hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中枢時計の概日リズム発振の時空間的機能マップ作成とその制御

SPFマウス飼育施設・設備の整備し、哺乳類の概日リズムを制御するPer1の発現を指標にして、組織の時計機能をリアルタイムで1細胞レベルの測定をするため、Per1::GFP組み換えマウスのSCNスライスを共焦点や2光子顕微鏡で観察する系を確立した。SCNの神経を刺激する手段は、1) VLS法で作成された微小刺入型電極プローブ。先端の形状を尖端化するタイプ、強力な電気刺激を行う目的の構造体も付加した。2)光照射により神経活動が調節できるLiGluR受容体システム。繊維芽細胞株は光刺激されPer1の発現誘導がおきた。外部刺激を受け、SCN組織内で、シグナル情報が周囲に数時間単位で伝達される。初年度に整備した豊橋技術科学大学における特定の微生物に感染していないSPF実験空間において、概日リズムをリアルタイムでモニターできるPer1:lucやPer1:GFP遺伝子組み換えトランスジェニック(Tg)マウスを用いて、SCNの中枢時計のリズムを発光測定装置や、共焦点顕微鏡で観察している。SCNスライスに対してVLS法で作成された微小刺入型電極(豊橋プローブ)を用いて、SCN脳スライスの細胞内・外電位の数分の短時間の記録を行った。先端が先鋭化したVLSチップを用いて、細胞株や脳スライスの深部の神経細胞に、外来性の蛍光蛋白を発現するDNAを導入してアプローチした細胞をマーキングに成功している。これにより、どの神経細胞から発火スパイクを測定したかが判別できることがわかった。SCNの光刺激については、Per1:GFP遺伝子を発現させた細胞株を用いた実験で、光反応の化合物MAGとLiGluR受容体を用いた光刺激を同じdush内の性質の違う細胞に対して行うと、老化やストレスにより1細胞レベルの時計遺伝子Per1の発現誘導が弱くなることから、位相リセット機構が弱くなることがわかった。本研究で使用する遺伝子組み換えマウスを用いた研究は、特定の微生物感染をしていないことが証明されたSPF実験空間において飼育されたマウスを用いて行う。そのために、まず、マウス飼育施設やまた、マウスの脳スライスをもちいた研究のために、サンプルを用意する施設・設備・体制を立ち上げた。哺乳類の概日リズムの中枢である視交叉上核(SCN)で、リズムが遺伝子レベルでどのように発振されているかを調べるために、リズム制御において重要な役割を担うPeriod1遺伝子(Per1)の発現を指標にして、組織の時計機能をリアルタイムで1細胞レベル測定をする。そのため、Per1発現制御領域に連結させたリポーターの緑蛍光GFPを確認できるPer1::GFP組み換えマウスを確立した。このマウスのSCNスライスや他の末梢組織を培養しながら、共焦点や2光子顕微鏡で観察する実験系を確立した。培養スライス中において、細胞のPer1の発現振動は部位により位相は少しずつずれていることがわかった。ひきつづき、より長期観察に適切な培養方法を工夫している。また、SCNの神経細胞では、発火スパイク頻度が昼高く、夜低い、24時間周期の振動を示すが、この発火スパイク頻度リズムをマルチポジションで、感度良く測定するために、Vapor-liquid-solid(VLS)法で作成された微小刺入型マルチ電極プローブをアレイ状に並べたセンサーチップを用いる。直径数nmの微小プローブのため、1細胞の神経活動計測かでき、さらに、同じ電極プローブで、神経電気刺激を行うことができる。また、豊橋プローブ先端に、先端の形状を尖端化するタイプのほかに、より強力な電気刺激を行う目的の構造体を付加したものもあり、先端近くの数個の神経細胞の細胞外電位の総和をとりながら、局所的な電気刺激を試みたが、いまだ、長時間で観察できていない。SCNの光刺激については、Per1:GFP遺伝子を発現させた細胞株を用いた実験で、光反応の化合物MAGとLiGluR受容体を用いた光刺激を同じdish内の性質の違う細胞に対して行うと、老化やストレスにより1細胞レベルの時計遺伝子Per1の発現誘導が弱くなることから、位相リセット機構が弱くなることがわかった。

異種の機能を持つ細胞集団のSCN組織において、光反応の化合物MAGとLiGluR受容体を用いた光刺激を応用した実験系で、部分的に刺激を行った。nativeの状態での目からの光受容と異なる時計遺伝子の発現誘導がみられ、刺激していない部分の細胞にも時計遺伝子の発現誘導がみられ、刺激は伝達された。これは、nativeの状態での目からの光刺激に反応するインプット部位以外でも、外部刺激を受け、SCN組織において、その情報が伝達されていくことをしめす。その刺激が、リズム形成に意味を成すかは今後の課題である。この時の、SCN組織内の神経細胞の発火頻度をVLSチップにての測定は、現在、ノイズが高く有意なデータはまだ取得できていない。実験条件やチップの改善が必要である。医科学一般豊橋プローブ(VLSチップ)は、細さが1μm以下で、長さが100μm1mmの長いものがある。よりよい、神経細胞の発火スパイクを測定するためには、脳スライスにおいて深部の健全な細胞を測定する必要がある。豊橋プローブを用いて、脳の深部の細胞にどこまでアプローチできるかを測定し、長さが100μmのプローブを用いると長さが70μmまでの深部にアプローチでき、細胞に外来性DNA分子をデリバリーし、形質転換することに成功した。野生型でも光照射により刺激を細胞内部に伝達し、生理反応を変化させる新規化合物を2種類作成しており、これを用いて特異的な細胞の外部刺激実験を、概日リズムがリアルタイムでモニターできる組かえマウスの中枢時計SCNスライス組織を使って、部位特異的に刺激し、SCN全体のリズムがどのように変化するかを調べる。当初の予定通り、SPF環境飼育のPer1::GFP組み換えマウスのSCNスライスや他の末梢組織を培養しながら、慨日リズムの変化を時計遺伝子の発現変化・GFPシグナルの変化として、共焦点や2光子顕微鏡で観察している。しかし、現在、23日にわたる長期培養観察には成功していないため、適切な培養方法を模索している。また、豊橋技術科学大学の独自開発の、Vapor-liquid-solid(VLS)法で作成されたさまざまな微小刺入型マルチ電極プローブチップで、神経活動計測・神経電気刺激を脳スライスに対して行っている。電極プローブはアレイ状に複数本存在するが、全プローブからデータが取得できることは少なく、その成功率の上昇にサンプルの培養方法や、電極の形状について異なる方法を試行している。また、現在は、数個の細胞からスパイクを測定する細胞外電極をもちいて実験しているが、細胞内電極による1細胞からの信号取得向けても異なる方法を試行している。以上のことから、おおむね順調に進行している。今後、野生型でも光照射により刺激を細胞内部に伝達し、生理反応を変化させる新規化合物を2種類作成しており、このことは個体レベルの実験が、組み換え動物を作成しなくても、すぐに可能であることを示す。また、VLSチップにより、神経細胞に外来性DNA分子をデリバリーし、形質転換することに成功した。
ヒト歯根膜前駆細胞クローン細胞株を用いた歯根膜再生機構の解明

本研究課題において私たちは、2種のヒト歯根膜幹細胞/前駆細胞株を樹立し、歯根膜組織再生に必要な細胞要素としてのそれらのキャラクタリゼーションを行った。いずれも骨髄間葉系幹細胞と同様のマーカーを発現したが、歯根膜細胞株は歯根膜組織に強く発現するPeriostinならびにScleraxisを発現していたことから歯根膜の特徴を維持していることが明らかになった。この細胞株を用いて、組織再生のための足場材にはカルシウムを成分として含む材料が、効果的にセメント芽細胞/骨芽細胞への分化を促進することがわかった。さらに歯根膜再生の形態形成因子として、Basic Fibroblast Growth FactorならびにTransforming Growth Factor-β1の有効性を明らかにした。また心臓血管系の調節に重要な働きをしていることが知られているAngotensin IIが歯根膜組織再生に有益な効果をもたらす可能性があることが示唆された。そして歯根膜幹細胞はNerve Growth Factorを分泌し、神経細胞の分化、遊走そしてアポトーシス抑制において重要な働きをしていることが判明した。以上のことから、歯根膜組織再生は、これらが複合して機能性を発揮することによって達成される可能性があることが示唆された。本研究に同意が得られた患者より歯根膜組織を採取し、in vitroにて培養後、遊走してきた細胞をプライマリーのヒト歯根膜細胞(HPLF)とした。つぎにHPLFにSV40 large T抗原をコードする遺伝子(SV40T-Ag)とヒトテロメレース逆転写酵素をコードする遺伝子(hTERT)とを導入し不死化したSTPLFを作製した。さらにSTPLFをクローニングし、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞そして神経細胞への多分化能を有した極めて未熟な細胞株1-17を得た。1-17細胞株は、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)刺激に対して、未熟な状態では骨芽細胞への分化を抑制し、分化がある程度進んだ状態では、その分化が促進されることが明らかになった。歯根膜は種々の細胞から構成されており、各々が相互作用を持って、歯根膜の恒常性を維持していると考えられることから、1-17細胞株とヒト骨芽細胞株(SaOS2)とを共培養した結果、SaOS2は1-17細胞株の骨芽細胞への分化を促進することがわかった。またその分化にはSaOS2によるBMP4の分泌を介したものであった。なお本研究は歯学研究院の倫理委員会にて承認が得られた上で遂行されたものである。(1)歯根膜幹細胞株の表面抗原解析当研究室において樹立したヒト歯根膜幹細胞株(1-17細胞株)は、すでに骨髄の間葉系細胞マーカーであるCD13, CD29, CD44, CD90, CD105, CD166を発現しており、またCD18ならびにCD34の発現は認められなかった。また私達はヒト歯根膜前駆細胞株(1-11細胞株)も同様の発現形態をしていたが、両細胞株が発現する表面抗原について、cDNAマイクロアレイ法を用いて詳細に検討したところ、CD37ならびにCD83の発現が1-17細胞株において減少していることが明らかになった。(2)1-17細胞の神経細胞分化への影響これまでに間葉系幹細胞が傷害された神経細胞の機能回復に働くことが報告されていることから、神経細胞への分化能をもつPC-12細胞を用いて、1-17細胞株による影響について検討した結果、1-17細胞株は培養液中に神経細胞誘導因子ならびにPC-12細胞の遊走を促進する物質を分泌していることが明らかになった。また1-17細胞株はPC-12細胞のアポトーシスを抑制する効果があることが示唆された。これら一連の作用は、1-17細胞株がnerve growthfactor(NGF)を分泌していることによることが示唆された。(3)歯根膜細胞の骨芽細胞様分化歯根膜組織の再生にカルシウムが深く関わっていることをこれまでに報告しており、カルシウムが歯根膜細胞に及ぼす影響について詳細に検討したところ、歯根膜細胞の増殖能を促進し石灰化を促進した。さらにカルシウムによってbone morphogenetic protein 2(BMP2)の発現が誘導されることを明らかにした。

以上より、歯根膜幹細胞を用いた歯根膜再生において、足場の因子にはカルシウムが含まれていることが重要であり、また細胞成分としてCD37またはCD83の発現が鍵になっている可能性が示唆された。(1)歯根膜再生に関与する因子Wnt3a刺激はヒト歯根膜細胞に対してosteopontin, osteocalcin, periostin, typeI collagen等歯根膜関連タンパクの発現には影響を及ぼさなかったが、TGFβは歯根膜幹細胞/前駆細胞株の歯根膜線維芽細胞様細胞への分化を促進した。一方FGF2は、これらの細胞株に対して、線維芽細胞様細胞への分化を抑制することが明らがになった。またEMDは歯根膜幹細胞株のセメント芽細胞/骨芽細胞様細胞分化を抑制したが、前駆細胞株に対しては促進した。さらに今回、心筋細胞に影響を及ぼすことが知られているangiotensin II (AngII)が、機械的刺激を受けた歯根膜細胞において発現し、AngIIはtype I collagen, fibrillin, TGFβの発現を増大させることを明らかにした。この結果から、AngIIは歯根膜組織再生に関わる形態形成因子の候補としてあげられることが示唆された。(2)ヒト歯根膜幹細胞株の生体への移植実験私達が樹立した、ヒト歯根膜幹細胞株(1-17細胞株)ならびに前駆細胞株(1-11細胞株)を、免疫不全ラットの歯根膜欠損部位に移植した結果、1-11細胞株はセメント質・骨・歯根膜線維組織にホーミングし、1-17細胞株は歯根膜線維組織のみにホーミングすることが明らかになった。これらの結果から、未分化な歯根膜細胞は、その分化の程度によって歯根膜組織内での分化様式が異なっており、さらにその分化の方向を決定する因子が存在することが示唆された。そこで、各々の細胞株が発現する遺伝子について検討した結果、この制御因子としてジンクフィンガータンパクが関与することを明らかにした。
金属埋め込み構造を用いた量子ドットからの高効率キュビット生成に関する研究

半導体量子ドット(QD)内部で形成される孤立した単一二準位系では,確定的な単一光子発生が可能な非古典光源であり,その発生光子を情報のキャリア(キュビット)として利用することで,高い秘匿性を持つ量子暗号通信への応用が大いに期待される.今後の研究展開に向けては高効率キュビット生成が不可欠な要素技術であり,研究代表者はQDを金属反射鏡で埋め込む新規構造を提案し,検討を行っている.今年度はこの構造を用いて1孤立二準位系生成メカニズムの解明および2QDと外部光学系との結合効率の大幅な改善が確認された.1一般にQD光励起時にて生成されるキャリアは励起子を形成するのみでなく,荷電状態の遷移といった発光スペクトルの拡散要因として寄与し得る.このQD内部で起こるダイナミクスを2次光子相関測定を用いて精度良く評価し,更には励起条件を適切に調整する事でダイナミクスの制御が可能である事を見出した.これは孤立二準位系形成を司る重要なメカニズムであり,応用のみならず学術的にも意義深い.2QDと外部光学系との結合効率は一般的に1%である.これは半導体と空気との屈折率差に起因しているが,埋め込み構造における金属面反射を用いることで結合効率は大幅に改善し,実験的に1824%といった向上が実証された[2].また使用構造における構造最適化を検討する事で約90%までの更なる向上が可能である事を電磁界解析によって予測した[3].以上の成果は金属埋め込み構造を用いることで高効率なキュビット発生が可能であることを示唆しており,量子暗号通信への応用へ向け重要な結果である.(抄録なし)半導体量子ドット(QD)は確定的な単一光子発生が可能な非古典光源であり、その発生光子を情報のキャリア(キュビット)として利用することで、高い秘匿性を持つ量子暗号通信への応用が大いに期待されている。その実現には高効率なキュビット生成が必須であるが、研究代表者はQDを金属反射鏡で埋め込む新規構造を提案し、検討を行っている。今年度はこの構造を用いて(1)世界最高レベルの高純度な単一光子発生、(2)QDと外部光学系との結合効率の大幅な改善が確認された。(1)高純度な単一光子を発生させるため、励起レーザ光の波長を的確に制御し、QD内で形成される1つの励起子状態を排他的に生成させ、発生光子の評価を行った。単一光子の純度は2次相関関数を測定し評価されるが、測定結果は従来の評価手法が適用できない特性を示した。そこでQD内のキャリア分布挙動を2次相関関数に取り込むことで、理論の再構築を行った。これは従来の評価手法では適用外であった状況も網羅した、より一般的な評価手法であり、学術的意義も大きい。更にこの手法を用いて測定結果を評価したところ、複数光子発生が古典光よりも11333に抑制されていることが精度良く確認された[1]。これはこれまでの報告例の中で最小レベルであり、非常に高純度な単一光子発生である。(2)通常、半導体と空気との屈折率差により、QDと外部光学系との結合効率は1%に留まってしまうが、独自の金属埋め込み構造を用いることで8%まで改善することが可能である[2]。今年度は高い屈折率を持つ銀の使用、金属反射鏡の角度の最適化を行うことで更なる改善を目指した。結果として、結合効率18%24%と大幅な改善が確認された(論文投稿中)。以上の成果は、QDと金属埋め込み構造を組み合わせることで高純度・高効率な単一光子発生が可能であることを示唆しており、量子暗号通信への応用へ向け重要な結果である。半導体量子ドット(QD)内部で形成される孤立した単一二準位系では,確定的な単一光子発生が可能な非古典光源であり,その発生光子を情報のキャリア(キュビット)として利用することで,高い秘匿性を持つ量子暗号通信への応用が大いに期待される.今後の研究展開に向けては高効率キュビット生成が不可欠な要素技術であり,研究代表者はQDを金属反射鏡で埋め込む新規構造を提案し,検討を行っている.今年度はこの構造を用いて1孤立二準位系生成メカニズムの解明および2QDと外部光学系との結合効率の大幅な改善が確認された.1一般にQD光励起時にて生成されるキャリアは励起子を形成するのみでなく,荷電状態の遷移といった発光スペクトルの拡散要因として寄与し得る.このQD内部で起こるダイナミクスを2次光子相関測定を用いて精度良く評価し,更には励起条件を適切に調整する事でダイナミクスの制御が可能である事を見出した.これは孤立二準位系形成を司る重要なメカニズムであり,応用のみならず学術的にも意義深い.2QDと外部光学系との結合効率は一般的に1%である.

これは半導体と空気との屈折率差に起因しているが,埋め込み構造における金属面反射を用いることで結合効率は大幅に改善し,実験的に1824%といった向上が実証された[2].また使用構造における構造最適化を検討する事で約90%までの更なる向上が可能である事を電磁界解析によって予測した[3].以上の成果は金属埋め込み構造を用いることで高効率なキュビット発生が可能であることを示唆しており,量子暗号通信への応用へ向け重要な結果である.研究実績で述べたとおり、金属埋め込み構造QDを用いて世界最高レベルの高純度単一光子発生を観測したこと、外部との結合効率の大幅な改善に成功したことにより、おおむね順調に進展していると考える。尚、QD発生光子からキュビット変換に必要な偏光状態についての調査は現在検討を進めている最中であり、次年度も継続して検討を進める。最終年度であるため、これまでの研究成果をさらに発展させて、研究課題の取り纏めを行う。具体的にはQD発生光子の繰り返し周波数、偏光状態といった駆動条件について調査を行い、金属埋め込み構造QDからの高効率キュビット生成について調査する。その後、実際に金属埋め込み構造QDを用いた量子暗号通信の試行実験を行い、その有用性について実証する。(抄録なし)
実働荷重下における溶接施工可否判定システムの構築

海洋構造物、鉄塔および橋梁のような供用中の構造物には、波、潮流、風および走行車両など変動荷重が作用している。これら供用中の構造物を溶接により補強、補修および改造など行う場合、変動荷重下の溶接となる。変動荷重下における溶接割れ試験を実施し、高温割れ発生の有無を評価する力学的指標として、溶接金属が割れ発生温度域内で受けたひずみの累積εtを用いることを提案した。さらに、εtを溶接前に容易に計測できる開先の溶接前相対変位変動△δで表現し、△δを力学的指標とした実用的な変動荷重作用下における高温割れ発生条件式を示した。そして、一定繰返し外荷重が作用する場合に対し、高温割れ発生条件式を適用し、その妥当性を具体的に示した。ところで、変動荷重下の溶接で生じる高温割れの形態として、2つあることがわかった。ひとつは、1500°C程度で生じる凝固割れであり、他のひとつは1200から700°C高温ではあるが固相状態に冷却した状態で生じる割れである。凝固割れの場合、外荷重による開先の変位変動△δ(作用ひずみ)と繰返し数との積が、他の固相状態で生じる割れの場合、一周期内における作用ひずみのひずみ速度とその大きさが力学的主因であることがわかった。一方、△δを力学的指標とした溶接施工可否判定システム構築のためのアルゴリズムを決定した。これに従い、基本となる溶接施工可否判定システムを構築した。そして、供用下にある橋梁を例に取り、その妥当性を示した。疲労試験機を用いて、外荷重作用下の模擬実験を行った結果によれば、溶接条件を一定にして外力の負荷周波数を大きくしていくと、高温割れが生じることが明らかになった。また、開口変位の大きさおよび周波数を種々変化させて実験を行なった結果、割れ形態が大きく2種類に分類できることがわかった。一方、溶接金属の高温割れ感受性試験として広く用いられているTrans-Varestraint試験(一度だけ外力が負荷される)を実施した。そして、繰り返し外力が負荷される疲労実験結果と比較検討し、実働繰り返し荷重下で生じる割れとTrans-Varestraint試験で生じる割れの様相・発生条件などの相違点を明確にした。なお、Trans-Varestraint試験では、繰り返し外力作用下における高温割れ発生限界ひずみが求まることがわかった。一部、繰り返し外力作用下で割れ試験を実施している。供用中の鋼構造物の改造、あるいは、補修、補強などを溶接により行う場合、実働荷重下の溶接となる。この場合、海洋構造物などでは、運転を一部あるいは全面停止する、また、既設橋梁では、交通規制などを行い施工するのが一般的である。ところで、可能な限り運転の停止、あるいは交通規制をすることなしに、改造、補修、補強、などできれば、その社会的、経済的効果に与える影響は多大であろうと考えられる。これが本研究の目的である。平成5年度において、繰り返し荷重作用下で生じる高温割れの感受性を評価するための力学的指標とその評価方法の確立が急務であることを指摘した。本年度は、溶接施工可否判定システムが構築できるか否かを左右する本質的な問題となる高温割れ感受性を評価する力学的指標、すなわち、溶接前に容易に計測できるルートギャップの開口変位△δが割れを整理する実用的な力学的指標と成り得るか否かを集中的かつ詳細に検討した。結果によれば、実働繰り返し荷重下で生じる高温割れに対する力学的指標として△δを用いることの妥当性が明らかになった。また、本実験で使用した溶接金属の高温割れ発生限界値△δ_<cr>を求めることができた。上述の成果を基本として、△δを力学的指標とする高温割れ発生・防止条件の評価式を提案すると共に、溶接施工可否判定システム構築のためのアルゴリズムを決定した。これに従い、基礎となる溶接施工可否判定システムの構築を試みた。そして、供用下の実橋梁の補修、補強工事に本システムを適用し、その妥当性を検討した。
正確に解ける場の量子論と素粒子物理学

平成7年度(1995)及び平成8年度(1996)は素粒子論にとって激動の年であり、研究代表者の研究も少なからず影響を受けた。当初の可解模型中心の研究から、ひもの統一理論、超対称ゲージ理論、それと関連するする厳密解に関する研究に重点を移して、研究を行い、いくつかの成果を挙げることができた。I)平成7年度45月は前年度末までにほぼ完成していた文田、大田(武)とのXXX spin chainにおけるtwist angleを変えた時のBethe ansatz方程式のrootの動きに関する論文を完成させるのに充てた。これも前年度から継続の穴沢、石川(温)とのmacroscopicloop振幅に関する研究は、6月に幸運にも3点振幅に関してfusion ruleを発見することができた。この構造を手がかりにして、さらにn点振幅に対するcrossing,及びcontact interactionを発見することができた。これらの成果は3つの論文にのべられている。夏ごろから超対称性ゲージ理論におけるSeiberg-Wittenの仕事と可解粒子系との関係に興味を持ちはじめ、11月12月とElliptic Calogers SystemとN=4→N=2超対称性Yang-Mills理論との関係をA. Morozovと共に調べ2つの論文という形でまとめた。II)平成8年度はA. Morozovと共に行った超対称ゲージ理論の低エネルギー作用に対する厳密解と可解粒子系との対応に関する仕事(2つの論文にまとめられている)に触発されて、より基本的なSchwinger-Dyson方程式からの考察を行った。大学院生の高篠と協力して、超空間上でのWilson-loopを基本変数とする美しい方程式を導出することができた。この結果は2つの論文にまとめられている。量子化された超対称性ゲージ理論の力学はこの方程式で尽きている。この研究はSeiberg-Wittenの厳密解との関係、ひもの相互作用とからめて、多くのimplicationを持っていくであろう。今年度始めたもう1つの研究は、D-braneが作り出すtadpoleと安定な真空の問題である。1986年に研究代表者が行ったType Iひもの理論における無限大の相殺とからめて、これらの事柄の間の相関関係を最も簡単なD-braneの模型であるところのType I'において明らかにしこれを論文としてまとめた。この研究はさらに複雑な模型(T_2, K_3でのコンパクト化)において考察である。その他にも超対称性ゲージ理論のcontact interactionに関する論文を作った。交付申請書に記載した「研究目的及び研究実施計画」に述べた通り、基本的には2つの目的1)1+1次元で与えられた正確に解ける場の量子論及び多対問題への貢献2)1)で得られた知見及び理論的構造のゲージ理論及びひもの理論への展開に基づいて研究を行なった。本年度は素粒子物理学においては激動の年であり、研究代表者の研究も少なからずその影響を受けた。

45月は前年度末までにほぼ完成していた文田、大田(武)とのXXZspin chainにおけるtwist angleを変えた時のBethe ansatz方程式のrootの動きに関する論文を完成させるのに充てた。これも前年度から継続の穴沢、石川(温)とのmacroscopicloop振幅に関する研究は、6月に幸運にも3点振幅に関してfusion ruleを発見することができた。この構造を手がかりにして、さらにn点振幅に対するcrossing,及びcontact interactionを発見することができた。これらの成果は次頁のlistにある論文達に述べられている。夏ごろから超対称性ゲージ理論におけるSeiberg-Wittenの仕事と可解粒子系との関係に興味を持ちはじめ、11月12月とElliptic Calogers SystemとN=4→N=2超対称性Yang-Mills理論との関係をA.Morozovと共に調べ2つの論文という形でまとめた。この研究は少し違った立場で現在も進行中である。平成7年度(1995)は素粒子論にとって激動の年であり、本年度(平成8年度)もそれを受け研究代表者も少なからず影響を受けた。当初の可解模型中心の研究から、ひもの統一理論、超対称ゲージ理論、それと関連する厳密解に関する研究に重点を移して、研究を行い、いくつかの成果を挙げることができた。前年度A.Morozovと共に行った超対称ゲージ理論の低エネルギー作用に対する厳密解と可解粒子系との対応に関する仕事(2つの論文にまとめられている)に触発されて、より基本的なSchwinger-Dyson方程式からの考察が問題になってきた。大学院生の高篠と協力して、超空間上でのWilson-loopを基本変数とする美しい方程式を導出することができた。この結果は2つの論文にまとめられている。量子化された超対称性ゲージ理論の力学はこの方程式で尽きている。この研究はSeiberg-Wittenの厳密解との関係、ひもの相互作用とからめて、多くのimplicationを持っていくであろう。今年度始めたもう1つの研究は、D-braneが作り出すtadpoleと安定な真空の問題である。1986年に研究代表者が行ったTypeIひもの理論における無限大の相殺とからめて、これらの事柄の間の相関関係を最も簡単なD-braneの模型であるところのTypeI'において明らかにしこれを論文としてまとめた。この研究はさらに複雑な模型(T_2,K_3でのコンパクト化)において考察中である。その他にも超対称性ゲージ理論のcontact interactionに関する論文を作った。
ラボイモリの生産とトランスジェニックライン作製技術の開発

本研究では、実験用アカハライモリ(ラボイモリとトランスジェニックイモリ)の大規模な生産・維持技術の確立を目指す。本年度は、1.ラボイモリの養育条件と繁殖条件の決定、2.トランスジェニック条件の決定、3.RPE65プロモーター配列の決定、および4.FGFR機能不全イモリ作製、を目標とした。1においては、8月に32匹の雌から得た589匹の幼生(第1グループ)を変態抑制条件下で2年間飼育した後、生存した87個体を通常飼育水に移し変態させた。現在、20匹が生存しており、再生能力に異常のないことを確認した。これにより、変態抑制条件下で正常に発生する個体のスクリーニングに成功し、今後これらをラボイモリとして繁殖させる。一方、2月に4匹の雌から得た252匹の幼生(第2グループ)を変態抑制条件下で2年半継続して飼育している。生存率が高く、形態異常もほとんど観察されないため、さらに継続して飼育し、幼生形態のまま繁殖させる。2については、効率のよいトランスジェニック技術を確立し、GFPイモリ系統を得た。さらにメタロチオネイン・プロモーターを組み込んだコンストラクトを作製し、トランスジェニックによりイモリ体内で重金属により活性化されることが分かった。条件付き発現系の1つとして更なる有効性の評価を行う。3については、イモリゲノムライブラリーからの単離に成功し、トランスジェニックにより活性を評価している。4については、網膜色素上皮(RPE)細胞由来の幹細胞で、2種類のFGFR-1アイソフォームと1種類のFGFR-2アイソフォームが発現することが分かった。また、RPE細胞の細胞周期進入や分化転換にMEK1/2-ERK1/2経路の活性が必須であることや、ヘパリンが影響する様々な因子が関わることが明らかになった。今後、トランスジェニック技術と組み合わせて、これらの機能解析を行う。本年度は、1.イモリの養育条件の決定、2.トランスジェニック条件の決定、3. RPE65プロモーター配列の決定、および4.網膜再生関連遺伝子の解析に向けた基礎実験を行った。1においては、32匹の雌から採取した1010個の受精卵から589匹の幼生を得、変態抑制条件下で全長約5cmの個体205匹(生存率34.8%)を飼育中である。養育条件がほぼ整ったことから、さらに4匹の雌から得た252匹の幼生を対象に第2回目の試行を行っている。2については、人工授精による受精卵の採取条件を検討し、実験効率を上げることに成功した。GFPをレポーターとするCAGGsベクターを用いてマイクロインジェクション条件をほぼ決定した。さらにメタロチオネインプロモーターによる条件付発現系の新規導入を試みている。3については、RPE65遺伝子のプロモーター配列の決定に向け、イモリゲノムライブラリーの作製中である。4については、網膜再生におけるFGF経路や再生関連遺伝子の機能解析に本技術を適用するための基盤として、これら遺伝子の発現解析を行った。その結果、網膜色素上皮由来の幹細胞にMusashi-1が発現することが分かった。また、FGF経路については、当初1種類の受容体(FGFR-2)が網膜色素上皮由来の幹細胞に発現すると考えていたが、新たな受容体(FGFR-1)の発現が判明した。FGFシグナルの伝達不全イモリ系統の作出に向けた基礎実験としてそれぞれの受容体の発現パターンを解析した結果、FGFR-2は幹細胞で発現が増加するが、FGFR-1は組織全体に発現することが分かった。1においては、8月に32匹の雌から得た589匹の幼生を変態抑制条件下で約1年半飼育した結果、87匹が生存した(生存率14.8%)。全長は3cm8cmとばらつきが多く、約半数に形態異常がみられた。一方、2月に4匹の雌から得た252匹の幼生を同じ条件で約1年飼育した結果では、88匹が生存し(生存率43.6%)、全長はほぼ5cmとばらつきが少な<、形態異常もほとんど観察されなかった。このことから受精卵の採集時期が生存率や正常な発達に大きく影響すると考えられる。生存率を上げるため引き続き変態抑制条件の検討を行うとともに、大きく成長した個体をラボイモリとしてスクリーニングし、繁殖条件の検討に移る。2については、効率のよいトランスジェニック条件を決定し、GFPイモリ系統を得た。さらにメタロチオネイン・プロモーターを組み込んだコンストラクトを作製し、トランスジェニックによりその有効性の評価を開始した。3についてはイモリゲノムライブラリーからのスクリーニングを開始した。4については、FGFR-2は網膜色素上皮細胞由来の幹細胞で、FGFR-1は組織全体に発現することが分かった。このことは、FGF受容体の機能不全が網膜再生以外にも影響する可能性を暗示している。一方、再生誘導にMEK1/2-ERK1/2経路が関わる可能性が出てきたことから、これらの制御についても検討を開始した。

本研究では、実験用アカハライモリ(ラボイモリとトランスジェニックイモリ)の大規模な生産・維持技術の確立を目指す。本年度は、1.ラボイモリの養育条件と繁殖条件の決定、2.トランスジェニック条件の決定、3.RPE65プロモーター配列の決定、および4.FGFR機能不全イモリ作製、を目標とした。1においては、8月に32匹の雌から得た589匹の幼生(第1グループ)を変態抑制条件下で2年間飼育した後、生存した87個体を通常飼育水に移し変態させた。現在、20匹が生存しており、再生能力に異常のないことを確認した。これにより、変態抑制条件下で正常に発生する個体のスクリーニングに成功し、今後これらをラボイモリとして繁殖させる。一方、2月に4匹の雌から得た252匹の幼生(第2グループ)を変態抑制条件下で2年半継続して飼育している。生存率が高く、形態異常もほとんど観察されないため、さらに継続して飼育し、幼生形態のまま繁殖させる。2については、効率のよいトランスジェニック技術を確立し、GFPイモリ系統を得た。さらにメタロチオネイン・プロモーターを組み込んだコンストラクトを作製し、トランスジェニックによりイモリ体内で重金属により活性化されることが分かった。条件付き発現系の1つとして更なる有効性の評価を行う。3については、イモリゲノムライブラリーからの単離に成功し、トランスジェニックにより活性を評価している。4については、網膜色素上皮(RPE)細胞由来の幹細胞で、2種類のFGFR-1アイソフォームと1種類のFGFR-2アイソフォームが発現することが分かった。また、RPE細胞の細胞周期進入や分化転換にMEK1/2-ERK1/2経路の活性が必須であることや、ヘパリンが影響する様々な因子が関わることが明らかになった。今後、トランスジェニック技術と組み合わせて、これらの機能解析を行う。
血管内皮前駆細胞を主体とした末梢血濃縮細胞群による萎縮唾液腺再生療法の開発

新規培養法によって末梢血単核球成分から得た濃縮細胞群(QQ-EPCs)の放射線性萎縮唾液腺に対する投与効果について検討した。マウスの動物実験において、QQ-EPCsを放射線性萎縮唾液腺に局所投与した。培養によりM2マクロファージとEPCの含まれる割合が著明に増加した。移植後は、組織内血管周囲へ移植細胞の集積を認め、4週後には炎症性マーカーの低下や幹細胞マーカー陽性の唾液腺上皮細胞の増加を認めた。さらに、障害組織の血管新生を認め、唾液量は照射4週後に著明に回復した。これらより、放射線性唾液腺萎縮症において、QQ-EPCsの投与は血管新生と抗炎症作用による有効な治療手段となり得ることが示唆された。本研究の目的は、頭頸部癌の化学放射線療法に併発する唾液腺萎縮症を対象に、末梢血から効率的に抽出・濃縮した血管内皮前駆細胞(EPCs)と抗炎症性細胞による細胞治療を展開することで、萎縮腺組織の再生を図る治療技術を開発することである。初年度に実施した本研究の成果は、末梢血由来血管内皮前駆細胞(EPC群)投与により、放射線性唾液腺委縮症の軽減化をマウスを用いた動物実験で認めたことである。具体的には、マウスの頭頸部に対する放射線照射により、放射線照射後から4週、8週、12週にそれぞれ唾液流出量の低下を認めるが、EPC群投与群ではいずれの時期においても、唾液流出量が障害モデルと比較して維持されていた。これまでに間葉系幹細胞や骨髄由来細胞の細胞投与による治療効果が報告されているが、これらの細胞治療の効果と比較して、一度の細胞投与で放射線照射後12週までもその治療効果が認められていることは特筆すべき結果である。またHE染色による組織染色による比較を行った。照射後12週の組織像において障害モデル群では、唾液腺組織内に多くの炎症性細胞や線維化組織を認めた。これに比較して、細胞投与群の唾液腺組織には炎症性細胞や線維化組織は少なかった。唾液腺組織の腺房細胞の比較においては、照射後4週では障害モデル群、細胞投与群ともに腺房細胞の減少は認めなかったが、照射後12週では、障害モデル群では細胞移植群と比較して有意に唾液腺腺房細胞の減少を認めた。また唾液腺組織内の幹細胞マーカーであるSca-1、c-Kit陽性細胞数の比較では、照射後12週において細胞移植群は障害モデル群と比較して有意に増加を認め、導管部分にその陽性細胞が観察された。血管新生をvWF抗体で染色し比較したが、照射後12週で細胞移植群は障害モデル群のみならず、放射線照射がされていないコントロール群と比較しても有意に増加していた。【諸言】近年放射線性萎縮唾液腺に対する間葉系幹細胞治療の可能性が示唆されているが、その投与効果は十分ではない。そこで、われわれは組織回復の起点となる血管新生の誘導に焦点をおき、それを容易に確保できる移植細胞によって達成することを企図した。即ち、新規開発した培養法(Quality and Quantify culture)によって末梢血単核球成分から得た濃縮細胞群(QQ-EPCs)の投与効果について、検討を行なった。【方法】マウス末梢血から5日間の短期培養で得られたQQ-EPCsを、その特性解析後、放射線照射後3日の唾液腺萎縮マウスに局所投与した。評価は、腺組織における照射1, 2週後の移植細胞の動態解析を、次に照射後4, 8, 12週における組織回復の状態と唾液分泌量の変化について観察を行なった。【結果】末梢血単核球成分と比較して、QQ-EPCsではM2マクロファージと血管内皮前駆細胞の含まれる割合が著明に増加した。移植後は、照射2週後で組織内血管周囲へ移植細胞の集積を認め、4週後には炎症性マーカーの低下や幹細胞マーカー陽性の唾液腺上皮細胞の増加や細胞増殖活性の増加を認めた。また、RT-PCRで唾液腺組織におけるmRNAの発現を比較したところ、移植群ではVEGF-B、Cの上昇、そのレセプターであるVEGFR-1,3、neuropillin-1,2の上昇を認めた。その結果、照射後12週までに障害組織の著明な血管新生を認めた。さらに唾液腺組織における組織の線維化や腺房細胞の障害の軽減化が認められた。唾液量は照射4週後に分泌量の低下を認めたものの、その後8週後、12週後と著明に回復した。【結論】放射線性唾液腺萎縮症において、細胞確保の利便性に優れたQQ-EPCsの投与は血管新生と抗炎症作用による有効な治療手段となり得ることが示唆された。

頭頸部への放射線照射による組織障害モデルの作出と、濃縮末梢血EPC細胞群の抽出・増幅の条件を確立させ、その後に細胞治療を開始し、その治療効果の有無を評価することが本研究の初年度の目標であった。初年度に動物実験において障害モデルの確立と、末梢血由来血管内皮前駆細胞(EPC群)の抽出・増幅条件を確立させた。また細胞移植の治療効果の評価の結果、われわれは末梢血由来血管内皮前駆細胞(EPCs群)の細胞治療効果を確認できた。その細胞治療効果は唾液流出量、HE染色はじめとする唾液腺組織染色(Sca-1,c-Kit,vWF)などで評価し、確認できている。27年度が最終年度であるため、記入しない。再生医学前年度に行なった移植試料について、さらに詳細な検討を加え、投与した細胞群の動態解析を行ない、濃縮末梢血EPC細胞群の投与効果のメカニズムを解析する。さらに、ヒトから採取した細胞群について検討を開始して、臨床試験に向けた治療法の開発を開始する。細胞治療効果のメカニズムの解析としてまず、ドナー由来Y染色体の検出を行う。顎下腺について、障害組織中に存在するドナー由来細胞を検出し、動態を解析する。ドナー由来のY染色体を検出するFISH法と蛍光免疫染色による多重染色を施す。これにより、移植細胞の障害組織での生着、および血管新生や分化転換などの挙動解析を行う。次に、濃縮末梢血EPC細胞群の投与により、障害組織において抗炎症作用も認められることが予想されるため、組織中のサイトカイン量を測定し、その評価を行う。具体的には、各評価時期に採取された唾液腺組織に含まれる炎症に関わるサイトカイン量(IL-1、TGF-β等)を網羅的に検量しうるMILLIPLEX(Merck Millipore社)で測定し、評価する。同時に免疫細胞(マクロファージ、Tリンパ球等)の細胞数をFACSにて解析を行なう。また、臨床試験に向けてヒト細胞での評価を行う。具体的には、唾液腺萎縮モデルをF344免疫不全ラットにて作出し、細胞群を投与する。ヒトの濃縮末梢血EPC細胞群も共同研究者である東海大学の浅原教授らにより、その抽出・増幅条件は既に確立されており、それを応用することが出来る。実験は、マウスで行なったのと同様に細胞を投与し、唾液分泌量の計測と組織学的解析により効果を評価していく。実際の臨床においては、障害予防よりも照射後13週程度の腺房細胞消失が顕著になる時期での細胞投与が現実的であるので、その時期への投与を中心に評価を進めていく。
イランにおけるジェンダーとイスラームの関係性をめぐる文化人類学的研究

本研究は、イランの首都テヘランの宗教実践を事例として、イスラームとジェンダーの関係性を検証するものである。今年度は、前年度に引き続き、女性の性質、役割、義務、位置付けなどに関するペルシャ語の文献の分析、およびイランのジェンダーに関する先行研究の検証を進めた。また、12月下旬から約3週間、イランの首都・テヘランにおいてフィールドワークを実施した。イラン人の家庭に滞在し、日常生活を共にしながら宗教実践への参与観察や、家族の成員らへのインタビューを行った。特に調査の時期は、イランが国教とする12イマーム・シーア派の第3代イマームであるホセインが西暦680年にカルバラーで殺害されたこと哀悼する儀礼が行われるヒジュラ暦モハラム月が始まったところであり、今回のフィールドワークでは、この哀悼儀礼への関与に関して、男女によってどのような違いがあるのかに焦点を当てた。方法としては、モハラム月1目から哀悼儀礼がピークを迎える10日までの間の、滞在先の家族およびその親族の成員の行動について、誰とどこでどのように過ごしたかについてインタビューを行い、記録した。これにより、モハラム月に行われる様々な哀悼儀礼への関与に関して、男女という性別による違いだけでなく、世代による違いもあること、その違いは男性間の方が大きいことが明らかとなった。また、モハラム月の哀悼儀礼と親族間の紐帯が密接に関連していることも明らかとなった。帰国後は、これまでの研究成果をまとめ、博士論文の執筆を進めている。本研究は、イランにおける宗教実践を事例として、従来別々に議論されてきた言説レベルのジェンダーと経験的レベルのジェンダーの相互関係を検証し、イランにおけるイスラームとジェンダーの関係性を明らかにすることを目的とするものである。そのため、平成19年度はまず、経験的レベルのジェンダーを明らかにするため、イランの首都・テヘランにおいて6月下旬から約一ヶ月間のフィールドワークを実施した。具体的には、イラン人の家庭に滞在し、日常生活を共にしながら、宗教実践の参与観察や女性たちに対するインタビューを試みた。滞在した家庭で開かれたソフレ集会(願掛けの成就を祝う女性のみが参加する集会)では、参加者の女性たちから、年齢、職業、教育程度、既婚・未婚の違い、子供の有無および数、配偶者の職業などに関して聞き取り調査を行った。このように女性たちの間での差異にも注目することは、ジェンダーを男女二項対立的にではなく多元的に捉えるために重要である。また、テヘラン市内のイマーム・ザーデ(イランの国教である12イマーム・シーア派における聖者の霊廟)へ行き、参詣に訪れる女性たちのグループや家族連れ、また若い男女のカップルなどから、何のためにイマーム・ザーデを参詣するのかといった宗教実践の理由付けや、宗教実践に関する男女の行動規範に対する考えなどを中心に話しを聞いた。帰国後は、聞き取り調査の集計やICレコーダーに録音したインタビューの書き起こし、また写真や映像の整理など、フィールドワークの調査データの整理を行った。
大陸島における時間スケールに沿った生物の分化要因の解明

種分化や種内の多様化にはタイムスケールによって複数の要因が関わっている。本研究では琉球列島で多様化しているセミ類を対象に、大陸島における種の多様化について分子系統解析と形態解析によって研究を行った。その結果、列島内の地域間での分化が非常に大きく、列島形成時の歴史的な要因が大きな分化要因と考えられた。一方で遺伝的境界は多くの生物で指摘されているトカラ/ケラマギャップの他にも存在し、琉球列島の生物相形成史を再考する必要があると考えられた。本年度は10月に奄美大島、喜界島、沖縄本島北部で現地調査を行い、複数種の鳴声と生態情報を得た。さらに形態計測並びに分子系統解析用の標本を多数得ることができた。特に鳴き声の地域変異が著しいクロイワツクツクを重点的に対象とし、得られた個体については順次DNA抽出を行い、ミトコンドリアDNAのCOI遺伝子のDNAバーコード領域の塩基配列を決定した。また、これまでに収集されている標本を用いて、国内に生息するツクツクボウシ属の系統関係を明らかにするとともにクロイワツクツクの系統的位置を明確にするために、ミトコンドリアDNAのバーコード領域と16sリボソームRNA領域、そして複数の核遺伝子を対象に塩基配列を決定し、分子系統解析も行なった。また、小笠原群島にはクロイワツクツクの姉妹種とされる国の天然記念物オガサワラゼミが分布するが鳴き声や形態的類似性、小笠原群島の歴史的経緯から琉球列島から移入したクロイワツクツクの可能性が指摘されていた。本年度、オガサワラゼミの研究者と共同研究が可能となり、捕獲許可の元で得られた標本を解析することができ、琉球列島のクロイワツクツクとの遺伝的関係について解析することができた。また、クマゼミやニイニイゼミなどにおいても分布域の主だった地点について標本を入手できたため、順次DNA解析を行っている。本年度に2回予定していた野外調査は天候不順のため1回しか実施できなかったが、実施できた調査においては鳴声の録音やDNA及び形態計測用の標本の採集が滞りなく行うことができた。また、これまでに収集された標本調査によって琉球列島に広く分布する種についてはDNA解析用の標本を網羅することができた。これらを用いて分子系統解析用のDNA情報の解析も進めることができ、全体としては概ね順調に進展していると判断できる。本年度はこれまでに得られた標本をもとに分子系統解析および分子系統地理解析を開始した。複数の遺伝子について遺伝子増幅の可能性と多型濃霧について調査し、ミトコンドリアのCOI遺伝子のDNAバーコーディング領域と16Sリボゾーム領域、さらにEF-αなどの核4遺伝子の合計6領域を解析候補として決定した。最尤法・ベイズ法・近隣結合法による分子系統樹推定をおこない、大まかな種間系統関係を明らかにした。さらに琉球列島に生息するセミの対象種のうち1族をモデルケースとして決定し、種内の地域集団を含めたOTUを設定し、最尤法・ベイズ法・近隣結合法による分子系統樹推定をおこなった。この結果の一部は第64回日本生態学会にて発表した。分岐年代推定は既知の塩基置換速度をもとにBEAST2を用い解析した。様々なパラメータや分岐モデルはモデル比較を行うことによって決定した。また、八重山地方に分布するツマグロゼミについてはミトコンドリアのデータを用いた解析結果をまとめ、誌上で発表した。また、野外調査として東京都の小笠原諸島、鹿児島県の屋久島および大隅半島にて鳴声調査とDNA解析・形態解析用の標本採集を行った。種子島も調査予定地に入っていたが台風接近による悪天候のため空路・海路とも欠航し調査できなかった。調査できた2地域においては解析に必要な数の標本を手に入れることができ、また一部の地域集団からは鳴声データも収集することができた。得られた標本は順次デジタル化し、形態計測を行っている。琉球列島ならびに小笠原諸島での野外調査は計画通り進んでいる。分子実験のうち、分子系統解析は複数の族がふくまれるが種内地域集団をふくんだ解析では多数のOTUを扱うことになるため、まず対象とする1族を決定し解析を行っている。様々な解析法を検討した結果、核とミトコンドリアをあわせて合計6遺伝子座を用いて最尤法やベイズ法、分岐年代推定を行うこととした。解析すべき手法が多い上に解析遺伝子数が多いため、計算に時間がかかっているが概ね順調に進んでいる。他の族や種に関してはこの検討結果を踏まえて解析できるため、解析効率が改善されると期待できる。また、次世代シーケンサーを用いたゲノムワイドSNP解析の予備解析を開始し、本解析に向けて良好な結果を得ている。本年度は琉球列島のセミの地域分化の実態とその多様化の原因を明らかにすることと、それらの成果を公表することを目指して研究を実施した。まず個々の種について前年度までに得られた標本と、新たに提供を受けた標本を用いて形態計測および分子系統解析を行い、近縁種間並びに種内の地域集団間の形態分化と遺伝的分化の解明を行った。基本的には前年度までの解析を継続し、ミトコンドリア2領域と複数の核遺伝子の塩基配列を決定した。さらにいくつかの種では次世代シーケンサーを用いてゲノムワイドなSNP解析であるMIG-seqを行った。その結果、ほとんどの種で明瞭な地域間分化が見られ、その境界が種を超えて一致することが多かった。一方、比較のために行った本州から九州にかけての地域では複数の種間で共通する地域間分化は認められなかった。

また、いくつかの種では種内の分化が非常に大きく、種間の分化に匹敵するほどの遺伝的分化が見られた。これの実態を解明するために、同属の他種を含めた分子系統解析を試みた。多くの種の分布域が国外のため、得られた解析可能な標本の多くがかなり古いものであったが、抽出法と解析法を改良することによってミトコンドリアの配列を得ることができた。また、別の種では琉球列島内の島間において、その起源が異なるのではないかという結果も得られた。さらに、いくつかの種では鳴き声や形態と系統関係の復元を行い、それぞれの分化過程について推定した。これらの成果について学会発表を行うとともに論文の執筆を行なっている。種分化や種内の多様化にはタイムスケールによって複数の要因が関わっている。本研究では琉球列島で多様化しているセミ類を対象に、大陸島における種の多様化について分子系統解析と形態解析によって研究を行った。その結果、列島内の地域間での分化が非常に大きく、列島形成時の歴史的な要因が大きな分化要因と考えられた。一方で遺伝的境界は多くの生物で指摘されているトカラ/ケラマギャップの他にも存在し、琉球列島の生物相形成史を再考する必要があると考えられた。本年度に引き続き、次年度も生態と鳴声調査のために現地調査を行う。また、得られた標本の形態計測ならびにDNA情報の解析も順次行う。また、ここ数年で次世代シーケンサーを用いた研究手法が洗練されてきており、様々な生物を用いた研究で採用されてはじめている。そのため、次年度中に本研究に適した次世代シーケンサーを用いた解析手法について評価し、どの手法を採用するか決定する。最終年度に向けて、本年度開始したモデル族での分子系統解析と分岐年代推定で採用した解析方法を他の族や種にも適用し分子系統解析ならびに分岐年代推定を完成させる。これまで順次行っている形態計測と鳴声解析についても計測を完了させて、解析に取りかかる。そして形態・分布・分子の統合解析をすすめる。また、モデルとなるクロイワツクツクやオガサワラゼミの種内などを対象に、次世代シーケンサーを用いたゲノムワイドSNP解析を行う。また、学会発表ならびに論文執筆をすすめて成果を公表する。分子系統学9月中旬に沖縄本島南部での調査を予定していたが、天候不順のため調査を中止せざるをえなかった。一方、系統解析において次世代シーケンサーを利用することによって研究の精度が大きく向上すると考えられた。そのため、予定していた実験補助の雇用を中止し、さらに中止した調査旅費を使って、所属機関に本年度導入される予定の次世代シーケンサーを利用して解析を行う方針に変更した。そして新しい解析の前実験用の試薬等を購入し手前実験を行った。しかし、機器の導入が遅れ、本年度からの利用はできず次年度から利用可能となった。本機器で使用する試薬は有効期限があるため、次世代シーケンサー試薬の本年度の購入を見送った。参加を予定していた2つの学会のうち1つが合同大会となり本年度開催されなかった。さらに調査旅行の行程を変更し、2回の予定のところを1回で行うことができたため、旅費を圧縮することができた。