hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種元素収支とエネルギー消費量に基づく農畜産リサイクルシステムの評価

しかし、慣行区ではこれとほぼ同じ量のリンが土壌中に蓄積されたので、余分に施用された殆どのリンは土壌中にとどまったものと考えられる。しかし大量の厩肥を施用する厩肥区では、系外へ流出したリンがあるものと推定された。一方、カリウムは厩肥施用に伴い、環境負荷量が増加した。各種金属元素として、Na,K,Ca,Mg,Zn,Cu,Mn,Feを測定した。厩肥区で有機物含量が増加したので、Feを基準とし濃度データを正規化した。CaやMgが、化学肥料区や無肥料区では大きく減少していることが示された。厩肥を施用した区では、減少量が小さいかまたは増加した。Zn,Cu,Mnでは、減少する割合が小さく、厩肥を施用した区では増加が見られた。また、堆厩肥施用の際にK/(Ca+Mg)比が高くなりすぎて問題となる場合が知られているが、この値は殆ど変化しなかった。これらの結果は、慣行施用での厩肥施用は硝酸溶脱量を高め環境負荷となっている(昨年までの結果)が、その他の各種元素の循環では環境負荷よりも土壌への微量元素補給となっているものと考えられた。今後、更にCoやMoを測定するとともに、次年度は厩肥リサイクルに関わるエネルギー評価を行う予定である。
日本語史資料としての中世仮名文書の研究─「話し言葉」資料としての書状類の検証─

本研究は、日本語史研究資料としての仮名文書(仮名が使用されている古文書)の資料性の解明を目的とするもので、狙いは鎌倉時代の「話し言葉」資料としての活用である。鎌倉時代の仮名文書の原本の写真を調査テキストとして、仮名使用と表現の関係を調査し、<漢字専用の古文書と仮名文書とでは、共通する一定の表現形式を有しながらも表現する内容に差があること><仮名文書には実社会の相手や物事に即した詳細性、個別性、具体性という「話し言葉」的な表現の特色が見られること>等を明らかにした。本研究は、日本語研究の立場から古文書を取り上げるもので、日本語史研究資料としての仮名文書(仮名が使用されている古文書)の資料性の解明を目的とする。平成25年度は、研究実施計画に従って、仮名文書の用例整理・分析、文書内容と背景の調査を実施し、仮名文書の文体・表現の特色、「話し言葉」の現れ方等について研究を行った。具体的には、禁止の「べからず」の用法を中心に鎌倉期の仮名文書の使用傾向を調査し、それをもとに仮名文書の文体と表現の特色を明確にすべく、おなじく鎌倉時代の文学資料である『徒然草』の「べからず」と比較検討を行った。当初の計画では、奉書を中心に調査することにしていたが、奉書に限らず書状的仮名文書全般に調査範囲を広げたのは<『徒然草』と比較して信頼性の高いデータを出すためには文書の種類を限定するよりも、時代を14世紀初期に限定したほうがよい>と判断したためである。この取り組みの成果は以下の12として公開した。1平成25年度西日本国語国文学会(平成25年9月14日(土)熊本大学)のシンポジウムにて口頭発表2『九州産業大学国際文化学部紀要』57号(平成25年3月刊)にて論文「日本語史資料としての仮名文書」を発表また、24年度から取り組んでいる仮名文書の写真の収集についても継続して実施した。写真集が古書にて入手できる文書は古書を購入し、そうでないものは原本の有無と所蔵者を調査し、所蔵者に複製の許可申請をし、許可が得られたものは、現地に赴き複写し、あるいは所蔵機関に紙焼き送付依頼をし、宮内庁所蔵壬生家文書、勝尾寺所蔵勝尾寺文書、大分歴史博物館所蔵小山田文書・永弘文書ほか、合計約400通あまりの文書の原本の複製を収集した。平成24年度は、研究実施計画に従って、資料の選定と調査テキストの整備を行った。計画では、底本とする仮名文書の写真集を作成するために奉書80通程度、それ以外の書状的な仮名文書500通程度は写真の収集ができるように目指し、用例採取を行うことにしていたが、書手の身分・性別・地域的広がりを十分に見るために調査範囲を拡大した。結果、24年度は約1600通の仮名文書の原本を調査撮影し、複製を入手することができた。加えて現在、文書の複製を依頼中である、あるいは調査中である文書が約600通有り、これらをあわせた約2200通の写真をもとに調査底本とする予定で、現在調査継続中である。このため、24年度は当初計画した用例採取にまでは至らなかった。研究の具体的な実施状況は以下14のごとくである。1複製を収集すべき文書を、鎌倉時代の文書を網羅的に収録した史料集である『鎌倉遺文古文書編』に基づいて選定した。収録文書約35000通のうち、仮名文書は約6000通で、そのうち約5000通が書状的な仮名文書に相当する。そのうち編纂物から収録された文書や後世の転写による文書を除いたうえで、できるだけ全国各地の多様な書き手の文書を収集する方針のもとに約3500通を選定し、原本の所在を確認した。2上で確認できた文書について資料集等で写真が公開されているものを調査し、約1000通について写真版のコピーを収集した。3写真が公開されていない文書は、所蔵者に複製の許可申請をし、許可が得られたものは、現地に赴き撮影、あるいは所蔵機関に紙焼き送付依頼をし、約600通の文書の原本の複製を収集した。4本研究の意義を国語科教育との連携という視点で捉え提言する論文を発表した。仮名文書は過去の「話し言葉」の研究資料として期待できる非常に貴重な資料である。そこで、本研究では〈仮名文書の資料性を研究して日本語史研究における仮名文書の利用を促進する〉とともに〈日本語史研究に過去の「話し言葉」についての情報の提供をおこない〉日本語史研究に新たな展開をもたらすことが目的である。以上の目的のため平成2425年度は、仮名文書の原本の写真を収集して、調査テキストを整備し、用例の分析方法の検討・開発に取り組み、平成26年度はそれを踏まえて、禁止の「不可」の用法に着目して研究を実施した。仮名を使用することは仮名文書の本質的な特色であるが、それがどのように文体・表現に影響しているか、つまり、仮名文書における仮名の多寡と表現・文体にどのような関係があるかについて考察し<仮名書き部分が多い仮名文書では「細かな状況設定をする」「相手の動作に関心を据え、動作にそって叙述する」

「具体的に叙述する」等の傾向が強いこと>を明らかにし、仮名文書の文体の特色として<実社会の相手や物事に即した詳細性、個別性、具体性が挙げられること>を指摘した。その詳細は『九州産業大学国際文化学部紀要』58号に「日本語史資料としての仮名文書ー禁止の「不可」を使用する仮名文書からー」(2014年9月刊)として発表し、あわせて禁止の「不可」用例の原本の翻刻、話題、禁止される行為とその種別、文書名の一覧を公開した。また、仮名文書研究の成果の一環として、朝倉書店刊『日本語大事典』にて「裏書き」「仮名文書」「古文書」「古文書学」等の項の解説を執筆公開し、大修館書店刊『日本語文法事典』にて仮名文書の用例に依拠して「ラレル(古典語)」の項の解説を執筆公開した。9.研究実績の概要本研究は、日本語史研究資料としての仮名文書(仮名が使用されている古文書)の資料性の解明を目的とするもので、狙いは鎌倉時代の「話し言葉」資料としての活用である。平成26年度までは、仮名文書の原本の写真を収集・調査テキストの整備、用例の分析方法の検討・開発に取り組んだ上で、「べからず(不可)」に着目して検討を行い、仮名文書の文体の特色として<実社会の相手や物事に即した詳細性、個別性、具体性が挙げられること>を指摘した。それを踏まえて、最終の27年度には、理由表現「によりて」に着目し、仮名の多い仮名文書と漢字が多い仮名文書の比較、さらに漢字ばかりの古文書との比較を行うことによって<仮名を用いることによる表現の詳細性、個別性、具体性>の実態と特色をより明確に提示した。<漢字専用の古文書と仮名文書とでは、共通する一定の表現形式を有しながらも表現する内容に差がある>こと、<おなじ仮名文書でも仮名を多く用いる文書と漢字が多い文書とでは表現方法に差がある>こと、<漢字を多く用いる仮名文書の表現は漢字専用の古文書に近いが、仮名を多く用いる仮名文書には漢字専用の古文書とは異なる表現の傾向が看取される>こと等を具体的な事例によって示し、仮名文書中の仮名が多いほど、その文体に書手・読手に即した具体性などの「話し言葉」的特徴が現出していることを明らかにした。詳細は『九州産業大学国際文化学部紀要』61号、『同』63号に発表し、あわせて「によりて」節を有する文書名と「によりて」節内の構造等を原本によって整理した一覧を公開した。本研究は、日本語史研究資料としての仮名文書(仮名が使用されている古文書)の資料性の解明を目的とするもので、狙いは鎌倉時代の「話し言葉」資料としての活用である。鎌倉時代の仮名文書の原本の写真を調査テキストとして、仮名使用と表現の関係を調査し、<漢字専用の古文書と仮名文書とでは、共通する一定の表現形式を有しながらも表現する内容に差があること><仮名文書には実社会の相手や物事に即した詳細性、個別性、具体性という「話し言葉」的な表現の特色が見られること>等を明らかにした。当初の計画では500通の見込みで仮名文書の原本の調査と複製の収集を行ったが、現在は2100通あまりの収集を終えており、予定よりも4倍以上の成果があった。また、仮名文書の文体・表現の研究についても25年度に予定通り着手し、26年度には方法と方向性を確立して予定通りに分析を進め、成果を紀要論文や事典の項目執筆において公開している。以上をもって「おおむね順調に進展している」と判断した。日本語学平成27年度は、26年度に仮名文書の文体の特色として指摘した<実社会の相手や物事に即した詳細性、個別性、具体性>をさらに明確化すべく、書状類でもとくに譲状をとりあげて原因理由表現の比較を通して考察する予定である。
新しい血管塞栓用コイルの開発に関する実験的研究

新しい血管塞栓物質の開発を目的に動物実験を施行した。すなわち、金属固有の電位を利用して異種の金属を組み合わせることにより血管内で電位を生じさせ、その電位により血栓形成を促し血管を閉塞させようとする試み、ならびに、1種類の金属コイルを留置しこの金属コイルに高周波を通電し血管溶着および血栓形成を促す方法である。まず、家兎の血管内に白金で作成した金属コイルを留置し、その金属コイルと家兎の背部に設置した対極板との間に高周波を通電させ、血管塞栓術を施行した。金属コイルは極細白金を螺旋状に巻き上げ直径0.016インチ、長さ1.0cmのものを使用し、た。家兎をケタラールおよびセラクタールによる麻酔下に大腿動脈を剥離し、5Fのカテーテルを大動脈内に挿入した。このカテーテル内を通じて外径3Fの細径カテーテルを目的の血管にまで挿入し、前述の金属コイルを留置した。さらにこの金属コイルと家兎の背部に密着させた対極板との間に高周波を通電させて血管塞栓効果を検討した。血管塞栓効果の判定は金属コイル留置前後の血管造影で比較した。結果は2種類の金属を留置した血管では、血管の完全閉塞は認められなかったが、1種類の金属(プラチナ)によるコイルを留置後、高周波を通電した群で血管の完全閉塞が得られた。新しい血管塞栓物質の開発を目的に基礎実験を施行した。すなわち、金属固有の電位を利用して異種の金属を組み合わせることにより血管内で電位を生じさせ、その電位により血栓形成を促し血管を閉塞させようとする試みである。基礎実験として、各種の金属の生理食塩中での金属固有の電位を測定した。その結果、コバルト:1.81V、白金:1.50V、銀:0.80V、ステンレス鋼:-0.09V、チタン:-0.37V、クロム:-0.41V、タンタル:-0.81Vであった。しかし、これらの金属は、生理食塩中では金属の表面に徐々に酸化被膜を形成し、電位は正の方向に傾き反応が低下した。血管内で実際に使用可能な血管塞栓用コイルの作成のため、さまざまなデザインの金属コイルを作成した。すなわち、2種類の金属の円筒を作成し蒸着させたもの、2種類の金属の平板を蒸着させたもの、および、円筒状の金属に他種の金属線を螺旋状に巻き付けたものを作成し、血管造影用カテーテル中での通過性を検討した。その結果、円筒状の金属に他の金属線を螺旋状に巻き付けた構造のものがカテーテル中での通過性は最も良好であった。以上の結果および金属の特性より、直径0.05mmの白金線の半面に厚さ3μmのクロムを蒸着させた金属線を作成し、この金属線を螺旋状に巻き上げ血管造影用カテーテル内を通過可能な形状の金属コイルを作成した。今後は動物実験によりこれらの金属コイルを留置した際の塞栓効果および生体反応を観察する必要がある。
MDSCを標的とした新規膀胱癌治療法の開発

本研究ではMDSCの機能解析とICIへの影響を検討するとともにMDSCを標的とした新規膀胱癌治療法の開発を試みる。さらに臨床サンプルを用いて、膀胱癌に対する手術・化学療法などの治療過程において、腫瘍組織中および血中に遊走されるMDSCの割合の変化を経時的に追跡し、シークエンシャルなデータを構築する。そして、MDSCが治療効果予測因子や治療方法を決定する際のバイオマーカーになりえるかを検討することで、新たな治療戦略の発展を目指す研究である。
宇宙線のフラクタル拡散・加速の複数衛星による観測的検証

H28年度より取り組んでいる大規模1次元全粒子(Particle-in-cell: PIC)計算より得られた波動・粒子データを詳しく解析し、波動の時空間発展、FAB生成のプロセスや衝撃波上流における電子加速メカニズムを議論した。以下に具体的内容を述べる。まず、FAB粒子の軌道解析を行い、太陽風イオンの一部が衝撃波面で鏡面反射し、FABとして衝撃波上流へ逆走するものと、衝撃波近傍の発達した波動と衝撃波面での反射を何度か繰り返した後、FABとなるものがあることを明らかにした。次に、加速電子に対しても同様に軌道解析を行い、主として以下の3つのプロセスを経て電子が加速する様子を確認した。(1)FABによって励起された静電場構造による反射、(2)低周波波動による磁気ミラー反射、(3)ホイッスラー波動とのサイクロトロン共鳴である。特に、プロセス(3)について詳しく解析を行った。電子はピッチ角90度を超えない範囲で、ピッチ角散乱されながら衝撃波面へ向かって加速しており、これは双方向に伝搬する波動による散乱を介した、いわゆる二次のフェルミ加速機構とは異なる特徴を示す。波動解析の結果、一方向に伝搬する低周波アルフヴェン波の急峻化によって、双方向に伝搬する高周波ホイッスラー波が生成されていることを確認した。ただし、衝撃波から遠ざかるホイッスラー波動が9割を占めた。これらホイッスラー波動と電子散乱・加速を調べるためテスト粒子解析を行い、波動の位相相関が電子加速に本質的に重要であることを明らかにした。本研究で得られた加速機構は、二次フェルミ加速よりも素早く加速でき、電子加速の新しい加速機構として期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、宇宙線(高エネルギー荷電粒子)の拡散過程において、非古典的拡散(フラクショナル拡散またはフラクタル拡散)の観点から新しい観測手法を提案し、非古典的拡散およびそれに付随する宇宙線加速の観測的検証を行うことを目的としている。停滞が支配的な非古典的拡散では、宇宙線は衝撃波面近傍に長く留まることができるため、天体衝撃波を介したフェルミ加速において、加速効率が上昇する可能性がある。本研究は、従来のフェルミ加速モデルにおける加速限界の問題を解決する糸口となり得る。本年度はまず、直接観測が可能な地球磁気圏衝撃波上流において、高エネルギーイオンの拡散過程が従来の古典拡散の枠組み内で説明可能か否かについて、テスト粒子計算とクラスター衛星観測の比較により検証した。また、対象とした観測イベントでは、磁力線に沿って上流に逆走する沿磁力線ビーム(Field-Aligned Beam: FAB)イオンに由来する磁気流体波動が定常的に観測されていた。そこで、この波動が上流イオンの拡散過程に果たす役割を調べた。数値解析の結果、沿磁力線拡散係数は観測時間スケールに依存し、長時間では拡散係数が時間スケールに依存しない古典拡散に達した。古典拡散に達する時間スケール(拡散時間)は、粒子のエネルギーやFABの有無により異なった。FABよりも高エネルギーのイオンでは、拡散時間は太陽風が衝撃波上流を対流する時間(対流時間)よりも短く、古典拡散の枠組み内で議論可能であった。またFAB起源の波動は、FABより高エネルギーのイオンの沿磁力線拡散を抑制する働きがあることを明らかにした。さらに、FAB起源の波動を考慮することで、計算値は観測値とオーダーで一致する結果を得た。一方、FABよりも低エネルギーのイオンでは、拡散時間は対流時間より長く、非古典的拡散にもとづく解析の必要性を示唆する結果となった。1年度目は古典的拡散の枠組み内でテスト粒子計算と観測の比較を行い、非古典的拡散にもとづく解析が必要なパラメータ領域、テスト粒子近似で観測を説明できるパラメータ領域を明確にした。2年度目では1年度目の結果を踏まえ、非古典的拡散の本格的な解析を行う予定である。当初の予定では、1年度目に非古典的拡散にもとづく解析を行い、2年度目にその観測的検証を行う予定であった。しかし実際には、2年度目の予定を1年度目に前倒して実施した形となった分、非古典的拡散にもとづく解析に着手できていない。ただし、当初予定していなかった観測データの波動解析に着手し、観測と数値計算を比較するための下準備ができた。さらに、FAB起源の波動が上流イオンの拡散過程に果たす役割を明らかにした点は、予期していない成果であった。以上の理由より、研究進捗状況は総じて順調に進展していると言える。本研究は、申請者の受入研究者が代表を務めるハンガリーとの二国間交流事業と相乗的な内容になっている。2年度目では相手国の観測チームと連携し、効率良く研究を進めていきたい。H28年度は、H27年度に未解明であった、クラスター衛星観測より得られた低エネルギー側の粒子拡散過程をテスト粒子計算により明らかにした。クラスター衛星が取得した衝撃波上流磁場データのスペクトル解析を行った結果、衝撃波面へ近づくにつれ、沿磁力線ビーム(Field-aligned beam: FAB)が励起した低周波アルフヴェン波は減少し、一方、高周波側の波動が増加していることを見出した。これは、FABが励起した狭帯域の強い波動エネルギーが、太陽風に押し流される過程で順カスケードしたことを示唆する観測事実である。

テスト粒子計算の結果、これら衝撃波近傍で卓越した高周波の波動が、低エネルギー側のイオンを効率良く散乱することを見出し、我々の数値計算結果は、ハンガリーの観測チームの直接観測結果とも良い一致を得た。また、この高効率散乱がイオンを衝撃波近傍に長く留まらせ、これによって衝撃波フェルミ加速効率が上昇する可能性を指摘した。これらの成果は論文として公表された。また、粒子運動と電磁場の時間発展を自己無撞着に解く1次元全粒子(Particle-in-cell: PIC)計算を実施し、地球フォアショックを数値的に再現した。フォアショックは、準平行衝撃波上流遠方まで広がっており、これを再現するためには、大スケール・長時間のPIC計算が必要である。我々は、従来の地球フォアショックのPIC計算よりも一桁程度大きい計算領域において長時間計算し、衝撃波面から上流へ逆走するFABの生成およびFABによる波動励起から粒子散乱に至る一連の過程を再現し、初期結果を得た。本年度はハンガリーの観測チームと連携し、粒子拡散における沿磁力線ビームの役割を理論・シミュレーション・観測の側面から明らかにし、2本のシリーズ論文として投稿し、内1本(第一著者:大塚)はThe Astrophysical Journalへ掲載され成果を得た。また当初の予定では、テスト粒子計算と複数衛星観測による解析のみを行う予定であったが、全粒子(Particle-in-cell: PIC)計算に取り組み、地球フォアショックを再現した点は、当初予定していなかった成果である。当初の予定では、非古典的拡散の観点から解析を行う予定であったが、古典的拡散の枠組み内での議論にとどまった。しかしPIC計算では、衝撃波へ近づくにつれ発達する非線形波動が観測されており、これら非線形波動と相互作用する粒子運動統計は、非古典的振る舞いをすることが期待できる。以上の理由により、研究進捗状況は総じて順調に進展していると言える。H28年度より取り組んでいる大規模1次元全粒子(Particle-in-cell: PIC)計算より得られた波動・粒子データを詳しく解析し、波動の時空間発展、FAB生成のプロセスや衝撃波上流における電子加速メカニズムを議論した。以下に具体的内容を述べる。まず、FAB粒子の軌道解析を行い、太陽風イオンの一部が衝撃波面で鏡面反射し、FABとして衝撃波上流へ逆走するものと、衝撃波近傍の発達した波動と衝撃波面での反射を何度か繰り返した後、FABとなるものがあることを明らかにした。次に、加速電子に対しても同様に軌道解析を行い、主として以下の3つのプロセスを経て電子が加速する様子を確認した。(1)FABによって励起された静電場構造による反射、(2)低周波波動による磁気ミラー反射、(3)ホイッスラー波動とのサイクロトロン共鳴である。特に、プロセス(3)について詳しく解析を行った。電子はピッチ角90度を超えない範囲で、ピッチ角散乱されながら衝撃波面へ向かって加速しており、これは双方向に伝搬する波動による散乱を介した、いわゆる二次のフェルミ加速機構とは異なる特徴を示す。波動解析の結果、一方向に伝搬する低周波アルフヴェン波の急峻化によって、双方向に伝搬する高周波ホイッスラー波が生成されていることを確認した。ただし、衝撃波から遠ざかるホイッスラー波動が9割を占めた。
がんの痛みと増殖における知覚神経の役割－がん増殖を抑制しうる鎮痛薬開発に向けて－

がん患者管理において、鎮痛薬はがんの生育にほとんど影響しないことから、がん性痛治療と抗がん治療は別に考えられてきた。しかしながら、最近、知覚神経ががん性痛とがんの増殖のどちらにも関与している可能性が示唆されている。本研究では、痛み受容体であるカプサイシン受容体(TRPV1)を発現する神経線維群(TRPV1陽性神経線維群)に着目した。本研究はがん性痛およびがんの増殖におけるTRPV1陽性神経の役割を解明することを目的とする。本研究成果は特定の神経科学的特徴をもった神経線維群を標的とした新たな鎮痛薬の開発に繋がる。この新たな鎮痛薬は痛みだけでなく、がんの増殖を抑制できる革新的な治療薬となり得る。
ヒト型有機酸トランスポーター発現細胞を組み込むハイブリッド型人工腎臓の開発

1.ヒト型血管側有機酸トランスポーター(hOAT1)安定発現細胞株の作出。真核細胞発現ベクターpcDNA3.1に組み替えたヒト型血管側有機酸トランスポーターhOAT1cDNAを、チャイニーズハムスター卵母細胞株(CHO)、ブタ由来腎上皮細胞株(LLC-PK1)、ヒト胎児腎細胞株(HEK)に遺伝子導入し、hOAT1安定発現細胞株を樹立した。hOAT1安定発現HEK細胞株は付着性に問題があり使用できなかった。hOAT1安定発現CHO細胞株およびhOAT1安定発現LLC-PK1細胞株は輸送実験により、hOAT1の典型的な基質であるパラアミノ馬尿酸の輸送活性を低いながらも認めた。さらにhOAT1安定発現LLC-PK1細胞ではパラアミノ馬尿酸の経上皮輸送を示した。次に輸送活性の高い細胞を得るために温度感受性SV40大形T抗原遺伝子トランスジェニックマウスより樹立したマウス近位尿細管S2セグメント由来株化細胞を用いてhOAT1安定発現細胞株を樹立した。この細胞はパラアミノ馬尿酸に対してKmは73.1±7.0μM、Vmaxは1736±19pmol/mg/minと強い輸送活性を示したが、極性が失われているために一方向性輸送は認められなかった。次に一方向性輸送を示す細胞株を得るために細胞極性の保たれているMDCK細胞を用いてhOAT1安定発現細胞株を樹立した。2.ヒト型管腔側有機酸トランスポーター遺伝子のクローニング。hOAT1ファミリーの中のhOAT3およびhOAT4の細胞内局在を免疫組織化学により調べた。hOAT3は血管腔側に局在し、hOAT4は管腔側に局在した。hOAT4はパラアミノ馬尿酸輸送活性を示すところから、分泌経路の出口のトランスポーターとして働く可能性が高い。hOAT1-hOAT4共発現細胞については今後作成する予定である。1.ヒト腎臓血管側有機酸トランスポーター(hOATl)安定発現細胞株の作出。真核細胞発現ベクターpcDNA3.1に組み替えたヒト型血管側有機酸トランスポーターhOAT1cDNAを、チャイニーズハムスター卵母細胞株(CHO)、ブタ由来腎上皮細胞株(LLC-PK_1)、ヒト胎児腎細胞株(HEK)に遺伝子導入し、hOAT1安定発現細胞株を樹立した。hOAT1安定発現HEK細胞株は付着性に若干問題があった。hOAT1安定発現CHO細胞株およびhOAT1安定発現LLC-PK_1細胞株は輸送実験により、hOAT1の典型的な基質であるパラアミノ馬尿酸の取り込みを認めた。さらにhOAT1安定発現LLC-PK_1細胞では基底側培養液から頂上側培養液のパラアミノ馬尿酸の一方向性輸送が認められ、傍上皮輸送のマニトールの輸送は認められなかったので、パラアミノ馬尿酸の経上皮輸送を示すhOAT1安定発現細胞株が樹立できた。2.ラット管腔側有機酸トランスポーター遺伝子のクローニング。ラット腎臓のmRNAをサイズにより分画し、ラットOAT1の合成cRNAと共にツメガエル卵母細胞に微量注入する。

OAT1を介してあらかじめ細胞内に取り込ませた典型的有機酸の^<14>C-パラアミノ馬尿酸の分泌活性を調べ、分泌に関与するmRNAサイズは2.8kb付近であると同定した。同定されたmRNA分画よりcDNAライブラリーを作成し、プラスミドDNAからcRNAを合成してツメガエル卵母細胞で検討したところ、^<14>C-パラアミノ馬尿酸の分泌活性を認めた。次年度以降さらにスクリーニングを続行する予定である。1.ヒト腎臓血管側有機酸トランスポーター(hOAT1)安定発現細胞株の輸送活性の検討我々の研究室で温度感受性SV40大形T抗原遺伝子トランスジェニックマウスより樹立したマウス近位尿細管S2セグメント由来株化細胞に、真核細胞発現ベクターpcDNA3.1に組み替えたヒト型血管側有機酸トランスポーターhOAT1cDNAを導入し、前年度に引き続いてhOAT1安定発現細胞株を樹立した。この細胞はパラアミノ馬尿酸に対してKmは73.1±7.0μM、Vmaxは1736±19pmol/mg/minと、これまでのなかでもっとも強い取り込み活性を示した。輸送の方向については、基底側、頂膜側いずれに添加しても細胞内への取り込みを認めたが、基底側の取り込み活性のほうが頂膜側に比べて高かった。2.管腔側有機酸トランスポーターのクローニングhOAT1ファミリーの中で管腔側に発現しているトランスポーターをスクリーニングする目的で、これまでクローニングされたhOAT3およびhOAT4の細胞内局在を免疫組織化学により調べた。hOAT3は血管腔側に局在し、hOAT4は管腔側に局在した。hOAT4はパラアミノ馬尿酸輸送活性を示すところから、分泌経路の出口のトランスポーターとして働く可能性が高く、hOAT1発現細胞に導入して共発現細胞を作成する予定である。1.ヒト型血管側有機酸トランスポーター(hOAT1)安定発現細胞株の作出。前年度は輸送活性の高い細胞を得るために温度感受性SV40大形T抗原遺伝子トランスジェニックマウスより樹立したマウス近位尿細管S2セグメント由来株化細胞を用いてhOAT1安定発現細胞株を樹立した。この細胞はパラアミノ馬尿酸に対してKmは73.1±7.0μM、Vmaxは1736±19pmol/mg/minと強い輸送活性を示したが、極性が失われているために一方向性輸送は認められなかった。従って今年度は一方向性輸送を示す細胞株を得るために、細胞極性の保たれているMDCK細胞を用いてhOAT1安定発現細胞株を樹立した。2.ヒト型管腔側有機酸トランスポーター遺伝子のクローニング。hOAT1ファミリーの中のhOAT4は管腔側に局在し、パラアミノ馬尿酸輸送活性を示すところから、分泌経路の出口のトランスポーターとして働く可能性が高い。hOAT1-hOAT4共発現細胞については今後作成する予定である。
新型二次電池材料の開発と高容量化

リチウム二次電池の高容量化の基礎研究として、電池を構成する正極活物質、負極活物質、有機電解液に加え、正極、負極および電解液に加える導電剤についての研究を行った。電池充放電特性を評価するために、8チャンネル電池充放電システムを備品として導入した。充放電サイクル特性を向上させるため、新規な導電付与剤を見出すことができ、投稿準備中である。正極活物質の探索により、新規な3種類の物質を見出した。これも投稿準備中である。負極活物質の探索では、グラファイト以外の炭素系材料のを調査・検討し、従来使われているグラファイトの約5倍の放電容量をもつ物質を見出した。これらについても現在投稿準備中である。これらの物質探索において、研究の初期に第一原理バンド計算、MO計算を駆使し、対象とする物質の絞り込みを行うため、ワークステーションを導入し、これによる計算結果を参考にして物質群を選んだ。固相反応、ゾルーゲル反応等の方法で物質を作製した後、リートベルト解析により結晶構造の精密化を行った。原子座標、占有率、格子定数などの結晶学パラメータを特定した。電気伝導度、UV-VISによる光学バンドギャップ測定、導入した蛍光分光光度計による光学遷移エネルギー値から先のバンド計算結果の妥当性を評価した。以上の準備により、新規な正極・負極活物質をはじめ、非水系有機電解液の組成および導電付与剤に関する基礎的なデータを得、諸成果について投稿準備中である。次年度の最大の課題としては、充放電のサイクル特性を維持するための導電付与剤の選定である。これに関しては、今年度すでに充放電サイクル特性を向上させるための添加剤効果を確認しており、従来の材料をはるかに凌ぐ初期充電・放電容量をもつ新規な正極・負極活物質の特性を長時間保たせるための研究が重要である。
若年未婚者の親との同居行動

本研究では、「家族についての全国調査」を使って「成人の子が親と同居する要因」、「同居が親や成人の子の満足度に与える影響」について分析をした。特に、息子、娘といった性別の異なる同居の組み合わせが、父親、母親それぞれの生活の満足度にどのような影響を与えたのかを分析した。同居が親や子の満足度に与える影響を検証するために、マッチング法(propensity score matching)を用いた。そのアルゴリズムはカーネル法とnearest-neighbor法で推定した。分析の結果、同居は子の満足度には影響を与えないが、親の満足度を下げるということがわかった。親から子の所得移転は同居確率を高めないが、子から親への所得移転は同居確率を高め、子との同居による親の不効用を所得移転により補償していると解釈できる。過去の国内の親子の同居に関する経済学的な研究では、遺産動機による親子の同居に軸足が置かれてきた。一方で、若年未婚者と親との同居に関して十分な経済学的分析がなされてきたとは言い難い。「パラサイト・シングル」は話題を集めたが、若年層の雇用環境の悪化と親との同居の関係は、重要な政策テーマであるにもかかわらず精緻な実証分析はなされていない。またこの分野に関する国外の研究でも多くの問題が未解決だ。特に、流動性制約と若年未婚者の親との同居の関係を分析したものはない。計量経済学的にも研究課題が残っている。この分野では同居と結婚、進学、就職などの同時性を考慮すると同時に個体間の異質性をコントロールする必要がある。過去の研究では、クロスセクション・データを用いた分析であり、パネル・データを用いて個体間の異質性をコントロールしつつ、同時性を考慮するのかが大きな課題として残っている。本研究では、Keio Household Panel Surveyを用いて上記の問題を可能な限り考慮し分析を実施した。研究成果は日本経済学会などで共著者により報告され、現在投稿準備中である。90年代後半からフリーターの増加と並行して、「学卒後もなお親と同居し、基礎的生活条件を親に依存している未婚者」と定義されるパラサイト・シングルが注目を集めた。パラサイト・シングルは、就業意欲の低下、独立心の低下、親への依存心の高まりといった若年層の意識変化が原因であるとする労働供給側の変化が原因であるとする解釈と、90年代後半から顕著になった若年労働市場の需要低下に伴う現象であるとする労働需要側からの解釈で激しく議論が交わされてきた。しかしながら、これらの議論を結論付ける実証研究は存在していない。本研究では、「成人の子が親と同居する要因」、「同居が親や成人の子の満足度に与える影響」について分析をした。国内の学会もしくはワークショップにおいて研究成果を発表し、海外の学会でも研究発表を行った。そして、これまでに頂いたコメントをもとに論文の改訂を行い、既に、1本の論文は、海外査読付き雑誌に掲載されており、他の2本の論文も、海外査読付き雑誌に投稿中である。
フラクタル超伝導への挑戦

準結晶は通常の周期結晶とは異なった対称性を有しているため、準結晶特有の物性が発現すると期待されている。しかしながら、準結晶特有の性質は殆ど未解明であり、準結晶が超伝導になりえることが分かったのもごく最近のことである。本研究では、準結晶で発見された超伝導(フラクタル超伝導)が、従来の超伝導と異なるかを明らかにする。また、その超伝導発現メカニズムの解明を目指す。これらの目的を遂行するためには、常伝導状態の物性を明らかにすることも重要である。例えば、準結晶に特有の原子多面体構造とその準周期的配列が果たす役割を区別する必要がある。本研究ではこの問題の解明も目指す。
バルク高温超電導体の減衰・漸増パルスによる消・着磁に関する研究

本研究では、バルク高温超電導体の実用化に必須な技術であるオンサイトでの簡便な着磁および消磁方法について漸増・漸減振動パルスによる方法を提案した。漸増・漸減振動パルスを得るため、小型の同期発電機、LC直列共振回路の過渡現象、および任意波形発生装置を用いて実験を行った。本研究により得られた研究成果を要約すると以下の通りである。(1)交流を用いた振動パルス磁界により、直流パルス磁界による着磁に比べ、より少ないコイルのジユール損失で、2倍以上の磁束密度を高温超電導バルク体に着磁することができた。(2)交流漸減振動パルス磁界を用いた消磁方法により、約700Gaussの初期着磁磁束密度を、残留磁束密度0.10.2mT以下の約1/300まで有効に消磁することができた。(3)着磁用コイルとキャパシタを直列に接続したLC共振回路に、ステップ的に一定電圧の交流電圧を印加すると、漸増振動パルス電流が流れ、これにより漸増振動パルス磁界が得られることが確認された。(4)IGBTを用いたインバータ回路による任意波形磁界発生装置を製作し、これを用いて着磁用コイルを励磁する事により、高温超電導バルク体の着磁に成功した。(5)上述の任意波形磁界発生装置を用いて、前半交流磁界、後半直流磁界となるような交・直複合磁界を印加して高温超電導バルク体を着磁した結果、高効率の着磁が得られた。なお、本実験結果では着磁磁束密度が最大で700Gauss(70mT)程度であり、実用面から見た場合は十分とは言えないが、本研究により、交流振動パルス磁界による着磁が単一直流パルスによる着磁に対して勝れていることが示されたものであり、この技術は、基本的に数T程度の磁界領域へ容易に拡張出来るものと考えられる。バルク高温超電導体は従来の永久磁石では得られない高い磁束密度が得られるため、電動機、発電機、磁気ベアリング、等々の応用が期待されているが、その実用化には実際的問題として、着磁、および消磁のための技術の確立が不可欠である。このため、平成14年度は、手始めとして、減衰交流振動磁界を印加して、一旦着磁したバルク体の消磁実験を試みた。交流磁界の印加の方法としては、キャパシタバンクに充電しておいた電荷を着・消磁用コイルに放電する方法、および、着・消磁用コイルと直列および並列にコンデンサを接続してLC共振回路を構成し、これに小型(3kVA)の同期発電機の出力を直接接続して行う方法の二つを試みた。この結果、コンデンサ放電による方法では、約0.33Tまで着磁でき、その初期着磁磁束が減衰振動磁界の印加により約0.005Tまで消磁できることが確認された。また、同期発電機の電圧を変化させて減衰振動交流パルス磁界を印加する方法では、0.08Tまで着磁でき、その後の減衰振動磁界の印加により約0.006Tまで消磁できることが判った。これらの結果は、一例として磁気浮上式鉄道用の超電導磁石に適用した場合、実用上十分なレベルにまで消磁できていると考えられる。次に、漸増振動パルス磁界による着磁では、同一の印加着磁磁界に対して、単一の直流パルス磁界による着磁に比べ得られる着磁磁束密度が約2倍大きいこと、さらに、着磁過程で発生する着磁コイルでのジュール損失が通常の直流パルスによる着磁に比べ約2/3であることが確認できた。

これから、減衰・漸増交流パルス磁界を用いた着磁は、直流パルス磁界によるそれと比べて、より効率よく着磁出来ることが判明した。バルク高温超電導体は従来の永久磁石では得られない高い磁束密度が得られるため、電動機、発電機、磁気ベアリング、等々への応用が期待されているが、その実用化には実際的問題として、着磁、および消磁のための技術の確立が不可欠である。このため、本研究の初年度である平成14年度には、高温超電導バルク体に減衰交流振動磁界を印加して消磁実験を試み、良好な消磁効果を確認している。これに引き続き、第2年度である平成15年度は、着磁用コイル(消磁用と兼用)と直列にコンデンサを接続してLC共振回路を構成し、これに共振周波数である50Hzの交流電圧を印加して、漸増振動パルス磁界を得ることを試みた。すなわち、事前の理論解析から、LC共振回路に一定電圧の共振周波数の交流電圧が加わった場合はインピーダンスは零として振る舞うが、ステップ的な交流電圧が加わると、電流の振幅が直線的に増加するような等価可変インピーダンス素子として振る舞うことが予測されている。平成15年度は、これを実験により確認した。さらに、この漸増振動パルス磁界の振幅が所定の大きさに達した状態で、そのピークの瞬時にコイルを短絡し、指数関数的に励磁電流が減衰していくように制御を行った。その結果、以下の知見が得られた。(1)LC共振回路にステップ的な交流電圧を印加することにより、可変電圧電源を用いずに、漸増振動パルス磁界が得られるた。これは、実用的見地から多大なメリットがある。(2)同じ大きさの着磁磁界に対して、漸増振動パルス磁界による着磁では、直流パルス磁界による着磁に比べ、着磁磁界は約5%大きく、かつ、着磁コイルでのジュール損失は約2/3であることが確認できた。これにより、減衰・漸増交流パルス磁界を用いた着磁は、直流パルス磁界によるそれと比べて、より効率よく着磁出来ることが判明した。高温超電導バルク体は、その磁束ピンニング特性を利用し強力な磁石にすることにより、電動機や発電機、あるいは超電導浮上式鉄道への応用が期待されているが、その着磁・消磁法が重要である。バルク超電導磁石の着磁法には、ゼロ・フィールド・クール法、フィールド・クール法、バルク体の周囲に置いたコイルにパルス電流を流してパルス磁界によって着磁するパルス着磁法がある。前の二者は基本的に超電導マグネットを必要とし着磁装置自体が大がかりになり、オンサイトでの着磁が困難である。これに対し、パルス着磁法では比較的に着磁装置が簡単で、オンサイトでの着磁が可能である。しかしながら、現在行われているパルス着磁は、大容量・高耐圧のコンデンサを使用し、コイルに瞬間的に数kAにもなる電流を流すことが必要である。これに対し、本研究では多数回のパルス磁界を印加する事により、単発パルスによる着磁を超える着磁磁束を得る事を目的とするものである。この目的のため、本研究ではインバータ回路を用いて、任意の波形を有する着磁磁界を高温超電導バルク体に印加し、着磁効率を向上させる事を試みた。すなわち、振動パルス磁界と直流磁界を組み合わせた着磁波形を用いて着磁した結果、同じピーク磁界を有する直流磁界によるゼロ・フィールド・クール法に比べ、約2.3倍の捕捉磁界が得られることを確認した。
聴覚障害者を対象とする日米大学間の高等教育に関する比較研究

平成6年度から3年間にわたって、日本及びアメリカ合衆国の聴覚障害者を対象とする高等教育機関である筑波技術短期大学と国立聾工科大学(National Technical Institute for the Deaf=NTID)の教育活動について、1)学生の実態と教育過程との関連2)障害を補う教育方法3)職域の開拓と社会的背景4)学生の交流活動を通した生活、学習、障害に対する意識の変化の4つの課題について調査研究を行った。(1)学生の実態と教育過程との関連日本、アメリカ共に、聴覚障害学生の言語力や学力には大きな個人差があり、学生の基礎学力を理工系の専門領域の学習に耐えうるレベルにまで向上させるために、次のような具体策を講じることの必要性が明確になった。(1)入学前の進路選択の段階で、個々の適性や目標を学生自身に明確化させ、目的意識を持った主体的な努力を促すためのプログラムを実施すること。(2)専門教育に入る前の基礎教育段階で個別教育カリキュラムを作成し、個々の学生の能力差に応じた個別支援態勢を組むこと。(2)障害を補う教育方法教育の場面での情報補償の方法の検討、両大学の研究者による実験的な授業の実施、教授過程の分析を行った。その中で(1)リアルタイム字幕提示システムの有効性と改善の方向性(2)電子メール、相互同時動画伝送、関数電卓等の新しい方法の授業への導入(3)手話を中心としたコミュニケーションスキルの評価システムの確立の必要性等が協議された。(3)職域の開拓と社会的背景聴覚障害者のコンピュータ関連の職場への進出の問題が継続して検討された。コンピュータに関する手話の開発作業が協同して進められた他、就労の実態がアンケートによって調査された。今後、電子メールの普及等によって、職場におけるコミュニケーション環境の改善が予想されるものの、昇格の困難さ、待遇面での遅れ等の課題がますます深刻化するであろう。教育機関としては、雇用センターのような組織を作り、卒業生だけでなく、企業に対するアフタ-ケアに力を入れていくことが必要である。(4)学生の交流活動を通した意識の変化これまでの5回にわたる本学学生のNTIDへの訪問、交流活動を通して、本学学生だけでなく、NTIDの学生についても、聴覚障害者であることの共通の経験を共有しながら、異なる文化についての視野を広げ、成長していくことの可能性が確認された。今後、学生間の交流をさらに充実したものにしていかなければならない。その手だての一つとして、電子メールを活用した学生相互の情報交換を具体化していくことが有効であろう。このことは、本学学生の英語学習やアメリカ手話の習得への動機付けにもなり、直接的な交流体験の成果をより高めることになると思われる。上記のような個々の具体的な成果に加えて、これまでの3年間の研究活動を通して、聴覚障害者の高等教育に携わる日米の教育研究者の交流が定期的になされるようなったこと自体が、今後のわが国の聴覚障害教育の発展のために大きな意味を持つものである。本学とNTIDとの連携をさらに強固なものにしていきたいと考える。

その手だての一つとして、電子メールを活用した学生相互の情報交換を具体化していくことが有効であろう。このことは、本学学生の英語学習やアメリカ手話の習得への動機付けにもなり、直接的な交流体験の成果をより高めることになると思われる。上記のような個々の具体的な成果に加えて、これまでの3年間の研究活動を通して、聴覚障害者の高等教育に携わる日米の教育研究者の交流が定期的になされるようなったこと自体が、今後のわが国の聴覚障害教育の発展のために大きな意味を持つものである。本学とNTIDとの連携をさらに強固なものにしていきたいと考える。日本およびアメリカ合衆国の聴覚障害者を対象とする高等教育機関である筑波技術短期大学と国立聾工科大学(National Technical Institute for the Deaf)の教育活動について、教育課程、教育方法、卒業生の進路と職域開拓、学生の交流による生活態度と意識の変容の4つの観点から比較検討を行った。1.大学教育の基盤となる両国の聴覚障害教育の状況、入学者選抜方法、入学試験の成績と入学後の成績の関係、教育課程の内容について検討した。理数系科目の学力が低い学生に対応するための教育課程の改編、学力補充の具体策の実施が必要であり、演劇や身体表現を教育の中に取り入れることによって、聴覚障害者の新たな可能性を引き出すことができる。2.学習の効率化のためには、コンピュータや視聴覚機器の利用、ビデオへの字幕の挿入、リアルタイム字幕提示等の手だてが有効である。さらに、インターネットを用いた両大学間の相互同時動画伝送実験が成功し、今後の教官の共同研究、学生の共同学習の可能性に大きな期待を持つことができる。3.両大学の卒業生の実態を調査した。両国の障害者雇用にかかわる法律制度が異なる状況の中で、聴覚障害者をコンピュータ関連の仕事に進出させる方策の追求、コンピュータに関する手話の開発等について、今後の共同作業が必要である。4.今年度で4回目になる本学学生の国立聾工科大学学生との交流活動の実状を観察し、生活態度、意識の変容の状況を具体的に検討した。聴覚障害者であるという共通の要素を持ちながらも、日米の異なる文化の中で生活する学生同士が、異文化間交流によって互いに刺激し合い、大きく成長していく様子が認められた。前年度に引き続き、日本および米国の聴覚障害者を対象とする高等教育機関である筑波技術短期大学と国立聾工科大学(National Technical Institute for the Deaf)の教育活動について、教育過程、教育方法、卒業生の進路と職域開拓、学生の交流による生活態度と意識の変容の4つの観点から比較検討を行った。1.日米共に、学生の基礎学力を専門領域の学習に耐えうるレベルにまで高める方策と、学生の専攻を各自の興味と能力に応じて決定するプロセスに大きな課題があることが確認された。NTIDで今年9月から試行される科目選択の新たな方法とそのための評価基準について、本学での適用の可能性について共同して検討していくことになった。2.英語と数学について両大学の研究者が共同で実験的な授業を行い、その過程を分析した。
モジュール置換キメラグロビンの結晶構造解析

キメラグロビンは、ヒトヘモグロビンβ鎖のモジュール4をα鎖の対応する部分とタンパク工学的に置換したヘモグロビンである。モジュールはタンパク質進化における構造ブロックと考えられており、α鎖のモジュール4はサブユニット結合の機能を担っていることが分かっている。この置換がグロビンの立体構造や機能に与える影響を明らかにする目的で結晶化及びX線結晶解析を行った。キメラグロビンはモジュール置換の影響により構造が不安定化しており、結晶を得ることはできなかった。そこで、構造を安定化するためのアミノ酸置換の導入を計画した。ホモロジーモデリングとアミノ酸置換パターン解析を組み合わせた方法(T.Shirai & M.Go(1997)J.Mol.Evol.,in press,T.Shirai et al.(1997)Protein Engng,in press)により、残基番号133のフェニルアラニンをバリンに置換したキメラグロビンF133Vを作成した。このキメラグロビンF133Vを一酸化炭素化した標品について結晶化条件の探索を行ったところX線回折実験に適した結晶を得ることができた。この結晶は単斜晶系で空間群P21、格子定数a=62.3、b=81.5、c=55.2Å、β=90.9°であった。分解能2.5Åまでの反射データを収集し、βサブユニットの構造を用いた分子置換によって結晶構造を決定することができた。構造精密化の結果、このキメラグロビンの立体構造およびサブユニット会合の様式は、天然型β鎖のホモ4量体と良く似ている事が明らかとなった。すなわちモジュールは全体構造に大きな影響をもたらすことなく置換可能であるが、置換された構造をさらに安定化するために少数のアミノ酸置換を要する場合もあると考えられる。
中米沿岸に分布する吸虫類の姉妹性の検証と多様性の解明に向けて

太古の昔に生じた中米地峡の形成により、海の生物は太平洋と大西洋とに隔離された。この隔離が数百万年もの長期間に渡り続いたことにより、数多くの海の生物が異所的な種分化をしたことが知られている。宿主となる生物が種分化をした時、その体内で生活する寄生虫はその変化にどのように対応するのであろうか?本研究では、中米地峡沿岸の潮間帯に生息する巻貝に寄生する吸虫類に着目し、中米地峡の形成と宿主の種分化が寄生虫の多様化に及ぼした影響を分子遺伝学的視点・形態学的視点から明らかにすることを目的とする。昨年度に引き続き、中米の潮間帯に生息し多くの吸虫類の宿主となるCerithideopsis属の巻貝のゲノムDNA解析を行った。解析方法を再検討することで、中米地峡を越えた拡散が生じた時期や雑種形成によるゲノムDNAの混合割合などを算出することができた。これらの解析により、Cerithideopsis属の巻貝はパナマ地峡が形成された約300万年以降に複数回にわたり中米地峡を越え、そして拡散後の雑種形成により複数種が種分化していたことが明らかになった。これらの結果は現在論文としてまとめている最中である。上記の解析と並行してCerithideopsis属の巻貝の寄生虫である吸虫類のゲノムDNAの解析も行った。吸虫類のゲノムDNAをddRAD法により解読したところ、本研究に先立って行われたミトコンドリアDNA解析結果と大まかな一致が見られた。ゲノムDNA解析およびミトコンドリアDNA解析の結果は、形態的特徴により分類された吸虫類に多くの隠蔽種が含まれることを強く示唆する結果となった。これらの隠蔽種の地理的分布や多様化のパターンは、地理的障害や宿主の分布及び宿主特異性の影響を色濃く受けている可能性が高いと考えられる。本年度は、上記の研究を進める上での基礎となる、二生吸虫の宿主である巻貝の種分化の歴史をより詳細に明らかにすることを目標とした。中米の様々な地域から集められたCerithideopsis属の巻貝のゲノム情報を次世代シークエンサーで決定し、得られた膨大なデータを基に分子系統樹を作成したところ、研究対象とする巻貝には複数の隠蔽種が含まれていることが明らかとなった。宿主の種分化の歴史をしっかりと把握することは、寄生虫の種分化の決定要因を検討する上で欠かすことのできないプロセスである。何故なら、寄生虫は生息場所や餌資源などの生存に必要な資源のほとんどを宿主に依存しているため、宿主の種分化は寄生虫の生息環境の大きな変化を意味するからである。宿主の種分化の歴史については現在論文を執筆中である。できるだけ早く論文を仕上げることで、寄生虫の多様化の歴史の解明への取り組みを加速していきたい。本年度は、二生吸虫の宿主である巻貝の次世代シークエンスのデータ解析を集中的に行った。これにより、宿主の系統関係の大部分を把握することができた。また、ゲノム解析を通して、次世代シークエンスデータの扱い方についてさらに深く理解することができた。この技術は、寄生虫のデータ解析にも応用することができると考えられる。次世代シークエンスデータの扱い方の習得が本研究を進める上での大きな難関であったが、これを乗り越える道筋が見えたことから、研究は順調に進展していると判断した。本年度は、昨年度に引き続き宿主である巻貝の種分化の歴史をより詳細に明らかにすると共に、吸虫類のゲノム情報の収集及び予備的な解析に着手した。これまでの研究の進展により、中米に生息するCerithideopsis属の巻貝に複数種の隠蔽種が含まれていることが示唆された。本年度は、この解析をさらに進めることで、巻貝の隠蔽種がどのようにして種分化したのか、そのプロセスについて検討した。次世代シークエンス解析により得られた大量のゲノム情報を基にした集団遺伝学的解析を行ったところ、中米に生息するCerithideopsis属の巻貝は中米地峡による分断と地峡を越える偶然の拡散、そして遺伝的交流という複雑なプロセスを経て種分化してきたことが示唆された。このような複雑な宿主の種分化に吸虫類がどのような反応をしたのかについて、吸虫類のゲノム情報を基にした解析を現在進めている。

本年度は、巻貝の次世代シークエンスを用いた分子系統学的解析及び集団遺伝学的解析を行うと共に、吸虫類の次世代シークエンスデータの収集及び予備的な解析を行った。このような解析を行うことで、宿主と寄生虫の進化の歴史の一端を明らかにすることが出来た。また、今後の研究を円滑に進めていくために欠かせない次世代シークエンスデータの扱い方についての理解をさらに深めることが出来た。宿主に加えて当初の予定通り寄生虫の解析も始めることが出来たので、研究は順調に進展していると判断した。太古の昔に生じた中米地峡の形成により、海の生物は太平洋と大西洋とに隔離された。この隔離が数百万年もの長期間に渡り続いたことにより、数多くの海の生物が異所的な種分化をしたことが知られている。宿主となる生物が種分化をした時、その体内で生活する寄生虫はその変化にどのように対応するのであろうか?本研究では、中米地峡沿岸の潮間帯に生息する巻貝に寄生する吸虫類に着目し、中米地峡の形成と宿主の種分化が寄生虫の多様化に及ぼした影響を分子遺伝学的視点・形態学的視点から明らかにすることを目的とする。昨年度に引き続き、中米の潮間帯に生息し多くの吸虫類の宿主となるCerithideopsis属の巻貝のゲノムDNA解析を行った。解析方法を再検討することで、中米地峡を越えた拡散が生じた時期や雑種形成によるゲノムDNAの混合割合などを算出することができた。これらの解析により、Cerithideopsis属の巻貝はパナマ地峡が形成された約300万年以降に複数回にわたり中米地峡を越え、そして拡散後の雑種形成により複数種が種分化していたことが明らかになった。これらの結果は現在論文としてまとめている最中である。上記の解析と並行してCerithideopsis属の巻貝の寄生虫である吸虫類のゲノムDNAの解析も行った。吸虫類のゲノムDNAをddRAD法により解読したところ、本研究に先立って行われたミトコンドリアDNA解析結果と大まかな一致が見られた。ゲノムDNA解析およびミトコンドリアDNA解析の結果は、形態的特徴により分類された吸虫類に多くの隠蔽種が含まれることを強く示唆する結果となった。これらの隠蔽種の地理的分布や多様化のパターンは、地理的障害や宿主の分布及び宿主特異性の影響を色濃く受けている可能性が高いと考えられる。宿主である巻貝の種分化の歴史が明らかになってきたので、今後はその宿主に寄生している二生吸虫が、宿主の種分化や太平洋と大西洋への隔離にどのように対応し種分化してきたのかを明らかにしていきたい。二生吸虫のゲノム情報を基にした系統樹を作成し、宿主の系統樹との比較を行うことで宿主と寄生虫の共種分化の可能性を探る予定である。これまでの研究により、宿主である巻貝の種分化の歴史とそのプロセスが明らかになってきた。巻貝の種分化のプロセスは想定したよりもかなり複雑なものであることが分かってきたので、今後は、その複雑な宿主の種分化に寄生虫がどのように呼応してきたのかを明らかにしていきたい。大量のゲノム情報を基に巻貝と二生吸虫の系統樹を作成し、2つの系統樹を比べることで宿主と寄生虫の共種分化の可能性を探っていきたい。また、共種分化のパターンが見られない場合には、何故そのような結果が得られたのかについて、両者の進化の歴史及び生態的特性を考慮しながら検討していきたい。