hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
現代農村における高齢者の生活補完システムに関する実証的研究

研究代表者および分担者のそれぞれのフィールドを対象として、資料の収集、聞き取り調査を継続した。また、フィールドには秋田県平鹿町のかわりに、隣の十文字町を加えた。3年目の今年度は、高齢者の日常の生活分析を中心とした昨年度の調査をふまえて、高齢者の社会関係が、性、年齢、家関係、個人的性格等の、どのような基本属性にもとづいて異なるかを、本分家や姻戚あるいは兄弟関係としての血縁、居住の位置にもとづく住縁、そしてそれらに関わらない個人の任意にもとづく関心縁の三つの側面から考察した。その結果、高齢者の日常的な社会関係は、個人の置かれた基本属性に大きく規定されながらも、個人の主体的な生き方による関係相手の重心の移動があらわれ、旧来の社会関係に対する変化があらわれていることが検証できた。また、農業経営における後継者の存在が高齢者の地域における永住意識を規定しているが、日常的社会関係においては永住意識による相違は少なく、従来の関係を維持しようとしている。それは定住条件を大きく異にしながらも、高齢者は日常的社会関係のなかに生きがいを見いだすとともに、相手に対する配慮を顕著に示すものである。これまでいわれたきた村落における「構造的硬さ」は、時代の変化による関係変化を常態とする後継者層に対して、高齢者の社会関係を維持しようとする意図によるものが大きく影響していることが検証できた。しかしそうした条件の違いによる相手に対する配慮は、個人的対等関係を前提にするものであり、全員に対する定住条件の整備の点からは配慮という意識の変革が課題となっている。現代農村における高齢者は日常の、そして緊急の、さらには困ったときのネットッワークを、親戚や近隣から自治体内・近隣市町村まではりめぐらせている。しかし、生きがいや楽しみの保障といった生活満足を日常的な社会関係で補完するためには、個人の私的ネットワークへの過度な期待ではなく、住民の組織的な対応が必要となってきている。すなわち、緊急対応や日常的な声かけ、見守り、訪問、話し相手を行う住民のネットワークが身近な小地域を基盤として広くつくられてきており、それは家族や親族、あるいは友人といった私的なネットワークを補完するものとして高く評価され、他のさまざまな援助への展開が期待されている。とくに一人暮らしや夫婦のみ高齢者世帯の急速な増加、そして後期高齢者の増加は地域における介護力の向上を求めている。そこではさまざまな社会参加や仲間活動を通して生活の充実をはかることが求められるが、今日ではやはり村落組織・集団としての対応が不可欠である。とくに近隣組機能の拡充は有効な手段といえる。そして婦人会や青年団、消防団等の村落集団と連携・調整をはかりつつ、生活保障の外枠として村落が機能し、共同社会性が維持されることが望ましい。それは個人的対応と組織的対応の融合であり、村落としての組織的対応に個人的な日常の行き来の延長にある善意が組み込まれることを意味し、生活をお互いに補完しあうシステムとして定着することができる。
三次元培養モデルを用いた膵癌細胞と脂肪組織の相互作用の解明

膵癌は、固形臓器に発生する悪性腫瘍のなかでも3年生存率が15%と著しく予後不良である。近年の疫学的研究では膵癌の発生リスクと肥満、内臓脂肪、皮下脂肪の増加との関連が示唆されており、脂肪組織は膵癌細胞の細胞動態に重要な影響を及ぼすと予測される。我々が確立した新規培養法を用いることで、未解明である脂肪組織による膵癌細胞の悪性度に及ぼすパラクライン効果の分子メカニズムを明らかにし、次世代の膵癌治療の研究基盤の確立を目指す。
ヒト均衡型相互転座を作り出す染色体切断端の近接機構の解明

がんや生殖細胞系列で見つかる染色体転座は、異なる染色体の切断端が再結合して形成される。しかしなぜ物理的に遠位にある染色体同士が再結合されるのか、不明な点が多い。本研究では、ヒト男性精子中に数万分の1で発生する均衡型相互転座の原因となるパリンドローム配列に着目し、その特殊なDNA配列が形成するDNA高次構造が核内でどのような相互作用を起こすかどうかを検討した。その結果、核内で内在の2つのDNA修復酵素によって切断されることが確認され、また別の特殊なDNA構造についても核内代謝に影響を及ぼすことを明らかにした。核内配置はその配列の特殊性からくる困難さにより今後の検討課題となった。がんや生殖細胞系列で発生する染色体異常として知られる染色体相互転座は2カ所の染色体切断末端が誤って繋ぎ直されて発生する。しかし、本来繋ぎ直されるべき末端の方が物理的に近接してるはずにも関わらず、遠位であろう間違った末端と結合されるしくみはよくわかっていない。そこで本研究では、およそ数万分の1の細胞で発生する生殖細胞系列の相互転座t(11;22)を用いて、染色体上の特殊なDNA配列が形成する高次構造(non-B型DNA)が切断を誘発し、生体内で再結合するまでの一連反応を、従来の修復メカニズムでは説明できない新しい機構が存在することを想定して、そのメカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は、昨年度に引き続き導入遺伝子の構築及び改変、およびLive Imageでの観察の最適化を検討した。切断標的となる配列の不安定性からくるクローン化の困難さを乗り越えるために、配列を変更し、また検出蛍光タンパクを改変してより強い蛍光での検出を目指した。さらに、トランスジーンの手法由来の、導入位置およびコピー数のランダムさを無くすべく、最近実用化されたCRISPR-CAS9システムを用いて、染色体の場所特異的に導入する(homologous recombination)手法についても検討中である。また一方、前年度に明らかにした標的配列の切断メカニズムを応用して、切断をより効率的におこなうためにGEN1の発現を誘導して効率を上昇させる実験も実施中である。がんや生殖細胞系列で見つかる染色体相互転座は、2つの染色体切断末端が元通りに修復されずに、異なる染色体どうしで間違って再結合することにより形成される。しかしなぜ物理的に遠位にある可能性のある2つの染色体どうしが再結合されるのか?あるいはDNA断端を近接させる未知のしくみが存在するのか?そこで本研究では、高頻度に発生する生殖細胞系列の相互転座t(11;22)を例に、染色体上の特殊なDNA配列あるいはDNA高次構造(non-B型DNA)が、切断を引き起こし、生体内で再結合されるまでの一連の機構を手がかりに、従来のDNA修復機構だけでは説明出来ない、体細胞系列あるいは生殖細胞系列の染色体相互転座の新しい発生機構を明らかにすることを目的とする。本年度は、導入DNAの構築およびLive Imageで観察できるかどうかを検討した。転座を誘発するヒトのパリンドローム配列(PATRR)を蛍光タンパク質遺伝子の結合配列に隣接して配置し、発現タンパク質が遺伝子導入の正否、およびパリンドローム配列の核内局在の両者に対するモニターとして機能するかを検討した。また、遺伝子導入については従来のトランスジェニックメダカ作製および減数分裂細胞のin vitro培養でのtransfectionの2種類について検討した。次年度も様々なパラメータについて検討予定である。一方、ヒト細胞におけるパリンドロームを介した染色体転座のモデル系にて、その発生機序および関与する遺伝子群を同定した成果に関した論文を、Nature Comm.にて報告した。ArtemisおよびGEN1など、発がんにも関わる重要な遺伝子群がこのパリンドロームの高次構造を誤認識して切断するメカニズムとして明らかになった事実は、現在の研究の進展に役立つのみならず、将来的には転座発生の予防を見据える上で重要な知見であり、新聞等にも掲載された。しかしなぜ物理的に遠位にある染色体同士が再結合されるのか?何かDNA断端を近接させる仕掛けが存在するのか?そこで本研究では、およそ数万分の1で発生する生殖細胞系列の相互転座t(11;22)を例に、染色体上の特殊なDNA配列が形成するDNA高次構造(non-B型DNAなど)が切断を引き起こし、生体内で再結合されるまでの、細胞モデル系での観察結果から導き出された一連の機構を手がかりに、従来のDNA修復機構だけでは説明できない、体細胞系列あるいは生殖細胞系列の染色体相互転座の新しい発生機構を明らかにすることを目的とした。

本年度は、トランスジーンの導入部位による影響(ポジショナルエフェクト)への対策として、CRISPR-CAS9系でのノックインによる導入部位の固定を試みた。いくつかのコンストラクトにおいて、ゲノム中で不安定な配列群を含む数種類をそれぞれ試みては見たが、安定に導入されたクローンを得るには数多くの株から選抜する必要が生じ、その選定が困難であった。そのため別の方法によるアプローチを考察した。その一つとして、オスの生殖細胞系列で発生する精子形成過程におけるクロマチンの大規模リモデリングを、ヒト体細胞で再現する試みについても実施した。しかし遺伝子の強制発現によるリモデリングは実際には誘導が困難であった。ヒト細胞での転座誘発条件が整えられ、再現が可能となれば、ゲノム中のポジショナルエフェクトや種特異的な条件などを乗り越えられるが、これは将来的な課題となった。いずれにしても、今までの研究成果から導き出された、in vivoにおける配列特異的なDNA高次構造形成の誘導がすべての鍵となることが明らかであり、これからの研究課題として最優先事項として取り組むべきものとなった。人類遺伝学ヒトで発生するt(11;22)のしくみを応用して、メダカの減数分裂細胞で人工的に転座を誘発し、その減数分裂過程を試験管内で再現するためのコンストラクトの作製について、当初使用する予定であった蛍光タンパクの蛍光がやや弱く、検出が若干困難であった。そのため、蛍光タンパクの改変をおこない、また結合配列のリピート数を増加させることにより、作製し直し、高効率で検出できるように改変を繰り返している。また、導入部位に多コピー導入される問題については、これが染色体切断の効率に影響を与えることを勘案し、改良が必要であった。そこで、つい1年ほどの間に広まった新しい遺伝子導入のしくみ(CRISPR-CAS9)を用いることで、導入遺伝子のコピー数を制御するとともに、導入部位も選択ができるようになった。この手法の効率を上げることで、モザイク率も上昇し、観察可能なレベルでの遺伝子導入系が構築できるようになると期待される。標的配列に関しても、共同研究によりヒトで見つかった別の転座誘発配列もこの系に用いて、当該研究の遂行に有効に利用する予定である。高頻度に発生する染色体転座t(11;22)について、その転座モデル系をメダカに応用し、その減数分裂過程を、試験管内で再現するためのコンストラクトは順調に作製しており、いくつかの種類について検討を進めている。また生殖細胞系列でおこるt(11;22)はDNAパリンドローム配列が十字架型のDNA二次構造を形成して起こると想定しているが、それのみならず、一部のがんの転座発生に関わるとされる別のDNA二次構造、四重鎖DNA構造を形成する配列についても、同様にコンストラクトを作製し、その発生機序を体細胞、減数分裂細胞で観察することを目指し、その条件について検討をしている。これらのDNA高次構造がゲノム不安定性を誘発する原因については、その高次構造形成と、その後のDNA切断に至るまでの過程の2つの重要なステップがあるが、それだけでなく、それぞれのDNA切断末端が核内でどのように配置されるかはその2つの構造で異なる可能性がある。これらを観察する上で、現在作製しているコンストラクトの最適化がそれぞれ今後必要であると考えられる。
軽度発達障害児に対するグループソーシャルスキルトレーニングプログラムの開発

1.研究の目的:本研究の目的は、軽度発達障害児に対するグループソーシャルスキルトレーニングプログラムを開発することである。本研究における軽度発達障害児とは、AD/HD(注意欠陥多動性障害)、アスペルガー障害、広汎性発達障害、LD(学習障害)などを対象としている。また、プログラムは普通教室内で授業と連動して実施可能なものを開発することを目的とした。2.研究の経過:平成17年から19年度の研究実践は以下のように進められた。平成17年度は、(1)モデルプログラムの内容抽出、(2)ソーシャルスキル尺度の原案作成、(3)モデルプログラムの実践、(4)アメリカにおける先駆的実践の情報収集。平成18年度は、(1)モデルプログラムの実践および内容の変更(基盤プログラムと標準プログラムの分類)、(3)ソーシャルスキル尺度のデータ収集およびフィードバックプログラムの作成、平成19年度は、(1)普通教室で実践するソーシャルスキル教育ワークブック、および介入用教材開発、(2)ソーシャルスキル尺度の分析、(3)尺度を用いた標準プログラムの実践3.研究の成果:以上の実践の成果として以下の報告書、プログラム、ワークブック、教材、尺度原案が達成された。(1)アメリカにおける軽度発達障害児へのソーシャルスキル教育の最新情報をまとめた。「アメリカのスクールカウンセリングと地域連携その3」報告書冊子(2)軽度発達障害児に対するグループソーシャルスキルプログラム(基盤プログラム1,2)および(標準プログラム)を「キレやすい子へのソーシャルスキル教育」ほんの森出版としてまとめた。(3)軽度発達障害児を含むグループ活動時の介入教材の開発。「トラブルは成長のチャンス」DVD教材(4)ソーシャルスキル尺度ロングバージョンおよびそのフィードバックプログラムが開発された。今後は、ソーシャルスキル尺度のショートバージョン製作および標準化への作業を引き続き行なう予定である。今期の課題目標は、ソーシャルスキルのチェックリストの項目整理、および、小学校現場におけるソーシャルスキルトレーニングの内容のニーズアセスメントである。以下にそれぞれの進行状況を述べる。1.チェックリスト:予備調査で抽出ずみの項目200からロングバージョン用60項目、ショートバージョン用30項目を絞り込む作業を行っている。また、現場のニーズアセスメントに基づき、以下の要素を加えることになった。「情緒」「愛着心」「道徳性」「論理性」「コミュニケーション能力」の発達である。項目整理を3月までに終え、4月から学校にチェックリストを配布して標準化への作業を開始する。2.現場のニーズアセスメント:SSTを実施していくうえで必要な情報収集のために、以下の都道府県を訪問し、ソーシャルスキルトレーニングに関する教員研修を実施した後に学校現場を訪問して教員からのニーズの聞き取り調査を行った。ニーズとしては、以下の3つがあげられた。1)担当する教員の知識・技術の不足およびトレーニングの必要性(1)こどものソーシャルスキルの状況を見立てる力,(2)授業でソーシャルスキルトレーニングを実施することに関する力2)児童の基本的ソーシャルスキルの不足およびばらつきの大きさ3)学校の組織体制(訪問先)福岡県、岡山県、富山県、愛知県、岐阜県、青森県、千葉県、さいたま市、東京都(新宿区、杉並区)、川崎市。このうち新宿区小学校1校、品川区小学校1校、川崎市中学校1校、においては継続観察を実施し、次年度への予備調査としてアンガーマネージメントの授業を半期づつ実施している。平成18年度は、現場での実践研究(研究者が2校4クラス、協力教員が小学校2校、中学校2校で実施)および、ソーシャルスキルの質問紙調査を保護者に対して実施した。

1)現場実践:小学校2校4生および6年生各2クラスずつ4クラスにてソーシャルスキル教育を実施した担任や生徒からの情報収集および、行動観察からのアセスメントでは4年生1クラスおよび6年生の1クラスは、これまで生徒が荒れたとき教員が対応できなかったために生徒・保護者から教師への信頼が得られていなかった。現在もおだやかなタイプの教員が受け持っており、生徒は話を聞く姿勢ができていなかった。一方、もう1クラスは、4年生、6年生ともに落ち着かない状態を教師が力で制する傾向があり、表面上は静かにしていても教員の目がないところでは、暴言・暴力、いじめととれるいたずらが絶えずみられた。それぞれのクラスの状況をアセスメントした上で学校生活の基本である「教師の役割の認識」からはじめ、自己理解を深めることをターゲットにしながら自己統制感とセルフエスティームを高めるプログラムを立てて実践した。それぞれ5回実施した結果、互いの心理的・物理的距離感がとれるようになり、意見が対立しても落ち着いて相手の話を聞くことができるようになっている。また、両校ではひきつづきソーシャルスキル教育を授業にとりいれてゆく動きがでている。2)ソーシャルスキル尺度の開発:プレテストを20名に実施したうえで、項目の調整を行い、東京・神奈川の800名の小学生の父母に質問紙を配布。現在、データを入力して結果を分析している。途中経過としては、「友だちづくり」をしたいが「維持」をする力が低い子どもが多い傾向がみられ、その要因に「セルフエスティームと「積極的性格傾向」が影響している可能性が現れている。最終年度である、平成19年は以下の実践を行なった。1.軽度発達障害児のためのグループソーシャルスキルプログラムの作成および試行による効果測定、2.ソーシャルスキル尺度の標準化のためのデータ分析。1については、18年度の実践成果をもとに小学校低学年用、小学校中学年用、小学校高学年用の3つのモデルプランを作成した。これは、授業でクラス全体に対してソーシャルスキル教育を行なうのと併行して、放課後ターゲット児童に対して、スクールカウンセラーと教員が協力して行なうモデルである。この内、中学年用を都内小学校3年生に対して実施し、効果の分析を行なった。このモデルの特徴は、固定したプログラムを実施するのではなく、基本プログラムをもとに、活動結果のクラスのアセスメントに応じていくつかの選択プログラムから選ぶものである。クラスのみでの実践とクラスおよび小グループの組み合わせプログラムの効果を比較したところ、併用した場合の方が、小グループに参加した児童のみならず、クラス全体への定着度が高かったことである。併用による相互作用の要因分析を現在行なっているため、結果が出次第、本年度、学会発表の申請を行なう予定である。2については、学童期の発達
歯周病を反映した血液中のmicroRNAの探索

近年、体液中のmicroRNAが様々な疾患のバイオマーカーとして注目されている。歯周組織中においても、microRNAの発現が歯周病の病態に従って変化する可能性があることが報告されている。また、血液中においてもmicroRNAが含まれており、血液中のmicroRNAは、歯周状態を反映する新たなバイオマーカーとなり得る可能性がある。本研究では、慢性歯周炎患者および歯肉健常者から採取した血液を用いて、血液中microRNAの網羅的な発現解析を行い、歯周病の病態を反映する血液中microRNAを探索することを目的とする。
新規βアミロイド産生調節蛋白の機能解析

日本の認知症は460万人、その予備軍の軽度認知障害は400万人とされ、予想を超える速度で増加している。この傾向は欧米各国でも同様で、その大部分を占めるアルツハイマー病(AD)の根本的治療法の確立が急務となっている。過去の研究で、ADではアミロイドβ蛋白(Aβ)の異常増加が認められ、Aβ産生増加でマウスの認知機能低下すること示されており、Aβ産生調節は大きな鍵を握る。本研究では、1Aβの産生酵素の新規調節蛋白を同定し、2重大な副作用の起こしにくい選択的調節であること、3この蛋白の増加は、個体レベルでもAβ産生を軽減させることを発見した。以上より、同定蛋白がAD根本治療の標的となる可能性を示した。アルツハイマー病の発症メカニズムとして、βアミロイドペプチド(Aβ)の異常蓄積が一次的病因とする知見が得られており、βアミロイド前駆体タンパク質APPからAβを産生する酵素であるセクレターゼは、治療の標的タンパク質として注目されている。細胞内ではセクレターゼの基質切断や酵素活性を適切に制御する因子の存在が予想され、このような活性制御機構の解明は極めて重要である。我々は、γセクレターゼ結合タンパク質の探索により、新規のAβ産生調節タンパク質AP3を同定した。本課題では、その作用メカニズムの解明と治療への応用の検討を行う。本年度実績のうち、遺伝子改変動物の作製と解析に関しては、AP3トランスジェニック(Tg)マウスに発生段階での形態学的異常はなく、明らかな行動異常も認められなかった。さらに、脳内の内在性Aβ産生は非トランスジェニックに比して有意に低下していることが明らかとなった。また、Notchシグナルの障害がみられないのに対応して、内在性Notch切断によるNICD産生レベルにも差はみられなかった。さらに、正常マウスにおけるAP3の中枢神経系における発現の検討では、AP3は広範囲におけるほとんどの神経細胞で発現がみられ、正常脳においてもAP3がAβ産生を制御している可能性が示された。これらの結果は、AP3が新たなアルツハイマー病治療のターゲットとなり得る可能性を示唆するものであった。本課題では、その作用メカニズムの解明と治療への応用の検討を行った。平成25年度成果:AP3-Tgマウスとアルツハイマー病のモデルマウスであるAPP-Tgマウスとの掛け合わせを行い、AP3高発現が脳内Aβ蓄積を減らし、短期記憶障害を改善することが明らかとなった。研究課題を通じての成果:AP3の標的分子はγーセクレターゼと考えられたが、その効果としてはAPP-C99を不安定化させた。一方、Notch切断には影響を与えなかった。AP3トランスジェニック(Tg)マウスに発生段階での形態学的異常はなく、明らかな行動異常も認められなかった。Notchシグナルの障害は認められず、脳内の内在性Aβ産生は有意に低下していることが明らかとなった。アルツハイマー病のモデルマウスとの掛け合わせによる結果から、AP3は本症の脳病理や記憶障害症状に対して有効であることが示された。これらから、AP3が新たなアルツハイマー病治療のターゲットとなり得る可能性が示唆された。アルツハイマー病の発症メカニズムとして、βアミロイドペプチド(Aβ)の異常蓄積が一次的病因とする知見が得られており、前駆体蛋白APPからAβを産生する酵素であるセクレターゼは、治療の標的蛋白として注目されている。我々は、γセクレターゼ結合蛋白の探索により、新規のAβ産生調節蛋白AP3を同定した。本年度の実績のうち、AP3の標的分子はγセクレターゼ複合体であることが明らかとなったが、Notch切断には影響しないことから、治療効果を考える際に、Notchを介する副作用の可能性が否定できる点は重要であった。また、AP3発現が基質APP-C100を減少させると推測されることは今後のさらなる検討を要する。

AP3トランスジェニック(Tg)マウスの作成に関しては、発生段階には形態学的に明らかな異常は呈していなかったことから、やはり副作用の危険性が低いことが推測された。1.遺伝子改変動物の作製と解析AP3トランスジェニック(Tg)マウスを作製した。発生段階には形態学的に明らかな異常は呈していなかった。内在性Aβ産生をみるため、マウスAβに対するELISA定量を行った。その結果、non-Tgに比してAP3-TgマウスではAβレベルが有意に低下していることが明らかとなった。また、内在性Notch切断によるNICD産生レベルには差がなかった。2. AP3の中枢神経系における発現の検討AP3に対する特異抗体を用いた免疫組織化学を行った。AP3はほとんどの神経細胞で発現がみられたが、グリア細胞での発現はみられなかった。年度計画の通り、AP3トランスジェニック(Tg)マウスを作製し、AβレベルとNotch切断に対する検討を行った。加えて、神経系での発現を検討し、有用な知見が得られた。1. AP3を恒常的に過剰発現又はノックダウンさせた細胞株を確立し、以下を検討した。(1) AP3の標的分子:AP3はγセクレターゼの主要構成蛋白である、Presenilin, Nicastrin, APH-1, PEN-2の全てと結合することを確認した。また、AP3発現は培養細胞のβセクレターゼ活性には影響しないことを見出した。これより標的分子はγセクレターゼであると考えられた。(2)基質APPへの影響の検討:培養細胞AP3のノックダウンは基質レベルとくにAPP-C100を増加させることが明らかになった。しかし、APPとの結合は免疫共沈では認められなかった。(3)Notch切断に対する検討:AP3によるNotchのS3切断によるNICD産生をレポーターアッセイで検討したが、NICD産生への影響は認められなかった。2.遺伝子改変動物の作製と解析AP3トランスジェニック(Tg)マウスを作製した。今後、解析を進めていく。年度計画の通り、新規のAβ産生調節蛋白AP3について、その標的分子、基質APPへの作用、Notch切断に対する検討を行った。また、トランスジェニック・マウスの作製も順調に進み、解析にも取りかかれる状態になった。平成25年度計画<遺伝子改変動物の作製と解析>AP3-Tgマウスとアルツハイマー病のモデルマウスであるAPP-Tgマウスとの掛け合わせを行い、AP3のAD病態への効果を判定する。<バイオマーカー、治療標的蛋白としての可能性の検討>動物において髄液中への分泌確認、Aβ量との相関関係の有無を解析する。また、分泌型蛋白のAβ産生調節能の有無を明らかにする。アミノ酸一次配列の情報と系統細胞の培養上清中に分泌が認められることより、新規調節蛋白は分泌蛋白であることが強く示唆される。しかし、我々が報告したTMP21のような膜蛋白と異なり、これまでγセクレターゼ複合体と結合しAβ産生調節を行う分泌蛋白の報告はない。また、この蛋白自身の基本的な特性も不明である。そこで、培養細胞を用いて、細胞内局在や分泌メカニズム等の特性を明らかとする。
バイオフォトンのもつ生長情報の解明と環境応答-生態パターンの環境応答と制御-

研究期間内に以下のような成果が得られた。まず無ストレス下のバイオフォトン放射は生長点近傍で強い。これは、生長点近傍のミトコンドリアの密度が高く、そのエネルギー生成に伴う電子伝達系から漏曳した活性酸素由来のものであることが分かった。このバイオフォトン放射の強度変化は、発芽・発根、生長過程で初期と終期の二回で極大を示した。しかし、窒素雰囲気にするとフォトン強度が約10分の1近くに減少するのが分かり、活性酸素がその主因であることが明確になった。ここで、環境ストレスとして塩ストレスを加え、それに対するフォトン応答を調べた。すると強いストレスが加わった場合、ミトコンドリアの正常な電子伝達系が阻害され、余剰電子漏洩に伴う活性酸素の生成による強いフォトン放射が生まれることが分かった。同時に、この多量の活性酸素が原形質分離・細胞膜破壊を引き起こし、細胞を死滅させることが確認された。その結果、強い塩ストレス(0.1M以上)では、生長は直ちに停止あるいは致死し、弱い場合(0.01Mの塩(NaCl))には生長阻害が見られた。特に、強い塩ストレス印加後10分20分で、強いバイオフォトン放射が生長点・伸長点近傍で観測された。一方、弱い塩ストレスでは、フォトン放射が無ストレスの場合よりも弱くなった。これは、弱い場合には抗ストレスホルモンの作用によって、活性酸素生成阻害物質(SODやカタラーゼ)が生成され活性酸素の発生を抑えているためと考えられる。従って、ストレスの大きさに応じて、フォトン強度が大きく変化することが明らかとなり、フォトンを計測することによって、植物がどの程度のダメージを受けているか計測できることが分かった。以上の結果、ストレスが生体に重大な影響を与える強度にある種のしきい値があり、それをフォトン強度から求めることが可能であることが分かった。植物をはじめとする生物は、生長に伴い極微弱な光(バイオフォトン)を発光していることが最近になって知られてきた。しかし、その発光の示す意味情報については良く理解されていない。本研究では、そのようなフォトンの発光がどのような情報をもち、それが外部環境因子とどの様な関係にあるのかを調べ、そこから得られる情報を基に生態系の生長に及ぼす環境評価を確立するのが目的である。ところで、これまでの我々の研究によって、植物の発芽・生長過程に強いフォトンの発光が見られ、それが、生長の加速度や速度と強い相関があることが明らかとなっている。特に、そのような相関が各種の植物ホルモンの濃度と密接に関係しており、ホルモンの作用結果がフォトンの形で放射されているものと推測された。そこで、フォトン強度が植物ホルモンの生長制御を反映していることを確認するために、集団生長する植物生態系に対する内生ホルモンと外生ホルモンの効果および生長する個体の出すホルモンの影響(アレロパシー)を研究した。その結果、実験的に次のような事実が明らかとなった。(1)集団生長に際して、個々の植物の放出する生長促進・阻害物質の有効拡散係数を制御したところ、拡散が悪いほど生長は促進された。(2)早く生長する生態系ほど集団化し、生長パターンはクラスター化する。(3)外生ホルモンを投与すると、促進ホルモン(ジベレリン)の場合には均一な生長パターン(生態系)をつくり、阻害ホルモン(アブシジン酸)では生長パターンを局所化(不均一化)する。(4)イオンストレス(環境塩害)が加わると生長中の植物からのバイオフォトンの強度が強くなる。これらはそれぞれホルモンの競合拡散と活性作用から生じるものと考えられ、それを基にしたモデルを提案した。しかし、そのモデルの理論解析はまだなされておらず、実験との比較・検討やモデルの正当性は今後の課題である。
細胞接着分子が制御する細胞小器官の配置と鞭毛形成の分子機構

細胞接着分子CADM1が尾部のミトコンドリアの配置と鞭毛形成を制御する分子機構を明らかにするため、Yeast-Two-Hybridシステムにより、CADM1と直接結合するアダプター蛋白質BSPRYを同定した。しかし、BSPRY遺伝子欠損マウスの精巣は小さいが、CADM1で観察された様な精子形成障害は見られなかった。そこで、BSPRY抗体で免疫沈降をして質量分析で解析をしたところ、細胞内蛋白質Iba-1等の多数の分子が沈降産物に含まれていた。Iba-1の発現は、CADM1遺伝子欠損マウスの精巣で、著しく減少していた。そこで、同定した分子とCADM1、BSPRY, Iba-1との結合を明らかにするとともに、これらの分子の精巣での発現を検討することにより、CADM1を中心とした分子群を明らかにすることを目的として研究を行った。BSPRY抗体とIba-1抗体により免疫沈降と質量分析を行った。その結果、56種類の分子を新たに同定した。そこで、in vitroのアッセイ実験系であるVIPアッセイにより、分子間相互作用をスクリーニングを順番に行った。VIPアッセイにより26種類の分子の相互作用を検討した。BSPRYとIba-1との相互作用をそれぞれ確認できた分子があったが、CADM1との相互作用をする分子が同定できなかった。したがって、残った分子について引き続き相互作用を検討する。相互作用が確定できた分子が同定できた場合、CRISPER/Cas9システムにより遺伝子欠損マウスを熊本大学動物資源開発研究施設(CARD)に依頼して作製する。免疫沈降により新たに同定した分子が50種類を越え、その検討に時間を要している。しかしながら、これらの分子の中に、重要な分子が含まれている可能性が高く、その精査は新たな知見を得るために重要な行程である。したがって、時間はかかっているが着実に成果は出ているので、引き続き研究を進めていく。BSPRYとIba-1の免疫沈降と質量分析により、同定した56種類の分子の内、VIPアッセイをしていない30種類の分子についてVIPアッセイを行う。CADM1と相互作用をする分子が同定できるまで行う。細胞接着分子CADM1と相互作用する新規分子が同定できた場合、新たな遺伝子改変動物を作製する計画であったが、候補分子が多く、その絞り込みに時間がかかった。相互作用分子が同定できた場合、遺伝子改変動物を作製する必要があるため、その費用を次年度に繰り越す必要が生じたため。
医療処置を要する療養者支援における看護職・介護職間の連携の質指標の開発

医療を要する在宅療養者に対する連携の質指標として、介護職と看護職が同一項目で測定する連携尺度を開発した。1)概念整理と訪問看護師・訪問介護職員の面接調査に基づき、連携項目案を作成し、2)連携の実態調査に基づく探索的因子分析により23項目、4因子(運営・協働実施・危機管理・関係構築)の尺度を開発した。3)尺度による連携の関連要因の分析により、同一法人の事業所や在宅人工呼吸器・喀痰吸引等の医療管理の受入れ、介護職による医療的ケアに対応する事業所は有意に連携ができていた。今後は、事業所の連携体制および個別療養者に対応した連携の推進が必要である。本研究は、医療を要する療養者ケアの質指標として介護職と看護職の連携尺度を開発する。当該年度は、以下13を実施し、2カ年目以降に、4.連携尺度項目案の信頼性・妥当性の検証(看護職・介護職対象の質問紙調査)を行う。1.看護と介護の連携に関する概念整理・連携項目の抽出・精錬(文献調査):介護職による喀痰吸引等実施に関する法改正前の「看護と介護の連携」に関する研究動向・概念整理を行った。医学中央雑誌WEB版のキーワード「看護and介護and連携and原著論文and 2008-2013」で検索した466件のうち、看護・介護の用語が職種を意味する論文113件の研究領域は施設が最も多く56件、在宅は26件であった。職種間の連携関係を扱う論文は36件(うち在宅領域2件)であった。看護職・介護職の連携を構成する要素として、構造的要素(組織・役割・連携体制・情報管理)、プロセス要素(事前取り決め・実施協力・継続・人間関係)、アウトカム要因(目標管理など)の構成要素の示唆を得た。2.法改正後の在宅医療提供における課題分析:法改正前後の行政文書を比較した結果、法制化前は研修や医学的管理は患者との個別的関係によって責任体制が不明確なまま実施されていたが、法改正後は、一定の研修・組織的管理の下で医師の指示により実施され、医療職員との連携・安全管理・緊急時対応も明確になり、看護と介護の関係性も位置づけられた。3.連携項目の精錬と看護と介護の連携尺度項目案の作成(面接調査)看護職4名の面接調査、介護職8名のフォーカスグループインタビューにより、在宅における看護職と介護職の連携を構成する要素を質的帰納的に分析した結果、213の文脈から68項目の連携項目が抽出された。組織体制・連絡体制・役割分担・連携方法や効果的な連携のための活動・関係形成等に関する項目により、連携尺度項目案を作成した。初年度は、概念整理と面接調査に基づき連携尺度項目案(46項目)を作成した。当該年度は、探索的因子分析による連携尺度の開発を行った。訪問看護事業所964件・訪問介護事業所965件を対象に項目案による連携実態調査(5段階リッカート法)を実施し、訪問看護師156名(有効回答125)、訪問介護職員98名(有効回答76)より回答を得た。看護職ー介護職間で平均点に有意差があった項目は6項目であった。因子分析の項目選択では、無回答が多かった2項目を削除し、看護職と介護職のいずれかで尖度が±2以上かつ全回答数の50%以上が選択肢の一つに集中した5項目を削除した。看護・介護それぞれで全項目間の相関係数0.7以上は削除の適否を検討して3項目を削除した。看護-介護の統合データにより37項目で因子分析(最尤法・プロマックス回転)を行った。因子負荷量0.35未満およびどの因子にも属さない項目、共通性が低い項目を順次削除し、負荷量平方和累計%とパターン行列を繰り返し確認した。23項目で4因子が抽出され、第1因子(10項目)は個別支援を協力・共有して取り組む「協働実施」、第2因子は「関係構築(7項目)」、第3因子は「危機管理(4項目)」、第4因子は「運営(2項目)」と命名した。尺度全体のα係数は0.94、各因子内α係数0.810.90であった。同様の23項目による看護職・介護職それぞれの因子分析結果では、因子構成は異なるが看護職は負荷量平方和累計%55.17%(α係数0.93)、介護職は60.6%(α係数0.94)となった。統合データ、看護職データ・介護職データそれぞれにおいて、IT相関分析ですべての項目に相関を認め、GP分析で有意差を認めて、信頼性を確認し連携尺度を完成した。本研究は、医療を要する在宅療養者ケアの質指標として介護職と看護職の連携尺度を開発した。2年目は、項目案による連携実態調査を実施し、訪問看護師156名、訪問介護職員98名より回答を得て、探索的因子分析による連携尺度の開発を行った。連携項目は、23項目で4因子が抽出され、第1因子「協働実施」、第2因子「関係構築」、第3因子「危機管理」、第4因子「運営」とした。尺度全体のα係数は0.94であった。

最終年度は、開発した連携尺度を用いて訪問看護事業所944件、訪問介護事業所945件に対する質問紙調査を実施し、連携の関連要因を明らかにした。看護職133名、介護職149名より回答を得た。連携総合得点の平均は看護職78.9、介護職81.1で有意差はなかった。事業所概要で連携得点が有意に高かった要因は、「看護または介護事業所を併設している事業所(p=0.008)」「介護職が喀痰吸引を実施している利用者がいる(p=0.01)」「介護職が経管栄養を実施する利用者がいる(p=0.04)」であった。さらに、連携得点と相関があった要因は「人工呼吸器利用者数(p=0.02)であった。一方、療養者の状態としては「介護職の喀痰吸引等の実施に関する連携経験がある(p=0.002)」等で有意差があり、療養者のADL、意思疎通の可否、要介護度、障害者手帳の有無等で有意差はなかった。在宅療養支援における看護職と介護職の連携は、療養者の状態像(ADL等)に関わらず、事業所間の関係や事業所としての在宅人工呼吸器・喀痰吸引等の医療管理の受入れ、介護職による医療的ケアニーズへの対応によって連携の程度が異なっていた。今後は、連携の促進に向けて、事業所の連携体制整備および個別療養者の連携のニーズに応じた連携について本尺度を用いた効果検証を目指す。医療を要する在宅療養者に対する連携の質指標として、介護職と看護職が同一項目で測定する連携尺度を開発した。1)概念整理と訪問看護師・訪問介護職員の面接調査に基づき、連携項目案を作成し、2)連携の実態調査に基づく探索的因子分析により23項目、4因子(運営・協働実施・危機管理・関係構築)の尺度を開発した。3)尺度による連携の関連要因の分析により、同一法人の事業所や在宅人工呼吸器・喀痰吸引等の医療管理の受入れ、介護職による医療的ケアに対応する事業所は有意に連携ができていた。今後は、事業所の連携体制および個別療養者に対応した連携の推進が必要である。本研究は、医療を要する療養者ケアの質指標として看護職と介護職の連携尺度を開発する。研究計画は、1.看護と介護の連携に関する概念整理・連携項目の抽出・精錬、2.法改正後の提供体制における課題分析、3.1と2による連携項目の精錬と看護と介護の連携尺度項目案の作成(面接調査)、4.連携尺度項目案の信頼性・妥当性の検証(看護職・介護職の質問紙調査)を行う。初年度は、13を修了し、当該年度は、4について連携実態調査の実施および探索的因子分析により連携尺度を完成することを目標としていた。計画通り、当該年度は訪問看護師・訪問介護職員に対する連携実態調査を実施し、統計的分析により妥当性・信頼性を確認した連携の質指標(尺度)を完成したため、計画通りに進展している。難病看護平成26年度の成果である医療処置を要する在宅療養者支援における看護職・介護職の連携の質指標(尺度)の開発については、論文投稿をする予定である。最終年度となる平成27年度は、開発した連携の質指標(尺度)を用いて、連携実態調査を行う。これにより、平成24年4月の「社会福祉士及び介護福祉士法の一部を改正する法律」による新たな医療提供体制の移行期としての連携実態と課題・安全かつ円滑な医療提供の実現に向けた今後の方策を検討する。更に、連携の状態に影響する要因・効果的な連携によるアウトカム評価の検証のために必要な資料を得る。研究方法は、訪問看護事業所管理者・訪問介護事業所管理者各1000名程度を対象とした自記式質問紙調査である。開発する連携
マイクロ波電磁応答によるボルテックス・ダイナミクスの研究

ここ10年来従来のBCS超伝導体とは異なる対称性を持つ異方的超伝導体が数多く発見されてきている。異方的超伝導体は超伝導ギャップにノードを持つことが特徴である。ノードを持つことを示すスタンダードな実験手段は例えば比熱、NMR、超音波吸収、STM等であるがこれらの実験ではノードの方向依存性を測定することができない。もっとも強力な実験手段は高温超伝導体で用いられたPhase Sensitiveな実験であるがこの方法は高温超伝導体でしか成功していない。ノードの方向は超伝導の引力の起源と強い相関を持つため重要であるにもかかわらずこれまで正確に決定されているのは高温超伝導体のみである。最近熱伝導度測定がノード方向を決める強力な実験手段であることが理論的に指摘された。熱伝導度は超伝導状態では準粒子のみに応答し、磁場、熱流、そしてノード方向の相対角度に対して値を変化させる。本研究ではHe^3温度で磁場を精密に回転できる装置を製作し具体的な実験をスピントリプレット超伝導体Sr_2RuO_4および2次元重い電子系超伝導体CeCoIn_5に対して行った。その結果Sr_2RuO_4では超伝導ノードは2次元面に平行に走っておりCeCoIn_5ではd_<x2-y2>的なノードを持っていることを示すことができた。
血管平滑筋及び心筋細胞のイオンチャネルの差異と薬物作用の特異性

1.心筋・平滑筋の早期不活性化電流のアラキドン酸による制御の違いヒトやウサギ心房筋細胞の活動電位の形状は刺激頻度に強く依存する。これは活動電位の早期再分極相を形成する早期不活性化K電流の大きさが刺激頻度依存性を持つからである。一方、モルモット門脈、精嚢、精管、結腸、尿管、胃底部などの平滑筋においても早期不活性化K電流の存在することがわかってきた。心筋・平滑筋の早期不活性化K電流は電流としての性質は、活性化・不活性化の電位及び時間依存性や4-aminopyridineに感受性が高いなどの点で非常に似通っている。しかし細胞での機能は心筋と異なり再分極電流としてよりも脱分極の初期にCa電流と拮抗する電流として働き、活動電位の発生を抑制する、あるいは発射のタイミングを調節する。アラキドン酸が各種平滑筋細胞において1μM低濃度で同じ様に早期不活性化K電流を50%抑制する事を見出した。心房筋細胞と比較したところ、ウサギ心房筋では抑制に30μM以上の高濃度を必要とするため、生理的役割は平滑筋において遥かに重要であると考えられる。ウサギ心房筋だけでなく、早期不活性化K電流を持つ数種の動物の幾種かの心筋において検討したが、同様の結果であった。化学伝達物質を含む多くの生理活性物質がフォスフォリパーゼA2を活性化しアラキドン酸を遊離するからである。尚、アラキドン酸の代謝物であるプロスタグランディンE1とF2αには早期不活性化K電流抑制効果はなかった。またアラキドン酸による抑制はシクロオキシゲナーゼ、リポキシゲナーゼ、あるいはスーパーオキサイドデスムターゼの阻害薬で影響を受けなかったが、リン脂質依存性蛋白燐酸化酵素(Cキナーゼ)阻害薬により一部抑制された。心房筋ではCキナーゼの活性化により早期不活性化電流が減少することが知られているので、アラキドン酸による修飾が平滑筋で強いのは興味深い(投稿準備中)。2.心筋・平滑筋遅延整流型K電流のClass III抗不整脈による修飾の違いClass III抗不整脈薬は心筋を抑制することにより活動電位の持続時間と不応期を延長させる。心筋細胞の膜電流の内では遅延整流型K電流を選択的に抑制するとされているが、血管などの平滑筋細胞の遅延整流型K電流に対する作用は検討されていない。特に冠状動脈平滑筋と心筋の遅延整流型K電流のClass III感受性の違いを集中して検討した。ウサギ心房筋やモルモット心室筋細胞の遅延整流型K電流は、Class IIIのE-4031(1μM)やMS-551(10μM)によってそれぞれ80%以上・約60%が抑制された。一方、ブタ冠状動脈平滑筋細胞の遅延整流型K電流は30μMのE-4031や100μMのMS-551で若干の抑制が観察されたにとどまった。しかしClass Iの抗不整脈薬であるが遅延整流型K電流も抑制する事が知られているキニジンによって心筋・平滑筋の遅延整流型K電流はNa電流抑制に有効な濃度(1μM)において同程度(約50%)抑制されることがわかった。冠状動脈平滑筋の遅延整流型K電流を4-aminopyridineで抑制すると刺激物質による収縮が著しく増大されたり、自動運動が発生したりするので、心筋細胞の遅延整流型K電流に対する抗不整脈薬の選択性は充分注意されなければならない(投稿準備中)。3.4級アンモニウム塩による平滑筋感受性増大心筋と平滑筋細胞の収縮機構の違いの一つとしてそのCa動員機構の違いが挙げられる。心筋ではイノシトール三燐酸(IP_3)を2次伝達物質とする筋小胞体からのCa遊離はあまり生理的意義があまり認められていないが、平滑筋ではその収縮の中心的役割を果しているとされている。小胞体からのIP_3によるCa遊離はKの小胞体内への流入と連関しているとされており脳の小胞体ベジクルからのIP_3によるCa遊離がKチャネル拮抗作用を持つ4級アンモニウム塩によって阻害されることが報告されている。従って、心筋と平滑筋でのIP_3によるCa遊離機構に4級アンモニウム塩がどのように作用するか比較検討する事を試みた。ところが脳では最もIP_3によるCa遊離を抑制すると報告されているtetrahexylammoniumにより平滑筋においては収縮系のCa感受性が著しく上昇し、その作用はCa遊離抑制作用よりもはるかに大きいことが明らかとなった。そのCa感受性増大の機序にはCa-カルモジュリン、ミオシン軽鎖キナーゼの活性・機能上昇さらにミオシン脱燐酸化の抑制は含まれていないことが明らかとなった(Pflugers Archiv)。心筋・平滑筋の早期不活性化

K電流は電流としての性質は、活性化・不活性化の電位及び時間依存性や4-aminopyridineに感受性が高いなどの点で非常に似通っている。しかし細胞での機能は心筋と異なり再分極電流としてよりも脱分極の初期にCa電流と拮抗する電流として働き、活動電位の発生を抑制する、あるいは発射のタイミングを調節する。アラキドン酸が各種平滑筋細胞において1μM低濃度で同じ様に早期不活性化K電流を50%抑制する事を見出した。心房筋細胞と比較したところ、ウサギ心房筋では抑制に30μM以上の高濃度を必要とするため、生理的役割は平滑筋において遥かに重要であると考えられる。ウサギ心房筋だけでなく、早期不活性化K電流を持つ数種の動物の幾種かの心筋において検討したが、同様の結果であった。化学伝達物質を含む多くの生理活性物質がフォスフォリパーゼA2を活性化しアラキドン酸を遊離するからである。尚、アラキドン酸の代謝物であるプロスタグランディンE1とF2αには早期不活性化K電流抑制効果はなかった。またアラキドン酸による抑制はシクロオキシゲナーゼ、リポキシゲナーゼ、あるいはスーパーオキサイドデスムターゼの阻害薬で影響を受けなかったが、リン脂質依存性蛋白燐酸化酵素(Cキナーゼ)阻害薬により一部抑制された。心房筋ではCキナーゼの活性化により早期不活性化電流が減少することが知られているので、アラキドン酸による修飾が平滑筋で強いのは興味深い(投稿準備中)。2.心筋・平滑筋遅延整流型K電流のClass III抗不整脈による修飾の違いClass III抗不整脈薬は心筋を抑制することにより活動電位の持続時間と不応期を延長させる。心筋細胞の膜電流の内では遅延整流型K電流を選択的に抑制するとされているが、血管などの平滑筋細胞の遅延整流型K電流に対する作用は検討されていない。特に冠状動脈平滑筋と心筋の遅延整流型K電流のClass III感受性の違いを集中して検討した。ウサギ心房筋やモルモット心室筋細胞の遅延整流型K電流は、Class IIIのE-4031(1μM)やMS-551(10μM)によってそれぞれ80%以上・約60%が抑制された。一方、ブタ冠状動脈平滑筋細胞の遅延整流型K電流は30μMのE-4031や100μMのMS-551で若干の抑制が観察されたにとどまった。しかしClass Iの抗不整脈薬であるが遅延整流型K電流も抑制する事が知られているキニジンによって心筋・平滑筋の遅延整流型K電流はNa電流抑制に有効な濃度(1μM)において同程度(約50%)抑制されることがわかった。冠状動脈平滑筋の遅延整流型K電流を4-aminopyridineで抑制すると刺激物質による収縮が著しく増大されたり、自動運動が発生したりするので、心筋細胞の遅延整流型K電流に対する抗不整脈薬の選択性は充分注意されなければならない(投稿準備中)。3.4級アンモニウム塩による平滑筋感受性増大心筋と平滑筋細胞の収縮機構の違いの一つとしてそのCa動員機構の違いが挙げられる。心筋ではイノシトール三燐酸(IP_3)を2次伝達物質とする筋小胞体からのCa遊離はあまり生理的意義があまり認められていないが、平滑筋ではその収縮の中心的役割を果しているとされている。小胞体からのIP_3によるCa遊離はKの小胞体内への流入と連関しているとされており脳の小胞体ベジクルからのIP_3によるCa遊離がKチャネル拮抗作用を持つ4級アンモニウム塩によって阻害されることが報告されている。従って、心筋と平滑筋でのIP_3によるCa遊離機構に4級アンモニウム塩がどのように作用するか比較検討する事を試みた。
作物の花形質改良による送粉昆虫の行動制御と種子生産性の向上

本課題では3年間の研究実施期間を通して、アブラナ属作物の花形質に対する送粉昆虫の先天的・後天的選好性を解明し、昆虫の選好性に深く関連する花形質、特に紫外線反射率の遺伝性を明らかにすることを目標にしている。平成30年度は、花弁の紫外線反射率に多様な変異をもつセイヨウナタネをモデルとして用い、花と花房レベルでの行動生態学実験を行った。また、遺伝解析のための遺伝資源の固定化を進めた。具体的な研究内容とその成果は次の通りである。セイヨウナタネ遺伝資源から当日開花した花を紫外線撮影用レンズと紫外透過可視吸収フィルターを装着したデジタルカメラで撮影した。得られた画像に基づいて各系統の花弁の蜜標の明瞭さを2分類(明瞭、不明瞭)で、紫外線反射程度を3分類(反射型、吸収型とそれらの中間型)で評価した。その結果、セイヨウナタネでは約半数の系統が花弁に明瞭な蜜標をもち、紫外線反射程度では7割以上の系統が中間型であった。同一個体内の着花位置や生育ステージの異なる花間には、花のサイズや形状には差があったものの、花弁の蜜標には大きな差は認められなかった。蜜標が異なる生花と花房を用いた行動生態学実験によりクロマルハナバチの選好性を調査した結果、クロマルハナバチは学習の有無に関わらず特定の蜜標に対する選好性を示さなかった。この結果は、過去に人工花を用いて行った実験結果とは異なるものであり、供試植物や学習方法等の実験手法を改良し再実験を行うことが必要であると考えられた。ゲノムワイド関連解析の材料となるナタネ遺伝資源約100系統と、量的形質遺伝子座解析の親系統候補の自殖後代を採種した。当初の計画通り、本年度は花弁の紫外線反射率に多様な変異をもつセイヨウナタネをモデルとして用い、花と花房レベルでの行動生態学実験を行うとともに、遺伝解析材料の準備を進めた。行動生態学実験では、過去に行った人工花を用いた実験とは異なる結果が得られたため、次年度以降に課題を残した。また、遺伝解析材料となる遺伝資源は固定が不十分だったため、予定(F1種子の採種)を変更し固定化を進めた。以上の点から、本課題の現在までの達成度を「やや遅れている」とした。次年度はゲノムワイド関連解析のための遺伝資源のDNAを採取し、次世代シーケンス解析によりジェノタイピングデータを得る。また、QTL解析の親系統間のF1世代種子を得る。行動生態学実験については、供試材料や学習方法等を再検討するなど、最適な実験系の構築のための予備試験を実施する。

次年度は交付申請時の計画どおり、遺伝解析に関わる消耗品や植物の栽培管理に関わる物品等の購入、本研究の実験補助を行う技術補佐員等の雇用、学会での成果発表に関連する出張及び投稿論文の英文校閲に研究費を使用する予定である。次年度使用額152,711円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて上述の研究計画遂行のために使用する。
遡河性魚の生態系サービスと自然再生産復元の順応的管理に関する生態学的研究

本研究では,サケによる生態系サービスとしての物質循環の役割を河川・河畔林生態系で解明し,そのような系の欠如した河川における自然生態系回復を順応的管理に基づき試みた。1.遊楽部川生態系に及ぼす野生シロザケの影響と孵化場魚との相互作用遊楽部川のシロザケ個体群は,古ぐから下流域で自然繁殖する固有系群(野生魚)と,上流域で産卵する孵化場魚のメタ個体群からなる。生残と繁殖競争のトレードオフの結果として,野生魚の雄は孵化場魚に比べ大型で第二次性徴の発現が暴しいことが分かった。本河川では,流域土壌からの過剰な栄養塩供給のため,産卵期間中の栄養塩増加は観察されなかった。河川底生生前群集の水生昆虫バイオマスは,シロザケ産卵場附近で産卵期後著しく増加した。特に,ヒゲナガカワトビケラとユスリカ科幼虫は体成長速度のみならず,バイオマスも著しく増加した。また,シロザケ産卵場付近の河畔林を形成するエゾノキズヤナギのδ^<13>Cとδ^<15>Nは,それ以外の地域に比べて明らかに著しく高かった。これらのことから,遊楽部川で自然産卵しているシロザケ個体群は河川底生生物群集構造および河畔林生態系に暮しい影響を及ぼしていることが示唆された。2.石狩川水系におけるシロザケ自然再生産資源の復元および生態系サービスの変遷石狩川水系千歳川上流部へ孵化場産シロザケ親魚を放流し,その後の追跡調査および河川河畔林生態系に及ぼす影響を調べた。その結果,それらの稚魚は2006年3月末から2007年4月末に浮上して降海したが,河川滞在期間に著しけ変異(18週間)が観察され,放流後直ちに河口域まで移動する孵化場魚と異なる降海行動をとることが分かった。実験放流数が少なかったため,2007年,産卵場付近の栄養塩,クロロフィルa,バイオフィルム,水生昆虫の群集構造,また河畔林のδ^<13>Cとδ^<15>Nには他地域との間に大きな違いは観察されなかった。本研究では,サケによる生態系サービスとしての物質循環の役割を河川・河畔林生態系で解明するとともに,そのような系の欠如した河川生態系に,順応的管理に基づき人為的にシロザケ親魚を放流して生態系の動態と遺伝的多様性と種多様性の高い自然生態系の回復を試みる。1.遊楽部川生態系に及ぼす野生シロザケの影響と孵化場魚との相互作用遊楽部川のシロザケ個体群は,古くから下流域で自然繁殖する固有系群(野生魚)と,人工孵化放流魚ではあるが上流域で産卵する孵化場魚のメタ個体群からなる。生残と繁殖競争のトレードオフの結果として,野生魚の雄は孵化場魚に比べ大型で第二次性徴の発現が著しいことが分かった。本河川では,流域土壌からの過剰な栄養塩の供給から,産卵期間中の栄養塩の増加は観察されなかった。現在,河畔林の炭素・窒素安定同位体比,バイオフィルム,水生昆虫の分析と野生魚と孵化場魚の分子生態学的分析を行っている。さらに,今後春期に降海する幼稚魚を採集し,その分子生態学的分析と生活史戦略を比較研究する。