hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形特性を考慮した三次元電磁界解析による低損失な高温超伝導ケーブル構造の研究

1.次世代(RE系)高温超伝導導体を集合導体化したときの交流損失の検討低コスト化が期待される磁性基板を用いた超伝導導体(磁性基板導体)の交流通電損失の数値解析を行い、磁性基板の透磁率が大きいほど導体端部に電流が集中し、交流通電損失が増加することを明らかにした。また、磁性基板導体(比透磁率は3000)を無限平面並列配置としたときの交流通電損失特性は、非磁性基板導体のそれとは異なり、隣接導体間距離が0.2mmでも、隣接導体の影響をほとんど受けないことを明らかにした。さらに、単層円筒状配置型集合導体モデルにおいて、超伝導導体層が磁性基板に対して内側に位置するモデルと外側に位置するモデルそれぞれの交流通電損失を有限要素法により求めた。その結果、内側に位置するモデルでは、交流通電損失が磁性基板導体素線のそれよりも数倍大きくなり、外側に位置するモデルでは減少する結果が得られた。これらの結果は隣接導体間距離に大きく依存し、隣接導体間距離が近くなるほど、それぞれの特性が顕著となることを明らかにし、磁性基板導体による集合導体の交流損失は、非磁性基板導体のそれよりも導体構造に大きく依存することを明らかにした。今後の課題は、多層同軸ケーブルは電流容量が大きくなるため、磁性基板の磁気特性に磁気飽和などの非線形性を考慮した解析モデルによる検討が必要である。また、磁性基板も交流損失を生じるので、基板の損失も考慮した評価が必要である。2.解析モデルの妥当性の検証ノリスの楕円モデルおよびストリップモデルと解析モデルとの交流通電損失を比較し、一致することを確認した。また、二層高温超伝導ケーブルの通電実験を行ったが、素線間の電流不均一により、解析モデルの定量的な検証は行えなかった。しかし、撚りの影響により内側の層に流れる電流等の現象は解析モデルと同様であり、ある程度の妥当性は示された。高温超伝導ケーブルは,超電導体の導電率が非常に大きいことと,複雑な形状である多層スパイラル構造を有するため,三次元電磁界解析を行う際,実モデルを用いて多数の超伝導素線を有限要素分割していては要素数が膨大になり,非線形解析を行うのは現実的ではない。そこで,各層でツイストされた超伝導ケーブルを導電率に異方性を有することでマクロな導体として取り扱う手法を開発した。さらに,超伝導ケーブルの幾何学的形状の対称性より,周期境界条件を用いて少領域での解析を行うことで解析時間を短縮し,過小緩和法を用いて高温超電導体の非線形性を表すn値を考慮した交流損失を求める解析モデルを開発した。これを用いて,通電層1層とシールド層1層からなる超伝導ケーブルの交流損失の解析を行った結果,各層の周方向のマクロ的な導電率が交流損失に大きく影響することを示した。また,シールド層を構成する素線間に空隙が大きいと磁束が漏れ,素線端部に磁束が集中し交流損失が増加する可能性を示した。さらに,三次元有限要素法のA-φ法による電気スカラポテンシャルφの境界条件を用いることにより,高温超伝導体の非線形特性であるn値を考慮した,シールド層を含めた各層異なるツイストピッチを有する同軸多層構造の高温超伝導ケーブルの偏流解析を行い,導体層およびシールド層内部の電流分布の詳細を示した。また,ツイストピッチが各層間の偏流やシールド層をも含めた交流損失に及ぼす影響について明らかにした。本年度の成果を要約すると以下のようになる。1.解析ツールの向上同軸多層超電導ケーブルは、その形状の対称性よりケーブル断面における周方向に等しい電磁界分布を有する。よって、中心軸から距離が等しい全ての周方向のベクトルポテンシャルおよび長手方向のベクトルポテンシャルを未知等ポテンシャルとして取り扱い、また、径方向には電流が流れないため、径方向のベクトルポテンシャルをゼロとすることにより、未知変数を大幅に削減し、非線形収束性の大幅な向上を行った。また、解析手法は、磁気ベクトルポテンシャルのみを未知変数とするA法とし、ケーブル断面の通電層に等電気スカラーポテンシャルを入力項とする電圧入力法を用いた。これらの解析ツールの改良により、大幅な計算コストの削減を行った。2.シールド層の撚りピッチが通電層の電流分布に与える影響通電層2層(S撚)・シールド層1層(Z撚)、および通電層3層(S撚)・シールド層1層(Z撚)の電磁界解析を行った結果、通電層の電流分布はシールド層の撚りピッチに大きく依存し、さらに通電層とシールド層を逆方向に撚ることにより、通電損の撚りピッチを極端に短くすることなく通電電流を均流化できることを示した。3.低損失な同軸多層高温超電導ケーブル構造の検討通電層3層(S撚)・シールド層2層(Z撚)から成る同軸多層高温超電導ケーブルの解析を行った結果、通電層においては、各層に流れる電流が各層の臨界電流値を超えない範囲で外側の層に偏流し、シールド層においては同じく、臨界電流値を超えない範囲で内側の層に偏流する場合にケーブルの損失が小さくなることを示した。また、各層に流れる電流が各層の臨界電流値を超えると損失が大きくなるため、通電電流の大きさにより交流損失が最小となるケーブル構造(撚りピッチの組み合わせ)が変化することを示した。1.次世代(RE系)

高温超伝導導体を集合導体化したときの交流損失の検討低コスト化が期待される磁性基板を用いた超伝導導体(磁性基板導体)の交流通電損失の数値解析を行い、磁性基板の透磁率が大きいほど導体端部に電流が集中し、交流通電損失が増加することを明らかにした。また、磁性基板導体(比透磁率は3000)を無限平面並列配置としたときの交流通電損失特性は、非磁性基板導体のそれとは異なり、隣接導体間距離が0.2mmでも、隣接導体の影響をほとんど受けないことを明らかにした。さらに、単層円筒状配置型集合導体モデルにおいて、超伝導導体層が磁性基板に対して内側に位置するモデルと外側に位置するモデルそれぞれの交流通電損失を有限要素法により求めた。その結果、内側に位置するモデルでは、交流通電損失が磁性基板導体素線のそれよりも数倍大きくなり、外側に位置するモデルでは減少する結果が得られた。これらの結果は隣接導体間距離に大きく依存し、隣接導体間距離が近くなるほど、それぞれの特性が顕著となることを明らかにし、磁性基板導体による集合導体の交流損失は、非磁性基板導体のそれよりも導体構造に大きく依存することを明らかにした。今後の課題は、多層同軸ケーブルは電流容量が大きくなるため、磁性基板の磁気特性に磁気飽和などの非線形性を考慮した解析モデルによる検討が必要である。また、磁性基板も交流損失を生じるので、基板の損失も考慮した評価が必要である。2.解析モデルの妥当性の検証ノリスの楕円モデルおよびストリップモデルと解析モデルとの交流通電損失を比較し、一致することを確認した。また、二層高温超伝導ケーブルの通電実験を行ったが、素線間の電流不均一により、解析モデルの定量的な検証は行えなかった。しかし、撚りの影響により内側の層に流れる電流等の現象は解析モデルと同様であり、ある程度の妥当性は示された。
がん代謝で制御される抗酸化代謝フラックスが抗がん剤耐性に及ぼす影響

がん代謝は、がん細胞がさまざまな環境に対応できるように解糖系優位に代謝をリプログラミングした結果であり、そのため劣悪な環境にも対応できるために、抗がん剤の作用にも耐性を発揮することが示唆されている。増殖で生じる活性酸素種(ROS)を制御するための対抗手段として機能している可能性が示されており、がんにおける代謝の変化はその複雑な代謝クロストークも相まって全容解明には未だ至っていない。平成30年度は、膵がん細胞株MIAPaCa2と肺がん細胞A549に対し、2-デオキシグルコース(2DG)と抗がん剤など薬剤を投与し、細胞死誘導における相乗作用をN-アセチルシステイン(NAC)あるいは糖質Aが抑制するかどうかを調べた。薬剤にはメトホルミン(Met)とシスプラチン(CDDP)を用いた。また、A549細胞における細胞生存の評価では、2DG+Metによる細胞死はNACでは抑制されなかったが、糖質Aによりわずかにレスキューされた。一方で、2DG+CDDPによる細胞死は、NACあるいは糖質Aのいずれの投与でも抑制されなかった。また興味深いことに、A549細胞においてNACによる細胞毒性が認められた。異なる臓器由来のがん細胞株に2DGと抗がん剤の組合せで処理し、ROSあるいは酸化ストレスによる細胞毒性かどうかを抗酸化物質NACを用いて検証することは、当初の予定通りに進展した。その一方で、当初計画では平成30年度中に細胞内抗酸化代謝物やROSの生成量を調べる予定だったが、実施できなかった。2DGと抗がん剤など薬剤の組合せによる細胞毒性は、MIAPaCa2とA549で異なる機序で生じることが示唆された。この理由として、2DGやNACなどの取込み量に依る可能性が考えられたが、現状で説明する手段が無いため、細胞内の抗酸化代謝物量や解糖系活性、ミトコンドリア呼吸を測定し間接的に毒性発現メカニズムの解析を行う必要がある。計画にあるxenograftモデルを用いた検討を進める予定で、これにより生体におけるがん代謝制御によるがんの縮小効果が認められるかどうかを調べる。がん代謝は、がん細胞がさまざまな環境に対応できるように代謝を解糖系優位にリプログラミングした結果であり、そのため劣悪な環境にも対応できるために、抗がん剤の作用にも耐性を発揮することが示唆されている。近年ではこれらのがん代謝はドライバー遺伝子を始めとする様々ながん関連遺伝子の制御によりリプログラミングを受けていることが明らかとなってきた。また、がん代謝ががんの速い増殖を支えるための生体高分子の産生に寄与するのみならず、増殖で生じる活性酸素種(ROS)を抑制するための対抗手段として機能している可能性が示されており、がんにおける代謝の変化はその複雑な代謝クロストークも相まって全容解明には未だ至っていない。解糖系阻害薬である2-デオキシ-D-グルコース(2DG)をがん細胞株に投与すると、細胞死を誘発するとともに細胞内グルタチオンなどの抗酸化代謝物の著明な減少を引き起こす。さらに本研究の先行研究として2DG投与細胞のプロテオーム解析において、がん関連遺伝子の下流タンパク質群が発現変化を示した。本研究は、がん細胞における解糖系阻害を介した抗酸化代謝物の制御が細胞死を引き起こすという実験的証拠に基づき、がん代謝が抗がん剤感受性に及ぼす影響を理解することを目的する。平成29年度は、2DG投与による膵がん細胞株MIAPaCa2の細胞死が、抗酸化物質であるN-アセチルシステイン(NAC)を共投与することで抑制されることを確認した。さらに、MIAPaCa2細胞に抗がん剤シスプラチンを2DGと共投与することで、細胞死が相乗的に増加すること、その細胞死がNACによりレスキューされることを見出した。これらのことから、2DGにより誘発される活性酸素種(ROS)が、シスプラチンの抗がん作用を増加していることが示唆された。当初予定していた2DGと抗がん剤の相乗的作用については確認できたが、複数細胞種での解析、細胞内の抗酸化代謝物の定量的評価に至ることが出来なかったため。理由として2DGと抗がん剤の処理濃度の検討に、想定以上に時間がかかってしまったことが挙げられる。

その一方で、当初計画では平成30年度中に細胞内抗酸化代謝物やROSの生成量を調べる予定だったが、実施できなかった。平成29年度の研究計画で実施できていない実験について実施するとともに、平成30年度に予定している、xenograftモデルを用いたin vivo実験についても細胞での検討が進み次第、実施する。2DGと抗がん剤など薬剤の組合せによる細胞毒性は、MIAPaCa2とA549で異なる機序で生じることが示唆された。この理由として、2DGやNACなどの取込み量に依る可能性が考えられたが、現状で説明する手段が無いため、細胞内の抗酸化代謝物量や解糖系活性、ミトコンドリア呼吸を測定し間接的に毒性発現メカニズムの解析を行う必要がある。計画にあるxenograftモデルを用いた検討を進める予定で、これにより生体におけるがん代謝制御によるがんの縮小効果が認められるかどうかを調べる。平成29年度の研究計画が当初の予定よりも遅れているため。既に測定キットや代謝物標品などは購入済みであるが、現時点で1セットのみの購入である。平成30年度に遅れている実験を実施予定のため、当初の2年目以降の計画と合わせて計画通りの使用計画となる予定である。平成30年度の研究進捗が当初の予定より遅れているため。平成31年度は細胞内の抗酸化代謝物・ROSの測定やxenograftマウスモデルによる生体での2DGと薬剤の二剤投与を実施し、研究成果の論文化を進める予定である。
ヒストンH3のメチル化が生殖細胞の分化に果たす役割

得られた生殖細胞特異的G9a欠損マウス雄を複数の野生型の雌と自然交配させたが、調べたすべてにおいて不妊であった(n=8)。生後1週のG9a欠損精巣では顕著な変化は認められないが、2週、3週では明らかに精子形成過程の不全が認められた。すなわち、G9a欠損の精巣では未分化なspermatogoniaと、ある程度の分化したspermatocyteは存在していた。しかし反面、相同染色体の対合が完了したpachytene spermatocyteは全く認められなかった。以上のことから、精子形成において、第一減数分裂の完了にG9aは必須であることが分った。次にG9a欠損の雌の表現型を調べるべく、野生型の雄と交配した。その結果、不妊のマウスと子供を作れるマウスの2種が存在することが分かり、その比率は3:1であった(n=12)。妊娠可能なマウスにおいて、生まれてくる仔の数は1回の平均でおよそ3匹程度と少なく、また、生涯の出産回数も13回程度と顕著に減少していた。卵巣切片の解析により、G9a欠損の成熟雌は野生型の10分の1以下の数の卵子しか保持していなかった。このことから、やはり卵子の成熟過程にもG9aが重要な機能を担っていることが示された。生殖細胞特異的G9a欠損マウスの樹立生殖細胞特異的G9a欠損マウスの表現型解析1)生殖細胞特異的G9a欠損マウス・雄得られた生殖細胞特異的G9a欠損マウス(以下GGKOマウスと略す)雄を複数の野生型の雌と自然交配させた。8匹すべてにおいて不妊がみとめられた。以上のことは雄の生殖細胞の発生にG9aが必須であることを示した。さらに3ヶ月令マウスの精巣切片では、成熟した精子が全く検出できなかった。特に減数分裂以降の細胞が全く認められないことから、減数分裂による半数体化のプロセスにG9aが関わっていることが示唆された。2)生殖細胞特異的Gga欠損マウス・雌得られたGGKOマウス雌を複数の野生型の雄と交配した。その結果、不妊のマウスと子供を作れるマウスの2種が存在することが分かり、その比率はおよそ2:1であった。妊娠可能なマウスにおいて、生まれてくる子殿の数は1回の平均でおよそ3匹程度と少なかったことから、雌の生殖細胞の分化にG9aは必須ではないものの、やはり重要な機能を有することが推察された。
磁性体模型における新規なトポロジカル励起と量子液体相

スピン1のハイゼンベルグ項と双二次相互作用項から成るSU(2)対称性を有する最も基本的な模型であるbilinear-biquadratic模型において、u(3)代数に基づき、量子スピンネマティック相などのダイナミクスを記述する方程式を導いた。実際、三角格子上のこの模型において、4次のRunge-Kutta法を用いてこの方程式を解き、数値的に動的構造因子を計算したところ、flavor-wave理論に基づく動的構造因子と整合的な結果を得た。本研究手法は、これまでの研究により見出した、ホモトピー論と場の理論のみでは捉えきれない新しいトポロジカル励起において、そのダイナミクスを調べる直接的方法である。2次元におけるトポロジカル励起(ソリトン)は静的には安定ではないことが知られているが、動的には安定であってもよく、ダイナミクスを調べる一つの動機であり、今後の課題でもある。本年度はマグノン(ボゾン)系Z2トポロジカル相の研究に関しても進展があった。ボゾン系における時間反転対称性はKramers対の存在を保証しないことから、この系の相をトポロジカル不変量によって特徴づけるという研究は現在までなされてこなかった。そこで、ボゾン系においてもKramers対の存在を議論できるような擬時間反転演算子を導入し、その対称性に基づきマグノンスピンホール系のZ2トポロジカル不変量を定義した。また、2つのマグノンスピンホール系の模型を具体的に構築し、トポロジカル不変量とマグノン励起スペクトルを計算したところ、トポロジカルに保護されたヘリカルエッジ状態の有無とトポロジカル不変量が一対一に対応した結果が得られた。この模型のうちの1つは、これまでのマグノンスピンホール系の文脈では議論されてこなかった、スピン非保存項を伴う模型である。これはマグノン系Z2トポロジカル相の3次元への拡張において重要な進展でもある。当初の計画にはなかった内容であるが、計画していた研究に密接に関連した研究に関する上記の数値計算手法を開発できたため。また、上記「研究実績の概要」だけに留まらず、計画に無かった成果として、トポロジーに関連した新しいトピックについても重要な研究成果(教師なし学習による量子スピン鎖におけるトポロジカル相転移の検出など)が得られているため。また、これらの成果に関して、学術論文にて発表するだけでなく、国内外の学会や会議等で成果発表を行い、そこでの様々な研究者との積極的な議論を通じて、今後の新たな進展への指針にもつながっているため。今年度の順調な研究の進捗状況をふまえて、予定通り2019年度の研究計画を遂行する。また、今年度研究計画に無かった成果を挙げることが出来たため、それらの問題についても深化・発展を図る。スピン1のハイゼンベルグ模型に双二次相互作用項を付加した模型である三角格子上bilinear-biquadratic模型において、ホモトピー論に基づいた解析的な計算と数値的な最適化法の一つであるアニーリング法を用いることで、どのようなトポロジカル励起が現れるかを網羅的に明らかにした。その結果、SU(2)対称性を有する反強磁性ネマティック相で現れるnon-Abelianなトポロジカル点欠陥のうちの一つは、二つに分裂しコア領域を拡大するという非自明な構造を有することが明らかとなった。これはホモトピー論と場の理論だけでは予測ができない、格子上におけるトポロジカル励起の微視的構造であり、数値計算をして初めて分かる構造である。また、当初の研究計画に基づき、bilinear-biquadratic模型におけるトポロジカル励起のシミュレーションを効率良く行う、アニーリング法を含めたモンテカルロ法のプログラム開発も行った。高効率アップデートの具体的実装方法は、物理的描像に基づいた円錐近似アップデートを、5次元超球面上へ拡張することで行った。実際に、従来の方法と比べ、本手法は低温領域で100-1000倍以上の計算効率を出すことを確認した。一つのデモンストレーションとして、(スピン1の)強磁性相におけるトポロジカル励起であるスカーミオンに対しこの手法を適用し、有限サイズスケーリングを行い、スピンの空間変化の滑らかさに対応するパラメタを変えることで、トポロジカルチャージ(スカーミオン数)が整数値を取ることを示した。本研究手法は、格子上の微視的な模型そのものから生じるトポロジカル励起の微視的構造をより詳細に調べる方法として有望である。当初の計画にあった研究内容について着実に成果が得られているため。また、上記「研究実績の概要」だけに留まらず、計画に無かった成果として、トポロジーに関連した新しいトピックについても重要な研究成果(乱れがあるもとでのトポロジカル絶縁体/超伝導体の同定とトポロジカル不変量の効率的数値計算法など)が得られているため。

本研究手法は、これまでの研究により見出した、ホモトピー論と場の理論のみでは捉えきれない新しいトポロジカル励起において、そのダイナミクスを調べる直接的方法である。2次元におけるトポロジカル励起(ソリトン)は静的には安定ではないことが知られているが、動的には安定であってもよく、ダイナミクスを調べる一つの動機であり、今後の課題でもある。本年度はマグノン(ボゾン)系Z2トポロジカル相の研究に関しても進展があった。ボゾン系における時間反転対称性はKramers対の存在を保証しないことから、この系の相をトポロジカル不変量によって特徴づけるという研究は現在までなされてこなかった。そこで、ボゾン系においてもKramers対の存在を議論できるような擬時間反転演算子を導入し、その対称性に基づきマグノンスピンホール系のZ2トポロジカル不変量を定義した。また、2つのマグノンスピンホール系の模型を具体的に構築し、トポロジカル不変量とマグノン励起スペクトルを計算したところ、トポロジカルに保護されたヘリカルエッジ状態の有無とトポロジカル不変量が一対一に対応した結果が得られた。この模型のうちの1つは、これまでのマグノンスピンホール系の文脈では議論されてこなかった、スピン非保存項を伴う模型である。これはマグノン系Z2トポロジカル相の3次元への拡張において重要な進展でもある。当初の計画にはなかった内容であるが、計画していた研究に密接に関連した研究に関する上記の数値計算手法を開発できたため。また、上記「研究実績の概要」だけに留まらず、計画に無かった成果として、トポロジーに関連した新しいトピックについても重要な研究成果(教師なし学習による量子スピン鎖におけるトポロジカル相転移の検出など)が得られているため。また、これらの成果に関して、学術論文にて発表するだけでなく、国内外の学会や会議等で成果発表を行い、そこでの様々な研究者との積極的な議論を通じて、今後の新たな進展への指針にもつながっているため。今年度の順調な研究の進捗状況をふまえて、予定通り平成30年度の研究計画を遂行する。また、今年度研究計画に無かった成果を挙げることが出来たため、それらの問題についても深化・発展を図る。今年度の順調な研究の進捗状況をふまえて、予定通り2019年度の研究計画を遂行する。当該助成金が生じたのは、大学業務のため予定していた海外渡航をキャンセルせざるを得なかったためである。また、研究の遂行状況と今後の成果発表などを考慮し、次年度購入予定であったMacBook Proを先に購入し、今年度購入予定であったMac Proの購入を見送ったためである。
乳蛋白貭の遺伝子発現の調節機構

多数のホルモンの作用によって多種類の蛋白質を合成する乳腺の遺伝子発現系を解明するためには、無血清細胞培養系を確立するとともに、その蛋白質産物をアッセイする系を構築すること、また、乳蛋白質をコ-ドする遺伝子の転写を調べるためのプロ-プをクロ-ニングし、さらに、一ー乳蛋白質の合成を指令するプロラクチンの情報を細胞内に伝達する機構を解明するため、レセプタ-の性質を研究することが不可欠である。この目的にそって行われた本研究で、以下の成果を得た。1.浮遊コラ-ゲンゲンル細胞培養法によってマウス乳腺を培養し、培養液中に乳蛋白質を合成・分泌させ、カゼインをウェスタ-ンブロットにより検出した。さらに、マウスのαおよびΒカゼインをそれぞれ認識するもノクコ-ナル抗体を作った。この実験系を用いて、乳腺を最終分化させるためのホルモンはインシュリン+グルココルチコイド+プロラクチンであることが確認した。ビタミンDの分化誘導作用を検討したが、ビタミンDはグルココルチコイドにかわることができない。2.乳蛋白質の遺伝子のうち、ΒカゼインのcDNAおよびゲノムDNAはすでにクロ-ニングされており、酸性乳清蛋白質のcDNAもクロ-ニングされている。本研究では、αカゼインのcDNAのクロ-ニングを試みており、いくつかのクロ-ンを得ており、現在、塩基配列を分析中である。そのほかに、分子量4ー5万の乳蛋白質をコ-トするcDNAの断片とそのゲノムのDNAをクロ-ニングした。まだ、完全な同定は終わっていない。3.兎乳腺のプロラクチンレセプタ-を認識するモノクロ-ナル抗体を作り、これを用いて乳腺のレセプタ-を解析した。乳腺のプロラクチンレセプタ-には分子量8万と4万の2種類が存在する。ペプチドマッピングの結果、分子量4万のレセプタ-は分子量8万のレセプタ-の一部であることが明らかとなった。1.乳腺上皮の無血清細胞培養系における乳蛋白質の合成分泌:(1)マウス乳腺をコラ-ゲンゲル上に浮遊培養する系を用い、培養液中にカゼインを分泌させた。培養液を電気泳動しカゼインの3つの主要構成成分に分画し、ウェスタンブロットしてカゼインに特異的なポリクロ-ナルおよびモノクロ-ナル抗体を用いて検出した。αカゼインは、インスリンのみでも分泌がみられるのに対し、βカゼインの分泌はインスリンとともにプロラクチンを必要とする。(2)カゼインに対するモノクロ-ナル抗体を作った。この抗体はウエスタンブロット法で、それぞれαカゼインとβカゼインを特異的に認識する。これを用いて、乳腺の組織切片を酵素抗体法で染色したところ、基底膜側の細胞は染色されず、腺膣側細胞のみ染色された。2.カゼインcDNAの調製とゲノムDNAのクロ-ニング:(1)αカゼインcDNAと思われるDNAをクロ-ニングした。このDNAは約700塩基対であり、全長の半分であると思われる。(2)このcDNAをプロ-ブとして、DNAライブラリ-からゲノムDNAをクロ-ニングし、1クロ-ンを得た。これらDNAを現在、同定中である。3.プロラクチンレセプタ-の精製とプロラクチン結合の熱力学的特性の解析:(1)兎乳腺のミクロソ-ム分画から、イオン交換クロマトグラフィ-、ConAカラムクロマトグラフィ-、モノクロ-ナル抗体によるアフィニティ-

クロマトグラフィ-により、プロラクチンレセプタ-を精製した。精製蛋白質の中には、なお分子量の異なる3種類の分子が混在するが、それらはプロラクチン結合を有するのでレセプタ-であることは疑う余地がない。(2)プロラクチンとレセプタ-の結合の熱力学的特性の解析から、この結合は予想以上に安定なものであることが明らかとなった。多数のホルモンの作用によって多種類の蛋白質を合成する乳腺の遺伝子発現系を解明するためには、無血清細胞培養系を確立するとともに、乳蛋白質およびそれをコ-ドする遺伝子の転写・翻訳のアッセイ系を確立し、乳蛋白質の合成に関与するプロラクチンの情報伝達系を解明することが不可欠である。そのため、本研究を行い、以下の成果を得た。1.浮遊コラ-ゲンゲル細胞培養法によってマウス乳腺を培養し、培養液中に乳蛋白質を合成・分泌させ、カゼインをウェスタ-ンブロットにより検出した。さらに、マウスのαおよぴβカゼインをそれぞれ認識するモノクロ-ナル抗体を作るハイブリド-マを選択した。この実験系を用いて、乳腺を最終分化させるためのホルモンはインシュリン+グルココルチコイド+プロラクチンであることを確認した。ビタミンDの分化誘導作用を検討したが、ビタミンDはグルココルチコイドにかわることができない。2.乳蛋白質の遺伝子のうち、βカゼインのcDNAおよびゲノムDNAはすでにクロ-ニングされており、酸性乳清蛋白質のcDNAもクロ-ニングされている。本研究では、αカゼインのcDNAのクロ-ニングを試みており、いくつかのクロ-ンを得ているが、まだ同定を終わっていない。そのほかに、分子量約4万の乳蛋白質をコ-ドするcDNAの断片とそのゲノムのDNAをクロ-ニングしたが、これもまだ同定は終わっていない。3.兎乳腺のプロラクチンレセプタ-を認識するモノクロ-ナル抗体を作り、これを用いて乳腺のレセプタ-を解析した。乳腺のプロラクチンレセプタ-には分子量8万と4万の2種類が存在する。ペプチドマッピングの結果、分子量4万のレセプタ-は分子量8万のレセプタ-の一部であることが明らかとなった。スプライシングの差異か、蛋白質の修飾によるかはいまだ明らかではない。
分化制御因子としてのギャップ結合蛋白質コネキシンの研究

われわれは細胞の初期分化過程において、特定の細胞系譜にコミットされた集団と他の細胞集団との間にはギャップ結合細胞間コミュニケーションが存在しないこと、つまり、系譜が異なる細胞集団間に細胞間コミュニケーションのコンパートメント形成が起こることを明らかにし、分化制御因子としてのギャップ結合の重要性を提起してきた。本研究では、新しい細胞系譜が出現する時、発現するギャップ結合蛋白質connexin (Cx)の種類と組み合わせが変り、周辺の細胞とは異なった細胞間コミュニケーションのコンパートメントが形成されるという仮説を立てた。この仮説を検証する目的で,多分化能を持つマウス胚性腫瘍細胞を用いたin vitro初期心筋細胞分化モデルを作成し,以下の結果を得た。1.多分化能を持つマウス胚性腫瘍細胞株P19に、心筋特異的αミオシン重鎖(αMHC)遺伝子プロモーターとEGFPとの融合遺伝子(αMHC promoter-EGFP)を導入した細胞株(P19ME)を樹立した。2.P1gME細胞株は、1%DMSO処理によって、高頻度で心筋分化が誘導されること、心筋に分化した細胞を拍動だけではなく、EGFPの蛍光により同定出来ることを確認した。3.P19ME4細胞では、未分化な状態において、ギャップ結合蛋白のうち、Cx43,Cx45の発現は認められるが、Cx40の発現は認められないことを確認した。また、DMSO処理による分化誘導後、拍動する心筋細胞の出現以前に、心筋特異的転写因子とCx40 mRNAの発現が認められた。心筋で発現しているコネキシンでもその種類によって異なった発現調整が行われていることを明らかにした。4.心筋へ分化させたP19ME4細胞に心筋で発現しているギャップ結合蛋白質のCx43,Cx40の免疫染色を行った。Cx40は、α-MHC陽性心筋に分化した細胞集団に限局した発現が認められたが、Cx43は心筋細胞集団だけではなくα-MHC陰性の非心筋細胞にも発現が認められた.われわれは細胞の初期分化過程において、特定の細胞系譜にコミットされた集団と他の細胞集団との間にはギャップ結合細胞間コミュニケーションが存在しないこと、つまり、系譜が異なる細胞集団間に細胞間コミュニケーションのコンパートメント形成が起こることを明らかにし、分化制御因子としてのギャップ結合の重要性を提起してきた。1)多分化能を持つマウス胚性腫瘍細胞株P19 clone 6に、心筋特異的αミオシン重鎖(αMHC)遺伝子プロモーターとEGFPとの融合遺伝子(αMHC promoter-EGFP)を導入した細胞株(P19ME)を樹立した。2)P19ME細胞株を1%DMSO処理により、高頻度で心筋分化が誘導されること、心筋に分化した細胞を拍動だけではなく、EGFPの蛍光により同定出来ることを確認した。3)P19ME4細胞では、分化誘導後、拍動する心筋細胞の出現以前に、心筋特異的転写因子とCx40mRNAの発現が認められた。4)細胞株に心筋で発現しているギャップ結合蛋白質のCx43,Cx40の免疫染色を行った。

Cx40は、α-MHC陽性心筋に分化した細胞集団に限局した発現が認められたが、Cx43は心筋細胞集団だけではなくα-MHC陰性の非心筋細胞にも発現が認められた.われわれは細胞の初期分化過程において、特定の細胞系譜にコミットされた集団と他の細胞集団との間にはギャップ結合細胞間コミュニケーションが存在しないこと、つまり、系譜が異なる細胞集団間に細胞間コミュニケーションのコンパートメント形成が起こることを明らかにし、分化制御因子としてのギャップ結合の重要性を提起してきた。本研究では、新しい細胞系譜が出現する時、発現するギャップ結合蛋白質connexin(Cx)の種類と組み合わせが変り、周辺の細胞とは異なった細胞間コミュニケーションのコンパートメントが形成されるという仮説を立てた。この仮説を検証する目的で,多分化能を持つマウス胚性腫瘍細胞を用いたin vitro初期心筋細胞分化モデルを作成し,以下の結果を得た。1)多分化能を持つマウス胚性腫瘍細胞株P19に、心筋特異的αミオシン重鎖(αMHC)遺伝子プロモーターとEGFPとの融合遺伝子(αMHC promoter-EGFP)を導入した細胞株(P19ME)を樹立した。2)P19ME細胞株は、1%DMSO処理によって、高頻度で心筋分化が誘導されること、心筋に分化した細胞を拍動だけではなく、EGFPの蛍光により同定出来ることを確認した。3)P19ME4細胞では、未分化な状態において、ギャップ結合蛋白のうち、Cx43,Cx45の発現は認められるが、Cx40の発現は認められないことを確認した。また、DMSO処理による分化誘導後、拍動する心筋細胞の出現以前に、心筋特異的転写因子とCx40 mRNAの発現が認められた。心筋で発現しているコネキシンでもその種類によって異なった発現調整が行われていることを明らかにした。4)心筋へ分化させたP19ME4細胞に心筋で発現しているギャップ結合蛋白質のCx43,Cx40の免疫染色を行った。Cx40は、α-MHC陽性心筋に分化した細胞集団に限局した発現が認められたが、Cx43は心筋細胞集団だけではなくα-MHC陰性の非心筋細胞にも発現が認められた.
明治期講談の基礎的研究

平成6年度は「京都日出新聞」について、平成7年度は「大阪毎日新聞」について、それぞれマイクロフィルムよって調査し、講談関連記事(「講談」「講釈」の文字を含むもの、及び講談席・講釈師を扱ったもの)を抜き出して、「明治期京都の講談-京都日出新聞に見る-」と「明治期大阪の講談-大阪毎日新聞に見る-」とをまとめ、それぞれ「甲南女子大学研究紀要」に発表した。更に、「東京日日新聞」「やまと新聞」「京都日出新聞」「大阪毎日新聞」について新聞掲載講談年表を作成した。明治期の京都・大阪の講談の特徴としては、1.地元の新聞は、東京の講談師が来阪すると記事として詳しく書き立てるが、肝心の地元の京都・大阪の講談の寄席興行については、あまり詳しく書かない。この傾向は特に大阪に於いて著しい。大阪では、落語が比較的扱われているのに対して、講談の興行状況は殆ど取り上げられていない。却って京都の興行案内を載せている程である。2.京都に於いては、明治中期までは新京極以外の講談席の記述も見られるが、中期以降は殆ど新京極の記事に終始する。大阪では、明治中期以降、各地の講談寄席の記事が目に付くようになるが、落語より格下と見られていたのは間違いない。3.京都の講談については、明治末年までに衰亡した事が確認できるが、大阪の講談については、大正期の新聞を調べてみないと何とも言えない。以上である。以上である。平成6年度は「京都日出新聞」について調査し、講談関連の記事を抜粋して「明治期京都の講談-京都日出新聞に見る-」という論文をまとめ、『甲南女子大学研究紀要』第31号に発表した。これは、「京都日出新聞」に掲載された講談関連の記事を抜き出し、年月・日付順に並べたものである。京都に着目し、「講談」「講釈」の語を含む記事、講釈師関連の記事を抜き出すことによって、明治時代における、新京極を中心とした京都講談界の実態が生き生きと把握でき、一次の隆盛から、明治末期までに講談が衰亡していった様を如実に把握することができた。また、「東京日日新聞」「やまと新聞」について、新聞掲載講談年表を作成した。平成7年1月17日早朝の兵庫県南部大地震により、自宅・研究室の書物・書類が散乱し、その片付け整理のために時間を取り、平成6年度最後の3箇月はほとんど何もできないような状態であった。京都について一応の成果をまとめたので、平成7年度に大阪に目を転じ、「大阪毎日新聞」を取り扱う予定である。「大阪毎日新聞」から講談関連記事を抜き出して「明治期大阪の講談」を年表形式にまとめ、更にその他の新聞についても主要新聞掲載講談年表をまとめる予定である。前年度は「京都日出新聞」について調査したが、今年度は「大阪毎日新聞」をマイクロフィルムによって調査し、講談関連記事(「講談」「講釈」の文字を含むもの、及び講談席・講釈師を扱ったもの)を抜き出して、「明治期大阪の講談-大阪毎日新聞に見る-」をまとめ、「甲南女子大学研究紀要」に発表した。更に、「京都日出新聞」「大阪毎日新聞」について新聞掲載講談年表を作成した。明治期大阪の講談の特徴としては、1.大阪毎日新聞は、東京の講談師が来阪すると記事として詳しく書き立てるが、地元大阪の講談の寄席興行については、あまり詳しく書かない。落語が比較的扱われているのに対して、講談の興行状況は殆ど取り上げられていない。2.明治三十一年末の「芸園落葉篭」という投書欄を見ると、各人が大阪京都の講談師の贔屓・評価をしているが、結局は、ある人の言う「名人上手と云講談師は京阪の間に一人も居ません」というのが実体のようである。以上である。
神経系特異的及び分化初期に一過的に発現が上昇する遺伝子のクローニングとその機能

神経系は高度に分化した複雑な組織であり、その形成過程には多数の分子及び分子間認識が必要である。飛躍的な分子生物学技術の進歩により、in vivo, in vitroの系を用いて神経発生時にその発現が変化する遺伝子単離の試みが世界中で行われている。しかし、いまだその報告は充分ではなく未知の重要な遺伝子が存在すると考えられている。我々はサブトラクション法/プラスマイナス法により、マウス脳腫瘍由来NS20Y細胞のdbcAMPによる神経分化に伴って高発現するクローンN27KとそのスプライシングフォームN23Kを得た。この両遺伝子は(1)ノーザンブロットでのmRNA発現量はNS20Y細胞の神経突起伸長時に一過的に増加する、(2)成熟マウスのノーザンブロットでは脳・脊髄にのみ発現する、(3)胎生期マウス脳での発現が一過的である、という特徴を持つ。さらに抗体作製により(4)N27KとN23Kがコードするタンパク質はウエスタンブロットでは、それぞれ23kDa,27kDaであり、dbcAMPにより一過的に誘導される、(5)両タンパク質は神経突起伸長に伴い突起先端にドット状に局在し、ネットワーク形成時には非常に減少する、ことを見いだした。ところが、N23K、N27Kタンパク質中に、1995年10月12日号Natureに掲載されたラット脳由来新奇神経ペプチドnociceptinが含まれることを見いだした。彼らは我々とはまったく違うアプローチをとり、この分子が神経分化に関与することにはまったくふれていない。我々は、新規神経ペプチド前駆体を世界で初めてクローニングしただけではなく、単なる“前駆体"として以外の役割を神経発生中に果たすことを示した高い価値をもつ研究である。神経系は高度に分化した複雑な組織であり、その機能維持のために多種の遺伝子が発現していると考えられている。近年、神経系の細胞に特異的な遺伝子が多くとられているが、ほ乳類の神経分化初期発生に関わる遺伝子とその発現についての報告は十分ではなく未知な遺伝子がまだ多く存在すると考えられている。マウス神経提由来交感神経系株細胞NS20Yはdibutyryl cyclic AMP(dbcAMP)により神経細胞へと分化する。我々はサブトラクション法とプラス-マイナス法の併用によりNS20Y細胞のdbcAMP処理により発現が著しく上昇するクローンN16K-a,N16K-bを単離した。N16K-bはN16K-aのスプライシングフォームである。これらのcDNAが指令するタンパク質はそれぞれアミノ酸数212、187個で、その構造は既知のモチーフとは特に高い類似性は見られない新規の分子である。ノーザン解析により、N16K-a,N16K-bともに成熟マウスでは脳、脊髄に特異的に発現し、さらにマウス脳発生過程で一時的に増加する興味深い特徴を持つ遺伝子であることが示唆された。さらにペプチド抗体の作成により、N16K-a,N16K-bはともに神経分化関連の新規タンパク質として存在することが明らかとなった。神経系は高度に分化した複雑な組織であり、その機能維持のために多くの遺伝子が厳密な調節機構のもとで発現していると考えられている。近年、神経発生時にその発現が変化する遺伝子が検索されているが、いまだにその報告は充分ではなく未知の重要な遺伝子が存在すると考えられている。我々はサブトラクション法とプラスマイナス法を併用することにより、マウス脳腫瘍由来NS20Y細胞のdbcAMPによる神経分化に伴って高発現するクローンN27KとそのスプライシングフォームN23Kを得た。この両遺伝子は(1)ノーザンブロットでのmRNA発現量はNS20Y細胞の神経突起伸長時に一過的に増加する、

(2)成熟マウスのノーザンブロットでは脳・脊髄にのみ発現する、(3)胎生期マウス脳での発現が一過的である、という特徴を持つ。そのオープンリーディングフレームを決定し、抗体作製によりN27KとN23Kがコードするタンパク質もまた神経突起伸長に伴い突起先端にドット状に局在し、ネットワーク形成時には非常に減少することを見いだした。ところが、このアミノ酸配列は1995年10月12日号Natureに掲載されたラット脳由来新規神経ペプチドnociceptinの前駆体と本質的に同一のものであることが判明した。Natureの論文は薬理学的アプローチによるものであり、前駆体cDNAの全長はクローニングされておらず、この分子が神経分化に関与することにはまったくふれていない。我々の結果は、この新規神経ペプチド前駆体は単なる"前駆体"として以外の役割を神経発生中に果たすことを世界に先駆けて示したものである。
テロメア特異的LINEの逆転写開始機構の解析

LINEは、ほとんどの真核生物のゲノムに存在するレトロトランスポゾンである。例えばヒトゲノムではその20%をLINEが占めている。LINEは逆転写酵素を持ち、自身のmRNAを逆転写して新しいコピーを作ることにより転移する。LINEの中には、直接的にゲノムの維持に関与しているものが存在する。SART1は、カイコのテロメアに特異的に転移するLINEである。カイコではテロメラーゼ活性が大変低い。このため、SART1が確実にテロメアへ転移することがSART1にとってもカイコゲノムにとっても有益である。LINEが確実に転移するためには、LINEのタンパク質が選択的に自分自身のRNAを認識し、それを鋳型として逆転写しなければならない。以前の研究から、私は、SART1の2種類のタンパク質、ORF1とORF2が自身のmRNAの中の3'UTRの配列を正確に認識して、逆転写、転移させていることを示している。しかしながら、ORF1、ORF2のどちらが、どのドメインが3'UTRを認識しているのか不明であった。今回、私は、共同研究により、ORF1が構成するRNA-タンパク質複合体には、SART1の3'UTRの配列を持つRNAが選択的に取り込まれること、その取り込みにはORF2タンパク質は不要であること、ORF1のC末にある3つのzincfinger motifが重要であることを明らかにした。この結果の一部は学術雑誌に投稿し、現在査読中である。また、私は28S rDNA特異的に転移するLINE・R1に関しても、共同研究により3'UTRが転移に必要であることを示した。R1とSART1は進化系統的に近縁なLINEであるため、似たような3'UTR認識機構が存在すると考えられる。この結果は学術雑誌Nucleic Acids Research誌に掲載された。LINEはほとんどの真核生物のゲノムに存在するレトロトランスポゾンである。例えばビトゲノムではその3分の1をLINEが占める。しかしながら、その転移機構の詳細はほとんど知られていない。LINEの転移機構の中でも最も重要なのが逆転写である。カイコのテロメア特異的に転移するLINEであるSART1は、3'UTRが転移に必須である。私は、SART1の転移に必要な3'UTRの領域・構造を特定した。また、SART1のタンパク質は、SART1の3'UTRの配列を持つRNAならばテロメアに転移させることが出来る事を明らかにした。この結果は学術雑誌Molecular and Cellular Biology誌に掲載された。これまでの研究から、SART1のタンパク質はRNA上のSART1-3'UTRの配列を特別に認識して逆転写を開始していることが示唆されたので、次に、SART1タンパク質のどのドメインがSART1-3'UTRを認識するか解析を行った。逆転写酵素ドメインを持つSART1 ORF2タンパク質を全長・部分的に発現・精製し、SART1-3'UTR RNAとの特異的結合を調べたところ、ゲルシフトアッセイでは結合を検出できなかった。また、私は28S rDNA特異的に転移するLINE・R1に関しても、3'UTRが転移において果たす役割について明らかにする研究に参画した。その結果、R1は3'UTRの欠損により転移頻度が著しく低下することが明らかになった。また、転移・逆転写の際に、R1のmRNAと標的の28S rDNAのアニーリングが必要であることも明らかになった。この結果は学術雑誌に投稿し、現在revise版が投稿済みである(共著)。
栽培イネの品種分化に関与する生殖的隔離機構の遺伝子レベルでの解析

1.イネにおける生殖的隔離機構は芽胞体的なそれと配偶体的なそれに分けられる。芽胞体的な隔離機構としてF_1弱勢をとりあげた。このF_1弱勢は補足遺伝子Hwcー1およびHwcー2によって発現する。Hwcー2は温帯japonicaに分布する。その(劣性遺伝子hwcー2の地理的分布の調査から日本のイネが中国の他に南方島しょにも起源を持つことが確かめられた。2.配偶体的な生殖的隔離機構についてはF_2集団の分離の歪みを指標とした調査をおこなった。i)アイソザイムを中心とする種々のマ-カ遺伝子の分離の歪みから,配偶体的な生殖的隔離に関与する遺伝子はゲノム中に散在的に分布する。ii)歪みの発生の有無やその程度は交配組合せやF_1の受精環境によって変化することがわかった。3.分離の歪みの変動をもたらす環境因子は多種多様である。indica x japonica F_1を開花時にオゾン処理してアイソザイム遺伝子の分離の歪みを調べたところ,複数の遺伝子座で分離比が変わることがわかった。また同じF_1を低温+乾燥下におくと無毛性遺伝子glの歪みの程度が変化することがわかった。4.生殖的隔離機構がindicaーjaponica分化のような分集団への分化をもたらすかどうかを理論的に検討した。mltiーlocus systemと認識される分集団を考える。モンテカルロ・シュミレ-ションの結果では,生殖的隔離機構は分集団の分化にも,また既存の分集団の保存にも役立たない。生殖的隔離機構は集団分化の結果にすぎないと結論された。すでに準備された交雑種子をF_1植物として育成し捻性等を調査した。また新たな交雑組合せの交雑種子を得た。F_1植物上の種子の一部は播いてアイソザイム等のマーカ遺伝子の分離のゆがみをチェックした。2.不捻性および受精競争遺伝子がindica-japonica分化に及ぼす影響(理論的研究)今までに提起された2つの雑種不捻性の遺伝子モデルについて、それらがindica-japonica分化に及ぼす影響をシュミレーション法によって解析した。2つのモデルのどちらの場合にも、不捻性遺伝子は品種集団をindicaとjaponicaという2つの分集団に分ける力はないことがわかった。弱勢および黄化致死遺伝子検定用の検定系統を多数の栽培品種および野生イネ系統と交配し、交配種子を得た。1.実験的研究インド型と日本型のF_2で観察される分離比の歪みは、両品種群の生殖的隔離を促進する要因の可能性の一つとして興味が持たれるが、これに関して以下の2つの研究に進展がみられた。(1)無毛性遺伝子gl:Indica(gl^+)×Japonica(gl)のF_2でglの頻度は約1/6である。F_1花粉親にして戻し交雑したところglgl:gl+が正常(1:1)に分離するのに対し、F_1を母本にするとこの比が1:2になることがわかった。雌性配〓子形成期の稔性はglの表現型に関係しない。したがってgl遺伝子の歪みは、未知の雌性配〓子形成期の細胞レベルの選択によって起る可能性が示唆された。(2)量的形質:多型性の高い在来品種の自然集団から、アイソザイム・各種形質の両面からインド型的な個体と日本型的個体を選び交雑してF_2集団を調査した。Kclo_3抵抗性や低温抵抗性などインド型・日本型の判別形質はインド型親に近い個体が多い歪んだ分離を示すのに対し、草文・出種日などは正規分布を示した。量的表現をとる形質の中でもKclO_3抵抗性や低温抗性には、効果の大きい遺伝子が存在し、分離の歪みを支配する遺伝子の近くに連鎖している可能性が示された。

2.実験的研究雑種不稔性遺伝子は稲品種分化の結果ではあっても原因となる力は小さいことをシミュレ-ションによって示し、平成2年度、国際イネ遺伝子シンポジウムで発表する予定である。1.栽培イネの遠縁品種間交雄(インド型×日本型など)に由来するF_2のうち、前年度調査できなかった集団を戸外水田で栽培し、アイソザイムやマ-カ遺伝子の分離の歪みを調査した。アイソザムム遺伝子のうち、Catー1,Pgiー2,Poxー2などいくつかのものは供試した集団すべてで分離に歪みを生じた。酸性フォスファタ-ゼ(Acpー1)や〓光着色遺伝子(C__ー)などは組合せによって分離の歪みを生じることがわかった。2.分離の歪みの環境変動を調査するため、4つの交配組合せのF_1を異なる環境下で受精させ分離の歪みが起きるかどうか、歪みの程度が変化するか否かを調査した。その結果、高濃度オゾン,乾燥+低温,長日の3環境下で,対照区とは異なる分離の歪みを認めた。それらは,i)対照区では3:1分離を示す遺伝子座が上述環境のどれかで歪みを生じた場合,ii)対照区でも分離の歪みは生じていた遺伝子座で歪みの程度が変化した場合,の2つに分かれた。ただし、どの環境でどの遺伝子座に歪みが生じるかという対応関係はみられなかった。3.分離の歪みを生じた遺伝子座では多くの場合座上対立遺伝子の頻度がインド型ー日本型間で異なっていた。つまりインド型ー日本型のちがいは複数遺伝子座の遺伝子組合せとして表現できる。多くのF_2では,遺伝子組合せの傾向は認められなかった。つまりこれら遺伝子座は独立である。それにもかかわらずF_5世代では遺伝子組合せとの傾向が回復する傾向が認められた。4.モンテカルロシュミレ-ションの結果,3.に述べたような遺伝子組合せの傾向は,既知の、あるいは本研究で見出したいかなる生殖的隔離を支配する遺伝子の作用として説明できないことがわかった。上述の結果などから,生殖的隔離機構は、イネでは、インド型ー日本型分化の結果ではあっても原因たり得ないことで推察された。
アライグマとマングースをモデルにした侵略的外来哺乳類根絶のための避妊ワクチン開発

マングースとアライグマに対する経口避妊ワクチン開発においては、ワクチンの避妊効果の検証が必要がある。しかし、両種ともワクチン投与した雌を用いた自然繁殖は容易ではなく、人工授精などの技術を確立しておく必要がある。本年度は、両種の人工授精法確立に関する実験を行った。マングースでは、ホルモンを用いた排卵誘起法の確立を試みた。雌マングース33頭を用い、妊馬血清性ゴナドトロピン(eCG)投与後にヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与した。その後、安楽殺処分を行って卵巣・子宮を摘出し、卵胞成長の有無の評価と卵の回収を試みた。その結果、eCG (50-200 IU),hCG (50-200 IU)の投与により、卵胞の顕著な発育が確認されたものの、排卵を示す所見は得られなかった。その要因としてhCGの作用時間や光刺激による排卵抑制の可能性が見出された。hCGの作用時間の延長(25-36時間)、光刺激や実験時期の調節、ホルモン剤の至適用量の検討、などが今後の課題と考えられた。アライグマでは、人工授精に利用する精液の凍結保存法として、死亡個体からでも採材可能な精巣上体からの精子の採取法および凍結保存法の有用性について検討した。10月に捕獲・安楽殺処分されたアライグマ19頭の精巣を用いた。精子の採取および凍結保存方法はイヌおよびツキノワグマにおける報告を参考にした。採取した精子を液体窒素にて凍結し、凍結前後の精子性状の変化を評価した。その結果、12頭から精子採取が可能であった。凍結前の精子性状では、奇形率を除く全指標で対照に用いたイヌの精巣上体精子の方が有意に高く、アライグマ精巣上体精子の採取方法には改良の余地があった。一方、凍結前後での精子性状の変化率は両種の間に有意差は認められなかったが、いずれも凍結による影響が大きかった。今後、精子の採取および凍結保存法に改良が必要と考えられた。マングースについては、沖縄県やんばる地域での飼育個体を用いた実験が必要となる。当該地域では、マングースの密度が極めて低下してきており、捕獲個体の確保が容易ではない。また、設備・機器としても、多数個体を用いた実験が行いにくい状況である。一方、アライグマについても、飼育個体の確保が思うように進んでいない。3頭程度の個体しか同時に飼育できない設備を利用していることも要因の一つである。これらの課題を踏まえて効率的に実験を行う予定である。マングースについては、捕獲個体の確保を行いつつ、ホルモンを用いた発情誘起の追加実験を沖縄県にて行う予定である。アライグマについては、精巣上体精子の保存方法の改良を行うとともに、雌の人工繁殖法開発に着手する予定である。

マングースについては、捕獲個体の確保を行いつつ、ホルモンを用いた発情誘起の追加実験を沖縄県にて行う予定である。アライグマについては、精巣上体精子の保存方法の改良を行うとともに、雌の人工繁殖法開発に着手する予定である。予定していた実験が計画通り進まなかったこともあり、2018年度の研究費使用は予定よりも少ない支出となった。その主な理由として、マングースおよびアライグマとも捕獲個体の確保が不足し、飼育個体を用いた実験が予定通り実施できていないことがあげられる。2019年度は、捕獲個体の確保と実験を推進する予定である。