hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ncRNA等に着目した神経難病GM2蓄積症 新規発症機構への包括的アプローチ

GM2蓄積症(HexA酵素を欠損する遺伝性疾患、ex.ザンドホッフ病(SD))では、リソソーム内に基質である糖脂質(GM2等)が蓄積し中枢神経症状を示す。SDマウス脳のアレイ解析を行い発現変動mRNAやmicroRNA等を同定した。SDマウス脳において発現上昇する糖結合性の免疫活性化レクチンXは脳神経細胞プルキンエ細胞に局在した。SDマウスにおけるF4/80高発現型免疫細胞(脳:ミクログリア)の発現上昇臓器である脳・肝臓においてレクチンXの発現も亢進した。改変型HexA酵素をミクログリアに補充するとレクチンXの発現亢進も軽減された。レクチンXは酵素活性と連動する有望なマーカー候補となり得る。本研究は、GM2蓄積症発症機構の解明を目的としている。GM2蓄積症は遺伝子変異による分解酵素の欠損症である。しかし基質GM2の蓄積が中枢神経変性や個体死を導く機構は不明であり、治療法開発のためにも発症機構の解明が求められている。GM2蓄積症の発症に寄与する因子や経路を同定する目的で、本年度はまずGM2蓄積症において発現が変動する因子や経路の同定を行った。GM2モデルマウスの脳から抽出したtotal RNAを用いてlong RNA及びmicro RNAを対象としたマイクロアレイ解析を行い、野生型マウスと比較して発現量が変動したRNAを探索した。これら因子の発現変動は、定量的RT-PCR法を用いて確認した。GM2蓄積症の発症には、サイトカインの発現上昇など免疫経路の活性化が寄与していると考えられている。このことから、変動因子の中でも免疫機構や蓄積物質である糖鎖に関連する因子に着目した。これら因子が脳のどの部位やどの種の細胞において発現しているか知るため、モデルマウス脳切片の免疫染色や、モデルマウスから樹立した各種培養細胞株の細胞免疫染色、Western blot、定量的RT-PCR法によるRNA発現量の定量を行い、注目した因子の脳内分布や、発現する細胞を特定した。以上の結果より、本年度はGM2蓄積症の発症前後において発現が変動する因子や経路を同定し、GM2蓄積症の発症経路を推定しることができたと判断する。本研究は、GM2ガングリオシド蓄積症発症機構の解明を目的としている。末端糖鎖構造分解酵素βヘキソサミニダーゼ関連遺伝子変異に起因するGM2蓄積症において、基質GM2及び末端GlcNAc含有糖鎖の蓄積が中枢神経の変性や個体死を導く機構は不明である。本疾患に対する治療法開発のため発症機構の解明が求められている。これまでGM2蓄積症モデルマウスの脳において発現が変動する因子や経路について検討し、蓄積基質である糖鎖と免疫活性化の双方に関わる因子Xの発現上昇を見出した。またこの因子Xを産生する細胞Aを同定した。この細胞Aは免疫にかかわる細胞であり、GM2蓄積症モデルマウス由来細胞Aのサイトカインの発現は上昇している。そこで本年度は、遺伝学的検討を行い、細胞Aにおいて因子Xの発現上昇が高サイトカイン発現を導くか検討することにした。細胞Aに対する遺伝子導入法についてまず検討した。リポフェクション法を用いたプラスミドやsiRNAの導入は困難であったため、レンチウイルスシステムを用いて因子X発現コンストラクトを細胞Aに導入した。遺伝子導入による影響について検討するため、EGFP発現コンストラクト導入細胞Aと未導入細胞Aのサイトカイン発現能について比較したところ、EGFP発現コンストラクト導入細胞においてサイトカイン発現が亢進していた。この結果から細胞Aにおける遺伝学的解析は困難であると判断し、検討を中断した。因子Xは液性因子である。そこで組換え因子Xを調製し、これを細胞Aの培養系に添加したときに細胞Aの表現型が変化するか検討することにした。Chinese Hamster OvaryCellに上記の発現ベクターを導入し、培養上清からアフィニティーカラムを用いて組換え因子Xを調製した。組換え因子Xの活性を確認することができた。今後本組換え因子Xに対する細胞Aの応答性について検討する。当初の予定では、注目する因子Xの遺伝学的解析を行う予定であったが、当該細胞に対する遺伝子導入における技術的な問題が判明したため、これを行うことができなかった。このため本年度は因子Xに対する細胞の応答性について検討できなかった。因子Xが分泌性の因子であることから、組換え因子Xを調製しこれに対する細胞の応答性について検討することとした。本年度の検討の結果、活性を有する因子Xの調製法の確立に成功した。来年度はこれを用いた検討を遂行する予定である。リソソーム病の一種であるザンドホッフ(SD)病などのGM2蓄積症は、HexA酵素を構成する遺伝子の変異に基づく遺伝性疾患である。HexAはリソソーム内において、糖脂質(GM2など)を分解する。GM2蓄積症におけるリソソーム内に糖鎖蓄積が中枢神経症状をもたらす機構の解明を目的として本研究を行った。SDモデルマウス脳total RNAを用いたアレイ解析によって、糖に結合し免疫を活性化する補体活性化レクチンXの発現上昇や補体因子の発現上昇を見出した。レクチンXを免疫染色するとSDマウス小脳のプルキンエ細胞が染色された。Allen Brain Atlas (http://www.brain-map.org/)においてもレクチンX mRNAのプルキンエ細胞における局在を確認した。脳内の免疫細胞であるミクログリア細胞や肝臓組織においてレクチンXのmRNA発現が増加した。脾臓、腎臓、肺では有意に変化しなかった。

野生型マウス肝臓のレクチンX産生細胞は脳内のミクログリアと同じF4/80高発現型マクロファージであるクッパー細胞である。レクチンX及びF4/80のmRNAは脳・肝選択的に発現上昇したが、CD68の発現は脳・肝に加えて腎・肺においても上昇した。以上の結果からSDモデルマウスにおけるF4/80高発現型のマクロファージ内のレクチンX発現亢進が示唆される。ミクログリア細胞は脳内炎症に強く関わる。SDモデルマウス由来ミクログリア細胞に欠損酵素HexA(高安定型改変酵素mod2B、Kitakaze K et al, 2016)を添加すると、レクチンXのmRNA発現亢進が減弱した。以上の結果はレクチンXが酵素活性と連動する有望なSDマーカーとして利用しうることを示している。今後はレクチンXと補体経路を介した免疫活性化について解析を進めたい。GM2蓄積症(HexA酵素を欠損する遺伝性疾患、ex.ザンドホッフ病(SD))では、リソソーム内に基質である糖脂質(GM2等)が蓄積し中枢神経症状を示す。SDマウス脳のアレイ解析を行い発現変動mRNAやmicroRNA等を同定した。SDマウス脳において発現上昇する糖結合性の免疫活性化レクチンXは脳神経細胞プルキンエ細胞に局在した。SDマウスにおけるF4/80高発現型免疫細胞(脳:ミクログリア)の発現上昇臓器である脳・肝臓においてレクチンXの発現も亢進した。改変型HexA酵素をミクログリアに補充するとレクチンXの発現亢進も軽減された。レクチンXは酵素活性と連動する有望なマーカー候補となり得る。GM2蓄積症の発症に寄与する可能性のある経路を推定できたため、おおむね順調に進展していると判断する。当初の予定では、iPS細胞から作製した神経細胞等を用いた解析を予定していたが、サンプル量の確保に問題があり、今年度はこれを実施できなかった。一方、マウス脳切片やマウス由来培養細胞系を用いた解析は予想以上に進展し、発症に重要な免疫経路の活性化に寄与する因子・経路の候補を決定することができた。よって、総合的にはおおむね順調な進展であると判断する。本研究において注目する因子Xの組換えタンパク質を調製することができたことから、これを用いて細胞の応答性について検討する予定である。分子生物学本年度の結果から着目するに至った因子・経路について、細胞を用いた遺伝学的な検討を行う。また、ヒトiPS細胞由来神経細胞等を用いた解析は継続して行う予定である。
甲状腺ホルモン受容体欠損マウスを用いた、甲状腺ホルモンの骨・軟骨作用の解析

甲状腺ホルモンは、思春期の成長に欠かせないが、その機構には不明の点が多かった。甲状腺ホルモンサイロキシン(T4)は、脱ヨード酵素の作用によって、真の活性型ホルモンであるトリヨードサイロニン(T3)に活性化されてはじめて作用を発揮する。軟骨細胞分化のモデルであるATDC-5細胞において、脱ヨード酵素が存在することを見出した。この細胞において、甲状腺ホルモンは、軟骨の分化マーカー発現を促進した。また長管骨器官培養系において、T4・T3とも成長板軟骨の長軸方向の伸長を促進したが、脱ヨード酵素阻害剤を添加すると、T3の作用は焼失した・すなわち、甲状腺ホルモンは、成長板軟骨局所において活性化されてはじめて作用を発揮することが明らかとなった。甲状腺ホルモン過剰症は、骨吸収を亢進させて、二次性骨粗鬆症の重要な原因となる。初代培養骨芽細胞に脱ヨード酵素が存在することを見出した。甲状腺ホルモンは、破骨細胞形成促進因子RANKLの発現を促進したが、破骨細胞形成阻害因子OPGの発現には影響しなかった。骨芽細胞・骨髄細胞の共存培養系において、甲状腺ホルモン単独では破骨細胞形成を促進しなかったが、甲状腺ホルモンは、活性型ビタミンDによる破骨細胞形成を著しく促進した。このことは、破骨細胞形成に関して、甲状腺ホルモンとビタミンDに間には、新たな相互作用の存在することを示すものと考えられた。従来の骨・軟骨研究では、T4とT3の違いを区別していないものも多かった。本研究を通じて、甲状腺ホルモンの骨・軟骨作用において、局所での活性化が重要であることが明らかとなった。甲状腺ホルモンは成長板軟骨の成長に不可欠であり、成長期の甲状腺ホルモン欠乏は著しい低身長をきたすが、従来その機構は不明であった。軟骨前駆細胞ATDC5に甲状腺ホルモンを添加したところ、広範に軟骨分化マーカー遺伝子発現を促進した。マウス長管骨器官培養において、甲状腺ホルモンは長管骨の長軸方向への成長を促進し、組織学的にも肥大化軟骨層を増加させた。甲状腺ホルモンにはサイロキシン(T4)とトリヨードサイロニン(T3)があるが、上記の甲状腺ホルモンのATDC5・長管骨器官培養に及ぼす作用は、T3のみではなくT4によっても認められた。T3が活性化ホルモンであり、T4はプロホルモンに過ぎないので、今回の結果は、甲状腺ホルモンが軟骨局所で活性化されていることを強く示唆する。ATDC5・長管骨において、甲状腺ホルモン代謝酵素(iodothyronine deiodinase)の遺伝子発現・酵素活性が、認められた。酵素活性は分化後期で高い傾向が見られた。酵素阻害剤による実験結果から、type-II deiodinaseが局所でのT3産生に関わっていると考えられた。T4による長管骨の成長促進作用はdeiodinase阻害剤添加によって阻止された。以上の結果は、甲状腺ホルモンは成長板軟骨局所で活性化され、分化促進的に作用することにより、骨の長軸方向への伸長を促進するものと考えられた。成長期において甲状腺ホルモン欠乏は低身長の原因となり、成人では甲状腺ホルモン過剰は過剰な骨吸収により骨粗鬆症の原因となる。その分子機構解明のため、成長板軟骨の伸長・破骨細胞形成に対する甲状腺ホルモンの作用を検討した。甲状腺ホルモンにはT4・T3があるが、T3が活性型であり、T4はプロホルモンである。成長板軟骨細胞の特質を保持するマウスATDC5細胞において、甲状腺ホルモンは軟骨の分化マーカーに対してすべて促進的に働いた。甲状腺ホルモン受容体(TR)は成長板軟骨において発現されており、T4は軟骨局所でT3に活性化された。この反応は酵素iodothyronine deiodinase type-II (D2)によって触媒されると考えられた。さらにマウス長管骨器官培養においてT3は長管骨の長軸方向への伸長を促進した。

D2はATDC5細胞の分化後期において強く発現されており、成長板軟骨細胞の後期分化のためにD2による甲状腺ホルモン活性化が必須であることが示唆された。次に骨芽細胞・骨髄細胞の共存培養系を用いて検討したところ、T3は単独では破骨細胞を形成できなかったが、破骨細胞形成のkey moleculeであるRANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor-κB Ligand)遺伝子発現を誘導し、さらにビタミンD3による破骨細胞形成を著明に促進した。骨芽細胞においてD2の発現が見られ、D2の遺伝子発現はビタミンD3によって著しく促進された。これらの結果から破骨細胞形成における甲状腺ホルモンとビタミンD3の新しい相互作用の存在が示唆された。
分子フィードバックループによるリズム発振と細胞間クロストークによる脳内時計の形成

哺乳類の生物時計、視交叉上核(SCN)は固有の周期をもつ時計細胞により構成され、細胞間リズム同調により安定した単一周期のリズムを全身に発振していると考えられるが、その機序は不明である。本研究では、時計遺伝子の転写調節フィードバックループの動きを、生物発光レポーターマウスやラットを用いて測定し、SCN内の部位特異性と細胞間同調について検討した。1.SCN内時計細胞の多様性の検討時計遺伝子Per1のプロモーター支配下にルシフェラーゼを発現するPer1-Lucマウスを用い、培養SCNにおけるPer1発現の発光リズムを連続測定した。SCNに蛋白合成阻害剤cyclohexamide(CHX)を投与し、washout後の発光リズムを解析した。その結果、6時間のCHX投与後はPer1の発光リズムが二峰性となった。CCDカメラを用いた一細胞解析の結果、SCNには位相の異なる2群の細胞の存在すること、両群はCHXに対し異なる位相反応を示すことが分かった。2.SCN内の朝と夕を支配する二振動体の検索長日(LD18:6)と短日(LD6:18)条件下で数週間飼育したラット脳を用い、Digoxigeninラベルプローブを用いた3時間毎のin situ hybridizationを行った。全SCN内での時計遺伝子Per1・Per2発現リズムを測定し、SCN内の朝夕を支配する振動体の局在と分子機構について検討した結果、SCNにおけるPer1発現リズムは明期開始一致で、長日・短日とも発現パターンに有意差が少なく、Per2発現リズムは、長日・短日とも、下降位相が活動開始位相とほぼ一致することが明らかとなった。以上の2実験の結果、SCNには反応性の異なる分子時計をもつ細胞の存在が明らかとなった。また、Per1とPer2はそれぞれ朝・夕の行動を支配する振動体に関与することが示唆された。
ヨーロッパ近現代史における中心=周縁関係の再編

本研究の目的は、近現代ヨーロッパにおける中心=周縁関係の再編過程を分析することであった。この研究では二つの側面を重視した。第一は、ヨーロッパ内部の地域的な不均等発展を分析することである。この側面では、ルネサンス・イタリアにおける中心=周縁関係をフィレンツェとシエナめ関係に見る研究、ハプスブルク君主国とオスマン帝国内における中心=周縁関係から分析する研究を行った。第二は、ヨーロッパ概念の特質と、近代世界における構造化の中でヨーロッパの位置を探る研究である。本研究では、両大戦間期の国際社会における中心=周縁関係の議論をイギリス帝国を中心に分析する論考、植民地期の北アメリカを帝国史や大西洋史(アトランティック・ヒストリー)などの研究動向から分析する論考、18世紀フランスにおける奴隷貿易を基軸にヨーロッパ=アフリカの通商関係を再考する論考を準備した。本研究ではまた、いくつかの方法論上のアプローチも検討に付した。それは、「域内周縁」理論、「境界地域」理論、ハプスブルク君主国やオスマン帝国について最近行われているカルチュラル・スタディーズやポストコロニアル・スタディーズからの議論である。EUの東方拡大と新自由主義による世界の構造化が進んでいる現在、とりわけ周縁の位置からヨーロッパの歴史的位置を解釈することは不可欠である。そのような視点を取ることは、帝国論や、新帝国主義論、新自由主義論などに関するわれわれの理解を深化させることになろう。本研究ではさらに、主題に関する今後の研究の基礎を拡大するためにデータベースの作成を行った。これらを利用することによって、近現代ヨーロッパ史を、これまでとは異なった観点で分析していくことが可能となろう。初年度は、研究データベースの作成と研究ネットワークの形成に中心的に取り組んだ。データベースはオーストリア研究文献目録(第一次)がほぼ完成し、次いでアイルランド、南仏、ハンガリー、ルーマニア、オスマン帝国などが間もなく完成予定である。これらのデータベースはサーバーに集積しており、公開に向けた準備作業を行っている。研究ネットワークの形成については、小澤が韓国、オーストリアの研究者と研究打ち合わせを行い、橋川がアメリカ合衆国、後藤がイギリスについて、それぞれ現地調査を踏まえて研究動向を精査した。同時に日本国内所蔵資料の把握につとめ、大阪市立大学、大阪大学、岡山大学などの資料調査を行った。これらの成果も研究リソースのデータベース作成に反映させる予定である。研究視角という点では、第一にヨーロッパ近現代史における中心=周縁関係をめぐる最近の議論を整理した。とくに、地域的不均等発展論、境界論、市民権論など、EU統合の現状を背景とした国民国家論やヨーロッパ概念の再検討の動向に注目しながら資料収集を行った。これらの議論は、日本西洋史学会の小シンポジウム「地域概念としてのヨーロッパ」の企画過程にも反映されている。第二の研究視角として重視したのは、ポストコロニアル批評を媒介としたヨーロッパ内外の帝国認識をめぐる議論である。ここでは、とくにハプスブルク帝国の周縁認識をめぐるk.u.k.Kolonial, Habsburg postcolonial, Kakanien revisited, After Empireなどの帝国論および「帝国後」論を、イギリス帝国、オスマン帝国などの諸帝国との比較において把握する視座について議論を行った。ここでは、「認識」を問題にする方法である文芸批評、表象論の可能性について検討を行った。第三に、ヨーロッパ内の中心=周縁関係を世界史における中心=周縁関係の構造的把握と接合するための諸概念、とくに従属理論、世界システム論、新構造学派について検討を行った。この議論は、日本西洋史学会の公開講演「世界史とヨーロッパ史」の企画過程に反映させた。第二年度は、まず研究データベースの作成と研究ネットワークの形成についてはオーストリア研究文献目録(第一次および第二次)がほぼ完成した。アイルランド、南仏、ハンガリー、ルーマニア、オスマン帝国についても整理中である。また、新自由主義の世界史に関する文献目録(第一次としておよそ千点)も作成した。

研究ネットワークの形成については、小沢がオーストリア、イギリス、中国の研究者と研究打ち合わせを行い、上村がシエナを中心とするイタリア、秋葉がトルコ、後藤がイギリスについて、それぞれ現地調査を踏まえて研究動向を精査した。また、2007年1月1314日に開催された国際会議「19世紀中東・バルカンへの新しいアプローチ」をこの科研費プロジェクトとして共催し、秋葉・小沢・橋川が研究成果を交流した。研究視角という点では、第一に自由主義の歴史から新自由主義に至る中心=周縁関係をめぐる最近の議論を整理した。これは、「古典的自由主義と新自由主義」「社会的自由主義と新自由主義」「新自由主義の世界史」の三つの視角からアプローチしたものである。また、2006年5月に開催した第56回日本西洋史学会の小シンポジウム「地域概念としてのヨーロッパ」の企画を踏まえ、2007年6月に開催される第57回大会のシンポジウムテーマ「国民国家とアイデンティティ複合-中欧における帝国、国民、民族-」につなげる作業を行った。第二の研究視角として重視したのは、ポストコロニアル批評を媒介としたヨーロッパ内外の帝国認識をめぐる議論である。ここでは、とくにオスマン帝国内外の周縁認識をめぐる研究会を開催し、また、ルネサンス期イタリア国内の中心と周縁にかかわる図像認識の差異を検討する研究会を開催した。第三に、ヨーロッパ内の中心=周縁関係を世界史における中心=周縁関係の構造的把握と接合するために、グローバリゼーション・スタディーズや新自由主義研究の現状について検討を行った。この議論は、日本西洋史学会の公開講演「世界史とヨーロッパ史」の企画として反映された。また、新自由主義の世界を構造的に把握するための理論的基礎を検討する作業を進めつつある。最終年度は,まず今後の研究方向の展望を得るため,小澤はオーストリアとハンガリーの境界多民族地域である西ハンガリー・ブルゲンラントの微視的分析に取り組み,京都で開催された国際シンポジウムで報告を行った。また,世界の構造化の分析を古典的自由主義の再検討から行うため,自由主義の排他性や帝国的自由主義の分析を行い,学会報告を行うとともに論文として発表した。大峰は商業ネットワークを基礎とする地域間関係の分析をまとめ,秋葉はオスマン帝国の行政構造を中心=周縁関係から解明する報告を行い,上村は図像表象の差異からイタリアルネサンス期の中心=周縁関係を検討した。また,後藤は国民国家体系の制度化と捉えられる国際連盟の分析に取り組んだ。また,九州大学で博士号を取得した若手研究者を招き,ウィーンとシュタイアーマルクの比較研究からハプスブルク帝国内部の不均等発展の問題を検討した。
太古代の地球環境解析・復元のためのポルフィリン化合物の多次元同位体比解析法の研究

本年度得られた最も重要な成果は、GC/C/IRMSを用いたポルフィリン化合物の窒素同位体比測定法を開発したことである。これは、(1)マレイミド標準物質の合成(2)ポルフィリン(テトラピロール)化合物のマレイミド(モノピロール)化(4)サンプルの測定で構成される。ポルフィリン化合物は、藻類のクロロフィルに由来する含窒素有機化合物であり、現世の生物試料や海水中、堆積物・堆積岩、さらには石油などの化石燃料からも見つかる。そのためポルフィリン化合物は、太古代から現世の窒素循環を解析するうえでの最も信頼できるプロキシィとして考えられている。しかし、これまでのポルフィリン化合物の窒素同位体比の測定には、EA/IRMSが用いられており、その同位体比測定には多量の試料(1分子あたり、数μmol窒素、クロロフィル量で約2mg)が必要であった。これは例えば、外洋表層水のクロロフィルの窒素同位体比を測定するためには、数十キロリットルの海水が必要なことになる。そのため、ポルフィリン化合物の窒素同位体比研究は非常に少なかった(数報の論文が報告されているだけである)。本研究で開発したGC/C/IRMS法は、測定に必要な試料量が少ない(1分子あたり、数nmol窒素)というアドバンテージがあり、本法を用いることで測定に必要な試料量の大幅な減少(1/1000以下)が達成される。すなわち本法が、今後、太古代から現世の窒素循環を解析する研究において重要なツールになると言える。これらの成果は、現在論文を投稿中である。まず、研究の初段階として、容易に試料が手に入る植物葉を用いて、クロロフィルa,b(代表的なポルフィリン化合物)の抽出・精製法、液体クロマトグラフでの単離法、有機溶媒中での保存法の検討し、クロロフィルa,bの精製・単離法を確立した。また、元素分析計/同位体比質量分析計による有機分子の水素同位体比測定法を確立した。そして、確立した単離・精製・安定同位体比測定法を用いて、現在までに以下の成果を得た。1.植物葉中に含まれるクロロフィルa,bを、単離・単離し、これらの分子の安定水素・炭素・窒素同位体比解析を行った。その結果、植物葉クロロフィルの多次元同位体比と、それを与える同位体分別メカニズムを明らかにすることができた。とくに、クロロフィルの安定水素同位体比に関しては、世界で初めて報告である(Phytochemistry印刷中)。2.湖堆積物(榛名湖・群馬県)中に含まれるクロロフィル類(クロロフィルとその続成物)を精製・単離し、これらの分子に側鎖として含まれる脂質分子(フィトール・ステロール)の水素・炭素同位体比解析を行った。その結果、堆積物中クロロフィル類の起源を明らかにし、とくにクロロフィルが動物プランクロンに補食された場合、ピロフェオホルバイドを経由して、ピロフェオフィチン・ステリルクロリンエステルとなり堆積する初期続成プロセスを初めて示すことができ、またさらに、その過程で陸上植物に由来するフィトール・ステロールが非常に多く取り込まれていることを世界で初めて証明することができた(論文を執筆中)。昨年度の研究で、ポルフィリンに含まれる水素・炭素・窒素・酸素同位体比のうち、分子レベル窒素同位体比の測定開発が、最も重要であることが示唆された。そこで、本年度は、GC/C/IRMSを用いたポルフィリン化合物の窒素同位体比測定法の開発を中心に、以下の研究を行った。1.現在国内では、有機分子の窒素同位体比を正確に測定できる方法はまだ確立していない。そこでまずは、アミノ酸の標準試薬を用いて、オンライン窒素同位体比測定に最適なキャピラリーカラム・誘導体化法を検討した。現在までに、キャピラリーカラム:Ultra-2(長さ:25m,内径0.32mm,膜厚0.52mm)、誘導体化:イソプロピルエステル化-ピバロニル化(トリメチルアシル化)を用いた場合、一般的なアミノ酸(アラニン、グリシン、グルタミン酸など)については、約25ngNで±1‰以内での測定が可能になった。2.クロロフィルなどのポルフィリン化合物は、その共役系の化学構造ためGCで溶出しにくく、また燃焼炉での酸化効率も非常に悪い。そのため、従来のGC/IRMSシステムでは、その同位体比測定は困難であった。しかし、GC/C/IRMSによる同位体比測定が可能になれば、2030ngN程度の超微量で、窒素同位体比が測定可能になる。そこで、ポルフィリン環の共役系を解列させ、GCでの分析を可能にすることを目的に、クロロフィル及びその誘導体のクロム酸酸化分解法(マレイミド化)を検討した。年度前半に、様々な反応条件で反応を行ったが、マレイミド化は出来なかった。そこで、年度後半に、筑波大学・野本助教授に反応を教わり、実際にマレイミド化に成功した。現在、これらの窒素同位体比測定法の確立に取り組んでいる。

ポルフィリン化合物は、藻類のクロロフィルに由来する含窒素有機化合物であり、現世の生物試料や海水中、堆積物・堆積岩、さらには石油などの化石燃料からも見つかる。そのためポルフィリン化合物は、太古代から現世の窒素循環を解析するうえでの最も信頼できるプロキシィとして考えられている。しかし、これまでのポルフィリン化合物の窒素同位体比の測定には、EA/IRMSが用いられており、その同位体比測定には多量の試料(1分子あたり、数μmol窒素、クロロフィル量で約2mg)が必要であった。これは例えば、外洋表層水のクロロフィルの窒素同位体比を測定するためには、数十キロリットルの海水が必要なことになる。そのため、ポルフィリン化合物の窒素同位体比研究は非常に少なかった(数報の論文が報告されているだけである)。本研究で開発したGC/C/IRMS法は、測定に必要な試料量が少ない(1分子あたり、数nmol窒素)というアドバンテージがあり、本法を用いることで測定に必要な試料量の大幅な減少(1/1000以下)が達成される。すなわち本法が、今後、太古代から現世の窒素循環を解析する研究において重要なツールになると言える。これらの成果は、現在論文を投稿中である。
超電導量子干渉磁束計を用いた火山灰の肺内蓄積量の測定及び生体への影響

1)活火山からの降灰がどのような影響を人体に及ぼすかをSOUID(Superconductive Ouantum Interference devic)を用いて調査するのが、本研究の目的である。2)測定システムにはRF-SQUID(BTI社製)装置を使用した。被験者は、木製ベットに仰向けになり、木製架台で支えられたデユア-の先端を測定部位に密着させて、生体内から発生する磁界を測定した。肺の残留磁界の様にその変化が直流である場合には、市電や車などの都市雑音がますます増大している現状では、シールドルームを持たない当研究室での測定は困難の度が高い。3)2)の理由により測定は深夜P.M.11.00A.M.5.00時の間に行われた。環境磁界の時間変化を測定した結果、昼間の時期雑音が極めて大きいのに比べると真夜中の磁気ノイズは極めて少ない事が明らかとなった。マウスに火山灰を吸わせ肺内磁気の分布及び時間変化を測定するまでには到らなかつた。4)代わりに火山灰を極微量測定し深夜においてはその分布を測定できる事を確かめた。SQUIDによる信号測定感度は0.5x10-12Tであつた。このSOUIDで被験者にアルコールを飲ませたり、煙草を吸わすことにより皮膚磁界の変化を明瞭に観測できた。以上の予備実験により、液体ヘリウムSQUIDを用いれば1)の目的は達成できることが明らかとなつた。
Defect Engineeringによるシリサイド系熱電変換材料の特性改善

熱電変換材料として期待される遷移金属のシリサイドRu_2Si_3を取り上げ2元系単結晶を作製し,斜方晶の方位に依存した熱電変換特性を調べ,さらなる特性向上を目指して合金添加効果を調べた.Ru_2Si_3には冷却過程で1000°C前後に高温相(正方晶)から低温相(斜方晶)への相変態があるため,低温相の単結晶にはb軸を共有しそれを回転軸として90度結晶方位が回転した2つの方位バリアントが存在する.このため,斜方晶の主軸のうち,b軸([010])のみが独立であり,a([100]),c ([001])軸は混合されたものとなっており,[010]と[100]/[001]の2方位について特性を測定した.両方位とも300-500μV/Kの高いゼーベック係数を示し,熱伝導度も2-7 W/mKと低く良好な特性を示すが,電気抵抗が10^<-3>-10^<-1>台と高い.電気抵抗は高温では[010]方位で[100]/[001]方位のおよそ半分となり,その結果,無次元性能指数が高くなる.[010]および[100]/[001]方位の無次元性能指数の最高値は,それぞれ0.22,0.05であり更なる特性の改善が必要である.これを改善すべく,Ru_2Si_3のチムニーラダー構造のナノ制御を価電子数に着目して行った.ReはRuより価電子数が少なくn型伝導が実現する可能性があり,R_e4S_i7を形成するためRe添加に伴い金属/Si比が連続的に変化し,チムニーラダー構造の周期変化から熱電特性に変化が見込まれる.現実にRe添加に伴い異なる周期構造を持ったチムニーラダー構造が観察され,熱伝導率の低下が観察された.しかし,電気抵抗の低減は少量のRe添加では実現せず,12%以上の大量のRe添加を必要とする.熱電変換材料として期待される遷移金属のシリサイドRu_2Si_3を取り上げ2元系単結晶を作製し,斜方晶の方位に依存した熱電変換特性を調べ,さらなる特性向上を目指して合金添加効果を調べた.Ru_2Si_3には冷却過程で1000°C前後に高温相(正方晶)から低温相(斜方晶)への相変態があるため,低温相の単結晶にはb軸を共有しそれを回転軸として90度結晶方位が回転した2つの方位バリアントが存在する.このため,斜方晶の主軸のうち,b軸([010])のみが独立であり,a([100]),c ([001])軸は混合されたものとなっており,[010]と[100]/[001]の2方位について特性を測定した.両方位とも300-500μV/Kの高いゼーベック係数を示し,熱伝導度も2-7 W/mKと低く良好な特性を示すが,電気抵抗が10^<-3>-10^<-1>台と高い.電気抵抗は高温では[010]方位で[100]/[001]方位のおよそ半分となり,その結果,無次元性能指数が高くなる.[010]および[100]/[001]方位の無次元性能指数の最高値は,それぞれ0.22,0.05であり更なる特性の改善が必要である.これを改善すべく,Ru_2Si_3のチムニーラダー構造のナノ制御を価電子数に着目して行った.ReはRuより価電子数が少なくn型伝導が実現する可能性があり,R_e4S_i7を形成するためRe添加に伴い金属/Si比が連続的に変化し,チムニーラダー構造の周期変化から熱電特性に変化が見込まれる.現実にRe添加に伴い異なる周期構造を持ったチムニーラダー構造が観察され,熱伝導率の低下が観察された.しかし,電気抵抗の低減は少量のRe添加では実現せず,12%以上の大量のRe添加を必要とする.
血漿中の腫瘍由来核酸を用いた腫瘍マーカー検査法の確立

最近、血漿中に微量に存在する核酸をPCR法により増幅して臨床検査に応用しようとする試みが行われている。B細胞性リンパ系悪性腫瘍患者の腫瘍細胞と血漿を用いて、それぞれにおいてIgH-CDR3領域をsemi-nested PCR法で増幅し、その塩基配列の解析を試みた。B細胞性リンパ系悪性腫瘍においては,免疫グロブリン遺伝子の同一の再構成を持った細胞が単クローン性に増殖している。この単クローン性増殖を、免疫グロブリンH鎖(IgH)の第3相補性決定部位(CDR3)をPCR法により増幅することで判定でき(IgH-PCR法)、B細胞性リンパ系悪性腫瘍の診断や治療後の微小残存病変のモニタリングに有用とされている。血漿を用いたIgH-PCR法のclonalityの検出結果は、B細胞性リンパ系悪性疾患33例中12例(36%)で陽性となり、これまでの報告よりも陽性率が低かった。非特異的バンドが見られたため、低頻度ながら陽性か陰性か判断できない例も見受けられた。非ホジキンリンパ腫では、マントル細胞型リンパ腫で陽性率が高く、濾胞性リンパ腫で低く、病型によって陽性率が異なっていた。さらに、白血病患者およびリンパ腫患者ともに病期が進行している程、陽性率が高かった。一方、健常者やT細胞性リンパ腫、骨髄性白血病では、全例陰性であり、特異性は高かった。血漿を用いたIgH-PCR法が陽性であった患者について、血漿と腫瘍細胞のIgH-PCR産物の塩基配列を決定したところ、全症例で両者の塩基配列が一致した。さらに、この塩基配列はこれまでに報告されている疾患に特徴的な塩基配列と相同性が認められた。このことから、血漿中のDNAは明らかに腫瘍細胞から放出されたものであることが証明され,臨床検査としての有用性が示唆された。B細胞性リンパ系悪性腫瘍において、同一の免疫グロブリン遺伝子再構成を持った細胞が単クローン性に増殖している。この単クローン性増殖を、免疫グロブリンH鎖(IgH)の第3相補性決定部位(CDR3)をPCRで増幅することで判定でき(IgH-PCR法)、B細胞性リンパ系悪性腫瘍の診断や治療後の微小残存病変のモニタリングに有用とされている。最近、血漿中に微量に存在するDNAを用いたIgH-PCR法が報告され、骨髄またはリンパ節を採取することなく担癌状態を評価できる可能性が示唆された。しかし、この報告では、IgH-PCR法によって増幅された血漿中DNAが腫瘍由来のものであるかどうかの検証はされていなかった。本研究では、B細胞性リンパ系悪牲腫瘍患者の末梢血白血病細胞と血漿を用いて、それぞれIgH-CDR3領域をsemi-nested PCR法で増幅し、その塩基配列の解析を試みた。血漿を用いたIgH-PCRのclonalityの検出結果は、B細胞性リンパ系悪性疾患33例中12例(36%)陽性となり、これまでの報告よりも陽性率が低かった。一方、健常者やT細胞性リンパ腫、骨髄性白血病は、全例陰性であり、特異性は高かった。

血漿を用いたIgH-PCRが陽性であった患者について、血漿と末梢血白血病細胞のIgH-PCR産物の塩基配列を決定したところ、全症例で両者の塩基配列が一致した。さらに、この塩基配列はこれまでに報告されている症例の塩基配列と相同性が認められた。このことから、血漿中のDNAは明らかに腫瘍細胞から放出されたものであることが証明された。最近、血漿中に微量に存在する核酸をPCR法により増幅して臨床検査に応用しようとする試みが行われている。B細胞性リンパ系悪性腫瘍患者の腫瘍細胞と血漿を用いて、それぞれにおいてIgH-CDR3領域をsemi-nested PCR法で増幅し、その塩基配列の解析を試みた。B細胞性リンパ系悪性腫瘍においては,免疫グロブリン遺伝子の同一の再構成を持った細胞が単クローン性に増殖している。この単クローン性増殖を、'免疫グロブリンH鎖(IgH)の第3相補性決定部位(CDR3)をPCR法により増幅することで判定でき(IgH-PCR法)、B細胞性リンパ系悪性腫瘍の診断や治療後の微小残存病変のモニタリングに有用とされている。血漿を用いたIgH-PCR法のclonalityの検出結果は、B細胞性リンパ系悪性疾患33例中12例(36%)で陽性となり、これまでの報告よりも陽性率が低かった。非特異的バンドが見られたため、低頻度ながら陽性か陰性か判断できない例も見受けられた。非ホジキンリンパ腫では、マントル細胞型リンパ腫で陽性率が高く、濾胞性リンパ腫で低く、病型によって陽性率が異なっていた。さらに、白血病患者およびリンパ腫患者ともに病期が進行している程、陽性率が高かった。一方、健常者やT細胞性リンパ腫、骨髄性白血病では、全例陰性であり、特異性は高かった。血漿を用いたIgH-PCR法が陽性であった患者について、血漿と腫瘍細胞のIgH-PCR産物の塩基配列を決定したところ、全症例で両者の塩基配列が一致した。さらに、この塩基配列はこれまでに報告されている疾患に特徴的な塩基配列と相同性が認められた。このことから、血漿中のDNAは明らかに腫瘍細胞から放出されたものであることが証明され,臨床検査としての有用性が示唆された。
プロテオーム解析を用いた脱髄型ギラン・バレー症候群の新規標的分子の網羅的解析

本研究は、脱髄型ギラン・バレー症候群(GBS)における自己免疫の標的分子を、プロテオーム解析の手法により同定し、その病態解明とそれに基づく新規治療法を開発することを目的とした。脱髄型ギラン・バレー症候群の標的分子は、これまでの知見から、末梢神経ミエリンの構成蛋白質でなく、Schwann細胞外層表面に発現する蛋白質であると予想される。これまでに我々は、schwannoma細胞株から抽出した蛋白質を2次元電気泳動で分離し、Western Blottingによりサイトメガロウイルス感染後の脱髄型GBS患者血清中IgGと免疫反応する蛋白質を、質量分析計で解析することでmoesinを同定した。抗moesin抗体はGBS40症例中7症例で陽性となり、陽性例にサイトメガロウイルス感染後の6症例のうち5症例が含まれていた。MoesinはSchwann細胞のmicrovilliに局在し、髄鞘化との関連が報告されており、抗moesin抗体の病態への関連が示唆された。本研究ではさらに、サイトメガロウイルス以外の先行感染起因病原体による免疫標的蛋白質を探索するため、免疫沈降法を用いた手法で解析を行った。これは、schwannoma細胞に直接血清を添加し、自己抗体を細胞表面の標的分子と結合させ、その結合が壊れないようにBufferで細胞を緩やかに破砕し、プロテインGビーズを用いて抗原が結合した状態で自己抗体を回収し、抗体と結合する抗原を質量分析計で解析する手法である。質量分析計による蛋白質同定は、サンプル溶解液中の蛋白質を酵素消化でペプチドにして、液体クロマトグラフィーで分離した後、高分解能の質量分析計で解析するショットガン解析を行った。これまでに本手法により、先行感染がサイトメガロウイルス以外の病原体による1症例で、約300個の蛋白質が同定され、このうち約50個が膜蛋白質であった。本研究は、プロテオーム解析の手法を用いて、脱髄型ギラン・バレー症候群(GBS)における自己免疫の標的分子を同定し、その病態解明とそれに基づく新規治療法を開発することを目的とする。これまでの知見から、脱髄型GBSの標的分子は末梢神経ミエリンの構成蛋白質ではなく、Schwann細胞外層表面に発現する蛋白質であると予想される。これまでに我々は、schwannoma細胞株から抽出した蛋白質を2次元電気泳動で分離し、Western Blottingにより、サイトメガロウイルス感染後の脱髄型GBS患者血清中IgGと免疫反応する蛋白質として、moesinを同定した。本研究では、さらに、サイトメガロウイルス以外の先行感染起因病原体による脱髄型GBSにおける免疫標的蛋白質を探索するため、免疫沈降を用いた手法で解析を行った。これは、schwannoma細胞に直接血清を添加し、自己抗体を細胞表面の標的分子と結合させ、その結合が壊れない程度にBufferで細胞を緩やかに破砕し、プロテインGビーズを用いて抗原が結合した状態の自己抗体を回収して、抗体と結合する抗原を質量分析計で解析する手法である。質量分析計による蛋白質同定は、サンプル溶液中の蛋白質を酵素消化でペプチドにして、液体クロマトグラフィーで分離した後、高分解能の質量分析計で解析するショットガン解析を行った。これまでに、免疫沈降法を用いた新規抗原探査法により、先行感染がサイトメガロウイルス以外の病原体による脱髄型GBS血清を用い解析を行ったところ、1症例の血清で約300個の蛋白質が同定され、そのうち約50個が膜蛋白質であった。これらは、脱髄型GBSの免疫標的分子の候補となる可能性がある。今後は、多数の症例で免疫沈降を用いた新規抗原探索法を行い、脱髄型GBSにおける標的分子候補を見出していく。

標的分子候補は合成蛋白質を用い、実際に血清中に自己抗体が存在するかの検証を行い、末梢神経組織を用いた組織学的な検証も行う。これにより検証された蛋白質については、その蛋白質で免疫することにより動物モデルの作製を試みる。
画譜の研究-江戸時代の美術史学-

本研究は今まで等閑視されがちであった江戸時代の画譜に焦点を当て、それらがどのような作品をどのように収録しているかを分析することによって、江戸時代の美術史の様相を解明することであった。画譜の出版においては江戸時代中期、十八世紀初頭に活躍した橘守国と大岡春卜が代表的な存在である。そこで、大岡春卜が出版した『和漢名筆画本手鑑』(享保五年1720)と『和漢名画苑』(寛延三年1750)を取り上げ、そこに春卜の美術史観をうかがおうとした。彼は同時代美術を重視する姿勢を採っていた。『画本手鑑』において、彼は対象をよく知ることによって把握される動物の生態を生き生きと描き出す行為を重視する。狩野派の画家であり、絵手本として機能する画譜の出版でありながら粉本からの離脱を評価する。次にそのことと矛盾することになるが、装飾性という姿や形の美しさこそが世に賞賛されていると位置づける。さらに、奇想天外な意表をつく光景を略筆で描く「鳥羽絵」を「狂画」として「風流」な嗜みとして評価し、多く収録する。そして『名画苑』では、長崎に伝えられた最新の技法と感覚を評価する。また、一種の遊びの精神に満ちた絵、絵画におかしみを持ち込んだ作品、素人の絵画を高く買っていることも注目される。彼の関心が絵画の革新であることを告げる。このように、春卜は絵画革新の時代的潮流を敏感に感じ、「現在流行している作品は旧例の墨守ではない新しい試みの吐露である」と評価し、それらを画譜に掲載し、それらを通じてあるべき絵画の姿を語る。「戯画」である鳥羽絵が持つ「諧謔性」を従来にない絵画の特質と認識していたのである。鳥羽絵は町人の自由な精神の発露であり、これこそがあるべき絵画であると主張していたことを明らかにした。これが十八世紀初頭に生きた春卜の絵画観である。江戸時代に美術をそうしたものと考え、それを告げることが美術史であると考えていたことが明らかになった。本研究は江戸時代の画譜に焦点を当て、それらがどのような作品をどのように収録しているかを分析し、江戸時代の美術史学の様相を解明することであった。画譜の出版においては江戸時代中期、十八世紀初頭に活躍した橘守国と大岡春トが代表的な存在である。本年度は、そのうちの大岡春トが出版した『和漢名筆画本手鑑』(享保五年1720)と『和漢名画苑』(寛延三年1750)を取り上げ、それらがいかに同時代絵画を語っているかを分析した。そこに春トの同時代美術論を窺おうとしたのである。『画本手鑑』において、彼は対象をよく知ることによって把握される動物の生態を生き生きと描きだすことを重視する。粉本からの離脱である。次に、そのことと矛盾するが、装飾性という対象の形の美しさを世に賞賛されるものとして位置づける。さらに、奇想天外な意表をつく光景を略筆で描く「狂画」を「風流」な嗜みとして評価する。また、『名画苑』では、長崎に伝えられた最新の技法と感覚を評価する。

また、一種の遊びの精神に満ちた絵、絵画におかしみを持ち込んだ作品、素人の絵画を高く買っていることも注目される。このように、春トは同時代の美術について「現在流行している作品は旧例の墨守ではない新しい試みの吐露である。その絵画は、軽妙なものでちょっとした手慰みであり、おかしみを誘うものである」と画譜を通じて語っている。これが十八世紀初頭の大岡春トの絵画観である。江戸時代に美術をそうしたものと考え、それを告げることが美術史であると考えていたことが明らかになった。本研究は今まで等閑視されがちであった江戸時代の画譜に焦点を当て、それらがどのような作品をどのように収録しているかを分析することによって、江戸時代の美術史学の様相を解明することであった。そこで、大岡春卜が出版した『和漢名筆画本手鑑』(享保五年1720)と『和漢名画苑』(寛延三年1750)を取り上げ、そこに春卜の美術史観を窺った。『画本手鑑』において、彼は対象をよく知ることによって把握される動物の生態を生き生きと描きだす行為を重視する。粉本からの離脱である。次に、そのことと矛盾するが、装飾性という姿や形の美しさこそが世に賞賛されていると位置づける。さらに「鳥羽絵」を多く収録している。そのことに着目し、その意味するところを分析した。春卜は、鳥羽絵を奇想天外な意表をつく光景を略筆で描く「狂画」として「風流」な嗜みとして評価した。そして『名画苑』では、長崎に伝えられた最新の技法と感覚を評価する。彼の関心が絵画の革新であることを告げる。このように、春卜は絵画革新の時代的潮流を敏感に感じ、「戯画」である鳥羽絵が持つ「諧謔性」を従来にない絵画の特質と認識していたのである。鳥羽絵は町人の自由な精神の発露であり、これこそがあるべき絵画であると大岡春卜は主張していたことを明らかにした。これが十八世紀初頭に生きた春卜の絵画観である。それは江戸時代の人たちに大いに受け入れられ鳥羽絵の流行となった。
神経細胞における極性輸送の分子機構

神経細胞は、樹状突起と軸索という、機能的・構造的に大きく異なった領域をもった極性細胞である。神経細胞が興奮すると軸索の終末部からグルタミン酸が放出され、このグルタミン酸を次の神経細胞の樹状突起に存在するグルタミン酸受容体が受け取ることによって信号が伝達される。特にAMPA型グルタミン酸受容体(AMPA受容体)は樹状突起特異的に存在し、中枢神経系におる速い神経伝達を担っていることが知られている。近年の研究結果では、樹状突起表面に存在するAMPA受容体の数が変化することが、記憶・学習の基礎過程であることが明らかになってきた。したがって、正しい場所に、正しい数のAMPA受容体を輸送する機構を解明することは神経細胞の機能を理解するうえで極めて重要である。しかし、AMPA受容体がどのようにして樹状突起に正しく輸送されるのかについては不明な点が多い。申請者は、AMPA型グルタミン酸受容体はTransmembrane AMPAreceptor Regulatory Protein (TARP)を介して小胞輸送を制御するAdaptor Protein Complex-4 (AP-4)に結合することを明らかにした(Matsuda, et. al. Neuron 2008)。AP-4はβ、ε、μ、σの4つのサブユニットからなる4量体タンパク質複合体であり、この中のMサブユニットをアンチセンスRNAにより、ノックダウンするとAMPA受容体が樹状突起のみならず、軸索にも輸送されるようになることを明らかにしている。同様にAP-4のβサブユニットのノックアウトマウスでもAMPA受容体が軸索に輸送されるようになることも示している。申請者らはこれらの結果から、AP-4はTARPを介してAMPA受容体に結合し、樹状突起特異的に輸送しているというモデルを提唱した。神経細胞は高度に分極した細胞であり、他の神経細胞から情報を受け取る樹状突起、他の細胞に情報を伝える軸索、そして核や細胞内器官の多くが存在する細胞体から成っている。樹状突起上には他の神経細胞の軸索末端が入力して、シナプスと呼ばれる構造が形成されている。このシナプスの樹状突起側の細胞膜(シナプス後膜)には多くの神経伝達物質受容体が存在し、効率的に神経細胞間の情報の伝達が行われている。神経伝達物質受容体の中でも、グルタミン酸受容体受容体は脊椎動物中枢神経系における興奮性の神経伝達の大部分を司っており、その細胞内輸送機構が盛んに研究されている。申請者はδ2型グルタミン酸受容体のシナプスでの局在に必須なアミノ酸配列を同定することに成功した(J.Biol.Chem.'06)。またこれとは別のアミノ酸配列に変異を導入するとδ2受容体の神経細胞内での樹状突起特異的輸送が障害を受け、樹状突起のみならず軸索にも輸送されるようになることを明らかにしている。またこのアミノ酸配列に結合するタンパク質の候補をひとつ同定している。この候補タンパク質(Protein X)は小胞輸送に関与するアダプタータンパク質の一種であり、このProtein XのアンチセンスRNAを海馬の培養神経細胞に導入することによりノックダウンし、樹状突起特異的タンパク質の細胞内分布に影響があるかを解析した。その結果このタンパク質をノックダウンした神経細胞においては通常、樹状突起のみに輸送されるタンパク質のうちのいくつかが軸索にも輸送されていることが明らかとなった。現在、このProtein Xの機能について詳細な研究を進めている。
ジャカルタ湾のGiant Sea Wall建設が海洋環境に与える影響について

ジャカルタ湾における海洋環境変動の実態を把握するため、湾内の広域水質分布調査を5、9、12月に実施した。5月には、底層水の酸素消費速度を求めるために湾内10点で採水し、培養実験を行った。9月には、ジャカルタ湾奥から西部湾外にかけて10点で底質とマクロベントスの調査を行った。また、水温・塩分・流速・波浪・溶存酸素濃度の連続観測を5月まで実施した。その結果、ジャカルタ湾では湾奥南東部を中心に周年にわたって貧酸素水塊が形成されていることを確認した。5月と12月には最低溶存酸素濃度は0.3mg/Lとほぼ無酸素となった水塊が認められた。昨年までの調査で、ジャカルタ湾の貧酸素水塊の形成には表層水の低塩分化にともなった成層の強化が原因となっていることが明らかになったため、今年度はジャカルタ湾に流入している最大の河川であるチタラム川の影響を調べた。その結果、成層強化・貧酸素水塊形成に対してチタラム川の影響は小さく、湾奥に流入している河川が主要な淡水供給源であることが明らかになった。底層水の酸素消費速度は0.58mg/L/dayと昨年度の結果に比べて小さかった。これは、湾奥部底層に外海水の進入があったためだと考えられた。底泥調査の結果では、貧酸素水塊が頻発する湾奥南東部で底泥が還元的になっていた。マクロベントス相も湾奥南東部で貧弱になっており、最も貧酸素の程度が激しかった点では1種しか採取されなかった。ただし、ジャカルタ湾外と比較すると、貧酸素の直接影響を受けていないにもかかわらず、ジャカルタ湾内のベントスは種組成・個体数共に貧弱であった。これは、貧酸素以外にもジャカルタ湾内のベントスにインパクトを与えている要因があることを示唆する。現地調査以外に、ジャカルタ湾の3次元流動シミュレーションモデルの開発を行った。その結果、潮汐・潮流および密度流について観測結果を再現できる結果が得られた。本研究では、佐賀大学、愛媛大学、静岡大学、インドネシア科学技術応用庁(BPPT)の研究者が共同でジャカルタ湾の海洋調査を実施すると共に、数値シミュレーションモデルの開発を行い、それに基づいて大規模開発がジャカルタ湾の海洋環境に与える影響を予測する計画である。本年度は成層の強化を引き起こす低塩分水の供給源を明らかにするために3回の広域水質分布調査を行うとともに、酸素消費速度測定実験、底質・ベントス調査を各1回実施する予定であった。また、ジャカルタ湾の流動を再現する3次元数値シミュレーションモデルの開発を進める予定であった。これらの各調査は予定通り実施することができた。また、数値シミュレーションモデルの開発も順調に進んでる。これらのことから、全体の計画としてはおおむね順調に進んでいると判断した。これまでの実験によって、ジャカルタ湾の底層水の酸素消費速度は求められたが、底泥による酸素消費は不明なままである。そこで今年度は、湾内の複数の点で底泥コアを採取して培養実験を行い、底泥による酸素消費を測定する。合わせて、広域的な水質分布調査を実施する。実験に失敗する可能性を考慮し、2回の実験・調査を行う。また、これまでに構築したジャカルタ湾の3次元流動シミュレーションモデルをベースに、貧酸素水塊を再現できる3次元生態系シミュレーションモデルを構築する。このシミュレーション結果を元に、貧酸素水塊の形成・変動機構を検討すると共に、大規模開発が貧酸素化に与える影響について考察する。佐賀大学・愛媛大学・インドネシア科学技術評価応用庁(BPPT)の研究者が共同して、2016年5月、9月、11月、2017年2月に、ジャカルタ湾の広域的な船舶調査を行い、水塊構造と水質分布を調べた。また、3月末には、インドネシア研究・技術・高等教育省外国人調査許可局、インドネシア国家警察公安調査局、ジャカルタ入国管理局、インドネシア内務省国民政治統合総局において外国人調査許可取得に必要な現地手続きを行った。5月には、ジャカルタ湾東部を中心に広域的に底層水が3mg/L以下の貧酸素となっていた。9月には、東部と西部の沿岸域に帯状に貧酸素水が分布していた。11月にはごく沿岸域と湾口域を除く全域が貧酸素化していた。2月には、貧酸素水塊は東部沿岸のごく限られた範囲に留まった。4回の調査の全てで、溶存酸素濃度が2mg/L以下の海水の存在が認められた。全季節を通じて、水温は鉛直的にほぼ一様であったが、5月、9月、11月には湾内は塩分成層していた。一方で2月には塩分成層は弱く、東部沿岸域に限られていた。2月は雨期である北西モンスーンの盛期であり、波浪が激しく、沖合の測点は調査できないほどであった。北西モンスーンの時期、ジャカルタ湾では風が強く、波浪が発達しやすいことが知られている。これらの結果から、ジャカルタ湾ではほぼ周年にわたって貧酸素水塊が形成されており、強風によって鉛直混合が促進される北西モンスーンの盛期には緩和されているものと推定された。また空間的には、貧酸素水塊の分布域は変動があるものの、湾東部が貧酸素化し易い傾向にあった。貧酸素水塊が発達した9月、11月にはクロロフィル蛍光も高くなっていた。11月には、貧酸素水塊の直上に、顕著な亜表層クロロフィル極大が観測された。一方で、2月には湾東部沿岸域を除くとクロロフィル蛍光は低かった。