hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心臓における解糖系酵素 GAPDH を介した新規インスリンシグナル伝達経路

解糖系酵素として重要なGAPDHは、心筋細胞でインスリン刺激後リン酸化されるが、本研究においてインスリン刺激後GAPDHはリン酸化に先んじ細胞骨格に寄与するアクチンと会合し、ニトロ化され、さらに核移行することがわかった。また糖尿病発症ラット心筋組織において、このGAPDHを介したシグナル伝達が破綻している可能性も示唆された。これらの知見から心筋においてGAPDHがインスリンシグナル伝達において重要な役割を果たしていることが考えられる。血糖値制御システムの破綻によって糖尿病が発症することから、血糖値調節機構を解明することが重要だと考えられる。これまで、心筋細胞由来のH9c2細胞株において、インスリン刺激依存的にGAPDHがリン酸化され、このリン酸化に伴い、GAPDHの酵素活性が亢進し、さらにウエスタンブロット法によってGAPDHは細胞骨格・細胞運動に寄与するアクチンと会合していることを明らかにした。このシグナル伝達の詳細なメカニズムを解明するために、GAPDHおよびアクチンが心筋細胞へのインスリン刺激によりどのような局在を示して機能しているのかを明らかにすることを目的とし、蛍光タンパク質とGAPDH、蛍光タンパク質とアクチンの融合タンパク質発現解析系を構築し、蛍光顕微鏡によって細胞内局在を視覚的に検討した。インスリン刺激前ではGAPDHおよびアクチンは細胞質内に偏在しているが、インスリン刺激を行うと、GAPDHおよびアクチンが細胞質内の同じ場所に一部、強く集積してくることが観察された。これによりウエスタンブロット法によって得られたインスリン刺激によるGAPDHとアクチンの会合が裏付けられた。またGAPDHは単独で核移行していることも観察された。エンドトキシン刺激したマクロファージやグルタミン酸刺激した神経細胞ではGAPDHが核移行し、アポトーシスを誘導するとの報告がある。従ってインスリン刺激を受けた心筋細胞もGAPDHの核移行によってアポトーシスが誘導される可能性が示唆される。今回の成果である心筋細胞におけるGAPDHとアクチンの会合ならびにGAPDHの核移行に伴うアポトーシスの可能性をさらに詳細に検討し、多岐にわたるGAPDHの機能を解明することが、糖尿病のみならず、心疾患治療の創出に結びつくことが期待される。血糖値制御システムの破綻による糖尿病の発症が、脳卒中や心臓病などの病態を誘発する主要因の一つであり、血糖値調節機構を解明することが非常に重要だと考えられる。これまで、ラットの心筋における血糖値調節機構の探索を試み、その結果、血糖値上昇時、心筋においてのみ、リン酸化Aktと解糖系酵素:GAPDHが会合し、GAPDH自身もリン酸化を受けることを明らかにしてきた。またラット心筋由来のH9c2細胞株においても、インスリン刺激依存的にリン酸化AktとGAPDHが会合し、GAPDHのリン酸化に伴い、酵素活性が亢進することも明らかにした。本研究では、GAPDHを介したインスリンシグナルに関して、リン酸化やニトロ化等の翻訳後修飾を通じて、シグナルネットワークの時空間的変化の詳細を解明することを目的とした。H9c2細胞株を、最終濃度100nMのインスリンで時間を追って刺激した後、細胞株に対して直ちに細胞溶解液を調製した。各細胞溶解液に対して抗GAPDH抗体で免疫沈降を行い、抗リン酸化抗体、および抗6ニトロトリプトファン抗体を用いてウエスタンブロットを行った結果、インスリン刺激に伴い、GAPDHは時間と共にトリプトファンのニトロ化レベルが亢進し、5分後にピークを迎えた。一方GAPDHのリン酸化はインスリン刺激後、15分でピークを迎えた。従ってGAPDHはインスリン刺激後リン酸化に先んじて、トリプトファンのニトロ化が亢進することが明らかとなった。今回の成果であるGAPDHのリン酸化やニトロ化といった多彩な翻訳後修飾の事実は、ダイナミックな変化を伴うシグナル分子の時空間的制御の解明にふさわしい現象であり、この詳しい機構の検討により高次のシグナル伝達の仕組みが明らかになることが期待される。またGAPDHのさらなる機能解明は糖尿病やそれに伴う心疾患に対する治療開発に結びつくと考えられる。新知見も得られているので、おおむね順調に進展していると思われる。蛍光タンパク質を用いた視覚的発現解析系によるGAPDHの細胞内局在の検討、さらシグナル伝達の`場'として機能するマイクロドメインLipid raftとの関係を分子生物学的手法を用いて解析し、時空間的にダイナミックな変化を伴う高次のシグナル伝達の仕組み解明する。・物品費(抗体、細胞培養関連等)に700,000円・成果発表に50,000円・実験補助に100,000円・その他印刷費等に50,000円を予定している。
20世紀ドイツの損害保険理論

1.20世紀におけるドイツの学者の保険学研究は、ドイツの保険学史の中で最も盛んであったばかりでなく、世界の保険学の指導的役割を果してきた。日本の保険学、特に損害保険の研究は、ドイツの諸学者の研究を紹介ないし祖述であったといっても過言ではないが、一方、ドイツの研究に触発・刺激されて日本の保険学の基礎が築かれ、発展したといってもよい。その中心となった学者として、第2次大戦まではマーネス,エーレンベルク,キッシュ,リッター,ハーゲン,ブルックなどを挙げることができるが、第2次大戦後はこれら20世紀前半のドイツ学界の成果を集大成して、ヨーロッパの学界に君臨したメラーの研究業績を特筆しなければならない。2.61年度において研究者は、その保険についての定義が僅かの修正だけで現在のドイツ保険学会の統一的定義として採用されているマーネスの保険入用説、保険成立の基礎をなしているのは多数の被保険者が一つの危険団体を構成していることにあるとするブルックの危険団体説、保険契約の対象である被保険利益の本質は人と物との関係であるとするエーレンベルクの関係説、被保険利益は関係ではなくて財産財とみるキッシュの財産財説など、わが国にも紹介された主要な学説を原典によって再検討した。そして現在の日本の状況に照らして興味ある学説として保険を財産形成の手段とみるシュミット・リンプラーの独特の学説や私保険・社会保険を「生存への備え」という全体の組織の中で理解しようとするワイドナーの特色ある学説に気がついた。わが国の積立型損害保険商品との関係で更に検討する必要がある。3.第2次大戦後から今日までドイツで支配的な理論はメラーのそれである。特にその積極財産保険・消極財産保険の分類に示された利益概念は、現在わが国で開発を検討されてている家財ないし工場の新価保険の適法性如何に関してもその判断基準を提供している。
藩陽范氏の通史的研究

明清時代における藩陽范氏の動向を、当該時代の政治や社会に位置づけることを目的として、まず彼らに関する族譜や文集の検索・調査を東京大学や京都大学において行った。ついで、『欽定八旗通志』を購入し、そこに記されている范氏関係の資料を蒐集し、さらに当該時代の基本資料たる実録・会典・档案から関連資料を抜き出して、分析を行った。その結果、范氏一族は明代においては辺境を守る「軍戸」の家柄であったが、明代中ば頃に科挙合格者(進土)を出して興隆し、さらに清代になると満州政権に参加して「八旗人」の家柄として隆盛を極めたことが明らかとなった。そしてその背景には単に彼らの努力や幸運のみならず、開発が進みつつあった中国東北地方の発展と、そこから生まれた清朝政府の保護が大きく彼らを左右したことを明らにした。さらに、清代になると彼ら藩陽の范氏は、義荘で有名な蘇州の范氏と同族であると主張し、結局それを、蘇州側に認めさせるという、「通譜」を行ったことを解明した。そしてその背景には、流動的な明清社会のあり方と、その中で何とか生きのびようとする人々、とりわけ知識人(土大夫)の努力や連帯感があったことを指摘した。以上の結果は3度の学会発表と2本の学術論文において公表し、あるいは現在進行中である。今後はこれを著書の形で公表したいと考えている。
高い信頼性を持つ負イオン源ビーム引き出しモデルの構築とその応用

実験データに対する高い再現性を持つ,信頼性の高い水素負イオン源・ビーム引き出し領域のシミュレーションコードの実現を目指した.特にイオン源性能の鍵となる,kVオーダーの外部電圧に影響を受けたプラズマの電位構造計算を重視して研究を進めた.結果,イオン源設計時に必要と考えられる自由端境界条件であっても,実験結果に対して概ね妥当なプラズマ電位を得ることができた.一方で,予想外の電位の振動が観測され,さらに信頼性を高める上での課題となることが分かった.また,電子密度の空間分布に関する検証から,磁場を横切る粒子輸送の再現性にも問題があり,こちらも引き続き調査が必要である事が分かった.核融合反応の母体となる核融合炉内のプラズマ生成・維持のため,熱核融合炉・実験炉では水素負イオンビームを用いた加熱方式を採用もしくは採用予定である.加熱効率を高める為,より高効率な負イオン源開発が求められているが,基盤知識となる負イオン源の動作原理が現状では明らかになっているとは言い難い.本研究では,実験データを高い精度で再現する計算コードを開発する.このようなコードから得られる計算結果は,実イオン源内部のプラズマで生成されたH-がどの様なプロセスを経て,どの様にイオン源より引き出されているのかを明らかにするための信頼性の高い情報源となり得る為,負イオン源開発にインパクトを持つ知見を得る事ができる.負イオン源からのH-引き出しには,イオン源からのH-取り出し口である「引き出し孔」近くのプラズマの空間電位構造が重要であると考えられている.H25年度は,この空間電位を計算するための2次元Particle In Cell(PIC)コードを新たに開発した.H-引き出しには,イオン源に印加する高電圧が起因する「浸み出し」と呼ばれる現象が鍵となると考えられている.今年度開発したPICコードの結果にも,実験と同様な浸み出し現象を確認することができた.実験データに対するさらに高い再現性を目指すべきではあるものの,H-引き出しを明らかにするためのツールとして良いものができつつある.また,このメカニズムを明らかにするためには,イオン源プラズマ内部でのH-の挙動を詳しく追いかける道具も併せて必要である.この目的のために,上記PICコードとは別に,Monte Carlo法による3次元H-の輸送コードを準備し,PICコードと組み合わせて使用する予定である.本コードは以前より我々が継続的に改良を加えてきた物であるが,H25年度はこちらのコードにも更なる改良を施し,更に信頼性を高めた.核融合実験炉の炉心プラズマ加熱において,水素負イオン源を用いた中性粒子入射加熱が用いられている.この方式による加熱能の向上が望まれているが,そのために,システムの中心となる負イオン源の性能向上が必須となる.装置改良の基礎知識として,イオン源内に生成されるプラズマの理解が必要である.特にビーム粒子である水素負イオンの生成と,イオン源からの負イオン引き出しに関わる,イオン源プラズマ中の電子密度分布および,プラズマの空間電位構造が重要な研究対象となる.現在, Particle-In-Cell(PIC)法を用いた計算研究により上記の調査が精力的に行われている.しかしながら,イオン源研究に関しては,同手法の十分な信憑性の検証が行われた上で利用がなされているとは言い難い.本研究では実イオン源におけるプラズマ計測データを比較対象として,同手法におけるモデリングの信憑性を評価するとともに,実験データを正しく再現しうる信頼性の高い計算モデルの構築を目指す.なお計算コードのモデリングは実験や装置データを取得しやすい小型イオン源に対して行い,磁場等,実イオン源の装置条件を可能な限り正確にモデルへと反映している.平成26年度は,25年度に作成したコードによる計算結果を実験データと比較しつつ,修正を行った.結果,(1)得られる電子密度の空間分布は実験事実に比べて大きな密度勾配を持ち,無視できない差異が生じる事が分かった.つまり,同手法ではイオン源内の電子輸送を正しく評価できていない可能性がある.(2)プラズマ電位の空間分布に関しては,実験データに近い空間的特徴を持つ計算結果を得ることができる.一方で,電位の絶対値が10ー100V程度となり,2ー3V程度である実イオン源での値よりも大きい傾向が見られる.これは同手法を用いた先行研究にも見られる傾向である.大型負イオン源のシミュレーションでは,計算能力の制限から装置の全領域を計算することが難しく,イオン源プラズマの主要部分のみを切り出して計算を行うことになる.PIC法を用いる際,切り出した計算領域の境界に対して何らかの境界条件を仮定する必要が出てくる.先行研究では計算の安定性確保の為,境界のプラズマ電位を固定値として仮定するディリクレ型境界がよく用いられてきた.しかし装置設計時における性能の事前評価を目的とした場合,境界の電位は未知の情報である為,これを予め与えない場合でも正しく計算できる能力がシミュレーションには求められる.本研究では自由端境界での計算を行い,得られる空間電位を実験結果と比較した.結果この境界条件でも,実験値と同オーダーかつ似た空間分布を得られることが分かった.負イオン源運転時は,kVオーダーのビーム引き出し電圧を装置に対して印加するが,この電圧はビーム引き出し孔を通して装置内部のプラズマにも影響を与える.この時のプラズマ電位の変化がイオン源のパフォーマンスに大きく影響すると考えられており,シミュレーションはこの特性を正しく再現できる必要がある.

今回,上記の自由端条件でも,定性的にほぼ妥当と思われる電位変化が得られることを確認した.一方で,電位の計算結果に,電位の絶対値と同程度の振幅を持つ比較的大きな振動が観測された.少なくとも我々の実験では観測されていない現象であり,シミュレーション固有の現象である可能性がある.これは自由端の境界条件の使用が原因として考えられ,対策が必要であることが分かった.プラズマ中の荷電粒子密度の計算結果を実験データと比較し,両者の間で空間分布に大きな差異が存在する事を確認した.イオン源内部に磁場があると差が顕著になることから,磁場を横切る粒子拡散を正しく再現できていない可能性が高く,さらに進んだ調査が必要であることが分かった.実験データに対する高い再現性を持つ,信頼性の高い水素負イオン源・ビーム引き出し領域のシミュレーションコードの実現を目指した.特にイオン源性能の鍵となる,kVオーダーの外部電圧に影響を受けたプラズマの電位構造計算を重視して研究を進めた.結果,イオン源設計時に必要と考えられる自由端境界条件であっても,実験結果に対して概ね妥当なプラズマ電位を得ることができた.一方で,予想外の電位の振動が観測され,さらに信頼性を高める上での課題となることが分かった.また,電子密度の空間分布に関する検証から,磁場を横切る粒子輸送の再現性にも問題があり,こちらも引き続き調査が必要である事が分かった.先行研究に近い特徴を持つ計算結果を得る事はできているが,電子密度分布等,一部の実験データを正しく再現できているとは言い難い状況にある.よって,計算コードの修正を引き続き行う必要がある.一方で上記の問題は,PIC法がイオン源内の電子輸送を正しく評価できていない可能性を示唆するものでもあり,新たな重要度の高い知見に繋がる可能性がある.プラズマ物理学H27年度は上記,(1)電子密度分布と(2)電位の絶対値に関する2つの問題に,まずは対処する必要がある.特定の領域に対して電子が集中しやすい傾向を確認しており,これが(1)の問題が生じる要因となっている.計算領域には磁場が存在しており,上記の傾向は,実イオン源に比べて,磁場による電子の捕捉が過度に生じていることを示唆している.したがって,電子の粒子間衝突項を見直して修正することで,磁場を横切る電子拡散が促されて,密度分布の再現性が改善すると考えられる.(2)の問題に関して,電位の絶対値はプラズマ中の荷電粒子密度に比例して増加する.(1)の通り,現状のコードでは電子密度が実イオン源より高くなる領域ができてしまい,これが望ましくない電位上昇へとつながっている可能性が高い.ゆえに(1)の問題を改善して電子密度の過度な集中を抑えれば,極端な電位上昇も同時に緩和されると考えられる.以上の実験データへの再現性を改善した後,電極構造を変えて,最適な装置条件の調査を行う.当初は本研究期間以前に作成済みのPICコードを流用する事を予定しており,実際にこの旧コードに手を加えつつあった.しかしメモリ管理の方向性が適切ではなく,将来のコード改良時に問題が生じる可能性が明らかになり,コードを新規作成する方針に切り替えた.新コードの構築はあらかた完了し,現状は実験結果と同様の傾向を,ある程度再現することができるレベルに至っている.
東アジア新興国の金融制度改革とグローバル・インバランス

本研究は、1997-98年の危機後の東アジアの金融改革の進展について分析を行った。為替レートの柔軟性と金融システムの健全性が高まったことで、対外的ショックに対するアジア経済の脆弱性が低下したこと、対照的に中国の為替レート制度は依然硬直的であり、グローバル・インバランス解消に必要なマクロ経済調整を妨げていることを明らかにした。さらに域内のマクロ経済調整や金融安定の観点から、東アジア金融協力の意義と限界を論じた。研究実施計画に従って、本年度は、アジア金融危機で大きな影響を受けた国のうち、タイ、韓国、マレーシアを事例として取り上げ、危機後の金融・企業改革の進展について検証を行った。特に、コーポレート・ガバナンス改革に焦点をあて、具体的にどのような制度改革が実施され、その結果、国内企業のコーポレート・ガバナンスがどのように変わったのかについて調査分析を行った。調査にあたっては、先行研究、IMF・世界銀行・アジア開発銀行など各種国際機関の報告書、各国政府・中央銀行の報告書、格付け会社など民間機関のレポートなどの文献を幅広く整理し、実態把握を行うとともに、韓国とマレーシアについては、現地の政府機関や中央銀行を訪問し、聞き取り調査及び資料収集を行った。それらに基づき、タイ、韓国、マレーシアの3ヶ国を対象に、コーポレート・ガバナンス改革の現状と課題について分析結果を論文として公表した(「11.研究発表」を参照)。同論文では、3ヶ国とも、英米型のコーポレート・ガバナンスの確立を志向し、国際基準に沿った諸原則や指針を設定して企業に遵守を求めたものの、その実施を担保する法整備に関しては国の間で開きがあり、企業の遵守にもバラツキがあることを具体的な事例を用いて示し、表面上のコーポレート・ガバナンスの改善と実態の間に大きな乖離があることを論じた。次年度は、分析の対象を通貨金融制度の改革の現状と課題にも広げ、一連の制度改革が国内のマクロ経済・金融に及ぼした影響を分析し、グローバル・インバランスとの関連について検討を深める。さらに、これらの分析を通じて、アジア新興国におけるマクロ経済政策及び金融制度改革の課題を明らかにし、アジアの地域金融協力の枠組みの中で、それらの課題への取り組みを如何にして支援することができるかを考察する。本研究の目的は、東アジア新興国におけるアジア通貨危機後の通貨金融・企業改革の進展がマクロ経済バランスや金融安定に及ぼした影響を分析するとともに、今後の東アジア地域金融協力のあり方について展望を示すことにある。本年度の研究成果は、(1)アジア通貨危機後の為替レート制度の変化、(2)世界金融危機のアジア経済への影響、(3)東アジア地域金融協力の進展と課題の3つに関するものである。(1)については、タイ・韓国・マレーシア・中国を対象にFrankel and Wei(1994)のアプローチに基づき、主要通貨との連動を分析。従来のOLS推定に代えて、多変量GARCHを用い、条件付き相関係数を推定。これにより、タイ・韓国・インドネシアでは、アジア通貨危機後に米ドルとの連動が弱まり、為替レート制度の柔軟性が高まっていることを明らかにした。(2)については、タイ及び韓国を対象としたベクトル自己回帰分析によって、各需要項目への構造ショックを推定し、世界金融危機における両国の生産の落ち込みの原因を分析。これにより、輸出とそれに連動した在庫投資の減少が生産の落ち込みを主導したことを明らかにした。また、東アジア新興国において深刻な経済危機を回避できた要因として、アジア通貨危機後の通貨・金融改革の進展等によって、対外的な金融ショックに対する脆弱性が軽減されていたことがあることを示した。(3)については、チェンマイ・イニシアティブ(CMI)に焦点をあて、これまでの進展を整理するとともに、世界金融危機などを通じて明らかになった課題を明らかにした。今後の取り組みとして、(i)流動性危機への効果的な対応を可能とするCMIの機能拡充、(ii)危機予防に資する経済サーベイランスの強化が重要であり、それぞれについて具体的な方策を示した。
東アジア・西太平洋-インド洋域における水循環の季節変化とその年々変動

西太平洋域における水蒸気の輸送経路の季節変化とその年々変動の実態を明らかにするため、全球客観解析データの6時間値を用いて、降水量分布の季節変化パターンの異なる1985年、1990年、1997年、1998年の6月から8月について仮想的な水の移動経路を調べた。また、フィリピン東沖における降水量分布の季節変化と赤道季節内振動の関係を調べるため、赤道域を東進するスーパークラスターから分離して北西進するクラウドクラスターおよび台風について、GMSの黒体輝度温度、全球客観解析データおよび台風経路図を用いて、特にそれらの発生の特徴を調べた。1997年の例では、スーパークラスターの通過前に850hPaにおける高度の低下が見られ、この低圧部の西側で西風が増加すること、およびその西風域が東へ伝播することがわかった。一方で低圧部の北側では東風が強まっていた。500hPa以下における西風および東風の最大値はそれぞれ北緯5度と15度付近に見られ、これらの東西風は7月中旬にかけて強まり、台風の発生した北緯10度東経140度付近で相対渦度が増加することに対応する。各年の比較から、赤道域におけるスーパークラスターの通過は、そこから分離して北西進するクラウドクラスターや台風を伴うことが多く、フィリピン東沖における降水量分布の季節変化パターンとよく対応していることがわかった。これらの成果はアジア・大洋州地球科学学会(AOGS)第2回年会で発表する。アジアモンスーン域における降水量分布の変動の実態を明らかにするため、19792000年の全球5日平均降水量データを用いて、東アジア・西太平洋-インド洋域の主要な多降水量域について、降水量分布の季節変化パターンを調べ、その年々変動の比較を行った。インド西部、ベンガル湾、インドシナ、南シナ海、フィリピン東沖の5つの多降水域について、45日移動平均した降水量で季節変化パターンを定義し、その季節変化パターンの22年間の年々変動について比較すると、降水量の極大が見られる時期はインド洋域で3540半旬、西太平洋域では45半旬前後で、インド洋域に比べ西太平洋域の方が遅いことがわかった。また、そのピーク時の降水量にはインド洋域で1618年、西太平洋域で810年スケールの年々変動がみられることがわかった。次に、個々の多降水量域において周辺からの水蒸気輸送の寄与と水蒸気輸送経路を明らかにするため、全球客観解析データを用いて水蒸気フラックスと降水量の相関解析を行なった。インド洋域・西太平洋域ともに多降水域の降水量は西からの水蒸気フラックスとの相関が大きく、さらに西太平洋域では、西からの水蒸気フラックに加え南からの水蒸気フラックスとの相関が大きいことがわかった。以上の成果に関して、第23回国際測地学・地球物理学連合総会(IUGG2003)において口頭発表を行った。さらに、インド洋域と西太平洋域における各年の降水量偏差によって、どちらも多い(少ない)、インド洋域で多く(少なく)西太平洋で少ない(多い)という4つのパターンに分けてそれぞれの降水量と風の場を比較すると、特にどちらも多い(少ない)場合には、大規模な西風モンスーンが非常に強い(弱い)という対応関係が見られた。今後は、関連する上層の大気場や海洋の解析から物理的解釈を与え、総合的理解を目指す。
空間グラフの位相幾何学的研究

金属部分(ハード・変形しない)と輪ゴム部分(ソフト・変形可)からなるハード・ソフト系の知恵の輪の解法について、特に解法に必要な手数について、空間グラフの部位指定交差交換距離の研究として定式化することによって研究した。群論を用いた従来の議論ではなく、被覆空間を用いた新しい幾何的な研究方法を考案した。関連して絡み目の成分指定結び目解消数についても研究した。また不連続写像の合成写像がいつ連続写像となるかについても研究した。不連続写像の合成写像がいつ連続写像となるかについて研究した。位相空間Xからそれ自身への全単射fを一つ固定したときに、各整数nに対してfのn乗が自然に定義される。ここでfの0乗はXからXへの恒等写像であり、fのー1乗はfの逆写像である。このときfのn乗がXからXへの連続写像となるような整数n全体の集合をC(f,X)と記すことにする。C(f,X)は整数全体の集合Zの部分集合であるが、恒等写像は連続写像であることより0を含み、連続写像の合成写像は連続写像であることより、mとnがともにC(f,X)の元であればm+nもC(f,X)の元となる。つまりC(f,X)はZの部分モノイドとなる。逆に、Zの部分モノイドCを一つ与えたときに、ある位相空間XとXからそれ自身への全単射fが存在してC=C(f,X)となることを示した。位相空間Xにコンパクトハウスドルフという制限をつけると、コンパクト空間からハウスドルフ空間への全単射連続写像は同相写像となることより、C(f,X)はZの部分群となる。つまりfのn乗がXからXへの連続写像であれば、fのーn乗もXからXへの連続写像となる。Zの部分群Cを一つ与えたときに、あるコンパクトハウスドルフ空間XとXからそれ自身への全単射fが存在してC=C(f,X)となることも示した。さらに一般に、位相空間Xからそれ自身への全単射全体の中で連続な全単射がどのように分布しているかについて考察をした。ハードソフト系の知恵の輪問題の解法について位相幾何学(トポロジー)の観点から研究した。ハードソフト系の知恵の輪とは、金属などで出来た変形しない部分と、十分な長さを持つ紐や輪ゴムなどからなる変形可能な部分からなる知恵の輪のことである。ハードソフト系の知恵の輪問題とは、初期状態(多くの場合、変形しない部分に変形可能な部分が絡まっていてはずれない状態を意味する。)から完成状態(多くの場合、変形しない部分から変形可能な部分が外れている状態を意味する。)へ変形可能であることを示す問題である。さらに、初期状態から完成状態への変形に対して必要な「手順の数」というものが定義されている場合には、初期状態から完成状態への変形に必要な手順の最小数を求めることも問題となる。今回、この手順の最少数を、結び目理論における結び目解消数や絡み目解消数の概念の類似として、以下のように定義した。変形しない部分と変形可能な部分のそれぞれについて3次元空間内で強変形レトラクトとなる1次元複体をとり、さらに変形しない部分に対応する1次元複体に適当に辺を追加して空間グラフを作る。この追加した辺は仮想的な辺であり、この辺と変形可能な部分に対応する1次元複体の辺との交差交換によって初期状態に対応する空間グラフから完成状態に対応する空間グラフへの変形が可能となる。その際に必要な交差交換の最少数を手順の最少数として定義した。この手順の最少数を、いくつかの典型的なハードソフト系の知恵の輪について、被覆空間についての初等的な議論を用いて決定した。空間グラフのsite-specific Gordian distanceについて研究した。site-specific Gordian distanceとは交差交換を行なうabstract edgesのpairを指定した交差交換距離のことである。linkの場合にはsite-specific Gordian distanceはcomponent-specific Gordian distanceと呼ばれる。その特別な場合としてMilnor link型のBrunnian linksのcomponent-specific Gordian distanceについて考察した。Milnor link型のBrunnian linksのcomponent-specific Gordian distanceはlink homotopy invariantではないことを例をもって示した。一つのlinkのcomponent-specific Gordian distancesがどのような値を取りうるかという実現問題について考察した。高々有限個の横断的な2重点のみを多重点に持つ球面閉曲線たちは5種類のReidemeister movesのうちのどのようなもので互いに移りあうかについて考察した。数物系科学研究内容は予定より少し違っているが関連する研究なので順調に進展していると云える。予定通り研究が進んだ。3次元空間から3次元空間への連続写像で結び目がどのように写るかについてさらに研究を進める。さらにこの方面の研究を推進する。学内業務の増加により予定していた研究打ち合わせを来年度に行なうことにしたため。研究打ち合わせ旅費として使用する。空間グラフの国際ワークショップのために使用する。
滑膜線維芽細胞の増殖・アポトーシス・分化の方向性を規定するシグナル伝達機序の解明

滑膜線維芽細胞は関節リウマチ(以下RA)の増殖滑膜組織を構成する主要な細胞である。RA滑膜線維芽細胞の増殖活性はアポトーシス抵抗性に起因し、この特性はRA滑膜組織に強く発現する炎症性サイトカインで誘導される。一方、滑膜線維芽細胞の新たな機能として多分化能も注目されている。炎症性サイトカインは種々のシグナルカスケードを介して分化能を修飾しうることもわかってきたが、同一のサイトカインが、いかなるシグナルカスケードを用いて、滑膜線維芽細胞のアポトーシスと分化を制御しているか否かは明らかではない。IFN-γの作用について検討すると、IFN-γは滑膜線維芽細胞のPPAR-γと転写因子C/EBP発現を抑制し、実際、これら細胞のPPAR-γリガンド刺激で誘導される脂肪細胞様細胞への分化を抑制した。これら細胞のアポトーシス感受性に関しては、IFN-γは滑膜線維芽細胞のJAK/STATファミリーを顕著にリン酸化し、かつ、強力にこれら細胞のTRAIL依存性アポトーシスを抑制した。すなわちIFN-γを介する"分化抑制"にはPPAR-γとC/EBP発現抑制で、また、IFN-γを介する"アポトーシス抑制"にはJAK/STATファミリー活性化で、これら二つの事象が転写制御の機序で誘導されることがわかった。今までに得られた実験結果からは、IFN-γという一つのサイトカイン/サイトカイン受容体からは異なった刺激伝達経路を介して、"分化抑制"と"アポトーシス抵抗性"という異なった事象が誘導されることが考えられるが、その詳細はkinase cascadeを含めたシグナルクロストークの検討が必要と思われる。滑膜線維芽細胞(FLS)のアポトーシス抵抗性の獲得は、関節リウマチ(RA)の滑膜組織増殖に深く関与している。私たちはアポトーシス抵抗性とkinase cascadeおよびkinase crosstalkの関わりを研究し、Akt活性化は翻訳後修飾のプロセスで、FLSのアポトーシスを修飾するがわかった。すなわち、Akt活性化をchemical inhibitorで抑制すると、FLSのTRAIL依存性アポトーシスならびにFas依存性アポトーシスが顕著に増大した。これらアポトーシスを誘導するリガンドはRA関節滑膜組織に豊富に存在するも、Aktをはじめとするkinaseがautocrine機序およびparacrine機序で活性化され、in vivoではアポトーシスが抑制され、滑膜細胞増殖が誘導されることが示唆される。Akt活性化を誘導する上位kinaseとしてはPI3-Kが同定されており、実際、FLSの上記アポトーシス誘導過程でもPI3-K/Akt系は作動しているが、PI3-K以外の上位kinaseでAktが活性化されアポトーシスが抑制される可能性も示唆された。その候補kinaseの一つはCa(2+)/calmodulin(CaMKII)-dependent protein kinase II(CaMKII)であり、動物関節炎モデルでのAktとの共発現および培養ヒトFLSでの発現は、preliminaryだが確認ずみである。炎症性サイトカインとアポトーシスリガンドは刺激が伝達される分子機序で類似点も多く、私たちは前者刺激でFLSの分化能が抑制されることも明らかとした。今後はAktを活性化する上位kinase cascadeの解析に加え、kinase cascadeとFLS分化およびその制御メカニズムの研究も推進したい。
湖沼堆積物の高精度分析による、東アジアの完新世における気候変動の復元

今年度は昨年度に引き続き、モンゴル、カンボジア、インドネシアの湖沼泥炭堆積物の分析を行い、模式的なラミナ湖沼堆積物が多く見られるフィンランド、トゥルク大学での分析技術の習得を行った。すべての試料について完新世中期に大きな乾燥期があったことが明らかとなり、千年スケールでは東アジア全域で同じ気候応答を示すことが考えられた。モンゴル北部のフデル泥炭地の研究に関して、一本の試料についてすでに論文を出していたが、局所的な地形の影響で古環境の解釈が難しいと考えられた。そのため3本の試料について分析を行い、さらに現地で詳しい地形、植生、現生珪藻調査を行い投稿した。モンゴルからの泥炭試料のデータは今研究が初めてであり、ヨーロッパとアジアの気候変動データをつなぐ重要な資料になると考えられる。カンボジア、トンレサップ湖の試料に関しても夏秋にかけて新たな追加試料の分析の必要になり、予定よりは遅れてしまったが、国際誌に投稿することができた。この試料では年ごとのラミナが観察されず、メコン川の流入による湖底の撹乱が非常に大きいことが推測されたが、メコン川とトンレサップ湖がっながった時期を約4千年前と特定することに成功した。また、トゥルク大学に滞在し、模式的な年縞堆積物と並行にバリ島の試料の薄片観察、ラミナの枚数の計数を行った結果、今試料のラミナは1年ごとではなく複数年で一枚形成されていることが判明した。また、ENSOサイクルに近い610年サイクルの気候i変動が完新世中期にもあったことが明らかとなり、赤道域からの陸上湖沼のデータは非常に少ないため、大きなインパクトがあると考えられる。(抄録なし)繰り越した奨励費28万円のうち24万円は2013年4月のフィンランド、トゥルク大学滞在に使用し、地質学科の研究室と合同で、北極域にあるケボ湖でボーリング調査、現生珪藻のサンプリングを行った。非常に明瞭で模範的な年縞(1年毎に形成されるラミナ構造)が見られるこの試料について予察的な観察、分析を行い、この湖の堆積過程について現地研究者との討論を行った。そして、現地でボーリング作業の技術や、実験室での分析方法(軟X線写真撮影、薄片作成、統計解析など)を多くの学ばせていただいた。また、この最先端のラミナ湖沼堆積物の分析に関する課題や問題点を知ることができ、この滞在期間中にバリ島の試料に関して分析、論文化の方向を掴むことができた。分析結果をまとめ、平成25年度中に投稿できると考えられる。残りの奨励費4万円は主にバリ島の湖沼堆積物試料の分析の消耗品に使わせていただいた。堆積物の樹脂固定など新しい手法の分析を行ったため時間がかかったが、ほとんど先行例のない、熱帯域の湖沼試料のラミナ堆積物におけるラミナの数の計数、薄片観察を行うことができた。完新世中期に大きな乾燥期があったことが明らかとなり、千年スケールではアジア全域で同じ気候応答を示すことが示唆されたほか、百年スケールの短い乾燥時期が見られ局所的な気候システムの影響が考えられた。東南アジアでは陸域からの気候変動データが非常に少なく、海洋からのデータと同調的かつより詳細な復元ができたことは大きなインパクトがあると考えられる。平成24年度はバリ島の試料に関して主に珪藻分析に費やされ、その他分析や結果のまとめに時間を回すことができなかったが、繰り越しされた奨励費による海外渡航と分析技術の取得により、着地点を定めることができた。これにより、25年度中の海外誌への投稿が可能になると考えられる。その他の試料に関しても、データの基礎となる珪藻分析に関しては順調に進展した。奨励費の使用により、今年度はバリ島の試料に関して研究が多いに進むと考えられるが、他の試料の分析が遅れる可能性もあるため、迅速に分析、論文執筆を進めたいと思う。

そのためには、平成25年度の奨励費の割り振りや、専門とする珪藻分析以外の化学、花粉分析を行うか否かについて、大いに検討する必要がある。今のところ、化学分析のみ行う予定である。また、炭素年代測定には数カ月間かかるため、年度末に間に合うように測定する試料の深度を選定する必要があると考えられる。(抄録なし)
高周波超音波顕微鏡を応用した超音波組織診断法の開発

本研究の目的は、冠動脈、心筋、肝などの生物組織を対象として、高周波超音波顕微鏡よる得られる音速および超音波減衰量などの音響的指標や体積弾性率に基づき、生物組織性状を定量的に評価することにより生物組織性状診断法の開発を行うことである。1.生物組織薄膜切片でのCモード像とX-Zモード像の描出:ヒト冠動脈などの薄膜切片を用い、二次元画像であるCモード像を描出し、光学顕微鏡とほぼ同程度の画像を無染色で得られた。X-Zモード像から干渉法を用い、冠動脈内膜の音速を計測した。2.生物組織の音速定量計測の精度に関する検討:音速計測の精度には、試料厚み、温度、試料表面エコー強度などが大きく関与する。(1)厚み規格化試料台の作成(2)測定部温度規格化試料台の作成(3)試料表面エコーの及ぼす影響に関する検討を行い、音速定量計測の精度は十分満足すべきものであることを証明した。3.体積弾性率の計測:組織性状診断をより精度良く行うことをめざし、従来の方法では推定でしか評価し得なかった生物試料の体積弾性率Ksを求めるためacoustic cover membraneの開発を行った。試料と水の間に、この両者より音響インピーダンスの大きなcover membraneを介入させると、反射エコーはほとんど試料表面からのものとなり、その反射エコーの強度は試料の音響インピーダンスZsを反映するため、試料音速Vsを同時に計測すれば、体積弾性率と密度が求められる。(1)厚みおよび音響インピーダンスに関する検討;cover membraneの厚み、音響インピーダンスにより反射率がどのように変化するかを詳細に検討した結果、試料の音響インピーダンスより大きな音響インピーダンスを有し、かつその厚みが使用超音波の1/4波長であるようなmembraneを用いた場合、十分な反射率が得られることを見い出した。(2)材質に関する検討;音響インピーダンス3.5であるpolycarbonateを用い、厚さ5μmのシート状にロール延伸したもの、13.1であるSiO2を用い、厚さ2μmにしたもので良好な結果を得た。本研究は、高周波超音波顕微鏡より得られる音響学的指標を用いて、生物組織の性状を定量的に評価し、生物組織性状診断法を開発することを目的とする。1.生物組織薄膜切片でのCモ-ド像とX-Zモ-ド像の抽出:ヒト冠動脈、大血管、心筋、腎、肝、胃のホルマリン固定後の薄膜切片を用い、二次元画像であるCモ-ド像を抽出し、光学顕微鏡とほぼ同程度の画像を無染色で得られた。Cモ-ド像上の微小領域でのX-Zモ-ド像から干渉法を用い、冠動脈、大血管内膜の音速を計測した。2.生物組織の音速定量計測の精度に関する検討:音速の計測精度には、試料厚み、温度、試料表面エコ-強度などが大きく関与する。(1)厚み規格化試料台の作成(2)測定部温度規格化試料台の作成(3)試料表面エコ-の及ぼす影響に関する検討を行い、音速定量計測の精度は十分満足すべきものであることを証明した。3.生の試料の音速定量計測:将来的に非侵襲的臨床計測法をめざす。従来行ってきたホルマリンによる組織固定を経ないで、直接凍結による試料切片を作成し、これを計測するための試料台を工夫する。得られた結果につき脱パラ切片との対比を行って両者の関連性の検討成績を集積中である。

4.音響カバ-プレ-トの開発:特殊樹脂による音響カバ-プレ-トを導入し、試料台に新たな工夫を施せば組織の音響インピ-ダンスを反映する反射強度と音伝播速度を測定し、これらより弾性率と密度とを求めることが可能である。予備検討の結果では、商品名ベスベルとして知られる樹脂を厚さ5μmのシ-ト状にロ-ル延伸したものが良好な成績であったので、これを用いてデ-タを集積中である。5.超音波信号解析装置の充実:超音波顕微鏡から得られる反射強度と音速に関する多数の信号を受信して、演算処理をする必要があり、そのためのハ-ド・ソフト両面の機能を満足する解析装置を整備している。その主体は新規購入したAD変換機と計算機である。前年度までは、冠動脈、心筋、肝などの生物組織を対象として音速および超音波減衰量の計測に基づき生物組織性状を定量的に評価することにより、生物組織性状診断法の開発を進めてきた。本年度は、組織性状診断をより定量的に行うことをめざし、従来の方法では推定でしか評価し得なかった生物試料の体積弾性率Ksおよび密度ρsを計測するための研究を推し進めた。その中心となるacoustic cover membraneの開発に関し以下のような成果を得た。試料と水の間に、この両者より音響インピーダンスの大きなcover membraneを介入させると、反射エコーはほどんど試料面からのものとなり、その反射エコーの強度は1.厚みおよび音響インピーダンスに関する検討;cover membraneの厚み、音響インピーダンスにより反射率がどのように変化するかを詳細に検討した結果、試料の音響インピーダンスより大きな音響インピーダンスを有し、かつその厚みが使用超音波の1/4波長であるようなmembraneを用いた場合、十分な反射率が得られることを見い出した。すなわちmembraneの音響インピーダンスZ1が1.83,4.0,13.1の場合、反射強度の分布が試料の音響インピーダンスの分布にほぼ比例するため画像の解析が極めて容易となる。2.材質に関する検討;材質としては音響インピーダンス3.5であるpolycarbonateを用い、厚さ5μmのシート状にロール延伸したもの、13.1であるSiO2を用い、厚さ2μmにしたもので良好な結果を得た。このcover membraneを用いることにより生物組織の体積弾性率を計測することが可能となった。
ヒトDNAミスマッチ修復蛋白質1遺伝子の構造と機能に関する分子生物学的研究

ヒトのDNAミスマッチ修復蛋白質1(MRP1)はその産物のC末側アミノ酸配列に大腸菌ミスマッチDNA修復遺伝子(MutS)の産物と相同性があり、DHFR遺伝子と88塩基対の間隔をおいて向い合って存在し、GC塩基に富んだ両方向性プロモーターにより発現が調節されている。本研究ではMRP1遺伝子の構造と機能を解析し、これまで殆ど手が付けられなかったヒトを中心とした真核細胞のDNAミスマッチ修復機構の分子レベルでの解析を目的とする。メソトレキセート耐性HL-60細胞DNAよりゲノムライブラリーを作成しMRP1遺伝子のcDNAを用いてスクリーニングしたところ数個のクローンが得られた。現在その構造解析を行なっている。MRP1/DHFR遺伝子の両方向性プロモーターの解析をすすめ各々の遺伝子に共通或は特異的な転写因子を同定した。MRP1蛋白質の全域をbaculovirus発現系により大量に発現することに成功した。MRP1蛋白質C末側27%とマルトース結合蛋白質の融合蛋白質を大腸菌で発現させると可溶性蛋白質として大量に発現された。HeLa細胞の核抽出液とミスマッチを有するoligonucleotideをインキュベートするとミスマッチに依存したretarded bandが見られた。このretarded bandは核抽出液をあらかじめMRP1蛋白質に対する抗体とインキュベートすると中和された。このことは、MRP1蛋白質がミスマッチ部位の認識に関与していることを示唆する。最近ヒト染色体2番にあるMutSホモローグの変異が癌患者より得られたDNAの中に見つかり、発がんにおけるMutSホモローグの関与が強く示唆された。染色体5番にあるMRP1遺伝子も発がんに関与している可能性があり、癌患者より得られたDNAについてもMRP1遺伝子の解析を行ないたい。
体内時計と光、潮汐による生殖リズムの形成機構とその可塑性

本研究では、松果体と視床下部神経内分泌系の機能形態学的解析を基盤として、15時間周期及び月齢に同調した新規の生物リズムの発振機構、そして、その形成における光と潮汐の役割を明らかにする。また、生息地域による産卵リズムの違いや個体発生におけるリズムの形成過程に注目して、生殖リズム形成の可塑性を明らかにする。平成29年度では、下の5つの研究を実施し、研究成果を得た。1)生殖調節神経ホルモンとMelR、Cryの産生細胞の神経解剖学的解析について、Kiss、Kiss受容体、GnIH、GnIH受容体の抗体を作製し、melr、cryのRNAプローブを調製した。Kiss免疫陽性細胞は、視索前核小細胞性領域に局在していた。3)メラトニンによる視床下部生殖中枢の調節について、血液中のメラトニン濃度は、夜間に上昇するが、そのレベルは月齢に伴って変化することがわかった。また、メラトニン合成酵素(AANAT2)KOクサフグの作製を行った。CRISPR-Cas9のマイクロインジェクションを行い、変異導入個体(F0)を得た。4)mel1bプロモーター導入個体において、導入遺伝子の脳内での発現は検出されなかった。また、孵化後3-4日の仔魚において、mel1bは恒暗条件下で24時間周期の変動を示した。gnrh2プロモーター導入個体を作製するため、クサフグ及びゼブラフィッシュの受精卵に導入した。共に少数の導入個体(F0)を得た。5)潮汐変化がほとんどない佐渡島において、クサフグの産卵場を発見し、産卵行動調査を行った。その結果、雄は月周リズムを持たず毎日産卵するが、雌はおおよそ2週間の周期性を維持して産卵することが示唆された。計画から遅れている部分として,松果体におけるRNA-seq解析、15時間周期の行動解析、弱光暴露実験が挙げられるが、共に解析に必要な実験個体を採集することができなかったためであり、平成30年度では産卵魚の採集方法等を検討して、研究に必要な実験個体を確保する。一方で、松果体と視床下部神経内分泌系の神経解剖学的解析とメラトニンによる生殖中枢の調節については、概ね計画とおりに研究が進展している。特に、血液中のメラトニン濃度については、これまで夾雑物の影響で測定できなかったが、測定法の改良によって安定した測定が可能になった。夜間のメラトニン濃度が月齢により変化することが明らかとなり、クサフグが弱光の変化を感じ、その情報がメラトニンの分泌量として視床下部に伝達されることが示唆された。また、メラトニン作用を解析する新たな実験系として、メラトニン合成酵素欠損個体の作製を進めた。遺伝子導入個体を用いた解析については、計画より先行して進展している。さらに、生殖リズムの可塑性に関する研究として、佐渡島のクサフグ集団の産卵リズムが、潮汐差が大きな他の場所の集団とは異なることが明らかになり、可塑性についての研究材料となる野生個体集団を確保することができた。計画より遅れている部分については、十分な数の実験個体を確保して、研究を進める。15時間周期の行動リズムの解析については、明期での解析系は確立しており、暗期での行動解析系を確立する。遺伝子導入魚を用いた研究については、gnrh2プロモーター導入個体の作製と解析を進めると共に、新たにcryプロモーターの下流に分泌型ルシフェラーゼ遺伝子あるいはEGFP遺伝子をつないだ遺伝子コンストラクトを作製し、平成31年度から遺伝子導入個体を用いた解析を行う。本研究では、キスペプチン(Kiss)や生殖腺刺激ホルモン放出抑制ホルモン(GnIH),生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)、メラトニン受容体(MelR)、クリプトクローム(Cry)の遺伝子発現調節に焦点をあてて、松果体と視床下部神経内分泌系の機能形態学的解析を基盤として、15時間周期及び月齢に同調した新規の生物リズムの発振機構、そして、その形成における光(月光)と水圧(潮汐)の役割を明らかにする。また、生息地域による産卵リズムの違いや個体発生におけるリズムの形成過程に注目して、生殖リズム形成に必要な環境条件を明らかにすることによって、人工的環境による生殖リズムの再現と改変の可能性を探る。平成28年度では、下の3つの研究を実施した。1)新規の生物リズムの発振機構に関する研究として、これまでに行った間脳のRNAシークエンスのデータを検討し、発現量が15時間周期で変動する遺伝子の候補を221個同定した。これらの中から、概日時計に関係するneuronal PAS domain protein 3遺伝子と細胞内情報伝達に関係するイノシトール3リン酸合成酵素遺伝子について、概日発現変動を詳細に解析した結果、共に約15時間周期で変動することが明らかになった。2)クサフグ成魚の行動リズムを解析する実験系を検討した。飼育下の魚をビデオ撮影し、その行動を全自動化行動定量解析装置で解析した。自発遊泳する魚の体表の模様をマークして行動を追跡できる実験条件を確立した。3)MelR遺伝子プロモーターの下流に分泌型ルシフェラーゼ遺伝子をつないだ遺伝子コンストラクトを作製して、クサフグ受精卵に導入した。導入遺伝子がゲノムに組み込まれた個体を確認したが、その後死亡したため、ルシフェラーゼの発現は確認できなかった。また、ゼブラフィッシュ導入用の遺伝子コンストラクトを作製した。計画から遅れている部分として,松果体と視床下部の機能形態学的研究と松果体の弱光に対する反応性に関する研究が挙げられる。

共に、解析に必要な個体を採集することができなかったためであり、平成29年度では産卵魚の採集地点を増やすなどして、研究を実施する。新規の生物リズムの発振機構に関する研究においては、概ね計画とおりに研究が進行している。遺伝子導入魚を用いた研究は計画より早く進行し、作製した遺伝子コンストラクトを受精卵に導入してその発現解析まで実施した。しかし、実験魚が飼育中に死亡したために、導入遺伝子の発現を確認することができなかった。そのため、孵化後、仔魚から幼魚における安定した飼育が可能になるように、循環型の小型魚類飼育装置を新たに導入した。本研究では、松果体と視床下部神経内分泌系の機能形態学的解析を基盤として、15時間周期及び月齢に同調した新規の生物リズムの発振機構、そして、その形成における光と潮汐の役割を明らかにする。また、生息地域による産卵リズムの違いや個体発生におけるリズムの形成過程に注目して、生殖リズム形成の可塑性を明らかにする。平成29年度では、下の5つの研究を実施し、研究成果を得た。1)生殖調節神経ホルモンとMelR、Cryの産生細胞の神経解剖学的解析について、Kiss、Kiss受容体、GnIH、GnIH受容体の抗体を作製し、melr、cryのRNAプローブを調製した。Kiss免疫陽性細胞は、視索前核小細胞性領域に局在していた。3)メラトニンによる視床下部生殖中枢の調節について、血液中のメラトニン濃度は、夜間に上昇するが、そのレベルは月齢に伴って変化することがわかった。また、メラトニン合成酵素(AANAT2)KOクサフグの作製を行った。CRISPR-Cas9のマイクロインジェクションを行い、変異導入個体(F0)を得た。4)mel1bプロモーター導入個体において、導入遺伝子の脳内での発現は検出されなかった。また、孵化後3-4日の仔魚において、mel1bは恒暗条件下で24時間周期の変動を示した。gnrh2プロモーター導入個体を作製するため、クサフグ及びゼブラフィッシュの受精卵に導入した。共に少数の導入個体(F0)を得た。5)潮汐変化がほとんどない佐渡島において、クサフグの産卵場を発見し、産卵行動調査を行った。その結果、雄は月周リズムを持たず毎日産卵するが、雌はおおよそ2週間の周期性を維持して産卵することが示唆された。計画から遅れている部分として,松果体におけるRNA-seq解析、15時間周期の行動解析、弱光暴露実験が挙げられるが、共に解析に必要な実験個体を採集することができなかったためであり、平成30年度では産卵魚の採集方法等を検討して、研究に必要な実験個体を確保する。一方で、松果体と視床下部神経内分泌系の神経解剖学的解析とメラトニンによる生殖中枢の調節については、概ね計画とおりに研究が進展している。特に、血液中のメラトニン濃度については、これまで夾雑物の影響で測定できなかったが、測定法の改良によって安定した測定が可能になった。夜間のメラトニン濃度が月齢により変化することが明らかとなり、クサフグが弱光の変化を感じ、その情報がメラトニンの分泌量として視床下部に伝達されることが示唆された。また、メラトニン作用を解析する新たな実験系として、メラトニン合成酵素欠損個体の作製を進めた。