hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔質シリコンの可視発光特性制御に関する研究

本研究の目的は、多孔質Siの可視発光特性を制御するための基礎的条件について検討することである。具体的には、多孔質Siに対して、気/固および液/固界面反応を利用した表面処理を施し、その粒径や表面の不純物の存在状態を変化させ可視発光スペクトルを測定し、応用面から重要な発光ピーク波長制御の要点を基礎的に明らかにすることにある。以下に得られた結果についてまとめる。(1)気/固反応による発光特性変化多孔質Siは、47%HF水溶液中でp型Si(100)ウェハ-を陽極化成して得た。試料は化成後直ちに、真空チャンバー内にセットし10^<-6>Torr台まで排気後、基板温度373Kにおいて10%He希釈のフッ素(F_2)を実流量1cc/minで暴露した。導入前にみられる700nm付近の発光バンド(主バンド)はその強度を減じた。同時に、600nmにピークを持つ新たな発光帯が出現し、暴露とともに強度を減じた。Ramanバンドから評価したSiの粒径には暴露に伴う変化はなかった。よって本実験におけるF_2導入時の発光帯の変化は、Si表面酸化物のエッチングに伴う表面化学状態の変化に起因するものと考えられる。さらにF_2処理後直ちにH_2Oをセル内に導入すると、主バンドの発光帯強度がF_2暴露前に比べ増加した。これは、表面の再酸化に伴いその化学構造が変化したことに対応すると思われる。(2)液/固反応による発光特性変化(1)と同様にして得た試料をKCl,HCl,HClO_4水溶液中で酸化電流を流した際の変化を検討した。処理により試料の発光強度は増加したが、通電をやめると強度は通電前の状態に可逆的に変化した。この変化は電解質の種類や多孔質層の厚さに依存した。試料の発光特性はその周りに存在するH_2Oや電解質といった分子によっても影響を受けることがわかった。研究初年度にあたる本年度は、気/固界面反応による表面処理を通じた発光特性制御について実験を開始した。多孔質Siは、47%HF水溶液中でp型Si(100)ウェハ-(比抵抗10Ωcm)を電流密度10mA/cm^2で陽極化成して得た。試料は化成後直ちに、真空チャンバー内にセットし10^<-6>Torr台まで排気後、所定の温度まで昇温し各種のガスを導入した。まず基板温度373Kにおいて10%He希釈のフッ素(F_2)を実流量1cc/minで導入し、PLスペクトル変化をその場測定した。その結果、導入前にみられる700nm付近の拮抗バンド(主バンド)はその強度を減じた。さらに、主バンドの100nmほど短波長側に新たな発光帯が出現した。またこの発光帯が新たに出現する時間は、同一温度においてF_2の実流量を10cc/minとすると著しく短くなった。

F_2分子は、多孔質Si表面に存在するSi酸化物との反応性が高くその構造に大きな影響を与えると考えられる。したがって、本実験におけるF_2導入時の発光帯の変化は、Si表面酸化物のエッチングに伴う表面化学状態の変化に起因するものと考えられる。さらにF_2処理後直ちにO_2ガスをセル内に導入すると、発光帯強度は増加した。これは、表面の再酸化に伴いSi微粒子の粒径やその表面化学構造が変化し発光効率が上昇したことに対応すると思われる。本研究の目的は、多孔質Siの可視発光特性を制御するための基礎的条件について検討することである。具体的には、多孔質Siに対して、気/固および液/固界面反応を利用した表面処理を施し、その粒径や表面の不純物の存在状態を変化させ可視発光スペクトルを測定し、応用面から重要な発光ピーク波長制御の要点を基礎的に明らかにすることにある。以下に得られた結果についてまとめる。(1)気/固反応による発光特性変化多孔質Siは、47%HF水溶液中でp型Si(100)ウェハ-を陽極化成して得た。試料は化成後直ちに、真空チャンバー内にセットし10^<-6>Torr台まで排気後、基板温度373Kにおいて10%He希釈のフッ素(F_2)を実流量1cc/minで暴露した。導入前にみられる700nm付近の発光バンド(主バンド)はその強度を減じた。同時に、600nmにピークを持つ新たな発光帯が出現し、暴露とともに強度を減じた。Ramanバンドから評価したSiの粒径には暴露に伴う変化はなかった。よって本実験におけるF_2導入時の発光帯の変化は、Si表面酸化物のエッチングに伴う表面化学状態の変化に起因するものと考えられる。さらにF_2処理後直ちにH_2Oをセル内に導入すると、主バンドの発光帯強度がF_2暴露前に比べ増加した。これは、表面の再酸化に伴いその化学構造が変化したことに対応すると思われる。(2)液/固反応による発光特性変化(1)と同様にして得た試料をKCl,HCl,HClO_4水溶液中で酸化電流を流した際の変化を検討した。処理により試料の発光強度は増加したが、通電をやめると強度は通電前の状態に可逆的に変化した。この変化は電解質の種類や多孔質層の厚さに依存した。試料の発光特性はその周りに存在するH_2Oや電解質といった分子によっても影響を受けることがわかった。
変動する自然生態系の多様性維持メカニズム：非線形時系列解析を用いた新たな展開

生態系の複雑性-安定性関係の形成メカニズムを解明することは生態学だけでなく生物多様性維持の観点からも重要な課題である.しかしながら非線形な変動を示す野外群集から複雑性と安定性を定量化することは従来の平衡群集観に基づく理論体系では困難であった.当該年度は,この課題を解決するために,1)非平衡系の複雑性と安定性を同時に解析できる理論を開発し,2)その理論を時系列データに応用するための時系列解析法として実装した.また,確立した解析法を野外群集時系列に応用し,自然界における複雑性-安定性関係とその形成機構の検証を行った.以上の成果の一部は東京大学弥生キャンパスで開催された第34回個体群生態学会および神戸国際会議場で開催された第66回日本生態学会大会で発表された.また,科学論文として国際学術誌Oikos, Proceedings of the Royal Society B, Population EcologyおよびScientific Reportsにおいて発表された.本課題は,1)力学系理論の発展,2)時系列解析法への実装,3)室内操作実験,4)野外群集時系列の解析の4つのサブ課題からなる.当初計画では研究1,2を初年度に行う予定であったが,研究1については前年度までの予備研究から,限られた時系列データから類推した安定性の指標が真の力学系と一致することが証明済みであった.そこで,当該年度は研究2の簡便な時系列解析プログラムへの実装と人工時系列を用いた理論の検証に注力できた.また,これらの研究を予定よりも早く進めることができたため,研究4についても実施することが可能となった.加えて,研究1の副産物として,生態系の状態変化を限られたデータから類推することを可能にする手法について新たに知見が得られたため,今後の発展・応用が期待される.今後は上述のサブ研究で残されている室内実験系を用いた理論の検証を行う予定である.加えて,限られた時系列データから生態系の状態変化・異常検知を可能にする理論を実装し,室内実験系で得られたデータに適用することで,実用の可能性を探る研究も並行して行う予定である.これらの結果は,前年度までに得られた成果と合わせて複数本の論文にまとめ国際学術誌に投稿する.生態系の複雑性-安定性関係の形成メカニズムを解明することは生態学だけでなく生物多様性維持の観点からも重要な課題である.しかしながら非線形な変動を示す野外群集から複雑性と安定性を定量化することは従来の平衡群集観に基づく理論体系では困難であった.当該年度は,この課題を解決するために,1)非平衡系の複雑性と安定性を同時に解析できる理論を開発し,2)その理論を時系列データに応用するための時系列解析法として実装した.また,確立した解析法を野外群集時系列に応用し,自然界における複雑性-安定性関係とその形成機構の検証を行った.以上の成果の一部は東京大学弥生キャンパスで開催された第34回個体群生態学会および神戸国際会議場で開催された第66回日本生態学会大会で発表された.また,科学論文として国際学術誌Oikos, Proceedings of the Royal Society B, Population EcologyおよびScientific Reportsにおいて発表された.本課題は,1)力学系理論の発展,2)時系列解析法への実装,3)室内操作実験,4)野外群集時系列の解析の4つのサブ課題からなる.当初計画では研究1,2を初年度に行う予定であったが,研究1については前年度までの予備研究から,限られた時系列データから類推した安定性の指標が真の力学系と一致することが証明済みであった.そこで,当該年度は研究2の簡便な時系列解析プログラムへの実装と人工時系列を用いた理論の検証に注力できた.また,これらの研究を予定よりも早く進めることができたため,研究4についても実施することが可能となった.加えて,研究1の副産物として,生態系の状態変化を限られたデータから類推することを可能にする手法について新たに知見が得られたため,今後の発展・応用が期待される.今後は上述のサブ研究で残されている室内実験系を用いた理論の検証を行う予定である.加えて,限られた時系列データから生態系の状態変化・異常検知を可能にする理論を実装し,室内実験系で得られたデータに適用することで,実用の可能性を探る研究も並行して行う予定である.これらの結果は,前年度までに得られた成果と合わせて複数本の論文にまとめ国際学術誌に投稿する.当初予定していた室内実験を実施しなかったため.実験は次年度に実施する予定となっている.
ウナギ属魚類の進化と種分化機構に関する研究

ウナギ属魚類15種は世界中に広く分布し,淡水域の成育場と外洋域の産卵場の間で降河性の回遊を行う.このウナギ属魚類の系統関係は解明されたが,依然としてウナギ属魚類がいつどこで派生し,どのように分散したかという進化と分散過程の詳細は不明である.これを明らかにするためには,ウナギ属魚類の種分化のメカニズムを解明する必要がある.そこで本研究では,種分化の前段階としての集団の分化に着目した.前年度中に,ウナギ属の中でも特に広域に分布するオオウナギAnguilla marmorataと,それと分布域の重複するA. bicolorについて,マイクロサテライト遺伝子座とミトコンドリアDNAの調節領域の塩基配列を用いて,集団遺伝学的解析を行った.その結果,オオウナギは,北太平洋,南太平洋,インド洋,およびグアムの4集団から成り,A. bicolorはインド洋と太平洋で明瞭に分化していることが明らかとなった,今年度はさらに,オセアニアに生息するA. australisについても,オーストラリアとニュージーランドから採集した計73個体を用いて同様に解析を行い,わずかながらオーストラリアとニュージーランド間に遺伝的な差異があることを示した.本研究で明らかになったウナギ属各種の集団構造から,ウナギ属魚類は,例えば,産卵場の場所や数,回遊経路,回遊規模,産卵期間など,集団独自の回遊生態を持つことで,各々の繁殖集団を維持している(または,他の繁殖集団と隔離している)と考えられた.現在,これらの結果を原著論文にまとめ,投稿する準備を進めている.ウナギ属魚類15種は世界中に広く分布し,淡水域の成育場と外洋域の産卵場の間で降河性の回遊を行う.このウナギ属魚類の系統関係は解明されたが,依然としてウナギ属魚類がいつどこで派生し,どのように分散したかという進化と分散過程の詳細は不明である.これを明らかにするためには,ウナギ属魚類の種分化のメカニズムを解明する必要がある.そこで本研究では,種分化の前段階としての集団の分化に着目した.まず,ウナギ属の中でも特に広域に分布し,複数集団に分化する可能性の高いオオウナギA.marmorataと,それと分布域の重複するA.bicolorの解析を行った.標本は,オオウナギは分布域を網羅するようにインド洋西部から太平洋東部,および北部までの計13地点から474個体を採集したA.bicolorは,インド洋西部のレユニオン,セイシェル,マヨット,マダガスカル,インド洋東部のスマトラ,および太平洋のフィリピンの計6地点から145個体を採集した.これらすべての標本について,マイクロサテライト遺伝子座とミトコンドリアDNAの調節領域の塩基配列を用いて,集団遺伝学的解析を行った.その結果,オオウナギは,北太平洋,南太平洋,インド洋,およびグアムの4集団から成ることが明らかとなった.他方,A.bicolorは,インド洋と太平洋は明瞭に分化していたが,インド洋の東西には遺伝的な差異は認められなかった.ウナギ属魚類では,従来,インド洋の東西では集団が分化していると考えられていたが,本研究で解析した2種の結果から,インド洋の東西を繋ぐ何らかの機構があることが推測された.ウナギ属魚類15種は世界中に広く分布し,淡水域の成育場と外洋域の産卵場の間で降河性の回遊を行う.このウナギ属魚類の系統関係は解明されたが,依然としてウナギ属魚類がいつどこで派生し,どのように分散したかという進化と分散過程の詳細は不明である.これを明らかにするためには,ウナギ属魚類の種分化のメカニズムを解明する必要がある.そこで本研究では,種分化の前段階としての集団の分化に着目した.前年度中に,ウナギ属の中でも特に広域に分布するオオウナギAnguilla marmorataと,それと分布域の重複するA. bicolorについて,マイクロサテライト遺伝子座とミトコンドリアDNAの調節領域の塩基配列を用いて,集団遺伝学的解析を行った.その結果,オオウナギは,北太平洋,南太平洋,インド洋,およびグアムの4集団から成り,A. bicolorはインド洋と太平洋で明瞭に分化していることが明らかとなった,今年度はさらに,オセアニアに生息するA. australisについても,オーストラリアとニュージーランドから採集した計73個体を用いて同様に解析を行い,わずかながらオーストラリアとニュージーランド間に遺伝的な差異があることを示した.本研究で明らかになったウナギ属各種の集団構造から,ウナギ属魚類は,例えば,産卵場の場所や数,回遊経路,回遊規模,産卵期間など,集団独自の回遊生態を持つことで,各々の繁殖集団を維持している(または,他の繁殖集団と隔離している)と考えられた.現在,これらの結果を原著論文にまとめ,投稿する準備を進めている.
低入熱異材摩擦接合技術の展開とそのデータベース構築

本研究では,異種材摩擦圧接の接合メカニズムを明らかにするため, Al系材料, Cu系材料,純Ti,鉄鋼材料,ステンレス鋼などといった種々の材料を用いて接合実験を行い,摩擦過程中の接合現象を詳細に観察した.また,得られる継手強度に及ぼす接合条件の影響を調べ,接合部で破断しない継手が得られる接合条件を見いだした.さらに,低入熱状態で接合可能な接合自己完了型摩擦圧接法を適用し,異材継手作製に適用できるかも試みた.今世紀の我が国において,ものつくりの持続的な発展には基礎・基盤技術が必要不可欠である.その中には高機能性を有する異材継手があり,これを作製する接合技術が求められている.しかし,物理的性質や機械的性質の異なる材料同士を組み合わせることになるために接合界面に脆弱な金属間化合物層が生成し,それが継手性能に大きく影響することから,異材継手を作製するためには技術的に越えなければならない課題が非常に多い.溶融溶接法などの従来までの溶接・接合技術の延長ではこれらを解決することが困難となる場合があるため,新しい着想による技術開発が求められている.そこで,融点以下の温度で接合が可能である摩擦圧接法の適用が考えられるが,同法で異材継手を作製しても必ずしも母材部から破断するという良好な継手が得られていないのが現状である.本研究課題では,研究代表者が開発した低入熱摩擦圧接法および接合自己完了型摩擦圧接法を用い,異材継手を容易に作製するための接合条件を体系化し,またそのデータベースを構築することを最終目的としている.本研究では,異種材摩擦圧接の接合メカニズムを明らかにするため, Al系材料, Cu系材料,純Ti,鉄鋼材料,ステンレス鋼などといった種々の材料を用いて接合実験を行い,摩擦過程中の接合現象を詳細に観察した.また,得られる継手強度に及ぼす接合条件の影響を調べ,接合部で破断しない継手が得られる接合条件を見いだした.さらに,低入熱状態で接合可能な接合自己完了型摩擦圧接法を適用し,異材継手作製に適用できるかも試みた.ものつくり産業の持続的な発展には基礎・基盤技術が必要不可欠であり,異材継手を作製する接合技術が求められている.しかし,異材継手を既存の溶融溶接法で作製した場合,接合界面に脆弱な金属間化合物層が生成してしまい,それが継手性能に大きく影響するという問題点がある.そこで,融点以下の温度で接合が可能である摩擦圧接法の適用が考えられるが,同法で異材継手を作製しても必ずしも母材部から破断するという良好な継手が得られていないのが実情となっている.この様な問題点を解決する方法として,先の科研費(平成17-19年度若手研究(B),課題番号17760090)により開発することができた低入熱状態で接合を完了することができる新しい摩擦圧接方法の適用が考えられる.本研究では,この接合手法を用いて異材継手作製のための接合技術を発展・展開させ,そしてそれらの結果をデータベース化することを目的とした.その中で本年度は,異材摩擦圧接メカニズムを解明するため,純Tiと純Cu,純Alと軟鋼, AI合金と軟鋼,純Cuと軟鋼という各種材料を組み合わせた場合の接合実験を行い,実際に接合面のどの部分から接合され始め,どの時点で接合を完了すれば接合部から破断しない健全な継手が得られるかなどの詳細な内容を把握した.そして,これらの結果を踏まえ,定性的な接合現象の大別化を試みた.また,セラミックス系材料と(非鉄)金属材料の組み合わせのような接合性が悪い組み合わせについて,それぞれの素材との接合性が良いインサート材を用いてこれら3種類の素材の同時接合を行うための第一歩として,接合性の良い真鍮と軟鋼とを組み合せた場合において,低入熱状態で接合ができる接合自己完了型摩擦圧接法の適用を試み,その可能性を探った.ものつくり産業の持続的な発展には基礎・基盤技術が必要不可欠であり,異材継手を作製する接合技術が求められている.しかし,異材継手を既存の溶融溶接法で作製する場合,接合界面に脆弱な金属間化合物層が生成してしまい,それが継手性能に大きく影響するという問題点がある.そこで,融点以下の温度で接合が可能である摩擦圧接法の適用が考えられるが,同法で異材継手を作製しても必ずしも母材部から破断するという良好な継手が得られていないのが実情となっている.本研究課題では,研究者が開発した低入熱摩擦圧接法および接合自己完了型摩擦圧接法について,異材継手を容易に作製するための接合条件の体系化およびそのデータベースを構築することを目的とした.その中で本年度は,異材摩擦圧接メカニズムを解明するため,純Tiと純Cu,各種Alと軟鋼,黄銅と軟鋼という各種材料を組み合わせた場合の接合実験を行い,実際に接合面のどの部分から接合され始め,どの時点で接合を完了すれば接合部から破断しない健全な継手が得られるかなどの詳細な内容を把握した.そして,これらの結果を踏まえ,定性的な接合現象の大別化を試みた.

また,セラミックス系材料と(非鉄)金属材料の組み合わせのような接合性が悪い組み合わせについて,それぞれの素材との接合性が良いインサート材を用いてこれら3種類の素材の同時接合を行うための第一歩として,接合性の良い真鍮と軟鋼とを組み合せた場合において,低入熱状態で接合ができる接合自己完了型摩擦圧接法の適用を試み,その可能性を探った.それと同時に,同法での接合条件を決定する上での論理的な挿入材寸法形状の検討を行った.さらに,論理的な圧接条件の選定指針となる有限要素解析手法の検討や,摩擦圧接法の利用拡大を目指すため,薄肉円管の接合についても検討を行った.ものつくり産業の持続的な発展には基礎・基盤技術が必要不可欠であり,異材継手を作製する接合技術が求められている.しかし,異材継手を既存の溶融溶接法で作製する場合,接合界面に脆弱な金属間化合物層が生成してしまい,それが継手性能に大きく影響を及ぼすという問題点がある.そこで,融点以下の温度で接合が可能である摩擦圧接法の適用が考えられるが,同法で異材継手を作製しても必ずしも母材部から破断するという良好な継手が得られていないのが現状となっている.本研究課題では,研究者が開発した低入熱摩擦圧接法および接合自己完了型摩擦圧接法について,異材継手を容易に作製するための接合条件を体系化し,そのデータベースを構築することを目的としている.その中で本年度は,異材摩擦圧接メカニズムを解明するため,純Ti/純Cu,真鍮/軟鋼,Al合金/軟鋼の各組み合わせについて接合実験を行った.そして,実際に接合面のどの部分から接合され始め,どの時点で接合を完了すれば接合部から破断しない健全な継手が得られるかなどの接合現象と継手強度のとの関連を詳細に把握し,定性的な接合現象の大別化を試みた.また,得られる継手に熱処理を施した結果を示すことで継手の用途に関する検討も加えた.さらに,高分子材料にも適用可能かを試みた.一方,論理的な圧接条件の選定指針となる摩擦トルクや接合面の温度の有限要素解析手法の検討を行い,同種材継手の場合ではあるが接合部で破断しない継手が得られる条件を示した.低入熱状態で3種類の素材を同時接合することが出来る接合自己完了型摩擦圧接法については,その詳細な接合現象を把握するために中・高炭素鋼,高張力鋼,ステンレス鋼を用いて接合実験を行い,同法がこれら素材に対しても適用可能であることを示した.ものつくり産業の持続的な発展には基礎・基盤技術が必要不可欠であり,異材継手を作製する接合技術が求められている.しかし,異材継手を既存の溶融溶接法で作製する場合,接合界面に脆弱な金属間化合物層が生成してしまい,それが継手性能に大きく影響を及ぼすという問題点がある.そこで,融点以下の温度で接合が可能である摩擦圧接法の適用が考えられるが,同法で異材継手を作製しても必ずしも母材部から破断するという良好な継手が得られていないのが現状となっている.本研究課題では,研究者が開発した低入熱摩擦圧接法および接合自己完了型摩擦圧接法について,異材継手を容易に作製するための接合条件を体系化することを目的としている.その中で本年度は,異材摩擦圧接メカニズムを解明するため,純Ti/純Cu,Al合金/軟鋼,純Ti/軟鋼といった各組み合わせについて接合実験を行った.そして,実際に接合面のどの蔀分から接合され始め,どの時点で接合を完了すれば接合部から破断しない健全な継手が得られるかなどの接合現象と継手強度のとの関連を詳細に把握し,接合現象の詳細な把握と接合メカニズムの解明に向けた各種データの取得を実施した.また,低入熱状態で3種類の素材を同時接合することが出来る接合自己完了型摩擦圧接法について,その詳細な接合現象を把握するためにステンレス鋼を用いた同種材同士の場合や,黄銅を挿入材と軟鋼という異種材料の組み合わせにそれぞれ適用し,同法がこれら素材や組み合わせに対して適用可能であるこどを示した.
バクテリア叢による寄生虫病制御に向けた相互作用解析

腸管寄生虫は腸内バクテリア叢と共存してきた長い歴史があることから腸内バクテリア叢と深い関係を持ってその感染環を成立させていると考えられるが、寄生虫とバクテリアの相互作用はこれまでほとんど明らかになっていない。本研究では寄生虫感染におけるバクテリアの役割を理解するため、ラボ実験およびフィールド調査によって寄生虫ーバクテリアの相互関係を明らかにする。実験材料には2種のラット腸管寄生線虫を用い、フィールド調査は次世代型寄生虫検出法を開発して大規模に行うことで、両者の相互作用の深い理解を目指す。得られた成果は「バクテリアによる寄生虫制御手法の開発」に活用する。本研究では、以下のことを研究期間内に実施する。・ホスト体内での相互作用を、腸管寄生線虫接種によるラット腸内のバクテリア叢の変動解析により明らかにする。・ホスト体外における相互作用を、排出線虫卵の発達とバクテリアとの関係から明らかにする。・野生ラットにおける寄生虫叢とバクテリア叢を調査し、2者の相関関係を明らかにする。・以上の結果から、「寄生虫感染におけるバクテリアの役割」を総合的に考察し、寄生虫の各発達ステージでキーとなるバクテリアを絞り込み、実験的に検証を行う。マウスと腸管寄生線虫Strongyloides venezuelensisを腸管寄生虫感染モデルとして用い、接種前、接種後の糞便を系時的に回収し、DNA抽出後16SrDNAの次世代シーケンサーによる菌叢解析を行った。その結果、寄生虫の感染時にいくつかの細菌群の比率が特異的に増大することを見出した。フィールドにおける寄生虫多様性調査のための新規寄生虫検出法の開発に取り組み、新たな寄生虫検出用プライマーを18Sおよび28SrDNAから6組選抜した。選抜基準は寄生虫検出が高解像度で行えて、バクテリアの結果へのコンタミネーションが少ないことである。これらを野生のラットの糞から抽出したDNAを鋳型として、PCR増幅に使用し、次世代シーケンサー解析をおこなった。選抜されたプライマー組は従来用いられていたプライマー組と比較してPCR増幅が容易、バクテリア配列の増幅が少なく、寄生虫の分類を高解像度で行えることを確認した。1寄生虫感染による腸内バクテリア叢変動解析(前年度からの続き)今後は異なる寄生虫を使って、寄生虫感染時の腸内バクテリア叢の変動を明らかにする。さらに糞中での寄生虫の発達へのバクテリア関与について解析を行い、ホスト体内および体外における寄生虫ーバクテリア相互作用を明らかにする。2次世代型寄生虫検出法の確立選抜したプライマーセットを臨床サンプルを用いて実証実験を行う。腸管寄生虫は腸内バクテリア叢と深い関係を持ってその感染環を成立させていると考えられるが、寄生虫とバクテリアの相互作用はこれまでほとんど明らかになっていない。本研究では寄生虫感染におけるバクテリアの役割を理解するため、研究室内実験およびフィールド調査によって寄生虫ーバクテリアの相互関係を明らかにする。マウスと腸管寄生線虫Strongyloides rattiとStrongyloides venezuelensisを腸管寄生虫感染モデルとして用い、接種前、接種後の糞便を系時的に回収し、DNA抽出後16SrDNAに基づくメタゲノム解析を行った。解析には宮崎大学で保有する次世代シーケンサーIllumina Miseqを使用し、データ解析はQiimeソフトを用いた。その結果、Strongyloides veneuelensisの感染時にいくつかの細菌群の集団比率が特異的に増大してくることを見出すことができた。この増大はStrongyloides veneuelensisの感染レベルの低下にしたがって減少し、感染前の状態に回復した。マウスと腸管寄生線虫Strongyloides venezuelensisを用いて、ホストー寄生虫ーバクテリア間の相互作用を解析するモデルを構築できている。今後解析を進めることで、3者のインタラクションの理解を進めることができると思われる。実験材料には2種のラット腸管寄生線虫(Strongyloides rattiとStrongyloides venezuelensis)を用い、感染時における微生物叢の変化と、微生物叢の変化に対応した線虫の発達への影響を明らかにする。フィールド調査は次世代型寄生虫検出法を開発して大規模に行うことで、両者の相互作用の深い理解を目指す。

・ホスト体内での相互作用を、腸管寄生線虫(Strongyloides rattiとStrongyloides venezuelensis)接種によるラット腸内のバクテリア叢の変動解析により明らかにする。・ホスト体外における相互作用を、排出線虫卵(Strongyloides ratti)の発達とバクテリアとの関係から明らかにする。・野生ラットにおける寄生虫叢とバクテリア叢を調査し、2者の相関関係を明らかにする。・以上の結果から、「寄生虫感染におけるバクテリアの役割」を総合的に考察し、寄生虫の各発達ステージでキーとなるバクテリアを絞り込み、実験的に検証を行う。これまでに腸管寄生線虫Strongyloides venezuelensis接種によるラット腸内のバクテリア叢の変動の解析を行い。微生物叢が感染レベルに応じて変化することを明らかにした。マウスと腸管寄生線虫Strongyloides venezuelensisを腸管寄生虫感染モデルとして用い、接種前、接種後の糞便を系時的に回収し、DNA抽出後16SrDNAに基づくメタゲノム解析を行った。Strongyloides veneuelensisの感染時にいくつかの細菌群の集団比率が特異的に増大することを見出した。この増大は寄生虫の感染レベルの低下にしたがって減少し、14日後には感染前の状態に回復することを確認した。フィールドにおける寄生虫多様性調査のための新規寄生虫検出法の開発に取り組み、新たな寄生虫検出用プライマーを6組選抜した。検出領域の検討はin silicoシュミレーションにより、18Sおよび28SrDNAから、寄生虫検出・同定に適した部位を増幅するプライマーを一次選抜し、実験的な解析により堅牢性、分解能によって二次選抜を行った。選抜されたプライマー組は従来用いられていたプライマー組と比較してPCR増幅が容易、バクテリア配列の増幅が少なく、寄生虫の分類を高解像度で行えることを確認した。腸管寄生虫は腸内バクテリア叢と共存してきた長い歴史があることから腸内バクテリア叢と深い関係を持ってその感染環を成立させていると考えられるが、寄生虫とバクテリアの相互作用はこれまでほとんど明らかになっていない。本研究では寄生虫感染におけるバクテリアの役割を理解するため、ラボ実験およびフィールド調査によって寄生虫ーバクテリアの相互関係を明らかにする。実験材料には2種のラット腸管寄生線虫を用い、フィールド調査は次世代型寄生虫検出法を開発して大規模に行うことで、両者の相互作用の深い理解を目指す。得られた成果は「バクテリアによる寄生虫制御手法の開発」に活用する。本研究では、以下のことを研究期間内に実施する。・ホスト体内での相互作用を、腸管寄生線虫接種によるラット腸内のバクテリア叢の変動解析により明らかにする。・ホスト体外における相互作用を、排出線虫卵の発達とバクテリアとの関係から明らかにする。
降海か、残留か：ニホンウナギの春機発動が回遊開始メカニズムに果たす役割

必要な体サイズ以上に成長したウナギは、秋に銀化して産卵回遊を開始する。回遊を開始する全長と年齢は個体差が大きく、どんな生態学的条件を満たした個体が、どのような生理学的プロセスを経て、回遊開始するかは明らかでない。本研究課題では、銀化と回遊開始に先立って起こる春機発動に着目し、まず(1)春機発動の生理生態学的特徴を調べる。次に、(2)飼育実験により春機発動と銀化・回遊の対応関係を明確にする。さらに、(3)春機発動を誘導する環境刺激とその生理学的機序を明らかにする。これにより、ウナギの春機発動が回遊開始メカニズムに果たす役割を解明する。
Alb、Ccrを指標としたオキサリプラチンの副作用予測に関する探索的研究

【目的】本研究では栄養指標であるAlbと腎機能指標であるCcrがL-OHP投与によって発現する骨髄抑制及び末梢神経障害に与える影響について調査・解析し、AlbとCcrがL-OHPの副作用予測因子となり得るのか明らかにすることを目的とした。【方法】2015年4月から2016年3月にL-OHP投与した胃癌及び大腸癌患者42名を対象とした。化学療法初回開始前のAlb及びCcr(Cockcroft-Gault)と化学療法後の骨髄抑制(WBC、Neu、HGB、PLT)の程度について後方視的にカルテ調査し関連性を検討した。【結果及び考察】対象患者42名のうち、透析患者及び白血球分類検査のなかった9名を除外した33名について解析した。化学療法前の平均Albは3.6(2.4-4.5)g/dL、平均Ccrは84.3(37.9-174.1)mL/minだった。使用した化学療法レジメンは胃癌SOX療法10名、胃癌XELOX療法1名、大腸癌mFOLFOX6療法2名、大腸癌mFOLFOX6+Bmab療法5名、mFOLFOX6+Pmab療法2名、大腸癌SOX療法3名、大腸癌SOX+Bmab療法2名、大腸癌XELOX療法7名、大腸癌XELOX+Bmab療法1名であり、L-OHP平均投与量は94.5(53.0-131.0)mg/m2だった。骨髄抑制の発現について、Grade3の好中球減少が1名(3%)いたが、Grade1が6名(18%)、白血球減少Grade1が10名(30%)、貧血Grade1が31名(94%)、血小板減少Grade1が7名(21%)と軽度であった。今回の調査では、化学療法前のAlb及びCcrと化学療法による骨髄抑制に関連性は認められなかった。L-OHP投与量はレジメンにより大きく異なるためレジメン別に解析する必要があるが、検討した期間では症例数が少なかった。今後の更なるデータ集積が必要と考えられる。現在、末梢神経障害と骨格筋量のデータを追加し調査を継続している。
アジアにおける肺気腫およびα1アンチトリプシン欠損型亜型Siiyamaの疫学調査

アジア系民族の慢性閉塞性肺疾患(chronic obstructive pulmonary disease;COPD)の特徴や感受性因子を調査する目的で、アジア太平洋地域におけるCOPDとα1-アンチトリプシン(α1AT)欠損症の疫学調査を実施した。方法としては、Asian-Pacific Society of Respirologyの主要参加国から、中国、韓国、シンガポール、香港、オーストラリア、インドネシアの代表的呼吸器研究者を招請し、各国および地域におけるCOPDとα1AT欠損症の疫学調査に関するワークショップを開催した。ワークショップにおいてはCOPDに関する罹患率、死亡率、喫煙率などの各国のデータを報告しあったが、ほとんどの地域で十分な疫学調査がなされていないのが実状であった。すなわち、中国やシンガポールでのCOPD罹患率は3.23.5%、インドネシア東ジャワでは13.5%との報告があったが、他の参加国からは提示されなかった。喫煙がCOPD発症の最大の危険因子であるとする認識は共通していたが、COPDの死亡率や入院比では喫煙率比から予想される割合より女性に多い傾向が認められ、女性の喫煙感受性が高い可能性が示唆された。α1AT欠損症に関しては、日本ではZ型欠損亜型は検出されないがSiiyama型欠損亜型が10家系(85%)と高頻度であることが報告されたが、日本以外では症例の報告はなかった。なぜ欧米に多いZ型欠損亜型は日本では検出されず、かわりにSiiyama欠損型亜型が多いのかに関し、Ala^<213>/Val^<213>の遺伝子頻度の差により説明しようとするGene evolution hypothesisが提示された。各国でCOPDに関する疫学調査や研究が現在進行中である地域が多く、今後は財政面での問題点が克服されれば2年後に再度開催し、改めて調査結果を報告しあうこと、APSR地域におけるα1AT欠損症の理解の普及とレジストリー確立の必要性、アジア系民族のα1AT遺伝子多型性調査共同研究、共通のCOPD診断ガイドラインの統一の必要性、などを討議した。
非肥満者における未知のインスリン抵抗性のメカニズムの解明

対象は、30歳以上、50歳未満の非糖尿病(空腹時血糖値(FBS)126mg/dl未満)の男性とし、インスリン抵抗性の程度が広範囲に分布するように、BMIが2122.99kg/m2かつリスクファクター(RF)を有さない(G1; n=24)、BMIが2324.99kg/m2でRF 0個(G2; n=28)、RF 1個(G3; n=28)、RF 2個以上(G4; n=14)、また比較対象群として、メタボリックシンドロームに該当する肥満者(BMI; 2527.5kg/m2) (肥満MS群)(G5; n=20)の計114名を対象とした。これらの被験者に対して2ステップ正常血糖クランプを行い、骨格筋と肝臓のインスリン抵抗性を評価した。被験者の血清サンプルについて網羅的に脂質成分や代謝産物の解析を行い、肝臓、骨格筋インスリン抵抗性との関連性を調査した。得られた血清と骨格筋サンプルについてリピドーム解析を中心とした分析を行った。インスリン感受性と正に相関する脂質は5種、負に相関する脂質は10種程度明らかとなった。また、他の代謝産物についても10種が正相関し、1種が負に相関するものが明らかとなった。その一方で肝インスリン感受性と相関する代謝産物はほとんど認められなかった。骨格筋サンプルについてもshotgun lipidomicsデータの解析を行い、特徴的な複数の脂質群がインスリン感受性と相関することが明らかとなり、それらの多くは正相関する傾向を認めた。骨格筋の代謝産物については測定が終了していて、順調に評価出来ている。また、インスリン感受性との関連性についても興味深い結果が得られた。骨格筋と血清サンプルの結果を合わせ、より可能性の高いインスリン抵抗性惹起物質を選定することを進め、因果関係の検証を進める。現時点でのデータをまとめ論文化を進めている。
ナトリウム利尿ペプチドの転写制御機構の解明と心不全治療への応用

ナトリウム利尿ペプチド(ANP/BNP)は血管拡張・利尿作用を持つペプチド性ホルモンであり、心不全重症度指標・心不全治療薬として臨床で頻用されている。我々は不全心におけるANP/BNPの発現を誘導する機序を解明するため、先行研究にてANP/BNP遺伝子を誘導する650塩基からなる心不全感受性エンハンサー領域(CR9)を同定した。今回の研究において、1心不全でCR9が誘導されるメカニズムを解明し、2CR9に結合する転写因子群を同定する。更に3CR9を利用してANP/BNP遺伝子を発現誘導する低分子化合物薬剤のスクリーニング法を開発する。
高齢終末期患者の入院環境のデザインに関する研究

2040年には多死社会のピークを迎えるとも言われるわが国において、いよいよ喫緊の課題となっている高齢終末期患者の入院環境のデザインについて、調査研究を実施した。国の政策では高齢者の入院は在宅や施設に移行するものと計画されているが、実際にはまだ最期を迎えるひとの8割弱は病院で看取られており、急性期一般病院であっても患者の高齢・重症化のために、病棟では介護や見守りの必要性が高まっている。この十年だけを見ても、病棟の看護の様子は明らかに従来と大きく異なってきた。本研究では1複数の病院訪問ヒアリング調査、2療養型のN病院を事例とした建て替え前後の病床配置調査の比較から、空間の差異による患者生活の変化や、高齢患者の特性、環境デザインに求められる配慮事項などを明らかにした。具体的な高齢患者の特徴として、易感染、合併症の多さ、認知症による意思疎通の困難、排泄介助や汚物処理業務の増加、転倒転落、術後のせん妄の発生、徘徊など様々な点が挙げられるが、これらに関する介護的業務の負担および患者のケアは、環境のデザインで改善できる点も多い。1の調査からは、食事介助が必要な患者を集められる空間があれば介助が行いやすいこと、また誤嚥防止や夜眠れるように日中は車いすで起こしておきたい患者がいること、一人にしておくと不穏になる患者がいることなどから、スタッフステーションから目の届く位置にデイルームなどを設けることの有効性が示唆された。2の調査からは、介助があれば食事がとれる患者の病床が食堂の近くに配置されていること、おむつを使用する患者が多く病床とトイレの位置関係が近くなっても排泄形態は変化しないことが明らかになった。ほぼ多床室のみで構成される旧病棟では他の患者の病棟内転床にともなって玉突きでベッドを移動させられていた患者が見られたが、個室率の上がった新病棟ではこうした転床は見られなかった。65歳以上の高齢者の死亡場所について病院・診療所が約8割を占める現代において(厚生労働省・人口動態調査)、本研究では高齢終末期患者の入院環境デザインの指針を探ることを目的としている。研究実施計画においては、高齢者の病棟環境と生活の関連性について、多くの病棟事例の訪問調査を通して課題をまとめることを1年目の年度目標とした。年度の前半では日本医療福祉建築協会の発行する保健・医療・福祉施設建築情報シート集19年分から、病棟の平図面分析を行った。また特に9月から11月にかけて集中的に医療施設の事例見学およびヒアリング調査を行い、計8施設を訪問した。その他、医療建築の学会・研究会・セミナー等において情報の収集を行った。研究途中ではあるがヒアリング調査の過程で、高齢者の多い病棟の特徴として、1.易感染、2.合併症の多さ、3.認知症による意思疎通の困難、4.排泄介助や汚物処理業務の増加、5.転倒転落、6.術後のせん妄の発生、7.徘徊、などの事項がとりわけ環境に関連して問題となっていることが明らかになってきた。また高齢患者の入院環境のつくりとして、介護の必要性が低いほど療養環境の快適性に配慮されやすく、認知症患者が多い場合には見守りのしやすさや、また患者の終末期には業務効率の優先度が高くなっている様子が聞かれた。以上のような複数の医療施設におけるヒアリング調査と並行して、年度後半では環境の改善を目指した高齢者病院の使われ方について、建替え前後比較調査の準備打合せを進めた。当初の予定では建替え前の調査を初年度、建替え後の調査を次年度に計画していたが、調査対象病院の都合で、建替え前調査も次年度に行うこととなった。当初予定していた事例収集、平面図分析、訪問によるヒアリング調査などについて、計画通りに実行した。また環境の改善を目指した高齢者病院の使われ方について、建替え前の調査を初年度中に予定していたが、調査対象病院の都合で次年度の前半に持ち越しとなった。年度末から次年度の頭へのずれ込みであり、大きな不都合はないため、おおむね順調に進展していると言える。本研究では国民の8割が人生の最期を病院で迎える現状を鑑み、高齢患者の入院環境の空間設計に資することを目的として、病棟の訪問ヒアリング調査および利用行動調査を行っている。昨年度(研究初年度)は複数の病棟への訪問ヒアリング調査から、高齢者の多い病棟の特徴を明らかにした。研究実施計画では2年目の年度目標を、建替を予定している特定の高齢者病院において、建替前後で空間の工夫によってどのように生活が改善されるか整理することとした。この計画に沿って、N病院の建替前の事例を通して、入院環境の現状調査を行った。N病院は大阪市の民間病院であり、病床数は86床(医療療養病床46床1病棟、介護療養病床40床1病棟)である。建物の老朽化により移転建替を行い、2016年8月より近隣の別の敷地で、医療療養病床60床で新病院を運営している。新しい病院でも同条件の調査を行って比較できるよう、本年度の調査対象は旧病院の医療療養病棟(46床)とし、記録調査を2016年5月23日6月5日に実施した。調査期間中の患者の平均年齢は80.5歳、調査時の患者の平均在院日数は463日であり、1年以上入院している高齢患者も少なくない。ベッドはほぼ常に満床であり、患者のADLは著しく低い。終末期ゆえの離職率の高さも聞かれた。期間中の患者の病棟内での転床は17回であった。

転床の理由としては、「医療的継続観察の要・不要」が2回、「看護的継続観察の要・不要(認知症等含む)」が3回、「同室患者への不満」が1回、残りの13回(退院を除く)はすべて「他患者のベッド調整のため」であった。全転床の約7割弱が、医療や看護的な理由ではなく、病棟運営上の理由で行われている状況が明らかになった。今年度の調査では、ほぼ満床状態で長期入院患者の多い多床室主体の病棟で、ベッドコントロールに苦労している様子が窺えた。当初は初年度に建替前調査、2年度に建替後調査としていたが、昨年の段階で建替前調査の段取りがずれたため、2年目での建替前調査となった。最終年度の3年目前半で建替後調査を実施できる目途はたっており、また2年目の途中においても中間の成果を帝塚山大学現代生活学部紀要にて発表していることから、研究課題期間内に最終成果をまとめることに問題はなく、おおむね順調に進展していると言える。高齢終末期の患者を多く抱えるわが国の医療施設において、その病棟の室構成と療養・看護・見守りの関係性を探り、機能に見合った病棟環境計画の一助となることを目的として、三年目となる平成29年度の研究を遂行した。初年度は複数の病棟への訪問ヒアリング調査、二年目は高齢終末期患者の多い移転前のN病院にて病棟の使われ方の調査を実施し、今回、三年目は比較のために、新築移転後のN病院にて二年目と同様の調査を行った。旧病棟と新病棟の空間的違いとしては、個室率の増加や病床回りの設えなどが挙げられる。調査期間は移転前と比較的近い時期を選び、2017年6月12日6月25日(14日間)で行った。調査項目として、救護区分、医療区分、ADL区分(ベッド上の可動性、移乗、食事、トイレの使用)、喫食形態、排泄形態などの属性データの分析と、また転床行動(病棟内の転床、入院、退院など)およびその理由の記録を行った。新しい医療療養病棟は旧病院同病棟からの移転であるため、1年経過しても患者属性の違いはほとんどない。既往研究にて急性期病院で研究代表者が行った同調査では、個室率の増加やトイレの近接など、移転前後での空間的違いが患者のADLを改善する効果が見られたが、高齢終末期患者の多い病棟にて、そうした患者の様態改善はほぼ見られなかった。ただしスタッフへのヒアリング調査では、個室率の上がったゆとりのある病棟環境にて、家族やスタッフの満足度が高くなっていることが挙げられた。新旧病棟での詳細な結果の比較が終了していないため、部屋ごとの入院患者属性や転床行動の特徴について、今後はより具体的な分析を掘り下げていくこととする。当初の予定では研究初年度に複数の療養病床の訪問ヒアリング調査に加えて、N病院の移転前調査を行うこととなっていたが、実際には病院の都合で当該調査を2年目に実施した。そのため移転後の調査の実施も3年目にずれこみ、結果の分析を十分に行うことができていない。しかし補助事業期間延長承認申請を行ったため、平成30年度には分析の継続、ヒアリング調査の追加などを行い、研究の成果をまとめていく予定である。2040年には多死社会のピークを迎えるとも言われるわが国において、いよいよ喫緊の課題となっている高齢終末期患者の入院環境のデザインについて、調査研究を実施した。国の政策では高齢者の入院は在宅や施設に移行するものと計画されているが、実際にはまだ最期を迎えるひとの8割弱は病院で看取られており、急性期一般病院であっても患者の高齢・重症化のために、病棟では介護や見守りの必要性が高まっている。
植物RNAウイルスによるプログラム細胞死抑制機構の解明

オオバコモザイクウイルス(PlAMV)はNicotiana benthamianaにプログラム細胞死(PCD)を伴う全身壊死を引き起こす。本ウイルスの変異体の壊死誘導能を解析したところ、外被タンパク質(CP)遺伝子への変異、特に細胞間移行に必要なCPの3番目のアミノ酸ロイシンの変異体(L3A)の壊死誘導能が高いことが分かった。また酵母two-hybrid法によりCPとPCD誘導能を持つPlAMVの複製酵素のHELドメインとの相互作用が示唆されたが、L3A変異では相互作用の強さは変わらず、CPによるPCD抑制はHELとの相互作用によるものではないと考えられた。本年度は、申請者がこれまで主にPCD誘導機構に関する研究を行ってきたポテックスウイルス属のオオバコモザイクウイルス(plantago asiatica mosaic virus; PlAMV)に加え、系統学的に離れたコモウイルス属のウイルスであるダイコンモザイクウイルス(radish mosaic virus; RaMV)がNicotiana benthamiana(Nb)に引き起こす全身壊死の誘導機構について解析した。感染植物を遺伝子発現や顕微鏡観察により詳細に調べたところ、RaMVがNbに引き起こす全身壊死は、防御関連遺伝子の発現誘導やプログラム細胞死を伴っており、さらに抵抗性反応に重要な役割を果たすSGT1などの宿主因子が壊死誘導に必要であるなど、PlAMVがNbに引き起こす全身壊死と同様の特徴を示した。そこで、RaMVのゲノムRNAにコードされるPCD誘導因子をアグロバクテリウムおよびウイルスベクターを用いた一過的発現系により探索したところ、ヘリカーゼタンパク質がPCD誘導能を持つことがわかった。そこでこのヘリカーゼタンパク質のPCD誘導能をもつ領域を絞り込んだ結果、N末端領域に存在する両親媒性ヘリックスがPCD誘導を担っており、ヘリカーゼ活性に重要とされるGKSモチーフやその周辺領域はPCD誘導には関与しなかった。一方で、PlAMVのNbにおけるPCDを伴う全身壊死は、PlAMVにコードされるヘリカーゼドメインがPCD誘導に関与しているが、一過的発現によりそのPCD誘導領域を絞り込むことがほとんどできず、さらにGKSモチーフへの変異でPCD誘導能が失われた。このことから、PlAMVの場合はヘリカーゼドメインの全体的な構造、さらにはその構造が重要な役割を持つヘリカーゼ活性がPCD誘導に重要である可能性が示唆され、両ウイルスのPCD誘導メカニズムに大きな違いがあることが明らかになった。申請者は本研究期間に、以前からプログラム細胞死(PCD)誘導機構に関する研究を行ってきたポテックスウイルス属のオオバコモザイクウイルス(plantago asiatica mosaic virus; PlAMV)に加え、コモウイルス属のダイコンモザイクウイルス(radish mosaic virus; RaMV)もNicotiana benthamiana(Nb)に感染するとPCDを伴う全身壊死を誘導し、このPCDがRaMVのヘリカーゼタンパク質により引き起こされることを明らかにした。RaMV、PlAMVの感染植物におけるPCDには防御関連遺伝子の発現誘導が伴い、抵抗性反応に重要な役割を果たすSGT1などの宿主因子が関与し、ともにヘリカーゼタンパク質により誘導されるなど類似した特徴を示す。以上より、植物RNAウイルスによるPCD誘導の機構にある程度の共通性があることが示唆された。しかし、PlAMVのPCD誘導はヘリカーゼタンパク質の活性に必要とされるGKSモチーフへの変異で抑制される一方で、RaMVではヘリカーゼのN末端領域に存在する両親媒性ヘリックスがPCD誘導を担い、GKSモチーフへの変異はPCDを抑制しなかった。この結果はPlAMVにおいてはヘリカーゼの全体的な構造あるいはヘリカーゼ活性という感染に必須な機能がPCDを誘導しうることを示唆しており、PCDを抑制し壊死を起こさないPlAMVは感染時の蓄積量自体が低下しているというこれまでの知見と一致している。最終年度にはPlAMVのPCD抑制機構を詳細に解析するため、本ウイルスの迅速・簡便な検出系を構築するとともに、PlAMVのプロトプラスト感染系を確立した。これによりPCD抑制能を持つPlAMVの1細胞レベルの蓄積量が低下していることを確認し、PCD抑制能を持たない分離株では1細胞レベルの細胞死が生じていることを示す結果を得た。また、外被タンパク質(CP)に細胞間移行を起こらなくする変異(L3A)を導入したPlAMVではPCD抑制が弱まることを見出し、CPがウイルス感染時のPCD抑制に寄与している可能性が示唆された。本年度の交付申請書に記載の実験計画通り、2つの系統学的に離れた植物RNAウイルスである、ポテックスウイルスPlAMVとコモウイルスRaMVを用いて、植物RNAウイルスのPCD誘導機構の共通性と多様性を明らかにすることができた。具体的には、RaMVのPCD誘導因子が、既に研究代表者がPlAMVのPCD誘導因子として報告しているものと同様のヘリカーゼタンパク質であることを明らかにした。

また、詳細な解析により、RaMVのヘリカーゼによるPCD誘導がN末領域の両親媒性ヘリックスに担われており他の領域を必要としないことから、RaMVのPCD誘導にはヘリカーゼ活性自体は関与しないことを示すことができた。さらに、本研究推進の過程で、共焦点レーザー顕微鏡による詳細な解析により、RaMVによるPCD誘導に宿主の細胞内膜系の変性が強く関わることが示唆されたことも意義深い。一方で、並行して本年度は、既にPCD誘導能を持つことが示されているPlAMVのヘリカーゼドメインのPCD誘導能のさらなる解析を行った。その結果、本ドメインのPCD誘導能はある限られたアミノ酸配列に絞り込むことができず、またヘリカーゼ活性に重要なGKSモチーフがPCD誘導に重要であることを示しており、RaMVのヘリカーゼによるPCD誘導の特徴と対照的であった。これらの結果は植物RNAウイルスのPCD誘導機構には植物の反応としては共通な側面が多く見られるものの、ウイルスがPCDを引き起こす初期の段階では異なるメカニズムが働いていることを示唆するもので非常に興味深く新規なアイディアを提供している。このことを示した現在までの成果は、達成度としておおむね順調であると評価できる。一方で、これらの異なるPCD誘導機構を抑えることができるウイルス因子が存在するかどうかに興味が持たれる。植物病理学一過的発現系を用いたPCD抑制因子の探索法は既に確立しており、その探索源となるウイルスは既に揃っていることから、次年度の計画は予定通り遂行できる。一方で、新たなウイルス分離株の発掘も並行して推進しており、本年度も新たに、葉にモザイク病徴を示すハイビスカスより、これまでに知られていた分離株とは全く異なるゲノム構造を持つトバモウイルスを単離した。本ウイルス分離株も含め、次年度に新たに分離したウイルスも試験に用いていく予定である。PlAMVなどいくつかのウイルスについてはそれぞれのタンパク質を一過的に発現させるためのベクターが整備されていることからも、次年度の研究の推進体制は十分である。また、本年度明らかになったRaMVのPCD誘導における細胞内膜系の変性現象がPlAMVのPCD誘導にも関わるかどうかを調べることで、本現象が研究代表者の注目している感受性のウイルスー植物相互作用におけるPCD誘導の一つの鍵となっている可能性も探っていきたい。宿主細胞内の病変がPCD誘導の可否にどのように結びついているかをミクロなレベルで明らかにすることは、本研究計画の一つの突破点となりうる。