hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トランジット惑星を用いた精密惑星進化論の構築

1)複数トランジット惑星系KOI-94に対するロシターマクローリン効果を観測し、自転公転角がほぼゼロであることを発見した。さらにこの系は惑星同士の食を起こしている初めての系であることを発見した。2)星震学を用いれば観測者の視線方向に沿った星の自転傾斜角を推定できるため、トランジット惑星系に対しては実際の自転公転角を決定できる。我々はKepler-25とHAT-P-7に対して、初めてこの真の自転公転角の決定に成功した。3)ケプラートランジット惑星系に対して系統的なリング探査を初めて行った。長周期惑星に対してはリング候補を、短周期惑星候補についてはその存在確率の制限を得た。今年度の最大の成果は、太陽系外にある4重惑星系候補であるKOI-94(Kepler Object of Interestカタログの94番)を2012年8月10日にすばる望遠鏡で観測し、内側から3番目に位置する惑星の公転軸と中心星の自転軸がほぼ平行であることを発見したことである。米国のケプラー衛星によって定期的にモニター観測・公開されているこの中心星の明るさの変化のデータから、この系には周期的に中心星の前を横切る「トランジット現象」を起こす惑星(トランジット惑星)が4つ存在していることはすでに知られていた。我々は、この公開データを再解析することで、2010年1月14日から15日にかけて、内側から3番目(公転周期約22日)と4番目(公転周期約54日)に位置する2つの惑星が同時にトランジットを起こし、かつさらにそれら同士もまた互いに食を起こすという極めてまれな現象が起こっていることを見いだした。これは2つの惑星の公転軌道面がほとんどぴったり一致していない限り説明できない。実際に観測データを詳細に解析した結果、この2つの惑星は同じ向きに公転しており、それらの公転軌道面は2度以下の精度で一致していることがわかった。さらにすばる望遠鏡の観測結果と組み合わせることで、KOI-94では太陽系と同じく、中心星の自転軸と、複数の惑星の公転軸が高い精度で揃っていることを結論した。この成果は、中心星の自転軸と、惑星の公転軸のなす角度を通じて惑星の形成と進化を探るという、本課題の研究目的において本質的な進展である。さらに、この観測的研究を受けて、天体力学的な数値計算シミュレーションも合わせて実行し、その力学的進化の説明を試みている。また、地球型系外惑星の反射光観測を通じて、バイオマーカーとしての水と酸素の吸収線の観測可能性を考察した。ケプラー宇宙望遠鏡が発見した4重惑星系KOI-94と3重惑星系Kepler-51のトランジット時刻変動解析を行った。それらの惑星候補7つは、3日から100日程度の、太陽系内惑星に比べると極めて短い公転周期を持つ。さらにKOI-94は、昨年度我々が惑星同士の食を発見したユニークな系である。今回の研究結果は、ケプラーチームに正式に認定され、KOI-94は惑星候補から惑星系Kepler-89と命名されることになった。その重要な点は以下の通り。[1] KOI-94の最大の惑星の質量は独立な分光観測から得られた値の半分程度となった。その原因は未だ不明だが、従来の質量決定法の系統誤差の可能性を示唆する重要な結果であると考えている。[2] Kepler-51の3つの惑星全てが、これまで発見された惑星の中で最も低密度(地球の1/100以下)であることを発見した。このような低密度惑星は、現在の惑星形成理論では予想されておらず、標準モデルの何らかの変更を迫る重要な観測的制限である。[3] KOI-94の3惑星もまた平均に比べてかなり低密度であり、今回の発見は単なる例外ではなく、多重惑星系が示すある種の普遍的な特徴である可能性がある。多重惑星系の形成と進化はまだ十分理解が進んでおらず、それらの新たな進化経路を示唆する観測的証拠なのかもしれない。さらに、主星と惑星との間の潮汐相互作用をとりいれた角運動量の進化を計算する数値コードを開発し、惑星が主星の自転軸に対して、平行、直交、反平行の公転軸を持つ状態が準平衡状態として達成されるものの、最終的には安定な平行な向きに揃うことを示した。この結果は、観測的な自転軸と公転軸のなす角度の分布とは矛盾しており、標準的な潮汐相互作用モデルに重大な欠陥があることを示すことができた。トランジット惑星系の精密測光および分光データを駆使して、その中心星のスピン角運動量ベクトルと惑星の軌道角運動量ベクトルの進化をモデル化するのが本研究の目的の一つであった。我々のグループは今までに、トランジット惑星系の上記の2つのベクトルのなす角度(以下、自転軌道角)の天球上の2次元射影角を測定する方法論を構築してきた。ただしこの方法論では、中心星の自転軸と我々の視線方向のなす自転傾斜角の大きさは知ることができず、3次元的な意味での自転軌道角の決定は不可能であった。しかし、その自転軌道角は、星の非動径振動に起因する光度変化の周波数解析によって決定できる。このいわゆる星震学の研究グループと共同して、2つのトランジット惑星系の3次元自転軌道角を決定することに成功した。特にこれは主系列星を中心星とする多重惑星系に対しては初めてである。

その結果、従来逆行していると考えられていたHAT-P-7という系は実は極軌道に近いこと、またほとんど整列していると思われていたKepler-25という系は実は数十度傾いていることを明らかにした。この2つの具体例は、星震学が多重惑星系の自転軌道角の精密決定に大きな威力を発揮することを示したものである。またPTFO 8-8695という高速自転するTタウリ星を中心星とするトランジット惑星系の示す異常な光度曲線の時間変化を、中心星の重力減光、周辺減光、惑星との相互作用による歳差運動などを取り込んだ数値計算で再現するとともに、今後の観測に対する予言を行った。今年度は、主として以下の研究を行った。1)観測されている系外惑星系の中には、主星の自転軸と惑星の公転軸が見かけ上反平行になっていると考えられる観測例が知られている。ただしこれは、視線方向への射影効果のためである可能性もある。我々は、そのような反平行軌道を生む有力なモデルとして、同軌道面上に大きな離心率をもつ第3の摂動天体の効果を考えた。単純な重力だけを考えた場合に反平行軌道を生み出す条件は従来知られていたが、今回は、一般相対論的な補正、主星と惑星との潮汐相互作用などを考慮した数値計算を行った結果、それらのほとんどは潮汐破壊されてしまい、安定な逆行惑星を形成することは著しく困難であることを明らかにした。2)従来の解析では発見が困難であった10年以上の長周期惑星の候補が最近提案されつつある。精密な測光光度曲線の解析を通じて、それらが土星と同じようなリングを持つ可能性を調べた。そのなかの1つの系は、リングの兆候を示しているが、それがノイズによってたまたまご検出されて確率がどの程度あるのかを具体的に詰めている段階である。かりにそれがノイズのためであると考えた場合には、今回の系統的な解析を通じて、長周期惑星がもつリングの大きさの上限値が統計的に得られることになる。3)最近、5年程度の周期で重力定数が微小変化をしている可能性が議論されている。我々は、周期が正確に定まっている系外惑星系の周期変化の上限を用いて、重力定数の時間変化に制限を与えられることを示し、具体的にその上限値を得た。天体力学数値計算については、ほぼ計画していた通りの進展である。リング探索については、定式化とテスト解析程度を予定していたが、最近、その解析に最適な長周期惑星候補カタログが発表されたため、それに応用したところ(まだ有意度は低いものの)リングの存在を示す可能性のある系を発見した。仮にこれが正しければ、極めて重要なインパクトを持つ結果であるため、現在慎重に検討を重ねている。さらに惑星のデータを用いて、重力定数の時間変化に何らかの制限をあたえられるとは事前には予想していなかったため、今回の結果は興味深いものであると考えている。当該年度においては、主として以下の2つの成果をあげた。1)階層的重力3体系における惑星移動の数値シミュレーション主星、内側の惑星、外側の摂動天体の3つからなる系の重力進化を追跡する数値計算コードを完成させ、系統的なパラメータサーベイを行った。特に、その3つがほぼ同一軌道面にある場合には内側の惑星の離心率が極めて1に近くなるために、逆行ホットジュピターを形成する可能性がある唯一の理論モデルであることが指摘されていた。しかし、それは純粋にニュートン的な重力相互作用に基づく永年摂動計算であった。我々は、主星と惑星の自転角運動量、一般相対論の効果、潮汐変形、などを取り込んだ計算を行い、ほとんどの場合、惑星は安定軌道になる前に潮汐破壊されることを示した。
海産ミミズと土着・随伴微生物群の協同的作用による沿岸底質浄化メカニズムの解明

沿岸域の一部の底質は、石油成分由来の多環芳香族炭化水素(PAHs)によって汚染されている。本研究は、底生動物である海産ミミズの活動によるPAHs浄化のメカニズム解明に向け、海産ミミズと微生物との相互的作用に着目し実施している。これまで、海産ミミズと土着微生物との相乗的な作用によって、底質中に含まれるPAHs濃度が減衰することが明らかとなった。本年度は、最適な浄化温度を明らかにすることを目的とし、異なる温度条件下において50日間の浄化試験を実施し、底質の細菌数、海産ミミズの生残および成長、間隙水および底質のPAHs濃度を測定した。試験終了時、15,20および25度のいずれの温度においても海産ミミズの生存は確認され、特に20および25度でバイオマスの増加が認められた。底質の微生物数は、いずれの温度においても海産ミミズを添加することで減少する傾向が認められたことから、土着微生物が海産ミミズのえさ資源としても重要であることが示唆された。PAHsの代謝や減衰に関与するとされる海産ミミズの薬物酵素遺伝子の発現量は、温度によって差は認められなかった。海産ミミズ添加群における底質から間隙水へのPAHsの溶出量は、15および25度に比べ、20度で最も高い傾向が認められた。これは、20度ではミミズの活動が活発になり、底質の攪拌効果などによって底質から間隙水へPAHsが溶出したことによると考えられた。50日の浄化期間では底質のPAHs濃度は処理区間で差は認められなかったものの、より長期間の浄化を20度で実施することで、底質のPAHs濃度も減衰すると推察された。沿岸域の一部では、有害化学物質による底質汚染が問題となっており、安全かつ効率的な浄化技術の開発が求められている。このような背景のもと、これまで汚染底質に生息可能で、さらに有害化学物質分解能を有する海産ミミズを発見・単離し、新規バイオレメディエーションの担い手としての可能性を検討してきた。本研究では、海産ミミズによって促進される底質中有害化学物質の分解メカニズムを、土着・随伴微生物との相互補完的作用という観点から解明することを目的としている。H27年度は、実環境中の複合汚染底質を滅菌した底質および未滅菌底質を用いてマイクロコズムを作成し、一定期間海産ミミズを飼育後、沿岸域底質において特に汚染が懸念されている多環芳香族炭化水素(PAHs)の底質中濃度を測定することで、微生物と海産ミミズによる協同的PAHs分解機構が存在するかを検討した。その結果、土着微生物および海産ミミズ共存下で底質中PAHsの減衰がもっとも高いことが認められた。また、海産ミミズを添加することで、土着微生物の存在に関わらずPAHsのなかでも3環のPAHsが、さらに土着微生物共存下では、4環PAHsが顕著に減衰することが示された。また、海産ミミズ添加による土着微生物への影響を検討するため、16SrRNAを対象とした菌叢解析を実施した結果、海産ミミズを添加することで、底質中の土着微生物は独自の菌叢へ遷移することが明らかとなった。底質中に含まれる多環芳香族炭化水素の減衰メカニズムとして、海産ミミズと土着微生物の協同的作用の存在が示すことができた。さらに、菌叢解析の結果から、PAHs分解への関与が想定されるいくつかの配列を特定することができ、H28年度以降の研究基盤となる情報を得ることができた。沿岸域の一部では、有害化学物質による底質汚染が深刻な問題となっており、安全かつ効率的な浄化技術の開発が求められている。このような背景のもと、これまで汚染底質に生息可能で、さらに有害化学物質の分解能を有する海産ミミズを発見・単離し、新規バイオレメディエーションの担い手としての可能性を検討してきた。これまでの研究で、土着微生物および海産ミミズが共存する環境下において、底質中の多環芳香族炭化水素(PAHs)の減衰がもっとも高いことから、協同的なPAHs分解メカニズムが存在することが認められた。そこでH28年度は、微生物と海産ミミズの協同的な分解メカニズム解明の一環として、底質およびミミズ体内外に付随する微生物群の菌叢解析を実施した。その結果、海産ミミズを添加した底質中では、一部の石油分解微生物群が占める割合が増加することが確認された。また、ミミズ体内外に付随する菌においても、汚染底質で一定期間飼育することで、独自の菌叢へと変化することが明らかとなった。さらに、次年度以降実施する研究に向け、PAHs分解に寄与する機能遺伝子およびキーストーン種などの定量PCR系を構築することができた。これまでの成果を、国際学会1件、論文2報にまとめ、発表した。底質およびミミズ付随菌の菌叢解析の結果から、ミミズ添加による石油成分分解菌の増加を見出し、多環芳香族炭化水素の減衰メカニズムとして、分解菌の重要性を示すことができた。また、学会、論文での成果発表もコンスタントに行っていることから、研究は順調に実施しているといえる。本研究では、海産ミミズの添加によって促進される底質中有害化学物質の分解メカニズムを、土着・随伴微生物との相互補完的作用という観点から解明することを目的としている。

平成29年度は、これまでの研究で海産ミミズと土着微生物との協同的な有害化学物質の減衰が確認された底質における微生物群集の変化をより詳細に解析するため、細菌の16SrRNA遺伝子およびPAHs減衰に関与する機能遺伝子(bamA)量をreal-time PCRにより定量した。また、微生物バイオマスの指標として、底質中のATP量を測定した。その結果、底質中の細菌およびbamAの遺伝子数、ATP量は、海産ミミズの添加によって有意な変化は認められなかった。一方、DNAおよびRNAに基づいた底質および海産ミミズに随伴する微生物の群集構造解析を行った結果、RNAに基づく解析では、海産ミミズ添加による菌叢の変化をより鋭敏に検出することができた。海産ミミズ体内の菌叢は、生息底質に依存するものの、底質とは異なりVerrucomicrobia(Verruco-5)に属する細菌群の割合が多くなり、独自の菌叢を形成していた。以上、これまでの結果から、海産ミミズと土着微生物との協同作用による底質の有害化学物質の減衰は、土着微生物バイオマスの増加によるものではなく、海産ミミズ自身による代謝に加え、微生物群集構造の変化あるいは微生物代謝の変化によるものと推察された。海産ミミズと土着微生物との協同作用による底質の有害化学物質の減衰のメカニズムは、海産ミミズ自身による代謝に加え、微生物群集構造の変化あるいは微生物代謝の変化によるもとのと推察された。それを実証するため、底質中での機能遺伝子の変動を解析する必要があると判断し、その予備実験を新たに実施した結果、本試験の基盤を作成することができた。また、本課題における成果の学会発表も行っていることから、研究は順調に実施しているといえる。沿岸域の一部の底質は、石油成分由来の多環芳香族炭化水素(PAHs)によって汚染されている。本研究は、底生動物である海産ミミズの活動によるPAHs浄化のメカニズム解明に向け、海産ミミズと微生物との相互的作用に着目し実施している。これまで、海産ミミズと土着微生物との相乗的な作用によって、底質中に含まれるPAHs濃度が減衰することが明らかとなった。本年度は、最適な浄化温度を明らかにすることを目的とし、異なる温度条件下において50日間の浄化試験を実施し、底質の細菌数、海産ミミズの生残および成長、間隙水および底質のPAHs濃度を測定した。試験終了時、15,20および25度のいずれの温度においても海産ミミズの生存は確認され、特に20および25度でバイオマスの増加が認められた。底質の微生物数は、いずれの温度においても海産ミミズを添加することで減少する傾向が認められたことから、土着微生物が海産ミミズのえさ資源としても重要であることが示唆された。PAHsの代謝や減衰に関与するとされる海産ミミズの薬物酵素遺伝子の発現量は、温度によって差は認められなかった。海産ミミズ添加群における底質から間隙水へのPAHsの溶出量は、15および25度に比べ、20度で最も高い傾向が認められた。これは、20度ではミミズの活動が活発になり、底質の攪拌効果などによって底質から間隙水へPAHsが溶出したことによると考えられた。50日の浄化期間では底質のPAHs濃度は処理区間で差は認められなかったものの、より長期間の浄化を20度で実施することで、底質のPAHs濃度も減衰すると推察された。海産ミミズの活動による、有害化学物質の海水中への溶出の有無を検討する。
ショウジョウバエ概日時計入出力系を中心としたコリン作動性神経系の機能解剖

本研究は,コリン作動性ニューロンの概日時計同調系や出力系への関与を調べる目的で,キイロショウジョウバエ野生型と,特定のコリン作動性ニユーロン群でアセチルコリン合成能が低下あるいは消失したコリンアセチル基転移酵素(ChAT)cDNA形質転換体を用いて,免疫組織学的な比較解析と概日活動リズムの比較解析を行い,次の結果を得た。1.複眼網膜の基底膜下に位置する網膜外光受容器(eyelet)にChAT抗体陽性染色がみられ,これから発する神経繊維は付属視髄に投射していた。eyeletは,少なくとも4個の光受容細胞から構成され,それらのラブドームはRh6オプシン抗体によって特異的に標識された。この観察結果から,eyeletは痕跡的構造ではなく視物質を発現する機能的な光受容器官であると考えられる。2.付属視髄に位置し概日時計と考えられている側方ニューロン群(LN)に,ニコチン性アセチルコリン受容体抗体による陽性染色がみられた。このことから,eyeletはLNに出力している可能性が考えられ,コリン作動性網膜外光受容器の概日時計同調系への関与が示唆される。3.高照度の明暗サイクル下では,形質転換体は明瞭な双峰型活動リズムを示したが,照度の低下に伴い活動が双峰型から単峰型へ変化し,さらに光オフ直後の活動が著しく低下した。明暗の位相変位後の再同調に必要な移行期は,形質転換体では対照群(white)に比べ有意に短かった。これらの結果から,形質転換体の光感受性は野生型に比べ有意に高いと考えられる。4.形質転換体の視葉に分布するLNニューロンの軸索やvaricosityの直径は,野生型に比べ有意に大きい。特定ニューロン群でのChAT発現低下が,2次的にLNニューロンの形態変化を引き起こした可能性も示唆される。形質転換体における概日リズム変異とLNニューロンの形態変異の関係の解析は今後の課題である。概日時計の同調系や出力系へのコリン作動性ニューロンの関与を調べる目的で,キイロショウジョウバエ野生型と,特定のコリン作動性ニューロン群でアセチルコリン合成能が低下あるいは消失したコリンアセチル基転移酵素(ChAT)cDNA形質転換体を用いて,コリン性神経系の免疫組織学的な比較解析と概日活動リズムの比較解析を行い,次の結果を得た.1.複眼網膜の基底膜下に位置し,概日時計の明暗サイクルへの同調に関与すると考えられている網膜外光受容器にChAT抗体陽性染色がみられ,これから発するChAT陽性繊維は附属視髄に投射する.2.附属視髄に位置し概日時計と考えられているper/PDHニューロン群に,抗-ニコチン性アセチルコリン受容体(ligand bind-ing α-like subunit(ALS))抗体による陽性染色がみられる.3.これらの観察結果から,網膜外光受容器はコリン作動性ニューロンから構成されており,per/PDHニューロン群にシナプスしている可能性が考えられ,コリン作動性ニューロンの概日時計同調系への関与が示唆される.4.ChATcDNA形質転換体のうち,1.2kb形質転換体-line2では,野生型に比べて暗期にも活動が高頻度で起こり双峰性が不明瞭になるが,1.2kb-line6では明期の活動が増加し野生型よりさらに明瞭な双峰性活動を示す.恒暗条件下では,line2では活動リズムが極めて不明瞭となる一方,line6では極めて明瞭なリズムが継続する.5.活動リズムに異常が見られる1.2kb-

line2とline6においても,網膜外光受容器のChAT抗体陽性とper/PDHニューロンのALS抗体陽性が認められる.6.このことから,形質転換体の概日活動リズムの異常は,概日時計同調系ではなく,出力系に関与するコリン作動性ニューロンにおけるアセチルコリン合成能の低下が影響している可能性が考えられる.昨年度の研究結果から,概日時計の明暗サイクルへの同調に関与すると考えられる,網膜外光受容器(eyelet)はコリン作動性ニューロン群から構成され,概日時計と考えられているper/PDHニューロン群にシナプスしている可能性を示した.本年度は,1)eyeletの機能解剖,2)ChATcDNA形質転換体(1.2kb-ChAT cDNA-line 6)の概日活動リズムの解析,3)形質転換体のPDHニューロンの形態解析を行い,次の結果秦得た.1)eyeletは,感桿分体をもつ,少なくとも4個の光受容細胞から構成されている.細胞質には,色素顆粒やミトコンドリア,多胞体がみられ,eyeletが痕跡的構造ではなく機能的な光受容器官であることを示す.2) LD12:12・照度300lux・25°Cの下では,形質転換体は明瞭な双峰型活動リズムを示したが,1.2lux,0.24luxと照度の低下により活動が双峰型から単峰型へ変化し,さらにlight off直後の活動が著しく低下した.明暗の位相変位後の再同調に必要な移行期は,形質転換体では対照群(white)に比べ有意に短かい(0.24 lux; white,2.33±0.21日;1.2kb-line6,1.71±.018日;t一検定p<0.05).これらの事実は,形質転換体の光感受性が野生型に比べ高いことを示唆する.3)形質転換体の視葉に分布する抗-PDH抗体陽性ニューロンの軸索やvaricosityの直径は,野生型に比べ有意に大きい(t一検定,p<0.05).野生型では視葉に強いChAT免疫活性がみられるが,形質転換体では著しく低下していることから,特定ニューロン群でのChAT発現低下が,2次的にPDHニューロンの形態変化を引き起こした可能性も示唆される.形質転換体における概日リズム変異とPDHニューロンの形態変異の関係の解析は今後の課題である.本年度は、概日時計入力系に関与すると考えられるコリン作動性網膜外光受容器(eyelet)の構造と機能をさらに調べるために、免疫組織化学的方法を用いて解析を行い、次の結果を得た。1.ショウジョウバエの複眼および単眼の光受容細胞では、これまでに6種の視物質(オプシンRh1Rh6)遺伝子の存在が明らかにされている。本研究では、抗-NINAE(Rh1),-Rh4,Rh5,-Rh6抗体を用いる免疫電顕法により視物質の検索を行い、eyeletの光受容細胞のラブドームが、抗-Rh6オプシン抗体によって特異的に標識されることを明らかにした。Drosophila Rh6の分子構造は,ミツバチの緑色域に感度を持つ視物質に類似することなどから,eyeletは緑色光に分光感度を持つ可能性が推測できる。2.Rh1オプシンの発現異常に起因して個眼の周辺視細胞Rh1-Rh6のラブドームが変性するninaE突然変異体(ninaE^<ora>,ninaE^<l17>)では、eyeletのラブドームには変性は認められなかった。この観察は、eyeletがNINAE抗体で標識されず視物質はRh1ではないという免疫組織化学的結果と対応する。
エレクトロスピニング・ナノファイバー酸化チタン電極による色素増感太陽電池

色素増感太陽電池の変換効率向上には、光をなるべく多く受けるための酸化半導体膜の高表面積化、色素と電解質溶液問の酸化還元反応を円滑により多く起こすための酸化半導体膜の多孔質化が重要となってくる。本研究ではその2つの機能を満たすナノファイバ膜をエレクトロスピニング法を用いることによって作製した。エレクトロスピニング法は高分子溶液に高電圧をかけるだけでナノファイバを作製する技術であり、ナノファイバが次々と折り重なって膜を形成することにより、常温常圧下で簡素なプロセスのわりに高表面積で多孔質なナノファイバ膜を得ることができる。この性質を利用して、高分子溶液と酸化半導体の前駆体の混合溶液をエレクトロスピンすることにより混合ファイバ膜を作製し、高温で焼成することによって高分子を除去し、純粋な結晶酸化半導体膜を得ることができた。この膜を光電極として色素増感太陽電池の特性に及ぼす要因を検討した。酸化チタンナノファイバーはシート状に作製され、その後熱プレスによりファイバーの密度を上昇させることができた。ファイバー密度の上昇とともにルテニウム色素の担持量が増加した。また、作製したナノファイバーシートはセルフスタンディングであるため、FTO基材に載せる酸化チタンナノファイバー電極を1枚から6枚、デジタル的に増加させることが可能となった。作製したナノファイバー電極の焼成後は、X線回折によりアナターゼ型の結晶であることが確認された。熱圧力処理を施すことでファイバの形状を保ちつつファイバ同士を接合させ、膜厚が11.60μmのとき変換効率6.18%の特性を得た。また、エレクトロスピニング溶液中のtitanium tetra isopropoxideの量を減らすことでファイバを細径化し、表面積を上げることで色素の担持量を増加させ、膜厚10.63μmで変換効率6.98%の特性を得た。エネルギー資源の枯渇に関する懸念と環境保護の観点からクリーンエネルギーの早期実用化に関する期待が高まっている。そのクリーンエネルギーの代表として太陽電池が挙げられる。近年精力的に研究・開発がなされている。中でも色素増感太陽電池は、構造及び作製手順が簡単であり、次世代の太陽電池として期待が高まっている。その多くの研究は、酸化チタンの微粒子を分散し、スキージ法などの透明電極上に塗布するものである。多くの研究者が様々な作製を報告してきたが電極のナノ構造と表面積、及び色素担持量とエネルギー変換効率との関係についてはほとんど明らかにされていなかった。そこで本研究では、この酸化チタンナノファイバーをFTOなどの透明電極上に直接作製し、焼成によってネッキングを形成し色素増感太陽電池を作製した。そして酸化チタンナノファイバーの直径、膜厚、密度及び色素担持量とエネルギー変換効率との関係を明らかにし高効率色素増感太陽電池実現の為の基礎的知見を明らかにした。これまで報告されてきた微粒子を用いた色素増感太陽電池よりも電極形成が容易であり、しかも直径が50mmオーダーの電極ファイバーを形成できた。これにより、エネルギー変換効率上昇の為に本質的となる物理的因子が明らかになった。実用化のための基礎的知見を明らかにすることで、ナノテクノロジーの進展及びクリーンエネルギー太陽電池の実用化に大きく寄与するものと予想される。平成17年度はエレクトロスピニング法によるナノファイバー酸化チタンの特性制御を目的として下記の点について検討した。(1)直径の最小化:直径60nm以下のナノファイバー作製の為に電極間距離、電圧、溶媒、高分子、酸化チタンの量比を系統的に変化させ、細線化の為の物理的要因、科学的要因を見出した。(2)ナノファイバー薄膜の作製と膜厚制御:色素増感太陽電池の電極膜厚として従来報告されている5μm10μmに対して、申請者らは水晶振動子マイクロバランス法を用いてnmオーダーで膜厚制御する手法を見出している。この膜厚制御により、酸化チタン総量の調整を行った。

また、エレクトロスピニング溶液中のtitanium tetra isopropoxideの量を減らすことでファイバを細径化し、表面積を上げることで色素の担持量を増加させ、膜厚10.63μmで変換効率6.98%の特性を得た。
水田の生物がもたらす生態系サービスの賢い利用を導く技術と社会の総合研究

本研究は、人と自然が調和した共生によって水田の生物多様性を保全するための、学際的研究である。生物多様性が生態系サービスの基盤であることは、花粉媒介等について知られているが、水田生態系に関する研究は乏しい。本研究では、水生動物の存在が、土壌や水質の変化を通じて、稲収量に有効な場合もあることを明らかにした。ランドスケープスケールでの多様な生物撹乱が生物群集の組成や食物網構造に与える影響を調査することで、農法変化による生物多様性への影響を明らかにした。農地での生物多様性保全には、農家や消費者の認識や行動が重要であり、個人のリスク態度や社会関係資本と生物多様性に対する認知や行動との関係を明らかにした。(1)水田の水管理が水生動物群集に及ぼす影響について定量評価を行い、早期湛水がドジョウの繁殖に及ぼす影響を明らかにした。また、生物によってもたらされる水田の変化を明らかにするために、エンクロージャー実験を行った。イトミミズ類は、有機栽培管理の圃場条件において、土壌中における有機物の分解を促進し、窒素供給量を増加させたことによって、玄米収量を有意に増加させ、栽培期間中に土壌表面に4cmの土壌を下層から移送させることによって雑草種子を埋没させ、雑草発生量を有意に減少させた。ドジョウとタニシには、田面水の濁度を上げ、雑草量を減らす効果が見られた。また、ドジョウは水中のリン濃度を減少させ、タニシはアンモニア濃度を増加させた。オタマジャクシには濁度を上げる効果のみ検出された。(2)水田生態系の上位種に関する調査では、チュウサギは環境保全型水田の比率が高い地域への飛来数が多いデータが得られたが、圃場単位では農薬使用の有無による差は見られなかった。トキは放鳥個体数が増加するにしたがって、山際の谷津田から開けた平地を利用するになり、認証米水田の利用頻度が高くなってきた。ミミズなど、これまで知られていない生物についても市民参加型調査を進め、「琵琶湖地域の水田生物研究会」を開催した。(3)日本の稲作における品種多様性の役割を生産性および生産リスクの観点から評価する分析モデルを構築した.『コウノトリを育む農法』に関するアンケート調査を実施し、コウノトリ保護に大きな不確実性を感じる被験者ほど同農法を高く評価することが示された。ラオス南部の10農村において、家計調査を行った。分析の結果、調査村では、河川や森林などで魚、カエル、キノコ、タケノコなどの自然資源を採集し、とりわけ自家消費用として利用していること、食料確保に不安が生じやすい貧困層の方が自然資源の採集活動がさかんであることなどがわかった。本課題では、(1)環境保全型水田がもたらす生態系の変化と稲にとっての効果を、微生物から魚類までの生物間相互作用の機能として解析し、(2)水田や休耕田ビオトープが広域的な生態系に及ぼす効果をアンブレラ種を指標として評価し、(3)水田地帯の生態系サービスを認知するための条件を明らかにすることを目的としている。(1)水田内にエンクロージャーを設け、イトミミズ類によって、有機物の分解が促進され、田面水のアンモニウム態窒素と無機態リン酸が増加、雑草の発生が減少し、玄米収量と外観品質が向上した。滋賀県の調査地では冬期湛水によってドジョウが減少した一方で、中干しの中止によってはドジョウやトンボのヤゴが継続して生息した。集水域規模での水田への魚類の移動パターンの把握ができた。同時に、魚類のCytB領域の配列を把握し、「環境DNA」技術による魚類相把握の適用の準備も整えた。(2)放鳥トキの認証米水田の利用率は、放鳥直後は低かったが、徐々に増加し、2012年には採餌水田の約23%は認証米水田となった。1日の行動圏は、佐渡島中部、国中平野では34Km2になり、南部(1km2弱)より大きかった。滋賀県では、チュウサギの水田依存度は高く、稲の生長とともに畦や休耕田を利用する頻度が増加した。また、冬期湛水田での採餌個体数が有意に多かった。(3)日本の作物多様性が農業生産に及ぼす影響を自己回帰型分布ラグモデルを用いて検証し、作物多様性が乏しい地域はそうでない地域に比べて農業生産性が高いことなどを明らかにした。また、農業体験を伴う研修プログラムによる人材育成効果について定性評価をおこなった。ラオス南部水田地帯において、生物資源の利用ならびに農業生産に関する聞き取り調査を行った。生物資源の採取活動が、低所得世帯の生計手段や所得低下時の対処手段の一つとして位置付けられうることが示唆された。(1)滋賀県内水田地帯におけるカヤネズミの分布を調査し、114地点中71地点で生息を確認した。

ハッタミミズの分布を市民参加により調査した。また297種の付着珪藻類を分類した。水生生物が水田生態系において果たす役割を調べるエンクロージャー実験(2013年度実施)について、その分析結果を統計的に解析した。(2)慣行農法水田区域と無農薬または減農薬水田の多い区域において、鳥類調査を行った。鳥の種数とサギ類個体数は、有機水田が慣行水田より有意に多かった。サギ類の餌について、ドジョウ類、カエル、おたまじゃくし、アメリカザリガニが見られた。(3)生態系保全型農業が抱える不確実性への認識と、減農薬に取り組むことで不確実性を取り除くことへの経済価値評価をアンケート調査により把握・分析した。その結果、生態系保全の不確実性は大きいと認識する被験者ほど、不確実性を除去することへの評価が高いことが示された。農家による環境こだわり農業の採択要因と採択がいかなる効果をもたらしたのかを検討した結果、1環境保全型農業の普及には、近隣者同どうしの相互作用によって普及が進むといった、近隣効果が存在し、多様な農家活動は環境保全型農業の採択と正の相関関係にある一方で、零細経営、高齢化や農家のリスク回避的選好は採択と負の相関関係にあること、2環境保全型農業の採択には、規模拡大意欲、販路拡大や直販といった積極的な経営展開を促す効果があることなどがわかった。稲作品種の多様性が米生産に及ぼす影響を定量的に評価した結果、1品種多様性は稲作の生産性向上には貢献しない。2品種多様性が高いほど冷害や高温障害などの気温がもたらす稲作への負の影響は緩和される。3予期せぬ外的要因により米生産が本来の投入・産出の関係性から乖離したとき、品種多様性が低いほど元の状態に戻る速度は早まることが予想された。26年度が最終年度であるため、記入しない。生態学26年度が最終年度であるため、記入しない。いくつかの生物について、環境保全型水田による効果が明らかになった。実験系によって、生物の増加による水田環境の変化が明らかになり、一部の条件下では米の増収や品質向上の結果も得られた。また、ラオス南部での聞き取り調査によって、住民の生態系サービス利用について、我が国と比較できる精度のデータを収集できた。農家や消費者にとって、生物多様性によってもたらされる生態系サービスへの認知度を高める方法について、展望が開けた。一方で、チュウサギのGPS発信器による追跡と水生動物に関する一部の野外実験が実施できなかった。一部の実験系では、生物の増加による米の増収や品質向上の結果も得られた。(1)現実の水稲圃場においては機械除草がイトミミズ類の増殖と土壌撹乱による機能を抑制している可能性がある。機械除草の影響が小さい株間土壌で、イトミミズ類の水稲栽培サポート機能が発揮されているかどうかを明らかにする。(2)水田の湛水開始時期の違いが水生動物群集やイネの成育にあたえる影響と生物多様性保全効果について検討する。(3)トキやチュウサギが認証米や環境保全型の水田を餌場として選択的に利用しているかどうか、また、どんな生き物が生息する水田を好んで利用しているかどうかを解析する。
ウイルス競合感染理論に基づくHIV感染抑制機構の解析

ヒトヘルペスウイルス6型(HHV-6)感染によるHIV-1 coreceptorであるCXCR4の発現抑制機構を検討し、下記の結果が得られた。1)HHV-6およびHHV-7感染によって細胞表面CXCR4発現量の著しい低下を認めた。この発現低下は転写レベルでの異常によるものであった。2)CXCR4発現低下に伴い、SDF-1添加による細胞内カルシウムイオン濃度上昇程度とmigrationの低下を認めた。3)CXCR4 mRNA発現抑制のメカニズムを検討したところ、CXCR4プロモーター上流320base周辺に転写を抑制する領域を同定でき、その抑制程度はHHV-6感染細胞でより著明であった。4)転写抑制領域をプローブとしたEMSAによって、HHV-6感染により、転写抑制因子であるYY1の結合が増強することが示された。また、YY1強制発現によってCXCR4発現が抑制されることが確認された。5)HHV-6感染細胞では非感染細胞と比べ、YY-1とc-Mycとの結合量が低下しており、その結果CXCR4プロモーターに結合できるフリーなYY1レベルが上昇し、CXCR4発現抑制に結びつくものと考えられた。6)さらにHHV-6感染細胞では、c-MycとMaxとの結合量が増強し、他方MaxとMadとの結合量が低下していることが明らかとなった。本研究で得られた結果をもとに、今後転写因子に焦点を当てたHIV coreceptor発現調節による新たなエイズ予防・治療戦略を追求する予定である。
ビニルエーテルの精密ラジカル重合を基軸とするアーキアミメティック組織の合成

“ビニルエーテルのラジカル重合"を基盤に,これまで学理として成立していないエーテル基を基盤とする「アーキアミメティック」化学体系を新しく構築する。現在までにスチレン系やアクリル系モノマーの制御ラジカル重合が達成され,それを用いた高次構造組織化に関する化学が発展している。しかし,ビニルエーテル類のラジカル単独重合は達成されていないため,その発展系である高次の組織形成に関する研究まで未だ到達していない。そこで,制御ラジカル重合によるポリビニルエーテル合成を一般化し,重合誘起自己組織化による集積・組織体を具現化し,アーキアのような極限環境にも耐え得る次世代型組織科学の発展へと繋げる。
ユニバーサル・ヘルス・カバレッジ事業のインパクト評価

本研究は日本政府・JICAによる、セネガル共和国に対するUHC (Universal Health Coverage)援助事業の効果を定量評価することを目的としている。成果の定量化は我が国における援助事業のあり方に重要な示唆を与える。近年、途上国を中心としてUHC達成に向けて公的医療の財源拡大が進められているが、予算を増やすことが医療支出による家計破たんの解消や健康水準の向上に繋がっているのかどうかは定かではない。すなわちUHC拡充政策が家計破たんや国民健康水準に与える効果の分析が政策上の課題となっている。セネガル国民の8割を占めるインフォーマル・セクターは、各市町村に設置されたコミュニティ共済保険に加入することになっているが、研究開始時の加入率は1割程度にとどまる。コミュニティ共済保険組合(以後、共済保険組合)の導入課題として保険業務機能強化が挙げられる。加入者の募集とその登録、保険料徴収医療機関と契約帳簿管理の登録、医療機関からの診療報酬請求の審査・支払い等、基本的な保険手続きがすべての共済組合で機能されなければならない。UHC援助事業の一環として、2018年に共済保険組合の業務機能強化のための技術支援が行われた。本研究ではセネガル三州で技術支援の対象となった県(介入群)と対象にならない県(対照群)との間での共済組合のパフォーマンス、従業者数、保険加入者数、契約先医療機関数や診療報酬支払期間等の比較分析によってUHC援助事業のインパクトを評価する。2018年度は、2017年度に行った共済組合調査(事前調査)について記述統計的分析を行った。また、2018年12月から2019年1月にかけて、三州の1700世帯を対象に世界銀行と協働して家計調査を行い、データを収集した。家計調査にかかる、調査方法の指導、実施管理のため、研究分担者が現地に赴いた。2018年度は、佐藤(研究代表者)が全体調整、中村・真野(研究分担者)が調査計画策定・調査実施・分析、井伊・金子(研究分担者)が医療経済学の観点からの助言を行うという研究体制のもと、ベースライン調査の一部分析とデータ収集を行った。2017年度に実施した共済組合調査で得られたデータについて、非常勤研究員を雇用して、中村・真野の指示の元で記述統計的分析を行った。政府・JICAによる技術支援は、事前に選ばれた三州(ティエス、ジュルベル、タンバクンダ)の計10県から3県を対象としているが、共済組合調査は、これら三州の全ての共済組合に対して、従業者数、保険加入者数、契約先医療機関数や診療報酬支払いに掛かる期間、保険業務の知識の有無等について調査している。2018年度中に行った記述統計的分析の結果については、当初予定通り、JICAおよびセネガル政府に報告書を提出することができた。家計調査については、世界銀行と連携して2018年度中に調査を行い、上述の三州から約1,700件のサンプルを取った。この家計調査では主に各家計の医療支出、具体的には過去12か月の入院費・過去3か月の薬剤費等や保険加入状況といった指標の他、医療サービス利用や既往歴などの健康水準に関する情報を集めた。家計調査は、当初、2018年夏に予定されていたが、世界銀行での調査項目確定などに時間がかかり、実際には、2018年12月から2019年1月にかけて実施された。このため、2018年度に計画していた、家計調査の結果の分析および共済組合調査と家計調査をマッチングさせたデータの分析は、2019年度から行うこととなった。ポスドク研究員を雇用することで、分析等を加速し、論文の作成に取り掛かる。また、この実証分析の結果については、JICAおよびセネガル政府に対して報告を行い、さらに学会発表やセミナー/国際会議での報告を予定している。家計調査および共済組合調査はUHC援助事業後の2021年に再び実施する(事後調査:介入後データ)。セネガル三州で技術支援の対象となった県(介入群)と対象にならない県(対照群)との間での共済組合のパフォーマンス、従業者数、保険加入者数、契約先医療機関数や診療報酬支払いに掛かる期間、保険業務の知識の有無等の2017年の調査結果との比較分析、家計の医療支出(入院費・薬剤費など)や保険加入状況、医療サービス利用や既往歴などの健康水準に関する結果を2018年の調査結果と比較分析、さらに共済組合調査と家計調査をマッチングさせたデータの分析との比較分析によってUHC援助事業のインパクトを評価する。2019年度中は、介入前データの分析、論文執筆、中間報告を行う。また、事後調査に向けた調整を開始する。このため、前年度の非常勤研究員に代えてポスドク研究員を雇用する。また、中間報告および事後調査に向けた現地政府との折衝・調整のため、研究分担者1名が現地に赴く。2020年度は、事後調査(家計調査および共済組合調査)の調査計画を策定する。実際に現地で調査員が用いる質問票(タブレットにインストール)を作成するため、アプリケーションを購入する。また、現地政府との折衝・調整のため、研究分担者1名が現地に赴く。2021年度は、世界銀行と協働して調査を実施し、さらに、三州の全ての共済組合を対象とした共済組合調査を実施し、データの収集を行う。調査方法の指導、実施管理のため研究分担者1名が現地に出張する。収集したデータの記述統計的な分析を開始する。

最終年度となる2022年には、家計調査・共済組合調査のデータ分析および両方の調査の結果をマッチングさせたデータの分析を行った上で、事前調査の結果との比較分析を行う。結果を成果報告書としてまとめて、現地に赴きJICA・セネガル政府に報告し、論文作成に着手する。本研究は日本政府・JICAによる、セネガル共和国に対するUHC (Universal Health Coverage)援助事業の効果を定量評価することを目的としている。成果の定量化は我が国における援助事業のあり方に重要な示唆を与える。近年、途上国を中心としてUHC達成に向けて公的医療の財源拡大が進められているが、予算を増やすことが医療支出による家計破たんの解消や健康水準の向上に繋がっているのかどうかは定かではない。すなわちUHC拡充政策が家計破たんや国民健康水準に与える効果の分析が政策上の課題となっている。セネガル国民の8割を占めるインフォーマル・セクターは、各市町村に設置されたコミュニティ共済保険に加入することになっているが、研究開始時の加入率は1割程度にとどまる。コミュニティ共済保険組合(以後、共済保険組合)の導入課題として保険業務機能強化が挙げられる。加入者の募集とその登録、保険料徴収医療機関と契約帳簿管理の登録、医療機関からの診療報酬請求の審査・支払い等、基本的な保険手続きがすべての共済組合で機能されなければならない。UHC援助事業の一環として、2018年に共済保険組合の業務機能強化のための技術支援が行われた。本研究ではセネガル三州で技術支援の対象となった県(介入群)と対象にならない県(対照群)との間での共済組合のパフォーマンス、従業者数、保険加入者数、契約先医療機関数や診療報酬支払期間等の比較分析によってUHC援助事業のインパクトを評価する。2018年度は、2017年度に行った共済組合調査(事前調査)について記述統計的分析を行った。また、2018年12月から2019年1月にかけて、三州の1700世帯を対象に世界銀行と協働して家計調査を行い、データを収集した。家計調査にかかる、調査方法の指導、実施管理のため、研究分担者が現地に赴いた。2018年度は、佐藤(研究代表者)が全体調整、中村・真野(研究分担者)が調査計画策定・調査実施・分析、井伊・金子(研究分担者)が医療経済学の観点からの助言を行うという研究体制のもと、ベースライン調査の一部分析とデータ収集を行った。2017年度に実施した共済組合調査で得られたデータについて、非常勤研究員を雇用して、中村・真野の指示の元で記述統計的分析を行った。政府・JICAによる技術支援は、事前に選ばれた三州(ティエス、ジュルベル、タンバクンダ)の計10県から3県を対象としているが、共済組合調査は、これら三州の全ての共済組合に対して、従業者数、保険加入者数、契約先医療機関数や診療報酬支払いに掛かる期間、保険業務の知識の有無等について調査している。2018年度中に行った記述統計的分析の結果については、当初予定通り、JICAおよびセネガル政府に報告書を提出することができた。家計調査については、世界銀行と連携して2018年度中に調査を行い、上述の三州から約1,700件のサンプルを取った。この家計調査では主に各家計の医療支出、具体的には過去12か月の入院費・過去3か月の薬剤費等や保険加入状況といった指標の他、医療サービス利用や既往歴などの健康水準に関する情報を集めた。
母体血中有核赤血球の効率的回収法とその無侵襲胎児診断への応用に関する研究

母体血からの効率的な有核赤血球回収法の確立を目的に、Percollの細胞障害性を、また、レクチン法とCD45を用いた磁気ビーズ法の回収効率が同等であることを確認した。また、自動有核赤血球識別装置は順調に稼働しており、予定通りのパフォーマンスを実現していることを確認した。遺伝子解析は、FISH法を用いているが、血球の由来同定も含めた、SNP解析の基礎検討を行った。自動有核赤血球識別装置を用いることで、有核赤血球の回収数は飛躍的に向上し、14mLの血液から100細胞以上回収される状況にある。次に、無侵襲的出生前検査の臨床応用への意識調査で、検査前後の遺伝カウンセリング体制の必要性を確認した。母体血中より有核赤血球を回収する工程は、1比重遠沈法、2有核赤血球の濃縮、3塗抹標本作成と自動分析装置での有核赤血球同定、4遺伝子解析からなる。1については、Percollの細胞障害性を確認し、Ficoll液の使用に切り替えた。2の有核赤血球の濃縮については、レクチン法による赤血球除去効率が不良で、以前の有核赤血球回収率が確保できないため、CD45を用いた磁気ビーズ法の検討を行い、レクチン法と同様の回収効率が確認された。4の遺伝子解析は、FISH法で胎児の性別および21番と18番染色体の数的異常のみを検討している。そうするとその全細胞のFISH診断を行うと非特異的なシグナルが多く検出され、診断を決定しきれない状況が発生している。そのような状況の打開策として、シグナル洗浄後に別の蛍光色をっ用いたFISHを再度行うなどの検討を行っているが、効率面での課題もあり、血球の由来同定も含めた、SNP解析の基礎検討を行っている。さらに、非侵襲的出生前遺伝子診断法が、臨床応用される場合に、倫理的な問題点が指摘される可能性がある。その問題点として臨床遺伝の専門家がどのようなことを考えているかを解明する目的で、継続的にアンケート調査を行っている。妊婦は非侵襲的な検査の臨床応用を歓迎する一方、医療者からは懸念が示された。妊婦は検査の安全性を重要視したのに対し、医療者は、検査の信頼性や遺伝カウンセリングが徹底されることを検査施行の条件として考えていた。母体血中より有核赤血球を回収する工程について、Percollの細胞障害性を確認し、Ficoll液の使用に切り替えた。有核赤血球の濃縮については、分離効率ならびに細胞ロスを最小限にするため、CD45でコートしたガラスチューブ内を希釈血液をゆっくり循環させることで白血球を除去する方法の検討を行っているが、細胞ロスが多く、未だガラスチューブの形状を検討するなどを行っている段階である。また、自動有核赤血球識別装置はコンピュータソフト内に典型的な有核赤血球を学習させることで、正診率をより上昇させるような改善を行っているが、対血液検体では確実な有核赤血球の回収ができている状況である。遺伝子解析は、全遺伝子増幅を行った後にmultiplex PCRで標的部位を増幅した後に次世代シークエンサーにかけて分析し、SNPで細胞の由来を確認した後、染色体数の変化を検出する方法やCGH arrayを用いる方法などについて検討を行った。それらの技術の組み合わせにより、この検査は技術開発から臨床応用に向けたシステム作りの段階に進むことができた。この技術を、企業と連携の下、臨床応用できるような準備を開始した。さらに、非侵襲的出生前遺伝子診断法には、倫理的な問題点が指摘されている。母体血cell-freeDNAを用いた胎児染色体検査でのアンケート調査をまとめ、我が国で新しい無侵襲的な検査をどのように利用していくべきかの検討を行った。この問題は、社会的なコンセンサスを形成するには時間を要する問題である。胎児の染色体異常の可能性の上昇を指摘されている妊婦に、適切な情報提供を行うとともに、妊婦とそのパートナーが自律的に意思決定できるように精神的、心理的なサポートを行うことで、堅実に検査を実施していく必要がある。そのためにどのような遺伝カウンセリングを行うべきかについても検討を行い、また、分りやすい遺伝カウンセリング資料の作成なども行った。母体血中より有核赤血球を回収する工程は、(1)比重遠沈法、(2)有核赤血球の濃縮、(3)塗抹標本作成と自動分析装置での有核赤血球同定、(4)遺伝子解析からなる。

(1)については、高比重液を用いることで有核赤血球の回収数が約2倍に増加することを確認した。また、比重液は等浸透圧の必要があることが確認された。(2)の有核赤血球の濃縮については、レクチン法による赤血球除去効率が不良で、以前の有核赤血球回収率が確保できないため、CD45を用いた磁気ビーズ法、直接塗抹法を含めた検討を行った。その検討において、有核赤血球の回収率に有意な差がないことが分かった。また、自動有核赤血球識別装置は順調に稼働しており、予定通りのパフォーマンスを実現していることを確認した。(4)の遺伝子解析は、FISH法で胎児の性別および21番と18番染色体の数的異常のみを検討しているが、有核赤血球の識別に問題があるのか、10倍以上に回収細胞数は増加したが、胎児由来細胞の割合はその40%から5%へと大きく低下している。現在その原因を検討中である。しかし、全体的にはシステムの最適化が終了しつつあり、安定性は高まってきている。次年度に向け、システムの構成を確定した上で、妊娠週数毎の有核赤血球数、胎児由来細胞率などの基礎的なデータの作成を行う予定である。さらに、非侵襲的出生前遺伝子診断法が、臨床応用される場合に、倫理的な問題点が指摘される可能性がある。その問題点として臨床遺伝の専門家がどのようなことを考えているかを解明する目的で、アンケート調査を行った。その結果、妊婦は非侵襲的な検査の臨床応用を歓迎する一方、医療者からは懸念が示された。妊婦は検査の安全性を重要視したのに対し、医療者は、検査の信頼性や遺伝カウンセリングが徹底されることを検査施行の条件として考えていた。また、この検査についての知識に乏しいものほど、検査を受け入れやすい傾向も確認された。母体血中に存在する有核赤血球数がごく僅かであるが、それを安定的に母体血中から回収することは可能になった。その意味で計画は順調に達成している。母体血中に存在する有核赤血球数がごく僅かであり、それを安定的に母体血中から回収することに、課題を残している。そのため、95%以上の精度での胎児診断を目標としているが、その目処が立たず、精度検定のための臨床研究がスタートできていない現状である。しかし、最近、比重液での1次操作を高比重液を用いるようにしていこう、検査の安定性は高まってきている。さらに、改修した有核赤血球でのFISH解析にも問題はあったが、一応の解決ができつつある状況である。母体血中に存在する有核赤血球数がごく僅かであり、それを安定的に母体血中から回収することは可能になった。ただ、多くの細胞が回収できるため、そのすべての解析は非効率であり、分析の効率を考慮した最適化の検討を行っている。臨床研究を開始する全段階であるが、上記解決後にprospectiveな検討で、検査精度を明らかにしたい。また、非侵襲的な出生前診断の臨床実施における遺伝カウンセリングの重要性についてアンケート調査などを行いその重要性を実際に証明する。上記の問題がおおむね解決してきていることから、24年度の早い時期から、現状の最も最適化された方法で、精度検定を行う多施設共同研究の実行に結び付けていきたい。そのことで、細胞回収ー診断系の手技的な問題点の再確認が可能であると考える。50ー100例の羊水検査症例を対象にした結論を出す。解析方法の最適化終了後にprospectiveな臨床研究を行い、無侵襲的な出生前検査の精度を明らかにしていきたい。
鯨の教材化に関する調査研究－大型鯨類の生態と捕鯨問題を中心に－

【研究目的】児童生徒に大型鯨類の生態と捕鯨を巡る現状と課題を理解させ今後の我が国の捕鯨を考えさせる契機とするため、本件に係る教材を調査し、その結果をもとに教材を開発する。【研究方法】1文献調査及び聞き取り調査:国内外の文献、研究者及び捕鯨に関わる地域の教育委員会から教材に関する情報を得る。2現地調査:北海道羅臼町、千葉県南房総市及び和歌山県太地町に赴き、博物館等における社会教育施設の取組、人と鯨との関わり、鯨料理等についての情報を得る。3教材開発:東京海洋大学、東邦大学及び千葉県南房総地域の小中学校教員の協力を得て、教材開発する。【研究成果】1羅臼町、網走市、釧路市、函館市、石巻市、長門市、下関市及び長崎市の各教育委員会に照会をかけたが、クジラ及び捕鯨に関する指導資料は得られなかった。2太地町のくじら博物館は太地小学校と連携し、全学年でクジラ学習に取り組んでいる。3千葉県内の捕鯨に関わる史跡を訪れ、それらの由来を知ることができた。4南房総市で小型沿岸捕鯨に従事されている方から捕鯨の現状を直接聞くことができた。5教材内容の柱立てを1クジラの生物学、2人と鯨との関わり、3捕鯨を巡る議論とし、小学校11テーマ、中学校12テーマからなる教材を開発した。成果物は指導資料集としてCD及び冊子にまとめることができた。6指導資料集は捕鯨に関わる市町教育委員会、千葉県内の教育関係者及び日本理科教育学会員等に配付し、評価をお願いする。いただいた評価をもとに内容の改善を図る予定である。