hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
階層構造を持つ光誘起物質移動システムの構築とコンベア型描画法の開発

当研究課題において、以下の成果を得た。1)アゾベンゼンを有するモノマーとヘキシルメタクリレートとの共重合体を系統的に合成し、熱物性とレリーフ形成能との相関を得たところ、光照射温度にてトランス体でスメクチック液晶状態をとる物質が適することを確認した。関連して、加温条件下、紫外光照射にて光に膜が集まりレリーフが形成される現象も見出した。2)ポリスチレンやポリエチレンオキシドと液晶性アゾベンゼン高分子からなるジブロック共重合体において、光誘起レリーフを形成した際のミクロ相分離構造(ナノシリンダー型相分離)の配向等を評価した。ナノシリンダーは膜厚と照射した偏光方向に依存した制御が可能であることがわかった。3)光誘起物質移動により形成されるレリーフ構造を、光導波路や液晶配向膜などへの応用に対しては、アゾベンゼンは強い光吸収を有するので不利な要因となる。そこで、レリーフ構造形成後にアゾベンゼン部位を容易に取り除く新たなシステムの開発に着手した。具体的にはアゾベンゼン側鎖を水素結合によって高分子と結合させる様式で、レリーフ形成後に膜を化学架橋し、溶媒洗浄にてアゾベンゼンを完全に取り除けることが分かった。4)ゲル表面のみに水酸基のような化学反応を行わせることのできる官能基を導入するために、乾燥ゲル表面に平成18年度購入の真空チェンバーを用い真空紫外光露光を行なった。この操作により、ゲル材料表面が酸化され、アゾベンゼン誘導体を表面のみに共有結合させうることが分かった。当グループでは、アゾベンゼン高分子と低分子液晶とのハイブリッド材料、およびオリゴエチレンオキシドをランダム共重合させたアゾベンゼン高分子の薄膜において、従来知られるものより3桁ほど低い露光量にて物質移動が誘起されることを見出し、この現象の理解を進めるとともにその応用展開に関する研究を進めている。本年度の検討の結果、以下の知見を得た。1)2ビーム干渉露光の実験により、偏光と物質移動の方向の相関を精査することによって移動における光/熱プロセスの役割を明らかにした。物質の移動方向に偏光依存性は全く無く、光照射により膜中にトランスとシスの分布、すなわち液晶相-等方相の分布が光移動を誘起させる。2)アゾポリマーの化学構造(ソフトセグメントの導入比、高分子鎖の剛直性)や熱物性と物質移動挙動の相関を得た。高分子主鎖の剛直性は大きな影響を及ぼし、アクリレート系とメタクリル系の主鎖を比較した場合、柔軟な主鎖である前者が圧倒的に物質移動を誘起させやすいことがわかった。3)ABブロック共重合体のうち片側のセグメントにアゾベンゼンを導入し、もう一方にポリスチレン、ポリアルキルメタクリレート、ポリエチレンドキシド、ポリシロキサンを有するもつ高分子を種々合成した。来年度以降、これらの高分子を利用し、光誘起物質移動におけるミクロ相分離構造の役割および、移動の結果生じるレリーフ構造とミクロ相分離構造との階層的相関を観測する。光で形成されたレリーフの中に階層的にナノ構造を導入することを目的として、シリンダーとなるミクロ相分離構造を形成するポリエチレンオキシド鎖(PEO)とアゾベンゼンポリマーのブロック共重合体を用いて検討を行った。このアプローチにおいて、シリンダーの配向を光の作用で任意に操作できることがわかった。ブロック共重合体膜のμmレベルのレリーフ形状が作成できるとともに、そのレリーフ構造の中に異なる配向をもったミクロ相分離構造(ナノ構造)が階層的な組み込まれた構造が一度に形成された。光誘因物質移動によって凹凸のレリーフを作成した後、アニール等の処理を施すことで右図下の模式図に示すように、PEOのシリンダー構造(13nm径)をレリーフパターンの膜厚変化と対応させて基板面に対して、垂直および水平配向させられることがわかった。すなわち、レリーフの山部ではシリンダーは基板に対して垂直に配向し、谷部では水平に配向した。

これは、数十nmレベルの膜厚では、シリンダー配向が顕著な膜厚依存性を示すことと対応する。光誘因物質移動をブロック共重合体に適用し、さらに階層的なナノ構造を光で人為的に制御しえた初めての例である。用いる干渉レーザ光の偏光状態によって、シリンダーが基板に平行になっている状態の方向も制御できることがわかった。すなわちシリンダーの面外制御(基板に対して垂直か水平か)と面内制御(基板に水平に配向した際のシリンダーの方向)の三次元的な制御が同時に達成された。当グループで扱っている材料系は、アゾベンゼン高分子と低分子液晶とのハイブリッド材料、およびオリゴエチレンオキシドをランダム共重合させた高分子である。平成18年度はこれらの発展として以下の検討を進めた。1)アゾベンゼンを有するモノマーとヘキシルメタクリレートとめ共重合体を系統的に合成し、熱物性とレリーフ形成能との相関を得たところ、光照射温度にてトランス体でスメクチック液晶状態をとる物質が適することを確認した。関連して、加温条件下、紫外光照射にて光に膜が集まりレリーフが形成される現象も見出した。2)ポリスチレンやポリエチレンオキシドと液晶性アゾベンゼン高分子からなるジブロック共重合体において、光誘起レリーフを形成した際のミクロ相分離構造(ナノシリンダー型相分離)の配向等を評価した。ナノシリンダーは膜厚と照射した偏光方向に依存した制御が可能であることがわかった。3)光誘起物質移動により形成されるレリーフ構造を、光導波路や液晶配向膜などへの応用に対しては、アゾベンゼンは強い光吸収を有するので不利な要因となる。そこで、レリーフ構造形成後にアゾベンゼン部位を容易に取り除く新たなシステムの開発に着手した。具体的にはアゾベンゼン側鎖を水素結合によって高分子と結合させる様式で、レリーフ形成後に膜を化学架橋し、溶媒洗浄にてアゾベンゼンを完全に取り除けることが分かった。4)ゲル表面のみに水酸基のような化学反応を行わせることのできる官能基を導入するために、乾燥ゲル表面に平成18年度購入の真空チェンバーを用い真空紫外光露光を行なった。この操作により、ゲル材料表面が酸化され、アゾベンゼン誘導体を表面のみに共有結合させうることが分かった。
MBE成長過程における核形成と単原子膜成長の不連続性

(実験的研究)GaAs(001)-As清浄表面をArイオンエッチング、Asビームアニーリングを施した後にGaAs層をMBE成長することによって得た。この表面は、RHEEDで観察する限り、2x4-Asとc(2x8)-As構造とが混在するtwo-domain構造となっている。我々の拡張Keatingポテンシャルを用いた、Monte Carlo計算の結果からも、この2つの構造はエネルギー的にをほぼ縮退している。見方を変えれば、GaAs(001)-As面は、As dimerの次陥(missing dimer)の2次元的配列によって決定されている。Ga,InのIII族元素の吸着構造は、そのmissing As-dimerの存在に依って規定され、従来言られていたような、単純な、4x2-Gaや、c(8x2)-Ga構造にはなる得ないことが、本研究に依って明らかになった。(理論的研究)GaAs(001)面上における、In,Ga2元、2次元吸着の問題は(In,Ga)As//GaAs(001)歪系の結晶成長機構と関連した興味ある物理現象として捉えられる。また、この問題は、筆者らが特に注目している、混晶半導体の3次元、局所的長距離秩序の問題と関係している。ヘテロエピタキシーでは一般に基板とエピタキシー膜との間の格子整合を保つてめに(pseudomorphic growth)格子歪(整合格子歪)が生ずる。これはマクロな格子歪である。また、(In,Ga)As//GaAs歪ヘテロエピタキシー系では、In-As、Ga-Asの平衡ボンド長の差に起因して表面吸着サイトのエネルギーが、InとGaで異なっている。(これが、ミクロなボンド歪)我々はこの原子吸着確率の差に注目して、MBE過程の原子吸着モデルを考案しそれに基ついたMonte-Carlo計算を行った。その結果、(1)吸着確率piが1.0からずれると、In組成、Cj、の初期揺らぎが存在する(2)In組成の集束値は単純に、フラックス比で決まらず、一般には、小さい値になっている。(3)In付着係数のフラックス(In/Ca)依存性を調ベルとIn着係数はそのフラックス比が増大するのと反して減少する。(4)吸着確率が1.0より小さい値を有している場合(格子歪が在存している場合)その原子配列に対秩距離原子配列秩序)が存在する。ことが判明したがこれらの結果は総て実験結果とよく対応している。
PET検査における入力関数測定の無採血化法の開発と応用

小脳領域などを参照して必要な一連の機能画像を計算する新規方法のプログラムを開発し、この意義と実用的な精度の評価を行った。15O-酸素および15O-二酸化炭素の連続吸入中のPET画像の内頸動脈錐体部の内側と外側に関心領域を設定し、かつ小脳領域の放射能集積曲線を参照して、回復係数とスピルオーバー双方の補正を含む入力関数から機能画像を取得し、採血法から計算した機能画像と比較した。無採血法に基づく定量値は参照領域で仮定した機能数値に依存して変化したが、相対的な画像においては、健常、虚血、梗塞、ナイダスの各領域を含む領域で良く一致し、全領域で±10%(±2SD)程度の誤差であった。多くの核医学検査は、生体の機能情報を反映した画像の取得に優れているが、正しく病態を理解するためには生理学的指標に基づく診断が不可欠である。そのためには、画像を普遍量に変換する必要があるが、薬物動態解析に基づく定量的機能画像の算出を行う場合、入力関数と呼ばれる動脈血中放射能濃度の時間曲線が必要となる。入力関数は臨床では主に持続動脈採血から得られるが、動脈への穿刺は、患者への負担、煩雑性、検査時間の延長などの点から排除する事が望まれている。当該研究では、PET画像の頸部領域から無採血かつ非侵襲に入力関数を推定する手法を開発し、O-15ガスPET検査においてその妥当性を確認する事を目的としている。国立循環器病研究センターにおいて、O-15ガスPET検査を実施し研究に同意の得られた健常・患者ボランティアデータにおいて、リファレンス領域を利用した無採血入力関数推定法の妥当性を確認した。解析モデルを用い得られたPET画像から入力関数を推定し、局所脳血流量(CBF)、局所酸素消費量(CMRO2)、酸素摂取率(OEF)、局所血液量(CBV)を求め、それらのパラメータ及び推定入力関数が、動脈採血により得られた結果と一致するかどうかを検証を行った。また、画像再構成法による解像度やS/N比の向上が当該手法にもたらす効果についての検討を行った。本手法による頸動脈領域からの無採血入力関数推定は、PET画像単独での無採血定量を可能にし、従来法に比してCBV補正が可能である。参照領域におけるCBF値のリファレンス値のずれにより定量値は変化するものの、画像コントラストに関しては大きく変動せず、画像再構成法の進歩により、本無採血定量法はより実用的となることが示唆された。得られた研究実績を学会、論文等を通して積極的に外部に発信していく必要がある。また、現状、画像解析は研究代表者のみにより行われており、反復的かつ再現的に、解析者に依存しないための入力関数データを取得するためのソフトウェア開発を行っていく必要がある。当初計画に基づき、反復的かつ再現的に無採血入力関数を測定するためのソフトウェアの開発を行った。このソフトウェアには主に以下の機能を有している。取得したPET画像データの取り込み、関心領域設定、PET画像からのリカバリ係数・スピルオーバー係数の算出(リファレンス領域を用いる方法、呼気・吸気ガスの放射能濃度を用いる方法)、入力関数データの書き出し、多断面再構成、動態解析による脳機能画像の算出。また、機能として小脳領域をリファレンスとした局所血液量(CBV)を無採血に算出するプログラムを追加した。このソフトウェア開発により、データ解析に要する時間を大幅に短縮する事が可能となった。O-15ガスPET検査を受けた健常群および患者群のボランティアデータを対象とし、開発されたソフトウェアを用いて、無採血入力関数による定量的機能画像を算出した。小脳をリファレンス領域と仮定し内頸動脈から発生させた小脳の推定放射能濃度曲線と一致するように、最小二乗化法を用い入力関数を推定したところ、健常群、患者群において、動脈採血入力関数から求めた機能定量画像と画像コントラストは良く一致した。さらに、画像再構成法の改善により、内頸動脈の描出能が向上し、内頸動脈領域が不明瞭であった症例においても無採血入力関数の推定が可能であった。研究遂行にあたり当初計画していた入力関数推定ソフトウェアの開発に想定以上の時間がかかったため。またそれに伴い、学会発表や論文投稿が遅れているため。15O-酸素PET検査では、動脈採血により血中の放射能濃度を測定し入力関数を取得する場合が多いが、侵襲性や煩雑さの問題点から動脈採血の排除が望まれている。脳神経受容体のPET定量評価法ではsimplified reference tissue model等の動脈採血を要しない解析手法が広く利用されるが、15O-酸素ガスを使った脳循環代謝量診断法ではまだ確立していない。当該研究者らは、血管支配が異なる小脳領域などを参照して必要な一連の機能画像計算の実施を補償する新規方法のプログラムを開発し、この意義と実用的な精度の評価を行った。対象は、すでに当該センターで臨床検査実施した健常者18名、もやもや病症例35名、動静脈奇形5名、一側性内頚動脈狭窄症例8名、合計66例である。一連の15O-酸素および15O-二酸化炭素の連続吸入中のPET画像の内頸動脈錐体部にドーナツ状関心領域を設定し、かつ小脳領域の放射能集積曲線を参照して、回復係数とスピルオーバー双方の補正を含む入力関数から15Oガス機能画像を取得し、すでに計算した機能画像データと比較した。視覚的な画像比較に加え、関心領域を脳内の定められた15個の領域に設定して、両者の絶対数値、および参照領域に対する相対値を比較した。

無採血法に基づく定量値は参照領域で仮定した機能数値に依存して変化したが、相対的な画像においては、健常、虚血、梗塞、nidusの各領域を含む全領域で両者良く一致した。小脳領域に対する相対値は、健常者群よりも脳血管疾患症例群においてばらつきが大きく、全症例でCBF値、CMRO2値、OEF値ともに±10%(±2SD)程度の誤差でばらつきがあった。内頚動脈錐体部の描出が必ずしも鮮明ではない症例が存在したが、本検討の中では全症例で良く一致した。小脳領域などを参照して必要な一連の機能画像を計算する新規方法のプログラムを開発し、この意義と実用的な精度の評価を行った。15O-酸素および15O-二酸化炭素の連続吸入中のPET画像の内頸動脈錐体部の内側と外側に関心領域を設定し、かつ小脳領域の放射能集積曲線を参照して、回復係数とスピルオーバー双方の補正を含む入力関数から機能画像を取得し、採血法から計算した機能画像と比較した。無採血法に基づく定量値は参照領域で仮定した機能数値に依存して変化したが、相対的な画像においては、健常、虚血、梗塞、ナイダスの各領域を含む領域で良く一致し、全領域で±10%(±2SD)程度の誤差であった。反復的かつ再現的に入力関数データを得るためにはソフトウェアの開発が必要であり、グラフィカルユーザーインターフェース(GUI)ベースでの半自動入力関数推定ソフトウェアの開発を行っていく。このソフトウェアは、得したPET画像データの取り込み、関心領域設定、PET画像からのリカバリ係数・スピルオーバー係数の算出、入力関数データの書き出し、多断面再構成、動態解析による脳機能画像の算出の処理を含む。また、本研究実績を学会、論文等を通じ積極的に社会に発信していくことを試みる。解析するデータ症例数を増やし、本無採血入力関数推定法の妥当性、有用性、限界点を明らかにする。また、本研究実績を、論文投稿、学会発表を通じ積極的に社会に発信を行う。放射線科学当該年度において研究成果を英文論文、および、国内・外国の学会にて発表を行う予定であったが遅れが生じたため。また、当該年度に購入予定であった、高性能コンピュータ等の物品購入を翌年度に遅らせているため。当該年度において研究成果を英語論文、学会報告を通じ発表を行う予定であったが、遅れが生じたため。本研究成果を英文論文として投稿予定であり、そのときの別刷代及び外国論文校閲代として使用予定。また、研究成果を国内および外国の学会にて発表を行うため、その時の旅費として使用予定である。無採血入力関数推定ソフトウェア開発を行っていくにあたり、高性能コンピュータ、および、数値計算プログラミングソフトとしてMATLABによる開発環境が必要であり、その購入費用として使用を計画している。本研究成果を英語論文として投稿する予定であり、その時の別刷り代または外国論文校閲代として使用予定。また、研究成果を国内および海外の学会にて発表するための旅費として利用予定である。また、ソフトウェア開発を行うための物品費としてコンピュータを購入予定である。
一回・寡分割照射から通常分割照射まで適用可能な線量換算式の考案

Linear-quadratic (LQ)モデルに代わる最適な線量換算モデルを探求することを目的とした。まずLQモデル換算式の適合性について検討したが、これを1回照射に適応すると1520%の誤差が生じると考えられた。他には、MTモデルとRCRモデルともにLQモデルより適合性がよい傾向が認められた。しかし、再酸素化現象の因子を取り入れることが難しいため、特に腫瘍に適合する換算式を提案することは難しかった。結論は、1回大線量照射に用いる際は、LQモデル数式から得られたBEDから、線量に応じて10ー20%マイナスして考えていくべきである、というものとなった。EMT6細胞系についてin vitroの実験を完了した。昨年度の実験ではα/β比の求め方に不適切なところがあったため、再度評価し直した。まず、線量ー生存率曲線からこの細胞系のα/β比は3.18Gyであった。人間の腫瘍に対する1週間を当細胞の1日に置き換えて考えて分割照射を行った。すなわち3時間25分間隔が人間の24時間に相当すると仮定した。分割照射は2Gy x 10回を標準とし、求めたα/β値から2Gy x 10回に相当する15、7、15、20回分割照射の1回線量を求めた。実際にそれぞれの分割照射を施行しコロニー法で求めた生存率を比較した。LQモデル式が正しいならば各分割照射の効果は同じになるはずである。この値をLQ換算式に代入すると2Gy x 10回の照射は8.71Gy x 1回、5.78Gyx 2回、4.5Gy x 3回、3.74Gyx 4回、3.23Gy x 5回、2.57Gy x 7回、1.48Gyx 15回、1.19Gyx 20回と等価であった。実際の細胞生存率は、7、10、15、20分割群で同程度であったが5分割以下の群では10分割群の生存率を上回った。この差は分割回数が少ないほど顕著であった。これらの結果から、LQモデル換算式を1回照射に適応すると1520%の誤差が生じる(1回照射の効果を過大評価する)と考えられた。同様の実験はSCCVII細胞についても施行した。結果は解析中である。本年度の結論としてさらなる検討が必要ではあるがLQモデル換算式は一回線量がα/β比程度の範囲までで適用可能である可能性が示唆された。新たな換算式についてはMTモデルとRCRモデルを検討したが両者ともLQモデル以上に得られたデータにしっかりと適合するものではなかった。ただし線量が高くなると両モデルともLQモデルより適合性がよかった。当研究はLQモデルとBEDに代わる最適な線量換算モデルを探求することを目的とした。まずEMT6細胞(α/β比3.18Gy)で実験を行った。細胞倍加時間から、人間の腫瘍に対する1週間を当細胞の1日と考え3時間25分間隔が人間の24時間に相当すると仮定した。分割照射は2Gy x 10回を標準とし、α/β値から8.71Gy x 1回、5.78Gy x 2回、4.5Gy x 3回、3.74Gy x 4回、3.23Gy x 5回、2.57Gy x 7回、1.48Gy x 15回、1.19Gy x 20回が2Gy x 10回と等価と考えた。それぞれの分割照射を施行し、コロニー法で求めた生存率を比較した。LQモデルが正しいならば、各分割照射の効果は同じになるはずである。実際の細胞生存率は、7、10、15、20分割群で同程度であったが、5分割以下の群では10分割群の生存率を上回った。LQモデル換算式を1回照射に適応すると、15-20%の誤差が生じる(1回照射の効果を過大評価する)と考えられた。SCCVIIでも実験を行いほぼ同様の結果が得られたが、HeLa S3においては十分な結論が得られなかった。MTモデルとRCRモデルは、LQモデル以上に得られたデータにしっかりと適合するものではなかった。ただし線量が高くなると、両モデルともLQモデルより適合性がよかった。新しい換算式については、特に腫瘍に適合するものを提案することは難しいと考えられた。その主因は再酸素化現象の因子を取り入れることが難しいためである。結論としてLQモデルは一回線量がα/β比程度の範囲の分割照射における正常組織反応に用いるべきものであると考えられた。1回大線量照射に用いる際は、LQモデル数式から得られたBEDから、線量に応じて10-20%マイナスして考えることが現実的と考えられた。

結論は、1回大線量照射に用いる際は、LQモデル数式から得られたBEDから、線量に応じて10ー20%マイナスして考えていくべきである、というものとなった。LQモデルの信頼性について、培養細胞を用いた分割照射実験を施行した。EMT6マウス乳腺肉腫細胞に対して012Gyを1回照射し、コロニー法によって細胞生存率を求め、α/β値を算出した。この細胞の細胞周期は11時間であるため、人間の腫瘍に対する1週間を当細胞の1日に置き換えて分割照射を行った。すなわち3時間25分間隔が人間の24時間に相当すると仮定した。分割照射は2Gy x 10回を標準とし、求めたα/β値から2Gy x 10回に相当する15、7、15、20回分割照射の1回線量を求めた。実際にそれぞれの分割照射を施行し、コロニー法で求めた生存率を比較した。LQモデル式が正しいならば、各分割照射の効果は同じになると考えられるので、各分割照射の効果を比較した。EMT6細胞のα/β値は0.936Gyであった。この値をLQ換算式に代入すると、2Gy x 10回の照射は、7.26Gy x 1回、5.0Gy x 2回、4.0Gy x 3回、3.41Gy x 4回、3.0Gy x 5回、2.47Gy x 7回、1.56Gy x 15回、1.30Gy x 20回と等価であった。実際の細胞生存率は、10、15、20分割群でほぼ同程度であったが、7分割以下の群では10分割群の生存率を上回った。この差は分割回数が少ないほど顕著であった。同様の実験はV79細胞についても施行中である。本年度の実験の結論として、さらなる検討が必要ではあるが、LQモデル換算式は一回線量がα/β値の2倍程度の範囲までで適用可能である可能性が示唆された。当研究は、linear-quadratic (LQ)モデルとbiologically effective dose (BED)に代わる最適な線量換算モデルを探求することを目的とした。EMT6細胞(α/β比3.18Gy)を用いた実験については昨年度仮報告したが、最終結果については以下の通りである。3時間25分間隔の分割照射を行い、2Gy x 10回を標準とした。α/β値から8.71Gy x 1回、5.78Gyx 2回、4.5Gy x 3回、3.74Gyx 4回、3.23Gy x 5回、2.57Gy x 7回、1.48Gyx 15回、1.19Gyx 20回が2Gy x 10回と等価と考えた。LQモデルが正しいならば、各分割照射の効果は同じになるはずである。実際の細胞生存率は、7、10、15、20分割群で有意差を認めなかったが、5分割以下の群では10分割群の生存率を有意に上回った。LQモデル換算式を1回照射に適応すると、1520%の誤差が生じる(1回照射の効果を過大評価する)と考えられた。他のモデルとして、MTモデルとRCRモデル適合性を検討した。線量が高くなると、両モデルともLQモデルより適合性がよい傾向が認められた。しかし新しい換算式については、特に腫瘍に適合するものを提案することは難しいと考えられた。その主因は再酸素化現象の因子を取り入れることが難しいためである。当研究の結論は、1回大線量照射に用いる際は、LQモデル数式から得られたBEDから、線量に応じて10ー20%マイナスして考えていくべきである、というものとなった。放射線生物学平成24年度は培養細胞中心の実験を予定したが、一つの細胞系についての実験は完了し、2種類目の細胞系の実験を終了したところである。1つ目の実験の解析は順調に進んだ。これはほぼ予定通りの状況である。
現代社会における成人女性の心理的成熟過程-生涯発達的視点から-

本研究課題では、成人期全般にわたる女性の心理的成熟について心理的well-beingを指標として生涯発達的視点から検討することを目的としてきた。本年度行った研究とその成果は以下のようにまとめられる。・成人期の役割移行・心理的危機と心理的well-beingに関する研究成人女性356名を対象とした成人してから現在までの人生の振り返りと心理的well-beingに関する調査(職歴・家族歴・人生各期についての主観的評価・その時期の評価に影響を与えたと考えられる主な出来事)の分析を行った。その結果、成人各期には多くの人に共通のポジティブ・ネガティブイベントが存在すること、ライフサイクルに伴う危機や心理的課題は、成人発達における重要な契機となりうることが明らかになった。→投稿中・児童期から青年後期の子どもをもつ母親の心理的well-beingに関する研究成人女性と児童期(8歳)から青年後期(21歳)に位置する子ども823組を対象とした調査(成人女性の心理的well-beingと子育て観・子どもの自律性と親子関係認知等)の分析を行った。その結果、子どもの自律性と母親の心理的発達は相互に影響を及ぼしあっていること、母親・子ども双方のライフステージの組み合わせによって、心理的発達を促進する親子関係は異なることが示された。→投稿中・成人女性の心理的発達に関する面接調査前年度に引き続き、成人女性(5565歳)の心理的発達に関する面接調査(ライフヒストリー・心理的well-being・家族歴・就労歴・社会活動参加歴・コホート的特徴)を行った。→分析中本研究課題では、成人期全般にわたる女性の心理的成熟について心理的well-beingを指標として生涯発達的視点から検討することを目的としてきた。→分析中
AhR内因性リガンドの皮膚における役割の解明

近年,我々はAryl hydrocarbon receptor (AhR)の内因性リガンドである6-formylindolo[3,2-b]carbazole (FICZ)が表皮細胞の遊走を増強して,創傷治癒を顕著に促進することを明らかにした.そこで,本研究ではFICZの作用機序の解明を目指した.その結果,FICZは創傷時のみMEK/ERK経路を活性化して,細胞遊走を促進していることが明らかになった.また,この作用はAhR非依存的であることも示した.以上より,本研究では,FICZにAhRに依存しない新規作用機序が存在することを初めて明らかにした.以前より,我々はFICZが表皮細胞の遊走を増強し,創傷治癒を促進することを見出しているが,その作用機序は不明であった.そこで,本研究では,FICZがどのような機序で細胞遊走を促進しているのか検討を行った.予備実験の結果,FICZはAhRの代表的な内因性リガンドであるにも関わらず,siAhRを用いた検討によりAhRを介さない可能性が示されている.そこで,まずAhRの関与を検討した.はじめに,既知のAhR阻害剤であるCH-223191がFICZを阻害する濃度の検討を行った.FICZがAhR依存的に発現誘導することが知られているCYP1A1 mRNAを指標に検討した結果,10 μMのCH-223191によりFICZ誘導性のCYP1A1 mRNA発現が有意に阻害されることを確認した.そこで,10 μMのCH-223191によりFICZの細胞遊走促進作用が抑制されるか検討した結果,FICZによる細胞遊走促進効果に影響を与えないことが明らかになった.さらに,AhRの外因性リガンドではFICZのような細胞遊走促進効果が認められないことも確認した.したがって,FICZによる細胞遊走促進効果にAhRが関与しないことが示された.次に,AhR高感受性マウス(C57BL/6)とAhR低感受性マウス(DBA/2)でFICZによる創傷治癒促進効果に違いが出るか検討した.その結果,AhRの感受性に依存せず,FICZは両系統のマウスで創傷治癒を促進することが明らかになった.以上より,FICZによる細胞遊走促進作用はAhR非依存的であることが証明された.本年度はFICZによる細胞遊走促進作用にAhRが関与するか検討した.その結果,予定通りの実験によりAhRが関与しないことをin vitroおよびin vivoで証明できた.また,この結果を裏付けるために,FICZ以外のAhRリガンドを用いて細胞遊走促進効果が認められるか検討したところ,用いた外因性リガンドでは細胞遊走促進効果がないことも確認した.したがって,FICZの作用機序の解明のうち,AhRの関与を否定する結果は十分に得られたと考えている.次年度までに作用機序の解明を目指しているが,様々な受容体やシグナル分子との関連も含めてさらに検討中である.また,今年度予定していたヒト皮膚への外挿はまだ検討できていないが,次年度の計画であるFICZが産生される意義を明らかにする目的で,FICZの代謝関連物質にFICZが有する細胞遊走促進効果が存在するのか検討している.まだ,予備検討の段階ではあるが,FICZの作用は特異性が高い可能性が示されており,引き続き検討を行っていきたい.これまでに我々は,FICZが表皮細胞の遊走を増強し,マウス皮膚の創傷治癒を促進することを明らかにしている.そこで本年度は,目的のひとつであるFICZの産生意義の解明に向けて,FICZがトリプトファンから産生されることに着目し,トリプトファンとの比較実験を行った.近年,慢性ストレス負荷マウスにおいて,トリプトファンがTNF-αおよびIDOの発現を抑制して,創傷治癒を促進するという報告がなされた.そこで,FICZがTNF-αおよびIDOの発現に影響を与えるか検討を行った.FICZが既知の標的遺伝子であるCYP1A1の発現を上昇させる条件下で検討した結果,表皮細胞(HaCaT)およびマウス(balb/c, C57BL/6)のいずれにおいてもFICZはTNF-αおよびIDOの発現に影響しなかった.次に,トリプトファンとFICZの創傷治癒に対する効果の比較を行った.HaCaT細胞を用いて遊走能への影響を検討した結果,トリプトファンは100 &micro;Mで促進傾向を示したのに対して,FICZはわずか100 nMで有意に細胞遊走を促進した.したがって,トリプトファンから産生されたFICZは親化合物よりも顕著な細胞遊走促進能を有することが明らかになった.今後は,トリプトファン由来化合物7種に同様の効果があるか検討する予定である.また,FICZの臨床応用へ向けて,安全性を確認するため,FICZ処理によって創傷治癒の促進が認められたマウス皮膚組織の瘢痕を確認した.組織染色(HE, EVG, MT)による評価の結果,対照群とFICZ処理群の瘢痕に差は認められなかった.したがって,FICZが創傷治癒を促進することによる悪影響はないと考えられる.本研究の課題は3つあり,(1)FICZの作用機序の解明,

(2)FICZの産生意義の解明,そして(3)臨床応用へ向けた検討である.昨年度は(1)を中心に実施し,FICZがAhRリガンドであることから,FICZの作用機序としてAhRを介しているのか検討し,AhRの関与がないことをin vitroおよびin vivoで証明した.今年度は(2)を中心に検討し,FICZがトリプトファンから産生されるものの,トリプトファンとは異なる機序でより顕著な細胞遊走促進効果を示すことを明らかにした.また,(3)に関連して,FICZ処理により創傷治癒が促進したマウスの瘢痕が対照群と差がないことも示した.したがって,当初の計画内容とは少し異なる部分もあるが,本研究の課題解決に向けて順調に研究を進められていると考えている.現在,(1)および(2)の関連実験を行っているが,予備検討の結果,作用機序が明らかになりつつあり,引き続き検討を行いたい.我々はこれまでに,ダイオキシン受容体として知られているAhRの内因性リガンドであるFICZが,マウス皮膚の創傷治癒を顕著に促進することを明らかにしている.本研究では,その分子メカニズムの解明を目指していたが,今年度ついにその一端を明らかにすることが出来た.FICZはスクラッチ刺激下でのみ,MEK/ERK経路を活性化しており,MEK/ERK阻害剤によりFICZの創傷治癒促進効果は消失することが明らかになった.また,FICZ処理時にMEK/ERKの上流であるEGFRおよびRAFの活性化は認められないことも示された.本研究期間を通して,FICZにAhRを介さない作用機序が存在しており,皮膚の表皮細胞において,創傷時のみMEK/ERK経路を活性化し,細胞遊走を促進していたことを明らかにできた.当初の目的である作用機序の解明は達成できたと考えている.一方,FICZが生体内で産生される意義の解明も目指したが,実際の創傷部位でFICZが一過性に産生されるのか,検討することが出来なかった.それに関しては,今後の課題だと考えている.しかしながら,FICZが創傷時に細胞遊走を促進して治癒を速めていることを示せたことから,皮膚における役割の一端を解明できたと考えている.また,興味深いことに,FICZの親化合物であるトリプトファンやFICZの代謝産物,さらにはトリプトファン代謝産物などの化合物による細胞遊走への影響を検討したが,FICZのように安定した細胞遊走促進効果は認められなかった.これは,FICZの活性が特異的であることを示唆している.さらなる機序の解明に向けても,非常に興味深い知見であり,より詳細にメカニズムを追求していきたい.近年,我々はAryl hydrocarbon receptor (AhR)の内因性リガンドである6-formylindolo[3,2-b]carbazole (FICZ)が表皮細胞の遊走を増強して,創傷治癒を顕著に促進することを明らかにした.そこで,本研究ではFICZの作用機序の解明を目指した.その結果,FICZは創傷時のみMEK/ERK経路を活性化して,細胞遊走を促進していることが明らかになった.また,この作用はAhR非依存的であることも示した.以上より,本研究では,FICZにAhRに依存しない新規作用機序が存在することを初めて明らかにした.まず,FICZの作用機序の解明に関しては,AhRの関与を否定する結果は得られているが,実際に何を介しているのかは明らかにできていない.今後は,実際の作用機序を解明できるように尽力したい.創傷治癒と関連する受容体やシグナル経路などが多数報告されているため,それらとFICZが関与するのか検討していく予定である.また,FICZが生体内で産生される意義を明らかにするために,FICZを産生できないマウスの作製を予定している.
枯死木が腐食連鎖系の群集組成と食物網構造に与える長期的影響の解明

本研究は、1959年の伊勢湾台風による風倒地において、当時枯死倒木を搬出した場所(倒木除去区)としなかった場所(倒木残置区)の現在の腐食連鎖系の群集組成と食物網構造を比較することで、森林生物群集の有機物起源としての枯死木の寄与を定量的に明らかにするものである。本研究の目的を達成するために、(1)野外採集とメタゲノム解析による群集組成の調査と(2)脂肪酸組成分析および安定同位体分析による物質移動経路を定量化し、食物網構造の解析を行っている。また、(3)消費者および捕食者の飼育実験により、餌資源の違いによる物質移動の変化を検証する。2018年度は、2017年度に採集したサンプルの分析と、トラップ調査による生物群集の評価、メタゲノム解析による微生物群集の解析を行った。これまでのデータに基づき、伊勢湾台風による風倒が、腐植食性の甲虫であるヒダチャイロコガネの植生および分布に影響していることを示した(Tsunoda et al. in press)。また、伊勢湾台風による撹乱が、現在の倒木上の菌類・コケ群集に影響し、それがさらに樹木実生の更新にも影響していることを示した(Fukasawa et al. 2019)。また、倒木を利用する変形菌とそれを捕食するトビムシ類の被食-捕食関係を明らかにした(片岡・中森2019、Kataoka & Nakamori 2019)。その他、風倒およびその後の倒木除去が森林炭素蓄積量に与える影響に関する論文を発表した(Suzuki et al. 2019, Morimoto et al. in press)。研究は概ね順調に進展している。2018年度中に終了すべき一部分析が2019年5月現在、進行中の部分があるが、2019年6月中には終了する予定である。また、2018年に実施予定であった飼育実験も、現在準備中で、これも2019年度前半には終了する予定である。本研究は、(1)野外採集とメタゲノム解析による群集組成の調査と(2)脂肪酸組成分析および安定同位体分析による物質移動経路を定量化し、食物網構造の解析を行い、さらに(3)消費者および捕食者の飼育実験により、餌資源の違いによる物質移動の変化を検証する。2017-2018年度において、風倒後の倒木残置区と除去区において、食物網の各階層の生物群を採集し、腐食連鎖系の群集組成を調べるための野外採集を行った。また、採集した生物について、食物連鎖を通じた物質移動のマーカーとなる脂肪酸および安定同位体を分析した。採集したサンプルの仕分け・同定および分析を2018年度中に進めたが、まだ一部同定・分析が終わっていないため、2019年度は引き続き行う。同定・分析が終わり次第、枯死木量の違いが枯死木依存性の生物群の量・多様性に与える影響および枯死木量の違いによる食物網構造の変化を解析する。これらの結果を、国際学術誌に投稿する。また、2017年度に行った飼育実験の試料を分析した結果、リターや腐朽度の異なる枯死木を餌資源として飼育したトビムシ類は、その餌資源によって脂肪酸組成が大きく異なっていることが示された。つまり、このトビムシを用いた系が、餌資源の違いが捕食者まで物質移動を検証するのに適した系であることが示された。2019年度は、異なる餌資源で飼育したトビムシ類で、捕食者(クモ類)を飼育し、倒木などの腐植性物質が食物網を介してどのように移行するかを明らかにする。本研究は、1959年の伊勢湾台風による風倒地において、当時枯死倒木を搬出した場所(倒木除去区)としなかった場所(倒木残置区)の現在の腐食連鎖系の群集組成と食物網構造を比較することで、森林生物群集の有機物起源としての枯死木の寄与を定量的に明らかにすることである。本研究の目的を達成するため、(1)野外採集とメタゲノム解析による群集組成の調査と(2)脂肪酸組成分析および安定同位体分析による物質移動経路を定量化し、食物網構造の解析を行う。まず、風倒後の倒木残置区と除去区において、食物網の各階層の生物群を採集し、腐食連鎖系の群集組成を調べる。これによって、枯死木量の違いが枯死木依存性の生物群の量・多様性に与える影響を検証する。また、採集した生物について、食物連鎖を通じた物質移動のマーカーとなる脂肪酸および安定同位体を分析し、枯死木量の違いによる食物網構造の変化を解析する。さらに、(3)消費者および捕食者の飼育実験により、餌資源の違いによる物質移動の変化を検証する。2017年度には、まず野外採集による無脊椎動物群集組成の調査を行った。光誘引式トラップによって、風倒残置区において双翅目が多いことが示された。また、羽化トラップによって、枯死木から多くの双翅目が羽化することがわかった。また、残置区で造網性のクモ類がやや多いことがわかった。次に、脂肪酸分析によって、双翅目が多くの細菌由来の脂肪酸をもつこと、残置区のクモ形類で細菌由来の脂肪酸が多いこと、が示された。このことは、枯死木の量が双翅目量に影響し、それが捕食者の脂肪酸組成にも影響したと考えられる。

最後に、飼育実験の予備実験により、累代飼育可能なトビムシが、調査地の枯死木やリターで飼育可能であることが示された。今後は、このトビムシを用いて、飼育実験系における物質移動の評価を行う。調査および分析は予定通り進んでいる。当初、ポスドク相当の研究者を雇用し、各種実験の推進を行う予定であったが、適任者がみつからなかったため、テクニシャン相当の人をパートタイムで雇用することとなった。一部ポスドク相当の研究者に担ってもらう予定だった部分は代表者および分担者が分担して担うことで、概ね計画は順調に進んでいる。本研究は、1959年の伊勢湾台風による風倒地において、当時枯死倒木を搬出した場所(倒木除去区)としなかった場所(倒木残置区)の現在の腐食連鎖系の群集組成と食物網構造を比較することで、森林生物群集の有機物起源としての枯死木の寄与を定量的に明らかにするものである。本研究の目的を達成するために、(1)野外採集とメタゲノム解析による群集組成の調査と(2)脂肪酸組成分析および安定同位体分析による物質移動経路を定量化し、食物網構造の解析を行っている。また、(3)消費者および捕食者の飼育実験により、餌資源の違いによる物質移動の変化を検証する。2018年度は、2017年度に採集したサンプルの分析と、トラップ調査による生物群集の評価、メタゲノム解析による微生物群集の解析を行った。これまでのデータに基づき、伊勢湾台風による風倒が、腐植食性の甲虫であるヒダチャイロコガネの植生および分布に影響していることを示した(Tsunoda et al. in press)。また、伊勢湾台風による撹乱が、現在の倒木上の菌類・コケ群集に影響し、それがさらに樹木実生の更新にも影響していることを示した(Fukasawa et al. 2019)。また、倒木を利用する変形菌とそれを捕食するトビムシ類の被食-捕食関係を明らかにした(片岡・中森2019、Kataoka & Nakamori 2019)。その他、風倒およびその後の倒木除去が森林炭素蓄積量に与える影響に関する論文を発表した(Suzuki et al. 2019, Morimoto et al. in press)。研究は概ね順調に進展している。2018年度中に終了すべき一部分析が2019年5月現在、進行中の部分があるが、2019年6月中には終了する予定である。また、2018年に実施予定であった飼育実験も、現在準備中で、これも2019年度前半には終了する予定である。2018年度は、(1)群集組成解析のためのサンプルの仕分けと同定および追加調査、(2)脂肪酸組成分析および安定同位体分析の未分析分の分析、(3)の飼育実験の本実験を行う。2017年度は伊勢湾台風の風倒値の倒木除去区と残置区において、光誘引トラップおよび羽化トラップによって、倒木が生物群集に与える影響を明らかにした。しかし、一部分類群は大まかな分類群のみにしか仕分けていない場合もあるため、2018年度はより詳細な仕分けを行う。また、追加のサンプリングをすることで、倒木が生物群集に与える影響をより詳細に明らかにする。また、採集された生物の安定同位体および脂肪酸を分析することで、枯死木が食物網構造に与える影響を明らかにした。特に、双翅目が枯死木を由来とする経路に重要な役割を担うことが明らかとなったため、2018年度は双翅目のより詳細な解析を行う。2017年度に行った飼育実験においては、リターや腐朽度の異なる枯死木を餌資源として、トビムシ類の飼育実験を行い、全ての餌資源でトビムシ類を飼育可能であることがわかった。
スポーツ集団における音声解析技術を応用した組織の活性化に関する実践的研究

近年の情報技術や人工知能の進歩は、従来の研究手法では不可視かつ複雑さから科学的な測定が困難と思われていた組織メンバーの感情やストレス、モチベーションを客観的に評価しつつある。そこで本研究では、最新の音声解析技術を応用して、スポーツ競技者の感情やモチベーションの測定・評価手法を確立する。さらに、チームビルディング・プログラム(組織的介入)の実施によって個人や集団がどの程度変化したのかについて、音声解析を用いた縦断的調査から明らかにする。すなわち本研究は、最新の音声解析技術を応用してスポーツ組織のインテグリティの確保と競技者の充実した競技生活の実現に貢献することを目的とした実践的研究である。
細胞外NADシグナルによるマラリア感染防御機構の解明

NAD合成酵素であるNmnat3(Nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase 3)の欠損マウスは赤血球内NADレベルの減少を来し、先天性溶血性貧血を示すことを申請者は以前報告した(J Biol Chem. 2014)。興味深いことに、これらマウスは、マラリア感染に対して易感染性を示し、野生型マウスと比較して、マラリア感染時の死亡率が非常に高いことが判った。本研究課題ではこれら知見を糸口に、「マラリア感染の初期段階において赤血球から放出されたNADが細胞外シグナル伝達物質として作用し、マラリア感染防止に働いている。」という仮説を立て、細胞外NADシグナルがどの様にマラリア感染防御機構に関与しているのかを明らかにすることを目的とした。現在までに、様々なマウスマラリア株を用いて、Nmnat3欠損マウスのマラリア感受性について検討した。すると程度に差はあるものの、試した4種類すべての株でNmnat3欠損マウスは易感染性を示した。また、質量分析計によるメタボロミクス解析を行ったところ、細胞内NADレベルはマラリア感染により回復傾向があることが解った。細胞外NADについては、その効果を調べるため、骨髄由来マクロファージ(BMDM)を用いたin vitro実験を行った。すると、NAD投与により、IL-6やIL-1β、TNFαといった炎症性サイトカインの発現が惹起されることが解った。そこで、細胞内NADがリガンドとして作用するシグナル経路として、TLRシグナルを想定し、TLR4 KOマウス由来BMDMを用いてサイトカインの発現プロファイルを調べたが、野生型マウス由来BMDMとの間で大きな差はなかった。in vivoでの感染実験、メタボロミクスの実験は終了し、現在はメカニズムの解析を行っている。今後、幾つか候補に挙がっているシグナル経路について検討を行っていく。細胞外NADによるマラリア感染制御のメカニズムを解明するため、細胞外でNADを分解し、ADPリボースまたはcADPリボースを生成する酵素CD38もしくはCD157の欠損マウスを用いてマラリア感染実験を行う。これにより、NADの分解が必要かどうか確かめる。また、NADもしくはその分解物のリガンドとして、プリン作動性受容体シグナルが関与しているか、その可能性を探るため、阻害剤などを用いて、BMDMでのサイトカイン発現に影響があるか検討する。本年度は、さまざまなマウスマラリア株を用いて、Nmnat3欠損マウスのマラリア感受性について検討した。すると程度に差はあるものの、以前に試したマラリア株だけでなく、すべての株で同様にNmnat3欠損マウスに易感染性を示した。一方で、細胞外NADについては、その効果を調べるため、骨髄由来マクロファージ(BMDM)を用いたin vitro実験を行った。マウスマラリアを用いた感染実験はすべての予定していた株でおこなうことができた。今後、細胞内NADシグナルの解析の詳細な解析を進めていく。

そこで、細胞内NADがリガンドとして作用するシグナル経路として、TLRシグナルを想定し、TLR4 KOマウス由来BMDMを用いてサイトカインの発現プロファイルを調べたが、野生型マウス由来BMDMとの間で大きな差はなかった。in vivoでの感染実験、メタボロミクスの実験は終了し、現在はメカニズムの解析を行っている。今後、幾つか候補に挙がっているシグナル経路について検討を行っていく。細胞内NADがリガンドとして作用するシグナル経路として、プリン作動性受容体シグナルとTLRシグナルが考えられる。今後は、阻害剤、KOマウス由来BMDMを用いて細胞内NADシグナルの解析の詳細な解析を進めていく。細胞外NADによるマラリア感染制御のメカニズムを解明するため、細胞外でNADを分解し、ADPリボースまたはcADPリボースを生成する酵素CD38もしくはCD157の欠損マウスを用いてマラリア感染実験を行う。これにより、NADの分解が必要かどうか確かめる。また、NADもしくはその分解物のリガンドとして、プリン作動性受容体シグナルが関与しているか、その可能性を探るため、阻害剤などを用いて、BMDMでのサイトカイン発現に影響があるか検討する。本年度は十分な実験がおこなうことができたため残額が生じ、次年度に消耗品として利用する。
花の模様形成に関わる細胞間移行物質の特定

起源層別の不定芽誘導個体の花色形質から`キラウエア'は非キメラ性品種`かなめ',`モニーク'、`コンコルド'はキメラ性品種であることが明らかになった。キメラ性品種に関してはPCRによって各起源層の遺伝子型を特定した。また、L1層由来のRNAを用いたRT-PCRによって、起源層間を移動する物質はmRNAではないものと思われた。非キメラ性品種においてはsiRNAなどが起源層間を移動しているのではないかと考えられたが網羅解析の結果からこの仮説は否定された。現在はsequelの配列をもとにして、全ゲノムメチル化解析を行い、模様に関与する遺伝子とその遺伝子の不安定性のメカニズムを解析している。`かなめ',`モニーク'および`コンコルド'のDNAおよびRNAには花色の異なる個体間で欠失,挿入および置換といったさまざまな変異が存在することを示し,それらを特異的に増幅し検出できるプライマーセットを`かなめ'および`コンコルド'において設計した.`かなめ'のピンク単色個体においては,F3'5'Hの不完全な非機能性RNAが発現しているが,全長を増幅するプライマーセットを機能性RNAを判別するプライマーセットとして使用できることが示唆された.`コンコルド'の白単色個体においては,WDRの非機能性RNAが発現しているが,UTR配列をもとに設計したプライマーセットを機能性RNAを判別するプライマーセットとして使用できることが示唆された.`モニーク'の白単色個体においては,非機能性RNAが複数発現していることが示唆され,機能性RNAを判別するプライマーセットは設計できなかった.やすりを用いた表皮層の解析手法を確立し,`コンコルド'を供試して調査したところ,機能性RNAは青単色個体でのみ検出された.これにより,縞模様個体の表皮層には機能性RNAが存在せず,移動性物質はタンパク質または色素であることが示唆された.セントポーリアの表皮のみからのRNA抽出に手間取った。マイクロダイセクション法と種々のキットとの組み合わせについていろいろと検討したが、うまくいかず断念した。これはセントポーリア特有の問題点、すなわち細胞が大きくRNA量が少ないことに起因しているものと思われた。そこで、やすりで表皮細胞をこすることでRNAを抽出する方法を開発した。用いた材料がキメラ植物であり、層別のDNA配列の違いが明らかであったため、やすりによってL2層を抽出していないかを確かめることが出来た。以上のことから、トラブルシューティングをうまくできたと考えている。セントポーリア`キラウエア'、`かなめ'、`モニーク'、`コンコルド'葉身および表皮をはがした葉柄から不定芽を誘導し、それぞれL1層由来およびL2層由来の植物体を獲得した。その結果、`キラウエア'においては多数の複色花個体が出現し、本品種が周縁キメラ性品種である可能性が低いことが分かった。一方で、L2層由来の植物体においては白色花個体が多く出現したことから、L1層が着色層、L2層が非着色層の周縁キメラ構造を有している可能性を完全に否定することはできなかった。現在までのところ、本品種はL2層にエピジェネティックに制御される非着色層を持つと考えるのが適切であろう。そこで、本品種の組織培養個体の中から得られた白色花個体と着色個体をそれぞれ3個体ずつ用いて発現遺伝子の次世代シークエンス解析を行ったところ、着色花個体では予想通り多くの花色合成遺伝子やアントシアニンの液胞への輸送にかかわる遺伝子の発現に違いがみられた。複数の花色合成遺伝子や輸送遺伝子の発現に違いがみられたことから、特定の遺伝子の発現というよりは、転写遺伝子の発現抑制が非着色性に関わっている可能性が高い。そこで、転写因子を探索したところ、R2R3Myb遺伝子をはじめとした2つの転写因子の発現に違いがみられた。RT-PCRによって次世代シークエンスの解析結果をいくつかの遺伝子で確認したところ、次世代解析の結果が正しいことを確認することができた。以上のことから特に白色変異体(白色部)で発現しているR2R3Myb遺伝子をはじめとしたいくつかの転写因子にターゲットを絞り、解析をすすめる予定である。次世代遺伝子の解析が終わり、次世代の結果が正しいことが確認できた。また、`キラウエア'については親個体の花の別々の場所(花色が異なる)からもRNAを抽出し、次世代遺伝子解析をすでに行っていることから、今後これらの白個体、青個体のデータと比較解析することで遺伝子の絞り込みが可能となる。この情報を用いることで、なぜ中央部で白色化するのか、ひいてはL2層での遺伝子発現の抑制と抑制形質がL1層へ移行するメカニズムが解析できるものと思われる。本年度の研究成果によって3年目の研究を行う基盤ができたと考えられる。また、本年度は論文を2報をすでにsubmitすることができ、順調に進んでいるものと考えている。セントポーリア`キラウエア'は着色花弁の中央部が白くなる縞模様品種である。この品種を組織培養すると一部の個体は白あるいは着色の完全個体となる。そこで、本品種は周縁キメラであるのではないかと想定し、それぞれの完全個体の葉を用いて不定芽誘導を行ったところ、完全個体から複色花の品種が発生した。このことから`キラウエア'は周縁キメラ性品種ではなくエピジェネティックスが関わる模様品種であると考えられた。すなわち、`キラウエア'では花弁のL2層からL1層にsiRNAなどのエピジェネティックスに関わる因子が移動しているのではないかと考えた。