hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小脳のプルキンエ細胞に内在するシナプス形成因子の研究

小脳のプルキン工細胞は特異な形態を有しているが、スタゲラー突然変異マウス小脳にはプルキン工細胞に特異なP400蛋白質が欠損しており、プルキン工細胞と保行線維とのシナプスが形成できない。我々はシナプス形成にP400蛋白質が重要な役割を有しているものと考え、この蛋白質の解析を試みた。まずP400蛋白質の代謝的性質を明らかにするため【^(14)C】-ロイシンでパルスラベルして蛋白質解析を行なったところ、正常では比較的良くラベルされることが正常小脳で認められたが、プルキン工細胞の欠損シュータントであるpcdマウス小脳ではP400蛋白質に相当する位置には【^(14)C】-ロイシンでラベルされたバンドはみいだされなかった。一方staggererでもP400蛋白質に一致する部位に【^(14)C】-ロイシンのとりこみは全く観察されなかった。すなわちstaggererでは蛋白質そのものが合成されていないことが示唆された。また分離プルキン工細胞を用いて内在性のリン酸化反応を調べたところリン酸化される蛋白質であることがあきらかとなった。更にP400蛋白質の性質を詳細に調べるために、この蛋白質の精製を試みた。細胞分画によってP31画分を得た。これをTritonX100処理後、超遠心して得られた沈査を蛋白分解酵素阻害剤及び界面活性剤を含む塩酸グアニジン溶液で可溶化し、セファロースCL4B,COnAセファロースによるクロマトグラフィーで単一バンドにまで精製できた。P400蛋白質の構造、機能解析に用いる目的で、SDS-ポリアクリルアミドケル電気泳動L;P400蛋白質のバンドを切り出した。これをBALB/Cマウスに免疫し定法に従って抗体産生株を得た。この内の一つは、ウエスタンブロット解析によりP400蛋白質に相当する分子量の蛋白質を認識するlgGを産生することがわかった。
骨髄幹細胞の動員と分化誘導に基づく線維化改善・肝再生療法の試み

マトリックス分解酵素MMP-13の強制発現により骨髄由来細胞の線維肝組織への生着と肝類洞壁細胞への分化促進が認められた。また骨髄由来細胞のみMMP-13/-9を産生する肝線維症マウスの解析では、肝組織中に骨髄由来のMMP-13/-9遺伝子発現と線維吸収部のMMP酵素活性を認めた。この過程における増殖因子の活性化と肝類洞構造の修復機序を明らかにすることで、骨髄幹細胞の動員と分化誘導に基づく線維化改善と肝再生促進治療法の開発を目指している。肝線維症は肝炎ウィルスの持続感染やアルコールの過剰摂取などを原因として引き起こされる疾患であり、放置すれば終末像である肝硬変、さらに肝臓癌へと高率に進展する。コラーゲンをはじめとする細胞外基質(マトリックス)は生体組織の維持・修復に関わっているが、その含有量は合成系と分解系のバランスの上に維持されており、この調節機構が破綻するとマトリックス成分が過剰に蓄積され、臓器の線維症をきたす。このため、線維症治療ではこれ照合成系の抑制または分解系の促進によりコラーゲン量を制御することが重要となる。最近はさまざまな臓器に対する再生療法が数多く試みられ、線維肝組織においては骨髄由来細胞がコラーゲン合成を促進するという報告と、分解を促進するという一見相反する報告がある。しかしより重要であるのは、これらの細胞に対する適切な分化誘導を行い効果的な線維化改善と肝再生を得ることと考えられる。そこで本研究では、実験的肝線維症において骨髄から肝内に生着した細胞がコラーゲン分解酵素であるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)-13やMMP-9を順次発現して線維化改善に寄与するという本研究者自身の知見に基づき、骨髄細胞の線維肝組織への動員とMMP産生細胞への分化誘導を促進する物質の探索を開始した。MMP-13発現アデノウィルスを肝線維症マウスに投与したところ、MMP-13の強制発現により骨髄由来細胞の線維肝組織への流入・生着と肝類洞壁細胞への分化促進が認められた。この過程でみられる増殖因子の活性化と肝類洞構造の修復機序を明らかにすることで、これを利用した線維化改善と肝再生促進治療法の開発を目指している。また骨髄由来細胞のみMMP-13/-9を産生する肝線維症マウスを解析したところ、肝組織中に骨髄由来のMMP-13/-9遺伝子発現が確認され、線維吸収部位に一致したMMPの発現と酵素活性を認めたことから、骨髄細胞由来MMP-13/-9の肝線維化改善への直接的な関与が示された。この過程でみられる増殖因子の活性化と肝類洞構造の修復機序を明らかにすることで、骨髄幹細胞の動員と分化誘導に基づく線維化改善と肝再生促進治療法の開発を目指している。
心筋細胞細胞外マトリックスグラフト移植による新しい心不全治療の開発

これまでの再生医療の臨床応用もしくは、基礎分野の前臨床研究の中心は、細胞移植にあった。細胞のみを標的組織に注入するという方法論であったが、移植された細胞のほとんどは、細胞死などにより、移植部位には生存できない。生体組織とは、細胞とその周囲環境からなる複合体であ理、細胞だけでは、組織は成り立たず、その細胞周囲環境が必要となる。この周囲環境を細胞外マトリックス(extracellular matrix: ECM)という。ECMには、様々な役割がある事が解っており、細胞生存においても重要である。近年、このECMの役割を代用できる人工生体素材(バイオマテリアル)の研究が盛んで、多くの分野で既に臨床応用されている。心筋再生医療に最適なバイオマテリアルによるECMが確立されれば、移植された心筋細胞の生着率、生存率が向上し、臨床応用への可能性も高まると確信する。我が国では、細胞シートやジェルタイプのバイオマテリアルは、研究が盛んである。人工ECMは、心臓の作り出す動的環境に耐え得る十分な耐久性と心臓内圧に対抗する強度を有する素材が多い。最近の循環器系部門の再生医療の多くの研究において、このような人工ECMが使用されるようになって来た。様々なタイプの人工ECMが使用されているが、本研究でも用いているコラーゲン素材のECMが散見されている。コラーゲンは、組織生体適合性があるだけでなく、時間と共に加水分解されるため、異物として残存する事も無いという利点が挙げられる。我々は、コラーゲンのこのような特性を生かし、心筋細胞を人工ECM内で培養し、その心筋細胞外マトリックスグラフトを作製する事により、移植後心筋細胞の生着率を目指し、本研究を立ち上げた。研究初年度の目標は、ECMグラフト作成に適したバイオマテリアルの選定とグラフト作成であった。細胞培養を考慮し、コラーゲンベースのECMを使用し、心筋細胞ECMグラフト作製に成功した。研究次年度の目標は、コラーゲンECMグラフトの移植方法の確立である。ラットを使用した心筋梗塞モデルを作製して、障害心筋の心外膜側にコラーゲンECMグラフトを移植した。このコラーゲンECMグラフトの移植面には、フィブリノゲン及びヒト由来のトロンビン画分を固着させており、組織への固定が可能である。ラットの拍動する心筋上であっても、コラーゲンECMグラフトは、十分固定された。現在、心臓超音波検査により、グラフト移植部の変化を継時的に観察している。グラフトが心筋上に長期間定着することが確認されれば、今後は、コラーゲン内で心筋細胞培養したグラフトを作製し、そのグラフトをラット心筋梗塞モデルに移植する予定である。平成31年度は、これまでの研究成果を踏まえて、心筋細胞ECMグラフトを使用した実験動物による移植実験を開始する。前年度までの成果より、細胞培養に適したECMは、コラーゲンベースを使用する予定である。また、動物移植に関しては、心筋接触面にフィブリノゲン及びヒト由来のトロンビン画分をコーテイングしたECMを使用することにより、確実に心外膜面に移植可能なことが明らかになった。これらを踏まえて、ラット心筋梗塞後心不全モデルを使用し、上記の心筋細胞ECMグラフトの心筋梗塞後心不全に対する効果を判定する。判定方法は、移植前、移植後数週間の継時的な心臓超音波検査による心機能評価を予定している。研究者らは、これまでの留学中の研究で、同様の研究方法を施行しており、確立された方法である。この方法により、心不全から機能的回復が確認されることが期待される。また、移植後の摘出心臓を用いた病理学的評価も同時に行う。これにより、心筋梗塞後の心筋変性、特に繊維化を評価する。細胞のみを標的組織に注入するという方法論であった。しかし、移植された細胞のほとんどは、細胞死などにより、移植部位には生存できない。そもそも、生体組織とは、細胞とその周囲環境からなる複合体である。細胞だけでは、組織は成り立たず、その細胞周囲環境が必要となる。しかし、細胞シートは、極めて菲薄なため、操作が難しい。実際に心臓に移植する場合、菲薄な細胞シートやジェルは、強度が無く、常時、収縮拡張運動を繰り返している心臓を物理的にサポートする事は不可能である。それに対して、人工ECMは、心臓の作り出す動的環境に耐え得る十分な耐久性と心臓内圧に対抗する強度を有する素材が多い。移植心筋細胞は、ホストの心臓の心筋の興奮に一部が同期していることが解ってきた。本実験では、心筋細胞ECMグラフトであるため、グラフト全体もしくは、一部が同期した興奮伝播をしている可能性がある。、移植された心筋細胞は、傷害心筋で損なわれた心筋興奮伝播を再構築し得る。心筋細胞

ECMグラフト移植は、心筋再生医療領域でも細胞移植の有用な基材の応用が考えられ、細胞移植方法の改良に寄与すると予想される。研究初年度の目標は、ECMグラフト作成に適したバイオマテリアルの選定とグラフト作成である。本研究で使用するバイオマテリアルは、コラーゲンベースもしくは小腸粘膜下組織(SIS)ベースを予定していたが、細胞培養に適したスキャフォールドとしては、コラーゲンベースのバイオマテリアルを選択することにした。培養細胞は、ヒト多能性幹細胞(hiPS cells)より分化誘導した心筋細胞を使用する事とした。コラーゲンは、細胞培養に適したポーラスサイズを有することを研究者らは、発表してきた。しかし、多くの心筋細胞をコラーゲン骨格に生着させることが困難であることも判明している。多くの細胞が培養液中を浮遊することが原因で、コラーゲン骨格に生着せず、そのまま、細胞死を起こす。この問題を解決するために細胞接着因子を細胞培養に応用出来ないか検討した。細胞接着因子は、ファイブロネクチンを使用した。ファブロネクチンは、デッシュ上の細胞培養でも使用される接着分子である。デッシュ上に細胞を生着させ、培養中の細胞死を予防できる。この原理をコラーゲンスキャフォールド上の培養に応用した。コラーゲンスキャフォールドにファブロネクチンを散布し、一定時間整置し、コラーゲン-ファイブロネクテインスキャフォールドを作成。その合成スキャフォールド上で心筋細胞培養を施行した。心筋細胞培養日数が進むにつれて、心筋細胞がクラスターを形成し自己拍動を開始した。コラーゲン-ファイブロネクテインスキャフォールドでは、クラスター周囲の広範囲コラーゲンを巻き込んでクラスターが拍動しているのが観察された。これまでの再生医療の臨床応用もしくは、基礎分野の前臨床研究の中心は、細胞移植にあった。細胞のみを標的組織に注入するという方法論であったが、移植された細胞のほとんどは、細胞死などにより、移植部位には生存できない。生体組織とは、細胞とその周囲環境からなる複合体であ理、細胞だけでは、組織は成り立たず、その細胞周囲環境が必要となる。この周囲環境を細胞外マトリックス(extracellular matrix: ECM)という。ECMには、様々な役割がある事が解っており、細胞生存においても重要である。近年、このECMの役割を代用できる人工生体素材(バイオマテリアル)の研究が盛んで、多くの分野で既に臨床応用されている。心筋再生医療に最適なバイオマテリアルによるECMが確立されれば、移植された心筋細胞の生着率、生存率が向上し、臨床応用への可能性も高まると確信する。我が国では、細胞シートやジェルタイプのバイオマテリアルは、研究が盛んである。人工ECMは、心臓の作り出す動的環境に耐え得る十分な耐久性と心臓内圧に対抗する強度を有する素材が多い。最近の循環器系部門の再生医療の多くの研究において、このような人工ECMが使用されるようになって来た。様々なタイプの人工ECMが使用されているが、本研究でも用いているコラーゲン素材のECMが散見されている。
表面吸着による「溶液超薄膜」の作成と反応および結晶成長への応用

本研究は、興味深い物性を示す有機物質およびその金属錯体の反応と結晶成長制御を目的として、溶質の蒸着と溶媒蒸気の吸着により溶液の超薄膜を作製し、その中での反応および結晶成長を調べた。DCNQI-Cu錯体は、特異な金属・絶縁体転移など、興味深い物性で知られているが、気相からの超薄膜単結晶成長の例はない。CuとDCNQIの共蒸着、および溶媒吸着による反応を電子エネルギー損失分光および放射光光電子分光で調べた。単結晶成長はできなかったが、放射光により入射光エネルギーを変えることによってピークを同定し、反応を評価できると、溶媒吸着により反応が促進されることを明らかにするととも(Ref.1)に、電子エネルギー損失分光によって従来知られていなかった。DCNOQI-Cu錯体の伝導帯の構造についての知見を得ることができた。(投稿中)。(2)光学的検出法による昇温脱離測定溶液超薄膜中の有機分子の挙動を調べるため、成長室と直結した光学測定系を作製した。まずこれを有機超薄膜の昇温脱離測定に応用し、従来真空中でしか行えなかった昇温脱離測定が、溶媒雰囲気下でも行えることを示した(投稿中)。(3)傾斜基板上の原子層ステップによる分子の配列化溶液超薄膜からの結晶成長を行う上で、結晶方位を揃えるためには基板上に細かい規則構造をつくり、ガイドさせるという方法(=グラフォエピタキシ-)が考えられる。グラフォエピタキシ-を有機分子に用いる試みはいくつかなされてきたが、成功例は報告されていない。この理由を調べるため、単結晶傾斜基板上の原子層ステップガイドとして利用し、フタロシアニン成長膜の結晶構造を電子線回折を用いて調べた。その結果、ガイドの間隔が分子数個分以下でないと分子配列は影響を受けないことが明らかになった(Ref.2-3)。(投稿中)。
眼球運動解析を取り入れた新規の外科手術手技教育ツールの開発

外科手術の技術習得には長い年月が必要と言われている。若い医師の外科離れを解消する為にも効率的な手術教育方法の確立は急務である。本研究では腹腔鏡下胆嚢摘出術の手術シミュレータを用い、指導医と研修医、医学生が有する外科手術手技,また指導医と修練医とのチームでの手術手技教育場面における眼球運動を含む身体活動を測定した。手技にかかる時間は短期間に向上するが、眼球運動の効率化には時間のかかることが判明した。短い期間で技術の習得を行う為のビデオ教材を開発した。(1)外科手術手技における動作解析、および外科指導医がもつコツや技術の数値化。胆嚢摘出術は、本邦で年間4万件以上行われている頻度の高い手術であり,約80%が腹腔鏡下に行われている。腹腔鏡下手術の基本的手術として若い外科医が最初に取り組む手技である。腹腔鏡下胆嚢摘出術のシミュレーターを用い、外科指導医、修練医、医学生を対象に眼球運動、筋電図などの測定を行った。施行後には意識している手技内容について聞き取り調査を行った。また腹腔鏡下手術において基本手技となる縫合結紮手技について、ドライボックスを用いて眼球運動を測定する検討を行った。通常の手術に比べて術野が狭いので、これまで通りの測定が可能かどうかを検討した。画像を拡大すれば同様な検討が可能であることが判明した。(2)同一手術における指導医と修練医の動作解析と術中のコミュニケーションの数値化。シミュレーターを用いた腹腔鏡下胆嚢摘出術を対象手技とし,眼球運動の測定を外科指導医、修練医(研修医)の二人同時に行って解析を行った。指導医はカメラを操作し、修練医が術者となって手技を行った。この二人の眼球運動の差異を検討している。実際の患者での腹腔鏡下胆嚢摘出術について、円滑な導入ができるように検討を行った。機材の装着による術者に与える影響も無視できないことから、眼鏡を用いない眼球運動測定装置のデモを行い、適応可能であるかを検討した。同一手術での役割の違う二人の外科医の眼球運動について、比較する事が可能であり、二人が術中にどのようなコミュニケーションを行っているか、聞き取り調査も交えて検討を行っている。本研究では指導医と研修医&#8226;医学生が有する外科手術手技,また指導医と修練医とのチームでの手術手技教育場面における眼球運動を含む身体活動を測定することで、指導医の暗黙知を数値化し,短い期間で技術の習得を行う為の教育システムを開発する事を目的としている。(1)修練医、医学生を対象とした教育システムの構築(平成27年度):各手術手技の眼球運動の解析や、取りためたビデオの解析の結果を解りやすく解説した教育ツールを作成した。これを研究室のホームページにのせて見てもらうことで上達が早くなるのかどうか、解析を始めた。(2)教育システムを用いたモニタリング(平成27年度から平成28年度):前述したe-ラーニング教材を一部の修練医,医学生に閲覧してもらい,モニタリングを行った。更にドライボックスを用いた腹腔鏡下の縫合結紮の手技を練習することで習熟度があがるかどうか、チェックした。(3)新規の術中教育ツールの立案(平成27年度から平成28年度):同一手術における指導医と修練医の術中コミュニケーションの解析をおこなったところ、手技が上手く行かなかった修練医との術中の教育は、上手く行ったときに比べると指導内容、コメント数、指導にかけた時間がいずれも多かった。このことより特に上手く行かなかった場面を用いた指導ツールが有用である可能性が考えられた。(1)修練医、医学生を対象とした教育システムの構築(平成27年度):教育ツールの作成をほぼ終えており、おおむね順調に進展している。(2)教育システムを用いたモニタリング(平成27年度から平成28年度):e-ラーニング教材を一部の修練医,医学生に閲覧してもらい,モニタリングを行ったが、更に得られた実験データの解析が必要であり、やや課題を残した進展度であった。(3)新規の術中教育ツールの立案(平成27年度から平成28年度):次期プロジェクトの発案ができ、予備実験を行えるなど、当初の計画以上に進展した。以上より、全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。(1)教育システムを用いたモニタリング(平成27年度から平成28年度)腹腔鏡下胆嚢摘出術の手術シミュレーションの画像を、手術の場面場面で工程分解し、それぞれの場面での手術のコツ、エキスパートの視線を示したコンテンツを作成した。これをeーラーニング教材として整備し、一部の修練医,医学生に閲覧してもらった。

webで公開できるようにコンテンツを取り揃えるようにブラッシュアップを図っている。(2)教育システムを用いた習熟課程の数値化(平成28年度)このeーラーニング教材を用いた教育システムの前後で修練医、医学生の眼球運動解析、鉗子動作の解析を開始した。特に医学生において2週連続してシミュレーション手術での眼球運動の解析を行い、手術時間の改善は早期に改善(短時間化)がみられるも眼球運動のパターンは短期間では変化しないことを見出し、眼球運動の効率化を目的としたコンテンツの有用性が示唆された。(3)新規の術中教育ツールの立案(平成27年度から平成28年度)同一手術における指導医と修練医の術中コミュニケーションの解析や医学生での解析を通じ、手術時間の短縮という成果よりも眼球運動の効率化がより難易度の高いものであることを見出し、手術シミュレーション開発の企業と眼球運動解析を取り入れたトレーニングシステムの共同開発に向けた取り組みに着手した。外科手術の技術習得には長い年月が必要と言われている。若い医師の外科離れを解消する為にも効率的な手術教育方法の確立は急務である。本研究では腹腔鏡下胆嚢摘出術の手術シミュレータを用い、指導医と研修医、医学生が有する外科手術手技,また指導医と修練医とのチームでの手術手技教育場面における眼球運動を含む身体活動を測定した。手技にかかる時間は短期間に向上するが、眼球運動の効率化には時間のかかることが判明した。短い期間で技術の習得を行う為のビデオ教材を開発した。実際の腹腔鏡下胆嚢摘出術、イヌやブタにおける腹腔鏡下手術での眼球運動測定の導入を計画していたが、達成できなかった。理由として実際の手術では了解する患者がいなかったためである。また本研究においてイヌやブタを用いた動物実験に対する予算を計上しておらず、他の研究において行う際、実験を行う予定にしていたが、当該研究期間にそのような実験が計画されなかったため、実施できなかったものである。しかしながら腹腔鏡下胆嚢摘出術のシミュレーターや、縫合結紮手技においては予定どおり進展しており、さらに次年度予定のeーラーニングテキストの作成に着手しており、全体として「おおむね順調に進展している」と考えている。(1)教育システムを用いたモニタリング(平成27年度から平成28年度)習熟度を図る方法、習熟度の定義づけが必要であるが、シミュレータ、ドライボックスの解析より、腹腔鏡下手術で必要な能力のうち空間認知能力が最も大切であり、より効果的な練習方法を考案する。(2)新規の術中教育ツールの立案(平成27年度から平成28年度)次のプロジェクトとして、CT画像、MRI画像などの放射線診断、内視鏡検査などの画像診断における眼球運動の解析が新しい教育ツールになると考え、予備実験を開始している。外科学今後はさらに腹腔鏡下胆嚢摘出術におけるシミュレーター、トレーニングボックスにおける腹腔鏡下縫合結紮の実施人数を増やすようにし、実際の患者における腹腔鏡下胆嚢摘出術の測定を目指す。すでに着手を始めているeーラーニングテキストを完成させ、医学生、研修医に閲覧、その効果を眼球運動の測定で確認していく予定である。初年度の謝金の支出が少なかったのが原因です。本研究代表者が2015/1/21より2015/3/14まで当学若手研究員海外研修の助成金を得て米国、韓国へ渡航していたため、当該期間に本研究の施行が行えなかったため、若干の差額が生じたものである。
太陽プロミネンス観測で探るコロナ磁場構造

過去2年の研究から、プロミネンスの磁場構造を調べるには、微細構造を正確に抽出することが必要不可欠であることが明白になった。これまでの太陽観測衛星「ひので」や「SDO」の観測から、プロミネンス本体とその周囲を取り巻く構造は非常に複雑で、局所的・大局的構造を同時に考慮しなければ、観測データから正しい情報を引き出すことは難しい。そこで、まずは局所的構造について研究を進めるべく、高い精度での微細構造の抽出に焦点を当てた。今年度はプロミネンスの他に、昨年度同様磁場構造がはっきりしているスピキュールを使って、抽出技術の開発に取り組んだ。昨年度作成した「ひので」のデータ向けの微細構造の分離プログラムを、「SDO」の画像に対して適用できるよう修正し、極紫外線で見られるスピキュールを伝播する波動の統計的性質を調べた。「ひので」よりも空間分解能では劣る「SDO」のデータを使うメリットは、太陽全面の情報を同時に得ることができる点にある。これにより、統計数を格段に上げることが可能となる上、局所的な活動性との関連を調べることが容易である。一方で、分解能が低いために検出精度が悪くなるというデメリットも同時に存在する。そこで、今年度中は様々な試行錯誤や画像処理の専門家の方との議論を通じて抽出技術の発展と問題解決の方向性を探った。進行中の解析結果では、「ひので」で見られるスピキュール上の波動に比べると「SDO」では定在波の割合が多い。これは検出した波動の違い(前者は高周波波動、後者は低周波波動)によるものと考えられる。このことから、低周波波動はより多く反射され、定在波を形成する傾向にあるという理論的予測ともつじつまが合う。検出精度を向上させ、この結論の有効性を確立したい。その他、今年度は「ひので」による波動研究の成果を論文にし、国内外のセミナー・研究会にて発表し、多くの研究者と議論を行った。本年度は、太陽観測衛星「ひので」によって捉えられた、太陽静穏領域での特異な活動現象についての解析を中心に行った。2006年12月23日の「ひので」搭載の可視光望遠鏡(SOT)の観測から、北西の太陽縁付近にて柱状の低温物質の塊がゆっくりと鉛直上方に伸びる現象が見つかった。2時間以上に続いたこの現象により、高度の低いプロミネンスが形成された。この柱状構造全体の上昇速度は2km/sである一方、内部はより細かい低温プラズマの集合体であり、個々のプラズマは最大20km/sで上昇運動していることがわかった。また、この現象に伴い、「ひので」のX線望遠鏡と観測衛星「STEREO」の極紫外線望遠鏡では、プロミネンス上空のcavity内での活動現象が捉えられている。既存のcavityの他に、太陽下層から黒い塊が上昇し、既存のcavityと衝突・合体したような動きが観測された。これらの観測現象を包括的に説明するために、光球下からの螺旋磁場の浮上が必要であると結論づけた。螺旋磁場の浮上に伴って、その磁場とコロナ中の既存磁場との間で連続的に磁気リコネクションが発生、彩層の低温物質がコロナ中へと持ち上げられる。これがSOTで観測された柱状構造内部の微細構造の高速上昇運動に対応する。リコネクションせずに残った浮上磁場の一部はそのまま上昇を続け、低密度のコロナ中で膨張し、上昇も加速する。これがX線や極紫外線で観測されたcavityの上昇運動に対応する。その後、既存のcavityの高度に到達した浮上磁場は磁気リコネクションを起こし、観測されたような合体をもたらす。この過程は、これまで謎とされてきたプロミネンス-cavityシステムの進化・維持のメカニズムの解明につながる初の観測結果である。今年度は、アメリカ・カリフォルニア州パロアルトのロッキードマーティン太陽天体物理学研究所に約1年間滞在し、研究を遂行した。ロッキードマーティンが開発・打ち上げを主導し、観測が始まったばかりのSolar Dynamics Observatory (SDO)の観測データからプロミネンスを多数チェックし、「ひので」のデータを併用した解析方法について滞在先の研究者らと検討した。その結果、いずれの観測機器のデータを扱うにしても、画像内からの微細構造の正確な分離が必要不可欠であると判断し、そのための解析技術を磨くことに傾注した。この際、プロミネンスと類似した微細構造を持つが、磁場構造が容易に把握できるスピキュールをテストに用いて、汎用に耐えうる微細構造検出プログラムの開発を行った。その結果、画像内から微細構造の分離に成功、そしてスピキュールやプロミネンスを伝播する進行波を検出することができた。特に、スピキュール上の波動からは以下の事実が明らかとなった。(1)観測された波動のうち、60%が上昇する進行波、20%が下降する進行波、20%が500km/s以上の定在波であった。(2)進行波同士の重なり合いにより、定在波が形成された現場を捉えた。(3)高度とともに加速する進行波を観測した。(4)高度の違いやスピキュールの時間発展に伴う位相速度の統計的分布から、遷移層の位置を推測できた。以上より、微細構造の観測から、コロナの磁場強度や密度構造の情報を得られることを示した。コロナ磁場の性質を知る上で、より定量的なプロミネンスやスピキュールの観測・解析が今後必要である。

これまでの太陽観測衛星「ひので」や「SDO」の観測から、プロミネンス本体とその周囲を取り巻く構造は非常に複雑で、局所的・大局的構造を同時に考慮しなければ、観測データから正しい情報を引き出すことは難しい。そこで、まずは局所的構造について研究を進めるべく、高い精度での微細構造の抽出に焦点を当てた。今年度はプロミネンスの他に、昨年度同様磁場構造がはっきりしているスピキュールを使って、抽出技術の開発に取り組んだ。昨年度作成した「ひので」のデータ向けの微細構造の分離プログラムを、「SDO」の画像に対して適用できるよう修正し、極紫外線で見られるスピキュールを伝播する波動の統計的性質を調べた。「ひので」よりも空間分解能では劣る「SDO」のデータを使うメリットは、太陽全面の情報を同時に得ることができる点にある。これにより、統計数を格段に上げることが可能となる上、局所的な活動性との関連を調べることが容易である。一方で、分解能が低いために検出精度が悪くなるというデメリットも同時に存在する。そこで、今年度中は様々な試行錯誤や画像処理の専門家の方との議論を通じて抽出技術の発展と問題解決の方向性を探った。進行中の解析結果では、「ひので」で見られるスピキュール上の波動に比べると「SDO」では定在波の割合が多い。これは検出した波動の違い(前者は高周波波動、後者は低周波波動)によるものと考えられる。このことから、低周波波動はより多く反射され、定在波を形成する傾向にあるという理論的予測ともつじつまが合う。検出精度を向上させ、この結論の有効性を確立したい。その他、今年度は「ひので」による波動研究の成果を論文にし、国内外のセミナー・研究会にて発表し、多くの研究者と議論を行った。
魚類の粘膜免疫系におけるケモカインの役割

魚類体表は病原体侵入の場であるとともにそれを防ぐ免疫応答の場でもある。魚類体表にはリンパ球などの白血球が存在しており、抗体を産生するなどの役割を担っている。本研究では、これら白血球を引き寄せる役割を果たすと考えられる細胞誘引因子であるケモカインとその受容体遺伝子を同定し、これらが、皮膚や鰓など外界と直接に接する場で特異的に発現することを明らかにした。これらのケモカインによる細胞誘引機構が体表に白血球を動員する役割を担うことが強く示唆された。体表、鰓、腸管など魚類の粘膜は、病原体侵入の門戸であると同時にそれを防ぐ免疫応答の場でもある。しかし、粘膜での免疫機構はほとんどわかっておらず、浸漬ワクチンなどの粘膜を介したワクチン投与がなぜ効果があるのかも不明である。本研究では、抗原を取り込む抗原提示細胞や免疫応答の主役であるリンパ球が粘膜組織へ動員される仕組みを、白血球を局所に誘引する分子であるケモカインに着目して明らかにすることにより、粘膜免疫系の理解を深める目的で企画した。1.ケモカインとケモカイン受容体の同定ほ乳類においてケモカインやその受容体がリンパ球や抗原提示細胞の粘膜への移動に関わることが知られている。そこで、哺乳類で皮膚や腸管にリンパ球を動員するケモカインであるCCL27およびCCL28の両方に相同な遺伝子を見いだした。魚類では単一の遺伝子であり、シンテニー解析からCCL28のオーソログであることが示唆された。さちに、体表に抗原提示細胞を動員するCCL20とCCR6の遺伝子も同定できた。2.ケモカインの発現パターンの解析ケモカインは特定の細胞や組織で特異的に発現し、その受容体を発現する細胞を引き寄せる。そこで、トラフグのCCL28の発現組織をRT-PCRで調べたところ、皮膚・胸腺・鰓でのみ発現が確認できた。さらに、insituハイブリダイゼーションの結果、表皮細胞で強く発現していることが明らかとなった。この発現パターンは哺乳類のCCL28よりはむしろCCL27と似たパターンであり、先の遺伝子解析実験の結果と考え合わせるとこのトラフグのケモカインはCCL27とCCL28の両方の性質を備えた哺乳類のCCL27とCCL28の先祖型に近い遺伝子であると言えそうである。魚類は皮膚が環境水と接しており、病原体侵入の最前線である。また哺乳類とは異なり皮膚が角質化していないため、物理的に脆弱である。このような魚類の皮膚には免疫システムが発達していることが想定される。事実皮膚には、たくさんの免疫細胞が集積していることを申請者は明らかにした。さらに、免疫細胞の誘引、集積に関与するケモカインのうち、我々がCCL27/28と名付けたものが体表特異的に発現しており、その産生細胞が表皮細胞であることをこれまでに明らかにした。本年度は以下の実験を行った。1、ケモカイン受容体CCR10の発現系統樹解析とシンテニー解析からCCL27/28の受容体であると考えられるCCR10の遺伝子も同定した。まず、CCR10遺伝子の発現パターンを様々な組織で調べたところ、リガンドであると想定されるCCL27/28と同じく、皮膚、腸、鰓で発現が確認できた。哺乳類のCCL27やCCL28と同様にCCL27/28の受容体である可能性が高まった。さらに、魚類の二次リンパ器官である脾臓においても発現が確認された。2、組換えCCR10の作製マウスのリンパ球細胞株にトラフグCCR10遺伝子を導入し、細胞表面に発現することを確認した。このことは、魚類CCR10が細胞表面で作用することを示唆するものである。3、脾臓、皮膚白血球との結合・遊走実験ケモカインCCL27/28の組み換え体を作製し、脾臓、皮膚白血球との結合をフローサイトメーターで調べたが、結合は確認できなかった。このことから、今回得られた組換えCCL27/28は生理的な活性を持たないものと判断した。今後は活性をもつ組み換え体の作製を目指す。
トロイダル電磁石によるミュー粒子エネルギー測定の研究

長基線ニュートリノ実験では、ニュートリノ反応によって出てくるミュー粒子を測定する必要がある。現在、稼動中のK2K実験(雑誌論文の1)では、ミュー粒子のエネルギーを鉄板とドリフトチューブを交互に並べた飛程測定器で測っている。建設中のJ-PARCでのニュートリノ実験あるいは将来のニュートリノファクトリーでの実験では、より高エネルギーのミュー粒子まで電荷も含めて測定したいのでトロイダル電磁石を使ったミュー粒子測定器を考えている。本補助金によって14年度に試作、磁場テストを行なったトロイダル電磁石を用いて、15年度にはビームテストによりその性能を確認した。ビームはKEK・12GeVPS・T1ビームラインのパイ又はミューを用いた。トロイダル電磁石で曲げられた後の軌道を測るため、2面のホドスコープカウンターを製作した。ホドスコープは、25mm x 13mm x 200mmのシンチレーターバーを16本並べ、WLSファイバーを通してMAPMTで読み出すものとした。電磁石の電流については、14年度に行なった磁場測定の結果から低電流でも高磁場が得られることがわかっていたので、小型の電源を用い100Aとした。この時の磁場は1.7Tである。0.8GeV/cから2GeV/cのビームでデータを取り運動量分解能を求めた。結果は1GeV/cで30%と、ほぼ予想通りの値が得られた。低運動量側と高運動量側で予想より悪い値になったが、これは低運動量側では大きく曲げられた粒子がホドスコープのアクセプタンスからはずれてしまったため、また高運動量側ではホドスコープの1本の幅で決まるトラッキングの精度が十分でなかったためと思われる。実用に際しては、トラッキングデバイスを適当なものとすることによって十分な測定精度が得られるものと思われる。このテストにより、将来の実験に実用可能な感触が得られた。現在稼働中のK2K実験(雑誌論文の1)では、ニュートリノ反応で出てくるミュー粒子のエネルギーを、鉄板とドリフトチューブを交互に並べた飛程測定器で測っている。建設中のJPARCの50GeV陽子シンクロトロンを使った、さらに精度の良いニュートリノ実験が計画され準備が進んでいる。この実験での前置検出器のひとつの可能性としてトロイダル電磁石を用いたミュー粒子検出器を考えている。今年度はその試作としてトロイダル電磁石を設計、製作し運転を行なった。設計は次のように行なった。磁場は、あまり無理をしない範囲でできるだけ高磁場ということで、1.85テスラを目標とした。エネルギー分解能は、磁場による曲げ角と多重散乱の関係で決まる。ある程度の分解能を保ってなるべく低エネルギーのミュー粒子まで測定できるように鉄の厚さを決めた。鉄の厚さ40cmとした結果0.6GeV以上のミュー粒子をエネルギー分解能30%で測定できることになった。これは将来のCP測定の時、重要となる電荷の正負を3シグマ以上の精度で識別できることになる。電磁石は、製造会社で研究者立ち会いのもと通電試験を行なった。絶縁特性、磁場特性、温度特性とも十分仕様を満たした。納入後、研究者側で通電試験、磁場測定を行ない、特性を確認した。磁場測定には、磁石にサーチコイルを巻き、電流上げ下げ時のピックアップ電圧をFADCで読み、積分することによって測った。この方法によって十分正確に磁極内の磁場が測定できることがわかった。
2価カチオンおよび蛋白質燐酸化酵素によるNMDA受容体チャネルの活性調節

NMDA受容体チャネルは、シナプス可塑性、発生におけるシナプス形成、神経疾患に観察される神経細胞死などに重要な役割を担っていると考えられている。本研究では、NMDA受容体チャネルの作動調節機構を解析し、脳内におけるNMDA受容体チャネルの基本的性質を推定する事を目的とした。特に、脳内に豊富に存在し、NMDA受容体チャネルの作動を制御していると考えられている2価カチオンに対する感受性、および蛋白質燐酸化酵素によるNMDA受容体チャネルの活性修飾に焦点をあて機能解析を行った。マウスNMDA受容体チャネルサブユニットを用い発現させた4種類のヘテロメリックNMDA受容体チャネル(ε1/ζ1,ε2/ζ1,ε3/ζ1,ε4/ζ1)の機能的性質を電気生理学的に解析した。まず、2価カチオンに対する感受性差を解析し、Mg^<2+>に対しε1/ζ1,ε2/ζ1チャネルは感受性が高く、ε3/ζ1,ε4/ζ1チャネルは感受性が低いことを明らかにした。またCa^<2+>やZn^<2+>に対する感受性も、ヘテロメリックチャネル間で異なる結果を得た。これらの結果から、2価カチオンによるNMDA受容体チャネルの作動制御が、脳内においてもεサブユニットの多様性により異なる可能性が示唆された。さらにε2/ζ1チャネルについてはシングルチャネルレベルでイオン透過性を解析した。また、我々はC-キナーゼを活性化するTPA処理によるNMDA受容体チャネルの活性増強には、ε2サブユニットのC末端部分が重要であることをキメラサブユニットを用いた解析により見い出していたが、さらに欠失変異体による解析により確認した。さらに、以上の研究の他に、脳形成の分子機構を解析するため、ゼブラフィッシュを用い、脳の形態形成に関与する事が示唆されているotxホメオ蛋白質のcDNAクローニングを行い、構造を解析すると共にmRNAの発現解析を行った。
樹冠構造が林内外の微気象形成に及ぼす影響の数値解析

従来森林構造と微気象環境については、個別の分野に分かれて研究されることが多く、本来相互依存関係を持つ林内外の微気象と森林構造について一体となった研究が新たに必要であると考える。さらに充分な観測に基づく解析が必要であるとともに、それを数値化し将来的な予測を可能とすることは、新たなステップであり、重要な課題である。そこで本研究では、森林内外に形成される特有の気象環境と森林の樹種、密度、樹冠構造等の関係を明らかにし、これを数値シミュレーションにより再現し、さらに樹木の生長にともなう林分構造と微気象環境の相互作用を明らかすることを目的とした。2年間の調査・研究によって林内外の微気象環境の詳細や、森林の樹幹構造の特徴に関する多くの知見を得ることができた。特に従来の森林における熱収支では無視されてきた樹冠内貯熱量については、その量的な評価、森林の構造等による違いなどが定量化された。樹冠内貯熱量は特定の気象条件下ではあるが、純放射量の50%を超える場合もあり、無視できないものであることが明らかになった。さらに樹種等の違いではなく、樹冠層の高さが大きく支配することが明らかになった。また樹木の吸水特性や土壌水分が気孔開閉に与える影響に関しても従来にない知見を得ることができた。数値シミュレーションに関しては、現在さらに研究を進めており、これらもとりまとめ次第、順次公表の予定である。過去から林分調査、気象観測が行われてきた東京農工大学唐沢山演習林内に研究対象地を設定した。対象地では、微気象シミュレーションを行うための基礎資料となる微気象観測を平成8年5月より実施し、現在も観測を続けている。観測項目は気温、湿度、日射、顕熱・潜熱フラックス、地中熱流量、地面蒸発量等である。特に気温、湿度、風速については林内の状況を精査するために、プロファイルが明らかになるように多点(56点)の観測を行っている。地面蒸発量については、特に林分状況の影響を強く受けるため、この観測地点も含めて5カ所の林分構造の異なる地点で夏期に集中観測を実施した。また対象となる林分の林分構造、樹冠構造の調査・解析を行った。観測結果と林分調査・気象観測資料を基に、生長予測(石橋)と微気象環境(窪田)のそれぞれのモデルを開発を現在検討中である。
来日ロシア人の歴史と文化をめぐる総合的研究

4年間(平成13-16年)にわたった科学研究費補助金による研究課題「来日ロシア人の歴史と文化をめぐる総合的研究」は、研究代表者1名と研究分担者11名(研究開始時の分担者1名が途中で逝去されたため、平成15年より新たに1名を補充)を中心として遂行された。具体的な研究活動は、このメンバーを中心として組織された「来日ロシア人研究会」を母体として、上記年度内に合計して20回開かれた定例研究会(うち2回は函館と長崎における研究合宿)を軸として進行した。定期的な研究活動をもとにして、平成15年3月に『共同研究ロシアと日本』第5集を、平成17年3月に『共同研究ロシアと日本』第6集を刊行することができた(「研究成果報告書」その1とその2として提出)。その1には聞き書き2編、論文14編、資料1編が、その2には聞き書き2編、論文19編が収録されている。両論文集は国内のみならず、国外の関連大学・図書館・研究所などに広く配布された。さらに「来日ロシア人研究会」のニューズレターとして、『異郷』を合計11冊(11-21号)刊行した。具体的成果の積み重ねによって、本研究課題を開始した際の「研究目的」-来日ロシア人の社会活動と文化活動が、わが国の文化・思想・宗教・教育・芸術などの学術分野と、さらに日常生活の次元において、どのような形で残され、継承されているかを検証すること-は、かなりの程度果たされたと考えている。共同研究の初年度にあたる平成13年度は、本研究組織のメンバーを中心に組織されている来日ロシア人研究会の例会を、5回にわたって開催し(平成13年4月、6月、10月、12月、平成14年2月)、研究発表と情報交換を行った。例会の発表テーマは次のようである。-ピョートル・ポダルコ「ボック兄弟-日本との関わり-」、清水恵「『外事月報』にみる第二次世界大戦期の白系ロシア人」、小室薫「ニコライ堂と亡命ロシア人たち」、尾田泰彦「大日本帝国占領下の韓国正教会」、倉田有佳「最近のロシアにおける亡命ロシア人研究の動向」、浜野道博「ロシアから来たムスリム達」、倉田有佳「ロシアにおける在外ロシア人研究の現状-ウラジオストクを中心に」、岩田行雄「エマヌイル・シュテインの亡命詩人コレクションについて」、ピョートル・ポダルコ「最初のロシア人日本研究者ヴァスケーヴィチー生誕125年に寄せて」、沢田和彦「日本における白系ロシア人のイメージ」、長縄光男「日本における正教会-石川喜三郎の場合」、キム・レーホ「トルストイと日本」、小山内道子「『日本占領』終了後の北カラフトで生き抜いたサゾーノフ家の人々」、沢田和彦「プラハ調査旅行報告-『ロシア在外歴史文書館』資料を求めて-」、ユリア・ミハイロワ「日露文化の懸け橋-日本・満州から帰国した白系ロシア人」、リュドミーラ・エルマコワ「故プレトネル教授家所蔵の書簡類について」、安井亮平「日本で最初のロシア文学の翻訳はいかに成立したか」、スヴェトラーナ・ルスナーク「ウラジオストークにおけるロシア人ハルビンツィ」。これらの研究発表の一部は、次年度に刊行予定の中間報告集において活字化される。研究発表の面では、各メンバーが著書や論文を発表したが(裏面参照)、最大の収穫は、来日ロシア人研究会の共同論文集『異境に生きる-来日ロシア人の足跡』の刊行である。論文の発表言語も、本研究組織の国際性を反映して、日本語・英語・ロシア語・スロヴァキア語と多様化している。海外出張にかんしては予定通り、ユリア・ミハイロワ(研究分担者)が平成13年9月にロシアに、長與進(研究代表者)が同じく9月にスロヴァキアとチェコに出張して、資料収集を行った。

標記の共同研究の2年度にあたる平成14年度には、本研究組織のメンバーを中心に組織されている「来日ロシア人研究会」の例会を、5回にわたって開催した(平成14年4月、6月、10月、12月、平成15年2月)。とくに6月8日・9日両日には函館において研究合宿を開催し、合計18本の研究発表と集中的な討議を行った。さらに現地の研究者たちとの交流や、関連施設(市立函館図書館、ハリストス教会など)の訪問も加えて、充実した機会を持つことができた。この合宿におけるおもな発表テーマは次のようである。-長與進「M・R・シチェファーニクが会った日本人たち」、外川継男「ケーベル博士をめぐって」、長縄光男「函館のニコライ-ゴシケーヴィチ宛ての手紙より-」、中村喜和「ソルジェニーツィンの日本印象記」、ピョートル・ポダルコ「来日ロシア人の第一次群-第三次群-神戸外国人墓地の<ロシア人部>の調査をめぐって-」,、安井亮平「プブノワとシーモノフ」、太田丈太郎「アレクサンドル・チェレプニンと音楽における日本主義」、澤田和彦「P・G・ヴァスケーヴィチの北陸旅行(1902年)について」、ミハイロバ「ロシアにおける愛国主義と日本との関わり」、エルマコワ「ポーランドに伝わった16世紀末の日本語訳詩篇断片」、なおこれらの研究発表の多くは、本年度末に刊行を予定している中間報告集『共同研究ロシアと日本』第5集において公刊される。各メンバーが本研究課題に関連して執筆した著書や論文は、裏面を参照。海外出張にかんしては、予定どおり安井亮平(研究分担者)が平成14年10月にロシアに出張して、資料収集を行った。標記の共同研究の3年度にあたる平成15年度は、本研究組織のメンバーを中心に組織されている「来日ロシア人研究会」の例会を、5回にわたって開催した(平成15年4月、6月、10月、12月、平成15年2月)。これらの例会におけるおもな発表テーマは、次のようであった。-神長英輔「『ロシア鯨』、長崎に来たる」、岩田行雄/高橋昌己「盲目の正教徒-故イオアン高橋豊治氏の生涯について」、藤森一朗「国越えて-大鵬の父ボリシコの生涯」、清水恵「函館のロシアホテル」、ニキータ山下「回想のハルビン」、関口紘一「来日ロシア人バレリーナたち」、サブリナ・エレオノーラ「戸田村のロシア人」、秋月俊幸「日露両国人の蝦夷地観」、アセーエヴァ・ガリーナ「日本で過ごした少女時代」、澤田和彦「<ルベーシュ>誌の在日ロシア人関連記事について」、渡辺雅司「メーチニコフの足跡を求めて25年」、ピョートル・ポダルコ「日露戦争と亡命ロシア人-パーヴェル・ワスケーヴィチの回想録をめぐって」、倉田有佳「Kh.P.ビリチー19世紀末から20世紀初頭のロシア極東と日本」、中村喜和「カチューシャの唄」研究発表の面では、各メンバーが研究テーマに関連する著書や論文を発表している(裏面参照)。本科研グループを中心とした来日ロシア人研究会は、平成16年4月から平成17年2月までの期間中に、4回の研究報告会と1回の研究合宿を行った。平成16年4月3日-檜山真一「ネフスキイと佐々木喜善」、W・モロジャコフ「拓殖大学と亡命ロシア人」、笠間啓治「来日しなかったロシア人-目露関係史研究の今後の問題点にふれて」、6月5日-中嶋毅「ハルビン工業大学の歴史」、塚本善也「戦前台湾における日本正教会」、小林潔「日本学者ローゼンベルク研究に向けて」、9月14日-9月16日(長崎研究合宿)-長與進「チェコスロヴァキア軍団兵士の日本体験」、塚本善也「戦前台湾における日本正教会・大正昭和編」、石垣香津「ロシアの二人の画家と日本」、桧山真一
クラミジアの外膜蛋白遺伝子のPCRによる封入体結膜炎の診断と疫学に関する研究

本研究では、迅速性と特異性に優れたPCRを用いて、クラミジアを検出し血清型別する方法を確立し、この方法により封入体結膜炎の原因菌であるクラミジア・トラコマチスの疫学的特徴を解明することを目的とした。クラミジア・トラコマチスの主要外膜蛋白遺伝子(ompA)を増幅すPCRを行うため、最適なプライマーを既発表のompAの塩基配列から設計し、標準株または分離株からクラミジア・トラコマチスの主要外膜蛋白遺伝子をPCRで増幅した。15種類の血清型標準株から増幅したompAを多種類の制限酵素を用いて消化し比較検討した結果、3種類の制限酵素の組み合わせで血清学的方法にほぼ対応した型別が可能であった。材料の収集および処理の方法に検討を加え、2組のプライマーをもちいた2段階PCRによって検出感度を向上させ、結膜材料からクラミジア・トラコマチスを検出した。濾胞性結膜炎患者から得られた結膜材料において、2段階PCRを組織培養法による分離培養と比較した結果、2段階PCRは組織培養と同等の検出感度を示した。分離株とPCRで増幅できた株を本方法で型別すると、D型、G型、E型、H型、F型、そしてK型の6種類であった。また本方法により、性的接触のある男女の双方の封入体結膜炎から同じ血清型のクラミジア・トラコマチスが証明された。本研究では、本邦で封入体結膜炎の起因となるクラミジア・トラコマチスの血清型は性感染症を起因すると同様の血清型で構成されていることが明かとなった。本研究成果の一部は平成6年11月の日本臨床眼科学会で発表した。今後さらに平成7年7月の第32回日本眼感染症学会での発表を予定している。今後は世界各地で結膜炎から検出されるクラミジア・トラコマチスについて分子疫学的に検討する予定である。
イリオモテボタルの発光行動および遺伝的背景からみた比較進化学的研究

1)本研究は科学研究費補助金により1998-2000年に実施した。研究対象資料は沖縄県石垣島および西表島のイリオモテボタルおよび台湾のイリオモテボタルの1種,マレーシアの星虫Diplocladon sp,タイ産のイリオモテボタルの1種および北アメリカ産のZarhipis integripennisを比較対象とした。イリオモテボタルについては野外生態観察および採集して飼育を行った。発光行動は高感度8mmVTRカメラを駆使して録画し,解析した。遺伝子の解析はアルコール液浸資料から全DNA(核とミトコンドリア)を抽出し,ミトコンドリア16Sリボソーム〓NA遺伝子の5'側の約5000塩基をPCRによって増幅した。増幅されたDNAをプラスミドに組み込みクローン化した後に塩基配列を作成した。この時ベニボタルを外群とした。2)イリオモテボタルの外部形態は雌において,各比較対象種に酷似した。特に台湾産の比較種は雄においても区別が困難であった。発光行動は雌成虫において全ての比較対象種が各体節にスポット状発光器を有し,抱卵保護行動が観察された。幼虫はすべてヤスデを餌とした。3)遺伝的背景はイリオモテボタルに最も近いものは台湾産のイリオモテボタル,これらは次いでDiplocladonに近く,さらにこれらの外側にタイ産の比較種が位置付けられ,この外側にZarphipisが位置付けられた。タイ産のものはむしろ北アメリカ産に近いという結果を得,雌の発光行動や形態からみた背景とは異なった結果を得た。1)分布の把握・資料収集西表島におけるイリオモテボタルの分布状況を把握するために、西表島および石垣島をほかを調査するとともに、資料収集を行なった。資料は形態や遺伝的研究用にマイナス40°Cで冷凍保存している。本種との対比種であるクシヒゲボタル属ホタルや、本種と同属の台湾の種、タイランドの種などを採集することができたので、遺伝的な背景から研究を続行している。2)幼虫の生態解明イリオモテボタルの室内飼育を実施し、完全飼育に成功し、発光行動や生態を詳細に観察し、生息環境・摂食行動なども明らかにした。本種は1年1化であり、幼虫期はヤスデ類を捕食する。3)成虫の活動習性・生態・発光パターン・配偶行動などの解析成虫の配偶行動や発光パターンと発光行動・産卵行動などについて徹底的に野外観察を行い、国内のクシヒゲボタルなどのほか、台湾・タイランドほかの国外の同属種や星虫などの類似種と比較しながら、それらの特徴や差異を明かにした。幼虫期の食性は国内・国外種ともにヤスデ類であり、発光行動はほぼ同じである。イリオモテボタルの雌成虫は幼虫と一時期同居し、亜社会性昆虫と考えられる。雌成虫の寿命は約90日に及ぶ。台湾・タイランドの同属種の発光行動はきわめて類似するが、発生期が異なる。以上のように、当初の研究計画に沿って順調に成果が得られ目的はほぼ達成されている。分布・近縁種との発光行動に比較イリオモテボタルRhagophthalmus ohbai(RO)の分布拡散経路や行動進化過程を把握するために、本種の分布状況を調査した。本年度はクメジマボタルの分布が示す大陸とのつながりが大きいと考えられる久米島を集中して調査を実施した結果、本種の分布が確認されなかった。しかし、本種と雌成虫の形態が類似しているクシヒゲボタルStenocladius(SK)との形態・発光行動の対比を行うとともに、遺伝的背景を対比した。SKはホタル科のなかでは最もROに近い遺伝的背景を示した。

クシヒゲボタルは台湾、シンガポール(SS)ほか東南アジアに広く分布しているが、発光部位がROとは異なるが、シンガポール産の種の幼虫のみがROの雌成虫および幼虫と同様に各体節に3個のスポット状発光器を有する共通形質が確認され、ROとの近縁性を示した。ROの雌成虫と同様に腹端と各体節に3個づつ配列された発光器を行動目的によって使い分ける種はタイランド、台湾から確認され、シンガポールのSS、さらにマレー半島のDiplocladon(DP)の1種および中南米産のZaphirus sp.(ZA)に確認された。SS,DPおよびZA.の雄成虫は枝ひげ状または房ひげ状の触角を有し、ROとは明瞭に異なっている。遺伝的背景の解析結果西表島、台湾、タイランド産のイリオモテボタル科昆虫およびマレー半島のDP、中南米産のZAの5種について解析を行った結果、西表と台湾のイリオモテボタルが最も近縁で、次いでタイランドのイリオモテボタルとマレー半島のDP、その外側にZAが位置づけられた。DPの位置づけはきわめて興味深く、タイランドのイリオモテボタルと中南米のZaphirusのつながりを強く示唆する結果が得られた。1)本研究は科学研究費補助金により1998-2000年に実施した。研究対象資料は沖縄県石垣島および西表島のイリオモテボタルおよび台湾のイリオモテボタルの1種,マレーシアの星虫Diplocladon sp,タイ産のイリオモテボタルの1種および北アメリカ産のZarhipis integripennisを比較対象とした。イリオモテボタルについては野外生態観察および採集して飼育を行った。発光行動は高感度8mmVTRカメラを駆使して録画し,解析した。遺伝子の解析はアルコール液浸資料から全DNA(核とミトコンドリア)を抽出し,ミトコンドリア16SリボソームRNA遺伝子の5'側の約5000塩基をPCRによって増幅した。増幅されたDNAをプラスミドに組み込みクローン化した後に塩基配列を作成した。この時ベニボタルを外群とした。2)イリオモテボタルの外部形態は雌において,各比較対象種に酷似した。特に台湾産の比較種は雄においても区別が困難であった。発光行動は雌成虫において全ての比較対象種が各体節にスポット状発光器を有し,抱卵保護行動が観察された。幼虫は全てヤスデを餌とした。3)遺伝的背景はイリオモテボタルに最も近いものは台湾産のイリオモテボタル,これらは次いでDiplocladonに近く,さらにこれらの外側にタイ産の比較種が位置付けられ,この外側にZarphipisが位置付けられた。タイ産のものはむしろ北アメリカ産に近いという結果を得,雌の発光行動や形態からみた背景とは異なった結果を得た。