hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
洪水および地形変動による災害とその防御に関する研究

本共同研究は、両国において共通点の多い洪水・土砂流出及び海浜変形に伴う災害を対象として、現象の実態とその機構を究明し、両国の災害科学の研究を推進しようとしたものである。さらに、わが国の先進的研究手法と経験を生かした共同研究を通じて、インドネシアの研究基盤を確立するとともに、具体的な防災対策技術を提言しようとしたものである。本研究を推進するに当たり、次の三つの課題を設定した。(1)降水・洪水特性(2)土砂流出、河川変動と洪水災害対策、(3)海岸侵食と侵食対策まず、洪水、河川変動や海岸侵食の実態を把握するため、降雨や洪水データの収集と解析、河川や海岸の変動及びそれらの要因に関するデータの収集と解析を両国の共同で行い、実態の把握に努めた。これを通じて、ブランタス川、バリ島の珊瑚礁海岸およびセラン川を含むセマラン海岸を研究対象として抽出し、理論解析、現地調査、カウンターパートの招聘、及び自然災害に関する日本-インドネシア共同研究討論会等を通じてこれらの研究を推進し、次のような成果を得ている。(1)ブランタス川上流域を対象として、降雨の長・短期流出モデルを提案し、実際の降雨流出解析によってその適用性を確認した。さらに、年間の水収支を明らかにするため、マッキン法およびパン試験によって地面蒸発の長期変化について検討し、マッキン法によって蒸発量を予測できることを示すとともに蒸発散量の予測手法を確立した。種々の観点より検討した。ついで、リモートセンシング画像(RS)と地理情報システム(GIS)を応用してブランタス川の降雨流出と土砂流出の解析を行い、数理モデルによる解析結果と比較しながら、RSおよびGISを適用した土砂流出予測法について検討した。まず、ブランタス川流域の衛生画像をGISに取り込み、光学センサの多重分光特性を利用して流域の土地被覆分類を行い、雨水の遮断、浸透、流出に寄与する領域、土砂生産の発生場となる流域を明らかにした。さらに、SARの画像により、地表面の起伏を推定し、流域の勾配やガリの分布を調べた。これらのデータをkinematic wave法に導入し、さらにunit-stream power法を用いて降雨流出と土砂流出の予測を行っている。(2)支川における流砂形態と各形態における流砂量の予測法をあきらかにし、支川からの土砂流入を考慮し、ブランタス川本川においては浮遊砂と掃流砂を考慮した一次元及び二次元河川変動モデルを提案し、河床高や砂礫の一次元的な伝播過程、河床の横断形状、河道の平面形状に対応する局所洗掘等を予測し、河川の弱点部を抽出するための方法を提示した。また、河口対策の一環として、潮汐貯水池を用いた土砂堆積制御法のための数理モデルを提案するとともに、水路実験及び数値シュミレーションによって、より効果的な潮汐貯水池の運用法を示した。さらに、ソロ川上流のウオノギリダム貯水池流域におけるwash-loadの生産源調査や地形解析結果にもとづいて、wash-loadの予測を行い、河岸侵食によって大量の土砂が流出していることを明らかにし、生産源対策を提示した。(3)バリ島の珊瑚礁海岸を対象として、海象観測、海岸侵食調査及び海岸侵食シュミレーションにもとづいて観光開発の進む珊瑚礁海岸の侵食対策工を提案した。さらに、ジャワ島中北部のセマラン海岸を対象として、河川のショートカットに伴う海岸侵食の予測法を確立するため、海象観測や深浅測量を行うとともに、これらの成果と従来の基礎研究の成果を総合して、海浜流の予測モデル及び海浜変形予測モデルを提案した。

(2)支川における流砂形態と各形態における流砂量の予測法をあきらかにし、支川からの土砂流入を考慮し、ブランタス川本川においては浮遊砂と掃流砂を考慮した一次元及び二次元河川変動モデルを提案し、河床高や砂礫の一次元的な伝播過程、河床の横断形状、河道の平面形状に対応する局所洗掘等を予測し、河川の弱点部を抽出するための方法を提示した。また、河口対策の一環として、潮汐貯水池を用いた土砂堆積制御法のための数理モデルを提案するとともに、水路実験及び数値シュミレーションによって、より効果的な潮汐貯水池の運用法を示した。さらに、ソロ川上流のウオノギリダム貯水池流域におけるwash-loadの生産源調査や地形解析結果にもとづいて、wash-loadの予測を行い、河岸侵食によって大量の土砂が流出していることを明らかにし、生産源対策を提示した。(3)バリ島の珊瑚礁海岸を対象として、海象観測、海岸侵食調査及び海岸侵食シュミレーションにもとづいて観光開発の進む珊瑚礁海岸の侵食対策工を提案した。さらに、ジャワ島中北部のセマラン海岸を対象として、河川のショートカットに伴う海岸侵食の予測法を確立するため、海象観測や深浅測量を行うとともに、これらの成果と従来の基礎研究の成果を総合して、海浜流の予測モデル及び海浜変形予測モデルを提案した。ブランタス川上流域を対象として、我国で開発された長期・短期流出モデルを適用し、熱帯特有の降雨条件下においても本モデルが適用できることが判明した。ついで、ブランタス川の土砂流出および河川変動に関する実態調査や土砂生産域の材料調査を行い、これらをもとに流砂形態や河川変動に関する若干の数値計算を行った。その結果、現在の本川河道はほぼ平衡状態にあることが判明した。現在、河川の弱点部を抽出するためめの数理モデルの開発や河口堆積の解析を進めている。ジャワ島中部のセマラン海岸とその流域を対象として洪水・土砂災害と海岸侵食の総合的な研究を行うため、海象観測装置を設置して外力特性の観測を開始するとともに、流域の地形、底質、土地利用形態の変化や衛星データの収集解析を行い、海浜変形と土砂流出との関係について検討している。また、これまでの共同研究によって、バリ島珊瑚礁海岸の侵食は、主として珊瑚塊の採鉱によって引き起こされていることが明らかにされた。そこで、海岸保全対策の一つとして珊瑚の移植を援用することを提案し、現在、移植実験を行うとともに実用化のための研究を行っている。本年度は、次のような研究活動を行った。(1)1995年6月8月に研究協力者のダダン博士を別途費用で招聘し、山下を中心として海浜流の理論的研究を行った。(2)1995年9月、宝はインドネシア公共事業省河川工学実験所を別途費用で訪問し、ブランタス川およびソロ川の水文GISを構築した。同時に、カウンターパートと共同してブランタス川流域のMOS-Ibの衛星画像を解析した。(3)同年、9月、吉岡は、セマラン海岸の海象観測装置の位置を西からのモンスーンによる海象の観測を行うことができるよう移動させた。
ダイナミンスーパーファミリー遺伝子群による認知機能の維持機構

ダイナミン(Dynamin)スーパーファミリーはDynamin1、2、3(DNM1、DNM2、DNM3)、およびANM1L伊伝氏をClassicalなタイプとする、遺伝子ファミリーである。その機能は小胞や膜の切断や融合に関与するタンパクである。我々は、第12染色体短腕の発症感受性遺伝子の探索にて、DNM1L遺伝子にリスク効果を検出した。DNM1L遺伝子はミトコンドリア膜に局在するタンパクで、膜融合や切断に関与する。一方、DNM1遺伝子とアルツハイマー病との関係はこれまでにも生化学的に指摘されており、βアミロイドの局在および産生と関係する。そこで、高齢者発症型アルツハイマー病患者および非認知症健常対照を対象として、ケースコントロール研究を行なった。患者群および対照群は各々年齢および性をマッチした約430例とした。DNA多型はSNPを使用し、定量PCRによるゲノタイピングをおこなった。その結果、DNM2遺伝子およびDNM1遺伝子に発症リスク効果が検出され、そのオッズ比は約2倍であった。一方、DNM3遺伝子では欧米人に弱い発症リスク効果が検出された。アルツハイマー脳での発現レベルを調べると、DNM2mRNA量が減少しており、DNM2の発現低下がアルツハイマー病でみられることが確認された。一方、DNM2遺伝子発現ベクター、およびsilencingRNAによる細胞発現実験では、βアミロイド産生との関係がみられたが、その効果は弱いものであった。さらに、軽度認知機能障害の患者を対象として、DNM2遺伝子アレルとの関係を検討したが、日常生活動作あるいは認知機能と発症年齢などとの有意な相関はみられなかった。Charcot-Marie-Tooth病とDNM2遺伝子欠損との関係が報告されているが、アルツハイマー病におけるDNM2遺伝子機能低下との関係はシナプス機能保持と関係すると思われる。
立体選択性の限界突破に向けた特異な遷移状態を経るグリコシル化反応のデザインと実証

29年度に引き続き,(1)グリコシル化反応の出発物質(糖供与体)をオキソカルベニウムイオン中間体が生じにくい形状にした,中間体を経ない反応と(2)中間体を生じやすい形状にし,活性化エネルギー低下に伴う反応性や立体選択性の向上を狙った反応を検討した.代表者の佐々木は,中間体を生じにくい2,6-ラクトン糖供与体やそこから生成するグリコシドの立体配座の詳細な解析を行った.その結果,通常の椅子型配座では,α-グリコシドに大きく寄与するアノマー効果が,2,6-ラクトンではα-,β-グリコシドのいずれ対しても同様に寄与が小さいことを見出した.環酸素の非共有電子対の反応参加が抑えられ,中間体を経ない反応が実現している証左であった.また,グリコシドの立体配座はねじれ舟形であり,通常の椅子型よりも容易にアノマー位の立体配置が決定できることを見出した.分担者の山田は,中間体を生じやすい3,6-位架橋糖供与体を用いて,完全なα-立体選択的反応を達成し,小さなシクロデキストリン(CD)を合成した.29年度までの検討で,種々の3,6-位架橋糖供与体を用いたグルコシル化反応が,β-面を跨ぐ架橋の立体障害によりα-立体選択的に進行する一方,架橋によりα-面に張り出したO-2位上の保護基が立体障害となり,立体選択性を損ねていることを見出していた.そこで30年度は,架橋基に1,1'-(エタン-1,2-ジイル)ジベンゼン-2,2'-ビス(メチレン)(EDB)基,O-2位保護基に立体的に小さなアリル基を用いて,完全なα-立体選択性を実現した.そして,EDB基による糖6員環の柔軟化と,完全なα-立体選択性を活用し,環状α-1,4'-D-グルコシド(CD)3量体と4量体を合成した.CDとして6-8量体(CD6-CD8)が広く知られる一方で,本研究は,実在性が疑問視されてきたCD3とCD4の存在実証となった.複合糖質糖鎖は天然からの単離・精製が極めて困難であり,また細胞培養による供給では純物質が得られないことから,有機合成化学的供給に対する期待が大きい.課題となるのは,最も基本的かつ重要な反応であるグリコシル化反応における立体選択性である.これまで,糖質合成化学は反応効率と立体選択性の向上に主眼を置いた,反応条件最適化研究に終始しており,反応機構の精査やその体系化された理解は遅れている.また,生体内反応では,糖の多様な立体配座を活用して反応機構が制御され,高効率な反応を実現しているのに引き替え,化学的グリコシル化反応の知見は,椅子型(4C1)配座とその周辺に集中している.そこで本研究課題において,初年度は,従来にない多様な配座を有する糖供与体を合成し,従来にない異常配座糖を用いたグリコシル化反応を行い,そこから高立体選択的な反応を見出す計画であった.実際に,2,6-ラクトン架橋を有し異常配座に固定されたα-トリクロロアセトイミデート糖供与体を用いてグリコシル化反応を行った結果,さまざまな糖受容体を,極めて高いβ-立体選択性でグリコシル化できることを見出した.また,同条件下,いす型配座のα-イミデートや2,6-ラクトンを有するβ-イミデートを用いて反応を行った結果,立体選択性は大幅に低下したことから,糖供与体のラクトン架橋に誘起された異常配座が立体反転的β-立体選択性に寄与していることが明らかとなった.この成果は,遷移状態の立体配座のデザインによる立体選択性制御の可能性を示す,糖質合成化学における新たな学識であり,論文報告した.28年度には,広範な立体配座がグリコシル化反応の遷移状態と立体選択性に及ぼす影響について検討し理解するために,従来の椅子型(4C1)配座とは異なる立体配座を有する糖供与体を,架橋構造や独自の架橋性保護基を用いて開発する計画であった.実際に,マンノースの2,6-位をラクトンにより架橋した種々のマンノース誘導体を簡便かつ大スケールで合成する手法を開発し,論文報告した.また,独自の架橋性保護基を有する各種糖誘導体の合成にも成功し,29年度の実施計画に移行できる状況にある.さらに,2,6-ラクトンを有する糖供与体は,順次,それを用いて系統的にグリコシル化反応を行い,配座の特性を理解するに至った.なかでも,トリクロロアセトイミデートを脱離基に用いた反応では,これまで化学法では達成困難であったSN2様の立体反転的反応を実現できることを見出し,論文報告した.以上のことから,本研究課題は当初の計画通りに進行していると判断した.ピラノースのグリコシル化反応は一般に,オキソカルベニウムイオン中間体を経て反応が進行する.この中間体では,6員環を形成する炭素ー酸素間結合が二重結合であり,他の5本の炭素ー炭素間結合よりも短い.したがって,出発物質である糖供与体の安定配座のまま存在することができない.言い換えると,グリコシル化反応には立体配座の変化が伴う.グリコシル化反応の出発物質をオキソカルベニウムイオン中間体が生じやすい形状にしておけば,中間体への遷移状態の活性化エネルギー低下に伴う反応性や立体選択性の向上を期待でき,また,中間体が生じにくい形状にしておけば,中間体への遷移状態の不安定化により,中間体を経ない反応が進行すると期待できる.

これが本研究の仮説である.29年度は,堅固に配座固定された出発物質を用いることで,オキソカルベニウムイオン中間体を経ない反応を実現し,マンノシル化反応において,独自の,かつ,非常に高度な立体制御の達成を報告し,本研究の仮説の正当性を示した.一方,30年度は,オキソカルベニウムイオン中間体が生じやすい形状にする方法として,反応が立体配座の変化を伴うことに着目し,配座を柔軟化することにより種々の立体配座を容易に取ることができる,すなわち,各立体配座間の遷移状態を低下させる方法を検討し,進展があった.具体的には,グルコースに1,1'-(ethane-1,2-diyl)dibenzene-2,2'-bis(methylene)基(EDB基)架橋構造や,その類縁の架橋構造を付与することで,そのピラノース環の柔軟化が可能であることを示した.また,この柔軟化はグリコシル化反応に極めて有利に働き,反応性とα-立体選択性の双方を向上させることが明らかになった.さらに,架橋を用いなくてもピラノース環が柔軟化する例を発見した.既に発見していたEDB基架橋によるグルコピラノース環の柔軟化効果には,二つの課題が存在した.すなわち,(1)EDB基以外の架橋基を用いても,同様の柔軟化効果があるのか.(2)架橋化しないで柔軟化できる方法はあるのか,の二点である.その後の研究で,(1)に関しては,EDB基以外に新たに3種類の架橋基を用いて,グルコピラノース環の柔軟性を評価し,架橋基の長さと立体配座の変化範囲の関係を明らかにすることができた.(2)に関しては,グルコースのヒドロキシ基を全て没食子酸エステルにした類縁体が柔軟化し,その酸化的アリールアリールカップリングを起こす時に,隣接しない没食子酸部分でカップリングし,その結果としてアキシアル配向した置換基がより多い立体配座の生成物を生じることが明らかになった.一方,堅固な配座固定糖を用いたアプローチにおいても進展が見られた.オキソカルベニウムイオン中間体を経ない反応を目指し,デザイン,合成したマンヌロノ2,6-ラクトン糖を用いて高度な立体制御を達成してきたが,同様の配座固定糖から生成されるオキソカルベニウム中間体は不安定であり,当然ながら求電子的反応性が極めて大きいと考えられた.実際に,適切な条件下でマンヌロノ2,6-ラクトン糖からグリコシルカチオンを生成することが可能であり,その反応性を活用することで,通常グリコシル化されないような糖受容体をグリコシル化できることが明らかとなった.またその際,極めて高い立体選択性を実現した.さらに,その反応機構について,望まない立体異性体を与えるマイナーな副反応を2つ明らかにした.これらの知見は,反応性の低い糖受容体を広く,かつ立体選択的にグリコシル化できる,さらなる新反応の開発に繋がるだけでなく,グリコシル化反応一般の遷移状態の理解の一助となると期待される.29年度に引き続き,(1)グリコシル化反応の出発物質(糖供与体)をオキソカルベニウムイオン中間体が生じにくい形状にした,中間体を経ない反応と(2)中間体を生じやすい形状にし,活性化エネルギー低下に伴う反応性や立体選択性の向上を狙った反応を検討した.代表者の佐々木は,中間体を生じにくい2,6-ラクトン糖供与体やそこから生成するグリコシドの立体配座の詳細な解析を行った.その結果,通常の椅子型配座では,α-グリコシドに大きく寄与するアノマー効果が,2,6-ラクトンではα-,β-グリコシドのいずれ対しても同様に寄与が小さいことを見出した.環酸素の非共有電子対の反応参加が抑えられ,中間体を経ない反応が実現している証左であった.
言語学習と異文化理解におけるユーモアの役割

1)語学授業の中で扱われるユーモアに着目し、これまで検討されてこなかった視点について測定する詳細な調査を行った。2)語学教師が授業の中でユーモアを使用しているか、その使用状況についての詳細な調査を行った。3)上記の研究成果を論文投稿や様々な学会発表を通じて積極的に行ってきた。具体的には、3年間の研究期間で合計14回学会発表を行い、研究成果を提示してきた。4)研究代表者と分担者は共に2つの論文を発表し、さらに、研究代表者は語学教育におけるユーモアの役割に関する論文を海外の出版社へ投稿した。5)研究代表者は英語の授業でのユーモアの用い方に関して、100種類ほどのレッスンプランを集めた本を編集した。平成25年度は、アンケートとインタビューの2種類のデータ収集を行いながら、研究実施計画を遂行した。アンケート調査については、英語授業におけるユーモアの役割やユーモアについての意識について大学生(1006名1年生4年生)から回答を得ることができた。また、英語授業におけるユーモアの使用や役割について教師にもアンケートを実施した。さらに、学生のアンケート調査の結果を受けて、特に海外経験のある学生1名に対して、フォローアップインタビューをパイロットスタディとして実施し、英語授業におけるユーモアに対する意識(ユーモアが役立つ場合と妨げになる場合)や、海外経験を通して得られた外国におけるユーモアについての意識などについて回答を得ることができた。今後、さらに学生へのインタビューを引き続き行いながらデータ収集を進めていく予定である。また、教師1名に対して、パイロットスタディとしてユーモアについてのインタビューも行った。学会活動では、平成25年4月開催されるユーモアに関するワークショップ(広島JALT)に参加し、英語授業でのユーモアの教授法について見識を深めた。また、上記の調査を進めながら、2013年JALT北海道年次大会(平成25年9月)、JALT Okayama January Meeting (平成26年1月18日)、The Australasian Humor Studies Network Conference(平成26年2月)などの国内及び国外の学会で、上記の研究内容に関する発表を行った。平成26年度における本研究の主な目的は、1)英語の授業の中でのユーモアの役割に関するデータ収集を継続的に行うこと、2)国内外の学会でユーモアについての研究発表を引き続き行い、国内外のジャーナルに向けて研究成果を投稿し始めること、の2点である。1)語学クラスにおけるユーモアの役割についてのアンケート調査を、日本国内の大学機関を通して約900名の学生に対して行った。このアンケートに対する質的な分析を行うため、アンケートに回答した学生数名について、口頭インタビューを実施し、400分のデータを収集した。アンケートの結果については現在分析を行っているところである。特にアンケートの自由記述の箇所について、日本語から英語に翻訳している。また、インタビューの書き起こしについても、間もなくとりかかる予定である。2)研究代表者は国際ユーモア学会(オランダ)をはじめとする3つの国際学会で語学授業におけるユーモアの応用について研究発表を行った。また、研究代表者と分担者はJALT国際大会のフォーラム(筑波コンベンションセンター、合計90分)に参加し、語学クラスにおけるユーモアをテーマに、それぞれの研究発表を行った。一方、研究分担者は、談話分析に基づいた枠組みを用いながら、海外留学を終えた学生のアイデンティティ構築にユーモアがどのように関わるかについて、国際社会言語学会(フィンランド)で研究発表を行った。さらに、研究代表者は編集者として、TESOL出版社より、語学授業におけるユーモアの使用についての本を出版することが決定しており、現在国内外約100名の研究者による実践報告書を編集している。研究分担者は、社会言語学及び談話分析の視点を取り入れ、どのように日本人家族の会話の中でユーモアが効果的に使用されているかについて研究論文をまとめた(日本認知言語学会第15回全国大会発表論文集、現在印刷中)。平成26年度は、主に4つの研究活動を行った。1)研究代表者及び研究分担者は、ユーモアに関する国内外の学会発表を合計7回行っており、積極的に研究報告を行なった。2)ユーモアに関する本の出版は当初3年目に手がけることを目標にしていたが、2年目の段階で出版が決定した。3)本研究では、学習者である大学生のユーモアの感じ方と指導者の教師のユーモアの感じ方の両面を考慮している。前者の大学生については、900名を超える日本国内の大学に所属する大学生からのアンケート結果を得ることができた。また、アンケート調査に協力した数名の学生を対象にインタビューを実施し、400分に及ぶデータを収集することができた。一方、後者の教師については、現在研究代表者が編集者として、語学授業におけるユーモアについて、世界中の大学教師から実践例を収集し、本にまとめているところである。上記4つの活動は滞り無く行われてきており、平成26年度の研究活動はおおむね順調に進んだと思われる。語学教育平成27年度の研究活動については、次の3つの研究推進方策を念頭に置いている。

1)研究代表者は編集中のユーモアの本の出版(仮タイトル: “New ways in teaching with humor")について、現在すべての執筆者より実践例を収集し、今後各セクションの編集とイントロダクションの執筆に従事することになる。今年度中の出版が予定されている。1年目の研究実施計画は、英語授業でユーモアを用いることに対する学習者や教師の意識や態度についての調査と、海外経験のある日本人に対する語学授業や日英語におけるコミュニケーションのユーモアの役割についての意識調査をパイロットスタディとして実施することであった。これらの計画に関して、すべて年度内に修了した。前者については、英語授業内でのユーモアの使用に対する教師と学生の反応について、アンケートによる予備調査を行った。後者については、上記予備調査で得られたデータを分析しながら、海外経験のある日本人学生に向けてインタビューを行った(1時間程度)。また、ユーモアを授業で用いている英語教師1名にインタビューも行った(1時間程度)。学会活動に関しては、平成25年4月開催されるユーモアに関するワークショップ(広島JALT)に参加し、英語授業でのユーモアの教授法について見識を深めた。次に、上記の調査を進めながら、前述の通り、国内外を含める3つの学会でユーモア、異文化理解、語学学習に関する研究発表を行った。以上のとおり、1年目の研究実施計画はおおむね達成されており、引き続き研究計画の実施に取り組んでいく予定である。次年度使用額が生じた理由は主に以下の2点である。1)研究分担者はユーモアに関する国際学会での発表を予定していたが、本務校の業務の為学会参加をキャンセルしなければならなかった。2)インタビューデータの収集が完了した後、書き起こし作業を業者に委託することを予定していたが、膨大な量のデータのため、データの整理を含めて翌年度に行うことにした。H25年度の主な研究実施計画であったアンケート調査を完了したことを受けて、今後はユーモアに関するインタビューを本格的に行っていく予定である。インタビューデータを収集した後、データの書き起こしを順次進めていく。その際、書き起こしと分析を同時に進めていきながら、研究成果発表の準備を行うことが期待される。また、国内外の研究会・学会などの参加を通して、関連研究者らと分析や考察についての助言を得ながら研究成果の発信を目指す。次年度における使用計画は以下の通りである。1)研究代表者及び研究分担者が国内外の学会に参加するための出張費として使用する。2)データの書き起し作業として使用する。3)研究に関連する書籍(DVDなども含める)に使用する。以上3点について、使用する予定である。
骨形成に及ぼす環境ホルモンの影響に関する研究

マウス間葉系幹細胞であるC3H10T1/2細胞が骨芽細胞へ分化する条件の下,細胞を4-tert-オクチルフェノール(OP)を含む培養液中で培養すると骨芽細胞への分化が阻害された。このOPによって骨芽細胞への分化が阻害された細胞の多くが脂肪細胞に分化した。このようにOPは間葉系幹細胞の分化の方向性に影響を及ぼすということが明らかになった。妊娠期間から授乳期間にかけて母マウスにOPを含む水を自由摂取させると,生まれてきた雌性マウスの大腿骨骨幹部の横径成長が阻害されることが明らかになった。本研究の目的は、環境ホルモンが骨代謝の異常を引き起こすかどうかをin vitro及びin vivoで明らかにすることである。本年度は、種々の細胞に分化する能力を持っている間葉系幹細胞であるC3H10T1/2細胞を用いて、骨芽細胞及び脂肪細胞への分化に及ぼす4-tert-オクチルフェノール(OP)の影響について検討した。細胞をOPで処理するとC3H10T1/2細胞の骨芽細胞への分化を抑制した。骨芽細胞へ分化した細胞を脂肪細胞の分化を促進する条件で培養しても、ほとんどの細胞は脂肪細胞に分化しなかった。一方、OPによって骨芽細胞への分化を抑制した細胞を同様の条件で培養すると、大部分の細胞が脂肪細胞に分化した。これらの結果は、OPはC3H10T1/2細胞の骨芽細胞への分化及び脂肪細胞への分化を調節する働きを持っていることを示すものである。4-ノニルフェノールも同様の作用を持っていたが、ビスフェノールAジグリシジルエーテルはそのような作用は持っていなかった。妊娠期間及び授乳期間を通して1μg/mlの濃度のOPを飲料水に混ぜて母親マウスに投与すると、生まれてきた雌マウスの血清中のオステオカルシン濃度が低下することが明らかになった。この結果は、胎生期及び授乳期にOPへ曝露された雌マウスでは、骨形成に異常をきたしているかもしれないということを示唆するものである。現在、ホルマリンで固定した大腿骨の骨幹部および骨幹端部の骨密度や骨面積などを末梢型コンピュータ断層法(pQCT)によって引き続き解析中である。本年度は,4-tert-オクチルフェノール(OP)が骨形成を阻害するかどうかを明らかにするために,妊娠10日目から授乳期間中は母親マウスに1μg/ml(低用量群)あるいは10μg/ml OP (高用量群)を含む水を自由摂取させた。離乳後は仔マウスに同じ濃度のOP水を自由摂取させた。生後31日目にエーテル麻酔下で屠殺した。血中オステオカルシン濃度は低用量群,高用量群共に雌性マウスのみに有意な低下を認めたので,雌性マウスの右大腿骨を取り出し,骨幹部(成長板から5.5mm離れた部位)及び骨幹端部(遠位成長板から1.4mm離れた部位)を末梢型コンピュータ断層法(pQCT)で解析した。低用量群の骨幹部の骨外膜周囲長及び骨内膜周囲長は,対象群(0.2%エタノールを含む水を自由摂取させた群)に比べてそれぞれ4%及び6%短かったが,高用量群と対象群との間には違いが認められなかった。x軸骨強度指数(xSSI),y軸骨強度指数(ySSI)及び極骨強度指数(pSSI)は,有意差は認められないものの低用量群で低値を示した。骨外膜周囲長とxSSI,ySSI及びpSSIは正の相関を示した。骨内膜周囲長はySSIのみと正の相関を示した。皮質骨骨密度,皮質骨骨面積および皮質骨幅は3群の間に違いは認められなかった。骨幹端部では,高用量群のみで総骨密度の有意な増加と海綿骨領域骨面積及びxSSIの有意な低下を認めた。ホルマリン固定・脱灰・パラフィン包埋した左大腿骨の成長板から5.5mmの部位の薄切切片を用いてアルカリホスファターゼ(ALP)の免疫組織染色を行ったところ,低用量群の骨外膜表面のALP陽性細胞数は,対象群に比べて著しく減少していた。本研究の結果は,雌性マウスを胎生期及び授乳期にOPに曝露させると,大腿骨骨幹部の横径成長が阻害されるということを示している。
泌尿器腫瘍の診断・治療のための生体膜修飾で拓くナノキャリアのプラットホーム作製

本研究では、泌尿器腫瘍(前立腺癌、尿路上皮癌、腎癌)細胞などの生体膜(細胞膜)を利用し、超常磁性体酸化鉄(SPIO)などをコアとした診断・治療用新規ナノキャリアを作製する。癌細胞や癌関連線維芽細胞、腫瘍血管内皮細胞などの腫瘍微小環境を構成する細胞に対して(標的:腫瘍細胞および腫瘍微小環境)、抗癌剤あるいは核酸医薬品を特異的に導入でき、かつ血中滞在期間の延長など特徴を有したナノキャリア作製を目指す。
先端材料と伝統材料を融合させた歴史的建造物等修復技術の新たな開発

歴史的建造物の近代的修理手法として「先端材料」と「伝統材料」の組合せが近年模索されるようになったが、伝統材料のうち外部塗装材となる膠接着塗料についてその耐久性を把握するための実験的研究を行った。その結果、外部環境における劣化因子の複合作用の影響を受けることが明らかとなったが、この新たな修理手法をより合理的で耐久性に優れたものとして位置付けるためには、その地域特有の個別環境差異を把握し、建物のライフサイクルを構築することで、その見通しが得られるものとなった。本研究は世界に誇る我国の歴史的な木造建造物のうち、漆・彩色が施される近世社寺建築等において先端材料財を用いて、創建当初の腐朽部材を取り替えることなく補修する方法を確立するため、新素材となる「先端材料」と古来より用いられる「伝統材料」とを組合せ、今まで試みられていない新たな保存修理法を確立することを研究目的とする。これを実現するため、温度・湿度・紫外線等の環境条件が補強・補修部の外観劣化に及ぼす影響に関して、この組合せで条件を変えて耐候性試験等を実施し、比較分析を行なうものとなるが、携帯分光測光計等による測定を実施し、歴史的建造物の劣化状況の調査研究を実施した。本研究は世界に誇る我国の歴史的な木造建造物のうち、漆・彩色が施される近世社寺建築等において先端材料を用い、古来より使われている伝統材料との組合せにより、新たな保存修理法を確立することを研究目的としている。27年度はこれを実験的に確認するため、各種試験体の複合腐食試験を実施し、具体的な促進劣化状況を確認するなどの研究を実施した。共同研究者と共に研究を概ね予定通り進捗させることが適った。本研究は世界に誇る我国の歴史的な木造建造物のうち、漆・彩色が施される近世社寺建築において、古来から使用される伝統材料と現代の先端材料との組合せにより、歴史的建造物などにおける新たな保存修理技術の確立を研究目的として掲げている。28年度はこの資材を塗布した木質実験試験体を制作し、促進耐候性試験・色彩測定・光沢測定を実施して、劣化する度合いなどの実験研究を行った。実験研究を協力機関に外注したが、受け入れのタイミングが遅くなってしまったことで、実験研究の性能評価を行うことが遅れてしまった。このため、補助事業の期間を平成29年度まで延長する手続きを行い、平成29年3月21日付で承認を受けた。世界に誇る我国の歴史的な木造建造物を維持保全するため、近年では近代的修理手法となる「先端材料」と「伝統材料」の組合せが模索されるようになった。しかし、その伝統材料の一つとして建物の外装を覆う膠接着塗料にあっては環境の影響を受け易く、科学的視点から長期耐候性に関する基礎的な分析・評価が過去には行われていなかった。このため、本研究ではこの特性を明らかとし、当初材取替えを最小とする先端材料素材となる炭素繊維材などの導入促進に寄与するため、伝統塗料特性を把握する基礎的な研究を実施するものとした。今回の研究では膠接着材を用いて調合される丹塗り塗料を基準とするものとし、その特性と耐久性を詳細に把握するため、「複合サイクル腐食試験」と「促進耐光試験」を実施した。複合サイクル腐食試験では、水分・塩分による塗装面劣化の比較検討を行ったが、限りなく実態のものに近付けるために、試験体は杉材と桧材の二種を製作し、これに伝統的な丹塗り塗装を施したものと、カゼイン・アクリル塗装を施した試験体を製作し、比較実験を行った。なお、試験方法はJIS K5600-7-9の「サイクルD」に準拠するものとした。一方、促進耐光試験では紫外線による検証を行ったが、試験体素材を桧材に統一した他は、複合サイクル腐食試験と同一の塗装仕様として、比較実験を行った。なお、試験方法はJIS K5600-7-9、JIS K5600-7-7の「サイクルA」に準拠するものとした。研究成果として、劣化因子要素となる真水・塩水、そして紫外線については、建物が立地する外部環境での劣化因子複合作用が塗膜の劣化に影響することが明らかとなった。このため、この基礎資料などを基に、凡その劣化予測を立てることが重要だと考えられる。すなわち、それによって近代的な保存修理法を促進させる見通しが得られることになる。(理由)26年度は対象に予定していた歴史的建造物の現状測定調査が実施された。・携帯分光測光計等によって測定を実施。昨年度実施した複合腐食試験体との条件変更を行った試験体を新たに制作し、これを基に新たな複合腐食試験を実施し、研究の総合評価を実施する予定。前年度までの実験研究の成果を踏まえ、研究の総合評価を実施する予定。日本建築史、保存修復学(今後の推進方針)27年度は以下の内容に関する研究を実施する予定である。・塩水含水木材に古典材料を塗布して劣化状況の促進試験を行うが、それぞれに先端材料を組み合わせて成果に基づくデータ入手を行う。

・この段階までの成果を中間で一度まとめ、学会発表を予定する。計画していた実験研究の一部を次年度に先送りとしたため。実験研究を協力機関に外注したが、受け入れのタイミングが遅くなってしまったことで、実験研究の性能評価を行うことが遅れてしまった。このため、補助事業の期間を平成29年度まで延長する手続きを行い、承認を得た。(理由)一部の歴史的建造物調査が変更となり、次年度に実施予定となったため。今回新たに実施する塗装木材の複合腐食試験において、実験研究を行う計画である。最終報告の印刷費等として使用予定。(使用計画)予定していた歴史的建造物の漆・彩色測定を行い、暴露試験を実施する計画。
植物細胞壁糖タンパク質の糖鎖分解に関わるキサントモナス属菌由来新規酵素群の解析

アブラナ科植物黒腐病細菌(Xanthomonas campestrispv. campestrisATCC33913)に認められる新規酵素群の遺伝子クローニングとタンパク質機能解析を行った結果、xcc2399およびxcc2394は、植物細胞壁に存在する糖タンパク質であるエクステンシン上のβ-アラビノオリゴ糖鎖を基質とする酵素群であることが明らかとなった。これら酵素群は、病原性には関与しておらず、植物体上での炭素源利用に関わっていることが考えられた。最終年度は、初年度に成功しなかったアブラナ科植物黒腐病細菌ATCC33913株由来XccHypBA2の可溶化タンパク質の発現に成功した。これまで、発現用ベクターにpETシリーズを用いてきたが、コールドショック発現系のpColdを用いたことにより、タンパク質の可溶化に成功した。精製タンパク質を用いて機能解析を行ったところ、植物細胞壁に存在するハイドロキシプロリンリッチプロテインであるエクステンシン上のアラビノオリゴ糖鎖Ara3-Hypより特異的にβ-Ara2を遊離することが明らかとなった。初年度に機能を明らかにしたXccHypBA1と今回明らかにしたXccHypBA2の機能解析結果から、以下のよな酵素分解の流れが考えられた。まず、エクステンシン上に存在するAra3-Hypに外分泌のXccHypBA2が働きβ-Ara2を遊離し、遊離されたβ-Ara2は細菌内へ取り込まれ、内分泌であるXccHypBA1により単糖のアラビノースに分解されるという流れである。つまり、アラビノース代謝に関わっていると考えられた。このような酵素活性を示す酵素群は、植物病原細菌の中では初めての報告となる。次に、遺伝子破壊株を作出しシロイヌナズナに接種したところ、いずれの遺伝子破壊株も野生株と同程度の病原性を示した。以上の結果から、本酵素群は、病原性を発揮するための必須因子ではないことが分かった。本酵素群は、黒腐病細菌と同属の細菌に存在している。実は、基質であるこのアラビノオリゴ糖鎖は、エクステンシン以外に、ナス科由来のレクチンにも存在していることが分かっている。同属細菌の中にはナス科植物に感染できるトマト斑点細菌病菌が存在する。つまり、本細菌は、エクステンシンだけでなく、レクチン上の糖鎖を分解できる可能性がある。よって今後は、本細菌における本酵素群の病原性への関わりについて研究を進めていく予定である。平成23年度は、アブラナ科植物黒腐病細菌(Xanthomonas cmapestris pv. capestris)に認められる新規酵素群の遺伝子クローニングとタンパク質発現解析を行った。まず、フルシークエンス済みであるATCC33913株の遺伝子情報を基に、プライマーを設計し、XccHypBA1(xcc2394)およびXccHypBA2(xcc2399)をPCR増幅後、pET発現系を用いたタンパク質の発現を試みた。その結果、XccHypBA1は、大腸菌によるタンパク質発現に成功した。その機能を解析したところ、β-アラビノオリゴ糖鎖を分解することが明らかとなり、特にβ-Ara2(2糖のアラビノース)に対し強い活性を示し、単糖のアラビノースを遊離した。このことは、β-アラビノオリゴ糖鎖が自然界では、植物の細胞壁を構成しているエクステンシンやレクチンのみに存在していることを考慮すると、XccHypBA1は、本細菌の植物組織内での炭素源利用に関わり、感染直後の貧栄養下における定着や植物細胞壁の崩壊を促す働きがある可能性が出てきた。また、これまで、植物病原細菌由来アラビノシダーゼには、α結合した糖鎖を分解する酵素は知られていたが、β型を分解する酵素は見つかっておらず、本研究が初めての発見となり、植物病理学上重要な知見となった。一方、XccHypBA2は、分子量が大きいこともあり(150KDa)いくつかのpET発現系においても、大腸菌内に封入体が形成され、本年度は、活性のある状態での発現に成功しなかった。XccHypBA1のタンパク質発現には成功し、機能も特定できたが、XccHypBA2に関しては、可溶性タンパク質の発現が今回得られなかった。これは、XccHypBA2の分子量が非常に大きいため大腸菌内でのコンフォメーションがうまく行かず、封入体を形成してしまうのが原因であると考えられる。今後、発現ベクターと宿主の検討を行い、遅れを取り戻したい。今後はまず、機能の特定できたXccHypBA1遺伝子の破壊株を作成し、本遺伝子がXanthomonas cmapestris pv. capestrisの病原性に関わっているのかどうかを明らかにしたい。次に、XccHypBA2のタンパク質発現に関しては、pET発現系以外の可溶化を促すような発現用プラスミドの検討(pColdなど)と宿主の検討なども行い、可溶性タンパク質の発現を目指す。

XccHypBA2は、エクステンシン上の糖鎖を直接分解し、病徴進展に関与している可能性があるため、何とか本タンパク質の発現を成功させ、病原性との関わりを明らかにしたい。また、エクステンシンを直接分解できる可能性のあるメタロプロテアーゼについても調査を行いたい。XccHypBA2のタンパク質発現のため、新たな発現プラスミドが必要になる。その他、遺伝子クローニングに必要な試薬類、タンパク質精製用キット、遺伝子発現解析に必要な試薬類等が必要となる。また、成果が得られた場合、学会発表、外国語論文の校閲費、論文投稿料なども必要である。
水産食品に適した新しい変異原性試験法の開発

微生物を用いる変異原試験法としてはサルモネラ菌のHis要求性変異株を用いるエイムス法が公定法として広く採用されている。しかし水産食品は遊離Hisを多く含むことから、これを除くための前処理が必要である。これに対し、米国MITのSkopekらが開発したTM677株による前進突然変異試験法(FM法)は、試料中にHisが混在しても全く影響を受けないだけでなく、公定法(復帰突然変異)よりも検出できる変異原物質の範囲が広いという特長を有している。本研究では以下の諸点を明らかにした。(1)試料に含有される遊離His量が試験系中に添加するよう指示されている微量のHis量(0.0909μmol/plate)の3倍以上になると、公定法では生じる変異コロニー数(変異原性の強さ)と試料濃度の比例関係が失われるが、FM法では影響されない。(2)このFM法を用いて水産エキスを含む天然調味料中の変異原性を測定したところ、いくつかの検体から強いものでは既知変異原物質4NQOのおよそ一万分の一程度の直接変異原性および間接変異原性を検出した。(3)これらのうち一部の天然調味料を試料とし、2種の濾材を用いて変異原性画分とHisを含む画分の二つに分けた。この前者を公定法の縮小化法で試験すると全く変異原性を示さなかったのに対して、同じ処理済試料をFM法で試験したところ、弱い変異原性を検出した。そこで同じ天然調味料を前処理せずにFM法で試験したところ、前処理済試料の10-20倍の強さの変異原活性を見出した。このことは、Hisを含む試料を公定法で分析するために必要な前処理過程で、変異原性のかなりの部分が失われること、また公定法では測定できない変異原物質も、FM法では検出可能であることを意味している。(4)以上のことから、FM法は遊離Hisを多量に含む水産食品のみならず、広く一般の食品に適用が可能であり、対象とする検出化合物の幅も、公定法の復帰変異試験法より広いことが確かめられた。
文体研究に関連する統計手法の確立のための基礎的研究

近年、文学や哲学の研究にコンピュータを利用した文体統計学が注目されている。これは、個人の文体の相違を識別する多種類の言語パラメーターを使って、量的に言葉の使用を研究する新しい方法で、テキストの真偽問題や年代決定の解明に成果を上げている。本研究では研究例の豊富なシェイクスピアを取り上げ、それらの研究を系統的に分析し、先行する欧米での様々な統計手法の解明と基礎理論の有効性を調査した。1)欧米で最も権威ある学会である、ALLC (Association for Literary and Linguistic Computing)とACH (Association for Computers in the Humanities)の雑誌に発表された主要なシェイクスピア研究の論文を洗い出し、書誌データベースとシソ-ラスを作成した。又最新のニューロ・コンピュータを利用した論文については全文データベースを作成し、機械翻訳ソフトを利用して邦文データベースを作成した。2)作成されたデータベースを基に、今では“古典的"と称されるA. Q.モートンの語彙や特定の単語の位置を中心にした研究から、M.W.A.スミスが注目した頻度の高い単語の利用、さらにT.メイアムに代表されるニューロコンピュータを使った最新の研究までの展開を系統的に整理した。初期の研究では、コンピュータは過去の理論の跡付けに利用され、長年蓄積された様々な指標をパラメーター化することに力点が置かれた。その意味では仮説検証型の研究であった。しかし次第にコンピュータの機能や言語理論の発展に伴い、無意識に使われる高頻度の指標が開拓されるようになった。だが昨今は、高度なコンピュータ技術の発展の影響で、新しい手法で何ができるか、といった技術先行型の研究が増えてきた。中でもニューロコンピュータによるパターン認識の手法を使った文体研究が流行している。しかし、この方法は、データセット内に生ずるノイズも多く、神経のネットワークのトレーニングも必要となる。その為、文化系の研究者だけでは、実際の技術や理論の修得に困難を伴うため、手法がブラックボックス化される恐れがある。又望ましい成果を上げるために、出力されたデータに合わせて入力を操作することも可能なため、コンピュータを使うメリットと共に、弊害も目だつようになっている。文学者の質的なアプローチと統計学者の量的なテクニックの間の橋渡しをするような学際的な研究環境の整備が急務となろう。まお今回はデータの整備に時間がかかり成果の公表には至らなかった。文化系研究者に使い易いソフトの開発を含め今後の課題としたい。
巨視的量子トンネリングによる磁束の運動に関する研究

高温超伝導体は"巨大磁束クリープ"に代表される顕著な熱励起による磁束の運動を示す。しかし、この運動が極低温でも止まらないことが明らかにされ、磁束の巨視的量子トンネリングがその起因としてに注目されている。我々は、様々な高温超伝導体単結晶におけるホール素子およびSQUID磁束計を用いた磁気測定から、低温における磁束の運動に対する熱揺らぎと量子揺らぎの効果を調べた。平成8年度の研究では、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>においてゼロ磁場付近で磁化緩和率が抑制されることを発見した。緩和率抑制が起こる特徴的磁場は大きな温度依存を示すものの、これは自己磁場の影響であり、真の特徴的磁場は非常に小さいことを明らかにした。この異常の原因を磁束系の次元交差の量子クリープへの影響と解釈した。平成9年度は、この磁化緩和率の異常の起因を確かめるため、ヨウ素をインターカレーションしたBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>(I-Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>)および非双晶のYBa_2Cu_3O_<7-y>における磁気緩和率の磁場依存性を広い温度に渡り測定した。I-Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>においては、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>と非常に良く似た緩和率の異常が、低温においてゼロ磁場付近に現れることを明らかにした。しかし、同様の異常は異方性のはるかに小さな非双晶のYBa_2Cu_3O_<7-y>においても観測された。いずれの系でも異常の起こる特徴的磁場は非常に低く、異方性パラメターγの2乗に反比例すると予想される磁束系の次元交差によるものとは考えられない。残る可能性として、磁束密度がゼロになった付近において、何らかの機構で磁気緩和が抑制されている可能性がある。ゼロ磁場付近では、マイスナー・ホールと呼ばれる特殊な領域が発生することが知られており、この領域の存在が磁化緩和の異常に関係している可能性がある。しかし、この運動が極低温でも止まらないことが明らかにされ、磁束の量子力学的なトンネリングがその起因としてに注目されている。我々は、磁気測定に微小ホール素子を用いることにより広い温度・磁場範囲にわたり、磁束の運動の目安である磁気緩和測定を高精度に行った。この方法を用いることにより、小さな試料でも10x10μm^2の微小ホール素子より大きければ、磁気緩和が測定が可能となる。また、これと相補的にSQUID磁束系による測定も行った。本年度は、現有の超伝導マグネットに組み込まれた^4Heクライオスタットのインサートデュアーとして^3Heクライオスタットを作製した。^3He温度での使用を前提としたホール素子は、イオン打ち込みしたGaAs基板から光リソグラフィーにより作製した。特に今年度はこれまであまり磁気緩和の測定が行われていないBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>を対象とした。低温において、ある磁場以上で緩和率は大きくなる。この異常の起こる磁場は、低温ほど高磁場へ移動する。我々はこのような磁場依存性が起こる原因として、磁束系における次元交差が低温の磁気緩和に影響を与えていると考えている。磁束線からパンケーキボルテックスへの分解と考えられる磁束系の次元交差はBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>において約1kOe程度の磁場で起こることが知られている。量子クリープの理論によると緩和率Sは相関長L_Cに反比例する。したがって次元交差によりパンケーキボルティクスに分解した磁束線はL_Cが短くなり、緩和率が増大する。低温では大きな臨界電流密度のため、数十μmの単結晶でさえ自己磁場は1T以上に達する。このために、その分だけの幅の磁場範囲で試料内のどこかで磁束系が線上(3次元)となり、緩和率が低下すると考えられる。I-Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y

>においては、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>と非常に良く似た緩和率の異常が、低温においてゼロ磁場付近に現れることを明らかにした。しかし、同様の異常は異方性のはるかに小さな非双晶のYBa_2Cu_3O_<7-y>においても観測された。いずれの系でも異常の起こる特徴的磁場は非常に低く、異方性パラメターγの2乗に反比例すると予想される磁束系の次元交差によるものとは考えられない。残る可能性として、磁束密度がゼロになった付近において、何らかの機構で磁気緩和が抑制されている可能性がある。ゼロ磁場付近では、マイスナー・ホールと呼ばれる特殊な領域が発生することが知られており、この領域の存在が磁化緩和の異常に関係している可能性がある。
ゲノムワイドな系統解析によるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）誕生の解明

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は、人および動物の感染症の起因菌となり、時には致死的な病態を引き起こす薬剤耐性菌として脅威である。MRSA誕生のメカニズムを明らかにすることは、MRSAの新たな発現の抑制に繋がる可能性がある。本研究では、メチシリン耐性遺伝子の起源およびそのホモログを保有している動物由来ブドウ球菌に着目し、それらのゲノムの全塩基配列を決定することによりMRSA誕生について考察した。研究の結果、動物由来ブドウ球菌の染色体上でMRSAの決定因子が構成され、黄色ブドウ球菌へ水平伝播されることが示唆された。<研究1>メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は、メチシリン感受性黄色ブドウ球菌がメチシリン耐性をコードしているStaphylococcalcassette chromosome mec(以下、SCCmec)と呼ばれる動く遺伝因子を染色体上に獲得することにより誕生するが、その起源は1961年の最初のMRSAの発見以来、謎のままであった。その起源を明らかにするため、動物由来ブドウ球菌種であるS. sciruiおよびS. lentusに注目した。これらの菌種と近縁の動物由来ブドウ球菌種であるS. fleurettiiの染色体上にSCCmecの2つの重要な構成因子のうちの1つであるメチシリン耐性遺伝子(以下、mecA)の起源が保存されていること、またこれらの菌種のSCCmecはプロトタイプが多いことから、SCCmecの形成または供給に関与している可能性が高いためである。現在、解読した各株のSCCmecの配列を精査し、比較検討中である。また、本実験の中で、S. scuiriの染色体上に新規メチシリン耐性遺伝子(mecC)を発見し、動物由来S. sciuri47株のmecC遺伝子のスクリーニングを実施した。実験の結果、最初に発見した1株のみ陽性であった。<研究2>当初の予定は平成24年度内に動物由来ブドウ球菌4菌種5株のドラフトシークエンスのgap部分を修正し、環状DNAとして完成させ、平成25年度に、illuminaで解析したリードをマッピングしゲノムを完成させる予定であったが、それを変更し、株ごとに完成させる方法にした。transposase、insertion sequenceなど、同じ配列が複数ある株のゲノム解読に時間がかかり、平成25年度内に5株全てのゲノムを完成させることはできなかった。平成26年度は、全5株のゲノム解読の完成に向けて、実験を継続する。動物由来ブドウ球菌779株の中からmecA陽性S. sciuri 3株、S. lentus 11株を選出し、SCCmecの塩基配列を決定し、解析した。これらの株は、いずれも染色体上にプロトタイプのSCCmecを保有していた。また、新規メチシリン耐性遺伝子を発見し、より詳細な解析を進めているところである。平成24年度内に5株のうち3株のゲノムを完成させた。いずれも、transposase、insertion sequenceなどのmobile elementを多く保有しており、SCCmecの形成または供給に関与している可能性が示唆された。動物由来ブドウ球菌であるStaphylococcus sciuriグループに属する菌種の染色体上には、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の決定因子であるメチシリン耐性遺伝子(mecA)の起源およびそのホモログが存在している。本研究において、MRSA誕生の過程を解明するため全ゲノム配列の解析を予定していたS. sciuriグループに属する4菌種全て(S. fleurettii、S. sciuri、S. vitulinus、S. lentus)の染色体DNAの解読を完了し、4株の環状DNAを完成することができた。

しかし、S. sciuri subsp. carnaticusの保有する約100kbpのプラスミドの一部に繰り返し配列が複雑に存在するため解読が進まず、期間内に全ゲノムを解読するには至らなかった。解読できていない部分はわずか20kpbであるので、今後はInverse PCRに切り替え、解読を早期に完了させる予定である。新規ゲノムの全塩基配列決定は非常に困難で、特に次世代シークエンサーで得たドラフトシークエンスを繋げる作業に時間と労力を費やさなければならない。しかし、4株の新規ゲノム配列を決定する過程で、本研究の成果として、新規ブドウ球菌種のゲノム完全解読におけるノウハウを獲得したり新しい解析方法を開拓したりすることができた。全ゲノム解読を予定していたもう1つのS. sciuriの亜種(S. sciuri subsp. sciuri)に関して、本研究で最終的に最良の方法と判断した1分子リアルタイムDNAシーケンサーであるPacBio RS IIを用いて、今後、全ゲノム配列を早期に決定する予定である。いくつかのアプリケーションを使用して菌種間のゲノム比較を実施し、その選定について検討中である。菌種間のゲノム比較により、進化学的にMRSAが誕生した過程を解明する。獣医学<研究1>目標としていた動物由来メチシリン耐性株の選出、SCCmec領域の塩基配列決定、アノテーションが完了した。現在、各株のSCCmecの遺伝子構造について比較・解析中である。また、本研究の実験途中で発見した新規メチシリン耐性遺伝子のスクリーニング検査を行った。よって、研究1に関しては、遅れは無い。<研究2> transposase、insertion sequenceなど、同じ配列が複数ある株のゲノム解読に時間がかかり、平成25年度内に5株全てのゲノムを完成させることはできなかった。平成26年度は、全5株のゲノム解読の完成に向けて、実験を継続する。<研究1>目標としていた動物由来メチシリン耐性株の選出、SCCmec領域の塩基配列決定、アノテーションが完了した。さらに、新規メチシリン耐性遺伝子を発見した。<研究2>当初予定していた全ゲノム完成までの手順を変更したが、すでに5株中3株のゲノムを完成させたので、おおむね順調に進展している。<研究1>アノテーションの結果で得られた遺伝子情報を精査した後、各株の遺伝子構造を比較し、SCCmecの2つの重要な構成因子のうちのひとつであるccr gene complexの起源を探究することによって、SCCmecの起源の解明を目指す。<研究2>残り2株の全塩基配列を決定し、完成させる。全ゲノム解析をした5株のアノテーションを実施し、既出のブドウ球菌種のゲノム情報を合わせて、菌種間ゲノム比較を行う。<研究1>アノテーションの結果で得られた遺伝子情報を精査し、系統解析を行う。塩基