hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
美学と弁論術の交叉ーーコモン・センスを中心に

また田之頭一知はこれまでの研究成果をまとめて『美と藝術の扉』を出版した。研究分担者の伊達立晶は、文学理論と弁論術の関係について研究をつづけるとともに、クインティリアヌス『弁論家の教育4』(共訳)を出版した。研究分担者の石黒義昭は、哲学と弁論術の関係について、とくに現代ドイツ哲学を中心にして研究を継続した。研究代表者および研究分担者、研究協力者による個別の研究については、全体的に見れば公開刊行した研究成果は単著1点、翻訳1点の2点であり点数としては少なく、やや遅れている。とくに哲学と弁論術の関係についての研究には遅れが見られる。とはいえ、点数としては遅れがみられるものの、公開された研究成果は、出版社から刊行された単著と翻訳であり、それなりの成果だと言うことができる。研究成果としては公開されていないものの、京都大学准教授の杉山卓史先生による研究発表とその後の討議により、「共通感覚」という用語が思想史上では一様に理解されにくいものであり、17世紀ドイツにおける「共通感覚」と現代哲学における「共通感覚」との違いが明らかになった。メルロ・ポンティーがヘルダーやカントのいう「共通感覚」を自らの哲学的立場から意図的に誤用したとの指摘は、当研究課題にとって「共通感覚」を考えるときの重要な研究指針となった。さらに、研究代表者の渡辺浩司と研究協力者の井奥陽子は、G. F.マイアー『あらゆる美しい学問の基礎』という大著を翻訳している最中である。その成果はまだ公開できる状態ではないが、本研究課題の3年間でその一部を公開する予定である。以上のように、本研究課題はやや遅れていると判断せざるをえないが、当初の研究計画に従って研究を遂行している。3年目となる平成29年度には、2回研究会を開いた。1回目の研究会は9月9日に大阪大学で開催し、研究協力者である井奥陽子が「ヴォルフ学派における個体とその名前」というタイトルでヴォルフ学派の個体と名前の関係から美学の萌芽にいて発表した。また研究協力者である横道仁志が「美と罰」というタイトルで、美学とキリスト教の関係を論じ、美学にキリスト教的な常識が働いていることについて発表した。2回目の研究会は12月9日に大阪大学で開催し、研究分担者である井上由里子が「演劇におけるアール・ブリュット概念の拡張可能性」というタイトルで、ノヴァリナの俳優論を例にして、演劇におけるアール・ブリュットという考えを提唱した。また研究分担者の伊達立晶は「言葉・意味・創造性」というタイトルで、西洋的な美学及び芸術と東洋的な美学及び芸術との差異について文芸学的な観点から発表した。また研究分担者である田之頭一知は「ボエティウスにおける音楽と永遠」というタイトルで、ボエティウスの神学における音楽の重要性について発表した。2回目の研究会後には研究成果報告書の編集について研究打ち合わせをした。以上の2回の研究会とは別に、研究代表者の渡辺浩司と研究分担者の石黒義昭と井奥陽子は、月1回の割合で、「マイアー研究会」を開催し、G. F,マイアー『あらゆる美しい学の基礎』を精読し序文に相当する箇所を翻訳した。本研究課題の最終年度に相当する平成29年度末には、3年間の研究成果を公表すべく、冊子体の研究成果報告書を作成した。研究代表者と研究分担者ならびに研究協力者の論文と翻訳を掲載し、また研究組織以外から招へいした東京藝術大学教授松尾大先生、京都大学准教授の杉山卓史先生の論文も掲載した。
起伏の大きい地域における森林遮断量の計測と評価

森林流域の水循環で重要な成分である樹冠遮断量に与える樹種および地形の影響を評価するための計測を、東京大学秩父演習林のブナ・イヌブナ林,カラマツ林,シオジ林で行なった。また、降雨特性が樹冠遮断量に与える影響を検討するために、降雨特性が大きく異なるマレーシアサバ州の森林における樹冠遮断量計測記録を入手し、対比がなされた。ブナ・イヌブナ林は谷からの比高が400mの標高1200mの広い尾根部にあり、カラマツ林はこれに隣接する。一方、シオジ林は谷部に位置する。測定プロットはそれぞれ15m×15mで、林内の各10地点の林内雨量(樹冠通過雨量)とプロット内全木の樹幹流下量を林外雨量とともに測定した。ブナ・イヌブナ林、カラマツ林、シオジ林の3プロットで同時に観測された期間の樹冠通過雨量と樹幹流下量の合計(林床到達量)は、いずれもほぼ等しく、樹冠遮断量もほぼ等しいという結果が得られた。また、樹冠通過雨量と樹幹流下量、樹冠遮断量の毎時データを用いて、樹冠が濡れているときの平均蒸発強度と樹冠に付着する水分量を算定した。この結果、1)樹冠に付着した水分が樹冠通過雨量と樹幹流下雨量に分配される分配率は、3つの林分で大きく異なり、樹幹流下率はブナ・イヌブナ林で12%、シオジ林で10%となるのに対し、カラマツ林は2%であること。2)樹冠に付着する水分は3つの林分とも0.3mm程度であること。3)樹冠が濡れているときの平均蒸発強度は3つの林分とも0.140.16mm/hrであることが求められた。平均蒸発強度.樹冠付着水分量という樹冠遮断量を決める2つのパラメータと降雨条件の関係については、熱帯で観測された資料と対比してその特性が論じられた。森林流域の水循環で重要な成分である樹冠遮断量に与える樹種及び地形の影響を評価するための計測を、東京大学秩父林のブナ・イヌブナ林、カラマツ林、シオジ林で行った。ブナ・イヌブナ林とカラマツ林は、谷からの比高が400mの標高1200mの広い尾根部にあり、シオジ林は谷部にある。測定プロットはそれぞれ15m×15mで、林内の各10地点の林内雨量(樹冠通過雨量)とプロット内の全立木(ブナ・イヌブナ林:本、カラマツ林:本、シオジ林:本)の樹幹流下量を、プロット周辺の樹木の伐開地の林外雨量とともに測定した。ブナ・イヌブナ林とカラマツ林は1993年6月から、シオジ林は1993年7月から測定を開始し、1993年11月まで観測を行った。ブナ・イヌブナ林、カラマツ林、シオジ林の3プロットで同時に観測された期間の樹冠通過雨量と樹幹流下量の合計(林床到達雨量)は、いずれもほぼ等しく、林外雨量と林床到達雨量の差として求められる、樹冠遮断量は3プロットともほぼ同量となる結果が得られた。

また自記計測のデータを用いて、樹冠通過雨量と樹幹流下量、樹冠遮断量の毎時データを算定し、樹冠が濡れているときの平均蒸発強度と樹冠に付着する水分量をパラメータとする樹冠遮断モデルを用いて、これらを再現した。この結果、(1)樹冠に付着した水分が樹冠通過雨量と樹幹流下量に分配される分配率は、3つの林分で大きく異なり、樹幹流下量にブナ・イヌブナ林で12%、シオジ林で10%が回るのに対して、カラマツ林は2%であること。(2)樹冠に付着する水分は、3つの林分とも0.3mm程度であること。(3)樹冠が濡れているときの平均蒸発強度は3つの林分とも0.140.16mm/hrであること、が求められた。次年度は、樹冠遮断量観測を継続するとともに、平均蒸発強度と気象条件の関係を求め、より合理的なモデル構築を進める。森林流域の水循環で重要な成分である樹冠遮断量に与える樹量及び地形の影響を評価するための計測を、東京大学秩父林のブナ・イヌブナ林、カラマツ林、シオジ林で行った。ブナ・イヌブナ林とカラマツ林は、谷からの比高が400mの標高1200mの広い尾根部にあり,シオジ林は谷部にある。測定プロットはそれぞれ15m×15mで、林内の各10地点の林内雨量(樹冠通過雨量)とプロット内の全立木(ブナ・イヌブナ林:本、カラマツ林:本、シオジ林:本)と樹幹流下量を、プロット周辺の樹木の伐開地の林外雨量とともに測定した。ブナ・イヌブナ林とカラマツ林は1994年6月から、シオジ林は1994年7月から測定を開始し、1994年11月まで観測を行った。ブナ・イヌブナ林、カラマツ林、シオジ林の3プロットで同時に観測された期間の樹冠通過雨量と樹幹流下量の合計(林床到達雨量)は、いずれもほぼ等しく、林外雨量と林床到達雨量の差として求められる、樹冠遮断量は3プロットともほぼ同量となる結果が得られた。昨年度の観測結果とあわせ、樹冠付着水分量、平均蒸発強度と樹冠遮断件の関係が降雨条件とどの様に関わるかの解析が進められ、研究成果報告書にまとめた。
熱可塑性CFRP積層板のせん断切断機構の解明と最適化

熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プラスチック(以下,CFRP)積層板のせん断切断挙動メカニズムを実験および粒子法による数値解析を通して解明するとともに,温度・クリアランス・刃の形状などの切断条件の最適化を行い,以下の知見が得られた:熱硬化性CFRPと異なり,層間はく離の発生はほとんどみられず,バリと樹脂割れが主な加工損傷となった。ガラス転移温度付近で加熱することによって,切断荷重が低下する一方で,樹脂のじん性が増加するため,低加工損傷のせん断切断が実現できることが明らかになった。まず,高速度カメラを用いたその場観察切断試験システムを構築し,切断中の様子を動画観察することができた。次に,光学顕微鏡,軟X線撮影装置を用いた切断損傷の定量評価法を確立することができた。FEM解析によるマクロ切断シミュレーション法については,陽解法によるモデリングを行った。実験としては,一方向プリプレグからプレス成形した熱可塑および熱硬化CFRPクロスプライ積層板について,3種類の切断刃(A,B,C)を用いて,二つの積層板の温度およびクリアランスがせん断切断挙動に及ぼす効果を調べた。切断面近傍の加工損傷と切断面の形状を定量的に測定し,最適な切断条件を議論した。以上より以下の知見が得られた:(1)切断刃B,Cのようにシャー角,刃先角を持たせた方が切断に必要なせん断応力が小さくなるため,損傷が小さく,切断面の品位が高い。(2)ガラス転移点近傍以上の温度では樹脂が軟化し,切断に必要なせん断応力は低下するとともに,層間破壊じん性が上昇するものの,切断面のダレとそれに起因する層間はく離が顕著である。その結果,本熱硬化性CFRPではガラス転移点以下,室温以上の温度が最適な切断温度である。(3)一定以下の値であれば,クリアランスが加工損傷に及ぼす効果は小さいが,クリアランスがあまりに小さいと切断荷重が高くなり,工具寿命が短くなる可能性がある。(4)熱可塑性CFRPは成形条件とくに冷却条件によってせん断切断に要する荷重が異なる。今年度は,熱可塑性CFRP積層板に焦点を絞り,成形条件(成形温度と成形圧)と切断刃形状がせん断切断挙動に及ぼす効果を明らかにした。熱可塑性CFRP積層板では熱硬化性CFRP積層板と異なり,せん断切断によって層間はく離が発生しないことが明らかになった。そこで微視的な切断加工品位のパラメータとして,理想切断面からの突起部と損失部を合わせた投影面積を用いた。その結果,成形温度は45°Cが最適であることが判明した。一方,成形圧は1気圧から5気圧(0.10.5MPa)まで変化させて,成形された積層板の繊維分布状態の観察とせん断切断挙動を調べた。その結果,比較的低い成形圧力(例えば0.17MPa)では繊維の分布が比較的均一で成形による潜在欠陥(割れ,空孔)は少なく,高い平均せん断応力(切断時の最大せん断力/切断面積)が必要であるが,成形圧力が高い場合(例えば0.5MPa),繊維束が偏在するとともに,潜在欠陥が増加し,平均せん断切断に必要な応力が低下する傾向が見られた。低い成形圧力のほうが加工品位は高い。一方,切断時のクリアランス(上刃と下刃の隙間量)の効果については主として熱硬化性CFRP積層板に対して調べた。ある一定以上のクリアランスでは切断時の平均せん断応力はクリアランスによらず一定となる。また熱可塑・熱硬化CFRPともに,シャー角と刃先角を付けると平均せん断応力が低下するが,加工品位に関してはある最適な組み合わせがあることが示唆される実験結果が得られ,今後の課題が明確になった。最後に粒子法を用いたせん断切断挙動のシミュレーションをクロスプライ積層板について行い,0度層の破断,90度層のマトリックス割れおよび0度/90度層間のはく離などの損傷を含んだ切断現象を再現することができ,マクロシミュレーション法を確立できた。本研究では炭素繊維強化熱可塑性樹脂(熱可塑性CFRP)積層板のせん断切断メカニズムを実験と数値解析(FEMと粒子法)を通して解明するとともに,切断条件(切断刃の形状,ワーク温度,クリアランスなど)の最適化を行い,以下の知見を得た:1切断時の加工損傷はバリ(理想切断線からの凸部)と割れ(理想切断線からの凸部)およびき裂(マトリックスクラックと繊維破断)からなる,2熱硬化性CFRP積層板と異なり,じん性の高い熱可塑性CFRP積層板では層間はく離はほとんど発生しない,3加工損傷は主としてせん断応力によって発生するが,クリアランスが加工損傷パターンに及ぼす影響は小さい,4最適な切断温度(ガラス転移点近傍)とクリアランス(板厚の約5%)が存在する,5最適な刃形状(シャー角と刃先角)が存在する,6一方向板の場合,繊維方向に対する切断角度によってせん断強度が変化するが,クロスプライ積層板などの場合,切断角度によるせん断強度の差異は小さい。以上の知見が得られたことにより,不均質・異方性・積層構造を有するCFRP積層板の複雑なせん断加工メカニズムが実験と数値解析を通して系統的に解明できた。また本研究から解明されたせん断加工メカニズムと最適加工条件から,難加工材であるCFRP積層板の高速・低損傷せん断加工技術の確立のための学術的基礎が確立できた。さらに,CFRP積層板の加工に要するタクトタイムが短くなることにより,自動車部品産業への適用が期待される。

熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プラスチック(以下,CFRP)積層板のせん断切断挙動メカニズムを実験および粒子法による数値解析を通して解明するとともに,温度・クリアランス・刃の形状などの切断条件の最適化を行い,以下の知見が得られた:熱硬化性CFRPと異なり,層間はく離の発生はほとんどみられず,バリと樹脂割れが主な加工損傷となった。ガラス転移温度付近で加熱することによって,切断荷重が低下する一方で,樹脂のじん性が増加するため,低加工損傷のせん断切断が実現できることが明らかになった。目的1「粒子法によるマクロ切断解析」については,0度層の破断,90度層のマトリックス割れおよび0度/90度層間のはく離などの損傷を含んだ切断現象を再現することができ,マクロシミュレーション法を確立できた。目的2「支配的パラメータの探索による切断条件の最適化」については,切断加工品位を微視的損傷の観点から検討した結果,最適な刃の形状(シャー角,刃先角)の見通しを得ることができた。さらに,熱硬化・熱可塑CFRPそれぞれに対して,切断温度とクリアランスの最適値を見つけることができた。ただし,シャー角,刃先角の組み合わせについてはさらなる詳細な検討が必要であり,今後の課題である。以上より,上記のような達成度であると自己評価した。複合材料工学平成26年度の課題として挙げたシャー角,刃先角の組み合わせの詳細な検討を行う必要がある。具体的には,両パラメータを変化させた9種類の上刃を作製し,加工品位が最良となる上刃形状を探索する。これにより刃の形状の最適化だけでなく,切断メカニズムの解明を進めることができる。また実用的な積層構成である擬似等方積層板に対して,最適な成形条件・切断条件(温度,刃の形状,クリアランス)における加工品位を調べ,最適条件の最終的な検証を行う。これにより,実用化への可能性を探索することができる。最後にミクロ切断シミュレーションを行う。粒子法ではミクロ切断シミュレーションが困難である可能性があるため,有限要素解析などを援用することで,マルチスケール解析が行えるよう工夫する。高速度カメラを用いたその場観察切断試験システムについてはカメラ(別途レンタル)を用いた動画撮影に成功している。また切断損傷の定量評価法については,画像処理ソフト(本研究経費で購入)を用いて,断面および内部の損傷を定量的に測定評価する手法を確立したが,超音波検査がまだ行われていない。FEM解析によるマクロシミュレーション法については,陽解法(Explict)を用いてユーザーサブルーチンを適用して計算モデルを作ることができたが,損傷の再現精度の向上が必要である。以上を総括すると,実験については,熱可塑性CFRPの成形法をゼロからスタートし,切断試験とその評価法まで確立した点は予想以上に研究が進展したが,観察の一部未実行と数値シミュレーションに課題が一部残っているめ,上記のような達成度であると自己判断した。平成25年度は熱可塑性CFRPのみならず,特性が明らかとなっている熱硬化性CFRPを対照サンプルとして用いて研究を行った。熱可塑性CFRPの成形法および実験法が確立した今後は,熱可塑性CFRPのみに焦点を絞り,熱分析によるガラス転移点正確な測定と最適切断温度の探索を続ける。
自然物の色域の高次元多面体表現とそのカラー入力機器設計への応用

本研究は,自然界に存在する物体の分光反射率のデータベースを用い,物体の色の存在範囲を分光空間における高次元多面体で表現し,この結果をメタメリズム(条件等色)の解析やカラー画像の入力機器の設計等に応用するものである.具体的には,まずSOCSと呼ばれる分光反射率データベース中のサンプルを用いて主成分分析を行い,主成分ベクトルを求めた.次に数個(5個程度)の主成分ベクトルが張る部分空間において,色の存在範囲すなわち色域を多面体により表現し,多面体の頂点を与える分光反射率や最外郭を与える超平面パッチのリストを求めた.これにより,任意の光源下での物体の色域を容易に求めることが可能となった.また,人間の視覚系や一般的な3バンドカラー入力装置において,同一の応答を示す分光反射率の集合(メタマー集合)を実際に存在しうる範囲に特定できるようになった.より具体的には,1.ある照明下で同じ色に知覚される物体の集合が,異なる照明下でどの程度異なって知覚されるか,2.同一照明下で,ある観察者にとって同じ色に知覚される物体の集合が,異なる色知覚特性をもった観察者にとってはどの程度異なって知覚されるか,3.3バンドカメラでの撮影の際,同一のカメラ出力を与える分光反射率の範囲はどのようなものか,などについて,明確な予測が可能となった.特に(1)については,照明の変化によってCIELAB空間での色差として最大30程度の色の違いが生じる可能性があることがわかった.本研究は,自然界に存在する物体の分光反射率のデータベースを用い,物体の色の存在範囲を分光空間における高次元多面体で表現し,この結果をメタメリズム(条件等色)の解析やカラー画像の入力機器の設計等に応用するものである.具体的には,まずSOCSと呼ばれる分光反射率データベース中のサンプルを用いて主成分分析を行い,主成分ベクトルを求めた.次に数個(5個程度)の主成分ベクトルが張る部分空間において,色の存在範囲すなわち色域を多面体により表現し,多面体の頂点を与える分光反射率や最外郭を与える超平面パッチのリストを求めた.これにより,任意の光源下での物体の色域を容易に求めることが可能となった.また,人間の視覚系や一般的な3バンドカラー入力装置において,同一の応答を示す分光反射率の集合(メタマー集合)を実際に存在しうる範囲に特定できるようになった.より具体的には,1.ある照明下で同じ色に知覚される物体の集合が,異なる照明下でどの程度異なって知覚されるか,2.同一照明下で,ある観察者にとって同じ色に知覚される物体の集合が,異なる色知覚特性をもった観察者にとってはどの程度異なって知覚されるか,3.3バンドカメラでの撮影の際,同一のカメラ出力を与える分光反射率の範囲はどのようなものか,などについて,明確な予測が可能となった.特に(1)については,照明の変化によってCIELAB空間での色差として最大30程度の色の違いが生じる可能性があることがわかった.本研究では,物体の色が数個の主成分で精度よく表現できるとの知見に基づき,数個の主成分ベクトルが張る部分空間において,色の存在範囲すなわち色域を多面体により表現し,多面体の頂点を与える分光反射率や最外郭を与える超平面パッチのリストを与えることを目的として研究を行った.具体的には以下の2点である.1.分光空間での多面体を求めるアルゴリズムの完成分光反射率サンプルのn個の主成分ベクトルが張る部分空間において,色域が凸面をなすような最外郭のサンプルを求めるアルゴリズムを完成させた.2.メタマー集合を算出するアルゴリズムの作成光源の分光反射率および観測者あるいはカラー入力機器の分光感度特性を与えたときに,メタマー集合もまた凸形状をなす.この頂点の分光反射率を計算するためのアルゴリズムを開発した.さらにこれらメタマー集合が他の光源あるいは他の分光感度特性の下でなす測色値の分布を求めるプログラムを開発した.以上の研究遂行により,任意の光源下での物体の色域を容易に求めることが可能になった.また,人間の視覚系や一般的な3バンドカラー入力装置において,同一の応答を示す分光反射率の集合(メタマー集合)を実際に存在しうる範囲に特定できるようになった.SOCSと呼ばれる自然物の分光反射率のデータベースを用いて,種々の照明下でのメタマーの範囲を本手法により計算したところ,目視で顕著に認識できる程度の色差が生じうることがわかり,照明変換後の色の予測を行う場合には,3バンドを超えた,マルチバンドイメージングが必要であることが示唆された.これらの研究は2つの国際会議で発表し,その成果が認められた.本研究は,自然界に存在する物体の分光反射率のデータベースを用い,物体の色の存在範囲を分光空間における高次元多面体で表現し,この結果をメタメリズム(条件等色)の解析やカラー画像の入力機器の設計等に応用するものである.具体的には,まずSOCSと呼ばれる分光反射率データベース中のサンプルを用いて主成分分析を行い,主成分ベクトルを求めた.次に数個(5個程度)の主成分ベクトルが張る部分空間において,色の存在範囲すなわち色域を多面体により表現し,多面体の頂点を与える分光反射率や最外郭を与える超平面パッチのリストを求めた.

これにより,任意の光源下での物体の色域を容易に求めることが可能となった.また,人間の視覚系や一般的な3バンドカラー入力装置において,同一の応答を示す分光反射率の集合(メタマー集合)を実際に存在しうる範囲に特定できるようになった.より具体的には, 1.ある照明下で同じ色に知覚される物体の集合が,異なる照明下でどの程度異なって知覚されるか, 2.同一照明下で,ある観察者にとって同じ色に知覚される物体の集合が,異なる色知覚特性をもった観察者にとってはどの程度異なって知覚されるか,3.3バンドカメラでの撮影の際,同一のカメラ出力を与える分光反射率の範囲はどのようなものか,などについて,明確な予測が可能となった.特に(1)については,照明の変化によってCIELAB空間での色差として最大30程度の色の違いが生じる可能性があることがわかった.
DNAメチル化阻害による抗腫瘍因子BRAKの発現制御を介した新規口腔癌治療の開発

本研究では,口腔扁平上皮癌(HNSCC)を用いてDNAメチル化阻害作用を持つエピガロカテキンガレート(EGCG)による,抗腫瘍ケモカインCXCL14/BRAKの発現上昇作用を検討した。その結果,EGCGは有意なBRAKの発現上昇を示さなかった。そこで,より強力なメチル化阻害剤であるデシタビンを用いて検討した。その結果,BRAKの発現上昇に伴いHNSCCの増殖抑制作用がin vivoで確認された。本研究結果から,メチル化阻害剤もしくはメチル化阻害作用をもつ天然由来成分用いてBRAK遺伝子発現を上昇させ腫瘍増殖の抑制を期待することは,口腔癌治療戦略において非常に有用であると考えられる。本研究課題では,口腔扁平上皮癌において重篤な副作用の報告がなく癌抑制遺伝子のDNAメチル化阻害作用をもつエピガロカテキンガレート(EGCG)が抗腫瘍因子BRAKの遺伝子発現を回復させ腫瘍進展抑制効果を示すという分子機構を解明するために,以下の実験計画に基づき実験を遂行する。平成25年度は,口腔扁平上皮癌細胞(HNSCC)におけるBRAK遺伝子の発現低下とDNAのメチル化の関係性を詳細に検討し,平成26年度以降に実施するEGCGによるBRAK遺伝子発現回復作用および腫瘍進展への影響の検討で使用するBRAK遺伝子がメチル化されたHNSCC細胞を選択するために実施した。初めに,種々のHNSCCにおけるBRAK遺伝子のメチル化を測定するために,歯肉,舌および口腔底由来の種々のHNSCCを培養後に, DNAを回収し,メチル化特異的PCR法を用いてBRAK遺伝子のメチル化を測定した。その結果,BRAK遺伝子の発現がメチル化により顕著に抑制されているHNSCCを確認し(mBRAK-HNSCC),以降の実験に用いることにした。また,強力なメチル化阻害剤であるデシタビン(DAC)を用いて,mBRAK-HNSCCにおけるBRAK遺伝子の発現回復作用を検討したところ,BRAK遺伝子の発現回復が確認された。さらに,mBRAK-HNSCCをヌードマウス背部皮下に移植し,in vivoにおけるDACのBRAK遺伝子発現および腫瘍増殖への影響を検討したところ,DAC投与により,BRAK遺伝子の発現回復に伴い腫瘍増殖抑制作用が認められた。本研究課題では,口腔扁平上皮癌において重篤な副作用の報告が無く癌抑制遺伝子のDNAメチル化阻害作用をもつエピガロカテキンガレート(EGCG)が,抗腫瘍因子BRAKの遺伝子発現を回復させ腫瘍進展抑制効果を示す分子機構を解明するために,以下に記す計画を立案した。(1)口腔扁平上皮癌細胞(HNSCC)における,DNAメチル化によるBRAK発現抑制機構を解明すること(2) HNSCCにおける,EGCGのBRAK発現回復機構を解明すること(3) in vivoにおけるEGCGの腫瘍進展への影響を検討し,さらに(4) EGCGのBRAK発現回復を介した腫瘍進展抑制機構の解明を行う。本年度までに,抗腫瘍因子であるBRAKの発現がメチル化により抑制されている細胞株を用いて,EGCGのメチル化阻害作用を応用し,BRAKの発現を回復させ,新たな抗悪性腫瘍薬としての応用を目指し,基礎的な検討を行ってきた。しかし,細胞毒性を示さない濃度で,EGCG添加培養を行い経時的に,細胞を回収しBRAKの遺伝子発現回復作用を検討したが,顕著な結果は得られなかった、(1.7倍程度)メチル化阻害剤である,DNAメチルトランスフェラーゼの阻害座である5-azacytidineを添加し培養した際は,濃度依存的なBRAKの遺伝子回復作用,およびin vivoでは抗腫瘍作用が確認されていることから,EGCGのDNAメチルトランスフェラーゼ阻害作用は弱く,細胞毒性を示さない濃度(>Ic50)ではBRAKの発現回復に至らないとの結論に達した。そこで,現在では同様にDNAメチルトランスフェラーゼ阻害作用をもつ天然由来成分であるイソフラボンや,DNAメチルトランスフェラーゼ阻害作用以外の経路でBRAKの発現回復作用を持つ物質の検索および作用の検討を行っている。昨年度BRAKが高度にメチル化されBARKの遺伝子発現が完全に抑制されていることをメチル化特異的PCR法にて確認した細胞株(mBRAK細胞)を樹立し,DAC添加によりメチルトランスフェラーゼ阻害作用に伴いBRAKの遺伝子発現の有意な回復作用,およびin vivoにおいてDAC投与によりBRAK遺伝子の発現回復作用に伴い腫瘍増殖が有意に抑制することを確認した。そこで,本年度は,mBRAK細胞を用いてBRAK遺伝子発現回復作用を持つDACが,BRAK遺伝子発現抑制の主要な経路と考えられる上皮成長因子(EGFR)シグナル経路の阻害剤を併用した際にその作用を増強するか検討した。その結果,口腔扁平上皮癌細胞株(HSC-2,3,4)において, EGFRシグナル経路の阻害剤(iAkt, iMEK, iERK)のBRAK遺伝子の発現促進作用を優位に増強することが確認された。今後は,セツキシマブ等の口腔癌治療に用いられるEGFR経路の阻害剤を用いて,in vivoでBRAK遺伝子の発現回復,腫瘍増殖抑制作用の増強が確認されるか引き続き検討が必要である。

本研究結果から,メチル化阻害剤もしくはメチル化阻害作用をもつ天然由来成分用いてBRAK遺伝子発現を上昇させ腫瘍増殖の抑制を期待することは,口腔癌治療戦略において非常に有用であると考えられる。本年度までに抗腫瘍因子であるBRAKの発現がメチル化により抑制されている細胞株を用いて,EGCGのメチル化阻害作用を応用し,BRAKの発現を回復させ,新たな抗悪性腫瘍薬としての応用を目指し基礎的な検討を行ってきが,細胞毒性作用を示さない濃度(>Ic50)では顕著なBRAKの発現作用は認められなかった。(1.7倍)この結果は,in vivo実験および臨床レベルでは有用な抗悪性腫瘍薬としての応用の可能性が低いことを示唆している。現在では同様にDNAメチルトランスフェラーゼ阻害作用をもつ天然由来成分であるイソフラボンや,DNAメチルトランスフェラーゼ阻害作用以外の経路でBRAKの発現回復作用を持つ物質の検索および作用の検討を行っている。歯科薬理学平成25年度は,口腔扁平上皮癌細胞(HNSCC)におけるBRAK遺伝子の発現低下とDNAのメチル化の関係性を詳細に検討し,平成26年度以降に実施するEGCGによるBRAK遺伝子発現回復作用および腫瘍進展への影響の検討で使用するBRAK遺伝子がメチル化されたHNSCC細胞を選択するために実施する。昨年度の研究成果から,本年度以降に用いるBRAK遺伝子が高度にメチル化されたHNSCCの獲得に成功した。(mBRAK-HNSCC)また,メチル化阻害作用をもつエピガロカテキンガレート(EGCG)の予備実験モデルとして強力なメチル化阻害剤であるデシタビン(DAC)によるBRAK遺伝子の発現回復および腫瘍増殖抑制作用を確認している。実験が当初の計画どおり進行しなかったため,大幅な研究計画のプラン変更を行いました。その結果,当初の予定通りの支出にならませんでした。平成26年度は前年度の実験25-1でBRAK遺伝子のメチル化が確認されたHNSCC(mBRAK-HNSCC)を用いて,EGCG処理によるBRAK遺伝子の発現回復作用と発現回復機序を検討し,平成27年度に実施予定のin vivoにおけるEGCGの腫瘍進展抑制メカニズムを検討する上での基礎的なデータの検討を実施する。初めに,HNSCCにおけるEGCG処理によるBRAK発現回復作用を検討するために,BRAK遺伝子のメチル化による発現抑制が確認されたmBRAK-HNSCCを播種し, EGCGを24-72時間処理後にBRAKの遺伝子発現をRT-PCR法を用いて検討する。また,タンパク質レベルでの検討として細胞内外のBRAKタンパク質についてELISA法を用いて検討する。また, EGCG処理によりBRAKの発現回復が奏功しない場合は,同様にメチル化阻害作用が報告されている天然成分であるゲニステイン,レスベラトール,クルクミンを用いて,以降の実験を行う。次に,EGCG処理によるBRAK遺伝子発現回復メカニズムを検討するために,EGCG処理によりBRAK遺伝子の発現が確認されたmBRAK-HNSCCを培養後に細胞を回収し, DNMT1, 3a, 3bの遺伝子発現およびタンパク質レベルをRT-PCR法およびWestern Blot法を用いて測定する。
英語到達度指標CEFR-J準拠のCAN-DO指導タスクおよびテスト開発と公開

まず、指導タスクとテスト・タスクのうち、CEFR-Jの各CAN-DOディスクリプタに基づくテスト・タスクの開発およびその困難度の検証を優先することを決定した。各CAN-DOディスクリプタに基づく評価タスクの開発としては、2017年度はPre-A1からA2.2を作成したが、2018年度はB1.1からB2.2までのテスト項目の開発と検証を行った。リーディングにおいては、リーディングのテキスト・タイプ、テキスト困難度、タスクについて検討し、修正をした後、テスト・セットを作成した。リスニングにおいては、リーディングと同様、リスニングのテキスト・タイプ、テキスト困難度、タスクについて検討し、修正をしたが、音声の収録およびテストの実施には至らなかった。ススピーキング(発表)・スピーキング(やりとり)・ライティングにおいては、タスクと採点方法について検討し、修正をした後、テスト・セットを作成した。これらのテストをそれぞれ実施し、採点・統計的な分析・解釈を行った。言語処理班では、リーディングやリスニングのテキスト分析の結果に基づき、テキストのCEFR-Jレベルの判定を可能にするプログラムの開発を行い、公開した。さらに、文法のレベル別基準特性を判定を可能にするCEFR-J Grammar Profileを開発・公開した。音声認識では、スピーキング・テスト解答データを追加することで、音声認識プログラムの精度を向上した。2019年3月23日に「CEFR-J 2019シンポジウムin京都」を開催し、170名余りの参加者があった。このシンポジウムでは、3年間の研究成果の発表をするとともに、CEFR-Jのリソースの活用ワークショップも行った。さらに、CEFR-Jの利用企業や協力校の発表機会を提供した。これらの活動により、CEFR-Jが広く認知され、日本の英語教育の改善に大きく資することができた。テスト・タスクを開発するレベルはPre-A1からB2.2までとし、作成を進めたが、まだカバーされていない技能がある。テキスト・レベルの判定プログラムに関しては、スピーキング・レベルの判定については、今後の課題となっている。また、音声認識プログラムの精度は改善の余地があるが、さらにデータを追加することで、改善が期待される。開発がまだなされていない技能のテスト・タスクについては、これまでのテスト開発のノウ・ハウを活用することで、今後開発が進められると期待できる。発表技能のテキスト・レベル判定プログラムについては、テストの解答データがさらに集められることで、開発が進むと思われる。また、さらに追加されるデータを利用することで、音声認識プログラムの精度の向上が期待される。指導タスク作成班では、CEFR-Jにおける、CAN-DOディスクリプタに基づく指導タスクを作成した。その際、日本人英語学習者の実用使用域にある各レベルのCAN-DOディスクリプタの作成を優先した。その作成に当たっては、指標形式の学習到達目標であるCAN-DOディスクリプタと指導タスクの関係について議論し、指導タスクの作成方法を決定した。その上で、基本的に1つのCAN-DOディスクリプタに2つずつの指導タスクを作成した。次いで、それらの妥当性を検討するとともに、CEFR-J CAN-DOディスクリプタに基づく指導タスク作成の原則をまとめた。なお、受容技能(リーディング・リスニング)と発表技能(ライティング・スピーキング)では、指導タスクの作成に関して、その作成方法は異なる部分がある。前者においては、CEFR-Jのレベルに合ったインプット・テキストが必要となるのに対して、後者においては、CEFR-Jのレベルに合ったアウトプット・テキストの例が必要となる。現状では、タスク班のタスク事例においては、これらのテキストの選択や作成は、これまでの研究から得た経験に基づいて行われてきている。一方、言語処理班では、指導タスク開発には、文法・語彙・テキスト特性に関する基礎資料が必要であることから、文法・語彙が一覧できるデータベース、それから既存のCEFR準拠コースブックのテキストが閲覧できるコーパス、テキストのCEFRレベルの自動判定を行うプログラムなどのツール群を整備し、タスク班の利用に供した。英語学習者の音声データの音声認識プログラム開発では、一般的なスピーキング・テストの音声データの書き起こしを利用して、音声認識を試みた。音質の問題もあり、十分な精度が得られなかったものの、今後の課題が明らかになった。概ね順調に進捗しているが、タスクのカバーしているCEFR-Jレベルがやや限定的である。テキスト・レベルの判定プログラムに関しては、まだ完全とは言えないものの精度は上がってきている。また、音声認識プログラムの精度が実際の運用に供するにはまだ不十分である。まず、指導タスクと評価タスクのあり方に関する検討を行った。その結果、指導タスクは評価タスクの達成に至るためのものと位置づけ、CEFR-Jの各CAN-DOディスクリプタに基づく評価タスクの開発およびその困難度の検証を優先することを決定した。各CAN-DOディスクリプタに基づく評価タスクの開発としては、まずPre-A1からA2.2までのテスト項目を作成した。リスニングにおいては、リスニングのテキスト・タイプ、テキスト困難度、タスクについて検討し、修正をした後、音声の収録を行い、テスト・セットを作成した。リーディングにおいてもリスニングと同様のプロセスを経た後、必要な著作権処理を行い、テスト・セットを作成した。スピーキング(やりとり)においては、タスクとその実施方法およびその採点方法について検討し、修正をした後、テスト・セットを作成した。スピーキング(発表)とライティングにおいては、タスクと採点方法について検討し、修正をした後、テスト・セットを作成した。

言語処理班では、リーディングやリスニングのテキスト分析の結果に基づき、テキスト・レベル判定プログラムの開発を行い、試作版を公開した。さらに、CEFR-Jに基づく文法のレベル別基準特性を解明した。音声認識では、英語学習者のスピーキング・テスト解答データから音声認識プログラムを開発し、その精度を上げる試みを行った。2018年3月17・18日に中間シンポジウムを開催し、約350名の参加者があった。このシンポジウムでは、2年間の研究成果の発表をするとともに、CEFR-Jのリソースの活用ワークショップも行った。さらに、CEFR-Jの利用企業や協力校の発表機会を提供した。これらの活動により、CEFR-Jが広く認知され、日本の英語教育の改善に大きく資することができた。概ね順調に進捗しているが、テスト・タスクには、まだカバーされていないCEFR-Jレベルがある。テキスト・レベルの判定プログラムに関しては、発表技能のテキスト・レベルの判定については、今後の課題となっている。また、音声認識プログラムの精度は改善の余地があるが、2017年度に追加されたデータを利用することで、改善が期待される。まず、指導タスクとテスト・タスクのうち、CEFR-Jの各CAN-DOディスクリプタに基づくテスト・タスクの開発およびその困難度の検証を優先することを決定した。各CAN-DOディスクリプタに基づく評価タスクの開発としては、2017年度はPre-A1からA2.2を作成したが、2018年度はB1.1からB2.2までのテスト項目の開発と検証を行った。リーディングにおいては、リーディングのテキスト・タイプ、テキスト困難度、タスクについて検討し、修正をした後、テスト・セットを作成した。リスニングにおいては、リーディングと同様、リスニングのテキスト・タイプ、テキスト困難度、タスクについて検討し、修正をしたが、音声の収録およびテストの実施には至らなかった。ススピーキング(発表)・スピーキング(やりとり)・ライティングにおいては、タスクと採点方法について検討し、修正をした後、テスト・セットを作成した。これらのテストをそれぞれ実施し、採点・統計的な分析・解釈を行った。言語処理班では、リーディングやリスニングのテキスト分析の結果に基づき、テキストのCEFR-Jレベルの判定を可能にするプログラムの開発を行い、公開した。さらに、文法のレベル別基準特性を判定を可能にするCEFR-J Grammar Profileを開発・公開した。音声認識では、スピーキング・テスト解答データを追加することで、音声認識プログラムの精度を向上した。2019年3月23日に「CEFR-J 2019シンポジウムin京都」を開催し、170名余りの参加者があった。
塩基類養分の貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスの評価

塩基類養分の貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスに注目し,塩基類養分の土壌中のバイオマスによる保持量,バイオマスから交換性・水溶性イオンへの流れを把握し,土壌微生物バイオマスの機能を定量的に明らかにすることを目的とした。29年度までの結果を受け,30年度は土壌微生物バイオマスに含まれるカリウムの代謝回転時間の測定のため,土壌にカリウムを添加せずに炭素・窒素・リン源を添加し,バイオマスカリウム,炭素および窒素の動態を調査した。添加後,土壌中のバイオマス炭素・窒素とともにバイオマスカリウムが増加し,その後徐々に減少することが確認された。その減少程度からバイオマスカリウムの代謝回転時間を試算すると102日となり,有機物等の添加により若干過大評価されていると考えられるものの,バイオマス炭素の代謝回転時間の試算値(181日)よりも短く,バイオマス中のカリウムが活発に回転していることが示唆された。さらに,ルビジウムをカリウムのトレーサーとして用いる新たな手法を検討した。バイオマスルビジウム定量のためのルビジウムの溶出率(kRb)を求め,土壌微生物バイオマスルビジウムの定量法を確立した。その上で,炭素・窒素・リン源とルビジウムの土壌への添加により,ルビジウムのバイオマスへの取り込みを確認した。研究期間を通して,水田,畑,草地,樹園地など各種土壌におけるバイオマスカリウムの存在量や動態を明らかにするとともに,バイオマスカリウムの代謝回転時間を初めて算出し,カリウムの貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスの重要性を示した。カルシウムとマグネシウムについては再計算により溶出率の算出が困難な場合があったため,今後さらなる検討が必要である。また,バイオマスカリウムの代謝回転時間およびルビジウムをトレーサーとして用いた場合の代謝回転時間の測定についても,今後データの集積が必要である。土壌微生物バイオマスによる塩基類養分の保持量とバイオマスから交換性・水溶性イオンへの流れを定量的に明らかにし,新たな土壌・肥培管理技術展開への基盤とすることを目的とする。水田土壌、畑土壌および施設畑土壌を試料とし、クロロホルム燻蒸抽出法による微生物バイオマスK、Ca、Mg定量に用いる各元素の溶出率(kファクター;kK, kCa, kMg)を測定した。kKは水田土壌では0.120.18、畑土壌と施設畑土壌では0.390.52であり、kMgは水田土壌では0.09、畑土壌と施設畑土壌では0.620.72と、いずれも水田土壌よりも畑土壌で大きな値を示した。kCaは湛水状態の水田土壌では0.24、落水状態では0.75、畑土壌の化学肥料区では0.35、畑土壌の化学肥料+厩肥区と施設畑土壌では0.73と、土壌の状態や施肥の違いにより異なる値を示した。水田および畑の試験圃場よりほぼ1年間にわたって経時的に採取した土壌試料について土壌微生物バイオマスK、Ca、Mgを定量し、その動態を調査した。水田では、バイオマスKは収穫前に最大値を、中干し後に最小値を示したが、その他の時期には大きな変動はなかった。バイオマスCaとバイオマスMgにははっきりとした増減が認められなかった。バイオマスC、Nはともに湛水前に最大値を示し、その後は大きな変化が見られず、むしろ交換性のK、Ca、Mgと似た動態を示した。畑(有機物連用圃場)では、バイオマスKは試験区により増減がみられた場合もあったが、その差は2倍程度の場合がほとんどであり、バイオマスCaとバイオマスMgに大きい変動が認められる区が多かった。交換性のK、Ca、Mgは主に施肥の影響と思われる増減を示し、バイオマスC、Nにも変動が認められたが、いずれもバイオマスK、Ca、Mgの動態との関係は明確ではなかった。クロロホルム燻蒸抽出法による微生物バイオマス中の塩基類養分の定量のための各元素の溶出率(kファクター)の算出と水田・畑における土壌微生物バイオマスK、Ca、Mgの動態調査を予定通り進めた。kファクターのデータについては論文原稿に取りまとめ、すでに投稿済みである。土壌微生物バイオマスによる塩基類養分の保持量およびバイオマスから交換性・水溶性イオンへの流れを定量的に明らかにし、新たな土壌・肥培管理技術展開への基盤とすることを目的とする。水田、畑、放牧草地、果樹園および施設畑と地目・作物が異なり、さらに、黄色土、灰色低地土、黒ボク土、グライ土と土壌の種類も様々である圃場より土壌を採取し、バイオマスK、Ca、Mgをクロロホルム燻蒸抽出法により定量した。それらの存在量を明らかにするとともに、バイオマスC、N量や交換性陽イオン量との間の関係を解析した。各土壌における面積当たりのバイオマスK量は、水田土壌および果樹園土壌では一般的な水稲およびカキあるいはブドウの養分吸収量の数割程度に相当すると見積もられた。交換性陽イオン量に対するバイオマス陽イオン量は、畑、果樹園土壌に比べ、水田土壌では大きく、水田土壌における微生物由来養分の重要性が示された。さらに、バイオマスK量とバイオマスC量の間には水田土壌と畑、果樹園土壌ともに有意な正の相関が認められたが、バイオマスK量と交換性K量の間には水田土壌でのみ有意な正の相関が認められ、地目ごとでバイオマスKと交換性Kの間の関係性が異なると考えられた。また、バイオマスCa、Mg量とバイオマスC量との間に相関は認められず、特にバイオマスK量はバイオマスC量に強く規定されていると考えられた。

以上より、交換性陽イオンだけでなく、土壌微生物バイオマスに含まれる陽イオンも作物への重要な養分供給源であることが示唆された。様々な農耕地土壌の土壌微生物バイオマスK、Ca、Mgを測定し、存在量を明らかにするとともに、バイオマスC、N量や交換性陽イオン量との間の関係の解析を予定通り進めた。なお、すでに発表済みの水田のバイオマスKの論文のデータに計算間違いがあることが判明し、訂正記事(正誤表)を掲載した(Soil Sci. Plant Nutr., 62, 570 [2016])。それに伴い、昨年度得られた各元素の溶出率(kファクター)の値を取りまとめた投稿原稿は一旦取り下げの処理を行なった。正しく算出後に投稿をやり直す予定である。また、今年度得られた様々な農耕地土壌の土壌微生物バイオマスのデータと解析結果についてもそれらのデータを用いて、最終的な計算を行なっているところである。いずれの場合も、結論には影響を及ぼさないことを確認している。土壌中の微生物は有機物の分解・無機化,養分の貯蔵や作物への供給など作物生産の根幹として機能している。本研究では塩基類養分の貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスに注目する。塩基類養分の土壌中でのイオンとしての存在量とバイオマス中での保持量,バイオマスから交換性・水溶性イオンへの流れを把握し,土壌微生物バイオマスの機能を定量的に明らかにすることを目的とする。土壌微生物バイオマスに含まれる塩基類養分(カリウム、カルシウム、マグネシウム)の代謝回転速度の測定のため、まず土壌に、炭素源としてグルコースあるいはセルロース、無機態窒素、無機態リンとともにカリウムを添加し、バイオマスカリウムと交換性カリウム、さらに、バイオマス炭素およびバイオマス窒素の動態を調査した。カリウムの添加により土壌中のバイオマスカリウムと交換性カリウム量の増加が観察された。バイオマス炭素やバイオマス窒素は炭素源と窒素源の添加後増加し、その後は徐々に減少したのに対し、バイオマスカリウム量の変動は不規則な増減を示し、バイオマス炭素やバイオマス窒素の動態とは対応していなかった。以上より、土壌微生物バイオマス中の養分元素の代謝回転速度の測定に用いられる一般的方法、すなわち、土壌へラベルされた元素等を含む化合物を添加することにより、バイオマスへ取り込まれた元素量の減少を経時的に追跡する方法では、バイオマスカリウムの場合には代謝回転速度の測定を行うのが困難であることが示唆された。そのため、他の新たな手法の検討を行う必要性が明らかになった。土壌微生物バイオマスカリウムの代謝回転速度測定のための検討実験の結果、当初想定していた方法では測定が困難であることが示唆され、他の新たな手法の検討を行う必要が生じたため。また、再投稿していたバイオマスカリウムの溶出率に関する論文(オープンアクセス化の予定)の審査・改訂に予想よりも長い時間を要したため。塩基類養分の貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスに注目し,塩基類養分の土壌中のバイオマスによる保持量,バイオマスから交換性・水溶性イオンへの流れを把握し,土壌微生物バイオマスの機能を定量的に明らかにすることを目的とした。29年度までの結果を受け,30年度は土壌微生物バイオマスに含まれるカリウムの代謝回転時間の測定のため,土壌にカリウムを添加せずに炭素・窒素・リン源を添加し,バイオマスカリウム,炭素および窒素の動態を調査した。
進化生物学の新材料の開発-介形虫における「ポア時計」の確立

本研究課題は、生物界全般にわたって塩基配列の比較が系統を論じるよい基準であるように、介形虫に特有な形質のひとつであるポア(感覚子)の分布パターンの比較が、介形虫分類群間の系統推定に信頼性の高い基準と成るか否かを立証することにあった。低次分類群間の比較については、既に個体発生におけるポアパターンの分化により系統関係の推定されていたCythere属のミトコンドリアDNAのCOI領域を分析・比較検討した。そしてポアパターンの分化による系統推定が塩基配列の分析によるものとよく一致することを認めた。ただし塩基配列の置換速度は従来報告されている甲殻類のものよりも大きいことが判明した。一方高次分類群間の比較にポアパターンの比較が有効かどうかを確かめるため、Loxoconcha科内、Cythere上科内、Cypris上科内、Podocopida目内の分類群の調査を継続した。その結果、高次分類群間の比較になればなるほどポアパターンの分化が初期の成長段階で現れることが判明し、ポアによる介形虫の系統推定法はますます信頼性と普遍性が高まった。しかし一方で、Cypris上科やBairdia上科のように成体時に2000個を超えるポアをもつ分類群では近縁な分類群間でも比較的はやい段階でポアパターンの分化が起こったり、成長後期では個体間の変異数が大きくなりすぎ、種のもつ特徴を明確な数字で表すことが困難であることも判明した。その一方でこれらの観察事実から、重要な進化の傾向が読み取れた。ポア総数の少ない分類群であるCythere上科介形虫は現在浅海域を中心にもっとも多様化し繁栄しているグループであるが、これらが新生代以降に幼形進化し、適応放散したことが強く示唆された。高次分類群間の分子生物学的検討はまだ継続中だが、介形虫は化石標本でもポアという優れた系統推定基準をもつため、進化学の材料として将来きわめて有望であるといえる。本年度の当該申請研究の実績は以下の2点に集約される。1)ポア・システムの文化パターンの時間依存性を検討し、貝形虫のポア・システムの解析が系統関係推定の優れた基準となることを明らかにした。ポア・システムの文化順序からすでに相互の関係が推定されていたCythere属5種について、ミトコンドリアDNAのCOI領域686塩基対を用いてその類似度を検討した。これらは、北海道厚岸産Cythere schorinikovi、青森県浅虫産および宮城県女川産C.sanrikuensis、青森県浅虫産および石川県羽根産C.uranipponica、岡山県牛窓産C.nishinipponica、石川県見付島産C.japoniaである。その結果DNAからみた関係とポアからみた関係がすべて一致し、ポアシステムの解析が信頼性がさらに高まった。また、C.japonicaの成体のもつポア数は他のCythere属4種に比べ圧倒的に多数であるが、DNA分析の結果本種の置換速度が他のCythere属4種のそれよりも圧倒的に大きいことが判明し、何らかの関連性を示唆するものと推定した。2)従来研究例のごく限られていた科間の系統関係の推定であるが、今回新に4科(Hemicytheridae科、Trachyleberididae科、Cytheruridae科、Paradoxostomatidae科)のポア・システムを調査し、既知の結果と併せて計8科間の関係を見積もった。この結果は基本的に従来の分類の枠を支持し、さらにこれを細分するものである。

これらのことから、ポア・システムの文化順序が低次分類群間にも高次分類群間にも有効に利用できそうなことが推定された。3)上記2)の結果の一部を雑誌「遺伝」に公表した。本年度の当該申請研究の実績は以下の点に集約できる。1・ポアによる系統推定法の適応範囲が判明した。ポアの分化パターンに基づく系統関係の推定は、昨年度までの研究で種間、属間、科間と拡張されてきたが、さらに本年度の研究で初めて上科間の関係が調査された。その結果、幼体最初期のポア総数がすでに3上科間(Cytheracea上科、Bairdiacea上科、Cypridacea上科)で異なることが判明した。従って従来のポア総数の共有と分化に基づく系統推定法はPodocopida目介形虫の上科間には適用できないことがわかった。しかし幼体最初期のポア総数と配置パターンの類似性を考慮すると、Cytheracea上科(ポア数2)とCypridacea上科(ポア数3)が近く、Bairdiacea上科(ポア数10)はこれら2つと系統が離れると判断された。この結果は上科間という高次分類群の関係を客観的かつ明瞭な基準ではじめて論じたものであり、従来漠然といわれていた関係(Bairdiacea上科とCypridacea上科が近く、Cytheracea上科はこれと離れる)を否定するものである。2・日本産Loxoconcha属内の系統をポアの分化に基づき推定し、さらにその時代的変遷を論じた。系統の推定には、ポアの総数の分化とともに、眼の周辺のポアの配置パターンが2タイプに分かれることを考慮した。その結果、日本には中新世中期にL.pulchraに代表されるBタイプの系統がまず進入し、その後鮮新世になりL.japonicaに代表されるAタイプの系統が進入、これが砂泥底、葉上に適応・放散し、現在の多様性の高い集団を形成していることが判明した。3・上記の研究の結果推定された系統関係を検証するため、ミトコンドリアの遺伝子配列を比較することを最終目的として、ミトコンドリアの全塩基配列の解読の実験に着手した。4・1と2の成果について99年2月の日本古生物学会で口頭発表を行った。DNA分析による介形虫の系統推定は、まだ低次分類が主であり、目や科、属間のような種間を超える高次分類の推定はこれまで十分に行われていない。そこで、介形虫の高次分類の系統推定を行うため、27種の節足動物でその配列が明らかとなっている18SリボゾームRNA(18SrRNA)遺伝子配列を決定した。介形虫には石川県珠洲郡内浦町九十九湾または能登島箱名入江にて採集したLoxoconcha uranouchiensisを用いた。試料はDNA解析まで、-80度で保存した。PCRにより、18SrRNA遺伝子の一部(1099bp)を増幅し、プラスミドベクターに挿入した後、塩基配列を決定し、Stenocypris major (Cypris上科)とBairdia sp.(Bairdia上科)の18SrRNA遺伝子と比較した。塩基配列データの解析から、L.Uranouchiensisは、Bairdia上科とCypris上科に近く、Cythere上科に遠い系統解析結果が得られた。ブーツストラップ確率は70%以上の値を示しており、この系統結果の信頼性が高いことを示している。この結果は、Scott(1961)の殻形態からの系統推定結果と一致し、pore-systemからのものとは異なっていた。