hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質形成期における脳室下帯ニューロン移動の分子機構

哺乳類大脳皮質発生において、細胞外糖蛋白質リーリンは受容体ApoER2とVLDLRに結合してシグナルを伝達することによってニューロン移動を制御するが、その作用機構には不明な点が残されている。我々はApoER2ノックアウトマウスにおいて(1)中間帯でのニューロン移動が障害されること、(2)ニューロンが辺縁帯直下で正常に停止せず辺縁帯内部へ侵入することを見出した。また下流分子を検討し、Rap1、integrin、Aktが辺縁帯下部でのニューロンの移動停止に、Aktが中間帯でのニューロン移動に関与することを明らかにした。これらの結果から、ニューロン移動におけるApoER2の作用機構が明らかになった。これまでの研究により、胎生期脳の脳室下帯にリーリン受容体ApoER2が強く発現し、そのノックダウンによりニューロン移動が異常になることを明らかにした。一方、ApoER2ノックアウトマウスでは皮質層構造が部分的に異常になることが報告されているが、脳室下帯における影響は未だ報告がない。ApoER2 KOマウスにおける脳室下帯内でのニューロン移動への影響を調べるために、子宮内電気穿孔法により、胎生14日の脳室帯で誕生したニューロンを標識し、多極性ニューロンが蓄積するタイミングである48時間後に固定、細胞分布を解析した。その結果、ノックダウンと異なり細胞標識後48時間では細胞分布および神経突起形成に異常が認められなかった。この結果から別のリーリン受容帯であるVLDLRがApoER2の機能を補償している可能性が考えられた。リーリンシグナルの下流で制御される因子として最近、細胞接着分子N-カドヘリンおよびインテグリンα5β1の関与が報告された。多極性ニューロン移動においてApoER2の機能にこれらが関与するかを検討するために、ApoER2ノックダウンと同時にN-カドヘリンおよびインテグリンα5β1の強制発現を行った。その結果、N-カドヘリン強制発現によりApoER2ノックダウンの表現系が一部レスキューされることが明らかになった。この結果は、ApoER2の脳室下帯における機能にN-カドヘリンによる細胞接着制御が関与する事を示唆している。本年度は胎生期脳の各発生ステージにおけるリーリン受容体の発現を詳細に解析した。受容体ApoER2は脳室下帯に強く発現し、さらに脳表層にある辺縁帯にも発現がみられた。脳室下帯での発現は多極性細胞の細胞体と突起に局在していた。一方、もう一つの受容体VLDLRの発現は辺縁帯に限局してみられた。VLDLRの細胞内局在をGFP標識したニューロンの免疫染色によって解析したところ、脳表に到達したニューロンの樹状突起上にシグナルが見られた。さらにタグを付けた外来性のVLDLRを発現させると、樹状突起の遠位側への限局した局在がみられた。またApoER2とVLDLRの辺縁帯での局在を二重染色により観察したところ、重複して見られるシグナルと個別のシグナルが認められた。これらの結果から2つのリーリン受容体は異なる分布と細胞内局在を示し、個別の機能を有することが示唆された。ApoER2の脳室下帯における機能を調べるために、ノックアウトマウスにおけるニューロン移動をGFPによって標識し観察した。その結果、上層および下層ニューロンの両方において、脳室下帯および中間帯での細胞移動の遅延がみられた。さらに、辺縁帯へと侵入するニューロンが認められた。これらの結果は、ApoER2がニューロン産生期を通して、多段階にニューロン移動を制御していることを示している。LDL受容体ファミリーに属するVLDLRとApoER2は、細胞外糖蛋白質リーリンをリガンドとして神経細胞の動態および大脳皮質の多層構造形成を制御するが、その作用機序には不明な点が多い。本研究では、層構造形成の最終ステップである、脳表層の辺縁帯への樹状突起伸長におけるVLDLRの機能に着目している。昨年度までにVLDLRが辺縁帯内の樹状突起に多く局在することと、タグを付けた外来性のVLDLRを発現させると、樹状突起の遠位側へ限局して局在することを明らかにした。本年度の解析では、VLDLRには複数のスプライシングバリアントフォームが存在し、O結合型糖鎖修飾部位を有するものと有しないものがあるが、糖鎖修飾部位を有するバリアントのみが辺縁帯内部の樹状突起の遠位部分へ局在することを見いだした。また、VLDLRをノックダウンすると、脳表層付近において樹状突起の形成が異常になり、細胞体の配置が深部へとシフトすることを見いだした。これらの結果は、VLDLRの翻訳後修飾と樹状突起への局在が大脳皮質形成過程に重要であることを示唆している。そこで現在はこれらの2種類のスプライシングバリアントフォームがVLDLRノックアウトマウスの表現型をレスキューできるかを調べるために、エレクトロポレーションによって胎生期脳にそれぞれを発現するプラスミドをGFP発現ベクターと共に導入し、GFP陽性細胞の移動パターンと形態に及ぼす影響を解析中である。VLDLRノックアウトマウスおよびノックダウンを用いたにおける辺縁帯での樹状突起形成の経時的な解析は概ね予定通り進行している。昨年度までにリーリン受容体ApoER2のノックアウトマウスにおいて(1)早生まれ及び遅生まれニューロンの放射状移動が中間帯で障害されること、(2)ニューロンが辺縁帯直下で正常に停止せず辺縁帯内部へ侵入することを明らかにした。

本年度はこれらの表現型の出現するメカニズムを調べるため、まず中間帯下部で停止するニューロンについて、細胞外基質であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)およびMAP2タンパク質が蓄積する領域がありその下にニューロンが留まることに着目した。CSPGはニューロン反発作用を示すことが知られているので、CSPG分解酵素Chondroitinase ABCの発現ベクターを導入し、ApoER2欠損ニューロンの移動が回復するかを検討したところ、回復効果は見られなかった。次にApoER2が細胞自律的な機能を持つかを検討するために野生型ApoER2発現ベクターによるレスキュー実験を行った。その結果、ニューロン移動が部分的にレスキューされた。次にリーリンシグナル下流で働くことが知られているRap1、integrin、N-Cadherinの関与を検討するために恒常的活性型Rap1およびintegrinα5、N-Cadherin、Aktを発現させ影響を調べた。その結果、Rap1、integrin、Aktは辺縁帯内へのニューロンの侵入を、Aktは中間帯でのニューロン移動障害を回復させた。これらの結果から、ApoER2のニューロン移動における細胞自律的な機能とApoER2の下流シグナルが明らかになった。本研究により胎生期新生ニューロンの移制御機構の一端が解明された。哺乳類大脳皮質発生において、細胞外糖蛋白質リーリンは受容体ApoER2とVLDLRに結合してシグナルを伝達することによってニューロン移動を制御するが、その作用機構には不明な点が残されている。我々はApoER2ノックアウトマウスにおいて(1)中間帯でのニューロン移動が障害されること、(2)ニューロンが辺縁帯直下で正常に停止せず辺縁帯内部へ侵入することを見出した。また下流分子を検討し、Rap1、integrin、Aktが辺縁帯下部でのニューロンの移動停止に、Aktが中間帯でのニューロン移動に関与することを明らかにした。これらの結果から、ニューロン移動におけるApoER2の作用機構が明らかになった。胎生期脳の各発生ステージにおけるリーリン受容体の発現パターンの解析は概ね予定通り進んだ。ApoER2ノックアウトマウスにおけるニューロン移動の解析についても順調に進行している。VLDLRの2種類のスプライシングバリアントフォームがVLDLRノックアウトマウスの辺縁帯における表現型をレスキューできるかをエレクトロポレーションによる遺伝子導入によって解析中である。また最近、VLDLRにはGalNAc型のO糖鎖結合があることが報告された。応募者は胎生期脳におけるmRNA発現データベースを探索し、Galnt11を含む複数の糖鎖付加酵素が辺縁帯に発現することを見いだした。そこで、これら糖鎖付加酵素がVLDLRの糖鎖付加おに与える影響を検討する。神経細胞の初代培養および生体内にて、糖鎖付加酵素のノックダウンを行いVLDLRの糖鎖付加を調べるとともに、細胞形態と層形成を評価する。また最終的な層形成のためには、脳表面に到達した神経細胞は後続の細胞に追い越されて深層へ配置することが必要である。
皿型感音難聴を呈する非症候群性遺伝性難聴における難聴遺伝子の同定

当施設耳鼻咽喉科外来受診患者における家族性感音難聴例および原因不明感音難聴例のなかで、両側性の皿型感音難聴(中音域が一定の閾値上昇を示し、低音及び高音域は正常もしくは中音域と比べて良好な聴力像を示す難聴)を示す患者さんの中で、文書による同意のもとで研究協力が得られる症例を対象とする。さらに非症候群性遺伝性難聴としてすでにDNAサンプルが得られている390家系の中から皿型感音性難聴を示す25家系を対象に加える。また、孤発例であっても同様の聴力像を示すものについてもこれを対象とした。全血を採取してリンパ球を分離し、ゲノムDNAを抽出し4°Cで保存を行う。詳細な病歴及び家族歴を聴取して家系図を作成し、遺伝形式を明らかにする。日本人の難聴の遺伝子として頻度の高いコネキシン26(GJB2)遺伝子の変異を認めるものは対象外としてある。既知の遺伝子であり、内耳の中では蓋膜に関連があるとされ、今回目的としている皿型の感音難聴を示すと言われるTECTA遺伝子についてその変異の有無を解析する。具体的にはTECTA遺伝子のエクソンをPCR法で増幅し、シーケンサーを用いて直接シーケンス法で解析する。今までの検索の結果では、いずれの検体でもTECTA遺伝子のエクソンには変異を認めていない。また、低音障害型や皿型の感音難聴を示すある家系についてTECTAと低音障害型を示すと言われるWFS1の変異について検索をしたところ、WFS1に変異を認めた。これについては現在投稿準備中である。さらに非症候群性遺伝性難聴としてすでにDNAサンプルが得られている307家系の中から皿型感音性難聴を示す9家系を対象に加える。本年度は既知の遺伝子であり、内耳の中では蓋膜に関連があるとされるTECTA遺伝子についてその変異の有無を解析する。現在のところ、いずれの検体でもTECTA遺伝子のエクソンには変異を認めていない。このため、引き続き得られた検体から皿型感音難聴を示すものについては同遺伝子の検索を行う予定である。また、他の候補遺伝子としてXI型コラーゲン遺伝子でありスティッククラー異形成症の原因であるCOL11A2についても対象を絞り検索を行う予定である。さらに非症候群性遺伝性難聴としてすでにDNAサンプルが得られている351家系の中から皿型感音性難聴を示す24家系を対象に加える。これらの対象に対し、WFS1の変異について検索をしたところ、1家系に変異を認めた。

詳細な病歴及び家族歴を聴取して家系図を作成し、遺伝形式を明らかにする。日本人の難聴の遺伝子として頻度の高いコネキシン26(GJB2)遺伝子の変異を認めるものは対象外としてある。既知の遺伝子であり、内耳の中では蓋膜に関連があるとされ、今回目的としている皿型の感音難聴を示すと言われるTECTA遺伝子についてその変異の有無を解析する。具体的にはTECTA遺伝子のエクソンをPCR法で増幅し、シーケンサーを用いて直接シーケンス法で解析する。今までの検索の結果では、いずれの検体でもTECTA遺伝子のエクソンには変異を認めていない。また、低音障害型や皿型の感音難聴を示すある家系についてTECTAと低音障害型を示すと言われるWFS1の変異について検索をしたところ、WFS1に変異を認めた。これについては現在投稿準備中である。
高齢者のすぐれた頭脳に関する研究

頭脳活動を高齢に至るまで維持し、健やかに人生を全うすることは現代の高齢化社会における普遍的願望であろう。この課題に取り組むため、我が国の高齢者で活発な頭脳活動を営み、高度の社会的活動を維持している著名人も少くないので、これらの人々を対象に、(1)すぐれた社会的活動を展開している、遺伝的,家庭的,社会的要因を探求し、(2)現代のエレクトロニクス技術を駆使して、対象者になんら苦痛を与えることなく脳活動の医学的諸検査をすすめ、客観的計測を行う可能性について検討することを企画した。研究組織は老人学(亀山、豊倉、入来、朝長)、社会心理学(辻村、中根)疫学(籏野)神経生理学(島薗、江橋、御手洗、角田、久保田、山岸)および内薗(総括)で編成し、(計14名)、これに数名の研究協力者を得て、昭和61年11月および62年2月の2度の全体会議と頻回の研究打ち合わせで、すぐれた頭脳の高齢者へのアプローチの方策の協議を進めた。その研究成果は(1)各界からの傑出人の発堀を行った。即ち、学界、官界、政界、財界、教育界、文学芸術界等から、75才以上の傑出人約600名を選び出した。(2)高齢者傑出人の調査方式は2段階に分けて行うやり方で進めることとした。第1段階は対象者にインタビューを申し入れ、諸々の話題を通じて、幼少年時、青年期の生い立ち、哲学、家庭的背景、ライフワークへの取り組み等を聴取することとし、インタビューのための「基本的質問事項」を作成した。第2段階として、インタビューに応じて貰うことのできた人のうち、医学的検査をうけることを承諾された人について諸検査を行う事とした。(3)インタビュー実現の可能性のある人約40名を抽出した。各分担者がそれぞれ担当する事を協議したが、このうち宇野千代氏(内薗)、名取礼二氏(山岸)、熊谷洋氏(江橋)、辰己柳太郎氏(角田)、山口誓子氏(御手洗)に既にインタビューを行った。
セミカルバダイズ感受性モノアミンオキシダーゼ阻害剤による加齢性眼疾患の抑制

セミカルバダイズ感受性モノアミンオキシダーゼ阻害剤の白内障抑制の効果を2つの動物モデルで確認した。(1)ステロイド誘発鶏胚白内障モデルにおいてSSAO阻害剤を投与することによって、水晶体中のグルタチオン濃度の低下を抑制し、水晶体混濁を抑制した。(2)ストレプトゾトシンによる糖尿病ラットにおいてSSAO阻害剤の点眼によって白内障発生の程度を抑制した。対照群の混濁は7週間後に2.28 ±1.07、9週間後に2.89 ±1.16で、治療群では7週間後に1.33 ±1.32 (p = 0.023)、9週間後に1.78 ±1.15 (p = 0.017)の混濁で、混濁の抑制がみられた。前年度はSSAO阻害剤2剤(U-V002, or U-V002 analogue)を用いて、ステロイド誘発鶏胚白内障モデルへの効果を調べた。その結果2剤とも白内障形成を抑制し、水晶体中のグルタチオン量の減少を抑制した。2剤の比較では有意差はなかったが、U-V002 analogueのほうが抑制効果が強い傾向にあった。本年度はU-V002 analogueを用いて、ストレプトゾトシン(STZ)誘発糖尿病ラットにおける糖白内障に対する効果を調べた。5週齢のWistarラットにたいしてSTZ(60 mg/kg)を尾静脈に静注し、STZ糖尿病モデルラットを作成した。STZ投与翌日から治療群としてU-V002analogue溶液を、溶媒群として溶媒を1日3回で両眼に点眼投与した。またSTZ投与後1週間後の血糖値測定で血糖値が500 mg/dl以上の個体のみ実験の対象とした。ミドリンP点眼で散瞳し細隙灯を用いて7週間後、9週間後、12週間後に水晶体混濁を観察した。水晶体の混濁は04のスコア化し評価した。その結果、溶媒群では7週間後に2.28 ±1.07、9週間後に2.89 ±1.16、12週間後に3.56 ±0.51の混濁であったが、治療群では7週間後に1.33 ±1.32 (p = 0.023)、9週間後に1.78 ±1.15 (p = 0.017)、12週間後に3.28 ±1.02 (p = 0.668)の混濁で、7週間後と9週間後で混濁の抑制がみられた。SSAO阻害剤が糖尿病白内障の進行を抑制する可能性が考えられた。本研究の目的は加齢性眼疾患のモデルに対してSSAO阻害剤を投与することによって疾患の治療となる可能性を探りつつ、加齢性眼疾患の病態を追究することである。Semicarbazide-sensitive mono-amine oxidase (SSAO)阻害剤の白内障形成への効果を、鶏胚ステロイド白内障モデルを用いて検討した。放卵後の受精卵を37°C、湿度68%で孵置し、15日齢で受精鶏卵気室部にヒドロコルチゾン0.50nmol / eggを投与し、鶏胚ステロイド白内障モデルを作成した。SSAO阻害剤であるU-V002(0.13 mg / ml)およびU-V002類縁体(0.14 mg / ml)を、ヒドロコルチゾン投与後3時間後、10時間後、20時間後に200 μl投与し、48時間後に解剖を行った。対照群には生理食塩水を投与した。水晶体混濁の程度を15のスコア化し評価した。また水晶体中の還元型グルタチオン量の測定も行った。SSAO阻害剤(U-V002、U-V002類縁体)は鶏胚ステロイド白内障を抑制した。その機序としてヒドロコルチゾンによって誘発された酸化ストレスに対して、SSAO阻害剤の抗酸化作用が働いた可能性が考えられた。前々年度はSSAO阻害剤2剤(U-V002, or U-V002 analogue)を用いて、ステロイド誘発鶏胚白内障モデルへの効果を調べた。この2剤の間で有意な差はなかったが、U-V002 analogueで抑制効果がより強い傾向にあった。前年度はU-V002 analogueを用いて、ストレプトゾトシン(STZ)誘発糖尿病ラットにおける糖白内障に対する効果を調べた。U-V002

analogue溶液と溶媒を1日3回の点眼投与し、水晶体の混濁は04のスコアで評価した。その結果、7週間後、9週間後で混濁の抑制がみられた。しかし12週間後の混濁に有意差は認めなかった。これらのことからSSAO阻害剤が糖尿病白内障の進行を抑制する可能性が考えられた。本年度はその水晶体のAGEについて測定キットを用いて試みたが、測定結果が不安定で再現性がなかった。そこで再度ステロイド誘発鶏胚白内障モデルを用いて、他の抗酸化物質の白内障抑制効果についての検索を行った。その結果アスタキサンチンと緑茶ポリフェノールに有意な白内障抑制とグルタチオン量減少に対する抑制効果を認めた。医歯薬学平成24年度はステロイド誘発鶏胚白内障モデルに対するSSAO阻害剤の投与実験を行い、SSAO阻害剤の抗酸化能によって白内障が抑制されることが示された。平成25年度はSSAO阻害剤の点眼投与によってストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットにおける糖白内障の進行抑制を示すことができた。以上より、おおむね順調と言える。平成24年度は当初の予定通り鶏胚ステロイド誘発白内障モデルに対してSSAO阻害剤の投与実験を複数回行い、SSAO阻害剤がこのモデルにおける白内障を抑制することを確認することができた。さらに平成25年度に行う予定のSTZ誘発糖尿病ラットの予備実験を開始することができた。平成24年度はステロイド誘発鶏胚白内障モデルで研究を行った。このモデルは酸化ストレスによって生じる白内障で、SSAO阻害剤の抗酸化能によって白内障が抑制されたと考えられた。平成25年度はストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットにおける糖白内障の進行をSSAO阻害剤の点眼投与によって抑制することができた。その作用機序のひとつは鶏胚での研究と同様に抗酸化作用によるものと考えられるが、糖白内障の機序はそれだけではない。SSAOによりアミノアセトンが脱アミノ化されるとメチルグリオキサールと過酸化水素とアンモニアを生産されるが、糖尿病ではSSAOの活性が亢進し、2型糖尿病患者の血清中でメチルグリオキサールの濃度が増加していることが報告されている。メチルグリオキサールは、advanced glycation end-products (AGEs)のひとつであるアルグピリミジンの産生に関与する。糖尿病ラットの水晶体中のメチルグリオキサール、アルグピリミジンの濃度が高いことや糖尿病患者の水晶体中のAGEs濃度が高いことが報告されている。糖尿病における糖白内障では、ポリオール蓄積説、酸化ストレス説、グリケーション説がある。SSAOが酸化ストレス以外にもグリケーションを介した糖白内障の発生機序にも関与する可能性が考えられ、SSAO阻害剤がグリケーションの抑制を介した機序で糖白内障の進行を抑制する可能性がある。平成26年度はステロイド誘発鶏胚白内障モデルに対してSSAO阻害剤を点眼投与実験の再現性を確認するとともに、実験で得られる検体(水晶体、血液)をもとに、メチルグリオキサールやアルグピリミジンなどの濃度測定を行い、SSAOの糖白内障への関与や糖白内障の病態について明らかにする。平成24年度の鶏胚ステロイド白内障モデルを用いて研究を行なった。このモデルは酸化ストレスによって白内障を生じるモデルで、SSAO阻害剤の抗酸化力によって白内障が抑制された。今回のステロイド誘発鶏胚白内障モデルでは、高血糖が生じているが、本来の糖尿病自体の病態にSSAOが関与していることが知られている。糖尿病における糖白内障の機序として、ポリオール蓄積説、酸化ストレス説、グリケーション説がある。SSAOは、過酸化脂質の産生など酸化ストレスに密接に関わり、本来の糖尿病における糖白内障の発生に関与する可能性が考えらる。
衛星画像データによる低濃度黄砂エアロゾルの時・空間分布の推定

本研究では、衛星画像では識別が難しい陸域上の低濃度の黄砂エアロゾルの時間的空間的な分布を推定する方法が検討された。本研究で得られた成果は、以下の通りである。(1)地上からの大気偏光観測データに対して、(1)過去に測定されたデータを含めた偏光測定データベースを作成し、必要なデータを容易に取り出せる検索システムを構成した。また、(2)4方向の散乱角度で測定された偏光データから黄砂エアロゾルの光学的厚さ、黄砂の屈折率、サイズ分布(ユンゲ指数)を求めるアルゴリズムを開発し、地上偏光度観測から得られたデータからも黄砂エアロゾルの光学的特性「が推定できることが示された。(2)ADEOSII/POLDERによって観測された443nmと670nmにおける輝度と偏光データから陸域上の黄砂エアロゾルの光学的パラメータの値と地表反射率と同時に推定する最適アルゴリズムが提案され、地上観測偏光データによりそのアルゴリズムが検証された。その結果、670nmにおいては、衛星画像から推定された偏光度と地上測定された偏光度は非常に近い値を与えるが、443nmにおいては、幾分異なることが示された。443nmにおける推定方法については、今後、更に検討する必要がある。(3)日本の各地で測定されているSPMデータとECMWFから入手した高度別風データを使って黄砂発生源と発生量を推定すると同時に飛来する黄砂の濃度分布を求める方法について検討した。その結果、長距離輸送シミュレーションは衛星画像による黄砂分布を知るための補助的手段として利用価値があることが示された。近年、日本への黄砂の飛来は増加の一途をたどっており、ここ2,3年特に関心が高まっている。しかしながら、大気中に広範囲に広がった低濃度の黄砂の空間分布を衛星画像から視覚的に判読することは非常に難しい。本研究の目的は、地上からマルチチャンネルのポーラリメータで測定された大気偏光度データ、及び、衛星からマルチアングル、マルチチャンネルで収集された輝度・偏光データから逆転問題として地上反射率と大気中に浮遊する黄砂エアロゾル濃度を同時に最適に推定するアルゴリズムを確立することである。本年度は、以下の2点について研究を行った。(1)地上観測による大気の偏光度の解析(2)陸域上の衛星画像から黄砂エアロゾルの光学的特性と地表反射率を同時に推定するアルゴリズムの開発1)地上観測においては、偏光観測機器PSR1000を使用し、6波長帯で散乱角75度、90度、105度、120度で大気の偏光輝度を測定した。今年度は、(1)過去に測定されたデータを含めた偏光測定データベースを作成し、必要なデータを容易に取り出せる検索システムを構成した。また、(2)4方向の散乱角度で測定された偏光データから443nmと490nmにおける黄砂エアロゾルの光学的厚さ、黄砂の屈折率、サイズ分布(ユンゲ指数)を求めるアルゴリズムを開発した。2)陸域上の衛星観測データにおいては、ADEOS/POLDERで観測された443nm,670nm波長帯の輝度・偏光度データから黄砂エアロゾルの光学的厚さ、黄砂の屈折率、サイズ分布(ユンゲ指数)、地上反射率を同時に推定するアルゴリズムを開発した。1)、2)いずれにおいても、観測された偏光データから目的の黄砂パラメータを推定することは可能であることが見出された。近年、日本への黄砂の飛来は増加の一途をたどっているが、大気中に広範囲に広がった低濃度の黄砂の空間分布を衛星画像から視覚的に判読することは非常に難しい。

本研究の目的は、地上からマルチチャンネルのポーラリメータで測定された大気偏光度データ、及び、衛星からマルチアングル、マルチチャンネルで収集された輝度・偏光データから逆転問題として地上反射率と大気中に浮遊する黄砂エアロゾル濃度を同時に最適に推定するアルゴリズムを確立することである。本年度は、以下の2点について研究を行った。(1)地上観測による大気偏光度の閲覧システムの構築前年度に引き続き継続的に大気の偏光度を偏光測定器PSR-1000で測定し、黄砂飛来日のサンプル数を増やした。これまでに収集された黄砂の飛来日の偏光度とそうでない日に観測された偏光度の波長依存性の違いを調べるWebシステムを構築した。そのシステムを利用することにより、黄砂飛来時間の前後に収集された偏光度は、黄砂が飛来していない場合と違って、443nmから865nmにかけて一様に減少することが分かった。2)地上及び衛星観測による大気偏光度の関連性に関する検討2003年5月3日に収集された日本を含むADEOSII/POLDERデータを使用し、石川県上空の大気エアロゾルの光学的特性を推定した。その光学的特性を使って地上での偏光度を推定した。推定された偏光度と衛星観測とほぼ同時に地上で測定された443nm、670nmにおける偏光度と比較した。その結果、670nmにおいては、両者はよい一致を示したが、443nmにおいては、幾分違いが生じた。443nmにおいては、他の日時のデータに適用し、推定アルゴリズムの信頼性をさらに向上させる必要があることが分かった。
銀河と質量分布の関係を中心とした宇宙大規模構造の研究

我々の銀河内のコンパクト連星はLaser Interfereometer SpaceAntenna (LISA)の確実なソースと考えられている。重力波天文学の大きな目標の一つは波源の様々なパラメーターを測る事にあり、これらの連星の場合は、2つの星の質量などの連星パラメーターや、連星までの距離などが挙げられる。銀河内の連星白色矮星は低周波側で数が多すぎるために、複数の連星の重力波を分離できず、背景ノイズとなってしまう。このノイズ、ソースの二面性はLISAの観測期間に大きく依存することに注目する。本年度は、分解できる連星の数、距離が測定できる連星の数等を観測期間の関数として議論した。巨大質量ブラックホール(MBH)連星の合体はLISAによって高いSNで検出することが出来る。その重力波を解析することにより、天体物理や宇宙論にどのような世界が開けてくるのかは現在のところよく分かっていない。MBH連星のhost galaxyの候補が重力波によって絞り込めれば、電磁波での詳細な観測へ道が開ける。本年度の研究ではレザー干渉計と重力波の相互作用に関して、従来の解析で見逃されていた「腕の長さの効果」が状況によって大きく聞いてくる可能性があることを明らかにした。これは重力波の波長が腕の長さより短いときに波の干渉が生じて、それが重力波の入射角に強く依存するためである。
脊椎強度測定用6軸材料試験機を活用した棘突起接触症の力学的特性解明

身体運動の軸機関および支持機関である脊椎の疾患に対する診断・治療において,脊椎の剛性を把握することは,適切な治療方針・手術手技を決定する上で極めて重要である.そこで本研究では,脊椎の剛性を力学的観点より客観的・定量的に評価することを目的とし,複雑な脊椎変形挙動を6軸材料試験機を用いて実験的に調査する.特に,本科学研究費申請年度においては,脊椎疾患の一つである棘突起接触症に着目し,棘突起の肥大化を伴う脊椎の剛性を明らかにするとともに,この疾患が脊椎の各要素へ及ぼす影響,例えば隣接椎間障害の発生要因となり得るかどうかなどについて明らかにすることに焦点を絞って研究を実施する.身体運動の軸機関および支持機関である脊椎の疾患に対する診断・治療において,脊椎の剛性を把握することは,適切な治療方針・手術手技を決定する上で極めて重要である.そこで本研究では,脊椎の剛性を力学的観点より客観的・定量的に評価することを目的とし,複雑な脊椎変形挙動を6軸材料試験機を用いて実験的に調査する.特に,本科学研究費申請年度においては,脊椎疾患の一つである棘突起接触症に着目し,棘突起の肥大化を伴う脊椎の剛性を明らかにするとともに,この疾患が脊椎の各要素へ及ぼす影響,例えば隣接椎間障害の発生要因となり得るかどうかなどについて明らかにすることに焦点を絞って研究を実施する.
東北地方におけるスギ、ヒバの暦年標準パターン延長と古気候復元

東北地方を中心とした東日本の各地域よりスギ、ヒバなどの年輪試料(現生木、埋没木、文化財試料)を収集・解析し、この地域の標準的な年輪変動を表す暦年標準パターン構築を行った。これにより、いくつか連続的でない部分があるものの、過去1500年間の標準パターン構築に一定の目処を立てることができた。さらに、得られた現生のスギ、ヒバの標準年輪曲線から、過去約200-250年間の秋田の春気温、青森の夏気温、さらには広域の春気温復元が可能であることを示した。今年度は、研究の初年度として暦年標準パターンの延長のための試料収集とヒバを用いた古気候復元の解析を重点的に行った。標準パターンの延長については、東京の近世遺跡(弥勒寺跡遺跡、八丁堀三丁目遺跡)の木棺材の試料を収集して、年輪計測を進めた。弥勒寺跡遺跡については55点の試料から9世紀から17世紀に相当する771年のヒノキ属樹木の標準パターンを構築することに成功した。一方、八丁堀三丁目遺跡も計測を終了して、現在解析を進めており、弥勒寺遺跡で構築した標準パターンと各試料のクロスデーティングが可能であることが明らかになりつつある。この成果について来年度学会発表を行う予定である。また、秋田スギの現生材試料についても森林管理署などに保管されている試料の収集、写真撮影を行い、現在得られた画像などの計測作業を進めている。古気候復元の研究については、青森県内の6箇所から採集した約100点の現生ヒバの年輪幅,最大密度、平均密度を用いた年輪気候学的解析を進めた。その結果,年輪幅,最大密度、平均密度が当年および前年の7-8月の気温に応答していることを見いだした。この結果をもとに、重回帰分析により青森の7-8月の平均気温を復元するモデル式を構築し、過去250年に亘る青森の夏期の気候復元に成功した。この復元結果は、年輪気候学において一般的に用いられる復元能の検証テストをすべてクリアし、かつ過去の文献記録や他の年輪気候学的復元の結果ともよく一致していた。今後、このヒバのクロノロジーを過去に延長するため、試料収集と計測を進めていく予定である。今年度は、研究の2年目として昨年度に引き続き暦年標準パターンの延長のための試料収集・計測を行い、平行して、新たに仙台のスギを対象とした古気候復元の解析を行った。標準パターンの延長については、ヒバ(およびアスナロ)を対象として、仙台城跡二の丸北方武家屋敷地区(17-18世紀)、および青森県の猿が森埋没林出土の木材を調査した。前者では収集した屋根材100点近くを計測し、フローティングのクロノロジーを構築できる目処を立てることができたので、現在さらに解析を進めている。後者では、防衛省下北試験場内からヒバを中心とした埋没木を100点近く収集し、年輪解析を進めた。その結果、400年以上のクロノロジーを構築可能であることが明らかとなった。これについては、来年度、放射性炭素年代を行うとともに、引き続き試料収集と解析を進める予定である。一方、スギを対象としては、秋田県内の近世の木材収集を目的として、院内銀山金山神社の古材、古川堀反町遺跡から試料を借用して現在計測をおこなっている。一方、古気候復元の研究については、新たに東北地方太平洋側の地点として、東北大学植物園に生育する高樹齢のスギ13点を対象に現生材の年輪幅を用いた古気候復元の可能性を検討した。得られた試料のクロノロジーを構築・解析した結果、年輪幅成長は、当年春および前年の夏の気温に応答していることが明らかとなった。この結果をもとに、重回帰分析を用いてこの地域の春または夏の平均気温を復元するモデル式を検討している。また、この成果により、ヒノキ科の樹種は本州内で類似した気候応答をしていることが明らかになってきたため、既に現生材クロノロジーが構築されている他地域(秋田・スギ、青森・ヒバ、木曽・ヒノキ)のクロノロジーとの同調性について現在検討している。今年度は、研究の最終年度として引き続き標準年輪曲線延長のための試料収集・計測を行い、平行して、これまで蓄積した現生材のデータの解析から、年輪気候学的手法を用いた東アジア地域の気候場復元の解析を行った。標準年輪曲線の延長については、ヒバを対象として、青森県下北半島の猿が森埋没林、青森市の新田(1)遺跡などから100点を超える試料を収集し、計測と年輪曲線の構築を行った。さらに、年輪曲線に暦年代を与えるため、一部試料で放射性炭素年代測定を実施した。これらの成果を昨年度までの結果と統合したところ、80点を超える試料から構成され、7世紀17世紀に相当するヒバの標準年輪曲線の構築に成功した。これは我が国で初めての成果である。

一方、スギを対象としては、秋田県内の中世近世の年輪標準曲線構築を目的として、森吉家ノ前A遺跡、古川堀反遺跡の試料収集と計測を実施した。その結果、前者では、11世紀14世紀に相当する中世を代表する年輪曲線構築に成功した。また、これは上記ヒバ標準年輪曲線とも高い同調性が認められた。以上の成果により、東日本において、連続的な過去1500年程度の標準年輪曲線構築に目処がたったが、今後、さらに標準曲線にギャップのある時代の試料収集を進める必要がある。一方、古気候復元の研究では、これまでに地域的な気温復元に成功した年輪試料(秋田、青森など)に韓国のデータを加えて、主成分分析を行い、これら主成分とグリッド気温との間の解析により、東アジア地域の気候場復元を行った。その結果、北緯35゚-40゚、東経125-140゚の3-5月の気温を復元するモデル式構築に成功し、過去210年間のこの地域の気温復元を行った。復元結果は、文献など他の代理データによる復元結果ともよく一致していた。この成果は東アジア地域の年輪気候場復元として初めての成果であり、国際史投稿準備を進めている。
知覚的・認知的ずれを補正する視覚的運動処理メカニズムの解明

本年度は主に以下の内容について検討を行った。1、時間知覚に関わる運動情報の成分を明らかにした:視覚的な動きによる知覚時間の変化が,速度と変化(時間周波数)のどちらの要因によって引き起こされているのかについて,速度と時間周波数を独立に操作することで各要因の影響を検討した。ランダムドットの運動方向の変化を用いた場合には,変化頻度の影響は見られずに速度の影響だけが有意であったが,運動方向とともに輝度を変化させた場合には,速度と頻度の両方が知覚時間に影響した。またグレーティング刺激を用い,空間周波数の操作によって速度を操作させた場合にも,速度と反転頻度の両方が知覚時間に影響を及ぼすことが示された。これらの結果から,速度と時間周波数の影響が独立した影響であることを示し,両方の要因が運動による知覚時間への影響に重要であることを明らかにした。2、人の動きの認識が速度知覚に及ぼす影響を明らかにした:対象の運動速度の知覚に,人の身体運動情報が及ぼす影響を調べるため,バイオロジカルモーション刺激を用いて検討を行った。恒常法による検討の結果,正立刺激の方が倒立刺激よりも速度知覚の弁別感度が高いことが示された。また,光点の位置をランダムに配置したスクランブル刺激では,速度弁別感度が通常の刺激に比べて非常に低くなった。さらに知覚速度を調べたところ,正立・倒立に関わらず通常の刺激よりもスクランブル刺激の方が速く動いて知覚された。これらの結果から,人の身体運動情報が対象の動きの認識を向上させること,また運動情報のグローバルな処理が知覚速度を変化させることを明らかにした。以上の研究内容を含めた成果について5つの国内外の学会で発表を行った。またこれまでの研究の成果として,査読付き国際誌2件を含む3件の英語論文が掲載された。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,主に動きによる知覚的変化に着目し,以下の内容について明らかにした。1運動による時間的変化が刺激の呈示直後に生じることを明らかにした速度勾配を持つ刺激を用いた先行研究から,運動速度が時間知覚に及ぼす影響は平均速度で決定されるのではなく,呈示時間の前半に出現する運動速度が大きな影響力を持つことが示唆されてきた(Sasaki et al., 2013)。本研究ではこの仮説をより直接的に検討するため,呈示時間の中間で運動刺激の速度を変化させ,前後半の運動速度が時間知覚に及ぼす影響を検討し,呈示直後の運動速度の処理が時間の知覚に影響することを示した。2運動による空間的変化に主観的な運動表象が関わることを明らかにした本研究では,フラッシュラグの生起に主観的な運動表象がどの程度寄与しているのかを検討するため,遮蔽を利用して実験を行い,運動刺激がフラッシュの呈示時点で運動を終了した場合にも,遮蔽物が運動の軌道上に布置されているときは弱いフラッシュラグ効果が生じることを示した。この結果から,主観的な運動表象がフラッシュラグの生起に関わること,物理的な運動入力もフラッシュラグ生起において重要な役割を担うことを示した。3運動物体の重なりが速度知覚を変容させることを明らかにした二つの反対方向に回転する物体を同時に呈示し,恒常法による速度弁別課題を行った。その結果,刺激を同じ場所に重ねて呈示した場合に速度弁別閾が有意に高くなり,さらに手前に配置された刺激の運動速度が,奥に配置された刺激に比べて速く知覚された。これらの検討により,運動物体の重なりが速度の弁別を阻害すること,また知覚速度が重なりの順序により異なることを示した。これらの成果について国内外の学会,研究会で発表を行った。本研究は,運動が引き起こす知覚的・認知的変化の生起メカニズムを実験的に検討し,各処理段階の持つ補正の役割を整理することを目的とする。本年度は,主に以下の内容について検討を行った。1運動物体の重なりによる速度変容の過程を明らかにした:前年度からの継続で運動物体の重なりによる速度知覚の変容について検討を行った。実験の結果,全体の運動速度が効果の大きさに影響すること,刺激間のコントラスト比は重要でないことが示された。また静止刺激を重ねた実験やランダムドット刺激を用いた実験から,遮蔽が直接的な要因ではないことを明らかにした。さらに,刺激間の相対的な速度を操作した実験から,運動の対比効果が現象に関わる可能性を示唆した。2速度と時間周波数のどちらが時間知覚に寄与するのかを明らかにした:運動対象が時間知覚に及ぼす影響において,運動速度と時間周波数(時間的変化量)のどちらが主要な要因なのかという問題が長年議論されてきている。本実験では,左右方向に往復運動するランダムドット刺激を用い,この刺激の速度と反復回数を操作することでどちらが知覚時間への影響に重要であるかを検討した。実験の結果,運動速度の上昇に伴い知覚時間は増加したが,反復回数には条件間で有意な差は示されなかった。この結果は,速度の方が時間周波数よりも知覚時間への影響に重要であることを示唆している。以上の研究内容を含めた成果について6つの国内外の学会,研究会で発表を行った。またこれまでの研究の成果として,査読付き国内誌1件を含む2件の論文が掲載された。

1、時間知覚に関わる運動情報の成分を明らかにした:視覚的な動きによる知覚時間の変化が,速度と変化(時間周波数)のどちらの要因によって引き起こされているのかについて,速度と時間周波数を独立に操作することで各要因の影響を検討した。ランダムドットの運動方向の変化を用いた場合には,変化頻度の影響は見られずに速度の影響だけが有意であったが,運動方向とともに輝度を変化させた場合には,速度と頻度の両方が知覚時間に影響した。またグレーティング刺激を用い,空間周波数の操作によって速度を操作させた場合にも,速度と反転頻度の両方が知覚時間に影響を及ぼすことが示された。これらの結果から,速度と時間周波数の影響が独立した影響であることを示し,両方の要因が運動による知覚時間への影響に重要であることを明らかにした。2、人の動きの認識が速度知覚に及ぼす影響を明らかにした:対象の運動速度の知覚に,人の身体運動情報が及ぼす影響を調べるため,バイオロジカルモーション刺激を用いて検討を行った。恒常法による検討の結果,正立刺激の方が倒立刺激よりも速度知覚の弁別感度が高いことが示された。また,光点の位置をランダムに配置したスクランブル刺激では,速度弁別感度が通常の刺激に比べて非常に低くなった。さらに知覚速度を調べたところ,正立・倒立に関わらず通常の刺激よりもスクランブル刺激の方が速く動いて知覚された。これらの結果から,人の身体運動情報が対象の動きの認識を向上させること,また運動情報のグローバルな処理が知覚速度を変化させることを明らかにした。以上の研究内容を含めた成果について5つの国内外の学会で発表を行った。またこれまでの研究の成果として,査読付き国際誌2件を含む3件の英語論文が掲載された。本年度は,主に前年度からの継続として運動物体の重なりによる速度知覚の錯覚現象に関して実験的に検討を行った。この現象は,二つの反対方向に回転する物体を重ねて呈示した場合に,手前に配置された刺激の運動速度が,奥に配置された刺激に比べて速く知覚されるというもので,本年度の検討によって,どのような要因がこの現象に関わるのかについて深く考察を進めることができた。この成果は現在論文としてまとめているところであり,また並行して行って来た研究の成果も査読付き学会誌や国際学会のProceedingsに掲載されるなど,これまでの成果が結実し始めている。現在も国際誌に論文を投稿中であり,次年度の成果に繋がる準備も出来てきていることから,おおむね順調に進展していると評価する。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度に得られた成果を,現在投稿中のものを含め,雑誌論文として順次報告を行っていく。また本年度の研究実施には至らなかった,視覚的な動きの処理による認知的な変化の生起メカニズムについて,バイオロジカルモーションなどを用いて検討を行って行く予定である。さらに本年度検討を行ってきた速度と時間周波数が時間知覚に及ぼす影響についてや,視聴覚間の類似性が遅延時間の知覚に及ぼす影響について,より詳細に検討を行っていく。またこれまでの成果をまとめ,各運動情報処理段階の持つ補正の役割を整理し,統一的なモデルの構築を目指す。本年度は主に動きによる知覚的変化に着目し,運動による時間的・空間的な歪みの生起メカニズムについて計画通りに検討を重ねてきた。
国際規範の政策化と実施段階における変容メカニズムー東アジアの事例から

本研究は、国際規範が政策として実施される過程で変容するメカニズムを解明すべく、東アジアの地域制度に制度化されたリベラル規範(協調的安全保障、人権、人道的介入)の意味解釈が、政策の形態と実施をめぐる加盟国間のインタラクションを通して変化する過程を政策実施論と実践理論を応用した分析モデルを用いて検証する。規範研究の分析モデル群は、規範が国際制度の政策目標として定着する過程、いわば規範が「制度化」される過程を主な分析対象としているため、規範が政策として実施される過程は先行研究の盲点になっている。規範の政策化と実施段階における変容メカニズムを解明することで、国際規範の伝播過程の全体像を明らかにする。
ひまわり８号の観測を用いた雲降水系の時間発展の研究

雲と降水の微物理過程を含めた雲降水系の発展の理解は,気象・気候モデルにおける雲降水の微物理のパラメータ化の重要な鍵となっている。本研究では,静止気象衛星による可視から赤外の観測を用いて,強い雨をもたらす深い対流系のライフサイクルに関する研究を行っている。静止気象衛星ひまわり8号による可視から赤外のデータを用いて雲の特性を推定する手法を開発するため,太陽放射および赤外放射用の高速かつ高精度な放射伝達モデルの開発に取り組んだ。雲のリモートセンシングにおいて雲の鉛直不均質性を考慮することが重要であることがわかったため,雲内の鉛直不均一性を考慮した新しい放射伝達解法を太陽放射および赤外放射用それぞれについて提案した。計算時間は従来の手法と大きくは違わないため,高速かつ高精度の計算が可能となった。衛星データ解析により,氷雲の鉛直不均質性を経験的にモデル化し,雲解析システムに組み込んだ。これを用いて「ひまわり8号」の高頻度観測データの解析を行った。熱帯域の典型的日変化として,陸上では12地方太陽時(LT)から対流雲の発達が始まり,18時LTに最も発達し,1524 LT頃に巻層雲や巻雲などの上層雲が広がるということがわかった。研究成果は投稿論文2本に公表したほか,現在査読中の論文が1本あり,大きな研究実績をあげられた。開発した計算モデルを雲解析アルゴリズムに組み込む事で,対流雲のライフサイクルを捉える研究に発展するものと期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。静止気象衛星ひまわり8号による可視から赤外のデータを解析するため,今年度は太陽放射用の高速かつ高精度な放射伝達モデルの開発に取り組んだ。球面調和関数展開による4流近似に1次散乱補正を加えた,太陽放射用の放射伝達モデルの開発に取り組んでいる。2流近似に変分法による補正を加えて高速かつ高精度な赤外放射伝達計算が実現できる事を示した。今後,太陽放射の大気上端放射輝度とそのヤコビ行列を高速かつ高精度に計算する前方計算モデルを完成させ,現在の雲解析アルゴリズムを改良する計画である。可視と近赤外のバンドを解析に用いることで,より確度の高い多層雲と単層雲の識別,水と氷の判別,多層の場合の上層雲と下層雲の特性抽出が実現できると期待される。これは,将来的にはひまわり8号のデータを気象学の研究への利活用や気象災害減災のための応用する可能性を広げると考えられる。また,今年度は米国南部の旱魃の観測データを解析し,太陽活動の影響が認められる事を示し論文として公表した。研究成果は投稿論文2本に公表したほか,現在投稿中の論文が2本あり,大きな研究実績をあげられた。ひまわり8号の可視から熱赤外までの多バンドを同時に用いた雲解析手法を開発するため,太陽放射用の高速かつ高精度な放射伝達モデルの開発に取り組んだ。2流近似に変分法による補正を加えて高速かつ高精度な赤外放射伝達計算が実現できる事を示し,論文として公表した。これは,放射伝達モデルの基礎研究と位置づけられる。現在は,球面調和関数展開による4流近似に1次散乱補正を加えた,太陽放射用の放射伝達モデルの開発に取り組んでおり,光学的に厚い雲では十分な精度が示されている。現在さらに改良を進めている。また,近年開発された2つの時系列データから因果関係を定量化する手法を米国南部の旱魃の観測データに適用し,太陽活動の影響が認められる事を示し,論文として公表した。平成28年度は,投稿論文2本を公表したほか現在投稿中の論文が2本あり,大きな研究実績をあげられた。

太陽放射の大気上端放射輝度とそのヤコビ行列を高速かつ高精度に計算する前方計算モデルを完成させる。これを現在の雲解析アルゴリズムに組み込み,より確度の高い多層雲と単層雲の識別,水と氷の判別,多層の場合の上層雲と下層雲の特性抽出を可能とする。深い対流系の寿命,対流雲系全体と対流コアのサイズ,降水強度との関係やそれらの時間的な変遷の様子を捉えるための手法を開発する。これらの手法をひまわり8号のデータ解析に用い,東アジア域において豪雨をもたらした事例について雲系の発達から消散までを連続的に追跡して深い対流系のライフサイクルを調べる。時間発展と空間分布の特性を雲タイプ別に明らかにする。29年度が最終年度であるため、記入しない。
イシサンゴの自他認識の機構に関する共同研究

ハナヤサイサンゴの接触反応が発生段階により変化することを示した。同じ組み合わせでも、成群体では速やかに非瘉合に至るのに、幼群体では非瘉合へ至る進行速度が遅かった。非適合を示すペアの境界部では、多数の空胞、凝縮した核が見られ、アポトーシスによる細胞死が起こっていることが示唆された。サンゴの同種異種認識機構について調べるため、異なる種のサンゴの細片を接触させ、隔膜糸による胃腔外消化反応の有無を調べた。異なる科のサンゴに対しても、隔膜糸攻撃を示す場合と示さない場合とが見られ、胃腔外消化反応の有無により種の識別を行う方法は、適用できる種が限られることが分かった。イシサンゴ5種の卵黄タンパク質の生化学的・免疫学的特性を比較した結果、同じ科に属するイシサンゴの卵黄タンパク質は非常によく似ていることが判明した。しかし属が異なると卵黄タンパク質のアミノ酸組成が異なることが示唆された。雌雄同体のイボコモンサンゴにおいて、群体サイズが精子と卵の生産比に及ぼす影響を調査した結果、サンゴ群体のサイズが増加するにつれ、成長率が直線的に減少すること、遺伝的個体間で成長率に有意な差があることが明らかとなった。またサンゴの大きさによる卵と精子の生産比率の差が検出され、サンゴが群体サイズを認識できることが示唆された。ハワイ産のハマサンゴ属2種のサンゴで見られる異常成長部(がん?)の形態、生殖巣、染色体数を調べた。異常成長部では、ポリプの骨格である莢が拡大し、しばしば隔壁が倍数化し、ポリプあたりの生殖巣は減少していた。しかし染色体数に違いは見られなかった。数種のサンゴを用いて同種異群体間の接触実験を行い、接触反応と境界部の組織の観察を行った。非癒合反応を示すペアでは、境界面に骨格基質と類似した物質が分泌され、両組織を隔てていた。しかし成長先端部の組織は接しており、接触面の皮層には大きな液胞が見られ、非癒合ペアにおいても、細胞毒性の結果組織が損傷されていることが示唆された。覆いかぶせ反応の序列が、成長速度の差のみによって決まるのではなく、組織非適合反応の結果、一方の組織が損傷を受け成長が遅れるため、相手に覆いかぶされるという可能性が示唆された。サンゴと共生藻の遺伝的多様性の解析のため、約10種のサンゴより、サンゴと共生藻のDNAを別々に抽出した。現在、rRNA遺伝子をPCR増幅し、制限酵素断片長多型を調べる準備をしている。宿主と共生藻の特異性を調べる実験では、イソギンチャクAiptasia palidaを暗黒下で飼育することにより、共生藻をもたないイソギンチャクを作成した。今後このイソギンチャクに様々な系統の共生藻を感染させ、共生藻組成の変化を調べる。サンゴが自らの大きさを認識し、群体サイズによって生殖戦略を変えるという仮説を検証するため、配偶子生産量および成長速度を様々な大きさの群体で調べる実験を開始した。イボコモンサンゴの群体より様々な大きさの破片を作成し、ハワイ大学のココナツ島の実験所前にセットした。ハナヤサイサンゴ類に共生する生物群集のうち、サンゴガニ類の種構成とホストのサンゴ種の関係を調べた。ハワイのハナヤサイサンゴから採集されるサンゴガニ類は大部分がTrapezia intermediaであった。一方ハラジカハナヤサイサンゴには数種のサンゴガニ類が生息しており、ホストのサンゴ種とサンゴガニ類の間に相互認識機構が働いていることが示唆された。ハナヤサイサンゴの一次ポリプあるいは幼群体同士を接触させ、接触反応の発生段階による変化を調べた。

最初から瘉合または非瘉合反応を示しその後反応の変わらない場合と、非適合瘉合→非瘉合あるいは瘉合→非適合瘉合→非瘉合と接触反応が時間とともに変化する場合があった。幼群体間と成群体間の接触反応を比較した結果、同じ組み合わせでも、成群体では速やかに非瘉合に至るのに幼群体では非瘉合へ至る進行速度が遅いことが示唆された。また接触反応パターンはサンゴの組み合わせによっても異なっていた。非適合瘉合ペアの境界部では、多数の空胞、凝縮した核が見られたが、非瘉合ペアの境界部、群体の縁でも類似した空胞が観察されたので、空胞が組織非適合反応による細胞死と関連しているか現在検討中である。イシサンゴ5種の卵黄タンパク質の生化学的・免疫学的特性を比較した結果、同じ科に属するイシサンゴの卵黄タンパク質は非常によく似ていることが判明した。しかし属が異なると卵黄タンパク質のアミノ酸組成が異なることが示唆された。雌雄同体のイボコモンサンゴにおいて、群体サイズが精子と卵の生産比に及ぼす影響を調査した結果、サンゴ群体のサイズが増加するにつれ、成長率が直線的に減少すること、遺伝的個体間で成長率に有意な差があることが明らかとなった。ハワイ産のハマサンゴ属2種のサンゴで見られる異常成長部(がん?)の形態、生殖巣、染色体数を調べた。異常成長部では、ポリプの骨格である莢が拡大し、しばしば隔壁が倍数化し、ポリプあたりの生殖巣は減少していた。しかし染色体数に違いは見られなかった。サンゴの同種異種認識機構について調べるため、様々な種のサンゴの細片を接触させ、隔膜糸による胃腔外消化の有無を調べた。その結果、同属のサンゴ間では隔膜糸攻撃が見られなかったものの、異属のサンゴに対しては、隔膜糸攻撃を示す場合と示さない場合とが見られた。また細胞凝集反応を利用して種間相互作用を調べるため、1種のサンゴの解離細胞のみから形成される繊毛運動により回転するボール状細胞塊(tissue-ball)と異種の解離細胞を混合したときに形成されるtissue-ballの形態やサイズを比較した。その結果、異種の解離細胞を混合した場合には、tissue-ballの形成が阻害されたり、染色した相手サンゴの細胞を取り込むことが観察された。2種のイシサンゴで親組織から卵母細胞に褐虫藻が侵入する時期をより詳細に確認した。初期発生における褐虫藻の胚内分布の変化を追跡した。平成9年度にハワイにおいて終了したサンゴ移植実験試料を持ちかえり、分析に供した。その結果、異なる遺伝的個体間で成長と配偶子生産量の差が検出され、サンゴの大きさによる卵と精子の生産比率の差が検出され、サンゴが群体サイズを認識できることが示唆された。Diplosoma similisはイシサンゴと同所的に生息し、共生藻を持つ群体性ホヤである。自己・非自己認識を伴う群体の癒合・拒絶反応の有無を検討したところ、群体が接した状態で群体間の明瞭な境界が認められた。組織切片からも群体が癒合していないことを確認したが、接触部域での血球の浸潤などは観察されなかった。