をより一般的な分析法とするための手技開発に向けた取り組みを始めている。G3/G4群株の全国的な遺伝的傾向を把握するため、解析株の分析対象地域を拡充する必要があるが、当該地域の研究協力者との連携と計画説明も年度内に実施済みであり、次年度以降の追加解析について見通しを立てることができたと言える。日本各地からの臨床分離株を収集することができたため、本課題で必要となるDNA配列情報をほぼ全て取得することができた。ゲノム支援によって、当初予定していたショートリード以外の配列データも得られたので、次年度はこれらを利用してパラログ遺伝子群の解析に注力することができる。H24年度までに獲得されたゲノム情報を基に、G3/G4群それぞれの内部系統分岐に関する情報を集約し、系統マーカーとして利用可能な変異箇所を同定する。同定された変異を関西以外の地域由来株を含めた集団解析に利用し、各群の遺伝的多様性を確認するとともに、追加解析株の選別を行う。パラログ遺伝子の分析に有用なロングリード解析の導入を検討し、必要に応じて共同研究先を模索してより重厚なゲノム情報の集約を目指す。まず、本年度取得した日本各地由来株のゲノムデータについて地域ごとに相同性比較を行い、地域差が認められるかどうかを検討する。これにより、日本国内での結核菌の伝播、拡散が過去どのようにして進んできたのかが推定できる。パラログ遺伝子の解析では、複数のプラットフォームによるリードデータを活用するためにバイオインフォマティクスの重要性が高まった。
正の調節蛋白質XylRによる転写制御領域におけるDNAループ形成機構

シュードモナス菌由来のTDLプラスミドの存在するキシレン完全分解系は、2つのオペロンと2つの調節遺伝子から成る。この系の4つのプロモーターのうち。第1オペロンとXyls遺伝子のプロモーターには約140bp上流に、エンハンサー様配列が存在し、ここに給合した正の調節蛋白質XylRとRNAポリメラーゼ(この場合はα54を利用する)の間でDNAループが形成されることを示唆する結果をえている。α54をもつRNAポリメラーゼを利用する他の系において、Integration host factor(IHF)がDNAグループ形成に関与するという所見が発表されている。IHFを欠く大腸菌変異株を用いた解析によると、第1オペロこの発現は完全にIHFに依存していたが、Xyls遺伝子の発現はIHFの依存性がみられなかった。第1オペロンではプロモーターと上流のエンハンサー様配列の中間の位置にIHFが結合する。この結合部位を含むDNA断片の電気浮動による解析により、IHFの存在下ではT度この位置にDNA湾曲の中心が存在することを明らかにした。従って第1オペロンではIHFの結合がDNAループ形成を促進しそれにより転写の活性化が的われるというモデルが考えられた。同様の実験によりXyls遺伝子プロモーターではIHFはT度プロモーターの位置に湾曲中心を形成させることが明らかになった。一方、IHFを加えない条件下での電気浮動解析により、Xyls遺伝子上流には少くとも3つの湾曲中心が認められた。このことから、Xyls遺伝子ではDNA領域に本来備わっている湾曲しやすい性質が転写の活性化を招くものと考えられた。Xyls遺伝子に対してIHFはむしろ転写抑制に働くものであった。