hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キシログルカンハイドロゲルを用いた新規被覆材・製剤の開発

褥瘡治療用新規ゲル製剤・被覆材を開発するために、ゲル化やゲル化のコントロールできうる添加剤をスクリーニングし、ゲルの物性や生態への影響などについて検討をした。その結果、エピガロカテキンガレートおいてかなり低い添加量でゲル化や物性をコントロールできることが明らかとなった。さらに、重度創傷モデルの結果より今回検討したゲルは、壊死組織が除去できるまでの期間で適用することが重度創傷治療に効果的であることを明らかにした。本研究の目的は、天然多糖類であるキシログルカンが有するゲル化能に着目し、ベットサイドにおいて簡便かつ有効に褥瘡に対する治療やケアが行える、新しい概念からの被覆材や製剤を開発し、臨床応用へ展開することを目的とする。つまり、キシログルカンを主とした溶液をゲル化させ、そのゲル強度やゲル化時間をコントロールすることで、溶液状態で創傷面に流し込んだものが即時にゲル化し被覆できる被覆材や製剤の開発の着想に至った。本年度は、キシログルカン-白糖溶液に添加することでゲル化を促進させる化合物のスクリーニングとそのゲル化時間やゲル強度など物性変化とそのメカニズムの解明に関して検討した。スクリーニングの結果、化合物としてはポリエチレングリコール(PPG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、グリセリン、エピガロカテキンガレート(EGCG)がゲル化時間をコントロールできるうる添加剤であることが判明した。また、それぞれ水素結合に関与する水酸基等の数や構造的な違いにより添加量にさがあり、それに伴うゲル強度などへの物性などにも影響することがわかった。検討した添加剤において共通する点は、添加量に適正値があり、それを添加量が多すぎると均一なゲルにはならないことが判明した。またPEG、PPGに関しては分子量依存的にゲル化時間が早くなり、強度も高くなることがわかった。PPGはジオール型とトリオール型ではゲル化や強度に関して違いが判明した。低分子グリセリンはゲル化するための添加量が多いものの、そのゲルは透明性が高く比較的柔らかいゲルが形成されることがわかった。ポリフェノールであるEGCGは一番少ない量でゲル化を促進できることが判明した。本研究の目的は、天然多糖類であるキシログルカンが有するゲル化能に着目し、ベットサイドにおいて簡便かつ有効に褥瘡に対する治療やケアが行える新しい概念からの被覆材や製剤を開発し、臨床応用へ展開することを目的とする。前年度において、キシログルカン-白糖混合溶液のゲル化を促進させる化合物のスクリーニングを実施した。本年度はその結果を踏まえ添加剤を選択し被覆材や製剤化への検討および動物実験により重度創傷モデルラットを用いた治療効果を検討した。ゲル強度やゲル化時間をコントロールするのに適している添加剤として、ポリエチレングリコール(PEG)およびエピガロカテキンガレート(EGCG)を選択し、ゲル製剤を調製した。ゲル化に必要な添加量としては、PEGにくらべEGCGは非常に低い添加量で成形できることを見出した。また、EGCGは添加量がPEGに比べ添加量が低いにもかかわらず、得られたゲルはPEGを添加したものと同程度のゲル強度が得られることが示された。重度創傷モデルラットと用い治療効果について検討した。その結果、PEG添加ゲルは早期から治療効果を発揮し、高い創傷治癒促進効果を示した。一方EGCG添加ゲルは適用期間を限定することで、治療効果を高めることができることを見出した。本研究結果より、ゲル化時間やゲル物性が制御できる新たな形の創傷用治療用製剤・被覆材になり得る可能性を示すことができた。キシログルカン-白糖溶液をゲル化しうる化合物のスクリーニングやスクリーニングした化合物による、ゲル化時間やゲル強度など物性変化等は概ね終了した。スクリーニングの結果、添加剤としてはPEG、PPG、グリセリン、EGCGが良いのではないかと考え、その添加剤を中心検討した結果を下にすれば、ゲルの物性に関する添加剤の影響などを予想できると考えられる。それにより、今後の製剤化などにつなげられると考えられる。医療薬剤学ゲル化に関するメカニズム等の解明に関しては、今年度もお引き続き検討を行う。また、製剤化を行い、製剤学的試験によるその特性の解明や治療効果等に関しては、申請書に記載の通り推進する予定である。学会発表などの旅費としての申請を行っていたが、本研究内容に該当する学会に参加できず、その分使用額に差が生じた。また、学内異動が有り、一次的にに実験をストップさせたので、それも金額に差を生じた原因かと考えられる。主に消耗品の購入が増える点と学会発表やサンプルを測定するための旅費に使用することを計画している。
Japan-Passingを回避するための教育システム構築に関する研究

本研究では、研究代表者らのPBL実践の経験から次に実施すべき課題を提案し、それに対して効果を発揮できると考える教育システムを設計することを目的として研究を進めた。まず、情報を読み取り、咀嚼できる力およびそこから目標が確立できる力を養い、グローバル化に対応できる明日のリーダーを育成するための教育システムを設計するために、タブレットPC、タブレット、タッチパネルモニタからなる思考トレーニングシステムを試作した。問題解決型授業(Project-Based Learning:PBL)は社会人基礎力である「前に踏み出す力」、「考え抜く力」、「チームで働く力」の中でも、「チームで働く力」の育成に効果があり、またはそのような教育プログラムは構築しやすい反面、「前に踏み出す力」を育成できているとは言い難い。この力を育成するには、情報を的確に読み取り、判断する能力が必要不可欠である。そこで本研究では、研究代表者らのPBL実践の経験から次に実施すべき課題を提案し、それに対して効果を発揮できると考える教育システムを設計することを目的として研究を進めた。これは次のような使用を想定している。(1)1グループ2,3人からなる2つのグループでアイデアを競う課題(問題)を与え、学習者は各自のタブレットPCまたはiPadなどのタブレットを使ってアイデアをブレーンストーミング形式で提案していく。(2)各自のアイデアが出そろった段階で、2台のタッチパネルモニタからなる思考対戦テーブルへアイデアを映し出し、グループ内で思考対戦テーブル上に映し出されたアイデアを整理していく。(3)各グループでまとまったアイデアを公開し、審判が各グループのアイデアを採点し、勝者を決定する。本研究では、システムの試作と簡単な試行実験を行うことができた。今後、競技を行うための良質な課題について検討する必要がある。本研究では、研究代表者らの問題解決型授業(PBL)実践の経験から次に実施すべき課題を提案し、それに対して効果を発揮できると考える教育システムを設計する。PBLは社会人基礎力である「前に踏み出す力」、「考え抜く力」、「チームで働く力」の中でも、「チームで働く力」の育成に効果があり、またはそのような教育プログラムは構築しやすい。反面、「前に踏み出す力」を育成できているとは言い難い。そこで本研究では、情報を読み取り、咀嚼できる力およびそこから目標が確立できる力を養い、グローバル化に対応できる明日のリーダーを育成するための教育システムを設計・試作する。まず、タブレット端末を導入したWebコミュニケーションシステムを設計、試作した。本システムはタッチパネルディスプレイ2台およびタブレットPC2台から構成されるものである。テーブルゲームを行うように本システムを使うことができるように2台のディスプレイが専用のラック(テーブル形式)に収まるような台も設計、試作した。次に本システムで使用する教育システムとしてデータマイニング・トレーニングを行うためのコンテンツを検討した。これにもタブレット端末が導入できないか検討した。検討結果からゲーム形式でトレーニングを行うことが有効であると考えられ、対抗戦を模擬体験できるコースウェアの仕様を検討した。研究で最も困難であると予想されていたタブレット端末を導入したWebコミュニケーションシステムを設計、試作できた。さらに教育コンテンツやコースウェアの仕様がある程度出来上がり、作成中である。仕様を検討した教育コンテンツやコースウェアの試作を完了し、実験を行う。その実験結果から本システムの改良点を見出し、改良を行う。システムのハードウェアはほぼ完成したため、繰越金および次年度研究費にてシステムのソフトウェア(コンテンツ)の制作およびそれらの改良に費やす。
侵入生物の時空間伝播パターンに関する数理的研究:環境変動と分断化の効果

外来種の侵入とその伝播パターンが,環境の自然的および人為的撹乱によりいかに影響を受けるかを数理モデルを用いて明らかにした。具体的には,人為的撹乱により生物の生息環境がモザイク状に分断化されている状況を定式化し,こうした分断化環境に侵入した生物の分布拡大過程を記述する数理モデルを構築した。さらに,数理モデルを解析することにより,どのようなモザイク構造が侵入パターンに大きなインパクトを与えるかを明らかにし,合わせて保全への提言を試みた。近年急速に巨大化する人間活動の影響により,地球上の様々な地域で外部より植物,動物,微生物,病原菌にいたる各種の生物が侵入を繰り返し既存の生物相に甚大な影響を与えている。本研究では,こうした外来種の侵入とその伝播パターンが,環境の自然的および人為的変動により,いかに影響を受けるかを数理モデルを用いて明らかにすることを目的とする。侵入生物の分布拡大に関するモデルの枠組みとして、反応拡散モデル,セルオートマトンモデル,差分積分モデル,およびそれらの確率論バーションを構築した.とくに人為により生物生息環境がモザイク状に分断化されている状況として、次の2つを取り上げた。1.生息に好適なパッチと不適なパッチが周期的に現れ周期的分断環境:(1)帯状分断環境,(2)島状分断環境,(3)コリドール環境2.準周期的な分断環境:(1)準帯状分断環境,(2)準島状分断環境,(3)準コリドール環境これらのモデルを解析的あるいは数値的に解く事により,分布域の時空間変動パターンとその拡大速度(侵入速度)を求めた。特に、帯状分断環境については、反応拡散モデルおよび積分差分モデルにおいて、侵入速度の数学公式を導くことに成功した。それらの結果を総合することにより、分断構造のスケールが大きい場合、侵入速度は、縞状分断環境、コリドール環境、帯状分断環境、の順に速くなることが明らかになった。また、確率セルオートマトンの解析により,分散の確率性が侵入速度を大きく加速させる事を示した.さらに、侵入が飛び火を伴う階層的分散により行われる場合、侵入速度が飛び火の出現率によりいかに加速されるかを評価するsemi-empi r ical formulaを導いた。なお、この研究は生態学会誌Ecological Researchに掲載され、論文賞を受賞した。侵入生物の分布拡大に関するモデルの枠組みとして、反応拡散方程式ならびに積分差分方程式を用いたモデルを構築し、分布拡大速度を解析的あるいはシミュレーションを用いて導いた。またそれらを比較することにより、両モデルの特性を明らかにした。すなわち、拡散モデルでは、昨年度に引き続き、人為により生物の生息環境がモザイク状に分断化されている状況として、下の、1.規則的な分断環境と、2.不規則な分断環境を取り上げ、それぞれ時空間パターンの解析を行った。1.生息に好適なパッチと不適なパッチが周期的に現れ周期的分断環境:(1)帯状分断環境,(2)島状分断環境,(3)コリドール環境2.準周期的な分断環境:(1)準帯状分断環境,(2)準島状分断環境,(3)準コリドール環境その結果、上記1の3つの規則的な分断構造と対応する不規則分断環境(分断の平均面積を同じにする準周期的ランダム環境)のもとで拡がる速度は、後者の方が優位に速い(顕著な場合は5割近く加速される)ことが示された。すなわち、ランダムな変動は伝播速度を上昇させることが明らかになった。一方、近年注目を浴びているモデルに差分積分モデルがある。反応拡散モデルと積分差分モデルの枠組みの本質的な違いは、個体の移動距離分布が、前者はガウス分布に限られるのに対して、後者はより一般的な移動距離分布の場合にも適用出来る点にある。我々は、すでに拡散モデルの枠組みの中で、上記1の(1)帯状分断環境下での伝播速度を解析的に求めている(Kinezaki, et. al.2003)が、積分差分モデルにおいても移動距離分布が指数分布の場合、同様に数学的な速度公式を導くことに成功した。そこで、分断の無い一様空間で両モデルの速度が一致するようにパラメターを設定した上で、分断化を加えるたところ、積分差分モデルの速度が反応拡散モデルより常に速くなることが明らかになった。すなわち、分断化が速度を減速する効果は、個体の移動距離分布が指数分布よりガウス分布の方が大きいことが示された。侵入生物の不均質環境における分布拡大に関する数理的研究はこれまで反応拡散方程式ならびに積分差分方程式を用いて行われてきた.しかし,これらのモデルでは、個体の移動がランダム拡散によってのみ行われるとしており,多くの生物が示す,環境の善し悪しを視覚,嗅覚,触覚などの情報を介して感知し,より好ましい環境へと誘引される効果が考慮されていない.そこで,好適環境への移流を取り入れた移流反応拡散方程式を用いて,移流が分布拡大にどのような影響をもたらすかを数学的解析ならびにシミュレーションを用いて調べた.その結果:

1.伝播速度(分布拡大速度)の移流速度uに対する依存性は,uが正のある点で最大値をとるような一山型のカーブを描く.すなわち,移流が無いとき環境条件が非常に悪く生物が生存できないような状況でも,移流が適度にあれば生物は死滅せずに分布域を広げることができようになる.また,当初,伝播速度はuの増加に伴って単調に増加すると思われたが,実際には,uが十分大きくなると伝播速度は減少することが明らかになった.2.空間の変動周期と伝播速度の関係については,移流速度uが小さいとき,環境変動の周期(環境変動のスケール)が大きいほど伝播速度は大きいが,逆に移流速度が大きくなると環境変動のスケールが小さいほど伝播速度が速くなる.移流の効果を無視した従来の反応拡散方程式では,環境変動のスケールが大きいほど伝播速度が速いことが示されているため,フィールド研究者の間でもそのように認識されつつあるが,好適環境に誘引される生物では必ずしも当てはまらないことが明らかになった.
胃癌発生におけるWntシグナル亢進とCOX-2発現誘導の相互作用

Wntシグナルの亢進は胃癌発生の重要な原因のひとつであると考えられている。また、胃癌組織では、プロスタグランジン合成酵素のCOX-2とプロスタグランジンE_2(PGE_2)変換酵素のmPGES-1の発現誘導も認められており、これらにより産生されるPGE2が胃癌発生に重要であると考えられている。しかし、WntシグナルとPGE_2経路の相互作用については不明な点が多かった。そこで、それぞれのシグナル経路を胃粘膜上皮で活性化させた2系統のトランスジェニックマウスを作製して交配実験を行ない、各シグナルの単独および相互作用による胃癌発生への影響について研究を行なった。胃粘膜上皮でWmtシグナルを活性化したK19-Wnt1マウスでは、未分化な上皮細胞のマーカーであるTFF2の陽性細胞数が増加し、細胞分化の抑制が認められた。また、このモデルでは胃粘膜に微小隆起病変が発生し、組織学的には異形性を伴う前癌病変であった。これらは、腫瘍形成には至らなかったので、Wntシグナル亢進は発癌の引き金になり得るが、それだけでは発癌に十分ではないと考えられた。一方、胃粘膜でPGE2産生を亢進したK19-C2mEマウスは、胃粘膜上皮でCOX-2とmPGES-1を同時に発現している。このマウスでは、粘液細胞化生をともなう過形成病変が認められた。すなわち、PGE2経路は細胞増殖の亢進と分化方向の制御に重要である可能性が考えられた。しかし、PGE2シグナル亢進だけでは異形性病変は発生しなかった。多くのヒト胃癌組織ではWntシグナルとPGE2経路の双方が亢進していると考えられるので、双方のマウスモデルを交配してダブルトランスジェニックマウス(K19-Wnt1/C2mE)を作製した。その結果、異形性を伴う胃癌発生が全ての個体で認められた。したがって、WntとPGE2の双方の活性化により胃癌が発生する事が明らかとなった。Helicobacter pylori菌の感染による萎縮性胃炎は胃癌発生と相関している。しかし、胃粘膜の炎症と胃癌発生との相関は分子レベルで解明されていない。一方で、胃癌組織ではWntシグナル亢進を示すβ-cateninの安定化と核移行が報告されており、Wntシグナル亢進と胃癌発生との相関が示されているが、詳細な分子機序は不明である。本研究ではトランスジェニックマウスを用いて、炎症性プロスタグランジンであるPGE_2とWntシグナルの胃癌発生における単独作用、および相互作用の解明を目的として行なう。PGE_2産生モデルであるK19-C2mEマウスはすでに作製してあるので、本年度は胃粘膜上皮でWntシグナルを亢進するK19-wNT1Eマウスの作製と解析を中心に行なった。Wnt1は消化管腫瘍発生に関わると考えられるcanonical Wntシグナルのリガンドである。マイクロインジェクションにより複数系統のK19-Wnt1マウスを作製し、各系統の胃粘膜でWntシグナルの亢進状況をウエスタンブロッティングで解析した。安定化型β-catenin特異的な抗体を用いた結果、野生型マウスではほとんどシグナルが検出されないのに対し、2系統で顕著なβ-catenin安定化を認めた。

この2系統の胃粘膜では腫傷病変は発生しなかったが、trefoil factor 2などのマーカーを用いた解析の結果、腺管頚部の未分化上皮細胞数が増加していることが明らかとなった。したがって、Wntシグナル亢進は未分化上皮細胞の分化抑制に作用すると考えられた。さらに、微小異形性病変が胃粘膜表面に散発しており、これらは前癌病変と考えられた。今後、PGE_2による前癌病変への影響を解析するために、K19-Wnt1マウスとK19-C2mEマウスの交配実験を進める。胃癌組織ではプロスタグランジン合成酵素であるCOX-2発現と、COX-2の下流でプロスタグランジンE_2(PGE_2)を産生するmPGES-1の発現が誘導されている。また、β-cateninの核内蓄積で検出されるWntシグナルの亢進も、約50%の胃癌組織で認められた。本研究では、胃癌発生におけるPGE_2とWntの作用を解明する目的で、胃粘膜上皮でCOX-2とmPGES-1を同時に発現するトランスジェニックマウス(K19-C2mEマウス)、およびWnt1遺伝子を発現するトランスジェニックマウス(K19-Wnt1マウス)を作製して交配実験を行ない、病理学的解析を行なった。K19-C2mEマウスの胃粘膜では、炎症反応を伴う過形成が認められたが異形性変化は認められなかった。一方、K19-Wnt1マウスでは胃粘膜上皮の分化が抑制されて、TFF2発現陽性の未分化上皮細胞の割合が増加し、限局性の前癌病変が散発性に発生した。前癌病変は異形を伴う上皮細胞が異常に分岐しながら形成されていたが、50週齢まで観察しても腫瘍発生には至らなかった。多くのヒト胃癌組織では、WntとPGE_2の双方が活性化しているので、作製したモデルマウスを交配して、2重トランスジェニックマウス(K19-Wnt1/C2mEマウス)を作製した。このマウスの胃粘膜には大きな腫瘍が発生し、組織学的には異形性を伴う腫瘍上皮細胞が異常に分岐し、粘膜下への浸潤も認めた事から、胃癌と診断した。これまでにK19-Wnt1/C2mEマウスでの胃癌発生頻度は100%である。以上の生体モデルを用いた研究結果から、WntとPGE_2の双方が活性化する事が胃癌発生に重要である事が明らかとなった。したがって、PGE_2産生経路や伝達経路の遮断が、胃癌発生予防に有用である可能性が示された。
ショウジョウバエにおける体性感覚野の探索と異種感覚野との統合様式の解明

本年度は、末梢から直接脳へ投射する神経について、UAS/GAL4システムとLexAV/LexAopのエンハンサートラップ系統、および、特定の遺伝子プロモーター下で誘導されるGAL4誘導系統を用いて、末梢から脳へ投射する神経を同定した。脚からは、味と、振動検出に関わるであろう2種類の神経が、それぞれ脳の味覚1次中枢であるPGCおよび聴覚2次中枢であるWEDに投射していた。一方、翅から脳へ直接投射する神経は聴覚1次中枢であるAMMCと2次中枢であるWEDの後方に投射していた。平均棍から脳へ投射する神経は脳の下部GNGの一番後ろ側に投射していた。次に、末梢から脳への投射様式をさらに細かく調べるため、羽化後すぐに脚、あるいは翅・平均混の一部を切断し、一定時間経過後の神経変性を解析することで、より詳細な投射地図の作成を試みた。翅を根元から切断すると、脳へ投射する神経線維が消失したが、翅のごく一部の外側周囲のみを切断すると、WEDの後ろ側に投射する神経線維だけが消失した。脚に関しては、前脚だけを残して中脚・後ろ足を切断すると、WEDに投射するシグナルが途中で消失した。これらのことは、末梢から脳へ直接する神経は、感覚別、さらには体の細かな部位別に脳の別々の場所に投射して感覚情報の「体性感覚地図」を形成していることを示唆する内容である。一方、胸腹部神経節から脳へ投射する介在神経は、脚や翅から直接投射するAMMCや味覚中枢だけでなく、視覚の2次中枢やより高次の、未だ機能がよくわかっていない(連合野と思われる)領域に投射する場合が非常に多かった。しかし、これら神経は神経線維が非常に細く、また、多くの場合エンハンサートラップ系統では注目したい神経以外にも多くの細胞が染まってしまうため解析が難しく、これ以上の解析を進めることが出来なかった。今後はイメージングを用いてこの解析を進めていく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、末梢から脳への神経の部位別・感覚別の投射様式を明らかにすることを目的としている。本年度は、解剖学的に、末梢(手足・羽)から脳への神経投射を観察するために、特定の神経細胞群がランダムに染まる、約4,000あるエンハンサートラップ系統の網羅的スクリーニングを行った。その中で、神経細胞が特異的にラベルされる候補系統を、胸部神経節を含め200系等ほどに絞込んだ。これまでのプレリミナリーな結果として、以下の点を明らかにすることが出来た。(1)末梢(手足羽・胸腹部神経節)からの脳の投射先領域として、約20の小領域に投射する20-30の種類の神経を分類することが出来た。(2)この中で、末梢(足や羽・平均棍)から脳へと直接投射する神経は、脳の下部(特に食道下神経節)に存在する脳領域に投射するケースが多かった。(3)末梢ではなく、胸部神経節に存在する細胞体から脳へと投射するタイプの神経は、これまでにほとんど機能が明らかになっていなかった脳領域に投射する場合が多い可能性があることを見出した(e.g.食道周りの脳領域や、脳上部の小領域など)。(4)末梢から脳への投射は、比較的決まった神経tract(通り道)を通って脳へ上行していることも明らかになりつつある(おおまかに、手足からの神経は腹側を通り脳の前側、羽や平均棍からは背側を通り脳の後ろ側)。これらは準備段階での結果ではあるが、末梢から脳への投射は、全くのランダムではなく、特定の決まった傾向に従って配線されていることを示唆する非常な重要な知見であり(感覚別か部位別、あるいはその両方が混ざった状態)。ショウジョウバエにおける体性感覚の受容、脳での処理に関してはほとんど理解が進んでいない。しかし、他の高次感覚との統合や認知に必須である体性感覚の解明は、昆虫の分野にとどまらず、ヒトを含め広く神経科学一般の理解・あるいは生物の機能を利用した工学的応用に重要な知見となることが期待される。本年度は、昨年度に引き続きショウジョウバエの末梢(脚、羽・平均棍)と胸腹部神経節から中心脳へ投射する神経の種類を、約4,000系統あるエンハンサートラップ系統を用いて探索を行い、その分類を行った。その結果、(1)末梢、または胸腹部神経節にある神経細胞から中心脳へ投射する神経を、エンハンサートラップ法、およびFlip-out法による1細胞レベルの観察から約35種類同定することに成功した。(2)次に、同定された神経が中心脳のどの領域に投射するかを、神経線維、および神経の出力シナプスをラベルする遺伝子と同時に発現させて観察してみると、約30の脳領域に投射があることが確認出来た。(3)一方で、これら神経が末梢、あるいは胸腹部神経節にある細胞体のどこから伸びてくるのかを調べると、脚や羽・平均棍から直接脳へ投射する領域は比較的少なく場所も限定されており(味覚を処理する領域と、風や重力を検知する脳領域の近く。及び、未だ機能が明らかになっていない脳領域が半分程度)、むしろ胸腹部神経節に存在する細胞体からの投射が多くの種類を占めることがわかってきた。

つまり、脚や羽(または生殖器などの下半身)から中心脳への投射の多くは胸腹部神経節で終端をしており、脳へ直接神経細胞の軸索を伸ばすのは、主に胸腹部神経節にある介在神経を介して、ということになる。これまで、ハエを含めた昆虫で、どの程度の割合で脚や羽から中心脳への投射があるか、胸腹部神経節の細胞体から中心脳へどんな種類の神経の接続があるかに関してはほとんどわかっていなかったが、今年度はその概要を解明することが出来た。本年度は、末梢から直接脳へ投射する神経について、UAS/GAL4システムとLexAV/LexAopのエンハンサートラップ系統、および、特定の遺伝子プロモーター下で誘導されるGAL4誘導系統を用いて、末梢から脳へ投射する神経を同定した。脚からは、味と、振動検出に関わるであろう2種類の神経が、それぞれ脳の味覚1次中枢であるPGCおよび聴覚2次中枢であるWEDに投射していた。一方、翅から脳へ直接投射する神経は聴覚1次中枢であるAMMCと2次中枢であるWEDの後方に投射していた。平均棍から脳へ投射する神経は脳の下部GNGの一番後ろ側に投射していた。次に、末梢から脳への投射様式をさらに細かく調べるため、羽化後すぐに脚、あるいは翅・平均混の一部を切断し、一定時間経過後の神経変性を解析することで、より詳細な投射地図の作成を試みた。翅を根元から切断すると、脳へ投射する神経線維が消失したが、翅のごく一部の外側周囲のみを切断すると、WEDの後ろ側に投射する神経線維だけが消失した。脚に関しては、前脚だけを残して中脚・後ろ足を切断すると、WEDに投射するシグナルが途中で消失した。これらのことは、末梢から脳へ直接する神経は、感覚別、さらには体の細かな部位別に脳の別々の場所に投射して感覚情報の「体性感覚地図」を形成していることを示唆する内容である。一方、胸腹部神経節から脳へ投射する介在神経は、脚や翅から直接投射するAMMCや味覚中枢だけでなく、視覚の2次中枢やより高次の、未だ機能がよくわかっていない(連合野と思われる)領域に投射する場合が非常に多かった。しかし、これら神経は神経線維が非常に細く、また、多くの場合エンハンサートラップ系統では注目したい神経以外にも多くの細胞が染まってしまうため解析が難しく、これ以上の解析を進めることが出来なかった。今後はイメージングを用いてこの解析を進めていく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、ショウジョウバエにおける体性感覚の末梢から脳への大まかな投射様式を、エンハンサートラップ法を用いて大まかに明らかにすることを目的としていた。現在までに、約4,000あるエンハンサートラップ系統の全てのスクリーニングがほぼ終わりつつあり、末梢から脳への感覚神経細胞の投射様式の一端を明らかにすることが出来つつある(脳での末梢からの投射先は約20の小領域にわかれること、投射する神経の種類が20-30であること等を見出した)。スクリーニング作業がほぼ終わり、今後は、論文投稿までにFlip-out法を用いた1細胞単位での解剖学的解析を残すのみとなっている。当初の研究計画と照らし合わせると、現段階での進行状況はほぼ計画通りであり、特に大きな問題も見当たらない事から、本研究は現在まで順調に進展していると判断できる。今年度は、脚や羽・平均棍といった末梢から、及び胸腹部神経節から中心脳へ直接投射する神経の網羅的同定を行い、それを論文として投稿することを目標としていた。
熱・光デバイス実現に向けた単層カーボンナノチューブ合成と評価

単層カーボンナノチューブ(SWNT)の熱伝導特性および非線形光学特性に着目し,SWNTデバイス応用実現に向けたSWNTの合成法,構造制御法,評価技術開発,および光・熱デバイスの実現を目的として研究を進めた.SWNT合成技術の向上としては,まずナノチューブの直径の制御について実験を行い,合成前の触媒金属への処理に注目した.水素による還元処理の温度や処理時間を変えることで,直径の制御が可能になった.また,水晶基板上でSWNTを合成し,基板の特定方向に水平配向成長させた.さらに水晶のR-cut基板やR面基板を用いて,その配向メカニズムについて検討を行った.また,SWNTのデバイス化技術として重要なパターニング法の開発を行った.自己組織化膜を用いた基板上の濡れ性制御によって,SWNT電界効果型トランジスタの構築した.トランジスタチャンネルとしてSWNTを用いるだけでなく,電極としてもマット状に合成したSWNTを利用することで,効率よく高性能なSWNTのトランジスタを実現した.また,伝熱デバイス作製に向けて,SWNTと周囲流体との界面熱抵抗について分子動力学シミュレーションを行った.様々な周囲流体でのシミュレーションを行うことで,一般的な界面熱抵抗への知見を得ることができた.さらに,実験ではラマン散乱分光法を応用した,垂直配向SWNTの熱伝導率計測を行い,レーザー光照射によって生じる温度分布を利用した非接触の熱伝導率計測を進めた.SWNTの分析に非常に重要なラマン散乱スペクトルに対する理論的研究も進めた.ラマン散乱強度のSWNT構造依存性を明らかにし,実験結果の理解に重要な知見を得ることに成功した.単層カーボンナノチューブ(SWNT)の熱伝導特性および非線形光学特性に着目し,SWNTデバイス応用実現に向けたSWNTの合成法,構造制御法,評価技術開発,および光・熱デバイスの実現を目的として研究を進めた.SWNT合成技術の向上としては,まずナノチューブの直径の制御について実験を行い,合成前の触媒金属への処理に注目した.水素による還元処理の温度や処理時間を変えることで,直径の制御が可能になった.また,水晶基板上でSWNTを合成し,基板の特定方向に水平配向成長させた.さらに水晶のR-cut基板やR面基板を用いて,その配向メカニズムについて検討を行った.また,SWNTのデバイス化技術として重要なパターニング法の開発を行った.自己組織化膜を用いた基板上の濡れ性制御によって,SWNT電界効果型トランジスタの構築した.トランジスタチャンネルとしてSWNTを用いるだけでなく,電極としてもマット状に合成したSWNTを利用することで,効率よく高性能なSWNTのトランジスタを実現した.また,伝熱デバイス作製に向けて,SWNTと周囲流体との界面熱抵抗について分子動力学シミュレーションを行った.様々な周囲流体でのシミュレーションを行うことで,一般的な界面熱抵抗への知見を得ることができた.さらに,実験ではラマン散乱分光法を応用した,垂直配向SWNTの熱伝導率計測を行い,レーザー光照射によって生じる温度分布を利用した非接触の熱伝導率計測を進めた.SWNTの分析に非常に重要なラマン散乱スペクトルに対する理論的研究も進めた.ラマン散乱強度のSWNT構造依存性を明らかにし,実験結果の理解に重要な知見を得ることに成功した.
宿主の異なる冷水病菌Flexibacter psychrophilusの比較

冷水病は、元来、北米のサケ科魚類の疾病であったが、数年前から日本でもアユ、ギンザケ、ニジマス、ヤマメなどに流行し被害が続いている。そこで、米国のギンザケ、日本各地のアユおよびサケ科魚類から分離された菌株を収集し、菌株間の異同を検討した。Flexibacter psychrophilusに対する家兎抗血清を米国のギンザケ由来株である標準菌株NCMB1947、宮城県のギンザケ由来菌株FPC828、徳島県のアユ由来菌株FPC840を用いて作製し、マイクロタイター法による凝集反応、二重拡散法による沈降反応を行ったところ、供試菌株はすべて共通抗原をもつことがわかった。吸収試験の結果、共通抗原のほかに特異抗原の存在が認められたので、各地から収集した菌株の加熱菌体(105°C,30分)について血清型を調べた。日本のギンザケ由来菌株と米国のギンザケ由来菌株は同じ血清型(0-1)であり、アユ由来菌株およびニジマス由来菌株はそれとは別の血清型(0-2)であることがわかった。この結果、日本のギンザケ孵化場で発生している冷水病が輸入種卵によってもたらされた可能性が示唆された一方、アユやマス類に流行している冷水病の由来が新たな課題として浮び上がった。レムリ法により菌体試料を電気泳動(SDS-PAGE)して構成蛋白とリポ多糖の泳動パターンを調べたところ、ギンザケ由来菌株とアユ由来菌株との間にパターンの相違が観察された。そこで、ウエスタンブロッティング法により、泳動パターンのレプリカに対して抗血清あるいは吸収抗血清を反応させて両グループの特異抗原を見いだすことを試みたが、まだ特定するに至っていない。また、構成蛋白の分画精製による特異抗原の抽出も今後の課題として残された。
芸術工学的プロセスに基づく楽器の設計と創生

本研究では,計算知能によるアルゴリズミックかつ効率的な設計プロセスの中に,人間による音色の主観評価を組み込んだ,楽器の新たな最適設計フレームワークの構築とその評価を目的とした。設計の対象は,研究代表者がこれまで構築してきた高効率な数値シミュレーション手法が適用可能なティンパニやドラムのような膜鳴楽器とした。(1)効率的な物理モデル音響合成手法の構築と高速化本研究が目指す最適設計フレームワークの実現には,リアルタイムでの音響合成が重要な課題であった。これまで周波数領域で計算を行い,周波数応答を逆フーリエ変換して時間応答を得るという方法をとってきたが,音響合成のさらなる高速化を目指し,時間領域での計算手法を構築した。その結果,先行研究の計算手法に対して,ほぼ同等の条件で計算時間を約60%削減することに成功した。(2)楽器の対話型最適設計システムの構築と評価人間の主観評価を取り入れた計算知能の手法として対話型進化計算が提案されている。本研究でも膜鳴楽器の設計にこの手法を採用し,これまで構築してきた高効率な音響合成手法を組み込み,対話型最適設計システムを試作した。試作したシステムの有効性を評価するため,実際のパーカッション奏者を被験者として簡易的な主観評価実験を行った。主観評価の試行回数が増えていくにつれて,最初は定まっていなかったマレットの物性値が特定の値に収束していくことを確認した。また,被験者からも,評価が進むにつれてシステムから呈示される音色が好みの音色に近づいていくことを実感できたという意見を聞くことができた。これらの結果は,試作した最適設計システムのアルゴリズムが意図したとおりに動作しており,本研究で提案する対話型最適設計フレームワークの有効性を示唆していると言える。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
日米若年男性の潜在性動脈硬化と耐糖能および生活習慣(特に睡眠)との関連

本研究の目的は、1)経口糖負荷試験による血糖値上昇パターンおよびインスリン分泌のパターンと動脈硬化進展度の関連を日本人男性の一般集団で明らかにすること2)生活習慣と動脈硬化そのもの、あるいは動脈硬化の危険因子であるメタボリックシンドローム・耐糖能との関連を明らかにすること3)上記の項目について米国と比較することの3点であり、2ヵ年計画のうち、1年目には情報収集および調査実施の準備を行い、2年目に無作為抽出で選ばれた一般住民100名強に実際に調査を行うこととしていた。そのため、予算配分も20%:80%としていた。また、本研究は動脈硬化進展度の日米比較研究を発展させたものであり、二国間での潜在性動脈硬化および関連因子の検討も進めた。平成19年度3月末までに127名の対象者について睡眠をはじめとした生活習慣および経口糖負荷試験を実施した。今後、データベースを更に整備して、2008年6月より調査を開始する米国側との比較も実施する予定にしているが、現段階で、中年期男性の睡眠時のむずむず足症候群の有病率が一般住民集団で約10%、いびきの有病率が約60%と、従来の欧米の報告に比較して高頻度で見られ、人種特有の睡眠障害のパターンがあることが示唆された。また、潜在性動脈硬化および進行危険因子の検討を従来の日米比較研究のデータベースの解析により行い、頚動脈内膜中膜肥厚とリポ蛋白サブクラスの関連についての日米比較(Metabolism.2008Feb;57(2):177-82.)、リポ蛋白関連ホスホリパーゼA2と冠動脈石灰化についての日米比較(J Epidemiol.2007 Nov;17(6):179-85.)についての論文が公表された。本研究課題は、2001年より滋賀医科大学とピッツバーグ大学が共同で行っている日米の40歳代男性の動脈硬化進展度の比較に関連した研究課題である。B本人の方が血圧・喫煙率が高く、食生活の欧米化に伴い、40歳代日本人のコレステロールレベルは米国白人と同程度になっている。このような条件の下で、これまでに動脈硬化の進展度を電子ビームCTによる冠動脈石灰化および頚動脈超音波検査による内膜中膜肥厚などの指標を用いて日米で比較したところ、古典的危険因子が日本人で不利であるにもかかわらず、米国人の方が動脈硬化ははるかに進展していることが明らかになった。即ち、動脈硬化性疾患予防の鍵は本邦の40歳代男性の環境因子にあると考えられた。そこで、動脈硬化進展度に影響を与える危険因子および予防因子を多面的に調べる中で、近年明らかになってきた睡眠と動脈硬化性疾患との関連、殊にインスリン感受性・抵抗性を介した影響について調べるのが本研究課題の目的である。共同研究者であるピッツバーグ大学側の研究の進捗と合わせ、インスリン感受性・抵抗性に関する精密な検査を実施するため、平成18年度は調査開始までの準備を行い、実際の調査は平成19年度に行うこととしているため、研究補助金の配分も平成18年度を全体の20%、平成19年度を全体の80%としている。したがって、平成18年度については情報収集および調査準備を行った。今年度の成果として、上述の日米比較研究のデータを用いて、インスリン感受性・抵抗性に関連する要因についての成果発表を行ったこと(研究発表の項参照)、ローマで行われた国際動脈硬化学会の折に情報収集活動を積極的に行い、インスリン感受性・抵抗性の両方を比較的簡便に調べられる方法についての情報を得て、平成19年度の調査実施の準備が出来たことが挙げられる。
極低温におけるバルクへテロ接合の電子輸送特性の研究

本研究においてはphoto-CELIV法と呼ばれる実験手法を用いて、トラップ密度関数を求める手法を新たに開発した。photo-CELIV法は、光パルスで注入された、ホッピング伝導を示す電荷キャリアの移動度の時間依存性、電場強度依存性を測定する手法として、従来提案された。多くの研究においては、トラップの存在を無視して有効モビリティを求めている。これに対して、われわれはこのテクニックをP3HT:PCBMからなる有機薄膜太陽電池のトラップ密度関数の決定に用いた。その結果、平均エネルギー0.087eVのガウシアン型トラップ密度関数を得ることに成功した。申請者はH25年度に東京大学物性研究所から現在の勤務先である兵庫県立大学へ移動した。その結果研究環境が大幅に変化し、研究室および実験設備を再立ち上げをする必要があった。新しい研究室は、助教/准教授が既に実験設備を持っていたため、それらを整理し実験スペースを作った。助教からは、研究全般に関する全面的協力を取り付けた。6月には、物性研究所から設備を搬入し、蒸着装置、グローブボックス、レーザー、超伝導磁石、AFMの設置を行った。それに加えて、以前の研究室が保有していたレーザー顕微鏡を改造して、マニュピュレーターを用いた微細加工ができるようにした。また、修士1年および学部4年の学生を指導して、接合デバイスの作製できるようにした。修士1年の学生は、有機単結晶を用いた薄膜トランジスタの作製に成功し、この3月に学会発表を行っている。一方で、有機太陽電池に関しては、以前物性研究所で作成されていたのと同等の性能を持つ試料ができていない。この理由としては、試料の加熱条件が原因と考えられるため、この点に関して現在検討中である。また、極低温実験関連の設備に関しては、予算の関係から昨年度中に立ち上げることができなかった。立ち上げ作業を現在継続しているが、磁石電源の修理を除けば、今年度前半には完了すると考えている。上記の立ち上げ作業と並行して、物性研究所時代に取得したデータを共同研究者と共著で発表した。またSPring-8において、赤外反射スペクトルの電場効果に関する予備実験を行い、有望な結果を得ている。有機半導体薄膜デバイスは複雑な研究対象であり、半導体ー電極界面と、半導体内部の現象をはっきり区別し、理論と実験的を対応させるのは難しい。このため、理論的には問題のある半定量的解析法が多くの系で利用されている。このような解析法は、実用的な観点からは一定の有用性を有するが、新しい素子開発につながる基礎原理の解明はもたらさない。これに対して、本研究では光CELIV(carrier extraction experiments using a linearly increasing voltage)法と呼ばれる新規の物性測定技術を発展させ、有機半導体物性の基礎原理を明らかにすることを目指す。平成24年度は、実験測定システムの改良を行った。これにより、従来より高速の測定ができるようになったばかりでなく、測定温度、電圧Sweep速度、遅延時間等を変えて自動測定できるようになった。また、以前の論文では、不十分であった解析法を改良し、mobilityの効果を取り込んだ詳細な解析ができるようにした。この結果、geminate対の結合エネルギーを実験的に決められるようになった。geminate対の結合エネルギーは、有機太陽電池開発において重要なパラメータであるが、このパラメータを定量的に求める手法は、本研究以前に、事実上皆無である。一連の成果を、Organic Electronics誌に発表するとともに、関連する3件の国際学会、国際ワークショップの招待講演において発表した。また、有機伝導体単結晶を用いた、トランジスタ作成に関する報告も行っている。年末になって兵庫県立大学への移動が決まったため、研究をストップし、実験設備の運搬準備を1月から行っている。本研究課題では極低温でのバルクへテロ接合の研究を行うために、光CELIV法の実験を行った。この実験では光で生成したキャリアのモビリティをはじめとして、種々の物性量を求めることができる。本研究の遂行に関連する重要な変更事項としてして、申請者の所属の変更があった(平成25年東京大学物性研究所→兵庫県立大学物質理学研究科)。スペース等の関係から、物性研究所のときに用いた18T超伝導磁石、クライオスタットは、兵庫県立大学に持ち込むことができなかったので、代わりに5Tヘリウムフリー超伝導磁石、クライオスタットを移設し、測定プローブの作成、立ち上げを行い、新規な測定システムを構築した。5Tヘリウムフリー超伝導磁石は、物性研においてほとんど利用されていなかったため、種々の点で調整をする必要があり、このため多大な予算と時間を要した。新しいシステムを立ち上げるに当たって、従来の実験システムになかった、レーザーパルス光強度モニターを設置し、光強度をCELIV測定と同時にモニターできるようにした。このパルス光モニターシステムは極めて優秀であり、これによりレーザー光強度の揺らぎを補正してシグナル強度を求めることができるようになった。

また、申請者が赴任した兵庫県立大学の研究室では、これまで有機薄膜デバイスを作成した経験を有する者がいなかったため、デバイス作成法を学生に教えた。これら一連の立ち上げ作業により、実験が遂行できる環境を整えた。現在光CELIVシグナルの磁場依存性の実験を行っている。有機電子物性申請者の移動による研究環境の大幅な変化があったため、昨年度は事実上ほとんど研究ができなかった。このため目的達成という点では遅れている。転出に伴う、i)実験設備の再立ち上げ、ii)実験室の整備、iii)金銭的な支出のため、研究計画の遂行が遅れている。特にiii)に関しては、現行科研費の枠内で、設備移転に伴う多額の支出をどの程度カバーできるかどうかを心配している。研究の遂行にとって重要な点は、1)金+2)人間+3)スペースである。1)は移動直後で、厳しい財政状況のため不足しているが、自己資金を使ってでもやりぬく覚悟を決めた。2)は教育と言いなおしてもよい。以前の研究室と方向性が異なるために必ずしも理解されなかった点もあるが、1年かけて教育したことにより薄膜デバイス研究という新しい方針が現在では理解されつつある。また実際に、いくつかの新しい結果が出始めている。3)に関しては不足しているが、工夫次第で何とかなると考えている。以上のように昨年度は、科研費の研究テーマを遂行する以前の段階で苦労したが、明るい兆しも見えており、今年度は、具体的な成果を出すとともに、以前と同等の研究環境を作ることに専心したい。当座は設備の移設/再立ち上げに、全力を尽くす。ESR等、物性研究所で保有していた設備(の一部)は移設できないために、研究計画の見直しを行う。幸いにして、新たな研究室では、メンバーが大幅に増えたため、立ち上げが完了すれば、研究計画の部分変更を行い、うことにより、一度軌道に乗れば、研究計画を遂行してゆくことができると考えている。当初の研究計画を実現するために、東京大学で利用していた研究設備の移設/再立ち上げが目下の急務である。そこで、今年度の大部分の研究費は、この目的のために用いる。
カイコガにおける害虫性フェロモン産生の挑戦とフェロモンブレンド生成メカニズム解明

農業害虫の一種であるアワヨトウの性フェロモン生合成酵素遺伝子の単離を試みた。EST解析により得た遺伝子について機能解析を行った結果、その生合成に関わるΔ11不飽和化酵素遺伝子およびアシル基還元酵素遺伝子の同定に成功した。トランスジェニック系を利用したフェロモン腺特異的に目的遺伝子を発現させる実験系を応用し、性フェロモン生合成酵素遺伝子を発現抑制させたトランスジェニックカイコガを作製した。本研究ではトランスジェニック系を利用してカイコガにアワヨトウの性フェロモンを産生させることを試みた。カイコガの性フェロモンであるボンビコール(E10,Z12-16:OH)生合成経路では、Bmpgdesat1による連続した不飽和化反応により、16:CoA(パルミトイルCoA)からE10,Z12-16:CoAが生じた後、さらにアシル基還元酵素BmpgFARによってボンビコールとなる。そこでカイコガフェロモン腺で組織特異的に目的遺伝子を発現させる実験系(Moto et al., 2012)を応用してBmpgdesat1遺伝子をノックダウンさせたトランスジェニックカイコガを作製したところ、16:OHに比べてボンビコール及びZ11-16:OHが優位に減少していることを確認した。アワヨトウの性フェロモン生合成経路では、16:CoAからZ11-16:CoAが生じた後、アシル基が還元されZ11-16:OHとなり、さらにOH基がアセチル化されてZ11-16:OAcとなる。羽化2日目のアワヨトウフェロモン腺のEST解析をした結果、Bmpgdesat1およびBmpgFARのホモログが得られたことから、これらの酵素活性を調べ、実際にフェロモン産生に関与している事を明らかにした。Bmpgdesat1ホモログをPsΔ11と名付け、これを上述のBmpgdesat1ノックダウンカイコガのフェロモン腺で発現させた結果、Z11-16:OH量が増加していることを確認した。一方、アワヨトウ性フェロモン生合成に関わる3つ目の酵素(FAAT)についてはEST解析からは単離出来なかった。そこで、より網羅的に解析するため新たにde novo transcriptome解析を行った結果、カイコガゲノムにはない新規遺伝子を得ることに成功し、これをFAAT候補遺伝子とした。カイコガの性フェロモンであるボンビコール(E10,Z12-16:OH)生合成経路では、脂肪酸不飽和化酵素Desat1による連続した不飽和化反応により、16:CoA(パルミトイルCoA)からZ11-16:CoAが生じた後、さらにE10,Z12-16:CoAに変換され、最終的にアシル基還元酵素pgFARによってボンビコールとなる。本研究ではボンビコール生合成量が減少したトランスジェニックカイコガを作製することを目的の一つとしており、そのためにはDesat1およびpgFARをノックダウンさせたトランスジェニックカイコガを作製する必要がある。そこで研究代表者自身が開発したカイコガフェロモン腺で組織特異的に目的遺伝子を発現させる実験系(Moto et al., 2012)とショウジョウバエで既報のインビトロジェン社Gatewayシステムに対応した遺伝子発現抑制用ベクター(pRISE: Kondo et al., 2006, Genes Genet. Syst., 81, 129-134)を組み合わせることにより、カイコガのフェロモン腺でのみ組織特異的に目的遺伝子の発現抑制を可能としうるGatewayシステム対応ベクターpBRD-GW2を作製した。このベクターを用いてDesat1ノックダウントランスジェニックカイコガを作製し、さらに3世代継代飼育したのちGC/MSにてフェロモン成分を解析したところ、16:OH(ヘキサデカノール)に比べてボンビコール及びZ11-16:OHが減少していること、すなわち実際にDesat1がノックダウンされていることが分かった。カイコガを含む鱗翅目昆虫においてフェロモン腺で組織特異的に目的遺伝子をノックダウンした成功例はこれが世界で初めてであり、この方法は従来のdsRNAを体液中に注射する遺伝子ノックダウン法に比べ他組織への影響が無いメリットがある。カイコガを含む鱗翅目昆虫における遺伝子ノックダウン法としては目的遺伝子に特異的な塩基配列を有するdsRNAを体液中に注射する方法が知られており、大西ら(2006,PNAS,103, 4398-4403)はこの方法によりフェロモン産生関連遺伝子をノックダウンさせることに成功している。しかしながら、この方法ではdsRNAが体液中に拡散しフェロモン腺だけではなくそれ以外の組織にも取り込まれるため組織特異的な遺伝子ノックダウンは不可能であり、また万が一フェロモン腺以外の組織でオフターゲット効果が出てしまった場合、それを調べることは非常に困難である。一方、今回のフェロモン腺で組織特異的に目的遺伝子をノックダウンした成功例はこれが世界で初めてであり、従来の遺伝子ノックダウン法に比べて他組織への影響が無い長所は非常に評価できると考えている。

一方、2011年度はpgFARノックダウンカイコガの作製も試みる予定であったが、まだ成功に至っていない。作製したトランスジェニックカイコガではマーカー遺伝子の発現は確認できており、したがってゲノムにDNAコンストラクトが挿入されていることは確かである。現在失敗の原因を調査中であるが、染色体効果により転写レベルが想定より低下している可能性が考えられることから、再度DNAコンストラクトのマイクロインジェクションをやり直すことを検討中である。また、アルコールアセチルトランスフェラーゼ(FAAT)遺伝子の単離に関しては新たなスクリーニングにより5個の候補遺伝子を得たものの、塩基配列解析の結果、これらがすべて既知遺伝子であり、FAAT活性を有する可能性は非常に低いと考えられた。これまでに約4,000のESTクローンのスクリーニングを行ってきたが、有力なFAAT候補遺伝子を得るに至っておらず、同定方法を根本的に変える必要があると考えている。FAAT遺伝子単離に関しては、これまでに作製条件の異なる2種類のcDNAライブラリーを用いてそれぞれ約2,000クローンずつ(計約4,000クローン)についてEST解析を行った。FAATはカイコガ性フェロモン生合成に必要無いことから、カイコガESTデータベースによるBLAST解析およびアワヨトウのフェロモン腺を含む様々な組織を対象としたRT-PCR解析により、得られたESTクローンについて1)アワヨトウでは発現しているがカイコでは発現していないこと、2)RT-PCR解析によりアワヨトウフェロモン腺での組織特異的発現が確認できることを条件にスクリーニングを行ったが、得られたFAAT候補遺伝子はすべて既知遺伝子と相同性があり、FAAT活性を有していない可能性が高いと予想された。そこで現在上記2種類とは作製条件が異なるフェロモン腺cDNAライブラリーの作製を準備しており、今後はこの新しいライブラリーを用いて改めて解析を行う予定である。またEST解析だけでは目標を達成出来ない恐れがあることから、プロテオーム解析によるFAAT同定についても検討中である。トランスジェニックカイコガ作出に関しては現在の所属研究室でも作出可能ではあるが、実験協力者の退職による人手不足のため進行具合が当初の予定より遅れ気味である。そこでトランスジェニックカイコガ作製に実績がある農業生物資源研究所の瀬筒秀樹博士他との共同研究を現在模索中である。当初の計画では今年度内にタカラバイオ社の協力のもと新しいcDNAライブラリーの作製およびEST解析を行う予定であり、この費用として約200万円必要であった。しかしタカラバイオ社でのcDNAライブラリー作製にはアワヨトウフェロモン腺からtotal RNAを150μgも調整する必要があったため年度内に十分量のサンプルを集めることが出来なかった。そのため、新しいcDNAライブラリーの作製およびEST解析を次年度に行うこととした。ESTクローンのBLAST検索により得られたFAAT候補遺伝子についてはアワヨトウのフェロモン腺を含む様々な組織を対象としたRT-PCR解析を行う予定であり、PCR用酵素等の試薬やプライマーDNAの合成、チューブ等のプラスチック製品購入の費用として約20万円必要である。