hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素合成触媒としての応用を視野に入れたヒドロゲナーゼの構造・技術基盤の確立

バクテリアの水素代謝の中心的な役割を担うヒドロゲナーゼは,水素分子の分解・合成を可逆的に触媒する.本研究では,まだ性質や機能がよくわかっていないグループIVに属するエネルギー保存型[NiFe]-ヒドロゲナーゼを研究対象とし,その大量発現系の構築およびX線結晶構造解析を用いた原子レベルでの立体構造決定を目指した.まず,大腸菌で産生させた他の種由来のヒドロゲナーゼの活性を確認するため,内在性ヒドロゲナーゼの遺伝子をノックアウトした大腸菌株を幾つか作成した.さらに,酵素活性に必須な鉄硫黄クラスターを合成する遺伝子群の発現を制御する遺伝子iscRをノックアウトした株も作成し,これらの宿主としての能力を評価した.発現ベクターは,これまでに作成した好熱菌由来のグループIV[NiFe]-ヒドロゲナーゼの構造遺伝子および成熟化因子遺伝子を挿入したものについて,さらなる改良を進めた.まず,従来の系ではベクター上の一連の遺伝子は一つのプロモーターによって転写が行われていたが,個々のタンパク質の発現量のばらつきを抑え,かつ全体の発現量を増やすために,各遺伝子それぞれにプロモーター配列を挿入した.その結果,これまでは発現が電気泳動で確認できていなかったサブユニットについても十分にその発現を確認できるようになった.また,iscRのノックアウトは,活性を有するヒドロゲナーゼの発現量にはほとんど影響がないことも確認された.また,大腸菌内在性グループIVヒドロゲナーゼの試料調製に向けた遺伝子組み換え体の作製にも着手し,プロトンポンピング機能をになう膜内在性サブユニットであるHycDのC末端側にHistidine-tagを導入することによって,標的酵素を1回のステップで高純度に調製することを可能とする系を確立した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。ヒドロゲナーゼは,水素の分解と合成を触媒する金属タンパク質で,多くの微生物の細胞内において,水素から生育に必要なエネルギーを取り出したり,これとは逆に,余剰なエネルギー(還元当量)を水素として放出したりする役割を担っている.本研究では,まだ性質や機能がよくわかっていないエネルギー保存型[NiFe]-ヒドロゲナーゼを研究対象とし,その大量発現系の構築およびX線結晶構造解析を用いた原子レベルでの立体構造決定を目指している.同ヒドロゲナーゼの発現系構築はこれまでに成功例が知られていないが,これは,酵素学的な水素合成システムの開発のための安定した試料供給や機能改変には必須な技術である.また,同酵素の詳細な反応機構や,さまざまな要因による反応阻害機構を解明するには立体構造情報が不可欠であり,これらは,より機能的な水素合成触媒の開発において重要な役割を担う.今年度は,まず,好熱菌由来の同ヒドロゲナーゼの合成に関与するタンパク質群を大腸菌内で発現させるためのベクター構築に着手した.ヒドロゲナーゼの構造遺伝子6つと,活性部位の合成に必要なタンパク質をコードする6つの遺伝子について,大腸菌用にコドンの最適化をした合成遺伝子を調製した.これら12の遺伝子を3種類のプラスミドに分けて発現させたところ,SDS-PAGEとCBB染色によって9つのタンパク質についてはその産生を確認することができた.また,好熱菌から直接目的酵素を調製する方法の最適化およびその結晶化実験も進めた.バクテリアの水素代謝の中心的な役割を担うヒドロゲナーゼは,水素分子の分解・合成を可逆的に触媒する.本研究では,まだ性質や機能がよくわかっていないグループIVに属するエネルギー保存型[NiFe]-ヒドロゲナーゼを研究対象とし,その大量発現系の構築およびX線結晶構造解析を用いた原子レベルでの立体構造決定を目指した.まず,大腸菌で産生させた他の種由来のヒドロゲナーゼの活性を確認するため,内在性ヒドロゲナーゼの遺伝子をノックアウトした大腸菌株を幾つか作成した.さらに,酵素活性に必須な鉄硫黄クラスターを合成する遺伝子群の発現を制御する遺伝子iscRをノックアウトした株も作成し,これらの宿主としての能力を評価した.発現ベクターは,これまでに作成した好熱菌由来のグループIV[NiFe]-ヒドロゲナーゼの構造遺伝子および成熟化因子遺伝子を挿入したものについて,さらなる改良を進めた.まず,従来の系ではベクター上の一連の遺伝子は一つのプロモーターによって転写が行われていたが,個々のタンパク質の発現量のばらつきを抑え,かつ全体の発現量を増やすために,各遺伝子それぞれにプロモーター配列を挿入した.その結果,これまでは発現が電気泳動で確認できていなかったサブユニットについても十分にその発現を確認できるようになった.また,iscRのノックアウトは,活性を有するヒドロゲナーゼの発現量にはほとんど影響がないことも確認された.また,大腸菌内在性グループIVヒドロゲナーゼの試料調製に向けた遺伝子組み換え体の作製にも着手し,プロトンポンピング機能をになう膜内在性サブユニットであるHycDのC末端側にHistidine-tagを導入することによって,標的酵素を1回のステップで高純度に調製することを可能とする系を確立した.26年度が最終年度であるため、記入しない。

発現系の構築においては,プラスミドの調製に予定より時間がかかったが,ほとんどのタンパク質の合成を目視するこができたため,当初予定していた,発現させるタンパク質の種類の最適化は不要であると考えられる.また,研究計画には入っていなかったが,宿主となる大腸菌の内在性ヒドロゲナーゼ欠損体の調製も完了した.X線結晶構造解析においては,当該年度の秋ごろに,タンパク質調製用の大型嫌気グローブボックスが所属研究室に導入され,そのセットアップが順調に進み,酸素に弱いタンパク質を効率よく調製するための系を確立した.結晶はいまだX線回折実験には大きさが不十分な微結晶しか得られておらず,再現性もよくない.まだ発現を確認できていない遺伝子が3つあるが,活性をもつヒドロゲナーゼを発現させるための培養条件の検討を始める.これと並行して,発現ベクターのさらなる最適化をすすめる.これまでは好熱菌由来のヒドロゲナーゼを大腸菌で発現させる系の開発をめざしてきたが,今年度は大腸菌内在性のヒドロゲナーゼの大量発現系の構築にも着手する.これは当初の研究計画にはなかったが,大腸菌由来の酵素の方がより結晶化に適している可能性も考えられる.好熱菌から酵素を単離・調製する方法の最適化は,予定通り進める.現状では精製の工程が多いためか結晶化の前に試料の多くが失活してしまうという傾向が見受けられるため,より迅速な試料調製の手法の開発をめざす.
次世代高性能パワーデバイスに向けた超高速ディジタルPWM制御方式の開発

半導体電力変換器に対する今後の社会的ニーズの高まりに対応して,小型・軽量化(高パワー密度化)の実現,医療用粒子加速器電源などに代表される超高品質特殊電源の実現,次世代ロボットなどに代表される高速・高精度フィードバック制御系の構成要素として用いる電力変換器の実現などが求められており,その手段として,さらなる高スイッチング周波数化の実現が不可欠との認識が高まっている。さらなる高スイッチング周波数化の実現には,パワーデバイス,実装技術,制御技術が協調関係を保ってコンカレントに確立される必要がある。本研究では,これらの動きを踏まえ,高スイッチング周波数化へ制御技術からアプローチするもので,電力変換器の制御の中核を成す超高速ディジタルPWM(パルス幅変調)制御方式の開発を目指した。前年度である平成17年度の成果としては,制御用プログラマブルデバイスであるFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いたPWM制御系を構築し,現状のインバータに比較して10倍以上のスイッチング周波数である200kHzのスイッチング周波数を実現し,同時の8ビット相当の分解能を実現した。さらに,PWM信号の発生法として,サブハーモニック変調,空間ベクトル変調の双方を適用することが可能な構成とした。また,通常の3相変調に加え,出力に零相成分を重畳することによりスイッチング周波数を低減させることのできる2相変調を適用可能とした。平成18年度は,これらの成果を踏まえ,さらなる高スイッチング周波数化を実現する手段について検討した。具体的には,FPGAの内部クロック周波数の限界により高スイッチング周波数化した際の分解能が低下する問題の解決策として,ノイズシェーパによるディジタル信号処理の導入を検討した。購入したFPGAにより,提案した制御方式を実験装置で実現し,その基本的有効性を明らかにした。これにより,次世代パワーデバイスの適用を念頭に置いたさらなる高スイッチング周波数化に対する実現の見通しが得られた。平成17年度の成果としては,制御用プログラマブルデバイスであるFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いたPWM制御系を構築し,現状のインバータに比較して10倍以上のスイッチング周波数である200kHzのスイッチング周波数を実現し,同時の8ビット相当の分解能を実現した。これらにより,変調法が高スイッチング周波数インバータの損失やEMIに与える影響についての検討を行える環境が整い,パルス幅変調制御における設計指針を得ることが期待できる。次年度は,さらなる高スイッチング周波数化として,最終目標である500kHzを目指すこととし,本年度に購入したさらに高性能のFPGAを用いてその実現を図るが,本年度の研究成果はその足がかりとして十分な成果と考える。

半導体電力変換器に対する今後の社会的ニーズの高まりに対応して,小型・軽量化(高パワー密度化)の実現,医療用粒子加速器電源などに代表される超高品質特殊電源の実現,次世代ロボットなどに代表される高速・高精度フィードバック制御系の構成要素として用いる電力変換器の実現などが求められており,その手段として,さらなる高スイッチング周波数化の実現が不可欠との認識が高まっている。さらなる高スイッチング周波数化の実現には,パワーデバイス,実装技術,制御技術が協調関係を保ってコンカレントに確立される必要がある。本研究では,これらの動きを踏まえ,高スイッチング周波数化へ制御技術からアプローチするもので,電力変換器の制御の中核を成す超高速ディジタルPWM(パルス幅変調)制御方式の開発を目指した。前年度である平成17年度の成果としては,制御用プログラマブルデバイスであるFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いたPWM制御系を構築し,現状のインバータに比較して10倍以上のスイッチング周波数である200kHzのスイッチング周波数を実現し,同時の8ビット相当の分解能を実現した。さらに,PWM信号の発生法として,サブハーモニック変調,空間ベクトル変調の双方を適用することが可能な構成とした。また,通常の3相変調に加え,出力に零相成分を重畳することによりスイッチング周波数を低減させることのできる2相変調を適用可能とした。平成18年度は,これらの成果を踏まえ,さらなる高スイッチング周波数化を実現する手段について検討した。具体的には,FPGAの内部クロック周波数の限界により高スイッチング周波数化した際の分解能が低下する問題の解決策として,ノイズシェーパによるディジタル信号処理の導入を検討した。購入したFPGAにより,提案した制御方式を実験装置で実現し,その基本的有効性を明らかにした。これにより,次世代パワーデバイスの適用を念頭に置いたさらなる高スイッチング周波数化に対する実現の見通しが得られた。
がん悪性化におけるミトコンドリア逆行性制御の解明

絶え間ないミトコンドリアの融合と分裂は、主にミトコンドリア融合因子Opa1, Mfn1, Mfn2と、分裂因子Drp1によって制御されている。このミトコンドリアの動態は、その多彩な機能である、エネルギー供給やアポトーシス、カルシウム、代謝の制御と密接に関わっている。本研究課題は、悪性がん細胞で見出される特異的なミトコンドリアの形態や局在が、がん細胞の悪性形質である、幹細胞性、抗がん剤耐性の獲得や維持に、どのように関与しているかを明らかにすることを目指している。前年度、グリオーマの幹細胞集団では、分化したグリオーマ細胞に比べてミトコンドリアが断片化しており、この特異的なミトコンドリアの形態が、グリオーマ細胞の幹細胞性に直接関わっていることを報告した(Bassoy EY, Kasahara A et al., EMBO J 2017)。平成30年度は、ミトコンドリアの形態や機能が、肺腺がん細胞の分子標的薬耐性の獲得や維持にどのように関与しているかについて検証した。耐性細胞ではミトコンドリアは長く伸びた構造を示し、それはミトコンドリア分裂因子Drp1の発現低下、融合因子Opa1の過剰発現を伴っていることが観察された。耐性細胞は感受性細胞に比べ、ミトコンドリア呼吸(エネルギー産生能)が約2倍になっており、ミトコンドリア呼吸阻害剤を用いることで、分子標的薬への感受性の復帰が認められた。また、抗アポトーシス因子であるOpa1を発現低下させることでも、分子標的薬への感受性の復帰が観察された。ミトコンドリアは、エネルギー供給、アポトーシス、Ca2+、代謝制御など非常に多岐にわたる生命現象に深く関わり、その多面的な機能は非常に動的な形態・構造に由来している。そして、ミトコンドリアは絶えず融合・分裂を繰り返すことで、その品質管理、細胞内局在、サイズ、運動性を細かく調節している。複雑なミトコンドリアの構造は、内膜に局在するdynamin-like GTPase optic atrophy 1 (OPA1)と、外膜に局在するdynamin-like GTPases mitofusin (MFN) 1, 2が融合を、細胞質のdynamin-related protein 1 (DRP1)が分裂を制御することにより、調節、維持されている。本研究課題は、ミトコンドリアの形態や局在の変化により、Ca2+や代謝産物等を介して、がん細胞の遺伝子発現を制御し、がん細胞の幹細胞性、薬剤耐性の獲得・維持にどのように関与しているかを明らかにすることを目指している。平成29年度は、グリオーマ幹細胞集団での特異的なミトコンドリアの形態、またミトコンドリアと小胞体との距離が、細胞表面のglycocalyx発現に影響していることを見出した。このグリオーマ分化細胞集団に比べ異なるグリオーマ幹細胞集団のglycocalyx構造が、直接細胞障害性Tリンパ球によるグリオーマ細胞の認識に関わっていることを明らかにし、報告した。また、分子標的薬耐性の肺がん細胞のミトコンドリア特性を詳細に解析し、ミトコンドリア動態に関わる因子が直接薬剤耐性に関与するかの検証を行った。当初の計画が概ね達成されており、総じて順調に進んでいるため。分子標的薬耐性肺がん細胞の薬剤耐性にミトコンドリア動態、機能がどのように関与しているか、実験の条件検討やマウスの準備等を進め、研究計画がスムースに進むようにする。
論理的に隙のない情報理論テキストの自動生成

本研究の目標である、情報理論の情報源符号化定理の形式化を含んでいるCoq/SSReflectライブラリであるinfoTheoの.vファイル群に対し、タクティク等を自然言語へ変換するソフトウェアの開発を進めた。ソフトウェアはPythonのスクリプトとして作成してきた。主なアイデアは、形式証明から自然言語へのデータベースの構築、および、形式証明の解析の組合せである。また、CoqとPython間のデータの橋渡しには、フリーソフトのproviolaを参考にしてきた。これは標準出力とエラー出力をパイプとした、Coqの入力と出力をやりとりする手法である。作成したソフトウェアは、研究体制(代表者、分担者)で協力し動作を確認してきた。動作環境が異なることで、機能の一部が正常に動作しない状況も確認した。これは、PythonとCoqのOSに依存した動作によるところが大きい。どのOSでも同一のもしくは同様の動作を実現するのは非常に困難である。Coqの入出力に対する操作に関するこのような知見は、本研究を経験しなければ得られなかったと感じている。昨年度同様、.vファイルの一部に対して、ある程度まで自然言語化出来たがすべてのファイルを完全に自然言語化するには、いくつかブレイクスルーや人力が必要である。検討の結果、自然言語化をスムースに実現するには、.vファイル作成時からフォーマット等のルールを定めて行うべきという知見に達した。情報理論の形式化ライブラリinfotheoに関して、人間に対する可読性を与えるシステムの開発を開始した。その研究アイデアとしてCarst Tankinkにより開発されたproviolaの出力に着目した。具体的には、Coq/SSRefelctスクリプトとしてのvernacularファイルからproviolaによりfilm化し、そのfilmファイルを入力としLaTeXソースへと変換するものを本研究の目標を実現するシステムとすることにした。filmファイルからLaTeXソースへの変換が本研究で開発するシステムの主要部分であるが、その言語としてPythonを採用した。Pythonのコードを機能により二つにわけて構成している。一つはfilmファイルを解析するコードであり300行程度開発した。もう一つはCoq/SSReflectのタクティクを人間の自然言語に対応させる対応表の役割をなすコードであり900行程度開発した。開発したコードをinfotheoのRssr.v、variation_dist.v、natbin.v、hamming.vなどに適用したその動作を確認した。結果、代表的なタクティク(move:、move=>、case、apply、elimなど)に対してシステムが正確に動作することを確認した。一方で、タクティクの組み合わせやタクティカルが複雑に現れるものに対しては、期待する動作が実現できていない。本年度の目標はシステムのプロトタイプを作成することであった。開発したpythonコードをinfotheoライブラリの一部に対して適用したところ、代表的なタクティクに対しては正確に動作することを確かめられた。本研究の目標である、情報理論の情報源符号化定理の形式化を含んでいるCoq/SSReflectライブラリであるinfoTheoの.vファイル群に対し、タクティク等を自然言語へ変換するソフトウェアの開発を進めている。また、研究協力者である名古屋大学のガリグ氏にもデモンストレーションを行い、参考意見を頂いてきた。3人の動作環境が異なることで、機能の一部が正常に動作しない状況も確認した。これは、Windows版のPythonのバグによるところが大きい。そのため、他のOS等を中心として開発を進めている。ただしWindows版の開発を諦めたのではなく、Windows 10のWindows Subsystem for Linuxを利用して、実質的にWindows上で実行可能な状況にできている。これらの積み重ねにより、.vファイルの一部に対して、ある程度まで自然言語化出来てきたと言える。実際、infoTheoの一部のファイルでは、ほぼ全て自動的に自然言語化できたものもある。一方、すべてのファイルを完全に自然言語化するには、いくつかブレイクスルーや人力が必要であると見込みが立ってきた。その理由は進捗状況で述べる。infoTheoは多くのファイル群により構成されること、SSReflectベースで書かれているため、単一のタクティクと異なり、タクティカルの組み合わせにより、形式化された証明の表現が複雑であることが原因で、形式証明から自然言語への対応が複雑になっていることが判明した。

Coqの入出力に対する操作に関するこのような知見は、本研究を経験しなければ得られなかったと感じている。昨年度同様、.vファイルの一部に対して、ある程度まで自然言語化出来たがすべてのファイルを完全に自然言語化するには、いくつかブレイクスルーや人力が必要である。検討の結果、自然言語化をスムースに実現するには、.vファイル作成時からフォーマット等のルールを定めて行うべきという知見に達した。Coq/SSReflectのタクティクを人間の自然言語に対応させる対応表の役割をなすコードの拡張を行う。特に、infotheoライブラリの幾つかのファイルに対して、全てのタクティクを自然言語化する変換を実現していく。情報源符号化定理の形式証明全体を自然言語化するのではなく、主要な補題・定理や定義等に絞って、自然言語化する方法を視野に入れている。
哺乳類精原細胞の増殖分化に関連する特異的遺伝子発現の解析

本研究は哺乳動物の精原細胞の増殖分化の過程で特異的に発現する遺伝子の探索ならびに抗精巣細胞単クローン抗体を用いた免疫組織学的精巣細胞識別法を確立することを目的とした。まず、精巣組織構築を認識同定するため、市販の抗IV型コラーゲン抗体および抗ビメンチン抗体を用いた蛍光抗体法による精巣組織染色法を確立した。この方法の確立により、精細管および精巣内体細胞を明瞭に識別できるようになった。つぎに、これら2種類の市販抗体と既に作出していた11種類の抗ヤギ精巣細胞単クローン抗体を用いて二重蛍光抗体染色を行い、ヤギ精巣組織切片中のライディッヒ細胞、セルトリ細胞、精原細胞(原精原細胞)、精母細胞、精子細胞(先体および鞭毛)をそれぞれ識別した。また、うち3種類の単クローン抗体は成マウス精巣組織中の間質細胞、セルトリ細胞および精原細胞の識別にも有用であることが示された。一方、精原細胞増殖再開期において特異的に発現する遺伝子を探索するために、生後8日齢および生後14日齢のマウスから精巣を摘出し、それぞれの組織中より総RNAを定法により抽出した。これを鋳型として逆転写反応を行い、cDNA断片を作製した。さらにディファレンシャルディスプレー法により差次的に発現する遺伝子のcDNA断片を数種類検出した。cDNAを回収し、標識cDNAを作製してドットブロットやノーザン解析を行うことにより種々の組織中におけるmRNAの特異的発現を調べるとともに、発現量に明らかな差が認められたcDNA断片に関してTAクローニングベクターを用いたクローン化および5'RACE法による完全長cDNAの単離を続行中である。本年度は、精巣内生殖細胞の増殖・分化開始の過程において特異的に発現する遺伝子を同定し、さらにその遺伝子転写物を検出するためのプローブを作製し、そのプローブを用いてドットブロットハイブリダイゼーションやノーザンハイブリダイゼーションなどを行い、精子形成細胞の増殖および分化と特定遺伝子の発現時期との関連性を調べることを目的とした。(1)ディファレンシャルディスプレー法による精原細胞増殖再開期に発現する遺伝子cDNAの検出精原細胞が増殖を停止した状態にある若齢雄の精巣と増殖を再開した状態にある精巣組織をそれぞれ摘出した。これをホモジナイズしてAGPC法により総RNAを抽出し、高速冷却遠心機により分離した。総RNAを鋳型としてアンカーオリゴdTプライマーを用いて逆転写反応を行い、cDNA断片を作製した。次に、任意(arbitrary)プライマーを用いてPCRを行い、cDNA断片を増幅した。このPCR産物をゲル電気泳動で展開し、時期特異的に検出されるバンドを切り出してcDNA断片を精製した。(2)時期特異的cDNAの同定精製したcDNAをさらに増幅しこれを鋳型としてPCR標識を行い、標識cDNAを作製した。これをプローブとして半定量的なドットハイブリダイゼーションやノーザンハイブリダイゼーションを行い、組織中のmRNAの量に差のあるものを選別した。(3)cDNAクローニング精製したcDNA断片をクローニングベクターに組み込み、大腸菌にトランスフェクトしてライブラリーを作製し、クローン化した。(1)精原細胞増殖再開期に発現する遺伝子の転写物の検出およびcDNA断片の塩基配列決定生後1週齢および2週齢のマウスからそれぞれ精巣を摘出し、これをホモジナイズしてAGPC法により総RNAを抽出し、高速冷却遠心機により分離した。総RNAを鋳型として4種類のアンカーオリゴdTプライマーを用いて逆転写反応を行い、cDNA断片を作製した。次に、4種類それぞれの逆転写反応産物について10種類の任意(arbitrary)プライマーを用いてPCRを行い、cDNA断片を増幅した。このPCR産物をゲル電気泳動で展開し、時期特異的に検出される約10種類のバンドを切り出してcDNA断片を精製した。

精製したcDNA断片をジデオキシ法により塩基配列を読みとり、100300塩基対からなる数種類のcDNAの塩基配列を決定した。相同性検索の結果、多くは既に報告されているものと一致したが、2種類は未報告の塩基配列であることが判明した。(2)ヤギ精巣細胞特異的単クローン抗体を用いた免疫染色法によるマウス精巣構成細胞の同定既に作出している一連のヤギ精巣細胞特異的単クローン抗体がマウス精巣構成細胞の同定に有用か否かをマウス精巣組織より作製した凍結組織切片を用いて、間接二重蛍光抗体法により調べた。その結果、ヤギのライディッヒ細胞様細胞およびセルトリ細胞様細胞をそれぞれ認識するもの、精原細胞様細胞を認識するもの、精母細胞様細胞、精子細胞様細胞、および精子の頭部あるいは尾部をそれぞれ特異的に認識する抗体のなかで、マウスにおいても有用であるものが約10種類確かめられた。
インスリン遺伝子の発現量を調節する血糖値感知機構の遺伝子解析

インスリンは血糖値の上昇に応じ膵蔵のランゲルハンス島のB細胞(B細胞)から合成分泌される。我々は、L-培養線維芽細包株に、ヒトプロインスリンを発現分泌させ、リンパ球の表面抗原の遺伝子を予め導入し発現させておくことにより、必要時に移植細胞を除去する安全装置を作製した。さらに、HSV-TK遺伝子を重複導入し、ガクシクロビールに感受性を示す細胞をクローン化した。この細胞を糖尿病を誘発したヌードマウスの皮下に移植することにより、血糖値は治療前値の約500mg/dlから約1カ月後に約200mg/dlとなった。この時点でガンシクロビールを投与することにより血糖値は部分的に上昇した。しかし、血糖値の上昇は不安定で、腫瘍化した細胞の除去は不完全であった。B細胞由来のMIN6培養細胞株を糖尿病を誘発したC57BL/6マウスに移植したところ、移植直後から血糖値は正常化したが、空腹時血糖値は徐々に低下し、低血糖の恐れが生じたため、ストレプトゾシン投与により移植細胞の除去を検討中である。糖負荷試験の結果、インスリンは移植後初期にはグルコース依存性を示したが後期には依存性が低下した。MIN-6細胞を異なるブドウ糖濃度で培養し、それぞれの条件下でのインスリンのmRNA量をノザン分析したところ、mRNAの量には大きな差は認められなかった。また、ブドウ糖濃度の高い培養条件下のMIN6細胞のmRNAからブドウ糖濃度の低い条件下におけるmRNAを引き算することにより、それぞれの代謝状態に特異的なmRNAを分離する方法を開発中である。以上、糖尿病マウスの遺伝子治療モデルの安全装置として、HSVTKを用いる可能性を検討した。B細胞由来の培養細胞を用いることにより血糖値依存性のインスリン分泌を確保できる可能性を認めた。HSV-TKを入れた線維芽細胞ではガンシクロビールを用いて。B細胞由来の細胞にはストレプトゾトシンを用いて移植細胞数を調節する方法と分子機序を今後詳細に検討する必要がある。インスリンは血糖値の上昇に応じ膵臓のランゲルハンス島のB細胞(膵ラ島B細胞)から合成分泌され、血糖値を一定に保つ。この血糖感知機能が発揮されるには、血糖値を感知しその情報をインスリン遺伝子の発現に反映させる分子機構が必要である。我々は、Lー培養線維芽細胞株に、ヒトインスリン遺伝子を導入することによりプロインスリンを発現、分泌させ、これらの細胞を糖尿病の疾患動物モデルの腹腔内に移植投与することにより糖尿病の体細胞遺伝子治療のモデルを作成した。この線維芽細胞におけるプロインスリン分泌には、血糖値依存性がない。一方、血糖値感知機能と高いインスリン分泌能力を有する膵ラ島B細胞由来のMIN6培養細胞株を用いることにより、膵ラ島B細胞における血糖値感知機構のin vitroにおける遺伝子解析が可能となった。そこで、本年度は、ヒトインスリン遺伝子を発現する線維芽細胞と膵ラ島B細胞由来のMIN6培養細胞を対照しながら、血糖値感知機構がインスリン遺伝子の5'上流の配列に依存するか否かをMIN6培養細胞を用いて検討することとした。MIN6培養細胞は、ヒトのインスリンの5'上流配列にSVー40のTー抗原遺伝子を結合させ、トランスジェニックマウスの方法によって確立された細胞株である。従って、インスリン遺伝子の5'上流がブドウ糖濃度依存性のインスリン遺伝子の発現調節に重要であるか否かを、この細胞を異なるブドウ糖濃度で培養し、それぞれの条件下でのSVー40のTー抗原のmRNA量をNorthern分析することにより解析中である。

この結果を踏まえ、インスリン遺伝子の5'上流の配列を有するヒトインスリン遺伝子を線維芽細胞に導入し、その発現がブドウ糖濃度依存性を示すか否かを検討する。この方法によりこの配列に特異的に結合する転写調節因子が膵ラ島B細胞に特異的であるか線維芽細胞にも存在するかを明らかにする。インスリンは血糖値の上昇に応じ膵臓のランゲルハンス島のB細胞(B細胞)から合成分泌されるためには、血糖値を感知しインスリン遺伝子の発現に反映させる分子機構が必要である。我々は、L-培養線維芽細胞株に、ヒトインスリン遺伝子を導入しプロインスリンを発現分泌させ、これらの細胞を糖尿病の疾患動物モデルの腹腔内に移植することにより糖尿病の体細胞遺伝子治療のモデルを作成した。この場合、リンパ球の表面抗原の遺伝子を予め導入し発現させておくことにより、必要時に移植細胞を除去する安全装置を作製した。今回、さらに応用性のある安全装置として、単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子を予め導入し発現させておき、必要時に抗ウイルス剤であるガンシクロビールを投与することにより移植細胞を除去する安全装置を開発した。血糖値感知機能と高いインスリン分泌能力を有する膵ラ島B細胞由来のMIN6培養細胞株を用いてB細胞における血糖値感知機構の解析を試みた。ヒトインスリン遺伝子の5'上流の配列に血糖値感知機構が存在するか否かを明らかにするために、この細胞を異なるブドウ糖濃度で培養し、それぞれの条件下でのヒトインスリンのmRNA量をノザン分析したところ、mRNAの量には大きな差は認められなかった。そこで、異なるブドウ糖濃度の培養条件で、ヒトインスリンの5'上流の配列の一部とCAT遺伝子の融合遺伝子の活性を測定することにより転写調節を、また、ヒトインスリンのmRNAと結合するタンパクの有無を調べることにより翻訳調節について検討中である。また、ブドウ糖濃度の高い培養条件下のMIN6細胞のmRNAからブドウ糖濃度の低い条件下におけるmRNAを引き算することにより、それぞれの代謝状態に特異的なmRNAを分離する方法を開発中で、現在少数の特異的なクローンが分離されつつある。これらの方法によりインスリンのブドウ糖濃度依存性の分子機構が除々に解明されつつある。
聴覚障害児における数学的椎論と表現の一般化と形式化に伴う困難性の克服

本研究の目的は,聴覚障害児における数学的推論と表現の一般化と形式化に伴う困難性とその克服のための具体的方策を明らかにすることである。平成19年度は,共有プロセスへの教師の働きかけの記述に重点をおき,新たに目標(3),(4),(5)の課題解決に臨んだ。目標(3)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の記述と分析目標(4)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスの記述と分析目標(5)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスへの教師の働きかけの記述と分析平成18年度までに次の2つが明らかになった。第一に,推論の特性との関連での一般化や形式化の様相の記述が必要であるが,構成の視点からとらえることが必要だということである。第二に,共有プロセスの一般化と形式化の記述と分析においては,数学にとってふさわしいかと,教室における子どもたちにとってふさわしいかという2つの視点からとらえることが必要だということである。そのために,平成19年度はGlasersfeldやGravemeijerの研究のアイディアをもとに,推論と表現の一般化と形式化の議論を再整理した。その一方で,Cobbらの実践と理論の鏡映的開発研究のアイディアをもとに,教室における社会的,社会-数学的規範から推論と表現の一般化と形式化の議論を再整理した。教師の働きかけを,子ども個々の経験の組み立てと子ども個々間の教室における規範の組み立てという2つの次元において記述・分析することが重要であるという理論的課題が明らかになってきた。本研究の成果を生かし,今後は聾学校小学部における算数授業の実証的研究を行い,聴覚障害児における数学的推論と表現の一般化と形式化に伴う困難性の克服における実践的課題を明らかにし,解決を図りたい。そのために,平成17年度は次の目標(1),(2)の課題解決に取り組んだ。目標(1)数学的推論と表現の一般化と形式化の記述方法の開発目標(2)記述された数学的推論と表現の一般化と形式化の分析方法の開発これらの2つの課題解決については,文献のレビューと教室観察を行ってきた。文献のレビューは全米数学教師協議会の2000年に出版された推論と表現に関する数学教育研究の特集号を中心に行ってきた。併せて国内の先行研究についてもレビューを行ってきた。その中で明らかになってきたことは次の2点である。第一に,推論には演繹的推論,帰納的推論,類比的推論があるが,それぞれの推論の特性との関連での一般化や形式化の様相の記述が必要であるということである。第二に,推論と表現の一般化や形式化が実質的に図られたかどうかを明らかにするような記述のアイディアやくふうの検討が必要であるということである。記述方法の開発に向けて,教室観察も行ってきた。また,教室観察については,聾学校の教室の特徴を明らかにするためにも,聾学校に限らず普通学校の算数・数学の教室観察を行ってきた。また,間接的な観察だけでは限界があったので,直接的な観察を行うためにも試行的に実験授業を行ってきた。今年度の研究の成果と課題を踏まえ,来年度は次の目標(3),(4),(5)の課題解決に取り組む。目標(3)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の記述と分析目標(4)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスの記述と分析目標(5)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスへの教師の働きかけの記述と分析本研究の目的は,聴覚障害児における数学的推論と表現の一般化と形式化に伴う困難性とその克服のための具体的方策を明らかにすることである。そのために,平成18-19年度は次の目標(3),(4),(5)の課題解決を行う。平成18年度は,目標(5)を見据えて,目標(3),(4)に取り組んだ。目標(3)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の記述と分析目標(4)一般化.形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスの記述と分析目標(5)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスへの教師の働きかけの記述と分析これらの課題を解決するために,子どもの能動性と創造性による構成に着目した。構成に関する数学教育研究の文献をはじめ,文化人類学的手法や臨床的手法に関する文献のレビューを行ってきた。それとともに,算数や数学の授業を,実際の教室に出かけ,観察を行ってきた。その中で明らかになってきたことは,次の2点である。第二に,共有プロセスの一般化と形式化の記述と分析においては,数学にとってふさわしいかと,教室における子どもたちにとってふさわしいかという2つの視点からとらえることが必要だということである.平成19年度は,共有プロセスへの教師の働きかけの記述に重点をおき,平成18年度に明らかになってきた視点を取り入れ,新たに目標(3),(4),(5)の課題解決に臨む。

本研究の目的は,聴覚障害児における数学的推論と表現の一般化と形式化に伴う困難性とその克服のための具体的方策を明らかにすることである。平成19年度は,共有プロセスへの教師の働きかけの記述に重点をおき,新たに目標(3),(4),(5)の課題解決に臨んだ。目標(3)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の記述と分析目標(4)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスの記述と分析目標(5)一般化・形式化される数学的推論と表現の文脈の共有プロセスへの教師の働きかけの記述と分析平成18年度までに次の2つが明らかになった。第一に,推論の特性との関連での一般化や形式化の様相の記述が必要であるが,構成の視点からとらえることが必要だということである。第二に,共有プロセスの一般化と形式化の記述と分析においては,数学にとってふさわしいかと,教室における子どもたちにとってふさわしいかという2つの視点からとらえることが必要だということである。そのために,平成19年度はGlasersfeldやGravemeijerの研究のアイディアをもとに,推論と表現の一般化と形式化の議論を再整理した。その一方で,Cobbらの実践と理論の鏡映的開発研究のアイディアをもとに,教室における社会的,社会-数学的規範から推論と表現の一般化と形式化の議論を再整理した。教師の働きかけを,子ども個々の経験の組み立てと子ども個々間の教室における規範の組み立てという2つの次元において記述・分析することが重要であるという理論的課題が明らかになってきた。本研究の成果を生かし,今後は聾学校小学部における算数授業の実証的研究を行い,聴覚障害児における数学的推論と表現の一般化と形式化に伴う困難性の克服における実践的課題を明らかにし,解決を図りたい。
北海道におけるダム建設労働者の労働・生活・組織過程と「陶冶」

本研究は、第一に建設事業のなかでも解明が遅れている土木事業の社会的経済的構造を、工事内容や労働力編成に関する統計処理を通じて工事の類型化による分析的把握を行った。第二に調査対象である忠別ダムがコンクリート堤体とフィル堤体を複合させたユニークな日本有数のダムであることを、戦後日本のダム建設事業の足取りのなかに位置づけ、第三に、堤体コンクリート打設における合理化工法であるRCD工法など施工技術-工程や複合的な施工体系による複雑なJVを頂点とする施工体制の実態と性格を捉えることによって、それらを担う労働力の陶冶について、技術的な意味とともに広く社会的な意味でも把握し、労働者の自立的形成の水準と労働組合運動の可能性を探った。これらを通じて得られた成果-知見としては、第一に土木事業のトータルな工事別就労者数とその職種別編成を明らかにし、労働力編成の特徴による土木事業の類型的把握によって各土木事業の性格を把握する試みを達成した。第二に戦後建設労働問題研究の起点となってきた佐久間ダムの研究(日本人文科学会)以降の主要なダム労働研究のフォローを踏まえ、ダム建設事業とそこでの労働の今日的到達点を示し、またこれまでの氏原正次郎らの佐久間ダム研究が、技術革新が建設労働者に及ぼした影響を楽観的に把握され、向じ佐久間ダム研究を行った高木督夫や嶺学、近松順一らの把握からしても再考の余地を残すものであったことを忠別ダム工事の研究を通じてあらためて明らかにした。第三にダム建設労働者の地域との関係によって(1)地元通勤者、(2)宿舎長期利用者(道外者など)、(3)宿舎・自宅通勤併用者(週末型通勤道内居住者)の3タイプの存在と、このうちの(1)(3)のタイプにおける地域との接点における諸活動や労働組合などとの関連が、ダム労働者の陶冶を促進する契機の一つになっている事実を突き止めた。本年度は、第一に調査初年度ということもあり、調査仮説それ自体を吟味することを取り組んだ。そのため既存の建設労働研究の成果を改めて渉猟し、その検討を試みた。特に次年度の現場労働者に対する調査事項の検討を行なった。また建設労働者の実態に関する地元旭川市の公共職業安定所をはじめとする基礎的な資料を収集し、統計的な検討を重視して一定の取りまとめを行なった。第二に忠別ダム工事に関する技術的諸問題や自然環境とのかかわり、工事費の変更-工事予算の増大などをめぐる新しい動きについて地元関係者から具体的な説明をうけるとともに、大規模公共事業を巡る多様な主体の動向を把握する作業をすすめた。第三に建設労働者については、建設季節労働者の労働組合を通じて最近の実態と組合の取組みについて把握するための作業を進めた。このなかで、建設季節労働者(季節失業者)内部に急速に若年現場労働者が生み出されていることが明らかになった。第四に、これまで調査されていない冬期の建設現場の稼動状況や労働実態、施工と管理のシステムなどについての調査を実施した。第五に建設季節労働者の高齢者の一部が地域でホームレスとして増大しつつあることに着目し、旭川と周辺地域のホームレス調査を実施した。また福祉行政のホームレス施策の実態について、旭川市や滝川市、岩見沢市などで調査を実施するとともに専門家によるレクチャーを受けた。今期の研究の柱となる調査として、第一にダム工事現場労働者、下請け協力企業、ゼネコン所長への前年度に引き続く継続的な調査を行った。

ゼネコン現場所長からは工事の全体的概況、現場組織編成、現段階の工程や施工上の特質、協力業者との関連などについて、下請け協力企業現場代表者からは、企業の事業状況、現場労働力編成、保有機械・設備、労務統括機構と労働者管理の実情などについて、現場労働者からは基本属性、経歴、労働内容、熟練と資格、生活状態、意識などについて把握することができた。第二に、地域における建設労働者の状況について冬期の失業を強いられる季節労働者を対象に旭川市を舞台に面接調査を行い生活状態の悪化と不安感の増大が目立った。またそのような労働者を結集している労働組合の活動状況や冬期技能講習活動の調査も行った。第三にダム工事とそこで働く労働者を土木工事とその労働市場全体の中で位置づけるための基礎統計分析を行った。この作業から土木事業の構成や北海道におけるそれの特質、そのなかでのダム工事とダム労働者のウエイトなどが確認された。以上全体を通じて、長野県の脱ダム宣言に典型される公共土木事業見直しの影響が見いだせる中で、ダム労働者の賃金・労働条件の切り下げとそれでも雇用を確保したいとする期待の交錯するもとで、地域における彼らの組織化が現場ではみえないまま着実に進展している状況が浮かび上がりつつある。この1年間の主な調査は、基礎的なデータの収集、整理、分析を行いながら、忠別ダム現場調査を夏に実施し、開発建設部担当者、JV所長、職員、一次下請2社、一次下請労働者10人の面接調査を行った。また補足的な調査を12月(函館建設労組)と3月(開発建設部、一次下請ほか)に実施した。以上を通じて、第一に土木事業における労働力の構造を統計的に把握し、そこにダム建設労働を位置づけることを試みた。第二にダムがコンクリート提体とフィル提体の複合された構造を持つことによって、施工面で2本立ての体系が形成され、従来のダム建設に比較してより複雑な内容をはらむことを明らかにした。第三に基幹的な労働部面として、(1)骨材生産・(2)コンクリート提体打設・(3)フィル提体盛り立ての3分野が基軸になること、そしてそのそれぞれにおいてが異なる生産システムと労働編成・労働過程が存在していることが浮き彫りになった。このことは従来のダム建設労働研究では必ずしも十分意識されていないし解明されていない点である。特に(3)のフィル建設工程とそこでの労働に関わる今日的な実体解明に一歩前進することを可能にした。さらに第四にダム労働者の全体的な年齢、技能、雇用形態などの編成上の特質が、建設労働者一般とも土木労働者一般とも異なる特質が技術的また安全対策や下請・労務統括的な要因によって存在することが明らかになった。第五に労働過程と地域での生活を分離するのではなく統一的に把握する上で労働者の居住-通勤形態における宿舎と自宅の相違、それに影響された地域との関係性の度合いの相違を意識した検証が重要となることが明らかになった。
鋼材の脆性亀裂伝播停止挙動の解明とそれに基づく構造アレストの亀裂伝播への影響評価

平成30年度は以下の研究項目を実施した.1.平成29年度に実施したシアリップ形成試験結果の分析:複数の温度,負荷応力で実施したシアリップ形成を伴う脆性亀裂伝播試験に手えられた破面を非接触型3次元形状測定機を用いて解析した結果を分析し,シアリップ厚さの定量化を行った.2.亀裂先端近傍応力場決定因子の解明:従前より実施していた有限要素解析を用いた亀裂先端近傍応力場の解析を引き続き実施し,非定常効果や速度による影響を取りまとめた. 3.脆性亀裂アレスト予測理論モデルの開発:上記1,2の成果およびこれまで実施してきた研究の内容を統合し,物理的根拠に立脚した脆性亀裂アレスト予測数値モデルを開発し,その妥当性を検証した.その結果,従来の理論モデルのような非現実的な家庭を導入することなくアレスト現象を再現することができることが示された.4.透明樹脂を用いた3次元構造中の亀裂伝播観察:実験難易度,コストの観点から実験趣旨を変更することなく透明度が高い弾性体であるアクリル樹脂を用いた高速き裂に対する3次元構造因子の影響について実験的に調査を行った.なお,当初想定していた3次元Application phase有限要素解析は計算コスト上現実的ではないことが研究途上で明らかになったことから実施せず,3次元効果についてはシアリップ形成試験結果を整理することに注力した.上記のうち,1の成果及び2,3の成果をそれぞれ取りまとめ2連報の論文としてすでに破壊力学に関する国際論文誌に投稿している.また,4については破壊に関する国際学会22nd European Conference on Fractureにて発表を実施済みである.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は鋼材における脆性亀裂伝播・停止挙動に大きな影響を与えると考える三次元効果についての検討を実施した.特に,板表面近傍に形成される非脆性破断部(サイドリガメント,シアリップ)の形成条件について,平板試験体を用いた実験的検討を実施し,その形成状態を確認した.この際,シアリップ厚さはワンショット3次元計測機を用いて計測している.また,温度一定型広幅試験を行い,高応力拡大係数における亀裂のアレスト特性の評価を試みたところ,未破断サイドリガメント厚さが閉口効果を考慮した実質的な駆動力に支配されることが分かった.続いて,サイドリガメント/シアリップによる閉口効果の定量的評価を行うために,未破断サイドリガメントの形成状態を入力として陰解法を用いた三次元弾塑性有限要素解析を行い,局所応力の変化を観察した.その結果,未破断サイドリガメント厚さが閉口効果を支配するもっとも重要な因子であることが明らかになった一方で,未破断サイドリガメント長さの寄与は,未破断サイドリガメントが一定以上の厚さを有することが条件になることが分かった.また,一方で,予定を前倒しして弾塑性透明樹脂を用いた高速カメラによる伝播中の亀裂前縁形状の観察・継手構造への突入時の前縁形状の変化の直接撮影についても予備的検討に着手している.弾塑性透明樹脂としてポリカーボネートを採用しているため,透明度を上げるための表面仕上げ方法や,亀裂前縁識別のための光学的手法の検討(具体的にはシュリーレン法の検討)を実施しており,今後これら予備的検討の結果を踏まえ,試験片形状・実験手法の確立する予定である.サイドリガメント/シアリップ形成試験については予定通り実施し,亀裂伝播速度データ取得を含め完了している.しかし,一方で,当初予定していたApplication phase解析は計算コストが非現実的なほど膨大であることが判明したため取りやめ,計算コストの低減手法の検討を行っている.そのため,残りの期間でApplication phase解析を実施する見込みが立たない場合も考慮し,Generation phase解析による閉口効果の定量的評価を平成29年度中に実施しており,概ね計算は完了している.一方で,本来平成30年度に実施予定であった弾塑性透明樹脂を用いた実験に着手している.すでに予備実験や冶具の設計を終えており,今後試験片形状の確定が早期に実施できる予定である.また,高速カメラによる撮影条件の洗い出しにをすでに実施しており,予備実験における撮影にも成功している.以上のように,部分的に前倒しして研究が進んでいる一方で,一部研究については計算コストの面から別のアプローチを検討・実施しており,総合的にはおおむね予定通りに進んでいるものと判断した.平成30年度は以下の研究項目を実施した. 1.平成29年度に実施したシアリップ形成試験結果の分析:複数の温度,負荷応力で実施したシアリップ形成を伴う脆性亀裂伝播試験に手えられた破面を非接触型3次元形状測定機を用いて解析した結果を分析し,シアリップ厚さの定量化を行った.2.亀裂先端近傍応力場決定因子の解明:従前より実施していた有限要素解析を用いた亀裂先端近傍応力場の解析を引き続き実施し,非定常効果や速度による影響を取りまとめた. 3.脆性亀裂アレスト予測理論モデルの開発:上記1,2の成果およびこれまで実施してきた研究の内容を統合し,物理的根拠に立脚した脆性亀裂アレスト予測数値モデルを開発し,その妥当性を検証した.その結果,従来の理論モデルのような非現実的な家庭を導入することなくアレスト現象を再現することができることが示された.4.透明樹脂を用いた3次元構造中の亀裂伝播観察:実験難易度,コストの観点から実験趣旨を変更することなく透明度が高い弾性体であるアクリル樹脂を用いた高速き裂に対する3次元構造因子の影響について実験的に調査を行った.なお,当初想定していた3次元Application phase有限要素解析は計算コスト上

現実的ではないことが研究途上で明らかになったことから実施せず,3次元効果についてはシアリップ形成試験結果を整理することに注力した.上記のうち,1の成果及び2,3の成果をそれぞれ取りまとめ2連報の論文としてすでに破壊力学に関する国際論文誌に投稿している.また,4については破壊に関する国際学会22nd European Conference on Fractureにて発表を実施済みである.現状の手法ではapplication phase解析を現実的な計算時間で実施することが困難であることが発覚したため,何らかの手法を用いて計算コストの低減が可能かどうか今後検討する予定である.また,有限要素解析による閉口効果の定量的評価をベースにして閉口効果のモデル化を行い,局所破壊応力理論モデルへの組み込みを行う予定である.一方で,弾塑性透明樹脂を用いた実験については,予定より多少高コストであるが透明度を向上させる表面処理の実施が可能であることが分かったため,今後継続して実施し,定量的な評価ができるよう実験手法の精緻化を行う.また,これまでは平板試験片のみ使用していたため,今後は継手構造試験片の作成・実験実施を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ウェーブレットを用いた昆虫音響モニタリング手法の確立

ニイニイゼミの種判別については,最も顕著な種の特徴が現れたのは,周波数特性であった.特にフレーズの前半,中盤部では,どの周波数特性のパラメータにも種間差が顕著に現れた.興味深いのは,周波数変調が起こる終盤部で,於茂登岳のヤエヤマニイニイとイシガキニイニイの特徴の有意差がいくつかの測定値で消失していたことから,主鳴音の前半部,中盤部を利用することで2種の判別が可能であることが明らかになった.次にイモゾウムシについては,周波数成分に地域集団間で有意な違いが見いだされたほか,体サイズに対するエキーム長の回帰直線の傾きに,オスのみで有意な差違が検出された.ニイニイゼミの種判別については,最も顕著な種の特徴が現れたのは,周波数特性であった.特にフレーズの前半,中盤部では,どの周波数特性のパラメータにも種間差が顕著に現れた.興味深いのは,周波数変調が起こる終盤部で,於茂登岳のヤエヤマニイニイとイシガキニイニイの特徴の有意差がいくつかの測定値で消失していたことから,主鳴音の前半部,中盤部を利用することで2種の判別が可能であることが明らかになった.次にイモゾウムシについては,周波数成分に地域集団間で有意な違いが見いだされたほか,体サイズに対するエキーム長の回帰直線の傾きに,オスのみで有意な差違が検出された.・音声データの取得について八重山諸島のニイニイゼミについては,石垣島と西表島それぞれ3地点において音声収録を行った.石垣島については,バンナ岳,於茂登岳,米原地区手前のポイントで2012年度にも音声収録を行っているが,今回新たに複数の録音装置を用いてデータを追加した.また西表島のポイントについてはいずれもこれまでデータ未収録で,今回初めて鳴き声を収録できた.また米原地区の端にあたる地域で,姿は確認できなかったものの,イシガキニイニイと思われる鳴き声を複数収録した.また1990年代と2000年代に収録したイシガキニイニイの原音ファイルが発掘されたため,これらも含めた解析を実施中である.イモゾウムシについては,音声形質の遺伝率を測定するため,各地域系統の親世代と後代の音声を記録した.音声記録を実施するために新たに設計した防音箱が予定通り納品され,今後の音声収録に活用していく.・音声波形解析についてニイニイゼミについては,時間領域,周波数領域に関するパラメータを測定し,スコアを比較した.ニイニイゼミ鳴き声の特徴として,1つのフレーズの終盤に周波数転調が生じる事がわかっており,その継続時間は5秒以内であることが今回判明した.周波数転調が種判別の精度に与える影響を調べるため,フレーズ開始後5秒,フレーズ終了前5秒のパルス数や周波数成分を解析,比較した.その結果,フレーズ開始後5秒のピーク周波数にイシガキニイニイとヤエヤマニイニイの種間差が顕著に見られた一方,終了前5秒の周波数成分にそのような違いが見いだせなかった.この結果は今後音声形質の種間差を検出する方法を開発する上で,重要な知見となる.イモゾウムシについては離散ウエーブレット変換後のデータ解析を実施したところ,幾つかの飼育系統間で鳴き声の特徴に顕著な違いがみられることがわかった.・音声データの取得について八重山諸島のニイニイゼミについては,石垣島と西表島それぞれ3地点において音声収録を行った.石垣島については,新たに複数の録音装置を用いてデータを追加した.また米原地区ヤエヤマヤシ林内にて,ニイニイゼミ音声を数個体分記録したが,いずれも音源から遠い位置だったため,イシガキニイニイであったかどうかを正確に判定できなかった.また1990年代と2000年代に収録したイシガキニイニイの原音ファイルが発掘されたため,これらも含めた解析を実施した.・音声波形解析についてニイニイゼミについては,時間領域,周波数領域に関するパラメータを測定し,スコアを比較した.種の判別が実施されている過去に採録した音声ソースを利用して,ヤエヤマニイニイとイシガキニイニイの特徴抽出を実施した.イシガキニイニイの音声ソースに超音波領域が記録されていないため,可聴音域のみの比較となったが,ピーク周波数の比較ではヤエヤマニイニイの方がイシガキニイニイよりも高く,また周波数成分の時間変化も両種間で大きく異なっていた.以上の事から判断すると,可聴音域データだけで,両種の判別は十分可能であると判断された.次に算出された判別データを用いて,2013年度,2014年度にヤエヤマヤシ林内とその周辺で記録されたニイニイゼミ音声の種判定を実施したところ,いずれの個体もヤエヤマニイニイである可能性が高いという結果を得た.