hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陸域地下圏の未知アーキア系統群：環境ゲノム情報と培養技術で切り拓くその新生物機能

本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知・未培養アーキア系統群とその周辺微生物群の実体を明らかにし、メタンフラックス等の重要な生物地球化学プロセスにおいて未知アーキア群が果たす役割を解明することを目的とした。具体的には、深部油ガス田環境、地下湧水環境、氷河堆積物環境等の陸域地下圏環境を研究対象フィールドとし、地下圏試料を採取するとともに、従来の微生物学的手法、地球化学的手法に加えて、環境ゲノム解析技術と高度な培養技術を最大限活用し、陸域地下圏環境に生息する未知アーキア・未知バクテリアの多様性と未知の生理生態機能を解明した。本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知アーキア群とその周辺微生物の実体を明らかにし、重要な生物地球化学プロセスにおいて地下圏の未知微生物群が果たす役割の解明を目指している。今年度は、国内外で採取した地下圏環境試料(地下湧熱水系、油田環境、ガス田環境、氷河堆積物環境等)を対象として、16S rRNA遺伝子の次世代シークエンス解析、シングルセルゲノム解析、メタゲノム解析、微生物学的解析、地球化学的解析を実施した。その結果、いくつかの地下環境には門や綱レベルの未培養アーキア系統群やバクテリア系統群が存在しており、地下環境の根源有機物の分解とメタン生成等の重要なプロセスに関与している可能性が示唆された。また地下湧熱水系や油ガス田環境の未知アーキア系統群と未知バクテリア系統群を対象にシングルセル解析を行ったところ、地下湧熱水環境から門や綱レベルの未知アーキアのシングルセルの獲得に成功するとともに、そのゲノムを増幅し、ドラフトゲノムを解読することに成功した。さらに、未知・未培養微生物系統群を豊富に内包する陸域地下圏試料を対象として、集積培養化を試みている。今後は、未知アーキア、バクテリアの安定維持集積培養化と純粋分離を試みるとともに、環境ゲノム解析技術を駆使しながらそれらの機能解明を進めてゆく予定である。本研究は、環境ゲノム解析技術ならびに培養技術を駆使し、陸域の地下圏環境に棲息する未知アーキア群とその周辺微生物群の実態を明らかにすることにより、地球規模で重要な物質循環プロセスにおける未知アーキアの役割の解明を目指している。今年度は、まず深部油層環境や地下湧熱水環境の地下圏サンプルを採取するとともに、地化学的分析まらびに微生物群集の組成と多様性解析を実施した。昨年度と今年度の解析結果から、陸域の地下圏環境の微生物群集構造は比較的安定しており、またいくつかの地下圏環境においては門や綱レベルの未培養系統群に属するアーキアやバクテリアが優占し、また安定して存在していることが明らかとなった。またメタゲノム解析ならびにシングルセルゲノム解析により、いくつかの未知アーキアならびにバクテリアのゲノム断片の獲得に成功した。特に、門レベルの未知・未培養アーキア系統群については、バイオインフォマティクス解析により90%以上の完全性を有したゲノムの再構築に成功した。現在、そのゲノム情報から未知アーキアの基幹代謝情報の解析を行っているが、同アーキアが地下圏の炭素循環において重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。また未知アーキアや未知バクテリアが豊富に存在する地下圏環境試料を採取し、集積培養化を試みている。これまでに、門レベルや綱レベルの未知アーキアと未知バクテリアの集積培養化に至っており、その安定維持に取組んでいる。今後、上記のゲノム情報とあわせて、陸域地下圏アーキア・バクテリアの新生物機能の解明ならびに地下圏環境における生理生態機能の解明に役立てる予定である。本研究課題の推進により、様々な陸域地下圏環境におけるアーキアコミュニティーならびにバクテリアコミュニティーの解析を実施しており、いくつかの陸域地下圏環境において、未知アーキア系統群ならびに未知バクテリア系統群が安定して存在していることを明らかにしている。さらに、門・綱レベルで未知のアーキアやバクテリアのゲノム断片を獲得し、特に未知アーキアから非常に完全性の高いゲノムの再構築に成功し、未知アーキアの新生物機能の一端に迫るなど順調に成果を挙げている。本研究は、陸域地下圏に棲息する未知アーキア系統群とその周辺微生物の実態解明を目指している。特に、難培養微生物の培養技術とともに環境ゲノム情報解析技術を相互補完的に組み合わせて活用することで、これまで以上に陸域地下圏未知アーキアの実態に迫ろうとしている。今年度は、深部油ガス田環境、地下湧熱水環境、氷河堆積物環境などの陸域地下圏環境を対象として研究を実施した。特に、今年度は複数の新規メタン生成アーキアの純粋分離に成功した。その中でも、深部油田環境から分離したメタン生成アーキアが、石炭から直接メタンを生成する能力をもつこと、またこれまでに全く知られていないメタン生成経路で石炭の構成成分であるメトキシ芳香族化合物からメタンを生成することを明らかにし、その成果が米国科学誌Scienceに掲載されるなど特筆すべき成果を挙げた。また、昨年度までに、深部油ガス田ならびに地下湧熱水から門レベルの未知アーキアならびに未知バクテリアからなる複数の集積培養の獲得に成功しており、この集積培養物を対象としたメタゲノム情報から、それらの未知アーキアならびに未知バクテリアについて完成度の高いゲノムの再構築に成功した。そこで、今年度は、このゲノム情報を徹底解析し、未知アーキアの生理代謝機能の推定を実施した。その結果、未知アーキアの中には、水素と二酸化炭素から酢酸を生成してエネルギーを獲得する能力をもつものがいる可能性が示された。現在、いくつかの集積培養系を用いて、未知アーキアの代謝機能の実証実験をさらに進めるとともに、各種未知アーキア・未知バクテリアの純粋分離に取組んでいる。

陸域地下圏環境の嫌気性微生物はアーキアもバクテリアも培養の困難ないわゆる難培養微生物であると考えられており、同環境からの未知アーキアや未知バクテリアの集積培養化の事例も非常に少ない。しかしながら、我々のこれまでの研究で、既に門レベルの未知アーキアや未知バクテリアを内包する複数の集積培養化に成功し、環境ゲノム情報からそれらのゲノムの再構築にも成功し、未知アーキアの新たな生物機能ならびに物質循環プロセスに果たす役割の一端を明らかにするなど、大きな成果を挙げてきている。特に、今年度は、深部地下環境から石炭から直接メタンを生成する新規メタン生成アーキアを発見し、著名な国際科学誌に論文発表するなど大きな成果を挙げている。本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知アーキア群とその周辺微生物の実体を明らかにし、重要な生物地球化学プロセスにおいて地下圏の未知微生物群が果たす役割の解明を目指している。今年度は、これまでに国内外で採取した地下圏環境試料(地下湧熱水系、油田環境、ガス田環境、氷河堆積物環境等)を対象に、そこに生息する未知微生物群について高精度なゲノムの再構築を試みるとともに、獲得したゲノム情報から未知アーキアを含む未知の生理・生態機能の解明を実施した。その結果、門レベルの未知微生物群を含む地下圏バクテリア・アーキアのゲノムを高精度に再構築することに成功するとともに、本ゲノム情報に基づいて地下圏の未知微生物がもつ新たな生理代謝機能を見出すことに成功しており、地下環境の根源有機物の分解とメタン生成等の重要なプロセスに関与している可能性を明らかにした。さらに、昨年度に引き続いて、未知・未培養微生物系統群を豊富に内包する陸域地下圏試料を対象として、様々な基質と培養条件を設定して集積培養化を試みているが、これまでに未知アーキアならびに未知バクテリアの集積培養、さらには安定培養を実現することができており、本培養物を用いて地下圏未知アーキアとバクテリアの詳細な生理代謝機能の解析を実施した。確かな培養技術により得た「培養物」と「ゲノム情報」の両面から、地下圏の物質循環プロセスに果たす未知微生物群の役割を推定することができており、特に謎の多い未知アーキアの実態の一端を明らかにした。本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知・未培養アーキア系統群とその周辺微生物群の実体を明らかにし、メタンフラックス等の重要な生物地球化学プロセスにおいて未知アーキア群が果たす役割を解明することを目的とした。具体的には、深部油ガス田環境、地下湧水環境、氷河堆積物環境等の陸域地下圏環境を研究対象フィールドとし、地下圏試料を採取するとともに、従来の微生物学的手法、地球化学的手法に加えて、環境ゲノム解析技術と高度な培養技術を最大限活用し、陸域地下圏環境に生息する未知アーキア・未知バクテリアの多様性と未知の生理生態機能を解明した。本研究課題における取組みにより、多様な陸域地下圏環境におけるアーキアと周辺微生物群の多様性ならびに群集構造を明らかにしてきており、いくつかの地下圏環境からは未知アーキア系統群、未知バクテリア系統群の発見に至っている。
九州地方のネオテクトニクスの研究

後期新第三紀の九州中南部での噴火活動によるテフラの多くが凝灰岩層として宮崎層群中に挟在していることが推測され、当時の火山噴火活動の復元が可能である。宮崎層群中に挟在される凝灰岩層の産出頻度には3つのピークが認められる。そのK-Ar年代値と浮遊性有孔虫化石による年代から中南部九州の火山活動の活発な時期は、約6Ma,4Ma前後と3-2Maの時期であることが判明した。最後のピークは、肥薩火山区の火山層序とその年代から噴出起源であると推定される。これらの火山活動は、フィリピン海プレートの沈み込みの動きと中南部九州の地質現象との関連性が指摘されている。今回明らかになった3つのピークのうち、6Maの時期はフィリピン海プレートの沈み込みの開始時期と一致している。しかし、後の2つの噴火活動のピークはフィリピン海プレートの沈み込みの動きや方向と関連性があるのか、今後肥薩火山区の岩石学的な検討も含めて必要である。九州の後期新生代の火山活動域の一つは、中・北部地域にあり、いわゆる別府-島原地溝での火山活動と地溝の沈降との関係が議論されてきた。火山活動の間に形成された湖成層の対比をもとに中部九州の地溝形成に直接にかかわる断層を挟んだ地域の相対変位量の推定を行った。また、他の火山活動域のもう1つの南部九州の肥薩火山区に隣接する球磨山地の隆起運動の実体について検討した。球磨山地では少なくとも鮮新世の前期に隆起運動が開始され、傾動運動が進行している。一方、肥薩火山区南部では、その後の火山活動による地層は、基盤の低地を埋積するように分布している。八代海中部地域において反射地層探査の解析を行い、層序区分と海底活断層の分布について明らかにした。その結果、反射面のパターンにより5層(A,B,C,D,E)に分けることが出来る。C層はさらに3つに区分され、C2は入戸火砕流堆積物に相当し、2つの断層によって変位しており、活断層である事が明らかになった。東シナ海で採取されたピストンコアについて年代測定を行った結果、3万年以降の堆積物であることが判明した。宮崎層群の岩相層序学的調査をすすめ、現在までに岩相層序の大綱を把握し、微化石年代をあきらかにするために試料の採取をおこない、現在処理中である。また、コアラーによる古地磁気用の試料も採取した。更に、本層群に挟在する凝灰岩による対比と年代測定のための試料を採取した。測定試料は全て、斜長石を用い、25-100meshに篩分けした後、超音波洗浄器で洗浄を行った。Kの定量はメノウ乳鉢で粉末化した試料を約100mg秤量しHF、HNO_3で分解させ、Csを2000ppm干渉成分の抑制のために用い炎光分光分析計で測定した。測定誤差は2%以内であるが年代の誤差を求める際には5%で計算を行った。Arの分析は岡山理科大学蒜山研究所設置の単収束質量分析計を用い、_<38>Arをスパイクとする同位体希釈法で行った。

2gに秤量された試料は吸着Arを除去するために約200°Cで24時間予備加熱を行った後、1500°Cで試料ガスの抽出を行った。活性ガスの除去にはTi-Zrゲッターを用いた。6層準の凝灰岩について約7Ma1.5Maの間の結果を得た。なお、今後詳細な検討を更に続ける予定である。肥薩火山区の層序学的調査をすすめ、基盤の凹凸を埋めて、まず基盤岩類起源の礫岩から始まり、直上に安山岩質の火山性物質が厚く堆積し、場所により凝灰質の水成岩(例えば人吉層上部)を挟むことがあきらかになった。さらに、火山活動の後半には、各地に溶岩台地を形成していたことが明らかになった。今後、より詳細な火山層序を確立し、年代測定を行う予定である。八代海中部の海底地質調査は、平成5年11月1619日にかけてユニブーム型地層探査機を用いて実施した。それらを解析した結果、御所浦島および獅子島の東方には北東-南西系の断層集中部があり、それらの一部は地溝を形成していることが判明した。宮崎層群には多くの凝灰岩の分布が認められているが、一ツ瀬川沿いのルートでの現地調査による層位学的検討と構成鉱物の組み合わせから7層準については鍵層として追跡される。またEPMAによる火山ガラスの主成分組成もその結果を支持するものである。さらに浮遊性有孔虫層序と比較し宮崎層群の堆積地質年代は約7Maから2Maであり浮遊性有孔虫層序と矛盾しないことが明らかになった.宮崎市西北部に分布する宮崎層群の層序を明らかにするため,宮崎県国富町及び綾町に分布する宮崎層群の詳細な調査を行い,狭在する凝灰岩の追跡と浮遊性有孔虫化石層序の検討を行った。その結果,FDR-8においてPulleniatina primalisの初産出層準が,FDR-14においてGlobolotalia tumida tumidaの初産出層準が確認された.このことは千畑凝灰岩のK-Ar年代値と矛盾しない.以上のことから北部分布域の宮崎層群の下部層にZone N17(Blow,1969)の下部の存在が確認され,中新統の分布が広範囲に渡ることが判明した.九州の後期新生代の火山活動域の1つである南部九州の肥薩火山区に隣接する球麿山地の隆起運動の実体について検討した。球磨山地では少なくとも鮮新世の前期に隆起運動が開始され、傾動運動が進行している。一方、肥薩火山区南部では、その後の火山活動による地層は、基盤の低地を埋積するように分布している。八代海中部地域において反射地層探査の解析を行い、層序区分と海底活断層の分布について明らかにした。その結果、反射面のパターンにより5層に分けることが出来、中部層は特徴的で、2つの断層によって変位しており、活断層である事が明らかになった。東シナ海で採取されたピストンコアについて年代測定を行った結果、3万年以降の堆積物であることが判明した。
デユリン遺伝子の導入による癒着抑制に関する研究

成長因子は生体において組織の修復課程だけでなく、種々の病的状態の進展にも大きく関与していることが知られてきた。整形外科領域でも腱の癒着や肩関節周囲炎、Dupuytren拘縮などにおいて成長因子が中心的な働きをしていることが示唆されている。我々は関節内癒着モデルにおいて、外傷性癒着の形成に主要な成長因子の一つであるTGF-betaが重要な役割を果たしており、その活性を抑制する事で癒着の形成を阻害しうる可能性を探るために、まず、以下の実験(実験1)を行った。ウサギ大腿骨顆部の骨皮質を10mm×5mmに開窓した関節内癒着モデルに対して、浸透圧ポンプを用いて抗TGF-betaモノクローナル抗体を局所に投与し、4週間関節固定後にX-Pによる伸展制限評価、癒着部位の肉眼所見、組織学的所見を評価した。その結果、抗TGF-beta抗体を投与した群ではSham ope群やcarrior vehicleのみを投与した対照群と比べて有意に拘縮角度が小さく抑制されていることが判明した。一方、プロテオグリカンの一種であるデコリンは、TGF-betaと結合してその活性を低下させることが知られている。これらのことから、外傷性癒着形成過程でデコリンを投与すれば癒着形成が軽減されることが期待できる。そこで同様の関節内癒着モデルにデコリンを投与することで外傷性癒着が実際に阻害しうるのかを知る目的で、以下の実験(実験2)を行った。すなわち、実験1と同じプロトコールにてウシ関節軟骨由来のデコリン10,50,250μg/mlをPBSに溶解、持続投与した。4週間の関節固定後、デコリンを投与した3群では非投与のcontrol群と比べて有意に関節拘縮角度は小さく、またデコリン投与量に応じて程度が軽減することもわかった。以上から、抗TGF-beta抗体やデコリンを持続的に投与することで外傷後の関節癒着の形成抑制ができる可能性があると結論した。1)先行する報告には適切なモデルが見あたらないため、まず、実験モデルの作成から着手した。我々の臨床経験から関節内骨折の手術・術後関節固定ではしばしば関節拘縮が起こることより、同等の条件を関節周辺に作成することにした。骨皮質の開窓部を膝関節面に作成する方法をまず試みたが、癒着の程度にばらつきが大きく、これに実験操作を加えた後の評価が困難と思われたため、次に大腿骨顆部の側壁に骨皮質開窓を作成するモデルに変更した。骨皮質開窓部の至適な大きさを決定するためにたびたびの試みを繰り返した。引き続き、手術操作を加えた後の膝関節固定の方法として、ギプス固定・ピンニングによる固定など数種の方法を試み、固定方法としてはギプスを用いることとして、最終的に再現性のある膝関節拘縮モデルを作成した。2)以上のように作成されたウサギ膝関節癒着モデルに対して、関節拘縮・癒着に関連が強く示唆されているTGF-βの抗体、及びTGF-βの活性を競合的に抑制されると考えられるデコリンを直接投与し、その影響を比較検討する実験に移った。投与方法としてはosmoic pumpを用いて持続的に3週間に渡り癒着形成部位に上記の物質を投与している。現在進行中である。3)上記2)と並行して、癒着形成過程で出現する未分化な線維芽細胞に対するアデノウィルスの導入効率を検討する実験に対しても現在準備を進めているところである。

整形外科領域でも腱の癒着や肩関節周囲炎、Dupuytren拘縮などにおいて成長因子が中心的な働きをしていることが示唆されている。我々は関節内癒着モデルにおいて、外傷性癒着の形成に主要な成長因子の一つであるTGF-betaが重要な役割を果たしており、その活性を抑制する事で癒着の形成を阻害しうる可能性を探るために、まず、以下の実験(実験1)を行った。ウサギ大腿骨顆部の骨皮質を10mm×5mmに開窓した関節内癒着モデルに対して、浸透圧ポンプを用いて抗TGF-betaモノクローナル抗体を局所に投与し、4週間関節固定後にX-Pによる伸展制限評価、癒着部位の肉眼所見、組織学的所見を評価した。その結果、抗TGF-beta抗体を投与した群ではsham ope群やcarrior vehicleのみを投与した対照群と比べて有意に拘縮角度が小さく抑制されていることが判明した。一方、プロテオグリカンの一種であるデコリンは、TGF-betaと結合してその活性を低下させることが知られている。これらのことから、外傷性癒着形成過程でデコリンを投与すれば癒着形成が軽減されることが期待できる。そこで同様の関節内癒着モデルにデコリンを投与することで外傷性癒着が実際に阻害しうるのかを知る目的で、以下の実験(実験2)を行った。すなわち、実験1と同じプロトコールにてウシ関節軟骨由来のデコリン10,50,250μg/mlをPBSに溶解、持続投与した。4週間の関節固定後、デコリンを投与した3群では非投与のcontrol群と比べて有意に関節拘縮角度は小さく、またデコリン投与量に応じて程度が軽減することもわかった。以上から、抗TGF-beta抗体やデコリンを持続的に投与することで外傷後の関節癒着の形成抑制ができる可能性があると結論した。
塩酸イリノテカンの濃度モニタリングによる個別化医療の可能性検証

現在の抗がん標準治療は臨床試験のエビデンスに基づいているものの、患者個々人に関して見た場合、その治療法が真に最適化されたものになっているとは言えない。塩酸イリノテカン(CPT-11)はカーバメート型のプロドラッグであり、主として肝臓や小腸に存在するカルボキシエステラーゼ(CES2)によって切断・活性化され、活性代謝物であるSN-38へと変換される。SN-38はさらに、グルクロン酸転移酵素(UGT)によってグルクロン酸抱合体(SN-38G)へと代謝されて解毒を受ける。そのため、この解毒経路を主に担う酵素であるUGT1A1の遺伝子多型に着目した研究が行われてきた。その結果、UGT1A1プロモーター領域の多型であるUGT1A1*28、またエキソン1の多型であるUGT1A1*6とUGT1A1*27を有する患者においては、SN-38の解毒能力が低下していることが明らかにされ、これらの遺伝子多型を判定するための体外診断薬が上市されている。一方で、SN-38の血漿中濃度を決定する要因としては、CPT-11からCES2による切断活性化によって生じる速度も関与するため、CES2の活性個人差が重要な役割を果たしている可能性も想定され、塩酸イリノテカンの、より安全な個別化医療の実施には、直接血漿中SN-38濃度を測定する方が適切である可能性も考えられた。そこで、東京大学医学部附属病院において、転移再発結腸・直腸癌に対してFOLFIRI療法を受けている患者を対象として、血中濃度モニタリングを副作用回避の指標とし得るかを検証することを目標に検討を開始した。LC-MS/MSによってCPT-11,SN-38およびその代謝物であるSN-38G、また、CYP代謝によって生成する不活性代謝物であるAPCおよびNPCの血漿中濃度を、一斉定量する手法を確立した。またこれまでの東大病院での検討も含めて、投与後2時間後のSN-38血漿中濃度を基準とした場合は、25ng/mLを境界として高い群では副作用が強い傾向にあると考えられる。APCやNPCなどの不活性代謝物が副作用に関連する傾向は見出されていない。今後、より症例を集積して検討を進めたい。
１９世紀ブルガリアの商港都市に関する社会史的・建築学的研究：都市空間と交易

平成28年度は、二回の海外調査と一回の国際会議発表を行った。海外調査は、ブルガリアでの文書史料調査と建築・都市調査、ならびにキプロスでの建築・都市調査である。ブルガリア国立図書館ブルガリア歴史アーカイヴにおける調査では、研究課題に沿い、19世紀のブルガリア正教徒貿易商でドナウ沿いの商港都市のなかでも特にスビシトフとルセに事業拠点を持った商人の帳簿・書簡・不動産売買文書等を重点的に収集した。ルセの国立文書館では、19世紀のブルガリア正教徒自治組織の税金徴収関係文書を重点的に調査した。ルセでは、以上の文書の内容から判明した当時の商業建築の位置や遺構を確認する調査と、実際に都市を踏査して街路・街区形態と都市組織から旧市街の商業地区を遡及的に復元するための調査を行った。当地の歴史学研究者とも文書・絵図史料や研究課題について情報交換を行った。ヴェリコ・タルノヴォ国立文書館では、19世紀の商人に関する文書、土地証書、ワクフ文書など本研究課題に関する文書史料の収集をひととおり終えることができた。キプロスにおける建築・都市調査は、主要四都市(ニコシア、リマソル、ラルナカ、パフォス)とトロドス山脈で行った。キプロスにはオスマン朝時代の宗教・商業建築が数多く残されており、中心商業地区も近世の都市構造を残していることから、ブルガリアの大都市ではすでに失われている近世の都市構造を復元的に検討するための有用な比較材料を得ることができた。キプロスのニコシアで行われた「中世・ビザンツ学会議2017」では、近年調査をし始めたバルカン半島側アドリア海沿岸諸都市の一つであるモンテネグロの港町コトルの都市構造の変遷に関する研究発表を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は1ドナウ下流域・黒海沿岸のフィールド・都市調査、2ブルガリア国立図書館ブルガリア歴史アーカイヴにおける文献史料調査・収集、先行研究の収集・整理、3収集した史料の分析と論文の執筆を行った。1に関しては、平成26年10月11月に調査を行った。ドナウ下流域の約半分に相当するセルビアの鉄門からブルガリアのルセまでの沿岸地形調査と港湾部を中心とした都市の立地と空間構成に関する調査を行い、沿岸地形と都市・集落の分布・立地の分析を行った。都市調査は19世紀の主要商港都市であるヴィディン、ルセ、ヴァルナの三か所で実施した。19世紀の港湾部と商業地区の復元的考察を目的として現行の地籍図・航空写真、19世紀当時の古地図と実際の都市空間を照合して空間変遷の分析を行った。2に関しては、平成27年2月にブルガリア国立図書館において行った。ブルガリア歴史アーカイヴ部門では、所蔵文書史料の総目録全体に目を通し、商人名または商会名ごとにまとめられた19世紀のブルガリア正教徒商人に関する項目を抽出したうえで、各項目の史料概要の把握に努めた。また、ブルガリア正教徒商人によるドナウ交易ならびにドナウ流域史に関する先行研究の収集を行った。3に関しては、「ブルガリアの都市と交易に関する史的研究:19世紀ブルガリア正教徒商人を中心に」という題目で博士論文を提出し、平成26年9月に東京大学から博士(工学)の学位を取得した。また、日本建築学会若手奨励特別研究委員会報告書に「19世紀末ソフィアにおける都市の荒廃ー陸路交易との関係を中心に」を執筆し、19世紀のドナウ交易の隆盛によるバルカン半島内陸交易都市の衰退過程を著わした。調査・研究過程においてブルガリアおよびアメリカの史学研究者と情報交換を行った。平成27年度においては、以下の研究成果発表ならびに調査・研究を行った。研究成果発表は以下の二つである。継続的に行ってきた19世紀ブルガリアの都市と交易に関する研究成果の一部を「ブルガリア正教徒商人による商業施設の建設と交易空間ー19世紀のタルノヴォを事例としてー」としてまとめ、『日本建築学会計画系論文集』に投稿し、掲載された。また、19世紀のドナウ川下流域および黒海の商港都市に関して、"In Transit: Balkan Trade Cities along the Danube and Black Sea"と題した学会発表をアメリカ建築史学会(Society of Architectural Histrians)第68回大会にて行った。調査・研究は、主として以下の三つである。一つめはブルガリア国立図書館ブルガリア歴史アーカイブ部門における文書史料調査で(平成27年7月に実施)、19世紀のブルガリア正教徒商人のうち、ドナウ川の商港都市に拠点を置いて事業を展開した商人の文書史料の調査・収集を行った。二つめはバルカン半島側のアドリア海沿岸商港都市に関する都市調査で(平成27年7、8月に実施)、アドリア海沿岸の四カ国十都市で現地調査を行った。現地の歴史博物館等で情報・資料収集につとめ、港湾部と歴史的商業地区を中心とした都市形成・空間構成の調査・分析を行った。三つめは、ブルガリア国立ルセ文書館と同ソフィア文書館における文書史料調査で(平成28年2、3月に実施)、ルセ文書館においては19世紀ブルガリア正教徒自治組織文書の調査・収集を行った。ソフィア文書館においては19世紀末のソフィア市議会議事録に関する調査を行った。以上の調査から得られた資料等をもとに日本において研究作業を進めた。平成27年度は、研究発表、現地調査ともにおおむね順調に進展した。研究発表については、『日本建築学会計画系論文集』に19世紀のブルガリア正教徒商人と交易空間との関わりについて論じた論文を発表し、アメリカ建築史学会第68回大会において、19世紀のドナウ下流域と黒海の都市に関して研究発表を行うことができた。

後者は、建築史の国際会議としては世界でも有数の規模であり、そのような場での発表経験、および数多くの欧米の建築史研究者との交流は非常に有益であった。現地調査は夏期と冬期の二回に分けて行った。文献史料調査は、ブルガリア国立図書館、ブルガリア国立ルセ文書館、同ソフィア文書館において行い、19世紀のドナウ交易に携わり、特にドナウ下流域の都市に事業拠点を設けていた正教徒商人の商業関係文書を中心に調査・収集することができた。さらに19世紀ルセのブルガリア正教徒自治組織文書を調査し、そのなかから当時の徴税台帳や教会文書などを収集した。これらの調査から、本研究課題の核となる文書史料を入手することができた。都市・建築調査はルセとアドリア海沿岸諸都市において行った。本研究課題の中心的研究対象であるルセでは、現地での聞き取り調査から19世紀の建造と推定される隊商施設を三か所特定し、歴史的商業地区と合わせて写真撮影を行った。アドリア海沿岸諸都市では、基本都市構造と歴史的商業地区の空間構成を把握するために都市調査を行った。この調査からバルカン半島の歴史的商港都市の空間的な多様性を理解することができ、相互比較の視点を養うことができた。以上のことから、平成27年度は順調に研究課題を遂行することができたと考えられる。平成28年度は、二回の海外調査と一回の国際会議発表を行った。海外調査は、ブルガリアでの文書史料調査と建築・都市調査、ならびにキプロスでの建築・都市調査である。ブルガリア国立図書館ブルガリア歴史アーカイヴにおける調査では、研究課題に沿い、19世紀のブルガリア正教徒貿易商でドナウ沿いの商港都市のなかでも特にスビシトフとルセに事業拠点を持った商人の帳簿・書簡・不動産売買文書等を重点的に収集した。ルセの国立文書館では、19世紀のブルガリア正教徒自治組織の税金徴収関係文書を重点的に調査した。ルセでは、以上の文書の内容から判明した当時の商業建築の位置や遺構を確認する調査と、実際に都市を踏査して街路・街区形態と都市組織から旧市街の商業地区を遡及的に復元するための調査を行った。当地の歴史学研究者とも文書・絵図史料や研究課題について情報交換を行った。ヴェリコ・タルノヴォ国立文書館では、19世紀の商人に関する文書、土地証書、ワクフ文書など本研究課題に関する文書史料の収集をひととおり終えることができた。キプロスにおける建築・都市調査は、主要四都市(ニコシア、リマソル、ラルナカ、パフォス)とトロドス山脈で行った。キプロスにはオスマン朝時代の宗教・商業建築が数多く残されており、中心商業地区も近世の都市構造を残していることから、ブルガリアの大都市ではすでに失われている近世の都市構造を復元的に検討するための有用な比較材料を得ることができた。キプロスのニコシアで行われた「中世・ビザンツ学会議2017」では、近年調査をし始めたバルカン半島側アドリア海沿岸諸都市の一つであるモンテネグロの港町コトルの都市構造の変遷に関する研究発表を行った。
ユーラシアステップにおける持続的草原利用の体系化と実践

本研究の目的はユーラシアステップ東部地域を対象として植生景観の健全性を維持可能な遊牧方法を地域ごとに明らかにすることである.これを実現するために,第一に植生の健全性を評価する手法を開発し,各遊牧民世帯がどれだけ植生の健全性を維持しながら遊牧を行っているのかを把握できるようにすることを目指した.第二に遊牧民による植生景観利用に関する情報をモンゴル全土から収集し,各地域において植生の健全性を維持する遊牧方法をまとめることを目指した.まず植生の健全性を評価する手法の開発については,1年目および2年目において,種数を指標にした評価方法の開発と,現在の植生データと1960年代から1980年代に収集された植生データを比較することで評価する方法の開発を行った.3年目は新たに1920年代に撮影された写真を活用して長期的な植生変化の把握を行った.具体的にはホスタイ国立公園周辺を対象として2010年代に撮影された写真との比較を行った.つづいて遊牧民による植生景観利用に関する情報の収集については2年目までに,モンゴル中東部に位置するセレンゲ県,ボルガン県,アルハンガイ県,トゥブ県,スフバートル県,ドルノゴビ県において聞き取りによる情報収集を行った.3年目は新たにモンゴル西部に位置するバヤンウルギー県とアルハンガイ県において遊牧民への聞き取り調査を行った.遊牧民に彼らが利用する季節宿営地を案内してもらい,それぞれの宿営地においてどのように日帰り放牧を行うのか,放牧にどのような植物種を重視するのかなど,広く情報収集を行った.またロシア人地理学者A. D. Simukovが残した1930年代の遊牧生活をまとめた論文を分析し,植生景観利用に関する情報のさらなる収集に努めた.具体的には当時のアルハンガイ県,ウブルハンガイ県,南ゴビ県を対象とした論文を分析した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主目的は,ユーラシアステップ東部地域を対象として植生景観の健全性を維持可能な放牧方法を地域ごとに明らかにすることである.当該年度はモンゴル中東部に位置するセレンゲ県,ボルガン県,アルハンガイ県,トゥブ県,スフバートル県,ドルノゴビ県等において,植物の生育期である7月下旬から8月下旬にかけて約1カ月間の現地調査を実施した.現地調査では牧民世帯への聞き取り調査と各牧民世帯の行動圏内における植生調査を実施した.聞き取り調査は全10の牧民世帯から行い,季節移動の回数や場所,季節移動するタイミング,季節や家畜種ごとに重要な植物種,水資源の確保等について広く情報収集を行った.植生調査は聞き取り調査で明らかになった季節ごとの滞在場所周辺の植生構造を記録した.聞き取り調査と植生調査で得られた情報を基にして,モンゴル中東部の森林ステップ帯,ステップ帯,砂漠ステップ帯における季節移動パターンと各季節に利用する植物種の類型化を行った.同時に研究代表者が2011年度から2016年度にかけて収集した植生データを用いて,種数を指標にした植生劣化評価を行った.類型化の結果と植生劣化評価の結果,聞き取り調査で収集した情報を合わせて解釈することで,植生景観を維持できる放牧利用パターンの解明と植生景観の劣化を引き起こす放牧利用を行わなければならない原因究明に取り組んだ.これらの研究成果に関して現在国際誌へ論文投稿準備中である.牧民世帯への聞き取り調査と各牧民世帯の行動圏内における植生調査に関して順調にデータの収集を行うことができ,牧民の植生景観利用パターンの類型化が進展したため.また研究代表者が2011年度から2016年度にかけて収集した植生データを用いて植生劣化評価を行い,その成果も用いることで植生景観の健全性を維持可能な植生景観利用パターンの解明についても進展があったため.本年度は昨年度から継続して各地域の植生劣化状況の把握と遊牧民の植生景観利用パターンの類型化に取り組んだ.その結果,以下の4つの成果を得た.1.モンゴル全域を対象とした植生劣化評価:モンゴル全域を対象として,種数を指標にした植生劣化評価を昨年度から継続して行った.現在,研究成果を国際誌に投稿準備中である.2.ウランバートル周辺県を対象とした植生劣化評価:ウランバートル周辺県を対象として,研究代表者が収集した植生データ(現在データ)と1960年代から1980年代に収集された植生データ(過去データ)を比較し,長期的な種組成変化を評価した.研究成果がJournal of Arid Land Studiesに受理され,印刷中である.3.モンゴル全域を対象とした遊牧民の植生景観利用パターンの類型化:過去に行われた遊牧様式の類型化に関する研究をレビューし,研究代表者が昨年行った聞き取り調査の結果と統合することで,モンゴル全域を対象とした植生景観利用パターンの類型化を進めた.現在研究成果を論文投稿準備中である.4.ウランバートル周辺県を対象とした遊牧民の植生景観利用パターンの類型化:昨年度行った聞き取り調査で収集した情報を用いて,ウランバートル周辺県における詳細な植生景観利用パターンを整理した.具体的には季節の移動,各営地で利用する植生景観や植物に着目して整理を行った.現在研究成果を論文投稿準備中である.

過去に行われた遊牧様式の類型化に関する研究の収集が順調に進み,モンゴル全域を対象とした植生景観利用パターンの類型化が大きく進展したため.またモンゴル全域を対象とした植生劣化評価,ウランバートル周辺県を対象とした植生劣化評価,ウランバートル周辺県を対象とした遊牧民の植生景観利用パターンの類型化も着実に進展しているため.本研究の目的はユーラシアステップ東部地域を対象として植生景観の健全性を維持可能な遊牧方法を地域ごとに明らかにすることである.これを実現するために,第一に植生の健全性を評価する手法を開発し,各遊牧民世帯がどれだけ植生の健全性を維持しながら遊牧を行っているのかを把握できるようにすることを目指した.第二に遊牧民による植生景観利用に関する情報をモンゴル全土から収集し,各地域において植生の健全性を維持する遊牧方法をまとめることを目指した.まず植生の健全性を評価する手法の開発については,1年目および2年目において,種数を指標にした評価方法の開発と,現在の植生データと1960年代から1980年代に収集された植生データを比較することで評価する方法の開発を行った.3年目は新たに1920年代に撮影された写真を活用して長期的な植生変化の把握を行った.具体的にはホスタイ国立公園周辺を対象として2010年代に撮影された写真との比較を行った.つづいて遊牧民による植生景観利用に関する情報の収集については2年目までに,モンゴル中東部に位置するセレンゲ県,ボルガン県,アルハンガイ県,トゥブ県,スフバートル県,ドルノゴビ県において聞き取りによる情報収集を行った.3年目は新たにモンゴル西部に位置するバヤンウルギー県とアルハンガイ県において遊牧民への聞き取り調査を行った.遊牧民に彼らが利用する季節宿営地を案内してもらい,それぞれの宿営地においてどのように日帰り放牧を行うのか,放牧にどのような植物種を重視するのかなど,広く情報収集を行った.またロシア人地理学者A. D. Simukovが残した1930年代の遊牧生活をまとめた論文を分析し,植生景観利用に関する情報のさらなる収集に努めた.具体的には当時のアルハンガイ県,ウブルハンガイ県,南ゴビ県を対象とした論文を分析した.次年度は当該年度と同様の聞き取り調査と植生調査をモンゴル西部地域で実施し,牧民の植生景観利用パターンの広域的な類型化を進める.合わせて,継続して植生景観の健全性を維持可能な放牧利用パターンの解明と植生景観の劣化を引き起こす放牧利用を行わなければならない原因究明に取り組む予定である.モンゴル西部における現地調査の実施が困難である場合は,これまで収集したデータの追加解析に注力する.モンゴル全域を対象とした植生劣化評価に関する内容の論文投稿作業,モンゴル全域を対象とした遊牧民の植生景観利用パターンの類型化に関する内容の論文投稿作業とさらなる情報収集,ウランバートル周辺県を対象とした遊牧民の植生景観利用パターンの類型化に関する内容の論文投稿作業を進める.そしてすべての研究成果を統合することで,植生景観の健全性を維持可能な放牧方法を地域ごとに明示することを目指す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
電解水燃料を用いる新規光化学電池の創製

本研究は太陽光エネルギーと(水)海水を用いて、化学エネルギーを電気エネルギーに変換できる新規の光補助電解水中和電池の創製を目的として実施した。本研究で提案の光補助電解水中和電池は水を電気分解する際に得られる酸性及び塩基性の電解水(化学エネルギーの保持媒体)を中和反応させて電気を取り出し、繰り返し再利用可能な仕組みを有している。本研究によって、以下の成果が得られた。【基本仕組みの確立】酸性電解水及び塩基性電解水の中和反応から電気を取り出せる仕組みを実験的に証明し、それを実現可能な素子の基本構造を確立させることができた。【発電メカニズムの解明】本素子の起電力の大きさは酸性電解水及び塩基性電解水間の水素イオン濃度差で支配されていることを明らかにした。本研究で試作した単一セルで最大電圧約0.6 V程度(理論値の約72%)を実現した。【出力の制御】電解水間に設けられた複合隔離膜の構造及び照射する光の量によって中和反応の速度が制御され、出力電流量の調節が可能であることを実験的に示した。【特性劣化の原因解明】電解水の中和反応とともに生成された中和水の蓄積により、素子の内部抵抗が増加し、経時的な出力特性の低下原因になることを明らかにした。【副産成果】多元系化合物半導体における異相の選択的な除去処理に酸性または塩基性電解水それぞれが異なる反応性を示していることが確認され、単相化合物の合成に有効活用できる可能性を見出した。本研究は電解水と太陽光エネルギーを利用して電気エネルギーを取り出せる新規光化学電池の創製を目的として実施している。初年度では光化学電池の基本素子構造の確立を主な目的として実験を実施した。【基本素子の設計について】はじめに、素子の主要な部分にあたる酸性及び塩基性電解水を隔離するために必要な分離膜の開発に着目した。主には、カーボンナノチューブ(CNT)と酸化グラフェン(GO)の複合積層膜(半導体光吸収媒体)の作製条件の最適化を検討した。現段階では、8層、6層、4層などのCNT/GO複合積層膜の形成に成功しており、同複合積層膜の機械的強度の検証や電気的特性の評価を行い、実際の素子に実装して、その有用性について確認した。また、素子面積の大型化に必要なグラフェン膜の大面積化についても検討した。【素子の基本特性及び基礎物理現象の解明について】本研究で開発した光化学電池から、開放(無負荷)時に最大約0.6V程度の電圧が得られており、これは理想の約50%程度であるが基本的な動作原理を十分に確認することができた。一方、起電力源である酸性と塩基性電解水の中和反応の進行とともに出力の低下がみられており、これは電極あるいは分離膜近傍における中和水の蓄積による素子内部インピーダンスの増加が原因であることが分かった。これにより、素子効率の改善には反応後の副産生成物である高抵抗中和水の排出機構が必要であることが現在の実験データから、明らかになった。H28年度では素子の基本構造の確立を目標としており、これまでに開放電圧が約0.6V程度の素子の開発に成功しており、素子の最低限の基本動作を確認できた段階にある。ただし、反応時間の進行とともに素子内部抵抗の上昇により、電流出力特性が低下するという新たな課題に直面しており、さらなる改善が必要であるが、当初の計画通りにおおむね遂行できると考えている。初年度では基本素子の構造を確立させ、2年目のH29年度では特性の効率向上を目的とした素子構造の改善を中心に検討した。【初年度の成果及び課題】本素子の基本形を確立することができたが、電解水の中和反応時間が進行するに伴い、素子内部で高抵抗の中和水が蓄積し、出力特性が低下する問題が明らかになった。【H29年度の成果及び課題】<素子の効率化>初年度で明らかになった中和水の蓄積問題を解消するために、電解水の流動機構を取り入れる仕組みを検討した。特に同軸形2重反応槽の機構を用いて酸性または塩基性電解水の流動性を実現できた。流動機構なしの時に比べ、特性の低下を緩和できる傾向を確認できたが、十分な性能を得るにはさらなる検討が必要な状態である。一方、酸性及び塩基性電解水の分離膜として用いたCNT/GO複合膜による反応速度の制御は可能であることが分かった。<素子群の相互作用の検証>基本素子構造の確立により当初の計画通り、H29年度後期では複数の素子を作製し、並列及び直列接続状態での特性について調べることができた。単体の素子同様、素子群の状態においても内部抵抗の大きさが、相互に悪影響を与えていることが確認された。また、素子同士の特性のばらつきも特性の悪化につながることが明らかになり、引き続き検討していく必要がある。これまでの研究成果により、本素子の特有問題として、中和反応時間の経過とともに高抵抗の中和水が素子内部に蓄積する課題が明らかになっている。また、素子間の特性のばらつきも実際の応用上では大きな課題であることが確認された。基本的な計画はおおむね進められているが、素子特性の改善には不十分であり、当初の計画に加え、これらの課題解決に向けて新たな検討を行っているため、当初のシステム化目標よりやや遅れている。本研究は太陽光エネルギーと(水)海水を用いて、化学エネルギーを電気エネルギーに変換できる新規の光補助

電解水中和電池の創製を目的として実施した。本研究で提案の光補助電解水中和電池は水を電気分解する際に得られる酸性及び塩基性の電解水(化学エネルギーの保持媒体)を中和反応させて電気を取り出し、繰り返し再利用可能な仕組みを有している。本研究によって、以下の成果が得られた。【基本仕組みの確立】酸性電解水及び塩基性電解水の中和反応から電気を取り出せる仕組みを実験的に証明し、それを実現可能な素子の基本構造を確立させることができた。【発電メカニズムの解明】本素子の起電力の大きさは酸性電解水及び塩基性電解水間の水素イオン濃度差で支配されていることを明らかにした。本研究で試作した単一セルで最大電圧約0.6 V程度(理論値の約72%)を実現した。【出力の制御】電解水間に設けられた複合隔離膜の構造及び照射する光の量によって中和反応の速度が制御され、出力電流量の調節が可能であることを実験的に示した。【特性劣化の原因解明】電解水の中和反応とともに生成された中和水の蓄積により、素子の内部抵抗が増加し、経時的な出力特性の低下原因になることを明らかにした。【副産成果】多元系化合物半導体における異相の選択的な除去処理に酸性または塩基性電解水それぞれが異なる反応性を示していることが確認され、単相化合物の合成に有効活用できる可能性を見出した。現在は基本動作を確認するために簡易な固定型電解水保持容器を用いているため、非流体の状態で電解水の反応を行っている構造になっており、中和反応の進行とともに高抵抗の中和水が素子内に蓄積して、素子の特性が低下してしまう課題が確認されている。この課題を解消するために、以下のような方策で推進していく予定である。1)固定型電解水保持容器の代わりに重力を利用して反応対象の酸性または塩基性電解水の流れ機構を設けることによって、反応後に生成される中和水の排出経路を確保できる仕組みを導入する。現在は既に上記の流動式機構の有効性について検証し始めている段階であるが、素子の基本的な動作確認はできているため、当初のH29年度(高効率化)の計画に大きな影響が出ないと想定している。ただし、H30年度(システム化)の計画についてはH29年度の今後の進展状況によって、多少の修正が生じる可能性はあると予想している。次年度は申請当初に予定していたシステム化実験に加え、以下の計画で研究を進める予定である。【素子特性向上について】素子内部抵抗の上昇問題の解消が特性向上に直接つながっているため、引き続き検討する。特に、流動機構の最適化及び分離膜による中和反応の最適化について調査する。また、CNT/GO複合膜のほかに代替可能な化合物膜の検討も進める予定である。申請当初、H28年度で購入予定であった「電流電圧・電流元/モニタ」の代替機器を用意できたたことで、その分の経費を節約できたため、実際の使用額が当初の予定より少なくなった。H29年度では以下のように進める予定である。「1」素子の高効率化:この部分では主に光吸収媒体における水素イオン及び水酸化イオンの伝導効率の向上について調査を継続する予定である。
遺伝子ネットワークの操作による新規細胞の創出

脊椎動物の神経堤細胞は脊椎動物の胚発生において神経・表皮境界領域から生じ、体の様々な場所に移動して神経細胞、グリア細胞、色素細胞、骨や軟骨など、様々な細胞に分化し脊椎動物の体を作る上で重要な役割を果たしている。海産無脊椎動物ホヤは脊椎動物と同じ脊索動物であるが、神経提細胞は持っていない。したがって、脊椎動物の進化の過程で、神経・表皮境界領域の細胞が移動能と多分化能をもつことによって神経提細胞が生み出されたのではないかと考えられている。しかし、ホヤでも、神経・表皮境界領域からできる細胞が,不完全ではあるが神経提細胞に似た性質をもつことが報告されている。本研究では脊椎動物の神経提細胞形成のネットワークとホヤの神経・表皮境界領域における遺伝子ネットワークを比較し、ホヤで欠如しているネットワークを補うことにより、ホヤに人為的に神経提細胞を作りだすことを試みる。これまでのところホヤで欠如しているネットワークの構成遺伝子のうち重要と思われるいくつかの遺伝子について、ホヤのネットワークを人工的に補う遺伝子導入実験のためのコンストラクトを作成した。脊椎動物の神経提細胞形成のネットワークとホヤの神経・表皮境界領域における遺伝子ネットワークを比較すると、ホヤでも共通のサブネットワークが多く見つかるが、神経提細胞を特殊化するネットワークや、細胞の移動や分化をつかさどるネットワークの一部が欠けている。昨年度はホヤで欠如しているネットワークの構成遺伝子のうち重要と思われるいくつかの遺伝子(FAP2,myc,SoxF, FoxD)について、ホヤのネットワークを人工的に補う遺伝子導入実験のためのコンストラクトを作成した。具体的には、ホヤの神経・表皮境界領域で発現を誘導するmsxb遺伝子のエンハンサー領域にこれらの遺伝子をつないだコンストラクトを作成した。これらをホヤの胚に導入したところ背側神経・表皮境界領域に発現することを確認した。現在これらの胚において神経堤細胞特異的遺伝子が誘導されているか確認する作業を行っている。30年度に作成した遺伝子導入コンストラクトを実際に胚への導入を現在すすめており、これらの胚で異所的に神経堤細胞が誘導されているか、マーカー遺伝子の発現の有無などを見ることにより検証していく。どのようなマーカー遺伝子の発現を調べるのか、今後神経堤細胞に関する論文を参考にしつつ、ホヤに相同遺伝子が存在しているか調べながら進めていく。脊椎動物の神経提細胞遺伝子ネットワークとホヤのネットワークを比較してところ、ホヤで欠如している遺伝子の数は少なくとも10個ある。今までのところうちの4つの遺伝子(TFAP2,myc,SoxF, FoxD)で解析をすすめている。これらの遺伝子を導入した胚で変化が見られない場合、さらに他の遺伝子を導入して神経堤細胞のようなものを作り出せるのか探る。今年度はホヤで欠如しているネットワークの構成遺伝子のうち重要と思われるいくつかの遺伝子について、ホヤのネットワークを人工的に補う遺伝子導入実験のためのコンストラクトを作成した。

脊椎動物の神経提細胞形成のネットワークとホヤの神経・表皮境界領域における遺伝子ネットワークを比較すると、ホヤでも共通のサブネットワークが多く見つかるが、神経提細胞を特殊化するネットワークや、細胞の移動や分化をつかさどるネットワークの一部が欠けている。昨年度はホヤで欠如しているネットワークの構成遺伝子のうち重要と思われるいくつかの遺伝子(FAP2,myc,SoxF, FoxD)について、ホヤのネットワークを人工的に補う遺伝子導入実験のためのコンストラクトを作成した。具体的には、ホヤの神経・表皮境界領域で発現を誘導するmsxb遺伝子のエンハンサー領域にこれらの遺伝子をつないだコンストラクトを作成した。これらをホヤの胚に導入したところ背側神経・表皮境界領域に発現することを確認した。現在これらの胚において神経堤細胞特異的遺伝子が誘導されているか確認する作業を行っている。29年度に作成した遺伝子導入コンストラクトを実際に胚に導入して、人為的は神経堤細胞ができているのかマーカー遺伝子の発現の有無などを見ることにより検証していく。脊椎動物の神経提細胞遺伝子ネットワークとホヤのネットワークを比較してところ、ホヤで欠如している遺伝子の数は少なくとも10個ある。遺伝子を人工的に導入する実験では複数の遺伝子を様々な組み合わせで導入する予定である。さらに発現時期や発現量についても変える必要がある場合は、msxb遺伝子以外にもホヤの神経・表皮境界領域で発現を誘導するのエンハンサーは複数存在しているのでそれらを利用することも視野にいれる。30年度に作成した遺伝子導入コンストラクトを実際に胚への導入を現在すすめており、これらの胚で異所的に神経堤細胞が誘導されているか、マーカー遺伝子の発現の有無などを見ることにより検証していく。どのようなマーカー遺伝子の発現を調べるのか、今後神経堤細胞に関する論文を参考にしつつ、ホヤに相同遺伝子が存在しているか調べながら進めていく。今までのところうちの4つの遺伝子(TFAP2,myc,SoxF, FoxD)で解析をすすめている。これらの遺伝子を導入した胚で変化が見られない場合、さらに他の遺伝子を導入して神経堤細胞のようなものを作り出せるのか探る。29年度は遺伝子導入実験のための準備として主にDNAコンストラクトを作成することに費やしていた。加えて、カタユウレイボヤの調子があまり良くなく、発生が悪い時が多かったため遺伝子導入実験がはかどらなかった。30年度に遺伝子導入実験を進める計画である。30年度はカタユウレイボヤの受精卵に遺伝子を導入する実験を行っていたが猛暑や雨のためカタユウレイボヤの調子があまり良くなく、発生が悪い時が多かったため遺伝子導入実験がはかどらなかった。今年度は遺伝子導入実験を進め、表現型の解析まで行う計画である。