hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東南・南アジア産牛類の家畜化起源・系統史研究に基づく、遺伝子資源の保全策と汎利用

日本、アジアのウシ、スイギュウ、ヒツジ、ヤギ、ブタなど、偶蹄類を中心とした家畜DNA試料の数千個体分が海外学術調査及び本研究組織により蓄積された。これらのDNA試料を関連研究者に広く提供できるよう、研究分担者の協力により整理した。一方、これらのDNA試料を用いて、遺伝子資源としての多様性を知る目的で系統分化研究を実施するとともに、機能遺伝子の変異検索とその構造と機能に関する研究に活用した。1.系統分化研究(1)南及び東南アジア大陸部各地の在来ブタとイノシシの遺伝的多様性と遺伝分化をミトコンドリアDNA(mtDNA)の解析によって調べた結果、地域のよって両者に共通のmtDNA型があることを発見し、論文発表した。2.機能遺伝子変異研究(1)動物の季節繁殖性を制御する遺伝子群の発現パターンを調べ、脳下垂体隆起部における甲状腺刺激ホルモンの増加が甲状腺活性化ホルモン上昇の引き金になることを明らかにし、論文公表した。(2)B2C High-sulfur woolタンパク遺伝子頻度を指標に中国、東アジアのヒツジとヨーロッパ品種と比較した結果、北部集団は類似の頻度であったが、南部集団はそれとは顕著に異なっていることを明らかにした。(3)ヒツジプリオンタンパク多型を地域集団や品種出調査した結果、スクレーピー感受性であるARQ/ARQ型が東アジアに高頻度であることを明らかにし,論文投稿した。東南・南アジア一帯の家畜牛とその近縁野生種、家畜水牛の集団レベルの遺伝的多様性を総合解析することを目的に、研究分担者各機関に保存されている、精製DNA試料の整理とデータベース化のための共通フォーマットの作成を進めた。併せて、資料採取された個体レベルでの体型測定記録、毛色、その他の形質記録データの整理を進めた。新たにカンボジア、ブータンなどの地域集団の精製DNAを入手するとともに、それらの血液蛋白の遺伝的多型の分析結果データの提供を受けた。全地域集団について分析が完了していないDNA変異の分析、特に、母系遺伝標識(mtDNA)並びに父系遺伝標識(Sry)の分析を保存DNAを用いて進めた。アジア各地の在来牛、ミタン、バンテングのβグロビン変異遺伝子の塩基配列を多数個体について決定し、牛属の進化過程に関する詳細なデータを得つつある。牛およびヒツジのプリオン遺伝子(BSE,牛海綿状脳症)変異のアジアの在来集団での遺伝的変異の検索を進めた。その他、カルパイン遺伝子変異のRFLP解析、Stearoyl-CoA Desaturase(SCD)遺伝子変異、リポプロテイン・リパーゼ遺伝子のRFLP多型の検索を進めた。SREBPタンパク質をコードする遺伝子およびアドレナリンレセプターβ3遺伝子についてはそれらの塩基配列とその情報に基づく変異検索を一部集団について行った。1)今年度段階になった主要実績(印刷中を含む)・ヒトHAS17上の204種の遺伝子をブタRH(IMpRH)地図に位置づけ、偶蹄類ゲノム情報の密度を高めた。・祖先型反芻動物種の一つmouse deer(Tragurus種)のbcntp97 geneの成り立ちが、レトロトランスポゾンの挿入を伴う縦列重複によることを明らかにした。・日本と韓国の牛品種のミトコンドリアハプロタイプの差異からこれら品種の全体的な近縁度を示すと共に予想外に数多くの母系に由来することを示した。・黒毛和種外の肉用品種について、筋肉内脂肪蓄積に関与する因子を探索するため、成長期動物の筋肉組織で発現する遺伝因子を網羅的に検索した結果を示した。・日本と韓国の肉用品種について、毛色発現に関与する主要遺伝子の一つ、melanocortin-1 receptor(MC1R)の遺伝子頻度並びに実際の毛色パターンとの関係を明らかにした。2)現在進行中の主要な研究・東南・南アジア一帯における緬羊のプリオン遺伝子多型について3種のコドン多型を解析している。ウシ毛色の黒茶に関する責任遺伝子をMC1Rに加え、ポジショナルクローニングにより得られた情報を基に、ベトナム、ブータンの試料を加え、解析している。・アジア在来山羊のプリオン遺伝子について塩基配列解析を行い、スクレイピー感受性箇所の検討を行うと共に塩基配列の基礎情報の構築を進めている。

・ミタンのHTR2b遺伝子(セロトニンレセプター2b)のコード領域全域の塩基配列を決定した。家畜牛・バリウシ・バンテン・ヤク・ミタン・アメリカンバイソン・河川水牛・沼沢型水牛のβグロビン遺伝子の完全長の塩基配列を決定した。これらの配列はDDBJを介して、データベースへの登録を行うべく準備している。本年度は特に以下の研究項目について解析と研究成果の公表に向けて取りまとめを継続した。1)ヒトHAS17上の204種の遺伝子をブタRH(IMpRH)地図に位置づけを進めた。2)黒毛和種外の肉用品種について、筋肉内脂肪蓄積に関与する因子を成長期動物で網羅的検索を進めた。3)日本と韓国の肉用牛品種について、等色発現に関与する主要遺伝子の一つ、MC1Rの遺伝子頻度並びに実際の毛色パターンとの関係を明らかにした。さらに、得られた情報を基に、ベトナム、ブータンの牛DNA試料を加え、変異検索を進めた。4)東南・南アジア一帯における緬羊のプリオン遺伝子多型について3種のコドンにおける多型解析をモンゴル、ミャンマーに続き、ネパール、ブータン等の羊種について進め、発表した。5)アジア在来山羊のプリオン遺伝子について塩基配列解析を行い、スクレイピー感受性箇所のDNA配列変異の集団内頻度を明らかにし、発症危険度を推定した。6)ミタンのセロトニンレセプター2b遺伝子のコード領域の全域塩基配列の解析を進めた。7)家畜牛、バリウシ、バンテン、ヤク、ミタン、バイソン・河川水牛・沼沢型水牛のβグロビン遺伝子の全塩基配列を決定し、DDBJを介してデータベースへの登録準備をした。8)ウシ・カルパイン遺伝子の変異をRFLP解析で検索し、品種間分布調査を進めた。9)ウシ・アドレナリンレセプターβ3遺伝子の塩基配列の解析を一部の在来ウシ集団について進めた。10)保存されている各種ウシ類DNA試料と得られつつある遺伝情報のデータベース化を継続した。本最終年度は特に以下の研究項目について解析と研究成果の公表に向けての取りまとめをした。2)黒毛和種外の肉用品種について、筋肉内脂肪蓄積に関与する因子を成長期動物で網羅的検索をした。3)日本と韓国の肉用牛品種について、毛色発現に関与する主要遺伝子の一つ、MC1Rの遺伝子頻度並びに実際の毛色パターンとの関係を明らかにした。さらに、得られた情報を基に、ベトナム、ブータンの牛DNA試料を加え、変異検索をし、その分布を明らかにした。4)東南・南アジア一帯における緬羊のプリオン遺伝子多型について3種のコドンにおける多型解析をモンゴル、ミャンマーに続き、ネパール、ブータン等の羊種について進め、結果を公表した。5)アジア在来山羊のプリオン遺伝子について塩基配列解析を行い、スクレイピー感受性箇所のDNA配列変異の集団内頻度を明らかにし、発症危険度を推定し。その結果を取りまとめた。6)ミタンのセロトニンレセプター2b遺伝子のコード領域の全域塩基配列の解析をした。
「鵜を抱く女」が抱く鳥は何か？コラーゲンタンパクによる遺跡出土鳥類骨の同定

土井ヶ浜遺跡1号人骨(通称「鵜を抱く女」)と共伴した鳥骨をコラーゲンタンパク分析により同定するために、現生の日本産鳥類を中心にコラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリストを作成するとともに、「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨片のうち形態的特徴のある大型破片と接合する断片のコラーゲンタンパク分析を実施した。今年度は以下の実験をおこなった。1.「鵜を抱く女」と共伴した形態的特徴のある大型破片と接合する鳥骨片3点について,コラーゲンタンパク分析を実施した。その結果,すべての資料でトリプシン切断断片のピークリストが得られた。3点のピークリストは高い類似性を示し、同一種に由来する可能性が高いことが示唆された。2.骨の形態学的解析から含まれる可能性が考えられたフクロウ科、タカ科、カモメ科およびウ科のピークリストと、「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨から抽出したコラーゲンのピークリストを比較した結果、3つの鳥骨片のピークリストでは、フクロウ科に特異的な2つのピークが認められた。一方、ウ科、カモメ科、タカ科に特異的なピークはいずれも認められなかった。また、他の分類群では確認されるもののフクロウ科にはないピークも、一貫して確認されなかった。これらのことから、「鵜を抱く女」と共伴した形態的特徴のある大きな骨と接合する3つの鳥骨片はフクロウ科に由来すると考えられた。3.これまでの分析で、日本産鳥類を中心に48科168種について良好なトリプシン切断断片のピークリストが得られた。得られたピークには特定の科あるいは特定の複数の科に特徴的に出現するものが含まれていた。これらのことから、骨中のコラーゲンタンパクのアミノ酸配列は鳥綱の科内あるいはより低次の分類群内においても変異があり、これらのピークを利用して科あるいはより低次の分類群を単位とした遺跡資料の同定に利用できると考えられた。土井ヶ浜遺跡1号人骨(通称「鵜を抱く女」)と共伴した鳥骨をコラーゲンタンパク分析により同定するために、現生の日本産鳥類を中心にコラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリスト作成のための下準備を進めている。今年度は以下の整備・実験をおこなった。1.遺跡資料・現生資料を対象にコラーゲンタンパク分析を実施するための試薬・実験室を整備し、実験環境を整えた。2.動物園や野鳥公園、保護センターなどに依頼して検体を提供いただき、日本産鳥類を中心にトキやコウノトリ、タンチョウ、オオワシ、シマフクロウなどの希少種を含む13目16科24種の骨格標本を作成した。3.これまでに作成してきた標本を含め、22目(日本産:キジ目、カモ目、カイツブリ目、ハト目、アビ目、ミズナギドリ目、コウノトリ目、カツオドリ目、ペリカン目、ツル目、カッコウ目、ヨタカ目、アマツバメ目、チドリ目、タカ目、フクロウ目、サイチョウ目、ブッポウソウ目、キツツキ目、ハヤブサ目、非日本産:ヒクイドリ目、オウム目)、30科(日本産:キジ科、カモ科、カイツブリ科、ハト科、アビ科、アホウドリ科、ミズナギドリ科、ウミツバメ科、コウノトリ科、ウ科、サギ科、トキ科、ツル科、クイナ科、カッコウ科、ヨタカ科、アマツバメ科、チドリ科、セイタカシギ科、シギ科、ツバメチドリ科、カモメ科、ウミスズメ科、タカ科、フクロウ科、カワセミ科、キツツキ科、ハヤブサ科、非日本産:ヒクイドリ科、インコ科)、76種計96標本から試料を採取した。作業の効率化と経費の節減のために、今年度は骨格標本の作成および試料の収集を中心におこなった。その結果、日本産鳥類24目81科633種のうち、これまでに20目28科74種から標本が採取できた。これは日本産鳥類の目の83%、科の35%、種の12%に相当する。来年度以降、コラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリストを作成し、実際に「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨の分類群の絞込みをしていくうえで十分な試料が採取できている。土井ヶ浜遺跡1号人骨(通称「鵜を抱く女」)と共伴した鳥骨をコラーゲンタンパク分析により同定するために、現生の日本産鳥類を中心にコラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリスト作成を進めている。1.動物園や野鳥公園、保護センターなどに依頼して検体を提供いただき、日本産鳥類を中心にコアホウドリや、オジロワシ、ライチョウ、エトピリカなどの希少種を含む17目35科64種の骨格標本を作成した。2.当初、哺乳類骨のコラーゲンタンパク分析をおこなったBuckley et al (2009)の方法に基づいて飛行時間型質量分析計(TOF-MS)を用いたピークリストの作成を試みた。しかし、この方法ではノイズが多く、良好なピークが得られなかったため、コラーゲンタンパクの抽出方法の見直しをおこなった。3.抽出方法を改良した結果、カモ科、カイツブリ科、アビ科、ペンギン科、アホウドリ科、コウノトリ科、フラミンゴ科、カツオドリ科、ペリカン科、サギ科、トキ科、ツル科、クイナ科、ノガン科、カモメ科、タカ科、フクロウ科、ハヤブサ科の18科32種でトリプシン切断断片の良好なピークリストが得られた。

得られたピークには特定の科あるいは特定の複数の科に特徴的に出現するものが含まれていた。さらに科内の3種以上で良好な解析結果が得られたサギ科、タカ科、フクロウ科といった分類群では、特定の属あるいは種のみに認められるピークも複数検出された。これらのことから、骨中のコラーゲンタンパクのアミノ酸配列は鳥綱の科内あるいはより低次の分類群内においても変異があり、これらのピークを利用して科あるいはより低次の分類群を単位とした遺跡資料の同定に利用できると考えられた。骨格標本の作成を進め、分析試料を増やすとともに、先行研究の分析方法を改良して、良好なコラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリストを得られる実験方法が確立できた。また、得られたピークには特定の科あるいは特定の複数の科に特徴的に出現するものが含まれており、これらのピークを利用して科あるいはより低次の分類群を単位とした遺跡資料の同定に利用できることが確認できた。研究期間の最終年度にあたる2017年度に、実際に「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨を分析・同定するための、試料の収集および分析方法の確立ができている。土井ヶ浜遺跡1号人骨(通称「鵜を抱く女」)と共伴した鳥骨をコラーゲンタンパク分析により同定するために、現生の日本産鳥類を中心にコラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリスト作成を進めるとともに,実際に「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨の分析を実施した。今年度は以下の実験をおこなった。1.動物園や野鳥公園、保護センターなどに依頼して検体を提供いただき、日本産鳥類を中心にオジロワシ,オオグンカンドリ,アカオネッタイチョウ,レンカク,ツバメチドリ,アカエリヒレアシシギなど34科64種の骨格標本を作成した。2.これまでの分析で,日本産鳥類を中心に39科141種について良好なトリプシン切断断片のピークリストが得られた。さらにいくつかの分類群で科内の特定の属あるいは種のみに認められるピークも複数検出された。3.「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨片4点について,コラーゲンタンパク分析を実施した。その結果,すべての資料でトリプシン切断断片のピークリストが得られた。4点のピークリストは高い類似性を示す一方,現生のほぼすべての標本で得られた一部のピークは認められなかった。今後,アミノ酸の修飾を考慮して解析するともに,鍵となるピークのアミノ酸配列の決定が必要と考えられた。骨格標本の作成を進め、分析試料を増やすとともに、良好なコラーゲンタンパクのトリプシン切断断片のピークリストが得られた。また,実際に「鵜を抱く女」と共伴した鳥骨の分析でも,良好な結果が得られた。一方,現生のほぼすべての標本で得られた一部のピークがこれらの資料では共通して認められず,遺跡資料のコラーゲンタンパクでは当初の想定以上にアミノ酸の修飾あるいは配列の断片化が進むことが明らかになった。
光刺激による幼若ラット視覚野の回路発達に関する遺伝子群の検索

生後発達の一時期(critical period)に、片方の眼への視覚入力を遮断してやると、成熟後の大脳皮質視覚野においてocular dominance columnの形成が障害され、amblyopiaが生じることはよく知られている。このとき、視覚遮断のされ方の違いや程度によってその後の回復の仕方が異なり、動物実験においても、例えば暗所飼育(dark rearing:DR)や両眼瞼縫合(binocular suture:BS)などによってその予後が異なることが示されている。すなわち、BSの方がDRよりamblyopiaの予後が悪いというのが、一般的な見解であるが、そのメカニズムは不明である。今回我々は、Sprague-Dawley系ラットを用いて、生後14日目の開眼直後の幼若ラットと生後78週の成熟ラット(体重200g)にそれぞれ一週間の暗所飼育(DR群)と両眼瞼縫合(BS群)を行った後、一時間の光(視覚刺激)暴露に対する視覚野でのc-fos発現について検討した。コントロール群(normal rearing:NR)は、12時間毎の明暗条件(8:0020:00)で飼育し、8日目の9:00に灌流固定した。幼若および成熟ラットともコントロール(NR)群では、点灯後一時間の大脳皮質視覚野においてc-fos発現はほとんど認められなかった。成熟ラットでは、DR群・BS群とも一時間の光(視覚刺激)暴露により、大脳皮質視覚野II-IV層とVI層に著明なFos陽性細胞の発現が見られ、NR群とは明らかに差が見られた。また、BS群とDR群の間にも差が見られた。一方、幼若ラットにおいては、DR群(PDR)では成熟ラットの場合と同様の著明なc-fos発現が見られたが、BS群(PBS)ではその発現は有意に低下しており、NR群(PNR)との差はほとんど認められなかった。今回の我々のラットを用いた実験の結果では、正常飼育(NR)では、幼若ラット・成熟ラットとも視覚刺激による視覚野でのc-fos発現は起こらないこと、一週間のDR後の視覚刺激に対しては、幼若ラット・成熟ラットとも視覚野で著明なc-fos発現が見られること、一週間のBS後の視覚刺激に対するc-fos発現はDR群に比べると抑制されており、その抑制はcritical periodにある幼若ラットにおいてより強いこと、などが明らかになった。Criticalperiodにおいては、視覚を伴わない微弱な光刺激が視覚野のニューロンの遺伝子レベルでの反応性に影響を与え、それがその後の視覚野の回路形成・発達に何らかの影響を与えているものと考えられる。
インターネットを利用した絶対音感訓練システムの開発

従来、絶対音感習得訓練においては、訓練者がピアノで弾いた和音を幼児にきかせることで訓練を行ってきたが、本研究において、パソコンによって訓練を支援するシステムを開発し、試験的に運用した。約40名の幼児に対し、パソコンでの訓練を試みたところ、正答率や答えやすさ、訓練効果についても、従来型のピアノによる訓練より著しく劣る点がないことを確認した。従来の絶対音感習得訓練においては、訓練者がピアノで弾いた和音を幼児にきかせることで訓練を行ってきたが、本年度、パソコンによる訓練プログラムを作成した。具体的には、訓練課題である和音判別課題をパソコン音源から出題し、各和音を示すアイコンをパソコン画面上に表示する。幼児は正答と思う和音のアイコンをクリックすることで回答し、画面には正答であればその旨を知らせる画面、不正解であれば正答を知らせる画面を表示するようにする。これまでピアノ音で訓練をおこなってきた数人の幼児に対し、パソコンでの訓練を試みたところ、正答率や答えやすさ、訓練効果についても、ピアノ音より著しく劣る点がないことが確認され、訓練者の大幅な負担軽減が実現できた。さらにほとんどの幼児が2週間ほど練習を重ねれば、独力でマウスを操作し、画面をクリックして回答できることも確認できた。出題のタイミングや誤答の際のフィードバック等、プログラムに多少改善の余地はあるものの、最低限訓練に必要な動作をパソコンで実現させることができたことを受け、次年度は結果を自動集計するプログラムを作成することによって、より訓練状況の把握を容易にし、被訓練者へのフィードバックを的確にすることが課題となる。絶対音感は、保有者が0.20.5%と、非常に稀な能力でありながら、その臨界期内(26歳)であれば、ほぼ100%、習得が可能な能力である。従来、和音判別訓練法による絶対音感習得訓練においては、訓練者がピアノで弾いた和音を幼児にきかせることで訓練を行ってきたが、本研究において、パソコンによる訓練プログラムを作成し実践した。訓練者の負担を軽減するとともに、絶対音感習得にまつわるメカニズムに関する知見の妥当性を検討するべく、より広く教育、実践をおこなう目的である。具体的には、訓練課題である和音判別課題をパソコン音源から出題し、各和音を示すアイコンをパソコン画面上に表示するようにする。幼児は正答と思う和音のアイコンをクリックすることで回答し、画面には正答であればその旨を知らせる画面、不正解であれば正答を知らせる画面を表示するようにした。約40名の幼児に対し、パソコンでの訓練を試みたところ、正答率や答えやすさ、訓練効果についても、ピアノ音より著しく劣る点がないことが確認された。2009年4月現在、すでに4人の訓練修了者が出ている。また、ほとんどの幼児が2週間ほど練習を重ねれば、独力でマウスを操作し、画面をクリックして回答できることも確認でき、訓練者の大幅な負担軽減が実現できたと言える。結果を自動集計するための最小限の動作も完成しているが、今後はさらに訓練状況の把握を容易にするようなプログラムの作成が課題となる。
「きもの」文化の伝承と海外発信のための教育プログラムの展開

本研究では、日本の「きもの」文化の伝承と海外発信のための教育プログラムを展開することで、若年層のきもの文化への興味・関心を喚起し、国際交流・相互理解の基盤とするために、1.伝統文化をふまえた衣生活・服飾文化の伝承をめざす教材・資料の作成と発信2.ゆかた着装の体験学習を含めた教育プログラムの実践3.「きもの」文化を海外へ発信するための国際交流活動プログラムの整備を遂行している。2018年度はe-learning教材「ミニチュアゆかたの縫い方がわかる」の動画作成、模様ワークe-learning教材「伝統模様を学習するシャッフル教材」を開発してHPに公開した。また、文化ファッション研究機構HP「きもの文化の伝承と発信のための教育プログラム」: http://kimono-bunka.ynu.ac.jp(縫い方が分かる-縫い方、ゆかたとは、番外編他)の英語訳を推進し、ほとんどの内容の英訳が完了した。国際交流活動としてはイタリアワークショップ(2018/9/122018/9/19:Ca'Foscari University of Venice、Istituto di Istruzione Secondaria Daniele Crespi高校)を実施した。ワークショップの内容としてはきものについてのレクチャー、ゆかたの着装、さらに今回の新たなプログラムとして日本舞踊の実演と見立てワークを実施し、日本理解と文化交流に貢献した。また、これまでの成果を口頭発表(日本衣服学会、日本家政学会)や横浜国立大学紀要で公表した。教材・資料としては「名古屋帯を用いた街着(小紋)の着装」DVD、ペットボトルに着せ付ける「ミニチュアゆかた製作」のプレゼンテーション資料を作成した。さらに、「結婚式」に関連した和装についての動画、「きものと祭り」「ひな祭り」「制服の変遷」に関するプレゼンテーション資料を作成し、これらを利用した授業計画を提案した。完成した資料によって、和装や日本文化に関する情報提供の選択肢を増やすことが可能となり、教育現場において教員自身が学び、選び、授業内容をアレンジできる教育環境の整える準備を進めることができた。HP開設についてはトップページの制作、全体構成の検討を行い、内容の一部を英訳し準備をすすめた。きもの文化の伝承に関して英語で紹介することは、日本の伝統文化を世界に発信する一助となる。国際交流活動としては2016年9月にハワイへ赴き、ゆかた着装を含む体験的な授業実践を行った。Damien Memorial School(高校)、University of Hawaii(ハワイ大学マノア校)、Hawaii Tokai International Collegeの3か所でワークショップを開催した。ゆかたの着装のみならず、きものについてレクチャーを行い、実物の振袖や袴などの着装姿も紹介し、日本理解と文化交流に貢献した。2016年度中に以下のような成果を得ることができた。教材・資料としては「名古屋帯を用いた街着(小紋)の着装」DVD、ペットボトルに着せ付ける「ミニチュアゆかた製作」、「春夏秋冬の年中行事」のプレゼンテーション資料を作成した。次に、「結婚式」に関連した和装についての動画の作成、「きものと祭り」「ひな祭り」「制服の変遷」に関するプレゼンテーション資料を整備し、これらを利用した授業計画を提案した。また、江戸時代の環境循環型の衣生活から現代の衣生活を省察させることをねらいとした授業実践及び検証を行った。さらに、教員免許取得予定者を対象に日本文化・伝統文化に関する教材作成を課題とした授業を実施し、資料作成の技術を身につけると同時に効果的な資料とは何かを考える機会を設けた。HP開設についてはトップページの制作、全体構成の検討を行った。また、着物文化の伝承について英語で紹介するために、内容の一部英訳に取り組んだ。国際交流活動としては2016年9月にハワイへ赴き、日本の伝統文化への理解と文化交流を目指し、ゆかた着装を含む体験的な授業実践を行った。Damien memorial School(高校)、University of Hawaiiハワイ大学(マノア校)、Hawaii Tokai International Collegeの3か所でワークショップを開催した。ゆかたの着装のみならず、きものも含めた和装の歴史や種類、柄・文様についてレクチャーを行い、実物の振袖や袴などの着装姿も紹介し、充実したワークショップを実施することができた。参加者からも高い評価を得ることができた。2017年度は「ミニチュアゆかた製作」とゆかた着装を含むきもの文化学習の授業実践を行い、ゆかたの着装や縫製の技能面と、もったいない精神や礼を表す精神面の学習効果をねらった教育プログラムを提案した。また、中学校・家庭分野・衣生活領域におけるICTを活用した教材作成と授業提案をもとに、高校での授業プログラムを検討・授業実践を行い、学習効果について考察した。国際交流活動としては2017年9月にアメリカ・サンフランシスコ(UC Berkley, South San Francisco

High School, EL Camino High School)および2018年2月にタイ・コーンケン県(Khon Kaen University)にてワークショップ(WS)を実施した。また、2017年8月にはARAHEアジア地区家政学会大会のエクスカーションとしてWSを行った。主な内容としてはゆかたの着装、きものについてのレクチャー、実物の七五三用着物から代表的な模様を探し出す模様ワークを実施した。振袖や袴などの着装姿も紹介し、日本理解と文化交流に貢献した。国内でも2017年6月11月の間に中学校等(6か所)でゆかた着装WSを開催した。また、これまでの成果を口頭発表(ARAHE、日本家政学会、日本家庭科教育学会)や論文(日本家庭科教育学会誌、日本家政学会誌、茨城キリスト教大学教職課程論集)として公表した。2017年度は「ミニチュアゆかた製作」とゆかた着装を含むきもの文化学習の授業実践、および中学校・家庭分野の衣生活領域におけるICTを活用した教材作成と授業提案を踏まえた高校での授業プログラムを検討し授業実践を行い、学習効果について考察した。また、HP開設についてはレスポンシブデザインおよび360度カメラを用いた体験型コンテンツの検討を進めた。HPの内容の英訳に関しては一部を終了することができたが、HPの開設作業は進まなかった。国際交流活動としては2017年9月にサンフランシスコのUC Berkley他、および2018年2月にタイのKhon Kaen Universityにてワークショップ(WS)を実施した。また国内でも2017年6月11月の間に中学校等(6か所)でゆかた着装WSを開催し、2017年8月にはARAHEアジア地区家政学会大会のエクスカーションとしてWSを行った。また、これまでの成果を口頭発表し、論文として公表した。本研究では、日本の「きもの」文化の伝承と海外発信のための教育プログラムを展開することで、若年層のきもの文化への興味・関心を喚起し、国際交流・相互理解の基盤とするために、1.伝統文化をふまえた衣生活・服飾文化の伝承をめざす教材・資料の作成と発信2.ゆかた着装の体験学習を含めた教育プログラムの実践3.「きもの」文化を海外へ発信するための国際交流活動プログラムの整備を遂行している。2018年度はe-learning教材「ミニチュアゆかたの縫い方がわかる」の動画作成、模様ワークe-learning教材「伝統模様を学習するシャッフル教材」を開発してHPに公開した。また、文化ファッション研究機構HP「きもの文化の伝承と発信のための教育プログラム」: http://kimono-bunka.ynu.ac.jp(縫い方が分かる-縫い方、ゆかたとは、番外編他)の英語訳を推進し、ほとんどの内容の英訳が完了した。
マンガ画像解析及びキャラクター検出手法に関する検討

マンガは日本の重要なコンテンツの一つである.本研究ではマンガの登場人物の検出と識別を可能とする画像解析処理について検討した.マンガ画像からの登場人物の顔検出では,OG特徴量により構成した瞳,顔のカスケード型検出器による処理を検討した.実験によりHOG特徴量を用いた検出処理ではHaar-like特徴量を利用した場合よりも高い精度でマンガからの登場人物の顔が検出できることを確認した.また,同様の処理により特定の登場人物識別と検出処理を構成した.さらに,マンガ画像解析処理全体の精度向上のため,2値細線化したマンガ画像に対する解析処理について検討を行った.最終年度では,昨年度実施したマンガの登場人物の自動検出処理とその識別処理に関する基礎検討を発展させ,マンガ画像に対する特定登場人物の検出処理の実現を試みた.瞳,顔,人物についてそれぞれ識別機を生成し,これを組み合わせることにより,実際のマンガ画像から特定登場人物の検出が可能となることを確認した.本処理ではHOG特徴量をSVMにより学習させることにより得られる検出器を使用している.また,マンガは多数の線によって描かれる画像であることから,HBOP特徴量を用いて解析処理を行った.HBOP特徴量は2値細線の特徴を得るために検討を行った画像特徴量である.マンガの登場人物解析において,2値細線化を行った画像に対するHBOP特徴量を用いた解析精度とグレースケール画像に対するHOG特徴量を用いた解析精度の比較実験を実施した.本実験において,HBOP特徴量ではHOG特徴量よりTrue Negativeが0.55低下するものの,True Positiveが0.44高い結果が得られた.この,True Positiveの向上は他の識別処理とのカスケード化を実施する場合に有効であり,この点でHBOP特徴量が有効である.マンガからのキャラクター抽出技術については,実際に,未知画像から指定した人物の顔検出が可能であることが確認されたことから,一定の成果が得られたと判断される.現時点で得られている成果によりマンガのメタデータ付与において,人間のオペレーション量を削減することが可能である.一方で,キャラクター抽出処理の完全自動化を行うためには,識別精度,表情変化等による同一人物に対する複数クラスタ分類に関して検討の余地がある.実験用マンガデータの作成と配信については,今後の運用における著作権上の検討事項が残っており配信用Webサイトの公開には至っていない.現在,公開に向けた作業を継続中である.マンガは日本の重要なコンテンツの一つである.本研究ではマンガの登場人物の検出と識別を可能とする画像解析処理について検討した.マンガ画像からの登場人物の顔検出では,OG特徴量により構成した瞳,顔のカスケード型検出器による処理を検討した.実験によりHOG特徴量を用いた検出処理ではHaar-like特徴量を利用した場合よりも高い精度でマンガからの登場人物の顔が検出できることを確認した.また,同様の処理により特定の登場人物識別と検出処理を構成した.さらに,マンガ画像解析処理全体の精度向上のため,2値細線化したマンガ画像に対する解析処理について検討を行った.本年度は顔の自動検出及び識別の初期段階として瞳検出および登場人物の切り出された顔画像に対する学習とその識別について調査及び実験を行った.初めに,顔全体の検出処理だけでなく,瞳部分に絞って検出処理を行い,人物の存在有無を捉えることを試みた.ただし,瞳自体にも描かれるサイズの差異が大きく,これを学習判別に使用するためには,解像度変換もしくはHOG特徴量の計算時に次元を一定に保つ必要がある.そこで,上記2手法の判別処理に対する影響を調査した.次に,登場人物の識別について検討を行った.前述の瞳検出により,登場人物のおおよその位置が得られることから,ここでは,顔が切り出せるものと仮定し,登場人物の顔画像同士を学習,比較し,その判別処理を実装し,検討を行った.HOG特徴量を計算し,これをSVMにより学習することで,登場人物識別器を構成し,実際に登場人物の識別処理を行ったところ,ruePositiveが6099%,TrueNegativeが1992%となった.HOG特徴量とSVMを用いた登場人物識別に関する問題点として,識別器の生成時に学習パターン数を多くしすぎた場合に,学習用画像のクラス内分散が大きくなり,これに伴いFalsePositiveが上昇することがある.これに対応するため,登場人物の表情・顔のパターンを数種類に分け,クラス内分散を抑えつつ表情パターンへの対応を検討した.結果として,学習画像枚数をそろえやすい正面向きの顔などでTruePositive, TrueNegativeの双方が高くなる結果が得られた.本年度は、顔検出の基礎となる登場人物の瞳検出から、マンガ上の登場人物識別に関する検討を実施し、査読付き国際学会1件を含む,合計4件の学会発表を行った.本研究では、マンガの登場人物の自動検出およびその識別の実現を目標としている.このうち、初年度では瞳の自動検出と、顔が検出されたという仮定上での顔識別を実施した.瞳検出に付いては実験内容により精度が変化するため,今後更なる検討が必要である.一方で,顔識別については,実際にマンガの登場人物の識別処理を行ったところ,TruePositiveが6099%,TrueNegativeが1992%となった.さらに顔のパターン分類を行った場合にはさらなる精度向上が認められた.これはマンガの登場人物の検出と識別の自動化において,それぞれ基礎部分と基礎検討部分に相当するが,これらに対し,現状は一定の成果が得られている状況である.次の課題として瞳の情報を用いた顔の自動検出およびその精度向上と、顔識別の更なる高精度化が挙げられる.

上記より、現時点での達成度は全体のおよそ半分程度であり,おおむね順調といえる.基礎実験および基礎検討を行ってきた人物の瞳検出と、顔画像が得られた状態での人物識別を用い、登場人物の顔領域自動検出とその識別を実現する.登場人物の識別に付いては本年度の研究成果から,顔領域の切り出しが行えている場合であればある程度実現可能であることが分かっている.このため,顔領域の検出(自動切り出し)が主なターゲットとなる.顔領域の検出では,これまでに実施した瞳情報を用いる方法および顔を直接検出するアプローチがある.これらを組み合わせ,かつ表情の変動をうまく取り扱う特徴量および学習器への入力方法について検討を行う.年度のなるべく早い段階で登場人物の自動検出・識別処理の統合を実現する.次いで,人物検出・識別の各要素についてアプローチによる検出精度への影響を調査する.併せて,現在までの実験では処理対象とするマンガのサンプルが小さいが,これを拡張する.このため,研究用途として利用可能なマンガ画像の収集と実験に要するデータの生成およびこれを用いた前年と比較し大規模な実験を実施する.各過程で得られた成果は逐次学会等での発表を行う.本年度の成果を含む,研究の各段階で得られた成果を広く一般に発信するため,国際学会を含む数件の学会等での発表,および1件以上の論文誌への投稿を予定している.今年度実施予定の従来より大きい規模での解析実験のため,必要となる画像および正解データを多数準備する必要がある.これは多くの人的コストが必要であり,また,データ入力のための機器も必要となる.そこで,各種データ作成用の機材(画像処理用PC,モニタ等)および人的コストへの支出を検討している.加えて,得られたデータを安全に保持するためのストレージを導入する.
マルチモーダルセンサーTRPA1の機能調節機構

本研究の目的は、炎症性メディエーターであるBradykinin, NGF, ATP, Tryptaseなどによる、TRPA1のチャネル活性を調節する細胞内メカニズムを解明し、TRPA1のモーダルシフトのメカニズムを解明することである。今年度は、bradykininによるTRPA1の調節機構について詳細に検討した。ラットDRGニューロンにおいて、Bradykinin受容体をもつ細胞の大半はTRPA1陽性であることを示した。強制発現系HEK細胞とDRGニューロンにおいて、Bradykinin投与はAITC-induced TRPA1電流を増大させた。PLCおよびPKAのinhibitorはこの増大効果をブロックした。またPLCやPKAのactivatorを投与すると、Bradykininと同様の増大効果が観察された。ラット初代培養DRGニューロンにおいて、Bradykinin投与による細胞内cAMPの上昇をEIA法で確認した。occlusion実験により、PLCとPKAのシグナルは別々の経路でTRPA1チャンネルの機能を調節することが明らかになった。Bradykininの事前投与はAITCで引き起こされた疼痛行動を有意に増強した。この増強効果は1時間継続した。細胞で観察されたBradykininとTRPA1の相互関係が生体レベルにおいても証明された。本研究により、BradykininによるTRPA1チャンネルの機能調節の分子メカニズムが解明された。また、従来はBradykinin受容体の下流でPLCの系が主に働くと認識されてきたが、本研究よりBradykininによるcAMP-PKAシグナルを介した、感覚神経細胞機能の調節機構が明らかとなった。このような炎症性疼痛過敏発症における新規メカニズムは、炎症性疼痛治療の新薬開発のシーズとなることが期待される。以上の結果は、神経学の英文誌Brain 2008に発表した。以上の結果は、神経学の英文誌Brainに発表した。今年度は、別のシグナル伝達系の関与について、詳細に検討する予定である。
海洋溶存態有機物の生成への多核種観測法の適用の試み

本研究では、多核種多次元核磁気共鳴法を用いて、分子レベル(官能基組成)で海洋に存在する溶存態有機物の生成速度を実験的に測定し、熱力学的解析(分子運動及ぴ分子間相互作用)で海水中での動的挙動を推定することで、海洋における溶存態有機物の生成メカニズムを明らかにする。海洋有機物の動態について、溶存有機物の分布及び^<14>C測定に関して新たな知見が得られた。いずれも世界で初めて研究成果であり、この知見を中心に平成18年度の結果を要約する。海洋溶存有機物の化学的に同定可能な化合物群の代表として多糖類を選び、その伊勢湾・黒潮域における分布を明らかにした。また炭水化物を官能基としてもつ沿津海水中の全脂質について、プロトン核磁気共鳴法及びガスクロマトグラフィー質量分析計等により化学組成を決定し、同一試料の^<14>C年代を決定した。水深5mで得られた全脂質及び溶存有機炭素の^<14>C濃度(^<14>C年代)は、伊勢湾湾奥ではそれぞれ72.32±2.01pMC(2600 yr BP)及び93.48±2.03pMC(540 yr BP)、相模湾湾口ではそれぞれ41.31±1.64pMC(7100 yr BP)及び95.25±2.09pMC(390 yr BP)であった。いずれの試料についても全脂質の^<14>C濃度は全有機炭素のそれに比べて低い。この結果は、同一海水中の溶存有機物であっても成分により動態の時間スケールが異なっていることを示唆している。本研究では、多核種多次元核磁気共鳴法を用いて、分子レベル(官能基組成)で海洋に存在する溶存態有機物の生成速度を実験的に測定し、熱力学的解析(分子運動及び分子間相互作用)で海水中での動的挙動を推定することで、海洋における溶存態有機物の生成メカニズムを明らかにする。本研究初年度である平成16年度は炭素・窒素安定同位体を添加しラベルした海洋表層有機物の海洋深層水への添加実験およびその分析条件の検討を行った。申請者は平成16年11月から17年3月に東京大学海洋研究所所属白鳳丸による南西太平洋を対象海域とした研究航海に参加した。この航海において、添加実験を開始した。白鳳丸航海にて日本近海から南西太平洋の海洋表層から採取したプランクトンを含む有機物について安定同位体(^<13>C,^<15>N)を添加・培養し、安定同位体によりラベル化された有機物試料を得た。それぞれの海域において海洋深層水の採取を行い、ラベル化した海洋表層有機物を添加後、冷暗所に保存して実験を船上にて開始し、その後、途中経過を適宜、有機炭素計、高速液体クロマトグラフィーおよび同位体質量分析計を用いて、溶存態有機物とその生化学成分(脂質、糖、アミノ酸)の濃度、溶存態有機物全量の炭素・窒素安定同位体比のモニタリング用試料を採取した。現在、試料分析を行っている最中である。この分析により、海洋に存在する溶存態有機物の生成速度を推定するとともに、添加された安定同位体の溶存態有機物への移行の特徴、生成した溶存態有機物の物理化学的特性を明らかにする。またそれらの海域における異同を明らかにする予定である。

いずれも世界で初めて研究成果であり、この知見を中心に平成18年度の結果を要約する。海洋溶存有機物の化学的に同定可能な化合物群の代表として多糖類を選び、その伊勢湾・黒潮域における分布を明らかにした。また炭水化物を官能基としてもつ沿津海水中の全脂質について、プロトン核磁気共鳴法及びガスクロマトグラフィー質量分析計等により化学組成を決定し、同一試料の^<14>C年代を決定した。水深5mで得られた全脂質及び溶存有機炭素の^<14>C濃度(^<14>C年代)は、伊勢湾湾奥ではそれぞれ72.32±2.01pMC(2600 yr BP)及び93.48±2.03pMC(540 yr BP)、相模湾湾口ではそれぞれ41.31±1.64pMC(7100 yr BP)及び95.25±2.09pMC(390 yr BP)であった。いずれの試料についても全脂質の^<14>C濃度は全有機炭素のそれに比べて低い。この結果は、同一海水中の溶存有機物であっても成分により動態の時間スケールが異なっていることを示唆している。
岩石の風化速度に及ぼす気候環境の影響

気候環境が文化財に利用されている岩石の風化速度に及ぼす影響について,野外観測と環境試験室内でのシミュレーションによって調べた.研究対象試料として,文化財に顕著な風化による劣化が報告されているアルザス地方(大聖堂)の砂岩,群馬県碓氷峠(鉄道施設)のレンガ材,栃木県宇都宮(磨崖仏)の凝灰岩を選定した.碓氷峠では詳しい現地調査・観測を行なった.具体的な研究内容と成果を以下に示す.1.野外調査:碓氷トンネル・鉄橋を構成するレンガでは,南向きでは蜂の巣状破砕,北向きではブロック状破砕が卓越する.それぞれ,塩類風化,凍結風化が原因として推定された.壁面の破砕の分布と形状について,詳細なマッピングを行い,壁面の強度分布・水分分布を定量化した.また,冬期には,壁面の凍結状態と氷の分布を調べた.2.野外観測:レンガ壁の膨張と破砕,温度,水分を小型データロガーを用いて記録し,破砕が進行するさいの環境条件を調べた.北向き壁面では,冬期(1-2月)で凍結が頻繁に起こる時期に膨張の発生が観測された.3.室内実験:温度・湿度を制御できる環境試験装置内に,野外で採取した試料を置き,現場の気候条件を再現し,凍結に伴う風化過程を詳細に調べた.初期飽和度が高く,凍結中に十分な水分が供給される試料では,凍上とその結果としての破壊が発生した.凍結の進行とともに各深度での凍上量が変化した.3つの試験材料を比較したところ,細かい空隙の多い砂岩や凝灰岩では,水分移動が遅いため長期の継続的な凍結で凍上良が増加するが,空隙が大きく,しかも大きさのそろっているレンガ材では水分の移動が急速に起こるため,短期間の凍結・融解の繰り返しが破壊発生に効果があることがわかった.以上の研究成果に基づいて,トンネル壁面の温度変化を抑制することが,文化財の劣化を防ぐために効果があると判断し,提言した.気候環境が文化財に利用されている岩石の風化速度に及ぼす影響について,野外観測と環境試験室内でのシミュレーションによって調べた.研究対象試料として,文化財に顕著な風化による劣化が報告されているアルザス地方(大聖堂)の砂岩,群馬県碓氷峠(鉄道施設)のレンガ材,栃木県宇都宮(磨崖仏)の凝灰岩を選定した.碓氷峠では詳しい現地調査・観測を行なった.具体的な研究内容と成果を以下に示す.1.野外調査:碓氷トンネル・鉄橋を構成するレンガでは,南向きでは蜂の巣状破砕,北向きではブロック状破砕が卓越する.それぞれ,塩類風化,凍結風化が原因として推定された.壁面の破砕の分布と形状について,詳細なマッピングを行い,壁面の強度分布・水分分布を定量化した.また,冬期には,壁面の凍結状態と氷の分布を調べた.2.野外観測:レンガ壁の膨張と破砕,温度,水分を小型データロガーを用いて記録し,破砕が進行するさいの環境条件を調べた.北向き壁面では,冬期(1-2月)で凍結が頻繁に起こる時期に膨張の発生が観測された.3.室内実験:温度・湿度を制御できる環境試験装置内に,野外で採取した試料を置き,現場の気候条件を再現し,凍結に伴う風化過程を詳細に調べた.初期飽和度が高く,凍結中に十分な水分が供給される試料では,凍上とその結果としての破壊が発生した.凍結の進行とともに各深度での凍上量が変化した.3つの試験材料を比較したところ,細かい空隙の多い砂岩や凝灰岩では,水分移動が遅いため長期の継続的な凍結で凍上良が増加するが,空隙が大きく,しかも大きさのそろっているレンガ材では水分の移動が急速に起こるため,短期間の凍結・融解の繰り返しが破壊発生に効果があることがわかった.以上の研究成果に基づいて,トンネル壁面の温度変化を抑制することが,文化財の劣化を防ぐために効果があると判断し,提言した.
蚕の硬化病菌の核型および染色体構造の解析

今までBeauveria属,Metarhizium属およびPaecilomyces属の電気泳動的核型分析を行ってきた。今年度はMetarhizium anisophilia var.majusの数株について調査した。調査6株中5株は類似した電気泳動的パターンを示したが,var.majus243株は他の5株と異なり,その分類に疑問がもたれた。類似したパターンを示す5株でもその染色体数ならびにゲノムサイズは多少異なり,核型の変異が認められ,その多型性が明らかになった。今後は核型の多型をもつ意味を追求したい。
鳥インフルエンザウイルスの鶏への感染性獲得メカニズムの解析

鳥インフルエンザウイルスのニワトリへの感染性の獲得メカニズムを明らかにするため、ニワトリとアヒルから分離されたH3N8亜型ウイルス株の全遺伝子配列の比較を行った。その結果、HA、M2とNS2ウイルス蛋白質に7か所の置換が存在した。その中でも特に3つの置換はHA蛋白質上の表面頭部に位置していた。この結果は、鳥インフルエンザウイルスのニワトリへの感染性にHA蛋白質上のこの3つの置換が関与することを示唆している。今後、このことを明らかにするために、リーバースジェネティクスを用いてニワトリとアヒルのHA遺伝子を組換えたウイルス株による研究が必要である。野生水禽および家禽類から分離される鳥インフルエンザウイルスが、異なる宿主に対して、異なる感染性、増殖性を示すメカニズムを解析することを目的として、昨年度、鶏から分離されたH3N8亜型ウイルス株と、水禽から分離されたH3N8亜型ウイルス株のそれぞれの全て遺伝子分節をクローニングを行い、クローニングされたウイルス遺伝子に変異のない事、また、これらの発現プラスミドが、293T細胞において正常に発現することを、確認済みであるが、水禽のRNAポリメラーザ1(PB1)遺伝子をクローニングしたプラスミドがタンパク質は発現するが、RNAポリメラーゼとして機能しないことが判明し、再クローニングを行い、ウイルス遺伝子との塩基配列に相違がないことと正常に発現し機能することを確認している。また、水禽由来のウイルスと鶏由来のウイルスでそれぞれ遺伝子に変異の多かったHA遺伝子については、キメラタンパク質を発現するプラスミドを構築中であり、これらのプラスミドを含めて、今後、鳥インフルエンザウイルスの動物に対する感染実験を行うために学術研究機関の指定を受けしだい、これらのブラスミドを用いて、鶏と水禽由来のキメラウイルスおよびキメラHAタンパクの遺伝子再集合体を作出し、アイガモとニワトリを用いた感染実験を行う事が可能となった。これらのウイルスを使って、どの分節遺伝子が鶏への感染性獲得に重要であるかを決定することが可能となった。野生水禽および家禽類から分離された鳥インフルエンザウイルスが、異なる宿主に対して、異なる感染性および増殖性を示すメカニズムを解析することを目的として、ニワトリとアヒルから分離されたH3N8亜型ウイルス株の比較を行った。ニワトリとアヒルから分離された2株の全塩基配列を決定し、2株間には全体で67か所のアミノ酸に違いが存在することが判明した。その違いの多くは、HA、M2、NSに存在し、これらの蛋白質が、感染性、増殖性に関与すると考えられた。さらに、これらのウイルス蛋白のうちいずれが重要であるかを解析するため、2株の遺伝子分節をそれぞれ全て発現プラスミドにクローニングし、293T細胞において、全てのウイルス蛋白が発現することを確認した。しかし、アヒルのPB1遺伝子をクローニングしたプラスミドはRNAポリメラーゼ複合体を形成させると機能しないことが判明した。そのためRNAポリメラーゼ複合体を形成に関与するPB2、PB1、PA、NP遺伝子はPR8株から再クローニングを行い、また、感染性および増殖性に重要であると考えられるHAについては、ニワトリとアヒルの一部を交換したキメラを作成し、これらが正常に発現、機能することを確認している。今後、これらのブラスミドを用いて、鶏と水禽の遺伝子をそれぞれ組み換えた遺伝子再集合体、およびキメラウイルスを作出し、アイガモとニワトリを用いた感染実験を行い、その感染性および増殖性を詳細に比較して、感染性および増殖性を実証する予定である。野生水禽および家禽類から分離される鳥インフルエンザウイルスが、異なる宿主に対して、異なる感染性、増殖性を示すメカニズムを解析することを目的として、野生水禽から分離されたH3N8亜型ウイルス株と、鶏から分離されたH3N8亜型ウイルス株を用いて、生物性状の比較解析を行うことにより、それらのメカニズムを解明する。本年度は、鶏から分離されたH3N8亜型ウイルス株と、水禽から分離されたH3N8亜型ウイルス株のそれぞれの株の全ての遺伝子分節についてクローニングを行ったプラスミドのウイルス遺伝子について全塩基配列の決定を行い、ウイルスと塩基配列に相違がなく、変異が導入されていないことを確認した。また、これらの作成したプラスミドを、293T細胞に遺伝子導入することによりウイルスタンパク質を細胞中で発現することを確認した。さらに、既に明らかになっているHA上の鶏から分離されたH3N8亜型ウイルス株と、水禽から分離されたH3N8亜型ウイルス株の相違部位について、ポイントミューテーション法により、変異を導入した遺伝子分節を作製した。今後、これらのブラスミドを用いて、鶏由来ウイルスと水禽由来ウイルスの遺伝子分節を入れ替えた遺伝子再集合体を作出し、異なる細胞での増殖性やアイガモとニワトリを用いた感染実験による感染比較を行う事が可能となり、どの遺伝子分節が感染性や増殖性に影響を与えているかを解析することが可能となった。

鳥インフルエンザウイルスの取り扱いが、家畜伝染病予防法改定に伴い変更になり、鳥インフルエンザウイルスの動物に対する感染実験を行うためには、学術研究機関の指定を受けなければならなくなり、動物に対する感染実験ができず、研究が遅れているため。遺伝子の改変等については、学内組換えDNA実験委員会において承認が得ているが、人工ウイルスの作出は、組換えDNA実験委員会および大臣承認が必要であり、その承認が得られないため。今後は、鳥インフルエンザウイルスの動物に対する感染実験を行うために学術研究機関の指定を受け、クローニングしたプラスミドを用い、水生家禽から分離されたH3N8亜型ウイルス株を基に遺伝子分節を1本ずつ鶏から分離されたH3N8亜型ウイルス株のものと入れ替えた遺伝子再集合体を作出し、これらの遺伝子再集合体をアイガモとニワトリを用いた感染実験を行い、感染性、各種臓器での増殖性の比較を行い、どの遺伝子分節がニワトリでの感染性および増殖性に関わるのかを検証する。明らかにされた遺伝子分節上の原因となる領域を明確するため、遺伝子解析により決定された水禽分離株と家禽分離株の遺伝子配列上で異なる領域をキメラ遺伝子またはポイントミューテーションにより変異を導入した遺伝子分節を作製し、アイガモとニワトリを用いた感染実験を行い、家禽類での感染性および増殖性に関わるウイルスタンパク機能部位を明らかにする。決定されたウイルス側蛋白の機能部位と相互作用する宿主側因子を明らかにするため、ポイントミューテションを入れた人工ウイルスを用いて、アイガモとニワトリで感染実験を行い、各種臓器サンプルを採取し、ウイルス抗原が検出される臓器の分布状況から、ウイルスを反応する宿主側因子の検索を行う。予測される宿主蛋白との蛍光抗体による二重染色や免疫沈降法を用いて、ウイルス蛋白と相互作用する宿主因子の同定を行う。今後は、組換えDNA実験委員会および大臣承認を得た上で、これらのクローニングしたプラスミドを用い、水生家禽から分離されたH3N8亜型ウイルス株を基に遺伝子分節を1本ずつ鶏から分離されたH3N8亜型ウイルス株のものと入れ替えた遺伝子再集合体を作出し、これらの遺伝子再集合体をアイガモとニワトリを用いた感染実験を行い、感染性、各種臓器での増殖性の比較を行い、どの遺伝子分節がニワトリでの感染性および増殖性に関わるのかを検証する。
部分投影データによるコンピュータパノラマ断層装置の開発

回転パノラマ撮影法は1枚のフィルムに顎骨全体が展開写真として得られ、一般の歯科診療に広く普及している。しかし、断層写真であるために、画像にボケや歪みがあり、また、頚椎などの障害陰影が前歯部とかさなり、診断に使用できない場合があった。申請者は1998年の第39回日本歯科放射線学会で、部分投影データによるコンピュータパノラマ断層装置に関する新理論を発表した。この理論は、顎骨の部分投影データを一旦コンピュータに取り込み、その投影データにボケや障害陰影を補正するフィルタ関数を作用させた後、逆投影することにより、パノラマ像が形成されることを数学的に証明したものである。ここで、投影データに最適化されたフィルターを作用させて投影することにより、ボケ、歪み、障害陰影のないパノラマが形成できることを示唆された。そこで、申請者は画像処理装置を使用し、数学的に証明されている新理論によるパノラマ像再構成ソフトを実際に開発した。その結果、鮮鋭な断層像を得ることが可能となった。しかし、画像再構成時間が1時間以上かかり実用化するための障害となっていた。そこで画像再構成関数の最適化をはかり、その結果Pentium 1GHzのパーソナルコンピュータでも、20分程度で画像の再構成が可能となった。そこで、本研究では新しいパノラマ画像再構成理論による、画像処理ソフトの開発をC++で行い、理論的にまったくボケ、歪み、障害陰影のないパノラマ像の再構成を行った。このソフトでは、顎骨の部分投影データを一旦コンピュータに取り込み、その投影データにボケや障害陰影ほ補正するフィルタ関数を作用させた後、逆投影することにより、パノラマ像を形成している。ここで、投影データに最適化されたフィルターを作用させて投影することにより、ボケ、歪み、障害陰影のないパノラマが形成できた。計算には1GBのメモリー領域を有する画像処理装置(Intel Pentium550MHz)を使用した。今後、さらに計算速度を上げ臨床応用を試みたい。この理論は、顎骨の部分投影データを一旦コンピュータに取り込み、その投影データにボケや障害陰影ほ補正するフィルタ関数を作用させた後、逆投影することにより、パノラマ像が形成されることを数学的に証明したものである。