hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アジアモンスーン変動と黒潮・黒潮続流との双方向作用のメカニズム

全球大気再解析等のデータ解析とその検証のために高解像度数値モデル(全球大気海洋結合モデル等)を駆使することで、(1)冬季東アジアモンスーン域の温帯低気圧活動に対する黒潮・黒潮続流の受動的および能動的役割の定量的評価、(2)黒潮・黒潮続流域の冬季の海水温上昇傾向が南岸低気圧の活動ならびに太平洋沿岸の降水量増加傾向をもたらすメカニズムの解明、(3)梅雨期の黒潮続流域の海水温フロントの強化と下層西風との相互作用の解明、(4)台風が遠隔海域から多量の水蒸気を集積させるプロセスの解明、(5)日本海の海水温上昇が北日本の冬季降水量の増加や夏季の豪雨災害に与える影響評価、など重要な学問的知見が得られた。総観規模擾乱活動に影響を与える東アジアモンスーン循環と黒潮・黒潮続流の変動を評価するために、冬季モンスーンについては、先ずモンスーン変動と東シナ海で発生する温帯低気圧活動の関係の実態を調査した。その結果、強モンスーン時には、黒潮とモンスーンによって形成される海水温勾配の南東側で特に下層傾圧性が強化され、低気圧発生位置が東シナ海域に集中している事、黒潮流域に沿って下層傾圧性が強化されていることによって、北東進する低気圧が急速に発達する好適条件をもたらしている事が見出された。一方、夏季モンスーンについては、先ず相当温位を用い梅雨季の開始・終息・期間の再定義を行い、その経年変動メカニズムについての知見を得た。モンスーン強制による黒潮続流の応答を解明するために、本年度はアルゴフロートデータを用いて、冬季の黒潮続流域における海洋内部の水温分布の季節進行を解析した。また、冬季モンスーンに伴う低気圧活動の年々変動についての予備的な解析を行ない、低気圧活動の強さに経年変化があることを明らかにした。関連して、北太平洋の混合層が夏季にいかに発達するか、アジアモンスーンの役割を考察した。黒潮続流域の特徴である東アジアモンスーンにおける大気海洋相互作用を詳細に表現できる高解像度数値計算を開始した。具体的には、MIROCと呼ばれるコミュニティ気候モデルを用いて過去30年間の気候再現実験を実施し、さらに観測データで初期値化した計算を始めた。黒潮・黒潮続流域の海水温が梅雨期の大気場に与える影響を調べるために、高分解能の海面水温データとそれに空間方向にフィルターを施した海面水温とを境界条件とした数値積分を行い、両者の比較を行った。黒潮に伴い生じる小さいスケールの水温構造に伴い、海上風の収束域が見られた。さらに、沖縄周辺では、降水量への影響についても見られ、降水帯の集中化に黒潮が寄与している可能性が示唆された。領域大気モデル(WRF)を用いて、1993年から2010年までの初夏および冬季の大気場に対するSST感度実験を実施した。その結果、黒潮・黒潮続流域でのSST勾配が擾乱に与える可能性が見られた。また、高解像度のOISSTを用いた実験では特に黒潮流域で低気圧頻度が集中する傾向が得られ,気候平均場としてSST勾配が低気圧活動に寄与していることが見出された.モンスーン強度別に爆弾低気圧を比較した結果,冬季モンスーンの強弱の低気圧活動への寄与は大きいが,SST前線の低気圧活動への影響は特に強モンスーン時に顕在化することが明らかになった.低気圧活動へのモンスーン効果とSST勾配効果の複合効果の重要性が示唆された.各種観測データ解析することによって、近年では、黒潮/黒潮続流域で冬季の低気圧活動が活発化して降水量が増加していることが分かった。低気圧活動が強化されると、気温の高い、ストームトラックの南側で特に降水が増加し、温度風の関係を通して、上空のジェットを強化し、かつ北に移動させて海上の傾圧帯に近づける効果を持つ。この効果が正の低気圧活動偏差の維持、強化に寄与している可能性が提示された。別課題で実施していた、全球気候モデルMIROCによる高解像度大気海洋シミュレーションのデータを整備した。これは、MIROCに海洋の観測データを同化した計算および、それを初期値として過去予測を行った計算からなる。これらを用いて、北西太平洋域の低気圧活動の再現性の確認をした上で、モンスーン変動と低気圧活動に対して大気海洋相互作用の果たす役割に注目した解析を行った。台風などの総観規模擾乱活動が黒潮・黒潮続流域の梅雨前線に与える影響については、梅雨降水の経年変動に関連する大規模大気循環場の形成に熱帯低気圧活動がいかに関与しているかを見出した。関連して、2011年7月上旬に東アジアで起こった梅雨の極端降水

イベントの発生メカニズムを熱帯からの影響と中緯度循環の影響の同期合成の観点より明らかにした。冬季日本海の極前線の北東部の海水温変動の形成要因について、海洋同化データを利用して調べた結果、海水温の正偏差は主に秋季の混合層底面でのエントレインメント率が低下することにより生じることが明らかになった。亜表層の水温変化は、夏季の高気圧の張り出しに伴い生じるエクマンパンピングの変化を通じて亜表層の温度躍層が押し下げられる結果である可能性が高い。夏季モンスーンが冬季日本海の水温偏差を作り出すというプロセスの存在が示唆される。梅雨期の黒潮/黒潮続流域での大気海洋結合に関して、海上での西風がSSTフロントを強化する効果を、観測データで確かめるだけでなく、海洋モデルの出力結果の解析によっても、整合的な結果を得た。また、黒潮域で、SST分布が積雲対流を通して海上風速に影響を与えていることを示唆する結果を、観測データの解析によって得た。また、台風における大気海洋結合や、台風と太平洋高気圧のスケール間相互作用と梅雨前線活動への遠隔作用についても新しい知見を得た。梅雨の長期変動に関しては、梅雨前線の日本付近での急激な北進、すなわち梅雨明けを誘導する西部北太平洋の子午面循環にある数十年規模変動の特性の一部が明らかになった。また梅雨季前半と後半では、梅雨前線活動の経年変動を支配するメカニズムが異なることも見出された。高解像度結合モデルMIROC4hを用いた近未来気候予測の結果をまとめ、論文として発表した。MIROC4hは冬季の黒潮蛇行をよく表現しており、黒潮流軸変動に対する低気圧活動の応答を解析してまとめた。また、フィリピン付近の海水温変動が熱帯低気圧活動に与える影響およびその将来変化を解析して発表した。解像度の低い結合モデルを用いた将来予測実験から、夏季アジア域の循環場の温暖化に対する応答が海水温の上昇だけでなく、温室効果気体の大気陸面系への直接的影響に大きく依存することを明らかにした。黒潮・黒潮続流は低気圧活動に対して受動的のみならず能動的役割も果たしていることを領域気象モデル及び非静力学大気海洋結合モデルの各種数値実験を実施し検証した。また黒潮・黒潮続流からの水蒸気供給が低気圧中心付近の潜熱加熱に結びつくプロセスが明らかにした。梅雨期については、梅雨期の西風が黒潮続流域における水温フロントの強化に貢献していることを、各種観測データおよび海洋モデルOFESを用いて明らかにし、成果を投稿した。また、同じ時期の水温分布が海上風や対流活動に与えている影響を各種観測データと雲解像モデルを用いて解析した。また梅雨前線の活動について、6月と7月の経年変動に相違のあることを明らかにし、それぞれの経年変動を生む物理メカニズムを示した。次に夏季の中緯度SSTの決定に対し、上層海洋での対流・拡散による季節躍層下への熱浸透が夏季SSTの上昇を大きく抑制していることを定量的に評価した。2013年8月に秋田・岩手で豪雨災害が発生した事例において、日本海の沿岸では偏差で見ると0.5-1°C程度ではあるが27°Cを越える高水温が見られ、その高水温域を南から暖質な空気が秋田へと吹きこむ一方で、上空では北寄りの寒気が流れ込む状況で豪雨が発生した。夏季における中緯度海洋が大気に及ぼす影響を理解するために、この事例を対象に過去20弱の同時期の海水温を境界条件として領域大気モデルによる数値実験を行った。その結果、日本海の水温が高いほど降雨量が増える傾向になる結果が得られた。
精神的ストレスによる海馬での神経新生の低下に対して身体運動は抑制効果を持つか否か

長時間の身体拘束によりマウスに継続的な精神的ストレスを負荷すると同時に自発運動を行える環境で飼育して、精神的ストレスによる神経新生の低下に対し身体運動が抑制効果を持つか否かについて検討した。また、精神ストレスによる神経新生の低下に及ぼす身体運動の予防効果とIGF-1との関係についても検討した。その結果、身体運動はストレスより引き起こされる学習記憶能力と海馬の神経新生の低下を予防する効果があることが明らかとなり、その身体運動の予防効果にはIGF-1の作用が関与していることが証明された。「目的」本研究では、長時間の身体拘束によりマウスに継続的な精神的ストレスを負荷すると同時に自発運動を行える環境で飼育して、精神的ストレスによる神経新生の低下に対し身体運動が抑制効果を持つか否かについて検討した。「方法」実験動物には8週令の雄のC57/BL/6マウスを用い、以下の実験条件で4週間飼育した。(1)対照群:身体拘束を負荷せず通常の飼育ケージで飼育した。(2)拘束群:マウスを拘束用ゲージに1日8時間入れて身体活動を制限し、更に1匹当たりの飼育スペースを狭くしたケージで飼育した。(3)拘束+自発運動群:前述の拘束用ゲージに1目8時間入れ、その後はマウスが回転フォイールを使って自発的な運動を行える回転式運動量測定装置で飼育した。4週間経過した時点で、Water Maze Test(WMT)による学習記憶能力の測定を行った。WMT終了後、麻酔下でマウスから脳を摘出し、脳を固定した後にマイクロスライサーにより脳切片を作成しで抗Ki67抗体を用いた免疫組織化学的分析を行い、海馬の歯状回におけるKi67陽性細胞数を測定して神経新生について調べた。「結果」4週間のストレス負荷はWMTにより測定した学習記憶能力を著しく低下させた。しかし、同じストレスを負荷しても、自発運動の出来る環境で飼育したマウスでは、学習記憶能力の低下が有意に軽減された。同時に、ストレス負荷により海馬歯状回でのKi67陽性細胞数は有意に減少したが、自発運動はこの減少を有意に軽減した。「まとめ」これらの結果より、自発的運動はストレスより引き起こされる学習記憶能力と海馬の神経新生の低下を予防する効果があることが明らかとなった。「目的」平成19年度の科学研究費の研究において、精神的ストレスによる神経新生の低下が身体運動により回復する結果が得られたことを踏まえて、JB-1(IGF-1 receptor阻害剤)を充填したAlzet浸透圧ポンプを皮下に埋め込みJB-1をマウスに持続的に投与し、精神ストレスいよる神経新生の低下に及ぼす身体運動の回復効果とIGF-1との関係を検討した。「方法」実験動物にはAlzet浸透圧ポンプを背部の皮下に埋め込んだ8週令の雄のC57/BL/6マウスを用い、これらを以下の4群に分けて6週間飼育した。(1)コントロール:身体拘束を負荷せず通常の飼育ケージで飼育した。(2)拘束:拘束用ゲージによる身体拘束を負荷し、6分割ケージで飼育した。(3)拘束+トレッドミル走:拘束用ゲージによる身体拘束とトレッドミル走(1時間、速度20m/分)を負荷し、6分割ケージで飼育した。(4)拘束+トレッドミル走+JB-1:(3)群と同様の処理を行った。(1)(3)群のマウスに埋め込む浸透圧ポンプには生理食塩水を充填し、(4)群のマウスにはIGF-1受容体の阻害剤であるJB-1を充填した。実験開始4週目にBrdU投与、5週目にMorris water mazetest(MWMT)による学習記憶能力の測定、7週目に解剖を行った。「結果・考察」ストレス負荷によりMWMTで測定したマウスの学習記憶能力はコントロールに対して有意に低下し、この低下はトレッドミル走を行わせることにより有意に改善した。しかし、JB-1投与によりトレッドミル走による回復効果は消失した。同時に、BrdU陽性細胞数もストレスにより低下し、運動により回復し、JB-1投与により回復が阻害された。この結果より、ストレスによる学習記憶能力と神経新生の低下に対する身体運動がもたらす回復効果には、IGF-1の作用が関与していることが証明された。
機能性酸化物の触媒効果を利用した炭化シリコンの低温酸化

炭化シリコン(SiC)半導体の性質を利用した高性能電気スイッチ素子を実現することで、電気自動車等の動力を制御する電子機器の小形・軽量化、エネルギー損失の低減を現状に比べて大幅に改善できると期待されている。SiC電気スイッチ素子の高性能化には、加熱温度を下げて加工する技術の開発が必要である。本研究では、SiC表面に絶縁膜を形成する酸化工程の温度を、機能性酸化物のもつ活性酸素生成効果を利用して酸化工程の低温化の可能性を実験で調査した。その結果、これまではほとんど酸化が進行しなかった800°Cでの酸化速度を100倍程度加速できることを見出した。また、装置設計に要する基礎データを取得した。・チタン酸ストロンチウムマグネシウムSrTi_{1ーx}Mg_{x}O_{3ーd}を酸化触媒材料とし,電気炉内に半導体ウェーハと酸化触媒を配置して加熱することによる酸化特性の変化を調査した.・熱酸化特性が正確に調査されているシリコンウェーハを被験試料として触媒酸化の効果を調査した結果,上記触媒材料の組成xを増加すると酸化が増速されることがわかり,触媒効果による酸素原子の生成が増速酸化の機構であることが裏付けられた.組成xの最大値は0.5程度であることがわかった.これは,チタンを置換するマグネシウム量の限界に関する知見と一致する.・x=0.5の触媒を用いた場合,シリコンの熱酸化モデルにおける線形速度定数の活性化エネルギーが1.76eVから1.00eVに,パラボリック速度定数が2.22eVから1.90eVに低下できることがわかった.これらの結果から,酸化触媒による酸化は,酸化物/シリコン界面での酸化反応を大きく促進していることがわかった.・炭化シリコン(4H SiC)についても触媒酸化によって酸化を増速できることがわかった.・x=0.6の触媒を用いて4H SiCの熱酸化モデルにおける線形速度定数の活性化エネルギーが2.1eVから1.5eVに低減できることがわかった.その結果,摂氏800度での酸化速度を従来技術に比べて100倍近く増大できることがわかった.・摂氏850度での酸化でゲート酸化膜を形成して電気特性を調査した結果,1150度での酸化よりもやや低い界面準位密度をもつことがわかった.・触媒酸化の基本特性を定量的に調査できただけでなく,次年度に予定していた電気特性の調査にまで研究を進めることができた.・新たな提案である三温度法についても,試験装置を構築中である.代表者らは,ペロブスカイト型結晶構造をもつチタン酸ストロンチウム(STO)の一部をマグネシウムで置換して酸素空孔を生成した材料(STMO)を酸素中で加熱すると,活性酸素が材料から放出され,シリコンや炭化シリコンの酸化を促進できることを見出した.本研究はその酸化機構を解明するとともに,炭化シリコンの低温酸化技術としての工業的発展性を調査することを目的に実施した.チタンのマグネシウム置換量を変えた材料を混合,焼結によって作製して調査した結果,約50%までの置換が可能であり,置換量とともに活性酸素(酸素原子)の放出量が増加すること,また,それにともなってシリコンの酸化増速効果が増大することがわかった.800°Cから900°Cでのシリコンの酸化に対し,反応律速過程における活性化エネルギーを1.76eVから1.00eVに,拡散律速過程における活性化エネルギーを2.22eVから1.90eVまで低減できることを明らかにした.炭化シリコン(4H型SiC)についても効果があり,酸化が進行しにくいSi原子面の800°Cから900°Cでの反応律速過程における活性化エネルギーを2.1eVから1.5eVに低減できることがわかった.これは,上記温度近傍において酸化速度を100倍以上に増速できることを意味しており,これまでに報告例の無い低温度領域での酸化が可能であることを示した.電気特性は,通常の酸化方法で1300°Cで酸化した場合と同様の特性を示すことがわかった.工業応用への展開目指した実験を行った結果,酸化の増速効果は1000°Cまで昇温すると弱まることがわかった.これはSTMO材料がSTOとMgOに分離し,活性酸素の生成能力が低下するためであると推定した.また,発生した活性酸素の大気圧下における拡散長は数十mmであり,これらを考慮した装置設計が必要である.炭化シリコン(SiC)半導体の性質を利用した高性能電気スイッチ素子を実現することで、電気自動車等の動力を制御する電子機器の小形・軽量化、エネルギー損失の低減を現状に比べて大幅に改善できると期待されている。当初計画にしたがって研究を実施する予定である.電子デバイス・電子機器
ホロニック光統合ネットワークの構成法に関する研究

本研究は、マルチメディア情報通信サービスの基盤として要求される高速・大容量性と高機能・柔軟性を合わせ持つ新しいネットワークの開発を目的としている。基本構想として、通信網を構成する通信ノードや端末が相互にプロトコルレスで動作し、かつ全体的にはネットワークとして協調動作する通信網をホロニックネットワークと呼び、その基本方式の確立を目指した研究を2年計画で進め以下に示す成果を得た。(1)ホロニック光統合ネットワークの網構成の研究:ヘッダ駆動型自律ルーチングによるエンド・ツ-・エンド全光型情報伝達網およびユーザ要求をエージェント通信により処理するパーソナルナビゲーション網の2層構成からなる事を特徴とするネットワークアーキテクチャとそのシステム構成を提案し、テラビット容量通信網への見通しを得た。また、ネットワークの構成および性能を統合的に管理するネットワークマップを新たな要素として導入することがユーザ主導通信網の構築に有効であるとの知見を得た。(2)波長スイッチング方式の研究:光時分割多重/光波長分割多重の融合に加え、新たに光符号分割多重方式を融合したことを特徴とする複合光スイッチング方式およびタグ情報への光符号の動的割り当てによる自律ルーティング型光符号分割多重スイッチの基本構成を考案した。また、経済性と符号間干渉等の特性評価により多重化性能およびデバイス特性を明らかにした。今後、デバイス、システム両面からの試作評価が急務である。(3)ネットワークモデルの構築および特性評価:サブネット対応の分散型ネットワークマップのプロトタイプを購入設備のWS上に構築することにより、システム構成ならびに経路設定法を具体化するとともに性能シミュレーションを行い、有効性を確認した。基本構想として、通信網を構成する通信ノードや端末が相互にプロトコルレスで動作し、かつ全体的にはネットワークとして協調動作する通信網をホロニックネットワークと呼び、その基本方式の確立を目指した研究を2年計画で進めている。研究初年度である本年度はネットワークの基本構成法とノードシステムを構成する通信方式基礎の確立を目標に検討を進め、以下に要約する成果を得た。(1)波長スイッチング方式の研究:光時分割多重/光波長分割多重の融合に加え、新たに光符号分割多重方式を融合したことを特徴とする複合光スイッチング方式および光符号分割多重スイッチの基本構成を考案するとともに、符号間干渉等の性能評価により実現可能な多重度およびデバイス特性の評価を行った。(2)コネクションレス型通信方式の研究:光信号ベースでの簡易な自律ルーティングを実現するため、ルーティング情報への光波長の動的割り当て法の基礎検討を行った。(3)ホロニック光統合ネットワークの網構成の研究:ヘッダ駆動型の自律ルーチングによりエンドエンドで全光型の情報伝達網とユーザ要求をエージェント通信により処理するパーソナルナビゲーション網の2層構成からなる事を特徴とするネットワークアーキテクチャとそのシステム構成を示した。(4)トラヒックモデルの構築および特性評価:ネットワークマップの導入によりネットワークを可視化し、ユーザのネットワーク制御を実現する新しいモデル構築を行った。本研究は、マルチメディア情報通信サービスの基盤として要求される高速・大容量性と高機能・柔軟性を合わせ待つ新しいネットワークの開発を目的としている。基本構想として、通信網を構成する通信ノードや端未が相互にプロトコルレスで動作し、かつ全体的にはネットワークとして協調動作する通信綱をホロニックネットワークと呼ビ、その基木方式の確立を目指した研究を2年計画で進め以下に示す成果を得た。(1)ホロニック光続合ネットワークの綱構成の研究:へッダ駆動型自律ルーチングによるエンド・ツ-・エンド全光型情報伝達網およびユーザ要求を工-ジェント通信により処理するパーソナルナビゲーション綱の2層構成からなる事を特徴とするネットワークアーキテクチャとそのシステム溝成を提案し、テラビット容量通信網への見通しを得た。また、ネットワークの構成および性能を統合的に管理するネットワークマップを新たな要素として導入することがユーザ主導通信綱の構築に有効であるとの知見を得た。

(2)波長スイッチング方式の研究:光時分割多重/光波長分割多重の融合に加え、新たに光符号分割多重方式を融合したことを特徴とする複合光スイッチング方式およびタグ情報への光符号の動的割り当てによる自律ルーティング型光符号分割多重スイッチの基本構成を考案した。また、経済性と符号間干渉等の特性評価により多重化性能およびデバイス特性を明きらかにした。今後、デバイス、システム両面からの試作評価が急務である。(3)ネットワークモデルの構築および特性評価:サブネット対応の分散型ネットワークマップのプロトタイプを購入設備のWS上に構築することにより、システム構成ならびに経路設定法を具体化するとともに性能シミュレーションを行い、有効性を確認した。
シンク機能に基づく物質集積

シンク細胞に有用物質が大量に集積する場合には、細胞オルガネラが物質の貯蔵庫としての機能を持つように変化分化する。例えば、プラスチドはデンプンを貯蔵するアミロプラストに、液胞は貯蔵タンパク質貯蔵型のプロテインボデイーに転換する。アミロプラストおいては、プラスチド遺伝子の発現が葉緑体の場合の62%の抑えられていた。液胞とプロテインボデイーの間の相互転換に際しては液胞膜の融合・出芽が起こるが、これに関与するカボチャの膜タンパク質のcDNAをクローニングし、このタンパク質の構造を解析した。また、液胞の形態形成・維持に関与する遺伝子を酵母から単離し、その構造を明らかにした。さらに、高等植物液胞膜に存在するH^+ーATPaseおよびピロホスファターゼの構造を明らかにし、液胞膜を通じての物質輸送にこれらの酵素が重要な役割を演じていることを提示した。特に果実の場合には、液胞膜H^+-ATPaseが他の植物のものとその性質を異にしていて、有機酸や糖の集積と密接な関係を持っていることを示唆した。一方、プロテインボイーにおける貯蔵タンパク質の集積機構を明らかにするために、貯蔵タンパク質のcDNAの解析および改変を行い、貯蔵タンパク質の構造がその大量集積と深い関わりあいをもっていることを明らかにした。すなわち、貯蔵タンパク質のプロセシングおよびジスルフイド結合の形成が分子集合、ひいては大量集積に必須であることを明らかにした。また、デンプンの集積の分子機構を明らかにする目的で、ジャガイモ塊茎アミロプラスト中の糖代謝酵素のcDNAを解析中である。さらに、カタラーゼ遺伝子の5'上流域を用いのトランスジェニック植物の作出を通じて、この5'上流域中に種子中で遺伝子が強力に発現することに関与しているシスエレメントが存在していることを明らかにし、その存在領域を示唆した。
大正・昭和期の国語教育実践における「想像」のあり方に関する実証的研究

大正期の国語教育は、これまでの修身的教訓重視の傾向から離れ、その目的を文学教材による「情操の涵養」に置き、それを受け、教育実践の場においては、子どもの自由な「想像・空想」を尊重する多様な「読み」が重視されるようになっていった。しかし、その一方で、教師による一元的な「読み」も展開されるなど、教育実践の場での「読み」のあり方を巡る模索が続いた。それは、当時の国語教育理論での議論とも重なるものであるが、昭和のナショナリズム高揚期(昭和8年)になると、多様な「読み」は失われ、ナショナリズムの枠内の一元的「読み」(修身的教訓)に収斂し、太平洋戦時下に至るまで硬直した状況が続くことになる。本課題研究では、この一連のプロセスを実証的に解明することを目指すものである。研究系列Aでは、大正10年代における小学校国語科における文学教育実践に関する調査を進め、子どもの「想像」に教育価値を置いた実践事例の収集を通して、児童主体の「想像」が重視されていく多様な形態を明らかにした。研究系列Bについては、同時期における国語教育理論に関する調査を進め、一元的な「読み」に向けて教授理論の体系化が推し進められていったことが明らかとなった。特に、昭和前期の国語教育理論の中心となる垣内松三の考え方に対して、大正末には多様な解釈がなされていたことが明らかとなり、今後その系譜を系統的に整理することの必要性が示唆された。研究系列Cでは、就学前言語教育実践として、就学前言語教育実践(素話や絵本、口演童話等)及び小学生の課外読物実践を中心とした事例収集により、「想像・空想」に係る「読み」の実態が明らかになった。平成30年度における研究系列ごとの進捗状況は、以下のとおりである。研究系列Aについては、大正10年代の国語科・文学教育実践に関する先行研究の到達点整理を進めるとともに、当時の小学校国語教育の実践事例、特に「想像・空想」に係る児童の「読み」に関する実践事例について、東京高等師範学校、同附属小学校、及び各地(北海道、秋田、京都、大分、鹿児島)の師範学校、同附属小学校等の実践記録、教案等を対象とした調査研究を行い、児童主体の「想像」が重視されていく多様な形態の実践事例を収集し、その実態を明らかにした。研究系列Bでは、同時期における国語教育理論の先行研究の到達点整理を進めるとともに、東京高等師範学校附属小学校研究誌「教育研究」、及び各地(北海道、秋田、京都、大分、鹿児島)の師範学校(附属小学校含む)研究誌を対象とした調査により、当時の教授理論形成過程をとらえることができた。昭和期での「読み」の一元化に繋がったと想定される垣内松三の理論については、当時から多様な解釈がなされていることが確認された。研究系列Cでは、就学前言語教育に係る先行研究の到達点を確認するとともに、就学前言語教育実践(素話や絵本、口演童話等)及び小学生の課外読物実践に係る「想像・空想」に係る「読み」の実相について、記録の収集、整理を行い、その実態を明らかにした。平成31年度(令和元年度)における研究系列ごとの推進方策は、以下のとおりである。研究系列Aについては、大正期に引き続き、昭和期(8年)の国語文学教育実践に関する先行研究の到達点整理を進めるとともに、当時の小学校国語教育の実践事例、特に「想像・空想」に係る児童の「読み」に関する実践事例について、各師範学校、同附属小学校等を対象とした調査研究を行い、児童主体の「読み」がどのように変容していったのかを実証的に明らかにしていく。また、これまでの実践事例に対する分析も行っていく予定である。研究系列Bについても、大正期に引き続き、昭和期(8年)における国語教育理論の先行研究の到達点整理を進めるとともに、師範学校(附属小学校含む)の研究誌を対象とした調査により、当時の教授理論形成過程の把握を進める。特に、垣内理論に対する理解の推移、実践への影響について調査・分析を進めていきたい。研究系列Cにおいても、同時期の就学前言語教育に係る先行研究到達点の確認を進め、就学前言語教育実践(素話や絵本、口演童話等)及び小学生の課外読物実践に係る「想像・空想」に係る「読み」の実相について、引き続き、記録の収集を進めるとともに、これまで収集した実践事例に対する分析も行っていく。

特に、昭和前期の国語教育理論の中心となる垣内松三の考え方に対して、大正末には多様な解釈がなされていたことが明らかとなり、今後その系譜を系統的に整理することの必要性が示唆された。研究系列Cでは、就学前言語教育実践として、就学前言語教育実践(素話や絵本、口演童話等)及び小学生の課外読物実践を中心とした事例収集により、「想像・空想」に係る「読み」の実態が明らかになった。平成30年度における研究系列ごとの進捗状況は、以下のとおりである。研究系列Aについては、大正10年代の国語科・文学教育実践に関する先行研究の到達点整理を進めるとともに、当時の小学校国語教育の実践事例、特に「想像・空想」に係る児童の「読み」に関する実践事例について、東京高等師範学校、同附属小学校、及び各地(北海道、秋田、京都、大分、鹿児島)の師範学校、同附属小学校等の実践記録、教案等を対象とした調査研究を行い、児童主体の「想像」が重視されていく多様な形態の実践事例を収集し、その実態を明らかにした。研究系列Bでは、同時期における国語教育理論の先行研究の到達点整理を進めるとともに、東京高等師範学校附属小学校研究誌「教育研究」、及び各地(北海道、秋田、京都、大分、鹿児島)の師範学校(附属小学校含む)研究誌を対象とした調査により、当時の教授理論形成過程をとらえることができた。昭和期での「読み」の一元化に繋がったと想定される垣内松三の理論については、当時から多様な解釈がなされていることが確認された。研究系列Cでは、就学前言語教育に係る先行研究の到達点を確認するとともに、就学前言語教育実践(素話や絵本、口演童話等)及び小学生の課外読物実践に係る「想像・空想」に係る「読み」の実相について、記録の収集、整理を行い、その実態を明らかにした。平成31年度(令和元年度)における研究系列ごとの推進方策は、以下のとおりである。研究系列Aについては、大正期に引き続き、昭和期(8年)の国語文学教育実践に関する先行研究の到達点整理を進めるとともに、当時の小学校国語教育の実践事例、特に「想像・空想」に係る児童の「読み」に関する実践事例について、各師範学校、同附属小学校等を対象とした調査研究を行い、児童主体の「読み」がどのように変容していったのかを実証的に明らかにしていく。また、これまでの実践事例に対する分析も行っていく予定である。研究系列Bについても、大正期に引き続き、昭和期(8年)における国語教育理論の先行研究の到達点整理を進めるとともに、師範学校(附属小学校含む)の研究誌を対象とした調査により、当時の教授理論形成過程の把握を進める。特に、垣内理論に対する理解の推移、実践への影響について調査・分析を進めていきたい。研究系列Cにおいても、同時期の就学前言語教育に係る先行研究到達点の確認を進め、就学前言語教育実践(素話や絵本、口演童話等)及び小学生の課外読物実践に係る「想像・空想」に係る「読み」の実相について、引き続き、記録の収集を進めるとともに、これまで収集した実践事例に対する分析も行っていく。
九州地域における家族慣行の持続と変容に関する研究

家族慣行調査の成果に入る前に、本研究のフィールドとして対象としたふたつの集落について、必要な限り触れておきたい。まず天草郡河浦町今富は四つの集落にわたる150戸を、単独世帯27.3%、核家族世帯56.0%、拡大家族ほか16.7%、家族規模では平均2.40人と算出された。家族構成と家族規模のいずれにおいても過疎指定地域の全国平均を上まわっている。同時に天草町福連木集落では、家族慣行の様態を高年者の生活実態のなかで把握するために、現住する60歳以上の男女193名を対象とした。これは集落の総人口の40%強を占めるが、家族構成では、単独世帯(実数)32、夫婦のみ世帯64でこれも全国平均をこえる数値である。本研究の主たる目的は九州、とりわけ西南九州の農村部にみられる、特異な相続慣行の解明にあった。こうした慣行がどのような社会的・文化的文脈のなかで維持(持続)されたか、あるいは変化してきたかを明らかにしようとするものである。以下、現時点の分析で明らかになった点は、次のとおりである。1.末子相続や隠居分家といった特殊な慣行は全体的に消滅しつつある。2.比較的持続している地域は人口の減少が低率である。3.伝統的な家族規範と家族慣行の持続との間には、相関関係はない。4.少子化現象はこの傾向を一層促進する要因とし機能している。5.わが国の族制との関連で西南型家族の分析の必要性が不可欠である。6.家族周期の推移や家族関係の展開が特殊な慣行のタイプを規定している。1家族慣行調査の概要(1)この調査研究は、家族慣行としての相続、分家、扶養などに焦点をあて、こうした慣行が、現代の農山村社会のもつ現実的課題との対応関係を探ることを目的としている。具体的には、過疎集落高齢家族との対応関係である。対象地域は、丈草群、河浦町、富津支所管内の今富地区である。今富は志茂46戸、西河内41戸、大川内63戸、小島80戸、四名田14戸の244戸からなる集落であるが、調査の性格上、社会的・文化的背景を異質とする小島と四名田は除外した。したがって、調査対象戸の母数戸は、茂志、西川内、大川内の150戸である。(2)調査は、平成8年6月下旬より平成9年3月下旬まで、5回にわたる現地での代表者・分担者3名によって実施した。集計の一部については学生アルバイトの協力を得た。調査の方法は対象全戸数の戸別面接聴きとり調査を原則としたが、高年者の病気や障害等で回答不能なケースについては、必要な限り区長や関係者の照会を求めた。2対象戸の基本的属性(1)対象とする今富集落150戸の家族形態別では、単独世帯27.3%、核家族世帯56.0%、また家族規模では平均2.40人と算出された。(2)この数値は家族構成・家族規模ともに過疎指定地域全国平均値と比較して、桁はずれの数値である。これは高齢化指数37.8、後期高齢化指数12.8とすれば、超高齢化集落でかつ、極端な小家族化(家族規模の縮小化)が進行していることが判明した。3若干の分析と来年度への課題:上記のような集落の現状のもとで、相続・扶養・分家などの家族慣行は、伝統的な形態を変容させつつも、意識としては、高年層には維持されている。とりわけ、九州西南地域には、家族慣行として残存しているフィールドが数多く指摘されており、地域の福祉課題と関連して比較検討する必要を痛感している。

I.研究計画と実施について、(1)本年度は当初計画に基づいて昨年度実施した農村部の聴き取り調査と比較対象する目的で、長崎県・下五島の漁村集落を対象とした調査を計画したが、養殖漁業の不振および当地の漁業環境の変化という現地の事業により、調査の実施を見合せた。(2)その代替措置として天草郡の農業集落を対象とした高年者をめぐる家族関係アンケート調査を実施した。その意図は課題である家族慣行(相続・分家・扶養)との持続と変容の側面を高年者の生活実態から把握しようとするものである。II.調査の概要(1)調査の対象としたのは、天草郡・天草町の福連木集落である。現住する60歳以上の男女193名を対象に質問票による留め置き調査と調査メンバーの聴き取りを、併用した。平成7年の国調では、福連木集落の人口、453人で、4割強が60歳以上の高齢者からなり、高齢指数33.6、後期高齢化指数14.6を示している。世帯構成では単独世帯32、夫婦のみ世帯64のいずれもが高齢者世帯という全国平均値をはるかに超える数値を示している。(2)これらの結果から、福連木集落は高齢化、核家族化、小家族の傾向から西南日本型家族のひとつのモデル型を示していると仮定される。III.若干の分析と課題、家族慣行として西南型家族に特徴的される隠居慣行(隠居性)は核家族の創設過程に伝統的な地域性を示唆しているのではないか.
ハイブリッド人工細胞膜セラソームを用いる分子通信インターフェースの構築と情報伝達

本研究では、生物が分子と電子の両者を情報キャリアに用いて優れた情報伝達系を構成していることに鑑み、分子を情報キャリアとする人工の情報処理システムである分子通信システムをさらに発展させて、分子情報を電子情報に変換できる分子通信インターフェースの創出を目指した。その結果、有機ー無機ハイブリッド人工細胞膜であるセラソームに機能性レドックス分子を組み込み、これを電極上に集積化することで、分子情報から電子情報への選択的かつ高効率の変換が達成できるインターフェースの作製が可能になった。本研究では、生物が分子と電子の両者を情報キャリアに用いて優れた情報伝達を達成していることに鑑み、これまで我々が推進してきた分子を情報キャリアとする人工の情報処理システム、いわゆる「分子通信システム」において、分子情報と電子情報の相互変換が可能なインターフェースを人工細胞膜で構築し、高次情報伝達系を創出することを目指している。初年度である平成25年度は、以下の成果が得られた。1.分子通信インターフェースの基板となる人工細胞膜の開発:分子情報の送受信が可能な基板としての人工細胞膜を新たに開発した。まず、イオン認識部位を頭部にもつジェミニ型ペプチド脂質を開発し、希土類金属イオンに対する認識能を有することを明らかにした。また、導電性に優れたイオン液体の基本構造ユニットであるイミダゾリウム基を頭部にもつペプチド脂質を開発し、安定な人工細胞膜構造を形成できることを示した。2.セラソームを用いる分子通信インターフェースの作製と機能評価:構造安定性に優れた人工細胞膜であるセラソームを用いると、ベシクル構造を維持したままで人工細胞膜を電極上に集積化できることがわかった。また、このセラソームに、ヘムを活性部位にもつ金属酵素や疎水性ビタミンB12誘導体を非共有結合的に固定化することで、電気化学的活性を示す人工細胞膜が作製できることを示し、分子通信インターフェース構築におけるセラソームの有効性を明らかにした。3.分子通信のための分子情報キャリアシステムの構築:分子通信に有効な情報キャリアシステムとして、受信機としての神経細胞に遺伝子情報を送達することが可能な分子情報キャリアとしてのセラソームを開発し、本系が分子通信インターフェースと連結できる可能性を示した。平成26年度は、以下の成果が得られた。1.分子通信インターフェースの性能向上のための人工細胞膜の開発:分子通信インターフェースにおける分子情報から電子情報への変換効率向上が期待される人工細胞膜として、新規のセラソームを開発した。具体的には、電子移動にとって不利な脂質二分子膜の厚みを従来よりも薄くしたセラソーム、機能性レドックス分子をより強力な静電相互作用によって自己集積化できるセラソーム、及び導電性に優れたイオン液体の構造ユニットを表面にもつセラソームを作製できる人工脂質を新たに合成し、それらが構造安定性に優れたセラソームを形成することを明らかにした。2.分子受信機を装着した分子通信インターフェースの作製と情報変換機能の評価:生体系での電子伝達に深く関わっているヘムタンパク質であるシトクロムcや西洋わさびペルオキシダーゼをセラソーム表面に非共有結合的に自己集積化したハイブリッドセラソームを作製した。このハイブリッドセラソームを分子受信機として用い、これを電極上に固定化することで、分子通信インターフェースを構築した。その結果、分子情報と電子情報の相互変換が効率よく達成されることを電気化学的測定によって明らかにした。3.分子通信のための分子情報発信システムの構築:非二分子膜構造を形成できる合成ペプチド脂質を活用することで、分子送信機である人工細胞膜から膜分裂によって分子情報を発信できる新たな分子通信システムを開発した。平成27年度は、以下の成果が得られた。1.分子受信機を装着した分子通信インターフェースの機能向上:分子通信インターフェースを構成する人工細胞膜として、新規のセラソームを開発した。具体的には、セラソーム形成脂質の主鎖に酸解離性のアミノ酸であるアスパラギン酸あるいはリジンを組み込んだ2種類の脂質分子を合成し、これらが構造安定性に優れたセラソームを形成すること、水中のpH変化に応答して分子認識能を制御できることを明らかにした。さらに、レドックス分子としての亜鉛ポルフィリンや疎水性ビタミンB12誘導体を組織化したセラソームを電極上に固定化した分子通信インターフェースを作製し、分子情報を識別して電子情報に効率よく変換できることを示した。2.分子送信機から分子受信機への分子カプセルによる情報伝搬:人工細胞膜を用いて分子送信機から分子受信機への分子カプセル伝搬を達成するために必要な、人工細胞膜の分裂と融合を制御する機能因子を探索した。その結果、非二分子膜形成脂質が関与する膜の分裂と融合には、膜の相転移ならびに相分離挙動が深く関与していることが示唆された。また、分子カプセルとしてのセラソームをガラス基板上に固定化した分子通信インターフェースを用いることで、DNAの分子情報を分子受信機としての神経細胞に効率よく伝搬させて、遺伝子情報の復号化を行ってタンパク質を発現させる分子通信システムを構築した。

平成27年度に計画していた、分子受信機を装着した分子通信インターフェースの機能向上に関しては、分子受信機を構成する人工細胞膜としての新規セラソームを開発し、それを用いて作製した分子通信インターフェースが分子情報から電子情報への変換を選択的かつ効率的に行えることを明らかにした。さらに、分子送信機と分子受信機間の分子カプセルによる分子情報伝搬に関しても、セラソームを分子カプセルに用いることで、遺伝子情報を分子受信機としての神経細胞へ高効率で伝搬できることを示した。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。本研究では、生物が分子と電子の両者を情報キャリアに用いて優れた情報伝達を達成していることに鑑み、これまで我々が推進してきた分子を情報キャリアとする人工の情報処理システム、いわゆる「分子通信システム」において、分子情報と電子情報の相互変換が可能なインターフェースを人工細胞膜で構築し、高次情報伝達系を創出することを目指している。平成28年度は、以下の成果が得られた。1.分子通信インターフェースにおける情報変換の機能拡張:分子通信インターフェースにおいてセラソームと複合化させるレドックス分子としては、西洋わさびペルオキシダーゼや疎水性ビタミンB12誘導体が有効であることを前年度までに明らかにしてきたが、ヘモグロビンやコレステロールオキシダーゼを集積化したセラソームを用いても、分子情報を電子情報に効率よく変換する分子通信インターフェースが構築できることを新たに見出した。また、レドックス分子として疎水性ビタミンB12を集積化したセラソームでは、セラソーム形成脂質の分子骨格中に導入する酸解離基の種類を変えることで、疎水性効果と静電効果にもとづくセラソームの分子認識特性を反映して、分子情報から電子情報への選択的増幅変換が達成された。2.分子通信インターフェースを構成する分子送受信機間の情報伝搬機能の制御:セラソームの高い構造安定性は、分子通信インターフェースにおける情報変換には極めて有効であるが、膜融合を伴う情報伝搬には不利にはたらく。このジレンマを解決するために、アミノ酸残基をもつ合成ペプチド脂質とセラソーム形成脂質をハイブリッド化することで、電極上への集積化が可能で且つ膜融合能をもつセラソームを新たに開発した。また、このハイブリッドセラソームにピリジンヌクレオチドのレドックス分子ユニットを導入することで、分子情報伝搬にレドックス応答性を賦与できることを明らかにした。平成28年度に計画していた、分子通信インターフェースにおける情報変換の機能拡張に関しては、セラソームに様々なレドックス分子を複合化したインターフェースの作製が可能であることを実証し、分子情報から電子情報への選択的かつ効率的変換に汎用性があることを明らかにした。
網羅的生理活性ペプチド群改善を目指した新たな糖尿病合併症治療戦略の検証

エンドセリン変換酵素(ECE)のこれまでに知られていない作用機序を介しての病態改善効果の検証を目的に、我々は糖尿病性心筋症・腎症、糖尿病下肢虚血といったマウスモデルを使用し、本酵素抑制が病気の進行を抑制する事を証明した。その作用機序は、ECEがエンドセリン以外にもブラジキニン、カルシトニン遺伝子関連ペプチドなどといった様々な代謝候補物質に作用し、広範囲な作用機序を介して血管拡張作用や抗炎症作用をもたらしている事を肺・血中・腎臓・心臓でこれらのペプチドを定量する事により証明した。本研究は糖尿病合併症に対する新しい治療法開発に大きく貢献すると思われる。エンドセリン変換酵素(ECE)はエンドセリン-1の合成酵素として知られているが、アンギオテンシン変換酵素(ACE),中性メタロプロテアーゼ(NEP)と同じZinc metalloprotease faimilyに属する酵素であり、特にNEPとのアミノ酸相同性が高く、エンドセリンの前駆物質であるBigET-1以外に多くの血管作動性ペプチドを代謝する能力を持っている事が確認されている。しかしながら、その病態学的な影響は依然評価されたことはない。我々の研究の目的は心血管疾患の病態進展に重要な役割を果すエンドセリン(ET)系、ブラジキニン(BK)系などの様々な血管作動性ペプチドに対するエンドセリン変換酵素(ECE)の影響を評価し、ECE阻害薬の臨床応用に向けた病態改善作用を様々な病態モデルで確認する事である。我々は、ECE-1欠損マウスを使用し、糖尿病性心筋症・腎症モデル、糖尿病下肢虚血モデルといった様々な病態モデルで、病態改善作用を観察し得たが、代謝候補物質である血管作動性ペプチド群を肺・血中・腎臓・心臓で定量した所、エンドセリン-1の濃度に関しては野生型と欠損マウス間で明らかな差がなかったが、ブラジキニン濃度、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の組織中濃度が欠損マウスで有意に上昇しており、ブラジキニンによる血管拡張作用、CGRPの抗炎症作用といったエンドセリン系とは独立した経路を介して病態進行を抑制している可能性を示せた。本研究はエンドセリン受容体拮抗薬にはない新たなエンドセリン系介入経路を持つエンドセリン変換酵素抑制による新規病態改善機序を提唱する研究となった。糖尿病ECE-1欠損マウスの心・腎機能評価(in vivo):ECE-1ヘテロ欠損マウスを、ストレプトゾトシン腹腔内投与によりType1糖尿病モデルを作成し、心筋症・腎症の程度を心エコー、尿中アルブミン定量により経過観察した所、糖尿病発症2ヶ月、4ヶ月、8ヶ月においてWTマウスに比較してKOマウスで有意な心機能保持(2か月時点以降より)と尿蛋白漏出抑制効果(4か月時点以降より)が確認された。メカニズム解析のため、心臓・腎臓での組織学的解析を行い、両臓器で共に線維化(Silius Res染色)と炎症(CD68免疫染色)の程度がECE-1ヘテロ欠損マウスにおいて野生型に比べて有意に抑制されていた。現在、さらに電子顕微鏡を用い、心筋サルコメアの構造や糸球体上皮細胞間のスリット構造の観察を行って、糖尿病による組織破壊の程度をより詳細に観察中である。また酸化ストレスの定量として、ルシゲニンアッセイを用い腎臓における活性酸素量の定量を行うと、糖尿病で著明に増加する活性酸素がECE-1ヘテロ欠損マウスにて有意に抑制されていたという結果を得ている。また血管作動性ペプチドのプロファイル解析として、ELISAにて心組織中のエンドセリン-1ペプチドの定量を行ったが、ECE-1ヘテロ欠損マウスで約30%程度低下しており、エンドセリンの増加を抑制する事で、炎症・線維化の病態進行が緩和され、同時に活性酸素産生抑制が臓器保護の機序として推察される。現在さらに押し進めてエンドセリン-1以外にも関与が推察される、ブラジキニン、心房性ナトリウム利尿ペプチド、アドレノメデュリン、アンギオテンシン1-7のペプチド量をELISAにて検討している。モデルマウスの作成は順調に行っており、現在糖尿病2,4,8か月目のサンプル採取を完了した。当初予定していた組織学的検討や各種遺伝子解析を現在解析しており、予想通りの結果を得るに至っている。表現型の解析作業は順調にこなせていると考えているが、機序解析の段階で、今回我々が最も着目している生理活性ペプチドの定量作業がELISAキットの感度の問題で時間が予想よりかかってしまっている現状である。血清、心臓、腎臓におけるエンドセリン-1ペプチド量の定量は比較的スムーズに完了したが、ブラジキニン、心房性ナトリウム利尿ペプチド、アドレノメデュリン、アンギオテンシン1-7ペプチドは使用しているELISAキットの感度の問題で定量に難渋している。現在、各社のELISAキットを使用し最適条件を検討しており、最適条件が発見出来次第、保存してある各種サンプルの定量を行いたいと考えている。

現状では本実験に使用しているECE-1ヘテロ欠損マウスは予想通りの心保護、腎保護作用を有しており、今後の糖尿病心筋症・腎症への新規治療戦略と成る可能性がさらに高まってきたと実感しており、今後は詳細な機序解析に向けて細胞培養を用いたアッセイに実験の比重を移していく。現時点での自己点検としては交付申請書に記載した研究計画の約80%程度が実行できていると思われる。残りの実験期間をさらに有意義に過ごしたいと考えている。in vitroアッセイにより、ECE-1による各種基質ペプチド代謝産物の解析を行う予定である。HPLCによりペプチド測定のための条件検討を行っているが、感度の問題で各種ペプチドの定量に難渋している現状があるが、当大学の質量分析装置を用い定量を試みるつもりである。対象基質ペプチドはbigET-1, BK(ブラジキニン),心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP, BNP, CNP),アンギオテンシン-I(AngI),アンギオテンシン1-7(Ang-(1-7)),アドレノメデュリン(ADM)であり、当初の予定通りそれぞれの基質をECE-1過剰発現細胞株と共培養する。ECE-1により代謝された分解産物を精製後定量し、in vivoで測定された結果と一致するかを確認する。上記と並行し、臨床応用への基盤整備として将来的に神戸大学医学部附属病院の治験倫理委員会に申請の上、同病院に入院中の糖尿病性心筋症・腎症の患者へのECE阻害薬(SM19712)投与による治験導入を計画してみたいが、まずは我々の得た結果を報告し神戸大学循環器内科(申請者出身教室)や製薬会社との協力体制を確立する方針である。H24年度予定していた研究の進捗状況より若干のずれが生じ9,408円の繰越が生じ、本金額を加味した予定は次のとおりである。各種ペプチド基質購入費209,408円,細胞培養関連費400,000円,HPLC関連費100,000円ELISAキット購入費600,000円,旅費(学会発表)300,000円を予定している。
連鎖不平衡解析による細胞外・細胞膜分子間の相互作用の検出と種間比較

ヒトの世代当たりゲノム当たりの有害突然変異率は3個と推定されている.このように高い突然変異圧のもとでは集団全体の平均適応度の低下が危惧されるが、有害効果に相乗的な相互作用があれば有害突然変異が集団に及ぼす影響はこの率から予測されるよりも小さなものとなる.一方,相乗作用の存在を同定できれば、遺伝子間の機能関連を発見することも可能である.この考えに基づき、突然変異間の相乗作用の存在の有無を検証し,機能関連する遺伝子群を同定することを目的に,「自然集団中のDNA多型変異間の連鎖不平衡解析」をショウジョウバエ遺伝子に対し応用した.その結果,次の知見を得た.1)化学受容体遺伝子間に多量の連鎖不平衡を検出し,その量は季節変動し,春サンプルで特に非同義多型間の連鎖不平衡量が増大することを見出した.さらに、非同義変異においてのみ連鎖不平衡に一定の方向性があることを春サンプルで明らかにした.すなわち,まれな変異同士の組合せが期待値より少なくなる傾向があった.受容体遺伝子間の代理性機能のために、淘汰が各遺伝子に独立にではなく、複数遺伝子の組合せを通して働いたことを示唆している.2)より有効に淘汰、機能関連を検出するための新たな手法を開発した。これは特定のハプロタイプに着目し、ハプロタイプに基づく遺伝子型により個体を分類し,異なる遺伝子型間で変異量を比較するものである.この手法により,第2染色体上の多型的逆位In(2L)tに働く淘汰の検出に成功した.また,X染色体上の化学受容体遺伝子の解析から,観察される変異の一部は有害であり,ヘミ接合となる雄においてより有効に集団中から除かれることを明らかにした.これらの結果は自然集団において強い淘汰がこれまで考えられていたよりも頻繁に働いていることを示唆していて,遺伝子間の機能関連を探る有効な材料となることを示している。有害突然変異率はヒトなどの生物種では1を超えるほど高いと推定されているが、有害効果に相乗的相互作用があれば有害突然変異が集団に及ぼす影響を軽減することができる。逆に、相乗作用の存在を同定できれば、遺伝子間の機能関連を発見することも可能であることを意味している。本研究では相乗作用の存在を検証し、機能関連する遺伝子群を同定することを目的に、ショウジョウバエの細胞膜タンパク質遺伝子に対し連鎖不平衡解析を行なった。連鎖不平衡とは染色体上の「複数の」遺伝子座の変異の「偏った」組み合わせ頻度(独立性)を示す指標である。もし複数の変異が独立でないなら、それらの間に何らかの「機能的関係」を推測できる。連鎖不平衡解析は「自然淘汰に有利・不利」という条件のもとで、自然集団中の対立遺伝子の組合せを通して「遺伝子の機能上の相互作用」を探索することを意味している。化学受容体遺伝子の多型を、特に非同義多型を中心にタイピングし、多量の連鎖不平衡を検出した。連鎖不平衡量は季節変動し、春サンプルで特に非同義多型間の連鎖不平衡量が増大した。さらに春サンプルでは、非同義変異においてのみ連鎖不平衡に一定の方向性があることを明らかにした。すなわち、稀な変異同士の組合せが期待値より少なくなる傾向があった。連鎖不平衡量の季節変動の原因解明のため、主に細胞膜タンパク質遺伝子座の変異によって、集団サイズの変動と集団構造が連鎖不平衡量に及ぼす影響を評価した。いずれの影響も小さく、よって自然淘汰が果たす役割が大きいと結論できた。連鎖不平衡量の季節変動が淘汰の検出に特に有効であることが示された。