hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規昇圧物質カップリングファクター6による血管傷害性の評価と創薬への活用

Coupling factor 6 (CF6)は血管平滑筋細胞の表面に存在するATP合成酵素の.-subunitと結合し、ATPをADPに分解することにより、細胞内へ水素イオンの流入を亢進させた。CF6はc-Srcの活性化を介してCa流入を惹起し、angiotensin II (AngII)依存性の細胞内Ca濃度の上昇を亢進させた。これらの細胞内Ca反応は高血圧自然発症ラット(SHR)で亢進しており、CF6-C末端に対する抗体で抑制されたことから、CF6-C末端側の関与が明らかとなった。マウス腸間膜細小動脈を用いた検討では、細動脈局所に発現したCF6はcSrcの活性化を介してAngIIの収縮反応に関与し、その作用はCF6中和抗体の前投与により抑制された。従って、細動脈におけるCF6の阻害はレニン・アンジオテンシン系阻害薬と同様に、AngIIに対して拮抗的に作用する可能が示唆された。CF6過剩発現マウス摘出細小動脈によるCF6血管収縮作用の分子機序結果:1)摘出腸間膜細小動脈のAngII投与前の血管径は両群で差がなかった。AngII(10^<-11>-10^<-6>M)による収縮反応はTGがWTに比較して約1.5倍有意に大であった。AngIIによる収縮反応はPP1の前投与並びにCF6抗体の前投与により著明に抑制(PP1:-79±5%,CF6抗体:-85±5%)され、TGとWT間の差は消失した。非特異的IgGの前投与はAngIIによる収縮反応に影響を与えなかった。また、PP1並びにCF6抗体前投与はKClに対する収縮反応に影響を与えなかった。結論:細動脈局所に発現したCF6はcSrcの活性化を介してAngIIの収縮反応に関与し、その作用はCF6中和抗体の前投与によりほぼ完全に抑制された。従って、細動脈局所のCF6阻害はレニン・アンジオテンシン系阻害薬と同様に、AngIIに対して拮抗的に作用する可能が示唆された。結論:CF6はVSMCの表面に存在するATP合成酵素のβ-subunitと結合し、ATPをADPに分解することにより、細胞内への水素イオンのinfluxを亢進させた。CF6はc-Srcの活性化を介して、Ca influx AngII依存性Ca濃度上昇の亢進作用を示した。これらの反応はSHRで亢進しており、CF6の高血圧への関与が示唆された。この作用にはCF6のC末端側が関与することが明らかとなった。Coupling factor6(CF6)の細胞内情報伝達機構と反応性亢進機序方法:ATP合成酵素のcatalytic domain inhibitorであるefrapeptinを前投与し、CF6のプロスタサイクリン産生抑制作用に及ぼす影響を明らかにした。すなわち、高血圧自然発症ラット(SHR)並びに正常血圧ラット(WKY)の血管平滑筋細胞(VSMC)を培養し、細胞膜を3Hアラキドン酸でラベル後、以下について検討した。Efrapeptin 10^<-5>Mで30分preincubation後、CF610^<-7>M添加し30分間に放出される3^Hアラキドン酸を測定した。結果:アラキドン酸の基礎遊離はSHRとWKYのVSMC間で差はなかった。CF6投与により、アラキドン酸遊離は用量依存性に減少しその程度はSHRがWKYのVSMCに比して大であった(51.3±2.7%vs24.5±6.9%)。また、CF6による抑制効果はefrapeptin並びにATP合成酵素β-subunit抗体の前投与により完全に阻害された。結論:CF6はVSMCの表面に存在するAIP合成酵素のβ-subunitを介してATPをADPに分解し、細胞内酸性化を介してプロスタサイクリン産生を阻害した。これらの反応はSHRで充進しており、CF6の高血圧への関与が示唆された。CF6の心血管系遺伝子発現に及ぼす影響の網羅的解析方法:CF6の心血管系に及ぼすin vivoの影響を包括的に明らかにし、血管障害性をmetabolomとして理解するために、CF6過剰発現マウスと野生型マウス(WT)の冠細小動脈を含む心臓を摘出し、Easyキットを用いてmRNAを抽出した。さらにCF6過剰発現により増加または減少する遺伝子を日立のmicroarrayキットを用いて検出した。結果:血管収縮・弛緩に関連分子、血栓形成関連分子の中でCF6過剰発現
酸化HDLに焦点を当てたNASHの発症機序の解明と診断マーカーの探索

非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は生活習慣や酸化ストレスが関与する疾患であるが、NASH診断用の血液検査が無く、その開発は急務である。一方、高比重リポタンパク質(HDL)の質的研究が近年注目され、酸化HDLは炎症作用や活性酸素種の発生を促すと報告があるが、NASHと酸化HDLの関連は未解明である。申請者の実験で、酸化HDLが肝培養細胞で脂肪滴を形成させ、その脂肪滴は酸化されていることを見い出した。よって酸化HDLがNASH発症に関係し、またNASH診断には酸化HDLの測定が有用であると考えた。本研究では酸化HDLに焦点を当てた新規NASH発症機序の解明からNASH診断法の開発を目指す。
アルカン合成関連酵素の構造ゆらぎ制御に基づく遷移状態制御

最近、酵素反応における遷移状態の形成には酵素のグローバルな構造変化が必要であり、これが触媒反応の律速段階となることが明らかとなってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産に重要な酵素AARとADOをモデルとして用い、分子動力学シミュレーション(理論)とNMR緩和測定(実験)によって酵素の構造揺らぎを検出した。次に、酵素の構造揺らぎを制御する上で重要なアミノ酸残基を探索し、それらの部位に変異を導入することにより、酵素の遷移状態を制御可能なことを示した。また、600個以上の変異体を作製する網羅的な変異解析により、両酵素の活性を制御する上で重要な残基の同定に成功した。現在、酵素反応の遷移状態を制御(安定化)して酵素を合理的に高活性化する方法の開発が急務であるが、最近、酵素反応における遷移状態の形成速度は、酵素の構造ゆらぎによって決定されることが明らかになってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産の鍵となるアルカン合成関連酵素AARとADをモデルとし、実験と理論の両アプローチから酵素の構造ゆらぎを制御して、バイオエネルギー生産の高度化に必要不可欠なAARとADの高活性変異体を創出することを目指す。平成27年度は次の成果を得た。(1) ADの大域的な構造ゆらぎを理論的に可視化するために、分子動力学シミュレーションを行った。その結果、ADの機能発現に重要と考えられる構造ゆらぎを検出することができた。(2) ADの大域的な構造ゆらぎを実験的に可視化するために、NMR法を用いて緩和測定を試みた。これまでに、良好なNMRスペクトルを得ることができ、NMRによってADの構造ゆらぎを可視化できることが示唆された。(3) 8種類のラン藻に由来するAARとADの活性を比較した結果、活性の高いAARとADを同定することができた。また、由来する生物種に応じてAARの基質特異性が異なることが見出された。(4) AARの様々な部位に41種類のアミノ酸置換変異を導入した結果、AARの活性や可溶性などを決める上で重要な部位の同定に成功した。(5) AARの理論計算を行うためには、AARの立体構造を決定する必要がある。そこでX線溶液散乱法によってAARの構造解析を行った結果、理論的な予測構造とよく一致していたことから、予測構造の妥当性が検証された。(6) ADの網羅的なアラニンスキャン変異解析を、AD全長の65%の部位に対して行った。その結果、ADの活性を向上もしくは低下させる変異部位が多数同定された。これらの結果は今後、新たな遷移状態制御法を探索する上で重要である。AARとADの実験的研究については、かなり多くのデータが得られ、当初の計画以上に進捗している。また、分子動力学シミュレーションによる大域的な構造揺らぎの制御は、順調に進展している。一方、QM/MMを用いた局所的な構造揺らぎ制御については、ADが2個の鉄原子を結合する蛋白質であるため、やや遅れている。現在、酵素反応の遷移状態を制御(安定化)して酵素を合理的に高活性化する方法の開発が急務である。最近、酵素反応における遷移状態の形成速度は、酵素の構造ゆらぎによって決定されることが明らかになってきた。前年度に引き続いて研究を進め、主に次の成果を得た。(1) 12種類のラン藻に由来するAARの活性を比較した結果、特に活性の高いAARを同定できた。また、由来する生物種に応じてAARの基質特異性が異なり、AARを用いて寒冷地用の軽油を生産できる可能性が示唆された。(2) ADの網羅的なアラニンスキャン変異解析を完了させた(231個の変異体)。(3)同様に、AARの網羅的なアラニンスキャン変異解析を、AAR全長の約1/3の部位(主に保存部位)に対して行った。その結果、AARの活性に重要な部位が多数同定された。(4) AARとADの相互作用部位を同定することに成功した。(5) ADの大域的な構造ゆらぎを理論的に可視化するために、分子動力学シミュレーションを行った。その結果、金属結合の有無や生成物の有無などによって立体構造やダイナミクスが変化する様子が観測され、反応サイクルを通して構造ゆらぎが変化する可能性が示唆された。(6) ADの大域的な構造ゆらぎを実験的に可視化するために、前年度に引き続き、NMRスペクトル測定を行った。その結果、ADタンパク質は多形構造を示し、遅い構造揺らぎが存在する可能性が示唆された。AARとADの実験的研究、特に網羅的変異解析については、大量のデータが得られ、当初の計画以上に進捗している。また、分子動力学シミュレーションとNMRによる大域的な構造揺らぎの制御も、順調に進展している。(1)ラン藻由来のアルカン合成酵素ADの大域的な構造ゆらぎを理論的に可視化するために、分子動力学シミュレーションを行った。

その結果、生成物が排出されるゲートの開閉運動が起きる様子が観測された。また、ゲート開閉運動の蝶番となるような残基を探索し、それらの残基をアラニンやグリシンに置換した変異体を作製して実験をすると、活性が大幅に減少した。このことは、構造揺らぎの制御によって活性(すなわち遷移状態の安定性)を制御しうることを示唆している。(2) ADの大域的な構造ゆらぎを実験的に可視化するために、基質アナログの存在下と非存在下でNMRスペクトルを測定し、緩和測定を行った。その結果、基質アナログの添加によってADの構造揺らぎが変化する様子が観測された。(3)ラン藻由来のアルカン合成関連酵素AARの網羅的なアラニンスキャン変異解析を完了させた(340個の変異体を作製)。その結果、AARの活性を向上もしくは低下させる変異部位が多数同定された。また、AARの基質特異性を変えるアミノ酸置換も多数同定された。これらの結果は今後、活性と基質特異性を変換するための新たな遷移状態制御法を開発する上で有用である。さらに、進化分子工学的手法によって酵素を高活性化させるためのスクリーニング系を構築した。(4)様々なラン藻種に由来するADのアミノ酸配列を比較し、低活性型ADのアミノ酸配列を高活性型ADの配列に近づけるように多重変異を導入した。その結果、低活性型ADを高活性化することに成功した。このことは、非保存部位への変異によって酵素活性を増大できることを示している。同様の研究をAARについても行った。(5) X線溶液散乱法を用いることにより、AAR単独での立体構造解析と、AARとADの複合体の立体構造解析を進めた。また、ラン藻由来タンパク質の立体構造予測を行った。最近、酵素反応における遷移状態の形成には酵素のグローバルな構造変化が必要であり、これが触媒反応の律速段階となることが明らかとなってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産に重要な酵素AARとADOをモデルとして用い、分子動力学シミュレーション(理論)とNMR緩和測定(実験)によって酵素の構造揺らぎを検出した。次に、酵素の構造揺らぎを制御する上で重要なアミノ酸残基を探索し、それらの部位に変異を導入することにより、酵素の遷移状態を制御可能なことを示した。また、600個以上の変異体を作製する網羅的な変異解析により、両酵素の活性を制御する上で重要な残基の同定に成功した。本研究では、実験、分子動力学シミュレーション、及び、QM/MM計算の3つのアプローチによって多面的に研究を進めることにより、計画通りに進捗しないリスクを低減し、AARとADの高活性化を確実に遂行する計画になっている。QM/MM計算は今後も試みる予定であるが、今後は、計画通りに進捗する可能性の高い手法(実験と分子動力学シミュレーション)にウエイトを置いて研究を進めていきたいと考えている。本研究では、実験と分子動力学シミュレーションなどの複合的なアプローチによって多面的に研究を進めることにより、計画通りに進捗しないリスクを低減し、AARとADの高活性化を確実に遂行する計画になっている。今後も両アプローチによる研究を並行して実施し、当初目標の達成を目指す。生物物理学本研究では3つのアプローチによる研究項目が存在しているが、そのうちの一つ(QM/MM計算)による局所的な構造ゆらぎの可視化と制御についての研究項目にやや遅れが生じたため、次年度使用額が生じた。
多民族社会における多民族共生教育と民族教育の整合性に関する比較研究

本研究では、多民族社会における民族教育と多民族共生教育をそれぞれの国・地域と民族学校の事例を通して検討し、民族学校の役割、換言すれば多民族社会の中で持つ機能を明らかにするものである。調査研究を通して次のようなことが明らかとなった。1.民族教育システムがあるレベルまで完結しているマレーシアの中華系独立学校体系では、地域の他の民族系住民との相互関係や政府による教育・支援との補完関係はそれほど強いものではないが、中国語教育という言語教育において、初等段階ではマレーやインド系の生徒を既に受け入れ始め、中等段階では国際的ネットワークの中で華僑移民系の学生をリクルートしている。中華系の民族教育は政府のシラバスの枠中で実施されているが、付加的なアプローチであり、それほど大きなコンフリクトは生じていない。2.認可を受け政府補助も受けているフェイス・スクールの一つである、バーミンガムのムスリム初等・中等学校は、主として地域内の生徒を受け入れている。設置主体の母国との関わりを持ちながら、イスラムネットワークを基盤とした教科書導入が見られる。カリキュラムの中では付加的というより、併存もしくはイスラム的解釈への読替が見られた。3.土曜・日曜の補習校として長年維持されてきたロンドンの中華系補習校は、中華商会の建物の中で、郊外からの子どもを受け入れ、中国語の授業を中心に行っている。中華系コミュニティと地域行政との接点を構成し、公立校の中華系子弟に対する補完的な民族教育を実施している。4.公立学校の敷地を活用しているオーストラリアの中華系補習校は、民族学校として政府補助を受けている。中華系は分散居住であるが、地域の他の民族住民との関わりや中国の大学からの援助も受けている。様々な地域から移住してきた中華系としての集合的記憶の場であり、多民族社会の緩衝装置として機能する可能性が明らかとなった。本年度は3カ年の研究・調査の初年度にあたり、以下の研究を行った。(1)マレーシアの現地調査と文献資料の収集:調査は多民族混合が典型的な3都市で、主として中華系民族の華文独立中学であり、他に中華系教育団体や大学等での研究者、教育担当者へのインタビュー・資料収集を行った。主な研究活動状況は以下の通りである。(1)クアラルンプールでは政府系と民族系の学校が併存している学校を訪問しその共生の理念と立場の相違、矛盾点などを討議した。特に小学校は各民族系学校があり、これらはビジョン・スクール(民族統合学校)への転換を求められているが、既に地域内では各民族学校が多く近接した状況であるにもかかわらず、現実にはそれらの間で交流が乏しい中、政策理念だけが先行するような実態との相違が鮮明となった。(2)ペナンでは特にマレーシア理科大学では多文化教育に関するマレーシアでの情報を得ると共に、関係者へのインタビューを行い、その研究動向と理念について情報を得ることができた。(3)クチンでは中華系民族学校がその地域独自の展開を遂げており、民族教育の維持活動と共に、いわゆる「中華系国際学校」とも呼べるような、海外からの中華系学生のリクルートを実施している状況について情報を得た。また、(4)もう一つの民族教育としてオラン・アスリなど他の先住民、先住民族の教育についても資料等を収集しており、中華系やタミル系との対比の中でその立場や教育を明らかにする予定である。(2)文献収集:マレーシア、イギリス、オーストラリア等の民族学校や民族教育、民族共生の教育などに関する先行研究、文献、大会発表などを収集した。(3)日本での民族教育、先行研究に関する調査:3月以降、日本の朝鮮学校についても3ヵ国との比較のためにも学校調査、資料収集などを行う予定である。本年度は3カ年の研究・調査の第2年度にあたり、以下の研究を行った。

1.前年度末の京都の朝鮮学校関連調査の整理:前年度収集した教科書・校内写真・資料等の朝鮮語の翻訳を行い、日本における民族学校の研究に関する最新動向の把握とこれまでのデータの補充を行った。2.多民族の共生教育と民族教育の整合性に関する先行文献・データ収集と研究:学会等で民族教育、市民性教育に関わる関連領域の最新動向につい情報を収集した。また先行研究文献を収集し比較の枠組み作成に向けての検討を行った。母文化を代表する「地域」、「ルーツ」という個別性から、「国家」レベル、国際性・普遍性というレベルのそれぞれにおい「市民性」の概念やアイデンティティの関連性(民族-国籍-母国・国際)は異なる。特に国家レベルでは、マイノリティは言語が複数化するか、置き換わり、格付けられ階層化される状況があるが、一方で普遍レベルの概念は拡張しておりその中で地域性や個別性との融合が見られている。今後、諸概念の関係図を作成する。3.英国における民族学校と公教育に関する調査:11月においてロンドンでの中華補習校とバーミンガムにおけるイスラム宗教学校、関連のコミュニティ、私的支援組織、公的支援組織にも訪問する中で資料等を収集した。それぞれの学校が移民の流入とコミュニティの形成の中で生成してきた経緯と公教育機関(OFSTEDや地区福祉局等)と連携しながら存続していることが明らかとなった。イスラム宗教学校では米国製の英文のイスラム教の教科書等も入手し検討中である。4.中国における朝鮮族民族学校とコミュニティ調査:3月中旬に短期で中国青島において朝鮮族の民族学校及び朝鮮族コミュニティ、朝鮮経済情報雑誌社、朝鮮族協会を訪問調査する。最大級の多民族国家の中で、経済的・学力的にも恵まれる朝鮮族の民族教育の理念と国家へ摺り合わせを把握する。本年度は以下の調査・研究を行った。オーストラリア、アデレードおよびパースでの現地調査を行った。民族教育に関わることであるが、行政側、コミュニティ側、学校側が地域社会への融合、協調が相互の妥協、あるいは歩み寄りを基にして進められていた。この点で、市民性や学校教育の理念、伝達される知識の棲み分けが制度的な相違として、相互補完的に進められている例としてオーストラリアは位置するように思われる。例えば、「補習校」としての意味が母国の教育課程から見た場合に「補習」と位置づけられるが、これは現地で定住、或いは現地校を主立つ教育の場としている場合、民族言語を学ぶことができる、その背後にある文化習慣を理解することができる「学校」として見ることができる。オーストラリアの中華系補習校のエスニック・スクールの場合、文化や社会の理解はあくまでも二次的なものであるかもしれないが、そうした状況であるが故に、連邦・州政府も資金援助が容易であるし、地域社会の協力即ち学校の土日の貸借も可能となるようである。宗教的、国家イデオロギー的な衝突はイスラム教以外で学校ではそれほどトラブルとなっていないのは、言語学習を協調しているためであると考えられる。カルチュラル・スタディは民族学校から見ればある程度妥協を必要とするもので、言語学習の背後や課外活動としての取り上げられ方が見受けられた。
都市域の生物多様性保全を目的としたエコロジカルネットワークの機能解明に関する研究

エコロジカルネットワークの重要な構成要素であるコリドーは大規模な緑地に接続する場合には利用されるが、そのような種の供給源が存在しない場合にはほとんど利用されないことが明らかになった。これまでマトリックスされ、ほとんど注目されてこなかった住宅地や商業地においても、緑被率が高ければ樹林性の種に利用されていた。一方で、建蔽率が高くなれば都市に生息する種しか生息しないことが分かった。これらの結果を踏まえ、ネットワーク構築の考え方を提示した。本研究では、都市域においてエコロジカルネットワーク有効的に機能させるためには、どのようなパッチやコリドーを配置させることが必要であるのか、さらにはそれぞれの質(特に内部の構造)はどのような影響を及ぼしているのかを明らかにすることを目的とする。パッチとコリドーの関係については、パッチはより大きい方が良く、コリドーはより幅広いものがふさわしく、それらが接続されるのが望ましいとされるが、現実の計画の際には、より具体的な閾値が必要となる。パッチとコリドーは必ず接続されなければならないのか、パッチは最低どのぐらいの面積を持っ必要があるのか、コリドーとして機能するためには、どのような構造や配置が必要であるのかより具体的に明らかにすることを目指す。平成18年度には、大阪市の中心部の緑地が比較的残存している地域において越冬期の鳥類分布調査を実施した。小規模な緑地はパッチかあるいはコリドーとして扱うのか、あるいは良好なマトリックスと考えるのか、判断が難しいので、今回の調査では1辺約1kmの3次メッシュを3つ設定し、その3次メッシュをさらに縦横5等分する1辺約200mのメッシュを単位として30地点における現地調査を行った。対象地内のレーザースキャナーによるDSM(地上の被覆の高さのデータ)を入手したので、鳥類の分布と植生高に特に着目して現在分析を進めている。また、海外の都市と比較するための調査の準備も進めており、3月にはインドネシアのジャカルタ市郊外において予備調査を実施した。さらに、コペンハーゲン市における平成19年5月の繁殖期の調査に向けて、すでに衛星データ(QuickBird)のデータを購入し、対象地を決定し、衛星データの分析を始めている。研究成果の公表としては、これまでの研究成果を整理し、都市におけるエコロジカルネットワークの考え方や実践の方法に関する論文を2本発表した。本研究では,都市域においてエコロジカルネットワークを有効的に機能させるためには,どのようなパッチやコリドーを配置させることが必要であるのか,さらにはそれぞれの質(特に内部の構造)はどのような影響を及ぼしているのかを明らかにすることを目的とする。パッチとコリドーの関係については,パッチはより大きい方が良く,コリドーはより幅広いものがふさわしく,それらが接続されるのが望ましいとされるが,現実の計画の際には,より具体的な閾値が必要となる。パッチとコリドーは必ず接続されなければならないのか,パッチは最低どのぐらいの面積を持つ必要があるのか,コリドーとして機能するためには,どのような構造や配置が必要であるのかより具体的に明らかにすることを目指す。平成19年度には5月にコペンハーゲンに1ヶ月間滞在し,コペンハーゲン大学と共同で市郊外の住宅地における繁殖期の鳥類の分布を調査した。滞在期間中には,コペンハーゲン大学内のゼミナールにおいて成果発表を行い,研究交流をした。この調査結果については現在分析中である。国内においては,現在策定が進められている国土形成計画において,エコロジカルネットワークが自然と共生する国土のあり方として位置づけられたために,広域的なネットワーク形成のあり方について検討を行い,農村計画学会で発表した。この成果は国土形成計画に対する農村計画学会からの意見としてまとめられ,関係部署に提言を行った。昨年度の冬に大阪府中心部で行った鳥類調査の結果については,現在分析を進めており,平成21年度には関係学会誌に発表予定である。論文としては,エコロジカルネットワークを踏まえた都市における生物多様性保全のあり方に関する総説と,エコロジカルプランニングに関する総説,また日本,韓国,中国の都市部における自然再生を比較した論文を発表した。2008年度は鳥類についてこれまで実施してきた研究をとりまとめ、「エコロジカルネットワークによる都市の生物多様性向上」と題した総説を都市緑化技術に投稿した。本研究では都市域においてエコロジカルネットワークを構成する要素としてコリドーに着目し研究を進めてきたが、街路樹のような貧弱なコリドーにはネットワークの構成要素として限界があることも明らかになってきた。コリドーは大規模な緑地(大阪市中心部の研究では2ha以上とした)に接続する場合には利用されるが、そのような種の供給源が存在しない場合にはほとんど利用されない。一方で、マンチェスター中心部の住宅地、大阪市中心部の商業地、コペンハーゲン郊外の住宅地で実施した調査からは、これまでマトリックスされ、ほとんど注目されてこなかった住宅地や商業地の植生が鳥類に利用されており、緑被率がネットワーク構築において重要な役割を果たすことが明らかになってきた。これらについてはそれぞれ現在論文としてとりまとめ中である。

また、追加的な調査として、静岡県熱海市の郊外に位置する緑被率が非常に高い住宅地において2008年末から2009年2月にかけて越冬期の鳥類調査を実施した。こちらはデータを分析中であるが、我が国においても緑被率が3050%と非常に高ければ、住宅地であっても周囲の樹林地と種組成がそれほど変わらないことが明らかになってきている。研究計画時点では、エコロジカルネットワークの指標としてトンボ類も対象としていた。鳥類同様に、大阪市中心部や東京近郊において予備調査を行った結果、あまり多くの種が記録されなかったため、今年度は種が数多く農村地域において実施した調査結果を分析し、トンボ類ではネットワーク形成に何が重要な要因となるか検討した。その結果、水草が存在するため池の存在が重要であることが明らかになった。
心不全心における細胞レベルのリモデリングの機序(Cardiotropin1の役割)

食塩感受性Dahlラットを用いて、心肥大から心不全へ移行する際の心筋細胞の形態変化と組織内cardiotropin 1の発現の関係について経時的に観察した。【方法】1.実験モデル食塩感受性雄性Dahlラットを用い、生後6週齢で高塩食およびACE阻害薬(エナラプリル)を開始した。12週齢(心肥大期)と20週齢(心不全期)でそれぞれ以下の実験を供した。2.心エコーペントバルビタールで麻酔後、7.5MHzプローブを使用し収縮期拡張期の左室内径、前壁厚、後壁厚を測定、収縮率を計算した。3.心カテーテル右総頚動脈よりMillerカテーテルを左室内に挿入し左室圧、dP/dtを測定した。その後ラットを2群に分けそれぞれ4.と5.の実験を行った。4.単離心筋細胞の作製ラット心を摘出後collagenaseを含むJoklik's mediaで灌流した後、左心室筋を切離し、単離心筋細胞を作製した。単離心筋細胞を1.5%glutaraldehydeで固定した後Computer image analyzerにより、組織学的に心筋細胞の長径を測定するとともに、Coulter Channelyzerを使用し平均細胞体積を測定した。平均細胞体積/平均細胞長より平均断面積を算出、さらに平均断面積より平均細胞径を算出した。平均細胞体積、細胞長、断面積、心筋細胞長/平均細胞径を指標とし、心筋細胞のリモデリングについて評価した。5.分子生物学的、生化学的検討ラット心を摘出後、各時期における左室心筋組織内のcardiotropin 1のm-RNAをPCR法にて定量した。【結果、結論】前年度に施行した薬剤を使用しない食塩感受性雄性Dahlラットに比較してエナラプリル投与群では12週齢(心肥大期)で、心筋細胞断面積の増大の抑制が見られ、20週齢(心不全期)では、心筋細胞長の増大の抑制が認められた。更にPCR法による左室心筋組織内のcardiotropin 1のm-RNAは、20週齢で減少していた。これらの結果からcardiotropin 1およびレニンアンジオテンシン系が不全心に見られる心筋細胞のリモデリングの発生に関係していることが示唆された。【方法】1.実験モデル食塩感受性雄性Dahlラットを用い、生後6週齢で高塩食を開始した。12週齢(心肥大期)と20週齢(心不全期)でそれそれ以下の実験に供した。2.心エコーベントバルビタールで麻酔後、7.5MHzプローブを使用し収縮期拡張期の左室内径、前壁厚、後壁厚を測定、収縮率を計算した。【結果、結論】食塩感受性雄性Dahlラット12週齢(心肥大期)では著明な心筋細胞断面積の増大が見られ、20週齢(心不全期)では、心筋細胞長の増大が認められた。PCR法による左室心筋組織内のcardiotropin 1のm-RNAは、12週齢では発現は見られなかったが、24週齢では発現が見られた。これらの結果からcardiotropin 1が不全心に見られる心筋細胞のリモデリングの発生に関係していることが示唆された。

単離心筋細胞を1.5%glutaraldehydeで固定した後Computer image analyzerにより、組織学的に心筋細胞の長径を測定するとともに、Coulter Channelyzerを使用し平均細胞体積を測定した。平均細胞体積/平均細胞長より平均断面積を算出、さらに平均断面積より平均細胞径を算出した。平均細胞体積、細胞長、断面積、心筋細胞長/平均細胞径を指標とし、心筋細胞のリモデリングについて評価した。5.分子生物学的、生化学的検討ラット心を摘出後、各時期における左室心筋組織内のcardiotropin 1のm-RNAをPCR法にて定量した。【結果、結論】前年度に施行した薬剤を使用しない食塩感受性雄性Dahlラットに比較してエナラプリル投与群では12週齢(心肥大期)で、心筋細胞断面積の増大の抑制が見られ、20週齢(心不全期)では、心筋細胞長の増大の抑制が認められた。更にPCR法による左室心筋組織内のcardiotropin 1のm-RNAは、20週齢で減少していた。これらの結果からcardiotropin 1およびレニンアンジオテンシン系が不全心に見られる心筋細胞のリモデリングの発生に関係していることが示唆された。
尿路上皮癌の悪性進展における上皮間葉転換の分子生物学的検討

表在膀胱癌においてN-cadherinの発現亢進症例において有意に高頻度に術後膀胱内再発が高く、独立した予後因子であることを確認した。腎盂尿管癌において術後膀胱内および膀胱外再発のいずれについてもN-cadherin発現亢進は独立した予測因子であることを確認した。いずれの知見も査読のある泌尿器科専門誌に投稿し受理された。我々の組織学的検討により、表在膀胱癌においてN-cadherinの発現亢進症例において有意に高頻度に術後膀胱内再発が高く、独立した予後因子であることが確認されたため、腎盂尿管癌についても免疫組織学的検討を加えていた。腎盂尿管癌において術後膀胱内および膀胱外再発のいずれについてもN-cadherin発現亢進は独立した予測因子であることを投稿中であったが、さらに上部尿路尿路上皮癌におけるEMT関連免疫組織学的知見を、本研究の一環として投稿中論文に追加し、再投稿した。その結果、Urology 2011, 78(6): 1443e7-12に掲載された。同様の検討を非転移性腎細胞癌の手術症例について検討を実施したところ、N-cadherinとE-cadherinの発現パターンが術後非再発生存率と有意に相関しており、独立した予後予測因子と見なされた。同所見を昨年の癌学会で報告した。E-cadherin発現陽性かつN-cadherin発現陰性の膀胱癌親細胞株をスクリーニング確認したため、市販のE-cadherinに対するshort hairpin siRNA導入ベクターを購入し、E-cadherinのノックダウンを行い安定株を得た。N-cadherin過剰発現系が実験途上のためE-cadherinのノックダウン安定株は冷凍保存している。現在E-cadherin発現陽性かつN-cadherin発現陽性膀胱癌株にたいし、E-cadherinノックダウンを行い、安定株の樹立行い現在機能解析中である。我々の組織学的検討により、筋層非浸潤癌においてN-cadherinの発現亢進例において有意に高頻度に術後膀胱内再発の可能性が高く、独立した予後因子であることが確認されたため、腎盂尿管癌についても免役組織学的検討を行った。腎盂尿管癌において術後膀胱内および膀胱外再発のいずれについてもN-cadherin発現亢進は独立した予後因子であることを投稿した。その結果はUrology, 2011 78(6): 1443に掲載された。同様の検討を非転移性腎細胞癌の手術症例について検討を実施したところ、N-cadherinとE-cadherinの発現パターンが術後日再発生存率と有意に相関しており、独立した予後予測因子と見なされた。この知見は2013年の癌学会にて報告を行った。E-cadherinおよびN-cadherinのmRNAレベルおよびタンパクレベルでの発現をそれぞれ、リアルタイムRT-PCR法およびウエスタンブロット法にて解析した。その結果、我々が所有するヒトおよびマウス膀胱癌培養細胞のうち数種類からN-cadherin過剰発現を認めた(未公開)。VimentinおよびFibronectinについてもmRNAレベルおよびタンパクレベルでの発現スクリーニングを行った。これら過剰発現株よりN-cadherin全長CDSをPCR法により増幅、精製し、ヒト発現ベクターを作成した。現在E-cadherin発現陽性かつN-cadherin発現陽性膀胱癌株にたいし、E-cadherinノックダウンを行い、安定株の樹立を試みている。E-cadherin発現陽性かつN-cadherin発現陽性膀胱癌株にたいし、E-cadherinノックダウンを行い、安定株の樹立行い現在機能解析中である。Preliminary dataであるが、母細胞と比較して、細胞増殖曲線とwound healing assayにて有意差を認めており、癌細胞の生物学的悪性度との関連が強く示唆されている。

しかしながらN-cadherinの過剰発現系のベクターの作成が難航している。また、本研究と直接関連しないかも知れないが、腎細胞癌の手術症例において、N-cadherinとE-cadherinの発現パターンと予後が相関している知見を得ている。現在英語論文を投稿中である。この知見は本研究課題における仮説が、尿路上皮癌のみならず、腎細胞癌にも当てはまる可能性を示唆しており、さらなる研究の発展が期待できると考えている。現在、他の泌尿器科領域の固形癌(前立腺癌)における免疫組織学的検討を並行して実施している。N-cadherinの全長CDSをpcDNA3.1への導入を行い発現ベクターを作成したが、有効なN-cadherin蛋白発現をウエスタンブロットにて見いだせなかった。原因としてはCDSを増幅するPCRが至適でなかったと思われ、PCR産物のシークエンスの確認などを施行中である。従って過剰発現系でのin vitroおよびin vivo実験において計画より遅れが見込まれる。N-cadherinの過剰発現系のベクターの作成が難航している。すでに過剰発減している細胞株からのN-cadherinノックダウンを試みるも有意なノックダウンが得られず、過剰発減ベクターの作成に注力することにしている。本研究の中核をなすと思われる課程なので、本年度中に作成および安定株の樹立を行う。また、泌尿器科関連の固形癌(腎癌および前立腺癌)において、本研究の仮定が当てはまることを強く示唆するデータの蓄積が進んでおり、本研究の発展的展開として検討症例数を増やしていく方針である。N-cadherinの過剰発現系の実験が、根本となる発現ベクターの作成において中途となっている。他の実験系およびE-cadherinのノックダウン系の実験は順調に推移している。N-cadherinの過剰発現ベクターの作成に注力する。安定株が得られれば、実験計画通りに可及的早期にin vivoまで実験を進める。ほぼ計画通りの実験遂行が可能と思われるが、N-cadherinの過剰発現ベクターの作成が困難な場合は、すでに過剰発減している細胞株からのN-cadherinノックダウンを試みる。
東南アジアにおける美術教育カリキュラム基礎調査研究-マレーシア,シンガポール,インドネシアの事例-

東南アジアの多民族・複合国家の3国、マレーシア、シンガポール、インドネシアにおいて、美術教育カリキュラムの研究を現代文化と伝統文化の観点から以下のように調査研究を実施した。マレーシアにおいては近年、教育改革が進む中での、教育省のシラバス、教育大学、芸術学部等でのシラバス・授業内容の調査を行った。特に教育改革に関連して、教員養成機関での教員養成シラバスと教材研究については、地域の伝統文化の教材化の観点から、マレーシア全土の7カ所で調査を実施した。さらに初等・中等学校における教育実践、及び芸術文化機関におけるマレーシアの現代的美術文化と伝統的美術文化の調査を行った。またこれらに関する資料収集を行い、カリキュラムと教育実践での関連性を明らかにした。シンガポールにおいては教育省でのカリキュラム調査、初等・中等教育の教科書、教材研究を実施した。また、教員養成学部においてその制度、教育内容、カリキュラムの調査を行った。芸術文化機関、芸術専門学校等においてはシンガポールとアセアン諸国の美術文化の資料収集を行った。また、初等・中等学校において美術教育と情報教育の教育実践と教材研究の調査を実施した。インドネシアにおいては教育文化省での美術教育カリキュラム研究、教育大学、芸術学部等においてシラバスの調査、カリキュラム調査を実施した。同時に芸術文化機関での現代的美術と伝統的美術を教材研究の観点から実施した。本年度の調査はマレーシアとシンガポールを中心に行った。インドネシアについては渡航自粛のため、すでに収集した資料、文献によって調査を進めた。マレーシアでは、教育省カリキュラム開発センター、マラ工科大学、マラヤ大学、特別教員養成学院、美術専門学校、初等・中等学校、博物館、美術館、更に美術・工芸の工房を対象として、カリキュラムと美術文化について調査を進めた。調査の全般については本年度の「マレーシアにおける美術教育調査報告」としてまとめた。更に、現在以下のような内容に関して研究を継続している。美術教育カリキュラムに関しては、カリキュラム開発センターにおいて、初等・中等教育全般の新しい教育課程を調査し、その分析を行っている。また、教員養成のシラバスについても調査・分析を行っている。初等・中等教育の美術教育教材については、福田が大学美術教育学会のシンポジウムの報告として、マレーシア、シンガポール、インドネシアの内容比較を行った。高等教育の美術教育カリキュラムに関しては、マラ工科大学の資料を基に分析を行っている。情報教育と陶芸教育についてはマラ工科大学の実践をもとに資料の作成を行っているが、情報教育については現段階では顕著な実践は得られなかった。陶芸教育についてはカリキュラム、教材研究と陶芸制作との関連を分析している。また、美術教育に影響を及ぼす美術作品、美術活動についての資料収集、分析を行っている。シンガポールについては美術教育と情報教育との関連を中心にして調査を行った。教育省、芸術専門学校、初等・中等学校を調査し、美術教育と情報教育の実践を取材した。現在、中等教育での情報教育のカリキュラム及び教材構造について分析を行っている。本年度はマレーシアとシンガポールの美術教育のカリキュラム、教材について調査を行った。また、インドネシアについては芸術教育という視点で教育課程の考察を行った。マレーシアに関しては、初等教育に関して教育課程を基にその内容を具体的に調査し、「マレーシアの教育課程に見られる初等美術教育について」を報告した。教員養成についての調査研究では、「マレーシアにおける美術教育教員養成シラバスについて(資料)」において美術教育の内容を具体的に調査した。さらに特別教員養成学院の事例を基に「マレーシアの教員養成における美術教育について」で、美術教育の伝統的内容と現代的内容の関連、実技と理論の関連等を考察した。また、ペナンとコタバルの教員養成学院を実態調査し、各種の教材と伝統的内容、現代美術と教材の関連性について考察を行った。美術教育の中でも、陶芸についてはマラ工科大学と民間陶芸工房との調査を基に、その実態を「マレーシアにおける陶芸とその教育について」で報告した。シンガポールの美術教育では、特に教員養成を中心にして「シンガポールNIEにおける美術教育ディプロマカリキュラム」において教育課程の構造を調査した。また、中等教育における情報教育と美術教育の関連を「シンガポールの情報教育用図書について」において調査報告した。インドネシアの教育課程では、芸術教育の視点で戦後の変遷について「インドネシアの基礎教育段階における芸術教育」として考察した。平成12年度の調査研究において、マレーシアではスルタン・イドゥリス教育大学、ガヤ教員養成学院、マラヤ女子教員養成学院、テメンガン・イブラヒム教員養成学院、バトゥリンタン教員養成学院において教員養成の新しいカリキュラム調査と教育内容の調査を行った。

教育大学は近年設置されたもので、大学院修士課程の設置計画、芸術コースの計画など最近の教育制度について、スタッフからの調査を行い、カリキュラムの資料収集を行った。教員養成学院では統一シラバスと地域の美術文化の関連についての教育内容の調査を行った。また、教育省カリキュラム開発センターにおいて初等教育教員養成のカリキュラム調査を行った。さらにマレーシア科学大学芸術学部において、美術教育の専門教育カリキュラムと現代の美術の動向について調査を行った。美術文化の調査については国立アートギャラリー、ペナン・アートギャラリーにおいて、マレーシアの歴史と現代の美術・工芸作品の資料を収集した。シンガポールにおいてはナンヤン工科大学教育学部において教員養成のシラバス研究と、博物館・美術館においてシンガポールとアセアン諸国の美術作品について資料を収集した。インドネシアでは、教育文化省のカリキュラムセンターにおいて美術教育カリキュラムの調査を行った。さらにジャカルタ州立大学言語芸術学部において、美術教育カリキュラムと教育内容の調査、及び日本との比較について現地スタッフと検討を行った。
窒素降下量増加はモンゴル草原の植生および遊牧活動にどう影響するか?

モンゴル草原において窒素散布実験を行い、窒素降下量の増加が草原の生産量にどう影響するのかを解析した。その結果、窒素降下量増加による地上部生産量の増加は降水量の年変動に左右され、それは生産量に対する降雨と窒素の交互作用効果が草原構成種によって異なるためだと考えられた。窒素降下量増加による草原生産力の増加は少雨年に見られ、特に嗜好性の低い種が大きく増加していた。しかし調査地において2050年までに予想される窒素降下量の増加では、このような応答はほとんど検知できないと考えられた。本研究の目的は、モンゴル草原において人工的な窒素散布実験を行い、近年地球規模で進行する窒素降下量の増加が、モンゴル草原の一次生産力および植生にどう影響するのかを明らかにすること、その変化が、当地域の主要産業である遊牧にどのような影響を与える可能性があるのか検討すること、過放牧よって裸地化した草原の回復における、窒素降下量増加の影響を評価することである。平成18年度はまず(1)窒素散布量を決定するための予備実験を行い、(2)実験調査区を設定し、(3)実験開始前の植生調査および窒素散布処理を行った。1窒素散布量の決定調査地付近の自然植生に対し、窒素濃度と散布量の異なる10種類のNH_4NO_3溶液散布処理を行い、実験に適した条件を選定した。予備実験の結果に基づき、年間窒素散布量300mgN/m^2、1500mgN/m^2の2条件(溶液散布量は2mmの降水に相当)を適用することにした。2実験調査区の設定平成18年9月初旬、バヤンオンジュールの均質な草原に実験区を設定した。家畜よけの柵で囲った禁牧区と、柵を設置しない自然植生区(それぞれ12m×12m)を1セットとし、それを4カ所に設定した。各区内にはそれぞれ、何も処理を行わない無処理区、窒素を含む液肥を散布する窒素散布区、液肥と同量の水のみを与える水散布区の3処理区(それぞれ4m×4.5m)を設けた。3植生調査本研究の目的は、モンゴル草原において人工的な窒素散布実験を行い、近年地球規模で進行する窒素降下量の増加が、(1)モンゴル草原の一次生産力および植生にどう影響するのか、(2)その変化が当地域の主要産業である遊牧にどのような影響を与える可能性があるのか、(3)過放牧によって裸地化した草原の回復にどう影響するのかを評価することである。平成19年度は平成18年度に設定したプロットにおける実験処理と定期調査を継続した。窒素散布処理によって柵内(家畜の採食が無い条件)の地上部生産量が増加した。この増加はArtemisia adamsiiの個体数増加によるものであった。A.adamsiiは家畜の嗜好性が低いため、この結果は、窒素降下量増加によって草原の生産量は増加するものの、草原の牧養力(牧草地としての草原のキャパシティ)は必ずしも増加しないことを示している。ただしこの結果が得られた平成19年は旱魃年であったため、この結果がどれほど一般性のあるものかは不明である。今後長期的な継続調査が不可欠である。本研究の目的は、モンゴル草原において人工的な窒素散布実験を行い、近年地球規模で進行する窒素降下量の増加が、(1)モンゴル草原の一次生産力および植生にどう影響するのか、(2)その変化が当地域の主要産業である遊牧にどのような影響を与える可能性があるのか、(3)過放牧によって裸地化した草原の回復にどう影響するのかを評価することである。2008年は2006年に設定したプロットにおける実験処理と定期調査を継続した。2008年は多雨年であり、58月の降水量は干ばつ年であった2007年のほぼ倍であった。そのため2008年の地上部生産量は、2007年の約5倍であった。窒素散布処理による効果には、降水量との交互作用が認められた。すなわち干ばつ年の2007年では、窒素散布処理によって地上部生産量が約1.8倍に増加したのに対し、多雨年の2008年では、約1.1倍であった。2007年は、窒素施肥によって、Artemisa adamsiiを中心とした家畜の嗜好性の低い種だけでなくその他の種の生産も増加していたのに対し、2008年は、窒素施肥によって嗜好性の低い種の生産量が低下しその他の種の生産が増加していた。この結果から、窒素降下物量増加にともなうモンゴル草原の地上部生産量の変化は降水量の年変動に左右され、それは地上部生産に対する降雨と降下窒素の交互作用効果が種によって異なっているためであると考えられた。多雨年は窒素降下量増加にともなう草原生産力の増加は小さいものの、嗜好性の低い種が減少するため牧養力は草原生産力の増加以上に増加する可能性がある。
神経筋接合部における細胞外分泌因子の同定

神経筋接合部(NMJ)は運動神経と筋肉細胞を結ぶシナプスで、シナプスの信号伝達にはアセチルコリンとその受容体であるアセチルコリン受容体(AChR)を利用している。よって、シナプスの信号を効率よく伝達するために、筋肉側のシナプス領域(終板)でAChRが集積することが必要である。現在までにこのAChR集積に重要な機能をもつ細胞外分泌因子が20個弱知られているものの、未知のたんぱく質はそれ以上あることが想像されている。昨年、申請者は培養条件下で分化した筋肉細胞を用い、AChRが集積する領域に存在する細胞外のたんぱく質を特異的に特定する手法を確立した。本研究では、この方法を用いて、細胞外分泌因子中で筋肉から分泌されAChRが集積する領域に存在しAChR集積に機能する因子を多く同定することを目指している。今年度の実施計画では、マウスの筋肉組織のNMJ領域で特異的に発現しているmRNAのデータセットで特異性が高い順に選び、そのmRNAから発現されるたんぱく質が、培養条件化で分化した筋肉細胞においてAChRと今日局在しているのかを確認・検討した。既知のタンパク質であるAChRのサブユニットのほかに、MuSKやLRP4などのいくつかのタンパク質が今日局在している事が明らかとなった。現在はそれらタンパク質の機能を検討している。加えて、確立した実験の精度(タンパク質の量や純度)を上げるため実験のプロトコールを見直し、更新も行っている。既知の因子の局在を検討することで有効性を確認しているところ、実験によって多少の誤差が生じる事がわかり、プロトコールの再検討を行っている。ただし、目標にあった道の因子の特定には至っているため、「おおむね順調に進展している」とした。昨年度で進捗が遅れた、タンパク質特定の為のプロトコールの再検討を取り急ぎ進める予定である。一方、事前に申請している2Rspo2、FGF18などの分泌因子が関わる細胞外分泌因子を同定という計画は再検討後にプロトコールが確立してから計画を実施する予定である。様々な条件を比較検討することで、AChR集積に関わる複数の因子の役割を明らかにしていきたい。本来であるならば、Rspo2とFGF18タンパク質の近傍で局在するタンパク質の同定を行うための予備実験を行う予定であったが、実施できなかった。このため、この2つのタンパク質の精製などの実験に使用する費用を次年度使用額とした。次年度は精製に加えて、それを検出する試薬などを計上する予定である。
セルロース,ヘミセルロース,リグニン間の親和性に関する物理化学的研究

1.ポリマーブレンドの相溶性多糖類とリグニンのブレンド物の熱軟化温度を測定した結果,両者の間に弱いながらも親和性があるとの実験結果が得られた。また,広葉樹のヘミセルロースとリグニンよりも針葉樹のものの方が親和性が高い結果が得られた。この結果は,木材細胞壁の超微細構造が,その構成ポリマー間の相互作用に基づいた合理的なものであることを示している。2.木質系ポリマーの界面化学的研究柑橘類から抽出したペクチン,針葉樹および広葉樹から抽出したヘミセルロースの水溶液に,疎水性蛍光プローブである8-アニリノナフタレンスルホン酸を加え,蛍光波長のシフト値からそれらの疎水性を測定した。その結果,3種のヘミセルロースは多糖類であるにも関わらず,疎水領域を持ち,その疎水性の程度は針葉樹ヘミセルロース>ペクチン>広葉樹ヘミセルロースの順であることがわかった。これまで,ヘミセルロースには疎水領域が存在し,その疎水領域でリグニンの重合が進行すると予測されていたが,これが証明された。3.モノマー単位での相互作用3種のリグニン前駆体を合成し,単糖類の濃厚溶液への溶解度を測定した結果,いずれも水への溶解度よりも上昇した。これは,糖類とリグニン前駆体の間に親和性があることを示している。また,多糖類であるヘミセルロースへの吸着現象も確認され,木材細胞壁の生合成過程では,ヘミセルロースのマトリックス中にリグニン前駆体が進入してその形成が進むことが示唆された。
餌生物の違いがカイアシ類の成長生産に与える影響に関する実験生態学的研究

本研究は、船上および陸上実験室において実験生態学的な手法を用い、カイアシ類の摂餌から成長・生産過程に関わる生理活性に、餌生物の違いが与える影響を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、北海道大学附属練習船おしょろ丸の北洋航海(2018年6月14日8月2日)に参加し、北部ベーリング海においてカイアシ類の餌環境である植物プランクトン試料採集、カイアシ類の採集および船上飼育実験を行った。船上飼育実験では、優占するカイアシ類の消化管色素量と1個体重量を測定し、摂餌速度を評価した。同時に、植物プランクトン試料も採集し、餌環境も評価した。また別途、Remotely Operated Vehicle (ROV)による水中画像撮影を実施し、水柱内での動物プランクトンの詳細な鉛直分布の測定も行った。これらの観測により、室内実験での飼育条件の選定を行うことができた。本研究に関連する研究成果としては、査読付き論文3報および学会での口頭及びポスター発表を8件行った。平成30年度の研究成果において、最も重要な成果としては、秋季の太平洋側北極海で強風イベントを起因とする植物プランクトンブルームを観測し、同時にカイアシ類の摂餌速度が上昇することを明らかにした。また同観測において、植物プランクトンの優占分類群も短期間で変化し、珪藻類の割合が増加していた。加えて、カイアシ類が主に摂餌していたのは珪藻類などのマイクロサイズの植物プランクトンであった。これらのことから、カイアシ類は餌の種類が変化するとそれに応じて摂餌速度を速やかに変化させることが示された。これは、本研究課題の根幹である、餌生物が変化した際にカイアシ類がそれに応答することを示しており、餌生物の違いが摂餌以外の成長、同化効率、呼吸へ影響を及ぼす可能性を示唆している点で重要である。平成30年度は、北海道大学附属練習船おしょろ丸の北洋航海(2018年6月14日8月2日)に参加し、北部ベーリング海において試料採集と船上実験を行った。航海中、ニスキンボトルによる各層採水によって植物プランクトン試料を得た。これを解析することにより、動物プランクトンにとっての餌環境(植物プランクトンの種組成や量)の鉛直的な変化を明らかにすることができる。本年度の航海では、さらにRemotely Operated Vehicle (ROV)による水中画像撮影を実施し、水柱内での動物プランクトンの詳細な鉛直分布の測定も行った。先述の餌環境の鉛直分布と動物プランクトンの鉛直分布を比較することにより、実際の水柱内で動物プランクトンが摂餌している餌環境を明らかにすることができるため、室内飼育実験を設定する際の重要な知見となる。動物プランクトンを用いた船上飼育実験としては、プランクトンネットによって生鮮動物プランクトンを採集し、カイアシ類の1個体重量と消化管内色素量の測定を行った。これらのデータは、摂餌速度や呼吸速度を異なるカイアシ類種間で比較する際に体重で標準化するため、本研究課題において必要不可欠な情報である。本年度の達成状況を示すものとして、研究代表者は関連する研究テーマについて2018年5月21日に日本海洋学会より日本海洋学会岡田賞を受賞した。また、アウトリーチ活動として、関連する研究テーマに関する2回の講演と1件の新聞記事掲載および一般向けの図書の分担執筆を行った。このように、船上飼育実験によるデータ取得と、陸上実験室での各種実験(摂餌速度、同化効率、呼吸速度、排泄速度)の設定に関わるデータが概ね揃ってきた。さらに、関連する賞の受賞やアウトリーチ活動の実施は、本研究課題の進捗状況が順調であることを示している。研究課題を達成するために、本研究では以下の5つのサブテーマを設けている。それぞれ1.カイアシ類の摂餌および餌選択性の評価、2.カイアシ類の成長における餌生物の影響、3.カイアシ類の同化効率における餌生物の影響、4.カイアシ類の呼吸速度における餌生物の影響、5.成果発表である。今後は、餌の種類によるカイアシ類の各パラメーターに対する影響を評価するために、実験を積み重ねていく。サブテーマ1に関しては、消化管色素量に基づく摂餌速度を評価出来たが、餌選択性に関しては追加の船上実験を行っていく必要がある。サブテーマ2に関しては、予定していた手法を少し改変する。北海道大学附属練習船おしょろ丸およびうしお丸の観測航海、JAMSTECみらい北極航海に参加し、生鮮カイアシ類個体群を採集する。それを複数に分割し、室内で予め培養しておいた植物プランクトン株を添加し、数日間飼育することで餌環境ごとの成長の差を評価する。サブテーマ3に関しては、十分な培養株と餌環境情報が揃ったので、サブテーマ1と4と並行して室内での実験を進めていく。また、函館湾での定期的な観測も実施し、生鮮動物プランクトンを陸上実験室に持ち帰り、飼育条件をコントロールした状態で各種実験を行っていく。さらに、海底堆積物を培養することにより、発芽してくる植物プランクトンを単離し、新たな培養株作成を進める予定である。得られた実験データは、随時論文にまとめ発表していく。