hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブppmレベル微量元素の化学結合状態を明らかにするXAFS解析手法の開発

この試料を用いて濃度と吸収端でのエッジジャンプの大きさとの間で検量線の作成を行い,この検量線の外挿から本手法においてサブppmレベルの信号の検出が可能であることを確認した.直径50μm径と10μm径の2種類のポリキャピラリプレートを用いて吸収端エネルギー近傍で入射X線のエネルギーを変えながら蛍光X線スペクトルの計測を行い,元素固有の蛍光X線と弾性散乱および非弾性散乱の寄与との関係について調べた.XAFSスペクトルはその詳細な解析により化合物の電子構造や化学結合状態などを明らかにすることができることなどから,微量元素への適用が期待されている,しかし,以下に示すような種々の利用によりサブppmレベルの微量元素への適用は限定的である.蛍光X線収量によるXAFS測定での微量元素の検出下限を下げることのできない原因として,1空気散乱などによるバックグラウンドの増加,2近接する蛍光X線の妨害,3弾性散乱X線や非弾性散乱X線の寄与があげられる.これまでに,弾性散乱X線や非弾性散乱X線の寄与を正確に見積もるために必要なMCAの全チャンネルの蛍光X線スペクトルを測定するためのソフトウェアの開発を行い,このソフトウェアを用いて,実用レベルのXAFS解析が行えるスペクトルの取得が可能となった.また,弾性散乱X線や非弾性散乱X線の寄与を実験的に軽減するために,ポリキャピラリプレートを利用したX線コリメーションシステムの開発を行った.このシステムを利用し,検出器に入る余分なX線の寄与を低減することに成功した.窒化ホウ素で0.1ppm程度に希釈した酸化クロム(Cr2O3)を試料として,このシステムを適用したところ余分なX線の寄与を軽減させることができ,XAFSスペクトルの取得に成功した.一方,システムを適用してない場合では余分なX線の寄与により目的とする蛍光X線を見分けることができなかった.加えて,弾性散乱X線や非弾性散乱X線の寄与を数値的に引き去る手法の開発も行い,簡便な検出手法でKβ線を用いてXAFSスペクトを取得することに成功した.この方法は,高エネルギー分解のXAFSスペクトルへの適用が期待できる.さらに,吸収端よりエネルギーの低いX線を照射した場合,試料から発生する蛍光X線のエネルギーが低エネルギー側にずれていくという現象を発見した.理論的な解釈を行っている.
アラブ地域との関係から見た１９３０年代におけるインドネシアのムスリム社会

本研究は、1930年代のインドネシアのムスリム社会の動向を、特に中東アラブ地域との関係に焦点を当てて考察するものである。それによって、国民国家形成期のインドネシアにおけるイスラーム運動の意義・位置づけを明らかにすることが目的である。平成28年度には次の内容に取り組んだ。1.1930年代末から40年代初頭にインドネシア・イスラーム運動内で起こったナショナリズムをめぐる論争。著名なイスラーム知識人であるハムカやインドネシア・アラブ協会(アラブ系住民の団体)によるナショナリズムを支持する議論に注目した。2.エジプトのイスラーム系雑誌『ファトフ』におけるインドネシアに関係する記事・論説の調査。この雑誌に掲載されたインドネシア関係の記事・論説の内容を分析し、インドネシアとアラブ地域との関係の一端を明らかにすることを試みた。3.1950年代のインドネシアで起こったジャウィ(アラビア文字表記のムラユ語)の復活をめぐる議論とマラヤとの関係。東南アジアの中でのナショナリズムとイスラーム運動の関係についても考察する必要があると考え、新たに取り組んだ。4.インドネシアのアラブ人団体、イルシャード設立者アフマド・スールカティーの思想的な特徴とイルシャードの教育活動に及ぼした影響。インドネシアのアラブ系住民がホスト社会に統合される過程とその要因について考察した。これらの研究で用いる史料を集めるために、国内外で調査を行った。いずれも、本研究が中心的に依拠する史料であるインドネシア、マレーシア及びアラブ地域で発行された定期刊行物(新聞・雑誌)の調査・収集を主な目的としている。それぞれの期間と場所は、(1)2016年8月から9月、オランダ、(2)2016年11月、京都、(3)2017年2月から3月、インドネシアである。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、1930年代のインドネシア(当時のオランダ領東インド)のムスリム社会の動向を分析することで、国民国家形成期のインドネシアにおけるイスラーム運動の意義を明らかにすることを目的としている。平成26年度には、主に次の2つの問題に取り組んだ。第一に、1920年代後半から1942年までのインドネシアのムスリム社会におけるナショナリズムをめぐる議論である。アラブ地域のイスラーム指導者たちがインドネシア・ナショナリズムに関して議論をしており、それがインドネシアでも影響力を持ったこと、そして1930年代末にインドネシアのムスリム社会内で急進的イスラーム主義者とムスリム・ナショナリストとの間で対立が生じたことの二点を明らかにした。第二に、1922年から1932年にかけて開かれたインドネシアのイスラーム団体による団結の試みである東インド・イスラーム会議である。特に、それらの会議の中でアラブ人と現地ムスリムとの関係の変化を分析し、インドネシアのイスラーム運動と社会統合について考察した。ここでは本研究課題より前の時代である1920年代を中心に扱っているが、1930年代にインドネシアのムスリム社会が直面した社会統合やナショナリズムの問題とも連続性があり考慮する必要がある。また、平成26年度は、国内外で3回の資料調査を行った。いずれも、本研究が中心的に依拠する史料であるインドネシア及びアラブ地域(エジプト)で発行された定期刊行物(新聞・雑誌)の調査・収集を主な目的としている。それぞれの期間と場所は、12014年8月から9月までオランダ(ライデン)、22014年11月南山大学・京都大学、32015年2月から3月までインドネシア(ジャカルタ・スラバヤ)である。平成27年度には次の内容に取り組んだ。1.オランダ植民地期最末期(1930年代末から40年代初頭)にインドネシア・イスラーム運動内で起こったナショナリズムをめぐる論争の検討。今回特に注目したのは、アラブ系住民によって結成されたインドネシア・アラブ人協会(PAI)が果たした役割である。この団体が、イスラームを団体の立場から展開したインドネシア・ナショナリズムを支持する議論を考察した。2.エジプトの有力イスラーム系雑誌『ファトフ』におけるインドネシアに関係する記事・論説の調査。これまでの研究から、『ファトフ』は当時のインドネシアのムスリムの間で広く読まれていたことが分かった。3.1922年から1932年にかけて開かれた東インド・イスラーム会議におけるアラブ人と現地ムスリムとの関係。これは主に昨年度取り組んだテーマであるが、研究成果の発表が平成27年度にずれたため、新たな研究成果を付け加えた。これらの研究で用いる史料を集めるために、国外で3回の調査を行った。いずれも、本研究が中心的に依拠する史料であるインドネシア及びアラブ地域(エジプト)で発行された定期刊行物(新聞・雑誌)の調査・収集を主な目的としていた。それぞれの期間と場所は、(1)2015年8月、オランダ(ライデン、ハーグ)、(2)2015年11月、インドネシア(ジャカルタ、スラバヤ)、(3)2016年2月、インドネシア(ジャカルタ)である。平成27年度には、研究実施計画であげたように、1.オランダ植民地期最末期(1930年代末から40年代初頭)のインドネシア・イスラーム運動におけるナショナリズムをめぐる論争、2.『ファトフ』におけるインドネシア関連記事の2つのテーマに取り組んだ。

前者に関しては、研究成果の一部をシンポジウムで発表した。前年度の研究では、オランダ植民地期最末期には、インドネシア・イスラーム運動の中で、イスラームとナショナリズムの両立を目指すグループが勢力を持っていたことを提示した。今回の研究では、そのようなグループを形成する団体の一つであるインドネシア・アラブ人協会(PAI)を取り上げた。インドネシア・アラブ人協会は、少数派住民であるアラブ人の団体であるが、イスラーム運動内での論争において大きな存在感を示している。その主な理由として、この団体のメンバーが、アラブ地域のイスラーム指導者の著作に基づいた議論を展開していたことを指摘した。他方、後者に関しては、『ファトフ』には非常に多くのインドネシアに関係する記事・論説が掲載されていたことが明らかになった。論説の内容としてはインドネシア・ナショナリズムに関するものが多いこと、寄稿者としてはインドネシアのアラブ系住民とカイロのインドネシア人留学生及び留学経験者が中心であることが明らかになった。国外ではオランダとインドネシアで史料調査と行い、研究に用いる20世紀前半にインドネシア及びエジプトで発行された定期刊行物、パンフレット、書籍などを収集した。当初はイギリスやエジプトでの調査も考えたが、時間的な問題から平成27年度には行うことはできなかった。本研究は、1930年代のインドネシアのムスリム社会の動向を、特に中東アラブ地域との関係に焦点を当てて考察するものである。それによって、国民国家形成期のインドネシアにおけるイスラーム運動の意義・位置づけを明らかにすることが目的である。平成28年度には次の内容に取り組んだ。1.1930年代末から40年代初頭にインドネシア・イスラーム運動内で起こったナショナリズムをめぐる論争。著名なイスラーム知識人であるハムカやインドネシア・アラブ協会(アラブ系住民の団体)によるナショナリズムを支持する議論に注目した。2.エジプトのイスラーム系雑誌『ファトフ』におけるインドネシアに関係する記事・論説の調査。この雑誌に掲載されたインドネシア関係の記事・論説の内容を分析し、インドネシアとアラブ地域との関係の一端を明らかにすることを試みた。3.1950年代のインドネシアで起こったジャウィ(アラビア文字表記のムラユ語)の復活をめぐる議論とマラヤとの関係。東南アジアの中でのナショナリズムとイスラーム運動の関係についても考察する必要があると考え、新たに取り組んだ。4.インドネシアのアラブ人団体、イルシャード設立者アフマド・スールカティーの思想的な特徴とイルシャードの教育活動に及ぼした影響。インドネシアのアラブ系住民がホスト社会に統合される過程とその要因について考察した。これらの研究で用いる史料を集めるために、国内外で調査を行った。
慢性肺気腫の遺伝と家族性因子に関する長期追跡研究

肺気腫の成因は、内因と外因の多様な相互作用によるが、遺伝あるいは家族性因子の重要性が認められている。申請者らは197779年に肺気腫を主とする慢性閉塞性肺疾患の息子について調査し、慢性閉塞性肺疾患患者家族の肺機能や呼吸調節に類似性が強く、内因の影響があることを明らかにした。本研究は同一対象に対して10年後の追跡調査を行うことにより、1)肺気腫患者家族において呼吸機能異常の出現率の変化、末梢気道障害の進展度、2)低酸素換気応答の特徴の維持、3)肺気腫発症の有無、4)HLA抗原、5)血中蛋白分解酵素阻害活性などを明らかにし、肺気腫発症のメカニズムを解明することを目的とした。対象は、710年前に初回調査した患者の25家族34名のうち今回追跡しえた18家族22名と、コントロ-ル群は初回調査の48名中22名である。平均年令、身長、体重はいずれも両群間に差はなかった。喫煙者数は患者家族で18人、コントロ-ル群で13人、喫煙指数は両群に差は認めなかった。研究結果、1.初回、今回とも年令、喫煙指数は両群間に差はなく、FVC、1秒量、1秒率の経年減少率は両群ほぼ同一で、ピ-クフロ-ΔN_2は変化も差もみられなかった。しかし、喫煙者のみで見ると%V_<50>、%V_<25>、CV/VCという末梢気道の機能の差が患者家族とコントロ-ルとの間に平均9年の経過で明らかにされ、患者家族における喫煙への感受性が高いことが示唆された。2.低酸素換気応答、高炭酸ガス換気応答は初回値と有意に相関し、各個人の呼吸の化学感受性が長年に亙り維持されていたことが明らかになった。3.HLA抗原は患者家族で特異性はなく、血中アンチプロテア-ゼ量も対照群と差を認めなかった。
流体力学の数理的解析

1.森本はY字型の柱状領域においてNavier-Stokes方程式の定常問題を考えた.領域が軸対称であることを仮定し,境界値も解も軸対称であることを仮定して解の存在を示した.これは,アミックによる有界領域での結果のY字領域への拡張である.領域が非有界であることから,アミックの場合と本質的にことなる困難が生じた.藤田により開発された,仮想の溝を掘って流れを流すという方法を拡張し,無限遠方でのポアズイ流の構成を行うことで,この困難を解消することが出来た.2.菱田は物体が非圧縮性流体中にある物体が回転している場合の流体の流れについての数学的解析を行った.通常のNavier-Stokes方程式にx×∇なる形の変係数でしかも非有界な係数のつく,取り扱いに困難な作用素である.今までにこの様な作用素の解析は無く,新しい解析を要求される問題である.本年度までの研究では,部分積分することにより得られる,保存量と全空間での精緻な解析を駆使して,少なくとも対応する線形問題がL_p枠においてC_0半群をなすことを示し,対応する非線形問題を時間局所的に解いた.さらに,解の正則性についての考察を行った.3.柴田は,清水とともに,弾性体の方程式のレゾルベント問題で開発したL_p評価を求める方法を拡張してStokes方程式のレゾルベント問題のNeumann型の境界値問題に関するL_p評価を行った.また,院生の秋山とともに,Ginzburg-Landau方程式の定数定常解の安定性を磁場がある場合に示した.さらに,院生の阿部と2枚の板の間を流れる非圧縮性粘性流体を記述するStokes方程式の粘着性境界条件のもとでのレゾルベント問題を考え,正則半群が生成される事を示した.さらにこれは指数的な安定性をもつ事を示し,対応する非線形問題の初期値問題を解いた.これらの解法は実解析的手法に基づいており,さらなる発展が粘性流体の自由境界値問題などへ見込まれる.非圧縮性粘性流体の運動を記述するNavier-Stokes方程式の定常問題および、非定常問題の解の漸近挙動の解の理論的、数値的解析についての研究を特に次の場合に行った。本年度ほ萌芽的研究の初年度としてとくに、Navier-Stokes方程式の解の構成を行うために必要な基礎的な部分の研究を下記のように行った。(1)境界要素法により、定常問題の解の数値的解明を行うために必要な理論的準備として、OseenPotentialを用いて3次元非圧縮性粘性流体の運動を記述するNavier-Stokes方程式の外部問題に関する解の構成を行った。(2)境界要素法を境界近くと無限遠の仮想境界において用い上記の解の数値的解明を行うため、Lisbon大学のSequera教授のグループとの交流をはじめた。この共同の研究は6月に行われるLisbonでの流体力学の国際研究集会での一つの話題として引き継がれることになっているが、まだ残念ながら最終定期な段階まではいたっておらず、来年度以降の課題である。(3) non-Newtonian fluidは工学や医学の問題などにも最近多く応用される重要な流体の運動を記述する重要なモデルであるが、そのなかでsecond grade定式の解の構成を全空間でおこなった。特に、Lisbon大学のJuha Videmann教授を早稲田大学に招聘しレビューを受けた。Lisbon大学Sequera教授のグループとの共同の仕事として引き続き、外部領域の問題やより詳しい解の漸近挙動の解明として来年度もさらに研究を押し進める。(4)チューブ領域での流体の運動の数学的理論の基礎的な解析を行うための準備として、半空間でのStokes作用素のL^p評価やSchauder評価を行った。さらに、詳しい評価を行うためにBesov空間での補間空間論やその他の実解析的技法を開発中である。圧縮性および非圧縮性流体の運動を記述するNavier-Stokes方程式の定常問題および、非定常問題の解の漸近挙動の解の理論的、数値的解析についての研究を次の場合に行った。(1)Oldroyd型のNon-Newtonian fluidの研究を始めた.R^nにおける場合に定常問題の解の漸近挙動に関し,最良な結果を得ることができた.線形化方程式においては通常の方法では,derivative lossが起こる形をしており,可解性自体が問題である.重みつきのL^2空間で方程式を考え,エネルギーレベルでderivative lossが解消されることを巧みな部分積分を繰り返すことで示すことにより,線形化問題の可解性と解の漸近挙動を示し,さらに通常の不動点定理に持ち込むことで,非線形問題の可解性を示した.外部領域などのもっと一般的な場合での研究を進めるため,漸近挙動の第一項までを取り組んだ,いわゆるdetached asymptotics付きの重み付き空間での楕円型方程式の解析に関するレビューを,その世界的権威であるSanktPetersburg大学のNazarov教授に早稲田大学理工学部において行っていただいた.これを発展させる方向で,幾つかの問題の解の漸近挙動の解明を来年度引き続き行う.(2)境界要素法を境界近くと無限遠の仮想境界において用い非圧縮性性流体の外部問題の解の数値的解明を行うため、Lisbon大学のSequera教授のグループとの協同研究を引き続き行った.しかし,理論的な部分では完成をみたものの数値的には満足な結果を得るには至らなかった.残念ながら,本格的には別のプロジェクトを組むべきであるという雰囲気である.

(3)昨年度行った,半空間でのStokes作用素のL^p評価やSchauder評価に,さらにBesov空間での補間空間論などの実解析的技法を加味し,Navier-Stokes方程式やGinzburg-Landau方程式のL_p理論に新しい側面を開発した.さらに,流体における2相問題に関し,Solonnikov-Denisova理論では解明できていない部分についての解析も始めた.1.森本はY字型の柱状領域においてNavier-Stokes方程式の定常問題を考えた.領域が軸対称であることを仮定し,境界値も解も軸対称であることを仮定して解の存在を示した.これは,アミックによる有界領域での結果のY字領域への拡張である.領域が非有界であることから,アミックの場合と本質的にことなる困難が生じた.藤田により開発された,仮想の溝を掘って流れを流すという方法を拡張し,無限遠方でのポアズイ流の構成を行うことで,この困難を解消することが出来た.2.菱田は物体が非圧縮性流体中にある物体が回転している場合の流体の流れについての数学的解析を行った.通常のNavier-Stokes方程式にx×∇なる形の変係数でしかも非有界な係数のつく,取り扱いに困難な作用素である.今までにこの様な作用素の解析は無く,新しい解析を要求される問題である.本年度までの研究では,部分積分することにより得られる,保存量と全空間での精緻な解析を駆使して,少なくとも対応する線形問題がL_p枠においてC_0半群をなすことを示し,対応する非線形問題を時間局所的に解いた.さらに,解の正則性についての考察を行った.3.柴田は,清水とともに,弾性体の方程式のレゾルベント問題で開発したL_p評価を求める方法を拡張してStokes方程式のレゾルベント問題のNeumann型の境界値問題に関するL_p評価を行った.また,院生の秋山とともに,Ginzburg-Landau方程式の定数定常解の安定性を磁場がある場合に示した.さらに,院生の阿部と2枚の板の間を流れる非圧縮性粘性流体を記述するStokes方程式の粘着性境界条件のもとでのレゾルベント問題を考え,正則半群が生成される事を示した.さらにこれは指数的な安定性をもつ事を示し,対応する非線形問題の初期値問題を解いた.これらの解法は実解析的手法に基づいており,さらなる発展が粘性流体の自由境界値問題などへ見込まれる.
M.ヴィグマンのスケッチの言語的側面に関する数量分析的研究

芸術表現は,感性的情報の領域として考えられており,その情報を享受する側も感性的資質でもって受け止められているというのが広く認められるところであった。本継続研究では,感性的情報を数量化し,舞踊(モダンダンス)の創作過程における創作者の作品意図へ数量分析によりアプローチしようとするものである.舞踊は特に,作品の再現性,残存性に乏しく,また「動き」という多面的要素により構成されているため,文字情報,数値情報としても代替が非常に難しい.マリ-・ヴィグマン(Mary Wigman, 1886-1973, Germany)が作品を創作している過程において描き残していたスケッチから「カルミナブラーナ」を分析対象として,ラバンのエフォートグラフを用いて,数量化理論第3類を適用し検討を進めた.分析の結果は,動きの出現頻度は上位3つを挙げると,Knien(度数:13),stehen(10),schreiten(8)の順となり,キャストの出現頻度は上位3つを挙げると,Maedchen(27),Laeufer(18),Fortuna(17)となった.ヴィグマンの創作の特徴でもある群舞に主眼を置き,主となる構成要素として作品創作を進めていたことがわかる.また,数量化理論第3類の結果からはエフォートグラフの持つPositive,Negativeな大きく2分する側面のうち,この作品においては,Positiveな側面を持つ動きが,エフォートグラフ上で関連づけが強く示された.芸術表現は,感性的情報の領域として考えられており,その情報を享受する側も感性的資質でもって受け止められているというのが広く認められるところであった。本継続研究では,感性的情報を数量化し,舞踊(モダンダンス)の創作過程における創作者の作品意図へ数量分析によりアプローチしようとするものである.舞踊は特に,作品の再現性,残存性に乏しく,また「動き」という多面的要素により構成されているため,文字情報,数値情報としても代替が非常に難しい.マリ-・ヴィグマン(Mary Wigman, 1886-1973, Germany)が作品を創作している過程において描き残していたスケッチから「カルミナブラーナ」を分析対象として,ラバンのエフォートグラフを用いて,数量化理論第3類を適用し検討を進めた.分析の結果は,動きの出現頻度は上位3つを挙げると,Knien(度数:13),stehen(10),schreiten(8)の順となり,キャストの出現頻度は上位3つを挙げると,Maedchen(27),Laeufer(18),Fortuna(17)となった.ヴィグマンの創作の特徴でもある群舞に主眼を置き,主となる構成要素として作品創作を進めていたことがわかる.また,数量化理論第3類の結果からはエフォートグラフの持つPositive,Negativeな大きく2分する側面のうち,この作品においては,Positiveな側面を持つ動きが,エフォートグラフ上で関連づけが強く示された.
オープンソース・ソフトウェアを活用した統計分析による農業地域区分の方法論の構築

昨年度までに、フリー・ソフトウェア(オープンソース・ソフトウェア)を使用して、カナダ・ブリティッシュコロンビアの農業地域区分を実施した。今年度は、その内容を英文にまとめ、学術雑誌に投稿した。タイトルは「Agricultural regions in theprovince of British Columbia, Canada」である。現在、査読者の意見に対応しながら、修正の途中である。この研究の意義は、フリー・ソフトウェアを使用して、統計分析と空間分析を実施して、農業地域区分を解明したことにある。従来、このような研究では、有料(商用)の統計ソフトや地理情報システムが使用されてきたが、最近ではフリー・ソフトウェアの性能が向上してきたため、フリー・ソフトウェアでも同様の研究を行えることが分かった。少子化に伴って研究費や人件費が削減されている日本の大学において、フリー・ソフトウェアを使った研究は、今後ますます重要性が高まると予想される。申請者は、本研究課題の採択後から、フリー・ソフトウェアの検証を続けてきた。そして商用ソフトウェアから、徐々にフリー・ソフトウェアに切り替えていき、本年度末には、全ての作業をフリー・ソフトウェアで代用できるようになった(現在、主に使用しているパソコンに有料ソフトは入っていない)。具体的なフリー・ソフトウェアは、次の通りである。地理情報システムにはQGIS、地図の作成にはInkscape、因子分析やクラスター分析などの統計分析にはR、画像処理とアーカイブ作成にはGIMP、本や雑誌の出版にはScribus、学会発表や書類作成にはLibreOfficeを使うことができる。統計データ(農業センサスのエクセルファイル)と地図データ(統計区のシェープファイル)は、カナダの統計局からダウンロードしたものを使用した。次いで、統計データから項目を選択して、因子分析とクラスター分析を実施した。最初の分析では、オンラインで統計分析ができるウェブサイトを利用した。しかし、その後、操作の汎用性や外国人研究者にも使いやすいことなどを考慮して、フリー・ソフトウェアのRを使うことにした。分析結果の地図化には、地理情報システムのQGISを使用し、出力された地図を製図するためには、描画ソフトのInkscapeを使用した。今年度は、これら一連の方法を詳しく説明した論文を投稿した(タイトルは「研究実績の概要」参照)。まず日本語で草稿を作成し、次に英語に翻訳し、さらに校閲に出してから、投稿まで進めることができた。その論文は、査読されて(掲載拒否にはならず)、修正意見が戻されてきており、現在、修正の途中である。以上のことから、本研究課題の進捗状況は、おおむね順調であると言える。地域区分の方法については、すでに一定の成果を上げていると思う。今後は、これまで私が試してきたフリー・ソフトウェアの利用方法について、学会で発表をする予定である。フリー・ソフトウェアのメリットの一つは、無料であるため、複数のコンピューターへ同時にインストールすることが容易なことである。以前のコンピューターの使用環境は、研究室のメイン・コンピューター(デスクトップ)と、フィールドなどで使用するサブ・コンピューター(ラップトップ)であった。しかし、コンピューターの性能が向上したため、現在は複数のラップトップをメイン・コンピューターとして使用できるようになった(私の専門の場合)。このように情報化が進んだ現在の研究環境において、フリー・ソフトウェアが果たす役割は大きいと考えられる。(このようにして余裕が出た予算については、専門書を購入して図書館に配架するなどしている)フリー・ソフトウェアのもう一つのメリットは、新しいバージョンに更新をしても大きな変更が少ないことや、以前のバージョンもダウンロードして使えることにある。そのため、一度覚えた操作方法は、かなり長い間通用するので、ソフトウェアの操作方法やインストールに振り回されることなく、研究のためにより多くの時間を使うことができる。現在の巨大化した商用ソフトには「あれば便利な機能」が沢山ついているが、あれば便利な機能は「無くても問題無い」ことに、フリー・ソフトウェアを使っていて気がついた。今後のもう一つの予定は、フリー・ソフトウェアの検証を続けることである。中でもフリー・ソフトウェアの元祖とも言えるTeXに注目したい。私は博士論文の提出以降Texを使用していないが、その理由の一つに、パッケージが巨大かつ複雑になったことがある。それがシンプルに使えるようになれば、上記のScribusに代わる優れた組版ソフトになると思う。当該年度に実施した研究の成果は、オープンソースソフトウェアと農業センサスを使用して、カナダのブリティッシュコロンビア州における農業地域区分の解明に取り組んだ。結果の概要は以下のとおりである。本研究は,因子分析とクラスター分析を活用して,ブリティッシュコロンビア州における農業の地域差を解明した。使用した統計資料は,2011年農業センサスであり,分析した地域の単位は,センサス統合小統計区である。ブリティッシュコロンビア州には153のセンサス統合小統計区がある。因子分析のための変数は,従来の研究を参考に,経営者,経営規模,土地利用,飼養家畜,貸借・請負,農業機械に関する39項目を選定した。そして因子分析の結果,10の因子が抽出された。これらの因子得点に対してクラスター分析を実施した結果,センサス統合小統計区は8つのクラスターに分けられた。さらに,クラスターのまとまりと現実の農地の分布を考慮すると,以下の8つの農業地域を見いだすことができる。地域Iは,ローワーメインランドであり,野菜,果樹,酪農,小規模農場,自作地の割合の高さによって特徴付けられる。地域IIは,バンクーバー島と南部海岸であり,小規模農場,自作地,野菜の割合の高さによって特徴付けられる。地域IIIは,トンプソンからカリブーにかけて広がり,大規模経営,機械化,借地,肉牛の割合の高さに特徴付けられる。地域IVは,オカナガン湖の周囲であり,果樹の割合が非常に高い地域である。

地域Vは,クートニーであり,小規模・大規模農場の混在,野菜の割合の高さよって特徴付けられる。地域VIはノースコーストと,地域VIIIはノーザンロッキーであり,共に小規模,自作地,野菜の割合の高さによって特徴付けられる。地域VIIはピースリバーであり,畑作物の割合の高さによって特徴付けられる。当該年度に実施した研究の成果は、ほぼ当初の予定どおりだったといえる。昨年度までに、フリー・ソフトウェア(オープンソース・ソフトウェア)を使用して、カナダ・ブリティッシュコロンビアの農業地域区分を実施した。今年度は、その内容を英文にまとめ、学術雑誌に投稿した。タイトルは「Agricultural regions in theprovince of British Columbia, Canada」である。現在、査読者の意見に対応しながら、修正の途中である。この研究の意義は、フリー・ソフトウェアを使用して、統計分析と空間分析を実施して、農業地域区分を解明したことにある。従来、このような研究では、有料(商用)の統計ソフトや地理情報システムが使用されてきたが、最近ではフリー・ソフトウェアの性能が向上してきたため、フリー・ソフトウェアでも同様の研究を行えることが分かった。少子化に伴って研究費や人件費が削減されている日本の大学において、フリー・ソフトウェアを使った研究は、今後ますます重要性が高まると予想される。申請者は、本研究課題の採択後から、フリー・ソフトウェアの検証を続けてきた。そして商用ソフトウェアから、徐々にフリー・ソフトウェアに切り替えていき、本年度末には、全ての作業をフリー・ソフトウェアで代用できるようになった(現在、主に使用しているパソコンに有料ソフトは入っていない)。具体的なフリー・ソフトウェアは、次の通りである。地理情報システムにはQGIS、地図の作成にはInkscape、因子分析やクラスター分析などの統計分析にはR、画像処理とアーカイブ作成にはGIMP、本や雑誌の出版にはScribus、学会発表や書類作成にはLibreOfficeを使うことができる。統計データ(農業センサスのエクセルファイル)と地図データ(統計区のシェープファイル)は、カナダの統計局からダウンロードしたものを使用した。次いで、統計データから項目を選択して、因子分析とクラスター分析を実施した。最初の分析では、オンラインで統計分析ができるウェブサイトを利用した。しかし、その後、操作の汎用性や外国人研究者にも使いやすいことなどを考慮して、フリー・ソフトウェアのRを使うことにした。
糖鎖修飾によるNotchシグナル調節機構

脊椎動物の分節性の基盤となる体節の形成過程は、未分節中胚葉の後方におけるNotch関連遺伝子の周期的な発現(いわゆる分節時計)が分節直前に停止し形態的な分節構造として翻訳されることにより完結する。この過程でNotchシグナルは中心的な役割を持つ。興味深いことにマウスの体節形成過程において、Notchレセプターの細胞外領域を糖修飾する酵素lunatic fringe(L-fng)は未分節中胚葉の後方において、その発現が振動し、発現ドメインが後方から前方に移動する。我々はNotchシグナル活性を特異的に検出する抗体を用いて解析し、Notch活性の振動はL-fngによって負に制御されることをしめしてきた。しかしその分子機構には不明な点が多い。我々は体節形成過程におけるL-fngの機能を明らかにする目的で、未分節中胚葉のみでL-fngを発現するトランスジェニックマウスを作製し、Notchの振動及び分節境界に及ぼす機能を分離することを考えた。その目的のために、Hes7プロモーターにL-fngをつないだ遺伝子を作製し、マウスに導入しトランスジェニックマウスを作製した。このプロモーターの下流ではL-fngは未分節中胚葉の後方における振動する発現はもつが、未分節中胚葉の前方における発現が維持されないことが期待される。そのマウスとL-fng-KOマウスを交配し、内在性のL-fngを消失させた。その結果、得られたマウスは興味深いことに分節境界の形成は正常であった。ところがそのマウスにおいては脊椎骨の融合がみられ体節の前後極性に異常があることが示唆された。現在その分子機構解明に向けて解析している。興味深いことにマウスの体節形成過程において、Notchレセプターの細胞外領域を糖修飾する酵素lunatic fringe (L-fng)は未分節中胚葉の後方において、その発現が振動し、発現ドメインが後方から前方に移動する。また一般に知られているFringの機能とは矛盾する。我々はまずL-fngタンパク質を可視化できないかと考え、L-fngとYFPの融合遺伝子をL-fng遺伝子座にノックインしたマウスを作成した。キメラマウスは作成され、ノックインマウスの作成には成功した。しかしES細胞の選択に用いた耐性遺伝子を抜くために、CAG-creマウスと交配したところ、ヘテロマウスでL-fngのノックアウトマウスと全く同じ表現系を示す尾の短いマウスが生まれてきた。このマウス胚を解析したところ、融合タンパク質は発現しているようであったが、我々が期待していた振動パターンは得られなかった。融合タンパク質がドミナント-ネガティブに機能したようである。それらのマウス尾部では、Notchシグナルは、抑制されており、これはL-Fngノックアウトマウスとは逆の表現型である。また、興味深いことに未分節中胚葉の前方ではNotchシグナルの一過的上昇が観察され、これはHes7ノックアウトマウスの表現型と似ている。どちらにしても、Notchシグナルの振動が失われた結果、体節形成の異常が引き起こされることがわかった。
土壌RNAの直接抽出法開発および解析による微生物の土壌有機物分解過程の解明

火山灰土壌を含む様々なタイプの土壌からRNAを直接抽出できる方法を開発した。またRT-PCRなどの解析に適応した高純度なRNAの精製法も確立した。この土壌RNAの抽出法を用いて有機物添加後の土壌からrRNAを抽出、解析することにより土壌中での有機物分解微生物群集を解析することが可能となった。化学的に不安定なRNAはDNAよりはるかに分解されやすく、微生物が死滅すると速やかに土壌から消失するため、RNAの解析結果はDNAの解析結果よりも生きている微生物を正確に反映し、rRNA解析を行うことで土壌中の実際の活動微生物の群集構造解析が可能となる。また土壌の発現遺伝子の追跡をmRNAの解析で行えば、生物の存在、多様性の評価だけではなく、微生物群集が発揮している機能を評価することも可能になる。本年度はRNAの精製法を確立した。CTABによる腐植物質の除去を除タンパク操作時に用いることで腐植物質を減らすことができた。また、従来RNAはPEGでは沈殿せず、DNAの溶液からRNAを除くためにPEG沈殿が用いられてきた。このPEG溶液に高濃度の塩を共存させることでRNAをも沈殿回収することができ、またPEG溶液は水溶液であるためpHをコントロールすることで溶液にコンタミしてくる腐植物質を大幅に減らすことが可能となった。両社を組み合わせることで精製法を確立した。RNAの抽出については強力なアロフェンのマスキング剤としてフッ化化合物、ケイ酸化合物を検討したが、塩の形態により、抽出液pHが大きな影響を受けてしまい、RNAがアルカリ性もしくは酸性条件になると分解してしまうため、抽出はできてもRNAの一部分解が見られるため、改良を続けている。また本研究は安定な土壌有機物の生成およびその存在形態として土壌の無機成分とくに金属イオンとの関係を最終的には解析したいと考えている。本年度は金属イオンの土壌中の移行を追跡できるトレーサーを用いたオートラジオグラフィーの実験も行った。土壌の粘土や非晶質アルミニウムなどの無機成分が土壌微生物の有機物分解に与える影響を明らかにし、火山灰土壌の腐植集積のメカニズムの解明を目指し、本年度は開発したRNA抽出法を元に有機物を土壌に投入したあとの分解過程についての解析を進めた。土壌に有機物として、Yeast extractおよび大豆の収穫残渣を乾燥、粉砕したものを土壌に投与し、恒温、適湿条件下でインキュベートした。その土壌から経時的にRNAを抽出してDnase処理によりDNAを除去し、RNAの定量を行った。その結果土壌DNAが3日目のサンプリングまでは量的には緩やかに増加するのに対し土壌RNAは24時間後には各土壌において数倍にその量が増加し、微生物の活性をより明確に解析することが可能であると考えられた。また16S rRNAによりバクテリア相解析を行った。RT-PCR後、Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(DGGE)により微生物の群集構造解析を行った結果、DNAを用いた解析と比較し、RNAによる解析結果では増加した微生物のバンドがより明瞭に示され、その比較により、土壌DNAの解析結果は休眠状態や非活性な微生物のバンドを多く含むのに対し、RNAを用いた解析では活性の高い微生物を的確に検出することが可能であると考えられた。mRNAについてcDNAライブラリーを作成し、各サンプルについてシーケンス解析により土質の異なる土壌における有機物分解酵素の同定を進めている。また3種類の異なる土質の土壌の圃場を造成し圃場レベルで土壌の金属イオンの植物への吸収などの金属イオン動態の追跡も行った。
バクテリアの多剤薬物排出輸送体に関する生物物理化学的研究

(2)野生型のH.volcaniiでも、弱いながらも排出活性が存在した。この活性は、高濃度のグルコースやアミノ酸存在下で培養すると、著しく増大することを発見した。(3)部分的であるが、この排出輸送担体をコードしていると思われる遺伝子配列を明らかにした。他の遺伝子との相同性を検索した結果、ABCスーパーファミリーに属する輸送担体と高い相同性を有していた。(4)腸内連鎖球菌Enterococcushiraeから、高濃度のエチジュウムに耐性を示す変異株を分離した。E.hiraeからgenomic libraryをつくり、shotgun cloningによって耐性遺伝子を分離したところ、16S_rRNAであった。このような耐性機構は報告されていないので、全く新規の機構である。(5)枯草菌Bacillus subtilis ISW1214株の多剤薬物排出輸送体は、グルコース存在下で培養すると、その活性が低下することを発見した。非代謝性の糖ではこの効果がないことから、グルコースが代謝されることが必要であった。代謝阻害剤を作用させたときの、細胞内代謝物濃度と排出活性の相関を検討すると、フラクトース6ーリン酸の濃度が高いと排出活性が低かった。(6)B.subtilis ISW1214株から薬物輸送体の発現をコントロールしていると思われる遺伝子を単離した。この遺伝子の一部は、糖代謝の酵素であるヘキソキナーゼの一部とよい相同性を示した。このことは、(5)の結果を考えると極めて興味深い。(1)大腸菌の薬剤排出輸送体であるEmrEをクローニングし、大量発現系を構築しつつある.この輸送体はクロロフォルムに可溶であるので,平面脂質二分子膜に再構成が容易であると思もわれる.(2)高度好塩菌Hf.volcaniiの多剤排出輸送体の基質であるロ-ダミン123の取り込み定常値に対する種々の阻害剤(輸送基質)の影響:蛍光色素ロ-ダミン123を細胞懸濁液に添加すると,色素の細胞内への取り込みと多剤排出輸送担体による排出が定常状態に達する.阻害剤または輸送基質を添加すると,色素の排出が抑えられるために,細胞内蓄積量が増加する.この実験の結果は排出輸送体に少なくとも2つの経路があるのではないかと想像出来た.(3)Metabolicstressの概念の提案: Hf.volcaniiの野性株には弱いながらも多剤排出活性がある.この野性株をグルコース,フルクトース等の存在下で培養すると,培地中に排出される薬物は存在しないのに強い排出活性を持つようになる.糖だけでなく,大過剰のアミノ酸存在下の培養でも活性の上昇が見られる.栄養物が大過剰に存在する条件のもとでは,代謝によって通常生成しない物質が出来,それがinducerとなって輸送体が発現するのではないかと想像した.(4)Enterococcus hiraeのATP駆動多剤排出の発見と高塩耐性: E. hiraeのATP駆動型多剤排出活性の高い変異株を分離した.興味あることにこの株は高塩耐性をしめし,排出輸送体の基質を添加すると高塩耐性がなくなった.この事実は浸透圧とP-gpの関係を連想させ,興味深い.(b) PCR fragmentをプローブとして用いて、600アミノ酸からABC transporterのopen reading frameを含むDNA断片をクローン化した.(c)このABC transporterは、6つの疎水領域が存在し、6回膜貫通であると予想された.(a)基質の特異性が低く、かつ、それらがヒトMDRのそれらと良く似ている輸送担体の存在を発見した.(b)グルコースの存在下で培養すると、排出活性が増大した.(c) ABC保存配列を増幅させるプライマーを作成し、ヒトMDRに相同性の高いPCRフラグメントを単離した.(d)このPCRフラグメントを用いてサザンハイブリダイゼーションを行い、ABC領域と2回の膜貫通部分を含むDNA断片を単離した.(e)
PARP阻害剤の神経細胞保護作用機序の解明と神経細胞変性疾患予防への応用可能性

そこで,本研究では目的(1)「DPQの各種神経細胞変性モデルへの応用可能性の検討」と目的(2)「PARP阻害作用以外のDPQが関与する細胞死抑制機構の存在とその作用機序の解明」の二つの目的を達成するべく実験を行っている。本年度は,目的(1)に関してまず小脳初代培養系における各種神経細胞変性モデルとして,グルタミン酸,NMDA,3-NPA, MPP処理等による細胞死へのDPQによる抑制効果を検討したが,その抑制効果は観察できなかった。DPQ神経保護作用の各種細胞培養系における検討では,ヒト神経芽細胞腫由来IMR-32におけるBSOおよびDEM誘導性細胞死に対して,小脳初代培養系における結果と同様にDPQは抑制効果を示した。以上の結果は,DPQがGSH減少による細胞死を抑制する可能性が高いこと,加えて,その細胞死抑制作用は小脳初代培養系だけではないことが明らかとなった。一方で,平行して目的(2)のため,DPQの細胞死抑制作用機序についてDPQによるGSH量減少抑制作用およびDPQ自体の直接的な抗酸化作用について検討した。BSOにより減少したGSHはDPQにより増加せず,DPQによる顕著な直接的ラジカル除去能も観察されなかった。従って,DPQによる神経細胞保護作用はGSH量や直接的なROS消去能に関与しない機序によると考えられた。
アジア・オセアニア域のモンスーンに伴う温室効果ガス濃度分布の変動

GOSATに搭載されている温室効果ガス観測センサの短波長赤外バンドから推定された二酸化炭素とメタンのカラム平均濃度と航空機観測データとを比較した。日本を含むアジアモンスーン域、オーストラリア、シベリアなどの地域で両データセットの相関が高いことが示された。また、夏季から冬季にかけての季節進行に伴いアジアモンスーン域の対流圏・成層圏の風速や降水量などがどのように変動するのかを調べた。その結果、成層圏の風の変化に伴いアジア域対流圏の循環場(モンスーン循環)や降水量が変化することが示された。これらの結果は、対流圏の温室効果ガスの濃度分布が成層圏の現象と関わっている可能性があることを示している。主要な温室効果ガスである二酸化炭素とメタン濃度を観測するために、温室効果ガス観測技術衛星GOSATが2009年1月に種子島から打ち上げられた。本研究の目的は、GOSATデータや地上設置の高分解能フーリエ変換分光計(地上FTS)による観測ネットワーク(TCCON)のデータ、航空機観測データを利用して、アジア・オセアニア域における温室効果ガス濃度分布の詳細な構造を把握し、モンスーン活動との関連性を調べることである。GOSATに搭載されている温室効果ガス観測センサの短波長赤外バンドから推定された二酸化炭素とメタンのカラム平均濃度(XCO2及びXCH4、Ver. 02)と航空機観測データとを比較し、アジア域(日本、韓国、台湾、グアム、東南アジアなど)、オーストラリア、シベリアなど多くの地域で両データセットの相関が高いことが示された。一方で、GOSAT XCO2には12ppm程度の負のバイアスがあり、バイアスには季節性やトレンドがあると考えられる。様々なパラメータとの相関解析を行うことにより、アジア・オセアニア域におけるバイアスの要因を探っている状況である。温室効果ガスは、地球環境に大きな影響を及ぼす大気物質である。二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの濃度を地球規模で観測するために、温室効果ガス観測技術衛星GOSATが2009年1月に種子島から打ち上げられた。本研究の目的は、GOSATデータや地上設置の高分解能フーリエ変換分光計(地上FTS)、航空機観測データを用いて、アジア・オセアニア域における温室効果ガス濃度の時空間変動の特徴を調べ、モンスーンとの関係を明らかにすることである。GOSATに搭載されている温室効果ガス観測センサの短波長赤外バンドから推定された二酸化炭素とメタンのカラム平均濃度(XCO2及びXCH4)と航空機観測データと比較した。アジアモンスーン域(日本、韓国、台湾、グアム、東南アジアなど)、オーストラリア、シベリアなどの地域で両データセットの相関が高いことが示され、これらの検証結果を国際誌に投稿した。その結果、成層圏の風の変化に伴いアジア域対流圏の循環場(モンスーン循環)や降水量が変化することが示され、その内容を国際誌に投稿した。温室効果ガスは大気の流れによって輸送されるため、その物質分布は必然的にモンスーンの影響を受ける。これらの結果は、対流圏の温室効果ガス濃度の分布と成層圏の現象が関わっている可能性があることを示している。主要な温室効果ガスである二酸化炭素やメタンの濃度を観測するために、温室効果ガス観測技術衛星GOSATが2009年1月に種子島から打ち上げられた。本研究の目的は、GOSATデータを用いてアジア・オセアニア域における温室効果ガス濃度分布の詳細な水平・鉛直構造を把握し、モンスーン活動との関連性を調べることである。まず、航空機観測によって得られた二酸化炭素とメタンのカラム平均濃度データとGOSATプロダクトとの比較を行った。その結果、インドやマニラ、グアムなどの地点における航空機データと地点付近で取得されたGOSATデータに有意な正の相関が認められた。次に、GOSATデータや地上設置高分解能フーリエ変換分光計(地上FTS)及び航空機観測によるデータを用いて、二酸化炭素およびメタンのカラム平均濃度の季節変動特性を調べた。広域の場で定期的にデータを取得できるGOSATの特性から、物質の濃度を数日程度の時間スケールで表現できるため、モンスーンの始まりやブレイク、終息などの小刻みなイベントとの対応関係がみられるかどうかを確認した。その結果、アジア域の一部で顕著な時間変動が認められた。季節変動の振幅は、これまでの研究結果とおおむね一致していた。インドやマニラ、グアムなどの地点における航空機データとその再解析データによる風や降水量などの物理量は、北半球夏季から秋季にかけてのモンスーンの季節進行に伴いアジア域で顕著な変動をしていることが確かめられた。航空機データやTCCONデータを用いたGOSATデータの検証により、アジア、オセアニア域における多くの観測サイトでGOSATデータと検証データとの相関が高く、またどの程度のバイアスを持っているのかが明らかになってきた。

それにより、GOSATデータが科学的に利用できる状況になってきたと考えられる。本研究において、航空機データや地上FTSデータ(以下、合わせて検証データ)を用いたGOSATデータの検証を行い、GOSATデータと検証データが正の相関を持っていることを確認した。これは、GOSATデータが科学的な研究に用いることができることを意味する。また、GOSATデータと航空機データとの時間変動特性も示し、季節振幅がおおむね対応していることも明らかになった。このように、アジアモンスーンの季節発展に伴う温室効果ガス濃度の分布の解析を詳細に行う準備が整った。研究実績の概要で述べたように、GOSATデータにはバイアスの季節性やトレンドがあると考えられる。この結果は、季節依存するパラメータがバイアスの要因になっていることを示唆している。そこで、GOSATでXCO2やXCH4と同時に得られる多くのパラメータとの相関解析を行い、地域ごとのバイアスの要因を探っていく予定である。また、国内外における航空機データやTCCONデータの提供者とも密に連絡をとる必要があるため、国際学会などへの参加を検討している。GOSATデータや航空機データ、地上FTSデータを用いて、アジア・オセアニア域のモンスーンに伴う温室効果ガス濃度分布の変動特性を明らかにする。具体的には、風や降水量のデータを用いて数日程度のスケールでの時間変動図を作成し、二酸化炭素及びメタン濃度との相関を調べる。国内外における航空機データや地上FTSデータの提供者とも密に連絡を取る必要があるため、国際学会などに積極的に参加し、情報交換を行うことを予定している。また、物質の濃度だけではなく子午面循環や波活動などの気象力学の面からのアプローチも必要となるため、新たにプログラムの作成を行い、力学に関わる書籍の購入も予定している。解析・図化ソフトの購入、または作業補助の外部委託を検討している。また、投稿論文が増えると予想されるため、論文の投稿料、校閲代としても使用する予定である。衛星データや大気場の客観解析データなどの大容量のデータが必要であるため、ハードディスクの購入を予定している。また、次年度からは気象力学に関するアプローチが中心になるため、プログラミングや力学に関する国内外の書籍の購入も考えている。さらに、投稿論文が増えると想定されるため、論文の投稿料や英文校閲代としても使用する予定である。
社会性アブラムシにおけるゴール修復行動の分子・細胞・発生基盤の解明

本研究課題では、モンゼンイスアブラムシの兵隊幼虫が示す自己犠牲的なゴール修復行動に着目し、ゴール修復の分子基盤、および兵隊体内で特殊化した巨大顆粒細胞の機能と発生起源について明らかにする。この目的を達成するため、兵隊分泌液に存在する主要タンパク質成分の解析と、巨大顆粒細胞における網羅的な遺伝子発現解析をおこなった。その結果、巨大顆粒細胞で発現亢進する遺伝子として、メラニン合成、生体防御、脂質や糖の代謝に関わる遺伝子が多数同定され、ゴール修復に関与することが示唆された。本研究では、モンゼンイスアブラムシの兵隊幼虫が示すゴール修復という社会行動に着目し、その成立基盤および進化について、分子・細胞・発生の多面的アプローチからの理解を目指すものである。今年度は、昨年度に引き続き、ゴール修復に重要な役割を果たす兵隊の巨大顆粒細胞における網羅的な遺伝子発現解析(RNAseq解析)を推進するとともに、ゴール修復のための兵隊分泌液中の主要タンパク質成分に関して、未解析の因子についての解析をおこなった。RNAseq解析については、昨年度の解析を予備実験と位置づけ、今年度はサンプル数を増やすとともに、全サンプルの遺伝的背景を統一するため、単一のクローン集団を出発材料とした解析をおこなった。これにより、予備実験より高精度かつ大規模な結果を得ることができた。その結果、兵隊の巨大顆粒細胞においては、体液のメラニン化および生体防御系に関わる遺伝子群の発現が亢進していることが明らかになり、予備実験の結果を再現するものとなった。これらの遺伝子については、定量PCRにより、確かに発現が亢進していることを確認した。また、巨大顆粒細胞においては脂質や糖の代謝に関わる遺伝子が発現亢進しているという結果が、今回の解析においても示された。この点について、兵隊の巨大顆粒細胞において確かに脂質や糖が局在していることを、オイルレッドO染色およびPAS染色により確認した。タンパク質レベルでの解析においては、兵隊分泌液中の主要タンパク質成分のうち、これまで未解析であった高分子量タンパク質についての同定をおこなった。SDS-PAGEゲルから切り出したバンドから内部アミノ酸配列を決定し、RNAseq解析で得られた遺伝子配列に対して相同性検索をおこなったところ、脂肪酸合成酵素がヒットした。今後、特異的ペプチド抗体を用いたイムノブロットにより、確認実験をおこなう予定である。今年度は、以下の研究を遂行した。(1)兵隊体内で特殊化し、ゴール修復に必要なタンパク質成分のほとんどを産生していると考えられる巨大顆粒細胞のRNA-seq解析をおこなった。その結果、巨大顆粒細胞においては、体液のメラニン化に関わる遺伝子や、その他の生体防御系に関わる遺伝子が多量かつ亢進的に発現していることが明らかになった。このことは、巨大顆粒細胞が血球に似た機能を有していることを示唆している。一方、この細胞は、脂質や糖の合成・分解に関わる遺伝子を高発現しているという新たな知見も明らかになった。これらの結果から、巨大顆粒細胞は、血球と脂肪体の両方の特徴を示すという可能性が示唆された。(2)兵隊分泌液の主要タンパク質成分のうち、未同定の高分子量タンパク質について、ショウジョウバエで体液凝固の基質タンパク質として知られるヘモレクチンである可能性について検討した。ヘモレクチン遺伝子のRT-PCR解析やRNA-seq解析の結果から、ヘモレクチン遺伝子がゴール修復に関与することを積極的に支持する結果は得られなかった。(3)兵隊分泌液の主要タンパク質成分として既に同定済みの、フェノール酸化酵素および内部繰り返し配列をもつ新規タンパク質について組織発現解析をおこない、いずれも巨大顆粒細胞において遺伝子発現していることが確かめられた。また、免疫電顕においては、内部繰り返し配列をもつ新規タンパク質は、タンパク質に翻訳後、細胞外に分泌される可能性を示す予備的な結果が得られた。今年度は、当初の予定にはなかったRNA-seq解析を実施する機会に恵まれたため、ゴール修復にかかわる網羅的な遺伝子探索をおこなうことができた。その結果、これまでの実験結果を支持するデータとともに、非常に多くの新規知見を得ることができた。また、申請時に計画した実験についても着実に進めることができ、計画は順調に進展していると判断できる。次年度は、これまでの実験を引き続き遂行するとともに、今年度実施できなかった実験にも着手する。具体的には、RNA-seq解析で得られた結果の定量RT-PCRによる確認、巨大顆粒細胞における脂質や糖の局在解析、兵隊分泌液における未同定の高分子量タンパク質のアミノ酸配列解析および遺伝子同定、pull-out法によるアブラムシ類の体液凝固系に関わるタンパク質の同定などの実験を遂行する。次年度の研究費は、今年度同様に、おもに分子生物実験に必要な試薬や消耗品の購入や、学会参加およびアブラムシ採集のための旅費として使用する。特に次年度は、韓国で開催される国際昆虫学会への参加が決定している。また、タンパク質のアミノ酸分析は、設備などの実験環境が整っていないため、外注を予定している。