hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視床における痛覚伝達抑制の研究

ところが髄板内核侵害受容ニューロンの大内臓神経刺激と中脳網様体刺激に対する反応の抑制はわずか4分の1のニューロンで認められた。モルヒネを投与すると、VPLニューロンの前側索刺激に対する反応は変わらなかったが、髄板内核侵害受容ニューロンの反応は全例で抑制された。腹側基底核群と髄板内核における侵害受容情報伝達抑制機構の相違が明らかになった。視床の後外側腹側核(VPL)および髄板内核に分布する侵害受容ニューロンにおけるシナプス伝達の抑制機構を研究した。1.大脳皮質体性感覚野へ投射する特異的侵害受容(NS)ニューロンと広作動域(WDR)ニューロンの大内臓神経(SPL)と頚髄前側索(VLF)刺激に対する反応の両方が後索に50250μAの条件刺激を加えたとき抑制された。後索を記録部位の尾側で切断して、脊髄への逆方向性伝導を遮断しても、SPL刺激に対する反応の抑制が証明された。この成績は、後索線維の興奮が後索核で中継された後、内側毛帯を経てVPLに達し、VPL被殻領域に分布するとNSおよびWDRニューロンの脊髄視床路からの入力に対する反応を抑制することを示している。大脳皮質の体性感覚野に条件電気刺激を加えたときにも、SPLとVLF刺激に対する反応が抑制された。この成績は視床レベルにおける抑制作用の中に、大脳皮質体性感覚野を含むlong-loopを介する抑制、あるいはVPLからの大脳皮質体性感覚野へ投射する線維の側枝による反回抑制などが含まれる可能性を示唆している。2.モルヒネを全身投与すると、VPLのNSおよびWDRニューロンのVLF刺激に対する反応は影響を受けなかったが、SPL刺激に対する反応は全例で抑制された。髄板内核の外側中心核(CL)および束傍核(Pf)に分布する侵害受容ニューロンの場合は、SPLおよび中脳網様体(MRF)刺激に対する反応の両方が、全例で抑制された。VPLを含む疼痛伝導路外側系におけるモルヒネの作用点が主として、脊髄後角であるのに対して、髄板内核を含む疼痛伝導路内側におけるモルヒネの作用には、視床レベルにおける抑制が含まれることが明らかにされた。3.α_2主動薬のVPL侵害受容ニューロン(NSおよびWDRニューロン)の反応に及ぼす影響を調べ、この場合も脊髄後角における抑制が主で、視床レベルにおける抑制がないことを明らかにした。
ヒト-細菌叢間 化学コミュニケーションの理解と炎症性腸疾患・がん・がん免疫

炎症性腸疾患(クローン病や過敏性大腸炎)および肝細胞癌患者の便中細菌叢のメタゲノム解析により、1)腸内細菌と腸上皮細胞のインタラクションが難治性炎症性腸疾患の発がんリスクに及ぼす影響の解明、2)免疫チェックポイント阻害薬による有害事象に及ぼす腸内細菌叢の影響、3)中枢神経系(CNS)炎症性疾患である多発性硬化症(MS)の発症に対する腸内細菌の影響を明らかにすることを目的とした。本年度は炎症性腸疾患4例、大腸がん110例の細菌叢のゲノム解析を行い、炎症性腸疾患症例におけるProteobacteriaの増加を検出した。潰瘍性大腸炎の病態の解明として、潰瘍性大腸炎関連大腸癌の発生に関連すると考えられる癌遺伝子ガンキリンについて大腸炎発生との関連を検討した結果、小腸粘膜でのガンキリン欠損により、大腸炎を増悪させることが明らかとなった。MSの発症と腸内細菌叢との関連について、マウス脳内にタイラーウイルスを接種するMS様病態を用いてCNSトランスクリプトーム解析と糞便を用いた腸内細菌叢解析を行った。CNS浸潤による炎症性脱髄病変の誘導に伴い、有意に腸内細菌叢の多様性増加が認められた。以上より、炎症性腸疾患ならびに中枢神経系炎症性疾患における宿主と細菌叢との化学コミュニケーションによる病態の解明は順調に進んでいる。本年度は、臨床検体の測定、病態に関連する分子の機能解析を行い、宿主と細菌叢との化学コミュニケーションの解析に着手した。炎症性腸疾患症例における糞便検体からのRNA抽出を完了し、メタトランスクリプトーム解析を行う準備は整っている。病態に関連する分子の機能解析として、癌遺伝子ガンキリンの機能解析を実施した結果、ガンキリン欠損マウスの大腸においてHelicobacter japonicum、Bilophilaの増幅が確認された。潰瘍性大腸炎との類似性が指摘されている免疫チェックポイント阻害薬による消化管有害事象(irAE)に対して腸内細菌叢が及ぼす影響について、irAEを呈した症例10例の集積を行った。多発性硬化症(MS)における宿主と細菌叢との化学コミュニケーションの解明として、MS様病態モデルを用いて、CNS中の獲得免疫関連遺伝子発現と高い相関関係を示すために、細菌叢のメタゲノム解析を実施し、Marvinbryantia属およびCoprococcus属の増加との関連性を発見した。現在までに、宿主と細菌叢との化学コミュニケーションが想定される各種の病態において、病態モデルおよび臨床検体の解析の両面からのアプローチを進めている。次年度においては、臨床検体の収集を遅滞なく進める。炎症性腸疾患症例における糞便検体からのメタトランスクリプトーム解析を行い、宿主のヒトトランスクリプトーム解析とのインタラクションの解析を進める。免疫チェックポイント阻害薬の投与を受けたがん患者の症例集積を継続して進め(目標症例数20例)、生検標本及び糞便を用いて、その病態に関わる分子や腸内細菌叢の異常を同定し、宿主の遺伝子プロファイルとの関連を明らかにする。多発性硬化症(MS)における宿主と細菌叢の関連解析として、腸内細菌叢データによる予測メタゲノム解析および化学コミュニケーションに対する代謝経路の寄与を明らかにし、臨床応用に繋げる。炎症性腸疾患(クローン病や過敏性大腸炎)および肝細胞癌患者の便中細菌叢のメタゲノム解析により、1)腸内細菌のメタゲノム、メタトランスクリプトーム解析技術の向上、2)腸内細菌と腸上皮細胞のインタラクションが難治性炎症性腸疾患の発がんリスクに及ぼす影響の解明、3)免疫チェックポイント阻害薬による有害事象に及ぼす腸内細菌叢の影響を明らかにすることを目的とし、本年度は測定系の構築、臨床研究計画の立案、各参加施設の倫理委員会の承認を得て検体の収集を開始した。測定系の構築として、腸内細菌のメタゲノム解析において、16S rRNAシーケンス解析を検証し、全ゲノム解析およびメタトランスクリプトーム解析の測定系構築に着手した。一方、宿主側のプロファイルを明らかにするためのヒト遺伝子発現解析および遺伝子変異解析は既に構築済みである。臨床検体を用いた測定のため、消化器癌、炎症性腸疾患、肝細胞癌を対象とした臨床研究を立案し、「大腸癌・炎症性腸疾患に対する腸内細菌叢および病変部の遺伝子変異・遺伝子発現に関する前向き観察研究」および「肝細胞癌根治療法後における免疫チェックポイント阻害剤(ニボルマブ)の再発抑制効果検証のための多施設共同第II相試験におけるバイオマーカー探索研究」の研究計画の倫理委員会の承認を得て検体の集積を開始した。現在までに、大腸癌(10症例)、炎症性腸疾患(4症例)、肝細胞癌(16症例)が集積され、解析も開始し、研究は順調に進んでいる。本年度は、16S rRNAシーケンス解析による細菌叢の構成割合の確認、全ゲノム解析、およびメタトランスクリプトーム解析手法の構築に着手した。まずは、コントロール検体を用いて、16S rRNAシーケンス解析による測定系を検証し、集積した大腸癌および炎症性腸疾患患者の便検体を用いて細菌叢の構成割合のデータを得た。メタトランスクリプトーム解析として、細菌叢からRNAを抽出しrRNA除去により精製されたmRNAを用いてRNAシーケンシングを行った。メタトランスクリプトーム解析技術は未だ一般化されておらず、我々が解析対象とする炎症性腸疾患や肝細胞癌患者の便を用いた測定において、検体の保存条件、RNA抽出方法、ライブラリ調整方法の最適化を進めている。宿主・微生物間のインタラクションと病態との関連性についての解析および免疫チェックポイント阻害薬による有害事象に及ぼす腸内細菌叢の影響を明らかにするためには、臨床検体を用いた解析が重要である。

消化器癌、炎症性腸疾患対象とした臨床研究として、和歌山県立医科大学と共同で、「大腸癌・炎症性腸疾患に対する腸内細菌叢および病変部の遺伝子変異・遺伝子発現に関する前向き観察研究」を立案、倫理委員会の承認を得て、検体の集積を開始した。現在までに、大腸癌(10症例)、炎症性腸疾患(4症例)を集積済みである。また、免疫チェックポイント阻害薬における研究として、肝細胞癌を対象とした多施設共同研究「肝細胞癌根治療法後における免疫チェックポイント阻害剤(ニボルマブ)の再発抑制効果検証のための多施設共同第II相試験におけるバイオマーカー探索研究」を計画、立案し、倫理委員会の承認を得て、16症例の登録を得ている。肝細胞癌においては、他の免疫チェックポイント阻害薬を用いたバイオマーカー研究の立案も検討中である。炎症性腸疾患(クローン病や過敏性大腸炎)および肝細胞癌患者の便中細菌叢のメタゲノム解析により、1)腸内細菌と腸上皮細胞のインタラクションが難治性炎症性腸疾患の発がんリスクに及ぼす影響の解明、2)免疫チェックポイント阻害薬による有害事象に及ぼす腸内細菌叢の影響、3)中枢神経系(CNS)炎症性疾患である多発性硬化症(MS)の発症に対する腸内細菌の影響を明らかにすることを目的とした。本年度は炎症性腸疾患4例、大腸がん110例の細菌叢のゲノム解析を行い、炎症性腸疾患症例におけるProteobacteriaの増加を検出した。潰瘍性大腸炎の病態の解明として、潰瘍性大腸炎関連大腸癌の発生に関連すると考えられる癌遺伝子ガンキリンについて大腸炎発生との関連を検討した結果、小腸粘膜でのガンキリン欠損により、大腸炎を増悪させることが明らかとなった。MSの発症と腸内細菌叢との関連について、マウス脳内にタイラーウイルスを接種するMS様病態を用いてCNSトランスクリプトーム解析と糞便を用いた腸内細菌叢解析を行った。CNS浸潤による炎症性脱髄病変の誘導に伴い、有意に腸内細菌叢の多様性増加が認められた。以上より、炎症性腸疾患ならびに中枢神経系炎症性疾患における宿主と細菌叢との化学コミュニケーションによる病態の解明は順調に進んでいる。本年度は、臨床検体の測定、病態に関連する分子の機能解析を行い、宿主と細菌叢との化学コミュニケーションの解析に着手した。炎症性腸疾患症例における糞便検体からのRNA抽出を完了し、メタトランスクリプトーム解析を行う準備は整っている。病態に関連する分子の機能解析として、癌遺伝子ガンキリンの機能解析を実施した結果、ガンキリン欠損マウスの大腸においてHelicobacter japonicum、Bilophilaの増幅が確認された。潰瘍性大腸炎との類似性が指摘されている免疫チェックポイント阻害薬による消化管有害事象(irAE)に対して腸内細菌叢が及ぼす影響について、irAEを呈した症例10例の集積を行った。多発性硬化症(MS)における宿主と細菌叢との化学コミュニケーションの解明として、MS様病態モデルを用いて、CNS中の獲得免疫関連遺伝子発現と高い相関関係を示すために、細菌叢のメタゲノム解析を実施し、Marvinbryantia属およびCoprococcus属の増加との関連性を発見した。
mTOR/Raptor、Rictorを介した代謝調節とインスリン感受性への関与

近年、Raptorは、p70S6キナーセに結合しmTORによるリン酸化を導くことが判明し、mTOR-S6K系によるIRS-1のセリンリン酸化に関与している可能性が示された。一方Rictorは、mTORに結合するとAkt/PKBのSer473をリン酸化し、活性化することが報告された。我々は、mTOR/RaptorやmTOR/Rictor複合体の量比がインスリン感受性の調節に関与しているか、また、この複合体は他にどのようなタンパクを含有しているかを明らかにし、インスリン抵抗性改善薬の開発に応用できる知見を得たいと考えている。H18年度は、mTORに結合しない変異型Raptor(Raptor-ΔCT)のアデノウイルスを作成し、KKAyマウスの尾静脈に静注することによってRaptor-ΔCTを過剰発現させ、肝特異的にp70S6Kの活性を抑制させたところ耐糖能の改善を認めた。これはIRS-1への抑制が解除されたことによるものと考えられたが、同時にRaptor-ΔCT群でbasalでのAktリン酸化亢進が認められた。H19年度は、これらの現象を培養細胞を用いて検討した。具体的には、Raptor-ΔCTのアデノウイルスをHepG2細胞に感染させ、インスリンシグナル伝達系やPP2A活性を調べた。Aktの上流シグナルである、IRS-1チロシンリン酸化、PI3K活性は、KKAyマウスの肝と同様、basalで優位差を認めなかった。またAktと同じくAGC kinaseであるPKCλ/ζ、SGKのリン酸化も変化を認めず、PDK1活性も不変である可能性が示唆された。一方、Aktを脱リン酸化するPP2Aは、Raptor-ΔCT群で活性が上昇しており、Aktとの結合も変化しないことから、Aktリン酸化上昇には関与していないと考えられた。現在は、Aktの細胞内局在の変化やmTORC2シグナルについてさらに検討を加えている。ラバマイシンの標的蛋白質であるmTORは、蛋白質合成の制御機構において重要な役割を担っていると考えられている。近年、Raptorは、p70 S6キナーゼに結合しmTORによるリン酸化を導くことが判明し、mTOR-S6K系によるIRS-1のセリンリン酸化に関与している可能性が示された。1年目のH18年度は、mTORに結合しない変異型Raptor(Raptor-ΔCT)のアデノウイルスを作成し過剰発現させることによって、TORC1シグナルを不活性化させることが、インスリンシグナル伝達系に及ぼす影響を調べた。まずK/KAyマウスの尾静脈よりアデノウイルスを静注しRaptor-ΔCTを過剰発現させると、コントロールと比較して、肝臓でS6Kの活性が有意に抑制されることがわかった。糖負荷試験では、糖負荷後30分、60分でRaptor-ΔCTマウスの血糖値がコントロールに比べ有意に低値であり、空腹時、90分、120分の血糖値もRaptor-ΔCTマウスにおいて低値の傾向であった。さらに、インスリン刺激によるIRS-1チロシンリン酸化がRaptor-ΔCTマウスにおいて有意に亢進し、一方IRS-1セリン636/639リン酸化は有意に抑制された。インスリン刺激によるチロシンリン酸化関連PI3K活性とIRS-1関連PI3K活性はともにコントロールマウスの約2倍亢進していた。インスリン刺激によるAktリン酸化もRaptor-ΔCTマウスにおいて有意に亢進していた。現在はこれらの現象を、培養細胞を用いて再検討している。

またAktと同じくAGC kinaseであるPKCλ/ζ、SGKのリン酸化も変化を認めず、PDK1活性も不変である可能性が示唆された。一方、Aktを脱リン酸化するPP2Aは、Raptor-ΔCT群で活性が上昇しており、Aktとの結合も変化しないことから、Aktリン酸化上昇には関与していないと考えられた。現在は、Aktの細胞内局在の変化やmTORC2シグナルについてさらに検討を加えている。
官立高等教育機関設立過程の地域史的研究――「学都」の形成と展開――

2011年度に開始した助成事業「官立高等学校設立史の研究ー「学都」論序説ー」(課題番号23531029)を、最終年度前年度応募によって引き継いだ。主に、文部省「八年計画」を契機とした「ナンバースクール」(第六第八高等学校)の設置過程、第一次世界大戦後の各「地名校」設立経緯、京都における七度の官立学校設置(誘致)構想について、文部省ならびに地域の諸勢力(県知事・県会・市会・ジャーナリズム・旧藩主・地域出身中央官僚など)の動向、地域の負担実態を明らかにした。並行して、今日、文部省と地方行政府あるいは国立大学法人が主体となって地方都市で行われている「学都」創生諸事業に対する評価を行った。以下の各地公共機関を訪れ、研究実施計画に従って主に九州・中国・四国・関西方面の府県会議事録および地方紙等の収集を行った。1広島県文書館および呉市中央図書館:『芸備日報』・『芸備日日新聞』、広島県会日誌(広島高等学校関連)。2岡山県記録資料館:『山陽新報』(岡山高等学校関連)、3愛知県公文書館:『金城新報』(第八高等学校関連)、4高知県議会図書室および高知県立図書館:高知県会議事録、地方教育史文献(高知高等学校関連)、5兵庫県公館:兵庫県会議事録(姫路高等学校関連)、6国立国会図書館:『佐賀新聞』(佐賀高等学校関連)、『福岡日日新聞』(福岡高等学校関連)、『土陽新聞』(高知高等学校関連)、『海南新聞』(松山高等学校関連)。いずれにおいても、実際に高等学校が設立された前後の時期に視線を限定するのではなく、1880年代後半の高等中学校設置問題の時期から史料検索を行い、両件の連続性を「学都」観・地域アイデンティティ形成の観点もからめつつ、確認している。なお年度の初めには、松本市旧制高等学校記念館における2013年8月の夏期教育セミナー基調講演「官立学校と地方都市ー高等中学校の設置実態から考えるー」』が刊行された。ここでは、第一から第五までの高等中学校設置時の地域動向を概括するとともに、松本高等学校・新潟高等学校・山口高等学校・山形高等学校・水戸高等学校・弘前高等学校・浦和高等学校などの設置経費支出状況を整理して示した。北海道・東北・関東・中部・関西地方での調査を計画に掲げたが、このうち北海道・東北地方に関わる史料については、現地機関ではなく、国立国会図書館新聞資料室を利用した。また、前年の計画に挙げていた九州・中国・四国方面に関しても、再調査を行った。利用した機関は、前掲国立国会図書館新聞資料室の他、埼玉県立文書館、富山県公文書館、愛知県公文書館、金沢市立玉川図書館近世史料室、京都府立総合資料館、岡山県記録資料館である。北海道帝大予科・弘前・山形・浦和・富山・松本・第八(名古屋)・第四(金沢)・第三(京都)・第六(岡山)・松江・松山・高知の各高等学校設立に関わる史料を収集することができた。具体的には、『北海道毎日新聞』『東奥日報』『東京日日新聞』『新愛知』『信濃毎日新聞』『日出新聞』『山陽日報』『山陰新聞』『海南新聞』『土陽新聞』といった各地方紙の関連記事を中心に、行政文書や県会議事録を閲覧した。いずれに際しても、前年度同様、実際に高等学校が設立された前後の時期に視線を限定するのではなく、1880年代後半に高等中学校設置問題が起こった時期から史料調査の対象とし、「学都」観や地域アイデンティティ形成の観点もからめつつ、設立過程を追いかけた。教育史学会第59回大会においては、コロキウム「「帝国大学体制」とは何だったのか」を共同企画した。自らの報告「「帝国大学」誕生前後における「大学」設立運動の視点から」は、本研究が主題とする「官立高等教育機関」設立過程を具体的分析素材としたものではないが、企画段階において、官立高等教育機関創設史において画期となる「帝国大学令」「大学令」の両法令、その下での高等教育体制の構造や「帝国大学」の位置付けを考察した点で、本研究に資する試みであった。地方紙記事の網羅的収集は、ほぼすべての学校についてカバーできたと考える。そのような国内での調査を最優先にした一方、計画していた海外での調査を行うためのまとまった時間が取れず、最終年度後回しにしたこと、また論考の公表が次年度にずれこんだために、「やや遅れている」と自己申告した。最終年度においても、帝国議会・府県会議事録や各府県下地方紙、あるいは公文書における関連史料の収集を継続して行った。大正期の地名校のみならず、ナンバースクール(第一第八高等学校)の時代に立ち返り、その設立経緯にまつわる基本的な事実確認・考察に力を入れた。特に、設立の際に地元が負担した費用の額・出処の確定(例えば第四高等中学校設置における前田家の出資額など)に努めるとともに、高等学校設立を「果たした」府県だけでなく、「逃した」府県に関わる史料調査に手を広げることで、設立をめぐる複雑な利害関係、政治的な動きをを明らかにすることを試みた(例えば第六高等学校設置に至らなかった広島県の地方紙『中国』の検索など)。また、地方紙が現存しない地域に関しては、隣県の地方紙に記事が出ていないか確認するという方法を採用した(第四高等中学校について富山県『中越新聞』を活用するなど)。並行して、関連の研究会にも参加して研究成果を披露し、批判や助言を得た。以上とともに、懸案となっていた以下の二点を実現した。1研究成果の公開:学会や市民向け連続講座において、研究全体に関わる報告・レクチャーを行った。

後者については、同志社大学人文科学研究所ブックレット『「学都」創生史探訪ーエリート校と地方都市ー』として活字化・刊行された。2海外調査の実施:台北高等学校、旅順高等学校・旅順工科大学予科、京城帝国大学予科の校地・現存する建造物・もしくは跡地の見学を行った。研究機関全体を通じ、史料収集に多くの時間と費用をかけることとなった。部分的な成果、あるいは概要については、上記のブックレットや学会発表などでも示したところであるが、明治中期の高等中学校設置時代から戦後の地方国立大学設置に至る過程を実証的かつ通時代的にまとめ、早いうちに刊行することを目指している。2011年度に開始した助成事業「官立高等学校設立史の研究ー「学都」論序説ー」(課題番号23531029)を、最終年度前年度応募によって引き継いだ。主に、文部省「八年計画」を契機とした「ナンバースクール」(第六第八高等学校)の設置過程、第一次世界大戦後の各「地名校」設立経緯、京都における七度の官立学校設置(誘致)構想について、文部省ならびに地域の諸勢力(県知事・県会・市会・ジャーナリズム・旧藩主・地域出身中央官僚など)の動向、地域の負担実態を明らかにした。並行して、今日、文部省と地方行政府あるいは国立大学法人が主体となって地方都市で行われている「学都」創生諸事業に対する評価を行った。初年度より海外調査を行うことを計画していたが、作業効率を考えて、まずは国内の資料収集に集中した。結果、西日本(九州・中国・四国・近畿)方面の府県会議事録および地方紙の収集に関し、見通しをつけることができた。2013年度までの先行する科研課題に取り組んだ折の史料調査の経験を活かすことができた。海外調査を最優先の課題とし、夏の学休期間中にまとめて行う。研究の公表も優先的な課題と位置づける。日本近現代史経費面および労力面において効率的な国立国会図書館新聞資料室は、これまでの通り大いに活用し、引き続き地方紙記事の網羅的収集に努める。海外調査は2015年度にできるだけまとめて行う。個別の調査成果・研究全体をまとめ上げることを念頭におく。そのため具体的には、論考の執筆を2015年度の重点課題とする。国内での調査を優先させ、海外における調査を最終年度に伸ばしたことによる。また国内調査にあたっては、合理的な史料所蔵機関として国立国会図書館新聞資料室を多用し、遠方の機関を利用することを予定していた当初経費が、結果的に節減されたことによる。効率的な史料収集のため、国内関連機関における調査に集中し、海外調査を次年度以降に回したことによる。2016年度において、海外での調査を最優先課題として実施する。2015年度において、引き続き国内史料の収集を精力的に行うとともに、ソウルおよび台湾・旅順における調査を実施する。
保育所・幼稚園・小学校連携音楽カリキュラムの開発に関する基礎的研究

本研究は、保育所・幼稚園・小学校連携音楽カリキュラムを開発するための基礎研究として、(1)就学前教育における音楽活動と小学校教育における音楽教育の現状を把握することによって、連携の課題を明らかにすること、(2)幼児・児童の歌唱能力を調査することによって、音楽カリキュラム作成のために必要とされる基礎的な要件を明らかにすること、(3)実際に聴唱力・視唱力育成のための音楽プログラムを試行し、その有効性を検証すること、(4)海外の音楽カリキュラムを分析・検討することによって、保幼小連携の音楽カリキュラム開発への示唆を得ることを目的とした結果、以下の成果を得た。(1)保幼小連携を妨げている問題として、連携の必要性に対する関心の低さ、情報の少なさ、音楽的能力差を生む就学前教育の実態、などが明らかとなった。また、就学前教育における音楽活動の量が、国立、公立、私立の幼稚園や保育所間で大きく異なることがわかった。特に私立の幼稚園や保育所では、行事中心の音楽活動が行われているという実態が明らかとなった。(2)幼児の歌唱能力は、就学前教育における音楽活動の量や質と関連性があることがわかった。また、幼児・児童のピッチマッチング能力では、音源によって得点差が生じること、小学校1年生で能力が伸びること、取りやすい音高や音程があることなどが明らかとなった。(3)聴唱力・視唱力育成のための音楽プログラムを試行した結果、実験群は統制群よりもプリテスト・ポストテスト間で効果が現われ、プログラムの有効性が検証できた。(4)ハンガリーの音楽教育を研究した結果、就学前の音楽教育が非常に充実していること、就学前の音楽教育と小学校の音楽教育が密に連携していること、就学前の音楽教育が小学校の音楽教育の基礎を成していること、などが明らかとなった。本年度は、(1)PECERA(環太平洋乳幼児教育学会)第6回大会(台湾にて開催)において、北野幸子・三村真弓・吉富功修"Issues in Elementary School Transition in JAPAN : analyzed by direct and indirect interview focused on music education."を発表した。また、(2)保育所・幼稚園の音楽活動の実態把握のため、広島市・東広島市・呉市・福岡市・宗像市・松山市・大津市の保育所・幼稚園の園長を対象として質問紙調査を行った。これをもとに、日本教育方法学会第41回大会にて、吉富功修・三村真弓・北野幸子「幼稚園・保育所における保育形態と音楽表現」を発表した。また、(3)小学校の音楽授業の実情把握のため、広島市・東広島市の小学校音楽担当教諭を対象として質問紙調査を行った。(2)および(3)の質問紙調査をもとに、北野幸子・三村真弓・吉富功修「家庭・保育所・幼稚園・小学校連携の課題に関する一考察-質的分析を中心に-」を福岡教育大学研究紀要に発表した。また、(4)小学校音楽科授業における音楽教育プログラム開発の試行として、「エクササイズアプローチ・プログラム」を、広島大学附属小学校、広島大学附属東雲小学校、広島大学附属三原小学校の3年生を対象に約2ヶ月間実施し、その後プログラムの効果を実験調査・分析した。これをもとに、吉富功修・三村真弓ほか「聴唱力・視唱力を育成する音楽教育プログラムの開発(1)」を『学部・附属学校共同研究紀要』第34号に発表した。さらに、(5)小学校児童のピッチマッチング能力の発達を明らかにするため、広島大学附属三原小学校の1学年から6学年を対象に調査を行った。本年度は、(1)佐賀市で以前行った幼稚園児と小学校低学年の児童のピッチマッチング能力の調査をもとに、PECERA(環太平洋乳幼児教育学会)第7回大会(韓国にて開催)において、三村真弓・吉富巧修・北野幸子"Development of Pitch Matching in Childhood : Gathering Data to DesignPreschool toElementary School Music Transition Program."を発表した。また、

(2)広島市・東広島市・呉市・福岡市・宗像市・松山市・大津市および全国の国立大学法人附属幼稚園を対象として昨年度行った質問紙調査の結果をもとに、幼稚園・保育所における音楽活動の実態を国立・公立・私立で比較検討した。これに加え、生活発表会等での園児の歌唱をVHS・DVDから評価し、質問紙調査の結果をふまえて歌唱能力と園での音楽活動との関連性を明らかにした。これらの研究成果を日本乳幼児教育学会第16回大会(大阪総合保育大学にて開催)において、三村真弓・北野幸子「幼稚園・保育所における音楽活動と幼児の音楽的能力に関する研究」として発表した。さらに、(3)小学校音楽科授業における音楽教育プログラム開発の試行として、昨年度に引き続き「エクササイズアプローチ・プログラム」を、広島大学附属小学校、広島大学附属東雲小学校、広島大学附属三原小学校の4年生を対象に実施し、プログラムの効果をプリテスト・ポストテストにより調査・分析し、明らかにした。これをもとに、吉富功修・三村真弓ほか「聴唱力・視唱力を育成する音楽教育プログラムの開発(2)-聴唱法と視唱法の違いに着目して-」を『学部・附属学校共同研究紀要』第35号に発表した。さらに、(4)保幼小連携音楽教育カリキュラムを実施しているハンガリーを視察し、幼稚園・小学校・教員養成大学における音楽の授業を見学するとともに、幼稚園教諭・小学校教諭・大学教員等へのインタビュー調査を行い、コダーイ・システムの現状を把握した。本研究は、保育所・幼稚園・小学校連携音楽カリキュラムを開発するための基礎研究として、(1)現状を把握することによって課題を明らかにすること、(2)幼児・児童の歌唱能力を調査することによって音楽カリキュラム作成のために必要とされる基礎的な要件を明らかにすること、(3)海外の音楽カリキュラムを分析・検討することを目的としている。本年度は、第1に、「幼稚園・保育所における音楽活動と幼児の音楽的能力の関連性に関する研究」において、一昨年度行った保育所・幼稚園の所長・園長を対象とした園の保育形態と音楽活動に関する質問紙調査から現在の就学前教育における音楽活動の現状を明らかにし、質問紙調査の際に入手した各園の発表会等での歌唱活動を評価することによって、園の音楽活動の質・量と幼児の歌唱能力との関連性を明らかにした。また、「中学校における音楽科の学力を確かなものとする教育プログラムの開発(1)-中学校入学時の音楽学力の実態を中心として-」において、中学校入学時の音楽的知識と歌唱能力に関する調査を実施し、小学校6年間の音楽科授業が成果をあげていないことを明らかにした。第2に、「幼・小連携の音楽カリキュラム開発の基礎的研究(1)-幼児・児童のピッチマッチング能力に着目して-」「聴唱力・視唱力を育成する音楽教育プログラムの開発(3)-
アルキル化ＤＮＡ損傷に応答したアポトーシスシグナルの分子機構の解明

O6メチルグアニンは変異原性が高いため、このDNA損傷を持つ細胞はミスマッチ修復依存のアポトーシスで除かれる。本研究でミスマッチ修復依存のアポトーシスに関わるMAPO2遺伝子を同定した。この遺伝子のアポトーシス経路での役割を調べるため、この遺伝子発現を抑制したヒト細胞株を作成した。この細胞はアルキル化剤に暴露されると細胞周期がG2/M期で正常に停止した。一方で、アポトーシスを起こした細胞が顕著に減少した。また、アポトーシス誘導のマーカーであるBAKやカスパーゼ3の活性化、ミトコンドリア膜の脱分極も抑制されていた。このことからMAPO2はこのアポトーシス誘導に関わることが示された。レトロウイルスを用いた遺伝子トラップ法によって作成したマウス細胞遺伝子破壊ライブラリーより、新規アポトーシス関連遺伝子MAPO2を同定した。ヒト子宮頸癌ゆらいのHeLaMR細胞株において、MAPO2遺伝子発現抑制株を作成し、アルキル化損傷に応答したアポトーシスにおける機能を解析した。MAPO2の遺伝子発現抑制株は野生株と比べ、アルキル化剤であるMNUによって引き起こされるアポトーシスが抑制されていた。アポトーシス経路にどのように機能するかを詳細に調べるため、種々のアポトーシスマーカーを指標に解析したところ、アポトーシス促進性BAKタンパク質の活性化、ミトコンドリア膜の脱分極、カスパーゼ3の活性化などが顕著に抑制されていた。一方で、MAPO2遺伝子発現抑制ではMNU処理後の細胞周期チェックポイント応答には異常が見られないことから、MAPO2はチェックポイント応答後のアポトーシス発動において機能していることが示唆される。MAPO2がどのように活性化されるのかは未だに不明であるが、相互作用因子の同定など、MAPO2を起点にしてアルキル化損傷に応答したアポトーシスの分子機構の解析をすすめることができると考えている。マウス、ヒト細胞など、生物種、細胞種に依存しない実験系の構築のため、新しいゲノム編集技術であるTALEN法とその活性評価法など実験に必要な技術を導入した。これによって特定遺伝子のノックアウトやターゲティングが自在になり、アポトーシス関連遺伝子の解析をさらに推し進めることができる。これまでのレトロウイルス遺伝子トラップ用ベクターを改良し、改良型ベクターを用いた遺伝子トラップ法によってマウス繊維芽細胞で遺伝子破壊ライブラリーを作製した。ライブラリー構築の際には改良型ベクターで設計された通り、ハイグロマイシンと、続くネオマイシンの二段階薬剤選択を行い、両対立遺伝子が破壊されるように工夫した。このような方法で作成した遺伝子破壊ライブラリーからアポトーシスに異常が生じ、アルキル化剤であるMNUに耐性となる株をスクリーニングした。あるMNU耐性株の解析からある機能未知の遺伝子を同定し、Mapo2と名付けた。Mapo2は高等真核生物に高度に保存されており、その機能の重要性が予想された。MAPO2のアルキル化剤に誘導されるアポトーシスにおける機能を明らかにするため、ヒトHeLa MR細胞においてmiRNA発現によりMAPO2遺伝子の発現をノックダウンした細胞株を作成した。このMAPO2ノックダウン細胞をMNUで処理すると、DNA損傷チェックポイントは異常を示さず、細胞周期がG2/M期で停止する。一方で、MAPO2ノックダウンによりsub-G1細胞の割合が減少し、アルキル化剤に誘導されるアポトーシスが顕著に抑制されることがわかった。種々のアポトーシスマーカーを用い、MAPO2発現ノックダウンがメチル化剤誘導のアポトーシスに与える影響を調べたところ、BAK活性化、カスパーゼ3の活性化が抑制されており、また、ミトコンドリア膜の脱分極がHeLaMR細胞と比べて有意に抑制されていることがわかった。したがって、新規遺伝子MAPO2はミトコンドリア経路の上流でアポトーシス促進に関わる機能を有することがわかった。MAPO2の機能の更なる解析と相互作用因子の同定によってアルキル化剤に誘導されるアポトーシスの分子機構をより詳細に知ることができると考えられる。これまで我々が用いてきたレトロウイルス遺伝子トラップ用ベクターを改良し、その改良型ベクターを用いた遺伝子トラップ法によってマウス繊維芽細胞の遺伝子破壊ライブラリーを作製した。ライブラリー構築の際には改良型ベクターで設計された通り、ハイグロマイシンと続くネオマイシンの二段階薬剤選択を行い、両対立遺伝子が破壊されるように工夫した。このライブラリーの中からアポトーシスに異常が生じ、メチル化剤MNUに耐性となる株をスクリーニングした。あるMNU耐性株の解析からC1orf201 homologとアノテートされた機能未知の遺伝子を同定した。この新規遺伝子は高等真核生物に高度に保存されており、その機能の重要性が予想された。ヒト

子宮頸癌由来HeLaMR細胞においてこの遺伝子の発現をノックダウンしたところ、DNA損傷チェックポイントには異常を示さないものの、メチル化剤に誘導されるアポトーシスの発動が顕著に遅れることがわかった。種々のアポトーシスマーカーを用い、新規遺伝子発現ノックダウンがメチル化剤誘導のアポトーシスに与える影響を調べたところ、ミトコンドリア経路の上流で機能することがわかった。この結果をもとに論文を投稿した。一方、遺伝子破壊ライブラリーからは既存のアポトーシス関連遺伝子は同定されなかった。これはレトロウイルスがある程度の選択性を持ってゲノムにウイルスベクター配列を挿入するためと考えられる。このことから網羅的解析のために、遺伝子破壊系に改良を加え、よりランダムにベクターを挿入するトランスポゾンを用いた遺伝子破壊ライブラリーの作製を試みている。新規アポトーシス関連遺伝子MAOP2を同定、解析した。この内容を国際学会、学術論文で発表した。遺伝子トラップ法の改良、ゲノム編集技術としてTALEN法も導入し、さらなる新規アポトーシス関連遺伝子の同定と解析もすすめることができるようになった。これまでに、23年度計画に従い、両対立遺伝子を破壊することができる改良型遺伝子トラップ用ベクターを構築し、レトロウイルスを用いてマウス繊維芽細胞における遺伝子破壊ライブラリーを作製した。また、このライブラリーからのMNU耐性株のスクリーニングも実施し、これらの中からいくつかのアポトーシス関連遺伝子を同定した。その1つである新規遺伝子C1orf201については安定的にその発現を押さえた遺伝子ノックダウン細胞を構築して解析を行いMNUによって誘導されるアポトーシスに与える影響を調べた。その結果を学会発表した。また、論文を作成し投稿した。加えて、遺伝子破壊系の改良も考案し準備中である。TALEN法を用いた遺伝子破壊とトランスポゾンを用いた遺伝子トラップ法を用いて、スクリーニング系を改良する。これによって擬陽性の排除と効率よい変異導入が行えるため、更なるアポトーシス関連遺伝子の同定を見込める。同定した遺伝子はヒト細胞においてTALEN法を用いてノックアウトして解析し、これまでのsiRNAをもちいて遺伝子発現抑制より正確な実験結果を得る。さらに、損傷塩基を持つDNAを調製し、in vitroでも損傷塩基特異的結合因子の同定と解析を進める。24年度は今年度に同定したアポトーシス関連遺伝子の解析を行う。これらの遺伝子の発現を、siRNAを用いてノックダウンし、アルキル化剤誘導アポトーシスに与える影響をカスパーゼ3活性化やミトコンドリア膜の脱分極などのアポトーシスマーカーを中心にして調べる。また、これらの遺伝子産物にエピトープタグを融合させて細胞内で発現させ、アフィニティー精製や質量分析などを用いて相互作用因子を同定することでこれらの因子のアポトーシス経路にどのように関与するのかを明らかにする。さらに、トランスポゾンを用いた遺伝子トラップ法をセットアップし、新たな遺伝子破壊ライブラリーを作製する。
レーザー誘起衝撃波による炭素新相の探索

本研究は3年間亙って実施し、3J-YAGレーザーの試料表面の微小面積(直径0.5mm)に集中して直接照射することによって衝撃波を発生させる技術を開発した。また、その反作用によって金属箔飛翔板を加速し、0.1mm程度の微小距離を飛翔させて試料に衝突させることによって衝撃超高圧力を発生させる技術を確立した。それらの衝撃波速度と物質速度の測定を行うことができるレーザー干渉計を作成し、飛翔板加速のレーザ衝撃実験を行った。その結果、レーザービームのエネルギー分布に伴う飛翔板の変形が見られ、一様な平面衝撃波を得るためにはレーザーのプロファイル制御が必要であることが分かった。また、ダイヤモンド合成が可能となる50GPa以上の圧力を得るためには照射直径を0.1mm以下にする必要があり、解析に有効な試料量を得るためにもプロファイル制御が必要であることが分かった。これらのレーザー衝撃圧縮状態は、有限差分法ハイドロコードを用いた時間・空間分解型のシミュレーションと良く一致しており、テーブルトップレーザー誘起衝撃圧縮法の設計が可能となった。現状装置により、C_<60>フラーレン蒸着膜を10GPa以下の圧力でレーザー衝撃圧縮して回収し、そのラマン散乱スペクトルを調べたところ、フラーレン分子が重合したと見られるピークが観測された。従来法と比較して試料の回収が極めて容易であり、一枚の箔状試料に対して多くの衝撃条件を変化させた微小な試料を一度に作成することが可能となり、本方法は高効率物質探索の技術といえる。一方、従来の衝撃銃による条件との比較のために10μm帯の赤外域衝撃温度測定装置および1μm帯と可視域衝撃温度測定装置を作成し、四塩化炭素液体試料の衝撃温度測定に応用して装置の検証を行った結果、ルミネッセンスなどの擾乱が少ない衝撃温度計となることが分かった。しかし、発光面積が小さいために、レーザー衝撃法に適用するには感度が不充分であることが判明した。また、衝撃銃による衝撃圧縮凍結法では、透明非晶質ダイヤモンドと透明ナノ組織ダイヤモンドの存在が明らかとなり、両者の作り分けのためには、衝撃圧縮状態の一層精密な制御が必要であることが分かった。以上のように、本研究は所期の目的をほぼ達成することができたといえ、炭素新相探索の方法論が確立された。本研究の目的は、高強度パルスレーザを微小面積に集中させることによって衝撃波を発生させる技術、もしくはその反作用によって微小な飛翔板を加速・衝突させることによって衝撃超高圧力を発生させる技術を確立し、さらに、このレーザ衝撃圧縮法を炭素新相の探索研究に適用して、未だ明らかにされていない炭素の隠された振る舞いを実験的に明らかにすることを目的としている。本研究は3年間を予定しており、初年度である平成8年度では以下の研究を行った。1)備品費として計上したNd:ガラスレーザの光学系の組立・調整を行った。さらに、現有のストリークカメラと粒子速度測定装置と結合して、衝撃圧縮圧力の測定が行えるように組立・調整を行った。2)いくつかのレーザ衝撃用ターゲットのデザインを検討するため、現有の二段式軽ガス衝撃銃と一段式

火薬銃を用い、従来の回収カプセルに新しいターゲットを収納して衝撃圧縮凍結実験を行い、これまでの温度、圧力、冷却条件との比較検討を行った。3)備品費として計上したオシロスコープと赤外線検出器を組み合わせた衝撃温度測定装置を作成して、衝撃温度と衝撃直後温度の測定方法を開発し、圧縮凍結実験条件を検証するための準備を行った。本研究は、高強度パルスレーザを微小面積に集中させることによって衝撃波を発生させる技術、もしくはその反作用によって微小な飛翔板を加速・衝突させることによって衝撃高圧力を発生させる技術を確立し、さらに、このレーザ衝撃圧縮法を炭素新相の探索研究に適用して、未だ明らかにされていない炭素の隠された振る舞いを実験的に明らかにすることを目的としている。本研究は3年間を予定しており、本年度は、3J-YAGレーザーの光学系の組立・調整を行い、また衝撃波速度と物質速度の測定を行えるレーザー干渉計を作成し、飛翔板加速のレーザ衝撃実験を行った。その結果、レーザービームのエネルギー分布に伴う飛翔板の変形が見られ、レーザーのプロファイル制御が必要であることが分かった。また、アルミニウム飛翔板における加速の厚さ依存性が強く、飛翔板にガラスなどの裏打ちをすることで、加速効率が格段に上昇することが分かった。これらは、有限差分法ハイドロコードを用いた時間・空間分解型のレーザ衝撃状態シミュレーションと良く一致しており、レーザー誘起衝撃圧縮法の設計が可能となった。しかしながら、ダイヤモンド合成が可能な50GPa以上の圧力領域には、一層の工夫が必要であることが分かった。従来の衝撃銃による条件との比較のために10μm帯の赤外域衝撃温度測定装置を前年度に作成したが、四塩化炭素液体試料の衝撃温度測定に応用して装置の検証を行った。温度校正は黒体炉を用いて1500K程度まで行ったが、既往の研究例の値よりも20%程低い値が得られ、赤外線放射の光路損失を再検討する必要がある。次年度では、1μm帯の光速赤外温度計を作成して、高温域の測定を行う。また、衝撃銃による衝撃圧縮凍結法で得られた透明非晶質ダイヤモンドには、ナノ組織ダイヤモンドの部分が存在することも明らかとなった。本研究は3年間亙って実施し、3J-YAGレーザーの試料表面の微小面積(直径0.5mm)に集中して直接照射することによって衝撃波を発生させる技術を開発した。また、その反作用によって金属箔飛翔板を加速し、0.1mm程度の微小距離を飛翔させて試料に衝突させることによって衝撃超高圧力を発生させる技術を確立した。それらの衝撃波速度と物質速度の測定を行うことができるレーザー干渉計を作成し、飛翔板加速のレーザ衝撃実験を行った。その結果、レーザービームのエネルギー分布に伴う飛翔板の変形が見られ、一様な平面衝撃波を得るためにはレーザーのプロファイル制御が必要であることが分かった。また、ダイヤモンド合成が可能となる50GPa以上の圧力を得るためには照射直径を0.1mm以下にする必要があり、解析に有効な試料量を得るためにもプロファイル制御が必要であることが分かった。これらのレーザー衝撃圧縮状態は、有限差分法ハイドロコードを用いた時間・空間分解型のシミュレーションと良く一致しており、テーブルトップレーザー誘起衝撃圧縮法の設計が可能となった。現状装置により、C_<60>
新規「胎生システム」を獲得した可能性が高い昆虫の極めて特殊な発生に関する研究

フタバカゲロウの繁殖システムの基礎的知見全般を深めることができた。まず、汎世界的に分布する極めて分散力の高い種として捉えられてきたものの、遺伝子解析の結果、世界的には7つの遺伝系統群が存在することが明らかとなった。このうち、日本や朝鮮半島に生息する系統は、欧米やアフリカの系統からは大きく分化した系統であることが明らかとなった。欧州系統では、産卵後に幼虫が孵化するとされるが、日本の系統では、例外なくメス体内で孵化が生じることが明らかとなり、この相違は遺伝系統群の違いに起因するものと推測している。これらの系統進化・系統地理的な成果については、国際誌に論文投稿し、minor revisionの評価を得ている。本種の卵形成において卵黄タンパク質性の蓄積は観察されずに、胚発生が進行することや、卵内には豊富に脂質が蓄積されていることが明らかとなってきた。卵黄タンパク質の前駆物質の有無を検出するための分子マーカーの作出に努めているところであり、本マーカーを開発することができれば、発生遺伝学的研究を大幅に進展させ得るものと期待している。また、発生学的研究を効率よく進める上では、常に胚発生ステージの観察ができることが理想的であるが、実験室内での飼育により羽化・脱皮をさせ、成虫を得るための飼育系を確立した。従来、空中での配偶飛翔ののちにオスが空中でメスを捉まえて交尾を行うことから、境内飼育は困難視されてきた。しかしながら、本研究において、カゲロウ目昆虫類のハンドペアリングによる人為交配技術を確立させ、異なる遺伝系統群のハンドペアリングにより誕生した子が両親のゲノムをモザイク的にもつことを検証した(Takenaka et al. 2019)。以上のようにフタバカゲロウにおける発生遺伝研究は順調に進展しており、最重要である「新規胎生」問題に迫るための準備は、初年度内に着々と整えることができた。非モデル昆虫を対象とした特殊な繁殖システムに迫る研究課題であるが、初年度は、その一通りの胚発生過程を把握することによる基礎的知見の蓄積を目指した。これまでに幼虫の飼育系を確立し、冬季を除き、安定的に羽化・脱皮をさせて成虫を確保することができた。温室での飼育により、年間を通した安定的な研究材料の確保を目指している。また初年度には、本種を含むカゲロウ目の様々な種群において、ハンドペアリングによる人為交配手法を確立し、既に論文公表するに至った。この技術確立は、実験室内での継代飼育に大きく寄与するものであり、ブレークスルー的な成果と言える。結果として、受精卵を年間を通して安定的に入手できる状況にかなり近づきつつあり、この技術により、既に長期シーズンにおいて、様々な発生ステージの観察が可能となった。また、フタバカゲロウの胚発生における特殊性(卵黄タンパク質の介在が認められない、異様に豊富な脂質など)も明らかとなってきた。さらに、分子マーカを用いた系統進化・系統地理的な研究からは、日本列島や朝鮮半島の地域集団(東アジア系統)は欧米の遺伝系統群からは大きく分化した種内系統群であり、かつ、繁殖プロセスも大きく異なる可能性(東アジア系統は母体内で孵化した幼虫を直接的に産み出す一方で、欧州での観察では、幼虫ではなく、胚発生の終盤まで進行したステージの卵を産下するという相違点)も明らかとなった。そして、系統の違いが、繁殖システムの分化に寄与した可能性が示唆された。2年目以降、様々な新規的アプローチも取り入れながら、本研究課題である「全くの新規的な胎生」を獲得するまでのプロセスや、欧州や東アジア地域の特殊性や、その特殊性を創出し得る所以などについても議論が深まりつつある。ここまで順調に展開できていることを受け、この先は総本山である「繁殖システムの進化・変遷」に焦点を当てた研究を計画している。具体的には、フタバカゲロウの卵内に卵黄タンパク質の有無や母体からの受給の有無、などを様々な実験から追究する計画である。卵黄タンパク質の前駆物質であるビテロジェン形成に関わる遺伝子コピーを効率的に増幅させるためのプライマー開発を目指している。卵内はもちろんのこと、卵巣や卵巣小管内、輸卵管内、その他母体の血体腔内など、局在化も含めて詳細に検討していく予定である。また、昆虫類一般的な卵生の近縁種と、少なくとも卵胎生であり、新規胎生の可能性も示唆される点については、既に焦点を当てているビテロジェニンや卵黄タンパク質の存在などについて多角的にアプローチしていく計画である(組織化学的手法、分子遺伝学的手法など)。近縁な卵生種との比較の観点から、トランスクリプトーム解析など、機能をもつ遺伝子だけに着目した発生遺伝学的手法により、「胎生」問題に迫りたい。また、卵生の近縁種との遺伝子発現の差分(サブトラクション)などを詳細に比較解析していることで、胎生に関わる遺伝子(群)の推察にも寄与できると考えている。遺伝子レベルで、「卵生→卵胎生(あるいは胎生)」へのモディフィケーションを徹底して追究したい。その上で、関与が期待される特定遺伝子群のオン/オフとの関連性の議論を深めたい。以上のような特殊かつユニークな繁殖システムの確立の背景にある、遺伝的基盤や発生学的基盤を詳細に紐解くことを目指す。

このうち、日本や朝鮮半島に生息する系統は、欧米やアフリカの系統からは大きく分化した系統であることが明らかとなった。欧州系統では、産卵後に幼虫が孵化するとされるが、日本の系統では、例外なくメス体内で孵化が生じることが明らかとなり、この相違は遺伝系統群の違いに起因するものと推測している。これらの系統進化・系統地理的な成果については、国際誌に論文投稿し、minor revisionの評価を得ている。本種の卵形成において卵黄タンパク質性の蓄積は観察されずに、胚発生が進行することや、卵内には豊富に脂質が蓄積されていることが明らかとなってきた。卵黄タンパク質の前駆物質の有無を検出するための分子マーカーの作出に努めているところであり、本マーカーを開発することができれば、発生遺伝学的研究を大幅に進展させ得るものと期待している。また、発生学的研究を効率よく進める上では、常に胚発生ステージの観察ができることが理想的であるが、実験室内での飼育により羽化・脱皮をさせ、成虫を得るための飼育系を確立した。従来、空中での配偶飛翔ののちにオスが空中でメスを捉まえて交尾を行うことから、境内飼育は困難視されてきた。しかしながら、本研究において、カゲロウ目昆虫類のハンドペアリングによる人為交配技術を確立させ、異なる遺伝系統群のハンドペアリングにより誕生した子が両親のゲノムをモザイク的にもつことを検証した(Takenaka et al. 2019)。以上のようにフタバカゲロウにおける発生遺伝研究は順調に進展しており、最重要である「新規胎生」問題に迫るための準備は、初年度内に着々と整えることができた。非モデル昆虫を対象とした特殊な繁殖システムに迫る研究課題であるが、初年度は、その一通りの胚発生過程を把握することによる基礎的知見の蓄積を目指した。これまでに幼虫の飼育系を確立し、冬季を除き、安定的に羽化・脱皮をさせて成虫を確保することができた。温室での飼育により、年間を通した安定的な研究材料の確保を目指している。また初年度には、本種を含むカゲロウ目の様々な種群において、ハンドペアリングによる人為交配手法を確立し、既に論文公表するに至った。この技術確立は、実験室内での継代飼育に大きく寄与するものであり、ブレークスルー的な成果と言える。結果として、受精卵を年間を通して安定的に入手できる状況にかなり近づきつつあり、この技術により、既に長期シーズンにおいて、様々な発生ステージの観察が可能となった。また、フタバカゲロウの胚発生における特殊性(卵黄タンパク質の介在が認められない、異様に豊富な脂質など)も明らかとなってきた。さらに、分子マーカを用いた系統進化・系統地理的な研究からは、日本列島や朝鮮半島の地域集団(東アジア系統)は欧米の遺伝系統群からは大きく分化した種内系統群であり、かつ、繁殖プロセスも大きく異なる可能性(東アジア系統は母体内で孵化した幼虫を直接的に産み出す一方で、欧州での観察では、幼虫ではなく、胚発生の終盤まで進行したステージの卵を産下するという相違点)も明らかとなった。そして、系統の違いが、繁殖システムの分化に寄与した可能性が示唆された。2年目以降、様々な新規的アプローチも取り入れながら、本研究課題である「全くの新規的な胎生」を獲得するまでのプロセスや、欧州や東アジア地域の特殊性や、その特殊性を創出し得る所以などについても議論が深まりつつある。