hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
卵細胞質による細胞周期の制御

(1)細胞周期の指標となる細胞表面の力学的性質:ウニの未受精卵の表面に弾性があるか否かは,平本と米田の間の争点であったが,この度,いろいろの弾性係数を持つ球殻を押しつぶしたときの卵の形を,数値計算により定めることができた.その結果,ウニ卵の表層にある弾性係数は,平本の主張するような10^3dyne/cm^2ほどはありえず,測定誤差を考慮しても高々その1/10程度であると結論された.(2)両生類卵の付活に伴う細胞内カルシウムの遊離:カルシウム感受性発光蛋白質(エクオリン)を注入したゼノパス未受精卵を付活し,超高感度ビデオ顕微鏡で観察した結果,卵内カルシウム遊離域が,付活点に始まり,卵表を波状に伝わることがわかった.このカルシウム波の出現域は,付活波を構成する淡濃波の内,淡色波(弛緩波)の部域と一致した.(3)アフリカツメガエル卵の受精に伴うカルシウム波と表層微細構造との対応:受精卵におけるカルシウム波を観察するために,まず野生型雌の体腔からえられた卵母細胞にエクオルン注入し,これをアルビノ雌の体腔内に戻した.アルビノ雌から絞りだした未受精卵の中に現れる野生型の卵を取り出してスタインバーグ液中で媒精した.この方法に依って初めて受精に伴うカルシウム波を視覚化することができた.人工付活時に現れるカルシウム波とは,小さな違いを除けば本質的に同等であった.また,カルシウム波の出現部域は,表層粒崩壊域と微絨毛の伸長域とに対応した.(4)雄性発生のタイミング:ウニの無核卵片に媒精して得た雄性発生胚の核分裂は,融合核をもつ有核片由来の胚に比べて遅れるが,それは受精後の精子双星期の延長に専ら由来し,それ以前及び以降の発生のタイミングは正常胚と同一であることがわかった.(1)細胞周期の指標となる細胞表面の力学的性質:ウニの未受精卵の表面に弾性があるか否かは,平本と米田の間の争点であったが,この度,いろいろの弾性係数を持つ球殻を押しつぶしたときの卵の形を,数値計算により定めることができた.その結果,ウニ卵の表層にある弾性係数は,平本の主張するような10^3dyne/cm^2ほどはありえず,測定誤差を考慮しても高々その1/10程度であると結論された.(2)両生類卵の付活に伴う細胞内カルシウムの遊離:カルシウム感受性発光蛋白質(エクオリン)を注入したゼノパス未受精卵を付活し,超高感度ビデオ顕微鏡で観察した結果,卵内カルシウム遊離域が,付活点に始まり,卵表を波状に伝わることがわかった.このカルシウム波の出現域は,付活波を構成する淡濃波の内,淡色波(弛緩波)の部域と一致した.(3)アフリカツメガエル卵の受精に伴うカルシウム波と表層微細構造との対応:受精卵におけるカルシウム波を観察するために,まず野生型雌の体腔からえられた卵母細胞にエクオルン注入し,これをアルビノ雌の体腔内に戻した.アルビノ雌から絞りだした未受精卵の中に現れる野生型の卵を取り出してスタインバーグ液中で媒精した.この方法に依って初めて受精に伴うカルシウム波を視覚化することができた.人工付活時に現れるカルシウム波とは,小さな違いを除けば本質的に同等であった.また,カルシウム波の出現部域は,表層粒崩壊域と微絨毛の伸長域とに対応した.(4)雄性発生のタイミング:ウニの無核卵片に媒精して得た雄性発生胚の核分裂は,融合核をもつ有核片由来の胚に比べて遅れるが,それは受精後の精子双星期の延長に専ら由来し,それ以前及び以降の発生のタイミングは正常胚と同一であることがわかった.受精によってウニ・ヒトデの卵に入った精子核から精子単星が生じて両核が融合し、双星が生じ、核膜が消えて核分裂に入る一連の過程のタイミングを、雄性発生の場合について調べた。ガラスの針で二分してえたタコノマクラの無核卵片を媒精したとき、精子単星の出現(67分)と精子核の前核化(1012分)は正常卵の場合と同じであった。精子双星も正常卵と同じ頃に観察された。正常卵との唯一の違いは、精子双星の時期が永く続いて、核膜消失がおくれることであった。このおくれは最小5分から最大20分に及んだ。核分裂のその後の進行は正常卵と同じテンポで進み、第3分裂まで観察した限りで、初めのおくれがそのまま持ち越された。雄性発生におけるこのおくれは、正常発生においてもやはり核膜消失による細胞周期の開始に、何らかのトリガーを必要としていることを示す。未受精の無核卵片をCaイオノフォアで付活し、10分以上たってから改めて媒精し、付活と精子進入の時期を人為的にずらすと、前核化までの時間が顕著におくれた。従って、精子の前核化をもたらす細胞質因子は、付活後一時的にせよ減少または消失すると思われる。なお正常卵に見られる核融合の時期は、卵によってまちまちであり、人為的に核融合を更に20分ほどおくらせた場合でも、その後の核膜消失に初まる細胞周期の開始はおくれなかった。雄性発生の場合には核融合という過程自体が存在しないから、融合が発生進行のトリガーであることはない。

雄性発生のおくれがまちまちで、また高々20分程度であるところから、それがハプロイドの精子核が1回余分のDNA複製をするためのおくれとは考えにくい、何が核膜消失のトリガーであるかは、次の問題である。
巨大ゲノムDNA導入による発生異常突然変異遺伝子の探索・単離

今年度は、従来のトランスジェニックマウス作製技術に関する諸問題の克服と新しい利用法を目指して、酵母人工染色体(YAC)にクローニングされた哺乳類ゲノムDNAを導入したマウス個体作製技術の開発とその応用に関する研究を行った。特に、ポジショナルクローニング法における突然変異責任遺伝子の同定、単離に関する応用として、これまで解析を進めてきたマウス17番染色体のt-コンプレックスに位置する発生異常突然変異の機能的レスキューの実験を進めている。現在まで、初期発生に関与するt^<w5>変異、神経系細胞の分化、機能に関するqk(quaking)変異に関し、数百kbの範囲にまで原因遺伝子に迫っている。これらはいずれも劣性突然変異であり、変異原因遺伝子を含むと予想されるYACDNA導入により突然変異がレスキューされるか否かを指標として導入ゲノム中の原因遺伝子の探索を行うことを試みている。これまでにt^<w5>領域から650kbのYACクローンを得、マウス受精卵に導入し、3系統のYAC導入トランスジェニックマウス、Y11,Y31,Y35を樹立した。Y11系統では420kb、Y31系統では270kb,Y35系統では380kbの長さのYACDNAが導入されていること、さらにトランスジーンのゲノムへの組込み部位は全ての系統で一カ所であり、かつ17番染色体以外であることをFISHによって確認した。これからは、それらのマウスを交配し実際にt^<w5>変異がレスキューされるかを検討していく。またqk変異に関しても同様な実験、およびすでに見つかった候補遺伝子のノックアウトマウス作製を進めている。
腎コロボーマ症候群特異的iPS細胞による腎臓病の病態解明

本課題は,稀少遺伝性疾患である,PAX2遺伝子変異を伴った腎コロボーマ症候群から疾患特異iPS細胞を樹立し,本症候群の病態解明,治療法開発および薬剤スクリーニングシステムを構築するものである.PAX2遺伝子変異を伴った3例の腎コロボーマ症候群症例の血球細胞からiPS細胞およびコントロールの健常日本人由来iPS細胞から中間中胚葉および尿細管などの腎系譜細胞への誘導を確立した.また,腎系譜細胞へ誘導された経時的なサンプルから、候補遺伝子に対する経時的発現遺伝子解析を行い,PAX2の遺伝子発現と呼応して発現増強し,疾患特異iPS細胞で発現増強の低減が見られる因子群を確認した.本研究では,稀少疾患であるPAX2遺伝子変異を伴った腎コロボーマ症候群の症例より疾患特異iPS細胞を作成し,本症候群の病態解明,治療法開発および薬剤スクリーニングなどに資する評価システムを構築するものである.PAX2遺伝子は,腎発生に必須な遺伝子であり,本症候群では腎の形成異常を認め,末期腎不全に至る症例も少なく無い.また,我々は,PAX2遺伝子が胎児期だけでなく,生後も腎障害時に再活性化し,腎障害の進展機序に関与している可能性を示す動物実験の結果を得ている.我々が診断したPAX2遺伝子変異を伴った3例の腎コロボーマ症候群症例の血球細胞からiPS細胞を作製した。続いて、症例毎に確立されたiPS細胞20株について適正株の選別作業を進めた。さらに、症例毎に選別された腎コロボーマ症候群患者由来の至適iPS細胞株およびコントロールの健常日本人由来iPS細胞から中間中胚葉および尿細管などの腎系譜細胞への誘導を試みている。現段階で、疾患特異的iPS細胞では、尿細管への誘導効率が低い傾向が認められる。この尿細管への誘導効率が低い事が、PAX2遺伝子変異に伴うものかも含め、刺激条件の変更も行いながら検討を進めている。今後、発現解析を網羅的に進めるために、PAX2遺伝子の転写活性に関して、データベース上の検索も進めている。いくつかの標的候補分子が確認されており、今後実際の網羅的解析結果との照合でより可能性の高い分子の選択が期待される。本研究により,これまで評価が難しかった稀少疾患の胎生期における病態形成機序解明に迫る解析が可能となる.同時に,ストレス下でのPAX2遺伝子再活性化の事実を基に,慢性腎臓病の進展機序解明および,創薬研究に供することが可能な細胞スクリーニングの評価系を確立し,革新的治療法の開発を推進する.腎コロボーマ症候群症例の末梢血細胞を用いて3例のiPS細胞を樹立し、成体腎構成細胞のほとんどを派生させる胎生組織である中間中胚葉および尿細管などの腎系譜細胞への誘導を行った。これまで、各症例および正常者毎にiPS細胞20株を確立した。これら細胞に対して、適正株の選別作業を進めた。さらに、症例毎に選別された腎コロボーマ症候群患者由来の至適iPS細胞株およびコントロールの健常日本人由来iPS細胞から中間中胚葉および尿細管などの腎系譜細胞への誘導を試みた。現段階で、疾患特異的iPS細胞では、尿細管への誘導効率が低い傾向が認められた。最近報告されているいくつかの誘導に関しても検討を重ねており、この尿細管への誘導効率が低い事が、PAX2遺伝子変異に伴うものかも含め、刺激条件の変更も行いながら検討を進めている。加えて、PAX2遺伝子の転写活性に関して、データベース上の検索も開始した。PAX2結合に関するモチーフ解析やChip-Seqのデータベースなどの検討を進めている。加えて、急性腎障害マウスモデルや尿細管上皮細胞における虚血ストレスなどの条件による検体収集を進めた。これら検体は、今後候補分子が絞られた際の検証検体として用いる。本研究は,評価が難しい稀少疾患の胎生期における病態形成機序を解明すると同時に,慢性腎臓病の進展機序解明および,創薬研究に供することが可能な細胞スクリーニングの評価系を確立し,革新的治療法の開発を推進するものである.以上、すべてのプロジェクトとも予定通りの進捗状況である。本課題は,稀少遺伝性疾患である,PAX2遺伝子変異を伴った腎コロボーマ症候群から疾患特異iPS細胞を樹立し,本症候群の病態解明,治療法開発および薬剤スクリーニングシステムを構築するものである.PAX2遺伝子変異を伴った3例の腎コロボーマ症候群症例の血球細胞からiPS細胞およびコントロールの健常日本人由来iPS細胞から中間中胚葉および尿細管などの腎系譜細胞への誘導を確立した.誘導方法を改善し再現性のある誘導を確立した.肉眼的形態,および代表的な表面マーカーを用いた解析では,3例の疾患特異iPS細胞および健常日本人由来iPS細胞の間には、明らかな誘導率の違いは確認されなかった.今回,尿細管上皮細胞へ分化した細胞の分離収集法も確立した.この方法によりPAX2を発現する尿細管上皮細胞の解析が可能となる.また,1例の疾患特異iPS細胞および健常日本人由来iPS細胞の腎系譜細胞へ誘導された経時的なサンプルから、候補遺伝子に対する経時的発現遺伝子解析を行った.健常日本人由来iPS細胞において,PAX2の遺伝子発現と呼応して発現増強し,疾患特異iPS細胞で発現増強の低減が見られる10因子を確認した.これらの因子には,腎発生や細胞分化に関与している事が報告されている因子も含まれている.

また,これまで機能が解明されていない分子も含まれている.今回の検討において,病態解明や治療法開発のための基盤システムを確立すると共に,プレリミナリーな解析が可能であることを示した.また,一定レベルまでヒト尿細管上皮細胞を分化誘導する事が可能であり,薬剤評価系の基盤を確立することができた.この様に、本研究課題の目標が達成できた.今後,これら基盤システムを用いて詳細な機序解明プロジェクトを展開していく.本課題は,稀少遺伝性疾患である,PAX2遺伝子変異を伴った腎コロボーマ症候群から疾患特異iPS細胞を樹立し,本症候群の病態解明,治療法開発および薬剤スクリーニングシステムを構築するものである.PAX2遺伝子変異を伴った3例の腎コロボーマ症候群症例の血球細胞からiPS細胞およびコントロールの健常日本人由来iPS細胞から中間中胚葉および尿細管などの腎系譜細胞への誘導を確立した.また,腎系譜細胞へ誘導された経時的なサンプルから、候補遺伝子に対する経時的発現遺伝子解析を行い,PAX2の遺伝子発現と呼応して発現増強し,疾患特異iPS細胞で発現増強の低減が見られる因子群を確認した.平成28年度は最終年度である。現在進行中のiPS細胞の尿細管上皮細胞への分化の研究を進めると共に、PAX2発現に関連した発現遺伝子の網羅的解析を進める。異なるPAX2変異を有する3例の腎コロボーマ症候群由来のiPS細胞による比較検討から、それぞれの変異によるPAX2遺伝子作用についても考察出来と考える。これら一連の結果は、臨床所見の異なるそれぞれの症例の発生段階における現象の再現であり、現状では、本研究のみで施行、確認できる重要な研究結果となるとこが期待される。くわえて、この発生段階の再現で得られる知見は、腎修復における知見と重なる事が推測されている。すでに準備が進んでいるマウス急性腎障害モデルの検体及び培養尿細管上皮細胞におけるPAX2再活性化のサンプルを用いて、その標的遺伝子の発現程度を検証する。こられら、得られた標的遺伝子およびその蛋白は、急性腎障害の障害あるいは修復のターゲット分子あるいはマーカー分子となる可能性があり、本研究以降の動物実験による介入研究や臨床検体での検証が期待される。さらに、データベース上の検索も有用かつ重要な課題であり、平行して進める。実際のiPS細胞による網羅的発現解析結果は、データベース上の他の発現解析結果およびモチーフ解析による結語部位予測などにより、PAX2に制御されている遺伝子の候補を効率的に絞り込むことが可能となる。この様な、データベース上の解析も同時並行して進め、より効率的かつ有効な解析結果の解釈に結びつける予定である。これら一連の研究を効率的に進め,稀少疾患の胎生期における病態形成機序解明に迫る。さらに、解析および慢性腎臓病の進展・修復機序解明および,バイオマーカーの検索に結びつく結果を示せるように検討をすすめる。腎臓病研究の効率化をはかったため、使用金額が若干使用金額を下回った。次年度は最終年度であり、引き続き効率的な研究を進めつつ、未使用残金も有効に使用する。
射影多様体のガロワ点理論の展開と応用

(1)群のリース積を用いることで,ある種の非ガロワ点でのガロワ群の評価に成功した(大渕氏との共同研究).(2)三角関数の3乗で定義されるアステロイドを念頭にリサージュ曲線の拡張版を定義し,点射影を用いて関数体の対拡大を考察した.(3)準ガロワ点の概念を導入した(深澤氏,高橋氏との共同研究).(4)位数が大きな自己同型群を持つ平面曲線について検討を行った.特に,位数が平面曲線の次数の60倍となる場合について議論を行った(春井氏,大渕氏との共同研究).(5)ガロワ点がひき起こす双有理変換について,クレモナ変換群の研究との融合を試みた.射影多様体,特に(平面)代数曲線のガロワ点理論の展開と応用を行った.射影平面上の点で,その点からの点射影が,平面代数曲線のガロワ被覆を与えるときに,その点をガロワ点と呼ぶ.もしくは,点射影により引き起こされる関数体の体拡大がガロワ拡大となるような点である.ガロワ点とならない場合は,関数体の体拡大のガロワ閉包をとることでガロワ群(モノドロミー群)を決定する.このような状況のもと,以下の結果を得た.1.代数曲線の自己同型群について:大渕朗氏(徳島大学)との共同研究で,群のリース積の概念を用いることで,ある種の非ガロワ点でのガロワ群の評価に成功した.群のリース積とは,ある種の特別な半直積として定義される.これによれば,ガロワ閉包曲線の自己同型群の研究に応用できる.2.リサージュ曲線の拡張:三角関数の3乗で定義されるアステロイドを念頭に,リサージュ曲線の拡張版を新たに定義し,点射影を用いることで関数体の体拡大の様子を考察した.この場合も,群のリース積が大きな役割を果たし,ガロワ群の評価を行うことに成功した.また,9月には本研究課題の補助により滋賀大学大津サテライトプラザにおいて「Workshop on Galois point and related topics」を開催した.ガロワ点を中心に,関連する話題について活発な議論が行われた.さらに,1月には宇部工業高等専門学校において「第2回代数幾何学研究集会ー宇部ー」を開催した.ガロワ点関連の話題について活発な議論が行われた.前年から引き続き,射影多様体,特に(平面)代数曲線のガロワ点理論の展開と応用を行った.射影平面上の点で,その点からの点射影が平面代数曲線のガロワ被覆を与えるときに,その点をガロワ点と呼ぶ.ガロワ点とならない場合は,関数体の体拡大のガロワ閉包をとることでガロワ群(モノドロミー群)を決定する.このような状況のもと,以下の研究を行った.1.代数曲線の自己同型群について:大渕朗氏(徳島大学)との共同研究で,群のリース積を用いてガロワ群を評価する研究を行った.これはさらに,コクセター群として実現されることが分かったので鏡映群との関係を調べた.また,ガロワ群が巡回群と対称群のリース積に一致する場合を考察した.2.準ガロワ点の研究:深澤知氏(山形大学),高橋剛氏(新潟大学)との共同研究で,ガロワ点の概念を拡張させた「準ガロワ点」を定義し,一般的な性質を調べた.準ガロワ点はガロワ点に無い柔軟性を持っており,ガロワ点理論では調べることができなかった,クライン曲線やウィーマン曲線の特徴付けを行うことができた.現在,プレプリントサーバarXivにて結果を掲載している(arXiv:1505.00148).3.研究集会の開催:本研究課題の補助により,6月に「代数小研究集会in新潟」を新潟大学にて,9月に「Workshop on Galois point and related topics」を神奈川大学横浜キャンパスにて,1月に「代数幾何学研究集会ー宇部ー」を宇部工業高等専門学校にて開催し,ガロワ点を中心に関連する話題について活発な議論が行われた.おおむね順調に進展していると思われる.研究計画に挙げた項目の内,特に,ガロワ点でのガロワ群と自己同型群との関係が明らかになりつつあり大きく進展している.また,新たに「準ガロワ点」を定義したことにより,さらに自己同型群を扱える代数曲線の範囲が広がっており,今後の展開に大いに期待できる.さらには,研究集会を開催することもでき,活発な議論を行うことができた.しかしながら,グレブナー基底の理論を援用した研究が進んでおらず今後の課題の一つである.以上のことより,おおむね順調に進展していると結論づける.前年に引き続き,射影多様体,特に(平面)代数曲線のガロワ点理論の展開と応用を行った.射影平面上の点で,その点からの点射影からひき起こされる関数体の体拡大がガロワ拡大となるときに,その点をガロワ点と呼ぶ.ガロワ点とならない場合は,体拡大のガロワ閉包をとることでガロワ群(モノドロミー群)を決定する.このような状況のもと,以下の研究を行った.1.春井岳氏(高知工科大学)と,位数の大きな自己同型群をもつ平面曲線について検討を行った.特に,位数が平面曲線の次数の60倍となる場合について議論を行った.また,春井氏の定義した,Fermat-Klein曲線について,標準2次変換との関係を議論した.

2.大渕朗氏(徳島大学)との共同研究で,Dolgachev-Iskovskikhによる2次元クレモナ群の有限部分群の分類をガロワ点の研究に応用すべく議論を行った.3.大渕朗氏との共同研究で,自己同型群が5次交代群の拡大となる平面曲線について詳細な計算を実行した.特に,典型例となる3つの平面曲線について構造を完全に解明することができた.4.研究集会を開催した.本研究課題の補助により,6月に「Workshop on Galois point and related topics」を新潟大学駅南キャンパスときめいとにて,11月に「代数曲線・曲面とその周辺」を大阪大学にて,1月に「第4回代数幾何学研究集会ー宇部ー」を宇部工業高等専門学校にて開催し,射影多様体のガロワ点を中心に,関連する話題について活発な議論を行った.ガロワ点でのガロワ群と自己同型群の関係については大きな進展がみられるが,他の課題についてはやや遅れているように思われる.特異点をもった平面曲線のガロワ点,グレブナ基底の活用,群の表現論からのアプローチについてはより一層研究する必要がある.前年に引き続き,射影多様体,特に(平面)代数曲線のガロワ点理論の展開と応用を行った.主に応用について研究した.射影平面上の点で,その点からの点射影からひき起こされる関数体の体拡大がガロワ拡大となるときに,その点をガロワ点と呼ぶ.ガロワ点とならない場合は,体拡大のガロワ閉包をとることでガロワ群(モノドロミー群)を決定する.このような状況のもと,以下の研究を行った.1.特異点を多く持つ平面曲線の構成の際に使われるクンマー被覆について,ガロワ点理論に応用できないかを検討した.2.ガロワ点がひき起こす双有理変換について,クレモナ変換群の研究との融合を試みた.重複度3の尖点を持つ平面4次曲線は,射影同値を法として2種類存在することが知られている.片方はガロワ点を1個持ち,他方は2個持つことを以前証明している.この場合,これらのガロワ点がひき起こす双有理変換の性質を解明した.それらは,いわゆるジョンキエール変換であり,さらには射影変換と共役であることを証明した.6月に開催された「Workshop on Galois point and related topics」において,得られた結果を発表した.3.大渕朗氏(徳島大学)との共同研究で,複素鏡映群と準ガロワ点の関係について研究を開始した.4.パヴィア大学(イタリア共和国)で開催された「Workshop Geometric Galois theory and monodromy」において,準ガロワ点について講演し,参加した研究者らと意見交換を行った.(1)群のリース積を用いることで,ある種の非ガロワ点でのガロワ群の評価に成功した(大渕氏との共同研究).(2)三角関数の3乗で定義されるアステロイドを念頭にリサージュ曲線の拡張版を定義し,点射影を用いて関数体の対拡大を考察した.(3)準ガロワ点の概念を導入した(深澤氏,高橋氏との共同研究).(4)位数が大きな自己同型群を持つ平面曲線について検討を行った.特に,位数が平面曲線の次数の60倍となる場合について議論を行った(春井氏,大渕氏との共同研究).(5)ガロワ点がひき起こす双有理変換について,クレモナ変換群の研究との融合を試みた.研究目的「ガロワ点でのガロワ群と自己同型群の関係を明らかにする,応用として自己同型群の決定」について,群のリース積の概念を用いることで,ある種の非ガロワ点でのガロワ群の評価に成功した.また,「特異点を持つ代数曲線のガロワ点を解析する」についてもリサージュ曲線の拡張版を定義し,解析を行った.ガロワ点でのガロワ群と自己同型群の関係が明らかになりつつある.今後もこの方向で研究を進める.
Nd:YAGレ-ザ-による齲蝕予防に関する研究ーレプリカ法による歯表面の経時的観察ー

動物実験に関しては実施計画書に従って実験を行っているが、動物の購入などの準備でデ-タ-をまとめる段階までには至っていない。なお、猿の歯に齲蝕に類似した形態を付与することが相当困難なことも判明しつつあり、他の方法も検討中である。レプリカ法による歯表面の再現性は比較的良い成績を得ているが、今後さらに、詳細な部分も検討できる方法を開発中である。現在のところ、水分に多少親和性のあるGC社製のシリコン印象材が最も良好に思われる。また、レ-ザ-照射による歯髄障害も考慮するために、歯面の色、歯の厚さなどの因子を検討して抜去歯にレ-ザ-光線を照射後、サ-モグラフィ-により測定している。臨床試験は出来るだけ症例を増やして検討を行っている。C_1のような初期齲蝕では進行が遅くあまり短期では変化がない。特に、若年者の場合に比べて老年者では著しい。数年にわたって、長期の観察をしないと差は生じないことが判明したので、本研究をさらに維持していく必要がある。
南アジア古代絵画の伝播と変容-アジャンターからティヴァンカまで-

インド古代絵画の頂点アジャンター壁画を起点に、南インド、スリランカへと明らかに暈取りなど描法の伝統は受け継がれるが、特にスリランカのティヴァンカの物語壁画が整然とフリーズ状の画面を用い、遠近感のない空間に場面を併置する表現で、キャンディ時代の壁画には一般的な表現方法が既にここで確立され、一方、一部主題における寺院空間の位階と構図の連関も明らかとなった。なお、本研究で得た南アジアの豊富な壁画画像資料も今後の研究に貴重となる。本研究は5世紀のアジャンター壁画を起点に南インド(711世紀)を介し、スリランカ古代・中世(13世紀)までを射程とし、インド古代絵画がいかに伝播し、各地域で変容を遂げたのか、その流れを浮彫りにするものである。2008年度の実地調査は、2009年23月にアジャンター、南インド、スリランカ南部にかけて実施し、調査実施以前にも仏教学・歴史学の側面から資料収集整理を行った。まず調査のため、9月中旬より東京国立博物館で開催のスリランカ展キュレーターおよび訪日中のコロンボ国立博物館副館長Senerath Wickramasinghe氏との意見交換を行った。それを基礎として2009年3月同氏とともに発掘中の遺構及び中世壁画を有する寺院や博物館の撮影調査が可能となり、貴重な資料を得た。調査では寺院空間と壁画主題の選択・配置とその効果等に注目しつつ、昨年実施した調査から漏れた地域や中世以降の壁画(スリランカ南部)を実見し、寺院の壁画装飾と仏教説話図の表現形式について検討する機会を得た。また創価大学・国際シンポジウム(11月)ではP.Skilling博士(フランス極東学院)より南インドの新出仏教遺跡の情報を得て、2月スリランカと密接な影響関係にある南インドの仏教遺跡および7-8世紀以降のヒンドゥー教寺院の調査、また起点であるアジャンター壁画調査を実施した。これまでスリランカ絵画に関する十分な研究資料は我が国では提示されていないが、昨年から継続して収集した遺跡壁画の写真資料をまとめ、古代・中世(前半・後半)壁画の特色について紀要等で報告する予定である。なお、H20年度の研究論文は、寺院空間と仏教説話に注目し、本研究の起点となったアジャンター石窟の授記説話図について寺院空間の観点と異文化地域からの仏教の思想的伝播と説話解釈の独自のコンテクストを論じた。本研究課題は、広範な時代と地域・宗教を扱うものだが、本研究論文の視点はこれら多様な要素を分析する上でひとつの基準になるものと考えている。本研究は5世紀アジャンター壁画を起点に南インド(711世紀)を介し、スリランカ古代・中世(13世紀)を射程とし、インド古代絵画がいかに伝播し、各地域で変容をしたのか、その流れを浮彫りにするものである。最終年度はスリランカ主要遺跡における再調査とアジャンターでの壁画調査を2010年3月に実施した。スリランカではアヌラーダプラ、ポロンナールワ時代に属する絵画資料の収集を行った。コロンボ国立博物館副館長ウィクラマシンゲ博士らと実地調査を行った。2年間の調査により、殆ど日本に未紹介のスリランカ壁画の網羅的な壁画画像資料(島東南部を除く)が入手できた。なお、これら資料を含めスリランカ古代壁画概説として報告してゆく。これまでの調査によりアジャンターの絵画表現はパッラヴァやチョーラなど南インドへ伝播し、スリランカでは南インドの影響を受けつつもインド古代絵画に見る量取りによる立体感や肥痩のある線描などを受け継ぎながらも、空間の奥行きなどが排除され、ポロンナールワではより平面性が強まる傾向がみられ、面貌表現や体躯の表現にはスリランカ彫刻に通ずる様式美の確立がみられることがわかった。なお、平成21年度の研究発表・論文はいずれも寺院形態を残すアジャンターをめぐって、二種の授記説話図について、異文化地域からの仏教の思想的伝播と説話解釈の独自のコンテクストを論じ、さらにアジャンター第17窟の「帝釈窟説法」と「生死輪廻図」の主題の配置と教義的連関について試論を提示した。また、東京文化財研究所による依頼として取り組んだアジャンター研究では、20世紀初頭の模写や文献を精査し、現在では観察不可能な壁画に関する初期の見解や、重ねて保存科学の立場からの研究に立ち会い、彩色の順序、下地のプラスター処理といった新情報を得ることができた。これはスリランカでの調査資料とともに今後の南アジア絵画史を扱う上で重要な意義を有する。
将来の気候変動における熱帯外から熱帯へのテレコネクションメカニズムの解明

将来、さまざまな要因によって、熱帯の降雨分布が変化することが考えられる。その中の一つに、中高緯度の温暖化における南北半球の非対称性がある。これまでの研究では、温暖化の大きな半球の方へ、熱帯の降雨量がシフトすることが報告されてきたが、海洋循環の変化の効果はほとんど考慮されてこなかった。本研究では、現実的な将来シナリオにおいて、大気だけでなく海洋循環の変化も考慮した予測における、熱帯外から熱帯への遠隔影響のしくみを調べた。特に、エネルギー論的考察と力学的考察を融合した解釈を提供した点に新奇性が高く、また海洋力学効果の重要性も検証し、熱帯降雨分布を変化させるしくみについて、基礎的な知見を得た。気候モデルMIROCで行われたシミュレーションについて、ハドレー循環や熱帯降雨分布の変化を調べるとともに、関連する数値実験を行った。大きく分けて、二つのアプローチをとった。一つ目のアプローチでは、大気海洋大循環モデルによる20-21世紀の気候シミュレーションについて多数の感度実験を実施し、その結果を解析した。これらの感度実験では、放射強制要因を1つずつ別々に与えることによって、放射強制要因と熱帯の応答を明確に結び付けた。また、異なる初期値を用いた実験を複数行うことによって、放射強制による応答を内部変動から分離して確実に捉えるように工夫した。その結果、産業革命前に比べて、20世紀末には硫酸エアロゾルの排出増加により熱帯の北部で降水が減少し、南部で増加した。また、21世紀末にかけては、温室効果ガスの排出増加により、熱帯太平洋において南部で降水が減少し、北部で降水が増加する傾向が見られた。さらに、降水に対する大気中の水蒸気量変化の寄与と循環変化の寄与を定量化した解析では、南北分布の変化に循環が大きく関わっていることが確認された。熱帯の外からの遠隔影響については、熱帯外のみを温暖化、あるいは熱帯外の温暖化を抑制する実験を行うことによって明確に示すことができると考えられ、平成28年度以降の研究に向けた礎となる結果が得られた。二つ目のアプローチでは、大気大循環・海洋混合層モデルを用いて平衡応答に関する感度実験を実施し、中高緯度の温暖化が熱帯の降雨分布に与える影響を取り出した。解析により、海洋循環の変化が無視できる場合には、北半球中高緯度の温暖化増幅が大気熱輸送を通して熱帯の降雨分布に比較的大きな影響を与えることがわかった。この結果は、「中高緯度の温暖化が熱帯の降雨分布に与える影響」というタイトルで平成27年度の修士論文としてまとめられ、教育的効果ももたらした。平成27年度は、当初想定より多くの計算機資源が利用可能となったため、実験の実施を最優先した。20-21世紀の気候シミュレーションについて、大気海洋大循環モデルを用いて、ほぼ全ての放射強制要因について、(有効)放射強制力の計算と放射強制要因の切り分け実験、そしてそれらの初期値アンサンブル実験が完了した。このことから、研究は順調に進行していると考える。「研究実績の概要」に記載した修士論文の結果については、学会等では未発表であるが、今後積極的に発表を行っていきたい。こちらの結果については、海洋の力学過程を含まない混合層モデルを用いているものの、中高緯度の温暖化が熱帯の降雨分布に明確な影響を与えうることが確認された点で意義深く、海洋力学過程も含む大気海洋大循環モデルによる結果の検証が期待される。産業革命前を基準にした20世紀末の熱帯降雨分布の南北変化については、東西方向に比較的一様でハドレー循環の応答としても確認されるが、21世紀末にかけての熱帯降雨分布の南北変化は、太平洋域に集中しており、当初検討していた東西平均場に注目した解析手法を拡張する必要が生じた。たとえば、大気中の水蒸気量変化の寄与と循環変化の寄与を定量化する解析では、そのように解析方法を改変した。このように、結果に応じて当初予定していた解析方法を応用する必要性が生じることは考えられるものの、結果の解析を含め、全体的に研究は当初の計画に沿って順調に進んでいる。平成28年度は、平成27年度に実施した大気海洋大循環モデルを用いた20-21世紀気候シミュレーションについて、熱帯外の温暖化が熱帯の大気循環や降雨分布に及ぼす影響のみを分離して抽出する数値実験を行った。その結果、現実的なRCP4.5(中位安定化)シナリオの下で、中高緯度(緯度40度より極側)の南北半球温暖化コントラストは、熱帯(緯度20度より赤道側)の降雨量変化の南北コントラストの約40%に寄与することがわかった。すなわち、数値実験によって中高緯度から低緯度への遠隔的な影響が相当程度あることが大気海洋大循環モデルによって明確に示された。一方で、高緯度(緯度60度より極側)の南北半球温暖化コントラストだけでは熱帯降雨分布への影響は量的に小さいことがわかった。メカニズムに関する解析も進み、降雨量変化に寄与する要因(水蒸気量や循環の変化)や大気において中緯度から低緯度(ハドレー循環)を結ぶメカニズムが明らかにされた。特に、中緯度の大気擾乱の力学的効果が重要であることが示された。これは、先行研究における熱エネルギー的解釈に加えて、新たに力学的解釈を提供することになる。さらに、海洋力学的フィードバックを含めた全体的なメカニズムに関する新しい仮説が立てられた。その他、理想化実験を通した温暖化時の熱帯降雨分布の応答に関して論文を出版した。また、全球平均気温変化の解説が主な対象ではあるものの、過渡的応答における南大洋の温暖化の遅れ、すなわち、南北両極域の温暖化コントラストの重要性を示唆する総説論文を出版した。

また、前年度得られた研究成果を中心に国内の学会で発表した。他の研究対象を含めても、「研究実績の概要」で記載した数値実験と同様の大気大循環モデル実験は世界的にも例が少ないため、技術的にある程度の試行錯誤が想定されていた。しかし、国内において研究協力が得られ、また海氷の取り扱いについても大きな問題が生じなかったため、最低限の試行錯誤で効率的に目的を達成することができた。結果についても、熱帯の降雨分布変化に対する中高緯度の南北半球温暖化コントラストの影響が明確に見られ、順調に解析へと進むことができた。海洋の役割が予想より大きかったことはさらなる解析を必要とするものの、研究としては新しい知見の提供につながり、大きな前進と考えられる。先行研究で確立されてきた大気熱輸送変化を中心とした説明を修正する必要が指摘された。そして、この点に関して、海洋力学フィードバックを含めた全体的なメカニズムに対する仮説を立てることができた。これまでさまざまな研究で蓄積してきた解析手法やプログラムが有効に適用できたことが進捗を促進したと考えられる。平成28年度には、大気海洋大循環モデルを用いて、熱帯外の温暖化が熱帯の大気循環や降雨分布に及ぼす影響を分離して抽出する数値実験を実施した。平成29年度は、主にその結果を解釈するために、データの解析と追加の感度実験を行った。具体的には、中高緯度から低緯度への大気経由と海洋経由の子午面リンクの相対的重要性を調べ、大気の力学的効果が支配的であることを示した。一方、熱帯の降雨分布の応答については、熱帯における海洋の力学的効果が重要であることを示した。さらに単体の海洋大循環モデルを用いることによって、海洋力学フィードバックのメカニズムを検証した。具体的には、大気循環の変化にともなう海洋への風応力の変化により赤道湧昇が弱まり、赤道上の海面水温が上昇し、それによって大気循環がさらに変化して、熱帯の南北水蒸気輸送の変化を抑制する方向に働くと解釈できた。本研究の実施時期と同時期に出版された先行研究では、エネルギー論的な解釈が与えられていたが、本研究ではより力学的解釈に重点を置いた。その結果、中高緯度の温暖化が熱帯の降雨分布に与える影響について、エネルギー論的解釈と力学的解釈の2つの視点を整合した形で提供することができ、論文として出版した。初期解析結果については国際学会にて発表し、最終的な解析結果については国内学会において発表が予定されている。以上の成果により、当初計画していた中高緯度から熱帯へのテレコネクション・メカニズムの解明、特に角運動量を考慮してエネルギー論と整合する統一的理解を構築するという主目的を達成できた。また、産業革命前を基準にした20世紀末の熱帯降雨分布の変化については、硫酸エアロゾルの寄与が無視できないが、20世紀末から21世紀末、すなわち将来変化については、温室効果ガスの寄与が支配的であり、北半球高緯度だけでなく中緯度帯の温暖化による遠隔影響も重要であることがわかった。将来、さまざまな要因によって、熱帯の降雨分布が変化することが考えられる。その中の一つに、中高緯度の温暖化における南北半球の非対称性がある。
破骨細胞の分化誘導過程でのオステオポンチンとCD44の役割に関する研究

本研究では、細胞骨格を構成する蛋白質およびそれらの発現を制御している分子の動態について解明することを目的とし、破骨細胞および頭蓋冠を共焦点レーザー顕微鏡で観察することにより以下の新知見を得た。1.運動性が高く、融合を行っている破骨細胞では細胞膜および細胞突起にosteopntin(OPN)とCD44およびβ3 integrinの共局在が観察され、これらの染色像はF-actinと一致していた。2.蛋白合成阻害剤であるcycloheximideで処理後3時間経過した破骨細胞においても細胞内にOPNとCD44の染色が観察され、細胞膜内に停留するOPNの存在が確認された。3.ガラスやプラスチック上で形成された破骨細胞ではアクチンリング形成が確認されたが、免疫染色によりOPNを観察することはできなかった。一方、骨吸収促進因子存在下で培養した頭蓋冠では吸収窩の辺縁部にOPNの強い染色が認められ、アクチンリングおよびβ3 integrinとの共局在がみられた。4.OPN-/-マウスおよびCD44-/-マウスから採取したmonocyteでは破骨細胞誘導能および骨吸収活性が顕著に低下していた。5.生細胞のタイムラプス画像から、骨粗鬆症治療薬であるbisphosphonate(BP)添加群では突起伸長と細胞膜ラッフリングの連携が損なわれ、β3 integrin,Cdc42,Rac,OPN,CD44の産生および細胞膜直下への局在の抑制されることが観察された。6.BP添加群では、細胞質からlamellipodiaへのRacの移行が認められず、さらにRacおよびc-Srcのリン酸化が顕著に抑制された。以上の結果から破骨細胞形成および骨吸収過程で重要である細胞骨格構築においては、β3 integrin, Cdc42,Rac,OPN,CD44などの細胞内情報伝達に関わる分子群が相互作用する必要性が示唆された。細胞の接着、運動性および癌細胞の転移にオステオポンチン(OPN)とCD44が深く関与しているという報告が最近なされている。また我々の従来の研究から線維芽細胞や活性化マクロファージにおいて細胞内OPNとCD44が細胞突起の伸長および細胞移動に関与する事が示されている。今回の研究では骨髄または脾臓由来のmonocyteをCSF-1とRANKL共存下で培養して得られた分化過程の異なる段階の破骨細胞について以下の検討を行った。1.運動性が高く、融合を行っている破骨細胞では細胞膜および細胞突起にOPNおよびCD44の共局在が観察され、これらの染色像はF-actinと一致していた。2.細胞膜や細胞突起部分のOPNの染色は細胞を透過性にした後にのみ認められた。3.OPNと同様に破骨細胞により産生される分泌型蛋白であるBSPの染色は核周辺部に限局しており、細胞突起には全く観察されなかった。4.蛋白合成阻害剤であるcycloheximideで処理後3時間経過した破骨細胞においても細胞内にOPNとCD44の染色が観察された。5.OPNおよびCD44ノックアウトマウスの破骨細胞前駆細胞は運動性・融合能が低く、破骨細胞の骨吸収活性が顕著に低下していた。本研究から破骨細胞の細胞周辺部、特に細胞突起にOPNおよびCD44が共局在していること、またこれらの蛋白を欠損するマウス由来の細胞ではその運動性および融合能が著しく低下しているために破骨細胞形成のみならず、細胞機能も大きく損なわれるという結果が得られた。

これらのことから運動性を持つ線維芽細胞や活性化マクロファージあるいは転移能を有する腫瘍細胞と同様に、破骨細胞においてもOPNおよびCD44が細胞骨格蛋白を介して細胞の運動性に大きく関与していると考えられる。本研究課題について前年度に得られた結果は以下の通りである。1.破骨細胞の細胞周辺部、特に細胞突起に0PNおよびCD44が共局在している。2.OPNあるいはCD44を欠損するマウス由来の細胞ではその運動性および融合能が著しく低下しているために破骨細胞形成のみならず細胞機能も大きく損なわれる。今年度は昨年得られた結果をもとにして、更に培養頭蓋冠の共焦点レーザー顕微鏡による観察という新しい手法を取り入れることにより以下の新知見を得ることができ、現在論文を作成中である。1.破骨細胞形成系では融合過程にある細胞のみで細胞周辺部にβ3 integrinの局在が観察され、これらの部位では同時にOPNの共局在が確認された。2.ガラスやプラスチック上で形成された破骨細胞ではアクチンリング形成が確認されたが、免疫染色によりOPNを観察することはできなかった。3.骨吸収促進因子存在下で培養した頭蓋冠を免疫染色後、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、吸収窩の辺縁部にOPNの強い染色が認められ、アクチンリングおよびβ3 integrinとの共局在がみられた。4.さらに骨粗鬆症などの治療薬として一般的に使われているビスフォスフォネートを作用させると、吸収窩は小さく浅くなり、OPN,アクチン,β3 integrinの染色性が顕著に低下していた。5.OPNノックアウトマウス由来の頭蓋冠では骨吸収促進因子添加による骨吸収が顕著に低下しており、アクチンリングも観察されなかった。以上の結果から骨吸収活性を有する成熟破骨細胞に分化するためには骨に特有のsubstrataが必要不可欠であること、またこの条件が満たされれば、破骨細胞はOPNを多量に産生することが示唆された。さらにOPN産生阻害がビスフォスフォネートの骨吸収抑制機序の一つである可能性があり、今後の検討課題である。本研究課題についての当初2年間の研究から、1.破骨細胞の融合過程で細胞突起に存在するOPN, CD44およびβ3 integrinが重要な役割を果たしている。2.骨吸収促進因子(PTH, LPS)存在下で培養した頭蓋冠では、骨吸収窩の辺縁部にOPN,β3 integrinおよびActinの強い染色が認められるが、骨粗鬆症などの治療薬であるBisphosphonate共存下では、骨吸収窩は小さく浅くなり、OPN,β3 integrinおよびActinの染色性が顕著に低下する。という結果が得られた。今年度はこれらの結果をもとにして、破骨細胞形成系および頭蓋冠組織培養系の2種の実験系を用いて共焦点レーザー顕微鏡による免疫組織学的検討を行うことにより以下の新知見を得た。1.両方の培養系においてBisphosphonateにより、破骨細胞の融合阻害、空胞変性、形成抑制が確認された。2.破骨細胞の細胞突起伸長過程において、細胞周辺部にsmall GTPaseであるRac, Cdc42の局在が認められたが、その発現はBisphosphonateにより顕著に抑制された。3.細胞周辺部においてsmall GTPaseとOPNが共局在することから、OPNが細胞膜直下の細胞内情報伝達の場に存在し、重要な役割を果たす可能性があることが示された。
青少年の自傷行為のリスク要因の検討と援助方法の考案

中学2年生1,632名を対象に質問紙調査を実施し、自傷行為の経験、いじめの被害及び加害の経験、学校環境の認知、情緒と行動上の問題について尋ねた。分析の結果、男女共通していじめの被害と加害の双方にかかわっている者といじめの加害のみにかかわっている者は、そうでない者に比べて自傷行為を行う可能性が高いことが示された。また、女子においては学校で守られていると感じている者はそうでない者に比べて自傷行為を行う可能性が低いことが示された。援助の際には特にいじめの加害と被害双方にかかわっている者に目を向ける必要があるといえる。本研究の目的は、青少年の自傷行為のリスク要因について、心理的な側面、対人関係要因の側面及び行動及び情緒の問題の側面から検討を行うことである。平成25年度においては、平成24年度に中学生を対象に実施した質問紙調査の分析を進めた。特に、いじめ及び学校における情緒的な安心感、行動上の問題と自傷行為との関連について検討を行った。いじめに関しては、対面もしくはインターネット上でいじめの被害のみ経験があること、いじめの加害のみ経験があること、いじめの被害と加害双方の経験を変数とした。行動上の問題に関しては、The Strength and Difficulties Questionnaire(以下SDQ)を用いた。SDQでは25項目の質問項目で向社会的行動、多動・不注意、情緒不安定、友人関係問題、問題行動を測定した。その結果、男子においては、いじめの被害のみの経験、加害のみの経験、被害と加害双方の経験があることとSDQにおける嘘をつくなどの問題行動との関連が示された。一方、女子においては、いじめの被害のみの経験と被害及び加害の経験、SDQのうち、情緒不安定と問題行動、友人関係の問題が自傷行為と関連があることが示された。また、女子において、学校において安心感を感じている者は自傷行為を行いにくいことが示された。本研究の目的は、青少年の自傷行為のリスク要因について、心理的な側面、対人関係の要因の側面及び行動上の問題の側面から検討を行うことである。具体的には、中学生を対象に質問紙調査を行い、結果から、自傷行為者の特徴を明らかにし、自傷行為のリスク要因について検討を行うことである。特に対人関係に関しては、対面の対人関係とインターネット上の対人関係の両側面に着目する。さらに、調査結果から、自傷行為者への援助方法を考案することである。平成24年度においては、中学生を対象に実施した質問紙調査の分析を行った。質問紙においては、自傷行為の経験の有無、The Strengths and Difficulties Questionnaireの日本語版を用いて、問題行動等の行動特徴を尋ね、自傷行為者にみられる問題行動に関して検討を行った。特に男女差に着目して検討した。その結果を国際学会で発表した。また、対人関係と自傷行為の関連については特にいじめに着目して検討を行った。いじめについては、学校場面などにおける対面のいじめとインターネット上のいじめ双方に着目し、検討を行った。分析を行う中で、関連の仕方に男女間で差異が見られると考えられたため、今後は特に男女差に着目しながら検討を行っていく予定である。また、平成25年度以降に新たな調査を行えるように、尺度の選定などの準備を進めた。今後はインターネット上の対人関係に着目して自傷行為と他の問題行動との関連を検討していく予定である。平成24年度においては、質問紙調査の結果を分析し、成果を国際学会で発表した。国際学会で発表することで、他国の研究者とも情報交換を行うことができた。また、国内の学会に出席し、関連する研究についての知見を得ることができた。学会の参加を通して、今後、研究を進めていく上で重要な示唆を得ることができた。また、新たな調査を行う準備を進めることができた。今年度はいじめの被害及び加害の経験が自傷行為に与える影響について検討を行う。既に分析を始めており、7月にアイルランドで開催される15th International Congress of European Society of Child and Adolescent Psychiatryにて成果を発表する予定である。また、英語論文として投稿するための準備を進めている。研究の成果を発表するため、15th International Congress of European Society of Child and Adolescent Psychiatryに出席する予定であり、そのための旅費を計上している。また、当該研究を進めるために資料収集を行うことを予定している。その論文等の資料を整理するためのソフトの購入を予定している。平成24年度において研究の補助のために人件費・謝金を計上していたが、今年度は研究の進捗上、必要としなかった。そのため、次年度以降に繰り越す予定である。
養殖魚の誘導自発摂餌に関する研究

本研究で提唱する「誘導自発摂餌」とは、何らかの誘導操作により実現される「自発摂餌」を意味する。誘導操作は、対象とする養魚の集団が「自発摂餌」という状態に至るプロセス(自発摂餌学習過程)をなるべくすばやく確実に促進する工夫のことである。「誘導自発摂餌システム」とは,そのような誘導操作を備えた「自発摂餌システム」といえる。本研究では、マダイ、ヒラメ、コイ、金魚、タナゴなどの魚種を対象として、自発摂餌学習過程に大きな影響を持つ摂餌要求センサを中心として様々な要因について研究した。摂餌要求センサへのアクセス機会を増大させ、養魚の食欲本能や摂餌行動を誘起させる因子について研究すると共に,安定な自発摂餌を誘導するための技術について研究を行った。具体的な成果の概要は次のとおりである。・プッシュ型摂餌要求センサの先端部の色の影響、太さの影響を金魚で検討し、水中で認識しやすい色のセンサが活発なセンサ突き行動を誘発する傾向があることを明らかにすると共に、供試魚の口のサイズと同等以上の太さのセンサが魚の突き行動を誘起する効果が高いことが推定された。・日本での自発摂餌の実績の少ないヒラメ、ウナギを対象としてプル型センサを使用した自発摂餌の可能性について検討した。ヒラメは自発摂餌が開始し安定するまでに、長い月日(16ヶ月)を要し、場合によっては始まらないこともあった。ヒラメでは、センサ先端浮の種類や形状によっても反応が変わり、設置深さによって摂餌リズムまで変わってしまう例が見られた。ウナギについては、自発摂餌を始めて1週間ほどで安定し、給餌停止にもすばやく反応することがわかった。しかし、飼育環境や報酬量により全く摂餌行動をとらなくなることもあった。・マダイの稚魚から成体までの広い成育レベルで光ファイバーセンサが利用できることを実証すると共に、赤色光と近赤外光の発光色の影響を調べた。また、光ファイバーセンサの耐久性・信頼性を高めるため、ガラス管により防水処理を施した摂餌要求センサを試作し、飼育実験によりその有効性を実証した。・摂餌要求センサ入力が行われてから給餌されるまでの応答時間の影響をタナゴを用いて調べた結果,応答時間300秒まででの自発摂餌行動の確認ができた。・従来のプル型センサのような疑似餌的センサではなく,口に咥えることのできない接触型センサである回転型摂餌要求センサを新たに試作した。このセンサをブリ、ウナギ、ヒラメを対象として,自発摂餌飼育の可能性を探った。・自発摂餌学習過程に関する基礎実験を行い、センサの接続変更や応答時間の影響などにより、魚の摂餌行動を誘発および抑止する要因について研究を行った。・指定のタイミングで呼び餌繰出しと発光可能な能動的操作を行える誘導自発摂餌システムの開発を行った。

・自発摂餌学習過程に関する基礎実験を行い、センサの接続変更や応答時間の影響などにより、魚の摂餌行動を誘発および抑止する要因について研究を行った。・指定のタイミングで呼び餌繰出しと発光可能な能動的操作を行える誘導自発摂餌システムの開発を行った。今年度の成果は以下のとうりである。1.プッシュ型摂餌要求センサの先端部の色の影響を金魚で検討した。異なるカラーゴムで被覆された太さ2mmのセンサを同一水槽に設置し,それへの突き回数を測定した。その結果,赤,白,黄色のセンサへの突き回数が相対的に他の色(青,緑,水色,灰色)のものより多かった。黒色は,金魚大(平均体重15.5g)では多く突かれたが,金魚小(平均体重3.5g)では少なかった。供試魚にとって,水中で認識しやすい色のセンサが活発なセンサ突き行動を誘発する傾向が認められた。2.プッシュ型摂餌要求センサの太さの影響金魚で検討した。異なる太さのステンレス線(太さ0.4mmから6mmまで,色はステンレス鋼のまま)を同一水槽内に設置し,それへの突き回数を測定した。その結果,金魚大(平均体重15.5g)では直径6mmのものが最も多く2mmを下ると急激に突き回数は少なくなった。金魚小(平均体重3.5g)でも2mm以下は少なく,太くなるに従い突き回数は増加したが,直径3mmを超えると突き回数はそれほど変わらず飽和する傾向を示した。供試魚の口のサイズと同等以上の太さのセンサが相対的に供試魚が突き行動を行う上で抵抗が少ないと推定された。3.小石や餌を咥えたり引張ったりする索餌行動をする魚種に適したプル型のスイッチセンサを3種類試作し,そのうちの2種類でマダイ,クロダイ,金魚で自発摂餌できることを飼育実験により実証した。4.安定な自発摂餌となるまでの過程(自発摂餌学習過程)に影響する摂餌要求センサの影響調べるために,金魚を用いてプル型センサと光ファイバーセンサの設置変更による自発摂餌学習過程を調べた。その結果,プル型センサでは設置初期で1日目からセンサへの引張り行動は始まるものの,自発摂餌学習期間は10日から2週間ほど要した。光ファイバーセンサでは,設置初期から活発にセンサへの突き行動を行い,4,5日で学習したと思われるが,回路変更により他の水槽位置の光ファイバーセンサへの適応には10日以上要した。1.これまで,マダイなどの自発摂餌要求センサとして,稚魚から成体までの広い成育レベルで光ファイバーセンサが利用できることを実証してきたが,その発光色には赤色光を使用してきた。そこで,今回,魚の視感度外となる近赤外光を用いて摂餌リズム,学習過程を赤色光の場合と比較検討した。その結果,摂餌リズムには,学習初期を除いて大きな差異は認められなかった。成長に関しても,水槽毎のバラツキがあったものの,大差は認められなかった。2.自発摂餌要求センサとして光ファイバーセンサの耐久性・信頼性を高めるため,ガラス試験管を用いてファイバー先端部に海水が浸入しないよう完全防水処理を施した。その結果100日間の連続使用後も全く損傷もなく,センサ出力も変化しないセンサとすることができた。3.日本での自発摂餌の実績の少ないヒラメを対象として,摂餌要求センサとしてプル型センサを用い,様々な先端部,センサ設置深さを試行し,自発摂餌の可能性を探った。